JPH05163746A - 作業機の振動抑制装置 - Google Patents
作業機の振動抑制装置Info
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- JPH05163746A JPH05163746A JP35135091A JP35135091A JPH05163746A JP H05163746 A JPH05163746 A JP H05163746A JP 35135091 A JP35135091 A JP 35135091A JP 35135091 A JP35135091 A JP 35135091A JP H05163746 A JPH05163746 A JP H05163746A
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- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/20—Drives; Control devices
- E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
- E02F9/2203—Arrangements for controlling the attitude of actuators, e.g. speed, floating function
- E02F9/2207—Arrangements for controlling the attitude of actuators, e.g. speed, floating function for reducing or compensating oscillations
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
- Operation Control Of Excavators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 通常のレバー操作感覚、特に応答性を損なわ
ずに残留振動を抑制することができるようにする。 【構成】 油圧アクチュエータにて駆動される作業機の
加速度を検出する作業機加速度検出手段と、この検出手
段からの検出値より加速度補償値を演算する演算部15
と、オペレータによるレバー操作指令値と上記加速度補
償値を比較し、加速度補償値がレバー操作指令値と方向
が同じで大きさがレバー操作指令値よりも大きくなった
ときにのみ、これをレバー操作指令値のかわりに電磁比
例圧力制御弁10a,10bの入力部に出力する比較部
16とからなっている。
ずに残留振動を抑制することができるようにする。 【構成】 油圧アクチュエータにて駆動される作業機の
加速度を検出する作業機加速度検出手段と、この検出手
段からの検出値より加速度補償値を演算する演算部15
と、オペレータによるレバー操作指令値と上記加速度補
償値を比較し、加速度補償値がレバー操作指令値と方向
が同じで大きさがレバー操作指令値よりも大きくなった
ときにのみ、これをレバー操作指令値のかわりに電磁比
例圧力制御弁10a,10bの入力部に出力する比較部
16とからなっている。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、油圧作業機を有するパ
ワーショベルやクレーンにおける作業機台や掘削機械等
の作業機の振動抑制装置に関するものである。
ワーショベルやクレーンにおける作業機台や掘削機械等
の作業機の振動抑制装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】油圧アクチュエータにより駆動される上
記作業機は、これの急操作により振動が発生する。特に
操作終了直後の作業機の残留振動が操作性や乗り心地に
与える悪影響は大きく、これを抑制することが求められ
ている。上記振動を抑制すべき油圧アクチュエータとし
ては、作業機リンクを回動駆動する油圧シリンダと、作
業機をマウントする旋回台を回転させる油圧モータの2
つがある。
記作業機は、これの急操作により振動が発生する。特に
操作終了直後の作業機の残留振動が操作性や乗り心地に
与える悪影響は大きく、これを抑制することが求められ
ている。上記振動を抑制すべき油圧アクチュエータとし
ては、作業機リンクを回動駆動する油圧シリンダと、作
業機をマウントする旋回台を回転させる油圧モータの2
つがある。
【0003】油圧作業機の振動抑制については、従来、
作業機に装着した加速度計、または駆動する油圧シリン
ダの油圧センサ値から求まるシリンダ推力から加速度補
償値を計算し、これにフィルタ処理を施した信号をレバ
ー信号に負帰還していた。これは制御工学が教えるとこ
ろの加速度フィードバック回路による速度ダンピングの
付与により速度変動を抑制する方法である。なお、上記
従来例として、加速度計を用いた例としては特開昭61
−23212号公報に、また圧力センサを用いた例とし
ては特開昭63−7426号公報にそれぞれ示されたも
のがある。
作業機に装着した加速度計、または駆動する油圧シリン
ダの油圧センサ値から求まるシリンダ推力から加速度補
償値を計算し、これにフィルタ処理を施した信号をレバ
ー信号に負帰還していた。これは制御工学が教えるとこ
ろの加速度フィードバック回路による速度ダンピングの
付与により速度変動を抑制する方法である。なお、上記
従来例として、加速度計を用いた例としては特開昭61
−23212号公報に、また圧力センサを用いた例とし
ては特開昭63−7426号公報にそれぞれ示されたも
のがある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術を油圧
作業機に適用した場合には次のような問題がある。すな
わち、オペレータが最も嫌うのは操作終了直後の残留振
動であるが、小さな残留振動まで制振しようとすると、
加速度フィードバックゲインG1 を大きくしなければな
らない。ところがこのフィードバックゲインG1 を大き
くすると、上記従来の方法ではレバー信号に加速度補償
値を付与しているために、手動レバーによる油圧アクチ
ュエータの起動や停止のレスポンスが悪くなる。これは
すみやかなる増減速がフィードバックによりさまたげら
れることによるものである。従って、上記フィードバッ
クゲインG1 は、残留振動を抑制するためには十分大き
くすることはできず、制振制御としては中途半端な性能
で妥協せざるを得なかった。
作業機に適用した場合には次のような問題がある。すな
わち、オペレータが最も嫌うのは操作終了直後の残留振
動であるが、小さな残留振動まで制振しようとすると、
加速度フィードバックゲインG1 を大きくしなければな
らない。ところがこのフィードバックゲインG1 を大き
くすると、上記従来の方法ではレバー信号に加速度補償
値を付与しているために、手動レバーによる油圧アクチ
ュエータの起動や停止のレスポンスが悪くなる。これは
すみやかなる増減速がフィードバックによりさまたげら
れることによるものである。従って、上記フィードバッ
クゲインG1 は、残留振動を抑制するためには十分大き
くすることはできず、制振制御としては中途半端な性能
で妥協せざるを得なかった。
【0005】本発明は上記のことにかんがみなされたも
ので、従来のように出力指令値に圧力フィードバック信
号を付加(負帰還)するのではなく、操作レバーの中立
付近で、この操作レバーによる指令値Lとフィードバッ
ク値−Kとの方向と大きさを比較し、フィードバック値
−Kの方向が操作レバーの指令値と同じで大きさが操作
レバー指令値Lより大きいときに操作レバー指令値Lに
かえて加速度フィードバック値−KをEPC弁に出力す
ることにより、通常のレバー操作感覚、特に応答性を損
なわずに残留振動を抑制することができ、また、上記加
速度フィードバック値−Kを決定するゲインを、出力飽
和型非線形ゲイン部19とする、すなわち入力Foより
も小さな入力Fに対しては比較的大きなゲインを乗じて
加速度フィードバック値Kを求め、入力Foよりも大き
な入力Fに対しては入力Fo時の位で出力飽和させるこ
とで小さな振動に対してもより大きな加速度フィードバ
ック値Kが出力されるようにした作業機の振動抑制装置
を提供することを目的とするものである。
ので、従来のように出力指令値に圧力フィードバック信
号を付加(負帰還)するのではなく、操作レバーの中立
付近で、この操作レバーによる指令値Lとフィードバッ
ク値−Kとの方向と大きさを比較し、フィードバック値
−Kの方向が操作レバーの指令値と同じで大きさが操作
レバー指令値Lより大きいときに操作レバー指令値Lに
かえて加速度フィードバック値−KをEPC弁に出力す
ることにより、通常のレバー操作感覚、特に応答性を損
なわずに残留振動を抑制することができ、また、上記加
速度フィードバック値−Kを決定するゲインを、出力飽
和型非線形ゲイン部19とする、すなわち入力Foより
も小さな入力Fに対しては比較的大きなゲインを乗じて
加速度フィードバック値Kを求め、入力Foよりも大き
な入力Fに対しては入力Fo時の位で出力飽和させるこ
とで小さな振動に対してもより大きな加速度フィードバ
ック値Kが出力されるようにした作業機の振動抑制装置
を提供することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る作業機の振動抑制装置は、作業機を駆
動する油圧アクチュエータと、油圧アクチュエータに圧
油を供給する油圧ポンプ9と、この油圧ポンプ9と油圧
アクチュエータとの間に介装する方向制御弁8と、この
方向制御弁8を切換制御する電磁比例圧力制御弁10
a,10bとからなる作業機において、上記油圧アクチ
ュエータにて駆動される作業機の加速度を点検する作業
機加速度検出手段と、この作業機加速度検出手段からの
検出値より加速度補償値を演算する演算部15と、オペ
レータによるレバー操作指令値と上記加速度補償値を比
較し、そのいずれか大きい方の値を上記電磁比例圧力制
御弁10a,10bの電磁作用部12a,12bに出力
する比較部16とから構成してある。また上記構成にお
ける演算部15の一部に出力飽和型非線形ゲイン部19
を用いた構成となっている。
に、本発明に係る作業機の振動抑制装置は、作業機を駆
動する油圧アクチュエータと、油圧アクチュエータに圧
油を供給する油圧ポンプ9と、この油圧ポンプ9と油圧
アクチュエータとの間に介装する方向制御弁8と、この
方向制御弁8を切換制御する電磁比例圧力制御弁10
a,10bとからなる作業機において、上記油圧アクチ
ュエータにて駆動される作業機の加速度を点検する作業
機加速度検出手段と、この作業機加速度検出手段からの
検出値より加速度補償値を演算する演算部15と、オペ
レータによるレバー操作指令値と上記加速度補償値を比
較し、そのいずれか大きい方の値を上記電磁比例圧力制
御弁10a,10bの電磁作用部12a,12bに出力
する比較部16とから構成してある。また上記構成にお
ける演算部15の一部に出力飽和型非線形ゲイン部19
を用いた構成となっている。
【0007】
【作 用】油圧アクチュエータの作用力が演算部15
に入力され、ここで、この油圧アクチュエータの作用力
に対する加速度補償値が演算され、その値が比較部16
に入力される。そして比較部16ではこの加速度補償値
とレバー操作指令値とが比較され、レバー操作指令値と
方向が同じで、大きさが大きい方の値が電磁比例圧力制
御弁10a,10bの電磁作用部に出力されて、この値
に従って電磁比例圧力制御弁10a,10bが作動さ
れ、これにより、方向切換弁が、上記油圧アクチュエー
タの残留振動を減衰する方向に制御される。また上記演
算部15の一部を構成する出力飽和型非線形ゲイン部1
9では、ある大きさの入力Foより小さい入力Fに対し
ては一定のゲインが乗じられ、Foより大きな入力Fに
対してFoの値で飽和して演算部15からの加速度補償
値に一定のリミッタがかけられる。
に入力され、ここで、この油圧アクチュエータの作用力
に対する加速度補償値が演算され、その値が比較部16
に入力される。そして比較部16ではこの加速度補償値
とレバー操作指令値とが比較され、レバー操作指令値と
方向が同じで、大きさが大きい方の値が電磁比例圧力制
御弁10a,10bの電磁作用部に出力されて、この値
に従って電磁比例圧力制御弁10a,10bが作動さ
れ、これにより、方向切換弁が、上記油圧アクチュエー
タの残留振動を減衰する方向に制御される。また上記演
算部15の一部を構成する出力飽和型非線形ゲイン部1
9では、ある大きさの入力Foより小さい入力Fに対し
ては一定のゲインが乗じられ、Foより大きな入力Fに
対してFoの値で飽和して演算部15からの加速度補償
値に一定のリミッタがかけられる。
【0008】
【実 施 例】本発明の実施例を図に示すように、油圧
パワーショベルのブームシリンダの振動抑制装置に適用
した例について説明する。なお、油圧パワーショベルの
ブームはこれの操作終了後1〜2Hzの残留振動が通常
残り、これを抑制することが操作性及び乗心地の面で求
められている。図1において1はフレーム2に枢支され
たブーム、3はこのブーム1の先端にに連結したアー
ム、4はこのアーム3の先端に連結したバケットであ
り、これらはそれぞれブームシリンダ5、アームシリン
ダ6、バケットシリンダ7にて上下方向に回動するよう
になっている。そして例えば、上記ブームシリンダ5に
おいて、これのロッド室5aとボトム室5bには、方向
制御弁8を介してメインの油圧ポンプ9が接続されてい
る。方向制御弁8は保位置8aと上げ位置8bと下げ位
置8cとを有しており、かつ両端部に設けたパイロット
圧作用部9a,9bに作用されるパイロット圧にて切換
わるようになっている。上記各パイロット圧作用部9
a,9bは伸長用、縮小用の電磁比例圧力制御弁(以下
これをEPC弁という)10a,10bを介してチャー
ジポンプ11に接続されており、各EPC弁10a,1
0bの電磁力作用部12a,12bはデジタルコンピュ
ータ13に接続してある。一方上記ブームシリンダ5の
各室5a,5bには圧力センサ14a,14bが接続し
てある。上記デジタルコンピュータ13には演算部15
と、比較部16とを有している。そして演算部15に
は、上記圧力センサ14a,14bからの圧力Pa、P
bとブームシリンダ5のロッド室5a及びボトム室5b
の面積Aa、Abとから、 F=Pb・Ab−Pa・Aa を演算してシリンダ推力Fを求めるシリンダ推力演算部
17と、このシリンダ推力Fにバンドパスをかけるバン
ドパスフィルタ18と、このバンドパスフィルタ18に
てフィルタをかけられたシリンダ推力Fに対して非線形
ゲインGをかけて加速度フィードバック値Kを求める出
力飽和型非線形ゲイン部19とを有している。また比較
部16は上記演算部15からの加速度フィードバック値
Kを符号反転して入力されると共に、指令電気レバー2
0からの指令値Lを入力するようになっている。
パワーショベルのブームシリンダの振動抑制装置に適用
した例について説明する。なお、油圧パワーショベルの
ブームはこれの操作終了後1〜2Hzの残留振動が通常
残り、これを抑制することが操作性及び乗心地の面で求
められている。図1において1はフレーム2に枢支され
たブーム、3はこのブーム1の先端にに連結したアー
ム、4はこのアーム3の先端に連結したバケットであ
り、これらはそれぞれブームシリンダ5、アームシリン
ダ6、バケットシリンダ7にて上下方向に回動するよう
になっている。そして例えば、上記ブームシリンダ5に
おいて、これのロッド室5aとボトム室5bには、方向
制御弁8を介してメインの油圧ポンプ9が接続されてい
る。方向制御弁8は保位置8aと上げ位置8bと下げ位
置8cとを有しており、かつ両端部に設けたパイロット
圧作用部9a,9bに作用されるパイロット圧にて切換
わるようになっている。上記各パイロット圧作用部9
a,9bは伸長用、縮小用の電磁比例圧力制御弁(以下
これをEPC弁という)10a,10bを介してチャー
ジポンプ11に接続されており、各EPC弁10a,1
0bの電磁力作用部12a,12bはデジタルコンピュ
ータ13に接続してある。一方上記ブームシリンダ5の
各室5a,5bには圧力センサ14a,14bが接続し
てある。上記デジタルコンピュータ13には演算部15
と、比較部16とを有している。そして演算部15に
は、上記圧力センサ14a,14bからの圧力Pa、P
bとブームシリンダ5のロッド室5a及びボトム室5b
の面積Aa、Abとから、 F=Pb・Ab−Pa・Aa を演算してシリンダ推力Fを求めるシリンダ推力演算部
17と、このシリンダ推力Fにバンドパスをかけるバン
ドパスフィルタ18と、このバンドパスフィルタ18に
てフィルタをかけられたシリンダ推力Fに対して非線形
ゲインGをかけて加速度フィードバック値Kを求める出
力飽和型非線形ゲイン部19とを有している。また比較
部16は上記演算部15からの加速度フィードバック値
Kを符号反転して入力されると共に、指令電気レバー2
0からの指令値Lを入力するようになっている。
【0009】上記バンドパスフィルタ18のゲインのボ
ード線図は図に示すように台形になっていて、水平部の
低い方の端部ωL は、これより低い周波数は重力加速度
の影響をなくすために、これをカットすべく通常0.3
Hz程度にする。また高い方の端部ωH は、これより高
い周波数はノイズ成分をカットすべく制振対象の振動数
より十分高く、この場合30Hz程度が選ばれる。また
出力飽和型非線形ゲイン部19はある小さなシリンダ推
力±Foまたはこれに比例して加速度フィードバック値
Kは大きくなり、このFoを越えると加速度フィードバ
ック値Kは一定となるようになっている。すなわち、±
Foより小さいFに対しては一定のゲインを乗じて加速
度フィードバック値Kを求め、±Foより大きいFに対
して±Fo時の値で出力飽和する。一方比較部16で
は、演算部15から符号反転して入力される加速度フィ
ードバック値−Kと指令電気レバー20からの指令値L
とを比較して、その比例結果値Sが正であれば、その値
は伸長用のEPC弁10aへの電流指令値となって伸長
用のEPC弁10aの電磁力作用部12aに出力され、
また比較値Sが負であれば、その値は縮小用のEPC弁
10bへの電流指令値となって縮小用のEPC弁10b
の電磁力作用部12bに出力されるようになっている。
すなわち、比較部16では、[先ずレバー指令値Lと加
速度フィードバック補償値−Kの方向を比較してもしも
Sgn(−K)=Sgn(L)で、かつ|K|>|L|
ならS=−Kとし−Kを出力する。そうでなければS=
LとしLを出力する。但しSgn(0)=±とする。]
という判断で出力値を決定する。すなわち、加速度フィ
ードバック値−Kがレバー指令値Lと方向が同じで大き
さが大きいときのみレバー指令値Lにかえてこれを出力
することになる。
ード線図は図に示すように台形になっていて、水平部の
低い方の端部ωL は、これより低い周波数は重力加速度
の影響をなくすために、これをカットすべく通常0.3
Hz程度にする。また高い方の端部ωH は、これより高
い周波数はノイズ成分をカットすべく制振対象の振動数
より十分高く、この場合30Hz程度が選ばれる。また
出力飽和型非線形ゲイン部19はある小さなシリンダ推
力±Foまたはこれに比例して加速度フィードバック値
Kは大きくなり、このFoを越えると加速度フィードバ
ック値Kは一定となるようになっている。すなわち、±
Foより小さいFに対しては一定のゲインを乗じて加速
度フィードバック値Kを求め、±Foより大きいFに対
して±Fo時の値で出力飽和する。一方比較部16で
は、演算部15から符号反転して入力される加速度フィ
ードバック値−Kと指令電気レバー20からの指令値L
とを比較して、その比例結果値Sが正であれば、その値
は伸長用のEPC弁10aへの電流指令値となって伸長
用のEPC弁10aの電磁力作用部12aに出力され、
また比較値Sが負であれば、その値は縮小用のEPC弁
10bへの電流指令値となって縮小用のEPC弁10b
の電磁力作用部12bに出力されるようになっている。
すなわち、比較部16では、[先ずレバー指令値Lと加
速度フィードバック補償値−Kの方向を比較してもしも
Sgn(−K)=Sgn(L)で、かつ|K|>|L|
ならS=−Kとし−Kを出力する。そうでなければS=
LとしLを出力する。但しSgn(0)=±とする。]
という判断で出力値を決定する。すなわち、加速度フィ
ードバック値−Kがレバー指令値Lと方向が同じで大き
さが大きいときのみレバー指令値Lにかえてこれを出力
することになる。
【0010】上記構成において、指令電気レバー20の
操作によるブームシリンダ5の伸縮動作を説明する。指
令電気レバー20を、例えば伸長側へ傾動すると、その
指令値Lがデジタルコンピュータ13の比較部16に入
力される。このときの指令値Lは演算部15からの加速
度フィードバック値Kより充分大きく、しかも伸長側の
入力信号であるので、出力値S(L)が出力されて伸長
用のEPC弁10aが作動し、これにより方向制御弁8
は保位置8aより上げ位置8bに切換えられ、ブーム1
は上動される。上記ブーム1の動作を停止するべく、指
令電気レバー20を中立に戻すと、上記比較部16より
の出力値S(L)がゼロに戻ろうとし、方向制御弁8は
保持位置8aに戻ろうとし、ブーム1は停止しようとす
る。このとき、指令電気レバー20から比較部16に入
力される指令値Lは図4の(a)で示すようにその傾動
角に応じて変化し、またこれに応じて比較部16の出力
値Sも図2の(b)に示すように変化する。またブーム
角αは(c)のようになり、ブームシリンダ5のボトム
室5bの圧力は(d)、ロッド室5aの圧力(e)のよ
うにそれぞれ変化する。
操作によるブームシリンダ5の伸縮動作を説明する。指
令電気レバー20を、例えば伸長側へ傾動すると、その
指令値Lがデジタルコンピュータ13の比較部16に入
力される。このときの指令値Lは演算部15からの加速
度フィードバック値Kより充分大きく、しかも伸長側の
入力信号であるので、出力値S(L)が出力されて伸長
用のEPC弁10aが作動し、これにより方向制御弁8
は保位置8aより上げ位置8bに切換えられ、ブーム1
は上動される。上記ブーム1の動作を停止するべく、指
令電気レバー20を中立に戻すと、上記比較部16より
の出力値S(L)がゼロに戻ろうとし、方向制御弁8は
保持位置8aに戻ろうとし、ブーム1は停止しようとす
る。このとき、指令電気レバー20から比較部16に入
力される指令値Lは図4の(a)で示すようにその傾動
角に応じて変化し、またこれに応じて比較部16の出力
値Sも図2の(b)に示すように変化する。またブーム
角αは(c)のようになり、ブームシリンダ5のボトム
室5bの圧力は(d)、ロッド室5aの圧力(e)のよ
うにそれぞれ変化する。
【0011】ここにおいて、方向制御弁8が保持位置8
aになる直前では図4の(e′)に示すように、ブーム
シリンダ5のロッド室5aの圧力が衝撃的に上昇し、こ
れによる演算部25からの加速度フィードバック値−K
の絶対値が大きくなって比較部16へ入力され、これが
比較部16より正なる出力値S(−K)となって伸長用
のEPC弁10aへ出力される。しかしこのときの上記
加速度フィードバック値Kは演算部15のバンドパスフ
ィルタ18、出力飽和型ゲイン部19にて飽和出力され
るため、ある値にリミッタがかけられ、それ以上は大き
くならず、上記伸長用のEPC弁10aへの出力値+S
(K)は図2中(b′)に示す大きさとなり、この出力
値に対応するだけの油量が方向制御弁8よりブームシリ
ンダ5のボトム室5bへ供給される。一方このときのボ
トム室5bは図4中(d′)に示すように、ロッド室5
aより置くれて衝撃力(d′)が発生し、これに基づい
て上記と同様の演算により演算部15より逆向きの加速
度フィードバック値−Kが比較部16に入力され、この
比較部16より図中(b″)に示すようにリミッタがか
けられた負なる出力値S(−K)が縮小用のEPC弁1
0bに出力され、混度はブームシリンダ5のロッド室5
aへ上記出力値に対応するだけの油量が供給される。そ
してこの正、負方向の出力値によりブームシリンダ5の
振動が減衰される。
aになる直前では図4の(e′)に示すように、ブーム
シリンダ5のロッド室5aの圧力が衝撃的に上昇し、こ
れによる演算部25からの加速度フィードバック値−K
の絶対値が大きくなって比較部16へ入力され、これが
比較部16より正なる出力値S(−K)となって伸長用
のEPC弁10aへ出力される。しかしこのときの上記
加速度フィードバック値Kは演算部15のバンドパスフ
ィルタ18、出力飽和型ゲイン部19にて飽和出力され
るため、ある値にリミッタがかけられ、それ以上は大き
くならず、上記伸長用のEPC弁10aへの出力値+S
(K)は図2中(b′)に示す大きさとなり、この出力
値に対応するだけの油量が方向制御弁8よりブームシリ
ンダ5のボトム室5bへ供給される。一方このときのボ
トム室5bは図4中(d′)に示すように、ロッド室5
aより置くれて衝撃力(d′)が発生し、これに基づい
て上記と同様の演算により演算部15より逆向きの加速
度フィードバック値−Kが比較部16に入力され、この
比較部16より図中(b″)に示すようにリミッタがか
けられた負なる出力値S(−K)が縮小用のEPC弁1
0bに出力され、混度はブームシリンダ5のロッド室5
aへ上記出力値に対応するだけの油量が供給される。そ
してこの正、負方向の出力値によりブームシリンダ5の
振動が減衰される。
【0012】なお図5は制振制御がない場合の様子を示
すもので、レバーの指令値Lは図中(a)のように変化
した場合、EPC弁に作用される制御値はgのようにな
り、この制御値gは上記指令値Lの出力値と相似形とな
り、指令値Lがゼロになるとこれもゼロになる。このた
めブームシリンダ5のボトム室5b、ロッド室5aの圧
力変化は図中h、iに示すように振動状に変化し、ブー
ムシリンダ5は減衰されない。
すもので、レバーの指令値Lは図中(a)のように変化
した場合、EPC弁に作用される制御値はgのようにな
り、この制御値gは上記指令値Lの出力値と相似形とな
り、指令値Lがゼロになるとこれもゼロになる。このた
めブームシリンダ5のボトム室5b、ロッド室5aの圧
力変化は図中h、iに示すように振動状に変化し、ブー
ムシリンダ5は減衰されない。
【0013】上記実施例では、その具体例としてブーム
シリンダ5の例をあげたが、減衰対象の油圧アクチュエ
ータとしては他の油圧シリンダでもよく、また旋回体を
駆動する油圧モータであってもよい。ただし、この場
合、演算部15で用いるシリンダ推力演算部17の値は
Aa=Ab=E(Eは適当な定数)として駆動方向によ
りアクチュエータ受圧部に面積差がないことを定義すれ
ばよい。
シリンダ5の例をあげたが、減衰対象の油圧アクチュエ
ータとしては他の油圧シリンダでもよく、また旋回体を
駆動する油圧モータであってもよい。ただし、この場
合、演算部15で用いるシリンダ推力演算部17の値は
Aa=Ab=E(Eは適当な定数)として駆動方向によ
りアクチュエータ受圧部に面積差がないことを定義すれ
ばよい。
【0014】図2、図3は本発明の他の実施例を示すも
ので、図2に示すものは、図1にて示す例における圧力
センサのかわりにブーム1に加速度計21を取付け、こ
の加速度計21にて作業機の加速度を検出して演算部1
5′に入力するようになっている。図3に示すものは、
シャトル弁22a,22bを介して手操作用の圧力制御
弁10′a,10′bを設け、手操作可能になってい
る。
ので、図2に示すものは、図1にて示す例における圧力
センサのかわりにブーム1に加速度計21を取付け、こ
の加速度計21にて作業機の加速度を検出して演算部1
5′に入力するようになっている。図3に示すものは、
シャトル弁22a,22bを介して手操作用の圧力制御
弁10′a,10′bを設け、手操作可能になってい
る。
【発明の効果】本発明によれば、指令電気レバー20の
レバー操作終了に近づき、その指令値Lがゼロに近づい
てくると、そこで加速度フィードバック値−Kがフィー
ドバック指令方向がレバー指令方向と同じで、かつレバ
ー指令値よりも大きいときにはじめて上記指令値Lのか
わりにEPC弁10a,10bに出力されて、操作終了
まぎわにおける油圧アクチュエータの残留振動が抑制さ
れる。またこのとき、フィードバックによる出力値±S
が小さな圧力揺動によっても十分振動抑制するに足るだ
け大きく、また大きな圧力揺動時にはフィードバック値
Kが飽和し、従ってEPC出力値にも、リミットが作用
される。すなわち、本発明では、従来のように出力指令
値に圧力フィードバック信号を付加(負帰還)するので
はなく、操作レバーの中立付近で加速度フィードバック
値−Kの値がレバー指令値Lと方向が同じで大きさが大
きくなったときに、レバー指令値LにかわってEPC弁
に出力されることにより、通常のレバー操作感覚、特に
応答性を損なわずに残留振動を抑制することができる。
また、上記加速度フィードバック値Kを決定するゲイン
を、出力飽和型非線形ゲイン部19とする、すなわち入
力Foよりも小さな入力Fに対しては比較的大きなゲイ
ンを乗じて加速度フィードバック値Kを求め、入力Fo
よりも大きな入力Fに対しては入力Fo時の値で出力飽
和させることで小さな振動に対してもより大きな加速度
フィードバック値が出力される。
レバー操作終了に近づき、その指令値Lがゼロに近づい
てくると、そこで加速度フィードバック値−Kがフィー
ドバック指令方向がレバー指令方向と同じで、かつレバ
ー指令値よりも大きいときにはじめて上記指令値Lのか
わりにEPC弁10a,10bに出力されて、操作終了
まぎわにおける油圧アクチュエータの残留振動が抑制さ
れる。またこのとき、フィードバックによる出力値±S
が小さな圧力揺動によっても十分振動抑制するに足るだ
け大きく、また大きな圧力揺動時にはフィードバック値
Kが飽和し、従ってEPC出力値にも、リミットが作用
される。すなわち、本発明では、従来のように出力指令
値に圧力フィードバック信号を付加(負帰還)するので
はなく、操作レバーの中立付近で加速度フィードバック
値−Kの値がレバー指令値Lと方向が同じで大きさが大
きくなったときに、レバー指令値LにかわってEPC弁
に出力されることにより、通常のレバー操作感覚、特に
応答性を損なわずに残留振動を抑制することができる。
また、上記加速度フィードバック値Kを決定するゲイン
を、出力飽和型非線形ゲイン部19とする、すなわち入
力Foよりも小さな入力Fに対しては比較的大きなゲイ
ンを乗じて加速度フィードバック値Kを求め、入力Fo
よりも大きな入力Fに対しては入力Fo時の値で出力飽
和させることで小さな振動に対してもより大きな加速度
フィードバック値が出力される。
【図1】本発明の実施例を示す概略的な構成説明図であ
る。
る。
【図2】本発明の他の実施例を示す概略的な構成説明図
である。
である。
【図3】本発明の他の実施例を示す概略的な構成説明図
である。
である。
【図4】本発明の実施例におけるブーム上げ操作の指令
値及び振動の様子を示す線図である。
値及び振動の様子を示す線図である。
【図5】制振制御がない場合のブーム上げ操作の指令値
及び振動の様子を示す線図である。
及び振動の様子を示す線図である。
1…ブーム、3…アーム、4…バケット、5…ブームシ
リンダ、5a…ロッド室、5b…ボトム室、8…方向制
御弁、9…油圧ポンプ、10a,10b…電磁比例圧力
制御弁(EPC弁)、10′a,10′b…手動圧力制
御弁、12a,12b…電磁力作用部、13…デジタル
コンピュータ、14a,14b…圧力センサ、15…演
算部、16…比較部、17…シリンダ推力演算部、18
…バンドパスフィルタ、19…飽和型非線形ゲイン部、
20…指令電気レバー、21…加速度計、22a,22
b…シャトル弁。
リンダ、5a…ロッド室、5b…ボトム室、8…方向制
御弁、9…油圧ポンプ、10a,10b…電磁比例圧力
制御弁(EPC弁)、10′a,10′b…手動圧力制
御弁、12a,12b…電磁力作用部、13…デジタル
コンピュータ、14a,14b…圧力センサ、15…演
算部、16…比較部、17…シリンダ推力演算部、18
…バンドパスフィルタ、19…飽和型非線形ゲイン部、
20…指令電気レバー、21…加速度計、22a,22
b…シャトル弁。
Claims (2)
- 【請求項1】 作業機を駆動する油圧アクチュエータ
と、油圧アクチュエータに圧油を供給する油圧ポンプ9
と、この油圧ポンプ9と油圧アクチュエータとの間に介
装する方向制御弁8と、この方向制御弁8を切換制御す
る電磁比例圧力制御弁20a,20bとからなる作業機
において、上記油圧アクチュエータにて駆動される作業
機の加速度を検出する作業機加速度検出手段と、この作
業機速度検出手段からの検出値より加速度補償値を演算
する演算部15と、オペレータによるレバー操作指令値
と上記加速度補償値を比較し、そのいずれか大きい方の
値を上記電磁比例圧力制御弁10a,10bの電磁作用
部12a,12bに出力する比較部16とからなること
を特徴とする作業機の振動抑制装置。 - 【請求項2】 演算部15の一部に出力飽和型非線形ゲ
イン部19を用いたことを特徴とする請求項1記載の作
業機の振動抑制装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35135091A JP3147188B2 (ja) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | 作業機の振動抑制装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35135091A JP3147188B2 (ja) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | 作業機の振動抑制装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05163746A true JPH05163746A (ja) | 1993-06-29 |
JP3147188B2 JP3147188B2 (ja) | 2001-03-19 |
Family
ID=18416708
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP35135091A Expired - Fee Related JP3147188B2 (ja) | 1991-12-13 | 1991-12-13 | 作業機の振動抑制装置 |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3147188B2 (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP4394134A1 (en) * | 2022-12-27 | 2024-07-03 | Sumitomo Heavy Industries, LTD. | Shovel |
-
1991
- 1991-12-13 JP JP35135091A patent/JP3147188B2/ja not_active Expired - Fee Related
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