(57)【要約】【課題】  作業効率の著しい低下を伴うことなく油圧シリンダの破損を防止することができる油圧シリンダの制御装置及びこれを備えた作業機械を提供すること。【解決手段】  シリンダ本体１７及びシリンダ本体１７内を摺動するピストン１８を有するアームシリンダ１１に作動油を供給するポンプ２５を備え、このポンプ２５からアームシリンダ１１への作動油の供給量及びアームシリンダ１１から排出される作動油の排出量を調整することによりアームシリンダ１１のストロークエンドに近づくピストン１８を減速させる制御装置５であって、ピストン１８の移動速度が大きい程、当該ピストン１８の減速を開始する減速開始位置をストロークエンドから遠い位置に設定するように構成されている。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ本体及びシリンダ本体内を摺動するピストンを有する油圧シリンダに作動油を供給する供給源を備え、この供給源から前記油圧シリンダへの作動油の供給量及び油圧シリンダから排出される作動油の排出量を調整することにより前記シリンダ本体のストロークエンドに近づくピストンを減速させる油圧シリンダの制御装置であって、
前記ピストンを減速させる減速手段と、
前記ピストンの移動速度が大きい程、当該ピストンの減速を開始する減速開始位置を前記ストロークエンドから遠い位置に設定する減速設定手段とを備えたことを特徴とする油圧シリンダの制御装置。
【請求項２】
前記減速手段は、前記油圧シリンダと供給源との間に設けられ油圧シリンダに対する作動油の供給量及び油圧シリンダから排出される作動油の排出量を変化させる給排調整手段を備えている一方、前記減速設定手段は、前記ピストンの移動速度を検出する検出手段と、前記給排調整手段を操作して前記供給量及び排出量を低減させることによりピストン速度を低下させる流量操作手段とを備え、この流量操作手段は、前記検出手段により検出された前記ピストンの速度が大きい程、早い時期に前記給排調整手段の操作を開始することを特徴とする請求項１に記載の油圧シリンダの制御装置。
【請求項３】
前記減速手段は、供給源による作動油の吐出流量を変化させる流量調整手段をさらに備え、前記流量操作手段は、前記ピストン減速動作の実行期間中に給排調整手段により調整される前記油圧シリンダへの作動油の供給流量に対応して、前記流量調整手段を操作することにより前記供給源からの吐出流量を減少させることを特徴とする請求項２に記載の油圧シリンダの制御装置。
【請求項４】
前記供給源及び給排調整手段を複数組備え、これら各組から供給される作動油を合流して共通の油圧シリンダに供給させるとともに当該油圧シリンダから排出された作動油を各給排調整手段に分配してそれぞれ流量調整するように構成され、前記減速手段は、使用者の操作を受けることにより前記各給排調整手段を操作する操作手段と、この操作手段の操作状況にかかわらず前記各給排調整手段のうちの少なくとも１つを強制的に操作可能な強制操作手段とを備え、前記流量操作手段は、前記ピストンの減速制御期間中に、前記強制操作手段を制御することにより前記油圧シリンダに対する作動油の供給量及び油圧シリンダからの作動油の排出量を低減させることを特徴とする請求項２又は３に記載の油圧シリンダの制御装置。
【請求項５】
前記流量操作手段は、前記ピストンの減速制御期間中に前記検出手段又は強制操作手段に異常が生じているか否かを判定し、異常が生じていると判定された場合に前記強制操作手段による駆動の対象とならない給排調整手段を操作して、前記油圧シリンダに対する作動油の供給量及び油圧シリンダからの作動油の排出量を最小限に設定することを特徴とする請求項４に記載の油圧シリンダの制御装置。
【請求項６】
前記減速手段は、前記供給源による作動油の吐出流量を変化させる流量調整手段を備えている一方、前記減速設定手段は、前記ピストンの移動速度を検出する検出手段と、前記流量調整手段を操作して前記供給量を低減させることによりピストン速度を低下させる流量操作手段とを備え、この流量操作手段は、前記検出手段により検出された前記ピストンの速度が大きい程、早い時期に前記流量調整手段の操作を開始することを特徴とする請求項１に記載の油圧シリンダの制御装置。
【請求項７】
前記油圧シリンダには、前記ピストンがピストン本体における所定のクッション開始位置から前記エンドストロークまで移動する間に当該油圧シリンダからの作動油排出量を絞ることにより当該ピストンを減速するメカニカルクッション手段が設けられていることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の油圧シリンダの制御装置。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか１項に記載の油圧シリンダの制御装置と油圧シリンダとを備えた作業機械であって、
前記油圧シリンダは、前記ピストンの移動に伴い前記ピストン本体に対して伸縮するロッドを備え、このロッドを伸縮させることにより作業用アタッチメントを駆動させることを特徴とする作業機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ストロークエンドに至るピストンの駆動を制御することにより油圧シリンダの破損等を防止する油圧シリンダの制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
前記制御装置としては、例えば、特許文献１の液圧シリンダの制御装置が知られている。
【０００３】
この制御装置は、液圧シリンダ内の圧力に基づいてピストンの位置が所定のストロークエンド領域にあるか否かを判定し、ストロークエンド領域にあると判定されると、液圧シリンダに対する供給圧及び排出圧を制限してピストンを減速するようになっている。
【特許文献１】特開２００４−２９３６２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記特許文献１の制御装置では、ピストンがストロークエンドに対し所定の距離（ストロークエンド領域）まで近接した時点で、一律にピストンの減速を開始するようにしているので、当該位置に到達した時点におけるピストンの速度が過度に大きい場合にはその慣性に応じた大きな力が当該ピストンに付与される結果、シリンダの内圧（排出側の室の内圧）が過度に上昇してシリンダを破損してしまうおそれがある。
【０００５】
このような破損を確実に防ぐには、ストーロークエンド領域を拡大して早めに減速すればよいが、その場合はピストンの速度が過度に上昇していない場合にも減速時期を早めることになり作業効率が悪かった。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、作業効率の著しい低下を伴うことなく油圧シリンダの破損を防止することができる油圧シリンダの制御装置及びこれを備えた作業機械を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明は、シリンダ本体及びシリンダ本体内を摺動するピストンを有する油圧シリンダに作動油を供給する供給源を備え、この供給源から前記油圧シリンダへの作動油の供給量及び油圧シリンダから排出される作動油の排出量を調整することにより前記シリンダ本体のストロークエンドに近づくピストンを減速させる油圧シリンダの制御装置であって、前記ピストンを減速させる減速実行手段と、前記ピストンの移動速度が大きい程、当該ピストンの減速を開始する減速開始位置を前記ストロークエンドから遠い位置に設定する減速設定手段とを備えたことを特徴とする油圧シリンダの制御装置を提供する。
【０００８】
本発明によれば、移動速度が大きい程、ピストンの減速開始位置をストロークエンドから遠くすることができるので、ピストンが高速でストロークエンドに近づいている場合に当該ピストンの減速を早めに実行することにより当該ピストンの慣性に応じた力をストロークエンドまでの間に相殺してシリンダ本体の内部圧力が過度に上昇するのを防止することができる。
【０００９】
逆に、移動速度が小さい場合には、この速度に応じて減速開始位置をストロークエンドに近い位置に設定することができるので、ピストンが低速でストロークエンドに近づいている場合にはストロークエンドの近傍位置（前記減速開始位置）まで迅速にピストンを移動させることができる。
【００１０】
したがって、本発明によれば、作業効率の著しい低下を伴うことなく、シリンダ本体の内部圧力が過度に上昇するのを抑制することにより油圧シリンダの破損を防止することができる。
【００１１】
前記油圧シリンダの制御装置において、前記減速手段は、前記油圧シリンダと供給源との間に設けられ油圧シリンダに対する作動油の供給量及び油圧シリンダから排出される作動油の排出量を変化させる給排調整手段を備えている一方、前記減速設定手段は、前記ピストンの移動速度を検出する検出手段と、前記給排調整手段を操作して前記供給量及び排出量を低減させることによりピストン速度を低下させる流量操作手段とを備え、この流量操作手段は、前記検出手段により検出された前記ピストンの速度が大きい程、早い時期に前記給排調整手段の操作を開始することが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、油圧シリンダに供給される作動油の流量及び油圧シリンダから排出される作動油の排出量を低減させることによって油圧シリンダのピストンを減速することができる。
【００１３】
そして、前記減速手段は、供給源による作動油の吐出流量を変化させる流量調整手段をさらに備え、前記流量操作手段は、前記ピストン減速動作の実行期間中に給排調整手段により調整される前記油圧シリンダへの作動油の供給流量に対応して、前記流量調整手段を操作することにより前記供給源からの吐出流量を減少させることが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、油圧シリンダへの作動油供給量が制限されるピストン減速制御の実行期間中に、供給源の吐出流量を減少することができるので、給排調整手段を挟んだ一次側と二次側の作動油供給流量の均衡を図ることができ、これによりピストンの減速制御の精度を向上させることができる。
【００１５】
前記油圧シリンダの制御装置において、前記供給源及び給排調整手段を複数組備え、これら各組から供給される作動油を合流して共通の油圧シリンダに供給させるとともに当該油圧シリンダから排出された作動油を各給排調整手段に分配してそれぞれ流量調整するように構成され、前記減速手段は、使用者の操作を受けることにより前記各給排調整手段を操作する操作手段と、この操作手段の操作状況にかかわらず前記各給排調整手段のうちの少なくとも１つを強制的に操作可能な強制操作手段とを備え、前記流量操作手段は、前記ピストンの減速制御期間中に、前記強制操作手段を制御することにより前記油圧シリンダに対する作動油の供給量及び油圧シリンダからの作動油の排出量を低減させることが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、通常運転時に複数の供給源により共通の油圧シリンダを駆動して当該油圧シリンダに大きな駆動力を発揮させることができる一方、ピストン減速制御期間中には複数ある給排調整手段の一部について操作手段の操作に応じた駆動を維持させておきながら、少なくとも１つの給排調整手段を利用して油圧シリンダに対する作動油の供給量及び油圧シリンダからの作動油の排出量を低減させてピストンを減速することができる。
【００１７】
さらに、前記流量操作手段は、前記ピストンの減速制御期間中に前記検出手段又は強制操作手段に異常が生じているか否かを判定し、異常が生じていると判定された場合に前記強制操作手段による駆動の対象とならない給排調整手段を操作して、前記油圧シリンダに対する作動油の供給量及び油圧シリンダからの作動油の排出量を最小限に設定することができる。
【００１８】
この構成によれば、検出手段又は強制操作手段に異常が生じている場合、すなわち、強制操作手段による駆動の対象となる給排調整手段を正常に制御できる状況下ではないと判定された場合であっても、他の給排調整手段によりピストンを減速させることができ、安全性を高めることができる。
【００１９】
ところで、前記減速手段は、前記供給源による作動油の吐出流量を変化させる流量調整手段を備えている一方、前記減速設定手段は、前記ピストンの移動速度を検出する検出手段と、前記流量調整手段を操作して前記供給量を低減させることによりピストン速度を低下させる流量操作手段とを備え、この流量操作手段は、前記検出手段により検出された前記ピストンの速度が大きい程、早い時期に前記流量調整手段の操作を開始するように構成することもできる。
【００２０】
この構成によれば、供給源の吐出流量を低減させることにより油圧シリンダに供給される作動油の流量を低減させて油圧シリンダのピストンを減速することができる。
【００２１】
一方、前記油圧シリンダには、前記ピストンがピストン本体における所定のクッション開始位置から前記エンドストロークまで移動する間に当該油圧シリンダからの作動油排出量を絞ることにより当該ピストンを減速するメカニカルクッション手段が設けられていることが好ましい。
【００２２】
この構成によれば、前記減速設定手段によるピストンの減速制御と相俟って、より確実にピストンを減速することができる。
【００２３】
本発明の別の態様は、前記油圧シリンダの制御装置と油圧シリンダとを備えた作業機械であって、前記油圧シリンダは、前記ピストンの移動に伴い前記ピストン本体に対して伸縮するロッドを備え、このロッドを伸縮させることにより作業用アタッチメントを駆動させることを特徴とする作業機械を提供するものである。
【００２４】
この構成によれば、油圧シリンダのロッドを伸縮させて作業用アタッチメントを駆動するのに際し、前記シリンダ本体のストロークエンドに近づくピストンを減速することにより当該油圧シリンダの破損を抑制することができる。
【００２５】
特に、前記作業機械においては、作業用アタッチメントの駆動に伴い当該作業用アタッチメントの自重による慣性に応じた力がピストンに付与されるので、当該ピストンの移動速度が速くなる傾向にあるが、前記構成によれば、作業用アタッチメントの慣性に応じた力が付与されている場合であっても、この力に伴うピストンの移動速度に応じて当該ピストンの減速開始位置を長く設定することにより前記シリンダ本体の内圧が過度に上昇するのを抑制して油圧シリンダの破損を防止することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、作業効率の著しい低下を伴うことなく油圧シリンダの破損を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。
【００２８】
図１は、本発明の実施形態に係るクローラ式建設機械の全体構成を示したものである。図２は、図１のクローラ式建設機械の制御装置を示す概略図である。
【００２９】
各図を参照して、作業機械の一例としての建設機械（作業機械）１は、クローラ２ａを備えた下部走行体２と、この下部走行体２上に旋回自在に搭載される上部旋回体３と、この上部旋回体３の前部に起伏自在に装備された作業アタッチメント４と、この作業アタッチメント４の駆動を制御する制御装置（図２参照）５とを備えている。
【００３０】
作業アタッチメント４は、第１ブーム６ａ及び第２ブーム６ｂからなるセパレートブーム６と、その第２ブーム６ｂの先端部に連結されるアーム７とから構成されており、そのアーム７の先端部に破砕機８が取り付けられている。
【００３１】
前記第１ブーム６ａは、第１ブームシリンダ９の伸縮動作によって起伏し、第２ブーム６ｂは、第２ブームシリンダ１０の伸縮動作によって起伏し、アーム７は、アームシリンダ（油圧シリンダ）１１の伸縮動作によって水平軸Ｊ１回りに上下方向に揺動し、破砕機８は、破砕機用シリンダ１２の伸縮動作によって上下方向に回動する。なお、前記第２ブーム６ｂとアーム７との間には、当該アーム７の水平軸Ｊ１回りの回転角度を検出する回転角センサ（検出手段）１４が設けられている。
【００３２】
そして、本発明に係る制御装置５は、前記回転角センサ１４と、アームシリンダ１１に対する作動油の給排路が形成された油圧回路１５と、この油圧回路１５による作動油の流量を調整するコントローラ（流量操作手段）１６とを備えている。
【００３３】
図３は、アームシリンダ１１の一部を拡大して示す断面図である。
【００３４】
図３を参照して、アームシリンダ１１は、シリンダ本体１７内をピストン１８が摺動することにより、ロッド１９がシリンダ本体１７に対して伸縮するようになっている。
【００３５】
シリンダ本体１７は、断面円形の筒状部材２０の両端開口が蓋体（図ではロッド１９側の蓋体２１のみ示しており、ヘッド側の蓋体は図示を省略している。以降蓋体２１についてのみ述べる）によって閉鎖された基本構成を有し、この蓋体２１に形成された穴部２１ａが肩部２１ｂを介して筒状部材２０の内腔に対し同心に連結されている。さらに、前記蓋体２１には、肩部２１ｂから穴部２１ａの側面までを貫くバイパス経路２１ｃと、このバイパス経路２１ｃの流路断面積を調整する絞り弁２１ｄとが設けられている。なお、前記穴部２１ａは、作動油給排用のポート２１ｅに連結されている。
【００３６】
一方、ピストン１８は、前記筒状部材２０の内面に沿って摺動するピストン本体２２と、このピストン本体２２の両側に装着されたクッションリング（図３では双方のクッションリングに符号２３を付しているが、以降の説明では、蓋体２１側のクッションリングを符号２３として説明する）とを備え、このクッションリング２３は、前記穴部２１ａに挿通可能とされている。
【００３７】
すなわち、アームシリンダ１１には、前記蓋体２１とクッションリング２３とによってメカニカルクッション機構が形成されている。具体的に、図３の（ｂ）に示すように、ピストン１８がシリンダ本体１７のストロークエンドに近づくと、当該ピストン１８のクッションリング２３が穴部２１ａに液密状態で挿入される結果、ピストン１８のストロークエンド側の領域は、ピストン本体２２と肩部２１ｂとの間のクッション室Ｓ１と、クッションリング２３と穴部２１ａとの間の排出室Ｓ２とに区画される。ピストン１８がさらに移動すると、前記クッション室Ｓ１内の作動油がバイパス経路２１ｃを通って排出室Ｓ２に移動しようとするが前記絞り弁２１ｄによって流量が制限されているため、前記クッション室Ｓ１内の圧力が上昇してピストン１８にブレーキ作用が生じることになる。
【００３８】
以下、油圧回路１５の構成について図２を参照して説明する。
【００３９】
油圧回路１５には、それぞれ３位置切換弁（給排調整手段）２４Ａ又は２４Ｂを介してアームシリンダ１１へ作動油を供給する一対のポンプ（供給源）２５Ａ及び２５Ｂと、図略のパイロットポンプからの作動油を３位置切換弁２４Ａ及び２５Ｂに供給するリモコン弁（操作手段）２６が設けられている。なお、以下の説明では区別を要しない場合には、３位置切換弁２４Ａ及び２４Ｂを３位置切換弁２４と総称し、ポンプ２５Ａ及び２５Ｂをポンプ２５と総称する。
【００４０】
ポンプ２５は、可変容量型ポンプにより構成され、後述するコントローラ１６からの指令に応じて吐出流量を調整する流量調整部（流量調整手段）２７を備えている。
【００４１】
３位置切換弁２４は、パイロットポート２４ａ、２４ｂの何れにも作動油が供給されていないときには中立位置Ｃに保持され、パイロットポート２４ａに作動油が供給されると切換位置Ａに切換えられ、パイロットポート２４ｂに作動油が供給されると切換位置Ｂに切換えられるようになっている。
【００４２】
そして、中立位置Ｃでは、ポンプ２５からの作動油が油タンクに回収されるとともにアームシリンダ１１からの作動油の排出経路が遮断される。切換位置Ａでは、ポンプ２５からの作動油がアームシリンダ１１のロッド１９伸張側のポート２１ｅへ供給されるとともにアームシリンダ１１から排出される作動油が油タンクに回収される。切換位置Ｂでは、ポンプ２５からの作動油がアームシリンダ１１のロッド１９短縮側のポート２１ｅへ供給されるとともにアームシリンダ１１から排出される作動油が油タンクに回収される。
【００４３】
さらに、３位置切換弁２４は、パイロットポート２４ａ又は２４ｂに対する作動油のパイロット圧の高低によって中立位置Ｃから切換位置Ａ又はＢへのストロークが変化することにより、アームシリンダ１１への作動油の供給流量及びアームシリンダ１１から排出される作動油の流量を調整することが可能となっている。
【００４４】
なお、前記ポンプ２５と３位置切換弁２４との間には、アームシリンダ１１へ供給される作動油の圧力を所定値に制限するためのリリーフ弁２８が設けられている。
【００４５】
一方、リモコン弁２６は、アームシリンダ１１のロッド１９を短縮させる（アーム７を上方へ回動させる：図１参照）短縮指令、又はロッド１９を伸張させる（アーム７を下方へ回動させる：図１参照）伸張指令をレバー操作によって入力操作可能とされている。
【００４６】
すなわち、リモコン弁２６は、図２に示す中立位置からレバー２６ａを左に傾動操作されることにより前記短縮指令が出力され、右に傾動操作されることにより前記伸張指令が出力されるようになっており、このレバー２６ａの中立位置からの傾きが大きい程、前記パイロットポンプ（図示せず）から高いパイロット圧の作動油が３位置切換弁２４のパイロットポート２４ａ又は２４ｂに供給されるようになっている。同様に、レバー２６ａの中立位置からの傾きが大きい程、前記流量調整部２７に対して大電流を供給してポンプ２５による作動油の吐出量を増大させるように後述するコントローラ１６と連動する。
【００４７】
具体的に、リモコン弁２６により短縮指令が入力されるとパイロットポンプからの作動油がパイロットポート２４ｂに供給されるとともにレバー２６ａの傾きに応じてポンプ２５の吐出量が制御される一方、伸張指令が入力されると作動油がパイロットポート２４ａに供給されるとともにレバー２６ａの傾きに応じてポンプ２５の吐出量が制御される。
【００４８】
さらに、リモコン弁２６と一方の３位置切換弁２４Ｂのパイロットポート２４ａとの間には、電磁比例弁（強制操作手段）２９が設けられている。この電磁比例弁２９は、後述するコントローラ１６からの指令（供給電流）に応じて作動油の二次側の圧力（パイロットポート２４ａに対するパイロット圧）を変化させることが可能とされている。したがって、電磁比例弁２９は、前記リモコン弁２６の入力操作に優先して３位置切換弁２４Ｂのパイロットポート２４ａに対するパイロット圧、ひいては、アームシリンダ１１に対する作動油の供給流量及びアームシリンダ１１からの作動油の排出流量を調整することができる。
【００４９】
図１及び図２を参照して、コントローラ１６は、前記回転角センサ１４、各流量調整部２７及び電磁比例弁２９に電気的に接続されている。そして、コントローラ１６は、アーム７の下方への回動動作が実行されている場合（ロッド１９が伸張動作している場合）に、回転角センサ１４により検出されたアーム７の回転位置に基づき各流量調整部２７及び電磁比例弁２９を操作することにより、アームシリンダ１１のストロークエンドに向かうピストン１８を減速するようになっている。
【００５０】
具体的に、コントローラ１６は、図４に示すように、ストロークエンドへ向かうピストン１８が比較的低い速度Ｖ１で移動している場合には、当該ピストン１８の減速開始位置をストロークエンド寄りに設定して減速距離Ｄ１を短くする一方、ピストン１８が前記Ｖ１よりも高い速度Ｖ２で移動している場合には、当該ピストン１８の減速距離Ｄ２を前記減速距離Ｄ１よりも長く設定するようになっている。すなわち、移動速度が大きい程、ピストン１８の減速開始位置をストロークエンドから遠くすることができるので、ピストン１８が高速でストロークエンドに近づいている場合に当該ピストン１８の減速を早めに実行することにより当該ピストン１８の慣性に応じた力をストロークエンドまでの間に相殺してシリンダ本体１７の内部圧力が過度に上昇するのを防止することができる。
【００５１】
以下、このコントローラ１６により実行される処理について、図５を参照して説明する。
【００５２】
まず、処理が開始されると、回転角センサ１４によりアーム７の回転角度θ(n)を検出し、これを記憶する（ステップＳ１）。ここで、回転角度θ(n)は、アーム７とセパレートブーム６の第２ブーム６ｂ（図１参照）との間の角度のことである。
【００５３】
次いで、ステップＳ１で測定されたθ(n)から前回計測されたθ(n-1)を減算して角度差Δθ(n)を算出し（ステップＳ２）、この角度差Δθ(n)に基づいて現在アーム７の回転角度が減少しているか、すなわち、ロッド１９の伸張動作が実行されているか否かを判定する（ステップＳ３）。
【００５４】
ここで、ロッド１９の伸張動作が実行されていない（ロッド１９が停止している又は短縮している）と判定されると（ステップＳ３でＮＯ）、前記ステップＳ１を繰り返し実行する。
【００５５】
一方、ステップＳ３でロッド１９の伸張動作が実行されていると判定されると（ステップＳ３でＹＥＳ）、前記θ(n)が予め設定された判定角度θjudge以下であるか否かが判定される（ステップＳ４）。ここで、θjudgeは、図６に示すように、ロッド１９が想定される最大速度Ｖmaxで伸張している場合に、当該ロッド１９の減速を開始すべき位置に対応して設定されたアーム７の回転角度である。なお、本実施形態では、最大速度Ｖmaxに対応して判定角度θjudgeが設定されているが、このθjudgeよりも手前側（ロッド１９がより短縮している側）に判定角度を設定してもよい。
【００５６】
このステップＳ４でθ(n)がθjudgeよりも大きいと判定されると（ステップＳ４でＮＯ）、前記ステップＳ１を繰り返し実行する一方、θ(n)がθjudge以下であると判定されると（ステップＳ４でＹＥＳ）、過去５回の角度差Δθ(n)・・・Δθ(n-5)に基づいて、アーム７の平均速度を算出する（ステップＳ５）。
【００５７】
次いで、ステップＳ５で算出された平均移動速度と、予め記憶された開始角度マップＭ１に基づいて減速開始角度θＢを特定する（ステップＳ６）。
【００５８】
ここで、開始角度マップＭ１は、図６に示すように、アーム７の速度と角度とにより規定されたマップである。具体的に、開始角度マップは、前記判定角度θjudgeにおいて想定される最大速度Ｖmaxと、速度を０とすべきアーム７の角度として予め設定された角度θＡとを結ぶ直線上に乗ったデータ群である。
【００５９】
そして、減速開始角度θＢが特定されると、この減速開始角度θＢに基づいて、前記電磁比例弁２９へ供給する電流値を特定するための電流値マップＭ２が作成されることになる。
【００６０】
ここで、電流値マップＭ２は、図７に示すように、アーム７の回転角に応じた電磁比例弁２９への供給電流値を示すマップであり、前記減速開始角度θＢの値に応じて規定されるものである。すなわち、電流値マップＭ２は、前記角度θＡ（図６参照）において電磁比例弁２９に対し供給される電流値として予め設定された電流値ｉＡと、前記ステップＳ６で特定された減速開始角度θＢとを結ぶ直線上に乗ったデータ群である。つまり、前記ステップＳ６で特定されたθＢが大きい（例えば、図７のθＢ１）程、電流値マップＭ２の傾き（減速度）が緩やかになる一方、θＢが小さい（例えば、図７のθＢ３）程、電流値マップＭ２の傾きが急になる。
【００６１】
そして、この電流値マップＭ２に基づいて電磁比例弁２９に対する供給電流値ｉ(n)を特定し（ステップＳ７）、次にこの電流値ｉ(n)に応じて３位置切換弁２４からアームシリンダ１１へ供給される作動油の流量最大値を特定し、この流量最大値に基づいて、ポンプ２５の流量調整部２７に対する供給電流値ｉmaxを算出する（ステップＳ８）。
【００６２】
すなわち、前記電流値ｉ(n)を電磁比例弁２９へ供給することにより３位置切換弁２４Ｂに対するパイロット圧が低減し、これに応じて当該３位置切換弁２４Ｂからアームシリンダ１１へ供給される作動油の流量が低減することになるが、このままでは、３位置切換弁２４Ｂを挟んだ一次側と二次側の圧力が異なることになるので、流量の精度が不安定になるおそれがある。そこで、前記電流値ｉ(n)に応じてアームシリンダ１１に供給される作動油の流量最大値を特定し、この流量最大値に応じた流量でポンプ２５に作動油を吐出させるべく前記流量調整部２７に対する供給電流値ｉmaxを算出する。
【００６３】
次いで、現時点で各流量調整部２７に供給されている電流値ｉp1及びｉp2が、ステップＳ８で算出された供給電流値ｉmaxよりも大きいか否かが判定され（ステップＳ９）、ここで、電流値ｉp1及びｉp2がｉmaxよりも大きいと判定されると（ステップＳ９でＹＥＳ）、各流量調整部２７に対する供給電流をｉmaxに設定する（ステップＳ１０）。
【００６４】
すなわち、各流量調整部２７には前記リモコン弁２６のレバー２６ａの傾きに応じた電流値ｉp1及びｉp2が供給されているが、これら電流値ｉp1及びｉp2が前記ｉmaxよりも大きい場合には３位置切換弁２４での流量調整に対してポンプ２５が余分な作動油を吐出しているものとして、この余分な作動油の吐出を省略する。
【００６５】
そして、前記ステップＳ９でＮＯと判定された後、又は供給電流ｉp1及びｉp2をｉmaxに設定した後には、前記回転角センサ１４又は電磁比例弁２９に異常が生じているか否かを判定する（ステップＳ１１）。
【００６６】
ここで、回転角センサ１４の異常の検出方法としては、例えばアーム７の回転角の検出結果を所定の電圧をもってコントローラ１６に出力し、角度―電圧特性上、電圧の出力範囲が０．５〜４．５Ｖとなるような回転角センサ１４を採用した場合、前記出力が０Ｖとなった場合には地絡が生じているものとして、出力が５Ｖとなった場合には天絡が生じているものとして異常を判定する方法を採用することができる。一方、電磁比例弁２９の異常の検出方法としては、例えばコントローラ１６にフィードバック抵抗を設け、電磁比例弁２９からフィードバック抵抗に対し想定される出力がされなかった場合に当該電磁比例弁２９に異常が生じているものと判定する方法を採用することができる。
【００６７】
ステップＳ１１で回転角センサ１４又は電磁比例弁２９に異常が生じていると判定されると（ステップＳ１１でＹＥＳ）、電磁比例弁２９による制御の対象とならない３位置切換弁２４Ａに接続されたポンプ２５Ａの流量調整部２７に対する供給電流ｉp1を最小値に設定する（ステップＳ１２）。これにより、アーム７の回転角に応じたアームシリンダ１１の減速制御が正常に実行できない場合であってもアームシリンダ１１を確実に減速することができる。
【００６８】
そして、回転角センサ１４及び電磁比例弁２９に異常がないと判定された場合（ステップＳ１１でＮＯ）又は、ステップＳ１２の後、前記ｉ(n)を電磁比例弁２９に出力するとともに、前記供給電流ｉp1及びｉp2（ステップＳ１０でｉmaxに設定された場合にはそれぞれｉmax）を各流量調整部２７にそれぞれ供給する（ステップＳ１３）。このステップＳ１３では、前記ステップＳ１２で電流値ｉp1を最小値に設定した場合にはこの値を維持する。
【００６９】
このステップＳ１３により、アーム７がθjudge以下の回転角からアームシリンダ１１のストロークエンドに至る間に、当該アーム７の速度に応じた回転角θＢから減速処理の実行を開始することになる。
【００７０】
以上説明したように、前記制御装置５によれば、移動速度が大きい程、ピストン１８の減速開始位置をストロークエンドから遠くすることができるので、ピストン１８が高速でストロークエンドに近づいている場合に当該ピストン１８の減速を早めに実行することにより当該ピストン１８の慣性に応じた力をストロークエンドまでの間に相殺してシリンダ本体１７の内部圧力が過度に上昇するのを防止することができる。
【００７１】
したがって、前記制御装置５によれば、ピストン１８の移動速度にかかわらず、シリンダ本体１７の内部圧力が過度に上昇するのを抑制することによりアームシリンダ１１の破損を防止することができる。
【００７２】
具体的に前記制御装置５では、３位置切換弁２４によってアームシリンダ１１に供給される作動油の流量及びアームシリンダ１１から排出される作動油の排出量を低減させることによりアームシリンダ１１のピストン１８を減速することができる。
【００７３】
ここで、前記制御装置５のように前記３位置切換弁２４により調整されるアームシリンダ１１への作動油の供給流量に対応して、流量調整部２７によりポンプ２５の吐出流量を減少させるようにすれば、アームシリンダ１１への作動油供給量が制限されるピストン１８の減速制御の実行期間中に、ポンプ２５の吐出流量を減少することができるので、３位置切換弁２４を挟んだ一次側と二次側の作動油供給流量の均衡を図ることができ、これによりピストン１８の減速制御の制御を向上させることができる。
【００７４】
リモコン弁２６と電磁比例弁２９とを備えた前記制御装置５によれば、通常運転時に２つのポンプ２５により共通のアームシリンダ１１を駆動して当該アームシリンダ１１に大きな駆動力を発揮させることができる一方、ピストン１８の減速制御期間中には２つあるポンプ２５のうちポンプ２５Ａについてリモコン弁２６の操作に応じた駆動を維持させておきながら、ポンプ２５Ｂを利用してアームシリンダ１１に対する作動油の供給量及びアームシリンダ１１からの作動油の排出量を低減させてピストン１８を減速することができる。
【００７５】
そして、前記制御装置５のように回転角センサ１４又は電磁比例弁２９に異常が生じている場合に電磁比例弁２９による駆動の対象とならない３位置切換弁２４Ａを操作して、アームシリンダ１１に対する作動油の供給量及びアームシリンダ１１からの作動油の排出量を最小限に設定するようにすれば、前記３位置切換弁２４Ａを正常に制御できる状況下ではないと判定された場合であっても、もう一方の３位置切換弁２４Ｂによりピストン１８を減速させることができ、安全性を高めることができる。
【００７６】
さらに、前記制御装置５ではアームシリンダ１１にメカニカルクッション手段が設けられているので、前記コントローラ１６によるピストン１８の減速制御と相俟って、より確実にピストン１８を減速することができる。
【００７７】
なお、前記実施形態では、ロッド１９の伸張時におけるピストン１８の減速制御を例に挙げて説明しているが、ロッド１９の短縮時であっても同様の制御を行うことが可能である。
【００７８】
また、前記実施形態では、回転速度ごとにリニアに変化する減速開始角度が設定された開始角度マップＭ１（図６参照）に基づいて減速開始角度θＢを特定するようにしているが、所定の回転速度範囲ごとに段階的に減速開始角度範囲を設定し、検出された回転速度が含まれる回転速度範囲によって減速開始角度を特定するようにしてもよい。例えば、回転速度範囲を３つ設定し、１番早い速度範囲内に実際の回転速度が含まれている場合には減速開始角度を図７のθＢ１に設定し、２番目の速度範囲内に実際の回転速度が含まれている場合には減速開始角度を図７のθＢ２に設定し、３番目の速度範囲内に実際の回転速度が含まれている場合には減速開始角度を図７のθＢ３に設定するといったことができる。
【００７９】
そして、前記実施形態では、３位置切換弁２４によってアームシリンダ１１に対する作動油の供給流量及びアームシリンダ１１からの作動油の排出流量を低減させることによりピストン１８を減速するようにしているが、３位置切換弁２４を省略して前記流量調整部２７によってアームシリンダ１１に対する作動油の供給流量を低減させることによりピストン１８を減速することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の実施形態に係るクローラ式建設機械の全体構成を示したものである。
【図２】図１のクローラ式建設機械の制御装置を示す概略図である。
【図３】アームシリンダの一部を拡大して示す断面図である。
【図４】コントローラの制御内容を概略的に示すグラフである。
【図５】コントローラの制御内容を示すフローチャートである。
【図６】図５の処理で使用される開始角度マップを示したものである。
【図７】図５の処理で使用される電流値マップを示したものである。
【符号の説明】
【００８１】
Ｄ１    減速距離
Ｄ２    減速距離
Ｍ１    開始角度マップ
Ｍ２    電流値マップ
Ｖ１    速度
Ｖ２    速度
１    建設機械（作業機械）
２    下部走行体
２ａ    クローラ
３    上部旋回体
４    作業アタッチメント
５    制御装置
１１    アームシリンダ（油圧シリンダ）
１４    回転角センサ（検出手段）
１６    コントローラ（流量操作手段）
１７    シリンダ本体
１８    ピストン
１９    ロッド
２１    蓋体
２１ａ    穴部
２１ｂ    肩部
２１ｃ    バイパス経路
２１ｄ    絞り弁
２２    ピストン本体
２３    クッションリング
２４    ３位置切換弁（給排調整手段）
２５    ポンプ（供給源）
２６    リモコン弁（操作手段）
２６ａ    レバー
２７    流量調整部（流量調整手段）
２９    電磁比例弁（強制操作手段）
【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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