CN111032970A - 作业机械 - Google Patents

Abstract

液压挖掘机(1)具备操纵控制器(40)，该操纵控制器(40)具有在操作装置(45、46)的操作时按照多个液压执行机构(5、6、7)的速度和预先确定的条件来控制多个液压执行机构(5、6、7)中的至少一个的执行机构控制部(81)。操纵控制器(40)基于姿态检测装置(50)的检测值而判定斗杆(9)的自重对斗杆缸(6)施加的荷重的方向，在判定为该荷重的方向与斗杆缸(6)的驱动方向相反时向执行机构控制部(81)输出第2速度Vamt2，在判定为该荷重的方向与斗杆缸(6)的驱动方向相同时向执行机构控制部(81)输出第3速度Vamt3。

Description

作业机械

技术领域

本发明涉及在操作操作装置时按照预先确定的条件对多个液压执行机构中的至少一个进行控制的作业机械。

背景技术

作为具备使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)的作业效率提高的技术，有机械控制(Machine Control：MC)。MC是在操作装置被操作员操作了的情况下，按照预先确定的条件执行使作业装置动作的半自动控制而由此进行操作员的操作辅助的技术。

在例如专利文献1中公开了以使铲斗的刃尖沿着目标设计地形(目标面)移动的方式控制前作业装置的技术。在该文献中，列举了如下课题：斗杆操作杆的操作量小的情况下，由于根据前作业装置的姿态而铲斗自重落下，实际的斗杆缸速度变得比基于斗杆操作杆的操作量而计算出的斗杆缸的推定速度大，若在该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产生摆动。而且，该文献通过在斗杆操作杆的操作量小于规定量的情况下计算比基于斗杆操作杆的操作量计算出的速度大的速度而作为考虑了铲斗的自重落下的斗杆缸的推定速度，并基于该推定速度进行MC，由此解决了上述课题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2015/025985号小册子

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落下，则该推定速度接近斗杆缸的实际速度，因此能够防止在MC中发生摆动。但是，基于斗杆操作杆的操作量得到的斗杆缸的推定速度与实际速度的差异不仅单单由铲斗的自重落下引起，因此仅通过专利文献1那样考虑铲斗的自重落下来推定斗杆缸的速度，作为防止发生摆动的对策是不充分的。

例如，在如图15那样对比作业机械的行驶体位于下侧的斜面耙平砂土、即进行所谓的上切作业的情况下，主要抵抗斗杆和/或铲斗的自重而向抬升前作业装置的方向驱动斗杆缸。也就是说，在上切作业中，在与斗杆缸的驱动有关的前作业装置(斗杆，铲斗)的自重影响下斗杆缸速度比预想要快的情况较少。相反，存在在相对于自重向抬升前作业装置的方向进行驱动的影响下斗杆的缸速度比设想速度要慢的情况。

在像这样因前作业装置的自重而导致斗杆缸速度比设想速度慢的现象在作业机械所使用的液压系统中的所谓开中心旁路方式(也称为开中心方式)的作业机械中更为显著。图16中示出了开中心旁路方式的滑阀的开口面积特性。开中心旁路方式的滑阀的开口面积有使来自泵的液压油流向油箱的流路的中心旁路开口、使来自泵的液压油供给到执行机构的流路的入口节流开口、和从执行机构流向油箱的流路的出口节流开口。将中心旁路开口的面积成为零的完全关闭点设为SX。

在此，说明在如上切作业这样相对于自重向抬升前作业装置的方向驱动了斗杆缸的情况下的液压油的流向。该情况下，由于相对于自重向抬升前作业装置的方向驱动斗杆缸，因此在前作业装置的自重作用下入口节流侧的压力上升。在斗杆操作杆的操作量小而滑阀的行程量小于SX的情况下，中心旁路开口打开，因此从泵供给的液压油分为通过入口节流开口(入口节流流路)向斗杆缸供给的流路和通过中心旁路开口(中心旁路流路)流向油箱的流路。由于具有液压油容易向负荷轻的方向流动的特性，因此与不是相对于自重而向抬升前作业装置的方向驱动斗杆缸时相比，液压油难以向斗杆缸流动，其结果是斗杆缸速度变慢。

像这样，存在因作业机械的作业内容的不同而使得斗杆缸速度比设想的速度慢的情况，其结果是，有可能导致在进行半自动控制时铲斗的刃尖(作业装置的前端)不稳定而引起摆动。

本发明的目的在于提供能够更适当地计算出驱动作业装置的斗杆缸的速度、使MC中的作业装置的前端(例如铲斗刃尖)的举动稳定化的作业机械。

本申请含有多个解决上述问题的手段，若举其一例，则为如下所述的作业机械，其具备：作业装置，其具有包括斗杆在内的多个前部件；多个液压执行机构，其驱动所述多个前部件，并包括驱动所述斗杆的斗杆缸；操作装置，其根据操作员的操作而指示所述多个液压执行机构的动作；控制装置，其具有执行机构控制部，所述执行机构控制部在所述操作装置被操作时，按照所述多个液压执行机构的速度和预先确定的条件控制所述多个液压执行机构中的至少一个；姿态检测装置，其检测与所述斗杆的姿态有关的物理量；和操作量检测装置，其检测与所述操作装置的操作量中的、对所述斗杆的操作量有关的物理量，所述控制装置具备：第1速度运算部，其将第1速度计算为所述斗杆缸的速度，所述第1速度是根据所述操作量检测装置的检测值而计算出的；第2速度运算部，其基于所述姿态检测装置的检测值判定所述斗杆的自重对所述斗杆缸施加的荷重的方向，在判定为所述荷重的方向与所述斗杆缸的驱动方向相反时，将比作为所述斗杆缸的速度的所述第1速度小的第2速度计算为所述斗杆缸的速度；和第3速度运算部，其在判定为所述荷重的方向与所述斗杆缸的驱动方向相同时，将作为所述斗杆缸的速度的所述第1速度以上的第3速度计算为所述斗杆缸的速度。

发明效果

根据本发明，能够更适当地计算出驱动作业装置的斗杆缸的速度、使MC中的作业装置的前端的举动稳定化。

附图说明

图1是液压挖掘机的构成图。

图2是与液压驱动装置一同示出液压挖掘机的操纵控制器的图。

图3是前部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构成图。

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是图7中的斗杆缸速度运算部49的功能框图。

图9是缸速度相对于操作量的关系的图。

图10是计算出斗杆缸速度的流程图。

图11是表示斗杆操作量与修正增益kmo的关系的图。

图12是表示斗杆操作量与修正增益kmi的关系的图。

图13是动臂控制部进行的动臂抬升控制的流程图。

图14是表示铲斗齿尖速度的垂直分量的限制值ay与距离D的关系的图。

图15是上切作业的说明图。

图16是表示中心旁路式滑阀的相对于滑阀行程的开口面积的图。

具体实施方式

以下，使用附图对本发明的实施方式进行说明。此外，以下，例示了具备铲斗10作为作业装置的前端作业工具(附件)的液压挖掘机，但也可以在具有铲斗以外的附件的作业机械中适用本发明。而且，只要是连结多个前部件(附件，斗杆，动臂等)而构成的多关节型的作业装置，则也可以适用于液压挖掘机以外的作业机械。

此外，在本文中，关于表示与某一形状的用语(例如，目标面，设计面等)一同使用的“上”、“上方”或“下方”这样的词的意思，“上”的意思是该某一形状的“表面”，“上方”的意思是比该某一形状的“表面高的位置”，“下方”的意思是比该某一形状的“表面低的位置”。此外，在下文的说明中，在存在多个相同构成要素的情况下，有在附图标记(数字)的末尾标注字母的情况，但也存在省略该字母而将该多个构成要素合起来进行标注的情况。例如，在存在2个泵2a、2b时，有将它们合起来标注为泵2的情况。

＜基本构成＞

图1是本发明的实施方式的液压挖掘机的构成图，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同示出的图，图3是图2中的前部控制用液压单元160的详情图。

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由利用左右的行驶液压马达3a(参照图2)、3b行驶的下部行驶体11、和安装于下部行驶体11之上并利用旋转液压马达4旋转的上部旋转体12构成。

前作业装置1A通过将分别在垂直方向上转动的多个前部件(动臂8、斗杆9及铲斗10)连结而构成。动臂8的基端经由动臂销可转动地支承于上部旋转体12的前部。在动臂8的前端经由斗杆销以可转动的方式连结斗杆9，在斗杆9的前端经由铲斗销以可转动的方式连结铲斗10。这多个前部件8、9、10分别由作为液压执行机构的多个液压缸5、6、7驱动。具体而言，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。

为了能够测定动臂8、斗杆9、铲斗10的作为与姿态有关的物理量的转动角度α，β，γ(参照图5)，在动臂销安装有动臂角度传感器30，在斗杆销安装有斗杆角度传感器31，在铲斗连杆13安装有铲斗角度传感器32，在上部旋转体12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。另外，本实施方式的角度传感器30、31、32为旋转位置计，但也可以由相对于基准面(例如水平面)的倾斜角传感器或惯性测量装置(IMU)等代替。

在设置于上部旋转体12的驾驶室内，设置有：具有行驶右杆23a(图1)并用于操作行驶右液压马达3a(下部行驶体11)的操作装置47a(图2)；具有行驶左杆23b(图1)并用于操作行驶左液压马达3b(下部行驶体11)的操作装置47b(图2)；共用操作右杆1a(图1)并用于操作动臂缸5(动臂8)及铲斗缸7(铲斗10)的操作装置45a、46a(图2)；和共用操作左杆1b(图1)并用于操作斗杆缸6(斗杆9)及旋转液压马达4(上部旋转体12)的操作装置45b、46b(图2)。以下，有将行驶右杆23a、行驶左杆23b、操作右杆1a及操作左杆1b统称为操作杆1、23的情况。

搭载于上部旋转体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是由调节器2aa、2ba来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自油箱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的中途设有滑阀组162(shuttle block)。从操作装置45、46、47输出的液压信号经由该滑阀组162也输入至调节器2aa、2ba。滑阀组162的详细构成省略，但通过使液压信号经由滑阀组162输入至调节器2aa、2ba，从而根据该液压信号对液压泵2a、2b的排出流量进行控制。

先导泵48的作为排出配管的泵管路48a在通过锁止阀39后分支为多个，与操作装置45、46、47、前部控制用液压单元160内的各个阀连接。锁止阀39在本例中为电磁切换阀，其电磁驱动部与配置于驾驶室(图1)的门锁杆(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，从该位置检测器对锁止阀39输入与门锁杆的位置相应的信号。若门锁杆的位置位于锁止位置则锁止阀39关闭，泵管路48a被阻断，若位于锁止解除位置则锁止阀39打开而泵管路48a连通。也就是说，在泵管路48a被阻断的状态下，基于操作装置45、46、47的操作被无效化，禁止旋转、挖掘等动作。

操作装置45、46、47为液压先导方式的操作装置，以从先导泵48排出的液压油为基础，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)和操作方向对应的先导压(也有称为操作压的情况)。像这样产生的先导压经由先导管路144a～149b(参照图3)供给至对应的流量控制阀15a～15f(图2或图3)的液压驱动部150a～155b，并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)供给至行驶右液压马达3a、行驶左液压马达3b、旋转液压马达4、动臂缸5、斗杆缸6和铲斗缸7。动臂缸5、斗杆缸6、铲斗缸7利用供给的液压油而伸缩，由此动臂8、斗杆9、铲斗10分别转动，铲斗10的位置及姿态发生变化。此外，旋转液压马达4利用所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利用所供给的液压油旋转，由此下部行驶体11行驶。

流量控制阀15a、15b、15c、15d、15e、15f分别是开中心旁路方式的流量控制阀，在滑阀位于中立位置的情况下工作油经由中心旁路流路全部流入油箱200。当操作操作杆1、23而使滑阀移位时，如图16所示那样，中心旁路流路(泄放开口)缩小而通向执行机构的流路(入口节流开口及出口节流开口)打开。而且，在增大操作量时，经由中心旁路流路的泄放流量(即泄放开口)减少且同时向执行机构的流量(即入口节流开口及出口节流开口)增大，得到与操作量相应的执行机构速度。在进一步增加操作量时，在某个操作量(与完全关闭点SX相当的操作量)中心旁路流路(泄放开口)完全关闭，供给至流量控制阀15的工作油全部流向对应的执行机构。需要说明的是，图2中仅简略地示出了实际的系统，因此，图示上还存在泄放流路没有与油箱200连接的流量控制阀15，但实际上全部是开中心旁路式的流量控制阀15。

油箱200具备工作油温检测装置210，该工作油温检测装置210用来检测用于驱动液压执行机构的工作油的油温。工作油温检测装置210能够还设置在油箱200以外的地方，例如也可以安装在油箱200的入口管路或出口管路。

图4是本实施方式的液压挖掘机所具备的机械控制(MC)系统的构成图。作为MC，图4的系统在操作装置45、46被操作员操作时执行基于预先确定的条件对各液压缸5、6、7的速度和前作业装置1A进行控制的处理。在本文中，相对于在不操作操作装置45、46时通过计算机来控制作业装置1A的动作的“自动控制”，有将机械控制(MC)称为仅在操作操作装置45、46时通过计算机来控制作业装置1A的动作的“半自动控制”。接下来，对本实施方式的MC的详情进行说明。

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(具体而言，斗杆装载，铲斗装载及铲斗卸载中的至少一个的指示)的情况下，基于目标面60(参照图5)与作业装置1A的前端(本实施方式中为铲斗10的齿尖)之间的位置关系，向对应的流量控制阀15a、15b、15c输出控制信号(例如，伸长动臂缸5而强制地进行动臂抬升动作)，该控制信号以使得作业装置1A的前端位置保持于目标面60上及其上方区域内的方式使液压执行机构5、6、7中的至少一个强制地动作。

通过该MC，防止了铲斗10的齿尖侵入到目标面60的下方，因此不论操作员的技术程度如何，均能够进行沿着目标面60的挖掘。此外，在本实施方式中，将MC时的前作业装置1A的控制点设定为液压挖掘机的铲斗10的齿尖(作业装置1A的前端)，但只要控制点是作业装置1A的前端部分的点，则也能够变更为铲斗齿尖以外的点。例如，也能够选择铲斗10的底面和/或铲斗连杆13的最外部。

图4的系统具备：作业装置姿态检测装置50；目标面设定装置51；操作员操作量检测装置52a；设置于驾驶室内并能够显示目标面60与作业装置1A的位置关系的显示装置(例如液晶显示器)53；和掌管MC控制的操纵控制器(控制装置)40。

作业装置姿态检测装置(姿态检测装置)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和车身倾斜角传感器33构成。这些角度传感器30、31、32，33作为检测多个前部件的动臂8、斗杆9、铲斗10的与姿态有关的物理量的姿态传感器发挥作用。

目标面设定装置51是能够输入与目标面60有关的信息(包括各目标面的位置信息和/或倾斜角度信息)的接口。目标面设定装置51与存储有规定于全球坐标系(绝对坐标系)上的目标面的三维数据的外部终端(未图示)连接。此外，也可以由操作员经由目标面设定装置51手动进行目标面的输入。

操作员操作量检测装置(操作量检测装置)52a由通过操作员对操作杆1a、1b(操作装置45a、45b、46a)的操作而取得在先导管路144、145、146产生的操作压(第1控制信号)的压力传感器70a、70b、71a、71b、72a、72b构成。这些压力传感器70a、70b、71a、71b、72a、72b作为操作量传感器发挥作用，该操作量传感器检测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)的与操作量有关的物理量。

＜前部控制用液压单元160＞

如图3所示，前部控制用液压单元160包括：设于动臂8用的操作装置45a的先导管144a、144b，检测先导压(第1控制信号)作为操作杆1a的操作量的压力传感器70a、70b；一次端口侧经由泵管路148a与先导泵48连接，对来自先导泵48的先导压进行减压并输出的电磁比例阀54a；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)的高压侧，并引导至流量控制阀15a的液压驱动部150a的滑阀82a；和设于动臂8用的操作装置45a的先导管路144b，基于来自操纵控制器40的控制信号降低先导管路144b内的先导压(第1控制信号)并输出的电磁比例阀54b。

此外，前部控制用液压单元160设置有：设置于斗杆9用的先导管路145a、145b，检测先导压(第1控制信号)来作为操作杆1b的操作量并输出到操纵控制器40的压力传感器71a、71b；设置于先导管路145b，基于来自操纵控制器40的控制信号降低先导压(第1控制信号)并输出的电磁比例阀55b；和设置于先导管路145a，基于来自操纵控制器40的控制信号降低先导管路145a内的先导压(第1控制信号)并输出的电磁比例阀55a。

此外，前部控制用液压单元160在铲斗10用的先导管路146a、146b分别设置有：检测先导压(第1控制信号)来作为操作杆1a的操作量并输出到操纵控制器40的压力传感器72a、72b；基于来自操纵控制器40的控制信号降低先导压(第1控制信号)并输出的电磁比例阀56a、56b；一次端口侧与先导泵48连接，对来自先导泵48的先导压进行减压并输出的电磁比例阀56c、56d；和选择先导管路146a、146b内的先导压和从电磁比例阀56c、56d输出的控制压的高压侧，并引导至流量控制阀15c的液压驱动部152a、152b的滑阀83a、83b。另外，在图3中，压力传感器70、71、72与操纵控制器40的连接线因纸幅关系省略。

电磁比例阀54b、55a、55b、56a、56b在非通电时开度最大，来自操纵控制器40的控制信号即电流越增大，则开度越小。另一方面，电磁比例阀54a、56c、56d在非通电时开度为零，在通电时具有开度，来自操纵控制器40的电流(控制信号)越增大则开度越大。像这样，各电磁比例阀的开度54、55、56成为与来自操纵控制器40的控制信号相应的开度。

在以上述方式构成的控制用液压单元160中，在从操纵控制器40输出控制信号而驱动电磁比例阀54a、56c、56d时，在没有对应的操作装置45a、46a的操作员操作的情况下也能够产生先导压(第2控制信号)，因此能够强制产生动臂抬升动作、铲斗装载动作和铲斗卸载动作。此外，在与之同样地由操纵控制器40驱动电磁比例阀54b、55a、55b、56a、56b时，能够产生减少了由操作装置45a、45b、46a的操作员操作而产生的先导压(第1控制信号)的先导压(第2控制信号)，能够从操作员操作的值强制地减小动臂下降动作，斗杆装载/卸载动作，铲斗装载/卸载动作的速度。

在本文中，将对于流量控制阀15a～15c的控制信号中的、通过操作装置45a、45b、46a的操作而产生的先导压称为“第1控制信号”。并且，将对于流量控制阀15a～15c的控制信号中的、由操纵控制器40驱动电磁比例阀54b、55a、55b、56a、56b来修正(降低)第1控制信号而生成的先导压、和由操纵控制器40驱动电磁比例阀54a、56c、56d而在第1控制信号之外新生成的先导压称为“第2控制信号”。

在由第1控制信号生成的作业装置1A的控制点的速度矢量违反规定条件时生成第2控制信号，且作为产生与该规定条件相适合的作业装置1A的控制点的速度矢量的控制信号而生成。此外，在对相同的流量控制阀15a～15c中的一个液压驱动部生成第1控制信号，对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，用电磁比例阀阻断第1控制信号，使第2控制信号输入该另一个液压驱动部。因此，在流量控制阀15a～15c中，对于计算了第2控制信号的流量控制阀，基于第2控制信号来进行控制，对于没有计算第2控制信号的流量控制阀，基于第1控制信号来进行控制，对于没有产生第1控制信号及第2控制信号这两者的流量控制阀不进行控制(驱动)。在以上述方式定义第1控制信号和第2控制信号时，MC也能够称为是基于第2控制信号的流量控制阀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输入有来自作为作业装置姿态检测装置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、来自操作员操作量检测装置52a(其是检测来自操作装置45a、45b、46a的操作量的压力传感器(包括压力传感器70、71、72))的信号，以CPU92能够运算的方式进行变换。ROM93是存储有用于执行包括后述流程图有关的处理并执行MC的控制程序和该流程图的执行所需的各种信息等的记录介质，CPU92按照存储于ROM93的控制程序对从输入部91及存储器93、94取入的信号执行规定的运算处理。输出部95生成与CPU92中的运算结果相应的输出用的信号，并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，或使车身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。

另外，图4的操纵控制器40作为存储装置具有ROM93及RAM94这样的半导体存储器，但只要为存储装置就能够代替，例如也可以具备硬盘驱动等磁存储装置。

图6是操纵控制器40的功能框图。操纵控制器40具备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输出的作业装置姿态及目标面而控制显示装置53的部分。在显示控制部374中具备显示ROM，该显示ROM存储有多个显示关联数据，该显示关联数据包括作业装置1A的图像及图标，显示控制部374基于输入信息所包含的标记而读出规定的程序，并进行显示装置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具备操作量运算部43a、姿态运算部43b、目标面运算部43c、斗杆缸速度运算部49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，在操作量的算出中利用压力传感器70、71、72只不过是一例，也可以由例如检测各操作装置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。

姿态运算部43b基于作业装置姿态检测装置50的检测值计算出本地坐标系中的动臂8、斗杆9及铲斗10的姿态、前作业装置1A的姿态和铲斗10的齿尖位置。另外，姿态运算部43b计算出通过斗杆转动中心(斗杆销)的水平面与斗杆9所成的角(有时称为“斗杆水平角度φ”(参照图5))。

动臂8、斗杆9及铲斗10的姿态和前作业装置1A的姿态在图5的挖掘机坐标系(本地坐标系)上定义。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，以能够转动地支承于上部旋转体12的动臂8的基底部为原点，将Z轴设定为上部旋转体12的垂直方向，将X轴设定为水平方向。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9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。在如图5中所规定那样将动臂8、斗杆9、铲斗10的长度分别设为L1、L2、L3时，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的姿态及作业装置1A的姿态能够由L1，L2，L3，α，β，γ表示。

另外，在图5中，通过斗杆转动中心(斗杆销)的水平面与斗杆9所成的角即斗杆水平角度φ能够由例如倾斜角θ、动臂角α及斗杆角β计算出。在本实施方式中，如图5所示，在全球坐标系中将U轴设定于通过斗杆转动中心(斗杆销)的水平面上，将连接斗杆转动中心和铲斗转动中心得到的直线(长度L2的直线)与U轴所成的角设为φ。将U轴设为0度，将逆时针旋转设为正角度，将顺时针旋转设为负角度。图5的φ为正。此外，将相对于基准面(例如水平面)的倾斜角传感器和/或惯性测量装置(IMU)等安装于斗杆9也能够检测斗杆水平角度φ。

目标面运算部43c基于来自目标面设定装置51的信息计算目标面60的位置信息，并将其存储到ROM93内。在本实施方式中，如图5所示，将用作业装置1A移动的平面(作业机的动作平面)剖切三维目标面的剖面形状用作目标面60(二维目标面)。

此外，在图5的例子中，目标面60为1个，但也有存在多个目标面的情况。在存在多个目标面的情况下，例如有将距作业装置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定为目标面的方法、或将任意选择的面设定为目标面的方法等。

斗杆缸速度运算部49是在执行机构控制部81执行MC时计算出作为斗杆缸6的速度使用的速度(斗杆缸速度)，并将该运算结果向执行机构控制部81输出的部分。

图8是斗杆缸速度运算部49的功能框图。斗杆缸速度运算部49具备第1速度运算部49a、第2速度运算部49b、第3速度运算部49c和速度选择部49d。

第1速度运算部49a是根据操作员操作量检测装置52a的检测值中的、对斗杆9的操作量的检测值计算出斗杆缸6的速度(Vamt1)的部分。在本文中，存在将由第1速度运算部49a计算出的斗杆缸6的速度(Vamt1)称为“第1速度”、“第1斗杆缸速度”的情况。在本实施方式中，操作量运算部43a根据操作员操作量检测装置52a对斗杆操作量的检测值计算出斗杆操作量，第1速度运算部49a基于操作量运算部43a计算出的斗杆操作量和图9的图表计算出斗杆缸6的速度(Vamt1)，该图表以一一对应的关系规定了斗杆操作量与斗杆缸速度的相关关系。在图9的图表中，基于预先通过实验和/或模拟求出的针对操作量的缸速度，规定了操作量与速度的相关关系，以使得斗杆缸速度随着斗杆操作量的增加而单调地增加。由第1速度运算部49a计算出的第1斗杆缸速度被输出到速度选择部49d。

第2速度运算部49b是考虑斗杆缸6的驱动对象物(包含斗杆9、铲斗10及铲斗缸7且与斗杆9相比位于铲斗10侧的各种部件的集合体)的自重，计算出比由第1速度运算部49a计算出的第1斗杆缸速度(Vamt1)小的速度(有称为第2速度或第2斗杆缸速度的情况)并作为斗杆缸6的速度(Vamt2)的部分。具体例将在后叙述，但设想斗杆缸6的驱动对象物的自重对斗杆缸6实际的荷重的方向与斗杆缸的驱动方向相反的情况，即因驱动对象物的自重而导致实际的斗杆缸6的速度与第1速度(Vamt1)相比减速了的情况，由从第1斗杆缸速度(Vamt1)减去由斗杆操作量和斗杆水平角度φ规定的规定修正量得到的值来定义本实施方式的第2斗杆缸速度(Vamt2)。优选该规定修正量(即第1速度与第2速度的差分的大小)设定为在驱动对象物的自重影响下第1速度可被减速后的速度值的最大值以下。由第2速度运算部49b运算得到的第2斗杆缸速度(Vamt2)输出到速度选择部49d。

第3速度运算部49c是考虑斗杆缸6的驱动对象物的自重，计算比由第1速度运算部49a计算出的第1斗杆缸速度(Vamt1)大的速度(有称为第3速度或第3斗杆缸速度的情况)并作为斗杆缸6的速度(Vamt3)的部分。具体例将在后叙述，但设想斗杆缸6的驱动对象物的自重对斗杆缸6施加的荷重的方向与斗杆缸的驱动方向相同的情况、即因驱动对象物的自重而使得斗杆缸6的速度与第1速度(Vamt1)相比被加速的情况，由对第1斗杆缸速度(Vamt1)加上由斗杆操作量和斗杆水平角度φ规定的规定修正量得到的值来定义本实施方式的第3斗杆缸速度(Vamt3)。优选该规定修正量(即第1速度与第3速度的差分的大小)设定为在驱动对象物的自重的影响下第1速度可被加速的速度值的最大值以下。由第3速度运算部49c运算得到的第3斗杆缸速度(Vamt3)输出到速度选择部49d。

速度选择部49d是基于姿态检测装置43b的检测值(具体而言斗杆水平角度φ)判定包含斗杆9在内的斗杆缸6的驱动对象物的自重对斗杆缸6施加的荷重的方向(以下有时称为“驱动对象物的荷重方向”)，并基于该判定结果将向执行机构控制部81输出的斗杆缸速度Vam选择为第1速度(Vamt1)、第2速度(Vamt2)及第3速度(Vamt3)中的某一个的部分。详情将在后叙述，但速度选择部49d能够在判定为驱动对象物的荷重方向与斗杆缸6的驱动方向相反时将第2速度(Vamt2)输出到执行机构控制部81，能够在判定为驱动对象物的荷重方向与斗杆缸6的驱动方向相同时将第3速度(Vamt3)输出到执行机构控制部81。

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在操作操作装置45a、45b、46a时按照预先确定的条件控制多个液压执行机构5、6、7中的至少一个。执行机构控制部81运算出各液压缸5、6、7的流量控制阀15a、15b、15c的目标先导压，并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是用于在操作操作装置45a、45b、46a时执行MC的部分，该MC基于目标面60的位置、前作业装置1A的姿态及铲斗10的齿尖位置和各液压缸5、6、7的速度控制动臂缸5(动臂8)的动作，以使得铲斗10的齿尖(控制点)位于目标面60上或其上方。在动臂控制部81a，运算出动臂缸5的流量控制阀15a的目标先导压。使用图13将在后叙述由动臂控制部81a执行的MC的详情。

铲斗控制部81b是用于在操作操作装置45a、45b、46a时执行基于MC的铲斗角度控制的部分。具体而言，当目标面60与铲斗10的齿尖的距离在规定值以下时，执行控制铲斗缸7(铲斗10)的动作的MC(铲斗角度控制)，以使得铲斗10相对于目标面60的角度θ成为预先设定的相对于目标面的铲斗角度θTGT。在铲斗控制部81b，运算出铲斗缸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输出的对各流量控制阀15a、15b、15c的目标先导压，运算出向各电磁比例阀54～56的指令。此外，在基于操作员操作得到的先导压(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，向对应的电磁比例阀54～56的电流值(指令值)为零，对应的电磁比例阀54～56不进行动作。

＜由斗杆缸速度运算部49执行的斗杆缸速度计算的流程＞

图10示出了斗杆缸速度运算部49计算出对执行机构控制部81输出的斗杆缸6的速度Vam的流程图。斗杆缸速度运算部49以规定的控制周期反复执行图10的流程。此外，在以下说明的流程中，在由速度选择部49d进行了速度选择之后运算出输出对象的速度(Vamt1、Vamt2、Vamt3)，但当然也可以以如下方式构成流程，即：在由速度选择部49d进行速度选择之前由第1速度运算部49a、第2速度运算部49b及第3速度运算部49c分别运算出斗杆缸速度(Vamt1、Vamt2、Vamt3)，在速度选择部49d的判定处理结束后仅将与该判定结果对应的斗杆缸速度输出到执行机构控制部81。

在S600，速度选择部49d从姿态运算部43b获取斗杆水平角度φ(参照图5)。

在S610，速度选择部49d判定在S600获取的斗杆角度φ是否为－90度以上且90度以下。

在S610判定为“是”的情况下(即φ为－90度以上且90度以下的情况下)，判定为驱动对象物的自重对斗杆缸6施加的荷重的方向与斗杆缸6的驱动方向相同，速度选择部49d决定将第3速度(Vamt3)作为斗杆缸速度Vam而输出到执行机构控制部81，并进至S620。

在S620，第3速度运算部49c基于由操作量运算部43a运算出的斗杆操作量amlever计算出与斗杆缸速度Vamt3有关的修正增益k。此处，在S620中第3速度运算部用于计算修正增益k的函数kmo作为斗杆缸6的驱动对象物的自重影响来源于与流量控制阀15b有关的斗杆滑阀的出口节流开口面积的函数，为与斗杆滑阀的出口节流开口面积具有相关关系的函数。

在本实施方式中，以将斗杆滑阀的出口节流开口面积变换为与之相当的斗杆操作量(amlever)为前提，第3速度运算部49c基于操作量运算部43a计算出的斗杆操作量(amlever)、和图11的图表(以一一对应的关系规定了斗杆操作量(amlever)与修正增益k(函数kmo)的相关关系)计算修正增益k。在图11的图表中，基于预先通过实验和/或模拟求出的针对操作量的缸速度，以修正增益k随着斗杆操作量的增加而单调地增加的方式规定了操作量与修正增益k的相关关系。

在S660，第3速度运算部49c使用在S620求出的修正增益k来运算出与斗杆缸速度Vamt3有关的修正量(k×cosφ)。

在S670，第3速度运算部49c将斗杆缸6的推定速度(第3速度(Vamt3))设为对由第1速度运算部49a求出的第1速度Vamt1加上修正量k×cosφ得到的值。在通过S620的情况下，φ为－90度以上且90度以下，因此cosφ为0以上的值，修正量k×cosφ也为0以上的值。即，第3速度Vamt3为第1速度Vamt1以上的值。

由此，斗杆缸速度运算部49将第3速度Vam3作为斗杆缸速度Vam并输出到执行机构控制部81，斗杆缸速度运算部49直到下一控制周期为止待机。

在S610判定为“否”的情况下，速度选择部49d在S630判定斗杆操作量amlever是否比规定的阈值levert小。此处，阈值levert(例如参照图11、12)是与斗杆滑阀的泄放开口关闭(即泄放开口面积(中心旁路开口面积)为零)的行程量SX相当的斗杆操作量。

在S630判定为“是”的情况下(即泄放开口面积大于0的情况下)，速度选择部49d判定为驱动对象物的自重对斗杆缸6施加的荷重的方向与斗杆缸6的驱动方向相反，决定将第2速度(Vamt2)作为斗杆缸速度Vam并输出到执行机构控制部81，进至S640。

在S640，第2速度运算部49b基于由操作量运算部43a运算出的斗杆操作量amlever计算出与斗杆缸速度Vamt2有关的修正增益k。在此，在S640中第2速度运算部49b用于计算修正增益k的函数kmi是斗杆缸6的驱动对象物的自重影响来源于与流量控制阀15b有关的斗杆滑阀的入口节流开口面积及泄放开口面积的函数，为与斗杆滑阀的入口节流开口面积及泄放开口面积具有相关关系的函数。

在本实施方式中，以将斗杆滑阀的出口节流开口面积及泄放开口面积变换为与之相当的斗杆操作量(amlever)为前提，第2速度运算部49b基于操作量运算部43a计算出的斗杆操作量(amlever)和图12的图表(其以一一对应的关系规定了斗杆操作量(amlever)与修正增益k(函数kmi)的相关关系)计算出修正增益k。在图12的图表中，基于预先通过实验和/或模拟求出的相对于操作量的缸速度，以修正增益k随着斗杆操作量的增加而单调地减少的方式规定了操作量与修正增益k的相关关系。

在S680，第2速度运算部49b使用在S640中求出的修正增益k而运算出与斗杆缸速度Vamt2有关的修正量(k×cosφ)。

在S690，第2速度运算部49b将斗杆缸6的推定速度(第2速度(Vamt2))设为对由第1速度运算部49a求出的第1速度Vamt1加上修正量k×cosφ得到的值。通过S640的情况下，φ小于－90度或大于90度，因此cosφ为负值，修正量k×cosφ也为负值。即，第2速度Vamt2是比第1速度Vamt1小的值。

由此，斗杆缸速度运算部49作为斗杆缸速度Vam将第2速度Vam2输出到执行机构控制部81，斗杆缸速度运算部49在下一控制周期为止待机。

在S630判定为“否”的情况下(即泄放开口面积为0的情况下)，与流量控制阀15b有关的斗杆滑阀的泄放开口关闭，因此从泵2b向流量控制阀15b供给的液压油的全部流量流到斗杆缸6。即，此时的斗杆缸速度由所供给的流量决定，因此斗杆缸6的驱动对象物的自重对斗杆缸速度几乎没有施加影响。于是，速度选择部49d决定将第1速度(Vamt1)作为斗杆缸速度Vam并输出到执行机构控制部81，然后进至S650。

在S650，第1速度运算部49a视为斗杆缸6的驱动对象物的自重对斗杆缸速度几乎没有施加影响，将修正增益k设为0。

在S700，第1速度运算部49a将根据图9的相关关系和斗杆操作量(amlever)决定的速度设为第1速度Vamt1。

由此，斗杆缸速度运算部49作为斗杆缸速度Vam将第1速度Vam1输出到执行机构控制部81，斗杆缸速度运算部49在下一控制周期为止待机。

＜由动臂控制部81a执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执行由动臂控制部81a进行的动臂抬升控制。该动臂控制部81a进行的动臂抬升控制的流程在图13中示出。图13是由动臂控制部81a执行的MC的流程图，操作装置45a、45b、46a由操作员操作时开始处理。

在S410，动臂控制部81a获取各液压缸5、6、7的速度。首先，对于动臂缸5和铲斗缸7的速度，基于由操作量运算部43a运算出的对动臂8和铲斗10的操作量而运算并得到动臂缸5和铲斗缸7的速度。具体而言，与上述图9同样地，将预先通过实验和/或模拟求出的相对于操作量的缸速度设定为图表，并按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，斗杆缸速度运算部49将基于上述图10的流程而输出的速度Vam(即，第1速度Vamt1、第2速度Vamt2和第3速度Vamt3中的某一个)作为斗杆缸6的速度获取。

在S420，动臂控制部81a基于在S410获取的各液压缸5、6、7的动作速度和由姿态运算部43b运算出的作业装置1A的姿态，运算出基于操作员操作的铲斗前端(齿尖)的速度矢量B。

在S430，动臂控制部81a根据由姿态运算部43b运算出的铲斗10的齿尖位置(坐标)和包含存储于ROM93中的目标面60在内的直线的距离而计算出从铲斗前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14的图表而计算出铲斗前端的速度矢量的与目标面60垂直的分量的下限侧的限制值ay。

在S440，动臂控制部81a在通过S420计算出的基于操作员操作的铲斗前端的速度矢量B，获取与目标面60垂直的分量by。

在S450，动臂控制部81a判定在S430计算出的限制值ay是否为0以上。此外，如图13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平行且将图中右方向设为正，y轴与目标面60垂直且将图中上方向设为正。在图13中的图例，垂直分量by及限制值ay为负，水平分量bx、水平分量cx及垂直分量cy为正。并且，通过图14可以明确，限制值ay为0时距离D为0，即齿尖位于目标面60上的情况，限制值ay为正时距离D为负，即齿尖与目标面60相比位于下方的情况，限制值ay为负时距离D为正，即齿尖与目标面60相比位于上方的情况。在S450中判定限制值ay为0以上的情况下(即，齿尖位于目标面60上或其下方的情况下)进至S460，限制值ay小于0的情况下进至S480。

在S460，动臂控制部81a判定基于操作员操作的齿尖的速度矢量B的垂直分量by是否为0以上。by为正的情况表示速度矢量B的垂直分量by向上，by为负的情况表示速度矢量B的垂直分量by向下。在S460中判定垂直分量by为0以上的情况下(即，垂直分量by向上的情况下)进至S470，垂直分量by小于0的情况下进至S500。

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

在S500，动臂控制部81a作为对在机械控制下通过动臂8的动作将要发生的铲斗前端的速度矢量C的与目标面60垂直的分量cy进行计算的式子，选择“cy＝ay－by”，并基于该式子、S430的限制值ay和S440的垂直分量by计算出垂直分量cy。并且，计算出能够输出所算出的垂直分量cy的速度矢量C，并将其水平分量设为cx(S510)。

在S520，计算出目标速度矢量T。在将目标速度矢量T的与目标面60垂直的分量设为ty、将水平分量设为tx时，能够分别用“ty＝by+cy，tx＝bx+cx”表示。对其代入S500的式子(cy＝ay－by)，则目标速度矢量T最终成为“ty＝ay，tx＝bx+cx”。也就是说，进入S520的情况下的目标速度矢量的垂直分量ty被限制为限制值ay，开始进行机械控制下的强制动臂抬升。

在S480，动臂控制部81a判定基于操作员操作的齿尖的速度矢量B的垂直分量by是否为0以上。在通过S480判定垂直分量by为0以上的情况下(即，垂直分量by向上的情况下)进至S530，垂直分量by小于0的情况下进至S490。

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

进入S530的情况下，无需基于机械控制使动臂8动作，因此动臂控制部81a将速度矢量C设为零。该情况下，目标速度矢量T在基于S520所利用的式子(ty＝by+cy，tx＝bx+cx)时成为“ty＝by，tx＝bx”，与基于操作员操作的速度矢量B一致(S540)。

在S550，动臂控制部81a基于在S520或S540决定的目标速度矢量T(ty，tx)运算出各液压缸5、6、7的目标速度。此外，从上述说明可以明确，在图13的情况下目标速度矢量T与速度矢量B不一致时，对速度矢量B加上在机械控制下的动臂8的动作所产生的速度矢量C，因此实现了目标速度矢量T。

在S560，动臂控制部81a基于在S550计算出的各缸5、6、7的目标速度运算出对各液压缸5、6、7的流量控制阀15a、15b、15c的目标先导压。

在S590，动臂控制部81a向电磁比例阀控制部44输出对各液压缸5、6、7的流量控制阀15a、15b、15c的目标先导压。

电磁比例阀控制部44以对各液压缸5、6、7的流量控制阀15a、15b、15c作用目标先导压的方式控制电磁比例阀54、55、56，由此，由作业装置1A进行挖掘。例如，在操作员操作操作装置45b而利用斗杆装载动作进行水平挖掘的情况下，以使得铲斗10的前端不侵入目标面60的方式控制电磁比例阀55c，自动进行动臂8的抬升动作。

此外，在本实施方式中，由动臂控制部81a进行的动臂控制(强制动臂抬升控制)和由铲斗控制部81b进行的铲斗控制(铲斗角度控制)作为MC被执行，但也可以将与铲斗10和目标面60的距离D相应的动臂控制作为MC进行执行。

＜动作及效果＞

在如上述那样构成的液压挖掘机中，说明从图15的状态S1(斗杆水平角度φ1≦90度)转移到状态S2(斗杆水平角度φ2＞90度)的情况下的操作员操作和由操纵控制器40(动臂控制部81a)进行的MC。

在从图15的状态S1转移到状态S2时，操作员进行斗杆9的装载操作。然后，在通过斗杆9的装载操作而判断为铲斗10侵入目标面60时，从动臂控制部81a对电磁阀54a发出指令，执行使动臂8上升的控制(MC)。

在如状态S1那样斗杆水平角度φ为90度以下而执行MC时，与斗杆9相比位于前方的前作业装置(斗杆9及铲斗10)的自重在使斗杆缸速度加速的方向作用，因此有实际的斗杆缸速度比根据此时的斗杆操作量(amlever)所设想的值(第1速度Vamt1)大的倾向。但是，在本实施方式中，在通过图10的控制流程而斗杆水平角度φ为90度以下的情况下，对执行机构控制部81输出比第1速度Vamt1大的第3速度Vamt3来作为斗杆缸速度Vam。由此，输入到执行机构控制部81并被MC利用的斗杆缸速度Vam(＝Vamt3)与实际的斗杆缸速度的偏差与以往的方法相比变小，在该以往的方法中，作为MC的斗杆缸速度而与斗杆水平角度φ的大小无关地始终利用第1速度Vamt1。其结果是，能够更准确地计算出基于MC的动臂抬升操作量，因此MC变得稳定化并且目标面60的施工精度提高。尤其是在本实施方式中，与斗杆水平角度φ(参照图10)和斗杆操作量(参照图11)的变化相应地，使修正量(即第1速度Vamt1与第3速度Vamt3的偏差即k×cosφ)变化，因此能够进一步提高MC的稳定度和施工精度。

接下来，在如状态S2那样斗杆水平角度φ超过90度的状态下，操作员的斗杆操作量(amlever)小于阈值levert并执行MC时，与斗杆9相比位于前方的前作业装置(斗杆9及铲斗10)的自重在使斗杆缸速度减速的方向上作用，因此存在实际的斗杆缸速度比根据此时的斗杆操作量(amlever)设想的值(第1速度Vamt1)小的倾向。但是，在本实施方式中，通过图10的控制流程而对执行机构控制部81输出比第1速度Vamt1小的第2速度Vamt2来作为斗杆缸速度Vam。由此，输出到执行机构控制部81并被MC利用的斗杆缸速度Vam(＝Vamt2)与实际的斗杆缸速度的偏差与以往的方法相比变小，在该以往的方法中，作为MC的斗杆缸速度而与斗杆水平角度φ的大小无关地始终利用第1速度Vamt1。其结果是，能够更准确地计算出基于MC的动臂抬升操作量，因此MC变得稳定化并且目标面60的施工精度提高。尤其是在本实施方式中，与斗杆水平角度φ(参照图10)和斗杆操作量(参照图12)的变化相应地使修正量(即第1速度Vamt1与第2速度Vamt2的偏差即k×cosφ)变化，因此能够进一步提高MC的稳定度和施工精度。

接下来，在如状态S2那样斗杆水平角度φ超过90度的状态下，操作员的斗杆操作量(amlever)为阈值levert以上并执行MC时，与流量控制阀15b有关的斗杆滑阀的泄放开口关闭，向流量控制阀15b供给的液压油全部流到斗杆缸6。因此，与斗杆9相比位于前方的前作业装置(斗杆9，铲斗10)的自重对斗杆缸速度几乎没有影响，如以往那样将根据斗杆操作量(amlever)设想的斗杆缸速度(第1速度Vamt1)输出到执行机构控制部81并执行MC。由此，在泄放开口关闭的情况下能够维持以往那样的MC的稳定度和施工精度。

因此，在本实施方式中，如上述那样考虑与斗杆9相比位于前方的前作业装置(斗杆9、铲斗10)的自重影响，对根据斗杆操作量(amlever)设想的斗杆缸速度(第1速度Vamt1)加上适当的修正量，从而与实际的斗杆缸速度的偏离变小。由此，能够计算出适当的动臂抬升操作量(即各液压缸5、6、7的目标速度)，能够使MC下的铲斗前端的举动稳定化。

＜其他＞

在上述实施方式中，在斗杆水平角度φ超过90度时且斗杆操作量为阈值levert以上时，进行不修正斗杆缸速度的控制，但该情况下也可以以将第2速度输出到执行机构控制部81的方式构成系统。即，图10中在S610判定为“否”的情况下，以进至S640的方式构成系统。

图10中，在S610判定为“否”的情况下以进至S630的方式构成系统，但也可以以在S610之前执行S630的判定处理的方式构成系统。

在上述实施方式中，使用了检测动臂8、斗杆9、铲斗10的角度的角度传感器，但也可以不是角度传感器，而通过缸行程传感器来计算出挖掘机的姿态信息。另外，以液压先导式挖掘机为例进行了说明，但若是电气杆式挖掘机，则也可以构成为对通过电气杆生成的指令电流进行控制。关于前作业装置1A的速度矢量的计算方法，也可以不采用基于操作员操作的先导压，而是通过对动臂8、斗杆9、铲斗10的角度进行微分而计算出的角速度来求出。

关于上述操纵控制器40的各构成和/或该各构成的功能及执行处理等，也可以用硬件(例如在集成电路中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，上述操纵控制器40的构成也可以采用通过由运算处理装置(例如CPU)读出并执行从而实现该操纵控制器40的构成的各功能的程序(软件)。该程序的信息例如能够存储在半导体存储器(闪存、SSD等)、磁存储装置(硬盘驱动等)及存储介质(磁盘、光盘等)等。

本发明不限于上述实施方式，包含在不脱离其宗旨的范围内的各种变形例。例如，本发明不限于具备上述实施方式中说明的全部构成，也包括削减了其构成的一部分的方式。此外，能够将实施方式的构成的一部分替换为其他构成或者追加其他构成。

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…姿态运算部，43c…目标面运算部，49…斗杆缸速度运算部，49a…第1速度运算部，49b…第2速度运算部，49c…第3速度运算部，49d…速度选择部，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…作业装置姿态检测装置(姿态检测装置)，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。

Claims (4)

1.一种作业机械，具备：

作业装置，其具有包括斗杆在内的多个前部件；

多个液压执行机构，其驱动所述多个前部件，并包括驱动所述斗杆的斗杆缸；

操作装置，其根据操作员的操作而指示所述多个液压执行机构的动作；

控制装置，其具有执行机构控制部，所述执行机构控制部在所述操作装置被操作时，按照所述多个液压执行机构的速度和预先确定的条件控制所述多个液压执行机构中的至少一个；

姿态检测装置，其检测与所述斗杆的姿态有关的物理量；和

操作量检测装置，其检测与所述操作装置的操作量中的、针对所述斗杆的操作量有关的物理量，

所述作业机械的特征在于，

所述控制装置具备：

第1速度运算部，其将第1速度计算为所述斗杆缸的速度，所述第1速度是根据所述操作量检测装置的检测值而计算出的；

第2速度运算部，其基于所述姿态检测装置的检测值判定所述斗杆的自重对所述斗杆缸施加的荷重的方向，在判定为所述荷重的方向与所述斗杆缸的驱动方向相反时，将比作为所述斗杆缸的速度的所述第1速度小的第2速度计算为所述斗杆缸的速度；和

第3速度运算部，其在判定为所述荷重的方向与所述斗杆缸的驱动方向相同时，将作为所述斗杆缸的速度的所述第1速度以上的第3速度计算为所述斗杆缸的速度。

2.如权利要求1所述的作业机械，其特征在于，

所述第2速度运算部考虑所述斗杆的自重的影响而计算所述第2速度，

所述第3速度运算部考虑所述斗杆的自重的影响而计算所述第3速度。

3.如权利要求1所述的作业机械，其特征在于，

所述第1速度与所述第2速度的偏差即第1修正量和所述第1速度与所述第3速度的偏差即第2修正量分别根据所述姿态检测装置的检测值的变化和所述操作量检测装置的检测值的变化而变化。

4.如权利要求1所述的作业机械，其特征在于，

还具备速度选择部，该速度选择部将由所述第1速度运算部计算出的所述第1速度、由所述第2速度运算部计算出的所述第2速度及由所述第3速度运算部计算出的所述第3速度中的某一个输出到所述执行机构控制部，

所述速度选择部在所述操作量检测装置的检测值为规定值以上时，作为所述斗杆缸的速度而将所述第1速度输出到所述执行机构控制部，

所述速度选择部在所述操作量检测装置的检测值小于所述规定值并且判定为所述荷重的方向与所述斗杆缸的驱动方向相反时，作为所述斗杆缸的速度而将所述第2速度输出到所述执行机构控制部，

所述速度选择部在所述操作量检测装置的检测值小于所述规定值并且判定为所述荷重的方向与所述斗杆缸的驱动方向相同时，作为所述斗杆缸的速度而将所述第3速度输出到所述执行机构控制部。

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