(57)【要約】本発明は、複数のブームアーム（１６）を有するコンクリート分配ブーム（１４）の油圧制御のための方法及びシステムに関する。関節式に互いに連結した前記ブームアーム（１６）のための複数の油圧駆動シリンダー（１８）が、油圧回路（３４）によって制御され、供給圧力が油圧ポンプ（３２）を介して前記油圧回路（３４）に供給され、圧力信号が、少なくとも１つの圧力センサー（３８）によってそれぞれ前記駆動シリンダー（１８）内で把握される。本発明によれば、前記駆動シリンダー（１８）内の最大圧力が前記圧力信号から決定され、前記供給圧力が、前記最大圧力に従って電子制御ユニット（３６）によって調節される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のブームアーム（１６）を有するコンクリート分配ブーム（１４）の油圧制御のための方法であって、関節式に互いに連結した前記ブームアーム（１６）のための複数の油圧駆動シリンダー（１８）が、油圧回路（３４）によって制御され、供給圧力が油圧ポンプ（３２）を介して前記油圧回路（３４）に供給され、圧力信号が、少なくとも１つの圧力センサー（３８）によってそれぞれ前記駆動シリンダー（１８）内で把握される方法において、
前記駆動シリンダー（１８）内の最大圧力が前記圧力信号から決定され、前記供給圧力が、前記最大圧力に従って電子制御ユニット（３６）によって調節される、ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記圧力信号が、電気信号ライン（４０）を介して前記圧力センサー（３８）から前記電子制御ユニット（３６）に電気信号として伝送される、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記圧力信号はそれぞれ、前記駆動シリンダーのボトム側及び／又はロッド側で直接測定される、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記電気圧力信号は、特に電子回路又はソフトウェアにより形成された制御装置の比較器に伝送される、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記供給圧力が、特に分岐ライン（５２）を介して前記油圧ポンプ（３２）のフィードライン（５４）に接続したアクチュエータとしての制御可能な圧制御弁（５０）により調節される、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記圧制御弁（５０）が、特にソレノイドコイル（５６）によって、電気制御ライン（４８）を介して作動される、ことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記油圧ポンプ（３２）は定量ポンプとして設計されている、ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記供給圧力が、油圧ポンプ調整器又は電気ポンプ調整器を介して可変容量形ポンプとして設計された油圧ポンプ（３２）を調整することで調節される、ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記供給圧力は、前記最大圧力の値又は所定量だけその上にある値に設定される、ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記駆動シリンダー（１８）内のそれぞれの圧力が前記ブームアーム（１６）の現在の位置によって影響される、ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記供給圧力が、前記コンクリート分配ブーム（１４）の運転開始局面後に、特に負荷感知コントローラ（６６，６８）により前記圧力センサー（３８）の前記圧力信号とは独立して調節される、ことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記駆動シリンダー（１８）がそれぞれ、前記油圧回路（３４）の関連するアクチュエータを介して、特に比例方向制御弁（２６）を介して前記供給圧力から得られる作動圧力の作用を受ける、ことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記コンクリート分配ブーム（１４）の前記ブームアーム（１６）の移動が、行程コマンドの基準値に従ってコンピューター支援により調整される、ことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
移動局面の初めにおいて、特に前記コンクリート分配ブーム（１４）を開始したときに、前記最大圧力が前記圧力信号から決定される、ことを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
複数のブームアーム（１６）を有するコンクリート分配ブーム（１４）の油圧制御のためのシステムであって、
関節式の前記ブームアーム（１６）のためのそれぞれの油圧駆動シリンダー（１８）、及び、前記駆動シリンダー（１８）を制御するために油圧ポンプ（３２）を有する油圧回路（３４）を有し、
圧力信号が、前記駆動シリンダー（１８）においてそれぞれ少なくとも１つの圧力センサー（３８）によって把握され、前記駆動シリンダー（１８）内のそれぞれの圧力が前記ブームアーム（１６）の現在の位置に依存するシステムにおいて、
電子制御ユニット（３６）が、前記圧力信号から最大圧力を決定し、前記最大圧力に従って前記供給圧力を調節するように設計されている、ことを特徴とするシステム。
【請求項１６】
前記圧力センサー（３８）が、電気信号ライン（４０）を介して出力側で前記電子制御ユニット（３６）に接続している、ことを特徴とする請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記制御ユニット（３６）は、前記最大圧力を決定するために前記圧力信号が適用される比較器（４２）を有する、ことを特徴とする請求項１５又は１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記制御ユニット（３６）は、前記最大圧力に依存して前記供給圧力の目標値を決定する評価ステージ（４４）を有する、ことを特徴とする請求項１５〜１７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１９】
前記制御ユニット（３６）が、油圧ポンプ調整器若しくは電気ポンプ調整器を有し、又は前記供給圧力を調節するための、前記油圧ポンプ（３２）のフィードラインに接続した制御可能な圧制御弁（５０）を有する、ことを特徴とする請求項１５〜１８のいずれか一項に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、関節式に互いに連結したブームアームを駆動するように設計された油圧駆動シリンダーが油圧回路を介して制御される、多数のブームアームを有するコンクリート分配ブーム（コンクリート打ちブーム）の油圧制御のための方法に関する。供給圧力が油圧ポンプを介して油圧回路に供給され、圧力信号が少なくとも１つの圧力センサーによって駆動シリンダーにおいてそれぞれ捉えられる。本発明はさらに、このような方法を実行するためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧回路装置が特許文献１から知られており、そこではコンクリート分配ブームの運転開始局面のために、負荷圧力に応答する切換弁を備えた制御群が備えられており、それは油圧ポンプの調節要素を、負荷圧力の所定の最小値の下の最大流速のための位置にもたらす。油圧制御ラインにより伝達される負荷圧力のピックアップ（検出部）がそれぞれ、駆動シリンダーを制御する比例弁の消費者側（コンシューマー側）に位置しており、それがシャトル弁チェーンを介して送信される。いわゆる負荷保持弁が駆動シリンダーに設置されるので、把握される負荷圧力は最初０である。切換弁のための固定の基準値が高く設定されるほど、長めの期間にわたってシステム圧力が高くなり、対応するエネルギー損失を生じる。
【０００３】
所謂ＥＢＣ制御（人間工学ブーム制御）などの本出願人により販売される制御システムなどの、コンクリート分配ブームのための現在の制御システムでは、オペレータは、コンピューターの援助により同時に全てのブームアームを遠隔制御で制御するためにジョイスティックを使用でき、それにより機械座標系における目標の運動が特別な操縦努力を必要とせずに可能である。この目的のために、複数の圧力信号が駆動シリンダーにおいて直接把握される。例えば、ブームはアーチ形の位置に位置してもよく、それでブーム先端又はエンドホースを水平に移動させるために、個々のブームアームは持ち上げられ、他のブームアームは曲げられなければならない。この結合モードでは、必要な圧力の上昇のために、それらの位置に起因して低い負荷を受けるブームアーム又は駆動シリンダーは、高めの負荷を有する駆動シリンダーよりも早く反応する。これにより、ブームが振動し、ブーム先端の軌道カーブに所望でない影響が生じ得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＤＥ１０２００５０３５９８１Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここから始めて、本発明は、従来技術にて公知のブーム制御のための方法及びシステムをさらに改良し、特にブーム移動の間の軌道カーブを改良するため、圧力調節をなるべく早く特定するという目的に基づく。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的を達成するために、請求項１及び１５に記載の特徴の組み合わせを提案する。本発明の有利な実施形態及びさらなる発展形態は従属請求項から明らかになろう。
【０００７】
本発明は、供給圧力の電子パイロット制御のために電気的に伝送される信号として当該又は全ての駆動シリンダーから直接引き出される圧力測定値を使用するという概念に基づく。したがって、本発明によれば、駆動シリンダーにおける最大圧力が圧力信号から決定され、供給圧力は最大圧力に従って電子制御ユニットにより調節されることが提案される。電気的信号伝送は油圧制御チェーンにおける不感時間（dead times）や走行時間効果（runtime effects）を回避する一方、現在の又は瞬間的なブーム位置に依存する供給圧力が、電子制御ユニットによって可変制御変数として正確に設定され得る。これは、特に運転開始局面において、過度の油圧エネルギーを必要とせずに、より正確な軌道カーブと減少した振動をもたらす。
【０００８】
遅延した圧力上昇を避けるために、圧力信号が圧力センサーから電気信号ラインを介して電子制御ユニットに電気信号として伝送されるとやはり有利である。例えばピエゾ抵抗素子の又はひずみ測定の圧力変換器として作動する圧力センサーは、圧力のための物理的な測定量（測定変量）を、ＣＡＮバスのための電気信号、特にスタンダードバス信号に変換する。
【０００９】
油圧信号ラインを回避するために、圧力信号は、駆動シリンダーのボトム側及び／又はロッド側で直接測定される。
【００１０】
電子信号処理のために、電気圧力信号が、特に電子回路又はソフトウェアにより形成された制御装置の比較器に伝送されると有利である。
【００１１】
供給圧力の間接的調節のために、供給圧力が、特に分岐ラインを介して油圧ポンプのフィードラインに接続したアクチュエータとしての制御可能な圧制御弁（安全弁）により調節されると有利である。
【００１２】
ここでも走行時間効果を回避するために、また敏感な圧力設定を可能にするために、圧制御弁が、特に磁石によって、電気制御ラインを介して作動されると有利である。
【００１３】
簡単な回路バリエーションでは、油圧ポンプは定量ポンプ（コンスタントポンプ）として設計されている。
【００１４】
それに代えて、供給圧力を、油圧ポンプ調整器（hydraulic pump regulator）又は電気ポンプ調整器（electrical pump regulator）を介して可変容量形ポンプ（variable pump）として設計された油圧ポンプを調整することで調節することも可能である。
【００１５】
全ての油圧消費者に対する十分な供給を保証するために、供給圧力は、最大圧力の値又は所定量だけその上にある値に設定されるべきである。
【００１６】
電子制御は、駆動シリンダー内のそれぞれの圧力がブームアームの瞬間的な又は現在の位置によって影響を受けるという事実に調節可能に適合され、その際特に開始位置が考慮されてもよい。
【００１７】
堅牢な操作を可能にするために、供給圧力が、特に負荷感知コントローラにより、コンクリート分配ブームの運転開始局面後に圧力センサーの圧力信号とは独立して設定されると有利である。
【００１８】
なるべく正確なブーム移動のために、駆動シリンダーが、油圧回路のそれぞれの関連するアクチュエータを介して、特に比例方向制御弁を介して供給圧力から得られる（由来する）作動圧力の作用を受けると好ましい。
【００１９】
コンクリート分配ブームのブームアームの移動が行程コマンドの基準値・仕様書・ガイドライン（specification）に従ってコンピューター支援により調整されるという事実から、実用性の更なる増加が生じる。
【００２０】
さらに、特にコンクリート分配ブームが近づいたときに、最大圧力が移動局面の初めにおいて圧力信号から決定されると好ましい。
【００２１】
制御システムに関して、電子制御ユニットが、少なくともコンクリート分配ブームを開始させたときに最大圧力を圧力信号から決定するように、及び最大圧力に従って供給圧力を適合させるように設計されることを提案する。これは、導入部で説明した有利な効果に似たシステム利点を生じさせる。
【００２２】
駆動シリンダーから制御ユニットへの直接的な迅速な信号伝送を可能にするために、圧力センサーが、電気信号ラインを介して出力側の制御ユニットに接続していると有利である。
【００２３】
制御ユニットは有利には、最大圧力を決定するために圧力信号が適用される比較器を有し、それにより圧力比較のための複雑な油圧調整弁チェーン（hydraulic valve chains）を省くことができる。
【００２４】
制御ユニットが最大圧力に依存する供給圧力の目標値を決定する評価ルーチンを有する点で、柔軟な適用が可能になる。
【００２５】
制御ユニットが、油圧ポンプ調整器若しくは電気ポンプ調整器を有し、又は供給圧力を調節するための、油圧ポンプのフィードラインに接続した制御可能な圧制御弁を有することから、別なシステム利点が生じる。
【００２６】
以下では、図面に概略的に描かれた実施形態に則してより詳細に本発明を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】そのブームアーム上の油圧駆動シリンダーによって移動可能なコンクリート分配ブームを備えたトラック搭載コンクリートポンプの側面図である。
【図２】供給圧力の負荷圧力に依存する調節の下でコンクリート分配ブームを制御するシステムのブロック図である。
【図３】定量ポンプと負荷圧力に依存して制御される圧制御弁を備えた油圧回路を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１において支持された作業位置に示されるトラック搭載コンクリートポンプ１０は、車両１２と、それにより搬送可能なコンクリート分配ブーム１４とを有する。コンクリート分配ブームのうちの関節式に互いに連結した複数のブームアーム１６が、油圧駆動シリンダー１８によってそれぞれのジョイント２０の周りを旋回でき、それでコンクリートを撒くためのエンドホース２２が作業エリアに位置決めされ得る。
【００２９】
図２は、コンクリート分配ブーム１４のための制御システム２４を示す。これは、複動式油圧駆動シリンダー１８用の及び車両垂直軸の周りにブームを回転させる回転駆動部２８用の複数のアクチュエータ２６、これらアクチュエータ２６を作動させるコンピューター支援された遠隔制御ユニット３０、及び駆動シリンダー１８をそれらのアクチュエータ２６を介して油圧により作動させる油圧ポンプ３２を含む油圧回路３４、及び少なくともコンクリート分配ブーム１４の運転開始の際に油圧ポンプ３２により供給される供給圧力を負荷に応じて調節するための電子制御ユニット３６を含む。
【００３０】
この目的のために、それぞれの駆動シリンダー１８は、ベース側及びロッド側に複数の圧力センサー３８を具備し、その圧力信号は、電気信号ライン４０を介して制御装置３６の比較器４２に電気出力信号として供給される。これは、圧力信号から最大圧力値を決定し、それを制御装置３６の評価ステージ４４に転送するように設計されている。評価ステージ４４では、供給圧力のための目標値がそこから決定され、場合によっては、最大圧力値は所定量だけ増加される。供給圧力をこの目標値に設定するために、制御ライン４８を介して制御装置３６によって制御可能である圧力アクチュエータ４６が設置されている。
【００３１】
図２に示す実施形態では、圧力調整器４６は、圧制御弁５０を有し、その入力は分岐ライン５２を介して出口側の油圧ポンプ３２のフィードライン５４に接続している。当該弁は、制御ライン４８の端部にある比例ソレノイド５６を介して作動される。圧制御弁５０の出口は、戻りライン５８を介してタンク６０に接続している。
【００３２】
可変容量型ポンプとして設計された油圧ポンプ３２の供給圧力又は吐出し圧力は、油圧回路３４を介してアクチュエータ２６と平行に分配される。これらは、ボトム側又はロッド側で駆動シリンダー１８に接続される比例切換弁を基礎としており、それらのゼロ位置（ホームポジション）において油圧ロックを保証し、それによりブームアーム１６は所与の位置に留まり、油圧ポンプ３２は全負荷下で連続的に稼働する必要が無い。
【００３３】
駆動シリンダー１８内のそれぞれの圧力は、ブームアーム１６の瞬間位置によって影響され、ゆえに様々な高さを有する。例えば、図１において車両の近くの第１駆動シリンダー１８は、立ち上がりのための最大圧力を必要とする一方、ブームエンドの前の最終駆動シリンダーは捩れのための少なめの圧力を必要とする。しかしながら、液圧は急には提供されず、或る時間をかけて増加する。
【００３４】
今、コンクリート分配ブーム１４が所与の位置からアプローチされる場合、自動制御システム２４は、現在必要とされる最大供給圧力が提供されることを自動的に保証する。この目的のために、電気信号又は電流信号として提供される圧力センサー３８の測定信号は比較器４２で処理され、必要とされる最大圧力を電子的に又はデジタル式に決定する。評価ステージ４４は、マイクロプロセッサーの一部として、予圧力（preload pressure）として必要とされる最大圧力を設定するために、圧制御弁５０の比例ソレノイドコイル５６の対応するエネルギー（電圧）をもたらす。これは、全ての駆動シリンダー１８が同時に開始され得ることを意味する、と言うのもそれらのどれも、或る不感時間の間それらの必要とされる作業圧力のために供給不足のままにならないからである。この運転開始局面の後、走行時間効果はむしろアクチュエータ２６のチェーンにおいて副次的であり（下位にあり）、十分な作動油が使用でき、それにより圧力制御が必要に応じて不活性化され得る。
【００３５】
制御可能な圧制御弁５０による間接的な圧力制御に代えて、所望の予圧力を設定するために、制御ユニット３６が制御ライン４８’及びポンプ調整器（不図示）を介して可変容量型ポンプ３２の旋回角度に直接作用することも考えられる。
【００３６】
図３は、定量ポンプ３２’に加えて制御装置３６の使用のための別な実施形態を示し、比例弁６２を有する２つのアクチュエータ２６と下流の油圧駆動シリンダー１８だけが、単純化された回路図に示されている。そこでも、負荷圧力は圧力センサー３８を介して決定され、検出される最大圧力に従って比例ソレノイドコイル５６を介して圧制御弁５０で調節可能にプリセットされる。高めの圧力が更なるブーム操作で必要とされるとすぐに、方向制御弁６４は閉じ、圧力が負荷感知ライン６６を介して圧力補償器６８に油圧により伝えられる。そこで、過剰な作動油は分岐点７０からタンク６０に方向転換される。この目的のために、圧力補償器６８は切換弁７２を有し、この切換弁は、その１つのバネ付勢された制御入力部では負荷感知圧力を作用され、その他方の制御入力部ではポンプ圧力を作用され、対応的にそれを中間位置に制御又はブロックする。
【００３７】
図３から分かるように、負荷圧力伝達のためのピックアップ７４が比例弁６２の供給側にある。シャトル弁チェーン７６は、負荷感知ライン６６における最大負荷圧力だけが駆動操作の間に制御されることを保証する。
【００３８】
スタンバイモードでは、つまり、図示の比例弁６２の中間位置では、駆動シリンダー１８は負荷保持弁７８によってロックされ、負荷感知信号は提供されない。ここで、圧力センサー３８に結合した制御装置３６は、必要なプリストレスの付与を可能にし、個々の駆動シリンダー１８が低めの供給圧力要求でリードすることなく、運転開始コマンドをブームアーム１６の適切な同期した旋回運動に変換するために、電子ブーム制御装置（例えばＥＢＣ（人間工学ブーム制御）として公知）を使用する。
【符号の説明】
【００３９】
１４  コンクリート分配ブーム
１６  ブームアーム
１８  油圧駆動シリンダー
３２  油圧ポンプ
３４  油圧回路
３６  電子制御ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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