專利名稱：建筑機(jī)械的液壓回路控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建筑機(jī)械的液壓回路控制裝置，其中建筑機(jī)械的操作系統(tǒng)特別是操作桿裝置，使用了形式為產(chǎn)生響應(yīng)操作桿操作量的電操作信號(hào)(電信號(hào))的控制桿裝置，并且由該操作信號(hào)控制流量控制閥以控制致動(dòng)器動(dòng)作。
背景技術(shù)：
在近年來的建筑機(jī)械中，特別是如液壓鏟車那樣的、因其便利性而用于各種作業(yè)的機(jī)械中，為了適應(yīng)各種各樣的使用，存在重視操作性的傾向。也就是，液壓鏟斗必須是一種，從如挖掘作業(yè)那樣的重視作業(yè)量的作業(yè)到如整地作業(yè)那樣的必須有微妙調(diào)整的操作，可按操作者意志操作作業(yè)裝置的機(jī)械。為此，使用了將操作桿裝置作成為發(fā)生響應(yīng)操作量的電操作信號(hào)的電控制裝置，電處理該操作信號(hào)，并由該信號(hào)進(jìn)行流量控制閥控制的形式的液壓回路控制裝置。作為這樣的控制裝置，有如下各種技術(shù)。
(1)日本專利特許第2509311號(hào)公報(bào)“建筑機(jī)械的作業(yè)機(jī)控制方法”示出了一種具有在電動(dòng)桿操作下通過控制器動(dòng)作的液壓控制閥(操作閥)和泵可變裝置的建筑機(jī)械的作業(yè)機(jī)控制方法，其中，為了就操作閥的操作引起的回路壓升降和泵排出量的增減，隨著動(dòng)作時(shí)間，其升降和增減的比率可多階段順序變化，設(shè)定限制操作閥最大動(dòng)作速度(操作信號(hào)的最大變化速度)的調(diào)制圖形，在回路壓隨著動(dòng)作時(shí)間以一定比率升降時(shí)，以不會(huì)過快動(dòng)作至超過調(diào)制圖形的方式使操作閥和泵可變裝置動(dòng)作，進(jìn)行吸收操作閥和泵可變裝置動(dòng)作時(shí)所產(chǎn)生的沖擊的調(diào)制控制，進(jìn)而防止泵可變裝置動(dòng)作時(shí)所生成的氣穴作用。此外，還示出備有多個(gè)操作閥的調(diào)制圖形，通過操作者的選擇，根據(jù)作業(yè)狀態(tài)手動(dòng)或自動(dòng)地設(shè)定。
(2)日本特公平7-107279號(hào)公報(bào)“建筑機(jī)械的作業(yè)機(jī)控制方法”示出了在上述(1)的調(diào)制控制中，電動(dòng)桿的操作信號(hào)從一方向的操作位置連續(xù)操作到越過作為中立位置的不靈敏區(qū)域，并移動(dòng)到相反方向時(shí)，解除至此的調(diào)制圖形，使相反方向的調(diào)制圖形起作用，從而使反向桿操作的操作感覺與作業(yè)機(jī)動(dòng)作相一致。
(3)日本特開平10-37247號(hào)公報(bào)“操作控制裝置和操作控制方法”示出了一種通過流量控制閥控制建筑機(jī)械的作業(yè)機(jī)的驅(qū)動(dòng)的液壓回路控制裝置，其中，將流量控制閥的操作信號(hào)的最大變化速度限制在設(shè)定值以下，以及響應(yīng)操作桿的操作量將該設(shè)定值變化而進(jìn)行控制。
此外，作為公知的、不用操作信號(hào)控制流量控制閥，而是用操作信號(hào)控制液壓泵的排出量來控制致動(dòng)器速度，來限制泵容量可變機(jī)構(gòu)的最大動(dòng)作速度的液壓回路控制裝置，有如下所述者。
(4)日本特公昭62-13542號(hào)公報(bào)“液壓回路的控制裝置”示出一種通過控制液壓泵排出量(泵容積可變機(jī)構(gòu)的位置)，將致動(dòng)器速度控制成由操作裝置指示的速度的閉路系統(tǒng)的液壓回路控制裝置，將泵容積可變機(jī)構(gòu)的動(dòng)作速度限制在最大設(shè)定速度以下時(shí)，通過使該速度的最大速度響應(yīng)操作桿的操作量變化，來控制致動(dòng)器的加減速度。
(5)日本特公昭62-39295號(hào)公報(bào)“液壓回路裝置的控制系統(tǒng)”示出一種在上述(4)的控制裝置中，檢測出操作裝置(操作桿)停止或者發(fā)出朝相反方向驅(qū)動(dòng)的指令，設(shè)定比加速時(shí)的最大設(shè)定速度要大的最大設(shè)定速度。
發(fā)明的概要但是，在上述的以往技術(shù)中存在如下問題。
首先，第1問題是，限制操作閥(流量控制閥)的最大動(dòng)作速度(操作信號(hào)的最大變化速度)的設(shè)定值不對(duì)應(yīng)于加速時(shí)、減速·停止時(shí)、反向桿操作時(shí)的每個(gè)設(shè)定，不一定能以根據(jù)建筑機(jī)械的操作狀況的最適當(dāng)?shù)淖畲笞兓俣龋瑏砜刂撇僮鏖y。
第2問題是，不能對(duì)反向桿操作時(shí)的流量控制閥中立附近的不靈敏區(qū)進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，或不能作任何處理，在急切的反向桿操作時(shí)，在中立附近產(chǎn)生沖擊，致動(dòng)器不動(dòng)作，會(huì)有斷續(xù)感。
第3問題是，與操作桿的操作量無關(guān)地只用定形的調(diào)制圖形限制操作閥的最大變化速度，不能獲得響應(yīng)操作量的加速感、減速感。
也就是，在特許第2509311號(hào)公報(bào)和特公平7-107279號(hào)公報(bào)中，其構(gòu)成為，加速時(shí)和減速·停止時(shí)，操作閥的最大動(dòng)作速度由調(diào)制圖形設(shè)定，在反向桿操作時(shí)，用減速·停止時(shí)的調(diào)制圖形限制操作閥的最大動(dòng)作速度。但是，反向桿操作是一種例如抖落掉鏟斗上的泥、使用動(dòng)臂的土地拍打作業(yè)或者回避危險(xiǎn)等那樣的作業(yè)裝置的動(dòng)作方向急速改變時(shí)的操作，最好是連改變作業(yè)裝置的動(dòng)作方向也希望能響應(yīng)快。為此，一旦用減速·停止時(shí)的調(diào)制圖形限制操作閥的最大動(dòng)作速度時(shí)，就不能說是相對(duì)反向桿操作的最適當(dāng)?shù)淖畲笞兓俣龋筒荒茼憫?yīng)良好地改變作業(yè)裝置的動(dòng)作方向(第1問題)。
此外，在特公平7-107279號(hào)公報(bào)中，為了改善特許第2509311號(hào)公報(bào)中的于反向桿操作的響應(yīng)性，由于是在操作信號(hào)示出相反方向的瞬間，斷開至此的調(diào)制控制，開始相反方向的調(diào)制控制的，如考慮到相對(duì)操作信號(hào)的致動(dòng)器的動(dòng)作滯后，在操作方向變化的瞬間，致動(dòng)器成為無控制狀態(tài)，直到動(dòng)作方向轉(zhuǎn)換的時(shí)間內(nèi)，可能產(chǎn)生較大的沖擊(第2問題)。
再有，在特許第2509311號(hào)公報(bào)和特公平7-107179號(hào)公報(bào)中，調(diào)制圖形是定形的，由于與操作桿的操作量無關(guān)地，操作閥的最大動(dòng)作速度必須由其調(diào)制圖形限制，不能獲得響應(yīng)操作量的適當(dāng)?shù)募铀俑?、減速感(第3問題)。例如，返回操作桿時(shí)，如成為比調(diào)制圖形要快的操作閥速度那樣地進(jìn)行操作，則與操作桿的返回?zé)o關(guān)地，用定形的調(diào)制圖形，確定操作閥的最大變化速度，從而不能調(diào)整操作閥的最大變化速度。
在特開平10-37247號(hào)公報(bào)中，不能根據(jù)建筑機(jī)械的操作狀況設(shè)定操作閥的最大動(dòng)作速度，不能以響應(yīng)操作量的最適當(dāng)?shù)淖畲笞兓俣瓤刂撇僮鏖y(第1問題)，也不能獲得響應(yīng)操作量的適當(dāng)?shù)募铀俑?、減速感(第3問題)。另外，沒有考慮反向桿操作(第2問題)。
在特公昭62-13542號(hào)公報(bào)和特公昭62-39295號(hào)公報(bào)中，是由操作桿的指示，通過控制泵容積可變機(jī)構(gòu)的位置以控制泵排出量，來控制致動(dòng)器的速度的，不是通過流量控制閥來控制建筑機(jī)械的作業(yè)機(jī)的驅(qū)動(dòng)的。此外，在特公昭62-39295號(hào)公報(bào)的系統(tǒng)中，將操作信號(hào)的最大變化速度作為操作信號(hào)的函數(shù)設(shè)有多個(gè)。但是，由于操作桿引起的控制對(duì)象是泵容積可變機(jī)構(gòu)，沒有考慮流量控制閥中立附近的不靈敏區(qū)。為此，其構(gòu)成應(yīng)用于通過流量控制閥控制致動(dòng)器速度的液壓回路控制裝置時(shí)，流量控制閥處于中立附近的不靈敏區(qū)時(shí)，限制其原有操作信號(hào)的最大變化速度，其間在致動(dòng)器不動(dòng)區(qū)域會(huì)有斷續(xù)感(第2問題)。
本發(fā)明的第1目的是，提供一種建筑機(jī)械的液壓回路控制裝置，由于由電操作信號(hào)控制流量控制閥來控制致動(dòng)器的動(dòng)作，所以即使處于加速時(shí)、減速·停止時(shí)、反向桿操作時(shí)任一操作狀態(tài)下，也能以最適當(dāng)?shù)淖畲笞兓俣瓤刂屏髁靠刂崎y，(a)加減速時(shí)，即使快速操作操作桿，沖擊也少，不會(huì)有滯后感；(b)緩慢進(jìn)行加減速操作時(shí)，可按操作者意志動(dòng)作；(c)停止操作時(shí)，即使快速操作操作桿，沖擊也少，成為無滯后感的動(dòng)作；并且(d)急速進(jìn)行反向桿操作時(shí)，也可實(shí)現(xiàn)致動(dòng)器敏捷的反轉(zhuǎn)動(dòng)作。
本發(fā)明的第2目的是提供一種建筑機(jī)械的液壓回路控制裝置，除了上述目的外，通過對(duì)反向桿操作時(shí)流量控制閥的中立附近的不靈敏區(qū)進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，在快速的反向桿操作時(shí)，沖擊少，無滯后感，同時(shí)中立附近不會(huì)有斷續(xù)感。
本發(fā)明的第3目的是提供一種可獲得響應(yīng)操作桿操作量的、適當(dāng)?shù)募铀俑小p速感的建筑機(jī)械的液壓回路控制裝置。
(1)為了實(shí)現(xiàn)上述第1目的，本發(fā)明的一種建筑機(jī)械的液壓回路控制裝置，具有驅(qū)動(dòng)作業(yè)裝置的液壓致動(dòng)器，由原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)以產(chǎn)生液壓油的液壓泵，在所述液壓致動(dòng)器與所述的液壓泵之間、控制液壓油流量的流量控制閥，和產(chǎn)生指示所述流量控制閥流量的電操作信號(hào)的操作信號(hào)發(fā)生機(jī)構(gòu)，對(duì)將所述操作信號(hào)的變化速度限制在預(yù)先設(shè)定的最大變化速度下的控制信號(hào)加以計(jì)算，并根據(jù)該控制信號(hào)控制所述流量控制閥，其中，還具有根據(jù)所述操作信號(hào)判定建筑機(jī)械的操作狀態(tài)的第1判定機(jī)構(gòu)；對(duì)于建筑機(jī)械的每種操作狀態(tài)，預(yù)先設(shè)定所述流量控制閥的控制信號(hào)的最適當(dāng)?shù)淖畲笞兓俣?，根?jù)所述第1判定機(jī)構(gòu)的判定結(jié)果，確定與此時(shí)的建筑機(jī)械的操作狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的最適當(dāng)?shù)淖畲笞兓俣龋蛊涑蔀樗隽髁靠刂崎y的控制信號(hào)的最大變化速度的第1計(jì)算機(jī)構(gòu)。
由于是用這樣的第1判定機(jī)構(gòu)判定建筑機(jī)械的操作狀態(tài)，由第1計(jì)算機(jī)構(gòu)根據(jù)其判定結(jié)果確定與此時(shí)的建筑機(jī)械的操作狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的最適當(dāng)?shù)淖畲笞兓俣炔⒊蔀榱髁靠刂崎y的控制信號(hào)的最大變化速度，從而將控制流量控制閥的流量的控制信號(hào)的變化速度限制在其最大變化速度下，所以，即使處于加速時(shí)、減速·停止時(shí)、反向桿操作時(shí)的任一操作狀態(tài)下，也能以最適當(dāng)?shù)淖畲笞兓俣瓤刂屏髁靠刂崎y，(a)加減速時(shí)，即使急速操作操作桿，沖擊也少，并且無滯后感；(b)緩慢加減速操作時(shí)，可按操作者意志加以動(dòng)作；(c)在停止操作時(shí)，即使急速操作操作桿，沖擊也少，成為無滯后感的動(dòng)作；以及(d)在急速的反向桿操作時(shí)，致動(dòng)器可成為敏捷的反轉(zhuǎn)動(dòng)作，可使作業(yè)效率和安全性能提高。
(2)此外，為了實(shí)現(xiàn)上述第2目的，本發(fā)明是在上述(1)的液壓回路控制裝置中，還具有判定所述流量控制閥的控制信號(hào)的數(shù)值是否處于中立區(qū)域內(nèi)的第2判定機(jī)構(gòu)，和所述流量控制閥的控制信號(hào)的數(shù)值處于中立區(qū)域內(nèi)情況下，不進(jìn)行對(duì)所述最大變化速度引起的控制信號(hào)的變化速度限制的計(jì)算，而是根據(jù)所述操作信號(hào)計(jì)算控制信號(hào)的第2計(jì)算機(jī)構(gòu)。
由此，通過對(duì)反向桿操作時(shí)流量控制閥的中立附近的不靈敏區(qū)進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，在快速的反向桿操作時(shí)，沖擊少，無滯后感，同時(shí)在中立附近可成為無斷續(xù)感的操作，可大幅度提高反向桿時(shí)的操作性。
(3)在上述(1)中，最好所述第1判定機(jī)構(gòu)根據(jù)所述操作信號(hào)的狀態(tài)判斷建筑機(jī)械的操作狀態(tài)是處于加速、減速·停止、反向桿的哪一種，所述第1計(jì)算機(jī)構(gòu)，根據(jù)在加速、減速·停止、反向桿的每個(gè)操作狀態(tài)下預(yù)先設(shè)定的控制信號(hào)的最適當(dāng)?shù)淖畲笞兓俣?，確定與此時(shí)的建筑機(jī)械的操作狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的最適當(dāng)?shù)淖畲笞兓俣取?br>
由此，正如上述(1)所述，即使處于加速時(shí)、減速·停止時(shí)、反向桿操作時(shí)的任一操作狀態(tài)下，也能以最適當(dāng)?shù)淖畲笞兓俣瓤刂屏髁靠刂崎y。
(4)此外，在上述(1)或(3)中，最好是，所述第1判定機(jī)構(gòu)根據(jù)所述操作信號(hào)和前次輸出的流量控制閥的控制信號(hào)，判定建筑機(jī)械的操作狀態(tài)。
由此，第1判定機(jī)構(gòu)不用特別的傳感器信號(hào)，就能判定包含加速時(shí)、減速·停止時(shí)、反向桿操作的建筑機(jī)械的操作狀態(tài)。
(5)再有，為了實(shí)現(xiàn)上述第3目的，本發(fā)明是在上述(1)、(3)、(4)任一中，將所述流量控制閥的控制信號(hào)的最適當(dāng)?shù)淖畲笞兓俣茸鳛樗霾僮餍盘?hào)的函數(shù)，并在建筑機(jī)械的每個(gè)操作狀態(tài)下預(yù)先設(shè)定，所述第1計(jì)算機(jī)構(gòu)根據(jù)與所述第1判定機(jī)構(gòu)判定的操作狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的操作信號(hào)的函數(shù)以及此時(shí)的操作信號(hào)，計(jì)算所述最適當(dāng)?shù)淖畲笞兓俣取?br>
由此，根據(jù)操作信號(hào)的數(shù)值設(shè)定控制信號(hào)的最適當(dāng)?shù)淖畲笞兓俣龋色@得響應(yīng)操作桿的操作量的適當(dāng)?shù)募铀俑?、減速感。
(6)另外，在上述(1)、(3)、(4)任一中，最好是，所述流量控制閥的控制信號(hào)的最適當(dāng)?shù)淖畲笞兓俣茸鳛樗霾僮餍盘?hào)或前次輸出的流量控制閥的控制信號(hào)的函數(shù)，在建筑機(jī)械的每個(gè)操作狀態(tài)下預(yù)先設(shè)定，所述第1計(jì)算機(jī)構(gòu)根據(jù)與所述第1判定機(jī)構(gòu)判定的操作狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的操作信號(hào)或前次輸出的流量控制閥的控制信號(hào)的函數(shù)以及此時(shí)的操作信號(hào)或前次輸出的流量控制閥的控制信號(hào)，計(jì)算所述最適當(dāng)?shù)淖畲笞兓俣取?br>
由此，根據(jù)操作信號(hào)的數(shù)值和前次輸出的控制信號(hào)設(shè)定控制信號(hào)的最適當(dāng)?shù)淖畲笞兓俣?，可獲得響應(yīng)操作桿的操作量的適當(dāng)?shù)募铀俑?、減速感。
圖1為示出本發(fā)明第1實(shí)施例的建筑機(jī)械的液壓回路控制裝置整體構(gòu)成的視圖。
圖2為示出圖1所示控制單元構(gòu)成的框圖。
圖3為示出由圖1所示的控制單元進(jìn)行的控制計(jì)算的流程圖。
圖4為示出用控制單元計(jì)算的閥指令值與流過由該閥指令值控制的流量控制閥的液壓流量q的關(guān)系的特性圖。
圖5為詳細(xì)地示出圖3流程圖所示的控制計(jì)算中“中立不靈敏區(qū)閥指令值計(jì)算處理”的流程圖。
圖6為詳細(xì)地示出圖3流程圖所示的控制計(jì)算中的“驅(qū)動(dòng)區(qū)域閥指令值計(jì)算處理”的流程圖。
圖7(a)為求出加速時(shí)最大設(shè)定速度函數(shù)的特性圖，(b)為同特性圖的其他例。
圖8為求出減速·停止時(shí)的最大設(shè)定速度函數(shù)的特性圖。
圖9為求出反向桿時(shí)的最大設(shè)定速度函數(shù)的特性圖。
圖10為示出加速時(shí)的動(dòng)作一例的時(shí)序圖，(a)為快速操作操作桿的場合，(b)為緩慢操作操作桿的場合。
圖11為示出減速·停止時(shí)的動(dòng)作一例的時(shí)序圖。
圖12為示出反向桿時(shí)的動(dòng)作一例的時(shí)序圖。
圖13為示出圖3、圖5和圖6流程圖所示的控制計(jì)算的功能框圖。
圖14為本發(fā)明第2實(shí)施例的建筑機(jī)械的液壓回路控制裝置中，與圖6同樣的詳細(xì)示出“驅(qū)動(dòng)區(qū)域閥指令值計(jì)算處理”的流程圖。
圖15為第2實(shí)施例中，求出減速·停止時(shí)的最大設(shè)定速度函數(shù)的特性圖。
圖16為示出第2實(shí)施例中減速·停止時(shí)的動(dòng)作一例的時(shí)序圖。
實(shí)施發(fā)明的較佳實(shí)施例下面根據(jù)
本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1為本發(fā)明適用于作為建筑機(jī)械代表例的液壓鏟車的液壓回路控制裝置時(shí)的一實(shí)施例。但是，圖1中，為了便于說明，只示出與驅(qū)動(dòng)液壓鏟車的鏟臂的液壓缸相關(guān)聯(lián)的、部分液壓回路控制裝置。
在圖1中，本實(shí)施例的液壓回路控制裝置由液壓泵1、液壓缸等的致動(dòng)器2、對(duì)液壓泵1排出的壓力油朝向液壓缸的流入方向和流量加以控制的流量控制閥3、驅(qū)動(dòng)流量控制閥3的電磁比例閥3a,3b、具有操作桿4a并輸出指示流量控制閥3的流量的電操作信號(hào)的操作桿裝置4、根據(jù)操作桿裝置4的操作信號(hào)向電磁比例閥3a,3b輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)以驅(qū)動(dòng)流量控制閥3的控制單元5構(gòu)成。在圖1中，致動(dòng)器2示出了作為驅(qū)動(dòng)液壓鏟車6的作業(yè)裝置中鏟臂6a的液壓缸，但也可以為驅(qū)動(dòng)其他作業(yè)裝置的致動(dòng)器。
圖2示出控制單元5的構(gòu)成。控制單元5由對(duì)指示控制單元5全體的控制順序的程序進(jìn)行存儲(chǔ)的ROM存儲(chǔ)器54、根據(jù)存儲(chǔ)在ROM存儲(chǔ)器54中的程序控制控制單元全體的CPU53、根據(jù)CPU53的指示切換并輸入操作桿裝置4所輸出信號(hào)的多路復(fù)用器(MPX)51、將輸入多路復(fù)用器51的信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換器52、暫時(shí)存儲(chǔ)控制計(jì)算途中的數(shù)值等的RAM存儲(chǔ)器55、將來自CPU53的作為計(jì)數(shù)值的指令值轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)并輸出的D/A轉(zhuǎn)換器56、對(duì)D/A轉(zhuǎn)換器56輸出的信號(hào)放大并輸出電磁比例閥3a,3b的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的放大器57a,57b構(gòu)成。
圖3示出存儲(chǔ)在控制單元5的ROM54中的CPU53的控制順序(程序)的流程圖。下面，根據(jù)圖3的流程圖說明控制順序。
在圖3中，首先，在方框100中，通過A/D轉(zhuǎn)換器52，讀取操作桿裝置4的操作信號(hào)(以下，簡稱為桿信號(hào))θ，暫時(shí)存儲(chǔ)在RAM55中。接著，在方框200中，將讀取的桿信號(hào)θ轉(zhuǎn)換成桿指令值X。之后，在方框300中，使用成為目前已輸出的指令值的、前次計(jì)算的閥指令值Y-1，判斷該閥指令值Y-1是否處于不包含中立區(qū)域兩側(cè)的邊界值±α的±α的范圍內(nèi)(以下，簡稱為“中立區(qū)域(±α)”)，即是否為-α≤Y-1≤α。在方框300中，如判斷出前次計(jì)算的閥指令值Y-1處于中立區(qū)域，則進(jìn)入方框400。
在此，對(duì)桿指令值X和閥指令值Y,Y-1加以說明。桿指令值X和閥指令值Y,Y-1分別為流量控制閥3的閥柱位置的指令值，桿指令值X為進(jìn)行計(jì)算處理前操作桿裝置4的目前操作指令值，而閥指令值Y為進(jìn)行下述的計(jì)算處理后的指令值，實(shí)際的閥柱位置由該閥指令值控制。此外，前次計(jì)算的閥指令值Y-1為由圖3所示的流程圖一周期前的計(jì)算處理所計(jì)算的閥指令值，目前(現(xiàn)在)為剛輸出相當(dāng)于該閥指令值Y-1的驅(qū)動(dòng)信號(hào)之后的時(shí)刻，閥柱位置由該閥指令值Y-1控制。
圖4示出閥指令值Y與流過流量控制閥3的液壓油流量q的關(guān)系的一例。正如圖4所示，在閥指令值Y的中立區(qū)域(±α)內(nèi)，流量控制閥3的流量q為0。一旦越過中立區(qū)域，隨著閥指令值Y絕對(duì)值的增加，流量q也增加。圖4所示為閥指令值Y與流量q的一般關(guān)系，對(duì)于作為對(duì)象的每個(gè)致動(dòng)器，具有最適當(dāng)?shù)年P(guān)系。此外，因操作方向的不同，還會(huì)有不同的特性。
圖5詳細(xì)地示出方框400。在方框400中，在之前的方框300(參照?qǐng)D3)中，由于判斷出前次計(jì)算的閥指令值Y-1(目前的動(dòng)作指令值)處于中立區(qū)域，所以進(jìn)行中立區(qū)域的閥指令值Y的計(jì)算。
在圖5中，首先，在方框410中，判斷桿指令值X(目前的桿操作指令值)是否處于包含中立區(qū)域兩側(cè)的邊界值±α的±α范圍內(nèi)(以下，簡稱為“中立區(qū)域(±α)”)，即判斷是否-α≤X≤α。在此，判斷為YES時(shí)，表示閥指令值Y-1(目前的動(dòng)作指令值)和桿指令值X(目前的桿操作指令值)一同處于中立區(qū)域(±α)，判斷為NO時(shí)，表示桿指令值X通過中立區(qū)域。
在方框410中，當(dāng)判斷桿指令值X處于中立區(qū)域(±α)時(shí)，進(jìn)入方框430。在方框430中，將閥指令值Y作為桿指令值X的值。也就是，閥指令值Y-1(目前的動(dòng)作指令值)和桿指令值X(目前的桿操作指令值)一同處于中立區(qū)域(±α)時(shí)，將閥指令值Y原樣作為桿指令值X的值。
在方框410中，一旦判斷出桿指令值X越過中立區(qū)域(±α)，則進(jìn)入方框420。在方框420中，判斷桿指令值X的符號(hào)也就是操作操作桿4a的方向。桿指令值X大于0時(shí)，進(jìn)入方框450，使閥指令值Y=α。在方框420中，判斷出桿指令值X在(-)側(cè)時(shí)，進(jìn)入方框440。在方框440中，使閥指令值Y=-α。也就是，盡管閥指令值Y-1(目前的動(dòng)作指令值)處于中立區(qū)域，但桿指令值X(目前的桿操作指令值)通過中立區(qū)域時(shí)，不是桿指令值X，而是將中立區(qū)域的邊界值α或-α作為閥指令值Y的數(shù)值。之后，結(jié)束方框400程序，轉(zhuǎn)入方框700的程序處理。
另一方面，在圖3中，判斷出方框300中前次計(jì)算的閥指令值Y-1(目前的動(dòng)作指令值)越過中立區(qū)域即不是-α＜Y-1＜α?xí)r，轉(zhuǎn)入方框500的程序處理。在方框500中，計(jì)算驅(qū)動(dòng)區(qū)域的閥指令值Y。圖6詳細(xì)地示出方框500內(nèi)容。
在圖6中，在方框500內(nèi)，首先，在方框510中，計(jì)算桿指令值X(目前的桿操作指令值)相對(duì)前次計(jì)算的閥指令值Y-1(目前的動(dòng)作指令值)的差值，即桿指令值X的變化速度ΔX(ΔX=X-Y-1)。此時(shí)，如將圖3所示的計(jì)算處理1周期的執(zhí)行時(shí)間作為Δt，則實(shí)際的桿指令值X的變化速度成為ΔX/Δt。但是，Δt大致為一定值，由于相比較的最大設(shè)定速度ΔY(后述)也作為在同一周期內(nèi)的變化速度使用是方便的，因此變化速度原樣使用ΔX。
接著，在方框520～523中，判斷液壓鏟車的操作狀態(tài)為(1)加速、(2)減速·停止、(3)反向桿的哪一狀態(tài)。首先，在方框520中，在桿指令值X與前次計(jì)算的閥指令值Y-1比較下，符號(hào)一致(sign(X)=sign(Y-1))、并且桿指令值X的絕對(duì)值比前次計(jì)算的閥指令值Y-1的絕對(duì)值要大時(shí)，判斷出為加速狀態(tài)。如判斷出加速狀態(tài)，則處理轉(zhuǎn)入方框530。在方框530中，計(jì)算加速時(shí)最大設(shè)定速度ΔY。在此，ΔY為桿指令值X的函數(shù)，計(jì)算方法為，例如將圖7(a)所示的函數(shù)(ΔY=fmax1(X))以表格化存儲(chǔ)在控制單元5內(nèi)的ROM存儲(chǔ)器54中，參照桿指令值X的數(shù)值，讀出該ΔY。此外，存儲(chǔ)函數(shù)式并代入桿指令值X進(jìn)行計(jì)算的方法也可采用其他方法。此時(shí)，桿指令值X與最大設(shè)定速度ΔY的關(guān)系如圖7(a)所示，隨著桿指令值X的絕對(duì)值也就是桿操作量變大，最大設(shè)定速度ΔY的絕對(duì)值變大的關(guān)系在操作感覺上較好。但是，該關(guān)系也可以是如圖7(b)所示的，｜X｜一旦變大，｜Y｜慢慢隨之階梯狀變大的關(guān)系。
在方框520中，如判斷出非加速狀態(tài)，則處理轉(zhuǎn)入方框521。在方框521中，通過前次計(jì)算的閥指令值Y-1的符號(hào)(目前的動(dòng)作指令值)判斷現(xiàn)狀的致動(dòng)器的動(dòng)作方向。如判斷出前次計(jì)算的閥指令值Y-1為(+)(Y-1≥0)，則處理轉(zhuǎn)入方框523。在方框523中，由桿指令值X是否處于中立區(qū)域的(+)側(cè)(X≥-α)來判斷出操作桿4a的操作方向。如判斷出桿指令值X在(+)側(cè)，則處理進(jìn)入方框531。在方框531中，計(jì)算減速·停止時(shí)的最大設(shè)定速度ΔY。在此，ΔY為桿指令值X的函數(shù)，計(jì)算方法與先前的函數(shù)fmax1相同，例如將圖8所示的函數(shù)(ΔY=fmax21(X))以表格化存儲(chǔ)在控制單元5內(nèi)的ROM存儲(chǔ)器54中，參照桿指令值X的數(shù)值，讀出該ΔY。此外，存儲(chǔ)函數(shù)式并代入桿指令值X進(jìn)行計(jì)算的方法也可采用其他方法。此時(shí)，桿指令值X與最大設(shè)定速度ΔY的關(guān)系如圖8所示，隨著桿指令值X的絕對(duì)值也就是桿操作量變小，隨著接近中立區(qū)域的最大設(shè)定速度ΔY的絕對(duì)值變大的關(guān)系在操作感覺上較好。但是，該關(guān)系也可以是｜X｜一旦變小，則｜Y｜慢慢隨之階梯狀變大的關(guān)系。此外，此時(shí)的最大設(shè)定速度的最小值ΔYmin2為了在停止時(shí)敏捷地停止，相對(duì)加速時(shí)的最大設(shè)定速度的最小值ΔYmin1最好為ΔYmin2＜ΔYmin1。
在方框523中判斷出桿指令值X為(-)側(cè)(X＜-α)時(shí)，也就是判定為反向桿狀態(tài)時(shí)，處理轉(zhuǎn)入方框532。在方框532中，計(jì)算反向桿時(shí)的最大設(shè)定速度ΔY。在此，ΔY為桿指令值X的函數(shù)，計(jì)算方法與先前的函數(shù)fmax1相同，例如將圖9所示的函數(shù)(ΔY=fmax31(X))以表格化存儲(chǔ)在控制單元5內(nèi)的ROM存儲(chǔ)器54中，參照桿指令值X的數(shù)值，讀出該ΔY。此外，存儲(chǔ)函數(shù)式并代入桿指令值X進(jìn)行計(jì)算的方法也可采用其他方法。此時(shí)，桿指令值X與最大設(shè)定速度ΔY的關(guān)系如圖9所示，成為與桿指令值X的數(shù)值無關(guān)的、一定大小的最大設(shè)定速度的關(guān)系在操作感覺上較好。但是，該關(guān)系也可以是隨著X數(shù)值ΔY慢慢或階梯狀變化的關(guān)系。此外，為了在反向桿操作時(shí)，能夠應(yīng)答良好地使動(dòng)作方向反轉(zhuǎn)，最好此時(shí)的最大設(shè)定速度的最小值ΔYmin3相對(duì)減速·停止時(shí)的最大設(shè)定速度的最小值ΔYmin2為ΔYmin3＜ΔYmin2。
在先前的方框521中，判斷出前次計(jì)算的閥指令值Y-1為(-)時(shí)，則處理轉(zhuǎn)入方框522。在方框522中，由桿指令值X是否處于中立區(qū)域的(-)側(cè)(X≤α)來判斷操作桿4a的操作方向。如判斷出桿指令值X處于(-)側(cè)，則處理轉(zhuǎn)入方框533。在方框533中，計(jì)算減速·停止時(shí)的最大設(shè)定速度ΔY。在此，ΔY計(jì)算是將桿指令值X的數(shù)值代入圖8所示的函數(shù)(ΔY=fmax22(X))進(jìn)行的。此時(shí)的桿指令值X與最大設(shè)定速度ΔY的關(guān)系與先前的fmax21同樣，如圖8所示，桿指令值X的絕對(duì)值也就是桿操作量變小，隨著接近中立區(qū)域，最大設(shè)定速度ΔY的絕對(duì)值變大的關(guān)系在操作感覺上較好。但是，該關(guān)系沒有必要是與fmax21的符號(hào)相反的函數(shù)，操作感覺上處于最適當(dāng)?shù)年P(guān)系就可。此外，該函數(shù)也可以是表格化或者計(jì)算式的方法，｜X｜與ΔY的關(guān)系可以是階梯狀，這一點(diǎn)與先前的ΔY=fmax21(X)的函數(shù)是同樣的。此外，為了在停止時(shí)，能夠敏捷地停止，最好此時(shí)的最大設(shè)定速度的最大值ΔYmax2相對(duì)加速時(shí)的最大設(shè)定速度的最大值ΔYmax1為ΔYmax2＞ΔYmax1。
在方框522中判斷出桿指令值X為(+)側(cè)(X＞α)時(shí)，也就是判定為反向桿狀態(tài)時(shí)，處理轉(zhuǎn)入方框534。在方框534中，計(jì)算反向桿時(shí)的最大設(shè)定速度ΔY。在此，ΔY為桿指令值X的函數(shù)，將桿指令值X的數(shù)值代入圖9所示的函數(shù)(ΔY=fmax32(X))進(jìn)行計(jì)算。此時(shí)的ΔY=fmax32(X)的關(guān)系成為如圖9所示的與桿指令值X的數(shù)值無關(guān)的、一定大小的最大設(shè)定速度的關(guān)系在操作感覺上較好。但是，該函數(shù)沒有必要是與fmax31的符號(hào)相反的函數(shù)，操作感覺上處于最適當(dāng)?shù)年P(guān)系就可。此外，該關(guān)系也可以是隨著X數(shù)值ΔY慢慢或階梯狀變化的關(guān)系。計(jì)算方法也可以是表格化或者計(jì)算式的方法，這一點(diǎn)與先前的fmax31是同樣的。此外，為了在反向桿操作時(shí)，能夠應(yīng)答良好地使動(dòng)作方向反轉(zhuǎn)，最好此時(shí)的最大設(shè)定速度的最大值ΔYmax3相對(duì)減速·停止時(shí)的最大設(shè)定速度的最大值ΔYmax2為ΔYmin3＞ΔYmin2。
在以上的方框520～534中，如計(jì)算出響應(yīng)操作狀態(tài)的最大設(shè)定速度，則處理轉(zhuǎn)入方框540。
在方框540～542中，使用先前求出的桿指令值X的變化速度ΔX或者最大設(shè)定速度ΔY，計(jì)算閥指令值Y。首先，在方框540中，將桿指令值ΔX與最大設(shè)定速度ΔY加以比較。在此，在｜ΔY｜≥｜ΔX｜時(shí)，判斷出操作桿非急劇變化，則程序處理轉(zhuǎn)入方框541。于是，在方框541中，閥指令值Y與桿指令值X相等。此外，在方框540中，判斷出｜ΔY｜＜｜ΔX｜時(shí)，判定為急速操作操作桿，為了防止閥指令值Y急速變化，在方框542中，用Y=Y-1的計(jì)算式求出閥指令值。以上，結(jié)束方框500，程序處理轉(zhuǎn)入方框700。
返回到圖3，在方框700中，為了下個(gè)周期的計(jì)算，將前次算出的閥指令值Y-1用方框400或500中算出的這時(shí)的閥指令值Y加以置換(Y=Y-1)。
接著，在方框800中，將閥指令值Y轉(zhuǎn)換成電磁比例閥3a,3b的閥驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出，以控制流量控制閥3。
下面，用圖10～圖12的時(shí)序圖說明根據(jù)圖3～圖9的說明順序的動(dòng)作一例。圖10～圖12的時(shí)間軸上標(biāo)注著該時(shí)刻功能的圖5和圖6流程圖中的方框序號(hào)。
首先，圖10(a),(b)示出操作桿4a從中立狀態(tài)操作至(+)側(cè)時(shí)的時(shí)序圖。圖中，實(shí)線為操作桿4a的信號(hào)(桿指令值X)，單點(diǎn)劃線示出本控制計(jì)算得出的閥指令值Y。將操作桿4a從時(shí)刻t0開始在時(shí)刻t2操作至最大時(shí)，在桿指令值X處于中立區(qū)域(-α≤X≤α)，閥指令值Y-1處于中立區(qū)域(-α＜Y-1＜α)的t0～t1之間，通過先前方框400“中立不靈敏區(qū)域閥指令值計(jì)算處理”的方框430的處理，保持著閥指令值Y相等于桿指令值X的狀態(tài)。一旦桿指令值X超出中立區(qū)域(X＞α)，閥指令值Y成為Y=α，立刻否定圖3所示的方框300“中立不靈敏區(qū)域判定-α＜Y-1＜α”的判斷，從此時(shí)刻t1起，執(zhí)行方框500的“驅(qū)動(dòng)區(qū)域閥指令值計(jì)算處理”。此時(shí)，方框500中的方框520的條件(sign(x)=sign(Y-1))以及(｜X｜≥｜Y-1｜)由于滿足，因而執(zhí)行方框530的“加速時(shí)最大設(shè)定速度計(jì)算”。另外，在時(shí)間t1以后，將桿指令值變化速度ΔX與最大設(shè)定速度ΔY比較，根據(jù)哪個(gè)絕對(duì)值小的數(shù)值，增加閥指令值Y。
圖10(a)示出急速操作操作桿4a時(shí)狀態(tài)也就是｜ΔY｜＜｜ΔX｜時(shí)的狀態(tài)。此時(shí)，進(jìn)行方框500中的方框542的處理，在點(diǎn)劃線所示的時(shí)刻t1以后，根據(jù)ΔY數(shù)值增加閥指令值Y，由此，即使急速操作操作桿4a,閥指令值的變化速度也在ΔY以下，不會(huì)發(fā)生沖擊，能夠以無滯后感的速度啟動(dòng)(加速)致動(dòng)器2。此外，由于ΔY是桿指令值X的函數(shù)，根據(jù)桿指令值X(操作信號(hào)數(shù)值)設(shè)定最適當(dāng)?shù)淖畲笤O(shè)定速度，可獲得響應(yīng)操作桿4a操作量的適當(dāng)?shù)募铀俑?。另外，由于是在閥指令值Y-1處于中立區(qū)域期間不進(jìn)行最大變化速度的限制，所以，能夠消除相對(duì)桿指令值X的閥通過流量的上升滯后。
圖10(b)示出緩慢操作操作桿4a的場合。此時(shí)，由于桿操作引起的桿信號(hào)的變化速度ΔX小于最大設(shè)定速度ΔY(｜ΔY｜≥｜ΔX｜)，所以進(jìn)行方框500中的方框541的處理，如圖10(b)所示，閥指令值Y與桿指令值一致。因此，能夠以操作者所希望的加速感啟動(dòng)(加速)致動(dòng)器2。
圖11示出操作桿4a從最大操作位置急速返回中立位置，以停止致動(dòng)器的場合。如在時(shí)刻t0～t1期間，急速返回操作桿4a，則成為｜X｜＜｜Y-1｜，方框500中的方框520的條件(sign(x)=sign(Y-1))以及(｜X｜≥｜Y-1｜)不成立，并判定為控制方框500中的方框531的減速·停止時(shí)狀態(tài)。因而，由圖8所示的函數(shù)ΔY=fmax21(X)計(jì)算最大設(shè)定速度。此時(shí)，由于桿指令值X從時(shí)刻t0到t1，是從最大值返回到0，如判斷出｜ΔY｜＜｜ΔX｜的狀態(tài)，則進(jìn)行方框500中的方框542的處理，如單點(diǎn)劃線所示，根據(jù)ΔY數(shù)值減少閥指令值Y。在時(shí)刻t1以后，繼續(xù)該狀態(tài)，直到閥指令值Y在時(shí)刻t2中返回到中立區(qū)域的(+)側(cè)的邊界線(Y=α)為止。如Y=α，立刻肯定先前圖3所示的方框300中“中立不靈敏區(qū)域判定-α＜Y-1＜α”的判斷，轉(zhuǎn)入方框400所示的“中立不靈敏區(qū)域閥指令值計(jì)算處理”。于是，此時(shí)X=0，所以進(jìn)行圖5的方框430的處理，立刻成為Y=X=0的狀態(tài)。如此，即使在停止時(shí)，急速返回操作桿4a，也不會(huì)沖擊機(jī)體，并且通過不成為緩慢的停止的最大設(shè)定速度ΔY的關(guān)系(Y=fmax21(X))，使機(jī)體停下。
接著，圖12示出操作桿4a從時(shí)刻t0到t2期間，從(+)側(cè)最大值急速操作至(-)側(cè)最小值(絕對(duì)值最大)的場合(以下簡稱為反向桿狀態(tài))。圖中，從時(shí)刻t0到t1’期間，進(jìn)行圖6所示的方框500中的方框531的減速·停止時(shí)最大設(shè)定速度計(jì)算處理，通過根據(jù)圖8的函數(shù)ΔY=fmax21(X)的最大設(shè)定速度ΔY，限制閥指令值Y的變化，并通過方框500中的方框542的處理，閥指令值Y隨著該ΔY數(shù)值而減少。在時(shí)刻t1’中，桿指令值X如到達(dá)中立區(qū)域的(-)側(cè)的邊界值-α(X=-α)，之后，進(jìn)行方框532的反向桿時(shí)最大設(shè)定速度計(jì)算，通過根據(jù)圖9的函數(shù)ΔY=fmax31(X)的最大設(shè)定速度ΔY，限制閥指令值Y的變化，同樣，根據(jù)該ΔY數(shù)值減少閥指令值Y。
在時(shí)刻t3中，閥指令值Y如到達(dá)中立區(qū)域的(+)側(cè)的邊界值α(Y=α)，立刻肯定圖3所示的方框300的“中立不靈敏區(qū)域判定-α＜Y-1＜α”的判斷，轉(zhuǎn)入方框400所示的“中立不靈敏區(qū)域閥指令值計(jì)算處理”。此時(shí)，即由于桿指令值X一直到達(dá)(-)側(cè)最小值，才進(jìn)行圖5中的方框440的處理，使閥指令值Y=-α。之后，從時(shí)刻t3到t4期間，進(jìn)行圖6中的方框530的“加速時(shí)最大設(shè)定速度計(jì)算”，圖7(a)的函數(shù)ΔY=fmax1(X)中的桿指令值X隨著(-)側(cè)的最大設(shè)定速度，計(jì)算閥指令值Y。
在此，作為反向桿狀態(tài)，成為例如抖落掉鏟斗上的泥、使用動(dòng)臂的土地拍打作業(yè)或者如回避危險(xiǎn)等急速改變作業(yè)裝置的動(dòng)作方向時(shí)的操作，希望及早應(yīng)答直到改變作業(yè)裝置的動(dòng)作方向。在操作方向與作業(yè)裝置的動(dòng)作方向一致后，與通常的作業(yè)同樣，希望有不緩慢操作，無沖擊的特性。
采用本實(shí)施例，從圖12所示的時(shí)刻t0直到t1’，是通過根據(jù)圖8的減速·停止時(shí)的函數(shù)ΔY=fmax21(X)的最大設(shè)定速度ΔY來限制閥指令值Y的變化的，但也可在時(shí)刻t1’到t3期間，通過根據(jù)圖9的反向桿時(shí)的函數(shù)ΔY=fmax31(X)的最大設(shè)定速度ΔY限制閥指令值Y的變化，此時(shí)的最大設(shè)定速度ΔY的最小值ΔYmin3相對(duì)減速·停止時(shí)的最大設(shè)定速度的最小值ΔYmin2成為ΔYmin3＜ΔYmin2，在高應(yīng)答下，可反轉(zhuǎn)作業(yè)裝置的動(dòng)作方向。此外，在時(shí)刻t3，閥指令值Y如到達(dá)中立區(qū)域的(+)側(cè)的邊界值α(Y=α)，立刻在圖5中的方框440的處理中，使閥指令值Y=-α，閥指令值Y在中立區(qū)域(±α)瞬間變化，并且，在時(shí)刻t3以后，根據(jù)圖7(a)的加速時(shí)的函數(shù)ΔY=fmax1(X)的最大設(shè)定速度ΔY計(jì)算閥指令值Y。為此，在操作方向與作業(yè)裝置的動(dòng)作方向一致的中立附近，可進(jìn)行無斷續(xù)感的操作，進(jìn)而在操作方向與作業(yè)裝置的動(dòng)作方向一致后，與通常的作業(yè)同樣的，獲得不緩慢操作的無沖擊的特性。
圖13用功能框圖示出控制單元5的控制計(jì)算。圖中，方框900的“桿指令值計(jì)算”相當(dāng)于圖3中的方框100,200。單點(diǎn)劃線的方框910相當(dāng)于圖3中的方框300，由方框910a的“中立不靈敏區(qū)域判定”和處理轉(zhuǎn)換開關(guān)810b構(gòu)成。方框911的“中立不靈敏區(qū)域閥指令值計(jì)算”相當(dāng)于圖3中的方框400。單點(diǎn)劃線的方框912相當(dāng)于圖3中的方框500，其中方框920的“桿指令值變化速度計(jì)算”相當(dāng)于圖6中的方框510，方框921的“操作狀態(tài)判定”相當(dāng)于圖6中的方框520～523，方框922的“閥指令值最大設(shè)定速度計(jì)算”相當(dāng)于圖6中的方框530～540，方框923的“閥指令變化速度判定”相當(dāng)于圖6中的方框540，方框924的“驅(qū)動(dòng)區(qū)域閥指令值計(jì)算”相當(dāng)于圖6中的方框541,542。另外，方框940的“閥指令值存儲(chǔ)”相當(dāng)于圖3中的方框700，方框950相當(dāng)于圖3中的方框800。
此外，圖13中的方框921相當(dāng)于根據(jù)操作信號(hào)判定建筑機(jī)械的操作狀態(tài)的第1判定機(jī)構(gòu)，方框922構(gòu)成為第1計(jì)算機(jī)構(gòu)，其依據(jù)建筑機(jī)械的操作狀態(tài)的每個(gè)狀況，預(yù)先設(shè)定前述流量控制閥的控制信號(hào)的最適當(dāng)?shù)淖畲笞兓俣?，并根?jù)第1判定機(jī)構(gòu)的判定結(jié)果，確定相應(yīng)于此時(shí)的建筑機(jī)械的操作狀態(tài)的最適當(dāng)?shù)淖畲笞兓俣?，使其成為流量控制閥的控制信號(hào)的最大變化速度。
另外，圖13中的方框910(方框910a和處理轉(zhuǎn)換開關(guān)910b)構(gòu)成判定流量控制閥是否處于中立區(qū)域內(nèi)的第2判定機(jī)構(gòu)，方框911構(gòu)成第2計(jì)算機(jī)構(gòu)，該計(jì)算機(jī)構(gòu)在流量控制閥的控制信號(hào)的數(shù)值處于流量控制閥的中立區(qū)域內(nèi)時(shí)，不進(jìn)行限制前述最大變化速度引起的控制信號(hào)的變化速度的計(jì)算，而對(duì)根據(jù)操作信號(hào)的控制信號(hào)進(jìn)行計(jì)算。
采用上述的本實(shí)施例，用電操作信號(hào)控制流量控制閥3以控制致動(dòng)器2的動(dòng)作，即使處于加速時(shí)、減速·停止時(shí)、反向桿操作時(shí)任一操作狀態(tài)下，也能以最適當(dāng)?shù)淖畲笞兓俣瓤刂屏髁靠刂崎y3，(a)加減速時(shí)，即使急速操作操作桿4a，沖擊也少，并且無滯后感；(b)緩慢的加減速操作時(shí)，可按操作者意志進(jìn)行動(dòng)作；(c)在停止操作時(shí)，即使急速操作操作桿4a，沖擊也少，成為無滯后感的動(dòng)作；以及(d)在急速的反向桿操作時(shí)，致動(dòng)器2可成為敏捷的反轉(zhuǎn)動(dòng)作，并且在動(dòng)作速度的反轉(zhuǎn)前后，沖擊少、無滯后感，同時(shí)在中立附近可成為無斷續(xù)感的操作。為此，獲得作業(yè)效率和安全性提高的效果。
另外，在操作桿4a的位置(操作信號(hào)數(shù)值)上，由于最大變化速度是可變的，所以一旦操作就可以所希望的形式控制流量控制閥3的最大變化速度，可獲得響應(yīng)操作桿4a操作量的適當(dāng)?shù)募铀俑?、減速感。例如，在操作桿4a返回時(shí)，在操作信號(hào)為0時(shí)(成為圖8的ΔYmin2前的桿位置)預(yù)先使其稍微停止，使最大變化速度稍慢，通過在最后場所將操作桿4a返回0，能夠?qū)崿F(xiàn)沖擊更少的操作。
圖14示出本發(fā)明的第2實(shí)施例。本實(shí)施例是將前述的第1實(shí)施例的圖3中的方框500置換成圖14所示的方框500B。圖中，能獲得與圖6方框500的詳細(xì)示出的分方框相同的功能，相同部件標(biāo)以相同的序號(hào)。
在圖14中，方框531B,533B具有與前面的圖6中方框531,533不同的功能。方框531B,533B是操作狀態(tài)為減速或停止?fàn)顟B(tài)情況下執(zhí)行的“減速·停止時(shí)最大設(shè)定速度計(jì)算”的方框。在此，最大設(shè)定速度ΔY由前次輸出的閥指令值Y-1的函數(shù)ΔY=fmax23(Y-1),ΔY=fmax24(Y-1)求出。
函數(shù)ΔY=fmax23(Y-1),ΔY=fmax24(Y-1)如圖15所示。在此，設(shè)定成，閥指令值的前次數(shù)值Y-1返回中立時(shí)，最大設(shè)定速度的絕對(duì)值｜ΔY｜成為較小數(shù)值。
使用該函數(shù)的實(shí)際動(dòng)作如圖16所示。在圖16中，在時(shí)刻t0～t1期間，如操作桿4a快速返回，通過圖15所示的ΔY=fmax23(Y-1)的函數(shù)求出最大設(shè)定速度ΔY。結(jié)果，如圖16的t0～t2用單點(diǎn)劃線所示，閥指令值Y隨著返回中立區(qū)域，變化速度變慢。結(jié)果，即使快速操作，作業(yè)裝置在即將停止前也為緩和沖擊，速度變慢，并且因初期速度較大，可無滯后感地停下。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性采用本發(fā)明，由于是用電操作信號(hào)控制流量控制閥以控制致動(dòng)器的動(dòng)作，來判定操作狀態(tài)以計(jì)算最適當(dāng)?shù)淖畲笤O(shè)定速度的，所以即使處于加速時(shí)、減速·停止時(shí)、反向桿操作時(shí)任一操作狀態(tài)下，也能以最大變化速度控制流量控制閥，(a)加減速時(shí)，即使急速操作操作桿，沖擊也少，并且無滯后感；(b)緩慢加減速操作時(shí)，可按操作者意志加以動(dòng)作；(c)在停止操作時(shí)，即使急速操作操作桿，沖擊也少，成為無滯后感的動(dòng)作；以及
(d)在急速的反向桿操作時(shí)，致動(dòng)器可成為敏捷的反轉(zhuǎn)動(dòng)作，可使作業(yè)效率和安全性能提高。
此外，由于是根據(jù)操作信號(hào)的數(shù)值設(shè)定最適當(dāng)?shù)淖畲笞兓俣?，可獲得響應(yīng)操作桿的操作量的適當(dāng)?shù)募铀俑?、減速感。
另外，采用本發(fā)明，在反向桿時(shí)，在動(dòng)作速度反轉(zhuǎn)前后，沖擊少、無滯后感，同時(shí)，在中立附近，可成為無斷續(xù)感的操作。
再有，采用本發(fā)明，由于設(shè)定響應(yīng)操作信號(hào)數(shù)值和前次輸出的控制信號(hào)的最適當(dāng)?shù)淖畲笞兓俣?，可獲得響應(yīng)操作桿的操作量的適當(dāng)?shù)募铀俑?、減速感。
權(quán)利要求
1.一種建筑機(jī)械的液壓回路控制裝置，具有驅(qū)動(dòng)作業(yè)裝置(6a)的液壓致動(dòng)器(2)，由原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)以產(chǎn)生液壓油的液壓泵(1)，在所述液壓致動(dòng)器與所述的液壓泵之間、控制液壓油流量的流量控制閥(3)，和產(chǎn)生指示所述流量控制閥流量的電操作信號(hào)(X)的操作信號(hào)發(fā)生機(jī)構(gòu)(4)，對(duì)將所述操作信號(hào)的變化速度(ΔX)限制在預(yù)先設(shè)定的最大變化速度下的控制信號(hào)(Y)加以計(jì)算，并根據(jù)該控制信號(hào)控制所述流量控制閥，其特征在于，還具有根據(jù)所述操作信號(hào)(X)判定建筑機(jī)械的操作狀態(tài)的第1判定機(jī)構(gòu)(500,521-523)；對(duì)于每種建筑機(jī)械的操作狀態(tài)，預(yù)先設(shè)定所述流量控制閥的控制信號(hào)(Y)的最適當(dāng)?shù)淖畲笞兓俣?ΔY=fmax1(X),…ΔY=fmax32(X))，根據(jù)所述第1判定機(jī)構(gòu)的判定結(jié)果，確定與此時(shí)的建筑機(jī)械的操作狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的最適當(dāng)?shù)淖畲笞兓俣?ΔY)，使其成為所述流量控制閥(3)的控制信號(hào)的最大變化速度的第1計(jì)算機(jī)構(gòu)(500,530-534)。
2.按照權(quán)利要求1所述的建筑機(jī)械的液壓回路控制裝置，其特征在于，還具有判定所述流量控制閥(3)的控制信號(hào)(Y-1)的數(shù)值是否處于中立區(qū)域內(nèi)的第2判定機(jī)構(gòu)(300)，和所述流量控制閥(3)的控制信號(hào)(Y-1)的數(shù)值處于中立區(qū)域內(nèi)情況下，不進(jìn)行所述最大變化速度(ΔY)引起的控制信號(hào)(Y)的變化速度限制的計(jì)算，而是根據(jù)所述操作信號(hào)(X)計(jì)算控制信號(hào)(Y)的第2計(jì)算機(jī)構(gòu)(400)。
3.按照權(quán)利要求1所述的建筑機(jī)械的液壓回路控制裝置，其特征在于，所述第1判定機(jī)構(gòu)(500,521-523)根據(jù)所述操作信號(hào)(X)的狀態(tài)判斷建筑機(jī)械的操作狀態(tài)是處于加速、減速·停止、反向桿的哪個(gè)，所述第1計(jì)算機(jī)構(gòu)(500,530-534)，根據(jù)在加速、減速·停止、反向桿的每個(gè)操作狀態(tài)下預(yù)先設(shè)定的控制信號(hào)的最適當(dāng)?shù)淖畲笞兓俣?ΔY=fmax1(X)…ΔY=fmax32(X))，確定與此時(shí)的建筑機(jī)械的操作狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的最適當(dāng)?shù)淖畲笞兓俣?ΔY)。
4.按照權(quán)利要求1或3所述的建筑機(jī)械的液壓回路控制裝置，其特征在于，所述第1判定機(jī)構(gòu)(500,521-523)根據(jù)所述操作信號(hào)(X)和前次輸出的流量控制閥(3)的控制信號(hào)(Y-1)，判定建筑機(jī)械的操作狀態(tài)。
5.按照權(quán)利要求1、3、4的任一項(xiàng)所述的建筑機(jī)械的液壓回路控制裝置，其特征在于，所述流量控制閥(3)的控制信號(hào)(Y)的最適當(dāng)?shù)淖畲笞兓俣?ΔY)作為所述操作信號(hào)(X)的函數(shù)(ΔY=fmax1(X)…ΔY=fmax32(X))，在建筑機(jī)械的每個(gè)操作狀態(tài)下預(yù)先設(shè)定，所述第1計(jì)算機(jī)構(gòu)(500,530-540)根據(jù)與所述第1判定機(jī)構(gòu)(500,521-523)判定的操作狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的操作信號(hào)的函數(shù)以及此時(shí)的操作信號(hào)(X)，計(jì)算所述最適當(dāng)?shù)淖畲笞兓俣?ΔY)。
6.按照權(quán)利要求1、3、4的任一項(xiàng)所述的建筑機(jī)械的液壓回路控制裝置，其特征在于，所述流量控制閥(3)的控制信號(hào)(Y)的最適當(dāng)?shù)淖畲笞兓俣?ΔY)作為所述操作信號(hào)(X)或前次輸出的流量控制閥(3)的控制信號(hào)(Y-1)的函數(shù)(ΔY=fmax1(X)，ΔY=fmax23(Y-1)…ΔY=fmax32(X))，在建筑機(jī)械的每個(gè)操作狀態(tài)下預(yù)先設(shè)定，所述第1計(jì)算機(jī)構(gòu)(500,530,531B,532,532B,534)根據(jù)與所述第1判定機(jī)構(gòu)(500,521-523)判定的操作狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的操作信號(hào)或前次輸出的流量控制閥的控制信號(hào)的函數(shù)以及此時(shí)的操作信號(hào)(X)或前次輸出的流量控制閥的控制信號(hào)(Y-1)，計(jì)算所述最適當(dāng)?shù)淖畲笞兓俣?ΔY)。
全文摘要
判定前次計(jì)算的閥指令值Y－1是否處于中立區(qū)域±α,若為Yes,則執(zhí)行中立不靈敏區(qū)域閥指令值計(jì)算處理,若為No,則執(zhí)行驅(qū)動(dòng)區(qū)域閥指令值計(jì)算處理。在后者情況下,用桿指令值X和前次的閥指令值Y－1,判定為加速時(shí)、減速·停止時(shí)、反向桿時(shí)的哪一個(gè)操作狀態(tài),根據(jù)各自的函數(shù)ΔY=fmax1(X)等計(jì)算加速時(shí)、減速·停止時(shí)、反向桿時(shí)的最大設(shè)定速度,對(duì)將操作信號(hào)的變化速度限制在其最大變化速度下的控制信號(hào)加以計(jì)算,并由該控制信號(hào)控制流量控制閥3。由此,在由電操作信號(hào)控制流量控制閥以控制致動(dòng)器動(dòng)作的液壓驅(qū)動(dòng)裝置中,即使處于加速時(shí)、減速·停止時(shí)、反向桿操作時(shí)的任一操作狀態(tài)下,均能以最適當(dāng)?shù)淖畲笞兓俣瓤刂屏髁靠刂崎y。
文檔編號(hào)F15B21/08GK1319153SQ00801564
公開日2001年10月24日 申請(qǐng)日期2000年7月27日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月29日
發(fā)明者渡邊洋, 大平修司, 藤島一雄, 小倉弘, 羽賀正和, 富田禎久 申請(qǐng)人:日立建機(jī)株式會(huì)社