(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧源からの供給油を複数の油圧アクチュエータに供給して作業機を駆動するようにした作業機の制限装置であって、複数の油圧アクチュエータを駆動制御するために各油圧アクチュエータに対応して配置した各制御装置と、各制御装置にそれぞれ操作信号を出力する操作装置と、各油圧アクチュエータ毎に供給される油量を制限する各油量制限装置と、操作装置の操作に基づき各油圧アクチュエータが要求する油量の合計を合計要求油量とし算出する合計要求油量算出手段と、油圧源の供給油量を算出する供給油量算出手段、および合計要求油量が供給油量以上の時は合計要求油量に対する供給油量の比率で前記油量制限装置により各油圧アクチュエータへの供給油量を制限するよう前記油量制限装置に油量制限信号を出力する油量制限判別手段により構成した作業機の制限装置において、
各油圧アクチュエータに対応して配置され各油圧アクチュエータの作動位置を検出するアクチュエータ検出器と、当該検出器からの信号と前記操作信号を受けて前記操作信号に追従して油圧アクチュエータが追従して稼動されているかどうかを判別し追従して稼動されてないと判別した時に供給油量の補正指令信号を出力する追従遅れ判別手段と、前記補正指令信号を受けて油圧源からの供給油量または前記供給油量算出手段で算出された供給油量を補正する油量補正手段を備えると共に、前記追従遅れ判別手段に所定以上の追従遅れを判別すると規制信号を出力する機能を付加し、当該規制信号を受けて前記制御装置の稼動を規制する規制手段を備えたことを特徴とする作業機の制限装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧源からの供給油を複数の油圧アクチュエータに供給して作業機を駆動するようにした作業機の制限装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種の作業機として図４に図示する高所作業車Ａを例に以下に説明する。高所作業車Ａは、車両１上に旋回自在に旋回台２を配置し、当該旋回台２に起伏自在に伸縮ブーム３を設け、伸縮ブーム３の先端部に作業台４を設けている。そして旋回台２は車両１と旋回台２間に配置した旋回駆動装置により旋回駆動可能にしており、旋回駆動装置には旋回モータ５を備え当該旋回モータ５を駆動することにより旋回するようになっている。伸縮ブーム３と旋回台２間には起伏シリンダ６が配置され、旋回台２に対して伸縮ブーム３を起伏できるようにしてある。また、伸縮ブーム３は基ブーム７、中間ブーム８、先ブーム９を順次嵌挿させた多段ブームからなり、少なくとも基ブーム７と中間ブーム８間には伸縮シリンダ１０が配置され基ブーム７に対して中間ブーム８が伸縮駆動されるようにしている。中間ブーム８に対して先ブーム９は、適宜の伸縮駆動装置（基ブーム７に対して中間ブーム８の伸縮動に連動して伸縮駆動する同時伸縮装置等があり図示しない）が配置してある。ここで旋回モータ５、起伏シリンダ６、伸縮シリンダ１０は、特許請求の範囲の請求項１に記載の油圧アクチュエータに該当する。
【０００３】
このような高所作業車Ａは、作業台４上に備えた操作装置Ｂを操作することで前記各油圧アクチュエータを駆動できるようにしてある。操作装置Ｂは、図５に図示する如く、旋回操作レバー１１を操作することにより旋回操作方向と旋回操作速度信号ａを出力する旋回操作出力手段１２と、起伏操作レバー１３を操作することにより起伏操作方向と起伏操作速度信号ｂを出力する起伏操作出力手段１４と、伸縮操作レバー１５を操作することにより伸縮操作方向と伸縮操作速度信号ｃを出力する伸縮操作出力手段１６からなっている。
【０００４】
それぞれの操作方向信号と旋回操作速度信号ａ、起伏操作速度信号ｂ、伸縮操作速度信号ｃは、それぞれ制御装置１７，１８，１９に伝達される。制御装置１７，１８，１９は、電磁比例制御弁で構成されて操作方向と操作量は前記操作方向信号と前記操作速度信号ａ，ｂ，ｃによって決定される。そして油圧源２０からの油が旋回モータ５、起伏シリンダ６、伸縮シリンダ１０、に制御装置１７，１８，１９を介して供給される。
【０００５】
すなわち、高所作業車Ａは、作業台４上に備えた操作装置Ｂ（旋回操作レバー１１、起伏操作レバー１３、伸縮操作レバー１５）からの操作方向と操作速度信号に基づいて、制御装置１７，１８，１９を介して旋回モータ５、起伏シリンダ６、伸縮シリンダ１０を駆動するようにしてある。
【０００６】
ところで、各操作レバー１１，１３，１５を単独で操作して旋回モータ５、起伏シリンダ６、伸縮シリンダ１０をそれぞれ単独で駆動させる場合は、各油圧アクチュエータの単独駆動に必要とする要求油量よりも前記油圧源２０からの供給油量が多いため、操作レバーの操作量に基づいて各油圧アクチュエータの駆動速度が決定されるようにしてある。しかし、操作レバーを複数操作すると、前記複数操作に伴う各操作に要求される要求油量の合計要求油量と前記油圧源２０から供給される供給油量の関係において、合計要求油量が供給油量を超えている時には、操作に係る油圧アクチュエータの負荷の少ない油圧アクチュエータのみ駆動して負荷の大きい油圧アクチュエータが駆動しないと言う問題があり、これに対処するために次のような制限装置Ｃを備えていた。
【０００７】
すなわち図５に図示する如く、従来の作業機の制限装置Ｃは、供給油量算出手段２１と、合計要求油量算出手段２２と、油量制限判別手段２３と、油量制限装置２４，２５，２６を備えている。供給油量算出手段２１、は以下のようにして油圧源２０の供給油量を求めるものである。前記油圧源２０は、高所作業車Ａの走行用エンジン２０ａで駆動される油圧ポンプ２０ｂから供給されるようになっており、その供給油量Ｑａは油圧ポンプ容量とエンジン回転数が判明すれば計算により算出することができる。油圧源２０の油圧ポンプ２０ｂが定容量油圧ポンプでエンジン回転も定回転させるものであれば、予め供給油量Ｑａは決定されるが、油圧ポンプ２０ｂが可変容量油圧ポンプでエンジン回転も可変させるものであれば、油圧ポンプ吐出容量検出器とエンジン回転検出器を用い、両検出器からの検出値をもとに供給油量Ｑａを求めることができる。
【０００８】
図５に図示される油圧源２０は、走行用エンジン２０ａのエンジン回転は定回転させるもので、油圧ポンプ２０ｂは可変容量油圧ポンプであるが予めレギュレータ２０ｃを調整して吐出油量を決定している。したがって、供給油量算出手段２１は、レギュレータ２０ｃからの信号を受ければ供給油量Ｑａを算出できるようにしてある。
【０００９】
合計要求油量算出手段２２は、各操作レバーを操作した場合における操作装置Ｂが要求している合計要求油量Ｑｂを求めるために、前記操作速度信号ａ，ｂ，ｃの合計を合計要求油量Ｑｂとして算出できるようにしている。油量制限判別手段２３は、供給油量算出手段２１で算出した供給油量Ｑａと合計要求油量算出手段２２で算出した合計要求油量Ｑｂを比較し、合計要求油量Ｑｂが供給油量Ｑａ以下の時には所定の油量制限信号が出力され（油量制限比率Ｋ＝１に基づく信号を出力する。）、合計要求油量Ｑｂが供給油量Ｑａ以上の時には供給油量Ｑａと合計要求油量Ｑｂの比率（油量制限比率Ｋ＝Ｑａ／Ｑｂ）に基づく油量制限信号を出力するようになっている。
【００１０】
油量制限装置２４，２５，２６は、前記操作速度信号ａ，ｂ，ｃを制御装置１７，１８，１９に伝達させる途中の経路にそれぞれ介装させ、油量制限判別手段２３からの油量制限信号を受けた時に、油量制限比率（Ｋ＝Ｑａ／Ｑｂ）に基づいて操作速度信号ａ，ｂ，ｃをａ×Ｑａ／Ｑｂ，ｂ×Ｑａ／Ｑｂ，ｃ×Ｑａ／Ｑｂに変更して制御装置１７，１８，１９に伝達させるようになっており、油量制限判別手段２３からの油量制限比率信号が所定（Ｋ＝１）の時には、前記操作信号ａ，ｂ，ｃが直に制御装置１７，１８，１９に伝達させるようになっている。
【００１１】
このように制限装置Ｃを備えた従来の作業機の制限装置は、操作レバーを複数操作すると、前記複数操作に伴う合計要求油量Ｑｂと前記油圧源２０から供給される供給油量Ｑａの関係において、合計要求油量Ｑｂが供給油量Ｑａを超えている時には、油量制限判別手段２３から供給油量Ｑａと合計要求油量Ｑｂの比率で油量制限が行われるので、合計要求油量Ｑｂが供給油量Ｑａを超えている操作をしても供給油量Ｑａで操作できる範囲内での操作信号しか制御装置１７，１８，１９に出力されず、もって油圧アクチュエータの負荷の少ない油圧アクチュエータのみ駆動して負荷の大きい油圧アクチュエータが駆動しないと言う問題は生じないようにすることができる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記制限装置Ｃを備えた従来の作業機の制限装置は、次のような課題を有していた。すなわち、油圧ポンプ２０ｂや走行用エンジン２０ａの経年変化による劣化や効率の低下にともない、吐出容量不足になったり所定のエンジン回転を得られなくなったりして、供給油量Ｑａの不足が生じ、制限装置Ｃによる制御精度が悪化して作業機の動作に不具合が生じることがあった。
【００１３】
すなわち、制限装置Ｃを備えているにもかかわらず、上記油圧ポンプ２０ｂや走行用エンジン２０ａの経年変化による劣化や効率の低下にともない供給油量Ｑａの不足から、操作レバーを複数操作すると、前記複数操作に伴う各操作に要求される要求油量の合計要求油量Ｑｂと前記油圧源２０から供給される供給油量Ｑａの関係において、合計要求油量Ｑｂが供給油量Ｑａを超えている時には、操作に係る油圧アクチュエータの負荷の少ない油圧アクチュエータの駆動は異常ないが、負荷の大きい油圧アクチュエータの駆動は少し遅くなるためその分その油圧アクチュエータに対応する操作レバーの操作量を増やすなど、正常時の複数操作における操作レバーの操作比率を変更するなどの処置が必要であった。
【００１４】
特に、図５に図示し説明した実施例では複数操作を手動で行う場合について説明しているが、自動的に複数操作する場合（例えば、作業台４を水平あるいは垂直移動させる場合に、作業台４上に配置した水平あるいは垂直操作レバーを操作すると、当該操作レバーの信号でもって自動的に複数の油圧アクチュエータに信号を出力する場合、勿論この場合は供給油量に対する要求油量の前記関係を考慮して信号が出力されるようになっている）には自動的に各油圧アクチュエータに信号が出力されるようになっているにもかかわらず、制御精度が悪化し手動操作による併用操作時と違って対応処置ができずに結局は自動的に複数操作させる機能を備えていても有効に利用できないことになっていた。
【００１５】
本願発明は、上記課題を解決した作業機の制限装置を提供することを目的とするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の作業機の制限装置は、油圧源からの供給油を複数の油圧アクチュエータに供給して作業機を駆動するようにした作業機の制限装置であって、複数の油圧アクチュエータを駆動制御するために各油圧アクチュエータに対応して配置した各制御装置と、各制御装置にそれぞれ操作信号を出力する操作装置と、各油圧アクチュエータ毎に供給される油量を制限する各油量制限装置と、操作装置の操作に基づき各油圧アクチュエータが要求する油量の合計を合計要求油量とし算出する合計要求油量算出手段と、油圧源の供給油量を算出する供給油量算出手段、および合計要求油量が供給油量以上の時は合計要求油量に対する供給油量の比率で前記油量制限装置により各油圧アクチュエータへの供給油量を制限するよう前記油量制限装置に油量制限信号を出力する油量制限判別手段により構成した作業機の制限装置において、各油圧アクチュエータに対応して配置され各油圧アクチュエータの作動位置を検出するアクチュエータ検出器と、当該検出器からの信号と前記操作信号を受けて前記操作信号に追従して油圧アクチュエータが追従して稼動されているかどうかを判別し追従して稼動されてないと判別した時に供給油量の補正指令信号を出力する追従遅れ判別手段と、前記補正指令信号を受けて油圧源からの供給油量または前記供給油量算出手段で算出された供給油量を補正する油量補正手段を備えると共に、前記追従遅れ判別手段に所定以上の追従遅れを判別すると規制信号を出力する機能を付加し、当該規制信号を受けて前記制御装置の稼動を規制する規制手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１７】
空白
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を、図１〜図４に基づいて説明する。なお、本発明の実施の形態に係る作業機の制限装置を説明するにあたり、従来の技術で説明した高所作業車Ａに実施した場合を以下に説明する。したがって、従来の技術で説明した符号１〜２６、符号２０ａ，２０ｂ，２０ｃ、符号ａ，ｂ，ｃ、符号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｑａ，Ｑｂは、従来の技術で説明したものと同じであるので、以下の説明においても同符号を用い詳細な説明を略する。
【００１９】
図１において、Ｅは、アクチュエータ検出器であって、作業機が高所作業車Ａである本実施形態では、以下に説明する旋回角検出器３０、ブーム起伏角検出器３１、ブーム長さ検出器３２で構成している。３０は、旋回台２の旋回位置を検出する旋回角検出器であって、前記旋回駆動装置の旋回角をポテンショメータ等で検出し、検出した旋回位置の信号を出力するようになっている。３１は、伸縮ブーム３の起伏角を検出するブーム起伏角検出器であって、伸縮ブーム３の起伏角をポテンショメータ等で検出し、検出した伸縮ブーム３の起伏角度の信号を出力するようになっている。３２は、伸縮ブーム３のブーム長さを検出するブーム長さ検出器であって、伸縮ブーム３のブーム長さをポテンショメータ等で検出し、検出した伸縮ブーム３のブーム長さの信号を出力するようになっている。
【００２０】
Ｄは、本発明の実施の形態に係る作業機の制限装置に用いられる制限装置であって、従来の技術で説明した制限装置Ｃを備えているとともに次に説明する機能を付加している。
【００２１】
３３は、旋回操作に対応する追従遅れ判別手段であって、図２に図示するように、油圧アクチュエータ位置算出器３３ａ，積分器３３ｂ，加算器３３c，判別器３３ｄを備えている。油圧アクチュエータ位置算出器３３ａは、旋回角検出器３０からの旋回角の信号と、旋回操作出力手段１２からの旋回操作速度信号ｃを受けて、旋回操作レバー１１の操作開始時の旋回台２の旋回位置を算出して記憶した後、記憶した旋回位置の信号を出力する。なお、記憶した旋回位置信号は、旋回操作レバー１１を中立に戻すとリセットされるようになっている。積分器３３ｂは、油量制限装置２４から制限装置１７に伝達される実際の速度信号受け、当該速度信号を積分して旋回操作レバー１１の操作に基づき旋回台２が旋回する旋回角を算出する。加算器３３cは、油圧アクチュエータ位置算出器３３ａと積分器３３ｂからの信号を受け、逐次積分器３３ｂからの信号を加算して旋回操作レバー１１の操作により旋回駆動した旋回角を加算して求めるとともに、この旋回角に油圧アクチュエータ位置算出器３３ａからの信号による当初の旋回操作開始時の旋回角を加算して、現在位置すべく旋回角を算出する。判別器３３ｄは、旋回角検出器３０からの信号を受けて現在の旋回角を求めるとともに、当該旋回角と加算器３３ｃによる旋回角を比較し、加算器３３ｃによる旋回角に対して旋回角検出器３０からの信号による旋回角が、所定以内の追従遅れであると判別されればその追従遅れ量に応じて補正信号を油量補正手段３６に出力する。ここで所定以内の追従遅れとは、旋回角検出器３０からの信号を受けて求めた現在の旋回角と加算器３３ｃによる旋回角を比較し、加算器３３ｃによる旋回角に対し旋回角検出器３０からの信号を受けて求めた現在の旋回角の差が小さく、所定以内の差であれば所定以内の追従遅れと判別し、それ以上の差であれば所定以上の追従遅れと判別する。
【００２２】
油量補正手段３６は、補正信号に基づいてレギュレータ２０ｃに可変容量油圧ポンプ２０ｂの吐出量を増加するように信号を出力する。また、前記判別器３３ｄは、加算器３３ｃによる旋回角に対して旋回角検出器３０からの信号による旋回角が、所定以上の追従遅れであると判別されれば規制手段３７に規制信号を出力する。規制手段３７は、各油量制限装置２４，２５，２６と各制御装置１７，１８，１９間の信号伝達路に介挿され、前記判別器３３ｄからの規制信号を受けると各信号伝達路を遮断し、各操作レバー１１，１３，１５からの操作信号が各制御装置１７，１８，１９に伝達されず、各制御装置１７，１８，１９の稼動を規制し、高所作業車Ａによる作業を不能にするようにしてある。
【００２３】
３４は、ブーム起伏操作に対応する追従遅れ判別手段であって、図示しないが前記追従遅れ判別手段３３と同様に、油圧アクチュエータ位置算出器３４ａ，積分器３４ｂ，加算器３４c，判別器３４ｄを備えている。油圧アクチュエータ位置算出器３４ａは、ブーム起伏角検出器３１からの起伏角の信号と、起伏操作出力手段１４からの起伏操作速度信号ｂを受けて、起伏操作レバー１３の操作開始時の伸縮ブーム３のブーム起伏角位置を算出して記憶した後、記憶したブーム起伏角位置の信号を出力する。なお、記憶したブーム起伏角位置の信号は、起伏操作レバー１３を中立位置に戻すとリセットされるようになっている。積分器３４ｂは、油量制限装置２５から制限装置１８に伝達される実際の速度信号受け、当該速度信号を積分して起伏操作レバー１３の操作に基づき伸縮ブーム３が起伏するブーム起伏角を算出する。加算器３４cは、油圧アクチュエータ位置算出器３４ａと積分器３４ｂからの信号を受け、逐次積分器３４ｂからの信号を加算して起伏操作レバー１３の操作により起伏駆動したブーム起伏角を加算して求めるとともに、この起伏角に油圧アクチュエータ位置算出器３４ａからの信号による当初の起伏操作開始時のブーム起伏角を加算して現在位置すべくブーム起伏角を算出する。判別器３４ｄは、ブーム起伏角検出器３１からの信号を受けて現在のブーム起伏角を求めるとともに、当該ブーム起伏角と加算器３４ｃによるブーム起伏角を比較し、加算器３４ｃによるブーム起伏角に対してブーム起伏角検出器３１からの信号によるブーム起伏角が、所定以内の追従遅れであると判別されればその追従遅れ量に応じて補正信号を油量補正手段３６に出力する。ここで所定以内の追従遅れとは、ブーム起伏角検出器３１からの信号を受けて求めた現在のブーム起伏角と加算器３４ｃによる旋回角を比較し、加算器３４ｃによるブーム起伏角に対しブーム起伏角検出器３１からの信号を受けて求めた現在のブーム起伏角の差が小さく、所定以内の差であれば所定以内の追従遅れと判別し、それ以上の差であれば所定以上の追従遅れと判別する。
【００２４】
油量補正手段３６は、補正信号に基づいてレギュレータ２０ｃに可変容量油圧ポンプ２０ｂの吐出量を増加するように信号を出力する。また、前記判別器３４ｄは、加算器３４ｃによるブーム起伏角に対してブーム起伏角検出器３１からの信号によるブーム起伏角が、所定以上の追従遅れであると判別されれば前記規制手段３７に規制信号を出力するようにしてある。
【００２５】
３５は、ブーム伸縮操作に対応する追従遅れ判別手段であって、図示しないが前記追従遅れ判別手段３３，３４と同様に、油圧アクチュエータ位置算出器３５ａ，積分器３５ｂ，加算器３５c，判別器３５ｄを備えている。油圧アクチュエータ位置算出器３５ａは、ブーム長さ検出器３２からのブーム長さの信号と、伸縮操作出力手段１６からの伸縮操作速度信号ｃを受けて、伸縮操作レバー１５の操作開始時の伸縮ブーム３のブーム長さ位置を算出して記憶した後、記憶したブーム長さ位置の信号を出力する。なお、記憶したブーム長さ位置の信号は、伸縮操作レバー１５を中立位置に戻すとリセットされるようになっている。積分器３５ｂは、油量制限装置２６から制限装置１９に伝達される実際の速度信号受け、当該速度信号を積分して伸縮操作レバー１５の操作に基づき伸縮ブーム３が伸縮するブーム長さを算出する。加算器３５cは、油圧アクチュエータ位置算出器３５ａと積分器３５ｂからの信号を受け、逐次積分器３５ｂからの信号を加算して伸縮操作レバー１５の操作により伸縮駆動したブーム長さを加算して求めるとともに、このブーム長さに油圧アクチュエータ位置算出器３５ａからの信号による当初の伸縮操作開始時のブーム長さを加算して、現在位置すべくブーム長さを算出する。判別器３５ｄは、ブーム長さ検出器３２からの信号を受けて現在のブーム長さを求めるとともに、当該ブーム長さと加算器３５ｃによるブーム長さを比較し、加算器３５ｃによるブーム長さに対してブーム長さ検出器３２からの信号によるブーム長さが、所定以内の追従遅れであると判別されればその追従遅れ量に応じて補正信号を油量補正手段３６に出力する。ここで所定以内の追従遅れとは、ブーム長さ検出器３２からの信号を受けて求めた現在のブーム長さと加算器３５ｃによるブーム長さを比較し、加算器３５ｃによるブーム長さに対しブーム長さ検出器３２からの信号を受けて求めた現在のブーム長さの差が小さく、所定以内の差であれば所定以内の追従遅れと判別し、それ以上の差であれば所定以上の追従遅れと判別する。
【００２６】
油量補正手段３６は、補正信号に基づいてレギュレータ２０ｃに可変容量油圧ポンプ２０ｂの吐出量を増加するように信号を出力する。また、前記判別器３５ｄは、加算器３５ｃによるブーム長さに対してブーム長さ検出器３２からの信号によるブーム長さが、所定以上の追従遅れであると判別されれれば前記規制手段３７に規制信号を出力するようにしてある。
【００２７】
ここで油量補正手段３６は、各追従遅れ判別手段３３，３４，３５から信号を受けるようになっており、複数の各追従遅れ判別手段３３，３４，３５から信号を受けた時には、それぞれの信号を加算し信号量に比例してレギュレータ２０ｃに可変容量油圧ポンプ２０ｂの吐出量を増加するように信号を出力するようになっている。
【００２８】
このように構成した本発明の実施の形態に係る作業機の制限装置は、次のように作用する。今伸縮操作レバー１５により伸縮ブーム３を伸長させ、起伏操作レバー１３により伸縮ブーム３を倒伏するように両操作レバー１３，１５を併用操作すると、前記制御装置Ｃにより油量制限装置２６からはｃ×Ｑａ／Ｑｂ，油量制限装置２５からはｂ×Ｑａ／Ｑｂの操作信号が出力され、それぞれ制御装置１９，１８により伸縮シリンダ１０，起伏シリンダ６を駆動して高所作業車Ａを稼動させる。
【００２９】
ここで可変油圧ポンプ２０ｂの吐出油量が経年変化により吐出容量不足となり所定供給油量Ｑａが得られないようになっていたとする。すると、伸縮ブーム３の倒伏駆動については比較的負荷が小さいのでの起伏操作レバー１３の操作に対して遅れがなく操作に追従して伸縮ブーム３は倒伏駆動できるが、伸縮ブーム３の伸長駆動については比較的負荷が大きいので伸縮操作レバー１５の操作に対して遅れが生じ操作に追従して伸縮ブーム３は伸長駆動できなくなる。
【００３０】
ところが本発明の作業機の制限装置Ｄは、このような現象にともなって次のように作用する。先ずブーム伸縮操作に対応する追従遅れ判別手段３５について説明する。油圧アクチュエータ位置算出器３５ａは、ブーム長さ検出器３２からのブーム長さの信号と、伸縮操作出力手段１６からの伸縮操作速度信号ｃを受けて、伸縮操作レバー１５の操作開始時の伸縮ブーム３のブーム長さ位置を算出し記憶した後、記憶したブーム長さ位置の信号を出力する。積分器３５ｂは、油量制限装置２６から制限装置１９に伝達される実際の速度信号を受け、当該速度信号を積分して伸縮操作レバー１５の操作に基づき伸縮ブーム３が伸縮するブーム長さを算出する。加算器３５cは、油圧アクチュエータ位置算出器３５ａと積分器３５ｂからの信号を受け、逐次積分器３５ｂからの信号を加算して伸縮操作レバー１５の操作により伸縮駆動したブーム長さを加算して求めるとともに、このブーム長さに油圧アクチュエータ位置算出器３５ａからの信号による当初の伸縮操作開始時のブーム長さを加算して、現在位置すべくブーム長さを算出する。判別器３５ｄは、ブーム長さ検出器３２からの信号を受けて現在のブーム長さを求めるとともに、当該ブーム長さと加算器３５ｃで算出したブーム長さを比較する。
【００３１】
この場合供給油量Ｑａが不足しているので、加算器３５ｃによるブーム長さに対してブーム長さ検出器３２からの信号によるブーム長さが短く伸縮操作レバー１５の操作に追従していないことを判別する。そしてその追従遅れの量が所定以内であるかどうかを判別する。そして所定以内の追従遅れであると判別されると、油量補正手段３６に可変容量油圧ポンプ２０ｂの吐出油量を増すよう追従遅れ量に対応した信号を出力し、レギュレータ２０ｃにより可変容量油圧ポンプ２０ｂの吐出油量を増加させる。
【００３２】
一方ブーム起伏操作に対応する追従遅れ判別手段３４について説明する。油圧アクチュエータ位置算出器３４ａは、ブーム起伏角検出器３１からのブーム起伏角の信号と、起伏操作出力手段１４からの起伏操作速度信号ｂを受けて、起伏操作レバー１３の操作開始時の伸縮ブーム３のブーム起伏角位置を算出して記憶した後、記憶したブーム起伏角位置の信号を出力する。積分器３４ｂは、油量制限装置２５から制限装置１８に伝達される実際の速度信号受け、当該速度信号を積分して起伏操作レバー１３の操作に基づき伸縮ブーム３が起伏するブーム起伏角を算出する。加算器３４cは、油圧アクチュエータ位置算出器３４ａと積分器３４ｂからの信号を受け、逐次積分器３４ｂからの信号を加算して起伏操作レバー１３の操作により起伏駆動したのブーム起伏角を加算して求めるとともに、この起伏角に油圧アクチュエータ位置算出器３４ａからの信号による当初の起伏操作開始時のブーム起伏角を加算して現在位置すべくブーム起伏角を算出する。判別器３４ｄは、ブーム起伏角検出器３１からの信号を受けて現在のブーム起伏角を求めるとともに、当該ブーム起伏角と加算器３４ｃで算出したブーム起伏角を比較する。
【００３３】
この場合伸縮ブーム３の倒伏駆動については負荷が小さく、供給油量Ｑａが不足することはないので、加算器３４ｃによるブーム起伏角に対してブーム起伏角検出器３１からの信号によるブーム起伏角の差がなく、起伏操作レバー１３の操作に追従していることを判別する。したがって、判別器３４ｄからは油量補正手段３６に信号が出力されない。
【００３４】
このように追従遅れ判別手段３５により、供給油量Ｑａの不足している分だけ油量補正手段３６に可変容量油圧ポンプ２０ｂの吐出油量を増すよう信号を出力し、レギュレータ２０ｃにより可変容量油圧ポンプ２０ｂの吐出油量を増加させるものであるから、可変容量油圧ポンプ２０ｂの吐出油量が経年変化により吐出容量不足となり所定供給油量Ｑａが得られないようになっていても、可変油圧ポンプ２０ｂの吐出容量不足を補うように制御するものであるから、操作レバーに追従して高所作業車を稼動させることができる。
【００３５】
次に、上記説明では、追従遅れ判別手段３５の判別器３５ｄは、加算器３５ｃによるブーム長さに対してブーム長さ検出器３２からの信号によるブーム長さが短く、伸縮操作レバー１５の操作に追従していないことを判別し、その追従遅れの量が所定以内であると判別した時について説明したが、追従遅れが所定以上と判別したとする。この場合判別器３５ｄは、規制手段３７に信号を出力し、各操作レバー１１，１３，１５から各制御装置１７，１８，１９への信号伝達路を遮断させ、高所作業車の稼動を不能にする。すなわち、追従遅れ量が所定以上になる時は経年変化による劣化や効率の低下等に起因するものでなく、機器の故障に起因するところによるものであるとして高所作業車の稼動を不能にするものである。
【００３６】
なお、上記実施形態では、可変容量油圧ポンプ２０ｂの吐出油量を増加させて追従遅れを解消させるようにしたが、走行用エンジン２０ａの回転を上昇させて同様に追従遅れを解消させるようにしてもよい。
【００３７】
次に、上記実施形態では、追従遅れに対して油圧源２０からの供給油量を増加させるようにして対応させたが、逆に操作装置Ｂの合計要求油量が当初の供給油量より少なくなった供給油量に操作装置Ｂの合計要求油量を合わせるようにしてもよい。以下この場合の実施形態について図３に図示し説明する。
【００３８】
図３に図示する実施形態は、図１に図示説明した油量補正手段３６を備えておらず、以下に説明する油量補正手段３８を備えている点でのみ、図１に図示し説明した実施形態と相違している。よってここでは油量補正手段３８について説明しこの実施形態を説明する。
【００３９】
油量補正手段３８は、供給油量算出手段２１と油量制限判別手段２３間に介挿され、前記各追従遅れ判別手段３３，３４，３５の各判別器３３ｄ，３４ｄ，３５ｄから信号を受けると、供給油量算出手段２１で算出した供給油量Ｑａを減じた供給油量Ｑ１ａを算出する。すなわち、油量補正手段３８は、各追従遅れ判別手段３３，３４，３５により判別された供給油量Ｑａの不足している合計の不足油量を供給油量Ｑａから減じた供給油量Ｑ１ａを算出するようになっている。
【００４０】
よって、油量制限判別手段２３では、合計要求油量Ｑｂと供給油量Ｑ１ａを比較し、合計要求油量Ｑｂが供給油量Ｑ１ａ以下の時には所定の油量制限信号が出力され（油量制限比率Ｋ＝１に基づく信号を出力する。）、合計要求油量Ｑｂが供給油量Ｑ１ａ以上の時には供給油量Ｑ１ａと合計要求油量Ｑｂの比率（油量制限比率Ｋ＝Ｑ１ａ／Ｑｂ）に基づく油量制限信号を出力するようになる。
【００４１】
このように、構成された本発明の実施の形態に係る作業機の制限装置の作用について、先の実施の形態で説明した場合と同じ操作で以下に説明する。今伸縮操作レバー１５により伸縮ブーム３を伸長させ、起伏操作レバー１３により伸縮ブーム３を倒伏するように両操作レバー１３，１５を併用操作すると、前記制御装置Ｃにより油量制限装置２６からはｃ×Ｑａ／Ｑｂ，油量制限装置２５からはｂ×Ｑａ／Ｑｂの操作信号が出力され、それぞれ制御装置１９，１８により伸縮シリンダ１０，起伏シリンダ６を駆動して高所作業車Ａを稼動させる。
【００４２】
ここで可変油圧ポンプ２０ｂの吐出油量が経年変化により吐出容量不足となり所定供給油量Ｑａが得られないようになっていたとする。すると、伸縮ブーム３の倒伏駆動については比較的負荷が小さいのでの起伏操作レバー１３の操作に対して遅れがなく操作に追従して伸縮ブーム３は倒伏駆動できるが、伸縮ブーム３の伸長駆動については比較的負荷が大きいので伸縮操作レバー１５の操作に対して遅れが生じ操作に追従して伸縮ブーム３は伸長駆動できなくなる。
【００４３】
ところが本発明の作業機の制限装置Ｄは、このような現象にともなって次のように作用する。先ずブーム伸縮操作に対応する追従遅れ判別手段３５について説明する。油圧アクチュエータ位置算出器３５ａは、ブーム長さ検出器３２からのブーム長さの信号と、伸縮操作出力手段１６からの伸縮操作速度信号ｃを受けて、伸縮操作レバー１５の操作開始時の伸縮ブーム３のブーム長さ位置を算出し記憶した後、記憶したブーム長さ位置の信号を出力する。積分器３５ｂは、油量制限装置２６から制限装置１９に伝達される実際の速度信号受け、当該速度信号を積分して伸縮操作レバー１５の操作に基づき伸縮ブーム３が伸縮するブーム長さを算出する。加算器３５cは、油圧アクチュエータ位置算出器３５ａと積分器３５ｂからの信号を受け、逐次積分器３５ｂからの信号を加算して伸縮操作レバー１５の操作により伸縮駆動したブーム長さを加算して求めるとともに、このブーム長さに油圧アクチュエータ位置算出器３５ａからの信号による当初の伸縮操作開始時のブーム長さを加算して、現在位置すべくブーム長さを算出する。判別器３５ｄは、ブーム長さ検出器３２からの信号を受けて現在のブーム長さを求めるとともに、当該ブーム長さと加算器３５ｃで算出したブーム長さを比較する。
【００４４】
この場合供給油量Ｑａが不足しているので、加算器３５ｃによるブーム長さに対してブーム長さ検出器３２からの信号によるブーム長さが短く伸縮操作レバー１５の操作に追従していないことを判別する。そしてその追従遅れの量が所定以内であるかどうかを判別する。そして所定以内の追従遅れであると判別されると、追従遅れ量にともなって油量補正手段３８に供給油量Ｑａを供給油量Ｑ１ａに補正する信号を送る。
【００４５】
一方ブーム起伏操作に対応する追従遅れ判別手段３４について説明する。油圧アクチュエータ位置算出器３４ａは、ブーム起伏角検出器３１からのブーム起伏角の信号と、起伏操作出力手段１４からの起伏操作速度信号ｂを受けて、起伏操作レバー１３の操作開始時の伸縮ブーム３のブーム起伏角位置を算出して記憶した後、記憶したブーム起伏角位置の信号を出力する。積分器３４ｂは、油量制限装置２５から制限装置１８に伝達される実際の速度信号受け、当該速度信号を積分して起伏操作レバー１３の操作に基づき伸縮ブーム３が起伏するブーム起伏角を算出する。加算器３４cは、油圧アクチュエータ位置算出器３４ａと積分器３４ｂからの信号を受け、逐次積分器３４ｂからの信号を加算して起伏操作レバー１３の操作により起伏駆動したブーム起伏角を加算して求めるとともに、この起伏角に油圧アクチュエータ位置算出器３４ａからの信号による当初の起伏操作開始時のブーム起伏角を加算して現在位置すべくブーム起伏角を算出する。判別器３４ｄは、ブーム起伏角検出器３１からの信号を受けて現在のブーム起伏角を求めるとともに、当該ブーム起伏角と加算器３４ｃで算出したブーム起伏角を比較する。
【００４６】
この場合伸縮ブーム３の倒伏駆動については負荷が小さく、供給油量Ｑａが不足することはないので、加算器３４ｃによるブーム起伏角に対してブーム起伏角検出器３１からの信号によるブーム起伏角の差がなく、起伏操作レバー１３の操作に追従していることを判別する。したがって、判別器３４ｄからは油量補正手段３８に信号が出力されない。
【００４７】
油量制限判別手段２３では、合計要求油量算出手段２２で算出した合計要求油量Ｑｂと油量補正手段３８からの供給油量Ｑ１ａを比較し、合計要求油量Ｑｂが供給油量Ｑ１ａ以上であるから供給油量Ｑ１ａと合計要求油量Ｑｂの比率（油量制限比率Ｋ＝Ｑ１ａ／Ｑｂ）に基づく油量制限信号を出力する。
【００４８】
油量制限装置２５，２６は、油量制限判別手段２３からの油量制限信号を受けた時に、油量制限比率（Ｋ＝Ｑ１ａ／Ｑｂ）に基づいて操作速度信号ｂ，ｃをｂ×Ｑ１ａ／Ｑｂ，ｃ×Ｑ１ａ／Ｑｂに変更して制御装置１８，１９に伝達させる。
【００４９】
このように制限装置Ｄを備えた本発明に係る作業機の制限装置は、操作レバーを複数操作して、前記複数操作に伴う合計要求油量Ｑｂと前記油圧源２０から供給される供給油量Ｑａの関係において、合計要求油量Ｑｂが供給油量Ｑａを超えており、しかも可変容量油圧ポンプ２０ｂの吐出油量が経年変化により吐出容量不足となり所定の供給油量Ｑａより少ない供給油量Ｑ１ａとなった場合でも、油量制限判別手段２３から供給油量Ｑ１ａと合計要求油量Ｑｂの比率で油量制限が行われるので、合計要求油量Ｑｂが供給油量Ｑ１ａを超えている操作をしても供給油量Ｑ１ａで操作できる範囲内での操作信号しか制御装置１８，１９に出力されず、もって油圧アクチュエータの負荷の少ない油圧アクチュエータのみ駆動して負荷の大きい油圧アクチュエータが駆動しないと言う問題は生じないようにすることができる。
【００５０】
また、上記説明では、追従遅れ判別手段３５の判別器３５ｄは、加算器３５ｃによるブーム長さに対してブーム長さ検出器３２からの信号によるブーム長さが短く、伸縮操作レバー１５の操作に追従していないことを判別し、その追従遅れの量が所定以内であると判別した時について説明したが、追従遅れが所定以上と判別した場合については、図１に図示した場合と同じであるのでここでは詳細な説明は省略する。
【００５１】
なお、上記実施形態では、伸縮と起伏の併用操作をしている時について説明したが、他の組み合わせによる複数操作の場合も同様に実施できること勿論であり、その場合について同様に作用することは説明しなくても理解できることであるので、他の組み合せについての詳細な説明は省略する。また、他の実施の形態として複数操作が自動的に行われる場合にも実施できること勿論である。
【００５２】
例えば、高所作業車Ａの作業台４を水平移動または垂直移動する時等においては、一本の操作レバーによる操作方向と操作量を指示するだけで伸縮操作と起伏操作を自動的に制御して水平移動または垂直移動できるようにしたものが既に知られている。この場合にも複数操作を行うものであるから上記した油量制限が行われ、この場合にも本発明は適用できるものであり、これ以外に自動的に操作信号が出力される場合であっても適用できること勿論である。
【００５３】
また、上記実施形態では、規制手段３７をそれぞれの油量制限装置２４，２５，２６と制御装置１７，１８，１９間の信号伝達経路に介挿させたが、各いずれかの追従遅れ判別手段３３，３４，３５からの規制信号を受けた時に、油圧源２０からの吐出圧油をアンロードさせるようにしてもよい。
【００５４】
更に、上記実施の形態では、制限装置Ｄをブロック図で図示し各装置あるいは手段で説明したが、他の実施の形態としてこれらの各装置あるいは手段はＣＰＵによるプログラム制御で実施するようにしてもよいこと勿論のことである。
【００５５】
また、上記実施の形態では油量制限装置２４，２５，２６を、操作装置Ｂから各制御装置１７，１８，１９に出力する各操作速度信号ａ，ｂ，ｃを制御することにより油量を制限するものとして説明したが、他の実施の形態として各制御装置１７，１８，１９と各油圧アクチュエータ５，６，１０間に油量制限装置２４，２５，２６をそれぞれ配置し、各制御装置１７，１８，１９から各油圧アクチュエータ５，６，１０に供給される油量を制限するようにしてもよい。同様に規制手段３７も上記間に配置するようにしてもよい。
【００５６】
次に、上記実施の形態では、本発明の作業機の制限装置を高所作業車に適用する場合について説明したが、他の実施の形態として同様にクレーン車、穴掘建柱車、等の作業機にも実施できること勿論のことである。
【００５７】
なお、本発明の実施形態で説明した高所作業車Ａなどの作業機においては、油圧アクチュエータの作動位置を検出するアクチュエータ検出器は、他の安全装置を施すにあたって既に備えられているものである。そのような作業機にあっては、本発明を実施するにあたってアクチュエータ検出器を別に備えなくても既に備えているアクチュエータ検出器を利用し、従来の制限装置のソフトを変更するのみで実施できる。しかも、本発明は、油圧源からの供給油量不足を油圧源に供給油量計などの検出器を用いなくて対応できる。
【００５８】
【発明の効果】
以上の如く構成し作用する本発明の作業機の制限装置は、油圧アクチュエータの複数の操作にともなって、複数の操作にともなう各油圧アクチュエータが要求する油量の合計要求油量に対する油圧源からの供給油量の比率で各油圧アクチュエータを制限制御して駆動させるに、油圧源の経年変化による劣化や効率の低下などにともない供給油量不足により、前記制限制御による制御精度が悪化するのを防止することができると共に、所定以上の追従遅れであれば、制御不能として自動的に作業機の稼動を停止させることを可能にする。よって、従来の場合に比較して操作性のよい安全な制限装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の作業機の制限装置を説明する説明図である。
【図２】  本発明の作業機の制限装置を説明する説明図で、追従遅れ判別手段の詳細説明図である。
【図３】  本発明の作業機の制限装置を説明する説明図で、他の実施形態について説明する説明図である。
【図４】  作業機の例として高所作業車を説明する説明図である。
【図５】  従来の作業機の制限装置を説明する説明図である。
【符号の説明】
５，６，１０  油圧アクチュエータ
１７，１８，１９  制御装置
２０  油圧源
２１  供給油量算出手段
２２  合計要求油量算出手段
２３  油量制限判別手段
２４，２５，２６  油量制限装置
３３，３４，３５  追従遅れ判別手段
３６  油量補正手段
３７  規制手段
３８  油量補正手段
Ｂ  操作装置
Ｄ  制限装置
Ｅ  アクチュエータ検出器
Ｑａ  供給油量
Ｑ１ａ  供給油量
Ｑｂ  合計要求油量
【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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