JP2695336B2 - 土工機における油圧アクチュエータ制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばバックホー等の
土工機における油圧アクチュエータ制御装置に関し、詳
しくは、作業装置を油圧アクチュエータにより駆動する
よう構成するとともに、前記油圧アクチュエータの電磁
式比例流量制御弁の開度を、操作レバーの操作量に応じ
た電流を供給して比例制御する流量制御手段を備えてあ
る土工機における油圧アクチュエータ制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】上記土工機における油圧アクチュエータ
制御装置において、従来では、前記操作レバーの全操作
領域に亘りその操作量に応じた電流を前記電磁式比例流
量制御弁に供給するよう構成してあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記制御装置は、油圧
アクチュエータの制御のための油圧制御弁のスプールを
人為的に操作するのは、操作が重く、行い難い欠点があ
るために、このレバー操作を軽快に行えるようにするた
めに、操作レバーの操作量を電気信号に変換して、供給
電流に対応した開度に比例制御される電磁式比例流量制
御弁を用いて油圧アクチュエータを操作するよう構成し
たものである。ところが、上記従来構造においては、操
作レバーの操作領域の全域に亘り、操作量に応じた電流
を供給して前記電磁式比例流量制御弁を駆動制御するよ
う構成したものであるから、レバー操作の途中において
は、操作位置に対応する電流量、即ちそれに対応する弁
開度に設定され、所望の作業速度を得ることができるけ
れども、例えば作業装置を高速で作動している状態から
急停止するような場合、操作レバーを高速作動域から素
早く中立位置側に操作しても、作業装置が慣性力に起因
して過剰作動したり、電流変化に対して電磁式比例流量
制御弁のスプールの移動が追いつかず応答遅れを生じた
りして、操作レバーの操作通り作業装置が作動せず、所
望の停止位置を越えたり、その手前で停止してしまうこ
とがあり、操縦者の意思に沿わない作動になる欠点があ
った。特に、大重量の作業装置を駆動するときに上記不
具合が顕著となっていた。本発明は上記不具合点を解消
することを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴構成は、冒
頭に記載した土工機における油圧アクチュエータ制御装
置において、前記操作レバーの駆動操作位置からの中立
位置への切り換え操作時において、前記操作レバーによ
る作動領域のうち、高速作動側の所定の領域内における
前記操作レバーの操作速度を検出する操作速度検出手段
を設け、この操作速度検出手段の検出結果が所定値以上
であることを検出したときのみ、電磁式比例流量制御弁
に対して目標電流を時間経過とともに低減させる特性に
従って電流の供給を開始すると共に、この供給の途中に
目標電流より小さい電流を所定の短時間だけ前記電磁式
比例流量制御弁に供給する電流制御手段を備えてある点
にある。

【０００５】

【作用】作業装置を比較的高速作動させている状態から
所定位置で急停止させたいような場合、操作レバーを素
早く駆動操作位置からの中立位置に向けて切り換え操作
すると、油圧アクチュエータへの油圧を制御する電磁式
比例流量制御弁に対して、目標電流に従って電流の供給
が開始されると共に、この供給の途中に目標電流よりも
小さな電流が所定時間供給されるので、電磁式比例流量
制御弁のスプールが絞られる方向に作動する途中に短時
間だけ更に絞られる方向に作動する結果、大重量の慣性
力により過剰作動しようとする作業装置に対してブレー
キとして作用するものとなり、前記小電流の電流値と供
給時間とを適切に設定することで操作レバーの操作感覚
にほぼ合致した停止作動を得ることができる。

【０００６】

【発明の効果】従って、油圧制御弁を電気的に制御する
よう構成することで、レバー操作を軽快に楽に行えるも
のでありながら、高速作動させている作業装置を急停止
させるような場合であっても、制御の応答遅れや慣性力
に起因する過剰作動等を抑制して、操縦操作性に優れた
ものを提供できるに到った。

【０００７】

【実施例】以下、実施例を図面に基いて説明する。図４
に土工機の一例としてのバックホーを示している。この
バックホーは、クローラ走行装置１を備えた走行機台２
に旋回用油圧モータＭの駆動により縦軸芯周りで全旋回
自在に旋回台３を搭載するとともに、旋回台３にバック
ホー装置４〔作業装置の一例〕を連結し、走行機台２に
ドーザ装置５を備えて構成してある。前記バックホー装
置４は、旋回台３に横軸芯周りで上下揺動自在に枢支さ
れるブーム６にアーム７、バケット８を枢支連結すると
ともに、夫々をブームシリンダＣ１、アームシリンダＣ
２、バケットシリンダＣ３により駆動揺動して掘削作業
を行えるよう構成してある。又、ブーム６は、基端部６
ａ、中間部６ｂ及び先端部６ｃに３分割され、夫々を縦
軸芯周りで枢支連結するとともに、基端部６ａと先端部
６ｃとを中間部６ｂと平行なリンク９を介して枢支連結
し、オフセットシリンダＣ４により中間部６ｂを揺動駆
動することでバケット８が平行姿勢を維持しながら左右
方向に移動できるよう構成し、バケット８をブーム基端
部６ａに対して横方向にオフセットして旋回台３上に格
納することで最大旋回径を小さくした状態で旋回作動で
きるよう構成してある。

【０００８】油圧アクチュエータとしての前記ブームシ
リンダＣ１、アームシリンダＣ２、バケットシリンダＣ
３及び旋回油圧モータＭの夫々は、旋回台３上に設けら
れた操縦部１０に配設した十字揺動操作自在な左右一対
の操作レバー１１により制御操作されるよう構成してあ
る。詳述すると、図１に示すように、前記各シリンダＣ
１，Ｃ２，Ｃ３及び旋回モータＭは、夫々電磁式比例流
量制御弁Ｖにより油圧流量を制御するよう構成し、各操
作レバー１１の夫々の操作方向における操作量を４個の
ポテンショメータＰＭにより検出して、この検出操作量
に基づいて制御装置１２が各電磁式比例流量制御弁Ｖに
対する電流供給量を制御するよう構成してある。又、前
記オフセットシリンダＣ４は操作スイッチＳＷの操作に
より予め設定される流量を供給するよう構成されてい
る。前記制御装置１２は、操作レバー１１の操作量に応
じた電流を供給して電磁式比例流量制御弁Ｖの開度を比
例制御する流量制御手段Ａと、操作レバー１１の駆動操
作位置からの中立位置への切り換え操作時において、操
作レバー１１による作動領域のうち、高速作動側の所定
の領域内における操作レバー１１の操作速度が所定値以
上であることを検出したときのみ、電磁式比例流量制御
弁Ｖに対して目標電流を時間経過とともに低減させる特
性に従って電流の供給を開始すると共に、この供給の途
中に目標電流より小さい電流を所定の短時間だけ前記電
磁式比例流量制御弁Ｖに供給する電流制御手段Ｂとを制
御プログラム形式で備えてある。つまり、制御装置１２
は以下にように制御を実行する。

【０００９】以下、油圧アクチュエータの一例としての
ブームシリンダＣ１の駆動制御について説明する。図２
に示すように、操作レバー１１によりレバー操作量を検
出するブーム駆動用ポテンショメータＰＭ〔操作速度検
出手段の一例〕の出力Ｘ１を読み込み、この出力の変化
よりレバー操作速度Ｘ２を演算する〔ステップ１，
２〕。そして、レバー操作位置Ｘ１が所定値ａよりも高
速側の位置であって減速操作が所定速度ｂ以上の速度で
操作された場合には〔ステップ３，４，５〕、演算され
た操作速度Ｘ２より予め定められるマップデータに基づ
いて微小電流Ｉの大きさと供給時間を決定する〔ステッ
プ６〕。そして、電磁式比例流量制御弁Ｖに対して目標
電流が時間経過とともに低減させる特性に従って電流の
供給を開始すると共に、ステップ６によって電流条件が
決定されるとほぼ同時に電磁式比例流量制御弁Ｖに上記
したように決定された微小電流Ｉを所定時間供給する
〔ステップ７，８，９〕。又、上記ステップ３，４，５
における条件に合致せず、ゆっくりレバー操作した場合
等においては、操作レバー１１の操作量に対応してほぼ
比例状態で開度を決定するために予め定められる制御特
性の制御目標電流Ｉｒを電磁式比例流量制御弁Ｖに供給
する〔ステップ１０〕。そして、上記したような制御を
リセットされるまで所定時間毎に繰り返す〔ステップ１
１〕。前記微小電流Ｉは図３に示すように、前記制御目
標電流Ｉｒ〔図において点線で示す〕の大きさよりも極
めて小さい値に設定される。前記ステップ１０により流
量制御手段Ａを構成し、前記ステップ６〜９により電流
制御手段Ｂを構成する。上記したような制御は、ブーム
の制御に限らずその他の油圧アクチュエータの制御に用
いてもよい。

【００１０】〔別実施例〕 前記微小電流Ｉの大きさと供給時間は、上記したように
操作レバー１１の操作位置に応じて変更させるものに代
えて、予め定まる一定値で、かつ、一定時間だけ電磁式
比例流量制御弁Ｖに供給するよう構成してもよい。

【００１１】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
容易にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】制御ブロック図

【図２】制御フローチャート

【図３】制御特性図

【図４】バックホーの側面図

【符号の説明】

４ 作業装置 １１ 操作レバー Ａ 流量制御手段 Ｂ 電流制御手段 ＰＭ 操作速度検出手段 Ｖ 電磁式比例流量制御弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森下 勇太郎 大阪府堺市石津北町64番地 株式会社ク ボタ 堺製造所内 (56)参考文献 特開 平３−176517（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 作業装置（４）を油圧アクチュエータに
   より駆動するよう構成するとともに、前記油圧アクチュ
   エータの電磁式比例流量制御弁（Ｖ）の開度を、操作レ
   バー（１１）の操作量に応じた電流を供給して比例制御
   する流量制御手段（Ａ）を備えてある土工機における油
   圧アクチュエータ制御装置であって、前記操作レバー
   （１１）の駆動操作位置からの中立位置への切り換え操
   作時において、前記操作レバー（１１）による作動領域
   のうち、高速作動側の所定の領域内における前記操作レ
   バー（１１）の操作速度を検出する操作速度検出手段
   （ＰＭ）を設け、この操作速度検出手段（ＰＭ）の検出
   結果が所定値以上であることを検出したときのみ、電磁
   式比例流量制御弁（Ｖ）に対して目標電流を時間経過と
   ともに低減させる特性に従って電流の供給を開始すると
   共に、この供給の途中に目標電流より小さい電流を所定
   の短時間だけ前記電磁式比例流量制御弁（Ｖ）に供給す
   る電流制御手段（Ｂ）を備えてある土工機における油圧
   アクチュエータ制御装置。