JP2000008423A - 作業機械の油圧モータ制御装置 - Google Patents
作業機械の油圧モータ制御装置Info
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- JP2000008423A JP2000008423A JP10171691A JP17169198A JP2000008423A JP 2000008423 A JP2000008423 A JP 2000008423A JP 10171691 A JP10171691 A JP 10171691A JP 17169198 A JP17169198 A JP 17169198A JP 2000008423 A JP2000008423 A JP 2000008423A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 フロントアタッチメントの姿勢が小慣性モー
メント時における急加速動作を防止することができると
ともに、ポンプ流量を最大限に利用してトルク不足が発
生しないように構成された油圧モータの制御装置を提供
する。 【解決手段】 油圧モータ11の作動を制御するコントロ
ールバルブ14と、コントロールバルブ14に対する作動指
令を出力する操作手段15,16 と、油圧モータ11に向かう
流量の一部をタンクにバイパスする管路19に設けられ、
コントロールバルブ14の作動に対し、遅れ無しに作動す
る領域と遅れを持って作動する領域とを有する流量制御
弁20と、作業機械における作業装置23,24,25の姿勢を検
出する検出手段23a,24a,25a と、操作手段15,16 の操作
量に応じて上記領域を切り換えるとともに、検出手段23
a,24a,25a によって検出された作業装置23,24,25の姿勢
に応じて遅れ量を変更する制御手段21とを備えてなる。
メント時における急加速動作を防止することができると
ともに、ポンプ流量を最大限に利用してトルク不足が発
生しないように構成された油圧モータの制御装置を提供
する。 【解決手段】 油圧モータ11の作動を制御するコントロ
ールバルブ14と、コントロールバルブ14に対する作動指
令を出力する操作手段15,16 と、油圧モータ11に向かう
流量の一部をタンクにバイパスする管路19に設けられ、
コントロールバルブ14の作動に対し、遅れ無しに作動す
る領域と遅れを持って作動する領域とを有する流量制御
弁20と、作業機械における作業装置23,24,25の姿勢を検
出する検出手段23a,24a,25a と、操作手段15,16 の操作
量に応じて上記領域を切り換えるとともに、検出手段23
a,24a,25a によって検出された作業装置23,24,25の姿勢
に応じて遅れ量を変更する制御手段21とを備えてなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は油圧ショベルや油圧
クレーン等の作業機械に関し、特に、上部旋回体を回転
させる旋回モータ、または走行モータ等のように連続回
転運動を行う油圧モータの制御に適用される油圧モータ
制御装置に関するものである。
クレーン等の作業機械に関し、特に、上部旋回体を回転
させる旋回モータ、または走行モータ等のように連続回
転運動を行う油圧モータの制御に適用される油圧モータ
制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図９はこの種の油圧モータ制御装置を搭
載した油圧ショベルの一般的な旋回制御回路の例を示し
たものである。
載した油圧ショベルの一般的な旋回制御回路の例を示し
たものである。
【０００３】同図において、１は旋回モータ、２は同旋
回モータ１の油圧源としての油圧ポンプ、３は同ポンプ
２を駆動する原動機、４は旋回モータ１の作動を制御す
る油圧パイロット切換式のコントロールバルブ、５，６
は操作レバーによって動作するリモコン弁であり、この
リモコン弁５，６のレバー操作量に応じたパイロット圧
がコントロールバルブ４のパイロットポートに供給され
て同バルブ４が制御される。
回モータ１の油圧源としての油圧ポンプ、３は同ポンプ
２を駆動する原動機、４は旋回モータ１の作動を制御す
る油圧パイロット切換式のコントロールバルブ、５，６
は操作レバーによって動作するリモコン弁であり、この
リモコン弁５，６のレバー操作量に応じたパイロット圧
がコントロールバルブ４のパイロットポートに供給され
て同バルブ４が制御される。
【０００４】コントロールバルブ４は、公知のようにメ
ータイン、メータアウト、ブリードオフの各通路を有
し、スプールストロークに応じてこれら各通路の開口面
積が変化してメータイン、メータアウト、ブリードオフ
各流量が変化し、旋回モータ１の加減速力（旋回トル
ク）が変化する。なお、７はリリーフ弁、８はリモコン
弁５，６それぞれに一次圧を供給するための補助油圧ポ
ンプ、９はアンロード弁である。
ータイン、メータアウト、ブリードオフの各通路を有
し、スプールストロークに応じてこれら各通路の開口面
積が変化してメータイン、メータアウト、ブリードオフ
各流量が変化し、旋回モータ１の加減速力（旋回トル
ク）が変化する。なお、７はリリーフ弁、８はリモコン
弁５，６それぞれに一次圧を供給するための補助油圧ポ
ンプ、９はアンロード弁である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記した油圧ショベル
では、ブーム、アーム、バケット等から主として構成さ
れるフロントアタッチメント（作業装置）の姿勢や負荷
によって慣性モーメントが大きく変動する。そこで、十
分な旋回トルクを確保すべく大慣性モーメントを基準に
してコントロールバルブ４の設定を行うと、小慣性モー
メント時には旋回トルクが過大となって急加速動作が行
われてしまうという欠点がある。このように急加速動作
が行われると、旋回体のキャビン内で操作中のオペレー
タに急加速力が働いてレバー操作が不安定になり、ハン
チング現象が発生する恐れもある。一方、小慣性モーメ
ントを基準にしてバルブ特性を小旋回トルク用に設定に
すると、上記の問題は解消できる反面、掘削作業や旋回
力による押し付け、床均し等の作業においてトルク不足
が生じるという不都合がある。
では、ブーム、アーム、バケット等から主として構成さ
れるフロントアタッチメント（作業装置）の姿勢や負荷
によって慣性モーメントが大きく変動する。そこで、十
分な旋回トルクを確保すべく大慣性モーメントを基準に
してコントロールバルブ４の設定を行うと、小慣性モー
メント時には旋回トルクが過大となって急加速動作が行
われてしまうという欠点がある。このように急加速動作
が行われると、旋回体のキャビン内で操作中のオペレー
タに急加速力が働いてレバー操作が不安定になり、ハン
チング現象が発生する恐れもある。一方、小慣性モーメ
ントを基準にしてバルブ特性を小旋回トルク用に設定に
すると、上記の問題は解消できる反面、掘削作業や旋回
力による押し付け、床均し等の作業においてトルク不足
が生じるという不都合がある。
【０００６】本発明は上記した従来の油圧モータ制御装
置における課題を考慮してなされたものであり、急加速
動作を防止するとともに、ポンプ流量を最大限に利用し
てトルク不足が発生しないような作業機械の油圧モータ
制御装置を提供するものである。
置における課題を考慮してなされたものであり、急加速
動作を防止するとともに、ポンプ流量を最大限に利用し
てトルク不足が発生しないような作業機械の油圧モータ
制御装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、作業機械の油
圧モータを制御する制御装置において、油圧モータの作
動を制御するコントロールバルブと、該コントロールバ
ルブに対する作動指令を出力する操作手段と、油圧モー
タに向かう流量の一部をタンクにバイパスする管路に設
けられ、コントロールバルブの作動に対し、遅れ無しに
作動する領域と遅れを持って作動する領域とを有する流
量制御弁と、作業機械における作業装置の姿勢を検出す
る検出手段と、操作手段の操作量に応じて領域を切り換
えるとともに、遅れを持って作動する領域に切り換えら
れた際に検出手段によって検出された作業装置の姿勢に
応じて遅れ量を変更する制御手段と、を備えた作業機械
の油圧モータ制御装置である。
圧モータを制御する制御装置において、油圧モータの作
動を制御するコントロールバルブと、該コントロールバ
ルブに対する作動指令を出力する操作手段と、油圧モー
タに向かう流量の一部をタンクにバイパスする管路に設
けられ、コントロールバルブの作動に対し、遅れ無しに
作動する領域と遅れを持って作動する領域とを有する流
量制御弁と、作業機械における作業装置の姿勢を検出す
る検出手段と、操作手段の操作量に応じて領域を切り換
えるとともに、遅れを持って作動する領域に切り換えら
れた際に検出手段によって検出された作業装置の姿勢に
応じて遅れ量を変更する制御手段と、を備えた作業機械
の油圧モータ制御装置である。
【０００８】本発明において、制御手段は、操作手段に
よる操作が戻し方向である場合に、遅れを解除するよう
に構成することが好ましい。
よる操作が戻し方向である場合に、遅れを解除するよう
に構成することが好ましい。
【０００９】本発明において、制御手段は、作業装置の
姿勢に応じて遅れ領域の範囲を変更できるように構成す
ることが好ましい。
姿勢に応じて遅れ領域の範囲を変更できるように構成す
ることが好ましい。
【００１０】本発明において作業装置とは、例えばフロ
ントアタッチメントからなる作業装置を搭載した油圧シ
ョベル、ブームからなる作業装置を搭載した油圧クレー
ン等が示される。
ントアタッチメントからなる作業装置を搭載した油圧シ
ョベル、ブームからなる作業装置を搭載した油圧クレー
ン等が示される。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態に係る
油圧モータ制御装置を作業機械としての油圧ショベルに
適用した例について図１〜図８を参照しながら説明す
る。
油圧モータ制御装置を作業機械としての油圧ショベルに
適用した例について図１〜図８を参照しながら説明す
る。
【００１２】図１において、１１は油圧モータとしての
旋回モータ、１２は油圧ポンプ、１３は同ポンプ１２を
駆動する原動機としてのエンジン、１４は旋回モータ１
１の作動を制御する油圧パイロット切換式のコントロー
ルバルブ、１５，１６は操作手段としての操作レバーに
よって作動するパイロット弁、１７はリリーフ弁、１８
は操作手段としてのリモコン弁１５，１６に対する一次
圧供給源としての補助油圧ポンプである。
旋回モータ、１２は油圧ポンプ、１３は同ポンプ１２を
駆動する原動機としてのエンジン、１４は旋回モータ１
１の作動を制御する油圧パイロット切換式のコントロー
ルバルブ、１５，１６は操作手段としての操作レバーに
よって作動するパイロット弁、１７はリリーフ弁、１８
は操作手段としてのリモコン弁１５，１６に対する一次
圧供給源としての補助油圧ポンプである。
【００１３】図２は上記コントロールバルブ１４のレバ
ー位置／開口面積特性を示したものであり、中立位置で
はメータイン、メータアウト両開口面積が最小となり、
操作レバーの操作量が増加するに連れてメータイン、メ
ータアウト両開口面積が増加するように設定されてい
る。
ー位置／開口面積特性を示したものであり、中立位置で
はメータイン、メータアウト両開口面積が最小となり、
操作レバーの操作量が増加するに連れてメータイン、メ
ータアウト両開口面積が増加するように設定されてい
る。
【００１４】油圧ポンプ１２から旋回モータ１１に向か
う流量の一部を油タンクにバイパスする管路１９には、
電磁比例弁からなる流量制御弁としてのアンロード弁２
０が設けられており、このアンロード弁２０の作動は、
制御手段としてのコントローラ２１によって制御される
ようになっている。
う流量の一部を油タンクにバイパスする管路１９には、
電磁比例弁からなる流量制御弁としてのアンロード弁２
０が設けられており、このアンロード弁２０の作動は、
制御手段としてのコントローラ２１によって制御される
ようになっている。
【００１５】このコントローラ２１にはパイロット圧Ｐ
ｉとフロント姿勢情報Ｓｉがそれぞれ信号として入力さ
れている。パイロット圧Ｐｉは、パイロット弁１５，１
６の操作量に応じて吐出される油の圧力を検出している
圧力センサ２２から出力される。また、フロント姿勢情
報Ｓｉは、ブーム２３の上下角度を検出する位置センサ
２３ａ、アーム２４の前後角度を検出する位置センサ２
４ａ及びバケット２５の前後角度を検出する位置センサ
２５ａからそれぞれ出力される検出信号から構成されて
いる。上記各位置センサ２３ａ，２４ａ，２５ａは検出
手段とみなすことができる。なお、図中の符号２６はブ
レーキ回路である。
ｉとフロント姿勢情報Ｓｉがそれぞれ信号として入力さ
れている。パイロット圧Ｐｉは、パイロット弁１５，１
６の操作量に応じて吐出される油の圧力を検出している
圧力センサ２２から出力される。また、フロント姿勢情
報Ｓｉは、ブーム２３の上下角度を検出する位置センサ
２３ａ、アーム２４の前後角度を検出する位置センサ２
４ａ及びバケット２５の前後角度を検出する位置センサ
２５ａからそれぞれ出力される検出信号から構成されて
いる。上記各位置センサ２３ａ，２４ａ，２５ａは検出
手段とみなすことができる。なお、図中の符号２６はブ
レーキ回路である。
【００１６】この回路構成によれば、パイロット弁１６
から出力されるパイロット圧がコントロールバルブ１４
の右側パイロットポート１４ａに作用すると、コントロ
ールバルブ１４が中立位置から加速方向に操作されて、
旋回モータ１１が右回転する。このときのパイロット圧
Ｐｉは、圧力センサ２２によって検出されてコントロー
ラ２１に与えられ、コントローラ２１は、そのパイロッ
ト圧Ｐｉに応じてアンロード弁２０の開口面積を制御す
る。なお、旋回モータ１１を左回転させるべくパイロッ
ト弁１５が操作され、パイロット圧Ｐｉが出力された場
合においても同様に、パイロット圧Ｐｉに応じてアンロ
ード弁２０の開口面積が制御される。
から出力されるパイロット圧がコントロールバルブ１４
の右側パイロットポート１４ａに作用すると、コントロ
ールバルブ１４が中立位置から加速方向に操作されて、
旋回モータ１１が右回転する。このときのパイロット圧
Ｐｉは、圧力センサ２２によって検出されてコントロー
ラ２１に与えられ、コントローラ２１は、そのパイロッ
ト圧Ｐｉに応じてアンロード弁２０の開口面積を制御す
る。なお、旋回モータ１１を左回転させるべくパイロッ
ト弁１５が操作され、パイロット圧Ｐｉが出力された場
合においても同様に、パイロット圧Ｐｉに応じてアンロ
ード弁２０の開口面積が制御される。
【００１７】図３は上記コントローラ２１によって制御
されるアンロード弁２０の開口面積特性をグラフに示し
たものである。アンロード弁２０は、静的な入力に応じ
て良好なメータリング特性を持つように設定されてお
り、アンロード弁２０に対する指令においては遅れ無し
の領域Ｄ1 と、遅れ領域Ｄ2 が設定されている。
されるアンロード弁２０の開口面積特性をグラフに示し
たものである。アンロード弁２０は、静的な入力に応じ
て良好なメータリング特性を持つように設定されてお
り、アンロード弁２０に対する指令においては遅れ無し
の領域Ｄ1 と、遅れ領域Ｄ2 が設定されている。
【００１８】なお、ここで言う遅れとは一次遅れを意味
している。このアンロード弁１９は、絞り位置イと全閉
位置ロとを有し、コントローラ２１から与えられる指令
を受けて各位置イ，ロ間で切り換わるようになってい
る。またＴｈは所定値としてのしきい値である。操作レ
バーを十分静的に動かした場合には、図４に示す開口面
積特性が得られる。
している。このアンロード弁１９は、絞り位置イと全閉
位置ロとを有し、コントローラ２１から与えられる指令
を受けて各位置イ，ロ間で切り換わるようになってい
る。またＴｈは所定値としてのしきい値である。操作レ
バーを十分静的に動かした場合には、図４に示す開口面
積特性が得られる。
【００１９】油圧ショベルの旋回動作は、その摩擦トル
クに対して慣性モーメントが非常に大きく、油圧モータ
発生トルクの大半は加減速のために使用されている。従
って、定常速度による旋回では、最大慣性モーメント時
における消費トルクは最小慣性モーメント時における消
費トルクと殆ど変わらない。すなわち、慣性モーメント
の大小による起動トルクは殆ど変動しないため、ポンプ
流量、レバー操作位置、ブリードオフ開口がいずれも同
じであれば、到達速度はほぼ同じになる。それにも拘ら
ず過大な加速度が発生するのは、ブリードを閉じきった
状態でポンプ流量を最大限に油圧モータに送り込むから
である。
クに対して慣性モーメントが非常に大きく、油圧モータ
発生トルクの大半は加減速のために使用されている。従
って、定常速度による旋回では、最大慣性モーメント時
における消費トルクは最小慣性モーメント時における消
費トルクと殆ど変わらない。すなわち、慣性モーメント
の大小による起動トルクは殆ど変動しないため、ポンプ
流量、レバー操作位置、ブリードオフ開口がいずれも同
じであれば、到達速度はほぼ同じになる。それにも拘ら
ず過大な加速度が発生するのは、ブリードを閉じきった
状態でポンプ流量を最大限に油圧モータに送り込むから
である。
【００２０】この過大な加速度を低減するため、例え
ば、操作レバーの操作量が最大であるときにブリードオ
フ、すなわち、アンロード弁開口を開け放しにすると、
今度はポンプ流量がそのアンロード弁開口を抜けて排出
されてしまい、油圧モータの最大速度が達成できなくな
る。また、アンロード弁の動作を遅らせた場合には、コ
ントロールバルブの動作に対してアンロード弁の動作が
初めから遅れることになる。そうすると、動き出しに必
要なポンプ圧を立てるだけの開口面積が得られるまでに
遅れが生じ、アクチュエータの動作そのものにタイムラ
グが発生するため、操作レバーの操作に呼応した動きが
得られなくなる。
ば、操作レバーの操作量が最大であるときにブリードオ
フ、すなわち、アンロード弁開口を開け放しにすると、
今度はポンプ流量がそのアンロード弁開口を抜けて排出
されてしまい、油圧モータの最大速度が達成できなくな
る。また、アンロード弁の動作を遅らせた場合には、コ
ントロールバルブの動作に対してアンロード弁の動作が
初めから遅れることになる。そうすると、動き出しに必
要なポンプ圧を立てるだけの開口面積が得られるまでに
遅れが生じ、アクチュエータの動作そのものにタイムラ
グが発生するため、操作レバーの操作に呼応した動きが
得られなくなる。
【００２１】このような問題を解消した本発明では、図
３で示したように、アンロード弁２０の開口面積特性Ｓ
1 において、コントロールバルブ１４のスプールの動き
に対して一対一に作動する遅れ無し領域Ｄ1 と、遅れを
持って作動する遅れ領域Ｄ2とを持たせており、操作レ
バーの操作量がしきい値を超える場合に遅れ領域Ｄ2に
切り換えるようになっている。そして、過大なトルクを
作用させても大きな加速とはならない場合、すなわち、
図５に示すように、フロントアタッチメントの慣性モー
メントＩが大となるような姿勢では、“遅れ領域Ｄ2"で
の一次遅れ時定数Ｔｎを小さくするか、またはゼロとし
ている。また、これとは逆に、フロントアタッチメント
の慣性モーメントＩが小となる姿勢においては、一次遅
れ時定数Ｔｎを大きくすることによって急加速が発生し
ないようになっている。
３で示したように、アンロード弁２０の開口面積特性Ｓ
1 において、コントロールバルブ１４のスプールの動き
に対して一対一に作動する遅れ無し領域Ｄ1 と、遅れを
持って作動する遅れ領域Ｄ2とを持たせており、操作レ
バーの操作量がしきい値を超える場合に遅れ領域Ｄ2に
切り換えるようになっている。そして、過大なトルクを
作用させても大きな加速とはならない場合、すなわち、
図５に示すように、フロントアタッチメントの慣性モー
メントＩが大となるような姿勢では、“遅れ領域Ｄ2"で
の一次遅れ時定数Ｔｎを小さくするか、またはゼロとし
ている。また、これとは逆に、フロントアタッチメント
の慣性モーメントＩが小となる姿勢においては、一次遅
れ時定数Ｔｎを大きくすることによって急加速が発生し
ないようになっている。
【００２２】このように、フロントアタッチメントの姿
勢に応じて遅れ量を切り換えるため、最大速度まで良好
なメータリング特性で加速制御が行えるようになってい
る。従って、慣性モーメントＩが大となる姿勢では旋回
リリーフによって決まる最大出力トルクを発生させて最
大速度への到達時間を短くすることができ、それにより
迅速な操作を実現することができる。
勢に応じて遅れ量を切り換えるため、最大速度まで良好
なメータリング特性で加速制御が行えるようになってい
る。従って、慣性モーメントＩが大となる姿勢では旋回
リリーフによって決まる最大出力トルクを発生させて最
大速度への到達時間を短くすることができ、それにより
迅速な操作を実現することができる。
【００２３】また、上記開口面積特性を有するアンロー
ド弁２０によれば、操作レバーの操作量が少ないとき
（フロントアタッチメントを作動させる駆動源としての
アクチュエータ移動開始時）については、遅れ無し領域
Ｄ1 に切り換えられるため、操作レバーの操作に対して
タイムラグ無しにアクチュエータが動作する。従って、
操作レバーを微操作した場合は高応答性でフロントアタ
ッチメントを作動させることができる。これに対して操
作レバーが急操作されたときには遅れ領域Ｄ２に切り換
えられるため、アンロード弁２０（ブリードオフ開口）
が急激に閉じらず過大なトルクが発生しないため、滑ら
かな加速が得られる。そして、その後、アクチュエータ
を加速しながら、アンロード弁２０が徐々に閉じられ
る。アンロード弁２０が閉じられると、ポンプ吐出流量
の全量をアクチュエータに導入することができるため、
最大速度に到達させることができる。
ド弁２０によれば、操作レバーの操作量が少ないとき
（フロントアタッチメントを作動させる駆動源としての
アクチュエータ移動開始時）については、遅れ無し領域
Ｄ1 に切り換えられるため、操作レバーの操作に対して
タイムラグ無しにアクチュエータが動作する。従って、
操作レバーを微操作した場合は高応答性でフロントアタ
ッチメントを作動させることができる。これに対して操
作レバーが急操作されたときには遅れ領域Ｄ２に切り換
えられるため、アンロード弁２０（ブリードオフ開口）
が急激に閉じらず過大なトルクが発生しないため、滑ら
かな加速が得られる。そして、その後、アクチュエータ
を加速しながら、アンロード弁２０が徐々に閉じられ
る。アンロード弁２０が閉じられると、ポンプ吐出流量
の全量をアクチュエータに導入することができるため、
最大速度に到達させることができる。
【００２４】このように、アンロード弁２０において遅
れ無し領域Ｄ1 及び遅れ領域Ｄ2 をそれぞれ設定して制
御を行うことにより、急加速動作の防止と効率の良い微
速制御を両立させている。
れ無し領域Ｄ1 及び遅れ領域Ｄ2 をそれぞれ設定して制
御を行うことにより、急加速動作の防止と効率の良い微
速制御を両立させている。
【００２５】また、操作レバーが戻された場合には遅れ
が解除されるように設定しているため、すなわち、操作
レバーをある操作量の位置から戻してきた場合には、遅
れなく操作レバー位置に対応した位置にアンロード開口
が復帰するように構成されているため、操作レバーを戻
してきた際に、メータイン、メータアウトが閉じた状態
でアンロード弁が閉じてしまうような状況にならず、ポ
ンプ圧力が異常に上昇することがないようになってい
る。
が解除されるように設定しているため、すなわち、操作
レバーをある操作量の位置から戻してきた場合には、遅
れなく操作レバー位置に対応した位置にアンロード開口
が復帰するように構成されているため、操作レバーを戻
してきた際に、メータイン、メータアウトが閉じた状態
でアンロード弁が閉じてしまうような状況にならず、ポ
ンプ圧力が異常に上昇することがないようになってい
る。
【００２６】次に、図６を参照しながらハンチング現象
の防止方法について説明する。いま、フロントアタッチ
メントの姿勢が慣性モーメント小である状況にあり、オ
ペレータが過大な加減速度を受けた場合を想定する。す
なわち、ハンチング現象を引き起こしやすい操作レバー
の操作量、具体的には遅れ領域Ｄ2 内で正弦波状の入力
操作（入力指令信号Ｓ2 ）がなされた場合を想定する。
の防止方法について説明する。いま、フロントアタッチ
メントの姿勢が慣性モーメント小である状況にあり、オ
ペレータが過大な加減速度を受けた場合を想定する。す
なわち、ハンチング現象を引き起こしやすい操作レバー
の操作量、具体的には遅れ領域Ｄ2 内で正弦波状の入力
操作（入力指令信号Ｓ2 ）がなされた場合を想定する。
【００２７】遅れ領域Ｄ2 では同図に示すように、ブリ
ードオフ開口面積が小さく、それにより、ポンプ圧力
（モータメータイン圧力）のアンロード弁２０の開口感
度が高いため、遅れ領域Ｄ2 で急激な開口面積変化があ
ると、急加速の原因となり、ハンチング現象が減衰する
ことなく継続される傾向がある。しかしながら、本発明
では、遅れ領域Ｄ2 については、アンロード弁２０開口
が入力指令に対して遅れを持ち、しかも閉方向のみに働
くように構成されている。従って、時間軸上のある点で
アンロード弁の開口面積を従来のそれと比較すると、大
きな開口面積を有していることになる。上記遅れはバッ
ファとして働くことになり、遅れが無い場合の応答Ｓ3
（図中破線で示す）に比べて極めて振幅が小さい応答Ｓ
4 が得られる。このため、アンロード弁２０開口面積が
小さく、ポンプ圧を立てやすい領域では、過大な加速度
が発生しなくなり、ハンチング現象が抑制される。
ードオフ開口面積が小さく、それにより、ポンプ圧力
（モータメータイン圧力）のアンロード弁２０の開口感
度が高いため、遅れ領域Ｄ2 で急激な開口面積変化があ
ると、急加速の原因となり、ハンチング現象が減衰する
ことなく継続される傾向がある。しかしながら、本発明
では、遅れ領域Ｄ2 については、アンロード弁２０開口
が入力指令に対して遅れを持ち、しかも閉方向のみに働
くように構成されている。従って、時間軸上のある点で
アンロード弁の開口面積を従来のそれと比較すると、大
きな開口面積を有していることになる。上記遅れはバッ
ファとして働くことになり、遅れが無い場合の応答Ｓ3
（図中破線で示す）に比べて極めて振幅が小さい応答Ｓ
4 が得られる。このため、アンロード弁２０開口面積が
小さく、ポンプ圧を立てやすい領域では、過大な加速度
が発生しなくなり、ハンチング現象が抑制される。
【００２８】図７のフローチャートは、油圧モータを制
御するにあたり、フロントアタッチメントの姿勢に応じ
て一次遅れ時定数を変更する制御動作を示したものであ
る。まず、位置センサ２３ａ，２４ａ，２５ａによって
フロントアタッチメントの姿勢が検出され、且つ操作レ
バーのパイロット圧Ｐｉが圧力センサ２２によって検出
されると、検出結果はコントローラ２１に与えられ、コ
ントローラ２１は、その姿勢情報に基づいてフロントア
タッチメントの慣性モーメントＩを計算するとともに、
そのパイロット圧Ｐｉに基づいてコントロールバルブ１
４の指令値Ｃｖを計算する（ステップＳ１）。
御するにあたり、フロントアタッチメントの姿勢に応じ
て一次遅れ時定数を変更する制御動作を示したものであ
る。まず、位置センサ２３ａ，２４ａ，２５ａによって
フロントアタッチメントの姿勢が検出され、且つ操作レ
バーのパイロット圧Ｐｉが圧力センサ２２によって検出
されると、検出結果はコントローラ２１に与えられ、コ
ントローラ２１は、その姿勢情報に基づいてフロントア
タッチメントの慣性モーメントＩを計算するとともに、
そのパイロット圧Ｐｉに基づいてコントロールバルブ１
４の指令値Ｃｖを計算する（ステップＳ１）。
【００２９】次いで、指令値Ｃｖがしきい値Ｔｈ（図３
参照）以上であるかどうかを判断し（ステップＳ２）、
ｙｅｓであれば指令値Ｃｖはプラス方向、すなわち、ア
ンロード弁２０入力信号が大きくなる方向に向かってい
るかどうかを判断し（ステップＳ３）、ｙｅｓであれば
慣性モーメントＩに応じた一次遅れ時定数を演算し（ス
テップＳ４）、得られた結果をアンロード弁指令値Ｃｖ
´として設定し（ステップＳ５）、Ｃｖ´に基づいてア
ンロード弁２０を制御する（ステップＳ６）。なお、ス
テップＳ２においてｎｏであれば、遅れなしの応答に設
定する（ステップＳ７）。
参照）以上であるかどうかを判断し（ステップＳ２）、
ｙｅｓであれば指令値Ｃｖはプラス方向、すなわち、ア
ンロード弁２０入力信号が大きくなる方向に向かってい
るかどうかを判断し（ステップＳ３）、ｙｅｓであれば
慣性モーメントＩに応じた一次遅れ時定数を演算し（ス
テップＳ４）、得られた結果をアンロード弁指令値Ｃｖ
´として設定し（ステップＳ５）、Ｃｖ´に基づいてア
ンロード弁２０を制御する（ステップＳ６）。なお、ス
テップＳ２においてｎｏであれば、遅れなしの応答に設
定する（ステップＳ７）。
【００３０】上記ステップＳ４に示した遅れ量の変更
は、図８に示すように、しきい値を変更することによっ
ても実現することができる。すなわち、コントローラ２
１のＲＯＭ（図示しない）に、予め、慣性モーメントＩ
／しきい値Ｔｈ変換テーブルを記憶しておき、ステップ
Ｓ１にて計算された慣性モーメントＩに対応するしきい
値Ｔｈをその変換テーブルから読み出すように構成する
こともできる（ステップＳ４´）。なお、この変換テー
ブルには、慣性モーメントＩが増加するにつれてしきい
値Ｔｈが一定値から減少していく線Ｔｈ´に相当する情
報が記憶されているものとする。
は、図８に示すように、しきい値を変更することによっ
ても実現することができる。すなわち、コントローラ２
１のＲＯＭ（図示しない）に、予め、慣性モーメントＩ
／しきい値Ｔｈ変換テーブルを記憶しておき、ステップ
Ｓ１にて計算された慣性モーメントＩに対応するしきい
値Ｔｈをその変換テーブルから読み出すように構成する
こともできる（ステップＳ４´）。なお、この変換テー
ブルには、慣性モーメントＩが増加するにつれてしきい
値Ｔｈが一定値から減少していく線Ｔｈ´に相当する情
報が記憶されているものとする。
【００３１】上記ステップＳ４´において、慣性モーメ
ントＩ、すなわち、フロントアタッチメントの姿勢に応
じてしきい値Ｔｈが変更されると、遅れ領域Ｄ2 の範囲
が変更される。すなわち、慣性モーメントＩが小さい場
合には、過大な加速度が生じる恐れがないため、遅れ領
域Ｄ2 は小さい範囲で足りる。従って、遅れ領域Ｄ2に
切り換える境界としてのしきい値Ｔｈを高く設定するこ
とができる。換言すれば、遅れ領域Ｄ2 を狭くするか、
または排除することができる。
ントＩ、すなわち、フロントアタッチメントの姿勢に応
じてしきい値Ｔｈが変更されると、遅れ領域Ｄ2 の範囲
が変更される。すなわち、慣性モーメントＩが小さい場
合には、過大な加速度が生じる恐れがないため、遅れ領
域Ｄ2 は小さい範囲で足りる。従って、遅れ領域Ｄ2に
切り換える境界としてのしきい値Ｔｈを高く設定するこ
とができる。換言すれば、遅れ領域Ｄ2 を狭くするか、
または排除することができる。
【００３２】なお、本発明において遅れを持って作動さ
せる場合、上記した一次遅れ時定数を用いた制御に限ら
ず、コントローラ２１の遅れ要素としてレートリミッタ
を用い、フロントアタッチメントの姿勢に応じてこのレ
ートリミッタの制限レートを変化させるようにしてもよ
い。一次遅れ時定数を小さくすることは、上記レートリ
ミッタで構成した場合においては変化速度制限値を大き
くとること、或いは制限無し（無限大）に相当する。
せる場合、上記した一次遅れ時定数を用いた制御に限ら
ず、コントローラ２１の遅れ要素としてレートリミッタ
を用い、フロントアタッチメントの姿勢に応じてこのレ
ートリミッタの制限レートを変化させるようにしてもよ
い。一次遅れ時定数を小さくすることは、上記レートリ
ミッタで構成した場合においては変化速度制限値を大き
くとること、或いは制限無し（無限大）に相当する。
【００３３】また、本発明は、上記した油圧ショベルに
限らず、油圧クレーン等のように油圧装置を搭載し油圧
モータを駆動源とする任意の作業機械に適用することが
できる。
限らず、油圧クレーン等のように油圧装置を搭載し油圧
モータを駆動源とする任意の作業機械に適用することが
できる。
【００３４】
【発明の効果】上記説明から明かなように本発明によれ
ば、フロントアタッチメントの姿勢が小慣性モーメント
時において急加速動作を防止することができるととも
に、ハンチングを抑制することができる。また、ポンプ
流量を最大限に利用してトルク不足が発生しないように
構成されているため、掘削作業や旋回力による押し付
け、床均し等の作業を支障なく行うことができる。
ば、フロントアタッチメントの姿勢が小慣性モーメント
時において急加速動作を防止することができるととも
に、ハンチングを抑制することができる。また、ポンプ
流量を最大限に利用してトルク不足が発生しないように
構成されているため、掘削作業や旋回力による押し付
け、床均し等の作業を支障なく行うことができる。
【図１】本発明の実施形態に係る油圧モータ制御装置の
回路構成図である。
回路構成図である。
【図２】本発明に係る操作レバー位置とコントロールバ
ルブの開口面積の関係を示すグラフである。
ルブの開口面積の関係を示すグラフである。
【図３】本発明に係るアンロード弁の入力信号と開口面
積の関係を示すグラフである。
積の関係を示すグラフである。
【図４】操作レバーを静的動作させた場合の開口面積特
性を示すグラフである。
性を示すグラフである。
【図５】本発明における遅れ量の変更方法を説明するグ
ラフである。
ラフである。
【図６】本発明に係るハンチング抑制効果を説明するグ
ラフである。
ラフである。
【図７】本発明の油圧モータ制御装置の動作を説明する
フローチャートである。
フローチャートである。
【図８】本発明における遅れ量の他の変更方法を説明す
るグラフである。
るグラフである。
【図９】従来の油圧モータ制御装置の回路構成図であ
る。
る。
１１ 旋回モータ １２ 油圧ポンプ １３ エンジン １４ コントロールバルブ １５，１６ パイロット弁 １７ リリーフ弁 １８ 補助油圧ポンプ ２０ アンロード弁 ２１ コントローラ ２２ 圧力センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 樋口 史一 広島市安佐南区祇園３丁目12番４号 油谷 重工株式会社内 (72)発明者 但馬 一治 広島市安佐南区祇園３丁目12番４号 油谷 重工株式会社内 Ｆターム(参考） 2D003 AA01 AA06 AB02 AC06 AC07 BA02 BA08 BB02 CA03 DA03 DA04 DB02 DB04 DB07 3H089 AA64 BB07 BB10 BB15 CC08 DB07 DB46 DB49 EE01 EE06 EE32 FF03 FF05 GG02 JJ02 JJ08
Claims (3)
- 【請求項１】 作業機械の油圧モータを制御する制御装
置において、 前記油圧モータの作動を制御するコントロールバルブ
と、 該コントロールバルブに対する作動指令を出力する操作
手段と、 前記油圧モータに向かう流量の一部をタンクにバイパス
する管路に設けられ、前記コントロールバルブの作動に
対し、遅れ無しに作動する領域と遅れを持って作動する
領域とを有する流量制御弁と、 前記作業機械における作業装置の姿勢を検出する検出手
段と、 前記操作手段の操作量に応じて前記領域を切り換えると
ともに、前記遅れを持って作動する領域に切り換えた際
に前記検出手段によって検出された前記作業装置の姿勢
に応じて前記遅れ量を変更する制御手段と、 を備えたことを特徴とする作業機械の油圧モータ制御装
置。 - 【請求項２】 前記制御手段は、前記操作手段による操
作が戻し方向である場合に、前記遅れを解除するように
構成されている請求項１記載の油圧モータ制御装置。 - 【請求項３】 前記制御手段は、前記作業装置の姿勢に
応じて遅れ領域の範囲を変更するように構成されている
請求項１または２に記載の油圧モータ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17169198A JP4028090B2 (ja) | 1998-06-18 | 1998-06-18 | 作業機械の油圧モータ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17169198A JP4028090B2 (ja) | 1998-06-18 | 1998-06-18 | 作業機械の油圧モータ制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000008423A true JP2000008423A (ja) | 2000-01-11 |
| JP4028090B2 JP4028090B2 (ja) | 2007-12-26 |
Family
ID=15927913
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17169198A Expired - Fee Related JP4028090B2 (ja) | 1998-06-18 | 1998-06-18 | 作業機械の油圧モータ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4028090B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6732513B2 (en) | 2001-09-28 | 2004-05-11 | Kobelco Construction Machinery Co., Ltd. | Rotating control circuit |
| WO2019039294A1 (ja) * | 2017-08-24 | 2019-02-28 | 日立建機株式会社 | 油圧式作業機械 |
| JP2020159048A (ja) * | 2019-03-26 | 2020-10-01 | 住友建機株式会社 | 作業機械 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH05156665A (ja) * | 1991-12-09 | 1993-06-22 | Komatsu Ltd | 建設機械の制御装置 |
| JPH05332318A (ja) * | 1992-06-04 | 1993-12-14 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 旋回モータの制御装置 |
| JPH06313326A (ja) * | 1993-04-30 | 1994-11-08 | Komatsu Ltd | アクチュエータ制御装置 |
| JPH08105076A (ja) * | 1994-10-06 | 1996-04-23 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 旋回式作業機の旋回制御装置 |
| JPH08177085A (ja) * | 1994-12-26 | 1996-07-09 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 建設機械の操作システム |
| JPH1077660A (ja) * | 1996-09-04 | 1998-03-24 | Kobe Steel Ltd | アクチュエータの制御方法および同装置 |
| JPH10147959A (ja) * | 1996-11-20 | 1998-06-02 | Yutani Heavy Ind Ltd | 油圧モータの制御装置 |
-
1998
- 1998-06-18 JP JP17169198A patent/JP4028090B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2019039208A (ja) * | 2017-08-24 | 2019-03-14 | 日立建機株式会社 | 油圧式作業機械 |
| US10801524B2 (en) | 2017-08-24 | 2020-10-13 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Hydraulic work machine |
| JP2020159048A (ja) * | 2019-03-26 | 2020-10-01 | 住友建機株式会社 | 作業機械 |
| JP7227817B2 (ja) | 2019-03-26 | 2023-02-22 | 住友建機株式会社 | 作業機械 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4028090B2 (ja) | 2007-12-26 |
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