JPH0881977A - 油圧ショベル - Google Patents
油圧ショベルInfo
- Publication number
- JPH0881977A JPH0881977A JP21748994A JP21748994A JPH0881977A JP H0881977 A JPH0881977 A JP H0881977A JP 21748994 A JP21748994 A JP 21748994A JP 21748994 A JP21748994 A JP 21748994A JP H0881977 A JPH0881977 A JP H0881977A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bucket
- excavation
- boom
- stick
- force
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Operation Control Of Excavators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 地面の固さにより、或いは、オペレーターに
より、掘削効率が低下することを防止し、油圧ショベル
の能力を常にフルに生かして、掘削効率を高く保持する
油圧ショベルを提供すること。 【構成】 ブームとスティックとバケットと、ブームを
支持する旋回体と、旋回体をその上に搭載して地上を走
行する走行体と、を有する油圧ショベルは、更に、地面
を掘削するようバケットが地中を進行する掘削時にバケ
ットが地面から受ける掘削反力の大きさを測定する装置
と、測定された掘削反力の大きさに応じてブームの旋回
位置を変化させ、測定された掘削力が大きければ、ブー
ムはバケットの進行方向を上方へ向かって偏向させる制
御装置と、を有する。
より、掘削効率が低下することを防止し、油圧ショベル
の能力を常にフルに生かして、掘削効率を高く保持する
油圧ショベルを提供すること。 【構成】 ブームとスティックとバケットと、ブームを
支持する旋回体と、旋回体をその上に搭載して地上を走
行する走行体と、を有する油圧ショベルは、更に、地面
を掘削するようバケットが地中を進行する掘削時にバケ
ットが地面から受ける掘削反力の大きさを測定する装置
と、測定された掘削反力の大きさに応じてブームの旋回
位置を変化させ、測定された掘削力が大きければ、ブー
ムはバケットの進行方向を上方へ向かって偏向させる制
御装置と、を有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、油圧ショベルに関し、
特に、掘削効率が自動的に高く保持される、油圧ショベ
ルに関する。
特に、掘削効率が自動的に高く保持される、油圧ショベ
ルに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来技術の油圧ショベルにおいては、地
面の固さにより、或いは、油圧ショベルのオペレーター
により、掘削効率が大きく変化し、油圧ショベルの能力
を生かして、掘削効率を高く保持することができなかっ
た。
面の固さにより、或いは、油圧ショベルのオペレーター
により、掘削効率が大きく変化し、油圧ショベルの能力
を生かして、掘削効率を高く保持することができなかっ
た。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明により、地面の
固さが変化したり、或いは、オペレーターの操作が異な
ったりする場合でも、掘削効率が低下することを防止
し、油圧ショベルの能力を常にフルに生かして、掘削効
率を高く保持する油圧ショベルが提供される。
固さが変化したり、或いは、オペレーターの操作が異な
ったりする場合でも、掘削効率が低下することを防止
し、油圧ショベルの能力を常にフルに生かして、掘削効
率を高く保持する油圧ショベルが提供される。
【０００４】
【課題を解決するための手段とその作用】ブームとステ
ィックとバケットと、ブームを支持する旋回体と、旋回
体をその上に搭載して地上を走行する走行体と、を有す
る油圧ショベルは、本発明によれば、地面を掘削するよ
うバケットが地中を進行する掘削時にバケットが地面か
ら受ける掘削反力の大きさを測定する装置と、測定され
た掘削反力（掘削中に、ほぼバケットに進行方向におい
て、バケットに地面から加わる力）の大きさに応じてブ
ームの旋回角度（αbm）を変化させ、測定された掘削力
（＝掘削反力）が大きければ（ファジー制御であれば、
相対的に大きいとメンバーシップ関数により評価されれ
ば）、ブームはバケットの進行方向（主として、ブーム
とスティックとの揺動速度ベクトルの総和により決定さ
れる）を上方へ向かって偏向させる制御装置と、を更に
有する。本発明によれば、測定された掘削力が大きけれ
ば、掘削反力の大きさに応じて地面への掘削深さを減少
させ掘削力を低下させるように、ブームはバケットの進
行方向を上方へ向かって偏向させる（当然、測定された
掘削力が小さければ、ブームがバケットの進行方向を上
方へ向かって偏向させ掘削力を低下させることは、防止
又は抑制される）ので、不必要にバケットの進行速度や
掘削力が低下することがなく、掘削力を大きく保持つ
つ、掘削力によりバケットやスティックの回転速度を過
度に低下させず掘削速度を高く保持し、油圧ショベルの
能力を常にフルに生かして、掘削効率を高く保持する。
ィックとバケットと、ブームを支持する旋回体と、旋回
体をその上に搭載して地上を走行する走行体と、を有す
る油圧ショベルは、本発明によれば、地面を掘削するよ
うバケットが地中を進行する掘削時にバケットが地面か
ら受ける掘削反力の大きさを測定する装置と、測定され
た掘削反力（掘削中に、ほぼバケットに進行方向におい
て、バケットに地面から加わる力）の大きさに応じてブ
ームの旋回角度（αbm）を変化させ、測定された掘削力
（＝掘削反力）が大きければ（ファジー制御であれば、
相対的に大きいとメンバーシップ関数により評価されれ
ば）、ブームはバケットの進行方向（主として、ブーム
とスティックとの揺動速度ベクトルの総和により決定さ
れる）を上方へ向かって偏向させる制御装置と、を更に
有する。本発明によれば、測定された掘削力が大きけれ
ば、掘削反力の大きさに応じて地面への掘削深さを減少
させ掘削力を低下させるように、ブームはバケットの進
行方向を上方へ向かって偏向させる（当然、測定された
掘削力が小さければ、ブームがバケットの進行方向を上
方へ向かって偏向させ掘削力を低下させることは、防止
又は抑制される）ので、不必要にバケットの進行速度や
掘削力が低下することがなく、掘削力を大きく保持つ
つ、掘削力によりバケットやスティックの回転速度を過
度に低下させず掘削速度を高く保持し、油圧ショベルの
能力を常にフルに生かして、掘削効率を高く保持する。
【０００５】掘削反力は、掘削時にスティックを駆動す
る油圧シリンダー或いはバケットを駆動する油圧シリン
ダーが伸長する力の大きさから測定されても良い。油圧
シリンダーが伸長する力は、油圧シリンダーの両端に加
わる油圧の差圧から求められても良いし、油圧源から油
圧が供給される側（タンクへの油圧戻り側と反対側の）
の油圧シリンダー内圧から求められても良い。
る油圧シリンダー或いはバケットを駆動する油圧シリン
ダーが伸長する力の大きさから測定されても良い。油圧
シリンダーが伸長する力は、油圧シリンダーの両端に加
わる油圧の差圧から求められても良いし、油圧源から油
圧が供給される側（タンクへの油圧戻り側と反対側の）
の油圧シリンダー内圧から求められても良い。
【０００６】掘削反力は、スティックを駆動する油圧シ
リンダー或いはバケットを駆動する油圧シリンダーへ供
給される油圧流体の流量を制御する流量制御弁の掘削時
の開度（流量制御弁への指令値に対応）と流量制御弁に
供給される掘削時の油圧の大きさ（油圧源の最大出力圧
力から僅かに下に、オペレーターにより設定される圧
力）とに於ける、スティックを駆動する油圧シリンダー
或いはバケットを駆動する油圧シリンダーの所定の負荷
（好適には無負荷）に対して一義に定まる所定の変位速
度と、スティックを駆動する油圧シリンダーの掘削時の
実際の変位速度（流量制御弁に供給される圧力と流量制
御弁の開度が一定ならば、負荷、即ち掘削力の大きさに
応じて変化）との差から測定されても良い。
リンダー或いはバケットを駆動する油圧シリンダーへ供
給される油圧流体の流量を制御する流量制御弁の掘削時
の開度（流量制御弁への指令値に対応）と流量制御弁に
供給される掘削時の油圧の大きさ（油圧源の最大出力圧
力から僅かに下に、オペレーターにより設定される圧
力）とに於ける、スティックを駆動する油圧シリンダー
或いはバケットを駆動する油圧シリンダーの所定の負荷
（好適には無負荷）に対して一義に定まる所定の変位速
度と、スティックを駆動する油圧シリンダーの掘削時の
実際の変位速度（流量制御弁に供給される圧力と流量制
御弁の開度が一定ならば、負荷、即ち掘削力の大きさに
応じて変化）との差から測定されても良い。
【０００７】測定された掘削力が所定の掘削力（即ち、
土砂の状態やバケットの移動状態等の掘削状態に応じて
適宜選択調節される所望の掘削力の程度）より大きい
時、測定された掘削力と所定の掘削力との差に応じてブ
ームを上方へ付勢する加速度を変化させ（ゼロを越える
値にする）、或いは、所定の程度だけ、バケットのそれ
までの進行方向を上方へ向かって偏向させても良い。ブ
ームの移動の加速度を調節するとは、ブームを駆動する
油圧シリンダーへ供給される油圧流体の流量を制御する
流量制御弁の開度（流量制御弁への指令値に対応）を変
化させることである。測定された掘削力と所定の掘削力
との差と、流量制御弁の開度又は流量制御弁への指令値
の変化量は、ほぼ比例関係であっても良い。更に、既
に、ブームを上方へ付勢する加速度がゼロを越える値で
ある時は、測定された掘削力と所定の掘削力との差に応
じて、ブームを上方へ付勢する加速度を増加させても良
い。ブームを上方へ付勢する加速度がマイナスである時
（ブームを下方へ付勢する加速度がゼロを越える値であ
る時）は、測定された掘削力と所定の掘削力との差に応
じて、ブームを下方へ付勢する加速度を減少させても良
い。
土砂の状態やバケットの移動状態等の掘削状態に応じて
適宜選択調節される所望の掘削力の程度）より大きい
時、測定された掘削力と所定の掘削力との差に応じてブ
ームを上方へ付勢する加速度を変化させ（ゼロを越える
値にする）、或いは、所定の程度だけ、バケットのそれ
までの進行方向を上方へ向かって偏向させても良い。ブ
ームの移動の加速度を調節するとは、ブームを駆動する
油圧シリンダーへ供給される油圧流体の流量を制御する
流量制御弁の開度（流量制御弁への指令値に対応）を変
化させることである。測定された掘削力と所定の掘削力
との差と、流量制御弁の開度又は流量制御弁への指令値
の変化量は、ほぼ比例関係であっても良い。更に、既
に、ブームを上方へ付勢する加速度がゼロを越える値で
ある時は、測定された掘削力と所定の掘削力との差に応
じて、ブームを上方へ付勢する加速度を増加させても良
い。ブームを上方へ付勢する加速度がマイナスである時
（ブームを下方へ付勢する加速度がゼロを越える値であ
る時）は、測定された掘削力と所定の掘削力との差に応
じて、ブームを下方へ付勢する加速度を減少させても良
い。
【０００８】バケットが所定の程度以上上方へ面した時
（即ち、バケットによる土砂の掻き取りが所定の程度以
上進行した時）、測定された掘削力に応じてブームによ
りバケットの進行方向を上方へ向かって偏向させること
が防止されても良い。
（即ち、バケットによる土砂の掻き取りが所定の程度以
上進行した時）、測定された掘削力に応じてブームによ
りバケットの進行方向を上方へ向かって偏向させること
が防止されても良い。
【０００９】バケットが所定の程度以上上方へ面するま
で（即ち、バケットによる土砂の掻き取りが所定の程度
以上進行するまで）、スティックを駆動する油圧シリン
ダーへ供給される油圧流体の流量を制御する流量制御弁
の掘削時の開度は、ほぼ一定（好適には全開）であって
も良い。
で（即ち、バケットによる土砂の掻き取りが所定の程度
以上進行するまで）、スティックを駆動する油圧シリン
ダーへ供給される油圧流体の流量を制御する流量制御弁
の掘削時の開度は、ほぼ一定（好適には全開）であって
も良い。
【００１０】スティックの先端が所定の程度以上まで旋
回体に接近した時（即ち、バケットによる土砂の掻き取
りが所定の程度以上進行した時）、測定された掘削力に
応じてブームによりバケットの進行方向を上方へ向かっ
て偏向させることが防止されても良い。
回体に接近した時（即ち、バケットによる土砂の掻き取
りが所定の程度以上進行した時）、測定された掘削力に
応じてブームによりバケットの進行方向を上方へ向かっ
て偏向させることが防止されても良い。
【００１１】スティックの先端がほぼ所定の程度まで旋
回体に接近するまで（即ち、バケットによる土砂の掻き
取りが所定の程度以上進行するまで）、スティックを駆
動する油圧シリンダーへ供給される油圧流体の流量を制
御する流量制御弁の掘削時の開度は、ほぼ一定（好適に
は全開）であっても良い。
回体に接近するまで（即ち、バケットによる土砂の掻き
取りが所定の程度以上進行するまで）、スティックを駆
動する油圧シリンダーへ供給される油圧流体の流量を制
御する流量制御弁の掘削時の開度は、ほぼ一定（好適に
は全開）であっても良い。
【００１２】ブームを駆動する油圧シリンダーが伸長す
る力の大きさが所定の程度を越えた後に（即ち、バケッ
トが所定の力以上で地面に押し下げられ、地面に食い込
んだ後に）、制御装置は、測定された掘削反力の大きさ
に応じてブームの旋回角度を変化させ、測定された掘削
力が大きければ、ブームはバケットの進行方向を上方へ
向かって偏向させても良い。
る力の大きさが所定の程度を越えた後に（即ち、バケッ
トが所定の力以上で地面に押し下げられ、地面に食い込
んだ後に）、制御装置は、測定された掘削反力の大きさ
に応じてブームの旋回角度を変化させ、測定された掘削
力が大きければ、ブームはバケットの進行方向を上方へ
向かって偏向させても良い。
【００１３】
【実施例】図１に示されるように、下部走行体１上に上
部旋回体２が旋回自由に取り付けられている。フロント
部３はブーム４、スティック５、バケット６を回動自在
に連結して構成されており、フロント部３の動作は全て
油圧シリンダ７，８，９により達成される。ブーム４、
スティック５及びバケット６が回動する角度を検出する
角度検出機１１，１２，１３がそれぞれの支点ピンに取
り付けられている。また、ブームシリンダ７には、その
伸び側、縮み側圧力を検出する圧力検出器１４，１５が
設けられており、スティックシリンダ８には、その非ロ
ッド側（シリンダを伸ばすための油圧が供給される側）
の圧力Ｐs を検出する圧力検出器１６が設けられてい
る。
部旋回体２が旋回自由に取り付けられている。フロント
部３はブーム４、スティック５、バケット６を回動自在
に連結して構成されており、フロント部３の動作は全て
油圧シリンダ７，８，９により達成される。ブーム４、
スティック５及びバケット６が回動する角度を検出する
角度検出機１１，１２，１３がそれぞれの支点ピンに取
り付けられている。また、ブームシリンダ７には、その
伸び側、縮み側圧力を検出する圧力検出器１４，１５が
設けられており、スティックシリンダ８には、その非ロ
ッド側（シリンダを伸ばすための油圧が供給される側）
の圧力Ｐs を検出する圧力検出器１６が設けられてい
る。
【００１４】角度検出器１１，１２，１３の出力は、バ
ケット位置算出手段５３に入力される。バケット位置算
出手段５３はバケット角算出手段５３ａとバケット先端
位置算出手段５３ｂとで構成されており、バケット角度
算出手段５３ａによる幾何学的な計算でバケットの水平
面に対する角度phi を算出し、バケット先端位置算出手
段５３ｂによる幾何学的な計算でバケット先端の位置Ｙ
tip が計算される。なお、本実施例におけるバケット角
phi とバケット先端位置Ｙtip の定義は、図７に示され
る。バケット角phi はバケットの支点ピンからバケット
先端に伸ばした直線と水平軸との成す角であり、バケッ
ト先端位置Ｙtip は一回の掘削の最も深い点と下部走行
体までの高さとした。
ケット位置算出手段５３に入力される。バケット位置算
出手段５３はバケット角算出手段５３ａとバケット先端
位置算出手段５３ｂとで構成されており、バケット角度
算出手段５３ａによる幾何学的な計算でバケットの水平
面に対する角度phi を算出し、バケット先端位置算出手
段５３ｂによる幾何学的な計算でバケット先端の位置Ｙ
tip が計算される。なお、本実施例におけるバケット角
phi とバケット先端位置Ｙtip の定義は、図７に示され
る。バケット角phi はバケットの支点ピンからバケット
先端に伸ばした直線と水平軸との成す角であり、バケッ
ト先端位置Ｙtip は一回の掘削の最も深い点と下部走行
体までの高さとした。
【００１５】スティック圧検出手段１６の出力はスティ
ック圧偏差、変化量算出手段５１に入力され、角度検出
器１２，１３の出力はそれぞれに対応して設けられたシ
リンダ速度変換手段５２に入力される。上記変換手段５
２ではスティック角とバケット角の制御刻み時間当りの
変化量から、スティックシリンダ速度Ｖst及びバケット
シリンダ速度Ｖbkが算出される。
ック圧偏差、変化量算出手段５１に入力され、角度検出
器１２，１３の出力はそれぞれに対応して設けられたシ
リンダ速度変換手段５２に入力される。上記変換手段５
２ではスティック角とバケット角の制御刻み時間当りの
変化量から、スティックシリンダ速度Ｖst及びバケット
シリンダ速度Ｖbkが算出される。
【００１６】算出手段５１では設定圧入力手段５５から
入力したスティック圧設定値Ｐsetに対する測定された
スティック圧Ｐs の偏差ΔＰst（＝Ｐs −Ｐset ）とス
ティック圧の時間経過に対する変化量であるスティック
圧変化量ΔＰst（＝ΔＰst／Δｔ）が算出される。上記
変化量はスティック圧力Ｐs の時間経過に対する勾配に
相当する。上述のスティック圧偏差ΔＰst、スティック
圧変化量ΔＰst、バケット位置算出手段５３からのバケ
ット角phi 及びバケット先端位置Ｙtip は演算手段５６
の中のブーム操作用制御ルール群演算手段５６ａに入力
される。また、上述のスティックシリンダ速度Ｖst、バ
ケットシリンダ速度Ｖbk、バケット角phi 及びバケット
先端位置Ｙtip は５６中のバケット操作用制御ルール群
演算手段５６ｂに入力される。更にバケット角phi はス
ティック操作設定手段５６ｃに入力される。
入力したスティック圧設定値Ｐsetに対する測定された
スティック圧Ｐs の偏差ΔＰst（＝Ｐs −Ｐset ）とス
ティック圧の時間経過に対する変化量であるスティック
圧変化量ΔＰst（＝ΔＰst／Δｔ）が算出される。上記
変化量はスティック圧力Ｐs の時間経過に対する勾配に
相当する。上述のスティック圧偏差ΔＰst、スティック
圧変化量ΔＰst、バケット位置算出手段５３からのバケ
ット角phi 及びバケット先端位置Ｙtip は演算手段５６
の中のブーム操作用制御ルール群演算手段５６ａに入力
される。また、上述のスティックシリンダ速度Ｖst、バ
ケットシリンダ速度Ｖbk、バケット角phi 及びバケット
先端位置Ｙtip は５６中のバケット操作用制御ルール群
演算手段５６ｂに入力される。更にバケット角phi はス
ティック操作設定手段５６ｃに入力される。
【００１７】前記ブーム用演算手段５６ａからはブーム
操作用流量制御弁への指令値（流量制御弁の開度を指
令）の変化量ΔＪbm（ブーム速度の変化量、即ち加速度
に対応）が出力され、前記バケット用演算手段５６ｂか
らは予め設定したバケット操作用流量制御弁への指令値
（流量制御弁の開度を指令）の基準値に対するバケット
操作用流量制御弁への実際の指令値の割合である操作率
γＪbkが出力される。また、スティック操作設定手段５
６ｃからはスティック操作用流量制御弁への指令値Ｊst
自身が出力されるようになっている。ブーム操作量算出
手段５７には前記ブーム用演算手段５６ａからのブーム
操作用流量制御弁への指令値の変化量ΔＪbmが入力さ
れ、ブーム操作量Ｊbmを出力する。バケット操作量算出
手段５８には前記バケット用演算手段５６ｂからの操作
率γＪbkが入力され、バケット操作量Ｊbkを出力する。
判定手段５９には、ブーム操作量演算手段５７からの出
力Ｊbm、バケット操作量演算手段５８からの出力Ｊbk、
スティック操作設定手段５６ｃからの出力Ｊst、バケッ
ト位置算出手段からの出力値（バケットの位置及び姿勢
に対応）、ブームシリンダ７の非ロッド側とロッド側圧
力Ｐb1、Ｐb2及び入力手段であるコンソール６０からの
信号が入力され、バケットの着地判定、掘削開始時の指
令値出力、掘削中の指令値出力、掘削終了の判定とその
時の指令値出力を行う。
操作用流量制御弁への指令値（流量制御弁の開度を指
令）の変化量ΔＪbm（ブーム速度の変化量、即ち加速度
に対応）が出力され、前記バケット用演算手段５６ｂか
らは予め設定したバケット操作用流量制御弁への指令値
（流量制御弁の開度を指令）の基準値に対するバケット
操作用流量制御弁への実際の指令値の割合である操作率
γＪbkが出力される。また、スティック操作設定手段５
６ｃからはスティック操作用流量制御弁への指令値Ｊst
自身が出力されるようになっている。ブーム操作量算出
手段５７には前記ブーム用演算手段５６ａからのブーム
操作用流量制御弁への指令値の変化量ΔＪbmが入力さ
れ、ブーム操作量Ｊbmを出力する。バケット操作量算出
手段５８には前記バケット用演算手段５６ｂからの操作
率γＪbkが入力され、バケット操作量Ｊbkを出力する。
判定手段５９には、ブーム操作量演算手段５７からの出
力Ｊbm、バケット操作量演算手段５８からの出力Ｊbk、
スティック操作設定手段５６ｃからの出力Ｊst、バケッ
ト位置算出手段からの出力値（バケットの位置及び姿勢
に対応）、ブームシリンダ７の非ロッド側とロッド側圧
力Ｐb1、Ｐb2及び入力手段であるコンソール６０からの
信号が入力され、バケットの着地判定、掘削開始時の指
令値出力、掘削中の指令値出力、掘削終了の判定とその
時の指令値出力を行う。
【００１８】５４は記憶手段（メモリ）であり、この記
憶手段５４には図２と図３に例として示す制御ルール及
び図４と図５に例として示す関数が格納されている。図
２はブーム操作用制御ルール群演算手段５６ａに適用さ
れるルール群であり、（ａ）部に示す掘削域のルール群
ＢＭ１と（ｂ）部に示す土取り込み域のルール群ＢＭ２
とで構成されている。図３はバケット操作用制御ルール
群演算手段５６ｂに適用されるルール群であり、（ａ）
部に示す掘削域のルール群ＢＫ１と（ｂ）部に示す土取
り込み域のルール群ＢＫ２とで構成されている。また、
スティック操作設定手段５６ｃに適用した関数が図５で
あり、本例ではバケット角phi に対してスティック操作
量Ｊstを一義的に設定する一次関数を示している。
憶手段５４には図２と図３に例として示す制御ルール及
び図４と図５に例として示す関数が格納されている。図
２はブーム操作用制御ルール群演算手段５６ａに適用さ
れるルール群であり、（ａ）部に示す掘削域のルール群
ＢＭ１と（ｂ）部に示す土取り込み域のルール群ＢＭ２
とで構成されている。図３はバケット操作用制御ルール
群演算手段５６ｂに適用されるルール群であり、（ａ）
部に示す掘削域のルール群ＢＫ１と（ｂ）部に示す土取
り込み域のルール群ＢＫ２とで構成されている。また、
スティック操作設定手段５６ｃに適用した関数が図５で
あり、本例ではバケット角phi に対してスティック操作
量Ｊstを一義的に設定する一次関数を示している。
【００１９】図２の（ａ）部に示すルール群ＢＭ１を例
にして、ルールの表現の仕方を簡単に説明する。図では
表形式でルールを表しているが、これは次に示すよう
に、if〜、then〜形式に表現したものと同じである。
にして、ルールの表現の仕方を簡単に説明する。図では
表形式でルールを表しているが、これは次に示すよう
に、if〜、then〜形式に表現したものと同じである。
【数１】ｉｆ（ｐｈｉ is ＰＢ）and （ΔＰst is
ＰＢ）and （ΔＰst is ＮＢ）ｔｈｅｎ（ΔＪbm1 is
ＺＯ） （上記ルールは図２（ａ）部中の網掛けを施した部分に
相当する。） ルール中、ＰＢは Positive Big （正・大）、ＰＭは P
ositive Medium（正・中）、ＰＳは Positive Small
（正・小）、ＺＯは ZERO （ゼロ）を表し、ルール中、
ＮＢは Negative Big （負・大）、ＮＭは Negative Me
dium（負・中）、ＮＳは Negative Small （負・小）を
表している。ＰＢ、ＮＢ等をラベルと呼んでいる。ΔＰ
stはΔＰstの制御刻み時間当りの変化量である。また、
前記図２と図３で示したラベルを用いた制御ルールを定
量的に表現するために、図４の（ａ）部と（ｂ）部に示
したようなメンバーシップ関数を用いる。
ＰＢ）and （ΔＰst is ＮＢ）ｔｈｅｎ（ΔＪbm1 is
ＺＯ） （上記ルールは図２（ａ）部中の網掛けを施した部分に
相当する。） ルール中、ＰＢは Positive Big （正・大）、ＰＭは P
ositive Medium（正・中）、ＰＳは Positive Small
（正・小）、ＺＯは ZERO （ゼロ）を表し、ルール中、
ＮＢは Negative Big （負・大）、ＮＭは Negative Me
dium（負・中）、ＮＳは Negative Small （負・小）を
表している。ＰＢ、ＮＢ等をラベルと呼んでいる。ΔＰ
stはΔＰstの制御刻み時間当りの変化量である。また、
前記図２と図３で示したラベルを用いた制御ルールを定
量的に表現するために、図４の（ａ）部と（ｂ）部に示
したようなメンバーシップ関数を用いる。
【００２０】次に、本発明の作用を演算手段５６、算出
手段５７，５８及び判定手段５９を中心に説明する。ま
ず、演算手段５６の作用を具体的に示すが、ここでは演
算手段５６ａのルール群ＢＭ１、ＢＭ２を例に、図６を
参照にして示す。図６は図２の（ａ）部のルール群ＢＭ
１の１つ（表の右下）と（ｂ）部のルール群ＢＭ２の１
つ（表の左下）の場合を示しており、if〜then〜形式で
表現すると次のようになる。 「ルール群ＢＭ１」
手段５７，５８及び判定手段５９を中心に説明する。ま
ず、演算手段５６の作用を具体的に示すが、ここでは演
算手段５６ａのルール群ＢＭ１、ＢＭ２を例に、図６を
参照にして示す。図６は図２の（ａ）部のルール群ＢＭ
１の１つ（表の右下）と（ｂ）部のルール群ＢＭ２の１
つ（表の左下）の場合を示しており、if〜then〜形式で
表現すると次のようになる。 「ルール群ＢＭ１」
【数２】ｉｆ（ｐｈｉ is ＰＢ）and （ΔＰst is
ＰＢ）and （ΔＰst is ＰＢ）ｔｈｅｎ（ΔＪbm is
ＰＢ） 「ルール群ＢＭ２」
ＰＢ）and （ΔＰst is ＰＢ）ｔｈｅｎ（ΔＪbm is
ＰＢ） 「ルール群ＢＭ２」
【数３】ｉｆ（ｐｈｉ is ＰＭ）and （Ｙtip is Ｐ
Ｓ）ｔｈｅｎ（ΔＪbm is ＰＭ） 図６の左（ルール前件部）の「ルール群ＢＭ1 」におい
て、各ラベルに対応するメンバーシップ関数の値を入力
データ、ｐｈｉ、ΔＰst、ΔＰstからそれぞれ求め、こ
れらの３つのメンバーシップ値の内の最も小さい値を選
択する（Ｍｉｎ演算）。「ルール群ＢＭ２」の前件部に
関しても同様にして、各ラベルに対応するメンバーシッ
プ関数の値を入力データ、ｐｈｉ、Ｙtip から求め、そ
れらの最小値を選択する。次いで、図６の右側（ルール
後件部）の各メンバーシップ関数を前述の前件部で算出
した最小値のメンバーシップ関数に基づいて修正する
（修正後のメンバーシップ関数は図６中で実線で示して
いる）。「ルール群ＢＭ１」「ルール群ＢＭ２」の後件
部ともに前述の補正処理を行う。この補正後の各メンバ
ーシップ関数全てを対象にして、その加重平均値を求
め、上記加重平均値をファジイ制御の出力、即ち制御ル
ール群の演算手段５６ａの出力値ΔＪbmとする。なお、
上述の説明はルール群ＢＭ１とルール群ＢＭ２とからそ
れぞれ１つのルールを抽出して演算手段５６の作用を概
説したものであるが、具体的には図２の（ａ）部と
（ｂ）部で示した全ての前件部ルールに関して演算を行
うことになる。すなわち、ルール群ＢＭ１に関しては、
（ｐｈｉ is ＰＢ）１つ×（ΔＰstis ＮＢ〜ＰＢ）
の５つ×（ΔＰst is ＮＢ〜ＰＢ）の５つ、の合計２
５個のルールに関して前件部メンバーシップ関数の値を
求め、それぞれのルールでの上記メンバーシップ関数の
最小値を求め、上記最小値でそれぞれのルール後件部の
メンバーシップ関数を修正する。ルール群ＢＭ２に関し
ても同様に、（ｐｈｉis ＺＯ〜ＰＭ）の３つ×（Ｙti
p is ＰＳ〜ＰＢ）の３つ、の合計９個のルールに関し
て前件部メンバーシップ関数の値を求め、それぞれのル
ールでの上記メンバーシップ関数の最小値を求め、上記
最小値でそれぞれのルール後件部のメンバーシップ関数
を修正する。そして、修正された後件部メンバーシップ
関数（２５個＋９個）全てを対象にして、上記メンバー
シップ関数の加重平均値を求め、上記平均値をファジイ
制御の出力とするものである。
Ｓ）ｔｈｅｎ（ΔＪbm is ＰＭ） 図６の左（ルール前件部）の「ルール群ＢＭ1 」におい
て、各ラベルに対応するメンバーシップ関数の値を入力
データ、ｐｈｉ、ΔＰst、ΔＰstからそれぞれ求め、こ
れらの３つのメンバーシップ値の内の最も小さい値を選
択する（Ｍｉｎ演算）。「ルール群ＢＭ２」の前件部に
関しても同様にして、各ラベルに対応するメンバーシッ
プ関数の値を入力データ、ｐｈｉ、Ｙtip から求め、そ
れらの最小値を選択する。次いで、図６の右側（ルール
後件部）の各メンバーシップ関数を前述の前件部で算出
した最小値のメンバーシップ関数に基づいて修正する
（修正後のメンバーシップ関数は図６中で実線で示して
いる）。「ルール群ＢＭ１」「ルール群ＢＭ２」の後件
部ともに前述の補正処理を行う。この補正後の各メンバ
ーシップ関数全てを対象にして、その加重平均値を求
め、上記加重平均値をファジイ制御の出力、即ち制御ル
ール群の演算手段５６ａの出力値ΔＪbmとする。なお、
上述の説明はルール群ＢＭ１とルール群ＢＭ２とからそ
れぞれ１つのルールを抽出して演算手段５６の作用を概
説したものであるが、具体的には図２の（ａ）部と
（ｂ）部で示した全ての前件部ルールに関して演算を行
うことになる。すなわち、ルール群ＢＭ１に関しては、
（ｐｈｉ is ＰＢ）１つ×（ΔＰstis ＮＢ〜ＰＢ）
の５つ×（ΔＰst is ＮＢ〜ＰＢ）の５つ、の合計２
５個のルールに関して前件部メンバーシップ関数の値を
求め、それぞれのルールでの上記メンバーシップ関数の
最小値を求め、上記最小値でそれぞれのルール後件部の
メンバーシップ関数を修正する。ルール群ＢＭ２に関し
ても同様に、（ｐｈｉis ＺＯ〜ＰＭ）の３つ×（Ｙti
p is ＰＳ〜ＰＢ）の３つ、の合計９個のルールに関し
て前件部メンバーシップ関数の値を求め、それぞれのル
ールでの上記メンバーシップ関数の最小値を求め、上記
最小値でそれぞれのルール後件部のメンバーシップ関数
を修正する。そして、修正された後件部メンバーシップ
関数（２５個＋９個）全てを対象にして、上記メンバー
シップ関数の加重平均値を求め、上記平均値をファジイ
制御の出力とするものである。
【００２１】バケット操作用制御ルール群の演算手段５
６ｂの処理方法も前述と同様であるが、本例では入力デ
ータにスティック、バケットシリンダ速度比γst、γbk
を使用している。上記速度比は次式で定義している。
６ｂの処理方法も前述と同様であるが、本例では入力デ
ータにスティック、バケットシリンダ速度比γst、γbk
を使用している。上記速度比は次式で定義している。
【数４】γst＝Ｖst／Ｖ* st
【数５】γbk＝（Ｖbk／Ｖ* bk）-1 ここに、Ｖst、Ｖbkはスティック、バケットシリンダ速
度 Ｖ* st、Ｖ* bkは予め設定した、スティック、バケット
シリンダの基準速度 また、演算手段５６ｂの出力は、バケット操作流量制御
弁への基準指令値Ｊ*bkに対する操作率γＪbkである。
度 Ｖ* st、Ｖ* bkは予め設定した、スティック、バケット
シリンダの基準速度 また、演算手段５６ｂの出力は、バケット操作流量制御
弁への基準指令値Ｊ*bkに対する操作率γＪbkである。
【００２２】図２と図３に示すルール群に、共に使用さ
れるデータは、バケット角phi であり、それらの（ａ）
部に示す掘削域のルール群でのそのラベルは、“ＰＢ”
（ifphi is ＰＢ）と成っている。これに対し、
（ｂ）部に示す土取り込み域のルール群ではバケット角
phi に対して、ＰＭ〜ＺＯまで使用している。即ち、掘
削中バケット角phi が比較的大きい範囲においては掘削
域のルール群ＢＭ１、ＢＫ１が適用されるが、掘削の後
半、バケット角phi が小さくなると土取り込み域のルー
ル群ＢＭ２、ＢＫ２が適用されることになる。このよう
にバケット角phi によって適用されるルール群が推移す
ることになるため、掘削動作を主とする領域を掘削土を
取り込む動作を主とする領域が連続的に切り替わること
になる。
れるデータは、バケット角phi であり、それらの（ａ）
部に示す掘削域のルール群でのそのラベルは、“ＰＢ”
（ifphi is ＰＢ）と成っている。これに対し、
（ｂ）部に示す土取り込み域のルール群ではバケット角
phi に対して、ＰＭ〜ＺＯまで使用している。即ち、掘
削中バケット角phi が比較的大きい範囲においては掘削
域のルール群ＢＭ１、ＢＫ１が適用されるが、掘削の後
半、バケット角phi が小さくなると土取り込み域のルー
ル群ＢＭ２、ＢＫ２が適用されることになる。このよう
にバケット角phi によって適用されるルール群が推移す
ることになるため、掘削動作を主とする領域を掘削土を
取り込む動作を主とする領域が連続的に切り替わること
になる。
【００２３】ここで、図２において、（ａ）部に示した
ブーム操作の掘削域のルール群ＢＭ１は、スティックシ
リンダ圧Ｐs が設定圧Ｐset に追従するように（なるべ
くそれらの差が小さくなるように）ブームを操作するル
ールであり、（ｂ）部に示した土取り込み域のルール群
ＢＭ２はバケット角phi が小さくなるとブーム操作流量
制御弁への指令値の変化量（ブームシリンダの加速度）
も減らすが、バケット先端の深さＹtip が深くなるほど
（ＰＢ）、バケットを引き上げながり掘削させるため
に、深さＹtip が浅い（ＰＳ）ときより相対的にブーム
操作流量制御弁への指令値の変化量の全体を大きくして
いる（ＰＳ→ＰＭ、ＰＭ→ＰＢ）。
ブーム操作の掘削域のルール群ＢＭ１は、スティックシ
リンダ圧Ｐs が設定圧Ｐset に追従するように（なるべ
くそれらの差が小さくなるように）ブームを操作するル
ールであり、（ｂ）部に示した土取り込み域のルール群
ＢＭ２はバケット角phi が小さくなるとブーム操作流量
制御弁への指令値の変化量（ブームシリンダの加速度）
も減らすが、バケット先端の深さＹtip が深くなるほど
（ＰＢ）、バケットを引き上げながり掘削させるため
に、深さＹtip が浅い（ＰＳ）ときより相対的にブーム
操作流量制御弁への指令値の変化量の全体を大きくして
いる（ＰＳ→ＰＭ、ＰＭ→ＰＢ）。
【００２４】図３において、（ａ）部に示した操作の掘
削域のルール群ＢＫ１は、スティック速度が十分速い
（ＰＢ）のときはバケット速度が基準速度を維持するよ
うにバケットを操作し、スティック速度が低下（ＰＳ）
したらバケット操作もその分低下させるようにしたもの
で、スティックの動き（速度）に応じてバケットを操作
するルール群である。（ｂ）部に示した土取り込み域の
ルール群ＢＫ２は前述のルール群ＢＭ２と同様な考えの
もとにバケット角phi とバケット先端の深さＹtip に対
してバケットを操作するルールとなっている。
削域のルール群ＢＫ１は、スティック速度が十分速い
（ＰＢ）のときはバケット速度が基準速度を維持するよ
うにバケットを操作し、スティック速度が低下（ＰＳ）
したらバケット操作もその分低下させるようにしたもの
で、スティックの動き（速度）に応じてバケットを操作
するルール群である。（ｂ）部に示した土取り込み域の
ルール群ＢＫ２は前述のルール群ＢＭ２と同様な考えの
もとにバケット角phi とバケット先端の深さＹtip に対
してバケットを操作するルールとなっている。
【００２５】図５はスティック流量制御弁への指令値
（流量制御弁の開度に対応）の設定関数であるが、掘削
動作によりバケット角phi が小さくなるとスティック操
作流量制御弁への指令値Ｊstを小さくしている。これ
は、土取り込み域ではスティックによる掘削速度を低下
させ、うまく土を取り込ませること、掘削終了時の停止
ショックを低減すること、等の理由によるものである。
（流量制御弁の開度に対応）の設定関数であるが、掘削
動作によりバケット角phi が小さくなるとスティック操
作流量制御弁への指令値Ｊstを小さくしている。これ
は、土取り込み域ではスティックによる掘削速度を低下
させ、うまく土を取り込ませること、掘削終了時の停止
ショックを低減すること、等の理由によるものである。
【００２６】図１におけるブーム操作量算出手段５７で
は演算手段５６ａからの出力ΔＪbmを入力し、次の式を
用いてブーム操作量Ｊbmを算出する。
は演算手段５６ａからの出力ΔＪbmを入力し、次の式を
用いてブーム操作量Ｊbmを算出する。
【数６】Ｊbm(k) ＝Ｊbm(k-1) ＋ΔＪbm(k) ・Δt ここに（ｋ）は現在のステップを（ｋ−１）は前ステッ
プを表しており、またΔt は制御刻み時間である。この
ように、演算手段５６ａからの出力と制御刻み時間との
積算値を前ステップの操作量に加算していく。図１にお
けるバケット操作量算出手段５８では演算手段５６ｂか
らの出力γＪbkを入力し、次の式を用いてバケット操作
量Ｊbkを算出するものである。
プを表しており、またΔt は制御刻み時間である。この
ように、演算手段５６ａからの出力と制御刻み時間との
積算値を前ステップの操作量に加算していく。図１にお
けるバケット操作量算出手段５８では演算手段５６ｂか
らの出力γＪbkを入力し、次の式を用いてバケット操作
量Ｊbkを算出するものである。
【数７】Ｊbk(k) ＝Ｊ* bk（１＋γＪbk) ここに、Ｊ* bkはバケット基準操作量である。
【００２７】ブーム、スティック及びバケットの各シリ
ンダについての最終的な操作指令値は判定手段５９に入
力される。また、上記判定手段５９には、ブームシリン
ダの反ロッド側圧力検出器１４、ロッド側圧力検出器１
５の信号、バケット位置算出手段５３からの出力（バケ
ット先端位置）が入力される。また、判定手段５９には
更にコンソール（入力手段）６０を用いて掘削作業の開
始位置が入力される。コンソール６０と判定手段５９と
は直接つなげる例をここで示しているが、遠隔で判定手
段５９に入力しても良い。
ンダについての最終的な操作指令値は判定手段５９に入
力される。また、上記判定手段５９には、ブームシリン
ダの反ロッド側圧力検出器１４、ロッド側圧力検出器１
５の信号、バケット位置算出手段５３からの出力（バケ
ット先端位置）が入力される。また、判定手段５９には
更にコンソール（入力手段）６０を用いて掘削作業の開
始位置が入力される。コンソール６０と判定手段５９と
は直接つなげる例をここで示しているが、遠隔で判定手
段５９に入力しても良い。
【００２８】判定手段５９による処理は図８に示される
ような手順により実行される。即ち、オペレータにより
掘削開始位置ＤＰが入力され（ステップ４０１）、自動
運転の開始があったならば（ステップ４０２）、バケッ
ト先端位置検出手段５３により算出される実際のバケッ
ト先端位置ＢＰを掘削開始位置ＤＰに移動させる（ステ
ップ４０３）。更に、バケットが掘削地面に着地したか
どうかをブームシリンダの反ロッド側圧力検出器１４の
検出圧Ｐb1とロッド側圧力検出器１５の検出圧Ｐb2との
差圧で判断する。即ち、Ｐb1＜Ｐb2のときバケットが着
地したと判断する（ステップ４０４）。次に、バケット
着地後Δｔ秒間ブーム、スティック、バケットに初期指
令値を出力する（４０６）。例えば、スティックの操作
量は通常１００％であるのでその値を初期指令とし、ブ
ームは掘削開始時操作しないためその初期指令値は０
％、バケットは掘削開始時少し操作を行うのでその初期
指令値は２０％というふうに出力する。
ような手順により実行される。即ち、オペレータにより
掘削開始位置ＤＰが入力され（ステップ４０１）、自動
運転の開始があったならば（ステップ４０２）、バケッ
ト先端位置検出手段５３により算出される実際のバケッ
ト先端位置ＢＰを掘削開始位置ＤＰに移動させる（ステ
ップ４０３）。更に、バケットが掘削地面に着地したか
どうかをブームシリンダの反ロッド側圧力検出器１４の
検出圧Ｐb1とロッド側圧力検出器１５の検出圧Ｐb2との
差圧で判断する。即ち、Ｐb1＜Ｐb2のときバケットが着
地したと判断する（ステップ４０４）。次に、バケット
着地後Δｔ秒間ブーム、スティック、バケットに初期指
令値を出力する（４０６）。例えば、スティックの操作
量は通常１００％であるのでその値を初期指令とし、ブ
ームは掘削開始時操作しないためその初期指令値は０
％、バケットは掘削開始時少し操作を行うのでその初期
指令値は２０％というふうに出力する。
【００２９】バケット着地後Δｔ秒をこえる（４０５）
と、ブーム操作手段５７、バケット操作手段５８及びス
ティック操作設定手段５６ｃという本発明の制御ルール
に基づいた各流量制御弁への指令値を出力する（４０
７）。この指令値に基づいて各シリンダ駆動手段により
各シリンダに油圧の供給が成される。なお、本発明の実
施例ではスティック操作指令は図２や図３にまされるル
ールに類似するルールに基づいたものとしていないが、
これはスティック操作指令を簡単にするためであり、フ
ァジー制御ルール形式でも表現は可能である。そこで、
スティック操作も総括して前記ステップ４０７に入れて
いる。次に、バケット先端位置算出手段５３ｂから現在
のバケット先端位置ＢＰを受け取り（４０８）、該バケ
ット先端位置ＢＰが地表面より上にきたかどうかを判定
し（ステップ４０９）、地表面より下である場合にはス
テップ４０７に戻り操作指令値の出力を繰り返す。ステ
ップ４０９において現在のバケット先端位置ＢＰが地表
面より上にきた場合、従来の軌跡制御と同様の制御によ
りバケット６が土をこぼさないように所定の位置に移動
され、排土が行われ（４１０）、ステップ４０１に戻
る。なお、上述のステップ４０８において、バケット先
端位置ＢＰを使用せず、バケット角算出手段５３ａから
のバケット角phi を用い、ステップ４０９においてバケ
ット角phi が水平となったときを自動掘削の終了とみな
し、ステップ４１０に移っても良い。
と、ブーム操作手段５７、バケット操作手段５８及びス
ティック操作設定手段５６ｃという本発明の制御ルール
に基づいた各流量制御弁への指令値を出力する（４０
７）。この指令値に基づいて各シリンダ駆動手段により
各シリンダに油圧の供給が成される。なお、本発明の実
施例ではスティック操作指令は図２や図３にまされるル
ールに類似するルールに基づいたものとしていないが、
これはスティック操作指令を簡単にするためであり、フ
ァジー制御ルール形式でも表現は可能である。そこで、
スティック操作も総括して前記ステップ４０７に入れて
いる。次に、バケット先端位置算出手段５３ｂから現在
のバケット先端位置ＢＰを受け取り（４０８）、該バケ
ット先端位置ＢＰが地表面より上にきたかどうかを判定
し（ステップ４０９）、地表面より下である場合にはス
テップ４０７に戻り操作指令値の出力を繰り返す。ステ
ップ４０９において現在のバケット先端位置ＢＰが地表
面より上にきた場合、従来の軌跡制御と同様の制御によ
りバケット６が土をこぼさないように所定の位置に移動
され、排土が行われ（４１０）、ステップ４０１に戻
る。なお、上述のステップ４０８において、バケット先
端位置ＢＰを使用せず、バケット角算出手段５３ａから
のバケット角phi を用い、ステップ４０９においてバケ
ット角phi が水平となったときを自動掘削の終了とみな
し、ステップ４１０に移っても良い。
【００３０】上述したように本発明によれば、自動掘削
時、ブームの操作に関しては、掘削力の主体となるステ
ィックシリンダの圧力を設定圧に追従するように（それ
らの差がなるべく小さいように）制御する掘削域のルー
ル群ＭＢ１とバケット角とバケット先端の掘削深さにも
とづく土取り込み域のルール群ＢＭ２とでファジイ制御
し、バケットの操作に関しては、スティック、バケット
の動き（速度）に応じて制御する掘削域のルール群ＢＫ
１と前述の土取り込み域のルール群ＢＫ２とでファジイ
制御し、スティックの操作に関しては、バケット角に対
する関数（或いはルール）で制御するから、熟練オペレ
ータが手動操作により掘削を行うのと同様な動きを自動
運転時にも実現することができ、土質、掘削深さに応じ
た効率的な掘削を行うことができる。
時、ブームの操作に関しては、掘削力の主体となるステ
ィックシリンダの圧力を設定圧に追従するように（それ
らの差がなるべく小さいように）制御する掘削域のルー
ル群ＭＢ１とバケット角とバケット先端の掘削深さにも
とづく土取り込み域のルール群ＢＭ２とでファジイ制御
し、バケットの操作に関しては、スティック、バケット
の動き（速度）に応じて制御する掘削域のルール群ＢＫ
１と前述の土取り込み域のルール群ＢＫ２とでファジイ
制御し、スティックの操作に関しては、バケット角に対
する関数（或いはルール）で制御するから、熟練オペレ
ータが手動操作により掘削を行うのと同様な動きを自動
運転時にも実現することができ、土質、掘削深さに応じ
た効率的な掘削を行うことができる。
【００３１】前記スティックシリンダの設定圧は入力手
段５５で行い、掘削土質が堅い時、スティック掘削力を
大きくするために上記設定圧を高くすることにより、土
質に応じた自動掘削を行うことができる。また、前記入
力手段による設定を遠隔或いは自動で行っても良い。な
お、上述した実施例においては、位置検出手段として各
ピンの回転角を検出する角度検出器１１，１２，１３を
用いているが、本発明はもちろんこれに限定されるもの
ではなく、ブームシリンダ７、スティックシリンダ８、
バケットシリンダ９の伸縮量を検出する位置検出器を用
いてその位置を検出しても良い。
段５５で行い、掘削土質が堅い時、スティック掘削力を
大きくするために上記設定圧を高くすることにより、土
質に応じた自動掘削を行うことができる。また、前記入
力手段による設定を遠隔或いは自動で行っても良い。な
お、上述した実施例においては、位置検出手段として各
ピンの回転角を検出する角度検出器１１，１２，１３を
用いているが、本発明はもちろんこれに限定されるもの
ではなく、ブームシリンダ７、スティックシリンダ８、
バケットシリンダ９の伸縮量を検出する位置検出器を用
いてその位置を検出しても良い。
【図１】本発明による油圧ショベルの主要な構成を示
す、概略図。
す、概略図。
【図２】本発明による、ブーム操作流量制御弁への指令
値変化を決定する、ファジー制御ルール群を示す、表。
値変化を決定する、ファジー制御ルール群を示す、表。
【図３】本発明による、バケット操作流量制御弁への指
令値を決定する、ファジー制御ルール群を示す、表。
令値を決定する、ファジー制御ルール群を示す、表。
【図４】本発明によるファジー制御に使用される、測定
値評価の為のメンバーシップ関数（ａ部）と、それによ
り決定された評価値に基づき油圧シリンダー指令値（又
は指令値変化量）を決定する為のメンバーシップ関数
（ｂ部）を示す、線図。
値評価の為のメンバーシップ関数（ａ部）と、それによ
り決定された評価値に基づき油圧シリンダー指令値（又
は指令値変化量）を決定する為のメンバーシップ関数
（ｂ部）を示す、線図。
【図５】本発明における、バケット角度とスティック操
作流量制御弁への指令値との関係を示す、線図。
作流量制御弁への指令値との関係を示す、線図。
【図６】本発明における、測定値評価の為のメンバーシ
ップ関数と、それにより決定された評価値に基づき油圧
シリンダー指令値（又は指令値変化量）を決定する為の
メンバーシップ関数とを使用する際の、データ処理方法
の一例を示す、線図。
ップ関数と、それにより決定された評価値に基づき油圧
シリンダー指令値（又は指令値変化量）を決定する為の
メンバーシップ関数とを使用する際の、データ処理方法
の一例を示す、線図。
【図７】本発明における、バケットの位置と姿勢を測定
する基準を示す、概略図。
する基準を示す、概略図。
【図８】本発明による制御を組み込んだ、油圧ショベル
制御シーケンスの全体構成の概略を示す、フローチャー
ト。
制御シーケンスの全体構成の概略を示す、フローチャー
ト。
１ 下部走行体 ２ 上部旋回体 ４ ブーム ５ スティック ６ バケット ７ 油圧シリンダー ８ 油圧シリンダー ９ 油圧シリンダー １１ 角度検出器 １２ 角度検出器 １３ 角度検出器 １４ 圧力検出器 １５ 圧力検出器 １６ 圧力検出器 ５０ 制御装置
【手続補正書】
【提出日】平成７年５月１７日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
フロントページの続き (72)発明者 鮫島 誠 東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 三 菱重工業株式会社内
Claims (14)
- 【請求項１】 ブームとスティックとバケットと、ブー
ムを支持する旋回体と、旋回体をその上に搭載して地上
を走行する走行体と、を有する油圧ショベルであり、 地面を掘削するようバケットが地中を進行する掘削時に
バケットが地面から受ける掘削反力の大きさを測定する
装置と、 測定された掘削反力の大きさに応じてブームの旋回角度
を変化させ、測定された掘削反力が大きければ、ブーム
はバケットの進行方向を上方へ向かって偏向させる制御
装置と、を更に有する、油圧ショベル。 - 【請求項２】 掘削反力は、掘削時にスティックを駆動
する油圧シリンダーが伸長する力の大きさから測定され
る、請求項１に記載の油圧ショベル。 - 【請求項３】 掘削反力は、掘削時にバケットを駆動す
る油圧シリンダーが伸長する力の大きさから測定され
る、請求項１に記載の油圧ショベル。 - 【請求項４】 掘削反力は、スティックを駆動する油圧
シリンダーへ供給される油圧流体の流量を制御する流量
制御弁の掘削時の開度と流量制御弁に供給される掘削時
の油圧の大きさとに於ける、スティックを駆動する油圧
シリンダーの所定の負荷に対して一義に定まる所定の変
位速度と、スティックを駆動する油圧シリンダーの掘削
時の実際の変位速度との差から測定される、請求項１に
記載の油圧ショベル。 - 【請求項５】 掘削反力は、バケットを駆動する油圧シ
リンダーへ供給される油圧流体の流量を制御する流量制
御弁の掘削時の開度と流量制御弁に供給される掘削時の
油圧の大きさとに於ける、バケットを駆動する油圧シリ
ンダーの所定の負荷に対して一義に定まる所定の変位速
度と、バケットを駆動する油圧シリンダーの掘削時の実
際の変位速度との差から測定される、請求項１に記載の
油圧ショベル。 - 【請求項６】 測定された掘削反力が所定の掘削力より
大きい時、ブームを上方へ付勢する加速度を伴って、バ
ケットの進行方向を上方へ向かって偏向させる、請求項
１に記載の油圧ショベル。 - 【請求項７】 測定された掘削反力が大きければ、ブー
ムは、バケットの進行方向を上方へ向かって、所定の程
度だけ、偏向させる、請求項１に記載の油圧ショベル。 - 【請求項８】 バケットが所定の程度以上上方へ面した
時、測定された掘削反力に応じてブームによりバケット
の進行方向を上方へ向かって偏向させることが防止され
る、請求項１に記載の油圧ショベル。 - 【請求項９】 バケットが所定の程度以上上方へ面する
まで、スティックを駆動する油圧シリンダーへ供給され
る油圧流体の流量を制御する流量制御弁の掘削時の開度
は、ほぼ一定である、請求項１に記載の油圧ショベル。 - 【請求項１０】 スティックの先端が所定の程度以上ま
で旋回体に接近した時、測定された掘削反力に応じてブ
ームによりバケットの進行方向を上方へ向かって偏向さ
せることが防止される、請求項１に記載の油圧ショベ
ル。 - 【請求項１１】 スティックの先端がほぼ所定の程度ま
で旋回体に接近するまで、スティックを駆動する油圧シ
リンダーへ供給される油圧流体の流量を制御する流量制
御弁の掘削時の開度は、ほぼ一定である、請求項１に記
載の油圧ショベル。 - 【請求項１２】 ブームを駆動する油圧シリンダーが伸
長する力の大きさが所定の程度を越えた後に、制御装置
は、測定された掘削反力の大きさに応じてブームの旋回
角度を変化させ、測定された掘削力が大きければ、ブー
ムはバケットの進行方向を上方へ向かって偏向させる、
請求項１に記載の油圧ショベル。 - 【請求項１３】 測定された掘削反力が所定の掘削力よ
り大きい時、ブームを上方へ付勢する加速度を伴って、
バケットの進行方向を上方へ向かって偏向させ、加速度
の大きさは、測定された掘削反力と所定の掘削力との差
に応じて変化される、請求項１に記載の油圧ショベル。 - 【請求項１４】 測定された掘削反力が所定の掘削力よ
り大きい時、ブームを上方へ付勢する加速度を伴って、
バケットの進行方向を上方へ向かって偏向させ、加速度
の大きさは、測定された掘削力と所定の掘削力との差の
時間進行に対する変化割合に応じて変化される、請求項
１に記載の油圧ショベル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21748994A JPH0881977A (ja) | 1994-09-12 | 1994-09-12 | 油圧ショベル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21748994A JPH0881977A (ja) | 1994-09-12 | 1994-09-12 | 油圧ショベル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0881977A true JPH0881977A (ja) | 1996-03-26 |
Family
ID=16705045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21748994A Withdrawn JPH0881977A (ja) | 1994-09-12 | 1994-09-12 | 油圧ショベル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0881977A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001032329A (ja) * | 1999-06-24 | 2001-02-06 | Caterpillar Inc | 物質状態を確定する方法および装置 |
| EP1798188A3 (en) * | 2005-12-14 | 2009-02-25 | Cargotec Patenter AB | Hydraulic crane |
| JP2011252338A (ja) * | 2010-06-03 | 2011-12-15 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 建設機械 |
| JP2013002058A (ja) * | 2011-06-13 | 2013-01-07 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | ショベル |
| JP2016160718A (ja) * | 2015-03-05 | 2016-09-05 | 株式会社日立製作所 | 軌道生成装置および作業機械 |
| JP2018111922A (ja) * | 2017-01-06 | 2018-07-19 | オリエンタル白石株式会社 | 掘削機 |
| KR20190126792A (ko) * | 2017-03-22 | 2019-11-12 | 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 | 쇼벨과, 쇼벨의 관리장치 및 지원장치 |
| KR20200081376A (ko) * | 2017-11-10 | 2020-07-07 | 스미토모 겐키 가부시키가이샤 | 쇼벨 |
| WO2020194620A1 (ja) * | 2019-03-27 | 2020-10-01 | 日立建機株式会社 | 作業機械 |
| JP2022090088A (ja) * | 2019-03-27 | 2022-06-16 | 日立建機株式会社 | 作業機械 |
| WO2023276421A1 (ja) | 2021-06-29 | 2023-01-05 | 国立大学法人広島大学 | 建設機械 |
-
1994
- 1994-09-12 JP JP21748994A patent/JPH0881977A/ja not_active Withdrawn
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001032329A (ja) * | 1999-06-24 | 2001-02-06 | Caterpillar Inc | 物質状態を確定する方法および装置 |
| EP1798188A3 (en) * | 2005-12-14 | 2009-02-25 | Cargotec Patenter AB | Hydraulic crane |
| JP2011252338A (ja) * | 2010-06-03 | 2011-12-15 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 建設機械 |
| JP2013002058A (ja) * | 2011-06-13 | 2013-01-07 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | ショベル |
| JP2016160718A (ja) * | 2015-03-05 | 2016-09-05 | 株式会社日立製作所 | 軌道生成装置および作業機械 |
| JP2018111922A (ja) * | 2017-01-06 | 2018-07-19 | オリエンタル白石株式会社 | 掘削機 |
| EP3604689A4 (en) * | 2017-03-22 | 2020-09-16 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | SHOVEL AND MANAGEMENT DEVICE AND SUPPORT DEVICE FOR SHOVELS |
| KR20190126792A (ko) * | 2017-03-22 | 2019-11-12 | 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 | 쇼벨과, 쇼벨의 관리장치 및 지원장치 |
| US11788253B2 (en) | 2017-03-22 | 2023-10-17 | Sumitomo Heavy Industries, Ltd. | Shovel, and management apparatus and assist device for shovel |
| KR20200081376A (ko) * | 2017-11-10 | 2020-07-07 | 스미토모 겐키 가부시키가이샤 | 쇼벨 |
| WO2020194620A1 (ja) * | 2019-03-27 | 2020-10-01 | 日立建機株式会社 | 作業機械 |
| CN112313380A (zh) * | 2019-03-27 | 2021-02-02 | 日立建机株式会社 | 作业机械 |
| KR20210013143A (ko) * | 2019-03-27 | 2021-02-03 | 히다찌 겐끼 가부시키가이샤 | 작업 기계 |
| JPWO2020194620A1 (ja) * | 2019-03-27 | 2021-09-13 | 日立建機株式会社 | 作業機械 |
| JP2022090088A (ja) * | 2019-03-27 | 2022-06-16 | 日立建機株式会社 | 作業機械 |
| CN112313380B (zh) * | 2019-03-27 | 2022-07-26 | 日立建机株式会社 | 作业机械 |
| US11970840B2 (en) | 2019-03-27 | 2024-04-30 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Work machine |
| WO2023276421A1 (ja) | 2021-06-29 | 2023-01-05 | 国立大学法人広島大学 | 建設機械 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3811190B2 (ja) | 建設機械の領域制限掘削制御装置 | |
| US8156048B2 (en) | Adaptive payload monitoring system | |
| JP4946733B2 (ja) | 旋回制御装置及びこれを備えた作業機械 | |
| JPH0881977A (ja) | 油圧ショベル | |
| WO1998011303A1 (fr) | Dispositif de boutage pour bouteur | |
| US8509999B2 (en) | Abnormal operation detection device | |
| EP3730698B1 (en) | Work machine | |
| JP6872666B2 (ja) | 作業機械 | |
| EP0900887A1 (en) | Controller of construction machine | |
| JP2018188831A (ja) | 作業機械および作業機械の制御方法 | |
| JP3441886B2 (ja) | 油圧建設機械の自動軌跡制御装置 | |
| JP2003105795A (ja) | 油圧ショベルの掘削制御装置 | |
| JPH08333769A (ja) | 油圧ショベル | |
| JPH09328774A (ja) | 油圧建設機械の自動軌跡制御装置 | |
| WO2022162795A1 (ja) | 油圧ショベル | |
| JP7169361B2 (ja) | ホイールローダ | |
| JP7096425B2 (ja) | 作業機械 | |
| US20210324605A1 (en) | Blade control device for work machinery | |
| JP2000355957A (ja) | 油圧ショベルの領域制限掘削制御装置 | |
| WO2022230417A1 (ja) | 作業機械 | |
| JPH0791845B2 (ja) | バケット角度制御方法 | |
| JPH05280067A (ja) | パワーショベルの掘削制御装置 | |
| JPH0325126A (ja) | 建設機械の法面作業制御装置 | |
| JP2005264486A (ja) | 油圧ショベルの油圧制御装置 | |
| JPH07119180A (ja) | 作業機のブーム下げ操作制御方法およびブーム制御装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20011120 |