JPH07234727A - 作業機の振動抑制装置およびその方法 - Google Patents
作業機の振動抑制装置およびその方法Info
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- JPH07234727A JPH07234727A JP6046330A JP4633094A JPH07234727A JP H07234727 A JPH07234727 A JP H07234727A JP 6046330 A JP6046330 A JP 6046330A JP 4633094 A JP4633094 A JP 4633094A JP H07234727 A JPH07234727 A JP H07234727A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
- B66C13/00—Other constructional features or details
- B66C13/04—Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack
- B66C13/06—Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack for minimising or preventing longitudinal or transverse swinging of loads
- B66C13/066—Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack for minimising or preventing longitudinal or transverse swinging of loads for minimising vibration of a boom
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
- B66C13/00—Other constructional features or details
- B66C13/18—Control systems or devices
-
- 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
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D19/00—Control of mechanical oscillations, e.g. of amplitude, of frequency, of phase
- G05D19/02—Control of mechanical oscillations, e.g. of amplitude, of frequency, of phase characterised by the use of electric means
Abstract
(57)【要約】
【目的】 応答性を損なうこと無く、操作終了直後に生
じる残留振動を良好に抑制することを目的とする。 【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、オペレータ
のレバー操作指令値よりレバー開度に応じた係数を算出
するレバー開度係数算出手段と、作業機加速度より算出
される作用力とレバー開度係数とから加速度補償値を演
算する加速度補償値演算手段と、加速度補償値とレバー
操作指令値とから加速度フィードバック指令値を求めて
加速度フィードバック指令値を電磁比例圧力制御弁に出
力するフィードバック指令手段とを備える。また、レバ
ー開度係数は、レバーニュートラルにおけるレバー操作
指令値で最大となる係数である。
じる残留振動を良好に抑制することを目的とする。 【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、オペレータ
のレバー操作指令値よりレバー開度に応じた係数を算出
するレバー開度係数算出手段と、作業機加速度より算出
される作用力とレバー開度係数とから加速度補償値を演
算する加速度補償値演算手段と、加速度補償値とレバー
操作指令値とから加速度フィードバック指令値を求めて
加速度フィードバック指令値を電磁比例圧力制御弁に出
力するフィードバック指令手段とを備える。また、レバ
ー開度係数は、レバーニュートラルにおけるレバー操作
指令値で最大となる係数である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、作業機の振動抑制装置
およびその方法に係わり、特に油圧駆動の作業機を有す
る、油圧ショベル等の掘削機械、クレーン等の吊荷機
械、産業機械等に好適な作業機の振動抑制装置およびそ
の方法に関する。
およびその方法に係わり、特に油圧駆動の作業機を有す
る、油圧ショベル等の掘削機械、クレーン等の吊荷機
械、産業機械等に好適な作業機の振動抑制装置およびそ
の方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、油圧アクチュエータにより駆動
される作業機は、急加速等の操作により振動を発生する
が、特に操作終了直後の残留振動が操作性、乗り心地な
どに与える悪影響は大きく、この振動を抑制する技術と
して次のものが知られている。まず、加速度フィードバ
ック回路による速度ダンピングを付与して速度変動を抑
制する方法として、作業機を駆動する油圧シリンダに圧
力センサを取り付け、この圧力センサの値などから油圧
シリンダの推力を算出し、さらにフィルター処理した値
にフィードバックゲインを乗じて加速度補償値を算出
し、この信号を操作レバー信号に負帰還してフィードバ
ックを行い、振動を抑制することが知られている（特開
昭６１−１５１０７６号公報参照）。また、圧力センサ
の代わりに加速時計を使用し、同様に振動抑制すること
も知られている（特開昭５９−１４２４０５号公報参
照）。
される作業機は、急加速等の操作により振動を発生する
が、特に操作終了直後の残留振動が操作性、乗り心地な
どに与える悪影響は大きく、この振動を抑制する技術と
して次のものが知られている。まず、加速度フィードバ
ック回路による速度ダンピングを付与して速度変動を抑
制する方法として、作業機を駆動する油圧シリンダに圧
力センサを取り付け、この圧力センサの値などから油圧
シリンダの推力を算出し、さらにフィルター処理した値
にフィードバックゲインを乗じて加速度補償値を算出
し、この信号を操作レバー信号に負帰還してフィードバ
ックを行い、振動を抑制することが知られている（特開
昭６１−１５１０７６号公報参照）。また、圧力センサ
の代わりに加速時計を使用し、同様に振動抑制すること
も知られている（特開昭５９−１４２４０５号公報参
照）。
【０００３】また、別の従来技術として、油圧シリンダ
等の油圧アクチュエータにて駆動される建設機械等の作
業機の加速度を検出し、この検出値に出力飽和型非線形
ゲインを乗じたりして加速度補償値を演算し、この加速
度補償値とオペレータによるレバー操作指令値とを比較
し、いずれか大きい方の値を電磁比例圧力制御弁に出力
し、これにより方向制御弁が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ことが知られている
（特願平３−３５１３５０号参照）。これにより、通常
のレバー操作感覚で、しかも応答性を損なうこと無く残
留振動の抑制を可能とし、良い乗り心地を得ている
等の油圧アクチュエータにて駆動される建設機械等の作
業機の加速度を検出し、この検出値に出力飽和型非線形
ゲインを乗じたりして加速度補償値を演算し、この加速
度補償値とオペレータによるレバー操作指令値とを比較
し、いずれか大きい方の値を電磁比例圧力制御弁に出力
し、これにより方向制御弁が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ことが知られている
（特願平３−３５１３５０号参照）。これにより、通常
のレバー操作感覚で、しかも応答性を損なうこと無く残
留振動の抑制を可能とし、良い乗り心地を得ている
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術には次のような問題点がある。すなわち、操作レ
バー信号に負帰還する方法である前者においては、加速
度補償値は所定の一定値となる加速度フィードバックゲ
インを乗じるので、残留振動の抑制に適切となる大きな
加速度フィードバックゲインに設定すると、操作レバー
による油圧シリンダの起動・停止の応答性が悪くなる問
題が生じる。したがって、残留振動の抑制と応答性との
妥協点となる加速度フィードバックゲインに設定する必
要があった。また、後者においては、残留振動の抑制と
応答性とが得られるものの、より微操作が必要な作業、
例えばクレーン等で吊荷を所定の高さ位置に吊り下ろす
場合は、位置精度とともに、短時間に残留振動幅をより
小さくすることが要求されるが、対応できないことがあ
る。
来技術には次のような問題点がある。すなわち、操作レ
バー信号に負帰還する方法である前者においては、加速
度補償値は所定の一定値となる加速度フィードバックゲ
インを乗じるので、残留振動の抑制に適切となる大きな
加速度フィードバックゲインに設定すると、操作レバー
による油圧シリンダの起動・停止の応答性が悪くなる問
題が生じる。したがって、残留振動の抑制と応答性との
妥協点となる加速度フィードバックゲインに設定する必
要があった。また、後者においては、残留振動の抑制と
応答性とが得られるものの、より微操作が必要な作業、
例えばクレーン等で吊荷を所定の高さ位置に吊り下ろす
場合は、位置精度とともに、短時間に残留振動幅をより
小さくすることが要求されるが、対応できないことがあ
る。
【０００５】本発明は、上記従来技術の問題点に着目
し、応答性を損なうこと無くレバー操作性を得るととも
に、作業機の急加速等の操作の終了直後に生じる残留振
動を、短時間により小さく抑制することが可能な作業機
の振動抑制装置およびその方法を提供することを目的と
する。
し、応答性を損なうこと無くレバー操作性を得るととも
に、作業機の急加速等の操作の終了直後に生じる残留振
動を、短時間により小さく抑制することが可能な作業機
の振動抑制装置およびその方法を提供することを目的と
する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係わる作業機の振動抑制装置において、第
１発明は、作業機を駆動する油圧アクチュエータと、前
記油圧アクチュエータに圧油を供給する油圧ポンプと、
前記油圧ポンプと前記油圧アクチュエータとの間に備え
られる方向制御弁と、前記方向制御弁を切換制御する電
磁比例圧力制御弁とを具備する作業機であって、作業機
の加速度に基づくフィードバック指令値を前記電磁比例
圧力制御弁に出力し、振動を制御する作業機の振動抑制
装置において、前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、オ
ペレータのレバー操作指令値よりレバー開度に応じた係
数を算出するレバー開度係数算出手段と、前記作業機加
速度より算出される作用力と前記レバー開度係数とから
加速度補償値を演算する加速度補償値演算手段と、前記
加速度補償値と前記レバー操作指令値とから加速度フィ
ードバック指令値を求めて前記加速度フィードバック指
令値を前記電磁比例圧力制御弁に出力するフィードバッ
ク指令手段とを備えることを特徴とする。
め、本発明に係わる作業機の振動抑制装置において、第
１発明は、作業機を駆動する油圧アクチュエータと、前
記油圧アクチュエータに圧油を供給する油圧ポンプと、
前記油圧ポンプと前記油圧アクチュエータとの間に備え
られる方向制御弁と、前記方向制御弁を切換制御する電
磁比例圧力制御弁とを具備する作業機であって、作業機
の加速度に基づくフィードバック指令値を前記電磁比例
圧力制御弁に出力し、振動を制御する作業機の振動抑制
装置において、前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、オ
ペレータのレバー操作指令値よりレバー開度に応じた係
数を算出するレバー開度係数算出手段と、前記作業機加
速度より算出される作用力と前記レバー開度係数とから
加速度補償値を演算する加速度補償値演算手段と、前記
加速度補償値と前記レバー操作指令値とから加速度フィ
ードバック指令値を求めて前記加速度フィードバック指
令値を前記電磁比例圧力制御弁に出力するフィードバッ
ク指令手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】第２発明は、第１発明において、前記レバ
ー開度係数は、レバーニュートラルにおける前記レバー
操作指令値で最大となる係数である。第３発明は、第１
発明または第２発明において、前記加速度補償値は、前
記作用力と前記レバー開度係数とを乗じた値である。第
４発明は、第１発明乃至第３発明において、前記加速度
フィードバック指令値は、前記レバー操作指令値から前
記加速度補償値を減じた値である。第５発明は、第１発
明乃至第３発明において、前記加速度フィードバック指
令値は、前記レバー操作指令値と前記加速度補償値とを
比較し、その絶対値が大きい方の値である。
ー開度係数は、レバーニュートラルにおける前記レバー
操作指令値で最大となる係数である。第３発明は、第１
発明または第２発明において、前記加速度補償値は、前
記作用力と前記レバー開度係数とを乗じた値である。第
４発明は、第１発明乃至第３発明において、前記加速度
フィードバック指令値は、前記レバー操作指令値から前
記加速度補償値を減じた値である。第５発明は、第１発
明乃至第３発明において、前記加速度フィードバック指
令値は、前記レバー操作指令値と前記加速度補償値とを
比較し、その絶対値が大きい方の値である。
【０００８】また、本発明に係わる作業機の振動抑制方
法において、第６発明は、油圧アクチュエータで駆動さ
れる作業機の加速度等を検出し、前記検出値に基づく値
とレバー操作指令値とから求められるフィードバック指
令値により前記油圧アクチュエータを駆動制御する作業
機の振動抑制方法において、前記検出値に基づく前記値
は、前記検出値とレバー操作に対応するレバー開度係数
とに基づく値であることを特徴とする。本発明に係わる
作業機の振動抑制装置およびその方法は、以上の構成と
した。
法において、第６発明は、油圧アクチュエータで駆動さ
れる作業機の加速度等を検出し、前記検出値に基づく値
とレバー操作指令値とから求められるフィードバック指
令値により前記油圧アクチュエータを駆動制御する作業
機の振動抑制方法において、前記検出値に基づく前記値
は、前記検出値とレバー操作に対応するレバー開度係数
とに基づく値であることを特徴とする。本発明に係わる
作業機の振動抑制装置およびその方法は、以上の構成と
した。
【０００９】
【作用】上記構成による本発明の作用を説明する。本発
明に係わる作業機の振動抑制装置は、油圧アクチュエー
タにて駆動される作業機の加速度に基づく値とレバー開
度係数とから加速度補償値を演算する手段を備え、この
加速度補償値とレバー操作指令値とから加速度フィード
バック指令値を出力するフィードバック指令手段とを備
えている。かかる構成により、レバー開度係数はオペレ
ータのレバー操作指令に対応し、このレバー開度係数を
考慮した加速度フィードバック指令値で作業機が制御さ
れるので、オペレータの操作感覚を満足して、振動が抑
制される。
明に係わる作業機の振動抑制装置は、油圧アクチュエー
タにて駆動される作業機の加速度に基づく値とレバー開
度係数とから加速度補償値を演算する手段を備え、この
加速度補償値とレバー操作指令値とから加速度フィード
バック指令値を出力するフィードバック指令手段とを備
えている。かかる構成により、レバー開度係数はオペレ
ータのレバー操作指令に対応し、このレバー開度係数を
考慮した加速度フィードバック指令値で作業機が制御さ
れるので、オペレータの操作感覚を満足して、振動が抑
制される。
【００１０】また、レバー開度係数が、レバーニュート
ラルで最大となり、さらには加速度補償値は、作用力と
レバー開度係数とを乗じた値であるので、操作終了直後
の振動抑制が良好に行われる。なお、加速度フィードバ
ック指令値は、レバー操作指令値から加速度補償値を減
じた値、あるいは、レバー操作指令値と加速度補償値と
を比較し、その絶対値が大きい方の値であっても良好な
振動抑制が可能となる。次に、作業機の振動抑制方法に
おいて、フィードバック指令値は、検出値とレバー操作
に対応するレバー開度係数とに基づく値であるので、オ
ペレータの操作への応答性を確保しつつ、良好な振動抑
制が可能である。
ラルで最大となり、さらには加速度補償値は、作用力と
レバー開度係数とを乗じた値であるので、操作終了直後
の振動抑制が良好に行われる。なお、加速度フィードバ
ック指令値は、レバー操作指令値から加速度補償値を減
じた値、あるいは、レバー操作指令値と加速度補償値と
を比較し、その絶対値が大きい方の値であっても良好な
振動抑制が可能となる。次に、作業機の振動抑制方法に
おいて、フィードバック指令値は、検出値とレバー操作
に対応するレバー開度係数とに基づく値であるので、オ
ペレータの操作への応答性を確保しつつ、良好な振動抑
制が可能である。
【００１１】
【実施例】以下に、本発明に係わる作業機の振動抑制装
置およびその方法の実施例につき、図面を参照しつつ詳
述する。クレーンの作業機であるブームへの適用例とし
て、図１に、作業機の振動抑制装置の構成概要の説明図
を示す。本構成を大別すると、ブーム１、ブーム１を駆
動する油圧駆動系および指令制御系である。ブーム１は
ベースブーム２、トップブーム３等から構成される多段
式であり、ベースブーム２はフレーム４に枢支されると
共に、トップブーム３先端からロープ等により吊り荷６
の移動作業を行う。
置およびその方法の実施例につき、図面を参照しつつ詳
述する。クレーンの作業機であるブームへの適用例とし
て、図１に、作業機の振動抑制装置の構成概要の説明図
を示す。本構成を大別すると、ブーム１、ブーム１を駆
動する油圧駆動系および指令制御系である。ブーム１は
ベースブーム２、トップブーム３等から構成される多段
式であり、ベースブーム２はフレーム４に枢支されると
共に、トップブーム３先端からロープ等により吊り荷６
の移動作業を行う。
【００１２】油圧駆動系は、油圧アクチュエータの一例
であるブームシリンダ５、ブームシリンダ５にメインの
油圧ポンプ２５からの圧油をブーム１駆動方向に応じて
切換供給する方向制御弁２１、この方向制御弁２１を切
換制御する電磁比例圧力制御弁（以下、ＥＰＣ弁とい
う。）２２、２３、チャージポンプ２６からＥＰＣ弁２
２、２３への圧油を所定圧力にコントロールする圧力調
整弁２４から構成される。ブームシリンダ５は、ヘッド
室５H とボトム室５B から構成され、その両端がフレー
ム４およびベースブーム２に回動可能に取り付けられて
ブーム１を上下方向に駆動する。ＥＰＣ弁２２、２３
は、指令制御系のフィードバック指令部１８と接続する
作用部２２ａ、２３ａを備え、作用部２２ａ、２３ａは
フィードバック指令部１８からの指令値に応じたパイロ
ット圧となる油をＥＰＣ弁２２、２３から方向制御弁２
１に送り込む。方向制御弁２１の両端に備えられるパイ
ロット圧駆動部２１ａ、２１ｅは、パイロット圧に対応
してスプール弁（図示せず）等を駆動して、方向制御弁
２１の下降部２１ｂ、保持部２１ｃ、上昇部２１ｄを切
換、ブームシリンダ５を上下方向に駆動する。
であるブームシリンダ５、ブームシリンダ５にメインの
油圧ポンプ２５からの圧油をブーム１駆動方向に応じて
切換供給する方向制御弁２１、この方向制御弁２１を切
換制御する電磁比例圧力制御弁（以下、ＥＰＣ弁とい
う。）２２、２３、チャージポンプ２６からＥＰＣ弁２
２、２３への圧油を所定圧力にコントロールする圧力調
整弁２４から構成される。ブームシリンダ５は、ヘッド
室５H とボトム室５B から構成され、その両端がフレー
ム４およびベースブーム２に回動可能に取り付けられて
ブーム１を上下方向に駆動する。ＥＰＣ弁２２、２３
は、指令制御系のフィードバック指令部１８と接続する
作用部２２ａ、２３ａを備え、作用部２２ａ、２３ａは
フィードバック指令部１８からの指令値に応じたパイロ
ット圧となる油をＥＰＣ弁２２、２３から方向制御弁２
１に送り込む。方向制御弁２１の両端に備えられるパイ
ロット圧駆動部２１ａ、２１ｅは、パイロット圧に対応
してスプール弁（図示せず）等を駆動して、方向制御弁
２１の下降部２１ｂ、保持部２１ｃ、上昇部２１ｄを切
換、ブームシリンダ５を上下方向に駆動する。
【００１３】指令制御系は、ブームシリンダ５のヘッド
室５H 、ボトム室５B と接続するブーム１の圧力を検出
する圧力センサ１１H 、１１B と、オペレータのレバー
１９操作に対応した係数を算出するレバー開度係数算出
部１７と、圧力センサ１１H、１１B よりの圧力ＰH 、
ＰB およびレバー開度係数算出部１７に基づいて加速度
補償値を算出する加速度補償値演算部１３と、この加速
度補償値とレバー１９操作による指令値とより加速度フ
ィードバック指令値をＥＰＣ弁２２、２３に出力するフ
ィードバック指令部１８から構成される。また、加速度
補償値演算部１３は、シリンダ推力算出部１４と加速度
補償値算出部１６とを有しており、両者のあいだにバン
ドパスフィルタ等のフィルタ１５を備えるのが好まし
い。
室５H 、ボトム室５B と接続するブーム１の圧力を検出
する圧力センサ１１H 、１１B と、オペレータのレバー
１９操作に対応した係数を算出するレバー開度係数算出
部１７と、圧力センサ１１H、１１B よりの圧力ＰH 、
ＰB およびレバー開度係数算出部１７に基づいて加速度
補償値を算出する加速度補償値演算部１３と、この加速
度補償値とレバー１９操作による指令値とより加速度フ
ィードバック指令値をＥＰＣ弁２２、２３に出力するフ
ィードバック指令部１８から構成される。また、加速度
補償値演算部１３は、シリンダ推力算出部１４と加速度
補償値算出部１６とを有しており、両者のあいだにバン
ドパスフィルタ等のフィルタ１５を備えるのが好まし
い。
【００１４】かかる構成における作動に関し、説明す
る。まず、シリンダ推力算出部１４において、圧力セン
サ１１H 、１１B で検出された圧力ＰH 、ＰB と、ブー
ムシリンダ５のヘッド室５H 、ボトム室５B の断面積Ａ
H 、ＡB とから、シリンダ推力Ｆ（Ｆ＝ＰB ・ＡB −Ｐ
H ・ＡH ）を算出する。このシリンダ推力Ｆにはノイズ
や直流成分が含まれており、フィルタ１５によりフィル
タをかけるのが好ましい。本実施例では、フィルタ１５
として、図２に示す周波数特性を持つバンドパスフィル
タを用いた。図２で、略台形状のゲイン特性をしている
が、カット点ωHの周波数ωは、ノイズ成分をカットす
るために、振動抑制の対象となる周波数より高周波の値
を設定すればよいが、本実施例では３０ＨZ 程度を設定
した。また、カット点ωL は、重力加速度の影響をカッ
トする値を設定すればよく、０．３ＨZ 程度とした。こ
のフィルタ１５で処理されたシリンダ推力Ｆf が、加速
度補償値算出部１６に入力される。
る。まず、シリンダ推力算出部１４において、圧力セン
サ１１H 、１１B で検出された圧力ＰH 、ＰB と、ブー
ムシリンダ５のヘッド室５H 、ボトム室５B の断面積Ａ
H 、ＡB とから、シリンダ推力Ｆ（Ｆ＝ＰB ・ＡB −Ｐ
H ・ＡH ）を算出する。このシリンダ推力Ｆにはノイズ
や直流成分が含まれており、フィルタ１５によりフィル
タをかけるのが好ましい。本実施例では、フィルタ１５
として、図２に示す周波数特性を持つバンドパスフィル
タを用いた。図２で、略台形状のゲイン特性をしている
が、カット点ωHの周波数ωは、ノイズ成分をカットす
るために、振動抑制の対象となる周波数より高周波の値
を設定すればよいが、本実施例では３０ＨZ 程度を設定
した。また、カット点ωL は、重力加速度の影響をカッ
トする値を設定すればよく、０．３ＨZ 程度とした。こ
のフィルタ１５で処理されたシリンダ推力Ｆf が、加速
度補償値算出部１６に入力される。
【００１５】一方、オペレータのレバー１９操作による
レバー操作指令値Ｓはレバー開度係数算出部に入力され
る。このレバー操作指令値Ｓは、レバー１９操作におけ
るレバー開度に対応するものであり、図３に、レバー開
度とゲインＧとの関係を示す。レバー開度係数であるゲ
インＧは、レバー開度が０％程度のレバーニュトラルで
最大値（例えば、Ｇ＝１）となり、レバー開度が＋１０
０％（例えば、ブーム１上昇用のフルストローク位
置）、およびレバー開度が−１００％（例えば、ブーム
１下降用のフルストローク位置）では小さな値、例えば
０になるような関数で算出され、加速度補償値算出部１
６に入力される。
レバー操作指令値Ｓはレバー開度係数算出部に入力され
る。このレバー操作指令値Ｓは、レバー１９操作におけ
るレバー開度に対応するものであり、図３に、レバー開
度とゲインＧとの関係を示す。レバー開度係数であるゲ
インＧは、レバー開度が０％程度のレバーニュトラルで
最大値（例えば、Ｇ＝１）となり、レバー開度が＋１０
０％（例えば、ブーム１上昇用のフルストローク位
置）、およびレバー開度が−１００％（例えば、ブーム
１下降用のフルストローク位置）では小さな値、例えば
０になるような関数で算出され、加速度補償値算出部１
６に入力される。
【００１６】加速度補償値算出部１６では、フィルタ加
工されたシリンダ推力Ｆf にゲインＧを乗じて加速度補
償値Ｋ（Ｋ＝Ｆf ・Ｇ）を算出し、フィードバック指令
部１８へ出力する。次に、フィードバック指令部１８に
おいて、レバー１９操作によるレバー操作指令値Ｓと加
速度補償値Ｋとに基づいて加速度フィードバック指令値
Ｖを求め、この加速度フィードバック指令値ＶをＥＰＣ
弁２２、２３に、電流値として出力する。この出力で
は、例えばレバー操作指令値Ｓから加速度補償値Ｋを減
じた（負帰還）値（Ｖ＝Ｓ−Ｋ）を加速度フィードバッ
ク指令値Ｖとして出力するが、Ｖ≧０の場合は、ＥＰＣ
弁２３の作用部２３ａに出力し、一方Ｖ＜０の場合は、
ＥＰＣ弁２２の作用部２２ａに出力し、方向制御弁２
１、ブームシリンダ５を介して、ブーム１を上下方向に
駆動しつつ振動を抑制する。
工されたシリンダ推力Ｆf にゲインＧを乗じて加速度補
償値Ｋ（Ｋ＝Ｆf ・Ｇ）を算出し、フィードバック指令
部１８へ出力する。次に、フィードバック指令部１８に
おいて、レバー１９操作によるレバー操作指令値Ｓと加
速度補償値Ｋとに基づいて加速度フィードバック指令値
Ｖを求め、この加速度フィードバック指令値ＶをＥＰＣ
弁２２、２３に、電流値として出力する。この出力で
は、例えばレバー操作指令値Ｓから加速度補償値Ｋを減
じた（負帰還）値（Ｖ＝Ｓ−Ｋ）を加速度フィードバッ
ク指令値Ｖとして出力するが、Ｖ≧０の場合は、ＥＰＣ
弁２３の作用部２３ａに出力し、一方Ｖ＜０の場合は、
ＥＰＣ弁２２の作用部２２ａに出力し、方向制御弁２
１、ブームシリンダ５を介して、ブーム１を上下方向に
駆動しつつ振動を抑制する。
【００１７】次に、急加速等の個々の操作終了直後の残
留振動の変化に関し、図４に本実施例での測定結果、図
５に振動抑制を行わない場合の測定結果を示す。本測定
は、ブーム１を上昇後停止して操作終了した場合であ
り、図４、図５において、レバー開度０％はニュートラ
ル位置に対応する。なお、ベースブーム角α、トップブ
ーム角βは、図１に示すブーム１に角度センサを取り付
けて測定した対地角度である。図４、図５から明らかな
ように、本実施例では、上昇操作中においても加速度フ
ィードバック指令値Ｖにより、トップブーム角βの振れ
は小さく、特に、操作終了直後（レバーニュートラル）
の加速度フィードバック指令値Ｖにより、トップブーム
振動が極めて良好に抑制されている。したがって、吊り
荷などの残留振動もより小さく、急加速等の操作中は、
通常のレバー操作感覚が得られ、応答性を損なうことも
ない。また、フィードバック指令部１８からの加速度フ
ィードバック指令値Ｖは、レバー操作指令値Ｓと加速度
補償値Ｋを比較し、その絶対値の大きい方の値を出力し
ても有効に残留振動が抑制される。
留振動の変化に関し、図４に本実施例での測定結果、図
５に振動抑制を行わない場合の測定結果を示す。本測定
は、ブーム１を上昇後停止して操作終了した場合であ
り、図４、図５において、レバー開度０％はニュートラ
ル位置に対応する。なお、ベースブーム角α、トップブ
ーム角βは、図１に示すブーム１に角度センサを取り付
けて測定した対地角度である。図４、図５から明らかな
ように、本実施例では、上昇操作中においても加速度フ
ィードバック指令値Ｖにより、トップブーム角βの振れ
は小さく、特に、操作終了直後（レバーニュートラル）
の加速度フィードバック指令値Ｖにより、トップブーム
振動が極めて良好に抑制されている。したがって、吊り
荷などの残留振動もより小さく、急加速等の操作中は、
通常のレバー操作感覚が得られ、応答性を損なうことも
ない。また、フィードバック指令部１８からの加速度フ
ィードバック指令値Ｖは、レバー操作指令値Ｓと加速度
補償値Ｋを比較し、その絶対値の大きい方の値を出力し
ても有効に残留振動が抑制される。
【００１８】以上、本発明に係わる作業機の振動抑制装
置およびその方法について詳述したが、本発明は実施例
に限定されるものではない。油圧アクチュエータは油圧
モータを使用して良く、適用対象の作業機は油圧アクチ
ュエータで駆動されるものであれば良い。また、本実施
例では、圧力センサを作業機加速度検出手段として開示
したが、作業機加速度検出手段としては、加速度センサ
が使用可能であり、この加速度センサを作業機に取り付
け、検出値を加速度補償値演算部に入力・演算しても良
い。さらに、レバー開度係数は、必要に応じて種々の関
数、パターン等より求められてよいことは言うまでもな
い。
置およびその方法について詳述したが、本発明は実施例
に限定されるものではない。油圧アクチュエータは油圧
モータを使用して良く、適用対象の作業機は油圧アクチ
ュエータで駆動されるものであれば良い。また、本実施
例では、圧力センサを作業機加速度検出手段として開示
したが、作業機加速度検出手段としては、加速度センサ
が使用可能であり、この加速度センサを作業機に取り付
け、検出値を加速度補償値演算部に入力・演算しても良
い。さらに、レバー開度係数は、必要に応じて種々の関
数、パターン等より求められてよいことは言うまでもな
い。
【００１９】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。フ
ィードバック指令部よりＥＰＣ弁の作用部に加速度フィ
ードバック指令値を出力し、方向制御弁、ブームシリン
ダを介して、ブームを上下方向に駆動制御する際、オペ
レータの操作レバーの開度に対応するフィードバックの
ゲインを可変にするとともに、レバーニュートラルでは
ゲインを大きな値とすることで良好なフィードバック制
御を行い、操作終了直後の残留振動を短時間でより小さ
くすることを可能としている。これにより、オペレータ
が最も嫌う振動の一つである、操作終了直後の残留振
動、特に１〜２ＨZ の残留振動を抑制し、良い操作感
覚、良好な乗り心地が得られる。さらに、作業機先端の
振動幅も小さくなるので、安全な作業性も得られる。ま
た、作業機を高速で上昇・下降させるレバー開度の絶対
値が大きいときは、フィードバックのゲインを小さくし
てあるので、振動抑制効果が小さくなり、オペレータの
従来の操作感覚に良好に対応する。したがって、レバー
操作等の応答性と残留振動の良好な抑制との両方を満足
する。
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。フ
ィードバック指令部よりＥＰＣ弁の作用部に加速度フィ
ードバック指令値を出力し、方向制御弁、ブームシリン
ダを介して、ブームを上下方向に駆動制御する際、オペ
レータの操作レバーの開度に対応するフィードバックの
ゲインを可変にするとともに、レバーニュートラルでは
ゲインを大きな値とすることで良好なフィードバック制
御を行い、操作終了直後の残留振動を短時間でより小さ
くすることを可能としている。これにより、オペレータ
が最も嫌う振動の一つである、操作終了直後の残留振
動、特に１〜２ＨZ の残留振動を抑制し、良い操作感
覚、良好な乗り心地が得られる。さらに、作業機先端の
振動幅も小さくなるので、安全な作業性も得られる。ま
た、作業機を高速で上昇・下降させるレバー開度の絶対
値が大きいときは、フィードバックのゲインを小さくし
てあるので、振動抑制効果が小さくなり、オペレータの
従来の操作感覚に良好に対応する。したがって、レバー
操作等の応答性と残留振動の良好な抑制との両方を満足
する。
【図１】本発明に係る作業機の振動抑制装置の構成概要
の説明図である。
の説明図である。
【図２】本発明に係るバンドパスフィルタのゲインの周
波数特性を表す図である。
波数特性を表す図である。
【図３】本発明に係るレバー開度とゲインとの関係を表
す図である。
す図である。
【図４】本発明に係る実施例における操作終了直後の残
留振動の変化を示す図表である。
留振動の変化を示す図表である。
【図５】振動抑制を行わない場合の操作終了直後の残留
振動の変化を示す図表である。
振動の変化を示す図表である。
１ ブーム、５ ブームシリンダ、１１H 、１１B 圧
力センサ、１３ 加速度補償値演算部、１４ シリンダ
推力算出部、１５ フィルタ、１６ 加速度補償値算出
部、１７ レバー開度係数算出部、１８ フィードバッ
ク指令部、１９操作レバー、２１ 方向制御弁、２２、
２３ 電磁比例圧力制御弁（ＥＰＣ弁）、Ｆ シリンダ
推力、Ｇ ゲイン、Ｋ 加速度補償値、ＰB ボトム圧
力、ＰH ヘッド圧力、Ｓ レバー操作指令値、Ｖ 加
速度フィードバック指令値。
力センサ、１３ 加速度補償値演算部、１４ シリンダ
推力算出部、１５ フィルタ、１６ 加速度補償値算出
部、１７ レバー開度係数算出部、１８ フィードバッ
ク指令部、１９操作レバー、２１ 方向制御弁、２２、
２３ 電磁比例圧力制御弁（ＥＰＣ弁）、Ｆ シリンダ
推力、Ｇ ゲイン、Ｋ 加速度補償値、ＰB ボトム圧
力、ＰH ヘッド圧力、Ｓ レバー操作指令値、Ｖ 加
速度フィードバック指令値。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｆ１６Ｆ 15/02 Ａ 9138−3Ｊ
Claims (6)
- 【請求項１】 作業機を駆動する油圧アクチュエータ
と、前記油圧アクチュエータに圧油を供給する油圧ポン
プと、前記油圧ポンプと前記油圧アクチュエータとの間
に備えられる方向制御弁と、前記方向制御弁を切換制御
する電磁比例圧力制御弁とを具備する作業機であって、
作業機の加速度に基づくフィードバック指令値を前記電
磁比例圧力制御弁に出力し、振動を制御する作業機の振
動抑制装置において、前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、オペレータのレバー操作指令値よりレバー開度に応
じた係数を算出するレバー開度係数算出手段と、前記作
業機加速度より算出される作用力と前記レバー開度係数
とから加速度補償値を演算する加速度補償値演算手段
と、前記加速度補償値と前記レバー操作指令値とから加
速度フィードバック指令値を求めて前記加速度フィード
バック指令値を前記電磁比例圧力制御弁に出力するフィ
ードバック指令手段とを備えることを特徴とする作業機
の振動抑制装置。 - 【請求項２】 前記レバー開度係数は、レバーニュート
ラルにおける前記レバー操作指令値で最大となる係数で
ある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。 - 【請求項３】 前記加速度補償値は、前記作用力と前記
レバー開度係数とを乗じた値であることを特徴とする請
求項１又は２記載の作業機の振動抑制装置。 - 【請求項４】 前記加速度フィードバック指令値は、前
記レバー操作指令値から前記加速度補償値を減じた値で
あることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記
載の作業機の振動抑制装置。 - 【請求項５】 前記加速度フィードバック指令値は、前
記レバー操作指令値と前記加速度補償値とを比較し、そ
の絶対値が大きい方の値であることを特徴とする請求項
１〜３のいずれか１項に記載の作業機の振動抑制装置。 - 【請求項６】 油圧アクチュエータで駆動される作業機
の加速度等を検出し、前記検出値に基づく値とレバー操
作指令値とから求められるフィードバック指令値により
前記油圧アクチュエータを駆動制御する作業機の振動抑
制方法において、前記検出値に基づく前記値は、前記検
出値とレバー操作に対応するレバー開度係数とに基づく
値であることを特徴とする作業機の振動抑制方法。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6046330A JPH07234727A (ja) | 1994-02-21 | 1994-02-21 | 作業機の振動抑制装置およびその方法 |
| TW084101402A TW269721B (ja) | 1994-02-21 | 1995-02-16 | |
| CN95191727A CN1141680A (zh) | 1994-02-21 | 1995-02-17 | 工作机械的减震装置及减震方法 |
| DE69518311T DE69518311T2 (de) | 1994-02-21 | 1995-02-17 | Vorrichtung zur unterdrückung von schwingungen in einer arbeitsmaschine |
| US08/696,828 US5832730A (en) | 1994-02-21 | 1995-02-17 | Device and method for suppressing vibration of a working machine |
| KR1019960704489A KR970701384A (ko) | 1994-02-21 | 1995-02-17 | 작업기의 진동억제장치 및 그 방법(device and method for suppressing vibration of a working machine) |
| PCT/JP1995/000223 WO1995022789A1 (fr) | 1994-02-21 | 1995-02-17 | Procede et dispositif de suppression des vibrations d'un engin de travaux publics |
| EP95909104A EP0747797B1 (en) | 1994-02-21 | 1995-02-17 | Device for suppressing vibration of a working machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6046330A JPH07234727A (ja) | 1994-02-21 | 1994-02-21 | 作業機の振動抑制装置およびその方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07234727A true JPH07234727A (ja) | 1995-09-05 |
Family
ID=12744144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6046330A Pending JPH07234727A (ja) | 1994-02-21 | 1994-02-21 | 作業機の振動抑制装置およびその方法 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5832730A (ja) |
| EP (1) | EP0747797B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07234727A (ja) |
| KR (1) | KR970701384A (ja) |
| CN (1) | CN1141680A (ja) |
| DE (1) | DE69518311T2 (ja) |
| TW (1) | TW269721B (ja) |
| WO (1) | WO1995022789A1 (ja) |
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