JPH11140911A

JPH11140911A - 建設機械の制御装置及び制御方法

Info

Publication number: JPH11140911A
Application number: JP30413597A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Miki; 正俊三木; Mitsuru Hikiyama; 満引山
Original assignee: Caterpillar Mitsubishi Ltd; Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd
Current assignee: Caterpillar Japan Ltd; Caterpillar Mitsubishi Ltd
Priority date: 1997-11-06
Filing date: 1997-11-06
Publication date: 1999-05-25

Abstract

(57)【要約】【課題】複数のアタッチメントを取り付けうる建設機
械の制御装置及び制御方法に関し、各アタッチメントに
応じた油圧源の適切な稼働状態を簡単な操作で、容易
に、かつ対応関係を誤ることなく、確実に設定できるよ
うにする。【解決手段】建設機械本体に設けられた油圧源５，６
を制御して、建設機械本体に着脱自在に取り付けられた
作業用アタッチメント２に供給される作動油を制御する
建設機械の制御装置において、作業用アタッチメント２
側に装備され、作業用アタッチメント２が必要とする稼
働条件を設定するための固有情報を二値化情報として記
憶するバーコード２３と、バーコード２３に走査光を照
射してバーコード２３で反射してきた二値化情報を有す
る光を受信することにより、バーコード２３の二値化情
報を読み取るバーコードリーダ３０と、バーコードリー
ダ３０で二値化情報を読み取ることにより得られた固有
情報を使用して、油圧源５，６を制御する制御部１２と
をそなえて構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばバケット，
ブレーカ（ハンマー）等の複数の作業用アタッチメント
を取り付けうる油圧ショベル等の建設機械の制御装置及
び制御方法に関し、特に、個々の作業用アタッチメント
毎に要求される供給油圧力，流量等の設定に用いて好適
の、建設機械の制御装置及び制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、作業機械の一種である油圧シ
ョベルのような建設機械においては、ブレーカ（油圧ハ
ンマ），バケット等の種々の作業用アタッチメントが比
較的容易に着脱できるように装着され、種々の作業を行
なえるようになっている。ここで、作業用アタッチメン
トとしてブレーカ２を装着した油圧ショベル等の建設機
械について、図４を参照しながら説明する。

【０００３】図４に示すように、油圧ショベル等の建設
機械１では、下部走行体１００上に上部旋回体（建設機
械本体）１０１が水平面内で旋回可能に設けられてい
る。この上部旋回体１０１は、メインフレーム１０２
と、このメインフレーム１０２上に備えられた運転操作
室１０３，エンジンルーム１０４等から構成されてい
る。また、この上部旋回体１０１には、図示しないピン
によりブーム１０５が回動可能に接続され、ブーム１０
５の先端部にはピン１０５Ａによりスティック１０６が
回動可能に接続されている。

【０００４】さらに、このスティック１０６の先端部に
は、ブレーカ（油圧ハンマ）などの作業用アタッチメン
ト（以下、単にアタッチメントという）２がピン１０６
Ａにより回動可能に接続されている。このアタッチメン
ト２は、スティック１０６の先端部に着脱自在に取り付
けられる。なお、図４では、アタッチメント２としてブ
レーカを取り付けたものを示している。

【０００５】また、上部旋回体１０１とブーム１０５と
の間には、端部間の距離が伸縮することによりブーム１
０５を上部旋回体１０１に対して回転駆動させるブーム
駆動用油圧シリンダ（ブーム駆動用アクチュエータ）１
０７が介装されている。さらに、ブーム１０５とスティ
ック１０６との間には、端部間の距離が伸縮することに
よりスティック１０６をブーム１０５に対して回転駆動
させるスティック駆動用油圧シリンダ（スティック駆動
用アクチュエータ）１０８が介装されている。

【０００６】また、スティック１０６とアタッチメント
２との間には、端部間の距離が伸縮することによりアタ
ッチメント２をスティック１０６に対して回転駆動させ
るアタッチメント駆動用油圧シリンダ１０９が介装され
ている。このアタッチメント駆動用油圧シリンダ１０９
は、ロッド１１０，１１１を介してスティック１０６及
びアタッチメント２に枢着されている。

【０００７】また、このような各油圧シリンダ１０７，
１０８，１０９やアタッチメント２を駆動するための作
動油を供給すべく、図５に示すように、上部旋回体１０
１には油圧ポンプ５，６が設けられている。なお、図５
では、各油圧シリンダ１０７，１０８，１０９のうちブ
ーム駆動用油圧シリンダ１０７のみ示している。この油
圧ポンプ５，６からの作動油は、油路２０ａ，２０ｂを
介してアタッチメント２に供給されるようになってい
る。また、これらの油路２０ａ，２０ｂには、コントロ
ールバルブ３が介装されており、アタッチメント２への
作動油の給排を制御できるようになっている。

【０００８】このコントロールバルブ３は、例えばペダ
ル式操作器２１によりパイロット油路２９ａ，２９ｂを
介してパイロット操作されるようになっている。また、
油圧ポンプ５，６からの作動油は、油路２８ａ，２８ｂ
を介してブーム駆動用油圧シリンダ１０７に供給される
ようになっている。また、これらの油路２８ａ，２８ｂ
には、コントロールバルブ４が介装されており、ブーム
駆動用油圧シリンダ１０７への作動油の給排を制御でき
るようになっている。

【０００９】このコントロールバルブ４は、例えばレバ
ー式操作器２２によりパイロット油路２９ｃ，２９ｄを
介してパイロット操作されるようになっている。ところ
で、これらの油圧ポンプ５，６の吐出流量は、アクセル
アクチュエータ８によってアクセル位置を動かすことに
よって調整されるポンプ駆動用ディーゼルエンジン７の
エンジン回転数や、ポンプレギュレータ９，１０を調整
することによって制御されるようになっている。

【００１０】なお、油圧ポンプ５，６、エンジン７、ア
クセルアクチュエータ８及びポンプレギュレータ９，１
０によって油圧源が構成され、この油圧源は建設機械本
体に設けられている。このため、ポンプ駆動用ディーゼ
ルエンジン７のエンジン回転数を設定するアクセルダイ
ヤル１５が設けられており、オペレータが手動でエンジ
ン回転数を設定できるようになっており、このアクセル
ダイヤル１５からの信号はコントローラ１２に入力され
るようになっている。

【００１１】また、ポンプ駆動用ディーゼルエンジン７
には、エンジン回転数センサ１６も設けられており、ポ
ンプ駆動用ディーゼルエンジン７の実際のエンジン回転
数を検出できるようになっており、このエンジン回転数
センサ１６からの信号はコントローラ１２へ入力される
ようになっている。そして、コントローラ１２では、ア
クセルダイヤル１５によって設定された目標回転数とエ
ンジン回転数センサ１６により検出された実際のエンジ
ン回転数とを比較し、これらが一致するようにアクセル
アクチュエータ８を駆動するための制御量を演算して、
この制御量に相当する信号がアクセルアクチュエータ８
に出力されるようになっている。これにより、エンジン
回転数が目標回転数になるように制御されて油圧ポンプ
５，６の吐出流量が制御されるようになっている。

【００１２】また、エンジン回転数と作業負荷とに対応
して効率良く作業が行なえるようにポンプ出力を制御す
べく、コントローラ１２では、エンジン回転数やアクセ
ルダイヤル位置に基づいて、油圧ポンプ５，６の出力制
御のための信号を電磁比例弁１３，１４に出力するよう
になっている。そして、このコントローラ１２からの信
号は、電磁比例弁１３，１４によって油圧力に変換さ
れ、変換された油圧力がポンプレギュレータ９，１０に
出力されて油圧ポンプ５，６の吐出流量が制御されるよ
うになっている。

【００１３】例えば、アクセルダイヤル位置が最大であ
り、エンジン回転数が定格以上ならば、ポンプ出力を上
げる信号がコントローラ１２から電磁比例弁１３，１４
へ出力され、これらの電磁比例弁１３，１４で変換され
た油圧力がポンプレギュレータ９，１０に送られて油圧
ポンプ５，６からの流量が多くなるように制御される一
方、エンジン回転数が定格以下ならば、逆にポンプ出力
を下げる信号がコントローラ１２から電磁比例弁１３，
１４へ出力され、これらの電磁比例弁１３，１４で変換
された油圧力がポンプレギュレータ９，１０に送られ
て、エンジン出力を超えないように油圧ポンプ５，６か
らの流量が少なくなるように制御されることになる。

【００１４】また、コントロールバルブ３のセンターバ
イパスラインの下流側には、フローコントロール弁１１
が設置されており、その上流側の圧力信号がポンプレギ
ュレータ９，１０に接続され、ポンプレギュレータ９，
１０によって、圧力が大きいときにはポンプ流量が少な
くなり、圧力が小さいときにはポンプ流量が大きくなる
よう所謂ネガティブ流量制御が行なわれるようになって
いる。なお、図５では、これらの接続は省略している。

【００１５】ところで、アタッチメント２は、一種の油
圧アクチュエータであり、それぞれ特有の稼働条件（定
格供給油圧力および流量）を有するものである。例え
ば、同種のアタッチメント２であっても、そのメーカや
能力が異なると必要とされる定格供給油圧力や流量も異
なり、最適な稼働条件も異なるものとなる。このため、
油圧ポンプ５，６から供給される作動油は、各アタッチ
メントに特有の稼働条件に対応するように制御する必要
がある。

【００１６】したがって、従来の建設機械の制御装置で
は、図５に示すように、アタッチメント（ここでは、ブ
レーカ）２の定格圧力及び流量の多様性に対応するレジ
スタ１７ａ，１７ｂを設け、このレジスタ１７ａ，１７
ｂをバッテリ１８に接続し、この電気信号（ここでは電
流）を、手動の切換スイッチ１９，１９を介して電磁比
例弁１３，１４に入力し、電磁比例弁１３，１４により
油圧力に変換してポンプレギュレータ９，１０に入力す
るようになっている。

【００１７】そして、これらのポンプレギュレータ９，
１０は、油圧ポンプ５，６からの吐出圧力を受けてエン
ジン７から油圧ポンプ５，６に供給される馬力が一定で
あるように制御し、この油圧ポンプ５，６から吐出され
た作動油によりアタッチメント２を定格状態で作動させ
るようにしている。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】このように、図４及び
図５に示すような従来の建設機械では、アタッチメント
２を操作すべくペダル式操作器２１が踏込まれると、パ
イロット油路２９ａ，２９ｂを介して踏込操作量に対応
したパイロット油圧が出力され、これにより、コントロ
ールバルブ３がパイロット操作され、その操作量に応じ
て油圧ポンプ５，６の吐出圧油がアタッチメント２に供
給されるようになっている。

【００１９】しかしながら、従来の建設機械の制御装置
では、アタッチメント２を操作する際に、その都度、手
動の切換スイッチ１９，１９を予め必要な供給油圧力及
び流量が得られるレジスタ１７ａ，１７ｂ側に切り換え
る必要があり、その操作は面倒であり、ひいては作業効
率を悪化させることにもなる。また、従来の建設機械の
制御装置では、レジスタ１７ａ，１７ｂは１つのアタッ
チメント用のもの（ここでは、ブレーカ用のもの）しか
設けていないため、１つのアタッチメントにしか対応す
ることができず、例えば異なる種類のアタッチメントや
別のメーカの同種のアタッチメントに交換した場合には
定格圧力及び流量が異なるため、レジスタ１７ａ，１７
ｂを交換する必要が生じ、その作業は非常に面倒であ
り、ひいては作業効率を悪化させることにもなる。

【００２０】また、レジスタ１７ａ，１７ｂ及び切換ス
イッチ１９，１９を必要な数だけ装着することも考えら
れるが、この場合、アタッチメント２に対応するレジス
タ１７ａ，１７ｂを別個に用意しておいて、アタッチメ
ント２の交換とともにレジスタ１７ａ，１７ｂを交換
し、切換スイッチ１９を手動切換する必要があるが、こ
の作業は煩雑で面倒であり、また、誤設定のおそれもあ
るため好ましくない。

【００２１】また、アタッチメント２を交換した場合に
は、アクセルダイヤル１５を手動調整することによっ
て、アタッチメント２に応じたエンジン回転数に設定す
るようにしているが、この調整も煩雑で面倒である。こ
のように、油圧ポンプ５，６及びポンプ駆動用エンジン
７等によって構成される油圧源の稼働状態を、各アタッ
チメントに応じて適切に設定するのは容易でない。

【００２２】本発明は、このような点に鑑みなされたも
ので、各作業用アタッチメントに応じた油圧源の適切な
稼働状態を、簡単な操作で、容易に、かつ対応関係を誤
ることなく、確実に設定できるようにした、建設機械の
制御装置及び制御方法を提供することを目的とする。

【００２３】

【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、建設機械本体に設け
られた油圧源を制御して、建設機械本体に着脱自在に取
り付けられた作業用アタッチメントに供給される作動油
を制御する建設機械の制御装置において、作業用アタッ
チメント側に装備され、作業用アタッチメントが必要と
する稼働条件を設定するための固有情報を二値化情報と
して記憶するバーコードと、バーコードに走査光を照射
して該バーコードで反射してきた二値化情報を有する光
を受信することにより、バーコードの二値化情報を読み
取るバーコードリーダと、バーコードリーダで二値化情
報を読み取ることにより得られた固有情報を使用して、
油圧源を制御する制御部とをそなえて構成されたことを
特徴としている。

【００２４】請求項２記載の本発明の建設機械の制御方
法は、建設機械本体に設けられた油圧源を制御して、建
設機械本体に着脱自在に取り付けられた作業用アタッチ
メントに供給される作動油を制御する建設機械の制御方
法において、バーコードリーダを用いて、作業用アタッ
チメント側に装備され作業用アタッチメントが必要とす
る稼働条件を設定するための固有情報を二値化情報とし
て記憶するバーコードに、走査光を照射して、バーコー
ドで反射してきた二値化情報を有する光を受信すること
により、バーコードの二値化情報を読み取る読み取りス
テップと、読み取りステップで二値化情報を読み取るこ
とにより得られた固有情報を使用して、油圧源を制御す
る制御ステップとをそなえて構成されたことを特徴とし
ている。

【００２５】

【発明の実施形態】以下、図面により、本発明の実施の
形態について説明すると、図１〜図３は本発明の一実施
形態にかかる建設機械の制御装置及び制御方法を示すも
のである。本実施形態にかかる建設機械の制御装置は、
油圧ショベル等の建設機械に備えられるため、まず、こ
の油圧ショベル等の建設機械について説明する。

【００２６】油圧ショベル等の建設機械１は、従来技術
（図４参照）で既に説明したように、下部走行体１００
上に上部旋回体（建設機械本体）１０１が水平面内で旋
回可能に設けられている。この上部旋回体１０１は、メ
インフレーム１０２と、このメインフレーム１０２上に
備えられた運転操作室１０３，エンジンルーム１０４等
から構成されている。

【００２７】また、この上部旋回体１０１には、図示し
ないピンによりブーム１０５が回動可能に接続され、ブ
ーム１０５の先端部にはピン１０５Ａによりスティック
１０６が回動可能に接続されている。さらに、このステ
ィック１０６の先端部には、ブレーカ（油圧ハンマ）な
どのアタッチメント（作業用アタッチメント）２がピン
１０６Ａにより回動可能に接続されている。このアタッ
チメント２は、スティック１０６の先端部に着脱自在に
取り付けられている。なお、図４では、アタッチメント
２としてブレーカを接続したものを示している。

【００２８】また、上部旋回体１０１とブーム１０５と
の間には、端部間の距離が伸縮することによりブーム１
０５を上部旋回体１０１に対して回転駆動させるブーム
駆動用油圧シリンダ（ブーム駆動用アクチュエータ）１
０７が介装されている。さらに、ブーム１０５とスティ
ック１０６との間には、端部間の距離が伸縮することに
よりスティック１０６をブーム１０５に対して回転駆動
させるスティック駆動用油圧シリンダ（スティック駆動
用アクチュエータ）１０８が介装されている。

【００２９】また、スティック１０６とアタッチメント
２との間には、端部間の距離が伸縮することによりアタ
ッチメント２をスティック１０６に対して回転駆動させ
るアタッチメント駆動用油圧シリンダ１０９が介装され
ている。このアタッチメント駆動用油圧シリンダ１０９
は、ロッド１１０，１１１を介してスティック１０６及
びアタッチメント２に枢着されている。

【００３０】また、このような各油圧シリンダ１０７，
１０８，１０９やアタッチメント２を駆動するための作
動油を供給すべく、図１（Ａ）に示すように、上部旋回
体１０１には油圧ポンプ（油圧源）５，６が設けられて
いる。この油圧ポンプ５，６からの作動油は、油路２０
ａ，２０ｂを介してアタッチメント２に供給されるよう
になっている。また、これらの油路２０ａ，２０ｂに
は、コントロールバルブ３が介装されており、アタッチ
メント２への作動油の給排を制御できるようになってい
る。

【００３１】このコントロールバルブ３は、例えばペダ
ル式操作器２１によりパイロット油路２９ａ，２９ｂを
介してパイロット操作されるようになっている。また、
油圧ポンプ５，６からの作動油は、油路２８ａ，２８ｂ
を介してブーム駆動用油圧シリンダ１０７に供給される
ようになっている。また、これらの油路２８ａ，２８ｂ
には、コントロールバルブ４が介装されており、ブーム
駆動用油圧シリンダ１０７への作動油の給排を制御でき
るようになっている。

【００３２】このコントロールバルブ４は、例えばレバ
ー式操作器２２によりパイロット油路２９ｃ，２９ｄを
介してパイロット操作されるようになっている。なお、
図１（Ａ）では、各油圧シリンダ１０７，１０８，１０
９のうちブーム駆動用油圧シリンダ１０７への作動油の
給排を行なうための構成のみ示しているが、他の油圧シ
リンダ１０８，１０９への作動油の給排も同様の構成に
より行なわれる。

【００３３】ところで、これらの油圧ポンプ５，６の吐
出流量は、アクセルアクチュエータ８によってアクセル
位置を動かすことによって調整されるポンプ駆動用ディ
ーゼルエンジン７のエンジン回転数やポンプレギュレー
タ９，１０を、制御部としてのコントローラ１２によっ
て制御することによって調整されるようになっている。

【００３４】なお、アクセルアクチュエータ８、ポンプ
レギュレータ９，１０及びこれらを制御するコントロー
ラ１２によって、アタッチメント２に供給される作動油
を制御する制御装置が構成される。このため、本建設機
械には、種々のセンサ等が設けられており、これらのセ
ンサ等からの信号が、制御装置を構成する制御部として
のコントローラ１２に入力されるようになっている。

【００３５】つまり、ポンプ駆動用ディーゼルエンジン
７のエンジン回転数を設定するアクセルダイヤル１５が
設けられており、オペレータが手動でエンジン回転数を
設定できるようになっており、このアクセルダイヤル１
５からの信号はコントローラ１２に入力されるようにな
っている。また、ポンプ駆動用ディーゼルエンジン７に
は、エンジン回転数センサ１６も設けられており、ポン
プ駆動用ディーゼルエンジン７の実際のエンジン回転数
を検出できるようになっており、このエンジン回転数セ
ンサ１６からの信号はコントローラ１２へ入力されるよ
うになっている。

【００３６】そして、コントローラ１２では、アクセル
ダイヤル１５によって設定された目標回転数とエンジン
回転数センサ１６により検出された実際のエンジン回転
数とを比較し、これらが一致するようにアクセルアクチ
ュエータ８を駆動するための制御量を演算して、この制
御量に相当する信号がアクセルアクチュエータ８に出力
されるようになっている。これにより、エンジン回転数
が目標回転数になるように制御されて油圧ポンプ５，６
の吐出流量が制御されるようになっている。

【００３７】また、エンジン回転数と作業負荷とに対応
して効率良く作業が行なえるようにポンプ出力を制御す
べく、コントローラ１２では、エンジン回転数やアクセ
ルダイヤル位置に基づいて、油圧ポンプ５，６の出力制
御のための信号を電磁比例弁１３，１４に出力するよう
になっている。そして、このコントローラ１２からの信
号は、電磁比例弁１３，１４によって油圧力に変換さ
れ、変換された油圧力がポンプレギュレータ９，１０に
出力されて油圧ポンプ５，６の吐出流量が制御されるよ
うになっている。

【００３８】例えば、アクセルダイヤル位置が最大であ
り、エンジン回転数が定格以上ならば、ポンプ出力を上
げる信号がコントローラ１２から電磁比例弁１３，１４
へ出力され、これらの電磁比例弁１３，１４で変換され
た油圧力がポンプレギュレータ９，１０に送られて油圧
ポンプ５，６からの流量が多くなるように制御される一
方、エンジン回転数が定格以下ならば、逆にポンプ出力
を下げる信号がコントローラ１２から電磁比例弁１３，
１４へ出力され、これらの電磁比例弁１３，１４で変換
された油圧力がポンプレギュレータ９，１０に送られ
て、エンジン出力を超えないように油圧ポンプ５，６か
らの流量が少なくなるように制御されることになる。

【００３９】また、コントロールバルブ３のセンターバ
イパスラインの下流側には、フローコントロール弁１１
が設置されており、その上流側の圧力信号がポンプレギ
ュレータ９，１０に接続され、ポンプレギュレータ９，
１０によって、圧力が大きいときにはポンプ流量が少な
くなり、圧力が小さいときにはポンプ流量が大きくなる
よう所謂ネガティブ流量制御が行なわれるようになって
いる。なお、図１（Ａ）では、これらの接続は省略して
いる。

【００４０】また、パイロット油路２９ａ，２９ｂに
は、圧力スイッチ（Ｐ_SW）２４，２５が設けられてお
り、コントロールバルブ３の操作状態を操作の有無で検
知できるようになっており、この圧力スイッチ２４，２
５からの信号はコントローラ１２に入力されるようにな
っている。そして、コントローラ１２は、圧力スイッチ
２４，２５からの信号が操作有りの信号の場合に、アタ
ッチメント２の稼働条件に応じた信号を、ポンプ用ドラ
イバ４７を介して電磁比例弁１３，１４に出力するとと
もに、エンジン用ドライバ４８を介してアクセルアクチ
ュエータ８へ出力するようになっている。

【００４１】また、パイロット油路２９ｃ，２９ｄに
は、圧力センサ（Ｐ）２６が設けられており、コントロ
ールバルブ４の操作状態を比例的に検知できるようにな
っており、この圧力センサ２６からの信号はコントロー
ラ１２に入力されるようになっている。そして、コント
ローラ１２は、例えばアタッチメント２と同時に、他の
アクチュエータ（ここでは、ブーム駆動用油圧シリン
ダ）を同時操作する場合であって、ブーム駆動用油圧シ
リンダ１０７を収縮動作（ブーム１０５を下げ動作）さ
せたとき、圧力センサ２６の信号に応じたブーム駆動用
油圧シリンダ１０７の駆動速度が得られるようにポンプ
吐出流量を増加させるように、ポンプ用ドライバ４７を
介して電磁比例弁１３，１４に出力するとともに、エン
ジン用ドライバ４８を介してアクセルアクチュエータ８
へ出力するようになっている。

【００４２】ところで、本実施形態では、建設機械本体
１０１に取り付けられたアタッチメント２の種別などを
コントローラ１２によって自動的に判別し、アタッチメ
ント２が必要とする稼働条件（供給油圧力や流量など）
を設定できるようになっている。このため、図１（Ａ）
に示すように、本建設機械１のアタッチメント２にはバ
ーコード２３が装備されている。

【００４３】このバーコード２３には、アタッチメント
２が必要とする稼働条件を設定するための固有情報が二
値化情報として記憶されている。つまり、バーコード２
３は、通常、複数の黒色のバー（以下、黒バーという）
及び白色のバー（以下、白バーという）を交互に配置し
てなるもので、各黒バー及び各白バーの幅に基づいて所
定のデータを表すようになっている。

【００４４】このバーコード２３に記憶されている固有
情報は、アタッチメント２を適切に動作させるために必
要な固有の稼働条件（供給油圧力や流量など）を得るた
めのものであり、油圧ポンプ５，６を駆動するエンジン
７のエンジン回転数を制御するアクセルアクチュエータ
８の位置（アクセル位置）、ポンプレギュレータ９，１
０により制御されるポンプ設定馬力、増加係数等の油圧
源駆動データ（以下、固有情報という）である。なお、
増加係数とは、図３のステップＳ４内に示されたアクセ
ル位置補正係数Ａまたはポンプ馬力補正係数Ｂである。

【００４５】このバーコード２３に記憶されている固有
情報の一例を挙げると、例えばエンジン７のアクセル位
置はエンジン回転数＝１６００ｒ．ｐ．ｍ．のように、
ポンプ設定馬力はポンプトルク＝６０％のように設定さ
れている。一方、本建設機械１には、その運転操作室１
０３内に、バーコード読み取り器としてのバーコードリ
ーダ３０が備えられており、このバーコードリーダ３０
によって、マニュアル操作によりアタッチメント２に装
備されるバーコード２３の二値化情報を読み取ることが
できるようになっている。

【００４６】このバーコードリーダ３０は、バーコード
２３に走査光を照射して、バーコード２３で反射してき
た二値化情報を有する光を受信することにより、バーコ
ード２３の二値化情報を読み取り、この二値化情報をコ
ントローラ１２に無線で送信するものである。このバー
コードリーダ３０のハードウエア構成は、例えば、図２
に示すように、光学系３１と、Ａ／Ｄ変換部３５と、ト
ランスミッタレシーバ３６とを備えたものとなってい
る。

【００４７】光学系３１は、バーコード２３に対してレ
ーザビームＬ２を照射するとともにバーコード２３から
反射されてきたレーザビームＬ２の反射光Ｒ１を受光す
るものであり、この光学系３１は、レーザ発光部３２，
走査機構３３及び光電変換部３４から構成されている。
ここで、レーザ発光部３２は、レーザビームＬ１を発光
する半導体レーザを有して構成されるものである。

【００４８】また、走査機構３３は、例えばモータによ
り回転駆動されるポリゴンミラーから構成されるもの
で、レーザ発光部３２からのレーザビームＬ１を反射す
ることにより、このレーザビームＬ１を、レーザビーム
Ｌ２としてバーコード２３をなす複数の黒バー及び白バ
ーへ向けて照射し、バーコード２３の黒バー，白バーと
交差する方向に一定の速度で移動，走査させる機能を有
している。

【００４９】この走査機構３３は、バーコード２３から
のレーザビームＬ２の反射光Ｒ１を反射することによ
り、レーザビームＬ２の走査に伴って移動する反射光Ｒ
１を反射光Ｒ２として光電変換部３４へ入射させる機能
も有している。さらに、光電変換部３４は、例えばフォ
トダイオード等の光電変換素子を有して構成されるもの
で、走査機構３３を介して受光した反射光Ｒ２（光入力
信号）をその光量に応じた電気信号（アナログ値）に変
換して出力するものである。

【００５０】Ａ／Ｄ変換部３５は、光電変換部３４から
の電気信号をディジタル化するものであり、このＡ／Ｄ
変換部３５は、光電変換部３４からの電気信号をディジ
タル化することにより、バーコード２３をなす各黒バー
の部分に対応する黒レベル信号と、バーコード２３をな
す各白バーの部分に対応する白レベル信号との二値化信
号に変換するものである。

【００５１】この二値化信号としては、通常、各白バー
の部分からの反射光Ｒ２の光量の方が各黒バー部分から
の反射光Ｒ２の光量よりも大きくなるため、白レベル信
号をＨｉｇｈレベルとし、黒レベル信号をＬｏｗレベル
信号として信号が得られる。トランスミッタレシーバ３
６は、コントローラ１２側のトランスミッタレシーバ４
１との間で無線で送受信を行なうための伝送手段として
の無線送受信器である。なお、このトランスミッタレシ
ーバ３６には送受信アンテナ３０ａが備えられている。

【００５２】このように構成されるバーコードリーダ３
０との間で送受信を行なって、バーコードリーダ３０に
よって読み取られるバーコード２３の二値化信号から所
定データを抽出・復調し、アタッチメント２の種別など
を自動的に判別し、アタッチメント２が必要とする稼働
条件（供給油圧力や流量）を設定できるように、コント
ローラ１２は、図２に示すようなハードウエア構成にな
っている。

【００５３】つまり、本コントローラ１２は、中央処理
装置（以下、ＣＰＵという）４０と、バーコードリーダ
３０のトランスミッタ・レシーバ３６との間で無線によ
り送受信を行なうための伝送手段としての無線送受信器
（以下、トランスミッタ・レシーバという）４１および
送受信アンテナ１２ａと、トランスミッタ・レシーバ４
１に接続された入出力装置（インタフェース，Ｉ／Ｏ）
４２と、バー幅カウンタ４３と、クロックジェネレータ
４４と、処理プログラムを格納したリードオンリメモリ
（以下、ＲＯＭという）４５と、バーコード２３から得
られた個々のアタッチメント２に固有な種別、定格流量
および圧力などの情報（固有情報という）を格納するラ
ンダムアクセスメモリ（以下、ＲＡＭという）４６と、
油圧源のポンプレギュレータ９，１０を電磁比例弁１
３，１４を介し駆動してポンプ設定馬力を制御するポン
プ用ドライバ４７と、油圧源のアクセルアクチュエータ
８を駆動してエンジン７の回転数を制御するエンジン用
ドライバ４８とを備えたものとなっている。なお、この
コントローラ１２には、コントローラ１２を作動させる
ための電源ユニット（パワーユニットともいう）４９も
備えられている。

【００５４】このうち、バー幅カウンタ４３は、クロッ
クジェネレータ４４からのクロック信号をカウントする
ものである。このバー幅カウンタ４３は、バーコード２
３の二値化信号の黒レベル信号部分及び白レベル信号部
分の時間幅、即ち、実際のバーコード３１の各黒バー及
び各白バーの幅に対応する値をクロック信号のカウント
値として出力するものである。このため、バー幅カウン
タ４３には、送受信アンテナ１２ａ及びトランスミッタ
レシーバ４１を介して受信されたバーコード２３の二値
化信号がインタフェイス４２及びバスラインを介して入
力されるようになっている。

【００５５】このバー幅カウンタ４３によるバー幅カウ
ント値は、ＲＡＭ４６に格納されるようになっている。
そして、ＣＰＵ４０が、ＲＡＭ４６に格納されたバー幅
カウント値（各黒バー及び各白バーの幅に対応する値）
に基づいて、バーコード２３のもつアタッチメント２の
固有情報を抽出・復調するようになっている。また、Ｃ
ＰＵ４０は、バスラインを介して、ＲＯＭ４５，ＲＡＭ
４６との間でデータの授受を行ない、抽出・復調された
アタッチメント２の固有情報に基づいて、アタッチメン
ト２の種別などを判別し、使用するアタッチメント２が
必要とする稼働条件（供給油圧力や流量）を設定するよ
うになっている。

【００５６】ここで、図１（Ｂ）は、油圧ポンプ５，６
の吐出圧力と吐出流量との関係を表したポンプ馬力特性
線図を示している。この図１（Ｂ）に示すような種々の
定ポンプ馬力ＰＳ１＝ｂ１，ｂ２，・・・，ｂＮの曲線
データはコントローラ１２のＲＯＭ４５に格納されてい
る。そして、ＣＰＵ４０が、図１（Ｂ）に示すような複
数の定馬力曲線の中から現在使用しているアタッチメン
トの固有情報で特定された曲線を読み込み、その曲線に
基づきアタッチメント２ごとの圧力、流量などの設定値
を選択して、アタッチメント２が必要とする稼働条件を
設定するようになっている。

【００５７】このようにして設定された稼働条件は、圧
力スイッチ２４，２５からの信号が操作有りの信号の場
合に、ポンプ用ドライバ４７を介して電磁比例弁１３，
１４に出力されるとともに、エンジン用ドライバ４８を
介してアクセルアクチュエータ８へ出力されるようにな
っている。また、コントローラ１２は、図３に示すよう
に、レバー式操作器２２がブーム下げ側に操作されたこ
とが圧力センサ２６により検知された場合には、ブーム
駆動用油圧シリンダ１０７への作動油の給排を制御する
コントロールバルブ４の操作状態に応じて演算された補
正制御条件を、上述のようにして設定されたアタッチメ
ント２が必要とする稼働条件に加算する機能をも有す
る。

【００５８】本実施形態にかかる建設機械の制御装置
は、上述のように構成されるため、以下のような作用，
効果がある。つまり、施工現場では、建設機械本体１０
１にアタッチメント２を取り付ける際に、バーコードリ
ーダ３０を用いて、アタッチメント（例えばブレーカ）
２に装備されたバーコード２３に走査光を照射して、バ
ーコード２３で反射してきた二値化情報を有する光を受
信することにより、バーコード２３の二値化情報が読み
取られる（読み取りステップ）。

【００５９】このようにしてバーコードリーダ３０によ
って読み取られたバーコード２３の二値化情報は、コン
トローラ１２に無線によって送られ、コントローラ１２
では、この二値化情報としてのアタッチメントの固有情
報に基づいて、予めコントローラ１２に記憶されている
アタッチメント２が必要とする稼働条件（エンジンのア
クセル位置やポンプ設定馬力）を選択することによって
設定され、この設定値に基づいて、油圧源を構成する油
圧ポンプ５，６が制御される（制御ステップ）。

【００６０】このように、本実施形態では、バーコード
リーダ３によってアタッチメント２に装備されたバーコ
ード２３に二値化情報として記憶されたアタッチメント
２の固有情報を読み取るという簡単な操作を行なうだけ
で、コントローラ１２にアタッチメントが必要とする稼
働条件が設定される。ここで、図３は、コントローラ１
２が、アタッチメント２を作動させるためにバーコード
リーダ３０から送信された固有情報（アクセル位置ＡＣ
Ｃ１，ポンプ馬力ＰＳ１）をそのまま利用する場合と、
または例えばアタッチメント２を対象物に押し付けるた
めに、アタッチメント２以外の他のアクチュエータをア
タッチメント２と同時に作動させる際に、アクセル位置
ＡＣＣ又はポンプ馬力ＰＳを演算処理する場合との動作
を説明するためのフローチャートである。

【００６１】ここでは、同時作動の場合、コントローラ
１２はアタッチメント２のみを作動させる場合のアクセ
ル位置ＡＣＣ１又はポンプ馬力ＰＳ１に、ブーム駆動用
油圧シリンダ１０７のコントロールバルブ４をパイロッ
ト操作するレバー操作器２２のブーム下げ側への操作量
に係る関数ｆ（ＢＭ）に一定のアクセル位置補正係数Ａ
又はポンプ馬力補正係数Ｂを乗じて得た補正値Ａ・ｆ
（ＢＭ）又はＢ・ｆ（ＢＭ）をそれぞれ加算して修正値
ＡＣＣ又はＰＳを求め、これらを出力するようになって
いる。

【００６２】次に、この図３に示されたコントローラ１
１の演算処理方法を図１を参照しながら説明する。図３
に示すように、バーコードリーダ３０から送信された固
有情報（アクセル位置ＡＣＣ１及びポンプ馬力ＰＳ１
等）をコントローラ１２が受信したときは（ステップＳ
１でＹＥＳ）、その固有情報を記憶し（ステップＳ
２）、ブーム駆動用油圧シリンダ１０７が停止している
場合（ステップＳ３でＮＯ）は、そのアクセル位置ＡＣ
Ｃ１およびポンプ馬力ＰＳ１がコントローラ１２より出
力される。

【００６３】これを、図１に基づいて説明すると、アタ
ッチメント２の操作は、ペダル式操作器２１により行な
われ、このペダル式操作器２１を踏込むことにより、パ
イロット油路２９ａ，２９ｂを介して、踏込操作量に対
応したパイロット油圧が出力され、これによりコントロ
ールバルブ３がパイロット操作され、ポンプ５，６の吐
出圧油がその操作量に応じてアタチメント２に供給され
る。

【００６４】このとき、ペダル式操作器２１のパイロッ
ト油路２９ａ，２９ｂから圧力スイッチ２４，２５によ
り検出された操作有り信号がコントローラ１２に入力さ
れ、コントローラ１２はペダル式操作器２１が操作され
たことを検知し、アタッチメント２が必要とする稼働条
件として予め選択された設定値（例えば、ＡＣＣ１，Ｐ
Ｓ１）が出力される。

【００６５】コントローラ１２により出力されたアクセ
ル信号は、アクセルアクチュエータ８に入力され、エン
ジン７のアクセル位置が制御される。一方、コントロー
ラ１２により出力されたポンプ駆動信号は、電磁比例弁
１３，１４に入力されて油圧力に変換されてポンプレギ
ュレータ９，１０に入力され、油圧ポンプ５，６の馬力
が制御される。

【００６６】次に、アタッチメント２と同時に、他のア
クチュエータ、ここではブームシリンダ１０７を同時操
作する場合を説明する。アタッチメント２を使用すると
き、ブーム１０５を下方に動かし、アタッチメント（こ
こでは、ブレーカ）２を対象物に押付けながら作業する
と効率的であり、このような作業の要求が高い。

【００６７】このような場合、ブーム駆動用油圧シリン
ダ１０７を駆動する手動レバー式操作器２２のブーム下
げ側パイロット油路２９ｄに設置した圧力センサ２６か
らの信号がコントローラ１２に入力される。レバー式操
作器２２のパイロット油路２９ｄはコントロールバルブ
４に接続され、このコントロールバルブ４を駆動し、そ
の操作量に応じて油圧ポンプ５，６の吐出圧油をブーム
駆動用油圧シリンダ１０７に供給する。

【００６８】そして、ブーム駆動用油圧シリンダ１０７
を収縮動作（ブーム１０５を下げ動作）させたとき、圧
力センサ２６の信号に応じたブーム駆動用油圧シリンダ
１０７の駆動速度が得られるようにポンプ吐出流量を増
加させる。すなわち、図３に示すように、アタッチメン
ト２と同時にブーム駆動用油圧シリンダ１０７を操作し
たときは（ステップＳ３でＹＥＳ）、ステップＳ２で選
択されたアクセル位置ＡＣＣ１にアクセル位置増加分の
Ａ・ｆ（ＢＭ）を加算することにより、修正されたアク
セル位置ＡＣＣを算出するとともに、ステップＳ２で選
択されたポンプ馬力ＰＳ１にポンプ馬力増加分のＢ・ｆ
（ＢＭ）を加算することにより、修正されたポンプ馬力
ＰＳを算出する（ステップＳ４）。なお、ＡおよびＢは
増加係数、ｆ（ＢＭ）はレバー式操作器２２の操作量の
関数である。このように補正演算して求めた修正値（Ａ
ＣＣ，ＰＳ）をコントローラ１２から出力することで、
ポンプ吐出流量は増加し、アタッチメント２とブーム駆
動用油圧シリンダ１０７との同時操作に対応できる。

【００６９】したがって、本実施形態にかかる建設機械
の制御装置及び制御方法によれば、アタッチメント２に
装備されたバーコード２３の二値化情報をバーコードリ
ーダ３０により読み取るという簡単な操作を行なうだけ
で、固有情報記憶部材に記憶された作業用アタッチメン
トの固有情報を取り出すことができるため、アタッチメ
ント２が必要とする稼働条件にかかる固有情報を、容易
に、かつ対応関係を誤ることなく、確実にコントローラ
１２に入力することができるという利点がある。

【００７０】また、バーコード２３の二値化情報として
記憶されたアタッチメント２の固有情報に基づいてコン
トローラ１２により油圧ポンプ５，６が制御されるた
め、コントローラ１２によって建設機械本体１０１に設
けられた油圧ポンプ５，６を個々のアタッチメント２に
応じて適切に制御することができ、各アタッチメント毎
に必要とされる適切な油圧力や流量などを自動的に供給
できるという利点もある。

【００７１】また、バーコードリーダ３０は、無線によ
りコントローラ１２との間で送受信を行なうものとして
構成し、運転操作室１０３内に備えておき、マニュアル
操作でバーコード２３の情報を読み取るようにしている
ため、コストを低く抑えることができるという利点もあ
る。なお、本実施形態の建設機械の制御装置及び制御方
法では、バーコードリーダ３０を運転操作室１０３内に
備えておき、マニュアル操作でバーコード２３の情報を
読み取り、バーコードリーダ３０とコントローラ１２と
の間の送受信を無線により行なうようにしているが、有
線によってバーコードリーダ３０とコントローラ１２と
の間の送受信を行なっても良く、また、防塵，防水を確
実に行なえるのであれば、バーコードリーダ３０をアタ
ッチメント２内に備えておき、バーコードリーダ３０と
コントローラ１２との間の送受信を有線又は無線により
行なうようにしても良い。

【００７２】また、本実施形態の建設機械の制御装置及
び制御方法では、コントローラ１２にバー幅カウンタ４
３，クロック４４を備えさせ、ＣＰＵ４０によってバー
コード２３の二値化情報を抽出・復調するようにしてい
るが、バーコードレシーバ３０をＣＰＵ，バー幅カウン
タ，クロックを備えるものとして構成し、バーコードレ
シーバ３０側でバーコード２３の二値化情報を抽出・復
調するようにしても良い。

【００７３】また、本実施形態の建設機械の制御装置及
び制御方法では、バーコードレシーバ３０からコントロ
ーラ１２にバーコード２３の二値化情報を送信する前
に、Ａ／Ｄ変換部３５によって、光学系３１からの電気
信号をディジタル化した後に、ディジタルで送信するよ
うにしているが、バーコードレシーバ３０からコントロ
ーラ１２へはアナログで送信し、コントローラ１２側で
ディジタル化しても良い。

【００７４】また、本発明にかかる建設機械は、本実施
形態における建設機械の構成に限られるものではなく、
油圧源から作動油を供給することによって駆動する作業
用アタッチメントを建設機械本体に着脱自在に取り付け
るものに広く適用できるものである。

【００７５】

【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及び請求項２記載の本発明の
建設機械の制御方法によれば、作業用アタッチメントに
装備されたバーコードの二値化情報をバーコードリーダ
により読み取るという簡単な操作を行なうだけで、固有
情報記憶部材に記憶された作業用アタッチメントの固有
情報を取り出すことができるため、作業用アタッチメン
トが必要とする稼働条件にかかる固有情報を、容易に、
かつ対応関係を誤ることなく、確実に制御部に入力する
ことができるとともに、バーコードの二値化情報として
記憶されたアタッチメントの固有情報に基づいて制御部
により油圧源が制御されるため、制御部によって機体側
の油圧源を個々の作業用アタッチメントに応じて適切に
制御することができ、各作業用アタッチメント毎に必要
とされる適切な油圧力や流量などを自動的に供給できる
という利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態にかかる建設機械の制御装置を説明
するための図であり、（Ａ）はその全体構成を示す模式
図であり、（Ｂ）はその油圧ポンプの吐出圧力と吐出流
量との関係を表したポンプ馬力特性線図である。

【図２】本実施形態にかかる建設機械の制御装置におけ
る制御ブロック図である。

【図３】本実施形態にかかる建設機械の制御装置及び制
御方法における制御手順を示すフローチャートである。

【図４】一般的な油圧ショベルの機体に作業用アタッチ
メントを装着した建設機械を示す模式図である。

【図５】従来の建設機械の制御装置を示す模式図であ
る。

【符号の説明】

１建設機械２作業用アタッチメント（ブレーカ）５，６油圧源を形成する油圧ポンプ７エンジン８アクセルアクチュエータ９，１０ポンプレギュレータ１２コントローラ（制御部）１２ａ，３０ａ送受信アンテナ１３，１４電磁比例弁２３バーコード３０バーコードリーダ３１光学系３２レーザ発光部３３走査機構３４光電変換部３５Ａ／Ｄ変換部３６，４１トランスミッタレシーバ４０ＣＰＵ４２インタフェース４３バー幅カウンタ４４クロック４５ＲＯＭ４６ＲＡＭ４７ポンプ用ドライバ４８エンジン用ドライバ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】建設機械本体に設けられた油圧源を制御
して、該建設機械本体に着脱自在に取り付けられた作業
用アタッチメントに供給される作動油を制御する建設機
械の制御装置において、該作業用アタッチメント側に装備され、該作業用アタッ
チメントが必要とする稼働条件を設定するための固有情
報を二値化情報として記憶するバーコードと、該バーコードに走査光を照射して該バーコードで反射し
てきた該二値化情報を有する光を受信することにより、
該バーコードの該二値化情報を読み取るバーコードリー
ダと、該バーコードリーダで該二値化情報を読み取ることによ
り得られた該固有情報を使用して、該油圧源を制御する
制御部とをそなえて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】建設機械本体に設けられた油圧源を制御
して、該建設機械本体に着脱自在に取り付けられた作業
用アタッチメントに供給される作動油を制御する建設機
械の制御方法において、バーコードリーダを用いて、該作業用アタッチメント側
に装備され該作業用アタッチメントが必要とする稼働条
件を設定するための固有情報を二値化情報として記憶す
るバーコードに、走査光を照射して、該バーコードで反
射してきた該二値化情報を有する光を受信することによ
り、該バーコードの該二値化情報を読み取る読み取りス
テップと、該読み取りステップで該二値化情報を読み取ることによ
り得られた該固有情報を使用して、該油圧源を制御する
制御ステップとをそなえて構成されたことを特徴とす
る、建設機械の制御方法。