(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吊荷の負荷を推定するモーメントリミッタと、
前記吊荷の巻上げ及び巻下げをするウインチドラムを駆動する油圧モータと、
前記吊荷巻下げ時の前記油圧モータ出口に接続された油圧モータ出口管路と、
前記油圧モータ出口管路に設けられ、前記油圧モータ出口の圧力が設定圧になるように制御する内部パイロット式カウンタバランス弁と、
前記内部パイロット式カウンタバランス弁を制御する弁制御手段と、を備え、
前記弁制御手段には、前記吊荷巻下げ時の前記油圧モータ入口のモータ入口目標圧が設定され、
前記弁制御手段は、前記モーメントリミッタにより推定された前記吊荷の負荷に基づいて前記吊荷巻下げ時の前記油圧モータのモータ保持圧を算出して、前記設定圧が前記モータ入口目標圧と前記モータ保持圧との合計値になるように前記内部パイロット式カウンタバランス弁を制御する、油圧作業機械の制御装置。
【請求項２】
前記油圧モータの馬力を一定に制御する馬力一定制御弁をさらに備え、
前記油圧モータは、可変容量型であり、
前記弁制御手段により算出される前記モータ保持圧は、前記馬力一定制御弁の制御特性に基づいて算出される、請求項１に記載の油圧作業機械の制御装置。
【請求項３】
前記油圧モータ出口管路に設けられた非常用弁をさらに備え、
前記非常用弁には、前記モータ入口目標圧よりも低い第１モータ入口制限圧が設定され、
前記非常用弁は、前記吊荷巻下げ時の前記油圧モータ入口の圧力を計測して、当該計測した圧力が前記第１モータ入口制限圧よりも低くなると弁を閉じる、請求項１または２に記載の油圧作業機械の制御装置。
【請求項４】
前記吊荷巻下げ時の前記油圧モータ入口の圧力を計測する圧力センサをさらに備え、
前記弁制御手段には、前記モータ入口目標圧よりも低い第２モータ入口制限圧が設定され、
前記弁制御手段は、前記圧力センサで計測された圧力が前記第２モータ入口制限圧よりも低くなると、前記内部パイロット式カウンタバランス弁を全閉させる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の油圧作業機械の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧モータを備えた油圧作業機械の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１〜３に、油圧アクチュエータの動作を制御する制御装置が記載されている。油圧アクチュエータには、吊荷の巻上げ及び巻下げをするウインチドラムを駆動する油圧モータがある。吊荷巻下げ時に油圧モータ入口管路が負圧になりキャビテーションが発生すると、油圧モータにブレーキがかからず吊荷が急降下や落下するおそれがある。そこで、吊荷巻下げ速度を制御しキャビテーションを防止する技術がある。なお、以下では、油圧モータの「入口」や「出口」は、吊荷巻下げ時における入口や出口のこととする。
【０００３】
特許文献１の図１には、外部パイロット式カウンタバランス弁（４）を油圧モータ出口管路に設けた技術が記載されている。なお、特許文献１の請求項１及び図２等には、モーメントリミッタによって吊り荷の負荷を演算し、この負荷の大きさに応じて電磁比例リリーフ弁（２５）に信号を送り、油圧モータ入口管路を一定圧力に保持することが記載されている。
【０００４】
また、特許文献２の図６には、外部パイロット式カウンタバランス弁のパイロットラインに絞り（Ａ７）を設けた技術が記載されている。
【０００５】
また、特許文献３の請求項６及び図１等には、内部パイロット式カウンタバランス弁（１７）を油圧モータ出口管路（９）に設け、負荷検出手段によって検出される油圧モータの負荷に応じた外部パイロット圧を内部パイロット式カウンタバランス弁（１７）に加える技術が記載されている。この負荷検出手段として、油圧モータ出入口の差圧を検出することや、ウインチドラムの軸トルクを検出することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開平７−２３８７号公報
【特許文献２】特許３９２８７８６号公報
【特許文献３】特許３５３６７１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
（課題１）
特許文献１の図１に記載の、外部パイロット式カウンタバランス弁（４）を用いた技術には、油圧モータの回転速度のハンチングが生じやすい問題がある。
この外部パイロット式カウンタバランス弁は、計測点と制御点の位置が異なる、いわゆるコロケーション（Co-location）がとれていない、制御理論上不安定な制御方式をとる弁である。具体的には、この弁は、油圧モータ入口側の圧力（モータ入口圧）を計測し、油圧モータ出口側の弁開度を調整する。このため、油圧モータ入口側の圧力の変化と油圧モータ出口側の弁開度の変化とにずれが生じやすく、特に重負荷時に慣性の影響によってこのずれが生じやすい。このずれにより弁開度や圧力のハンチングが生じやすい。さらに詳しくは、例えば時刻Ｔ０に吊荷巻下げの操作を開始したとすると、図７（ａ）に示すように弁開度は開閉を繰り返し、また、図７（ｂ）に示すようにモータ入口圧も振動する。その結果、油圧モータの回転速度がハンチングするおそれがある。
【０００８】
（課題２）
特許文献２の図６に記載の、外部パイロット式カウンタバランス弁のパイロットラインに絞り（Ａ７）を設けた技術には、燃費悪化（省エネ性悪化）の問題がある。
この絞りの減衰作用により、モータ入口圧の変化に対して、外部パイロット式カウンタバランス弁の弁開度が変化しにくくなるので、上記のハンチングは抑制できる。しかし、図７（ｃ）に示すように、この絞りの減衰作用により、吊荷の巻下げ開始（時刻Ｔ０）後、外部パイロット式カウンタバランス弁が十分開く（時刻Ｔ１）までに長い時間を要する。すると、図７（ｄ）に示すように、油圧モータに作動油を供給する油圧ポンプに不要なブースト圧（図７（ｄ）の斜線部）が発生し（動力損失が増大し）、この油圧ポンプの駆動原（エンジンなど）の燃料消費量が増大するおそれがある。
【０００９】
（課題３）
特許文献３に記載の、油圧モータ出入口の差圧の検出結果やウインチドラムの軸トルクの検出結果に基づいて内部パイロット式カウンタバランス弁を制御する技術には、吊荷の速度変化後に安定した制御ができるまでに時間を要する問題がある。
例えば吊荷巻下げ開始時等には、吊荷に速度変化（例えば揺れ等）が生じる。すると、油圧モータ出入口の差圧が大きく変動し、この変動により油圧回路にノイズが発生する。よって、安定した差圧を検出するまでに長い時間を要する。また、この差圧に基づいて駆動されるウインチドラムについても、安定した軸トルクを検出するまでに長い時間を要する。その結果、吊荷の速度変化後、差圧や軸トルクの検出結果に基づいて制御される上記弁が安定して制御されるまでには長い時間を要する。
【００１０】
（課題４）
特許文献３に記載のような、ウインチドラムの軸トルクの検出結果に基づいて内部パイロット式カウンタバランス弁を制御する技術には、次の問題がある。ウインチドラム停止時には、メカブレーキによりウインチドラムに直接ブレーキをかけているので、ウインチドラムに軸トルクが発生しない。ウインチドラム始動後、メカブレーキが解除されて初めてウインチドラムに軸トルクが発生し、その後、この軸トルクの検出結果に基づいて内部パイロット式カウンタバランス弁の制御が開始される。このため、ウインチドラムの始動後、安定した制御が可能になるまでに時間を要する。
【００１１】
そこで本発明は、油圧モータの回転速度のハンチングを抑制でき、油圧作業機械の燃費の悪化を抑制でき、吊荷の速度変化後やウインチドラム始動後により早く安定した制御ができる、油圧作業機械の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の油圧作業機械の作業装置は、吊荷の負荷を推定するモーメントリミッタと、前記吊荷の巻上げ及び巻下げをするウインチドラムを駆動する油圧モータと、前記吊荷巻下げ時の前記油圧モータ出口に接続された油圧モータ出口管路と、前記油圧モータ出口管路に設けられ前記油圧モータ出口の圧力が設定圧になるように制御する内部パイロット式カウンタバランス弁と、前記内部パイロット式カウンタバランス弁を制御する弁制御手段と、を備える。前記弁制御手段には、前記吊荷巻下げ時の前記油圧モータ入口のモータ入口目標圧が設定される。前記弁制御手段は、前記モーメントリミッタにより推定された前記吊荷の負荷に基づいて前記吊荷巻下げ時の前記油圧モータのモータ保持圧を算出して、前記設定圧が前記モータ入口目標圧と前記モータ保持圧との合計値になるように前記内部パイロット式カウンタバランス弁を制御する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、ウインチドラムの回転速度のハンチングを抑制でき、油圧作業機械の燃費の悪化を抑制でき、吊荷の速度変化後やウインチドラム始動後により早く安定した制御ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】制御装置全体を示す油圧回路図である。
【図２】図１に示す制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図３】図１に示す制御装置の吊荷の負荷とモータ保持圧との関係を示すグラフである。
【図４】図１に示す制御装置による効果等を示すグラフである。
【図５】第２実施形態の図１相当図である。
【図６】図５に示す制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】従来の油圧作業機械の制御装置の動作等を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１実施形態）
図１〜図４を参照して第１実施形態の油圧作業機械Ｃの制御装置１を説明する。
【００１６】
制御装置１は、図１に示すように、油圧作業機械Ｃが備える装置であり、吊荷２４巻下げ時の油圧モータ２０の動作を制御する装置である。制御装置１が備えられる油圧作業機械Ｃは、ロープ２３を介してウインチドラム２２で吊荷２４の巻上げ及び巻下げをするクレーン（例えば移動式クレーン）である。制御装置１は、吊荷２４の負荷を推定するモーメントリミッタ１０と、ウインチドラム２２を駆動する油圧モータ２０と、油圧モータ２０にそれぞれ接続された油圧モータ入口管路２６及び油圧モータ出口管路２７と、油圧モータ２０の容量を制御する馬力一定制御弁３０と、油圧モータ出口管路２７にそれぞれ設けられた内部パイロット式カウンタバランス弁４０及び非常用弁６１と、内部パイロット式カウンタバランス弁４０を制御する弁制御手段５０とを備える。なお、上述したように、油圧モータ２０の「入口」や「出口」は、吊荷２４巻下げ時における入口や出口のこととする。
【００１７】
モーメントリミッタ１０は、油圧作業機械Ｃ（クレーン）が備えている過負荷防止装置である。モーメントリミッタ１０は、ブーム１１の長さ、ブーム１１の角度、及びロープ２３の張力等の検出結果から、クレーンに働くモーメント、及び吊荷２４の負荷を算出する。モーメントリミッタ１０は、上記の算出結果が許容範囲を超えると、クレーンの動作を停止させる、及び警告を発する等の動作をする。本発明では、モーメントリミッタ１０の機能のうち、吊荷２４の負荷を算出（推定）する機能を利用する。モーメントリミッタ１０は、例えば、ロードセル（図示なし）で検出されたロープ２３の張力から、吊荷２４の負荷（実荷重）を演算する。
【００１８】
油圧モータ２０は、吊荷２４の巻上げ及び巻下げをするウインチドラム２２を駆動する。油圧モータ２０は、可変容量型である。油圧モータ２０は、斜板の傾転角が変わるとモータ容量ｑが変わる、斜板形アキシャルピストンモータである。油圧モータ２０は、減速機２１を介してウインチドラム２２に接続される。油圧モータ２０により駆動されたウインチドラム２２が、ロープ２３の巻出し及び巻込みをすることで、吊荷２４の巻上げ及び巻下げがされる。
【００１９】
なお、油圧モータ２０入口の圧力を「モータ入口圧Ｐｍｉ」とする。また、油圧モータ２０出口の圧力を「モータ出口圧Ｐｍｏ」とする。モータ出口圧Ｐｍｏは、後述する非常用弁６１が全開の場合の内部パイロット式カウンタバランス弁４０の上流（一次側）の圧力でもある（以下、特に断らない限り、非常用弁６１は全開であるとして説明する）。また、油圧モータ２０の出口と入口との差圧（Ｐｍｏ−Ｐｍｉ）、すなわち、巻下げ時の吊荷２４を保持するための差圧を、「モータ保持圧ΔＰ」とする。
【００２０】
油圧モータ入口管路２６は、吊荷２４巻下げ時の油圧モータ２０入口に接続された管路（巻下げ側流路）である。この油圧モータ入口管路２６を介して、作動油供給源（図示しない油圧ポンプ等）から吐出された作動油が油圧モータ２０へ供給される。
【００２１】
油圧モータ出口管路２７は、吊荷２４巻下げ時の油圧モータ２０出口に接続された管路である。この油圧モータ出口管路２７を介して、油圧モータ２０出口から吐出された作動油が例えばタンク（図示なし）等へ戻る。
【００２２】
馬力一定制御弁３０は、油圧モータ２０の馬力を一定に制御する弁、すなわちＣＨＰ弁（Constant Horse Power弁）である。馬力一定制御弁３０は、油圧モータ２０、油圧モータ入口管路２６、及び油圧モータ出口管路２７に接続される。馬力一定制御弁３０は、具体的には例えば、油圧モータ入口管路２６及び油圧モータ出口管路２７に接続された圧力補償弁３１と、圧力補償弁３１に接続されたスプール弁３２と、スプール弁３２及び油圧モータ出口管路２７に接続され油圧モータ２０の傾転角度を制御する傾転角度制御装置３３とを備える。
【００２３】
また、馬力一定制御弁３０は、次の制御特性を持つ。
（馬力一定制御範囲）馬力一定制御弁３０は、油圧モータ２０出入口の差圧（＝モータ保持圧ΔＰ）を一定の馬力一定制御設定圧Ｐｃに維持するように、モータ保持圧ΔＰが高くなろうとするとモータ容量ｑを大きくし、モータ保持圧ΔＰが小さくなろうとするとモータ容量ｑを小さくする。この動作により、馬力一定制御弁３０は、油圧モータ２０の馬力（出力）を一定に制御する。
（高馬力制御範囲）モータ容量ｑが最大容量ｑｍａｘになると、モータ保持圧ΔＰは馬力一定制御設定圧Ｐｃよりも高くなりうる。モータ保持圧ΔＰが高くなるほど油圧モータ２０の馬力は大きくなる（馬力一定制御範囲外である）。
（低馬力制御範囲）モータ容量ｑが最小容量ｑｍｉｎになると、モータ保持圧ΔＰは馬力一定制御設定圧Ｐｃよりも低くなりうる。モータ保持圧ΔＰが低くなるほど油圧モータ２０の馬力は小さくなる（馬力一定制御範囲外である）。
【００２４】
内部パイロット式カウンタバランス弁４０は、油圧モータ出口管路２７に設けられ、油圧モータ２０出口の圧力（モータ出口圧Ｐｍｏ）が設定圧Ｐ１になるように制御する弁である。内部パイロット式カウンタバランス弁４０は、この弁４０の上流側（一次側）の圧力、すなわちモータ出口圧Ｐｍｏを計測し、モータ出口圧Ｐｍｏを制御する。内部パイロット式カウンタバランス弁４０は、モータ出口圧Ｐｍｏが設定圧Ｐ１よりも下がろうとすると弁を閉じ、モータ出口圧Ｐｍｏが設定圧Ｐ１よりも上がろうとすると弁を開く。
【００２５】
また、内部パイロット式カウンタバランス弁４０は、内部パイロット圧（＝モータ出口圧Ｐｍｏ）が入力される内部側パイロット油室４１と、内部側パイロット油室４１に作用する内部パイロット圧に対抗する側に設けられるとともに設定圧Ｐ１の初期値を設定するセットスプリング４２と、セットスプリング４２と同じ側に設けられるとともに外部パイロット圧Ｐｏが入力される外部側パイロット油室４３とを備える。外部側パイロット油室４３には、外部パイロット流路４６を介してパイロット圧力源４７が接続される。内部パイロット式カウンタバランス弁４０は、外部側パイロット油室４３に作用する外部パイロット圧Ｐｏが高くなると、セットスプリング４２で設定された初期値よりも設定圧Ｐ１が高くなる。
【００２６】
弁制御手段５０は、内部パイロット式カウンタバランス弁４０を制御する手段（構成）である（制御の詳細は後述）。弁制御手段５０は、内部パイロット式カウンタバランス弁４０の設定圧Ｐ１を変更する電磁比例減圧弁５１と、電磁比例減圧弁５１の制御等をするコントローラ５２とを備える。
【００２７】
電磁比例減圧弁５１は、設定圧Ｐ１を変更する弁（設定圧変更手段）である。電磁比例減圧弁５１は、外部パイロット流路４６上に設けられる。電磁比例減圧弁５１は、コントローラ５２からの入力信号に応じて作動し、外部側パイロット油室４３に作用する外部パイロット圧Ｐｏを制御し、その結果、設定圧Ｐ１を制御する。
【００２８】
コントローラ５２は、各種信号の入出力、演算及び算出、並びに記憶等を行う装置である。コントローラ５２は、モーメントリミッタ１０に接続され、モーメントリミッタ１０から吊荷２４の負荷等の情報が入力される。コントローラ５２は、電磁比例減圧弁５１に接続され、電磁比例減圧弁５１に動作指令を出力する。コントローラ５２には、モータ入口目標圧Ｐｍｉ’が設定される。モータ入口目標圧Ｐｍｉ’は、例えば特許文献１等に記載の従来の外部パイロット式カウンタバランス弁の設定圧と同程度（約１ＭＰａ等）に設定する。コントローラ５２には、油圧モータ２０のモータ容量ｑの最小容量ｑｍｉｎ及び最大容量ｑｍａｘ、並びに馬力一定制御弁３０の馬力一定制御設定圧Ｐｃ等、後述する演算に用いる値が記憶されている。
【００２９】
非常用弁６１は、油圧モータ入口管路２６の破損等の非常時に吊荷２４の急降下や落下を防止する弁である。非常用弁６１は、油圧モータ出口管路２７に設けられ、内部パイロット式カウンタバランス弁４０よりも例えば上流側に設けられる。非常用弁６１は、モータ入口圧Ｐｍｉを計測して、計測したモータ入口圧Ｐｍｉに応じて油圧モータ出口管路２７の弁開度を開閉する。すなわち、非常用弁６１は、外部パイロット式カウンタバランス弁である。しかし、非常用弁６１は、上述した従来の外部パイロット式カウンタバランス弁（特許文献１等に記載）とは動作が全く異なる。
【００３０】
この非常用弁６１には、モータ入口目標圧Ｐｍｉ’よりも低い第１モータ入口制限圧Ｐ２が設定される。非常用弁６１は、計測したモータ入口圧Ｐｍｉが第１モータ入口制限圧Ｐ２よりも低くなると弁を閉じる。また、非常用弁６１が計測したモータ入口圧Ｐｍｉが第１モータ入口制限圧Ｐ２以上の場合、非常用弁６１は開いた状態（全開）である。例えば、内部パイロット式カウンタバランス弁４０によってモータ入口圧Ｐｍｉがモータ入口目標圧Ｐｍｉ’に維持されているときは、非常用弁６１は開いた状態である。すなわち、非常用弁６１の上流側の圧力（１次側圧力）の目標値（非常用弁６１の設定圧）は、内部パイロット式カウンタバランス弁４０の外部側パイロット油室４３に外部パイロット圧Ｐｏが作用しないときの設定圧Ｐ１（可変の設定圧Ｐ１の最小値）よりも低い。
【００３１】
（制御装置１の動作）
次に、制御装置１の動作を説明する。制御装置１の制御目標は、モータ入口圧Ｐｍｉをモータ入口目標圧Ｐｍｉ’とすること、すなわち、モータ入口圧Ｐｍｉの最低圧を補償して油圧モータ入口管路２６のキャビテーションを防止することである。しかし、内部パイロット式カウンタバランス弁４０は、モータ入口圧Ｐｍｉを測定しない。そこで、制御装置１では、モーメントリミッタ１０の情報を用いてモータ出口圧Ｐｍｏを制御することで、モータ入口圧Ｐｍｉを制御する。具体的には、弁制御手段５０は、モーメントリミッタ１０により推定された吊荷２４の負荷に基づいて（図２のステップＳ１）、吊荷２４巻下げ時の油圧モータ２０のモータ保持圧ΔＰを算出して（図２のステップＳ１０）、設定圧Ｐ１がモータ入口目標圧Ｐｍｉ’とモータ保持圧ΔＰとの合計値になるように内部パイロット式カウンタバランス弁４０を制御する（ステップＳ２１及びＳ２２）。以下、弁制御手段５０のコントローラ５２の動作をさらに詳細に説明する。なお、上述した制御装置１の各構成要素については図１を、各ステップについては図２を参照して説明する。
【００３２】
ステップＳ１では、モーメントリミッタ１０により推定された吊荷２４の負荷Ｆの情報（ＭＬ情報）がコントローラ５２に取り込まれる。
【００３３】
ステップＳ１０（ステップＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１５〜Ｓ１８）では、コントローラ５２によりモータ保持圧ΔＰが算出される。モータ保持圧ΔＰは、馬力一定制御弁３０の制御特性に基づいて算出される。図３に、馬力一定制御弁３０の制御特性に基づく、吊荷２４の負荷Ｆとモータ保持圧ΔＰとの関係を示す。図３に示すように、コントローラ５２に取り込まれた吊荷２４の負荷Ｆから、馬力一定制御弁３０の状態が、高馬力制御範囲、馬力一定制御範囲、又は低馬力制御範囲のうちどの状態であるかが決まる。馬力一定制御弁３０がどの状態であるによってモータ保持圧ΔＰの算出方法が異なる。以下、詳細に説明する。
【００３４】
ステップＳ１１（図２参照）では、吊荷２４の負荷Ｆに基づいて、馬力一定制御弁３０が馬力一定制御範囲内か否かが判定される。馬力一定制御範囲内の場合（図３の負荷ＦがＦａ≦Ｆ≦Ｆｂの場合）、ステップＳ１２へ進む。馬力一定制御範囲外の場合（図３の負荷Ｆが、Ｆ＜Ｆａ、又は、Ｆｂ＜Ｆの場合）、ステップＳ１５へ進む。
【００３５】
（ステップＳ１２）馬力一定制御弁３０が馬力一定制御範囲内の場合（Ｆａ≦Ｆ≦Ｆｂの場合）、モータ保持圧ΔＰは、馬力一定制御弁３０の馬力一定制御設定圧Ｐｃである。次に、ステップＳ２１へ進む。
【００３６】
（ステップＳ１５〜Ｓ１８）馬力一定制御弁３０が馬力一定制御範囲外の場合、モータ保持圧ΔＰを算出するために、油圧モータ２０のモータ容量ｑを求める。
（ステップＳ１６）馬力一定制御弁３０が低馬力制御範囲の場合（Ｆ＜Ｆａの場合）、モータ容量ｑは最小容量ｑｍｉｎである。
（ステップＳ１７）馬力一定制御弁３０が高馬力制御範囲の場合（Ｆｂ＜Ｆの場合）、モータ容量ｑは最大容量ｑｍａｘである。
ステップＳ１６又はＳ１７の次に、ステップＳ１８へ進む。
【００３７】
ステップＳ１８では、モータ容量ｑを用いてモータ保持圧ΔＰが算出される。油圧モータ２０の（ウインチドラム２２の）トルクに関する式は次の（１）式で表される。
Ｆｒ＝ΔＰηｑＮ／（２π）          （１）
ここで、Ｆはモーメントリミッタ１０により推定された吊荷２４の負荷である。ｒはウインチドラム２２の半径である。ηは油圧モータ２０の全効率である。Ｎは減速機２１の減速比である。（１）式より、モータ保持圧ΔＰが算出される。次に、ステップＳ２１へ進む。
【００３８】
ステップＳ２１では、内部パイロット式カウンタバランス弁４０の設定圧Ｐ１の目標値がコントローラ５２により算出される。（２）式に示すように、設定圧Ｐ１の目標値（＝モータ出口圧Ｐｍｏの目標値）は、コントローラ５２に設定されているモータ入口目標圧Ｐｍｉ’と、ステップＳ１２又はＳ１８で算出したモータ保持圧ΔＰとの合計値である。
Ｐ１の目標値＝Ｐｍｏの目標値＝Ｐｍｉ’＋ΔＰ          （２）
設定圧Ｐ１の制御は、外部側パイロット油室４３に作用する外部パイロット圧Ｐｏを制御することで行われる。内部パイロット式カウンタバランス弁４０では次の（３）式の条件が満たされる。
Ａ１・Ｐｏ＋Ｆｓ＝Ａ２（Ｐｍｉ’＋ΔＰ）          （３）
ここで、Ａ１は外部側パイロット油室４３の受圧面積である。Ｐｏは外部側パイロット油室４３に作用させる外部パイロット圧である。Ｆｓはセットスプリング４２のばね力である。Ａ２は内部側パイロット油室４１の受圧面積である。（３）式より、外部パイロット圧Ｐｏの目標値が算出される。
【００３９】
ステップＳ２２では、ステップＳ２１で算出された外部パイロット圧Ｐｏの目標値に応じて、電磁比例減圧弁５１の電流指令値がコントローラ５２により算出される。算出された電流指令値の指令は、コントローラ５２から電磁比例減圧弁５１に出力される。その結果、内部パイロット式カウンタバランス弁４０の設定圧Ｐ１が目標値に設定され、モータ出口圧Ｐｍｏが目標値に制御される。その結果、モータ入口圧Ｐｍｉがモータ入口目標圧Ｐｍｉ’となるように制御される。
【００４０】
（効果）
次に、図１に示す制御装置１の効果を説明する。制御装置１は、吊荷２４の負荷を推定するモーメントリミッタ１０と、吊荷２４の巻上げ及び巻下げをするウインチドラム２２を駆動する油圧モータ２０と、吊荷２４巻下げ時の油圧モータ２０出口に接続された油圧モータ出口管路２７と、油圧モータ出口管路２７に設けられ油圧モータ２０出口の圧力が設定圧Ｐ１になるように制御する内部パイロット式カウンタバランス弁４０と、内部パイロット式カウンタバランス弁４０を制御する弁制御手段５０と、を備える。弁制御手段５０には、吊荷２４巻下げ時の油圧モータ２０入口のモータ入口目標圧Ｐｍｉ’が設定される。弁制御手段５０は、モーメントリミッタ１０により推定された吊荷２４の負荷に基づいて吊荷２４巻下げ時の油圧モータ２０のモータ保持圧ΔＰを算出して、設定圧Ｐ１がモータ入口目標圧Ｐｍｉ’とモータ保持圧ΔＰとの合計値になるように内部パイロット式カウンタバランス弁４０を制御する。
この構成により、油圧モータ２０入口の圧力（モータ入口圧Ｐｍｉ）は、モータ入口目標圧Ｐｍｉ’が確保される。よって、油圧モータ入口管路２６のキャビテーションを抑制でき、その結果、吊荷２４巻下げ時の吊荷２４の急降下や落下を防止できる。
【００４１】
（効果１−１）
また、制御装置１は、油圧モータ出口管路２７に設けられ、油圧モータ２０出口の圧力（モータ出口圧Ｐｍｏ）を制御する内部パイロット式カウンタバランス弁４０を備える。
内部パイロット式カウンタバランス弁４０では、制御点および計測点がいずれも油圧モータ出口管路２７である。すなわち、内部パイロット式カウンタバランス弁４０は、いわばコロケーションがとれた安定した制御方式を用いている。よって、制御装置１では、内部パイロット式カウンタバランス弁４０による弁開度やモータ入口圧Ｐｍｉのハンチングを抑制できる（ハンチングの詳細は、上記課題１、図７（ａ）及び（ｂ）参照）。その結果、ウインチドラム２２の回転速度のハンチングを抑制できる。
【００４２】
また、制御装置１では、内部パイロット式カウンタバランス弁４０による上記のハンチングを抑制できるので、このハンチングを抑制するための絞り（上記課題２参照）を内部パイロット式カウンタバランス弁４０のパイロットラインに設ける必要がない。よって、この絞りによる、油圧モータ２０の作動油供給源（油圧ポンプ等）の無駄なブースト圧の発生（図７（ｄ）の斜線部参照）を抑制できる。その結果、制御装置１を備えた油圧作業機械Ｃの燃費（省エネ性）の悪化を抑制できる。
【００４３】
さらに詳しくは、制御装置１には次の効果がある。上述したように制御装置１では、ハンチングを抑制でき、かつ、パイロットラインに絞りを設けない。よって、例えば時刻Ｔ０に吊荷２４巻下げの操作をした場合、図４（ａ）に示すように内部パイロット式カウンタバランス弁４０の弁開度は直ちに目標の弁開度Ａ３に開くので、図４（ｂ）に示すようにモータ入口圧Ｐｍｉは直ちにモータ入口目標圧Ｐｍｉ’となり、その結果、図４（ｃ）に示すように制御装置１を備えた油圧作業機械Ｃの燃料消費量を抑制できる。
【００４４】
（効果１−２）
また、図１に示す弁制御手段５０は、モーメントリミッタ１０により推定された吊荷２４の負荷に基づいて吊荷２４巻下げ時の油圧モータ２０のモータ保持圧ΔＰを算出する（図２のステップＳ１０）。また、このモータ保持圧ΔＰを用いて、内部パイロット式カウンタバランス弁４０が制御される。
よって、（上記課題３のように）モータ保持圧ΔＰを直接検出する場合や、ウインチドラム２２の軸トルクを検出する場合に比べ、本発明のモータ保持圧ΔＰの算出は、吊荷２４の速度変化（例えば吊荷の揺れ等、負荷の変動）や油圧回路のノイズの影響を受けにくい。例えば、吊荷２４の速度変化が生じた後、この速度変化がおさまると、モーメントリミッタ１０により推定される吊荷２４の負荷の変動はただちにおさまる。よって、吊荷２４の速度変化後により早く安定したモータ保持圧ΔＰを算出でき、その結果、より早く安定した油圧モータ２０の制御ができる。
【００４５】
（効果１−３）
また、弁制御手段５０は、モーメントリミッタ１０により推定された吊荷２４の負荷に基づいて吊荷２４巻下げ時の油圧モータ２０のモータ保持圧ΔＰを算出する。
よって、ウインチドラム２２の停止時もモータ保持圧ΔＰを算出できる。したがって、ウインチドラム２２の始動後、（上記課題４の場合に比べ）より早く安定した油圧モータ２０の制御ができる。
【００４６】
（効果２）
制御装置１は、油圧モータ２０の馬力を一定に制御する馬力一定制御弁３０を備える。油圧モータ２０は、可変容量型である。また、弁制御手段５０により算出されるモータ保持圧ΔＰは、馬力一定制御弁３０の馬力一定制御特性に基づいて算出される。ここで、馬力一定制御特性を用いずにモータ保持圧ΔＰを算出するには、油圧モータ２０のモータ容量ｑを計測する必要があり、モータ容量ｑの計測には例えば傾転角センサを用いる必要がある。一方、本発明では馬力一定制御特性を用いてモータ保持圧ΔＰを算出するので、モーメントリミッタ１０により推定された吊荷２４の負荷Ｆに応じてモータ保持圧ΔＰが決まる（図３参照）。よって、制御装置１では、傾転角センサを用いなくてもモータ保持圧ΔＰを算出できる。その結果、コストを削減できる。
【００４７】
（効果３）
制御装置１は、油圧モータ出口管路２７に設けられた非常用弁６１を備える。非常用弁６１には、モータ入口目標圧Ｐｍｉ’よりも低い第１モータ入口制限圧Ｐ２が設定される。非常用弁６１は、吊荷２４巻下げ時の油圧モータ２０入口の圧力（モータ入口圧Ｐｍｉ）を計測して、この計測したモータ入口圧Ｐｍｉが第１モータ入口制限圧Ｐ２よりも低くなると弁を閉じる。よって、例えば油圧モータ入口管路２６が破裂する等の非常の場合に、モータ入口圧Ｐｍｉが第１モータ入口制限圧Ｐ２より低くなると、油圧モータ２０が減速や停止する。その結果、吊荷２４の急降下や落下を抑制でき、吊荷２４巻下げ時の安全性を向上させることができる。
【００４８】
（第２実施形態）
図５及び図６を参照して第２実施形態の制御装置１０１を説明する。図１に示す制御装置１は非常用弁６１を備えた。図５に示す制御装置１０１は、非常用弁６１を備えず、圧力センサ１７１を備える。なお、制御装置１０１は非常用弁６１を備えていても良い。以下、上記相違点をさらに説明する。以下、制御装置１０１の各構成要素については図５を、各ステップについては図６を参照して説明する。
【００４９】
圧力センサ１７１は、モータ入口圧Ｐｍｉを計測する（ステップＳ１３１）。計測されたモータ入口圧Ｐｍｉは、コントローラ５２に出力される。
【００５０】
弁制御手段５０のコントローラ５２には、モータ入口目標圧Ｐｍｉ’よりも低い第２モータ入口制限圧Ｐ３が設定される。弁制御手段５０は、圧力センサ１７１で計測されたモータ入口圧Ｐｍｉが第２モータ入口制限圧Ｐ３よりも低くなると（ステップＳ１３２でＮＯ）、内部パイロット式カウンタバランス弁４０を全閉させる。このときコントローラ５２は、内部パイロット式カウンタバランス弁４０が全閉となるように電磁比例減圧弁５１に出力する電流指令値を最大とする（ステップＳ１３３）。なお、圧力センサ１７１で計測されたモータ入口圧Ｐｍｉが第２モータ入口制限圧Ｐ３以上の場合は、内部パイロット式カウンタバランス弁４０は第１実施形態と同様に動作する。
【００５１】
（効果４）
制御装置１０１は、吊荷２４巻下げ時の油圧モータ２０入口の圧力（モータ入口圧Ｐｍｉ）を計測する圧力センサ１７１を備える。弁制御手段５０には、モータ入口目標圧Ｐｍｉ’よりも低い第２モータ入口制限圧Ｐ３が設定される。弁制御手段５０は、圧力センサ１７１で計測されたモータ入口圧Ｐｍｉが第２モータ入口制限圧Ｐ３よりも低くなると、内部パイロット式カウンタバランス弁４０を全閉させる。よって、上記（効果３）と同様に、例えば油圧モータ入口管路２６が破裂する等の非常の場合に、モータ入口圧Ｐｍｉが第２モータ入口制限圧Ｐ３よりも低くなると、油圧モータ２０が減速や停止する。その結果、吊荷２４の急降下や落下を抑制でき、吊荷２４巻下げ時の安全性を向上させることができる。
【００５２】
（変形例）
上記実施形態は様々に変形できる。例えば、図１に示す馬力一定制御弁３０は設けなくても良い。
【００５３】
また例えば、上記第１実施形態では、馬力一定制御弁３０の馬力一定制御特性を用いてモータ保持圧ΔＰを算出したが（図３参照）、馬力一定制御特性を用いずにモータ保持圧ΔＰを求めても良い。この場合、以下のようにモータ保持圧ΔＰを算出する。
油圧モータ２０が可変容量型の場合は、例えば傾転角センサを用いてモータ容量ｑを検出する。そして、検出したモータ容量ｑを上記（１）式に代入してモータ保持圧ΔＰを算出する。
油圧モータ２０が固定容量型の場合は、固定のモータ容量ｑを上記（１）式に代入してモータ保持圧ΔＰを算出する。
【００５４】
また例えば、上記実施形態では、電磁比例減圧弁５１を用いて、外部側パイロット油室４３に作用する外部パイロット圧を制御して、内部パイロット式カウンタバランス弁４０の設定圧Ｐ１を変更した。しかし、これ以外の構成により設定圧Ｐ１を変更しても良い。例えば、内部パイロット式カウンタバランス弁４０に作用させるパイロット荷重を変化させたり、セットスプリング４２のバネ力を変化させる等により、設定圧Ｐ１を変更しても良い。
【符号の説明】
【００５５】
１、１０１  制御装置
１０  モーメントリミッタ
２０  油圧モータ
２２  ウインチドラム
２４  吊荷
２６  油圧モータ入口管路
２７  油圧モータ出口管路
３０  馬力一定制御弁
４０  内部パイロット式カウンタバランス弁
５０  弁制御手段
６１  非常用弁
１７１  圧力センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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