JPH1068145A

JPH1068145A - 作業マシンの用具を制御するための方法および装置

Info

Publication number: JPH1068145A
Application number: JP9167364A
Authority: JP
Inventors: Michael A Cobo; エイコーボマイケル; John D Duffy; ディーダフィージョン
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 1996-06-24
Filing date: 1997-06-24
Publication date: 1998-03-10
Also published as: DE19726822A1; US5737993A

Abstract

(57)【要約】【目的】作業具を制御して動かす装置を開示する。【解決手段】用具が、作業マシンに接続されており、
油圧シリンダの作動に応じて可動である。該装置は、オ
ペレータ制御式ジョイスティックを含む。ジョイスティ
ック位置センサがジョイスティックの位置を検出し、こ
れに応答して、所望の速度を表すオペレータコマンド信
号を発信する。速度センサがリフトシリンダとティルト
シリンダとの速度を検出し、これに応答して各シリンダ
速度信号を発信する。マイクロプロセッサがシリンダ速
度とオペレータコマンド信号を受信し、実際および所望
のシリンダ速度の差を求め、この速度差に応答して電気
バルブ信号を発信する。電気油圧バルブが、電気バルブ
信号を受信し、該電気バルブ信号の大きさに応答して油
圧流体の流れを油圧シリンダに与えるようになってい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般的に作業マシンの
作業具の動きを制御するための方法と装置に関する。よ
り詳細には、本発明は、作業具の速度に基づいて作業具
の動きを制御するための装置と方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ホイール式ローダのような作業マシン
は、作業サイクルの間に複数の位置を動くことのできる
作業具を含む。このような用具は、一般的にバケット、
フォークおよび材料を処理する別の器具を含む。バケッ
トに関連する典型的な作業サイクルは、バケットに材料
を積み込むための掘削位置、搬送位置、持ち上げ位置お
よび材料をバケットから取り出すための投棄位置に、バ
ケットとこれに組み合わされるリフトアームを順次位置
決めすることを含む。制御レバーがオペレータステーシ
ョンに取り付けられており、バケットまたはリフトアー
ムを動かすために電気油圧回路に接続されている。オペ
レータは、加圧流体を油圧シリンダに送り用具を動かす
油圧バルブを開閉するために、手で作業レバーを動かさ
なければならない。例えば、リフトアームが持ち上げら
れる場合、オペレータはリフトアーム油圧回路に対応す
る制御レバーを、油圧バルブが加圧流体をリフトシリン
ダのヘッド端部に流す位置に動かしてリフトアームを持
ち上げる。制御レバーがニュートラル位置に戻ると、油
圧バルブが閉じて、加圧流体はリフトシリンダに流れな
くなる。

【０００３】通常の作動状況において、作業具が急激に
始動したり、または所望の作業サイクルを実行した後に
急激に停止して、バケットおよびリフトアーム、マシン
ならびにオペレータの速度と加速度が急激に変化するこ
とが多い。このことは、例えば、用具が所望の範囲の動
きの終わりに作動されるときに発生する。ティルトまた
はリフトシリンダの線形運動とこれに対応するバケット
またはリフトアームの角度運動との間の幾何的な関係
が、速度と加速における急速な変化の結果としてオペレ
ータに不愉快さを与えることになる。リンケージ組立体
とこれに対応する油圧回路とによって吸収される力のた
めに、メンテナンスが増え、関連する部品の故障が加速
的に増えることになる。幾何的な関係による別の可能性
のある結果は、所定の線形シリンダ位置の近辺において
リフトアーム、またはバケットが角度回転しすぎること
であり、性能を低下させることがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】車両から積載物を下ろ
し、オペレータが短時間で関連する油圧バルブを閉じる
ときに、応力が発生することもある。荷重と用具の慣性
力が、対応する油圧バルブが素早く閉じられてリフトア
ームの動きが急激に停止するときに、リフトアーム組立
体と油圧システムにかかる。このような停止のために、
車両の摩耗が増大し、オペレータの心地良さを低下させ
ることになる。ある状況においては、マシンの背部が地
面から持ち上がることすらある。土壌移動マシンの自立
制御は、ハイレベルのコントロールの制御を受けながら
乱調を防ぎ高レベルの精密さを与えるように、対応する
サブシステムの閉ループ位置あるいは速度制御を必要と
することが多い。作業具は、このようなサブシステムの
１例である。

【０００５】本発明は、上述の問題の１つか２つ以上を
解決するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の１態様におい
て、作業具を制御可能に動かす装置を開示する。用具１
０２は作業マシン１０４に接続されており、油圧シリン
ダ１０６、１１４の作動に応答して可動である。該装置
がオペレータ制御式ジョイスティック２０６を含む。ジ
ョイスティック位置センサ２２０は、ジョイスティック
２０６の位置を検出し、これに応答して、所望の速度を
表すオペレータコマンド信号を作り出す。速度センサ２
１６、２１８がリフトおよびティルトシリンダ１０６、
１１４の速度を検出し、これに応答して各シリンダ速度
信号を作り出す。マイクロプロセッサ２０８が、シリン
ダ速度とオペレータコマンド信号とを受信し、実際と所
望のシリンダ速度との差を求め、この速度差に応答して
電気バルブ信号を作り出す。電気油圧バルブが、電気バ
ルブ信号を受信し、該電気バルブ信号の大きさに応答し
て油圧流体の流れを油圧シリンダ１０６、１１４に制御
して与えるようになっている。

【０００７】

【実施例】図１において、用具制御システムが全体的に
要素番号１００で示されている。図１は、バケット１０
８の形態のペーロードキャリヤを有するホイール式ロー
ダマシン１０４の前方部分を表す。本発明は、ホイール
式のローダマシンに関連して記載するが、本発明は、ト
ラック式のローダ、油圧掘削機および同様な積載用具を
有する別のマシンにも同じように適用可能である。バケ
ット１０８は、マシンフレームに取り付けられているブ
ームピボットピン１１２のまわりを２つの油圧リフトア
クチュエータすなわちシリンダ１０６（１つのみを図示
する）によってピボット運動可能に作動されるリフトア
ーム組立体すなわちブーム１１０に接続されている。ブ
ーム負荷ベアリングピボットピン１１８がブーム１１０
とリフトシリンダ１０６とに取り付けられている。バケ
ット１０８がバケットティルトアクチュエータすなわち
シリンダ１１４によってティルトピボットピン１１６の
まわりを傾斜する。

【０００８】図２を参照すると、ホイール式のローダに
適用されるものとして用具制御システム１００が概略的
に図示されている。用具制御システムが複数の入力を検
出して、これに応答して制御システム内の様々なアクチ
ュエータに発信される出力信号を作り出す。用具制御シ
ステムはマイクロプロセッサベースの制御手段２０８を
含むのが好ましい。第１、第２および第３のジョイステ
ィク２０６Ａ、２０６Ｂ、２０６Ｃが作業具１０２に対
するオペレータ制御を行う。ジョイスティックは、単一
の軸線に沿った動きを有する制御レバー２１９を含む。
しかしながら、第１の軸線（水平方向）に沿った動きの
他に、制御レバー２１９は、水平軸線に対し垂直の第２
の軸線に沿っても動けばよい。第１ジョイスティック２
０６Ａはブーム１１０の上昇作動を制御する。第２のジ
ョイスティック２０６Ｂは、バケット１０８の傾斜作動
を制御する。第３のジョイスティック２０６Ｃは、特定
の作業具の作動のような補助機能を制御する。

【０００９】ジョイスティック位置検出手段２２０は、
ジョイスティック制御レバー２１９の位置を検出し、こ
れに応答して電気作動コマンド信号を作り出す。オペレ
ータコマンド信号は、各油圧シリンダの所望の速度を表
す。電気信号が制御手段２０８の入力に送信される。ジ
ョイステック位置検出手段２２０は、制御レバーのピボ
ット運動位置に応答してパルス幅変調信号を発信する回
転ポテンシオメータを含むのが好ましい。しかしなが
ら、制御レバーのピポット運動位置に応答して電気信号
を作り出すことのできるセンサであればいかなるもので
も本発明に関し作動可能である。シリンダ速度検出手段
２１６、２１８が、リフトおよびティルトシリンダ１０
６、１１４の速度を検出し、これに応答して各速度信号
を発信するようになっている。１実施例において、速度
検出手段２１６、２１８は、回転ポテンシオメータを含
む。回転ポテンシオメータは、車両に対するブーム１１
０の角度位置と、ブーム１１０に対するバケット１０８
の角度位置とに応答してパルス幅変調信号を発信する。
ブームの角度位置はリフトシリンダの延び１０６Ａ、Ｂ
の関数であり、バケット１０８の角度位置は、ティルト
およびリフトシリンダの延び１０６Ａ、１０６Ｂの双方
の関数である。制御手段２０８は、各位置信号を受信
し、各シリンダの線形位置を計算し、位置信号を微分し
て、各シリンダの線形速度を表す各シリンダ速度信号を
作り出す。速度検出手段２１６、２１８の機能は、油圧
シリンダの相対的な延びを直接的にか、間接的にかのい
ずれかで計測できる別のセンサとすることができる。例
えば、ポテンシオメータは油圧シリンダ内に配置された
ラジオ周波数（ＲＦ）センサと置き換えることができ
る。

【００１０】エンジンセンサ２５２が内燃エンジン２５
３の速度を検出し、エンジン速度信号を制御手段２０８
に送信する。シリンダ圧検出手段２５４、２５６が、リ
フトおよびティルトシリンダ１０６、１１４に対応する
油圧を検出し、これに応答して各シリンダ圧信号を制御
手段２０８に送信する。シリンダ圧検出手段２５４、２
５６は、容易に入手可能な圧力センサを含む。制御手段
２０８は、圧力信号を受信し、対応するシリンダ力を求
め、各シリンダ力信号を発信する。シリンダ力は、以下
の式によって求めればよい。（ロッド端部圧力＊ロッド端部面積）−（ヘッド端部圧
力＊ヘッド端部圧力）ポンプ圧検出手段２６０が主用具ポンプ２１２に対応す
る油圧を検出し、これに応答して、ポンプ圧信号を制御
手段２０８に送信する。ポンプ圧検出手段２６０は、容
易に入手可能な圧力センサを含む。制御手段２０８は、
ポンプ圧信号を受信し、リフトおよびティルトシリンダ
１０６、１１４に利用できる油圧流体流れを求める。

【００１１】バルブ手段２０２は、制御手段によって作
られた電気信号に応答し、油圧流体の流れを油圧シリン
ダ１０６Ａ、Ｂ、１１４に与える。好ましい実施例にお
いて、バルブ手段２０２は、４つの主バルブ（リフトシ
リンダ用の２つの主バルブとティルトシリンダ用の２つ
の主バルブ）と８つのＨＹＤＲＡＣバルブ（各主バルブ
ごとの２つのＨＹＤＲＡＣバルブ）とを含む。主バルブ
は加圧流体をシリンダ１０６Ａ、１０６Ｂ、１１４に送
りＨＹＤＲＡＣバルブはパイロット流体の流れを主バル
ブに送る。各ＨＹＤＲＡＣバルブは制御手段２０８に電
気的に接続されている。例示的なＨＹＤＲＡＣバルブ
が、米国特許第５、３６６、２０２号に記載されてお
り、本発明は、この先行技術を引用し、この特許明細書
の記述を本明細書の記述の一部とする。２つの主ポンプ
２１２、２１４が油圧流体を主スプールに供給するのに
用いられ、パイロットポンプ２２２は油圧流体をＨＹＤ
ＲＡＣバルブに供給するのに用いられる。オン／オフソ
レノイドバルブと圧力リリーフバルブ２２４がＨＹＤＲ
ＡＣバルブのパイロット流体流れを制御するのに含まれ
ている。

【００１２】本発明は、電気バルブ信号の大きさを求め
作業具の動きを正確に制御することに関する。制御手段
２０８は、本発明の所定の特徴を実行するのにソフトウ
ェアプログラムを記憶する、ＲＡＭおよびＲＯＭモジュ
ールを含むのが好ましい。さらに、ＲＡＭおよびＲＯＭ
モジュールは電気バルブ信号の大きさを求める複数のル
ックアップ表にソフトウェアを記憶する。各ルックアッ
プ表は、作業具を制御するのに用いる作業機能に対応し
ている。作業機能は、リフト油圧シリンダ１０６Ａ、Ｂ
を延ばしたり縮めてバケットの高さを制御するための上
昇および下降機能と、ティルトシリンダ１１４を延ばし
たり縮めてバケットの態様を制御するための投棄および
ラック機能とを含む。作業機能ルックアップ表が図４乃
至図１０に示されている。メモリ内に記録された複数の
値はシステムの所望の精密さに依存する。計測され計算
された値が、メモリ内に記憶された別個の値の間にある
場合には、実際の値を求めるのに捕間法が用いられても
よい。表の値は、経験的データの模擬および解析から得
られる。

【００１３】制御手段２０８はオペレータコマンド信号
を受信し、これに応答して電気バルブ信号を発信し各油
圧シリンダを所望の速度に制御する。バルブ手段２０２
が電気バルブ信号を受信し、該電気バルブ信号の大きさ
に応答して、油圧流体流れを各油圧シリンダに制御して
与えるようになっている。図３を参照すると、制御手段
２０８の制御構造の１実施例が示されている。図示され
ているように、制御構造は、速度フィードバックに基づ
くＰＩＤ閉ループ制御システム３００から構成される。
ＰＩＤ閉ループ制御システム３００は、２つの制御ブロ
ックを含み、ティルトシリンダ１１４に関連するラック
および投棄機能と、リフトシリンダ１０６に対応する上
昇および下降機能とを調整するように２つの制御ブロッ
クを含むのが好ましい。ＰＩＤ閉ループ制御システム３
００について以下に記載する。

【００１４】第１に、オペレータコマンド信号がスケー
リングブロック３０５を介しコマンド速度信号に変換さ
れる。スケーリングブロック３０５は、オペレータコマ
ンド信号にスケーリング係数をかけるが、このスケーリ
ング係数は「最高速度係数」といわれ、コマンド速度信
号を作り出すようになっている。次いで、コマンド速度
信号が、各シリンダの実際の速度を表すシリンダ速度信
号と合計ブロック３１０を介し比較され、速度エラー信
号を発信する。ＰＩＤブロック３１５は、対応する速度
エラー信号に、比例積分および微分ゲイン値をかけて制
御速度信号を作り出す。次いで、バルブ変換ブロック３
２０が制御速度信号を電気バルブ信号に変換し、対応す
るＨＹＤＲＡＣの所望のステム変位を表し、速度エラー
信号をゼロに減少する。

【００１５】スケーリングブロックの値、ＰＩＤゲイン
値および変換ブロックの値は、対応するシリンダ力と油
圧ポンプ２１２、２１４の流れに応答するので有効であ
る。油圧ポンプの流量は、エンジン速度に比例する。従
って油圧ポンプの流量はエンジン速度から容易に得るこ
とができる。しかしながら、リフト油圧回路に利用でき
るポンプの流量は、エンジン速度から簡単に得られるテ
ィルト油圧回路のように容易に得られない。例えば、図
１０を参照すると、リフト油圧回路に入る流量を計算す
るのに用いる３次元のルックアップ表を示す。図１０に
示した表は、複数のステム変位値に対応するティルト油
圧回路に対応する流体流れを表す複数の値Ｑ_TILT、ティ
ルトステム、および圧力差ΔＰを記憶する。ステム変
位値は、ティルト油圧回路のステム変位を制御する電気
バルブ信号の大きさに直接対応する。圧力差の値が以下
の式によって計算される。

【００１６】Δｐ＝ポンプ圧−Ｔ圧力ここでポンプ圧は、ポンプ圧信号の大きさを表し、Ｔ圧
力は、投棄作動に関連するティルトシリンダ１１４のヘ
ッド端部に対応する油圧シリンダ圧力信号の大きさ、ま
たはラック作動に関連するティルトシリンダ１１４のロ
ッド端部に対応する油圧シリンダ圧力信号の大きさを表
す。以下の式に従ってティルト油圧回路に関連する流体
流れＱ_TILTは、以下の式により得られ、リフト油圧回路
Ｑ_LIFTへの有効な流体流れが得られる。Ｑ_LIFT＝Ｑ_PUMP−Ｑ_TILT ここで、Ｑ_PUMPは、主の用具ポンプ２１２の流量を表
す。好ましい実施例において、スケーリングブロック
値、ＰＩＤゲイン値、および変換ブロック値は、１２個
の三次元ルックアップ表（６個のみを示す）から求めら
れる。例えば、下降および投棄作動に対応するスケーリ
ングブロック値に関連する典型的な表が図４に示されて
いる。同様に、上昇およびラック作動に対応するスケー
リングブロック値に関連する典型的な表が図５に示され
ている。各表はシリンダ力と有効なポンプ流量に対応す
る複数のスケーリング値を記録する。例えば、表４に類
似する表が、下降作動に関連する最高速度コマンドを求
めるのに用いられ、別の同様な表が、投棄作動に関連す
る最大速度コマンドを求めるのに用いられる。同様に図
５に類似する表が、上昇作動に関連する最高速度コマン
ドを求めるのに用いられ、別の同様な表が、ラック作動
に関連する最大速度コマンドを求めるのに用いられる。
スケーリング値は、ＰＩＤ制御システムの飽和状態を防
ぎ、オペレータの好ましいレバー変更特性をもたらすよ
うに選択される。

【００１７】ＰＩＤゲイン値と変換ブロック値が以下の
ように求められる。変換ブロック値が、２つの変数、バ
ルブ変換不感帯とバルブ変換ゲイン（ＶＴＧＡＩＮ）と
を含む。バルブ変換不感帯は、下降／ラック作動と上昇
／投棄作動に対応する異なる値を有する。従って、バル
ブ変換不感帯は、図８と９に示したのと同様に４つの表
（ラック、投棄、上昇および下降のそれぞれのうち１つ
の表）うち１つの表から求められる。図示するように、
各表は、シリンダおよびポンプの流れに対応する複数の
不感帯値を記憶する。不感帯値は、油圧バルブの機能を
最大に線形化するように選択される。バルブ変換不感帯
が得られると、バルブ変換ゲイン、ＶＴＧＡＩＮが以下
の式から求められる。

【００１８】（最高スプール変位−不感帯）／最高速度係数バルブ変換ゲインが求められた後、ＰＩＤゲインが求め
られてもよい。例えばＰＩＤゲインは、ＰＩＤ変数Ｋに
各比例積分・微分ゲイン値をかけることによって求めら
れる。ＰＩＤ変数は以下の式から求まる。Ｋ＝１／（ゲイン＊ＶＴゲイン）可変ゲインは、図６と７に示すように４つの表の１つか
ら求まる。図示するように、各表は、シリンダ力とポン
プの流量に対応する複数のＧＡＩＮ値を記憶する。ＧＡ
ＩＮ値は、油圧バルブの機能を最大に線形化し、全体の
制御システムにゲイン、１、例えば等価増分出力に対応
する１つの増分入力を与える。ＰＩＤ制御システム４０
０の別の実施例が図１１に示されている。本明細書にお
いて、ＰＩＤ制御システムは位置とともに速度に対する
ループを閉じる。このようなシステムで、オペレータコ
マンドが、位置エラー信号を作り出すようにブロック４
０５、４１５を合成することによって実際のシリンダ位
置に比較される所望の位置を表す。次いで、ブロック４
１０、４２０において、位置エラー信号にゲイン値Ｋ_P
がかけられる。この後、位置エラー信号が、制限ブロッ
ク４２５、４３０を介してコマンド速度信号に変換さ
れ、コマンド速度信号を最高速度係数に制限する。コマ
ンド速度信号が最終的に電気バルブ信号に上述の方法で
変換される。このようなＰＩＤ制御システムが乱調を防
ぎ、高レベルのコントローラの制御を受けながら高レベ
ルの精密さを与えるために閉ループ位置または速度を必
要とするような土壌移動マシンの自立制御に有効であ
る。

【００１９】従って、本発明は、上述の好ましい実施例
を参照して詳細に図示し記載してきたが、本分野の当業
者であれば、様々な別の実施例も本発明の精神と範囲か
ら逸脱することなく得られることがわかであろう。ホイ
ール式ローダのような土壌作業マシンが、作業サイクル
の間、複数の位置を通って動くことのできる作業具を含
む。バケットに組み合わされる典型的な作業サイクル
は、材料をバケットに積み込むための掘削位置、搬送位
置、持ち上げ位置そして材料をバケットから取り除くた
めの投棄位置にブームおよびバケットを順次位置決めす
ることを含む。本発明は、作業具の速度をオペレータの
所望の速度に正確に制御するように閉ループＰＩＤ制御
システムを用いる方法と装置を提供する。

【００２０】好ましい実施例の機能が、ブームおよび対
応する油圧回路に関連して記載されているが、本発明
は、土壌作業マシンの別の種類の用具の位置を制御する
のにも容易に適用できる。例えば、本発明は、油圧掘削
機、バックホー、および油圧的に作動する用具を有する
同様のマシンに用いることができる。本発明の別の態
様、目的および利点を図面、発明の開示および請求の範
囲から得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ローダマシンすなわちホイール式ローダの前方
部分の側図である。

【図２】ローダマシンの電気油圧制御システムのブロッ
ク線図である。

【図３】電気油圧制御のＰＩＤ制御システムの１実施例
のブロック線図である。

【図４】ＰＩＤに関するソフトウェアルックアップ表を
表す図である。

【図５】ＰＩＤに関するソフトウェアルックアップ表を
表す図である。

【図６】ＰＩＤに関するソフトウェアルックアップ表を
表す図である。

【図７】ＰＩＤに関するソフトウェアルックアップ表を
表す図である。

【図８】ＰＩＤに関するソフトウェアルックアップ表を
表す図である。

【図９】ＰＩＤに関するソフトウェアルックアップ表を
表す図である。

【図１０】ＰＩＤに関するソフトウェアルックアップ表
を表す図である。

【図１１】電気油圧制御のＰＩＤ制御システムの別の実
施例のブロック線図である。

【符号】

１００用具制御システム１０４ホイール式ローダマシン１０６油圧リフトシリンダ１０８バケット１１０ブーム１１２ピボットピン１１４バケットティルトシリンダ２０６ジョイスティック２０８制御手段２１６、２１８速度検出手段２２０ジョイスティック位置検出手段２５４、２５６シリンダ圧検出手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ジョンディーダフィーアメリカ合衆国イリノイ州 61615 ピオーリアウェストウッドウェイドライヴ 4709

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ブームおよび該ブームに取り付けられた
バケットとを含み、前記ブームを油圧リフトシリンダに
よって作動させて得られる上昇および下降機能と、前記
バケットを油圧ティルトシリンダによってピボット運動
させて得られる投棄およびラック機能と、を含む複数の
作動機能を持つようになっている、内燃エンジンを有す
る土壌移動マシンの作業具を制御して動かす装置におい
て、オペレータ制御式ジョイスティックと、該ジョイスティックの位置を検出し、これに応答してオ
ペレータコマンド信号を発信するためのジョイスティッ
ク位置検出手段と、前記オペレータコマンド信号を受信し、該オペレータコ
マンド信号を速度コマンド信号に変換するスケーリング
手段と、前記リフトおよびティルトシリンダの速度を検出し、こ
れに応答して各シリンダ速度信号を発信するシリンダ速
度検出手段と、前記シリンダ速度と速度コマンド信号を受信し、該シリ
ンダ速度と速度コマンド信号との差を求め、該速度差に
応答して電気バルブ信号を発信し、前記電気バルブ信号を受信し、前記速度コマンド信号に
従って前記油圧シリンダのそれぞれを動かすように油圧
流体流れを各前記油圧シリンダに制御して送るようにな
っているバルブ手段と、が設けられた装置。
【請求項２】前記シリンダ速度検出手段は、前記リフ
トおよびティルトシリンダの線形位置を検出し、各シリ
ンダ位置信号を発信し、前記シリンダ速度信号を発信さ
せるために前記位置信号を微分する手段を含むことを特
徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】前記制御手段は、前記速度コマンド信号
と各シリンダ速度信号との差に応答して対応する速度エ
ラー信号を発信することを特徴とする請求項２に記載の
装置。
【請求項４】前記制御手段は、前記対応する速度エラ
ー信号に比例、積分および微分ゲイン値をかけて、制御
速度信号を作り出す手段を含むことを特徴とする請求項
３に記載の装置。
【請求項５】前記制御手段は、前記速度信号を電気バ
ルブ信号に変換する手段を含むことを特徴とする請求項
４に記載の装置。
【請求項６】内燃エンジンの速度を検出し、エンジン
速度信号を発信するエンジンセンサを含むことを特徴と
する請求項５に記載の装置。
【請求項７】前記リフトおよびティルトシリンダに対
応する油圧を検出しこれに応答して各シリンダ圧力信号
を発信するシリンダ圧力検出手段を含むことを特徴とす
る請求項６に記載の装置。
【請求項８】前記エンジン速度と圧力信号とを受信
し、比例、積分および微分ゲイン値を修正する手段を含
むことを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】ブームおよび該ブームに取り付けられた
バケットとを含み、前記ブームを油圧リフトシリンダに
よって作動されて得られる上昇および下降機能と、前記
バケットを油圧ティルトシリンダによってピボット運動
させて得られる投棄およびラック機能と、を含む複数の
作動機能を持つようになっている、内燃エンジンを有す
る土壌移動マシンの作業具を制御して動かす装置におい
て、オペレータ制御式ジョイスティックと、該ジョイスティックの位置を検出し、これに応答してオ
ペレータコマンド信号を発信するためのジョイスティッ
ク位置検出手段と、リフトおよびティルトシリンダの線形位置を検出し、こ
れに応答してシリンダ位置信号を発信するシリンダ位置
検出手段と、前記シリンダ位置およびオペレータコマンド信号を受信
し、前記シリンダ位置とオペレータコマンド信号とを比
較し、その結果得られた信号を速度コマンド信号に変換
する手段と、前記リフトおよびティルトシリンダの速度を検出し、こ
れに応答して各シリンダ速度信号を作り出すシリンダ速
度検出手段と、前記シリンダ速度信号と速度コマンド信号とを受信し、
前記シリンダ速度と速度コマンド信号との差を求め、該
速度差に応答して電気バルブ信号を作り出す制御手段
と、前記電気バルブ信号を受信し、前記各油圧シリンダを前
記速度コマンド信号に従って動かすように前記各油圧シ
リンダに油圧流体流れを制御して与えるようになってい
るバルブ手段と、が設けられている装置。
【請求項１０】前記制御手段は、前記速度コマンド信号
と各シリンダ速度信号との差に応答じて対応する速度エ
ラー信号を作り出すことを特徴とする請求項９に記載の
装置。
【請求項１１】前記制御手段は、前記対応する速度エラ
ー信号に比例、積分および微分ゲイン値をかけて、制御
速度信号を発信する手段を含むことを特徴とする請求項
１０に記載の装置。
【請求項１２】前記制御手段は、前記制御速度信号を電
気バルブ信号に変換する手段を含むことを特徴とする請
求項１０に記載の装置。
【請求項１３】ブームおよび該ブームに取り付けられた
バケットとを含み、前記ブームを油圧リフトシリンダに
よって作動させて得られる上昇および下降機能と、前記
バケットを油圧ティルトシリンダによってピボット運動
させて得られる投棄およびラック機能と、を含む複数の
作動機能を持つようになった、内燃エンジンを有する土
壌移動マシンの作業具を制御して動かすための方法にお
いて、オペレータ制御信号を発信し、該オペレータコマンド信号を受信し、該オペレータコマ
ンド信号を速度コマンド信号に変換し、前記リフトおよびティルトシリンダの速度を検出し、こ
れに応答して各シリンダ速度信号を作り出し、前記シリンダ速度および速度コマンド信号を受信し、前
記シリンダ速度および速度コマンド信号との差を求め、
該速度差に応じて電気バルブ信号を作り出し、前記電気バルブ信号を受信して、前記速度コマンド信号
に従って前記各油圧シリンダを動かすように油圧流体の
流れを各油圧シリンダに制御して与える、段階からなる方法。
【請求項１４】前記速度コマンド信号と各シリンダ速度
信号との差に応答して速度エラー信号を作り出す段階を
含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】前記対応する速度エラー信号に比例、積
分および微分ゲイン値を掛けて制御速度信号を作り出す
段階を含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】前記制御速度信号を電気バルブ信号に変
換する段階を含むことを特徴とする請求項１５に記載の
方法。
【請求項１７】前記油圧シリンダ力と、前記シリンダへ
の有効油圧流体量とを求め、これに応答して比例、積分
および微分ゲイン値を修正する段階を含むことを特徴と
する請求項１６に記載の方法。