JP2019019567A - 建設機械の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アタッチメントの所定部位の実軌跡を目標軌跡に近づけ、実軌跡を目標軌跡に近づけるためのデータを予め計測する必要性を抑制する。【解決手段】実速度比率算出手段８１は、アームシリンダ実速度とブームシリンダ実速度との比率である実速度比率を算出する。目標速度比率算出手段８２は、アームシリンダ目標速度と前記ブームシリンダ目標速度との比率である目標速度比率を算出する。目標速度修正手段８３は、実速度比率と目標速度比率とに差異がある場合に、実速度比率が目標速度比率に近づく側に、アームシリンダ目標速度およびブームシリンダ目標速度の少なくともいずれかを修正する。【選択図】図５

Description

本発明は、建設機械の制御装置に関する。

例えば特許文献１、２などに、従来の建設機械が記載されている。この建設機械は、ブームおよびアームを有するアタッチメントと、ブームを駆動させるブームシリンダと、アームを駆動させるアームシリンダと、を備える。特許文献１、２に記載の技術では、ブームシリンダおよびアームシリンダを制御することで、アタッチメントの所定部位（例えばバケットの先端）を目標軌跡に沿って移動させることが図られている。

特開昭５５−３００３８号公報 国際公開第２０１５／０２５９８５号

しかし、ブームシリンダとアームシリンダとには、例えば起動タイミングの差異や、加速度の差異がある（詳細は後述）。そのため、アタッチメントの所定部位の実際の軌跡（実軌跡）が、目標軌跡から逸脱するおそれがある。また、アタッチメントに掛かる負荷の大きさや向きなどによっても、シリンダの速度が変わり、実軌跡が目標軌跡から逸脱するおそれがある。

特許文献２（［０００５］［０００９］など）には、バケットの自重落下により、想定された速度よりもアームシリンダの速度が遅くなるため、想定された速度よりも大きい速度をアームシリンダの推定速度として算出するものが記載されている。しかし、同文献には、想定された速度に対してアームシリンダの速度をどれだけ大きくするかは記載されていない。例えば、想定された速度に対してアームシリンダの速度をどれだけ大きくするかに関するデータを予め計測する場合は、計測に手間がかかる。

そこで本発明は、アタッチメントの所定部位の実軌跡を目標軌跡に近づけることができ、実軌跡を目標軌跡に近づけるためのデータを予め計測する必要性を抑制できる、建設機械の制御装置を提供することを目的とする。

本発明の制御装置は、建設機械に用いられる。前記建設機械は、アタッチメントと、ブームシリンダと、アームシリンダと、を備える。前記アタッチメントは、機械本体に回転自在に取り付けられるブーム、および前記ブームに回転自在に取り付けられるアームを有する。前記ブームシリンダは、前記機械本体に対して前記ブームを回転駆動させる。前記アームシリンダは、前記ブームに対して前記アームを回転駆動させる。制御装置は、姿勢検出装置と、アームシリンダ実速度算出手段と、ブームシリンダ実速度算出手段と、記憶装置と、シリンダ目標速度算出手段と、実速度比率算出手段と、目標速度比率算出手段と、目標速度修正手段と、を備える。前記姿勢検出装置は、前記アームおよび前記ブームそれぞれの姿勢を検出する。前記アームシリンダ実速度算出手段は、前記姿勢検出装置の検出結果に基づいて、前記アームシリンダの伸縮速度であるアームシリンダ実速度を算出する。前記ブームシリンダ実速度算出手段は、前記姿勢検出装置の検出結果に基づいて、前記ブームシリンダの伸縮速度であるブームシリンダ実速度を算出する。前記記憶装置は、前記アタッチメントの所定部位の目標軌跡の座標データを予め記憶する。前記シリンダ目標速度算出手段は、前記アタッチメントの前記所定部位が前記目標軌跡に沿って移動するような、前記アームシリンダの伸縮速度の目標値であるアームシリンダ目標速度を算出する。前記シリンダ目標速度算出手段は、前記アタッチメントの前記所定部位が前記目標軌跡に沿って移動するような、前記ブームシリンダの伸縮速度の目標値であるブームシリンダ目標速度を算出する。実速度比率算出手段は、前記アームシリンダ実速度と前記ブームシリンダ実速度との比率である実速度比率を算出する。目標速度比率算出手段は、前記アームシリンダ目標速度と前記ブームシリンダ目標速度との比率である目標速度比率を算出する。目標速度修正手段は、前記実速度比率と前記目標速度比率とに差異がある場合に、前記実速度比率が前記目標速度比率に近づく側に、前記アームシリンダ目標速度および前記ブームシリンダ目標速度の少なくともいずれかを修正する。制御装置は、前記アームシリンダ目標速度に基づいて前記アームシリンダを駆動し、前記ブームシリンダ目標速度に基づいて前記ブームシリンダを駆動する。

上記構成により、アタッチメントの所定部位の実軌跡を目標軌跡に近づけることができ、実軌跡を目標軌跡に近づけるためのデータを予め計測する必要性を抑制できる。

建設機械を横から見た図である。 図１に示す建設機械が備える制御装置を示すブロック図である。 図２に示すアタッチメント目標移動方向算出手段６２の説明図である。 図１に示すアタッチメント２０などの機構図である。 図２に示すシリンダ目標速度修正量算出手段８０の演算を示すフローチャートである。 図２に示すシリンダ３０の伸縮速度を示す図である。 図１に示すアタッチメント先端２０ｔの目標軌跡および実軌跡を示す図である。 変形例１−１の図５相当図である。 変形例２の図２相当図である。 変形例３−１の図５相当図である。 変形例３−２の図５相当図である。 比較例の図６相当図である。

図１〜図７を参照して、制御装置４０（図２参照）を備える建設機械１（図１参照）について説明する。

建設機械１は、図１に示すアタッチメント２０で作業を行う機械であり、例えばショベルである。建設機械１は、下部走行体１１と、上部旋回体１３（機械本体）と、アタッチメント２０と、シリンダ３０と、制御装置４０（図２参照）と、を備える。

下部走行体１１は、建設機械１を走行させる部分であり、例えばクローラを備える。上部旋回体１３は、下部走行体１１に旋回装置を介して旋回自在に取り付けられる。

アタッチメント２０は、上部旋回体１３に取り付けられる。アタッチメント２０は、ブーム２１と、アーム２３と、バケット２５と、を備える。ブーム２１は、上部旋回体１３に回転自在（起伏自在）に取り付けられる。アーム２３は、ブーム２１に回転自在に取り付けられる。バケット２５は、アーム２３に回転自在に取り付けられる。バケット２５は、作業対象（土砂など）の、掘削、ならし、すくい、などの作業を行う部分である。バケット２５の先端を、アタッチメント先端２０ｔ（アタッチメント２０の所定部位）とする。

シリンダ３０は、アタッチメント２０を作動させる。シリンダ３０は、油圧式の伸縮シリンダである。シリンダ３０は、ブームシリンダ３１と、アームシリンダ３３と、バケットシリンダ３５と、を備える。ブームシリンダ３１は、上部旋回体１３に対してブーム２１を回転駆動させる。ブームシリンダ３１の基端部は、上部旋回体１３に回転自在に取り付けられる。ブームシリンダ３１の先端部は、ブーム２１に回転自在に取り付けられる。アームシリンダ３３は、ブーム２１に対してアーム２３を回転駆動させる。アームシリンダ３３の基端部は、ブーム２１に回転自在に取り付けられる。アームシリンダ３３の先端部は、アーム２３に回転自在に取り付けられる。バケットシリンダ３５は、アーム２３に対してバケット２５を回転駆動させる。バケットシリンダ３５の基端部は、アーム２３に回転自在に取り付けられる。バケットシリンダ３５の先端部は、バケット２５に回転自在に取り付けられたリンク部材に、回転自在に取り付けられる。なお、図３では各回転軸を黒丸で示した。

制御装置４０（図２参照）は、図１に示すアタッチメント２０の作動を制御する装置である。制御装置４０は、ブーム２１とアーム２３との複合動作を支援する。図２に示すように、制御装置４０は、姿勢検出装置４１と、操作装置４３と、記憶装置４５と、演算装置５０と、を備える。

姿勢検出装置４１は、図１に示すアーム２３およびブーム２１それぞれの姿勢（上部旋回体１３に対する位置に関する情報）を検出する。図２に示す姿勢検出装置４１は、アーム回転角度検出装置４１ａと、ブーム回転角度検出装置４１ｂと、を備える。アーム回転角度検出装置４１ａおよびブーム回転角度検出装置４１ｂそれぞれは、角度センサである。アーム回転角度検出装置４１ａは、図１に示すブーム２１に対するアーム２３の回転角度を検出し、具体的には例えば図４に示す「θ_am＋θ_am__offset」を検出する。なお、θ_am__offsetは定数であり、ブーム２１に対してアーム２３が回転するとθ_amが変化する。図２に示すブーム回転角度検出装置４１ｂは、図１に示す上部旋回体１３に対するブーム２１の回転角度を検出し、具体的には例えば図４に示す「θ_bm＋θ_bm__offset」を検出する。なお、姿勢検出装置４１は、シリンダ３０のストローク位置を検出してもよい（後述）。以下では、アタッチメント２０およびシリンダ３０の構成要素については、主に図１を参照して説明する。

操作装置４３（図２参照）は、建設機械１の操作者がアタッチメント２０を操作する（駆動させる）ために、操作者に操作される装置である。操作装置４３は、建設機械１の運転室内に設けられ、レバーを有する装置（レバー装置）である。図２に示すように、操作装置４３は、操作量に基づく電気信号を出力する。例えば、操作装置４３が出力する電気信号は、レバーの角度を検出する角度センサから出力される電気信号である。例えば、操作装置４３が出力する電気信号は、レバーの角度に応じた油圧パイロット圧に基づく電気信号（油圧センサから出力される電気信号）でもよい。

記憶装置４５は、目標設計面の座標データを予め記憶する。目標設計面とは、アタッチメント２０による作業において、目標とされる作業対象の形状であり、例えば目標とされる地形である。記憶装置４５は、目標設計面の座標データを予め記憶する結果、アタッチメント先端２０ｔの目標軌跡の座標データを予め記憶する。目標軌跡は、アタッチメント先端２０ｔを目標設計面に沿って移動させるための、アタッチメント先端２０ｔの目標とする軌跡である。記憶装置４５は、目標設計面の座標データ以外のデータ、例えば演算装置５０の演算などに用いられるデータを記憶してもよい。

演算装置５０は、算出、比較、および信号の入出力などを行う装置である。下記の各算出手段は、演算装置を用いて具体的に実現されるものである。演算装置５０は、シリンダ目標速度算出手段６０と、ブームシリンダ実速度算出手段７１と、アームシリンダ実速度算出手段７２と、シリンダ目標速度修正量算出手段８０と、を備える。以下では、演算装置５０の各算出手段での演算内容を、演算の順序に沿って説明する。なお、演算の順序は、演算が成立する範囲内で変更可能である。

シリンダ目標速度算出手段６０は、アタッチメント先端２０ｔが目標軌跡に沿って移動するような（理想的な）、ブームシリンダ３１およびアームシリンダ３３の目標速度を算出する。シリンダ目標速度算出手段６０は、アームシリンダ目標速度算出手段６１と、アタッチメント目標移動方向算出手段６２と、アタッチメント目標速度算出手段６３と、ブームシリンダ目標速度算出手段６４と、を備える。ここでは、操作者が、操作装置４３で、アームシリンダ３３の目標速度を入力する場合について説明する（他の場合については後述）。

アームシリンダ目標速度算出手段６１は、アームシリンダ目標速度（１軸分のシリンダ目標速度）を算出する。アームシリンダ目標速度は、アームシリンダ３３の伸縮速度（駆動速度）の目標値である。アームシリンダ目標速度算出手段６１は、操作装置４３の操作量に基づいて、アームシリンダ目標速度を算出する。操作装置４３の操作量とアームシリンダ目標速度（図２では「目標速度」）との関係（特性マップ）は、例えば記憶装置４５などに予め定められる。例えば、特性マップは、操作装置４３の操作量に応じて、アームシリンダ目標速度が線形的に変化するものである。例えば、特性マップは、操作装置４３の操作量に応じて、アームシリンダ目標速度のレベルが段階的に切り替わるものでもよい。

このアームシリンダ目標速度算出手段６１により算出されたアームシリンダ目標速度は、アームシリンダ３３を制御する電磁比例弁（図示なし）への指令（例えば電流値）に変換される。演算装置５０は、この指令を電磁比例弁に出力する。アームシリンダ目標速度の修正量（後述）が０であれば、アームシリンダ目標速度算出手段６１で算出されたアームシリンダ目標速度に基づいて、アームシリンダ３３が作動する。

アタッチメント目標移動方向算出手段６２は、目標軌跡に基づいて、アタッチメント目標移動方向を算出する。この算出には、アタッチメント２０の姿勢（姿勢検出装置４１の検出結果）が用いられてもよい。アタッチメント目標移動方向は、アタッチメント先端２０ｔが目標軌跡に沿って移動するような、アタッチメント先端２０ｔの移動方向（速度ベクトルの向き）である。具体的には例えば、図３に示すように目標設計面の座標データが記憶装置４５に記憶され、アタッチメント先端２０ｔが座標（ｘ１，ｚ１）にあるとする。このとき、図２に示すアタッチメント目標移動方向算出手段６２（図２参照）は、目標軌跡に沿ってアタッチメント先端２０ｔを移動させるための、水平方向および鉛直方向それぞれの速度成分を算出する。具体的には、水平方向の速度成分ｖｘが、１とされる（ｖｘ＝１）。鉛直方向の速度成分ｖｚが、鉛直方向の座標値の差分と、水平方向の座標値の差分と、の比率から求められ、具体的には、ｖｚ＝（ｚ２−ｚ１）／（ｘ２−ｘ１）から求められる（ｘ２およびｚ２については図３参照）。

アタッチメント目標速度算出手段６３は、アタッチメント目標速度を算出する。アタッチメント目標速度は、アタッチメント先端２０ｔが目標軌跡に沿って移動するような、アタッチメント先端２０ｔの移動速度（向き、速さ）である。アタッチメント目標速度算出手段６３は、アームシリンダ目標速度、およびアタッチメント目標移動方向に基づいて、アタッチメント目標速度を算出する。アタッチメント目標速度算出手段６３は、アタッチメント２０の姿勢に基づいて（姿勢検出装置４１の検出結果に基づいて）、アタッチメント目標速度を算出する。

下記の各数式中で用いられる変数を表１に示す。

このアタッチメント目標速度算出手段６３によるアタッチメント目標速度の算出は、具体的には次のように行われる。アームシリンダ目標速度に基づいて、アーム目標回転角速度が算出される（下記の数１）。次に、アーム目標回転角速度に基づいて、アタッチメント先端２０ｔの水平方向の目標速度（下記の数２）、および、アタッチメント先端２０ｔの鉛直方向の目標速度（下記の数３）が算出される。数１〜数３の数式中の変数は、数４〜数７、および図３に示す通りである。以下では、主に図２を参照して説明する。

ブームシリンダ目標速度算出手段６４は、ブームシリンダ目標速度を算出する。ブームシリンダ目標速度は、ブームシリンダ３１の伸縮速度の目標値である。ブームシリンダ目標速度算出手段６４は、アタッチメント目標速度に基づいてブームシリンダ目標速度を算出し、さらに詳しくは、アームシリンダ目標速度および目標軌跡に基づいてブームシリンダ目標速度を算出する。

このブームシリンダ目標速度算出手段６４によるブームシリンダ目標速度の算出は、具体的には次のように行われる。アタッチメント目標速度に基づいて、ブーム目標回転角速度が算出される（下記の数８）。数８の数式中の変数は、数９、数１０の通りである。次に、ブーム目標回転角速度に基づいて、ブームシリンダ目標速度が算出される（下記の数１１）。

このブームシリンダ目標速度算出手段６４により算出されたブームシリンダ目標速度は、ブームシリンダ３１を制御する電磁比例弁（図示なし）への指令（例えば電流値）に変換される。演算装置５０は、この指令を電磁比例弁に出力する。ブームシリンダ目標速度の修正量（後述）が０であれば、ブームシリンダ目標速度算出手段６４で算出されたブームシリンダ目標速度に基づいて、ブームシリンダ３１が作動する。

ブームシリンダ実速度算出手段７１は、ブームシリンダ３１の伸縮速度の実測値であるブームシリンダ実速度を算出する。ブームシリンダ実速度算出手段７１は、姿勢検出装置４１の検出結果に基づいて、ブームシリンダ実測値を算出する。

このブームシリンダ実速度算出手段７１によるブームシリンダ実速度の算出は、具体的には次のように行われる。ブーム回転角度検出装置４１ｂに検出されたブーム回転角度に基づいて、ブーム回転角速度が算出される（下記の数１２）。次に、ブーム回転角速度に基づいて、ブームシリンダ実速度が算出される（下記の数１３）。

アームシリンダ実速度算出手段７２は、アームシリンダ３３の伸縮速度の実測値であるアームシリンダ実速度を算出する。アームシリンダ実速度算出手段７２は、姿勢検出装置４１の検出結果に基づいて、アームシリンダ実測値を算出する。

このアームシリンダ実速度算出手段７２によるアームシリンダ実測値の算出は、具体的には次のように行われる。アーム回転角度検出装置４１ａに検出されたアーム回転角度に基づいて、アーム回転角速度が算出される（下記の数１４）。次に、アーム回転角速度に基づいて、アームシリンダ実速度が算出される（下記の数１５）。

シリンダ目標速度修正量算出手段８０は、シリンダ目標速度算出手段６０で算出されたアームシリンダ目標速度およびブームシリンダ目標速度のいずれか（シリンダ目標速度）を修正する場合がある。シリンダ目標速度が修正される理由は次の通りである。

（シリンダ目標速度について）
シリンダ目標速度算出手段６０で算出されたシリンダ目標速度は、アタッチメント先端２０ｔが目標設計面に沿って移動するような、理想的な速度である。このシリンダ目標速度通りにシリンダ３０（図１参照）の速度が制御されれば、目標設計面に沿ったアタッチメント先端２０ｔの移動を実現できる。しかし、実際には、ブームシリンダ３１の速度およびアームシリンダ３３の速度は、シリンダ目標速度通りには制御されない。その原因は、例えば、ブームシリンダ３１およびアームシリンダ３３を駆動する油圧回路の特性から、下記の「起動タイミングの差異」および「加速度の差異」が生じるからである。また、アタッチメント２０に掛かる負荷の大きさや方向などにより、シリンダ３０の速度が変わるからである。

起動タイミングの差異とは、ブームシリンダ３１の起動時間とアームシリンダ３３の起動時間との差異である。ブームシリンダ３１の起動時間とは、演算装置５０がブームシリンダ３１およびアームシリンダ３３を起動させる駆動指令を出力した時（駆動指令出力時）から、ブームシリンダ３１が実際に起動するまでの時間である。アームシリンダ３３の起動時間とは、上記の駆動指令出力時から、アームシリンダ３３が実際に起動するまでの時間である。

加速度の差異とは、例えば図１２に示すように、アームシリンダ３３の加速の態様と、ブームシリンダ３１の加速の態様と、の差異である。この加速度の差異は、図２に示すアームシリンダ３３およびブームシリンダ３１それぞれが起動してから、図１２に示す所定の目標速度（ｖ_cyl__am１、ｖ_cyl__bm１）に達するまでに生じる。具体的には、図１２に示す例では、アームシリンダ３３の伸縮速度が０から所定の目標速度ｖ_cyl__am１に達までの時間と、ブームシリンダ３１の伸縮速度が０から所定の目標速度ｖ_cyl__bm１に達するまでの時間と、に差異がある。これらの、起動タイミングの差異、および加速度の差異により、図２に示すアタッチメント先端２０ｔが目標設計面から逸脱する問題が生じる場合がある。

図１に示すアタッチメント２０に掛かる負荷により、シリンダ３０の速度が変わる。例えば、バケット２５に作業対象（土砂など）や障害物が接触することでバケット２５に負荷が掛かる。その結果、バケット２５に負荷が掛かっていない場合に対し、シリンダ３０に掛かる負荷が変わり、シリンダ３０の速度が変わる。また、例えば、アタッチメント２０の作動の方向や姿勢などによって、アタッチメント２０に掛かる負荷（自重や慣性力など）が変わり、シリンダ３０の速度が変わる。これらの場合に、図２に示すアタッチメント先端２０ｔが目標設計面から逸脱する問題が生じる場合がある。

（速度比率について）
アタッチメント先端２０ｔの目標とする移動方向（アタッチメント目標移動方向）がある１つの方向に決定されると、ブームシリンダ３１およびアームシリンダ３３の目標とする速度比率（下記の目標速度比率）がある１つの値に決定される。よって、ブームシリンダ３１およびアームシリンダ３３の実際の速度比率（下記の実速度比率）を、この目標速度比率に近づけることで、アタッチメント先端２０ｔの実際の移動方向を、アタッチメント目標移動方向に近づけることができる。一方、実速度比率が目標速度比率から外れると、アタッチメント先端２０ｔの実際の移動方向は、アタッチメント目標移動方向から外れてしまう。そのため、アタッチメント先端２０ｔが目標設計面から逸脱してしまう。そこで、シリンダ目標速度修正量算出手段８０は、ブームシリンダ３１およびアームシリンダ３３の目標移動速度を、速度比率に基づいて修正する。これにより、「起動タイミングの差異」、「加速度の差異」、および、アタッチメント２０に掛かる負荷、の少なくともいずれかがある場合でも、アタッチメント先端２０ｔの目標設計面からの逸脱を抑制できる。図５に示すように、シリンダ目標速度修正量算出手段８０は、実速度比率算出手段８１と、目標速度比率算出手段８２と、目標速度修正手段８３と、を備える。

実速度比率算出手段８１は、アームシリンダ実速度とブームシリンダ実速度との比率である実速度比率を算出する。実速度比率算出手段８１は、ブームシリンダ実速度をアームシリンダ実速度で除することで、実速度比率を算出する（下記の数１６）。

目標速度比率算出手段８２は、アームシリンダ目標速度とブームシリンダ目標速度との比率である目標速度比率を算出する。目標速度比率算出手段８２は、ブームシリンダ目標速度をアームシリンダ目標速度で除することで目標速度比率を算出する（下記の数１７）。

目標速度修正手段８３は、実速度比率と目標速度比率とに差異がある場合に、実速度比率が目標速度比率に近づく側に、シリンダ目標速度（アームシリンダ目標速度およびブームシリンダ目標速度の少なくともいずれか）を修正する。目標速度修正手段８３による修正は、具体的には次のように行われる。

（実速度比率＞目標速度比率）（ブーム減速）
目標速度比率が実速度比率に比べ小さい場合は、ブームシリンダ実速度が、アームシリンダ実速度に対して、いわば相対的に速い。そこで、目標速度修正手段８３は、目標速度比率が実速度比率に比べ小さい場合に、ブームシリンダ目標速度を減少させる側に修正する。そして、下記のように、修正後のブームシリンダ目標速度に基づいてブームシリンダ３１（図２参照）を駆動させる。これにより、実速度比率が小さくなり、実速度比率が目標速度比率（修正前のブームシリンダ目標速度に基づいて算出された目標速度比率）に近づく。

この目標速度修正手段８３は、目標速度比率とアームシリンダ実速度とに基づいて、ブームシリンダ目標速度の修正量（負の数）を算出する（下記の数１８）。修正量を調整するために、目標速度修正手段８３は、下記の数１９を用いて修正量を算出してもよい。数１９中の「ｇａｉｎ」は、修正量を調整するための比率（ゲイン）である（他の数式中の「ｇａｉｎ」についても同様）。

次に、目標速度修正手段８３は、ブームシリンダ目標速度算出手段６４（図２参照）で算出された修正前のブームシリンダ目標速度に、ブームシリンダ目標速度の修正量（負の数）を加えた値を、「修正後のブームシリンダ目標速度」とする。図２に示すように、演算装置５０は、修正後のブームシリンダ目標速度に基づいて、ブームシリンダ３１を駆動させる。このとき、修正前のブームシリンダ目標速度に基づいてブームシリンダ３１が駆動する場合に比べ、ブームシリンダ３１が遅い速度で駆動する（ブームシリンダ３１が、いわば減速する）。

（実速度比率＜目標速度比率）（アーム減速）
目標速度比率が実速度比率に比べ大きい場合は、アームシリンダ実速度が、ブームシリンダ実速度に対して、いわば相対的に速い。そこで、図５に示す目標速度修正手段８３は、目標速度比率が実速度比率に比べ大きい場合に、アームシリンダ目標速度を減少させる側に修正する。そして、下記のように、修正後のアームシリンダ目標速度に基づいてアームシリンダ３３（図２参照）を駆動させる。これにより、実速度比率が大きくなり、実速度比率が目標速度比率（修正前のアームシリンダ目標速度に基づいて算出された目標速度比率）に近づく。

この目標速度修正手段８３は、目標速度比率とブームシリンダ実速度とに基づいて、アームシリンダ目標速度の修正量（負の数）を算出する（下記の数２０）。修正量を調整するために、目標速度修正手段８３は、下記の数２１を用いて修正量を算出してもよい。

次に、目標速度修正手段８３は、アームシリンダ目標速度算出手段６１（図２参照）で算出された修正前のアームシリンダ目標速度に、アームシリンダ目標速度の修正量（負の数）を加えた値を、「修正後のアームシリンダ目標速度」とする。図２に示すように、演算装置５０は、修正後のアームシリンダ目標速度に基づいて、アームシリンダ３３を駆動させる。このとき、修正前のアームシリンダ目標速度に基づいてアームシリンダ３３が駆動する場合に比べ、アームシリンダ３３が遅い速度で駆動する（アームシリンダ３３が、いわば減速する）。

（実速度比率＝目標速度比率）
目標速度比率が実速度比率に等しい場合、ブームシリンダ３１およびアームシリンダ３３の実速度が、アタッチメント先端２０ｔが目標設計面に沿って移動するような速度になっている。そこで、目標速度修正手段８３（図５参照）は、目標速度比率が実速度比率に等しい場合、アームシリンダ目標速度およびブームシリンダ目標速度を修正しない（修正量を０にする）。

図２に示す演算装置５０は、シリンダ目標速度修正量算出手段８０の処理が終了すると、シリンダ目標速度算出手段６０の処理を再び開始する。そして、新たなアームシリンダ目標速度および新たなブームシリンダ目標速度（新たな目標速度）が算出される。そして、これらの新たな目標速度が、シリンダ目標速度修正量算出手段８０で修正される（または修正量が０とされる）。このように、演算装置５０は、アームシリンダ目標速度、およびブームシリンダ目標を時々刻々と変化させる。

（比較）
本実施形態および比較例それぞれについて、アタッチメント先端２０ｔを水平移動（水平引き動作）させるシミュレーションを行った。シリンダ目標速度算出手段６０で算出されたアームシリンダ目標速度およびブームシリンダ目標速度が、本実施形態ではシリンダ目標速度修正量算出手段８０で修正されるが、比較例では修正されない。

（シリンダ速度の比較）
図１２に示すように、比較例では、ブームシリンダ３１（図２参照）の加速の遅れがある。具体的には、時間ｔ１では、アームシリンダ実速度は所定の目標速度ｖ_cyl__am１に達しているが、ブームシリンダ実速度は所定の目標速度ｖ_cyl__bm１に達していない。一方、本実施形態では、図６に示すように、主にアームシリンダ３３（図２参照）の目標速度が、減少させる側に修正されている。この修正により、アームシリンダ３３の伸縮速度が所定の目標速度ｖ_cyl__am１に達する時と、ブームシリンダ３１の伸縮速度が所定の目標速度ｖ_cyl__bm１に達する時と、が同時（またはほぼ同時）となる。

図７に、アタッチメント先端２０ｔの目標軌跡Ｔｒと、本実施形態のアタッチメント先端２０ｔの実軌跡Ｔａ１（実際の軌跡）と、比較例のアタッチメント先端２０ｔの実軌跡Ｔａ２と、を示す。比較例では、ブームシリンダ３１の加速の遅れがあるため、特にアームシリンダ３３およびブームシリンダ３１の起動（作動開始）直後に、実軌跡Ｔａ２が目標軌跡Ｔｒから逸脱する（実軌跡Ｔａ２の部分Ｔａ２−１を参照）。具体的には、実軌跡Ｔａ２が、目標軌跡Ｔｒに対して鉛直方向下側に逸脱する（落ち込む）。一方、本実施形態では、目標軌跡Ｔｒに対する実軌跡Ｔａ１の逸脱が、比較例での逸脱に比べて抑制される。このように、本実施形態では、アームシリンダ３３およびブームシリンダ３１の高精度な複合動作を実現できる。

（第１の発明の効果）
図２に示す制御装置４０による効果は次の通りである。制御装置４０は、図１に示す建設機械１に設けられる。建設機械１は、アタッチメント２０と、ブームシリンダ３１と、アームシリンダ３３と、を備える。アタッチメント２０は、上部旋回体１３に取り付けられるブーム２１、およびブーム２１に回転自在に取り付けられるアーム２３を有する。ブームシリンダ３１は、上部旋回体１３に対してブーム２１を回転駆動させる。アームシリンダ３３は、ブーム２１に対してアーム２３を回転駆動させる。図２に示すように、制御装置４０は、姿勢検出装置４１と、アームシリンダ実速度算出手段７２と、ブームシリンダ実速度算出手段７１と、記憶装置４５と、シリンダ目標速度算出手段６０と、を備える。姿勢検出装置４１は、アーム２３およびブーム２１それぞれの姿勢を検出する。アームシリンダ実速度算出手段７２は、姿勢検出装置４１の検出結果に基づいて、アームシリンダ３３の伸縮速度であるアームシリンダ実速度を算出する。ブームシリンダ実速度算出手段７１は、姿勢検出装置４１の検出結果に基づいて、ブームシリンダ３１の伸縮速度であるブームシリンダ実速度を算出する。記憶装置４５は、アタッチメント先端２０ｔの目標軌跡の座標データを予め記憶する。シリンダ目標速度算出手段６０は、アタッチメント先端２０ｔが目標軌跡に沿って移動するような、アームシリンダ３３の伸縮速度の目標値であるアームシリンダ目標速度を算出する。シリンダ目標速度算出手段６０は、アタッチメント先端２０ｔが目標軌跡に沿って移動するような、ブームシリンダ３１の伸縮速度の目標値であるブームシリンダ目標速度を算出する。

制御装置４０は、図５に示すように、実速度比率算出手段８１と、目標速度比率算出手段８２と、目標速度比率算出手段８２と、目標速度修正手段８３と、を備える。
［構成１−１］実速度比率算出手段８１は、アームシリンダ実速度とブームシリンダ実速度との比率である実速度比率を算出する。目標速度比率算出手段８２は、アームシリンダ目標速度とブームシリンダ目標速度との比率である目標速度比率を算出する。
［構成１−２］目標速度修正手段８３は、実速度比率と目標速度比率とに差異がある場合に、実速度比率が目標速度比率に近づく側に、アームシリンダ目標速度およびブームシリンダ目標速度の少なくともいずれかを修正する。
［構成１−３］図２に示す制御装置４０は、アームシリンダ目標速度に基づいてアームシリンダ３３を駆動し、ブームシリンダ目標速度に基づいてブームシリンダ３１を駆動する。

上記［構成１−２］および［構成１−３］により、実速度比率が、修正前のブームシリンダ目標速度および修正前のアームシリンダ目標速度から算出された目標速度比率に近付く。よって、アタッチメント先端２０ｔの実軌跡（以下、単に「実軌跡」ともいう）を、目標軌跡に近づけることができる（図７参照）。よって、目標軌跡からの実軌跡の逸脱を抑制できる。例えば、ブームシリンダ３１とアームシリンダ３３との、起動タイミングの差異および加速度の差異の少なくともいずれかが生じた場合でも、この効果が得られる。また、アタッチメント２０（図１参照）に掛かる負荷の大きさや向きなどにかかわらず、この効果が得られる。

上記［構成１−２］の修正に用いられる実速度比率および目標速度比率は、実速度比率算出手段８１および目標速度比率算出手段８２により算出される値である（上記［構成１−１］）。よって、実軌跡を目標軌跡に近づけるためのデータを予め計測（作成）する必要性を抑制でき、例えば計測する必要がない。

（第２の発明の効果）
［構成２−１］図５に示す実速度比率算出手段８１は、ブームシリンダ実速度をアームシリンダ実速度で除することで実速度比率を算出する（上記の数１６参照）。目標速度比率算出手段８２は、ブームシリンダ目標速度をアームシリンダ目標速度で除することで目標速度比率を算出する（上記の数１７参照）。
［構成２−２］目標速度修正手段８３は、目標速度比率が実速度比率に比べ小さい場合に、ブームシリンダ目標速度を減少させる側に修正する。

上記［構成２−１］および［構成２−２］により、実速度比率を目標速度比率に近づけることができるので、目標軌跡からの実軌跡の逸脱を抑制できる。また、上記［構成２−２］では、ブームシリンダ目標速度を減少させる側に修正する。

（目標速度を減少させる側への修正による効果）
ここで、ブームシリンダ目標速度を増加させる側に修正しようとした場合、ブームシリンダ３１の性能から定まるブームシリンダ３１（図１参照）の最大速度を超える修正はできない。一方、ブームシリンダ目標速度を減少させる側に修正する場合、ブームシリンダ目標速度を確実に修正できる。また、ブームシリンダ目標速度を増加させる側に修正する場合に比べ、ブームシリンダ目標速度を減少させる側に修正する場合は、ブームシリンダ３１の伸縮速度が遅くなりやすい。よって、ブームシリンダ３１の速度を精度良く制御しやすい。

（第３の発明の効果）
図２に示す制御装置４０は、上記［構成２−１］を備える。
［構成３］図５に示す目標速度修正手段８３は、目標速度比率が実速度比率に比べ大きい場合に、アームシリンダ目標速度を減少させる側に修正する。

上記［構成３］および［構成２−１］により、実速度比率を目標速度比率に近づけることができるので、目標軌跡からの実軌跡の逸脱を抑制できる。また、上記「（目標速度を減少させる側への修正による効果）」と同様の効果が得られる（ただし「ブームシリンダ３１」を「アームシリンダ３３」に、「ブームシリンダ目標速度」を「アームシリンダ目標速度」に読み替える）。

（第１０の発明の効果）
［構成１０−１］図２に示すように、制御装置４０は、操作者に操作される操作装置４３を備える。シリンダ目標速度算出手段６０は、アームシリンダ目標速度算出手段６１と、ブームシリンダ目標速度算出手段６４と、を備える。
［構成１０−２］アームシリンダ目標速度算出手段６１は、操作装置４３の操作量に基づいてアームシリンダ目標速度を算出する。ブームシリンダ目標速度算出手段６４は、アームシリンダ目標速度、および目標軌跡に基づいて、ブームシリンダ目標速度を算出する（上記の数１１参照）。

上記［構成１０−２］により、操作装置４３の操作量に基づくことなくアームシリンダ目標速度が決まる場合に比べ、アームシリンダ目標速度に操作者の意図を反映させることができる。

（第１４の発明の効果）
［構成１４］図５に示す目標速度修正手段８３は、目標速度比率とアームシリンダ実速度とに基づいてブームシリンダ目標速度の修正量を算出する（上記の数１８、数１９参照）。

上記［構成１４］により、ブームシリンダ目標速度の修正量に関するデータを予め計測しなくても、実速度比率が目標速度比率に近づく側への、ブームシリンダ目標速度の修正量を算出できる。

（第１５の発明の効果）
［構成１５］目標速度修正手段８３は、目標速度比率とブームシリンダ実速度とに基づいてアームシリンダ目標速度の修正量を算出する（上記の数２０、数２１参照）。

上記［構成１５］により、アームシリンダ目標速度の修正量に関するデータを予め計測しなくても、実速度比率が目標速度比率に近づく側への、アームシリンダ目標速度の修正量を算出できる。

（変形例１：シリンダ目標速度修正量算出手段８０などの変形例）
（変形例１−１）
上記実施形態の変形例である変形例１−１について、主に上記実施形態との相違点を説明する。図５に示す目標速度修正手段８３は、実速度比率と目標速度比率とが相違する場合、アームシリンダ目標速度およびブームシリンダ目標速度を修正した。この修正は、上記実施形態では「減少させる側」への修正であったが、本変形例では「増加させる側」への修正である。本変形例のシリンダ目標速度修正量算出手段８０を図８に示す。

実速度比率算出手段８１は、上記実施形態と同様に実速度比率を算出する（下記の数２２）。目標速度比率算出手段８２は、上記実施形態と同様に目標速度比率を算出する（下記の数２３）。

（実速度比率＞目標速度比率）（アーム増速）
目標速度修正手段８３は、目標速度比率が実速度比率に比べ小さい場合に、上記実施形態ではブームシリンダ目標速度を減少させる側に修正したが、本変形例ではアームシリンダ目標速度を増加させる側に修正する。目標速度修正手段８３は、目標速度比率とブームシリンダ実速度とに基づいて、アームシリンダ目標速度の修正量（正の数）を算出する（下記の数２４）。目標速度修正手段８３は、下記の数２５を用いて修正量を算出してもよい。

次に、図２に示すように、演算装置５０は、上記実施形態の「（アーム減速）」の場合と同様に、修正後のアームシリンダ目標速度に基づいてアームシリンダ３３を駆動させる。このとき、修正前のアームシリンダ目標速度に基づいてアームシリンダ３３が駆動する場合に比べ、アームシリンダ３３が速い速度で駆動する（アームシリンダ３３がいわば増速する）。

（実速度比率＜目標速度比率）（ブーム増速）
図８に示す目標速度修正手段８３は、目標速度比率が実速度比率に比べ大きい場合に、上記実施形態ではアームシリンダ目標速度を減少させる側に修正したが、本変形例ではブームシリンダ目標速度を増加させる側に修正する。目標速度修正手段８３は、目標速度比率とアームシリンダ実速度とに基づいて、ブームシリンダ目標速度の修正量（正の数）を算出する（下記の数２６）。目標速度修正手段８３は、下記の数２７を用いて修正量を算出してもよい。

次に、図２に示すように、演算装置５０は、上記実施形態の「（ブーム減速）」の場合と同様に、修正後のブームシリンダ目標速度に基づいてブームシリンダ３１を駆動させる。このとき、修正前のブームシリンダ目標速度に基づいてブームシリンダ３１が駆動する場合に比べ、ブームシリンダ３１が速い速度で駆動する（ブームシリンダ３１がいわば増速する）。なお、目標速度比率と実速度比率とが等しい場合は、上記実施形態と同様に、目標速度の修正を行わない（以下の変形例も同様）。

（第４の発明の効果）
変形例１−１の制御装置４０による効果は次の通りである。制御装置４０は、上記［構成２−１］を備える。
［構成４］図８に示す目標速度修正手段８３は、目標速度比率が実速度比率に比べ小さい場合に、アームシリンダ目標速度を増加させる側に修正する。

上記［構成４］および［構成２−１］により、実速度比率を目標速度比率に近づけることができるので、目標軌跡からの実軌跡の逸脱を抑制できる。また、上記［構成４］では、アームシリンダ目標速度を増加させる側に修正する。

（目標速度を増加させる側への修正による効果）
アームシリンダ目標速度を減少させる側に修正する場合に比べ、アームシリンダ目標速度を増加させる側に修正する場合は、図２に示すアームシリンダ３３の伸縮速度が速くなりやすい。よって、アタッチメント２０（図１参照）での作業時間を抑制できる。

（第５の発明の効果）
制御装置４０は、上記［構成２−１］を備える。
［構成５］図８に示す目標速度修正手段８３は、目標速度比率が実速度比率に比べ大きい場合に、ブームシリンダ目標速度を増加させる側に修正する。

上記［構成５］および［構成２−１］により、実速度比率を目標速度比率に近づけることができるので、目標軌跡からの実軌跡の逸脱を抑制できる。また、上記「（目標速度を増加させる側への修正による効果）」と同様の効果が得られる（ただし「アームシリンダ３３」を「ブームシリンダ３１」に、「アームシリンダ目標速度」を「ブームシリンダ目標速度」に読み替える）。

（変形例１−２）
上記実施形態の変形例である変形例１−２について、主に上記実施形態との相違点を説明する。図８に示す実速度比率算出手段８１および目標速度比率算出手段８２での、実速度比率および目標速度比率の、分母および分子のとり方が、本変形例では上記実施形態とは逆である。

実速度比率算出手段８１は、アームシリンダ実速度をブームシリンダ実速度で除することで実速度比率を算出する（下記の数２８）。目標速度比率算出手段８２は、アームシリンダ目標速度をブームシリンダ目標速度で除することで目標速度比率を算出する（下記の数２９）。

（実速度比率＞目標速度比率）（アーム減速）
図８に示す目標速度修正手段８３は、目標速度比率が実速度比率に比べ小さい場合に、上記実施形態ではブームシリンダ目標速度を減少させる側に修正したが、本変形例ではアームシリンダ目標速度を減少させる側に修正する。目標速度修正手段８３は、目標速度比率とブームシリンダ実速度とに基づいて、アームシリンダ目標速度の修正量（負の数）を算出する（下記の数３０）。目標速度修正手段８３は、下記の数３１を用いて修正量を算出してもよい。次に、図２に示す制御装置４０は、上記実施形態の「（アーム減速）」の場合と同様に、修正後のアームシリンダ目標速度に基づいて、アームシリンダ３３を駆動させる。

（実速度比率＜目標速度比率）（ブーム減速）
目標速度修正手段８３は、目標速度比率が実速度比率に比べ大きい場合に、上記実施形態ではアームシリンダ目標速度を減少させる側に修正したが、本変形例ではブームシリンダ目標速度を減少させる側に修正する。目標速度修正手段８３は、目標速度比率とアームシリンダ実速度とに基づいて、ブームシリンダ目標速度の修正量（負の数）を算出する（下記の数３２）。目標速度修正手段８３は、下記の数３３を用いて修正量を算出してもよい。次に、図２に示す制御装置４０は、上記実施形態の「（ブーム減速）」の場合と同様に、修正後のブームシリンダ目標速度に基づいて、ブームシリンダ３１を駆動させる。

（第６の発明の効果）
変形例１−２の制御装置４０による効果は次の通りである。
［構成６−１］図８に示す実速度比率算出手段８１は、アームシリンダ実速度をブームシリンダ実速度で除することで実速度比率を算出する（上記の数２８参照）。目標速度比率算出手段８２は、アームシリンダ目標速度をブームシリンダ目標速度で除することで目標速度比率を算出する（上記の数２９参照）。
［構成６−２］目標速度修正手段８３は、目標速度比率が実速度比率に比べ小さい場合に、アームシリンダ目標速度を減少させる側に修正する。

上記［構成６−１］および［構成６−２］により、実速度比率を目標速度比率に近づけることができるので、目標軌跡からの実軌跡の逸脱を抑制できる。また、上記「（目標速度を減少させる側への修正による効果）」と同様の効果が得られる（ただし「ブームシリンダ３１」を「アームシリンダ３３」に、「ブームシリンダ目標速度」を「アームシリンダ目標速度」に読み替える）。

（第７の発明の効果）
図２に示す制御装置４０は、上記［構成６−１］を備える。
［構成７］図８に示す目標速度修正手段８３は、目標速度比率が実速度比率に比べ大きい場合に、ブームシリンダ目標速度を減少させる側に修正する。

上記［構成７］および［構成６−１］により、実速度比率を目標速度比率に近づけることができるので、目標軌跡からの実軌跡の逸脱を抑制できる。また、上記「（目標速度を減少させる側への修正による効果）」と同様の効果が得られる。

（変形例１−３）
上記実施形態の変形例である変形例１−３について、主に上記実施形態との相違点を説明する。図５に示す実速度比率算出手段８１および目標速度比率算出手段８２での、実速度比率および目標速度比率それぞれの、分母および分子のとり方が、本変形例では上記実施形態とは逆である（変形例１−２と同じである）。また、目標速度修正手段８３によるアームシリンダ目標速度およびブームシリンダ目標速度の修正は、上記実施形態では減少させる側への修正であったが、本変形例では増加させる側への修正である。

実速度比率算出手段８１は、変形例１−２と同様に実速度比率を算出する（下記の数３４）。目標速度比率算出手段８２は、変形例１−２と同様に実速度比率を算出する（下記の数３５）。

（実速度比率＞目標速度比率）（ブーム増速）
目標速度修正手段８３は、目標速度比率が実速度比率に比べ小さい場合に、上記実施形態ではブームシリンダ目標速度を減少させる側に修正したが、本変形例ではブームシリンダ目標速度を増加させる側に修正する。目標速度修正手段８３は、目標速度比率とアームシリンダ実速度とに基づいて、ブームシリンダ目標速度の修正量（正の数）を算出する（下記の数３６）。目標速度修正手段８３は、下記の数３７を用いて修正量を算出してもよい。次に、図２に示す制御装置４０は、上記実施形態の「（ブーム減速）」の場合と同様に、修正後のブームシリンダ目標速度に基づいて、ブームシリンダ３１を駆動させる。

（実速度比率＜目標速度比率）（アーム増速）
図５に示す目標速度修正手段８３は、目標速度比率が実速度比率に比べ大きい場合に、上記実施形態ではアームシリンダ目標速度を減少させる側に修正したが、本変形例ではアームシリンダ目標速度を増加させる側に修正する。目標速度修正手段８３は、目標速度比率とブームシリンダ実速度とに基づいて、アームシリンダ目標速度の修正量（正の数）を算出する（下記の数３８）。目標速度修正手段８３は、下記の数３９を用いて修正量を算出してもよい。次に、図２に示す制御装置４０は、上記実施形態の「（アーム減速）」の場合と同様に、修正後のアームシリンダ目標速度に基づいて、アームシリンダ３３を駆動させる。

（第８の発明の効果）
変形例１−３の制御装置４０による効果は次の通りである。図２に示す制御装置４０は、上記［構成６−１］を備える。
［構成８］図５に示す目標速度修正手段８３は、目標速度比率が実速度比率に比べ小さい場合に、ブームシリンダ目標速度を増加させる側に修正する。

上記［構成８］および［構成６−１］により、実速度比率を目標速度比率に近づけることができるので、目標軌跡からの実軌跡の逸脱を抑制できる。また、上記「（目標速度を増加させる側への修正による効果）」と同様の効果が得られる（ただし「アームシリンダ３３」を「ブームシリンダ３１」に、「アームシリンダ目標速度」を「ブームシリンダ目標速度」に読み替える）。

（第９の発明の効果）
図２に示す制御装置４０は、上記［構成６−１］を備える。
［構成９］図５に示す目標速度修正手段８３は、目標速度比率が実速度比率に比べ大きい場合に、アームシリンダ目標速度を増加させる側に修正する。

上記［構成９］および［構成６−１］により、実速度比率を目標速度比率に近づけることができるので、目標軌跡からの実軌跡の逸脱を抑制できる。また、上記「（目標速度を増加させる側への修正による効果）」と同様の効果が得られる。

（変形例２：シリンダ目標速度算出手段６０の変形例）
図９を参照して、上記実施形態の変形例である変形例２について、上記実施形態との相違点を説明する。

上記実施形態では、図２に示すアームシリンダ目標速度算出手段６１は、操作装置４３の操作量に基づいて、アームシリンダ目標速度を算出した。一方、本変形例では、図９に示すように、ブームシリンダ目標速度算出手段６４は、操作装置４３の操作量に基づいてブームシリンダ目標速度を算出する。操作者が、操作装置４３により、ブームシリンダ目標速度を入力する。

上記実施形態では、図２に示すように、アタッチメント目標速度算出手段６３は、アームシリンダ目標速度、およびアタッチメント目標移動方向に基づいて、アタッチメント目標速度を算出した。一方、本変形例では、図９に示すように、アタッチメント目標速度算出手段６３は、ブームシリンダ目標速度、およびアタッチメント目標移動方向に基づいて、アタッチメント目標速度を算出する。

上記実施形態では、図２に示すように、ブームシリンダ目標速度算出手段６４は、アタッチメント目標速度に基づいてブームシリンダ目標速度を算出した。一方、本変形例では、図９に示すように、アームシリンダ目標速度算出手段６１は、アタッチメント目標速度に基づいてアームシリンダ目標速度を算出し、さらに詳しくは、ブームシリンダ目標速度および目標軌跡に基づいてブームシリンダ目標速度を算出する。

（第１１の発明の効果）
図９に示す変形例２の制御装置４０による効果は次の通りである。制御装置４０は、上記［構成１０−１］を備える。
［構成１１］ブームシリンダ目標速度算出手段６４は、操作装置４３の操作量に基づいてブームシリンダ目標速度を算出する。アームシリンダ目標速度算出手段６１は、ブームシリンダ目標速度および目標軌跡に（アタッチメント目標移動方向に）基づいて、アームシリンダ目標速度を算出する。

上記［構成１１］により、上記「（第１０の発明の効果）」と同様の効果が得られる。

（操作装置４３およびシリンダ目標速度修正量算出手段８０の変形例）
（変形例３−１）
図１０などを参照して、上記実施形態の変形例である変形例３−１について、主に上記実施形態との相違点を説明する。上記実施形態と同様に、操作装置４３（図２参照）は、アームシリンダ目標速度の操作（指示）に用いられる。

図５に示すように、上記実施形態では、目標速度修正手段８３は、実速度比率と目標速度比率とに差異がある場合に、アームシリンダ目標速度およびブームシリンダ目標速度を修正した。一方、図１０に示すように、本変形例では、目標速度修正手段８３は、実速度比率と目標速度比率とに差異がある場合に、ブームシリンダ目標速度のみを修正する。

実速度比率および目標速度比率それぞれが、上記実施形態と同様に算出される場合（上記の数１６、数１７）について説明する。目標速度修正手段８３は、目標速度比率が実速度比率に比べ小さい場合、ブームシリンダ目標速度を減少させる側に修正する（上記実施形態と同様）。目標速度修正手段８３は、目標速度比率が実速度比率に比べ大きい場合、ブームシリンダ目標速度を増加させる側に修正する（変形例１−１と同様）。

実速度比率および目標速度比率それぞれが、変形例１−２と同様に算出される場合（上記の数２８、数２９）について説明する。目標速度修正手段８３は、目標速度比率が実速度比率に比べ小さい場合、ブームシリンダ目標速度を増加させる側に修正する（変形例１−３と同様）。目標速度修正手段８３は、目標速度比率が実速度比率に比べ大きい場合、ブームシリンダ目標速度を減少させる側に修正する（変形例１−２と同様）。

（第１２の発明の効果）
変形例３−１の制御装置４０による効果は次の通りである。図２に示す制御装置４０は、上記［構成１０−１］および［構成１０−２］を備える。
［構成１２］図１０に示す目標速度修正手段８３は、実速度比率と目標速度比率とに差異がある場合に、ブームシリンダ目標速度およびアームシリンダ目標速度のうちブームシリンダ目標速度のみを修正する。

上記［構成１０−２］では、図２に示す操作装置４３により、アームシリンダ目標速度が操作（指示）される。このときにアームシリンダ３３の目標速度が修正されると、アームシリンダ３３の速度が操作者の意図に沿わない速度になる場合がある。そこで、制御装置４０は、上記［構成１２］を備える。よって、アームシリンダ３３の速度が、操作者の意図に沿った速度になりやすい。

（変形例３−２）
図１１などを参照して、上記実施形態の変形例である変形例３−２について、主に変形例３−１との相違点を説明する。上記変形例２と同様に、図９に示す操作装置４３は、ブームシリンダ目標速度の操作（指示）に用いられる。

図１０に示すように、上記変形例３−１では、目標速度修正手段８３は、実速度比率と目標速度比率とに差異がある場合に、ブームシリンダ目標速度のみを修正した。一方、図１１に示すように、本変形例では、目標速度修正手段８３は、実速度比率と目標速度比率とに差異がある場合に、アームシリンダ目標速度のみを修正する。

実速度比率および目標速度比率それぞれが、上記実施形態と同様に算出される場合（上記の数１６、数１７）について説明する。目標速度修正手段８３は、目標速度比率が実速度比率に比べ小さい場合、アームシリンダ目標速度を増加させる側に修正する（変形例１−１と同様）。目標速度修正手段８３は、目標速度比率が実速度比率に比べ大きい場合、アームシリンダ目標速度を減少させる側に修正する（上記実施形態と同様）。

実速度比率および目標速度比率それぞれが、変形例１−２と同様に算出される場合（上記の数２８、数２９）について説明する。目標速度修正手段８３は、目標速度比率が実速度比率に比べ小さい場合、アームシリンダ目標速度を減少させる側に修正する（変形例１−２と同様）。目標速度修正手段８３は、目標速度比率が実速度比率に比べ大きい場合、アームシリンダ目標速度を増加させる側に修正する（変形例１−３と同様）。

（第１３の発明の効果）
変形例３−２の制御装置４０による効果は次の通りである。図９に示す制御装置４０は、上記［構成１０−１］および［構成１１］を備える。
［構成１３］図１１に示す目標速度修正手段８３は、実速度比率と目標速度比率とに差異がある場合に、ブームシリンダ目標速度およびアームシリンダ目標速度のうちアームシリンダ目標速度のみを修正する。

上記［構成１１］では、図９に示す操作装置４３により、ブームシリンダ目標速度が操作（指示）される。このときにブームシリンダ３１の目標速度が修正されると、ブームシリンダ３１の速度が操作者の意図に沿わない速度になる場合がある。そこで、制御装置４０は、上記［構成１３］を備える。よって、ブームシリンダ３１の速度が、操作者の意図に沿った速度になりやすい。

（変形例４：姿勢検出装置４１の変形例）
上記実施形態の変形例である変形例４について、上記実施形態との相違点を説明する。上記実施形態では、図２に示す姿勢検出装置４１は、図１に示すブーム２１およびアーム２３それぞれの回転角度を検出することで、アタッチメント２０の姿勢を検出した。具体的には、図２に示す姿勢検出装置４１は、ブーム回転角度検出装置４１ｂと、アーム回転角度検出装置４１ａとを備えた。そして、アタッチメント目標速度算出手段６３、ブームシリンダ実速度算出手段７１、およびアームシリンダ実速度算出手段７２では、回転角度を用いた算出が行われた（上記の数５、数６、数７、数１２、および数１４参照）。

一方、本変形例では、姿勢検出装置４１は、ブームシリンダ３１およびアームシリンダ３３それぞれのストロークを検出することで、アタッチメント２０（図１参照）の姿勢を検出する。上記ストロークとは、シリンダチューブに対するシリンダロッドの位置である。例えば、アタッチメント目標速度算出手段６３は、シリンダ３０のストロークを、図１に示すブーム２１およびアーム２３それぞれの回転角度に変換する。例えば、図２に示すブームシリンダ実速度算出手段７１およびアームシリンダ実速度算出手段７２それぞれは、シリンダ３０のストロークを時間で微分することで、シリンダ３０の実速度を算出する。

（その他の変形例）
上記実施形態および変形例（以下「上記実施形態など」という）の構成要素どうしを組み合わせてもよい。例えば、上記実施形態のように上記［構成１０−２］を備える場合に、変形例３−１（図１１参照）のように目標速度修正手段８３がアームシリンダ目標速度のみを修正してもよい。また、変形例２のように上記［構成１１］を備える場合に、変形例３−２（図１０参照）のように目標速度修正手段８３がブームシリンダ目標速度のみを修正してもよい。

上記実施形態などの構成要素の一部が設けられなくてもよく、構成要素の数が変更されてもよい。例えば図１に示すブームシリンダ３１は、複数設けられてもよい。バケット２５は設けられなくてもよく、バケット２５に代えてカッタやブレーカなどが設けられてもよい。

アタッチメント２０の「所定部位」は、上記実施形態などではバケット２５の先端であるアタッチメント先端２０ｔであったが、アタッチメント２０の１つの部位であればどこでもよい。

上記実施形態などでは、図２に示す操作装置４３は、レバー装置であり、操作量を検出および出力した。しかし、操作装置４３は、スイッチなどでもよく、オンおよびオフのいずれかの信号を切り換えて出力してもよい。上記実施形態などでは、シリンダ目標速度算出手段６０は、操作装置４３の操作量に基づいてシリンダ目標速度（アームシリンダ目標速度およびブームシリンダ目標速度）を算出した。しかし、例えば、スイッチである操作装置４３が「オン」になった場合に、記憶装置４５などに予め定められたデータに基づいて、シリンダ目標速度算出手段６０がシリンダ目標速度を算出してもよい。

記憶装置４５は、上記実施形態では目標設計面の座標データを記憶する結果、目標軌跡の座標データを記憶した。しかし、記憶装置４５は、目標設計面の座標データを記憶せず、目標軌跡の座標データを記憶してもよい。

図５などに示す目標速度修正手段８３は、目標速度比率と実速度比率とに差異がある場合、ブームシリンダ目標速度およびアームシリンダ目標速度のうち、上記実施形態などでは一方のみを修正したが、両方を修正してもよい。例えば、ブームシリンダ目標速度を増加させる側に修正し、かつ、アームシリンダ目標速度を減少させる側に修正してもよい。また、アームシリンダ目標速度を増加させる側に修正し、かつ、ブームシリンダ目標速度を減少させる側に修正してもよい。

上記実施形態などでは、目標速度修正手段８３は、ブームシリンダ目標速度およびアームシリンダ目標速度のいずれかを、「増加させる側」および「減少させる側」に修正した。目標速度修正手段８３は、「増加させる側」および「減少させる側」の各修正うち、どちらの修正を行うかを、条件に応じて切り換えてもよい。この条件は、例えば、アタッチメント２０（図１参照）を用いた作業の種類などの条件である。例えば、目標速度修正手段８３は、アタッチメント先端２０ｔ（図１参照）の目標軌跡からの逸脱の許容範囲が広い作業が行われる場合は「増加させる側」に修正し、許容範囲が狭い作業が行われる場合は「減少させる側」に修正する。例えば、アタッチメント２０が作業対象を荒削りする場合などには、目標速度修正手段８３が「増加させる側」の修正を行うことで、作業時間を抑制できる。例えば、アタッチメント２０が作業対象を目標設計面にできるだけ近づけるように仕上げる場合などには、目標速度修正手段８３が「減少させる側」の修正を行うことで、仕上げの精度を向上させることができる。

１ 建設機械
１３ 上部旋回体（機械本体）
２０ アタッチメント
２０ｔ アタッチメント先端（所定部位）
２１ ブーム
２３ アーム
３１ ブームシリンダ
３３ アームシリンダ
４０ 制御装置
４１ 姿勢検出装置
４３ 操作装置
４５ 記憶装置
６０ シリンダ目標速度算出手段
６１ アームシリンダ目標速度算出手段
６４ ブームシリンダ目標速度算出手段
７１ ブームシリンダ実速度算出手段
７２ アームシリンダ実速度算出手段
８１ 実速度比率算出手段
８２ 目標速度比率算出手段
８３ 目標速度修正手段
Ｔｒ 目標軌跡

Claims (15)

1. 機械本体に回転自在に取り付けられるブーム、および前記ブームに回転自在に取り付けられるアームを有するアタッチメントと、
   前記機械本体に対して前記ブームを回転駆動させるブームシリンダと、
   前記ブームに対して前記アームを回転駆動させるアームシリンダと、
   を備える建設機械の制御装置であって、
   前記アームおよび前記ブームそれぞれの姿勢を検出する姿勢検出装置と、
   前記姿勢検出装置の検出結果に基づいて、前記アームシリンダの伸縮速度であるアームシリンダ実速度を算出するアームシリンダ実速度算出手段と、
   前記姿勢検出装置の検出結果に基づいて、前記ブームシリンダの伸縮速度であるブームシリンダ実速度を算出するブームシリンダ実速度算出手段と、
   前記アタッチメントの所定部位の目標軌跡の座標データを予め記憶する記憶装置と、
   前記所定部位が前記目標軌跡に沿って移動するような、前記アームシリンダの伸縮速度の目標値であるアームシリンダ目標速度、および、前記所定部位が前記目標軌跡に沿って移動するような、前記ブームシリンダの伸縮速度の目標値であるブームシリンダ目標速度を算出するシリンダ目標速度算出手段と、
   前記アームシリンダ実速度と前記ブームシリンダ実速度との比率である実速度比率を算出する実速度比率算出手段と、
   前記アームシリンダ目標速度と前記ブームシリンダ目標速度との比率である目標速度比率を算出する目標速度比率算出手段と、
   前記実速度比率と前記目標速度比率とに差異がある場合に、前記実速度比率が前記目標速度比率に近づく側に、前記アームシリンダ目標速度および前記ブームシリンダ目標速度の少なくともいずれかを修正する目標速度修正手段と、
   を備え、
   前記アームシリンダ目標速度に基づいて前記アームシリンダを駆動し、前記ブームシリンダ目標速度に基づいて前記ブームシリンダを駆動する、
   建設機械の制御装置。
2. 請求項１に記載の建設機械の制御装置であって、
   前記実速度比率算出手段は、前記ブームシリンダ実速度を前記アームシリンダ実速度で除することで前記実速度比率を算出し、
   前記目標速度比率算出手段は、前記ブームシリンダ目標速度を前記アームシリンダ目標速度で除することで前記目標速度比率を算出し、
   前記目標速度修正手段は、前記目標速度比率が前記実速度比率に比べ小さい場合に、前記ブームシリンダ目標速度を減少させる側に修正する、
   建設機械の制御装置。
3. 請求項１または２に記載の建設機械の制御装置であって、
   前記実速度比率算出手段は、前記ブームシリンダ実速度を前記アームシリンダ実速度で除することで前記実速度比率を算出し、
   前記目標速度比率算出手段は、前記ブームシリンダ目標速度を前記アームシリンダ目標速度で除することで前記目標速度比率を算出し、
   前記目標速度修正手段は、前記目標速度比率が前記実速度比率に比べ大きい場合に、前記アームシリンダ目標速度を減少させる側に修正する、
   建設機械の制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の建設機械の制御装置であって、
   前記実速度比率算出手段は、前記ブームシリンダ実速度を前記アームシリンダ実速度で除することで前記実速度比率を算出し、
   前記目標速度比率算出手段は、前記ブームシリンダ目標速度を前記アームシリンダ目標速度で除することで前記目標速度比率を算出し、
   前記目標速度修正手段は、前記目標速度比率が前記実速度比率に比べ小さい場合に、前記アームシリンダ目標速度を増加させる側に修正する、
   建設機械の制御装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の建設機械の制御装置であって、
   前記実速度比率算出手段は、前記ブームシリンダ実速度を前記アームシリンダ実速度で除することで前記実速度比率を算出し、
   前記目標速度比率算出手段は、前記ブームシリンダ目標速度を前記アームシリンダ目標速度で除することで前記目標速度比率を算出し、
   前記目標速度修正手段は、前記目標速度比率が前記実速度比率に比べ大きい場合に、前記ブームシリンダ目標速度を増加させる側に修正する、
   建設機械の制御装置。
6. 請求項１に記載の建設機械の制御装置であって、
   前記実速度比率算出手段は、前記アームシリンダ実速度を前記ブームシリンダ実速度で除することで前記実速度比率を算出し、
   前記目標速度比率算出手段は、前記アームシリンダ目標速度を前記ブームシリンダ目標速度で除することで前記目標速度比率を算出し、
   前記目標速度修正手段は、前記目標速度比率が前記実速度比率に比べ小さい場合に、前記アームシリンダ目標速度を減少させる側に修正する、
   建設機械の制御装置。
7. 請求項１または６に記載の建設機械の制御装置であって、
   前記実速度比率算出手段は、前記アームシリンダ実速度を前記ブームシリンダ実速度で除することで前記実速度比率を算出し、
   前記目標速度比率算出手段は、前記アームシリンダ目標速度を前記ブームシリンダ目標速度で除することで前記目標速度比率を算出し、
   前記目標速度修正手段は、前記目標速度比率が前記実速度比率に比べ大きい場合に、前記ブームシリンダ目標速度を減少させる側に修正する、
   建設機械の制御装置。
8. 請求項１、６、７のいずれか１項に記載の建設機械の制御装置であって、
   前記実速度比率算出手段は、前記アームシリンダ実速度を前記ブームシリンダ実速度で除することで前記実速度比率を算出し、
   前記目標速度比率算出手段は、前記アームシリンダ目標速度を前記ブームシリンダ目標速度で除することで前記目標速度比率を算出し、
   前記目標速度修正手段は、前記目標速度比率が前記実速度比率に比べ小さい場合に、前記ブームシリンダ目標速度を増加させる側に修正する、
   建設機械の制御装置。
9. 請求項１、６、７、８のいずれか１項に記載の建設機械の制御装置であって、
   前記実速度比率算出手段は、前記アームシリンダ実速度を前記ブームシリンダ実速度で除することで前記実速度比率を算出し、
   前記目標速度比率算出手段は、前記アームシリンダ目標速度を前記ブームシリンダ目標速度で除することで前記目標速度比率を算出し、
   前記目標速度修正手段は、前記目標速度比率が前記実速度比率に比べ大きい場合に、前記アームシリンダ目標速度を増加させる側に修正する、
   建設機械の制御装置。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の建設機械の制御装置であって、
    操作者に操作される操作装置を備え、
    前記シリンダ目標速度算出手段は、
    前記操作装置の操作量に基づいて前記アームシリンダ目標速度を算出するアームシリンダ目標速度算出手段と、
    前記アームシリンダ目標速度、および前記目標軌跡に基づいて、前記ブームシリンダ目標速度を算出するブームシリンダ目標速度算出手段と、
    を備える、
    建設機械の制御装置。
11. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の建設機械の制御装置であって、
    操作者に操作される操作装置を備え、
    前記シリンダ目標速度算出手段は、
    前記操作装置の操作量に基づいて前記ブームシリンダ目標速度を算出するブームシリンダ目標速度算出手段と、
    前記ブームシリンダ目標速度、および前記目標軌跡に基づいて前記アームシリンダ目標速度を算出するアームシリンダ目標速度算出手段と、
    を備える、
    建設機械の制御装置。
12. 請求項１、３、４、６、９のいずれか１項に記載の建設機械の制御装置であって、
    操作者に操作される操作装置を備え、
    前記シリンダ目標速度算出手段は、
    前記操作装置の操作量に基づいて前記アームシリンダ目標速度を算出するアームシリンダ目標速度算出手段と、
    前記アームシリンダ目標速度、および前記目標軌跡に基づいて、前記ブームシリンダ目標速度を算出するブームシリンダ目標速度算出手段と、
    を備え、
    前記目標速度修正手段は、前記実速度比率と前記目標速度比率とに差異がある場合に、前記ブームシリンダ目標速度および前記アームシリンダ目標速度のうち前記ブームシリンダ目標速度のみを修正する、
    建設機械の制御装置。
13. 請求項１、２、５、７、８のいずれか１項に記載の建設機械の制御装置であって、
    操作者に操作される操作装置を備え、
    前記シリンダ目標速度算出手段は、
    前記操作装置の操作量に基づいて前記ブームシリンダ目標速度を算出するブームシリンダ目標速度算出手段と、
    前記ブームシリンダ目標速度、および前記目標軌跡に基づいて、前記アームシリンダ目標速度を算出するアームシリンダ目標速度算出手段と、
    を備え、
    前記目標速度修正手段は、前記実速度比率と前記目標速度比率とに差異がある場合に、前記ブームシリンダ目標速度および前記アームシリンダ目標速度のうち前記アームシリンダ目標速度のみを修正する、
    建設機械の制御装置。
14. 請求項１〜１２のいずれか１項に記載の建設機械の制御装置であって、
    前記目標速度修正手段は、前記目標速度比率と前記アームシリンダ実速度とに基づいて前記ブームシリンダ目標速度の修正量を算出する、
    建設機械の制御装置。
15. 請求項１〜１１、１３、１４のいずれか１項に記載の建設機械の制御装置であって、
    前記目標速度修正手段は、前記目標速度比率と前記ブームシリンダ実速度とに基づいて前記アームシリンダ目標速度の修正量を算出する、
    建設機械の制御装置。

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