KR102042479B1

KR102042479B1 - 건설 기계

Info

Publication number: KR102042479B1
Application number: KR1020187012522A
Authority: KR
Inventors: 히로유키 고바야시; 히로시 사카모토; 야스타카 즈루가
Original assignee: 히다찌 겐끼 가부시키가이샤
Priority date: 2015-12-18
Filing date: 2016-12-05
Publication date: 2019-11-08
Also published as: EP3392511B1; US10450725B2; JP6456277B2; KR20180064463A; JP2017110774A; EP3392511A4; CN108350910B; WO2017104459A1; CN108350910A; US20180305898A1; EP3392511A1

Abstract

유압 파일럿 방식의 조작 장치를 채용한 경우와 거의 마찬가지로, 유압 액추에이터에 따라서 상이한 초동 응답을 확보한다. 유압 셔블의 제어 장치(100)는, 전기 레버 방식의 작업용 조작 장치(2a, 2b)로부터의 조작 신호에 따라서, 대응하는 전자기 비례 밸브(즉, 전자기 비례 밸브(41a, 41b, 42a∼42d, 43a∼43d, 44a, 44b) 중 어느 것)를 구동하기 위한 지령 전류를 출력하고 있고, 조작 장치의 중립 위치로부터의 조작 개시 시에, 미리 설정된 소정 시간, 조작 장치의 조작량에 대응하는 목표 전류보다 커지도록 지령 전류를 보정하는 보정 기능을 갖고 있다. 이 보정 기능은, 버킷용 전자기 비례 밸브(44a, 44b)로의 지령 전류만을 보정 대상으로 한다.

Description

건설 기계

본 발명은, 유압 셔블 등의 건설 기계에 관한 것으로, 특히 전기 레버 방식의 조작 장치를 구비한 건설 기계에 관한 것이다.

건설 기계 중 하나인 유압 셔블은, 자주 가능한 하부 주행체와, 이 하부 주행체의 상측에 선회 가능하게 설치된 상부 선회체와, 이 상부 선회체에 연결된 작업 장치를 구비하고 있다. 작업 장치는, 예를 들어 상부 선회체에 회전 가능하게 연결된 붐과, 붐에 회전 가능하게 연결된 아암과, 아암에 회전 가능하게 연결된 버킷을 구비하고 있다. 그리고, 복수의 유압 실린더(상세하게는, 붐 실린더, 아암 실린더 및 버킷 실린더)의 구동에 의해, 붐, 아암 및 버킷이 회전한다. 각 유압 액추에이터는, 예를 들어 유압 파일럿 방식의 방향 제어 밸브를 통해 유압 펌프로부터 공급된 압유에 의해 구동된다.

오퍼레이터가 조작하는 조작 장치에는, 유압 파일럿 방식과, 전기 레버 방식이 있다. 유압 파일럿 방식의 조작 장치는, 조작 레버의 중립 위치로부터의 조작 방향에 각각 대응하고, 조작 레버의 조작량에 따라서 파일럿압을 생성하는 복수의 파일럿 밸브를 갖고 있다. 파일럿 밸브는, 대응하는 방향 제어 밸브의 조작부(수압부)에 파일럿압을 출력하여, 방향 제어 밸브를 구동시킨다.

전기 레버 방식의 조작 장치는, 조작 레버의 중립 위치로부터의 조작 방향에 각각 대응하고, 조작 레버의 조작량에 따라서 조작 신호(전기 신호)를 생성하는 복수의 포텐시오미터를 갖고 있다. 제어 장치는, 포텐시오미터로부터의 조작 신호에 따라서 지령 전류를 생성하고, 대응하는 전자기 비례 밸브의 솔레노이드부로 지령 전류를 출력하여, 전자기 비례 밸브를 구동시킨다. 전자기 비례 밸브는, 지령 전류에 비례한 파일럿압을 생성하고, 대응하는 방향 제어 밸브의 조작부에 파일럿압을 출력하여, 방향 제어 밸브를 구동시킨다.

상술한 전기 레버 방식의 조작 장치, 제어 장치, 전자기 비례 밸브 및 방향 제어 밸브를 구비한 구동 시스템에서는, 상술한 유압 파일럿 방식의 조작 장치 및 방향 제어 밸브를 구비한 구동 시스템과 비교하여, 유압 액추에이터의 초동 응답(바꾸어 말하면, 조작 레버의 중립 위치로부터의 조작 개시 시에 있어서의 유압 액추에이터의 응답)이 느려지는 것이 알려져 있다. 조작 장치의 신호 생성, 조작 장치로부터 제어 장치로의 신호 출력, 제어 장치의 신호 처리 및 제어 장치로부터 전자기 비례 밸브로의 전류 출력을 위해 시간 지연이 발생하기 때문이다. 또한, 조작 레버가 중립 위치로 복귀된 직후는, 전자기 비례 밸브의 스풀은 아직 완전히 폐쇄되어 있지는 않지만, 중립 위치에 있는 상태가 계속되면, 전자기 비례 밸브의 스풀이 완전히 폐쇄되기 때문에, 스풀의 초동이 느려지기 때문이다.

그런데, 특허문헌 1은, 전기 레버 방식의 조작 장치와, 조작 장치로부터의 조작 신호에 따라서 지령 전류를 출력하는 제어 장치와, 제어 장치로부터의 지령 전류에 의해 구동하는 전자 비례식 방향 제어 밸브를 구비한 구동 시스템을 개시하고 있다. 그리고, 제어 장치는, 조작 장치의 중립 위치로부터의 조작 개시 시에, 방향 제어 밸브로의 지령 전류를, 미리 설정된 소정 시간, 조작 장치의 조작량에 대응하는 목표 전류보다 커지도록 보정하고 있다.

일본 특허 공개 평5-195546호 공보

상술한 전기 레버 방식의 조작 장치, 제어 장치, 전자기 비례 밸브 및 방향 제어 밸브를 구비한 구동 시스템에 있어서, 특허문헌 1에 기재된 기술을 채용하는 것을 생각할 수 있다. 즉, 제어 장치는, 조작 장치의 중립 위치로부터의 조작 개시 시에, 전자기 비례 밸브로의 지령 전류를, 미리 설정된 소정 시간, 조작 장치의 조작량에 대응하는 목표 전류보다 커지도록 보정하는 것을 생각할 수 있다. 그리고, 모든 전자기 비례 밸브로의 지령 전류를 동일하게 보정하면, 그것들에 대응하는 유압 액추에이터의 초동 특성을 동일하게 향상시키는 것이 가능하다. 그러나, 상술한 유압 파일럿 방식의 조작 장치 및 방향 제어 밸브를 구비한 구동 시스템에서는, 유압 액추에이터의 종류에 따라서 초동 응답이 상이하다. 그 때문에, 유압 액추에이터의 종류에 관계없이 동일한 초동 특성으로 한 경우, 오퍼레이터가 위화감을 느낄 가능성이 있다.

유압 파일럿 방식의 조작 장치 및 방향 제어 밸브를 구비한 구동 시스템에 있어서의 유압 액추에이터의 초동 응답에 대해, 상세하게 설명한다.

유압 액추에이터의 부하가 상이하기 때문에, 대응하는 방향 제어 밸브의 수가 상이한 경우가 있다. 구체예로서, 하나의 버킷 실린더가 하나의 방향 제어 밸브를 통해 공급되는 압유에 의해 구동되는 한편, 하나의 아암 실린더 또는 하나의 붐 실린더가 2개의 방향 제어 밸브를 통해 공급되는 압유에 의해 구동되는 경우가 있다. 이 경우, 아암 실린더 및 붐 실린더에 관해서는, 하나의 파일럿 밸브로부터 2개의 방향 제어 밸브의 조작부로 파일럿압을 출력하게 되므로, 파일럿압이 상승하여 방향 제어 밸브를 움직이게 할 때까지의 타임 래그가 증가하여, 방향 제어 밸브의 초동 응답이 더욱 느려진다. 따라서, 버킷 실린더의 초동 응답은, 아암 실린더의 초동 응답 및 붐 실린더의 초동 응답보다 빨라진다.

또한, 붐 실린더에 관해서는, 쇼크리스 기능으로서, 파일럿압을 감소시키는 스로틀 등을 설치하는 경우가 있다. 이 경우, 아암 실린더의 초동 응답은, 붐 실린더의 초동 응답보다 빨라진다.

본 발명은, 상기 사정에 비추어 이루어진 것이며, 그 목적은, 유압 파일럿 방식의 조작 장치를 채용한 경우와 거의 마찬가지로, 유압 액추에이터의 종류에 따른 초동 응답을 확보할 수 있는 건설 기계를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 복수의 유압 펌프와, 상기 유압 펌프로부터 단체의 제1 유압 액추에이터로의 압유의 흐름을 제어하는 단체의 제1 방향 제어 밸브와, 상기 단체의 제1 방향 제어 밸브를 구동하기 위한 파일럿압을 생성하여 출력하는 한 쌍의 제1 전자기 비례 밸브와, 상기 복수의 유압 펌프로부터 단체의 제2 유압 액추에이터로의 압유의 흐름을 제어하는 복수의 제2 방향 제어 밸브와, 상기 복수의 제2 방향 제어 밸브를 각각 구동하기 위한 파일럿압을 생성하여 출력하는 복수 쌍의 제2 전자기 비례 밸브와, 상기 제1 유압 액추에이터를 조작하기 위한 제1 조작 신호를 출력함과 함께, 상기 제2 유압 액추에이터를 조작하기 위한 제2 조작 신호를 출력하는 적어도 하나의 전기 레버 방식의 조작 장치와, 상기 조작 장치로부터의 제1 조작 신호에 따라서 상기 제1 전자기 비례 밸브를 구동하기 위한 제1 지령 전류를 출력함과 함께, 상기 조작 장치로부터의 제2 조작 신호에 따라서 상기 제2 전자기 비례 밸브를 구동하기 위한 제2 지령 전류를 출력하는 제어 장치를 구비한 건설 기계이며, 상기 제어 장치는, 상기 조작 장치의 중립 위치로부터의 조작 개시 시에, 미리 설정된 소정 시간, 상기 조작 장치의 조작량에 대응하는 목표 전류보다 커지도록 지령 전류를 보정하는 보정 기능을 갖고, 상기 제어 장치의 상기 보정 기능은, 상기 제1 지령 전류를 보정 대상으로 하고 상기 제2 지령 전류를 보정 대상으로 하지 않거나, 혹은 상기 제1 지령 전류의 보정값이 상기 제2 지령 전류의 보정값보다 커지도록 보정한다.

본 발명에 따르면, 전기 레버 방식의 조작 장치를 사용해도, 유압 파일럿 방식의 조작 장치를 채용한 경우와 거의 마찬가지로, 유압 액추에이터의 종류에 따라서 상이한 초동 응답을 확보할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 유압 셔블의 구조를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 유압 셔블의 구동 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 제어 장치의 기능적 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 조작 레버의 조작량과 목표 파일럿압의 관계를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 목표 파일럿압과 목표 전류의 관계를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 프리차지 전류를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 제어 장치의 보정 기능에 관한 처리 순서를 나타내는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 동작의 일례를 설명하기 위한 타임차트이다.
도 9는 본 발명의 제1 실시 형태에 있어서의 동작의 다른 예를 설명하기 위한 타임차트이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서의 프리차지 전류를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 제3 실시 형태에 있어서의 제어 장치의 기능적 구성을 나타내는 블록도이다.
도 12는 본 발명의 제3 실시 형태에 있어서의 프리차지 전류를 나타내는 도면이다.

본 발명의 제1 실시 형태를, 도면을 참조하면서 설명한다.

도 1은, 본 실시 형태에 있어서의 유압 셔블의 구조를 나타내는 사시도이며, 부분적으로 투시하여 탑재 기기를 나타낸다.

본 실시 형태의 유압 셔블은, 자주 가능한 하부 주행체(10)와, 하부 주행체(10)의 상측에 선회 가능하게 설치된 상부 선회체(11)와, 상부 선회체(11)의 전방측에 연결된 작업 장치(12)를 구비하고 있다.

하부 주행체(10)는, 상방으로부터 보아 대략 H자 형상의 트랙 프레임과, 이 트랙 프레임의 좌측 및 우측에 설치된 크롤러식 주행 장치(13a, 13b(도면 중, 좌측의 주행 장치(13a)만 나타냄))를 구비하고 있다. 좌측의 주행 장치(13a)에서는, 좌측 주행 모터(3a)의 전방 방향 또는 후방 방향의 회전에 의해, 좌측 크롤러(크롤러 벨트)가 전방 방향 또는 후방 방향으로 회전한다. 마찬가지로, 우측의 주행 장치(13b)에서는, 우측 주행 모터(3b)(도 1에는 나타내지 않지만, 후술하는 도 2에 나타냄)의 전방 방향 또는 후방 방향의 회전에 의해, 우측 크롤러(크롤러 벨트)가 전방 방향 또는 후방 방향으로 회전한다. 이에 의해, 하부 주행체(10)가 주행하도록 되어 있다.

상부 선회체(11)는, 선회 모터(4)의 회전에 의해, 좌측 방향 또는 우측 방향으로 선회하도록 되어 있다. 상부 선회체(11)의 전방부에는 운전실(14)이 설치되고, 상부 선회체(11)의 후방부에는 엔진(15) 등의 기기가 탑재되어 있다. 운전실(14) 내에는, 주행용 조작 장치(1a, 1b)와, 작업용 조작 장치(2a, 2b)가 설치되어 있다. 또한, 운전실(14)의 승강구에는, 상하로 조작 가능한 게이트 로크 레버(16)(도 1에는 편의상 나타내지 않지만, 후술하는 도 2에 나타냄)가 설치되어 있다. 게이트 로크 레버(16)는, 상승 위치로 조작된 경우에 오퍼레이터의 승강을 허용하고, 하강 위치로 조작된 경우에 오퍼레이터의 승강을 방해하도록 되어 있다.

작업 장치(12)는, 상부 선회체(11)의 전방측에 회전 가능하게 연결된 붐(17)과, 붐(17)에 회전 가능하게 연결된 아암(18)과, 아암(18)에 회전 가능하게 연결된 버킷(19)을 구비하고 있다. 붐(17)은, 붐 실린더(5)의 신장 또는 신축에 의해, 상측 방향 또는 하측 방향으로 회전한다. 아암(18)은, 아암 실린더(6)의 신장 또는 신축에 의해, 클라우드 방향(인입 방향) 또는 덤프 방향(압출 방향)으로 회전한다. 버킷(19)은, 버킷 실린더(7)의 신장 또는 신축에 의해, 클라우드 방향 또는 덤프 방향으로 회전한다.

도 2는 본 실시 형태에 있어서의 유압 셔블의 구동 시스템의 구성을 나타내는 도면이다. 또한, 이 도 2에 있어서는, 편의상, 메인 릴리프 밸브, 로드 체크 밸브, 리턴 회로 및 드레인 회로 등의 도시를 생략하고 있다.

본 실시 형태의 구동 시스템은, 크게 구별하여, 주 유압 제어 회로와 파일럿압 제어 회로로 구성되어 있다.

주 유압 제어 회로는, 엔진(15)에 의해 구동되는 가변 용량형 유압 펌프(8a, 8b, 8c)와, 복수의 유압 액추에이터(상세하게는, 상술한 좌측 주행 모터(3a), 우측 주행 모터(3b), 선회 모터(4), 붐 실린더(5), 아암 실린더(6) 및 버킷 실린더(7))와, 복수의 유압 파일럿 방식의 방향 제어 밸브(상세하게는, 좌측 주행용 방향 제어 밸브(21), 우측 주행용 방향 제어 밸브(22), 선회용 방향 제어 밸브(23), 붐용 방향 제어 밸브(24a, 24b), 아암용 방향 제어 밸브(25a, 25b) 및 버킷용 방향 제어 밸브(26))를 구비하고 있다. 유압 펌프(8a, 8b, 8c)에는, 펌프 용량을 각각 변화시키는 레귤레이터(9a, 9b, 9c)가 설치되어 있다.

모든 방향 제어 밸브는, 센터 바이패스형 방향 제어 밸브이며, 유압 펌프(8a)의 토출측에 접속된 제1 밸브 그룹과, 유압 펌프(8b)의 토출측에 접속된 제2 밸브 그룹과, 유압 펌프(8c)의 토출측에 접속된 제3 밸브 그룹으로 분류된다.

제1 밸브 그룹은, 우측 주행용 방향 제어 밸브(22), 버킷용 방향 제어 밸브(26) 및 붐용 방향 제어 밸브(24a)를 갖고 있다. 우측 주행용 방향 제어 밸브(22)는, 버킷용 방향 제어 밸브(26) 및 붐용 방향 제어 밸브(24a)에 대해 탠덤으로, 또한 유압 펌프(8a)로부터 공급되는 압유의 흐름에 대해 상류측에 접속되어 있다. 버킷용 방향 제어 밸브(26) 및 붐용 방향 제어 밸브(24a)는, 서로 패럴렐로 접속되어 있다. 이에 의해, 유압 펌프(8a)로부터의 압유가 버킷용 방향 제어 밸브(26) 및 붐용 방향 제어 밸브(24a)보다 우선적으로 우측 주행용 방향 제어 밸브(22)에 공급된다.

제2 밸브 그룹은, 붐용 방향 제어 밸브(24b) 및 아암용 방향 제어 밸브(25a)를 갖고 있다. 붐용 방향 제어 밸브(24b) 및 아암용 방향 제어 밸브(25a)는, 서로 패럴렐로 접속되어 있다. 제3 밸브 그룹은, 선회용 방향 제어 밸브(23), 아암용 방향 제어 밸브(25b) 및 좌측 주행용 방향 제어 밸브(21)를 갖고 있다. 선회용 방향 제어 밸브(23), 아암용 방향 제어 밸브(25b) 및 좌측 주행용 방향 제어 밸브(21)는, 서로 패럴렐로 접속되어 있다.

파일럿압 제어 회로는, 엔진(15)에 의해 구동되는 파일럿 펌프(27)와, 유압 파일럿 방식의 주행용 조작 장치(1a, 1b)와, 전기 레버 방식의 작업용 조작 장치(2a, 2b)와, 제어 장치(컨트롤 유닛)(100)와, 복수의 전자기 비례 밸브(상세하게는, 선회용 전자기 비례 밸브(41a, 41b), 붐용 전자기 비례 밸브(42a, 42b, 42c, 42d), 아암용 전자기 비례 밸브(43a, 43b, 43c, 43d) 및 버킷용 전자기 비례 밸브(44a, 44b))를 구비하고 있다.

좌측의 주행용 조작 장치(1a)는, 전후 방향으로 조작 가능한 조작 레버와, 파일럿 펌프(27)로부터의 토출압을 원압으로 하여 파일럿압을 생성하는 제1 및 제2 파일럿 밸브(도시하지 않음)를 갖고 있다.

제1 파일럿 밸브는, 조작 레버의 중립 위치로부터의 전방측의 조작량에 따른 파일럿압을 생성하고, 파일럿 라인(P1)을 통해 좌측 주행용 방향 제어 밸브(21)의 일방측의 조작부(수압부)에 파일럿압을 출력하여, 좌측 주행용 방향 제어 밸브(21)의 스풀을 타방측으로 구동시킨다. 이에 의해, 유압 펌프(8c)로부터의 압유가 좌측 주행용 방향 제어 밸브(21)를 통해 좌측 주행 모터(3a)에 공급되어, 좌측 주행 모터(3a)가 전방 방향으로 회전한다.

제2 파일럿 밸브는, 조작 레버의 중립 위치로부터의 후방측의 조작량에 따른 파일럿압을 생성하고, 파일럿 라인(P2)을 통해 좌측 주행용 방향 제어 밸브(21)의 타방측의 조작부에 파일럿압을 출력하여, 좌측 주행용 방향 제어 밸브(21)의 스풀을 일방측으로 구동시킨다. 이에 의해, 유압 펌프(8c)로부터의 압유가 좌측 주행용 방향 제어 밸브(21)를 통해 좌측 주행 모터(3a)에 공급되어, 좌측 주행 모터(3a)가 후방 방향으로 회전한다.

마찬가지로, 우측의 주행용 조작 장치(1b)는, 전후 방향으로 조작 가능한 조작 레버와, 파일럿 펌프(27)로부터의 토출압을 원압으로 하여 파일럿압을 생성하는 제3 및 제4 파일럿 밸브(도시하지 않음)를 갖고 있다.

제3 파일럿 밸브는, 조작 레버의 중립 위치로부터의 전방측의 조작량에 따른 파일럿압을 생성하고, 파일럿 라인(P3)을 통해 우측 주행용 방향 제어 밸브(22)의 일방측 조작부에 파일럿압을 출력하여, 우측 주행용 방향 제어 밸브(22)의 스풀을 타방측으로 구동시킨다. 이에 의해, 유압 펌프(8a)로부터의 압유가 우측 주행용 방향 제어 밸브(22)를 통해 우측 주행 모터(3b)에 공급되어, 우측 주행 모터(3b)가 전방 방향으로 회전한다.

제4 파일럿 밸브는, 조작 레버의 중립 위치로부터의 후방측의 조작량에 따른 파일럿압을 생성하고, 파일럿 라인(P4)을 통해 우측 주행용 방향 제어 밸브(22)의 타방측의 조작부에 파일럿압을 출력하여, 우측 주행용 방향 제어 밸브(22)의 스풀을 일방측으로 구동시킨다. 이에 의해, 유압 펌프(8a)로부터의 압유가 우측 주행용 방향 제어 밸브(22)를 통해 우측 주행 모터(3b)에 공급되어, 우측 주행 모터(3b)가 후방 방향으로 회전한다.

좌측의 작업용 조작 장치(2a)는, 전후 방향 및 좌우 방향으로 조작 가능한 조작 레버와, 제1∼제4 포텐시오미터(도시하지 않음)를 갖고 있다. 제1 포텐시오미터는, 조작 레버의 중립 위치로부터의 전방측의 조작량에 따라서 조작 신호(전기 신호)를 생성하고, 제어 장치(100)에 출력한다. 제2 포텐시오미터는, 조작 레버의 중립 위치로부터의 후방측의 조작량에 따라서 조작 신호를 생성하고, 제어 장치(100)에 출력한다. 제3 포텐시오미터는, 조작 레버의 중립 위치로부터의 좌측의 조작량에 따라서 조작 신호를 생성하고, 제어 장치(100)에 출력한다. 제4 포텐시오미터는, 조작 레버의 중립 위치로부터의 우측의 조작량에 따라서 조작 신호를 생성하고, 제어 장치(100)에 출력한다.

마찬가지로, 우측의 작업용 조작 장치(2b)는, 전후 방향 및 좌우 방향으로 조작 가능한 조작 레버와, 제5∼제8 포텐시오미터(도시하지 않음)를 갖고 있다. 제5 포텐시오미터는, 조작 레버의 중립 위치로부터의 전방측의 조작량에 따라서 조작 신호를 생성하고, 제어 장치(100)에 출력한다. 제6 포텐시오미터는, 조작 레버의 중립 위치로부터의 후방측의 조작량에 따라서 조작 신호를 생성하고, 제어 장치(100)에 출력한다. 제7 포텐시오미터는, 조작 레버의 중립 위치로부터의 좌측의 조작량에 따라서 조작 신호를 생성하고, 제어 장치(100)에 출력한다. 제8 포텐시오미터는, 조작 레버의 중립 위치로부터의 우측의 조작량에 따라서 조작 신호를 생성하고, 제어 장치(100)에 출력한다.

제어 장치(100)는, 제1 포텐시오미터로부터의 조작 신호에 따른 지령 전류를 생성하고, 선회용 전자기 비례 밸브(41a)의 솔레노이드부에 지령 전류를 출력하여, 선회용 전자기 비례 밸브(41a)를 구동시킨다. 선회용 전자기 비례 밸브(41a)는, 파일럿 펌프(27)로부터의 토출압을 원압으로 하여 파일럿압을 생성하고, 파일럿 라인(P5)을 통해 선회용 방향 제어 밸브(23)의 일방측의 조작부에 파일럿압을 출력하여, 선회용 방향 제어 밸브(23)의 스풀을 타방측으로 구동시킨다. 이에 의해, 유압 펌프(8c)로부터의 압유가 선회용 방향 제어 밸브(23)를 통해 선회 모터(4)에 공급되어, 선회 모터(4)가 일 방향으로 회전한다.

또한, 제어 장치(100)는, 제2 포텐시오미터로부터의 조작 신호에 따른 지령 전류를 생성하고, 선회용 전자기 비례 밸브(41b)의 솔레노이드부에 지령 전류를 출력하여, 선회용 전자기 비례 밸브(41b)를 구동시킨다. 선회용 전자기 비례 밸브(41b)는, 파일럿 펌프(27)로부터의 토출압을 원압으로 하여 파일럿압을 생성하고, 파일럿 라인(P6)을 통해 선회용 방향 제어 밸브(23)의 타방측의 조작부에 파일럿압을 출력하여, 선회용 방향 제어 밸브(23)의 스풀을 일방측으로 구동시킨다. 이에 의해, 유압 펌프(8c)로부터의 압유가 선회용 방향 제어 밸브(23)를 통해 선회 모터(4)에 공급되어, 선회 모터(4)가 반대 방향으로 회전한다.

또한, 파일럿 라인(P5, P6)(바꾸어 말하면, 선회용 전자기 비례 밸브(41a, 41b)의 2차압측)에는 선회용 압력 센서(31a, 31b)가 설치되어 있고, 각 압력 센서에 의해 검출된 실제 파일럿압이 제어 장치(100)에 출력되고 있다.

제어 장치(100)는, 제3 포텐시오미터로부터의 조작 신호에 따른 지령 전류를 생성하고, 아암용 전자기 비례 밸브(43a, 43b)의 솔레노이드부에 지령 전류를 출력하여, 아암용 전자기 비례 밸브(43a, 43b)를 구동시킨다. 아암용 전자기 비례 밸브(43a)는, 파일럿 펌프(27)로부터의 토출압을 원압으로 하여 파일럿압을 생성하고, 파일럿 라인(P11)을 통해 아암용 방향 제어 밸브(25a)의 일방측의 조작부에 파일럿압을 출력하여, 아암용 방향 제어 밸브(25a)의 스풀을 타방측으로 구동시킨다. 아암용 전자기 비례 밸브(43b)는, 파일럿 펌프(27)로부터의 토출압을 원압으로 하여 파일럿압을 생성하고, 파일럿 라인(P12)을 통해 아암용 방향 제어 밸브(25b)의 일방측의 조작부에 파일럿압을 출력하여, 아암용 방향 제어 밸브(25b)의 스풀을 타방측으로 구동시킨다. 이에 의해, 유압 펌프(8b)로부터의 압유가 아암용 방향 제어 밸브(25a)를 통해 아암 실린더(6)의 로드측에 공급되고, 또한 유압 펌프(8c)로부터의 압유가 아암용 방향 제어 밸브(25b)를 통해 아암 실린더(6)의 로드측에 공급되어, 아암 실린더(6)가 단축된다.

또한, 제어 장치(100)는, 제4 포텐시오미터로부터의 조작 신호에 따른 지령 전류를 생성하고, 아암용 전자기 비례 밸브(43c, 43d)의 솔레노이드부에 지령 전류를 출력하여, 아암용 전자기 비례 밸브(43c, 43d)를 구동시킨다. 아암용 전자기 비례 밸브(43c)는, 파일럿 펌프(27)로부터의 토출압을 원압으로 하여 파일럿압을 생성하고, 파일럿 라인(P13)을 통해 아암용 방향 제어 밸브(25a)의 타방측의 조작부에 파일럿압을 출력하여, 아암용 방향 제어 밸브(25a)의 스풀을 일방측으로 구동시킨다. 아암용 전자기 비례 밸브(43d)는, 파일럿 펌프(27)로부터의 토출압을 원압으로 하여 파일럿압을 생성하고, 파일럿 라인(P14)을 통해 아암용 방향 제어 밸브(25b)의 타방측의 조작부에 파일럿압을 출력하여, 아암용 방향 제어 밸브(25b)의 스풀을 일방측으로 구동시킨다. 이에 의해, 유압 펌프(8b)로부터의 압유가 아암용 방향 제어 밸브(25a)를 통해 아암 실린더(6)의 보텀측에 공급되고, 또한 유압 펌프(8c)로부터의 압유가 아암용 방향 제어 밸브(25b)를 통해 아암 실린더(6)의 보텀측에 공급되어, 아암 실린더(6)가 신장된다.

또한, 파일럿 라인(P11, P12, P13, P14)(바꾸어 말하면, 아암용 전자기 비례 밸브(43a, 43b, 43c, 43d)의 2차압측)에는 아암용 압력 센서(33a, 33b, 33c, 33d)가 설치되어 있고, 각 압력 센서에 의해 검출된 실제 파일럿압이 제어 장치(100)에 출력되고 있다.

제어 장치(100)는, 제5 포텐시오미터로부터의 조작 신호에 따른 지령 전류를 생성하고, 붐용 전자기 비례 밸브(42a, 42b)의 솔레노이드부에 지령 전류를 출력하여, 붐용 전자기 비례 밸브(42a, 42b)를 구동시킨다. 붐용 전자기 비례 밸브(42a)는, 파일럿 펌프(27)로부터의 토출압을 원압으로 하여 파일럿압을 생성하고, 파일럿 라인(P7)을 통해 붐용 방향 제어 밸브(24a)의 일방측의 조작부에 파일럿압을 출력하여, 붐용 방향 제어 밸브(24a)의 스풀을 타방측으로 구동시킨다. 붐용 전자기 비례 밸브(42b)는, 파일럿 펌프(27)로부터의 토출압을 원압으로 하여 파일럿압을 생성하고, 파일럿 라인(P8)을 통해 붐용 방향 제어 밸브(24b)의 일방측의 조작부에 파일럿압을 출력하여, 붐용 방향 제어 밸브(24b)의 스풀을 타방측으로 구동시킨다. 이에 의해, 유압 펌프(8a)로부터의 압유가 붐용 방향 제어 밸브(24a)를 통해 붐 실린더(5)의 로드측에 공급되고, 또한 유압 펌프(8b)로부터의 압유가 붐용 방향 제어 밸브(24b)를 통해 붐 실린더(5)의 로드측에 공급되어, 붐 실린더(5)가 단축된다.

또한, 제어 장치(100)는, 제6 포텐시오미터로부터의 조작 신호에 따른 지령 전류를 생성하고, 붐용 전자기 비례 밸브(42c, 42d)의 솔레노이드부에 지령 전류를 출력하여, 붐용 전자기 비례 밸브(42c, 42d)를 구동시킨다. 붐용 전자기 비례 밸브(42c)는 파일럿 펌프(27)로부터의 토출압을 원압으로 하여 파일럿압을 생성하고, 파일럿 라인(P9)을 통해 붐용 방향 제어 밸브(24a)의 타방측의 조작부에 파일럿압을 출력하여, 붐용 방향 제어 밸브(24a)의 스풀을 일방측으로 구동시킨다. 붐용 전자기 비례 밸브(42d)는, 파일럿 펌프(27)로부터의 토출압을 원압으로 하여 파일럿압을 생성하고, 파일럿 라인(P10)을 통해 붐용 방향 제어 밸브(24b)의 타방측의 조작부에 파일럿압을 출력하여, 붐용 방향 제어 밸브(24b)의 스풀을 일방측으로 구동시킨다. 이에 의해, 유압 펌프(8a)로부터의 압유가 붐용 방향 제어 밸브(24a)를 통해 붐 실린더(5)의 보텀측에 공급되고, 또한 유압 펌프(8b)로부터의 압유가 붐용 방향 제어 밸브(24b)를 통해 붐 실린더(5)의 보텀측에 공급되어, 붐 실린더(5)가 신장된다.

또한, 파일럿 라인(P7, P8, P9, P10)(바꾸어 말하면, 붐용 전자기 비례 밸브(42a, 42b, 42c, 42d)의 2차압측)에는 붐용 압력 센서(32a, 32b, 32c, 32d)가 설치되어 있고, 각 압력 센서에 의해 검출된 실제 파일럿압이 제어 장치(100)에 출력되고 있다.

제어 장치(100)는, 제7 포텐시오미터로부터의 조작 신호에 따른 지령 전류를 생성하고, 버킷용 전자기 비례 밸브(44a)의 솔레노이드부에 지령 전류를 출력하여, 버킷용 전자기 비례 밸브(44a)를 구동시킨다. 버킷용 전자기 비례 밸브(44a)는, 파일럿 펌프(27)로부터의 토출압을 원압으로 하여 파일럿압을 생성하고, 파일럿 라인(P15)을 통해 버킷용 방향 제어 밸브(26)의 일방측 조작부에 파일럿압을 출력하여, 버킷용 방향 제어 밸브(26)의 스풀을 타방측으로 구동시킨다. 이에 의해, 유압 펌프(8a)로부터의 압유가 버킷용 방향 제어 밸브(26)를 통해 버킷 실린더(7)의 보텀측에 공급되어, 버킷 실린더(7)가 신장된다.

또한, 제어 장치(100)는, 제8 포텐시오미터로부터의 조작 신호에 따른 지령 전류를 생성하고, 버킷용 전자기 비례 밸브(44b)의 솔레노이드부에 지령 전류를 출력하여, 버킷용 전자기 비례 밸브(44b)를 구동시킨다. 버킷용 전자기 비례 밸브(44b)는, 파일럿 펌프(27)로부터의 토출압을 원압으로 하여 파일럿압을 생성하고, 파일럿 라인(P16)을 통해 버킷용 방향 제어 밸브(26)의 타방측의 조작부에 파일럿압을 출력하여, 버킷용 방향 제어 밸브(26)의 스풀을 일방측으로 구동시킨다. 이에 의해, 유압 펌프(8a)로부터의 압유가 버킷용 방향 제어 밸브(26)를 통해 버킷 실린더(7)의 로드측에 공급되어, 버킷 실린더(7)가 단축된다.

또한, 파일럿 라인(P15, P16)(바꾸어 말하면, 버킷용 전자기 비례 밸브(44a, 44b)의 2차압측)에는 버킷용 압력 센서(34a, 34b)가 설치되어 있고, 각 압력 센서에 의해 검출된 실제 파일럿압이 제어 장치(100)에 출력되고 있다.

제어 장치(100)는, 각 전자기 비례 밸브의 지령 전류와 그 2차압측의 압력 센서에 의해 검출된 실제 파일럿압에 기초하여, 각 전자기 비례 밸브에 이상이 발생하였는지 여부를 판정한다. 그리고, 전자기 비례 밸브에 이상이 발생하였다고 판정한 경우는, 전자기 비례 밸브의 이상 상태를 표시 장치(50)에 표시시켜, 오퍼레이터에게 통지한다.

파일럿 펌프(27)의 토출측에는 릴리프 밸브(28)가 설치되어 있고, 파일럿 펌프(27)의 토출압의 상한값을 규정하도록 되어 있다. 또한, 파일럿 펌프(27)와 상술한 제1∼제4 파일럿 밸브 및 전자기 비례 밸브(41a, 41b, 42a∼42d, 43a∼43d, 44a, 44b) 사이에는, 게이트 로크 밸브(29)가 설치되어 있다.

게이트 로크 레버(16)가 상승 위치(로크 위치)로 조작된 경우는, 스위치가 개방되어, 게이트 로크 밸브(29)의 솔레노이드부가 여자되지 않으므로, 게이트 로크 밸브(29)가 도면 중 하측의 중립 위치가 된다. 이에 의해, 파일럿 펌프(27)로부터 상술한 제1∼제4 파일럿 밸브 및 전자기 비례 밸브(41a, 41b, 42a∼42d, 43a∼43d, 44a, 44b)로의 압유 공급을 차단한다. 따라서, 유압 액추에이터가 작동 불가능해진다. 한편, 게이트 로크 레버(16)가 하강 위치(로크 해제 위치)로 조작된 경우는, 스위치가 폐쇄되어, 게이트 로크 밸브(29)의 솔레노이드부가 여자되므로, 게이트 로크 밸브(29)가 도면 중 상측의 전환 위치로 된다. 이에 의해, 파일럿 펌프(27)로부터 상술한 제1∼제4 파일럿 밸브 및 전자기 비례 밸브(41a, 41b, 42a∼42d, 43a∼43d, 44a, 44b)로 압유를 공급한다. 따라서, 유압 액추에이터가 작동 가능해진다.

다음으로, 본 실시 형태의 주요부인 제어 장치(100)의 상세에 대해 설명한다. 도 3은, 본 실시 형태에 있어서의 제어 장치(100)의 기능적 구성을 나타내는 블록도이다.

본 실시 형태의 제어 장치(100)는, 상술한 제1∼제8 포텐시오미터에 각각 대응하는 8개의(도 3에서는 대표하여 1개만 나타냄) 목표 파일럿압 연산부(110)와, 전자기 비례 밸브(41a, 41b, 42a∼42d, 43a∼43d, 44a, 44b)에 각각 대응하는 12개의(도 3에서는 대표하여 1개만 나타냄) 지령 전류 연산부(111)를 갖고 있다.

각 목표 파일럿압 연산부(110)는, 도 4에 나타낸 조작 레버의 조작량(바꾸어 말하면, 조작 신호)와 목표 파일럿압의 관계를 이용하여, 대응하는 포텐시오미터로부터 입력된 조작 신호에 대해 목표 파일럿압을 연산하고, 대응하는 1개 또는 2개의 지령 전류 연산부(111)에 목표 파일럿압을 출력한다. 또한, 조작 레버의 조작량과 목표 파일럿압의 관계는, 유압 파일럿 방식의 조작 장치를 채용한 경우와 마찬가지의 것을 사용하는 것이 바람직하다.

각 지령 전류 연산부(111)는, 도 5에 나타낸 목표 파일럿압과 목표 전류의 관계를 이용하여, 대응하는 목표 파일럿압 연산부(110)로부터 입력된 목표 파일럿압에 대해 목표 전류를 연산하고, 대응하는 전자기 비례 밸브의 솔레노이드부에 지령 전류로서 목표 전류를 출력한다.

여기서, 본 실시 형태의 큰 특징으로서, 버킷 실린더(7)에 관한(즉, 버킷용 전자기 비례 밸브(44a, 44b)에 각각 대응함) 2개의 지령 전류 연산부(111)만, 지령 전류를 보정하는 기능을 갖고 있다. 상세하게는, 작업용 조작 장치(2b)의 중립 위치로부터의 좌측 또는 우측의 조작 개시 시에, 미리 설정된 소정 시간, 목표 전류보다 커지도록 지령 전류를 보정하는 기능을 갖고 있다. 즉, 작업용 조작 장치(2b)의 중립 위치로부터의 좌측 또는 우측의 조작 개시 시에, 도 6(및 후술하는 도 8)에 나타낸 바와 같이, 소정 시간, 목표 전류보다 커지도록 미리 설정된 지령 전류의 보정값(이후, 프리차지 전류라고 함) y를, 버킷용 전자기 비례 밸브(44a 또는 44b)의 솔레노이드부에 출력하도록 되어 있다. 이 보정 기능에 관한 처리 순서를, 도 7을 사용하여 설명한다.

먼저, 스텝 S210에 있어서, 버킷 실린더(7)에 관한 지령 전류 연산부(111)는, 버킷용 압력 센서(34a 또는 34b)에 의해 검출된 실제 파일럿압(바꾸어 말하면, 버킷용 전자기 비례 밸브(44a 또는 44b)에 의해 생성된 파일럿압)이 미리 설정된 소정의 역치 x[㎫] 이하인지를 판정한다. 버킷용 압력 센서(34a 또는 34b)에 의해 검출된 실제 파일럿압이 소정의 역치 x 이하인 경우는, 스텝 S210의 판정이 "예"가 되고, 스텝 S220으로 진행하여, 타이머 시간을 카운트 업한다. 그 후, 스텝 S230으로 진행하여, 목표 파일럿압 연산부(110)로부터 입력된 목표 파일럿압이 0보다 크고, 또한 타이머 시간이 미리 설정된 소정의 시간 t 이상인지를 판정한다. 목표 파일럿압이 0인 경우, 혹은 타이머 시간이 소정의 역치 t 미만인 경우는, 스텝 S230의 판정이 "아니오"가 되고, 전술한 스텝 S210으로 되돌아가 상기와 마찬가지의 순서를 반복한다.

또한, 스텝 S210에서 버킷용 압력 센서(34a 또는 34b)에 의해 검출된 실제 파일럿압이 소정의 역치 x보다 큰 경우는, 그 판정이 "아니오"가 되고, 스텝 S240으로 진행하여, 타이머 시간을 리셋한다.

그리고, 목표 파일럿압이 0보다 크고, 또한 타이머 시간이 소정의 역치 t 이상으로 되면, 스텝 S230의 판정이 "예"가 되고, 스텝 S250으로 이행한다. 스텝 S250에서는, 소정 시간, 목표 전류보다 커지도록 지령 전류를 보정한다. 즉, 버킷용 전자기 비례 밸브(44a 또는 44b)의 솔레노이드부에 프리차지 전류 y를 소정 시간 출력한다.

다음으로, 본 실시 형태의 동작을, 도 8 및 도 9를 사용하여 설명한다. 도 8 및 도 9는, 버킷 실린더(7)에 관한 조작 레버의 조작량, 목표 파일럿압, 실제 파일럿압 및 지령 전류의 경시 변화를 나타내는 타임차트이다. 또한, 도 8에 있어서는, 지령 전류를 보정하지 않는 경우(바꾸어 말하면, 프리차지 전류 y를 출력하지 않고, 목표 전류를 출력하는 경우)의 지령 전류 및 실제 파일럿압의 경시 변화도 나타내고 있다.

도 8에서는, 조작 레버가 중립 위치에 있어서 목표 파일럿압이 0이고, 실제 파일럿압이 소정의 역치 x 이하인 상태가 소정의 시간 t 이상 계속되고 있다(시각 t1' 이전). 즉, 전자기 비례 밸브의 스풀이 완전히 폐쇄되기 때문에, 스풀의 초동이 느려지는 상태이다. 그리고, 시각 t1'에서 조작 레버가 조작되면, 포텐시오미터 및 목표 파일럿압 연산부(110)에 의한 시간 지연에 의해, 시각 t2'에서 목표 파일럿압이 지령 전류 연산부(111)에 입력된다. 그리고, 상술한 도 9의 스텝 S230의 판정이 "예"가 되어 스텝 250으로 진행되고, 지령 전류 연산부(111)로부터 버킷용 전자기 비례 밸브(44a 또는 44b)의 솔레노이드부에 프리차지 전류 y를 소정 시간 출력하고, 그 후, 목표 전류를 출력한다. 이에 의해, 프리차지 전류 y를 출력하지 않고, 처음부터 목표 전류를 출력하는 경우와 비교하여, 실제 파일럿압의 상승을 빠르게 할 수 있다. 따라서, 버킷 실린더(7)의 초동 응답을 빠르게 할 수 있다.

도 9에서는, 조작 레버가 소정의 조작 위치로부터 중립 위치로 복귀되는 동안에(시각 t3'으로부터 시각 t4'의 사이에), 목표 파일럿압이 감소한다. 실제 파일럿압도 감소하여, 소정의 역치 x 이하로 된다. 그러나, 조작 레버가 중립 위치로 복귀되고 나서, 즉시 재조작되기 때문에, 실제 파일럿압이 소정의 역치 x 이하인 상태가 소정의 시간 t 이상 계속되지 않는다. 즉, 전자기 비례 밸브의 스풀이 완전히 폐쇄되지 않기 때문에, 스풀의 초동이 느려지지 않는 상태이다. 그리고, 상술한 도 9의 스텝 S230의 판정이 "아니오"가 되기 때문에, 지령 전류 연산부(111)로부터 버킷용 전자기 비례 밸브(44a 또는 44b)의 솔레노이드부에 목표 전류를 출력한다.

이상과 같은 본 실시 형태에 있어서는, 버킷 실린더(7)의 초동 응답만을 빠르게 할 수 있다. 따라서, 유압 파일럿 방식을 채용한 경우와 거의 마찬가지로, 유압 액추에이터의 종류에 따라서 상이한 초동 응답을 확보할 수 있다. 그 결과, 오퍼레이터가 위화감 없이 조작할 수 있다.

본 발명의 제2 실시 형태를 설명한다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 제1 실시 형태와 동등한 부분은 동일한 부호를 붙이고, 적절하게 설명을 생략한다.

본 실시 형태의 제어 장치(100)에서는, 버킷 실린더(7)에 관한(즉, 버킷용 전자기 비례 밸브(44a, 44b)에 각각 대응함) 2개의 지령 전류 연산부(111)뿐만 아니라, 아암 실린더(6)에 관한(즉, 아암용 전자기 비례 밸브(43a∼43d)에 각각 대응함) 4개의 지령 전류 연산부(111), 붐 실린더(5)에 관한(즉, 붐용 전자기 비례 밸브(42a∼42d)에 각각 대응함) 4개의 지령 전류 연산부(111), 및 선회 모터(4)에 관한(즉, 선회용 전자기 비례 밸브(41a, 41b)에 각각 대응함) 2개의 지령 전류 연산부(111)도, 지령 전류를 보정하는 기능을 갖고 있다. 이하, 상술한다.

버킷 실린더(7)에 관한 지령 전류 연산부(111)는, 작업용 조작 장치(2b)의 중립 위치로부터의 좌측 또는 우측의 조작 개시 시에(상세하게는, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 버킷용 압력 센서(34a 또는 34b)에 의해 검출된 실제 파일럿압이 소정의 역치 x 이하인 상태가 소정의 시간 t 이상 계속되고, 또한 목표 파일럿압 연산부로부터 입력된 목표 파일럿압이 0보다 클 때), 미리 설정된 소정 시간, 목표 전류보다 커지도록 지령 전류를 보정한다. 즉, 도 10에 나타낸 바와 같이, 소정 시간, 목표 전류보다 커지도록 미리 설정된 프리차지 전류 y1을, 버킷용 전자기 비례 밸브(44a 또는 44b)의 솔레노이드부에 출력한다. 이에 의해, 프리차지 전류 y1을 출력하지 않는 경우와 비교하여, 실제 파일럿압의 상승을 빠르게 할 수 있다. 따라서, 버킷 실린더(7)의 초동 응답을 빠르게 할 수 있다.

아암 실린더(6)에 관한 지령 전류 연산부(111)는, 작업용 조작 장치(2a)의 중립 위치로부터의 좌측 또는 우측의 조작 개시 시에(상세하게는, 아암용 압력 센서(33a, 33b 또는 33c, 33d)에 의해 검출된 실제 파일럿압이 소정의 역치 x 이하인 상태가 소정의 시간 t 이상 계속되고, 또한 목표 파일럿압 연산부로부터 입력된 목표 파일럿압이 0보다 클 때), 소정 시간, 목표 전류보다 커지도록 지령 전류를 보정한다. 즉, 도 10에 나타낸 바와 같이, 소정 시간, 목표 전류보다 커지도록 미리 설정된 프리차지 전류 y2(단, y1＞y2)를, 아암용 전자기 비례 밸브(43a, 43b 또는 43c, 43d)의 솔레노이드부에 출력한다. 이에 의해, 프리차지 전류 y2를 출력하지 않는 경우와 비교하여, 실제 파일럿압의 상승을 빠르게 할 수 있다. 따라서, 아암 실린더(6)의 초동 응답을 빠르게 할 수 있다.

붐 실린더(5)에 관한 지령 전류 연산부(111)는, 작업용 조작 장치(2b)의 중립 위치로부터의 전방측 또는 후방측의 조작 개시 시에(상세하게는, 붐용 압력 센서(32a, 32b 또는 32c, 32d)에 의해 검출된 실제 파일럿압이 소정의 역치 x 이하인 상태가 소정의 시간 t 이상 계속되고, 또한 목표 파일럿압 연산부로부터 입력된 목표 파일럿압이 0보다 클 때), 소정 시간, 목표 전류보다 커지도록 지령 전류를 보정한다. 즉, 도 10에 나타낸 바와 같이, 소정 시간, 목표 전류보다 커지도록 미리 설정된 프리차지 전류 y3(단, y2＞y3)을 붐용 전자기 비례 밸브(42a, 42b 또는 42c, 42d)의 솔레노이드부에 출력한다. 이에 의해, 프리차지 전류 y3을 출력하지 않는 경우와 비교하여, 실제 파일럿압의 상승을 빠르게 할 수 있다. 따라서, 붐 실린더(5)의 초동 응답을 빠르게 할 수 있다.

선회 모터(4)에 관한 지령 전류 연산부(111)는, 작업용 조작 장치(2a)의 중립 위치로부터의 전방측 또는 후방측의 조작 개시 시에(상세하게는, 선회용 압력 센서(31a 또는 31b)에 의해 검출된 실제 파일럿압이 소정의 역치 x 이하인 상태가 소정의 시간 t 이상 계속되고, 또한 목표 파일럿압 연산부로부터 입력된 목표 파일럿압이 0보다 클 때), 소정 시간, 목표 전류보다 커지도록 지령 전류를 보정한다. 즉, 도시하지 않지만, 소정 시간, 목표 전류보다 커지도록 미리 설정된 프리차지 전류 y0(단, y0은 y3과 동일한 정도)을 선회용 전자기 비례 밸브(41a 또는 41b)의 솔레노이드부에 출력한다. 이에 의해, 프리차지 전류 y0을 출력하지 않는 경우와 비교하여, 실제 파일럿압의 상승을 빠르게 할 수 있다. 따라서, 선회 모터(4)의 초동 응답을 빠르게 할 수 있다.

그리고, 상술한 프리차지 전류의 관계(y1＞y2＞y3)로부터, 버킷 실린더(7)의 초동 응답＞아암 실린더(6)의 초동 응답＞붐 실린더(5)의 초동 응답의 관계, 즉 유압 파일럿 방식의 조작감과 마찬가지의 조작감을 실현하는 초동 응답의 관계를 얻을 수 있다. 따라서, 유압 파일럿 방식을 채용한 경우와 거의 마찬가지로, 유압 액추에이터의 종류에 따라서 상이한 초동 응답을 확보할 수 있다. 그 결과, 오퍼레이터는, 전기 레버 방식의 조작 장치를 사용해도, 유압 파일럿 방식을 채용한 경우와 비교하여 위화감 없이 조작할 수 있다.

본 발명의 제3 실시 형태를 설명한다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 제1 및 제2 실시 형태와 동등한 부분은 동일한 부호를 붙이고, 적절하게 설명을 생략한다.

도 11은, 본 실시 형태에 있어서의 제어 장치의 기능적 구성을 나타내는 블록도이다.

본 실시 형태의 제어 장치(100A)는, 상기 제어 장치(100)와 마찬가지로, 목표 파일럿압 연산부(110)와, 지령 전류 연산부(111)를 갖고 있다. 또한, 모드 제어부(112)를 갖고, 수동 제어 모드와 자동 제어 모드를 선택적으로 실행하는 기능을 갖고 있다.

운전실(14) 내의 설정 장치(113)는, 오퍼레이터의 조작에 의해, 수동 제어 모드 및 자동 제어 모드 중 한쪽을 선택함과 함께, 자동 제어 모드를 선택한 경우의 제어 파라미터를 입력 가능하게 하고 있다. 수동 제어 모드가 선택된 경우, 설정 장치(113)로부터 모드 제어부(112) 및 각 지령 전류 연산부(111)에 수동 제어 모드의 설정 지령이 출력되고, 자동 제어 모드가 선택된 경우, 설정 장치(113)로부터 모드 제어부(112) 및 각 지령 전류 연산부(111)에 자동 제어 모드의 설정 지령이 출력된다.

수동 제어 모드라 함은, 조작 장치(2a, 2b)의 조작대로, 선회 모터(4), 붐 실린더(5), 아암 실린더(6) 및 버킷 실린더(7)를 구동시키기 위한 모드이다. 자동 제어 모드라 함은, 조작 장치(2a, 2b)의 조작에 기초하여, 상부 선회체(11), 붐(17), 아암(18) 및 버킷(19) 중 어느 것의 동작을 제한 또는 조정하도록 선회 모터(4), 붐 실린더(5), 아암 실린더(6) 및 버킷 실린더(7)을 구동시키는 모드이다. 자동 제어 모드의 구체예로서는, 버킷(19)의 이동 범위를 제한하는 모드나, 버킷(19)의 이동 궤적을 조정하는 모드가 있다.

모드 제어부(112)는, 수동 제어 모드가 설정되어 있으면, 작업용 조작 장치(2a, 2b)로부터의 조작 신호를 그대로, 각 목표 파일럿압 연산부(110)에 출력한다. 한편, 자동 제어 모드가 설정되고 있으면, 센서의 검출값에 기초하여 상부 선회체(11), 붐(17), 아암(18), 버킷(19) 중 어느 것의 동작 위치를 연산한다. 또한, 작업용 조작 장치(2a, 2b)로부터의 조작 신호에 기초하여, 상부 선회체(11), 붐(17), 아암(18) 및 버킷(19) 중 어느 것의 동작을 제한 또는 조정하기 위한 지령 신호를 연산하고, 연산한 지령 신호를 대응하는 목표 파일럿압 연산부(110)에 출력한다.

버킷 실린더(7)에 관한 지령 전류 연산부(111)는, 작업용 조작 장치의 중립 위치로부터의 조작 개시 시에(상세하게는, 버킷용 압력 센서(34a 또는 34b)에 의해 검출된 실제 파일럿압이 소정의 역치 x 이하인 상태가 소정의 시간 t 이상 계속되고, 또한 목표 파일럿압 연산부로부터 입력된 목표 파일럿압이 0보다 클 때), 미리 설정된 소정 시간, 목표 전류보다 커지도록 지령 전류를 보정한다. 이때, 수동 제어 모드가 설정되어 있으면, 제2 실시 형태와 마찬가지로, 소정 시간, 목표 전류보다 커지도록 미리 설정된 프리차지 전류 y1을, 버킷용 전자기 비례 밸브(44a 또는 44b)의 솔레노이드부에 출력한다. 한편, 자동 제어 모드가 설정되어 있으면, 도 12에 나타낸 바와 같이, 소정 시간, 목표 전류보다 커지도록 미리 설정된 프리차지 전류 y4(단, y4＞y1)를, 버킷용 전자기 비례 밸브(44a 또는 44b)의 솔레노이드부에 출력한다. 이에 의해, 프리차지 전류 y1 또는 y4를 출력하지 않는 경우와 비교하여, 실제 파일럿압의 상승을 빠르게 할 수 있다. 따라서, 버킷 실린더(7)의 초동 응답을 빠르게 할 수 있다.

아암 실린더(6)에 관한 지령 전류 연산부(111)는, 작업용 조작 장치의 중립 위치로부터의 조작 개시 시에(상세하게는, 아암용 압력 센서(33a, 33b 또는 33c, 33d)에 의해 검출된 실제 파일럿압이 소정의 역치 x 이하인 상태가 소정의 시간 t 이상 계속되고, 또한 목표 파일럿압 연산부로부터 입력된 목표 파일럿압이 0보다 클 때), 소정 시간, 목표 전류보다 커지도록 지령 전류를 보정한다. 이때, 수동 제어 모드가 설정되어 있으면, 제2 실시 형태와 마찬가지로, 소정 시간, 목표 전류보다 커지도록 미리 설정된 프리차지 전류 y2(단, y1＞y2)를 아암용 전자기 비례 밸브(43a, 43b 또는 43c, 43d)의 솔레노이드부에 출력한다. 한편, 자동 제어 모드가 설정되어 있으면, 소정 시간, 프리차지 전류 y4(단, y4＞y2)를 아암용 전자기 비례 밸브(43a, 43b 또는 43c, 43d)의 솔레노이드부에 출력한다. 이에 의해, 프리차지 전류 y2 또는 y4를 출력하지 않는 경우와 비교하여, 실제 파일럿압의 상승을 빠르게 할 수 있다. 따라서, 아암 실린더(6)의 초동 응답을 빠르게 할 수 있다.

붐 실린더(5)에 관한 지령 전류 연산부(111)는, 작업용 조작 장치의 중립 위치로부터의 조작 개시 시에(상세하게는, 붐용 압력 센서(32a, 32b 또는 32c, 32d)에 의해 검출된 실제 파일럿압이 소정의 역치 x 이하인 상태가 소정의 시간 t 이상 계속되고, 또한 목표 파일럿압 연산부로부터 입력된 목표 파일럿압이 0보다 클 때), 소정 시간, 목표 전류보다 커지도록 지령 전류를 보정한다. 이때, 수동 제어 모드가 설정되어 있으면, 제2 실시 형태와 마찬가지로, 소정 시간, 목표 전류보다 커지도록 미리 설정된 프리차지 전류 y3(단, y2＞y3)을 붐용 전자기 비례 밸브(42a, 42b 또는 42c, 42d)의 솔레노이드부에 출력한다. 한편, 자동 제어 모드가 설정되어 있으면, 소정 시간, 프리차지 전류 y4(단, y4＞y3)를 붐용 전자기 비례 밸브(42a, 42b 또는 42c, 42d)의 솔레노이드부에 출력한다. 이에 의해, 프리차지 전류 y3 또는 y4를 출력하지 않는 경우와 비교하여, 실제 파일럿압의 상승을 빠르게 할 수 있다. 따라서, 붐 실린더(5)의 초동 응답을 빠르게 할 수 있다.

선회 모터(4)에 관한 지령 전류 연산부(111)는, 작업용 조작 장치의 중립 위치로부터의 조작 개시 시에(상세하게는, 선회용 압력 센서(31a 또는 31b)에 의해 검출된 실제 파일럿압이 소정의 역치 x 이하인 상태가 소정의 시간 t 이상 계속되고, 또한 목표 파일럿압 연산부로부터 입력된 목표 파일럿압이 0보다 클 때), 소정 시간, 목표 전류보다 커지도록 지령 전류를 보정한다. 이때, 수동 제어 모드가 설정되어 있으면, 제2 실시 형태와 마찬가지로, 목표 전류보다 커지도록 미리 설정된 프리차지 전류 y0(단, y0은 y3과 동일한 정도)을 선회용 전자기 비례 밸브(41a 또는 41b)의 솔레노이드부에 출력한다. 한편, 자동 제어 모드가 설정되어 있으면, 소정 시간, 프리차지 전류 y4(단, y4＞y0)를 선회용 전자기 비례 밸브(41a 또는 41b)의 솔레노이드부에 출력한다. 이에 의해, 프리차지 전류 y0 또는 y4를 출력하지 않는 경우와 비교하여, 실제 파일럿압의 상승을 빠르게 할 수 있다. 따라서, 선회 모터(4)의 초동 응답을 빠르게 할 수 있다.

이상과 같은 본 실시 형태에 있어서는, 수동 제어 모드에서는, 제2 실시 형태와 마찬가지로, 프리차지 전류의 관계(y1＞y2＞y3)로부터, 버킷 실린더(7)의 초동 응답＞아암 실린더(6)의 초동 응답＞붐 실린더(5)의 초동 응답의 관계, 즉 유압 파일럿 방식의 조작감과 마찬가지의 조작감을 실현하는 초동 응답의 관계를 얻을 수 있다. 따라서, 유압 파일럿 방식을 채용한 경우와 거의 마찬가지로, 유압 액추에이터의 종류에 따라서 상이한 초동 응답을 확보할 수 있다. 그 결과, 오퍼레이터는, 전기 레버 방식의 조작 장치를 사용해도, 유압 파일럿 방식을 채용한 경우와 비교하여 위화감 없이 조작할 수 있다.

한편, 자동 제어 모드에서는, 오퍼레이터의 조작성보다, 각 유압 액추에이터의 응답성을 우선하고 있다. 즉, 수동 제어 모드보다, 프리차지 전류가 커, 각 유압 액추에이터의 초동 응답을 높일 수 있다. 따라서, 작업 효율을 높일 수 있다.

또한, 제3 실시 형태에 있어서는, 버킷 실린더(7), 아암 실린더(6), 붐 실린더(5) 및 선회 모터(4)에 각각 영향을 미치는 지령 전류 연산부(111)는, 자동 제어 모드가 설정되어 있으면, 프리차지 전류 y4를 출력하는 경우를 예로 들어 설명하였지만, 이것에 한정되지 않는다. 즉, 버킷 실린더(7), 아암 실린더(6), 붐 실린더(5) 및 선회 모터(4)에 각각 영향을 미치는 지령 전류 연산부(111) 중 어느 것은, 자동 제어 모드가 설정되어 있으면, 프리차지 전류 y4를 출력하고, 나머지는, 자동 제어 모드가 설정되어 있어도 수동 제어 모드와 동일한 프리차지 전류를 출력해도 된다. 이러한 변형예에 있어서도, 상기와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 제1∼제3 실시 형태에 있어서는, 유압 파일럿 방식의 주행용 조작 장치를 구비한 경우를 예로 들어 설명하였지만, 이것에 한정되지 않고, 전기 레버 방식의 주행용 조작 장치를 구비해도 된다.

또한, 제1∼제3 실시 형태에 있어서는, 본 발명의 적용 대상으로서 유압 셔블을 예로 들어 설명하였지만, 이것에 한정되지 않고, 다른 건설 기계에 적용해도 된다. 구체적으로는, 예를 들어 휠 로더이며, 복수의 유압 펌프와, 유압 펌프로부터 단체의 버킷 실린더에의 압유의 흐름을 제어하는 단체의 버킷용 방향 제어 밸브와, 단체의 버킷용 방향 제어 밸브를 조작하기 위한 파일럿압을 생성하여 출력하는 한 쌍의 버킷용 전자기 비례 밸브와, 복수의 유압 펌프로부터 단체의 아암 실린더로의 압유의 흐름을 제어하는 복수의 아암용 방향 제어 밸브와, 복수의 아암용 방향 제어 밸브를 각각 조작하기 위한 파일럿압을 생성하여 출력하는 복수 쌍의 아암용 전자기 비례 밸브와, 버킷 실린더를 조작하기 위한 제1 조작 신호를 출력함과 함께, 아암 실린더를 조작하기 위한 제2 조작 신호를 출력하는 전기 레버 방식의 조작 장치와, 조작 장치로부터의 제1 조작 신호에 따라서 버킷용 전자기 비례 밸브를 구동하기 위한 제1 지령 전류를 출력함과 함께, 조작 장치로부터의 제2 조작 신호에 따라서 아암용 전자기 비례 밸브를 구동하기 위한 제2 지령 전류를 출력하는 제어 장치를 구비한 것에 적용해도 된다.

상술한 휠 로더에 적용한 경우, 제어 장치는, 조작 장치의 중립 위치로부터의 조작 개시 시에, 미리 설정된 소정 시간, 조작 장치의 조작량에 대응하는 목표 전류보다 커지도록 지령 전류를 보정하는 보정 기능을 갖고 있다. 그리고, 제어 장치의 보정 기능은, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 버킷 실린더를 구동하기 위한 제1 지령 전류를 보정 대상으로 하고, 아암 실린더를 구동하기 위한 제2 지령 전류를 보정 대상으로 하지 않아도 된다. 혹은, 제2 실시 형태와 마찬가지로, 제1 지령 전류의 보정값 z1이 제2 지령 전류의 보정값 z2보다 커지도록 보정해도 된다. 또한, 제3 실시 형태와 마찬가지로, 자동 제어 모드의 경우에, 제1 지령 전류 및 제2 지령 전류를, 보정값 z1, z2보다 큰 보정값 z3으로 보정해도 된다. 이들의 경우도, 상기와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

2a, 2b : 작업용 조작 장치
5 : 붐 실린더
6 : 아암 실린더
7 : 버킷 실린더
8a, 8b, 8c : 유압 펌프
17 : 붐
18 : 아암
19 : 버킷
24a, 24b : 붐용 방향 제어 밸브
25a, 25b : 아암용 방향 제어 밸브
26 : 버킷용 방향 제어 밸브
42a, 42b, 42c, 42d : 붐용 전자기 비례 밸브
43a, 43b, 43c, 43d : 아암용 전자기 비례 밸브
44a, 44b : 버킷용 전자기 비례 밸브
100, 100A : 제어 장치

Claims

복수의 유압 펌프와, 상기 유압 펌프로부터 단체의 제1 유압 액추에이터로의 압유의 흐름을 제어하는 단체의 제1 방향 제어 밸브와, 상기 단체의 제1 방향 제어 밸브를 구동하기 위한 파일럿압을 생성하여 출력하는 한 쌍의 제1 전자기 비례 밸브와, 상기 복수의 유압 펌프로부터 단체의 제2 유압 액추에이터로의 압유의 흐름을 제어하는 복수의 제2 방향 제어 밸브와, 상기 복수의 제2 방향 제어 밸브를 각각 구동하기 위한 파일럿압을 생성하여 출력하는 복수 쌍의 제2 전자기 비례 밸브와, 상기 제1 유압 액추에이터를 조작하기 위한 제1 조작 신호를 출력함과 함께, 상기 제2 유압 액추에이터를 조작하기 위한 제2 조작 신호를 출력하는 적어도 하나의 전기 레버 방식의 조작 장치와, 상기 조작 장치로부터의 제1 조작 신호에 따라서 상기 제1 전자기 비례 밸브를 구동하기 위한 제1 지령 전류를 출력함과 함께, 상기 조작 장치로부터의 제2 조작 신호에 따라서 상기 제2 전자기 비례 밸브를 구동하기 위한 제2 지령 전류를 출력하는 제어 장치를 구비한 건설 기계이며,
상기 제어 장치는, 상기 조작 장치의 중립 위치로부터의 조작 개시 시에, 미리 설정된 소정 시간, 상기 조작 장치의 조작량에 대응하는 목표 전류보다 커지도록 지령 전류를 보정하는 보정 기능을 갖고,
상기 제어 장치의 상기 보정 기능은, 상기 제1 지령 전류를 보정 대상으로 하고 상기 제2 지령 전류를 보정 대상으로 하지 않거나, 혹은 상기 제1 지령 전류의 보정값이 상기 제2 지령 전류의 보정값보다 커지도록 보정하는 것을 특징으로 하는, 건설 기계.
제1항에 있어서,
상기 제1 유압 액추에이터는, 버킷 실린더이고,
상기 제2 유압 액추에이터는, 아암 실린더 및 붐 실린더이고,
상기 제어 장치의 상기 보정 기능은, 상기 버킷 실린더를 구동하기 위한 제1 지령 전류를 보정 대상으로 하고, 상기 아암 실린더를 구동하기 위한 제2 지령 전류 및 상기 붐 실린더를 구동하기 위한 제2 지령 전류를 보정 대상으로 하지 않는 것을 특징으로 하는, 건설 기계.
제1항에 있어서,
상기 제1 유압 액추에이터는, 버킷 실린더이고,
상기 제2 유압 액추에이터는, 아암 실린더 및 붐 실린더이고,
상기 제어 장치의 상기 보정 기능은, 상기 버킷 실린더를 구동하기 위한 제1 지령 전류의 보정값 y1＞상기 아암 실린더를 구동하기 위한 제2 지령 전류의 보정값 y2＞상기 붐 실린더를 구동하기 위한 제2 지령 전류의 보정값 y3의 관계로 되도록 보정하는 것을 특징으로 하는, 건설 기계.
제3항에 있어서,
상기 제어 장치는, 상기 조작 장치의 조작대로, 상기 버킷 실린더, 상기 아암 실린더 및 상기 붐 실린더를 구동시키기 위한 수동 제어 모드와, 상기 조작 장치의 조작에 기초하여, 버킷, 아암 및 붐 중 어느 것의 동작을 제한 또는 조정하도록 상기 버킷 실린더, 상기 아암 실린더 및 상기 붐 실린더를 구동시키기 위한 자동 제어 모드를 선택적으로 실행하는 기능을 더 갖고,
상기 제어 장치의 보정 기능은,
상기 수동 제어 모드인 경우에, 상기 버킷 실린더를 구동하기 위한 제1 지령 전류의 보정값 y1＞상기 아암 실린더를 구동하기 위한 제2 지령 전류의 보정값 y2＞상기 붐 실린더를 구동하기 위한 제2 지령 전류의 보정값 y3의 관계로 되도록 보정하고,
상기 자동 제어 모드인 경우에, 상기 버킷 실린더를 구동하기 위한 제1 지령 전류, 상기 아암 실린더를 구동하기 위한 제2 지령 전류 및 상기 붐 실린더를 구동하기 위한 제2 지령 전류를, 상기 보정값 y1, y2, y3보다 큰 보정값 y4로 보정하는 것을 특징으로 하는, 건설 기계.