特開 2024-126182 流体圧シリンダの駆動制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024126182

(43)【公開日】2024-09-20

(54)【発明の名称】流体圧シリンダの駆動制御装置

(51)【国際特許分類】

   F15B 11/04 20060101AFI20240912BHJP

   E02F 9/22 20060101ALI20240912BHJP

【ＦＩ】

F15B11/04 E

E02F9/22 Q

F15B11/04 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023034407

(22)【出願日】2023-03-07

(71)【出願人】

【識別番号】505236469

【氏名又は名称】キャタピラー エス エー アール エル

(74)【代理人】

【識別番号】100092565

【弁理士】

【氏名又は名称】樺澤 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100112449

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 哲也

(72)【発明者】

【氏名】小西 勲

(72)【発明者】

【氏名】島原 聖

(72)【発明者】

【氏名】加藤 義隆

【テーマコード（参考）】

2D003

3H089

【Ｆターム（参考）】

2D003AA01

2D003AB07

2D003BA01

2D003BB02

2D003CA02

2D003DA02

2D003DA04

2D003DB03

2D003FA02

3H089AA43

3H089AA50

3H089AA67

3H089BB06

3H089BB15

3H089CC01

3H089DA03

3H089DB03

3H089DB43

3H089EE36

3H089FF03

3H089FF04

3H089GG02

3H089JJ02

(57)【要約】

【課題】ストロークエンド近傍での流体圧シリンダの伸縮操作性が良好な流体圧シリンダの駆動制御装置を提供する。
【解決手段】駆動制御装置１は、操作体２の操作に応じて流体圧シリンダ６を伸縮させる伸縮手段７と、流体圧シリンダ６の伸縮位置を検出する位置検出手段１７と、流体圧シリンダ６の伸縮速度を検出する速度検出手段１８と、流体圧シリンダ６のストロークエンドから所定範囲内での伸縮位置とストロークエンド方向への伸縮速度とに応じて、伸縮手段７による流体圧シリンダ６のストロークエンド方向への伸縮速度を制限する制限手段と、流体圧シリンダ６のストロークエンド近傍の所定位置からの距離が短いほど流体圧シリンダ６への作動流体の供給量を低減させて流体圧シリンダ６の伸縮を所定位置で停止させる停止手段と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

操作体の操作に応じて流体圧シリンダを伸縮させる伸縮手段と、
流体圧シリンダの伸縮位置を検出する位置検出手段と、
流体圧シリンダの伸縮速度を検出する速度検出手段と、
流体圧シリンダのストロークエンドから所定範囲内での伸縮位置およびストロークエンド方向への伸縮速度に応じて、伸縮手段による流体圧シリンダのストロークエンド方向への伸縮速度を制限する制限手段と、
流体圧シリンダのストロークエンド近傍の所定位置に近いほど流体圧シリンダへの作動流体の供給量を低減させて流体圧シリンダの伸縮を所定位置で停止させる停止手段と、
を備えることを特徴とする流体圧シリンダの駆動制御装置。

【請求項2】

制限手段は、ストロークエンドから所定範囲内でのストロークエンド方向への伸縮速度の最大値を保持し、その伸縮速度の最大値および伸縮位置に応じて、伸縮手段による流体圧シリンダのストロークエンド方向への伸縮速度を制限するとともに、操作体が所定の中立範囲となったときに、最大値の保持を解除する
ことを特徴とする請求項１記載の流体圧シリンダの駆動制御装置。

【請求項3】

停止手段の機能をオンオフ切り替え可能である
ことを特徴とする請求項１または２記載の流体圧シリンダの駆動制御装置。

【請求項4】

伸縮手段は、位置検出手段と速度検出手段との少なくともいずれかの故障が診断されたときに、流体圧シリンダのストロークエンド方向への伸縮速度を強制的に低減する
ことを特徴とする請求項１または２記載の流体圧シリンダの駆動制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、操作体の操作に応じて流体圧シリンダを伸縮させる流体圧シリンダの駆動制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、油圧シリンダを用いる例えば油圧ショベルなどの作業機械において、油圧シリンダが伸縮限界すなわちストロークエンド近傍に達するときに伸縮速度を減少させ、ストロークエンドの手前では停止させることによって、衝撃を緩和するものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１１８２７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上述の駆動制御装置では、油圧シリンダの伸縮がストロークエンド近傍に達するとパイロット圧の上限値が規定されることで伸縮速度を遅らせているため、例えばストロークエンド近傍において、一旦伸縮停止し、さらにストロークエンド方向に操作したい場合などに、規定されているパイロット圧の上限値により油圧シリンダの伸縮速度が制限されて非常にゆっくりでしか動かせず、ストロークエンド近傍での伸縮操作性が良好でない。

【0005】

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、ストロークエンド近傍での流体圧シリンダの伸縮操作性が良好な流体圧シリンダの駆動制御装置を提供することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

請求項１記載の発明は、操作体の操作に応じて流体圧シリンダを伸縮させる伸縮手段と、流体圧シリンダの伸縮位置を検出する位置検出手段と、流体圧シリンダの伸縮速度を検出する速度検出手段と、流体圧シリンダのストロークエンドから所定範囲内での伸縮位置およびストロークエンド方向への伸縮速度に応じて、伸縮手段による流体圧シリンダのストロークエンド方向への伸縮速度を制限する制限手段と、流体圧シリンダのストロークエンド近傍の所定位置に近いほど流体圧シリンダへの作動流体の供給量を低減させて流体圧シリンダの伸縮を所定位置で停止させる停止手段と、を備える流体圧シリンダの駆動制御装置である。

【0007】

請求項２記載の発明は、請求項１記載の流体圧シリンダの駆動制御装置における制限手段が、ストロークエンドから所定範囲内でのストロークエンド方向への伸縮速度の最大値を保持し、その伸縮速度の最大値および伸縮位置に応じて、伸縮手段による流体圧シリンダのストロークエンド方向への伸縮速度を制限するとともに、操作体が所定の中立範囲となったときに、最大値の保持を解除するものである。

【0008】

請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の流体圧シリンダの駆動制御装置における停止手段の機能をオンオフ切り替え可能であるものである。

【0009】

請求項４記載の発明は、請求項１または２記載の流体圧シリンダの駆動制御装置における伸縮手段が、位置検出手段と速度検出手段との少なくともいずれかの故障が診断されたときに、流体圧シリンダのストロークエンド方向への伸縮速度を強制的に低減するものである。

【発明の効果】

【0010】

請求項１記載の発明によれば、流体圧シリンダ６のストロークエンド側への突入による衝撃を適切に緩和しつつ、流体圧シリンダ６のストロークエンド方向への伸縮速度を確保できるとともに、例えばストロークエンドでのリリーフ操作に起因するリリーフ圧の蓄圧に起因する流体圧シリンダの伸縮操作性の低下を抑制でき、ストロークエンド近傍での流体圧シリンダの伸縮操作性が良好になる。

【0011】

請求項２記載の発明によれば、流体圧シリンダの伸縮位置がストロークエンドから所定範囲にあるときにオペレータが操作体を一旦中立位置付近まで戻してストロークエンド方向への伸縮速度を低下または停止させた場合には、そこからの所定範囲における流体圧シリンダのストロークエンド方向への伸縮速度に制限が掛かりにくくなり、ストロークエンド付近での流体圧シリンダの操作性が良好となる。

【0012】

請求項３記載の発明によれば、オペレータが必要に応じて流体圧シリンダを機械的に停止する位置まで最大に伸縮させたい場合などにも対応できる。

【0013】

請求項４記載の発明によれば、位置検出手段と速度検出手段との少なくともいずれかの故障に起因して制限手段および／または停止手段が正常に働かずに流体圧シリンダがシリンダエンドに対し機械的に激しく衝突することを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明に係る流体圧シリンダの駆動制御装置の一実施の形態を備える流体圧回路を示す回路ブロック図である。

【図2】同上駆動制御装置を備える作業機械の例を示す側面図である。

【図3】同上駆動制御装置の制御ロジックを示す説明図である。

【図4】同上駆動制御装置における流体圧シリンダの位置と最大値保持部からの出力値との対応関係の一例を示すグラフである。

【図5】同上駆動制御装置における流体圧シリンダの位置および伸縮速度と、図３の制御ロジックに応じて出力される出力値および上限との関係の一例を示す表である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明を、図１乃至図５に示された一実施の形態に基いて詳細に説明する。

【0016】

図１において、１は流体圧シリンダの駆動制御装置を示す。この駆動制御装置１は、基本的に、レバーやペダルなどの操作体２の倒し角などの操作量を示す入力信号に基づいて制御信号をコントローラ３により生成して、その生成した制御信号によりポンプ４からの作動流体の吐出流量および／またはコントロールバルブ５の電磁可変式のスプールの開度および動作方向を制御することで、流体圧シリンダ６の伸縮挙動を制御するものである。つまり、コントローラ３、ポンプ４およびコントロールバルブ５などにより、操作体２の操作に応じて流体圧シリンダ６を伸縮させる伸縮手段７が構成されている。操作体２の操作量は、例えば角度センサなどにより電気的に検出可能である。

【0017】

本駆動制御装置１における流体圧回路の例を図１に示す。ポンプ通路１０がポンプ４からコントロールバルブ５に接続され、ポンプ通路１０には、回路圧をリリーフ設定圧に制御するメインリリーフ弁１１がタンク１２との間に接続されている。また、コントロールバルブ５のスプールと流体圧シリンダ６のヘッド側とロッド側との間に、作動流体の供給路１３，１４が接続され、コントロールバルブ５のスプールの動作により、供給路１３，１４が選択的にポンプ通路１０またはタンク１２への戻り通路１５と接続されることで、作動流体が流体圧シリンダ６に給排される。

【0018】

また、本実施の形態の駆動制御装置１は、流体圧シリンダ６の位置を検出する位置検出手段１７と、流体圧シリンダ６の伸縮速度を検出する速度検出手段１８と、をさらに備える。位置検出手段１７は、例えば流体圧シリンダ６からその位置を直接検出してもよいし、間接的に検出してもよい。位置検出手段１７および速度検出手段１８としては、ＩＭＵセンサが好適に用いられる。

【0019】

そして、駆動制御装置１は、流体圧シリンダ６の位置がストロークエンドから所定範囲であるスナバ領域にあるときに、これら位置検出手段１７により検出された位置および速度検出手段１８により検出されたストロークエンド方向への伸縮速度に応じて、流体圧シリンダ６の伸縮速度を制限する制限手段の機能（スナバ速度制御）を有する。つまり、スナバ領域とは、流体圧シリンダ６のストロークエンド近傍の変位範囲において、流体圧シリンダ６がストロークエンド方向へと伸縮する際に、その伸縮位置および伸縮速度に基づいて流体圧シリンダ６の伸縮速度に制限が掛かる範囲をいう。さらに、流体圧シリンダ６の伸縮をストロークエンド近傍の所定位置で強制的に停止させる機能（停止制御）を有する。本実施の形態では、コントローラ３が、制限手段および停止手段の機能を有する。

【0020】

上記の駆動制御装置１は、流体圧シリンダ６を用いる任意の装置に対して適用可能であるが、本実施の形態では、作動流体圧である作動油圧により作動される図２に示される油圧駆動式の作業機械２０に搭載した例を示す。例えば、作業機械２０は、油圧ショベル型の作業機械を例に挙げる。

【0021】

すなわち、本実施の形態の作業機械２０は、下部走行体２１およびこの下部走行体２１に旋回可能に設けられた旋回体である上部旋回体２２を備える旋回型作業機械を例に挙げる。上部旋回体２２には、オペレータが着座する運転室であるキャブ２３と、作業装置２４とが搭載されている。例えばキャブ２３内にコントローラ（車載コントローラ）３が設置される。

【0022】

上部旋回体２２には、キャブ２３の側方に作業装置２４が軸連結される。また、上部旋回体２２には、エンジンやポンプ４（図１）、コントロールバルブ５（図１）などが収容された機械室２５が設けられ、作業装置２４を挟んでキャブ２３と反対側の側方に、作動油タンクや燃料タンクなどの各種タンクなどが設けられ、かつ、機械室２５や各種タンクに対して作業装置２４とは反対側の端部に、カウンタウエイト２６が搭載される。

【0023】

作業装置２４は、複数のリンク部材２８を備え、それらリンク部材２８が流体圧シリンダ（油圧シリンダ）６の伸縮に応じて動作される。本実施の形態において、作業装置２４は、リンク部材としてのブーム２８ａ、リンク部材としてのアーム（スティック）２８ｂ、リンク部材としてのバケット２８ｃを有する。ブーム２８ａは、基端部が上部旋回体２２に軸連結され、アーム２８ｂは、基端部がブーム２８ａの先端部に軸連結され、バケット２８ｃは、アーム２８ｂの先端部に軸連結される。ブーム２８ａ、アーム２８ｂ、および、バケット２８ｃは、それぞれ流体圧シリンダである油圧シリンダとしてのブームシリンダ６ａ、流体圧シリンダである油圧シリンダとしてのアームシリンダ（スティックシリンダ）６ｂ、および、流体圧シリンダである油圧シリンダとしてのバケットシリンダ６ｃにより回動される。ブーム２８ａは、機体、すなわち上部旋回体２２に対して上下回動可能であり、アーム２８ｂは、ブーム２８ａに対して前後回動可能であり、バケット２８ｃは、アーム２８ｂに対して前後回動可能である。なお、作業装置２４の構成は、この構成に限定されず、４以上のリンク部材２８を備えるように構成してもよいし、バケット２８ｃに代えて、適宜のアタッチメントが取り付けられてもよい。

【0024】

次に、上記の制御装置１のスナバ速度制御および停止制御について説明する。

【0025】

スナバ速度制御は、流体圧シリンダ６がストロークエンドから所定範囲（スナバ領域）にあるときに、流体圧シリンダ６の伸縮位置およびストロークエンド方向への伸縮速度に応じてコントローラ３により流体圧シリンダ６の伸縮制御用の制御信号の上限を設定することで、流体圧シリンダ６のストロークエンド方向への伸縮速度に制限を掛け、流体圧シリンダ６の伸縮がストロークエンド側に突入する際の衝撃を緩和する制御である。すなわち、スナバ速度制御は、スナバ領域において、ストロークエンド方向への流体圧シリンダ６の伸縮速度に制限を掛け、ストロークエンドとは反対方向への流体圧シリンダ６の伸縮速度については制限を掛けない制御である。

【0026】

本実施の形態において、スナバ速度制御は、スナバ領域での流体圧シリンダ６の伸縮位置がストロークエンドに近いほど、また、ストロークエンド方向への伸縮速度が大きいほど、流体圧シリンダ６のストロークエンド方向への伸縮速度制限を大きくする。

【0027】

つまり、このスナバ速度制御では、基本的に、コントローラ３は、スナバ領域において流体圧シリンダ６がストロークエンドに近いほど制御信号の上限を絞って小さくする。一方で、スナバ領域において、コントローラ３は、流体圧シリンダ６のストロークエンド方向への伸縮速度が低いほど制御信号の上限を緩和する。

【0028】

好ましくは、コントローラ３は、流体圧シリンダ６が継続的に伸縮しつつスナバ領域に入った場合、流体圧シリンダ６のストロークエンド方向への伸縮速度の最大値を保持し、その最大値に基づいて制御信号の上限の緩和の度合いを設定する。但し、流体圧シリンダ６がスナバ領域に入った後に、オペレータが流体圧シリンダ６を一旦停止または所定速度以下に低下させ、その後再度流体圧シリンダ６をストロークエンド方向へと伸縮させる場合を想定し、本実施の形態では、操作体２が所定の中立範囲になった場合には、コントローラ３が伸縮速度の最大値の保持を解除する。所定の中立範囲とは、例えば操作体２の中立位置を含む範囲であって、最大動作範囲の半分以下の範囲をいう。

【0029】

スナバ速度制御において、コントローラ３は、上記の二つの条件の積により制御信号の上限を設定する。

【0030】

また、停止制御は、流体圧シリンダ６がスナバ領域においてストロークエンド近傍の所定位置に近づくにしたがい、ポンプ吐出量を絞るおよび／またはコントロールバルブ５のスプール開度を低下させて流体圧シリンダ６への作動流体の供給を徐々に低減させ、所定位置で強制的に停止させるように、コントローラ３により流体圧シリンダ６の伸縮制御用の制御信号の上限を設定する制御である。

【0031】

この停止制御は、スナバ速度制御で設定された制御信号の上限とは別個に、コントローラ３が、ストロークエンド近傍の所定位置に近づくほど制御信号の上限を絞って小さくし、最終的にストロークエンド近傍の所定位置で停止させる制御信号を実質的に０とする。この停止制御は、ストロークエンド寸前、つまり機械的にシリンダエンドに接触する寸前の非常に狭い領域でのみ有効となるように設定されている。この停止制御が有効となる領域は、流体圧シリンダ６の大きさや各検出手段の検出精度などに基づいて設定されるが、例えばシリンダエンドから１０～２０ｍｍ以内程度の領域を想定する。

【0032】

そして、コントローラ３では、スナバ速度制御と停止制御とにより設定された制御信号の上限のうち、小さい方を制御信号の真の上限とする。

【0033】

なお、作業機械２０を駐機姿勢とする場合、吊り作業をする場合、あるいは、暖機運転のために流体圧シリンダ６（例えばアームシリンダ６ｂ）をストロークエンドで強制的にリリーフさせたりする場合など、オペレータが流体圧シリンダ６を機械的に停止する位置まで伸縮させたい場合があるため、停止制御、つまりコントローラ３における停止手段の機能は、オペレータがキャブ２３内に設置されたコンソールやスイッチの操作などにより任意にオンオフ切り替えできるようにすることが好ましい。

【0034】

これらの制御の制御ロジックの例を図３に示す。この図３に示される制御ロジックについては、例えばコントローラ３にインストールされたソフトウェアなどにより実行可能となる。

【0035】

コントローラ３には、流体圧シリンダ６（図１）の伸縮位置３０、ストロークエンド方向への伸縮速度３１、および、操作体２（図１）の操作量に応じた制御信号３２が入力される。ここで、伸縮位置３０とは、ストロークエンド（伸張端、または、収縮端）からの距離を示す。例えば、伸縮位置３０については、流体圧シリンダ６（図１）がブームシリンダ６ａ（図２）である場合、伸縮位置と相関を有するブーム２８ａとアーム２８ｂとがなす角度などが入力されてもよい。

【0036】

入力された伸縮位置３０に対し、予め設定された対応マップ３５に基づき、出力値（スケーラ）ＳＣ１が出力される。図示されるように、対応マップ３５は、ストロークエンドからの伸縮位置３０が遠いほど（マップ中の右側ほど）小さい値を出力するように設定されている。出力値ＳＣ１は、０以上１以下の値であり、本実施の形態では、伸縮位置３０に対し連続的に設定されている。出力値ＳＣ１が大きいほど、制御信号３２を大きく絞るようになっている。

【0037】

一方、入力された伸縮速度３１に対し、予め設定された対応マップ３６に基づき、出力値（スケーラ）ＳＣ２が出力される。図示されるように、対応マップ３６は、伸縮速度３１が大きいほど（マップ中の右側ほど）大きい値を出力するように設定されている。出力値ＳＣ２は、０以上１以下の値であり、本実施の形態では、伸縮速度３１に対し連続的に設定されている。出力値ＳＣ２が大きいほど、制御信号３２を大きく絞るようになっている。

【0038】

出力値ＳＣ２は、最大値保持部３８に入力される。最大値保持部３８には、出力値ＳＣ２の他に、伸縮位置３０に基づくセット信号ＳＴと、制御信号３２に基づくリセット信号ＲＳと、が入力可能となっている。セット信号ＳＴは、伸縮位置３０がスナバ領域直前のスナバ制御領域に入ると、制御周期毎に最大値保持部３８に入力され、そのセット信号ＳＴの入力の都度、出力値ＳＣ２が最大値保持部３８に入力される。ここで、スナバ制御領域とは、流体圧シリンダ６に対しスナバ速度制御を行うに当たり、流体圧シリンダ６の伸縮範囲において、位置検出手段１７（図１）および速度検出手段１８（図１）の検出結果がコントローラ３に入力される範囲をいう。また、リセット信号ＲＳは、操作体２（図１）が所定の中立範囲に入ったことが検出されると入力される。最大値保持部３８では、リセット信号ＲＳが入力されるまで、出力値ＳＣ２の最大値が保持され、その最大値が出力値ＳＣ２ｍａｘとして出力される。すなわち、操作体２（図１）が所定の中立範囲に入らない限り、言い換えるとオペレータが操作体２（図１）を中立位置付近まで戻すことなく操作している限り、最大値保持部３８は出力値ＳＣ２の最大値を保持する。

【0039】

例えば、図４には、オペレータがストロークエンド方向に徐々に伸縮速度を上げていき、スナバ制御領域ＳＣＡに入ってからストロークエンド方向に徐々に伸縮速度を下げていった場合の例を示す。このとき、図３に示される最大値保持部３８は、スナバ制御領域ＳＣＡにおける最大値（図４中のピーク値）を出力値ＳＣ２ｍａｘとして保持することとなる。

【0040】

出力値ＳＣ１，ＳＣ２ｍａｘが乗算器４０に入力されて乗算され、乗算値ＭＰ１として出力される。さらに、乗算値ＭＰ１と制御信号３２とが乗算器４１に入力されて乗算され、乗算値ＭＰ２として減算器４２に入力される。減算器４２では、制御信号３２から乗算値ＭＰ２が減算された値がスナバ速度制御用の上限ＬＴ１として制限部４３に出力され、制限部４３に入力された制御信号３２がこの上限ＬＴ１以下となるように絞られた制御信号３２ａとして出力される。

【0041】

つまり、図５に示されるように、スナバ速度制御においては、伸縮位置３０が小さく、すなわち流体圧シリンダ６（図１）がストロークエンドに近く、かつ、ストロークエンド方向への伸縮速度が大きい場合に、制御信号が大きく絞られ、それ以外の条件では制御信号の絞りが小さくなるように設定される。

【0042】

また、図３に戻って、入力された伸縮位置３０に対し、予め設定された対応マップ４５に基づき、停止制御用の上限ＬＴ２が出力される。図示されるように、対応マップ４５は、伸縮位置３０がストロークエンド近傍（マップ中の左端近傍）でのみ、伸縮位置３０が小さいほどつまりストロークエンドに近づくほど小さい値を出力し、それ以外では一定値を出力するように設定されている。つまり、この上限ＬＴ２については、伸縮位置３０がストロークエンド近傍である場合にのみ有効であり、それ以外の伸縮位置３０に対しては基本的に作用しない。本実施の形態では、上限ＬＴ２は伸縮位置３０に対し連続的に設定されている。

【0043】

そして、上限ＬＴ２が制限部４６に入力され、制限部４６に入力された制限信号３２ａが上限ＬＴ２以下となるように絞られた制御信号３２ｂとして出力される。

【0044】

また、停止制御については、オペレータの切り替えに応じてオンオフされるため、そのオンオフに応じて、コントローラ３からの出力は、制御信号３２ｂまたは制御信号３２ａとなる。

【0045】

そして、コントローラ３から出力された制御信号３２ａまたは制御信号３２ｂにより、図１に示されるポンプ４の吐出流量および／またはコントロールバルブ５のスプールの開度および動作方向が制御されることで、上記のスナバ速度制御、停止制御が実施される。

【0046】

なお、対応マップ３５，３６，４５は、入力値に対して出力値が不連続に設定されるテーブルなどでもよい。

【0047】

このように、一実施の形態によれば、流体圧シリンダ６のストロークエンドから所定範囲内つまりスナバ領域での伸縮位置とストロークエンド方向への伸縮速度とに応じて、流体圧シリンダ６のストロークエンド方向への伸縮速度を制限することで、流体圧シリンダ６のストロークエンド側への突入による衝撃を適切に緩和しつつ、流体圧シリンダ６のストロークエンド方向への伸縮速度を確保できる。

【0048】

例えば、流体圧シリンダ６のストロークエンドから所定範囲内つまりスナバ領域での伸縮位置のみに基づいて、流体圧シリンダ６の伸縮位置がストロークエンドに近いほど流体圧シリンダ６のストロークエンド方向への伸縮速度を制限する場合には、スナバ領域に入りさらにストロークエンド方向に流体圧シリンダ６を伸縮させたい場合に、その伸縮位置に応じて伸縮速度の上限値が一意に規定されているために、ストロークエンドに近づくほど伸縮速度が抑えられ、流体圧シリンダ６を非常にゆっくりでないと動かせないという問題が生じ得る。そのために、スナバ領域において一旦流体圧シリンダ６の伸縮を停止させ、再度ストロークエンド方向に動かすような動作の場合、伸縮位置に応じて上限が規定されていることで、ポンプ流量が少なく、かつ、コントロールバルブ５のスプールストロークも小さく、ポンプ流量をタンク１２にバイパスするバイパススプールの開口量も大きいことにより、流体圧シリンダ６の伸縮速度やシリンダ推力が極めて小さい状態となる。

【0049】

それに対し、本実施の形態では、スナバ領域での流体圧シリンダ６のストロークエンド方向への伸縮速度を加味して伸縮速度の制限を設定することで、流体圧シリンダ６のストロークエンド側への突入による衝撃を適切に緩和しつつ、スナバ領域でのストロークエンド方向への伸縮速度が小さい場合には、伸縮速度の制限を緩和して、ストロークエンド側へと伸縮させたり、ストロークエンド近傍でのシリンダ推力を確保したりでき、かつ、ストロークエンド近傍での流体圧シリンダ６の伸縮が過剰に遅くなることがない。そのため、例えば作業機械２０の吊り作業などにおいて流体圧シリンダ６をゆっくり伸張させた場合にシリンダ推力が制限を受けにくく、操作性が向上する。

【0050】

また、駆動制御装置１が、流体圧シリンダ６の伸縮速度に拘らず、流体圧シリンダ６のストロークエンド近傍の所定位置に近いほど流体圧シリンダ６への作動流体の供給量を低減させて流体圧シリンダ６の伸縮を所定位置で停止（ソフトウェアストップ）させることで、ストロークエンドにおいてさらに操作体２の操作を追い込んでポンプ圧の上昇に伴いメインリリーフ弁１１を作動させる、リリーフ操作に起因するリリーフ圧の蓄圧すなわち閉じ込み圧を防止でき、流体圧シリンダ６をストロークエンドとは反対方向に伸縮させたときに閉じ込み圧が抜けることで初動時に流体圧シリンダ６が飛び出し気味に動作することがなく、例えば作業機械２０における水平引き作業のように、アームシリンダ６ｂをストロークエンド近傍から伸び方向にゆっくり動かしたい場合などであっても、操作性が良好になる。

【0051】

したがって、ストロークエンド近傍での流体圧シリンダ６の伸縮操作性が良好である。

【0052】

操作体２が所定の中立範囲となったときに、コントローラ３が、スナバ速度制御における伸縮速度の最大値の保持を解除することで、流体圧シリンダ６の伸縮位置がスナバ領域にあるときにオペレータが操作体２を一旦中立位置付近まで戻してストロークエンド方向への伸縮速度を低下または停止させた場合には、そこからのスナバ領域における流体圧シリンダ６のストロークエンド方向への伸縮速度に制限が掛かりにくくなり、ストロークエンド付近でのシリンダ推力を得ることができる。

【0053】

コントローラ３の停止手段の機能つまり停止制御をオンオフ切り替え可能であるため、オペレータが必要に応じて流体圧シリンダ６を機械的に停止する位置まで最大に伸縮させたい場合などにも対応できる。しかも、コントローラ３の停止手段の機能つまり停止制御をオフさせても制限手段の機能すなわちスナバ速度制御には影響がないので、流体圧シリンダ６のストロークエンド側への突入による衝撃は適切に緩和することができる。

【0054】

なお、伸縮手段７は、位置検出手段１７と速度検出手段１８との少なくともいずれかの故障が診断されたときに、流体圧シリンダ６のストロークエンド方向への伸縮速度を強制的に低減することが好ましい。位置検出手段１７と速度検出手段１８との故障については、例えば断線検出の結果がコントローラ３に入力されることで実施される。この場合には、位置検出手段１７と速度検出手段１８との少なくともいずれかの故障に起因して制限手段および／または停止手段の機能、すなわち上記のスナバ速度制御および／または停止制御が正常に働かずに流体圧シリンダ６がシリンダエンドに対し機械的に激しく衝突することを抑制できる。

【産業上の利用可能性】

【0055】

本発明は、流体圧シリンダの駆動制御装置および作業機械を製造、販売する産業において利用可能である。

【符号の説明】

【0056】

１ 駆動制御装置
２ 操作体
３ 制限手段および停止手段の機能を有するコントローラ
６ 流体圧シリンダ
７ 伸縮手段

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】