JP3007335B1 - Work machine interference avoidance control device - Google Patents

Work machine interference avoidance control device

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JP3007335B1
JP3007335B1 JP28553698A JP28553698A JP3007335B1 JP 3007335 B1 JP3007335 B1 JP 3007335B1 JP 28553698 A JP28553698 A JP 28553698A JP 28553698 A JP28553698 A JP 28553698A JP 3007335 B1 JP3007335 B1 JP 3007335B1
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arm
boom
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extension
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藤井  敏
室田  功
信明 的場
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新キャタピラー三菱株式会社
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Abstract

【要約】 【課題】 作業中にアタッチメントがキャブに接近した
場合に、バケットとアタッチメントとの干渉を回避しな
がら作業を続行できるように制御するにあたり、高精度
の制御を行えるようにする。 【解決手段】 アームの自動的な干渉回避作動を行うべ
くアーム限界角度βLTを設定するにあたり、ブーム角
度センサ33、オフセット角度センサ34から入力され
る実ブーム角度αact、実オフセット角度γ
actと、ブーム用圧力センサ27A、27B、オフセ
ット用圧力センサ28Bから入力される検出圧力とに基
づいて予想ブーム角度αexp、予想オフセット角度γ
expを設定し、これら予想角度に基づいてアーム限界
角度を演算する構成にした。
A high-precision control is performed to control the work to be continued while avoiding interference between a bucket and the attachment when the attachment approaches the cab during the work. SOLUTION: In setting an arm limit angle β LT for performing an automatic interference avoidance operation of an arm, an actual boom angle α act and an actual offset angle γ inputted from a boom angle sensor 33 and an offset angle sensor 34 are set.
Based on act and detected pressures input from boom pressure sensors 27A and 27B and offset pressure sensor 28B, expected boom angle α exp and expected offset angle γ
exp is set, and the arm limit angle is calculated based on these expected angles.

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11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42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43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44A、44B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4
5A、45B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45A、45Bを開いてコントロールバルブ43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45
A、45Bを閉じてコントロールバルブ43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. 11 is known, which is a pilot-type control for controlling the supply of pressurized oil to a working unit hydraulic actuator 42 such as an arm cylinder. Between the valve 43 and pilot valves 44A and 44B that output pilot pressure oil based on the operation of the operating tool,
Electromagnetic proportional pressure reducing valve 4 that operates based on a command from the control unit
5A and 45B are provided. When the attachment is away from the driver's seat, the electromagnetic proportional pressure reducing valves 45A and 45B are opened to allow the supply of pilot pressure oil to the control valve 43, while the attachment approaches the driver's seat. Has an electromagnetic proportional pressure reducing valve 45
A and 45B are closed to cut off the supply of pilot pressure oil to the control valve 43, 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、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 causes a problem that the work efficiency is reduced, and the present invention aims to solve the problem. There were challenges.

【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、機械本体に対し上下左右に揺動
自在な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
連結されるアタッチメントとを備えた作業用機械におい
て、機械本体とアタッチメントとの干渉を回避すべく予
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、ブーム用シリンダのパイロット
油路に設けた圧力センサの検出圧力に対応して設定され
ているブーム角度の予想増加角度を出力する予想ブーム
角度設定器と、該予想ブーム角度設定器、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、
および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それぞれ入力し、ブーム角
度検出手段から入力されるブーム角度に前記設定された
予想増加角度を加算して予想ブーム角度を予測し、該予
想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、該設定されたアーム限界角度とアー
ム角度検出手段から入力されるアーム角度との角度偏差
を求め、該角度偏差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、予想ブーム
角度に基づいてアーム限界角度の設定が行われることに
なって、ブームの作動速度が速いような場合であって
も、これに素早く追従したアームの干渉回避作動を行う
ことができる。このものにおいて、アーム限界角度設定
手段は、ブーム用操作具によるブーム用駆動手段の操作
状態を検出する操作状態検出手段からの信号を入力し、
該検出されたブーム操作状態とブーム角度検出手段から
入力されるブーム角度とを用いて予想ブーム角度を予測
し、該予想ブーム角度に基づいてアーム限界角度を演算
する構成にすることにより、ブームの操作状態に対応し
て予想ブーム角度を予測することができる。また、制御
信号設定手段は、角度偏差に基づいて制御信号を設定す
るにあたり、比例−積分制御演算を行う構成にすること
により、より精度の高い制御を行うことができる。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
号設定手段を備えると共に、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を
設けることにより、アーム用操作具の操作状態や角度偏
差に応じて、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-mentioned circumstances, and has been created with the object of solving these problems. In a working machine including a mold boom, an arm connected to the tip of the boom so as to be able to swing back and forth, and an attachment connected to the tip of the arm, interference between the machine body and the attachment is avoided. In providing the interference avoidance control means for avoiding the intrusion of the attachment into the interference avoidance area set in advance,
The interference avoidance control means includes a pilot for a boom cylinder.
Set according to the detection pressure of the pressure sensor installed in the oil passage
Expected boom that outputs the expected increase of the boom angle
An angle setting device, the predicted boom angle setting device, a boom angle detection means for detecting a swing angle of the boom with respect to the machine body,
And a signal from the arm angle detecting means for detecting the swing angle of the arm with respect to the boom, respectively, and the signal is set to the boom angle input from the boom angle detecting means .
Arm limit angle setting means for predicting an expected boom angle by adding the expected increase angle, and setting an arm limit angle for preventing the attachment from entering the interference avoidance area based on the predicted boom angle; and the set arm limit Control signal setting means for determining an angle deviation between the angle and the arm angle input from the arm angle detection means, and setting a control signal to the arm driving means to perform an automatic interference avoidance operation of the arm based on the angle deviation; Is provided. By doing so, the arm limit angle is set based on the expected boom angle, and even when the operating speed of the boom is high, the interference of the arm that quickly follows the operation speed can be set. An avoidance operation can be performed. In this device, the arm limit angle setting means inputs a signal from the operation state detection means for detecting the operation state of the boom drive means by the boom operation tool,
By predicting the expected boom angle using the detected boom operation state and the boom angle input from the boom angle detection means, and calculating the arm limit angle based on the predicted boom angle, the boom The predicted boom angle can be predicted according to the operation state. Further, the control signal setting means performs a proportional-integral control operation when setting the control signal based on the angle deviation, so that more precise control can be performed. Further, the interference avoidance control means includes an operation signal setting means for setting an operation signal to the arm driving means based on the operation of the arm operating tool, and an operation signal from the operation signal setting means and a control signal from the control signal setting means. By providing a selection means for selecting one of the control signals and outputting the selected signal to the arm driving means, the operation signal or the control signal is selected according to the operation state or the angle deviation of the arm operating tool. 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21A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 21A. The detection signal of the extension-side pressure sensor 21A is supplied to the control unit 23. 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2
6、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28A、29B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、縮小側の電磁比例減圧弁20A、2
0B、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、縮小側の電磁比例減圧弁30A、3
0B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 constructed 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). Arm angle sensor 2 for detecting arm angle β act )
6. 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, and similarly, the extension-side and reduction-side pilots of the boom cylinder 10. The extension-side and reduction-side pressure sensors 27A, 27B provided in the oil passages, respectively.
Signals from various sensors and switches, such as extension-side and contraction-side pressure sensors 28A and 29B provided in the extension-side and contraction-side pilot oil passages of the offset cylinder 11, respectively, are input. Based on the signal, setting, calculation, selection, etc. are performed by various setting devices, computing devices, selectors and the like, which will be described later. , The reducing valve 20A,
0B, 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 in the same manner, and extension side and reduction side pilot oil of the offset cylinder 11, respectively. Extension-side and reduction-side electromagnetic proportional pressure reducing valves 30A, 3
It is configured to output a control command to 0B or the like.

【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8に基づいて
説明すると、図5のブロック図において、31A、31
B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21A、2
1B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、20B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21
A、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は予想オフセット増
加角度設定器であって、このものは、オフセット用シリ
ンダ11の縮小側パイロット油路に設けられた圧力セン
サ28Bからの検出信号を入力し、該入力信号に基づい
てオフセット角度の予想増加角度Δγを設定して出力す
る。この場合、予想オフセット増加角度設定器32は、
図7(A)の特性図に示す如く、縮小側圧力センサ28
Bの検出圧力、つまりオフセット用縮小側パイロットバ
ルブ(図示せず)の出力圧が大きくなると予想増加角度
Δγも大きくなるように設定される。33は第一加算器
であって、このものは、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と、前記予想オフセ
ット増加角度設定器32から出力される予想オフセット
増加角度Δγとを加算し、該加算したものを予想オフセ
ット角度γexpとして出力する。34A、34Bは伸
長側、縮小側の予想ブーム増加角度設定器であって、こ
のものは、ブーム用シリンダ10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27A、27Bか
らの検出信号を入力し、該入力信号に基づいてブーム角
度の予想増加角度Δα、Δαをそれぞれ設定して出
力する。この場合、伸長側予想ブーム増加角度設定器3
4Aは、図7(B)の特性図に示す如く、伸長側圧力セ
ンサ27Aの検出圧力、つまりブーム用伸長側パイロッ
トバルブ(図示せず)の出力圧が大きくなると予想増加
角度Δαがプラス側に大きくなるように設定される。
また縮小側予想ブーム増加角度設定器34Bは、図7
(C)の特性図に示す如く、縮小側圧力センサ27Bの
検出圧力、つまりブーム用縮小側パイロットバルブ(図
示せず)の出力圧が大きくなると予想増加角度Δα
マイナス側に大きくなるように設定される。35は第二
加算器であって、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と、前記伸長側、縮小
側の予想ブーム増加角度設定器34A、34Bで設定さ
れた予想ブーム増加角度Δα、Δαとを加算し、該
加算したものを予想ブーム角度αexpとして出力す
る。36はアーム限界角度演算器であって、このもの
は、第一加算器33から出力される予想オフセット角度
γexp、および第二加算器35から出力される予想ブ
ーム角度αexpに基づいて、アーム限界角度βLT
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。37は減算器であって、このもの
は、前記アーム限界角度演算器36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を減算し、該減算したものを角度
偏差Δβとして出力する。38はPI制御演算器であっ
て、このものは、前記減算器37から出力される角度偏
差Δβ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38aと、積分ゲイ
ン設定器38bと、積分演算器38cと、比例成分と積
分成分を加算する第三加算器38dとを用いて構成され
るが、上記積分演算器38c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。39A、39B
は、伸長側、縮小側のアーム制御信号設定器であって、
このものは、前記PI制御演算器38からの出力値Pに
基づいて、アーム用電磁比例減圧弁20A、20Bに対
する伸長側、縮小側のアーム制御信号をそれぞれ設定し
て出力する。この場合、伸長側アーム制御信号設定器3
9Aは、図8(A)の特性図に示す如く、PI制御演算
器38の出力値Pがマイナス(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D以上(P≧D)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がゼロ
からDまでのあいだ(0≦P<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%未満までの信号を出力す
るように設定されている。また縮小側アーム制御信号設
定器39Bは、図8(B)の特性図に示す如く、PI制
御演算器38の出力値Pがプラス(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E以下(P≦E)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Eからゼロまでのあいだ(E<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20A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%未満までの信号を出力
するように設定されている。40はMIN信号選択器で
あって、このものは、伸長側アーム操作信号設定器31
A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39A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。41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39A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 8. In the block diagram of FIG.
B is an arm operation signal setting device on the extension side and the reduction side,
The pressure sensors 21A, 2A, 2A, 2B, 2C, 2C, 2C, 2C, 2C, 2C, 2C and 2C are provided on the extension side and the reduction side
1B, and outputs and sets arm operation signals for the extension-side and reduction-side electromagnetic proportional pressure reductions 20A and 20B based on the detection signals. In this case, the arm operation signal setting devices 31A and 31B
As shown in the characteristic diagrams (A) and (B) of FIG.
A, 21A, 21B, that is, a pressure for generating a pressure equal to the output pressure of the arm pilot valves 18A, 18B to the arm electromagnetic proportional pressure reducing valves 20A, 20B.
Set a signal of ~ 100%. Reference numeral 32 denotes a predicted offset increase angle setting device, which inputs a detection signal from a pressure sensor 28B provided in a reduction-side pilot oil passage of the offset cylinder 11, and sets an offset angle based on the input signal. The expected increase angle Δγ is set and output. In this case, the expected offset increase angle setting unit 32
As shown in the characteristic diagram of FIG.
When the detected pressure of B, that is, the output pressure of the offset reducing pilot valve (not shown) increases, the expected increase angle Δγ is set to increase. 33 is a first adder, which adds the actual offset angle γ act detected by the offset angle sensor 25 and the expected offset increase angle Δγ output from the expected offset increase angle setting unit 32. , And outputs the sum as the expected offset angle γ exp . 34A and 34B are extension-side and reduction-side predicted boom increase angle setting devices, which are detected by extension-side and reduction-side pressure sensors 27A and 27B provided in the pilot oil passage of the boom cylinder 10. A signal is input, and expected increase angles Δα 1 and Δα 2 of the boom angle are set and output based on the input signal. In this case, the extension-side predicted boom increase angle setting device 3
4A, as shown in the characteristic diagram of FIG. 7 (B), the detected pressure of the extension-side pressure sensor 27A, that is, the output pressure of the boom extension side pilot valve (not shown) increases the expected increase angle [Delta] [alpha] 1 is positive Is set to be larger.
Further, the reduction-side expected boom increase angle setting device 34B is provided in the manner shown in FIG.
As shown in the characteristic diagram of (C), the detected pressure of the reduced pressure sensor 27B, that is so that the output pressure of the boom contraction side pilot valve (not shown) and becomes larger than expected increase angle [Delta] [alpha] 2 increases on the negative side Is set. Reference numeral 35 denotes a second adder, which is an actual boom angle α act detected by the boom angle sensor 24 and a predicted boom increase angle setting unit 34A, 34B on the extension side or the reduction side. The boom increase angles Δα 1 and Δα 2 are added, and the sum is output as an expected boom angle α exp . Reference numeral 36 denotes an arm limit angle calculator which calculates an arm limit angle based on the predicted offset angle γ exp output from the first adder 33 and the predicted boom angle α exp output from the second adder 35. The limit angle β LT is calculated and output. The calculation of the arm limit angle β LT will be described later. A subtractor 37 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 36, and subtracts the subtracted result. Is output as the angle deviation Δβ. Numeral 38 denotes a PI control arithmetic unit which performs a PI control (proportional-integral control) operation based on the angle deviation Δβ output from the subtracter 37, and includes a proportional gain setting unit 38a , An integral gain setter 38b, an integral calculator 38c, and a third adder 38d for adding the proportional component and the integral component. It is set so that it is reset when the reduction-side arm operation signal is output from 31B. 39A, 39B
Are arm control signal setting devices on the extension side and the reduction side,
This sets and outputs the extension side and reduction side arm control signals for the arm electromagnetic proportional pressure reducing valves 20A and 20B based on the output value P from the PI control calculator 38. In this case, the extension side arm control signal setting unit 3
9A, as shown in the characteristic diagram of FIG. 8A, when the output value P of the PI control calculator 38 is minus (P <0), the output valve path of the extension side electromagnetic proportional pressure reducing valve 20A is fully closed. 0
%, And when the output value P is equal to or more than a preset plus value D (P ≧ D), a 100% signal for fully opening the output valve path is output, and the output value P becomes zero. When the output pressure P increases from 0% to less than 100%, the signal is set so that the output pressure increases as the output value P increases. ing. As shown in the characteristic diagram of FIG. 8B, when the output value P of the PI control calculator 38 is plus (P> 0), the reduction-side arm control signal setter 39B sets the reduction-side electromagnetic proportional pressure-reducing valve 20B. A 0% signal for fully closing the output valve path is output, and when the output value P is equal to or less than a preset negative set value E (P ≦ E), a 100% signal for fully opening the output valve path is output. Output, and the output value P is between the set value E and zero (E <P ≦ 0).
In this case, the output pressure P is set so that the output pressure of the electromagnetic proportional pressure reducing valve 20A increases as the output value P increases to the minus side. Reference numeral 40 denotes a MIN signal selector, which is an extension-side arm operation signal setting unit 31.
A minimum value is selected from the extension side arm operation signal output from A and the extension side arm control signal output from the extension side arm control signal setting unit 39A, and the selected signal value is used as the extension side arm drive signal. Is output to the drive circuit of the arm extension side electromagnetic proportional pressure reducing valve 20A. Reference numeral 41 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 39A. Is selected, and the selected signal value is output to the drive circuit of the reduction side electromagnetic proportional pressure reducing valve for arm 20B as the reduction side arm drive signal.

【0013】次に、前記制御部23における制御手順を
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、18B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4
0、MAX信号選択器41にそれぞれ出力する。
Next, the control procedure of the control unit 23 will be described. First, the extension-side and reduction-side arm operation signal setting units 31A and 31B are operated based on the detection signals of the pressure sensors 21A and 21B. The arm-side proportional pressure reducing valves 20A, 20B are set with extension-side and reduction-side arm operation signals for generating a pressure equal to the output pressure from the pilot valves 18A, 18B, and the MIN signal selector 4
0, and output to the MAX signal selector 41, respectively.

【0014】一方、オフセット予想増加角度設定器32
は、縮小側オフセット用圧力センサ28Bからの検出信
号に基づいてオフセット予想増加角度Δγを設定して、
第一加算器33に出力する。そして第一加算器33で
は、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γactに、上記オフセット予想増加角度Δγを
加算して、予想オフセット角度γexpを算出する。同
様に、伸長側、縮小側の予想ブーム増加角度設定器34
A、34Bは、伸長側、縮小側のブーム用圧力センサ2
7A、27Bからの検出信号に基づいて予想ブーム増加
角度Δα、Δαを設定して、第二加算器35に出力
する。そして第二加算器35では、ブーム角度センサ2
4で検出される実ブーム角度αactに、上記予想ブー
ム増加角度Δα、Δαを加算して、予想ブーム角度
αex を算出する。
On the other hand, the offset expected increase angle setting device 32
Sets the expected offset increase angle Δγ based on the detection signal from the reduction side offset pressure sensor 28B,
Output to the first adder 33. And the first adder 33, to the actual offset angle gamma act detected by the offset angle sensor 25, by adding the offset forecast increase angle [Delta] [gamma], to calculate the estimated offset angular gamma exp. Similarly, the expected boom increase angle setting device 34 on the extension side and the contraction side
A and 34B are the boom pressure sensors 2 on the extension side and the reduction side.
The predicted boom increase angles Δα 1 and Δα 2 are set based on the detection signals from 7A and 27B, and output to the second adder 35. In the second adder 35, the boom angle sensor 2
The actual boom angle alpha act detected by 4, the expected boom increased angle [Delta] [alpha] 1, by adding [Delta] [alpha] 2, to calculate the estimated boom angle alpha ex p.

【0015】そして、アーム限界角度演算器36は、前
記第一、第二加算器33、35で算出された予想オフセ
ット角度γexp、予想ブーム角度αexpに基づいて
アーム限界角度βLTを演算する。ここで、図9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10は図9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9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9において、前記直線R
ob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10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α
act、実アーム角度βact、実オフセット角度γ
act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とオフセット角度セ
ンサ25との両方を含み、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とオフセット角度γとの両
方を含む。さらに、図9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が干渉防止境界線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9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={rob +Lbc −2robbccos(π−βLT)}1/2 ・・・(1) 但し、図9、図10からrobは次式で与えられる。 rob=(Loa +rab −2Loaabcosθ)1/2 ・・・(2) rab=Labcosγ ・・・(3) ここで、 Loa:リアブーム6の長さ Lab:フロントブーム7の長さ Lbc:アーム8の長さ θ:図9におけるリアブーム4とフロントブーム5とのなす角度 (一定値) 一方、アーム8の先端部cが干渉防止境界線L上にあるときは、次式が成り立 つ。 roc=(XLT +YLT 1/2 ・・・(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{(rob +Lbc −XLT −YLT )/2robbc} ・・・(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)=Lbc/sin(α−ε) ・・・(6) 但し、 ε=cos−1(XLT/rLT) ・・・(7) rLT=(XLT +YLT 1/2 ・・・(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)/Lbc}+ε ・・・(9) 以上の(1)から(9)式より、干渉防止境界線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。ここで、上記演算で用いられ
るブーム角度α、オフセット角度γは、前記第二加算器
35で算出された予想ブーム角度αexp、第一加算器
33で算出された予想オフセット角度γexpである。
尚、フロントブーム7の先端部bの座標(X
およびアーム8の先端部cの座標(X,Y)は次式
で与えられる。 X=robcosα ・・・(10) Y=robsinα ・・・(11) X=Lbccos(β−α)+X ・・・(12) Y=Lbcsin(β−α)+Y ・・・(13)
The arm limit angle calculator 36 calculates an arm limit angle β LT based on the expected offset angle γ exp and the expected boom angle α exp calculated by the first and second adders 33 and 35. . Here, FIG. 9 shows the distal end a of the rear boom 6, the distal end b of the front boom 7, and the distal end c of the arm 8 when the upper swing body 3 is viewed from the side.
The origin O is a swing fulcrum of the rear boom 6 with respect to the upper revolving unit 3, the X axis is a direction facing the front and rear direction with respect to the upper revolving unit 3, and the Y axis is a vertical direction. FIG. 10 is a view taken in the direction of the arrow A in FIG. 9, and the Z axis is a direction in the left-right direction. The boom angle α is an angle between the X axis and a straight line R ob connecting the origin O and the tip b of the front boom 7 in FIG. 9, and the arm angle β is the straight line R in FIG.
The offset angle γ is an angle formed between the front boom 7 moved to the left and the X axis in FIG. 10, and the boom angle sensor 24 and the arm angle The boom angle α, the arm angle β, and the offset angle γ detected by the sensor 26 and the offset angle sensor 25 are the actual boom angle α, respectively.
act , actual arm angle β act , actual offset angle γ
act . Incidentally, the boom angle detection means of the present invention includes both the boom angle sensor 24 and the offset angle sensor 25 of the present embodiment, and the boom angle of the present invention is:
It includes both the boom angle α and the offset angle γ of the present embodiment. Further, the interference avoidance area H shown in FIG. 9 is an area set such that the bucket 9 should not approach the cab 4 any more. The trajectory when the tip c of the arm 8 is closest to the cab 4 when the tip c of the arm 8 is moved so as not to enter the cab 4 has a margin (dead zone) as an interference avoidance boundary line L. Show. First, the arm angle (the arm angle is referred to as an arm limit angle β LT ) and the boom when the arm tip c is located at an arbitrary point (X LT , Y LT ) on the interference prevention boundary line L A relational expression for the angle α is derived. In FIG. 9, the distance roc from the origin O to the arm tip c is given by the following equation. r oc = {r ob 2 + L bc 2 -2r ob L bc cos (π-β LT)} 1/2 ··· (1) However, FIG. 9, r ob Figures 10 is given by the following equation. r ob = (L oa 2 + r ab 2 -2L oa r ab cosθ) 1/2 ··· (2) r ab = L ab cosγ ··· (3) where, L oa: length of Riabumu 6 L ab: length of the front boom 7 L bc: length of the arm 8 theta: angle (constant value) between Riabumu 4 and the front boom 5 in FIG. 9 on the other hand, the tip portion c of the arm 8 is interference prevention border on L , The following equation holds. r oc = (X LT 2 + Y LT 2 ) 1/2 (4) From equations (1) and (4), the arm limit angle β LT is expressed by the following equation. β LT = π−cos −1 {( rob 2 + Lbc 2 −X LT 2 −Y LT 2 ) / 2r ob Lbc } (5) Next, the arm limit angle β LT and the boom angle α Guide relationship. The following equation holds from Δobc. r LT / sin (π−β) = L bc / sin (α−ε) (6) where ε = cos −1 (X LT / r LT ) (7) r LT = (X LT 2 + Y LT 2 ) 1/2 (8) The formula (6) is arranged to derive the boom angle α. α = sin −1 {r LT sin (π−β LT ) / L bc } + ε (9) From the above equations (1) to (9), if the coordinates on the interference prevention boundary line L are set, The arm limit angle β LT with respect to the boom angle α can be obtained using the offset angle γ as a parameter, and based on this, the function table β LT = f
(Α, γ) can be created. Here, the boom angle α and the offset angle γ used in the above calculation are the expected boom angle α exp calculated by the second adder 35 and the expected offset angle γ exp calculated by the first adder 33.
The tip end portion b of the coordinates of the front boom 7 (X b, Y b)
The coordinates ( Xc , Yc ) of the tip c of the arm 8 are given by the following equations. X b = r ob cosα ··· ( 10) Y b = r ob sinα ··· (11) X c = L bc cos (β-α) + X b ··· (12) Y c = L bc sin ( β-α) + Y b ··· (13)

【0016】次いで、減算器37において、前記アーム
限界角度演算器36で演算されたアーム限界角度βLT
にアーム角度センサ26で検出された実アーム角度β
actをフィードバックして角度偏差Δβを求め、該角
度偏差Δβに基づいてPI制御演算器38でPI制御演
算を行う。
Next, in a subtractor 37, the arm limit angle β LT calculated by the arm limit angle calculator 36 is set.
The actual arm angle β detected by the arm angle sensor 26
The act is fed back to determine the angle deviation Δβ, and the PI control calculator 38 performs the PI control calculation based on the angle deviation Δβ.

【0017】そして前記PI制御演算器38では、角度
偏差Δβに比例ゲイン設定器38aで比例ゲインを乗じ
た比例成分と、角度偏差Δβに積分ゲイン設定器38b
で積分ゲインを乗じた値を積分演算器38cで積分して
求めた積分成分とを、第三加算器38dで足し合わせ
る。尚、積分演算器38cは上限、下限のリミッタを有
し、かつ縮小側アーム操作信号設定器31Bから縮小
(アウト)側アーム操作信号が出力されるとゼロにリセ
ットされる。
In the PI control calculator 38, a proportional component obtained by multiplying the angle deviation Δβ by a proportional gain in a proportional gain setting unit 38a, and an integral gain setting unit 38b
Is added by the third adder 38d to the integral component obtained by integrating the value obtained by multiplying the integral gain by the integration calculator 38c. The integration calculator 38c has upper and lower limiters, and is reset to zero when the reduction (out) side arm operation signal is output from the reduction side arm operation signal setting unit 31B.

【0018】前記PI制御演算において、アーム先端部
cが干渉防止境界線Lから充分に離れていてバケット9
が干渉領域H内に侵入する惧れのない状態でアーム8を
イン側に操作した場合について説明すると、この場合、
減算器37から出力される角度偏差Δβはプラスの大き
な値となって、PI制御演算器38は設定値Dよりも大
きいプラスの信号を出力する。これにより、伸長(イ
ン)側アーム制御信号設定器39Aからは100%の信
号が出力される。また、伸長側アーム操作信号設定器3
1Aからは0%を越えて100%までの信号が出力され
るので、上記伸長側アーム制御信号設定器39Aの出力
信号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41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20A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
PI制御演算器38はプラスの信号を出力するので、縮
小(アウト)側アーム制御信号設定器39B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。さらに、図3の油圧回路図において、縮小側切換弁
19Bは第一位置Xに位置しているので、アーム用コン
トロールバルブ縮小側パイロットポート17bからの排
出油は、縮小側電磁比例減圧弁20B、縮小側切換弁1
9B、縮小側パイロットバルブ18Bを介してタンク1
6に導かれる。これにより、アーム用コントロールバル
ブ17は、伸長側パイロットバルブ18Aの出力圧で制
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。
In the PI control calculation, when the arm tip c is sufficiently separated from the interference prevention boundary line L and the bucket 9
When the arm 8 is operated to the in side in a state where there is no possibility that the arm 8 enters the interference area H, in this case,
The angle deviation Δβ output from the subtractor 37 is a large positive value, and the PI control calculator 38 outputs a positive signal larger than the set value D. As a result, a 100% signal is output from the extension (in) side arm control signal setter 39A. In addition, the extension side arm operation signal setting device 3
Since 1A outputs a signal exceeding 0% to 100%, it is smaller or equal to the output signal of the extension-side arm control signal setting unit 39A. Therefore, the output signal of the extension-side arm operation signal setting unit 31A is output. Is selected by the MIN signal selector 41, and this is output as a drive signal to the extension-side electromagnetic proportional pressure reducing valve 20A. Thus, the extension side arm electromagnetic proportional pressure reducing valve 20A 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 PI control calculator 38 outputs a plus signal as described above, 0% is output from the reduction (out) side arm control signal setter 39B.
Is output. 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. Further, in the hydraulic circuit diagram of FIG. 3, since the reduction side switching valve 19B is located at the first position X, the oil discharged from the arm control valve reduction side pilot port 17b is discharged from the reduction side electromagnetic proportional pressure reducing valve 20B, Reduction side switching valve 1
9B, tank 1 via reduction side pilot valve 18B
It is led to 6. Thus, the arm control valve 17 is controlled by the output pressure of the extension-side pilot valve 18A. That is, the arm tip c is located at the interference avoidance boundary line L
When it is far away from the arm, the arm-in operation is performed at a speed corresponding to the operation of the arm operating tool 22.

【0019】前述の状態から、アーム先端部cが干渉防
止境界線Lに近づく方向にアーム8を単独で、またはリ
アブーム6、フロントブーム7と複合で操作すると、実
アーム角度βactがアーム限界角度βLTに近づい
て、減算器37から出力される偏差角度Δβが次第に小
さくなる。これによりPI制御演算器38の出力値Pも
小さくなって、出力値Pが前記設定値Dよりも小さくな
ると、伸長側アーム制御信号設定器39Aからの出力信
号が100%より小さくなる。そして、伸長側アーム制
御信号設定器39A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、小さい方
の伸長側アーム制御信号設定器39Aの信号がMIN信
号選択器40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β
LTに近づくにつれて、伸長側アーム用電磁比例減圧弁
20Aの出力圧力が小さくなり、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さ
れて停止する。
When the arm 8 is operated alone or in combination with the rear boom 6 and the front boom 7 in the direction in which the arm tip c approaches the interference prevention boundary line L from the state described above, the actual arm angle β act becomes the arm limit angle. As it approaches β LT , the deviation angle Δβ output from the subtractor 37 gradually decreases. As a result, the output value P of the PI control calculator 38 also becomes smaller, and when the output value P becomes smaller than the set value D, the output signal from the extension-side arm control signal setter 39A becomes smaller than 100%. When the output signal of the extension-side arm control signal setter 39A becomes smaller than the output signal of the extension-side arm operation signal setter 31A, the signal of the smaller extension-side arm control signal setter 39A is changed by the MIN signal selector 40. This is selected and output as a drive signal to the extension side arm electromagnetic proportional pressure reducing valve 20A.
As a result, the actual arm angle β act becomes the arm limit angle β
As LT approaches, the output pressure of the extension-side electromagnetic proportional pressure reducing valve 20A decreases, and the pilot pressure oil reduced in pressure by the extension-side electromagnetic proportional pressure reducing valve 20A is supplied to the arm control valve extension side pilot port 17a. Will be done. Thus, as the arm tip c approaches the interference avoidance boundary line L, the operating speed of the arm-in is reduced and stopped.

【0020】前述の状態からさらに、アーム先端部cが
干渉回避境界線Lに近づく方向に操作されて実アーム角
度βactがアーム限界角度βLTより小さくなると、
PI制御演算器38はマイナスの出力となるので、伸長
側アーム用制御信号設定器39Aからは0%の信号が出
力される。而して、該伸長側アーム用制御信号設定器3
9Aの0%の信号がMIN信号選択器40により選択さ
れ、伸長側アーム用電磁比例減圧弁20Aの出力用弁路
は全閉する。一方、前述したようにPI制御演算器38
はマイナスの信号を出力するので、縮小側アーム制御信
号設定器39Bから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41により縮小側アーム制御信号設定
器39Bの信号が選択され、このものが縮小(アウト)
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。そしてこの場合、図3の油圧回路図において、
縮小側切換弁19Aは第一位置Xに位置しているので、
パイロット油圧源15からのパイロット圧油が、縮小側
切換弁19B、縮小側電磁比例減圧弁20Bを介して、
アーム用コントロールバルブ17の縮小側パイロットポ
ート17bに供給される。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20B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。尚、本実
施の形態では、予想オフセット増加角度設定器32と、
第一加算器33と、伸長側予想ブーム増加角度設定器3
4Aと、縮小側予想ブーム増加角度設定器34Bと、第
二加算器35と、アーム限界角度演算器36とから本発
明のアーム限界角度設定手段46が構成され、また減算
器37と、PI制御演算器38と、伸長側アーム制御信
号設定器39Aと、縮小側アーム制御信号設定器39B
とから本発明の制御信号設定手段47が構成されてい
る。さらに、本発明の操作信号設定手段は、本実施の形
態では伸長側アーム操作信号設定器31Aおよび縮小側
アーム操作信号設定器31Bに相当し、また本発明の選
択手段は、本実施の形態ではMIN信号選択器40およ
びMAX信号選択器41に相当する。
From the state described above, when the arm end c is operated in a direction approaching the interference avoidance boundary line L and the actual arm angle β act becomes smaller than the arm limit angle β LT ,
Since the PI control calculator 38 has a negative output, a 0% signal is output from the extension-side arm control signal setter 39A. Thus, the extension-side arm control signal setting device 3
The signal of 0% of 9A is selected by the MIN signal selector 40, and the output valve path of the extension side arm electromagnetic proportional pressure reducing valve 20A is fully closed. On the other hand, as described above, the PI control
Outputs a minus signal, so that a signal exceeding 0% to 100% is output from the reduction-side arm control signal setting unit 39B. At this time, since the reduction (out) side of the arm cylinder 12 is not operated, the reduction-side arm operation signal setter 31B outputs a 0% signal. Therefore,
The signal of the reduction-side arm control signal setting unit 39B is selected by the MAX signal selector 41, and this signal is reduced (out).
It is output as a drive signal to the side arm electromagnetic proportional pressure reducing valve 20B. In this case, in the hydraulic circuit diagram of FIG.
Since the reduction side switching valve 19A is located at the first position X,
The pilot pressure oil from the pilot hydraulic pressure source 15 passes through the reduction side switching valve 19B and the reduction side electromagnetic proportional pressure reducing valve 20B,
It is supplied to the reduction side pilot port 17b of the arm control valve 17. Thus, the arm control valve 17 is controlled by the output pressure of the reduction side electromagnetic proportional pressure reduction 20B, whereby the arm cylinder 12 is reduced, the arm 8 automatically comes out, and the bucket 9 interferes. Invasion into the avoidance area H can be avoided. In this embodiment, the expected offset increase angle setting device 32 and
First adder 33 and extension-side predicted boom increase angle setting device 3
4A, a reduction-side expected boom increase angle setting unit 34B, a second adder 35, and an arm limit angle calculator 36 constitute an arm limit angle setting means 46 of the present invention. Arithmetic unit 38, extension side arm control signal setting unit 39A, reduction side arm control signal setting unit 39B
This constitutes the control signal setting means 47 of the present invention. Further, the operation signal setting means of the present invention corresponds to the extension-side arm operation signal setting device 31A and the reduction-side arm operation signal setting device 31B in the present embodiment, and the selection means of the present invention corresponds to It corresponds to the MIN signal selector 40 and the MAX signal selector 41.

【0021】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。
In the configuration described above, the operation of the arm 8 is performed in response to the operation of the operating 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.

【0022】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。
As a result, for example, when the bucket 9 approaches the cab 4 when the boom lift and the arm-in are combinedly operated with the front boom 7 offset to the left to take a small turning posture, The operation of raising the boom is continued while the arm 8 is automatically out and the bucket 9 is prevented from entering the interference avoidance area H, so that the work is stopped as in the conventional case. Work efficiency is improved.

【0023】そしてこのものは、ブーム角度およびオフ
セット角度に基づいてアーム限界角度βLTを設定し、
該設定されたアーム限界角度βLTとアーム角度センサ
26から入力される実アーム角度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8の自動
的なアウト作動を行う構成であるが、この場合、前記ア
ーム限界角度βLTを設定するためのブーム角度および
オフセット角度として、ブーム角度センサ24から入力
される実ブーム角度αactに、伸長側、縮小側のブー
ム用パイロットバルブの出力圧に基づいて設定される予
想ブーム増加角度Δα、Δαを加算して算出される
予想ブーム角度αexp、およびオフセット角度センサ
25から入力される実オフセット角度γactに、オフ
セット用縮小側パイロットバルブの出力圧に基づいて設
定される予想オフセット増加角度Δγを加算して算出さ
れる予想オフセット角度γexpが用いられている。こ
の結果、リアブーム6およびフロントブーム7の操作状
態に対応したアーム限界角度βLTの設定を行えること
になって、リアブーム6およびフロントブーム7の作動
速度が速い場合であっても、これに素早く追従したアー
ム8の干渉回避作動を行うことができる。しかも、前記
予想ブーム角度αexpおよび予想オフセット角度γ
expに基づいて設定されたアーム限界角度βLTと実
アーム角度αactとの角度偏差ΔβをPI制御してア
ーム8の干渉回避作動を制御する構成となっているか
ら、より精度の高い制御を行うことができる。
In this method, the arm limit angle β LT is set based on the boom angle and the offset angle,
An angle deviation Δβ between the set arm limit angle β LT and the actual arm angle β act input from the arm angle sensor 26 is obtained, and the automatic out operation of the arm 8 is performed based on the angle deviation Δβ. However, in this case, as the boom angle and the offset angle for setting the arm limit angle β LT , the actual boom angle α act input from the boom angle sensor 24 is set to the extension side and the reduction side boom pilot valve. The predicted boom angle α exp calculated by adding the predicted boom increase angles Δα 1 and Δα 2 set based on the output pressure, and the actual offset angle γ act input from the offset angle sensor 25, to the offset reduction side. The expected offset angle calculated by adding the expected offset increase angle Δγ set based on the output pressure of the pilot valve γ exp is used. As a result, the arm limit angle β LT corresponding to the operation state of the rear boom 6 and the front boom 7 can be set, and even if the operating speed of the rear boom 6 and the front boom 7 is high, the arm limit angle β LT can be quickly followed. The operation of avoiding interference of the arm 8 can be performed. Moreover, the expected boom angle α exp and the expected offset angle γ
Since the angle deviation Δβ between the arm limit angle β LT set based on the exp and the actual arm angle α act is PI-controlled to control the interference avoiding operation of the arm 8, more accurate control is performed. It can be carried out.

【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】(A)は予想オフセット増加角度設定器の特性
図、(B)は伸長側予想ブーム増加角度設定器の特性
図、(C)は縮小側予想ブーム増加角度設定器の特性図
である。
7A is a characteristic diagram of an expected offset increase angle setting device, FIG. 7B is a characteristic diagram of an extension expected boom increase angle setting device, and FIG. 7C is a characteristic diagram of a reduction expected boom increase angle setting device. is there.

【図8】(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。
8A is a characteristic diagram of the extension-side arm control signal setting device, and FIG. 8B is a characteristic diagram of the reduction-side arm control signal setting device.

【図9】ブーム角度、アーム角度、アーム限界角度を示
す説明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a boom angle, an arm angle, and an arm limit angle.

【図10】オフセット角度を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing an offset angle.

【図11】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. 11 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 27A ブーム用伸長側圧力センサ 27B ブーム用縮小側圧力センサ 28B オフセット用縮小側圧力センサ 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 予想オフセット増加角度設定器 33 第一加算器 34A 伸長側予想ブーム増加角度設定器 34B 縮小側予想ブーム増加角度設定器 35 第二加算器 36 アーム限界角度演算器 37 減算器 38 PI制御演算器 39A 伸長側アーム制御信号設定器 39B 縮小側アーム制御信号設定器 40 MIN信号選択器 41 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 25 Offset angle sensor 26 Arm angle sensor 27A Boom extension side pressure sensor 27B Boom reduction side pressure sensor 28B Offset reduction side pressure sensor 31A Extension side arm operation signal setting unit 31B Reduction side arm operation signal setting unit 32 Expected offset increase angle Setting device 33 First adder 34A Extension-side expected boom increase angle setter 34B Reduction-side expected boom increase angle setter 35 Second adder 36 Arm limit angle calculator 37 Subtractor 38 PI control calculator 39A Extension arm control signal Setting device 9B reduction side arm control signal setting unit 40 MIN signal selector 41 MAX signal selector H interference avoidable range

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−333767(JP,A) 特開 平7−207712(JP,A) 特開 平2−120426(JP,A) 特開 平8−284199(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E02F 3/43 E02F 9/24 Continuation of the front page (56) References JP-A-8-333767 (JP, A) JP-A-7-207712 (JP, A) JP-A-2-120426 (JP, A) JP-A-8-284199 (JP) , A) (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) E02F 3/43 E02F 9/24

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 機械本体に対し上下左右に揺動自在なオ
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
るアタッチメントとを備えた作業用機械において、 機械本体とアタッチメントとの干渉を回避すべく予め設
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、ブーム用シリンダのパイロット油路に設けた圧力センサ
の検出圧力に対応して設定されているブーム角度の予想
増加角度を出力する予想ブーム角度設定器と、 該予想ブーム角度設定器、 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、およびアームの
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
からの信号をそれぞれ入力し、ブーム角度検出手段から
入力されるブーム角度に前記設定された予想増加角度を
加算して予想ブーム角度を予測し、該予想ブーム角度に
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、 該設定されたアーム限界角度とアーム角度検出手段から
入力されるアーム角度との角度偏差を求め、該角度偏差
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. An arm which can swing up, down, left and right with respect to a machine body.
Fset-type boom, and the front end of the boom
And an arm connected to the distal end of the arm.
For work machines equipped with attachments that are
Of the attachment into the specified interference avoidance area.
In providing the interference avoidance control means for avoiding, the interference avoidance control means includes:Pressure sensor installed in the pilot oil passage of the boom cylinder
Of boom angle set corresponding to detected pressure
An expected boom angle setting device that outputs an increasing angle, The expected boom angle setting device, Shaking of the boom against the machine body
Boom angle detecting means for detecting a moving angle, and
Arm angle detection means for detecting the swing angle with respect to the boom
From the boom angle detection means
For the input boom angleThe set expected increase angle is
AddPredict the expected boom angle, and
The attachment does not enter the interference avoidance area based on
Limit angle setting means for setting the limit angle of the arm
From the set arm limit angle and arm angle detecting means.
Calculate the angle deviation from the input arm angle and calculate the angle deviation.
To perform automatic interference avoidance operation of the arm based on the
Control signal setting to set the control signal for the
For avoiding interference of a working machine comprising:
Control device.
【請求項2】 請求項1において、アーム限界角度設定
手段は、ブーム用操作具によるブーム用駆動手段の操作
状態を検出する操作状態検出手段からの信号を入力し、
該検出されたブーム操作状態とブーム角度検出手段から
入力されるブーム角度とを用いて予想ブーム角度を予測
し、該予想ブーム角度に基づいてアーム限界角度を演算
する構成である作業用機械の干渉回避制御装置。
2. The arm limit angle setting means according to claim 1, wherein the arm limit angle setting means inputs a signal from an operation state detection means for detecting an operation state of the boom drive means by the boom operation tool,
An interference of a working machine having a configuration in which an expected boom angle is predicted using the detected boom operation state and a boom angle input from the boom angle detection means, and an arm limit angle is calculated based on the predicted boom angle. Avoidance control device.
【請求項3】 請求項1または2において、制御信号設
定手段は、角度偏差に基づいて制御信号を設定するにあ
たり、比例−積分制御演算を行う構成である作業用機械
の干渉回避制御装置。
3. The work machine interference avoidance control device according to claim 1, wherein the control signal setting means performs a proportional-integral control operation when setting the control signal based on the angle deviation.
【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、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
を備えると共に、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が設けられて
いる作業用機械の干渉回避制御装置。
4. The apparatus according to claim 1, wherein the interference avoidance control means includes an operation signal setting means for setting an operation signal to the arm driving means based on an operation of the arm operating tool, and the operation signal setting means. A work machine interference avoidance control device provided with a selection means for selecting one of an operation signal from a means and a control signal from a control signal setting means and outputting the selected signal to an arm driving means.
【請求項5】 請求項1、2、3または4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。
5. The interference avoiding control means according to claim 1, wherein the arm avoids the interference avoiding area when the attachment approaches the interference avoiding area at least in a state where the boom is swinging. A work machine interference avoidance control device provided with a mechanism for continuing the boom swing while avoiding the attachment from entering the interference avoidance area by swinging the boom.
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