JP2000096601A - 作業機の角度制御方法及びその制御装置 - Google Patents

作業機の角度制御方法及びその制御装置

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JP2000096601A JP10288859A JP28885998A JP2000096601A JP 2000096601 A JP2000096601 A JP 2000096601A JP 10288859 A JP10288859 A JP 10288859A JP 28885998 A JP28885998 A JP 28885998A JP 2000096601 A JP2000096601 A JP 2000096601A
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bucket
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valve
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Yasuhiko Nozawa
康彦 野沢
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Komatsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 フロントエンドローダのバケットへの掘削、
積込作業において、非熟練オペレータでも容易に、かつ
能率的に行なえる作業機の角度制御方法及びその制御装
置を提供する。 【解決手段】 車体の前部のブーム３と、ブーム３の先
端部のバケット４とを有するフロントエンドローダの作
業機の角度制御装置において、自動掘削スタートボタン
３４と、ブーム角度検出手段４０と、バケット角度検出
手段４１と、ブーム操作弁(13)及びバケット操作弁１４
を制御する電磁比例制御弁２０と、自動掘削スタートボ
タン３４からの開始信号を入力したとき、自動掘削モー
ドになり、ブーム３を所定速度で上昇させる制御信号を
電磁比例制御弁２０に出力すると共に、ブーム角度検出
手段４０及びバケット角度検出手段４１からのそれぞれ
の信号を入力して所定の演算を行い、予め記憶している
自動掘削モードに基づいて、ブーム角度に対応してバケ
ット４を所定角度チルトさせる制御信号を電磁比例制御
弁２０に出力するコントローラ２５とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両前部にブーム
とバケットとを有するフロントエンドローダの作業機制
御に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のフロントエンドローダのバケット
による掘削及び積み込み方法を、図１を参照して説明す
る。図１は、ホイール式フロントエンドローダの側面図
である。フロントエンドローダ１は車体２の前部にブー
ム３とバケット４とよりなる作業機５を有しており、主
として破砕された岩石あるいは土砂等の積載物６をバケ
ット４により掘削して積み込み、ダンプトラック等に積
載する作業を行う。フロントエンドローダ１の作業機５
の操作にはブーム操作とバケット操作とがあり、積載物
６を掘削してバケット４に積み込む作業は、積載物６の
山に車両を前進させながらブーム上昇操作とバケットチ
ルト（上げ方向）操作とを交互に行うことによって行わ
れる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
バケットによる掘削、積込作業は、オペレータが車両を
前進させながらブーム操作レバーとバケット操作レバー
とを操作し、ブーム上昇作動とバケットチルト作動とを
交互に行ってバケットに積載物を積み込んでいるが、こ
のときのブーム角度及びバケット角度の制御はオペレー
タの感覚によって行われている。そして、このブーム角
度とバケット角度の関係は積載物の土質や積込作業条件
等により異なり、また作業能率に大きな影響を及ぼす。
したがって、この作業にはかなりのオペレータの技量及
び熟練度が必要となるが、オペレータの技量によって積
載物のバケット内への積込量がかなり異なり、熟練して
ないオペレータでは作業能率が低下する。そして、熟練
オペレータの確保が困難であると共に、熟練オペレータ
にとってもブーム上昇操作とバケットチルト操作とを交
互に行うことは煩雑で、疲労を伴い、能率低下を招くと
いう問題がある。
【０００４】本発明は上記の問題点に着目し、バケット
への掘削、積込作業において、非熟練オペレータでも容
易に、かつ能率的に行なえ、熟練オペレータにとっても
疲労を低減できる作業機の角度制御方法及びその制御装
置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段、作用および効果】上記の
目的を達成するために、本発明に係る第１発明の作業機
の角度制御方法は、車体の前部に昇降自在に取着された
ブームと、ブームの先端部に上下方向に回動自在に取着
されたバケットとの作業機を有するフロントエンドロー
ダの作業機の角度制御方法において、予め、掘削時のブ
ーム角度に対するバケット角度の所定の関係を表す自動
掘削モードを記憶し、掘削時には、ブームとバケットと
を手動で自動掘削開始位置に操作した後、自動掘削を開
始して、前記記憶した自動掘削モードのブーム角度とバ
ケット角度の関係に基づいて、ブーム上昇及びバケット
チルトの駆動を制御してそれぞれの角度を制御する方法
としている。
【０００６】上記方法によれば、オペレータは手動で自
動掘削開始位置まで作業機を操作した後、自動掘削の開
始をコントローラに指示することにより、バケットは予
め記憶された自動掘削モードに基づいて、ブームの上昇
角度に対応して自動的に所定量チルトする。したがっ
て、オペレータは掘削、積込作業の作業機操作が容易に
なり、未熟練者でも容易に効率的な作業を行えると共
に、熟練者においても操作が楽になり疲労を軽減でき
る。
【０００７】本発明に係る第２発明は、車体の前部に昇
降自在に取着されたブーム３と、ブーム３の先端部に上
下方向に回動自在に取着されたバケット４と、ブーム操
作レバー３０及びバケット操作レバー３２からの操作信
号に基づいてブーム３の昇降作動及びバケット４のチル
ト・ダンプ作動をそれぞれ制御するブーム操作弁１３及
びバケット操作弁１４とを有するフロントエンドローダ
の作業機の角度制御装置において、ブーム３及びバケッ
ト４による自動掘削開始を指示する自動掘削スタートボ
タン３４と、ブーム３の上昇角度を検出するブーム角度
検出手段４０と、バケット４のチルト角度を検出するバ
ケット角度検出手段４１と、入力するブーム３及びバケ
ット４の各制御信号によりブーム操作弁(13)及びバケッ
ト操作弁１４を制御する電磁比例制御弁２０と、自動掘
削スタートボタン３４からの開始信号を入力したとき、
自動掘削モードになり、ブーム３を所定速度で上昇させ
る制御信号を電磁比例制御弁２０に出力すると共に、ブ
ーム角度検出手段４０及びバケット角度検出手段４１か
らのそれぞれの信号を入力して所定の演算を行い、予め
記憶している自動掘削モードに基づいて、上昇するブー
ム角度に対応してバケット４を所定角度チルトさせる制
御信号を電磁比例制御弁２０に出力するコントローラ２
５とを有する構成としている。
【０００８】上記構成によれば、オペレータが自動掘削
スタートボタンを操作すると自動掘削モードになり、こ
の後はコントローラにより、自動的にブームを上昇させ
ると共に、予め設定されて記憶されている自動掘削モー
ドに基づいて、上昇するブームの角度に対応するバケッ
ト角度の位置に自動的にバケットを制御し、これにより
掘削、積込が行われる。したがって、掘削作業時の操作
が極めて簡単になり、オペレータの疲労も大幅に低減さ
れる。
【０００９】本発明に係る第３発明は、車体の前部に昇
降自在に取着されたブーム３と、ブーム３の先端部に上
下方向に回動自在に取着されたバケット４と、ブーム操
作レバー３０及びバケット操作レバー３２からの操作信
号に基づいてブーム３の昇降作動及びバケット４のチル
ト・ダンプ作動をそれぞれ制御するブーム操作弁１３及
びバケット操作弁(14)とを有するフロントエンドローダ
の作業機の角度制御装置において、ブーム３及びバケッ
ト４による自動掘削開始を指示する自動掘削スタートボ
タン３４と、ブーム３の上昇角度を検出するブーム角度
検出手段４０と、バケット４のチルト角度を検出するバ
ケット角度検出手段４１と、入力するブーム３及びバケ
ット４の各制御信号によりブーム操作弁１３及びバケッ
ト操作弁１４を制御する電磁比例制御弁２０と、自動掘
削スタートボタン３４からの開始信号を入力したとき、
自動掘削モードになり、ブーム操作レバー３０からの信
号に基づいてブーム３を上昇させる制御信号を電磁比例
制御弁２０に出力すると共に、ブーム角度検出手段４０
及びバケット角度検出手段４１からのそれぞれの信号を
入力して所定の演算を行い、予め記憶している自動掘削
モードに基づいて、上昇するブーム角度に対応してバケ
ット４を所定角度チルトさせる制御信号を電磁比例制御
弁２０に出力するコントローラ１５とを有す構成として
いる。
【００１０】上記構成によれば、オペレータは自動掘削
スタートボタンを操作して自動掘削モードとし、ブーム
操作レバーを操作してブームを上昇させる。ブームの上
昇に伴って、ブームが所定角度に達した時に予め定めた
自動掘削モードに基づいて自動的にバケットが所定角度
チルトし、このチルト角度の自動制御が繰り返しされ
る。これにより、掘削、積込作業は容易になると共に、
オペレータの意思によって作業を進めることができるの
で、作業性が非常に向上する。
【００１１】本発明に係る第４発明は、車体の前部に昇
降自在に取着されたブーム３と、ブーム３の先端部に上
下方向に回動自在に取着されたバケット４と、ブーム操
作レバー３０及びバケット操作レバー３２からの操作信
号に基づいてブーム３の昇降作動及びバケット４のチル
ト・ダンプ作動をそれぞれ制御するブーム操作弁１３及
びバケット操作弁１４とを有するフロントエンドローダ
の作業機の角度制御装置において、ブーム３及びバケッ
ト４による自動掘削開始を指示する自動掘削スタートボ
タン３４と、ブーム３の上昇角度を検出するブーム角度
検出手段４０と、入力するブーム３及びバケット４の各
制御信号によりブーム操作弁１３及びバケット操作弁１
４を制御する電磁比例制御弁２０と、自動掘削スタート
ボタン３４からの開始信号を入力したとき、自動掘削モ
ードになり、ブーム操作レバー３０からの信号に基づい
てブーム３を上昇させる制御信号を電磁比例制御弁２０
に出力すると共に、ブーム角度検出手段４０からの信号
を入力して所定の演算を行い、予め記憶している自動掘
削モードに基づいて、上昇するブーム角度に対応してバ
ケット４を所定の時間チルトさせる制御信号を電磁比例
制御弁２０に出力するコントローラ２５とを有する構成
としている。
【００１２】上記構成によれば、自動掘削モードでのバ
ケットチルトの駆動を時間的に制御しているので、バケ
ット角度検出手段を必要とせずに構造が簡単になり、ま
た制御ソフトもシンプルとなる。また、オペレータは掘
削、積込作業を容易に行うことができる。
【００１３】本発明に係る第５発明は、第２、３又は４
発明の作業機の角度制御装置において、走行速度を前進
２速から前進１速に変速するキックダウンスイッチ３５
を有する構成としている。
【００１４】上記構成によれば、自動掘削スタートボタ
ンに加えてキックダウンスイッチを設けたため、掘削、
積込作業において前進２速で走行し、掘削開始と同時に
キックダウンスイッチを操作して前進１速に切り換え、
駆動力を増大させると共に、自動掘削を行うことができ
る。したがって、掘削、積込作業の効率を向上すること
ができる。
【００１５】本発明に係る第６発明は、第２、３又は４
発明の作業機の角度制御装置において、コントローラ２
５に接続し、予め所定のブーム上昇角度に対応するバケ
ットチルト角度、あるいは所定のブーム上昇角度に対応
するバケットチルト時間を設定した複数種類の自動掘削
モードの内のいずれか一つを選択可能なモード選択手段
４２を有する構成としている。
【００１６】上記構成によれば、モード選択手段により
複数種類の自動掘削モードの内の一つを任意に選択可能
なため、土質や作業条件等に最適の掘削モードを選択で
き、作業効率を向上することができる。
【００１７】本発明に係る第７発明は、第２、３又は４
発明の作業機の角度制御装置において、走行速度を前進
２速から前進１速に変速するキックダウンスイッチ３５
と、コントローラ２５に接続し、予め所定のブーム上昇
角度に対応するバケットチルト角度、あるいは所定のブ
ーム上昇角度に対応するバケットチルト時間を設定した
複数種類の自動掘削モードの内のいずれか一つを選択可
能なモード選択手段４２とを有する構成としている。
【００１８】上記構成によれば、土質や作業条件等に最
適の掘削モードを選択できると共に、キックダウンスイ
ッチを操作することにより掘削時の駆動力を増加するこ
とができるので、一層の作業効率の向上が図れる。
【００１９】本発明に係る第８発明は、第２又は３発明
の作業機の角度制御装置において、エンジン回転数を検
出し、コントローラ２５に検出信号を出力するエンジン
回転数検出器４３を有すると共に、コントローラ２５
は、エンジン回転数検出信号に基づいて判断した負荷の
大きさに対応して、前記記憶している複数種類の自動掘
削モードの内から選択し、選択した掘削モードに基づい
てバケットの作動を制御する構成としている。
【００２０】上記構成によれば、エンジン回転検出器に
より検出したエンジン回転数に基づいて負荷の大きさを
判断し、負荷に対して最も能率的となる自動掘削モード
の選択が可能となる。これにより、負荷に合った掘削が
できるので作業効率の向上が図れる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る作業機の角
度制御方法及びその制御装置の実施形態について、図面
を参照して詳述する。図１は、本発明に係る作業機の角
度制御方法及びその制御装置が適用されるフロントエン
ドローダを表しており、以下ではホイール式フロントエ
ンドローダを例として説明する。フロントエンドローダ
１は、走行自在な車体２の前部に昇降自在に取着したブ
ーム３と、ブーム３の先端部に上下方向に回動自在に取
着されたバケット４とからなる作業機５を有している。
ブーム３及びバケット４の操作は、車体２上に搭載され
た運転室内に設けられたそれぞれの操作レバーにより行
われる。
【００２２】図２は、作業機の角度制御装置の制御系統
図である。作業機油圧ポンプ１２の吐出回路１６上に介
装された油圧パイロット式のブーム操作弁１３とバケッ
ト操作弁１４とはそれぞれブームシリンダ１０とバケッ
トシリンダ１１とに接続され、タンデム回路を構成して
いる。ブーム操作弁１３はＡ（ブーム上昇）位置、Ｂ
（中立）位置、Ｃ（ブーム下降）位置、Ｄ（浮き）位置
を有する４位置切換弁であり、バケット操作弁１４はＥ
（チルト）位置、Ｆ（中立）位置、Ｇ（ダンプ）位置を
有する３位置切換弁である。ブーム操作弁１３及びバケ
ット操作弁１４のパイロット受圧部はそれぞれ電磁比例
制御弁２０を介してパイロットポンプ１５と接続されて
いる。電磁比例制御弁２０はブーム下げ電磁比例制御弁
２１、ブーム上げ電磁比例制御弁２２、バケットダンプ
電磁比例制御弁２３及びバケットチルト電磁比例制御弁
２４により構成され、ブーム下げ電磁比例制御弁２１及
びブーム上げ電磁比例制御弁２２はブーム操作弁１３の
各パイロット受圧部に接続され、バケットダンプ電磁制
御弁２３及びバケットチルト電磁制御弁２４はバケット
操作弁１４の各パイロット受圧部に接続されている。ま
た、各電磁比例制御弁２１，２２，２３，２４のソレノ
イド指令部は、コントローラ２５からのそれぞれの指令
信号を入力している。
【００２３】ブーム操作レバー３０にはブーム操作量を
検出する第１ポテンショメータ３１が取着され、またバ
ケット操作レバー３２にはバケット操作量を検出する第
２ポテンショメータ３３が取着されており、それぞれの
検出信号はコントローラ２５に入力されている。また、
ブーム操作レバー３０には自動掘削スタートボタン３４
が設けられており、その掘削スタート信号はコントロー
ラ２５に入力されている。バケット操作レバー３２には
変速レバー（図示せず）を操作することなく前進２速か
ら前進１速に変速可能なキックダウンスイッチ３５が設
けられ、図示しない変速制御装置と接続されている。さ
らに、コントローラ２５は詳細は後述するブーム角度検
出手段４０、バケット角度検出手段４１、モード選択手
段４２及びエンジン回転数検出器４３とそれぞれ接続さ
れている。なお、図中＊印を付したキックダウンスイッ
チ３５、バケット角度検出手段４１、モード選択手段４
２及びエンジン回転数検出器４３は、システムの構成に
よっては不要である。また、キックダウンスイッチ３５
は自動掘削スタートボタン３４と兼用してもよい。
【００２４】次に、図２に基づいて作動について説明す
る。オペレータがブーム操作レバー３０又はバケット操
作レバー３２を操作すると、コントローラ２５は第１ポ
テンショメータ３１又は第２ポテンショメータ３３から
各操作レバー３０，３２の操作量信号を入力し、この操
作量信号に対応する作業機速度制御指令を各電磁比例制
御弁２１，２２，２３，２４に出力する。各電磁比例制
御弁２１，２２，２３，２４はこの作業機速度制御指令
の大きさに応じた圧力の各パイロット油圧を対応するブ
ーム操作弁１３又はバケット操作弁１４のパイロット受
圧部に出力し、これによってブームシリンダ１０又はバ
ケットシリンダ１１はそれぞれのパイロット油圧に応じ
た速度で、対応する方向に作動する。
【００２５】一方、コントローラ２５は自動掘削スター
トボタン３４からの掘削スタート信号を入力すると自動
掘削を開始し、ブーム角度検出手段４０、バケット角度
検出手段４１、モード選択手段４２及びエンジン回転数
検出器４３からの各信号を入力し、後述する所定の演算
を行なって作業機速度制御指令を電磁比例制御弁２０の
各ソレノイド指令部に出力してブーム角度とバケット角
度とを制御し、自動掘削を行う。このとき、キックダウ
ンスイッチ３５を操作して車速を前進２速から前進１速
に変速することにより駆動力が大きくなり、掘削効率が
向上する。前述のように自動掘削スタートボタン３４と
キックダウンスイッチ３５を兼用すると、自動掘削開始
と同時にキックダウンがなされ、掘削作業は一層容易
に、かつ能率的に行なえるようになる。
【００２６】次に、図３に基づいてブーム角度検出手段
４０及びバケット角度検出手段４１によるブーム角度及
びバケット角度の検出について説明する。図３は、フロ
ントエンドローダの作業機５の側面図である。ブーム３
の基端部は車体２にピン７により回動自在に取着され、
車体２とブーム３はブームシリンダ１０により連結され
ている。ブームシリンダ１０を伸長するとブーム３はピ
ン７を中心として回動して上昇し、縮小すると下降す
る。また、ブーム３の先端部にはバケット４がピン８に
より回動自在に取着され、バケット４とブーム３はリン
ク９を介してバケットシリンダ１１により連結されてい
る。バケットシリンダ１１を伸長するとバケット４はチ
ルトし、縮小するとダンプする。
【００２７】上記のような作業機５において、ブーム角
度は、ピン７とピン８とを結ぶ線Ａ−Ａと、ピン７を通
る鉛直線Ｂ−Ｂとの成す角θ1 で表される。また、バケ
ット角度は線Ａ−Ａと、ピン８を通りバケット４の底面
４ａに平行な線Ｃ−Ｃとの成す角θ2 で表される。よっ
て、ブーム３が上昇するとブーム角度θ1 は大きくな
り、バケット４がチルトするとバケット角度θ2 は大き
くなる。ブーム角度検出手段４０の一例として、ブーム
３の基端部のピン７部に第３ポテンショメータ４４が取
着されており、バケット角度検出手段４１の一例とし
て、バケット４の回動中心のピン８部に第４ポテンショ
メータ４５が取着されている。
【００２８】次に、図４及び図５に基づいて、第１実施
形態に係わる作業機の角度制御方法を説明する。本発明
においては、ブーム角度とバケット角度を互いに所定の
関係を保持しながら制御することにより、種々の掘削モ
ードで掘削するようにしている。図４は、第１実施形態
に係わる各掘削モードでのブーム角度とバケット角度の
関係の一例を表すグラフであり、横軸はブーム角θLS、
縦軸はバケット角θBSを示している。各曲線は、モード
１、モード２、モード３の３種類を表している。各モー
ド曲線上にはコントローラ２５により後述の演算処理の
際に用いられる処理パラメータの段階ｉに対応する点が
それぞれ設定されていて、段階ｉはここでは０からｎま
で変化するものとする。なお、エンジン回転数により掘
削時の負荷の大きさを判定できるので、エンジン回転数
の所定範囲ごとに掘削モードを切り換えて、負荷に合っ
た掘削モードを設定することも可能である。なお、図４
に示したグラフの線の形状、種類数、段階は土質や作業
条件等に適合させて最適に設定されるものである。
【００２９】図５は第１実施形態におけるコントローラ
２５の演算処理フローチャートであり、同図に基づいて
作業機の角度制御方法について説明する。ここで、コン
トローラ２５は図４に示した各掘削モードの曲線を記憶
しているものとする。 １）ステップ５１で、オペレータは土質、作業条件等か
ら最適の掘削モードをモード選択手段４２によりコント
ローラ２５に指示し、コントローラ２５は記憶している
掘削モードの中から指示された掘削モードを選定する。
なお、エンジン回転数検出器４３を設けた場合には、コ
ントローラ２５はエンジン回転数検出器４３からの信号
を入力し、負荷に合った掘削モードを選定する。 ２）ステップ５２で、オペレータは自動掘削スタートボ
タン３４を操作し、コントローラ２５に自動掘削開始を
指示する。 ３）ステップ５３で、コントローラ２５は自動掘削をｉ
＝０段階から開始する。 ４）ステップ５４で、コントローラ２５はブーム上げ電
磁比例制御弁２１に制御信号を出力してブーム３の上昇
を開始させ、ブーム角度θ1 は増大する。 ５）ステップ５５で、コントローラ２５は掘削モードに
基づき、ブーム角度θ1≧θLSi か否かを演算して判定
する。ＮＯの場合にはステップ５４の前に戻り、ＹＥＳ
の場合にはステップ５６に進む。 ６）ステップ５６で、コントローラ２５は図４に示した
第１実施形態の掘削モードに基づき、バケットチルト電
磁比例制御弁２４に制御信号を出力し、バケット４をチ
ルトさせる。したがって、バケット角度θ2 は増大す
る。 ７）ステップ５７で、コントローラ２５は掘削モードに
基づきθ2 ≧θBSi か否かを演算して判定する。ＮＯの
場合にはステップ５６の前に戻り、ＹＥＳの場合にはス
テップ５８に進む。 ８）ステップ５８で、次の段階ｉ＝ｉ＋１に進む。 ９）ステップ５９で、コントローラ２５は最終段階に到
達したか否か、すなわち、ブーム角度θ1 ≧θLSn か否
かを演算して判定する。ＮＯの場合にはステップ５４の
前に戻って次の段階の行程を同様に繰り返す。 １０）ステップ５９でＹＥＳの場合にはステップ６０で
自動掘削は完了し、一般のマニアルモードに移行する。
以上で１回目のバケット４への自動掘削、積込作業が終
了し、２回目以降は再び掘削モード選択から開始する。
【００３０】上記方法によれば、オペレータは自動掘削
スタートボタン３４を操作すれば、後はすべて自動的に
バケット４の掘削、積込が行われるため、作業は極めて
容易であり、未熟練者でも容易に対応できる。
【００３１】次に、図６及び図７を参照して第２実施形
態を説明する。図６は第２実施形態に係わる掘削モード
でのブーム角度とバケット角度の関係の一例を表すグラ
フであり、横軸はブーム角度θLS、縦軸はこのブーム角
度θLSに対応するバケットチルト駆動時間（以後、バケ
ットチルト時間と言う）を示している。同図にはモード
１及びモード２の２種類を表しており、ブーム角θLSの
所定範囲にそれぞれ対応する前記処理パラメータの段階
ｉ毎に、ステップ的にバケットチルト時間を設定してい
る。なお、図６に示したグラフの線の形状、種類数、段
階は土質や作業条件等に適合させて最適に設定されるも
のであり、予めコントローラ２５に記憶させておく。
【００３２】図７は第２実施形態におけるコントローラ
２５の演算処理フローチャートであり、同図に基づいて
本実施形態の角度制御方法について説明する。ここで、
コントローラ２５は図６に示した各掘削モードの特性デ
ータ（ブーム角度とバケットチルト時間の関係を表すデ
ータ）を記憶しているものとする。 １）ステップ７１で、オペレータはモード選択手段４２
によりコントローラ２５に選択した掘削モードを指示
し、コントローラ２５は記憶している掘削モードの中か
ら指示された掘削モードを選定する。なお、エンジン回
転検出器４３を設けた場合には、コントローラ２５はエ
ンジン回転検出器４３からの信号を入力し、負荷に合っ
た掘削モードを選定する。 ２）ステップ７２で、オペレータは自動掘削スタートボ
タン３４でコントローラ２５に自動掘削開始を指示す
る。 ３）ステップ７３で、コントローラ２５は自動掘削をｉ
＝０段階から開始する。 ４）ステップ７４で、オペレータはブーム操作レバー３
０を上昇操作する。 ５）ステップ７５で、ブーム３は上昇し、ブーム角度θ
1 は増大する。 ６）ステップ７６で、コントローラ２５は掘削モードに
基づき、ブーム角度θ1≧θLSi か否かを演算して判定
する。ＮＯの場合にはステップ７４の前に戻り、ＹＥＳ
の場合にはステップ７７に進む。 ７）ステップ７７で、コントローラ２５は図４に示した
第１実施形態の掘削モードに基づき、バケットチルト電
磁比例制御弁２４に制御信号を出力し、バケット４をチ
ルトさせる。したがって、バケット角度θ2 は増大す
る。 ８）ステップ７８で、コントローラ２５は掘削モードに
基づき、バケット角度θ2 ≧θBSi か否かを演算して判
定する。ＮＯの場合にはステップ７７の前に戻る。ＹＥ
Ｓの場合にはステップ７９に進む。 ９）ステップ７９で、次の段階ｉ＝ｉ＋１に進む。 １０）ステップ８０で、コントローラ２５は最終段階に
到達したか否か、すなわち、ブーム角度θ1 ≧θLSn か
否かを演算して判定する。ＮＯの場合にはステップ７４
の前に戻って次の段階の行程を同様に繰り返す。 １１）ステップ８０でＹＥＳの場合にはステップ８１で
自動掘削は完了し、一般のマニアルモードに移行する。
【００３３】上記方法によれば、オペレータはブーム上
昇作動は自分の意思で行うこととなり、環境状況に合わ
せた作業を進めることができ、作業の効率化が期待でき
る。
【００３４】次に、第３実施形態を説明する。図８は本
実施形態に係わる作業機の角度制御方法のフローチャー
トである。ここで、コントローラ２５は前記図６に示し
た第２実施形態と同様の掘削モードの特性データを記憶
しているものとする。 １）ステップ９１で、オペレータはモード選択手段４２
によりコントローラ２５に掘削モードを指示し、コント
ローラ２５は記憶した掘削モードの中から指示された掘
削モードを選定する。 ２）ステップ９２で、オペレータは自動掘削スタートボ
タン３４を操作してコントローラ２５に自動掘削開始を
指示する。 ３）ステップ９３で、コントローラ２５は自動掘削をｉ
＝０段階から開始する。 ４）ステップ９４で、オペレータはブーム操作レバー３
０を上昇操作する。 ５）ステップ９５で、ブーム３は上昇し、ブーム角度θ
1 は増大する。 ６）ステップ９６で、コントローラ２５は掘削モードに
基づき、ブーム角度θ1≧θLSi か否かを演算して判定
する。ＮＯの場合にはステップ７４の前に戻る。ＹＥＳ
の場合にはステップ９７に進む。 ７）ステップ９７で、コントローラ２５は図６に示した
第２実施形態の掘削モードに基づき、バケット４を所定
時間チルトさせる。 ８）ステップ９８で、次の段階ｉ＝ｉ＋１に進む。 ９）ステップ９９で、コントローラ２５は最終段階に到
達したか否か、すなわち、ブーム角度θ1 ≧θLSn か否
かを演算して判定する。ＮＯの場合にはステップ７４の
前に戻り次の段階の行程を同様に繰り返す。 １０）ステップ９９でＹＥＳの場合には、ステップ１０
０で自動掘削は完了し、一般のマニアルモードに移行す
る。
【００３５】上記方法によれば、バケット４のチルトは
時間で設定されているため、負荷の大小に係わらずバケ
ットチルト時間は一定である。したがって、掘削、積込
作業を一定のリズムで進めることができ、効率的に作業
を進めることができる。なお、本方法においては、バケ
ットチルトは角度制御ではないため、図２におけるバケ
ット角度検出手段４１は不要となる。
【００３６】以下に、他の実施形態について説明する。
図２において、ブーム操作弁１３とバケット操作弁１４
とはタンデム回路を構成しているが、図示しないパラレ
ル回路とし、ブーム３とバケット４との同時操作を可能
としても良い。
【００３７】図２において、掘削モードが一種類の場合
にはモード選択手段４２は不要となり、前記各フローチ
ャートの掘削モード選択ステップは無くなる。
【００３８】図３において、ブーム角度θ1 及びバケッ
ト角度θ2 を検出する第３ポテンショメータ４４及び第
４ポテンショメータ４５は、ブームシリンダ１０及びバ
ケットシリンダ１１のストロークセンサであっても良
い。あるいは、ブーム角度θ1及びバケット角度θ2 の
代わりに、ブーム操作弁１３及びバケット操作弁１４の
バルブ開口時間を用いても良い。
【００３９】上述の制御方法及び制御装置において、図
示しないが、自動掘削解除手段（例えば自動掘削解除ス
イッチ）を設けて自動掘削作業途中で自動掘削を解除
し、マニアルモードに移行できるようにしても良い。な
お、前記の制御方法ではバケット操作レバー３２は使用
されない。したがって、自動掘削解除手段は、自動掘削
作業途中でバケット操作レバー３２を操作した場合に自
動掘削が解除されるように構成しても良い。
【００４０】上述の制御方法において、コントローラに
一回目の掘削、積込時のオペレータの操作信号をティー
チングモードとして記憶させ、二回目以降、このティー
チングモードをプレイバックして自動的に掘削、積込す
るようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】フロントエンドローダの側面図である。
【図２】本発明の作業機の角度制御装置の制御系統図で
ある。
【図３】ブーム角度及びバケット角度の説明図である。
【図４】第１実施形態の掘削モードを示すグラフであ
る。
【図５】第１実施形態の制御方法のフローチャートであ
る。
【図６】第２実施形態の掘削モードを示すグラフであ
る。
【図７】第２実施形態の制御方法のフローチャートであ
る。
【図８】第３実施形態の制御方法のフローチャートであ
る。
【符号の説明】
３…ブーム、４…バケット、１０…ブームシリンダ、１
１…バケットシリンダ、１２…作業機油圧ポンプ、１３
…ブーム操作弁、１４…バケット操作弁、２０…電磁比
例制御弁、２１…ブーム下げ電磁比例制御弁、２２…ブ
ーム上げ電磁比例制御弁、２３…バケットダンプ電磁比
例制御弁、２４…バケットチルト電磁比例制御弁、２５
…コントローラ、３０…ブーム操作レバー、３１…第１
ポテンショメータ、３２…バケット操作弁、３３…第２
ポテンショメータ、３４…自動掘削スタートボタン、３
５…キックダウンスイッチ、４０…ブーム角度検出手
段、、４１…バケット角度検出手段、４２…モード選択
手段、４３…エンジン回転数検出器、４４…第３ポテン
ショメータ、４５…第４ポテンショメータ。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車体の前部に昇降自在に取着されたブー
    ム(3) と、ブーム(3)の先端部に上下方向に回動自在に
    取着されたバケット(4) との作業機を有するフロントエ
    ンドローダの作業機の角度制御方法において、 予め、掘削時のブーム角度に対するバケット角度の所定
    の関係を表す自動掘削モードを記憶し、掘削時には、ブ
    ーム(3) とバケット(4) とを手動で自動掘削開始位置に
    操作した後、自動掘削を開始して、前記記憶した自動掘
    削モードのブーム角度とバケット角度の関係に基づい
    て、ブーム(3) 上昇及びバケット(4) チルトの駆動を制
    御してそれぞれの角度を制御することを特徴とする作業
    機の角度制御方法。
  2. 【請求項２】 車体の前部に昇降自在に取着されたブー
    ム(3) と、ブーム(3) の先端部に上下方向に回動自在に
    取着されたバケット(4) と、ブーム操作レバー(30)及び
    バケット操作レバー(32)からの操作信号に基づいてブー
    ム(3) の昇降作動及びバケット(4) のチルト・ダンプ作
    動をそれぞれ制御するブーム操作弁(13)及びバケット操
    作弁(14)とを有するフロントエンドローダの作業機の角
    度制御装置において、ブーム(3) 及びバケット(4) によ
    る自動掘削開始を指示する自動掘削スタートボタン(34)
    と、ブーム(3) の上昇角度を検出するブーム角度検出手
    段(40)と、バケット(4) のチルト角度を検出するバケッ
    ト角度検出手段(41)と、入力するブーム(3) 及びバケッ
    ト(4) の各制御信号によりブーム操作弁(13)及びバケッ
    ト操作弁(14)を制御する電磁比例制御弁(20)と、自動掘
    削スタートボタン(34)からの開始信号を入力したとき、
    自動掘削モードになり、ブーム(3) を所定速度で上昇さ
    せる制御信号を電磁比例制御弁(20)に出力すると共に、
    ブーム角度検出手段(40)及びバケット角度検出手段(41)
    からのそれぞれの信号を入力して所定の演算を行い、予
    め記憶している自動掘削モードに基づいて、上昇するブ
    ーム角度に対応してバケット(4) を所定角度チルトさせ
    る制御信号を電磁比例制御弁(20)に出力するコントロー
    ラ(25)とを有することを特徴とする作業機の角度制御装
    置。
  3. 【請求項３】 車体の前部に昇降自在に取着されたブー
    ム(3) と、ブーム(3) の先端部に上下方向に回動自在に
    取着されたバケット(4) と、ブーム操作レバー(30)及び
    バケット操作レバー(32)からの操作信号に基づいてブー
    ム(3) の昇降作動及びバケット(4) のチルト・ダンプ作
    動をそれぞれ制御するブーム操作弁(13)及びバケット操
    作弁(14)とを有するフロントエンドローダの作業機の角
    度制御装置において、ブーム(3) 及びバケット(4) によ
    る自動掘削開始を指示する自動掘削スタートボタン(34)
    と、ブーム(3) の上昇角度を検出するブーム角度検出手
    段(40)と、バケット(4) のチルト角度を検出するバケッ
    ト角度検出手段(41)と、入力するブーム(3) 及びバケッ
    ト(4) の各制御信号によりブーム操作弁(13)及びバケッ
    ト操作弁(14)を制御する電磁比例制御弁(20)と、自動掘
    削スタートボタン(34)からの開始信号を入力したとき、
    自動掘削モードになり、ブーム操作レバー(30)からの信
    号に基づいてブーム(3) を上昇させる制御信号を電磁比
    例制御弁(20)に出力すると共に、ブーム角度検出手段(4
    0)及びバケット角度検出手段(41)からのそれぞれの信号
    を入力して所定の演算を行い、予め記憶している自動掘
    削モードに基づいて、上昇するブーム角度に対応してバ
    ケット(4) を所定角度チルトさせる制御信号を電磁比例
    制御弁(20)に出力するコントローラ(25)とを有すること
    を特徴とする作業機の角度制御装置。
  4. 【請求項４】 車体の前部に昇降自在に取着されたブー
    ム(3) と、ブーム(3) の先端部に上下方向に回動自在に
    取着されたバケット(4) と、ブーム操作レバー(30)及び
    バケット操作レバー(32)からの操作信号に基づいてブー
    ム(3) の昇降作動及びバケット(4) のチルト・ダンプ作
    動をそれぞれ制御するブーム操作弁(13)及びバケット操
    作弁(14)とを有するフロントエンドローダの作業機の角
    度制御装置において、ブーム(3) 及びバケット(4) によ
    る自動掘削開始を指示する自動掘削スタートボタン(34)
    と、ブーム(3) の上昇角度を検出するブーム角度検出手
    段(40)と、入力するブーム(3) 及びバケット(4) の各制
    御信号によりブーム操作弁(13)及びバケット操作弁(14)
    を制御する電磁比例制御弁(20)と、自動掘削スタートボ
    タン(34)からの開始信号を入力したとき、自動掘削モー
    ドになり、ブーム操作レバー(30)からの信号に基づいて
    ブーム(3) を上昇させる制御信号を電磁比例制御弁(20)
    に出力すると共に、ブーム角度検出手段(40)からの信号
    を入力して所定の演算を行い、予め記憶している自動掘
    削モードに基づいて、上昇するブーム角度に対応してバ
    ケット(4) を所定の時間チルトさせる制御信号を電磁比
    例制御弁(20)に出力するコントローラ(25)とを有するこ
    とを特徴とする作業機の角度制御装置。
  5. 【請求項５】 請求項２、３又は４記載の作業機の角度
    制御装置において、走行速度を前進２速から前進１速に
    変速するキックダウンスイッチ(35)を有することを特徴
    とする作業機の角度制御装置。
  6. 【請求項６】 請求項２、３又は４記載の作業機の角度
    制御装置において、コントローラ(25)に接続し、予め所
    定のブーム上昇角度に対応するバケットチルト角度、あ
    るいは所定のブーム上昇角度に対応するバケットチルト
    時間を設定した複数種類の自動掘削モードの内のいずれ
    か一つを選択可能なモード選択手段(42)を有することを
    特徴とする作業機の角度制御装置。
  7. 【請求項７】 請求項２、３又は４記載の作業機の角度
    制御装置において、走行速度を前進２速から前進１速に
    変速するキックダウンスイッチ(35)と、コントローラ(2
    5)に接続し、予め所定のブーム上昇角度に対応するバケ
    ットチルト角度、あるいは所定のブーム上昇角度に対応
    するバケットチルト時間を設定した複数種類の自動掘削
    モードの内のいずれか一つを選択可能なモード選択手段
    (42)とを有することを特徴とする作業機の角度制御装
    置。
  8. 【請求項８】 請求項２又は３記載の作業機の角度制御
    装置において、エンジン回転数を検出し、コントローラ
    (25)に検出信号を出力するエンジン回転数検出器(43)を
    有すると共に、コントローラ(25)は、エンジン回転数検
    出信号に基づいて判断した負荷の大きさに対応して、前
    記記憶している複数種類の自動掘削モードの内から選択
    し、選択した掘削モードに基づいてバケットの作動を制
    御することを特徴とする作業機の角度制御装置。
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