JPH11236200A

JPH11236200A - ブーム付き作業機の制御装置

Info

Publication number: JPH11236200A
Application number: JP3823498A
Authority: JP
Inventors: Shinji Noguchi; 野口　　真児
Original assignee: Tadano Ltd
Current assignee: Tadano Ltd
Priority date: 1998-02-20
Filing date: 1998-02-20
Publication date: 1999-08-31
Anticipated expiration: 2018-02-20
Also published as: JP4117061B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】冗長性のある動作を行うブーム付き作業機に
おいて、ブームの複合動作の自動化を実現する。【解決手段】ブームの現在の作動状態を検出する作動
状態検出手段２０からの作動状態信号を受けて制御点の
現在位置を算出する位置算出手段３１と、その位置信号
と目標位置入力手段１７からの目標位置信号とを受け
て、複数の駆動手段群Ｇ₁〜Ｇ₆の各駆動手段１１〜１５
の作動量を算出する作動量算出手段３２と、作動状態信
号を受けて各駆動手段の作動限界を算出する作動限界算
出手段３３と、作動量算出手段からの作動量信号と作動
限界算出手段からの作動限界信号とを受けて、各駆動手
段群のうち、作動限界に達した駆動手段をその構成要素
として含まない駆動手段群を選択して作動させるべく各
駆動手段の制御値を作動量信号に基いて算出する制御値
出力手段３４とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、クレーン、高所
作業車等のブーム付き作業機の制御装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来の高所作業車等のブームを備えた作
業機においては、該ブームを、その軸方向へ伸縮する伸
縮ブームで構成するのが通例であったことから、例え
ば、垂直直線移動とか水平直線移動で代表されるよう
に、上記ブームの先端に設けられた作業台を任意の位置
へ移動させるための駆動手段の複合動作の自動化が容易
であり、且つこれが実現されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、作業機に備
えられたブームが、その軸方向への伸縮動のみならず、
例えば折曲方向へも駆動される伸縮・折曲併用構造をも
つブームである場合には、該ブームの先端に設けられる
作業台の位置に対して該ブームは様々な姿勢をとること
ができ、作業機の動作が冗長性のある動作となることか
ら、該作業機に設けられた複数の駆動手段の複合動作を
その作動領域の全域で自動化することは困難であり、か
かる自動化を実現し得る技術は未だ提案されていない。

【０００４】そこで、本願発明は、冗長性のある動作を
行う作業機において、その複数の駆動手段の複合動作の
自動化を実現し、もって操作性の向上を図り得るように
したブーム付き作業機の制御装置を提供することを目的
としてなされたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本願発明ではかかる課題
を解決するための具体的手段として次のような構成を採
用している。

【０００６】本願の第１の発明では、基台１側に旋回自
在に且つ起伏自在に取り付けられて旋回駆動手段１１に
より旋回駆動されるとともに起伏駆動手段１２により起
伏駆動され且つそのブーム長さが一定値に固定又は第１
伸縮駆動手段１４によって伸縮駆動される第１ブーム部
材４１と、上記第１ブーム部材４１の先端部に該第１ブ
ーム部材４１に対して折曲自在に取り付けられて折曲駆
動手段１３により折曲駆動されるとともにそのブーム長
さが一定値に固定又は第２伸縮駆動手段１５によって伸
縮駆動される第２ブーム部材４２とからなるブーム４を
備え、上記第２ブーム部材４２の先端側に設定した制御
点Ｐを目標位置入力手段１７からの目標位置信号Ｖによ
り指示された目標位置へ移動させるべく上記各駆動手段
１１〜１５を適宜作動させるようにしたブーム付き作業
機の制御装置において、上記ブーム４の現在の作動状態
を検出して作動状態信号φ，θ₁，θ₂，Ｌ₁，Ｌ₂を出力
する作動状態検出手段２０と、上記作動状態検出手段２
０からの作動状態信号φ，θ₁，θ₂，Ｌ₁，Ｌ₂を受けて
上記制御点Ｐの現在位置を算出してこれを位置信号Ａと
して出力する位置算出手段３１と、上記位置算出手段３
１からの上記制御点Ｐの位置信号Ａと、上記目標位置入
力手段１７からの目標位置信号Ｖとを受けて、上記各駆
動手段１１〜１５を組み合わせて構成される複数の駆動
手段群Ｇ₁〜Ｇ₆のそれぞれに属する各駆動手段１１〜１
５を作動させて上記制御点Ｐを上記目標位置へ移動させ
る場合における該各駆動手段１１〜１５の作動量を算出
してこれを作動量信号Ｂ₁〜Ｂ₅として出力する作動量算
出手段３２と、上記作動状態検出手段２０からの作動状
態信号φ，θ₁，θ₂，Ｌ₁，Ｌ₂を受けて上記各駆動手段
１１〜１５のそれぞれについてその作動が規制される作
動限界を算出してこれを作動限界信号Ｍ₁〜Ｍ₅として出
力する作動限界算出手段３３と、上記作動量算出手段３
２からの作動量信号Ｂ₁〜Ｂ₅と上記作動限界算出手段３
３からの作動限界信号Ｍ₁〜Ｍ₅とを受けて、上記各駆動
手段群Ｇ₁〜Ｇ₆のうち、作動限界に達した駆動手段１１
〜１５をその構成要素として含まない駆動手段群Ｇ₁〜
Ｇ₆を選択して作動させるべく該駆動手段群Ｇ₁〜Ｇ₆に
属する各駆動手段１１〜１５の制御値Ｅ₁〜Ｅ₅を上記作
動量信号Ｂ₁〜Ｂ₅に基いて算出しこれを該各駆動手段１
１〜１５に出力する制御値出力手段３４とを備えたこと
を特徴としている。

【０００７】本願の第２の発明では、上記第１の発明に
かかるブーム付き作業機の制御装置において、上記各駆
動手段群Ｇ₁〜Ｇ₆の動作形態を設定する動作形態設定手
段１８を備え、上記制御値出力手段３４を、上記動作形
態設定手段１８からの動作形態信号Ｃに基づいて上記駆
動手段群Ｇ₁〜Ｇ₆を選択しこれを作動させるように構成
したことを特徴としている。

【０００８】本願の第３の発明では、上記第１の発明に
かかるブーム付き作業機の制御装置において、上記作動
量算出手段３２から出力される上記各駆動手段１１〜１
５の作動量信号Ｂ₁〜Ｂ₅のそれぞれに対する重みを変更
可能に設定しこれを重み信号Ｄとして出力する重み設定
手段１９を備え、上記制御値出力手段３４が上記各駆動
手段１１〜１５の制御値Ｅ₁〜Ｅ₅を上記重み信号Ｄを加
味して算出するように構成したことを特徴としている。

【０００９】

【発明の効果】本願発明ではかかる構成とすることによ
り次のような効果が得られる。

【００１０】本願の第１の発明にかかるブーム付き作
業機の制御装置では、該作業機の運転開始とともに、先
ず、位置算出手段３１では、作動状態検出手段２０から
の作動状態信号φ，θ₁，θ₂，Ｌ₁，Ｌ₂を受けて制御点
Ｐの現在位置を算出してこれを位置信号Ａとして出力す
る。また、作動限界算出手段３３では、上記作動状態検
出手段２０からの作動状態信号φ，θ₁，θ₂，Ｌ₁，Ｌ₂
を受けて各駆動手段１１〜１５のそれぞれについてその
作動が規制される作動限界（例えば、駆動手段が油圧シ
リンダで構成されている場合におけるストロークエンド
位置）を算出してこれを作動限界信号Ｍ₁〜Ｍ₅として出
力する。

【００１１】ここで、目標位置入力手段１７が操作さ
れ、該目標位置入力手段１７から上記制御点Ｐが移動す
べき目標位置として目標位置信号Ｖが出力されると、先
ず、作動量算出手段３２においては、上記位置算出手段
３１から出力される上記制御点Ｐの位置信号Ａと、上記
目標位置入力手段１７から出力される目標位置信号Ｖと
を受けて、上記各駆動手段１１〜１５を組み合わせて構
成される複数の駆動手段群Ｇ₁〜Ｇ₆のそれぞれに属する
各駆動手段１１〜１５を作動させて上記制御点Ｐを上記
目標位置へ移動させる場合における該各駆動手段１１〜
１５の作動量をそれぞれ算出してこれを作動量信号Ｂ₁
〜Ｂ₅として出力する。

【００１２】しかる後、制御値出力手段３４において
は、上記作動量算出手段３２から出力される作動量信号
Ｂ₁〜Ｂ₅と上記作動限界算出手段３３から出力される作
動限界信号Ｍ₁〜Ｍ₅とを受けて、上記各駆動手段群Ｇ₁
〜Ｇ₆のうち、作動限界に達した駆動手段１１〜１５を
その構成要素として含まない駆動手段群Ｇ₁〜Ｇ₆を選択
して作動させるべく該駆動手段群Ｇ₁〜Ｇ₆に属する各駆
動手段１１〜１５の制御値Ｅ₁〜Ｅ₅を上記作動量信号Ｂ
₁〜Ｂ₅に基いて算出しこれを該各駆動手段１１〜１５に
出力する。

【００１３】かかる制御が実行されることで、作業機が
冗長性のある動作を行うものであるにも拘わらず、上記
ブーム４上における上記制御点Ｐは、上記目標位置入力
手段１７による指示に基づき、作動限界に達していない
駆動手段１１〜１５のみを含む駆動手段群Ｇ₁〜Ｇ₆の作
動により、現在位置から上記目標位置まで確実に移動さ
れることになる。即ち、複数の駆動手段の複合動作によ
る上記制御点Ｐの移動の自動化が実現され、それだけ上
記作業機の操作性が向上することになる。

【００１４】本願の第２の発明にかかるブーム付き作
業機の制御装置によれば、上記に記載の効果に加えて
次のような特有の効果が奏せられる。即ち、この発明で
は、上記各駆動手段群Ｇ₁〜Ｇ₆の動作形態を設定する動
作形態設定手段１８を備え、上記制御値出力手段３４
を、上記動作形態設定手段１８からの動作形態信号Ｃに
基づいて上記駆動手段群Ｇ₁〜Ｇ₆を選択しこれを作動さ
せるように構成しているので、例えば、上記動作形態設
定手段１８において動作形態として、（イ）動作可能な
（即ち、作動限界に達した駆動手段をその構成要素に含
まない）駆動手段群Ｇ₁〜Ｇ₆が複数存在する場合におい
て、その動作可能な駆動手段群Ｇ₁〜Ｇ₆の中でも、特に
オペレータに近い駆動手段群Ｇ₁〜Ｇ₆から順に駆動させ
るという動作形態が設定された場合には、この設定順に
上記各駆動手段群Ｇ₁〜Ｇ₆が動作され、（ロ）動作可能
な駆動手段群Ｇ₁〜Ｇ₆が複数存在する場合において、そ
の動作可能な駆動手段群Ｇ₁〜Ｇ₆の中でも、特に駆動に
伴う必要流量が少ないものから順に駆動させるという動
作形態が設定された場合には、この設定順に上記各駆動
手段群Ｇ₁〜Ｇ₆が動作され、（ハ）動作可能な駆動手段
群Ｇ₁〜Ｇ₆が複数存在する場合において、その動作可能
な駆動手段群Ｇ₁〜Ｇ₆の全てを同時に動作させるという
動作形態が設定された場合には、これら動作可能な駆動
手段群Ｇ₁〜Ｇ₆の全てが同時に動作されることになる。

【００１５】この結果、上記駆動手段１１〜１５の複合
動作の動作形態に、オペレータの操作上の好みを反映さ
せたり、作業機の駆動系の仕様を反映させたり、あるい
は上記制御点Ｐの移動の迅速性を最優先させる、等のこ
とが可能であり、それだけ上記作業機の操作性がより一
層向上することになる。

【００１６】本願の第３の発明にかかるブーム付き作
業機の制御装置によれば、上記に記載の効果に加えて
次のような特有の効果が奏せられる。即ち、この発明で
は、上記作動量算出手段３２から出力される上記各駆動
手段１１〜１５の作動量信号Ｂ₁〜Ｂ₅のそれぞれに対す
る重みを変更可能に設定しこれを重み信号Ｄとして出力
する重み設定手段１９を備え、上記制御値出力手段３４
が上記各駆動手段１１〜１５の制御値Ｅ₁〜Ｅ₅を上記重
み信号Ｄを加味して算出するように構成している。

【００１７】従って、例えば、上記駆動手段群Ｇ₁〜Ｇ₆
のそれぞれを所要の重複動作期間をもって順次動作させ
る動作形態での作業に際して、先行して動作される先行
駆動手段群Ｇ₁〜Ｇ₆についてはその作動限界近くから作
動限界までの範囲にかけて上記作動量信号Ｂ₁〜Ｂ₅に対
する重みを次第に減少させる一方、この先行駆動手段群
Ｇ₁〜Ｇ₆の動作に引き続いて動作される後行駆動手段群
Ｇ₁〜Ｇ₆についてはその作動開始時点から所定の作動期
間の範囲にかけて上記作動量信号Ｂ₁〜Ｂ₅に対する重み
を次第に増加させることで、上記先行駆動手段群Ｇ₁〜
Ｇ₆の動作に基づく作業機の駆動から後行駆動手段群Ｇ₁
〜Ｇ₆の動作に基づく作業機の駆動への駆動手段群の切
り替わりが大きなショックを伴うことなくスムーズに行
われ、作業機の操作性のより一層の向上が期待できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本願発明を好適な実施形態
に基づいて具体的に説明する。図１には、本願発明の実
施形態にかかる制御装置を備えた高所作業車Ｚを示して
いる。この高所作業車Ｚは、クローラ式の基台１に旋回
座３を介して旋回自在に搭載され且つ油圧モータで構成
される旋回駆動手段１１によって旋回駆動される旋回台
２に、ブーム４を起伏自在に取り付けて構成されてい
る。

【００１９】上記ブーム４は、その基端側に位置し油圧
シリンダで構成される第１伸縮駆動手段１４により伸縮
駆動されるとともに上記旋回台２との間に配設した油圧
シリンダで構成される起伏駆動手段１２によって起伏駆
動される第１伸縮ブーム４１と、該第１伸縮ブーム４１
の先端に該第１伸縮ブーム４１の背面側に折曲自在なる
如く連結され該第１伸縮ブーム４１との間に配設した油
圧シリンダで構成される折曲駆動手段１３によって折曲
駆動されるとともにその内部に内蔵配置された油圧シリ
ンダで構成される第２伸縮駆動手段１５によって伸縮駆
動される第２伸縮ブーム４２とで構成されている。さら
に、上記第２伸縮ブーム４２の先端、即ち、上記ブーム
４の先端には、レベリング機構８及び首振り機構９を介
して作業台５が取り付けられている。

【００２０】また、上記作業台５上には、次述する目標
位置入力手段１７と動作形態設定手段１８と重み設定手
段１９及び作動限界設定手段２６とが配置されている。
上記目標位置入力手段１７は、ジョイスチック式の操作
部材であって、これをオペレータが操作することで、上
記作業台５の移動の目標位置が目標位置信号Ｖとして出
力される。尚、この目標位置入力手段１７としては、例
えば水平直線移動を行う水平操作レバー、垂直直線移動
を行う垂直操作レバー等で構成され、水平直線移動を基
調とした目標位置信号Ｖとか垂直直線移動を基調とした
目標位置信号Ｖ、あるいは水平操作レバーと垂直操作レ
バーとを同時操作して行う斜め直線移動を基調とした目
標位置信号Ｖ等を出力できるようになっている。

【００２１】上記動作形態設定手段１８は、この実施形
態においてはオペレータによって操作されるスイッチで
構成されており、スイッチの選択操作によってオペレー
タが所望する高所作業車Ｚの動作形態（即ち、上記ブー
ム４の動作形態）を選択し得るようになっており、選択
された動作形態は動作形態信号Ｃ（図２参照）として出
力される。また、動作形態信号Ｃにより指示される動作
形態としては、例えば、後述する複数の駆動手段群Ｇ₁
〜Ｇ₆の中で、上記作業台５に搭乗しているオペレータ
から近い位置にある駆動手段を含む駆動手段群から遠い
位置にある駆動手段を含む駆動手段群にかけて順次動作
させる動作形態とか、複数の駆動手段群のうち、各駆動
手段群のそれぞれに属する各駆動手段を動作させた場合
における駆動手段群全体としての必要油量が少ない駆動
手段群から順に動作させる動作形態とか、複数の駆動手
段群を同時に動作させる動作形態とかが考えられる。

【００２２】尚、この実施形態においては、後述のよう
に、各駆動手段群を順次動作させるようにしたものを一
例として挙げており、しかもこの場合、先行して作動す
る駆動手段群の作動終期と、後行して作動する駆動手段
群の作動初期とを適宜期間だけ重合させるようにしてい
る（即ち、所定の作動重合期間を設定している（図４〜
図６参照））が、他の実施形態においてはかかる作動重
合期間を設けない構成を採用することもでき、さらにこ
の実施形態とは異なって上記各駆動手段群を同時に作動
させる構成を採用することも可能なことは勿論である。
さらに、上記動作形態設定手段１８は、この実施形態の
ようにオペレータにより操作されるスイッチで構成する
ことに限定されるものではなく、他の実施形態において
は、例えば上記目標位置入力手段１７が操作された時
に、オペレータの操作によらず、予め任意に設定された
動作形態に対応する動作形態信号Ｃを自動的に出力する
ように構成することもできるものである。

【００２３】上記重み設定手段１９は、この実施形態に
おいてはオペレータによって操作されるスイッチで構成
されており、各駆動手段の制御値に対する重み特性（重
み係数の設定特性）をオペレータがスイッチ操作によっ
て設定することができ、且つここで設定された重み特性
は重み信号Ｄ（図２参照）として出力されるようになっ
ている。この重み設定手段１９における重み特性の設定
手法については、後述する。

【００２４】上記作動限界設定手段２６は、上記各駆動
手段１１〜１５の作動限界の形態を設定するためのもの
であって、この実施形態においてはオペレータによる入
力操作で設定し、その設定形態に対応した作動限界設定
信号Ｎを出力するようになっている。この作動限界設定
手段２６により設定される作動限界形態としては、例え
ば、各駆動手段１１〜１５のストロークエンドを作動限
界とする形態、上記制御点Ｐの許容最大高さを作動限界
とする形態（例えば、水平直線移動を含む形態）、上記
制御点Ｐの許容最大半径位置を作動限界とする形態（例
えば、垂直直線移動を含む形態）、等、必要に応じて種
々の形態を設定することができる。尚、この実施形態に
おいては、後述のように、駆動手段のストロークエンド
を作動限界とする形態を採用したものを一例として説明
する。また、この作動限界設定手段２６は、例えば、予
め特定の作動限界形態を後述するコントロールユニット
３０に記憶保持させておく構成を採用する場合には、別
途設置する必要はない。

【００２５】一方、上記高所作業車Ｚには、上記ブーム
４の現在の作動状態を検出するための作動状態検出手段
２０として、上記旋回台２（即ち、上記ブーム４）の旋
回角「φ」を検出する旋回角検出手段２１と、上記第１
伸縮ブーム４１の起伏角「θ₁」を検出する起伏角検出
手段２２と、該第１伸縮ブーム４１に対する上記第２伸
縮ブーム４２の折曲角「θ₂」を検出する折曲角検出手
段２３と、該第１伸縮ブーム４１の長さ「Ｌ₁」を検出
する第１ブーム長さ検出手段２４と、該第２伸縮ブーム
４２の長さ「Ｌ₂」を検出する第２ブーム長さ検出手段
２５とが備えられている。

【００２６】さらに、この高所作業車Ｚにおいては、移
動制御の対象とすべき制御点「Ｐ」を、上記第２伸縮ブ
ーム４２の先端側の適所に設定している（尚、この制御
点「Ｐ」は、間接的に上記作業台５の位置を示すもので
あり、従って、他の実施形態においてはこの制御点
「Ｐ」を上記作業台５上の任意の位置に設定することも
できる）。

【００２７】ところで、この実施形態にかかる高所作業
車Ｚの制御装置における制御の目的は、上記各駆動手段
１１〜１５の複合動作によって上記制御点「Ｐ」を上記
目標位置入力手段１７によって指示される目標位置に移
動させる場合において、該各駆動手段１１〜１５の複合
動作を自動化することで上記高所作業車Ｚの操作性の向
上を図ることにある。そして、かかる作動制御は、次述
するコントロールユニット３０によって行われるもので
あって、そのため上記コントロールユニット３０には、
図２に示すように、上記目標位置入力手段１７からの目
標位置信号Ｖの外に、上記各検出手段２１〜２５からは
上記ブーム４の作動状態に関する作動状態信号（φ，θ
₁，θ₂，Ｌ₁，Ｌ₂）、及び上記動作形態設定手段１８か
らの動作形態信号Ｃと上記重み設定手段１９からの重み
信号Ｄと上記作動限界設定手段２６からの作動限界設定
信号Ｎとがそれぞれ入力される。

【００２８】そして、上記コントロールユニット３０に
おいては、これら各入力信号に基づいて上記各駆動手段
１１〜１５のそれぞれについてその制御値Ｅ₁〜Ｅ₅を算
出し且つこれを上記各駆動手段１１〜１５に出力するも
のである。

【００２９】また、このコントロールユニット３０によ
る作動制御に際しては、次述するように、上記各駆動手
段１１〜１５を、上記制御点「Ｐ」の現在位置からその
作動量が位置着的に決定可能な組み合わせ毎に分けて複
数の駆動手段群Ｇ₁〜Ｇ₆を設定し、該各駆動手段１１〜
１５を該各駆動手段群Ｇ₁〜Ｇ₆毎に作動させるようにし
ている。

【００３０】以下、上記コントロールユニット３０の具
体的構成等を説明するが、説明の便宜上、先ず、該コン
トロールユニット３０における制御の基本的な考え方を
説明し、しかる後、具体的構成の説明を行うことにす
る。

【００３１】この実施形態の高所作業車Ｚのように５個
の駆動手段１１〜１５を備えたものにおいては、これら
５個の駆動手段１１〜１５のうち、特定の３個の作動量
が決定されると上記制御点「Ｐ」の位置が一義的に決定
される。そして、かかる一義的な位置決定が可能な駆動
手段の組み合わせとしては、以下の６つの場合、即ち、
６つの駆動手段群が考えられる。従って、これら各駆動
手段群Ｇ₁〜Ｇ₆毎に、該各駆動手段群Ｇ₁〜Ｇ₆のそれぞ
れに属する各駆動手段１１〜１５が作動することで、上
記制御点Ｐの冗長性を抑制した移動制御が可能となるも
のである。

【００３２】駆動手段群としては、次の通りである。第１の駆動手段群Ｇ₁：第１伸縮駆動手段１４と起伏駆
動手段１２及び旋回駆動手段１１からなるもの。

【００３３】第２の駆動手段群Ｇ₂：第２伸縮駆動手段
１５と折曲駆動手段１３及び旋回駆動手段１１からなる
もの。

【００３４】第３の駆動手段群Ｇ₃：第１伸縮駆動手段
１４と折曲駆動手段１３及び旋回駆動手段１１からなる
もの。

【００３５】第４の駆動手段群Ｇ₄：第２伸縮駆動手段
１５と起伏駆動手段１２及び旋回駆動手段１１からなる
もの。

【００３６】第５の駆動手段群Ｇ₅：第１伸縮駆動手段
１４と第２伸縮駆動手段１５及び旋回駆動手段１１から
なるもの。

【００３７】第６の駆動手段群Ｇ₆：起伏駆動手段１２
と折曲駆動手段１３及び旋回駆動手段１１からなるも
の。

【００３８】尚、この実施形態においては、上述のよう
に５個の駆動手段を備えているため、これらにより構成
される駆動手段群として上記６つの組み合わせが考えら
れるものであって、備えられる駆動手段の数によって駆
動手段群の数も異なるものである。例えば、上記第２伸
縮ブーム４２が長さ固定式である場合には、上記第２伸
縮駆動手段１５が存在しないので、駆動手段群として
は、第１伸縮駆動手段１４と起伏駆動手段１２及び旋回
駆動手段１１からなるものと、第１伸縮駆動手段１４と
折曲駆動手段１３及び旋回駆動手段１１からなるもの
と、起伏駆動手段１２と折曲駆動手段１３及び旋回駆動
手段１１からなるものの３個である。また、上記第１伸
縮ブーム４１が固定式である場合には、上記第１伸縮駆
動手段１４が存在しないので、駆動手段群としては、第
２伸縮駆動手段１５と折曲駆動手段１３及び旋回駆動手
段１１からなるものと、第２伸縮駆動手段１５と起伏駆
動手段１２及び旋回駆動手段１１からなるものと、起伏
駆動手段１２と折曲駆動手段１３及び旋回駆動手段１１
からなるものの３個である。

【００３９】一方、この実施形態においては、上記動作
形態設定手段１８により設定される動作形態の一例とし
て、上記複数の駆動手段群Ｇ₁〜Ｇ₆を、上記作業台５に
搭乗しているオペレータから近い位置にある駆動手段を
含む駆動手段群から遠い位置にある駆動手段を含む駆動
手段群にかけて順次動作させるような動作形態を採用し
ている。そして、この駆動手段群Ｇ₁〜Ｇ₆の切り替え
（即ち、先行作動する駆動手段群から後行作動する駆動
手段群への作動の切り替え）は、図４に示すように、先
行作動する駆動手段群に属する複数の駆動手段のいずれ
か一つの動作がストロークエンドにより制限される状態
となった時に、後行作動する駆動手段群の動作を開始す
るものとし、しかもこの場合、該各駆動手段群Ｇ₁〜Ｇ₆
の切り替わり時におけるショックの緩和という観点か
ら、先行作動する駆動手段群の作動終期と、後行作動す
る駆動手段群の作動初期とを適宜期間だけ重合させると
ともに、この作動重合期間における該各駆動手段１１〜
１５の制御値Ｅ₁〜Ｅ₅を、その作動量信号Ｂ₁〜Ｂ₅に所
要の重み付けをして得るようにしている。

【００４０】重み付けの具体的方法は、次の通りであ
る。

【００４１】ここでは、図４に示すように、上記第１の
駆動手段群Ｇ₁（即ち、旋回位置信号φに係わる旋回駆
動手段１１とブーム長さ信号Ｌ₁に係わる第１伸縮駆動
手段１４と起伏角信号θ₁に係わる起伏駆動手段１２と
で構成される駆動手段群）が先行して作動し、これに引
き続いて第２の駆動手段群Ｇ₂（即ち、旋回位置信号φ
に係わる旋回駆動手段１１とブーム長さ信号Ｌ₂に係わ
る第２伸縮駆動手段１５と折曲角信号θ₂に係わる折曲
駆動手段１３とで構成される駆動手段群）が作動するよ
うな動作形態を採用した場合を例にとって説明する。

【００４２】先ず、先行して作動する第１の駆動手段群
Ｇ₁は、上記制御点Ｐが作動位置Ｍｂに達するまで（即
ち、第１の駆動手段群Ｇ₁に属する駆動手段１１，１
２，１４のうち、ストロークエンドの存在する起伏駆動
手段１２と第１伸縮駆動手段１４のうちのいずれか一方
がストロークエンドに達するまで）駆動されるが、その
場合、ストロークエンドに対応する作動位置Ｍｂよりも
所定量だけ余裕のある作動位置Ｍａまでの間における重
み係数はこれを「１」とし、この作動位置Ｍａから作動
位置Ｍｂの範囲ではこの重み係数を「１」から「０」ま
で直線的に減少変化させるようにしている。

【００４３】一方、後行作動する第２の駆動手段群Ｇ₂
は、上記制御点Ｐが作動位置Ｍａに達した時点からその
作動が開始されるが、その場合、駆動開始位置である作
動位置Ｍａから作動位置Ｍｂまでの間においては、上記
第１の駆動手段群Ｇ₁側の重み係数の変化に対応して、
重み係数が「０」から「１」まで直線的に増大変化し、
この作動位置Ｍｂに達した後は、この重み係数「１」が
そのまま維持される。

【００４４】ここで、先行作動する第１の駆動手段群Ｇ
₁と後行作動する第２の駆動手段群Ｇ₂との切り替え方法
としては、例えば以下に述べる二つの方法が考えられ
る。

【００４５】その一つは、先行作動する第１の駆動手段
群Ｇ₁に属する起伏駆動手段１２と第１伸縮駆動手段１
４のうち、いずれが先にストロークエンドに達するかが
判断できる場合の方法（第１の切り替え方法）であり、
他の一つはかかる判断ができない場合、即ち、先行作動
する第１の駆動手段群Ｇ₁に属する起伏駆動手段１２と
第１伸縮駆動手段１４のうち、いずれが先にストローク
エンドに達するかが判断できない場合の方法（第２の切
り替え方法）である。

【００４６】第１の切り替え方法は、次の通りである。

【００４７】第１の切り替え方法においては、図４に実
線で示す重み特性を、先行作動する第１の駆動手段群Ｇ
₁に属する起伏駆動手段１２又は第１伸縮駆動手段１４
のそれぞれについて個別に設定された重み特性とし、ま
た図４に破線で示す重み特性は、上記第１の駆動手段群
Ｇ₁の重み特性に対応した上記第２の駆動手段群Ｇ₂につ
いての重み特性とする。

【００４８】そして、第１の駆動手段群Ｇ₁において
は、これに属する起伏駆動手段１２と第１伸縮駆動手段
１４のうち、先にストロークエンドに達するものに上記
重み特性が優先して適用される。例えば、先行作動する
第１の駆動手段群Ｇ₁においては、この第１の駆動手段
群Ｇ₁に属する起伏駆動手段１２と第１伸縮駆動手段１
４のうち、起伏駆動手段１２の方が第１伸縮駆動手段１
４よりも先にストロークエンドに達する場合には、該起
伏駆動手段１２の状態によって第１の駆動手段群Ｇ₁の
作動限界が規定され、逆に第１伸縮駆動手段１４の方が
起伏駆動手段１２よりも先に作動限界に達する場合に
は、該第１伸縮駆動手段１４の状態によって第１の駆動
手段群Ｇ₁の作動限界が規定される。従って、例えば、
前者の場合には、起伏駆動手段１２は作動位置Ｍａに達
するまではその作動量信号Ｂ₂そのものに基づいて算出
される制御値Ｅ₂によって作動するが、作動位置Ｍａか
ら動作停止位置である作動位置Ｍｂまでの範囲では、作
動量信号Ｂ₂に、作動位置に応じて変化する重み係数を
加味して算出される制御値Ｅ₂に基づいて作動し、上記
起伏駆動手段１２の作動速度は次第に減速されることに
なる。

【００４９】これに対して、上記第２の駆動手段群Ｇ₂
においては、これに属する上記折曲駆動手段１３と第２
伸縮駆動手段１５のいずれか又は双方が、上記第１の駆
動手段群Ｇ₁の重み特性に対応して設定される重み特性
（図４の破線で示す特性）で作動を開始し次第にその作
動速度が加速される。尚、第２の駆動手段群Ｇ₂が作動
を開始した後、その重み係数が増大変化する期間内にお
いて、例えば該第２の駆動手段群Ｇ₂に属する上記折曲
駆動手段１３と第２伸縮駆動手段１５のうちいずれかが
ストロークエンドに達するような場合には、その時点に
おける上記第１の駆動手段群Ｇ₁の重み係数と第２の駆
動手段群Ｇ₂の重み係数の双方を考慮した重み係数によ
ってストロークエンドに達する駆動手段の減速停止制御
が行われることになる。

【００５０】上記第２の切り替え方法は次の通りであ
る。

【００５１】この第２の切り替え方法においては、図４
に実線で示す重み特性は、先行作動する第１の駆動手段
群Ｇ₁に属する起伏駆動手段１２と第１伸縮駆動手段１
４の双方を併せて一つの駆動手段と考え、この一つの駆
動手段に適用される重み特性とし、また図４に破線で示
す重み特性は、後行作動する第２の駆動手段群Ｇ₂に属
する折曲駆動手段１３と第２伸縮駆動手段１５の双方を
併せて一つの駆動手段と考え、この一つの駆動手段に適
用される重み特性であって、上記第１の駆動手段群Ｇ₁
の重み特性に対応したものである。

【００５２】そして、先行作動する第１の駆動手段群Ｇ
₁においては、これに属する起伏駆動手段１２と第１伸
縮駆動手段１４のうち、いずれが先にストロークエンド
に達するかにかかわらず、起伏駆動手段１２と第１伸縮
駆動手段１４とを併せたもの全体について実線で示す重
み特性が適用される。また、第２の駆動手段群Ｇ₂にお
いては、これに属する折曲駆動手段１３と第２伸縮駆動
手段１５とを併せたもの全体について破線で示す重み特
性が適用される。

【００５３】従って、この第２の切り替え方法を採用す
れば、例えば重み特性が変化する期間内において、上記
起伏駆動手段１２の作動に上記重み特性が適用されてい
た状態から上記第１伸縮駆動手段１４の作動に上記重み
特性が適用される状態となったような場合であっても、
何ら支障を生じないものである。

【００５４】このように、第１の切り替え方法と第２の
切り替え方法のいずれを採用しても、上記第１の駆動手
段群Ｇ₁の作動終期と第２の駆動手段群Ｇ₂の作動初期と
を重合させ、且つこの作動重合期間における上記重み
を、先行作動する第１の駆動手段群Ｇ₁では次第に減少
し、後行作動する第２の駆動手段群Ｇ₂では次第に増大
するように設定するという「重み付け」制御の基本的効
果により、上記第１の駆動手段群Ｇ₁の作動に基づく高
所作業車Ｚの駆動から、後行作動する上記第２の駆動手
段群Ｇ₂の作動に基づく該高所作業車Ｚの駆動への駆動
形態の切り替わりが、大きなショックを伴うことなくス
ムーズに行われ、その結果、高所作業車Ｚの操作性がよ
り一層向上することになるものである。

【００５５】尚、重み特性の設定の仕方としては、上記
した図４に示す重み特性の外に、本願発明の他の実施形
態においては、次のような設定方法も採用可能である。

【００５６】即ち、図５に示すように、先行作動する第
１の駆動手段群Ｇ₁に属する各駆動手段１１〜１５の作
動量信号Ｂ₁〜Ｂ₅に対する重みの最大値を、後行作動す
る第２の駆動手段群Ｇ₂に属する各駆動手段１１〜１５
の作動量信号Ｂ₁〜Ｂ₅に対する重みの最大値よりも大き
く設定してこれら両者に差をもたせることもできる。

【００５７】かかる重み特性を採用すると、先行作動す
る第１の駆動手段群Ｇ₁に属する各駆動手段１２，１４
の作動速度よりも、後行作動する第２の駆動手段群Ｇ₂
に属する各駆動手段１３，１５の作動速度を低く設定す
ることができる。この結果、例えば、第１の駆動手段群
Ｇ₁に関する重みと第２の駆動手段群Ｇ₂に関する重みと
を同じに設定した場合には、例えばブーム４の長さが長
く平面視あるいは側面視において上記制御点Ｐの位置が
該ブーム４の基端から遠く離れた状態で該ブーム４の起
伏動作が行われると、起伏動作に伴う上記制御点Ｐの周
速度が上記ブーム４の長さが短いときに比べて大きくな
るが、上記の如く第１の駆動手段群Ｇ_１（即ち、ブーム
長さが短い状態で作動する駆動手段群）に関する重みよ
りも、第２の駆動手段群Ｇ_２（即ち、ブーム長さが大き
い状態で作動する駆動手段群）に関する重みを小さく設
定することで、ブーム長さの大小に伴う制御点Ｐの周速
度の変化を可及的に小ならしめることができることにな
る。

【００５８】また、図６に示すように、上記重みの可変
特性を、オペレータの操作上の好み等に基づいて曲線状
に変化する特性とするなど、任意に設定可能である。例
えば、停止動作期間における重みの変化率をその初期と
終期とで変更し、停止動作の初期には減速度を大きく
し、終期においては減速度を小さくすることも可能であ
る。

【００５９】続いて、上記コントロールユニット３０の
具体的構成について説明すると、該コントロールユニッ
ト３０は次述する位置算出手段３１と作動量算出手段３
２と作動限界算出手段３３と制御値出力手段３４とを備
えて構成される。

【００６０】上記位置算出手段３１は、上記作動状態検
出手段２０に属する上記各検出手段２１〜２５から出力
される各作動状態信号φ，θ₁，θ₂，Ｌ₁，Ｌ₂を受け
て、上記制御点Ｐの直交座標上における現在位置を算出
し、これを位置信号Ａとして出力するものである。

【００６１】上記作動量算出手段３２は、上記位置算出
手段３１から出力される位置信号Ａと、上記目標位置入
力手段１７から出力される目標位置信号Ｖとを受けて、
上記制御点Ｐを現在位置から目標位置へ移動させる場合
における上記各駆動手段１１〜１５の作動量を、各駆動
手段群Ｇ₁〜Ｇ₆毎に算出し、これを作動量信号Ｂ₁〜Ｂ₅
として出力するものである。

【００６２】上記作動限界算出手段３３は、上記作動状
態検出手段２０に属する上記各検出手段２１〜２５から
出力される各作動状態信号φ，θ₁，θ₂，Ｌ₁，Ｌ₂と、
上記作動限界設定手段２６からの作動限界設定信号Ｎと
を受けて、上記各駆動手段１１〜１５のそれぞれについ
てその作動限界（即ち、ストロークエンドに達するまで
の作動余裕量である。但し、旋回駆動手段１１はこれが
油圧モータで構成されているのでストロークエンドは存
在せず、従ってここでの算出から除外される）を求め、
これを作動限界信号Ｍ₁〜Ｍ₅として出力するものであ
る。

【００６３】上記制御値出力手段３４は、上記作動量算
出手段３２から出力される作動量信号Ｂ₁〜Ｂ₅と、上記
作動限界算出手段３３から出力される作動限界信号Ｍ₁
〜Ｍ₅と、上記重み設定手段１９から出力される重み信
号Ｄとを受けて、上記各駆動手段群Ｇ₁〜Ｇ₆の中から、
作動限界に達している駆動手段をその構成要素として含
まない駆動手段群のみを選択し、この選択された駆動手
段群Ｇ₁〜Ｇ₆のそれぞれに属する駆動手段１１〜１５の
制御値Ｅ₁〜Ｅ₅を、上記作動量信号Ｂ₁〜Ｂ₅に上記重み
係数を加味して算出するとともに、この算出された各駆
動手段１１〜１５の制御値Ｅ₁〜Ｅ₅を、上記動作形態設
定手段１８から出力される動作形態信号Ｃに基づき、そ
の動作形態に対応して順次対応する駆動手段１１〜１５
に出力しこれらを作動させるものである。

【００６４】次に、図３に基づいて、上記コントロール
ユニット３０における制御を具体的に説明する。

【００６５】制御系への電源投入と共に、先ずステップ
Ｓ１においては、上記作動状態検出手段２０の各検出手
段２１〜２５からの作動状態信号（φ，θ₁，θ₂，
Ｌ₁，Ｌ₂）と、上記動作形態設定手段１８からの動作形
態信号Ｃと上記重み設定手段１９からの重み信号Ｄと上
記作動限界設定手段２６からの作動限界設定信号Ｎがそ
れぞれ読み込まれる。

【００６６】次に、ステップＳ２においては、上記作動
状態信号（φ，θ₁，θ₂，Ｌ₁，Ｌ₂）に基づいて上記制
御点Ｐの現在位置が算出され、これが位置信号Ａとして
出力される（このステップＳ２の処理は、上記位置算出
手段３１での処理に該当する）。また、ステップＳ３に
おいては、上記作動状態信号（φ，θ₁，θ₂，Ｌ₁，
Ｌ₂）に基づいて各駆動手段１１〜１５毎に、そのスト
ロークエンドを基準として作動限界が算出され、これが
作動限界信号Ｍ₁〜Ｍ₅として出力される（このステップ
Ｓ３の処理は、上記作動限界算出手段３３での処理に該
当する）。

【００６７】しかる後、ステップＳ４においては、目標
位置が入力されたかどうか（即ち、上記目標位置入力手
段１７が操作されたかどうか）が判断され、目標位置の
入力と判定された時には、ステップＳ５において上記作
動状態信号（φ，θ₁，θ₂，Ｌ₁，Ｌ₂）と目標位置信号
Ｖとに基づいて各駆動手段１１〜１５毎にその作動量が
算出され、これが作動量信号Ｂ₁〜Ｂ₅として出力される
（このステップＳ５の処理は、上記作動量算出手段３２
での処理に該当する）。

【００６８】次に、ステップＳ６において、上記各駆動
手段群Ｇ₁〜Ｇ₆のうち、その駆動が許容される駆動手段
群を上記作動限界信号Ｍ₁〜Ｍ₅に基づいて選択し、この
選択された駆動手段群Ｇ₁〜Ｇ₆に属する各駆動手段１１
〜１５の制御値Ｅ₁〜Ｅ₅を、上記作動量信号Ｂ₁〜Ｂ₅に
上記重み係数を加味して算出する。さらに、ステップＳ
７においては、重み係数を加味して算出された上記制御
値Ｅ₁〜Ｅ₅を、上記動作形態信号Ｃに基づき、該当する
駆動手段１１〜１５にそれぞれ出力する（このステップ
Ｓ６及びステップＳ７の処理は、上記制御値出力手段３
４での処理に該当する）。

【００６９】以上の制御が繰り返し実行されることで、
上記高所作業車Ｚが５個の駆動手段１１〜１５を備え、
上記制御点Ｐの目標位置への移動が冗長性のある動きと
なるような構成であるにもかかわらず、冗長性を可及的
に殺した迅速且つ的確な移動が実現される。即ち、複数
の駆動手段１１〜１５の複合動作による上記制御点Ｐの
移動の自動化が実現され、それだけ上記高所作業車Ｚの
操作性が向上することになるものである。

【００７０】その他上記各実施形態においては、ブーム４が、その先端側の
第２ブーム部材４２を、基端側の第１ブーム部材４１に
対してその背面側へ折り返されるように折曲自在とした
構造のものを例にとって説明しているが、本願発明にお
けるブーム４はかかる構造に限定されるものではなく、
例えば上記各実施形態のものとは逆に、上記第２のブー
ム部材４２が上記第１のブーム部材４１に対してその腹
面側へ折り返されるように折曲自在とした構造のもので
も適用できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の実施形態にかかる制御装置を備えた
高所作業車の全体図である。

【図２】本願発明の実施形態にかかる制御装置における
制御ブロック図である。

【図３】本願発明の実施形態にかかる制御装置における
制御フローチャートである。

【図４】上記制御装置における重み設定手法の説明図で
ある。

【図５】上記制御装置における重み設定手法の説明図で
ある。

【図６】上記制御装置における重み設定手法の説明図で
ある。

【符号の説明】

１は基台、２は旋回台、３は旋回座、４はブーム、５は
作業台、６は起伏軸、７は折曲軸、１１は旋回駆動手
段、１２は起伏駆動手段、１３は折曲駆動手段、１４は
第１伸縮駆動手段、１５は第２伸縮駆動手段、１７は目
標位置入力手段、１８は動作形態設定手段、１９は重み
設定手段、２０はブーム状態検出手段、２１は旋回角検
出手段、２２は起伏角検出手段、２３は折曲角検出手
段、２４は第１ブーム長さ検出手段、２５は第２ブーム
長さ検出手段、３０はコントロールユニット、３１は位
置算出手段、３２は作動量算出手段、３３は作動限界算
出手段、３４は制御値出力手段、４１は第１伸縮ブー
ム、４２は第２伸縮ブーム、Ｚは高所作業車である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基台（１）側に旋回自在に且つ起伏自在
に取り付けられて旋回駆動手段（１１）により旋回駆動
されるとともに起伏駆動手段（１２）により起伏駆動さ
れ且つそのブーム長さが一定値に固定又は第１伸縮駆動
手段（１４）によって伸縮駆動される第１ブーム部材
（４１）と、上記第１ブーム部材（４１）の先端部に該
第１ブーム部材（４１）に対して折曲自在に取り付けら
れて折曲駆動手段（１３）により折曲駆動されるととも
にそのブーム長さが一定値に固定又は第２伸縮駆動手段
（１５）によって伸縮駆動される第２ブーム部材（４
２）とからなるブーム（４）を備え、上記第２ブーム部材（４２）の先端側に設定した制御点
（Ｐ）を目標位置入力手段（１７）からの目標位置信号
（Ｖ）により指示された目標位置へ移動させるべく上記
各駆動手段（１１〜１５）を適宜作動させるようにした
ブーム付き作業機の制御装置であって、上記ブーム（４）の現在の作動状態を検出して作動状態
信号（φ，θ₁，θ₂，Ｌ₁，Ｌ₂）を出力する作動状態検
出手段（２０）と、上記作動状態検出手段（２０）からの作動状態信号
（φ，θ₁，θ₂，Ｌ₁，Ｌ₂）を受けて上記制御点（Ｐ）
の現在位置を算出してこれを位置信号（Ａ）として出力
する位置算出手段（３１）と、上記位置算出手段（３１）からの上記制御点（Ｐ）の位
置信号（Ａ）と、上記目標位置入力手段（１７）からの
目標位置信号（Ｖ）とを受けて、上記各駆動手段（１１
〜１５）を組み合わせて構成される複数の駆動手段群
（Ｇ₁〜Ｇ₆）のそれぞれに属する各駆動手段（１１〜１
５）を作動させて上記制御点（Ｐ）を上記目標位置へ移
動させる場合における該各駆動手段（１１〜１５）の作
動量を算出してこれを作動量信号（Ｂ₁〜Ｂ₅）として出
力する作動量算出手段（３２）と、上記作動状態検出手段（２０）からの作動状態信号
（φ，θ₁，θ₂，Ｌ₁，Ｌ₂）を受けて上記各駆動手段
（１１〜１５）のそれぞれについてその作動が規制され
る作動限界を算出してこれを作動限界信号（Ｍ₁〜Ｍ₅）
として出力する作動限界算出手段（３３）と、上記作動量算出手段（３２）からの作動量信号（Ｂ₁〜
Ｂ₅）と上記作動限界算出手段（３３）からの作動限界
信号（Ｍ₁〜Ｍ₅）とを受けて、上記各駆動手段群（Ｇ₁
〜Ｇ₆）のうち、作動限界に達した駆動手段（１１〜１
５）をその構成要素として含まない駆動手段群（Ｇ₁〜
Ｇ₆）を選択して作動させるべく該駆動手段群（Ｇ₁〜Ｇ
₆）に属する各駆動手段（１１〜１５）の制御値（Ｅ₁〜
Ｅ₅）を上記作動量信号（Ｂ₁〜Ｂ₅）に基いて算出しこ
れを該各駆動手段（１１〜１５）に出力する制御値出力
手段（３４）とを備えたことを特徴とするブーム付き作
業機の制御装置。
【請求項２】請求項１において、上記各駆動手段群（Ｇ₁〜Ｇ₆）の動作形態を設定する動
作形態設定手段（１８）を備え、上記制御値出力手段（３４）は上記動作形態設定手段
（１８）からの動作形態信号（Ｃ）に基づいて上記駆動
手段群（Ｇ₁〜Ｇ₆）を選択しこれを作動させるように構
成されていることを特徴とするブーム付き作業機の制御
装置。
【請求項３】請求項１において、上記作動量算出手段（３２）から出力される上記各駆動
手段（１１〜１５）の作動量信号（Ｂ₁〜Ｂ₅）のそれぞ
れに対する重みを変更可能に設定しこれを重み信号
（Ｄ）として出力する重み設定手段（１９）を備え、上記制御値出力手段（３４）は上記各駆動手段（１１〜
１５）の制御値（Ｅ₁〜Ｅ₅）を上記重み信号（Ｄ）を加
味して算出することを特徴とするブーム付き作業機の制
御装置。