JPH05321296A - パワーショベルの掘削支援装置 - Google Patents
パワーショベルの掘削支援装置Info
- Publication number
- JPH05321296A JPH05321296A JP13514792A JP13514792A JPH05321296A JP H05321296 A JPH05321296 A JP H05321296A JP 13514792 A JP13514792 A JP 13514792A JP 13514792 A JP13514792 A JP 13514792A JP H05321296 A JPH05321296 A JP H05321296A
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- hydraulic
- unit
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- Operation Control Of Excavators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】未熟練オペレータであっても熟練オペレータと
同様な効率的な掘削作業を行なえるようにすることを目
的とする。 【構成】操作レバー１５の変位はコントローラ１６によ
り対応する弁制御値ｘに変換される。コントローラ１６
はエンジン回転数と比較出力（最大出力との関係で予め
決められている）との関係が設定された記憶部２６を有
し、エンジンの回転数をセンサ１７で検出し、この回転
数ＮE に対応する比較出力ＷD を抽出する。一方、ポン
プ１１の吐出圧Ｐをセンサ１８により検出し、ポンプ１
１の吐出流量Ｑ、エンジン回転数ＮE に基づき油圧出力
ＷH を算出する。油圧出力ＷH と比較出力ＷD との大小
関係及びその差分に応じて、弁制御値ｘを補正し、補正
した弁制御値Ｘをブーム、スティック及びバケットにつ
いての制御弁１２，１３，１４に対して出力する。
同様な効率的な掘削作業を行なえるようにすることを目
的とする。 【構成】操作レバー１５の変位はコントローラ１６によ
り対応する弁制御値ｘに変換される。コントローラ１６
はエンジン回転数と比較出力（最大出力との関係で予め
決められている）との関係が設定された記憶部２６を有
し、エンジンの回転数をセンサ１７で検出し、この回転
数ＮE に対応する比較出力ＷD を抽出する。一方、ポン
プ１１の吐出圧Ｐをセンサ１８により検出し、ポンプ１
１の吐出流量Ｑ、エンジン回転数ＮE に基づき油圧出力
ＷH を算出する。油圧出力ＷH と比較出力ＷD との大小
関係及びその差分に応じて、弁制御値ｘを補正し、補正
した弁制御値Ｘをブーム、スティック及びバケットにつ
いての制御弁１２，１３，１４に対して出力する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はパワーショベル（油圧シ
ョベル）に関し、特に、掘削作業の効率化を図るための
掘削支援装置に関する。
ョベル）に関し、特に、掘削作業の効率化を図るための
掘削支援装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、パワーショベルは、一対の無限
軌道を有する下部走行体上に上部旋回体を旋回自在に搭
載し、上部旋回体に掘削作業を行うためのフロント部を
設けて構成される。
軌道を有する下部走行体上に上部旋回体を旋回自在に搭
載し、上部旋回体に掘削作業を行うためのフロント部を
設けて構成される。
【０００３】フロント部はブーム、スティック（アー
ム）及びバケットをこの順に回動自在に連結して構成さ
れ、ブーム、スティック及びバケットの作動は、それぞ
れに対応して設けられた油圧シリンダによりなされる。
ム）及びバケットをこの順に回動自在に連結して構成さ
れ、ブーム、スティック及びバケットの作動は、それぞ
れに対応して設けられた油圧シリンダによりなされる。
【０００４】上部旋回体には、エンジン、エンジンによ
り駆動される電気制御式の油圧ポンプ、操縦用の操作レ
バー、コントローラ（制御装置）等が搭載され、油圧ポ
ンプからの圧油は各油圧シリンダに対応して設けられた
方向制御弁を介して各油圧シリンダに供給される。
り駆動される電気制御式の油圧ポンプ、操縦用の操作レ
バー、コントローラ（制御装置）等が搭載され、油圧ポ
ンプからの圧油は各油圧シリンダに対応して設けられた
方向制御弁を介して各油圧シリンダに供給される。
【０００５】操作レバーを動かすことにより、そのレバ
ー角がコントローラにより検出され、油圧ポンプに対す
る吐出流量や各方向制御弁に対するスプール変位量等に
ついての指令値に変換され、これらの指令値が各部に送
られることにより、ブーム、スティック及びバケットの
作動が制御され、オペレータの意のままに掘削作業を行
うことができるのである。
ー角がコントローラにより検出され、油圧ポンプに対す
る吐出流量や各方向制御弁に対するスプール変位量等に
ついての指令値に変換され、これらの指令値が各部に送
られることにより、ブーム、スティック及びバケットの
作動が制御され、オペレータの意のままに掘削作業を行
うことができるのである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】一般に、熟練オペレー
タは、掘削途中において、掘削対象の土質が硬い場合に
は、これを経験的に感知し、ブームの上げ動作をとり、
掘削位置を表層側にわずかに移動することにより負荷を
軽減し、一方、掘削対象の土質が軟らかい場合には、こ
れを経験的に感知し、スティック及びバケットの移動速
度を速め、必要に応じてブーム下げ動作をとることによ
り、効率的な掘削を実現している。
タは、掘削途中において、掘削対象の土質が硬い場合に
は、これを経験的に感知し、ブームの上げ動作をとり、
掘削位置を表層側にわずかに移動することにより負荷を
軽減し、一方、掘削対象の土質が軟らかい場合には、こ
れを経験的に感知し、スティック及びバケットの移動速
度を速め、必要に応じてブーム下げ動作をとることによ
り、効率的な掘削を実現している。
【０００７】しかし、熟練度の低いオペレータである未
熟練オペレータは、経験的に土質を感じるまでには至っ
ていない場合が多く、土質が硬いにもかかわらず、油圧
出力の増加のみによって掘削を強硬したり、土質が軟ら
かいにもかかわらず、低速度で掘削を実施したりするた
め、熟練オペレータと比較して、作業速度が遅いととも
に燃料消費量が非常に多く、作業効率が悪いという問題
があった。
熟練オペレータは、経験的に土質を感じるまでには至っ
ていない場合が多く、土質が硬いにもかかわらず、油圧
出力の増加のみによって掘削を強硬したり、土質が軟ら
かいにもかかわらず、低速度で掘削を実施したりするた
め、熟練オペレータと比較して、作業速度が遅いととも
に燃料消費量が非常に多く、作業効率が悪いという問題
があった。
【０００８】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、未熟練オペレータ
であっても、熟練オペレータ並みの効率的な掘削作業を
実施することを可能とする掘削支援装置を提供すること
である。
のであり、その目的とするところは、未熟練オペレータ
であっても、熟練オペレータ並みの効率的な掘削作業を
実施することを可能とする掘削支援装置を提供すること
である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ため、入力される弁制御値に応じて、エンジンにより駆
動される電気制御式の油圧ポンプからの圧油の油圧シリ
ンダへの供給を調整する制御弁を、ブーム、スティック
及びバケットの各油圧シリンダのそれぞれに対応して設
け、ブーム、スティック及びバケットの作動についての
操作レバーの変位量を予め設定された対応関係に従っ
て、該油圧ポンプが吐出すべき圧油の流量であるポンプ
吐出流量及び該各制御弁に対する弁制御値にそれぞれ変
換する変換部を具備したコントロール手段を設けたパワ
ーショベルにおいて、以下のように構成する。
ため、入力される弁制御値に応じて、エンジンにより駆
動される電気制御式の油圧ポンプからの圧油の油圧シリ
ンダへの供給を調整する制御弁を、ブーム、スティック
及びバケットの各油圧シリンダのそれぞれに対応して設
け、ブーム、スティック及びバケットの作動についての
操作レバーの変位量を予め設定された対応関係に従っ
て、該油圧ポンプが吐出すべき圧油の流量であるポンプ
吐出流量及び該各制御弁に対する弁制御値にそれぞれ変
換する変換部を具備したコントロール手段を設けたパワ
ーショベルにおいて、以下のように構成する。
【００１０】即ち、前記エンジンの回転数を検出する回
転数検出手段を設け、前記油圧ポンプの吐出圧力を検出
する吐出圧検出手段を設ける。そして、前記変換部によ
るポンプ吐出流量、該回転数検出手段によるエンジンの
回転数及び該吐出圧検出手段による油圧ポンプの吐出圧
力に基づき、該油圧ポンプの現時点での油圧出力を算出
する油圧出力算出部と、エンジン回転数とポンプの最大
出力との関係に基づき、該最大出力に至らない範囲で予
め決められた比較出力とエンジン回転数との関係が設定
された比較出力記憶部と、前記回転数検出手段によるエ
ンジンの回転数に対応した比較出力を該比較出力記憶部
から抽出し、該油圧出力算出部による油圧出力が該比較
出力よりも大きいときには負荷が軽減し、小さいときに
は負荷が増大するように、該油圧出力と比較出力の差の
絶対値に応じて、前記変換部による前記各制御弁につい
ての弁制御値をそれぞれ補正する補正部とを、前記コン
トロール手段に具備せしめ、該補正部により補正された
弁制御値を、前記各制御弁に対して出力するように構成
する。
転数検出手段を設け、前記油圧ポンプの吐出圧力を検出
する吐出圧検出手段を設ける。そして、前記変換部によ
るポンプ吐出流量、該回転数検出手段によるエンジンの
回転数及び該吐出圧検出手段による油圧ポンプの吐出圧
力に基づき、該油圧ポンプの現時点での油圧出力を算出
する油圧出力算出部と、エンジン回転数とポンプの最大
出力との関係に基づき、該最大出力に至らない範囲で予
め決められた比較出力とエンジン回転数との関係が設定
された比較出力記憶部と、前記回転数検出手段によるエ
ンジンの回転数に対応した比較出力を該比較出力記憶部
から抽出し、該油圧出力算出部による油圧出力が該比較
出力よりも大きいときには負荷が軽減し、小さいときに
は負荷が増大するように、該油圧出力と比較出力の差の
絶対値に応じて、前記変換部による前記各制御弁につい
ての弁制御値をそれぞれ補正する補正部とを、前記コン
トロール手段に具備せしめ、該補正部により補正された
弁制御値を、前記各制御弁に対して出力するように構成
する。
【００１１】また、前記構成に加えて、前記変換部によ
る弁制御値と経験的に導出された補正係数との関係が前
記各制御弁について予め設定された補正係数記憶部を、
前記コントローラ手段に設け、前記補正部は、前記油圧
出力算出部による油圧出力から前記比較出力を減算した
ものに、前記補正前の弁制御値に対応する補正係数を積
算したものを補正値とするように構成することができ
る。
る弁制御値と経験的に導出された補正係数との関係が前
記各制御弁について予め設定された補正係数記憶部を、
前記コントローラ手段に設け、前記補正部は、前記油圧
出力算出部による油圧出力から前記比較出力を減算した
ものに、前記補正前の弁制御値に対応する補正係数を積
算したものを補正値とするように構成することができ
る。
【００１２】前記補正部による処理としては、以下に示
す４つの処理のうちの１つ又はこれらの組み合わせとす
ることができる。その一は、前記油圧出力算出部による
油圧出力が、前記比較出力記憶部から抽出した比較出力
よりも大きいときには、前記ブームに対応する制御弁に
ついての前記変換部からの弁制御値を、前記ブームが掘
削方向と反対方向に回動するように補正する。
す４つの処理のうちの１つ又はこれらの組み合わせとす
ることができる。その一は、前記油圧出力算出部による
油圧出力が、前記比較出力記憶部から抽出した比較出力
よりも大きいときには、前記ブームに対応する制御弁に
ついての前記変換部からの弁制御値を、前記ブームが掘
削方向と反対方向に回動するように補正する。
【００１３】その二は、前記油圧出力算出部による油圧
出力が、前記比較出力記憶部から抽出した比較出力より
も小さいときには、前記ブームに対応する制御弁につい
ての前記変換部からの弁制御値を、前記ブームが掘削方
向に回動するように補正する。
出力が、前記比較出力記憶部から抽出した比較出力より
も小さいときには、前記ブームに対応する制御弁につい
ての前記変換部からの弁制御値を、前記ブームが掘削方
向に回動するように補正する。
【００１４】その三は、前記油圧出力算出部による油圧
出力が、前記比較出力記憶部から抽出した比較出力より
も大きいときには、前記スティック及びバケットに対応
する制御弁についての前記変換部からの弁制御値を、前
記スティック及びバケットの移動速度が低下するように
補正する。
出力が、前記比較出力記憶部から抽出した比較出力より
も大きいときには、前記スティック及びバケットに対応
する制御弁についての前記変換部からの弁制御値を、前
記スティック及びバケットの移動速度が低下するように
補正する。
【００１５】その四は、前記油圧出力算出部による油圧
出力が、前記比較出力記憶部から抽出した比較出力より
も小さいときには、前記スティック及びバケットに対応
する制御弁についての前記変換部からの弁制御値を、前
記スティック及びバケットの移動速度が上昇するように
補正する。
出力が、前記比較出力記憶部から抽出した比較出力より
も小さいときには、前記スティック及びバケットに対応
する制御弁についての前記変換部からの弁制御値を、前
記スティック及びバケットの移動速度が上昇するように
補正する。
【００１６】
【作用】本発明によると、オペレータによる操作レバー
の操作に大筋で従いつつ、油圧出力が予め設定された比
較出力よりも大きい場合には、掘削対象の土質が硬いも
のと見なして、負荷が軽減するように、各制御弁に対す
る弁制御値が調整（補正）される。
の操作に大筋で従いつつ、油圧出力が予め設定された比
較出力よりも大きい場合には、掘削対象の土質が硬いも
のと見なして、負荷が軽減するように、各制御弁に対す
る弁制御値が調整（補正）される。
【００１７】一方、油圧出力が予め設定された比較出力
よりも小さい場合には、掘削対象の土質が軟らかいもの
と見なして、負荷が増大するように、各制御弁に対する
弁制御値が調整（補正）される。
よりも小さい場合には、掘削対象の土質が軟らかいもの
と見なして、負荷が増大するように、各制御弁に対する
弁制御値が調整（補正）される。
【００１８】従って、掘削対象の土質をそれ程意識しな
くとも、熟練オペレータがなすのと同様な操作を実現す
ることができ、燃料消費量の低減や作業速度の高速度化
を図ることができる。
くとも、熟練オペレータがなすのと同様な操作を実現す
ることができ、燃料消費量の低減や作業速度の高速度化
を図ることができる。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図２に本発明が適用されるパワーショベルの外観
構成を示す。下部走行体１上に上部旋回体２が旋回自在
に搭載されており、上部旋回体２にフロント部３が取り
付けられている。
する。図２に本発明が適用されるパワーショベルの外観
構成を示す。下部走行体１上に上部旋回体２が旋回自在
に搭載されており、上部旋回体２にフロント部３が取り
付けられている。
【００２０】フロント部３はブーム４、スティック（ア
ーム）５、バケット６をこの順に回動自在に連結して構
成されており、これらブーム４、スティック５、バケッ
ト６は、それぞれ対応して設けられた油圧シリンダ７，
８，９により作動される。
ーム）５、バケット６をこの順に回動自在に連結して構
成されており、これらブーム４、スティック５、バケッ
ト６は、それぞれ対応して設けられた油圧シリンダ７，
８，９により作動される。
【００２１】このパワーショベルは、以下に示す５つの
動作が可能である。即ち、下部走行体１の前進・後進、
上部旋回体２の右旋回・左旋回、ブーム用油圧シリンダ
７によるブーム４の上げ・下げ、スティック用油圧シリ
ンダ８によるスティック５の上げ・下げ、バケット用油
圧シリンダ９によるバケット６の排土・すくいの動作が
可能である。
動作が可能である。即ち、下部走行体１の前進・後進、
上部旋回体２の右旋回・左旋回、ブーム用油圧シリンダ
７によるブーム４の上げ・下げ、スティック用油圧シリ
ンダ８によるスティック５の上げ・下げ、バケット用油
圧シリンダ９によるバケット６の排土・すくいの動作が
可能である。
【００２２】図３に上述したパワーショベルの油圧系及
び制御系の構成図を示す。尚、この実施例はフロント
側、リア側の２つのポンプを備えた２ポンプシステムを
前提としているが、同図には簡単のため１ポンプシステ
ムが示されている。
び制御系の構成図を示す。尚、この実施例はフロント
側、リア側の２つのポンプを備えた２ポンプシステムを
前提としているが、同図には簡単のため１ポンプシステ
ムが示されている。
【００２３】このパワーショベルは、エンジン１０、エ
ンジン１０により駆動される電気制御式の油圧ポンプ１
１、油圧ポンプ１１からの圧油のブーム用油圧シリンダ
７、スティック用油圧シリンダ８及びバケット用油圧シ
リンダ９への供給をそれぞれ調整する方向制御弁１２，
１３，１４を備えている。
ンジン１０により駆動される電気制御式の油圧ポンプ１
１、油圧ポンプ１１からの圧油のブーム用油圧シリンダ
７、スティック用油圧シリンダ８及びバケット用油圧シ
リンダ９への供給をそれぞれ調整する方向制御弁１２，
１３，１４を備えている。
【００２４】各方向制御弁１２，１３，１４は、入力さ
れるスプール変位量が正のときは油圧シリンダ７，８，
９が伸長するように圧油を供給し、負のときには油圧シ
リンダ７，８，９が縮短するように圧油を供給し、零の
ときは油圧シリンダ７，８，９が停止するように作動す
る。
れるスプール変位量が正のときは油圧シリンダ７，８，
９が伸長するように圧油を供給し、負のときには油圧シ
リンダ７，８，９が縮短するように圧油を供給し、零の
ときは油圧シリンダ７，８，９が停止するように作動す
る。
【００２５】そして、このパワーショベルは、オペレー
タにより操作される操作レバー１５、油圧ポンプ１１及
び各方向制御弁１２，１３，１４の作動を制御するコン
トローラ１６、エンジン１０の回転数を検出する回転数
センサ１７、油圧ポンプ１１の吐出圧力を検出する吐出
圧センサ１８、及びスイッチ１９を備えている。
タにより操作される操作レバー１５、油圧ポンプ１１及
び各方向制御弁１２，１３，１４の作動を制御するコン
トローラ１６、エンジン１０の回転数を検出する回転数
センサ１７、油圧ポンプ１１の吐出圧力を検出する吐出
圧センサ１８、及びスイッチ１９を備えている。
【００２６】図１に上述したコントローラ１６の主要部
の機能構成を示す。コントローラ１６はレバー角検出部
２０、吐出流量変換部２１、スプール変位量変換部２
２、油圧出力算出部２３、比較出力抽出部２４、補正制
御部２５、比較出力記憶部２６及び補正係数記憶部２７
を備えている。
の機能構成を示す。コントローラ１６はレバー角検出部
２０、吐出流量変換部２１、スプール変位量変換部２
２、油圧出力算出部２３、比較出力抽出部２４、補正制
御部２５、比較出力記憶部２６及び補正係数記憶部２７
を備えている。
【００２７】レバー角検出部２０は、各操作レバー（ブ
ーム用、スティック用、バケット用）１５のそれぞれの
レバー角を検出するものである。吐出流量変換部２１
は、レバー角検出部２０からのレバー角ＬBM，ＬST，Ｌ
BK（BMはブーム、STはスティック、BKはバケットを示
す。以下同じ。）に基づき、レバー角に対応した油圧ポ
ンプ１１が吐出すべき吐出流量が予め設定されたデータ
テーブル（図示せず）を参照して、吐出流量ＱF ，ＱR
（F はフロント側のポンプを、R はリア側のポンプを示
す。以下同じ。）を決定する。この決定されたポンプ吐
出流量に基づき、油圧ポンプ１１の吐出流量が制御され
る。
ーム用、スティック用、バケット用）１５のそれぞれの
レバー角を検出するものである。吐出流量変換部２１
は、レバー角検出部２０からのレバー角ＬBM，ＬST，Ｌ
BK（BMはブーム、STはスティック、BKはバケットを示
す。以下同じ。）に基づき、レバー角に対応した油圧ポ
ンプ１１が吐出すべき吐出流量が予め設定されたデータ
テーブル（図示せず）を参照して、吐出流量ＱF ，ＱR
（F はフロント側のポンプを、R はリア側のポンプを示
す。以下同じ。）を決定する。この決定されたポンプ吐
出流量に基づき、油圧ポンプ１１の吐出流量が制御され
る。
【００２８】スプール変位量変換部２２は、レバー角検
出部２０からのレバー角ＬBM，ＬST，ＬBKに基づき、レ
バー角に対応した各方向制御弁１２，１３，１４につい
てのスプール変位量が予め設定されたデータテーブル
（図示せず）を参照して、各方向制御弁１２，１３，１
４に対するスプール変位量ｘBM，ｘST，ｘBKを決定す
る。
出部２０からのレバー角ＬBM，ＬST，ＬBKに基づき、レ
バー角に対応した各方向制御弁１２，１３，１４につい
てのスプール変位量が予め設定されたデータテーブル
（図示せず）を参照して、各方向制御弁１２，１３，１
４に対するスプール変位量ｘBM，ｘST，ｘBKを決定す
る。
【００２９】油圧出力算出部２３は、吐出流量変換部２
１からの吐出流量ＱF ，ＱR 、回転数センサ１７により
検出されたエンジン１０の回転数ＮE 及び吐出圧センサ
１８により検出されたポンプ吐出圧ＰF ，ＰR に基づ
き、以下の式に示す演算を行い、油圧ポンプ１１の現
時点での油圧出力ＷH を算出する。
１からの吐出流量ＱF ，ＱR 、回転数センサ１７により
検出されたエンジン１０の回転数ＮE 及び吐出圧センサ
１８により検出されたポンプ吐出圧ＰF ，ＰR に基づ
き、以下の式に示す演算を行い、油圧ポンプ１１の現
時点での油圧出力ＷH を算出する。
【００３０】 ＷH ＝（ＰF ×ＱF ×ＮE ）／Ａ＋（ＰR ×ＱR ×ＮE ）／Ａ … ここで、Ａは換算のための係数であり、ＰF ，ＰR が
〔kgf/cm2 〕、ＱF ，Ｑ R が〔リットル／１回転〕、Ｎ
E が〔rpm 〕であり、ＷH が〔ps〕である場合には、
「４５０」である。
〔kgf/cm2 〕、ＱF ，Ｑ R が〔リットル／１回転〕、Ｎ
E が〔rpm 〕であり、ＷH が〔ps〕である場合には、
「４５０」である。
【００３１】比較出力抽出部２４は、回転数センサ１７
により検出されたエンジン回転数Ｎ E に基づき、比較出
力記憶部２６から対応する比較出力ＷD を抽出する。比
較出力記憶部２６には、図４に示すようなエンジン回転
数と油圧ポンプ１１の最大出力との関係に基づき、最大
出力の数十％（経験的に導き出される）に予め決定され
た比較出力ＷD とエンジン回転数ＮE との関係を示すデ
ータが格納されている。
により検出されたエンジン回転数Ｎ E に基づき、比較出
力記憶部２６から対応する比較出力ＷD を抽出する。比
較出力記憶部２６には、図４に示すようなエンジン回転
数と油圧ポンプ１１の最大出力との関係に基づき、最大
出力の数十％（経験的に導き出される）に予め決定され
た比較出力ＷD とエンジン回転数ＮE との関係を示すデ
ータが格納されている。
【００３２】補正係数記憶部２７には、図５に示される
ように、スプール変位量ｘBM，ｘST，ｘBKと経験的に導
出された補正係数ＫBM，ＫST，ＫBKとの関係が各方向制
御弁１２，１３，１４に対応して予め決められたデータ
が設定されている。
ように、スプール変位量ｘBM，ｘST，ｘBKと経験的に導
出された補正係数ＫBM，ＫST，ＫBKとの関係が各方向制
御弁１２，１３，１４に対応して予め決められたデータ
が設定されている。
【００３３】補正制御部２５は、スプール変位量変換部
２２からのスプール変位量ｘBM，ｘ ST，ｘBK、油圧出力
算出部２３からの油圧出力ＷH 、比較出力抽出部２４か
らの比較出力ＷD 、及びスプール変位量変換部２２から
のスプール変位量ｘBM，ｘST，ｘBKに対応する補正係数
ＫBM，ＫST，ＫBK（補正係数記憶部２７から抽出され
る）に基づき、以下の〜式に示す演算を実施し、ブ
ーム用方向制御弁１２、スティック用方向制御弁１３、
バケット用方向制御弁１４に出力するスプール変位量Ｘ
BM，ＸST，ＸBKを算出する。
２２からのスプール変位量ｘBM，ｘ ST，ｘBK、油圧出力
算出部２３からの油圧出力ＷH 、比較出力抽出部２４か
らの比較出力ＷD 、及びスプール変位量変換部２２から
のスプール変位量ｘBM，ｘST，ｘBKに対応する補正係数
ＫBM，ＫST，ＫBK（補正係数記憶部２７から抽出され
る）に基づき、以下の〜式に示す演算を実施し、ブ
ーム用方向制御弁１２、スティック用方向制御弁１３、
バケット用方向制御弁１４に出力するスプール変位量Ｘ
BM，ＸST，ＸBKを算出する。
【００３４】 ＸBM＝ｘBM＋ＫBM×（ＷH −ＷD ） … ＸST＝ｘST−ＫST×（ＷH −ＷD ） … ＸBK＝ｘBK−ＫBK×（ＷH −ＷD ） … 図６は上述したコントローラ１６の主要な処理を示すフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【００３５】コントローラ１６は、まず、操作レバー１
５のレバー角ＬBM，ＬST，ＬBKを検出し（ステップ「以
下ＳＴと略す」１）、これらに基づき、油圧ポンプ１１
が吐出すべきポンプ吐出流量ＱF ，ＱR を決定し（ＳＴ
２）、同様に各方向制御弁１２，１３，１４についての
スプール変位量ｘBM，ｘST，ｘBKを決定する（ＳＴ
３）。
５のレバー角ＬBM，ＬST，ＬBKを検出し（ステップ「以
下ＳＴと略す」１）、これらに基づき、油圧ポンプ１１
が吐出すべきポンプ吐出流量ＱF ，ＱR を決定し（ＳＴ
２）、同様に各方向制御弁１２，１３，１４についての
スプール変位量ｘBM，ｘST，ｘBKを決定する（ＳＴ
３）。
【００３６】次いで、油圧ポンプ１１のポンプ吐出圧Ｐ
F ，ＰR 及びエンジン１０の回転数ＮE を検出し（ＳＴ
４）、現時点での油圧出力ＷH を算出し（ＳＴ５）、エ
ンジン回転数ＮE に対応する比較出力ＷD 、スプール変
位量ｘBM，ｘST，ｘBKに対応する補正係数ＫBM，ＫST，
ＫBK、及びＳＴ３，ＳＴ４，ＳＴ５で決定し、検出し、
又は算出した各数値に基づき補正演算を実施し（ＳＴ
６）、該補正されたスプール変位量ＸBM，ＸST，ＸBKを
それぞれブーム用方向制御弁１２、スティック用方向制
御弁１３、バケット方向用制御弁１４に対してそれぞれ
出力する。
F ，ＰR 及びエンジン１０の回転数ＮE を検出し（ＳＴ
４）、現時点での油圧出力ＷH を算出し（ＳＴ５）、エ
ンジン回転数ＮE に対応する比較出力ＷD 、スプール変
位量ｘBM，ｘST，ｘBKに対応する補正係数ＫBM，ＫST，
ＫBK、及びＳＴ３，ＳＴ４，ＳＴ５で決定し、検出し、
又は算出した各数値に基づき補正演算を実施し（ＳＴ
６）、該補正されたスプール変位量ＸBM，ＸST，ＸBKを
それぞれブーム用方向制御弁１２、スティック用方向制
御弁１３、バケット方向用制御弁１４に対してそれぞれ
出力する。
【００３７】尚、本実施例においては、上記コントロー
ラ１６によるＳＴ４〜ＳＴ６の一連の処理を実施するか
否かをスイッチ１９により選択できるようになってい
る。本実施例によると、オペレータによる操作レバー１
５の操作に大筋で従いつつ、油圧ポンプ１１の油圧出力
ＷH がそのときのエンジン１０の回転数ＮE に対応する
比較出力ＷD よりも大きい場合には、土質が硬いものと
見なし、ブーム４、スティック５、バケット６の動作速
度が減り、場合によっては、ブーム４がわずかに上昇す
る。
ラ１６によるＳＴ４〜ＳＴ６の一連の処理を実施するか
否かをスイッチ１９により選択できるようになってい
る。本実施例によると、オペレータによる操作レバー１
５の操作に大筋で従いつつ、油圧ポンプ１１の油圧出力
ＷH がそのときのエンジン１０の回転数ＮE に対応する
比較出力ＷD よりも大きい場合には、土質が硬いものと
見なし、ブーム４、スティック５、バケット６の動作速
度が減り、場合によっては、ブーム４がわずかに上昇す
る。
【００３８】一方、油圧出力ＷH が比較出力ＷD よりも
小さい場合には、土質が軟らかいものと見なし、ブーム
４、スティック５、バケット６の動作速度が増し、場合
によってはブーム４が降下する。
小さい場合には、土質が軟らかいものと見なし、ブーム
４、スティック５、バケット６の動作速度が増し、場合
によってはブーム４が降下する。
【００３９】従って、土質を十分に感知することのでき
ない未熟練オペレータであっても、熟練オペレータと同
様な効率的な操作が実現できる。
ない未熟練オペレータであっても、熟練オペレータと同
様な効率的な操作が実現できる。
【００４０】
【発明の効果】本発明は以上詳述したように構成したの
で、未熟練オペレータであっても熟練オペレータと同様
な操作を実現することができ、燃料消費量の低減や作業
速度を高速化することができ、効率的な掘削作業を行な
えるようになるという効果を奏する。
で、未熟練オペレータであっても熟練オペレータと同様
な操作を実現することができ、燃料消費量の低減や作業
速度を高速化することができ、効率的な掘削作業を行な
えるようになるという効果を奏する。
【図１】本発明実施例のコントローラの機能構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】本発明実施例のパワーショベルの外観を示す図
である。
である。
【図３】本発明実施例の油圧系及び制御系の構成を示す
図である。
図である。
【図４】本発明実施例の比較出力記憶部に格納されるデ
ータを説明するための図である。
ータを説明するための図である。
【図５】本発明実施例の補正係数記憶部に格納されるデ
ータを説明するための図である。
ータを説明するための図である。
【図６】本発明実施例のコントローラによる処理を示す
フローチャートである。
フローチャートである。
４ ブーム ５ スティック ６ バケット ７ ブーム用油圧シリンダ ８ スティック用油圧シリンダ ９ バケット用油圧シリンダ １０ エンジン １１ 油圧ポンプ １２ ブーム用方向制御弁 １３ スティック用方向制御弁 １４ バケット用方向制御弁 １５ 操作レバー １６ コントローラ １７ 回転数センサ １８ 吐出圧センサ ２０ レバー角検出部 ２１ 吐出流量変換部 ２２ スプール変位量変換部 ２３ 油圧出力算出部 ２４ 比較出力抽出部 ２５ 補正制御部 ２６ 比較出力記憶部 ２７ 補正係数記憶部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊賀 眞 東京都港区北青山１丁目２番３号 新キャ タピラー三菱株式会社内 (72)発明者 小林 伸行 東京都港区北青山１丁目２番３号 新キャ タピラー三菱株式会社内 (72)発明者 田村 学 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 三 菱重工業株式会社内
Claims (6)
- 【請求項１】 入力される弁制御値(XBM,XST,XBK) に応
じて、エンジン(10)により駆動される電気制御式の油圧
ポンプ(11)からの圧油の油圧シリンダ(7,8,9) への供給
を調整する制御弁(12,13,14)を、ブーム(4) 、スティッ
ク(5) 及びバケット(6) の各油圧シリンダ(7,8,9) のそ
れぞれに対応して設け、ブーム(4) 、スティック(5) 及
びバケット(6) の作動についての操作レバー(15)の変位
量(LBM,LST,LBK) を予め設定された対応関係に従って、
該油圧ポンプ(11)が吐出すべき圧油の流量であるポンプ
吐出流量(QF ,QR ) 及び該各制御弁(12,13,14)に対する
弁制御値(xBM,xST,xBK) にそれぞれ変換する変換部(21,
22) を具備したコントロール手段(16)を設けたパワーシ
ョベルにおいて、 前記エンジン(10)の回転数を検出する回転数検出手段(1
7)を設け、 前記油圧ポンプ(11)の吐出圧力を検出する吐出圧検出手
段(18)を設け、 前記変換部(21)によるポンプ吐出流量(QF ,QR ) 、該回
転数検出手段(17)によるエンジンの回転数(NE ) 及び該
吐出圧検出手段(18)による油圧ポンプ(11)の吐出圧力(P
F ,PR ) に基づき、該油圧ポンプ(11)の現時点での油圧
出力(WH ) を算出する油圧出力算出部(23)と、 エンジン回転数と油圧ポンプ(11)の最大出力との関係に
基づき、該最大出力に至らない範囲で予め決められた比
較出力とエンジン回転数との関係が設定された比較出力
記憶部(26)と、 前記回転数検出手段(17)によるエンジン(10)の回転数(N
E ) に対応した比較出力(WD ) を該比較出力記憶部(26)
から抽出し、該油圧出力算出部(23)による油圧出力
(WH ) が該比較出力(WD ) よりも大きいときには負荷が
軽減し、小さいときには負荷が増大するように、該油圧
出力(WH ) と比較出力(WD ) の差に応じて、前記変換部
(22)による前記各制御弁(12,13,14)についての弁制御値
(xBM,xST,xBK) をそれぞれ補正する補正部(24,25) と
を、前記コントロール手段(16)に具備せしめ、 該補正部(25)により補正された弁制御値(XBM,XST,XBK)
を、前記各制御弁(12,13,14)に対して出力するようにし
たことを特徴とするパワーショベルの掘削支援装置。 - 【請求項２】 前記変換部(22)による弁制御値(xBM,
xST,xBK) と経験的に導出された補正係数(KBM,KST,KBK)
との関係が前記各制御弁(12,13,14)について予め設定
された補正係数記憶部(27)を、前記コントローラ手段(1
6)に設け、 前記補正部(25)は、前記油圧出力算出部(23)による油圧
出力(WH ) から前記比較出力(WD ) を減算したものに、
前記補正前の弁制御値(xBM,xST,xBK) に対応する補正係
数(KBM,KST,KBK) を積算したものを補正値とすることを
特徴とするパワーショベルの掘削支援装置。 - 【請求項３】 前記油圧出力算出部(23)による油圧出力
(WH ) が、前記比較出力記憶部(26)から抽出した比較出
力(WD ) よりも大きいときには、前記ブーム(4) に対応
する制御弁(12)についての前記変換部(22)からの弁制御
値(xBM) を、前記ブーム(4) が掘削方向と反対方向に回
動するように、補正するようにしたことを特徴とする請
求項１又は２に記載のパワーショベルの掘削支援装置。 - 【請求項４】 前記油圧出力算出部(23)による油圧出力
(WH ) が、前記比較出力記憶部(26)から抽出した比較出
力(WD ) よりも小さいときには、前記ブーム(4) に対応
する制御弁(12)についての前記変換部(22)からの弁制御
値(xBM) を、前記ブーム(4) が掘削方向に回動するよう
に、補正するようにしたことを特徴とする請求項１又は
２に記載のパワーショベルの掘削支援装置。 - 【請求項５】 前記油圧出力算出部(23)による油圧出力
(WH ) が、前記比較出力記憶部(26)から抽出した比較出
力(WD ) よりも大きいときには、前記スティック(5) 及
びバケット(6) に対応する制御弁(13,14) についての前
記変換部(22)からの弁制御値(xST,xBK) を、前記スティ
ック(5) 及びバケット(6) の移動速度が低下するよう
に、補正するようにしたことを特徴とする請求項１又は
２に記載のパワーショベルの掘削支援装置。 - 【請求項６】 前記油圧出力算出部(23)による油圧出力
(WH ) が、前記比較出力記憶部(26)から抽出した比較出
力(WD ) よりも小さいときには、前記スティック(5) 及
びバケット(6) に対応する制御弁(13,14) についての前
記変換部(22)からの弁制御値(xST,xBK) を、前記スティ
ック(5) 及びバケット(6) の移動速度が上昇するよう
に、補正するようにしたことを特徴とする請求項１又は
２に記載のパワーショベルの掘削支援装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13514792A JPH05321296A (ja) | 1992-05-27 | 1992-05-27 | パワーショベルの掘削支援装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13514792A JPH05321296A (ja) | 1992-05-27 | 1992-05-27 | パワーショベルの掘削支援装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05321296A true JPH05321296A (ja) | 1993-12-07 |
Family
ID=15144914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13514792A Withdrawn JPH05321296A (ja) | 1992-05-27 | 1992-05-27 | パワーショベルの掘削支援装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05321296A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9382687B2 (en) | 2012-12-21 | 2016-07-05 | Sumitomo(S.H.I.) Construction Machinery Co., Ltd. | Shovel and method of controlling shovel |
| US9441348B1 (en) | 2015-03-31 | 2016-09-13 | Caterpillar Inc. | Hydraulic system with operator skill level compensation |
| US9518370B2 (en) | 2012-12-21 | 2016-12-13 | Sumitomo(S.H.I.) Construction Machinery Co., Ltd. | Shovel and method of controlling shovel |
| DE102018200232A1 (de) * | 2018-01-09 | 2019-07-11 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Betrieb einer Arbeitsmaschine und Arbeitsmaschine |
-
1992
- 1992-05-27 JP JP13514792A patent/JPH05321296A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9382687B2 (en) | 2012-12-21 | 2016-07-05 | Sumitomo(S.H.I.) Construction Machinery Co., Ltd. | Shovel and method of controlling shovel |
| US9518370B2 (en) | 2012-12-21 | 2016-12-13 | Sumitomo(S.H.I.) Construction Machinery Co., Ltd. | Shovel and method of controlling shovel |
| US10087599B2 (en) | 2012-12-21 | 2018-10-02 | Sumitomo(S.H.I.) Construction Machinery Co., Ltd. | Shovel and method of controlling shovel |
| US10132056B2 (en) | 2012-12-21 | 2018-11-20 | Sumitomo(S.H.I.) Construction Machinery Co., Ltd. | Shovel |
| US9441348B1 (en) | 2015-03-31 | 2016-09-13 | Caterpillar Inc. | Hydraulic system with operator skill level compensation |
| DE102018200232A1 (de) * | 2018-01-09 | 2019-07-11 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Betrieb einer Arbeitsmaschine und Arbeitsmaschine |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990803 |