JPH10195916A - 多関節建設機械の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 第２ブームの先端を高く上げる操作をすると
き、作業フロント先端の速度を大きく変化させることな
く、簡単な操作で第２ブームの先端を高く上げる。 【解決手段】 第１ブーム操作レバー装置１６のみを操
作し、第１ブーム４が上げエンド近傍に達すると、コン
トローラ２３で、第１ブーム４が上がるにしたがって低
下する第１ブーム４の補正目標パイロット圧Ｐa1u′が
求められ、電磁減圧弁２４で、この大きさのパイロット
圧が得られるように第１ブーム上げパイロット圧Ｐbi1
が減圧されて第１ブーム流量制御弁１３に導かれる。ま
た、コントローラ２３で、第１ブーム上げパイロット圧
Ｐbi1から補正目標パイロット圧Ｐa1u′を減じて第２ブ
ーム５の連続動作目標パイロット圧Ｐa2u′が求めら
れ、電磁減圧弁２５で、この大きさの第２ブーム５の連
続動作パイロット圧が生成され、これがシャトル弁２０
で選択されて第２ブーム流量制御弁１４に導かれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２ピースブームを
含む多関節型の作業フロントを備えた多関節建設機械の
制御装置に係わり、特に第２ブームの操作を容易にする
多関節建設機械の制御装置に関する

【０００２】

【従来の技術】従来の多関節建設機械の制御装置として
は、特開昭６２−３３９３７号公報に記載のものがあ
る。この制御装置が適用される多関節建設機械は、第１
ブーム、第２ブーム、アーム及びバケットからなる２ピ
ースブーム型作業機であり、この制御装置は、第１ブー
ムを操作する操作レバーに設けられたスイッチにより自
動モードが選択されると、上部旋回体を操作する操作レ
バーを操作するだけで、第１ブーム、アームを操作する
操作レバーや第２ブームを操作する操作ペダルを操作し
なくても、第２ブーム先端の軌跡が制御されて直線側溝
掘りを簡単かつ適確に行うことができる。また、スイッ
チにより自動モードが選択されないときは、第２ブーム
は、操作ペダルの操作に応じて上下方向に動き、第１ブ
ームやアームはこれらに係わる操作レバーの操作に応じ
てそれぞれ上下方向に動く。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術には次のような問題がある。

【０００４】第１ブーム、第２ブーム、アーム及びバケ
ットからなる２ピースブーム型作業機の特徴として、第
１ブームに対する第２ブームの角度を約９０゜にするよ
うな姿勢とすることで、手元、すなわち車体近辺の作業
を容易に行うことが可能となる（図６参照）。ところ
が、この状態から第２ブームの姿勢を変えず第１ブーム
を上昇させると、アームをダンプしてもバケットの高さ
を確保することができなくなる（図７参照）。このた
め、バケットを充分な高さとするためには（図８参
照）、オペレータは第１ブーム上げのレバー操作に加
え、第２ブーム上げを行うペダル操作を別に行わなくて
はならず、操作上煩わしく、バケットの高さを確保する
ための操作を簡単に行うことができない。また、第１ブ
ームが上げエンドに達したときや、第２ブーム上げを開
始したときに、バケットの速度が変わりやすく、バケッ
トが揺れ、バケットの中の土砂等がこぼれてしまうなど
の問題がある。

【０００５】また、フロント装置の旋回半径を最小にす
るいわゆる最小旋回姿勢にフロント装置を移行させる場
合でも（図９参照）、第１ブーム上げのレバー操作を行
ってから、第２ブーム上げのペダルを操作をしなければ
ならず、同じく操作上煩わしく、バケットの高さを確保
するための操作を簡単に行うことができない。また、こ
の場合もバケットが揺れ、バケットの中の土砂等がこぼ
れてしまうなどの問題がある。

【０００６】本発明の目的は、第２ブームの先端を高く
上げる操作をするとき、作業フロント先端の速度を大き
く変化させることなく、簡単な操作で第２ブームの先端
を高く上げることができる多関節建設機械の制御装置を
提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

（１）上記目的を達成するために、本発明は、建設機械
本体と、建設機械本体に回動可能に取り付けられた第１
ブーム、この第１ブームに回動可能に取り付けられた第
２ブーム、この第２ブームに回動可能に取り付けられた
アームを含む作業フロントと、前記第１ブームを駆動す
る第１ブームシリンダ、前記第２ブームを駆動する第２
ブームシリンダ、前記アームを駆動するアームシリンダ
と、前記第１ブームシリンダの駆動を制御する第１ブー
ム流量制御弁と、前記第２ブームシリンダの駆動を制御
する第２ブーム流量制御弁と、前記第１ブームの速度を
指令する第１ブーム操作手段とを備えた多関節建設機械
の制御装置において、前記第１ブームの位置を検出する
第１ブーム検出手段と、前記第１ブーム検出手段からの
信号を入力し、前記第１ブームが所定の位置に達する
と、前記第１ブームの速度が減じるよう前記第１ブーム
操作手段の指令信号を補正し、この補正した指令信号を
前記第１ブーム流量制御弁への出力指令信号とすると共
に、前記第２ブームの連続動作指令信号を生成し、これ
を前記第２ブーム流量制御弁の出力指令信号とする信号
処理手段とを備える構成とする。

【０００８】以上のように構成した本発明においては、
第１ブームが所定の位置に達すると、信号処理手段は第
２ブームの連続動作指令信号を生成し、これを第２ブー
ム流量制御弁の出力指令信号とするので、第１ブーム操
作手段の操作のみで第１ブームに連続して第２ブームも
上がることとなり、簡単な操作で第２ブームの先端を高
く上げることができる。また、信号処理手段は、第２ブ
ームの連続動作指令指令信号を生成するとき、第１ブー
ムの速度を減じるよう第１ブーム操作手段の指令信号を
補正するので、第１ブームに連続して第２ブームを上げ
るときの作業フロント先端の速度変化が低減し、作業フ
ロントをスムーズに動かすことができる。

【０００９】（２）上記（１）において、好ましくは、
前記信号処理手段は、前記第１ブームの速度が減じつつ
前記第２ブームの速度が増加するよう前記連続動作指令
信号を生成するものとする。

【００１０】これにより、第１ブームの減速に合わせて
第２ブームが増速するので、作業フロント先端の速度変
化は更に低減し、よりスムーズに作業フロントを動かす
ことができる。

【００１１】（３）また、上記（１）において、好まし
くは、前記信号処理手段は、前記第１ブームが上げエン
ド近傍に達すると前記第１ブーム操作手段の指令信号の
補正及び第２ブームの連続動作指令信号の生成を行うも
のとする。

【００１２】これにより、第１ブーム上げに連続した第
２ブーム上げは第１ブームが上げエンド近傍に達すると
行われるので、第１ブーム上げから第２ブーム上げへの
移行がスムーズに行え、作業フロント先端の速度変化を
より小さくできる。

【００１３】（４）更に、上記（１）において、好まし
くは、前記信号処理手段は、前記第１ブーム操作手段の
指令信号により前記第２ブームが動かされるよう前記連
続動作指令信号を生成するものとする。

【００１４】これにより、第２ブームは第１ブームの速
度に応じた速度で動くので、作業フロント先端の速度変
化は更に低減し、よりスムーズに作業フロントを動かす
ことができる。

【００１５】（５）また、上記（１）において、好まし
くは、前記第１ブーム操作手段は指令信号として操作パ
イロット圧を出力する油圧パイロット方式であり、前記
信号処理手段は、前記第１ブーム操作手段の操作パイロ
ット圧を検出する圧力検出手段と、前記圧力検出手段と
第１ブーム検出手段からの信号を入力し、前記第１ブー
ムが所定の位置に達すると、前記第１ブームの速度が減
じるよう前記第１ブームの補正目標パイロット圧を演算
し第１電気信号を出力すると共に、前記第２ブームの連
続動作目標パイロット圧を演算し第２電気信号を出力す
るコントローラと、前記第１電気信号により駆動され、
前記第１ブーム操作手段の操作パイロット圧を減圧する
第１電磁減圧弁と、前記第２電気信号により駆動され、
前記第２ブームの連続動作指令信号として連続動作パイ
ロット圧を生成する第２電磁減圧弁とを有するものとす
る。

【００１６】これにより、第１ブーム操作手段を油圧パ
イロット方式にしたものにおいて、上記（１）の作用が
得られる。

【００１７】（６）更に、上記（１）において、前記第
１ブーム操作手段は指令信号として電気信号を出力する
電気レバー方式であり、前記信号処理手段は、前記第１
ブーム操作手段の電気信号と第１ブーム検出手段からの
信号を入力し、前記第１ブームが所定の位置に達する
と、前記第１ブームの速度が減じるよう前記第１ブーム
の補正目標パイロット圧を演算し第１電気信号を出力す
ると共に、前記第２ブームの連続動作目標パイロット圧
を演算し第２電気信号を出力するコントローラと、前記
第１電気信号により駆動され、前記第１ブーム流量制御
弁への出力指令信号としてパイロット圧を生成する第１
電磁減圧弁と、前記第２電気信号により駆動され、前記
第２ブームの連続動作指令信号として連続動作パイロッ
ト圧を生成する第２電磁減圧弁とを有していてもよい。

【００１８】これにより、第１ブーム操作手段を電気レ
バー方式にしたものにおいて、上記（１）の作用が得ら
れる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて説明する。

【００２０】まず、本発明の第１の実施形態を図１〜図
９により説明する。図１において、本実施形態における
多関節建設機械の制御装置は作業フロント２を備えた油
圧ショベル１に設けられており、作業フロント２は、油
圧ショベル１の本体の一部である上部旋回体３に上下方
向に回動可能に取り付けられた第１ブーム４と、この第
１ブーム４に上下方向に回動可能に取り付けられた第２
ブーム５と、この第２ブーム５に上下方向に回動可能に
取り付けられたアーム６と、このアーム６に上下方向に
回動可能に取り付けられた作業装置、例えばバケット７
とで構成されている。また、第１ブーム４は第１ブーム
シリンダ８で駆動され、第２ブーム５は第２ブームシリ
ンダ９で駆動され、アーム６はアームシリンダ１０で駆
動され、バケット７はバケットシリンダ１１で駆動され
る。更に、上部旋回体３は図示しない旋回モータにより
駆動される。

【００２１】また、本実施形態における多関節建設機械
の制御装置は、油圧源１２から第１ブームシリンダ８に
供給される圧油の流量と流れ方向を切り換え制御するこ
とによって第１ブームシリンダ８の駆動を制御する第１
ブーム流量制御弁１３と、油圧源１２から第２ブームシ
リンダ９に供給される圧油の流量と流れ方向を切り換え
制御よって第２ブームシリンダ９の駆動を制御するする
第２ブーム流量制御弁１４と、操作レバー１６ａの操作
量に応じた操作パイロット圧を生成し、第１ブーム４の
速度及び方向を指令する第１ブーム操作レバー装置１６
と、操作レバー１７ａの操作量に応じた操作パイロット
圧を生成し、第２ブーム５の速度及び方向を指令する第
２ブーム操作レバー装置１７と、第１ブーム操作レバー
装置１６で生成された操作パイロット圧のうち第１ブー
ム４を上げるよう指令する第１ブーム上げパイロット圧
Ｐbi1を検出する圧力センサ２１と、第１ブーム４が地
面に対してなす第１ブーム角度θ（図１参照）を検出す
る角度センサ２２と、圧力センサ２１及び角度センサ２
２からの信号を入力し、第１ブーム５の補正目標パイロ
ット圧Ｐa1u′と第２ブーム５の連続動作目標パイロッ
ト圧Ｐa2u′とを演算しそれぞれ対応する電気信号を出
力するコントローラ２３と、コントローラ２３からの第
１ブーム５の補正目標パイロット圧Ｐa1u′に対応する
電気信号により駆動され、第１ブーム操作レバー装置１
６で生成された第１ブーム上げパイロット圧Ｐbi1を減
圧する電磁減圧弁２４と、コントローラ２３からの第２
ブーム５の連続動作目標パイロット圧Ｐa2u′に対応す
る電気信号により駆動され、第２ブーム５の連続動作パ
イロット圧を生成する電磁減圧弁２５と、第２ブーム操
作レバー装置１７で生成された操作パイロット圧のうち
第２ブーム５を上げるよう指令する第２ブーム上げパイ
ロット圧と電磁減圧弁２５からの第２ブーム５の連続動
作パイロット圧のうち高圧側を選択し、第２ブーム流量
制御弁１４に出力するシャトル弁２０とを有している。

【００２２】第１ブーム操作レバー装置１６は、パイロ
ットライン６０を介してパイロット油圧源１５と接続し
ており、操作レバー１６ａを図示Ａ方向に傾けると、第
１ブーム４を上げるように指令する第１ブーム上げパイ
ロット圧が生成され、操作レバー１６ａを図示Ｂ方向に
傾けると、第１ブーム４を下げるよう指令する第１ブー
ム下げパイロット圧が生成される。

【００２３】第１ブーム操作レバー装置１６で生成され
た第１ブーム上げパイロット圧は、電磁減圧弁２４が設
けられたパイロットライン６０ａを介して第１ブーム流
量制御弁１３のパイロット操作部１３ａに導かれる。こ
れにより第１ブーム流量制御弁１３は第１ブームシリン
ダ８のボトム側に圧油を供給する位置に切り換わり、第
１ブーム４が上げ方向に回動する。一方、第１ブーム操
作レバー装置１６で生成された第１ブーム下げパイロッ
ト圧は、パイロットライン６０ｂを介して第１ブーム流
量制御弁１３のパイロット操作部１３ｂに導かれる。こ
れにより第１ブーム流量制御弁１３は第１ブームシリン
ダ８のロッド側に圧油を供給する位置に切り換わり、第
１ブーム４が下げ方向に回動する。ここで、第１ブーム
流量制御弁１３のパイロット操作部１３ａ，１３ｂに導
かれるパイロット圧が大きいほど、第１ブームシリンダ
８に供給される圧油の流量が増大し、第１ブーム４が速
く回動する。

【００２４】第２ブーム操作レバー装置１７は、パイロ
ットライン６０，６１を介してパイロット油圧源１５と
接続しており、操作レバー１７ａを図示Ａ方向に傾ける
と第２ブーム５を上げるよう指令する第２ブーム上げパ
イロット圧が生成され、操作レバー１７ａを図示Ｂ方向
に傾けると第２ブーム５を下げるよう指令する第２ブー
ム下げパイロット圧が生成される。

【００２５】電磁減圧弁２５は、パイロットライン６０
から分岐し、シャトル弁２０に接続するパイロットライ
ン６２に設けられている。

【００２６】第２ブーム操作レバー装置１７で生成され
た第２ブーム上げパイロット圧は、電磁減圧弁２５で生
成された第２ブーム５の連続動作パイロット圧と共に、
それぞれパイロットライン６１ａ，６２を介してシャト
ル弁２０に導かれ、高圧側のパイロット圧が選択されて
パイロットライン６３を介して第２ブーム流量制御弁１
４のパイロット操作部１４ａに導かれる。これにより第
２ブーム流量制御弁１４は第２ブームシリンダ９のロッ
ド側に圧油を供給する位置に切り換わり、第２ブーム５
が上げ方向に回動する。一方、第２ブーム操作レバー装
置１７で生成された第２ブーム下げパイロット圧は、パ
イロットライン６１ｂを介して第２ブーム流量制御弁１
４のパイロット操作部１４ｂに導かれる。これにより第
２ブーム流量制御弁１４は第２ブームシリンダ９のボト
ム側に圧油を供給する位置に切り換わり、第２ブーム５
が下げ方向に回動する。ここで、第２ブーム流量制御弁
１４のパイロット操作部１４ａ，１４ｂに導かれるパイ
ロット圧が大きいほど、第２ブームシリンダ９に供給さ
れる圧油の流量が増大し、第２ブーム５が速く回動す
る。

【００２７】コントローラ２３の処理機能を図２により
説明する。図２において、コントローラ２３は、圧力セ
ンサ２１で検出された第１ブーム上げパイロット圧Ｐbi
1の信号を入力するパイロット圧入力部２００と、角度
センサ２２で検出された第１ブーム角度θの信号を入力
する第１ブーム角度入力部２０１と、これら第１ブーム
上げパイロット圧Ｐbi1と第１ブーム角度θから、第１
ブーム４の補正目標パイロット圧Ｐa1u′と第２ブーム
５の連続動作目標パイロット圧Ｐa2u′を演算する目標
パイロット圧演算部２０２と、第１ブーム上げパイロッ
ト圧Ｐbi1を減圧し、目標パイロット圧演算部２０２で
求めた第１ブーム４の補正目標パイロット圧Ｐa1u′と
同じ大きさにするように電磁減圧弁２４を駆動する電気
信号を求め、電磁減圧弁２４のソレノイド部２４ａに出
力し、また目標パイロット圧演算部２０２で求めた第２
ブーム５の連続動作目標パイロット圧Ｐa2u′と同じ大
きさのパイロット圧が電磁減圧弁２５で生成されるよう
に電磁減圧弁２５を駆動する電気信号を求め、電磁減圧
弁２５のソレノイド部２５ａに出力する出力部２０３と
を有している。

【００２８】目標パイロット演算部２０２における第１
ブーム４の補正目標パイロット圧Ｐa1u′と第２ブーム
５の連続動作目標パイロット圧Ｐa2u′の演算について
図３及び図４を用いて以下に説明する。

【００２９】図３において、まず、判定部２０２ａで、
第１ブーム角度入力部２０１からの第１ブーム角度θに
より、第１ブーム４が上げエンド近傍（以下、減速領域
という）にあるかどうかが判定される。具体的には、第
１ブーム角度θが、第１ブームシリンダ８がシリンダエ
ンドに達したときの第１ブーム角度θである上げエンド
角θ1（例えば９０度）からその近傍の所定の第１ブー
ム角度θ0（例えば、７２度）までの範囲内にあるかど
うかで判定される。そして、第１ブーム４が減速領域に
なければ、演算部２０２ｂで第１ブーム４の補正目標パ
イロット圧Ｐa1u′を最大値Ｐbmaxとし、演算部２０２
ｃで第２ブーム５の連続動作目標パイロット圧Ｐa2u′
を０とする。

【００３０】一方、第１ブーム４が減速領域にあれば、
補正係数演算部２０２ｄで、図４に示す関係を用いて角
度センサ２２で検出された第１ブーム角度θから補正係
数Ｋを求め、乗算部２０２ｅで、パイロット圧入力部２
００からの第１ブーム上げパイロット圧Ｐbi1に補正係
数Ｋを乗じた値Ｐbe1を第１ブーム４の補正目標パイロ
ット圧Ｐa1u′とし、減算部２０２ｆで、第１ブーム上
げパイロット圧Ｐbi1から第１ブーム４の補正目標パイ
ロット圧Ｐa1u′を減じた値Ｐbe2を第２ブーム５の連続
動作目標パイロット圧Ｐa2u′とする。これにより、第
１ブーム４が上がるにしたがって、第１ブーム４の補正
目標パイロット圧Ｐa1u′は低下し、第２ブーム５の連
続動作目標パイロット圧Ｐa2u′は増加する。

【００３１】次に、コントローラ２３における処理内容
を図３に示すフローチャートにより説明する。

【００３２】まず、パイロット圧入力部２００に圧力セ
ンサ２１から信号が入力され、第１ブーム角度入力部２
０１に角度センサ２２から信号が入力される（ステップ
１００）。次に、目標パイロット圧演算部２０２で、第
１ブーム４が減速領域にあるかどうかが判定され（ステ
ップ１０１）、第１ブーム４が減速領域になければ、第
１ブーム４の補正目標パイロット圧Ｐa1u′は最大値Ｐb
maxとされ、第２ブーム５の連続動作目標パイロット圧
Ｐa2u′は０とされ（ステップ１０２）、第１ブーム４
が減速領域にあれば、第１ブーム４の補正目標パイロッ
ト圧Ｐa1u′はＰbe1とされ、第２ブーム５の連続動作目
標パイロット圧Ｐa2u′はＰbe2とされる（ステップ１０
３）。次に、出力部２０３で、目標パイロット圧演算部
２０２で求めた第１ブーム４の補正目標パイロット圧Ｐ
a1u′と第２ブーム５の連続動作目標パイロット圧Ｐa2
u′に対応する電気信号をそれぞれ求め、電磁減圧弁２
４，２５のソレノイド部２４ａ，２５ａにそれぞれ出力
する（ステップ１０４）。

【００３３】本実施形態の動作を図６〜図９を用いて以
下に説明する。

【００３４】一般的に、第１ブーム、第２ブーム、アー
ム及びバケットからなる２ピースブーム型作業機におい
ては、手元、すなわち車体近辺の作業を容易に行うため
に、図６に示すような第１ブーム４に対する第２ブーム
５の角度を約９０゜にするような姿勢がとられ、この状
態から第２ブーム５の姿勢を変えず第１ブーム４上昇さ
せると、図７に示すようにアーム６をダンプしてもバケ
ット７の高さを確保することができなくなるため、図８
に示すようにバケット７を充分な高さとするためには、
第１ブーム４及び第２ブーム５を上げる必要がある。ま
た、図９に示すようにフロント装置の旋回半径を最小に
するいわゆる最小旋回姿勢にフロント装置を移行させる
場合でも、同様に、第１ブーム４及び第２ブーム５を上
げる必要がある。

【００３５】上記のようにバケット７の高さを確保した
り作業フロントを最小旋回姿勢に移行させる操作をする
とき、本実施形態においては、第２ブーム操作レバー装
置１７を操作せず、第１ブーム操作レバー装置１６の操
作レバー１６ａを図示Ａ方向に操作して第１ブーム４を
上げるよう指令すると、第１ブーム上げパイロット圧Ｐ
bi1が生成され、第１ブーム４が減速領域に達していな
ければ、コントローラ２３で第１ブーム４の補正目標パ
イロット圧Ｐa1u′は最大値Ｐbmaxとされ、第１ブーム
上げパイロット圧Ｐbi1は電磁減圧弁２４で減圧され
ず、そのまま第１ブーム流量制御弁１３のパイロット操
作部１３ａに導かれて第１ブーム流量制御弁１３を切り
換え、第１ブーム４が上げ方向に回動する。また、この
ときコントローラ２３で第２ブーム４の連続動作目標パ
イロット圧Ｐa2u′は０とされるので、第２ブーム４は
回動しない。

【００３６】そして、第１ブーム４が上げエンド近傍の
減速領域に達すると、コントローラ２３で、第１ブーム
４が上がるにしたがって低下する第１ブーム４の補正目
標パイロット圧Ｐa1u′が求められ、電磁減圧弁２４
で、この大きさのパイロット圧が得られるように、第１
ブーム操作レバー装置１６からの第１ブーム上げパイロ
ット圧Ｐbi1が減圧され、第１ブーム流量制御弁１３の
パイロット操作部１３ａに導かれる。これにより、第１
ブーム４が上がるにしたがって第１ブーム４は減速す
る。また、このときコントローラ２３で、第１ブーム上
げパイロット圧Ｐbi1から第１ブーム４の補正目標パイ
ロット圧Ｐa1u′を減じて第２ブーム５の連続動作目標
パイロット圧Ｐa2u′が求められ、電磁減圧弁２５で、
この大きさの第２ブーム５の連続動作パイロット圧が生
成され、このパイロット圧がシャトル弁２０で選択され
て第２ブーム流量制御弁１４のパイロット操作部１４ａ
に導かれる。これにより、第１ブーム４に連続して第２
ブーム５が上がり、第１ブーム４が上がるにしたがって
第２ブーム５は増速する。

【００３７】以上のように本実施形態においては、第１
ブーム操作レバー装置１６を操作するだけで、第１ブー
ム４に連続して第２ブーム５も上がることとなり、簡単
な操作で第２ブーム５の先端を高く上げることができ
る。

【００３８】また、第１ブーム４が上げエンド近傍の減
速領域に達すると、第１ブーム４は減速すると共に、こ
の第１ブーム４の減速に合わせて第２ブーム５が増速
し、更に第１ブーム４に連続して第２ブーム５を上げる
ときの作業フロント２の先端の速度変化を低減し、作業
フロント２をスムーズに動かすことができる。

【００３９】更に、第１ブーム上げに連続した第２ブー
ム上げを第１ブーム４が上げエンド近傍に達すると行な
うようにすると共に、第２ブーム５の連続動作目標パイ
ロット圧Ｐa2u′を第１ブーム上げパイロット圧Ｐbi1か
ら第１ブーム４の補正目標パイロット圧Ｐa1u′を減じ
て求め、第１ブーム４の速度に応じた速度で第２ブーム
５が動くようにしたので、第１ブーム上げから第２ブー
ム上げへの移行がスムーズに行えるようになり、これに
よっても作業フロント２の先端の速度変化は低減し、ス
ムーズに作業フロント２を動かすことができる。

【００４０】以上により本実施形態によれば、第２ブー
ムの先端を高く上げる操作をするときには、簡単な操作
で第２ブームの先端を高く上げることができ、しかも作
業フロント先端の速度を大きく変化させることなく、ス
ムーズに作業フロントを動かすことができる。

【００４１】本発明の第２の実施形態を図１０〜図１２
により説明する。図中、図１〜図３に示した部材、機能
と同等の部材、機能には同じ符号を付しており、説明を
省略する。

【００４２】本実施形態は、第１の実施形態の制御装置
に対して、コントローラ２３の処理機能を変えたもので
あり、具体的には、図１０において、コントローラ２３
Ａには第１ブーム４が減速領域に達してからの時間を計
測するタイマ２０４が新たに設けられ、第１の実施形態
の目標パイロット圧演算部２０２を、圧力センサ２１に
より検出された第１ブーム上げパイロット圧Ｐbi1、角
度センサ２２で検出された第１ブーム角度θ及びタイマ
２０４で計測された時間から、第１ブーム４の連続目標
パイロット圧Ｐa1u′と第２ブーム５の連続動作目標パ
イロット圧Ｐa2u′を演算する目標パイロット圧演算部
２０２Ａに代えたものである。回路構成等その他の構成
は、第１の実施形態と同様である。

【００４３】目標パイロット演算部２０２Ａにおける第
１ブーム４の連続目標パイロット圧Ｐa1u′と第２ブー
ム５の連続動作目標パイロット圧Ｐa2u′の演算につい
て図１１及び図１２を用いて以下に説明する。

【００４４】図１１において、まず、第１の実施形態と
同様に、判定部２０２ａで、第１ブーム角度入力部２０
１からの第１ブーム角度θにより第１ブーム角度θが減
速領域にあるかどうかが判定され、第１ブーム４が減速
領域になければ、演算部２０２ｂで第１ブーム４の補正
目標パイロット圧Ｐa1u′を最大値Ｐbmaxとし、演算部
２０２ｃで第２ブーム５の連続動作目標パイロット圧Ｐ
a2u′を０とする。

【００４５】一方、第１ブーム４が減速領域にあれば、
補正係数演算部２０２ｇで、図１２に示す関係を用いて
タイマ２０４で計測された時間に応じて補正係数Ｋを求
め、乗算部２０２ｅで、パイロット圧入力部２００から
の第１ブーム上げパイロット圧Ｐbi1に補正係数Ｋを乗
じた値Ｐbe1を第１ブーム４の補正目標パイロット圧Ｐa
1u′とし、減算部２０２ｆで、第１ブーム上げパイロッ
ト圧Ｐbi1から第１ブーム４の補正目標パイロット圧Ｐa
1u′を減じた値Ｐbe2を第２ブーム５の連続動作目標パ
イロット圧Ｐa2u′とする。これにより、第１の実施形
態と同様に、第１ブーム４が上がるにしたがって、第１
ブーム４の補正目標パイロット圧Ｐa1u′は低下し、第
２ブーム５の連続動作目標パイロット圧Ｐa2u′は増加
する。

【００４６】本実施形態においても、第１ブーム操作レ
バー装置１６のみを操作すると、第１の実施形態と同様
にして、第１ブーム４が所定の減速領域に達すると、第
１ブーム４に連続して第２ブーム５も上がり、第１ブー
ム４が上がるにしたがって、第１ブーム４は減速し、第
２ブーム５は増速することとなるので、第１の実施形態
と同様の効果が得られる。

【００４７】本発明の第３の実施形態を図１３〜図１５
により説明する。図中、図１に示した部材と同等の部材
には同じ符号を付しており、説明を省略する。

【００４８】図１３において、本実施形態における制御
装置は、第１の実施形態の制御装置における油圧パイロ
ット方式の第１ブーム操作レバー装置１６及び第２ブー
ム操作レバー装置１７に代えて、操作レバーの操作量に
応じて電気信号を発生する電気レバー方式の第１ブーム
電気レバー装置３０及び第２ブーム電気レバー装置３１
を設けたものである。これに伴い、第１の実施形態の制
御装置に設けられていた圧力センサ２１、電磁減圧弁２
４，２５、シャトル弁２０及びコントローラ２３の代わ
りに、第１ブーム電気レバー装置３０からの電気信号、
第２ブーム電気レバー装置３１からの電気信号及び角度
センサ２２からの信号を入力し、目標パイロット圧を演
算し電気信号を出力するコントローラ２３Ｂと、この電
気信号により駆動され、パイロット圧を生成する電磁減
圧弁３２〜３５とが設けられている。その他の構成は、
第１の実施形態と同様である。

【００４９】電磁減圧弁３２は、パイロット油圧源１５
に接続するパイロットライン６４から分岐し、第１ブー
ム流量制御弁１３のパイロット駆動部１３ａに接続する
パイロットライン６５ａに設けられており、コントロー
ラ２３Ｂからの電気信号により、第１ブーム４を上げる
よう指令する第１ブーム上げパイロット圧を生成する。
そして、電磁減圧弁３２で生成された第１ブーム上げパ
イロット圧はパイロット駆動部１３ａに導かれ、第１の
実施形態と同様に第１ブーム４が上げ方向に回動する。

【００５０】電磁減圧弁３３は、パイロットライン６４
から分岐し、第２ブーム流量制御弁１４のパイロット駆
動部１４ａに接続するパイロットライン６６ａに設けら
れており、コントローラ２３Ｂからの電気信号により、
第２ブーム５を上げるよう指令する第２ブーム上げパイ
ロット圧を生成する。そして、電磁減圧弁３３で生成さ
れた第２ブーム上げパイロット圧はパイロット駆動部１
４ａに導かれ、第１の実施形態と同様に第２ブーム５が
上げ方向に回動する。

【００５１】電磁減圧弁３４は、パイロットライン６４
から分岐し、第１ブーム流量制御弁１３のパイロット駆
動部１３ｂに接続するパイロットライン６５ｂに設けら
れており、コントローラ２３Ｂからの電気信号により、
第１ブーム４を下げるよう指令する第１ブーム下げパイ
ロット圧を生成する。そして、電磁減圧弁３４で生成さ
れた第１ブーム下げパイロット圧はパイロット駆動部１
３ｂに導かれ、第１の実施形態と同様に第１ブーム４が
下げ方向に回動する。

【００５２】電磁減圧弁３５は、パイロットライン６４
から分岐し、第２ブーム流量制御弁１４のパイロット駆
動部１４ｂに接続するパイロットライン６６ｂに設けら
れており、コントローラ２３Ｂからの電気信号により、
第２ブーム５を下げるよう指令する第２ブーム下げパイ
ロット圧を生成する。そして、電磁減圧弁３５で生成さ
れた第２ブーム下げパイロット圧はパイロット駆動部１
４ｂに導かれ、第１の実施形態と同様に第２ブーム５が
下げ方向に回動する。

【００５３】コントローラ２３Ｂの処理機能を図１４に
より説明する。図１４において、コントローラ２３Ｂ
は、第１ブーム電気レバー装置３０からの信号を入力す
る信号入力部２１０と、第２ブーム電気レバー装置３１
からの信号を入力する信号入力部２１１と、角度センサ
２２で検出された第１ブーム角度θの信号を入力する第
１ブーム角度入力部２１２と、第１ブーム電気レバー装
置３０からの信号により、第１ブーム上げ目標パイロッ
ト圧Ｐa1uを求める演算部２１３ａと、第１ブーム電気
レバー装置３０からの信号により、第１ブーム下げ目標
パイロット圧Ｐa1dを求める演算部２１３ｂと、第２ブ
ーム電気レバー装置３１からの信号により、第２ブーム
上げ目標パイロット圧Ｐa2uを求める演算部２１４ａ
と、第２ブーム電気レバー装置３１からの信号により、
第２ブーム下げ目標パイロット圧Ｐa2dを求める演算部
２１４ｂと、演算部２１３ａで求めた第１ブーム上げ目
標パイロット圧Ｐa1uと角度センサ２２で検出された第
１ブーム角度θとから、第１ブーム４の補正目標パイロ
ット圧Ｐa1u′を演算する演算部２１５と、演算部２１
５で求めた第１ブーム４の補正目標パイロット圧Ｐa1
u′から第２ブーム５の連続動作目標パイロット圧Ｐa2
u′を演算する演算部２１６と、演算部２１４ａで求め
た第２ブーム上げ目標パイロット圧Ｐa2uと演算部２１
６で求めた第２ブーム５の連続動作目標パイロット圧Ｐ
a2u′のうち高圧の方を選択し、第２ブーム上げ目標パ
イロット圧Ｐa2uとする最大値選択部２１７と、演算部
２１５で求めた第１ブーム４の補正目標パイロット圧Ｐ
a1u′と同じ大きさの第１ブーム上げパイロット圧が生
成されるように電磁減圧弁３２を駆動する電気信号を求
め、電磁減圧弁３２のソレノイド部３２ａに出力する出
力部２１８と、最大値選択部２１７で求めた第２ブーム
上げ目標パイロット圧Ｐa2uと同じ大きさの第２ブーム
上げパイロット圧が生成されるように電磁減圧弁３３を
駆動する電気信号を求め、電磁減圧弁３３のソレノイド
部３３ａに出力する出力部２１９と、演算部２１３ｂで
求めた第１ブーム下げ目標パイロット圧Ｐa1dと同じ大
きさの第１ブーム下げパイロット圧が生成されるように
電磁減圧弁３４を駆動する電気信号を求め、電磁減圧弁
３４のソレノイド部３４ａに出力する出力部２２０と、
演算部２１４ｂで求めた第２ブーム下げ目標パイロット
圧Ｐa2dと同じ大きさの第２ブーム下げパイロット圧が
生成されるように電磁減圧弁３５を駆動する電気信号を
求め、電磁減圧弁３５のソレノイド部３５ａに出力する
出力部２２１とを有している。

【００５４】演算部２１５において、角度センサ２２で
検出された第１ブーム角度θにより、第１の実施形態と
同様に、第１ブーム４が減速領域にあるかどうかが判定
され、第１ブーム４が減速領域になければ、第１ブーム
４の補正目標パイロット圧Ｐa1u′は、演算部２１３ａ
で求めた第１ブーム上げ目標パイロット圧Ｐa1uとさ
れ、第１ブーム４が減速領域にあれば、第１の実施形態
と同様に、図４の関係を用いて第１ブーム角度θから補
正係数Ｋが求められ、第１ブーム４の補正目標パイロッ
ト圧Ｐa1u′は、演算部２１３ａで求めた第１ブーム上
げ目標パイロット圧Ｐa1uに補正係数Ｋを乗じた値Ｐbe1
とされる。

【００５５】演算部２１６において、第２ブーム５の連
続動作目標パイロット圧Ｐa2u′は、演算部２１３ａで
求めた第１ブーム上げ目標パイロット圧Ｐa1uから演算
部２１５で求めた第１ブーム４の補正目標パイロット圧
Ｐa1u′を減じた値Ｐbe2とされる。 この結果、第１の
実施形態と同様に、第１ブーム４が減速領域になけれ
ば、第２ブーム５の連続動作目標パイロット圧Ｐa2u′
は０となり、第１ブーム４が減速領域にあれば、第１ブ
ーム４が上がるにしたがって、第１ブーム４の補正目標
パイロット圧Ｐa1u′は低下し、第２ブーム５の連続動
作目標パイロット圧Ｐa2u′は増加する。

【００５６】次に、コントローラ２３Ｂにおける処理内
容を図１５に示すフローチャートにより説明する。

【００５７】まず、入力部２１０に第１ブーム電気レバ
ー装置３０から信号が入力され、入力部２１１に第２ブ
ーム電気レバー装置３１から信号が入力され、第１ブー
ム角度入力部２１２に角度センサ２２から信号が入力さ
れ（ステップ１１０）、演算部２１３ａ〜２１４ｂで、
第１ブーム上げ目標パイロット圧Ｐa1u、第１ブーム下
げ目標パイロット圧Ｐa1d、第２ブーム上げ目標パイロ
ット圧Ｐa2u、第２ブーム下げ目標パイロット圧Ｐa2dが
求められる（ステップ１１１）。次に、演算部２１５
で、第１ブーム４が減速領域にあるかどうかが判定され
（ステップ１１２）、第１ブーム４が減速領域にあれ
ば、演算部２１５で、第１ブーム４の補正目標パイロッ
ト圧Ｐa1u′は演算部２１３ａで求めた第１ブーム上げ
目標パイロット圧Ｐa1uと等しい値とされ、演算部２１
６で、第２ブーム５の連続動作目標パイロット圧Ｐa2
u′は０とされる（ステップ１１３）。一方、第１ブー
ム４が減速領域にあれば、演算部２１５で第１ブーム４
の補正目標パイロット圧Ｐa1u′はＰbe1とされ、演算部
２１６で、第２ブーム５の連続動作目標パイロット圧Ｐ
a2u′はＰbe2とされる（ステップ１１４）。そして、最
大値選択部２１７で、演算部２１４ａで求めた第２ブー
ム上げ目標パイロット圧Ｐa2uと演算部２１６で求めた
第２ブーム５の連続動作目標パイロット圧Ｐa2u′のう
ち高圧の方を第２ブーム上げ目標パイロット圧Ｐa2uと
する（ステップ１１５）。最後に、出力部２１８〜２２
１で、これら目標パイロット圧Ｐa1u′，Ｐa1d，Ｐa2
u，Ｐa2dが得られるように電磁減圧弁３２〜３５を駆動
する電気信号を求め、出力する（ステップ１１６）。

【００５８】本実施形態の動作を以下に説明する。

【００５９】第１の実施形態で述べたようなバケット７
の高さを確保したり作業フロントを最小旋回姿勢に移行
させる操作をするとき、本実施形態においては、第２ブ
ーム電気レバー装置３１を操作せず、第１ブーム電気レ
バー装置３０を操作して第１ブーム４を上げるよう指令
すると、コントローラ２３Ｂで、レバー操作量に応じた
第１ブーム上げ目標パイロット圧Ｐa1uが求められ、第
１ブーム４が減速領域に達していなければ、第１ブーム
上げ目標パイロット圧Ｐa1uがそのまま第１ブーム４の
補正目標パイロット圧Ｐa1u′とされ、電磁減圧弁３２
で、第１ブーム上げ目標パイロット圧Ｐa1uと同じ大き
さの第１ブーム上げパイロット圧が生成され、第１ブー
ム流量制御弁１３のパイロット操作部１３ａに導かれて
第１ブーム流量制御弁１３を切り換え、第１ブーム４が
上げ方向に回動する。また、このときコントローラ２３
Ｂで第２ブーム４の連続動作目標パイロット圧Ｐa2u′
は０とされるので、第１の実施形態と同様に、第２ブー
ム４は回動しない。

【００６０】そして、第１ブーム４が減速領域に達する
と、コントローラ２３Ｂで、第１ブーム４が上がるした
がって低下する第１ブーム４の補正目標パイロット圧Ｐ
a1u′が求められ、電磁減圧弁３２で、この大きさの第
１ブーム上げパイロット圧が生成されて、第１ブーム流
量制御弁１３のパイロット操作部１３ａに導かれる。こ
れにより、第１の実施形態と同様に、第１ブーム４が上
がるにしたがって第１ブーム４は減速する。また、この
ときコントローラ２３Ｂで、第１ブーム上げ目標パイロ
ット圧Ｐa1uから第１ブーム４の補正目標パイロット圧
Ｐa1u′を減じて第２ブーム４の連続動作目標パイロッ
ト圧Ｐa2u′が求められ、電磁減圧弁３３で、この大き
さの第２ブーム５の連続動作パイロット圧が生成されて
第２ブーム流量制御弁１４のパイロット操作部１４ａに
導かれる。これにより、第１の実施形態と同様に、第１
ブーム４に連続して第２ブーム５が上がり、第１ブーム
４が上がるにしたがって第２ブーム５は増速する。

【００６１】したがって本実施形態においても、第１の
実施形態と同様の効果が得られる。

【００６２】

【発明の効果】本発明によれば、第２ブームの先端を高
く上げる操作をするときには、簡単な操作で第２ブーム
の先端を高く上げることができ、しかも作業フロント先
端の速度を大きく変化させることなく、スムーズに作業
フロントを動かすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態における多関節建設機
械の制御装置を示す図である。

【図２】コントローラの制御機能を示す機能ブロック図
である。

【図３】目標パイロット圧演算部での演算内容を示す図
である。

【図４】第１ブーム角度と補正係数との関係を示す図で
ある。

【図５】コントローラの制御内容を示すフローチャート
である。

【図６】車体近辺の作業を容易に行うためのフロント装
置の姿勢を示す図である。

【図７】図６の状態から第２ブームの姿勢を変えず第１
ブームを上昇させたときのフロント装置の姿勢を示す図
である。

【図８】バケットが充分な高さとなったときのフロント
装置の姿勢を示す図である。

【図９】フロント装置の旋回半径を最小にする最小旋回
姿勢を示す図である。

【図１０】本発明の第２の実施形態におけるコントロー
ラの制御機能を示す機能ブロック図である。

【図１１】目標パイロット圧演算部での演算内容を示す
図である。

【図１２】時間と補正係数との関係を示す図である。

【図１３】本発明の第３の実施形態における多関節建設
機械の制御装置を示す図である。

【図１４】コントローラの制御機能を示す機能ブロック
図である。

【図１５】コントローラの制御内容を示すフローチャー
トである。

【符号の説明】

１ 油圧ショベル ２ 作業フロント ３ 上部旋回体 ４ 第１ブーム ５ 第２ブーム ６ アーム ７ バケット ８ 第１ブームシリンダ ９ 第２ブームシリンダ １０ アームシリンダ １１ バケットシリンダ １２ 油圧源 １３ 第１ブーム流量制御弁 １４ 第２ブーム流量制御弁 １５ パイロット油圧源 １６ 第１ブーム操作レバー装置 １７ 第２ブーム操作レバー装置 ２０ シャトル弁 ２１ 圧力センサ ２２ 角度センサ ２３，２３Ａ，２３Ｂ コントローラ ２４，２５ 電磁減圧弁 ３０ 第１ブーム電気レバー装置 ３１ 第２ブーム電気レバー装置 ３２〜３５ 電磁減圧弁 ６０〜６４ パイロットライン ６０ａ〜６６ａ パイロットライン ６０ｂ〜６６ｂ パイロットライン

フロントページの続き (72)発明者 平田 東一 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 高橋 詠 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 (72)発明者 園田 光夫 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】建設機械本体と、建設機械本体に回動可能
   に取り付けられた第１ブーム、この第１ブームに回動可
   能に取り付けられた第２ブーム、この第２ブームに回動
   可能に取り付けられたアームを含む作業フロントと、前
   記第１ブームを駆動する第１ブームシリンダ、前記第２
   ブームを駆動する第２ブームシリンダ、前記アームを駆
   動するアームシリンダと、前記第１ブームシリンダの駆
   動を制御する第１ブーム流量制御弁と、前記第２ブーム
   シリンダの駆動を制御する第２ブーム流量制御弁と、前
   記第１ブームの速度を指令する第１ブーム操作手段とを
   備えた多関節建設機械の制御装置において、 前記第１ブームの位置を検出する第１ブーム検出手段
   と、 前記第１ブーム検出手段からの信号を入力し、前記第１
   ブームが所定の位置に達すると、前記第１ブームの速度
   が減じるよう前記第１ブーム操作手段の指令信号を補正
   し、この補正した指令信号を前記第１ブーム流量制御弁
   への出力指令信号とすると共に、前記第２ブームの連続
   動作指令信号を生成し、これを前記第２ブーム流量制御
   弁の出力指令信号とする信号処理手段とを備えることを
   特徴とする多関節建設機械の制御装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の多関節建設機械の制御装置
   において、前記信号処理手段は、前記第１ブームの速度
   が減じつつ前記第２ブームの速度が増加するよう前記連
   続動作指令信号を生成することを特徴とする多関節建設
   機械の制御装置。
3. 【請求項３】請求項１記載の多関節建設機械の制御装置
   において、前記信号処理手段は、前記第１ブームが上げ
   エンド近傍に達すると前記第１ブーム操作手段の指令信
   号の補正及び第２ブームの連続動作指令信号の生成を行
   うことを特徴とする多関節建設機械の制御装置。
4. 【請求項４】請求項１記載の多関節建設機械の制御装置
   において、前記信号処理手段は、前記第１ブーム操作手
   段の指令信号により前記第２ブームが動かされるよう前
   記連続動作指令信号を生成することを特徴とする多関節
   建設機械の制御装置。
5. 【請求項５】請求項１記載の多関節建設機械の制御装置
   において、 前記第１ブーム操作手段は指令信号として操作パイロッ
   ト圧を出力する油圧パイロット方式であり、 前記信号処理手段は、前記第１ブーム操作手段の操作パ
   イロット圧を検出する圧力検出手段と、前記圧力検出手
   段と第１ブーム検出手段からの信号を入力し、前記第１
   ブームが所定の位置に達すると、前記第１ブームの速度
   が減じるよう前記第１ブームの補正目標パイロット圧を
   演算し第１電気信号を出力すると共に、前記第２ブーム
   の連続動作目標パイロット圧を演算し第２電気信号を出
   力するコントローラと、前記第１電気信号により駆動さ
   れ、前記第１ブーム操作手段の操作パイロット圧を減圧
   する第１電磁減圧弁と、前記第２電気信号により駆動さ
   れ、前記第２ブームの連続動作指令信号として連続動作
   パイロット圧を生成する第２電磁減圧弁とを有すること
   を特徴とする多関節建設機械の制御装置。
6. 【請求項６】請求項１記載の多関節建設機械の制御装置
   において、 前記第１ブーム操作手段は指令信号として電気信号を出
   力する電気レバー方式であり、 前記信号処理手段は、前記第１ブーム操作手段の電気信
   号と第１ブーム検出手段からの信号を入力し、前記第１
   ブームが所定の位置に達すると、前記第１ブームの速度
   が減じるよう前記第１ブームの補正目標パイロット圧を
   演算し第１電気信号を出力すると共に、前記第２ブーム
   の連続動作目標パイロット圧を演算し第２電気信号を出
   力するコントローラと、前記第１電気信号により駆動さ
   れ、前記第１ブーム流量制御弁への出力指令信号として
   パイロット圧を生成する第１電磁減圧弁と、前記第２電
   気信号により駆動され、前記第２ブームの連続動作指令
   信号として連続動作パイロット圧を生成する第２電磁減
   圧弁とを有することを特徴とする多関節建設機械の制御
   装置。