JPH11343095A - Boom type working machine - Google Patents

Boom type working machine

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JPH11343095A
JPH11343095A JP10156334A JP15633498A JPH11343095A JP H11343095 A JPH11343095 A JP H11343095A JP 10156334 A JP10156334 A JP 10156334A JP 15633498 A JP15633498 A JP 15633498A JP H11343095 A JPH11343095 A JP H11343095A
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JP
Japan
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pressure
hydraulic
boom
feedback
vibration
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP10156334A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masato Oshima
真人 大嶋
Takahiro Kobayashi
隆博 小林
Masatsuna Kuchiki
聖綱 朽木
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
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Publication of JPH11343095A publication Critical patent/JPH11343095A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66CCRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
    • B66C13/00Other constructional features or details
    • B66C13/04Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack
    • B66C13/06Auxiliary devices for controlling movements of suspended loads, or preventing cable slack for minimising or preventing longitudinal or transverse swinging of loads
    • B66C13/066Auxiliary 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
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2203Arrangements for controlling the attitude of actuators, e.g. speed, floating function
    • E02F9/2207Arrangements for controlling the attitude of actuators, e.g. speed, floating function for reducing or compensating oscillations
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2217Hydraulic or pneumatic drives with energy recovery arrangements, e.g. using accumulators, flywheels

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the pressure fluctuation of a hydraulic cylinder and the vibration of a boom and the total system by controlling on the basis of the manipulated variable input by an operator and the feedback amount calculated on the basis of the pressure of the hydraulic cylinder. SOLUTION: In a hydraulic crane, a hydraulic circuit for controlling the operation of a hydraulic motor 32 controls a flow rate and the feeding direction of the pressure oil supplied from a hydraulic pump 42 as a hydraulic source by a hydraulic pilot type control valve 40 mounted between the hydraulic motor 32 and the hydraulic pump 42. A controller 60 performs the feedback of the cylinder rod pressure PR and the cylinder rod pressure PR in addition to the manipulated variable ud from the operator to obtain a control signal to control the hydraulic motor 32. Whereby the vibration of the hydraulic cylinder 20 is attenuated, and further the vibration of a boom 10 hoisted and driven by the hydraulic cylinder 10, the vibration of the suspended load 16 and further the vibration of the total system can be suppressed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、巻上ロープに吊ら
れた吊下フックや吊下バケット等を備えた油圧クレーン
や油圧ショベル等のブーム式作業機械であって、前記巻
上ロープを巻上げまたは巻下げ駆動する巻上駆動手段の
動作速度を制御することによる振動抑制機構を備えたブ
ーム式作業機械に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a boom type working machine such as a hydraulic crane or a hydraulic shovel provided with a hanging hook or a hanging bucket suspended on a hoisting rope, and hoisting the hoisting rope. Also, the present invention relates to a boom type working machine provided with a vibration suppressing mechanism by controlling the operation speed of a hoisting drive unit that drives the lowering.

【0002】[0002]

【従来の技術】図9に、従来のブーム式作業機械の一例
として、油圧クレーンの一般的構成を示す。この図に示
すように、一般的な油圧式クレーンは、油圧シリンダ2
0によって起伏駆動されるブーム10を備え、このブー
ム10先端のロープガイドシーブ12に通された巻上ロ
ープ14を油圧ウインチ30によって巻上/巻下駆動す
ることにより、巻上ロープ14先端に吊られた吊り荷1
6を上下に駆動させるようになっている。
2. Description of the Related Art FIG. 9 shows a general configuration of a hydraulic crane as an example of a conventional boom type working machine. As shown in this figure, a general hydraulic crane has a hydraulic cylinder 2
The hoisting rope 14 passed through the rope guide sheave 12 at the tip of the boom 10 is driven up / down by a hydraulic winch 30 to be suspended at the tip of the hoisting rope 14. Suspended load 1
6 is driven up and down.

【0003】この巻上ロープ14を巻上/巻下駆動する
油圧ウインチ30は油圧モータ32を駆動源としてお
り、この油圧モータ32は、油圧源である油圧ポンプ4
2との間に設けられたコントロールバルブ40によって
その作動方向と速度が制御されるようになっている。そ
して、このコントロールバルブ40にはリモコン弁59
を介して操作レバー52が接続されており、オペレータ
がこの操作レバー52を操作することで、このコントロ
ールバルブ40等を介して油圧ウインチ30が巻上/巻
下駆動するように構成されている。
A hydraulic winch 30 for driving the hoisting rope 14 up and down is driven by a hydraulic motor 32. The hydraulic motor 32 is connected to a hydraulic pump 4 as a hydraulic source.
The operation direction and speed are controlled by a control valve 40 provided between the control valve 2 and the control valve 2. The control valve 40 includes a remote control valve 59.
The operating lever 52 is connected to the hydraulic winch 30 via the control valve 40 and the like, and the hydraulic winch 30 is driven up / down.

【0004】このようなブーム式作業機械は、ブーム1
0を起伏駆動する油圧シリンダ20内の作動油の圧縮
性、ブーム10等の弾性や慣性、さらに巻上ロープ14
の弾性等のために系全体として振動しやすいという特性
をもっている。かつ、この振動系内には振動を減衰させ
る要素が少ないため、一旦生じた振動は減衰しにくいと
いう特性がある。
[0004] Such a boom-type working machine includes a boom 1
Compressiveness of the hydraulic oil in the hydraulic cylinder 20 that drives the hydraulic rope 20 up and down, the elasticity and inertia of the boom 10 and the like, and the hoisting rope 14
Due to its elasticity and the like, the system as a whole has a characteristic of easily vibrating. Moreover, since there are few elements in the vibration system that attenuate the vibration, there is a characteristic that the vibration once generated is hardly attenuated.

【0005】このため、このようなブーム式作業機械に
おいて、油圧ウインチ30を巻上/巻下駆動して吊り荷
16を上下に駆動させることにより、吊り荷16に振動
が生じれば、この振動がブーム10の振動を励起し、さ
らには系全体の振動を励起してしまいやすい。
[0005] Therefore, in such a boom type working machine, if the lifting load 16 is driven up and down by driving the hydraulic winch 30 up and down, and if the lifting load 16 is vibrated, the vibration is generated. Easily excites the vibration of the boom 10 and further excites the vibration of the entire system.

【0006】特に、このような系全体の振動が生じる
と、この振動が運転席で操作レバー52を握っているオ
ペレータの手に伝わり、オペレータの意志に反してレバ
ー操作に伝えられ、さらに大きな吊り荷16の上下振動
を引き起こすという悪循環を招いてしまうことがある。
In particular, when such vibrations of the entire system occur, the vibrations are transmitted to the hands of the operator holding the operation lever 52 at the driver's seat, and transmitted to the lever operation against the operator's will, and a larger suspension is performed. This may cause a vicious cycle of causing the load 16 to vibrate vertically.

【0007】したがって、オペレータは、できるだけ吊
り荷16に振動が生じないように、さらに、吊り荷に生
じた振動がブーム10や系全体の共振を励起しないよう
に操作を行うことが求められるため、操作性が悪いとい
う問題があった。
Therefore, the operator is required to perform an operation so that vibrations in the suspended load 16 are not generated as much as possible, and further, that vibrations generated in the suspended load do not excite resonance of the boom 10 and the entire system. There was a problem that operability was poor.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】このようなブーム式作
業機械の振動を抑制する手段としては、従来より以下に
示すような種々の提案がなされている。
As means for suppressing the vibration of such a boom type working machine, various proposals as described below have hitherto been made.

【0009】(1)たとえば、ブーム10等の作業装置
に対して、系全体の共振を防止するように、リンク機構
を介して質量を付加することにより、振動を受動的に抑
制する、いわゆる動吸振器(Dynamic Damper)の原理を
用いた振動抑制方法がある(特開昭51−76759
号)。
(1) For example, by adding a mass to a working device such as a boom 10 via a link mechanism so as to prevent resonance of the entire system, vibration is passively suppressed, that is, so-called dynamic operation. There is a vibration suppression method using the principle of a vibration damper (Dynamic Damper) (JP-A-51-76759).
issue).

【0010】しかし、この方法では、ブーム10等の作
業装置に対する質量付加が必要であり、このようなブー
ム式作業機械に求められる軽量化の要求に反するという
問題がある。
However, in this method, it is necessary to add a mass to a working device such as the boom 10 or the like, and there is a problem that it is against the demand for weight reduction of such a boom type working machine.

【0011】(2)また、ブーム10等の作業装置に、
振動抑制動作のためのアクチュエータによって駆動可能
なダンパと質量を取り付け、このアクチュエータをブー
ム10等の作業装置に取り付けた速度センサの振動に応
じてフィードバック制御することにより振動を抑制す
る、いわゆるアクティブマスダンパの原理を用いた方法
がある(特開昭61−60594号)。
(2) Also, the working device such as the boom 10
A so-called active mass damper, in which a damper and a mass that can be driven by an actuator for vibration suppression operation are attached and the actuator is feedback-controlled in accordance with the vibration of a speed sensor attached to a working device such as the boom 10 to suppress the vibration. (Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-60594).

【0012】しかし、この方法では、作業装置に質量や
ダンパを付加するために重量が増してしまう上、振動抑
制動作のためのアクチュエータが必要となり、コストア
ップが大きいという問題がある。
However, this method has a problem that the weight is increased due to the addition of a mass and a damper to the working device, and an actuator for a vibration suppressing operation is required, resulting in a large increase in cost.

【0013】(3)また、ブーム10を起伏駆動する油
圧シリンダ20にアキュムレータを取り付けて、このア
キュムレータの振動抑制作用によって、油圧シリンダの
振動を抑制し、ひいては、ブーム10、さらに系全体の
振動を抑制する方法がある(特開昭63−3709
5)。
(3) An accumulator is attached to the hydraulic cylinder 20 that drives the boom 10 up and down, and the vibration of the hydraulic cylinder is suppressed by the vibration suppressing action of the accumulator, thereby reducing the vibration of the boom 10 and the entire system. There is a method of suppressing this (Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-3709).
5).

【0014】しかし、この方法では、アキュムレータに
よって油圧シリンダ20の伸縮方向の弾性が小さくな
り、これによって油圧シリンダ20の伸縮方向の動特性
の固有振動数が低くなるため、走行時の比較的高い周波
数の振動しか抑制できず、油圧ウインチ30の動作に伴
う振動の抑制機構としては不向きである。
However, in this method, the elasticity of the hydraulic cylinder 20 in the direction of expansion and contraction is reduced by the accumulator, and the natural frequency of the dynamic characteristics of the direction of expansion and contraction of the hydraulic cylinder 20 is reduced. Is not suitable as a mechanism for suppressing the vibration accompanying the operation of the hydraulic winch 30.

【0015】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、振動抑制のための質量の付加等を行うことな
く、簡単な構成でありながら、油圧ウインチ等の巻上駆
動手段の操作時における振動を抑制して、巻上駆動につ
いての優れた操作性を備えたブーム式作業機械を提供す
ることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has a simple structure without adding a mass or the like for suppressing vibration while operating a hoisting driving means such as a hydraulic winch. It is an object of the present invention to provide a boom-type working machine having excellent operability with respect to hoisting drive by suppressing vibration in the above.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、この発明は、ブームと、このブームを起伏駆動する
油圧シリンダと、前記ブームに設けられたロープガイド
シーブに通された巻上ロープと、前記巻上ロープを巻上
げまたは巻下げ駆動する巻上駆動手段と、前記巻上駆動
装置の巻上げ速度または巻下げ速度を指令する操作入力
手段と、前記操作入力手段に入力される操作量に応じて
前記巻上駆動装置に対して巻上げ速度または巻下げ速度
を制御する制御信号を形成する巻上駆動制御手段とを備
えたブーム式作業機械において、前記油圧シリンダの圧
力を検出する圧力検出手段と、前記圧力検出手段によっ
て検出された前記油圧シリンダの圧力に基づいて、前記
ブームの振動を抑えるための前記制御信号へのフィード
バック量を算出するフィードバック量算出手段とを備
え、前記巻上駆動制御手段が、前記フィードバック量に
基づいて前記巻上駆動手段のフィードバック制御を行う
ように構成されたものである(請求項1)。
In order to solve the above problems, the present invention provides a boom, a hydraulic cylinder for driving the boom up and down, and a hoisting rope passed through a rope guide sheave provided on the boom. Hoisting drive means for driving the hoisting rope up or down, operation input means for instructing the hoisting speed or hoisting speed of the hoisting drive device, and an operation amount input to the operation input means. A hoisting drive control means for forming a control signal for controlling a hoisting speed or a lowering speed with respect to the hoisting drive device, a boom type working machine, wherein a pressure detecting means for detecting a pressure of the hydraulic cylinder; Calculating a feedback amount to the control signal for suppressing the vibration of the boom based on the pressure of the hydraulic cylinder detected by the pressure detecting means. And a fed back amount calculating means, the winding drive control means is one that is configured to perform a feedback control of the winding drive unit based on the feedback amount (claim 1).

【0017】このようなブーム式作業機械においては、
上述したように、巻上ロープが巻上駆動手段により巻上
/巻下駆動されると、吊り荷、ブーム、さらに系全体の
振動が生じるが、この発明にかかるブーム式作業機械に
よれば、ブームの振動状態がブーム起伏用の油圧シリン
ダの圧力として検出され、この圧力に基づいて、このブ
ームの振動を抑制するためのフィードバック量が算出さ
れる。そして、オペレータが操作入力手段を介して入力
した操作量に、このフィードバック量を加えて形成され
た制御信号により、巻上駆動手段がフィードバック制御
されることにより、後述するように、油圧シリンダの圧
力変動が抑えられ、ひいては、この油圧シリンダの圧力
変動に起因するブーム等の振動、さらに系全体の振動が
抑制されるため、オペレータは巻上/巻下駆動操作にお
いて振動を気にすることなく、高い操作性が得られる。
In such a boom type working machine,
As described above, when the hoisting rope is driven up / down by the hoisting driving means, the suspended load, the boom, and the vibration of the entire system are generated. According to the boom type working machine according to the present invention, The vibration state of the boom is detected as the pressure of the hydraulic cylinder for raising and lowering the boom, and a feedback amount for suppressing the vibration of the boom is calculated based on the pressure. Then, the hoisting drive means is feedback-controlled by a control signal formed by adding the feedback amount to the operation amount input by the operator via the operation input means. Fluctuation is suppressed, and vibration of the boom and the like due to the pressure fluctuation of the hydraulic cylinder and vibration of the entire system are suppressed, so that the operator does not care about the vibration in the hoisting / lowering driving operation. High operability is obtained.

【0018】このような振動を抑制するための機構を備
える巻上駆動手段としては、油圧モータを駆動源として
前記巻上ロープを巻上げまたは巻下げ駆動する油圧ウイ
ンチから構成されたものを挙げることができ、このよう
に油圧ウインチから構成された巻上駆動手段を制御する
巻上駆動制御手段としては、前記油圧モータとその油圧
源としての油圧ポンプとの間に設けられて前記油圧モー
タに供給される圧油の流量を制御するコントロールバル
ブと、前記操作入力手段に入力される操作量に応じて前
記コントロールバルブに対する制御信号を形成するバル
ブ制御手段から構成され、前記バルブ制御手段が、前記
フィードバック量に基づいて前記コントロールバルブの
フィードバック制御を行うように構成されたものを挙げ
ることができる(請求項2)。
As the hoisting driving means provided with a mechanism for suppressing such vibrations, a hoisting drive means comprising a hydraulic winch for driving the hoisting rope up or down by using a hydraulic motor as a driving source may be mentioned. As the hoisting drive control means for controlling the hoisting drive means constituted by the hydraulic winch as described above, the hoisting drive control means is provided between the hydraulic motor and a hydraulic pump as a hydraulic pressure source and supplied to the hydraulic motor. A control valve for controlling the flow rate of the pressure oil, and valve control means for forming a control signal for the control valve in accordance with an operation amount input to the operation input means. The control valve may be configured to perform feedback control of the control valve based on Motomeko 2).

【0019】このフィードバック量算出のもととなる油
圧シリンダの圧力としては、シリンダヘッド圧またはシ
リンダロッド圧のいずれかのみを用いてもよいが、油圧
シリンダのシリンダヘッド圧とシリンダロッド圧とを相
殺させることで、油圧シリンダにかかる負荷の大きさ、
ひいてはブームの振動状態を検出できることから、これ
らシリンダヘッド圧とシリンダロッド圧との差圧を用い
ることが望ましい(請求項3)。
As the pressure of the hydraulic cylinder used for calculating the feedback amount, either the cylinder head pressure or the cylinder rod pressure may be used, but the cylinder head pressure of the hydraulic cylinder and the cylinder rod pressure are canceled. The load on the hydraulic cylinder,
Furthermore, since the vibration state of the boom can be detected, it is desirable to use the differential pressure between the cylinder head pressure and the cylinder rod pressure (claim 3).

【0020】なお、油圧シリンダのヘッド側とロッド側
とで受圧面積が異なる場合には、シリンダヘッド圧とシ
リンダロッド圧の差圧は、これらの受圧面積の比を考慮
して求めることが望ましい。
When the pressure receiving area is different between the head side and the rod side of the hydraulic cylinder, it is desirable that the differential pressure between the cylinder head pressure and the cylinder rod pressure be determined in consideration of the ratio of these pressure receiving areas.

【0021】こうして検出された油圧シリンダの圧力か
らフィードバック量を算出する過程においては、油圧シ
リンダの圧力から、その変動成分を抽出し、この変動成
分に基づいてフィードバック量を算出することが望まし
い(請求項4)。
In the process of calculating the feedback amount from the hydraulic cylinder pressure thus detected, it is desirable to extract the fluctuation component from the hydraulic cylinder pressure and calculate the feedback amount based on the fluctuation component. Item 4).

【0022】このようにすれば、油圧シリンダの圧力の
うちブーム等の重量に起因する自重圧成分等は定常成分
として除かれ、振動状態を表す変動成分のみに基づいて
フィードバック量が算出されるため、油圧シリンダの圧
力変動を低減してブームの震動を抑制する効果が高ま
る。
With this configuration, the weight component of the hydraulic cylinder, such as the weight of the boom, is removed as a steady component, and the feedback amount is calculated based only on the fluctuation component representing the vibration state. In addition, the effect of suppressing the fluctuation of the boom by reducing the pressure fluctuation of the hydraulic cylinder is enhanced.

【0023】このように、油圧シリンダの圧力から変動
成分を抽出する手段としては、センサによって検出した
ブーム起伏角度や吊り荷重等の作業状態からブーム等の
自重圧成分等の定常成分を算出して、この値を油圧シリ
ンダの圧力の検出値から引き算することで得る方法や、
あるいは簡単な方法として、油圧シリンダの圧力に対し
て、定常成分が含まれる所定周波数以下の低周波成分を
除くフィルタ処理を行い、高周波域にある変動成分を抽
出する方法を挙げることができる(請求項5)。
As described above, as a means for extracting a fluctuation component from the pressure of the hydraulic cylinder, a steady component such as a self-weight pressure component of a boom or the like is calculated from a work state such as a boom undulation angle or a hanging load detected by a sensor. A method of obtaining this value by subtracting this value from the detected value of the hydraulic cylinder pressure,
Alternatively, as a simple method, a method of performing a filtering process on a pressure of a hydraulic cylinder to remove a low-frequency component below a predetermined frequency including a steady-state component and extracting a fluctuation component in a high-frequency range can be cited. Item 5).

【0024】このフィルタ処理を行う方法によれば、ブ
ームの自重圧成分等の定常成分は作業状態に応じて刻々
変化するために、先に述べたセンサによって検出した作
業状態に応じてブーム等の自重圧成分等の定常成分を算
出する方法では生じやすい誤差を吸収することができ
る。
According to the method of performing the filtering process, since the steady-state component such as the self-weight pressure component of the boom changes every moment in accordance with the working state, the boom or the like depends on the working state detected by the above-described sensor. In the method of calculating the steady-state component such as the self-weight component, an error that easily occurs can be absorbed.

【0025】具体的に、このような低周波成分を取り除
くフィルタとしては、簡単に構成することができるもの
として、1次進み要素を挙げることができる(請求項
6)。
Specifically, as a filter for removing such a low-frequency component, a first-order advance element can be cited as a filter that can be simply configured (claim 6).

【0026】このようにして油圧シリンダの圧力の変動
成分が抽出されれば、簡単なフィードバック量算出手段
として、この変動成分にフィードバックゲインを乗じて
フィードバック量を算出する方法を挙げることができる
(請求項7)。
If the fluctuation component of the pressure of the hydraulic cylinder is extracted in this manner, a simple feedback amount calculating means may be a method of calculating the feedback amount by multiplying the fluctuation component by a feedback gain. Item 7).

【0027】また、上記のような構成のブーム式作業機
械には、ブーム起伏角度、ブーム長、吊り荷重、エンジ
ン回転数等の作業状態を検出する作業状態検出手段をさ
らに備え、こうして検出された作業状態に応じて、フィ
ードバック量を算出することが望ましい(請求項8)。
Further, the boom type working machine having the above configuration further includes a working state detecting means for detecting a working state such as a boom angle, a boom length, a hanging load, an engine speed, and the like. It is desirable to calculate the feedback amount according to the work state.

【0028】このようにすれば、たとえば、吊り荷重が
大きい場合やブームが長い場合などハンチングが発生し
やすい条件下においては、フィードバック量を大きくす
るように構成したり、逆にハンチングが発生しにくい条
件下では、フィードバック量を小さくするように構成す
るなど、時々刻々と変化する作業状態に応じて、最適な
フィードバック量を算出するように調整することが可能
となる。
In this way, under conditions where hunting is likely to occur, for example, when the hanging load is large or when the boom is long, the feedback amount is increased, or conversely, hunting is unlikely to occur. Under the conditions, it is possible to make adjustments to calculate the optimal feedback amount according to the work state that changes every moment, such as by configuring the feedback amount to be small.

【0029】具体的には、フィードバック量算出手段に
より油圧シリンダの圧力からフィードバック量を算出す
る過程において、低周波成分を除くフィルタ処理を行う
場合であれば、このフィルタの時定数等のパラメータを
作業状態に応じて変更するように構成したり、フィード
バックゲイン等を乗じてフィードバック量を算出する場
合であれば、このフィードバックゲイン等のパラメータ
を作業状態に応じて変更するように構成することによっ
て、作業状態に応じたフィードバック量を算出すること
ができる。
More specifically, in the process of calculating the feedback amount from the pressure of the hydraulic cylinder by the feedback amount calculating means, if filter processing for removing low-frequency components is to be performed, parameters such as the time constant of this filter are used. If the configuration is such that the parameter is changed according to the state, or if the feedback amount is calculated by multiplying the feedback gain or the like, the parameter such as the feedback gain is configured to be changed according to the operation state. The feedback amount according to the state can be calculated.

【0030】さらに、フィードバック量が過剰に大きい
と、オペレータの操作入力による油圧ウインチの動作に
対して、フィードバックによる振動を抑制するための油
圧ウインチの動作が過剰に大きくなり、オペレータの違
和感を招いて逆に操作性を損ねることとなったり、さら
に、高次の自励振動を発生させる原因となりうるため、
フィードバック量算出手段には、フィードバック量の絶
対値の上限を設定するリミッターを備えることが望まし
い(請求項9)。
Further, if the feedback amount is excessively large, the operation of the hydraulic winch for suppressing the vibration caused by the feedback becomes excessively large as compared with the operation of the hydraulic winch by the operation input of the operator, which causes an uncomfortable feeling for the operator. Conversely, it may impair operability and further cause higher-order self-excited vibration,
It is desirable that the feedback amount calculating means includes a limiter for setting an upper limit of the absolute value of the feedback amount.

【0031】このリミッターが設定するフィードバック
量の上限は、フィードバックによる振動抑制動作によっ
てオペレータに違和感を感じさせることなく、また、高
次の自励振動を生じない程度に適宜設定すればよい。
The upper limit of the feedback amount set by the limiter may be set appropriately so as not to make the operator feel uncomfortable due to the vibration suppressing operation by the feedback and to prevent the occurrence of higher-order self-excited vibration.

【0032】このフィードバック量の上限は、常に一定
値を設定してもよいが、オペレータにより入力される操
作量に応じて設定することが望ましい(請求項10)。
The upper limit of the feedback amount may always be set to a constant value, but is preferably set according to the operation amount input by the operator.

【0033】このようにすれば、オペレータの操作量が
小さい場合であっても、この操作量による油圧ウインチ
の動作に対して、フィードバックによる振動を抑制する
ための油圧ウインチの動作が過剰に大きくなることを防
止して、操作性を高めることができる。
With this arrangement, even when the operation amount of the operator is small, the operation of the hydraulic winch for suppressing the vibration due to the feedback becomes excessively large with respect to the operation of the hydraulic winch based on the operation amount. This can be prevented and operability can be improved.

【0034】さらに、リミッターは、オペレータの操作
量が0のときには、フィードバック量の上限が0に設定
されるように構成することが望ましい(請求項11)。
Further, it is desirable that the limiter is configured such that when the operation amount of the operator is 0, the upper limit of the feedback amount is set to 0 (claim 11).

【0035】このようにすれば、オペレータが操作入力
していないときに、フィードバックによって油圧ウイン
チが勝手に巻上/巻下動作することを防止して、高い操
作性とともに、高い安全性を得ることができる。
In this way, when the operator does not perform an operation input, the hydraulic winch is prevented from performing a lifting / lowering operation by feedback, and high operability and high safety are obtained. Can be.

【0036】なお、以上のような振動を抑制するための
構成は、必ずしも巻上駆動手段の巻上/巻下の両方向の
動作について適用する必要はなく、一方向の動作につい
てのみ適用してもよい。たとえば、特に振動が問題とな
る巻下動作についてのみ上記構成を適用して、オペレー
タの操作量とフィードバック量とに応じて制御すること
とし、巻上動作については、フィードバックを行わず、
たとえば、オペレータの入力した操作量のみに応じて制
御するように構成してもよい。
It should be noted that the above-described configuration for suppressing vibration does not necessarily need to be applied to the operation of the hoisting drive means in both the hoisting and lowering directions, and may be applied only to the operation in one direction. Good. For example, the above configuration is applied only to the hoisting operation in which vibration is particularly a problem, and control is performed in accordance with the operation amount and the feedback amount of the operator.
For example, the control may be performed in accordance with only the operation amount input by the operator.

【0037】[0037]

【発明の実施の形態】図1に、この発明にかかるブーム
式作業機械の第1実施形態として油圧クレーンを示す。
なお、上述した従来のブーム式作業機械(油圧クレー
ン)と同様の作用効果を奏する構成要素には同一の符号
を付している。
FIG. 1 shows a hydraulic crane as a first embodiment of a boom type working machine according to the present invention.
Note that components having the same functions and effects as those of the conventional boom type working machine (hydraulic crane) described above are denoted by the same reference numerals.

【0038】この油圧クレーンは、油圧シリンダ20に
よって起伏駆動されるブーム10を備え、このブーム1
0の略先端に設けられたロープガイドシーブ12に通さ
れた巻上ロープ14が、油圧モータ32を駆動源とする
巻上ドラム34を備えた油圧ウインチ30によって巻上
/巻下駆動されるようになっており、この油圧ウインチ
30の駆動によって巻上ロープ14の先端に吊られた吊
り荷16を上下に駆動させるようになっている。
The hydraulic crane includes a boom 10 driven up and down by a hydraulic cylinder 20.
The hoisting rope 14 passed through the rope guide sheave 12 provided at a substantially end of the hoist 0 is driven up / down by a hydraulic winch 30 having a hoisting drum 34 driven by a hydraulic motor 32. By driving the hydraulic winch 30, the suspended load 16 suspended at the tip of the hoisting rope 14 is driven up and down.

【0039】この油圧モータ32の動作制御を行う油圧
回路は、同図に示すように、油圧源としての油圧ポンプ
42から供給される圧油の流量および送油方向を、油圧
モータ32と油圧ポンプ42との間に配置された油圧パ
イロット式のコントロールバルブ40によって制御する
ように構成されている。
As shown in the figure, the hydraulic circuit for controlling the operation of the hydraulic motor 32 controls the flow rate and the direction of the hydraulic oil supplied from the hydraulic pump 42 as a hydraulic source by controlling the hydraulic motor 32 and the hydraulic pump. The control valve 40 is configured to be controlled by a hydraulic pilot type control valve 40 disposed between the control valve 42 and the control valve 42.

【0040】このコントロールバルブ40は、電磁比例
式のパイロット減圧弁44,46によって制御され、こ
のパイロット減圧弁44,46は、電子計算機によって
構成されたコントローラ60からの制御信号によって制
御されるようになっている。
The control valve 40 is controlled by electromagnetic proportional pilot pressure reducing valves 44 and 46. The pilot pressure reducing valves 44 and 46 are controlled by a control signal from a controller 60 constituted by an electronic computer. Has become.

【0041】一方、オペレータは、操作入力手段である
操作レバー52を操作することにより、油圧モータ32
に対する作動油の供給流量を指令する。この操作レバー
52に入力された操作量udは、レバーセンサ54に検
出されてコントローラ60に入力されるようになってい
る。すなわち、この装置においては、オペレータによる
操作量udは、コントローラ60を介してパイロット減
圧弁44,46、コントロールバルブ40、油圧モータ
32へと伝達され、巻上ロープ14の巻上/巻下動作が
行われ、吊り荷16を上下方向に動作させるように構成
されている。
On the other hand, the operator operates the operation lever 52 which is an operation input means, so that the hydraulic motor 32 is operated.
Command the supply flow rate of hydraulic oil to The operation amount u d inputted to the operation lever 52, are input is detected by the lever sensor 54 to the controller 60. That is, in this apparatus, the operation amount u d by the operator, the pilot reducing valve 44, 46 via the controller 60, control valve 40, is transmitted to the hydraulic motor 32, hoisting / winding under operation of the hoisting rope 14 Is performed, and the suspended load 16 is configured to operate in the vertical direction.

【0042】また、油圧シリンダ20は、図示しない油
圧回路によって制御されるように構成されており、ブー
ム10は、この油圧シリンダ20によって所望の起伏角
度に動作する。そして、この油圧シリンダ20のヘッド
側およびロッド側の管路には、圧力検出手段として、そ
れぞれシリンダヘッド圧センサ24およびシリンダロッ
ド圧センサ26が配置されている。これらのセンサによ
って検出されるシリンダヘッド圧PHおよびシリンダロ
ッド圧PRは、その時間変化から油圧シリンダ20の振
動状態、ひいてはブーム10の振動状態が検出されるも
のであり、これらシリンダヘッド圧PHおよびシリンダ
ロッド圧PRは、コントローラ60に入力されるように
なっている。
The hydraulic cylinder 20 is configured to be controlled by a hydraulic circuit (not shown), and the boom 10 is moved to a desired angle by the hydraulic cylinder 20. A cylinder head pressure sensor 24 and a cylinder rod pressure sensor 26 are disposed as pressure detection means in the head-side and rod-side conduits of the hydraulic cylinder 20, respectively. The cylinder head pressure P H and the cylinder rod pressure P R detected by these sensors are used to detect the vibration state of the hydraulic cylinder 20 and, consequently, the vibration state of the boom 10 from the change over time. H and the cylinder rod pressure P R is adapted to be input to the controller 60.

【0043】この装置は、後で詳述するように、コント
ローラ60が、上述したオペレータからの操作量ud
加えて、これらシリンダヘッド圧PHおよびシリンダロ
ッド圧PRをフィードバックして制御信号を形成し、こ
の制御信号によって油圧モータ32を制御することで、
油圧シリンダ20の振動を減衰させ、ひいてはこの油圧
シリンダ20が起伏駆動するブーム10の振動、巻上ロ
ープ14に吊り下げられた吊り荷16の振動、さらに系
全体の振動を抑制する効果を得るようになっている。
[0043] This device, as will be described later, the controller 60, in addition to the operation amount u d from the operator described above, the control signal by feeding back these cylinder head pressure P H and the cylinder rod pressure P R By controlling the hydraulic motor 32 with this control signal,
The vibration of the hydraulic cylinder 20 is attenuated, and the vibration of the boom 10 driven up and down by the hydraulic cylinder 20, the vibration of the suspended load 16 suspended on the hoisting rope 14, and the vibration of the entire system are obtained. It has become.

【0044】また、この装置においては、作業状態検出
手段として、ブーム起伏角θを検出するブーム起伏角セ
ンサ71、ブーム長さRを検出するブーム長さセンサ7
2、吊り荷重Tを検出する吊り荷重センサ73、エンジ
ン回転数ωを検出するエンジン回転数センサ74が設け
られており、これら各センサ71,72,73,74の
検出信号もまたコントローラ60に入力される。
Further, in this apparatus, a boom angle sensor 71 for detecting a boom angle θ and a boom length sensor 7 for detecting a boom length R are provided as working state detecting means.
2. A suspension load sensor 73 for detecting the suspension load T and an engine speed sensor 74 for detecting the engine speed ω are provided. The detection signals of these sensors 71, 72, 73, 74 are also input to the controller 60. Is done.

【0045】なお、図1において、36は、吊り荷16
の急降下を防止するためカウンタバランス弁であり、4
5,47はコントローラ60から出力される制御量uを
増幅してパイロット減圧弁44,46に伝達するための
アンプである。
In FIG. 1, reference numeral 36 denotes the suspended load 16.
Counterbalance valve to prevent sudden drop
Reference numerals 5 and 47 denote amplifiers for amplifying the control amount u output from the controller 60 and transmitting the amplified control amount u to the pilot pressure reducing valves 44 and 46.

【0046】次に、コントローラ60について説明す
る。このコントローラ60は、各センサ24,26,5
4,71,72,73,74から入力される信号をデジ
タル変換するA/D変換器、演算回路、記憶装置、パイ
ロット減圧弁44,46への制御量uをアナログ変換す
るD/A変換器から構成されている。
Next, the controller 60 will be described. The controller 60 controls each of the sensors 24, 26, 5
A / D converter for digitally converting signals input from 4, 71, 72, 73, 74, an arithmetic circuit, a storage device, and a D / A converter for analog-converting a control amount u to pilot pressure reducing valves 44, 46 It is composed of

【0047】図2に、コントローラ60における制御量
uの算出過程の概略を示す。
FIG. 2 shows an outline of a process of calculating the control amount u in the controller 60.

【0048】この図に示すように、このコントローラ6
0における制御量uの算出過程は、シリンダヘッド圧P
Hとシリンダロッド圧PRとから油圧シリンダ差圧PL
算出するシリンダ差圧算出過程61と、このシリンダ差
圧PLからその変動成分ΔPLを抽出する変動成分抽出過
程62と、このシリンダ差圧変動成分ΔPLにフィード
バックゲインKPLを乗じてフィードバック量ufbを算出
するゲイン調整過程63と、フィードバック量ufbを所
定の上限値以下に調整するリミッター処理過程64と、
こうして算出されたフィードバック量ufbをオペレータ
による操作量udから引いて制御量uを算出する制御量
算出過程65とからなっている。
As shown in FIG.
In the process of calculating the control amount u at 0, the cylinder head pressure P
A cylinder pressure calculation process 61 calculates the hydraulic cylinder differential pressure P L from the H and the cylinder rod pressure P R, the variation component extraction process 62 to extract the fluctuation component [Delta] P L from the cylinder pressure difference P L, the cylinder a gain adjustment process 63 for calculating the feedback amount u fb multiplied by the feedback gain K PL on the differential pressure fluctuation component [Delta] P L, a limiter process 64 for adjusting the amount of feedback u fb below a predetermined upper limit value,
It consists control amount calculating step 65. for calculating a control amount u feedback quantity u fb thus calculated by subtracting from the operation amount u d by the operator.

【0049】以下、これらの各過程について説明する。Hereinafter, each of these steps will be described.

【0050】シリンダ差圧算出過程61は、シリンダヘ
ッド圧センサ24によって検出されるシリンダヘッド圧
Hと、シリンダロッド圧センサ26によって検出され
るシリンダロッド圧PRとから、シリンダ差圧PLを算出
する過程である。
The cylinder differential pressure calculating step 61 calculates the cylinder differential pressure P L from the cylinder head pressure P H detected by the cylinder head pressure sensor 24 and the cylinder rod pressure P R detected by the cylinder rod pressure sensor 26. This is the process of calculating.

【0051】これらシリンダヘッド圧PHとシリンダロ
ッド圧PRは、油圧シリンダ20内のロッド22に対し
て互いに反対方向への駆動力を与える圧力であるから、
これらの差として算出されるシリンダ差圧PLは、ブー
ム10から油圧シリンダ20にかかる負荷の大きさを表
している。
The cylinder head pressure P H and the cylinder rod pressure P R are pressures that apply a driving force to the rod 22 in the hydraulic cylinder 20 in directions opposite to each other.
The cylinder differential pressure P L calculated as the difference indicates the magnitude of the load applied from the boom 10 to the hydraulic cylinder 20.

【0052】したがって、シリンダヘッド圧PHとシリ
ンダロッド圧PRによる反対方向の駆動力を相殺してこ
のシリンダ差圧PLを得るためには、シリンダヘッド側
の受圧面積AHと、シリンダロッド側の受圧面積ARとが
異なる場合を考慮して、シリンダ差圧PLは次式によっ
て算出される。
Therefore, in order to obtain the cylinder pressure difference P L by canceling the driving forces in the opposite directions caused by the cylinder head pressure P H and the cylinder rod pressure P R , the cylinder head side pressure receiving area A H , taking into account the case where the pressure receiving area a R of the side are different, the cylinder pressure difference P L is calculated from the following equation.

【0053】[0053]

【数1】PL=PH−(AR/AH)・PR …(1) なお、コントローラ60は、このシリンダ差圧算出過程
61を行う点で、油圧シリンダ20の圧力を検出する圧
力検出手段の一部をなしている。
P L = P H − (A R / A H ) · P R (1) The controller 60 detects the pressure of the hydraulic cylinder 20 at the point of performing the cylinder pressure difference calculation process 61. It forms part of the pressure detecting means.

【0054】変動成分抽出過程62は、上述のようにし
て算出されたシリンダ差圧PLから、その変動成分ΔPL
を抽出する過程である。
The variable component extracting step 62 calculates the variable component ΔP L from the cylinder differential pressure P L calculated as described above.
Is the process of extracting

【0055】ブーム10を起伏駆動する油圧シリンダ2
0には、停止状態においてもブーム10や吊り荷16等
の重量が作用しているため、油圧シリンダ20には、定
常的に、これらブーム10等の重量による圧力(自重
圧)が作用しているが、油圧シリンダ20の振動を表し
ている成分(ブーム10の振動成分)は、シリンダ差圧
Lのうち、このような自重圧成分(定常成分)を取り
除いた変動成分である。
The hydraulic cylinder 2 for driving the boom 10 up and down
At 0, the weight of the boom 10 and the suspended load 16 and the like acts even in the stop state, so that the pressure (self-weight pressure) due to the weight of the boom 10 and the like constantly acts on the hydraulic cylinder 20. are but component representing the vibration of the hydraulic cylinder 20 (vibration component of the boom 10), of the cylinder differential pressure P L, which is the fluctuation component is removed such self pressure component (stationary component).

【0056】そこで、この変動成分抽出過程62では、
上述のようにして算出されたシリンダ差圧PLから、自
重圧成分を除くことによって、油圧シリンダ20の振動
を表す、その変動成分ΔPLを抽出する。
Therefore, in this variable component extraction process 62,
By removing the own weight component from the cylinder differential pressure P L calculated as described above, a fluctuation component ΔP L representing the vibration of the hydraulic cylinder 20 is extracted.

【0057】このシリンダ差圧変動成分ΔPLを抽出す
る方法としては、各センサによって検出されるブーム起
伏角θ等の作業状態から各時刻ごとのシリンダ差圧PL
の自重圧成分の値を具体的に算出して、こうして算出さ
れる自重圧成分をシリンダ差圧PLから引くことで変動
成分ΔPLを抽出する方法がある。ところが、この方法
は、時間とともに変化する作業状態の検出誤差等のため
に、各時刻ごとの自重圧成分を正確に得ることは困難で
あり、得られる変動成分ΔPLが比較的大きな誤差を含
むものとなりやすいという問題がある。
As a method for extracting the cylinder differential pressure fluctuation component ΔP L , the cylinder differential pressure P L at each time is determined based on the work state such as the boom undulation angle θ detected by each sensor.
The specific weight value of the self-weight component is calculated, and the self-weight component thus calculated is subtracted from the cylinder pressure difference P L to extract the fluctuation component ΔP L. However, in this method, it is difficult to accurately obtain the own weight component at each time due to a detection error of a work state that changes with time, and the obtained fluctuation component ΔP L includes a relatively large error. There is a problem that it is easy to become something.

【0058】そこで、ここでは、このような誤差を吸収
できる方法として、シリンダ差圧PLに対して、所定周
波数以下の低周波成分を除くハイパスフィルタを用いる
ことによって、シリンダ差圧変動成分ΔPLを抽出す
る。
[0058] Therefore, here, as a method capable of absorbing such an error, the cylinder pressure difference P with respect to L, by using a high-pass filter except for the predetermined frequency or lower frequency components, cylinder differential pressure variation component [Delta] P L Is extracted.

【0059】このようなハイパスフィルタによってシリ
ンダ差圧変動成分ΔPLが抽出できるのは、一般に、自
重圧成分は変化率の小さい低周波成分であり、一方、振
動の原因となっている変動成分は高周波成分であるため
である。
The cylinder pressure difference fluctuation component ΔP L can be extracted by such a high-pass filter in general because the own weight pressure component is a low-frequency component having a small change rate, while the fluctuation component causing vibration is This is because it is a high frequency component.

【0060】具体的なハイパスフィルタとしては、伝達
関数が次式に示されるような、時定数をTとする1次進
み要素からなる簡単な構成のフィルタを挙げることがで
きる。
As a specific high-pass filter, a filter having a simple configuration composed of a first-order advanced element having a time constant of T as represented by the following equation can be given.

【0061】[0061]

【数2】G(s)=Ts/(1+Ts) …(2) なお、このような1次進み要素からなるフィルタを用い
る場合であっても、ブーム起伏角θ、ブーム長さR、吊
り荷重T、エンジン回転数ω等の作業状態に応じたフィ
ードバック量を算出するため、これら作業状態に応じて
時定数Tを調整することが望ましい。たとえば、ブーム
起伏角θが小さい場合、ブーム長さRが長い場合、吊り
荷重Tが大きい場合等には振動が発生しやすいので時定
数Tを大きくして振動抑制効果を高め、その他の場合に
は振動が発生しにくいので時定数Tを小さくしてオペレ
ータが入力する操作量udに対する応答性を高めるよう
に構成することが望ましい。
## EQU2 ## G (s) = Ts / (1 + Ts) (2) Even when such a filter composed of a primary lead element is used, the boom undulation angle θ, the boom length R, the suspension load In order to calculate the feedback amount according to the work state such as T and the engine speed ω, it is desirable to adjust the time constant T according to the work state. For example, when the boom undulation angle θ is small, when the boom length R is long, when the hanging load T is large, vibration is likely to occur, so the time constant T is increased to increase the vibration suppression effect, and in other cases, desirably it is configured to enhance the response to the operation amount u d to enter the operator to reduce the time constant T since hardly occurs vibration.

【0062】ゲイン調整過程63は、上述のようにして
算出されたシリンダ差圧変動成分ΔPLにフィードバッ
クゲインKPLを乗じて、オペレータによって入力される
操作量udに対するフィードバック量ufbの大きさを調
整する過程である。
[0062] Gain adjustment process 63, multiplied by the feedback gain K PL to the cylinder differential pressure fluctuation component [Delta] P L which is calculated as described above, the magnitude of the feedback amount u fb with respect to the operation amount u d entered by the operator Is the process of adjusting.

【0063】具体的には、フィードバック量ufbは、次
式によって算出される。
Specifically, the feedback amount u fb is calculated by the following equation.

【0064】[0064]

【数3】ufb=KPL・ΔPL …(3) このフィードバックゲインKPLは、油圧シリンダ20の
振動を抑制することができる大きさであれば一定値に固
定してもよいが、ブーム起伏角θ等の作業状態に応じて
フィードバックゲインKPLの大きさを調整して、作業状
態に応じたフィードバック量ufbを算出することが望ま
しい。たとえば、上述したような振動が発生しやすい作
業状態においてはフィードバックゲインKPLを大きくし
て振動抑制効果を高め、振動が発生しにくい作業状態に
おいてはフィードバックゲインKPLを小さくしてオペレ
ータの入力に対する応答性を高めることが望ましい。
U fb = K PL · ΔP L (3) The feedback gain K PL may be fixed to a constant value as long as the feedback gain K PL can suppress vibration of the hydraulic cylinder 20. It is desirable to adjust the magnitude of the feedback gain K PL according to the work state such as the undulation angle θ and calculate the feedback amount u fb according to the work state. For example, the feedback gain K PL is increased in the work state in which the vibration is likely to occur as described above to increase the vibration suppression effect, and in the work state in which the vibration is unlikely to occur, the feedback gain K PL is reduced to reduce the input to the operator. It is desirable to increase responsiveness.

【0065】リミッター処理過程64は、上述のように
して算出されたフィードバック量ufbを、所定の上限値
lim以下に調整する過程である。
The limiter processing step 64 is a step of adjusting the feedback amount u fb calculated as described above to a predetermined upper limit value u lim or less.

【0066】この装置は、油圧ウインチ30の制御にお
いて、油圧シリンダ20の圧力PH,Rに基づくフィー
ドバックを行うことで、油圧シリンダ20の振動ひいて
はブーム10、系全体の振動を抑制し、オペレータの油
圧ウインチ30の操作の操作性向上を図ることを目的と
しているが、オペレータが操作レバー52を介して入力
する操作量udに対して、振動を抑えるためのフィード
バック量ufbが過剰に大きいと、かえってオペレータに
違和感を与え、操作性の悪化を招くことになる。また、
非常に大きなフィードバック量ufbが許容されれば、こ
のフィードバックが高次の自励振動を発生させる原因と
なる場合もある。
[0066] The apparatus, in the control of the hydraulic winch 30, by performing the pressure P H of the hydraulic cylinder 20, a feedback based on P R, vibration and thus the boom 10 of the hydraulic cylinder 20, to suppress the vibration of the entire system, the operator of it is aimed at achieving improved operability of the operation of the hydraulic winch 30, with respect to the operation amount u d inputting operator via the operation lever 52, is excessively larger feedback amount u fb for suppressing the vibration On the contrary, the operator feels strange and the operability is deteriorated. Also,
If a very large feedback amount u fb is allowed, this feedback may cause higher-order self-excited vibration.

【0067】そこで、ここでは、オペレータの操作量u
dに応じて、フィードバック量の上限値ulimを設定し、
上記の算出過程で得られたフィードバック量ufbがこの
上限値ulimを超える場合には、この上限値ulimをフィ
ードバック量ufbとする。
Therefore, here, the operation amount u of the operator is
Set the upper limit u lim of the feedback amount according to d ,
When the feedback amount u fb obtained by the process of calculating the above exceeds the upper limit value u lim is the upper limit value u lim feedback quantity u fb.

【0068】図3に、オペレータの操作量udに対する
フィードバック量の上限値ulimの設定の一例を示す。
[0068] Figure 3 shows an example of the setting of the upper limit value u lim feedback quantity with respect to the operation amount u d operator.

【0069】この図3に示す設定によれば、オペレータ
の操作量udが0の場合、あるいは操作量udが非常に微
小な場合には、フィードバック量ufbの上限値は0であ
り、フィードバックが行われないようになっている。こ
れにより、オペレータが操作を行っていない場合や非常
に微小な操作しか行っていない場合に、振動を抑制する
ためのフィードバックによって油圧ウインチ30が自動
的に動作してしまうことが防止され、高い安全性が得ら
れる。
[0069] According to the settings shown in FIG. 3, if the operator of the operation amount u d is 0, or if the operation amount u d is very small, the upper limit value of the feedback amount u fb is 0, No feedback is provided. This prevents the hydraulic winch 30 from automatically operating due to feedback for suppressing vibration when the operator is not performing an operation or performing only a very small operation, and high safety is achieved. Property is obtained.

【0070】オペレータの操作量udが小さい場合に
は、この操作量udに対応して許容されるフィードバッ
ク量上限値ulimも小さく設定されており、フィードバ
ック量ufbがオペレータの操作量udを超えることがな
く、オペレータに違和感を与えず、操作性が高いものと
なっている。
[0070] The operator in the case of the operation amount u d is small, the manipulated variable u d feedback amount upper limit value u lim allowed to correspond to the even is set smaller, the amount of feedback u fb operator manipulated variable u It does not exceed d , does not give an uncomfortable feeling to the operator, and has high operability.

【0071】また、オペレータの操作量udが大きな場
合であっても、フィードバック量ufbは一定の上限値以
下に制限されており、過剰なフィードバックを防止し、
高い操作性を得るとともに、フィードバックによる高次
の自励振動を生じることが防止されている。
[0071] Further, even when the operator of the operation amount u d is large, the feedback amount u fb is limited below a certain upper limit, to prevent excessive feedback,
High operability is obtained, and the occurrence of higher-order self-excited vibration due to feedback is prevented.

【0072】制御量算出過程65は、オペレータから操
作レバー52を介して入力された操作量udから、上述
のようにして算出されたフィードバック量ufbを引くこ
とによって制御量uを算出する過程である。
[0072] Control amount calculation process 65, the process of calculating the control quantity u by the by the operation amount u d input via the operation lever 52 from the operator, pulling the feedback amount u fb which is calculated as described above It is.

【0073】具体的には、制御量uは、次式によって算
出される。
Specifically, the control amount u is calculated by the following equation.

【0074】[0074]

【数4】u=ud−ufb …(4) このように、オペレータによる操作量udに油圧シリン
ダ20の振動を表す成分を引いて制御量uを算出し、こ
の制御量uをもって油圧ウインチ30を操作して、巻上
ロープ14の巻上/巻下動作を行うことで油圧シリンダ
20の振動、ひいてはブーム10、さらに系全体の振動
を抑制することができる。
Equation 4] u = u d -u fb ... ( 4) Thus, by subtracting the component representing the vibration of the hydraulic cylinder 20 to the operation amount u d by the operator to calculate the control variable u, hydraulic with this control quantity u By operating the winch 30 to perform the hoisting / unwinding operation of the hoisting rope 14, the vibration of the hydraulic cylinder 20, that is, the boom 10, and the vibration of the entire system can be suppressed.

【0075】次に、以上のようなフィードバック制御に
よる振動抑制効果を理論モデルを用いて検証する。
Next, the vibration suppression effect by the above-described feedback control will be verified using a theoretical model.

【0076】図4に、油圧クレーンのブーム10を起伏
駆動する油圧シリンダ20と、巻上ロープ14を巻上/
巻下駆動する油圧ウインチ(巻上ドラム34)からなる
系のモデルを示す。このモデルにおいて、クレーン本体
19は、アウトリガー18,18によって地面に固定さ
れており、ブーム10は、このクレーン本体19にピン
支持されている。油圧シリンダ20は、そのヘッド側が
クレーン本体19に、ロッド側がブーム10の中間位置
にピン結合しており、その伸縮駆動によって、ブーム1
0を起伏駆動するようになっている。一方、油圧ウイン
チ(巻上ドラム34)は、クレーン本体19に取り付け
られており、ブーム10の先端のロープガイドシーブ1
2から吊り荷16を吊り下げる巻上ロープ14を、巻上
/巻下駆動することによって、吊り荷16を上下方向に
動作させるようになっている。
FIG. 4 shows a hydraulic cylinder 20 for raising and lowering the boom 10 of the hydraulic crane and a hoisting rope 14 for hoisting / lifting.
3 shows a model of a system including a hydraulic winch (hoisting drum 34) that is driven down. In this model, the crane main body 19 is fixed to the ground by outriggers 18, 18, and the boom 10 is supported by pins on the crane main body 19. The hydraulic cylinder 20 has a head side connected to the crane body 19 and a rod side connected to an intermediate position of the boom 10 by a pin.
0 is driven up and down. On the other hand, the hydraulic winch (the hoisting drum 34) is attached to the crane body 19, and the rope guide sheave 1
The hoisting rope 14 for suspending the suspended load 16 from 2 is driven up / down to move the suspended load 16 in the vertical direction.

【0077】このような構成の油圧シリンダ・油圧ウイ
ンチ系は、ブーム10、クレーン本体19、吊り荷16
等の慣性や、ブーム10の曲げ弾性、油圧シリンダ20
内の作動油の圧縮弾性、アウトリガ18,18、巻上ロ
ープ14等の伸縮弾性によって、減衰する要素の少ない
複雑な振動系として構成されている。そこで、この複雑
な振動系をなす油圧シリンダ・油圧ウインチ系を主要な
振動要素のみから構成した簡単な直交シリンダ系モデル
に置き換えて考察を進める。
The hydraulic cylinder / winch system having such a configuration includes a boom 10, a crane body 19, and a suspended load 16.
Inertia, bending elasticity of the boom 10, hydraulic cylinder 20
Due to the compression elasticity of the working oil inside and the elasticity of the outriggers 18, 18 and the hoisting rope 14, etc., it is configured as a complex vibration system with few damping elements. Therefore, the hydraulic cylinder / hydraulic winch system forming the complicated vibration system will be replaced with a simple orthogonal cylinder system model composed of only the main vibration elements, and the discussion will proceed.

【0078】図5に、この直交シリンダ系のモデルを示
す。このモデルは、質点として表現された吊り荷16の
慣性と、油圧シリンダ20内の作動油の圧縮弾性からな
る振動系で構成されており、油圧ウインチ30の動作に
伴って吊り荷16が上下に動作すれば、この吊り荷16
の動作によって巻上ロープ14の張力が変動し、この巻
上ロープ14の張力を支持している油圧シリンダ20が
上下に動作する。
FIG. 5 shows a model of this orthogonal cylinder system. This model is composed of a vibration system composed of the inertia of the suspended load 16 expressed as a mass point and the compression elasticity of the hydraulic oil in the hydraulic cylinder 20, and the suspended load 16 moves up and down with the operation of the hydraulic winch 30. If it operates, this suspended load 16
The tension of the hoisting rope 14 fluctuates due to the above operation, and the hydraulic cylinder 20 supporting the tension of the hoisting rope 14 moves up and down.

【0079】ここで、油圧ウインチ30の巻上量をl、
油圧シリンダ20の絶対変位をyとすると、吊り荷16
の絶対変位はy+lとなる。さらに、吊り荷16の質量
をm、重力加速度をg、油圧シリンダ20のヘッド側お
よびロッド側の受圧面積をともにA/2、ヘッド側とロ
ッド側の差圧をpaとすれば、上下方向の力のつり合い
から次式が得られる。
Here, the winding amount of the hydraulic winch 30 is l,
Assuming that the absolute displacement of the hydraulic cylinder 20 is y, the suspended load 16
Is absolute displacement y + 1. Moreover, mass m of the suspended load 16, a gravitational acceleration g, both A / 2 the pressure receiving area of the head side and the rod side of the hydraulic cylinder 20, if the differential pressure on the head side and the rod side and p a, vertical The following equation is obtained from the balance of the forces.

【0080】[0080]

【数5】 m・d2(y+l)/dt2+mg=Apa …(5) この式において、左辺第2項“mg"は吊り荷16の自
重を表している。この自重mgによって、油圧シリンダ
20のシリンダ差圧paには、吊り荷16が静止した状
態においても、この自重mgによって次式に示す自重圧
成分p0が作用している。
In Equation 5] m · d 2 (y + l ) / dt 2 + mg = Ap a ... (5) This equation, the left side second term "mg" represents the weight of the suspended load 16. This self-weight mg, the cylinder pressure difference p a hydraulic cylinder 20, even when the suspended load 16 is stationary, the own pressure component p 0 in the following equation acts by the own weight mg.

【0081】[0081]

【数6】p0=mg/A …(6) すなわち、式(5)中のシリンダ差圧paのうち、吊り
荷16の上下振動を直接に表している成分は、このシリ
ンダ差圧の自重圧成分p0を除いた変動成分である。こ
のシリンダ差圧の変動成分pは、次式によって表され
る。
[6] p 0 = mg / A ... ( 6) i.e., of the cylinder pressure difference p a in the formula (5), directly represent component vertical vibration of the suspended load 16, the cylinder pressure difference a fluctuation component excluding the self pressure component p 0. The fluctuation component p of the cylinder differential pressure is expressed by the following equation.

【0082】[0082]

【数7】p=pa−p0 …(7) したがって、式(5)は、式(6)および(7)を用い
ることにより、シリンダ差圧の変動成分pによって次式
に書き改められる。
P = p a −p 0 (7) Therefore, the equation (5) can be rewritten into the following equation by using the equations (6) and (7) and the fluctuation component p of the cylinder differential pressure. .

【0083】[0083]

【数8】m・d2(y+l)/dt2=Ap …(8) 一方、油圧シリンダ20がブーム10の起伏駆動を行っ
ていない状態、すなわち、油圧シリンダ20における作
動油の流量がゼロの状態を想定すれば、シリンダ速度d
y/dtに伴うシリンダヘッド側(あるいはロッド側)
の体積変化と、シリンダ差圧の変化率dp/dtには、
次式の関係が成り立つ。
M · d 2 (y + 1) / dt 2 = Ap (8) On the other hand, the state in which the hydraulic cylinder 20 is not performing the up / down driving of the boom 10, that is, the flow rate of the hydraulic oil in the hydraulic cylinder 20 is zero. Assuming the state, the cylinder speed d
Cylinder head side (or rod side) according to y / dt
And the rate of change of cylinder differential pressure dp / dt,
The following relationship holds.

【0084】[0084]

【数9】 A(dy/dt)+Vβ(dp/dt)=0 …(9) ただし、油圧シリンダ20の容積をV、作業油の体積弾
性率をβとしている。
A (dy / dt) + Vβ (dp / dt) = 0 (9) Here, the volume of the hydraulic cylinder 20 is V, and the bulk modulus of the working oil is β.

【0085】ここで、この系における出力vを、次式に
示すように、吊り荷16の速度d(y+l)/dtとす
る。
Here, the output v in this system is set to the speed d (y + 1) / dt of the suspended load 16 as shown in the following equation.

【0086】[0086]

【数10】v=d(y+l)/dt …(10) この系の出力である吊り荷速度vは、系に振動が生じて
いなければ、油圧ウインチ30の巻上/巻下速度dl/
dtに一致するが、この油圧ウインチ30の巻上/巻下
速度dl/dtは、次式に示すように、油圧ポンプ42
から油圧ウインチ30の油圧モータ32に至る管路上に
設けられた流量制御弁41に対する制御量uが決定する
ものとする。
V = d (y + 1) / dt (10) The lifting load speed v, which is the output of this system, is the hoisting / unwinding speed dl /
dt, the hoisting / unwinding speed dl / dt of the hydraulic winch 30 is calculated by the hydraulic pump 42 as shown in the following equation.
The control amount u for the flow control valve 41 provided on the pipeline from the hydraulic winch 30 to the hydraulic motor 32 is determined.

【0087】[0087]

【数11】u=dl/dt …(11) ここで、この系における入力は、出力である吊り荷16
の速度d(y+l)/dt(=v)を目標値として、オ
ペレータが操作レバー52を介して入力する操作量ud
とし、まず、油圧ウインチ30に対する制御量uが、こ
のオペレータによる操作量udのみによって決定される
場合、すなわち、オペレータが流量制御弁41を直接制
御する場合(制御量u=操作量ud)について検討す
る。
U = dl / dt (11) Here, the input in this system is the suspended load 16 which is the output.
Rate of d (y + l) / dt (= v) as a target value of the operation amount u d inputting operator via the operation lever 52
And then, first, the control variable u for the hydraulic winch 30, as determined solely by the operation amount u d by the operator, i.e., if the operator controls the flow rate control valve 41 directly (control quantity u = manipulated variable u d) To consider.

【0088】このとき、これら式(10)および(1
1)を用いて、式(8)および式(9)からシリンダ変
位yおよび油圧ウインチ巻上量lを消去すれば、次の2
式が得られる。
At this time, these equations (10) and (1)
If the cylinder displacement y and the hydraulic winch hoisting amount 1 are eliminated from the equations (8) and (9) using the equation (1), the following 2 is obtained.
An expression is obtained.

【0089】[0089]

【数12】m・dv/dt=Ap …(12)M · dv / dt = Ap (12)

【0090】[0090]

【数13】 A(v−u)+Vβ(dp/dt)=0 …(13) これら式(12)および(13)をラプラス変換してシ
リンダ差圧pを消去すれば、制御量uから、吊り荷速度
vへの伝達関数G1(s)が次式のように求められる。
A (v−u) + Vβ (dp / dt) = 0 (13) If the cylinder differential pressure p is eliminated by Laplace transforming the equations (12) and (13), the control amount u becomes The transfer function G 1 (s) to the suspended load speed v is obtained as in the following equation.

【0091】[0091]

【数14】 [Equation 14]

【0092】こうして求められた式(14)に示すこの
系の伝達関数G1(s)は、特性方程式を示す分母をみ
れば、sの1次の項が欠けていることから不安定であ
り、振動が生じやすい系であることがわかる。また、こ
のような2次の系では、1次の項の係数が減衰特性の大
きさを示すが、この系には1次の項がないことから、非
常に減衰しにくい特性を備えていることがわかる。
The transfer function G 1 (s) of this system shown in the equation (14) thus obtained is unstable because the first-order term of s is missing in the denominator showing the characteristic equation. It can be seen that the system easily generates vibration. In such a second-order system, the coefficient of the first-order term indicates the magnitude of the attenuation characteristic. However, since this system does not have the first-order term, it has a characteristic that is very hard to attenuate. You can see that.

【0093】以上の考察は、吊り荷16の慣性および油
圧シリンダ20内の作動油の弾性のみを考慮した単純な
モデルを仮定したものであるにもかかわらず、吊り荷1
6の速度を想定した入力に対する実際の応答が不安定で
あり、振動が生じやすく、かつ、減衰しにくいという特
性を持っていることを示しているものである。したがっ
て、さらに多くの振動要素を備え、複雑な振動が生じる
実際の油圧クレーンにおいて、操作レバー52に入力さ
れる操作量udのみによって油圧ウインチ30を駆動す
る構成(制御量u=操作量ud)をとっている場合に
は、オペレータが吊り荷速度vを想定して操作しても、
実際の吊り荷速度vの応答は振動しやすく、かつ、減衰
しにくい特性をもつことが予想される。
Although the above discussion assumes a simple model that takes into account only the inertia of the suspended load 16 and the elasticity of the hydraulic oil in the hydraulic cylinder 20, the suspended load 1
This indicates that the actual response to an input assuming the speed of 6 is unstable, that vibration is likely to occur, and that it has characteristics that it is difficult to attenuate. Therefore, further comprising a number of vibrating element, in the actual hydraulic crane complex vibration occurs, to drive the hydraulic winch 30 only by the operation amount u d inputted to the operation lever 52 configured (controlled variable u = manipulated variable u d ), The operator operates with the assumption of the suspended load speed v.
The response of the actual suspended load speed v is expected to have characteristics that it is easy to vibrate and hardly attenuated.

【0094】次に、油圧ウインチ30に対する制御量u
に、油圧シリンダ20のシリンダ差圧pをフィードバッ
クする制御側を備えた構成について考察する。具体的に
は、次式に示すように、油圧ウインチ30(油圧モータ
32)に対して速度指令を行う流量制御弁41への制御
量uを、オペレータの操作量udに、系の振動を表す油
圧シリンダ20のシリンダ差圧pにフィードバックゲイ
ンKpを乗じたフィードバック量ufbを引き算して構成
する。
Next, the control amount u for the hydraulic winch 30
Next, a configuration having a control side that feeds back the cylinder differential pressure p of the hydraulic cylinder 20 will be considered. Specifically, as shown in the following equation, the control variable u to the flow control valve 41 for speed command to the hydraulic winch 30 (hydraulic motor 32), the operator of the operation amount u d, the vibration of the system The feedback amount u fb obtained by multiplying the cylinder pressure difference p of the hydraulic cylinder 20 by the feedback gain K p is subtracted.

【0095】[0095]

【数15】u=ud−Kp・p …(15) この式(15)の制御則を、式(13)に代入して、上
記と同様の演算をすれば、オペレータによる操作量ud
から吊り荷速度vへの伝達関数G2(s)は次式によっ
て与えられる。
The Equation 15] u = u d -K p · p ... (15) control law of equation (15), into Equation (13), if the same operation as described above, the operation amount by the operator u d
The transfer function G 2 (s) from to the load speed v is given by

【0096】[0096]

【数16】 (Equation 16)

【0097】こうして求められた伝達関数G2(s)
は、式(14)に示した伝達関数G1(s)と比較し
て、特性方程式を示す分母にsの1次の項が加わってお
り、振動の減衰効果を備えていることがわかる。すなわ
ち、シリンダ差圧pのフィードバックを行うことによっ
て、粘性を備えたダンパを加えた状態と同様の減衰効果
が得られていることがわかる。
The transfer function G 2 (s) thus determined
Compared to the transfer function G 1 (s) shown in the equation (14), it can be seen that the first order term of s is added to the denominator showing the characteristic equation, and that it has a vibration damping effect. That is, it can be seen that the feedback effect of the cylinder differential pressure p achieves the same damping effect as in the state in which a damper having viscosity is added.

【0098】なお、上述したように、この特性方程式の
sの1次の項の係数の大きさは減衰効果を表しているた
め、フィードバックゲインKpを大きくするほど減衰効
果は大きいものとなる。
As described above, since the magnitude of the coefficient of the first-order term of s in the characteristic equation represents the damping effect, the larger the feedback gain Kp , the larger the damping effect.

【0099】次に、ハイパスフィルタによるフィルタ処
理を行ってフィードバック量ufbを算出する構成につい
て検討する。
Next, a configuration in which a feedback amount u fb is calculated by performing a filtering process using a high-pass filter will be considered.

【0100】このハイパスフィルタによるフィルタ処理
は、このシリンダ差圧pの成分のうち、ブーム10等の
重量による自重圧成分を除き、油圧シリンダ20の振動
を表している変動成分を抽出するものである。ここで
は、このようなハイパスフィルタとして、次式に示す、
時定数Tの1次進み要素のフィルタを用いることとす
る。
The filtering process using the high-pass filter extracts a fluctuation component representing the vibration of the hydraulic cylinder 20 from the component of the cylinder differential pressure p, excluding the self-weight component due to the weight of the boom 10 and the like. . Here, as such a high-pass filter,
It is assumed that a filter of a primary advance element of the time constant T is used.

【0101】[0101]

【数17】G(s)=Ts/(1+Ts) …(17) センサ等によって検出されたシリンダ差圧paを、この
1次進み要素のフィルタを通してその変動成分を抽出
し、この変動成分にフィードバックゲインKpを乗じる
ことでフィードバック量ufbを算出し、このフィードバ
ック量ufbを、オペレータが入力する操作量udから引
くことによって、流量制御弁に対する制御量uを求め
る。この制御則は、次式によって表される。
The [expression 17] G (s) = Ts / ( 1 + Ts) ... (17) cylinder pressure difference p a detected by the sensor or the like, extracts the variation component through the filter of the first order lead element, this fluctuation component calculating a feedback amount u fb by multiplying the feedback gain K p, the feedback amount u fb, by subtracting from the operation amount u d of operator inputs to determine the control variable u to the flow rate control valve. This control law is expressed by the following equation.

【0102】[0102]

【数18】 (Equation 18)

【0103】このとき、上記と同様の演算を行うことに
よって、オペレータによる操作量udからシリンダ速度
dy/dtへの伝達関数G3(s)は、次式によって与
えられる。
[0103] At this time, by performing the same operation as described above, the transfer function G 3 from the operation amount u d by the operator to the cylinder speed dy / dt (s) is given by the following equation.

【0104】[0104]

【数19】 [Equation 19]

【0105】ただし、However,

【0106】[0106]

【数20】 (Equation 20)

【0107】ここで、この伝達関数G3(s)の安定性
について、Hurwitzの安定判別法によって検討す
る。この伝達関数G3(s)の特性方程式は、次式とな
る。
Here, the stability of the transfer function G 3 (s) will be examined by the Hurwitz stability discrimination method. The characteristic equation of the transfer function G 3 (s) is as follows.

【0108】[0108]

【数21】s3+a12+a2s+a3=0 …(21) この系が安定であるためには、特性方程式(21)の係
数がすべて正値であることが必要であるが、定数A,
V,β,mは全て正値であるため、1次進み要素の時定
数TおよびフィードバックゲインKpを正値にとれば、
この係数は全て正値となる。
S 3 + a 1 s 2 + a 2 s + a 3 = 0 (21) In order for this system to be stable, all the coefficients of the characteristic equation (21) need to be positive values. Constant A,
Since V, β, and m are all positive values, if the time constant T and the feedback gain K p of the primary advance element are set to positive values,
These coefficients are all positive values.

【0109】また、系が安定であるためには、特性方程
式(21)の係数から作られる行列式(a1・a2
3)の値が正であることが必要であるが、この特性方
程式(21)においては、次式に示すようにこの行列式
の値は正となっている。
In order for the system to be stable, the determinant (a 1 · a 2
It is necessary that the value of a 3 ) is positive. In this characteristic equation (21), the value of this determinant is positive as shown in the following equation.

【0110】[0110]

【数22】 a1・a2−a3=AKp/(Vβ)>0…(22) したがって、1次進み要素の時定数Tおよびフィードバ
ックゲインKpを正値とすれば、シリンダ差圧pに1次
進み要素からなるハイパスフィルタを用いてフィードバ
ックを行うことにより、この系の安定性が保証されてい
るといえる。
A 1 · a 2 -a 3 = AK p / (Vβ)> 0 (22) Therefore, if the time constant T of the primary advance element and the feedback gain K p are set to positive values, the cylinder differential pressure By performing feedback using a high-pass filter consisting of a first-order element for p, it can be said that the stability of this system is guaranteed.

【0111】以上のように、油圧シリンダ20のシリン
ダ差圧pから、1次進み要素からなるハイパスフィルタ
(式(17))を用いて変動成分を抽出し、この変動成
分にフィードバックゲインKpを乗じることでフィード
バック量ufbを算出して、オペレータの入力する操作量
dからこのフィードバック量ufbを引いて制御量uを
算出する系を構成すれば、系の安定性が保証され、振動
を抑えることができることがわかる。
As described above, the fluctuation component is extracted from the cylinder differential pressure p of the hydraulic cylinder 20 by using the high-pass filter (Equation (17)) composed of the first-order advance element, and the feedback gain K p is added to the fluctuation component. calculates the feedback amount u fb by multiplying, by constituting a system for calculating a controlled variable u from the operation amount u d by subtracting the feedback amount u fb to be input by the operator, the stability of the system is guaranteed, vibration It can be seen that can be suppressed.

【0112】第2実施形態 次に、上述した第1実施形態においては、オペレータの
入力する操作量udに対して、過大なフィードバックが
行われることを抑制するために、コントローラ60の中
で電気的な演算処理過程として構成していたリミッター
(リミッター処理過程64)を、油圧回路の構成によっ
て実現した第2実施形態について説明する。
[0112] Second Embodiment Next, in the first embodiment described above, in order to prevent the relative operation amount u d to operator input, excessive feedback is performed, electric in the controller 60 A description will be given of a second embodiment in which the limiter (limiter processing step 64) configured as a typical arithmetic processing step is realized by the configuration of a hydraulic circuit.

【0113】図6に、この第2実施形態の油圧回路構成
を示す。なお、第1実施形態と同様の構成部分には同一
の符号を付して重複説明を省略する。
FIG. 6 shows a hydraulic circuit configuration of the second embodiment. Note that the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

【0114】まず、この図において、コントロールバル
ブ40の油圧ウインチ30の巻上げ側の油圧回路構成を
みると、この巻上げ側の電磁比例パイロット減圧弁44
は、オペレータが操作する操作レバー55によって直接
制御されるようになっている。すなわち、この巻上げ側
の動作については、振動を抑制するためのフィードバッ
クを行わない構成となっている。これは、油圧式クレー
ン等においては、油圧ウインチ30の巻上げ動作は巻下
げ動作と比較して振動が発生することが少ないため、こ
の巻上げ動作については振動を抑制するフィードバック
構成を省略して構成の簡素化を図っているものである。
First, in this figure, looking at the hydraulic circuit configuration on the winding side of the hydraulic winch 30 of the control valve 40, the electromagnetic proportional pilot pressure reducing valve 44 on the winding side is shown.
Is directly controlled by an operation lever 55 operated by an operator. That is, the operation on the winding side is configured not to perform feedback for suppressing vibration. This is because, in a hydraulic crane or the like, the operation of hoisting the hydraulic winch 30 is less likely to generate vibrations than the operation of lowering it. This is for simplicity.

【0115】このように、この発明にかかるブーム式作
業機械は、油圧ウインチ30の巻上げ側または巻下げ側
のうち、必要性の高い一方のみについて振動抑制のため
の構成を採用し、全体としての構成の簡素化を図っても
よい。
As described above, the boom type working machine according to the present invention employs a structure for suppressing vibration on only one of the hoisting side and the lowering side of the hydraulic winch 30 which is more necessary, and as a whole, The configuration may be simplified.

【0116】つづいて、コントロールバルブ40の油圧
ウインチ30の巻下げ動作を行う油圧回路構成をみる
と、この巻下げ側の電磁比例パイロット減圧弁46は、
上述した第1実施形態と同様に、コントローラ60が出
力する制御量uによってその開度が制御されるようにな
っている。そして、オペレータから操作レバー56に入
力された操作量udは、油圧リモコン弁57の2次圧と
して圧力センサ58を介してコントローラ60に入力さ
れ、このコントローラ60が出力する制御量uは、この
オペレータの操作量udに、油圧シリンダ20のシリン
ダヘッド圧PHおよびシリンダロッド圧PR等に基づくフ
ィードバック量ufbを加えて算出されるようになってい
る。
Next, considering the hydraulic circuit configuration for lowering the hydraulic winch 30 of the control valve 40, the lowering-side electromagnetic proportional pilot pressure reducing valve 46
As in the above-described first embodiment, the opening is controlled by the control amount u output from the controller 60. Then, the operation amount is input to the operation lever 56 from the operator u d is inputted through the pressure sensor 58 as a secondary pressure of the hydraulic remote control valve 57 to the controller 60, the control variable u of the controller 60 outputs, this the operator of the operation amount u d, is adapted to be calculated by adding the cylinder head pressure P H and the feedback amount u fb based on the cylinder rod pressure P R or the like of the hydraulic cylinder 20.

【0117】したがって、通常は、上述した第1実施形
態と同様に、このフィードバックによって油圧シリンダ
20の振動を抑制するように、オペレータの操作量ud
に応じて油圧ウインチ30が制御される。
[0117] Therefore, usually, as with the first embodiment described above, so as to suppress the vibration of the hydraulic cylinder 20 by this feedback, the operator of the operation amount u d
The hydraulic winch 30 is controlled in accordance with.

【0118】ところが、この第2実施形態の巻下げ側の
油圧回路の構成は、オペレータの入力する操作量u
dは、一旦油圧リモコン弁57の2次圧として出力さ
れ、この油圧リモコン弁の2次圧は、巻下げ側のパイロ
ット減圧弁46の油圧源となっている点において、第1
実施形態と相違している。
However, the configuration of the hydraulic circuit on the lowering side of the second embodiment is based on the operation amount u input by the operator.
d is temporarily output as the secondary pressure of the hydraulic remote control valve 57, and the secondary pressure of this hydraulic remote control valve is
This is different from the embodiment.

【0119】このような巻下げ側の油圧回路構成によれ
ば、このコントローラ60が出力する制御量uがオペレ
ータの入力する操作量udより大きい場合、すなわち、
オペレータの操作量udに対して過大なフィードバック
量ufbが加えられた制御量uが出力された場合であって
も、パイロット減圧弁46が、オペレータの操作量ud
に応じて設定される油圧リモコン弁57の2次圧を油圧
源としているため、このパイロット減圧弁46からオペ
レータの操作量udを越える出力がなされることはな
い。すなわち、オペレータの入力手段となっている油圧
リモコン弁57と巻下げ側のパイロット減圧弁46とが
直列に接続された構成となっていることにより、過大な
フィードバックが行われることが防止され、これらの構
成がリミッターとして機能している。
[0119] According to the hydraulic circuit configuration of such a lowering side, when the control quantity u of the controller 60 outputs is larger than the operation amount u d for operator input, ie,
Even if the operator of the operation amount u d control variable u excessive feedback amount u fb is applied against is output, the pilot reducing valve 46, the operation amount of the operator u d
Since the the secondary pressure of the hydraulic remote control valve 57 which is set according to the hydraulic pressure source, it does not output exceeding the operation amount u d operator from the pilot reducing valve 46 is made. That is, since the hydraulic remote control valve 57 serving as the input means of the operator and the pilot pressure reducing valve 46 on the lowering side are connected in series, excessive feedback is prevented from being performed. Functions as a limiter.

【0120】このように、上述の第1実施形態において
コントローラ60内で電気的に行うように構成した種々
の演算動作は、たとえばリミッターについてはこの第2
実施形態に示したように、油圧回路の構成によって実現
してもよい。あるいはまた、他の機械的な構成によって
実現してもよい。
As described above, in the above-described first embodiment, various arithmetic operations configured to be electrically performed in the controller 60 are performed, for example, with respect to the limiter in the second operation.
As shown in the embodiment, the present invention may be realized by a configuration of a hydraulic circuit. Alternatively, it may be realized by another mechanical configuration.

【0121】なお、上記第1、第2実施形態において
は、巻上ロープを巻上/巻下駆動する巻上駆動手段とし
て油圧モータを駆動源とする油圧ウインチを適用した構
成のみを説明したが、本発明にかかるブーム式作業機械
における巻上駆動手段は、このような油圧ウインチに限
定されるものではなく、たとえば、電動モータや内燃機
関を駆動源として巻上ロープを巻上/巻下駆動する駆動
手段を採用してもよい。
In the first and second embodiments, only the structure in which a hydraulic winch using a hydraulic motor as a driving source is applied as a hoisting drive means for hoisting / lowering a hoisting rope has been described. The hoisting drive means in the boom type working machine according to the present invention is not limited to such a hydraulic winch. For example, the hoisting rope is driven up / down by using an electric motor or an internal combustion engine as a drive source. The driving means may be employed.

【0122】[0122]

【実施例】次に、第1実施形態(図1)の油圧回路構成
を最大吊上荷重25tonのラフテレーンクレーンに適
用して、実際に振動抑制効果の実験を行い、その効果を
検証する。
EXAMPLE Next, the hydraulic circuit configuration of the first embodiment (FIG. 1) is applied to a rough terrain crane with a maximum lifting load of 25 ton, and an experiment of the vibration suppression effect is actually performed to verify the effect.

【0123】実験条件は、ブーム長16m、吊荷荷重2
tf、エンジン回転数1500rpm、起伏角55de
gとした。この条件のもとで油圧ウインチ30を巻下げ
駆動すると、この系には2.8Hzの振動が発生しやす
いことが分かっている。
The experimental conditions were as follows: boom length 16 m, suspended load 2
tf, engine speed 1500 rpm, undulation angle 55 de
g. It has been found that when the hydraulic winch 30 is driven down under this condition, a vibration of 2.8 Hz easily occurs in this system.

【0124】そこで、この系に2.8Hzの振動が発生
して、この振動がオペレータを介して操作レバー52の
操作量udに伝達され、2.8Hzの振動要素を含む入
力がなされている場合を想定し、この振動要素を含む入
力に対する系の振動状態を検出して、振動要素を含む入
力に対して系の共振を防止できるかどうかを評価する。
[0124] Therefore, this system vibration of 2.8Hz occurs, this vibration is transmitted to the operation amount u d of the operation lever 52 via the operator input including vibration elements 2.8Hz have been made Assuming a case, the vibration state of the system with respect to the input including the vibration element is detected, and it is evaluated whether or not the resonance of the system can be prevented with respect to the input including the vibration element.

【0125】まず、比較のため、リミッター(リミッタ
ー処理手段64)によりフィードバック量ufbの上限値
が常に0となるように設定することにより、油圧シリン
ダ20の圧力のフィードバックを行わない場合について
検討する。
First, for comparison, a case will be examined in which the feedback of the pressure of the hydraulic cylinder 20 is not performed by setting the upper limit of the feedback amount u fb to always be 0 by the limiter (limiter processing means 64). .

【0126】図7に、フィードバックを行わない場合の
結果を示す。
FIG. 7 shows the result when no feedback is performed.

【0127】図7(a)は、オペレータによるレバー操
作量udを表している。縦軸は、この操作量udの大き
さ、横軸は時間である。この図に示すように、オペレー
タによる操作量udは、略ステップ状の入力に2.8H
zの振動要素が加えられたものとなっている。
[0127] FIG. 7 (a) represents the lever operation amount u d by the operator. The vertical axis, the magnitude of the manipulated variable u d, the horizontal axis represents time. As shown in this figure, the operation amount u d by the operator, 2.8H substantially stepwise input
A vibration element of z is added.

【0128】図7(b)は、油圧シリンダ20の圧力に
基づいて算出されるフィードバック量ufbを表してい
る。この実験ではフィードバックを行っていないため、
このフィードバック量ufbは、常に0となっている。
FIG. 7B shows the feedback amount u fb calculated based on the pressure of the hydraulic cylinder 20. Since we did not provide feedback in this experiment,
This feedback amount u fb is always 0.

【0129】したがって、この実験では、図7(a)に
示すレバー操作量udがそのままコントロールバルブ4
0への制御量uとなり、この制御量uに基づいて油圧ウ
インチ30の油圧モータ32が巻下げ駆動される。
[0129] Thus, in this experiment, lever operation amount u d is intact control valve 4 shown in FIG. 7 (a)
The control amount u becomes 0, and the hydraulic motor 32 of the hydraulic winch 30 is driven to lower based on the control amount u.

【0130】図7(c)は、このような制御量uの入力
に対する油圧ウインチ30の巻上ドラム34の角速度d
l/dtの時間応答を示している。この図に示すよう
に、油圧ウインチ30の巻上ドラム34の角速度dl/
dtは、系に生じる振動や応答の遅れ等の影響があるも
のの、ほぼレバー操作量udに追従した応答となってい
る。
FIG. 7C shows the angular velocity d of the hoisting drum 34 of the hydraulic winch 30 with respect to the input of the control amount u.
The time response of 1 / dt is shown. As shown in this figure, the angular velocity dl /
dt, although there is an influence of the delay in the vibration and response generated in the system, it has a response that follows approximately the lever operation amount u d.

【0131】図7(d)は、このような油圧ウインチ3
0の動作が行われている場合における油圧シリンダ20
のシリンダ差圧PLの変動成分ΔPLを示している。この
変動成分ΔPLは、シリンダ差圧PLに対して1次進み要
素によるハイパスフィルタ処理を行ったものであり、こ
の油圧シリンダ20が起伏駆動するブーム10の振動状
態を表しているものといえる。この図に示すように、こ
のシリンダ差圧変動成分ΔPLは、巻上ウインチ30の
駆動が開始された時点から大きな振動が生じており、ブ
ーム10に大きな振動が生じていることがわかる。
FIG. 7D shows such a hydraulic winch 3.
0 when the operation of the hydraulic cylinder 20 is performed.
Shows the variation component [Delta] P L of the cylinder differential pressure P L. This fluctuation component ΔP L is obtained by performing a high-pass filter process using a first-order advance element on the cylinder differential pressure P L , and can be said to represent the vibration state of the boom 10 in which the hydraulic cylinder 20 is driven up and down. . As shown in this figure, this cylinder differential pressure fluctuation component ΔP L has generated a large vibration since the drive of the hoisting winch 30 was started, and it is understood that a large vibration has occurred in the boom 10.

【0132】この実験で仮定したように、油圧ウインチ
30の巻上/巻下駆動によって吊り荷16を上下方向に
動作させることによって系に振動が生じ、この振動がオ
ペレータの操作量に伝達され留場合があるが、この実験
では、この振動を含む入力によって系が共振し、さらに
大きな振動を招いている。したがって、オペレータは、
このような振動を生じないように、さらに、生じた振動
を感知し、この振動を抑えるように操作レバー52を操
作することが求められるため、操作性が悪いものとなっ
ていることがわかる。
As assumed in this experiment, the lifting / lowering drive of the hydraulic winch 30 causes the suspended load 16 to move up and down, causing vibrations in the system. In some cases, however, in this experiment, the system resonates due to the input including this vibration, causing even larger vibration. Therefore, the operator
In order to avoid such vibrations, it is necessary to detect the generated vibrations and operate the operation lever 52 so as to suppress the vibrations, which indicates that the operability is poor.

【0133】次に、フィードバック量ufbの上限値u
limを、図3に示す関係により、オペレータの操作量ud
に応じて設定するようにリミッター(リミッター処理手
段64)を構成して、油圧シリンダ20の圧力のフィー
ドバックを行った場合について検討する。
Next, the upper limit u of the feedback amount u fb
The lim, the relationship shown in FIG. 3, the operation amount of the operator u d
The case where the limiter (limiter processing means 64) is configured so as to be set according to the above and feedback of the pressure of the hydraulic cylinder 20 is considered.

【0134】図8に、このフィードバックを行った場合
の結果を示す。
FIG. 8 shows the result of this feedback.

【0135】図8(a)は、オペレータによる操作量u
dを表している。この操作量udは、上述のフィードバッ
クを行わない場合と同一の入力となっている。
FIG. 8A shows the operation amount u by the operator.
represents d . The operation amount u d is identical in input and the case without the above feedback.

【0136】図8(b)は、シリンダ差圧変動成分ΔP
L(後述する図8(d))に基づいて算出されたフィー
ドバック量ufbを示している。なお、この図に示すよう
に、このフィードバック量ufbの振幅は、所定の範囲内
に抑えられているが、これは、リミッター処理により、
過大なフィードバックが行われることで操作性を害する
ことがないようにフィードバック量ufbを所定の上限値
lim以下に調整しているためである。
FIG. 8 (b) shows the cylinder differential pressure fluctuation component ΔP
L indicates the feedback amount u fb calculated based on L (FIG. 8D described later). Note that, as shown in this figure, the amplitude of the feedback amount u fb is suppressed within a predetermined range, but this is controlled by a limiter process.
This is because the feedback amount u fb is adjusted to be equal to or less than the predetermined upper limit value u lim so as not to impair operability due to excessive feedback.

【0137】このフィードバックを行う場合には、コン
トロールバルブ40への制御量uは、このフィードバッ
ク量ufbと、図8(a)に示すオペレータによる操作量
dとを合わせることによって形成される。
[0137] When performing this feedback control amount u to the control valve 40 is formed by combining a feedback quantity u fb, and a manipulated variable u d by the operator shown in FIG. 8 (a).

【0138】図8(c)は、このような制御量uの入力
に対する油圧ウインチ30の巻上ドラム34の角速度d
l/dtの時間応答を示している。
FIG. 8C shows the angular velocity d of the hoisting drum 34 of the hydraulic winch 30 in response to the input of the control amount u.
The time response of 1 / dt is shown.

【0139】この図に示すように、この巻上ドラム34
の角速度dl/dtは、ほぼレバー操作量udに追従し
た応答となっている点に関してはフィードバックを行わ
なかった場合(図7(c)の場合)と同様であるが、こ
のフィードバックを行わなかった場合と比較して、その
振幅が格段に小さなものとなっている。すなわち、フィ
ードバックを行うことによって高い振動抑制効果が得ら
れていることがわかる。
As shown in FIG.
The angular velocity dl / dt, is similar to the case of not performing a feedback operation with respect to a point that is a response that follows approximately the lever operation amount u d (the case of FIG. 7 (c)), did not do so feedback The amplitude is much smaller than in the case where That is, it is understood that a high vibration suppression effect is obtained by performing the feedback.

【0140】図8(d)は、このような油圧ウインチ3
0の動作が行われている場合における油圧シリンダ20
のシリンダ差圧PLの変動成分ΔPLを示している。この
変動成分ΔPLは、上記フィードバック量ufb算出のも
ととなるものであり、上述したように、ブーム10の振
動状態を表している。この図からも、フィードバックを
行わなかった図7(d)に示す場合と比較すれば、シリ
ンダ差圧変動成分ΔPLの振幅は非常に小さなものとな
っており、フィードバックを行うことによって高い振動
抑制効果が得られていることがわかる。
FIG. 8D shows such a hydraulic winch 3.
0 when the operation of the hydraulic cylinder 20 is performed.
Shows the variation component [Delta] P L of the cylinder differential pressure P L. This fluctuation component ΔP L is a basis for calculating the feedback amount u fb , and represents the vibration state of the boom 10 as described above. Also from this figure, the amplitude of the cylinder differential pressure fluctuation component ΔP L is very small as compared with the case shown in FIG. 7D in which the feedback is not performed. It can be seen that the effect is obtained.

【0141】このように、油圧シリンダ20のシリンダ
差圧変動成分ΔPLに基づいてフィードバックを行うこ
とによって高い振動抑制効果が得られ、オペレータによ
って振動成分が含まれた操作量udが入力される場合で
あっても、この振動成分を含む入力を増幅させることな
く、系の共振が防止されている。したがって、実際にク
レーン作業を行うオペレータは、このような振動を気に
することなく、所望の吊り荷速度を得ることのみを考え
て操作レバー52を操作すればよい。すなわち、このよ
うなフィードバックを行うことによって、油圧ウインチ
30についての高い操作性を得ることができる。
[0141] Thus, a high vibration suppression effect can be obtained by performing a feedback based on cylinder pressure difference variation component [Delta] P L of the hydraulic cylinder 20, the operation amount u d containing the vibration component is input by the operator Even in this case, the resonance of the system is prevented without amplifying the input including the vibration component. Therefore, the operator who actually performs the crane operation only has to operate the operation lever 52 while considering only obtaining a desired suspended load speed without worrying about such vibration. That is, by performing such feedback, high operability of the hydraulic winch 30 can be obtained.

【0142】[0142]

【発明の効果】以上のように、本発明にかかるブーム式
作業機械によれば、巻上駆動手段が、オペレータが操作
入力手段を介して入力した操作量と、ブームの振動状態
を表す油圧シリンダの圧力に基づいて算出されるフィー
ドバック量とに応じて制御されるため、油圧シリンダの
圧力変動を抑え、ひいては、ブームや系全体の振動を抑
制して、高い操作性を得ることができる。このとき、振
動抑制効果を果たすのは、油圧シリンダの圧力に基づく
フィードバック系であるから、振動抑制のための質量要
素、アクチュエータ、アキュムレータ等を付加すること
を必要とせず、簡単な構成とすることができる。
As described above, according to the boom type working machine of the present invention, the hoisting drive means is operated by the operator through the operation input means and the hydraulic cylinder representing the vibration state of the boom. Therefore, high operability can be obtained by suppressing pressure fluctuations of the hydraulic cylinder, and consequently suppressing vibration of the boom and the entire system. At this time, since the feedback system based on the pressure of the hydraulic cylinder plays the effect of suppressing vibration, it is not necessary to add a mass element, an actuator, an accumulator, etc. for suppressing vibration, and a simple configuration is required. Can be.

【0143】また、油圧シリンダの圧力として、油圧シ
リンダに供給される作動油の入口圧と出口圧の差圧を用
いることすれば、これら入口圧と出口圧との相殺分を除
いた油圧シリンダにかかる負荷の大きさを検出すること
ができ、フィードバックによる振動抑制の精度を高める
ことができる。
If the pressure difference between the inlet pressure and the outlet pressure of the hydraulic oil supplied to the hydraulic cylinder is used as the pressure of the hydraulic cylinder, the hydraulic cylinder excluding the offset between the inlet pressure and the outlet pressure can be used. The magnitude of such a load can be detected, and the accuracy of vibration suppression by feedback can be increased.

【0144】また、油圧シリンダの圧力から、振動を表
す変動成分を抽出し、この変動成分に基づいてフィード
バック量を算出すれば、油圧シリンダの圧力のうち作業
機械の重量等に起因する自重圧成分等は定常成分として
除かれるため、さらに高い圧力変動の低減効果を得るこ
とができる。
Further, a fluctuation component representing vibration is extracted from the pressure of the hydraulic cylinder, and a feedback amount is calculated based on the fluctuation component. And the like are removed as steady components, so that a higher pressure fluctuation reduction effect can be obtained.

【0145】また、油圧シリンダの圧力に対して、所定
周波数以下の低周波成分を除くフィルタ処理を行うこと
とすれば、作業状態から求めた自重圧成分を用いて変動
成分を抽出する場合に生じやすい計算誤差を吸収して、
より正確に変動成分を抽出することができる。
Further, if the filtering process for removing the low frequency components below a predetermined frequency is performed on the pressure of the hydraulic cylinder, it may occur when a variable component is extracted by using the own weight component obtained from the working state. Absorb easy calculation errors,
The fluctuation component can be extracted more accurately.

【0146】また、ブーム起伏角度、ブーム長、吊り荷
重、エンジン回転数等の作業状態を検出する作業状態検
出手段をさらに備え、こうして検出された作業状態に応
じて、フィードバック量を算出することとすれば、たと
えば、振動が発生しやすい条件下においては、フィード
バック量を大きくするように構成したり、逆に振動が発
生しにくい条件下では、フィードバック量を小さくする
ように構成するなど、時々刻々と変化する作業状態に応
じて、最適なフィードバック量を算出するように調整す
ることができる。
Further, there is provided a work state detecting means for detecting a work state such as a boom hoisting angle, a boom length, a hanging load, an engine speed, etc., and a feedback amount is calculated according to the work state thus detected. Then, for example, under conditions where vibrations are likely to occur, the feedback amount is increased, and conversely, under conditions where vibrations are unlikely to occur, the feedback amount is reduced. Can be adjusted to calculate the optimal feedback amount in accordance with the changing work state.

【0147】また、フィードバック量の絶対値の上限を
設定するリミッタ―を備えれば、過剰なフィードバック
による操作性の悪化や高次の自励振動の発生を防止する
ことができる。
In addition, if a limiter for setting the upper limit of the absolute value of the feedback amount is provided, it is possible to prevent the operability from being deteriorated due to excessive feedback and the occurrence of higher-order self-excited vibration.

【0148】特に、フィードバック量の上限を、オペレ
ータにより入力される操作量に応じて設定するようにリ
ミッターを構成すれば、オペレータによる微小な操作が
行われている場合においても高い操作性を得ることがで
きる。
In particular, if the limiter is configured so that the upper limit of the feedback amount is set according to the operation amount input by the operator, high operability can be obtained even when a minute operation is performed by the operator. Can be.

【0149】さらに、リミッターを、オペレータの操作
量が0のときにはフィードバック量の上限が0に設定さ
れるように構成すれば、オペレータが操作入力していな
いときに、フィードバックによって油圧ウインチが勝手
に動作することを防止して、高い操作性とともに、高い
安全性を得ることができる。
Further, if the limiter is configured such that the upper limit of the feedback amount is set to 0 when the operation amount of the operator is 0, the hydraulic winch operates by feedback when the operator does not input the operation. By doing so, high operability and high safety can be obtained.

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

【図1】本発明にかかるブーム式作業機械の第1実施形
態を示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic view showing a first embodiment of a boom type working machine according to the present invention.

【図2】同装置のコントローラ60における算出過程を
示す構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram showing a calculation process in a controller 60 of the device.

【図3】同装置のリミッター処理過程64におけるオペ
レータの操作量udとフィードバック量上限値ulimとの
関係の一例を示すグラブである。
3 is a glove showing an example of the relationship between the operator of the operation amount u d and the feedback amount upper limit value u lim in limiter process 64 of the apparatus.

【図4】油圧クレーンの油圧シリンダ・油圧ウインチ系
のモデルを示す構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram showing a model of a hydraulic cylinder / hydraulic winch system of the hydraulic crane.

【図5】直交シリンダ系のモデルを示す構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram showing a model of an orthogonal cylinder system.

【図6】本発明にかかるブーム式作業機械の第2実施形
態を示す概略図である。
FIG. 6 is a schematic view showing a second embodiment of the boom type working machine according to the present invention.

【図7】フィードバックを行わない場合におけるシリン
ダ差圧等の時間応答を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing a time response such as a cylinder differential pressure when feedback is not performed.

【図8】フィードバックを行った場合におけるシリンダ
差圧等の時間応答を示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing a time response such as a cylinder differential pressure when feedback is performed.

【図9】従来の一般的な油圧クレーンの概略図である。FIG. 9 is a schematic view of a conventional general hydraulic crane.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 ブーム 12 ロープガイドシーブ 14 巻上ロープ 16 吊り荷 20 油圧シリンダ 24 ヘッド側圧力センサ(圧力検出手段) 26 ロッド側圧力センサ(圧力検出手段) 30 油圧ウインチ 32 油圧モータ 40 コントロールバルブ 42 油圧ポンプ 44,46 電磁比例式パイロット減圧弁(バルブ制御
手段) 52 操作レバー(操作入力手段) 60 コントローラ(バルブ制御手段、圧力検出手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Boom 12 Rope guide sheave 14 Hoisting rope 16 Suspended load 20 Hydraulic cylinder 24 Head side pressure sensor (pressure detecting means) 26 Rod side pressure sensor (pressure detecting means) 30 Hydraulic winch 32 Hydraulic motor 40 Control valve 42 Hydraulic pump 44, 46 Electromagnetic proportional pilot pressure reducing valve (valve control means) 52 Operation lever (operation input means) 60 Controller (valve control means, pressure detection means)

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ブームと、このブームを起伏駆動する油
圧シリンダと、前記ブームに設けられたロープガイドシ
ーブに通された巻上ロープと、前記巻上ロープを巻上げ
または巻下げ駆動する巻上駆動手段と、前記巻上駆動装
置の巻上げ速度または巻下げ速度を指令する操作入力手
段と、前記操作入力手段に入力される操作量に応じて前
記巻上駆動装置に対して巻上げ速度または巻下げ速度を
制御する制御信号を形成する巻上駆動制御手段とを備え
たブーム式作業機械において、 前記油圧シリンダの圧力を検出する圧力検出手段と、前
記圧力検出手段によって検出された前記油圧シリンダの
圧力に基づいて、前記ブームの振動を抑えるための前記
制御信号へのフィードバック量を算出するフィードバッ
ク量算出手段とを備え、 前記巻上駆動制御手段が、前記フィードバック量に基づ
いて前記巻上駆動手段のフィードバック制御を行うよう
に構成されたことを特徴とするブーム式作業機械。
1. A boom, a hydraulic cylinder for driving the boom up and down, a hoisting rope passed through a rope guide sheave provided on the boom, and a hoisting drive for driving the hoisting rope up and down. Means, operation input means for instructing a hoisting speed or a lowering speed of the hoisting drive device, and a hoisting speed or a lowering speed for the hoisting drive device according to an operation amount input to the operation input means. A hoisting drive control means for forming a control signal for controlling the pressure of the hydraulic cylinder, the pressure detection means for detecting the pressure of the hydraulic cylinder, the pressure of the hydraulic cylinder detected by the pressure detection means And a feedback amount calculating means for calculating a feedback amount to the control signal for suppressing the vibration of the boom based on the hoisting drive control. Stage, boom type working machine, characterized in that it is configured to perform a feedback control of the winding drive unit based on the feedback amount.
【請求項2】 請求項1記載のブーム式作業機械におい
て、 前記巻上駆動手段が、油圧モータを駆動源として前記巻
上ロープを巻上げまたは巻下げ駆動する油圧ウインチか
ら構成され、 前記巻上駆動制御手段が、前記油圧モータとその油圧源
としての油圧ポンプとの間に設けられて前記油圧モータ
に供給される圧油の流量を制御するコントロールバルブ
と、前記操作入力手段に入力される操作量に応じて前記
コントロールバルブに対する制御信号を形成するバルブ
制御手段から構成され、 前記バルブ制御手段が、前記フィードバック量に基づい
て前記コントロールバルブのフィードバック制御を行う
ように構成されたブーム式作業機械。
2. The boom type working machine according to claim 1, wherein the hoisting drive means is constituted by a hydraulic winch that drives the hoist rope up or down using a hydraulic motor as a drive source. A control valve provided between the hydraulic motor and a hydraulic pump as a hydraulic pressure source for controlling a flow rate of pressure oil supplied to the hydraulic motor; and an operation amount input to the operation input means. A boom-type work machine, comprising: valve control means for generating a control signal for the control valve in accordance with the control signal, wherein the valve control means performs feedback control of the control valve based on the feedback amount.
【請求項3】 前記圧力検出手段が、前記油圧シリンダ
の圧力として、前記油圧シリンダのシリンダヘッド圧と
シリンダロッド圧との差圧を検出するように構成された
請求項1または2記載のブーム式作業機械。
3. The boom type according to claim 1, wherein said pressure detecting means is configured to detect, as the pressure of said hydraulic cylinder, a differential pressure between a cylinder head pressure of said hydraulic cylinder and a cylinder rod pressure. Work machine.
【請求項4】 前記フィードバック量算出手段が、前記
圧力検出手段が検出した前記油圧シリンダの圧力から、
その変動成分を抽出し、この変動成分に基づいて前記フ
ィードバック量を算出するように構成された請求項1〜
3のうちいずれかに記載のブーム式作業機械。
4. The system according to claim 1, wherein the feedback amount calculating unit calculates a pressure of the hydraulic cylinder detected by the pressure detecting unit.
The system according to claim 1, wherein the variable component is extracted, and the feedback amount is calculated based on the variable component.
4. The boom type working machine according to any one of 3.
【請求項5】 前記フィードバック量算出手段が、前記
圧力検出手段が検出した前記油圧シリンダの圧力に対し
て、所定周波数以下の低周波成分を除くフィルタ処理を
行うことにより、その変動成分を抽出し、この変動成分
に基づいて前記フィードバック量を算出するように構成
された請求項4記載のブーム式作業機械。
5. The feedback amount calculating means extracts a fluctuation component of the pressure of the hydraulic cylinder detected by the pressure detecting means by performing a filtering process for removing a low frequency component below a predetermined frequency. 5. The boom type working machine according to claim 4, wherein the feedback amount is calculated based on the fluctuation component.
【請求項6】 前記フィードバック量算出手段が、前記
圧力検出手段が検出した前記油圧シリンダの圧力に対し
て、1次進み要素によるフィルタ処理を行うことによ
り、その変動成分を抽出し、この変動成分に基づいて前
記フィードバック量を算出するように構成された請求項
5記載のブーム式作業機械。
6. The feedback amount calculating means extracts a fluctuating component of the hydraulic cylinder pressure detected by the pressure detecting means by performing a filtering process using a first-order advance element. The boom type working machine according to claim 5, wherein the feedback amount is calculated on the basis of:
【請求項7】 前記フィードバック量算出手段が、前記
変動成分にフィードバックゲインを乗じた値を前記フィ
ードバック量として算出するように構成された請求項4
〜6のうちいずれかに記載のブーム式作業機械。
7. The feedback amount calculating means is configured to calculate a value obtained by multiplying the fluctuation component by a feedback gain as the feedback amount.
7. The boom type working machine according to any one of to 6 above.
【請求項8】 請求項1〜7のうちいずれかに記載のブ
ーム式作業機械において、 ブーム起伏角度、ブーム長、吊り荷重、エンジン回転数
等の作業状態を検出する作業状態検出手段をさらに備
え、 前記フィードバック量算出手段が、前記作業状態検出手
段によって検出された前記作業状態に応じて前記フィー
ドバック量を算出するように構成されたブーム式作業機
械。
8. The boom type working machine according to claim 1, further comprising a work state detecting means for detecting a work state such as a boom angle, a boom length, a hanging load, an engine speed, and the like. A boom-type work machine configured to calculate the feedback amount according to the work state detected by the work state detection unit;
【請求項9】 前記フィードバック量算出手段が、前記
フィードバック量の絶対値の上限を設定するリミッター
を備えた請求項1〜8のうちいずれかに記載のブーム式
作業機械。
9. The boom type working machine according to claim 1, wherein said feedback amount calculating means includes a limiter for setting an upper limit of an absolute value of said feedback amount.
【請求項10】 前記リミッターが、前記フィードバッ
ク量の絶対値の上限を、前記操作入力手段の操作量に応
じて設定するように構成された請求項9記載のブーム式
作業機械。
10. The boom type working machine according to claim 9, wherein the limiter is configured to set an upper limit of an absolute value of the feedback amount according to an operation amount of the operation input unit.
【請求項11】 前記リミッターが、前記操作入力手段
の操作量が0のときは、前記フィードバック量を0とす
るように構成された請求項9または10記載のブーム式
作業機械。
11. The boom type working machine according to claim 9, wherein the limiter is configured to set the feedback amount to 0 when the operation amount of the operation input unit is 0.
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