JPH10195915A

JPH10195915A - 多関節建設機械の制御装置

Info

Publication number: JPH10195915A
Application number: JP395497A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Kajita; 勇輔梶田; Junichi Hosono; 純一細野; Kazuhiro Sunamura; 和弘砂村; Toichi Hirata; 東一平田; Ei Takahashi; 詠高橋; Mitsuo Sonoda; 光夫園田
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1997-01-13
Filing date: 1997-01-13
Publication date: 1998-07-28

Abstract

(57)【要約】【課題】従来通り第２ブーム操作手段により第２ブーム
を駆動でき、かつ第２ブームの先端を高く上げる必要が
あるときには、簡単な操作で第２ブームの先端を高く上
げることができるようにする。【解決手段】第１ブーム角度θが上げエンド角θ1に達
すると、コントローラ２３で、第１ブーム上げパイロッ
ト圧Ｐbi1と同じ大きさの第２ブーム５の連続上げ目標
パイロット圧Ｐa2u′が求められ、電磁減圧弁１９で、
第１ブーム操作レバー装置１６により生成された第１ブ
ーム上げパイロット圧Ｐbi1と同じ大きさの第２ブーム
５の連続上げパイロット圧が生成され、シャトル弁２０
で、この第２ブーム５の連続上げパイロット圧が選択さ
れ、第２ブーム流量制御弁１４のパイロット操作部１４
ａに導かれて第２ブーム流量制御弁１４を切り換え、第
２ブーム５も上げ方向に駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、２ピースブームを
含む多関節型の作業フロントを備えた多関節建設機械の
制御装置に係わり、特に第２ブームの操作を容易にする
多関節建設機械の制御装置に関する

【０００２】

【従来の技術】従来の多関節建設機械の制御装置として
は、特開昭６２−３３９３７号公報に記載のものがあ
る。この制御装置が適用される多関節建設機械は、第１
ブーム、第２ブーム、アーム及びバケットからなる２ピ
ースブーム型作業機であり、この制御装置は、第１ブー
ムを操作する操作レバーに設けられたスイッチにより自
動モードが選択されると、上部旋回体を操作する操作レ
バーを操作するだけで、第１ブーム、アームを操作する
操作レバーや第２ブームを操作する操作ペダルを操作し
なくても、第２ブーム先端の軌跡が制御されて直線側溝
掘りを簡単かつ適確に行うことができる。また、スイッ
チにより自動モードが選択されないときは、第２ブーム
は、操作ペダルの操作に応じて駆動し、第１ブームやア
ームはこれらに係わる操作レバーの操作に応じてそれぞ
れ駆動する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術には次のような問題がある。

【０００４】第１ブーム、第２ブーム、アーム及びバケ
ットからなる２ピースブーム型作業機の特徴として、第
１ブームに対する第２ブームの角度を約９０゜にするよ
うな姿勢とすることで、手元、すなわち車体近辺の作業
を容易に行うことが可能となる（図４参照）。ところ
が、この状態から第２ブームの姿勢を変えず第１ブーム
を上昇させると、アームをダンプしてもバケットの高さ
を確保することができなくなる（図５参照）。このた
め、バケットを充分な高さとするためには（図６参
照）、オペレータは第１ブーム上げのレバー操作に加
え、第２ブーム上げを行うペダル操作を別に行わなくて
はならず、操作上煩わしく、バケットの高さを確保する
ための操作を簡単に行うことができない。

【０００５】また、フロント装置の旋回半径を最小にす
るいわゆる最小旋回姿勢に作業フロントを移行させる場
合でも（図７参照）、第１ブーム上げのレバー操作を行
ってから、第２ブーム上げのペダルを操作をしなければ
ならず、同じく操作上煩わしく、最小旋回姿勢に作業フ
ロントを移行する操作を簡単に行うことができない。

【０００６】本発明の目的は、従来通り第２ブーム操作
手段により第２ブームを駆動でき、かつ第２ブームの先
端を高く上げる必要があるときには、簡単な操作で第２
ブームの先端を高く上げることができる多関節建設機械
の制御装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

（１）上記目的を達成するために、本発明は、建設機械
本体と、建設機械本体に回動可能に取り付けられた第１
ブーム、この第１ブームに回動可能に取り付けられた第
２ブーム、この第２ブームに回動可能に取り付けられた
アームを含む作業フロントと、前記第１ブームを駆動す
る第１ブームシリンダ、前記第２ブームを駆動する第２
ブームシリンダ、前記アームを駆動するアームシリンダ
と、前記第１ブームの速度を指令する第１ブーム操作手
段及び前記第２ブームの速度を指令する第２ブーム操作
手段と、前記第１ブーム操作手段の指令信号により操作
され、前記第１ブームシリンダの駆動を制御する第１ブ
ーム流量制御弁と、前記第２ブーム操作手段の指令信号
により操作され、前記第２ブームシリンダの駆動を制御
する第２ブーム流量制御弁とを備えた多関節建設機械の
制御装置において、前記第１ブームの位置を検出する第
１ブーム検出手段と、前記第１ブーム検出手段からの信
号を入力し、前記第１ブームが上げエンド近傍に達する
と、前記第１操作手段の指令信号から前記第２ブームの
連続上げ指令信号を生成し、この第２ブームの連続上げ
指令信号と前記第２ブーム操作手段の指令信号の一方を
選択し前記第２ブーム流量制御弁への出力用指令信号と
する信号処理手段とを備える構成とする。

【０００８】以上のよう構成した本発明では、第２ブー
ムの連続上げ指令信号と第２ブーム操作手段の指令信号
の一方を選択し第２ブーム流量制御弁への出力用指令信
号とする信号処理手段を有しているので、従来通り第２
ブーム操作手段の指令により第２ブームを駆動すること
ができる。また、第１ブームが上げエンド近傍に達する
と、第２ブーム操作手段により第２ブームの速度を指令
しなくても、信号処理手段により、第１ブーム操作手段
の指令信号から第２ブームの連続上げ指令信号が生成さ
れ、この第２ブームの連続上げ指令信号が選択されて第
２ブーム流量制御弁への出力用指令信号とされ、第２ブ
ームも上げ方向に駆動するので、第２ブームの先端を高
く上げる必要があるときに第２ブーム操作手段を操作す
る煩わしさがなく、簡単な操作で第２ブームの先端を高
く上げることができる。

【０００９】（２）上記（１）において、好ましくは、
前記信号処理手段は、前記第２ブームの連続上げ指令信
号と前記第２ブーム操作手段の指令信号の大きい方を出
力用指令信号として選択するものとする。

【００１０】これにより、第１ブーム操作手段のみを操
作すれば、信号処理手段では第２ブームの連続上げ指令
信号が選択され、上記（１）で述べたように、第２ブー
ムの先端を高く上げることができる。

【００１１】（３）また、上記（１）において、好まし
くは、前記第１ブーム操作手段及び第２ブーム操作手段
はそれぞれ指令信号として操作パイロット圧を出力する
油圧パイロット方式であり、前記信号処理手段は、前記
第１ブーム操作手段の操作パイロット圧を検出する圧力
検出手段と、この圧力検出手段と第１ブーム検出手段か
らの信号を入力し、前記第１ブームが上げエンド近傍に
達すると、前記第１操作手段の操作パイロット圧から前
記第２ブームの連続上げ目標パイロット圧を演算し電気
信号を出力するコントローラと、前記電気信号により駆
動され、前記第２ブームの連続上げ指令信号として連続
上げパイロット圧を生成する電磁減圧弁と、この電磁減
圧弁の連続上げパイロット圧と前記第２ブーム操作手段
の操作パイロット圧の一方を選択する選択弁とを有する
ものとする。

【００１２】これにより、第１ブーム操作手段及び第２
ブーム操作手段を油圧パイロット方式としたものにおい
て、上記（１）の作用が得られる。

【００１３】（４）更に、上記（１）において、前記第
１ブーム操作手段及び第２ブーム操作手段はそれぞれ指
令信号として電気信号を出力する電気レバー方式であ
り、前記信号処理手段は、前記第１ブーム操作手段の電
気信号と第１ブーム検出手段からの信号を入力し、前記
第１ブームが上げエンド近傍に達すると、前記第１操作
手段の電気信号から前記第２ブームの連続上げ目標パイ
ロット圧を演算し、この第２ブームの連続上げ目標パイ
ロット圧と前記第２操作手段の電気信号から演算された
第２ブームの目標パイロット圧の一方を選択し電気信号
を出力するコントローラと、このコントローラから出力
された電気信号により駆動され、前記第２ブーム流量制
御弁への出力用指令信号としてパイロット圧を生成する
電磁減圧弁とを有するものであってもよい。

【００１４】これにより、第１ブーム操作手段及び第２
ブーム操作手段を電気レバー方式としたものにおいて、
上記（１）の作用が得られる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて説明する。

【００１６】まず、本発明の第１の実施形態を図１〜図
７により説明する。図１において、本実施形態における
多関節建設機械の制御装置は作業フロント２を備えた油
圧ショベル１に設けられており、作業フロント２は、油
圧ショベル１の本体の一部である上部旋回体３に上下方
向に回動可能に取り付けられた第１ブーム４と、この第
１ブーム４に上下方向に回動可能に取り付けられた第２
ブーム５と、この第２ブーム５に上下方向に回動可能に
取り付けられたアーム６と、このアーム６に上下方向に
回動可能に取り付けられた作業装置、例えばバケット７
とで構成されている。また、第１ブーム４は第１ブーム
シリンダ８で駆動され、第２ブーム５は第２ブームシリ
ンダ９で駆動され、アーム６はアームシリンダ１０で駆
動され、バケット７はバケットシリンダ１１で駆動され
る。更に、上部旋回体３は図示しない旋回モータにより
駆動される。

【００１７】また、本実施形態における多関節建設機械
の制御装置は、油圧源１２から第１ブームシリンダ８に
供給される圧油の流量と流れ方向を切り換え制御する第
１ブーム流量制御弁１３と、油圧源１２から第２ブーム
シリンダ９に供給される圧油の流量と流れ方向を切り換
え制御する第２ブーム流量制御弁１４と、操作レバー１
６ａの操作量に応じた操作パイロット圧を生成し、第１
ブーム４の回動速度及び方向を指令する第１ブーム操作
レバー装置１６と、操作レバー１７ａの操作量に応じた
操作パイロット圧を生成し、第２ブーム５の回動速度及
び方向を指令する第２ブーム操作レバー装置１７と、第
１ブーム操作レバー装置１６で生成された操作パイロッ
ト圧のうち第１ブーム４の上げ方向への駆動を指令する
第１ブーム上げパイロット圧Ｐbi1を検出する圧力セン
サ２１と、第１ブーム４が地面に対してなす第１ブーム
角度θ（図１参照）を検出する角度センサ２２と、圧力
センサ２１及び角度センサ２２からの信号を入力し、第
１ブーム上げパイロット圧Ｐbi1から第２ブーム５の連
続上げ目標パイロット圧を演算し電気信号を出力するコ
ントローラ２３と、この電気信号により駆動され、第２
ブーム５の連続上げパイロット圧を生成する電磁減圧弁
１９と、第２ブーム操作レバー装置１７で生成された操
作パイロット圧のうち第２ブーム５の上げ方向への駆動
を指令する第２ブーム上げパイロット圧と電磁減圧弁１
９からの第２ブーム５の連続上げパイロット圧のうち高
圧側を選択し、第２ブーム流量制御弁１４に出力するシ
ャトル弁２０とを有している。

【００１８】第１ブーム操作レバー装置１６は、パイロ
ットライン６０を介してパイロット油圧源１５と接続し
ており、操作レバー１６ａを図示Ａ方向に傾けると、第
１ブーム４の上げ方向への駆動を指令する第１ブーム上
げパイロット圧が生成され、操作レバー１６ａを図示Ｂ
方向に傾けると、第１ブーム４の下げ方向への駆動を指
令する第１ブーム下げパイロット圧が生成される。

【００１９】第１ブーム操作レバー装置１６で生成され
た第１ブーム上げパイロット圧は、パイロットライン６
０ａを介して第１ブーム流量制御弁１３のパイロット操
作部１３ａに導かれる。これにより第１ブーム流量制御
弁１３は第１ブームシリンダ８のボトム側に圧油を供給
する位置に切り換わり、第１ブーム４が上げ方向に回動
する。また、第１ブーム操作レバー装置１６で生成され
た第１ブーム下げパイロット圧は、パイロットライン６
０ｂを介して第１ブーム流量制御弁１３のパイロット操
作部１３ｂに導かれる。これにより第１ブーム流量制御
弁１３は第１ブームシリンダ８のロッド側に圧油を供給
する位置に切り換わり、第１ブーム４が下げ方向に回動
する。

【００２０】第２ブーム操作レバー装置１７は、パイロ
ットライン６０，６１を介してパイロット油圧源１５と
接続しており、操作レバー１７ａを図示Ａ方向に傾ける
と第２ブーム５の上げ方向への駆動を指令する第２ブー
ム上げパイロット圧が生成され、操作レバー１７ａを図
示Ｂ方向に傾けると第２ブーム５の下げ方向への駆動を
指令する第２ブーム下げパイロット圧が生成される。

【００２１】電磁減圧弁１９は、パイロット油圧源１５
に接続するパイロットライン６０から分岐しシャトル弁
２０に接続するパイロットライン６２に設けられてい
る。

【００２２】第２ブーム操作レバー装置１７で生成され
た第２ブーム上げパイロット圧と電磁減圧弁１９で生成
された第２ブーム５の連続上げパイロット圧は、それぞ
れパイロットライン６１ａ，６２を介しシャトル弁２０
に導かれ、高圧側のパイロット圧が選択されてパイロッ
トライン６３を介し第２ブーム流量制御弁１４のパイロ
ット操作部１４ａに導かれる。これにより第２ブーム流
量制御弁１４は第２ブームシリンダ９のロッド側に圧油
を供給する位置に切り換わり、第２ブーム５が上げ方向
に回動する。また、第２ブーム操作レバー装置１７で生
成された第２ブーム下げパイロット圧は、パイロットラ
イン６１ｂを介して第２ブーム流量制御弁１４のパイロ
ット操作部１４ｂに導かれる。これにより第２ブーム流
量制御弁１４は第２ブームシリンダ９のボトム側に圧油
を供給する位置に切り換わり、第２ブーム５が下げ方向
に回動する。

【００２３】コントローラ２３の処理機能を図２により
説明する。図２において、コントローラ２３は、圧力セ
ンサ２１で検出された第１ブーム上げパイロット圧Ｐbi
1の信号を入力するパイロット圧入力部２００と、角度
センサ２２で検出された第１ブーム角度θの信号を入力
する第１ブーム角度入力部２０１と、圧力センサ２１に
より検出された第１ブーム上げパイロット圧Ｐbi1と、
角度センサ２２で検出された第１ブーム角度θとから第
２ブーム５の連続上げ目標パイロット圧Ｐa2u′を演算
する目標パイロット圧演算部２０２と、目標パイロット
圧演算部２０２で求めた第２ブーム５の連続上げ目標パ
イロット圧Ｐa2u′と同じ大きさの第２ブーム５の連続
上げパイロット圧が電磁減圧弁１９で生成されるように
電磁減圧弁１９を駆動する電気信号を求め、電磁減圧弁
１９のソレノイド部１９ａに出力する出力部２０３とを
有している。

【００２４】次に、コントローラ２３における処理内容
を図３に示すフローチャートにより説明する。

【００２５】まず、パイロット圧入力部２００に圧力セ
ンサ２１から信号が入力され、第１ブーム角度入力部２
０１に角度センサ２２から信号が入力される（ステップ
１００）。次に、目標パイロット圧演算部２０２で、第
１ブーム４が上げエンドに達しているかどうか、すなわ
ち第１ブームシリンダ８がシリンダエンドに達したとき
の第１ブーム角度θである上げエンド角θ1（例えば９
０度）に第１ブーム角度θが達しているかどうかが判定
され（ステップ１０１）、第１ブーム角度θが上げエン
ド角θ1に達していなければ、第２ブーム５の連続上げ
目標パイロット圧Ｐa2u′は０とされ（ステップ１０
２）、第１ブーム角度θが上げエンド角θ1に達してい
れば、第２ブーム５の連続上げ目標パイロット圧Ｐa2
u′は第１ブーム上げパイロット圧Ｐbi1に等しい値とさ
れる（ステップ１０３）。次に、出力部２０３で、目標
パイロット圧演算部２０２で求めた第２ブーム５の連続
上げ目標パイロット圧Ｐa2u′に対応する電気信号を求
め、電磁減圧弁１９のソレノイド部１９ａに出力する
（ステップ１０４）。

【００２６】本実施形態の動作を図４〜図７を用いて以
下に説明する。

【００２７】一般的に、第１ブーム、第２ブーム、アー
ム及びバケットからなる２ピースブーム型作業機におい
ては、手元、すなわち車体近辺の作業を容易に行うため
に、図４に示すように第１ブーム４に対する第２ブーム
５の角度を約９０゜にするような姿勢がとられ、この状
態から第２ブーム５の姿勢を変えず第１ブーム４上昇さ
せると、図５に示すようにアーム６をダンプしてもバケ
ット７の高さを確保することができなくなるため、図６
に示すようにバケット７を充分な高さとするためには、
第１ブーム４及び第２ブーム５の上げ方向への駆動が必
要となる。また、図７に示すように作業フロントの旋回
半径を最小にするいわゆる最小旋回姿勢に作業フロント
を移行させる場合でも、同様に、第１ブーム４及び第２
ブーム５の上げ方向への駆動が必要となる。

【００２８】上記のようにバケット７の高さを確保した
り作業フロントを最小旋回姿勢に移行させる操作をする
とき、本実施形態においては、第１ブーム操作レバー装
置１６の操作レバー１６ａを図示Ａ方向に操作して第１
ブーム４の上げ方向の駆動を指令すると、第１ブーム操
作レバー装置１６により第１ブーム上げパイロット圧Ｐ
bi1が生成され、第１ブーム流量制御弁１３のパイロッ
ト操作部１３ａに導かれて第１ブーム流量制御弁１３を
切り換え、第１ブーム４が上げ方向に駆動する。そし
て、第１ブーム角度θが上げエンド角θ1に達すると、
コントローラ２３で、第１ブーム上げパイロット圧Ｐbi
1と同じ大きさの第２ブーム５の連続上げ目標パイロッ
ト圧Ｐa2u′が求められ、電磁減圧弁１９で、第１ブー
ム上げパイロット圧Ｐbi1と同じ大きさの第２ブーム５
の連続上げパイロット圧が生成され、シャトル弁２０
で、この第２ブーム５の連続上げパイロット圧が選択さ
れ、第２ブーム流量制御弁１４のパイロット操作部１４
ａに導かれて第２ブーム流量制御弁１４を切り換え、第
２ブーム５も上げ方向に駆動する。このため、第１ブー
ム４を上げ方向に駆動するように第１ブーム操作レバー
装置１６を操作するだけで、第１ブーム４及び第２ブー
ム５を上げ方向へ駆動させることができる。

【００２９】また、第２ブーム操作レバー装置１７を図
示Ａ方向に操作して第２ブーム５の上げ方向の駆動を指
令すると、第２ブーム操作レバー装置１７により第２ブ
ーム上げパイロット圧が生成され、シャトル弁２０で、
この第２ブーム上げパイロット圧と電磁減圧弁１９で生
成された第２ブーム５の連続上げパイロット圧のうち高
圧側のパイロット圧が選択され、第２ブーム流量制御弁
１４のパイロット操作部１４ａに導かれて第２ブーム流
量制御弁１４を切り換え、第２ブーム５が上げ方向に駆
動する。一方、第２ブーム操作レバー装置１７を図示Ｂ
方向に操作して第２ブーム５の下げ方向の駆動を指令す
ると、第２ブーム操作レバー装置１７により第２ブーム
下げパイロット圧が生成され、第２ブーム流量制御弁１
４のパイロット操作部１４ａに導かれて第２ブーム流量
制御弁１４を切り換え、第２ブーム５が下げ方向に駆動
する。このため、従来通り第２ブーム操作レバー装置１
７によっても第２ブーム５を駆動することができる。

【００３０】以上のように本実施形態によれば、上記の
ようにバケット７を高く上げたり最小旋回姿勢へ移行す
るために、第１ブーム４及び第２ブーム５の上げ方向へ
の駆動が必要である場合に、第２ブーム操作レバー装置
１７により第２ブーム５の上げ方向の駆動を指令しなく
ても、第１ブーム角θが上げエンド角θ1に達した後、
自動的に第２ブーム５が上げ方向に駆動するので、第２
ブーム操作レバー装置１７を操作する煩わしさがなく、
簡単な操作で第１ブーム４及び第２ブーム５をの上げ方
向へ駆動できる。

【００３１】また、第１ブーム操作レバー装置１６の指
令のみで第１ブーム４及び第２ブーム５を上げ方向に駆
動できるので、オペレータは、第１ブーム４を操作する
のと同じ感覚で第２ブーム５を操作することができる。

【００３２】更に、従来通り第２ブーム操作レバー装置
１７によっても第２ブーム５を駆動することができるの
で、オペレータは本制御装置による操作方式に慣れ易
い。

【００３３】なお、本実施形態では、コントローラ２３
の目標パイロット圧演算部２０２で、第１ブーム角度θ
が上げエンド角θ1に達しているか否かに応じて第２ブ
ーム５の連続上げ目標パイロット圧Ｐa2u′が求められ
るが、第１ブーム角度θが上げエンド角θ1近傍に達し
ているか否かに応じて第２ブーム５の連続上げ目標パイ
ロット圧Ｐa2u′を求めてもよい。

【００３４】本発明の第２の実施形態を図８〜図１１に
より説明する。図中、図１及び図３に示した部材、手順
と同等の部材、手順には同じ符号を付しており、説明を
省略する。

【００３５】本実施形態は、第１の実施形態の制御装置
に対してコントローラ２３の処理内容を代えたものであ
り、具体的には、図８において、第１の実施形態の手順
１０３の代わりに、第１ブーム角度θが上げエンド角θ
1に達したときに、Ｐa2u′＝αＰbi1＋β （１）（α，βは任意の定数）を用いて、すなわち図９に示す
ような関係を用いて、第１ブーム上げパイロット圧Ｐbi
1から第２ブーム５の連続上げ目標パイロット圧Ｐa2u′
を求める手順１０３Ａが設けられているが、回路構成等
その他の構成は、第１の実施形態と同様である。

【００３６】本実施形態においても、第１の実施形態と
同様に動作し、同様な効果が得られると共に、このよう
に上式（１）を用いて、第２ブーム５の連続上げ目標パ
イロット圧Ｐa2u′を求めることにより、以下の効果が
得られる。

【００３７】図１０及び図１１に示すように、第１ブー
ム上げパイロット圧に対する第１ブームシリンダ速度の
関係と第２ブーム上げパイロット圧に対する第２ブーム
シリンダ速度の関係と異なる特性を有している場合に、
第２ブーム５の連続上げパイロット圧Ｐa2u′を第１ブ
ーム上げパイロット圧Ｐbi1と同じ大きさにすると、上
記特性の違いから第１ブームシリンダ８と第２ブームシ
リンダ９とでは、同じパイロット圧でも駆動速度が異な
るため、第１ブームシリンダ８がシリンダエンドに達し
た後でも第２ブームシリンダ９が駆動しない不感帯が生
じたり、第２ブームシリンダ９が駆動しても第１ブーム
シリンダ８の速度に対して遅すぎたりすることがあり、
第１ブーム角度θが上げエンド角θ1に達し第２ブーム
５が駆動し始める時のショックが大きくなる。このた
め、上式（１）に示すように第１ブーム上げパイロット
圧Ｐbi1を適正に補正し、第２ブーム５の連続上げ目標
パイロット圧Ｐa2u′とすればこのような不具合を解消
でき、適切な速度で第２ブーム５を駆動することができ
る。

【００３８】本発明の第３の実施形態を図１２〜図１４
により説明する。図中、図１に示した部材と同等の部材
には同じ符号を付しており、説明を省略する。

【００３９】図１２において、本実施形態における制御
装置は、第１の実施形態の制御装置における油圧パイロ
ット方式の第１ブーム操作レバー装置１６及び第２ブー
ム操作レバー装置１７の代わりに、操作レバーの操作量
に応じて電気信号を発生する電気レバー方式の第１ブー
ム電気レバー装置３０及び第２ブーム電気レバー装置３
１を設けたものである。これに伴い、第１の実施形態の
制御装置に設けられていた圧力センサ２１、電磁減圧弁
１９、シャトル弁２０及びコントローラ２３の代わり
に、第１ブーム電気レバー装置３０からの電気信号、第
２ブーム電気レバー装置３１からの電気信号及び角度セ
ンサ２２からの信号を入力し、目標パイロット圧を演算
し電気信号を出力するコントローラ２３Ａと、この電気
信号により駆動され、第１ブーム上げパイロット圧を生
成する電磁減圧弁３２、第２ブーム上げパイロット圧を
生成する電磁減圧弁３３、第１ブーム下げパイロット圧
を生成する電磁減圧弁３４及び第２ブーム下げパイロッ
ト圧を生成する電磁減圧弁３５とが設けられている。そ
の他の構成は、第１の実施形態と同様である。

【００４０】電磁減圧弁３２は、パイロット油圧源１５
に接続するパイロットライン６４から分岐し、第１ブー
ム流量制御弁１３のパイロット駆動部１３ａに接続する
パイロットライン６５ａに設けられており、電磁減圧弁
３２で生成された第１ブーム上げパイロット圧はパイロ
ット駆動部１３ａに導かれ、第１の実施形態のように第
１ブーム４が上げ方向に駆動する。

【００４１】電磁減圧弁３３は、パイロットライン６４
から分岐し第２ブーム流量制御弁１４のパイロット駆動
部１４ａに接続するパイロットライン６６ａに設けられ
ており、電磁減圧弁３３で生成された第２ブーム上げパ
イロット圧はパイロット駆動部１４ａに導かれ、第１の
実施形態のように第２ブーム５が上げ方向に駆動する。
電磁減圧弁３４は、パイロットライン６４から分岐し
第１ブーム流量制御弁１３のパイロット駆動部１３ｂに
接続するパイロットライン６５ｂに設けられており、電
磁減圧弁３４で生成された第１ブーム下げパイロット圧
はパイロット駆動部１３ｂに導かれ、第１の実施形態の
ように第１ブーム４が下げ方向に駆動する。電磁減圧
弁３５は、パイロットライン６４から分岐し第２ブーム
流量制御弁１４のパイロット駆動部１４ｂに接続するパ
イロットライン６６ｂに設けられており、電磁減圧弁３
５で生成された第２ブーム下げパイロット圧はパイロッ
ト駆動部１４ｂに導かれ、第１の実施形態のように第２
ブーム５が下げ方向に駆動する。

【００４２】コントローラ２３Ａの処理機能を図１３に
より説明する。図１３において、コントローラ２３Ａ
は、第１ブーム電気レバー装置３０からの信号を入力す
る信号入力部２１０と、第２ブーム電気レバー装置３１
からの信号を入力する信号入力部２１１と、角度センサ
２２で検出された第１ブーム角度θの信号を入力する第
１ブーム角度入力部２１２と、第１ブーム電気レバー装
置３０からの信号により、第１ブーム上げ目標パイロッ
ト圧Ｐa1uを求める演算部２１３ａと、第１ブーム電気
レバー装置３０からの信号により、第１ブーム下げ目標
パイロット圧Ｐa1dを求める演算部２１３ｂと、第２ブ
ーム電気レバー装置３１からの信号により、第２ブーム
下げ目標パイロット圧Ｐa2dを求める演算部２１４ｂ
と、第２ブーム電気レバー装置３１からの信号により、
第２ブーム上げ目標パイロット圧Ｐa2uを求める演算部
２１４ａと、演算部２１３ａで求めた第１ブーム上げ目
標パイロット圧Ｐa1uと角度センサ２２で検出された第
１ブーム角度θとから第２ブーム５の連続上げ目標パイ
ロット圧Ｐa2u′を演算する演算部２１５と、演算部２
１３ａで求めた第１ブーム上げ目標パイロット圧Ｐa1u
と同じ大きさの第１ブーム上げパイロット圧が電磁減圧
弁３２で生成されるように電磁減圧弁３２を駆動する電
気信号を求め、電磁減圧弁３２のソレノイド部３２ａに
出力する出力部２１６と、演算部２１３ｂで求めた第１
ブーム下げ目標パイロット圧Ｐa1dと同じ大きさの第１
ブーム下げパイロット圧が電磁減圧弁３４で生成される
ように電磁減圧弁３４を駆動する電気信号を求め、電磁
減圧弁３４のソレノイド部３４ａに出力する出力部２１
７と、演算部２１４ｂで求めた第２ブーム下げ目標パイ
ロット圧Ｐa2dと同じ大きさの第２ブーム下げパイロッ
ト圧が電磁減圧弁３５で生成されるように電磁減圧弁３
５を駆動する電気信号を求め、電磁減圧弁３５のソレノ
イド部３５ａに出力する出力部２１８と、演算部２１４
ａで求めた第２ブーム上げ目標パイロット圧Ｐa2uと演
算部２１５で求めた第２ブーム５の連続上げ目標パイロ
ット圧Ｐa2u′のうち高圧側を第２ブーム上げ目標パイ
ロット圧Ｐa2uとする最大値選択部２１９と、最大値選
択部２１９で求めた第２ブーム上げ目標パイロット圧Ｐ
a2uと同じ大きさの第２ブーム上げパイロット圧が電磁
減圧弁３３で生成されるように電磁減圧弁３３を駆動す
る電気信号を求め、電磁減圧弁３３のソレノイド部３３
ａに出力する出力部２２０とを有している。

【００４３】次に、コントローラ２３Ａにおける処理内
容を図１４に示すフローチャートにより説明する。

【００４４】まず、入力部２１０に第１ブーム電気レバ
ー装置３０から信号が入力され、入力部２１１に第２ブ
ーム電気レバー装置３１から信号が入力され、第１ブー
ム角度入力部２１２に角度センサ２２から信号が入力さ
れ（ステップ１１０）、演算部２１３ａ〜２１４ｂで、
第１ブーム上げ目標パイロット圧Ｐa1u、第１ブーム下
げ目標パイロット圧Ｐa1d、第２ブーム上げ目標パイロ
ット圧Ｐa2u、第２ブーム下げ目標パイロット圧Ｐa2dが
求められる。次に、演算部２１５で、第１ブーム角度θ
が予め記憶された上げエンド角θ1に達しているかどう
かが判定され（ステップ１１２）、第１ブーム角度θが
上げエンド角θ1に達していなければ、第２ブーム５の
連続上げ目標パイロット圧Ｐa2u′は０とされ（ステッ
プ１１３）、第１ブーム角度θが上げエンド角θ1に達
していれば、第２ブーム５の連続上げ目標パイロット圧
Ｐa2u′は第１ブーム上げ目標パイロット圧Ｐa1uに等し
い値とされる（ステップ１１４）。そして、最大値選択
部２１９で、演算部２１４ａで求めた第２ブーム上げ目
標パイロット圧Ｐa2uと演算部２１５で求めた第２ブー
ム５の連続上げ目標パイロット圧Ｐa2u′のうち高圧側
を第２ブーム上げ目標パイロット圧Ｐa2uとする（ステ
ップ１１５）。最後に、出力部２１６〜２１８，２２０
で、これら目標パイロット圧Ｐa1u，Ｐa1d，Ｐa2u，Ｐa
2dと同じ大きさのパイロット圧が得られるように電磁減
圧弁３２〜３５を駆動する電気信号を求め、出力する
（ステップ１１６）。

【００４５】第１の実施形態で述べたようなバケット７
の高さを確保したり作業フロントを最小旋回姿勢に移行
させる操作をするとき、本実施形態においては、第１ブ
ーム電気レバー装置３０を操作して第１ブーム４の上げ
方向の駆動を指令すると、コントローラ２３Ａで、第１
ブーム上げ目標パイロット圧Ｐa1uが求められ、電磁減
圧弁３２で、この大きさの第１ブーム上げパイロット圧
が生成され、第１ブーム流量制御弁１３のパイロット操
作部１３ａに導かれて第１ブーム流量制御弁１３を切り
換え、第１ブーム４が上げ方向に駆動する。そして、第
１ブーム角度θが上げエンド角θ1に達すると、コント
ローラ２３Ａで、第１ブーム上げ目標パイロット圧Ｐa1
uと同じ大きさの第２ブーム５の連続上げ目標パイロッ
ト圧Ｐa2u′が求められ、電磁減圧弁３３で、この大き
さの第２ブーム上げパイロット圧が生成され、第２ブー
ム流量制御弁１４のパイロット操作部１４ａに導かれて
第２ブーム流量制御弁１４を切り換え、第２ブーム５も
上げ方向に駆動する。

【００４６】また、第２ブーム電気レバー装置３１を操
作して第２ブーム５の上げ方向の駆動を指令すると、コ
ントローラ２３Ａで、第２ブーム上げ目標パイロット圧
Ｐa2uが求められ、第１ブーム上げ目標パイロット圧Ｐa
1uに応じて求められた第２ブーム５の連続上げ目標パイ
ロット圧Ｐa2u′と比較され、高圧側の目標パイロット
圧が選択され、電磁減圧弁３３で、この大きさの第２ブ
ーム上げパイロット圧が生成され、第２ブーム流量制御
弁１４のパイロット操作部１４ａに導かれて第２ブーム
流量制御弁１４を切り換え、第２ブーム５が上げ方向に
駆動する。一方、第２ブーム電気レバー装置３１を操作
して第２ブーム５の下げ方向の駆動を指令すると、コン
トローラ２３Ａで、第２ブーム下げ目標パイロット圧Ｐ
a2dが求められ、電磁減圧弁３５で、この大きさの第２
ブーム下げパイロット圧が生成され、第２ブーム流量制
御弁１４のパイロット操作部１４ｂに導かれて第２ブー
ム流量制御弁１４を切り換え、第２ブーム５が下げ方向
に駆動する。

【００４７】以上のように本実施形態においても、第１
の実施形態と同様な効果が得られる。

【００４８】本発明の第４の実施形態を図１５により説
明する。図中、図１に示した部材と同等の部材には同じ
符号を付しており、説明を省略する。

【００４９】図１５において、本実施形態における制御
装置は、第１の実施形態における制御装置のシャトル弁
２０の代わりに、コントローラ２３Ｂからの電気信号に
より、パイロットライン６１ａとパイロットライン６３
とを連通する第１位置とパイロットライン６２とパイロ
ットライン６３とを連通する第２位置とに切り換え可能
な電磁切換弁４０が設けられており、これに伴い、第１
の実施形態の制御装置に対して第２ブーム操作レバー装
置１７により生成された第２ブーム上げパイロット圧の
圧力を検出する圧力センサ４１が更に設けられている。
その他の構成は、第１の実施形態と同様である。

【００５０】コントローラ２３Ｂでは、第１の実施形態
と同様な処理手順で電磁減圧弁１９の電気信号を求め、
電磁減圧弁１９のソレノイド部１９ａに出力する。この
他に、圧力センサ４１から第２ブーム上げパイロット圧
Ｐbi2の信号を入力し、この第２ブーム上げパイロット
圧Ｐbi2が目標パイロット圧演算部２０２で求めた第２
ブーム５の連続上げ目標パイロット圧Ｐa2u′より高い
ときは、電磁切換弁４０を第１位置に切り換え、逆に、
第２ブーム上げパイロット圧Ｐbi2が目標パイロット圧
演算部２０２で求めた第２ブーム上げ目標パイロット圧
Ｐa2u′より低いときは、電磁切換弁４０を第２位置に
切り換えるような電気信号を求め、電磁切換弁４０のソ
レノイド部４０ａに出力する。

【００５１】本実施形態においても、第１の実施形態と
同様な効果が得られる。

【００５２】なお、コントローラ２３Ｂで求められる電
磁切換弁４０を切り換える電気信号について、第２ブー
ム操作レバー装置１７により第２ブーム５の上げ方向へ
の駆動が指令されていないとき、つまり第２ブーム上げ
パイロット圧Ｐbi2が０のときのみ電磁切換弁４０を第
２位置に切り換え、それ以外のときには電磁切換弁４０
を第１位置にするような電気信号とすることもできる。
この場合においても第１の実施形態と同様な効果が得ら
れると共に、第２ブーム操作レバー装置１６の指令を優
先させることができ、第２ブーム５の操作上の自由度が
増大する。

【００５３】また、本実施形態では、電磁切換弁４０の
切り換えについて、コントローラ２３Ｂからの電気信号
によりにより自動的に行なっているが、スイッチ等を設
けてオペレータが任意に切り換えても良い。

【００５４】

【発明の効果】本発明によれば、従来通り第２ブーム操
作手段により第２ブームを駆動することができ、かつ第
２ブームの先端を高く上げる必要があるときには、第２
ブーム操作手段により第２ブームの上げ方向の駆動を指
令しなくても、第１ブームが上げエンド近傍に達する
と、自動的に第２ブームが上げ方向に駆動するので、第
２ブーム操作手段を操作する煩わしさがなく、簡単な操
作で第２ブームの先端を高く上げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態における多関節建設機
械の制御装置を示す図である。

【図２】コントローラの制御機能を示す機能ブロック図
である。

【図３】コントローラの制御内容を示すフローチャート
である。

【図４】車体近辺の作業を容易に行うためのフロント装
置の姿勢を示す図である。

【図５】図４の状態から第２ブームの姿勢を変えず第１
ブームを上昇させたときのフロント装置の姿勢を示す図
である。

【図６】バケットが充分な高さとなったときのフロント
装置の姿勢を示す図である。

【図７】フロント装置の旋回半径を最小にする最小旋回
姿勢を示す図である。

【図８】本発明の第２の実施形態におけるコントローラ
の制御内容を示すフローチャートである。

【図９】第１ブーム上げパイロット圧と第２ブーム上げ
目標パイロット圧との関係を示す図である。

【図１０】第１ブーム上げパイロット圧と第１ブームシ
リンダ速度との関係を示す図である。

【図１１】第２ブーム上げパイロット圧と第２ブームシ
リンダ速度との関係を示す図である。

【図１２】本発明の第３の実施形態における多関節建設
機械の制御装置を示す図である。

【図１３】コントローラの制御機能を示す機能ブロック
図である。

【図１４】コントローラの制御内容を示すフローチャー
トである。

【図１５】本発明の第４の実施形態における多関節建設
機械の制御装置を示す図である。

【符号の説明】

１油圧ショベル２作業フロント３上部旋回体４第１ブーム５第２ブーム６アーム７バケット８第１ブームシリンダ９第２ブームシリンダ１０アームシリンダ１１バケットシリンダ１２油圧源１３第１ブーム流量制御弁１４第２ブーム流量制御弁１５パイロット油圧源１６第１ブーム操作レバー装置１７第２ブーム操作レバー装置１９電磁減圧弁２０シャトル弁２１圧力センサ２２角度センサ２３，２３Ａ，２３Ｂコントローラ３０第１ブーム電気レバー装置３１第２ブーム電気レバー装置３２〜３５電磁減圧弁４０電磁切換弁４１圧力センサ６０〜６４パイロットライン６０ａ〜６６ａパイロットライン６０ｂ〜６６ｂパイロットライン

フロントページの続き (72)発明者平田東一茨城県土浦市神立町650番地日立建機株式会社土浦工場内 (72)発明者高橋詠茨城県土浦市神立町650番地日立建機株式会社土浦工場内 (72)発明者園田光夫茨城県土浦市神立町650番地日立建機株式会社土浦工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】建設機械本体と、建設機械本体に回動可能
に取り付けられた第１ブーム、この第１ブームに回動可
能に取り付けられた第２ブーム、この第２ブームに回動
可能に取り付けられたアームを含む作業フロントと、前
記第１ブームを駆動する第１ブームシリンダ、前記第２
ブームを駆動する第２ブームシリンダ、前記アームを駆
動するアームシリンダと、前記第１ブームの速度を指令
する第１ブーム操作手段及び前記第２ブームの速度を指
令する第２ブーム操作手段と、前記第１ブーム操作手段
の指令信号により操作され、前記第１ブームシリンダの
駆動を制御する第１ブーム流量制御弁と、前記第２ブー
ム操作手段の指令信号により操作され、前記第２ブーム
シリンダの駆動を制御する第２ブーム流量制御弁とを備
えた多関節建設機械の制御装置において、前記第１ブームの位置を検出する第１ブーム検出手段
と、前記第１ブーム検出手段からの信号を入力し、前記第１
ブームが上げエンド近傍に達すると、前記第１操作手段
の指令信号から前記第２ブームの連続上げ指令信号を生
成し、この第２ブームの連続上げ指令信号と前記第２ブ
ーム操作手段の指令信号の一方を選択し前記第２ブーム
流量制御弁への出力用指令信号とする信号処理手段とを
備えることを特徴とする多関節建設機械の制御装置。
【請求項２】請求項１記載の多関節建設機械の制御装置
において、前記信号処理手段は、前記第２ブームの連続
上げ指令信号と前記第２ブーム操作手段の指令信号の大
きい方を出力用指令信号として選択することを特徴とす
る多関節建設機械の制御装置。
【請求項３】請求項１記載の多関節建設機械の制御装置
において、前記第１ブーム操作手段及び第２ブーム操作手段はそれ
ぞれ指令信号として操作パイロット圧を出力する油圧パ
イロット方式であり、前記信号処理手段は、前記第１ブーム操作手段の操作パ
イロット圧を検出する圧力検出手段と、この圧力検出手
段と第１ブーム検出手段からの信号を入力し、前記第１
ブームが上げエンド近傍に達すると、前記第１操作手段
の操作パイロット圧から前記第２ブームの連続上げ目標
パイロット圧を演算し電気信号を出力するコントローラ
と、前記電気信号により駆動され、前記第２ブームの連
続上げ指令信号として連続上げパイロット圧を生成する
電磁減圧弁と、この電磁減圧弁の連続上げパイロット圧
と前記第２ブーム操作手段の操作パイロット圧の一方を
選択する選択弁とを有することを特徴とする多関節建設
機械の制御装置。
【請求項４】請求項１記載の多関節建設機械の制御装置
において、前記第１ブーム操作手段及び第２ブーム操作手段はそれ
ぞれ指令信号として電気信号を出力する電気レバー方式
であり、前記信号処理手段は、前記第１ブーム操作手段の電気信
号と第１ブーム検出手段からの信号を入力し、前記第１
ブームが上げエンド近傍に達すると、前記第１操作手段
の電気信号から前記第２ブームの連続上げ目標パイロッ
ト圧を演算し、この第２ブームの連続上げ目標パイロッ
ト圧と前記第２操作手段の電気信号から演算された第２
ブームの目標パイロット圧の一方を選択し電気信号を出
力するコントローラと、このコントローラから出力され
た電気信号により駆動され、前記第２ブーム流量制御弁
への出力用指令信号としてパイロット圧を生成する電磁
減圧弁とを有することを特徴とする多関節建設機械の制
御装置。