WO1998040570A1

WO1998040570A1 - Method and device for controlling construction machine

Info

Publication number: WO1998040570A1
Application number: PCT/JP1997/004362
Authority: WO
Inventors: Shoji Tozawa; Tomoaki Ono
Original assignee: Caterpillar Mitsubishi Ltd; Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd
Current assignee: Caterpillar Japan Ltd; Caterpillar Mitsubishi Ltd
Priority date: 1997-03-10
Filing date: 1997-11-28
Publication date: 1998-09-17
Anticipated expiration: 1999-09-10
Also published as: DE69724462T2; EP0965698B1; CN1088488C; EP0965698A1; CA2250899C; JPH10252092A; JP3608900B2; DE69724462D1; KR100319569B1; US6108948A; KR20000010684A; CA2250899A1; CN1217760A; EP0965698A4

Description

明細書建設機械の制御方法および制御装置技術分野

本発明は、地面を掘削する油圧ショベル等の建設機械に関し、特にかかる建設機械の制御方法および制御装置に関する。

油圧ショベル等の建設機械は、例えば F I G . 1 3に模式的に示すように、無限軌条部 5 0 0 Aを有する下部走行体 5 0 0上に、運転操作室 (キャビン） 6 0 0付きの上部旋回体 1 0 0をそなえており、さらにこの上部旋回体 1 0 0に、ブーム 2 0 0，スティック 3 0 0 , ノくケット 4 0 0からなる関節式アーム機構を装備した構成となっている。

そして、例えばストロークセンサ 2 1 0， 2 2 0 , 2 3 0にて得られた、ブーム 2 0 0，スティック 3 0 0 , バゲッ卜 4 0 0の各伸縮変位情報に基づき、ブーム 2 0 0，スティック 3 0 0，ノ<ケット 4 0 0を適宜それぞれ油圧シリンダ 1 2 0， 1 2 1 , 1 2 2で駆動して、バゲット 4 0 0の進行方向あるいはバケツト 4 0 0の姿勢を一定に保って掘削作業を行なえるようになつており、これにより、バケツト 4 0 0のごとき作業部材の位置と姿勢の制御を正確に且つ安定して行ない得るようになつている。

ところで、このような従来の油圧ショベルでは、例えば水平均し動作等のようにバケツト 4 0 0の歯先を直線的に動かす操作（レイキング）をコントローラにより自動的に行なう場合、油圧シリンダ 1 2 0 , 1 2 1， 1 2 2に対して作動油の給排を行なう油圧回路中の電磁弁（制御弁機構）を電気的にフィードバック制御することにより、油圧シリンダ 1 2 0， 1 2 1 , 1 2 2の伸縮動作を制御して、ブーム 2 0 0，ステイツク 3 0 0，バケツ卜 4 0 0の姿勢を制御している。

このとき、油圧シリンダ 1 2 0， 1 2 1 , 1 2 2は、油圧回路に接続され、ポンプからの吐出圧によって動作するようになっており、作業者が操作レバーを操作することにより、上記の油圧回路を通じて油圧シリンダ 1 2 0〜 1 2 2に対する作動油の給排が行なわれ、ブーム 2 0 0 , スティック 3 0 0，バケツ卜 4 0 0が動作するようになっている。そして、関節式アーム機構の駆動を開始する直前は、操作レバーは中立位置（非駆動位置）に配置され、前述したポンプはほとんど作動油を吐出してない状態（アイドリング状態）になっている。このような状態から操作レバーを操作すると、操作レバーの操作量に応じてポンプの吐出圧が徐々に立ち上がるようになっている。

このため、ポンプのアイドリング状態から操作レバ一を操作して自動制御を開始した直後（駆動開始直後）には、ポンプの吐出圧が十分に立ち上がっていないため、ポンプの応答遅れが生じるほか、ポンプ負荷が油圧シリンダ 1 2 0〜 1 2 2の負荷よりも小さいことに起因して不感帯が増大することにより、バケツト 4 0 0の姿勢制御精度が悪化してしまう。従って、駆動開始直後において、バケツト 4 0 0による水平均し面等の仕上げ精度を向上させることは困難であった。

本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、アーム機構の駆動開始直後であっても、ポンプの応答遅れゃ不感帯の増大を抑制して作業部材による仕上げ精度の向上をはかった、建設機械の制御方法および制御装置を提供することを目的とする。発明の開示

上記目的を達成するために、本発明の建設機械の制御方法は、操作部材による操作量に応じて吐出圧を可変にしうるポンプを有する流体圧回路に接続されるとともにポンプからの吐出圧で動作するシリンダ式ァクチユエ一夕で、建設機械本体に装備された関節式アーム機構を駆動する建設機械において、操作部材がシリンダ式ァクチユエ一夕の非駆動位置にある場合でも、ポンプの吐出圧を所定値以上に保持しておくことを特徴としている。

上述した建設機械の制御方法では、操作部材がシリンダ式ァクチユエ一夕の非駆動位置にある場合でも、ポンプの吐出圧が所定値以上に保持されているので、関節式アーム機構を動作させるベく操作部材を非駆動位置から操作した直後（駆動開始直後）であっても、十分なポンプ吐出圧が得られ、ポンプの応答遅れゃ不感帯の増大を抑制することができる従って、アーム機構の駆動開始直後であっても、作業部材の姿勢制御精度が悪化することがなく、作業部材による仕上げ精度を大きく向上させることができる。

また、本発明の建設機械の制御装置は、建設機械本体と、この建設機械本体に一端部を枢着され他端側に作業部材を有する関節式アーム機構と、伸縮動作を行なうことによりアーム機構を駆動するシリンダ式ァクチユエ一タ機構と、このシリンダ式ァクチユエ一夕機構を介してアーム機構を操作する操作部材と、シリンダ式ァクチユエ一夕機構に対して作動流体の給排を行なってシリンダ式ァクチユエ一タ機構に伸縮動作を行なわせるべく操作部材による操作量に応じて吐出圧を可変にしうるボンプを有する流体圧回路と、操作部材がシリンダ式ァクチユエ一タ機構の非駆動位置にあるかどうかを検出する検出手段と、この検出手段にて操作部材がシリンダ式ァクチユエ一タ機構の非駆動位置にあることが検出された場合にポンプの吐出圧を所定値以上に保持するポンプ制御手段とをそなえて構成されたことを特徴としている。なお、上記のポンプ制御手段は、検出手段にて操作部材がシリンダ式ァクチユエ一夕機構の非駆動位置にあることが検出され、且つ、制御開始トリガ操作部材による制御開始トリガ操作が行なわれたことが検出されると、ポンプの吐出圧を所定値以上に保持するように構成されてもよい。

また、上記のポンプ制御手段は、シリンダ式ァクチユエ一夕機構に作用する負荷状態に応じて、保持すべき吐出圧を変更するように構成されてもよいし、この場合、ポンプ制御手段が、シリンダ式ァクチユエ一夕機構に作用する負荷状態に応じて、変更すべき保持吐出圧を記憶した記憶手段を有して構成されていてもよい。

上述した本発明の建設機械の制御装置では、上記の検出手段にて操作部材がシリンダ式ァクチユエ一タ機構の非駆動位置にあることが検出されると、ポンプ制御手段により、ポンプの吐出圧が所定値以上に保持されるので、関節式アーム機構を動作させるベく操作部材を非駆動位置から操作した直後（駆動開始直後）であっても、十分なポンプ吐出圧が得られ、ポンプの応答遅れゃ不感帯の増大を抑制することができる。

従って、この場合も、アーム機構の駆動開始直後であっても、作業部材の姿勢制御精度が悪化することがなく、作業部材による仕上げ精度を大きく向上させることができる。

なお、上記の検出手段にて操作部材がシリンダ式ァクチユエ一夕機構の非駆動位置にあることが検出され、且つ、制御開始トリガ操作部材による制御開始卜リガ操作が行なわれたことが検出された場合に、ポンプ制御手段によりポンプの吐出圧を所定値以上に保持することで、操作部材が非駆動位置にある場合にポンプの吐出圧を所定値以上に保持するというポンプ制御手段の制御動作を行なうか否かを、制御開始トリガ操作部材による制御開始トリガ操作によつて選択することができる。従って、作業者等が望む場合にのみポンプ制御手段による制御動作を行なうことができ、ポンプの吐出圧を不必要に高圧の状態に保持する必要がなく、効率のよい運転を行なうことができる。

また、上記のポンプ制御手段により、シリンダ式ァクチユエ一タ機構に作用する負荷状態に応じて、保持すべき吐出圧を変更することで、ポンプ負荷がシリンダ式ァクチユエ一夕機構の負荷よりも小さいことに起因する不感帯の増大を確実に抑制することができるので、作業部材による仕上げ精度の向上に大きく寄与する。

この場合、シリンダ式ァクチユエ一夕機構に作用する負荷状態に応じて、変更すべき保持吐出圧を記憶手段に予め記憶させておくことにより、ポンプ制御手段は、シリンダ式ァクチユエ一夕機構に作用する負荷状態に応じた保持吐出圧を記憶手段から読み出すだけで、最適なポンプの保持吐出圧を得て、ポンプの吐出圧の変更制御を行なうことができる。図面の簡単な説明

F I G . 1は本発明の一実施形態にかかる制御装置を搭載した油圧ショベルの構成を示す模式図である。

F I G . 2は本発明の一実施形態にかかる制御装置の全体構成（電気系統および油圧系統）を概略的に示す図である。

F I G . 3は本発明の一実施形態にかかる制御装置の全体構成を概略的に示すプロック図である。

F I G . 4は本発明の一実施形態にかかる制御装置全体の機能的な構成を説明するためのプロック図である。

F I G . 5は本発明の一実施形態にかかる制御装置の要部構成を示す制御ブロック図である。

F I G . 6は本発明の一実施形態にかかる制御装置における特徴的な機能とその機能にかかる要部の構成とを説明するためのプロック図である。

F I G. 7は本実施形態による油圧ショベルの動作部分（関節式ァーム機構およびバケツト）を示す側面図である。

F I G. 8は本実施形態による油圧ショベルの動作を説明すべくその油圧ショベルを模式的に示す側面図である。

F I G. 9は本実施形態による油圧ショベルの動作を説明すべくその油圧ショベルを模式的に示す側面図である。

F I G. 1 0は本実施形態による油圧ショベルの動作を説明すべくその油圧ショベルを模式的に示す側面図である。

F I G. 1 1は本実施形態による油圧ショベルの動作を説明すべくその油圧ショベルを模式的に示す側面図である。

F I G. 1 2は本実施形態による油圧ショベルの動作を説明すべくその油圧ショベルを模式的に示す側面図である。

F I G. 1 3は従来の油圧ショベルの概略構成を模式的に示す側面図でる。発明を実施するための最良の形態

以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。

本実施形態にかかる建設機械としての油圧ショベルは、例えば F I G . 1に模式的に示すように、左右に無限軌条部 5 0 O Aを有する下部走行体 5 0 0上に、運転操作室 6 0 0付き上部旋回体（建設機械本体） 1 0 0が水平面内で回転自在に設けられている。

そして、この上部旋回体 1 0 0に対して、一端が回動可能に接続されるブーム（アーム部材） 2 0 0が設けられ、さらにブーム 2 0 0に対して、一端が関節部を介して回動可能に接続されるスティック（アーム部材） 3 0 0が設けられている。

さらに、スティック 3 0 0に対して、一端が関節部を介して回動可能に接続され、先端が地面を掘削し内部に土砂を収容可能なバケツト（作業部材） 4 0 0が設けられている。

このように、ブーム 2 0 0，スティック 3 0 0 , バゲット 4 0 0で、上部旋回体 1 0 0に一端部を枢着され他端側にバケツ卜 4 0 0を有するとともに、関節部を介して相互に接続された一対のアーム部材としてのブーム 2 0 0，スティック 3 0 0を有する関節式アーム機構が構成される。

また、シリンダ式ァクチユエ一夕としてのブーム油圧シリンダ 1 2 0

，スティック油圧シリンダ 1 2 1，バケツ卜油圧シリンダ 1 2 2 (以下、ブーム油圧シリンダ 1 2 0をブームシリンダ 1 2 0または単にシリンダ 1 2 0ということがあり、スティック油圧シリンダ 1 2 1をスティックシリンダ 1 2 1または単にシリンダ 1 2 1 ということがあり、バゲット油圧シリンダ 1 2 2をバゲットシリンダ 1 2 2または単にシリンダ 1 2 2 ということがある）が設けられている。

ここで、ブ一ムシリンダ 1 2 0は、上部旋回体 1 0 0に対して一端が回動可能に接続されるとともにブーム 2 0 0に対して他の一端が回動可能に接続され、即ち上部旋回体 1 0 0 とブーム 2 0 0との間に介装されて、端部間の距離が伸縮することにより、ブーム 2 0 0を上部旋回体 1 0 0に対して回動させることができるものである。

また、スティックシリンダ 1 2 1は、ブーム 2 0 0に対して一端が回動可能に接続されるとともにスティック 3 0 0に対して他の一端が回動可能に接続され、即ちブーム 2 0 0 とスティック 3 0 0との間に介装されて、端部間の距離が伸縮することにより、スティック 3 0 0をブーム 2 0 0に対して回動させることができるものである。さらに、ノくケッ卜シリンダ 1 2 2は、スティック 3 0 0に対して一端が回動可能に接続されるとともにバケツ卜 4 0 0に対して他の一端が回動可能に接続され、即ちスティック 3 0 0とバゲット 4 0 0との間に介装されて、端部間の距離が伸縮することにより、バケツト 4 0 0をステイツク 3 0 0に対して回動させることができるものである。なお、バゲッ卜油圧シリンダ 1 2 2の先端部には、リンク機構 1 3 0が設けられている。

このように上記の各シリンダ 1 2 0〜 1 2 2で、伸縮動作を行なうことによりアーム機構を駆動する複数のシリンダ式ァクチユエ一タを有するシリンダ式ァクチユエ一夕機構が構成される。

なお、図示しないが、左右の無限軌条部 5 0 O Aをそれぞれ駆動する油圧モータや、上部旋回体 1 0 0を旋回駆動する旋回モータも設けられている。

ところで、 F I G . 2に示すように、シリンダ 1 2 0〜 1 2 2や上記の油圧モータや旋回モータのための油圧回路（流体圧回路）が設けられており、この油圧回路には、エンジン Eによって駆動される吐出圧可変型のポンプ 5 1 , 5 2のほか、ブーム用主制御弁（コントロールバルブ ) 1 3 , スティック用主制御弁（コントロールバルブ） 1 4，バゲット用主制御弁（コントロールバルブ） 1 5等が介装されている。吐出圧可変型のポンプ 5 1 , 5 2は、それぞれ、後述するエンジンポンプコントローラ 2 7によって斜板角（傾転角）を調整することにより、油圧回路への作動油の吐出圧を変更できる構成になっている。

なお、 F I G . 2において、各構成要素管を接続するラインが実線である場合には、そのラインが電気系統であることを示し、各構成要素管を接続するラインが破線である場合には、そのラインが油圧系統であることを示している。また、主制御弁 1 3 , 1 4 , 1 5をそれぞれ制御するために、パイ口ット油圧回路が設けられており、このパイロッ卜油圧回路には、ェンジン Eによって駆動されるパイロットポンプ 5 0のほか、電磁比例弁 3 A ， 3 B, 3 C, 電磁切替弁 4 A， 4 B， 4 C, セレクタ弁 1 8 A, 1 8 B， 1 8 C等が介装されている。

そして、本実施形態の油圧ショベルには、電磁比例弁 3 A， 3 B, 3 Cを介して、主制御弁 1 3， 1 4 , 1 5をそれぞれ制御することにより、制御したいモードに応じて、ブ一ム 2 0 0 , スティック 3 0 0，ノケット 4 0 0が所望の伸縮変位となるように制御するコントローラ 1が設けられている。なお、このコントローラ 1は、マイクロプロセッサ， R 〇Mや RAM等のメモリ，適宜の入出力ィンタフヱースなどで構成される。

そして、このコントローラ 1へは種々のセンサからの検出信号（設定信号を含む）が入力されるようになっており、コントローラ 1は、これらのセンサからの検出信号に基づき、上記の制御を実行するようになつている。なお、このようなコントローラ 1による制御を半自動制御という力く、この半自動制御による掘削中（半自動掘削モード）であっても、手動にてバケツト角ゃ目標法面高さの微調整を行なうことは可能であるこのような半自動制御モード（半自動掘削モード）としては、バケツ卜角制御モ一ド（F I G. 8参照），法面掘削モ一ド（バケツト歯先直線掘削モードまたはレイキングモード； F I G. 9参照），法面掘削モ —ドとバケツ卜角制御モードとを組み合わせたスム一ジングモード（F I G. 1 0参照），バケツト角自動復帰モード（ォ一トリターンモ一ド； F I G. 1 1参照）等がある。

ここで、バケツ卜角制御モードは、 F I G. 8に示すように、スティック 3 0 0およびブーム 2 0 0を動かしてもバケッ卜 4 0 0の水平方向 (垂直方向）に対する角度（バケツト角）が常に一定に保たれるモードで、このモードは、後述するモニタパネル 1 0上のバケツト角制御スィッチを O Nにすると、実行される。なお、バゲット 4 0 0が手動にて動かされた時、このモ一ドは解除され、バケツ卜 4 0 0が止まった時点でのバケツト角が新しいバケツ卜保持角として記憶される。

法面掘削モードは、 F I G . 9に示すように、バゲット 4 0 0の歯先 1 1 2 (以下、バケツト歯先 1 1 2 ということがある）が直線的に動くモードである。ただし、バケツ卜シリンダ 1 2 2は動かない。また、バケット 4 0 0の移動に伴いバケツト角 øが変化する。

法面掘削モード +バケツ卜角制御モード（スム一ジングモード）は、 F I G . 1 0に示すように、バゲット 4 0 0の歯先 1 1 2が直線的に動くモードであり、バゲット角 øも掘削中一定に保たれる。

バケツ卜自動復帰モードは、 F I G . 1 1に示すように、バケツト角が予め設定された角度に自動的に復帰するモードであり、復帰バケツ卜角はモニタパネル 1 0によって設定される。このモードはブーム/バゲット操作レバ一 6上のバケツト自動復帰スタートスイッチ 7を O Nにすることで始動する。バケツ卜 4 0 0が予め設定された角度まで復帰した時点でこのモ一ドは解除される。

上記の法面掘削モード，スムージングモードは、モニタパネル 1 0上の半自動制御スィツチを O Nにし、且つ、スティック操作レバー 8上の法面掘削スィツチ 9を O Nにし、スティック操作レバ一 8とブーム Zバケッ卜操作レバー 6との両方またはどちらか一方が動かされた時に、これらのモードに入るようになつている。なお、目標法面角はモニタパネル 1 0上のスィッチ操作にて設定される。

また、法面掘削モード，スムージングモードでは、スティック操作レバー 8の操作量が目標法面角に対して平行方向のバケット歯先移動速度を与え、ブーム/バケツ卜操作レバ一 6の操作量が垂直方向のバケツト歯先移動速度を与えるようになつている。従って、スティック操作レバ一 8を動かすと、目標法面角に沿って、バケツト歯先 1 1 2が直線移動を開始し、掘削中にブーム/バケツ卜操作レバ一 6を動かすことによつて、手動による目標法面高さの微調整が可能となる。

さらに、法面掘削モード，スム一ジングモードでは、ブーム Zバケツト操作レバー 6を操作することによって掘削中のバゲット角を微調整できるほか、目標法面高さも変更することができる。

なお、このシステムでは、手動モードも可能であるカ^ この手動モードでは、従来の油圧ショベルと同等の操作が可能となるほかに、バケツト歯先 1 1 2の座標表示が可能である。

また、半自動システム全体のサービス · メンテナンスを行なうためのサービスモードも用意されており、このサービスモ一ドはコントロ一ラ 1に外部ターミナル 2を接続することによって行なわれる。そして、このサ一ビスモードによって、制御ゲインの調整ゃ各センサの初期化等が ί亍なわれる。

ところで、コントローラ 1に接続される各種センサとして、 F I G . 2に示すように、圧力スィツチ 1 6，圧力センサ 1 9， 2 8 A , 2 8 B ，レゾルバ（角度センサ，姿勢検出手段） 2 0〜2 2，車両傾斜角センサ 2 4等が設けられており、さらに、コントローラ 1には、ェンジンポンプコントローラ 2 7， O N— O F Fスィッチ（前述したバゲッ卜自動復帰スター卜スィッチ） 7 , O N— 0 F Fスィッチ（前述した法面掘削スィッチ） 9，目標法面角設定器付モニタパネル（ディスプレイスイツチパネル） 1 0が接続されている。なお、外部ターミナル 2は、制御ゲィンの調整や各センサの初期化時等に、コントローラ 1に接続される。また、エンジンポンプコントローラ 2 7 は、エンジン回転速度センサ 2 3からのエンジン回転数情報を受けて、エンジン Eおよび吐出圧可変型のポンプ 5 1 , 5 2の斜板角（傾転角）を制御するもので、コント口ーラ 1 との間で協調情報を遣り取りできるようになつている。

圧力センサ 1 9は、スティック 3 0 0の伸縮用，ブーム 2 0 0の上下用の各操作レバ一 6， 8から主制御弁 1 3 , 1 4， 1 5に接続されているパイ口ッ卜配管に取り付けられて、パイ口ット配管内のパイ口ット油圧を検出するものであるが、かかるパイロッ卜配管内のパイロッ卜油圧は、操作レバ一 6， 8の操作量によって変化するため、この油圧を計測することで、計測された油圧に基づいてコントロ一ラ 1は操作レバー 6 , 8の操作量を推定できるようになつている。

圧力センサ 2 8 A， 2 8 Bは、それぞれ、ブームシリンダ 1 2 0 , ステイツクシリンダ 1 2 1の伸長伸縮状態を検出するもので、これらの圧力センサ 2 8 A , 2 8 Bによりシリンダ 1 2 0， 1 2 1に作用する負荷状態がそれぞれ検出されるようになつている。

なお、前述した半自動制御時において、スティック操作レバー 8は、設定された掘削斜面に対して平行方向のバケツト歯先移動速度を決定するものとして使用され、ブーム Zバケツ卜操作レバー 6は、設定斜面に対して垂直方向のバケツ卜歯先移動速度を決定するものとして使用される。従って、スティック操作レバ一 8 とブーム/バケツト操作レバ一 6 との同時操作時には、設定斜面に対して平行及び垂直方向の合成べクトルにてバゲット歯先の移動方向とその速度が決定されることになる。圧力スィツチ 1 6は、ブーム 2 0 0 , スティック 3 0 0 , ノくケット 4 0 0のための操作レバー 6， 8用のパイロッ卜配管にセレクタ弁 1 7等を介して取り付けられて、操作レバー 6， 8が中立か否かを検出するために使用される。即ち、操作レバ一 6， 8が中立状態の時、圧カスイツチ 1 6の出力が O F Fとなり、操作レバ一 6， 8が使用されると、圧力スィッチ 1 6の出力が O Nとなる。なお、中立検出用圧力スィッチ 1 6 は、圧力センサ 1 9の異常検出および手動/半自動モードの切替用としても利用される。

レゾルバ 2 0は、ブーム 2 0 0の姿勢をモニタしうるブーム 2 0 0の建設機械本体 1 0 0への枢着部（関節部）に設けられてブーム 2 0 0の姿勢を検出する姿勢検出手段として機能するものであり、レゾルバ 2 1 は、スティック 3 0 0の姿勢をモニタしうるスティック 3 0 0のブーム 2 0 0への枢着部（関節部）に設けられてスティック 3 0 0の姿勢を検出する姿勢検出手段として機能するものである。また、レゾルバ 2 2は、バケツト 4 0 0の姿勢をモニタしうるリンク機構枢着部に設けられてバケツト 4 0 0の姿勢を検出する姿勢検出手段として機能するもので、これらのレゾルバ 2 0〜 2 2により、アーム機構の姿勢を角度情報で検出する角度検出手段が構成されている。

信号変換器 2 6は、レゾルバ 2 0で得られた角度情報をブームシリンダ 1 2 0の伸縮変位情報に変換し、レゾルバ 2 1で得られた角度情報をスティックシリンダ 1 2 1の伸縮変位情報に変換し、レゾルバ 2 2で得られた角度情報をバケツトシリンダ 1 2 2の伸縮変位情報に変換するもの、即ち、レゾルバ 2 0〜 2 2で得られた角度情報を対応するシリンダ 1 2 0〜 1 2 2の伸縮変位情報に変換するものである。

このため、この信号変換器 2 6は、各レゾルバ 2 0〜 2 2からの信号を受ける入カインタフヱ一ス 2 6 Aと、各レゾルバ 2 0〜 2 2で得られた角度情報に対応するシリンダ 1 2 0〜 1 2 2の伸縮変位情報を記憶するルークァップテーブル 2 6 B— 1を含むメモリ 2 6 Bと、各レゾルバ 2 0 - 2 2で得られた角度情報に対応するシリンダ 1 2 0〜 1 2 2の伸縮変位情報を求めシリンダ伸縮変位情報をコントロ一ラ 1に通信しうる！ (C P U) 2 6 Cと、この C P U 2 6 Cからのシリンダ伸縮変位情報をコン卜ローラ 1へ送出する出カインタフヱース 2 6 Dとを有して構成されている。

上述した各レゾルバ 2 0〜 2 2で得られた角度情報 Θ bra, Θ st, Θ bk に対応するシリンダ 1 2 0〜 1 2 2の伸縮変位情報ス bm, λ st, λ bkは余弦定理を用いて次式（ 1 ) 〜（ 3) で求めることができる。

λ bill— ( JU 1 0 1 / 1 0 2 + L 1 0 1 / 1 1 1

― Z L 1 0 1 / 1 0 2 * L 1 0 1 / 1 cos( Θ b + Axbm ) )

( 1 ) λ st= ( L i + L ! 0

- 2 L L cos Θ st)

( 2 ) λ bk= (L 1 06/ 1 0 + L 1 0 09

- 2 L し i , 0 9 cos 0bk) ^1/2 • · · ( 3 ) ここで、上式において、 L i/i は固定長、 Axbm は固定角を表し、 L の添字 i Z j は節点 i , j間の情報を有する。例ぇばし ^！ハ^ は節点 1 0 1 と節点 1 0 2との距離を表す。なお、節点 1 0 1を X y座標の原点とする（F I G. 7参照）。

もちろん、各レゾルバ 2 0〜 2 2で角度情報 Θ bra, Θ st, Θ bkが得られる毎に、上式を演算手段（例えば C P U 2 6 C) で演算してもよい。この場合は、 C P U 2 6 。カ、各レゾルバ 2 0〜 2 2で得られた角度情報に基づいて、その角度情報に対応するシリンダ 1 2 0〜 1 2 2の伸縮変位情報を演算により求める演算手段を構成することになる。

なお、信号変換器 2 6で変換された信号は、半自動制御時のフィードバック制御に利用されるほか、バケツト 4 0 0の歯先 1 1 2の位置計測 z表示用座標を計測するためにも利用される。

また、半自動システムにおけるバケツ卜歯先 1 1 2の位置（以下、バケット歯先位置 1 1 2 ということがある）は油圧ショベルの上部旋回体 1 0 0のある 1点を原点として演算されるが、上部旋回体 1 0 0がフロントリンケージ方向に傾斜した時、制御演算上の座標系を車両傾斜分だけ回転することが必要になる。車両傾斜角センサ 2 4は、この座標系の回転分を補正するために使用される。

前述のごとく、コントローラ 1からの電気信号によって、電磁比例弁 3 A〜 3 Cは、パイロットポンプ 5 0から供給される油圧を制御し、制御された油圧を切替弁 4 A〜 4 Cまたはセレクタ弁 1 8 A〜 1 8 Cを通して主制御弁 1 3， 1 4 , 1 5に作用させることにより、シリンダ目標速度が得られるように、主制御弁 1 3， 1 4， 1 5のスプール位置を制御することが行なわれるが、切替弁 4 A〜4 Cを手動モード側にすれば、手動にてシリンダ 1 2 0〜 1 2 2を制御することができる。

なお、スティック合流調整比例弁 1 1は、目標シリンダ速度に応じた油量を得るために 2つのポンプ 5 1， 5 2の合流度合を調整するものである。

また、ステイツク操作レバー 8には、前述した O N— 0 F Fスィッチ (法面掘削スィッチ） 9が取り付けられており、オペレータがこのスィツチ 9を操作することによって、半自動モードが選択または非選択される。そして、半自動モ一ドが選択されると、バゲット 4 0 0の歯先 1 1 2を直線的に動かすことができるようになる。

さらに、ブーム/バケツト操作レバ一 6には、前述した O N— O F F スィッチ（バゲット自動復帰スタートスィッチ） 7が取り付けられており、オペレータがこのスィツチ 7を O Nすることによって、バケツト 4 0 0を予め設定された角度に自動復帰させることができるようになっている。

安全弁 5は、電磁比例弁 3 A〜 3 Cに供給されるパイ口ット圧を断続するためのもので、この安全弁 5が 0 N状態の時のみパイロット圧が電磁比例弁 3 A〜3 Cに供給されるようになっている。従って、半自動制御上、何らかの故障があった場合等は、この安全弁 5を 0 F F状態にすることにより、速やかにリンケージの自動制御を停止することができるまた、エンジン Eの回転速度は、ォペレ一夕が設定したエンジンスロットルの位置〔スロットルダイヤル（図示省略）を操作することによつて設定される〕によって異なり、さらに、エンジンスロットルの位置が一定であっても負荷によってエンジン回転速度は変化する。ポンプ 5 0 , 5 1， 5 2 はエンジン Eに直結されているので、エンジン回転速度が変化すると、ポンプ吐出量（ポンプ吐出圧）も変化するため、主制御弁 1 3， 1 4， 1 5のスプール位置が一定であっても、シリンダ速度はェンジン回転速度の変化に応じて変化してしまう。これを補正するためにエンジン回転速度センサ 2 3が取り付けられており、エンジン回転速度が低い時は、バゲット 4 0 0の歯先 1 1 2の目標移動速度を遅くするよつになっている。

目標法面角設定器付きモニタパネル 1 0 (単にモニタパネル 1 0 と呼ぶ場合がある）は、目標法面角 a ( F I G . 7 , F I G . 1 2参照），バケツト復帰角の設定器として使用されるほか、バケツト歯先 4 0 0の座標や計測された法面角あるいは計測された 2点座標間距離の表示器としても使用されるようになっている。なお、このモニタパネル 1 0は、操作レバ一 6， 8とともに運転操作室 6 0 0内に設けられる。

すなわち、本実施形態にかかるシステムにおいては、従来のパイロット油圧ラインに圧力センサ 1 9および圧力スィツチ 1 6を組込み、操作レバ一 6， 8の操作量を検出し、レゾルバ 2 0， 2 1， 2 2を用いてフィ一ドバック制御を行ない、制御は各シリンダ 1 2 0 , 1 2 1 , 1 2 2 毎に独立した多自由度フィ一ドバック制御ができるような構成となっている。これにより、圧力補償弁等の油器の追加が不要となる。また、車両傾斜角センサ 2 4を用いて、上部旋回体 1 0 0の傾斜による影響を補正し、コントローラ 1からの電気信号にて、シリンダ 1 2 0 , 1 2 1 , 1 2 2を駆動するために電磁比例弁 3 A〜3 Cを利用した構成にもなつている。なお、手動/半自動モード切替スィッチ 9によりオペレータは任意にモードを選択できるようになつているほか、目標法面角を設定することもできるようになっているのである。

次に、コントローラ 1にて行なわれる半自動システムの制御アルゴリズムについて述べるが、このコントローラ 1にて行なわれる半自動制御モ一ド（バケツ卜自動復帰モ一ドを除く）の制御アルゴリズムは、概略、 F I G. 4に示すようになっている。

すなわち、最初に、バケツ卜 4 0 0の歯先 1 1 2の移動速度および移動方向を、目標法面設定角，スティックシリンダ 1 2 1およびブ一ムシリンダ 1 2 0を制御するパイロット油圧，車両傾斜角，エンジン回転速度の情報に基づいて求める。そして、求められた情報（バケツ卜 4 0 0 の歯先 1 1 2の移動速度および移動方向）に基づいて、各シリンダ 1 2 0 , 1 2 1 , 1 2 2の目標速度を演算する。この時、エンジン回転速度の情報はシリンダ速度の上限を決定するとき必要となる。

また、コントローラ 1は、 F I G. 3および F I G. 4に示すように、各シリンダ 1 2 0， 1 2 1 , 1 2 2毎に独立した制御部 1 A , I B, 1 Cをそなえており、各制御は、 F I G. 4に示すように、独立した制御フィ一ドバックループとして構成され、互いに干渉し合うことがないようになつている。ここで、本実施形態の制御装置の要部について説明すると、 F I G . 4に示す閉ループ制御内の補償構成は、各制御部 1 A， 1 B， 1 Cとも、 F I G . 5に示すように、変位，速度についてのフィードバックル一プとフィ一ドフォヮ一ドループとの多自由度構成となっており、制御ゲィン（制御パラメータ）可変のフィ一ドバックループ式補償手段 7 2と、制御ゲイン（制御パラメータ）可変のフィ一ドフォヮ一ドループ式補償手段 7 3 とをそなえて構成されている。

すなわち、目標速度が与えられると、フィードバックループ式補償手段 7 2において、目標速度と速度フィ一ドバック情報との偏差に所定のゲイン K v p (符号 6 2参照）を掛けるルートと、目標速度を一旦積分して（F I G . 5の積分要素 6 1参照）、この目標速度積分情報と変位フィードバック情報との偏差に所定のゲイン K p p (符号 6 3参照）を掛けるルートと、上記目標速度積分情報と変位フィ一ドバック情報との偏差に所定のゲイン K p i (符号 6 4参照）を掛け更に積分（符号 6 6 参照）を施すルートによりフィードバックループ処理がなされる一方、フィードフォヮ一ドル一プ式補償手段 7 3においては、目標速度に所定のゲイン Κ ί (符号 6 5参照）を掛けるル一卜によるフィードフォヮ一ドル一プ処理がなされるようになっている。

このうち、フィードバックル一プ処理についてもう少し詳しく説明すると、本装置には、 F I G . 5に示すように、シリンダ 1 2 0〜 1 2 2 の動作情報を検出する動作情報検出手段 9 1が設けられており、コントローラ 1では、動作情報検出手段 9 1からの検出情報と、目標値設定手段 8 0で設定された目標動作情報（例えば目標移動速度）とを入力情報として、ブーム 2 0 0等のアーム部材およびバケツ卜（作業部材） 4 0 0が目標とする動作状態になるよう制御信号を設定，出力する。また、動作情報検出手段 9 1は、具体的には、各シリンダ 1 2 0〜 1 2 2の位置を検出しうるシリンダ位置検出手段 8 3であって、本実施形態では、このシリンダ位置検出手段 8 3は、上述したレゾルバ 2 0〜 2 2 と信号変換器 2 6 とから構成されている。

なお、上記のゲイン K v p , K p p , K p i， K f の値は、ゲインスケジユーラ 7 0によつて変更できるようになつている。

また、非線形除去テーブル 7 1力^ 電磁比例弁 3 A〜 3 Cや主制御弁 1 3〜1 5等の非線形性を除去するために設けられているが、この非線形除去テーブル 7 1を用いた処理は、テーブルルックアップ手法を用いることにより、コンピュー夕にて高速に行なわれるようになつている。ところで、本実施形態の制御装置においては、エンジンポンプコントローラ 2 7 とコントローラ 1 とが連携してポンプ 5 1 , 5 2の吐出圧を可変制御する機能（ポンプ制御手段としての機能）を果たしている。その主たる機能としては、下記の機能①と機能②とがある。

機能①：スティック操作レバー（操作部材） 8による操作量に応じてポンプ 5 1， 5 2の吐出圧を可変制御する機能。操作レバー 6や 8が中立位置（非駆動位置）に配置され、各ポンプ 5 1 , 5 2がほとんど作動油を吐出してない状態（アイドリング状態）から操作レバ一 6や 8を操作した場合に、操作レバー 6や 8の操作量に応じてポンプ 5 1， 5 2の吐出圧が徐々に立ち上がるように、各ポンプ 5 1 , 5 2の斜板角を制御する機能。

機能②：スティック操作レバー 8に付設された押しボタンスィッチ 8 a ( F I G . 6参照）による制御開始トリガ操作と、スティック操作レバー 8がシリンダ 1 2 0， 1 2 1の非駆動位置（中立位置；ポンプ 5 1 , 5 2がアイドリング状態）にあるかどうかを検出する中立位置検出用センサ（検出手段） 8 bからの信号と、圧力センサ 2 8 A , 2 8 Bからの信号（シリンダ 1 2 0， 1 2 1の負荷状態）とに応じて角ポンプ 5 1 ， 5 2の吐出圧を所定値以上（高圧状態）に保持するように、各ポンプ 5 1 , 5 2の斜板角を制御する機能。より具体的には、スティック操作レバ一 8が中立位置にあり且つ押しボタンスィツチ 8 aが押下された場合に、シリンダ 1 2 0， 1 2 1の負荷状態に応じた吐出圧に保持するように、各ポンプ 5 1， 5 2の斜板角を制御する機能。

本発明の特徴的な機能である、後者の機能②について、 F I G . 6を参照しながら、より詳細に説明する。

F I G . 6に示すように、本実施形態では、スティック操作レバー 8 がシリンダ 1 2 0 , 1 2 1の非駆動位置（中立位置）にあるかどうかを検出する中立位置検出用センサ（検出手段） 8 と、半自動制御開始時に操作される押しボタンスィッチ（制御開始トリガ操作部材） 8 aとがステイツク操作レバー 8に付設されている。

コントローラ 1は、後述するポンプ斜板角設定テーブル（記憶手段）を有しており、中立位置検出用センサ 8 bによりスティック操作レバー 8が中立位置にあることが検出され、且つ、押しボタンスィツチ 8 aが押下（制御開始トリガ操作）された場合に、圧力センサ 2 8 A , 2 8 B により検出されたシリンダ 1 2 0， 1 2 1の負荷状態（シリンダ負荷圧の最大値）に応じた吐出圧（高圧状態）に保持するように、その吐出圧にするためのポンプ斜板指令値をエンジンポンプコン卜口一ラ 2 7へ出力するものである。

そして、コン卜ローラ 1からのポンプ斜板指令値を受けたエンジンポンプコントローラ 2 7は、各ポンプ 5 1 , 5 2の斜板角がポンプ斜板指令値になるように調整を行なうことにより、各ポンプ 5 1 , 5 2の吐出圧を所定値以上に保持するよう、各ポンプ 5 1， 5 2の制御を実際に行なうものである。

そのポンプ斜板角設定テーブル 6 0は、圧力センサ 2 8 A , 2 8 Bにより検出されたシリンダ 1 2 0 , 1 2 1の負荷状態（シリンダ駆動方向の負荷の最大値）に応じたポンプ斜板角（ポンプ斜板指令値）を出力するためのもので、コントローラ 1を構成するメモリ（例えば R O M , R A M ) に予め記憶されており、テーブルルックアップ手法を用いることにより、シリンダ負荷圧の最大値に応じたポンプ斜板角が読み出されるようになっている。

ポンプ斜板角設定テーブル 6 0においては、例えば F I G . 6に示すように、圧力センサ 2 8 A , 2 8 Bにより検出されたシリンダ負荷圧の最大値が大きい程、各ポンプ 5 1， 5 2の吐出圧が大きくなるようにポンプ斜板角が設定されている。

なお、本実施形態では、制御開始トリガ操作部材としての押しボタンスィッチ 8 aと、中立位置検出用センサ 8 bとをステイツク操作レバー 8にそなえているが、ブーム Zバケツト操作レバー 6にそなえてもよい。また、本実施形態では、ポンプ斜板角設定テ一ブル 6 0とそのテ一ブル 6 0に基づいてポンプ斜板指令値を出力する機能とをコン卜ローラ 1 にそなえているが、そのテーブル 6 0およびポンプ斜板指令値の出力機能は、エンジンポンプコントローラ 2 7にそなえてもよい。

上述のような構成により、本実施形態では、油圧ショベルを用いて、 F I G . 1 2に示すような目標法面角 αの法面掘削作業を半自動で行なう際に、本発明によるシステムでは、従来の手動制御のシステムに比し、ブーム 2 0 0およびスティック 3 0 0の合成移動量を掘削速度に合わせて自動調整する電子油圧システムにより、上記のような半自動制御機能を実現することができる。

即ち、油圧ショベルに搭載されたコントローラ 1へ種々のセンサからの検出信号（目標法面角の設定情報を含む）が入力され、このコント口 —ラ 1カ^ これらのセンサからの検出信号（信号変換器 2 6を介したレゾルバ 2 0〜 2 2での検出信号も含む）に基づき、電磁比例弁 3 A , 3 B , 3 Cを介して、主制御弁 1 3 , 1 4， 1 5を制御することにより、ブーム 2 0 0 , スティック 3 0 0，バゲット 4 0 0が所望の伸縮変位となるような制御を施して、上記のような半自動制御を実行するのである o

そして、この半自動制御に際しては、まず、バゲット 4 0 0の歯先 1 1 2の移動速度および移動方向が、目標法面設定角，スティックシリンダ 1 2 1およびブームシリンダ 1 2 0を制御するパイ口ッ卜油圧，車両傾斜角，エンジン回転速度の情報より求められ、求められた情報（バゲット 4 0 0の歯先 1 1 2の移動速度および移動方向）に基づいて、各シリンダ 1 2 0， 1 2 1， 1 2 2の目標速度が演算されるのである。この時、エンジン回転速度の情報により、シリンダ速度の上限が決定される。また、制御は、各シリンダ 1 2 0 , 1 2 1 , 1 2 2毎に独立したフィ ― ドバックル一プとしており、互いに干渉し合うことはない。

特に、本実施形態の制御装置では、 F I G . 6にて説明した通り、中立位置検出用センサ 8 bによりステイツク操作レバ一 8が中立位置にあることが検出され、且つ、押しボタンスィッチ 8 aの押下操作が行なわれたことが検出されると、コントローラ 1により、ポンプ斜板角設定テ一ブル 6 0から、シリンダ負荷圧の最大値に応じたポンプ斜板角が読み出され、ボンプ斜板指令値としてエンジンポンプコントローラ 2 7へ出力される。

これにより、システムの駆動開始直前にある各ポンプ 5 1， 5 2は、エンジンポンプコントローラ 2 7により斜板角を調整され、その吐出圧をシリンダ負荷圧の最大値に応じた所定吐出圧以上（高圧状態）に保持するよう制御されることになる。

なお、この半自動システムにおける目標法面角の設定は、モニタパネル 1 0上のスィッチによる数値入力による方法， 2点座標入力法，バケット角度による入力法によりなされ、同じく半自動システムにおけるバケット復帰角の設定は、モニタパネル 1 0上のスィツチによる数値入力による方法，バケツ卜移動による方法によりなされるが、いずれも公知の手法が用いられる。

また、上記各半自動制御モードとその制御法は、レゾルバ 2 0〜 2 2 で検出された角度情報を信号変換器 2 6でシリンダ伸縮変位情報に変換したものに基づいて、次のようにして行なわれる。

まず、バケツト角度制御モードでは、バケツ卜 4 0 0 と X軸となす角 (バゲット角） øを任意の位置で一定となるように、バケツトシリンダ 1 2 2長さを制御する。このとき、バケツトシリンダ長さ； I bkは、ブームシリンダ長さ I bm，スティックシリンダ長さ λ st及び上記の角度 φが決まると求められる。

スムージングモードでは、バケツト角度 øは一定に保たれるから、ノくケット歯先位置 1 1 2 と節点 1 0 8は平行に移動する。まず、節点 1 0 8が X軸に対して平行に移動する場合（水平掘削）を考えると、次のようになる。すなわち、この場合は、掘削を開始するリンケージ姿勢における節点 1 0 8の座標を（X _{1 () 8} ， y 1 0 8 ) とし、この時のリンケージ姿勢におけるブームシリンダ 1 2 0とスティックシリンダ 1 2 1のシリンダ長さを求め、 X _{1 () 8} が水平に移動するようにブーム 2 0 0とスティック 3 0 0の速度を求める。なお、節点 1 0 8の移動速度はスティック操作レバー 8の操作量によって決定される。

また、節点 1 0 8の平行移動を考えた場合、微小時間 Δ t後の節点 1 0 8の座標は（χ _{1 () 8} + Δ X , y _{1 0 8} ) で表わされる。 Δ χは移動速度によって決まる微小変位である。従って、 χ _{1 () 8} に Δ χを考慮することで、 △ t後の目標ブーム及びスティックシリンダの長さが求められる。法面掘削モードでは、スム一ジングモ一ドと同様の要領の制御でよいが、移動する点が節点 1 0 8からバケツト歯先位置 1 1 2へ変更され、更にバゲッ卜シリンダ長さが固定されることを考慮した制御となる。また、車両傾斜センサ 2 4による仕上げ傾斜角の補正については、フロントリンケージ位置の演算は F I G . 7における節点 1 0 1を原点とした X y座標系で行なわれる。従って、車両本体が X y平面に対して傾斜した場合、上記 x y座標が回転し、地面に対する目標傾斜角が変化してしまう。これを補正するため、車両に傾斜角センサ 2 4を取り付け、この傾斜角センサ 2 4によって、車両本体が X y平面に対してだけ回転していることが検出された場合、だけ加算した値と置き直すことによって補正すればよい。

ェンジン回転速度センサ 2 3による制御精度悪化の防止については、以下のとおりである。即ち、目標バケツ卜歯先速度の補正については、目標バケツト歯先速度は操作レバ一 6， 8の位置とエンジン回転速度とにより決定される。また、油圧ポンプ 5 1， 5 2はエンジン Eに直結されているため、エンジン回転速度が低い時、ポンプ吐出量も減少し、シリンダ速度が減少してしまう。そのため、エンジン回転速度を検出し、ポンプ吐出量の変化に合うように目標バゲット歯先速度を算出しているのである。

また、目標シリンダ速度の最大値の補正については、目標シリンダ速度はリンケージの姿勢及び目標法面傾斜角によって変化することと、ポンプ吐出量がエンジン回転速度の低下に伴い減少する場合、最大シリンダ速度も減少させる必要があることとを考慮した補正が行なわれる。なお、目標シリンダ速度が最大シリンダ速度を越えた時は、目標バケツト歯先速度を減少して、目標シリンダ速度が最大シリンダ速度を超えないようにする。以上、種々の制御モードとその制御法について説明したが、いずれもシリンダ伸縮変位情報に基づいて行なう手法で、この手法による制御内容については公知である。すなわち、本実施形態にかかるシステムでは

、レゾルバ 2 0〜2 2で角度情報を検出したのちに、角度情報を信号変換器 2 6でシリンダ伸縮変位情報に変換しているので、以降と公知の制御手法を使用できるのである。

このようにして、コントローラ 1にて、各種の制御がなされるが、本実施形態にかかるシステムでは、押しボタンスィッチ 8 aが押下操作された後でシステムの駆動開始直前（例えば直線掘削の自動制御が開始される直前）には、各ポンプ 5 1， 5 2の吐出圧が、シリンダ駆動方向の負荷の最大値に合うように斜板角を調整して高圧状態に保持されることになるので、関節式アーム機構を動作させるベくスティック操作レバー

8を中立位置から操作した直後であっても、十分なポンプ吐出圧が得られ、ポンプの応答遅れゃ不感帯の増大を確実に抑制することができる。従って、アーム機構の駆動開始直後であっても、バケツト 4 0 0の姿勢制御精度が悪化することがなくなって、バケツト 4 0 0による水平均し面等の仕上げ精度が大きく向上するのである。

このとき、本実施形態では、前述した機能②による制御動作を行なうか否かを押しボタンスィッチ 8 aの操作によって選択できるので、作業者等が望む場合にのみ機能②による制御動作を行なうことができ、各ポンプ 5 1， 5 2の吐出圧を不必要に高圧の状態に保持する必要がなく、効率のよい運転を行なえる利点もある。

また、本実施形態では、コントローラ 1 (エンジンポンプコントローラ 2 7 ) により、シリンダ 1 2 0， 1 2 1に作用する負荷状態（シリンダ負荷圧の最大値）に応じて、保持すべき吐出圧を変更しているので、ポンプ負荷がシリンダ 1 2 0， 1 2 1の負荷よりも小さいことに起因する不感帯の増大をより確実に抑制でき、バケツト 4 0 0による水平均し面等の仕上げ精度のさらなる向上に寄与している。

この場合、シリンダ負荷圧の最大値に応じて、変更すべき保持吐出圧をテーブル 6 0として予め記憶しておくことにより、コントローラ 1は、シリンダ負荷圧の最大値に応じた保持吐出圧をテーブル 6 0から読み出すだけで、最適なポンプ 5 1 , 5 2の保持吐出圧を得て、ポンプ 5 1 ， 5 2の吐出圧の変更制御を行なうえる利点もある。

一方、本実施形態にかかるシステムによれば、レゾルバ 2 0〜2 2で検出された角度情報信号が、信号変換器 2 6で、シリンダ変位情報に変換されて、コントローラ 1へ入力されているので、従来のように、ブーム 2 0 0，スティック 3 0 0，バゲット 4 0 0用シリンダの各伸縮変位を検出するための高価なス卜ロークセンサを使用しなくても、従来の制御系で使用していたシリンダ伸縮変位を用いた制御を実行することができる。これにより、コス卜を低く抑えながら、バケツ卜 4 0 0の位置と姿勢を正確に且つ安定して制御しうるシステムを提供しうるのである。また、フィ一ドバック制御ループが各シリンダ 1 2 0 , 1 2 1， 1 2 2毎に独立しており、制御アルゴリズムが変位、速度およびフィードフォヮ一ドの多自由度制御としているので、制御系を簡素化できるほか、油圧機器の非線型性をテーブルルツクアツプ手法により高速に線形化することができるので、制御精度の向上にも寄与している。

さらに、傾斜角センサ 2 4により車両傾斜の影響を補正したり、ェンジン回転速度を読み込むことにより、エンジンスロットルの位置および負荷変動による制御精度の悪化を補正しているので、より正確な制御の実現に寄与している。

またさらに、外部タ一ミナル 2を用いてゲイン調整等のメンテナンスもできるので、調整等が容易であるという利点も得られるほか、圧力センサ 1 9等を用いてパイロット圧の変化により、操作レバー 6， 8の操作量を求め、更に従来のオープンセンタバルブ油圧システムをそのまま利用しているので、圧力補償弁等の追加を必要としない利点があるほか、目標法面角設定器付モニタパネル 1 0でバケツ卜歯先座標をリアルタィムに表示することもできる。また、安全弁 5を用いた構成により、システムの異常時におけるシステム異常動作も防止できる。

なお、上述した実施形態では、本発明を油圧ショベルに適用した場合について説明しているが、本発明は、これに限定されるものではなく、シリンダ式ァクチユエ一夕で駆動される関節式アーム機構を有する卜ラクタ，ローダ，ブルドーザ等の建設機械であれば同様に適用され、いずれの建設機械においても上述と同様の作用効果を得ることができる。また、上述した実施形態では、シリンダ式ァクチユエ一タを動作させる流体圧回路が油圧回路である場合について説明しているが、本発明は、これに限定されるものではなく、操作部材による操作量に応じて吐出圧を可変にしうるポンプを有する流体圧回路であれば、作動油以外の液体圧や空気圧などによる流体圧回路を用いてもよく、この場合も上述した実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

さらに、上述した実施形態では、エンジン Eが、例えばディーゼルェンジンである場合について説明したが、本発明は、流体圧回路に吐出圧を作用させるポンプを駆動することのできる原動機（各種内燃機関等）であればよく、ディーゼルェンジン等に限定されるものではない。そして、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。産業上の利用可能性

以上のように、本発明によれば、建設機械のアーム機構の駆動開始直後であっても、作業部材の姿勢制御精度が悪化することがなくなつて、作業部材による水平均し面等の仕上げ精度が大きく向上するので、建設現場等の所望の作業現場における施工期間の短縮化などに大いに寄与し、その有用性は極めて高いものと考えられる。

Claims

請求の範囲

1. 操作部材（ 8 ) による操作量に応じて吐出圧を可変にしうるボンプ（ 5 1， 5 2 ) を有する流体圧回路に接続されるとともに該ポンプ（ 5 1， 5 2 ) からの吐出圧で動作するシリンダ式ァクチユエ一夕（ 1 2 0， 1 2 1 ) で、建設機械本体（ 1 0 0 ) に装備された関節式アーム機構を駆動する建設機械において、

該操作部材（ 8 ) が該シリンダ式ァクチユエ一タ（ 1 2 0， 1 2 1 ) の非駆動位置にある場合でも、該ポンプ（ 5 1 , 5 2 ) の吐出圧を所定値以上に保持しておくことを特徴とする、建設機械の制御方法。

2. 建設機械本体（ 1 0 0 ) と、

該建設機械本体（ 1 0 0 ) に一端部を枢着され他端側に作業部材（ 4 0 0 ) を有する関節式アーム機構（ 2 0 0， 3 0 0 ) と、

伸縮動作を行なうことにより、該ァ一ム機構（ 2 0 0 , 3 0 0 ) を駆動するシリンダ式ァクチユエ一夕機構（ 1 2 0， 1 2 1 ) と、

該シリンダ式ァクチユエ一タ機構（ 1 2 0， 1 2 1 ) を介して該ァーム機構（ 2 0 0 , 3 0 0 ) を操作する操作部材（ 8 ) と、

該シリンダ式ァクチユエ一タ機構（ 1 2 0， 1 2 1 ) に対して作動流体の給排を行なって該シリンダ式ァクチユエ一タ機構（ 1 2 0， 1 2 1 ) に伸縮動作を行なわせるべく、該操作部材（ 8 ) による操作量に応じて吐出圧を可変にしうるポンプ（ 5 1， 5 2 ) を有する流体圧回路と、該操作部材（ 8 ) が該シリンダ式ァクチユエ一夕機構（ 1 2 0， 1 2 1 ) の非駆動位置にあるかどうかを検出する検出手段（ 8 b) と、該検出手段（ 8 b) にて該操作部材（ 8 ) が該シリンダ式ァクチユエ —夕機構（ 1 2 0， 1 2 1 ) の非駆動位置にあることが検出された場合に、該ポンプ（ 5 1， 5 2 ) の吐出圧を所定値以上に保持するポンプ制御手段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

3. 該ポンプ制御手段が、該検出手段（ 8 b) にて該操作部材（ 8 ) が該シリンダ式ァクチユエ一夕機構（ 1 2 0 , 1 2 1 ) の非駆動位置にあることが検出され、且つ、制御開始卜リガ操作部材（ 8 a ) による制御開始トリガ操作が行なわれたことが検出されると、該ポンプ（ 5 1 ,

5 2 ) の吐出圧を所定値以上に保持するように構成されたことを特徴とする、請求項の範囲第 2項記載の建設機械の制御装置。

4. 該ポンプ制御手段が、該シリンダ式ァクチユエ一夕機構（ 1 2 0 ， 1 2 1 ) に作用する負荷状態に応じて、保持すべき吐出圧を変更するように構成されたことを特徴とする、請求の範囲第 2項又は第 3項に記載の建設機械の制御装置。

5. 該ポンプ制御手段が、該シリンダ式ァクチユエ一夕機構（ 1 2 0 , 1 2 1 ) に作用する負荷状態に応じて、変更すべき保持吐出圧を記憶した記憶手段（ 6 0 ) を有していることを特徴とする、請求の範囲第 4 項記載の建設機械の制御装置。