JP2002021804A

JP2002021804A - 油圧シリンダの駆動制御装置及びその記録媒体

Info

Publication number: JP2002021804A
Application number: JP2000200851A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Fujishima; 一雄藤島; Hiroshi Watanabe; 洋渡邊; Hiroshi Ogura; 弘小倉; Sadahisa Tomita; 禎▲久▼ 冨田
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2000-07-03
Filing date: 2000-07-03
Publication date: 2002-01-23

Abstract

(57)【要約】【課題】油圧シリンダの駆動制御装置において、作動油
温に係わらず油圧シリンダがストロークエンドに達する
際の衝撃を緩和し、かつ作業性を低下させないようにす
る。【解決手段】バケットシリンダ３ｃがストロークエンド
に近づき、ストローク位置がしきい値Ｌｃｃより小さく
なると、制限信号Ｓ_4ccを選択し、流量制御弁５ｃの電
磁比例制御弁５２ａに制限信号Ｓ_4ccに応じた駆動信号
を出力する。その結果、バケットシリンダ３ｃは減速制
御され、ストローク位置がしきい値Ｌｃｅに達すると停
止する。また、油温が低いときは、しきい値Ｌｃｃ，Ｌ
ｃｅ共大きな値とし、油温が常温にあるときは、しきい
値Ｌｃｃ，Ｌｃｅ共小さな値とし、低温時に電磁比例制
御弁５２ａの応答遅れがあってもバケットシリンダ３ｃ
をストロークエンド前で十分に減速し停止させ、常温時
で電磁比例制御弁５２ａの応答が速いときは、バケット
シリンダ３ｃの不必要が減速制御を回避する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は建設機械の油圧シリ
ンダの駆動制御装置に係わり、特に、油圧シリンダによ
り駆動される作業機を有する建設機械において、油圧シ
リンダのストロークエンド部における衝撃を緩和する油
圧シリンダの駆動制御装置及びその記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、建設機滅や産業機械等に用いられ
る油圧シリンダにおいては、ストロークエンド部に機械
的な油圧クッション機構を設け、ストロークエンド部で
緩衝作用を働かせるようになっている。この従来のクッ
ション機構は種々提案されているが、主な原理はタンク
ヘの戻り油をストロークエンド付近において絞りの入っ
た油路を通って排出することで緩衝作用が働くようにな
っている。

【０００３】一方、このような機械的なクッション機構
に対し、油圧シリンダのストロークを検出し、その結果
に基づいてその油圧シリンダをストロークエンドに近づ
くほど動きが遅くなるよう減速制御する構成が特許２５
７４０５０号公報に提案されている。この提案では油圧
シリンダがストロークエンド付近にあり、かつ、油圧シ
リンダがそのストロークエンド方向に作動していること
を検出手段が検出すると、操作レバー装置の操作信号に
よる指令に優先して操作レバー装置と流量制御弁の間に
設置された電磁比例制御弁を減速制御し、油圧シリンダ
を減速する。一方、油圧シリンダがストロークエンド付
近にあり、かつ、油圧シリンダがそのストロークエンド
方向には作動していないことを検出手段が検出すると、
操作レバー装置の操作信号に対応して電磁比例制御弁を
制御する。このように構成することにより、油圧シリン
ダがストロークエンドに向かう際は速度を落とし滑らか
に衝撃を緩和でき、逆に油圧シリンダがストロークエン
ドから離間するときはレバー操作信号通りの速度で油圧
シリンダを作動させ、迅速な操作を可能としている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術には次のような問題がある。

【０００５】特許２５７４０５０号公報に提案されてい
る発明では、油圧シリンダのストロークがストロークエ
ンドから予め定められたストローク範囲にある時、操作
レバー装置の操作信号がストロークエンド方向に作動す
るのを検出手段が検出し、その検出結果に基づき電磁比
例制御弁を減速制御している。しかし、電磁比例弁は作
動油の油温により応答が大きく変化し、特に低温時には
応答が非常に遅くなる傾向がある。従って、低温時に減
速制御を行った場合、電磁比例制御弁の応答が遅いた
め、油圧シリンダの減速が間に合わず、十分な減速が行
われないままシリンダストロークエンドに達し、その際
に衝撃を発して、この制御の目的である衝撃無く滑らか
に停止させるという機能を果たすことができなくなる。

【０００６】一方、このような不具合を解決するには作
動油の油温が低い場合に合わせて減速制御を行うストロ
ーク範囲を長めに設定することが考えられる。しかし、
このように減速制御を行うストローク範囲を長く設定す
ると、油温が十分に上がった状態では不必要にシリンダ
の減速制御が行われるため、作業性が低下する。

【０００７】本発明の目的は、作動油温に係わらず油圧
シリンダがストロークエンドに達する際の衝撃を緩和す
ることができ、かつ作業性を低下させない油圧シリンダ
の駆動制御装置及びその記録媒体を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】（１）上記目的を達成す
るために、本発明は、油圧シリンダにより駆動される作
業機を有する建設機械における油圧シリンダの駆動制御
装置において、前記油圧シリンダに供給される圧油の流
量を制御する電磁比例制御弁付きの流量制御弁と、前記
油圧シリンダの動作を指令する操作レバー手段と、前記
油圧シリンダのストローク位置を検出する位置検出手段
と、この位置検出手段によって検出されたストローク位
置に基づき、前記油圧シリンダがストロークエンドに近
づくと、前記操作レバー手段の指令に優先して前記油圧
シリンダを減速制御するよう前記電磁比例制御弁に駆動
信号を出力するシリンダ速度制御手段と、前記油圧シリ
ンダを駆動する作動油の温度を検出する作動油温検出手
段と、この作動油温検出手段によって検出された作動油
の油温に応じて、前記シリンダ速度制御手段によって前
記油圧シリンダが減速制御を開始するストローク位置を
演算し変更するシリンダ減速制御位置演算手段とを備え
るものとする。

【０００９】このように作動油温検出手段とシリンダ減
速制御位置演算手段とを設け、作動油の油温に応じてシ
リンダ速度制御手段によって油圧シリンダが減速制御を
開始するストローク位置を演算し変更することにより、
作動油の油温が低く電磁比例制御弁の応答が遅いとき
は、油圧シリンダが減速制御を開始するストローク位置
をストロークエンドから遠い位置とすることができ、こ
れにより電磁比例制御弁の応答遅れにより油圧シリンダ
の減速制御の開始が遅れても、油圧シリンダをストロー
クエンドに達する前に十分に減速できる。また、作動油
の油温が高く電磁比例制御弁の応答が速いときは、油圧
シリンダが減速制御を開始するストローク位置をストロ
ークエンドから近い位置とすることができ、これにより
油圧シリンダをストロークエンドに達する前に減速でき
ると共に、油圧シリンダを不必要に減速制御することが
ないため、作業性の低下も起こらない。従って、作動油
温に係わらず油圧シリンダがストロークエンドに達する
際の衝撃を緩和することができ、かつ作業性を低下させ
ることがない。

【００１０】（２）上記（１）において、好ましくは、
前記シリンダ減速制御位置演算手段は、前記作動油温が
低くなるにしたがって前記減速制御を開始するストロー
ク位置がストロークエンドから遠くなるように前記スト
ローク位置を変更する。

【００１１】これにより上記（１）で述べたように、作
業性を低下させずに、作動油温に係わらず油圧シリンダ
がストロークエンドに達する際の衝撃を緩和することが
できる。

【００１２】（３）また、上記（１）において、好まし
くは、前記シリンダ速度制御手段は、前記油圧シリンダ
がストロークエンドに近づくとき、前記油圧シリンダを
減速後、ストロークエンドの直前で停止させるよう減速
制御し、前記シリンダ減速制御位置演算手段は、前記作
動油温検出手段によって検出された作動油温に基づき、
前記油圧シリンダが減速制御を開始するストローク位置
と前記油圧シリンダが停止するストローク位置の両方を
演算し変更する。

【００１３】これにより油圧シリンダが減速後停止する
ストローク位置も、減速制御を開始するストローク位置
と同様に調整でき、作動油の油温が低いときは電磁比例
制御弁の応答が遅れても油圧シリンダがストロークエン
ドに達する前に油圧シリンダを減速制御後に停止させる
ことができ、作動油の油温が高いときは油圧シリンダを
不必要に減速制御せずに停止させることができ、作動油
温に係わらず油圧シリンダを減速制御後に停止させ、ス
トロークエンドに達する際の衝撃をより効果的に緩和す
ることができ、かつ作業性を低下させることがない。

【００１４】（４）また、上記目的を達成するために、
本発明は、油圧シリンダにより駆動される作業機を有す
る建設機械において、電磁比例制御弁付きの流量制御弁
によって前記油圧シリンダに供給される圧油の流量を制
御し、前記油圧シリンダを駆動制御するときのストロー
クエンド部における衝撃を緩和するプログラムを記録し
た記録媒体において、前記プログラムは、コンピュータ
に、位置検出手段によって検出されたストローク位置に
基づき、前記油圧シリンダがストロークエンドに近づく
とき、操作レバー手段の指令に優先して前記油圧シリン
ダを減速制御するよう前記電磁比例制御弁に駆動信号を
出力させると共に、作動油温検出手段によって検出され
た作動油の油温に応じて、前記油圧シリンダが減速制御
を開始するストローク位置を演算させ変更させるものと
する。

【００１５】これにより上記（１）で述べたように、作
動油温に係わらず油圧シリンダがストロークエンドに達
する際の衝撃を緩和することができ、かつ作業性を低下
させることがない。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を油圧ショベルに適
用した場合の実施の形態を図１〜図７により説明する。

【００１７】図１は本発明の一実施の形態による油圧シ
リンダの駆動制御装置を備えた、油圧ショベルに搭載さ
れる油圧駆動装置を示す図であり、この油圧駆動装置
は、油圧ポンプ２と、この油圧ポンプ２からの圧力によ
り駆動されるブームシリンダ３ａ、アームシリンダ３
ｂ、バケットシリンダ３ｃ、旋回モータ３ｄ及び左右の
走行モータ３ｅ，３ｆを含む複数の油圧アクチュエータ
と、これら油圧アクチュエータ３ａ〜３ｆのそれぞれに
対応して設けられた複数の操作レバー装置４ａ〜４ｆ
と、駆動信号によって制御され、油圧アクチュエータ３
ａ〜３ｆに供給される圧油の流量を御御する複数の流量
制御弁５ａ〜５ｆと、油圧ポンプ２と流量制御弁５ａ〜
５ｆの間の圧力が設定値以上になった場合に開くリリー
フ弁６とを備えている。

【００１８】本実施の形態において、操作レバー装置４
ａ〜４ｆぱ操作信号として電気信号を出力する電気レバ
ー装置であり、その電気信号（操作信号）は制御ユニッ
ト７に入力される。流量制御弁５ａ〜５ｆは駆動信号と
して制御ユニット７からの電気信号を入力し、この電気
信号をパイロット圧に変換する電気油圧変換手段、例え
ば電磁比例制御弁５０ａ，５０ｂ〜５５ａ，５５ｂを備
えた電気・油圧操作方式の弁である。

【００１９】油圧ショベルの外観を図２に示す。油圧シ
ョベルは、垂直方向にそれぞれ回動するブーム１ａ、ア
ーム１ｂ及びバケット１ｃからなる多関節型のフロント
装置１Ａと、上部旋回体１ｄ及び下部走行体１ｅからな
る車体１Ｂとで構成され、フロント装置１Ａのブーム１
ａの基端は上部旋回体１ｄの前部に支持されている。ブ
ーム１ａ、アーム１ｂ、バケット１ｃ、上部旋回体１ｄ
及び下部走行体１ｅはそれぞれブームシリンダ３ａ、ア
ームシリンダ３ｂ、バケットシリンダ３ｃ、旋回モータ
３ｄ及び左右の走行モータ３ｅ，３ｆによりそれぞれ駆
動され、それらの動作は上記操作レバー装置４ａ〜４ｆ
により指示される。

【００２０】ブームシリンダ３ａ及びアームシリンダ３
ｂの伸び方向及び縮み方向のそれぞれのストロークエン
ド部、及びバケットシリンダ３ｃの伸び方向（バケット
クラウド方向）のストロークエンド部には、絞り通路を
形成する機械的な油圧クッション機構が設けられてい
る。

【００２１】以上のような油圧ショベルに本実施の形態
による油圧シリンダの駆動制御装置が設けられている。
この制御装置は、バケット１ｃの回動支点に設けられ、
バケット１ｃの回動角を検出する角度検出器８と、作動
油温を検出する油温検出器９と、バケット１ｃの泥落と
しモードを選択するモードスイッチ１０と、操作レバー
装置４ａ〜４ｆの操作信号Ｓ_4a〜Ｓ_4f、角度検出器８及
び油温検出器９からの検出信号Ｓ_Ac，Ｓ_To、モードスイ
ッチ１０からの選択信号Ｓ_Mを入力し、電磁比例制御弁
５０ａ，５０ｂ〜５５ａ，５５ｂに駆動信号を出力して
流量制御弁５ａ〜５ｆを制御する上記の制御ユニット７
とから構成されている。図３に制御ユニット７のハード
構成を示す。制御ユニット７は、入力部７１と、マイク
ロコンピュータで構成される中央処理装置（ＣＰＵ）７
２と、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）７３と、ランダ
ムアクセスメモリ（ＲＡＭ）７４と、出力部７５とを有
している。入力部７１は、操作レバー装置４ａ〜４ｆか
らの操作信号Ｓ_4a〜Ｓ_4f、角度検出器８及び油温検出器
９からの検出信号Ｓα_c，Ｓ_To、モードスイッチ１０か
らの選択信号Ｓ_Mを入力し、Ａ／Ｄ変換を行う。ＲＯＭ
７３は、制御プログラム（後述）が記憶された記録媒体
であり、ＣＰＵ７２は、ＲＯＭ７３に記憶された制御プ
ログラムに従って入力部７１から取り入れた信号に対し
て所定の演算処理を行う。ＲＡＭ７４は、演算途中の数
値を一時的に記憶する。出力部７５は、ＣＰＵ７２での
演算結果に応じた出力用の駆動信号を作成し、流量制御
弁５ａ〜５ｆの電磁比例制御弁５０ａ，５０ｂ〜５５
ａ，５５ｂに出力する。

【００２２】図４に制御ユニット７のＲＯＭ７３に記憶
された制御プログラムの概要を機能ブロック図で示す。
制御ユニット７は、操作信号処理部７ａとストロークエ
ンド減速制御部７ｂとを有し、操作信号処理部７ａは操
作信号Ｓ_4a，Ｓ_4b，Ｓ_4d〜Ｓ _4fを流量制御弁５ａ，５
ｂ，５ｄ〜５ｆの電磁比例制御弁５０ａ，５０ｂ；５１
ａ，５１ｂ，５３ａ，５３ｂ〜５５ａ，５５ｂを駆動す
るための電気信号に変換し、ストロークエンド減速制御
部７ｂは、角度検出器８、油温検出器９及びモードスイ
ッチ１０からの信号Ｓα_c，Ｓ_To，Ｓ_Mに基づき、操作信
号Ｓ_4cを流量制御弁５ｃの電磁比例制御弁５２ａ，５２
ｂを駆動するための電気信号に変換するか、操作信号Ｓ
_4cに対し減速制御処理を行うかのいずれかの処理を行
う。

【００２３】ストロークエンド減速制御部７ｂの処理の
詳細を図５に示すフローチャートにより説明する。

【００２４】図５において、まず、手順８０で、モード
スイッチ１０からの選択信号Ｓ_Mがどろ落としモードか
どうかを判断し、Ｙｅｓならば手順１５０にいき、操作
レバー装置４ｃの操作信号Ｓ_4cを出力操作信号Ｓ_4c′と
する。Ｎｏならば手順９０に行く。

【００２５】手順９０では、操作レバー装置４ｃの操作
信号Ｓ_4cがバケットダンプ方向（バケットシリンダ３ｃ
の縮み方向）の操作信号かどうかを判断し、Ｎｏなら
ば、即ち操作信号Ｓ_4cがバケットクラウド方向（バケッ
トシリンダ３ｃの伸び方向）の操作信号であれば手順１
５０に行き、操作レバー装置４ｃの操作信号Ｓ_4cを出力
操作信号Ｓ_4c′とする。Ｙｅｓならば手順１００に行
く。

【００２６】手順１００では、角度検出器８からの信号
Ｓα_cよりバケット１ｃの回動角（バケット角度）αｃ
を演算する。

【００２７】次に手順１１０で、バケット角度αｃより
バケットシリンダ３ｃのバケットダンプ方向（バケット
シリンダ３ｃの縮み方向）のストロークエンドからの距
離（ストローク）Ｌｃを演算する。

【００２８】手順１２０では油温検出器９からの信号Ｓ
_Toより作動油温Ｔｏを演算する。

【００２９】手順１３０において、油温Ｔｏより図６の
関係を用いてバケットシリンダ３ｃの減速制御を開始す
るストローク位置のしきい値Ｌｃｃとバケットシリンダ
３ｃを停止させるストローク位置のしきい値Ｌｃｅを演
算する。

【００３０】ここで、図６の関係は、種々の油温に対し
て十分に減速制御が機能し、ストロークエンドで滑らか
に停止するようＬｃｃ，Ｌｃｅの値を予め予備実験等で
求めおき、これらの値を油温Ｔｏに応じてストローク位
置のしきい値Ｌｃｃ，Ｌｃｅを演算する関係式としてま
とめたものであり、制御ユニット７のＲＯＭ７３に記憶
しておく。また、ストローク位置のしきい値Ｌｃｃ，Ｌ
ｃｅは、Ｌｃｃ＞Ｌｃｅの関係にあり、かつ油温Ｔｏが
低いときはしきい値Ｌｃｃ，Ｌｃｅは大きな値となり、
油温Ｔｏが高くなるに従ってしきい値Ｌｃｃ，Ｌｃｅ共
に小さな値となるように、逆に言えば、油温Ｔｏが低く
なるにしたがってストローク位置のしきい値Ｌｃｃ，Ｌ
ｃｅ共大きな値となるように油温Ｔｏとストローク位置
のしきい値Ｌｃｃ，Ｌｃｅとの関係が設定されている。
図６中、Ｔａは油温がそれ以上高くなるとしきい値Ｌｃ
ｃ，Ｌｃｅがほぼ一定となる油温であり、Ｔａは作動油
の常温以下に設定される。

【００３１】手順１４０では、現在のバケットシリンダ
３ｃのストロークＬｃがＬｃｃより小さいか否かを判断
する。Ｎｏならば手順１５０に行き、操作レバー装置４
ｃの操作信号Ｓ_4cを出力操作信号Ｓ_4c′とする。Ｙｅｓ
ならば手順１６０に行く。

【００３２】手順１６０では、図７に示す関係より、ス
トロークＬｃに対する出力し得る許容最大操作信号とし
て制限信号Ｓ_4ccを演算する。

【００３３】図７において、横軸はバケットシリンダ３
ｃのダンプ方向のストロークエンドからのストロークＬ
ｃであり、左端がストロークエンドである。縦軸はバケ
ットシリンダ３ｃのストロークに対して出力し得る操作
信号の制限信号Ｓ_4ccである。また、横軸のＬｃｃはバ
ケットシリンダ３ｃのストロークエンド付近におけるシ
リンダ減速制御を行う範囲を定める上記のしきい値であ
り、Ｌｃｃより図示左のストロークエンド側の範囲でバ
ケットシリンダ３ｃの減速制御を行う。Ｌｃｅはバケッ
トシリンダ３ｃをストロークエンドの直前で停止させる
範囲を定める上記のしきい値である。また、縦軸のＳma
xは操作信号Ｓ_4cが取り得る最大の制限信号であり、Ｓ
_4c0はストロークエンドの直前でバケットシリンダ３ｃ
を停止させるための制限信号である。

【００３４】ストロークＬｃがしきい値Ｌｃｃよりも大
きい範囲では、制限信号Ｓ_4ccは操作信号Ｓ_4cが取り得
る最大の制限値Ｓmaxであり、ストロークＬｃがしきい
値Ｌｃｃ以下になると、ストロークＬｃが小さくなるに
従い制限信号Ｓ_4ccも小さくなり、ストロークＬｃがＬ
ｃｅ以下になると制限信号Ｓ_4ccはストロークエンドの
直前で停止するための制限値Ｓ_4c0となるように、スト
ロークＬｃと制限信号Ｓ_4ccとの関係が設定されてい
る。

【００３５】手順１７０では、操作レバー装置４ｃの操
作信号Ｓ_4cとストロークＬｃに対応する制限信号Ｓ_4cc
との最小値選択を行い、小さい方を出力操作信号Ｓ_4c′
とする。

【００３６】手順１８０では、手順１５０もしくは手順
１７０で得られた出力用の操作信号Ｓ_4c′に応じた駆動
信号を流量制御弁５ｃの電磁比例制御弁５２ａ又は５２
ｂに出力する。このとき、操作レバー装置４ｃの操作信
号Ｓ_4cがバケットダンプ方向（バケットシリンダ３ｃの
縮み方向）の操作信号であれば、電磁比例制御弁５２ａ
に駆動信号を出力し、操作信号Ｓ_4cがバケットクラウド
方向（バケットシリンダ３ｃの伸び方向）の操作信号で
あれば、電磁比例制御弁５２ｂに駆動信号を出力する。

【００３７】次に、以上のように構成した本実施形態の
動作を説明する。

【００３８】まず、オペレータがモードスイッチ１０を
ＯＮにしてどろ落としモードに設定した場合は、制御ユ
ニット７において選択信号Ｓ_Mがどろ落としモードであ
ると判定され、操作レバー装置４ｃの操作信号Ｓ_4cが出
力操作信号Ｓ_4c′となり、流量制御弁５ｃの電磁比例制
御弁５２ａ又は５２ｂに操作信号Ｓ_4cに応じた駆動信号
が出力される（手順８０→手順１５０→手順１８０）。
その結果、バケットシリンダ３ｃがストロークエンド付
近にあるとき、操作レバー装置４ｃをバケットダンプ方
向（バケットシリンダ３ｃの縮み方向）、バケットクラ
ウド方向（バケットシリンダ３ｃの伸び方向）のいずれ
に操作しても、バケットシリンダ３ｃはストロークエン
ド付近で減速制御されることなく、操作レバー装置４ｃ
の操作信号Ｓ_4c（操作指令）通りに作動し、バケットシ
リンダ３ｃがストロークエンドに達するときの衝撃を利
用したどろ落とし作業を行うことができる。

【００３９】オペレータがモードスイッチ１０をＯＦＦ
にしてどろ落としモードの設定を解除した場合は、制御
ユニット７において選択信号Ｓ_Mがどろ落としモードで
ないと判定され、操作レバー装置４ｃをバケットダンプ
方向（バケットシリンダ３ｃの縮み方向）に操作した場
合、バケットシリンダ３ｃのストローク位置がストロー
クエンドから離れしきい値Ｌｃｃより大きいときは、操
作レバー装置４ｃの操作信号Ｓ_4cが出力操作信号Ｓ_4c′
として選択され、流量制御弁５ｃの電磁比例制御弁５２
ａに操作信号Ｓ_4cに応じた駆動信号が出力される（手順
８０→手順９０→手順１００…→手順１４０→手順１５
０→手順１８０）。その結果、バケットシリンダ３ｃを
操作レバー装置４ｃの操作信号Ｓ_4c（操作指令）通りに
操作することができる。

【００４０】バケットシリンダ３ｃのストローク位置が
ストロークエンドに近づき、しきい値Ｌｃｃより小さく
なると、操作信号の制限信号Ｓ_4ccが出力操作信号
Ｓ_4c′として選択され、流量制御弁５ｃの電磁比例制御
弁５２ａに制限信号Ｓ_4ccに応じた駆動信号が出力され
る（手順８０→手順９０→手順１００…→手順１４０→
手順１６０→手順１７０→手順１８０）。その結果、バ
ケットシリンダ３ｃは出力操作信号Ｓ_4c′に応じて減速
制御され、バケットシリンダ３ｃが更に作動し、ストロ
ーク位置がしきい値Ｌｃｅに達すると、制限信号Ｓ_4cc
はＳ_4c0となり、バケットシリンダ３ｃは停止する。

【００４１】そして、以上の減速、停止制御に際して、
作動油の油温が低く電磁比例制御弁５２ａの応答が遅い
ときは、しきい値Ｌｃｃ，Ｌｃｅ共大きな値となるので
（手順１３０）、電磁比例制御弁５２ａの応答遅れによ
りバケットシリンダ３ｃの減速制御及び停止制御の開始
が遅れても、バケットシリンダ３ｃをストロークエンド
に達する前に十分に減速し停止できる。また、作動油の
油温が常温にあり電磁比例制御弁５２ａの応答が速いと
きは、しきい値Ｌｃｃ，Ｌｃｅ共小さな値となるので
（手順１３０）、バケットシリンダ３ｃをストロークエ
ンドに達する前に減速し停止させることができると共
に、バケットシリンダ３ｃを不必要に減速制御すること
がないため、作業性の低下は起こらない。従って、作動
油温に係わらずバケットシリンダ３ｃがストロークエン
ドに達する際の衝撃を緩和することができ、かつ作業性
を低下させるという不都合も生じない。

【００４２】操作レバー装置４ｃをバケットクラウド方
向（バケットシリンダ３ｃの伸び方向）に操作した場合
は、操作レバー装置４ｃの操作信号Ｓ_4cが出力操作信号
Ｓ_4c′となり、流量制御弁５ｃの電磁比例制御弁５２ｂ
に操作信号Ｓ_4cに応じた駆動信号が出力される（手順８
０→手順９０→手順１５０→手順１８０）。その結果、
バケットシリンダ３ｃを操作レバー装置４ｃの操作信号
Ｓ_4c（操作指令）通りに操作することができる。このと
き、バケットシリンダ３ｃが伸び方向のストロークエン
ドに近づくと、絞り通路を形成する機械的な油圧クッシ
ョン機構により減速され、ストロークエンド部での衝撃
が緩和される。

【００４３】以上のように本実施の形態によれば、バケ
ットシリンダ３ｃがダンプ方向に作動してストロークエ
ンドに達する際の衝撃を、作動油の温度が低いために電
磁比例制御弁５２ａの応答が遅い場合においても、減速
範囲を長く取ることにより緩和することができる。ま
た、作動油が常温の場合は、減速範囲を低温の場合より
も短くなるので、不必要に減速制御することなく、良好
な作業性を得ることができる。

【００４４】なお、本発明は上記の実施の形態に限定さ
れず、種々の変形が可能能である。例えば、操作レバー
装置は電気レバー式でなく、油圧パイロット式でもよ
い。この場合、油圧パイロットラインに電磁比例制御弁
（減圧弁）を介在させ、パイロット圧を減圧することで
油圧シリンダのストロークエンド付近で同様の減速、停
止制御を行うことができる。

【００４５】また、バケットシリンダ３ｃのストローク
位置を検出する手段としてバケット１ｃの回動角を検出
する角度検出器８を用いたが、バケットシリンダ３ｃに
ストロークセンサを取り付けストロークを直接検出して
もよい。

【００４６】また、図６及び図７のストロークエンド付
近の制御範囲はシリンダストロークに対して設定した
が、関節の角度に対して設定してもよい。

【００４７】更に、本実施の形態では減速制御を開始す
るストローク位置のしきい値Ｌｃｃとバケットシリンダ
３ｃを停止させるストローク位置のしきい値Ｌｃｅの両
方を油温によって変えたが、前者のしきい値Ｌｃｃのみ
油温で変えるようにしてもよい。また、バケットシリン
ダ３ｃを停止させるストローク位置のしきい値Ｌｃｅを
設けずに減速制御だけをしてもよい。

【００４８】また、以上の実施の形態では、バケットシ
リンダ３ｃのバケットダンプ方向のストロークエンドに
対してのみ電子制御による減速制御によりストロークエ
ンド部での衝撃を緩和したが、バケットシリンダ３ｃの
バケットクラウド方向のストロークエンドやブームシリ
ンダ３ａ，アームシリンダ３ｂのストロークエンドの任
意のもの又は全てに対して、同様の電子制御による減速
制御を採用してもよい。

【００４９】

【発明の効果】本発明によれば、作動油温に係わらず油
圧シリンダがストロークエンドに達する際の衝撃を緩和
することができ、かつ作業性を低下させることもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態による油圧シリンダの駆
動制御装置を備えた、油圧ショベルに搭載される油圧駆
動装置を示す図である。

【図２】本発明が適用される油圧ショベルの外観を示す
図である。

【図３】図１に示した制御ユニットのハード構成を示す
図である。

【図４】図１に示した制御ユニットの制御プログラムの
概要を示す機能ブロック図である。

【図５】図１に示した制御ユニットの処理機能のうち、
ストロークエンド減速制御部の処理の詳細を示すフロー
チャートである。

【図６】油温とバケットシリンダの減速制御を開始する
ストローク位置のしきい値とバケットシリンダを停止さ
せるストローク位置のしきい値との関係を示す図であ
る。

【図７】バケットシリンダのストロークと出力し得る許
容最大操作信号である制限信号との関係を示す図であ
る。

【符号の説明】

１油圧ショベル（掘削機械）１Ａフロント装置１Ｂ車体１ａブーム１ｂアーム１ｃバケット１ｄ上部旋回体１ｅ下部走行体２油圧ポンプ３ａ〜３ｆ油圧アクチュエータ４ａ〜４ｆ操作レバー装置５ａ〜５ｆ流量制御弁７制御ユニット７ａ操作信号処理部７ｂストロークエンド減速制御部８角度検出器９油温検出器１０モードスイッチ７１入力部７２中央処理装置（ＣＰＵ）７３リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）（記録媒体）７４ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）７５出力部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小倉弘茨城県土浦市神立町650番地日立建機株式会社土浦工場内 (72)発明者冨田禎▲久▼ 茨城県土浦市神立町650番地日立建機株式会社土浦工場内Ｆターム(参考） 2D003 AA01 AB03 AB04 CA02 DA03 DA04 DB04 DB05 DB06 EA00 FA02 3H089 AA60 AA67 BB06 BB15 BB22 CC01 CC08 CC11 DA03 DB03 DB46 DB49 EE15 EE36 FF03 FF12 GG02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】油圧シリンダにより駆動される作業機を有
する建設機械における油圧シリンダの駆動制御装置にお
いて、前記油圧シリンダに供給される圧油の流量を制御する電
磁比例制御弁付きの流量制御弁と、前記油圧シリンダの動作を指令する操作レバー手段と、前記油圧シリンダのストローク位置を検出する位置検出
手段と、この位置検出手段によって検出されたストローク位置に
基づき、前記油圧シリンダがストロークエンドに近づく
と、前記操作レバー手段の指令に優先して前記油圧シリ
ンダを減速制御するよう前記電磁比例制御弁に駆動信号
を出力するシリンダ速度制御手段と、前記油圧シリンダを駆動する作動油の温度を検出する作
動油温検出手段と、この作動油温検出手段によって検出された作動油の油温
に応じて、前記シリンダ速度制御手段によって前記油圧
シリンダが減速制御を開始するストローク位置を演算し
変更するシリンダ減速制御位置演算手段とを備えること
を特徴とする油圧シリンダの駆動制御装置。
【請求項２】請求項１記載の油圧シリンダの駆動制御装
置において、前記シリンダ減速制御位置演算手段は、前
記作動油の油温が低くなるにしたがって前記減速制御を
開始するストローク位置がストロークエンドから遠くな
るように前記ストローク位置を変更することを特徴とす
る油圧シリンダの駆動制御装置。
【請求項３】請求項１記載の油圧シリンダの駆動制御装
置において、前記シリンダ速度制御手段は、前記油圧シ
リンダがストロークエンドに近づくとき、前記油圧シリ
ンダを減速後、ストロークエンドの直前で停止させるよ
う減速制御し、前記シリンダ減速制御位置演算手段は、
前記作動油温検出手段によって検出された作動油の油温
に基づき、前記油圧シリンダが減速制御を開始するスト
ローク位置と前記油圧シリンダが停止するストローク位
置の両方を演算し変更することを特徴とする油圧シリン
ダの駆動制御装置。
【請求項４】油圧シリンダにより駆動される作業機を有
する建設機械において、電磁比例制御弁付きの流量制御
弁によって前記油圧シリンダに供給される圧油の流量を
制御し、前記油圧シリンダを駆動制御するときのストロ
ークエンド部における衝撃を緩和するプログラムを記録
した記録媒体において、前記プログラムは、コンピュータに、位置検出手段によって検出されたストローク位置に基づ
き、前記油圧シリンダがストロークエンドに近づくと
き、操作レバー手段の指令に優先して前記油圧シリンダ
を減速制御するよう前記電磁比例制御弁に駆動信号を出
力させると共に、作動油温検出手段によって検出された
作動油の油温に基づき、前記油圧シリンダが減速制御を
開始するストローク位置を演算させ変更させることを特
徴とする記録媒体。