JP3510114B2 - 作業機の制御方法およびその制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子制御式ロード
センシング油圧システムを搭載した作業機の制御方法お
よびその制御装置に関する。
センシング油圧システムを搭載した作業機の制御方法お
よびその制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図６に油圧ショベル等の作業機に搭載さ
れている従来の電子制御式ロードセンシング油圧システ
ムの一例を示す。
れている従来の電子制御式ロードセンシング油圧システ
ムの一例を示す。
【０００３】図６において、１は作業機に搭載された原
動機であり、この原動機１で駆動される可変容量型の油
圧ポンプ２は、ポンプ吐出流量を制御する斜板制御機構
2aを備えている。この油圧ポンプ２の吐出口には、この
油圧ポンプ２から供給される圧油の方向を切換えるコン
トロールバルブ３，４の入口ポートが接続されている。
動機であり、この原動機１で駆動される可変容量型の油
圧ポンプ２は、ポンプ吐出流量を制御する斜板制御機構
2aを備えている。この油圧ポンプ２の吐出口には、この
油圧ポンプ２から供給される圧油の方向を切換えるコン
トロールバルブ３，４の入口ポートが接続されている。
【０００４】このコントロールバルブ３，４の出口ポー
トには、コントロールバルブ３，４の圧力降下、すなわ
ちコントロールバルブ３，４の入口と出口との差圧を一
定に保持するための圧力補償弁5a，5b，6a，6bを介し
て、油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ７，８が
接続されている。
トには、コントロールバルブ３，４の圧力降下、すなわ
ちコントロールバルブ３，４の入口と出口との差圧を一
定に保持するための圧力補償弁5a，5b，6a，6bを介し
て、油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ７，８が
接続されている。
【０００５】油圧ポンプ２からコントロールバルブ３，
４の入口ポートに至る管路には、コントロールバルブ
３，４の中立状態時に油圧ポンプ２の圧油を逃がすアン
ロードバルブ９が接続されている。
４の入口ポートに至る管路には、コントロールバルブ
３，４の中立状態時に油圧ポンプ２の圧油を逃がすアン
ロードバルブ９が接続されている。
【０００６】二つのコントロールバルブ３，４の図面上
中央のポートに、配管Ｌ1 ，Ｌ2 を経て、二つのコント
ロールバルブ３，４から導かれる負荷圧の高圧側を選択
するシャトル弁10の入口が接続されている。このシャト
ル弁10の入口はコントロールバルブ３，４の中立位置で
はタンク11に連通されている。
中央のポートに、配管Ｌ1 ，Ｌ2 を経て、二つのコント
ロールバルブ３，４から導かれる負荷圧の高圧側を選択
するシャトル弁10の入口が接続されている。このシャト
ル弁10の入口はコントロールバルブ３，４の中立位置で
はタンク11に連通されている。
【０００７】シャトル弁10の出口は、配管Ｌ3 により、
前記油圧ポンプ２の斜板制御機構2a、前記圧力補償弁5
a，5b，6a，6bおよび前記アンロードバルブ９のそれぞ
れのパイロット操作部に連通されている。
前記油圧ポンプ２の斜板制御機構2a、前記圧力補償弁5
a，5b，6a，6bおよび前記アンロードバルブ９のそれぞ
れのパイロット操作部に連通されている。
【０００８】斜板制御機構2aは、油圧ポンプ２の吐出圧
と、前記シャトル弁10で選択された高圧側の負荷圧（以
降、この負荷圧を「ロードセンシング圧」と称する）お
よびスプリングで設定された圧の和とがバランスするよ
うに制御する制御弁2a1 と、この制御弁2a1 を経た圧油
により作動されて油圧ポンプ２の斜板の傾転角を制御す
るアクチュエータ2a2 とを有する。
と、前記シャトル弁10で選択された高圧側の負荷圧（以
降、この負荷圧を「ロードセンシング圧」と称する）お
よびスプリングで設定された圧の和とがバランスするよ
うに制御する制御弁2a1 と、この制御弁2a1 を経た圧油
により作動されて油圧ポンプ２の斜板の傾転角を制御す
るアクチュエータ2a2 とを有する。
【０００９】また、オペレータが操作する操作器として
の電気ジョイスティック12a ，12bは、これらの電気ジ
ョイスティック12a ，12b の信号に基づいて制御演算を
行うコントローラ13の入力側に接続され、このコントロ
ーラ13の出力側は、コントロールバルブ３，４に装着さ
れた電油変換弁3a，3b，4a，4bに接続されている。
の電気ジョイスティック12a ，12bは、これらの電気ジ
ョイスティック12a ，12b の信号に基づいて制御演算を
行うコントローラ13の入力側に接続され、このコントロ
ーラ13の出力側は、コントロールバルブ３，４に装着さ
れた電油変換弁3a，3b，4a，4bに接続されている。
【００１０】コントロールバルブ３，４は、これらの電
油変換弁3a，3b，4a，4bにより駆動され、油圧ポンプ２
から作業機の油圧シリンダ７，８に供給される作動油を
方向制御および流量制御する。
油変換弁3a，3b，4a，4bにより駆動され、油圧ポンプ２
から作業機の油圧シリンダ７，８に供給される作動油を
方向制御および流量制御する。
【００１１】なお、一方のコントロールバルブ３の電油
変換弁3a，3bは、一方の電気ジョイスティック12a によ
り制御し、また、他方のコントロールバルブ４の電油変
換弁4a，4bは、他方の電気ジョイスティック12b により
制御する。
変換弁3a，3bは、一方の電気ジョイスティック12a によ
り制御し、また、他方のコントロールバルブ４の電油変
換弁4a，4bは、他方の電気ジョイスティック12b により
制御する。
【００１２】図７は従来のコントローラ13の制御ブロッ
ク図を示す。この図７において、前記電気ジョイスティ
ック12a ，12b は、これらの電気ジョイスティック12a
，12b から入力された操作電気信号に基づいて電油変
換弁3a，3b，4a，4bの指令信号を設定する関数発生器14
a ，14b ，15a ，15b に接続され、これらの関数発生器
14a ，14b ，15a ，15b は、電油変換弁3a，3b，4a，4b
を駆動するドライバ16a，16b ，17a ，17b を介して、
電油変換弁3a，3b，4a，4bのそれぞれのソレノイド部に
接続されている。
ク図を示す。この図７において、前記電気ジョイスティ
ック12a ，12b は、これらの電気ジョイスティック12a
，12b から入力された操作電気信号に基づいて電油変
換弁3a，3b，4a，4bの指令信号を設定する関数発生器14
a ，14b ，15a ，15b に接続され、これらの関数発生器
14a ，14b ，15a ，15b は、電油変換弁3a，3b，4a，4b
を駆動するドライバ16a，16b ，17a ，17b を介して、
電油変換弁3a，3b，4a，4bのそれぞれのソレノイド部に
接続されている。
【００１３】上記電子制御式ロードセンシング油圧シス
テムにおいて、電気ジョイスティック12a ，12b を操作
すると、コントローラ13内の関数発生器14a ，14b ，15
a ，15b で電油変換弁3a，3b，4a，4bの指令信号が設定
され、ドライバ16a ，16b ，17a ，17b を介して電油変
換弁3a，3b，4a，4bが駆動され、コントロールバルブ
３，４が駆動される。
テムにおいて、電気ジョイスティック12a ，12b を操作
すると、コントローラ13内の関数発生器14a ，14b ，15
a ，15b で電油変換弁3a，3b，4a，4bの指令信号が設定
され、ドライバ16a ，16b ，17a ，17b を介して電油変
換弁3a，3b，4a，4bが駆動され、コントロールバルブ
３，４が駆動される。
【００１４】コントロールバルブ３，４の駆動により、
油圧シリンダ７，８に圧油が供給されると、コントロー
ルバルブ３，４から配管Ｌ1 ，Ｌ2 で負荷圧がシャトル
弁10に導かれ、このシャトル弁10で高圧側がロードセン
シング圧として選択され、配管Ｌ3 を介して油圧ポンプ
２の斜板制御機構2a、圧力補償弁5a，5b，6a，6bおよび
アンロードバルブ９に導かれる。
油圧シリンダ７，８に圧油が供給されると、コントロー
ルバルブ３，４から配管Ｌ1 ，Ｌ2 で負荷圧がシャトル
弁10に導かれ、このシャトル弁10で高圧側がロードセン
シング圧として選択され、配管Ｌ3 を介して油圧ポンプ
２の斜板制御機構2a、圧力補償弁5a，5b，6a，6bおよび
アンロードバルブ９に導かれる。
【００１５】その結果、シャトル弁10で選択されたロー
ドセンシング圧が、油圧ポンプ２の斜板制御機構2aの制
御弁2a1 に導かれるため、油圧ポンプ２の吐出圧は、ロ
ードセンシング圧よりも規定圧だけ高い圧力に設定され
る。
ドセンシング圧が、油圧ポンプ２の斜板制御機構2aの制
御弁2a1 に導かれるため、油圧ポンプ２の吐出圧は、ロ
ードセンシング圧よりも規定圧だけ高い圧力に設定され
る。
【００１６】また、圧力補償弁5a，5b，6a，6bによりコ
ントロールバルブ３，４の入口と出口の差圧が一定に保
たれ、コントロールバルブ３，４の開放面積に比例して
ポンプ流量が油圧シリンダ７，８に配分される。
ントロールバルブ３，４の入口と出口の差圧が一定に保
たれ、コントロールバルブ３，４の開放面積に比例して
ポンプ流量が油圧シリンダ７，８に配分される。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来の電子制御
式ロードセンシング油圧システムでは、ドライバ16a ，
16b ，17a ，17b 、電油変換弁3a，3b，4a，4bまたはコ
ントロールバルブ３，４の固体差により、油圧シリンダ
７，８が動き始める時の電気ジョイスティック12a ，12
b の信号にばらつきが生じる。
式ロードセンシング油圧システムでは、ドライバ16a ，
16b ，17a ，17b 、電油変換弁3a，3b，4a，4bまたはコ
ントロールバルブ３，４の固体差により、油圧シリンダ
７，８が動き始める時の電気ジョイスティック12a ，12
b の信号にばらつきが生じる。
【００１８】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、操作電気信号により作業機の油圧アクチュエータ
を制御する制御系に介在する要素の固体差により、油圧
アクチュエータが起動する時の操作電気信号にばらつき
が生ずることを防止する作業機の制御方法およびその制
御装置を提供することを目的とする。
ので、操作電気信号により作業機の油圧アクチュエータ
を制御する制御系に介在する要素の固体差により、油圧
アクチュエータが起動する時の操作電気信号にばらつき
が生ずることを防止する作業機の制御方法およびその制
御装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載された発
明は、操作電気信号を関数発生器に入力して関数発生器
より出力された指令値に基いて、作業機の油圧アクチュ
エータを駆動する油圧回路のコントロールバルブを制御
する作業機の制御方法において、負荷側のロードセンシ
ング圧と、コントロールバルブよりタンク側の戻り回路
に生じたコントロールバルブ戻り圧とを検出し、これら
のロードセンシング圧とコントロールバルブ戻り圧との
差圧を演算して、この差圧が立上がった時点を、実際に
油圧アク チュエータが起動した時点として、その時に記
憶された指令値と、前記関数発生器に予め設定された標
準関数における油圧アクチュエータ起動時の指令値との
差により較正偏差を演算し、この較正偏差を標準関数に
加算して関数発生器に修正関数を設定し、この修正関数
により変換された指令値に基いて前記コントロールバル
ブを制御する作業機の制御方法である。
明は、操作電気信号を関数発生器に入力して関数発生器
より出力された指令値に基いて、作業機の油圧アクチュ
エータを駆動する油圧回路のコントロールバルブを制御
する作業機の制御方法において、負荷側のロードセンシ
ング圧と、コントロールバルブよりタンク側の戻り回路
に生じたコントロールバルブ戻り圧とを検出し、これら
のロードセンシング圧とコントロールバルブ戻り圧との
差圧を演算して、この差圧が立上がった時点を、実際に
油圧アク チュエータが起動した時点として、その時に記
憶された指令値と、前記関数発生器に予め設定された標
準関数における油圧アクチュエータ起動時の指令値との
差により較正偏差を演算し、この較正偏差を標準関数に
加算して関数発生器に修正関数を設定し、この修正関数
により変換された指令値に基いて前記コントロールバル
ブを制御する作業機の制御方法である。
【００２０】そして、ロードセンシング圧とコントロー
ルバルブ戻り圧との差圧が立上がった時点で、実際に油
圧アクチュエータが起動した時点を識別し、関数発生器
の修正関数を用いることにより、操作電気信号により作
業機の油圧アクチュエータを制御する制御系に介在する
要素の固体差により生ずる、油圧アクチュエータ起動時
の操作電気信号のばらつきを消去する。
ルバルブ戻り圧との差圧が立上がった時点で、実際に油
圧アクチュエータが起動した時点を識別し、関数発生器
の修正関数を用いることにより、操作電気信号により作
業機の油圧アクチュエータを制御する制御系に介在する
要素の固体差により生ずる、油圧アクチュエータ起動時
の操作電気信号のばらつきを消去する。
【００２１】請求項２に記載された発明は、請求項１記
載の作業機の制御方法において、ロードセンシング圧と
コントロールバルブ戻り圧との差圧が、設定されたゼロ
よりもやや大きな一定の基準圧よりも大きくなった時点
を、差圧が立上がった時点とする制御方法である。
載の作業機の制御方法において、ロードセンシング圧と
コントロールバルブ戻り圧との差圧が、設定されたゼロ
よりもやや大きな一定の基準圧よりも大きくなった時点
を、差圧が立上がった時点とする制御方法である。
【００２２】そして、一定の基準圧を判断基準として、
前記差圧が立上がった状態を判別する。
前記差圧が立上がった状態を判別する。
【００２３】請求項３に記載された発明は、油圧ポンプ
と、操作電気信号を入力する操作器と、この操作器から
発信された操作電気信号に基づき制御演算を行うコント
ローラと、このコントローラの出力側に接続された電油
変換弁と、この電油変換弁により駆動され、油圧ポンプ
から作業機の油圧アクチュエータに供給される作動油を
制御するコントロールバルブと、油圧アクチュエータが
実際に起動した時点を検出する検出器とを具備し、前記
コントローラは、前記操作電気信号と前記電油変換弁へ
の指令値との関係を設定した標準関数を有する関数発生
器と、この関数発生器の出力に基づいて電油変換弁を駆
動するドライバと、較正演算器とを具備した作業機の制
御装置である。前記較正演算器は、前記検出器により検
出された油圧アクチュエータの実際の起動時点での電油
変換弁に対する指令値を記憶し、この記憶された指令値
と、関数発生器の標準関数にて予め設定された油圧アク
チュエータ起動時の指令値との差で較正偏差を演算し、
この較正偏差を標準関数に加算して関数発生器に修正関
数を設定する機能を有する。油圧アクチュエータの起動
時点を検出する検出器は、コントロールバルブの戻り回
路に生じたコントロールバルブ戻り圧を検出する第１の
圧力検出器と、負荷側のロードセンシング圧を検出する
第２の圧力検出器とを具備し、較正演算器は、前記ロー
ドセンシング圧と前記コントロールバルブ戻り圧との差
圧を演算し、この差圧が、ゼロよりもやや高く設定され
た一定の基準圧を上回った時点を、油圧アクチュエータ
の実際の起動時点と判断する制御装置である。
と、操作電気信号を入力する操作器と、この操作器から
発信された操作電気信号に基づき制御演算を行うコント
ローラと、このコントローラの出力側に接続された電油
変換弁と、この電油変換弁により駆動され、油圧ポンプ
から作業機の油圧アクチュエータに供給される作動油を
制御するコントロールバルブと、油圧アクチュエータが
実際に起動した時点を検出する検出器とを具備し、前記
コントローラは、前記操作電気信号と前記電油変換弁へ
の指令値との関係を設定した標準関数を有する関数発生
器と、この関数発生器の出力に基づいて電油変換弁を駆
動するドライバと、較正演算器とを具備した作業機の制
御装置である。前記較正演算器は、前記検出器により検
出された油圧アクチュエータの実際の起動時点での電油
変換弁に対する指令値を記憶し、この記憶された指令値
と、関数発生器の標準関数にて予め設定された油圧アク
チュエータ起動時の指令値との差で較正偏差を演算し、
この較正偏差を標準関数に加算して関数発生器に修正関
数を設定する機能を有する。油圧アクチュエータの起動
時点を検出する検出器は、コントロールバルブの戻り回
路に生じたコントロールバルブ戻り圧を検出する第１の
圧力検出器と、負荷側のロードセンシング圧を検出する
第２の圧力検出器とを具備し、較正演算器は、前記ロー
ドセンシング圧と前記コントロールバルブ戻り圧との差
圧を演算し、この差圧が、ゼロよりもやや高く設定され
た一定の基準圧を上回った時点を、油圧アクチュエータ
の実際の起動時点と判断する制御装置である。
【００２４】そして、油圧アクチュエータが作動停止し
ているときは、前記差圧はゼロとなるので、このゼロよ
りもやや高く設定された基準圧により、油圧アクチュエ
ータの起動状態を判別し、関数発生器の修正関数を用い
ることにより、操作電気信号により作業機の油圧アクチ
ュエータを制御する制御系に介在するドライバ、電油変
換弁、コントロールバルブの固体差により生ずる、油圧
アクチュエータ起動時の操作器の操作電気信号のばらつ
きを消去する。
ているときは、前記差圧はゼロとなるので、このゼロよ
りもやや高く設定された基準圧により、油圧アクチュエ
ータの起動状態を判別し、関数発生器の修正関数を用い
ることにより、操作電気信号により作業機の油圧アクチ
ュエータを制御する制御系に介在するドライバ、電油変
換弁、コントロールバルブの固体差により生ずる、油圧
アクチュエータ起動時の操作器の操作電気信号のばらつ
きを消去する。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、本発明を、図１乃至図５に
示された実施の一形態を参照しながら説明する。
示された実施の一形態を参照しながら説明する。
【００２６】先ず、本発明に係る実施形態の構成を説明
する。図１に示された本発明に係る油圧ショベル等の作
業機に搭載されている電子制御式ロードセンシング油圧
システムの基本的なロードセンシング回路は、図６に示
された従来のロードセンシング回路と同じ構成であるか
ら、同一箇所に同一符号を付して、その説明を省略す
る。
する。図１に示された本発明に係る油圧ショベル等の作
業機に搭載されている電子制御式ロードセンシング油圧
システムの基本的なロードセンシング回路は、図６に示
された従来のロードセンシング回路と同じ構成であるか
ら、同一箇所に同一符号を付して、その説明を省略す
る。
【００２７】前記基本的なロードセンシング回路に加え
て、システム較正のために、前記コントロールバルブ
３，４よりタンク11側に配設された戻り配管に、コント
ロールバルブ３，４からタンク11への戻り回路に生じた
コントロールバルブ戻り圧ＰＴを検出する第１の圧力検
出器18が設けられ、また、シャトル弁10の出口側の配管
Ｌ3 に、このシャトル弁10により選択された高圧側の負
荷圧であるロードセンシング圧ＰＬを検出する第２の圧
力検出器19が設けられ、これらの圧力検出器18，19の信
号出力部がコントローラ23に接続されている。
て、システム較正のために、前記コントロールバルブ
３，４よりタンク11側に配設された戻り配管に、コント
ロールバルブ３，４からタンク11への戻り回路に生じた
コントロールバルブ戻り圧ＰＴを検出する第１の圧力検
出器18が設けられ、また、シャトル弁10の出口側の配管
Ｌ3 に、このシャトル弁10により選択された高圧側の負
荷圧であるロードセンシング圧ＰＬを検出する第２の圧
力検出器19が設けられ、これらの圧力検出器18，19の信
号出力部がコントローラ23に接続されている。
【００２８】このコントローラ23は、操作器としての電
気ジョイスティック12a ，12b より入力された操作電気
信号に応じた電油変換弁指令値を、圧力検出器18，19よ
り入力された圧力信号を監視しながら較正演算して、出
力側に接続されたコントロールバルブ３，４の電油変換
弁3a，3b，4a，4bに駆動指令信号を出力し、コントロー
ルバルブ３，４を駆動して、油圧ポンプ２から油圧アク
チュエータとしての油圧シリンダ７，８に供給される作
動油を制御する。
気ジョイスティック12a ，12b より入力された操作電気
信号に応じた電油変換弁指令値を、圧力検出器18，19よ
り入力された圧力信号を監視しながら較正演算して、出
力側に接続されたコントロールバルブ３，４の電油変換
弁3a，3b，4a，4bに駆動指令信号を出力し、コントロー
ルバルブ３，４を駆動して、油圧ポンプ２から油圧アク
チュエータとしての油圧シリンダ７，８に供給される作
動油を制御する。
【００２９】図２は、前記コントローラ23の制御演算ブ
ロック図を示す。このコントローラ23は、前記電気ジョ
イスティック12a より入力された操作電気信号と前記電
油変換弁3aへの指令値との関係を設定した標準関数を有
する関数発生器14a と、この関数発生器14a の出力に基
づいて電油変換弁3aを駆動するドライバ16a と、関数発
生器14a が有する標準関数を自動修正するための較正演
算器20とを具備している。
ロック図を示す。このコントローラ23は、前記電気ジョ
イスティック12a より入力された操作電気信号と前記電
油変換弁3aへの指令値との関係を設定した標準関数を有
する関数発生器14a と、この関数発生器14a の出力に基
づいて電油変換弁3aを駆動するドライバ16a と、関数発
生器14a が有する標準関数を自動修正するための較正演
算器20とを具備している。
【００３０】この図２において、前記電気ジョイスティ
ック12a は、前記関数発生器14a に接続され、また、前
記コントロールバルブ戻り圧ＰＴを検出する前記圧力検
出器18と、ロードセンシング圧ＰＬを検出する前記圧力
検出器19は、共に較正演算器20に接続されている。さら
に、この較正演算器20には較正演算器20を起動するスイ
ッチ21が接続されている。
ック12a は、前記関数発生器14a に接続され、また、前
記コントロールバルブ戻り圧ＰＴを検出する前記圧力検
出器18と、ロードセンシング圧ＰＬを検出する前記圧力
検出器19は、共に較正演算器20に接続されている。さら
に、この較正演算器20には較正演算器20を起動するスイ
ッチ21が接続されている。
【００３１】較正演算器20は、関数発生器14a に接続さ
れ、関数発生器14a の内部関数を利用したり、修正した
りする。すなわち、較正演算器20は、後で詳細に説明す
る通り、前記ロードセンシング圧ＰＬおよび前記コント
ロールバルブ戻り圧ＰＴに基づいて差圧ΔＰを演算し、
この差圧ΔＰが一定の基準圧を上回った時点の電油変換
弁3aに対する関数発生器14a の指令値を記憶し、この記
憶された指令値と、関数発生器14a の標準関数にて予め
設定された油圧シリンダ起動時の指令値との差で較正偏
差を演算し、この較正偏差を標準関数に加算して関数発
生器14a に修正関数を設定する機能を有する。
れ、関数発生器14a の内部関数を利用したり、修正した
りする。すなわち、較正演算器20は、後で詳細に説明す
る通り、前記ロードセンシング圧ＰＬおよび前記コント
ロールバルブ戻り圧ＰＴに基づいて差圧ΔＰを演算し、
この差圧ΔＰが一定の基準圧を上回った時点の電油変換
弁3aに対する関数発生器14a の指令値を記憶し、この記
憶された指令値と、関数発生器14a の標準関数にて予め
設定された油圧シリンダ起動時の指令値との差で較正偏
差を演算し、この較正偏差を標準関数に加算して関数発
生器14a に修正関数を設定する機能を有する。
【００３２】なお、図２では、一つの電油変換弁3aの制
御演算ブロック図を示しているが、他の電油変換弁3b，
4a，4bについても、関数発生器14a 、ドライバ16a およ
び較正演算器20と同様の制御演算ブロック（図示せず）
が、それぞれ適用される。
御演算ブロック図を示しているが、他の電油変換弁3b，
4a，4bについても、関数発生器14a 、ドライバ16a およ
び較正演算器20と同様の制御演算ブロック（図示せず）
が、それぞれ適用される。
【００３３】そして、前記関数発生器14a に予め設定さ
れた標準関数における油圧シリンダ起動時の電油変換弁
指令値と、実際に油圧シリンダ７が起動した時に記憶さ
れた電油変換弁指令値との差により較正偏差を演算し、
この較正偏差を標準関数に加算して関数発生器14a に修
正関数を設定し、この修正関数により変換された指令値
に基いて前記コントロールバルブ３を制御する。
れた標準関数における油圧シリンダ起動時の電油変換弁
指令値と、実際に油圧シリンダ７が起動した時に記憶さ
れた電油変換弁指令値との差により較正偏差を演算し、
この較正偏差を標準関数に加算して関数発生器14a に修
正関数を設定し、この修正関数により変換された指令値
に基いて前記コントロールバルブ３を制御する。
【００３４】実際に油圧シリンダ７が起動した時点は、
負荷側のロードセンシング圧ＰＬとコントロールバルブ
戻り圧ＰＴとを検出し、これらのロードセンシング圧Ｐ
Ｌとコントロールバルブ戻り圧ＰＴとの差圧ΔＰを演算
し、この差圧ΔＰが立上がった時点を、現実の油圧シリ
ンダ起動時点とする。
負荷側のロードセンシング圧ＰＬとコントロールバルブ
戻り圧ＰＴとを検出し、これらのロードセンシング圧Ｐ
Ｌとコントロールバルブ戻り圧ＰＴとの差圧ΔＰを演算
し、この差圧ΔＰが立上がった時点を、現実の油圧シリ
ンダ起動時点とする。
【００３５】さらに、前記差圧ΔＰが立上がった時点
は、油圧シリンダ７の作動中に前記差圧ΔＰがゼロより
もやや大きな一定の基準圧ΔＰset を設定し、この一定
の基準圧ΔＰset よりも前記差圧ΔＰが大きくなった時
点を、前記差圧ΔＰの立上がり時点とする。
は、油圧シリンダ７の作動中に前記差圧ΔＰがゼロより
もやや大きな一定の基準圧ΔＰset を設定し、この一定
の基準圧ΔＰset よりも前記差圧ΔＰが大きくなった時
点を、前記差圧ΔＰの立上がり時点とする。
【００３６】次に、この作用を、図３乃至図５を参照し
ながら詳細に説明する。
ながら詳細に説明する。
【００３７】図３は、較正演算器20の演算フローチャー
トを示す。この較正演算器20は、スイッチ21がオンで、
かつ電気ジョイスティック12a のみを操作したときに起
動される。
トを示す。この較正演算器20は、スイッチ21がオンで、
かつ電気ジョイスティック12a のみを操作したときに起
動される。
【００３８】（ステップ１）
起動された較正演算器20は、圧力検出器18により検出し
たコントロールバルブ戻り圧ＰＴと、圧力検出器19によ
り検出したロードセンシング圧ＰＬとを読み込むととも
に、関数発生器14a から出力された電油変換弁指令値を
読み込む。
たコントロールバルブ戻り圧ＰＴと、圧力検出器19によ
り検出したロードセンシング圧ＰＬとを読み込むととも
に、関数発生器14a から出力された電油変換弁指令値を
読み込む。
【００３９】（ステップ２）
次に、ロードセンシング圧ＰＬからコントロールバルブ
戻り圧ＰＴを減算して、差圧ΔＰを求める。
戻り圧ＰＴを減算して、差圧ΔＰを求める。
【００４０】図４は、コントロールバルブ３の可動弁体
であるスプールの変位量と、前記差圧ΔＰとの関係を示
す。コントロールバルブ３のスプールが中立状態では、
図１に示されるようにロードセンシング圧ＰＬはタンク
11に導かれていて、ロードセンシング圧ＰＬはコントロ
ールバルブ戻り圧ＰＴと等しくなるので、ロードセンシ
ング圧ＰＬとコントロールバルブ戻り圧ＰＴとの差圧Δ
Ｐはゼロになる。
であるスプールの変位量と、前記差圧ΔＰとの関係を示
す。コントロールバルブ３のスプールが中立状態では、
図１に示されるようにロードセンシング圧ＰＬはタンク
11に導かれていて、ロードセンシング圧ＰＬはコントロ
ールバルブ戻り圧ＰＴと等しくなるので、ロードセンシ
ング圧ＰＬとコントロールバルブ戻り圧ＰＴとの差圧Δ
Ｐはゼロになる。
【００４１】コントロールバルブ３のスプールが動い
て、油圧ポンプ２から吐出された油圧ポンプ圧が油圧シ
リンダ側に供給され、油圧シリンダ７が動き始めると、
油圧シリンダ７の負荷圧がロードセンシング圧となり、
このロードセンシング圧ＰＬがコントロールバルブ戻り
圧ＰＴよりも大きくなり、図４に示されるように前記差
圧ΔＰが立上がる。
て、油圧ポンプ２から吐出された油圧ポンプ圧が油圧シ
リンダ側に供給され、油圧シリンダ７が動き始めると、
油圧シリンダ７の負荷圧がロードセンシング圧となり、
このロードセンシング圧ＰＬがコントロールバルブ戻り
圧ＰＴよりも大きくなり、図４に示されるように前記差
圧ΔＰが立上がる。
【００４２】ここで、便宜上、ゼロよりも若干大きい一
定の基準圧ΔＰset を予め設定しておく。
定の基準圧ΔＰset を予め設定しておく。
【００４３】（ステップ３）
図３に示すように、前記差圧ΔＰを、前記基準圧ΔＰse
t と比較する。
t と比較する。
【００４４】（ステップ４）
前記差圧ΔＰがゼロである場合のように、（差圧ΔＰ）
＜（基準圧ΔＰset ）の場合は、フラグをゼロに設定し
て次の演算サイクルに移る。
＜（基準圧ΔＰset ）の場合は、フラグをゼロに設定し
て次の演算サイクルに移る。
【００４５】（ステップ５）
一方、前記ステップ３において、前記差圧ΔＰが立上が
った場合、すなわち、（差圧ΔＰ）＞（基準圧ΔＰset
）の場合は、フラグが１か否かを判断し、この場合は
フラグがゼロであるから次のステップ６に進む。
った場合、すなわち、（差圧ΔＰ）＞（基準圧ΔＰset
）の場合は、フラグが１か否かを判断し、この場合は
フラグがゼロであるから次のステップ６に進む。
【００４６】（ステップ６）
フラグを１に設定するとともに、そのときの電油変換弁
3aに対する指令値Ｓoを記憶する。
3aに対する指令値Ｓoを記憶する。
【００４７】（ステップ７）
次の演算サイクルでは、ステップ３にて、（差圧ΔＰ）
＞（基準圧ΔＰset ）であるから、ステップ５に進み、
さらにこのステップ５で、フラグが１にセットされてい
るからステップ７に進み、関数発生器14a の標準関数に
て予め設定された油圧シリンダ起動時の電油変換弁指令
値Ｓset と、ステップ６で記憶された電油変換弁指令値
Ｓo との差から較正偏差ΔＳを演算し、較正演算ルーチ
ンから出て、較正演算を終了する。
＞（基準圧ΔＰset ）であるから、ステップ５に進み、
さらにこのステップ５で、フラグが１にセットされてい
るからステップ７に進み、関数発生器14a の標準関数に
て予め設定された油圧シリンダ起動時の電油変換弁指令
値Ｓset と、ステップ６で記憶された電油変換弁指令値
Ｓo との差から較正偏差ΔＳを演算し、較正演算ルーチ
ンから出て、較正演算を終了する。
【００４８】上記の較正偏差ΔＳは、図５に示すように
関数発生器14a にて標準関数Ｆに加算され、標準関数Ｆ
を較正偏差ΔＳだけ縦軸方向へ平行移動した修正関数Ｆ
α（＝Ｆ＋ΔＳ）が設定される。そして、この修正関数
Ｆαが関数発生器14a における通常の作動時の関数とし
て用いられる。
関数発生器14a にて標準関数Ｆに加算され、標準関数Ｆ
を較正偏差ΔＳだけ縦軸方向へ平行移動した修正関数Ｆ
α（＝Ｆ＋ΔＳ）が設定される。そして、この修正関数
Ｆαが関数発生器14a における通常の作動時の関数とし
て用いられる。
【００４９】以上の較正演算で得られた関数発生器14a
の修正関数Ｆαを用いることにより、操作電気信号によ
り作業機の油圧シリンダ７を制御する制御系に介在する
ドライバ16a 、電油変換弁3a、コントロールバルブ３の
固体差により油圧シリンダ７の動き始める時の電気ジョ
イスティック12a の操作電気信号のばらつきを消去す
る。
の修正関数Ｆαを用いることにより、操作電気信号によ
り作業機の油圧シリンダ７を制御する制御系に介在する
ドライバ16a 、電油変換弁3a、コントロールバルブ３の
固体差により油圧シリンダ７の動き始める時の電気ジョ
イスティック12a の操作電気信号のばらつきを消去す
る。
【００５０】同様に、ドライバ16b 、電油変換弁3b、コ
ントロールバルブ３の固体差により油圧シリンダ７の動
き始める時の電気ジョイスティック12a の信号のばらつ
きを消去し、また、ドライバ17a 、電油変換弁4a、コン
トロールバルブ４の固体差により油圧シリンダ８の動き
始める時の電気ジョイスティック12b の信号のばらつき
を消去し、さらに、ドライバ17b 、電油変換弁4b、コン
トロールバルブ４の固体差により油圧シリンダ８の動き
始める時の電気ジョイスティック12b の信号のばらつき
を消去する。
ントロールバルブ３の固体差により油圧シリンダ７の動
き始める時の電気ジョイスティック12a の信号のばらつ
きを消去し、また、ドライバ17a 、電油変換弁4a、コン
トロールバルブ４の固体差により油圧シリンダ８の動き
始める時の電気ジョイスティック12b の信号のばらつき
を消去し、さらに、ドライバ17b 、電油変換弁4b、コン
トロールバルブ４の固体差により油圧シリンダ８の動き
始める時の電気ジョイスティック12b の信号のばらつき
を消去する。
【００５１】なお、図示された実施形態では、油圧シリ
ンダ７，８の起動時点を検出する検出器として、コント
ロールバルブ戻り圧ＰＴを検出する圧力検出器18と、ロ
ードセンシング圧ＰＬを検出する圧力検出器19とを例示
し、ロードセンシング圧ＰＬとコントロールバルブ戻り
圧ＰＴとの差圧ΔＰの立上がりにより油圧シリンダ７，
８の起動時点を検出しているが、この油圧シリンダ７，
８の起動時点を検出する検出器の他の実施形態として、
例えば、油圧ポンプ２とコントロールバルブ３，４との
間のポンプ吐出管路に、ポンプ吐出圧を検出するポンプ
吐出圧センサ（図示せず）を設け、このポンプ吐出圧セ
ンサの検出値が設定値より高くなる時点をもって、油圧
シリンダ７，８が実際に起動した時点として処理しても
良い。
ンダ７，８の起動時点を検出する検出器として、コント
ロールバルブ戻り圧ＰＴを検出する圧力検出器18と、ロ
ードセンシング圧ＰＬを検出する圧力検出器19とを例示
し、ロードセンシング圧ＰＬとコントロールバルブ戻り
圧ＰＴとの差圧ΔＰの立上がりにより油圧シリンダ７，
８の起動時点を検出しているが、この油圧シリンダ７，
８の起動時点を検出する検出器の他の実施形態として、
例えば、油圧ポンプ２とコントロールバルブ３，４との
間のポンプ吐出管路に、ポンプ吐出圧を検出するポンプ
吐出圧センサ（図示せず）を設け、このポンプ吐出圧セ
ンサの検出値が設定値より高くなる時点をもって、油圧
シリンダ７，８が実際に起動した時点として処理しても
良い。
【００５２】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、ロードセ
ンシング圧とコントロールバルブ戻り圧との差圧が立上
がった時点により、実際に油圧アクチュエータが起動し
た時点を確実に識別でき、そして、関数発生器に予め設
定された標準関数における油圧アクチュエータ起動時の
指令値と、実際に油圧アクチュエータが起動した時に記
憶された指令値との差により較正偏差を演算し、この較
正偏差を標準関数に加算して関数発生器に修正関数を設
定し、この修正関数により変換された指令値に基いてコ
ントロールバルブを制御するから、関数発生器の修正関
数を用いて、関数発生器と油圧アクチュエータとの間に
介在するコントロールバルブなどの固体差により生ず
る、油圧アクチュエータ起動時の操作電気信号のばらつ
きを消去でき、均一な操作性を確保できる。
ンシング圧とコントロールバルブ戻り圧との差圧が立上
がった時点により、実際に油圧アクチュエータが起動し
た時点を確実に識別でき、そして、関数発生器に予め設
定された標準関数における油圧アクチュエータ起動時の
指令値と、実際に油圧アクチュエータが起動した時に記
憶された指令値との差により較正偏差を演算し、この較
正偏差を標準関数に加算して関数発生器に修正関数を設
定し、この修正関数により変換された指令値に基いてコ
ントロールバルブを制御するから、関数発生器の修正関
数を用いて、関数発生器と油圧アクチュエータとの間に
介在するコントロールバルブなどの固体差により生ず
る、油圧アクチュエータ起動時の操作電気信号のばらつ
きを消去でき、均一な操作性を確保できる。
【００５３】請求項２記載の発明によれば、ゼロよりも
やや大きな一定の基準圧を判断基準として、前記差圧が
この基準圧よりも大きくなった時点で、差圧の立上がり
を正確に判別でき、その時点での指令値を記憶して正確
な較正偏差を演算できる。
やや大きな一定の基準圧を判断基準として、前記差圧が
この基準圧よりも大きくなった時点で、差圧の立上がり
を正確に判別でき、その時点での指令値を記憶して正確
な較正偏差を演算できる。
【００５４】請求項３記載の発明によれば、油圧アクチ
ュエータが作動停止しているときは、二つの圧力検出器
でそれぞれ検出されたロードセンシング圧とコントロー
ルバルブ戻り圧との差圧はゼロとなるので、このゼロよ
りもやや高く設定された基準圧により、油圧アクチュエ
ータの起動状態を確実に判別でき、そして、コントロー
ラの較正演算器により、油圧アクチュエータの実際の起
動時点での電油変換弁に対する指令値を記憶し、この記
憶された指令値と、関数発生器の標準関数にて予め設定
された油圧アクチュエータ起動時の指令値との差で較正
偏差を演算し、この較正偏差を標準関数に加算して関数
発生器に修正関数を設定するから、この修正関数を用い
て、関数発生器と油圧アクチュエータとの間に介在する
ドライバ、電油変換弁、コントロールバルブなどの固体
差により生ずる、油圧アクチュエータ起動時における操
作器の操作電気信号のばらつきを消去でき、均一な操作
性を確保できる。
ュエータが作動停止しているときは、二つの圧力検出器
でそれぞれ検出されたロードセンシング圧とコントロー
ルバルブ戻り圧との差圧はゼロとなるので、このゼロよ
りもやや高く設定された基準圧により、油圧アクチュエ
ータの起動状態を確実に判別でき、そして、コントロー
ラの較正演算器により、油圧アクチュエータの実際の起
動時点での電油変換弁に対する指令値を記憶し、この記
憶された指令値と、関数発生器の標準関数にて予め設定
された油圧アクチュエータ起動時の指令値との差で較正
偏差を演算し、この較正偏差を標準関数に加算して関数
発生器に修正関数を設定するから、この修正関数を用い
て、関数発生器と油圧アクチュエータとの間に介在する
ドライバ、電油変換弁、コントロールバルブなどの固体
差により生ずる、油圧アクチュエータ起動時における操
作器の操作電気信号のばらつきを消去でき、均一な操作
性を確保できる。
【図１】本発明に係る作業機の制御装置の実施の一形態
である電子制御式ロードセンシング油圧システムを示す
電気・油圧回路図である。
である電子制御式ロードセンシング油圧システムを示す
電気・油圧回路図である。
【図２】同上油圧システムにおけるコントローラの制御
演算ブロックを示すブロック図である。
演算ブロックを示すブロック図である。
【図３】同上コントローラにおける較正演算器の演算フ
ローを示すフローチャートである。
ローを示すフローチャートである。
【図４】同上油圧システムにおけるコントロールバルブ
のスプール変位量と差圧ΔＰとの関係を示す特性図であ
る。
のスプール変位量と差圧ΔＰとの関係を示す特性図であ
る。
【図５】同上コントローラにおける関数発生器の特性修
正を説明するための特性図である。
正を説明するための特性図である。
【図６】従来の電子制御式ロードセンシング油圧システ
ムの一例を示す電気・油圧回路図である。
ムの一例を示す電気・油圧回路図である。
【図７】従来の油圧システムにおけるコントローラの制
御演算ブロックを示すブロック図である。
御演算ブロックを示すブロック図である。
２ 油圧ポンプ
３，４ コントロールバルブ
3a，3b，4a，4b 電油変換弁
７，８ 油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ
11 タンク
12a ，12b 操作器としての電気ジョイスティック
14a 関数発生器
16a ドライバ
18，19 圧力検出器
20 較正演算器
23 コントローラ
ＰＴ コントロールバルブ戻り圧
ＰＬ ロードセンシング圧
ΔＰ 差圧
ΔＰset 基準圧
Ｓo 指令値
Ｓset 指令値
ΔＳ 較正偏差
Ｆ 標準関数
Ｆα 修正関数
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平４−149604（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−35105（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−280814（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−337003（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F15B 11/00 - 11/22
E02F 9/20 - 9/22
F15B 21/02
Claims (3)
- 【請求項１】 操作電気信号を関数発生器に入力して関
数発生器より出力された指令値に基いて、作業機の油圧
アクチュエータを駆動する油圧回路のコントロールバル
ブを制御する作業機の制御方法において、負荷側のロードセンシング圧と、コントロールバルブよ
りタンク側の戻り回路に生じたコントロールバルブ戻り
圧とを検出し、 これらのロードセンシング圧とコントロールバルブ戻り
圧との差圧を演算して、 この差圧が立上がった時点を、実際に油圧アクチュエー
タが起動した時点として、その時に記憶された指令値
と、 前記関数発生器に予め設定された標準関数における
油圧アクチュエータ起動時の指令値との差により較正偏
差を演算し、 この較正偏差を標準関数に加算して関数発生器に修正関
数を設定し、 この修正関数により変換された指令値に基いて前記コン
トロールバルブを制御することを特徴とする作業機の制
御方法。 - 【請求項２】 ロードセンシング圧とコントロールバル
ブ戻り圧との差圧が、設定されたゼロよりもやや大きな
一定の基準圧よりも大きくなった時点を、差圧が立上が
った時点とすることを特徴とする請求項１記載の作業機
の制御方法。 - 【請求項３】 油圧ポンプと、 操作電気信号を入力する操作器と、 この操作器から発信された操作電気信号に基づき制御演
算を行うコントローラと、 このコントローラの出力側に接続された電油変換弁と、 この電油変換弁により駆動され、油圧ポンプから作業機
の油圧アクチュエータに供給される作動油を制御するコ
ントロールバルブと、 油圧アクチュエータが実際に起動した時点を検出する検
出器とを具備し、 前記コントローラは、 前記操作電気信号と前記電油変換弁への指令値との関係
を設定した標準関数を有する関数発生器と、 この関数発生器の出力に基づいて電油変換弁を駆動する
ドライバと、 前記検出器により検出された油圧アクチュエータの実際
の起動時点での電油変換弁に対する指令値を記憶し、こ
の記憶された指令値と、関数発生器の標準関数にて予め
設定された油圧アクチュエータ起動時の指令値との差で
較正偏差を演算し、この較正偏差を標準関数に加算して
関数発生器に修正関数を設定する較正演算器とを具備
し、 油圧アクチュエータの起動時点を検出する検出器は、 コントロールバルブの戻り回路に生じたコントロールバ
ルブ戻り圧を検出する第１の圧力検出器と、 負荷側のロードセンシング圧を検出する第２の圧力検出
器とを具備し、 較正演算器は、前記ロードセンシング圧と前記コントロ
ールバルブ戻り圧との差圧を演算し、この差圧が、ゼロ
よりもやや高く設定された一定の基準圧を上回った時点
を、油圧アクチュエータの実際の起動時点と判断する こ
とを特徴とする作業機の制御装置。
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| JP20062298A JP3510114B2 (ja) | 1998-07-15 | 1998-07-15 | 作業機の制御方法およびその制御装置 |
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