JPH10292418A - 自動運転ショベル - Google Patents

自動運転ショベル

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JPH10292418A
JPH10292418A JP10182197A JP10182197A JPH10292418A JP H10292418 A JPH10292418 A JP H10292418A JP 10182197 A JP10182197 A JP 10182197A JP 10182197 A JP10182197 A JP 10182197A JP H10292418 A JPH10292418 A JP H10292418A
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JP
Japan
Prior art keywords
engine speed
accelerator
regeneration
regenerating
optimum
Prior art date
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Pending
Application number
JP10182197A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuhiro Sugawara
一宏 菅原
Tooru Kurenuma
榑沼  透
Yoshiyuki Nagano
好幸 永野
Seiji Yamashita
誠二 山下
Hideto Ishibashi
英人 石橋
Akira Hashimoto
昭 橋本
Hajime Yasuda
元 安田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Publication date
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  • Operation Control Of Excavators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】エンジン回転数を自動運転に最適な値に設定す
る。 【解決手段】アクチュエータ15を駆動するための制御
弁14と、フロント機構3,4,5の各関節部の回転角
および旋回体2の旋回角を検出する角度検出器16と、
記憶された教示データを順次読み出し、前記角度検出器
から得られた現在位置データとを対比して、前記制御弁
を制御する自動運転コントローラ13と、を備える自動
運転ショベルにおいて、前記自動運転コントローラに、
再生時運転における最適エンジン回転数を記憶するエン
ジン回転数記憶手段140と、現在のエンジン回転数を
検出するエンジン回転数検出手段139と、再生時、検
出された現在のエンジン回転数と記憶された再生運転時
における最適なエンジン回転数とを対比して、現在のエ
ンジン回転数を最適なエンジン回転数に一致時、自動運
転を開始させる再生起動処理手段141とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動運転ショベル
に係わり、特に、自動運転に最適なエンジン回転数で自
動運転を行うことのできる自動運転ショベルに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、油圧ショベルのエンジン回転数
は、オペレータが作業内容に応じて手動で設定してか
ら、運転を開始していた。また、油圧ショベルの一連の
繰り返し作業を自動化した自動運転ショベルでは、エン
ジン回転数に関しては特に考慮されていないのが現状で
ある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】通常、油圧ショベルの
一連の繰り返し作業を自動化した自動運転ショベルで
は、自動運転のために、エンジン系統の制御変数を作業
現場に合わせて最適な値に設定しても、エンジンの回転
数を変更するとその制御変数が最適値からずれてしまう
場合があった。また、自動運転時、極端にエンジン回転
数が低い場合は、自動運転指令に油圧ショベルの動作が
追随できずサーボ偏差が蓄積して、異常状態と判定さ
れ、自動運転を停止してしまう場合がある。また逆に、
エンジン回転数が必要以上に高い状態で自動運転させる
と、燃料が無駄になってしまう。
【0004】本発明は、上記の問題点に鑑みて、最適な
エンジン回転数で自動運転を開始することのできる自動
運転ショベルを提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために、次のような手段を採用した。
【0006】油圧ショベルのアクチュエータを駆動する
ための制御弁と、油圧ショベルのフロント機構の各関節
部の回転角および旋回体の旋回角を検出する角度検出器
と、記憶された教示データを順次読み出し、前記角度検
出器から得られた現在位置データとを対比して、前記制
御弁を制御する再生手段から構成される自動運転コント
ローラと、を備える自動運転ショベルにおいて、前記自
動運転コントローラに、再生時の運転における最適なエ
ンジン回転数を記憶するエンジン回転数記憶手段と、現
在のエンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段
と、再生時、前記検出された現在のエンジン回転数と前
記記憶された再生運転時の最適なエンジン回転数とを対
比して、現在のエンジン回転数を前記最適なエンジン回
転数に一致するように制御し、一致した時に前記再生手
段を起動する再生起動処理手段と、を設けたことを特徴
とする。
【0007】また、前記油圧ショベルの外部に、前記自
動運転コントローラと通信手段を介してデータの送受信
を行う操作ボックスを設置し、該操作ボックスに、前記
自動運転コントローラに対して、再生操作が可能な再生
操作手段と、エンジン回転数の変更を指示するエンジン
回転数指示手段と、前記エンジン回転数記憶手段に再生
時の運転における最適なエンジン回転数を設定するエン
ジン回転数設定手段と、を設けたことを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施形態を図
1〜図4を用いて説明する。
【0009】図2は本実施形態に係わる自動運転ショベ
ルの全体構成図である。
【0010】図において、1は油圧ショベルの走行体、
2はジョイント部を介して走行体1に結合され、油圧モ
ータの回転により水平方向に旋回可能な旋回体、3は旋
回体2に結合されるブーム、4はブーム3とピン結合さ
れるアーム、5はアーム4とピン結合されるバケット、
6はクラッシャー、7は操作ボックスとの間でデータの
送受信を行う車上装置側通信装置のアンテナ、8は採
石、9は砕石、10は油圧ショベルから離れた自動運転
操作を行うのに適した場所に配置される操作ボックス、
11は油圧ショベルの自動運転コントローラとの間でデ
ータの送受信を行う操作ボックス側通信装置のアンテ
ナ、18は油圧ショベル、Kは自動運転ショベルの教示
軌跡(または再生軌跡)、Ka〜Knは教示時の教示点
を示す。
【0011】図示するように、砕石現場において、自動
運転時、油圧ショベル18は、操作ボックス10からの
指示を受け、教示された教示軌跡Kに従って、自動的に
採石8を採集し、クラッシャ6のホッパに採石を投入し
て砕石9を得る。
【0012】図1は、本実施形態に係わる自動運転ショ
ベルの制御機構を示すブロック図である。
【0013】図において、10は操作ボックス、101
は操作ボックスから自動運転コントローラに対して教示
操作を行う教示操作部、102は自動運転を行う時に操
作され、再生起動指令または停止指令を自動運転コント
ローラに伝送する再生操作部、103は、油圧ショベル
18のエンジン回転数を制御するために、自動運転コン
トローラ内のアクセル制御部に指令を伝送するためのア
クセル操作部、104は再生時のエンジン回転数を最適
なエンジン回転数に設定するためのアクセル設定値格納
操作部、12は車上装置、13は自動運転コントロー
ラ、131は教示操作部101からの指令に従って所定
の教示処理後、教示データとしての教示位置データが格
納されている教示位置格納部、132は教示操作部10
1の指令に従って所定の教示処理後、教示データとして
の教示コマンドが格納されている再生コマンド格納部、
133は再生起動・停止処理部からの起動指令または停
止指令を受けると再生コマンド格納部から所定のコマン
ドを教示位置出力処理部に出力するコマンドインタプリ
タ部、134はコマンドインタプリタ部133から出力
されたコマンドに対応する教示位置データを教示位置格
納部131から出力する教示位置出力処理部、135
は、油圧ショベルが円滑に動作するように教示位置出力
処理部134から出力された教示位置データと現在位置
演算部から得られた現在位置データとを演算処理して補
間された教示位置データを出力するサーボ前処理部、1
36はサーボ前処理部136から出力される補間された
教示位置データと現在位置演算部から出力される現在位
置データとを対比して、油圧ショベルを所定の位置に制
御するための駆動信号を出力するサーボ制御部、137
は角度センサから出力される角度センサデータを現在位
置データに演算する現在位置演算部、138はアクセル
操作部103からの指令を受けて、エンジンコントロー
ラに対してアクセル制御を行うアクセル制御部、139
はエンジンコントローラから現在のアクセル値を入力す
るアクセル値入力部、140は、アクセル設定値格納部
104からの指令を受けて、アクセル値入力部139か
らのデータを読み込んで、再生時に最適なエンジン回転
数に相当するアクセル値を格納するアクセル設定値格納
部、141は再生操作部102からの再生起動指令を受
けて、アクセル設定値格納部140から入力されるアク
セル設定値とアクセル値入力部139から入力される現
在のアクセル値とを対比して、両者に差異がある時は、
アクセル制御部138を介してアクセルを制御してエン
ジン回転数を制御し、格納されたアクセル設定値に現在
のアクセル値が等しくなった時、再生起動指令をコマン
ドインタプリタ部133に出力する再生起動・停止処理
部、14はサーボ制御部136から出力される駆動信号
によって駆動され、アクチュエータに流入する油量また
は油圧を制御する制御弁、15は旋回体2、ブーム3、
アーム4、バケット5等をの油圧ショベルの各部を作動
するためのアクチュエータ、16は、旋回体2とブーム
3間、ブーム3とアーム4間、アーム4とバケット5間
のそれぞれの回転角度と旋回体2の旋回角を検出する角
度センサ、17は設定されたアクセル値に応じてエンジ
ン回転数を制御するエンジンコントローラである。
【0014】ここで、前記サーボ前処理部135の補間
処理について説明する。
【0015】サーボ前処理部135は、はじめに、角度
センサ16、現在位置演算部137、サーボ制御部13
6を介して、現在位置データAを入手し保持する。次い
で、教示位置出力処理部134から目標となる教示位置
データBを読み込む。ここで両者の差分Cの、例えば、
1/10の差分を算出し、現在位置データA+差分C/
10の位置データをサーボ制御部136に出力し、一定
時間のサーボ制御を待つ。次に、サーボ前処理部135
は一定時間後、現在位置データA+差分2C/10をサ
ーボ制御部136に出力し、一定時間のサーボ制御を待
つ。以下同様の処理を繰り返して、現在位置データA+
差分C(=教示位置データB)をサーボ制御部136に
出力して、教示位置データBに対する補間処理を終了す
る。以下同様にして、各教示位置データが出力される毎
に補間処理を行う。
【0016】図3は再生コマンド格納部132に格納さ
れる再生コマンドの一例を示す図である。
【0017】図において、L1はコマンドではなく行ラ
ベルを表し、MOVEは動作を指示するコマンド、P1
〜PnはMOVEコマンドの油圧ショベル1の各部に設
けられる各関節の角度情報を示すラベル、GOTOL1
は行ラベルL1から再び実行を開始することを指示する
コマンドであり、各ラベルP1〜Pnのパラメータであ
る教示位置データは教示位置格納部131に格納され
る。
【0018】図4は再生コマンド格納部131に格納さ
れる教示位置データの一例を示す図である。
【0019】図において、P1〜Pnは、前記のラベル
P1〜Pnに対応しており、各ラベルP1〜Pnに対応
する油圧ショベルの各部が取るべきブーム角、アーム
角、バケット角、旋回角の値が設定されている。この教
示位置データは図2に示すバケットの先端の軌跡K上の
教示点Ka〜Knに対応している。
【0020】次に、自動運転コントローラ13の自動運
転時の動作を図1に基づいて説明する。
【0021】はじめに、操作ボックス10のアクセル操
作部103から、アクセル制御部138に対してアクセ
ル設定値のアップまたはダウンの指令を送信する。その
指令は、エンジンコントローラ17を介して図示されて
いないアクセルが制御され、その結果、エンジン回転数
が制御される。
【0022】アクセル制御の結果、再生時の運転に最適
なエンジン回転数に相当するアクセル値達した時、アク
セル設定値格納操作部104からの操作により、そのア
クセル値Xをアクセル値入力部139から入手してアク
セル設定値格納部140に格納する。
【0023】次に、再生時、操作ボックス10の再生操
作部102から、再生起動・停止処理部141に対して
再生起動の指令を送信する。
【0024】再生起動・停止処理部141は、アクセル
値入力部139から現在のアクセル値Yを入力し、アク
セル設定値格納部140から記憶された自動運転に最適
なアクセル設定値Xをそれぞれ読み込む。再生起動・停
止処理部141では、現在のアクセル値Yとアクセル設
定値Xとの差に対応してアクセルをアップまたはダウン
する指令をアクセル制御部138に出力する。再生起動
・停止処理部141は現在のアクセル値Y’がアクセル
設定値Xに達するまでアクセル値入力部139から入力
される現在のアクセル値Y’を監視する。現在のアクセ
ル値がアクセル設定値Xに達すると、再生起動・停止処
理部141は再生起動指令をコマンドインタプリタ部1
33に出力する。
【0025】以上のごとく、本実施形態によれば、エン
ジン回転数を設定するアクセル値をを自動運転に最適な
値に設定できるため、自動運転開始前にエンジン回転数
を最適な値に設定する手間が省け、また、エンジン回転
数が低すぎてサーボ偏差が蓄積して異常と判定して自動
運転を停止したり、エンジン回転数が必要以上に高くな
って燃料が無駄使いされるのを防止することができる。
【0026】
【発明の効果】以上のごとく、本発明は、自動運転時、
エンジン回転数を、自動的に自動運転に最適な値に設定
できるため、エンジン回転数の設定の手間が省け、また
エンジン回転数不足による自動運転の停止、さらにはエ
ンジン回転数超過による燃料の無駄使いを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係わる自動運転ショベル
の制御機構を示すブロック図である。
【図2】本実施形態に係わる自動運転ショベルおよび再
生時のバケット先端の軌跡を示す図である。
【図3】図1に示す再生コマンド格納部132に格納さ
れるコマンドの一例を示す図である。
【図4】図1に示す教示位置格納部131に格納される
教示位置データの一例を示す図である。
【符号の説明】
1 走行体 2 旋回体 3 ブーム 4 アーム 5 バケット 10 操作ボックス 102 再生操作部 103 アクセル操作部 104 アクセル設定値格納操作部 13 自動運転コントローラ 131 教示位置格納部 132 再生コマンド格納部 133 コマンドインタプリタ部 134 教示位置出力処理部 135 サーボ前処理部 136 サーボ処理部 137 現在位置演算部 138 アクセル制御部 139 アクセル値入力部 140 アクセル設定値格納部 141 再生起動・停止処理部 14 制御弁 15 アクチュエータ 16 角度センサ 17 エンジンコントローラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山下 誠二 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 石橋 英人 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 橋本 昭 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 安田 元 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 (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 油圧ショベルのアクチュエータを駆動す
    るための制御弁と、油圧ショベルのフロント機構の各関
    節部の回転角および旋回体の旋回角を検出する角度検出
    器と、 記憶された教示データを順次読み出し、前記角度検出器
    から得られた現在位置データとを対比して、前記制御弁
    を制御する再生手段から構成される自動運転コントロー
    ラと、 を備える自動運転ショベルにおいて、 前記自動運転コントローラに、 再生時の運転における最適なエンジン回転数を記憶する
    エンジン回転数記憶手段と、 現在のエンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手
    段と、 再生時、前記検出された現在のエンジン回転数と前記記
    憶された再生運転時の最適なエンジン回転数とを対比し
    て、現在のエンジン回転数を前記最適なエンジン回転数
    に一致するように制御し、一致した時に前記再生手段を
    起動する再生起動処理手段と、 を設けたことを特徴とする自動運転ショベル。
  2. 【請求項2】 請求項1において、 前記油圧ショベルの外部に、前記自動運転コントローラ
    と通信手段を介してデータの送受信を行う操作ボックス
    を設置し、 該操作ボックスに、前記自動運転コントローラに対し
    て、再生操作が可能な再生操作手段と、エンジン回転数
    の変更を指示するエンジン回転数指示手段と、前記エン
    ジン回転数記憶手段に再生時の運転における最適なエン
    ジン回転数を設定するエンジン回転数設定手段と、 を設けたことを特徴とする自動運転ショベル。
JP10182197A 1997-04-18 1997-04-18 自動運転ショベル Pending JPH10292418A (ja)

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JP10182197A JPH10292418A (ja) 1997-04-18 1997-04-18 自動運転ショベル

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JP10182197A JPH10292418A (ja) 1997-04-18 1997-04-18 自動運転ショベル

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017187605A1 (ja) * 2016-04-28 2017-11-02 株式会社日立製作所 制御装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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