JPH05195557A - 土工機における油圧アクチュエータ制御装置 - Google Patents

土工機における油圧アクチュエータ制御装置

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JPH05195557A
JPH05195557A JP4007129A JP712992A JPH05195557A JP H05195557 A JPH05195557 A JP H05195557A JP 4007129 A JP4007129 A JP 4007129A JP 712992 A JP712992 A JP 712992A JP H05195557 A JPH05195557 A JP H05195557A
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lever
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Takanori Miura
敬典 三浦
Toshio Mukoda
敏雄 向田
Satoshi Iida
聡 飯田
Yutaro Morishita
勇太郎 森下
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 レバー操作を軽快に行える利点を有しなが
ら、操作レバーの素早い操作に対する制御弁の応答遅れ
を阻止して操縦操作感覚と実際の作動状況とを合致させ
るようにする。 【構成】 作業装置を駆動する油圧アクチュエータの電
磁式比例流量制御弁Vの開度を、操作レバー11の操作
量に応じた電流を供給して比例制御する流量制御手段A
を備え、操作レバー11の現操作位置とその位置での操
作速度を検出する操作状態検出手段PMと、この操作状
態検出手段PMの検出結果に基づいて、現操作位置より
も所定時間後のレバー操作位置を予測演算する演算手段
Bとを備え、前記流量制御手段Aが、演算された前記予
測位置における制御目標電流を前記電磁式比例流量制御
弁Vに供給するよう構成してある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばバックホー等の
土工機における油圧アクチュエータ制御装置に関し、詳
しくは、作業装置を油圧アクチュエータにより駆動する
よう構成するとともに、前記油圧アクチュエータの電磁
式比例流量制御弁の開度を、操作レバーの操作量に応じ
た電流を供給して比例制御する流量制御手段を備えてあ
る土工機における油圧アクチュエータ制御装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】上記土工機における油圧アクチュエータ
制御装置において、従来では、前記操作レバーの全操作
領域に亘りその操作量に応じた電流を前記電磁式比例流
量制御弁に供給するよう構成してあった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前記制御装置は、油圧
アクチュエータの制御のための油圧制御弁のスプールを
人為的に操作するのは、操作が重く、行い難い欠点があ
るために、このレバー操作を軽快に行えるようにするた
めに、操作レバーの操作量を電気信号に変換して、供給
電流に対応した開度に比例制御される電磁式比例流量制
御弁を用いて油圧アクチュエータを操作するよう構成し
たものである。ところが、上記従来構造においては、操
作レバーの操作領域の全域に亘り、操作量に応じた電流
を供給して前記電磁式比例流量制御弁を駆動制御するよ
う構成したものであるから、レバー操作を所定位置で停
止させて作業を行う操作の途中においては、操作位置に
対応する電流量、即ちそれに対応する弁開度に設定さ
れ、所望の作業速度を得ることができるけれども、操作
レバーを加速作動側や減速作動側に切り換え操作した場
合には、電磁式比例流量制御弁のスプールの応答遅れや
起動タイミングのずれが発生したり、又、制御弁の固体
差に起因して、この応答遅れに機種毎に差が生じること
がある。その結果、操縦者の操作レバーの操作感覚と作
業装置の実際の作動状態との間に差異が発生し、操縦操
作性が低下する欠点があった。本発明は上記不具合点を
解消することを目的としている。
【0004】
【課題を解決するための手段】本第1発明の特徴構成
は、冒頭に記載した土工機における油圧アクチュエータ
制御装置において、前記操作レバーの現操作位置とその
位置での操作速度を検出する操作状態検出手段と、この
操作状態検出手段の検出結果に基づいて、現操作位置よ
りも所定時間後のレバー操作位置を予測演算する演算手
段とを備え、前記流量制御手段が、演算された前記予測
位置における制御目標電流を前記電磁式比例流量制御弁
に供給するよう構成してある点にある。第2発明の特徴
構成は、前記操作レバーの現操作域が全操作領域のうち
どの域にあるかを判別する判別手段を備え、この判別結
果に基づいて、前記演算手段における前記所定時間を変
更させる予測経過時間変更手段を備えてある点にある。
【0005】
【作用】第1発明の特徴構成によると、操作レバーが所
定の速度で例えば加速側あるいは減速側に操作されてい
る場合には、操作位置の変化速度より現実の操作位置か
ら所定時間経過後のレバー操作位置を予測して、その操
作位置に対応する制御目標電流を電磁式比例流量制御弁
に供給するので、油圧アクチュエータに対する圧油供給
が現実のレバー操作よりも所定時間だけ先行した状態で
流量制御することになり、制御弁の応答遅れを解消し
て、操縦者のレバー操作感覚に適応した油圧流量制御を
行えるものとなる。第2発明の特徴構成によると、操作
レバーの現操作域の差異、つまり、作業装置の実作動速
度の差異に応じて前記予測時間を変更させるので、作業
装置の慣性力の差を加味して、更にレバー操作感覚に適
合できる油圧流量制御が可能となる。
【0006】
【発明の効果】従って、電気制御式油圧制御弁を用いて
レバー操作が軽快に行える利点を有しながら、操作レバ
ーの素早い操作に対する制御弁の応答遅れを有効に阻止
して操作レバーの操作感覚と作業装置の作動状況とを極
力一致させて、操縦操作性を向上させることができた。
【0007】
【実施例】以下、実施例を図面に基いて説明する。図5
に土工機の一例としてのバックホーを示している。この
バックホーは、クローラ走行装置1を備えた走行機台2
に旋回用油圧モータMの駆動により縦軸芯周りで全旋回
自在に旋回台3を搭載するとともに、旋回台3にバック
ホー装置4〔作業装置の一例〕を連結し、走行機台2に
ドーザ装置5を備えて構成してある。前記バックホー装
置4は、旋回台3に横軸芯周りで上下揺動自在に枢支さ
れるブーム6にアーム7、バケット8を枢支連結すると
ともに、夫々をブームシリンダC1、アームシリンダC
2、バケットシリンダC3により駆動揺動して掘削作業
を行えるよう構成してある。又、ブーム6は、基端部6
a、中間部6b及び先端部6cに3分割され、夫々を縦
軸芯周りで枢支連結するとともに、基端部6aと先端部
6cとを中間部6bと平行なリンク9を介して枢支連結
し、オフセットシリンダC4により中間部6bを揺動駆
動することでバケット8が平行姿勢を維持しながら左右
方向に移動できるよう構成し、バケット8をブーム基端
部6aに対して横方向にオフセットして旋回台3上に格
納することで最大旋回径を小さくした状態で旋回作動で
きるよう構成してある。
【0008】油圧アクチュエータとしての前記ブームシ
リンダC1、アームシリンダC2、バケットシリンダC
3及び旋回油圧モータMの夫々は、旋回台3上に設けら
れた操縦部10に配設した十字揺動操作自在な左右一対
の操作レバー11により制御操作されるよう構成してあ
る。詳述すると、図1に示すように、前記各シリンダC
1,C2,C3及び旋回モータMは、夫々電磁式比例流
量制御弁Vにより油圧流量を制御するよう構成し、各操
作レバー11の夫々の操作方向における操作量を4個の
ポテンショメータPMにより検出して、この検出操作量
に基づいて制御装置12が各電磁式比例流量制御弁Vに
対する電流供給量を制御するよう構成してある。又、前
記オフセットシリンダC4は操作スイッチSWの操作に
より予め設定される流量を供給するよう構成されてい
る。前記制御装置12は、操作レバー11の操作量に応
じた電流を供給して電磁式比例流量制御弁Vの開度を制
御する流量制御手段Aと、前記操作レバーの現操作位置
とその位置での操作速度に基づいて、現操作位置よりも
所定時間後のレバー操作位置を予測演算する演算手段B
と、操作レバー11の現操作域が全操作領域のうちどの
域にあるかを判別する判別手段Cと、この判別結果に基
づいて、前記演算手段Bにおける前記所定時間を変更さ
せる予測経過時間変更手段Dとを制御プログラム形式で
備えるとともに、前記流量制御手段Aが、演算された前
記予測位置における制御目標電流を前記電磁式比例流量
制御弁Vに供給するよう構成してある。つまり、制御装
置12は、以下のように制御を実行する。図2に流量制
御のフローチャートを示す。操作レバー11の操作量を
検出する前記ポテンショメータPM〔操作状態検出手段
の一例〕の出力X1を読み込み、この出力X1の変化よ
りレバー操作速度X2を演算する〔ステップ1,2〕。
そして、レバー操作が加速側操作であれば、ポテンショ
メータPMの出力値X1より操作レバー11の現操作域
が全操作領域のうちどの域にあるかを判別する〔ステッ
プ3,4〕。その判別された操作域に対応するよう、例
えば図3に示すようなレバー操作位置に応じて異なる予
め定められる予測時間の特性データに基づいて、予測時
間Δt1を決定し〔ステップ5〕、予め定まるレバー操
作位置と電磁式比例流量制御弁Vに対する供給電流との
変化特性マップデータに基づいて、現操作位置X1から
前記予測時間Δt1経過後のレバー操作位置X3を予測
演算する〔ステップ6〕。そして、このように予測演算
された後のレバー操作予測位置X3に対応する供給電流
を電磁式比例流量制御弁Vに供給する〔ステップ7〕
(図4の破線参照)。又、減速操作が行われていれば、
ポテンショメータPMの出力値X1より操作レバー11
の現操作域が全操作領域のうちどの域にあるかを判別す
る〔ステップ9〕。その判別された操作域に対応するよ
う、上記したような加速側操作における特性データとは
異なる、レバー操作位置に応じて異なる予め定められる
予測時間の特性データに基づいて、予測時間Δt2を決
定し〔ステップ10〕、予め定まるレバー操作位置と電
磁式比例流量制御弁Vに対する供給電流との変化特性デ
ータに基づいて、現操作位置X1から前記予測時間Δt
2経過後のレバー操作位置X4を予測演算し、このよう
に予測演算された後のレバー操作予測位置X4に対応す
る供給電流を電磁式比例流量制御弁Vに供給する〔ステ
ップ11,12〕。そして、レバー操作が加速側あるい
は減速側いずれの操作でもない場合、例えば固定速度状
態に設定されている場合には、現操作位置X1の出力デ
ータに基づいて、現レバー操作位置X1に対応する供給
電流を電磁式比例流量制御弁Vに供給する〔ステップ1
3〕。前記ステップ7,12,13により流量制御手段
Aを構成し、前記ステップ6により前記演算手段Bを構
成し、前記ステップ4により前記判別手段Cを構成し、
前記ステップ5により前記予測経過時間変更手段Dを構
成する。
【0009】前記予測時間は、レバー操作位置の全域に
亘り一定時間に設定するものでもよい。
【0010】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
容易にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】制御ブロック図
【図2】制御フローチャート
【図3】予測時間特性図
【図4】制御特性図
【図5】バックホーの側面図
【符号の説明】
4 作業装置 11 操作レバー A 流量制御手段 B 演算手段 C 判別手段 D 予測経過変更手段 PM 操作状態検出手段 V 電磁式比例流量制御弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森下 勇太郎 大阪府堺市石津北町64番地 株式会社クボ タ堺製造所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 作業装置(4)を油圧アクチュエータに
    より駆動するよう構成するとともに、前記油圧アクチュ
    エータの電磁式比例流量制御弁(V)の開度を、操作レ
    バー(11)の操作量に応じた電流を供給して比例制御
    する流量制御手段(A)を備えてある土工機における油
    圧アクチュエータ制御装置であって、前記操作レバー
    (11)の現操作位置とその位置での操作速度を検出す
    る操作状態検出手段(PM)と、この操作状態検出手段
    (PM)の検出結果に基づいて、現操作位置よりも所定
    時間後のレバー操作位置を予測演算する演算手段(B)
    とを備え、前記流量制御手段(A)が、演算された前記
    予測位置における制御目標電流を前記電磁式比例流量制
    御弁(V)に供給するよう構成してある土工機における
    油圧アクチュエータ制御装置。
  2. 【請求項2】 前記操作レバー(11)の現操作域が全
    操作領域のうちどの域にあるかを判別する判別手段
    (C)を備え、この判別結果に基づいて、前記演算手段
    (B)における前記所定時間を変更させる予測経過時間
    変更手段(D)を備えてある請求項1に記載の土工機に
    おける油圧アクチュエータ制御装置。
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