JP2000144791A - Interference-avoidance controller for working machine - Google Patents

Interference-avoidance controller for working machine

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JP2000144791A
JP2000144791A JP10325545A JP32554598A JP2000144791A JP 2000144791 A JP2000144791 A JP 2000144791A JP 10325545 A JP10325545 A JP 10325545A JP 32554598 A JP32554598 A JP 32554598A JP 2000144791 A JP2000144791 A JP 2000144791A
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藤井  敏
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Caterpillar Mitsubishi Ltd
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    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/2025Particular purposes of control systems not otherwise provided for
    • E02F9/2033Limiting the movement of frames or implements, e.g. to avoid collision between implements and the cabin

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  • Structural Engineering (AREA)
  • Operation Control Of Excavators (AREA)
  • Component Parts Of Construction Machinery (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To conduct smooth avoidance operation when operation is controlled so as to be able to be continued while avoiding an interference in a cab and an attachment when the attachment is brought near to the cab during operation. SOLUTION: When control signals to electromagnetic proportional decompression valves 20A, 20B for an arm are set for conducting the automatic avoidance operation of the arm, an arm-angle control arithmetic means arithmetically operating the control of an arm angle on the basis of an angular deviation Δβof an arm critical angle βLT and an actual arm angle βact and an arm angular-velocity control arithmetic means arithmetically operating the control of an arm angular velocity on the basis of actual boom angular velocity dαact/dt and actual arm angular velocity dβact/dt are installed. Control signals are set on the basis of the arithmetic results of these control arithmetic means.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧ショベル等の
作業用機械の油圧制御回路の技術分野に属するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention belongs to the technical field of a hydraulic control circuit for a working machine such as a hydraulic shovel.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、油圧ショベル等の作業用機械に
装備される作業部のなかには、上下左右揺動するオフセ
ット型のブームと、該ブームの先端部に前後揺動自在に
連結されるアームと、該アームの先端部に連結されるバ
ケット等のアタッチメントを備えたものあるが、このも
のにおいて、ブームやアームを揺動させたときにアタッ
チメントが運転席部に接触(干渉)してしまう惧れがあ
る場合があり、この様な場合には、アタッチメントと運
転席部との接触を回避するための配慮が必要となる。そ
こで従来、作業部の姿勢を検出する姿勢検出手段と、該
姿勢検出手段からの検出信号に基づいてアタッチメント
が運転席部の所定範囲以内に接近しているか否かの判断
を行う制御部とを設け、そしてアタッチメントが運転席
部の所定範囲内まで接近している判断された場合には、
作業部用油圧アクチュエータの油圧回路に対して制御部
から制御指令を出力して、作業部を停止させるようにし
たものがある。この様なものとして、例えば、図14に
示す如きものが知られているが、このものは、アーム用
シリンダ等の作業部用油圧アクチュエータ59への圧油
供給制御を行うためのパイロット式のコントロールバル
ブ60と、操作具の操作に基づいてパイロット圧油を出
力するパイロットバルブ61A、61Bとのあいだに、
制御部からの指令に基づいて作動する電磁比例減圧弁6
2A、62Bが設けられている。そして、アタッチメン
トが運転席部から離れている場合には、上記電磁比例減
圧弁62A、62Bを開いてコントロールバルブ60へ
のパイロット圧油の供給を許容する一方、アタッチメン
トが運転席部に接近した場合には、電磁比例減圧弁62
A、62Bを閉じてコントロールバルブ60へのパイロ
ット圧油の供給を断ち、これにより作業部を停止させる
ように構成されている。
2. Description of the Related Art Generally, a working unit mounted on a working machine such as a hydraulic excavator includes an offset type boom that swings up and down and right and left, and an arm that is connected to the tip of the boom so as to swing back and forth. Although there is an attachment such as a bucket connected to the tip of the arm, the attachment may contact (interfere with) the driver's seat when the boom or the arm is swung. In such a case, care must be taken to avoid contact between the attachment and the driver's seat. Therefore, conventionally, a posture detecting means for detecting the posture of the working unit, and a control unit for determining whether the attachment is within a predetermined range of the driver's seat portion based on a detection signal from the posture detecting means, If it is determined that the attachment is within a predetermined range of the driver's seat,
There is a configuration in which a control command is output from a control unit to a hydraulic circuit of a working unit hydraulic actuator to stop the working unit. As such a device, for example, a device as shown in FIG. 14 is known, which is a pilot-type control for controlling the supply of pressurized oil to a working unit hydraulic actuator 59 such as an arm cylinder. Between the valve 60 and pilot valves 61A and 61B that output pilot pressure oil based on the operation of the operating tool,
Electromagnetic proportional pressure reducing valve 6 that operates based on a command from a control unit
2A and 62B are provided. When the attachment is away from the driver's seat, the electromagnetic proportional pressure reducing valves 62A and 62B are opened to allow the supply of pilot pressure oil to the control valve 60, while the attachment approaches the driver's seat. Has an electromagnetic proportional pressure reducing valve 62
A and 62B are closed to cut off the supply of pilot pressure oil to the control valve 60, thereby stopping the working unit.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかるに前記従来のも
のは、前述したように、アタッチメントが運転席部に接
近した場合に、電磁比例減圧弁を閉じて作業部を停止さ
せるものであるため、作業の途中で作業部が停止してし
まうことになる。この場合には、一旦アタッチメントを
運転席部から遠ざけてから、中断した作業を続行する操
作を再開しなければならず、煩雑かつ面倒であって、作
業能率が低下するという問題があり、ここに本発明が解
決しようとする課題があった。
However, as described above, when the attachment approaches the driver's seat, the electromagnetic proportional pressure reducing valve is closed to stop the working unit. Work part will be stopped halfway through. In this case, once the attachment is moved away from the driver's seat, the operation of continuing the interrupted work must be restarted, which is troublesome and troublesome, and has a problem that the work efficiency is reduced. There was a problem to be solved by the present invention.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の如き実
情に鑑み、これらの課題を解決することを目的として創
作されたものであって、機械本体に対し揺動自在なブー
ムと、該ブームの先端部に揺動自在に連結されるアーム
と、該アームの先端部に連結されるアタッチメントとを
備えた作業用機械において、予め設定される干渉回避領
域内へのアタッチメントの侵入を回避するための干渉回
避制御手段を設けるにあたり、該干渉回避制御手段は、
ブームの機械本体に対する揺動角度を検出するブーム角
度検出手段からの信号を入力し、該入力されたブーム角
度に基づいてアタッチメントが干渉回避領域に侵入しな
いためのアーム限界角度を設定するアーム限界角度設定
手段と、アームのブームに対する揺動角度を検出するア
ーム角度検出手段からの信号を入力し、該入力されたア
ーム角度と前記アーム限界角度との角度偏差を求め、該
角度偏差に基づいてアーム角度の制御演算を行う角度制
御演算手段と、前記ブーム角度検出手段から入力される
ブーム角度に基づいて演算されるブーム角速度、および
アーム角度検出手段から入力されるアーム角度に基づい
て演算されるアーム角速度を用いてアーム角速度の制御
演算を行う角速度制御演算手段と、前記角度制御演算手
段および角速度制御演算手段の演算結果に基づいてアー
ムの自動的な干渉回避作動を行うべくアーム駆動手段に
対する制御信号を設定する制御信号設定手段とを備えて
構成されているものである。そして、この様にすること
により、ブームの作動速度に対応したアームの干渉回避
作動速度が得られることになって、アームの回避動作が
遅れてしまうような不具合を回避できると共に、アーム
の滑らかな干渉回避動作が得られることになり、作業
性、操作性に優れる。このものにおいて、角速度制御演
算手段は、ブーム角度検出手段から入力されるブーム角
度に基づいてブーム角速度を演算するブーム角速度演算
手段と、アーム角度検出手段から入力されるアーム角度
に基づいてアーム角速度を演算するアーム角速度演算手
段と、アーム限界角度に基づいてアーム限界位置でのブ
ーム角速度に対するアーム角速度の角速度比を設定する
角速度比設定手段と、該角速度比と前記ブーム角速度と
からアーム目標角速度を設定する目標角速度設定手段
と、該アーム目標角速度および前記アーム角速度に基づ
いてアーム角速度の制御演算を行う制御演算手段とを用
いて構成することができる。さらに、干渉回避制御手段
に、アーム用操作具の操作に基づいてアーム駆動手段に
対する操作信号を設定する操作信号設定手段と、該操作
信号設定手段からの操作信号と制御信号設定手段からの
制御信号のうち何れか一方を選択してアーム駆動手段に
出力する選択手段とを設けることにより、アーム用操作
具の操作状態やアームおよびブームの角度、角速度に対
応して、操作信号または制御信号が選択される。さらに
また、干渉回避制御手段に、少なくともブームが揺動し
ている状態でアタッチメントが干渉回避領域に接近した
とき、アームを干渉回避領域から離れる方向に揺動させ
ることで前記干渉回避領域内へのアタッチメントの侵入
を回避しながらブーム揺動を続行させるための機構を設
けることにより、干渉回避領域への侵入を回避しながら
作業を続行することができて、作業効率が向上する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has been created with the object of solving these problems. In a working machine including an arm pivotally connected to a tip of a boom and an attachment connected to the tip of the arm, the attachment is prevented from entering a preset interference avoidance area. In providing the interference avoidance control means for the, the interference avoidance control means,
An arm limit angle for inputting a signal from boom angle detection means for detecting a swing angle of the boom with respect to the machine body, and setting an arm limit angle for preventing the attachment from entering the interference avoidance area based on the input boom angle. A signal from the setting means and an arm angle detection means for detecting a swing angle of the arm with respect to the boom is input, an angle deviation between the input arm angle and the arm limit angle is obtained, and the arm is determined based on the angle deviation. Angle control calculation means for performing angle control calculation, an arm calculated based on a boom angular velocity calculated based on a boom angle input from the boom angle detection means, and an arm calculated based on an arm angle input from the arm angle detection means Angular velocity control computing means for performing control computation of arm angular velocity using angular velocity; Based on the calculation result of the calculating means are those constituted by a control signal setting means for setting a control signal for the arm driving means to perform an automatic interference avoidance operation of the arm. By doing so, the interference avoidance operation speed of the arm corresponding to the operation speed of the boom can be obtained, and it is possible to avoid a problem that the avoidance operation of the arm is delayed, and it is also possible to smoothly operate the arm. An interference avoiding operation can be obtained, and workability and operability are excellent. In this, the angular velocity control computing means comprises: a boom angular velocity computing means for computing a boom angular velocity based on the boom angle input from the boom angle detecting means; and an arm angular velocity based on the arm angle inputted from the arm angle detecting means. Arm angular velocity calculating means for calculating, angular velocity ratio setting means for setting an angular velocity ratio of the arm angular velocity to the boom angular velocity at the arm limit position based on the arm limit angle, and setting an arm target angular velocity from the angular velocity ratio and the boom angular velocity. Target angular velocity setting means, and control arithmetic means for performing control arithmetic of the arm angular velocity based on the arm target angular velocity and the arm angular velocity. Further, an operation signal setting means for setting an operation signal to the arm driving means based on an operation of the arm operating tool in the interference avoidance control means, an operation signal from the operation signal setting means and a control signal from the control signal setting means. And selecting means for selecting any one of them and outputting the selected signal to the arm driving means, so that an operation signal or a control signal can be selected in accordance with the operation state of the arm operating tool or the angles and angular velocities of the arm and the boom. Is done. Furthermore, when the attachment approaches the interference avoidance area at least in a state where the boom is swinging, the interference avoidance control means causes the arm to swing in a direction away from the interference avoidance area so that the arm avoids the interference avoidance area. By providing a mechanism for continuing the boom swing while avoiding the intrusion of the attachment, the work can be continued while avoiding intrusion into the interference avoidance area, and the work efficiency is improved.

【0005】[0005]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を、図
面に基づいて説明する。図1、図2において、1はオフ
セット型の油圧ショベルであって、該油圧ショベル1
は、下部走行体2、上部旋回体3、キャブ4、作業部5
等の各部から構成されており、さらに該作業部5は、基
端部が上部旋回体3に上下揺動自在に支持されるリアブ
ーム6、該リアブーム6の先端部に左右揺動自在に連結
されるフロントブーム7、該フロントブーム7の先端部
に前後揺動自在に連結されるアーム8、該アーム8の先
端部に前後揺動自在に連結されるバケット9、およびこ
れらを揺動せしめるためのブーム用シリンダ10、オフ
セット用シリンダ11、アーム用シリンダ12、バケッ
ト用シリンダ13等から構成されていること等の基本的
構成は従来通りであるが、本実施の形態において、キャ
ブ4は上部旋回体3の左側部に設けられている。さらに
前記リアブーム6は、ブーム用シリンダ10が縮小する
ことで下降し、ブーム用シリンダ10が伸長することで
上昇する構成となっている。またフロントブーム7は、
オフセット用シリンダ11が縮小することで左方向、つ
まりキャブ4に接近する方向に移動し、オフセット用シ
リンダ11が伸長することで右方向に移動する構成とな
っている。さらにまたアーム8は、アーム用シリンダ1
2が伸長することで機体後方側に揺動(アームイン)
し、アーム用シリンダ12が縮小することで機体前方側
に揺動(アームアウト)する構成となっている。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2, reference numeral 1 denotes an offset type excavator.
Are the lower traveling unit 2, the upper revolving unit 3, the cab 4, and the working unit 5.
The working unit 5 is further connected to a rear boom 6 whose base end is supported by the upper swing body 3 so as to be able to swing up and down, and to the tip of the rear boom 6 so as to be able to swing left and right. A front boom 7, an arm 8 connected to the front end of the front boom 7 so as to be able to swing back and forth, a bucket 9 connected to a front end of the arm 8 so as to be able to swing back and forth, and a device for swinging these. Although the basic configuration such as the configuration including the boom cylinder 10, the offset cylinder 11, the arm cylinder 12, the bucket cylinder 13, and the like is the same as the conventional one, in the present embodiment, the cab 4 is 3 is provided on the left side. Further, the rear boom 6 is configured to move down as the boom cylinder 10 contracts and rise as the boom cylinder 10 extends. Also, the front boom 7
When the offset cylinder 11 is contracted, it moves in the left direction, that is, in the direction approaching the cab 4, and when the offset cylinder 11 is extended, it moves in the right direction. Further, the arm 8 includes the arm cylinder 1
2 swings to the rear side of the fuselage due to extension (arm in)
When the arm cylinder 12 contracts, it swings (arms out) to the front side of the fuselage.

【0006】前記ブーム用シリンダ10、オフセット用
シリンダ11、アーム用シリンダ用シリンダ12は、メ
インポンプ14から供給される圧油により伸縮作動する
が、これらシリンダ10〜12に圧油を供給する回路は
同様のものであるため、アーム用シリンダ12を例にと
って、図3に基づいて説明する。図3において、14は
メインポンプ、15はパイロット油圧源、16は油タン
ク、17はコントロールバルブ、18A、18Bは伸長
側、縮小側のパイロットバルブ、19A、19Bは伸長
側、縮小側の切換弁、20A、20Bは伸長側、縮小側
の電磁比例減圧弁、21A、21Bは伸長側、縮小側の
圧力センサであって、上記コントロールバルブ17は、
伸長側パイロットポート17aおよび縮小側パイロット
ポート17bを備えたパイロット操作式の三位置切換弁
から構成されている。そして前記コントロールバルブ1
7は、両パイロットポート17a、17bにパイロット
圧油が供給されていない状態では、アーム用シリンダ1
2への圧油供給を停止する中立位置Nに位置している
が、伸長側パイロットポート17aにパイロット圧油が
供給されることで、アーム用シリンダ12の伸長側油室
に圧油を供給する伸長側位置Xに切換り、また縮小側パ
イロットポート17bにパイロット圧油が供給されるこ
とで、アーム用シリンダ12の縮小側油室に圧油を供給
する縮小側位置Yに切換わる構成となっている。
The boom cylinder 10, the offset cylinder 11, and the arm cylinder cylinder 12 extend and contract with hydraulic oil supplied from a main pump 14, and a circuit for supplying hydraulic oil to these cylinders 10 to 12 is provided. Since they are the same, the arm cylinder 12 will be described as an example with reference to FIG. In FIG. 3, 14 is a main pump, 15 is a pilot hydraulic pressure source, 16 is an oil tank, 17 is a control valve, 18A and 18B are expansion side and reduction side pilot valves, and 19A and 19B are expansion side and reduction side switching valves. , 20A and 20B are expansion-side and reduction-side electromagnetic proportional pressure reducing valves, 21A and 21B are expansion-side and reduction-side pressure sensors, and the control valve 17 is
It comprises a pilot-operated three-position switching valve having an extension-side pilot port 17a and a reduction-side pilot port 17b. And the control valve 1
7 is an arm cylinder 1 when the pilot pressure oil is not supplied to both pilot ports 17a and 17b.
Although it is located at the neutral position N where the supply of pressure oil to the cylinder 2 is stopped, the supply of pilot pressure oil to the extension-side pilot port 17 a supplies pressure oil to the extension-side oil chamber of the arm cylinder 12. By switching to the extension side position X and supplying pilot pressure oil to the reduction side pilot port 17b, the configuration is switched to the reduction side position Y for supplying pressure oil to the reduction side oil chamber of the arm cylinder 12. ing.

【0007】また、伸長側、縮小側のパイロットバルブ
18A、18B、切換弁19A、19B、電磁比例減圧
弁20A、20B、圧力センサ21A、21Bは、前記
コントロールバルブ17の伸長側、縮小側のパイロット
ポート17a、17bにパイロット圧油を供給するため
の伸長側、縮小側のパイロット油路にそれぞれ設けられ
るが、同様のものであるため、伸長側のものについて説
明すると、まず伸長側パイロットバルブ18Aは、アー
ム用操作具22を伸長側に操作することにより、該操作
量に対応する圧力のパイロット圧油が出力ポート18a
から出力される構成となっている。
The expansion and contraction side pilot valves 18A and 18B, the switching valves 19A and 19B, the electromagnetic proportional pressure reducing valves 20A and 20B, and the pressure sensors 21A and 21B correspond to the extension and contraction side pilot valves of the control valve 17. The expansion side and the reduction side pilot oil passages for supplying pilot pressure oil to the ports 17a and 17b are provided respectively. However, since they are the same, the expansion side pilot valve 18A will be described first. By operating the arm operation tool 22 to the extension side, the pilot pressure oil having a pressure corresponding to the operation amount is output from the output port 18a.
Is output from the device.

【0008】さらに、伸長側切換弁19Aは、前記伸長
側パイロットバルブ18Aの二次側に配設される五ポー
ト二位置切換弁であって、第一ポート19aは油タンク
16に、第二ポート19bは前記伸長側パイロットバル
ブ18Aの出力ポート18aに、第三ポート19cはパ
イロット油圧源15に、第四ポート19dは後述する伸
長側電磁比例減圧弁20Aの第一ポート20aに、第五
ポート19eは伸長側電磁比例減圧弁20Aの第二ポー
ト20bにそれぞれ接続されている。またこの伸長側切
換弁19Aには、パイロットポート19fが設けられて
いるが、該パイロットポート19fは、前記伸長側パイ
ロットバルブ出力ポート18aと伸長側切換弁第二ポー
ト19bとを連結するパイロット油路に接続されてい
て、伸長側パイロットバルブ18Aからパイロット圧油
が出力されることに伴いパイロットポート19fにもパ
イロット圧油が供給されるようになっている。そして伸
長側切換弁19Aは、パイロットポート19fにパイロ
ット圧油が供給されていない状態では、弾機19gの付
勢力により、第一ポート19aが閉じ、第二ポート19
bと第四ポート19dとを連通する弁路が開き、かつ第
三ポート19cと第五ポート19eとを連通する弁路が
開く第一位置Xに位置していて、パイロット油圧源15
からのパイロット圧油を伸長側電磁比例減圧弁第二ポー
ト20bに供給すると共に、伸長側電磁比例減圧弁第一
ポート20aからの油を伸長側パイロットバルブ18A
を介して油タンク16に排出できるようになっている。
一方、パイロットポート19fにパイロット圧油が供給
された場合には、第三ポート19cが閉じ、第一ポート
19aと第四ポート19aとを連通する弁路が開き、か
つ第二ポート19bと第五ポート19eとを連通する弁
路が開く第二位置Yに切換って、パイロットバルブ出力
ポート18aからのパイロット圧油を伸長側電磁比例減
圧弁第二ポート20bに供給すると共に、伸長側電磁比
例弁圧弁第一ポート20aからの油を油タンク16に排
出できるようになっている。
The extension-side switching valve 19A is a five-port two-position switching valve disposed on the secondary side of the extension-side pilot valve 18A. The first port 19a is connected to the oil tank 16, and the second port 19a is connected to the second port. Reference numeral 19b denotes an output port 18a of the expansion-side pilot valve 18A, a third port 19c is connected to the pilot hydraulic pressure source 15, a fourth port 19d is connected to a first port 20a of a later-described expansion-side electromagnetic proportional pressure reducing valve 20A, and a fifth port 19e. Are connected to the second port 20b of the extension side electromagnetic proportional pressure reducing valve 20A, respectively. The expansion-side switching valve 19A is provided with a pilot port 19f. The pilot port 19f is connected to a pilot oil passage connecting the expansion-side pilot valve output port 18a and the expansion-side switching valve second port 19b. The pilot pressure oil is also supplied to the pilot port 19f as the pilot pressure oil is output from the extension side pilot valve 18A. When the pilot pressure oil is not supplied to the pilot port 19f, the extension side switching valve 19A closes the first port 19a by the urging force of the armature 19g and closes the second port 19a.
b is located at a first position X where a valve path connecting the fourth port 19d is open and a valve path connecting the third port 19c and the fifth port 19e is open.
Is supplied to the extension side electromagnetic proportional pressure reducing valve second port 20b, and oil from the extension side electromagnetic proportional pressure reducing valve first port 20a is supplied to the extension side pilot valve 18A.
Through the oil tank 16.
On the other hand, when the pilot pressure oil is supplied to the pilot port 19f, the third port 19c is closed, the valve connecting the first port 19a and the fourth port 19a is opened, and the second port 19b is connected to the fifth port 19b. The valve is switched to the second position Y in which the valve path communicating with the port 19e is opened, and the pilot pressure oil from the pilot valve output port 18a is supplied to the expansion-side electromagnetic proportional pressure-reducing valve second port 20b. The oil from the pressure valve first port 20a can be discharged to the oil tank 16.

【0009】また、伸長側電磁比例減圧弁20Aは、前
記伸長側切換弁19Aとコントロールバルブ伸長側パイ
ロットポート17aとのあいだに配設されるが、第一〜
第三ポート20a、20b、20c、およびソレノイド
20dを備えており、第一ポート20aは前記伸長側切
換弁第四ポート19dに、第二ポート20bは伸長側切
換弁第五ポート19eに、第三ポート20cはコントロ
ールバルブ伸長側パイロットポート17aにそれぞれ接
続されている。 そしてこの伸長側電磁比例減圧弁20
Aは、ソレノイド20dが励磁していない状態では、第
一ポート20aと第三ポート20cとを連通する弁路を
開き、かつ第二ポート20bを閉じているが、後述する
制御部23からの作動指令に基づいてソレノイド20d
が励磁することにより、第二ポート20bと第三ポート
20cとを連通する出力用弁路を開くように構成されて
いる。そして該出力用弁路が開くことにより、第一位置
Xの伸長側切換弁19Aを経由したパイロット油圧源1
5からのパイロット圧油、または第二位置Yの伸長側切
換弁19Aを経由した伸長側パイロットバルブ18Aか
らのパイロット圧油をコントロールバルブ伸長側パイロ
ットポート17aに出力するようになっているが、該出
力圧力は、制御部23からソレノイド20dの駆動回路
に出力される制御指令に対応して増減するようになって
いる。
The extension side electromagnetic proportional pressure reducing valve 20A is disposed between the extension side switching valve 19A and the control valve extension side pilot port 17a.
The third port 20a, 20b, 20c and the solenoid 20d are provided, the first port 20a is connected to the extension side switching valve fourth port 19d, the second port 20b is connected to the extension side switching valve fifth port 19e, The port 20c is connected to the control valve extension side pilot port 17a. The extension side electromagnetic proportional pressure reducing valve 20
A indicates that when the solenoid 20d is not excited, the valve path connecting the first port 20a and the third port 20c is opened and the second port 20b is closed. Solenoid 20d based on command
Is excited to open an output valve path communicating between the second port 20b and the third port 20c. When the output valve path is opened, the pilot hydraulic pressure source 1 via the extension side switching valve 19A at the first position X is opened.
5 or the pilot pressure oil from the extension side pilot valve 18A via the extension side switching valve 19A at the second position Y is output to the control valve extension side pilot port 17a. The output pressure increases and decreases in response to a control command output from the control unit 23 to the drive circuit of the solenoid 20d.

【0010】さらに、伸長側圧力センサ21Aは、前記
伸長側パイロットバルブ18Aから出力されるパイロッ
ト圧油の圧力を検出するものであって、該伸長側圧力セ
ンサ21Aの検出信号は、前記制御部23に入力される
ようになっている。
The extension-side pressure sensor 21A detects the pressure of the pilot pressure oil output from the extension-side pilot valve 18A. The detection signal of the extension-side pressure sensor 21A To be entered.

【0011】一方、前記制御部23は、マイクロコンピ
ュータ等を用いて構成されるものであるが、このものに
は、リアブーム6の上部旋回体3に対する相対角度(後
述する実ブーム角度αact)を検出するためのブーム角
度センサ24、フロントブーム7のリアブーム6に対す
る相対角度(後述する実オフセット角度γact)を検出
するためのオフセット角度センサ25、アーム8のフロ
ントブーム7に対する相対角度(後述する実アーム角度
βact)を検出するためのアーム角度センサ26、前述
したアーム用シリンダ12の伸長側、縮小側のパイロッ
ト油路にそれぞれ設けられた伸長側、縮小側の圧力セン
サ21A、21B、同様にしてブーム用シリンダ10の
伸長側、縮小側のパイロット油路にそれぞれ設けられる
伸長側、縮小側の圧力センサ27A、27B、オフセッ
ト用シリンダ11の伸長側、縮小側のパイロット油路に
それぞれ設けられる伸長側、縮小側の圧力センサ28
A、28B等の各種センサやスイッチ類からの信号が入
力するようになっており、これら入力信号に基づいて後
述する各種設定器、演算器、選択器等により設定、演
算、選択等を行い、そして前述したアーム用シリンダ1
2の伸長側、縮小側のパイロット油路にそれぞれ設けら
れた伸長側、縮小側の電磁比例減圧弁20A、20B、
同様にしてブーム用シリンダ10の伸長側、縮小側のパ
イロット油路にそれぞれ設けられる伸長側、縮小側の電
磁比例減圧弁29A、29B、オフセット用シリンダ1
1の伸長側、縮小側のパイロット油路にそれぞれ設けら
れる伸長側、縮小側の電磁比例減圧弁30A、30B等
に対し制御指令を出力するように構成されている。
On the other hand, the control unit 23 is constituted by using a microcomputer or the like, and includes a relative angle (actual boom angle α act described later) of the rear boom 6 with respect to the upper swing body 3. A boom angle sensor 24 for detecting, an offset angle sensor 25 for detecting a relative angle of the front boom 7 with respect to the rear boom 6 (actual offset angle γ act described later), and a relative angle of the arm 8 with respect to the front boom 7 (actual angle described later). The arm angle sensor 26 for detecting the arm angle β act ), the extension side and reduction side pressure sensors 21A and 21B provided in the extension side and reduction side pilot oil passages of the arm cylinder 12 described above, respectively, are used in the same manner. The extension-side and reduction-side pressures respectively provided in the extension-side and reduction-side pilot oil passages of the boom cylinder 10. Capacitors 27A, 27B, extending side of the offset cylinder 11, extended side respectively provided in the pilot oil path on the reduction side, reduction side of the pressure sensor 28
Signals from various sensors and switches such as A and 28B are input, and based on these input signals, setting, calculation, selection, and the like are performed by various setting units, arithmetic units, selectors, and the like, which will be described later. And the above-described arm cylinder 1
2, expansion-side and reduction-side electromagnetic proportional pressure reducing valves 20A, 20B provided in the expansion-side and reduction-side pilot oil passages, respectively.
Similarly, the extension-side and reduction-side electromagnetic proportional pressure reducing valves 29A and 29B provided in the extension-side and reduction-side pilot oil passages of the boom cylinder 10, respectively, and the offset cylinder 1
1 is configured to output control commands to the expansion-side and reduction-side electromagnetic proportional pressure reducing valves 30A and 30B provided in the expansion-side and reduction-side pilot oil passages, respectively.

【0012】次に、前記制御部23に設けられる各種設
定器、演算器、選択器等について図5〜図11に基づい
て説明すると、図5のブロック図において、31A、3
1Bは伸長側、縮小側のアーム操作信号設定器であっ
て、このものは、前記アーム用シリンダ12のパイロッ
ト油路に設けられた伸長側、縮小側の圧力センサ21
A、21Bからの検出信号を入力し、該検出信号に基づ
いて伸長側、縮小側のアーム用電磁比例減圧20A、2
0Bに対するアーム操作信号をそれぞれ設定して出力す
る。この場合、アーム操作信号設定器31A、31B
は、図6の特性図(A)、(B)に示す如く、圧力セン
サ21A、21Bで検出された圧力、つまりアーム用パ
イロットバルブ18A、18Bの出力圧と等しい圧力を
アーム用電磁比例減圧弁20A、20Bに発生させるた
めの0〜100%の信号を設定する。32はアーム限界
角度演算器であって、このものは、ブーム角度センサ2
4で検出された実ブーム角度αact、およびオフセット
角度センサ25で検出された実オフセット角度γact
基づいて、アーム限界角度βLTを演算して出力するが、
該アーム限界角度βLTの演算については、後述する。3
3は第一減算器であって、このものは、前記アーム限界
角度演算器32で演算されたアーム限界角度βLTからア
ーム角度センサ26で検出される実アーム角度βact
減算し、該減算したものを角度偏差Δβとして出力す
る。34は第一係数設定器であって、このものは、前記
減算器33から出力される角度偏差Δβに基づいて係数
j(j=0〜1)を設定して出力する。この場合、第一
係数設定器34は、図7の特性図に示すごとく、角度偏
差Δβが予め設定される設定値D以下(Δβ≦D)のと
きには係数「1」を出力し、予め設定される設定値E以
上(Δβ≧E)のときには係数「0」を出力し、さらに
設定値DからEのあいだ(D<Δβ<E)のときには、
角度偏差Δβが大きくなるにつれて小さくなるように設
定された係数jを出力するように設定されている(但
し、D、Eは共にプラスの値であって、D<E)。35
は限界位置演算器であって、このものは、ブーム角度セ
ンサ24で検出された実ブーム角度αact、オフセット
角度センサ25で検出された実オフセット角度γact
および前記アーム限界角度演算器32で演算されたアー
ム限界角度βLTに基づいて、アーム先端部cの限界位置
座標(XLT,YLT)を演算して出力するが、該限界位置
座標(XLT,YLT)の演算については、後述する。36
は角速度比設定器であって、このものは、前記限界位置
演算器35から出力されるアーム先端cの限界位置座標
(XLT,YLT)に基づき、限界位置でのブーム角速度に
対するアーム角速度の比iを設定して出力するが、該角
速度比iの設定については、後述する。37は第一乗算
器であって、このものは、前記第一係数設定器34から
出力される係数jと角速度比設定器36から出力される
角速度比iとを掛け合せ、該掛け合せたものを、目標角
速度比kとして出力する。38は角度制御信号設定器で
あって、このものは、前記減算器33から出力される角
度偏差Δβに基づいて角度制御信号を出力する。この場
合、角度制御信号設定器38は、図8の特性図に示すご
とく、角度偏差Δβが予め設定されるプラスの設定値F
以上(Δβ≧F)のときには100%の信号を出力する
が、角度偏差Δβが小さくなるにつれて出力信号値も小
さくなり、そして角度偏差Δβが「0」および「0」の
近傍値のときには0%の信号を出力し、さらに予め設定
されるマイナスの設定値G以下(Δβ≦G)のときには
−100%の信号を出力するようになっている。39は
ブーム用微分演算器であって、このものは、ブーム角度
センサ24で検出された実ブーム角度αactから実ブー
ム角速度dαact/dtを演算して出力する。40はア
ーム用微分演算器であって、このものは、アーム角度セ
ンサ26で検出された実アーム角度βactから実アーム
角速度dβact/dtを演算して出力する。41は第二
乗算器であって、このものは、前記ブーム用微分演算器
39から出力される実ブーム角速度dαact/dtに、
第一乗算器37から出力される目標角速度比kを乗じ、
該乗じたものをアーム目標角速度dβset/dtとして
出力する。42はフィードフォワード信号設定器であっ
て、このものは、前記第二乗算器41から出力されるア
ーム目標角速度dβset/dtに基づきフィードフォワ
ード信号を設定して出力する。この場合、フィードフォ
ワード信号設定器42は、図9の特性図に示すごとく、
アーム目標角速度dβset/dtが「0」以上(dβset
/dt≧0)のときには「0」の信号を出力し、アーム
目標角速度dβset/dtがマイナス側に大きくなるに
つれてマイナス側に大きくなる信号を出力するように設
定されている。43は第二減算器であって、このもの
は、前記第二乗算器41で設定されるアーム目標角速度
dβset/dtからアーム用微分演算器40で演算され
た実アーム角速度dβact/dtを減算し、該減算した
ものを角速度偏差Δdβ/dtとして出力する。44は
切換器であって、このものは、前記ブーム用微分演算器
39の出力信号に基づいてON/OFFするものであっ
て、ブーム用微分演算器39の出力が「0」のときに
は、第二減算器43の信号を第三乗算器45に出力しな
いOFF側に切換り、ブーム用微分演算器39の出力が
「0」でないときには、第二減算器43の信号を第三乗
算器45に出力するON側に切換わる。第三乗算器45
は、前記切換器44の出力と第一係数設定器34から出
力される係数jとを掛け合せ、該掛け合せたものを角速
度偏差制御信号として出力する。46は第一信号制限器
であって、このものは、前記第三乗算器45から出力さ
れる角速度偏差制御信号のプラス側をカットする。47
は第一PI制御演算器であって、このものは、前記第一
信号制限器46から出力される角速度偏差に基づいてP
I制御(比例−積分制御)演算を行うものであって、比
例ゲイン設定器47aと、積分ゲイン設定器47bと、
積分演算器47cと、比例成分と積分成分を加算する加
算器47dとを用いて構成されるが、上記積分演算器4
7cは、縮小側アーム操作信号設定器31Bから縮小側
アーム操作信号が出力されるとリセットされるように設
定されている。48は第二係数設定器であって、このも
のは、前記第一減算器33から出力される角度偏差Δβ
をもとに「1」から「0」の係数を設定する。この場
合、第二係数設定器48は、図10の特性図に示す如
く、角度偏差Δβが予め設定される設定値J以上(Δβ
≧J)のときには係数「0」を出力し、「0」以下(Δ
β≦0)のときは係数「1」を出力し、設定値Jから
「0」のあいだ(J>Δβ>0)のときには、角度偏差
Δβが「0」に近づくにつれて「1」に近づく係数を出
力する。49は第四乗算器であって、このものは、前記
第一減算器33から出力される角度偏差Δβに第二係数
設定器48から出力される係数を乗じて出力する。50
は第二PI制御演算器であって、このものは、前記第四
乗算器49から出力される角度偏差に基づいてPI制御
(比例−積分制御)演算を行うものであって、比例ゲイ
ン設定器50aと、積分ゲイン設定器50bと、積分演
算器50cと、比例成分と積分成分を加算する加算器5
0dとを用いて構成されるが、上記積分演算器50c
は、縮小側アーム操作信号設定器31Bから縮小側アー
ム操作信号が出力されるとリセットされるように設定さ
れている。51は第二信号制限器であって、このもの
は、前記PI制御演算器50の信号のプラス側をカット
する。52は第一加算器であって、このものは、前記フ
ィードフォワード信号設定器42から出力される速度フ
ィードフォワード信号と角度制御信号設定器38から出
力される角度制御信号とを加算して出力する。53は第
二加算器であって、このものは、前記第一加算器52の
出力と第一PI制御演算器47の出力と第二信号制限器
51の出力とを加算して出力する。54は伸長側アーム
制御信号設定器であって、このものは、前記第二加算器
53の出力に基づいて、アーム用伸長側(アームイン
側)電磁比例減圧弁20Aに対する制御信号を設定して
出力する。この場合、伸長側アーム制御信号設定器54
は、図11(A)の特性図に示す如く、第二加算器53
の出力値Pが「0」以下(P≦0)のときには、伸長側
電磁比例減圧弁20Aの出力用弁路を全閉させる0%の
信号を出力し、出力値Pが予め設定されるプラスの設定
値K以上(P≧K)のときには、出力用弁路を全開させ
る100%の信号を出力し、さらに出力値Pが「0」か
らKのあいだ(0<K<D)のときには、出力値Pが大
きくなるにつれて出力圧力が大きくなるように設定され
た0%を越えて100%未満の信号を出力するように設
定されている。55は縮小側アーム制御信号設定器であ
って、このものは、前記第三加算器53の出力に基づい
て、アーム用縮小側(アームアウト側)電磁比例減圧弁
20Bに対する制御信号を設定して出力する。この場
合、縮小側アーム制御信号設定器55は、図11(B)
の特性図に示す如く、第二加算器53の出力値Pが
「0」以上(P≧0)のときには、縮小側電磁比例減圧
弁20Bの出力用弁路を全閉させる0%の信号を出力
し、出力値Pが予め設定されるマイナスの設定値M以下
(P≦M)のときには、出力用弁路を全開させる100
%の信号を出力し、さらに出力値Pが前記設定値Mから
「0」までのあいだ(M<P<0)のときには、出力値
Pがマイナス側に大きくなるにつれて電磁比例減圧弁2
0Aの出力圧力が大きくなるように設定された0%を越
えて100%未満の信号を出力するように設定されてい
る。56はMIN信号選択器であって、このものは、前
記伸長側アーム操作信号設定器31Aから出力される伸
長側アーム操作信号と、伸長側アーム制御信号設定器5
4から出力される伸長側アーム制御信号とのうち最小値
を選択し、該選択した信号値を伸長側アーム駆動信号と
して、アーム用伸長側電磁比例減圧弁20Aの駆動回路
に出力する。57はMAX信号選択器であって、このも
のは、縮小側アーム操作信号設定器31Bから出力され
る縮小側アーム操作信号と、縮小側アーム制御信号設定
器55から出力される縮小側アーム制御信号とのうち最
大値を選択し、該選択した信号値を縮小側アーム駆動信
号として、アーム用縮小側電磁比例減圧弁20Bの駆動
回路に出力する。
Next, various setting units, arithmetic units, selectors and the like provided in the control unit 23 will be described with reference to FIGS. 5 to 11. In the block diagram of FIG.
Reference numeral 1B denotes an extension-side / reduction-side arm operation signal setting device, which is an extension-side / reduction-side pressure sensor 21 provided in a pilot oil passage of the arm cylinder 12.
A, 21B, input the detection signals, and based on the detection signals, the electromagnetic proportional pressure reduction 20A, 20A,
An arm operation signal for 0B is set and output. In this case, the arm operation signal setting devices 31A, 31B
As shown in the characteristic graphs (A) and (B) of FIG. A signal of 0 to 100% to be generated in 20A and 20B is set. Reference numeral 32 denotes an arm limit angle calculator, which is a boom angle sensor 2
The arm limit angle β LT is calculated and output based on the actual boom angle α act detected in step 4 and the actual offset angle γ act detected by the offset angle sensor 25.
The calculation of the arm limit angle β LT will be described later. 3
Reference numeral 3 denotes a first subtractor, which subtracts the actual arm angle β act detected by the arm angle sensor 26 from the arm limit angle β LT calculated by the arm limit angle calculator 32, and performs the subtraction. The result is output as the angle deviation Δβ. Reference numeral 34 denotes a first coefficient setting unit which sets and outputs a coefficient j (j = 0 to 1) based on the angle deviation Δβ output from the subtractor 33. In this case, as shown in the characteristic diagram of FIG. 7, the first coefficient setting unit 34 outputs the coefficient “1” when the angle deviation Δβ is equal to or smaller than a preset value D (Δβ ≦ D), and When the set value is equal to or greater than the set value E (Δβ ≧ E), the coefficient “0” is output. When the set value is between the set values D and E (D <Δβ <E),
The coefficient j is set so as to decrease as the angle deviation Δβ increases (however, D and E are both positive values and D <E). 35
Is a limit position calculator, which is an actual boom angle α act detected by the boom angle sensor 24, an actual offset angle γ act detected by the offset angle sensor 25,
Based on the arm limit angle β LT calculated by the arm limit angle calculator 32, the limit position coordinates (X LT , Y LT ) of the arm tip c are calculated and output. The calculation of ( LT , Y LT ) will be described later. 36
Is an angular velocity ratio setting device, which is based on the limit position coordinates (X LT , Y LT ) of the arm tip c output from the limit position calculator 35 and which is the ratio of the arm angular velocity to the boom angular velocity at the limit position. The ratio i is set and output. The setting of the angular velocity ratio i will be described later. A first multiplier 37 multiplies a coefficient j output from the first coefficient setter 34 by an angular velocity ratio i output from the angular velocity ratio setter 36, and multiplies the result by: Output as the target angular velocity ratio k. Numeral 38 denotes an angle control signal setting device, which outputs an angle control signal based on the angle deviation Δβ output from the subtracter 33. In this case, as shown in the characteristic diagram of FIG. 8, the angle control signal setting unit 38 outputs a positive set value F in which the angle deviation Δβ is set in advance.
When (Δβ ≧ F), a signal of 100% is output. However, as the angle deviation Δβ decreases, the output signal value also decreases. When the angle deviation Δβ is a value close to “0” and “0”, 0% is output. And outputs a signal of -100% when the preset value is equal to or less than a preset negative value G (Δβ ≦ G). Reference numeral 39 denotes a boom differential operation unit, which calculates and outputs an actual boom angular velocity dα act / dt from an actual boom angle α act detected by the boom angle sensor 24. Reference numeral 40 denotes an arm differential calculator which calculates and outputs an actual arm angular velocity dβ act / dt from the actual arm angle β act detected by the arm angle sensor 26. Reference numeral 41 denotes a second multiplier, which calculates the actual boom angular velocity dα act / dt output from the boom differential calculator 39,
Multiplying by the target angular velocity ratio k output from the first multiplier 37,
The product of the multiplication is output as an arm target angular velocity dβ set / dt. Reference numeral 42 denotes a feedforward signal setter which sets and outputs a feedforward signal based on the arm target angular velocity dβ set / dt output from the second multiplier 41. In this case, the feedforward signal setting unit 42, as shown in the characteristic diagram of FIG.
Arm target angular velocity dβ set / dt is “0” or more (dβ set
/ Dt ≧ 0), a signal of “0” is output, and a signal that increases to the negative side as the arm target angular velocity dβ set / dt increases to the negative side is output. Reference numeral 43 denotes a second subtractor, which calculates the actual arm angular velocity dβ act / dt calculated by the arm differential calculator 40 from the arm target angular velocity dβ set / dt set by the second multiplier 41. The difference is output, and the difference is output as the angular velocity deviation Δdβ / dt. Reference numeral 44 denotes a switch which is turned on / off based on the output signal of the boom differential calculator 39. When the output of the boom differential calculator 39 is "0", the switch 44 is turned off. The signal of the second subtractor 43 is switched to the OFF side where the signal of the second subtractor 43 is not output to the third multiplier 45, and when the output of the boom differential calculator 39 is not “0”, the signal of the second subtractor 43 is output to the third multiplier 45. Switch to ON side to output. Third multiplier 45
Multiplies the output of the switching unit 44 by the coefficient j output from the first coefficient setting unit 34, and outputs the product as an angular velocity deviation control signal. Reference numeral 46 denotes a first signal limiter, which cuts the positive side of the angular velocity deviation control signal output from the third multiplier 45. 47
Is a first PI control calculator, which is based on the angular velocity deviation output from the first signal limiter 46.
An I control (proportional-integral control) operation is performed, and a proportional gain setter 47a, an integral gain setter 47b,
Although it is configured using an integration calculator 47c and an adder 47d that adds the proportional component and the integration component, the integration calculator 4c is used.
7c is set so as to be reset when the reduction-side arm operation signal is output from the reduction-side arm operation signal setter 31B. 48 is a second coefficient setter, which is an angular deviation Δβ output from the first subtractor 33.
Is set from "1" to "0". In this case, as shown in the characteristic diagram of FIG. 10, the second coefficient setting unit 48 sets the angle deviation Δβ equal to or larger than a preset set value J (Δβ
≧ J), a coefficient “0” is output and “0” or less (Δ
When β ≦ 0), a coefficient “1” is output. When the set value J is between “0” (J>Δβ> 0), a coefficient that approaches “1” as the angle deviation Δβ approaches “0”. Is output. A fourth multiplier 49 multiplies the angle deviation Δβ output from the first subtractor 33 by a coefficient output from the second coefficient setter 48, and outputs the result. 50
Is a second PI control calculator which performs a PI control (proportional-integral control) calculation based on the angle deviation outputted from the fourth multiplier 49, and is a proportional gain setter. 50a, an integral gain setter 50b, an integral calculator 50c, and an adder 5 for adding a proportional component and an integral component
0d, but the integration calculator 50c
Are set to be reset when the reduction-side arm operation signal is output from the reduction-side arm operation signal setting unit 31B. Reference numeral 51 denotes a second signal limiter, which cuts the plus side of the signal of the PI control arithmetic unit 50. Reference numeral 52 denotes a first adder, which adds a speed feedforward signal output from the feedforward signal setting device 42 and an angle control signal output from the angle control signal setting device 38 and outputs the result. . Reference numeral 53 denotes a second adder, which adds the output of the first adder 52, the output of the first PI control calculator 47, and the output of the second signal limiter 51 and outputs the result. An extension side arm control signal setter 54 sets and outputs a control signal to the arm extension side (arm-in side) electromagnetic proportional pressure reducing valve 20A based on the output of the second adder 53. I do. In this case, the extension side arm control signal setting unit 54
Is the second adder 53 as shown in the characteristic diagram of FIG.
When the output value P is equal to or less than “0” (P ≦ 0), a signal of 0% for completely closing the output valve path of the extension side electromagnetic proportional pressure reducing valve 20A is output, and the output value P is set to a predetermined value. Is greater than or equal to the set value K (P ≧ K), a 100% signal for fully opening the output valve path is output. When the output value P is between “0” and K (0 <K <D), It is set so as to output a signal exceeding 0% and less than 100%, which is set so that the output pressure increases as the output value P increases. Reference numeral 55 denotes a reduction side arm control signal setting unit which sets a control signal for the reduction side (arm out side) electromagnetic proportional pressure reducing valve 20B for the arm based on the output of the third adder 53. Output. In this case, the reduction-side arm control signal setting device 55 is configured as shown in FIG.
As shown in the characteristic diagram, when the output value P of the second adder 53 is equal to or greater than "0" (P≥0), a 0% signal for fully closing the output valve path of the reduction side electromagnetic proportional pressure reducing valve 20B is output. When the output value P is equal to or less than a preset negative value M (P ≦ M), the output valve path is fully opened.
%, And when the output value P is between the set value M and “0” (M <P <0), as the output value P increases to the negative side, the electromagnetic proportional pressure reducing valve 2
The output pressure is set so as to output a signal of more than 0% and less than 100%, which is set to increase the output pressure of 0A. Reference numeral 56 denotes a MIN signal selector, which includes an extension-side arm operation signal output from the extension-side arm operation signal setter 31A and an extension-side arm control signal setter 5.
Then, a minimum value is selected from the extension-side arm control signals output from 4 and the selected signal value is output to the drive circuit of the extension-side electromagnetic proportional pressure reducing valve for arm 20A as an extension-side arm drive signal. Reference numeral 57 denotes a MAX signal selector, which is a reduction side arm operation signal output from the reduction side arm operation signal setting unit 31B and a reduction side arm control signal output from the reduction side arm control signal setting unit 55. Is selected, and the selected signal value is output to the drive circuit of the arm reduction side electromagnetic proportional pressure reducing valve 20B as a reduction side arm drive signal.

【0013】次に、前記制御部23における制御手順に
ついて説明すると、まず伸長側、縮小側のアーム操作信
号設定器31A、31Bは、圧力センサ21A、21B
の検出信号に基づき、伸長側、縮小側のアーム用電磁比
例減圧弁20A、20Bにパイロットバルブ18A、1
8Bからの出力圧と等しい圧力を発生させるための伸長
側、縮小側のアーム操作信号を設定して、MIN信号選
択器56、MAX信号選択器57にそれぞれ出力する。
Next, the control procedure in the control unit 23 will be described. First, the extension side and reduction side arm operation signal setting units 31A and 31B are connected to the pressure sensors 21A and 21B.
The pilot valves 18A, 18A, 20B
The extension side and reduction side arm operation signals for generating a pressure equal to the output pressure from 8B are set and output to the MIN signal selector 56 and the MAX signal selector 57, respectively.

【0014】一方、アーム限界角度演算器32におい
て、ブーム角度センサ24で検出された実ブーム角度α
act、およびオフセット角度センサ25で検出された実
オフセット角度γactに基づいて、アーム限界角度βLT
を演算する。ここで、図12は上部旋回体3を側面から
見たときのリアブーム6の先端部a、フロントブーム7
の先端部b、アーム8の先端部cの各部を座標上に示し
たものであって、原点Oはリアブーム6の上部旋回体3
に対する揺動支点、X軸は上部旋回体3を基準として前
後方向を向く方向、Y軸は上下方向を向く方向であり、
また、図13は図12のA矢視図であって、Z軸は左右
方向を向く方向である。そして、ブーム角度αは、図1
2において、原点Oおよびフロントブーム7の先端部b
を結ぶ直線RobとX軸とのなす角度であり、アーム角度
βは、図12において、前記直線Robとアーム8とのな
す角度の補角であり、オフセット角度γは、図13にお
いて、左方向に移動したフロントブーム7とX軸とのな
す角度であって、前記ブーム角度センサ24、アーム角
度センサ26、オフセット角度センサ25によって検出
されたブーム角度α、アーム角度β、オフセット角度γ
が、それぞれ実ブーム角度αact、実アーム角度βact
実オフセット角度γactである。尚、本発明のブーム角
度検出手段は、本実施の形態のブーム角度センサ24お
よび/またはオフセット角度センサ25であり、また本
発明のブーム角度は、本実施の形態のブーム角度αおよ
び/またはオフセット角度γである。さらに、図12に
示す干渉回避領域Hは、バケット9がキャブ4にこれ以
上接近してはならないとして設定された領域であって、
該領域H内にバケット9がどのような姿勢になっても侵
入しないようにしてアーム先端部cを移動させたときに
アーム8の先端部cが最もキャブ4に近接した場合の軌
跡に若干の余裕(不感帯)を持たせたものを干渉回避境
界線Lとして示す。そしてまず、アーム先端部cが干渉
回避境界線L上の任意の点(XLT,YLT)に位置してい
るときのアーム角度(該アーム角度を、アーム限界角度
βLTとする)とブーム角度αの関係式を導く。図12に
おいて、原点Oからアーム先端部cまでの距離rocは、
次式で与えられる。 roc={L1 2+L2 2−2L12cos(π−βLT)}1/2 ・・・(1) 但し、図12、図13からL1は次式で与えられる。 L1=(Lb1 2+Lb2x 2−2Lb1b2xcosθ)1/2 ・・・(2) Lb2x=Lb2cosγ ・・・(3) ここで、 Lb1:リアブーム6の長さ Lb2:フロントブーム7の長さ L2 :アーム8の長さ θ:図12におけるリアブーム6とフロントブーム7と
のなす角度(一定値)一方、アーム8の先端部cが干渉回
避境界線L上にあるときは、次式が成り立つ。 roc=(XLT 2+YLT 21/2 ・・・(4) (1)、(4)式よりアーム限界角度βLTは、次式で表
される。 βLT=π−cos-1{(L1 2+L2 2−XLT 2−YLT 2)/2L12} ・・(5) 次に、アーム限界角度βLTとブーム角度αの関係を導
く。△obcから次式が成立する。 rLT/sin(π−β)=L2/sin(α−ε) ・・・(6) 但し、 ε=cos-1(XLT/rLT) ・・・(7) rLT=(XLT 2+YLT 21/2 ・・・(8) 上記(6)式を整理してブーム角度αを導く。 α=sin-1{rLTsin(π−βLT)/L2}+ε ・・・(9) 以上の(1)から(9)式より、干渉回避境界線L上の
座標を設定すると、オフセット角度γをパラメータとし
てブーム角度αに対するアーム限界角度βLTを求めるこ
とができ、これに基づいて関数テーブルβLT=f(α,
γ)を作成できる。そしてアーム限界角度演算器32で
は、前記関数テーブルβLT=f(α,γ)に実ブーム角
度αactと実オフセット角度γactとを入力し、アーム限
界角度β LTを演算して出力する。尚、フロントブーム7
の先端部bの座標(Xb,Xb)およびアーム8の先端部
cの座標(Xc,Yc)は次式で与えられる。 Xb=L1cosα ・・・(10) Yb=L1sinα ・・・(11) Xc=Xb+L2cos(β−α) ・・・(12) Yc=Yb−L2sin(β−α) ・・・(13)
On the other hand, in the arm limit angle calculator 32,
And the actual boom angle α detected by the boom angle sensor 24
act, And the actual value detected by the offset angle sensor 25.
Offset angle γactArm limit angle β based onLT
Is calculated. Here, FIG. 12 shows the upper swing body 3 from the side.
The tip a of the rear boom 6 when viewed, the front boom 7
Of the tip b of the arm 8 and the tip c of the arm 8 are shown on the coordinates.
The origin O is the upper revolving superstructure 3 of the rear boom 6
, The X axis is forward with respect to the upper swing body 3
The direction facing backward, the Y axis is the direction facing up and down,
FIG. 13 is a view taken in the direction of the arrow A in FIG.
This is the direction that faces. The boom angle α is as shown in FIG.
2, the origin O and the tip b of the front boom 7
A straight line R connectingobAnd the X axis, the arm angle
β is the straight line R in FIG.obAnd the arm 8
The offset angle γ is shown in FIG.
Between the front boom 7 that has moved to the left and the X-axis.
Angle, the boom angle sensor 24, the arm angle
Detected by degree sensor 26 and offset angle sensor 25
Boom angle α, arm angle β, offset angle γ
Is the actual boom angle αact, Actual arm angle βact,
Actual offset angle γactIt is. The boom angle of the present invention
The degree detecting means includes the boom angle sensor 24 and the boom angle sensor 24 of the present embodiment.
And / or offset angle sensor 25, and
The boom angle of the present invention is the boom angle α and the boom angle α of the present embodiment.
And / or offset angle γ. Further, in FIG.
In the illustrated interference avoidance area H, the bucket 9 is
An area set as not to approach above,
No matter what attitude the bucket 9 takes in the area H,
When the arm tip c is moved so as not to enter
Rail when the tip c of the arm 8 is closest to the cab 4
The trace with some margin (dead zone) is used to avoid interference.
Shown as field line L. And first, the arm tip c interferes
Any point on the avoidance boundary line L (XLT, YLTIs located in
Arm angle (the arm angle is the arm limit angle
βLT) And a boom angle α. In FIG.
The distance r from the origin O to the arm tip cocIs
It is given by the following equation. roc= {L1 Two+ LTwo Two-2L1LTwocos (π-βLT)}1/2 ... (1) However, L from FIG. 12 and FIG.1Is given by the following equation. L1= (Lb1 Two+ Lb2x Two-2Lb1Lb2xcos θ)1/2 ... (2) Lb2x= Lb2cosγ (3) where Lb1: Length of rear boom 6 Lb2: Length B of front boom 7Two : Length of arm 8 θ: Rear boom 6 and front boom 7 in FIG.
Angle (constant value), while the tip c of the arm 8 is
When it is on the avoidance boundary line L, the following equation holds. roc= (XLT Two+ YLT Two)1/2 (4) Arm limit angle β from formulas (1) and (4)LTIs given by
Is done. βLT= Π-cos-1{(L1 Two+ LTwo Two-XLT Two-YLT Two) / 2L1LTwo} ・ ・ (5) Next, the arm limit angle βLTAnd the boom angle α
Good. The following equation is established from Δobc. rLT/ Sin (π-β) = LTwo/ Sin (α-ε) (6) where ε = cos-1(XLT/ RLT) (7) rLT= (XLT Two+ YLT Two)1/2 (8) The formula (6) is rearranged to derive the boom angle α. α = sin-1{RLTsin (π-βLT) / LTwo} + Ε (9) From the above equations (1) to (9), on the interference avoidance boundary line L
When the coordinates are set, the offset angle γ is used as a parameter.
Arm limit angle β with respect to boom angle αLTAsk for
And based on this, the function table βLT= F (α,
γ) can be created. And the arm limit angle calculator 32
Is the function table βLT= F (α, γ) is the actual boom angle
Degree αactAnd actual offset angle γactAnd enter
Field angle β LTIs calculated and output. In addition, front boom 7
(Xb, Xb) And the tip of the arm 8
c coordinates (Xc, Yc) Is given by the following equation. Xb= L1cosα (10) Yb= L1sinα ... (11) Xc= Xb+ LTwocos (β-α) (12) Yc= Yb-LTwosin (β-α) (13)

【0015】次いで、限界位置演算器35において、ブ
ーム角度センサ24で検出される実ブーム角度αact
オフセット角度センサ25で検出される実オフセット角
度γa ct、および前記アーム限界角度演算器32から出
力されるアーム限界角度βLTに基づき、以下の関係式に
よりアーム先端部cの限界位置座標(XLT,YLT)を演
算する。 XLT=L1cosαact+L2cos(βLT−αact) ・・・(14) YLT=L1sinαact−L2sin(βLT−αact) ・・・(15)
Next, in the limit position calculator 35, the actual boom angle α act detected by the boom angle sensor 24,
Based on the actual offset angle γ a ct detected by the offset angle sensor 25 and the arm limit angle β LT output from the arm limit angle calculator 32, the limit position coordinates (X LT , Y LT ). X LT = L 1 cos α act + L 2 cos (β LTact ) (14) Y LT = L 1 sin α act -L 2 sin (β LTact ) (15)

【0016】さらに制御部23は、角速度比設定器36
において、前記限界位置演算器35から出力されるアー
ム先端部cの限界位置座標YLTに基づき、限界位置にお
けるブーム角速度に対するアーム角速度の比iを設定す
る。ここで、角速度比iの設定は、以下の関係式(1
6)を用いて演算する。限界位置座標(XLT,YLT)で
の干渉回避境界線Lの傾きがX軸方向の速度VxとY軸
方向の速度Vyの比hになる。一方、(10)〜(1
3)式を微分して整理すると、速度Vx、Vyと角速度d
α/dt、dβ/dtの関係式(16)が導かれる。 ・・・(16) 上式(16)において、Vx=1、Vy=hとすると、
(dα/dt):(dβ/dt)の比iが求められる。
そして、角速度比設定器36では、上記の関係式に基づ
いて各限界位置座標での角速度比iを関数テーブルで設
定し、限界位置座標YLTを入力してブーム角速度に対す
るアーム角速度の比iを求め、該角速度比iを出力す
る。
The control unit 23 further includes an angular velocity ratio setting unit 36
, The ratio i of the arm angular velocity to the boom angular velocity at the limit position is set based on the limit position coordinates Y LT of the arm tip c output from the limit position calculator 35. Here, the angular velocity ratio i is set by the following relational expression (1).
Calculate using 6). The inclination of the interference avoidance boundary line L at the limit position coordinates (X LT , Y LT ) is the ratio h between the velocity Vx in the X-axis direction and the velocity Vy in the Y-axis direction. On the other hand, (10) to (1)
3) Differentiating and arranging the equation, the velocities Vx and Vy and the angular velocity d
The relational expression (16) of α / dt and dβ / dt is derived. (16) In the above equation (16), if Vx = 1 and Vy = h,
The ratio (dα / dt) :( dβ / dt) i is obtained.
Then, the angular velocity ratio setting unit 36 sets the angular velocity ratio i at each limit position coordinate in a function table based on the above relational expression, inputs the limit position coordinate Y LT and calculates the ratio i of the arm angular velocity to the boom angular velocity. Then, the angular velocity ratio i is output.

【0017】次いで制御部23は、アーム角速度の制御
演算を行う。この場合、まず、前記角速度比設定器36
で設定された角速度比iに、第一係数設定器34で設定
される係数j(j=0〜1)を第一乗算器37で掛け合
せて、目標角速度比kを求める。一方、ブーム角度セン
サ24から入力される実ブーム角度αactをブーム用微
分演算器39で微分して実ブーム角速度dαact/dt
を求め、同様にしてアーム角度センサ26から入力され
る実アーム角度βactをアーム用微分演算器40で微分
して実アーム角速度dβact/dtを求める。さらに、
第二乗算器41において、前記実ブーム角速度dαact
/dtに、第一乗算器37で求められた目標角速度比k
を乗じてアーム目標角速度dβset/dtを求め、該ア
ーム目標角速度dβset/dtに基づき、フィードフォ
ワード信号設定器42でフィードフォワード信号を設定
する。また、第二減算器43では、前記第二乗算器41
で求められたアーム目標角速度dβset/dtから、ア
ーム用微分演算器40から出力される実アーム角速度d
βact/dtを引いて角速度偏差Δdβ/dtを求め、
該角速度偏差Δdβ/dtを切換器44に出力する。該
切換器44は、ブーム用微分演算器39の出力が「0」
のときにはOFF側に切換り、「0」でないときにはO
N側に切換るように設定されており、そしてON側に切
換えられているときに、前記角速度偏差Δdβ/dtを
第三乗算器45に伝える。さらに第三乗算器45では、
前記切換器44の出力と第一係数設定器34の出力を掛
け合せ、このものに、第一信号制限器46においてプラ
ス偏差をカットする制限をかけてから、PI制御演算器
47に出力する。そして第一PI制御演算器47では、
比例ゲイン設定器47aで比例成分を求め、積分ゲイン
設定器47bから出力される信号を積分演算器48cで
積分して積分成分を求め、さらにこれら比例成分と積分
成分とを加算器48dで加算する。この場合、積分演算
器48cは、縮小側アーム操作信号設定器31Bの信号
が出力されるとリセットされる。上記の演算により、後
述するように、アーム先端部cが干渉回避境界線Lに近
づくと、第一PI制御演算器47の信号とフィードフォ
ワード信号設定器42の信号が出力され、両者が第二加
算器53で加算されることによりアーム角速度の制御演
算がなされる。尚、本発明の角速度制御演算手段は、本
実施の形態では、第一減算器33、第一係数設定器3
4、限界位置演算器35、角速度比設定器36、第一乗
算器37、ブーム用微分演算器39、アーム用微分演算
器40、第二乗算器41、フィードフォワード信号設定
器42、第二減算器43、切換器44、第三乗算器4
5、第一信号制限器46、第一PI制御演算器47、第
二加算器53を用いて構成されている。
Next, the control unit 23 performs a control calculation of the arm angular velocity. In this case, first, the angular velocity ratio setting device 36
Is multiplied by the coefficient j (j = 0 to 1) set by the first coefficient setting unit 34 by the first multiplier 37 to obtain the target angular speed ratio k. On the other hand, the actual boom angle α act input from the boom angle sensor 24 is differentiated by the boom differential calculator 39 to obtain the actual boom angular velocity dα act / dt.
Similarly, the actual arm angle β act input from the arm angle sensor 26 is differentiated by the arm differential calculator 40 to obtain the actual arm angular velocity dβ act / dt. further,
In the second multiplier 41, the actual boom angular velocity dα act
/ Dt, the target angular velocity ratio k obtained by the first multiplier 37
Is multiplied to obtain an arm target angular velocity dβ set / dt, and based on the arm target angular velocity dβ set / dt, a feed forward signal is set by the feed forward signal setting unit 42. In the second subtractor 43, the second multiplier 41
From the arm target angular velocity dβ set / dt obtained in the above, the actual arm angular velocity d output from the arm differential calculator 40
Subtract β act / dt to obtain angular velocity deviation Δdβ / dt,
The angular velocity deviation Δdβ / dt is output to the switch 44. The switch 44 sets the output of the boom differential calculator 39 to “0”.
Is switched to the OFF side at the time of
The angular velocity deviation Δdβ / dt is transmitted to the third multiplier 45 when it is set to switch to the N side and when it is switched to the ON side. Further, in the third multiplier 45,
The output of the switching unit 44 is multiplied by the output of the first coefficient setting unit 34, and the output of the first coefficient setting unit 34 is limited by a first signal limiter 46 to cut a plus deviation. Then, in the first PI control calculator 47,
The proportional component is obtained by the proportional gain setting device 47a, the signal output from the integral gain setting device 47b is integrated by the integration calculator 48c to obtain the integrated component, and the proportional component and the integrated component are added by the adder 48d. . In this case, the integration calculator 48c is reset when the signal of the reduction-side arm operation signal setting device 31B is output. By the above calculation, as described later, when the arm tip c approaches the interference avoidance boundary line L, the signal of the first PI control calculator 47 and the signal of the feedforward signal setter 42 are output, and both are output by the second The control calculation of the arm angular velocity is performed by the addition by the adder 53. Note that, in the present embodiment, the angular velocity control calculation means of the present invention includes a first subtractor 33 and a first coefficient setter 3.
4. Limit position calculator 35, angular velocity ratio setter 36, first multiplier 37, boom differential calculator 39, arm differential calculator 40, second multiplier 41, feedforward signal setter 42, second subtraction Unit 43, switching unit 44, third multiplier 4
5, a first signal limiter 46, a first PI control calculator 47, and a second adder 53.

【0018】さらに制御部23は、アーム角度の制御演
算を行うが、該アーム角度の制御演算を行うにあたり、
前記第一減算器33で求めた角度偏差Δβに基づき第二
係数設定器48で「0」から「1」の係数が出力され、
該係数と角度偏差Δβとが第四乗算器49で掛け合せら
れる。この場合、第二係数設定器48は、角度偏差Δβ
が「0」に近づくと係数「1」を出力するように設定さ
れているので、角度偏差Δβが「0」に近づいて第二係
数設定器48から係数「1」が出力されると、第四乗算
器49の出力値は角度偏差Δβと等しくなる。さらに、
前記第四乗算器49で求められた角度偏差に基づき、第
二PI制御演算器50でPI制御演算が行われる。該第
二PI制御演算器50では、比例ゲイン設定器50aで
比例成分を求め、積分ゲイン設定器50bから出力され
る信号を積分演算器50cで積分して積分成分を求め、
さらにこれら比例成分と積分成分とを加算器50dで加
算する。この場合、積分演算器50cは、縮小側アーム
操作信号設定器31Bの信号が出力されるとリセットさ
れる。前記第二PI制御演算器50の出力は、第二信号
制限器51でプラス側の信号がカットされる制限が行わ
れる。上記の演算により、後述するように、アーム先端
部cが干渉回避境界線Lに近づくと第二PI制御演算器
50から制御信号が出力される。そして、該制御信号は
第二信号制限器51で制限されてから、第二加算器53
において角度制御信号設定器38から出力される角度制
御信号に加算されることにより、アーム角度の制御演算
がなされる。尚、本発明の角度制御演算手段は、本実施
の形態では、第一減算器33、角度制御信号設定器3
8、第二係数設定器48、第四乗算器49、第二PI制
御演算器50、第二信号制限器51、第二加算器53を
用いて構成されている。
Further, the control unit 23 performs a control calculation of the arm angle. In performing the control calculation of the arm angle,
Based on the angle deviation Δβ obtained by the first subtractor 33, a coefficient from “0” to “1” is output by the second coefficient setter 48,
The coefficient and the angle deviation Δβ are multiplied by a fourth multiplier 49. In this case, the second coefficient setting unit 48 calculates the angle deviation Δβ
Is set so as to output the coefficient “1” when the value approaches “0”, so that when the angle deviation Δβ approaches “0” and the coefficient “1” is output from the second coefficient setting unit 48, The output value of the four multiplier 49 becomes equal to the angle deviation Δβ. further,
Based on the angle deviation determined by the fourth multiplier 49, a PI control calculation is performed by the second PI control calculator 50. In the second PI control calculator 50, a proportional component is obtained by a proportional gain setter 50a, and a signal output from the integral gain setter 50b is integrated by an integration calculator 50c to obtain an integral component.
Further, the proportional component and the integral component are added by the adder 50d. In this case, the integration calculator 50c is reset when the signal of the reduction-side arm operation signal setting device 31B is output. The output of the second PI control arithmetic unit 50 is limited by the second signal limiter 51 so that the plus side signal is cut off. As described later, the control signal is output from the second PI control calculator 50 when the arm tip c approaches the interference avoidance boundary line L by the above calculation. Then, after the control signal is limited by the second signal limiter 51, the second adder 53
Is added to the angle control signal output from the angle control signal setting unit 38 in the step (3), thereby performing a control calculation of the arm angle. Note that, in the present embodiment, the angle control calculation means of the present invention includes the first subtractor 33 and the angle control signal setter 3.
8, a second coefficient setter 48, a fourth multiplier 49, a second PI control calculator 50, a second signal limiter 51, and a second adder 53.

【0019】続いて制御部23は、アーム用伸長側、縮
小側電磁比例減圧弁20A、20Bに対する駆動信号を
設定して出力する。この場合、第一加算器52におい
て、フィードフォワード信号設定器42から出力される
フィードフォワード信号と角度制御信号設定器38から
出力される角度制御信号が加算され、さらに第二加算器
53において、上記第一加算器52の出力と第一PI制
御演算器47から出力されるアーム角速度制御信号と第
二信号制限器51から出力されるアーム角度制御信号と
が加算され、制御信号が出力される。上記の演算で求め
られた制御信号がプラスのときは、伸長側アーム制御信
号設定器54からアーム伸長側(アームイン側)の電磁
比例減圧弁20Aに対する制御信号が出力され、マイナ
スのときには、縮小側アーム制御信号設定器55でアー
ム縮小側(アームアウト側)の電磁比例減圧弁20Bに
対する制御信号が出力される。そして、MIN信号選択
器56では、伸長側アーム操作信号設定器31Aの出力
と伸長側アーム制御信号設定器54の出力を比較し、小
さい方の信号を選択して伸長側電磁比例減圧弁20Aに
出力し、同弁を駆動する。同様に、MAX信号選択器5
7は、縮小側アーム操作信号設定器31Bの出力と縮小
側アーム制御信号設定器55の出力を比較し、大きい方
の信号を選択して縮小側電磁比例減圧弁20Bに出力
し、同弁を駆動する。
Subsequently, the control unit 23 sets and outputs a drive signal for the extension / reduction electromagnetic proportional pressure reducing valves 20A and 20B for the arms. In this case, in the first adder 52, the feedforward signal output from the feedforward signal setter 42 and the angle control signal output from the angle control signal setter 38 are added. The output of the first adder 52, the arm angular velocity control signal output from the first PI control calculator 47, and the arm angle control signal output from the second signal limiter 51 are added, and a control signal is output. When the control signal obtained by the above calculation is positive, a control signal for the electromagnetic extension pressure reducing valve 20A on the arm extension side (arm in side) is output from the extension side arm control signal setting unit 54, and when the control signal is minus, the reduction side is set. The arm control signal setting device 55 outputs a control signal to the electromagnetic proportional pressure reducing valve 20B on the arm reduction side (arm out side). Then, the MIN signal selector 56 compares the output of the extension-side arm operation signal setting unit 31A with the output of the extension-side arm control signal setting unit 54, selects the smaller signal, and sends it to the extension-side electromagnetic proportional pressure reducing valve 20A. Output and drive the valve. Similarly, the MAX signal selector 5
7 compares the output of the reduction-side arm operation signal setting device 31B with the output of the reduction-side arm control signal setting device 55, selects the larger signal and outputs the larger signal to the reduction-side electromagnetic proportional pressure reducing valve 20B. Drive.

【0020】次に、前記制御部23の制御について、フ
ロントアタッチメント5の作動に対応させて説明する
と、まず、アーム8を単独でイン側に操作した場合、ア
ーム先端部cが干渉回避境界線Lから充分に離れていて
バケット9が干渉回避領域H内に侵入する惧れのない状
態では、第一減算器33で求められる角度偏差Δβは、
前記設定値E、FおよびJ以上のプラスの大きな値とな
る。このため、図8の特性を有する角度制御信号設定器
38はプラスの最大信号(100%)を出力する。一
方、リアブーム6は作動していないのでブーム用微分演
算器39から出力される実ブーム角速度dαact/dt
は「0」になる。このため第二乗算器41から出力され
るアーム目標角速度dβset/dtは「0」となり、さ
らに図9の特性を有するフィードフォワード信号設定器
42の出力も「0」となる。また、アーム8がイン側に
動いているため、アーム用微分演算器40で求められる
実アーム角速度dβact/dtはプラスとなる。これに
対し、アーム目標角速度dβset/dtは前述したよう
に「0」であるため、第二減算器43で求められる角速
度偏差Δdβ/dtはマイナスになるが、このとき、実
ブーム角速度dαact/dtが「0」であるため切換器
44はOFF側に切換っており、而して、第三乗算器4
5、第一信号制限器46、第一PI制御演算器47の出
力は常時「0」となる。一方、前述したように第一減算
器33から出力される角度偏差Δβは設定値J以上のプ
ラスの大きな値であるため、図10の特性を有する第二
係数設定器48から出力される係数は「0」となり、而
して、第四乗算器49、第二PI制御演算器50、第二
信号制限器51の出力は「0」となる。上記の制御演算
の結果、第二加算器53に入力される信号のうち、フィ
ードフォワード信号設定器42、第一PI制御演算器4
7、第二信号制限器51からの出力信号は「0」となる
から、第二加算器53は、角度制御信号設定器38から
出力されるプラスの最大信号(100%)を出力し、而
して伸長側アーム制御信号設定器54からは最大(10
0%)の信号が出力される。そして、MIN信号選択器
56で伸長側アーム操作信号設定器31Aと伸長側アー
ム制御信号設定器54の出力が比較され小さい信号が選
択されるが、伸長側アーム操作信号設定器31Aからは
0%を越えて100%までの信号が出力されるので、伸
長側アーム操作信号設定器31Aの出力信号の方が伸長
側アーム制御信号設定器54よりも小さいか等しく、こ
のため伸長側アーム操作信号設定器31Aの出力信号が
MIN信号選択器56により選択され、このものが伸長
側アーム用電磁比例減圧弁20Aに駆動信号として出力
される。これにより伸長側アーム用電磁比例減圧弁20
Aは、伸長側アーム用パイロットバルブ18Aの出力圧
と等しい圧力のパイロット圧油をアーム用コントロール
バルブ17の伸長側パイロットポート17bに出力す
る。一方、前述したように第二加算器53はプラスの信
号を出力するので、縮小側アーム制御信号設定器55か
らは0%の信号が出力される。また、アーム用シリンダ
12の縮小(アウト)側は操作されていないので、縮小
側アーム操作信号設定器31Bは0%の信号を出力す
る。従って、MAX信号選択器40は0%の信号を出力
し、縮小側アーム用電磁比例減圧弁20Bの出力用弁路
は全閉する。これにより、アーム用コントロールバルブ
17は、オペレータのアーム用操作具22の操作に基づ
いて伸長側パイロットバルブ18Aから出力されるパイ
ロット圧で制御される。つまり、アーム先端部cが干渉
回避境界線Lから遠く離れている場合には、アーム用操
作具22の操作に対応した速度でアームインの作動が行
われる。
Next, the control of the control unit 23 will be described in association with the operation of the front attachment 5. First, when the arm 8 is operated alone to the in side, the tip end c of the arm 8 is moved to the interference avoidance boundary line L. Is sufficiently distant from the bucket 9 and there is no fear that the bucket 9 will enter the interference avoidance area H, the angle deviation Δβ obtained by the first subtractor 33 is
It is a large positive value which is equal to or greater than the set values E, F and J. Therefore, the angle control signal setter 38 having the characteristics shown in FIG. 8 outputs a positive maximum signal (100%). On the other hand, since the rear boom 6 is not operating, the actual boom angular velocity dα act / dt output from the boom differential calculator 39
Becomes "0". Therefore, the arm target angular velocity dβ set / dt output from the second multiplier 41 is “0”, and the output of the feedforward signal setting unit 42 having the characteristic of FIG. 9 is also “0”. Further, since the arm 8 is moving inward, the actual arm angular velocity dβ act / dt obtained by the arm differential calculator 40 is positive. On the other hand, since the arm target angular velocity dβ set / dt is “0” as described above, the angular velocity deviation Δdβ / dt obtained by the second subtractor 43 becomes negative, but at this time, the actual boom angular velocity dα act Since / dt is "0", the switch 44 is switched to the OFF side.
5. The outputs of the first signal limiter 46 and the first PI control calculator 47 are always "0". On the other hand, since the angle deviation Δβ output from the first subtractor 33 is a large positive value equal to or larger than the set value J as described above, the coefficient output from the second coefficient setter 48 having the characteristic of FIG. The output of the fourth multiplier 49, the second PI control calculator 50, and the second signal limiter 51 becomes "0". As a result of the above control operation, of the signals input to the second adder 53, the feedforward signal setter 42 and the first PI control operator 4
7. Since the output signal from the second signal limiter 51 is "0", the second adder 53 outputs a positive maximum signal (100%) output from the angle control signal setter 38. From the extension side arm control signal setting unit 54 (10
0%) is output. Then, the output of the extension side arm operation signal setting unit 31A and the output of the extension side arm control signal setting unit 54 are compared by the MIN signal selector 56, and a small signal is selected, but 0% is selected from the extension side arm operation signal setting unit 31A. , Up to 100% is output, the output signal of the extension-side arm operation signal setting unit 31A is smaller or equal to that of the extension-side arm control signal setting unit 54. The output signal of the unit 31A is selected by the MIN signal selector 56, and this is output as a drive signal to the extension side arm electromagnetic proportional pressure reducing valve 20A. Thus, the electromagnetic proportional pressure reducing valve 20 for the extension side arm
A outputs pilot pressure oil having a pressure equal to the output pressure of the extension side arm pilot valve 18A to the extension side pilot port 17b of the arm control valve 17. On the other hand, since the second adder 53 outputs a plus signal as described above, a 0% signal is output from the reduction-side arm control signal setter 55. Since the reduction (out) side of the arm cylinder 12 is not operated, the reduction-side arm operation signal setting unit 31B outputs a 0% signal. Therefore, the MAX signal selector 40 outputs a 0% signal, and the output valve path of the reduction side arm electromagnetic proportional pressure reducing valve 20B is fully closed. Thus, the arm control valve 17 is controlled by the pilot pressure output from the extension-side pilot valve 18A based on the operation of the arm operating tool 22 by the operator. That is, when the arm tip c is far away from the interference avoidance boundary line L, the arm-in operation is performed at a speed corresponding to the operation of the arm operating tool 22.

【0021】上記の状態から、アーム先端部cが干渉回
避境界線Lに近づくと、実アーム角度βactがアーム限
界角度βLTに近づいて、第一減算器33から出力される
角度偏差Δβが次第に小さくなるので、角度制御信号設
定器38の出力は徐々に「0」に近づく。一方、角度偏
差Δβが「0」に近づくと、図10の特性により第二係
数設定器48から出力される係数は「1」に近づき、第
四乗算器49から角度偏差が第二PI制御演算器50に
出力されてPI制御演算が行われる。この場合、角度偏
差がプラスのときには、第二PI制御演算器50からプ
ラスの信号が出力されるが、第二信号制限器51でプラ
ス側がカットされるため、該第二信号制限器51からの
出力信号は「0」となる。また、リアブーム6が作動し
ていないため、前述したように、フィードフォワード信
号設定器42および第一PI制御演算器47からの出力
信号も「0」となり、而して第二加算器53は、角度制
御信号設定器38からの出力信号を出力する。これによ
り、伸長側アーム制御信号設定器54の出力信号は角度
偏差Δβが「0」に近づくと徐々に下がり、そして、伸
長側アーム制御信号設定器54の出力信号が伸長側アー
ム操作信号設定器31Aの出力信号よりも小さくなる
と、該小さい方の伸長側アーム制御信号設定器54の信
号がMIN信号選択器56により選択され、このものが
伸長側アーム用電磁比例減圧弁20Aに駆動信号として
出力される。これにより、実アーム角度βactがアーム
限界角度βLTに近づくにつれて、伸長側アーム用電磁比
例減圧弁20Aの出力圧が低下し、該伸長側アーム用電
磁比例減圧弁20Aで減圧されたパイロット圧油がアー
ム用コントロールバルブ伸長側パイロットポート17a
に供給されることになる。而してアーム先端部cが干渉
回避境界線Lに近づくほどアームインの作動速度は減速
して停止する。
From the above state, when the arm tip c approaches the interference avoidance boundary line L, the actual arm angle β act approaches the arm limit angle β LT , and the angle deviation Δβ output from the first subtractor 33 becomes Since the output becomes gradually smaller, the output of the angle control signal setter 38 gradually approaches “0”. On the other hand, when the angle deviation Δβ approaches “0”, the coefficient output from the second coefficient setter 48 approaches “1” due to the characteristics of FIG. The PI output is output to the unit 50 and the PI control operation is performed. In this case, when the angle deviation is plus, a plus signal is output from the second PI control calculator 50, but the plus side is cut by the second signal limiter 51, so that the second signal limiter 51 outputs The output signal becomes “0”. Further, since the rear boom 6 is not operating, as described above, the output signals from the feed forward signal setting unit 42 and the first PI control calculator 47 also become “0”, and thus the second adder 53 An output signal from the angle control signal setting device 38 is output. As a result, the output signal of the extension-side arm control signal setting unit 54 gradually decreases as the angle deviation Δβ approaches “0”, and the output signal of the extension-side arm control signal setting unit 54 changes to the extension-side arm operation signal setting unit. When the output signal becomes smaller than the output signal of the extension arm 31A, the signal of the smaller extension-side arm control signal setting unit 54 is selected by the MIN signal selector 56, and this signal is output to the extension-side electromagnetic proportional pressure reducing valve 20A as a drive signal. Is done. As a result, as the actual arm angle β act approaches the arm limit angle β LT , the output pressure of the extension-side electromagnetic proportional pressure reducing valve 20A decreases, and the pilot pressure reduced by the extension-side electromagnetic proportional pressure reducing valve 20A. Oil is the control port extension side pilot port 17a for the arm
Will be supplied. Thus, as the arm tip c approaches the interference avoidance boundary line L, the operating speed of the arm-in is reduced and stopped.

【0022】上記の状態からさらに、アーム先端部cが
干渉回避境界線Lに近づいて実アーム角度βactがアー
ム限界角度βLTより小さくなると、第二PI制御演算器
50の出力がマイナスとなるので、第二信号制限器51
からマイナスの信号が出力される。一方、角度制御信号
設定器38からの出力信号もマイナスとなり、而して第
二加算器53の出力はマイナスとなる。これにより、伸
長側アーム制御信号設定器54からは、伸長側アーム用
電磁比例電磁弁20Aの出力用弁路を全閉させる0%の
信号、つまりアームインの作動を停止させる停止信号が
出力され、該0%の信号がMIN信号選択器56により
選択されて伸長側アーム用電磁比例減圧弁20Aに出力
される。一方、前述したように第二加算器53の出力が
マイナスであるため、縮小側アーム制御信号設定器55
からは、0%を越えて100%までの信号が出力され
る。このとき、アーム用シリンダ12の縮小(アウト)
側は操作されていないので、縮小側アーム操作信号設定
器31Bは0%の信号を出力する。従って、MAX信号
選択器57により縮小側アーム制御信号設定器55の信
号が選択され、このものが縮小側アーム用電磁比例減圧
弁20Bに駆動信号として出力される。而して、アーム
用コントロールバルブ17は、縮小側電磁比例減圧20
Bの出力圧で制御されることになり、アーム用シリンダ
12が縮小して、アーム8が自動的にアウトし、バケッ
ト9が干渉回避領域Hに侵入してしまうことを回避でき
る。
If the actual arm angle β act becomes smaller than the arm limit angle β LT when the arm end c approaches the interference avoidance boundary line L from the above state, the output of the second PI control calculator 50 becomes negative. Therefore, the second signal limiter 51
Outputs a negative signal. On the other hand, the output signal from the angle control signal setting unit 38 is also negative, and the output of the second adder 53 is negative. As a result, the extension-side arm control signal setter 54 outputs a 0% signal for fully closing the output valve path of the extension-side electromagnetic proportional solenoid valve 20A, that is, a stop signal for stopping the arm-in operation, The 0% signal is selected by the MIN signal selector 56 and output to the extension-side electromagnetic proportional pressure reducing valve 20A. On the other hand, as described above, since the output of the second adder 53 is negative, the reduction-side arm control signal setting unit 55
Output a signal exceeding 0% to 100%. At this time, the arm cylinder 12 is reduced (out).
Since the side is not operated, the reduction-side arm operation signal setting unit 31B outputs a 0% signal. Accordingly, the signal of the reduction-side arm control signal setting unit 55 is selected by the MAX signal selector 57, and this signal is output to the reduction-side arm electromagnetic proportional pressure reducing valve 20B as a drive signal. Thus, the arm control valve 17 is provided with a reduction side electromagnetic proportional pressure reduction 20.
The control is performed by the output pressure of B, so that it is possible to prevent the arm cylinder 12 from contracting, the arm 8 automatically coming out, and the bucket 9 from entering the interference avoidance area H.

【0023】また、アームインとブーム上昇とを複合操
作しているとき、アーム先端部cが環境回避境界線Lか
ら充分に離れている場合には、第一減算器33で求めら
れる角度偏差Δβは、前述したように設定値E、Fおよ
びJ以上のプラスの大きな値となり、これにより角度制
御信号設定器38はプラスの最大信号(100%)を出
力する。一方、第一係数設定器34から出力される係数
は「0」となるので、第一乗算器37から出力される目
標角速度比k、第二乗算器41から出力されるアーム目
標角速度dβset/dtも「0」になり、而してフィー
ドフォワード信号設定器42の出力も「0」になる。ま
た、切換器44は、リアブーム6が作動していて実ブー
ム角速度dαact/dtが「0」でないためON側に切
換わっているが、第一係数設定器34から出力される係
数が「0」のため、第三乗算器45、第一信号制限器4
6の出力は「0」となる。これにより、アーム先端部c
が環境回避境界線Lから充分に離れているときは、第一
PI制御演算器47には「0」の信号が入力されること
になって、第一PI制御演算器47の出力は「0」にな
る。同様に、第二係数設定器48から出力される係数は
「0」となるので、第四乗算器49の出力は「0」とな
り、第二PI制御演算器50、第二信号制限器51の出
力は「0」となる。上記の制御演算の結果、第二加算器
53は、角度制御信号設定器38から出力されるプラス
の最大信号を出力することになり、而して伸長側アーム
制御信号設定器54からは、伸長側アーム用電磁比例減
圧弁20Aの出力用弁路を全開させる100%の信号が
出力される一方、縮小側アーム制御信号設定器55から
は、縮小側アーム用電磁比例減圧弁20Bを全閉させる
0%の信号が出力される。これにより、アーム先端部c
が環境回避境界線Lから遠く離れている場合には、アー
ムインとブーム上昇とを複合操作したときにも、前述の
アームインを単独操作したときと同様に、アーム用操作
具22の操作に対応した速度でアームインの作動が行わ
れる。
When the arm-in operation and the boom-up operation are combined, if the arm tip c is sufficiently separated from the environmental avoidance boundary line L, the angle deviation Δβ obtained by the first subtractor 33 is As described above, the angle control signal setting unit 38 outputs a positive maximum signal (100%), which is a positive large value equal to or larger than the set values E, F, and J. On the other hand, since the coefficient output from the first coefficient setting unit 34 is “0”, the target angular velocity ratio k output from the first multiplier 37 and the arm target angular velocity dβ set / output from the second multiplier 41 are set . dt also becomes “0”, and the output of the feedforward signal setting unit 42 also becomes “0”. The switch 44 is switched to the ON side because the rear boom 6 is operating and the actual boom angular velocity dα act / dt is not “0”, but the coefficient output from the first coefficient setter 34 is “0”. , The third multiplier 45 and the first signal limiter 4
The output of No. 6 is "0". Thereby, the arm tip c
Is sufficiently distant from the environment avoidance boundary line L, a signal of “0” is input to the first PI control calculator 47, and the output of the first PI control calculator 47 is “0”. "become. Similarly, since the coefficient output from the second coefficient setting unit 48 is “0”, the output of the fourth multiplier 49 is “0”, and the second PI control arithmetic unit 50 and the second signal limiter 51 The output is "0". As a result of the above control operation, the second adder 53 outputs the plus maximum signal output from the angle control signal setting device 38, and the extension side arm control signal setting device 54 While a 100% signal for fully opening the output valve path of the side arm electromagnetic pressure reducing valve 20A is output, the reduction side arm control signal setting unit 55 fully closes the reduction side arm electromagnetic proportional pressure reducing valve 20B. 0% signal is output. Thereby, the arm tip c
Is far away from the environmental avoidance boundary line L, when the arm-in and the boom-up operation are combined, the operation of the arm operating tool 22 is supported in the same manner as when the arm-in is operated alone. Arm-in operation is performed at the speed.

【0024】上記の状態から、アーム先端部cが干渉回
避境界線Lに近づくと、第一減算器33から出力される
角度偏差Δβが小さくなるので、角度制御信号設定器3
8の出力は徐々に「0」に近づく。一方、第一係数設定
器34の出力は「1」に近づき、第一乗算器37から目
標角速度比kが出力されて、第二乗算器41からアーム
目標角速度dβset/dtが出力される。そして、該ア
ーム目標角速度dβset/dtがフィードフォワード信
号設定器42に入力されるが、フィードフォワード信号
設定器42は図9の特性を有しているので、マイナス出
力のみ出力される。また、第二減算器43において、ア
ーム目標角速度dβset/dtからアーム用微分演算器
40で求められる実アーム角速度dβact/dtが減算
されて、角速度偏差Δdβt/dtが求められる。さら
に切換器44は、リアブーム6が作動していて実ブーム
角速度dαact/dtが「0」でないのでON側に切換
わっており、而して第三乗算器45において、前記角速
度偏差Δdβt/dtと第一係数設定器34の係数が掛
けられ、このものが第一信号制限器46を介して第一P
I制御演算器47に入力され、PI制御演算が行われ
る。さらに、角度偏差Δβが小さくなると、第二係数設
定器48から出力される係数は「1」に近づき、第四乗
算器49から角度偏差信号が第二PI制御演算器50に
入力され、PI制御演算が行われる。上記の制御演算の
結果、角度制御信号設定器38の出力は「0」に近づく
一方で、フィードフォワード信号設定器42の出力、第
一PI制御演算器47の出力、および第二PI制御演算
器50から第二信号制限器51を介して出力される信号
はマイナスとなる。これにより、第二加算器53の出力
値が小さくなって、伸長側アーム制御信号設定器54の
出力信号が低下し、そして伸長側アーム操作信号設定器
31Aの出力信号よりも小さくなると、該小さい方の伸
長側アーム制御信号設定器54の信号がMIN信号選択
器56により選択されて伸長側アーム用電磁比例減圧弁
20Aに出力されることになって、アームインの作動は
減速して停止する。さらに、第二加算器53の出力がマ
イナスになると、縮小側アーム制御信号設定器55から
0%を越える信号が出力され、該出力信号がMAX信号
選択器57により選択されて縮小側アーム用電磁比例減
圧弁20Bに出力されて、アーム8が自動的にアウト側
に駆動される。
In the above state, when the arm tip c approaches the interference avoidance boundary line L, the angle deviation Δβ output from the first subtractor 33 decreases, so that the angle control signal setting unit 3
The output of 8 gradually approaches "0". On the other hand, the output of the first coefficient setter 34 approaches “1”, the first multiplier 37 outputs the target angular velocity ratio k, and the second multiplier 41 outputs the arm target angular velocity dβ set / dt. Then, the arm target angular velocity dβ set / dt is input to the feedforward signal setting unit 42, but since the feedforward signal setting unit 42 has the characteristics shown in FIG. 9, only the minus output is output. In the second subtractor 43, the actual arm angular velocity dβ act / dt obtained by the arm differential calculator 40 is subtracted from the arm target angular velocity dβ set / dt, and the angular velocity deviation Δdβt / dt is obtained. Further, the switch 44 is switched to the ON side since the rear boom 6 is operating and the actual boom angular velocity dα act / dt is not “0”. Therefore, in the third multiplier 45, the angular velocity deviation Δdβt / dt Is multiplied by the coefficient of the first coefficient setting unit 34, and this is multiplied by the first P
The signal is input to the I control calculator 47, and the PI control calculation is performed. Further, when the angle deviation Δβ decreases, the coefficient output from the second coefficient setting unit 48 approaches “1”, and the angle deviation signal from the fourth multiplier 49 is input to the second PI control calculator 50, and the PI control An operation is performed. As a result of the above control operation, while the output of the angle control signal setter 38 approaches “0”, the output of the feedforward signal setter 42, the output of the first PI control calculator 47, and the output of the second PI control calculator The signal output from the second signal limiter 51 through the second signal limiter 51 is negative. As a result, the output value of the second adder 53 decreases, the output signal of the extension-side arm control signal setting unit 54 decreases, and when the output signal becomes smaller than the output signal of the extension-side arm operation signal setting unit 31A, the output value decreases. The signal of the extension-side arm control signal setting unit 54 is selected by the MIN signal selector 56 and output to the extension-side electromagnetic proportional pressure reducing valve 20A, and the operation of the arm-in is decelerated and stopped. Further, when the output of the second adder 53 becomes negative, a signal exceeding 0% is output from the reduction-side arm control signal setting unit 55, and the output signal is selected by the MAX signal selector 57, and the electromagnetic signal for the reduction-side arm is selected. Output to the proportional pressure reducing valve 20B, the arm 8 is automatically driven to the out side.

【0025】叙述の如く構成されたものにおいて、バケ
ット9が干渉回避領域H内に侵入する惧れがない状態で
は、アーム8の作動は操作具22の操作に対応して行わ
れるが、アーム先端部cが環境回避境界線Lに近づくと
アームインの作動は自動的に減速し、さらに干渉回避境
界線Lに近接するとアーム8が自動的にアウト作動し
て、バケット9が干渉回避領域Hに侵入することを回避
できることになる。この結果、例えば小旋回姿勢をとる
べくフロントブーム7が左にオフセットされている状態
でブーム上昇とアームインとを複合操作しているときに
バケット9がキャブ4に接近したような場合、アーム8
が自動的にアウトしてバケット9が干渉回避領域Hに侵
入してしまうことを回避しながらブームの上昇作動が続
行されることになって、従来のように作業が停止してし
まうようなことがなく、作業能率が向上する。
In the structure described above, the operation of the arm 8 is performed in response to the operation of the operation tool 22 when there is no fear that the bucket 9 will enter the interference avoidance area H. When the part c approaches the environmental avoidance boundary line L, the operation of the arm-in is automatically decelerated, and when the part c approaches the interference avoidance boundary line L, the arm 8 automatically operates out, and the bucket 9 enters the interference avoidance area H. Can be avoided. As a result, for example, when the bucket 9 approaches the cab 4 when performing the combined operation of the boom raising and the arm-in with the front boom 7 offset to the left to take a small turning posture, the arm 8
Automatically stops to prevent the bucket 9 from intruding into the interference avoidance area H while continuing the raising operation of the boom. There is no work efficiency.

【0026】しかもこのものにおいて、前記アーム8の
自動的な干渉回避動作を行うにあたり、実ブーム角度α
actおよび実オフセット角度γactに基づいてアーム限界
角度βLTを設定し、該アーム限界角度βLTと実アーム角
度βactとの角度偏差Δβを求め、該角度偏差Δβに基
づいてアーム角度の制御演算を行うアーム角度制御に加
えて、実ブーム角度αactおよび実オフセット角度γact
に基づいてアーム先端部cの限界位置(XLT,YLT)を
求め、さらにアーム先端部cが干渉回避境界線Lに沿っ
て移動するための上記限界位置(XLT,YLT)における
ブーム角速度に対するアーム角速度の角速度比iを求
め、該角速度比iに基づいてアーム先端部cが干渉回避
境界線Lに近づいたときに実ブーム角速度dαact/d
tに応じたアーム目標角速度dβset/dtを設定し、
そして該アーム目標角速度dβset/dtをフィードフ
ォワードおよび実アーム角速度dβact/dtにフィー
ドバックしてアーム角速度の制御演算を行うアーム角速
度制御が付与されている。さらにこのものにおいて、前
記アーム角度およびアーム角速度の制御演算を行うにあ
たり、フィードフォワード信号設定器42、第一信号制
限器46、第二信号制限器51において、アーム8をイ
ン側に作動させるためのプラス側の制御信号をカットす
るように設定されており、これにより、アーム先端部c
が干渉回避境界線Lの近傍にあるときは、アーム8をア
ウトさせる制御信号のみが出力されることになる。この
結果、リアブーム6の作動速度に対応したアーム8の干
渉回避作動速度が得られ、かつ干渉回避境界線Lの前方
から早めにアーム8の干渉回避作動が制御されることに
なって、アーム8の回避動作が遅れてアーム先端部cが
干渉回避境界線Lの内側に入ってしまうような不具合を
確実に回避できると共に、干渉回避境界線Lの近傍でア
ーム先端部cが干渉回避境界線内を出入りしてしまうよ
うなことがなく、干渉回避境界線Lに沿ったアーム8の
滑らかな干渉回避動作が得られることになり、作業性、
操作性に優れる。
Further, in this embodiment, when the automatic interference avoiding operation of the arm 8 is performed, the actual boom angle α
The arm limit angle β LT is set based on the act and the actual offset angle γ act , the angle deviation Δβ between the arm limit angle β LT and the actual arm angle β act is determined, and the arm angle is controlled based on the angle deviation Δβ. In addition to the arm angle control that performs the calculation, the actual boom angle α act and the actual offset angle γ act
Boom at the limit position of the arm tip portion c (X LT, Y LT) asking further the limit position for the arm tip c is moved along the interference avoidance boundary line L (X LT, Y LT) on the basis of the An angular velocity ratio i of the arm angular velocity to the angular velocity is determined, and based on the angular velocity ratio i, when the arm tip c approaches the interference avoidance boundary line L, the actual boom angular velocity dα act / d.
setting the arm target angular velocity dβ set / dt according to t,
An arm angular velocity control for performing a control calculation of the arm angular velocity by feeding back the arm target angular velocity dβ set / dt to the feed forward and the actual arm angular velocity dβ act / dt is provided. Further, in this apparatus, in performing the control calculation of the arm angle and the arm angular velocity, the feedforward signal setting unit 42, the first signal limiter 46, and the second signal limiter 51 operate the arm 8 inward. The control signal on the plus side is set to be cut off, and thereby, the arm tip c
Is near the interference avoidance boundary line L, only the control signal for causing the arm 8 to be out is output. As a result, an interference avoidance operation speed of the arm 8 corresponding to the operation speed of the rear boom 6 is obtained, and the interference avoidance operation of the arm 8 is controlled earlier from the front of the interference avoidance boundary line L, so that the arm 8 is controlled. In this case, it is possible to reliably avoid the problem that the arm tip c enters the inside of the interference avoidance boundary line L due to the delay of the avoidance operation of the arm. Does not come and go, and a smooth interference avoiding operation of the arm 8 along the interference avoiding boundary line L is obtained.
Excellent operability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】油圧ショベルの側面図である。FIG. 1 is a side view of a hydraulic excavator.

【図2】フロントブームを左右揺動させた状態を示す油
圧ショベルの平面図である。
FIG. 2 is a plan view of the hydraulic excavator showing a state where the front boom is swung right and left.

【図3】アーム用シリンダの油圧制御回路図である。FIG. 3 is a hydraulic control circuit diagram of an arm cylinder.

【図4】制御部の入出力を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing input / output of a control unit.

【図5】干渉回避制御のブロック図である。FIG. 5 is a block diagram of interference avoidance control.

【図6】(A)は伸長側アーム操作信号設定器の特性
図、(B)は縮小側アーム操作信号設定器の特性図であ
る。
6A is a characteristic diagram of an extension-side arm operation signal setting device, and FIG. 6B is a characteristic diagram of a reduction-side arm operation signal setting device.

【図7】第一係数設定器の特性図である。FIG. 7 is a characteristic diagram of the first coefficient setting device.

【図8】角度制御信号設定器の特性図である。FIG. 8 is a characteristic diagram of the angle control signal setting device.

【図9】フィードフォワード信号設定器の特性図であ
る。
FIG. 9 is a characteristic diagram of the feedforward signal setting device.

【図10】第二係数設定器の特性図である。FIG. 10 is a characteristic diagram of the second coefficient setting device.

【図11】(A)は伸長側アーム制御信号設定器の特性
図、(B)は縮小側アーム制御信号設定器の特性図であ
る。
11A is a characteristic diagram of an extension-side arm control signal setting device, and FIG. 11B is a characteristic diagram of a reduction-side arm control signal setting device.

【図12】制御演算に用いる説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram used for control calculation.

【図13】制御演算に用いる説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram used for control calculation.

【図14】従来例を示す油圧アクチュエータの油圧制御
回路図である。
FIG. 14 is a hydraulic control circuit diagram of a hydraulic actuator showing a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

4 キャブ 6 リアブーム 7 フロントブーム 8 アーム 9 バケット 20A アーム用伸長側電磁比例減圧弁 20B アーム用縮小側電磁比例減圧弁 21A アーム用伸長側圧力センサ 21B アーム用縮小側圧力センサ 23 制御部 24 ブーム角度センサ 25 オフセット角度センサ 26 アーム角度センサ 31A 伸長側アーム操作信号設定器 31B 縮小側アーム操作信号設定器 32 アーム限界角度演算器 33 第一減算器 34 第一係数設定器 35 限界位置演算器 36 角速度比設定器 37 第一乗算器 38 角度制御信号設定器 39 ブーム用微分演算器 40 アーム用微分演算器 41 第二乗算器 42 フィードフォワード信号設定器 43 第二減算器 44 切換器 45 第三乗算器 46 第一信号制限器 47 第一PI制御演算器 48 第二係数設定器 49 第四乗算器 50 第二PI制御演算器 51 第二信号制限器 52 第一加算器 53 第二加算器 54 伸長側アーム制御信号設定器 55 縮小側アーム制御信号設定器 56 MIN信号選択器 57 MAX信号選択器 H 干渉回避領域 Reference Signs List 4 cab 6 rear boom 7 front boom 8 arm 9 bucket 20A extension side electromagnetic proportional pressure reducing valve for arm 20B arm reduction side electromagnetic proportional pressure reducing valve 21A arm extension side pressure sensor 21B arm reduction side pressure sensor 23 control unit 24 boom angle sensor Reference Signs List 25 offset angle sensor 26 arm angle sensor 31A extension-side arm operation signal setting unit 31B reduction-side arm operation signal setting unit 32 arm limit angle calculator 33 first subtractor 34 first coefficient setter 35 limit position calculator 36 angular speed ratio setting Unit 37 first multiplier 38 angle control signal setting unit 39 differential operation unit for boom 40 differential operation unit for arm 41 second multiplier 42 feedforward signal setting unit 43 second subtractor 44 switching unit 45 third multiplier 46th One signal limiter 47 First PI control calculator 48 Second Number setter 49 Fourth multiplier 50 Second PI control calculator 51 Second signal limiter 52 First adder 53 Second adder 54 Extension arm control signal setter 55 Reduction arm control signal setter 56 MIN signal Selector 57 MAX signal selector H Interference avoidance area

フロントページの続き (72)発明者 的場 信明 東京都千代田区丸の内二丁目5番1号 三 菱重工業株式会社内 Fターム(参考) 2D003 AA01 AB03 BA01 BA02 BA03 BB11 DA03 DA04 DB04 DC03 FA02 2D015 GB01 GB04 HB02 HB04 Continued on front page (72) Inventor Nobuaki Matoba 2-5-1 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo F-term in Sanishi Heavy Industries, Ltd. (reference) 2D003 AA01 AB03 BA01 BA02 BA03 BB11 DA03 DA04 DB04 DC03 FA02 2D015 GB01 GB04 HB02 HB04

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 機械本体に対し揺動自在なブームと、該
ブームの先端部に揺動自在に連結されるアームと、該ア
ームの先端部に連結されるアタッチメントとを備えた作
業用機械において、 予め設定される干渉回避領域内へのアタッチメントの侵
入を回避するための干渉回避制御手段を設けるにあた
り、 該干渉回避制御手段は、 ブームの機械本体に対する揺動角度を検出するブーム角
度検出手段からの信号を入力し、該入力されたブーム角
度に基づいてアタッチメントが干渉回避領域に侵入しな
いためのアーム限界角度を設定するアーム限界角度設定
手段と、 アームのブームに対する揺動角度を検出するアーム角度
検出手段からの信号を入力し、該入力されたアーム角度
と前記アーム限界角度との角度偏差を求め、該角度偏差
に基づいてアーム角度の制御演算を行う角度制御演算手
段と、 前記ブーム角度検出手段から入力されるブーム角度に基
づいて演算されるブーム角速度、およびアーム角度検出
手段から入力されるアーム角度に基づいて演算されるア
ーム角速度を用いてアーム角速度の制御演算を行う角速
度制御演算手段と、 前記角度制御演算手段および角速度制御演算手段の演算
結果に基づいてアームの自動的な干渉回避作動を行うべ
くアーム駆動手段に対する制御信号を設定する制御信号
設定手段とを備えて構成されている作業用機械の干渉回
避制御装置。
1. A work machine comprising: a boom swingable with respect to a machine body; an arm swingably connected to a tip of the boom; and an attachment connected to a tip of the arm. In providing the interference avoidance control means for avoiding the intrusion of the attachment into the preset interference avoidance area, the interference avoidance control means comprises a boom angle detection means for detecting a swing angle of the boom with respect to the machine body. Arm limit angle setting means for setting an arm limit angle for preventing the attachment from entering the interference avoidance area based on the input boom angle, and an arm angle for detecting a swing angle of the arm with respect to the boom. A signal from the detecting means is input, an angle deviation between the input arm angle and the arm limit angle is determined, and an arc deviation is determined based on the angle deviation. Angle control calculation means for performing control calculation of an angle; boom angular velocity calculated based on the boom angle input from the boom angle detection means; and arm calculated based on the arm angle input from the arm angle detection means. Angular velocity control computing means for performing control computation of arm angular velocity using angular velocity; and a control signal for arm driving means for performing an automatic interference avoidance operation of the arm based on computation results of the angle control computing means and the angular velocity control computing means. And a control signal setting means for setting the control signal.
【請求項2】 請求項1において、角速度制御演算手段
は、ブーム角度検出手段から入力されるブーム角度に基
づいてブーム角速度を演算するブーム角速度演算手段
と、アーム角度検出手段から入力されるアーム角度に基
づいてアーム角速度を演算するアーム角速度演算手段
と、アーム限界角度に基づいてアーム限界位置でのブー
ム角速度に対するアーム角速度の角速度比を設定する角
速度比設定手段と、該角速度比と前記ブーム角速度とか
らアーム目標角速度を設定する目標角速度設定手段と、
該アーム目標角速度および前記アーム角速度に基づいて
アーム角速度の制御演算を行う制御演算手段とを用いて
構成されている作業用機械の干渉回避制御装置。
2. The boom angular velocity computing means according to claim 1, wherein said angular velocity control computing means computes a boom angular velocity based on a boom angle inputted from said boom angle detecting means, and an arm angle inputted from said arm angle detecting means. Arm angular velocity calculating means for calculating the arm angular velocity based on the angular velocity ratio setting means for setting the angular velocity ratio of the arm angular velocity to the boom angular velocity at the arm limit position based on the arm limit angle; and the angular velocity ratio and the boom angular velocity Target angular velocity setting means for setting an arm target angular velocity from
A control device for avoiding interference of a working machine, comprising: control arithmetic means for performing control arithmetic of the arm angular velocity based on the arm target angular velocity and the arm angular velocity.
【請求項3】 請求項1または2において、さらに干渉
回避制御手段は、アーム用操作具の操作に基づいてアー
ム駆動手段に対する操作信号を設定する操作信号設定手
段と、該操作信号設定手段からの操作信号と制御信号設
定手段からの制御信号のうち何れか一方を選択してアー
ム駆動手段に出力する選択手段とが設けられている作業
用機械の干渉回避制御装置。
3. An operation signal setting unit according to claim 1, wherein the interference avoidance control unit sets an operation signal to the arm driving unit based on an operation of the arm operating tool. An interference avoidance control device for a working machine, comprising: a selection unit that selects one of an operation signal and a control signal from a control signal setting unit and outputs the selected signal to an arm driving unit.
【請求項4】 請求項1、2または3において、干渉回
避制御手段は、少なくともブームが揺動している状態で
アタッチメントが干渉回避領域に接近したとき、アーム
を干渉回避領域から離れる方向に揺動させることで前記
干渉回避領域内へのアタッチメントの侵入を回避しなが
らブーム揺動を続行させるための機構が設けられている
作業用機械の干渉回避制御装置。
4. The interference avoiding control means according to claim 1, wherein the at least one arm swings in a direction away from the interference avoiding area when the attachment approaches the interference avoiding area while at least the boom is swinging. An interference avoidance control device for a working machine provided with a mechanism for continuing the boom swing while moving the attachment to prevent the attachment from entering the interference avoidance region.
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