CN105324540B - 建筑机械的控制系统及建筑机械的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种建筑机械的控制系统与建筑机械的控制方法，建筑机械的控制系统具备：检测器，其检测包括动臂、斗杆和铲斗在内的工作装置的姿势；操作装置，其为了驱动包括斗杆及铲斗的至少一方在内的可动构件而被操作；检测装置，其检测操作装置的操作量；控制阀，其调整向驱动工作装置的液压缸供给的工作油的供给量；铲斗位置数据生成部，其基于检测器的检测结果，生成表示铲斗的铲尖位置的铲尖位置数据；距离获取部，其获取表示工作装置的挖掘对象的目标形状的目标挖掘地形，并基于铲尖位置数据和目标挖掘地形来算出铲斗的铲尖与目标挖掘地形之间的距离；限制值设定部，其基于检测装置的检测结果，来设定用于限制可动构件的速度的限制操作量；可动构件控制部，其以按照限制操作量来驱动可动构件的方式向控制阀输出控制信号。

Description

建筑机械的控制系统及建筑机械的控制方法

技术领域

本发明涉及建筑机械的控制系统及建筑机械的控制方法。

背景技术

液压挖掘机那样的建筑机械具备：包括动臂、斗杆和铲斗的工作装置；为了进行工作装置的驱动而被操作员操作的操作装置。在建筑机械的控制中，公知有专利文献1及专利文献2公开那样的、基于表示挖掘对象的目标形状的目标挖掘地形而使铲斗移动的限制挖掘控制。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-217138号公报

专利文献2：日本特开2006-265954号公报

发明内容

发明要解决的课题

在使用了建筑机械的工作装置的掘入工序中，在挖掘开始时可能发生铲尖落入的现象。作为铲尖落入的原因，可举出相对于操作装置的操作指令的液压生成延迟。在目标挖掘地形附近开始进行掘入时，会导致铲斗超过目标挖掘地形，挖掘精度降低。

本发明的方案的目的在于提供能抑制铲尖的落入的建筑机械的控制系统、建筑机械及建筑机械的控制方法。

用于解决课题的手段

本发明的第一方案提供一种建筑机械的控制系统，其具备：检测器，其检测包括动臂、斗杆和铲斗在内的工作装置的姿势；操作装置，其为了驱动包括所述斗杆及所述铲斗的至少一方在内的可动构件而被操作；检测装置，其检测所述操作装置的操作量；控制阀，其对向驱动所述工作装置 的液压缸供给的工作油的供给量进行调整；铲斗位置数据生成部，其基于所述检测器的检测结果，生成表示所述铲斗的铲尖位置的铲尖位置数据；距离获取部，其获取表示所述工作装置的挖掘对象的目标形状的目标挖掘地形，并基于所述铲尖位置数据和所述目标挖掘地形来算出所述铲斗的铲尖与所述目标挖掘地形之间的距离；限制值设定部，其基于所述检测装置的检测结果，来设定用于限制所述可动构件的速度的限制操作量；可动构件控制部，其以按照所述限制操作量来驱动所述可动构件的方式向所述控制阀输出控制信号。

以本发明的第一方案为基础，优选的是，所述限制值设定部以所述距离越大所述限制操作量越大的方式设定所述限制操作量。

以本发明的第一方案为基础，优选的是，该建筑机械的控制系统具备计时器，该计时器基于所述检测装置的检测结果开始进行时间计测，所述限制值设定部以从所述计时器的时间计测的开始时刻起的经过时间越长所述限制操作量越大的方式设定所述限制操作量。

以本发明的第一方案为基础，优选的是，所述可动构件控制部以下述方式输出控制信号：使在从所述计时器的所述时间计测的开始时刻起的规定期间内，以所述限制操作量来驱动所述可动构件。

以本发明的第一方案为基础，优选的是，所述计时器的时间计测的开始时刻包括所述操作装置的操作的开始时刻、所述检测装置的检测值超过阈值的时刻、以及所述检测装置的检测值的每单位时间的增加量超过容许值的时刻中的至少一个。

以本发明的第一方案为基础，优选的是，在从所述时间计测的开始时刻起经过所述规定期间之后，基于所述限制操作量的驱动被解除。

以本发明的第一方案为基础，优选的是，所述规定期间的前半段的所述限制操作量小于后半段的所述限制操作量。

以本发明的第一方案为基础，优选的是，该建筑机械的控制系统具备：动臂限制部，其根据所述距离来决定限制速度，以使所述工作装置向所述目标挖掘地形接近的方向的速度成为所述限制速度以下的方式限制所述动臂的速度；液压系统，其具有用于驱动所述动臂的第一液压促动器、用于驱动所述可动构件的第二液压促动器及用于调整对所述第二液压促动 器供给的工作油的供给量的所述控制阀，在基于所述铲斗的挖掘作业中，以使所述动臂上升、所述斗杆下降的方式使所述液压系统工作，在所述斗杆下降时，按照所述限制操作量进行驱动。

以本发明的第一方案为基础，优选的是，所述液压系统包括供给工作油的液压泵，该建筑机械的控制系统具备泵控制部，该泵控制部以下述方式控制所述液压泵：在第一作业模式中，从所述液压泵以第一最大喷出容量供给所述工作油，在第二作业模式中，从所述液压泵以比所述第一最大喷出容量少的第二最大喷出容量供给所述工作油，所述第二作业模式中的所述限制操作量小于所述第一作业模式中的所述限制操作量。

以本发明的第一方案为基础，优选的是，所述可动构件能够更换，在所述动臂上连接有第一重量的所述可动构件时的所述限制操作量小于连接有比所述第一重量小的第二重量的所述可动构件时的所述限制操作量。

以本发明的第一方案为基础，优选的是，在所述检测装置的检测值的每单位时间的增加量超过了容许值时，以按照所述限制操作量来驱动所述可动构件的方式开始输出控制信号，所述增加量包括所述操作装置的操作量与通过所述操作量的低通滤波处理而生成的处理量之差。

以本发明的第一方案为基础，优选的是，所述建筑机械具备支承所述动臂的车辆主体，以使所述车辆主体的基准位置与所述铲斗成为第一距离的方式驱动所述工作装置时的所述限制操作量小于以使所述基准位置与所述铲斗成为比所述第一距离短的第二距离的方式驱动所述工作装置时的所述限制操作量。

以本发明的第一方案为基础，优选的是，在所述检测装置的检测值的每单位时间的增加量超过了容许值时，以按照所述限制操作量来驱动所述可动构件的方式开始输出控制信号，所述增加量包括所述操作装置的操作量与通过所述操作量的低通滤波处理而生成的处理量之差。

本发明的第二方案提供一种建筑机械的控制方法，其包括下述步骤：利用检测器检测包括动臂、斗杆和铲斗在内的工作装置的姿势；为了驱动包括所述斗杆及所述铲斗的至少一方在内的可动构件而对操作装置进行操作；利用检测装置检测所述操作装置的操作量；基于所述检测器的检测结果生成表示所述铲斗的铲尖位置的铲尖位置数据；获取表示所述工作装 置的挖掘对象的目标形状的目标挖掘地形而基于所述铲尖位置数据和所述目标挖掘地形来算出所述铲斗的铲尖与所述目标挖掘地形之间的距离；基于所述检测装置的检测结果设定用于限制所述可动构件的速度的限制操作量；以按照所述限制操作量来驱动所述可动构件的方式向控制阀输出控制信号，该控制阀调整向驱动所述工作装置的液压缸供给的工作油的供给量。

发明效果

根据本发明的方案，能抑制挖掘精度的降低。

附图说明

图1是表示建筑机械的一例的立体图。

图2是示意性地表示建筑机械的一例的侧视图。

图3是示意性地表示建筑机械的一例的后视图。

图4A是表示控制系统的一例的框图。

图4B是表示控制系统的一例的框图。

图5是表示目标施工信息的一例的示意图。

图6是表示限制挖掘控制的一例的流程图。

图7是用于说明限制挖掘控制的一例的图。

图8是用于说明限制挖掘控制的一例的图。

图9是用于说明限制挖掘控制的一例的图。

图10是用于说明限制挖掘控制的一例的图。

图11是用于说明限制挖掘控制的一例的图。

图12是用于说明限制挖掘控制的一例的图。

图13是用于说明限制挖掘控制的一例的图。

图14是用于说明限制挖掘控制的一例的图。

图15是表示液压缸的一例的图。

图16是表示缸行程传感器的一例的图。

图17是表示控制系统的一例的图。

图18是表示控制系统的一例的图。

图19是表示建筑机械的动作的一例的示意图。

图20是表示控制系统的一例的功能框图。

图21是表示建筑机械的控制方法的一例的流程图。

图22是用于说明建筑机械的控制方法的一例的图。

图23是用于说明建筑机械的控制方法的一例的图。

图24是用于说明建筑机械的控制方法的一例的图。

图25是表示控制系统的一例的功能框图。

图26是用于说明建筑机械的控制方法的一例的图。

图27是用于说明建筑机械的控制方法的一例的图。

图28是用于说明建筑机械的控制方法的一例的图。

图29是用于说明建筑机械的控制方法的一例的图。

图30是表示控制系统的一例的功能框图。

图31是用于说明建筑机械的控制方法的一例的图。

图32是用于说明建筑机械的控制方法的一例的图。

图33是表示建筑机械的控制方法的一例的流程图。

图34是用于说明建筑机械的控制方法的一例的图。

图35是用于说明建筑机械的控制方法的一例的图。

图36是用于说明建筑机械的控制方法的一例的图。

图37是用于说明建筑机械的控制方法的一例的图。

图38是表示控制系统的一例的功能框图。

图39是表示建筑机械的控制方法的一例的流程图。

图40是用于说明建筑机械的控制方法的一例的图。

图41是用于说明建筑机械的控制方法的一例的图。

图42是用于说明建筑机械的控制方法的一例的图。

图43是表示控制系统的一例的功能框图。

图44是表示建筑机械的动作的一例的示意图。

图45是用于说明建筑机械的控制方法的一例的图。

图46是用于说明建筑机械的控制方法的一例的图。

图47是用于说明建筑机械的控制方法的一例的图。

图48是表示控制系统的一例的功能框图。

图49是用于说明建筑机械的控制方法的一例的图。

图50是表示建筑机械的控制方法的一例的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明涉及的实施方式，但本发明并不限定于此。以下说明的各实施方式的要件可以适当组合。另外，也存在不使用一部分的构成要素的情况。

[液压挖掘机的整体结构]

图1是表示本实施方式的建筑机械100的一例的立体图。在本实施方式中，说明建筑机械100是具备利用液压进行工作的工作装置2的液压挖掘机100的例子。

如图1所示，液压挖掘机100具备车辆主体1和工作装置2。如后述那样，在液压挖掘机100上搭载有执行挖掘控制的控制系统200。

车辆主体1具有回转体3、驾驶室4和行驶装置5。回转体3配置在行驶装置5之上。行驶装置5对回转体3进行支承。将回转体3也称为上部回转体3。将行驶装置5也称为下部行驶体5。回转体3能够以回转轴AX为中心进行回转。在驾驶室4设有供操作员就座的驾驶席4S。操作员在驾驶室4中对液压挖掘机100进行操作。行驶装置5具有一对履带5Cr。通过履带5Cr的旋转，液压挖掘机100行驶。需要说明的是，行驶装置5可以包含车轮(轮胎)。

在本实施方式中，以驾驶席4S为基准来说明各部分的位置关系。前后方向是以驾驶席4S为基准的前后方向。左右方向是以驾驶席4S为基准的左右方向。驾驶席4S正对于正面的方向为前方，与前方相对的方向为后方。驾驶席4S正对于正面时的侧方的右侧、左侧分别为右方、左方。

回转体3具有收容发动机的发动机室9和在回转体3的后部设置的平衡重。在回转体3中，在发动机室9的前方设有扶手19。在发动机室9配置有发动机及液压泵等。

工作装置2支承于回转体3。工作装置2包括：与回转体3连接的动臂6；与动臂6连接的斗杆7；与斗杆7连接的铲斗8；对动臂6进行驱动的动臂油缸10；对斗杆7进行驱动的斗杆油缸11；对铲斗8进行驱动的铲斗油缸12。动臂油缸10、斗杆油缸11及铲斗油缸12分别是通过工作 油驱动液压缸。

动臂6的基端部经由动臂销13而与回转体3连接。斗杆7的基端部经由斗杆销14而与动臂6的前端部连接。铲斗8经由铲斗销15而与斗杆7的前端部连接。动臂6能够以动臂销13为中心旋转。斗杆7能够以斗杆销14为中心旋转。铲斗8能够以铲斗销15为中心旋转。斗杆7及铲斗8分别是在动臂6的前端侧能够移动的可动构件。

图2是示意性地表示本实施方式的液压挖掘机100的侧视图。图3是示意性地表示本实施方式的液压挖掘机100的后视图。如图2所示，动臂6的长度L1是动臂销13与斗杆销14之间的距离。斗杆7的长度L2是斗杆销14与铲斗销15之间的距离。铲斗8的长度L3是铲斗销15与铲斗8的前端部8a之间的距离。在本实施方式中，铲斗8具有多个铲。在以下的说明中，将铲斗8的前端部8a适当称为铲尖8a。

需要说明的是，铲斗8也可以不具有铲。铲斗8的前端部可以由直线形状的钢板形成。

如图2所示，液压挖掘机100具有：配置于动臂油缸10的第一缸行程传感器16；配置于斗杆油缸11的第二缸行程传感器17；配置于铲斗油缸12的第三缸行程传感器18。基于第一缸行程传感器16的检测结果，可求出动臂油缸10的行程长度。基于第二缸行程传感器17的检测结果，可求出斗杆油缸11的行程长度。基于第三缸行程传感器18的检测结果，可求出铲斗油缸12的行程长度。

在以下的说明中，将动臂油缸10的行程长度适当称为动臂油缸长度，将斗杆油缸11的行程长度适当称为斗杆油缸长度，将铲斗油缸12的行程长度适当称为铲斗油缸长度。而且，在以下的说明中，将动臂油缸长度、斗杆油缸长度及铲斗油缸长度适当总称为缸长度数据L。

液压挖掘机100具备能够检测液压挖掘机100的位置的位置检测装置20。位置检测装置20具有天线21、全局坐标运算部23、IMU(Inertial Measurement Unit)24。

天线21是GNSS(Global Navigation Satellite Systems：全球导航卫星系统)用的天线。天线21是RTK-GNSS(Real Time Kinematic-Global Navigation SatelliteSystems)用天线。天线21设于回转体3。在本实施方 式中，天线21设于回转体3的扶手19上。需要说明的是，天线21也可以设置在发动机室9的后方。例如，可以在回转体3的平衡重上设置天线21。天线21将与接收到的电波(GNSS电波)相应的信号向全局坐标运算部23输出。

全局坐标运算部23用于检测全局坐标系中的天线21的设置位置P1。全局坐标系是以设置于作业区域的基准位置Pr为基础的三维坐标系。如图2所示，在本实施方式中，基准位置Pr是在作业区域设定的基准桩的前端的位置。

全局坐标系是以固定于地球的原点Pr(参照图2)为基准的坐标系。局部坐标系是以固定于建筑机械100的车辆主体1的原点P2(参照图2)为基准的坐标系。局部坐标系也可以称为车辆主体坐标系。

在图2等中，全局坐标系由XgYgZg正交坐标系表示。全局坐标系的基准位置(原点)Pr位于作业区域。水平面内的一方向为Xg轴方向，在水平面内与Xg轴方向正交的方向为Yg轴方向，与Xg轴方向及Yg轴方向分别正交的方向为Zg轴方向。另外，绕Xg轴、Yg轴及Zg轴的旋转(倾斜)方向分别为θXg、θYg及θZg方向。Xg轴与YgZg平面正交。Yg轴与XgZg平面正交。Zg轴与XgYg平面正交。XgYg平面与水平面平行。Zg轴方向为铅垂方向。

在图2等中，局部坐标系由XYZ正交坐标系表示。局部坐标系的基准位置(原点)P2位于回转体3的回转中心AX。某平面内的一方向为X轴方向，在该平面内与X轴方向正交的方向为Y轴方向，与X轴方向及Y轴方向分别正交的方向为Z轴方向。另外，绕X轴、Y轴及Z轴的旋转(倾斜)方向分别为θX、θY及θZ方向。X轴与YZ平面正交。Y轴与XZ平面正交。Z轴与XY平面正交。

在本实施方式中，天线21包含以在车宽方向上分离的方式设于回转体3上的第一天线21A及第二天线21B。第一天线21A检测设置位置P1a并向全局坐标运算部23输出，第二天线21B检测设置位置P1b并向全局坐标运算部23输出。

全局坐标运算部23获取由全局坐标表示的基准位置数据P。在本实施方式中，基准位置数据P是表示位于回转体3的回转轴(回转中心)AX 的基准位置P2的数据。需要说明的是，基准位置数据P也可以是表示设置位置P1的数据。在本实施方式中，全局坐标运算部23基于两个设置位置P1a及设置位置P1b来生成回转体方位数据Q。回转体方位数据Q基于由设置位置P1a和设置位置P1b决定的直线相对于全局坐标的基准方位(例如北)所成的角来决定。回转体方位数据Q表示回转体3(工作装置2)面朝的方位。全局坐标运算部23向后述的显示控制器28输出基准位置数据P及回转体方位数据Q。

IMU24设于回转体3。在本实施方式中，IMU24配置在驾驶室4的下部。在回转体3中，在驾驶室4的下部配置有高刚性的框架。IMU24配置在该框架上。需要说明的是，IMU24也可以配置在回转体3的回转轴AX(基准位置P2)的侧方(右侧或左侧)。IMU24相对于全局坐标检测车辆主体1的相对于左右方向的倾斜角θ4和车辆主体1的相对于前后方向的倾斜角θ5。

[控制系统的结构]

接下来，说明本实施方式的控制系统200的概要。图4A是表示本实施方式的控制系统200的功能结构的框图。

控制系统200对使用工作装置2的挖掘处理进行控制。挖掘处理的控制包含限制挖掘控制。如图4A所示，控制系统200具备第一缸行程传感器16、第二缸行程传感器17、第三缸行程传感器18、天线21、全局坐标运算部23、IMU24、操作装置25、工作装置控制器26、压力传感器66、压力传感器67、控制阀27、方向控制阀64、显示控制器28、显示部29、传感器控制器30和进行作业模式设定的人机接口部32。

操作装置25配置于驾驶室4。由操作员对操作装置25进行操作。操作装置25接受用于驱动工作装置2的操作员的操作。在本实施方式中，操作装置25是先导液压方式的操作装置。

在以下的说明中，将为了使液压缸(动臂油缸10、斗杆油缸11及铲斗油缸12)工作而向该液压缸供给的油适当称为工作油。在本实施方式中，通过方向控制阀64来调整对液压缸供给的工作油的供给量。方向控制阀64通过被供给的油而进行工作。在以下的说明中，将为了使方向控制阀64工作而向该方向控制阀64供给的油适当称为先导油。而且，将先导油 的压力适当称为先导液压。

工作油及先导油可以从同一液压泵送出。例如，可以将从液压泵送出的工作油的一部分通过减压阀减压，将该减压后的工作油作为先导油使用。另外，送出工作油的液压泵(主液压泵)与送出先导油的液压泵(先导液压泵)可以是不同的液压泵。

操作装置25具有第一操作杆25R和第二操作杆25L。第一操作杆25R配置在例如驾驶席4S的右侧。第二操作杆25L配置在例如驾驶席4S的左侧。就第一操作杆25R及第二操作杆25L而言，前后左右的动作对应于两轴的动作。

通过第一操作杆25R来操作动臂6及铲斗8。第一操作杆25R的前后方向的操作对应于动臂6的操作，对应于前后方向的操作来执行动臂6的下降动作及上升动作。第一操作杆25R的左右方向的操作对应于铲斗8的操作，对应于左右方向的操作来执行铲斗8的挖掘动作及释放动作。

通过第二操作杆25L来操作斗杆7及回转体3。第二操作杆25L的前后方向的操作对应于斗杆7的操作，对应于前后方向的操作来执行斗杆7的上升动作及下降动作。第二操作杆25L的左右方向的操作对应于回转体3的回转，对应于左右方向的操作来执行回转体3的右回转动作及左回转动作。

在本实施方式中，动臂6的上升动作相当于倾卸动作。动臂6的下降动作相当于挖掘动作。斗杆7的下降动作相当于挖掘动作。斗杆7的上升动作相当于倾卸动作。铲斗8的下降动作相当于挖掘动作。需要说明的是，可以将斗杆7的下降动作称为弯曲动作。可以将斗杆7的上升动作称为伸长动作。

从液压泵送出且由减压阀减压成先导液压的先导油向操作装置25供给。基于操作装置25的操作量来调整先导液压，与该先导液压相应地，向液压缸(动臂油缸10、斗杆油缸11及铲斗油缸12)供给的工作油所流过的方向控制阀64被驱动。在先导液压管路450中配置有压力传感器66及压力传感器67。压力传感器66及压力传感器67用于检测先导液压。压力传感器66及压力传感器67的检测结果向工作装置控制器26输出。

第一操作杆25R为了动臂6的驱动而在前后方向上被操作。与前后方 向上的第一操作杆25R的操作量(动臂操作量)相应地，向用于驱动动臂6的动臂油缸10供给的工作油所流过的方向控制阀64被驱动。另外，将在该杆操作时在传感器66产生的压力称作动臂杆操作量MB。

第一操作杆25R为了铲斗8的驱动而在左右方向上被操作。与左右方向上的第一操作杆25R的操作量(铲斗操作量)相应地，向用于驱动铲斗8的铲斗油缸12供给的工作油所流过的方向控制阀64被驱动。另外，将在该杆操作时在传感器66产生的压力称作铲斗杆操作量MT。

第二操作杆25L为了斗杆7的驱动而在前后方向上被操作。与前后方向上的第二操作杆25L的操作量(斗杆操作量)相应地，向用于驱动斗杆7的斗杆油缸11供给的工作油所流过的方向控制阀64被驱动。另外，将在该杆操作时在传感器66产生的压力称作斗杆杆操作量MA。

第二操作杆25L为了回转体3的驱动而在左右方向上被操作。与左右方向上的第二操作杆25L的操作量相应地，向用于驱动回转体3的液压促动器供给的工作油所流过的方向控制阀64被驱动。

需要说明的是，也可以是，第一操作杆25R的左右方向的操作对应于动臂6的操作，前后方向的操作对应于铲斗8的操作。另外，也可以是，第二操作杆25L的左右方向对应于斗杆7的操作，前后方向的操作对应于回转体3的操作。

控制阀27为了调整对液压缸(动臂油缸10、斗杆油缸11及铲斗油缸12)供给的工作油的供给量而进行工作。控制阀27基于来自工作装置控制器26的控制信号进行工作。

传感器控制器30基于第一缸行程传感器16的检测结果，来算出动臂油缸长度。第一缸行程传感器16将与旋转动作相伴的相位位移的脉冲向传感器控制器30输出。传感器控制器30基于从第一缸行程传感器16输出的相位位移的脉冲，来算出动臂油缸长度。同样，传感器控制器30基于第二缸行程传感器17的检测结果，来算出斗杆油缸长度。传感器控制器30基于第三缸行程传感器18的检测结果，来算出铲斗油缸长度。

传感器控制器30根据基于第一缸行程传感器16的检测结果而获取的动臂油缸长度，来算出动臂6相对于回转体3的垂直方向的姿势角θ1。传感器控制器30根据基于第二缸行程传感器17的检测结果而获取的斗杆油 缸长度，来算出斗杆7相对于动臂6的姿势角θ2。传感器控制器30根据基于第三缸行程传感器18的检测结果而获取的铲斗油缸长度，来算出铲斗8的铲尖8a相对于斗杆7的姿势角θ3。第一、第二、第三缸行程传感器16、17、18作为检测工作装置2的姿势的检测器发挥功能。工作装置2的姿势包含动臂6的姿势角θ1、斗杆7的姿势角θ2及铲斗8的铲尖8a的姿势角θ3中的至少一个。

需要说明的是，动臂6的姿势角θ1、斗杆7的姿势角θ2及铲斗8的姿势角θ3可以不是由缸行程传感器检测。可以通过旋转编码器那样的角度检测器来检测动臂6的姿势角θ1。角度检测器检测动臂6相对于回转体3的弯曲角度，从而检测姿势角θ1。同样，斗杆7的姿势角θ2可以由安装于斗杆7的角度检测器来检测。铲斗8的姿势角θ3可以由安装于铲斗8的角度检测器来检测。

图4B是表示工作装置控制器26、显示控制器28及传感器控制器30的框图。传感器控制器30根据第一、第二、第三缸行程传感器16、17、18的检测结果来获取缸长度数据L。传感器控制器30将从IMU24输出的车辆主体1的倾斜角θ4的数据及倾斜角θ5的数据输出。传感器控制器30将各工作装置的姿势角θ1～θ3及倾斜角θ5的数据向显示控制器28及工作装置控制器26分别输出。

如上述那样，在本实施方式中，缸行程传感器(16、17、18)的检测结果及IMU24的检测结果向传感器控制器30输出，传感器控制器30进行规定的运算处理。在本实施方式中，传感器控制器30的功能可以由工作装置控制器26取代。例如，可以将缸行程传感器(16、17、18)的检测结果向工作装置控制器26输出，工作装置控制器26基于缸行程传感器(16、17、18)的检测结果，来算出缸长度(动臂油缸长度、斗杆油缸长度及铲斗油缸长度)。IMU24的检测结果可以向工作装置控制器26输出。

显示控制器28具有目标施工信息储存部28A、铲斗位置数据生成部28B、目标挖掘地形数据生成部28C。显示控制器28从全局坐标运算部23获取基准位置数据P及回转体方位数据Q。显示控制器28从传感器控制器30获取缸姿势数据θ1～θ3。

铲斗位置数据生成部28B基于基准位置数据P、回转体方位数据Q及 缸姿势数据θ1～θ3，生成表示铲斗8的三维位置的铲斗位置数据。在本实施方式中，铲斗位置数据是表示铲尖8a的三维位置的铲尖位置数据S。

目标挖掘地形数据生成部28C使用铲尖位置数据S和储存在目标施工信息储存部28A中的后述的目标施工信息T，来生成表示挖掘对象的目标形状的目标挖掘地形U。而且，显示控制器28基于目标挖掘地形U在显示部29显示目标挖掘地形U。显示部29例如是监视器，显示液压挖掘机100的各种信息。在本实施方式中，显示部29包含作为信息化施工用的指引监视器的HMI(Human Machine Interface)监视器。

显示控制器28基于位置检测装置20的检测结果能够算出在全局坐标系中观察时的局部坐标的位置。局部坐标系是以液压挖掘机100为基准的三维坐标系。局部坐标系的基准位置例如是位于回转体3的回转轴AX的基准位置P2。

目标施工信息储存部28A储存表示作业区域的目标形状即立体设计地形的目标施工信息(立体设计地形数据)T。目标施工信息T包含为了生成表示挖掘对象的目标形状即设计地形的目标挖掘地形(设计地形数据)U所需的坐标数据及角度数据。目标施工信息T可以经由例如无线通信装置向显示控制器28供给。需要说明的是，目标施工信息T可以从储存器等连接式记录装置转送。

目标挖掘地形数据生成部28C根据动臂6的姿势角θ1、斗杆7的姿势角θ2、铲斗8的姿势角θ3、动臂6的长度L1、斗杆7的长度L2、铲斗8的长度L3及动臂销13的位置信息，来算出全局坐标系中的铲斗铲尖8a相对于全局坐标系的基准位置P2的位置P3。目标挖掘地形数据生成部28C基于目标施工信息T和铲尖位置数据8a，如图5所示那样获取由回转体3的前后方向规定的工作装置2的工作装置动作平面MP与立体设计地形的交线E作为目标挖掘地形U的候补线。目标挖掘地形数据生成部28C将目标挖掘地形U的候补线中的、铲斗铲尖8a的正下方的点作为目标挖掘地形U的基准点AP。目标挖掘地形数据生成部28C将目标挖掘地形U的基准点AP的前后的一个或多个拐点及其前后的线决定为成为挖掘对象的目标挖掘地形U。目标挖掘地形数据生成部28C生成表示挖掘对象的目标形状即设计地形的目标挖掘地形U。基于目标挖掘地形U和铲斗铲尖8a， 来获取目标挖掘地形U和铲尖8a的相对距离d。

目标挖掘地形数据生成部28C将目标挖掘地形U、铲斗铲尖8a及目标挖掘地形U与铲斗铲尖8a之间的距离向显示部29输出。显示部29用图像显示目标挖掘地形与铲斗8的位置关系，并显示目标挖掘地形U与铲斗铲尖8a之间的距离d。另外，目标挖掘地形数据生成部28C将算出的目标挖掘地形U向工作装置控制器26输出。

人机接口部32具有输入部及显示部。显示部包含平板显示器那样的监视器。人机接口部32的输入部包含配置在人机接口部32的显示部的周围的操作按钮。需要说明的是，人机接口部32的输入部可以包括触摸面板。也可以将人机接口部32称为多监视器32。人机接口部32的输入部由操作员操作。通过输入部的操作而生成的指令信号向工作装置控制器26输出。工作装置控制器26对人机接口部32的显示部进行控制，并在该显示部显示规定的信息。

[限制挖掘控制]

接着，说明本实施方式涉及的限制挖掘控制的一例。工作装置控制器26具有相对于操作装置25的操作量决定的铲斗8的目标速度决定部52、距离获取部53、限制速度决定部54、工作装置控制部57和斗杆控制部263。工作装置控制器26从传感器控制器30根据姿势角θ1、θ2、θ3及动臂销13的位置信息、从IMU24输出的角度θ5、位置检测装置20的检测结果和天线21的位置信息导出局部坐标系中的铲尖8a的位置P3。工作装置控制器26与显示控制器28独立地进行铲尖位置信息的获取。

目标速度决定部52获取车辆主体1的相对于前后方向的倾斜角θ5、作为与动臂6、斗杆7、铲斗8的各工作装置的驱动用的杆操作对应的Vc_bm、Vc_am、Vc_bk而自压力传感器66获取的操作量MB、MA、MT。距离获取部53从显示控制器28获取目标挖掘地形U。距离获取部53基于铲尖位置数据P3及目标挖掘地形U算出与目标挖掘地形U垂直的方向上的铲斗8的铲尖8a与目标挖掘地形U之间的距离d。限制速度决定部54根据距离d和目标速度来限制动臂6的移动。工作装置控制部57决定对相对于限制速度Vc_bm_lmt的介入阀27C的介入指令CBI。通过根据以上的指令输出相对于动臂6的介入速度，从而工作装置控制器28执行 限制挖掘控制(介入控制)。

斗杆控制部263自目标速度决定部52获取斗杆7的操作量MA。在判定为需要进行后述的相对于斗杆7的操作的限制的情况下，向工作装置控制部57输出限制速度Vc_am_lmt。工作装置控制部57根据限制速度Vc_am_lmt而向控制阀27(27A、27B)输出减速指令CA。关于斗杆控制部263的限制的判定，之后进行详细说明。

以下，参照图6的流程图及图7～图14的示意图说明本实施方式涉及的限制挖掘控制的一例。图6是表示本实施方式涉及的限制挖掘控制的一例的流程图。

如上所述，设定目标挖掘地形U(步骤SA1)。在设定了目标挖掘地形U之后，工作装置控制器26决定工作装置2的目标速度Vc(步骤SA2)。工作装置2的目标速度Vc包含动臂目标速度Vc_bm、斗杆目标速度Vc_am及铲斗目标速度Vc_bkt。动臂目标速度Vc_bm是仅动臂油缸10被驱动时的铲尖8a的速度。斗杆目标速度Vc_am是仅斗杆油缸11被驱动时的铲尖8a的速度。铲斗目标速度Vc_bkt是仅铲斗油缸12被驱动时的铲尖8a的速度。动臂目标速度Vc_bm基于动臂操作量来算出。斗杆目标速度Vc_am基于斗杆操作量来算出。铲斗目标速度Vc_bkt基于铲斗操作量来算出。

在工作装置控制器26的存储部264中存储有对动臂操作量与动臂目标速度Vc_bm的关系进行规定的目标速度信息。工作装置控制器26基于目标速度信息，来决定与动臂操作量对应的动臂目标速度Vc_bm。目标速度信息例如是记载有动臂目标速度Vc_bm相对于动臂操作量的大小的图表。目标速度信息可以是表格或数式等的方式。目标速度信息包含对斗杆操作量与斗杆目标速度Vc_am的关系进行规定的信息。目标速度信息包含对铲斗操作量与铲斗目标速度Vc_bkt的关系进行规定的信息。工作装置控制器26基于目标速度信息，来决定与斗杆操作量对应的斗杆目标速度Vc_am。工作装置控制器26基于目标速度信息，来决定与铲斗操作量对应的铲斗目标速度Vc_bkt。

如图7所示，工作装置控制器26将动臂目标速度Vc_bm转换成与目标挖掘地形U的表面垂直的方向的速度分量(垂直速度分量)Vcy_bm和与目标挖掘地形U的表面平行的方向的速度分量(水平速度分量)Vcx_bm (步骤SA3)。

工作装置控制器26根据基准位置数据P及目标挖掘地形U等，求出局部坐标系的垂直轴(回转体3的回转轴AX)相对于全局坐标系的垂直轴的倾斜度、目标挖掘地形U的表面的垂直方向相对于全局坐标系的垂直轴的倾斜度。工作装置控制器26根据这些倾斜度来求出表示局部坐标系的垂直轴与目标挖掘地形U的表面的垂直方向的倾斜度的角度β1。

如图8所示，工作装置控制器26根据局部坐标系的垂直轴与动臂目标速度Vc_bm的方向所成的角度β2，通过三角函数，将动臂目标速度Vc_bm转换成局部坐标系的垂直轴方向的速度分量VL1_bm和水平轴方向的速度分量VL2_bm。

如图9所示，工作装置控制器26根据局部坐标系的垂直轴与目标挖掘地形U的表面的垂直方向的倾斜度β1，通过三角函数，将局部坐标系的垂直轴方向上的速度分量VL1_bm和水平轴方向上的速度分量VL2_bm转换成相对于目标挖掘地形U的垂直速度分量Vcy_bm及水平速度分量Vcx_bm。同样，工作装置控制器26将斗杆目标速度Vc_am转换成局部坐标系的垂直轴方向上的垂直速度分量Vcy_am及水平速度分量Vcx_am。工作装置控制器26将铲斗目标速度Vc_bkt转换成局部坐标系的垂直轴方向上的垂直速度分量Vcy_bkt及水平速度分量Vcx_bkt。

如图10所示，工作装置控制器26获取铲斗8的铲尖8a与目标挖掘地形U之间的距离d(步骤SA4)。工作装置控制器26根据铲尖8a的位置信息及目标挖掘地形U等，来算出铲斗8的铲尖8a与目标挖掘地形U的表面之间的最短的距离d。在本实施方式中，基于铲斗8的铲尖8a与目标挖掘地形U的表面之间的最短的距离d来执行限制挖掘控制。

工作装置控制器26基于铲斗8的铲尖8a与目标挖掘地形U的表面之间的距离d，来算出工作装置2整体的限制速度Vcy_lmt(步骤SA5)。工作装置2整体的限制速度Vcy_lmt是在铲斗8的铲尖8a向目标挖掘地形U接近的方向上能够容许的铲尖8a的移动速度。在工作装置控制器26的存储部264中存储有对距离d与限制速度Vcy_lmt的关系进行规定的限制速度信息。

图11表示本实施方式的限制速度信息的一例。在本实施方式中，横 轴为距离d，纵轴为限制速度Vcy_lmt。铲尖8a位于目标挖掘地形U的表面的外方、即位于液压挖掘机100的工作装置2侧时的距离d为正值，铲尖8a位于目标挖掘地形U的表面的内方、即位于比目标挖掘地形U靠挖掘对象的内部侧的位置时的距离d为负值。如图10所示，铲尖8a位于目标挖掘地形U的表面的上方时的距离d为正值。铲尖8a位于目标挖掘地形U的表面的下方时的距离d为负值。而且，铲尖8a相对于目标挖掘地形U处于未侵入的位置时的距离d为正值。铲尖8a相对于目标挖掘地形U处于侵入的位置时的距离d为负值。铲尖8a位于目标挖掘地形U上时、即铲尖8a与目标挖掘地形U接触时的距离d为0。

在本实施方式中，铲尖8a从目标挖掘地形U的内方朝向外方时的速度设为正值，铲尖8a从目标挖掘地形U的外方朝向内方时的速度设为负值。即，铲尖8a朝向目标挖掘地形U的上方时的速度设为正值，铲尖8a朝向目标挖掘地形U的下方时的速度设为负值。

在限制速度信息中，距离d为d1与d2之间时的限制速度Vcy_lmt的倾斜度小于距离d为d1以上或d2以下时的倾斜度。d1大于0。d2小于0。为了在目标挖掘地形U的表面附近的操作中更详细地设定限制速度，使距离d为d1与d2之间时的倾斜度小于距离d为d1以上或d2以下时的倾斜度。在距离d为d1以上时，限制速度Vcy_lmt为负值，距离d越增大，限制速度Vcy_lmt越减小。即，在距离d为d1以上时，在目标挖掘地形U的上方，铲尖8a越远离目标挖掘地形U的表面，朝向目标挖掘地形U的下方的速度越增大，限制速度Vcy_lmt的绝对值越增大。在距离d为0以下时，限制速度Vcy_lmt为正值，距离d越减小，限制速度Vcy_lmt越增大。即，在铲斗8的铲尖8a比目标挖掘地形U更远的距离d为0以下时，在目标挖掘地形U的下方，铲尖8a越远离目标挖掘地形U，朝向目标挖掘地形U的上方的速度越增大，限制速度Vcy_lmt的绝对值越增大。

若距离d为规定值dth1以上的话，则限制速度Vcy_lmt成为Vmin。规定值dth1为正值，且大于d1。Vmin小于目标速度的最小值。即，若距离d为规定值dth1以上的话，则不进行工作装置2的动作的限制。因此，铲尖8a在目标挖掘地形U的上方与目标挖掘地形U分离较远时，不进行工作装置2的动作的限制、即不进行限制挖掘控制。在距离d小于规定值 dth1时，进行工作装置2的动作的限制。在距离d小于规定值dth1时，进行动臂6的动作的限制。

工作装置控制器26根据工作装置2整体的限制速度Vcy_lmt、斗杆目标速度Vc_am、铲斗目标速度Vc_bkt，来算出动臂6的限制速度的垂直速度分量(限制垂直速度分量)Vcy_bm_lmt(步骤SA6)。

如图12所示，工作装置控制器26从工作装置2整体的限制速度Vcy_lmt减去斗杆目标速度的垂直速度分量Vcy_am和铲斗目标速度的垂直速度分量Vcy_bkt，由此算出动臂6的限制垂直速度分量Vcy_bm_lmt。

如图13所示，工作装置控制器26将动臂6的限制垂直速度分量Vcy_bm_lmt转换成动臂6的限制速度(动臂限制速度)Vc_bm_lmt(步骤SA7)。工作装置控制器26根据动臂6的旋转角度α、斗杆7的旋转角度β、铲斗8的旋转角度、车辆主体位置数据P及目标挖掘地形U等，来求出与目标挖掘地形U的表面垂直的方向和动臂限制速度Vc_bm_lmt的方向之间的关系，并将动臂6的限制垂直速度分量Vcy_bm_lmt转换成动臂限制速度Vc_bm_lmt。这种情况下的运算通过与前述的根据动臂目标速度Vc_bm求出与目标挖掘地形U的表面垂直的方向的垂直速度分量Vcy_bm的运算相反的步骤来进行。然后，决定与动臂介入量对应的缸速度，并将与缸速度对应的打开指令向介入阀27C输出。

基于杆操作的先导压力向油路451B填充，基于动臂介入的先导压力向油路502填充。后述的梭形滑阀51选择其压力大的一方(步骤SA8)。

例如，在不进行对动臂6的介入的情况下，在动臂6的向下方的动臂限制速度Vc_bm_lmt的大小小于向下方的动臂目标速度Vc_bm的大小时，不满足限制条件。而且，在通过对动臂6的介入而使动臂6上升的情况下，在动臂6的向上方的动臂限制速度Vc_bm_lmt的大小大于向上方的动臂目标速度Vc_bm的大小时，满足限制条件。

工作装置控制器26对工作装置2进行控制。在控制动臂6时，工作装置控制器26将动臂指令信号向介入阀27C发送，由此来控制动臂油缸10。动臂指令信号具有与动臂指令速度相应的电流值。

在不满足限制条件时，梭形滑阀51选择来自油路451B的工作油的供给，进行通常运转(步骤SA9)。工作装置控制器26对应于动臂操作量、 斗杆操作量和铲斗操作量地使动臂油缸10、斗杆油缸11和铲斗油缸12工作。动臂油缸10以动臂目标速度Vc_bm工作。斗杆油缸11以斗杆目标速度Vc_am工作。铲斗油缸12以铲斗目标速度Vc_bkt工作。

在满足限制条件时，梭形滑阀51选择来自油路502的工作油的供给，执行限制挖掘控制(步骤SA10)。

通过从工作装置2整体的限制速度Vcy_lmt减去斗杆目标速度的垂直速度分量Vcy_am和铲斗目标速度的垂直速度分量Vcy_bkt，来算出动臂6的限制垂直速度分量Vcy_bm_lmt。因此，在工作装置2整体的限制速度Vcy_lmt小于斗杆目标速度的垂直速度分量Vcy_am与铲斗目标速度的垂直速度分量Vcy_bkt之和时，动臂6的限制垂直速度分量Vcy_bm_lmt成为动臂上升的负值。

这种情况下，工作装置控制器27虽然使动臂6下降，但是比动臂目标速度Vc_bm减速。因此，能够将操作员的不适感抑制得较小并防止铲斗8侵入目标挖掘地形U的情况。

在工作装置2整体的限制速度Vcy_lmt大于斗杆目标速度的垂直速度分量Vcy_am与铲斗目标速度的垂直速度分量Vcy_bkt之和时，动臂6的限制垂直速度分量Vcy_bm_lmt成为正值。因此，动臂限制速度Vc_bm_lmt成为正值。这种情况下，即便将操作装置25向使动臂6下降的方向操作，工作装置控制器26也使动臂6上升。因此，能够迅速地抑制目标挖掘地形U的侵入的扩大。

在铲尖8a位于目标挖掘地形U的上方时，铲尖8a越接近目标挖掘地形U，动臂6的限制垂直速度分量Vcy_bm_lmt的绝对值越减小，并且向与目标挖掘地形U的表面平行的方向的动臂6的限制速度的速度分量(限制水平速度分量)Vcx_bm_lmt的绝对值也越减小。因此，在铲尖8a位于目标挖掘地形U的上方时，铲尖8a越接近目标挖掘地形U，动臂6的向与目标挖掘地形U的表面垂直的方向的速度、动臂6的向与目标挖掘地形U的表面平行的方向的速度均越减速。通过液压挖掘机100的操作员同时操作左操作杆25L及右操作杆25R，由此动臂6、斗杆7、铲斗8同时动作。此时，动臂6、斗杆7、铲斗8的各目标速度Vc_bm、Vc_am、Vc_bkt被输入，若说明前述的控制的话，如下所述。

图14表示目标挖掘地形U与铲斗8的铲尖8a之间的距离d小于规定值dth1且铲斗8的铲尖8a从位置Pn1向位置Pn2移动时的动臂6的限制速度的变化的一例。位置Pn2处的铲尖8a与目标挖掘地形U之间的距离小于位置Pn1处的铲尖8a与目标挖掘地形U之间的距离。因此，位置Pn2处的动臂6的限制垂直速度分量Vcy_bm_lmt2小于位置Pn1处的动臂6的限制垂直速度分量Vcy_bm_lmt1。因此，位置Pn2处的动臂限制速度Vc_bm_lmt2小于位置Pn1处的动臂限制速度Vc_bm_lmt1。而且，位置Pn2处的动臂6的限制水平速度分量Vcx_bm_lmt2小于位置Pn1处的动臂6的限制水平速度分量Vcx_bm_lmt1。但是，此时，对于斗杆目标速度Vc_am及铲斗目标速度Vc_bkt未进行限制。因此，对于斗杆目标速度的垂直速度分量Vcy_am及水平速度分量Vcx_am和铲斗目标速度的垂直速度分量Vcy_bkt及水平速度分量Vcx_bkt未进行限制。

如前所述，对于斗杆7未进行限制，因而与操作员的挖掘意图对应的斗杆操作量的变化反映为铲斗8的铲尖8a的速度变化。因此，本实施方式能够抑制目标挖掘地形U的侵入的扩大并抑制操作员的挖掘时的操作中的不适感。

这样，在本实施方式中，工作装置控制器26基于表示挖掘对象的目标形状即设计地形的目标挖掘地形U和表示铲斗8的铲尖8a的位置的铲尖位置数据S，根据目标挖掘地形U与铲斗8的铲尖8a的距离d以使铲斗8接近目标挖掘地形U的相对速度减小的方式，限制动臂6的速度。工作装置控制器26基于表示挖掘对象的目标形状即设计地形的目标挖掘地形U和表示铲斗8的铲尖8a的位置的铲尖位置数据S，根据目标挖掘地形U与铲斗8的铲尖8a的距离d来决定限制速度，以使工作装置2向目标挖掘地形U接近的方向的速度成为限制速度以下的方式控制工作装置2。由此，执行对铲尖8a的挖掘限制控制，从而控制铲尖8a相对于目标挖掘地形U的位置。

在以下的说明中，将以抑制铲尖8a对目标挖掘地形U的侵入的方式向与动臂油缸10连接的控制阀27输出控制信号来控制动臂6的位置的情况适当称为介入控制。

介入控制在相对于目标挖掘地形U垂直的垂直方向的铲尖8a的相对 速度大于限制速度时执行。介入控制在铲尖8a的相对速度小于限制速度时不执行。铲尖8a的相对速度小于限制速度的情况包括铲斗8相对于目标挖掘地形U以铲斗8与目标挖掘地形U分离的方式移动的情况。

另外，工作装置控制器26控制斗杆7及铲斗8。工作装置控制器26在从后述的斗杆控制部输出了斗杆速度的限制指令的情况下，向控制阀27(27A、27B)发送斗杆指令信号CA，从而限制用于驱动斗杆油缸11的先导液压的供给。通过先导液压的供给限制来限制斗杆油缸11的驱动。斗杆指令信号CA具有与斗杆指令速度相应的电流值。工作装置控制器26通过向控制阀27发送铲斗指令信号，从而与斗杆油缸11同样地控制铲斗油缸12。铲斗指令信号具有与铲斗指令速度相应的电流值。

[缸行程传感器]

下面，参照图15及图16说明缸行程传感器16。在以下的说明中，关于安装于动臂油缸10的缸行程传感器16进行说明。安装于斗杆油缸11的缸行程传感器17等也同样。

在动臂油缸10上安装有缸行程传感器16。缸行程传感器16计测活塞的行程。如图15所示，动臂油缸10具有缸筒10X和在缸筒10X内相对于缸筒10X能够相对移动的活塞杆10Y。活塞10V滑动自如地设于缸筒10X。在活塞10V上安装有活塞杆10Y。活塞杆10Y滑动自如地设于缸盖10W。由缸盖10W、活塞10V、缸内壁划分形成的室是杆侧油室40B。与杆侧油室40B隔着活塞10V在相反侧的油室是盖侧油室40A。需要说明的是，在缸盖10W上设有密封构件，该密封构件将缸盖10W与活塞杆10Y之间的间隙密封，以避免尘埃等进入杆侧油室40B。

活塞杆10Y通过向杆侧油室40B供给工作油并从盖侧油室40A排出工作油而缩回。而且，活塞杆10Y通过从杆侧油室40B排出工作油且向盖侧油室40A供给工作油而伸长。即，活塞杆10Y在图中左右方向上进行直线运动。

在杆侧油室40B的外部且与缸盖10W密接的部位设有壳体164，该壳体164将缸行程传感器16覆盖，并将缸行程传感器16收容于内部。壳体164通过螺栓等向缸盖10W进行紧固等，从而固定于缸盖10W。

缸行程传感器16具有旋转辊161、旋转中心轴162、旋转传感器部163。 旋转辊161设置成其表面与活塞杆10Y的表面接触，且与活塞杆10Y的直线运动相应地进行自由旋转。即，通过旋转辊161将活塞杆10Y的直线运动转换成旋转运动。旋转中心轴162配置为与活塞杆10Y的直线运动方向正交。

旋转传感器部163构成为能够将旋转辊161的旋转量(旋转角度)作为电信号检测。表示由旋转传感器部163检测到的旋转辊161的旋转量(旋转角度)的电信号经由电信号线向传感器控制器30输出。传感器控制器30将该电信号转换成动臂油缸10的活塞杆10Y的位置(行程位置)。

如图16所示，旋转传感器部163具有磁铁163a和霍尔元件IC163b。作为检测介质的磁铁163a以与旋转辊161一体旋转的方式安装于旋转辊161。磁铁163a与以旋转中心轴162为中心的旋转辊161的旋转相应地进行旋转。磁铁163a构成为与旋转辊161的旋转角度相应地交替更换N极、S极。磁铁163a以旋转辊161旋转一圈为一周期，使由霍尔元件IC163b检测的磁力(磁通密度)周期性地变动。

霍尔元件IC163b是将由磁铁163a生成的磁力(磁通密度)作为电信号检测的磁力传感器。霍尔元件IC163b设置在沿着旋转中心轴162的轴向与磁铁163a分离了规定距离的位置。

由霍尔元件IC163b检测到的电信号(相位位移的脉冲)向传感器控制器30输出。传感器控制器30将来自霍尔元件IC163b的电信号转换成旋转辊161的旋转量、即动臂油缸10的活塞杆10Y的位移量(动臂油缸长度)。

在此，参照图16，说明旋转辊161的旋转角度与由霍尔元件IC163b检测的电信号(电压)的关系。当旋转辊161旋转且磁铁163a与该旋转相应地旋转时，与旋转角度相应地，透过霍尔元件IC163b的磁力(磁通密度)周期性地变化，作为传感器输出的电信号(电压)周期性地变化。根据从该霍尔元件IC163b输出的电压的大小，能够计测旋转辊161的旋转角度。

另外，对从霍尔元件IC163b输出的电信号(电压)的1周期反复的次数进行计数，由此能够计测旋转辊161的转速。并且，基于旋转辊161的旋转角度和旋转辊161的转速，来算出动臂油缸10的活塞杆10Y的位 移量(动臂油缸长度)。

另外，传感器控制器30基于旋转辊161的旋转角度和旋转辊161的转速，能够算出活塞杆10Y的移动速度(缸速度)。

[液压缸]

接下来，说明本实施方式的液压缸。动臂油缸10、斗杆油缸11及铲斗油缸12分别是液压缸。在以下的说明中，将动臂油缸10、斗杆油缸11及铲斗油缸12适当总称为液压缸60。

图17是表示本实施方式的控制系统200的一例的示意图。图18是对图17的一部分进行具体说明的图。

如图17及图18所示，液压系统300具备：包含动臂油缸10、斗杆油缸11及铲斗油缸12的液压缸60；使回转体3回转的回转马达63。液压缸60利用从主液压泵供给的工作油而工作。回转马达63是液压马达，利用从主液压泵供给的工作油而工作。

在本实施方式中，设有对工作油流动的方向进行控制的方向控制阀64。从主液压泵供给来的工作油经由方向控制阀64向液压缸60供给。方向控制阀64是使杆状的滑柱移动来切换工作油流动的方向的滑柱方式。通过滑柱沿轴向移动，来切换对盖侧油室40A(油路48)的工作油的供给与对杆侧油室40B(油路47)的工作油的供给。而且，通过滑柱沿轴向移动，来调整对液压缸60的工作油的供给量(每单位时间的供给量)。通过调整对液压缸60的工作油的供给量，来调整缸速度。

在方向控制阀64设有检测滑柱的移动距离(滑柱行程)的滑柱行程传感器65。虽未图示，但滑柱行程传感器65的检测信号向工作装置控制器26输出。

方向控制阀64的驱动由操作装置25调整。在本实施方式中，操作装置25是先导液压方式的操作装置。从主液压泵送出且由减压阀减压后的先导油向操作装置25供给。需要说明的是，也可以将从与主液压泵不同的先导液压泵送出的先导油向操作装置25供给。操作装置25包含先导液压调整阀。基于操作装置25的操作量来调整先导液压。通过该先导液压来驱动方向控制阀64。通过利用操作装置25调整先导液压来调整轴向上的滑柱的移动量及移动速度。

方向控制阀64分别设于动臂油缸10、斗杆油缸11、铲斗油缸12及回转马达63。在以下的说明中，将与动臂油缸10连接的方向控制阀64适当称为方向控制阀640。将与斗杆油缸11连接的方向控制阀64适当称为方向控制阀641。将与铲斗油缸12连接的方向控制阀64适当称为方向控制阀642。

操作装置25与方向控制阀64经由先导液压管路450连接。在本实施方式中，在先导液压管路450配置有控制阀27、压力传感器66及压力传感器67。

在以下的说明中，将先导液压管路450中的、操作装置25与控制阀27之间的先导液压管路450适当称为油路451，将先导液压管路450中的、控制阀27与方向控制阀64之间的先导液压管路450适当称为油路452。

油路451包括将油路452A与操作装置25连接的油路451A和将油路452B与操作装置25连接的油路451B。油路451A与油路452A与方向控制阀连接。在方向控制阀64上连接有油路452。经由油路452将先导油向方向控制阀64供给。方向控制阀64具有第一受压室及第二受压室。油路452包括与第一受压室连接的油路452A和与第二受压室连接的油路452B。

当经由油路452A向方向控制阀64的第一受压室供给先导油时，滑柱与该先导液压相应地移动，经由方向控制阀64向杆侧油室40B供给工作油。对杆侧油室40B的工作油的供给量由操作装置25的操作量(滑柱的移动量)来调整。

当经由油路452B向方向控制阀64的第二受压室供给先导油时，滑柱与该先导液压相应地移动，经由方向控制阀64向盖侧油室40A供给工作油。对盖侧油室40A的工作油的供给量由操作装置25的操作量(滑柱的移动量)来调整。

即，由操作装置25调整了先导液压后的先导油向方向控制阀64供给，由此滑柱在轴向上向一侧移动。由操作装置25调整了先导液压后的先导油向方向控制阀64供给，由此滑柱在轴向上向另一侧移动。由此，调整轴向上的滑柱的位置。

在以下的说明中，将与对动臂油缸10进行工作油的供给的方向控制 阀640连接的油路452A适当称为油路4520A，将与方向控制阀640连接的油路452B适当称为油路4520B。将与对斗杆油缸11进行工作油的供给的方向控制阀641连接的油路452A适当称为油路4521A，将与方向控制阀641连接的油路452B适当称为油路4521B。将与对铲斗油缸12进行工作油的供给的方向控制阀642连接的油路452A适当称为油路4522A，将与方向控制阀642连接的油路452B适当称为油路4522B。

在以下的说明中，将与油路4520A连接的油路451A适当称为油路4510A，将与油路4520B连接的油路451B适当称为油路4510B。将与油路4521A连接的油路451A适当称为油路4511A，将与油路4521B连接的油路451B适当称为油路4511B。将与油路4522A连接的油路451A适当称为油路4512A，将与油路4522B连接的油路451B适当称为油路4512B。

如上所述，通过操作装置25的操作，动臂6执行下降动作及上升动作这两种动作。通过以执行动臂6的上升动作的方式对操作装置25进行操作，由此经由油路4510B及油路4520B向与动臂油缸10连接的方向控制阀640供给先导油。方向控制阀640基于先导液压而工作。由此，来自主液压泵的工作油向动臂油缸10供给，动臂油缸10伸长。通过动臂油缸的伸长，从而执行动臂6的上升动作。通过以执行动臂6的下降动作的方式对操作装置25进行操作，由此经由油路4510A及油路4520A向与动臂油缸10连接的方向控制阀640供给先导油。方向控制阀640基于先导液压而工作。由此，来自主液压泵的工作油向动臂油缸10供给，动臂油缸10缩回。通过动臂油缸的缩回，从而执行动臂6的下降动作。

另外，通过操作装置25的操作，斗杆7执行下降动作及上升动作这两种动作。通过以执行斗杆7的下降动作的方式对操作装置25进行操作，由此经由油路4511B及油路4521B向与斗杆油缸11连接的方向控制阀641供给先导油。方向控制阀641基于先导液压而工作。由此，来自主液压泵的工作油向斗杆油缸11供给，斗杆油缸11伸长。通过斗杆油缸11的伸长，从而执行斗杆7的下降动作。通过以执行斗杆7的上升动作的方式对操作装置25进行操作，由此经由油路4511A及油路4521A向与斗杆油缸11连接的方向控制阀641供给先导油。方向控制阀641基于先导液压而工作。由此，来自主液压泵的工作油向斗杆油缸11供给，斗杆油缸11缩回。 通过斗杆油缸11缩回，从而执行斗杆7的上升动作。

另外，通过操作装置25的操作，铲斗8执行下降动作及上升动作这两种动作。通过以执行铲斗8的下降动作的方式对操作装置25进行操作，由此经由油路4512B及油路4522B向与铲斗油缸12连接的方向控制阀642供给先导油。方向控制阀642基于先导液压而工作。由此，来自主液压泵的工作油向铲斗油缸12供给，铲斗油缸12伸长。通过铲斗油缸12伸长，从而执行铲斗8的下降动作。通过以执行铲斗8的上升动作的方式对操作装置25进行操作，由此经由油路4512A及油路4522A向与铲斗油缸12连接的方向控制阀642供给先导油。方向控制阀642基于先导液压而工作。由此，来自主液压泵的工作油向铲斗油缸12供给，铲斗油缸12缩回。通过铲斗油缸12的缩回，从而执行铲斗8的上升动作。

另外，通过操作装置25的操作，回转体3执行右回转动作及左回转动作这两种动作。通过以执行回转体3的右回转动作的方式对操作装置25进行操作，由此将工作油向回转马达63供给。通过以执行回转体3的左回转动作的方式对操作装置25进行操作，由此将工作油向回转马达63供给。

控制阀27基于来自工作装置控制器26的控制信号(EPC电流)来调整先导液压。控制阀27是电磁比例控制阀，基于来自工作装置控制器26的控制信号而被控制。控制阀27包括：控制阀27A，其能够通过调整向方向控制阀64的第一受压室供给的先导油的先导液压，来调整经由方向控制阀64向杆侧油室40B供给的工作油的供给量；控制阀27B，其能够通过调整向方向控制阀64的第二受压室供给的先导油的先导液压，来调整经由方向控制阀64向盖侧油室40A供给的工作油的供给量。

在控制阀27的两侧设有检测先导液压的压力传感器66及压力传感器67。在本实施方式中，压力传感器66配置于操作装置25与控制阀27之间的油路451中。压力传感器67配置于控制阀27与方向控制阀64之间的油路452中。压力传感器66能够检测由控制阀27调整前的先导液压。压力传感器67能够检测由控制阀27调整后的先导液压。虽然未图示，但压力传感器66及压力传感器67的检测结果向工作装置控制器26输出。

在以下的说明中，将能够调整相对于下述方向控制阀640的先导液压 的控制阀27适当称为控制阀270，该方向控制阀640对动臂油缸10进行工作油的供给。另外，将控制阀270中的、一方的控制阀(相当于控制阀27A)适当称为控制阀270A，将另一方的控制阀(相当于控制阀27B)适当称为控制阀270B。将能够调整相对于下述方向控制阀641的先导液压的控制阀27适当称为控制阀271，该方向控制阀641对斗杆油缸11进行工作油的供给。另外，将控制阀271中的、一方的控制阀(相当于控制阀27A)适当称为控制阀271A，将另一方的控制阀(相当于控制阀27B)适当称为控制阀271B。将能够调整相对于下述方向控制阀642的先导液压的控制阀27适当称为控制阀272，该方向控制阀642对铲斗油缸12进行工作油的供给。另外，将控制阀272中的、一方的控制阀(相当于控制阀27A)适当称为控制阀272A，将另一方的控制阀(相当于控制阀27B)适当称为控制阀272B。

在以下的说明中，将检测与对动臂油缸10进行工作油的供给的方向控制阀640连接的油路451的先导液压的压力传感器66适当称为压力传感器660，将检测与方向控制阀640连接的油路452的先导液压的压力传感器67适当称为压力传感器670。另外，将配置于油路4510A的压力传感器660适当称为压力传感器660A，将配置于油路4510B的压力传感器660适当称为压力传感器660B。另外，将配置于油路4520A的压力传感器670适当称为压力传感器670A，将配置于油路4520B的压力传感器670适当称为压力传感器670B。

在以下的说明中，将检测与对斗杆油缸11进行工作油的供给的方向控制阀641连接的油路451的先导液压的压力传感器66适当称为压力传感器661，将检测与方向控制阀641连接的油路452的先导液压的压力传感器67适当称为压力传感器671。另外，将配置于油路4511A的压力传感器661适当称为压力传感器661A，将配置于油路4511B的压力传感器661适当称为压力传感器661B。另外，将配置于油路4521A的压力传感器671适当称为压力传感器671A，将配置于油路4521B的压力传感器671适当称为压力传感器671B。

在以下的说明中，将检测与对铲斗油缸12进行工作油的供给的方向控制阀642连接的油路451的先导液压的压力传感器66适当称为压力传 感器662，将检测与方向控制阀642连接的油路452的先导液压的压力传感器67适当称为压力传感器672。另外，将配置于油路4512A的压力传感器661适当称为压力传感器661A，将配置于油路4512B的压力传感器661适当称为压力传感器661B。另外，将配置于油路4522A的压力传感器672适当称为压力传感器672A，将配置于油路4522B的压力传感器672适当称为压力传感器672B。

在不执行限制挖掘控制及各工作装置的动作限制的情况下，工作装置控制器26对控制阀27进行控制，而将先导液压管路450开放。通过先导液压管路450开放，由此油路451的先导液压与油路452的先导液压相等。在先导液压管路450开放的状态下，先导液压基于操作装置25的操作量而被调整。

在进行限制挖掘控制等工作装置2由工作装置控制器26控制的情况下，工作装置控制器26向控制阀27输出控制信号。油路451通过例如先导溢流阀的作用而具有规定的压力。当从工作装置控制器26向控制阀27输出控制信号时，控制阀27基于该控制信号进行工作。油路451的工作油经由控制阀27向油路452供给。油路452的工作油的压力由控制阀27调整(减压)。油路452的工作油的压力作用于方向控制阀64。由此，方向控制阀64基于由控制阀27控制的先导液压进行工作。在本实施方式中，压力传感器66检测由控制阀27调整之前的先导液压。压力传感器67检测由控制阀27调整后的先导液压。

由控制阀27A调整了压力后的工作油向方向控制阀64供给，由此滑柱在轴向上向一侧移动。由控制阀27B调整了压力后的工作油向方向控制阀64供给，由此滑柱在轴向上向另一侧移动。由此，调整轴向上的滑柱的位置。

例如，工作装置控制器26通过向控制阀270A及控制阀270B中的至少一方输出控制信号，能够调整相对于与动臂油缸10连接的方向控制阀640的先导液压。

另外，工作装置控制器26通过向控制阀271A及控制阀271B中的至少一方输出控制信号，能够调整相对于与斗杆油缸11连接的方向控制阀641的先导液压。

另外，工作装置控制器26通过向控制阀272A及控制阀272B中的至少一方输出控制信号，能够调整相对于与铲斗油缸12连接的方向控制阀642的先导液压。

工作装置控制器26基于表示挖掘对象的目标形状即设计地形的目标挖掘地形U和表示铲斗8的位置的铲斗位置数据(铲尖位置数据S)，根据目标挖掘地形U与铲斗8的距离d，以使铲斗8接近目标挖掘地形U的速度减小的方式限制动臂6的速度。工作装置控制器26具有动臂介入部，该动臂介入部输出用于对动臂6的速度进行限制的控制信号。在本实施方式中，在基于操作装置25的操作而工作装置2进行驱动的情况下，以避免铲斗8的铲尖8a侵入目标挖掘地形U的方式，基于从工作装置控制器26的动臂介入部输出的控制信号对动臂6的动作进行控制(介入控制)。在铲斗8进行的挖掘中，为了避免铲尖8a侵入目标挖掘地形U，动臂6通过工作装置控制器26执行上升动作。

在本实施方式中，在基于为了介入控制而从工作装置控制器26输出的与介入控制相关的控制信号进行工作的控制阀27C上连接有油路502。油路501与控制阀27C连接，用于供给向与动臂油缸10连接的方向控制阀640供给的先导油。油路502与控制阀27C和梭形滑阀51连接，且经由梭形滑阀51连接于与方向控制阀640连接的油路4520B。

梭形滑阀51具有两个入口和一个出口。一方的入口与油路502连接。另一方的入口与油路4510B连接。出口与油路4520B连接。梭形滑阀51将油路502及油路4510B中的先导液压高的一方的油路与油路4520B连接。例如，在油路502的先导液压高于油路4510B的先导液压时，梭形滑阀51以将油路502与油路4520B连接、且不将油路4510B与油路4520B连接的方式进行工作。由此，油路502的先导油经由梭形滑阀51向油路4520B供给。在油路4510B的先导液压高于油路502的先导液压时，梭形滑阀51以将油路4510B与油路4520B连接、且不将油路502与油路4520B连接的方式进行工作。由此，油路4510B的先导油经由梭形滑阀51向油路4520B供给。

在油路501上设有对油路501的先导油的先导液压进行检测的压力传感器68。在油路501中流动有通过控制阀27C之前的先导油。在油路502 中流动有通过控制阀27C之后的先导油。控制阀27C基于为了执行介入控制而从工作装置控制器26输出的控制信号而被控制。

在未执行介入控制时，工作装置控制器26不对控制阀27输出控制信号，以基于通过操作装置25的操作而调整后的先导液压来驱动方向控制阀64。例如，工作装置控制器26将控制阀270B设为全开并通过控制阀27C将油路501关闭，以基于通过操作装置25的操作而调整后的先导液压来驱动方向控制阀640。

在执行介入控制时，工作装置控制器26以基于由控制阀27C调整后的先导液压来驱动方向控制阀64的方式控制各控制阀27。例如，在执行对动臂6的移动进行限制的介入控制时，工作装置控制器26以使由控制阀27C调整后的先导液压高于由操作装置25调整的先导液压的方式对控制阀27C进行控制。由此，来自控制阀27C的先导油经由梭形滑阀51向方向控制阀640供给。

在为了避免铲斗8侵入目标挖掘地形U而通过操作装置25使动臂6以高速进行上升动作时，不执行介入控制。以使动臂6以高速进行上升动作的方式对操作装置25进行操作，基于其操作量来调整先导液压，由此，通过操作装置25的操作而调整的先导液压高于由控制阀27C调整的先导液压。由此，通过操作装置25的操作而调整了先导液压后的先导油经由梭形滑阀51向方向控制阀640供给。

在此，在工作装置控制器26判断为需要进行斗杆7的挖掘的限制的情况下，自工作装置控制器26向控制阀271B发出减少流量供给的指令。由此，基于对斗杆油缸11的杆操作的向油路4521B的先导液压的供给被限制。

[斗杆的控制(第一实施方式)]

图19是示意性地表示进行限制挖掘控制(动臂介入控制)时的工作装置2的动作的一例的图。如上所述，液压系统300具有用于驱动动臂6的动臂油缸10、用于驱动斗杆7的斗杆油缸11和用于驱动铲斗8的铲斗油缸12。

如图19所示，在基于铲斗8进行的挖掘作业中，液压系统300以动臂6上升、斗杆7下降的方式工作。在挖掘作业中，以避免铲斗8侵入目 标挖掘地形U的方式执行包含动臂6的上升动作的介入控制。

在动臂介入控制中，动臂6无法以高速移动，可能导致相对于斗杆7及铲斗8的动作延迟。在挖掘作业中，斗杆7进行下降动作，因此，由于重力作用(自重)而能以比动臂6高的速度移动。通过对动臂6的介入控制，动臂6进行上升动作。另外，在斗杆油缸11上施加有与斗杆7的重量及铲斗8的重量相应的负载，而在动臂油缸10上施加有与动臂6的重量、斗杆7的重量及铲斗8的重量相应的负载。即，对动臂油缸10施加的负载大于对斗杆油缸11施加的负载。动臂油缸10需要克服该负载进行动作。其结果是，可能难以与斗杆7的移动同步地、以抑制铲斗8侵入目标挖掘地形U的方式使动臂6适当地移动(上升动作)。另外，动臂6由液压缸(动臂油缸)10驱动。由此，动臂6可能不完全追随斗杆7的移动。其结果是，铲斗8可能侵入目标挖掘地形U，挖掘精度降低。

在本实施方式中，考虑挖掘作业时的动臂6与斗杆7的动作条件(上升动作或下降动作)的不同及动臂油缸10与斗杆油缸11的负载条件的不同等，在包含动臂6的上升动作的动臂介入控制中，工作装置控制器26对斗杆7进行限制控制，以使斗杆7与动臂6的动作相应地动作。

图20是表示本实施方式涉及的控制系统200的一例的功能框图。如图20所示，控制系统200具有为了斗杆7的驱动而被操作的操作装置25、检测操作装置25的操作量MA(以下简称为M)的检测装置70、工作装置控制器26。工作装置控制器26具备：计时器261，其基于检测装置70的检测结果开始进行时间计测；限制值设定部262，其与从计时器261的时间计测的开始时刻起的经过时间相关联地设定用于限制斗杆7的速度的限制操作量Mr；斗杆控制部263，其从计时器261的时间计测的开始时刻起在规定期间内按照以限制操作量Mr驱动斗杆7的方式生成控制信号N并基于控制信号N输出斗杆限制速度Vc_am_lmt；存储部264。

在本实施方式中，检测装置70包含压力传感器66(661B)。检测装置70通过检测由操作装置25调整的先导液压来检测操作装置25的操作量M。

在为了执行斗杆7的下降动作而由操作员高速(急剧)地对操作装置25进行了操作的情况下，为了避免产生对动臂6的上升介入速度相对于斗 杆7的下降速度延迟，工作装置控制器26限制操作装置25的操作量(斗杆操作量)M，并以该被限制了的限制操作量Mr驱动斗杆7。即，在本实施方式中，在动臂介入控制中，在动臂6上升、斗杆7下降时的至少一部分期间内，斗杆7被以限制操作量Mr驱动。由此，即使为了斗杆7的驱动而由操作员以高速对操作装置25进行操作，斗杆7也以被限制了的速度(低速度)移动，因此，能抑制对动臂6的上升介入速度相对于斗杆7的下降速度延迟的、动臂6的追随延迟。

限制操作量Mr是即使以该限制操作量Mr操作斗杆7也能抑制动臂6的追随延迟的产生的值。限制操作量Mr通过实验或模拟预先求出，存储于工作装置控制器26的存储器(存储部)中。

在本实施方式中，在工作装置控制器26中，对由检测装置70检测的斗杆操作量M和限制操作量Mr进行比较。相对于斗杆控制部263输出由检测装置70检测的斗杆操作量M和来自限制值设定部262的限制操作量Mr。斗杆控制部263包含比较部。斗杆控制部263的比较部对斗杆操作量M与限制操作量Mr进行比较。

斗杆控制部263基于斗杆操作量M与限制操作量Mr的比较结果选择斗杆操作量M及限制操作量Mr中的、较小的值的操作量。斗杆控制部263以下述方式向工作装置控制部57输出斗杆限制速度Vc_am_lmt：使斗杆7被以斗杆操作量M及限制操作量Mr中的被选择了的操作量驱动。

在以下的说明中，将为了避免产生对动臂6的上升介入速度相对于斗杆7的下降速度延迟而限制斗杆7的动作(速度)的控制适当称为斗杆速度限制控制。另外，将斗杆操作量M及限制操作量Mr中的、被选择了的操作量(较小的值的操作量)适当称为操作量Mf。

图21是用于说明本实施方式涉及的控制系统200的动作的一例的流程图。图22、图23及图24是用于说明本实施方式涉及的控制系统200的动作的一例的时间图。

在挖掘作业中，由操作员对操作装置25进行操作(步骤SB1)。操作员为了斗杆7的驱动而对操作装置25进行操作。以使斗杆7进行下降动作的方式对操作装置25进行操作。

为了避免铲斗8侵入目标挖掘地形U而开始对动臂6进行介入控制 (步骤SB2)。在介入控制中，基于表示挖掘对象的目标形状的目标挖掘地形U和表示铲斗8的铲尖8a的位置的铲尖位置数据S，根据目标挖掘地形U与铲斗8的距离d以使铲斗8接近目标挖掘地形U的速度变小的方式限制动臂8的速度。介入控制包括动臂6的上升动作。通过对动臂6的介入控制，动臂6进行上升动作。

利用检测装置70检测操作装置25的操作量M(步骤SB3)。检测装置70包括压力传感器66，通过检测由操作装置25调整的先导液压来检测操作装置25的操作量M。在本实施方式中，至少利用压力传感器661检测相对于方向控制阀641的先导液压(油路451的先导液压)。

检测装置70(压力传感器661)的检测值向计时器261输出。计时器261基于检测装置70的检测结果开始进行时间计测(步骤SB4)。在图22、图23及图24中，时刻t0是计时器261的时间计测的开始时刻。

在本实施方式的图20中，计时器261在用于驱动斗杆7的操作装置25的操作的开始时开始进行时间计测。即，时刻t0是操作装置25的操作的开始时刻。需要说明的是，计时器261的时间计测的开始时刻也可以是检测装置70的检测值超过了阈值的时刻。阈值可以是限制操作量Mr的值。计时器261的时间计测的开始时刻也可以是检测装置70的检测值的每单位时间的增加量(变化速度)超过了容许值的时刻。

限制值设定部262与从计时器261的时间计测的开始时刻t0起的经过时间相关联地设定用于限制斗杆7的速度(下降速度)的限制操作量Mr(步骤SB5)。限制操作量Mr是即使以该限制操作量Mr操作斗杆7也能抑制动臂6的追随延迟的产生的值。限制操作量Mr通过实验或模拟预先求出。限制操作量Mr与从计时器261的时间计测的开始时刻t0起的经过时间相关联地设定。在以下的说明中，将表示与时间相关联地设定的限制操作量Mr的数据适当称为限制图案。

图22表示从开始时刻t0起的经过时间与操作装置25的斗杆7的操作量M的关系。图23表示从开始时刻t0起的经过时间与由限制值设定部262设定的限制操作量Mr的关系。即，图23表示限制图案。图24表示从开始时刻t0起的经过时间与斗杆7的操作量Mf的关系。如上所述，开始时刻t0是计时器261的时间计测的开始时刻。在图22、图23及图24 中，横轴为时间(经过时间)。在图22中，纵轴为斗杆7的操作量M及计时器261的计数值。在图23中，纵轴是限制操作量Mr及计时器261的计数值。在图24中，纵轴是斗杆7的操作量Mf及计时器261的计数值。

在图22中，用线S1表示从开始时刻t0起的经过时间与操作装置25的斗杆7的操作量M的关系。在图23中，用线S2表示从开始时刻t0起的经过时间与限制操作量Mr的关系(限制图案)。在图24中，用线Sc表示从开始时刻t0起的经过时间与操作量Mf的关系(限制图案)。线Lt表示计时器261的计数值。需要说明的是，在图23中，用实线表示线S2，并用虚线表示线S1。

在本实施方式中，斗杆7的操作量(M、Mr、Mf)与作用于与斗杆油缸11连接的方向控制阀641的先导液压相关。在本实施方式中，斗杆7的操作量(M、Mr、Mf)的单位是兆帕(MPa)。与操作量M对应的先导液压由操作装置25调整。与限制操作量Mr对应的先导液压由利用斗杆控制部263控制的控制阀271调整。

操作量M相当于对作用于与斗杆油缸11连接的方向控制阀640的先导液压进行检测的压力传感器661的检测值。压力传感器661输出与用于驱动斗杆油缸11的操作装置25的操作量M相应的先导液压的检测值。

限制操作量Mr相当于作用于与斗杆油缸11连接的方向控制阀640的先导液压的目标值(限制值)。先导液压与限制操作量Mr的相关关系预先求出，存储于工作装置控制器26的存储部264。斗杆控制部263在斗杆速度限制控制中以使对方向控制阀641作用目标值的先导液压的方式决定限制操作量Mr并以获得与该限制操作量Mr对应的先导液压的方式生成控制信号N。

操作量Mf相当于对作用于与斗杆油缸11连接的方向控制阀640的先导液压进行检测的压力传感器671的检测值。如上所述，操作量Mf是操作量M及限制操作量Mr中的较小的操作量。当操作量M小于限制操作量Mr时，斗杆控制部263不生成控制信号N。当操作量M小于限制操作量Mr时，控制阀271全开，基于操作量M的先导液压作用于方向控制阀641。当操作量M大于限制操作量Mr时，斗杆控制部263以使基于限制操作量Mr执行斗杆速度限制控制的方式向控制阀271生成控制信号N。 当操作量M大于限制操作量Mr时，由控制阀271调整后的、基于限制操作量Mr的先导液压作用于方向控制阀641。

图22表示操作量M的曲线(profile)的一例。用线S1表示操作量M的曲线。如图22所示，在时刻to，为了驱动斗杆7而由操作员对操作装置25进行操作。计时器261开始进行时间计测。在本实施方式中，作为一例，如图22的线S1所示，假定由操作员以使操作量M从零急剧上升为值M3的方式对操作装置25进行操作的情况。操作量M在到达了值M3之后在一定期间内维持值M3，然后下降至成为零。在不执行斗杆速度限制控制的情况下，操作量M(Mf)成为如图22的线S1所示的曲线。在该情况下，可能产生对动臂6的上升介入速度相对于斗杆7的下降速度的延迟。

图23表示限制操作量Mr的曲线的一例。用线S2表示限制操作量Mr的曲线。如上所述，限制操作量Mr是为了避免产生对动臂6的上升介入速度的延迟而预先确定的操作量。在此，在操作量M超过了值M1的情况下，为了产生限制操作量Mr而将值M1设定为下限的临界值。限制操作量Mr小于操作量M。在本实施方式中，在计时器261进行时间计测的规定期间Ts内，以避免以大于限制操作量Mr的操作量M操作斗杆7的方式控制斗杆7的驱动。在本实施方式中，规定期间Ts是时刻t0与时刻t1之间的期间。

如图23所示，在操作员进行了操作的时刻t0，操作量M超过值M1，因此，限制操作量Mr从零上升至值M2。即，在开始时刻t0附近，限制操作量Mr是值M2。值M2是小于值M3的值。限制操作量Mr在到达值M2之后，在一定期间内维持值M2，然后逐渐增大，在结束时刻t1到达值M3。然后，限制操作量Mr在维持了值M3之后，在基于操作员的操作的操作量M低于值M1的时刻下降至成为零。这样，在从时刻t0到时刻t1的规定期间Ts，限制操作量Mr设定为小于操作量M。图23所示的限制图案S2的始点即时刻t0的值是值M2，限制图案S2的终点即时刻t1的值是值M3。经过时刻t1之后，限制操作量Mr与操作量M一致。这样，在本实施方式中，规定期间Ts的前半段的限制操作量Mr小于规定期间Ts的后半段的限制操作量Mr。

在本实施方式中，斗杆控制部263对操作量M与限制操作量Mr进行比较，选择较小的一方的操作量，并基于选择的操作量Mf生成控制信号N。在本实施方式中，如参照图22及图23说明的那样，在从时刻t0到时刻t1的规定期间Ts，限制操作量Mr更小于操作量M。因此，在从时刻t0到时刻t1的规定期间内，斗杆控制部263以使基于限制操作量Mr对斗杆7进行驱动的方式生成控制信号N。

在经过了时刻t1之后，限制操作量Mr设定为值M3。在本实施方式中，在经过时刻t1之后，限制操作量Mr与操作量M相等。在本实施方式中，斗杆控制部263对操作量M与限制操作量Mr进行比较，选择操作量M。在本实施方式中，在时刻t1，斗杆速度限制控制结束。即，在本实施方式中，基于限制操作量Mr的斗杆7的驱动(斗杆速度限制控制)在计时器261的时间计测的开始时刻t0开始，在从开始时刻t0经过规定期间Ts之后的结束时刻t1结束。从计时器261的时间计测的开始时刻t0经过规定期间Ts之后，基于限制操作量Mr的驱动被解除。

图24表示操作量Mf的曲线的一例。用线Sc表示操作量Mf的曲线。如图24所示，在从时刻t0到时刻t1的规定期间Ts，如线Sc所示，按照限制操作量Mr调整先导液压，来操作斗杆7。在经过规定期间Ts之后，如线Sc所示，按照操作量M调整先导液压，来操作斗杆7。

即，在本实施方式中，如沿着图24的线Sc变化那样确定斗杆7的操作量Mf的曲线。具体而言，在时刻t0，开始基于操作装置25进行的操作，从而操作量Mf从零急剧增大至值M2，在一定期间维持值M2。然后，操作量Mf逐渐增大，在时刻t1，到达值M3。在经过时刻t1之后，在一定期间维持值M3，然后减少至零。

斗杆控制部263在从计时器261的时间计测的开始时刻t0起的规定期间Ts内，以使斗杆7被以限制操作量Mr驱动的方式生成控制信号N(步骤SB6)。即，斗杆控制部263在规定期间Ts内，以使按照限制操作量Mr的曲线驱动斗杆7的方式生成用于驱动斗杆7的控制信号N。

斗杆控制部263在规定期间Ts内以使斗杆7被以限制操作量Mr驱动的方式生成控制信号N，在基于限制操作量Mr的驱动被解除了的规定期间Ts经过之后，停止控制信号N的生成，以使得斗杆7被以操作量M驱 动。即，斗杆控制部263以下述方式生成控制信号N：使斗杆7在规定期间Ts内以低速移动，斗杆7在经过规定期间Ts之后以高速移动。

基于由斗杆控制部263生成的控制信号N输出斗杆限制速度Vc_am_lmt，基于斗杆限制速度Vc_am_lmt的斗杆操作指令CA向与斗杆油缸11连接的控制阀27输出。控制阀27基于控制信号N来调整(限制)先导液压，从而调整(限制)向斗杆油缸11供给的工作油的供给量。通过限制向斗杆油缸11供给的工作油的供给量，来调整缸速度，从而限制斗杆7的速度。斗杆控制部263在斗杆7的下降动作中能抑制该斗杆7的速度(下降速度)。需要说明的是，在本实施方式中，在规定期间Ts内进行斗杆7的速度限制，但是在不设置规定期间Ts的实施中，也能获得抑制挖掘精度的降低的效果。

[效果]

如以上说明的那样，根据本实施方式，具备包含动臂6、斗杆7和铲斗8的工作装置2的建筑机械100的控制系统200具备：作为检测工作装置2的姿势的检测器发挥功能的第一、第二、第三缸行程传感器16、17、18；为了包含斗杆7及铲斗8中的至少一方的可动构件的驱动而被操作的操作装置25；检测操作装置25的操作量M的检测装置70；调整向驱动工作装置2的液压缸10、11、12供给的工作油的供给量的控制阀27；作为获取检测装置70的检测结果而向控制阀27输出控制信号的控制装置发挥功能的工作装置控制器26。

工作装置控制器26具有：铲斗位置数据生成部28B，其基于第一、第二、第三缸行程传感器16、17、18的检测结果即缸姿势数据θ1、θ2、θ3，生成表示铲斗8的三维位置的铲尖位置数据(铲斗位置数据)S；距离获取部，其获取表示工作装置2的挖掘对象的目标形状的目标挖掘地形U，基于铲尖位置数据S和目标挖掘地形U来算出铲斗8的铲尖8a与目标挖掘地形U之间的距离d；计时器261，其基于检测装置70的检测结果，开始进行时间计测；限制值设定部262，其基于从计时器261的时间计测的开始时刻起的经过时间，设定用于限制可动构件的速度的限制操作量Mr；可动构件控制部263，其基于检测装置70的检测结果，在铲斗8的挖掘作业中，在以使动臂6上升、斗杆7下降的方式开始了操作装置25的操作 时，以按照限制操作量Mr驱动斗杆7的方式向控制阀271输出控制信号N。

由此，即使产生相对于操作装置25的操作指令的液压生成延迟，也能抑制铲斗8的落入，能抑制铲斗8超过目标挖掘地形U。因此，能抑制挖掘精度的降低。

另外，在本实施方式中，判定掘入作业，在掘入开始时限制斗杆7的动作。由于限制斗杆7的动作的时机被限定为掘入开始时，因此，能抑制建筑机械100的作业量的降低。由此，控制系统200能够同时实现建筑机械100的作业量降低的抑制以及铲尖8a的落入的抑制。

另外，在本实施方式中，限制值设定部262以从计时器261的时间计测的开始时刻起的经过时间越长限制操作量Mr越大的方式、即经过时间越长斗杆7的动作的限制越缓和的方式设定限制操作量Mr。在掘入开始时，充分地限制斗杆7的动作，然后逐渐缓和斗杆7的动作的限制，从而能使铲尖8a沿着目标挖掘地形U移动。

另外，根据本实施方式，在动臂6的介入控制(挖掘限制控制)中，对斗杆7的速度进行限制，因此，能抑制动臂6的上升介入速度相对于斗杆7的挖掘操作的延迟。因此，能抑制挖掘精度的降低。

而且，在本实施方式中，利用计时器261进行时间计测，在从计时器261的时间计测的开始时刻t0起的规定期间Ts内，限制斗杆7的驱动。由此，不会导致控制的复杂化，而能抑制挖掘精度的降低。另外，在经过规定期间Ts之后，基于操作员进行的操作对斗杆7进行驱动，因此，能抑制作业性的降低。

在本实施方式中，计时器261的时间计测的开始时刻(斗杆7的驱动限制的开始时刻)t0包括操作装置25的操作的开始时刻、检测装置70的检测值超过了阈值的时刻及检测装置70的检测值的每单位时间的增加量超过了容许值的时刻中的至少一个。由此，在容易产生动臂6的上升介入速度相对于斗杆7的挖掘操作的延迟的期间，能顺利地执行斗杆7的驱动限制。

在本实施方式中，在从计时器261的时间计测的开始时刻t0经过规定期间Ts之后，基于限制操作量Mr的驱动被解除。由此，能够基于操作装 置25的斗杆操作量M进行通常的作业。

在本实施方式中，规定期间Ts的前半段的限制操作量Mr小于后半段的限制操作量Mr。在规定期间Ts的前半段，通过严格地对斗杆7进行限制，能够抑制动臂6的追随延迟的产生。在规定期间Ts的后半段，通过放松对斗杆7的限制，能够抑制作业效率的降低。

在本实施方式中，在动臂6上升、斗杆7下降时的至少一部分期间内，斗杆7被以限制操作量Mr驱动。由此，即使为了驱动斗杆7而由操作员以高速对操作装置25进行操作，斗杆7也以被限制了的速度(低速度)移动，因此，能抑制动臂6的上升介入速度相对于斗杆7的挖掘操作的延迟。

在本实施方式中，在斗杆速度限制控制中，利用控制信号N来调整先导液压，从而能够高速且精确地调整相对于斗杆油缸11的工作油的供给量。

需要说明的是，在本实施方式中，在动臂介入控制中，为了动臂6的追随延迟的抑制等而对斗杆7的动作进行限制。在动臂介入控制中，也可以限制铲斗8的动作。即，在上述的实施方式中，也可以为，为了驱动铲斗8而对操作装置25进行操作，该操作装置25的操作量由检测装置70(压力传感器662)检测，基于该检测装置70的检测结果，计时器261开始进行时间计测，与从计时器261的时间计测的开始时刻起的经过时间相关联地设定用于限制铲斗8的速度的限制操作量，在从计时器261的时间计测的开始时刻起的规定期间内，将铲斗控制部设定为铲斗8被以限制控制量驱动，从铲斗控制部输出控制信号。在以下的实施方式中也同样。

需要说明的是，也可以在介入控制中限制斗杆7及铲斗8这两方的动作。在以下的实施方式中也同样。

[斗杆的控制(第二实施方式)]

下面，说明斗杆7(或铲斗8)的控制的第二实施方式。在以下的说明中，对于与上述的实施方式相同或同等的构成部分标注同一符号，并简略或省略其说明。

图25是表示本实施方式涉及的控制系统200的一例的示意图。图26、图27及图28是用于说明本实施方式涉及的控制系统200的动作的一例的 时间图。

如图25所示，控制系统200具备：用于供给工作油的可变容量型的液压泵(主液压泵)41；被供给来自液压泵41的工作油的方向控制阀641(64)；利用经由方向控制阀641从液压泵41供给来的工作油进行驱动的斗杆油缸11；用于控制液压泵41的泵控制器(泵控制部)49；模式设定部26M；工作装置控制器26。泵控制器49与工作装置控制器26连接。泵控制器49向泵斜盘控制装置41C输出控制信号，来控制液压泵41的泵斜盘。

工作装置控制器26与人机接口部32连接。在人机接口部32具备模式设定部26M。模式设定部26M基于操作员的操作来设定液压挖掘机100的作业模式。在本实施方式中，模式设定部26M存储与第一作业模式相关的信息和与第二作业模式相关的信息。模式设定部也可以另外设置开关等。

在本实施方式中，控制系统200利用第一作业模式和第二作业模式控制液压挖掘机100。第一作业模式是作业效率优先模式(P模式)。第二作业模式是省燃料费模式(经济模式)。在第二作业模式中，工作油的供给被限制成，成为第二最大喷出容量的、来自液压泵41的工作油的最大喷出容量小于第一作业模式中的、成为第一最大喷出容量的来自液压泵41的工作油的最大喷出容量的最大喷出容量。

在本实施方式中，第一作业模式中的限制操作量(第一作业模式用限制操作量)Mr和第二作业模式中的限制操作量(第二作业模式用限制操作量)Mr这两方预先确定，并存储于工作装置控制器26的存储部264(在图25中未图示)。工作装置控制器26在以第一作业模式控制液压挖掘机100的情况下，使用第一作业模式中的限制操作量Mr进行斗杆速度限制控制。工作装置控制器26在以第二作业模式控制液压挖掘机100的情况下，使用第二作业模式中的限制操作量Mr进行斗杆速度限制控制。

图26表示关于第一作业模式(P模式)的从开始时刻t0起的经过时间与由限制值设定部262设定的限制操作量Mr的关系。用线S2表示第一作业模式中的限制操作量Mr的曲线。图26一并记载从开始时刻t0起的经过时间与操作装置25的斗杆7的操作量M的关系。用线S1表示操作 量M的曲线。在图26中，横轴是时间(经过时间)，纵轴是斗杆7的操作量(M、Mr)及计时器261的计数值。

图27表示关于第二作业模式(经济模式)的从开始时刻t0起的经过时间与由限制值设定部262设定的限制操作量Mr的关系。用线S3表示第二作业模式中的限制操作量Mr的曲线。在图27中，用线S2一并记载第一作业模式中的限制操作量Mr的曲线。在图27中，横轴是时间(经过时间)，纵轴是斗杆7的操作量(Mr)及计时器261的计数值。

图28作为一例表示第二作业模式中的从开始时刻t0起的经过时间与斗杆7的操作量Mf的关系。在图28中，横轴是时间(经过时间)，纵轴是斗杆7的操作量(Mf)及计时器261的计数值。

与上述的实施方式同样，如图26的线S1所示，假定由操作员以使操作量M从零急剧上升到值M3的方式对操作装置25进行操作的情况。操作量M在到达值M3之后，在一定期间内维持值M3，然后下降至成为零。在不执行斗杆速度限制控制的情况下，操作量M(Mf)成为用图26的线S1表示的曲线。在该情况下，有可能产生动臂6的上升介入速度相对于斗杆7的挖掘操作的延迟。

图26的线S2表示第一作业模式中的限制操作量Mr的曲线的一例。图26所示的第一作业模式中的限制操作量Mr的曲线(限制图案)与参照图23说明的限制操作量Mr的曲线相同。省略关于第一作业模式中的限制操作量Mr的曲线的说明。

图27表示第二作业模式中的限制操作量Mr的曲线的一例。第二作业模式中的限制操作量Mr的曲线用线S3表示。与第一作业模式中的限制操作量Mr相同，第二作业模式中的限制操作量Mr是为了避免产生动臂6的追随延迟而预先确定的操作量。第二作业模式中的限制操作量Mr小于第一作业模式中的限制操作量Mr及操作量M。

在第一作业模式中，在计时器261进行时间计测的规定期间Ts内，以避免斗杆7被以比用线S2表示的限制操作量Mr大的操作量M操作的方式控制斗杆7的驱动。

在第二作业模式中，在计时器261进行时间计测的规定期间Ts内，以避免斗杆7被以比用线S3表示的限制操作量Mr大的操作量M操作的 方式控制斗杆7的驱动。

规定期间Ts是时刻t0与时刻t1之间的期间。

如图27所示，在时刻t0，第二作业模式中的限制操作量Mr为零，从零上升至值M2u。值M2u大于零且小于值M2。即，在开始时刻t0附近，第二作业模式中的限制操作量Mr为值M2u。第二作业模式中的限制操作量Mr在到达值M2u之后，在一定期间内维持值M2u，然后逐渐增大，在结束时刻t1，到达值M3。然后，限制操作量Mr在维持值M3之后下降至成为零。这样，在从时刻t0到时刻t1的规定期间Ts内，第二作业模式中的限制操作量Mr设定为小于第一作业模式中的限制操作量Mr及操作量M。图27所示的限制图案S3的始点即时刻t0的值是值M2u，限制图案S2的终点即时刻t1的值是值M3。在经过时刻t1之后，第二作业模式中的限制操作量Mr与操作量M一致。与第一作业模式相同，在第二作业模式中，也是规定期间Ts的前半段的限制操作量Mr小于规定期间Ts的后半段的限制操作量Mr。

在本实施方式中，斗杆控制部263对操作量M与限制操作量Mr进行比较，选择较小的一方的操作量，并基于所选择的操作量Mf生成控制信号N。在本实施方式中，在从时刻t0到时刻t1的规定期间Ts内，限制操作量Mr更小于操作量M。因此，在从时刻t0到时刻t1的规定期间内，斗杆控制部263以使基于限制操作量Mr驱动斗杆7的方式生成控制信号N。

在本实施方式中，在第一作业模式中，斗杆控制部263以下述方式向控制阀271输出控制信号N：使基于图26的线S2所示的、第一作业模式用的限制操作量Mr驱动斗杆7。在第二作业模式中，斗杆控制部263以下述方式生成控制信号N：使基于图27的线S3所示的、第二作业模式用的限制操作量Mr驱动斗杆7。

在经过了时刻t1之后，第二作业模式中的限制操作量Mr设定为值M3。在经过时刻t1之后，第二作业模式中的限制操作量Mr与操作量M相等。与上述的实施方式相同，斗杆控制部263对操作量M与限制操作量Mr进行比较，选择操作量M。在本实施方式中，在时刻t1，斗杆速度限制控制结束。即，在本实施方式中，基于限制操作量Mr的斗杆7的驱 动(斗杆速度限制控制)在计时器261的时间计测的开始时刻t0开始，在从开始时刻t0起经过规定期间Ts之后的结束时刻t1结束。在从计时器261的时间计测的开始时刻t0起经过规定期间Ts之后，基于限制操作量Mr的驱动被解除。

图28表示第二作业模式中的操作量Mf的曲线的一例。用线Sc表示第二作业模式中的操作量Mf的曲线。如图28所示，在从时刻t0到时刻t1的规定期间Ts内，如线Sc所示，按照第二作业模式用的限制操作量Mr调整先导液压，来操作斗杆7。在经过规定期间Ts之后，如线Sc所示，按照操作量M调整先导液压，来操作斗杆7。

即，在本实施方式中，如沿图28的线Sc变化那样，斗杆7的操作量Mf的曲线被确定。具体而言，通过在时刻t0开始基于操作装置25进行的操作，从而操作量Mf从零急剧增大至值M2u，在一定期间维持值M2u。然后，操作量Mf逐渐增大，在时刻t1到达值M3。在经过时刻t1之后，在一定期间维持值M3，然后减少至零。

斗杆控制部263在从计时器261的时间计测的开始时刻t0起的规定期间Ts内，以使斗杆7被以第二作业模式用的限制操作量Mr驱动的方式生成控制信号N。

斗杆控制部263在规定期间Ts内以使斗杆7被以第二作业模式用的限制操作量Mr驱动的方式生成控制信号N，在基于第二作业模式用的限制操作量Mr的驱动被解除的规定期间Ts经过之后，停止生成控制信号N，使斗杆7被以操作量M驱动。由此，在本实施方式中，在规定期间Ts内，斗杆7以低速移动，在经过规定期间Ts之后，斗杆7以高速移动。

[效果]

如以上说明的那样，在本实施方式中，第二作业模式中的限制操作量Mr小于第一作业模式中的限制操作量Mr。

从节省燃料费的观点考虑，第二作业模式比第一作业模式有利。另一方面，在第二作业模式中，相对于液压缸60的工作油的供给量降低。因此，在第二作业模式中，比第一作业模式更加难以使动臂6及斗杆7以高速移动。另外，产生对动臂6的上升介入的速度延迟的可能性变高。

在本实施方式中，第二作业模式中的限制操作量Mr小于第一作业模 式中的限制操作量Mr。即，在第二作业模式中，与第一作业模式相比，更严格地限制斗杆7的动作。由此，能抑制对动臂的上升介入的速度延迟的产生。因此，能抑制挖掘精度的降低。

[斗杆的控制(第三实施方式)]

下面，说明斗杆7(或铲斗8)的控制的第三实施方式。在以下的说明中，对与上述的实施方式相同或同等的构成部分标注同一符号，并且简略或省略其说明。

在图25所示的本实施方式中，铲斗8能更换。在斗杆7的前端能连接各种铲斗8。

在斗杆7的前端连接有第一重量的铲斗8的状态下，设定例如参照图27说明那样的、用线S3表示的限制图案。具体而言，显示控制器26向工作装置控制器26发送选择了铲斗的种类时所选择的类别。工作装置控制器26选择与铲斗的种类对应的限制图案。在斗杆7的前端连接有比第一重量小的第二重量的铲斗8的状态下，设定例如参照图26说明那样的、用线S2表示的限制图案。即，经由斗杆7在动臂6上连接有第一重量的铲斗8时的限制操作量Mr小于经由斗杆7在动臂6上连接有比第一重量小的第二重量的铲斗8时的限制操作量Mr。

在经由斗杆7在动臂6上连接有较重的铲斗8的情况下，产生动臂6的追随延迟的可能性变高。另一方面，在经由斗杆7在动臂6上连接有较轻的铲斗8的情况下，若过度地限制斗杆7的动作，则作业性降低。

[效果]

如以上说明那样，在本实施方式中，连接有第一重量的铲斗8时的限制操作量Mr小于连接有第二重量的铲斗8时的限制操作量Mr。由此，能抑制作业性的降低且抑制动臂6的追随延迟的产生。

[斗杆的控制(第四实施方式)]

下面，说明斗杆7(或铲斗8)的控制的第四实施方式。在以下的说明中，关于与上述的实施方式相同或同等的构成部分标注同一符号，并简略或省略其说明。

在本实施方式中，说明在操作装置25的操作的中途，检测装置70的检测值的每单位时间的增加量超过容许值的例子。

图29是表示操作量M及限制操作量Mr的一例的图。与上述的实施方式相同，操作装置25的操作量M根据检测装置70(压力传感器661)的检测结果导出。对根据检测装置70的检测结果导出的操作量M与预先准备并存储于存储部264的限制操作量Mr(限制图案)进行比较，当操作量M小于限制操作量Mr时，斗杆7基于操作装置25的操作量M进行动作。

在以不超过限制操作量Mr的方式对操作装置25进行操作的状态下，如图29所示，操作量M急剧增大，存在以超过限制操作量Mr的方式急剧对操作装置25进行操作的情况。在该情况下，即使对操作量M与限制操作量Mr进行比较，基于限制操作量Mr对斗杆7的速度进行限制，也存在斗杆7的速度未被充分地限制的可能性。

因此，在本实施方式中，在操作装置25的操作中操作量M急剧增大时，工作装置控制器26开始(再次开始)进行计时器261的时间计测，改变限制操作量Mr的一部分，来进行斗杆速度限制控制。

在本实施方式中，操作量M急剧增大包括每单位时间的操作量M的增加量超过容许值的情况。在本实施方式中，操作量M根据检测装置70的检测结果导出。操作量M急剧增大包括检测装置70(压力传感器661)的检测值的每单位时间的增加量超过容许值的情况。

在本实施方式中，在检测装置70的检测值的每单位时间的增加量超过了容许值时，工作装置控制器26再次开始进行计时器261的时间计测，改变限制操作量Mr的一部分，来进行斗杆速度限制控制。

在本实施方式中，检测装置70(压力传感器661)的检测值的增加量是由检测装置70检测的操作装置25的操作量M与通过低通滤波处理而由操作量M生成的处理量R之差(偏差)。

图30是表示本实施方式涉及的控制系统200的一例的图。如图30所示，检测装置70的检测值(操作装置25的操作量M)向工作装置控制器26输出。另外，检测装置70的检测值向滤波装置71输出。滤波装置71能执行一阶的低通滤波处理。滤波装置71对检测装置70的检测值进行一阶的低通滤波处理，生成处理量R。工作装置控制器26求出操作量M与处理量R的偏差。

图31是表示操作装置25被急剧(高速)操作时的操作量M与处理量R的关系的示意图。如图31所示，在操作装置25被急剧操作、操作量M跳跃性地增大的情况下，操作量M与处理量R的偏差较大。

图32是表示操作装置25被缓慢(低速)操作时的操作量M与处理量R的关系的示意图。如图32所示，在操作装置25被缓慢操作、操作量M缓慢地增大的情况下，操作量M与处理量R的偏差较小。

在本实施方式中，在为了驱动斗杆7进行挖掘作业而对操作装置25进行了操作的情况下，在该操作装置25的操作的中途，操作量M与处理量R的偏差超过了容许值时，开始(再次开始)进行计时器261的时间计测。

图33是表示本实施方式涉及的控制系统200的动作的一例的流程图。图34、图35及图36是用于说明本实施方式涉及的控制系统200的动作的一例的时间图。在图34、图35及图36中，横轴是时间，纵轴是斗杆7的操作量(M、Mr、Mf)及计时器的计数值。

与上述的实施方式相同，当利用操作装置25开始斗杆7的操作时，开始利用计时器261进行的时间计测(步骤SC1)。在为了进行基于铲斗8的挖掘作业而使斗杆7进行下降动作时，根据目标设计地形U与铲尖8a的距离d，执行包含动臂6的上升动作的动臂介入控制(步骤SC2)。

利用检测装置70(压力传感器661)，检测用于驱动斗杆7的操作装置25的操作量M(步骤SC3)。

与上述的实施方式相同，操作量M的检测结果输出至斗杆控制部263的比较部。另外，从限制值设定部262向斗杆控制部263的比较部输出与限制操作量Mr有关的信息。斗杆控制部263按照上述的实施方式对操作量M与限制操作量Mr进行比较(步骤SC4)。

在步骤SC4中判断为操作量M大于限制操作量Mr的情况下，即在步骤SC4中为Yes(是)的情况下，斗杆控制部263选择限制操作量Mr，作为操作量Mf。斗杆控制部263基于所选择的限制操作量Mr生成控制信号N。由此，基于限制操作量Mr进行斗杆速度限制控制(步骤SC5)。

在步骤SC4中判断为操作量M为限制操作量Mr以下的情况下，即，在步骤SC4中为No(否)的情况下，斗杆控制部263选择操作量M，作 为操作量Mf。斗杆控制部263不生成控制信号N。基于操作装置25的操作量M调整先导液压，来驱动斗杆7(步骤SC6)。

图34表示本实施方式涉及的操作量M的曲线的一例。用线S1表示操作量M的曲线。如图34所示，在时刻t0，为了驱动斗杆7而由操作员对操作装置25进行操作。计时器261开始进行时间计测。在本实施方式中，作为一例，如图34的线S1所示，假定由操作员以使操作量M从零上升至值M1u的方式对操作装置25进行操作的情况。

值M1u小于限制操作量Mr所产生的操作量的下限值M1及限制操作量Mr的值M2。操作量M在到达值M1u之后在一定期间内维持值M1u。在本实施方式中，在从时刻t0到时刻t0n的期间内，操作量M维持为值M1u。

在图34中，用线S2表示限制操作量Mr的曲线。用线S2表示的限制操作量Mr与参照图23等说明的限制操作量Mr相同。省略关于用线S2表示的限制操作量Mr的详细的说明。

在时刻t0，用线S2表示的限制操作量Mr表示值M2。在从时刻t0到时刻t0n的期间内，限制操作量Mr为值M2或大于值M2。即，在图34所示的例子中，在从时刻t0到时刻t0n的期间内，操作量M不超过用线S2表示的限制操作量Mr。因此，斗杆7基于操作装置25的操作量M被驱动。

在以不超过用线S2表示的限制操作量Mr的方式对操作装置25进行操作、基于操作量M驱动斗杆7的状态下，如图34的线S1所示，存在操作量M急剧增大，以超过用线S2表示的限制操作量Mr的方式急剧地对操作装置25进行操作的情况。

在本实施方式中，如图34所示，在操作装置25的操作的中途的时刻t0n，急剧地对操作装置25进行操作，操作量M急剧增大。如图34所示，在本实施方式中，在时刻t0n，操作量M从值M1u急剧增大至值M3v。值M3v大于值M3。

如上所述，在本实施方式中，检测装置70(压力传感器661)的检测值的增加量为由检测装置70检测的操作装置25的操作量M与通过低通滤波处理而由操作量M生成的处理量R之差(偏差)。在操作量M急剧 增大的情况下，该操作量M的变化被检测装置70检测到(步骤SC7)。检测装置70的检测结果输出至工作装置控制器26的判定部。工作装置控制器26的判定部判断操作量M与处理量R的偏差是否超过了容许值(步骤SC8)。

在步骤SC8中判断为偏差为容许值以下的情况下，即在步骤SC8中为No的情况下，工作装置控制器26返回步骤SC4，进行增大后的操作量M与限制操作量Mr的比较，执行上述的处理。

在步骤SC8判断为偏差超过了容许值的情况下，即在步骤SC8中为Yes的情况下，工作装置控制器26在将从时刻t0起的时间计测复位之后，使计时器261开始(再次开始)进行时间计测(步骤SC9)。

另外，限制值设定部262将时间计测复位并且将用线S2表示的限制操作量Mr复位，与从计时器261的时间计测的开始时刻t0n起的经过时间相关联地设定(再次设定)限制操作量Mr。

图35表示被再次设定的限制操作量Mr的曲线的一例。用线S4表示被再次设定的限制操作量Mr的曲线。限制操作量Mr是为了避免产生动臂6的追随延迟而预先确定的操作量。限制操作量Mr小于图34的用线S1表示的操作量M。

在时刻t0n，再次开始利用计时器261进行时间计测，在该利用计时器261进行时间计测的规定期间Tu内，以使斗杆7不被以大于限制操作量Mr的操作量M操作的方式控制斗杆7的驱动。在本实施方式中，规定期间Tu是时刻t0n与时刻t3之间的期间。

如图35所示，在时刻t0n，限制操作量Mr是值M2。值M2小于值M3v。在时刻t0n设定为值M2的限制操作量Mr在一定期间内维持值M2，然后逐渐增大，在时刻t2到达值M3。然后，限制操作量Mr维持值M3一直到时刻t3，然后下降至成为零。这样，在从时刻t0n到时刻t3的规定期间Tu内，限制操作量Mr设定为小于操作量M。图35所示的限制图案S4的始点即时刻t0n的值是值M2，限制图案S4的终点即时刻t3刚刚之前的值是值M3，时刻t3的值是零。

这样，在本实施方式中，规定期间Tu的前半段的限制操作量Mr小于规定期间Tu的后半段的限制操作量Mr。

斗杆控制部263对操作量M和被再次设定的限制操作量Mr进行比较(步骤SC10)。

在步骤SC10中判断为操作量M为限制操作量Mr以下的情况下，即在步骤SC10中为No的情况下，斗杆控制部263选择操作量M，作为操作量Mf。斗杆控制部263不生成控制信号N。基于操作装置25的操作量M调整先导液压，来驱动斗杆7(步骤SC11)。

在步骤SC10中判断为操作量M大于限制操作量Mr的情况下，即在步骤SC10中为Yes的情况下，斗杆控制部263选择用线S4表示的被再次设定的限制操作量Mr，作为操作量Mf。斗杆控制部263基于所选择的限制操作量Mr生成控制信号N。由此，基于限制操作量Mr进行斗杆速度限制控制(步骤SC12)。

在本实施方式中，如图34及图35所示，操作量M大于用线S4表示的限制操作量Mr。因此，斗杆控制部263基于限制操作量Mr进行斗杆速度限制控制。

图36表示本实施方式涉及的操作量Mf的曲线的一例。用线Sc表示操作量Mf的曲线。如图36所示，在从时刻t0到时刻t10的规定期间Ts内，如线Sc所示，按照操作量M调整先导液压，来操作斗杆7。即，在时刻t0，操作量Mf从零增大为值M1u，维持值MIu一直到时刻t0n，然后，在时刻t0n，从值M1u增大至值M2。然后，操作量Mf在一定期间内维持值M2之后逐渐增大，在时刻t2，到达值M3，维持值M3一直到时刻t3。

[效果]

如以上说明那样，根据本实施方式，在操作装置25的操作的中途，操作装置25的操作量M急剧增大的情况下，将计时器261的时间计测复位之后再次开始，设定(再次设定)始点(时刻t0n)的值为值M2的限制图案S4，因此，能顺利地控制斗杆7，能抑制挖掘精度的下降。

例如，当不再次设定限制图案S4而基于已经设定的限制图案S2限制斗杆7的动作时，在时刻t0n，操作量(曲线Sc)急剧增大至基于限制图案S2ni的值M3。其结果是，斗杆7的速度急剧增大，动臂6的介入速度相对于斗杆7的上升速度延迟，可能导致挖掘精度的下降。

根据本实施方式，在操作装置25的操作的中途，以操作量M急剧增大的方式急剧地对操作装置25进行操作的情况下，将计时器261的时间计测复位之后，再次开始时间计测并且改变限制图案S2的一部分，来设定新的限制图案S4，因此，能使斗杆7顺利地移动，能抑制挖掘精度的降低。

[斗杆的控制(第五实施方式)]

下面，说明斗杆7(或铲斗8)的控制的第五实施方式。在以下的说明中，关于与上述的实施方式相同或同等的构成部分标注同一符号，简略或省略其说明。

在本实施方式中，说明在从计时器261的时间计测的开始时刻起的规定期间Ts内，以操作量M减少的方式对操作装置25进行操作时的例子。

图37是表示操作量M及限制操作量Mr的一例的图。如上所述，在根据检测装置70的检测值导出的操作量M超过限制操作量Mr的情况下，斗杆7基于限制操作量Mr进行动作。如图37所示，在限制操作量Mr增大的期间，存在以操作量M减少的方式对操作装置25进行操作的情况。在操作量M大于限制操作量Mr的情况下，即使以操作量M减少的方式对操作装置25进行操作，斗杆7以加速的方式被驱动。在该情况下，可能导致操作员的不适感。

因此，在本实施方式中，在从计时器261的时间计测的开始时刻t0起的规定期间Ts内，以操作量M减少的方式对操作装置25进行操作时，工作装置控制器26进行操作量下降判定，从减少开始时刻tg起将限制操作量Mr维持为恒定值。当以操作量M减少的方式对操作装置25进行操作时，通过使限制操作量Mr不增大而维持为恒定值，能抑制给操作员带来不适感。

图38是表示本实施方式涉及的控制系统200的一例的功能框图。图39是表示本实施方式涉及的控制系统200的动作的一例的流程图。图40、图41及图42是用于说明本实施方式涉及的控制系统200的动作的一例的时间图。在图40、图41及图42中，横轴是时间，纵轴是斗杆7的操作量(M、Mr、Mf)及计时器的计数值。

如图38所示，在本实施方式中，斗杆控制部263具有比较部263A。 比较部263A按照上述的实施方式对操作量M与限制操作量Mr进行比较。

与上述的实施方式相同，当利用操作装置25开始斗杆7的操作时，开始利用计时器261进行时间计测(步骤SD1)。为了进行基于铲斗8的挖掘作业而使斗杆7进行下降动作时，根据目标设计地形U与铲尖8a的距离d，执行包含动臂6的上升动作的动臂介入控制(步骤SD2)。

利用检测装置70(压力传感器661)，检测用于驱动斗杆7的操作装置25的操作量M(步骤SD3)。

与上述的实施方式相同，操作量M的检测结果输出至斗杆控制部263的比较部263A。另外，从限制值设定部262向斗杆控制部263的比较部263A输出与限制操作量Mr有关的信息。斗杆控制部263按照上述的实施方式对操作量M与限制操作量Mr进行比较(步骤SD4)。

在步骤SD4中判断为操作量M大于限制操作量Mr的情况下，即在步骤SD4中为Yes的情况下，斗杆控制部263选择限制操作量Mr，作为操作量Mf。斗杆控制部263基于所选择的限制操作量Mr生成控制信号N。由此，基于限制操作量Mr进行斗杆速度限制控制(步骤SD5)。

在步骤SD4中判断为操作量M为限制操作量Mr以下的情况下，即在步骤SD4中为No的情况下，斗杆控制部263选择操作量M，作为操作量Mf。斗杆控制部263不生成控制信号N。基于操作装置25的操作量M调整先导液压，来驱动斗杆7(步骤SD6)。

图40表示本实施方式涉及的操作量M的曲线的一例。用线S1表示操作量M的曲线。如图40所示，在时刻t0，为了驱动斗杆7而由操作员对操作装置25进行操作。计时器261开始进行时间计测。在本实施方式中，作为一例，如图40的线S1所示，假定由操作员以操作量M从零上升至值M3v的方式对操作装置25进行操作的情况。

值M3v大于限制操作量Mr所产生的操作量的下限值M1、作为限制操作量的值M2及最大的操作量的值M3。操作量M在到达了值M3v之后在一定期间内维持值M3v。在本实施方式中，在从时刻t0到时刻tg的期间内，操作量M维持为值M3v。时刻tg是从开始时刻t0经过了规定期间Ts的时刻。

在图40中，用线S2表示限制操作量Mr的曲线。用线S2表示的限制 操作量Mr与参照图23等说明的限制操作量Mr相同。省略关于用线S2表示的限制操作量Mr的详细的说明。

在时刻t0，用线S2表示的限制操作量Mr表示值M2。在从时刻t0到时刻ta的期间内，限制操作量Mr小于操作量M的值M3v。即，在图40所示的例子中，在从时刻t0到时刻ta，操作量M超过用线S2表示的限制操作量Mr。因此，斗杆7被基于限制操作量Mr驱动。

在规定期间Ts的时刻tg，以操作量M减少的方式对操作装置25进行操作。即，在斗杆7被基于限制操作量Mr驱动的状态下，如图40的线S1所示，存在这样的情况：在时刻tg，急剧地对操作装置25进行操作，从而操作量M急剧减少，小于在时刻ta用线S2表示的限制操作量Mr。

在本实施方式中，如图40所示，在时刻tg，急剧地对操作装置25进行操作，操作量M急剧地减少。如图40所示，在本实施方式中，操作量M从值M3v急剧地减少至值M1v。操作量M的值M1v大于值M1，小于限制操作量Mr的值M2。

在操作量M急剧地减少(下降)了的情况下，该操作量M的变化由检测装置70检测到(步骤SD7)。检测装置70的检测结果输出至限制值设定部262的判定部262A。判定部262A判断操作量M的减少率(每单位时间的减少量)是否超过了量容许值(步骤SD8)。

在步骤SD8中判断为减少率为容许值以下的情况下，即在步骤SD8中为No的情况下，工作装置控制器26返回步骤SD4，进行减少后的操作量M与限制操作量Mr的比较，执行上述的处理。

在步骤SD8中判断为操作量M的减少率超过了容许值的情况下，即在步骤SD8中为Yes的情况下，工作装置控制器26的限制值设定部262将减少开始时刻tg时的限制操作量Mr维持为恒定的值M4(步骤SD9)。限制操作量Mr如图40的线S2a所示那样从时刻tg起维持为值M4。斗杆7被基于改变了的限制图案S2a驱动。由此，能抑制给操作员带来不适感。

通过以操作量M减少的方式对操作装置25进行操作，从而操作量M立即变得小于限制操作量Mr(值M4)。斗杆控制部263对操作量M与用线S2a表示的被再次设定的限制操作量Mr进行比较(步骤SD10)。

在步骤SD10中判断为操作量M为限制操作量Mr以下的情况下，即 在步骤SD10中为No的情况下，斗杆控制部263选择操作量M，作为操作量Mf。斗杆控制部263不生成控制信号N。基于操作装置25的操作量M调整先导液压，来驱动斗杆7(步骤SD11)。

在步骤SD10中判断为操作量M大于限制操作量Mr的情况下，即在步骤SD10中为Yes的情况下，斗杆控制部263选择限制操作量Mr，作为操作量Mf。斗杆控制部263基于所选择的限制操作量Mr生成控制信号N。由此，基于限制操作量Mr进行斗杆速度限制控制(步骤SD12)。

需要说明的是，图40的用线S1表示的操作量M在时刻tb急剧地增大。在操作量M急剧增大的情况下，按照参照图29～图36说明的实施方式，再次开始利用计时器261进行时间计测，再次设定限制图案S4a。图41表示再次设定的限制图案S4a的一例。

图42表示本实施方式涉及的操作量Mf的曲线的一例。用线Sc表示操作量Mf的曲线。如图42所示，在从时刻t0到时刻ta的期间Ts内，如线Sc所示，按照限制操作量Mr调整先导液压，来操作斗杆7。在经过时刻ta之后，按照操作量M调整先导液压，来操作斗杆7。在经过时刻tb之后，按照限制操作量Mr调整先导液压，来操作斗杆7。

[效果]

如以上说明那样，根据本实施方式，基于限制图案S2驱动斗杆7，在该斗杆7以加速的方式移动时，在以减速的方式对操作装置25进行了操作的情况下，改变限制图案S2的一部分而作为限制图案S2a，不增大限制操作量Mr而维持为恒定值，因此，能抑制给操作员带来不适感。

[斗杆的控制(第六实施方式)]

下面，说明斗杆7(或铲斗8)的控制的第六实施方式。在以下的说明中，关于与上述的实施方式相同或同等的构成部分标注同一符号，并简略或省略其说明。

图43是本实施方式涉及的控制系统200的功能框图。如图43所示，在本实施方式中，工作装置控制器26具有距离判定部262B。

图44是表示本实施方式涉及的液压挖掘机100的一例的示意图。如图44所示，液压挖掘机100具有车辆主体1和工作装置2。车辆主体1支承动臂6。通过工作装置2被驱动，从而车辆主体1的基准位置P2与铲 斗8的铲尖8a的位置P3之间的距离x发生变化。需要说明的是，距离x也可以是动臂销的位置与铲尖8a的位置之间的距离，也可以是设置位置P1与铲尖8a的位置之间的距离。

在本实施方式中，利用自传感器控制器30输出的各工作装置的姿势角θ1～θ3算出基准位置P2与位置P3之间的距离x，以使基准位置P2与位置P3之间的距离x成为第一距离的方式驱动工作装置2时的限制操作量Mr小于以使基准位置P2与位置P3之间的距离x成为比第一距离短的第二距离的方式驱动工作装置2时的限制操作量Mr。

图45是用于说明本实施方式涉及的控制系统200的动作的一例的时间图。在图45中，横轴是时间，纵轴是斗杆7的操作量M(限制操作量Mr)及计时器的计数值。

如图45所示，在距离x为第一距离时，设定用线S2表示那样的限制图案。在距离x为第二距离时，设定用线S5表示那样的限制图案。用线S2表示的限制图案的限制操作量Mr小于用线S5表示的限制图案的限制操作量Mr。

图46表示基于限制图案S2决定的操作量Mf的曲线的一例。图47表示基于限制图案S5决定的操作量Mf的曲线的一例。

距离x越长，工作装置2的力矩越大，产生动臂6的追随延迟的可能性越高。在本实施方式中，距离x长的第一距离时的限制操作量Mr小于距离x短的第二距离时的限制操作量Mr。即，在第一距离的状态下，与第二距离的状态相比，更严格地限制斗杆7的动作。由此，能抑制动臂6的追随延迟的产生。因此，能抑制挖掘精度的降低。

[效果]

如以上说明那样，根据本实施方式，以使车辆主体1的基准位置与铲斗8成为第一距离的方式驱动工作装置2时的限制操作量Mr小于以使车辆主体1的基准位置与铲斗8成为比第一距离短的第二距离的方式驱动工作装置2时的限制操作量Mr，因此，能抑制作业效率的降低，且能抑制挖掘精度的降低。

[斗杆的控制(第七实施方式)]

下面，说明斗杆7(或铲斗8)的控制的第七实施方式。在以下的说 明中，关于与上述的实施方式相同或同等的构成部分标注同一符号，并简略或省略其说明。

图48是本实施方式涉及的控制系统200的功能框图。与上述的实施方式相同，控制系统200具有显示控制器28、工作装置控制器26、为了驱动包含斗杆7及铲斗8中的至少一方的可动构件而被操作的操作装置25、检测操作装置25的操作量M的检测装置70。

显示控制器28具有目标施工信息储存部28A、铲斗位置数据生成部28B、目标挖掘地形数据生成部28C。铲斗位置数据生成部28B基于第一、第二、第三缸行程传感器16、17、18的检测结果即动臂6、斗杆7、铲斗8各自的姿势角θ1、θ2、θ3，生成表示铲斗8的三维位置的铲尖位置数据S。

目标挖掘地形数据生成部28C基于从目标施工信息储存部28A输出的目标施工信息T和从铲斗位置数据生成部28B输出的铲尖位置数据S，生成表示工作装置2的挖掘对象的目标形状的目标挖掘地形U。

工作装置控制器26具有：距离获取部53，其从目标挖掘地形数据生成部28C获取目标挖掘地形U，基于铲尖位置数据S和目标挖掘地形U来算出铲斗8的铲尖8a与目标挖掘地形U之间的距离d；计时器261，其基于检测装置70的检测结果，开始进行时间计测；限制值设定部262，其基于由距离获取部53算出的距离d，设定用于限制斗杆7的速度的限制操作量Mr；斗杆控制部263，其基于检测装置70的检测结果，在铲斗8的挖掘作业中，在以使动臂6上升、斗杆7下降的方式开始了操作装置25的操作时，以按照限制操作量Mr驱动斗杆7的方式向控制阀27输出控制信号N；存储部264。

在本实施方式中，限制值设定部262以距离d越大限制操作量Mr越大的方式设定限制操作量Mr。即，限制值设定部262以距离d越大斗杆7的动作的限制越缓和的方式设定限制操作量Mr。

图49是示意性地表示存储于存储部264的数据的一例的图。如图49所示，在存储部264存储有用于缓和限制操作量Mr的限制操作量Mr相对于距离d的偏移量(offsetamount)。就偏移量而言，在距离d从0到规定值d1之间，当距离d变大时，偏移量成比例地变大。在距离d大于 规定值d1的情况下，偏移量成为恒定。在斗杆控制部263进行限制操作量Mr与偏移量的加算。

图50是用于说明本实施方式涉及的控制系统200的动作的一例的流程图。在挖掘作业中，由操作员对操作装置25进行操作(步骤SE1)。操作员为了驱动斗杆7而对操作装置25进行操作。以使斗杆7进行下降动作的方式对操作装置25进行操作。

利用检测装置70检测操作装置25的操作量M(步骤SE2)。检测装置70包含压力传感器66，通过检测由操作装置25调整的先导液压，来检测操作装置25的操作量M。

检测装置70的检测值输出到计时器261。计时器261基于检测装置70的检测结果开始进行时间计测(步骤SE3)。

铲斗位置数据生成部28B基于第一、第二、第三缸行程传感器16、17、18的检测结果即缸姿势数据θ1、θ2、θ3，生成表示铲斗8的三维位置的铲尖位置数据S(步骤SE4)。

距离获取部53基于铲尖位置数据S和目标挖掘地形U，算出铲斗8的铲尖8a与目标挖掘地形U之间的距离d(步骤SE5)。

斗杆控制部263基于在步骤SE5中算出的距离d、和参照图49说明的存储于存储部264中的距离d与限制操作量Mr的偏移量的关系，来设定与距离d对应的限制操作量Mr(步骤SE6)。具体而言，斗杆控制部263在由检测装置70检测出的操作量M上加上限制操作量Mr的偏移量。

斗杆控制部263对操作量M与加上了偏移量的限制操作量Mr进行比较，选择较小的一方的操作量，基于选择的操作量Mf生成控制信号N。生成的控制信号N输出到控制阀27(步骤SE7)。如上述那样，在本实施方式中，在距离d小时，限制斗杆7的动作，在距离d大时，缓和斗杆7的动作的限制。另外，在距离d大于规定值d1时，不限制斗杆7的动作，斗杆7基于操作装置25的操作量M进行动作。

[效果]

如以上说明的那样，根据本实施方式，在掘入开始时限制斗杆7的动作。由于限制斗杆7的动作的时机被限定为掘入开始时，因此，能抑制建筑机械100的作业量的降低。

另外，在本实施方式中，限制值设定部262以距离d越大限制操作量Mr越大的方式、即距离d越大越缓和斗杆7的动作的限制的方式设定限制操作量Mr。在距离d较小时，充分地限制斗杆7的动作，在距离d较大时，缓和斗杆7的动作的限制，从而能抑制作业量的降低且使铲尖8a沿着目标挖掘地形U移动。

另外，根据本实施方式，由于根据距离d进行斗杆7的动作的限制及限制的缓和，因此，能够同时实现建筑机械100的作业量降低的抑制以及铲尖8a的落入的抑制。

以上，说明了本发明的一实施方式，但本发明并不限定于上述实施方式，可以在不脱离发明的主旨的范围内进行各种变更。

例如，在上述的实施方式中，操作装置25是先导液压方式。操作装置25也可以是电气杆方式。例如，也可以设置操作杆检测部，该操作杆检测部用电位计等检测操作装置25的操作杆的操作量，将与该操作量相应的检测值向工作装置控制器26输出。也可以为，工作装置控制器26基于该操作杆检测部的检测结果向方向控制阀64输出控制信号，来调整向液压缸供给的工作油的量。本发明的控制不仅可以由工作装置控制器226进行，也可以由传感器控制器30等其他的控制器进行。

在上述的实施方式中，作为建筑机械的一例，例举了液压挖掘机，但不限于液压挖掘机，也可以在其他种类的建筑机械中应用本发明。

全局坐标系中的液压挖掘机CM的位置的获取不限于由GNSS进行，也可以利用其他的测位机构进行。因此，铲尖8a与设计地形之间的距离d的获取不限于由GNSS进行，也可以利用其他测位机构进行。

符号说明

1 车辆主体

2 工作装置

3 回转体

4 驾驶室

5 行驶装置

5Cr 履带

6 动臂

7 斗杆

8 铲斗

9 发动机室

10 动臂油缸

11 斗杆油缸

12 铲斗油缸

13 动臂销

14 斗杆销

15 铲斗销

16 第一缸行程传感器

17 第二缸行程传感器

18 第三缸行程传感器

19 扶手

20 位置检测装置

21 天线

23 全局坐标运算部

24 IMU

25 操作装置

25L 第二操作杆

25R 第一操作杆

26 工作装置控制器

27 控制阀

28 显示控制器

29 显示部

31 动臂操作输出部

32 铲斗操作输出部

33 斗杆操作输出部

34 回转操作输出部

40A 盖侧油室

40B 杆侧油室

41 液压泵

41A 斜盘

45 喷出油路

47 油路

48 油路

49 泵控制器

50 油路

51 梭形滑阀

60 液压缸

63 回转马达

64 方向控制阀

65 滑柱行程传感器

66 压力传感器

67 压力传感器

70 检测装置

71 滤波装置

100 建筑机械(液压挖掘机)

161 旋转辊

162 旋转中心轴

163 旋转传感器部

164 壳体

200 控制系统

300 液压系统

AX 回转轴

Q 回转体方位数据

S 铲尖位置数据

T 目标施工信息

U 目标挖掘地形

Claims (11)

1.一种建筑机械的控制系统，其中，具备：

检测器，其检测包括动臂、斗杆和铲斗在内的工作装置的姿势；

操作装置，其为了驱动可动构件而被操作，所述可动构件包括所述斗杆及所述铲斗的至少一方；

检测装置，其检测所述操作装置的操作量；

控制阀，其调整向驱动所述工作装置的液压缸供给的工作油的供给量；

铲斗位置数据生成部，其基于所述检测器的检测结果，生成表示所述铲斗的铲尖位置的铲尖位置数据；

距离获取部，其获取表示所述工作装置的挖掘对象的目标形状的目标挖掘地形，并基于所述铲尖位置数据和所述目标挖掘地形来算出所述铲斗的铲尖与所述目标挖掘地形之间的距离；

限制值设定部，其基于所述检测装置的检测结果，来设定用于限制所述可动构件的速度的限制操作量；

可动构件控制部，其以按照所述限制操作量来驱动所述可动构件的方式向所述控制阀输出控制信号；

动臂限制部，其根据所述距离来决定限制速度，以使所述工作装置向所述目标挖掘地形接近的方向的速度成为所述限制速度以下的方式限制所述动臂的速度；

液压系统，其具有用于驱动所述动臂的第一液压促动器、用于驱动所述可动构件的第二液压促动器、调整对所述第二液压促动器供给的工作油的供给量的所述控制阀、以及供给工作油的液压泵；

泵控制部，该泵控制部以下述方式控制所述液压泵：在第一作业模式中，从所述液压泵以第一最大喷出容量供给所述工作油，在第二作业模式中，从所述液压泵以比所述第一最大喷出容量少的第二最大喷出容量供给所述工作油，

在基于所述铲斗的挖掘作业中，所述液压系统以使所述动臂上升、所述斗杆下降的方式工作，

在所述斗杆下降时，以所述限制操作量进行驱动，

所述第二作业模式中的所述限制操作量小于所述第一作业模式中的所述限制操作量。

2.根据权利要求1所述的建筑机械的控制系统，其中，

所述限制值设定部以所述距离越大所述限制操作量越大的方式设定所述限制操作量。

3.根据权利要求1或2所述的建筑机械的控制系统，其中，

具备计时器，该计时器基于所述检测装置的检测结果开始进行时间计测，

所述限制值设定部以从所述计时器的时间计测的开始时刻起的经过时间越长所述限制操作量越大的方式设定所述限制操作量。

4.根据权利要求3所述的建筑机械的控制系统，其中，

所述可动构件控制部以下述方式输出控制信号：使在从所述计时器的所述时间计测的开始时刻起的规定期间内，按照所述限制操作量来驱动所述可动构件。

5.根据权利要求4所述的建筑机械的控制系统，其中，

所述计时器的时间计测的开始时刻包括所述操作装置的操作的开始时刻、所述检测装置的检测值超过阈值的时刻、以及所述检测装置的检测值的每单位时间的增加量超过容许值的时刻中的至少一个。

6.根据权利要求4或5所述的建筑机械的控制系统，其中，

在从所述时间计测的开始时刻起经过所述规定期间之后，基于所述限制操作量的驱动被解除。

7.根据权利要求4或5所述的建筑机械的控制系统，其中，

所述规定期间的前半段的所述限制操作量小于后半段的所述限制操作量。

8.根据权利要求1或2所述的建筑机械的控制系统，其中，

所述可动构件能够更换，

在所述动臂上连接有第一重量的所述可动构件时的所述限制操作量小于连接有比所述第一重量小的第二重量的所述可动构件时的所述限制操作量。

9.根据权利要求1或2所述的建筑机械的控制系统，其中，

在所述检测装置的检测值的每单位时间的增加量超过了容许值时，以按照所述限制操作量来驱动所述可动构件的方式开始输出控制信号，

所述增加量包括所述操作装置的操作量与通过所述操作量的低通滤波处理而生成的处理量之差。

10.根据权利要求1或2所述的建筑机械的控制系统，其中，

所述建筑机械具备支承所述动臂的车辆主体，

以使所述车辆主体的基准位置与所述铲斗成为第一距离的方式驱动所述工作装置时的所述限制操作量小于以使所述基准位置与所述铲斗成为第二距离的方式驱动所述工作装置时的所述限制操作量，所述第二距离比所述第一距离短。

11.一种建筑机械的控制方法，其中，包括下述步骤：

利用检测器检测包括动臂、斗杆和铲斗在内的工作装置的姿势；

为了驱动可动构件而对操作装置进行操作，该可动构件包括所述斗杆及所述铲斗的至少一方；

利用检测装置检测所述操作装置的操作量；

基于所述检测器的检测结果生成表示所述铲斗的铲尖位置的铲尖位置数据；

获取表示所述工作装置的挖掘对象的目标形状的目标挖掘地形而基于所述铲尖位置数据和所述目标挖掘地形来算出所述铲斗的铲尖与所述目标挖掘地形之间的距离；

基于所述检测装置的检测结果设定用于限制所述可动构件的速度的限制操作量；

以按照所述限制操作量来驱动所述可动构件的方式向控制阀输出控制信号，该控制阀调整向驱动所述工作装置的液压缸供给的工作油的供给量；

根据所述距离来决定限制速度，以使所述工作装置向所述目标挖掘地形接近的方向的速度成为所述限制速度以下的方式限制所述动臂的速度；

在具有用于驱动所述动臂的第一液压促动器、用于驱动所述可动构件的第二液压促动器、调整对所述第二液压促动器供给的工作油的供给量的所述控制阀、以及供给工作油的液压泵的液压系统中，以下述方式控制所述液压泵：在第一作业模式中，从所述液压泵以第一最大喷出容量供给所述工作油，在第二作业模式中，从所述液压泵以比所述第一最大喷出容量少的第二最大喷出容量供给所述工作油，

在基于所述铲斗的挖掘作业中，所述液压系统以使所述动臂上升、所述斗杆下降的方式工作，

在所述斗杆下降时，以所述限制操作量进行驱动，

所述第二作业模式中的所述限制操作量小于所述第一作业模式中的所述限制操作量。