JPH0429817B2

JPH0429817B2 -

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Publication number: JPH0429817B2
Application number: JP59195742A
Authority: JP
Priority date: 1984-09-20
Filing date: 1984-09-20
Publication date: 1992-05-20
Also published as: JPS6175135A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は油圧シヨベル、ブルドーザ、油圧式ク
レーン等の作業機械の制御装置に係り、特に作業
用アクチユエータへの圧油の給配をパイロツト操
作形式の方向切換弁により行う油圧回路を備えた
作業機械の制御装置に関するものである。

〔発明の背景〕

従来油圧シヨベルのような作業機械において
は、複数の作業用アクチユエータを作動するた
め、複数の油圧ポンプからの圧油を各方向切換弁
を介して各作業用アクチユエータに給配してい
る。そして各作業用アクチユエータの作動を効率
よく行うため、各油圧ポンプの圧油を合流または
分流して各作業用アクチユエータに給送すること
が行われている。

第３図は、特開昭59−48532号および特開昭59
−48533号に開示されるようなローデイングシヨ
ベルのバケツト刃先直線掘削制御の動作図を示す
もので、、１はシヨベル本体、１ａはその履帯、
２はブーム、３はアーム、４はバケツト、５はブ
ーム俯抑用のブームシリンダ、６はアーム揺動用
のアームシリンダ、７はバケツト回動用のバケツ
トシリンダである。また、P₀はシヨベル本体１
とブーム２との枢着点、P₁はブーム２とアーム
３と枢着点、P₂はアーム３とバケツト４との枢
着点（以下アーム先端点という）、P₃はバケツト
４の刃先点である。

バケツト刃先直線掘削は次のように行われる。
まず、履帯１ａに接近した状態においてバケツト
４の刃をほぼ垂直に立てた状態から、バケツト
４を回動しながらブーム２を下げつつ、アーム３
を押し出す動作を行つてバケツト刃先P₃の移動
軌跡が水平になるような制御をする。バケツト４
がの姿勢になつた時点で、バケツト４の回動を
止め、以後はアームを押し出しつつブーム２を下
げればアーム先端点P₂は常にG.Lに平行に移動
し、バケツト４の姿勢はアーム３とバケツトシリ
ンダ７とで構成される擬似平行リンク機構によつ
てバケツト４がG.Lとなす角度がほぼ一定に保た
れつつの状態に至る。

第４図は、上記ローデイングシヨベルのアーム
シリンダ６およびバケツトシリンダ７の操作油圧
回路を取り出したもので、８，９は油圧ポンプ、
１０，１１はそれぞれ油圧ポンプ８，９の油圧を
アームシリンダ６に給配するパイロツト操作形の
方向切換弁、１２は油圧ポンプ９の圧油をバケツ
トシリンダ７へ給配するパイロツト操作形の方向
切換弁、１３はアーム操作レバー、１４はバケツ
ト操作レバー、１５はアーム操作レバー１３の操
作量に応じたパイロツト圧を発生するパイロツト
弁、１６はバケツト操作レバー１４の操作量に応
じたパイロツト圧を発生するパイロツト弁、１
７，１８はパイロツト弁１５からそれぞれ方向切
換弁１０，１１のパイロツト操作回路、１９はパ
イロツト操作回路１８の途中に設けた切換弁、２
０は制御演算器で上記バケツト刃先直線堀削を自
動制御で行う場合にアーム３の押出し量に応じた
バケツト４の回動量を演算し電気信号として出力
したり、また、バケツト４が第３図のの状態に
至つたことを感知した信号を入力して切換弁１９
を図のｂ位置からａ位置に切換える電気信号を出
力する。２１は電気油圧変換弁で制御演算器２０
の出力の電気信号をパイロツト圧に変換する。２
２はシヤトル弁でパイロツト１６のパイロツト圧
と電気油圧変換弁２１との高い方の圧力を選択す
る。２３はシヤトル弁２２に接続されるパイロツ
ト操作回路で途中で分岐し、分岐回路２３ａは切
換弁１９へ、分岐回路２３ｂは方向切換弁１２に
接続される。

上記バケツト刃先直線堀削を自動制御で行う場
合には、アーム操作レバー１３のみを操作し、ア
ーム３の押出し量（枢着点P₁での回転角または
アームシリダ６の伸縮量）を検出し、これに応じ
てバケツト刃先点P₃の軌跡が水平となるべきブ
ーム２の枢着点P₀での回転角およびバケツト４
のアーム先端点P₂での回転角を制御演算器２０
によつて演算出力し、操作回路を介してブーム用
のパイロツト操作形方向切換弁（図示せず）およ
びバケツト用の方向切換弁１２をパイロツト圧に
よつて切換作動する。第４図ではブーム操作回路
が省略されバケツト操作回路のみが電気油圧変換
弁２１、シヤトル弁２２、パイロツト操作回路２
３として図示されている。

一方、手動操作を行う場合は、アーム操作レバ
ー１３、バケツト操作レバー１４および図示しな
いブーム操作レバーをそれぞれ操作してバケツト
刃先直線堀削を行うことになる。また、自動掘削
中バケツト４の回動量を修正しようとする場合
は、バケツト操作レバー１６を操作することによ
つて行う。

さて、バケツト刃先直堀時、第３図のの状態
からの状態に至るまでの間では、制御演算器２
０（またはパイロツト弁１６）からバケツト回動
信号が出されるので、切換弁１９はｂ位置に切換
えられており、パイロツト操作回路１８は切換弁
１９によつて遮断されているので、パイロツト弁
１５よりのパイロツト圧は方向切換弁１０のみに
送られており、方向切換弁１１にはパイロツト圧
が加つていないので、アームシリンダｂは油圧ポ
ンプ８の圧油のみによつて駆動されている。バケ
ツト４がの状態に至ると、制御演算器２０（ま
たはパイロツト弁１６）は出力信号が零となるの
で、切換弁１９はｂ位置から図示のａ位置に瞬時
に切換わり、パイロツト弁１５のパイロツト圧が
方向切換弁１１に加わり、アームシリンダ６は油
圧ポンプ８，９の合流した圧油によつて駆動さ
れ、速度が急激に増す。しかし、切換弁１９の切
換り時には方向切換弁１１と切換弁１９との間の
管路１８にパイロツト弁１５からの圧油が流れ込
むため、一時的に、パイロツト操作回路１７のパ
イロツト圧が一瞬下がつてしまうことがあり、ア
ームシリンダ６の速度が一担遅くなつて次に急激
に早くなるという現象を起こす。これは方向切換
弁１１と切換弁１９の管路が長いほど顕著に表わ
れる。

したがつて、アーム３の上記切換時の動作が滑
らかに行われず、ぎくしやくした作動を起す欠点
があり、またバケツト刃先直線堀削の精度に悪影
響を及ぼす。特に自動堀削運転を行つている際に
は制御応答性の遅れによる影響も加味されて掘削
時の直線性が損われる問題がある。

〔発明の目的〕

本発明は上記のような従来の問題点に鑑み、複
数の作業アクチユエータを複数の油圧ポンプから
の圧油によつて各方向切換介をして駆動し、第一
のアクチユエータが複数の油圧ポンプにそれぞれ
パイロツト操作形の方向切換弁を介して接続さ
れ、また第二のアクチユエータがパイロツト操作
形の方向切換弁を介して油圧ポンプからの圧油に
よつて駆動され、前記第一のアクチユエータのパ
イロツト操作回路のうちの１つに切換弁を設け、
この切換弁の切換えを第二のアクチユエータのパ
イロツト操作回路よりのパイロツト圧油によつて
切換えて、複数の油圧ポンプからの圧油を合流ま
たは分流するようにした作業機において、上記切
換弁の切換時に発生するパイロツト圧の一時的降
下を阻止することを目的とする。

〔発明の概要〕

この目的を達成するため本発明は、第二のアク
チユエータの方向切換弁用パイロツト圧を第一の
アクチユエータの方向切換弁用パイロツト操作回
路に設けた切換弁の切換り圧力附近で徐々に変化
させる圧力演算制御手段を設けて、切換弁の切換
時に第一のアクチユエータのパイロツト操作圧の
一時的降下を防止したものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図および第２図
により説明する。

第４図の制御演算器２０はバケツトが第３図の
の状態に至つたことを検出（バケツト刃先点
P₃の向き、すなわちバケツト掘削角が水平方向
に至つたことをブーム、アームおよびバケツトの
各回転角から演算する）し、電気油圧変換弁２１
に対する出力を第２図のＡに下げる。そして徐々
に出力をＢまで下げ、Ｂから急激に零にする。第
２図は縦軸に制御演算器２０の出力ｘを横軸に時
間ｔを取つたもので、前記出力Ａ、Ｂ値を第４図
の切換弁１９の切換り位置ａ，ｂのパイロツト圧
A′、B′に対応する前後の値とする。このように
すると、切換弁１９は位置ａからｂに徐々に切換
わるので、切換弁１９の開口面積が徐々に変化
し、パイロツト弁１５からのパイロツト圧が徐々
にパイロツト操作形方向切換弁１１のパイロツト
部に作用するので、パイロツト操作回路１７のパ
イロツト圧が一瞬下がつてしまうという現象が生
じない。したがつて、アームシリンダ６を油圧ポ
ンプ８，９の圧油が合流して作動する上記切換時
の動作が滑らかに行われ、アーム３がぎくしやく
した動作を行うことがなく、刃先直線自動掘削に
も悪影響が生じることがない。

また、手動操作を行つている場合には、バケツ
ト操作レバー１４を中立に戻したことを制御演算
器２０に感知させ、その時点から上記第２図に示
すようなＡからＢに至る出力を制御演算器２０で
発生させれば、同様に切換弁１９を徐々に切換え
て、アーム３の上記切換時の動作を滑らかに行う
ことができる。

第１図は制御演算器２０の具体的実施内容をフ
ロチヤートで示したものである。

まず、ブロツク１００でバケツト４が第３図の
の状態の至つたことを検出（バケツト動作終
了）し、ブロツク１０１で時間ｔ＝ｏで出力Ｘ＝
Ａを出力する。ブロツク１０２では出力ｘ＝ｘ−
ktを出力し、ブロツク１０３でｘ≦Ｂを判定し、
Noであればブロツク１０４で時間ｔ＝ｔ＋Δtと
しブロツク１０２に戻る。ブロツク１０２２で
Yesと判定されればブロツク１０５で出力ｘ＝ｏ
として切換弁１９の切換を完了する。

上記実施例によれば、バケツト刃先直線掘削時
に、バケツト動作終了時のアーム３の油圧ポンプ
８から油圧ポンプ８，９による合流駆動切換を滑
らかに行うことことができ、バケツト刃先直線掘
削制御、特に自動掘削時の掘削直線性に悪影響を
及ぼすことがない。

以上本発明をアームシリンダ６をパイロツト操
作形の方向切換弁１０，１１を介して油圧ポンプ
８，９に接続し、バケツトシリンダ７をパイロツ
ト操作形の方向切換弁１２を介して油圧ポンプ９
に接続し、バケツト刃先点P₃を直線に沿つて動
かすバケツト刃先直線掘削の場合を例に取り説明
したが、本発明は上記実施例に限定されるもので
はなく、アームシリンダ６を二つのパイロツト操
作形の方向切換弁を介して油圧ポンプ８，９に接
続し、油圧シヨベルの上部旋回体用旋回モータ
（図示せず）を油圧ポンプ９にパイロツト操作形
の方向切換弁（図示せず）を介して接続した場
合、アームシリンダ６の代りにブームシリンダ
（図示せず）が２つの油圧ポンプにより駆動され
るよう接続される場合および油圧シヨベルの左右
走行モータ（図示せず）が他のアクチユエータと
同時に操作された時にのみ１つの油圧ポンプの圧
油が分流し、左右走行モータを駆動する場合等、
複数の油圧ポンプからの圧油を合流または分流し
て各作業アクチユエータを駆動する回路の１つの
パイロツト操作回路圧によつて他のパイロツト操
作回路に設けた切換弁を切換える場合、切換時の
パイロツト操作回路の圧力降下を防ぐための手段
として広く適用することができる。

また、第４図の切換弁１９は切換時のパイロツ
ト圧の幅A′，B′間が大きいほど効果が大きいの
で、切換時のパイロツト圧の幅の大きいものを使
うと本発明の効果がより良好となる。

〔発明の効果〕

以上説明した本発明によれば、第一のアクチユ
エータが複数のパイロツト操作形方向切換弁を介
して複数の油圧ポンプに接続され、第二のアクチ
ユエータがパイロツト操作形方向切換弁を介して
油圧ポンプに接続され、前記第一のアクチユエー
タの複数の方向切換弁用パイロツト操作回路のう
ちの少くとも１つに、前記第二のアクチユエータ
の方向切換弁用パイロツト操作回路のパイロツト
圧によつて切換えられる切換弁が設けたられた作
業機において、上記切換弁の切換り時における操
作回路の圧力降下を防ぎ、第一のアクチユエータ
の動作をスムースに行わせることが出来ると共に
特に自動制御時の制御動作に悪影響を与えること
を防止することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る制御装置の具
体的内容をフロチヤートで示す図、第２図は第１
図の制御関数の例を示す図、第３図はローデイン
グシヨベルのバケツト刃先直線掘削制御の作動
図、第４図はローデイングシヨベルの油圧回路の
アームおよびバケツトの油圧回路を取り出した図
である。６……第一のアクチユエータ（アームシリン
ダ）、７……第二のアクチユエータ（バケツトシ
リンダ）、８，９……油圧ポンプ、１０，１１，
１２……パイロツト操作形方向切換弁、１７，１
８，２３……パイロツト操作回路、１９……切換
弁、２０……制御演算器。

Claims

【特許請求の範囲】

１第一のアクチユエータが複数のパイロツト操
作形方向切換弁を介して複数の油圧ポンプに接続
され、第二のアクチユエータがパイロツト操作形
方向切換弁を介して油圧ポンプに接続され、前記
第一のアクチユエータの複数の方向切換弁用パイ
ロツト操作回路のうちの少くとも１つに、前記第
二のアクチユエータの方向切換弁用パイロツト操
作回路のパイロツト圧によつて切換えられる切換
弁が設けられた作業機械において、前記第二のア
クチユエータの方向切換弁用パイロツト圧を前記
第一のアクチユエータ方向切換弁用パイロツト操
作回路に設けた切換弁の切換り圧力附近で徐々に
変化させる圧力演算制御手段を設けたことを特徴
とする作業機械の制御装置。