JPH0438922B2 - - Google Patents

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JPH0438922B2
JPH0438922B2 JP61204810A JP20481086A JPH0438922B2 JP H0438922 B2 JPH0438922 B2 JP H0438922B2 JP 61204810 A JP61204810 A JP 61204810A JP 20481086 A JP20481086 A JP 20481086A JP H0438922 B2 JPH0438922 B2 JP H0438922B2
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hydraulic
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boom
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hoisting
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、たとえばクレーンの吊荷の巻上下
に用いられるような油圧駆動システムの制御方法
に関するもので、特に、特定の油圧アクチユエー
タを駆動する油圧ポンプを複数台備えた油圧駆動
システムの不感帯補償制御に関する。
Detailed Description of the Invention (Industrial Application Field) The present invention relates to a method for controlling a hydraulic drive system, such as one used for hoisting and lifting a suspended load on a crane, and particularly to a method for controlling a hydraulic drive system used for hoisting and lifting a suspended load of a crane. This invention relates to dead zone compensation control for a hydraulic drive system equipped with a plurality of hydraulic pumps.

(従来の技術とその問題点) クレーンの吊荷の巻上下に用いられるような油
圧駆動システムでは、負荷の状態や駆動システム
の使用条件によつて油圧アクチユエータの作動速
度を変化させる必要が生ずる。このため、油圧ア
クチユエータを駆動するための油圧ポンプの出力
容量に余裕を持たせ、油圧アクチユエータの作動
速度の変動に十分対処できるようにしておけねば
ならない。
(Prior Art and its Problems) In a hydraulic drive system used for hoisting and lifting a suspended load of a crane, it is necessary to change the operating speed of the hydraulic actuator depending on the load condition and usage conditions of the drive system. For this reason, the output capacity of the hydraulic pump for driving the hydraulic actuator must have a margin to be able to sufficiently cope with fluctuations in the operating speed of the hydraulic actuator.

ところが、出力容量の大きな油圧ポンプは一般
に大型であつて、その価格も高いため、移動式ク
レーンなどにこのような大容量油圧ポンプを搭載
することは適用ではない。そこで、通常の容量を
有する油圧ポンプを複数台設け、使用する油圧ポ
ンプの台数を変えることによつて、低速から高速
までの広い範囲にわたつて油圧アクチユエータの
駆動を行なうことできる油圧駆動システムが多く
使用されている。
However, since hydraulic pumps with a large output capacity are generally large and expensive, it is not applicable to install such a large capacity hydraulic pump in a mobile crane or the like. Therefore, there are many hydraulic drive systems that can drive a hydraulic actuator over a wide range from low speed to high speed by installing multiple hydraulic pumps with normal capacity and changing the number of hydraulic pumps used. It is used.

このように複数台の油圧ポンプを使用する場
合、第1の油圧ポンプの出力が飽和した時点で第
2の油圧ポンプの出力が立上がり始めるようにす
ることが理想的である。すなわち、一般に、油圧
ポンプの出力制御は、当該ポンプに対応して設け
られた油量制御弁の開口面積を駆動信号に応じて
変化させることによつて行なわれるが、たとえば
2台の油圧ポンプを使用する場合、第13図aの
合成開口面積線CL0のような特性とすることが理
想である。
When a plurality of hydraulic pumps are used in this way, it is ideal that the output of the second hydraulic pump starts rising when the output of the first hydraulic pump is saturated. That is, output control of a hydraulic pump is generally performed by changing the opening area of an oil flow control valve provided corresponding to the pump in accordance with a drive signal. When used, it is ideal to have a characteristic like the synthetic aperture area line CL0 in FIG. 13a.

しかしながら、油圧駆動システムに使用される
油圧機器の特性には個体間のばらつきがあり、仮
にひとつの製品について上記のような理想的特性
を設定できたとしても、その制御特性を他の製品
に設定した場合には、当該他の製品については上
記のような理想的特性からずれる場合が多い。こ
のため、実際には第13図aの理想的特性線CL0
からずれる場合が少なくない。
However, there are variations in the characteristics of hydraulic equipment used in hydraulic drive systems, and even if it is possible to set ideal characteristics as described above for one product, it is difficult to set the control characteristics for other products. In this case, the other products often deviate from the ideal characteristics as described above. Therefore, in reality, the ideal characteristic line CL0 in Figure 13a
There are many cases where it deviates from the

そして、第1のポンプにおける油量制御弁の開
口面積の飽和a1が、第2の油圧ポンプにおける油
圧制御弁の開き始める時点a2よりも図の右側にな
るようなずれが発生した場合には、第13図bの
ように、第1の油圧ポンプの飽和が生じる前に第
2の油圧ポンプからの作動油が合流し始める領域
ΔuD(以下、「重なり領域」)が出現してしまう。
If a deviation occurs such that the saturation a 1 of the opening area of the oil flow control valve in the first pump is to the right of the point in time a 2 in the figure when the hydraulic control valve in the second hydraulic pump starts to open. As shown in Fig. 13b, a region Δu D (hereinafter referred to as the "overlapping region") appears where the hydraulic fluid from the second hydraulic pump begins to merge before the first hydraulic pump becomes saturated. .

このような重なり領域ΔuDにおいては、制御信
号変化に対するアクチユエータ動作の変化の比、
すなわち制御感度が急変する。このため、制御信
号の発生を操作レバーの手動操作に基づいて行な
う場合などには、意図しないアクチユエータ速度
の急変が生じ易くなり、手動操作が困難となる。
In such an overlap region Δu D , the ratio of change in actuator operation to change in control signal,
In other words, the control sensitivity suddenly changes. Therefore, when a control signal is generated based on manual operation of a control lever, an unintended sudden change in actuator speed is likely to occur, making manual operation difficult.

したがつて、上記のような個体間の特性のばら
つきなどがあつても重なり領域ΔuDが出現しない
ようにする必要がある。そのようにするには、第
1の油圧ポンプの駆動出力が飽和すると予想され
る時点からある程度遅れて第2の油圧ポンプから
の圧油が油圧アクチユエータに供給され始めるよ
うに設定しておくことが必要になる。すなわち、
第13図cのように、第2のポンプの油圧制御弁
の開き始めの時点a2が第1のポンプの飽和点a1
り右側になるように第2のポンプの油圧制御弁の
特性を決定しておく(具体的には、油圧制御弁の
付勢バネ定数を上記の動作となるように設定す
る)。
Therefore, it is necessary to prevent the overlapping region Δu D from appearing even if there are variations in characteristics between individuals as described above. To do this, it is necessary to set the pressure oil from the second hydraulic pump to start being supplied to the hydraulic actuator after a certain delay from the time when the drive output of the first hydraulic pump is expected to be saturated. It becomes necessary. That is,
As shown in Fig. 13c, the characteristics of the hydraulic control valve of the second pump are set so that the point a2 at which the hydraulic control valve of the second pump starts to open is to the right of the saturation point a1 of the first pump. (Specifically, the biasing spring constant of the hydraulic control valve is set so that the above operation occurs).

このようにすれば、個体間のばらつきなどに起
因して第1の油圧ポンプの出力の飽和点などが理
想値よりも多少ずれても、重なり領域ΔuDは出現
しない。
In this way, even if the saturation point of the output of the first hydraulic pump deviates somewhat from the ideal value due to variations between individual pumps, the overlapping region Δu D will not appear.

ところがこのような設定を行なつておくと、第
1の油圧ポンプの飽和が生じた後、第2の油圧ポ
ンプからの作動油が合流し始める前の領域、すな
わち第13図cにΔuAで示す領域では、制御信号
を増加させても各油圧アクチユエータの制御弁の
開度は変化しない。その結果、この領域ΔuAでは
制御信号に対する油圧アクチユエータの動作速度
の応答感度が著しく低下するため、この領域ΔuA
は「不感帯」となる。
However, if such a setting is made, after the first hydraulic pump becomes saturated and before the hydraulic fluid from the second hydraulic pump starts to merge, that is, in the region c in Fig. 13, there is a difference in Δu A. In the region shown, the opening degree of the control valve of each hydraulic actuator does not change even if the control signal is increased. As a result, in this region Δu A , the response sensitivity of the hydraulic actuator's operating speed to the control signal decreases significantly, so in this region Δu A
becomes a "dead zone".

第12図はこのような不感帯を油圧アクチユエ
ータの動作速度特性から見たグラフであり、は
1台の油圧ポンプによつて油圧アクチユエータを
駆動している領域(以下「第1速領域」と言う。)
を、また、は2台の油圧ポンプによつて駆動を
行なつている領域(以下、「第2速領域」と言
う。)を示す。
FIG. 12 is a graph showing such a dead zone from the operating speed characteristics of the hydraulic actuator, and is a region where the hydraulic actuator is driven by one hydraulic pump (hereinafter referred to as the "first speed region"). )
, and indicate a region (hereinafter referred to as "second speed region") in which driving is performed by two hydraulic pumps.

この第12図において、駆動制御信号uを0か
ら連続的に増加させて行くと、ある程度の遊び領
域を経た後に1台の油圧ポンプから油圧アクチユ
エータに送られる油圧流量が増加し始め、それに
応じて油圧アクチユエータの作動速度Sも上昇す
る。そして、速度Sが1台の油圧ポンプの容量に
応じた飽和速度S01に達するが、その後、第13
図cのΔuAに応じた不感帯R0が続く。
In FIG. 12, when the drive control signal u is continuously increased from 0, the hydraulic flow rate sent from one hydraulic pump to the hydraulic actuator starts to increase after passing through a certain play area, and accordingly The operating speed S of the hydraulic actuator also increases. Then, the speed S reaches the saturation speed S 01 corresponding to the capacity of one hydraulic pump, but after that, the 13th
A dead zone R 0 according to Δu A in figure c follows.

既述したように、不感帯R0では、駆動制御信
号uが変化しても油圧アクチユエータの作動速度
Sが変化しない。
As described above, in the dead zone R0 , the operating speed S of the hydraulic actuator does not change even if the drive control signal u changes.

また、この不感帯R0を通り過ぎると、第1速
領域から第2速領域へと移行し、2台の油圧
ポンプによる駆動が始まる。
Further, after passing through this dead zone R 0 , the first speed region shifts to the second speed region, and driving by the two hydraulic pumps begins.

このような不感帯R0が存在すると、油圧アク
チユエータの制御が不安定となり、たとえばクレ
ーンにおける吊荷の水平移動制御では、第1速領
域と第1速領域との境界領域に相当する作業
半径付近で制御偏差が大きくなつてしまうという
問題がある。
If such a dead zone R 0 exists, the control of the hydraulic actuator becomes unstable. For example, in the horizontal movement control of a suspended load in a crane, the control of the hydraulic actuator becomes unstable near the working radius corresponding to the boundary area between the first speed region and the first speed region. There is a problem in that the control deviation becomes large.

このような問題があるために不感帯R0は存在
しないことが望ましいが、実際にはそれを完全に
除去することは困難である。その理由は以下の通
りである。
Because of this problem, it is desirable that the dead zone R 0 does not exist, but in reality it is difficult to completely eliminate it. The reason is as follows.

(イ) 上記のように油圧機器には製品ごとの特性の
ばらつきがあるため、各製品について不感帯を
完全に除去するような特性を一律に決定できな
い。
(b) As mentioned above, since there are variations in the characteristics of hydraulic equipment depending on the product, it is not possible to uniformly determine the characteristics that completely eliminate the dead zone for each product.

(ロ) ポンプ駆動のためのエンジン回転数が低い場
合には、油圧制御弁の開口面積が飽和する前に
第1の油圧ポンプからの流量が飽和してしまう
ことがある。したがつて、不感帯の幅はエンジ
ン回転数に応じても変化してしまう。
(b) When the engine speed for driving the pump is low, the flow rate from the first hydraulic pump may be saturated before the opening area of the hydraulic control valve is saturated. Therefore, the width of the dead zone also changes depending on the engine speed.

(ハ) 油圧ポンプによる駆動を1台から2台へ変化
させるためには、切替弁などを用いて油圧回路
の接続を変更しなければならない。そして、こ
のような切替弁などの動作にはある程度の遅れ
が生じ易い。このため、1台めの油圧ポンプの
駆動出力が飽和した後に2台めの油圧ポンプか
らの圧油を合流させようとしても、瞬時にこの
ような動作を行なわせることはできず、不感帯
の完全な除去は困難である。
(c) In order to change the drive from one hydraulic pump to two, the connection of the hydraulic circuit must be changed using a switching valve or the like. In addition, a certain amount of delay tends to occur in the operation of such switching valves and the like. For this reason, even if you try to merge the pressure oil from the second hydraulic pump after the drive output of the first hydraulic pump is saturated, it will not be possible to perform this operation instantly, and the dead zone will be completely closed. Removal is difficult.

(ニ) 第1の油圧ポンプの駆動出力が飽和する以前
に第2の油圧ポンプの出力の切替を徐々に開始
し、第1の油圧ポンプが飽和した直後に第2の
の油圧ポンプからの圧油が油圧アクチユエータ
に供給され始めるようにするという改良も考え
られる。しかしながら、油圧駆動システムにお
いては、その使用条件(クレーンの場合には、
ブーム長や掛数、作業性など)が変化すること
が多い。このため、特定の条件下で上記の調整
や制御ゲインの補正などを行つても、他の条件
下では意図通りの動作を行なわないのが通例で
ある。たとえばクレーンの油圧駆動システムに
ついて特定の条件下で調整を行なつた後、掛数
を2倍に変更したときに、単に駆動制御信号u
を2倍にしただけでは、不感帯を解消すること
はできない。
(d) Gradually start switching the output of the second hydraulic pump before the drive output of the first hydraulic pump is saturated, and immediately after the first hydraulic pump is saturated, the pressure from the second hydraulic pump is increased. A modification is also conceivable in which oil starts to be supplied to the hydraulic actuator. However, in hydraulic drive systems, the conditions of their use (in the case of cranes,
(boom length, number of hooks, workability, etc.) often change. For this reason, even if the above-mentioned adjustment or control gain correction is performed under specific conditions, it is common for the device to not operate as intended under other conditions. For example, if the hydraulic drive system of a crane is adjusted under certain conditions and the multiplier is doubled, the drive control signal u is simply
It is not possible to eliminate the dead zone simply by doubling the value.

以上のように、不感帯を完全に除去することが
望ましいものの、実際には油圧ポンプの制御弁の
設定などの機構的部分の調整によつて不感帯を本
質的に除去すること困難である。したがつて、油
圧システムの機構部における不感帯の存在を前提
とし、制御信号側の改良によつてそのような不感
帯を実質的に補償できるような方法の開発が望ま
れている。
As described above, although it is desirable to completely eliminate the dead zone, it is actually difficult to essentially eliminate the dead zone by adjusting mechanical parts such as the settings of the control valve of the hydraulic pump. Therefore, it is desired to develop a method that assumes the existence of a dead zone in the mechanical part of a hydraulic system and can substantially compensate for such a dead zone by improving the control signal side.

このように、従来の制御方法では、使用条件に
かかわらず有効に不感帯を補償することはできな
いという問題があつた。
As described above, the conventional control method has a problem in that it is not possible to effectively compensate for the dead zone regardless of the usage conditions.

(発明の目的) この発明は従来技術における上述の問題の克服
を意図しており、複数台の油圧ポンプを備える油
圧駆動システムについて、使用条件にかかわらず
有効に不感帯を補償することのできる制御方法を
提供することを目的とする。
(Object of the Invention) The present invention is intended to overcome the above-mentioned problems in the prior art, and is a control method capable of effectively compensating for dead zones in a hydraulic drive system equipped with a plurality of hydraulic pumps, regardless of usage conditions. The purpose is to provide

(目的を達成するための手段) 上述の目的を達成するため、この発明は下記の
ように構成される。
(Means for Achieving the Object) In order to achieve the above-mentioned object, the present invention is configured as follows.

すなわち、この発明が制御対象とする油圧駆動
システムは、下記のa〜cの条件を満足するシス
テムである。
That is, the hydraulic drive system to be controlled by the present invention is a system that satisfies the following conditions a to c.

(a) 所定の油圧アクチユエータを駆動する油圧ポ
ンプを複数台備えること、 (b) 使用する油圧ポンプの台数と前記油圧ポンプ
から油圧アクチユエータに送られる圧油流量と
を変化させることにより、前記油圧アクチユエ
ータの作動速度が変化すること、 (c) 使用する前記油圧ポンプの台数を変化させる
際に制御信号の値を変化させても前記油圧アク
チユエータの作動速度が変化しない不感帯を有
すること。
(a) providing a plurality of hydraulic pumps that drive a predetermined hydraulic actuator; (b) changing the number of hydraulic pumps used and the flow rate of pressure oil sent from the hydraulic pump to the hydraulic actuator; (c) The hydraulic actuator has a dead zone in which the operating speed of the hydraulic actuator does not change even if the value of the control signal is changed when changing the number of the hydraulic pumps used.

このような油圧駆動システムにおいて、この発
明の方法は、前記不感帯を補償しつつ前記油圧駆
動システムの駆動制御を行なうように構成され
る。
In such a hydraulic drive system, the method of the present invention is configured to perform drive control of the hydraulic drive system while compensating for the dead zone.

具体的には、使用する油圧ポンプの台数を変化
させるに際して、まず、前記油圧ポンプから前記
油圧アクチユエータへの圧油流量を制御するため
に発生された第1の制御信号の値を、前記第1の
制御信号と前記油圧アクチユエータの動作速度と
の関係から求められる前記不感帯の幅に応じて決
定された所定のオフセツト量だけ変化させて第2
の制御信号を生成する。そして、この第2の制御
信号によつて前記油圧ポンプを制御することによ
つて、上記不感帯を補償した制御を可能としてい
る。
Specifically, when changing the number of hydraulic pumps to be used, first, the value of the first control signal generated for controlling the flow rate of pressure oil from the hydraulic pump to the hydraulic actuator is changed to The second offset is changed by a predetermined offset amount determined according to the width of the dead zone determined from the relationship between the control signal and the operating speed of the hydraulic actuator.
generates a control signal. By controlling the hydraulic pump using this second control signal, control that compensates for the dead zone is made possible.

(実施例) 以下、この発明の実施例として、クレーンによ
る吊荷の水平移動における巻上下油圧駆動システ
ムの制御方法を説明する。ただし、この説明は、
このクレーンについての「機構的構成の概要」、
「油圧駆動系の構成」、「制御装置の構成と動作」
の順序で行なう。そして、最後に、この発明の変
形例に言及する。
(Example) Hereinafter, as an example of the present invention, a method of controlling a hoisting and vertical hydraulic drive system in horizontal movement of a suspended load by a crane will be described. However, this explanation
"Overview of mechanical configuration" about this crane,
"Configuration of hydraulic drive system", "Configuration and operation of control device"
Do it in this order. Finally, a modification of this invention will be mentioned.

A クレーンの機構的構成の概要 第1図は、この発明の一実施例によつて制御さ
れる油圧駆動システムを内蔵したクレーンの機構
的構成の概要を示す模式的外観図である。第1図
において、このクレーン1は、クレーン本体2
と、このクレーン本体2の端部に俯仰自在に取付
けられたブーム3とを備えている。このブーム3
の先端にはブーム俯仰用ロープ4の一端が固定さ
れており、このブーム俯仰用ロープ4の他端側
は、クレーン本体2内に設けられたブーム俯仰用
ドラム5に巻回されている。したがつて、このブ
ーム俯仰用ドラム5を回転させることによつて、
ブーム俯仰用ロープ4の巻取り/繰出しが行なわ
れ、それによつてブーム3は矢印α,(−α)で
示すように俯仰し、その先端の高さHが変化す
る。
A. Overview of Mechanical Configuration of Crane FIG. 1 is a schematic external view showing an overview of the mechanical configuration of a crane incorporating a hydraulic drive system controlled by an embodiment of the present invention. In FIG. 1, this crane 1 has a crane main body 2
and a boom 3 attached to the end of the crane body 2 so as to be able to move up and down. this boom 3
One end of a boom elevating rope 4 is fixed to the tip of the boom elevating rope 4, and the other end of the boom elevating rope 4 is wound around a boom elevating drum 5 provided within the crane body 2. Therefore, by rotating this boom elevation drum 5,
The rope 4 for raising and lowering the boom is wound up and let out, whereby the boom 3 is raised and raised as shown by arrows α and (-α), and the height H of its tip changes.

一方、ブーム3の先端からは、巻上下用ロープ
6によつてフツク7が垂下されている。この巻上
下用ロープ6は、クレーン本体2内に設けられた
巻上下用ドラム8に巻回されている。したがつ
て、この巻上下用ドラム8を回転させることによ
つて巻上下用ロープ6の巻取り/繰出しが行なわ
れ、それによつてフツク7は上下方向(図示のZ
方向)に昇降する。そして、ブーム3の俯仰動作
とフツク7の巻上下動作とを、後述する制御にに
よつて同時に行なわせることにより、フツク7に
吊下げられた吊荷9は、水平面からの高さhを維
持しつつ水平方向(図示のX方向)に移動する。
On the other hand, a hook 7 is suspended from the tip of the boom 3 by a rope 6 for hoisting and lifting. This hoisting/up-down rope 6 is wound around a hoisting/up-down drum 8 provided within the crane body 2. Therefore, by rotating the hoisting/up-down drum 8, the hoisting/up-down rope 6 is wound/unrolled, and the hook 7 is thereby moved in the up/down direction (Z in the figure).
direction). By simultaneously performing the lifting and raising movements of the boom 3 and the hoisting and lifting movements of the hook 7, the load 9 suspended from the hook 7 maintains the height h from the horizontal plane. while moving in the horizontal direction (X direction in the figure).

他方、クレーン本体2にはクレーンの動力源と
してのエンジンEGが設けられているほか、後述
する制御を行なうための制御装置10やオペレー
タが操作入力を行なうための操作パネル11も取
付けられている。また、ブーム3のブームフツト
付近には、ブーム3の水平面からの俯仰角度θを
検出するためのブーム俯仰角度検出器12が設け
られている。このブーム俯仰角度検出器12とし
ては、対地角を検出する傾斜計型のもの(たとえ
ば自由可動部とオイルダンパとを備えたもの)を
使用する。そして、ブーム3の先端付近に設けら
れて巻上下用ロープ6をガイドするアイドラシー
ブには、ロープ巻取り/繰出し量検出器13が取
付けられている。このロープ巻取り/繰出し量検
出器13はロータリーエンコーダなどによつて構
成されており、アイドラシーブ回転角度から巻上
下用ロープ6の巻取り/繰出し量を検出するため
のものである。
On the other hand, the crane main body 2 is provided with an engine EG as a power source for the crane, and is also provided with a control device 10 for controlling, which will be described later, and an operation panel 11 for inputting operations by an operator. Further, a boom elevation angle detector 12 is provided near the boom foot of the boom 3 to detect an elevation angle θ of the boom 3 from a horizontal plane. As the boom elevation angle detector 12, an inclinometer type detector (for example, one equipped with a freely movable part and an oil damper) for detecting the angle with respect to the ground is used. A rope winding/feeding amount detector 13 is attached to an idler sheave provided near the tip of the boom 3 and guiding the hoisting/up-down rope 6. This rope winding/feeding amount detector 13 is constituted by a rotary encoder or the like, and is for detecting the winding/feeding amount of the hoisting/up/down rope 6 from the idler sheave rotation angle.

B 油圧駆動系の構成 第2図は、上記ブーム3の俯仰やフツク7の巻
上下を行なわせるための油圧駆動系の構成を示す
油圧回路図である。第2図において、この油圧駆
動系は、エンジンEG(第2図中には図示せず)に
よつて回転駆動される第1と第2の主油圧ポンプ
21a,21bを備えている。このうち、第1の
主油圧ポンプ21aからの油圧が、ブーム俯仰用
方向制御弁22aを介してブーム俯仰用油圧モー
タ23aに与えられている。このブーム俯仰用油
圧モータ23aは、第1図のブーム俯仰用ドラム
5を回転駆動するためのものである。また、第1
と第2の主油圧ポンプ21a,21bからのそれ
ぞれの油圧は、第1と第2の巻上下用方向制御弁
22b,22cを介して第1図の巻上下用ドラム
8を回転駆動するための巻上下用油圧モータ23
bにも与えれている。
B. Configuration of Hydraulic Drive System FIG. 2 is a hydraulic circuit diagram showing the configuration of a hydraulic drive system for raising and raising the boom 3 and hoisting and raising the hook 7. In FIG. 2, this hydraulic drive system includes first and second main hydraulic pumps 21a and 21b that are rotationally driven by an engine EG (not shown in FIG. 2). Of these, hydraulic pressure from the first main hydraulic pump 21a is applied to the boom elevation hydraulic motor 23a via the boom elevation direction control valve 22a. This boom elevating hydraulic motor 23a is for rotationally driving the boom elevating drum 5 shown in FIG. Also, the first
The respective hydraulic pressures from the main hydraulic pumps 21a and 21b are used to rotate the hoisting drum 8 shown in FIG. Hydraulic motor 23 for hoisting and lifting
It is also given to b.

これらの制御弁22a〜22cのうち、ブーム
俯仰用制御弁22aのパイロツト部には、ブーム
上げ用電磁比例減圧弁26aとブーム下げ用電磁
比例減圧弁27aとの、それぞれの二次側回路2
4a,25aが接続されている。同様にして、巻
上下用方向制御弁22b,22cのパイロツト部
には、巻上用電磁比例減圧弁26bと巻下用電磁
比例減圧弁27bとの、それぞれの二次側回路2
4b,25bが接続されている。
Among these control valves 22a to 22c, the pilot portion of the boom elevation control valve 22a has secondary side circuits 2 for a boom-raising proportional electromagnetic pressure reducing valve 26a and a boom-lowering electromagnetic proportional pressure reducing valve 27a.
4a and 25a are connected. Similarly, the pilot parts of the hoisting and lowering directional control valves 22b and 22c are provided with respective secondary circuits 2 of the hoisting electromagnetic proportional pressure reducing valve 26b and the hoisting lowering electromagnetic proportional pressure reducing valve 27b.
4b and 25b are connected.

これらのうち、電磁比例減圧弁26a,27a
の一次側は、ブーム俯仰用リモコン弁32aの二
次側回路30a,31aにそれぞれ接続されてい
る。このブーム俯仰用リモコン弁32aは、図示
しない一対の可変減圧弁を備えており、ブーム操
作用レバー33aの操作方向および操作量に応じ
て、上記二次側回路30aまたは31aに与える
二次圧力を制御する機能を有する。
Among these, the electromagnetic proportional pressure reducing valves 26a, 27a
The primary side of the boom elevation remote control valve 32a is connected to secondary side circuits 30a and 31a, respectively. The boom elevation remote control valve 32a is equipped with a pair of variable pressure reducing valves (not shown), and controls the secondary pressure to be applied to the secondary circuit 30a or 31a according to the operating direction and operating amount of the boom operating lever 33a. It has the function of controlling.

また、このブーム俯仰用リモコン弁32aの二
次側回路30a,31aには、それぞれの二次圧
力を検出するためのブームレバーパイロツト圧力
検出器36,37が設けられている。そして、こ
のブームレバーパイロツト圧力検出器36,37
によつて、ブーム操作用レバー33aの操作方向
と操作量とが検出され得るようになつている。
Further, boom lever pilot pressure detectors 36 and 37 for detecting the respective secondary pressures are provided in the secondary side circuits 30a and 31a of the boom elevation remote control valve 32a. And this boom lever pilot pressure detector 36, 37
Accordingly, the operating direction and operating amount of the boom operating lever 33a can be detected.

一方、巻上用および巻下用の電磁比例減圧弁2
6b,27bの一次側は、電磁切替弁28,29
の二次側にそれぞれ接続されている。そして、こ
れらの電磁切替弁28,29の一次側には、巻上
下用リモコン弁32bの二次側回路30b,31
bのうちの対応する一方と、エンジンEGによつ
て駆動されるパイロツト油圧ポンプ34の二次側
回路35とが切替自在に接続されている。巻上下
用リモコン弁32bは、上記ブーム俯仰用リモコ
ン弁32aと同様に、図示しない一対の可変減圧
弁を備えており、巻上下用操作レバー33bの操
作方向および操作量に応じて、その二次側回路3
0bまたは31bに与える二次圧力を制御するた
めのものである。なお、図中、CVはチエツクバ
ルブを示す。
On the other hand, electromagnetic proportional pressure reducing valve 2 for hoisting and lowering
The primary sides of 6b and 27b are electromagnetic switching valves 28 and 29.
are connected to the secondary side of each. And, on the primary side of these electromagnetic switching valves 28, 29, secondary side circuits 30b, 31 of remote control valve 32b for winding/up/down are connected.
b is switchably connected to a secondary circuit 35 of a pilot hydraulic pump 34 driven by the engine EG. The remote control valve 32b for hoisting and lowering is equipped with a pair of variable pressure reducing valves (not shown), like the remote control valve 32a for raising and lowering the boom. Side circuit 3
This is for controlling the secondary pressure applied to 0b or 31b. In addition, in the figure, CV indicates a check valve.

このような構成を有する油圧駆動システムの水
平移動時の駆動動作の概略は次の通りである。す
なわち、第1図の吊荷9を水平移動させる際に
は、まず、第1図の操作パネル11に設けられて
いるモード切替スイツチ(図示せず)を水平移動
制御モードに切替える。すると、第2図の電磁切
替弁28,29は図の上方へと付勢され、パイロ
ツト油圧ポンプ34の二次側回路35からの油圧
が電磁比例減圧弁26b,27bの一次側に与え
られる。したがつて、このときには、巻上下用操
作レバー33bの操作は駆動制御と無関係にな
る。
An outline of the drive operation of the hydraulic drive system having such a configuration during horizontal movement is as follows. That is, when horizontally moving the suspended load 9 of FIG. 1, first, a mode changeover switch (not shown) provided on the operation panel 11 of FIG. 1 is switched to the horizontal movement control mode. Then, the electromagnetic switching valves 28 and 29 in FIG. 2 are urged upward in the figure, and hydraulic pressure from the secondary circuit 35 of the pilot hydraulic pump 34 is applied to the primary sides of the electromagnetic proportional pressure reducing valves 26b and 27b. Therefore, at this time, the operation of the winding/up/down operation lever 33b becomes irrelevant to drive control.

そして、ブーム操作レバー33aをオペレータ
が操作すると、その操作方向および操作量に応じ
た油圧が、ブーム俯仰用リモコン弁32aから電
磁比例減圧弁26a,27aの一次側に与えられ
る。
When the operator operates the boom operation lever 33a, hydraulic pressure corresponding to the direction and amount of operation is applied from the boom elevation remote control valve 32a to the primary side of the electromagnetic proportional pressure reducing valves 26a and 27a.

電磁比例減圧弁26a,27aおよび26b,
27bは、後述する制御系からの駆動制御信号
V,U(第2図中には図示せず)に応じて作動し、
それによつて二次側回路24a,25a,24
b,25b内の油圧が変化する。これらの油圧
は、ブーム俯仰用方向制御弁22aおよび第1と
第2の巻上下用方向制御弁22b,22cのそれ
ぞれのパイロツト部に与えられる。
Electromagnetic proportional pressure reducing valves 26a, 27a and 26b,
27b operates in response to drive control signals V and U (not shown in FIG. 2) from a control system to be described later,
Thereby, the secondary circuits 24a, 25a, 24
The oil pressure inside b and 25b changes. These oil pressures are applied to the respective pilot portions of the boom elevation directional control valve 22a and the first and second hoisting/up/down directional control valves 22b, 22c.

すると、ブーム俯仰用方向制御弁22aが徐々
にブーム上げ(またはブーム下げ)位置に切替え
られ、主油圧ポンプ21aからの圧油がブーム俯
仰用油圧モータ23aに供給される。これによつ
て油圧モータ23aが回転加速し、第1図のブー
ム俯仰用ドラム5が回転する。その結果、第1図
のブーム俯仰用ロープ4の巻取りまたは繰出しが
行なわれ、ブーム3のブーム上げまたはブーム下
げが行なわれる。
Then, the boom elevation direction control valve 22a is gradually switched to the boom up (or boom down) position, and pressure oil from the main hydraulic pump 21a is supplied to the boom elevation hydraulic motor 23a. As a result, the hydraulic motor 23a rotationally accelerates, and the boom elevating drum 5 shown in FIG. 1 rotates. As a result, the boom elevating rope 4 shown in FIG. 1 is wound up or let out, and the boom 3 is raised or lowered.

一方、第2図の巻上下用方向制御弁22b,2
2cのうち、第1の巻上下用方向制御弁22bの
付勢バネのバネ定数は、第2の巻上下用方向制御
弁22cの付勢バネのバネ定数よりも小さく設定
されている。このため、電磁比例減圧弁26b,
26cに加えられる制御信号Uが小さいときに
は、第1の巻上下用方向制御弁22bのみが巻上
げ(または巻下げ)位置に切替えられ、それによ
つて主油圧ポンプ21aからの圧油が巻上下用油
圧モータ23bに供給される。それによつてこの
油圧モータ23bが回転加速し、第1図の巻上下
用ドラム8が回転して、巻上下用ロープ6の巻取
りまたは繰出しが行なわれる。その結果、フツク
7のフツク上げまたはフツク下げが行なわれる。
On the other hand, the hoisting and up-down directional control valves 22b, 2 in FIG.
2c, the spring constant of the biasing spring of the first directional control valve 22b for hoisting and up-down is set smaller than the spring constant of the biasing spring of the second directional control valve 22c for hoisting and up-down. For this reason, the electromagnetic proportional pressure reducing valve 26b,
When the control signal U applied to 26c is small, only the first hoisting/lowering directional control valve 22b is switched to the hoisting (or hoisting/lowering) position, whereby the pressure oil from the main hydraulic pump 21a is changed to the hoisting/lowering hydraulic pressure. It is supplied to the motor 23b. As a result, the hydraulic motor 23b rotates and accelerates, the hoisting/up-down drum 8 shown in FIG. 1 rotates, and the hoisting/up-down rope 6 is wound up or let out. As a result, the hook 7 is raised or lowered.

一方、電磁比例減圧弁26b,26cに加えら
れる制御信号Uがある程度以上大きい場合には、
第1の巻上下用方向制御弁22bがフルオンとな
るとともに、第2の巻上下用方向制御弁22cに
おける切替えが開始される。その結果、第1と第
2の主油圧ポンプ21a,21bからの圧油が合
流して巻上下用油圧モータ23bに与らえれる。
したがつてこの場合には、第1図巻上下用ドラム
8が高速で回転し、吊荷9が高速で巻上げまたは
巻下げされる。ただし、このときには、後述する
制御系の説明からわかるようにブーム3の俯仰動
作も高速で行なわれる。
On the other hand, if the control signal U applied to the electromagnetic proportional pressure reducing valves 26b and 26c is larger than a certain level,
When the first hoisting/up/down directional control valve 22b is turned on fully, switching in the second hoisting/up/down directional control valve 22c is started. As a result, the pressure oil from the first and second main hydraulic pumps 21a, 21b is combined and applied to the hoisting/lowering hydraulic motor 23b.
Therefore, in this case, the winding up/down drum 8 in FIG. 1 rotates at high speed, and the hanging load 9 is hoisted up or lowered at high speed. However, at this time, as will be understood from the explanation of the control system to be described later, the raising and raising motion of the boom 3 is also performed at high speed.

そして、上記ブーム3の俯仰動作とフツク7の
巻上下動作との関係を、後述する制御装置によつ
て調整制御することにより、吊荷9の安定な水平
移動が実現される。ただし、これらの動作におい
て、油圧モータ23a,23b(したがつてブー
ム俯仰用ドラム5および巻上下用ドラム8)の回
転数は、電磁比例減圧弁26a,27aおよび2
6b,27bに与えられる駆動制御信号V,Uの
大きさによつて規定される。
Stable horizontal movement of the suspended load 9 is realized by adjusting and controlling the relationship between the lifting and raising movements of the boom 3 and the hoisting and lifting movements of the hook 7 using a control device that will be described later. However, in these operations, the rotational speed of the hydraulic motors 23a, 23b (therefore, the boom elevation drum 5 and the hoisting/up/down drum 8) is controlled by the electromagnetic proportional pressure reducing valves 26a, 27a, and 2.
It is defined by the magnitude of drive control signals V and U given to 6b and 27b.

C 制御装置の構成と動作 第3図は、上記クレーンの油圧駆動制御を行な
うための制御装置の構成を示すブロツク図であ
る。この制御系は、ブーム俯仰制御系と吊荷巻上
下制御系とを備えており、このうち、吊荷巻上下
制御系は、フイードフオワード制御系とフイード
バツク制御系とを有している。また、この制御系
には、この発明の特徴に対応して、吊荷巻上下駆
動系における不感帯を補償するための手段が設け
られている。以下、これらの構成と動作とを分説
する。
C. Configuration and Operation of Control Device FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of a control device for controlling the hydraulic drive of the crane. This control system includes a boom elevation control system and a hoist up/down control system, of which the hoist up/down control system includes a feed forward control system and a feedback control system. Further, this control system is provided with means for compensating for a dead zone in the hoist vertical drive system, corresponding to the features of the present invention. The configuration and operation of these will be explained below.

(C−1) ブーム俯仰制御系 まず、ブーム俯仰制御系においては、第2図に
おいて説明したブームレバーパイロツト圧力検出
器36,37の検出値D1を制御入力として、こ
の入力を第3図の乗算器42に与える。この乗算
器42の他の入力としては、ブーム俯仰抑制パタ
ーン記憶器41に記憶されていたブーム俯仰抑制
パターンデータD2(後述する。)が与えれている。
そして、上記検出値D1とこの抑制パターンデー
タD2とを掛合わせて得られるブーム俯仰信号D3
が、俯仰駆動制御信号Vとしてブーム俯仰用電磁
比例減圧弁43に与えられる。ただし、このブー
ム俯仰用電磁比例減圧弁43は、第2図に示した
ブーム上げ用電磁比例減圧弁26aとブーム下げ
用電磁比例減圧弁27aとに相当する。
(C-1) Boom elevation control system First, in the boom elevation control system, the detection value D1 of the boom lever pilot pressure detectors 36 and 37 explained in FIG. 2 is used as a control input, and this input is used as shown in FIG. It is applied to the multiplier 42. As another input of this multiplier 42, boom elevation suppression pattern data D2 (described later) stored in the boom elevation suppression pattern storage device 41 is given.
Then, a boom elevation signal D 3 obtained by multiplying the detection value D 1 and this suppression pattern data D 2 is obtained.
is given to the boom elevation electromagnetic proportional pressure reducing valve 43 as an elevation drive control signal V. However, this boom elevation proportional electromagnetic pressure reducing valve 43 corresponds to the boom raising proportional electromagnetic pressure reducing valve 26a and the boom lowering proportional electromagnetic pressure reducing valve 27a shown in FIG.

ブーム俯仰用電磁比例減圧弁43にこのような
俯仰駆動制御信号Vが与えれることによつて、第
2図のブーム俯仰用方向制御弁22aやブーム俯
仰用油圧モータ23aなどによつて構成されてい
る第3図のブーム俯仰駆動系44が、エンジン
EGの駆動力に基いて作動する。その結果、第2
図のブーム操作用レバー33aの操作方向および
操作量に応じて、ブーム3の俯仰動作が開始され
る。
By applying such an elevation drive control signal V to the boom elevation electromagnetic proportional pressure reducing valve 43, the boom elevation drive control signal V, which is configured by the boom elevation direction control valve 22a, the boom elevation hydraulic motor 23a, etc. shown in FIG. The boom elevation drive system 44 shown in Figure 3 is connected to the engine.
It operates based on the driving force of EG. As a result, the second
Depending on the operating direction and operating amount of the boom operating lever 33a shown in the figure, the boom 3 starts to be raised and raised.

ここで、前述した第3図のブーム俯仰抑制パタ
ーンデータD2について説明しておく。吊荷9の
水平移動においてハンチングなどが最も発生しや
すいのは水平移動を開始した直後の期間である。
そこで、この実施例では、ブーム俯仰抑制パター
ンデータD2として、水平移動開始からの経過時
間tをパラメータとして第4図のようなパターン
データを与えておく。すると、水平移動開始時に
おいてオペレータがブーム操作用レバー33aを
急激に操作してブームレバーパイロツト圧力検出
器36,37の検出値D1が大きな値となつたと
しても、第4図の抑制パターンデータD2の立上
り部分R1の値(<1)がこの検出値D1に掛合わ
されることによつて、ブーム俯仰信号D3は検出
値D1よりも小さな値となる。このため、第4図
の立上り部分R1に相当する期間内では、方向制
御弁22a,22bの切替えが徐々に行なわれる
ため、ブーム3の俯仰動作はゆつくりとしたもの
となり、水平移動開始時におけるハンチングが防
止される。
Here, the boom elevation suppression pattern data D2 shown in FIG. 3 mentioned above will be explained. During the horizontal movement of the hanging load 9, hunting is most likely to occur during the period immediately after the horizontal movement is started.
Therefore, in this embodiment, pattern data as shown in FIG. 4 is given as the boom elevation/height suppression pattern data D2 , with the elapsed time t from the start of horizontal movement as a parameter. Then, even if the operator suddenly operates the boom operating lever 33a at the start of horizontal movement and the detected value D1 of the boom lever pilot pressure detectors 36, 37 becomes a large value, the suppression pattern data in FIG. By multiplying this detected value D1 by the value of the rising portion R1 of D2 (<1), the boom elevation signal D3 becomes a value smaller than the detected value D1 . Therefore, during the period corresponding to the rising portion R1 in FIG. 4, the directional control valves 22a and 22b are gradually switched, so the upward and downward movement of the boom 3 is slow, and when the horizontal movement starts Hunting is prevented.

そして、水平移動開始後、ある程度の時間t0
(第4図)が経過した以後の定常部分R2において
はパターンデータD2は“1”となり、ブーム操
作用レバー33aの操作量に応じた検出値D1
そのまま俯仰駆動制御信号Vとなる。
Then, after the horizontal movement starts, a certain amount of time t 0
In the steady portion R2 after (Fig. 4) has elapsed, the pattern data D2 becomes "1", and the detected value D1 corresponding to the operation amount of the boom operation lever 33a becomes the elevation drive control signal V as it is. .

このため、水平移動開始時にはゆつくりとした
ブーム俯仰動作によつてハンチングが防止され、
時間の経過に伴つてブームの俯仰が加速されて行
くとともに、定常状態ではオペレータの意図通り
のブーム俯仰動作が実現されることになる。
Therefore, at the start of horizontal movement, hunting is prevented by slow boom raising and lowering movements.
As time elapses, the boom's elevation is accelerated, and in a steady state, the boom's elevation and elevation are realized as intended by the operator.

(C−2) 吊荷巻上下制御系 次に、吊荷巻上下制御系について説明する。前
述したように、この吊荷巻上下制御系はフイード
フオワード制御系とフイードバツク制御系とを有
している。このうち、フイードフオワード制御系
においては、まず、第3図のブームレバーパイロ
ツト圧力検出器36,37によつて検出された検
出値D1が乗算器45に与える。この乗算器45
の他の入力としては、フイードフオワード立上パ
ターン記憶器46に記憶されているフイードフオ
ワード立上パターンデータD4が与えられている。
(C-2) Hanging cargo up/down control system Next, the hanging cargo up/down control system will be explained. As mentioned above, this hoist up/down control system has a feedforward control system and a feedback control system. Of these, in the feedforward control system, first, the detected value D1 detected by the boom lever pilot pressure detectors 36 and 37 shown in FIG. 3 is applied to the multiplier 45. This multiplier 45
As another input, feedforward rise pattern data D4 stored in the feedforward rise pattern memory 46 is given.

このフイードフオワード立上パターンデータ
D4は、既述したブーム俯仰抑制パターンD2と同
様に、水平移動開始時における急激な動作変化を
防止するために準備されたデータであつて、時間
tに対して前述した第4図のようなパターンを有
している。そして、乗算器45でこれらのデータ
D1,D4を掛合わせて得られるデータD5は演算器
47に与えられる。
This feedforward startup pattern data
D 4 is data prepared in order to prevent a sudden change in operation at the start of horizontal movement, similar to the boom elevation suppression pattern D 2 described above, and is the same as the boom elevation suppression pattern D 2 described above in FIG. It has a similar pattern. Then, the multiplier 45 converts these data into
Data D 5 obtained by multiplying D 1 and D 4 is provided to the arithmetic unit 47 .

この演算器47には、ブーム俯仰角度検出器1
2で検出されたブーム俯仰角度θの値も入力され
ている。そして、演算器47では、後述する方法
で設定されたフイードフオワードゲインKffと上
記ブーム俯仰角度θとに基いて、 KF=Kffcosθ ……(1) の値を演算して求め、この値KFをデータD5に掛
合わせてフイードフオワード量ufを求める。
This calculator 47 includes a boom elevation angle detector 1
The value of the boom elevation angle θ detected in step 2 is also input. Then, the calculator 47 calculates the value of K F = K ff cos θ (1) based on the feed forward gain K ff set in the method described later and the boom elevation angle θ. , this value K F is multiplied by the data D 5 to obtain the feed forward amount u f .

なお、上記(1)式において「cosθ」のフアクタが
入つているのは、ブーム俯仰角度θが(θ+Δθ)
へと変化したときのブーム3の先端部分の昇降量
がcosθに比例するため、これを補償して水平移動
を実現するためには、巻上下用ロープ6の巻取
り/繰出し量もcosθに比例させねばならないこと
に起因する。
In addition, the factor "cos θ" is included in the above equation (1) because the boom elevation angle θ is (θ + Δθ).
Since the amount of elevation of the tip of the boom 3 when changing from This is due to the fact that it has to be done.

このようにして得られたフイードフオワード量
ufは加算器48においてフイードバツク量ubと加
算されて巻上下信号uとなる。そして、この巻上
下信号uが、後述する補償装置56において不感
帯補償を受けた後に巻上下制御信号Uとなり、こ
の信号Uが吊荷巻上下用電磁減圧弁49に減圧制
御信号として与えられる。この吊荷巻上下用電磁
減圧弁49は、第2図の巻上用電磁比例減圧弁2
6bおよび巻上用電磁比例減圧弁27bに相当す
る。
The amount of feed forward obtained in this way
u f is added to the feedback amount u b in an adder 48 to form a winding/up/down signal u. After this hoisting/up/down signal u undergoes dead band compensation in a compensator 56 (to be described later), it becomes a hoisting/up/down control signal U, and this signal U is given to the hoisting/up/down electromagnetic pressure reducing valve 49 as a pressure reducing control signal. This electromagnetic pressure reducing valve 49 for hoisting up and down is the electromagnetic proportional pressure reducing valve 2 for hoisting shown in FIG.
6b and the hoisting electromagnetic proportional pressure reducing valve 27b.

そして、第2図の巻上下用方向制御弁22bや
巻上下用油圧モータ23bなどによつて構成され
る第3図の吊荷巻上下駆動系50は、巻上下用電
磁比例減圧弁49における減圧率に基いて、第1
図の巻上下用ロープ6の巻取り/繰出しを行なわ
せる。
The hoisting hoist up/down drive system 50 shown in FIG. 3, which is composed of the hoisting/up/down directional control valve 22b in FIG. Based on the rate, the first
The winding/unwinding rope 6 shown in the figure is caused to wind up/feed out.

以上の部分がフイードフオワード制御系の構成
と動作である。
The above is the configuration and operation of the feed forward control system.

次に、フイードバツク制御系について説明す
る。このフイードバツク制御系では、まず、第3
図のロープ巻取り/繰出し量検出器13によつ
て、巻上下用ロープ6の実際の巻取り/繰出し量
lの検出を行なう。一方、記述したブーム俯仰角
度検出器12によつて検出されたブーム俯仰角度
θの値は演算器51にも与えられている。この演
算器51では、このブーム俯仰角度θの値に対し
て、吊荷9を所定の高さhに維持するために要求
される巻上下ロープ6の巻取り/繰出し量の目標
値l′を算出式: l′=lbppn(sinθ−sinθ0) ……(2) を用いて求める。ただし、lbppnはブーム3の長さ
であり、θ0は水平移動開始時におけるブーム俯仰
角度である。
Next, the feedback control system will be explained. In this feedback control system, first,
The rope winding/feeding amount detector 13 shown in the figure detects the actual winding/feeding amount l of the winding/lowering rope 6. On the other hand, the value of the boom elevation angle θ detected by the boom elevation angle detector 12 described above is also given to the calculator 51. This calculator 51 calculates a target value l' of the winding/feeding amount of the hoisting/lowering rope 6 required to maintain the suspended load 9 at a predetermined height h, based on the value of the boom elevation angle θ. Calculation formula: l′=l bppn (sinθ−sinθ 0 ) ...(2). However, l bppn is the length of the boom 3, and θ 0 is the boom elevation angle at the start of horizontal movement.

このようにして得られた目標値l′と、前述のよ
うして検出された実際の巻取り/繰出し量lと
は、減算器52に与えられ、この減算器52にお
いて、これらの偏差: Δh=l′−l ……(3) が求められる。
The target value l' obtained in this way and the actual winding/unwinding amount l detected as described above are given to a subtractor 52, and in this subtractor 52, the deviation between them: Δh =l'-l...(3) is obtained.

この偏差Δhは演算器53に入力され、この演
算器53において、比例制御成分: KpΔh と、積分制御成分: KI∫Δhdt=KIΔh/s との和が求められる。ただし、sはラプラス演算
子を示す。このようにして求められたフイードバ
ツク量ubは、前述したように加算器48において
フイードフオワード量ufに加算され、これらの和
uに基いて巻上下制御が実行される。
This deviation Δh is input to the calculator 53, which calculates the sum of the proportional control component: K p Δh and the integral control component: K I ∫Δhdt=K I Δh/s. However, s represents a Laplace operator. The feedback amount u b thus obtained is added to the feedback amount u f in the adder 48 as described above, and the winding/up/down control is executed based on the sum u.

なお、演算器53は、ブームレバー圧力検出値
D1に基いて水平引込(ブーム上げ)であるか水
平押出(ブーム下げ)であるかを判断し、水平押
出の場合には上記フイードバツク信号ubの符号を
反転させて出力する機能をも有している。これ
は、水平押出のときには吊荷巻上用電磁比例減圧
弁26bを、また、水平引込のときには吊荷巻下
用電磁比例減圧弁27bを、それぞれ動作させて
いることに関係する。すなわち、たとえば吊荷9
の高さが目標値よりも高くなつたときには、水平
引込では巻上下用ロープ9の「巻下量」を増加さ
せる必要があるが、水平押出のときには「巻上
量」を減少させねばならないからである。このよ
うに水平引込と水平押出とで逆動作となるのは、
周知の通りである。
Note that the calculator 53 calculates the boom lever pressure detection value.
It also has a function to determine whether it is horizontal retraction (boom up) or horizontal extrusion (boom down) based on D 1 , and in the case of horizontal extrusion, it inverts the sign of the feedback signal u b and outputs it. are doing. This is related to the fact that during horizontal extrusion, the electromagnetic proportional pressure reducing valve 26b for the hoist is operated, and during horizontal retraction, the electromagnetic proportional pressure reducing valve 27b for the hoist is operated. That is, for example, the hanging load 9
When the height of the rope becomes higher than the target value, it is necessary to increase the "lowering amount" of the hoisting/lowering rope 9 for horizontal retraction, but it is necessary to decrease the "hoisting amount" for horizontal extrusion. It is. In this way, horizontal retraction and horizontal extrusion are reverse operations.
As is well known.

すなわち、ここでは、ロープ巻取り/繰出し量
の目標値l′の実際値lとの偏差に基くフイードバ
ツク制御が行なわれて、既述したフイードフオワ
ード制御とこのフイードバツク制御との組合わせ
によつて、ブーム3の俯仰動作に応じた巻上下用
ロープ6の巻取り/繰出しが行なわれる。それに
よつて吊荷9の水平移動が行なわれる。
That is, here, feedback control is performed based on the deviation between the target value l' of the rope winding/unwinding amount and the actual value l, and the combination of the feedback control described above and this feedback control is performed. Accordingly, the hoisting/lowering rope 6 is wound/reeled in accordance with the upward and downward movements of the boom 3. As a result, the suspended load 9 is moved horizontally.

(C−3) 不感帯補償 次に、この実施例における不感帯補償について
説明する。すでに説明したように、複数の油圧ポ
ンプ21a,21bを用いて巻上下用ドラム8の
速度制御を行なう場合には、巻上下駆動制御信号
uに対する巻上下用ドラム8の回転速度Sの依存
性は第5図に特性線C0で示したようになる。し
たがつて、第3図の巻上下駆動制御信号uを直接
に吊荷巻上下用電磁比例減圧弁49に与えた場合
には、第1の主油圧ポンプ21aの容量によつて
定まる飽和速度S01に相当する速度部分に不感帯
R0(第5図)が生ずる。
(C-3) Dead Zone Compensation Next, dead zone compensation in this embodiment will be explained. As already explained, when controlling the speed of the hoisting drum 8 using a plurality of hydraulic pumps 21a and 21b, the dependence of the rotational speed S of the hoisting drum 8 on the hoisting/uploading drive control signal u is as follows. The result is as shown by the characteristic line C 0 in FIG. Therefore, when the hoisting/up/down drive control signal u shown in FIG. Dead band in the speed part corresponding to 01
R 0 (Figure 5) occurs.

そこで、この実施例では、使用する油圧ポンプ
の台数を変化させる際に巻上下駆動制御信号uを
所定のオフセツト量Δuだけ変化させて不感帯R0
の範囲を実質的に減少させる。すなわち、巻上下
駆動制御信号uを順次変化させた場合に第5図の
特性線C0上の点P1とP2との間をジヤンプさせて、
不感帯R0上にとどまつている範囲を少なくしよ
うとするのである。また、この実施例では機構的
な遊びなどに起因する始動部分の不感帯E0につ
いても補償を行なうようにする。この補償は、原
点Oと点P0との間をジヤンプさせることによつ
て行なう。
Therefore, in this embodiment, when changing the number of hydraulic pumps used, the hoisting/up/down drive control signal u is changed by a predetermined offset amount Δu to reduce the dead zone R 0
substantially reduces the range of That is, when the winding/up/down drive control signal u is sequentially changed, there is a jump between points P1 and P2 on the characteristic line C0 in FIG.
The aim is to reduce the range that remains above the dead zone R0 . Furthermore, in this embodiment, compensation is also made for the dead zone E 0 of the starting portion due to mechanical play or the like. This compensation is performed by jumping between the origin O and the point P0 .

そこで以下では、このような補償を具体的に行
なう方法について、第6図に示したフローチヤー
トを参照しつつ説明する。この補償動作は、第3
図の補償装置56をマイクロコンピユータなどに
よつて構成した場合の動作である。また、この動
作では、補償にあたつてヒステリシスを持た
せ、かつ、補償量に相当する上記オフセツト量
Δuを不感帯R0の幅よりも小さく設定して、「不完
全な補償」としている。このような処理を行なう
理由は後述する。
Hereinafter, a method for specifically performing such compensation will be explained with reference to the flowchart shown in FIG. 6. This compensation operation is the third
This is the operation when the compensation device 56 shown in the figure is configured by a microcomputer or the like. In addition, in this operation, hysteresis is provided in the compensation, and the offset amount Δu corresponding to the compensation amount is set smaller than the width of the dead zone R0 , resulting in "incomplete compensation." The reason for performing such processing will be described later.

なお、以下の説明において、第6図のフローチ
ヤートのステツプS6,S9およびそれに関連する
文章説明では、信号uの値として第5図の点P0
と基準として表現した値を便宜上、用いている。
したがつて、たとえば、第5図の点P0における
uの値はゼロであり、P1におけるuの値は(u0
w)である。uの値を、第5図の原点Oを基準と
した値に書き変えるには、uの値にΔuを加算し
たものにすればよいことは、第5図より自明であ
る。
Note that in the following explanation, steps S6 and S9 of the flowchart in FIG. 6 and related text explanations will be based on the point P 0 in FIG. 5 as the value of the signal u.
For convenience, the value expressed as a standard is used.
Therefore, for example, the value of u at point P 0 in FIG. 5 is zero, and the value of u at P 1 is (u 0 +
w). It is obvious from FIG. 5 that in order to rewrite the value of u to a value based on the origin O in FIG. 5, it is sufficient to add Δu to the value of u.

まず、第6図のステツプS1ではフラグFを“0”
とする。そして、次のステツプS2では第3図の
エンジン回転数検出器54によつてエンジンEG
の回転数Nを検出させる。そして、ステツプS3
ではこのエンジンの回転数Nを表現するデータを
第3図のオフセツト量設定器55に与え、それに
よつてオフセツト量Δuを決定する。
First, in step S1 of Fig. 6, flag F is set to "0".
shall be. Then, in the next step S2, the engine speed is detected by the engine speed detector 54 shown in FIG.
Detect the rotation speed N. And step S3
Then, the data representing the engine speed N is applied to the offset amount setter 55 shown in FIG. 3, thereby determining the offset amount Δu.

これは、第7図に例示するように、エンジン
EGの回転数Nによつて不感帯R0の幅が変化する
ため、回転数Nに応じたオフセツト量Δuを設定
するための処理である。ただし、この第7図の縦
軸は、エンジンEGの角回転数Nにおける巻上下
用ドラム8のそれぞれの回転速度最大値Snaxで規
格化されたドラム回転速度を示している。
As illustrated in Fig. 7, this means that the engine
Since the width of the dead zone R0 changes depending on the rotational speed N of the EG, this process is for setting the offset amount Δu according to the rotational speed N. However, the vertical axis in FIG. 7 indicates the drum rotational speed normalized by the maximum rotational speed S nax of each of the hoisting and lowering drums 8 at the angular rotational speed N of the engine EG.

この目的のために、第3図のオフセツト量設定
器55内のメモリ(図示せず)には、エンジン回
転数Nとオフセツト量Δuとの対応関係を表現し
たテーブルがあらかじめ書込まれている。第7図
からわかるように、エンジン回転数Nが高くなる
ほど不感帯R0の幅は狭くなるため、NとΔuとの
対応関係としては、たとえば第8図に示すような
関係が設定されている。
For this purpose, a table expressing the correspondence between the engine rotational speed N and the offset amount Δu is written in advance in a memory (not shown) in the offset amount setter 55 shown in FIG. As can be seen from FIG. 7, as the engine speed N increases, the width of the dead zone R 0 becomes narrower, so the relationship between N and Δu is set as shown in FIG. 8, for example.

第6図に戻つて、次にステツプS4では、第3
図の加算器53から、補償前の巻上下駆動制御信
号uの値を取込む。次のステツプS5ではF=0
であるかどうが判定されるが、この時点ではF=
0であるためにステツプS6へ進み、上記巻上下
駆動制御信号uの値と所定の値u0との大小関係が
判断される。このu0の値は、第5図に示すよう
に、特性線C0の立上り位置P0から、不感帯R0
中の左端付近に設定された点P3までの横軸方向
の幅に相当する。後の説明からわかるように、こ
の値u0は巻上下駆動制御信号uのジヤンプ位置に
関係する。このため、エンジン回転数Nに応じて
u0の値も変化させたいときには、第3図のオフセ
ツト量設定器55の中に、Nとu0との対応テーブ
ルを設けておけばよい。
Returning to FIG. 6, in step S4, the third
The value of the winding/up/down drive control signal u before compensation is taken from the adder 53 in the figure. In the next step S5, F=0
It is determined whether F=
Since the value is 0, the process proceeds to step S6, where the magnitude relationship between the value of the winding/up/down drive control signal u and a predetermined value u0 is determined. As shown in Figure 5, the value of u 0 corresponds to the width in the horizontal axis direction from the rising position P 0 of the characteristic line C 0 to the point P 3 set near the left end of the dead zone R 0 . do. As will be understood from the following explanation, this value u 0 is related to the jump position of the winding/up/down drive control signal u. Therefore, depending on the engine speed N,
If it is desired to change the value of u 0 as well, it is sufficient to provide a correspondence table between N and u 0 in the offset amount setter 55 shown in FIG.

この値u0は、不感帯R0の端部位置に関係して
おり、間接的に第1の主油圧ポンプ21aの飽和
点に関係している。すなわち、1台の油圧ポンプ
21aの駆動から2台の油圧ポンプ21a,21
bの駆動への切換えは、第1の油圧ポンプ21a
の飽和を見越して行なわれ、その結果として不感
帯R0が生ずるため、値u0は第1の主油圧ポンプ
21aの飽和点に応じて定まる。
This value u 0 is related to the end position of the dead zone R 0 and indirectly to the saturation point of the first main hydraulic pump 21a. That is, from driving one hydraulic pump 21a to driving two hydraulic pumps 21a, 21
The switching to the drive of b is performed by the first hydraulic pump 21a.
This is done in anticipation of the saturation of the first main hydraulic pump 21a, resulting in a dead zone R0 , so the value u0 is determined according to the saturation point of the first main hydraulic pump 21a.

しかしながら、この実施例による制御の実行中
に第1の主油圧ポンプ23aの飽和点を検出する
必要はない。それは、制御対象となる系が特定さ
れれば、どの程度の出力状態で第1の主油圧ポン
プ23aがどのあたりで飽和するかは事前の測定
によつて知ることが可能であり、そのようにして
事前に知り得た飽和点を参照して値u0を定めれば
良いからである。後述するオフセツト量Δuをあ
らかじめ決定する際に参照される不感帯R0の幅
などについても同様である。
However, it is not necessary to detect the saturation point of the first main hydraulic pump 23a during execution of the control according to this embodiment. The reason is that once the system to be controlled is specified, it is possible to know by prior measurement the output state and the point at which the first main hydraulic pump 23a becomes saturated. This is because the value u 0 can be determined by referring to the saturation point that can be known in advance. The same applies to the width of the dead zone R0 , which is referred to when determining the offset amount Δu, which will be described later, in advance.

具体的には、クレーンの出荷前に、制御信号u
の値とクレーンの動作速度とをモニタしつつ制御
信号uの値を増加させる。クレーンの動作速度の
増加が顕著に鈍り始める時点での制御信号uの値
が油圧ポンプ21aの飽和点である。また、クレ
ーンの動作速度が再びの増加し始める時点の制御
信号uの値と上記の飽和点とから、不感帯の幅を
知ることができる。u0や不感帯R0の幅などの値
をエンジン回転数に応じて決定する場合にも、エ
ンジン回転数を何段階かに切換え、各回転数につ
いて上記の測定を行なえば良い。
Specifically, before shipping the crane, the control signal u
The value of the control signal u is increased while monitoring the value of and the operating speed of the crane. The value of the control signal u at which the increase in the operating speed of the crane begins to slow down significantly is the saturation point of the hydraulic pump 21a. Further, the width of the dead zone can be determined from the value of the control signal u at the time when the operating speed of the crane starts to increase again and the above-mentioned saturation point. Even when determining values such as u 0 and the width of the dead zone R 0 according to the engine speed, the engine speed may be changed to several levels and the above measurements may be performed for each speed.

すなわち、この実施例の方法では、第5図の実
線で示された特性C0の概略が既知であることを
前提とし、この特性C0から(不感帯が補償され
た)一点鎖線の特性線Cが得られるように制御を
実行する(特性線Cについては後に詳述する)。
That is, in the method of this embodiment, it is assumed that the outline of the characteristic C 0 shown by the solid line in FIG. 5 is known, and from this characteristic C 0 (the dead zone is compensated for) the characteristic line C Control is executed so that the characteristic line C is obtained (characteristic line C will be described in detail later).

もつとも、「従来技術」の欄で説明したように、
不感帯の幅などは一定ではなく、状況に応じてそ
の値は変化する。しかし、そのような変動による
誤差が生じても、後述する不完全補償を採用して
いることによつて対処可能である。このため、不
感帯の幅などが厳密にわかつている必要はなく、
その概略がわかつていればよい。
However, as explained in the "Prior Art" section,
The width of the dead zone is not constant, and its value changes depending on the situation. However, even if errors occur due to such fluctuations, they can be dealt with by employing incomplete compensation, which will be described later. For this reason, it is not necessary to know exactly the width of the dead zone, etc.
You just need to know the outline.

このように、特性C0の概略は事前に特定され
るが、この測定そのものは公知の技術の範囲内で
実現可能である。
Although the outline of the characteristic C 0 is thus specified in advance, this measurement itself can be realized within the range of known techniques.

この実施例のような改良を行なわない場合に、
油圧ポンプの台数切換えに伴なつて第5図の実線
で示された特性C0のような特性が生じること自
身は公知の事実であり、実線の特性線C0はそれ
を詳細に示したにすぎない(第5図の特性線C0
は、従来技術の欄で説明した第12図の特性線と
同一である)。
If no improvements are made as in this example,
It is a well-known fact that a characteristic like the characteristic C 0 shown by the solid line in Fig. 5 occurs as the number of hydraulic pumps is changed, and the solid characteristic line C 0 shows this in detail. (Characteristic line C 0 in Figure 5)
is the same as the characteristic line in FIG. 12 explained in the prior art section).

第6図に戻つて、巻上下駆動制御信号uを0か
ら立上げて行く場合を考えると、当初はu<u0
あるため、ステツプS6からS7へと移り、巻上下
駆動制御信号uにオフセツト量Δu0を加えて補償
後の巻上下駆動制御信号Uを生成する。ただし、
このオフセツト量Δu0は、第5図の原点Oから点
P0までの区間幅である。したがつて、第9図に
示すように、u=0はU=Δu0へと変換される。
そして、ステツプS7でフラグFを“1”とした
後、ステツプS8で上記巻上下駆動制御信号Uを
第3図の吊荷巻上下用電磁比例制御弁49へと出
力する。
Returning to FIG. 6, considering the case where the winding/vertical drive control signal u is started from 0, since initially u<u 0 , the process moves from step S6 to S7 and the winding/vertical drive control signal u is increased. The offset amount Δu 0 is added to generate the compensated winding/up/down drive control signal U. however,
This offset amount Δu 0 is the point from the origin O in Figure 5.
This is the interval width up to P 0 . Therefore, as shown in FIG. 9, u=0 is converted to U=Δu 0 .
After setting the flag F to "1" in step S7, the hoisting/up/down drive control signal U is outputted to the hoisting/up/down electromagnetic proportional control valve 49 shown in FIG. 3 in step S8.

次の処理サイクルでは、F=1であるために、
ステツプS4からS5を経てS9へ至る。そして、こ
のステツプS9において、補償前の巻上下駆動制
御信号uと(u0+w)との値が比較される。ただ
し、wはあらかじめ定められてヒステリシス幅で
ある。
In the next processing cycle, since F=1,
The process goes from step S4 to S9 via S5. Then, in step S9, the values of the winding/up/down drive control signal u before compensation and (u 0 +w) are compared. However, w is a predetermined hysteresis width.

u<(u0+w)となつている期間ではステツプ
S10へ移り、巻上下駆動制御信号uに上記Δu0
加えて巻上下駆動制御信号Uを生成し、これをス
テツプS8で出力する。これらのステツプS4,S5,
S9,S10,S8の処理は、u≧(u0+w)となるま
で繰返される。
In the period when u < (u 0 + w), the step
Proceeding to S10, the above-mentioned Δu 0 is added to the winding/vertical drive control signal U to generate the winding/vertical drive control signal U, which is output in step S8. These steps S4, S5,
The processes of S9, S10, and S8 are repeated until u≧(u 0 +w).

u≧(u0+w)となると、ステツプS9からステ
ツプS11に移り、巻上下駆動制御信号uに2種類
のオフセツト量Δu0,Δuを加えて、補償後の巻
上下駆動制御信号Uを生成する。そしてF=0と
した後、ステツプS8で巻上下駆動制御信号Uを
出力する。したがつて、第9図に示すように、u
=u0+wにおいて補償前後の巻上下駆動制御信号
u,Uの関係にはジヤンプが生ずる。
When u≧(u 0 +w), the process moves from step S9 to step S11, where two types of offset amounts Δu 0 and Δu are added to the winding/up/down drive control signal u to generate a compensated winding/up/down drive control signal U. . After setting F=0, the winding/up/down drive control signal U is output in step S8. Therefore, as shown in FIG.
=u 0 +w, a jump occurs in the relationship between the winding and vertical drive control signals u and U before and after compensation.

すなわち、1台の主油圧ポンプ21aから2台
の主油圧ポンプ21a,21bへの切換えに伴な
つて生ずる不感帯R0に関連してあらかじめ設定
された閾値(Δu0+w)と制御信号(第1の制御
信号)uとを比較することによつて、第1の制御
信号uが、不感帯R0に属する信号値になつてい
ることが判定される。そして、不感帯R0に属す
る場合には、オフセツト量Δuを第1の制御信号
uに加算し、それによつて、実際に駆動制御に使
用される第2の制御信号Uが得られる(他方のオ
フセツト量Δu0は不感帯R0に入る前から加算され
ているため、不感帯R0の補償において本質的な
オフセツト量はΔuの方である)。
That is, the threshold value (Δu 0 + w) and the control signal (the first By comparing the first control signal u with the first control signal u, it is determined that the first control signal u has a signal value belonging to the dead zone R0 . If it belongs to the dead zone R 0 , the offset amount Δu is added to the first control signal u, thereby obtaining the second control signal U that is actually used for drive control (the other offset Since the amount Δu 0 is added before entering the dead zone R 0 , the essential offset amount in compensation for the dead zone R 0 is Δu).

その後、さらに巻上下駆動制御信号uが増大す
ると、ステツプS4からS5,S6,S12を経てS8へ
至るようになる。ステツプS12では、ステツプ
S11と同様に、2種類のオフセツト量Δu0,Δuを
uに加えている。
Thereafter, as the winding/up/down drive control signal u increases further, the process moves from step S4 to step S8 via S5, S6, and S12. In step S12, the step
Similar to S11, two types of offset amounts Δu 0 and Δu are added to u.

このため、巻上下駆動制御信号uが0から増大
して行くと第9図の軌跡: H1,H2,H3,H4 に沿つて補償後の巻上下駆動制御信号Uの値が変
化して行くことになる。したがつて、 0≦u≦(u0+w) の区間では、実際の巻上下駆動制御信号Uとし
て、(u+Δu0)が与えられることになり、第5
図に特性線Cで示すように、元の特性線C0のう
ちP0からP1までの区間を原点O側へΔu0だけシフ
トさせたことと等価な処理が行なわれることにな
る。ただし、点Q0〜Q2は、点P0〜P2にそれぞれ
対応している。また、第5図の点P1からP2まで
の区間は第9図の軌跡H3におけるジヤンプによ
つて事実上短絡される。そして、特性線C0のう
ち点P2から右側の部分については、(Δu0+Δu)
だけ左側へとシフトしたことと等価になる。その
結果、図示した特性線Cが得られる。
Therefore, as the hoisting/up/down drive control signal u increases from 0, the value of the hoisting/up/down drive control signal U after compensation changes along the locus of FIG. 9: H 1 , H 2 , H 3 , H 4 I will go there. Therefore, in the interval 0≦u≦(u 0 +w), (u+Δu 0 ) is given as the actual winding/up/down drive control signal U, and the fifth
As shown by the characteristic line C in the figure, processing equivalent to shifting the section from P 0 to P 1 of the original characteristic line C 0 toward the origin O side by Δu 0 is performed. However, points Q0 to Q2 correspond to points P0 to P2, respectively. Also, the section from point P 1 to P 2 in FIG. 5 is effectively short-circuited by the jump in locus H 3 in FIG. 9. Then, for the part on the right side of the characteristic line C 0 from point P 2 , (Δu 0 + Δu)
This is equivalent to shifting to the left by As a result, the illustrated characteristic line C is obtained.

次に、巻上下駆動制御信号uが大きな値から0
に向つて減少する場合を考える。このときには、
第6図のフローチヤートを上記と同様にして追つ
て行くとわかるように、 u≧u0 の区間では、2種類のオフセツト量Δu0,Δuが
巻上下駆動制御信号uに加えられる。そして、 u<u0 となると、巻上下駆動制御信号uにはオフセツト
量Δu0のみが加算される。
Next, the winding/up/down drive control signal u changes from a large value to 0.
Consider the case where the value decreases toward . At this time,
As can be seen by following the flowchart of FIG. 6 in the same manner as above, in the section where u≧u 0 , two types of offset amounts Δu 0 and Δu are added to the winding/up/down drive control signal u. When u< u0 , only the offset amount Δu0 is added to the winding/up/down drive control signal u.

このため、この場合には、第5図の特性線C0
を左側へ一様にΔu0だけシフトさせ、さらに、点
P3よりも右側の区間については、特性線C0上の
各点について、それぞれの点よりもΔuだけ右側
に位置する点が、巻上下駆動制御信号uと回転速
度Sとの見かけ上の関係を示す点となる。したが
つて、巻上下駆動制御信号uが大きな値から0に
向つて減少する場合にも、見かけ上の特性線は、
前述した特性線Cに一致する。
Therefore, in this case, the characteristic line C 0 in FIG.
is uniformly shifted to the left by Δu 0 , and then the point
Regarding the section to the right of P 3 , for each point on the characteristic line C 0 , the point located to the right of each point by Δu is the apparent relationship between the winding/up/down drive control signal u and the rotation speed S. This is the point that indicates Therefore, even when the winding/up/down drive control signal u decreases from a large value toward 0, the apparent characteristic line is
This corresponds to characteristic line C described above.

このようにして得られた特性線Cは、図から明
らかなように、元の特性線C0のうち不感帯R0
の区間Ruを切りつめた形状をしている。そして、
この処理は油圧駆動システムの使用条件にかかわ
らず実行される。したがつて、不感帯R0は有効
に補償され、安定な油圧系制御を行なうことがで
きる。
As is clear from the figure, the characteristic line C obtained in this way has a shape obtained by truncating the section R u in the dead zone R 0 of the original characteristic line C 0 . and,
This process is executed regardless of the usage conditions of the hydraulic drive system. Therefore, the dead zone R 0 is effectively compensated, and stable hydraulic system control can be performed.

次に、ヒステリシスと不完全補償との効果につ
いて説明する。
Next, the effects of hysteresis and incomplete compensation will be explained.

ヒステリシス 第6図のフローチヤートからわかるように、巻
上下駆動制御信号uが増加して行くときにはu=
(u0+w)でジヤンプが発生し、巻上下駆動制御
信号uが減少して行くときにはu=u0においてジ
ヤンプが発生する。したがつて、後者の場合に
は、第9図の軌跡: H4,H5,H6,H1 に沿つて、補償前後の巻上下駆動制御信号u,U
の関係が変化し、図示したようなヒステリシスが
生ずる。もつとも、このヒステリシス発生動作は
第5図の不感帯R0中で生ずるため、外見上は、
特性線Cにヒステリシスは現れていない。
Hysteresis As can be seen from the flowchart in Figure 6, when the winding/up/down drive control signal u increases, u=
A jump occurs at (u 0 +w), and when the winding/up/down drive control signal u decreases, a jump occurs at u=u 0 . Therefore, in the latter case, the winding up/down drive control signals u, U before and after compensation are
The relationship changes, and hysteresis as shown occurs. However, since this hysteresis generating operation occurs in the dead zone R 0 in Fig. 5, it appears as follows.
No hysteresis appears in the characteristic line C.

このようなヒステリシスを持たせる理由は次の
通りである。すなわち、まず、ヒステリシスを持
たせない場合(w=0)には、巻上下駆動制御信
号uがu0付近で変動したときに、制御系にオフセ
ツト量Δuだけのジヤンプが頻繁に発生する。す
ると、制御信号レベルの変動が激しくなり、第3
図の吊荷巻上下用電磁比例減圧弁49の作動状態
が不安定となる。その結果、吊荷巻上下駆動系5
0の動作も不安定となり、本来は第5図のような
特性であるべき駆動応答性が崩れてしまうという
可能性がある。このため、u=u0近傍で吊荷9の
ハンチングなどが生ずるといつたことも起り得
る。
The reason for providing such hysteresis is as follows. That is, first, when hysteresis is not provided (w=0), when the winding/up/down drive control signal u fluctuates around u0 , a jump by the offset amount Δu frequently occurs in the control system. Then, the control signal level fluctuates rapidly, and the third
The operating state of the electromagnetic proportional pressure reducing valve 49 for lifting and lowering the cargo load shown in the figure becomes unstable. As a result, the hoisting vertical drive system 5
The operation of 0 also becomes unstable, and there is a possibility that the drive response, which should originally have the characteristics as shown in FIG. 5, collapses. Therefore, hunting of the suspended load 9 may occur near u= u0 .

これに対して、上記のようにヒステリシスを持
たせた場合には、巻上下駆動制御信号Uや駆動系
の動きが不安定になることはなく、安定した制御
を行なうことができる。
On the other hand, when hysteresis is provided as described above, the movement of the winding/up/down drive control signal U and the drive system does not become unstable, and stable control can be performed.

不完全補償 上述した実施例では、第5図のオフセツト量
Δuの大きさを不感帯R0の幅よりもある程度小さ
くしている。このため、見かけ上の特性線Cにも
若干の不感帯は残る。一方、オフセツト量Δuを
不感帯R0の幅と同一にすれば、不感帯は完全に
補償できるが、この場合には次のような事態が生
ずることがある。すなわち、不感帯補償を完全に
行なつて第10図aに示すような特性線C1を得
るようにした場合でも、下記のような原因によつ
て元の特性線C(第5図)の形状にずれが生じ、
その結果、第1速領域と第2速領域との接続
境界に、第10図bの特性線C2に例示するよう
な、速度SのジヤンプΔSが生ずる可能性がある。
このような事態が生ずる原因としてはたとえば次
のようなものがある。
Incomplete Compensation In the embodiment described above, the magnitude of the offset amount Δu in FIG. 5 is made smaller than the width of the dead zone R 0 to some extent. Therefore, some dead zone remains in the apparent characteristic line C. On the other hand, if the offset amount Δu is made equal to the width of the dead zone R0 , the dead zone can be completely compensated for, but in this case, the following situation may occur. In other words, even if the dead zone compensation is completely performed to obtain the characteristic line C1 shown in Figure 10a, the shape of the original characteristic line C (Figure 5) may change due to the following reasons. There is a shift in the
As a result, a jump ΔS in the speed S may occur at the connection boundary between the first speed region and the second speed region, as illustrated by the characteristic line C2 in FIG. 10b.
Examples of reasons why such a situation occurs are as follows.

(a) 油圧系や駆動機械系の個体差 (b) 電磁比例減圧弁やこれを駆動するための電気
回路の個体差 (c) 吊荷の重量の差異による特性変化 (d) エンジン回転数の差異による特性変化 (ただし、上記実施例のように回転数Nに応
じてオフセツト量Δuの大きさを変化させた
場合には、この影響は小さくなる。) また、上記のようなステツプ状変化ΔSが生ず
るに際して、電磁比例減圧弁の出力や方向制御弁
のメインスプールの位置変化にオーバーシユート
が生じるという可能性もある。
(a) Individual differences in hydraulic systems and drive mechanical systems (b) Individual differences in electromagnetic proportional pressure reducing valves and the electric circuits that drive them (c) Changes in characteristics due to differences in the weight of suspended loads (d) Changes in engine speed Characteristic changes due to the difference (However, if the magnitude of the offset amount Δu is changed according to the rotational speed N as in the above embodiment, this effect becomes smaller.) Furthermore, the step-like change ΔS as described above When this occurs, there is a possibility that an overshoot will occur in the output of the electromagnetic proportional pressure reducing valve or in the position change of the main spool of the directional control valve.

このように、補償を完全に行なうと制御の不安
定性を招く可能性があるが、上記実施例ではオフ
セツト量Δuを不感帯R0の帯よりもある程度小さ
くとつているため、特性変動に対する余裕を持つ
ており、第10図bのようなジヤンプが生ずるこ
とはない。
In this way, complete compensation may lead to control instability, but in the above example, the offset amount Δu is set to be smaller than the dead band R 0 to some extent, so there is a margin for characteristic fluctuations. Therefore, a jump like that shown in FIG. 10b does not occur.

このため、この実施例では好ましい不感帯補償
が行なわれることになる。
Therefore, in this embodiment, preferable dead zone compensation is performed.

第11図a,bはそれぞれ、時間tの経過に対
する巻上下量偏差と巻上下駆動制御信号U(電流)
の変化を、不感帯補償を行なわない従来の制御方
法(破線)と上記実施例(実線)とによつて示し
た図である。この図からわかるように、不感帯補
償を行なうことによつて、第1速領域から第2
速領域へ移行した付近での偏差が顕著に減少
し、安定な制御が行なわれる。
Figures 11a and 11b show the winding/lowering amount deviation and the winding/vertical drive control signal U (current) over time t, respectively.
FIG. 3 is a diagram showing changes in the conventional control method without dead zone compensation (broken line) and the above embodiment (solid line). As can be seen from this figure, by performing dead band compensation, it is possible to shift from the first speed region to the second speed region.
The deviation near the transition to the high speed region is significantly reduced, and stable control is performed.

D 変形例 以上、この発明の実施例について説明したが、
この発明は上記実施例に限定されるものではな
く、たとえば次のような変形も可能である。
D Modification Examples The embodiments of this invention have been described above, but
This invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and the following modifications are also possible, for example.

上記実施例では、ひとつの制御信号uに基い
て2つの主油圧ポンプ21a,21bの個々の
油圧出力の変化と、使用する主油圧ポンプの台
数の変化との制御を行なう場合を考えている
が、個々の油圧ポンプの出力変化と、使用する
台数の切替とを別個の制御信号によつてそれぞ
れ行なわせる場合にもこの発明は適用できる。
In the above embodiment, a case is considered in which changes in the individual hydraulic outputs of the two main hydraulic pumps 21a and 21b and changes in the number of main hydraulic pumps to be used are controlled based on one control signal u. The present invention is also applicable to the case where the output of each hydraulic pump and the number of hydraulic pumps to be used are changed by separate control signals.

上記ヒステリシスや不完全補償を採用するこ
とによつてさらに効果は向上するが、特性変化
をあまり考慮しなくてよい油圧駆動システムに
おいてはこれらを採用しなくともよい。また、
エンジン回転数(一般的には油圧ポンプに回転
動力を与える動力源の回転数)が一定のときな
どには、回転数変化に応じてオフセツト量を変
化させる必要はない。
Although the effect is further improved by employing the above hysteresis and incomplete compensation, it is not necessary to employ these in a hydraulic drive system in which changes in characteristics do not need to be taken into consideration much. Also,
When the engine rotational speed (generally the rotational speed of a power source that provides rotational power to a hydraulic pump) is constant, there is no need to change the offset amount in response to changes in the rotational speed.

この発明における油圧アクチユエータは直動
アクチユエータ(油圧シリンダなど)であつて
もよく、油圧ポンプも複数台であれば何台であ
つてもよい。この発明はクレーンの油圧駆動シ
ステムのほか、種々の運搬機器や加工機器、そ
れに大型ロボツトの油圧駆動システムなどの広
い用途に適用可能である。
The hydraulic actuator in this invention may be a direct-acting actuator (such as a hydraulic cylinder), and the number of hydraulic pumps may be any number as long as they are plural. The present invention can be applied to a wide range of applications such as hydraulic drive systems for cranes, various transportation equipment, processing equipment, and hydraulic drive systems for large robots.

(発明の効果) 以上説明したように、この発明によれば、油圧
アクチユエータを駆動する油圧ポンプの台数を変
化させるに際して、油圧ポンプから油圧アクチユ
エータに送られる油圧流量を制御するために発生
された第1の制御信号の値を、前記第1の制御信
号と油圧アクチユエータの動作速度との関係から
求められる不感帯の幅に応じて決定された所定の
オフセツト量だけ変化させて第2の制御信号を生
成し、この第2の制御信号によつて油圧ポンプを
制御するため、複数台の油圧ポンプを備える油圧
駆動システムについて、使用条件にかかわらず有
効に不感帯を補償することができる。
(Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, when changing the number of hydraulic pumps that drive the hydraulic actuator, the hydraulic pressure generated to control the hydraulic flow rate sent from the hydraulic pump to the hydraulic actuator is A second control signal is generated by changing the value of the first control signal by a predetermined offset amount determined according to the width of a dead zone determined from the relationship between the first control signal and the operating speed of the hydraulic actuator. However, since the hydraulic pump is controlled by this second control signal, the dead zone can be effectively compensated for in a hydraulic drive system including a plurality of hydraulic pumps, regardless of usage conditions.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明の一実施例の適用対象となる
クレーンの模式的外観図、第2図は第1図のクレ
ーンの油圧駆動系の油圧回路図、第3図は実施例
に用いられる制御系のブロツク図、第4図は抑制
パターンデータの例を示す図、第5図は実施例に
おける巻上下駆動制御信号uと回転速度Sとの特
性変化を示す図、第6図は実施例の動作を示すフ
ローチヤート、第7図はエンジン回転数による特
性変化の説明図、第8図はエンジン回転数とオフ
セツト量との関係を示す図、第9図は巻上下駆動
制御信号の補償を示すグラフ、第10図は不完全
補償の説明図、第11図は実施例の効果の説明
図、第12図は不感帯の説明図、第13図は複数
のポンプを使用する際の問題点を説明するための
図である。 1……クレーン、2……クレーン本体、3……
ブーム、4……ブーム俯仰用ロープ、6……巻上
下用ロープ、9……吊荷、12……ブーム俯仰角
度検出器、21a,21b……主油圧ポンプ、2
2a……ブーム俯仰用方向制御弁、22b,22
c……巻上下用方向制御弁、26a,26b,2
7a,27b……電磁比例減圧弁、32a,32
b……リモコン弁、33a……ブーム操作レバ
ー、33b……巻上下用操作レバー、36,37
……ブームレバーパイロツト圧力検出器、54…
…エンジン回転数検出器、55……オフセツト量
設定器、56……補償装置。
Fig. 1 is a schematic external view of a crane to which an embodiment of the present invention is applied, Fig. 2 is a hydraulic circuit diagram of the hydraulic drive system of the crane shown in Fig. 1, and Fig. 3 is a control used in the embodiment. A block diagram of the system, FIG. 4 is a diagram showing an example of suppression pattern data, FIG. 5 is a diagram showing characteristic changes of the winding/up/down drive control signal u and rotational speed S in the embodiment, and FIG. A flowchart showing the operation, Fig. 7 is an explanatory diagram of characteristic changes depending on engine speed, Fig. 8 is a diagram showing the relationship between engine speed and offset amount, and Fig. 9 shows compensation of the winding/up/down drive control signal. Graph, Fig. 10 is an illustration of incomplete compensation, Fig. 11 is an illustration of the effect of the embodiment, Fig. 12 is an illustration of dead zone, and Fig. 13 is an explanation of problems when using multiple pumps. This is a diagram for 1... Crane, 2... Crane body, 3...
Boom, 4... Rope for boom elevation, 6... Rope for winding up and down, 9... Hanging load, 12... Boom elevation angle detector, 21a, 21b... Main hydraulic pump, 2
2a...Boom elevation directional control valve, 22b, 22
c... Directional control valve for winding and lowering, 26a, 26b, 2
7a, 27b...Solenoid proportional pressure reducing valve, 32a, 32
b... Remote control valve, 33a... Boom operation lever, 33b... Winding/up/down operation lever, 36, 37
...Boom lever pilot pressure detector, 54...
...Engine speed detector, 55...Offset amount setting device, 56...Compensation device.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 所定の油圧アクチユエータを駆動する油圧ポ
ンプを複数台備え、使用する油圧ポンプの台数と
前記油圧ポンプから油圧アクチユエータに送られ
る圧油流量とを変化させることにより、前記油圧
アクチユエータの作動速度が変化するとともに、
使用する前記油圧ポンプの台数を変化させる際に
制御信号の値を変化させても前記油圧アクチユエ
ータの作動速度が変化しない不感帯を有する油圧
駆動システムにおいて、前記不感帯を補償しつつ
前記油圧駆動システムの駆動制御を行なう制御方
法であつて、 使用する油圧ポンプの台数を変化させるに際し
て、 前記油圧ポンプから前記油圧アクチユエータに
送られる前記圧油流量を制御するために発生され
た第1の制御信号の値を、前記第1の制御信号と
前記油圧アクチユエータの動作速度との関係から
求められる前記不感帯の幅に応じて決定された所
定のオフセツト量だけ変化させて第2の制御信号
を生成し、 前記第2の制御信号によつて前記油圧ポンプを
制御することを特徴とする、油圧駆動システムの
制御方法。 2 前記第1の制御信号は、前記油圧ポンプから
の前記圧油流量の変化制御と前記油圧ポンプの使
用台数変化制御とに共通して用いられる制御信号
であり、 前記オフセツト量は前記油圧ポンプに回転動力
を与える動力源の回転数に応じて決定される、特
許請求の範囲第1項記載の油圧駆動システムの制
御方法。 3 前記油圧駆動システムは、クレーンにおいて
吊荷を吊下げた索状体の巻上下駆動を行なうシス
テムである、特許請求の範囲第1項または第2項
記載の油圧駆動システムの制御方法。
[Scope of Claims] 1. The hydraulic actuator is equipped with a plurality of hydraulic pumps that drive a predetermined hydraulic actuator, and the number of hydraulic pumps used and the flow rate of pressure oil sent from the hydraulic pump to the hydraulic actuator are changed. As the operating speed of
In a hydraulic drive system having a dead zone in which the operating speed of the hydraulic actuator does not change even if the value of the control signal is changed when changing the number of the hydraulic pumps used, the hydraulic drive system is driven while compensating for the dead zone. A control method for controlling, when changing the number of hydraulic pumps used, a value of a first control signal generated for controlling the flow rate of the pressure oil sent from the hydraulic pump to the hydraulic actuator. , generating a second control signal by varying it by a predetermined offset amount determined according to the width of the dead zone determined from the relationship between the first control signal and the operating speed of the hydraulic actuator; A method for controlling a hydraulic drive system, comprising controlling the hydraulic pump using a control signal. 2. The first control signal is a control signal that is used in common to control changes in the flow rate of pressure oil from the hydraulic pump and to control changes in the number of hydraulic pumps used, and the offset amount The method of controlling a hydraulic drive system according to claim 1, wherein the control method is determined according to the rotational speed of a power source that provides rotational power. 3. The method of controlling a hydraulic drive system according to claim 1 or 2, wherein the hydraulic drive system is a system for hoisting and vertically driving a cable-shaped body on which a suspended load is suspended in a crane.
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