JPH082900A

JPH082900A - 高所作業車等におけるブームの規制制御方法

Info

Publication number: JPH082900A
Application number: JP16307994A
Authority: JP
Inventors: Takeo Uehara; 建生上原
Original assignee: Sanwa Seiki Ltd
Current assignee: Sanwa Seiki Ltd
Priority date: 1994-06-22
Filing date: 1994-06-22
Publication date: 1996-01-09

Abstract

(57)【要約】【構成】ブームが許容範囲を画する規制ラインＬａに達
し、さらに許容範囲外への操作が行われた場合には、伸
縮用シリンダの油圧回路に対する制御方式を開ループ制
御方式に切換え、かつ予め設定した両シリンダ相互間の
流量関係式に基づいて伏操作に対応する伸縮用シリンダ
に対する流量を演算し、その演算結果に基づいて伸縮用
シリンダの油圧回路を制御することにより、ブームの先
端部が前記規制ラインＬａの内側の補正ラインＬｂに沿
って作動するように制御する。【効果】ブームの規制制御方式として開ループ制御方式
を採用し、センサの検出信号は使用しないので、センサ
の故障等の影響は受けず、そのシステム構成もシンプル
になるため、その分、安全制御技術としての信頼性が向
上される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高所作業車やクレーン
等に用いられるブームの安全制御技術に関する。より詳
しくは、ブームに対して、転倒モーメント等に基づいて
予め設定した許容範囲を越えた動作指令が出された場合
に、その動作を前記許容範囲内に修正してブームの安全
性を図るための規制制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のブームの作動制御におい
て、安全性確保の観点から、ブームの軌跡に関して予め
動作を許容する規制範囲を設定しておき、ブームに対し
てこの許容範囲を越えて動作指令が出された場合には、
その動作指令を修正して、ブームの伸動作を停止した
り、あるいは伏動作に対応して縮動作を付加することに
より許容範囲内に収まるように自動制御する安全制御技
術が知られている（特公平４−１９１５９号公報）。こ
の従来技術における制御方式は、随時、各センサからの
検出信号に基づいてブームの姿勢を演算して、フィード
バックをかけながら動作規制線に沿って再修正処理を繰
返す閉ループ制御方式が採用されていた。このため、そ
の制御システムが複雑になり、また規制制御過程にセン
サの故障や誤検出などが直接影響するため、安全制御技
術としての信頼性の点では難点を有していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところ
は、動作指令を許容範囲内に修正するための補正制御に
関するシステム構成のシンプル化を促進し、センサの故
障等の影響を受けない安全制御技術としての信頼性の改
善を図った高所作業車等におけるブームの規制制御方法
を提供する点にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、起伏用シリン
ダ及び伸縮用シリンダを介して姿勢制御を行うブームの
作動制御において、ブームが予め設定した許容範囲を画
する規制ラインに達し、さらに許容範囲外への操作が行
われた場合には、前記起伏用シリンダ及び伸縮用シリン
ダの油圧回路に対する制御方式を開ループ制御方式に切
換え、かつ伏操作に対応する前記伸縮用シリンダの流量
を予め設定した両シリンダ相互間の流量関係式に基づい
て演算し、その演算結果に基づいて前記伸縮用シリンダ
の油圧回路を制御することにより、前記伏操作に応じて
ブームの先端部が前記許容範囲内の所定の補正ラインに
沿って作動するように制御することを特徴とする。

【０００５】

【作用】本発明によれば、ブームの作動制御において、
ブームが予め設定した許容範囲を画する規制ラインに達
し、さらに許容範囲外への操作が行われた場合には、伸
縮用シリンダの油圧回路に対する制御方式が開ループ制
御方式に切換えられ、ブームの先端部がその許容範囲内
の予め設定した補正ラインに沿って動作するように、伏
動作に対応して縮動作が付加される。すなわち、予め設
定する前記流量関係式に基づいて伏操作に対応した伸縮
用シリンダに対する流量が演算され、その演算結果に基
づいて伸縮用シリンダ用に対する油圧回路の流量を制御
することにより、ブームが許容範囲内の所定の軌跡に沿
って制御されることになる。以上のように、本発明にお
けるブームの規制制御は、センサの検出信号を使用しな
い開ループ制御方式を採用しているので、センサの故障
等の影響を受けず、システム構成もシンプル化するた
め、その分、安全制御技術としての信頼性が改善され
る。なお、許容内方向への動作指令があった場合には、
その時点で本来の閉ループ制御方式に切換えて通常の動
作制御に移行する。

【０００６】

【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例に関して
説明する。図１は本発明を高所作業車に適用した場合の
概略構成図である。図中、１は高所作業車の車体で、こ
の車体１には旋回体２が水平回転可能に設置されてお
り、後述の旋回用モータによって旋回動作し得るように
構成されている。旋回体２にはブーム３が支軸４を中心
に垂直回転可能に支持されており、起伏用シリンダ５に
よって起伏動作し得るように構成されている。さらに、
ブーム３は伸縮用シリンダ６により軸線方向に伸縮動作
可能に構成されており、先端部には作業用のバケット７
が設置されている。なお、図中、８は操作用パネルであ
る。

【０００７】図２は前記ブーム３の動作規制に関する説
明図である。図中、Ｌａは規制ラインで、ブーム３の動
作を安全性確保の観点から許容される範囲内に規制する
ために予め設定されるものでる。ブーム３の先端部、例
えば前記バケット７部分の軌跡がその規制ラインＬａの
内側か外側かによって許容範囲内か否かを判定する。こ
の規制ラインＬａは、ブーム３自体の荷重やバケット７
にかかる負荷などに基づく転倒モーメント、その他、風
の影響等を勘案して予め設定される。本実施例の場合、
ブーム３を最大限に伸長した最伸長状態の軌跡Ｌｍ上の
Ａ点以下においては規制ラインＬａによって規制される
ことになる。Ｌｂは補正ラインで、ブーム３が規制ライ
ンＬａに達し、さらに許容範囲外への操作が行われた場
合に、その動作指令を修正すべく設定されるブーム３の
先端部の目標軌跡を示す制御ラインである。しかして、
例えば、操作用パネル８を介して、ブーム３に対して最
伸長状態での伏操作が行われると、ブーム３の先端部は
軌跡Ｌｍに沿って下降し、Ａ点に達すると、前述のよう
に制御方式が閉ループ制御方式から開ループ制御方式に
切換わり、以後補正ラインＬｂに沿って自動的に動作す
ることになる。なお、許容内方向への動作指令があった
場合には、その時点で本来の閉ループ制御方式に切換り
通常の動作制御に移行することは前述のとおりである。

【０００８】つぎに、前記補正ラインＬｂに沿った軌跡
を得るための開ループ制御に関して説明する。本例にお
いては、補正ラインＬｂが垂直方向に下がる直線である
場合について説明する。すなわち、動作中にブーム３の
先端部、例えばバケット７上の点Ｐが前記規制ラインＬ
ａと交差した点を現在位置として、そこから垂直に降下
させる場合について説明する。ここで、図１に示すよう
に、支軸４からブーム３の先端部、すなわちバケット７
上の点Ｐまでの長さをＬとし、支軸４と起伏用シリンダ
５のブーム３に対する作用点Ｂとの距離をＬ₁、支軸４
と起伏用シリンダ５の枢着点Ｃとの距離をＬ₂、そして
前記作用点Ｂと枢着点Ｃとの距離をＳとする。また、起
伏用シリンダ５のピストン径をＡ₁、伸縮用シリンダ６
のピストン径をＡ₂とする。いま、水平状態から起伏角
βだけ傾斜した状態において、起伏用シリンダ５へ作動
油が流量Ｑ₁だけ供給されたとすると、それによって変
化する起伏方向の変化角αは次の通りである。

【数１】

【０００９】また、以上のように起伏角βに対して前記
変化角αの変動が生じた場合に、ブーム３を縮小しなが
らバケット７を垂直に下げるために必要な、伸縮シリン
ダ６に対する作動油の流量Ｑ₂は次の通りである。

【数２】

【００１０】すなわち、第１式により作動油の流量Ｑ₁
に基づく変化角αが決定され、これを第２式に代入する
ことにより、垂直に下がるために必要な流量Ｑ₂が求め
られることになる。すなわち、Ｑ₂＝ｆ（Ｑ₁）の流量に
関する関数関係が成立するので、この関係式を満たすよ
うに各流量を調整してやれば、バケット７は垂直方向に
下がることになる。したがって、伏操作に応じてバケッ
ト７のＰ点が規制ラインＬａを越えた場合には、以後、
この流量関係式によって起伏用シリンダ５と伸縮用シリ
ンダ６との各油圧制御を連係して開ループ制御すること
により、前記補正ラインＬｂに沿って下降させることが
可能になる。

【００１１】つぎに、各シリンダへの油圧供給制御に関
して説明する。図３はその油圧供給回路を示したもので
ある。図中、９〜１１はそれぞれ旋回用モータ１２、起
伏用シリンダ５、伸縮用シリンダ６に対する圧力補償付
き電磁比例流量制御手段で、それぞれ電磁比例流量制御
弁部９ａ〜１１ａと圧力コンペンセータ９ｂ〜１１ｂと
から構成される。しかして、前述のように、前記操作用
パネル８を介して、ブーム３に対して規制ラインＬａを
越える伏動作指令が出された場合には、ブーム３の先端
部が規制ラインＬａに達すると、制御方式が開ループ制
御方式に切換わり、以後、図示しないコントローラによ
り補正ラインＬｂに沿って自動制御されることになる。
すなわち、その伏操作に応じて、コントローラにおい
て、前記流量関係式を用いて起伏用シリンダ５に対する
流量Ｑ₁に対応した伸縮用シリンダ６に対する流量Ｑ₂が
演算され、その演算結果による前記制御手段１１に対す
る制御が連係して付加される。これにより、伏操作に応
じて、制御手段１０による起伏用シリンダ５の動作と制
御手段１１による伸縮用シリンダ６の動作とが連係して
ブーム３の先端部を補正ラインＬｂに沿って下降させる
開ループ制御が可能になる。なお、以上の動作説明にお
いて、操作用パネル８からの動作指令によりブーム３の
先端部が規制ラインＬａに達した時点で一度動作を停止
し、更に規制ラインＬａを越える操作がなされた場合
に、制御方式を開ループ制御方式に切換えて前記補正制
御を行うように構成することも可能である。図中、１３
は油圧源、１４は安全用のリリーフ弁、１５は回路圧力
設定用のバイパス弁、１６，１７はシャトル弁、１８は
タンクである。

【００１２】

【発明の効果】本発明によれば、以上に説明したよう
に、ブームの規制制御方式として開ループ制御方式を採
用し、センサの検出信号は使用しないので、センサの故
障等の影響は受けず、そのシステム構成もシンプルにな
るため、その分、安全制御技術としての信頼性が改善さ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を高所作業車に適用した実施例の概略
構成図である。

【図２】ブームの動作規制に関する説明図である。

【図３】油圧供給回路に関する実施例を示した回路図
である。

【符号の説明】

１…車体、２…旋回体、３…ブーム、４…支軸、５…起
伏用シリンダ、６…伸縮用シリンダ、７…バケット、８
…操作用パネル、９〜１１…電磁比例流量制御手段、９
ａ〜１１ａ…電磁比例流量制御弁部、９ｂ〜１１ｂ…圧
力コンペンセータ、１２…旋回用モータ、１３…油圧
源、１４…リリーフ弁、１５…バイパス弁、１６，１７
…シャトル弁、１８…タンク

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】起伏用シリンダ及び伸縮用シリンダを介
して姿勢制御を行うブームの作動制御において、ブーム
が予め設定した許容範囲を画する規制ラインに達し、さ
らに許容範囲外への操作が行われた場合には、前記起伏
用シリンダ及び伸縮用シリンダの油圧回路に対する制御
方式を開ループ制御方式に切換え、かつ伏操作に対応す
る前記伸縮用シリンダの流量を予め設定した両シリンダ
相互間の流量関係式に基づいて演算し、その演算結果に
基づいて前記伸縮用シリンダの油圧回路を制御すること
により、前記伏操作に応じてブームの先端部が前記許容
範囲内の所定の補正ラインに沿って作動するように制御
することを特徴とする高所作業車等におけるブームの規
制制御方法。