JPS63194033A - パワ−シヨベルの作業機制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はパワーショベルの作業機制御装置に関し、特
に自動掘削についての技術に関する。

〔従来の技術〕

周知のように、パワーショベルは作業機としてバケット
、アーム、ブームを白°シ、これら作業機はバケットシ
リンダ、アームシリンダ、ブームシリンダによって各別
に駆動される。このため、バケットを所望の軌跡と姿勢
で移動させるには各シリンダの伸縮を同時制御すること
が不可欠である。

このパワーショベルに関し、予めバケット刃先の移動軌
跡（例えば、直線、円弧等）およびこれら軌跡に対する
バケット姿勢を設定しておき、この軌跡に沿ってバケッ
ト刃先が移動するようにバケット、アーム、ブームを自
動制御するようにしたパワーショベルの制御装置が種々
提案されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、これら従来装置にあってはポンプ出力の
有効利用という面で今一つ不満足ものであった。すなわ
ち従来装置にあっては、各作業機についての所要回動角
に基づき各作業機に対するポンプ流量の配分比を求め、
実ポンプ圧から決定されるポンプ流量をこれら配分比を
もって配分することにより各作業機に対する流量指令を
求めるようにしている。ところで、一般にポンプから供
給される油は負荷が軽い作業機に対して流れやすいとい
う傾向があるが、従来装置に於いては前記配分比から算
出された流量指令値をそのまま各作業機に対して人力す
るようにしていた。このため負荷が軽い作業機に対して
は、流量指令に対応した瓜以上の油が流れ、又負荷が重
い作業機には流量指令に対応した量より少ない油しか流
れず、この結果分配比通りに油が分配されないことにな
る。

また、ポンプと作業機バルブとの相対動作によって各作
業機に対する油の実流量が決まるわけであるが、浦はポ
ンプから各作業機に対して指令値に対応した量だけ正確
に流れるというわけにはいかず、実際の流量値は各作業
機に対する流量指令の和より小さくなるのが実情である
。そして、この結果、リリーフロス、ポンプエネルギー
のロスが発生し、ひいては掘削時間の増大をももたらす
ことになる。

この発明は１−記実情に鑑みてなされるもので、ポンプ
出力を有効に利用して作業機を駆動することにより掘削
効率を向−１−させるようにしたパワーショベルの作業
機制御装置を提供しようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

そこでこの発明は、複数の地点によって近似したバケッ
ト刃先の基準移動軌跡とこれら複数の地点にバケット刃
先が位置するときの各バケット姿勢とを予め設定し、自
動モードが選択されると指定された掘削開始位置からこ
れらＮ数の地点に沿ってバケット刃先が移動し、かつこ
れら複数の地点においてバケットが前記設定された姿勢
をとるようバケット、アーム、およびブームを駆動する
構成において 作業機ポンプのポンプ圧を検出するポンプ圧検出手段と
、指定された掘削開始時点におけるバケット角、アーム
角およびブーム角の検出値を取込み、これら検出値に基
づき車両に対するバケット刃先位置を求め、該求めたバ
ケット刃先に関する掘削開始位置に基づき前記設定した
複数の地点の車両に対する位置を算出し、該算出した位
置、にバケット刃先を移動させかつバケットを当該地点
毎に前記設定したバケット姿勢をするに要する各掘削区
間毎のバケット回動角、アーム回動角およびブーム回動
角を求め、これら各掘削区間毎の回動角に基づき各作業
機に供給する圧油のａｍ配分比を求めるＴ５１の制御手
段と、所定馬力を得るボンプ圧とポンプ流量との関係が
設定され、これら設定関係とポンプ圧検出手段の検出ポ
ンプ圧とから決定したポンプ流はを前記求めた配分比を
もって配分することにより各作業機の流は指令を求め、
。

史に負荷が最も大きい作業機に対しては前記求めた流量
指令より大きな指令を出力し、他の２つの作業機に対し
ては前記求めた流量指令を出力する第２の制御手段と、
第２の制御手段から出力される流ｍ指令に基づきバケッ
ト、アームおよびブームを駆動する駆動系とを具えるよ
うにする。

〔作用〕

前記第２の演算手段によって負荷が最も大きい作業機（
通常アーム）に対しては分配比およびポンプ圧とポンプ
流量との関係から算出した流量指令より大きな値の指令
を出力し、他の２つの作業機に対しては算出した流量指
令値どおりの指令を出力することにより、流量指令値の
和をポンプ圧より決まるポンプ流量より大きな値とする
。この結果、各作業機へは算出した分配比どおりの流量
で油が流れることになり、リリーフによるパワー損失も
押さえることができる。

〔実施例〕

以下、本発明を添付図面を参照して詳細に説明する。

第２図はパワーショベルの概略構成を示すものであり、
走行体１上には上部旋回体２が旋回自在に支持され、旋
回体２にはブーム３の一端が軸支され、ブーム３の他端
にはアーム４が軸支され、さらにこのアーム４の他端に
はバケット５が軸支されており、これらブーム３、アー
ム４およびバケット５はブームシリンダ６、アームシリ
ンダ７およびバケットシリンダ８によって各別に回転駆
動される。

ここで、作業機各部の長さ、角度等を第３図に示すよう
定義する。すなわち、点Ａをブーム回動点、点Ｂをアー
ム回動点、点Ｃをバケット回動点、点りをバケット刃先
点とし、 ノ１　：点Ａ、Ｂ間の長さ １２　；点Ｂ、Ｃ間の長さ ノ３　：点ＣＳＤ間の長さ ａ　；線分ＡＢと垂直軸とのなす角（ブーム角）β　；
線分ＢＣと線分ＡＢの延長線とのなす角（アーム角） γ　；線分ＣＤと線分ＢＣの延長線とのなす′角（バケ
ット角） δ　；掘削方向Ｕとバケットの底板のなす角（掘削角） ε　；掘削方向Ｕと線分ＣＤのなす角 とする。尚、バケット姿勢は角度ε等で定義するように
する。

まず、自動掘削の際の掘削軌跡の設定の仕方について説
明する。この実施例では、第４図に示すようなバケット
刃先についての掘削軌跡を設定する。この軌跡は所定点
０を中心とした半径Ｒの円弧軌跡であり、この円弧軌跡
をｎ個の点Ｐ、　、　Ｐ２、・・・、Ｐ　で近似するよ
うにする。軌跡設定の際、１回の掘削上量Ｖ（図示ハツ
チング部）はバケットの満杯量に所定数ｋ（−１〜３）
を掛けたものとし、掘削深さｄは線分ＣＤの長さく一ノ
コ）に所定数ｅ（−０，１〜１．５）を掛けた値とし、
更に角度ψは１０″〜１８０°の間の適宜の値とする。

これらの値ｋ　ｓ　ｅ　％ψと円弧の半径Ｒは土質、バ
ケット形状、作業内容等に応じて決められる値であり、
それらの値を特定することにより基準掘削軌跡を決定す
る。また、このようにして決定した掘削軌跡に対し、前
述したようにｎ個の点Ｐ１〜Ｐ　を近似し、これら各点
Ｐ１〜Ｐ、を単独掘削区間毎のバケット刃先の目標位置
とする。

点Ｐ２〜Ｐ　の位置は掘削開始点Ｐ１の位置を基準にし
て設定する。そして、これら各目標位置Ｐ、　−Ｐ　　
毎にバケット姿勢すなわち前記角度ε１〜ε　を予め決
めておく。このバケット姿勢εの決定に際しては、掘削
開始時に掘削角δが小さくなるようにするとともに、掘
削中にバケット背部がなるべく−１−と干渉しない範囲
で６１削角δが小さくなるようにすることにより掘削抵
抗をできるだけ小さくするようにする。すなわち、この
掘削では、ブーム、アームおよびバケットを同時に駆動
することにより、バケットが姿勢と１〜ε　をもって目
標位置Ｐ１〜Ｐ　に追従するように仮想線ＯＤをｌｌｊ
位角Δψ（−ψ／　ｎ　）ずつ回動させるようにする。

この実施例における自動掘削は第５図に示した手順にし
たがって実行され、以下その概略を説明する。この装置
では、ブーム、バケット、アー゛ムの回動指令および旋
回指令を与える２本の操作レバー１１．１２の他に、自
動掘削モードを指示する操作ペダル１０を設けており、
該操作ペダル１０の操作（ペダルを踏み続ける）により
前記円弧軌跡に沿った自動掘削が行なわれる。

まず、オペレータは操作レバー１１．１２の操作により
バケットの刃先を所望の掘削開始位置に移動させた後（
第５図（ａ））　、操作ペダル１゜を踏むことにより、
自動掘削モードを選択するとともに掘削開始位置を指定
する（第５図（ｂ））。

すなわち、操作ペダル１ｏが踏まれたときには、該時点
におけるバケット刃先位置が求められ、該求めた位置を
今回掘削時の掘削開始位置とするようにしている。

いま、ブーム回動点Ａに対する掘削開始位置Ｐ１を（Ｘ
、　、Ｙ、）とすると、この位置（Ｘ、。

Ｙ＋）はペダル１０が踏まれた時点におけるブーム角α
１、アーム角β１およびバケット角γ１から、次式 ％式％） によって求めることができる。

なお、この実施例では前記設定した複数の点Ｐ１〜Ｐ　
の車両（ブーム回動点Ａ）に対する位置を掘削開始時に
全て求めておくのではなく、各単位区間において次の目
標位置をその都度水めるようにして記憶容量を削減する
ようにしている。

掘削開始が指定されると、掘削開始位置に応じて決定し
た掘削軌跡上で単位角Δψ進んだ次の目標位置Ｐ２の座
標が求められる。また、□バケットの姿勢も該目標位置
Ｐ２に応じて定まっているので、この目標位置Ｐ！にお
けるブーム角α２、アーム角β２およびバケット角γ２
を一義的に決定することができる。これら作業機の目標
角α２、β２、γ２が決定されれば、現在の各作業機の
実角度との偏差をとることにより上記地点Ｐ２　　まで
バケット刃先を移動させるための各作業機の°目標回動
角Δα、Δβ、Δγを決定することができる。

第６図は、Δα、Δβ、Δγを求める演算を説明するた
めのもので、ψ１は水平線と線分ＯＤとのなす角度、ｗ
ｌは掘削開始点Ｐ！での線分ＣＤと線分ＯＤとのなす角
度、ｗ２は次目標位置Ｐ２での線分ＣＤと線分ＯＤとの
なす角度である。

Ｐ２の座標を（Ｘ２　、Ｙｇ　）とするとＸ２館／！１
ｅｏｓ（α１＋Δα） ＋１ｔｃｏｓ（α１＋β１＋Δα＋Δβ）十ノ３ｃｏｓ
（α１　＋βＩ　＋γ１　＋Δα＋Δβ＋　Δγ） ＝Ｘ１　　＋ｙｌ　　Δα＋　（）２ｃｏｓ（α１＋　
β　１　）　＋　ノ　コ　ｅｏｓ　　　（α　１　　＋
　β　１　　＋　７１　）　）Δβ＋１３ｃｏｓｃαｌ
＋β１＋７りΔγ・・・（２） となり、またＸ２は Ｘ２　−Ｘｌ　＋Ｒ・　Δψ　争５ｌｎ（ψ１＋０．５
Δψ）　　　　　　　　　　・・・　（３）とも表わす
ことができ、上記（２）式のノ２　Ｃｏ５Ｃａｔ　＋β
１　）　＋ｌａ　ｃｏｓ　　（αＩ　＋βＩ　＋７１　
＞−）　、１３ＣＯ８（α１＋β１＋γｌ）−Δγ１ノ
、とすると、上記（２）、（３）式からＹｌ　骨Δａ＋
ｌ　　Δβ十ｌｂ八へ諺−Ｒ−Δψ　・５ｌｎ（ψｌ＋
０．５Δψ）・・・　（４） が成立する。

同様に、 Ｙ２　＝Ｙ１　＋Ｘ１　　Δα−（）ｔｓｌｎ（α１＋
β１）十ノ３ｓｉｎ（α１　＋β１　＋７１　））　Δ
β−ノ３ｓｉｎ（ｃｚ　　＋β１　十γ１）Δγ　　　
　　　　　　　　・・・（５）−Ｙｌ’−Ｒ・Δψ ・ｃｏｓ（ψｌ＋０．５Δψ）−（６）が成立し、上記
（５）式の１ｔｓｉｎ（ｃｒｌ　＋β１）＋Ｉｊｓ　　
ｓｉｎ　　　（ｔＺｌ　　　＋　β　＋　　　＋７１　
　）　　−１、ノ　ｓ　　ｓｉｎ　（α１＋β１＋γｌ
）八γ−！ｄとすると、上ニーｃ　　へ　）−（Ｆｓ）
　　　〒ぐ　ｈｌ　久Ｘ１Δα＋ノ　Δβ＋ＺｄΔγ− Ｃ ＲΔψ　・ｃｏｓ　（ψ）　　＋０．　５Δψ）・・・
　（７） が成立する。

また ψ１　＋Ｗ１−α１　＋β１　＋γ１−π／２・・・（
８） ψ１　＋Δψ＋ｗ１−α１　＋β１　＋γ１　＋Δα＋
Δβ＋Δγ−π／２ ・・・（９） が成立するため、これら（８）、（９）式からＷ　ｚ　
　Ｗ　＋−Δα＋Δβ＋Δγ−Δψ・・・　（１０） が成立する。

前記（４）、（７）、（１０）式においてΔα、Δβ、
Δγ以外は全て特定されるためこれら（４）、（７）、
（１０）式を解くことにより掘削開始点Ｐ１から次の目
標点Ｐ、Ｌ　　までバケット刃先を移動させるための各
作業機の回動角Δα、Δβ、Δγを求めることができる
。

このようにして求めた回動角Δα、Δβ、Δγに基づき
各作業機が必要とする圧油流量の配分比を決定する。次
に、第７図に破線で示すポンプ流ＨＱとポンプ圧Ｐとの
馬カ一定関係と検出した実ポンプ圧Ｐ、とから最大出力
時のポンプ流Ｑ　Ｑ　ａを求める。このようにして求め
たポンプ流ＱＱ　ｄと前記配分比とから各作業機への流
量指令を決定するのであるが、この際、負荷が最も大き
いと考えられるアームに関する流量指令Ｑ　　に関して
　ｍ は、前記ポンプ流＝　Ｑ　ａと配分比とから決定される
指令値より大きな値、例えば最大値とする。残りの２つ
の作業機（ブーム、バケット）に対する流は指令Ｑ　　
　、Ｑ　　　に関しては前記ポンプ流ｂｍ　　　ｂｔ はと配分比から決定される指令値を出力する。このよう
にして各作業機の流量指令の和Ｑ　　（−Ｑｂｍ＋Ｑ　
　十Ｑ　　；Ｑ　　、ブームに対するａｍ　　　　　ｂ
ｔ　　　　　　ｂｍ 流量指令、Ｑ　　、アームに対する流量指令、Ｑ　ｍ ｂｔ’バケットに対する流量指令）が前記求めたポンプ
流Ｄ　Ｑ　ａより大きくするようにする。

また、」−２流ご指令をフィルタを介して出力すること
により、指令値の時間的変動を鈍らせるようにし、機械
が指令値に追従して作動できるようにする 尚、この制御の際、ブーム、アームおよびバケットが同
時に目標角α２、β２、γ２に到達できるよう、各時点
のブーム角、アーム角、バケット角に基づき角作業機に
供給される実流口を求め、該算出した実流量に基づき前
記配分比を随時調整するようにする。このｌｌｊ位区間
毎の掘削はアームが目標角β２になったときを終了とし
、アーム角が「１標値β２になった時点で次の区間の制
御に移行する。次の区間においても、前記同様の制御が
行われ、アームが目標角β３になった時点でこの区間の
制御は終了し、次の区間の制御に移行する。

このような制御が終点Ｐ　まで繰り返し実行されること
により、バケット刃先は第８図に示した如く初期位置Ｐ
、（α１．β１．γ１）から円弧軌跡上の目標位置・・
・Ｐδ　（α８．βａ、γ８）・・・ＰＩ３　（α１５
．β１５．γ＋　ｓ　）　＝“Ｐ２Ｏ（α２Ｇ、β２０
．γ２０）に沿って移動することになる（第５図（Ｃ）
）。

尚、掘削途中において操作ペダル１０が戻された場合、
各作業機に対する流量指令を零とし、操作レバー１１．
１２によって手動操作が行なわれていない限り各作業機
は直ちに停止するようになっている。

また、自動掘削途中に手動レバー１１．１２による指令
が人力された場合には、安全性のために手動の方を優先
とし、レバー操作が中止された地点から自動掘削を再開
するようにしている。

次に、掘削の終了は油圧ポンプのポンプ圧値に基づき検
出されるようになっており、掘削区間がある程度進んだ
掘削後Ｉになって油圧ポンプのポンプ圧が所定値を超え
た時点を掘削終了時と認知するようにしている。この掘
削終了後は、バケット傾角を常に水平に保持するバケッ
ト水手保持モードに移行する（第５図（ｄ））。このバ
ケット水串保持モードのときにはブーム操作レバーおよ
びアーム操作レバーからの人力指令に応じてα十β＋γ
−３／２πを満たすようにバケット角γを自動制御する
ようにして、バケット−１−面を常に水平に保持する。

また、この水平保持モードのときには前記自動掘削用操
作ペダルの操作は無効とする。このような制御によって
、積荷をこぼさないようにするとともに、植込作業中の
操作を簡単にする（バケット操作を不要にする）。　こ
の自動掘削モードは、前記バケット水平保持モードの際
に、バケットがダンプ側に所定量以上回動されたときに
解除される。すなわち、バケット保持モード中にオペレ
ータが排土のためにバケットをダンプ側に所定；以−１
−回動したとき、自動掘削モードが解除される（第５図
（ｅ））。

尚、この自動掘削において、バケットは掘削開始時最適
な姿勢となっているとは限らないが、このような場合バ
ケット姿勢を次の区間までに急に最適なものに補正する
のではなく、適当数の区間を設け、これら区間の間に徐
々に最適な角度に補正するようにする。

第１図は前述の各機能を実現する制御構成例を示すもの
で、自動掘削モード指定ペダル１０が踏まれたか否かは
ペダル操作検出２ｇ１７によって検る。また、バケット
ブーム操作レバー１１の操作方向および操作量はレバー
位置検出器１３および１５によって検出され、これら検
出器１３および１５からバケット回動指令テ　およびブ
ーム回動「 指令ル　がスイッチ３０および３２に夫々入力される。

また、アーム操作レバー１２の操作方向および操作量は
レバー位置検出器１４によって検出され、その検出信号
であるアーム回動指令β　はスイッ３１に入力される。

これら操作レバー１１゜１２による指令信号ＣＩ　　、
〃、７　　はコントロ「ｒｒ −ラ２０に対しても人力されている。

スイッチ３０．３１および３２は夫々コントローラ２０
から人力される切替制御信号ＳＬ、　、ＳＬ２、および
ＳＬａに基づきその切替動作を行なうもので、コントロ
ーラ２０から人力される自動掘削時の指令信号テ　、７
９　　、Ｑ　　とレバー位置ＣＣＣ 検出３１３．１４．１５から入力される手動掘削時の指
令信号テ　、β　、シ　とを各別に選択切「　　　　　
　　ｒ　　　　　　　「 替するものである。

バケット制御系４０は、バケット角γを検出する角度セ
ンサ４１、このバケット角γを微分して実際のバケット
回動速度９を検出する微分器４２、目標値と実際のバケ
ット回動速度ｉを示す信号の偏差をとる加算点４３、お
よび加算点４３から′の偏差信号を０にすべくその偏差
信号に応じた流量の圧油をバケットシリンダ４に供給す
る流量制御弁４４から構成されている。

同様に、アーム制御系５０およびブーム制御系６０は、
バケット制御系４０と同様にそれぞれ、角度センサ５１
．６１、微分器５２．６２、加算点５３．６３および流
量制御弁５４．６４を有し、指令値に一致するようにア
ームおよびブームを回動制御する。

尚、これら流口制御系の角度センサ４１．５１゜６１に
よって検出されたバケット角ｒ、アーム角。

β、ブーム角αはコントローラ２０にも入力されている
。また、作業機ポンプ（図示せず）のポンプ圧が油圧セ
ンサ７０によって検出され、その検出圧がコントローラ
２０に人力されている。この場合、コントローラー２０
から出力される各信号ａＣＳ々Ｃ１テＣはフィルタ８０
を介して各制御系６０．５０．４０に人力されるように
なっており、該フィルタ８０により指令信号の急激変動
が抑えられるようになついる。

かかる構成の作用を第９図に示したフローチャートを参
照して説明する。操作ペダル１０が踏まれたとすると、
これはペダル操作検出記１７によって検出され、この検
出信号はコントローラ２０に入力され、コントローラ２
０は自動掘削モードによる制御を開始する（ステップ１
００）。

自動モードが開始されると、コントローラ２０は、角度
センサ４１．５１．６１．の出力γ、β。

αに基づき該開始時点におけるバケット刃先位置Ｐｌを
求める（第（１）式参照）。続いて、コントローラ２０
はこの算出した掘削開始位置Ｐ１を前記（４）（７）（
１０）式から作成された演算プログラムに代入し、バケ
ットが次目標位置Ｐ２においてバケット姿勢ε２をとり
かつバケット刃先をＰｌからＰ２まで移動させる各作業
機の所要回動角Δα、Δβ、Δγを計算する（ステップ
１１０）。次にコントローラ２０はこれら回動角Δα、
Δβ、Δγから各作業機に供給する油の配分比を決定し
くステップ１２０）、更にこのときの油圧センサ７０の
出力からポンプ圧Ｐｄを求め′、第７図に示した関係か
らこのポンプ圧Ｐｄに対応する最大出力時のポンプ流Ｑ
　Ｑ　ｄを求める。

このようにして求めたポンプ流ｂｈｉ　Ｑ　ｄと前記配
分比とから各作業機への流量指令を決定するのであるが
、この際前述したように、負荷が最も大きいと考えられ
るアームに関する流は指令Ｑ　　に　ｍ 関しては、前記ポンプ流ＨＱ　ｄと配分比から決定され
る指令値より大きな値、例えば最大値とする。

残りの２つの作業機（ブーム、バケット）に対する流量
指令Ｑ　　　、Ｑ　　　に関しては前記ポンプｂｍ　　
　ｂｔ 流量と配分比とから決定される指令値を出力する（ステ
ップ１３０） 〔のようにして、各作業機に対する指令信号みβ　　テ
　を求め、該指令信号み　、β　。

Ｃ’　　　　　Ｃ’　　　　　ＣＣＣ 子　をスイッチ３２．３１．３０に夫々出力する（ステ
ップ１３０）。尚、自動モードが選択されると、スイッ
チ３０．３１．　３２の各接点はコントローラ２０の切
替え制御信号ＳＬＩ、ＳＬ２゜ＳＬ３によってコントロ
ーラ２０側に切替えられており、コントローラ２０から
の前記指令信号み、β　、γ　はこれらスイッチ３２．
３１．３ＣＣＣ Ｏを介してブーム制御系６０．アーム制御系５０゜バケ
ット制御系４０に人力される。

次のステップ１４０においては、コントローラ２０はペ
ダル操作検出器１７の出力に基づきペダル１０が踏まれ
ているか否かを判定し、ペダル１０の復帰を検出した場
合は名流は制御系に人力する指令信号ｃｚ　　、／３　
　、　　テ　を直ちに零にするＣ　　　　　　　ＣＣ （ステップ１５０）。また、ステップ１６０においては
操作レバー１１．１２の操作により手動指令７　　７３
　　　ｉｘ　　が入力されたか否かが判定さｒ’　　　
　　　ｒ’　　　　　　ｒ れ、人力されていた場合は手動指令を優先する（ステッ
プ１７０）。すなわち、手動指令が人力された場合は、
スイッチ３０．３１．３２のうち該入力された手動指令
に対応する作業機のスイッチを操作レバー側に切換える
ようにして操作レバー側からの指令信号を対応する流量
制御系に供給するようにする。

このように、操作ペダル１０と操作レバー１１゜１２の
操作態様に応じてコントローラ２０からの指令信号ｃｒ
　　　Ｂ　　　７（操作ペダルがオフ′のｃ’　　　　
　　ｃ’　　　　　　ｃ ときは零）もしくは手動レバー１１．１２からの指令信
号ａｆｉ、：！　が対応する流量制御系ｒ’　　　　　
　ｒ　　　　　　　ｒ ６０．４０．５０に人力され、これによりバケット、ア
ーム、ブームが回動される（ステップ１８０）。尚、コ
ントローラ２０は角度センサ４１゜５１．６１の出力に
基づき各シリンダ８．７．６に供給される浦の実流ごを
求め、これら実流量値に応じて前記配分比を逐次、２！
ｉＩ整するようにしている。

次に、コントローラ２０は角度センサ５１の検出出力β
に基づきアームが目標角度β２に達したか否かを判定し
くステップ１９０）、目標角β２゛に達していない場合
はステップ１２０に戻り、前記同様の制御を繰り返す。

アームが目標角β２に達した場合は、掘削終了か否かが
判定され（ステップ２００）　、終了でない場合はステ
ップ１１０に戻り、バケット刃先位置を次の目標位置Ｐ
３に移動させる演算制御を前記同様にして行なう。以ド
同様にしてステップ２００で掘削終了と判断されるまで
目標位置Ｐ　４　、Ｐ　５・・・に沿ってバケット刃先
を移動させる。尚、この場合、掘削区間が後半になって
油圧センサ７０の出力値が所定値を越えた時点を掘削終
了時として検出するようにしている。また、自動掘削中
に手動指令が入力された場合はコントローラ２０は該手
動指令が中止された時点で手順をステップ１１０に復帰
させ、該手動指令が人力されていた作業機に対応するス
イッチをコントローラ２０側に切替え、手動操作が中止
された地点を再スタート点として、全ての作業機をコン
トローラ２０からの指令信号によって再駆動するように
する。

ステップ２００において掘削終了が判定されると、コン
トローラ２０はバケット傾角を水平に制御するバケット
水平保持モードに移行する。この水平保持モードにおい
ては、スイッチ３１．３２を手動レバー１１．１２側に
切替え、スイッチ３Ｏはそのままコントローラ２０側に
接続するようにし、ブームおよびアームは手動指令にし
たがって駆動されるようにする。そしてバケットに関し
てはα＋β十γ−３／２πを満たすようコントローラ２
０から指令信号テ。を出力するようにして、ブームおよ
びアームが任意に手動操作されてもバケット傾角が常に
水平になるようにする。このバケット水平保持モード中
にバケットが所定角以上ダンプ側に回動されたとすると
、コントローラ２〔〕は自動モードを解除する（ステッ
プ２３０）。

尚、上記実施例では、掘削後半になってポンプ圧が所定
の設定値を越えた時点、すなわち作業機にかかる負＜１
：ｔが一定値を越えたときを掘削終了とし、手順をバケ
ット水平保持モードに移行させるようにしたが、弔に分
割区間数を計数し、所定区間数の掘削が終了したときを
掘削終了としてもよく、更にバケットの絶対姿勢を判定
し、バケット絶対姿勢がほとんど水平に近づいたときを
掘削終ｒと判定するようにしてもよい。

このようにこの実施例では、この自動掘削の際、負荷の
大きな作業機に対する流量指令は分配比、ポンプ圧から
求められる流量指令より大きな値例えば最大値とし、負
（’ｌ：ｉの小さなブームおよびバケットに対しては分
配比、ポンプ圧から求められる流は指令を出力するよう
にしたので、各作業機に対して流れる実際の流；が算出
した分配比どおり分配されるとともに各作業機に対して
流れる油の実際の流；の合計がポンプ圧から求めた最大
出力時のポンプ流量と一致するようになり、リリーフロ
スおよびポンプ出力の損失が低減され、この結果、ポン
プ出力をａ効に利用することができ、掘削効率を１．げ
ることかできる。また、流量指令をフィルタ８０を介し
て出力するようにしたので、指令値の急激な変動が抑え
られ、この結果ポンプ出力のロスを低減することができ
る。

［発明の効果］ 以」二説明したように、本発明によれば、簡単な操作で
自動掘削をなし得るとともに、この自動掘削の際、負荷
の大きな作業機に対する流量指令は分配比、ポンプ圧か
ら求められる流量指令より大きな値とし、負荷の小さな
作業機に対しては分配比、ポンプ圧から求められる流量
指令を出力するようにしたので、リリーフロスおよびポ
ンプ出力の損失が低減され、この結果、ポンプ出力を前
動にＩＩＩ用することができ、掘削効率を上げることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
パワーショベルの外観図、第３図は作業機の長さ、角度
等を定義するために用いた図、第４図は自動掘削軌跡の
設定法を説明するための図、第５図は自動掘削の手順を
説明するための工程図、第６図はΔα、Δβ、Δγを求
める手法を説明するために用いた図、第７図は本発明の
主要部の動作を説明するに用いた図、第８図は自動掘削
時の各作業機の移動例を示す図、第９図は第１図のコン
トローラの動作を説明するために用いたフローチャート
である。 １・・・履帯、２・・・−１一部旋回体、３・・・ブー
ム、４・・・アーム、５・・・バケット、６・・・ブー
ムシリンダ、７・・・アームシリンダ、８・・・バケッ
トシリンダ、１０・・・自動掘削用操作ペダル、１１・
・・バケットブーム操作レバー、１２・・・アーム旋回
操作レバー、１３゜１４．１５・・・レバー位置検出器
、１７・・・ペダル操作検出器、２０・・・コントロー
ラ、３０．３１．３２・・・スイッチ、４０・・・バケ
ット制御系、４１．５１．６１・・・角度センサ、４２
．５２．６２・・・微分器、４３．５３．６３・・・加
算点、４４．５４．６４・・・流量制御弁、５０・・・
アーム制御系、６０・・・ブーム制御系、７０・・・油
圧センサ、８０・・・フィルタ。 Ｏ 第２図 第４図 第５図 第７図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数の地点によって近似したバケット刃先の基準
   移動軌跡とこれら複数の地点にバケット刃先が位置する
   ときの各バケット姿勢とを予め設定し、自動モードが選
   択されると、指定された掘削開始位置から複数の地点に
   沿ってバケット刃先が移動し、かつこれら複数の地点に
   おいてバケットが前記設定された姿勢をとるようバケッ
   ト、アームおよびブームを駆動するパワーショベルの作
   業機制御装置において、 作業機ポンプのポンプ圧を検出するポンプ圧検出手段と
   、 指定された掘削開始時点におけるバケット角、アーム角
   およびブーム角の検出値を取込み、これら検出値に基づ
   き車両に対するバケット刃先位置を求め、該求めたバケ
   ット刃先に関する掘削開始位置に基づき前記設定した複
   数の地点の車両に対する位置を算出し、該算出した位置
   にバケット刃先を移動させかつバケットを当該地点毎に
   前記設定したバケット姿勢をするに要する各掘削区間毎
   のバケット回動角、アーム回動角およびブーム回動角を
   求め、これら各掘削区間毎の回動角に基づき各作業機に
   供給する圧油の流量配分比を求める第１の制御手段と、 所定馬力を得るポンプ圧とポンプ流量との関係が設定さ
   れ、これら設定関係とポンプ圧検出手段の検出ポンプ圧
   とから算出したポンプ流量を前記求めた配分比をもって
   配分することにより各作業機の流量指令を求め、更に負
   荷が最も大きい作業機に対しては前記求めた流量指令よ
   り大きな指令を出力し、他の２つの作業機に対しては前
   記求めた流量指令を出力する第２の制御手段と 該第２の制御手段から出力される流量指令に基づきバケ
   ット、アームおよびブームを駆動する駆動系とを具える
   パワーショベルの作業機制御装置。
2. （２）前記第２の制御手段は負荷が最も大きい作業機に
   対しては最大値に固定した流量指令を出力する特許請求
   の範囲第（１）項記載のパワーショベルの作業機制御装
   置。
3. （３）前記第２の制御手段は算出した流量指令の時間的
   変動を小さくして出力する特許請求の範囲第（１）項記
   載のパワーショベルの作業機制御装置。