JP2001271388A - 掘削積込機械の作業機制御装置 - Google Patents
掘削積込機械の作業機制御装置Info
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- JP2001271388A JP2001271388A JP2000085448A JP2000085448A JP2001271388A JP 2001271388 A JP2001271388 A JP 2001271388A JP 2000085448 A JP2000085448 A JP 2000085448A JP 2000085448 A JP2000085448 A JP 2000085448A JP 2001271388 A JP2001271388 A JP 2001271388A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 オペレータの意志に沿った制御が可能な掘削
積込機械の作業機制御装置を提供する。 【解決手段】 エンジン回転速度を検出するエンジン回
転速度検出器を付設し、コントローラは、手動による指
令又は車両が掘削中であるか否かを判断する負荷判断部
の判断に基づいて各制御弁への自動掘削指令値を設定し
出力する自動掘削制御手段を有し、前記自動掘削制御手
段は、ブームレバー操作時にはエンジン回転速度が大き
くなるに従って小さくなるブーム制御指令値をブーム制
御弁に出力し、ブームレバー操作時には、ブームレバー
操作量に応じたバケット制御指令値をバケット制御弁に
出力し、エンジン回転速度が大きくなるに従って小さく
なるバケット制御指令値をバケット制御弁に出力する構
成とする。
積込機械の作業機制御装置を提供する。 【解決手段】 エンジン回転速度を検出するエンジン回
転速度検出器を付設し、コントローラは、手動による指
令又は車両が掘削中であるか否かを判断する負荷判断部
の判断に基づいて各制御弁への自動掘削指令値を設定し
出力する自動掘削制御手段を有し、前記自動掘削制御手
段は、ブームレバー操作時にはエンジン回転速度が大き
くなるに従って小さくなるブーム制御指令値をブーム制
御弁に出力し、ブームレバー操作時には、ブームレバー
操作量に応じたバケット制御指令値をバケット制御弁に
出力し、エンジン回転速度が大きくなるに従って小さく
なるバケット制御指令値をバケット制御弁に出力する構
成とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両前部に作業機
を有する掘削積込機械の作業機制御装置に関する。
を有する掘削積込機械の作業機制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】掘削積込を行う建設機械として、車体の
前部にバケットを有して、主として破砕された岩石や土
砂等の積載物をバケットにより掘削してダンプトラック
等に積み込む作業を行なうホイールローダがある。図９
にホイールローダの側面図を示す。図９において、ホイ
ールローダ１は、走行自在な車体２の前部に昇降自在に
取着したブーム３と、ブーム３の先端部に上下方向に回
動自在に枢着されたバケット４とを有する作業機５を備
えている。ブーム３及びバケット４の操作は、車体２上
に搭載された運転室７内に設けられた、それぞれの操作
レバー（図示せず）によって行なわれる。積載物６を掘
削してバケット４に積み込む際には、積載物６の山に車
両を前進させながら、ブーム操作とバケット操作とを交
互に行なっている。なお、バケット操作において、バケ
ット４をピン８を中心にして図９において時計回り方向
に回転させることをチルトさせるという。
前部にバケットを有して、主として破砕された岩石や土
砂等の積載物をバケットにより掘削してダンプトラック
等に積み込む作業を行なうホイールローダがある。図９
にホイールローダの側面図を示す。図９において、ホイ
ールローダ１は、走行自在な車体２の前部に昇降自在に
取着したブーム３と、ブーム３の先端部に上下方向に回
動自在に枢着されたバケット４とを有する作業機５を備
えている。ブーム３及びバケット４の操作は、車体２上
に搭載された運転室７内に設けられた、それぞれの操作
レバー（図示せず）によって行なわれる。積載物６を掘
削してバケット４に積み込む際には、積載物６の山に車
両を前進させながら、ブーム操作とバケット操作とを交
互に行なっている。なお、バケット操作において、バケ
ット４をピン８を中心にして図９において時計回り方向
に回転させることをチルトさせるという。
【０００３】このような掘削作業の際に、ブーム３のブ
ーム角度の変化に応じてバケット４のバケット角度を半
自動的に制御し、作業能率を向上させる技術があり、こ
の技術は、本願の出願人と同一出願人が出願した特願平
１０−２８８８５９号に示されている。同号によれば、
掘削時のブーム角度に対するバケット角度の関係を予め
記憶しておき、オペレータから制御開始信号が入力され
たときから、オペレータの操作するブーム角度に対して
バケット角度を記憶した関係になるように制御してい
る。即ち、バケット角度検出器の検出量が記憶した目標
とするバケット角度になるようにバケット角度を制御し
ている。
ーム角度の変化に応じてバケット４のバケット角度を半
自動的に制御し、作業能率を向上させる技術があり、こ
の技術は、本願の出願人と同一出願人が出願した特願平
１０−２８８８５９号に示されている。同号によれば、
掘削時のブーム角度に対するバケット角度の関係を予め
記憶しておき、オペレータから制御開始信号が入力され
たときから、オペレータの操作するブーム角度に対して
バケット角度を記憶した関係になるように制御してい
る。即ち、バケット角度検出器の検出量が記憶した目標
とするバケット角度になるようにバケット角度を制御し
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来技術には、次のような問題がある。従来技術では、ブ
ーム角度が所定角度になったときにバケット角度を制御
するバケットシリンダを所定時間だけ伸張させてバケッ
トをチルトする制御方法が提案されている。この制御方
法では、バケットシリンダの油圧回路のリリーフ等によ
りブーム角度に対応したバケット角度にならない場合が
あり、この場合には、ブーム角度が所定の角度に達して
掘削制御が終了したときに、バケットシリンダがストロ
ークエンドまで伸張しきっていないことがある。この場
合には、バケットのチルトが不十分で荷こぼれが起きる
という問題がある。また、掘削制御が終了する前にバケ
ットシリンダがストロークエンドまで伸張していて、バ
ケットシリンダの油圧回路が無駄にリリーフするという
問題がある。これにより、オペレータの意志に合わず、
作業効率も向上しないという問題がある。
来技術には、次のような問題がある。従来技術では、ブ
ーム角度が所定角度になったときにバケット角度を制御
するバケットシリンダを所定時間だけ伸張させてバケッ
トをチルトする制御方法が提案されている。この制御方
法では、バケットシリンダの油圧回路のリリーフ等によ
りブーム角度に対応したバケット角度にならない場合が
あり、この場合には、ブーム角度が所定の角度に達して
掘削制御が終了したときに、バケットシリンダがストロ
ークエンドまで伸張しきっていないことがある。この場
合には、バケットのチルトが不十分で荷こぼれが起きる
という問題がある。また、掘削制御が終了する前にバケ
ットシリンダがストロークエンドまで伸張していて、バ
ケットシリンダの油圧回路が無駄にリリーフするという
問題がある。これにより、オペレータの意志に合わず、
作業効率も向上しないという問題がある。
【０００５】本発明は、上記の問題に着目してなされた
ものであり、制御中は、オペレータの意志に沿った制御
が可能な掘削積込機械の作業機制御装置を提供すること
を目的としている。
ものであり、制御中は、オペレータの意志に沿った制御
が可能な掘削積込機械の作業機制御装置を提供すること
を目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】上記の目
的を達成するために、第１発明はブームのリフトを制御
するブームシリンダと、ブームシリンダの伸縮を制御す
るブーム制御弁と、ブームシリンダの伸縮速度を指令す
るブームレバーと、ブームレバーの操作量を検出するブ
ームレバー操作量検出器と、バケットのチルトを制御す
るバケットシリンダと、バケットシリンダの伸縮を制御
するバケット制御弁と、バケットシリンダの伸縮速度を
指令するバケットレバーと、バケットレバーの操作量を
検出するバケットレバー操作量検出器と、ブームレバー
操作量検出器から入力されるブームレバー操作量に基づ
きブーム制御指令値をブーム制御弁に出力し、バケット
レバー操作量検出器から入力されるバケットレバー操作
量に基づきバケット制御指令値をバケット制御弁に出力
するコントローラとを備えた掘削積込機械の作業機制御
装置において、エンジン回転速度を検出するエンジン回
転速度検出器を付設し、コントローラは、手動による指
令又は車両が掘削中であるか否かを判断する負荷判断部
の判断に基づいて各制御弁への自動掘削指令値を設定
し、出力する自動掘削制御手段を有し、前記自動掘削制
御手段は、ブームレバー操作時にはエンジン回転速度が
大きくなるに従って小さくなるブーム制御指令値をブー
ム制御弁に出力する構成としている。
的を達成するために、第１発明はブームのリフトを制御
するブームシリンダと、ブームシリンダの伸縮を制御す
るブーム制御弁と、ブームシリンダの伸縮速度を指令す
るブームレバーと、ブームレバーの操作量を検出するブ
ームレバー操作量検出器と、バケットのチルトを制御す
るバケットシリンダと、バケットシリンダの伸縮を制御
するバケット制御弁と、バケットシリンダの伸縮速度を
指令するバケットレバーと、バケットレバーの操作量を
検出するバケットレバー操作量検出器と、ブームレバー
操作量検出器から入力されるブームレバー操作量に基づ
きブーム制御指令値をブーム制御弁に出力し、バケット
レバー操作量検出器から入力されるバケットレバー操作
量に基づきバケット制御指令値をバケット制御弁に出力
するコントローラとを備えた掘削積込機械の作業機制御
装置において、エンジン回転速度を検出するエンジン回
転速度検出器を付設し、コントローラは、手動による指
令又は車両が掘削中であるか否かを判断する負荷判断部
の判断に基づいて各制御弁への自動掘削指令値を設定
し、出力する自動掘削制御手段を有し、前記自動掘削制
御手段は、ブームレバー操作時にはエンジン回転速度が
大きくなるに従って小さくなるブーム制御指令値をブー
ム制御弁に出力する構成としている。
【０００７】第１発明によれば、ブームレバーが操作さ
れているときには、ブームレバー操作量をそのままブー
ム制御弁に出力しないでエンジン回転速度に基づくブー
ム制御指令値を出力する。エンジン回転速度が小さくな
ったときには、車両への負荷が大きくなっていると判断
し、バケットを早くリフトさせて軽減させ、エンジン回
転速度が大きくなったときには、負荷が小さいと判断
し、バケットのリフト速度を抑えて負荷を逃さないよう
にする。これにより、常に負荷が適切に保持できるので
掘削能率を向上できる。
れているときには、ブームレバー操作量をそのままブー
ム制御弁に出力しないでエンジン回転速度に基づくブー
ム制御指令値を出力する。エンジン回転速度が小さくな
ったときには、車両への負荷が大きくなっていると判断
し、バケットを早くリフトさせて軽減させ、エンジン回
転速度が大きくなったときには、負荷が小さいと判断
し、バケットのリフト速度を抑えて負荷を逃さないよう
にする。これにより、常に負荷が適切に保持できるので
掘削能率を向上できる。
【０００８】第２発明は、ブームのリフトを制御するブ
ームシリンダと、ブームシリンダの伸縮を制御するブー
ム制御弁と、ブームシリンダの伸縮速度を指令するブー
ムレバーと、ブームレバーの操作量を検出するブームレ
バー操作量検出器と、バケットのチルトを制御するバケ
ットシリンダと、バケットシリンダの伸縮を制御するバ
ケット制御弁と、バケットシリンダの伸縮速度を指令す
るバケットレバーと、バケットレバーの操作量を検出す
るバケットレバー操作量検出器と、ブームレバー操作量
検出器から入力されるブームレバー操作量に基づきブー
ム制御指令値をブーム制御弁に出力し、バケットレバー
操作量検出器から入力されるバケットレバー操作量に基
づきバケット制御指令値をバケット制御弁に出力するコ
ントローラとを備えた掘削積込機械の作業機制御装置に
おいて、エンジン回転速度を検出するエンジン回転速度
検出器を付設し、コントローラは、手動による指令又は
車両が掘削中であるか否かを判断する負荷判断部の判断
に基づいて各制御弁への自動掘削指令値を設定し出力す
る自動掘削制御手段を有し、前記自動掘削制御手段は、
エンジン回転速度又はブームレバー操作量に基づく制御
指令値をバケット制御弁に出力する構成としている。
ームシリンダと、ブームシリンダの伸縮を制御するブー
ム制御弁と、ブームシリンダの伸縮速度を指令するブー
ムレバーと、ブームレバーの操作量を検出するブームレ
バー操作量検出器と、バケットのチルトを制御するバケ
ットシリンダと、バケットシリンダの伸縮を制御するバ
ケット制御弁と、バケットシリンダの伸縮速度を指令す
るバケットレバーと、バケットレバーの操作量を検出す
るバケットレバー操作量検出器と、ブームレバー操作量
検出器から入力されるブームレバー操作量に基づきブー
ム制御指令値をブーム制御弁に出力し、バケットレバー
操作量検出器から入力されるバケットレバー操作量に基
づきバケット制御指令値をバケット制御弁に出力するコ
ントローラとを備えた掘削積込機械の作業機制御装置に
おいて、エンジン回転速度を検出するエンジン回転速度
検出器を付設し、コントローラは、手動による指令又は
車両が掘削中であるか否かを判断する負荷判断部の判断
に基づいて各制御弁への自動掘削指令値を設定し出力す
る自動掘削制御手段を有し、前記自動掘削制御手段は、
エンジン回転速度又はブームレバー操作量に基づく制御
指令値をバケット制御弁に出力する構成としている。
【０００９】第２発明によれば、掘削制御時において、
エンジン回転速度又はブームレバー操作量に基づいてバ
ケット制御弁への指令値を設定し出力する。車体にかか
る負荷の大きさ及びオペレータのブームレバー操作状況
を常にバケットの操作に反映している。これにより、常
に負荷が適切に保持できるので掘削能率を向上できる。
エンジン回転速度又はブームレバー操作量に基づいてバ
ケット制御弁への指令値を設定し出力する。車体にかか
る負荷の大きさ及びオペレータのブームレバー操作状況
を常にバケットの操作に反映している。これにより、常
に負荷が適切に保持できるので掘削能率を向上できる。
【００１０】第３発明は、第２発明の掘削積込機械の作
業機制御装置に基づいて、自動掘削制御手段は、ブーム
レバー操作時には、ブームレバー操作量に応じたバケッ
ト制御指令値をバケット制御弁に出力する構成としてい
る。
業機制御装置に基づいて、自動掘削制御手段は、ブーム
レバー操作時には、ブームレバー操作量に応じたバケッ
ト制御指令値をバケット制御弁に出力する構成としてい
る。
【００１１】第３発明によれば、オペレータがブームレ
バーを大きく操作しているときには、バケットを早くリ
フトして負荷を軽減しようとしているので、これに伴っ
てブームレバー操作量に応じてバケット制御指令値も大
きく設定する。これにより、オペレータの意志に沿った
バランスのよいリフト及びチルト速度が得られ掘削能率
が向上する。
バーを大きく操作しているときには、バケットを早くリ
フトして負荷を軽減しようとしているので、これに伴っ
てブームレバー操作量に応じてバケット制御指令値も大
きく設定する。これにより、オペレータの意志に沿った
バランスのよいリフト及びチルト速度が得られ掘削能率
が向上する。
【００１２】第４発明は、第２発明の掘削積込機械の作
業機制御装置に基づいて、自動掘削制御手段は、エンジ
ン回転速度が大きくなるに従って小さくなるバケット制
御指令値をバケット制御弁に出力する構成としている。
業機制御装置に基づいて、自動掘削制御手段は、エンジ
ン回転速度が大きくなるに従って小さくなるバケット制
御指令値をバケット制御弁に出力する構成としている。
【００１３】第４発明によれば、エンジン回転速度が小
さくなったときには、車両への負荷が大きくなっている
と判断し、バケットを早くチルトさせて負荷を軽減さ
せ、エンジン回転速度が大きくなったときには、負荷が
小さいと判断し、バケットのチルト速度を抑えて負荷を
逃さないようにする。これにより、常に負荷が適切に保
持できるので掘削能率を向上できる。
さくなったときには、車両への負荷が大きくなっている
と判断し、バケットを早くチルトさせて負荷を軽減さ
せ、エンジン回転速度が大きくなったときには、負荷が
小さいと判断し、バケットのチルト速度を抑えて負荷を
逃さないようにする。これにより、常に負荷が適切に保
持できるので掘削能率を向上できる。
【００１４】第５発明は、ブームのリフトを制御するブ
ームシリンダと、ブームシリンダの伸縮を制御するブー
ム制御弁と、ブームシリンダの伸縮速度を指令するブー
ムレバーと、ブームレバーの操作量を検出するブームレ
バー操作量検出器と、バケットのチルトを制御するバケ
ットシリンダと、バケットシリンダの伸縮を制御するバ
ケット制御弁と、バケットシリンダの伸縮速度を指令す
るバケットレバーと、バケットレバーの操作量を検出す
るバケットレバー操作量検出器と、ブームレバー操作量
検出器から入力されるブームレバー操作量に基づきブー
ム制御指令値をブーム制御弁に出力し、バケットレバー
操作量検出器から入力されるバケットレバー操作量に基
づきバケット制御指令値をバケット制御弁に出力するコ
ントローラとを備えた掘削積込機械の作業機制御装置に
おいて、コントローラは、手動による指令又は車両が掘
削中であるか否かを判断する負荷判断部の判断に基づい
て各制御弁への自動掘削指令値を設定して出力する自動
掘削制御手段を有し、前記自動掘削制御手段は、ブーム
シリンダの作動・停止に拘らずバケット制御指令値をバ
ケット制御弁に出力する構成としている。
ームシリンダと、ブームシリンダの伸縮を制御するブー
ム制御弁と、ブームシリンダの伸縮速度を指令するブー
ムレバーと、ブームレバーの操作量を検出するブームレ
バー操作量検出器と、バケットのチルトを制御するバケ
ットシリンダと、バケットシリンダの伸縮を制御するバ
ケット制御弁と、バケットシリンダの伸縮速度を指令す
るバケットレバーと、バケットレバーの操作量を検出す
るバケットレバー操作量検出器と、ブームレバー操作量
検出器から入力されるブームレバー操作量に基づきブー
ム制御指令値をブーム制御弁に出力し、バケットレバー
操作量検出器から入力されるバケットレバー操作量に基
づきバケット制御指令値をバケット制御弁に出力するコ
ントローラとを備えた掘削積込機械の作業機制御装置に
おいて、コントローラは、手動による指令又は車両が掘
削中であるか否かを判断する負荷判断部の判断に基づい
て各制御弁への自動掘削指令値を設定して出力する自動
掘削制御手段を有し、前記自動掘削制御手段は、ブーム
シリンダの作動・停止に拘らずバケット制御指令値をバ
ケット制御弁に出力する構成としている。
【００１５】第５発明によれば、ブーム制御弁の回路が
リリーフしてブームシリンダが伸縮していないときにで
も、バケット制御指令値を出力してバケットをチルトさ
せて車両への負荷を適切に保持できるので掘削能率を向
上できる。
リリーフしてブームシリンダが伸縮していないときにで
も、バケット制御指令値を出力してバケットをチルトさ
せて車両への負荷を適切に保持できるので掘削能率を向
上できる。
【００１６】第６発明は、ブームのリフトを制御するブ
ームシリンダと、ブームシリンダの伸縮を制御するブー
ム制御弁と、ブームシリンダの伸縮速度を指令するブー
ムレバーと、ブームレバーの操作量を検出するブームレ
バー操作量検出器と、バケットのチルトを制御するバケ
ットシリンダと、バケットシリンダの伸縮を制御するバ
ケット制御弁と、バケットシリンダの伸縮速度を指令す
るバケットレバーと、バケットレバーの操作量を検出す
るバケットレバー操作量検出器と、ブームレバー操作量
検出器から入力されるブームレバー操作量に基づきブー
ム制御指令値をブーム制御弁に出力し、バケットレバー
操作量検出器から入力されるバケットレバー操作量に基
づきバケット制御指令値をバケット制御弁に出力するコ
ントローラとを備えた掘削積込機械の作業機制御装置に
おいて、バケット制御指令値を連続的又はパルス的に出
力させるモードを設定するモード選択釦を付設して、モ
ード選択釦から出力されるモード選択信号をコントロー
ラに入力し、コントローラは、手動による指令又は車両
が掘削中であるか否かを判断する負荷判断部の判断に基
づいて各制御弁への自動掘削指令値を設定して出力する
自動掘削制御手段を有し、前記自動掘削制御手段は、モ
ード選択信号に基づいて出力モードを切り換える構成と
している。
ームシリンダと、ブームシリンダの伸縮を制御するブー
ム制御弁と、ブームシリンダの伸縮速度を指令するブー
ムレバーと、ブームレバーの操作量を検出するブームレ
バー操作量検出器と、バケットのチルトを制御するバケ
ットシリンダと、バケットシリンダの伸縮を制御するバ
ケット制御弁と、バケットシリンダの伸縮速度を指令す
るバケットレバーと、バケットレバーの操作量を検出す
るバケットレバー操作量検出器と、ブームレバー操作量
検出器から入力されるブームレバー操作量に基づきブー
ム制御指令値をブーム制御弁に出力し、バケットレバー
操作量検出器から入力されるバケットレバー操作量に基
づきバケット制御指令値をバケット制御弁に出力するコ
ントローラとを備えた掘削積込機械の作業機制御装置に
おいて、バケット制御指令値を連続的又はパルス的に出
力させるモードを設定するモード選択釦を付設して、モ
ード選択釦から出力されるモード選択信号をコントロー
ラに入力し、コントローラは、手動による指令又は車両
が掘削中であるか否かを判断する負荷判断部の判断に基
づいて各制御弁への自動掘削指令値を設定して出力する
自動掘削制御手段を有し、前記自動掘削制御手段は、モ
ード選択信号に基づいて出力モードを切り換える構成と
している。
【００１７】第６発明によれば、掘削する積載物が硬く
て掘削抵抗力が大きいときには、バケット制御指令値を
パルス的に出力してバケットを振動的にチルトさせバケ
ットへの積載物の大きな積込み速度を得る。また、積載
物が柔らかくて掘削抵抗力が小さいときにバケット制御
指令値を連続的に出力して早くチルトさせる。これによ
り、オペレータの意志に沿った自動掘削制御ができ、ま
た車両への負荷を常に適切に保持できるので掘削能率を
向上できる。
て掘削抵抗力が大きいときには、バケット制御指令値を
パルス的に出力してバケットを振動的にチルトさせバケ
ットへの積載物の大きな積込み速度を得る。また、積載
物が柔らかくて掘削抵抗力が小さいときにバケット制御
指令値を連続的に出力して早くチルトさせる。これによ
り、オペレータの意志に沿った自動掘削制御ができ、ま
た車両への負荷を常に適切に保持できるので掘削能率を
向上できる。
【００１８】第７発明は、第１，２，５又は６発明の掘
削積込機械の作業機制御装置に基づいて、バケットシリ
ンダがストロークエンドのときにオンのストロークエン
ド信号を出力するストロークエンド検出器を付設してス
トロークエンド信号をコントローラに入力し、自動掘削
制御手段は、ストロークエンド信号がオンのときに自動
掘削制御を完了する構成としている。
削積込機械の作業機制御装置に基づいて、バケットシリ
ンダがストロークエンドのときにオンのストロークエン
ド信号を出力するストロークエンド検出器を付設してス
トロークエンド信号をコントローラに入力し、自動掘削
制御手段は、ストロークエンド信号がオンのときに自動
掘削制御を完了する構成としている。
【００１９】第７発明によれば、バケットシリンダのス
トロークエンドをストロークエンド検出器が検出したと
きに自動掘削制御を完了させるようにしている。これに
より、バケットシリンダのストロークを十分使い切るこ
とができ、オペレータの意志に沿った自動掘削制御がで
き、作業能率を向上できる。
トロークエンドをストロークエンド検出器が検出したと
きに自動掘削制御を完了させるようにしている。これに
より、バケットシリンダのストロークを十分使い切るこ
とができ、オペレータの意志に沿った自動掘削制御がで
き、作業能率を向上できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、図を参照しながら、本発明
に係る実施形態を詳細に説明する。まず、図１，２，３
により第１実施形態を説明する。図１にホイールローダ
１の作業機５の側面図を示す。ブーム３の基端部は車体
２にピン７により回動自在に取着され、車体２とブーム
３はブームシリンダ１０により連結されている。ブーム
シリンダ１０を伸長するとブーム３はピン７を中心とし
て回動して上昇し、縮小すると下降する。また、ブーム
３の先端部にはバケット４がピン８により回動自在に取
着され、バケット４とブーム３はリンク９を介してバケ
ットシリンダ１１により連結されている。バケットシリ
ンダ１１を伸長するとバケット４はチルトし、縮小する
とダンプする。
に係る実施形態を詳細に説明する。まず、図１，２，３
により第１実施形態を説明する。図１にホイールローダ
１の作業機５の側面図を示す。ブーム３の基端部は車体
２にピン７により回動自在に取着され、車体２とブーム
３はブームシリンダ１０により連結されている。ブーム
シリンダ１０を伸長するとブーム３はピン７を中心とし
て回動して上昇し、縮小すると下降する。また、ブーム
３の先端部にはバケット４がピン８により回動自在に取
着され、バケット４とブーム３はリンク９を介してバケ
ットシリンダ１１により連結されている。バケットシリ
ンダ１１を伸長するとバケット４はチルトし、縮小する
とダンプする。
【００２１】上記のような作業機５において、ブーム角
度θｍは、ピン７とピン８とを結ぶ線Ａ−Ａと、ピン７
を通る鉛直線Ｂ−Ｂとの成す角度θｍで表される。ブー
ム３の基端部のピン７部にブーム角度θｍを検出するブ
ーム角度検出器４０が取着されている。ブーム角度θｍ
は、鉛直線Ｂ−Ｂをゼロ度としてピン７を中心にして図
１の時計回り方向を正の角度として検出する。また、バ
ケットシリンダ１１には、バケットシリンダ１１のスト
ロークエンドを検出するストロークエンド検出器４６が
取着されている。図２に、本実施形態の自動掘削制御装
置の制御系統図を示す。作業機油圧ポンプ１２の吐出回
路１６上に介装された油圧パイロット式のブーム制御弁
１３とバケット制御弁１４とは、それぞれブームシリン
ダ１０とバケットシリンダ１１とに接続され、タンデム
回路を構成している。ブーム制御弁１３はＡ（ブーム上
昇）位置、Ｂ（中立）位置、Ｃ（ブーム下降）位置、Ｄ
（浮き）位置を有する４位置切換弁であり、バケット制
御弁１４はＥ（チルト）位置、Ｆ（中立）位置、Ｇ（ダ
ンプ）位置を有する３位置切換弁である。
度θｍは、ピン７とピン８とを結ぶ線Ａ−Ａと、ピン７
を通る鉛直線Ｂ−Ｂとの成す角度θｍで表される。ブー
ム３の基端部のピン７部にブーム角度θｍを検出するブ
ーム角度検出器４０が取着されている。ブーム角度θｍ
は、鉛直線Ｂ−Ｂをゼロ度としてピン７を中心にして図
１の時計回り方向を正の角度として検出する。また、バ
ケットシリンダ１１には、バケットシリンダ１１のスト
ロークエンドを検出するストロークエンド検出器４６が
取着されている。図２に、本実施形態の自動掘削制御装
置の制御系統図を示す。作業機油圧ポンプ１２の吐出回
路１６上に介装された油圧パイロット式のブーム制御弁
１３とバケット制御弁１４とは、それぞれブームシリン
ダ１０とバケットシリンダ１１とに接続され、タンデム
回路を構成している。ブーム制御弁１３はＡ（ブーム上
昇）位置、Ｂ（中立）位置、Ｃ（ブーム下降）位置、Ｄ
（浮き）位置を有する４位置切換弁であり、バケット制
御弁１４はＥ（チルト）位置、Ｆ（中立）位置、Ｇ（ダ
ンプ）位置を有する３位置切換弁である。
【００２２】ブーム制御弁１３及びバケット制御弁１４
のパイロット受圧部は、それぞれ電磁比例指令弁２０を
介してパイロットポンプ１５と接続されている。電磁比
例指令弁２０は、ブーム下げ指令弁２１、ブーム上げ指
令弁２２、バケットダンプ指令弁２３及びバケットチル
ト指令弁２４により構成されている。ブーム下げ指令弁
２１及びブーム上げ指令弁２２は、ブーム制御弁１３の
各パイロット受圧部に接続され、バケットダンプ指令弁
２３及びバケットチルト指令弁２４は、バケット制御弁
１４の各パイロット受圧部に接続されている。また、各
指令弁２１，２２，２３，２４のソレノイド指令部に
は、コントローラ２５からそれぞれの指令信号が入力さ
れている。
のパイロット受圧部は、それぞれ電磁比例指令弁２０を
介してパイロットポンプ１５と接続されている。電磁比
例指令弁２０は、ブーム下げ指令弁２１、ブーム上げ指
令弁２２、バケットダンプ指令弁２３及びバケットチル
ト指令弁２４により構成されている。ブーム下げ指令弁
２１及びブーム上げ指令弁２２は、ブーム制御弁１３の
各パイロット受圧部に接続され、バケットダンプ指令弁
２３及びバケットチルト指令弁２４は、バケット制御弁
１４の各パイロット受圧部に接続されている。また、各
指令弁２１，２２，２３，２４のソレノイド指令部に
は、コントローラ２５からそれぞれの指令信号が入力さ
れている。
【００２３】ブームレバー３０には、ブームレバー操作
量Ｅｍを検出するブームレバー操作量検出器３１が取着
され、またバケットレバー３２には、バケットレバー操
作量Ｅｔを検出するバケットレバー操作量検出器３３が
取着されており、それぞれの検出信号はコントローラ２
５に入力されている。また、コントローラ２５には、ブ
ーム角度検出器４０からのブーム角度θｍ、エンジン回
転速度検出器４３からエンジン回転速度Ｎｅ及び車速検
出器４４からの車速Ｖがそれぞれ入力されている。な
お、エンジン回転速度検出器４３及び車速検出器４４
は、車両の掘削状態を検出する手段である。
量Ｅｍを検出するブームレバー操作量検出器３１が取着
され、またバケットレバー３２には、バケットレバー操
作量Ｅｔを検出するバケットレバー操作量検出器３３が
取着されており、それぞれの検出信号はコントローラ２
５に入力されている。また、コントローラ２５には、ブ
ーム角度検出器４０からのブーム角度θｍ、エンジン回
転速度検出器４３からエンジン回転速度Ｎｅ及び車速検
出器４４からの車速Ｖがそれぞれ入力されている。な
お、エンジン回転速度検出器４３及び車速検出器４４
は、車両の掘削状態を検出する手段である。
【００２４】運転室側部の図示しない操作パネルには、
オペレータが操作する自動掘削制御を行なうか否かを設
定するオートチルト設定スイッチ３６が設けられてお
り、オートチルト設定スイッチ３６から出力されるオー
トチルト信号Ｃａは、コントローラ２５に入力されてい
る。なお、オートチルト信号Ｃａは、オペレータがオン
操作したときにオン信号「１」を出力する。なお、オン
操作しないときには、オフ信号「０」を出力する。バケ
ットレバー３２には、変速レバー（図示せず）を操作す
ることなく前進２速から前進１速に変速可能なキックダ
ウンスイッチ３５が設けられている。オペレータがオン
操作したときにキックダウン信号Ｃｋはオン信号「１」
をコントローラ２５に出力すると共に、図示しない変速
制御装置に指令して前進１速に変速する。なお、オン操
作しないときには、キックダウン信号Ｃｋはオフ信号
「０」を出力する。ストロークエンド検出器４６から、
ストロークエンド信号Ｃｅがコントローラ２５に入力さ
れていて、バケットシリンダ１１のストロークがストロ
ークエンドまでの所定距離（例えば５ｍｍ）に達したと
きに、ストロークエンド信号Ｃｅはオン信号の「１」を出
力する。所定距離に達しないときにはオフ信号「０」を
出力する。
オペレータが操作する自動掘削制御を行なうか否かを設
定するオートチルト設定スイッチ３６が設けられてお
り、オートチルト設定スイッチ３６から出力されるオー
トチルト信号Ｃａは、コントローラ２５に入力されてい
る。なお、オートチルト信号Ｃａは、オペレータがオン
操作したときにオン信号「１」を出力する。なお、オン
操作しないときには、オフ信号「０」を出力する。バケ
ットレバー３２には、変速レバー（図示せず）を操作す
ることなく前進２速から前進１速に変速可能なキックダ
ウンスイッチ３５が設けられている。オペレータがオン
操作したときにキックダウン信号Ｃｋはオン信号「１」
をコントローラ２５に出力すると共に、図示しない変速
制御装置に指令して前進１速に変速する。なお、オン操
作しないときには、キックダウン信号Ｃｋはオフ信号
「０」を出力する。ストロークエンド検出器４６から、
ストロークエンド信号Ｃｅがコントローラ２５に入力さ
れていて、バケットシリンダ１１のストロークがストロ
ークエンドまでの所定距離（例えば５ｍｍ）に達したと
きに、ストロークエンド信号Ｃｅはオン信号の「１」を出
力する。所定距離に達しないときにはオフ信号「０」を
出力する。
【００２５】また、オペレータが前後進を指令する前後
進レバー（図示せず）の近傍に前後進検出器４７が取着
され、前後進検出器４７から前進信号Ｃｆが、コントロ
ーラ２５に入力されている。前進信号Ｃｆは、前進時に
オン信号「１」を出力する。なお、ニュートラル時及び
後進時には、オフ信号「０」を出力する。さらに、オペ
レータが操作し、土質、作業条件等から最適の掘削モー
ドを選択するモード選択釦４２が、運転室側部の図示し
ない操作パネルに配設されている。オペレータは、積載
物６が柔らかくて掘削抵抗が小さいときにオフ信号
「０」、硬くて掘削抵抗が大きいときにオン信号「１」
の選択信号Ｃｃをモード選択釦４２から入力し、選択信
号Ｃｃは、コントローラ２５に入力されている。
進レバー（図示せず）の近傍に前後進検出器４７が取着
され、前後進検出器４７から前進信号Ｃｆが、コントロ
ーラ２５に入力されている。前進信号Ｃｆは、前進時に
オン信号「１」を出力する。なお、ニュートラル時及び
後進時には、オフ信号「０」を出力する。さらに、オペ
レータが操作し、土質、作業条件等から最適の掘削モー
ドを選択するモード選択釦４２が、運転室側部の図示し
ない操作パネルに配設されている。オペレータは、積載
物６が柔らかくて掘削抵抗が小さいときにオフ信号
「０」、硬くて掘削抵抗が大きいときにオン信号「１」
の選択信号Ｃｃをモード選択釦４２から入力し、選択信
号Ｃｃは、コントローラ２５に入力されている。
【００２６】次に、図２に基づいてオートチルト設定ス
イッチ３６をオン操作しないで通常運転する場合の作動
を説明する。オペレータがブームレバー３０又はバケッ
トレバー３２を操作すると、コントローラ２５には、ブ
ームレバー操作量検出器３１及びバケットレバー操作量
検出器３３からブームレバー操作量Ｅｍ及びバケットレ
バー操作量Ｅｔが入力され、コントローラ２５は、この
操作量信号に応じた作業機速度制御指令を各指令弁２
１，２２，２３，２４に出力する。各指令弁２１，２
２，２３，２４は、この作業機速度制御指令の大きさに
応じた圧力の各パイロット油圧を、対応するブーム制御
弁１３又はバケット制御弁１４のパイロット受圧部に出
力する。これによって、ブームシリンダ１０又はバケッ
トシリンダ１１は、それぞれのパイロット油圧に応じた
速度で対応する方向に作動する。
イッチ３６をオン操作しないで通常運転する場合の作動
を説明する。オペレータがブームレバー３０又はバケッ
トレバー３２を操作すると、コントローラ２５には、ブ
ームレバー操作量検出器３１及びバケットレバー操作量
検出器３３からブームレバー操作量Ｅｍ及びバケットレ
バー操作量Ｅｔが入力され、コントローラ２５は、この
操作量信号に応じた作業機速度制御指令を各指令弁２
１，２２，２３，２４に出力する。各指令弁２１，２
２，２３，２４は、この作業機速度制御指令の大きさに
応じた圧力の各パイロット油圧を、対応するブーム制御
弁１３又はバケット制御弁１４のパイロット受圧部に出
力する。これによって、ブームシリンダ１０又はバケッ
トシリンダ１１は、それぞれのパイロット油圧に応じた
速度で対応する方向に作動する。
【００２７】次に、コントローラ２５の図３，５に示す
制御フローチャート及び図４に示す掘削領域説明図によ
り、本実施形態に係る自動掘削制御装置の作動を説明す
る。なお、制御フローチャートの各処理のステップ番号
をＳを付して表わし、Ｓ１〜Ｓ６を図３に、Ｓ７〜Ｓ１
５を図５にそれぞれ示す。Ｓ１にて、（１）オートチル
ト信号Ｃａがオン信号「１」、（２）前進信号Ｃｆがオン
信号「１」、（３）ブーム角度θｍが所定のブーム角度下
限値θｍ１よりも小さい、（４）キックダウン信号Ｃｋ
がオン信号「１」、（５）ブームレバー操作量Ｅｍが所
定のブームレバー操作量下限値Ｅｍ１よりも大きい、の
５項目を全て満足するときはＳ２の処理に移る。５項目
の内１項目でも満足しないときには、Ｓ１の処理を繰り
返す。なお、ブームレバー操作量Ｅｍがブームレバー操
作量下限値Ｅｍ１以下のときには制御弁への指令値はゼ
ロ値であり、ブームレバー操作量下限値Ｅｍ１より大き
く所定のブームレバー操作量上限値Ｅｍ２よりも小さい
ときには、操作量に応じてブーム指令弁２１，２２への
制御指令値は大きくなり、ブームレバー操作量上限値Ｅ
ｍ２以上のときには、ブーム指令弁２１，２２への制御
指令値はブームレバー操作量上限値Ｅｍ２のときの制御
指令値を保持する。
制御フローチャート及び図４に示す掘削領域説明図によ
り、本実施形態に係る自動掘削制御装置の作動を説明す
る。なお、制御フローチャートの各処理のステップ番号
をＳを付して表わし、Ｓ１〜Ｓ６を図３に、Ｓ７〜Ｓ１
５を図５にそれぞれ示す。Ｓ１にて、（１）オートチル
ト信号Ｃａがオン信号「１」、（２）前進信号Ｃｆがオン
信号「１」、（３）ブーム角度θｍが所定のブーム角度下
限値θｍ１よりも小さい、（４）キックダウン信号Ｃｋ
がオン信号「１」、（５）ブームレバー操作量Ｅｍが所
定のブームレバー操作量下限値Ｅｍ１よりも大きい、の
５項目を全て満足するときはＳ２の処理に移る。５項目
の内１項目でも満足しないときには、Ｓ１の処理を繰り
返す。なお、ブームレバー操作量Ｅｍがブームレバー操
作量下限値Ｅｍ１以下のときには制御弁への指令値はゼ
ロ値であり、ブームレバー操作量下限値Ｅｍ１より大き
く所定のブームレバー操作量上限値Ｅｍ２よりも小さい
ときには、操作量に応じてブーム指令弁２１，２２への
制御指令値は大きくなり、ブームレバー操作量上限値Ｅ
ｍ２以上のときには、ブーム指令弁２１，２２への制御
指令値はブームレバー操作量上限値Ｅｍ２のときの制御
指令値を保持する。
【００２８】Ｓ２にて、車速Ｖが所定のエンジン係数ｋ
にエンジン回転速度Ｎｅとの積よりも小さいか否かを判
断する。エンジン係数ｋは、図４に示すように、車速Ｖ
が前記積よりも小さいときには掘削中であり、車速Ｖが
前記積以上のときには掘削中ではないことを区別する直
線の勾配である。なお、エンジン係数ｋは、熟練オペレ
ータによる掘削時に掘削中の車速データを収集して設定
した値である。車速Ｖが前記積よりも小さいときにはＳ
３の処理に移り、前記積以上のときにはＳ２の繰り返
す。なお、Ｓ２を負荷第１判断部４８と呼ぶ。Ｓ３に
て、ブームレバー操作量Ｅｍがブームレバー操作量上限
値Ｅｍ２よりも大きいか否かを判断する。大きいときに
はＳ４の処理に移り、ブームレバー操作量上限値Ｅｍ２
以下のときにはＳ７の処理に移る。Ｓ４にて、ブーム角
速度θｍｄがゼロ値か否かを判断し、ゼロ値のときには
Ｓ７の処理に移り、ゼロ値でないならばＳ６の処理に移
る。
にエンジン回転速度Ｎｅとの積よりも小さいか否かを判
断する。エンジン係数ｋは、図４に示すように、車速Ｖ
が前記積よりも小さいときには掘削中であり、車速Ｖが
前記積以上のときには掘削中ではないことを区別する直
線の勾配である。なお、エンジン係数ｋは、熟練オペレ
ータによる掘削時に掘削中の車速データを収集して設定
した値である。車速Ｖが前記積よりも小さいときにはＳ
３の処理に移り、前記積以上のときにはＳ２の繰り返
す。なお、Ｓ２を負荷第１判断部４８と呼ぶ。Ｓ３に
て、ブームレバー操作量Ｅｍがブームレバー操作量上限
値Ｅｍ２よりも大きいか否かを判断する。大きいときに
はＳ４の処理に移り、ブームレバー操作量上限値Ｅｍ２
以下のときにはＳ７の処理に移る。Ｓ４にて、ブーム角
速度θｍｄがゼロ値か否かを判断し、ゼロ値のときには
Ｓ７の処理に移り、ゼロ値でないならばＳ６の処理に移
る。
【００２９】Ｓ６にて、ブームレバー操作量Ｅｍの値を
もつブーム制御指令値Ｖｍと、バケットレバー操作量Ｅ
ｔの値をもつバケット制御指令値Ｖｔとを電磁比例指令
弁２０にそれぞれ出力し、Ｓ２の処理に戻る。Ｓ７に
て、ブームレバー操作量Ｅｍがブームレバー操作量下限
値Ｅｍ１よりも小さいか否かを判断する。小さいときに
はＳ８の処理に移り、ブームレバー操作量下限値Ｅｍ１
以上のときには、Ｓ１１の処理に移る。なお、Ｓ７以降
Ｓ１５までを自動掘削制御手段５１と呼ぶ。Ｓ８にて、
ゼロ値のブーム制御指令値Ｖｍを電磁比例指令弁２０に
出力し、Ｓ９の処理に移る。Ｓ９にて、エンジンのハイ
アイドル回転速度Ｎｅｍをエンジン回転速度Ｎｅで除し
た値と所定のバケット流量係数αｔとの積をバケット流
量加算値Ｑｔとする。バケット流量係数αｔは、％で示
す値とするので、バケット流量加算値Ｑｔも％で示す値
となる。そして、バケットレバー操作量Ｅｔにバケット
流量加算値Ｑｔを加算した値をバケット制御指令値Ｖｔ
と設定し、Ｓ１０の処理に移る。
もつブーム制御指令値Ｖｍと、バケットレバー操作量Ｅ
ｔの値をもつバケット制御指令値Ｖｔとを電磁比例指令
弁２０にそれぞれ出力し、Ｓ２の処理に戻る。Ｓ７に
て、ブームレバー操作量Ｅｍがブームレバー操作量下限
値Ｅｍ１よりも小さいか否かを判断する。小さいときに
はＳ８の処理に移り、ブームレバー操作量下限値Ｅｍ１
以上のときには、Ｓ１１の処理に移る。なお、Ｓ７以降
Ｓ１５までを自動掘削制御手段５１と呼ぶ。Ｓ８にて、
ゼロ値のブーム制御指令値Ｖｍを電磁比例指令弁２０に
出力し、Ｓ９の処理に移る。Ｓ９にて、エンジンのハイ
アイドル回転速度Ｎｅｍをエンジン回転速度Ｎｅで除し
た値と所定のバケット流量係数αｔとの積をバケット流
量加算値Ｑｔとする。バケット流量係数αｔは、％で示
す値とするので、バケット流量加算値Ｑｔも％で示す値
となる。そして、バケットレバー操作量Ｅｔにバケット
流量加算値Ｑｔを加算した値をバケット制御指令値Ｖｔ
と設定し、Ｓ１０の処理に移る。
【００３０】Ｓ１０にて、エンジンのハイアイドル回転
速度Ｎｅｍをエンジン回転速度Ｎｅで除した値と所定の
ブーム流量係数αｍとの積をブーム流量変更値Ｑｍとす
る。ブーム流量係数αｍは、％で示す値とするので、ブ
ーム流量変更値Ｑｍも％で示す値となる。そして、ブー
ム流量変更値Ｑｍの値をもつバケット制御指令値Ｖｔを
電磁比例指令弁２０に出力してＳ１１の処理に移る。Ｓ
１１にて、ブームレバー操作量Ｅｍに応じて変化するバ
ケット流量変数αｔｖを演算する。次に、エンジンのハ
イアイドル回転速度Ｎｅｍをエンジン回転速度Ｎｅで除
した値と演算したバケット流量変数αｔｖとの積をバケ
ット流量加算値Ｑｔとする。そして、バケットレバー操
作量Ｅｔにバケット流量加算値Ｑｔを加算した値をバケ
ット制御指令値Ｖｔに設定し、Ｓ１２の処理に移る。
速度Ｎｅｍをエンジン回転速度Ｎｅで除した値と所定の
ブーム流量係数αｍとの積をブーム流量変更値Ｑｍとす
る。ブーム流量係数αｍは、％で示す値とするので、ブ
ーム流量変更値Ｑｍも％で示す値となる。そして、ブー
ム流量変更値Ｑｍの値をもつバケット制御指令値Ｖｔを
電磁比例指令弁２０に出力してＳ１１の処理に移る。Ｓ
１１にて、ブームレバー操作量Ｅｍに応じて変化するバ
ケット流量変数αｔｖを演算する。次に、エンジンのハ
イアイドル回転速度Ｎｅｍをエンジン回転速度Ｎｅで除
した値と演算したバケット流量変数αｔｖとの積をバケ
ット流量加算値Ｑｔとする。そして、バケットレバー操
作量Ｅｔにバケット流量加算値Ｑｔを加算した値をバケ
ット制御指令値Ｖｔに設定し、Ｓ１２の処理に移る。
【００３１】Ｓ１２にて、モード選択信号Ｃｃがオフ信
号「０」か否かを判断する。オフ信号「０」であればＳ
１３の処理に移る。オフ信号「０」でなければ、Ｓ１４
の処理に移る。Ｓ１３にて、Ｓ９又はＳ１１で設定した
バケット制御指令値Ｖｔを、所定の時間Ｔ１（例えば５
秒）だけ電磁比例指令弁２０に出力し、Ｓ１５の処理に
移る。Ｓ１４にて、Ｓ９又はＳ１１で設定したバケット
制御指令値Ｖｔと、所定のチルトオン時間ΔＴとを有す
るパルスをチルト周期Ｔ２で２回だけ電磁比例指令弁２
０に出力してＳ１５の処理に移る。Ｓ１５にて、（１）
前進信号Ｃｆがオフ信号「０」、（２）ストロークエン
ド信号Ｃｅがオン信号「１」、（３）ブーム角度θｍが
所定のブーム角度上限値θｍ２よりも大きい、（４）チ
ルト回数Ｎｔが所定のチルト回数閾値Ｎｔｍ以上、の４
項目の内、１項目でも満足した場合に自動掘削制御の完
了となる。４項目共に満足しないときには、Ｓ７の処理
に戻る。なお、チルト回数Ｎｔは、Ｓ７の処理を実行し
た回数とする。
号「０」か否かを判断する。オフ信号「０」であればＳ
１３の処理に移る。オフ信号「０」でなければ、Ｓ１４
の処理に移る。Ｓ１３にて、Ｓ９又はＳ１１で設定した
バケット制御指令値Ｖｔを、所定の時間Ｔ１（例えば５
秒）だけ電磁比例指令弁２０に出力し、Ｓ１５の処理に
移る。Ｓ１４にて、Ｓ９又はＳ１１で設定したバケット
制御指令値Ｖｔと、所定のチルトオン時間ΔＴとを有す
るパルスをチルト周期Ｔ２で２回だけ電磁比例指令弁２
０に出力してＳ１５の処理に移る。Ｓ１５にて、（１）
前進信号Ｃｆがオフ信号「０」、（２）ストロークエン
ド信号Ｃｅがオン信号「１」、（３）ブーム角度θｍが
所定のブーム角度上限値θｍ２よりも大きい、（４）チ
ルト回数Ｎｔが所定のチルト回数閾値Ｎｔｍ以上、の４
項目の内、１項目でも満足した場合に自動掘削制御の完
了となる。４項目共に満足しないときには、Ｓ７の処理
に戻る。なお、チルト回数Ｎｔは、Ｓ７の処理を実行し
た回数とする。
【００３２】ここで、熟練オペレータによる掘削開始時
の操作パターンを説明する。オペレータが、車両１のバ
ケット４の刃先を積載物６に食い込ませると、刃先から
車体にかかる水平抵抗力が大きくなって車速Ｖが低下し
てくる。車速Ｖが、図４の斜線部に示す掘削領域になる
と、熟練したオペレータは、まず最初にブームレバー３
０を操作してブーム３を上昇させて水平抵抗力を小さく
しようとする。
の操作パターンを説明する。オペレータが、車両１のバ
ケット４の刃先を積載物６に食い込ませると、刃先から
車体にかかる水平抵抗力が大きくなって車速Ｖが低下し
てくる。車速Ｖが、図４の斜線部に示す掘削領域になる
と、熟練したオペレータは、まず最初にブームレバー３
０を操作してブーム３を上昇させて水平抵抗力を小さく
しようとする。
【００３３】次に、本実施形態の作用及び効果を説明す
る。制御フローチャートにおいて、オートチルト設定ス
イッチ３６がオン操作されていて、前後進レバーが前進
位置にあり、ブーム角度θｍがブーム角度下限値θｍ１
以下であり、キックダウンスイッチ３５がオン操作され
ていて、かつブームレバー操作量Ｅｍがブームレバー操
作量下限値Ｅｍ１よりも大きいときに車速Ｖが図４の斜
線部に示す掘削領域に入ったか否かを判断する（Ｓ１，
Ｓ２）コントローラ２５は、車速Ｖが掘削領域に入った
ときに、オペレータがブームレバー３０をブームレバー
操作量上限値Ｅｍ２よりも大きく操作して、ブーム３を
早く上昇させようとしているか否かを判断する（Ｓ
３）。掘削領域は、熟練オペレータによる掘削時に得ら
れた実車データに基づいて設定されている。ブームレバ
ー３０がブームレバー操作量上限値Ｅｍ２よりも大きく
操作している場合に、コントローラ２５は、ブーム角速
度θｍｄがゼロ値か否かによってブーム３の油圧回路が
リリーフしているか否かを判断する（Ｓ４）。ブームレ
バー３０を大きく操作してブーム３を上昇させようとし
たにも拘らず油圧回路がリリーフしていると、もはやブ
ーム３が上昇していないので水平抵抗力を低減できな
い。そして、バケット４のチルトによって水平抵抗力を
低減するために自動掘削制御の開始のステップに移る。
る。制御フローチャートにおいて、オートチルト設定ス
イッチ３６がオン操作されていて、前後進レバーが前進
位置にあり、ブーム角度θｍがブーム角度下限値θｍ１
以下であり、キックダウンスイッチ３５がオン操作され
ていて、かつブームレバー操作量Ｅｍがブームレバー操
作量下限値Ｅｍ１よりも大きいときに車速Ｖが図４の斜
線部に示す掘削領域に入ったか否かを判断する（Ｓ１，
Ｓ２）コントローラ２５は、車速Ｖが掘削領域に入った
ときに、オペレータがブームレバー３０をブームレバー
操作量上限値Ｅｍ２よりも大きく操作して、ブーム３を
早く上昇させようとしているか否かを判断する（Ｓ
３）。掘削領域は、熟練オペレータによる掘削時に得ら
れた実車データに基づいて設定されている。ブームレバ
ー３０がブームレバー操作量上限値Ｅｍ２よりも大きく
操作している場合に、コントローラ２５は、ブーム角速
度θｍｄがゼロ値か否かによってブーム３の油圧回路が
リリーフしているか否かを判断する（Ｓ４）。ブームレ
バー３０を大きく操作してブーム３を上昇させようとし
たにも拘らず油圧回路がリリーフしていると、もはやブ
ーム３が上昇していないので水平抵抗力を低減できな
い。そして、バケット４のチルトによって水平抵抗力を
低減するために自動掘削制御の開始のステップに移る。
【００３４】ブーム３の油圧回路がリリーフしていない
ときには、ブームレバー操作量Ｅｍの値をもつブーム制
御指令値Ｖｍ及びバケットレバー操作量Ｅｔの値をもつ
バケット制御指令値Ｖｔを電磁比例指令弁２０に出力
し、オペレータのレバー操作量通りにブーム及びバケッ
トを操作する。そして、車速Ｖがまだ掘削領域にあるか
否かを判断する。
ときには、ブームレバー操作量Ｅｍの値をもつブーム制
御指令値Ｖｍ及びバケットレバー操作量Ｅｔの値をもつ
バケット制御指令値Ｖｔを電磁比例指令弁２０に出力
し、オペレータのレバー操作量通りにブーム及びバケッ
トを操作する。そして、車速Ｖがまだ掘削領域にあるか
否かを判断する。
【００３５】水平抵抗力が大きくなって、車速Ｖが掘削
領域に入ったときに、ブームレバー操作量Ｅｍがブーム
レバー操作量上限値Ｅｍ２以上も操作されているのにバ
ケット４が上昇しないときには、バケット４の刃先が硬
い地面に食い込んだような状態であると判断し、自動掘
削制御を開始させる。また、車速Ｖが掘削領域に入って
いてオペレータが大きくブーム３を上昇させようとする
意志のない、ブームレバー操作量Ｅｍがブームレバー操
作量上限値Ｅｍ２以下の場合に、自動掘削制御を開始さ
せる。
領域に入ったときに、ブームレバー操作量Ｅｍがブーム
レバー操作量上限値Ｅｍ２以上も操作されているのにバ
ケット４が上昇しないときには、バケット４の刃先が硬
い地面に食い込んだような状態であると判断し、自動掘
削制御を開始させる。また、車速Ｖが掘削領域に入って
いてオペレータが大きくブーム３を上昇させようとする
意志のない、ブームレバー操作量Ｅｍがブームレバー操
作量上限値Ｅｍ２以下の場合に、自動掘削制御を開始さ
せる。
【００３６】自動掘削制御の開始が決定されると、ブー
ムレバー操作量Ｅｍがブームレバー操作量下限値Ｅｍ１
以下のとき（Ｓ７）には、オペレータはブーム３を上昇
させる意志はないと判断し、ゼロ値のブーム制御指令値
Ｖｍを指令弁２１，２２に出力してブーム３を上昇させ
ない（Ｓ８）。バケット制御指令値Ｖｔについては、バ
ケットレバー操作量Ｅｔにバケット流量加算値Ｑｔを加
算した値とし、エンジン回転速度Ｎｅが小さくなるに従
って大きな％になるようなバケット流量加算値Ｑｔを演
算する。そして、演算したバケット流量加算値Ｑｔをバ
ケットレバー操作量Ｅｔに加算したバケット制御指令値
Ｖｔをバケット４を作動させる指令弁２３，２４への指
令値と設定する。なお、演算されたバケット制御指令値
Ｖｔが１００％以上の値になるときは１００％に設定す
る（Ｓ９）。
ムレバー操作量Ｅｍがブームレバー操作量下限値Ｅｍ１
以下のとき（Ｓ７）には、オペレータはブーム３を上昇
させる意志はないと判断し、ゼロ値のブーム制御指令値
Ｖｍを指令弁２１，２２に出力してブーム３を上昇させ
ない（Ｓ８）。バケット制御指令値Ｖｔについては、バ
ケットレバー操作量Ｅｔにバケット流量加算値Ｑｔを加
算した値とし、エンジン回転速度Ｎｅが小さくなるに従
って大きな％になるようなバケット流量加算値Ｑｔを演
算する。そして、演算したバケット流量加算値Ｑｔをバ
ケットレバー操作量Ｅｔに加算したバケット制御指令値
Ｖｔをバケット４を作動させる指令弁２３，２４への指
令値と設定する。なお、演算されたバケット制御指令値
Ｖｔが１００％以上の値になるときは１００％に設定す
る（Ｓ９）。
【００３７】このように、水平抵抗力及び垂直抵抗力が
大きくなるに従ってエンジン回転速度Ｎｅが小さくなる
が、エンジン回転速度Ｎｅが小さくなるに従って指令弁
２３，２４に出力する大きな指令値を設定できるので、
バケット４のチルト速度を大きくして掘削速度を向上で
きる。
大きくなるに従ってエンジン回転速度Ｎｅが小さくなる
が、エンジン回転速度Ｎｅが小さくなるに従って指令弁
２３，２４に出力する大きな指令値を設定できるので、
バケット４のチルト速度を大きくして掘削速度を向上で
きる。
【００３８】ブームレバー操作量Ｅｍがブームレバー操
作量下限値Ｅｍ１よりも大きいときは、ブームレバー操
作量Ｅｍの替わりに、ブーム流量変更値Ｑｍをブーム制
御指令値Ｖｍとして指令弁２１，２２に出力してブーム
３を上昇させる。ブーム流量変更値Ｑｍは、エンジン回
転速度Ｎｅが小さくなるに従って大きな％になるように
演算される。なお、演算されたブーム流量変更値Ｑｍが
１００％以上の値になるときは１００％とする。そし
て、演算したブーム流量変更値Ｑｍをブーム制御指令値
Ｖｍに設定する（Ｓ１０）。一方、ブームレバー操作量
Ｅｍに応じて変化するバケット流量変数αｔｖを求め、
エンジンのハイアイドル回転速度Ｎｅｍを現在のエンジ
ン回転速度Ｎｅで除した値とバケット流量変数αｔｖと
の積をバケット流量加算値Ｑｔとする。そして、バケッ
トレバー操作量Ｅｔにバケット流量加算値Ｑｔを加算し
た値をバケット制御指令値Ｖｔに設定する（Ｓ１１）。
作量下限値Ｅｍ１よりも大きいときは、ブームレバー操
作量Ｅｍの替わりに、ブーム流量変更値Ｑｍをブーム制
御指令値Ｖｍとして指令弁２１，２２に出力してブーム
３を上昇させる。ブーム流量変更値Ｑｍは、エンジン回
転速度Ｎｅが小さくなるに従って大きな％になるように
演算される。なお、演算されたブーム流量変更値Ｑｍが
１００％以上の値になるときは１００％とする。そし
て、演算したブーム流量変更値Ｑｍをブーム制御指令値
Ｖｍに設定する（Ｓ１０）。一方、ブームレバー操作量
Ｅｍに応じて変化するバケット流量変数αｔｖを求め、
エンジンのハイアイドル回転速度Ｎｅｍを現在のエンジ
ン回転速度Ｎｅで除した値とバケット流量変数αｔｖと
の積をバケット流量加算値Ｑｔとする。そして、バケッ
トレバー操作量Ｅｔにバケット流量加算値Ｑｔを加算し
た値をバケット制御指令値Ｖｔに設定する（Ｓ１１）。
【００３９】これにより、オペレータが入力したブーム
レバー操作量Ｅｍが大きくて、早くブーム３を上昇させ
たいという意志のときには、付随してバケット４も早く
チルトできるバケット制御指令値Ｖｔを予め設定でき
る。また、ブーム制御指令値Ｖｍ及びバケット制御指令
値Ｖｔ共に、エンジン回転速度Ｎｅが小さくなるに従っ
て大きな値にして、ブーム３及びバケット４の作動速度
を早くして掘削能率が向上できる。さらに、ブーム制御
弁の回路がリリーフしてブームシリンダが伸縮していな
いときにでも、バケット制御指令値を出力してバケット
をチルトさせて車両への負荷を適切に保持できるので掘
削能率を向上できる。
レバー操作量Ｅｍが大きくて、早くブーム３を上昇させ
たいという意志のときには、付随してバケット４も早く
チルトできるバケット制御指令値Ｖｔを予め設定でき
る。また、ブーム制御指令値Ｖｍ及びバケット制御指令
値Ｖｔ共に、エンジン回転速度Ｎｅが小さくなるに従っ
て大きな値にして、ブーム３及びバケット４の作動速度
を早くして掘削能率が向上できる。さらに、ブーム制御
弁の回路がリリーフしてブームシリンダが伸縮していな
いときにでも、バケット制御指令値を出力してバケット
をチルトさせて車両への負荷を適切に保持できるので掘
削能率を向上できる。
【００４０】次に、オペレータの操作するモード選択釦
４２から入力されるモード選択信号Ｃｃを判断する（Ｓ
１２）。積載物６の掘削抵抗力が小さいときにはオフ信
号「０」、硬くて掘削抵抗の大きいときにはオン信号
「１」がコントローラ２５に入力されている。モード選
択信号Ｃｃがオフ信号「０」のとき、予め設定されたバ
ケット制御指令値Ｖｔを所定の時間Ｔ１（例えば５秒）
だけ指令弁２３，２４に出力して、バケット４をバケッ
ト制御指令値Ｖｔに対応した速度及び時間Ｔ１に応じた
角度チルトさせる（Ｓ１３）。また、オン信号「１」の
ときには、予め設定されたバケット制御指令値Ｖｔを所
定のΔＴだけ２回、パルス的に指令弁２３，２４に出力
して、バケット４を振動させながらチルトさせる（Ｓ１
４）。なお、ブーム制御指令値Ｖｍ及びバケット制御指
令値Ｖｔを自動掘削指令値と呼ぶ。ストロークエンド信
号Ｃｅがオン信号「１」のときに自動掘削制御は完了す
る（Ｓ１５）。
４２から入力されるモード選択信号Ｃｃを判断する（Ｓ
１２）。積載物６の掘削抵抗力が小さいときにはオフ信
号「０」、硬くて掘削抵抗の大きいときにはオン信号
「１」がコントローラ２５に入力されている。モード選
択信号Ｃｃがオフ信号「０」のとき、予め設定されたバ
ケット制御指令値Ｖｔを所定の時間Ｔ１（例えば５秒）
だけ指令弁２３，２４に出力して、バケット４をバケッ
ト制御指令値Ｖｔに対応した速度及び時間Ｔ１に応じた
角度チルトさせる（Ｓ１３）。また、オン信号「１」の
ときには、予め設定されたバケット制御指令値Ｖｔを所
定のΔＴだけ２回、パルス的に指令弁２３，２４に出力
して、バケット４を振動させながらチルトさせる（Ｓ１
４）。なお、ブーム制御指令値Ｖｍ及びバケット制御指
令値Ｖｔを自動掘削指令値と呼ぶ。ストロークエンド信
号Ｃｅがオン信号「１」のときに自動掘削制御は完了す
る（Ｓ１５）。
【００４１】これにより、積載物６の掘削抵抗の大きさ
に応じたバケット４のチルト方法を選択できるので、掘
削速度が向上でき、かつオペレータの意志に沿った制御
が可能となる。そして、バケットシリンダがストローク
エンドまで達したときにストロークエンドを検出し自動
的に自動掘削が完了するので、オペレータの意志に沿っ
た自動掘削制御ができ、またバケットシリンダのストロ
ークを余すことなく利用できるので、作業能率を向上で
きる。
に応じたバケット４のチルト方法を選択できるので、掘
削速度が向上でき、かつオペレータの意志に沿った制御
が可能となる。そして、バケットシリンダがストローク
エンドまで達したときにストロークエンドを検出し自動
的に自動掘削が完了するので、オペレータの意志に沿っ
た自動掘削制御ができ、またバケットシリンダのストロ
ークを余すことなく利用できるので、作業能率を向上で
きる。
【００４２】なお、本実施形態では、掘削制御の開始時
期を制御フローのＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ６により
判断しているが、オペレータが操作する釦等から手動の
指令により開始するようにしてもよい。また、本実施形
態では、掘削中か否かを図４に示すようなエンジン回転
速度に関する直線により判断しているが、直線ではなく
曲線であっても何ら差し支えない。
期を制御フローのＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ６により
判断しているが、オペレータが操作する釦等から手動の
指令により開始するようにしてもよい。また、本実施形
態では、掘削中か否かを図４に示すようなエンジン回転
速度に関する直線により判断しているが、直線ではなく
曲線であっても何ら差し支えない。
【００４３】次に、図６，７，８により第２実施形態を
説明する。図６に示す制御系統図において、第１実施形
態で説明した図２の制御系統図の車速検出器４４の替わ
りにアクセルペダル操作量Ａを検出するアクセルペダル
操作量検出器４５が設けてあり、検出されたアクセルペ
ダル操作量Ａはコントローラ２５に入力されている。ア
クセルペダル操作量検出器４５の他は図２と同一の構成
要素であるので、ここでは説明を省略する。なお、アク
セルペダル操作量検出器４５は、車両の掘削状態を検出
する掘削状態検出手段である。本実施形態の制御フロー
チャートは、第１実施形態で説明した図３の負荷第１判
断部４８を図７に示す負荷第２判断部４９に変更したの
みで、残りのフローは図３と同一である。負荷第２判断
部４９は、処理ステップＳ１６を有していて、（１）ア
クセルペダル操作量Ａがアクセルペダル操作量閾値Ａｊ
よりも大きく、（２）エンジン回転速度Ｎｅがエンジン
回転速度閾値Ｎｅｊよりも小さい、の２項目を共に満足
すれば図３のＳ３の処理に移る。１項目でも満足しない
ときにはＳ１６の処理を繰り返す。アクセルペダル操作
量閾値Ａｊ、エンジン回転速度閾値Ｎｅｊは、熟練オペ
レータによる掘削中のアクセルペダル操作量データ及び
エンジン回転速度データを収集して設定した値であり、
予めコントローラ２５に記憶されている。また、各値の
関係を図８に示す。アクセルペダルをアクセルペダル操
作量閾値Ａｊまで踏み込んでいるにも拘らず、エンジン
回転速度Ｎｅが大きくならないときに掘削中であると判
断している。
説明する。図６に示す制御系統図において、第１実施形
態で説明した図２の制御系統図の車速検出器４４の替わ
りにアクセルペダル操作量Ａを検出するアクセルペダル
操作量検出器４５が設けてあり、検出されたアクセルペ
ダル操作量Ａはコントローラ２５に入力されている。ア
クセルペダル操作量検出器４５の他は図２と同一の構成
要素であるので、ここでは説明を省略する。なお、アク
セルペダル操作量検出器４５は、車両の掘削状態を検出
する掘削状態検出手段である。本実施形態の制御フロー
チャートは、第１実施形態で説明した図３の負荷第１判
断部４８を図７に示す負荷第２判断部４９に変更したの
みで、残りのフローは図３と同一である。負荷第２判断
部４９は、処理ステップＳ１６を有していて、（１）ア
クセルペダル操作量Ａがアクセルペダル操作量閾値Ａｊ
よりも大きく、（２）エンジン回転速度Ｎｅがエンジン
回転速度閾値Ｎｅｊよりも小さい、の２項目を共に満足
すれば図３のＳ３の処理に移る。１項目でも満足しない
ときにはＳ１６の処理を繰り返す。アクセルペダル操作
量閾値Ａｊ、エンジン回転速度閾値Ｎｅｊは、熟練オペ
レータによる掘削中のアクセルペダル操作量データ及び
エンジン回転速度データを収集して設定した値であり、
予めコントローラ２５に記憶されている。また、各値の
関係を図８に示す。アクセルペダルをアクセルペダル操
作量閾値Ａｊまで踏み込んでいるにも拘らず、エンジン
回転速度Ｎｅが大きくならないときに掘削中であると判
断している。
【００４４】本実施形態の作用及び効果を説明する。ア
クセルペダル操作量Ａ及びエンジン回転速度Ｎｅが掘削
領域に入ったとき、かつブームレバー操作量Ｅｍがブー
ムレバー操作量下限値Ｅｍ１以上にあるときが掘削開始
の意思表示であるとする熟練オペレータの操作手順を取
り込んでいるので常に適切なタイミングで掘削の制御を
開始できる。なお、自動掘削制御に入った後の処理方法
における作用及び効果は、第１実施形態と同一であるの
で説明を省略する。
クセルペダル操作量Ａ及びエンジン回転速度Ｎｅが掘削
領域に入ったとき、かつブームレバー操作量Ｅｍがブー
ムレバー操作量下限値Ｅｍ１以上にあるときが掘削開始
の意思表示であるとする熟練オペレータの操作手順を取
り込んでいるので常に適切なタイミングで掘削の制御を
開始できる。なお、自動掘削制御に入った後の処理方法
における作用及び効果は、第１実施形態と同一であるの
で説明を省略する。
【００４５】以上、本発明によれば、自動掘削制御中に
エンジン回転速度が小さくなったときには、車両への負
荷が大きくなっていると判断し、バケットを早く上昇さ
せて車両への負荷を軽減させ、エンジン回転速度が大き
くなったときには、負荷が小さいと判断し、バケットの
上昇速度を抑えて負荷を逃さないようにする。さらに、
オペレータがブームレバーを大きく操作しているときに
は、バケットを早く上昇して負荷を軽減しようとしてい
るので、これに伴ってブームレバー操作量に応じてバケ
ット制御指令値も大きく設定しチルト速度を大きくす
る。これらにより、常に負荷が適切に保持できるので掘
削能率を向上でき、またオペレータの意志に沿った制御
が可能となる。また、ストロークエンド検出器によりバ
ケットシリンダがストロークエンドに達したときに自動
掘削制御を完了させるようにしているので、ストローク
エンドまで十分にストロークを使い切ることができ、オ
ペレータの意志に沿い、かつ優れた掘削効率を有する掘
削積込機械の作業機制御装置が得られる。さらに、従来
技術で必要としたバケット角度検出器が不要となるの
で、故障頻度が減少し、かつ安価な掘削積込機械の作業
機制御装置が得られる。
エンジン回転速度が小さくなったときには、車両への負
荷が大きくなっていると判断し、バケットを早く上昇さ
せて車両への負荷を軽減させ、エンジン回転速度が大き
くなったときには、負荷が小さいと判断し、バケットの
上昇速度を抑えて負荷を逃さないようにする。さらに、
オペレータがブームレバーを大きく操作しているときに
は、バケットを早く上昇して負荷を軽減しようとしてい
るので、これに伴ってブームレバー操作量に応じてバケ
ット制御指令値も大きく設定しチルト速度を大きくす
る。これらにより、常に負荷が適切に保持できるので掘
削能率を向上でき、またオペレータの意志に沿った制御
が可能となる。また、ストロークエンド検出器によりバ
ケットシリンダがストロークエンドに達したときに自動
掘削制御を完了させるようにしているので、ストローク
エンドまで十分にストロークを使い切ることができ、オ
ペレータの意志に沿い、かつ優れた掘削効率を有する掘
削積込機械の作業機制御装置が得られる。さらに、従来
技術で必要としたバケット角度検出器が不要となるの
で、故障頻度が減少し、かつ安価な掘削積込機械の作業
機制御装置が得られる。
【図１】第１実施形態に係る作業機の構成図である。
【図２】第１実施形態に係る制御系統図である。
【図３】第１実施形態に係る制御フローチャートの掘削
開始判断部である。
開始判断部である。
【図４】車速及びエンジン回転速度で示す掘削領域の説
明図である。
明図である。
【図５】第１実施形態に係る制御フローチャートの自動
掘削制御部である。
掘削制御部である。
【図６】第２実施形態に係る制御系統図である。
【図７】第２実施形態に係る掘削中の判断回路である。
【図８】アクセルペダル操作量及びエンジン回転速度で
示す掘削領域の説明図である。
示す掘削領域の説明図である。
【図９】ホイールローダの側面図である。
１…ホイールローダ、３…ブーム、４…バケット、５…
作業機、６…積載物、１０…ブームシリンダ、１１…バ
ケットシリンダ、１２…作業機油圧ポンプ、１３…ブー
ム制御弁、１４…バケット制御弁、２０…電磁比例指令
弁、２１…ブームリフト指令弁、２２…ブームダウン指
令弁、２３…バケットダンプ指令弁、２４…バケットチ
ルト指令弁、２５…コントローラ、３０…ブームレバ
ー、３１…ブームレバー操作量検出器、３２…バケット
レバー、３３…バケットレバー操作量検出器、３５…キ
ックダウンスイッチ、３６…オートチルト設定スイッ
チ、４０…ブーム角度検出器、４１…バケット角度検出
器、４２…モード選択釦、４３…エンジン回転速度検出
器、４４…車速検出器、４５…アクセルペダル操作量検
出器、４６…ストロークエンド検出器、４７…前後進検
出器、４８…負荷第１判断部、４９…負荷第２判断部、
５１…自動掘削制御手段、Ｖ…車速、Ｎｅ…エンジン回
転速度、θｍ…ブーム角度、θｔ…バケット角度、θｍ
ｄ…ブーム角速度、Ｅｍ…ブームレバー操作量、Ｅｔ…
バケットレバー操作量、Ｑｍ…ブーム流量変更値、Ｑｔ
…バケット流量加算値、Ｖｍ…ブーム制御指令値、Ｖｔ
…バケット制御指令値、Ｃｆ…前進信号、Ｃａ…オート
チルト信号、Ｃｅ…ストロークエンド信号、Ｃｋ…キッ
クダウン信号、Ｃｓ…セミオート掘削信号、Ｃｃ…モー
ド選択信号、ｋ…エンジン係数、Ａ…アクセルペダル操
作量、Ａｊ…アクセルペダル操作量閾値、Ｎｔ…チルト
回数、αｍ…ブーム流量係数、αｔ…バケット流量係
数、αｔｖ…バケット流量変数、Ｎｅｊ…エンジン回転
速度閾値。
作業機、６…積載物、１０…ブームシリンダ、１１…バ
ケットシリンダ、１２…作業機油圧ポンプ、１３…ブー
ム制御弁、１４…バケット制御弁、２０…電磁比例指令
弁、２１…ブームリフト指令弁、２２…ブームダウン指
令弁、２３…バケットダンプ指令弁、２４…バケットチ
ルト指令弁、２５…コントローラ、３０…ブームレバ
ー、３１…ブームレバー操作量検出器、３２…バケット
レバー、３３…バケットレバー操作量検出器、３５…キ
ックダウンスイッチ、３６…オートチルト設定スイッ
チ、４０…ブーム角度検出器、４１…バケット角度検出
器、４２…モード選択釦、４３…エンジン回転速度検出
器、４４…車速検出器、４５…アクセルペダル操作量検
出器、４６…ストロークエンド検出器、４７…前後進検
出器、４８…負荷第１判断部、４９…負荷第２判断部、
５１…自動掘削制御手段、Ｖ…車速、Ｎｅ…エンジン回
転速度、θｍ…ブーム角度、θｔ…バケット角度、θｍ
ｄ…ブーム角速度、Ｅｍ…ブームレバー操作量、Ｅｔ…
バケットレバー操作量、Ｑｍ…ブーム流量変更値、Ｑｔ
…バケット流量加算値、Ｖｍ…ブーム制御指令値、Ｖｔ
…バケット制御指令値、Ｃｆ…前進信号、Ｃａ…オート
チルト信号、Ｃｅ…ストロークエンド信号、Ｃｋ…キッ
クダウン信号、Ｃｓ…セミオート掘削信号、Ｃｃ…モー
ド選択信号、ｋ…エンジン係数、Ａ…アクセルペダル操
作量、Ａｊ…アクセルペダル操作量閾値、Ｎｔ…チルト
回数、αｍ…ブーム流量係数、αｔ…バケット流量係
数、αｔｖ…バケット流量変数、Ｎｅｊ…エンジン回転
速度閾値。
Claims (7)
- 【請求項１】 ブームのリフトを制御するブームシリン
ダと、 ブームシリンダの伸縮を制御するブーム制御弁と、 ブームシリンダの伸縮速度を指令するブームレバーと、 ブームレバーの操作量を検出するブームレバー操作量検
出器と、 バケットのチルトを制御するバケットシリンダと、 バケットシリンダの伸縮を制御するバケット制御弁と、 バケットシリンダの伸縮速度を指令するバケットレバー
と、 バケットレバーの操作量を検出するバケットレバー操作
量検出器と、 ブームレバー操作量検出器から入力されるブームレバー
操作量に基づきブーム制御指令値をブーム制御弁に出力
し、バケットレバー操作量検出器から入力されるバケッ
トレバー操作量に基づきバケット制御指令値をバケット
制御弁に出力するコントローラとを備えた掘削積込機械
の作業機制御装置において、 エンジン回転速度を検出するエンジン回転速度検出器を
付設し、 コントローラは、手動による指令又は車両が掘削中であ
るか否かを判断する負荷判断部の判断に基づいて各制御
弁への自動掘削指令値を設定して出力する自動掘削制御
手段を有し、前記自動掘削制御手段は、ブームレバー操
作時にはエンジン回転速度が大きくなるに従って小さく
なるブーム制御指令値をブーム制御弁に出力することを
特徴とする掘削積込機械の作業機制御装置。 - 【請求項２】 ブームのリフトを制御するブームシリン
ダと、 ブームシリンダの伸縮を制御するブーム制御弁と、 ブームシリンダの伸縮速度を指令するブームレバーと、 ブームレバーの操作量を検出するブームレバー操作量検
出器と、 バケットのチルトを制御するバケットシリンダと、 バケットシリンダの伸縮を制御するバケット制御弁と、 バケットシリンダの伸縮速度を指令するバケットレバー
と、 バケットレバーの操作量を検出するバケットレバー操作
量検出器と、 ブームレバー操作量検出器から入力されるブームレバー
操作量に基づきブーム制御指令値をブーム制御弁に出力
し、バケットレバー操作量検出器から入力されるバケッ
トレバー操作量に基づきバケット制御指令値をバケット
制御弁に出力するコントローラとを備えた掘削積込機械
の作業機制御装置において、 エンジン回転速度を検出するエンジン回転速度検出器を
付設し、 コントローラは、手動による指令又は車両が掘削中であ
るか否かを判断する負荷判断部の判断に基づいて各制御
弁への自動掘削指令値を設定して出力する自動掘削制御
手段を有し、前記自動掘削制御手段は、エンジン回転速
度又はブームレバー操作量に基づく制御指令値をバケッ
ト制御弁に出力することを特徴とする掘削積込機械の作
業機制御装置。 - 【請求項３】 請求項２記載の掘削積込機械の作業機制
御装置において、 自動掘削制御手段は、ブームレバー操作時には、ブーム
レバー操作量に応じたバケット制御指令値をバケット制
御弁に出力することを特徴とする掘削積込機械の作業機
制御装置。 - 【請求項４】 請求項２記載の掘削積込機械の作業機制
御装置において、 自動掘削制御手段は、エンジン回転速度が大きくなるに
従って小さくなるバケット制御指令値をバケット制御弁
に出力することを特徴とする掘削積込機械の作業機制御
装置。 - 【請求項５】 ブームのリフトを制御するブームシリン
ダと、 ブームシリンダの伸縮を制御するブーム制御弁と、 ブームシリンダの伸縮速度を指令するブームレバーと、 ブームレバーの操作量を検出するブームレバー操作量検
出器と、 バケットのチルトを制御するバケットシリンダと、 バケットシリンダの伸縮を制御するバケット制御弁と、 バケットシリンダの伸縮速度を指令するバケットレバー
と、 バケットレバーの操作量を検出するバケットレバー操作
量検出器と、 ブームレバー操作量検出器から入力されるブームレバー
操作量に基づきブーム制御指令値をブーム制御弁に出力
し、バケットレバー操作量検出器から入力されるバケッ
トレバー操作量に基づきバケット制御指令値をバケット
制御弁に出力するコントローラとを備えた掘削積込機械
の作業機制御装置において、 コントローラは、手動による指令又は車両が掘削中であ
るか否かを判断する負荷判断部の判断に基づいて各制御
弁への自動掘削指令値を設定して出力する自動掘削制御
手段を有し、前記自動掘削制御手段は、ブームシリンダ
の作動・停止に拘らずバケット制御指令値をバケット制
御弁に出力することを特徴とする掘削積込機械の作業機
制御装置。 - 【請求項６】 ブームのリフトを制御するブームシリン
ダと、 ブームシリンダの伸縮を制御するブーム制御弁と、 ブームシリンダの伸縮速度を指令するブームレバーと、 ブームレバーの操作量を検出するブームレバー操作量検
出器と、 バケットのチルトを制御するバケットシリンダと、 バケットシリンダの伸縮を制御するバケット制御弁と、 バケットシリンダの伸縮速度を指令するバケットレバー
と、 バケットレバーの操作量を検出するバケットレバー操作
量検出器と、 ブームレバー操作量検出器から入力されるブームレバー
操作量に基づきブーム制御指令値をブーム制御弁に出力
し、バケットレバー操作量検出器から入力されるバケッ
トレバー操作量に基づきバケット制御指令値をバケット
制御弁に出力するコントローラとを備えた掘削積込機械
の作業機制御装置において、 バケット制御指令値を連続的又はパルス的に出力させる
モードを設定するモード選択釦を付設して、モード選択
釦から出力されるモード選択信号をコントローラに入力
し、 コントローラは、手動による指令又は車両が掘削中であ
るか否かを判断する負荷判断部の判断に基づいて各制御
弁への自動掘削指令値を設定して出力する自動掘削制御
手段を有し、前記自動掘削制御手段は、モード選択信号
に基づいて出力モードを切り換えることを特徴とする掘
削積込機械の作業機制御装置。 - 【請求項７】 請求項１，２，５又は６記載の掘削積込
機械の作業機制御装置において、 バケットシリンダがストロークエンドのときにオンのス
トロークエンド信号を出力するストロークエンド検出器
を付設してストロークエンド信号をコントローラに入力
し、 自動掘削制御手段は、ストロークエンド信号がオンのと
きに自動掘削制御を完了することを特徴とする掘削積込
機械の作業機制御装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000085448A JP4140940B2 (ja) | 2000-03-24 | 2000-03-24 | 掘削積込機械の作業機制御装置 |
| US09/814,099 US7076354B2 (en) | 2000-03-24 | 2001-03-22 | Working unit control apparatus of excavating and loading machine |
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