JP3422032B2 - 建設機械の自動掘削制御装置 - Google Patents
建設機械の自動掘削制御装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、油圧ショベルなど建設
機械，作業車両の自動掘削作動時における制御装置に関
する。
機械，作業車両の自動掘削作動時における制御装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】図４は、バックホータイプの油圧ショベ
ルの全体側面図である。図において、１は上部旋回体、
２は下部走行体、３は上部旋回体１のフロント部に装着
した作業アタッチメント、４はブーム、５はアーム、６
はバケット、７はバケットリンク、８はブームシリン
ダ、９はアームシリンダ、１０はバケットシリンダ、１
１はブーム基端部ピン、１２はアーム基端部ピン、１３
はバケットヒンジピン、１４はバケットピン、１５は上
部旋回体１本体に対するブーム４の回転角度を検出する
ブーム角度センサ（バケット姿勢検出手段を構成），１
６はブーム４に対するアーム５の回転角度を検出するア
ーム角度センサ（バケット姿勢検出手段を構成）、１
７，１８はバケットヒンジピン１３，バケットピン１４
にそれぞれ装備されているピン型のロードセル（作用力
検出手段）、３９は上部旋回体１の内部に装備している
コントローラ、矢印Ｆはバケット６の掘削反力を示す。
図５は、図４におけるバケット６の掘削反力Ｆを求める
方法を示す図である。図において、矢印Ｆ１はバケット
ピン１４回りの作用力、矢印Ｆ２はバケットヒンジピン
１３回りの作用力を示す。それで、ロードセル１８，１
７によってそれぞれ検出される作用力Ｆ１とＦ２の信号
をコントローラ３９に入力せしめることにより、作用力
Ｆ１とＦ２を合成して、掘削反力Ｆを算出することがで
きる。
ルの全体側面図である。図において、１は上部旋回体、
２は下部走行体、３は上部旋回体１のフロント部に装着
した作業アタッチメント、４はブーム、５はアーム、６
はバケット、７はバケットリンク、８はブームシリン
ダ、９はアームシリンダ、１０はバケットシリンダ、１
１はブーム基端部ピン、１２はアーム基端部ピン、１３
はバケットヒンジピン、１４はバケットピン、１５は上
部旋回体１本体に対するブーム４の回転角度を検出する
ブーム角度センサ（バケット姿勢検出手段を構成），１
６はブーム４に対するアーム５の回転角度を検出するア
ーム角度センサ（バケット姿勢検出手段を構成）、１
７，１８はバケットヒンジピン１３，バケットピン１４
にそれぞれ装備されているピン型のロードセル（作用力
検出手段）、３９は上部旋回体１の内部に装備している
コントローラ、矢印Ｆはバケット６の掘削反力を示す。
図５は、図４におけるバケット６の掘削反力Ｆを求める
方法を示す図である。図において、矢印Ｆ１はバケット
ピン１４回りの作用力、矢印Ｆ２はバケットヒンジピン
１３回りの作用力を示す。それで、ロードセル１８，１
７によってそれぞれ検出される作用力Ｆ１とＦ２の信号
をコントローラ３９に入力せしめることにより、作用力
Ｆ１とＦ２を合成して、掘削反力Ｆを算出することがで
きる。
【０００３】油圧ショベルが自動掘削を行う場合に、図
４のようにバケット６を土質に対して十分くい込ませる
ためにバケット６の回転を止めて掘削反力が十分大きく
なった後に、掘削反力に応じてバケット回転及びバケッ
ト昇降の双方の制御をするようにしている。図６は、自
動掘削におけるファジィ制御で用いられる変数である掘
削反力（Ｆ）のメンバーシップ関数を示す図である。図
において、ボリューム操作部（図示しない）によって設
定された掘削反力の目標値がＦで、発生反力がたとえば
Ｆａの場合にはメンバーシップ関数は丁度ＺＯ、規格値
で云えば５０になる（同様に、掘削反力がＦｂの場合に
はＮＭ、規格値は３０、また掘削反力がＦｃの場合には
ＰＭ、規格値は７０になる）が、掘削反力の変化はアナ
ログ値であり、当然Ｆａ〜Ｆｂ，Ｆａ〜Ｆｃの間の値が
存在し、その間の掘削反力の変化に応じて徐々に規格値
を変えてゆく。また目標掘削反力の大小により発生反力
が同じでも、規格値は変化する。次に図７は、自動掘削
におけるファジィ制御で用いられる変数である掘削反力
時間変化量（△Ｆ）のメンバーシップ関数を示す図であ
る。たとえば掘削反力時間変化量（△Ｆ）が＋△Ｆａと
ふえたときには、図７の例ではＰＭ（規格値で云えば７
０）が選択される。勿論この場合にも、掘削反力時間変
化量はアナログ値である故に、規格値はＺＯ〜ＰＭ間の
数値を持っている。
４のようにバケット６を土質に対して十分くい込ませる
ためにバケット６の回転を止めて掘削反力が十分大きく
なった後に、掘削反力に応じてバケット回転及びバケッ
ト昇降の双方の制御をするようにしている。図６は、自
動掘削におけるファジィ制御で用いられる変数である掘
削反力（Ｆ）のメンバーシップ関数を示す図である。図
において、ボリューム操作部（図示しない）によって設
定された掘削反力の目標値がＦで、発生反力がたとえば
Ｆａの場合にはメンバーシップ関数は丁度ＺＯ、規格値
で云えば５０になる（同様に、掘削反力がＦｂの場合に
はＮＭ、規格値は３０、また掘削反力がＦｃの場合には
ＰＭ、規格値は７０になる）が、掘削反力の変化はアナ
ログ値であり、当然Ｆａ〜Ｆｂ，Ｆａ〜Ｆｃの間の値が
存在し、その間の掘削反力の変化に応じて徐々に規格値
を変えてゆく。また目標掘削反力の大小により発生反力
が同じでも、規格値は変化する。次に図７は、自動掘削
におけるファジィ制御で用いられる変数である掘削反力
時間変化量（△Ｆ）のメンバーシップ関数を示す図であ
る。たとえば掘削反力時間変化量（△Ｆ）が＋△Ｆａと
ふえたときには、図７の例ではＰＭ（規格値で云えば７
０）が選択される。勿論この場合にも、掘削反力時間変
化量はアナログ値である故に、規格値はＺＯ〜ＰＭ間の
数値を持っている。
【０００４】たとえば掘削反力Ｆが減少し、かつ掘削反
力時間変化量△Ｆも減小すると（マイナスになって）、
ブームが下げ作動する。すなわち掘削反力Ｆ及び掘削反
力時間変化量△Ｆが小さいときには、ブーム４を下げる
ルールになっており、したがってバケット６はより深く
くい込むように下げられる。
力時間変化量△Ｆも減小すると（マイナスになって）、
ブームが下げ作動する。すなわち掘削反力Ｆ及び掘削反
力時間変化量△Ｆが小さいときには、ブーム４を下げる
ルールになっており、したがってバケット６はより深く
くい込むように下げられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】バケットの掘削反力を
パラメータとした自動掘削制御装置をそなえた油圧ショ
ベルで自動掘削を行うとき、土質条件により掘削抵抗が
過大のときには、リリーフ弁（図示しない）がリリーフ
作動して作業アタッチメントの動きが止まることがあ
る。この場合従来技術の自動掘削制御装置では、一旦手
動操作掘削に切換えて停止状態から脱却し、さらに目標
掘削反力値Ｆを下げ調整して再び自動掘削を開始してい
た。上記脱却操作はわずらわしく、自動掘削作業に支障
を及ぼしていた。本発明は、上記の問題点を解決するこ
とを目的とする。
パラメータとした自動掘削制御装置をそなえた油圧ショ
ベルで自動掘削を行うとき、土質条件により掘削抵抗が
過大のときには、リリーフ弁（図示しない）がリリーフ
作動して作業アタッチメントの動きが止まることがあ
る。この場合従来技術の自動掘削制御装置では、一旦手
動操作掘削に切換えて停止状態から脱却し、さらに目標
掘削反力値Ｆを下げ調整して再び自動掘削を開始してい
た。上記脱却操作はわずらわしく、自動掘削作業に支障
を及ぼしていた。本発明は、上記の問題点を解決するこ
とを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の自動掘削制御装
置では、車体のフロント部にブーム，アーム，バケット
を順次連結した作業アタッチメントを装着した建設機械
において、ブーム角度センサ、アーム角度センサ及びバ
ケット角度センサからなるバケット姿勢検出手段と、バ
ケット作用力検出手段と、前記バケット姿勢検出手段
と、前記バケット作用力検出手段からの信号が入力され
るコントローラと、目標掘削反力を前記コントローラに
対して予め入力する手段とを有し、前記コントローラ
は、前記バケット姿勢検出手段と前記バケット作用力検
出手段からの信号に基づいて掘削反力を演算し、該演算
結果に基づいてバケット回転駆動及びバケット昇降駆動
を前記予め設定した目標掘削反力となるように制御する
とともに、前記バケット姿勢検出手段からの出力信号に
おける単位時間当りの各角度変化量を演算し、該各角度
変化量の全てが所定値以下となった際に、前記予め設定
した目標掘削反力の反力値を前記掘削反力に応じて下げ
るようにした。また、上記コントローラの反力値下げ処
理により選定された新規の目標掘削反力を、作業アタッ
チメントの少なくとも１掘削サイクルが完了するまで維
持するようにした。また、コントローラの反力値下げ処
理により選定された新規の目標掘削反力を、コントロー
ラに別の目標掘削反力が入力されるまで維持するように
した。或いは、前記掘削反力及び目標掘削反力としてバ
ケットシリンダのボトム側油室圧力を用いた。
置では、車体のフロント部にブーム，アーム，バケット
を順次連結した作業アタッチメントを装着した建設機械
において、ブーム角度センサ、アーム角度センサ及びバ
ケット角度センサからなるバケット姿勢検出手段と、バ
ケット作用力検出手段と、前記バケット姿勢検出手段
と、前記バケット作用力検出手段からの信号が入力され
るコントローラと、目標掘削反力を前記コントローラに
対して予め入力する手段とを有し、前記コントローラ
は、前記バケット姿勢検出手段と前記バケット作用力検
出手段からの信号に基づいて掘削反力を演算し、該演算
結果に基づいてバケット回転駆動及びバケット昇降駆動
を前記予め設定した目標掘削反力となるように制御する
とともに、前記バケット姿勢検出手段からの出力信号に
おける単位時間当りの各角度変化量を演算し、該各角度
変化量の全てが所定値以下となった際に、前記予め設定
した目標掘削反力の反力値を前記掘削反力に応じて下げ
るようにした。また、上記コントローラの反力値下げ処
理により選定された新規の目標掘削反力を、作業アタッ
チメントの少なくとも１掘削サイクルが完了するまで維
持するようにした。また、コントローラの反力値下げ処
理により選定された新規の目標掘削反力を、コントロー
ラに別の目標掘削反力が入力されるまで維持するように
した。或いは、前記掘削反力及び目標掘削反力としてバ
ケットシリンダのボトム側油室圧力を用いた。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図１は、本発明の自動掘削制御装置を示す
要部回路図である。図において、従来技術と同一構成要
素を使用しているものに対しては同符号を付す。１９，
２０，２１はそれぞれブーム用，アーム用，バケット用
油圧リモコン弁（油圧リモコン弁は前後左右の十字方向
に操作できるようにしているが説明の都合上分割して図
示している）、２２，２３，２４はそれぞれ方向切換弁
であるパイロット切換弁、２５，〜，３０はそれぞれパ
イロット圧を選択するシャトル弁、３１，〜，３６はそ
れぞれ電油変換器である電磁比例減圧弁、３７はメイン
ポンプ，３８はパイロットポンプ、３９'はコントロー
ラ、４０は自動・手動選択スイッチ、４１は予め目標掘
削反力をセットするボリューム操作部、４２はバケット
シリンダ１０'のシリンダ圧力を検出するシリンダ圧セ
ンサ、１７'はバケット角度センサである。図２は、本
発明におけるコントローラ３９'にて目標掘削反力ＦOの
反力値ＦOAが反力値ＦOBに下げ処理される状態を示す図
表である。図３は、本発明の自動掘削制御装置を装備し
た油圧ショベルが自動掘削を行っている状態を示す側面
図である。図において、従来技術と同一構成要素を使用
するものに対しては同符号を付す。１'は上部旋回体、
３'は上部旋回体１'のフロント部に装着した作業アタッ
チメント、１３'はバケットヒンジピン、１４'はバケッ
トピンである。
に説明する。図１は、本発明の自動掘削制御装置を示す
要部回路図である。図において、従来技術と同一構成要
素を使用しているものに対しては同符号を付す。１９，
２０，２１はそれぞれブーム用，アーム用，バケット用
油圧リモコン弁（油圧リモコン弁は前後左右の十字方向
に操作できるようにしているが説明の都合上分割して図
示している）、２２，２３，２４はそれぞれ方向切換弁
であるパイロット切換弁、２５，〜，３０はそれぞれパ
イロット圧を選択するシャトル弁、３１，〜，３６はそ
れぞれ電油変換器である電磁比例減圧弁、３７はメイン
ポンプ，３８はパイロットポンプ、３９'はコントロー
ラ、４０は自動・手動選択スイッチ、４１は予め目標掘
削反力をセットするボリューム操作部、４２はバケット
シリンダ１０'のシリンダ圧力を検出するシリンダ圧セ
ンサ、１７'はバケット角度センサである。図２は、本
発明におけるコントローラ３９'にて目標掘削反力ＦOの
反力値ＦOAが反力値ＦOBに下げ処理される状態を示す図
表である。図３は、本発明の自動掘削制御装置を装備し
た油圧ショベルが自動掘削を行っている状態を示す側面
図である。図において、従来技術と同一構成要素を使用
するものに対しては同符号を付す。１'は上部旋回体、
３'は上部旋回体１'のフロント部に装着した作業アタッ
チメント、１３'はバケットヒンジピン、１４'はバケッ
トピンである。
【０００８】次に、本発明の第１実施形態に係る自動掘
削制御装置の構成を図１〜図３について述べる。本考案
では、目標掘削反力（ＦO）を予めコントローラ３９'に
対し入力する手段としてボリューム操作部４１をそな
え、そのボリューム操作部４１の選定操作により目標掘
削反力を選定して自動掘削を行っている場合に、土質の
掘削抵抗が過大のために作業アタッチメント３'の動き
が止まるときバケット姿勢検出手段（ブーム角度センサ
１５，アーム角度センサ１６，バケット角度センサ１
７'をいう）からの信号に基づきコントローラ３９'では
判断し最初に選定されてコントローラ３９'に記憶され
ている目標掘削反力の反力値を下げるようにした。そし
て上記反力値下げ処理により掘削負荷が軽減し、一旦作
業アタッチメント３'の動きが再開すると、コントロー
ラ３９'の反力値下げ処理により選定された新規の目標
掘削反力を、作業アタッチメント３'の少なくとも１掘
削サイクルが完了するまで維持するようにした。また、
コントローラ３９'の反力値下げ処理により選定された
新規の目標掘削反力を、コントローラ３９'に別の目標
掘削反力が入力されるまで維持するようにした。
削制御装置の構成を図１〜図３について述べる。本考案
では、目標掘削反力（ＦO）を予めコントローラ３９'に
対し入力する手段としてボリューム操作部４１をそな
え、そのボリューム操作部４１の選定操作により目標掘
削反力を選定して自動掘削を行っている場合に、土質の
掘削抵抗が過大のために作業アタッチメント３'の動き
が止まるときバケット姿勢検出手段（ブーム角度センサ
１５，アーム角度センサ１６，バケット角度センサ１
７'をいう）からの信号に基づきコントローラ３９'では
判断し最初に選定されてコントローラ３９'に記憶され
ている目標掘削反力の反力値を下げるようにした。そし
て上記反力値下げ処理により掘削負荷が軽減し、一旦作
業アタッチメント３'の動きが再開すると、コントロー
ラ３９'の反力値下げ処理により選定された新規の目標
掘削反力を、作業アタッチメント３'の少なくとも１掘
削サイクルが完了するまで維持するようにした。また、
コントローラ３９'の反力値下げ処理により選定された
新規の目標掘削反力を、コントローラ３９'に別の目標
掘削反力が入力されるまで維持するようにした。
【０００９】次に、本発明の第１実施形態に係る自動掘
削制御装置の作用について述べる。油圧ショベルで自動
掘削を行うときには、運転者がバケット６の目標掘削反
力（ＦO）の反力値たとえばＦOAを予めボリューム操作
部４１にセット（選定操作）して、自動掘削を開始す
る。ところが土質条件により掘削抵抗が過大のときに
は、作業アタッチメント３'が止まりかけたり、あるい
は止まってしまう。このような場合、たとえば具体的な
例としてブーム角度速度≦１ｄｅｇ／ｓｅｃ、かつアー
ム角速度≦１ｄｅｇ／ｓｅｃ、かつバケット角速度≦１
ｄｅｇ／ｓｅｃであれば、角度センサ１５，１６，１
７'、及びシリンダ圧センサ４２からのそれぞれ検出信
号がコントローラ３９'に入力される。コントローラ３
９'では、上記検出信号に基づき判断し、コントローラ
３９'に入力されている目標掘削反力の反力値ＦOAを、
図２示すような反力値ＦOB（この場合ＦOB＜ＦOAであ
る）に下げ処理を行う。すなわち、図６に示す規格値が
同一反力に対し、上げ勝手の数値に変化する。コントロ
ーラ３９'からは電磁比例減圧弁（３１，〜，３６のう
ちたとえば電磁比例減圧弁３２）に対して指令信号が出
力される。ブームシリンダ８が伸長作動し、バケット６
が上昇（図３に示す矢印イの方向に上昇）し、掘削負荷
が軽減されるので、目標掘削反力の反力値をＦOBにし
て、自動掘削を停止することなく続行することができ
る。
削制御装置の作用について述べる。油圧ショベルで自動
掘削を行うときには、運転者がバケット６の目標掘削反
力（ＦO）の反力値たとえばＦOAを予めボリューム操作
部４１にセット（選定操作）して、自動掘削を開始す
る。ところが土質条件により掘削抵抗が過大のときに
は、作業アタッチメント３'が止まりかけたり、あるい
は止まってしまう。このような場合、たとえば具体的な
例としてブーム角度速度≦１ｄｅｇ／ｓｅｃ、かつアー
ム角速度≦１ｄｅｇ／ｓｅｃ、かつバケット角速度≦１
ｄｅｇ／ｓｅｃであれば、角度センサ１５，１６，１
７'、及びシリンダ圧センサ４２からのそれぞれ検出信
号がコントローラ３９'に入力される。コントローラ３
９'では、上記検出信号に基づき判断し、コントローラ
３９'に入力されている目標掘削反力の反力値ＦOAを、
図２示すような反力値ＦOB（この場合ＦOB＜ＦOAであ
る）に下げ処理を行う。すなわち、図６に示す規格値が
同一反力に対し、上げ勝手の数値に変化する。コントロ
ーラ３９'からは電磁比例減圧弁（３１，〜，３６のう
ちたとえば電磁比例減圧弁３２）に対して指令信号が出
力される。ブームシリンダ８が伸長作動し、バケット６
が上昇（図３に示す矢印イの方向に上昇）し、掘削負荷
が軽減されるので、目標掘削反力の反力値をＦOBにし
て、自動掘削を停止することなく続行することができ
る。
【００１０】また上記のようにして下げられた目標掘削
反力の反力値ＦOBを作業アタッチメント３'の少なくと
も１掘削サイクルが完了するまで維持し、その後の掘削
サイクル時には最初の反力値ＦOAに自動的に復帰させる
ことも可能である。また、下げられた目標掘削反力の反
力値ＦOBを運転者の意志により、ボリューム操作部４１
で別の新規の反力値に変えるまで維持することも可能で
ある。したがって、油圧ショベルの自動掘削制御性を向
上させることができる。
反力の反力値ＦOBを作業アタッチメント３'の少なくと
も１掘削サイクルが完了するまで維持し、その後の掘削
サイクル時には最初の反力値ＦOAに自動的に復帰させる
ことも可能である。また、下げられた目標掘削反力の反
力値ＦOBを運転者の意志により、ボリューム操作部４１
で別の新規の反力値に変えるまで維持することも可能で
ある。したがって、油圧ショベルの自動掘削制御性を向
上させることができる。
【００１１】次に、本発明の第２実施形態に係る自動掘
削制御装置について述べる。この自動掘削制御装置で
は、バケットシリンダ１０'のボトム側油室内の目標掘
削シリンダ圧力（ＰO）を予めコントローラ３９'に対し
入力する手段としてボリューム操作部４１をそなえ、そ
のボリューム操作部４１の選定操作により目標掘削シリ
ンダ圧力を選定して自動掘削を行っている場合に、土質
の掘削抵抗が過大のために作業アタッチメント３'の動
きが止まるときバケット姿勢検出手段（ブーム角度セン
サ１４，アーム角度センサ１５，バケット角度センサ１
６をいう）からの信号に基づきコントローラ３９'では
判断し、最初に選定されたコントローラ３９'に記憶さ
れている目標掘削シリンダの圧力値圧力値を下げるよう
にした。そして上記圧力値下げ処理により掘削が軽減
し、一旦作業アタッチメント３'の動きが再開すると、
コントローラ３９'の圧力値下げ処理により選定された
新規の目標掘削シリンダ圧力を、作業アタッチメント
３'の少なくとも１掘削サイクルが完了するまで維持す
るようにした。また、コントローラ３９'の圧力値下げ
処理により選定された新規の目標掘削シリンダ圧力を、
コントローラ３９'に別の目標掘削シリンダ圧力が入力
されるまで維持するようにした。この第２実施形態に係
る自動掘削制御装置では、第１実施形態における掘削反
力Ｆの演算素子であるシリンダ圧力Ｐをパラメータとし
て自動掘削を行うようにしている。したがって、第２実
施形態に係る自動掘削制御装置の作用及び機能として
は、第１実施形態に係る自動掘削制御装置の場合と同様
である。
削制御装置について述べる。この自動掘削制御装置で
は、バケットシリンダ１０'のボトム側油室内の目標掘
削シリンダ圧力（ＰO）を予めコントローラ３９'に対し
入力する手段としてボリューム操作部４１をそなえ、そ
のボリューム操作部４１の選定操作により目標掘削シリ
ンダ圧力を選定して自動掘削を行っている場合に、土質
の掘削抵抗が過大のために作業アタッチメント３'の動
きが止まるときバケット姿勢検出手段（ブーム角度セン
サ１４，アーム角度センサ１５，バケット角度センサ１
６をいう）からの信号に基づきコントローラ３９'では
判断し、最初に選定されたコントローラ３９'に記憶さ
れている目標掘削シリンダの圧力値圧力値を下げるよう
にした。そして上記圧力値下げ処理により掘削が軽減
し、一旦作業アタッチメント３'の動きが再開すると、
コントローラ３９'の圧力値下げ処理により選定された
新規の目標掘削シリンダ圧力を、作業アタッチメント
３'の少なくとも１掘削サイクルが完了するまで維持す
るようにした。また、コントローラ３９'の圧力値下げ
処理により選定された新規の目標掘削シリンダ圧力を、
コントローラ３９'に別の目標掘削シリンダ圧力が入力
されるまで維持するようにした。この第２実施形態に係
る自動掘削制御装置では、第１実施形態における掘削反
力Ｆの演算素子であるシリンダ圧力Ｐをパラメータとし
て自動掘削を行うようにしている。したがって、第２実
施形態に係る自動掘削制御装置の作用及び機能として
は、第１実施形態に係る自動掘削制御装置の場合と同様
である。
【００１２】
【発明の効果】本発明の建設機械の自動掘削制御装置で
は、自動掘削時に土質の掘削抵抗が過大で作業アタッチ
メントが停止状態になるとき、コントローラの判断処理
により自動的に目標掘削反力の反力値（又は目標掘削シ
リンダ圧力の圧力値）を下げ、作業アタッチメントの停
止を防止し、常に土質にマッチした無理のない自動掘削
を行うことができる。また、上記のようにして下げられ
た反力値（又は圧力値）を作業アタッチメントの少なく
とも１掘削サイクルが完了するまで維持し、その後の掘
削サイクル時には最初に選定した反力値（又は圧力値）
に自動的に復帰させることも可能である。また、上記下
げられた目標掘削反力の反力値（又は目標掘削シリンダ
圧力の圧力値）を運転者の意志により、別の新規の反力
値（又は圧力値）に変えるまで維持することも可能であ
り、この場合土質が均一であれば土質に適した目標掘削
反力（又は目標掘削シリンダ圧力）を自動設定したこと
になる。したがって本発明の自動掘削制御装置をそなえ
た油圧ショベルでは、その自動掘削制御性を向上させる
ことができる。
は、自動掘削時に土質の掘削抵抗が過大で作業アタッチ
メントが停止状態になるとき、コントローラの判断処理
により自動的に目標掘削反力の反力値（又は目標掘削シ
リンダ圧力の圧力値）を下げ、作業アタッチメントの停
止を防止し、常に土質にマッチした無理のない自動掘削
を行うことができる。また、上記のようにして下げられ
た反力値（又は圧力値）を作業アタッチメントの少なく
とも１掘削サイクルが完了するまで維持し、その後の掘
削サイクル時には最初に選定した反力値（又は圧力値）
に自動的に復帰させることも可能である。また、上記下
げられた目標掘削反力の反力値（又は目標掘削シリンダ
圧力の圧力値）を運転者の意志により、別の新規の反力
値（又は圧力値）に変えるまで維持することも可能であ
り、この場合土質が均一であれば土質に適した目標掘削
反力（又は目標掘削シリンダ圧力）を自動設定したこと
になる。したがって本発明の自動掘削制御装置をそなえ
た油圧ショベルでは、その自動掘削制御性を向上させる
ことができる。
【図１】本発明の自動掘削制御装置を示す要部回路図で
ある。
ある。
【図２】本発明における目標掘削反力の下げ処理の状態
を示す図表である。
を示す図表である。
【図３】本発明の自動掘削制御装置を装備した油圧ショ
ベルの自動掘削時における側面図である。
ベルの自動掘削時における側面図である。
【図４】従来技術の油圧ショベルの側面図である。
【図５】バケットの掘削反力を求める方法を示す図であ
る。
る。
【図６】自動掘削におけるファジィ制御で用いられる変
数である掘削反力のメンバーシップ関数を示す図であ
る。
数である掘削反力のメンバーシップ関数を示す図であ
る。
【図７】自動掘削におけるファジィ制御で用いられる変
数である掘削反力時間変化量のメンバーシップ関数を示
す図である。
数である掘削反力時間変化量のメンバーシップ関数を示
す図である。
３，３' 作業アタッチメント
４ ブーム
５ アーム
６ バケット
８ ブームシリンダ
９ アームシリンダ
１０，１０' バケットシリンダ
１５，１６，１７' 角度センサ
３９，３９' コントローラ
４１ ボリューム操作部
４２ シリンダ圧センサ
Claims (4)
- 【請求項１】 車体のフロント部にブーム，アーム，バ
ケットを順次連結した作業アタッチメントを装着した建
設機械において、ブーム角度センサ、アーム角度センサ
及びバケット角度センサからなるバケット姿勢検出手段
と、バケット作用力検出手段と、前記バケット姿勢検出
手段と、前記バケット作用力検出手段からの信号が入力
されるコントローラと、目標掘削反力を前記コントロー
ラに対して予め入力する手段とを有し、前記コントロー
ラは、前記バケット姿勢検出手段と前記バケット作用力
検出手段からの信号に基づいて掘削反力を演算し、該演
算結果に基づいてバケット回転駆動及びバケット昇降駆
動を前記予め設定した目標掘削反力となるように制御す
るとともに、前記バケット姿勢検出手段からの出力信号
における単位時間当りの各角度変化量を演算し、該各角
度変化量の全てが所定値以下となった際に、前記予め設
定した目標掘削反力の反力値を前記掘削反力に応じて下
げるようにしたことを特徴とする建設機械の自動掘削制
御装置。 - 【請求項２】 前記コントローラにより下げられた新規
の目標掘削反力を、作業アタッチメントの少なくとも１
掘削サイクルが完了するまで維持するようにしたことを
特徴とする請求項１記載の建設機械の自動掘削制御装
置。 - 【請求項３】 前記コントローラにより下げられた新規
の目標掘削反力を、前記コントローラに別の目標掘削反
力が入力されるまで維持するようにしたことを特徴とす
る請求項１記載の建設機械の自動掘削制御装置。 - 【請求項４】 前記掘削反力及び目標掘削反力としてバ
ケットシリンダのボトム側油室圧力を用いることを特徴
とする請求項１乃至３のいずれかに記載の建設機械の自
動掘削制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24855892A JP3422032B2 (ja) | 1992-08-24 | 1992-08-24 | 建設機械の自動掘削制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24855892A JP3422032B2 (ja) | 1992-08-24 | 1992-08-24 | 建設機械の自動掘削制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0673760A JPH0673760A (ja) | 1994-03-15 |
| JP3422032B2 true JP3422032B2 (ja) | 2003-06-30 |
Family
ID=17179949
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24855892A Expired - Fee Related JP3422032B2 (ja) | 1992-08-24 | 1992-08-24 | 建設機械の自動掘削制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3422032B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3811190B2 (ja) * | 1997-06-20 | 2006-08-16 | 日立建機株式会社 | 建設機械の領域制限掘削制御装置 |
| JP4773883B2 (ja) * | 2006-05-26 | 2011-09-14 | 住友建機株式会社 | 作業機械の制御装置 |
| DE102011002712B4 (de) * | 2011-01-14 | 2018-06-21 | Alfred Ulrich | Verfahren zur Regelung einer mobilen Arbeitsmaschine mit einer Werkzeugkoppelvorrichtung |
| CN104846858A (zh) * | 2015-05-25 | 2015-08-19 | 安徽宏昌机电装备制造有限公司 | 一种场地自适应性挖掘装载机 |
| JP2017043885A (ja) * | 2015-08-24 | 2017-03-02 | 株式会社小松製作所 | ホイールローダ |
-
1992
- 1992-08-24 JP JP24855892A patent/JP3422032B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0673760A (ja) | 1994-03-15 |
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