JPH0535442B2 - - Google Patents

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JPH0535442B2
JPH0535442B2 JP13981585A JP13981585A JPH0535442B2 JP H0535442 B2 JPH0535442 B2 JP H0535442B2 JP 13981585 A JP13981585 A JP 13981585A JP 13981585 A JP13981585 A JP 13981585A JP H0535442 B2 JPH0535442 B2 JP H0535442B2
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JP
Japan
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signal
automatic
manual
control
control valve
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JP13981585A
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Japanese (ja)
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JPS61296406A (en
Inventor
Nobuo Kimura
Hirokazu Shintani
Makoto Kakuzen
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
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Publication of JPS61296406A publication Critical patent/JPS61296406A/en
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  • Control Of Position Or Direction (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、自動、手動いずれでも効率よく制御
できる油圧シヨベル等の建設車両における作業機
の操作制御装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an operation control device for a working machine in a construction vehicle such as a hydraulic excavator, which can be efficiently controlled either automatically or manually.

(従来の技術) 従来、油圧シヨベル等の建設車両の作業機を自
動化する手段として、作業機の現在位置を検出
し、その検出値と、予め設定された設定値との偏
差に応じて流量制御信号を出力し、その流量制御
信号により油圧制御弁を作動して作業機の位置を
制御する装置(たとえば特開昭54−45469号公報)
が知られている。
(Prior art) Conventionally, as a means of automating working equipment of construction vehicles such as hydraulic excavators, the current position of the working equipment is detected, and the flow rate is controlled according to the deviation between the detected value and a preset setting value. A device that outputs a signal and controls the position of a working machine by operating a hydraulic control valve based on the flow rate control signal (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-45469)
It has been known.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上記従来の制御装置は、油圧回
路のメイン管路に操作レバーによつて切換えられ
る手動切換弁と、自動制御専用の油圧制御弁(比
例制御弁)とを設けるとともに、手動、自動によ
つてメイン管路を切換える切換弁を設け、手動操
作時には操作レバーによつて手動切換弁を直接操
作し、自動制御時には制御回路から送られる流量
制御信号によつて油圧制御弁を制御し、かつ、こ
の油圧制御弁によつて制御した流量を手動切換弁
を経てシリンダに供給し、作業機の位置を制御す
るものである。このため、油圧回路にはメインの
コントロールバルブとして手動切換弁と油圧制御
弁との2個の大容量のバルブと、手動−自動切換
弁とが必要であり、回路構成が複雑でコストアツ
プとなる。また、自動制御時には手動切換弁が油
圧制御弁の下流にあつて単なる通路としての機能
を発揮するだけであるため、非常に不経済である
とともに、圧損等の問題が生じ、制御精度が低下
する。しかも、手動操作時にはレバー操作によつ
て手動切換弁を直接的に切換えるだけであるた
め、手動切換弁のスプール特性に沿つた一定の制
御パターンでしか制御できず、操作性が悪く、作
業内容に応じた微妙な制御が困難であり、機械の
汎用性に乏しい等の問題があつた。
(Problem to be Solved by the Invention) However, the conventional control device described above has a manual switching valve that is switched by an operating lever and a hydraulic control valve (proportional control valve) exclusively for automatic control in the main pipe line of the hydraulic circuit. At the same time, a switching valve is installed to switch the main pipeline between manual and automatic operation. During manual operation, the manual switching valve is operated directly by a control lever, and during automatic control, the manual switching valve is operated directly by a flow control signal sent from the control circuit. The hydraulic control valve controls the hydraulic control valve, and the flow rate controlled by the hydraulic control valve is supplied to the cylinder via a manual switching valve, thereby controlling the position of the working machine. Therefore, the hydraulic circuit requires two large-capacity valves, a manual switching valve and a hydraulic control valve, as main control valves, and a manual-automatic switching valve, resulting in a complicated circuit configuration and increased costs. In addition, during automatic control, the manual switching valve is located downstream of the hydraulic control valve and only functions as a passage, which is extremely uneconomical and causes problems such as pressure loss, reducing control accuracy. . Moreover, during manual operation, the manual switching valve is simply switched directly by lever operation, so control can only be performed using a fixed control pattern that follows the spool characteristics of the manual switching valve, resulting in poor operability and poor work performance. There were problems such as it was difficult to perform delicate control according to the requirements, and the machine lacked versatility.

本発明は、上記従来の問題を解消するためにな
されたものであり、油圧回路にメインのコントロ
ールバルブとして設けた1個の流量制御弁を手
動、自動いずれでも操作できるようにし、油圧回
路構成を簡素化してコストダウンを図り、かつ、
自動、手動いずれの場合でも制御特性を任意に設
定できるようにし、自動制御時には不感帯を持た
ない制御特性で高精度の制御を可能にするととも
に、手動操作時には不感帯を含む任意の制御特性
で制御できるようにし、手動の操作性を向上さ
せ、機械の汎用性を向上できる建設車両の作業機
操作制御装置を提供するものである。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned conventional problems, and it enables one flow control valve provided as a main control valve in a hydraulic circuit to be operated either manually or automatically, and improves the hydraulic circuit configuration. Simplify and reduce costs, and
Control characteristics can be set arbitrarily in either automatic or manual mode, enabling high-precision control with control characteristics without dead zones during automatic control, and control with arbitrary control characteristics including dead zones during manual operation. The present invention provides a work machine operation control device for a construction vehicle that can improve manual operability and improve the versatility of the machine.

(課題解決のための手段) 本発明は、作業機を作動させる油圧アクチユエ
ータと、油圧アクチユエータへの圧油の供給を制
御するもので中立付近に不感帯をもたない流量制
御弁と、流量制御弁に対する電気的制御信号を出
力する自動制御回路および手動操作回路と、自動
制御回路からの信号と手動操作回路からの信号と
を選択して出力する切換手段と、切換手段により
選択された信号に基いて上記流量制御弁に制御信
号を出力するコントローラとを備え、上記自動制
御回路は、作業機の現在位置を検出する検出器
と、作業機の目標位置信号を出力する自動用信号
発生器と、上記検出器からの作業機現在位置信号
と自動用信号発生器からの作業機目標位置信号と
の偏差を求める演算器と、自動制御時における流
量制御弁の応答特性を設定可変に記憶する自動用
記憶装置と、上記偏差と自動用記憶装置に記憶さ
れた記憶値とに基いて上記流量制御弁に対する制
御信号を出力する演算器とを備え、手動操作回路
は、手動操作手段の操作量に応じた操作信号を出
力する手動用信号発生器と、手動操作時における
流量制御弁の応答特性として中立付近で不感帯を
発生させその不感帯を越えた後に流量制御信号を
出力する特性を設定可変に記憶する手動用記憶装
置と、上記手動用信号発生器からの信号と手動用
記憶装置に記憶された記憶値とに基いて流量制御
弁に対する制御信号を出力する演算器とを具備し
ていることを特徴とするものである。
(Means for Solving the Problems) The present invention provides a hydraulic actuator for operating a working machine, a flow control valve that controls the supply of pressure oil to the hydraulic actuator and does not have a dead zone near neutral, and a flow control valve for controlling the supply of pressure oil to the hydraulic actuator. an automatic control circuit and a manual operation circuit that output electrical control signals for the automatic control circuit and a manual operation circuit; a switching means that selects and outputs a signal from the automatic control circuit and a signal from the manual operation circuit; and a controller that outputs a control signal to the flow rate control valve, and the automatic control circuit includes a detector that detects the current position of the work equipment, an automatic signal generator that outputs a target position signal of the work equipment, A calculator that calculates the deviation between the work equipment current position signal from the above detector and the work equipment target position signal from the automatic signal generator, and an automatic controller that stores the response characteristics of the flow control valve during automatic control in variable settings. The manual operation circuit includes a storage device and a calculator that outputs a control signal for the flow rate control valve based on the deviation and the stored value stored in the automatic storage device, and the manual operation circuit operates according to the amount of operation of the manual operation means. A manual signal generator that outputs an operation signal, and a response characteristic of the flow control valve during manual operation that generates a dead zone near neutral and outputs a flow control signal after the dead zone is exceeded, is stored in variable settings. It is characterized by comprising a manual storage device, and a calculator that outputs a control signal for the flow control valve based on the signal from the manual signal generator and the stored value stored in the manual storage device. That is.

(作用) この構成により、メインの油圧回路に設けた1
個の流量制御弁をを自動制御回路からの信号と、
手動操作回路からの信号とのいずれでも作動で
き、しかも、それらの作動時の応答特性を任意に
設定できる。とくに手動操作では、中立付近に不
感帯を持たせたことによつて誤つてレバーに触れ
ただけでは作動せず、安全性が高められ、オペレ
ータにとつて操作もしやすくなる。また、自動制
御においては上記不感帯をなくし、制御信号の通
りに直ちに最適な制御が行われ、高精度の制御が
可能となる。
(Function) With this configuration, one
Flow control valves with a signal from an automatic control circuit,
It can be activated with any signal from the manual operation circuit, and the response characteristics when activated can be set arbitrarily. Particularly in manual operation, by providing a dead zone near the neutral position, even if the lever is accidentally touched, it will not activate, increasing safety and making operation easier for the operator. Furthermore, in automatic control, the dead zone is eliminated, and optimal control is immediately performed in accordance with the control signal, making highly accurate control possible.

(実施例) 第1図において、1は油圧シヨベルのブーム
(作業機)、2はブーム1を俯仰するシリンダ(油
圧アクチユエータ)を示す。3は流量制御弁で、
たとえばコントローラ18からの制御信号(電気
信号)に応じてスプールの位置すなわち油の流れ
の方向および開口面積が制御される電磁比例制御
弁を用い、この弁3の切換えによりメインの油圧
管路4から管路5,6を経て上記シリンダ2に圧
油を給排し、シリンダ2を伸縮させてブーム1を
俯仰させる。なお、上記弁3はその基本特性とし
て不感帯をもたずに、スプールストロークと開口
面積とが完全に比例関係にあるように構成してあ
り、この弁3を切換えるために次のような制御手
段を用いている。
(Example) In FIG. 1, 1 indicates a boom (working machine) of a hydraulic excavator, and 2 indicates a cylinder (hydraulic actuator) that raises and raises the boom 1. 3 is a flow control valve;
For example, an electromagnetic proportional control valve is used in which the position of the spool, that is, the direction of oil flow and the opening area are controlled according to a control signal (electrical signal) from the controller 18. Pressure oil is supplied to and discharged from the cylinder 2 through pipes 5 and 6, and the cylinder 2 is expanded and contracted to raise and lower the boom 1. The basic characteristic of the valve 3 is that it has no dead zone and is configured so that the spool stroke and opening area are in a completely proportional relationship.The following control means is used to switch the valve 3. is used.

まず、手動操作用として、操作レバー7、手動
用信号発生器8、演算器9、手動用記憶装置10
を設け、自動制御用として、検出器11、自動用
信号発生器12、演算器13,14、自動用記憶
装置15を設け、さらに手動、自動を選択する切
換スイツチ17およびその切換操作手段16と、
コントローラ18とを設けている。なお、上記演
算器9、手動用記憶装置10、自動用信号発生器
12、演算器13,14、自動用記憶装置15、
切換スイツチ17はマイクロコンピユータによつ
て構成される。
First, for manual operation, a control lever 7, a manual signal generator 8, an arithmetic unit 9, and a manual storage device 10 are provided.
A detector 11, an automatic signal generator 12, arithmetic units 13, 14, and an automatic storage device 15 are provided for automatic control, and a changeover switch 17 for selecting manual or automatic mode and a changeover operation means 16 are provided. ,
A controller 18 is provided. Note that the arithmetic unit 9, manual memory device 10, automatic signal generator 12, arithmetic units 13 and 14, automatic memory device 15,
The changeover switch 17 is constituted by a microcomputer.

上記手動用信号発生器8は、操作レバー7の操
作量をポテンシヨメータ等により電気信号に変換
し、その操作量に応じた信号sを出力する。この
場合、操作レバー7の操作方向つまりブーム1の
上げ、下げに応じて正、負の信号±sを出力す
る。
The manual signal generator 8 converts the amount of operation of the operating lever 7 into an electrical signal using a potentiometer or the like, and outputs a signal s corresponding to the amount of operation. In this case, positive and negative signals ±s are output in accordance with the operating direction of the operating lever 7, that is, whether the boom 1 is raised or lowered.

手動用記憶装置10は上記操作レバー7の操作
に応じた操作信号±sと、手動操作のための信号
±Vsとの関係を記憶するものであり、たとえば
第2図に示すように操作信号±sと出力信号±
Vsとの関係を、一般的な流量制御弁の手動操作
時におけるスプールストロークと開口面積との関
係に対応させて非線形特性をもつて変化するよう
に記憶している。すなわち操作レバー7の操作量
つまり操作信号±sが小さい範囲(0≦s≦s1
0≧s≧−s1)に不感帯を設け、この不感帯では
信号Vsを出力せず、上記操作信号sが不感帯を
越えた特(s>s1、s<−s1)にそれぞれの操作
信号s(s1〜s5、−s1〜−s5)に応じた信号Vs(Vs2
〜Vs5、−Vs2〜−Vs5)が出力されるようにして
いる。
The manual storage device 10 stores the relationship between the operation signal ±s corresponding to the operation of the operation lever 7 and the signal ±Vs for manual operation. For example, as shown in FIG. s and output signal ±
The relationship with Vs is stored so as to change with nonlinear characteristics in correspondence with the relationship between the spool stroke and the opening area during manual operation of a general flow control valve. In other words, the operating amount of the operating lever 7, that is, the operating signal ±s is in a small range (0≦s≦s 1 ,
A dead zone is provided at 0≧s≧−s 1 ), and the signal Vs is not output in this dead zone, and the respective operation signals are output when the operation signal s exceeds the dead zone (s>s 1 , s<−s 1 ). The signal Vs ( Vs 2
~Vs 5 , −Vs 2 ~ −Vs 5 ) are output.

演算器9は上記手動用信号発生器8から出力さ
れた操作信号±sと、手動用記憶装置10に記憶
された記憶値とに基いて手動操作のための信号±
Vsを出力する。
The calculator 9 generates a signal ±s for manual operation based on the operation signal ±s outputted from the manual signal generator 8 and the stored value stored in the manual storage device 10.
Output Vs.

一方、検出器11はブーム1の現在位置(俯仰
角度)を検出するためのもので、たとえばポテン
シヨメータで構成されるとともに、ブーム1のベ
ースマシン(図示省略)に対する枢支部に設けら
れ、ブーム1の現在位置に応じた信号θを出力す
る。なお、検出器11は、シリンダ2のベースマ
シンに対する枢支部またはシリンダ2のロツドに
設けてもよい。
On the other hand, the detector 11 is for detecting the current position (elevation angle) of the boom 1, and is composed of, for example, a potentiometer. A signal θ corresponding to the current position of No. 1 is output. Note that the detector 11 may be provided at the pivot portion of the cylinder 2 relative to the base machine or at the rod of the cylinder 2.

自動制御用信号発生器12は、ブーム1をどの
位置(角度)まで俯仰させるかの目標位置に応じ
た信号θ31を出力する。この場合、ブーム1とア
ームの複合作業でバケツトの水平押出し、円弧掘
削等を行う時は、アームの移動に追従してブーム
1が俯仰するように、アームの移動量に基いて演
算されたブーム1の必要移動量を目標位置として
逐次出力する。なお、ブーム1の単独作業時に
は、予め設定されたダンプ位置または掘削位置等
を目標位置として出力する。この目標位置は任意
に設定できる。
The automatic control signal generator 12 outputs a signal θ31 corresponding to the target position (angle) to which the boom 1 is raised or raised. In this case, when performing combined work using the boom 1 and arm, such as horizontal extrusion of the bucket or circular excavation, the boom 1 is calculated based on the amount of arm movement so that the boom 1 moves up and down to follow the movement of the arm. The required movement amount of 1 is sequentially output as the target position. Note that when the boom 1 works alone, a preset dump position, excavation position, or the like is output as a target position. This target position can be set arbitrarily.

演算器13は、上記検出器11から出力された
ブーム1の現在位置信号θと、自動用信号発生器
12から出力されたブーム1の目標位置信号θ0
に基いて、両信号θ、θ0の偏差を求め、その偏差
に応じた信号eθ(=θ0−θ)を出力する。この場
合、ブーム1の上げ、下げに応じて正、負の偏差
信号±eθを出力する。
The calculator 13 calculates both signals θ and θ based on the current position signal θ of the boom 1 output from the detector 11 and the target position signal θ 0 of the boom 1 output from the automatic signal generator 12. 0 deviation is determined and a signal eθ (=θ 0 −θ) corresponding to the deviation is output. In this case, positive and negative deviation signals ±eθ are output in accordance with the raising and lowering of the boom 1.

自動用記憶装置15は上記偏差信号±eθと、自
動制御のための信号±Veとの関係を記憶するも
のであり、たとえば第3図に示すように偏差信号
±eθと出力信号±Veとの関係を、上記手動操作
時のような不感帯を設けず、自動制御に最適なよ
うに比例した線形特性として記憶させておく。こ
の場合、出力信号Veを求める手段として、たと
えば位置偏差信号eθに比例定数kθを乗じる等に
より上記ブーム1を目標位置まで作動させるのに
必要なシリンダ2の流量eq(=eθ・kθ)を求め、
次いでこの必要流量eqを比例定数kqで除する等
により上記必要流量に対応した流量制御弁3の必
要開口面積ea(=eq/kq)を求め、その必要開口
面積eaに応じた出力信号Veを求める。そして、
上記偏差信号±eθと出力信号±Veとを関係付け
て上記記憶装置15に記憶させる。
The automatic storage device 15 stores the relationship between the deviation signal ±eθ and the signal ±Ve for automatic control. For example, as shown in FIG. 3, the relationship between the deviation signal ±eθ and the output signal ±Ve is stored. The relationship is stored as a proportional linear characteristic that is optimal for automatic control without providing a dead zone as in the case of manual operation. In this case, as a means to obtain the output signal Ve, for example, the flow rate eq (=eθ・kθ) of the cylinder 2 required to operate the boom 1 to the target position is obtained by multiplying the position error signal eθ by a proportionality constant kθ. ,
Next, the required opening area ea (=eq/kq) of the flow control valve 3 corresponding to the above-mentioned required flow rate is determined by dividing this required flow rate eq by the proportionality constant kq, etc., and the output signal Ve corresponding to the required opening area ea is determined. demand. and,
The deviation signal ±eθ and the output signal ±Ve are stored in the storage device 15 in a correlated manner.

演算器14は上記演算器13から出力された位
置偏差信号±eθと、自動用記憶装置15に記憶さ
れた記憶値とに基いて自動制御のための信号±
Veを出力する。
The computing unit 14 generates a signal ± for automatic control based on the position deviation signal ±eθ outputted from the computing unit 13 and the stored value stored in the automatic storage device 15.
Output Ve.

切換スイツチ17は切換え操作手段16によつ
て切換えられ、上記演算器9から出力された手動
操作のための信号±Vsと、上記演算器14から
出力された自動制御のための信号±Veとのいず
れかを選択してコントローラ18に送る。また、
コントローラ18は上記切換スイツイ17から入
力された信号±Vsまたは±Veの正、負つまりブ
ーム上げか下げかを判別して流量制御弁3に送
る。
The changeover switch 17 is switched by the changeover operation means 16 to switch between the signal ±Vs for manual operation output from the arithmetic unit 9 and the signal ±Ve for automatic control output from the arithmetic unit 14. Select one and send it to the controller 18. Also,
The controller 18 determines whether the signal ±Vs or ±Ve input from the switching switch 17 is positive or negative, that is, whether the boom is raised or lowered, and sends it to the flow rate control valve 3.

次に、作用について説明する。 Next, the effect will be explained.

まず手動操作時には、切換スイツチ17を図示
のように手動側に切換えた状態で、操作レバー7
を操作する。今、レバー7をブーム上げ方向に操
作すると、手動用信号発生器8からそのレバー操
作方向および操作量に応じた操作信号+sが出力
され、この操作信号+sと手動用記憶装置10に
記憶された記憶値とに基いて演算器9から手動操
作のための信号+Vsが出力され、この信号+Vs
が切換スイツチ17を経てコントローラ18に送
られる。そして、コントローラ18により上記信
号+Vsの正、負つまりブーム上げか下げか(こ
の場合は上げ)が判別され、その信号+Vsが流
量制御弁3のブーム上げ側の入力部に送られて同
弁3がブーム上げ側に切換えられる。これに伴つ
て管路4から流量制御弁3および管路5を経てシ
リンダ2のヘツド側油室に圧油が供給されるとと
もに、ロツド側油室内の油が管路6および流量制
御弁3を経てタンク(図示省略)に戻され、シリ
ンダ2が伸ばされてブーム1の上げ作業が行われ
る。
First, during manual operation, with the changeover switch 17 switched to the manual side as shown in the figure, the operating lever 7
operate. Now, when the lever 7 is operated in the direction of raising the boom, the manual signal generator 8 outputs an operation signal +s corresponding to the direction and amount of operation of the lever, and this operation signal +s and the operation signal +s are stored in the manual storage device 10. Based on the stored value, the signal +Vs for manual operation is output from the calculator 9, and this signal +Vs
is sent to the controller 18 via the changeover switch 17. Then, the controller 18 determines whether the signal +Vs is positive or negative, that is, whether the boom is raised or lowered (in this case, raised), and the signal +Vs is sent to the boom-raising side input section of the flow control valve 3. is switched to the boom raising side. Along with this, pressure oil is supplied from pipe 4 to the head side oil chamber of cylinder 2 via flow control valve 3 and pipe 5, and oil in the rod side oil chamber flows through pipe 6 and flow control valve 3. Thereafter, the boom 1 is returned to the tank (not shown), the cylinder 2 is extended, and the boom 1 is raised.

なお、操作レバー7をブーム下げ方向に操作す
れば、手動用信号発生器8から負の操作信号−s
が出力され、以下、上記と同様の作用で演算器9
から信号−Vsが出力され、流量制御弁3がブー
ム下げ側に切換えられ、シリンダ2が縮められて
ブーム1の下げ作業が行われる。
In addition, if the operating lever 7 is operated in the boom lowering direction, a negative operating signal -s is generated from the manual signal generator 8.
is output, and thereafter, the operation unit 9 is operated in the same manner as above.
A signal -Vs is outputted from the pump, the flow control valve 3 is switched to the boom lowering side, the cylinder 2 is retracted, and the boom 1 is lowered.

この手動操作時には、操作レバー7の操作に応
じて操作信号sが出力され、この操作信号sと、
手動用記憶装置10に記憶された特性とに基いて
演算器9から信号Vsが出力され、この信号Vsに
より流量制御弁3の開口面積が制御され、シリン
ダ2に供給される流量、シリンダ2の収縮量が制
御され、ブーム1の俯仰量が制御される。従つ
て、操作レバー7によつてブーム1の俯仰量を随
意に制御できる。しかも、手動用記憶装置10に
は手動操作に適した特性を記憶させてあり、操作
レバー7の操作量が小さい範囲で不感帯があつて
信号Vsが出力されず、流量制御弁3が切換えら
れないので、操作レバー7に誤つて手を触れた程
度ではブーム1が作動されるおそれはなく、安全
にかつ良好な操作フイーリングでもつて円滑に操
作できる。
During this manual operation, an operation signal s is output in response to the operation of the operation lever 7, and this operation signal s and
A signal Vs is output from the calculator 9 based on the characteristics stored in the manual storage device 10, and the opening area of the flow control valve 3 is controlled by this signal Vs, and the flow rate supplied to the cylinder 2 is controlled. The amount of contraction is controlled, and the amount of elevation of the boom 1 is controlled. Therefore, the amount of elevation of the boom 1 can be controlled at will using the operating lever 7. Moreover, the manual storage device 10 stores characteristics suitable for manual operation, and there is a dead zone in a range where the operation amount of the operation lever 7 is small, so that the signal Vs is not output and the flow rate control valve 3 cannot be switched. Therefore, there is no risk that the boom 1 will be activated even if the operating lever 7 is touched by mistake, and the boom 1 can be operated safely and smoothly with a good operating feeling.

一方、自動制御時には切換スイツチ17を自動
側に切換えておく。この状態で自動制御をスター
トすると、自動用信号発生器12からブーム1の
目標位置信号θ0が出力されるとともに、検出器1
1によりブーム1の現在位置が検出されてその現
在位置信号θが出力され、次いで、その目標位置
信号θ0と現在位置信号θとに基いて演算器13に
より偏差信号eθが演算、出力され、さらに、演算
器14により上記偏差信号eθと、自動用記憶装置
15に記憶された記憶値(第3図参照)に基いて
自動制御のための制御信号Veが演算、出力され、
その信号Veがコントローラ18に送られる。
On the other hand, during automatic control, the changeover switch 17 is switched to the automatic side. When automatic control is started in this state, the target position signal θ 0 of the boom 1 is output from the automatic signal generator 12, and the detector 1
1 detects the current position of the boom 1 and outputs its current position signal θ, and then, based on the target position signal θ 0 and the current position signal θ, a computing unit 13 calculates and outputs a deviation signal eθ, Furthermore, a control signal Ve for automatic control is calculated and outputted by the calculation unit 14 based on the deviation signal eθ and the stored value stored in the automatic storage device 15 (see FIG. 3),
The signal Ve is sent to the controller 18.

ここで、ブーム1を高い位置から目標位置まで
下げたい場合(θ>θ0)、演算器13から負の偏
差信号−eθが出力され、以下、上記の作用により
コントローラ18の負の制御信号−Veが送られ
る。そして、コントローラ18により上記制御信
号−Veの正、負つまりブーム上げか下げか(こ
の場合は下げ)が判別され、その信号−Veが流
量制御弁3のブーム下げ側の入力部に送られて同
弁3がブーム下げ側に切換えられる。これに伴つ
て管路4から流量制御弁3および管路5を経てシ
リンダ2のロツド側油室に圧油が供給されるとと
もに、ヘツド側油室内の油が管路5および流量制
御弁3を経てタンク(図示省略)に戻され、シリ
ンダ2が縮められ、ブーム1が下げられる。
Here, when it is desired to lower the boom 1 from a high position to the target position (θ>θ 0 ), a negative deviation signal -eθ is output from the computing unit 13, and the negative control signal -eθ of the controller 18 is subsequently outputted by the above-mentioned action. Ve is sent. Then, the controller 18 determines whether the control signal -Ve is positive or negative, that is, whether the boom is raised or lowered (in this case, lowered), and the signal -Ve is sent to the boom lowering side input section of the flow control valve 3. The valve 3 is switched to the boom lowering side. Along with this, pressure oil is supplied from pipe 4 to the rod-side oil chamber of cylinder 2 via flow control valve 3 and pipe 5, and oil in the head-side oil chamber flows through pipe 5 and flow control valve 3. Afterwards, it is returned to the tank (not shown), the cylinder 2 is retracted, and the boom 1 is lowered.

なお、上記と逆にブーム1を低い位置から高い
目標位置まで上げる場合には、演算器13から正
の偏差信号+eθが出力され、以下、上記と同様の
作用で演算部14から正の制御信号+Veが出力
され、その信号+Veがコントローラ18を経て
流量制御弁3のブーム上げ側の入力部に送られて
同弁3がブーム上げ側に切換えられ、シリンダ2
が伸ばされ、ブーム上げの制御がなされる。
In addition, when raising the boom 1 from a low position to a high target position, contrary to the above, a positive deviation signal +eθ is output from the computing unit 13, and thereafter, a positive control signal is output from the computing unit 14 in the same manner as above. +Ve is output, and the signal +Ve is sent via the controller 18 to the input section on the boom-up side of the flow control valve 3, which switches the valve 3 to the boom-up side.
is extended and the boom is controlled to raise.

また、上記の自動制御において、たとえばアー
ムとブーム1の複合作業で、アーム押しに追従し
てブーム1を下げながらバケツトの水平掘削を行
う場合、アームの位置および移動量が信号発生器
12に入力され、この信号発生器12によりアー
ムの移動量に対応したブーム1の必要移動量が演
算され、その必要移動量が目標位置信号θ0として
出力され、上記の制御が行われる。これによりア
ーム押しに追従してブーム1が下げられ、バケツ
トの自動水平押出しが行われる。
In addition, in the above-mentioned automatic control, for example, when horizontal excavation with a bucket is performed while lowering the boom 1 following arm push in combined work using the arm and boom 1, the position and amount of movement of the arm are input to the signal generator 12. The signal generator 12 calculates the necessary movement amount of the boom 1 corresponding to the movement amount of the arm, and outputs the necessary movement amount as the target position signal θ 0 to perform the above control. As a result, the boom 1 is lowered following the arm push, and automatic horizontal extrusion of the bucket is performed.

上記自動制御時には、ブーム1の現在位置θと
目標位置θ0とに応じて偏差信号eθが出力され、こ
の偏差信号eθと、自動用記憶装置15に記憶され
た特性とに基いて制御信号Veが出力され、この
信号Veにより流量制御弁3の開口面積が制御さ
れ、シリンダ2に供給される流量すなわちシリン
ダ2の伸縮量、ブーム1の俯仰量が制御される。
すなわちブーム1の現在位置θと目標位置θ0とに
応じてブーム1の位置が自動的にかつ正確に制御
され、自動用記憶装置15には第3図に示すよう
に不感帯をカツトして自動制御に適した特性を記
憶させてあるので、上記偏差信号eθに基いて直ち
に制御信号Veが出力されて制御が開始される。
そして、上記偏差信号eθが0になるまで上記の制
御を繰返し、フイードバツク制御が行われ、か
つ、その自動制御時には不感帯のない状態で効率
よくしかも高精度の制御が行われる。その後、偏
差信号eθが0になると、制御信号Veも0となり、
流量制御弁3が中立位置に戻され、シリンダ2が
停止され、ブーム1が目標位置に停止保持され
る。
During the automatic control described above, a deviation signal eθ is output according to the current position θ and target position θ 0 of the boom 1, and a control signal Ve is output based on this deviation signal eθ and the characteristics stored in the automatic storage device 15. is output, and the opening area of the flow control valve 3 is controlled by this signal Ve, and the flow rate supplied to the cylinder 2, that is, the amount of expansion and contraction of the cylinder 2 and the amount of elevation of the boom 1 are controlled.
In other words, the position of the boom 1 is automatically and accurately controlled according to the current position θ and the target position θ 0 of the boom 1, and the automatic storage device 15 is stored in the automatic storage device 15 as shown in FIG. Since characteristics suitable for control are stored, the control signal Ve is immediately output based on the deviation signal eθ and control is started.
Then, the above control is repeated until the deviation signal eθ becomes 0, thereby performing feedback control, and during automatic control, efficient and highly accurate control is performed without a dead zone. After that, when the deviation signal eθ becomes 0, the control signal Ve also becomes 0,
The flow control valve 3 is returned to the neutral position, the cylinder 2 is stopped, and the boom 1 is stopped and held at the target position.

このようにして、自動制御時には不感帯をカツ
トした制御により定常偏差の生じない高精度の制
御を行うことができる。
In this way, during automatic control, highly accurate control without steady-state deviations can be performed by cutting the dead zone.

また、上記実施例において、手動用記憶装置1
0および自動用記憶装置15に記憶させる特性
は、機種、作業内容等に応じてたとえば手動時の
不感帯幅を変える、非線形特性および線形特性の
ゲインを変える等任意に設定できるものであり、
その設定によつて手動、自動いずれの場合でも最
適な状態で作業できる。この場合、上記各記憶装
置10,15にそれぞれ数種の制御特性を記憶さ
せ、作業内容その他所望に応じて演算器9,14
から必要な制御特性を読込み、その制御特性に沿
つた信号を出力させるようにすることも任意に可
能である。
Further, in the above embodiment, the manual storage device 1
0 and the characteristics to be stored in the automatic storage device 15 can be arbitrarily set depending on the model, work content, etc., such as changing the dead band width during manual operation, changing the gain of nonlinear characteristics and linear characteristics, etc.
Depending on the settings, you can work in optimal conditions whether it is manual or automatic. In this case, several types of control characteristics are stored in the respective storage devices 10 and 15, and the arithmetic units 9 and 14 are stored according to the work content and other requirements.
It is also possible to arbitrarily read necessary control characteristics from the controller and output a signal in accordance with the control characteristics.

上記実施例では流量制御弁3として電磁比例制
御弁を用いたが、この電磁比例制御弁の代りにサ
ーボ弁を用いてもよい。
In the above embodiment, an electromagnetic proportional control valve is used as the flow rate control valve 3, but a servo valve may be used instead of this electromagnetic proportional control valve.

また、本発明において、作業機はブーム1に限
らず、アーム、バケツト、旋回またはクレーンの
ウインチでもよく、油圧アクチユエータもシリン
ダ2に限らず、油圧モータでもよい。この他本発
明は上記油圧シヨベルやクレーン以外の各種建設
機械に適用できるものである。
Further, in the present invention, the working machine is not limited to the boom 1, but may be an arm, bucket, swing or crane winch, and the hydraulic actuator is not limited to the cylinder 2, but may be a hydraulic motor. In addition, the present invention can be applied to various construction machines other than the above-mentioned hydraulic excavators and cranes.

(発明の効果) 以上のように本発明は、メインの油圧回路に不
感帯を持たない1個の流量制御弁を設け、この流
量制御弁を自動制御回路から送られる制御信号
と、手動操作回路から送られる操作信号とのいず
れでも操作できるようにしたものであり、これに
よつて回路構成を簡素化してコストダウンを図る
ことができる。しかも、手動、自動いずれの場合
でも制御特性を任意に設定でき、とくに、手動操
作時には手動用記憶装置からの信号処理によつて
不感帯を有する手動操作に適した状態で、操作性
を向上させながら、安全にかつ随意に操作でき、
一方、自動制御時には自動用記憶装置に記憶させ
た制御特性で不感帯をカツトした制御をなし、定
常偏差が生じることなく、高精度の制御ができ、
機械の汎用性を向上できるものである。
(Effects of the Invention) As described above, the present invention provides one flow control valve having no dead zone in the main hydraulic circuit, and controls the flow control valve from a control signal sent from an automatic control circuit and from a manual operation circuit. It is designed so that it can be operated with any of the sent operation signals, thereby simplifying the circuit configuration and reducing costs. In addition, control characteristics can be set arbitrarily in either manual or automatic mode, and in particular, during manual operation, signal processing from the manual storage device creates a state suitable for manual operation with a dead zone, improving operability. , can be operated safely and at will,
On the other hand, during automatic control, control characteristics stored in the automatic storage device are used to cut out the dead zone, allowing highly accurate control without steady-state deviations.
This can improve the versatility of the machine.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の実施例を示すブロツク図、第
2図は手動用記憶装置に記憶される特性図、第3
図は自動用記憶装置に記憶される特性図である。 1……ブーム(作業機)、2……シリンダ(油
圧アクチユエータ)、3……流量制御弁、7……
操作レバー(手動操作手段)、8……手動用信号
発生器、9……演算器、10……手動用記憶装
置、11……現在位置検出器、12……目標位置
信号発生器、13,14……演算器、15……自
動用記憶装置、17……切換スイツチ、18……
コントローラ。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a characteristic diagram stored in a manual storage device, and FIG.
The figure is a characteristic diagram stored in the automatic storage device. 1...Boom (work equipment), 2...Cylinder (hydraulic actuator), 3...Flow control valve, 7...
Operation lever (manual operation means), 8...Manual signal generator, 9...Arithmetic unit, 10...Manual memory device, 11...Current position detector, 12...Target position signal generator, 13, 14... Arithmetic unit, 15... Automatic storage device, 17... Changeover switch, 18...
controller.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 作業機を作動させる油圧アクチユエータと、
油圧アクチユエータへの圧油の供給を制御するも
ので中立付近に不感帯をもたない流量制御弁と、
流量制御弁に対する電気的制御信号を出力する自
動制御回路および手動操作回路と、自動制御回路
からの信号と手動操作回路からの信号とを選択し
て出力する切換手段と、切換手段により選択され
た信号に基いて上記流量制御弁に制御信号を出力
するコントローラとを備え、上記自動制御回路
は、作業機の現在位置を検出する検出器と、作業
機の目標位置信号を出力する自動用信号発生器
と、上記検出器からの作業機現在位置信号と自動
用信号発生器からの作業機目標位置信号との偏差
を求める演算器と、自動制御時における流量制御
弁の応答特性を設定可変に記憶する自動用記憶装
置と、上記偏差と自動用記憶装置に記憶された記
憶値とに基いて上記流量制御弁に対する制御信号
を出力する演算器とを備え、手動操作回路は、手
動操作手段の操作量に応じた操作信号を出力する
手動用信号発生器と、手動操作時における流量制
御弁の応答特性として中立付近で不感帯を発生さ
せその不感帯を越えた後に流量制御信号を出力す
る特性を設定可変に記憶する手動用記憶装置と、
上記手動用信号発生器からの信号と手動用記憶装
置に記憶された記憶値とに基いて流量制御弁に対
する制御信号を出力する演算器とを具備している
ことを特徴とする建設車両の作業機操作制御装
置。
1 A hydraulic actuator that operates the work equipment,
A flow control valve that controls the supply of pressure oil to a hydraulic actuator and has no dead zone near neutral;
an automatic control circuit and a manual operation circuit that output electrical control signals for the flow control valve; a switching means that selects and outputs a signal from the automatic control circuit and a signal from the manual operation circuit; The automatic control circuit includes a controller that outputs a control signal to the flow control valve based on the signal, and the automatic control circuit includes a detector that detects the current position of the work equipment, and an automatic signal generator that outputs a target position signal of the work equipment. a calculator that calculates the deviation between the current position signal of the work machine from the above detector and the target position signal of the work machine from the automatic signal generator, and a configurable memory that stores the response characteristics of the flow control valve during automatic control. The manual operation circuit includes an automatic memory device for controlling the flow rate control valve, and an arithmetic unit for outputting a control signal for the flow rate control valve based on the deviation and the stored value stored in the automatic memory device. A manual signal generator that outputs an operation signal according to the amount, and a variable response characteristic of the flow control valve during manual operation that generates a dead zone near neutral and outputs a flow control signal after exceeding the dead zone. a manual storage device for storing information in the
Work on a construction vehicle characterized by comprising a calculator that outputs a control signal for a flow rate control valve based on the signal from the manual signal generator and the stored value stored in the manual storage device. Machine operation control device.
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