JPH0460913B2 - - Google Patents
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- JPH0460913B2 JPH0460913B2 JP63164765A JP16476588A JPH0460913B2 JP H0460913 B2 JPH0460913 B2 JP H0460913B2 JP 63164765 A JP63164765 A JP 63164765A JP 16476588 A JP16476588 A JP 16476588A JP H0460913 B2 JPH0460913 B2 JP H0460913B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- speed
- winch
- value
- hoisting
- deviation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
Ａ 産業上の利用分野
本発明は、ウインチの自動定速度制御装置に関
する。
する。
Ｂ 従来の技術
パイルドライバやクレーン等のオーガユニツト
を装着して地盤改良工事を行う場合、薬液注入速
度とオーガユニツトの巻上・巻下速度とを低速域
でマツチングさせる必要がある。このような作業
では従来、機械本体に備えた油圧式超微速制御装
置により超低速操作を行つていた。
を装着して地盤改良工事を行う場合、薬液注入速
度とオーガユニツトの巻上・巻下速度とを低速域
でマツチングさせる必要がある。このような作業
では従来、機械本体に備えた油圧式超微速制御装
置により超低速操作を行つていた。
しかしながら、この従来の超微速制御装置では
ロープ速度を何らフイードバツクしていないか
ら、油圧式巻上ウインチのドラム巻層の変化によ
つてロープ速度が変化する。このため、別に設置
したロープの速度メータを見ながら操縦者がエン
ジンアクセルレバーを操作することにより逐次エ
ンジン回転数を制御して油圧ポンプの回転数を増
減し、油圧ポンプ吐出量の制御により巻上ウイン
チの回転速度を調整してロープの一定速制御を行
つている。したがつて、操作が煩雑で一定速度を
保持するのが難しい。
ロープ速度を何らフイードバツクしていないか
ら、油圧式巻上ウインチのドラム巻層の変化によ
つてロープ速度が変化する。このため、別に設置
したロープの速度メータを見ながら操縦者がエン
ジンアクセルレバーを操作することにより逐次エ
ンジン回転数を制御して油圧ポンプの回転数を増
減し、油圧ポンプ吐出量の制御により巻上ウイン
チの回転速度を調整してロープの一定速制御を行
つている。したがつて、操作が煩雑で一定速度を
保持するのが難しい。
このため、従来は第６図に示す定速制御装置が
用いられている。この制御装置では、施工速度
VOを設定器５１で設定し、巻上ロープ速度Ｖを
速度検出器６１で検出する。自動定速度制御装置
５０は、設定器５１で設定された施工速度VOと
速度検出器６１で検出された巻上ロープ速度Ｖと
の偏差VO−Ｖ（＝ΔV）を加算点５２で演算し、
この偏差ΔVに係数器５３で係数Ｋを掛けてＫ・
ΔVを得る。このＫ・ΔVは積分器５４に入力さ
れ前回の制御値Ｐに加算されて新たな制御値Ｐが
得られる。この制御値Ｐは電磁比例減圧弁１６に
入力される。この電磁比例減圧弁１６は、油圧ポ
ンプ１のレギユレータ１ａへ導く圧力を調整する
もので、入力される制御値Ｐに応じた圧力がレギ
ユレータ１ａに加えられる。これにより、油圧ポ
ンプ１の吐き出し容積が制御され、油圧ポンプ１
の吐出流量が調整されて油圧ウインチの回転速度
が所定値に保たれる。
用いられている。この制御装置では、施工速度
VOを設定器５１で設定し、巻上ロープ速度Ｖを
速度検出器６１で検出する。自動定速度制御装置
５０は、設定器５１で設定された施工速度VOと
速度検出器６１で検出された巻上ロープ速度Ｖと
の偏差VO−Ｖ（＝ΔV）を加算点５２で演算し、
この偏差ΔVに係数器５３で係数Ｋを掛けてＫ・
ΔVを得る。このＫ・ΔVは積分器５４に入力さ
れ前回の制御値Ｐに加算されて新たな制御値Ｐが
得られる。この制御値Ｐは電磁比例減圧弁１６に
入力される。この電磁比例減圧弁１６は、油圧ポ
ンプ１のレギユレータ１ａへ導く圧力を調整する
もので、入力される制御値Ｐに応じた圧力がレギ
ユレータ１ａに加えられる。これにより、油圧ポ
ンプ１の吐き出し容積が制御され、油圧ポンプ１
の吐出流量が調整されて油圧ウインチの回転速度
が所定値に保たれる。
Ｃ 発明が解決しようとする問題点
この方式による自動定速度制御は、制御開始時
あるいは巻上ロープの乱巻やエンジン回転数の変
動等による外乱発生時に速度変動が生じた場合、
速度偏差（上述のΔV）が大きいため、設定した
施工速度VOに収束するまでの応答が非常に遅く、
速度のハンチングもおきやすい。
あるいは巻上ロープの乱巻やエンジン回転数の変
動等による外乱発生時に速度変動が生じた場合、
速度偏差（上述のΔV）が大きいため、設定した
施工速度VOに収束するまでの応答が非常に遅く、
速度のハンチングもおきやすい。
また、この自動定速度制御装置は、硬質地盤等
のオーガ作業にも超低速度の自動定速度制御装置
として使用されることがあるが、その場合、オー
ガユニツトの繰り出し速度と掘進速度とが合致せ
ず、オーガの吊りロープが緩みオーガが浮いた状
態になることがある。このとき吊りロープが緩ん
でくると検出速度が実際よりも小さな値もしくは
零を示し、自動定速度制御装置による速度偏差が
正となり増速の指令値を出力する。このため、ま
すますオーガユニツトの繰り出し速度が増速され
てしまい、超低速度定速制御にならないばかり
か、ウインチドラムが乱巻してしまう。
のオーガ作業にも超低速度の自動定速度制御装置
として使用されることがあるが、その場合、オー
ガユニツトの繰り出し速度と掘進速度とが合致せ
ず、オーガの吊りロープが緩みオーガが浮いた状
態になることがある。このとき吊りロープが緩ん
でくると検出速度が実際よりも小さな値もしくは
零を示し、自動定速度制御装置による速度偏差が
正となり増速の指令値を出力する。このため、ま
すますオーガユニツトの繰り出し速度が増速され
てしまい、超低速度定速制御にならないばかり
か、ウインチドラムが乱巻してしまう。
さらに、以上説明した自動定速度制御装置では
エンジン回転数の自動制御をしていないから、エ
ンジン回転数の設定を誤ると、制御域の必要な吐
出量が油圧ポンプから得られず、全く制御が不可
能となるおそれもある。
エンジン回転数の自動制御をしていないから、エ
ンジン回転数の設定を誤ると、制御域の必要な吐
出量が油圧ポンプから得られず、全く制御が不可
能となるおそれもある。
本発明の目的は、このような種々の問題点を解
決したウインチの自動定速度制御装置を提供する
ことにある。
決したウインチの自動定速度制御装置を提供する
ことにある。
Ｄ 問題点を解決するための手段
本発明に係るウインチの自動定速度制御装置
は、作業機械本体に搭載されたウインチで吊り上
げられる作業アタツチメントの巻上／巻下げ速度
を自動定速度制御するものであり、その基本構成
は、作業アタツチメントの巻上／巻下げ速度を設
定する速度設定器と、作業アタツチメントの巻
上／巻下げ速度を検出する速度検出器と、設定さ
れた速度と実速度との偏差をとる偏差器とを備
え、この偏差に基づいて巻上／巻下げ速度を制御
する速度制御値を出力するものである。
は、作業機械本体に搭載されたウインチで吊り上
げられる作業アタツチメントの巻上／巻下げ速度
を自動定速度制御するものであり、その基本構成
は、作業アタツチメントの巻上／巻下げ速度を設
定する速度設定器と、作業アタツチメントの巻
上／巻下げ速度を検出する速度検出器と、設定さ
れた速度と実速度との偏差をとる偏差器とを備
え、この偏差に基づいて巻上／巻下げ速度を制御
する速度制御値を出力するものである。
そして請求項１の発明は、このような基本構成
に加えて、設定された速度に応じた初期制御値を
発生する初期制御値発生手段と、設定された速度
に応じたフイードバツクゲインを発生するフイー
ドバツクゲイン発生手段と、偏差とフイードバツ
クゲインとの積をとる乗算器と、その積の積分値
をとる積分器と、初期制御値と積分値とを加算し
て速度制御値を発生する加算器とを具備する。
に加えて、設定された速度に応じた初期制御値を
発生する初期制御値発生手段と、設定された速度
に応じたフイードバツクゲインを発生するフイー
ドバツクゲイン発生手段と、偏差とフイードバツ
クゲインとの積をとる乗算器と、その積の積分値
をとる積分器と、初期制御値と積分値とを加算し
て速度制御値を発生する加算器とを具備する。
また請求項２の発明は、上記基本構成に加え
て、ウインチの吊り上げ荷重を検出する荷重検出
器と、作業アタツチメントによる掘削反力を検出
する反力検出手段と、実速度が略零に近い基準速
度より遅いことを判定する速度判定手段と、吊り
上げ荷重が略零に近い基準吊り上げ荷重より小さ
いことを判定する吊上荷重判定手段と、掘削反力
が所定値よりも大きいことを判定する反力判定手
段と、これらの３つの判定手段がそれぞれ各条件
を判定するときにウインチを停止する停止手段と
を具備する。
て、ウインチの吊り上げ荷重を検出する荷重検出
器と、作業アタツチメントによる掘削反力を検出
する反力検出手段と、実速度が略零に近い基準速
度より遅いことを判定する速度判定手段と、吊り
上げ荷重が略零に近い基準吊り上げ荷重より小さ
いことを判定する吊上荷重判定手段と、掘削反力
が所定値よりも大きいことを判定する反力判定手
段と、これらの３つの判定手段がそれぞれ各条件
を判定するときにウインチを停止する停止手段と
を具備する。
また請求項３の発明では、上記基本構成のウイ
ンチが油圧ウインチである。この油圧ウインチ
は、エンジンに駆動される可変容量形油圧ポンプ
と、この可変容量形油圧ポンプからの圧油で駆動
されウインチを駆動する油圧モータとから成り、
このウインチの速度制御は、設定速度と実速度の
偏差に基づいて可変容量形油圧ポンプの押除け容
積を制御し該油圧ポンプの吐出量を調節すること
により行なわれる。この構成に加えて、請求項３
の発明は、速度制御値が予め定めた上下限値に達
することをそれぞれ検出して上限値信号および下
限値信号を出力する上下限値検出手段と、上下限
値信号の各出力にそれぞれ応答してエンジン回転
数を増減すべき旨の警報をそれぞれ発する警報手
段とを具備する。
ンチが油圧ウインチである。この油圧ウインチ
は、エンジンに駆動される可変容量形油圧ポンプ
と、この可変容量形油圧ポンプからの圧油で駆動
されウインチを駆動する油圧モータとから成り、
このウインチの速度制御は、設定速度と実速度の
偏差に基づいて可変容量形油圧ポンプの押除け容
積を制御し該油圧ポンプの吐出量を調節すること
により行なわれる。この構成に加えて、請求項３
の発明は、速度制御値が予め定めた上下限値に達
することをそれぞれ検出して上限値信号および下
限値信号を出力する上下限値検出手段と、上下限
値信号の各出力にそれぞれ応答してエンジン回転
数を増減すべき旨の警報をそれぞれ発する警報手
段とを具備する。
Ｅ 作用
−請求項１の発明−
初期制御値発生手段が設定された速度に応じた
初期制御値を発生する。この初期制御値は、加算
器で積分器の出力と加算されて速度制御値を形成
する。制御開始時は積分値が零であるが、初期制
御値に従つて速度制御値が形成されているので、
ウインチは迅速に計画した施工速度で駆動され
る。また、作業中は、設定速度と実速度との偏差
がとられるとともに、設定された速度に応じたフ
イードバツクゲインとこの偏差とが乗算されてそ
の積が積分され、さらに初期制御値と積分値とを
加算して速度制御値が発生するので、外乱によつ
て実速度が大きく変動しても、設定速度に応じた
値をとるフイードバツクゲインにより、実速度が
迅速に設定速度に収束する。
初期制御値を発生する。この初期制御値は、加算
器で積分器の出力と加算されて速度制御値を形成
する。制御開始時は積分値が零であるが、初期制
御値に従つて速度制御値が形成されているので、
ウインチは迅速に計画した施工速度で駆動され
る。また、作業中は、設定速度と実速度との偏差
がとられるとともに、設定された速度に応じたフ
イードバツクゲインとこの偏差とが乗算されてそ
の積が積分され、さらに初期制御値と積分値とを
加算して速度制御値が発生するので、外乱によつ
て実速度が大きく変動しても、設定速度に応じた
値をとるフイードバツクゲインにより、実速度が
迅速に設定速度に収束する。
−請求項２の発明−
実速度が略零に近い基準速度より遅いこと、吊
り上げ荷重が略零に近い基準吊り上げ荷重より小
さいこと、および掘削反力が所定値よりも大きい
ことが各判定手段で判定されると、停止手段がウ
インチを停止するので、作業アタツチメントが浮
き上がつて制御不能になつたり、乱巻を生ずるの
が防止される。
り上げ荷重が略零に近い基準吊り上げ荷重より小
さいこと、および掘削反力が所定値よりも大きい
ことが各判定手段で判定されると、停止手段がウ
インチを停止するので、作業アタツチメントが浮
き上がつて制御不能になつたり、乱巻を生ずるの
が防止される。
−請求項３の発明−
設定速度と実速度との偏差に基づいて可変容量
形油圧ポンプの押除け容積を制御し該油圧ポンプ
の吐出量を調節することにより油圧ウインチが速
度制御される。そして、偏差器に基づいて算出さ
れる速度制御値が予め定めた上下限値に達したこ
とがそれぞれ検出されると、エンジン回転数を増
大する旨の警報あるいは低減する旨の警報が警報
手段から発せられる。この警報によつて、作業者
がエンジン回転数を増減すれば速度設定が可能と
なる。
形油圧ポンプの押除け容積を制御し該油圧ポンプ
の吐出量を調節することにより油圧ウインチが速
度制御される。そして、偏差器に基づいて算出さ
れる速度制御値が予め定めた上下限値に達したこ
とがそれぞれ検出されると、エンジン回転数を増
大する旨の警報あるいは低減する旨の警報が警報
手段から発せられる。この警報によつて、作業者
がエンジン回転数を増減すれば速度設定が可能と
なる。
Ｆ 実施例
−第１の実施例−
第１図および第２図に基づいて第１の実施例に
ついて説明する。
ついて説明する。
まず、巻上ウインチ油圧回路について第２図に
より説明する。第２図において、１は図示しない
エンジンにより駆動される可変容量形油圧ポンプ
（以下、単に油圧ポンプ）で、油圧ポンプ１の吐
出側には、その吐出油を切換制御する方向切換弁
２と回路圧力を設定するリリーフ弁３とが設けら
れている。方向切換弁２は巻上用油圧モータ４に
連通された管路５，６に接続され、管路５，６に
はカウンタバランス弁７が設置されている。方向
切換弁２のパイロツトポート２ａ，２ｂには、パ
イロツト油圧ポンプ８の吐出圧を調整するパイロ
ツト弁１１の操作量に応じた２次圧力が管路９，
１０を介して供給され、その供給圧力により方向
切換弁２が切換え制御されて油圧モータ４への圧
油の方向と流量とが制御される。またパイロツト
弁１１の出力圧はシヤトル弁１２を介して管路１
３に導かれ、この管路１３に設けた電磁切換弁１
４を介して油圧ポンプ１のレギユレータ１ａにも
供給可能となつている。
より説明する。第２図において、１は図示しない
エンジンにより駆動される可変容量形油圧ポンプ
（以下、単に油圧ポンプ）で、油圧ポンプ１の吐
出側には、その吐出油を切換制御する方向切換弁
２と回路圧力を設定するリリーフ弁３とが設けら
れている。方向切換弁２は巻上用油圧モータ４に
連通された管路５，６に接続され、管路５，６に
はカウンタバランス弁７が設置されている。方向
切換弁２のパイロツトポート２ａ，２ｂには、パ
イロツト油圧ポンプ８の吐出圧を調整するパイロ
ツト弁１１の操作量に応じた２次圧力が管路９，
１０を介して供給され、その供給圧力により方向
切換弁２が切換え制御されて油圧モータ４への圧
油の方向と流量とが制御される。またパイロツト
弁１１の出力圧はシヤトル弁１２を介して管路１
３に導かれ、この管路１３に設けた電磁切換弁１
４を介して油圧ポンプ１のレギユレータ１ａにも
供給可能となつている。
またこのレギユレータ１ａには、パイロツト油
圧ポンプ８の吐出油が、電磁比例減圧弁１５、管
路１６および電磁切換弁１４を介して供給可能に
なつている。この電磁比例減圧弁１５は、自動定
速制御装置３０からの指令信号により駆動され、
その出力圧が調整される。すなわち、電磁切換弁
１４は、スイツチ１７のオンによりイ位置に切換
わり、スイツチ１７のオフによりロ位置に切換わ
る。イ位置では、電磁比例減圧弁１５の出力圧が
レギユレータ１ａに、ロ位置では、パイロツト弁
１１の出力圧がレギユレータ１ａに供給される。
スイツチ１７はバツテリ１８と電磁切換弁１４の
ソレノイド部との間に設置されている。さらに、
パイロツト弁１１の操作方向を検出するため、パ
イロツト管路９，１０に圧力スイツチ１９ａ，１
９ｂが設けられている。
圧ポンプ８の吐出油が、電磁比例減圧弁１５、管
路１６および電磁切換弁１４を介して供給可能に
なつている。この電磁比例減圧弁１５は、自動定
速制御装置３０からの指令信号により駆動され、
その出力圧が調整される。すなわち、電磁切換弁
１４は、スイツチ１７のオンによりイ位置に切換
わり、スイツチ１７のオフによりロ位置に切換わ
る。イ位置では、電磁比例減圧弁１５の出力圧が
レギユレータ１ａに、ロ位置では、パイロツト弁
１１の出力圧がレギユレータ１ａに供給される。
スイツチ１７はバツテリ１８と電磁切換弁１４の
ソレノイド部との間に設置されている。さらに、
パイロツト弁１１の操作方向を検出するため、パ
イロツト管路９，１０に圧力スイツチ１９ａ，１
９ｂが設けられている。
また第２図において、ウインチドラム２１が油
圧モータ４に連結され、このウインチドラム２１
に巻回されたロープ２２はシープ２３を介してオ
ーガユニツト２４を支持する。シープ２３にはロ
ータリエンコーダのような速度検出器２５が設け
られ、ロープ２２の速度を検出する。
圧モータ４に連結され、このウインチドラム２１
に巻回されたロープ２２はシープ２３を介してオ
ーガユニツト２４を支持する。シープ２３にはロ
ータリエンコーダのような速度検出器２５が設け
られ、ロープ２２の速度を検出する。
さらに第２図において、自動定速度制御装置３
０は速度設定器３１を含み、速度検出器２５から
の信号と圧力スイツチ１９ａ，１９ｂからの信号
を取り込んで、速度設定器３１で設定した施工速
度VOに巻上ロープ速度Ｖを制御するため、後述
のようにして電磁比例減圧弁１５へ指令信号を送
出する。
０は速度設定器３１を含み、速度検出器２５から
の信号と圧力スイツチ１９ａ，１９ｂからの信号
を取り込んで、速度設定器３１で設定した施工速
度VOに巻上ロープ速度Ｖを制御するため、後述
のようにして電磁比例減圧弁１５へ指令信号を送
出する。
次に第１図により第１の実施例の自動定速度制
御装置３０を説明する。
御装置３０を説明する。
自動定速度制御装置３０は、速度設定器３１
と、関数発生器３２と、加算点３３と、乗算器３
４と、積分器３５と、加算点３６と、ゲート回路
３７とを有する。速度設定器３１は施工速度VO
を設定する。関数発生器３２は、速度設定器３１
で設定されて入力される施工速度VOと電磁比例
減圧弁１５への入力電流である標準制御値POと
を第３図ａに示す実線で示すように対応づけた
関数を発生する。また、施工速度VOと第３の実
線で示す関数の傾きとを第３図ｂに実線で示
すように対応づけた関数を発生する。すなわち、
入力された施工速度VOに対して、標準制御値PO
とフイードバツクゲインＧとがそれぞれ出力され
る。
と、関数発生器３２と、加算点３３と、乗算器３
４と、積分器３５と、加算点３６と、ゲート回路
３７とを有する。速度設定器３１は施工速度VO
を設定する。関数発生器３２は、速度設定器３１
で設定されて入力される施工速度VOと電磁比例
減圧弁１５への入力電流である標準制御値POと
を第３図ａに示す実線で示すように対応づけた
関数を発生する。また、施工速度VOと第３の実
線で示す関数の傾きとを第３図ｂに実線で示
すように対応づけた関数を発生する。すなわち、
入力された施工速度VOに対して、標準制御値PO
とフイードバツクゲインＧとがそれぞれ出力され
る。
加算点３３は、速度検出器３１から出力される
巻上ロープ速度Ｖと施工速度VOとの偏差VO−Ｖ
＝ΔVを得る。乗算器３４は、フイードバツクゲ
インＧと偏差ΔVとを乗算する。積分器３５は、
その乗算器Ｇ・ΔVを積分して制御値Ｐを出力す
る。加算点３６は、関数発生器３２からの標準制
御値POと積分器３５からの制御値Ｐとを加算し
て新たな制御値Ｐを得る。ゲート回路３７は、圧
力スイツチ１９がオンすると閉じ、加算器３６の
出力である制御値Ｐを指令信号として電磁比例減
圧弁１５に供給する。
巻上ロープ速度Ｖと施工速度VOとの偏差VO−Ｖ
＝ΔVを得る。乗算器３４は、フイードバツクゲ
インＧと偏差ΔVとを乗算する。積分器３５は、
その乗算器Ｇ・ΔVを積分して制御値Ｐを出力す
る。加算点３６は、関数発生器３２からの標準制
御値POと積分器３５からの制御値Ｐとを加算し
て新たな制御値Ｐを得る。ゲート回路３７は、圧
力スイツチ１９がオンすると閉じ、加算器３６の
出力である制御値Ｐを指令信号として電磁比例減
圧弁１５に供給する。
次に動作を説明する。
操縦者がスイツチ１７をオンして電磁切換弁１
４をイ位置に切換え自動定速運転を選択する。次
いで、オーガユニツト２４の施工速度VOを計画
して自動定速度制御装置３０に備えられた速度設
定器３１によつて設定する。巻上ウインチの操作
レバー１１ａを巻上側または巻下側のどちらかに
フル操作して操作レバー１１ａをデテントロツク
する。このとき、油圧ポンプ１のレギユレータ１
ａへは圧油が供給されていないから、ポンプ吐出
量は零である。レバー１１ａの操作によりパイロ
ツト弁１１が動作し、圧力スイツチ１９が閉じて
自動定速度制御装置３０に制御開始の信号を入力
する。制御開始の信号が入力されるとゲート回路
３７が閉じる。ゲート閉じ動作で制御を開始する
と、関数発生器３２から計画施工速度VOに対応
した標準制御値POが出力されて加算点３６に加
えられる。制御開始時は加算点３６の一方の入力
が零であるから、この標準制御値（入力電流値を
示す）POがゲート回路３７を介して電磁比例減
圧弁１５に送出される。この指令信号が電磁比例
減圧弁１５で２次圧力に切換され、この圧力が油
圧ポンプ１のレギユレータ１ａに入力される。こ
れにより油圧ポンプ１の押除け容積が零から増大
して圧油を吐出し始め、方向切換弁２を通つて油
圧モータ４に導かれ、ウインチドラム２１が回転
を始める。そして、速度検出器２５が巻上ロープ
２２の速度に応じた信号、すなわち巻上ロープ速
度Ｖをすると、加算点３３がVO−Ｖ（＝ΔV）を
演算し、この偏差ΔVと関数発生器３２から施工
速度VOに応じて出力されるフイードバツクゲイ
ンＧとが乗算され、積分器３５に入力される。積
分器３５はＧ・ΔVを積分して制御値Ｐを出力す
る。加算点３６は、関数発生器３２からの標準制
御値POと積分器３５からの制御値Ｐとを加算し、
その加算結果である指令信号（入力電流値）Ｐを
ゲート回路３７を介して電磁比例減圧弁１５に供
給する。これにより、指令信号に相応した２次圧
力が電磁比例減圧弁１５から出力され、管路１
６、電磁切換弁１４を介してレギユレータ１ａに
供給される。この結果、偏差ΔVに応じて油圧ポ
ンプ１の押除け容積、すなわち吐出流量が増減さ
れるからウインチドラム２１の回転速度が制御さ
れ、巻上ロープ速度Ｖが施工速度VOに近づく。
４をイ位置に切換え自動定速運転を選択する。次
いで、オーガユニツト２４の施工速度VOを計画
して自動定速度制御装置３０に備えられた速度設
定器３１によつて設定する。巻上ウインチの操作
レバー１１ａを巻上側または巻下側のどちらかに
フル操作して操作レバー１１ａをデテントロツク
する。このとき、油圧ポンプ１のレギユレータ１
ａへは圧油が供給されていないから、ポンプ吐出
量は零である。レバー１１ａの操作によりパイロ
ツト弁１１が動作し、圧力スイツチ１９が閉じて
自動定速度制御装置３０に制御開始の信号を入力
する。制御開始の信号が入力されるとゲート回路
３７が閉じる。ゲート閉じ動作で制御を開始する
と、関数発生器３２から計画施工速度VOに対応
した標準制御値POが出力されて加算点３６に加
えられる。制御開始時は加算点３６の一方の入力
が零であるから、この標準制御値（入力電流値を
示す）POがゲート回路３７を介して電磁比例減
圧弁１５に送出される。この指令信号が電磁比例
減圧弁１５で２次圧力に切換され、この圧力が油
圧ポンプ１のレギユレータ１ａに入力される。こ
れにより油圧ポンプ１の押除け容積が零から増大
して圧油を吐出し始め、方向切換弁２を通つて油
圧モータ４に導かれ、ウインチドラム２１が回転
を始める。そして、速度検出器２５が巻上ロープ
２２の速度に応じた信号、すなわち巻上ロープ速
度Ｖをすると、加算点３３がVO−Ｖ（＝ΔV）を
演算し、この偏差ΔVと関数発生器３２から施工
速度VOに応じて出力されるフイードバツクゲイ
ンＧとが乗算され、積分器３５に入力される。積
分器３５はＧ・ΔVを積分して制御値Ｐを出力す
る。加算点３６は、関数発生器３２からの標準制
御値POと積分器３５からの制御値Ｐとを加算し、
その加算結果である指令信号（入力電流値）Ｐを
ゲート回路３７を介して電磁比例減圧弁１５に供
給する。これにより、指令信号に相応した２次圧
力が電磁比例減圧弁１５から出力され、管路１
６、電磁切換弁１４を介してレギユレータ１ａに
供給される。この結果、偏差ΔVに応じて油圧ポ
ンプ１の押除け容積、すなわち吐出流量が増減さ
れるからウインチドラム２１の回転速度が制御さ
れ、巻上ロープ速度Ｖが施工速度VOに近づく。
以上のように制御開始時は、積分器３５の出力
が零であるが関数発生器３２から標準制御値PO
が出力されているので加算点３６はその制御値
POを電磁比例減圧弁１５に送る。したがつて、
立上りの応答性が向上する。起動後は、速度偏差
ΔVにより制御値Ｐは、 Ｐ＝PO＋∫G・ΔVdt と修正される。
が零であるが関数発生器３２から標準制御値PO
が出力されているので加算点３６はその制御値
POを電磁比例減圧弁１５に送る。したがつて、
立上りの応答性が向上する。起動後は、速度偏差
ΔVにより制御値Ｐは、 Ｐ＝PO＋∫G・ΔVdt と修正される。
ここで上述したフイードバツクゲインＧについ
て説明する。今、第３図ａに示すように、計画施
工速度VOをVA、巻上ロープ速度ＶをVB（＞VA）
とする。計画施工速度VO＝VAに対する制御値Ｐ
はPA、巻上ロープ速度Ｖ＝VBに対する制御値Ｐ
はPBである。つまり、巻上ロープ速度ＶをVB→
VAに落とすには制御値ＰをPB→PAに下げればよ
い。速度VAとVBとの間の速度偏差ΔVABおよび制
御値PAとPBとの間の制御値偏差ΔPABを、 VB−VA＝ΔVAB＞０ VB−PA＝ΔPAB＞０ で表わすとき、制御値PAは、 PA＝PB−ΔPAB ＝PB−（ΔVAB・Ｇ） …(1) で示すことができる。したがつて、この(1)式が第
３図ａの全領域で満足するようにフイードバツク
ゲインＧを定めるには、フイードバツクゲインＧ
を第３図ａの関数の傾きにすればよく、第３図
ｂのようにフイードバツクゲインＧを施工速度
VOの関数で表わすことができる。つまり第３
図ｂの関数は第３図ａに示す関数の傾きを表
わす。また、関数は油圧ポンプ１のＰ−Ｑ線に
対応して決定される。
て説明する。今、第３図ａに示すように、計画施
工速度VOをVA、巻上ロープ速度ＶをVB（＞VA）
とする。計画施工速度VO＝VAに対する制御値Ｐ
はPA、巻上ロープ速度Ｖ＝VBに対する制御値Ｐ
はPBである。つまり、巻上ロープ速度ＶをVB→
VAに落とすには制御値ＰをPB→PAに下げればよ
い。速度VAとVBとの間の速度偏差ΔVABおよび制
御値PAとPBとの間の制御値偏差ΔPABを、 VB−VA＝ΔVAB＞０ VB−PA＝ΔPAB＞０ で表わすとき、制御値PAは、 PA＝PB−ΔPAB ＝PB−（ΔVAB・Ｇ） …(1) で示すことができる。したがつて、この(1)式が第
３図ａの全領域で満足するようにフイードバツク
ゲインＧを定めるには、フイードバツクゲインＧ
を第３図ａの関数の傾きにすればよく、第３図
ｂのようにフイードバツクゲインＧを施工速度
VOの関数で表わすことができる。つまり第３
図ｂの関数は第３図ａに示す関数の傾きを表
わす。また、関数は油圧ポンプ１のＰ−Ｑ線に
対応して決定される。
なお、例えば実速度が定時間以上零の場合、あ
るいは２つの圧力スイツチ１９ａ，１９ｂが共に
オンしている場合などには異常と判定してゲート
回路３７を開いても良い。これにより、ウインチ
が停止する。異常状態が解消されると再びウイン
チが駆動を開始するが、この場合も、初期制御値
POが出力されるから直ちに設定速度で駆動する
ことが可能である。
るいは２つの圧力スイツチ１９ａ，１９ｂが共に
オンしている場合などには異常と判定してゲート
回路３７を開いても良い。これにより、ウインチ
が停止する。異常状態が解消されると再びウイン
チが駆動を開始するが、この場合も、初期制御値
POが出力されるから直ちに設定速度で駆動する
ことが可能である。
−第２の実施例−
以上説明した装置に、第４図エンジン回転数警
報装置を組込むことができる。
報装置を組込むことができる。
この警報装置は、２つの比較器４１，４２と２
つの警報出力装置４３，４４とを有する。比較器
４１の基準値は最小制御値PMIN、比較器４２の基
準値は最大制御値PMAXに定められ、被比較値は
それぞれ電磁比例減圧弁１５に供給される制御値
Ｐである。比較器４１は、制御値Ｐが最小制御値
PMINより小さいときにエンジン回転数の下げ警報
出力装置４３に警報信号を送出し、警報出力装置
４３を駆動する。この警報出力装置４３はブザー
あるいはランプで構成でき、Ｐ≦PMINにブザーが
鳴動しあるいはランプが点灯する。一方、比較器
４２は、制御値Ｐが最大制御値PMAXより大きい
ときにエンジン回転数上げ警報出力装置４４に警
報信号を送出し、ブザーやランプから成る警報出
力装置４４を駆動する。Ｐ≧PMAX時にブザーが
鳴動しあるいはランプが点灯する。
つの警報出力装置４３，４４とを有する。比較器
４１の基準値は最小制御値PMIN、比較器４２の基
準値は最大制御値PMAXに定められ、被比較値は
それぞれ電磁比例減圧弁１５に供給される制御値
Ｐである。比較器４１は、制御値Ｐが最小制御値
PMINより小さいときにエンジン回転数の下げ警報
出力装置４３に警報信号を送出し、警報出力装置
４３を駆動する。この警報出力装置４３はブザー
あるいはランプで構成でき、Ｐ≦PMINにブザーが
鳴動しあるいはランプが点灯する。一方、比較器
４２は、制御値Ｐが最大制御値PMAXより大きい
ときにエンジン回転数上げ警報出力装置４４に警
報信号を送出し、ブザーやランプから成る警報出
力装置４４を駆動する。Ｐ≧PMAX時にブザーが
鳴動しあるいはランプが点灯する。
すなわち、Ｐ≦PMINになる場合は、巻上ロープ
速度Ｖが施工速度VOより大きく制御値Ｐをその
最小値PMINまで小さくしても巻上ロープ速度Ｖ≦
施工速度VOにならない状態であり、エンジン回
転数を低くすれば巻上ロープ速度Ｖを施工速度
VOに近づけ得るから、操作者にエンジン回転数
を下げるよう警報する。一方、Ｐ≧PMAXになる
場合は、巻上ロープ速度Ｖが施工速度VOより小
さく制御値Ｐをその最大値PMAXまで大きくして
も巻上ロープ速度Ｖ≧施工速度VOにならない状
態であり、エンジン回転数を高くすれば巻上ロー
プ速度Ｖを施工速度VOに近づけ得るから、操作
者にエンジン回転数を上げるように警報する。
速度Ｖが施工速度VOより大きく制御値Ｐをその
最小値PMINまで小さくしても巻上ロープ速度Ｖ≦
施工速度VOにならない状態であり、エンジン回
転数を低くすれば巻上ロープ速度Ｖを施工速度
VOに近づけ得るから、操作者にエンジン回転数
を下げるよう警報する。一方、Ｐ≧PMAXになる
場合は、巻上ロープ速度Ｖが施工速度VOより小
さく制御値Ｐをその最大値PMAXまで大きくして
も巻上ロープ速度Ｖ≧施工速度VOにならない状
態であり、エンジン回転数を高くすれば巻上ロー
プ速度Ｖを施工速度VOに近づけ得るから、操作
者にエンジン回転数を上げるように警報する。
−第３の実施例−
次に、オーガユニツト２４の浮き上り警報装置
について第５図により説明する。
について第５図により説明する。
この浮き上り警報装置は、
巻上ロープ速度Ｖが零に近い任意の基準速度
υに対してＶ≦υであること、 巻き上げロープ２２の吊り荷重Ｗが零に近い
任意の基準吊り荷重WOに対してＷ≦WOである
こと、および 零点反力（例えばオーガユニツト２４の全重
量−掘進作業時の吊重量）Ｒが零に近い任意の
基準反力ROに対しＲ≧RO、つまり掘削反力が
ある値以上であること、 の３条件が満足したときに警報装置７１を駆動し
て浮き上りを警報するとともにゲート回路３７を
開いてウインチドラム２１を停止させる。
υに対してＶ≦υであること、 巻き上げロープ２２の吊り荷重Ｗが零に近い
任意の基準吊り荷重WOに対してＷ≦WOである
こと、および 零点反力（例えばオーガユニツト２４の全重
量−掘進作業時の吊重量）Ｒが零に近い任意の
基準反力ROに対しＲ≧RO、つまり掘削反力が
ある値以上であること、 の３条件が満足したときに警報装置７１を駆動し
て浮き上りを警報するとともにゲート回路３７を
開いてウインチドラム２１を停止させる。
このため、この浮き上り警報装置は、
） 巻上ロープ速度Ｖと記憶器（図示せず）内
に記憶させた零に近い任意の基準速度υとを比
較器７２で大小比較をして、Ｖ≦υならば論理
積器７３に「１」信号を、Ｖ＞υならば「０」
信号を入力する。
に記憶させた零に近い任意の基準速度υとを比
較器７２で大小比較をして、Ｖ≦υならば論理
積器７３に「１」信号を、Ｖ＞υならば「０」
信号を入力する。
） 荷重検出器７４により吊荷重Ｗを検出し、
零値に近い任意の基準吊荷重WOとその吊荷重
Ｗとを比較器７５で比較し、Ｗ≦WOならば論
理積器７３に「１」信号を、Ｗ＞WOならば
「０」信号を入力する。
零値に近い任意の基準吊荷重WOとその吊荷重
Ｗとを比較器７５で比較し、Ｗ≦WOならば論
理積器７３に「１」信号を、Ｗ＞WOならば
「０」信号を入力する。
） 反力値Ｒは、オーガユニツト２４の全重量
値WRを基準としたときにこの全重量値WRと掘
進作業時の吊荷重Ｗとの差で表される。そこ
で、オーガユニツト２４を地面から完全に離し
た状態での全重量値WRを記憶器７６に記憶す
る。掘削作業が開始されると、荷重値WRと吊
荷重Ｗとの偏差WR−Ｗを加算点７７で求める。
この偏差が反力値Ｒである。つまり、地盤が硬
く巻下げ速度に対して掘進速度が遅いと吊荷重
Ｗが小さくなるから反力値Ｒが大きくなる。こ
の反力値Ｒを比較器７８に入力し、零値に近い
基準反力ROと比較する。その結果Ｒ≧ROなら
ば論理積器７３に「１」信号を、Ｒ＜ROなら
ば「０」信号を入力する。
値WRを基準としたときにこの全重量値WRと掘
進作業時の吊荷重Ｗとの差で表される。そこ
で、オーガユニツト２４を地面から完全に離し
た状態での全重量値WRを記憶器７６に記憶す
る。掘削作業が開始されると、荷重値WRと吊
荷重Ｗとの偏差WR−Ｗを加算点７７で求める。
この偏差が反力値Ｒである。つまり、地盤が硬
く巻下げ速度に対して掘進速度が遅いと吊荷重
Ｗが小さくなるから反力値Ｒが大きくなる。こ
の反力値Ｒを比較器７８に入力し、零値に近い
基準反力ROと比較する。その結果Ｒ≧ROなら
ば論理積器７３に「１」信号を、Ｒ＜ROなら
ば「０」信号を入力する。
論理積器７３で前記）、）、）で入力され
た信号値の論理積処理をして、その結果「１」で
あれば、オーガユニツト２４が浮き上りを起こし
ていると判断し、オーガユニツト２４の浮き上り
警報をランプ、ブザーなどから成る警報装置７１
で出力すると共にゲート回路３７を開放してウイ
ンチドラム２１を停止させる。
た信号値の論理積処理をして、その結果「１」で
あれば、オーガユニツト２４が浮き上りを起こし
ていると判断し、オーガユニツト２４の浮き上り
警報をランプ、ブザーなどから成る警報装置７１
で出力すると共にゲート回路３７を開放してウイ
ンチドラム２１を停止させる。
G.発明の効果
請求項１の発明によれば、設定速度に対応し
た初期制御値およびフイードバツクゲインが出
力されているから、作業の開始時や外乱による
速度変動時に所定の設定速度に収束するまでの
時間が短縮化され、応答性が向上する。またハ
ンチングも防止される。
た初期制御値およびフイードバツクゲインが出
力されているから、作業の開始時や外乱による
速度変動時に所定の設定速度に収束するまでの
時間が短縮化され、応答性が向上する。またハ
ンチングも防止される。
請求項２の発明によれば、エンジン回転数の
不適応状態が警報されるから、エンジン回転数
の調整が悪くてもすぐに気付き、エンジン回転
数を調整すれば確実に一定速度で作業アタツチ
メントを駆動できる。
不適応状態が警報されるから、エンジン回転数
の調整が悪くてもすぐに気付き、エンジン回転
数を調整すれば確実に一定速度で作業アタツチ
メントを駆動できる。
請求項３の発明によれば、作業アタツチメン
トが浮き上がるとウインチが停止するから、乱
巻が防止されかつ速度制御不能に陥ることもな
い。
トが浮き上がるとウインチが停止するから、乱
巻が防止されかつ速度制御不能に陥ることもな
い。
第１図〜第３図は本発明に係る自動定速度制御
装置を油圧ウインチに適用した場合の第１の実施
例を説明するもので、第１図がその全体ブロツク
図、第２図が油圧回路を含む全体構成図、第３図
ａ，ｂが関数発生器の関数を説明する線図であ
る。第４図は第２の実施例であるエンジン回転数
の警報装置の一実施例を示すブロツク図である。
第５図は第３の実施例であるオーガ浮き上り警報
装置の一実施例を示すブロツク図である。第６図
は従来の自動定速度制御装置を示すブロツク図で
ある。 １：油圧ポンプ、１ａ：レギユレータ、２：方
向切換弁、４：油圧モータ、８：パイロツト用油
圧ポンプ、１１：パイロツト弁、１４：電磁切換
弁、１５：電磁比例減圧弁、１７：選択スイツ
チ、１９ａ，１９ｂ：圧力スイツチ、２１：ウイ
ンチドラム、２２：ロープ、２３：速度検出器、
２４：オーガユニツト、３０：自動定速度制御装
置、３１：速度設定器、３２：関数発生器、３
３：加算点、３４：乗算器、３５：積分器、３
６：加算点、３７：ゲート回路。
装置を油圧ウインチに適用した場合の第１の実施
例を説明するもので、第１図がその全体ブロツク
図、第２図が油圧回路を含む全体構成図、第３図
ａ，ｂが関数発生器の関数を説明する線図であ
る。第４図は第２の実施例であるエンジン回転数
の警報装置の一実施例を示すブロツク図である。
第５図は第３の実施例であるオーガ浮き上り警報
装置の一実施例を示すブロツク図である。第６図
は従来の自動定速度制御装置を示すブロツク図で
ある。 １：油圧ポンプ、１ａ：レギユレータ、２：方
向切換弁、４：油圧モータ、８：パイロツト用油
圧ポンプ、１１：パイロツト弁、１４：電磁切換
弁、１５：電磁比例減圧弁、１７：選択スイツ
チ、１９ａ，１９ｂ：圧力スイツチ、２１：ウイ
ンチドラム、２２：ロープ、２３：速度検出器、
２４：オーガユニツト、３０：自動定速度制御装
置、３１：速度設定器、３２：関数発生器、３
３：加算点、３４：乗算器、３５：積分器、３
６：加算点、３７：ゲート回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 作業機械本体に搭載されたウインチに作業ア
タツチメントが吊り下げられ、該作業アツタチメ
ントの巻上／巻下げの速度を自動定速度制御する
装置であつて、前記作業アタツチメントの巻上／
巻下げ速度を設定する速度設定器と、前記作業ア
タツチメントの巻上／巻下げ速度を検出する速度
検出器と、前記設定された速度と実速度との偏差
をとる偏差器とを備え、この偏差に基づいて前記
巻上／巻下げ速度を制御する速度制御値を出力す
るようにしたウインチの自動定速度制御装置にお
いて、 前記設定された速度に応じた初期制御値を発生
する初期制御値発生手段と、 前記設定された速度に応じたフイードバツクゲ
インを発生するフイードバツクゲイン発生手段
と、 前記偏差とフイードバツクゲインとの積をとる
乗算器と、 その積の積分値をとる積分器と、 前記初期制御値と積分値とを加算して前記速度
制御値を発生する加算器とを具備することを特徴
とするウインチの自動定速度制御装置。 ２ 作業機械本体に搭載されたウインチに作業ア
タツチメントが吊り下げられ、該作業アツタチメ
ントの巻上／巻下げの速度を自動定速度制御する
装置であつて、前記作業アタツチメントの巻上／
巻下げ速度を設定する速度設定器と、前記作業ア
タツチメントの巻上／巻下げ速度を検出する速度
検出器と、前記設定された速度と実速度との偏差
をとる偏差器とを備え、この偏差に基づいて前記
巻上／巻下げ速度を制御するウインチの自動定速
度制御装置において、 前記ウインチの吊り上げ荷重を検出する荷重検
出器と、 前記作業アタツチメントによる掘削反力を検出
する反力検出手段と、 前記実速度が略零に近い基準速度より遅いこと
を判定する速度判定手段と、 前記吊り上げ荷重が略零に近い基準吊り上げ荷
重より小さいことを判定する吊上荷重判定手段
と、 前記掘削反力が所定値よりも大きいことを判定
する反力判定手段と、 これらの３つの判定手段がそれぞれ各条件を判
定するときに前記ウインチを停止する停止手段と
を具備することを特徴とするウインチの自動定速
度制御装置。 ３ 作業機械本体に搭載されたウインチに作業ア
タツチメントが吊り下げられ、エンジンに駆動さ
れる可変容量形油圧ポンプと、この可変容量形油
圧ポンプからの圧油で駆動され前記ウインチを駆
動する油圧モータとから成る油圧ウインチの速度
制御装置であつて、前記作業アタツチメントの巻
上／巻下げ速度を設定する速度設定器と、作業ア
タツチメントの巻上／巻下げ速度を検出する速度
検出器と、前記設定された速度と実速度との偏差
をとる偏差器とを備え、この偏差に基づいて前記
可変容量形油圧ポンプの押除け容積を制御し該油
圧ポンプの吐出量を調節することにより前記ウイ
ンチを自動定速度制御する装置において、 前記速度制御値が予め定めた上下限値に達する
ことをそれぞれ検出して上限値信号および下限値
信号を出力する上下限値検出手段と、 前記上下限値信号の各出力にそれぞれ応答して
前記エンジン回転数を増減すべき旨の警報をそれ
ぞれ発する警報手段とを具備することを特徴とす
るウインチの自動定速度制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16476588A JPH0213600A (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | ウインチの自動定速度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16476588A JPH0213600A (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | ウインチの自動定速度制御装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5227547A Division JP2523262B2 (ja) | 1993-09-13 | 1993-09-13 | ウインチの自動定速度制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0213600A JPH0213600A (ja) | 1990-01-17 |
| JPH0460913B2 true JPH0460913B2 (ja) | 1992-09-29 |
Family
ID=15799502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16476588A Granted JPH0213600A (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | ウインチの自動定速度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0213600A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0745654Y2 (ja) * | 1991-05-24 | 1995-10-18 | 住友建機株式会社 | クレーン機能付パワーショベルの油圧回路 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61244287A (ja) * | 1985-04-18 | 1986-10-30 | Mitsubishi Electric Corp | モ−タの速度制御回路 |
| JPS63115202A (ja) * | 1986-10-31 | 1988-05-19 | Mitsubishi Electric Corp | フイ−ドバツクプロセス制御装置 |
-
1988
- 1988-06-30 JP JP16476588A patent/JPH0213600A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0213600A (ja) | 1990-01-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |