JP5226121B2 - 建設機械、建設機械の制御方法、及びこの方法をコンピュータに実行させるプログラム - Google Patents
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Description
すなわち、地面の表土を平らに削り取る作業では、ブームとアームとの速度比率をオペレータが調整しながら作業を行うわけだが、ブームのみに浮き上がり抑制機能を働かせると、アームに対するブームの速度比率が変わってしまう。したがって、地面の表土を平らに削り取る作業において、従来の建設機械と同様のレバー操作を行っても、バケット刃先の軌跡が従来の軌跡と同じにならなくなり、操作性が低下する。
下部走行体及び上部旋回体と、前記上部旋回体に設けられブーム及びアームを有する作業機と、前記ブームの動作に応じた前記下部走行体の浮き上がり動作を抑制する浮き上がり動作抑制手段と、前記作業機を制御する制御装置とを備えた建設機械において、
前記作業機への動力は、前記ブームを動作させるブーム用駆動装置、及び前記アームを動作させるアーム用駆動装置に分配して供給され、
前記制御装置は、
前記ブームを操作するブーム用操作手段から入力された操作信号に基づいて、前記ブームの動作目標値を生成する目標値演算手段を含む操作信号入力手段と、
前記動作目標値を補正する目標値補正手段と、
補正された動作目標値に基づいて、前記ブーム用駆動装置に対して指令信号を出力する指令信号出力手段とを備え、
前記目標値補正手段は、
前記アームの動作に関する動作情報を取得する動作情報取得手段と、
前記動作情報に基づいて、前記アームの動作が速くなるほど前記浮き上がり動作抑制手段による浮き上がり動作の抑制効果を小さくするための補正量上限値を決定する上限値決定手段と、
前記補正量上限値に基づいて、前記動作目標値を補正する補正量制限手段とを備えることを特徴とする。
ここで、前述した浮き上がり動作抑制手段は、ブームを急始動あるいは急停止させる際、ブームをゆっくり動作させることで、ブームの動作の反動による下部走行体の浮き上がり動作を抑制する浮き上がり動作抑制機能を具備しているものであれば、特許文献1の技術に限らない。
また、前述した目標値演算手段は、操作信号を増幅、変調等の手法により必ず変換しなければならない訳ではなく、殆ど変換しないで操作信号をダイレクトに動作目標値として実質的に機能しないものも含む概念である。
前記アームの動作速度を検出する速度検出手段を備え、
前記動作情報取得手段は、前記速度検出手段にて検出された前記アームの動作速度を前記動作情報として取得することを特徴とする。
前記アームを操作するアーム用作動レバーの変位を検出する変位検出手段を備え、
前記動作情報取得手段は、前記変位検出手段にて検出された変位に基づいて、前記動作情報を生成する動作情報生成手段を含んで構成されていることを特徴とする。
前記ブーム用駆動装置の出力手段であるブーム用アクチュエータと、前記アーム用駆動装置の出力手段であるアーム用アクチュエータは、供給される作動油の油圧により駆動し、
各前記アクチュエータに供給される作動油の油圧を検出する圧力検出手段を備え、
前記動作情報取得手段は、前記圧力検出手段にて検出された油圧に基づいて、前記動作情報を生成する動作情報生成手段を含んで構成されていることを特徴とする。
下部走行体及び上部旋回体と、前記上部旋回体に設けられブーム及びアームを有する作業機と、前記ブームの動作に応じた前記下部走行体の浮き上がり動作を抑制する浮き上がり動作抑制手段と、前記作業機を制御する制御装置とを備えた建設機械の制御方法において、
前記作業機への動力は、前記ブームを動作させるブーム用駆動装置、及び前記アームを動作させるアーム用駆動装置に分配して供給され、
前記制御装置が、
前記ブームを操作するブーム用操作手段から入力された操作信号に基づいて、前記ブームの動作目標値を生成する目標値生成ステップと、
前記アームの動作に関する動作情報を取得する動作情報取得ステップと、
前記動作情報に基づいて、前記アームの動作が速くなるほど前記浮き上がり動作抑制手段による浮き上がり動作の抑制効果を小さくするための補正量上限値を決定する上限値決定ステップと、
前記補正量上限値に基づいて、前記動作目標値を補正する補正量制限ステップとを実行することを特徴とする。
ブームを単独で動作させる場合において、ブームを急始動あるいは急停止させる際には、ブームの加速度が比較的に小さい第1加速度上限値で制限されるため、ブームをゆっくり動作させることができる。すなわち、ブームの動作の反動による下部走行体の浮き上がり動作を十分に抑制できる。
また、ブーム及びアームの双方を動作させる場合において、ブームを急始動あるいは急停止させる際には、ブームの加速度が比較的に大きい第2加速度上限値で制限されるため、ブームの加速度制限が上記の場合よりも抑制され、ブームを機敏に動作させることができる。すなわち、ブームの動作の反動による下部走行体の浮き上がり動作の抑制効果よりも、ブームの機敏な動作を優先する。
以上のように、アームの動作状況に応じて浮き上がり動作抑制機能の強弱をつけることができる。したがって、ブーム及びアームの双方を動作させる地面の表土を平らに削り取る作業においては、浮き上がり動作抑制機能を弱く働かせ、ブームを機敏に動作させることで、バケット刃先の軌跡を略水平に保つことができ、作業機の操作性を向上できる。
第3発明によれば、アーム用作動レバーの変位に基づいて、アームの動作情報を生成して取得するので、アームの動作状況に応じて適切な補正量上限値を決定し、浮き上がり動作抑制機能の強弱を適切につけることができる。
この場合、アーム用作動レバーの変位検出手段には、ブーム用作動レバーと同じ変位検出手段を用いることができるので、第2発明における速度検出手段等を別途、用いる必要がなく、構成の簡素化が図れる。
第4発明によれば、各アクチュエータに供給される作動油の油圧に基づいて、アームの動作情報を生成して取得するので、アームの動作状況に応じて適切な補正量上限値を決定し、浮き上がり動作抑制機能の強弱を適切につけることができる。
第6発明によれば、制御装置を備えた汎用の建設機械の制御装置にプログラムをインストールするだけで第5発明に係る方法の発明を実行させることができるため、本発明を大幅に普及させることができる。
■1.第1実施形態
(1)全体構成
図1は、本発明の第1実施形態に係る油圧ショベル(建設機械)1を示す模式図である。
図1において、油圧ショベル1は、下部走行体2と、下部走行体2の上方に旋回可能に配置される上部旋回体3と、上部旋回体3に取り付けられる作業機4とを備える。
上部旋回体3には、作業機レバー5,5´や走行レバー等が設けられ、作業機4の動作や、上部旋回体3の旋回動作、下部走行体2の走行動作を操作できるようになっている。
なお、図1では、説明の便宜上、作業機レバー5,5´を上部旋回体3から独立した状態で図示している。また、上部旋回体3に搭載される油圧回路の一部やバルブコントローラ6a,6b,6cについても、上部旋回体3から独立した状態で図示している。
ブーム41は、油圧シリンダ7により支承点D1を中心として回動する。
アーム42は、ブーム41上の油圧シリンダ8により支承点D2を中心として回動する。
また、バケット43は、作業機レバー5を別方向に操作することにより、アーム42上の油圧シリンダによって回動する。
なお、バケット43の他、グラップル、ハンド等の任意のアタッチメントを用いてもよい。
なお、実際の油圧回路においては、各油圧シリンダ7,8の他、バケット43を動作させる油圧シリンダ、上部旋回体3の旋回動作のための油圧モータ、及び下部走行体2の走行動作のための油圧モータについても、それぞれ別個のメインバルブに接続され、これらのメインバルブが並列に共通の油圧ポンプ12に接続されているが、図1においては、説明の便宜上、メインバルブ11a,11cのみが並列に油圧ポンプ12に接続されている状態を図示している。
以上説明した油圧シリンダ7(ブーム用アクチュエータ)、メインバルブ11a、及びEPCバルブ13aにより、本発明に係るブーム用駆動装置14が構成されている。また、油圧シリンダ8(アーム用アクチュエータ)、メインバルブ11c、及びEPCバルブ13cにより、本発明に係るアーム用駆動装置15が構成されている。
例えば、速度センサ16は、図1に示すように、油圧シリンダ8のシリンダロッドに接触したローラ16aを備え、シリンダロッドの動作に応じたローラ16aの回転速度を測定し、ローラ16aの回転速度に応じた電気信号をバルブコントローラ6aに出力する。
なお、油圧シリンダ8によりアーム42が動作し、さらにローラ16aが回転することから、速度センサ16は、アーム42の動作速度Eを検出しているものである。
さらに、メインバルブ11a,11cには、スプール111a,111cの位置を検出する位置検出器112a,112cが設けられ、ここからスプール111a,111cの位置が位置信号Fとしてバルブコントローラ6a,6cに出力される。
作業機レバー5が中立位置にある時、出力されるレバー操作信号Gaは「0(ゼロ)」であって、ブーム41の速度が「0」となる。前方に傾倒させると、作業機レバー5の倒し角度に応じた速度でブーム41が下降し、また、後方に傾倒させることにより、作業機レバー5の倒し角度に応じた速度でブーム41が上昇する。このような制御は、以下のバルブコントローラ6aによって行われる。
また、操作信号Gbが入力されるバケット43用のバルブコントローラ6b、及び操作信号Gcが入力されるアーム42用のバルブコントローラ6cも、略同様な機能及び構成を有しているが、ここではブーム41用のバルブコントローラ6aで代表して説明するため、各バルブコントローラ6b,6cの詳細な説明を省略する。
図2は、バルブコントローラ6aを示すブロック図である。
具体的にバルブコントローラ6aは、図2に示すように、作業機レバー5からのレバー操作信号Ga(電圧信号)が入力されるレバー操作信号入力手段61と、レバー操作信号入力手段61からの速度目標値(動作目標値)V1が入力される目標値補正手段62と、この目標値補正手段62からの補正された速度目標値V2が入力される指令信号出力手段63と、RAM、ROM等からなる記憶部64とを備える。
なお、レバー操作信号入力手段61、目標値補正手段62、および指令信号出力手段63は、それぞれコンピュータプログラム(ソフトウェア)である。
レバー操作信号入力手段61は、速度目標値演算手段611及び作業内容判定手段612を備えて構成されている。
作業内容判定手段612は、ブーム41を使用した作業の中で、特に定速度作業及び転圧作業を判定し、これらの作業の場合には、後述する加速度制限処理及び浮き上がり動作抑制処理を行わないようにする機能を有している。この機能については後述する。
目標値補正手段62は、本実施形態で最も特徴的な構成であり、やはりコンピュータプログラム(ソフトウェア)からなる振動特性決定手段621、動作情報取得手段622、上限値決定手段623、補正量制限手段624、及び浮き上がり動作抑制手段625を備えて構成されている。
従って、各関節角度θ1,θ2が入力されることで、これらに応じた振動数ω及び減衰率ζが記憶部64から即座に呼び出され、浮き上がり動作抑制手段625で用いられることになる。
上限値決定手段623は、アーム42の動作速度Eに対応したブーム41の補正量上限値としての加速度上限値αを決定する機能を有している。ここで、アーム42の動作速度Eに対応した加速度上限値αは、実際の車両を対象とした計測・計算によって予め求められており、記憶部64に格納されている。
例えば、記憶部64には、アーム42の動作速度Eと加速度上限値αとを対応させたテーブルが格納されている。
従って、動作速度Eが入力されることで、動作速度Eに応じた加速度上限値αが記憶部64から即座に呼び出され、補正量制限手段624で用いられることになる。
図3において、縦軸は、加速度上限値を示している。また、横軸は、アーム42を動作させることのできる最大動作速度に対するアーム42の動作速度の割合(%)を示している。
例えば、加速度上限値αは、図3に示すように、アーム42の動作速度が10%以下の場合には、比較的に小さい加速度上限値αminに設定されている。
ここで、加速度上限値αminは、実際の車両を用い、ブーム41を動作させた際に、ブーム41の動作による反動で下部走行体2の前方側または後方側が浮き上がらない(浮き上がり動作が生じない)範囲の加速度上限値とされている。
ここで、加速度上限値αmaxは、ブーム41を動作させることのできる最大加速度以上の値に設定されている。
補正量制限手段624は、レバー操作信号Gaから求められる速度目標値V1に対して加速度制限処理(補正量制限処理)を施し、結果としてブーム41の加速度が上限値決定手段623にて決定された加速度上限値αを超えないような速度目標値V1´に補正する機能を有している。
例えば、補正量制限手段624は、図4A,Bに示すように、加速度制限処理を施すことで、速度目標値V1を速度目標値V1´に補正する。
なお、図4A,Bでは、速度目標値V1として、加速度制限処理の対象となる速度目標値をV1nとし、速度目標値V1nのΔt時間前に求められた速度目標値をV1n-1としている。
また、補正量制限手段624は、図4Bに示すように、上記の場合とは逆に、速度変化分ΔV1がαΔt以下である場合には、加速度を制限することなく、速度目標値V1nをそのまま速度目標値V1´とする。
すなわち、浮き上がり動作抑制手段625は、作業機4を含む油圧ショベル1に生じるであろう振動の状態を振動モデルによって予測し、予測される振動をキャンセルするような逆特性演算を実施することで速度目標値V1´を速度目標値V2に補正する。
例えば、浮き上がり動作抑制手段625は、Δt時間毎に補正量制限手段624にて補正された速度目標値V1´を、Δt時間毎の作業機4の姿勢に応じて振動特性決定手段621にて決定された振動数ω、減衰率ζを用いて、以下の式(1)により、速度目標値V2に補正する。
ここで、Sはラプラス演算子、ω0は別途設定する定数である。
なお、図5Aでは、作業機レバー5を中立位置(時刻T1)から傾倒させた後、所定時間傾倒させた状態を維持し(時刻T2〜T3)、この後に中立位置に戻した(時刻T4)場合において、速度目標値演算手段611にて求められた速度目標値V1に対して、補正量制限処理が施された速度目標値V1´を示している。
すなわち、時刻T1をトリガとして形成されたカーブQ1の部分では、速度目標値V2は速度目標値V1´より大きく膨らむ方向に補正される。カーブQ1の頂点を過ぎてから時刻T2まではカーブQ3の部分であり、速度目標値V2は速度目標値V1´より小さい値で、速度目標値V1´の増加を追いかけるように補正される。そして、速度目標値V1´が上限値に達した時刻T2をトリガとして形成されたカーブQ2の部分では、速度目標値V2は、速度目標値V1´より小さくなる方向に膨らむように補正され、速度目標値V1´が上限値に達する時刻T2よりも時間的に遅れて上限に達するようになる。
すなわち、時刻T3をトリガとして形成されたカーブQ4の部分では、速度目標値V2は、速度目標値V1´よりも小さくなる方向に膨らむように補正される。カーブQ4の頂点を過ぎてから時刻T4まではカーブQ6の部分であり、速度目標値V2は、速度目標値V1より大きい値で速度目標値V1´の減少を追いかけるように補正される。そして、速度目標値V1´が0に達した時刻T4をトリガとして形成されたカーブQ5の部分では、速度目標値V2は、速度目標値V1´より大きくなる方向に膨らむように補正され、速度目標値V1´が0に達する時刻T4よりも時間的に遅れて作業機4の停止に至るようになる。
指令信号出力手段63は、補正された速度目標値V2に基づいてブーム用駆動装置14への指令信号(電流信号)Hを生成し、アンプ63Aを介して指令信号HをEPCバルブ13aに出力する機能を有している。EPCバルブ13aは、この指令信号Hに基づいてメインバルブ11aを構成するスプール111aを移動させ、油圧シリンダ7への作動油の供給量を調整する。
次に、図6のフローチャートも参照し、ブーム41の制御方法について説明し、併せて、図7A,B及び図8に基づいて、前述の作業内容判定手段612について詳説する。
ブーム41を一定速度で動作させるためには、作業機レバー5を一定角度で傾倒させた状態に確実に維持する必要があるが、オペレータが一定角度を寸分違わずに維持することは困難である。つまり、オペレータが一定速度でブーム41を動作させているつもりでも実際には、図7Aに示すように、オペレータのレバー操作には実用上問題とならない程度の微小なぶれが生じており、レバー操作信号Gaが振れているのである。
それに、図7Aのように速度変化の幅が小さい場合には元々作業機4の振動も小さいため、浮き上がり動作抑制手段625による補正を行わなくても実用上問題はない。
なお、定速作業は、ブーム41を一定の低い速度で動作させることで、正確な位置合わせを行う場合に用いられることが多く、このような場合に、作業機レバー5の微小なぶれに過敏に反応させないことのメリットは大きい。
転圧作業は、作業機レバー5を、中立位置をまたいで、短い周期で前後方向に往復させることで行われる作業であり、いわばブーム41に生じる振動を積極的に利用する作業である。このため、このような転圧作業時において、浮き上がり動作抑制手段625による速度目標値V2への補正により、ブーム41の振動が抑制されてしまったのでは、従来よりも転圧作業がやりにくい。
なお、転圧作業を行っているか否かの判定は、図8に示すように、レバー操作信号Gaの値が「0」となる間隔tを検出することで行われる。この間隔tが所定の間隔よりも短い場合には、作業機レバー5が中立位置を境に繰り返し操作されているといえ、転圧作業を行っていると判定される。
具体的には、図9に示されるフローチャートに基づいて行われる。なお、以下では、図9のフローチャートに併せて、図10A,Bに基づいて、加速度制限処理について詳説する。
ステップS5A:先ず、動作情報取得手段622は、速度センサ16からの電気信号に基づいて、アーム42の動作速度Eを取得する。
例えば、上限値決定手段623は、ブーム41を単独で動作させる場合等、すなわち、アーム42の動作速度Eが最大動作速度に対して10%以下である場合には、加速度上限値αmin(図3)を加速度上限値αとして決定する。
また、例えば、上限値決定手段623は、ブーム41及びアーム42の双方を動作させる場合等、すなわち、アーム42の動作速度Eが最大動作速度に対して50%以上である場合には、加速度上限値αmax(図3)を加速度上限値αmaxとして決定する。
ステップS5D:また、補正量制限手段624は、ステップS5Cによって得られた速度変化分ΔV1がステップS5Bによって決定された加速度上限値αにΔtを乗じたαΔtよりも大きいか否かを判定する。
ステップS5F:一方、補正量制限手段624は、ステップS5Cにおいて、速度変化分ΔV1がαΔt以下である場合には、加速度を制限することなく、速度目標値V1nをそのまま速度目標値V1´とする。
すなわち、速度目標値V1nはレバー操作信号Gaから直接求められた速度目標値であるが、速度変化分ΔV1がαΔtよりも大きい場合にはV1´=V1n−1+αΔtとし、逆に、速度変化分ΔV1がαΔt以下の場合にはV1´=V1nとする。
なお、図10Aでは、作業機レバー5を中立位置(時刻T1)から傾倒させ、ブーム41を急始動させる場合を想定しており、実線がレバー操作信号Gaに基づいて求められた速度目標値V1を示している。また、速度目標値V1は、時間の経過に比例して増加するものとし、その速度変化分(傾き)は加速度上限値αminよりも大きく、加速度上限値αmaxよりも小さいものとする。
また、例えば、作業機レバー5の傾倒時において、作業機レバー5´も同様に傾倒されている状態、すなわち、ブーム41及びアーム42の双方を動作させる場合において、アームの動作速度Eが最大動作速度に対して50%以上である際には、ステップS5A,S5Bにおいて、図3に示すように、加速度上限値αが加速度上限値αmaxに決定される。
前述したように、速度目標値V1の速度変化分が加速度上限値αmaxよりも小さいため、ステップS5C〜S5Eにおいて、加速度が制限されることなく、速度目標値V1がそのまま速度目標値V1´とされる。
(g) ステップS7:この後、指令信号出力手段63が起動し、補正された速度目標値V2を指令信号Hに変換してEPCバルブ13aに出力する。
(h) ステップS8:EPCバルブ13aからのパイロット圧により、メインバルブ11aのスプール111aが移動されると、指令信号出力手段63は、位置検出器112aからフィードバックされる位置信号Fに基づいてスプール111aの位置を監視し、スプール111aが正確な位置を維持するように指令信号Hを出力する。
また、例えば、前述したようにブーム41及びアーム42の双方を動作させる場合において、ステップS5によって加速度が制限されることなく、速度目標値V1がそのまま速度目標値V1´とされた場合には、ブーム41は、ステップS6〜S8により、図10Bの実線に示すように、補正された速度目標値V1´に合わせて機敏に動作することになる。
このような本実施形態によれば、以下の効果がある。
油圧ショベル1に搭載されたバルブコントローラ6aは、動作情報取得手段622、上限値決定手段623、補正量制限手段624、及び浮き上がり動作抑制手段625を備える。
このことにより、ブーム41を単独で動作させる場合等、アーム42の動作速度Eが最大動作速度に対して10%以下と比較的に小さい場合において、ブーム41を急始動あるいは急停止させる際には、ブーム41の速度変化分ΔV1を比較的に小さい加速度上限値αminで制限することで、ブーム41をゆっくり動作させることができる。すなわち、ブーム41の動作の反動による下部走行体2の浮き上がり動作を十分に抑制できる。
また、ブーム41及びアーム42の双方を動作させる場合等、アーム42の動作速度Eが最大動作速度に対して50%以上と比較的に大きい場合において、ブーム41を急始動あるいは急停止させる際には、ブーム41の速度変化分ΔV1を比較的に大きい加速度上限値αmaxで制限することで、ブーム41の加速度制限を抑制し、ブーム41を機敏に動作させることができる。すなわち、ブーム41の動作の反動による下部走行体2の浮き上がり動作の抑制効果よりも、ブーム41の機敏な動作を優先する。
以上のように、アーム42の動作速度Eに応じて浮き上がり動作抑制機能の強弱をつけることができる。
従って、ブーム41及びアーム42の双方を動作させる地面の表土を平らに削り取る作業においては、浮き上がり動作抑制機能を弱く働かせ、ブーム41を機敏に動作させることで、バケット43刃先の軌跡を略水平に保つことができ、作業機4の操作性を向上できる。
従って、ブーム41の加速度制限が抑制されることでブーム41を動作させることのできる最大加速度を超える指令信号Hをブーム用駆動装置14に出力した場合であっても、アーム用駆動装置15に供給されている作動油の分、ブーム用駆動装置14に供給される作動油が制限されるため、アーム用駆動装置15に供給される作動油の分だけ最大加速度よりも低い加速度でしかブーム41は動作しない。このため、下部走行体2が浮き上がり動作を起こすことがない。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一の部分については、同一符号を付してその説明を省略又は簡略する。
図11は、本発明の第2実施形態に係る油圧ショベル(建設機械)1aを示す模式図である。
図12は、バルブコントローラ60aを示すブロック図である。
前述した第1実施形態に係るバルブコントローラ6aは、加速度制限処理を施す際、実際に検出されたアーム42の動作速度Eに応じた加速度上限値αを決定していた。
これに対して、第2実施形態に係るバルブコントローラ60aは、作業機レバー5´が具備する角度検出器(変位検出手段)5a´からのレバー操作信号Gcに基づいて、アーム42の動作速度を生成する点が相違する。
ここで、アーム42の動作速度は、レバー操作信号Gcの変化に連動して変化するが、レバー操作信号Gcに対応したアーム42の動作速度は、実際の車両を対象とした計測・計算によって予め求められており、記憶部64に格納されている。
従って、レバー操作信号Gcが入力されることで、レバー操作信号Gcに応じたアーム42の動作速度が記憶部64から即座に呼び出され、上限値決定手段623で用いられることになる。
すなわち、アーム42用の角度検出器5a´にはブーム41用の角度検出器5aと同じ構成のものを使用できるので、前述した第1実施形態における速度センサ16等を別途、用いる必要がなく、構成の簡素化が図れる。
次に、本発明の第3実施形態について説明する。
図13は、本発明の第3実施形態に係る油圧ショベル(建設機械)1bを示す模式図である。
前述した第2実施形態に係るバルブコントローラ60aは、レバー操作信号Gcに基づいて、アーム42の動作速度を生成していた。
これに対して、第3実施形態に係るバルブコントローラ60aは、図13に示すように、アーム用駆動装置15のメインバルブ11cから油圧シリンダ8の作動油供給流路、作動油排出流路のそれぞれに設けられた圧力センサ(圧力検出手段)17c,17c’にて検出された作動油圧力P,P´に基づいて、アーム42の動作速度を生成する点が相違する。
このような第3実施形態によれば、圧力センサ17c,17c’にて検出された作動油圧力P,P´に基づいてアーム42の動作速度を生成する構成とした場合であっても、前述した第1実施形態と同様の作用及び効果を享受できる。
なお、本発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
前記各実施形態では、本発明に係る浮き上がり動作抑制手段として、浮き上がり動作抑制手段625を採用していたが。ブーム41を急始動あるいは急停止させる際、ブーム41をゆっくり動作させることで、ブーム41の動作の反動による下部走行体2の浮き上がり動作を抑制するものであれば、浮き上がり動作抑制手段625に限らない。
また、例えば、ブーム41を急始動あるいは急停止させる際、ブーム用駆動装置14への指令信号Hの時間当たりの変化量を小さくすることにより、油圧シリンダ7への作動油の流量を制限してブーム41をゆっくり動作させる構成を浮き上がり動作抑制手段として採用しても構わない。
例えば、ブーム用駆動装置及びアーム用駆動装置を電気モータ等で構成した電動ショベルに本発明を適用しても構わない。なお、本発明を電動ショベルに採用した場合であっても、ブーム用駆動装置及びアーム用駆動装置に対して電力を分配して供給する構成とすることが好ましい。
例えば、角度検出器10からのアーム42の関節角度θ2に基づいて、アーム42の動作速度を生成するように構成しても構わない。
また、例えば、アーム42や油圧シリンダ8に加速度センサを取り付け、加速度センサにて検出されたアーム42の実際の動作加速度や油圧シリンダ8の実際の動作加速度に基づいて、アーム42の動作速度を生成するように構成しても構わない。
(1)バルブコントローラ6aからの指令信号(電流信号)Hの変化率
(2)EPCバルブ13aからのパイロット圧の変化率
(3)メインバルブ11aにおけるスプール111aの移動速度
(4)メインバルブ11aの開口量の時間変化率
(5)油圧シリンダ7の駆動圧力
(6)ブーム用駆動装置を電気モータで構成した場合におけるインバータ電流値
従って、上記に開示した形状、数量などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、数量などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
Claims (6)
- 下部走行体及び上部旋回体と、前記上部旋回体に設けられブーム及びアームを有する作業機と、前記ブームの動作に応じた前記下部走行体の浮き上がり動作を抑制する浮き上がり動作抑制手段と、前記作業機を制御する制御装置とを備えた建設機械において、
前記作業機への動力は、前記ブームを動作させるブーム用駆動装置、及び前記アームを動作させるアーム用駆動装置に分配して供給され、
前記制御装置は、
前記ブームを操作するブーム用操作手段から入力された操作信号に基づいて、前記ブームの動作目標値を生成する目標値演算手段を含む操作信号入力手段と、
前記動作目標値を補正する目標値補正手段と、
補正された動作目標値に基づいて、前記ブーム用駆動装置に対して指令信号を出力する指令信号出力手段とを備え、
前記目標値補正手段は、
前記アームの動作に関する動作情報を取得する動作情報取得手段と、
前記動作情報に基づいて、前記アームの動作が速くなるほど前記浮き上がり動作抑制手段による浮き上がり動作の抑制効果を小さくするための補正量上限値を決定する上限値決定手段と、
前記補正量上限値に基づいて、前記動作目標値を補正する補正量制限手段とを備えることを特徴とする建設機械。 - 請求項1に記載の建設機械において、
前記アームの動作速度を検出する速度検出手段を備え、
前記動作情報取得手段は、前記速度検出手段にて検出された前記アームの動作速度を前記動作情報として取得することを特徴とする建設機械。 - 請求項1に記載の建設機械において、
前記アームを操作するアーム用作動レバーの変位を検出する変位検出手段を備え、
前記動作情報取得手段は、前記変位検出手段にて検出された変位に基づいて、前記動作情報を生成する動作情報生成手段を備えることを特徴とする建設機械。 - 請求項1に記載の建設機械において、
前記ブーム用駆動装置の出力手段であるブーム用アクチュエータと、前記アーム用駆動装置の出力手段であるアーム用アクチュエータは、供給される作動油の油圧により駆動し、
各前記アクチュエータに供給される作動油の油圧を検出する圧力検出手段を備え、
前記動作情報取得手段は、前記圧力検出手段にて検出された油圧に基づいて、前記動作情報を生成する動作情報生成手段を備えることを特徴とする建設機械。 - 下部走行体及び上部旋回体と、前記上部旋回体に設けられブーム及びアームを有する作業機と、前記ブームの動作に応じた前記下部走行体の浮き上がり動作を抑制する浮き上がり動作抑制手段と、前記作業機を制御する制御装置とを備えた建設機械の制御方法において、
前記作業機への動力は、前記ブームを動作させるブーム用駆動装置、及び前記アームを動作させるアーム用駆動装置に分配して供給され、
前記制御装置が、
前記ブームを操作するブーム用操作手段から入力された操作信号に基づいて、前記ブームの動作目標値を生成する目標値生成ステップと、
前記アームの動作に関する動作情報を取得する動作情報取得ステップと、
前記動作情報に基づいて、前記アームの動作が速くなるほど前記浮き上がり動作抑制手段による浮き上がり動作の抑制効果を小さくするための補正量上限値を決定する上限値決定ステップと、
前記補正量上限値に基づいて、前記動作目標値を補正する補正量制限ステップとを実行することを特徴とする建設機械の制御方法。 - 下部走行体及び上部旋回体と、前記上部旋回体に設けられブーム及びアームを有する作業機と、前記ブームの動作に応じた前記下部走行体の浮き上がり動作を抑制する浮き上がり動作抑制手段と、前記作業機を制御する制御装置とを備えた建設機械の前記制御装置に、請求項5に記載の建設機械の制御方法を実行させることを特徴とするコンピュータ実行可能なプログラム。
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