KR102036660B1

KR102036660B1 - 작업 기계

Info

Publication number: KR102036660B1
Application number: KR1020187024896A
Authority: KR
Inventors: 요시유키 츠치에; 히로시 사카모토
Original assignee: 히다찌 겐끼 가부시키가이샤
Priority date: 2016-06-07
Filing date: 2017-06-01
Publication date: 2019-10-28
Also published as: KR20180108742A; WO2017213027A1; JP2017218790A; CN108699813B; EP3467211A4; US20210018942A1; EP3467211B1; EP3467211A1; CN108699813A; US10983539B2; JP6552996B2

Abstract

조작에 대한 전자기 밸브 장치의 응답성을 향상시킨다. 작업 기계는, 유압 펌프로부터 유압 액추에이터로 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 전자기 밸브 장치와, 전자기 밸브 장치를 조작하는 조작 부재와, 조작 부재가 미리 설정된 중립 범위 내에 배치되어 있는지 여부를 판정하는 조작 위치 판정부를 구비하고 있다. 작업 기계는, 조작 부재의 상태의 변화에 기초하여, 오퍼레이터에 의한 조작 부재를 조작하려고 하는 의도가 있는지 여부를 판정하는 조작 의도 판정부와, 조작 부재의 조작에 기초하여 전자기 밸브 장치에 전류를 공급하는 전류 공급부와, 조작 위치 판정부에 의해 조작 부재가 중립 범위 내에 배치되어 있다고 판정되고, 또한 조작 의도 판정부에 의해 조작 부재를 조작하려고 하는 의도가 있다고 판정되어 있을 때, 유압 액추에이터가 구동을 개시할 때의 전류보다 낮은 스탠바이 전류가 전류 공급부로부터 전자기 밸브 장치에 공급되는 것을 허가하는 전류 제어부를 구비하고 있다.

Description

작업 기계

본 발명은, 작업 기계에 관한 것이다.

조작 레버의 중립 위치를 검출하는 중립 위치 검출 수단과, 이 중립 위치 검출 수단의 출력 신호를 입력하여 조작 레버가 중립 위치에 있을 때에 제어 수단의 제어 본체와 제어 밸브 사이의 신호의 전달을 금지하는 금지 수단을 마련한 유압 기계의 구동 제어 장치가 알려져 있다(특허문헌 1 참조). 특허문헌 1에 기재된 구동 제어 장치에 의하면, 제어 수단의 제어 본체를 포함하는 전기 기기에 고장, 혹은 작업에 수반되는 노이즈의 혼입을 발생하여, 오신호가 발생하였다고 해도, 그 오신호가 제어 밸브에 전달되지 않고, 제어 밸브를 중립 위치로 복귀시킬 수 있다.

일본 특허 공개 평1-97729호 공보

그러나 특허문헌 1에 기재된 구동 제어 장치에서는, 유압 기계를 동작시키기 위해 조작 레버를 조작하였을 때, 제어 밸브의 스풀의 마찰의 영향에 의해, 제어 밸브의 응답 지연이 크다고 하는 문제가 있다.

본 발명의 일 양태에 의한 작업 기계는, 유압 펌프와, 상기 유압 펌프로부터 토출되는 압유에 의해 구동되는 유압 액추에이터와, 상기 유압 펌프로부터 상기 유압 액추에이터로 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 전자기 밸브 장치와, 상기 전자기 밸브 장치를 조작하는 조작 부재와, 상기 조작 부재가 미리 설정된 중립 범위 내에 배치되어 있는지 여부를 판정하는 조작 위치 판정부를 구비한 작업 기계에 있어서, 상기 조작 부재의 상태의 변화에 기초하여, 오퍼레이터에 의한 상기 조작 부재를 조작하려고 하는 의도가 있는지 여부를 판정하는 조작 의도 판정부와, 상기 조작 부재의 조작에 기초하여 상기 전자기 밸브 장치에 전류를 공급하는 전류 공급부와, 상기 조작 위치 판정부에 의해 상기 조작 부재가 중립 범위 내에 배치되어 있다고 판정되고, 또한 상기 조작 의도 판정부에 의해 상기 조작 부재를 조작하려고 하는 의도가 있다고 판정되어 있을 때, 상기 유압 액추에이터가 구동을 개시할 때의 전류보다 낮은 스탠바이 전류가 상기 전류 공급부로부터 상기 전자기 밸브 장치에 공급되는 것을 허가하는 전류 제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 조작에 대한 전자기 밸브 장치의 응답성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 유압 셔블의 측면도.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 유압 셔블의 개략 구성을 나타내는 도면.
도 3의 (a)는 조작 레버의 조작 방향에 대응하는 유압 셔블의 동작을 설명하는 도면, (b)는 조작 레버의 중립 범위에 대해 설명하는 도면.
도 4는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 컨트롤러의 구성을 나타내는 블록도.
도 5의 (a)는 조작 레버의 조작각 θ와 제1 전자기 밸브로 출력하는 제어 전류의 목표값(실선 참조)의 관계를 나타내는 도면, (b)는 조작 레버의 조작각 θ와 제2 전자기 밸브로 출력하는 제어 전류의 목표값(실선 참조)의 관계를 나타내는 도면.
도 6은 전자기 밸브에 전류를 공급할지 여부를 판정하기 위한 조건을 설명하는 도면.
도 7은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 컨트롤러에 의해 실행되는 전자기 밸브 제어 프로그램에 의한 처리의 일례를 나타내는 흐름도.
도 8의 (a)는 본 실시 형태에 관한 컨트롤러의 동작을 나타내는 타임차트, (b)는 비교예에 관한 컨트롤러의 동작을 나타내는 타임차트.
도 9의 (a)는 본 실시 형태에 관한 컨트롤러의 동작을 나타내는 타임차트, (b)는 비교예에 관한 컨트롤러의 동작을 나타내는 타임차트.
도 10은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 컨트롤러의 구성을 나타내는 블록도.
도 11은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 컨트롤러에 의해 실행되는 전자기 밸브 제어 프로그램에 의한 처리의 일례를 나타내는 흐름도.
도 12는 본 발명의 변형예에 관한 유압 셔블의 개략 구성을 나타내는 도면.

-제1 실시 형태-

도 1은, 작업 기계의 일례인 유압 셔블(백호우)(100)의 측면도이다. 또한, 설명의 편의상, 도 1에 도시한 바와 같이 전후 및 상하 방향을 규정한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 유압 셔블(100)은, 주행체(101)와, 주행체(101) 상에 선회 가능하게 탑재된 선회체(102)를 구비한다. 주행체(101)는, 좌우 한 쌍의 크롤러를 주행 모터에 의해 구동함으로써 주행한다.

선회체(102)의 전방부 좌측에는 운전실(107)이 마련되고, 운전실(107)의 후방부에는 엔진실이 마련되어 있다. 엔진실에는, 동력원인 엔진이나 유압 기기 등이 수용되어 있다. 엔진실의 후방부에는, 작업 시의 기체의 균형을 잡기 위한 카운터 웨이트(109)가 설치되어 있다. 선회체(102)의 전방부 우측에는 프론트 작업 장치(103)가 마련되어 있다.

프론트 작업 장치(103)는, 복수의 프론트 부재, 즉, 붐(104), 암(105) 및 버킷(106)을 구비하고 있다. 붐(104)은, 기단부가 선회체(102)의 전방부에 회동 가능하게 설치되어 있다. 암(105)은, 그 일단부가 붐(104)의 선단에 회동 가능하게 설치되어 있다. 붐(104) 및 암(105)은, 붐 실린더(104a) 및 암 실린더(105a)에 의해 각각 구동되어 회동한다. 버킷(106)은, 암(105)의 선단에 있어서, 암(105)에 대해 상하 방향으로 회동 가능하게 설치되고, 버킷 실린더(106a)에 의해 구동되어 회동한다.

도 2는, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 유압 셔블(100)의 개략 구성을 나타내는 도면이다. 도 2에서는, 유압 회로의 최고 압력을 규정하는 릴리프 밸브의 도시는 생략하고 있다. 유압 셔블(100)이 구비하는 유압 회로에는, 붐 실린더(104a)나 암 실린더(105a), 버킷 실린더(106a), 선회용 유압 모터 등의 복수의 유압 액추에이터나, 이들 유압 액추에이터로 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 전자기 밸브 장치 등이 마련되어 있다. 이하에서는, 설명의 편의상, 복수의 유압 액추에이터 중, 하나의 유압 액추에이터(HA)(예를 들어, 버킷 실린더(106a))를 대표하여 나타내고, 그 밖의 유압 액추에이터에 대해서는 도시를 생략하고 있다. 즉, 도 2는 하나의 유압 액추에이터(예를 들어, 버킷 실린더(106a))를 구동하기 위한 구성을 나타내는 도면에 상당한다.

유압 셔블(100)은, 컨트롤러(120)와, 엔진(190)과, 메인 펌프(151)와, 파일럿 펌프(152)와, 전자기 밸브 장치(140)와, 조작 장치(130)를 구비하고 있다. 컨트롤러(120)는, CPU나 기억 장치인 ROM 및 RAM, 그 밖의 주변 회로 등을 갖는 연산 처리 장치를 포함하여 구성되고, 유압 셔블(100)의 각 부의 제어를 행하고 있다.

컨트롤러(120)에는, 조작량 센서(133)가 접속되어 있다. 조작량 센서(133)는, 조작 장치(130)의 조작 레버(131)의 회동 각도를 조작각(조작량) θ로서 검출하고, 조작각 θ에 상당하는 신호를 컨트롤러(120)에 출력한다. 조작량 센서(133)로서는, 예를 들어 조작 레버(131)의 회동 각도에 따른 전압을 출력하는 포텐시오미터에 의해 구성할 수 있다. 전기식 조작 장치(130)는, 후술하는 전자기 밸브 장치(140)를 조작하는 것이며, 조작 레버(131)와, 조작량 센서(133)와, 복귀 스프링(132)을 포함하는 복귀 기구를 구비하고 있다.

조작 레버(131)는, 회동 가능한 봉상의 부재이며, 선단부에는 오퍼레이터가 파지하는 파지부(131a)가 마련되어 있다. 조작 레버(131)에는 복귀 스프링(132)이 접속되어 있고, 조작 레버(131)는 중립 위치를 향해 복귀 스프링(132)에 의해 탄성적으로 가압되고 있다. 또한, 복귀 기구는, 조작 레버(131)에 조작 반력을 부여하는 반력 부여 장치로서의 기능도 갖는다. 운전실(107) 내에는, 복수의 조작 장치(130)가 배치되어 있다.

도 3의 (a)는 조작 레버(131)의 조작 방향에 대응하는 유압 셔블(100)의 동작을 설명하는 도면이다. 운전실(107) 내에는, 조작 장치(130)로서, 운전석의 우측에 위치하는 우측 조작 장치(130A)와, 운전석의 좌측에 위치하는 좌측 조작 장치(130B)를 구비하고 있다.

도 3의 (b)는 조작 레버(131)의 중립 범위에 대해 설명하는 도면이다. 도 3의 (b)에 나타낸 바와 같이, 조작 레버(131)의 중립 위치(NP)는, 조작 레버(131)의 회동 범위를 이분하는 위치에 설정되어 있다. 조작 레버(131)의 조작각 θ는, 중립 위치(NP)로부터의 기울기각에 상당한다.

본 실시 형태에서는, 중립 위치(NP)에 조작 레버(131)가 위치하고 있을 때의 조작각 θ는 0°로 설정되어 있다. 조작각 θ는, 중립 위치(NP)로부터 한쪽으로 기울이면 양의 방향으로 커진다. 또한, 조작각 θ는, 중립 위치(NP)로부터 다른 쪽으로 기울이면 음의 방향으로 커진다, 즉, 0°보다 작아진다.

도 3의 (a)에 나타낸 바와 같이, 우측 조작 장치(130A)는, 선회체(102)에 대한 붐(104)의 회동 동작 및 암(105)에 대한 버킷(106)의 회동 동작을 조작하는 조작 장치이다. 우측 조작 장치(130A)의 조작 레버(이하, 우측 조작 레버(131A)라고 기재함)를 중립 위치(NP)로부터 전방으로 기울이면, 양의 조작각(θ1)이 증가하여, 붐 하강 동작이 행해진다. 붐 하강 동작이라 함은, 붐 실린더(104a)가 수축하여, 붐(104)이 조작각(θ1)에 따른 속도로 하방으로 회동하는 동작이다. 우측 조작 레버(131A)를 중립 위치(NP)로부터 후방으로 기울이면, 음의 조작각(θ1)이 감소하여, 붐 상승 동작이 행해진다. 붐 상승 동작이라 함은, 붐 실린더(104a)가 신장하여, 붐(104)이 조작각(θ1)에 따른 속도로 상방으로 회동하는 동작이다.

우측 조작 레버(131A)를 중립 위치(NP)로부터 우측으로 기울이면, 양의 조작각(θ2)이 증가하여, 버킷 방토 동작(버킷 덤프 동작이라고도 불림)이 행해진다. 버킷 방토 동작이라 함은, 버킷 실린더(106a)가 수축하여, 버킷(106)의 클로(선단)가 암(105)의 안쪽면으로부터 이격되도록, 버킷(106)이 조작각(θ2)에 따른 속도로 회동하는(도 1에 있어서 시계 방향으로 회동함) 동작이다. 우측 조작 레버(131A)를 중립 위치(NP)로부터 좌측으로 기울이면, 음의 조작각(θ2)이 감소하여, 버킷 굴삭 동작(버킷 클라우드 동작이라고도 불림)이 행해진다. 버킷 굴삭 동작이라 함은, 버킷 실린더(106a)가 신장하여, 버킷(106)의 클로(선단)가 암(105)의 안쪽면에 근접하도록, 버킷(106)이 조작각(θ2)에 따른 속도로 회동하는(도 1에 있어서 반시계 방향으로 회동함) 동작이다.

좌측 조작 장치(130B)의 조작 레버(이하, 좌측 조작 레버(131B)라고 기재함)는, 붐(104)에 대한 암(105)의 회동 동작, 및 선회체(102)의 선회 동작을 조작하는 조작 부재이다. 좌측 조작 레버(131B)를 중립 위치(NP)로부터 전방으로 기울이면, 양의 조작각(θ3)이 증가하여, 암 밀기 동작(암 신장 동작이라고도 불림)이 행해진다. 암 밀기 동작이라 함은, 암 실린더(105a)가 수축하여, 붐(104)에 대해 암(105)의 상대 각도가 넓어지는 방향으로, 암(105)이 조작각(θ3)에 따른 속도로 회동하는(도 1에 있어서 시계 방향으로 회동함) 동작이다. 좌측 조작 레버(131B)를 중립 위치(NP)로부터 후방으로 기울이면, 음의 조작각(θ3)이 감소하여, 암 당김 동작(암 굽힘 동작이라고도 불림)이 행해진다. 암 당김 동작이라 함은, 암 실린더(105a)가 신장하여, 암(105)을 붐(104)측으로 접도록, 암(105)이 조작각(θ3)에 따른 속도로 회동하는(도 1에 있어서 반시계 방향으로 회동함) 동작이다.

좌측 조작 레버(131B)를 중립 위치(NP)로부터 우측으로 기울이면, 양의 조작각(θ4)이 증가하고, 선회 모터(도시하지 않음)가 구동되어, 선회체(102)가 조작각(θ4)에 따른 속도로 우선회한다. 좌측 조작 레버(131B)를 중립 위치(NP)로부터 좌측으로 기울이면, 음의 조작각(θ4)이 감소하고, 선회 모터(도시하지 않음)가 구동되어, 선회체(102)가 조작각(θ4)에 따른 속도로 좌선회한다. 또한, 상술한, θ1, θ2, θ3, θ4를 총칭하여 θ라고 기재한다.

우측 조작 레버(131A)를 중립 위치(NP)로부터 좌측 비스듬히 전방 등의 경사 방향으로 기울이면, 붐(104)과 버킷(106)을 복합적으로 동작시킬 수 있다. 좌측 조작 레버(131B)를 중립 위치(NP)로부터 좌측 비스듬히 전방 등의 경사 방향으로 기울이면, 암(105)과 선회체(102)를 복합적으로 동작시킬 수 있다. 이 때문에, 본 실시 형태에 있어서의 유압 셔블(100)에서는, 우측 조작 레버(131A) 및 좌측 조작 레버(131B)를 동시에 조작함으로써, 최대, 네 동작을 복합적으로 행하게 할 수 있다.

도 3의 (b)에 나타낸 바와 같이, 불감대는, 조작 레버(131)에 대응하는 유압 액추에이터(HA)가 동작하지 않는 조작 영역이며, 조작 레버(131)가 중립 위치(NP)로부터 조금 틸팅된 것만으로 예민하게 유압 액추에이터(HA)가 구동되어 버리는 것을 방지하기 위해 마련되어 있다. 불감대는, 조작각이 (-θd) 이상 또한 (+θd) 이하인 범위에 설정되어 있고, 예를 들어 전체 조작 범위의 15 내지 25％ 정도이다. 또한, θd는, 양의 수이다(θd＞0).

중립 범위는, 불감대 내에 미리 설정되는 조작 영역이며, 제어 전류를 전자기 밸브 장치(140)에 공급할지 여부의 판정에 사용하기 위해 마련되어 있다. 중립 범위는, 조작각이 (-θn) 이상 또한 (+θn) 이하인 범위에 설정되어 있고, 예를 들어 전체 조작 범위의 5 내지 10％ 정도이다. 또한, θn은, θd보다 작은 양의 수이고, 중립 범위의 경계를 나타내는 각도 역치이다(θn＜θd). 양의 각도 역치인 제1 각도 역치(+θn), 및 음의 각도 역치인 제2 각도 역치(-θn)는 미리 컨트롤러(120)의 기억 장치에 기억되어 있다.

컨트롤러(120)에는, 좌측 조작 레버(131B) 및 우측 조작 레버(131A)의 조작각 θ(θ1, θ2, θ3, θ4)에 상당하는 신호가 입력된다. 컨트롤러(120)는, 조작량 센서(133)로부터의 조작각 θ의 신호에 기초하여, 좌측 조작 레버(131B) 및 우측 조작 레버(131A)의 조작 방향 및 조작각을 검출한다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 유압 펌프인 메인 펌프(151) 및 파일럿 펌프(152)는, 엔진(190)에 의해 구동되고, 탱크(199) 내의 작동유를 압유로서 토출한다. 유압 액추에이터(HA)는, 메인 펌프(151)로부터 토출되는 압유에 의해 구동된다. 전자기 밸브 장치(140)는, 메인 펌프(151)로부터 유압 액추에이터(HA)로 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 유압 파일럿식 방향 제어 밸브(141)와, 방향 제어 밸브(141)의 동작을 제어하는 2개의 전자기 비례 감압 밸브(이하, 제1 전자기 밸브(142p) 및 제2 전자기 밸브(142m)라고 기재함)를 구비하고 있다.

제1 전자기 밸브(142p)는, 파일럿 펌프(152)에 접속되고, 조작 레버(131)가 중립 범위 밖의 플러스측으로 회동 조작되었을 때, 방향 제어 밸브(141)의 제1 파일럿부(141p)로 공급하는 파일럿압을 생성한다. 제2 전자기 밸브(142m)는, 파일럿 펌프(152)에 접속되고, 조작 레버(131)가 중립 범위 밖의 마이너스측으로 회동 조작되었을 때, 방향 제어 밸브(141)의 제2 파일럿부(141m)로 공급하는 파일럿압을 생성한다.

이하에서는, 도 2의 유압 액추에이터(HA)는, 버킷 실린더(106a)인 것으로 하여, 버킷(106)의 구동을 대표하여 설명한다. 컨트롤러(120)는, 조작 레버(131)의 조작 방향 및 조작각에 따라서, 전자기 밸브(142p, 142m)의 솔레노이드(143p, 143m)에 제어 전류(여자 전류)를 출력한다. 조작 레버(131)가 플러스 방향(버킷 방토 방향)으로 조작된 경우, 조작각(θ)에 따라서 컨트롤러(120)로부터 공급되는 제어 전류에 의해 제1 전자기 밸브(142p)의 감압도가 설정된다. 조작 레버(131)가 마이너스 방향(버킷 굴삭 방향)으로 조작된 경우, 조작각(θ)에 따라서 컨트롤러(120)로부터 공급되는 제어 전류에 의해 제2 전자기 밸브(142m)의 감압도가 설정된다.

전자기 밸브(142p, 142m)의 개구 특성은, 솔레노이드(143p, 143m)에 입력되는 제어 전류의 증가에 수반하여 감압도가 작아지도록, 즉, 제어 전류의 증가에 수반하여 2차 압력(파일럿압)이 커지도록 설정되어 있다.

방향 제어 밸브(141)의 제1 파일럿부(141p)에 전자기 밸브(142p)에서 생성된 파일럿압이 작용하면, 방향 제어 밸브(141)의 스풀이 위치(D)측으로 이동하여, 유압 액추에이터(HA)(버킷 실린더(106a))가 수축한다. 방향 제어 밸브(141)의 제2 파일럿부(141m)에 전자기 밸브(142m)에서 생성된 파일럿압이 작용하면, 방향 제어 밸브(141)의 스풀이 위치(C)측으로 이동하여, 유압 액추에이터(HA)(버킷 실린더(106a))가 신장된다.

방향 제어 밸브(141)의 제1 파일럿부(141p) 및 제2 파일럿부(141m) 각각이, 제1 전자기 밸브(142p) 및 제2 전자기 밸브(142m) 각각을 통해 탱크(199)에 접속되면, 방향 제어 밸브(141)의 스풀은 중립 위치(N)로 이동한다.

도 4는, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 컨트롤러(120)의 구성을 나타내는 블록도이다. 컨트롤러(120)는, 목표 전류 결정부(122)와, 전류 공급부(123)와, 조작 속도 연산부(127)와, 조건 판정부(128)와, 전류 제어부(129)를 구비하고 있다. 컨트롤러(120)에는, 도시하지 않은 전원 장치가 접속되어 있다. 전류 공급부(123)는, 조작 레버(131)가 플러스측으로 회동 조작되었을 때에 전자기 밸브 장치(140)를 구성하는 제1 전자기 밸브(142p)의 솔레노이드(143p)에 전류를 공급하는 제1 전류 공급부(123a)를 구비하고 있다. 전류 공급부(123)는, 조작 레버(131)가 마이너스측으로 회동 조작되었을 때에 전자기 밸브 장치(140)를 구성하는 제2 전자기 밸브(142m)의 솔레노이드(143m)에 전류를 공급하는 제2 전류 공급부(123b)를 구비하고 있다. 전류 공급부(123)는, 후술하는 목표 전류 결정부(122)에 의해 설정되는 제어 전류의 목표값에 기초하여, 제어 전류의 크기를 조절하고, 각 솔레노이드(143p, 143m)에 공급한다. 또한, 후술하는 목표 전류 결정부(122)에 의해 결정되는 제어 전류의 목표값에 상당하는 신호가 스위치(126a, 126b)에 의해 차단되어 있을 때, 전류 공급부(123)는 전자기 밸브(142p, 142m)에 전류를 공급하지 않는다.

목표 전류 결정부(122)는, 조작량 센서(133)에서 검출된 조작 레버(131)의 조작각 θ에 기초하여, 전류 공급부(123)로부터 전자기 밸브(142p, 142m)의 솔레노이드(143p, 143m)로 공급되는 제어 전류의 목표값을 결정한다. 목표 전류 결정부(122)는, 제1 목표 전류 결정부(122a)와 제2 목표 전류 결정부(122b)를 구비하고 있다.

도 5의 (a)는 조작 레버(131)의 조작각 θ와 제1 전자기 밸브(142p)로 출력하는 제어 전류의 목표값(실선 참조)의 관계를 나타내는 도면이고, 도 5의 (b)는 조작 레버(131)의 조작각 θ와 제2 전자기 밸브(142m)로 출력하는 제어 전류의 목표값(실선 참조)의 관계를 나타내는 도면이다. 컨트롤러(120)의 기억 장치에는, 도 5의 (a)에 나타내는 특성 N1 및 도 5의 (b)에 나타내는 특성 N2가 룩업 테이블 형식으로 기억되어 있다.

제1 목표 전류 결정부(122a)는, 도 5의 (a)의 실선으로 나타내는 특성 N1의 테이블을 참조하여, 조작량 센서(133)에서 검출된 조작각 θ에 기초하여, 제1 전자기 밸브(142p)의 솔레노이드(143p)로 출력하는 제어 전류의 목표값(목표 제어 전류 It)을 설정한다. 조작 레버(131)의 조작각 θ가 0 이상, 또한 불감대용 제1 역치(+θd) 이하인 불감대에 위치하고 있을 때에는, 목표 제어 전류 It는 최소 전류 Imin으로 설정된다. 조작각 θ가 불감대용 제1 역치(+θd)보다 크고, 또한 플러스측 최대 조작각(+θmax) 이하인 조작대에서는, 조작각 θ가 증가할수록, 목표 제어 전류 It가 직선적으로 증가한다. 조작 레버(131)의 조작각 θ가 플러스측 최대 조작각(+θmax)으로 되어 있을 때에는, 목표 제어 전류 It는 최대 전류 Imax로 설정된다.

마찬가지로, 제2 목표 전류 결정부(122b)는, 도 5의 (b)의 실선으로 나타내는 특성 N2의 테이블을 참조하여, 조작량 센서(133)에서 검출된 조작각 θ에 기초하여, 제2 전자기 밸브(142m)의 솔레노이드(143m)로 출력하는 제어 전류의 목표값(목표 제어 전류 It)을 설정한다. 조작 레버(131)의 조작각 θ가 0 이하, 또한 불감대용 제2 역치(-θd) 이상인 불감대에 위치하고 있을 때에는, 목표 제어 전류 It는 최소 전류 Imin으로 설정된다. 조작각 θ가 불감대용 제2 역치(-θd) 미만, 또한 마이너스측 최대 조작각(-θmax) 이상인 조작대에서는, 조작각 θ의 감소, 즉 조작각 θ의 절댓값 |θ|가 증가할수록, 목표 제어 전류 It가 직선적으로 증가한다. 조작 레버(131)의 조작각 θ가 마이너스측 최대 조작각(-θmax)으로 되어 있을 때에는, 목표 제어 전류 It는 최대 전류 Imax로 설정된다.

최대 전류 Imax는, 전자기 밸브(142p, 142m)의 감압도를 최소로 하기 위한 목표값이다. 최소 전류 Imin은, 조작 레버(131)가 중립 범위 내에 배치되어 있을 때에 전자기 밸브 장치(140)에 스탠바이 전류를 공급시키기 위한 목표값이다. 이하, 최소 전류 Imin을 스탠바이 전류 Imin이라고도 기재한다.

스탠바이 전류 Imin은, 예를 들어 10㎃ 내지 400㎃ 정도의 미소 전류이며, 유압 액추에이터(HA)가 구동을 개시할 때의 전류, 바꾸어 말하면 방향 제어 밸브(141)의 스풀이 동작을 개시할 때의 전류보다 낮은 전류이다. 또한, 스탠바이 전류는, 전류 공급부(123)에 있어서, 소정의 주파수에서 디더가 걸린다. 이 때문에, 전자기 밸브(142p, 142m)의 솔레노이드(143p, 143m)에 스탠바이 전류가 공급되면, 전자기 밸브(142p, 142m)의 스풀이 미세 진동함으로써, 미끄럼 이동부의 마찰이 삭감되어, 시동하기 쉬운 상태가 된다.

도 4에 나타내는 조작 속도 연산부(127)는, 조작량 센서(133)에서 검출된 조작 레버(131)의 조작각 θ에 기초하여, 조작 레버(131)의 조작 속도(각속도) ω를 연산한다. 조작 속도 연산부(127)는, 소정의 제어 주기(예를 들어, 1㎳ 내지 10㎳ 정도)마다 반복하여, 조작 속도 ω를 연산한다. 조작 속도 ω는, 현 제어 주기에서 검출된 조작각 θb와, 1 제어 주기 전에 검출된 조작각 θa의 차 Δθ(＝θb-θa)를 1 제어 주기에 대응하는 시간 Δt로 제산함으로써 연산된다(ω＝Δθ/Δt). 바꾸어 말하면, 조작 속도 연산부(127)는, 조작각 θ를 시간 미분하여, 조작각 θ의 시간 변화율인 조작 속도 ω를 연산한다.

조건 판정부(128)는, 조작 속도 연산부(127)에서 연산된 조작 속도 ω 및 조작량 센서(133)에서 검출된 조작각 θ에 기초하여, 제1 전자기 밸브 유효화 조건이 성립되었는지 여부 및 제2 전자기 밸브 유효화 조건이 성립되었는지 여부를 판정한다. 도 6은, 전자기 밸브(142p, 142m)에 전류를 공급할지 여부를 판정하기 위한 조건을 설명하는 도면이다. 조건 판정부(128)는, 조작 레버(131)의 조작각 θ의 시간 변화율인 조작 속도 ω에 기초하여, 오퍼레이터에 의한 조작 레버(131)를 조작하려고 하는 의도가 있는지 여부를 판정하는 조작 의도 판정부로서의 기능을 갖고 있다. 또한, 조건 판정부(128)는, 조작 레버(131)의 조작각 θ에 기초하여, 조작 레버(131)가 미리 설정된 중립 범위 내에 배치되어 있는지 여부를 판정하는 조작 위치 판정부로서의 기능을 갖고 있다. 이하, 조건 판정부(128)에 대해 상세하게 설명한다.

조건 판정부(128)는, 조작 레버(131)가 중립 범위 밖의 플러스측에 배치되어 있을 때, 제1 전자기 밸브(142p)의 사용이 특정되었다고 하여, 제1 전자기 밸브 유효화 조건이 성립되었다고 판정한다. 조건 판정부(128)는, 조작 레버(131)의 조작각 θ가 제1 각도 역치(+θn)보다 큰 경우, 조작 레버(131)가 중립 범위 밖의 플러스측에 배치되어 있다고 판정한다.

조건 판정부(128)는, 조작 레버(131)가 중립 범위 내에 배치되고, 또한 조작 레버(131)를 버킷 방토 방향(플러스측)으로 조작하려고 하는 의도가 있다고 판정되어 있을 때, 제1 전자기 밸브(142p)의 사용이 추정되었다고 하여, 제1 전자기 밸브 유효화 조건이 성립되었다고 판정한다. 조건 판정부(128)는, 조작 레버(131)의 조작각 θ의 절댓값 |θ|가 제1 각도 역치(+θn) 이하인 경우, 조작 레버(131)가 중립 범위 내에 배치되어 있다고 판정한다. 조건 판정부(128)는, 조작 레버(131)의 조작 속도 ω가 제1 속도 역치(+ωi) 이상인 경우, 조작 레버(131)를 버킷 방토 방향(플러스측)으로 조작하려고 하는 의도가 있다고 판정한다.

조건 판정부(128)는, 조작 레버(131)가 중립 범위 밖의 마이너스측에 배치되어 있을 때, 제2 전자기 밸브(142m)의 사용이 특정되었다고 하여, 제2 전자기 밸브 유효화 조건이 성립되었다고 판정한다. 조건 판정부(128)는, 조작 레버(131)의 조작각 θ가 제2 각도 역치(-θn)보다 작은 경우, 조작 레버(131)가 중립 범위 밖의 마이너스측에 배치되어 있다고 판정한다.

조건 판정부(128)는, 조작 레버(131)가 중립 범위 내에 배치되고, 또한 조작 레버(131)를 버킷 굴삭 방향(마이너스측)으로 조작하려고 하는 의도가 있다고 판정되어 있을 때, 제2 전자기 밸브(142m)의 사용이 추정되었다고 하여, 제2 전자기 밸브 유효화 조건이 성립되었다고 판정한다. 조건 판정부(128)는, 조작 레버(131)의 조작 속도 ω가 제2 속도 역치(-ωi) 이하인 경우, 조작 레버(131)를 버킷 굴삭 방향(마이너스측)으로 조작하려고 하는 의도가 있다고 판정한다.

조건 판정부(128)는, 조작 레버(131)가 중립 범위 내에 배치되고, 또한 조작 레버(131)를 조작하려고 하는 의도가 없다고 판정되면, 제1 전자기 밸브 유효화 조건 및 제2 전자기 밸브 유효화 조건이 모두 성립되어 있지 않다고 판정한다. 조건 판정부(128)는, 조작 레버(131)의 조작 속도 ω가 제2 속도 역치(-ωi)보다 크고, 또한 제1 속도 역치(+ωi)보다 작은 경우, 조작 레버(131)를 조작하려고 하는 의도가 없다고 판정한다.

양의 속도 역치인 제1 속도 역치(+ωi), 및 음의 속도 역치인 제2 속도 역치(-ωi)는, 미리 컨트롤러(120)의 기억 장치에 기억되어 있다. 또한, ωi는, 양의 수이며, 조작 레버(131)가 정지하고 있는지 여부를 판정하기 위한 속도 역치이고, 예를 들어 0보다 조금 큰 값이다(ωi＞0). 상술한 바와 같이, 조건 판정부(128)는, 조작 속도 ω의 절댓값 |ω|가 속도 역치 ωi보다 작은 경우, 조작 레버(131)를 조작하려고 하는 의도가 없다고 판정한다. 조건 판정부(128)는, 조작 속도 ω의 절댓값 |ω|가 속도 역치 ωi 이상인 경우, 조작 레버(131)를 조작하려고 하는 의도가 있다고 판정한다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 전류 제어부(129)는, 제1 전자기 밸브 유효화 조건이 성립된 경우, 제1 스위치(126a)에 유효화 신호를 출력하고, 제2 스위치(126b)에 무효화 신호를 출력한다. 제1 스위치(126a)는, 유효화 신호가 입력되면, 제1 목표 전류 결정부(122a)에서 설정한 목표 제어 전류 It에 상당하는 신호가 제1 전류 공급부(123a)에 공급되는 것을 허가한다. 제2 스위치(126b)는, 무효화 신호가 입력되면, 제2 목표 전류 결정부(122b)에서 설정한 목표 제어 전류 It에 상당하는 신호가 제2 전류 공급부(123b)에 공급되는 것을 금지한다. 즉, 전류 제어부(129)는, 사용되는 것이 추정 또는 특정된 제1 전자기 밸브(142p)에 제1 전류 공급부(123a)로부터 제어 전류가 공급되는 것을 허가, 즉 유효화한다. 전류 제어부(129)는, 사용되는 것이 추정도 특정도 되어 있지 않은 제2 전자기 밸브(142m)에 제2 전류 공급부(123b)로부터 제어 전류가 공급되는 것을 금지, 즉 무효화한다.

마찬가지로, 도 4에 나타낸 바와 같이, 전류 제어부(129)는, 제2 전자기 밸브 유효화 조건이 성립된 경우, 제1 스위치(126a)에 무효화 신호를 출력하고, 제2 스위치(126b)에 유효화 신호를 출력한다. 제2 스위치(126b)는, 유효화 신호가 입력되면, 제2 목표 전류 결정부(122b)에서 설정한 목표 제어 전류 It에 상당하는 신호가 제2 전류 공급부(123b)에 공급되는 것을 허가한다. 제1 스위치(126a)는, 무효화 신호가 입력되면, 제1 목표 전류 결정부(122a)에서 설정한 목표 제어 전류 It에 상당하는 신호가 제1 전류 공급부(123a)에 공급되는 것을 금지한다. 즉, 전류 제어부(129)는, 사용되는 것이 추정 또는 특정된 제2 전자기 밸브(142m)에 제2 전류 공급부(123b)로부터 제어 전류가 공급되는 것을 허가, 즉 유효화한다. 전류 제어부(129)는, 사용되는 것이 추정도 특정도 되어 있지 않은 제1 전자기 밸브(142p)에 제1 전류 공급부(123a)로부터 제어 전류가 공급되는 것을 금지, 즉 무효화한다.

전류 제어부(129)는, 제1 전자기 밸브 유효화 조건 및 제2 전자기 밸브 유효화 조건이 모두 성립되어 있지 않은 경우, 제1 스위치(126a) 및 제2 스위치(126b) 각각에 무효화 신호를 출력한다. 이에 의해, 제1 스위치(126a) 및 제2 스위치(126b)에 의해 목표 제어 전류 It에 상당하는 신호가 제1 전류 공급부(123a) 및 제2 전류 공급부(123b) 각각에 공급되는 것이 금지된다. 즉, 전류 제어부(129)는, 사용되는 것이 추정도 특정도 되어 있지 않은 제1 전자기 밸브(142p) 및 제2 전자기 밸브(142m) 각각에 제1 전류 공급부(123a) 및 제2 전류 공급부(123b) 각각으로부터 제어 전류가 공급되는 것을 금지, 즉 무효화한다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 제1 전자기 밸브 유효화 조건이 성립되면, 제1 전류 공급부(123a)로부터 제1 전자기 밸브(142p)에 전류가 공급되는 것이 허가되고(제1 전자기 밸브 온), 제2 전류 공급부(123b)로부터 제2 전자기 밸브(142m)에 전류가 공급되는 것이 금지된다(제2 전자기 밸브 오프). 제2 전자기 밸브 유효화 조건이 성립되면, 제1 전류 공급부(123a)로부터 제1 전자기 밸브(142p)에 전류가 공급되는 것이 금지되고(제1 전자기 밸브 오프), 제2 전류 공급부(123b)로부터 제2 전자기 밸브(142m)에 전류가 공급되는 것이 허가된다(제2 전자기 밸브 온). 제1 전자기 밸브 유효화 조건 및 제2 전자기 밸브 유효화 조건이 모두 성립되어 있지 않은 경우, 제1 전류 공급부(123a)로부터 제1 전자기 밸브(142p)에 전류가 공급되는 것이 금지되고(제1 전자기 밸브 오프), 제2 전류 공급부(123b)로부터 제2 전자기 밸브(142m)에 전류가 공급되는 것이 금지된다(제2 전자기 밸브 오프).

도 7은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 컨트롤러(120)에 의해 실행되는 전자기 밸브 제어 프로그램에 의한 처리의 일례를 나타내는 흐름도이다. 도 7의 흐름도에 나타내는 처리는, 이그니션 스위치(도시하지 않음)의 온에 의해 개시되고, 도시하지 않은 초기 설정이 행해진 후, 소정의 제어 주기(예를 들어, 1㎳ 내지 10㎳ 정도)마다 스텝 S110 이후의 처리가, 컨트롤러(120)에 의해 반복 실행된다. 또한, 도시하지 않지만, 컨트롤러(120)는, 조작량 센서(133)에서 검출된 조작각 θ의 정보를 소정의 제어 주기마다 취득한다. 흐름도의 설명에 있어서, 컨트롤러가 전자기 밸브에 온 신호를 출력한다고 하는 것은, 컨트롤러가 전자기 밸브에 전류가 공급되는 것을 허가하는 것을 의미하고, 컨트롤러가 전자기 밸브에 오프 신호를 출력한다고 하는 것은, 컨트롤러가 전자기 밸브에 전류가 공급되는 것을 금지하는 것을 의미한다.

도 7에 나타낸 바와 같이, 스텝 S110에 있어서, 컨트롤러(120)는, 조작량 센서(133)에서 검출된 조작각 θ에 기초하여 조작 속도 ω를 연산하여, 스텝 S120으로 진행한다.

스텝 S120에 있어서, 컨트롤러(120)는, 조작각 θ의 절댓값 |θ|가 제1 각도 역치(+θn) 이하이고, 또한 스텝 S110에서 연산된 조작 속도 ω가 제1 속도 역치(+ωi) 이상인지 여부를 판정한다. 스텝 S120에서 긍정 판정되면 스텝 S125로 진행하고, 스텝 S120에서 부정 판정되면 스텝 S130으로 진행한다.

스텝 S125에 있어서, 컨트롤러(120)는, 제1 전자기 밸브(142p)에 온 신호를 출력하고, 제2 전자기 밸브(142m)에 오프 신호를 출력하여, 도 7의 흐름도에 나타내는 처리를 종료한다.

스텝 S130에 있어서, 컨트롤러(120)는, 조작각 θ의 절댓값 |θ|가 제1 각도 역치(+θn) 이하이고, 또한 스텝 S110에서 연산된 조작 속도 ω가 제2 속도 역치(-ωi) 이하인지 여부를 판정한다. 스텝 S130에서 긍정 판정되면 스텝 S135로 진행하고, 스텝 S130에서 부정 판정되면 스텝 S140으로 진행한다.

스텝 S135에 있어서, 컨트롤러(120)는, 제1 전자기 밸브(142p)에 오프 신호를 출력하고, 제2 전자기 밸브(142m)에 온 신호를 출력하여, 도 7의 흐름도에 나타내는 처리를 종료한다.

스텝 S140에 있어서, 컨트롤러(120)는, 조작각 θ가 제2 각도 역치(-θn)보다 작은지 여부를 판정한다. 스텝 S140에서 긍정 판정되면 스텝 S145로 진행하고, 스텝 S140에서 부정 판정되면 스텝 S150으로 진행한다.

스텝 S145에 있어서, 컨트롤러(120)는, 제1 전자기 밸브(142p)에 오프 신호를 출력하고, 제2 전자기 밸브(142m)에 온 신호를 출력하여, 도 7의 흐름도에 나타내는 처리를 종료한다.

스텝 S150에 있어서, 컨트롤러(120)는, 조작각 θ가 제1 각도 역치(+θn)보다 큰지 여부를 판정한다. 스텝 S150에서 긍정 판정되면 스텝 S155로 진행하고, 스텝 S150에서 부정 판정되면 스텝 S160으로 진행한다.

스텝 S155에 있어서, 컨트롤러(120)는, 제1 전자기 밸브(142p)에 온 신호를 출력하고, 제2 전자기 밸브(142m)에 오프 신호를 출력하여, 도 7의 흐름도에 나타내는 처리를 종료한다.

스텝 S160에 있어서, 컨트롤러(120)는, 제1 전자기 밸브(142p)에 오프 신호를 출력하고, 제2 전자기 밸브(142m)에 오프 신호를 출력하여, 도 7의 흐름도에 나타내는 처리를 종료한다.

도 8을 참조하여, 본 실시 형태의 동작을 설명한다. 이하에서는, 유압 셔블에서 실시되는 찌꺼기 분리 작업을 예로 들어 설명한다. 찌꺼기 분리 작업이라 함은, 토사의 굴삭 작업 등의 통상 작업 외에, 버킷(106) 내의 토사, 콘크리트편, 철재 등을 분리하기 위해 버킷(106)을 빠르게 흔드는 작업을 말한다. 찌꺼기 분리 작업에서는, 덤프 동작과 클라우드 동작이 교대로 반복하여 행해진다.

도 8의 (a)는 본 실시 형태에 관한 컨트롤러(120)의 동작을 나타내는 타임차트이고, 도 8의 (b)는 비교예에 관한 컨트롤러의 동작을 나타내는 타임차트이다. 도 8의 횡축은, 경과 시간을 나타내고 있다. 도 8의 (a)의 상단의 그래프는 조작각 θ의 시간 변화를 나타내고, 중간단의 그래프는 조작 속도 ω의 시간 변화를 나타내고, 하단의 그래프는 제1 전자기 밸브(142p)에 대한 목표 제어 전류 It의 시간 변화를 나타내고 있다. 또한, 도 8의 (a)의 하단의 그래프에서는, 파선으로 제1 전자기 밸브(142p)에 의해 생성되는 파일럿압의 시간 변화를 함께 도시하고 있다. 도 8의 (b)는, 도 8의 (a)의 하단의 그래프와 마찬가지의 도면이며, 목표 제어 전류 It의 시간 변화 및 파일럿압의 시간 변화를 나타내고 있다. 또한, 비교예에 관한 컨트롤러는, 조작 속도 ω에 관계없이, 조작 레버(131)가 중립 범위 내에 배치되어 있는 경우에는, 전자기 밸브로 제어 전류가 공급되는 것을 금지하고, 조작 레버(131)가 중립 범위 밖에 배치되어 있는 경우에는, 전자기 밸브로 제어 전류가 공급되는 것을 허용한다.

시점 ta0에서는, 오퍼레이터가 조작 레버(131)에 손을 대고 있지 않고, 조작 레버(131)는 비조작 상태로 되어 있다. 이 상태로부터 오퍼레이터가 조작 레버(131)를 버킷 방토 방향(양의 방향)으로 조작하면, 조작 속도 ω가 상승한다(시점 ta1). 조작 속도 ω가 상승하면, 상술한 제1 전자기 밸브 유효화 조건이 성립되기 때문에(스텝 S120에서 "예"), 제1 전자기 밸브(142p)에 스탠바이 전류 Imin이 공급된다.

조작 레버(131)의 조작 위치가 불감대를 넘어 조작되면, 목표 제어 전류 It가 조작각 θ의 증가에 따라서 증가한다(시점 ta3 내지 시점 ta5). 제1 전자기 밸브(142p)에 공급되는 제어 전류가 증가하므로, 시점 ta4로부터 파일럿압이 증가한다. 시점 ta5에서 최대 조작각(+θmax)까지 조작 레버(131)가 조작되면, 조작 속도 ω는 0이 된다.

이에 비해, 비교예에서는, 중립 범위 내에 조작 레버(131)가 위치하고 있는 동안은 스탠바이 전류 Imin을 제1 전자기 밸브(142p)에 공급하지 않는다(시점 ta0 내지 시점 ta2). 비교예에서는, 중립 범위 밖이며 불감대 내에 조작 레버(131)가 위치하였을 때에 스탠바이 전류 Imin을 제1 전자기 밸브(142p)에 공급한다(시점 ta2 내지 시점 ta3). 비교예에서는, 스탠바이 전류 Imin의 공급의 개시 타이밍(시점 ta2)이 본 실시 형태보다 늦기 때문에, 스탠바이 전류의 인가 시간이 짧다. 스탠바이 전류의 인가 시간이 짧으면, 제1 전자기 밸브(142p)의 스풀의 미끄럼 이동부에 대한 정지 마찰력의 영향이 남아 버려, 스풀의 움직임 개시가 늦어진다. 그 결과, 비교예에서는, 파일럿압의 증가 개시의 타이밍(시점 ta6)이 본 실시 형태에 비해 지연되어 있다.

본 실시 형태에서는, 중립 범위 내에 조작 레버(131)가 위치하고 있는 상태라도, 오퍼레이터가 조작 레버(131)를 버킷 방토 방향(양의 방향)으로 조작할 의도가 있다고 판정되면, 제1 전자기 밸브(142p)가 사용될 것이라고 추정되어, 스탠바이 전류 Imin이 제1 전자기 밸브(142p)에 공급된다. 이 때문에, 본 실시 형태에서는, 비교예에 비해, 스탠바이 전류 Imin의 공급 타이밍이 빠르다(시점 ta1＜시점 ta2). 즉, 스탠바이 전류의 인가 시간을 충분히 확보할 수 있어, 전자기 밸브 내부의 마찰을 정지 마찰로부터 운동 마찰로 이행할 수 있다. 그 결과, 본 실시 형태에서는, 비교예에 비해, 파일럿압의 증가 개시의 타이밍이 빠르다(시점 ta4＜시점 ta6).

도 9의 (a)는 본 실시 형태에 관한 컨트롤러(120)의 동작을 나타내는 타임차트이고, 도 9의 (b)는 비교예에 관한 컨트롤러의 동작을 나타내는 타임차트이다. 도 9는 도 8과 마찬가지의 도면이며, 도 9의 횡축은, 경과 시간을 나타내고 있다. 도 9의 (a)의 상단의 그래프는 조작각 θ의 시간 변화를 나타내고, 중간단의 그래프는 조작 속도 ω의 시간 변화를 나타내고, 하단의 그래프는 제2 전자기 밸브(142m)에 대한 목표 제어 전류 It의 시간 변화를 나타내고 있다. 또한, 도 9의 (a)의 하단의 그래프에서는, 파선으로 제2 전자기 밸브(142m)에 의해 생성되는 파일럿압의 시간 변화를 함께 도시하고 있다. 도 9의 (b)는, 도 9의 (a)의 하단의 그래프와 마찬가지의 도면이며, 목표 제어 전류 It의 시간 변화 및 파일럿압의 시간 변화를 나타내고 있다.

찌꺼기 분리 작업에서는, 상술한 덤프 동작(도 8 참조) 후, 클라우드 동작을 행한다. 예를 들어, 오퍼레이터는, 버킷 방토 방향의 최대 조작각(+θmax)까지 조작 레버(131)를 조작한 후, 중립 위치를 향해 조작 레버(131)를 복귀 조작한다. 여기서, 오퍼레이터는, 중립 위치를 넘어 조작 레버(131)를 버킷 굴삭 방향으로 조작하기 위해, 조작 속도 ω를 감속시키는 일 없이, 일정한 조작 속도 ω로 조작 레버(131)를 조작한다.

도 9의 (a)에 나타낸 바와 같이, 시점 tb0에서는, 조작 레버(131)는 중립 범위 밖이며, 중립 위치(NP)보다 버킷 방토 방향에 위치하고 있기 때문에, 제2 전자기 밸브(142m)에 제어 전류는 공급되어 있지 않다(스텝 S150에서 "예"). 조작 속도 ω의 절댓값 |ω|가 큰 상태에서 조작 레버(131)가 중립 범위 내에 침입하면, 상술한 제2 전자기 밸브 유효화 조건이 성립되기 때문에(스텝 S130에서 "예"), 제2 전자기 밸브(142m)에 스탠바이 전류 Imin이 공급된다(시점 tb1).

조작 레버(131)의 조작 위치가 불감대를 넘어 버킷 굴삭 방향(음의 방향)으로 조작되면, 목표 제어 전류 It가 조작각 θ의 증가에 따라서 증가한다(시점 tb3 내지 시점 tb5). 제2 전자기 밸브(142m)에 공급되는 제어 전류가 증가하므로, 시점 tb4로부터 파일럿압이 증가한다. 시점 tb5에서 최대 조작각(-θmax)까지 조작 레버(131)가 조작되면, 조작 속도 ω는 0이 된다.

이에 비해, 비교예에서는, 중립 범위 내에 조작 레버(131)가 위치하고 있는 동안은 스탠바이 전류 Imin을 제2 전자기 밸브(142m)에 공급하지 않는다(시점 tb0 내지 시점 tb2). 비교예에서는, 중립 범위 밖이며 불감대 내에 조작 레버(131)가 위치하였을 때에 스탠바이 전류 Imin을 제2 전자기 밸브(142m)에 공급한다(시점 tb2 내지 시점 tb3). 비교예에서는, 스탠바이 전류 Imin의 공급의 개시 타이밍(시점 tb2)이 본 실시 형태보다 늦기 때문에, 스탠바이 전류의 인가 시간이 짧다. 스탠바이 전류의 인가 시간이 짧으면, 제1 전자기 밸브(142p)의 스풀의 미끄럼 이동부에 대한 정지 마찰력의 영향이 남아 버려, 스풀의 움직임 개시가 늦어진다. 그 결과, 비교예에서는, 파일럿압의 증가 개시의 타이밍(시점 tb6)이 본 실시 형태에 비해 지연되어 있다.

본 실시 형태에서는, 조건 판정부(128)에 의해, 조작 레버(131)가 중립 범위 내의 플러스측 및 마이너스측 중 한쪽으로 조작되어 있는 상태로부터 플러스측 및 마이너스측 중 다른 쪽을 향하는 조작 속도 ω의 절댓값 |ω|가 미리 설정된 속도 역치 ωi보다 큰 경우, 플러스측 및 마이너스측 중 다른 쪽으로 조작될 의도가 있다고 판정된다. 전류 제어부(129)는, 플러스측 및 마이너스측 중 다른 쪽으로 조작될 의도가 있다고 판정되어 있을 때, 전류 공급부(123)로부터 플러스측 및 마이너스측 중 다른 쪽 전자기 밸브의 솔레노이드에 스탠바이 전류 Imin을 공급시킨다.

이 때문에, 도 9에 나타낸 바와 같이, 중립 위치(NP)보다 플러스측의 중립 범위 내에 조작 레버(131)가 위치하고 있는 상태라도, 오퍼레이터가 조작 레버(131)를 버킷 굴삭 방향(음의 방향)으로 조작할 의도가 있다고 판정되면, 제2 전자기 밸브(142m)가 사용될 것이라고 추정되어, 스탠바이 전류 Imin이 제2 전자기 밸브(142m)에 공급된다. 이에 의해, 본 실시 형태에서는, 비교예에 비해, 스탠바이 전류 Imin의 공급 타이밍이 빠르다(시점 tb1＜시점 tb2). 즉, 스탠바이 전류의 인가 시간을 충분히 확보할 수 있어, 전자기 밸브 내부의 마찰을 정지 마찰로부터 운동 마찰로 이행할 수 있다. 그 결과, 본 실시 형태에서는, 비교예에 비해, 파일럿압의 증가 개시의 타이밍이 빠르다(시점 tb4＜시점 tb6).

유압 셔블(100)에 의한 찌꺼기 분리 작업을 종료할 때, 오퍼레이터가 조작 레버(131)를 중립 위치(NP)로 복귀시켜, 조작 레버(131)의 파지부(131a)로부터 손을 떼면, 조작 속도 ω는 0이 되고, 전자기 밸브에 대한 전류의 공급이 정지한다(스텝 S160).

도 8에 있어서, 비조작 상태로부터 조작 레버(131)를 버킷 방토 방향으로 조작하는 경우에 대해 설명하였지만, 비조작 상태로부터 조작 레버(131)를 버킷 굴삭 방향으로 조작하는 경우도 마찬가지이다. 또한, 도 9에 있어서, 버킷 방토 방향으로의 조작으로부터 버킷 굴삭 방향으로의 전환 조작을 행한 경우에 대해 설명하였지만, 버킷 굴삭 방향으로의 조작으로부터 버킷 방토 방향으로의 전환 조작을 행한 경우도 마찬가지이다.

버킷 실린더(106a)를 구동하는 전자기 밸브 장치(140)를 대표하여 설명하였지만, 그 밖의 유압 액추에이터, 예를 들어 암 실린더(105a), 붐 실린더(104a), 선회 모터도 마찬가지이다. 즉, 다른 유압 액추에이터에 있어서도, 조작 레버(131)가 중립 범위 내에 위치하고 있는 상태에서, 컨트롤러(120)에 의해 오퍼레이터의 조작의 의도가 검출되었을 때에 스탠바이 전류가 공급되는 구성으로 함으로써, 조작에 대한 전자기 밸브 장치 및 유압 액추에이터의 응답성을 향상시킬 수 있다.

상술한 실시 형태에 의하면, 다음의 작용 효과가 얻어진다.

(1) 유압 셔블(100)은, 메인 펌프(151)와, 메인 펌프(151)로부터 토출되는 압유에 의해 구동되는 유압 액추에이터(HA)와, 메인 펌프(151)로부터 유압 액추에이터(HA)로 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 전자기 밸브 장치(140)와, 전자기 밸브 장치(140)를 조작하는 조작 장치(130)를 구비하고 있다.

컨트롤러(120)는, 조작 레버(131)의 조작에 기초하여 전자기 밸브 장치(140)의 솔레노이드에 전류를 공급하는 전류 공급부(123)를 구비하고 있다.

컨트롤러(120)는, 조작 레버(131)의 상태의 변화(본 실시 형태에서는, 조작각 θ의 시간 변화율인 조작 속도 ω)에 기초하여, 오퍼레이터에 의한 조작 장치(130)의 조작 레버(131)를 조작하려고 하는 의도가 있는지 여부를 판정하는 조작 의도 판정부(조건 판정부(128))를 구비하고 있다.

컨트롤러(120)는, 조작 레버(131)의 위치, 및 조작 의도 판정부(조건 판정부(128))의 판정 결과에 기초하여, 전류 공급부(123)로부터 전자기 밸브 장치(140)로의 전류의 공급을 제어하는 전류 제어부(129)를 구비하고 있다. 오퍼레이터의 조작의 의도가 검출된 단계에서, 전자기 밸브 장치(140)에 전류를 공급함으로써, 조작에 대한 전자기 밸브 장치(140)의 응답성을 향상시킬 수 있다.

(2) 컨트롤러(120)는, 조작 레버(131)가 미리 설정된 중립 범위 내에 배치되어 있는지 여부를 판정하는 조작 위치 판정부(조건 판정부(128))를 구비하고 있다. 전류 제어부(129)는, 조작 레버(131)가 중립 범위 내에 배치되고, 또한 조작 레버(131)를 조작하려고 하는 의도가 있다고 판정되어 있을 때, 유압 액추에이터(HA)가 구동을 개시할 때의 전류보다 낮은 스탠바이 전류 Imin이 전류 공급부(123)로부터 전자기 밸브 장치(140)에 공급되는 것을 허가한다. 이와 같이, 조작 레버(131)가 중립 범위 내에 위치하고 있는 경우에, 오퍼레이터의 조작 의도가 검출되었을 때에는, 스탠바이 전류를 공급함으로써, 조작에 대한 전자기 밸브 장치(140) 및 유압 액추에이터(HA)의 응답성을 향상시킬 수 있다.

(3) 컨트롤러(120)는, 조작 레버(131)가 중립 범위 내에 배치되고, 또한 조작 레버(131)를 조작하려고 하는 의도가 없다고 판정되어 있을 때, 스탠바이 전류 Imin이 전류 공급부(123)로부터 전자기 밸브 장치(140)에 공급되는 것을 금지한다. 즉, 조작 레버(131)가 중립 범위 내에 위치하고 있는 경우에, 오퍼레이터의 조작 의도가 검출되어 있지 않을 때에는, 전자기 밸브 장치(140)의 솔레노이드에 스탠바이 전류를 공급하지 않는다. 이에 의해, 컨트롤러(120)와 조작 장치(130) 사이의 노이즈의 혼입 등을 기인으로 하여 목표 제어 전류 It의 연산 결과가 이상값으로 되어 버린 경우라도, 오퍼레이터가 조작 레버(131)를 중립 위치로 복귀시킴으로써 유압 액추에이터(HA)를 정지시킬 수 있다. 즉, 유압 액추에이터(HA)가 오퍼레이터의 의도와는 상이한 동작을 해 버리는 것을 방지할 수 있다.

(4) 조작 속도 연산부(127)는, 조작 레버(131)의 조작각 θ에 기초하여, 조작 레버(131)의 조작 속도 ω를 연산한다. 조건 판정부(128)는, 조작 레버(131)의 조작 속도 ω의 절댓값 |ω|가 미리 설정된 속도 역치(ωi)보다 큰 경우, 조작 레버(131)를 조작하려고 하는 의도가 있다고 판정한다. 조건 판정부(128)는, 조작 레버(131)의 조작 속도 ω의 절댓값 |ω|가 미리 설정된 속도 역치(ωi)보다 작은 경우, 조작 레버(131)를 조작하려고 하는 의도가 없다고 판정한다.

오퍼레이터가, 조작 레버(131)를 파지하고 있는 상태에서, 조작 레버(131)를 중립 위치(NP)에 유지하고 있는 경우에는, 전자기 밸브 장치(140)의 솔레노이드에 전류가 공급되지 않는다. 이 때문에, 컨트롤러(120)와 조작 장치(130) 사이에 노이즈의 혼입 등이 있어, 목표 제어 전류 It의 연산 결과가 이상값이 되었다고 해도, 오퍼레이터는 조작 레버(131)를 중립 위치로 복귀시키기만 하면 되고, 파지부(131a)로부터 손을 뗄 필요까지는 없다. 오퍼레이터가 조작 레버(131)를 중립 위치로 복귀시킴으로써, 빠르게 유압 액추에이터(HA)를 정지시킬 수 있다. 또한, 스탠바이 전류의 공급 시간을 저감시킬 수도 있다.

(5) 조작 레버(131)는, 중립 범위에 있어서의 중립 위치(NP)로부터 플러스측 및 마이너스측으로 회동 가능한 구성으로 되어 있다. 전자기 밸브 장치(140)는, 방향 제어 밸브(141)와, 제1 전자기 밸브(142p)와, 제2 전자기 밸브(142m)를 포함한다. 방향 제어 밸브(141)는, 메인 펌프(151)로부터 유압 액추에이터(HA)로 공급되는 압유의 흐름을 제어한다. 제1 전자기 밸브(142p)는, 조작 레버(131)가 중립 범위 밖의 플러스측으로 회동 조작되었을 때, 방향 제어 밸브(141)의 제1 파일럿부(141p)로 공급하는 파일럿압을 생성하는 플러스측의 전자기 비례 감압 밸브이다. 제2 전자기 밸브(142m)는, 조작 레버(131)가 중립 범위 밖의 마이너스측으로 회동 조작되었을 때, 방향 제어 밸브(141)의 제2 파일럿부(141m)로 공급하는 파일럿압을 생성하는 마이너스측의 전자기 비례 감압 밸브이다.

전류 공급부(123)는, 조작 레버(131)가 플러스측으로 회동 조작되었을 때, 제1 전자기 밸브(142p)의 솔레노이드(143p)에 전류를 공급하고, 조작 레버(131)가 마이너스측으로 회동 조작되었을 때, 제2 전자기 밸브(142m)의 솔레노이드(143m)로 전류를 공급한다. 조작 의도 판정부(조건 판정부(128))는, 조작 레버(131)가 중립 범위 내에 있어서의 조작 속도 ω의 절댓값 |ω|가 미리 설정된 속도 역치 ωi보다 큰 경우, 조작 속도 ω가 양이면 플러스측, 조작 속도가 음이면 마이너스측으로 조작할 의도가 있다고 판정한다. 예를 들어, 조작 레버(131)가 중립 범위의 플러스측 및 마이너스측 중 한쪽으로 조작되어 있는 상태로부터, 플러스측 및 마이너스측 중 다른 쪽을 향하는 조작 속도 ω의 절댓값 |ω|가 속도 역치 ωi보다 큰 경우, 조작 의도 판정부(조건 판정부(128))는 플러스측 및 마이너스측 중 다른 쪽으로 조작될 의도가 있다고 판정한다. 또한, 본 실시 형태에서는, 조작 속도 ω가 양음에 따라 조작되는 방향(버킷 방토 방향 또는 버킷 굴삭 방향)을 판정하였다. 전류 제어부(129)는 플러스측 또는 마이너스측으로 조작할 의도가 있다고 판정되어 있을 때, 전류 공급부(123)로부터 플러스측 및 마이너스측 중 적어도 조작할 의도가 있다고 판정된 측의 전자기 밸브 솔레노이드에 스탠바이 전류를 공급시킨다.

이와 같이, 본 실시 형태에서는, 제1 방향(양의 방향) 및 제1 방향과는 반대 방향인 제2 방향(음의 방향)으로 교대로 조작되는 조작 레버(131)에 대해, 중립 위치(NP)를 넘은 반대 방향의 조작을 예측하고, 사용될 것이 추정되는 전자기 밸브에 스탠바이 전류를 공급한다. 예를 들어, 조작 레버(131)가 중립 위치(NP)보다 양의 방향에 위치하고 있는 상태에 있을 때로부터, 음의 방향으로 조작 레버(131)를 조작할 의도가 검출되었을 때, 제2 전자기 밸브(142m)가 사용될 것을 추정하여, 제2 전자기 밸브(142m)에 스탠바이 전류를 공급해 둘 수 있다. 이에 의해, 찌꺼기 분리 등의 조작 레버(131)를 제1 방향과 제2 방향(본 실시 형태에서는 좌우)으로 교대로 빠르게 조작하는 경우에 있어서, 유압 액추에이터(HA)의 응답성을 향상시킬 수 있다. 응답성의 향상은, 작업 효율의 향상 및 조작성의 향상에 기여한다.

-제2 실시 형태-

도 10 및 도 11을 참조하여, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 작업 기계를 설명한다. 또한, 도면 중, 제1 실시 형태와 동일 혹은 상당 부분에는 동일한 참조 번호를 붙이고, 상위점을 주로 설명한다. 상술한 제1 실시 형태에서는, 오퍼레이터가 조작 레버(131)를 조작하려고 하는 의도를, 조작 속도 ω에 기초하여 판정하는 예에 대해 설명하였다. 이에 비해, 제2 실시 형태에서는, 오퍼레이터가 조작 레버(131)를 조작하려고 하는 의도를, 조작 레버(131)가 파지되었는지 여부에 따라 판정한다.

도 10은, 도 4와 마찬가지의 도면이며, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 컨트롤러(220)의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 10에 나타낸 바와 같이, 컨트롤러(220)는, 조작 레버(131)의 파지부(131a)에 마련되는 파지 스위치(233)로부터의 신호가 입력된다.

파지 스위치(233)는, 오퍼레이터에게 파지되었을 때에 파지된 것을 나타내는 온 신호를 출력하고, 오퍼레이터에게 파지되어 있지 않을 때에 파지되어 있지 않은 것을 나타내는 오프 신호를 출력한다. 조건 판정부(228)는, 파지 스위치(233)로부터 오프 신호가 출력되어 있는 경우, 조작 레버(131)를 조작하려고 하는 의도가 없다고 판정한다.

조건 판정부(228)는, 조작 레버(131)가 중립 범위 내의 플러스측에 위치한 상태에서, 파지 스위치(233)로부터 온 신호가 출력되어 있는 경우, 양의 방향으로 조작 레버(131)를 조작하려고 하는 의도가 있다고 판정한다. 조건 판정부(228)는, 조작 레버(131)가 중립 범위 내의 마이너스측에 위치한 상태에서, 파지 스위치(233)로부터 온 신호가 출력되어 있는 경우, 음의 방향으로 조작 레버(131)를 조작하려고 하는 의도가 있다고 판정하였다.

도 11은, 도 7과 마찬가지의 도면이며, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 컨트롤러(220)에 의해 실행되는 전자기 밸브 제어 프로그램에 의한 처리의 일례를 나타내는 흐름도이다. 도 11에 나타낸 흐름도에서는, 도 7의 흐름도 스텝 S110의 처리가 생략되고, 스텝 S120, S130 대신에 스텝 S220, 230의 처리가 실행된다. 또한, 도 7에 나타낸 처리와 동일한 처리에는, 동일한 부호를 붙이고, 도 7에 나타낸 처리와는 상이한 처리를 주로 설명한다. 이 흐름도에 나타내는 처리는, 도시하지 않은 이그니션 스위치의 온에 의해 개시되고, 도시하지 않은 초기 설정이 행해진 후, 소정의 제어 주기마다 스텝 S220 이후의 처리가, 컨트롤러(220)에 의해 반복 실행된다. 또한, 도시하지 않지만, 컨트롤러(220)는, 파지 스위치(233)로부터 출력된 신호(온/오프 신호)의 정보 및 조작량 센서(133)에서 검출된 조작각 θ의 정보를 소정의 제어 주기마다 취득한다.

스텝 S220에 있어서, 컨트롤러(220)는, 조작각 θ가 0°이상 또한 제1 각도 역치(+θn) 이하이고, 또한 파지 스위치(233)로부터 온 신호가 출력되어 있는지 여부를 판정한다. 스텝 S220에서 긍정 판정되면 스텝 S125로 진행하고, 스텝 S220에서 부정 판정되면 스텝 S230으로 진행한다.

스텝 S230에 있어서, 컨트롤러(220)는, 조작각 θ가 0°미만, 또한 제2 각도 역치(-θn) 이상이고, 또한 파지 스위치(233)로부터 온 신호가 출력되어 있는지 여부를 판정한다. 스텝 S230에서 긍정 판정되면 스텝 S135로 진행하고, 스텝 S230에서 부정 판정되면 스텝 S140으로 진행한다.

이와 같이, 제2 실시 형태에서는, 조작 의도 판정부(조건 판정부(228))가 파지 스위치(233)로부터 온 신호가 출력되어 있는 경우, 조작 레버(131)를 조작하려고 하는 의도가 있다고 판정한다. 조작 의도 판정부(조건 판정부(228))는, 파지 스위치(233)로부터 오프 신호가 출력되어 있는 경우, 조작 레버(131)를 조작하려고 하는 의도가 없다고 판정한다. 이러한 제2 실시 형태에 의하면, 제1 실시 형태에서 설명한 (1) 내지 (3)과 마찬가지의 작용 효과를 발휘한다.

다음과 같은 변형도 본 발명의 범위 내이며, 변형예 중 하나, 혹은 복수를 상술한 실시 형태와 조합하는 것도 가능하다.

(변형예 1)

상술한 실시 형태에서는, 유압 파일럿식 방향 제어 밸브(141)와, 방향 제어 밸브(141)에 출력하는 파일럿압을 생성하는 전자기 밸브(142p, 142m)를 갖는 전자기 밸브 장치(140)(도 2 참조)를 예로 들어 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다.

(변형예 1-1)

도 12에 도시한 바와 같이, 소형의 유압 액추에이터(HA)를 구동시키는 전자기 밸브 장치(240)로서, 솔레노이드(243p, 243m)를 구비하는 전자기 구동식 방향 제어 밸브(241)를 채용해도 된다. 이 경우, 제1 전자기 밸브(142p) 및 제2 전자기 밸브(142m)(도 2 참조)는 생략된다. 제1 전류 공급부(123a)로부터 방향 제어 밸브(241)의 제1 솔레노이드(243p)에 제어 전류가 공급되고, 제1 솔레노이드(243p)가 여자되면, 방향 제어 밸브(241)의 스풀이 위치(D)측으로 이동한다. 제2 전류 공급부(123b)로부터 방향 제어 밸브(241)의 제2 솔레노이드(243m)에 제어 전류가 공급되고, 제2 솔레노이드(243m)가 여자되면, 방향 제어 밸브(241)의 스풀이 위치(C)측으로 이동한다. 이러한 변형예에 의하면, 상술한 실시 형태와 마찬가지의 작용 효과를 발휘한다.

(변형예 1-2)

도시하지 않지만, 제1 전자기 밸브(142p) 및 제2 전자기 밸브(142m) 대신에, 단일의 전자기 비례 감압 밸브 및 단일의 전자기 전환 밸브를 마련해도 된다. 이 경우, 조작 레버(131)가 한쪽으로 조작되면, 조작량에 따라서 전자기 비례 감압 밸브의 감압도가 설정됨과 함께, 조작 방향에 따라서 전자기 전환 밸브가 한쪽으로 전환되어, 방향 제어 밸브(141)의 제1 파일럿부(141p)에 파일럿압이 공급된다. 조작 레버(131)가 다른 쪽으로 조작되면, 조작량에 따라서 전자기 비례 감압 밸브의 감압도가 설정됨과 함께, 조작 방향에 따라서 전자기 전환 밸브가 다른 쪽으로 전환되어, 방향 제어 밸브(141)의 제2 파일럿부(141m)에 파일럿압이 공급된다. 이러한 변형예에서는, 스탠바이 전류를 전자기 비례 감압 밸브와 전자기 전환 밸브의 양쪽에 공급한다. 이러한 변형예에 의하면, 상술한 실시 형태와 마찬가지의 작용 효과를 발휘한다.

(변형예 2)

상술한 실시 형태에서는, 조작량 센서(133)를 포텐시오미터에 의해 구성하고, 조작 레버(131)의 회동 각도에 따른 전압을 출력하는 예에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 조작량 센서(133)로서, 홀 소자를 사용한 각도 센서를 채용해도 된다. CAN(Controller Area Network)이라고 불리는 유압 셔블(100) 내의 네트워크로부터 조작각 θ에 상당하는 정보를 취득해도 된다. 이 경우, 배선 수를 억제할 수 있고, 또한 노이즈를 저감할 수 있다. 조작 레버(131)의 각도에 대응한 PWM 듀티를 사용하여 조작각 θ를 구해도 된다. 이 경우, 노이즈를 저감할 수 있다. 또한, 상술한 실시 형태에서 설명한 포텐시오미터 등과 같이 전압이나 전류를 출력하는 센서를 채용하는 것이 응답성 향상의 관점에서 적합하다.

(변형예 3)

상술한 각도 역치, 조작 속도 역치는, 히스테리시스를 갖게 해도 된다. 또한, 제1 전자기 밸브 유효화 조건이나 제2 전자기 밸브 유효화 조건은, 상기 조건(스텝 S120, 130, 140, 150)이 만족된 상태가 소정 시간(예를 들어, 제어 주기의 2 내지 3배 정도) 계속됨으로써 성립이라고 판정해도 된다. 이에 의해, 조작각 θ나 조작 속도 ω에 과도적인 노이즈가 중첩된 경우라도 적절하게 사용하는 전자기 밸브를 추정 또는 특정할 수 있다.

(변형예 4)

상술한 실시 형태에서는, 복귀 스프링(132)을 구비하는 복귀 기구를 예로 들어 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 복귀 스프링(132) 대신에, 공기나 질소 가스 등의 압축성 기체가 봉입되고, 덤핑 특성과 스프링 특성을 구비한 실린더를 구비하는 복귀 기구를 채용해도 된다.

(변형예 5)

상술한 실시 형태에서는, 조작 레버(131)가, 중립 위치(NP)로부터 플러스측 및 마이너스측으로 회동 가능한 구성으로 되어 있는 예에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 중립 위치(NP)로부터 플러스측으로만 회동 가능한 구성으로 되어 있어도 된다. 이 경우, 하나의 유압 액추에이터의 하나의 동작(예를 들어, 작동유의 공급 포트와 배출 포트가 결정되어 있는 유압 브레이커의 동작)에 대해 응답성을 향상시킬 수 있다.

(변형예 6)

상술한 실시 형태에서는, 목표 전류 결정부(122)와 전류 공급부(123) 사이의 제1 스위치(126a) 및 제2 스위치(126b)를 전류 제어부(129)로 제어함으로써, 전자기 밸브(142p, 142m)로의 전류의 공급과 차단을 실행하는 예에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 스위치(126a) 및 제2 스위치(126b)는, 전류 공급부(123)와 전자기 밸브(142p, 142m) 사이에 마련해도 된다.

(변형예 7)

상술한 컨트롤러(120)는, 기능의 일부 또는 전부를 하드웨어상에서 동작하는 소프트웨어로서 실장해도 되고, 집적 회로 등으로 이루어지는 하드웨어만으로 실현해도 된다. 컨트롤러(120)에 의해 실행하는 프로그램이나 테이블, 파일 등의 정보는, 상술한 ROM이나 RAM 등의 메모리 대신에, 하드 디스크, SSD(Solid State Drive) 등의 기억 장치, 또는 IC 카드, SD 카드, DVD 등의 기억 매체에 기억시켜 두어도 된다.

(변형예 8)

상술한 실시 형태에서는, 미리 컨트롤러(120)의 기억 장치에 기억되어 있는 테이블 형식으로 기억된 특성 N1, N2에 기초하여, 목표 제어 전류 It를 결정하는 예에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 함수 형식으로 기억된 특성 N1, N2에 기초하여 목표 제어 전류 It를 결정해도 된다.

(변형예 9)

상술한 실시 형태에서는, 목표 전류 결정부(122)가, 조작 레버(131)가 중립 범위 내에 배치되어 있을 때에는, 스탠바이 전류를 공급시키기 위한 목표값을 결정하고, 조작 레버(131)가 중립 범위 내에 배치되어 있지 않을 때에는, 조작 레버(131)의 조작량이 증가할수록 전류 공급부(123)로부터 솔레노이드(143p, 143m)에 공급되는 전류를 증가시키기 위한 목표값을 결정한다. 전류 공급부(123)는, 상기 목표값에 기초하여, 전자기 밸브 장치(140)의 솔레노이드에 전류를 공급한다.

전류 제어부(129)는, 조작 레버(131)가 중립 범위 내에 배치되고, 또한 조작 레버(131)를 조작하려고 하는 의도가 없다고 판정되어 있을 때, 전류 공급부(123)로부터 전자기 밸브 장치(140)의 솔레노이드(143p, 143m)에 전류가 공급되는 것을 금지한다. 전류 제어부(129)는, 조작 레버(131)가 중립 범위 내에 배치되고, 또한 조작 레버(131)를 조작하려고 하는 의도가 있다고 판정되어 있을 때, 전류 공급부(123)로부터 전자기 밸브 장치(140)의 솔레노이드(143p, 143m)에 전류가 공급되는 것을 허가한다.

이와 같이, 목표 전류 결정부(122)에 의해 결정한 목표 제어 전류 It에 기초하여 솔레노이드(143p, 143m)에 전류가 공급되는 것을 허가 또는 금지하는 구성으로 함으로써, 컨트롤러(120)의 연산 처리를 심플하게 할 수 있지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 조작 의도의 검출 유무에 기초하여, 먼저, 스탠바이 전류의 공급 금지/허가의 판정을 행하고, 그 후, 스탠바이 전류가 공급되어 있는지 여부의 판정 결과에 기초하여, 조작각 θ의 증가에 수반하여 증가하는 유압 액추에이터 구동용 제어 전류를 연산하도록 해도 된다.

(변형예 10)

상술한 실시 형태에서는, 조작 레버(131)는, 중립 범위에 있어서의 중립 위치(NP)로부터 플러스측 및 마이너스측으로 회동 가능한 조작 부재를 채용한 예에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 중립 위치(NP)로부터 플러스측 및 마이너스측으로 슬라이드 이동 가능한 조작 부재를 채용해도 된다. 이 경우, 조작 부재의 조작량 센서에는, 예를 들어 조작 부재의 직선 이동의 위치를 검출하는 리니어 포텐시오미터나 리니어 트랜스듀서를 채용할 수 있다.

(변형예 11)

속도 역치 ωi는, 조작 레버(131)가 정지하고 있는지 여부를 판정하기 위한 속도 역치로서, 0보다 조금 큰 값을 채용하는 예에 대해 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 속도 역치 ωi는, 버킷(106)의 찌꺼기 분리 작업 등, 신속한 조작이 행해지는 작업이며, 높은 응답성이 요구되는 작업에 대해 스탠바이 전류를 인가시키기 위해, 조작 레버(131)가 급조작되었는지 여부를 판정하기 위한 조작 속도를 설정할 수도 있다. 이 경우, 속도 역치 ωi는, 어느 정도 큰 값이 채용된다.

(변형예 12)

상술한 실시 형태에서는, 크롤러식 유압 셔블(백호우)을 예로 들어 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 본 발명은, 예를 들어 로딩 셔블이나 휠식 유압 셔블 등에도 적용할 수 있다. 또한, 크레인이나 휠 로더 등, 다양한 작업 기계에도 본 발명을 마찬가지로 적용할 수 있다.

상기에서는, 다양한 실시 형태 및 변형예를 설명하였지만, 본 발명은 이들 내용에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 생각할 수 있는 그 밖의 양태도 본 발명의 범위 내에 포함된다.

100 : 유압 셔블(작업 기계)
122 : 목표 전류 결정부
123 : 전류 공급부
127 : 조작 속도 연산부
128 : 조건 판정부(조작 의도 판정부, 조작 위치 판정부)
129 : 전류 제어부
131 : 조작 레버(조작 부재)
133 : 조작량 센서(조작량 검출 장치)
140 : 전자기 밸브 장치
141 : 방향 제어 밸브
142p : 제1 전자기 밸브(플러스측의 전자기 비례 감압 밸브)
142m : 제2 전자기 밸브(마이너스측의 전자기 비례 감압 밸브)
143p, 143m : 솔레노이드
151 : 메인 펌프(유압 펌프)
228 : 조건 판정부(조작 의도 판정부, 조작 위치 판정부)
233 : 파지 스위치(스위치)
241 : 방향 제어 밸브
243p, 243m : 솔레노이드
HA : 유압 액추에이터

Claims

유압 펌프와, 상기 유압 펌프로부터 토출되는 압유에 의해 구동되는 유압 액추에이터와, 상기 유압 펌프로부터 상기 유압 액추에이터로 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 전자기 밸브 장치와, 상기 전자기 밸브 장치를 조작하는 조작 부재와, 상기 조작 부재가 미리 설정된 중립 범위 내에 배치되어 있는지 여부를 판정하는 조작 위치 판정부를 구비한 작업 기계에 있어서,
상기 조작 부재의 상태의 변화에 기초하여, 오퍼레이터에 의한 상기 조작 부재를 조작하려고 하는 의도가 있는지 여부를 판정하는 조작 의도 판정부와,
상기 조작 부재의 조작에 기초하여 상기 전자기 밸브 장치에 전류를 공급하는 전류 공급부와,
상기 조작 위치 판정부에 의해 상기 조작 부재가 중립 범위 내에 배치되어 있다고 판정되고, 또한 상기 조작 의도 판정부에 의해 상기 조작 부재를 조작하려고 하는 의도가 있다고 판정되어 있을 때, 상기 유압 액추에이터가 구동을 개시할 때의 전류보다 낮은 스탠바이 전류가 상기 전류 공급부로부터 상기 전자기 밸브 장치에 공급되는 것을 허가하는 전류 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는, 작업 기계.
제1항에 있어서,
상기 전류 제어부는, 상기 조작 위치 판정부에 의해 상기 조작 부재가 중립 범위 내에 배치되어 있다고 판정되고, 또한 상기 조작 의도 판정부에 의해 상기 조작 부재를 조작하려고 하는 의도가 없다고 판정되어 있을 때, 상기 스탠바이 전류가 상기 전류 공급부로부터 상기 전자기 밸브 장치에 공급되는 것을 금지하는 것을 특징으로 하는, 작업 기계.
제2항에 있어서,
상기 조작 부재의 조작량을 검출하는 조작량 검출 장치와,
상기 조작 부재의 조작량에 기초하여, 상기 전류 공급부로부터 상기 전자기 밸브 장치에 공급되는 전류의 목표값을 결정하는 목표 전류 결정부를 구비하고,
상기 목표 전류 결정부는, 상기 조작 부재가 상기 중립 범위 내에 배치되어 있을 때에는, 상기 스탠바이 전류를 공급시키기 위한 목표값을 결정하고, 상기 조작 부재가 상기 중립 범위 내에 배치되어 있지 않을 때에는, 상기 조작 부재의 조작량의 절댓값이 증가할수록 상기 전류 공급부로부터 상기 전자기 밸브 장치에 공급되는 전류를 증가시키기 위한 목표값을 결정하고,
상기 전류 공급부는, 상기 목표값에 기초하여, 상기 전자기 밸브 장치에 전류를 공급하고,
상기 전류 제어부는, 상기 조작 위치 판정부에 의해 상기 조작 부재가 중립 범위 내에 배치되어 있다고 판정되고, 또한 상기 조작 의도 판정부에 의해 상기 조작 부재를 조작하려고 하는 의도가 없다고 판정되어 있을 때, 상기 전류 공급부로부터 상기 전자기 밸브 장치에 전류가 공급되는 것을 금지하고, 상기 조작 위치 판정부에 의해 상기 조작 부재가 중립 범위 내에 배치되어 있다고 판정되고, 또한 상기 조작 의도 판정부에 의해 상기 조작 부재를 조작하려고 하는 의도가 있다고 판정되어 있을 때, 상기 전류 공급부로부터 상기 전자기 밸브 장치에 전류가 공급되는 것을 허가하는 것을 특징으로 하는, 작업 기계.
제2항에 있어서,
상기 조작 부재의 조작량에 기초하여, 상기 조작 부재의 조작 속도를 연산하는 조작 속도 연산부를 구비하고,
상기 조작 의도 판정부는, 상기 조작 부재의 조작 속도의 절댓값이 미리 설정된 값보다 큰 경우, 상기 조작 부재를 조작하려고 하는 의도가 있다고 판정하고, 상기 조작 부재의 조작 속도의 절댓값이 상기 미리 설정된 값보다 작은 경우, 상기 조작 부재를 조작하려고 하는 의도가 없다고 판정하는 것을 특징으로 하는, 작업 기계.
제4항에 있어서,
상기 조작 부재는, 상기 중립 범위에 있어서의 중립 위치로부터 플러스측 및 마이너스측으로 회동 또는 슬라이드 이동 가능한 조작 레버이고,
상기 전자기 밸브 장치는, 상기 유압 펌프로부터 상기 유압 액추에이터로 공급되는 압유의 흐름을 제어하는 방향 제어 밸브와, 상기 조작 부재가 상기 중립 범위 밖의 플러스측으로 회동 조작되었을 때, 상기 방향 제어 밸브의 제1 파일럿부로 공급하는 파일럿압을 생성하는 플러스측의 전자기 비례 감압 밸브와, 상기 조작 부재가 상기 중립 범위 밖의 마이너스측으로 회동 조작되었을 때, 상기 방향 제어 밸브의 제2 파일럿부로 공급하는 파일럿압을 생성하는 마이너스측의 전자기 비례 감압 밸브를 구비하고,
상기 전류 공급부는, 상기 조작 부재가 플러스측으로 회동 조작되었을 때, 상기 플러스측의 전자기 비례 감압 밸브의 솔레노이드에 전류를 공급하고, 상기 조작 부재가 마이너스측으로 회동 조작되었을 때, 상기 마이너스측의 전자기 비례 감압 밸브의 솔레노이드에 전류를 공급하고,
상기 조작 의도 판정부는, 상기 조작 부재가 상기 중립 범위 내에 있어서의 조작 속도의 절댓값이 상기 미리 설정된 값보다 큰 경우, 조작 속도가 양이면 플러스측, 조작 속도가 음이면 마이너스측으로 조작할 의도가 있다고 판정하고,
상기 전류 제어부는, 상기 조작 의도 판정부에 의해, 상기 플러스측 또는 상기 마이너스측으로 조작할 의도가 있다고 판정되어 있을 때, 상기 전류 공급부로부터 상기 플러스측 및 상기 마이너스측 중 적어도 상기 조작할 의도가 있다고 판정된 측의 상기 전자기 비례 감압 밸브의 솔레노이드에 상기 스탠바이 전류를 공급시키는 것을 특징으로 하는, 작업 기계.
제1항에 있어서,
상기 조작 부재는, 오퍼레이터에게 파지되었을 때에 파지된 것을 나타내는 제1 신호를 출력하고, 오퍼레이터에게 파지되어 있지 않을 때에 파지되어 있지 않은 것을 나타내는 제2 신호를 출력하는 스위치를 갖고,
상기 조작 의도 판정부는, 상기 스위치로부터 상기 제1 신호가 출력되어 있는 경우, 상기 조작 부재를 조작하려고 하는 의도가 있다고 판정하고, 상기 스위치로부터 상기 제2 신호가 출력되어 있는 경우, 상기 조작 부재를 조작하려고 하는 의도가 없다고 판정하는 것을 특징으로 하는, 작업 기계.