JP2000291075A

JP2000291075A - 方向切換弁制御装置

Info

Publication number: JP2000291075A
Application number: JP11102191A
Authority: JP
Inventors: Masakazu Haga; 正和羽賀; Sadahisa Tomita; ▲禎▼久冨田; Hiroshi Watanabe; 洋渡邊; Kazuo Fujishima; 一雄藤島; Shuji Ohira; 修司大平; Hiroshi Ogura; 弘小倉
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1999-04-09
Filing date: 1999-04-09
Publication date: 2000-10-17
Anticipated expiration: 2019-04-09
Also published as: JP3730801B2

Abstract

(57)【要約】【課題】方向切換弁制御装置において、簡単な構成で必
要なときのみ操作信号に遅れ処理を加えジャーキングを
防止でき、かつ通常作業の応答性を良くし作業効率の低
下を防げるようにする。【解決手段】方向切換弁制御装置２は操作レバー装置１
０と、コントローラ１１と、電磁比例弁１２ａ，１２ｂ
とを備え、コントローラ１１は、ＦＦＴ解析部１１ａで
操作信号Ｖを入力し、ＦＦＴにて操作信号Ｖの波形を解
析し、周期ｔ1及び振幅ΔＶを求め、判定部１１ｂで解
析して求めた周期ｔ1が油圧ショベルの機体とオペレー
タの固有振動数に相当する周期ｔjに対して所定の範囲
内にあるかどうか、及び振幅ΔＶが所定の振幅Ａよりも
大きいかどうかを判定し、Ｙｅｓのときだけ時定数演算
部１１ｃ、時定数設定部１１ｄ、遅れ処理部１１ｅで振
動を減衰するよう操作信号に遅れ処理を加える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、操作レバー装置か
ら出力される操作信号に基づいて方向切換弁を切り換え
操作し、アクチュエータに供給される圧油の方向と流量
を切り換え制御する方向切換弁制御装置に係わり、特に
旋回体や走行装置を備えた建設機械の方向切換弁制御装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】建設機械、例えば油圧ショベルは機体に
旋回体や走行装置を備えており、これらは運転室に設け
られた操作レバー装置の操作レバーをオペレータが操作
することにより駆動操作され、旋回や走行作業を行う。
このような旋回や走行作業は運転室の移動を伴う。この
ため、操作レバーの操作によりオペレータの体の揺れが
生じ、操作レバーの操作方向と逆方向に体が揺れ、その
動きが操作レバーに伝わり、機体の動作に揺れの影響が
伝わってしまう。このため機体の動きが振動的になって
しまい、いわゆるジャーキングと呼ばれる現象が生じる
ことがある。

【０００３】従来、このようなジャーキングの防止策の
１つとして、操作レバー装置から出力される操作信号に
遅れを与え、応答を遅らせる方法が提案されている。例
えば、特開平８−１７７９８５号公報には、旋回用の操
作レバー装置と方向切換弁との間のパイロット油路に電
磁比例弁を配置し、操作レバー装置の出力圧を検出する
圧力センサを設け、圧力センサの検出値をコントローラ
に入力し、コントローラで圧力センサの検出値に対して
遅れ要素を付加し、その出力信号を電磁比例弁に与える
操作システムが提案されており、これにより不用意に操
作レバーを急操作したときも、方向切換弁をゆっくりと
動作させ旋回体をゆっくりと旋回させ、ジャーキングを
防止している。また、フロント作業機のリーチが短くな
ると旋回体の慣性モーメントも小さくなり、より急旋回
し易くなるため、ジャーキングも起こり易くなる。そこ
でブーム角度を検出する角度センサ等によりフロント作
業機の姿勢を検出し、フロント作業機のリーチが短くな
るに従って加える遅れの程度を大きくして急旋回を抑制
し、逆にフロント作業機のリーチが長いときは、応答良
く操作できるようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】特開平８−１７７９８
５号公報に記載の操作システムよれば、操作信号に遅れ
を付加することにより操作信号の応答を遅らせ、ゆっく
りと旋回させることでジャーキングを防止できる。ま
た、フロント作業機の姿勢を検出し、フロント作業機の
リーチが短くなるに従って加える遅れの程度を大きくす
るので、フロント作業機のリーチが短い、ジャーキング
が起こり易い状態にあるときは遅れの程度が大きくな
り、フロント作業機のリーチが長い、ジャーキングが起
こり難いときは加える遅れの程度が小さくなり、応答良
く操作することができる。しかし、このように選択的に
加える遅れの程度を加減するためには角度センサ等の姿
勢検出手段を設ける必要がある。また、フロント作業機
のリーチが短い場合でも、応答良く旋回を操作したい場
合がある。従来技術ではこのような場合にも応答が遅
れ、迅速に動作させることができなくなり、作業効率の
低下につながる。

【０００５】本発明の目的は、簡単な構成で必要な時の
み操作信号に遅れ処理を加えることにより、機体の揺れ
とオペレータの揺れとが影響し合って生じるジャーキン
グを防止でき、かつ通常作業の応答性を良くし作業効率
の低下を防げる方向切換弁制御装置を提供することであ
る。

【０００６】

【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、操作レバー装置から出力される操
作信号により方向切換弁を切り換え操作し、アクチュエ
ータに供給される圧油の方向と流量を切り換え制御する
方向切換弁制御装置において、前記操作レバー装置から
出力される操作信号が所定の振動状態にあるかどうかを
判定する判定手段と、前記操作信号が所定の振動状態に
あると判定されると、その振動状態を減衰するよう操作
信号に遅れ処理を加える信号処理手段とを備えるものと
する。

【０００７】このように判定手段と信号処理手段を設
け、操作信号が所定の振動状態にあると判定されたとき
にその振動状態を減衰するよう操作信号に遅れ処理を加
えることにより、角度センサを用いずに簡単な構成で必
要なときだけ操作信号に遅れ処理が加えられるようにな
り、機体の揺れとオペレータの揺れとが影響し合って生
じるジャーキングを防止でき、かつ通常作業の応答性は
低下せず作業効率の低下を防げる。

【０００８】（２）上記（１）において、好ましくは、
前記所定の振動状態は、機体とオペレータを含めた系の
固有振動数に基づき前記操作レバー装置の操作時に生じ
る振動状態である。

【０００９】これにより機体の揺れとオペレータの揺れ
とが影響し合ってジャーキングが生じようとすると、操
作信号に遅れ処理が加えられてジャーキングを防止でき
る。

【００１０】（３）また、上記（１）において、好まし
くは、前記判定手段は前記操作信号が所定の周期で変化
しているかどうかを判定することにより、操作信号が所
定の振動状態にあるかどうかを判定する。

【００１１】このように操作信号が所定の周期で変化し
ているかどうかにより、所定の振動状態にあるかどう
か、即ちジャーキングが生じようとしているかどうかを
判定できる。

【００１２】（４）上記（３）において、好ましくは、
前記判定手段は、前記操作信号をＦＦＴ解析し、前記操
作信号が所定の周期で変化しているかどうかを判定す
る。

【００１３】これにより容易に操作信号が所定の周期で
変化しているかどうかを判定できる。

【００１４】（５）上記（３）において、前記判定手段
は、前記操作信号の増減の変化量と周期を計算し、前記
操作信号が所定の周期で変化しているかどうかを判定し
てもよい。

【００１５】これにより演算により操作信号が所定の周
期で変化しているかどうかを判定できる。

【００１６】（６）また、上記（１）において、好まし
くは、前記信号処理手段は前記操作信号の変化量に応じ
て遅れ処理の程度を変化させる。

【００１７】これにより操作信号の振動の振幅に応じて
遅れ処理の程度を調整でき、効果的に振動を減衰でき
る。

【００１８】（７）上記（１）において、前記信号処理
手段は前記操作信号の変化の周期に応じて遅れ処理の程
度を変化させてもよい。

【００１９】これにより操作信号の振動の周期に応じて
遅れ処理の程度を調整でき、効果的に振動を減衰でき
る。

【００２０】（８）また、上記（１）において、好まし
くは、前記信号処理手段は前記操作信号の変化量と周期
に応じて遅れ処理の程度を変化させる。

【００２１】これにより操作信号の振動の振幅と周期に
応じて遅れ処理の程度を調整でき、効果的に振動を減衰
できる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて説明する。

【００２３】まず、本発明の第１の実施形態による方向
切換弁制御装置を図１及び図２により説明する。

【００２４】図１において、１は例えば油圧ショベルに
搭載される油圧駆動装置であり、この油圧駆動装置１に
本実施形態の方向切換弁制御装置２が設けられている。
油圧駆動装置１はメインの油圧ポンプ３と、油圧ポンプ
３から吐出される圧油により駆動されるアクチュエータ
４と、油圧ポンプ３とアクチュエータ４の間に介在する
方向切換弁５とを有している。アクチュエータ４は例え
ば油圧ショベルの旋回体を駆動する旋回モータ、又は走
行装置を駆動する走行モータである。

【００２５】方向切換弁制御装置２は方向切換弁５を切
り換え操作し、アクチュエータ４に供給される圧油の方
向と流量を切り換え制御してアクチュエータ４の動作方
向と動作速度を制御するものであり、操作レバー装置１
０と、コントローラ１１と、電磁比例弁１２ａ，１２ｂ
とを備えている。

【００２６】操作レバー装置１０は電気レバー装置であ
り、操作レバー１０ａと、操作レバー１０ａの操作方向
と操作量を検出し、操作方向に応じて電気的な操作信号
Ｖａ，Ｖｂを出力する操作量検出器１０ｂとで構成され
ている。

【００２７】コントローラ１１は操作レバー装置１０か
らの操作信号Ｖａ，Ｖｂを入力し、操作信号Ｖａ，Ｖｂ
に所定の遅れ処理を加え、この遅れ処理を加えた補正信
号ＭＤａ，ＭＤｂを出力する。

【００２８】電磁比例弁１２ａ，１２ｂは、コントロー
ラ１１から出力される補正信号ＭＤａ，ＭＤｂにより作
動し、パイロットポンプ１４からの圧力を元圧として補
正信号ＭＤａ，ＭＤｂに応じた油圧信号ＰＬａ，ＰＬｂ
を生成する。この油圧信号ＰＬａ，ＰＬｂはパイロット
ライン１５ａ，１５ｂを介して方向切換弁５のパイロッ
ト操作部５ａ，５ｂに与えられ、方向切換弁５が切り換
え操作され、これによりアクチュエータ４に供給される
圧油の流量が制御され、操作レバー１０ａの操作量に応
じたアクチュエータ４の動作速度となる。

【００２９】コントローラ１１の処理機能を図２に示
す。これは操作信号Ｖａ，Ｖｂに対し一次遅れの補正処
理を行った場合の例である。操作信号Ｖａ，ＶｂはＶで
代表し、補正信号ＭＤａ，ＭＤｂはＭＤで代表する。

【００３０】コントローラ１１はＦＦＴ解析部１１ａ、
判定部１１ｂ、時定数演算部１１ｃ、時定数設定部１１
ｄ、遅れ処理部１１ｅ、時定数設定部１１ｆの各機能を
有している。

【００３１】ＦＦＴ解析部１１ａでは操作信号Ｖを入力
し、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）にて操作信号Ｖの波形
を解析し、周期ｔ1及び振幅ΔＶを求める。

【００３２】判定部１１ｂでは、ＦＦＴ解析部１１ａで
解析して求めた周期ｔ1が油圧ショベルの機体とオペレ
ータの固有振動数、即ちジャーキングの固有振動数に相
当する周期ｔjに対して所定の範囲内にあるかどうか、
及び振幅ΔＶが所定の振幅Ａよりも大きいかどうかを判
定する。

【００３３】時定数演算部１１ｃでは、判定部１１ｂで
判定が肯定されると、ＦＦＴ解析部１１ａで解析して求
めた振幅ΔＶと周期ｔ1のそれぞれに応じた一次遅れの
時定数Ｔ1，Ｔ2を求める。求め方は、振幅ΔＶと時定数
Ｔ1との関係及び周期ｔ1と時定数Ｔ2の関係をテーブル
化して記憶しておき、振幅ΔＶと周期ｔ1の値を参照し
て該当する時定数Ｔ1，Ｔ2を読み出す。振幅ΔＶと時定
数Ｔ1との関係及び周期ｔ1と時定数Ｔ2の関係を演算式
で記憶し、この演算式にそのときの振幅ΔＶと周期ｔ1
を代入して演算により時定数Ｔ1，Ｔ2を求めてもよい。

【００３４】振幅ΔＶと時定数Ｔ1との関係は、振幅Δ
Ｖが大きくなるに従って直線比例的に時定数Ｔ1が大き
くなるように設定されている。振幅ΔＶの最小値（＝
Ａ）では例えばＴ1＝０．５であり、振幅ΔＶの最大値
では例えばＴ1＝１である。

【００３５】また、周期ｔ1と時定数Ｔ2の関係は、周期
ｔ1が上記ジャーキングの固有振動数に相当する周期ｔj
にあるときは時定数Ｔ2が最大で、周期ｔ1が周期ｔjか
らずれるに従って（ｔ1とｔjの偏差が大きくなるに従っ
て）多次曲線的に時定数Ｔ2が小さくなるように設定さ
れている。ｔ1＝ｔjでは例えばＴ2＝１であり、ｔ1の最
大値又は最小値では例えばＴ2＝０．５である。

【００３６】時定数設定部１１ｄでは時定数演算部１１
ｃで求めた時定数Ｔ1，Ｔ2に対し、Ｔ＝（Ｔ1＋Ｔ2）／ｎの演算を行い、時定数Ｔを求める。ここで、ｎは例えば
２である。

【００３７】なお、時定数演算部１１ｃでの振幅ΔＶと
時定数Ｔ1との関係及び周期ｔ1と時定数Ｔ2の関係、及
び時定数設定部１１ｄでのＴとＴ1，Ｔ2，ｎの関係は、
機体とオペレータの系の共振周波数を考慮し、機体振動
を打ち消すのに最も効果的な時定数Ｔが得られるように
関係を定める。

【００３８】遅れ処理部１１ｅでは、前回の処理サイク
ルで得た補正信号をＭＤ_-1とし、経過時間をｔとしたと
き、時定数設定部１１ｄで求めた時定数Ｔを用い、ＭＤ＝ＭＤ_-1＋（Ｖ−ＭＤ_-1）×（１−ｅ^-t/T）の式により補正信号ＭＤを算出することで、操作信号Ｖ
に一次遅れ処理（フィルタ処理）を加える。

【００３９】時定数設定部１１ｆでは、判定部１１ｂで
判定が否定されたときに、Ｔ＝Ｔ0 と置き、時定数Ｔを設定する。そして遅れ処理部１１ｅ
では、この時定数Ｔ（＝Ｔ0）を用いて操作信号Ｖに一
次遅れ処理を加える。電気レバー装置１０の場合、操作
レバー１０ａが軽く、操作レバー１０ａを急操作すると
信号の立ち上がりが急峻になり過ぎ、ショックを起こし
易い。時定数Ｔ0はそのショックをやわらげる遅れ処理
を加えるためのものである遅れ処理部１１ｅで求めた補正信号ＭＤは電磁比例弁１
２ａ，１２ｂに出力される。

【００４０】以上のように構成した本実施形態において
は、機体の揺れとオペレータの揺れとが影響し合ってジ
ャーキングが生じようとすると、判定部１１ｂで判定が
肯定され、時定数演算部１１ｃ、時定数設定部１１ｄ、
遅れ処理部１１ｅで操作信号の振動の振幅と周期に応じ
た遅れ処理が加えられるので、特別なセンサを付加する
こと無く、簡単な構成で必要なときのみ操作信号に遅れ
処理を加え、ジャーキングを防止できる。また、ジャー
キングの生じない通常作業時は判定部１１ｂで判定が否
定され、電気レバー装置１０を用いた場合の通常の遅れ
処理が加えられるので、常作業の応答性は低下せず作業
効率向上に寄与する。

【００４１】本発明の第２の実施形態を図３により説明
する。本実施形態はＦＦＴ解析を用いずに時定数を演算
するものである。図中、図２に示す機能と同等のものに
は同じ符号を付している。

【００４２】図３において、コントローラ１１Ａは振動
演算部１１Ａａ、判定部１１Ａｂ、時定数演算部１１
ｃ、時定数設定部１１ｄ、遅れ処理部１１ｅ、時定数設
定部１１ｆの各機能を有している。

【００４３】振動演算部１１Ａａでは操作信号Ｖを入力
し、操作信号Ｖの変化量δＶが所定値Ａよりも大きいと
き、操作信号Ｖの増減の切り換わりから周期ｔ1，ｔ2，
ｔ3を求める。

【００４４】判定部１１Ａｂでは、振動演算部１１Ａａ
で求めた周期ｔ1，ｔ2，ｔ3が下記の条件を満足してい
るかどうかを判定する。

【００４５】Ｂ1＜ｔ1＜Ｂ2 ｜ｔ1−ｔ2｜＜Ｂ3 ｜ｔ2−ｔ3｜＜Ｂ3 即ち、機体油圧系の応答と人の振動の関係より適切な振
動周期Ｂ1，Ｂ2で設定され、ｔ1がＢ1とＢ2の間に入っ
ているかどうかを判定する。また、一定周期であること
の確認としてｔ1，ｔ2，ｔ3間の差がＢ3以下に小さいこ
とを確認する。この条件を満たした場合、時定数演算部
１１ｃでΔＶとｔ1とから時定数Ｔ1，Ｔ2を演算する。
ΔＶとしてはδＶを用いる。そして時定数設定部１１ｄ
でＴ1，Ｔ2を合成した時定数Ｔを求め、遅れ処理部１１
ｅで一時遅れの処理を行う。判定部１１ｂで条件を満た
さない場合は、時定数設定部１１ｆでＴ＝Ｔ0と置き、
遅れ処理部１１ｅで一時遅れの処理を行う。時定数演算
部１１ｃ、時定数設定部１１ｄ、遅れ処理部１１ｅの処
理内容は図２に示した第１の実施形態のものと同じであ
る。

【００４６】本実施形態によれば、ＦＦＴ解析によら
ず、コントローラの通常の演算処理により操作信号の増
減の変化量と周期を計算し、必要なときのみ遅れ処理を
加えジャーキングを防止でき、通常作業では応答を良く
し作業効率を向上できる。

【００４７】本発明の第３の実施形態を図４により説明
する。本実施形態は操作信号に時定数を用いて遅れ処理
を加えるのではなく、許容変化量（最大変化量）を制限
することにより遅れ処理を加えるものである。図中、図
２に示す機能と同等のものには同じ符号を付している。

【００４８】図４において、コントローラ１１ＢはＦＦ
Ｔ解析部１１ａ、判定部１１ｂ、許容変化量演算部１１
Ｂｃ、許容変化量設定部１１Ｂｄ、変化量制限処理部１
１Ｂｅ、許容変化量設定部１１Ｂｆの各機能を有してい
る。

【００４９】ＦＦＴ解析部１１ａ及び判定部１１ｂの処
理内容は図２に示した第１の実施形態のものと同じであ
る。

【００５０】許容変化量演算部１１Ｂｃでは、判定部１
１ｂで判定が肯定されると、ＦＦＴ解析部１１ａで解析
して求めた振幅ΔＶと周期ｔ1のそれぞれに応じた許容
変化量Ｌ1，Ｌ2を求める。求め方は、振幅ΔＶと許容変
化量Ｌ1との関係及び周期ｔ1と許容変化量Ｌ2の関係を
テーブル化して記憶しておき、振幅ΔＶと周期ｔ1の値
を参照して該当する許容変化量Ｌ1，Ｌ2を読み出す。振
幅ΔＶと許容変化量Ｌ1との関係及び周期ｔ1と許容変化
量Ｌ2の関係を演算式で記憶し、この演算式にそのとき
の振幅ΔＶと周期ｔ1を代入して演算により許容変化量
Ｌ1，Ｌ2を求めてもよい。

【００５１】振幅ΔＶと許容変化量Ｌ1との関係は、振
幅ΔＶが大きくなるに従って直線比例的に許容変化量Ｌ
1が小さくなるように設定されている。周期ｔ1と許容変
化量Ｌ2の関係は、周期ｔ1が上記ジャーキングの固有振
動数に基づく周期ｔjにあるときは許容変化量Ｌ2が最大
で、周期ｔ1が周期ｔjからずれるに従って（ｔ1とｔjの
偏差が大きくなるに従って）多次曲線的に許容変化量Ｌ
2が大きくなるように設定されている。

【００５２】許容変化量設定部１１Ｂｄでは許容変化量
演算部１１Ｂｃで求めた許容変化量Ｌ1，Ｌ2に対し、Ｌ＝（Ｌ1＋Ｌ2）／ｎの演算を行い、許容変化量Ｌを求める。ここで、ｎは例
えば２である。

【００５３】変化量制限処理部１１Ｂｅは、前回の処理
サイクルで得た補正信号をＭＤ_-1としとき、Ｖ−ＭＤ_-1＞Ｌ→ＭＤ＝ＭＤ_-1＋ＬＶ−ＭＤ_-1≦Ｌ→ＭＤ＝Ｖにより補正信号ＭＤを算出する。

【００５４】許容変化量設定部１１Ｂｆでは、判定部１
１ｂで判定が否定されたときに、Ｌ＝Ｌ０と置き、許容変化量Ｌを設定する。そして変化量制限処
理部１１Ｂｅでは、この許容変化量Ｌ（＝Ｌ０）を用い
て操作信号Ｖに変化量制限処理を加える。電気レバー装
置１０の場合、操作レバー１０ａが軽く、操作レバー１
０ａを急操作すると信号の立ち上がりが急峻になり過
ぎ、ショックを起こし易い。許容変化量Ｌ０はそのショ
ックをやわらげる制限処理を加えるためのものである変化量制限処理部１１Ｂｅで求めた補正信号ＭＤは電磁
比例弁１２ａ，１２ｂに出力される。

【００５５】本実施形態においても、必要なときのみ操
作信号の許容変化量（最大変化量）を制限することで遅
れ処理を加え、第１の実施形態と同様の効果が得られ
る。

【００５６】本発明の第４の実施形態を図５及び図６に
より説明する。本実施形態は操作レバー装置に油圧パイ
ロット式を用い、操作レバー装置と方向切換弁の間に電
磁比例弁を設置した場合の例である。図５中、図１に示
す部材と同等のものには同じ符号を付している。

【００５７】図５において、１０Ｃは油圧パイロット式
の操作レバー装置であり、この操作レバー装置１０Ｃは
操作レバー１０ａと、操作レバー１０ａの操作方向と操
作量に応じて油圧信号（パイロット圧）ＰＬａ，ＰＬｂ
を生成する１対のパイロット弁（図示せず）を内蔵した
油圧信号発生部１０ｃとを有し、油圧信号発生部１０ｃ
はパイロットライン１５ｃ，１５ｄを介して電磁比例弁
２４ａ，２４ｂの入力ポートに接続されている。パイロ
ットライン１５ｃ，１５ｄには油圧信号であるパイロッ
ト圧ＰＬａ，ＰＬｂを検出する圧力センサ２５ａ，２５
ｂが設けられ、圧力センサ２５ａ，２５ｂからのパイロ
ット圧信号Ｐａ，Ｐｂはコントローラ１１Ｃに入力され
る。コントローラ１１Ｃはパイロット圧信号Ｐａ，Ｐｂ
に補正を加え、補正した信号を指令信号ｉａ，ｉｂとし
て出力する。

【００５８】電磁比例弁２４ａ，２４ｂは、コントロー
ラ１１Ｃから出力された指令信号ｉａ，ｉｂにより作動
し、操作レバー装置１０Ｃで発生した油圧信号ＰＬａ，
ＰＬｂを補正する。方向切換弁５はこの補正された油圧
信号に応じて切り換え操作され、指令信号ｉａ，ｉｂに
応じてアクチュエータ４の動作速度が制御される。

【００５９】コントローラ１１Ｂではパイロット圧信号
Ｐａ，Ｐｂに対しマイコン制御のための補正と、必要に
応じ遅れ処理のための補正を加える。これらの処理内容
を図６にフローチャートで示す。マイコン制御の補正処
理は微操作比例制御の例である。

【００６０】まず、コントローラ１１Ｃには予め微操作
比例制御を指示するスイッチ２６を設けておき、ステッ
プＳ１で圧力センサ２５ａ，２５ｂの信号（パイロット
圧信号）Ｐａ，Ｐｂ、選択スイッチの指示信号Ｚを読込
む。ステップＳ２では、図２に示したＦＦＴ解析部１１
ａと同じ処理を行う。即ち、操作信号Ｖの変化量δＶが
所定値Ａよりも大きいとき、ＦＦＴ（高速フーリエ変
換）にて操作信号Ｖの波形を解析し、周期ｔ1及び振幅
ΔＶを求める。次に、ステップＳ２で図２に示した判定
部１１ｂと同じ判定を行う。即ち、ＦＦＴ解析で求めた
周期ｔ1が油圧ショベルの機体とオペレータの固有振動
数、即ちジャーキングの固有振動数に基づく周期ｔjに
対して所定の範囲内にあるかどうかを判定する。そして
この判定が肯定されると、ステップＳで図２に示した時
定数演算部１１ｃ、時定数設定部１１ｄ、遅れ処理部１
１ｅと同じ処理を行い、ＭＤ＝ＭＤ_-1＋（Ｖ−ＭＤ_-1）×（１−ｅ^-t/T）の式により補正信号ＭＤ（ＭＤａ，ＭＤｂ）を算出す
る。ステップＳ３の判定が否定された場合は、ステップ
Ｓ５で圧力センサ２５ａ，２５ｂの信号（パイロット圧
信号）Ｐａ，Ｐｂをそのまま補正信号ＭＤａ，ＭＤｂと
置く。

【００６１】次に、ステップＳ６で指示信号ＺがＯＮか
どうかを判断し、ＯＮでない場合にはステップＳ７に進
み、指令信号ｉａ，ｉｂをｉａ＝ＭＤａ，ｉｂ＝ＭＤ
ｂと置く。即ち、補正信号ＭＤａ，ＭＤｂをそのまま指
令信号とする。ステップＳ６で指示信号ＺがＯＮである
と判断された場合には、ステップＳ８に進み、ｉａ＝Ｍ
Ｄａ×Ｋ，ｉｂ＝ＭＤｂ×Ｋの演算を行う。ここでＫは
Ｋ＜１、例えばＫ＝０．５である。即ち、補正信号ＭＤ
ａ，ＭＤｂをそのまま指令信号とせずに、それより小さ
い値を指令信号とする。次いで、ステップＳ９で上記指
令信号ｉａ，ｉｂを電磁比例弁２４ａ，２４ｂに出力す
る。

【００６２】これにより、スイッチ２６をＯＮにしない
場合は、通常通りに油圧アクチュエータ４の動作速度を
制御でき、スイッチ２６をＯＮした場合は、油圧アクチ
ュエータ４の微操作比例制御が可能となると共に、スイ
ッチ２６がＯＮ、ＯＦＦのいずれの場合もステップＳ４
の処理により必要なときのみ遅れ処理を加え、ジャーキ
ングを防止した制御が可能となる。

【００６３】なお、コントローラ１１Ｂで行われるマイ
コン制御の補正処理は省略しても良いし、微操作比例制
御以外の制御であってもよい。

【００６４】本発明の第５の実施形態を図７により説明
する。本実施形態は操作レバー装置に油圧パイロット式
を用い、かつ方向切換弁は電磁比例弁で操作し任意のマ
イコン制御を行えるようにしたものである。図中、図１
及び図５に示す部材と同等のものには同じ符号を付して
いる。

【００６５】図７において、操作レバー装置１０Ｃの油
圧信号発生部１０ｃに接続されたパイロットライン１５
ｅ，１５ｆには油圧信号であるパイロット圧を検出する
圧力センサ２５ａ，２５ｂが設けられ、圧力センサ２５
ａ，２５ｂからのパイロット圧信号Ｐａ，Ｐｂはコント
ローラ１１Ｄに入力される。電磁比例弁１２ａ，１２ｂ
は、コントローラ１１Ｄから出力される指令信号ｉａ，
ｉｂにより作動し、パイロットポンプ１４からの圧力を
元圧にして指令信号ｉａ，ｉｂに応じた油圧信号ＰＬ
ａ，ＰＬｂを生成する。方向切換弁５はこの油圧信号Ｐ
Ｌａ，ＰＬｂに応じて切り換え操作され、指令信号ｉ
ａ，ｉｂに応じてアクチュエータ４の動作速度が制御さ
れる。

【００６６】コントローラ１１Ｄでは、第４の実施形態
と同様、パイロット圧信号Ｐａ，Ｐｂに対しマイコン制
御のための補正と、必要に応じ遅れ処理のための補正を
加える。マイコン制御の補正処理は例えば図６のフロー
チャートにステップＳ８で示した微操作比例制御であ
り、遅れ処理も図９のフローチャートにステップＳ４で
示したものと同じである。また、本実施形態では電磁比
例弁１２ａ，１２ｂの油圧源がパイロットポンプ１４で
あるため、電磁比例弁１２ａ，１２ｂは操作レバー装置
１０Ｃで発生したパイロット圧よりも高い油圧信号を生
成することができ、コントローラ１１Ｄで加えるマイコ
ン制御の補正は、操作レバー装置１０Ｃで発生したパイ
ロット圧を減圧側に補正するだけでなく、増圧側にも補
正できるため、コントローラ１１Ｄは任意のマイコン制
御を行うことができる。そして、このような任意のマイ
コン制御に対して、スイッチ２６がＯＮ、ＯＦＦのいず
れの場合も、必要なときのみ遅れ処理を加え、ジャーキ
ングを防止した制御が可能となる。

【００６７】なお、以上の実施形態では、判定手段とし
てＦＦＴ処理、周期及び振幅の算出手段等を例示した
が、操作レバー信号に対し、ハイパスフィルタあるいは
バンドパスフィルタを介し、所望の周波数信号のみを抽
出するようにしても良い。

【００６８】

【発明の効果】本発明によれば、特別なセンサを用いる
こと無く簡単な構成で必要なときだけ操作信号に遅れ処
理が加えられるようになるので、機体の揺れとオペレー
タの揺れとが影響し合って生じるジャーキングを防止で
き、かつ通常作業の応答性は低下せず作業効率を向上す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態による方向切換弁制御
装置の構成を示す図である。

【図２】第１の実施形態による方向切換弁制御装置にお
けるコントローラの処理機能を示すブロック図である。

【図３】本発明の第２の実施形態による方向切換弁制御
装置におけるコントローラの処理機能を示すブロック図
である。

【図４】本発明の第３の実施形態による方向切換弁制御
装置におけるコントローラの処理機能を示すブロック図
である。

【図５】本発明の第４の実施形態による方向切換弁制御
装置の構成を示す図である。

【図６】第４の実施形態による方向切換弁制御装置にお
けるコントローラの処理機能を示すフローチャートであ
る。

【図７】本発明の第５の実施形態による方向切換弁制御
装置の構成を示す図である。

【符号の説明】

１油圧駆動装置２方向切換弁制御装置３油圧ポンプ４油圧アクチュエータ５方向切換弁１０操作レバー装置（電気式）１０Ｃ操作レバー装置（油圧パイロット式）１０ａ操作レバー１０ｂ操作量検出器１０ｃ油圧信号発生部１１コントローラ１１ａＦＦＴ解析部１１ｂ判定部１１ｃ時定数演算部１１ｄ時定数設定部１１ｅ遅れ処理部１１ｆ時定数設定部１１Ａコントローラ１１Ａａ振動演算部１１Ａｂ判定部１１Ｂコントローラ１１Ｂｃ許容変化量演算部１１Ｂｄ許容変化量設定部１１Ｂｅ変化量制限処理部１１Ｂｆ許容変化量設定部１１Ｃコントローラ１１Ｄコントローラ１２ａ，１２ｂ電磁比例弁１５ａ，１５ｂパイロットライン２４ａ，２４ｂ電磁比例弁２５ａ，２５ｂ圧力センサ２６選択スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者渡邊洋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)発明者藤島一雄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)発明者大平修司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Ｆターム(参考） 2D003 AA01 AB01 AB02 BA02 BB02 CA02 DA03 DA04 DB02 DB04 DB05 DC04 EA00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】操作レバー装置から出力される操作信号に
より方向切換弁を切り換え操作し、アクチュエータに供
給される圧油の方向と流量を切り換え制御する方向切換
弁制御装置において、前記操作レバー装置から出力される操作信号が所定の振
動状態にあるかどうかを判定する判定手段と、前記操作信号が所定の振動状態にあると判定されると、
その振動状態を減衰するよう操作信号に遅れ処理を加え
る信号処理手段とを備えることを特徴とする方向切換弁
制御装置。
【請求項２】請求項１記載の方向切換弁制御装置におい
て、前記所定の振動状態は、機体とオペレータを含めた
系の固有振動数に基づき前記操作レバー装置の操作時に
生じる振動状態であることを特徴とする方向切換弁制御
装置。
【請求項３】請求項１記載の方向切換弁制御装置におい
て、前記判定手段は前記操作信号が所定の周期で変化し
ているかどうかを判定することにより、操作信号が所定
の振動状態にあるかどうかを判定することを特徴とする
方向切換弁制御装置。
【請求項４】請求項３記載の方向切換弁制御装置におい
て、前記判定手段は、前記操作信号をＦＦＴ解析し、前
記操作信号が所定の周期で変化しているかどうかを判定
することを特徴とする方向切換弁制御装置。
【請求項５】請求項３記載の方向切換弁制御装置におい
て、前記判定手段は、前記操作信号の増減の変化量と周
期を計算し、前記操作信号が所定の周期で変化している
かどうかを判定することを特徴とする方向切換弁制御装
置。
【請求項６】請求項１記載の方向切換弁制御装置におい
て、前記信号処理手段は前記操作信号の変化量に応じて
遅れ処理の程度を変化させることを特徴とする方向切換
弁制御装置。
【請求項７】請求項１記載の方向切換弁制御装置におい
て、前記信号処理手段は前記操作信号の変化の周期に応
じて遅れ処理の程度を変化させることを特徴とする方向
切換弁制御装置。
【請求項８】請求項１記載の方向切換弁制御装置におい
て、前記信号処理手段は前記操作信号の変化量と周期に
応じて遅れ処理の程度を変化させることを特徴とする方
向切換弁制御装置。