JPH10183669A

JPH10183669A - 建設機械の制御装置

Info

Publication number: JPH10183669A
Application number: JP34223296A
Authority: JP
Inventors: Shoji Tozawa; 祥二戸澤; Tomoaki Ono; 智昭小野
Original assignee: Caterpillar Mitsubishi Ltd; Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd
Current assignee: Caterpillar Japan Ltd; Caterpillar Mitsubishi Ltd
Priority date: 1996-12-20
Filing date: 1996-12-20
Publication date: 1998-07-14
Anticipated expiration: 2016-12-20
Also published as: JP3653153B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、油圧ショベル等の建設機械の制御
装置に関し、目標動作情報と実際の動作情報との偏差を
極力排除できるようにする。【解決手段】機体側に支持されたアーム及びアームに
支持された作業部材をシリンダ式アクチュエータ１２０
〜１２２により動作させる建設機械において、上記アー
ムの目標動作情報を設定する目標値設定手段８０と、上
記アームの動作情報を検出する動作情報検出手段９１
と、上記アームの動作情報と上記目標動作情報とを入力
としてアクチュエータ１２０〜１２２を制御する制御手
段１と、上記目標動作情報を補正するための補正情報を
記憶する補正情報記憶手段１４０とをそなえ、制御手段
１が、補正情報記憶手段１４０からの補正情報で補正さ
れた補正目標動作情報を使用して、作業部材付きアーム
が目標とする動作状態となるように、アクチュエータ１
２０〜１２２を制御するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地面を掘削する油
圧ショベル等の建設機械に関し、特にかかる建設機械の
制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】油圧ショベル等の建設機械は、図１４に
示すように、無限軌条部５００Ａを有する下部走行体５
００上に、運転操作室（キャビン）６００付きの上部旋
回体１００をそなえており、更にこの上部旋回体１００
に、ブーム（アーム部材）２００，スティック３００
（アーム部材），バケット（作業部材）４００からなる
関節式アーム機構を装備した構成となっている。

【０００３】そして、ストロークセンサ２１０，２２
０，２３０等により得られたブーム２００，スティック
３００，バケット４００の各伸縮変位情報に基づき、ブ
ーム２００，スティック３００，バケット４００をそれ
ぞれ油圧シリンダ１２０，１２１，１２２により適宜駆
動して、バケット４００の進行方向或いはバケット４０
０の姿勢を一定に保って掘削できるようになっており、
これにより、バケット４００のごとき作業部材の位置と
姿勢の制御を正確に且つ安定して行ない得るようになっ
ている。

【０００４】なお、油圧シリンダ１２０〜１２２は、通
常は運転室６００内に設けられた操作レバー（図示省
略）により操作されるようになっている。ところで、こ
のような建設機械において、ブーム２００，スティック
３００，バケット４００等が、予め設定された一連の動
作を行なうように設定しておき、このように設定された
動作となるように油圧シリンダ１２０，１２１，１２２
をそれぞれ制御するようにした半自動制御システムが提
案されている。

【０００５】ここで、上記の半自動制御のモードとして
は、スティック３００及びブーム２００を動かしてもバ
ケット４００の水平方向（垂直方向）に対する角度（バ
ケット角）が常に一定に保持されるようなバケット角制
御モードや、バケット４００の歯先１１２が直線的に移
動するような法面掘削モード（又は、バケット歯先直線
掘削モード、レイキングモード）や、法面掘削モードと
バケット角制御モードとを組み合わせたスムージングモ
ード等が考えられる。

【０００６】また、このような半自動制御モード時に
は、油圧シリンダ１２０〜１２２の作動を制御するため
の操作レバーは、スティック３００やブーム２００に対
して目標移動速度を設定するための部材として機能す
る。すなわち、半自動制御モード時には、操作レバーの
操作量に応じて、スティック３００やブーム２００の移
動速度が決定されるのである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな半自動制御モード時にブーム２００，スティック３
００，バケット４００をフィードバック制御により軌跡
制御（追尾制御）する場合、各シリンダ１２０〜１２２
への指令値はフィードバックの偏差（即ち、入力情報と
出力情報との制御誤差）をもとに演算されるため、シリ
ンダ作動中の偏差をゼロにすることは困難であり、結果
としてバケット歯先位置は目標値に対して誤差を生じて
しまう場合がある。

【０００８】すなわち、このようなフィードバック制御
では、実際のシリンダ位置やシリンダ速度を検出してか
らこれらを目標シリンダ位置や目標シリンダ速度と比較
して、これらの偏差を０に近づけるように制御が行なわ
れるため、制御中にこれらの偏差を完全に排除するのは
困難であり、これにより制御誤差が生じてしまうのであ
る。

【０００９】本発明は、このような課題に鑑み創案され
たもので、建設機械の作業部材付きアームを自動制御す
る場合に、目標動作情報と実際の動作情報との偏差を極
力排除して、制御精度のさらなる向上を図るようにし
た、建設機械の制御装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の本発明の建設機械の制御装置は、機体側にアームを揺
動自在に支持するともに該アームの先端部に作業部材を
揺動自在に支持し、上記の作業部材付きアームの揺動を
シリンダ式アクチュエータの伸縮動作によりそれぞれ行
なうように構成した建設機械において、上記の作業部材
付きアームの目標動作情報を操作レバーの位置に応じて
設定する目標値設定手段と、上記の作業部材付きアーム
の動作情報を検出する動作情報検出手段と、該動作情報
検出手段での検出結果と該目標値設定手段で設定された
該目標動作情報とを入力として、上記の作業部材付きア
ームが目標とする動作状態となるように、該アクチュエ
ータを制御する制御手段と、該目標動作情報を補正する
ための補正情報を記憶する補正情報記憶手段とをそな
え、該制御手段が、該補正情報記憶手段からの該補正情
報で補正された補正目標動作情報を使用して、上記の作
業部材付きアームが目標とする動作状態となるように、
該アクチュエータを制御すべく構成されたことを特徴と
している。

【００１１】また、請求項２記載の本発明の建設機械の
制御装置は、上記請求項１記載の構成に加えて、該補正
情報記憶手段が、上記の作業部材付きアームに所定の動
作を行なわせて、該補正情報を収集して記憶するように
構成されたことを特徴としている。また、請求項３記載
の本発明の建設機械の制御装置は、上記請求項１記載の
構成に加えて、該補正情報記憶手段が、上記の作業部材
付きアームの異なった動作モード毎に異なった補正情報
を記憶するように構成され、該制御手段が、上記の作業
部材付きアームの動作モードに応じて得られた補正情報
で補正された該補正目標動作情報を使用して、上記の作
業部材付きアームが目標とする動作状態となるように、
該アクチュエータを制御すべく構成されたことを特徴と
している。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面により、本発明の実施
の形態について説明する。本実施形態にかかる建設機械
としての油圧ショベルは、図１に示すように、左右に無
限軌条部５００Ａを有する下部走行体５００上に、運転
操作室６００付き上部旋回体（建設機械本体）１００が
水平面内で回転自在に設けられている。

【００１３】そして、この上部旋回体１００に対して、
一端が回動可能に接続されるブーム（アーム部材）２０
０が設けられ、更にブーム２００に対して、一端が関節
部を介して回動可能に接続されるスティック（アーム部
材）３００が設けられている。さらに、スティック３０
０に対して、一端が関節部を介して回動可能に接続さ
れ、先端が地面を掘削し内部に土砂を収容可能なバケッ
ト（作業部材）４００がが設けられている。

【００１４】このように、本実施形態では、ブーム２０
０，スティック３００及びバケット４００により、関節
式アーム機構が構成される。即ち、上部旋回体１００に
一端部を枢着され他端側にバケット４００を有するとと
もに、関節部を介して相互に接続された一対のアーム部
材（ブーム２００，スティック３００）を少なくとも有
する関節式アーム機構が構成されることになる。

【００１５】また、シリンダ式アクチュエータとしての
ブーム油圧シリンダ１２０，スティック油圧シリンダ１
２１，バケット油圧シリンダ１２２（以下、ブーム油圧
シリンダ１２０をブームシリンダ１２０又は単にシリン
ダ１２０ということがあり、スティック油圧シリンダ１
２１をスティックシリンダ１２１又は単にシリンダ１２
１ということがあり、バケット油圧シリンダ１２２をバ
ケットシリンダ１２２又は単にシリンダ１２２というこ
とがある）が設けられている。

【００１６】ここで、ブームシリンダ１２０は、その一
端が上部旋回体１００に対して回動可能に接続されると
ともに、他端がブーム２００に対して回動可能に接続さ
れている。即ち、ブームシリンダ１２０は、上部旋回体
１００とブーム２００との間に介装されて、端部間の距
離が伸縮することにより、ブーム２００を上部旋回体１
００に対して回動させることができるものである。

【００１７】また、スティックシリンダ１２１は、その
一端がブーム２００に対して回動可能に接続されるとと
もに、他端がスティック３００に対して回動可能に接続
されている。即ち、スティックシリンダ１２１は、ブー
ム２００とスティック３００との間に介装されて、端部
間の距離が伸縮することにより、スティック３００をブ
ーム２００に対して回動させることができるものであ
る。

【００１８】さらに、バケットシリンダ１２２は、その
一端がスティック３００に対して回動可能に接続される
とともに、他端がバケット４００に対して回動可能に接
続されている。即ち、バケットシリンダ１２２は、ステ
ィック３００とバケット４００との間に介装されて、端
部間の距離が伸縮することにより、バケット４００をス
ティック３００に対して回動させることができるもので
ある。なお、バケット油圧シリンダ１２２の先端部に
は、リンク機構１３０が設けられている。

【００１９】このように上記の各シリンダ１２０〜１２
２で、伸縮動作を行なうことによりアーム機構を駆動す
る複数のシリンダ式アクチュエータを有するシリンダ式
アクチュエータ機構が構成される。なお、図示しない
が、左右の無限軌条部５００Ａをそれぞれ駆動する油圧
モータや、上部旋回体１００を旋回駆動する旋回モータ
も設けられている。

【００２０】ところで、図２に示すように、シリンダ１
２０〜１２２や上記の油圧モータや旋回モータのための
油圧回路が設けられており、この油圧回路には、エンジ
ンＥによって駆動されるポンプ５１，５２や主制御弁
（メインコントロールバルブ）１３，１４，１５等が介
装されている。また、主制御弁１３，１４，１５を制御
するために、パイロット油圧回路が設けられており、こ
のパイロット油圧回路には、エンジンＥによって駆動さ
れるパイロットポンプ５０，電磁比例弁３Ａ，３Ｂ，３
Ｃ，電磁切替弁４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，セレクタ弁１８Ａ，
１８Ｂ，１８Ｃ等が介装されている。

【００２１】ところで、電磁比例弁３Ａ，３Ｂ，３Ｃを
介して、主制御弁１３，１４，１５を制御することによ
り、制御したいモードに応じて、ブーム２００，スティ
ック３００，バケット４００が所望の伸縮変位となるよ
うに制御するコントローラ（制御手段）１が設けられて
いる。なお、このコントローラ１は、マイクロプロセッ
サ，ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ，適宜の入出力インタフ
ェースなどで構成される。

【００２２】そして、このコントローラ１へは種々のセ
ンサからの検出信号（設定信号を含む）が入力されるよ
うになっており、コントローラ１は、これらのセンサか
らの検出信号に基づき、上記の制御を実行するようにな
っている。なお、このようなコントローラ１による制御
を半自動制御という。上記の半自動制御のモードとして
は、バケット角制御モード（図９参照），法面掘削モー
ド（バケット歯先直線掘削モード又はレイキングモー
ド）（図１０参照），法面掘削モードとバケット角制御
モードとを組み合わせたスムージングモード（図１１参
照），バケット角自動復帰モード（オートリターンモー
ド）（図１２参照）等がある。

【００２３】ここで、バケット角制御モードは、図９に
示すように、スティック３００及びブーム２００を動か
してもバケット４００の水平方向（垂直方向）に対する
角度（バケット角）が常に一定に保たれるモードで、こ
のモードは、図２に示すディスプレイスイッチパネル、
又は、目標法面角設定器付きモニタパネル（以下、単に
モニタパネルという）１０上のバケット角制御スイッチ
をＯＮにすると、実行される。なお、バケット４００が
手動にて動かされた時、このモードは解除され、バケッ
ト４００が止まった時点でのバケット角が新しいバケッ
ト保持角として記憶される。

【００２４】法面掘削モードは、図１０に示すように、
バケット４００の歯先１１２が直線的に動くモードであ
る。但し、バケットシリンダ１２２は作動せず、したが
って、バケット４００の移動に伴い、バケット角φ（法
面に対するバケット４００の歯先１１２の角度）が変化
する。法面掘削モード＋バケット角制御モード（スムー
ジングモード）は、図１１に示すように、バケット４０
０の歯先１１２が直線的に動くモードであり、バケット
角φも掘削中一定に保たれる。

【００２５】バケット自動復帰モードは、図１２に示す
ように、バケット角が予め設定された角度に自動的に復
帰するモードであり、復帰バケット角はモニタパネル１
０によって設定される。このモードはバケット操作レバ
ー６上のバケット自動復帰スタートスイッチ７をＯＮに
することで始動する。バケット４００が予め設定された
角度まで復帰した時点でこのモードは解除される。

【００２６】さらに、上記の法面掘削モード，スムージ
ングモードは、モニタパネル１０上の半自動制御スイッ
チをＯＮにし、かつ、スティック操作レバー８上の法面
掘削スイッチ９をＯＮにし、スティック操作レバー８と
ブーム操作レバー６の両方又はどちらか一方が動かされ
た時に、これらのモードに入るようになっている。な
お、目標法面角はモニタパネル１０上のスイッチ操作に
て設定される。

【００２７】また、法面掘削モード，スムージングモー
ドでは、スティック操作レバー８の操作量により目標法
面角に対して平行方向のバケット歯先移動速度が設定さ
れ、ブーム操作レバー６の操作量により目標法面角に対
して垂直方向のバケット歯先移動速度が設定されるよう
になっている。したがって、スティック操作レバー８を
操作すると、目標法面角に沿って、バケット歯先１１２
が直線移動を開始し、掘削中にブーム操作レバー６を動
かすことによって、手動による目標法面高さの微調整が
可能となる。

【００２８】また、スティック操作レバー８とブーム操
作レバー６とを同時に操作した場合は設定斜面（法面）
に対して、平行及び垂直方向の合成ベクトルによりバケ
ット歯先１１２の移動方向とその速度が決定されること
になる。また、法面掘削モード，スムージングモードで
は、バケット操作レバー６を操作することによって掘削
中のバケット角を微調整するほか、目標法面高さも変更
することができる。すなわち、この半自動掘削モードに
おいても、掘削中に手動にてバケット角及び目標法面高
さの微調整を行なうことができるのである。

【００２９】なお、このシステムでは、手動モードも可
能であるが、この手動モードでは、従来の油圧ショベル
と同等の操作が可能となるほかに、バケット歯先１１２
の座標表示が可能である。また、半自動制御システム全
体のサービス・メンテナンスを行なうためのサービスモ
ードも用意されており、このサービスモードはコントロ
ーラ１に外部ターミナル２を接続することによって行な
われる。そして、このサービスモードによって、制御ゲ
インの調整や各センサの初期化等が行なわれる。

【００３０】ところで、コントローラ１に接続される各
種センサとして、図２に示すように、圧力スイッチ１
６，圧力センサ１９，２８Ａ，２８Ｂ，レゾルバ（角度
センサ）２０〜２２，傾斜角センサ２４等が設けられて
おり、更にコントローラ１には、エンジンポンプコント
ローラ２７やＯＮ−ＯＦＦスイッチ７，９やモニタパネ
ル１０が接続されている。なお、外部ターミナル２は、
制御ゲインの調整や各センサの初期化時等に、コントロ
ーラ１に接続される。

【００３１】なお、エンジンポンプコントローラ２７
は、エンジン回転数センサ２３からのエンジン回転数情
報を受けてエンジンＥを制御するもので、コントローラ
１との間で協調情報を相互にやり取りできるようになっ
ている。又、レゾルバ２０〜２２での検出信号は、信号
変換器（変換手段）２６を介してコントローラ１へ入力
されるようになっている。

【００３２】圧力センサ１９は、スティック３００用の
操作レバー６及びブーム２００用の操作レバー８から主
制御弁１３，１４，１５に接続されたパイロット配管に
取り付けられており、パイロット配管内のパイロット油
圧を検出するセンサである。かかるパイロット配管内の
パイロット油圧は、操作レバー６，８の操作量によって
変化するため、この油圧を計測することで操作レバー
６，８の操作量を推定できるようになっている。

【００３３】圧力センサ２８Ａ，２８Ｂはブームシリン
ダ１２０及びスティックシリンダ１２１に供給される油
圧を検出することで、各シリンダ１２０，１２１の伸縮
状態を検出するものである。圧力スイッチ１６は、操作
レバー６，８のパイロット配管にセレクタ１７等を介し
て取り付けられており、操作レバー６，８の操作位置が
中立か否かを検出するための中立検出用スイッチとして
設けられている。そして、操作レバー６，８が中立状態
の時には、圧力スイッチ１６の出力がＯＦＦとなり、操
作レバー６，８が操作される（非中立状態の時）と、圧
力スイッチ１６の出力がＯＮとなるようになっている。
なお、この圧力スイッチ１６は上記圧力センサ１９の異
常検出や手動／半自動制御モードの切替用としても利用
される。

【００３４】レゾルバ２０は、ブーム２００の建設機械
本体１００への枢着部（関節部）に設けられ、ブーム２
００の姿勢を検出する（モニタする）第１角度センサと
して機能するものである。また、レゾルバ２１は、ステ
ィック３００のブーム２００への枢着部（関節部）に設
けられ、スティック３００の姿勢を検出する（モニタす
る）第２角度センサとして機能するものである。また、
レゾルバ２２は、リンク機構枢着部に設けられてバケッ
ト４００の姿勢を検出する（モニタする）第３角度セン
サとして機能するもので、これらのレゾルバ２０〜２２
により、アーム機構の姿勢を角度情報で検出する角度検
出手段が構成される。

【００３５】信号変換器（変換手段）２６は、レゾルバ
２０で得られた角度情報をブームシリンダ１２０の伸縮
変位情報に変換し、レゾルバ２１で得られた角度情報を
スティックシリンダ１２１の伸縮変位情報に変換し、レ
ゾルバ２２で得られた角度情報をバケットシリンダ１２
２の伸縮変位情報に変換するもの、即ち、レゾルバ２０
〜２２で得られた角度情報を対応するシリンダ１２０〜
１２２の伸縮変位情報に変換するもので、このため、こ
の信号変換器２６は、各レゾルバ２０〜２２からの信号
を受ける入力インタフェース２６Ａ，各レゾルバ２０〜
２２で得られた角度情報に対応するシリンダ１２０〜１
２２の伸縮変位情報を記憶するルークアップテーブル２
６Ｂ−１を含むメモリ２６Ｂ，各レゾルバ２０〜２２で
得られた角度情報に対応するシリンダ１２０〜１２２の
伸縮変位情報を求めシリンダ伸縮変位情報をコントロー
ラ１に通信しうる主演算装置（ＣＰＵ）２６Ｃ，主演算
装置（ＣＰＵ）２６Ｃからのシリンダ伸縮変位情報を送
出する出力インタフェース２６Ｄ等をそなえて構成され
ている。

【００３６】ところで、各レゾルバ２０〜２２で得られ
た角度情報θbm，θst，θbkに対応するシリンダ１２０
〜１２２の伸縮変位情報λbm，λst，λbkは余弦定理を
用いて次式で求めることができる。 λbm＝〔Ｌ₁₀₁₁₀₂ ²＋Ｌ₁₀₁₁₁₁ ² −２Ｌ₁₀₁₁₀₂・Ｌ₁₀₁₁₁₁ｃｏｓ( θbm＋Ａxbm ）〕^1/2 ・・・・（１） λst＝〔Ｌ₁₀₃₁₀₄ ²＋Ｌ₁₀₄₁₀₅ ²−２Ｌ₁₀₃₁₀₄・Ｌ₁₀₄₁₀₅ｃｏｓθst〕^1/2 ・・・・（２） λbk＝〔Ｌ₁₀₆₁₀₇ ²＋Ｌ₁₀₇₁₀₉ ²−２Ｌ₁₀₆₁₀₇・Ｌ₁₀₇₁₀₉ｃｏｓθbk〕^1/2 ・・・・（３）ここで、上式において、Ｌ_ijは固定長、Ａxbm は固定角
を表し、Ｌの添字ｉｊは節点ｉ，ｊ間の情報を有する。
例えばＬ₁₀₁₁₀₂は節点１０１と節点１０２との距離を表
す。なお、ここでは、節点１０１の位置をｘｙ座標の原
点とする（図８参照）。

【００３７】もちろん、各レゾルバ２０〜２２で角度情
報θbm，θst，θbkが得られる毎に、上式を演算手段
（例えばＣＰＵ２６Ｃ）で演算してもよい。この場合
は、ＣＰＵ２６Ｃが、各レゾルバ２０〜２２で得られた
角度情報から角度情報に対応するシリンダ１２０〜１２
２の伸縮変位情報を演算により求める演算手段を構成す
ることになる。

【００３８】なお、信号変換器２６で変換された信号
は、半自動制御時のフィードバック制御用に利用される
ほか、バケット歯先１１２の位置計測／表示用座標を計
測するためにも利用される。また、半自動制御モードに
おけるバケット歯先１１２の位置は、油圧ショベルの上
部旋回体１００のある１点を原点として演算されるが、
上部旋回体１００がフロントリンケージ方向に傾斜した
時、制御演算上の座標系を車両傾斜分だけ補正すること
が必要になる。傾斜センサ２４は、この座標系を補正す
るために設けられている。

【００３９】また、前述したように、電磁比例弁３Ａ〜
３Ｃは、コントローラ１からの制御信号を受けて、パイ
ロットポンプ５０から供給される油圧を制御するように
なっており、この油圧を切替弁４Ａ〜４Ｃ又はセレクタ
弁１８Ａ〜１８Ｃを通して主制御弁１３，１４，１５に
作用させることにより、主制御弁１３，１４，１５のス
プール位置が制御され、目標シリンダ速度が得られるよ
うになっている。

【００４０】また、切替弁４Ａ〜４Ｃを手動モード側に
すれば、手動にて各シリンダ１２０〜１２１を制御する
ことができる。なお、スティック合流調整比例弁１１は
目標シリンダ速度に応じた油量を得るために２つのポン
プ５１，５２の合流度合を調整するものである。また、
スティック操作レバー８には、ＯＮ−ＯＦＦスイッチ
（法面掘削スイッチ）９が取り付けられており、オペレ
ータがこのスイッチを操作することによって、半自動制
御モードの選択又は非選択が実行される。そして、半自
動制御モードが選択されると、上述したようにバケット
歯先１１２を直線的に動かすことができるようになるの
である。

【００４１】さらに、バケット操作レバー６には、ＯＮ
−ＯＦＦスイッチ（バケット自動復帰スタートスイッ
チ）７が取り付けられており、オペレータがこのスイッ
チ７をＯＮすることによって、バケット４００を予め設
定された角度に自動復帰させることができるようになっ
ている。安全弁（セーフティバルブ）５は電磁比例弁３
Ａ〜３Ｃに供給されるパイロット圧を断続するためのも
ので、この安全弁５がＯＮ状態の時のみパイロット圧が
電磁比例弁３Ａ〜３Ｃに供給されるようになっている。
したがって、半自動制御上、何らかの故障があった場合
等は、この安全弁５をＯＦＦ状態にすることにより、速
やかに半自動制御を停止することができる。

【００４２】ところで、エンジンＥの回転速度はオペレ
ータが設定したエンジンスロットルの位置によって異な
り、更にエンジンスロットルが一定であっても負荷によ
ってエンジン回転速度は変化する。ポンプ５０，５１，
５２はエンジンＥに直結されているので、エンジン回転
速度が変化すると、ポンプ吐出量も変化するため、主制
御弁１３，１４，１５のスプール位置が一定であって
も、シリンダ速度はエンジン回転速度の変化に応じて変
化してしまう。そこで、これを補正すべくエンジンＥに
エンジン回転速度センサ２３が取り付けられているので
ある。すなわち、エンジン回転速度が低い時は、バケッ
ト歯先１１２の目標移動速度を遅くするようになってい
る。

【００４３】モニタパネル１０は、目標法面角α（図
８，図１３参照）やバケット復帰角の設定器として使用
されるほか、バケット歯先４００の座標や計測された法
面角あるいは計測された２点座標間距離の表示器として
も使用されるようになっている。なお、このモニタパネ
ル１０は、操作レバー６，８とともに運転操作室６００
内に設けられる。

【００４４】すなわち、本実施形態にかかるシステムに
おいては、従来のパイロット油圧ラインに圧力センサ１
９及び圧力スイッチ１６を組込み、操作レバー６，８の
操作量を検出し、レゾルバ２０，２１，２２を用いてフ
ィードバック制御を行なうものであり、かかる制御は、
各シリンダ１２０，１２１，１２２毎に独立した多自由
度フィードバック制御ができるような構成となってい
る。これにより、圧力補償弁等の油器の追加が不要とな
る。なお、上部旋回体１００の傾斜による影響は車両傾
斜角センサ２４により補正される。また、切替スイッチ
９によりオペレータは任意にモードを選択できるように
なっているほか、目標法面角を設定することもできるよ
うになっているのである。

【００４５】つぎに、コントローラ１において行なわれ
る半自動制御モード（バケット自動復帰モードを除く）
の制御アルゴリズムについて図４を用いて説明する。す
なわち、最初に、バケット歯先１１２の移動速度及び方
向を、目標法面設定角，スティックシリンダ１２１及び
ブームシリンダ１２０を制御するパイロット油圧，車両
傾斜角，エンジン回転速度の情報より求める。次に、こ
れらの情報に基づいて、各シリンダ１２０，１２１，１
２２の目標速度を演算する。この時、エンジン回転速度
の情報は、シリンダ速度の上限を決定するためのパラメ
ータとなる。

【００４６】また、コントローラ１は、図３，図４に示
すように、各シリンダ１２０，１２１，１２２毎に独立
した制御部１Ａ，１Ｂ，１Ｃをそなえており、各制御
は、図４に示すように、独立した制御フィードバックル
ープとして構成され、互いに干渉し合うことがないよう
になっている。図４に示す閉ループ制御内の補償構成
は、各制御部１Ａ，１Ｂ，１Ｃとも、図５に示すよう
に、変位，速度についてのフィードバックループとフィ
ードフォワードループの多自由度構成となっており、制
御ゲイン（制御パラメータ）可変のフィードバックルー
プ式補償手段７２と、制御ゲイン（制御パラメータ）可
変のフィードフォワード式補償手段７３とをそなえて構
成されている。

【００４７】すなわち、目標速度が与えられると、フィ
ードバックループ式補償手段７２において、目標速度と
速度フィードバック情報との偏差に所定のゲインＫｖｐ
（符号６２参照）を掛けるルートと、目標速度を一旦積
分して（図５の積分要素６１参照）、この目標速度積分
情報と変位フィードバック情報との偏差に所定のゲイン
Ｋｐｐ（符号６３参照）を掛けるルートと、上記目標速
度積分情報と変位フィードバック情報との偏差にＩゲイ
ン係数（符号６４ａ参照）や所定のゲインＫｐｉ（符号
６４参照）を掛け更に積分（符号６６参照）を施すルー
トによりフィードバックループ処理がなされ、更に、フ
ィードフォワード式補償手段７３においては、目標速度
に所定のゲインＫｆ（符号６５参照）を掛けるルートに
よりフィードフォワードループ処理がなされるようにな
っている。

【００４８】ここで、本装置には、図５に示すように、
シリンダ１２０〜１２２の動作情報を検出する動作情報
検出手段９１としてシリンダ位置検出手段８３が設けら
れており、コントローラ１では、動作情報検出手段９１
からの検出情報と、目標値設定手段８０で設定された目
標動作情報（例えば、目標移動速度）とを入力情報とし
て、ブーム２００等のアーム及び作業部材（バケット）
４００が目標とする動作状態となるように制御信号を設
定するようになっている。

【００４９】また、本実施形態では、シリンダ位置検出
手段８３は、上述したレゾルバ２０〜２２と信号変換器
２６とから構成されており、レゾルバ２０〜２２により
検出された角度情報を信号変換器２６に取り込んで、こ
の信号変換器２６内において角度情報をシリンダ変位情
報に変換することで、シリンダ位置を検出するようにな
っている。また、シリンダ位置検出手段８３からの検出
情報を時間微分することにより、シリンダの位置情報の
みならず、シリンダ速度情報もフィードバックされるよ
うになっているのである。

【００５０】なお、上記のゲインＫｖｐ，Ｋｐｐ，Ｋｐ
ｉ，Ｋｆの値は、ゲインスケジューラ７０によって可変
しうるようになっており、ゲインスケジューラ７０で
は、作動油の温度情報や各シリンダ１２０〜１２２の負
荷情報等に基づいて、各ゲインＫｖｐ，Ｋｐｐ，Ｋｐ
ｉ，Ｋｆの値を補正するようになっている。また、非線
形除去テーブル７１が、電磁比例弁３Ａ〜３Ｃや主制御
弁１３〜１５等の非線形性を除去するために設けられて
いるが、この非線形除去テーブル７１を用いた処理は、
テーブルルックアップ手法を用いることにより、コンピ
ュータにて高速に行なわれるようになっている。

【００５１】次に、本発明の建設機械の制御装置の要部
について説明する。本装置では、上述したように、フィ
ードバックループ式補償手段７２により実際のシリンダ
位置情報及びシリンダ速度情報を入力情報としてフィー
ドバックし、コントローラ１では、これらの情報に基づ
いてブーム２００やバケット４００等が目標とする動作
状態となるように各シリンダ１２０〜１２２の動作を制
御するようになっている。

【００５２】しかしながら、このようなフィードバック
制御では、実際のシリンダ位置やシリンダ速度を検出し
てからこれらを目標シリンダ位置や目標シリンダ速度と
比較して、これらの偏差を０に近づけるように制御が行
なわれるため、制御中にこれらの偏差を完全に排除する
のは困難である。そこで、本発明では、図５，図６に示
すように、目標値設定手段８０で設定された目標動作情
報を補正するための補正情報を記憶する補正情報記憶手
段１４０が設けられ、補正情報記憶手段１４０からの補
正目標動作情報に基づいて、ブーム２００やバケット４
００が目標動作状態となるように、各油圧シリンダ１２
０〜１２２を制御するようになっている。

【００５３】すなわち、半自動制御モードによる作業時
には、作業開始前に所定回数（又は１回）だけ目標値設
定手段８０で設定された制御信号にしたがったシミュレ
ーション動作を行ない、油圧シリンダ１２０〜１２２の
目標位置情報と、動作情報検出手段９１（具体的には、
シリンダ位置検出手段８３）から得られる実シリンダ位
置情報との偏差（補正情報）が補正情報記憶手段１４０
に記憶されるようになっている。

【００５４】そして、作業開始時には、補正情報記憶手
段１４０で記憶された偏差分の誤差情報を目標値設定手
段８０で設定された制御信号に対して加えることで、各
油圧シリンダ１２０〜１２２にあらかじめ偏差を見込ん
だ信号を出力するようになっているのである。そして、
これにより半自動制御モード時に、正確なバケット位置
制御を実行することができるようになっているのであ
る。

【００５５】さて、ここで、補正情報記憶手段１４０に
ついてもう少し詳しく説明すると、補正情報記憶手段１
４０は、図６に示すように、目標値設定手段８０で設定
されたシリンダの目標位置情報を補正するための補正情
報を記憶する目標位置補正情報記憶手段１４１と、目標
値設定手段８０で設定されたシリンダの目標速度情報を
補正するための補正情報を記憶する目標速度補正情報記
憶手段１４２とから構成されている。また、図６に示す
ように、補正情報記憶手段１４０は、ブームシリンダ１
２０，スティックシリンダ１２１，バケットシリンダ１
２２のぞれぞれの制御系に設けられている。

【００５６】なお、補正情報記憶手段１４０を構成する
目標位置補正情報記憶手段１４１と目標速度補正情報記
憶手段１４２とはそれぞれ同様に構成されたものであ
り、以下では、これらの記憶手段１４１，１４２を代表
して目標位置補正情報記憶手段１４１を用いて説明す
る。この目標位置補正情報記憶手段１４１は、図６に示
すように、記憶部（メモリ）１４１ａと増幅部１４１ｂ
と入力スイッチ（Ｓin）１４１ｃと出力スイッチ（Ｓou
t ）１４１ｄとをそなえており、入力スイッチ１４１ｃ
を閉じると、目標値設定手段８０で設定されたシリンダ
目標位置情報とシリンダ位置検出手段８３により検出さ
れたと実際のシリンダ位置との偏差（補正情報）が、記
憶部１４１ａに入力されるようになっており、この偏差
が記憶部１４１ａにメモリされるようになっている。な
お、このような偏差（補正情報）の収集動作は、半自動
制御モード時において、作業モードを変更する度にその
都度実行されるようになっている。

【００５７】また、入力スイッチ１４１ｃを開いて、出
力スイッチ１４１ｄを閉じると、記憶部１４１ａからの
偏差情報が増幅部１４１ｂを介して出力され、目標値設
定手段８０で設定されたシリンダ目標位置情報に加算さ
れるのである。これにより、各油圧シリンダ１２０〜１
２２に出力される位置及び速度の制御信号は、あらかじ
め誤差分を考慮した信号が入力されることになるので、
実際の油圧シリンダ位置と目標シリンダ位置との偏差を
なくすことができ、正確で確実な歯先位置制御を行なう
ことができるのである。

【００５８】例えば、シミュレーション動作時に、目標
シリンダ位置と実シリンダ位置との偏差が図７（ａ）に
示すような特性データとして得られた場合には、目標値
設定手段８０で設定された目標シリンダ位置情報〔図７
（ｂ）に実線で示す〕に対して、図７（ａ）に示す偏差
分の情報が加味され、これにより、実際には図７（ｂ）
に破線で示すような特性の制御信号が油圧シリンダ１２
０〜１２２に入力されることになるのである。

【００５９】なお、図６に示す目標速度補正情報記憶手
段１４２内の符号１４２ａ〜１４２ｄは、それぞれ上述
の記憶部１４１ａ，増幅部１４１ｂ，入力スイッチ１４
１ｃ及び出力スイッチ１４１ｄに対応したものであり、
それぞれ、記憶部１４１ａ，増幅部１４１ｂ，入力スイ
ッチ１４１ｃ及び出力スイッチ１４１ｄと同様の機能を
有している。

【００６０】また、図７（ａ），（ｂ）においては、横
軸をスティックシリンダ位置として設定しているが、図
７（ａ），（ｂ）の横軸を時間として設定してもよい。
また、このような補正情報記憶手段１４０を用いて目標
シリンダ位置と実シリンダ位置との偏差情報を得るよう
にした場合には、実際のシリンダ位置と目標シリンダ位
置との偏差を０にすることができるので、この場合に
は、フィードバックループ式補償手段７３によるＰＩＤ
制御の寄与は低くなる。しかしながら、半自動制御モー
ドによる作業中に各油圧シリンダ１２０〜１２２の負荷
が変動することも考えられ、このような外乱作用時に
は、フィードバックループ式補償手段７３により、目標
シリンダ位置と実シリンダ位置との偏差をなくすような
制御が行なわれることになるのである。

【００６１】本発明の一実施形態としての建設機械の制
御装置は、上述のように構成されているので、油圧ショ
ベルを用いて、図１３に示すような目標法面角αの法面
掘削作業を半自動制御により行なう際に、従来の手動制
御のシステムに比し、ブーム２００及びスティック３０
０の合成移動量を掘削速度に合わせて自動調整する電子
油圧システムにより、上記のような半自動制御機能を実
現することができるのである。

【００６２】すなわち、油圧ショベルに搭載されたコン
トローラ１へ種々のセンサからの検出信号（目標法面角
の設定情報を含む）が入力されると、このコントローラ
１では、これらのセンサからの検出信号（信号変換器２
６を介したレゾルバ２０〜２２での検出信号も含む）に
基づいて、電磁比例弁３Ａ，３Ｂ，３Ｃに対する制御信
号を設定する。

【００６３】そして、主制御弁１３，１４，１５が、上
記電磁比例弁３Ａ，３Ｂ，３Ｃからのパイロット油圧に
応じて作動することで、ブーム２００，スティック３０
０，バケット４００が所望の伸縮変位となるように制御
され、これにより、上記のような半自動制御が実行され
るのである。また、この半自動制御に際しては、まず、
目標法面設定角，スティックシリンダ１２１及びブーム
シリンダ１２０を制御するパイロット油圧，車両傾斜
角，エンジン回転速度等の情報によりバケット歯先１１
２の移動速度及び方向を求め、この情報に基づいて各シ
リンダ１２０，１２１，１２２の目標速度を演算するの
である。この時エンジン回転速度の情報は、シリンダ速
度の上限を決定する時必要となる。また、このような制
御は、各シリンダ１２０，１２１，１２２毎に独立した
フィードバックループとして構成されているので、互い
に干渉し合うことはない。

【００６４】特に、本装置では、コントローラ１に、目
標値設定手段８０で設定された目標動作情報を補正する
ための補正情報を記憶する補正情報記憶手段１４０を設
け、この補正情報記憶手段１４０からの補正目標動作情
報に基づいて、ブーム２００等の動作が目標動作状態と
なるように、各油圧シリンダ１２０〜１２２が制御され
るので、バケット４００の歯先位置制御の精度を向上さ
せることができるのである。

【００６５】ここで、この補正情報記憶手段１４０によ
る補正情報の収集及び出力について説明すると、まず、
オペレータが半自動制御に切り替えて、法面掘削モード
等ののいずれかの作業モードを設定すると、目標値設定
手段８０により、この作業モードに応じた目標シリンダ
位置及び目標シリンダ速度が設定される。また、補正情
報記憶手段１４０では、半自動制御への切り替え操作と
同期して入力スイッチ１４１ｃが閉じられる（ＯＮに切
り替えられる）とともに、出力スイッチ１４１ｄが開か
れる（ＯＦＦに切り替えられる）。

【００６６】そして、目標値設定手段８０で設定された
目標シリンダ位置及び目標シリンダ速度の制御信号に基
づいて、ブーム２００等の油圧シリンダ１２０〜１２２
のシミュレーション動作（所定の動作）が実行される。
このとき、シリンダ位置検出手段８３により油圧シリン
ダ１２０〜１２２の実シリンダ位置及び実シリンダ速度
が検出されるが、この検出信号は、フィードバックルー
プ式補償手段７２を介して入力側に戻され、目標シリン
ダ位置及び目標シリンダ速度との偏差〔図７（ａ）参
照〕が算出される。

【００６７】また、上述のように、このシミュレーショ
ン動作時には入力スイッチ１４１ｃがＯＮであって、出
力スイッチ１４１ｄはＯＦＦになっているので、この偏
差情報は、入力スイッチ１４１ｃを介して補正情報記憶
手段１４０の記憶部１４１ｂにメモリされる。なお、上
述の偏差は、目標シリンダ位置（速度）と、フィードバ
ック制御及びフィードフォワード制御による実シリンダ
位置（速度）との間に生じている制御誤差である。

【００６８】そして、このようなシミュレーション動作
が所定回数（例えば１回）実行されると、今度は入力ス
イッチ１４１ｃがＯＦＦ切り替えられるとともに、出力
スイッチ１４１ｄがＯＮに切り替えられ、実際の半自動
制御モードによる作業が開始される。この場合は、記憶
部１４１ｂにメモリされた偏差情報が増幅部１４１ｃ及
び出力スイッチ１４１ｄを介して出力され、目標値設定
手段８０からの情報に加算される。

【００６９】したがって、実際の制御時には、目標値設
定手段８０からの情報に偏差情報を加味した制御信号
〔図７（ｂ）に破線で示す〕が油圧シリンダ１２０〜１
２２に出力されることになり、実際の制御における目標
シリンダ位置（速度）と、実シリンダ位置（速度）との
間の偏差を極力排除することができるのである。すなわ
ち、半自動制御モードによる作業開始前には、この制御
モードに応じたシミュレーション動作を行なって目標シ
リンダ位置（速度）と実シリンダ位置（速度）との偏差
情報が記憶されるとともに、実際の制御開始時には、こ
の偏差情報を目標シリンダ位置情報に加えて各油圧シリ
ンダ１２０〜１２２への制御信号が補正されることにな
る。

【００７０】したがって、各油圧シリンダ１２０〜１２
２には、この偏差分を見込んで補正された制御信号が入
力されることになり、各油圧シリンダ１２０〜１２２の
位置制御、速度制御の精度を大幅に向上させることがで
きるのである。また、これにより、歯先位置の制御精度
も大幅に向上させることができるのである。さらには、
本発明の建設機械の制御装置では、補正情報記憶手段１
４０という簡素な回路を設けるという簡素な構成によ
り、コスト増や重量増がほとんどないという利点もあ
る。

【００７１】なお、この半自動制御システムにおける目
標法面角の設定は、モニタパネル１０上のスイッチによ
る数値入力による方法，２点座標入力法，バケット角度
による入力法によりなされ、同じく半自動制御システム
におけるバケット復帰角の設定は、モニタパネル１０上
のスイッチによる数値入力による方法，バケット移動に
よる方法によりなされるが、いずれも公知の手法が用い
られる。

【００７２】また、上記各半自動制御モードとその制御
法は、レゾルバ２０〜２２で検出された角度情報を信号
変換器２６でシリンダ伸縮変位情報に変換したものに基
づいて、次のようにして行なわれる。まず、バケット角
度制御モード（図９参照）では、バケット４００とｘ軸
となす角（バケット角）φを任意の位置で一定となるよ
うに、バケットシリンダ１２２長さを制御する。このと
き、バケットシリンダ長さλbkは、ブームシリンダ長さ
λbm，スティックシリンダ長さλst及び上記のバケット
角度φをパラメータとして求めることができる。

【００７３】スムージングモード（図１１参照）では、
バケット角度φは一定に保たれるから、バケット歯先位
置１１２と節点１０８は平行に移動する。まず、節点１
０８がｘ軸に対して平行に移動する場合（水平掘削）を
考えると次のようになる。すなわち、この場合は、掘削
を開始するリンケージ姿勢における節点１０８の座標を
（ｘ₁₀₈，ｙ₁₀₈）とし、この時のリンケージ姿勢にお
けるブームシリンダ１２０とスティックシリンダ１２１
のシリンダ長さを求め、ｘ₁₀₈が水平に移動するように
ブーム２００とスティック３００の速度関係を求める。
なお、節点１０８の移動速度はスティック操作レバー８
の操作量によって決定される。

【００７４】また、節点１０８の平行移動を考えた場
合、微小時間Δｔ後の節点１０８の座標は（ｘ₁₀₈＋Δ
ｘ，ｙ₁₀₈）で表わされる。Δｘは移動速度によって決
まる微小変位である。したがって、ｘ₁₀₈にΔｘを考慮
することで、Δｔ後の目標ブーム及びスティックシリン
ダの長さが求められる。法面掘削モード（図１０参照）
では、スムージングモードと同様の要領で制御が行なわ
れるが、移動する点が節点１０８からバケット歯先位置
１１２へ変更され、更にバケットシリンダ長さλbkが固
定されることを考慮した制御となる。

【００７５】また、車両傾斜センサ２４による仕上げ傾
斜角の補正については、フロントリンケージ位置の演算
は図８における節点１０１を原点としたｘｙ座標系で行
なわれる。したがって、車両本体がｘｙ平面に対して傾
斜した場合、上記ｘｙ座標が地面（水平面）対して傾
き、地面に対する目標傾斜角が変化してしまう。これを
補正するため、車両に傾斜角センサ２４を取り付け、こ
の傾斜角センサ２４によって、車両本体がｘｙ平面に対
してある角度（これをβという）だけ傾斜していること
が検出された場合、βだけ加算した値と置き直すことに
よって補正される。

【００７６】エンジン回転速度センサ２３による制御精
度悪化の防止については、以下のとおりである。即ち、
目標バケット歯先速度の補正については、目標バケット
歯先速度はスティック及びブーム操作レバー６，８の操
作位置とエンジン回転速度で決定される。また、油圧ポ
ンプ５１，５２はエンジンＥに直結されているため、エ
ンジン回転速度が低い時、ポンプ吐出量も減少し、シリ
ンダ速度が減少してしまう。そのため、エンジン回転速
度を検出し、ポンプ吐出量の変化に合うように目標バケ
ット歯先速度を算出しているのである。

【００７７】また、目標シリンダ速度の最大値の補正に
ついては、目標シリンダ速度はリンケージの姿勢及び目
標法面傾斜角によって変化することと、ポンプ吐出量が
エンジン回転速度の低下に伴い減少する場合、最大シリ
ンダ速度も減少させる必要があることとを考慮した補正
が行なわれる。なお、目標シリンダ速度が最大シリンダ
速度を越えた時は、目標バケット歯先速度を減少して、
目標シリンダ速度が最大シリンダ速度を越えないように
する。

【００７８】以上、種々の制御モードとその制御法につ
いて説明したが、いずれもシリンダ伸縮変位情報に基づ
いて行なう手法で、この手法による制御内容については
公知である。すなわち、本実施形態にかかるシステムで
は、レゾルバ２０〜２２で角度情報を検出したのちに、
角度情報を信号変換器２６でシリンダ伸縮変位情報に変
換しているので、以降は公知の制御手法を使用できるの
である。

【００７９】このようにして、コントローラ１にて、各
種の制御がなされるが、本実施形態にかかるシステムで
は、レゾルバ２０〜２２で検出された角度情報信号が、
信号変換器２６でシリンダ変位情報に変換されて、コン
トローラ１へ入力されるので、従来のように、ブーム２
００，スティック３００，バケット４００用シリンダの
各伸縮変位を検出するための高価なストロークセンサを
使用しなくても、従来の制御系で使用していたシリンダ
伸縮変位を用いた制御を実行することができる。これに
より、コストを低く抑えながら、バケット４００の位置
と姿勢を正確に且つ安定して制御しうるシステムを提供
しうるのである。

【００８０】また、フィードバック制御ループが各シリ
ンダ１２０，１２１，１２２毎に独立しており、制御ア
ルゴリズムが変位、速度およびフィードフォワードの多
自由制御としているので、制御系を簡素化できるほか、
油圧機器の非線型性をテーブルルックアップ手法により
高速に線形化することができるので、制御精度の向上に
も寄与している。

【００８１】さらに、車両傾斜センサ２４により車両傾
斜の影響を補正したり、エンジン回転速度を読み込むこ
とにより、エンジンスロットルの位置及び負荷変動によ
る制御精度の悪化を補正しているので、より正確な制御
の実現に寄与している。また、外部ターミナル２を用い
てゲイン調整等のメインテナンスもできるので、調整等
が容易であるという利点も得られる。

【００８２】さらに、圧力センサ１９等を用いてパイロ
ット圧の変化により、操作レバー７，８の操作量を求
め、更に従来のオープンセンタバルブ油圧システムをそ
のまま利用しているので、圧力補償弁等の追加を必要と
しない利点があるほか、目標法面角設定器付モニタ１０
でバケット歯先座標をリアルタイムに表示することもで
きる。また、安全弁５を用いた構成により、システムの
異常時における異常動作も防止できる。

【００８３】なお、本発明は上記した実施形態に限定さ
れるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種
々変形して実施することができる。

【００８４】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の本
発明の建設機械の制御装置によれば、操作レバーの位置
に応じて目標値設定手段により設定される作業部材付き
アームの目標動作情報を補正するための補正情報を記憶
する補正情報記憶手段をそなえ、制御手段を、該補正情
報記憶手段からの補正情報で補正された補正目標動作情
報を使用して、上記の作業部材付きアームが目標とする
動作状態となるように、該アクチュエータを制御するよ
うに構成することで、目標動作情報と実際の動作との間
の偏差を極力排除することができ、各アクチュエータの
制御精度を向上させることができるという利点がある。

【００８５】すなわち、目標値設定手段により設定され
る目標動作情報に、補正情報記憶手段から得られる補正
情報を加味することで、各アクチュエータの位置制御や
速度制御の精度を大幅に向上させることができるのであ
る。さらには、本装置では、補正情報記憶手段を設ける
という簡素な構成により、コスト増や重量増がほとんど
ないという利点もある。

【００８６】また、請求項２記載の本発明の建設機械の
制御装置によれば、補正情報記憶手段が、上記の作業部
材付きアームに所定の動作を行なわせて、該補正情報を
収集して記憶するように構成することにより、目標値設
定手段により設定される各アクチュエータの目標動作情
報と、各アクチュエータの実際の動作情報との間に生じ
る偏差をシミュレーションにより得られることができ
る。また、この偏差を用いて目標値設定手段が補正され
るので、目標動作情報と実際の動作情報との偏差を極力
排除することができ、作業部材付きアームの作動制御の
精度を一層向上させることができる利点がある。

【００８７】また、請求項３記載の本発明の建設機械の
制御装置によれば、該補正情報記憶手段が、上記の作業
部材付きアームの異なった動作モード毎に異なった補正
情報を記憶するように構成され、該制御手段を、上記の
作業部材付きアームの動作モードに応じて得られた補正
情報で補正された該補正目標動作情報を使用して、上記
の作業部材付きアームが目標とする動作状態となるよう
に、該アクチュエータを制御すべく構成することによ
り、動作モード毎に、目標動作情報と実際の動作情報と
の間の偏差を更新することができ、どの動作モードで制
御を行なっても、目標動作情報と実際の動作情報との偏
差を極力排除して、制御精度を向上させることができる
という利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態にかかる制御装置を搭載し
た油圧ショベルの模式図である。

【図２】本発明の一実施形態にかかる制御システム構成
を概略的に示す図である。

【図３】本発明の一実施形態にかかる制御装置の制御系
構成を概略的に示す図である。

【図４】本発明の一実施形態にかかる制御システムの全
体構成を示す図である。

【図５】本発明の一実施形態にかかる要部制御ブロック
図である。

【図６】本発明の一実施形態にかかる要部機能に着目し
た制御ブロック図である。

【図７】本発明の一実施形態にかかる動作の一例を説明
するための図である。

【図８】本発明による油圧ショベルの動作部分の概略図
である。

【図９】本発明による油圧ショベルの動作を示す概略図
である。

【図１０】本発明による油圧ショベルの動作を示す概略
図である。

【図１１】本発明による油圧ショベルの動作を示す概略
図である。

【図１２】本発明による油圧ショベルの動作を示す概略
図である。

【図１３】本発明による油圧ショベルの動作を示す概略
図である。

【図１４】従来の油圧ショベルの概略構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

１コントローラ（制御手段）１Ａ〜１Ｃ制御部２外部ターミナル３Ａ〜３Ｃ電磁比例弁４Ａ〜４Ｃ電磁切替弁５安全弁６ブーム，バケット操作レバー７バケット自動復帰スタートスイッチ８スティック操作レバー９法面掘削スイッチ１０目標法面角設定器付モニタパネル１１スティック合流比例弁１３ブーム用主制御弁１４スティック用主制御弁１５バケット用主制御弁１６圧力スイッチ１７セレクタ弁（操作レバー用）１８セレクタ弁（手動／半自動モード用）１９圧力センサ２０ブームシリンダ用レゾルバ（第１角度センサ）２１スティックシリンダ用レゾルバ（第２角度セン
サ）２２バケットシリンダ用レゾルバ（第３角度センサ）２３エンジン回転速度センサ２４傾斜角センサ２６信号変換器（変換手段）２６Ａ入力インタフェース２６Ｂメモリ２６Ｂ−１ルークアップテーブル２６Ｃ主演算装置（ＣＰＵ）２６Ｄ出力インタフェース２７エンジンポンプコントローラ２８Ａ，２８Ｂ圧力センサ５０パイロットポンプ５１，５２ポンプ７０ゲインスケジューラ７１非線形除去テーブル７２フィードバックループ式補償手段７３フィードフォワード式補償手段８０目標値設定手段８３シリンダ位置検出手段９１動作情報検出手段１００上部旋回体（建設機械本体）１２０ブームシリンダ（シリンダ式アクチュエータ）１２１スティックシリンダ（シリンダ式アクチュエー
タ）１２２バケットシリンダ（シリンダ式アクチュエー
タ）１３０リンク機構１４０補正情報記憶手段１４１目標位置補正情報記憶手段１４２目標速度補正情報記憶手段１４１ａ，１４２ａ記憶部（メモリ）１４１ｂ，１４２ｂ増幅部１４１ｃ，１４２ｃ入力スイッチ（Ｓin）１４１ｄ，１４２ｄ出力スイッチ（Ｓout ）２００ブーム３００スティック４００バケット５００下部走行体５００Ａ無限軌条部６００運転操作室Ｅエンジン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】機体側にアームを揺動自在に支持すると
もに該アームの先端部に作業部材を揺動自在に支持し、
上記の作業部材付きアームの揺動をシリンダ式アクチュ
エータの伸縮動作によりそれぞれ行なうように構成した
建設機械において、上記の作業部材付きアームの目標動作情報を操作レバー
の位置に応じて設定する目標値設定手段と、上記の作業部材付きアームの動作情報を検出する動作情
報検出手段と、該動作情報検出手段での検出結果と該目標値設定手段で
設定された該目標動作情報とを入力として、上記の作業
部材付きアームが目標とする動作状態となるように、該
アクチュエータを制御する制御手段と、該目標動作情報を補正するための補正情報を記憶する補
正情報記憶手段とをそなえ、該制御手段が、該補正情報記憶手段からの該補正情報で
補正された補正目標動作情報を使用して、上記の作業部
材付きアームが目標とする動作状態となるように、該ア
クチュエータを制御すべく構成されたことを特徴とす
る、建設機械の制御装置。
【請求項２】該補正情報記憶手段が、上記の作業部材
付きアームに所定の動作を行なわせて、該補正情報を収
集して記憶するように構成されたことを特徴とする、請
求項１記載の建設機械の制御装置。
【請求項３】該補正情報記憶手段が、上記の作業部材
付きアームの異なった動作モード毎に異なった補正情報
を記憶するように構成され、該制御手段が、上記の作業部材付きアームの動作モード
に応じて得られた補正情報で補正された該補正目標動作
情報を使用して、上記の作業部材付きアームが目標とす
る動作状態となるように、該アクチュエータを制御すべ
く構成されたことを特徴とする、請求項１記載の建設機
械の制御装置。