JPH05196004A - 作業機シリンダの自動クッション制御装置 - Google Patents
作業機シリンダの自動クッション制御装置Info
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- JPH05196004A JPH05196004A JP4027536A JP2753692A JPH05196004A JP H05196004 A JPH05196004 A JP H05196004A JP 4027536 A JP4027536 A JP 4027536A JP 2753692 A JP2753692 A JP 2753692A JP H05196004 A JPH05196004 A JP H05196004A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 5
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
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- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/20—Drives; Control devices
- E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
- E02F9/2203—Arrangements for controlling the attitude of actuators, e.g. speed, floating function
- E02F9/2214—Arrangements for controlling the attitude of actuators, e.g. speed, floating function for reducing the shock generated at the stroke end
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Operation Control Of Excavators (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
- Actuator (AREA)
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 機械式のシリンダクッションを用いずに、静
かで車体ゆれの少ないクッション効果を得ることができ
る作業機シリンダの自動クッション制御装置を提供す
る。 【構成】 作業機シリンダのストローク方向の位置を検
出するシリンダ位置検出手段と、作業機シリンダの伸縮
移動方向を検出する移動方向検出手段と、この両手段か
らの信号により、０＜Ｋ＜１の値をとり、ストロークエ
ンドに近づく方向のときに、ストロークエンドまでの偏
差に応じて１から徐々に０に近づくようなレバー装置の
レバー信号に対するゲインＫを演算するレバーゲイン演
算手段と、レバー装置からの操作指令に、上記レバーゲ
インを乗じる乗算部と、この乗算部の出力により作業機
シリンダの駆動を制御するシリンダ制御手段を有する構
成となっている。
かで車体ゆれの少ないクッション効果を得ることができ
る作業機シリンダの自動クッション制御装置を提供す
る。 【構成】 作業機シリンダのストローク方向の位置を検
出するシリンダ位置検出手段と、作業機シリンダの伸縮
移動方向を検出する移動方向検出手段と、この両手段か
らの信号により、０＜Ｋ＜１の値をとり、ストロークエ
ンドに近づく方向のときに、ストロークエンドまでの偏
差に応じて１から徐々に０に近づくようなレバー装置の
レバー信号に対するゲインＫを演算するレバーゲイン演
算手段と、レバー装置からの操作指令に、上記レバーゲ
インを乗じる乗算部と、この乗算部の出力により作業機
シリンダの駆動を制御するシリンダ制御手段を有する構
成となっている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】油圧ショベル、ホイールローダ等
油圧シリンダにより駆動される建設機械等の作業機にお
ける作業機シリンダの自動クッション制御装置に関する
ものである。
油圧シリンダにより駆動される建設機械等の作業機にお
ける作業機シリンダの自動クッション制御装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来油圧ショベル等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等の作業機では、オ
ペレータのレバー操作によって生じるシリンダストロー
クエンドでのシリンダ端への衝突時のショックを緩和す
るための機械式のクッションが備えられている。しか
し、レバーフル操作でストロークエンドに衝突した場合
など、これまでの機械式クッションでは作業機の慣性力
により完全には速度を吸収できず、衝突時に大きな音が
発生し、車体に振動が生じる。またクッション室に大き
な背圧が立ち、シリンダの耐久性の面で問題があると共
に、構造上コストが高くなる。これらの問題を解決する
ための従来技術としては、特開平２−５７７０３号公報
に示されるように、シリンダ長を検出してこれのストロ
ークエンド近くの設定された危険領域に達したときに、
エンジン回転数や、ポンプの斜板角を小さくしてポンプ
吐出量を低減させることによってシリンダの伸縮速度を
遅くしたり、シリンダ制御バルブを中立に戻してシリン
ダを停止させるものがあった。
駆動される作業機を有する建設機械等の作業機では、オ
ペレータのレバー操作によって生じるシリンダストロー
クエンドでのシリンダ端への衝突時のショックを緩和す
るための機械式のクッションが備えられている。しか
し、レバーフル操作でストロークエンドに衝突した場合
など、これまでの機械式クッションでは作業機の慣性力
により完全には速度を吸収できず、衝突時に大きな音が
発生し、車体に振動が生じる。またクッション室に大き
な背圧が立ち、シリンダの耐久性の面で問題があると共
に、構造上コストが高くなる。これらの問題を解決する
ための従来技術としては、特開平２−５７７０３号公報
に示されるように、シリンダ長を検出してこれのストロ
ークエンド近くの設定された危険領域に達したときに、
エンジン回転数や、ポンプの斜板角を小さくしてポンプ
吐出量を低減させることによってシリンダの伸縮速度を
遅くしたり、シリンダ制御バルブを中立に戻してシリン
ダを停止させるものがあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術のう
ち、エンジン回転数やポンプ吐出量を低減する方法で
は、作業機の各軸にそれぞれエンジンポンプが付いてい
るわけではないので、一軸がストロークエンドに達する
度に他の軸の作業速度が落ちることになり、良好な複合
操作が行なえない。またエンジン、ポンプに対する極め
て高い応答性が要求されるといった問題があった。また
従来技術のうち、制御バルブを中立に戻す方法では、シ
リンダ長が危険領域になると、オペレータのレバー操作
とは無関係にコントローラからバルブを中立に戻す信号
が出力されることから、オペレータの意志とは無関係に
自動減速されてしまう。一般に慣性の大きな軸をフルレ
バーで操作している場合に、これをストロークエンドで
ショックなく停止させるためには、ある程度上記危険領
域を広く取らなければならないが、上記したような方法
では、危険領域内の任意の位置にオペレータフがシリン
ダを停止させることは困難であり、オペの操作可能な作
業機可動領域が減少するという問題があった。
ち、エンジン回転数やポンプ吐出量を低減する方法で
は、作業機の各軸にそれぞれエンジンポンプが付いてい
るわけではないので、一軸がストロークエンドに達する
度に他の軸の作業速度が落ちることになり、良好な複合
操作が行なえない。またエンジン、ポンプに対する極め
て高い応答性が要求されるといった問題があった。また
従来技術のうち、制御バルブを中立に戻す方法では、シ
リンダ長が危険領域になると、オペレータのレバー操作
とは無関係にコントローラからバルブを中立に戻す信号
が出力されることから、オペレータの意志とは無関係に
自動減速されてしまう。一般に慣性の大きな軸をフルレ
バーで操作している場合に、これをストロークエンドで
ショックなく停止させるためには、ある程度上記危険領
域を広く取らなければならないが、上記したような方法
では、危険領域内の任意の位置にオペレータフがシリン
ダを停止させることは困難であり、オペの操作可能な作
業機可動領域が減少するという問題があった。
【０００４】本発明は上記のことにかんがみなされたも
ので、機械式のシリンダクッション機構を用いず、また
クッション時に十分減速させることによって高圧が立た
ず、静かで、車体ゆれの少ないクッション効果を得るこ
とができ、さらにシリンダ本体の耐久性が優れると共
に、構造上のコストを低くすることができるようにした
作業機シリンダの自動クッション制御装置を提供するこ
とを目的とするものである。
ので、機械式のシリンダクッション機構を用いず、また
クッション時に十分減速させることによって高圧が立た
ず、静かで、車体ゆれの少ないクッション効果を得るこ
とができ、さらにシリンダ本体の耐久性が優れると共
に、構造上のコストを低くすることができるようにした
作業機シリンダの自動クッション制御装置を提供するこ
とを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る作業機シリンダの自動クッション制御
装置は、作業機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、作業機シリンダのストローク方向
の位置を検出するシリンダ位置検出手段と、作業機シリ
ンダの伸縮移動方向を検出する移動方向検出手段と、上
記シリンダ位置検出手段及び移動方向検出手段からの信
号により、０＜Ｋ＜１の値をとり、ストロークエンドに
近づく方向のときに、ストロークエンドまでの偏差に応
じて１から徐々に０に近づくようなレバー装置のレバー
信号に対するゲインＫを演算するレバーゲイン演算手段
と、レバー装置からの操作指令に、上記レバーゲインを
乗じる乗算部と、この乗算部の出力により作業機シリン
ダ駆動を制御するシリンダ制御手段を有する構成となっ
ている。また、作業機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、作業機シリンダのストロー
ク方向の位置を検出するシリンダ位置検出手段と、作業
機シリンダの伸縮移動方向を検出する移動方向検出手段
と、上記シリンダ位置検出手段及び移動方向検出手段か
らの信号とレバー装置からのレバー信号を入力してスト
ロークエンドまでの偏差、シリンダ移動方向、レバー信
号の大きさによって決められるシリンダ制御量テーブル
から求められた値を出力するシリンダ制御量演算手段
と、上記シリンダ制御量演算手段からの信号を入力して
作業機シリンダを駆動するシリンダ制御手段を有する構
成となっている。さらに、上記両構成において、シリン
ダ制御手段への信号と、レバー装置からのレバー信号を
選択可能な切換スイッチＳＷを有する構成となってい
る。
に、本発明に係る作業機シリンダの自動クッション制御
装置は、作業機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、作業機シリンダのストローク方向
の位置を検出するシリンダ位置検出手段と、作業機シリ
ンダの伸縮移動方向を検出する移動方向検出手段と、上
記シリンダ位置検出手段及び移動方向検出手段からの信
号により、０＜Ｋ＜１の値をとり、ストロークエンドに
近づく方向のときに、ストロークエンドまでの偏差に応
じて１から徐々に０に近づくようなレバー装置のレバー
信号に対するゲインＫを演算するレバーゲイン演算手段
と、レバー装置からの操作指令に、上記レバーゲインを
乗じる乗算部と、この乗算部の出力により作業機シリン
ダ駆動を制御するシリンダ制御手段を有する構成となっ
ている。また、作業機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、作業機シリンダのストロー
ク方向の位置を検出するシリンダ位置検出手段と、作業
機シリンダの伸縮移動方向を検出する移動方向検出手段
と、上記シリンダ位置検出手段及び移動方向検出手段か
らの信号とレバー装置からのレバー信号を入力してスト
ロークエンドまでの偏差、シリンダ移動方向、レバー信
号の大きさによって決められるシリンダ制御量テーブル
から求められた値を出力するシリンダ制御量演算手段
と、上記シリンダ制御量演算手段からの信号を入力して
作業機シリンダを駆動するシリンダ制御手段を有する構
成となっている。さらに、上記両構成において、シリン
ダ制御手段への信号と、レバー装置からのレバー信号を
選択可能な切換スイッチＳＷを有する構成となってい
る。
【０００６】
【作 用】シリンダ位置検出手段からのシリンダ位置
信号Ｓ及び移動方向検出手段からの方向信号ｄをレバー
ゲイン演算手段に入力し、ストロークエンドまでの距離
Ｌを演算すると共に、方向信号ｄの正負により、ストロ
ークエンドに近づく方向ではその距離Ｌが小さくなるに
従って１．０から０．０に近づくような方向ｄ、距離Ｌ
により決まる予め与えられた関数Ｋ＝ｆ（ｄ，Ｌ）の値
を演算出力する。これをレバー装置からのレバー信号ｑ
に対するゲインとして乗算部において乗じ、出力ｋ・ｑ
をシリンダ制御手段に与えることによって作業機シリン
ダのストロークエンドでのクッション制御が行われる。
これにより、ストロークエンドまでの距離Ｌに応じてレ
バー信号ｑが絞られることになり、作業機シリンダの移
動速度が遅い場合にはストロークエンド距離Ｌの減少が
ゆるやかであるため、レバーゲインＫも同様にゆっくり
と０に近づく。またシリンダ速度が速い場合にはストロ
ークエンド距離Ｌの変化が急激であるため、レバーゲイ
ンＫも急速に０に近づくことから、シリンダクッション
をこのときの速度に応じて速く効かせることができる。
またレバー装置の操作レバーがストロークエンドから離
れる方向に操作された場合は、ストロークエンド距離Ｌ
が大のため、レバーゲインＫが１．０となり通常の操作
ができる。以上により、オペレータはストロークエンド
でのショックを気にすることなく作業機可動範囲内の任
意の位置に作業機を容易に位置決めさせることができ
る。
信号Ｓ及び移動方向検出手段からの方向信号ｄをレバー
ゲイン演算手段に入力し、ストロークエンドまでの距離
Ｌを演算すると共に、方向信号ｄの正負により、ストロ
ークエンドに近づく方向ではその距離Ｌが小さくなるに
従って１．０から０．０に近づくような方向ｄ、距離Ｌ
により決まる予め与えられた関数Ｋ＝ｆ（ｄ，Ｌ）の値
を演算出力する。これをレバー装置からのレバー信号ｑ
に対するゲインとして乗算部において乗じ、出力ｋ・ｑ
をシリンダ制御手段に与えることによって作業機シリン
ダのストロークエンドでのクッション制御が行われる。
これにより、ストロークエンドまでの距離Ｌに応じてレ
バー信号ｑが絞られることになり、作業機シリンダの移
動速度が遅い場合にはストロークエンド距離Ｌの減少が
ゆるやかであるため、レバーゲインＫも同様にゆっくり
と０に近づく。またシリンダ速度が速い場合にはストロ
ークエンド距離Ｌの変化が急激であるため、レバーゲイ
ンＫも急速に０に近づくことから、シリンダクッション
をこのときの速度に応じて速く効かせることができる。
またレバー装置の操作レバーがストロークエンドから離
れる方向に操作された場合は、ストロークエンド距離Ｌ
が大のため、レバーゲインＫが１．０となり通常の操作
ができる。以上により、オペレータはストロークエンド
でのショックを気にすることなく作業機可動範囲内の任
意の位置に作業機を容易に位置決めさせることができ
る。
【０００７】
【実 施 例】本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。図１は本発明の第１の実施例を示すもので、図中１
は作業機シリンダのストローク方向の位置を検出して位
置信号Ｓを出力するシリンダ位置検出手段、２は作業機
シリンダの伸縮の移動方向を検出してその方向信号ｄを
出力する移動方向検出手段、３は上記両信号ｓ、ｄによ
り、０以上、１以下の値をとり、ストロークエンドに近
づく方向のときに、ストロークエンドまでの偏差に応じ
て１から徐々に０に近づく様なレバー信号に対するレバ
ーゲインＫを演算してこれを出力するレバーゲイン演算
手段、４は操作レバー５の回動角に応じた操作指令であ
るレバー信号ｑを出力する作業機用のレバー装置、６は
このレバー信号ｑに上記レバーゲインＫを乗算してシリ
ンダ制御信号Ｋ・ｑを出力する乗算部、７はこのシリン
ダ制御信号Ｋ・ｑにより作業機シリンダの駆動するシリ
ンダ制御手段である。
る。図１は本発明の第１の実施例を示すもので、図中１
は作業機シリンダのストローク方向の位置を検出して位
置信号Ｓを出力するシリンダ位置検出手段、２は作業機
シリンダの伸縮の移動方向を検出してその方向信号ｄを
出力する移動方向検出手段、３は上記両信号ｓ、ｄによ
り、０以上、１以下の値をとり、ストロークエンドに近
づく方向のときに、ストロークエンドまでの偏差に応じ
て１から徐々に０に近づく様なレバー信号に対するレバ
ーゲインＫを演算してこれを出力するレバーゲイン演算
手段、４は操作レバー５の回動角に応じた操作指令であ
るレバー信号ｑを出力する作業機用のレバー装置、６は
このレバー信号ｑに上記レバーゲインＫを乗算してシリ
ンダ制御信号Ｋ・ｑを出力する乗算部、７はこのシリン
ダ制御信号Ｋ・ｑにより作業機シリンダの駆動するシリ
ンダ制御手段である。
【０００８】上記構成において、シリンダ位置検出手段
１からのシリンダ位置信号Ｓ及び移動方向検出手段２か
らの方向信号ｄをレバーゲイン演算手段３に入力し、ス
トロークエンドまでの距離Ｌを演算すると共に、方向信
号ｄの正負により、ストロークエンドから離れる方向で
は１．０となり、ストロークエンドに近づく方向では距
離Ｌが小さくなるにつれ１．０から０．０に近づくよう
な方向信号ｄ、距離Ｌにより決まる予め与えられた関数
Ｋ＝ｆ（ｄ、Ｌ）の値を演算出力する。これをレバー装
置４からのレバー信号ｑに対するゲインとして乗算部５
において乗じ、出力Ｋ・ｑをシリンダ制御手段６に与え
ることによって作業機シリンダのストロークエンドでの
クッション制御を行なうことができる。これにより、ス
トロークエンドまでの距離Ｌに応じてレバー信号ｑが絞
られることになり、作業機シリンダの移動速度が遅い場
合には、ストロークエンド距離Ｌの減少がゆるやかなた
め、レバーゲインＫも同時にゆっくりと０に近づく。ま
たシリンダ速度が速い場合にはストロークエンド距離Ｌ
の変化が急激なため、レバーゲインＫも急速に０に近づ
くことからシリンダクッションを速度に応じて速く効か
せることができる。またレバー装置４のレバーがストロ
ークエンドから離れる方向に操作された場合は、ストロ
ークエンド距離Ｌが大のため、レバーゲインＫが１．０
となり、通常の操作ができる。以上により、オペレータ
はストロークエンドでのショックを気にすることなく作
業機可動範囲内の任意の位置に作業機を容易に位置決め
させることができる。
１からのシリンダ位置信号Ｓ及び移動方向検出手段２か
らの方向信号ｄをレバーゲイン演算手段３に入力し、ス
トロークエンドまでの距離Ｌを演算すると共に、方向信
号ｄの正負により、ストロークエンドから離れる方向で
は１．０となり、ストロークエンドに近づく方向では距
離Ｌが小さくなるにつれ１．０から０．０に近づくよう
な方向信号ｄ、距離Ｌにより決まる予め与えられた関数
Ｋ＝ｆ（ｄ、Ｌ）の値を演算出力する。これをレバー装
置４からのレバー信号ｑに対するゲインとして乗算部５
において乗じ、出力Ｋ・ｑをシリンダ制御手段６に与え
ることによって作業機シリンダのストロークエンドでの
クッション制御を行なうことができる。これにより、ス
トロークエンドまでの距離Ｌに応じてレバー信号ｑが絞
られることになり、作業機シリンダの移動速度が遅い場
合には、ストロークエンド距離Ｌの減少がゆるやかなた
め、レバーゲインＫも同時にゆっくりと０に近づく。ま
たシリンダ速度が速い場合にはストロークエンド距離Ｌ
の変化が急激なため、レバーゲインＫも急速に０に近づ
くことからシリンダクッションを速度に応じて速く効か
せることができる。またレバー装置４のレバーがストロ
ークエンドから離れる方向に操作された場合は、ストロ
ークエンド距離Ｌが大のため、レバーゲインＫが１．０
となり、通常の操作ができる。以上により、オペレータ
はストロークエンドでのショックを気にすることなく作
業機可動範囲内の任意の位置に作業機を容易に位置決め
させることができる。
【０００９】上記図１に示す全体構成において、シリン
ダ位置検出手段１としては、作業機シリンダのストロー
ク長を直動式センサ、例えばリニアポテンショ、あるい
は磁気式、光学式リニアエンコーダなどにより直接検出
するようにしたもの、あるいは両端のストロークエンド
部またはロッド部に超音波距離センサ、あるいはレーザ
距離センサを用いてスロトークエンド距離として検出す
るようにした公知の手段が用いられる。また一般にシリ
ンダストローク長と作業機回転角は一対一に対応してお
り、回転角を検出すれば、幾何学的計算からシリンダ位
置を求めることができる。この場合には、回転式ポテン
ショあるいはロータリエンコーダ等の回転角センサを用
いて作業機姿勢を検出して、シリンダ位置を求める方法
も考えられる。またこれと同様に、作業機姿勢角を傾斜
計を用いて検出する方法も考えられる。
ダ位置検出手段１としては、作業機シリンダのストロー
ク長を直動式センサ、例えばリニアポテンショ、あるい
は磁気式、光学式リニアエンコーダなどにより直接検出
するようにしたもの、あるいは両端のストロークエンド
部またはロッド部に超音波距離センサ、あるいはレーザ
距離センサを用いてスロトークエンド距離として検出す
るようにした公知の手段が用いられる。また一般にシリ
ンダストローク長と作業機回転角は一対一に対応してお
り、回転角を検出すれば、幾何学的計算からシリンダ位
置を求めることができる。この場合には、回転式ポテン
ショあるいはロータリエンコーダ等の回転角センサを用
いて作業機姿勢を検出して、シリンダ位置を求める方法
も考えられる。またこれと同様に、作業機姿勢角を傾斜
計を用いて検出する方法も考えられる。
【００１０】移動方向検出手段２としては、上記シリン
ダ位置検出手段１からの位置信号Ｓを微分あるいは差分
として速度成分を求め、これを方向信号ｄとする方法
や、レバー装置４からのレバー信号ｑを方向信号ｄとす
る方法、あるいは、エンコーダにおいてＡ、Ｂ相パルス
の変化の順番から順方向、逆方向移動を検出する方法が
考えられる。
ダ位置検出手段１からの位置信号Ｓを微分あるいは差分
として速度成分を求め、これを方向信号ｄとする方法
や、レバー装置４からのレバー信号ｑを方向信号ｄとす
る方法、あるいは、エンコーダにおいてＡ、Ｂ相パルス
の変化の順番から順方向、逆方向移動を検出する方法が
考えられる。
【００１１】レバーゲイン演算手段３としては、上記シ
リンダ位置検出手段１と移動方向検出手段２からの位置
信号Ｓ、方向信号ｄを入力し、図２に示すレバーゲイン
演算実施例に示すように、方向信号ｄの正負によりスト
ロークエンドから離れる方向の場合はレバーゲインＫを
Ｋ＝１．０とし、またストロークエンドに近づく方向の
場合は、予め与えられたストロークエンド位置Ｓｅと、
検出位置Ｓの絶対値をストロークエンド距離Ｌとして求
め、このＬによって決まる予め与えられた関数ｆ（Ｌ）
によりそのときのＬに応じたレバーゲインＫ＝ｆ（Ｌ）
を求め、乗算部５へ出力する。またシリンダ両端のスト
ロークエンドに対してクッションを効かせるための実施
例として図３に示すように、図２で示す場合と同様に、
方向信号ｄの正負により移動方向を判断して、近づく方
向のストロークエンド位置Ｓｅ1 またはＳｅ2 に対して
ストロークエンド距離Ｌを求め、予め与えられたゲイン
関数ｆ1 （Ｌ）＝ｆ2 （Ｌ）としてもよいし、それぞれ
異なった関数ｆ1 （Ｌ）≠ｆ2 （Ｌ）で与えておいても
よい。上述したゲイン関数ｆ（Ｌ）としては図４の
（ａ）に示すように、予め与えられた距離Ｌｄに対し、
減速領域でストロークエンド距離Ｌに比例して減少する
関数で与えてもよいし、また図４の（ｂ）に示すように
階段状に減少する関数や、図４の（ｃ）に示すように、
Ｌのｎ次曲線、指数等を用いてなめらかに変化させる方
法、あるいはこれらを組合せた任意のある決められた関
数が考えられる。また式で表わさずに、ストロークエン
ド距離Ｌによって決まるゲインＫのテーブルを用意して
おいてもよい。以上において、ストロークエンド距離Ｌ
のかわりに上述したように、作業機回転角で可動限界角
までの偏差角を用いて行なう方法も全く同様に含まれ
る。レバー装置４としては、出力がレバー操作量に応じ
た電圧として取出される電気レバーまたは油圧として取
出される比例制御（ＰＰＣ）レバーが考えられる。
リンダ位置検出手段１と移動方向検出手段２からの位置
信号Ｓ、方向信号ｄを入力し、図２に示すレバーゲイン
演算実施例に示すように、方向信号ｄの正負によりスト
ロークエンドから離れる方向の場合はレバーゲインＫを
Ｋ＝１．０とし、またストロークエンドに近づく方向の
場合は、予め与えられたストロークエンド位置Ｓｅと、
検出位置Ｓの絶対値をストロークエンド距離Ｌとして求
め、このＬによって決まる予め与えられた関数ｆ（Ｌ）
によりそのときのＬに応じたレバーゲインＫ＝ｆ（Ｌ）
を求め、乗算部５へ出力する。またシリンダ両端のスト
ロークエンドに対してクッションを効かせるための実施
例として図３に示すように、図２で示す場合と同様に、
方向信号ｄの正負により移動方向を判断して、近づく方
向のストロークエンド位置Ｓｅ1 またはＳｅ2 に対して
ストロークエンド距離Ｌを求め、予め与えられたゲイン
関数ｆ1 （Ｌ）＝ｆ2 （Ｌ）としてもよいし、それぞれ
異なった関数ｆ1 （Ｌ）≠ｆ2 （Ｌ）で与えておいても
よい。上述したゲイン関数ｆ（Ｌ）としては図４の
（ａ）に示すように、予め与えられた距離Ｌｄに対し、
減速領域でストロークエンド距離Ｌに比例して減少する
関数で与えてもよいし、また図４の（ｂ）に示すように
階段状に減少する関数や、図４の（ｃ）に示すように、
Ｌのｎ次曲線、指数等を用いてなめらかに変化させる方
法、あるいはこれらを組合せた任意のある決められた関
数が考えられる。また式で表わさずに、ストロークエン
ド距離Ｌによって決まるゲインＫのテーブルを用意して
おいてもよい。以上において、ストロークエンド距離Ｌ
のかわりに上述したように、作業機回転角で可動限界角
までの偏差角を用いて行なう方法も全く同様に含まれ
る。レバー装置４としては、出力がレバー操作量に応じ
た電圧として取出される電気レバーまたは油圧として取
出される比例制御（ＰＰＣ）レバーが考えられる。
【００１２】乗算部５では、上記レバー装置４が電気レ
バーである場合は、アナログ回路やマイクロコンピュー
タにより電気的にレバーゲインＫとの乗算処理を行な
う。またＰＰＣレバーの場合は、図５に示すように、レ
バー装置４からのＰＰＣ圧をレバーゲイン演算手段３か
ら出力される信号により駆動される電磁比例弁５ａを介
して減圧してやることによりレバーゲインＫが１のとき
はＰＰＣ圧をそのまま通し、Ｋ＝０のときはＰＰＣ圧を
カットさせＫ・ｑに相当する圧力を出力する。
バーである場合は、アナログ回路やマイクロコンピュー
タにより電気的にレバーゲインＫとの乗算処理を行な
う。またＰＰＣレバーの場合は、図５に示すように、レ
バー装置４からのＰＰＣ圧をレバーゲイン演算手段３か
ら出力される信号により駆動される電磁比例弁５ａを介
して減圧してやることによりレバーゲインＫが１のとき
はＰＰＣ圧をそのまま通し、Ｋ＝０のときはＰＰＣ圧を
カットさせＫ・ｑに相当する圧力を出力する。
【００１３】シリンダ制御手段６としては、通常の油圧
シリンダ駆動用のバルブであり、電気的あるいは油圧に
より開口面積を制御して作業機シリンダへ流入、流出す
る油量、速度をコントロールする。
シリンダ駆動用のバルブであり、電気的あるいは油圧に
より開口面積を制御して作業機シリンダへ流入、流出す
る油量、速度をコントロールする。
【００１４】図６は本発明の第２の実施例を示すもの
で、レバー装置４からのレバー信号ｑにゲインＫを乗算
せずに、直接シリンダ制御量演算手段６′では、上記レ
バー信号ｑと、シリンダ位置検出手段１からの位置信号
Ｓと、移動方向検出手段２からの方向信号ｄとの３つか
ら決められるシリンダ制御出力のテーブルを予め与えて
おき、乗算部５を持たずに制御を行う方法も考えられ
る。この場合、シリンダ制御量演算手段６′としては、
図７に示すように、ストロークエンドから離れる方向、
または作業機シリンダが予め与えられた減速領域の外の
場合はレバー信号ｑをそのままシリンダ制御量ｑ′とし
て出力し、また減速領域内の場合は、レバー信号ｑとス
トロークエンド距離Ｌによって決まる予め与えられたテ
ーブルに従ってシリンダ制御量を求め、出力することに
より、ストロークエンドでのクッション機能を働かせる
ことができる。
で、レバー装置４からのレバー信号ｑにゲインＫを乗算
せずに、直接シリンダ制御量演算手段６′では、上記レ
バー信号ｑと、シリンダ位置検出手段１からの位置信号
Ｓと、移動方向検出手段２からの方向信号ｄとの３つか
ら決められるシリンダ制御出力のテーブルを予め与えて
おき、乗算部５を持たずに制御を行う方法も考えられ
る。この場合、シリンダ制御量演算手段６′としては、
図７に示すように、ストロークエンドから離れる方向、
または作業機シリンダが予め与えられた減速領域の外の
場合はレバー信号ｑをそのままシリンダ制御量ｑ′とし
て出力し、また減速領域内の場合は、レバー信号ｑとス
トロークエンド距離Ｌによって決まる予め与えられたテ
ーブルに従ってシリンダ制御量を求め、出力することに
より、ストロークエンドでのクッション機能を働かせる
ことができる。
【００１５】以上述べた両実施例において、スイッチＳ
Ｗによりクッション機能の有無を選択させる場合の実施
例を図８に示す。この構成では、スイッチＳＷがＯＮに
なると、リレー８がレバー信号ｑ側につながり、オフに
なると上記制御量側になってシリンダ制御手段６に出力
される。
Ｗによりクッション機能の有無を選択させる場合の実施
例を図８に示す。この構成では、スイッチＳＷがＯＮに
なると、リレー８がレバー信号ｑ側につながり、オフに
なると上記制御量側になってシリンダ制御手段６に出力
される。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、機械式のシリンダクッ
ションを用いずに、またクッション時に十分減速させる
ことにより、高圧が立たず、静かで車体ゆれの少ないク
ッション効果を得ることができ、さらにシリンダ本体の
耐久性が優れると共に、構造上のコストを低くすること
ができる。また、本発明によれば、ストロークエンドま
での距離に応じてオペレータのレバー操作信号を絞って
いくことにより、オペレータの操作性を損なわずに作業
機の可動範囲全体で任意の姿勢に位置決めできる。さら
に、オペレータがレバーフル操作でストロークエンドに
近づけた場合、ストロークエンドまでの距離が急速に減
少するため、レバー信号の絞り方が短時間のうちに行な
われ、またレバーをゆっくり操作した場合はストローク
エンドまでの距離が少しずつ縮まるので、オペレータは
ほとんど違和感を感じずに作業機を操作することができ
る。従って速度に応じたクッション制御が行なうことが
できる。また、操作レバーをストロークエンドから離れ
る方向操作した場合は、レバーゲインが１．０に戻るの
で、通常の操作を連続して行なえる。そしてさらに、通
常のパワーショベルのバケット等、土を落とすために、
わざとストロークエンドにぶつけることがある軸では、
機械的なショックは避けられないが、本発明によれば、
必要なときだけスイッチＳＷ等でクッション機能をなく
すことができるので有効である。またレバーゲインの関
数、減速領域が各軸、各ストロークエンドにおいて、個
別に任意に与えることができ、いくつかの関数を用意し
ておき、スイッチＳＷ等によるオペレーターの意志また
は作業環境に応じて変えてやることも可能であり、作用
効果の拡張性を有している。
ションを用いずに、またクッション時に十分減速させる
ことにより、高圧が立たず、静かで車体ゆれの少ないク
ッション効果を得ることができ、さらにシリンダ本体の
耐久性が優れると共に、構造上のコストを低くすること
ができる。また、本発明によれば、ストロークエンドま
での距離に応じてオペレータのレバー操作信号を絞って
いくことにより、オペレータの操作性を損なわずに作業
機の可動範囲全体で任意の姿勢に位置決めできる。さら
に、オペレータがレバーフル操作でストロークエンドに
近づけた場合、ストロークエンドまでの距離が急速に減
少するため、レバー信号の絞り方が短時間のうちに行な
われ、またレバーをゆっくり操作した場合はストローク
エンドまでの距離が少しずつ縮まるので、オペレータは
ほとんど違和感を感じずに作業機を操作することができ
る。従って速度に応じたクッション制御が行なうことが
できる。また、操作レバーをストロークエンドから離れ
る方向操作した場合は、レバーゲインが１．０に戻るの
で、通常の操作を連続して行なえる。そしてさらに、通
常のパワーショベルのバケット等、土を落とすために、
わざとストロークエンドにぶつけることがある軸では、
機械的なショックは避けられないが、本発明によれば、
必要なときだけスイッチＳＷ等でクッション機能をなく
すことができるので有効である。またレバーゲインの関
数、減速領域が各軸、各ストロークエンドにおいて、個
別に任意に与えることができ、いくつかの関数を用意し
ておき、スイッチＳＷ等によるオペレーターの意志また
は作業環境に応じて変えてやることも可能であり、作用
効果の拡張性を有している。
【図１】本発明の第１の実施例を示す全体構成図であ
る。
る。
【図２】レバーゲイン演算手段の一例を示すブロック図
である。
である。
【図３】レバーゲイン演算手段の他例を示すブロック図
である。
である。
【図４】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のそれぞれはレバーゲ
イン演算手段におけるそれぞれ異なるゲイン関数を示す
線図である。
イン演算手段におけるそれぞれ異なるゲイン関数を示す
線図である。
【図５】レバー装置に比例制御弁を用いた場合の乗算部
の構成を示す回路図である。
の構成を示す回路図である。
【図６】本発明の他の実施例を示す全体構成図である。
【図７】シリンダ制御量演算手段の一例を示すブロック
図である。
図である。
【図８】シリンダ制御を選択可能にした場合の実施例を
示す回路図である。
示す回路図である。
１…シリンダ位置検出手段、２…移動方向検出手段、３
…レバーゲイン演算手段、４…レバー装置、４ａ…操作
レバー、５…乗算部、６，６′…シリンダ制御手段。
…レバーゲイン演算手段、４…レバー装置、４ａ…操作
レバー、５…乗算部、６，６′…シリンダ制御手段。
Claims (3)
- 【請求項１】 作業機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、作業機シリンダのストロー
ク方向の位置を検出するシリンダ位置検出手段と、作業
機シリンダの伸縮移動方向を検出する移動方向検出手段
と、上記シリンダ位置検出手段及び移動方向検出手段か
らの信号により、０＜Ｋ＜１の値をとり、ストロークエ
ンドに近づく方向のときに、ストロークエンドまでの偏
差に応じて１から徐々に０に近づくようなレバー装置の
レバー信号に対するゲインＫを演算するレバーゲイン演
算手段と、レバー装置からの操作指令に、上記レバーゲ
インを乗じる乗算部と、この乗算部の出力により作業機
シリンダ駆動を制御するシリンダ制御手段を有すること
を特徴とする作業機シリンダの自動クッション制御装
置。 - 【請求項２】 作業機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、作業機シリンダのストロー
ク方向の位置を検出するシリンダ位置検出手段と、作業
機シリンダの伸縮移動方向を検出する移動方向権種手段
と、上記シリンダ位置検出手段及び移動方向検出手段か
らの信号とレバー装置からのレバー信号を入力してスト
ロークエンドまでの偏差、シリンダ移動方向、レバー信
号の大きさによって決められるシリンダ制御量テーブル
から求められた値を出力するシリンダ制御量演算手段
と、上記シリンダ制御量演算手段からの信号を入力して
作業機シリンダを駆動するシリンダ制御手段を有するこ
とを特徴とする作業機シリンダの自動クッション制御装
置。 - 【請求項３】 シリンダ制御手段への信号と、レバー装
置からのレバー信号を選択可能な切換スイッチＳＷを有
することを特徴とする請求項１，２記載の作業機シリン
ダの自動クッション制御装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4027536A JPH05196004A (ja) | 1992-01-20 | 1992-01-20 | 作業機シリンダの自動クッション制御装置 |
| US08/256,680 US5511458A (en) | 1992-01-20 | 1993-01-20 | Automatic cushioning control apparatus for cylinder of working machine |
| PCT/JP1993/000070 WO1993014321A1 (en) | 1992-01-20 | 1993-01-20 | Automatic cushioning control apparatus for cylinder of working machine |
| EP93902511A EP0623753A4 (en) | 1992-01-20 | 1993-01-20 | AUTOMATIC DAMPING CONTROL APPARATUS FOR THE CYLINDER OF A SITE MACHINE. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4027536A JPH05196004A (ja) | 1992-01-20 | 1992-01-20 | 作業機シリンダの自動クッション制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05196004A true JPH05196004A (ja) | 1993-08-06 |
Family
ID=12223824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4027536A Pending JPH05196004A (ja) | 1992-01-20 | 1992-01-20 | 作業機シリンダの自動クッション制御装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5511458A (ja) |
| EP (1) | EP0623753A4 (ja) |
| JP (1) | JPH05196004A (ja) |
| WO (1) | WO1993014321A1 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998026132A1 (fr) * | 1996-12-12 | 1998-06-18 | Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd. | Dispositif de commande d'engin de construction |
| JP2000282513A (ja) * | 1999-03-12 | 2000-10-10 | Caterpillar Inc | 作業機械の器具を制御する方法および装置 |
| JP2000337305A (ja) * | 1999-05-17 | 2000-12-05 | Caterpillar Inc | 油圧シリンダの作動制御装置および方法 |
| WO2004085854A1 (ja) * | 2003-03-26 | 2004-10-07 | Kayaba Industry Co., Ltd. | 油圧シリンダの制御装置 |
| JP2007530853A (ja) * | 2004-03-26 | 2007-11-01 | プッツマイスター アクチエンゲゼルシャフト | 濃厚物質ポンプの制御装置および制御方法 |
| JP2012505807A (ja) * | 2008-10-16 | 2012-03-08 | イートン コーポレーション | 作業車両の動作制御 |
| CN103398043A (zh) * | 2013-07-31 | 2013-11-20 | 中联重科股份有限公司 | 用于检测油缸内泄的方法、设备、系统及工程机械 |
| JP2014201904A (ja) * | 2013-04-02 | 2014-10-27 | 株式会社神戸製鋼所 | 建設機械 |
| JP2021081052A (ja) * | 2019-11-22 | 2021-05-27 | 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 | 流体圧駆動装置および作業機械 |
| WO2021241141A1 (ja) * | 2020-05-27 | 2021-12-02 | 株式会社小松製作所 | 作業機械の遠隔操作システム |
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- 1992-01-20 JP JP4027536A patent/JPH05196004A/ja active Pending
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1993
- 1993-01-20 US US08/256,680 patent/US5511458A/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-01-20 WO PCT/JP1993/000070 patent/WO1993014321A1/ja not_active Application Discontinuation
- 1993-01-20 EP EP93902511A patent/EP0623753A4/en not_active Withdrawn
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| EP0623753A1 (en) | 1994-11-09 |
| WO1993014321A1 (en) | 1993-07-22 |
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