JPH0464597A - 上部旋回体を有する作業車の旋回制御装置 - Google Patents
上部旋回体を有する作業車の旋回制御装置Info
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- JPH0464597A JPH0464597A JP17371590A JP17371590A JPH0464597A JP H0464597 A JPH0464597 A JP H0464597A JP 17371590 A JP17371590 A JP 17371590A JP 17371590 A JP17371590 A JP 17371590A JP H0464597 A JPH0464597 A JP H0464597A
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- swing
- motor
- turning
- deceleration
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- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 16
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 13
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Jib Cranes (AREA)
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
- Operation Control Of Excavators (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ラフテレンクレーン等の上部旋回体を有する
作業車の旋回制御装置に関するものである。
作業車の旋回制御装置に関するものである。
上部旋回体を有する作業車において、上部旋回体を所定
の旋回停止位置(目標停止位置)に自動停止させるため
に、特開昭62−13620号公報に示されるように上
部旋回体が予め設定された目標停止位置より手前から旋
回ブレーキを作動させ、このとき傾斜角度センサで上部
旋回体の傾斜角度を検出し、その傾斜角度に応じてブレ
ーキ信号の出力タイミングをずらす等の制御をして上部
旋回体を目標停止位置に停止させるようにしたものが知
られている。
の旋回停止位置(目標停止位置)に自動停止させるため
に、特開昭62−13620号公報に示されるように上
部旋回体が予め設定された目標停止位置より手前から旋
回ブレーキを作動させ、このとき傾斜角度センサで上部
旋回体の傾斜角度を検出し、その傾斜角度に応じてブレ
ーキ信号の出力タイミングをずらす等の制御をして上部
旋回体を目標停止位置に停止させるようにしたものが知
られている。
上記従来技術では、傾斜角度センサにより上部旋回体の
傾斜角度を検出するために、左右方向の傾きを検出する
傾斜角度センサが必要であり、しかも、上部旋回体に傾
斜角度センサを取付けているので、上部旋回体の旋回に
伴って傾斜角度センナの出力値が時々刻々変化し、その
出力値に応じて旋回ブレーキを制御するには、センサの
応答を速くする必要があり、そのために高精度の傾斜角
度センサが必要であり、コストが高くつく。また、上記
センサの応答を速(し過ぎると、上部旋回体の減速制御
中における旋回角加速度の大きさやその変化の影響を強
く受け、雑音も拾うことになり、傾斜角度センサの出力
値が実際値と異なってしまう。このため旋回ブレーキの
制御精度が悪くなり、上部旋回体が目標停止位置をオー
バーランしたり、それよりも手前で停止したりするおそ
れがある。
傾斜角度を検出するために、左右方向の傾きを検出する
傾斜角度センサが必要であり、しかも、上部旋回体に傾
斜角度センサを取付けているので、上部旋回体の旋回に
伴って傾斜角度センナの出力値が時々刻々変化し、その
出力値に応じて旋回ブレーキを制御するには、センサの
応答を速くする必要があり、そのために高精度の傾斜角
度センサが必要であり、コストが高くつく。また、上記
センサの応答を速(し過ぎると、上部旋回体の減速制御
中における旋回角加速度の大きさやその変化の影響を強
く受け、雑音も拾うことになり、傾斜角度センサの出力
値が実際値と異なってしまう。このため旋回ブレーキの
制御精度が悪くなり、上部旋回体が目標停止位置をオー
バーランしたり、それよりも手前で停止したりするおそ
れがある。
本発明は、このような問題を解消し、特殊な角度センサ
を設ける必要がなく、上部旋回体の傾斜に伴なう制動の
補正を的確に行えるようにし、上部旋回体が傾いた状態
でも上部旋回体を目標位置に正確に停止させることがで
きる旋回制御装置を提供するものである。
を設ける必要がなく、上部旋回体の傾斜に伴なう制動の
補正を的確に行えるようにし、上部旋回体が傾いた状態
でも上部旋回体を目標位置に正確に停止させることがで
きる旋回制御装置を提供するものである。
本発明は、下部走行体上に旋回自在に設けられた上部旋
回体と、上部旋回体を旋回駆動する旋回油圧モータと、
油圧ポンプから旋回油圧モータへの圧油の供給排出を制
御する旋回制御弁とを備えた作業車において、上部旋回
体の旋回位置検出手段と、旋回速度検出手段と、慣性モ
ーメント算出手段と、旋回油圧モータの両側の圧力を検
出する一対の圧力検出手段と、上記旋回速度検出手段と
慣性モーメント算出手段と両正力検出手段とからの信号
に基づき上部旋回体の傾斜状態を算出する傾・斜状態算
出手段と、旋回油圧モータの吸込み側の圧力を可変制御
する加速圧力制御弁と、旋回油圧モータの排出側の圧力
を可変制御する減速圧力制御弁とを有し、上部旋回体の
制動時に、上記傾斜状態算出手段で算出された上部旋回
体の傾斜状態に応じて上記両圧力制御弁を作動させ旋回
油圧モータの排出側と吸込み側との差圧を制御する制御
手段を備えていることを特徴とするものである。
回体と、上部旋回体を旋回駆動する旋回油圧モータと、
油圧ポンプから旋回油圧モータへの圧油の供給排出を制
御する旋回制御弁とを備えた作業車において、上部旋回
体の旋回位置検出手段と、旋回速度検出手段と、慣性モ
ーメント算出手段と、旋回油圧モータの両側の圧力を検
出する一対の圧力検出手段と、上記旋回速度検出手段と
慣性モーメント算出手段と両正力検出手段とからの信号
に基づき上部旋回体の傾斜状態を算出する傾・斜状態算
出手段と、旋回油圧モータの吸込み側の圧力を可変制御
する加速圧力制御弁と、旋回油圧モータの排出側の圧力
を可変制御する減速圧力制御弁とを有し、上部旋回体の
制動時に、上記傾斜状態算出手段で算出された上部旋回
体の傾斜状態に応じて上記両圧力制御弁を作動させ旋回
油圧モータの排出側と吸込み側との差圧を制御する制御
手段を備えていることを特徴とするものである。
上記の構成により、特殊な高価な傾斜角度センサを用い
ずに、圧力検出手段として安価な圧力センサを用いて上
部旋回体の傾斜状態を求め、その傾斜状態に応じて旋回
油圧モータの排出側と吸込み側との差圧が制御され、モ
ータが的確に減速される。したがって、上部旋回体が傾
いた状態でもその傾斜角度に応じた減速制御により上部
旋回体を目標停止位置に正確に停止させることができる
。
ずに、圧力検出手段として安価な圧力センサを用いて上
部旋回体の傾斜状態を求め、その傾斜状態に応じて旋回
油圧モータの排出側と吸込み側との差圧が制御され、モ
ータが的確に減速される。したがって、上部旋回体が傾
いた状態でもその傾斜角度に応じた減速制御により上部
旋回体を目標停止位置に正確に停止させることができる
。
本発明が適用されるクレーンの一例を第4図に示す。こ
のクレーン100は、アウトリガ101を備えた走行体
102上に鉛直方向の旋回中心103まわりに旋回可能
な上部旋回体104を備え、この旋回体104に伸縮自
在のブーム107がブームフットピン105を中心にブ
ーム起伏シリンダ106を介して起伏自在に支持され、
ブーム107の先端部(ブームポイントシーブ)がら巻
上ロープ108が垂下され、この巻上ロープ108で吊
荷109の巻上げ、巻下げが行われる。このクレーンに
おいて、旋回制御のために次のような装置が設けられる
。
のクレーン100は、アウトリガ101を備えた走行体
102上に鉛直方向の旋回中心103まわりに旋回可能
な上部旋回体104を備え、この旋回体104に伸縮自
在のブーム107がブームフットピン105を中心にブ
ーム起伏シリンダ106を介して起伏自在に支持され、
ブーム107の先端部(ブームポイントシーブ)がら巻
上ロープ108が垂下され、この巻上ロープ108で吊
荷109の巻上げ、巻下げが行われる。このクレーンに
おいて、旋回制御のために次のような装置が設けられる
。
第1図は本発明にかかる旋回制御装置の実施例を示す油
圧回路図である。この図において、1は油圧ポンプ、2
は旋回制御弁、3は旋回油圧モータを示し、そのモータ
3が旋回減速ユニット37を介して第4図の上部旋回体
104に連結される。
圧回路図である。この図において、1は油圧ポンプ、2
は旋回制御弁、3は旋回油圧モータを示し、そのモータ
3が旋回減速ユニット37を介して第4図の上部旋回体
104に連結される。
12は加速圧力制御弁で、通常、親弁13と子弁14と
からなるバランスピストン形のアンロードリリーフ弁が
用いられ、その親弁13が油圧ポンプ1の吐出油路11
に接続される。子弁14は電磁比例リリーフ弁で構成さ
れ、親弁13の圧力制御部(ベント油路)に接続され、
その受信部に電気信号(電流ia)が久方されることに
より、リリーフ設定圧すなわち当該加速圧力制御弁12
の設定圧Ppが最低設定圧P p o (Okg/
Ci)から最高設定圧P pl (210kg/al
)まで可変制御される。15はチエツク弁、17は背圧
弁を示す。背圧弁17は設定圧がP c (5kg/
cd)で、タンク18へのリターン油路16に接続され
ている。
からなるバランスピストン形のアンロードリリーフ弁が
用いられ、その親弁13が油圧ポンプ1の吐出油路11
に接続される。子弁14は電磁比例リリーフ弁で構成さ
れ、親弁13の圧力制御部(ベント油路)に接続され、
その受信部に電気信号(電流ia)が久方されることに
より、リリーフ設定圧すなわち当該加速圧力制御弁12
の設定圧Ppが最低設定圧P p o (Okg/
Ci)から最高設定圧P pl (210kg/al
)まで可変制御される。15はチエツク弁、17は背圧
弁を示す。背圧弁17は設定圧がP c (5kg/
cd)で、タンク18へのリターン油路16に接続され
ている。
旋回制御弁2とモータ3との間、すなわち油路21.2
2と油路31,32との間には、それぞれモータ3側へ
の流入を許容しその逆流を遮断するチエツク弁23.2
4と、モータ3の排出側の圧力(減速圧力)Pbを可変
制御する減速圧力制御弁25.26とがパラレルに接続
されている。
2と油路31,32との間には、それぞれモータ3側へ
の流入を許容しその逆流を遮断するチエツク弁23.2
4と、モータ3の排出側の圧力(減速圧力)Pbを可変
制御する減速圧力制御弁25.26とがパラレルに接続
されている。
減速圧力制御弁25.26は第2図に示すようにポペッ
ト式で、そのポペット25a、26aのばね25b、2
6b側の油室に電磁比例減圧弁27の二次側が接続され
、その電磁比例減圧弁27の一次側に操作用油圧源28
が接続されている。電磁比例減圧弁27はその受信部に
入力される電気信号(電流ib)に応じた二次圧を出力
するもので、その二次圧を外部パイロット圧として上記
減速圧力制御弁25.26の設定圧PBが最低設定圧P
ao (4kg/al)から最高設定圧P、、(19
0kg/cIl)まで無段階に可変制御される。
ト式で、そのポペット25a、26aのばね25b、2
6b側の油室に電磁比例減圧弁27の二次側が接続され
、その電磁比例減圧弁27の一次側に操作用油圧源28
が接続されている。電磁比例減圧弁27はその受信部に
入力される電気信号(電流ib)に応じた二次圧を出力
するもので、その二次圧を外部パイロット圧として上記
減速圧力制御弁25.26の設定圧PBが最低設定圧P
ao (4kg/al)から最高設定圧P、、(19
0kg/cIl)まで無段階に可変制御される。
上記モータ3の両側油路31,32とリターン油路16
との間にはそれぞれ設定圧PR(200ICg/al)
のオーバーロードリリーフ弁33.34およびアンチキ
ャビテーションチエツク弁35゜36が接続されている
。なお、上記各弁の設定圧は上記数値に限定されるもの
ではなく、作業車の機種、作業内容等に応じて適宜設定
し得るものである。
との間にはそれぞれ設定圧PR(200ICg/al)
のオーバーロードリリーフ弁33.34およびアンチキ
ャビテーションチエツク弁35゜36が接続されている
。なお、上記各弁の設定圧は上記数値に限定されるもの
ではなく、作業車の機種、作業内容等に応じて適宜設定
し得るものである。
41.42はモータ3の両側の圧力Pa、Pbを検出す
る圧力センサ、43はモータ3の回転速度NMを検出す
る速度センサ、44はブーム起伏シリンダ106の負荷
圧力を検出する圧力センサ、45はブーム長さしBを検
出するセンサ、46はブーム角度αを検出する角度セン
サ、47は巻上ロープ長さ!(ただし、トップシーブ中
心から吊荷109の重心までの距離)を検出するセンサ
、48は上部旋回体104の基準位置からの旋回角度θ
を検出する角度センサ、49はアウトリガ101の張出
し状態(張出し長さ)ORを検出するセンサを示し、5
はコントローラを示す。なお、上記各センサ44.45
,46,48.49にはこの種のクレーンに装備されて
いる過負荷防止装置の各センサおよび信号をそのまま利
用できる。
る圧力センサ、43はモータ3の回転速度NMを検出す
る速度センサ、44はブーム起伏シリンダ106の負荷
圧力を検出する圧力センサ、45はブーム長さしBを検
出するセンサ、46はブーム角度αを検出する角度セン
サ、47は巻上ロープ長さ!(ただし、トップシーブ中
心から吊荷109の重心までの距離)を検出するセンサ
、48は上部旋回体104の基準位置からの旋回角度θ
を検出する角度センサ、49はアウトリガ101の張出
し状態(張出し長さ)ORを検出するセンサを示し、5
はコントローラを示す。なお、上記各センサ44.45
,46,48.49にはこの種のクレーンに装備されて
いる過負荷防止装置の各センサおよび信号をそのまま利
用できる。
次に、上記装置の作用について説明する。
第1図において、レバー20を操作し、旋回制御弁2を
旋回位置2a側に切換えると、ポンプ1の吐出油が実線
矢印方向に流れてモータ3に流入され、モータ3が正転
されるとともに、旋回減速ユニット37を介して上部旋
回体104が所定方向に旋回加速される。このときモー
タ3からの排出油は破線矢印方向に流れ、タンク18に
戻される。
旋回位置2a側に切換えると、ポンプ1の吐出油が実線
矢印方向に流れてモータ3に流入され、モータ3が正転
されるとともに、旋回減速ユニット37を介して上部旋
回体104が所定方向に旋回加速される。このときモー
タ3からの排出油は破線矢印方向に流れ、タンク18に
戻される。
この旋回作業中、各センサ41〜49によりモータ3の
吸込み側の圧力Paおよび排出側の圧力pb、モータ3
の回転速度NM1ブーム107の長さしBおよび起伏角
度α、ブーム起伏シリンダ106の負荷圧力P W s
巻上ロープ108の長さ11上部旋回体104の基準位
置からの旋回角度θ、アウトリガ101の張出し状態O
Rがそれぞれ検出され、これら各センサによる検出値が
コントローラ5の入力部51(第5図参照)に入力され
る。
吸込み側の圧力Paおよび排出側の圧力pb、モータ3
の回転速度NM1ブーム107の長さしBおよび起伏角
度α、ブーム起伏シリンダ106の負荷圧力P W s
巻上ロープ108の長さ11上部旋回体104の基準位
置からの旋回角度θ、アウトリガ101の張出し状態O
Rがそれぞれ検出され、これら各センサによる検出値が
コントローラ5の入力部51(第5図参照)に入力され
る。
第5図はコントローラ5による制御のブロック図、第6
図はそのフローチャートを示し、このコントローラ5に
より次のような制御が行われる。
図はそのフローチャートを示し、このコントローラ5に
より次のような制御が行われる。
まず、旋回角速度算出手段52によりモータ3の回転速
度NMに基き、上部旋回体104の旋回角速度ωCが算
出される(第6図のステップS工)。
度NMに基き、上部旋回体104の旋回角速度ωCが算
出される(第6図のステップS工)。
ω。=f1 (NM) ・・・ (1)ま
た、慣性モーメント算出手段53により上記各検出値に
基づいて現在の作業状態における作業半径RW s吊上
荷重W1上部旋回体104の慣性モーメント■。が検出
、測定もしくは算出される(同S2)。そして、旋回ト
ルク算出器61により上記旋回角速度ωCと上記慣性モ
ーメンl−1゜に基づき、現在の旋回トルクTaが算出
される(同S3)。
た、慣性モーメント算出手段53により上記各検出値に
基づいて現在の作業状態における作業半径RW s吊上
荷重W1上部旋回体104の慣性モーメント■。が検出
、測定もしくは算出される(同S2)。そして、旋回ト
ルク算出器61により上記旋回角速度ωCと上記慣性モ
ーメンl−1゜に基づき、現在の旋回トルクTaが算出
される(同S3)。
dω。
Ta=Ic
・・ (2)
t
なお、上記 (2)式において、必要に応じて吊荷10
9の旋回角速度および慣性モーメントを考慮して算出さ
れる。
9の旋回角速度および慣性モーメントを考慮して算出さ
れる。
一方、目標停止位置設定手段54によりブーム長さLB
%アウトリガ101の張出し状態および吊上荷重W等に
応じて上部旋回体104を停止すべき目標停止位置(角
度)θmalが算出される(同S4)。
%アウトリガ101の張出し状態および吊上荷重W等に
応じて上部旋回体104を停止すべき目標停止位置(角
度)θmalが算出される(同S4)。
ここで、上部旋回体104と吊荷109とが共に第3図
の実線■および破線■で示すようにω。
の実線■および破線■で示すようにω。
の角速度で、吊荷109の振れがなく旋回している状態
から、上部旋回体104を同図実線■に示すように等角
加速度で減速すれば、上部旋回体104が時間t。後に
停止し、吊荷109も同図破線■のように角加速度が変
化した後、時間t。後にブームポイントの真下に位置し
て振れが残らずに停止することが分っている。このとき
の制動時間t。は次式で求められる。ただし、lはブー
ムポイントシーブの中心から吊荷109の重心までの距
離、σは重力加速度である。
から、上部旋回体104を同図実線■に示すように等角
加速度で減速すれば、上部旋回体104が時間t。後に
停止し、吊荷109も同図破線■のように角加速度が変
化した後、時間t。後にブームポイントの真下に位置し
て振れが残らずに停止することが分っている。このとき
の制動時間t。は次式で求められる。ただし、lはブー
ムポイントシーブの中心から吊荷109の重心までの距
離、σは重力加速度である。
そこで、要制動開始点算出手段55により、上記モータ
13の回転速度NMに基づいて算出された現在の上部旋
回体104の旋回角速度ω。と、上記制動時間t。とに
基づき、制動に要する旋回角度1θR1が算出されると
ともに、上部旋回体104を上記目標停止位置θmaw
に停止させるための要制動開始点(角度)θ。が算出さ
れる(同S5)。
13の回転速度NMに基づいて算出された現在の上部旋
回体104の旋回角速度ω。と、上記制動時間t。とに
基づき、制動に要する旋回角度1θR1が算出されると
ともに、上部旋回体104を上記目標停止位置θmaw
に停止させるための要制動開始点(角度)θ。が算出さ
れる(同S5)。
θ。=θmat −lθR1・・・ (4)その後、旋
回角度センサ48で検出された上部旋回体104の旋回
角度θと制動開始点θ。とが比較手段56で比較される
(同Sa)。
回角度センサ48で検出された上部旋回体104の旋回
角度θと制動開始点θ。とが比較手段56で比較される
(同Sa)。
そして、通常の旋回作業時で、上部旋回体104が要制
動開始点θ。まで旋回していないときは、θ〈θ。で(
同S6でYES)、旋回の制動(減速、停止)の自動制
御をする必要がなく、減速パターン設定手段57を経て
加速圧力制御弁12に制御信号la1が出力され、この
弁12の設定圧ppが最高設定圧Pp□に保持され(同
S7)、電磁比例減圧弁27に制御信号/b、)が出力
され、減速圧力制御弁26(25)の設定圧PBが最低
設定圧Pioに保持される(同Ss)。
動開始点θ。まで旋回していないときは、θ〈θ。で(
同S6でYES)、旋回の制動(減速、停止)の自動制
御をする必要がなく、減速パターン設定手段57を経て
加速圧力制御弁12に制御信号la1が出力され、この
弁12の設定圧ppが最高設定圧Pp□に保持され(同
S7)、電磁比例減圧弁27に制御信号/b、)が出力
され、減速圧力制御弁26(25)の設定圧PBが最低
設定圧Pioに保持される(同Ss)。
これにより第1図において、モータ3の吸込み側で、ポ
ンプ1の吐出油のうち、旋回制御弁2のスプールストロ
ークに応じた流量がモータ3に流入され、その残りの流
量が鎖線矢印方向に流れてタンク18にブリードオフさ
れ、方向切換弁2のスプールストロークに応じた流入流
量で、上記加速圧力制御弁12の最高設定圧pp工以下
およびオーバーロードリリーフ弁33の設定圧PR以下
で、旋回体104等の負荷に対応する圧力(加速圧力)
Paによりモータ3が旋回加速される。
ンプ1の吐出油のうち、旋回制御弁2のスプールストロ
ークに応じた流量がモータ3に流入され、その残りの流
量が鎖線矢印方向に流れてタンク18にブリードオフさ
れ、方向切換弁2のスプールストロークに応じた流入流
量で、上記加速圧力制御弁12の最高設定圧pp工以下
およびオーバーロードリリーフ弁33の設定圧PR以下
で、旋回体104等の負荷に対応する圧力(加速圧力)
Paによりモータ3が旋回加速される。
このとき、モータ3の排出側において、減速圧力制御弁
26の最低設定圧P、。に対応する背圧が作用するが、
この最低設定圧P、。を十分低くし、それより下流の背
圧弁17の設定圧PCよりも低くすることにより減速圧
力制御弁26の前後の圧力差は0となり、モータ6から
の排出油は減速圧力制御弁26に干渉されずにタンク1
8に戻され、通常の旋回制御と同様に使用できる。
26の最低設定圧P、。に対応する背圧が作用するが、
この最低設定圧P、。を十分低くし、それより下流の背
圧弁17の設定圧PCよりも低くすることにより減速圧
力制御弁26の前後の圧力差は0となり、モータ6から
の排出油は減速圧力制御弁26に干渉されずにタンク1
8に戻され、通常の旋回制御と同様に使用できる。
次に、上部旋回体104が要制動開始角度θ。
まで旋回すると、すなわちθ≧θ。になると(同S6で
NO)、減速パターン設定手段57により上部旋回体1
04が制動開始角度θ9まで旋回した時点での旋回角速
度ω。(=ω。)に基づき、第3図の実線■に示す旋回
制動のための減速ノくターンが設定され(同510)、
この減速パターンに基づき、加速圧力制御弁12に制御
信号iaの最低値iaoが出力されるとともに、電磁比
例減圧弁27に減速用の制御信号fbが出力され(同5
11)、加速圧力制御弁12の設定圧Ppが最低設定値
Ppoに保持され、減速圧力制御弁26(25)の設定
圧PBが次第に高くなるように制御される。これにより
モータ排出側の圧力pbと吸込み側の圧力Paとの差圧
ΔPが制御され、モータ3が減速され、上部旋回体10
4の上記減速パターンに沿った減速制御が開始される。
NO)、減速パターン設定手段57により上部旋回体1
04が制動開始角度θ9まで旋回した時点での旋回角速
度ω。(=ω。)に基づき、第3図の実線■に示す旋回
制動のための減速ノくターンが設定され(同510)、
この減速パターンに基づき、加速圧力制御弁12に制御
信号iaの最低値iaoが出力されるとともに、電磁比
例減圧弁27に減速用の制御信号fbが出力され(同5
11)、加速圧力制御弁12の設定圧Ppが最低設定値
Ppoに保持され、減速圧力制御弁26(25)の設定
圧PBが次第に高くなるように制御される。これにより
モータ排出側の圧力pbと吸込み側の圧力Paとの差圧
ΔPが制御され、モータ3が減速され、上部旋回体10
4の上記減速パターンに沿った減速制御が開始される。
一方、上記減速制御が開始されると、その制御開始時か
ら1回のサンプリング時間をΔtとし、そのサンプリン
グ数iがN個、たとえば10サンプリングタイムになる
までの一定期間、旋回角速度ω。の変化と、モータ3の
両側の圧力Pa、Pbの変化との関係が追跡される(同
312〜549)。
ら1回のサンプリング時間をΔtとし、そのサンプリン
グ数iがN個、たとえば10サンプリングタイムになる
までの一定期間、旋回角速度ω。の変化と、モータ3の
両側の圧力Pa、Pbの変化との関係が追跡される(同
312〜549)。
この間に各サンプリングタイムΔtにおける旋回角速度
ωCの変化ω。、・・・ωcNが逐次測定され、その速
度変化に基づき第1のトルク算出手段61により旋回ト
ルクTa、・・・Tasが算出される(同515)。た
だし、Δを間ではトルクを一定とする。
ωCの変化ω。、・・・ωcNが逐次測定され、その速
度変化に基づき第1のトルク算出手段61により旋回ト
ルクTa、・・・Tasが算出される(同515)。た
だし、Δを間ではトルクを一定とする。
ω CO−ω C1
Tat =rc
Δ t
ω (:N−1−ω CN
T a N= I c
・・・ (5)
Δ t
また、旋回トルクは、モータ3の排出側の圧力pbと吸
込み側の圧力Paとの差圧ΔPに基づき、次式により求
めることもできる。このときの旋回トルクをTpとする
と、 Δ p−q ’l”p== 200 π ;f2 (ΔP) ・・・ (6) ただし、qはモータ3の容量、ioは旋回減速ユニット
37の減速比である。
込み側の圧力Paとの差圧ΔPに基づき、次式により求
めることもできる。このときの旋回トルクをTpとする
と、 Δ p−q ’l”p== 200 π ;f2 (ΔP) ・・・ (6) ただし、qはモータ3の容量、ioは旋回減速ユニット
37の減速比である。
そこで、差圧算出手段60によりモータ3の排出側の圧
力pbと、吸込み側の圧力Paとの差圧ΔPが算出され
、この差圧ΔPに基づき、第2のトルク算出手段62に
より各サンプリングタイムΔを毎に、旋回トルクTpl
・・・TpNが算出される (同 S □6 ) 。
力pbと、吸込み側の圧力Paとの差圧ΔPが算出され
、この差圧ΔPに基づき、第2のトルク算出手段62に
より各サンプリングタイムΔを毎に、旋回トルクTpl
・・・TpNが算出される (同 S □6 ) 。
Tp1=f2(ΔPI)
TpN=f2 (Δp、) ・・・
(7)ここで、上部旋回体104が水平面上で旋回し
ているときは、速度変化から上記 (5)式で求められ
た旋回トルクTa工・・・TaNと、モータ差圧ΔP1
・・・ΔPNから上記 (7)式で求められた旋回トル
クTp工・・・TI)Nとが一致するが、上部旋回体1
04が水平面に対して傾いている場合、その傾斜の影響
で、上部旋回体104が下り側への旋回中はモータ3が
第3図の鎖線■方向に加速され、上り側への旋回中はモ
ータ3が同図鎖線■方向に減速される傾向にある。この
ため上記のように算出された旋回トルクTI)t・・・
TI)Nと、Ta、・・・TaHとの間に傾斜の影響に
よる誤差が生じる。
(7)ここで、上部旋回体104が水平面上で旋回し
ているときは、速度変化から上記 (5)式で求められ
た旋回トルクTa工・・・TaNと、モータ差圧ΔP1
・・・ΔPNから上記 (7)式で求められた旋回トル
クTp工・・・TI)Nとが一致するが、上部旋回体1
04が水平面に対して傾いている場合、その傾斜の影響
で、上部旋回体104が下り側への旋回中はモータ3が
第3図の鎖線■方向に加速され、上り側への旋回中はモ
ータ3が同図鎖線■方向に減速される傾向にある。この
ため上記のように算出された旋回トルクTI)t・・・
TI)Nと、Ta、・・・TaHとの間に傾斜の影響に
よる誤差が生じる。
そこで、第3のトルク算出手段63により各サンプリン
グタイムΔを毎に、上記トルクの差が算出され、上部旋
回体104の傾斜によって発生するトルクTel・・・
T、、4が求められる(同517)。
グタイムΔを毎に、上記トルクの差が算出され、上部旋
回体104の傾斜によって発生するトルクTel・・・
T、、4が求められる(同517)。
T a l= T pI T a 1T #N=
T pN−T a N −(8)なお、
上記旋回トルクTjl・・・T〜は、上部旋回体104
が下り側に旋回するときに正、上り側に旋回するときに
負となる。上記 (8)式により、上部旋回体104の
傾斜に起因する時々刻々のトルク変化が求められ、この
トルク変化に基づき、上部旋回体104の水平面に対す
る傾斜の度合が推測される。そして、上記サンプリング
数iがN個(たとえば10サンプリングタイム)になる
と(同S 13でYES)、上記トルク変化T、l・・
・T、Nが第4のトルク算出手段64により平均化され
、傾斜によって発生する旋回トルクの平均値T、が求め
られる(同S 20 )。
T pN−T a N −(8)なお、
上記旋回トルクTjl・・・T〜は、上部旋回体104
が下り側に旋回するときに正、上り側に旋回するときに
負となる。上記 (8)式により、上部旋回体104の
傾斜に起因する時々刻々のトルク変化が求められ、この
トルク変化に基づき、上部旋回体104の水平面に対す
る傾斜の度合が推測される。そして、上記サンプリング
数iがN個(たとえば10サンプリングタイム)になる
と(同S 13でYES)、上記トルク変化T、l・・
・T、Nが第4のトルク算出手段64により平均化され
、傾斜によって発生する旋回トルクの平均値T、が求め
られる(同S 20 )。
T、=ΣTJN/N ・・・ (9)
次に、傾斜によって発生する旋回トルクの平均値T、を
偏差とし、圧力換算手段65により上記旋回トルクT、
から減速補正圧力P、が換算され(同521)、 PJ=f3 CTa) ・・・
(10)その減速補正圧力P、に基づき、補正信号算出
手段66により補正信号iJが算出され(同522)t
、 −f+ (p、) ・・・(I
I)その補正信号i、により減速圧力制御弁26の設定
圧pbが上記最低値PaOから最高値PB、の範囲で補
正(フィードバック制御)され、モータ3の排出側の圧
力Pbが補正される。その結果、上記旋回減速制御中に
、上部旋回体104が傾斜の影響で第3図の鎖線■のよ
うに減速の程度が弱(なり必要以上に旋回しようとして
も、あるいは鎖線■のように必要以上に減速しようとし
ても、直ちに実線■のように所定の減速パターンに沿う
ように補正される。
次に、傾斜によって発生する旋回トルクの平均値T、を
偏差とし、圧力換算手段65により上記旋回トルクT、
から減速補正圧力P、が換算され(同521)、 PJ=f3 CTa) ・・・
(10)その減速補正圧力P、に基づき、補正信号算出
手段66により補正信号iJが算出され(同522)t
、 −f+ (p、) ・・・(I
I)その補正信号i、により減速圧力制御弁26の設定
圧pbが上記最低値PaOから最高値PB、の範囲で補
正(フィードバック制御)され、モータ3の排出側の圧
力Pbが補正される。その結果、上記旋回減速制御中に
、上部旋回体104が傾斜の影響で第3図の鎖線■のよ
うに減速の程度が弱(なり必要以上に旋回しようとして
も、あるいは鎖線■のように必要以上に減速しようとし
ても、直ちに実線■のように所定の減速パターンに沿う
ように補正される。
このように、減速制御の開始と同時に、旋回角速度ω。
の変化と、モータ3の両側の差圧ΔPの変化とを一定期
間サンプリングし、それらの変化に基づいて算出された
トルクTa□・・・TaNと、Tp、・・・TpNとの
差T5.・・・T□およびその平均値TIを求めること
により、上部旋回体104の傾斜状態を算出し、その平
均値T、に基づいて上記減速制御の補正を行うことによ
って、上部旋回体104がその傾斜状態に対応した速度
で適正に減速され、上部旋回体104が減速開始時から
時間t。後に、吊荷109の振れを残さずに目標停止位
置θ1nalに正確に停止される。この場合、上記旋回
トルクの平均値T、によって上部旋回体104の傾斜状
態を判断するので、従来のように高精度で高価な傾斜角
度センサを設ける必要はない。
間サンプリングし、それらの変化に基づいて算出された
トルクTa□・・・TaNと、Tp、・・・TpNとの
差T5.・・・T□およびその平均値TIを求めること
により、上部旋回体104の傾斜状態を算出し、その平
均値T、に基づいて上記減速制御の補正を行うことによ
って、上部旋回体104がその傾斜状態に対応した速度
で適正に減速され、上部旋回体104が減速開始時から
時間t。後に、吊荷109の振れを残さずに目標停止位
置θ1nalに正確に停止される。この場合、上記旋回
トルクの平均値T、によって上部旋回体104の傾斜状
態を判断するので、従来のように高精度で高価な傾斜角
度センサを設ける必要はない。
なお、傾斜角度センサの代りに圧力センサ4142が用
いられるが、この圧力センサ41,42は、この種の旋
回制御で圧力を用いたフィードバック制御を行うために
必然的に設けられるものであり、それを流用することに
よって、傾斜補正のために新たに圧力センサを設ける必
要がなく、コスト的に非常に有利である。
いられるが、この圧力センサ41,42は、この種の旋
回制御で圧力を用いたフィードバック制御を行うために
必然的に設けられるものであり、それを流用することに
よって、傾斜補正のために新たに圧力センサを設ける必
要がなく、コスト的に非常に有利である。
上記の減速制御において、通常は加速圧力制御弁12を
最低設定圧Pp、)に保持した状態で、減速圧力制御弁
26の設定圧PBを次第に高くするように可変制御して
モータ3の両側の差圧ΔPを制御するが、減速圧力制御
弁26の設定圧PBを可変制御すると同時に、加速圧力
制御弁12の設定圧Ppを可変制御するようにしてもよ
い。こうすれば、差圧ΔPを効率よく制御でき、かつ、
微妙な制動制御も可能となり、上部旋回体104をより
正確に目標停止位置θmixに停止させることができる
。
最低設定圧Pp、)に保持した状態で、減速圧力制御弁
26の設定圧PBを次第に高くするように可変制御して
モータ3の両側の差圧ΔPを制御するが、減速圧力制御
弁26の設定圧PBを可変制御すると同時に、加速圧力
制御弁12の設定圧Ppを可変制御するようにしてもよ
い。こうすれば、差圧ΔPを効率よく制御でき、かつ、
微妙な制動制御も可能となり、上部旋回体104をより
正確に目標停止位置θmixに停止させることができる
。
なお、上記減速制御時において、オペレータが危険に気
付き、レバー20を直ちに中立位置に戻す等により、旋
回制御弁2のメータアウト側の油路22の圧力を、コン
トローラ5がらの信号ibに基づいて制御されている減
速圧力制御弁26の設定圧PBよりも高くなるように操
作すれば、その高い方の圧力つまりメータアウト制御圧
力によってモータ3が制動されることになり、いわゆる
手動優先となって自動制御中でもオペレータが制御に介
入でき、緊急停止が可能である。
付き、レバー20を直ちに中立位置に戻す等により、旋
回制御弁2のメータアウト側の油路22の圧力を、コン
トローラ5がらの信号ibに基づいて制御されている減
速圧力制御弁26の設定圧PBよりも高くなるように操
作すれば、その高い方の圧力つまりメータアウト制御圧
力によってモータ3が制動されることになり、いわゆる
手動優先となって自動制御中でもオペレータが制御に介
入でき、緊急停止が可能である。
ところで本発明は、旋回制御弁2が上記実施例のように
中立ブロックタイプのものに限らず、中立位置でモータ
3の両側回路を互いに連通させる中立フリータイプのも
のにも適用できるものである。また、本発明は、油圧ク
レーンに限らず、高所作業車、油圧ショベルその他、上
部旋回体を有する作業車にも適用できるものである。
中立ブロックタイプのものに限らず、中立位置でモータ
3の両側回路を互いに連通させる中立フリータイプのも
のにも適用できるものである。また、本発明は、油圧ク
レーンに限らず、高所作業車、油圧ショベルその他、上
部旋回体を有する作業車にも適用できるものである。
以上のように本発明は、旋回の減速制御時に、旋回速度
検出手段と慣性モーメント算出手段と両正力検出手段と
からの信号に基づき上部旋回体の傾斜状態を算出し、そ
の傾斜状態に応じてモータの差圧を制御して減速制御す
ることにより、上部旋回体が傾いた状態であっても、上
部旋回体を目標停止位置に正確に停止させることができ
る。しかも、従来のような高精度で高価な傾斜角度セン
サを用いる必要がなく、既存の圧力センサ等を用いて容
易に実施でき、コストダウンを図ることができる。
検出手段と慣性モーメント算出手段と両正力検出手段と
からの信号に基づき上部旋回体の傾斜状態を算出し、そ
の傾斜状態に応じてモータの差圧を制御して減速制御す
ることにより、上部旋回体が傾いた状態であっても、上
部旋回体を目標停止位置に正確に停止させることができ
る。しかも、従来のような高精度で高価な傾斜角度セン
サを用いる必要がなく、既存の圧力センサ等を用いて容
易に実施でき、コストダウンを図ることができる。
第1図は本発明の実施例を示す油圧回路図、第2図は減
速圧力制御弁の一例を示す説明図、第3図は旋回の角速
度と停止時間との関係を示す図、第4図は本発明が適用
されるクレーンの一例を示す側面図、第5図はコントロ
ーラによる制御系のブロック図、第6図はその制御のフ
ローチャートである。 l・・・油圧ポンプ、2・・・旋回制御弁、3・・・旋
回油圧モータ、5・・・コントローラ、12・・・加速
圧力制御弁、25.26・・・減速圧力制御弁、27・
・・電磁比例減圧弁、41.42・・・圧力センサ、4
3・・・モータの回転速度センサ、52・・・旋回角速
度算出手段、53・・・慣性モーメント算出手段、54
・・・目標停止位置設定手段、56・・・比較手段、5
7・・・減速パターン設定手段、58.59・・・制御
信号算出手段、61〜64・・・第1〜第4のトルク算
出手段(傾斜状態算出手段)、66・・・補正信号算出
手段、102・・・下部走行体、104・・・上部旋回
体。 特許出願人 株式会社神戸製鋼所代 理 人
弁理士 小谷悦司同 弁理士 −長
1)正 向 弁理士 伊藤孝夫
速圧力制御弁の一例を示す説明図、第3図は旋回の角速
度と停止時間との関係を示す図、第4図は本発明が適用
されるクレーンの一例を示す側面図、第5図はコントロ
ーラによる制御系のブロック図、第6図はその制御のフ
ローチャートである。 l・・・油圧ポンプ、2・・・旋回制御弁、3・・・旋
回油圧モータ、5・・・コントローラ、12・・・加速
圧力制御弁、25.26・・・減速圧力制御弁、27・
・・電磁比例減圧弁、41.42・・・圧力センサ、4
3・・・モータの回転速度センサ、52・・・旋回角速
度算出手段、53・・・慣性モーメント算出手段、54
・・・目標停止位置設定手段、56・・・比較手段、5
7・・・減速パターン設定手段、58.59・・・制御
信号算出手段、61〜64・・・第1〜第4のトルク算
出手段(傾斜状態算出手段)、66・・・補正信号算出
手段、102・・・下部走行体、104・・・上部旋回
体。 特許出願人 株式会社神戸製鋼所代 理 人
弁理士 小谷悦司同 弁理士 −長
1)正 向 弁理士 伊藤孝夫
Claims (1)
- 1、下部走行体上に旋回自在に設けられた上部旋回体と
、上部旋回体を旋回駆動する旋回油圧モータと、油圧ポ
ンプから旋回油圧モータへの圧油の供給排出を制御する
旋回制御弁とを備えた作業車において、上部旋回体の旋
回位置検出手段と、旋回速度検出手段と、慣性モーメン
ト算出手段と、旋回油圧モータの両側の圧力を検出する
一対の圧力検出手段と、上記旋回速度検出手段と慣性モ
ーメント算出手段と両圧力検出手段とからの信号に基づ
き上部旋回体の傾斜状態を算出する傾斜状態算出手段と
、旋回油圧モータの吸込み側の圧力を可変制御する加速
圧力制御弁と、旋回油圧モータの排出側の圧力を可変制
御する減速圧力制御弁とを有し、上部旋回体の制動時に
、上記傾斜状態算出手段で算出された上部旋回体の傾斜
状態に応じて上記両圧力制御弁を作動させ旋回油圧モー
タの排出側と吸込み側との差圧を制御する制御手段を備
えていることを特徴とする上部旋回体を有する作業車の
旋回制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17371590A JP2744119B2 (ja) | 1990-06-29 | 1990-06-29 | 上部旋回体を有する作業車の旋回制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17371590A JP2744119B2 (ja) | 1990-06-29 | 1990-06-29 | 上部旋回体を有する作業車の旋回制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0464597A true JPH0464597A (ja) | 1992-02-28 |
| JP2744119B2 JP2744119B2 (ja) | 1998-04-28 |
Family
ID=15965794
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17371590A Expired - Fee Related JP2744119B2 (ja) | 1990-06-29 | 1990-06-29 | 上部旋回体を有する作業車の旋回制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2744119B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0816576A1 (en) * | 1996-06-28 | 1998-01-07 | KABUSHIKI KAISHA KOBE SEIKO SHO also known as Kobe Steel Ltd. | Construction machine |
| JP2001065504A (ja) * | 1999-07-27 | 2001-03-16 | Caterpillar Inc | 作業機械の電気油圧システムの方法と装置 |
| JP2010247968A (ja) * | 2009-04-17 | 2010-11-04 | Kobe Steel Ltd | 旋回式作業機械の旋回停止制御装置および方法 |
| CN102515043A (zh) * | 2011-12-30 | 2012-06-27 | 中联重科股份有限公司 | 臂架防后倾装置及其控制方法、履带式起重机 |
| CN102862922A (zh) * | 2012-09-25 | 2013-01-09 | 中联重科股份有限公司 | 一种起重机及其防后倾控制方法、防后倾控制系统 |
-
1990
- 1990-06-29 JP JP17371590A patent/JP2744119B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0816576A1 (en) * | 1996-06-28 | 1998-01-07 | KABUSHIKI KAISHA KOBE SEIKO SHO also known as Kobe Steel Ltd. | Construction machine |
| JP2001065504A (ja) * | 1999-07-27 | 2001-03-16 | Caterpillar Inc | 作業機械の電気油圧システムの方法と装置 |
| JP2010247968A (ja) * | 2009-04-17 | 2010-11-04 | Kobe Steel Ltd | 旋回式作業機械の旋回停止制御装置および方法 |
| US8511490B2 (en) | 2009-04-17 | 2013-08-20 | Kobe Steel, Ltd. | Slewing stop control apparatus and method for slewing type working machine |
| CN102515043A (zh) * | 2011-12-30 | 2012-06-27 | 中联重科股份有限公司 | 臂架防后倾装置及其控制方法、履带式起重机 |
| CN102862922A (zh) * | 2012-09-25 | 2013-01-09 | 中联重科股份有限公司 | 一种起重机及其防后倾控制方法、防后倾控制系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2744119B2 (ja) | 1998-04-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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