CN109790698A - 作业机械 - Google Patents

Abstract

在液压挖掘机的操纵控制器(40)中具有：第1速度运算部(43f)，其根据操作量检测装置(52a)的检测值计算出斗杆缸(6)的第1速度；第2速度运算部(43d)，其根据上述姿势检测装置(50)的检测值计算出斗杆缸(6)的第2速度；和第3速度运算部(43e)，其计算出在执行MC的执行机构控制部(81)中被利用为斗杆缸(6)的速度的第3速度。第3速度运算部在从由操作量检测装置检测到输入了针对斗杆(9)的操作这一情况到规定时间t0为止的期间，将第1速度计算为第3速度，在从规定时间t0到t1为止的期间，将根据第1速度和第2速度计算出的速度计算为第3速度，在规定时间t1以后将第2速度计算为第3速度。

Description

作业机械

技术领域

本发明涉及在对操作装置进行操作时遵照预先确定的条件对多个液压执行机构中的至少一个液压执行机构进行控制的作业机械。

背景技术

作为提高具有由液压执行机构驱动的作业装置(例如前作业装置)的作业机械(例如液压挖掘机)的作业效率的技术，而具有机械控制(Machine Control：MC)。MC是在操作装置被操作员操作的情况下通过执行遵照预先确定的条件使作业装置动作的半自动控制来进行对操作员的操作支援的技术。

例如在日本专利第5865510号公报中，公开有以使铲斗的刃尖沿着基准面移动的方式对前作业装置进行MC的技术。在该文献中，列举有如下课题：在斗杆操作杆的操作量少的情况下，根据前作业装置的姿势，会因铲斗的自重下落，而引起实际的斗杆缸速度比基于斗杆操作杆的操作量计算出的斗杆缸的推定速度大，若在这样的状况下执行基于斗杆缸的推定速度的MC，则铲斗的刃尖不稳定而有可能会发生跳动。并且，该文献在斗杆操作杆的操作量小于规定量的情况下，作为考虑了铲斗的自重下落的斗杆缸的推定速度而计算出比基于斗杆操作杆的操作量计算出的速度大的速度，并通过基于该推定速度进行MC来谋求解决上述课题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5865510号公报

发明内容

若如专利文献1的技术那样在计算斗杆缸的推定速度时考虑铲斗的自重下落，则由于该推定速度接近斗杆缸的实际速度，所以能够防止在MC中发生跳动。但是，基于斗杆操作杆的操作量推定出的斗杆缸的推定速度与实际速度的偏离并不仅是因铲斗的自重下落引起的，若如专利文献1那样仅考虑铲斗的自重下落来推定斗杆缸的速度，则作为防止发生跳动的对策是不充分的。

例如，在作业机械的工作油为低温时，工作油的粘度变大，该情况下的实际的斗杆缸速度存在比根据杆操作量推定的速度慢的情况。

另外，例如在图13那样的刨平处于作业机械下侧的斜面的砂土、即所谓刷坡作业的情况下，主要是抵抗自重而向提起前作业装置(例如铲斗)的方向驱动斗杆缸。因此，如专利文献1那样受到与斗杆缸的驱动相关的前作业装置(斗杆、铲斗)的自重的影响而斗杆缸速度比设想速度快的情况少。倒不如说，存在受到向提起前作业装置的自重的方向进行驱动的影响而实际的斗杆的缸速度变得比推定速度慢的情况。以下说明该情况下的详细内容。

图14中示出用于作业机械的液压系统中的、开放式中间旁通(open center by-pass)方式的滑阀的开口面积特性。开放式中间旁通方式的滑阀的开口面积具有使来自泵的液压油向油箱流动的流路的中间旁通开口、使来自泵的液压油向执行机构供给的流路的入口节流开口、从执行机构向油箱流动的流路的出口节流开口。将中间旁通开口的完全关闭点设为SX。在此，说明如刷坡作业那样向相对于前作业装置的自重进行提起的方向驱动了斗杆缸的情况下的液压油的流动情况。在刷坡作业中，由于向相对于前作业装置的自重进行提起的方向驱动斗杆缸，所以由于前作业装置的自重而入口节流侧的压力上升。在斗杆操作杆的操作量少而阀芯的行程量小于SX的情况下，由于中间旁通开口打开，所以从泵供给的液压油分成从入口节流开口通过而向斗杆缸供给的液压油、和从中间旁通开口通过而向油箱流动的液压油。由于液压油具有容易向负荷轻的方向流动的特性，所以在向相对于前作业装置的自重进行提起的方向驱动斗杆缸的情况下，与没有向相对于前作业装置的自重进行提起的方向驱动斗杆缸的情况相比，斗杆缸的负荷变大，液压油难以向斗杆缸流动。其结果为斗杆缸速度变慢。

如以上那样，存在根据作业机械的状态和作业内容而实际的斗杆缸速度与从杆操作量推定的速度不同的情况，其结果为进行MC时的铲斗的刃尖(作业装置的顶端)不稳定而有可能会发生跳动。

另一方面，在这样的进行MC的作业机械中具有用于检测作业装置的姿势的姿势传感器(例如设在将斗杆和动臂连结的销上的电位计)。根据杆操作量运算的斗杆缸速度原则上说不会超出推定值域，但能够根据姿势传感器的输出来掌握作业装置的实际姿势，根据姿势传感器的输出值的时间变化计算出的斗杆缸速度比根据杆操作量计算出的斗杆缸速度正常下更接近实际速度。于是，可以想到基于根据该姿势传感器的输出值计算出的斗杆缸速度来实施MC。但是，在该情况下也具有如下课题。

由于姿势传感器只有在斗杆实际开始动作之后才能够检测其姿势变化，所以在从斗杆开始动作之后实施基于根据姿势传感器的输出计算出的斗杆速度的MC的情况下，MC的响应(例如动臂抬升指令)相对于实际的斗杆的动作开始会延迟，铲斗的刃尖位置不稳定而有可能发生跳动。

此外，在此例示斗杆缸的速度说明了课题，但对于驱动作业装置的其他液压执行机构的速度也具有相同的课题。

本发明的目的在于提供一种能够更加恰当地计算出驱动作业装置的特定的液压执行机构的速度、从而MC中的作业装置的顶端(例如铲斗刃尖)的举动变得稳定化的作业机械。

本申请包含多个解决上述课题的方法，若列举其一个例子，则作业机械具有：作业装置，其具有多个前部件；多个液压执行机构，其驱动上述多个前部件；操作装置，其根据操作员的操作来指示上述多个液压执行机构的动作；和控制装置，其具有执行机构控制部，在上述操作装置的操作时，该执行机构控制部遵照上述多个液压执行机构的速度和预先确定的条件对上述多个液压执行机构中的至少一个液压执行机构进行控制，在上述作业机械中，具有：姿势检测装置，其检测与作为上述多个前部件之一的特定前部件的姿势相关的物理量；和操作量检测装置，其检测与由操作员输入到上述操作装置的操作量中的针对上述特定前部件的操作量相关的物理量，上述控制装置具有：第1速度运算部，其根据上述操作量检测装置的检测值计算出上述多个液压执行机构中的驱动上述特定前部件的特定液压执行机构的第1速度；第2速度运算部，其根据上述姿势检测装置的检测值计算出上述特定液压执行机构的第2速度；以及第3速度运算部，其基于上述第1速度和上述第2速度计算出在上述执行机构控制部中被利用为上述特定液压执行机构的速度的第3速度，上述第3速度运算部在从由上述操作量检测装置检测到输入了针对上述特定前部件的操作这一情况到第1规定时间为止的期间，将上述第1速度计算为上述第3速度，在从上述第1规定时间到比上述第1规定时间大的第2规定时间为止的期间，将根据上述第1速度和上述第2速度计算出的速度计算为上述第3速度，在上述第2规定时间以后，将上述第2速度计算为上述第3速度。

发明效果

根据本发明，能够更加恰当地计算出驱动作业装置的特定的液压执行机构的速度，从而能够将MC中的作业装置的顶端尖端的举动稳定化。

附图说明

图1是液压挖掘机的结构图。

图2是将液压挖掘机的操纵控制器与液压驱动装置一起示出的图。

图3是前控制用液压单元的详情图。

图4是液压挖掘机的操纵控制器的硬件结构图。

图5是表示图1的液压挖掘机中的坐标系及目标面的图。

图5A是在斗杆缸的第2速度的计算中所利用的前作业装置1A的尺寸值的说明图。

图6是图1的液压挖掘机的操纵控制器的功能框图。

图7是图6中的MC控制部的功能框图。

图8是基于动臂控制部进行的动臂抬升控制的流程图。

图9是表示缸速度相对于操作量的关系的图。

图10是表示铲斗齿尖速度的垂直成分的限制值ay与距离D之间的关系的图。

图11是计算出斗杆缸设想速度的流程图。

图12是表示加权比例Wact的时间变化的图。

图13是刷坡作业的说明图。

图14是表示中间旁通式滑阀的相对于阀芯行程的开口面积的图。

图15是第2实施方式的MC控制部的功能框图。

图16是计算出第2实施方式的斗杆缸设想速度的流程图。

图17是斗杆操作压与斗杆缸速度(第1速度、第2速度、实际速度)之间的关系的说明图。

图18是表示第2实施方式的缸速度相对于操作量的关系的图。

具体实施方式

以下，使用附图来说明本发明的实施方式。此外，以下例示作为作业装置前端的作业件(附属装置)而具有铲斗10的液压挖掘机，但也可以在具有铲斗以外的附属装置的作业机械中适用本发明。而且，只要是具有将多个前部件(附属装置、斗杆、动臂等)连结而构成的多关节型的作业装置的作业机械，则也能够适用于液压挖掘机以外的作业机械。

另外，在本说明书中，关于与示出某个形状的术语(例如目标面、设计面等)一起使用的“上”、“上方”或“下方”这些词语的意思，“上”表示该某个形状的“表面”，“上方”表示比该某个形状的“表面高的位置”，“下方”表示比该某个形状的“表面低的位置”。另外，在以下的说明中，在存在多个相同的结构要素的情况下，有时会对附图标记(数字)的末尾标注字母，但有时也会省略该字母而统一表述该多个结构要素。例如，在存在两个泵2a、2b时，有时会将它们统一表述为泵2。

＜第1实施方式＞

＜基本结构＞

图1是本发明的第1实施方式的液压挖掘机的结构图，图2是将本发明的实施方式的液压挖掘机的操纵控制器与液压驱动装置一起示出的图，图3是图2中的前控制用液压单元160的详情图。

在图1中，液压挖掘机1由多关节型的前作业装置1A和车身1B构成。车身1B由通过左右的行驶液压马达3a(参照图2)、3b而行驶的下部行驶体11、和安装在下部行驶体11上且通过旋转液压马达4而旋转的上部旋转体12构成。

前作业装置1A将沿垂直方向分别转动的多个前部件(动臂8、斗杆9及铲斗10)连结而构成。动臂8的基端在上部旋转体12的前部经由动臂销能够转动地被支承。在动臂8的前端经由斗杆销能够转动地连结有斗杆9，在斗杆9的前端经由铲斗销能够转动地连结有铲斗10。这些多个前部件8、9、10由多个液压执行机构即液压缸5、6、7驱动。具体地说，动臂8由动臂缸5驱动，斗杆9由斗杆缸6驱动，铲斗10由铲斗缸7驱动。

为了能够测定与动臂8、斗杆9、铲斗10的姿势相关的物理量即转动角度α、β、γ(参照图5)，在动臂销上安装有动臂角度传感器30，在斗杆销上安装有斗杆角度传感器31，在铲斗连杆13上安装有铲斗角度传感器32，在上部旋转体12上安装有检测上部旋转体12(车身1B)相对于基准面(例如水平面)的倾斜角θ(参照图5)的车身倾斜角传感器33。此外，本实施方式的角度传感器30、31、32是旋转电位计，但分别能够替换为针对基准面(例如水平面)的倾斜角传感器或惯性计测装置(IMU)等。

在设于上部旋转体12的驾驶室内，设置有：操作装置47a(图2)，其具有行驶右杆23a(图1)且用于对行驶右液压马达3a(下部行驶体11)进行操作；操作装置47b(图2)，其具有行驶左杆23b(图1)且用于对行驶左液压马达3b(下部行驶体11)进行操作；操作装置45a、46a(图2)，其共用操作右杆1a(图1)且用于对动臂缸5(动臂8)及铲斗缸7(铲斗10)进行操作；和操作装置45b、46b(图2)，其共用操作左杆1b(图1)且用于对斗杆缸6(斗杆9)及旋转液压马达4(上部旋转体12)进行操作。以下存在将行驶右杆23a、行驶左杆23b、操作右杆1a及操作左杆1b总称为操作杆1、23的情况。

搭载在上部旋转体12的作为原动机的发动机18驱动液压泵2a、2b和先导泵48。液压泵2a、2b是通过调节器2aa、2ba控制容量的可变容量型泵，先导泵48是固定容量型泵。液压泵2及先导泵48从油箱200吸引工作油。在本实施方式中，如图2所示，在先导管路144、145、146、147、148、149的中途设有梭阀块(shuttle block)162。从操作装置45、46、47输出的液压信号经由该梭阀块162而也被输入到调节器2aa、2ba。虽然省略了梭阀块162的详细结构，但液压信号经由梭阀块162被输入到调节器2aa、2ba，根据该液压信号控制液压泵2a、2b的排出流量。

作为先导泵48的排出配管的泵管路48a在从液控止回阀39通过后，分支成多条并与操作装置45、46、47、前控制用液压单元160内的各阀连接。液控止回阀39在本例中为电磁切换阀，其电磁驱动部与配置在驾驶室(图1)中的门锁杆(gate lock lever)(未图示)的位置检测器电连接。门锁杆的位置由位置检测器检测，从该位置检测器对液控止回阀39输入与门锁杆的位置相应的信号。若门锁杆的位置处于锁定位置则液控止回阀39关闭而将泵管路48a切断，若处于锁定解除位置则液控止回阀39打开而泵管路48a开通。也就是说，在泵管路48a被切断的状态下，基于操作装置45、46、47进行的操作被无效化，禁止旋转、挖掘等动作。

操作装置45、46、47是液压先导方式的操作装置，基于从先导泵48排出的液压油，分别产生与由操作员操作的操作杆1、23的操作量(例如杆行程)和操作方向相应的先导压(也存在称为操作压的情况)。这样产生的先导压经由先导管路144a～149b(参照图3)被供给到相对应的流量控制阀15a～15f(图2或图3)的液压驱动部150a～155b，用作驱动这些流量控制阀15a～15f的控制信号。

从液压泵2排出的液压油经由流量控制阀15a、15b、15c、15d、15e、15f(参照图2)而被供给到行驶右液压马达3a、行驶左液压马达3b、旋转液压马达4、动臂缸5、斗杆缸6、铲斗缸7。动臂缸5、斗杆缸6、铲斗缸7通过被供给的液压油而伸缩，动臂8、斗杆9、铲斗10分别转动，铲斗10的位置及姿势发生变化。另外，旋转液压马达4通过被供给的液压油而旋转，上部旋转体12相对于下部行驶体11旋转。并且，行驶右液压马达3a、行驶左液压马达3b通过被供给的液压油而旋转，下部行驶体11行驶。

油箱200具有用于检测驱动液压执行机构用的工作油的油温的工作油温检测装置210。工作油温检测装置210也能够设置在油箱200外，例如也可以安装在油箱200的入口管路或出口管路上。

图4是本实施方式的液压挖掘机所具有的机械控制(MC)系统的结构图。图4的系统作为MC而在操作装置45、46被操作员操作时，执行基于预先确定的条件来控制各液压缸5、6、7的速度和前作业装置1A的处理。在本说明书中存在相对于在操作装置45、46未操作时由计算机控制作业装置1A的动作的“自动控制”而将机械控制(MC)称为仅在操作装置45、46操作时由计算机控制作业装置1A的动作的“半自动控制”的情况。接下来说明本实施方式中的MC的详细情况。

作为前作业装置1A的MC，在经由操作装置45b、46a输入了挖掘操作(具体地说，斗杆收回、铲斗铲装及铲斗卸载中的至少一个指示)的情况下，基于目标面60(参照图5)与作业装置1A的顶端(在本实施方式中设为铲斗10的齿尖)的位置关系，以作业装置1A的顶端位置被保持在目标面60上及其上方的区域内的方式，将使液压执行机构5、6、7中的至少一个液压执行机构强制性动作的控制信号(例如使动臂缸5伸长而强制性进行动臂抬升动作)输出到相符的流量控制阀15a、15b、15c。

由于通过该MC防止了铲斗10的齿尖侵入到目标面60的下方，所以无论操作员的技能程度如何均能够进行沿着目标面60的挖掘。此外，在本实施方式中，虽然将MC时的前作业装置1A的控制点设定成液压挖掘机的铲斗10的齿尖(作业装置1A的顶端)，但只要控制点为作业装置1A的顶端部分的点则也能够变更成铲斗齿尖以外的点。例如，也能够选择铲斗10的底面或铲斗连杆13的最外部。

图4的系统具有：作业装置姿势检测装置50；目标面设定装置51；操作员操作量检测装置52a；显示装置(例如液晶显示屏)53，其设置在驾驶室内，能够显示目标面60与作业装置1A的位置关系；和操纵控制器(控制装置)40，其统辖MC控制。

作业装置姿势检测装置(姿势检测装置)50由动臂角度传感器30、斗杆角度传感器31、铲斗角度传感器32、车身倾斜角传感器33构成。这些角度传感器30、31、32、33作为检测与多个前部件即动臂8、斗杆9、铲斗10的姿势相关的物理量的姿势传感器而发挥功能。

目标面设定装置51是能够输入与目标面60相关的信息(包含各目标面的位置信息和倾斜角度信息)的接口。目标面设定装置51与保存有在全局坐标系(绝对坐标系)上规定的目标面的三维数据的外部终端(未图示)连接。此外，经由目标面设定装置51进行的目标面的输入也可以由操作员手动进行。

操作员操作量检测装置(操作量检测装置)52a由获取操作压(第1控制信号)的压力传感器70a、70b、71a、71b、72a、72b构成，其中该操作压(第1控制信号)是通过基于操作员对操作杆1a、1b(操作装置45a、45b、46a)的操作而在先导管路144、145、146中产生的。这些压力传感器70a、70b、71a、71b、72a、72b作为检测与操作员经由操作装置45a、45b、46a对动臂7(动臂缸5)、斗杆8(斗杆缸6)、铲斗9(铲斗缸7)输入的操作量相关的物理量的操作量传感器而发挥功能。

＜前控制用液压单元160＞

如图3所示，前控制用液压单元160具有：压力传感器70a、70b，其设在动臂8用的操作装置45a的先导管路144a、144b，作为操作杆1a的操作量而检测先导压(第1控制信号)；电磁比例阀54a，其一次端口侧经由泵管路148a而与先导泵48连接，且将来自先导泵48的先导压减压后输出；梭形滑阀(shuttle valve)82a，其与动臂8用的操作装置45a的先导管路144a和电磁比例阀54a的二次端口侧连接，选择先导管路144a内的先导压和从电磁比例阀54a输出的控制压(第2控制信号)中的高压侧，将其引导到流量控制阀15a的液压驱动部150a；和电磁比例阀54b，其设置在动臂8用的操作装置45a的先导管路144b，基于来自操纵控制器40的控制信号将先导管路144b内的先导压(第1控制信号)降低后输出。

另外，前控制用液压单元160设有：压力传感器71a、71b，其设置在斗杆9用的先导管路145a、145b，作为操作杆1b的操作量而检测先导压(第1控制信号)并将其输出到操纵控制器40；电磁比例阀55b，其设置在先导管路145b，基于来自操纵控制器40的控制信号将先导压(第1控制信号)降低后输出；以及电磁比例阀55a，其设置在先导管路145a，基于来自操纵控制器40的控制信号将先导管路145a内的先导压(第1控制信号)降低后输出。

另外，前控制用液压单元160在铲斗10用的先导管路146a、146b分别设有：压力传感器72a、72b，其作为操作杆1a的操作量而检测先导压(第1控制信号)并将其输出到操纵控制器40；电磁比例阀56a、56b，其基于来自操纵控制器40的控制信号将先导压(第1控制信号)降低后输出；电磁比例阀56c、56d，其一次端口侧与先导泵48连接且将来自先导泵48的先导压减压后输出；以及梭形滑阀83a、83b，其选择先导管路146a、146b内的先导压和从电磁比例阀56c、56d输出的控制压中的高压侧，将其引导到流量控制阀15c的液压驱动部152a、152b。此外，在图3中，压力传感器70、71、72与操纵控制器40的连接线由于纸面关系而省略。

电磁比例阀54b、55a、55b、56a、56b在未通电时开度最大，越使来自操纵控制器40的控制信号即电流增大则开度越变小。另一方面，电磁比例阀54a、56c、56d在未通电时开度为零，在通电时具有开度，越使来自操纵控制器40的电流(控制信号)增大则开度越变大。像这样各电磁比例阀的开度54、55、56与来自操纵控制器40的控制信号相应。

在如上述那样构成的控制用液压单元160中，当从操纵控制器40输出控制信号而驱动电磁比例阀54a、56c、56d时，由于在相对应的操作装置45a、46a没有操作员操作的情况下也能够产生先导压(第2控制信号)，所以能够强制性发生动臂抬升动作、铲斗铲装动作、铲斗卸载动作。另外，与之同样地当通过操纵控制器40驱动电磁比例阀54b、55a、55b、56a、56b时，能够产生将通过对操作装置45a、45b、46a进行的操作员操作产生的先导压(第1控制信号)减少后的先导压(第2控制信号)，从而能够从操作员操作的值强制性减少动臂下降动作、斗杆收回/放出动作、铲斗铲装/卸载动作的速度。

在本说明书中，将针对流量控制阀15a～15c的控制信号中的、通过操作装置45a、45b、46a的操作产生的先导压称为“第1控制信号”。并且，将针对流量控制阀15a～15c的控制信号中的、通过操纵控制器40驱动电磁比例阀54b、55a、55b、56a、56b而将第1控制信号修正(降低)后生成的先导压、和通过操纵控制器40驱动电磁比例阀54a、56c、56d而相对于第1控制信号另行新生成的先导压称为“第2控制信号”。

第2控制信号在通过第1控制信号产生的作业装置1A的控制点的速度矢量违反了规定条件时生成，并生成为产生不违反该规定条件的作业装置1A的控制点的速度矢量的控制信号。此外，设为在相对于相同的流量控制阀15a～15c中的一个液压驱动部生成第1控制信号、相对于另一个液压驱动部生成第2控制信号的情况下，使第2控制信号优先作用于液压驱动部，通过电磁比例阀切断第1控制信号，将第2控制信号输入到该另一个液压驱动部。因此，对于流量控制阀15a～15c中的运算出第2控制信号的流量控制阀，基于第2控制信号进行控制，对于没有运算出第2控制信号的流量控制阀，基于第1控制信号进行控制，对于没有产生第1及第2控制信号双方的流量控制阀，不进行控制(驱动)。若如上述那样定义第1控制信号和第2控制信号，则MC也能够称为基于第2控制信号的对流量控制阀15a～15c的控制。

＜操纵控制器40＞

在图4中操纵控制器40具有：输入部91；作为处理器的中央处理装置(CPU)92；作为存储装置的只读存储器(ROM)93及随机存取存储器(RAM)94；和输出部95。输入部91输入来自作为作业装置姿势检测装置50的角度传感器30～32及倾斜角传感器33的信号、来自作为用于设定目标面60的装置的目标面设定装置51的信号、和来自作为检测来自操作装置45a、45b、46a的操作量的压力传感器(包含压力传感器70、71、72)的操作员操作量检测装置52a的信号，并以CPU92能够进行运算的方式进行转换。ROM93是存储有用于包含后述的流程所涉及的处理在内而执行MC的控制程序、和执行该流程所需的各种信息等的记录介质，CPU92遵照存储在ROM93中的控制程序对从输入部91及存储器93、94取入的信号进行规定的运算处理。输出部95生成与CPU92中的运算结果相应的输出用的信号，将该信号输出到电磁比例阀54～56或显示装置53，由此驱动、控制液压执行机构5～7，使车身1B、铲斗10及目标面60等的图像显示到显示装置53的画面上10。

此外，图4的操纵控制器40作为存储装置而具有ROM93及RAM94这样的半导体存储器，但只要为存储装置则尤其能够替代，例如也可以具有硬盘驱动器等磁存储装置。

图6是操纵控制器40的功能框图。操纵控制器40具有MC控制部43、电磁比例阀控制部44和显示控制部374。

显示控制部374是基于从MC控制部43输出的作业装置姿势及目标面来控制显示装置53的部分。在显示控制部374中，具有显示ROM，该显示ROM大量保存有包含作业装置1A的图像及图标在内的显示关联数据，显示控制部374基于输入信息所包含的标志来读出规定的程序，并且进行显示装置53中的显示控制。

图7是图6中的MC控制部43的功能框图。MC控制部43具有：操作量运算部43a、姿势运算部43b、目标面运算部43c、斗杆缸第1速度运算部43f、斗杆缸第2速度运算部43d、斗杆缸第3速度运算部43e和执行机构控制部81(动臂控制部81a及铲斗控制部81b)。

操作量运算部43a基于操作员操作量检测装置52a的检测值，计算出操作装置45a、45b、46a(操作杆1a、1b)的操作量。即，操作装置45a、45b、46a的操作量能够根据压力传感器70、71、72的检测值计算出。

此外，对操作量的计算利用压力传感器70、71、72只是一个例子，例如也可以通过检测各操作装置45a、45b、46a的操作杆的旋转位移的位置传感器(例如旋转编码器)来检测该操作杆的操作量。

姿势运算部43b基于作业装置姿势检测装置50的检测值，对局部坐标系中的动臂8、斗杆9及铲斗10的姿势、前作业装置1A的姿势和铲斗10的齿尖的位置进行运算。

动臂8、斗杆9及铲斗10的姿势和前作业装置1A的姿势能够在图5的挖掘机坐标系(局部坐标系)上进行定义。图5的挖掘机坐标系(XZ坐标系)是设定于上部旋转体12的坐标系，以能够转动地支承在上部旋转体12上的动臂8的基底部为原点，在上部旋转体12中的垂直方向上设定Z轴，在水平方向上设定X轴。将动臂8相对于X轴的倾斜角设为动臂角α，将斗杆9相对于动臂8的倾斜角设为斗杆角β，将铲斗齿尖相对于斗杆的倾斜角设为铲斗角γ。将车身1B(上部旋转体12)相对于水平面(基准面)的倾斜角设为倾斜角θ。动臂角α由动臂角度传感器30检测，斗杆角β由斗杆角度传感器31检测，铲斗角γ由铲斗角度传感器32检测，倾斜角θ由车身倾斜角传感器33检测。若如图5中规定那样将动臂8、斗杆9、铲斗10的长度分别设为L1、L2、L3，则挖掘机坐标系中的铲斗齿尖位置的坐标、动臂8、斗杆9及铲斗10的姿势及作业装置1A的姿势能够以L1、L2、L3、α、β、γ表现。

目标面运算部43c基于来自目标面设定装置51的信息对目标面60的位置信息进行运算，将其存储到ROM93内。在本实施方式中，如图5所示，将由作业装置1A所移动的平面(作业机的动作平面)切断三维目标面而得到的截面形状利用为目标面60(二维目标面)。

此外，在图5的例子中目标面60为一个，但也具有目标面存在多个的情况。在目标面存在多个的情况下，具有例如将距作业装置1A最近的面设定为目标面的方法、将位于铲斗齿尖的下方的面设为目标面的方法、将任意选择的面设为目标面的方法等。

斗杆缸第1速度运算部43f是根据操作员操作量检测装置52a的检测值中的针对斗杆9的操作量的检测值来计算出斗杆缸6的速度并将该运算结果输出到斗杆缸第3速度运算部43e的部分。在本实施方式中，操作量运算部43a根据基于操作员操作量检测装置52a得到的斗杆操作量的检测值来计算出斗杆操作量，斗杆缸第1速度运算部43f基于操作量运算部43a计算出的斗杆操作量、和将斗杆操作量与斗杆缸速度的相关关系以一对一方式规定的图9的图表来计算出斗杆缸6的速度。在图9的图表中，基于预先通过实验和/或模拟而求出的针对操作量的缸速度，以随着斗杆操作量的增加而斗杆缸速度单调增加的方式规定操作量与速度的相关关系。

在本说明书中，将构成前作业装置1A的三个前部件8、9、10中的斗杆9称为“特定前部件”，将驱动该斗杆9的斗杆缸6称为“特定液压执行机构”。并且，将由斗杆缸第1速度运算部43f计算出的斗杆缸6的速度称为“第1速度”。

斗杆缸第2速度运算部43d是根据作业装置姿势检测装置50的检测值中的斗杆9的姿势的检测值来计算出斗杆缸6的速度并将该运算结果输出到斗杆缸第3速度运算部43e的部分。在本实施方式中，姿势运算部43b根据基于作业装置姿势检测装置50得到的斗杆9的检测值计算出斗杆9的姿势，斗杆缸第2速度运算部43d根据姿势运算部43b计算出的斗杆9的姿势的时间变化、和动臂8、斗杆9、斗杆缸6分别被连接的位置之间的尺寸值(使用图5A而在后叙述)来计算出斗杆缸6的速度。在本说明书中，将由斗杆缸第2速度运算部43d计算出的斗杆缸6的速度称为“第2速度”。

使用图5A来说明用于计算第2速度的前作业装置1A的尺寸值。首先，使用将动臂8与斗杆9的连接点和斗杆9与斗杆缸6的连接点连结的线段M2、将动臂8与斗杆9的连接点和动臂8与斗杆缸6的连接点连结的线段M3、作为动臂8的长度的线段L1与线段M3所成的角F1、作为斗杆9的长度的线段L2与线段M2所成的角F2、以及斗杆角β，对由线段M1、M2、M3组成的三角形使用余弦定理，由此求出斗杆缸长度M1。而且，通过计算所求出的斗杆缸长度M1的时间变化，而能够计算出斗杆缸6的第2速度。

斗杆缸第3速度运算部43e是如下部分：基于由斗杆缸第1速度运算部43f运算出的斗杆缸6的第1速度、和由斗杆缸第2速度运算部43d运算出的斗杆缸6的第2速度，计算出在执行机构控制部81执行MC时作为斗杆缸6的速度而被利用的速度(称为“第3速度”)，并将该运算结果向执行机构控制部81输出。使用图11在后叙述斗杆缸第3速度运算部43e计算第3速度时的详细情况。

动臂控制部81a和铲斗控制部81b构成执行机构控制部81，该执行机构控制部81在操作装置45a、45b、46a的操作时，遵照预先确定的条件来控制多个液压执行机构5、6、7中的至少一个液压执行机构。执行机构控制部81运算各液压缸5、6、7的流量控制阀15a、15b、15c的目标先导压，将该运算出的目标先导压输出到电磁比例阀控制部44。

动臂控制部81a是如下部分：用于在操作装置45a、45b、46a的操作时，基于目标面60的位置、前作业装置1A的姿势及铲斗10的齿尖位置和各液压缸5、6、7的速度，执行以铲斗10的齿尖(控制点)位于目标面60上或其上方的方式对动臂缸5(动臂8)的动作进行控制的MC。在动臂控制部81a中，运算动臂缸5的流量控制阀15a的目标先导压。基于动臂控制部81a进行的MC的详细情况将使用图8在后叙述。

铲斗控制部81b是用于在操作装置45a、45b、46a的操作时执行基于MC进行的铲斗角度控制的部分。具体地说，在目标面60与铲斗10的齿尖的距离为规定值以下时，以铲斗10相对于目标面60的角度θ成为预先设定的铲斗对目标面角度θTGT的方式执行控制铲斗缸7(铲斗10)的动作的MC(铲斗角度控制)。在铲斗控制部81b中，运算铲斗缸7的流量控制阀15c的目标先导压。

电磁比例阀控制部44基于从执行机构控制部81输出的向各流量控制阀15a、15b、15c的目标先导压，运算对各电磁比例阀54～56的指令。此外，在基于操作员操作产生的先导压(第1控制信号)与由执行机构控制部81计算出的目标先导压一致的情况下，向相符的电磁比例阀54～56的电流值(指令值)成为零，不进行相符的电磁比例阀54～56的动作。

＜基于斗杆缸第3速度运算部43e进行的第3速度的计算的流程＞

图11中示出斗杆缸第3速度运算部43e计算斗杆缸6的第3速度的流程图。斗杆缸第3速度运算部43e以规定的控制周期反复执行图11的流程，在以下的说明中也将控制周期称为步骤。此外，以下的图11的说明中的主语为斗杆缸第3速度运算部43e。

在S600中，判定由操作量运算部43a运算出的当前的斗杆操作量是否比阈值Pit大。在此阈值Pit是用于判定斗杆9是否被操作的常数。在斗杆操作量比阈值Pit大的情况下判定成进行了斗杆操作而进入S610，在斗杆操作量为阈值Pit以下的情况下判定成没有进行斗杆操作，进入S690。

在S610中，判定向前数第一步骤的斗杆操作量是否比阈值Pit大。在S610中为是的情况下，看作从向前数第一步骤开始继续进行斗杆操作，而在S620中使计时器的计时t与控制周期相应地推移，进入S640。另一方面，在S610中为否的情况下，看作从这次的步骤开始斗杆操作而在S630中重置计时器的计时t，即设为t＝0，进入S640。

在S640中，获取由斗杆缸第2速度运算部43d计算出的第2速度Vama，进入S650。

在S650中，获取由斗杆缸第1速度运算部43f计算出的第1速度Vame，进入S660。

在S660中，根据在S620或S630中计算出的计时器的计时t和图12的图表，计算出第2速度Vama的加权比例Wact。如图12所示，加权比例Wact是由计时器的计时t决定的函数，在本说明书中有时将加权比例Wact称为“第2加权函数”。在图12中，在t＝0～t0的期间Wact固定为0，在t＝t0～t1的期间Wact与计时t的增加相应地从0单调增加至1，在t＝t1以后Wact固定为1。

在本说明书中，有时将t0称为“第1规定时间”，将t1称为“第2规定时间”。t0及t1选定考虑了作业装置姿势检测装置50的响应延迟的值并进行设定，例如能够如下那样设定。图17是示意地表示t0、t1的一个例子、与斗杆缸6的第1速度、第2速度及实际速度之间的关系的说明图。当如图17中的上方的图那样使斗杆操作压从零急剧增加时，斗杆缸6的第1速度、第2速度及实际速度(真值)如图17中的下方的图那样变化。即，第1速度如已述那样根据斗杆操作压(操作量)和图9的图表而计算出，因此以与斗杆操作压的变化几乎相同的时刻变化。但是，实际上由于在从操作员对杆进行操作后到斗杆缸6开始动作为止存在响应延迟，所以实际速度慢于第1速度而如图那样变化。并且，由于第2速度如已述那样是基于斗杆9的实际的姿势变化而计算出的，所以慢于实际速度而如图那样变化，在时间t0最终达到能够认定与实际速度相同的值。鉴于上述的情况，在本实施方式中，将从开始杆操作到能够看作第2速度与实际速度的值一致为止所需的时间设定为t0。并且，将t1设为比t0大的时间，将在从t0到t1为止的期间即使第3速度从第1速度逐渐转变到第2速度而铲斗齿尖的动作也不会给操作员带来不协调感那样的所需充分的时间设定为t1。t0及t1能够被设定为可确保动臂的响应(MC的响应)的尽可能小的值(例如t0及t1分别能够设定为2秒以下的值)。

在S670中，根据在S660中计算出的斗杆缸第2速度的加权比例Wact来计算出斗杆缸第1速度Vame的加权比例West。在本说明书中有时将加权比例West称为“第1加权函数”。加权比例West通过West＝1-Wact计算出。即，在t＝0～t0的期间West固定为1，在t＝t0～t1的期间West与计时t的增加相应地从1单调减少至0，在t＝t1以后West固定为0。

在S680中，将斗杆缸第3速度Vams输出为Vams＝Vama×Wact+Vame×West。即，将第1加权函数West乘以第1速度Vame得到的值与第2加权函数Wact乘以第2速度Vama得到的值之和作为第3速度而计算出，将该运算结果输出到执行机构控制部81。

另外，在S600中判定成否的情况下，看作在S600中没有进行斗杆操作，在S690中输出斗杆缸第3速度Vams＝0。

＜基于动臂控制部81a进行的动臂抬升控制的流程＞

本实施方式的操纵控制器40作为MC而执行基于动臂控制部81a进行的动臂抬升控制。图8中示出基于该动臂控制部81a进行的动臂抬升控制的流程。图8是由动臂控制部81a执行的MC的流程图，当操作装置45a、45b、46a被操作员操作时开始处理。

在S410中，动臂控制部81a获取各液压缸5、6、7的速度。首先，关于动臂缸5和铲斗缸7的速度，基于由操作量运算部43a运算出的针对动臂8和铲斗10的操作量来运算并获取动臂缸5和铲斗缸7的速度。具体地说，与上述图9同样地将预先通过实验和/或模拟求出的针对操作量的缸速度设定为图表，并遵照该图表计算出动臂缸5和铲斗缸7的速度。另一方面，关于斗杆缸6的速度，将斗杆缸第3速度运算部43e基于上述图11的流程计算出的第3速度Vams获取为斗杆缸6的速度。

在S420中，动臂控制部81a基于在S410中获取到的各液压缸5、6、7的动作速度、和由姿势运算部43b运算出的作业装置1A的姿势，对基于操作员操作产生的铲斗顶端(齿尖)的速度矢量B进行运算。

在S430中，动臂控制部81a根据由姿势运算部43b运算出的铲斗10的齿尖位置(坐标)、和存储在ROM93中的包含目标面60的直线的距离，计算出从铲斗顶端到控制对象的目标面60为止的距离D(参照图5)。然后，基于距离D和图10的线图计算出铲斗顶端的速度矢量的与目标面60垂直的成分的下限侧的限制值ay。

在S440中，动臂控制部81a在S420中计算出的基于操作员操作产生的铲斗顶端的速度矢量B中，获取与目标面60垂直的成分by。

在S450中，动臂控制部81a判定在S430中计算出的限制值ay是否为0以上。此外，如图8的右上所示那样设定xy坐标。在该xy坐标中，x轴与目标面60平行且以图中右方为正，y轴与目标面60垂直且以图中上方为正。在图8中的凡例中垂直成分by及限制值ay为负，水平成分bx及水平成分cx以及垂直成分cy为正。并且，从图10得以明确，在限制值ay为0时距离D为0，即为齿尖位于目标面60上的情况，在限制值ay为正时距离D为负，即为齿尖比目标面60位于下方的情况，在限制值ay为负时距离D为正，即为齿尖比目标面60位于上方的情况。在S450中判定成限制值ay为0以上的情况下(即在齿尖位于目标面60上或其下方的情况下)进入S460，在限制值ay小于0的情况下进入S480。

在S460中，动臂控制部81a判定基于操作员操作产生的齿尖的速度矢量B的垂直成分by是否为0以上。By为正的情况表示速度矢量B的垂直成分by向上，by为负的情况表示速度矢量B的垂直成分by向下。在S460中判定成垂直成分by为0以上的情况下(即垂直成分by向上的情况下)进入S470，在垂直成分by小于0的情况下进入S500。

在S470中，动臂控制部81a对限制值ay和垂直成分by的绝对值进行比较，在限制值ay的绝对值为垂直成分by的绝对值以上的情况下进入S500。另一方面，在限制值ay的绝对值小于垂直成分by的绝对值的情况下进入S530。

在S500中，动臂控制部81a作为计算在基于机械控制进行的动臂8的动作中应该产生的铲斗顶端的速度矢量C的与目标面60垂直的成分cy的算式而选择“cy＝ay-by”，基于该算式和S430的限制值ay及S440的垂直成分by来计算出垂直成分cy。并且，计算出能够输出所计算出的垂直成分cy的速度矢量C，将其水平成分设为cx(S510)。

在S520中，计算出目标速度矢量T。若将目标速度矢量T的与目标面60垂直的成分设为ty、将水平的成分设为tx，则分别能够表述为“ty＝by+cy，tx＝bx+cx”。若将S500的算式(cy＝ay-by)代入其中，则目标速度矢量T最终成为“ty＝ay，tx＝bx+cx”。也就是说，到达S520的情况下的目标速度矢量的垂直成分ty被限制为限制值ay，起动基于机械控制进行的强制动臂抬升。

在S480中，动臂控制部81a判定基于操作员操作产生的齿尖的速度矢量B的垂直成分by是否为0以上。在S480中判定成垂直成分by为0以上的情况下(即垂直成分by向上的情况下)进入S530，在垂直成分by小于0的情况下进入S490。

在S490中，动臂控制部81a对限制值ay和垂直成分by的绝对值进行比较，在限制值ay的绝对值为垂直成分by的绝对值以上的情况下进入S530。另一方面，在限制值ay的绝对值小于垂直成分by的绝对值的情况下进入S500。

在到达了S530的情况下，由于无需通过机械控制使动臂8动作，所以动臂控制部81a使速度矢量C为零。在该情况下，目标速度矢量T基于在S520中利用的算式(ty＝by+cy，tx＝bx+cx)而成为“ty＝by，tx＝bx”，与基于操作员操作产生的速度矢量B一致(S540)。

在S550中，动臂控制部81a基于在S520或S540中决定的目标速度矢量T(ty，tx)来运算各液压缸5、6、7的目标速度。此外，从上述说明得以明确，在图8的情况下当目标速度矢量T与速度矢量B不一致时，将在基于机械控制进行的动臂8的动作中产生的速度矢量C加到速度矢量B上，由此实现目标速度矢量T。

在S560中，动臂控制部81a基于在S550中计算出的各缸5、6、7的目标速度来运算各液压缸5、6、7的向流量控制阀15a、15b、15c的目标先导压。

在S590中，动臂控制部81a将各液压缸5、6、7的向流量控制阀15a、15b、15c的目标先导压输出到电磁比例阀控制部44。

电磁比例阀控制部44以目标先导压作用于各液压缸5、6、7的流量控制阀15a、15b、15c的方式控制电磁比例阀54、55、56，由此进行基于作业装置1A的挖掘。例如，在操作员对操作装置45b进行操作来通过斗杆收回动作进行水平挖掘的情况下，以铲斗10的顶端不侵入目标面60的方式控制电磁比例阀55c，自动地进行动臂8的抬升动作。

此外，在本实施方式中，基于动臂控制部81a进行的动臂控制(强制动臂抬升控制)、和基于铲斗控制部81b进行的铲斗控制(铲斗角度控制)作为MC而被执行，但也可以将根据铲斗10与目标面60的距离D进行的动臂控制作为MC来执行。

＜动作、效果＞

利用图13来说明如上述那样构成的液压挖掘机的动作。在此，将从斗杆转动中心通过的水平面与斗杆9所成的角设为斗杆角度φ，说明从输入斗杆收回操作而开始刷坡作业的状态S1(图13：斗杆角度φ1≤90度)转变到作为刷坡作业的中途阶段的状态S2(图13：斗杆角度φ2＞90度)的情况下的操作员操作、基于操纵控制器40(动臂控制部81a)进行的MC。

在此，由于图12的时间t0及时间t1为能够确保动臂的响应(MC的响应)的尽可能小的值(例如2秒以下的值)，所以使在开始斗杆收回操作后从状态S1转变到状态S2为时间t1以后。从图13的状态S1到状态S2的期间，操作员进行斗杆9的收回操作。在判断成由于斗杆9的收回操作而铲斗10侵入到目标面60的下方时，基于图8的流程从动臂控制部81a向电磁阀54a输出指令，执行强制性使动臂8上升的控制(MC)。

(1)从开始斗杆收回经过的时间小于t0的情况

首先，在操作员开始斗杆9的收回操作后经过的时间小于t0的情况下，斗杆缸第3速度运算部43e基于图11的控制流程作为斗杆缸6的速度而将第1速度输出到执行机构控制部81。此时，执行机构控制部81(动臂控制部81a)一边作为斗杆缸6的速度而利用第1速度一边计算出铲斗顶端速度B，基于图8的流程根据需要起动MC，由此铲斗10的齿尖被保持在目标面60上或其上方。当像这样作为斗杆9启动时的斗杆缸6的速度而利用第1速度来进行MC时，第1速度具有变得比实际的斗杆的速度快的倾向(参照图17)，但由于确保了基于MC进行的动臂抬升控制的响应性，所以能够使齿尖的举动稳定。

(2)从开始斗杆收回经过的时间为t0以后且小于t1的情况

接着，在操作员开始斗杆9的收回操作后经过的时间为t0以后且小于t1的情况下，斗杆缸第3速度运算部43e将基于图11的控制流程并根据第1速度Vame及第2速度Vama以及加权比例Wact、West计算出的第3速度Vams(Vams＝Vama×Wact+Vame×West)作为斗杆缸6的速度输出到执行机构控制部81。由此在执行机构控制部81(动臂控制部81a)中作为斗杆缸6的速度而被利用的速度随着时间推移而从第1速度逐渐转变为第2速度，因此与从第1速度突然变化到第2速度的情况相比，防止了铲斗齿尖的举动突然变化，其结果为能够防止操作员对齿尖的举动感受到不协调感。

(3)从开始斗杆收回经过的时间为t1以后的情况

最后，在操作员开始斗杆9的收回操作后经过的时间为t1以后的情况下，斗杆缸第3速度运算部43e基于图11的控制流程，作为斗杆缸6的速度将第2速度输出到执行机构控制部81。此时，执行机构控制部81(动臂控制部81a)一边作为斗杆缸6的速度而利用第2速度一边计算出铲斗顶端速度B，基于图8的流程根据需要起动MC，由此铲斗10的齿尖被保持在目标面60上或其上方。当像这样作为斗杆9的动作中的斗杆缸6的速度而利用第2速度来进行MC时，能够以与实际速度接近的速度进行MC，因此能够使齿尖的举动稳定。

尤其是，在时间t1以后如状态S2那样以斗杆角度φ为90度以下的状态执行MC的情况下，由于比斗杆9靠前的前作业装置(斗杆9及铲斗10)的自重而导致实际的斗杆缸速度变得比第1速度小。但是，根据本实施方式，通过图11的控制流程，在时间t1以后，将基于实际的姿势变化计算出的第2速度作为斗杆缸的速度来进行MC，因此能够输出恰当的动臂抬升指令，从而能够提高MC的精度。

也就是说，根据本实施方式，与作为MC时的斗杆缸的速度而始终利用第1速度的情况相比，通过利用基于实际的姿势变化计算出的第2速度，而难以受到载荷压力、姿势、油温等的变化的影响，因此能够使MC稳定。

＜第2实施方式＞

接下来说明本发明的第2实施方式。

首先，说明本实施方式要解决的主要课题。在第1实施方式中，列举了如下方面：由于姿势传感器只有在斗杆实际开始动作之后才能检测其姿势变化，所以MC的响应有可能相对于斗杆开始动作而延迟。但是，即使是斗杆开始动作以外，在操作员使斗杆操作杆的操作量急剧变化的情况下，由于与姿势传感器的响应相比而实际的斗杆缸速度可能变化得快，所以与斗杆开始动作同样地根据姿势传感器的输出计算出的斗杆速度有可能与实际的斗杆速度偏离。本实施方式谋求解决该方面的问题。

图15是第2实施方式的MC控制部43A的功能框图。如该图所示，本实施方式的MC控制部43A与第1实施方式不同，将由工作油温检测装置210检测出的检测值输入到斗杆缸第1速度运算部43f，将该检测值用于第1速度的修正。另外，斗杆缸第3速度运算部43e的控制流程与第1实施方式不同。其他部分与第1实施方式相同而省略说明。以下，详细说明本实施方式。

＜基于斗杆缸第3速度运算部43e进行的第3速度的计算流程＞

图16中示出第2实施方式的斗杆缸第3速度运算部43e计算斗杆缸6的第3速度的流程图。与第1实施方式同样地，斗杆缸第3速度运算部43e以规定的控制周期反复执行图16的流程，对与图11相同的处理标注相同的附图标记并省略说明。此外，以下的图16的说明中的主语为斗杆缸第3速度运算部43e。

在S720中，判定由操作量运算部43a运算出的当前的操作量与向前数第一步骤的斗杆操作量的变化量是否比阈值dPit大。在此，阈值dPit能够通过如下方法决定。

＜关于阈值dPit＞

在通过操作员的操作而斗杆9的动作速度急速变化时(在斗杆9的动作速度的时间变化量大时)，根据作业装置姿势检测装置50的检测响应性能，存在实际的斗杆缸速度(真值)和由斗杆缸第2速度运算部43d运算出的第2速度产生偏离的情况。设为产生该偏离的斗杆9的动作速度的时间变化量为阈值dWam以上。即，若斗杆9的动作速度的时间变化量为阈值dWam以上则作业装置姿势检测装置50会发生响应延迟，若小于阈值dWam则作业装置姿势检测装置50能够相对于斗杆9的动作速度的时间变化量充分追随。

在本实施方式中，预先通过实验和/或模拟求出斗杆9的动作速度的时间变化量成为阈值dWam的斗杆操作量(与斗杆操作压等价)的变化量，将其设定为阈值dPit。

在S720中判定成是的情况下(在判定成当前的斗杆操作量与向前数第一步骤的斗杆操作量的变化量比阈值dPit大的情况下)，看作斗杆9的动作速度在从向前数第一步骤到本次的步骤中急速变化，在S730中判定向前数第一步骤与向前数第二步骤的斗杆操作量的变化量是否比阈值dPit大。

在S730中判定成是的情况下(在判定成向前数第一步骤与向前数第二步骤的斗杆操作量的变化量比阈值dPit大的情况下)，看作斗杆9的动作速度急速变化的状态持续，在S620中使计时器的计时t与控制周期相应地推移，进入S640。

在S730中判定成否的情况下(在判定成向前数第一步骤与向前数第二步骤的斗杆操作量的变化量为阈值dPit以下的情况下)，看作斗杆9的动作速度的急速变化在本次的步骤中开始，在S630中重置计时器的计时t，即设为t＝0，进入S640。

在S720中判定成否的情况下(在判定成当前的斗杆操作量与向前数第一步骤的斗杆操作量的变化量为阈值dPit以下的情况下)，看作斗杆操作从向前数第一步骤持续(即与在第1实施方式的S610中判定成是的情况相同地处理)，在S620中使计时器的计时t与控制周期相应地推移，进入S640。

在S640中，获取由斗杆缸第2速度运算部43d计算出的第2速度Vama，进入S770。

在S770中，获取斗杆缸第1速度运算部43f考虑工作油温检测装置210的检测值而计算出的第1速度Vame。

＜基于工作油温对第1速度的修正处理＞

在此说明本实施方式的斗杆缸第1速度运算部43f的对第1速度的运算处理。斗杆缸第1速度运算部43f基于操作量运算部43a计算出的斗杆操作量、规定了斗杆操作量与斗杆缸速度的相关关系的图18的图表和工作油温检测装置210的检测值(检测温度Tt)，计算出斗杆缸6的第1速度。在图18的图表中，与图9同样地，以斗杆缸速度随着斗杆操作量的增加而单调增加的方式规定了操作量与速度的相关关系。图18的图表在工作油温检测装置210的检测温度Tt为规定值Tt0以下的情况下，以斗杆缸速度与工作油温检测装置210的检测温度Tt和规定值Tt0之间的偏差ΔTt的增加相应地减少的方式进行修正。图18中示出了工作油温检测装置210的检测温度为Tt0、Tt1、Tt2、Tt3(其中Tt3<Tt2<Tt1<Tt0)时所利用的函数。像这样，在由工作油温检测装置210检测出的油温Tt为规定值Tt0以下的情况下，考虑斗杆缸6的速度与油温Tt和规定值Tt0之间的偏差ΔTt的增加相应地减小的情况，斗杆缸第1速度运算部43f将比根据图9的图表和操作量运算部43a计算出的斗杆操作量而计算出的速度小的速度计算为第1速度Vame。

由于S660以后的处理与图11的处理相同所以省略说明。

＜动作、效果＞

在如上述那样构成的液压挖掘机中，若操作员在斗杆操作中使斗杆操作量急剧变化，则斗杆缸第3速度运算部43e经由图16的S720、730的处理而在S630中重置计时器，作为斗杆缸6的速度而将第1速度输出到执行机构控制部81。由此，虽然第1速度具有变得比实际的斗杆的速度快的倾向，但确保了基于MC进行的动臂抬升控制的响应性，因此能够使齿尖的举动稳定。

在杆操作量的变化量持续变化而超过了dPit的情况下，在下一个控制周期中，斗杆缸第3速度运算部43e经由图16的S720、730的处理而在S620中使计时器的计时t与控制周期相应地推移，进入S640。在S640以后的处理中斗杆缸第3速度运算部43e将与计时t相应的第3速度输出到执行机构控制部81。

在计时t为t0以上且小于t1的情况下，斗杆缸第3速度运算部43e基于图16的控制流程将根据第1速度Vame及第2速度Vama以及加权比例Wact、West计算出的第3速度Vams(Vams＝Vama×Wact+Vame×West)作为斗杆缸6的速度输出到执行机构控制部81。

在计时t为t1以上的情况下，斗杆缸第3速度运算部43e基于图16的控制流程将第2速度作为斗杆缸6的速度输出到执行机构控制部81。若像这样作为斗杆9的动作中的斗杆缸6的速度而利用第2速度来进行MC，则能够以与实际速度接近的速度进行MC，因此能够使齿尖的举动稳定。

另外，即使在工作油温为低温且液压执行机构的速度低的情况下，由于基于工作油温检测装置210的检测结果来计算斗杆缸的推定速度，所以能够恰当地计算出动臂抬升操作量。

因此，在本实施方式中也是，与作为MC时的斗杆缸的速度而始终利用第1速度的情况相比，通过利用基于实际的姿势变化计算出的第2速度，而难以受到载荷压力、姿势、油温等的变化的影响，因此能够使MC稳定。

＜其他＞

虽然在上述第2实施方式中将时间t0、t1设为固定值，但也可以与斗杆操作量的变化量相应地使时间t0、t1的值可变。

另外，在第2实施方式的S660中，与第1实施方式同样地，根据计时器的计时t和图12的图表计算出第2速度Vama的加权比例Wact，但也可以在S610中判定成否的情况下(在判定成斗杆操作开始的情况下)、和在S730中判定成否的情况下(在判定成斗杆操作量的变化量为阈值dPit以上的情况下)，使利用的图表不同。即，在S730中判定成否的情况下，可以利用与图12的图表不同的图表。

在第2实施方式中，在斗杆缸第1速度运算部43f中进行了基于工作油温对第1速度的修正处理，但该处理能够从本实施方式省略，另外也能够追加到第1实施方式中。

在上述各实施方式中使用了检测动臂8、斗杆9、铲斗10的角度的角度传感器，但也可以不通过角度传感器而是通过缸行程传感器来计算出挖掘机的姿势信息。另外，以液压先导式的挖掘机为例进行了说明，但若为电气杆式的挖掘机则也可以为控制从电气杆生成的指令电流那样的结构。关于前作业装置1A的速度矢量的计算方法，也可以不根据基于操作员操作产生的先导压而是根据通过对动臂8、铲斗10的角度进行微分而计算出的角速度来求出。

在上述各实施方式中，对将斗杆作为特定前部件、将斗杆缸作为特定液压执行机构并根据从开始斗杆操作的时间或从开始斗杆的突然动作的时间来计算出斗杆缸的速度的程序进行了变更，但根据操作量计算出的速度的精度和姿势检测装置的响应性的课题对于斗杆以外的前部件即动臂、铲斗也存在。因此，特定前部件和特定液压执行机构也能够变更成动臂8和动臂缸5、或铲斗10和铲斗缸7。

上述的操纵控制器40所涉及的各结构和该各结构的功能及执行处理等可以通过硬件(例如以集成电路设计执行各功能的逻辑等)来实现它们的一部分或全部。另外，上述的操纵控制器40所涉及的结构也可以是通过由运算处理装置(例如CPU)读出并执行来实现该操纵控制器40的结构所涉及的各功能的程序(软件)。该程序所涉及的信息能够存储在例如半导体存储器(闪存、SSD等)、磁存储装置(硬盘驱动器等)及记录介质(磁盘、光盘等)等中。

本发明并不限定于上述的各实施方式，包含没有脱离其要旨的范围内的各种变形例。例如，本发明并不限定于具有在上述各实施方式中说明的所有结构的发明，也包含删除了其结构的一部分的发明。另外，能够将某实施方式所涉及的结构的一部分追加或置换到其他实施方式所涉及的结构中。

附图标记说明

1A…前作业装置、8…动臂、9…斗杆、10…铲斗、30…动臂角度传感器、31…斗杆角度传感器、32…铲斗角度传感器、40…操纵控制器(控制装置)、43…MC控制部、43a…操作量运算部、43b…姿势运算部、43c…目标面运算部、43d…斗杆缸第2速度运算部、43e…斗杆缸第3速度运算部、43f…斗杆缸第1速度运算部、44…电磁比例阀控制部、45…操作装置(动臂、斗杆)、46…操作装置(铲斗、旋转)、50…作业装置姿势检测装置(姿势检测装置)、51…目标面设定装置、52a…操作员操作量检测装置(操作量检测装置)、53…显示装置、54、55、56…电磁比例阀、81…执行机构控制部、81a…动臂控制部、81b…铲斗控制部、210…工作油温检测装置

Claims (5)

1.一种作业机械，具有：

作业装置，其具有多个前部件；

多个液压执行机构，其驱动所述多个前部件；

操作装置，其根据操作员的操作来指示所述多个液压执行机构的动作；和

控制装置，其具有执行机构控制部，在所述操作装置的操作时，该执行机构控制部遵照所述多个液压执行机构的速度和预先确定的条件对所述多个液压执行机构中的至少一个液压执行结构进行控制，所述作业机械的特征在于，具有：

姿势检测装置，其检测与作为所述多个前部件之一的特定前部件的姿势相关的物理量；和

操作量检测装置，其检测与由操作员输入到所述操作装置的操作量中的针对所述特定前部件的操作量相关的物理量，

所述控制装置具有：

第1速度运算部，其根据所述操作量检测装置的检测值计算出所述多个液压执行机构中的驱动所述特定前部件的特定液压执行机构的第1速度；

第2速度运算部，其根据所述姿势检测装置的检测值计算出所述特定液压执行机构的第2速度；以及

第3速度运算部，其基于所述第1速度和所述第2速度，计算出在所述执行机构控制部中被利用为所述特定液压执行机构的速度的第3速度，

所述第3速度运算部，

在从由所述操作量检测装置检测到输入了针对所述特定前部件的操作这一情况到第1规定时间为止的期间，将所述第1速度计算为所述第3速度，

在从所述第1规定时间到比所述第1规定时间大的第2规定时间为止的期间，将根据所述第1速度和所述第2速度计算出的速度计算为所述第3速度，

在所述第2规定时间以后，将所述第2速度计算为所述第3速度。

2.如权利要求1所述的作业机械，其特征在于，

所述第3速度运算部在从所述第1规定时间到所述第2规定时间为止的期间，将第1加权函数乘以所述第1速度得到的值、和第2加权函数乘以所述第2速度得到的值之和计算为所述第3速度，其中第1加权函数的值与时间的增加相应地减少，第2加权函数的值与时间的增加相应地增加。

3.如权利要求1所述的作业机械，其特征在于，

所述第3速度运算部，

在从由所述操作量检测装置检测到针对所述特定前部件的操作量的变化量为规定量以上这一情况到第3规定时间为止的期间，将所述第1速度计算为所述第3速度，

在从所述第3规定时间到比所述第3规定时间大的第4规定时间为止的期间，将根据所述第1速度和所述第2速度计算出的速度计算为所述第3速度，

在所述第4规定时间以后，将所述第2速度计算为所述第3速度。

4.如权利要求1所述的作业机械，其特征在于，

还具有工作油温检测装置，该工作油温检测装置检测用于驱动所述特定液压执行机构的工作油的油温，

所述第1速度运算部在由所述工作油温检测装置检测出的油温为规定值以下的情况下，将比根据所述操作量检测装置的检测值计算出的速度小的速度计算为所述第1速度。

5.如权利要求1所述的作业机械，其特征在于，

所述特定前部件为斗杆，

所述特定液压执行机构为驱动所述斗杆的斗杆缸。