JPH10292417A

JPH10292417A - 建設機械のフロント制御装置

Info

Publication number: JPH10292417A
Application number: JP10338697A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Fujishima; 一雄藤島
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1997-04-21
Filing date: 1997-04-21
Publication date: 1998-11-04
Anticipated expiration: 2017-04-21
Also published as: JP3713358B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ボタン操作なしでダイレクトティーチを行える
ようにし、所望の掘削領域の設定及び再設定を簡単に行
える建設機械のフロント制御装置を提供することにあ
る。【解決手段】ブーム用操作レバー装置４ａが中立位置付
近にあるときに、操作レバー装置４ａの操作信号を用い
て、制御ユニット９は、この時のバケット刃先の位置
で、ダーレクトティーチングにより掘削領域の設定が行
えるようになり、所望の掘削領域の設定及び再設定をボ
タン操作なしで簡単に行える。また、ブーム用操作レバ
ー装置４ａをブームダンプ方向に操作することにより、
領域の設定は解除される。さらに、アーム用操作レバー
装置４ｂをアームクラウド方向に操作することにより、
フロント装置は設定された領域内で動くように制御され
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、多関節型のフロン
ト装置を備えた建設機械、特にアーム，ブーム，バケッ
ト等のフロント部材からなるフロント装置を備えた油圧
ショベル等の建設機械において、フロント装置の動き得
る領域を制限した掘削を行う領域制限掘削制御等のフロ
ント制御を行うフロント制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】建設機械の代表例として、油圧ショベル
がある。油圧ショベルにおいては、フロント装置を構成
するブーム，アームなどのフロント部材の操作は、オペ
レータが、それぞれの手動操作レバーを操作することに
よって行われる。これらフロント部材は、それぞれが関
節部によって連結され、回動運動を行うものであるた
め、これらフロント部材を操作して所定の領域を掘削し
たり、所定の平面を掘削することは、非常に困難な作業
である。

【０００３】そこで、掘削作業を容易にするための種々
の提案がなされている。例えば、特開平４−１３６３２
４号公報に記載されている方法では、侵入不可領域の手
前に減速領域を設定し、フロント装置の一部，例えば、
バケットが減速領域に侵入すると、操作レバーの操作信
号を小さくしてフロント装置を減速し、バケットが侵入
不可領域の境界に達すると停止するようにしている。

【０００４】また、国際公開公報ＷＯ９５／３００５９
号公報に記載されている方法では、掘削可能領域を設定
し、フロント装置の一部，例えば、バケットが掘削可能
領域の境界に近づくと、バケットの当該境界に向かう方
向の動きのみを減速し、バケットが掘削可能領域の境界
に達すると、バケットは掘削可能領域の外には出ないが
掘削可能領域の境界に沿っては動けるようにしている。

【０００５】侵入不可領域若しくは掘削可能領域の設定
の方法としては、数値入力設定方法と、ダイレクトティ
ーチ方法とが知られている。数値入力設定方法は、例え
ば、特開平４−１３６３２４号公報の第１０図に示され
るように、数値入力キーを用いて必要な数値を入力し、
領域を設定する方法である。数値入力設定方法は、油圧
ショベルのある地面上から何ｍの深さだけ掘削するとい
う指定がある場合等のように、予め掘削可能領域を実際
の数値で設定できる場合に便利な方法である。

【０００６】一方、ダイレクトティーチ方法は、例え
ば、特開平４−１３６３２４号公報の第５図や国際公開
公報ＷＯ９５／３００５９号公報に示されるように、オ
ペレータが、バケットの刃先を目標境界線上に持ってい
き、スイッチを押して領域を設定する方法である。ダイ
レクトティーチ方法は、掘削を行う範囲が特に図面等に
よって数字で規定されていないようなラフな掘削を行う
作業現場において、おおざっぱに均し作業を行う場合等
に便利な方法である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ダイレクト
ティーチによって領域を設定する場合、油圧ショベルが
水平な地面上に位置し、その位置にとどまって作業する
ならば、一旦掘削領域を設定すれば再度掘削領域を設定
しなくても少しずつ油圧ショベルを旋回させて一定の深
さまでショベルまわりの掘削を行うことが可能である。
しかし、多少なりとも油圧ショベルが傾いた状態で位置
しているときは、掘削領域の設定は油圧ショベルの車体
基準で行われているため、旋回していくうちに設定面が
上下方向に変化し、一定の深さに掘削するためには、再
度領域を設定する必要が生じる。また、走行することに
よって油圧ショベルの設置場所の高さが変わった場合
も、同様にその度に掘削領域を再設定する必要が生じ
る。

【０００８】掘削領域の再設定は、設定済みの掘削領域
を解除するボタン操作と、新たな掘削領域を設定するボ
タン操作の２回のボタン操作が必要であり、上記のよう
に旋回の都度又は設置場所が変わる都度このようなボタ
ン操作による再設定操作を行うことは極めて面倒であ
る。

【０００９】本発明の目的は、ダイレクトティーチによ
り、所望の掘削領域の設定及び再設定をボタン操作なし
で簡単に行える建設機械のフロント制御装置を提供する
ことにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

（１）上記の目的を達成するために、本発明は、上下方
向に回動可能な複数のフロント部材により構成される多
関節型のフロント装置と、前記複数のフロント部材を駆
動する複数の油圧アクチュエータと、複数の操作レバー
手段からの操作信号により駆動され、前記複数の油圧ア
クチュエータに供給される圧油の流量を制御する複数の
油圧制御弁とを有する建設機械に備えられ、前記フロン
ト装置は予め設定した掘削領域内で動くよう前記操作信
号を補正し、前記フロント装置の動作を制御する建設機
械のフロント制御装置において、前記複数の操作レバー
手段からの操作信号の内の第１の特定の操作信号が、予
め設定された値よりも小さい時、その時のフロント装置
の所定の部位の位置によりダイレクトティーチを行い、
前記掘削領域を設定すると共に、前記第１の特定の操作
信号が前記設定値より大きくなると、前記掘削領域の設
定を解除し、前記複数の操作レバー手段の操作信号の
内、前記フロント装置の動作制御時に前記フロント装置
を動かす第２の特定の操作信号が前記設定値より大きく
なると、そのときの掘削領域の設定を維持する領域設定
手段を備えるものとする。これにより、第１の特定の操
作信号に係わる操作レバー手段が操作されず、中立位置
にあるときは、ダイレクトティーチにより掘削領域が設
定される。また、第１の特定の操作信号に係わる操作レ
バー手段が操作されると、掘削領域の設定が解除される
ので、フロント装置を自由に動かすことができることと
なり、ダイレクトティーチするときのフロント装置の所
定の部位を所望の位置に移動し、ダイレクティーチで掘
削領域を設定できる。更に、第２の特定の操作信号に係
わる操作レバー手段が操作されたときは掘削領域の設定
は維持されるので、フロント装置はその掘削領域内で動
くよう制御される。以上により操作レバー手段の操作信
号を用いて、フロント装置の動作制御に影響なく、ダイ
レクトティーチにより掘削領域の設定，再設定が行える
ようになり、所望の掘削領域の設定及び再設定をボタン
操作なしで簡単に行える。

【００１１】（２）上記（１）において、好ましくは、
前記第１の特定の操作信号は少なくともブーム下げの操
作信号を含むものとする。これによりブーム下げ操作が
行なわれると、掘削領域の設定が解除されるので、フロ
ント装置を動かすことができることとなり、ダイレクト
ティーチするときのフロント装置の所定の部位を所望の
位置に移動し、ダイレクティーチで掘削領域を設定でき
る。

【００１２】（３）上記（１）において、好ましくは、
前記第２の特定の操作信号は少なくともアームクラウド
の操作信号を含むものとする。これにより、アームクラ
ウド操作が行われると、フロント装置は設定された掘削
領域内で動くよう制御される。

【００１３】（４）上記（１）において、好ましくは、
前記第２の特定の操作信号はアームダンプの操作信号を
含むものとする。これにより、アームダンプ操作が行わ
れると、フロント装置は設定された掘削領域内で動くよ
う制御される。

【００１４】（５）上記（３）または（４）において、
好ましくは、さらに、前記第２の特定の操作信号はブー
ム下げの操作信号とする。これにより、アームクラウド
とブーム下げの複合操作が行われるか、アームダンプと
ブーム下げの複合操作が行われた場合にも、フロント装
置は設定された掘削領域内で動くよう制御される。

【００１５】（６）上記（１）において、好ましくは、
前記領域設定手段は、前記複数の操作レバー手段からの
操作信号の内、更に、前記掘削領域の設定動作及びフロ
ント装置の制御動作のいずれにも係わらない第３の特定
の操作信号が前記設定値よりも大きくなると、前記掘削
領域の設定を解除するものとする。これにより、第３の
特定の操作信号に係わる操作レバー手段が操作される
と、掘削領域の設定が解除されるので、フロント装置を
自由に動かすことができることとなり、掘削領域の設定
動作及びフロント装置の制御動作以外の目的で操作レバ
ー手段を動かしたとき、フロント装置が意図しない制御
動作を行うような不自然な動きが回避され、オペレータ
の意志通りにフロント装置を動かすことができる。

【００１６】（７）上記（６）において、好ましくは、
前記第３の特定の操作信号はアームダンプの操作信号と
する。これによりアームダンプ操作が行われると、フロ
ント装置はその掘削領域内で動くよう制御される。

【００１７】（８）上記（１）において、好ましくは、
前記領域設定手段は、前記第１の特定の操作信号が前記
設定値より小さい状態が所定時間以上継続した場合にの
み、前記掘削領域の設定を行うものとする。これにより
第１の特定の操作信号が前記設定値より小さい状態が所
定時間以上継続した場合にのみ、掘削領域の設定が行な
われることになる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を油圧ショベルに適
用した場合の実施形態を、図面を用いて説明する。ま
ず、本発明の第１の実施形態による油圧ショベルのフロ
ント制御装置を図１〜図１１により説明する。

【００１９】図１において、本発明が適用される油圧シ
ョベルは、油圧ポンプ２と、この油圧ポンプ２からの圧
油により駆動されるブームシリンダ３ａ，アームシリン
ダ３ｂ，バケットシリンダ３ｃ，旋回モータ３ｄ及び左
右の走行モータ３ｅ，３ｆを含む複数の油圧アクチュエ
ータと、これら油圧アクチュエータ３ａ〜３ｆのそれぞ
れに対応して設けられた複数の操作レバー装置４ａ〜４
ｆと、油圧アクチュエータ３ａ〜３ｆに供給される圧油
の流量を制御する複数の流量制御弁５ａ〜５ｆと、油圧
ポンプ２と流量制御弁５ａ〜５ｆの間の圧力が設定値以
上になった場合に開くリリーフ弁６とを有している。

【００２０】本実施形態では、操作レバー４ａ〜４ｆは
操作信号として電気信号を出力する電気レバー装置で、
流量制御弁５ａ〜５ｆは電気信号をパイロット圧に変換
する電気油圧変換手段，例えば比例電磁弁を両端に備え
た電気・油圧操作方式の弁である。

【００２１】また、操作レバー装置４ａ〜４ｄについて
は、ブーム，アーム，バケット，旋回に対応して別々の
符号を付したが、実際には、ブーム用操作レバー装置４
ａとバケット用操作レバー装置４ｃ、アーム用操作レバ
ー装置４ｂと旋回用操作レバー装置４ｄは、それぞれ、
１つの操作レバー装置を共用する構成とされ、この１つ
の操作レバーを二次元的に動かすことにより、それぞれ
の操作信号を出力するものである。

【００２２】油圧ショベルは、図２に示すように、垂直
方向にそれぞれ回動するブーム１ａ，アーム１ｂ及びバ
ケット１ｃから成る多関節型のフロント装置１Ａと、上
部旋回対１ｄ及び下部走行体１ｅからなる車体１Ｂとで
構成され、フロント装置１Ａのブーム１ａの基端は上部
旋回体１ｄの前部に支持されている。ブーム１ａ，アー
ム１ｂ，バケット１ｃ，上部旋回体１ｄ及び下部走行体
１ｅは、それぞれ、図１に示したブームシリンダ３ａ，
アームシリンダ３ｂ，バケットシリンダ３ｃ，旋回モー
タ３ｄ及び左右の走行モータ３ｅ，３ｆによりそれぞれ
駆動され、それらの動作は、図１に示した操作レバー装
置４ａ〜４ｆにより指示される。また、上部旋回体１ｄ
には運転室１ｆが設けられ、操作レバー装置４ａ〜４ｆ
はこの運転室１ｆ内に配置される。

【００２３】以上のような油圧ショベルに本実施形態に
よるフロント制御装置が設けられている。このフロント
制御装置は、領域制限掘削制御の開始を指示する設定器
７と、ブーム１ａ，アーム１ｂ及びバケット１ｃのそれ
ぞれの回動支点に設けられ、フロント装置１Ａの位置と
姿勢に関する状態量としてそれぞれの回動角を検出する
角度検出器８ａ，８ｂ，８ｃと、操作レバー装置４ａ〜
４ｆからの操作信号Ｓ4a〜Ｓ4f、設定器７の信号を入力
し、流量制御弁５ａ〜５ｆに駆動信号（電気信号）を出
力する制御ユニット９とを備えている。

【００２４】制御ユニット９は、設定器７によって制御
開始が設定されていないときは、操作レバー装置４ａ〜
４ｆからの操作信号Ｓ4a〜Ｓ4fに応じた駆動信号（電気
信号）を生成し、これを流量制御弁５ａ〜５ｆに出力す
る。また、設定器７によって制御開始が設定されると、
ブーム用操作レバー装置４ａ及びアーム用操作レバー装
置４ｂが操作されていない中立位置にあるときのバケッ
ト１ｃの先端の位置に基づいて、ダイレクトティーチに
より、バケット１ｃの先端が動き得る掘削領域を設定可
能とすると共に、操作レバー装置４ａ，４ｂからの操作
信号Ｓ4a，Ｓ4bに対し領域制限掘削制御のための補正を
行い、その補正した操作信号に応じた駆動信号を生成
し、流量制御弁５ａ，５ｂに出力する。

【００２５】以下、図３〜図１０を用いて、制御ユニッ
ト９の操作信号Ｓ4a，Ｓ4bに係わる部分の機能の詳細に
ついて説明する。制御ユニット９は、図３に示すよう
に、領域設定部９０と領域制限掘削制御部９２の各機能
を有している。領域設定部９０は、設定器７からの指示
と、ブーム用操作レバー装置４ａの操作信号Ｓ4aと、ア
ーム用操作レバー装置４ｂの操作信号Ｓ4bに基づいて、
バケット１ｃの先端が動き得る掘削制限領域の設定演算
を行うものである。領域制限掘削制御部９２は、制御切
換部９２ａと、フロント姿勢演算部９２ｂと、減速・復
元制御用補正操作信号演算部９２ｃと、バルブ指令演算
部９２ｄとの各機能から構成されている。

【００２６】最初に、領域設定部９０の領域設定機能に
ついて説明する。なお、本実施形態は、図４に示したＸ
軸に平行に掘削制限領域を設定するものである。領域設
定部９０ａは、設定器７によって制御開始が設定されて
制御開始信号が入力すると、掘削可能領域の境界Ｌの初
期値として、バケットが届かないくらい深い位置の値を
設定する。これにより、設定器７による制御開始の設定
の直後では、フロント装置１Ａはそれが動作し得る範囲
で自由に動くことができ、その動作範囲内でダイレクト
ティーチ若しくは数値入力設定により掘削可能領域を自
由に設定することができる。一例として、初期値はＹ＝
−２０ｍとしておく。

【００２７】一方、領域制限掘削制御部９２の中のフロ
ント姿勢演算部９２ｂは、角度検出器８ａ〜８ｃで検出
したブーム１ａ，アーム１ｂ，バケット１ｃの回動角に
基づいてフロント装置１Ａのバケットの爪先（先端）の
位置を計算する。

【００２８】すなわち、制御ユニット９の記憶装置に
は、図４に示すようなフロント装置１Ａ及び車体１Ｂの
各部寸法が記憶されており、フロント姿勢演算部９２ｂ
ではこれらのデータと、角度検出器８ａ，８ｂ，８ｃで
検出した回動角α，β，γの各値を用いてバケット先端
の位置を計算する。このとき先端の位置は、例えばブー
ム１ａの回動支点を原点としたＸＹ座標系の座標値
（Ｘ，Ｙ）として求める。ＸＹ座標系は本体１Ｂに固定
した垂直面内にある直行座標系である。ブーム１ａの回
動支点とアーム１ｂの回動支点との距離をＬ₁、アーム
１ｂの回動支点とバケット１ｃの回動支点の距離を
Ｌ₂、バケット１ｃの回動支点とバケット１ｃの先端と
の距離をＬ₃とすれば、回動角α，β，γからＸＹ座標
系の座標値（Ｘ，Ｙ）は、下記の式より求まる。Ｘ＝Ｌ₁ｓｉｎα＋Ｌ₂ｓｉｎ（α+β）＋Ｌ₃ｓｉｎ（α
＋β＋γ）Ｙ＝Ｌ₁ｃｏｓα＋Ｌ₂ｃｏｎ（α+β）＋Ｌ₃ｃｏｓ（α
＋β＋γ）領域設定演算部９０は、ブーム用操作レバー装置４ａを
ブーム下げ方向に動かしたときの操作信号Ｓ4a（以下、
ブーム下げ信号Ｓ4adという）が所定値より小さい時、
例えば、ブーム用操作レバー装置４ａが中立位置付近に
ある時、ダイレクトティーチにより、フロント姿勢演算
部９２ｂの上記データを利用してバケット１ｃの先端が
動き得る掘削可能領域の設定を行う。即ち、図４におい
て、オペレータの操作レバー装置の操作でバケット１ｃ
の先端を目的位置Ｐ1に動かした後、ブーム用操作レバ
ー装置４ａが中立位置付近になると、領域設定演算部９
０は、このブーム用操作レバー装置４ａのブーム下げ信
号Ｓ4adにより、その時のフロント姿勢演算部９２ｂで
計算されたバケット先端のＹ座標値の値Ｙ＝Ｙ1を用い
て、設定値＝Ｙ座標値Ｙ1 と掘削可能領域の境界Ｌを設定する。

【００２９】ここで、領域設定演算部９０の演算処理機
能について、図５のフローチャートを用いて説明する。

【００３０】ステップ０１０において、ブーム下げ信号
Ｓ4adが、予め設定した所定値Ｓ4ad0より小さいか否か
を判断する。所定値Ｓ4ad0は、ブーム用操作レバー装置
４ａの不感帯であり、所定値Ｓ4ad0より大きい場合にの
み、ブーム用操作レバー装置４ａがオペレータにより操
作されているものと判断する。

【００３１】ステップ０２０において、アームクラウド
信号Ｓ4bcが、予め設定した所定値Ｓ4bc0より小さいか
否かを判断する。所定値Ｓ4bc0は、アーム用操作レバー
装置４ｂの不感帯である。

【００３２】所定値Ｓ4bc0より小さい場合、アーム用操
作レバー装置４ｂが中立位置付近にあると判断され、ス
テップ０３０において、その時のバケット先端のＹ座標
値の値Ｙ＝Ｙ1を用いて、掘削可能領域の境界Ｌを設定
する。

【００３３】ステップ０２０において、アームクラウド
信号Ｓ4bcが、予め設定した所定値Ｓ4bc0より大きいと
判断された場合には、ステップ０３０において、領域設
定の処理は行わなず、前の設定が維持されたままで、始
めに戻る。

【００３４】ステップ０１０において、ブーム下げ信号
Ｓ4adが、予め設定した所定値Ｓ4ad0より大きいと判断
されると、ステップ０４０において、アームクラウド信
号Ｓ4bcが、予め設定した所定値Ｓ4bc0より小さいか否
かを判断する。所定値Ｓ4ad0は、アーム用操作レバー装
置４ｂの不感帯である。所定値Ｓ4bc0より小さい場合に
は、ステップ０５０において、設定されている掘削領域
を解除するため、掘削領域の境界の直線式を、初期値で
あるＹ＝−２０ｍとする。

【００３５】また、ステップ０４０において、アームク
ラウド信号Ｓ4bcが、予め設定した所定値Ｓ4bc0より大
きい場合には、ステップ０２０の判断後の処理と同様に
して、領域設定の処理は行わず、前の設定が維持された
ままで、始めに戻る。

【００３６】図５に示したフローチャートに基づく、領
域設定演算部９０の演算処理による制御動作について以
下に説明する。最初に、掘削領域の設定動作について説
明する。ブーム用操作レバー装置４ａを動かしてブーム
下げ操作が行われると、ブーム下げ信号Ｓ4adは予め設
定した所定値Ｓ4ad0より大きくなるため、ステップ０１
０→ステップ０４０→ステップ０５０と処理が実行さ
れ、ステップ０５０において、掘削領域の境界を初期値
であるＹ＝−２０ｍとする。従って、ブームは、ブーム
下げ方向に自由に動かすことができる。また、若しくは
ブーム上げ操作が行われた場合にも、ブームは、ブーム
上げ方向に自由に動かすことができる。オペレータがブ
ーム用操作レバー装置４ａの操作でバケット１ｃの先端
を目的位置Ｐ1に動かした後、ブーム用操作レバー装置
４ａの操作を止めると、ブーム用操作レバー装置４ａ
は、中立位置付近となる。このとき、ブーム下げ信号Ｓ
4adは予め設定した所定値Ｓ4ad0より小さくなるため、
ステップ０１０→ステップ０２０→ステップ０３０と処
理が実行され、ステップ０３０において、その時のフロ
ント姿勢演算部９２ｂで計算されたバケット先端のＹ座
標値の値Ｙ＝Ｙ1を用いて、掘削可能領域の境界Ｌを設
定する。

【００３７】次に、掘削領域制限制御による制御動作が
行われる場合について説明する。掘削可能領域の境界Ｌ
が設定された後、アーム用操作レバー装置４ｂを操作し
てアームクラウド動作が単独で行われると、アームクラ
ウド信号Ｓ4bcは予め設定した所定値Ｓ4bc0より大きく
なるため、ステップ０１０→ステップ０２０と処理が実
行され、ステップ０２０において、Ｎｏと判断されるた
め、設定が維持される。その結果、アーム用操作レバー
装置４ｂを動かす前の時点でダイレクトティーチにより
設定された境界に沿って、バケットの先端が制御され、
自動的に領域制限掘削制御を行う。なお、領域制限掘削
制御の詳細については、図６を用いて、後述する。

【００３８】また、ブーム下げ動作とアームクラウド動
作の複合動作が行われた場合にも、同様にして、掘削領
域制限制御による制御動作が行われる。即ち、ブーム下
げ動作とアームクラウド動作の複合動作が行われると、
ブーム下げ信号Ｓ4adは予め設定した所定値Ｓ4ad0より
大きくなり、アームクラウド信号Ｓ4bcは予め設定した
所定値Ｓ4bc0より大きくなるため、ステップ０１０→ス
テップ０４０と処理が実行され、ステップ０４０におい
て、Ｎｏと判断されるため、設定が維持されて、領域制
限掘削制御が行なわれる。

【００３９】以上説明したように、本実施形態において
は、ボタン操作を行うことなく、アームクラウド信号が
所定地より小さいことを示す操作信号を用いて、掘削可
能領域の境界Ｌを設定している。そして、操作信号を用
いて掘削可能領域を設定しても、アームクラウド動作が
単独で行われた場合やブーム下げ動作とアームクラウド
動作の複合動作が行われると、それらの操作信号に基づ
いて掘削領域制限制御が行えるものである。よって、ダ
イレクトティーチにより、所望の掘削領域の設定及び再
設定をボタン操作なしで簡単に行えるものとなる。

【００４０】次に、領域制限掘削制御部９２の全体の制
御機能について、図６に示すフローチャートを用いて説
明する。図中、ステップ１００，１１０は、制御切換部
９２ａの機能であり、ステップ１１５，１２０は、フロ
ント姿勢演算部９２ｂの機能であり、ステップ１２５〜
１５０は、減速・復元制御用補正操作信号演算部９２ｃ
の機能であり、ステップ１５５は、バルブ指令演算部９
２ｄの機能である。

【００４１】ステップ１００において、操作レバー装置
４ａ，４ｂの操作信号Ｓ4a，Ｓ4bを入力する。

【００４２】次いで、ステップ１１０において、設定器
７による制御開始が設定されているか否かに応じて制御
方法を切り換える。設定器７の制御開始スイッチがＯＦ
Ｆの場合には、ステップ１５５において、図３に示した
操作レバー装置４ａ，４ｂからの操作信号に応じた駆動
信号を生成し、流量制御弁５ａ，５ｂに出力する。これ
により、操作レバー装置４ａ，４ｂの操作量に応じた通
常の掘削作業が行なわれる。

【００４３】設定器７によって制御開始が設定されてい
る場合には、ステップ１１０〜１５０に進み、操作レバ
ー装置４ａ，４ｂからの操作信号Ｓ4a，Ｓ4bを補正す
る。

【００４４】以下、ステップ１１５〜１５０の処理内容
について説明する。ステップ１１５において、フロント
姿勢演算部９２ｂに、角度検出器８ａ〜８ｃで検出した
ブーム１ａ，アーム１ｂ，バケット１ｃの回動角を入力
する。

【００４５】ステップ１２０において、検出した回動角
α，β，γと予め入力してあるフロント装置１Ａの各部
寸法とに基づき、フロント装置１Ａの所定部位の位置、
例えばバケット１ｃの先端位置を計算する。このときの
計算は、上述した掘削領域の設定時におけるバケット先
端位置の計算と同じであり、この場合も、バケット先端
の位置はＸＹ座標系の値として求める。

【００４６】次に、ステップ１２５において、フロント
装置１Ａ用の操作レバー装置，４ｂの操作信号Ｓ4a，Ｓ
4bが指令するバケット１ｃの先端の目標速度ベクトルＶ
ｃを計算する。ここで、操作レバー装置４ａ，４ｂの操
作信号Ｓ4a，Ｓ4bと流量制御弁５ａ，５ｂの供給流量と
の関係及びフロント装置１Ａの各部寸法を制御ユニット
９の記憶装置に予め記憶しておき、操作レバー装置４
ａ，４ｂの操作信号Ｓ4a，Ｓ4bから対応する流量制御弁
５ａ，５ｂの供給流量を求め、この供給流量の値から油
圧シリンダ３ａ，３ｂの目標駆動速度を求め、この目標
駆動速度とフロント装置１Ａの各部寸法を用いてバケッ
ト先端の目標速度ベクトルＶｃを演算する。そして、目
標速度ベクトルＶｃの設定領域の境界に平行な方向のベ
クトル成分Ｖｃｘと垂直な方向のベクトル成分Ｖｃｙを
求める。ここで、目標速度ベクトルＶｃのＸ座標成分Ｖ
ｃｘは、目標速度ベクトルＶｃの設定領域の境界に平行
な方向のベクトル成分となり、Ｙ座標成分Ｖｃｙは目標
速度ベクトルＶｃの設定領域の境界に垂直な方向のベク
トル成分となる。

【００４７】次に、ステップ１３０において、バケット
１ｃの先端が上記のように設定した図７に示すような設
定領域内の境界近傍の領域である減速領域にある場合に
あるか否かを判定し、減速領域にある場合には、ステッ
プ１３５に進みフロント装置１Ａの減速を行うよう目標
速度ベクトルＶｃを補正し、減速領域にない時には、ス
テップ１４０に進む。

【００４８】ここで、ステップ１３０における減速領域
にあるか否かの判定及びステップ１３５における減速領
域での目標速度ベクトルＶｃの補正について、図８及び
図９を用いて説明する。

【００４９】制御ユニット９の記憶装置には、図７に示
すような設定領域の境界とバケット１ｃの先端との距離
Ｄ１と減速ベクトル計数ｈとの関係が記憶されている。
この距離Ｄ１と計数ｈとの関係は、距離Ｄ１が距離Ｙa1
よりも大きいときはｈ＝０であり、Ｄ１がＹa1よりも小
さくなると、距離Ｄ１が減少するにしたがって減速ベク
トル計数ｈが増大し、距離Ｄ１＝０でｈ＝１となるよう
に設定されている。ここで、設定領域の境界から距離Ｙ
a1の範囲が減速領域に相当する。

【００５０】ステップ１３０では、ステップ１２０で得
たバケット１ｃの先端位置と設定領域の境界との距離Ｄ
１を計算し、このＤ１が距離Ｙa1より小さくなると、減
速領域に侵入したと判定する。

【００５１】また、ステップ１３５では、ステップ１２
５で計算したバケット１ｃの先端の目標速度ベクトルＶ
ｃの設定領域の境界に接近する方向のベクトル成分であ
る設定領域の境界に対し、垂直方向のベクトル成分，す
なわち、ＸＹ座標系におけるＹ座標の成分Ｖｃｙを減じ
るように目標速度ベクトルＶｃを補正する。具体的に
は、記憶装置に記憶した図８に示す関係からそのときの
設定領域の境界とバケット１ｃの先端との距離Ｄ１に対
応する減速ベクトル係数ｈを計算し、この減速ベクトル
係数ｈを目標速度ベクトルＶｃのＹａ座標の成分（垂直
方向のベクトル成分）Ｖｃｙに乗じ、更に−１を乗じて
減速ベクトルＶR（＝−ｈ・Ｖｃｙ）を求め、Ｖｃｙに
ＶRを加算する。ここで、減速ベクトルＶRはバケット１
ｃの先端と設定領域の境界との距離Ｄ１がＹa1より小さ
くなるにしたがって大きくなり、Ｄ１＝０でＶR＝Ｖｃ
ｙとなるＶｃｙの逆方向の速度ベクトルである。このた
め、減速ベクトルＶRを目標速度ベクトルＶｃの垂直方
向のベクトル成分Ｖｃｙに加算することにより、距離Ｄ
１がＹa1より小さくなるにしたがって垂直方向のベクト
ル成分Ｖｃｙの減少量が大きくなるようベクトル成分Ｖ
ｃｙが減じられ、目標速度ベクトルＶｃは目標速度ベク
トルＶｃａに補正される。

【００５２】ここで、図９を用いて、バケット１ｃの先
端が上記のような補正後の目標速度ベクトルＶｃａの通
りに減速制御されたときの軌跡の一例を説明する。目標
速度ベクトルＶｃが斜め下方に一定であるときには、そ
の平行成分Ｖｃｘは一定となり、垂直成分Ｖｃｙはバケ
ット１ｃの先端が設定領域の境界に近づくにしたがって
（距離Ｄ１がＹ_a1より小さくなるにしたがって）小さく
なる。補正後の目標速度ベクトルＶｃａはその合成であ
るので、軌跡は図９に示すように設定領域の境界に近づ
くにつれて平行となる曲線状となる。また、Ｄ１＝０で
ｈ＝１，ＶR＝−Ｖｃｙとなるので、設定領域の境界上
での補正後の目標速度ベクトルＶｃａは平行成分Ｖｃｘ
に一致する。

【００５３】このようにステップ１３５における減速制
御では、バケット１ｃの先端の設定領域の境界に接近す
る方向の動きが減速されることにより、結果としてバケ
ット１ｃの先端の移動方向が設定領域の境界に沿った方
向に変換され、この意味でステップ１３５の減速制御は
方向変換制御ということもできる。

【００５４】次に、ステップ１４０において、バケット
１ｃの先端が上記のように設定した図７に示すような設
定領域外にある場合か否かを判定し、設定領域外にある
場合には、ステップ１４５に進み、バケット１ｃの先端
が設定領域に戻るように目標速度ベクトルＶｃを補正
し、設定領域外にないときには、ステップ１５５に進
む。

【００５５】ここで、ステップ１４０における設定領域
外にあるか否かの判定及びステップ１４５における設定
領域外での目標速度ベクトルＶｃの補正について、図１
０及び図１１を用いて説明する。

【００５６】制御ユニット９の記憶装置には、図１０に
示すような設定領域の境界とバケット１ｃの先端との距
離Ｄ２の絶対値と復元ベクトルＡＲとの関係が記憶され
ている。この距離Ｄ２の絶対値と復元ベクトルＡＲとの
関係は、距離Ｄ２の絶対値が減少するにしたがって復元
ベクトルＡＲが増大するように設定されている。

【００５７】ステップ１４０においては、ステップ１２
０で得たバケット１ｃの先端位置と設定領域の境界との
距離Ｄ２を計算し、この距離が負の値になったら設定領
域外に侵入したと判断する。

【００５８】また、ステップ１４５では、ステップ１２
５で計算したバケット１ｃの先端の目標速度ベクトルＶ
ｃの設定領域の境界に対し垂直方向のベクトル成分，す
なわち、ＸＹ座標系のＹ座標の成分Ｖｃｙが設定領域の
境界に接近する方向の垂直成分に変わるよう目標速度ベ
クトルＶｃを補正する。具体的には、垂直方向のベクト
ル成分ＶｃｙをキャンセルするようにＶｃｙの逆方向ベ
クトルＡｃｙを加算して、平行成分Ｖｃｘを抽出する。
この補正によってバケット１ｃの先端は設定領域外を更
に進もうとする動作が阻止される。

【００５９】そして、次に、記憶装置に記憶した図１０
に示す関係からそのときの設定領域の境界とバケット１
ｃの先端との距離Ｄ２の絶対値に相当する復元ベクトル
ＡＲを計算し、この復元ベクトルＡＲを目標速度ベクト
ルＶｃ垂直方向のベクトル成分Ｖｃｙに更に加算する。
ここで、復元ベクトルＡＲは、バケット１ｃの先端と設
定領域の境界との距離Ｄ２が小さくなるにしたがって小
さくなる逆方向の速度ベクトルである。このため、復元
ベクトルＡＲを目標速度ベクトルＶｃの垂直方向のベク
トル成分Ｖｃｙに加算することにより、距離Ｄ２が小さ
くなるにしたがって垂直方向のベクトル成分Ｖｃｙが小
さくなるよう、目標速度ベクトルＶｃは目標速度ベクト
ルＶｃａに補正される。

【００６０】ここで、図１１を用いて、バケット１ｃの
先端が上記のような補正後の目標速度ベクトルＶｃａの
通りに復元制御されたときの軌跡の一例について説明す
る。目標速度ベクトルＶｃが斜め下方に一定であるとき
には、その平行成分Ｖｃｘは一定となり、また復元ベク
トルＡＲは距離Ｄ２に比例するので、垂直成分はバケッ
ト１ｃの先端が設定領域の境界に近づくにしたがって
（距離Ｄ２が小さくなるにしたがって）小さくなる。補
正後の目標速度ベクトルＶｃａはその合成であるので、
軌跡は図１１のように設定領域の境界に近づくにつれて
平行となる曲線状となる。

【００６１】このように、ステップ１４５における復元
制御では、バケット１ｃの先端が設定領域に戻るように
制御されるため、設定領域外に復元領域が得られること
になる。また、この復元制御でも、バケット１ｃの先端
の設定領域の境界に接近する方向の動きが減速されるこ
とにより、結果としてバケット１ｃの先端の移動方向が
設定領域の境界に沿った方向に変換され、この意味でこ
の復元制御も方向変換制御ということができる。

【００６２】次に、ステップ１５０において、ステップ
１３５または１４５で得た補正後の目標速度ベクトルＶ
ｃａに対応する流量制御弁５ａ〜５ｃの操作信号を計算
する。これは、ステップ１２５における目標速度ベクト
ルＶｃの計算の逆演算である。そして、ステップ１５５
において、ステップ１５０で計算した操作信号に応じた
駆動信号を生成し、流量制御弁５ａ，５ｂを出力し、は
じめに戻る。領域制限掘削制御を終了させる場合は、設
定器７による制御開始指令を解除する。

【００６３】以上のように構成した本実施形態によれ
ば、ブーム用操作レバー装置４ａをブーム下げ方向に動
かし、所望の位置で停止させると、その時のバケットの
先端の座標からダイレクトティーチにより掘削領域を容
易に設定される。

【００６４】その後、アーム用操作レバー装置４ｂをア
ームクラウド方向に操作すると、その前の設定が維持さ
れるので、設定領域内で、領域制限掘削制御を行うこと
ができる。これにより、操作レバー一本で均し掘削作
業，法面掘削作業を行うことができる。

【００６５】また、ブーム用操作レバー装置４ａをブー
ム下げ方向に操作し、かつ、同時に、アーム用操作レバ
ー装置４ｂをアームクラウド方向に操作した場合にも、
同様に領域制限掘削制御が実行される。これにより、従
来、均し掘削作業や法面掘削作業を行う場合のブーム下
げとアームクラウドの複合動作と同様の操作により、領
域制限掘削制御で均し掘削，法面掘削を行うことができ
る。

【００６６】従って、従来のように、掘削領域の再設定
のために、設定済みの領域を解除するボタン操作と、新
たな領域を設定するボタン操作の２回のボタン操作を行
う必要がなくなり、操作レバー装置の操作信号を用い
て、ダイレクトティーチにより掘削領域の設定及び再設
定が簡単に行える。

【００６７】また、領域制限掘削制御に際しては、バケ
ット１ｃの先端が設定領域の境界から離れているとき
は、目標速度ベクトルＶｃは補正されず、通常作業と同
じように作業できるとともに、バケット１ｃの先端が設
定領域内でその境界近傍に近づくと、目標速度ベクトル
Ｖｃの設定領域の境界に接近する方向のベクトル成分
（境界に対して垂直方向のベクトル成分）を減じるよう
に補正されるので、設定領域の境界に対して垂直方向の
動きが減速制御され、設定領域の境界に沿った方向の速
度成分は減じられ、このため図９に示すように設定領域
の境界に沿ってバケット１ｃの先端を動かすことができ
る。このため、バケット１ｃの先端の動き得る領域を制
限した掘削を効率良く行うことができる。

【００６８】次に、本発明の第２の実施形態について、
図１２を用いて説明する。本実施形態においては、さら
に、アームダンプ動作の有無に基づいて、ダイレクトテ
ィーチによる掘削領域の設定及び再設定を行ったり、設
定の解除を行うようにしている。

【００６９】本実施形態に用いるフロント制御装置及び
その油圧駆動装置の構成は、図１に示したものと同様で
ある。また、制御ユニット９の構成は、図４に示したも
のと同様であり、さらに、領域設定演算部９０は、アー
ム用操作レバー装置４ｂからのアームダンプ信号Ｓ4bd
に基づいて、領域設定の演算を行うようにしている。

【００７０】ここで、領域設定演算部９０の演算処理機
能について、図１２のフローチャートを用いて説明す
る。このフローチャートにおいて、図５に示したフロー
チャートと特に異なるのは、ステップ０１０とステップ
０２０の間に追加されたステップ０６０であるので、主
として、このステップ０６０における処理について説明
する。

【００７１】ステップ０６０において、アームダンプ信
号Ｓbdが、予め設定した所定値Ｓbd0よりも小さいか否
かが判断される。所定値Ｓ4bd0は、アーム用操作レバー
装置４ｂの不感帯である。

【００７２】ここで、図１２に示したフローチャートに
基づく、領域設定演算部９０の演算処理に基づく制御動
作について以下に説明する。図５に示した制御動作に加
えて次の動作が行われる。

【００７３】アーム用操作レバー装置４ｂを動かしてア
ームダンプ操作が行われると、アームダンプ信号Ｓbd
が、予め設定した所定値Ｓbd0よりも大きくなるため、
ステップ０１０→ステップ０６０→ステップ０５０と処
理が実行され、ステップ０５０において、掘削領域の境
界を初期値であるＹ＝−２０ｍとする。

【００７４】従って、アームクラウド動作による領域制
限掘削制御後、アームダンプ動作によりバケット先端を
掘削開始位置に戻すとき、設定領域は解除されるためバ
ケットの先端は自由に動かすことができる。ここで、ア
ームダンプ動作を行ったとき、設定領域を解除しない
と、アームダンプ動作時にも、領域制限掘削制御が実行
されているため、アームやブームが不自然に動いてしま
うこととなる。それに対して、設定の動作だけでなく、
制御に係わらない動作時にも制御に入らず、不自然な動
きをしないようにする。

【００７５】以上説明したように、本実施形態おいて
は、さらに、アームダンプ動作時のアームやブームの不
自然な動きを回避することができる。

【００７６】次に、本発明の第３の実施形態について、
図１３を用いて説明する。本実施形態においては、さら
に、アーム用操作レバー装置が操作されておらず、中立
位置付近にある時間が所定時間Ｔを経過した場合にの
み、ダイレクトティーチによる掘削領域の設定を行うよ
うにしている。所定時間Ｔが経過しない場合には、前の
設定がそのまま維持されるようにしている。

【００７７】本実施形態に用いるフロント制御装置及び
その油圧駆動装置の構成は、図１に示したものと同様で
ある。また、制御ユニット９の構成は、図４に示したも
のと同様であり、さらに、領域設定演算部９０は、アー
ム用操作レバー装置４ｂからのアームダンプ信号Ｓ4bd
に基づいて、領域設定の演算を行うようにしている。

【００７８】ここで、領域設定演算部９０の演算処理機
能について、図１３のフローチャートを用いて説明す
る。このフローチャートにおいて、図１２に示したフロ
ーチャートと特に異なるのは、ステップ０２０とステッ
プ０３０の間に追加されたステップ０７０であるので、
主として、このステップ０７０における処理について説
明する。

【００７９】ステップ０７０において、所定時間Ｔが経
過したか否かを判断する。ここで、所定時間Ｔとして
は、例えば、２秒とする。所定時間Ｔが経過した場合に
は、ステップ０３０において、その時のバケット先端の
Ｙ座標値の値Ｙ＝Ｙ1を用いて、掘削可能領域の境界Ｌ
を設定する。所定時間Ｔ以上継続しなかった場合には、
設定が維持される。

【００８０】ここで、図１３に示したフローチャートに
基づく、領域設定演算部９０の演算処理による制御動作
について以下に説明する。

【００８１】アーム用操作レバー装置４ｂを操作してア
ームクラウド動作が単独で行われると、アームクラウド
信号Ｓ4bcは予め設定した所定値Ｓ4bc0より大きくなる
ため、ステップ０１０→ステップ０６０→ステップ０２
０と処理が実行され、ステップ０２０において、Ｎｏと
判断されるため、設定が維持される。その結果、アーム
用操作レバー装置４ｂを動かす前の時点でダイレクトテ
ィーチにより設定された境界に沿って、バケットの先端
が制御され、自動的に領域制限掘削制御が行われる。

【００８２】アームクラウド動作の途中でアームクラウ
ド動作を中断すると、アームクラウド信号Ｓ4bcは予め
設定した所定値Ｓ4bc0より小さくなるため、ステップ０
１０→ステップ０６０→ステップ０２０→ステップ０７
０と処理が実行され、ステップ０７０において、アーム
クラウド動作の中断時間が所定時間Ｔよりも短い場合に
は、Ｎｏと判断されるため、設定が維持される。

【００８３】その後、アームクラウド動作を再開する
と、アームクラウド信号Ｓ4bcは予め設定した所定値Ｓ4
bc0より大きくなるため、ステップ０１０→ステップ０
６０→ステップ０２０と処理が実行され、ステップ０２
０において、Ｎｏと判断されるため、設定が維持され
る。従って、アームクラウド動作を中断しても、その中
断時間が短い場合には、設定は変わらず、維持されるこ
とになる。

【００８４】アーム用操作レバー装置が中立になったと
きに掘削制限領域を設定するようにしていると、領域制
限掘削制御中にアームクラウド操作を中断した場合に、
新たに中断したときのバケット先端位置で設定されるこ
とになり、その後、アームクラウドを再操作すると、設
定が変わることになる。それに対して、本実施形態で
は、領域制限掘削制御中にアームクラウド操作を中断し
ても、中断時間が短い場合には、アームクラウドの再操
作時に、前と同じ設定で連続して掘削できるようにな
る。

【００８５】次に、本発明の第４の実施形態について、
図１４を用いて説明する。本実施形態においては、さら
に、アームダンプ動作が行われた場合にも、設定を維持
するようにしている。

【００８６】本実施形態に用いるフロント制御装置及び
その油圧駆動装置の構成は、図１に示したものと同様で
ある。また、制御ユニット９の構成は、図４に示したも
のと同様であり、さらに、領域設定演算部９０は、アー
ム用操作レバー装置４ｂからのアームダンプ信号Ｓ4bd
に基づいて、設定を維持するようにしている。

【００８７】ここで、領域設定演算部９０の演算処理機
能について、図１４のフローチャートを用いて説明す
る。このフローチャートにおいて、図５に示したフロー
チャートと特に異なるのは、ステップ０１０とステップ
０２０の間に追加されたステップ０６０及びステップ０
４０とステップ０５０の間に追加されたステップ０８０
であるので、主として、このステップ０６０，０８０に
おける処理について説明する。

【００８８】ステップ０６０において、アームダンプ信
号Ｓbdが、予め設定した所定値Ｓbd0よりも小さいか否
かが判断される。所定値Ｓ4bd0は、アーム用操作レバー
装置４ｂの不感帯である。また、同様にして、ステップ
０８０において、アームダンプ信号Ｓbdが、予め設定し
た所定値Ｓbd0よりも小さいか否かが判断される。アー
ムダンプ信号Ｓbdが、予め設定した所定値Ｓbd0よりも
大きい場合には、領域設定の処理は行わず、前の設定が
維持されたままで、始めに戻る。

【００８９】ここで、図１４に示したフローチャートに
基づく、領域設定演算部９０の演算処理による制御動作
について以下に説明する。図５に示した制御動作に加え
て次の動作が行われる。

【００９０】アーム用操作レバー装置４ｂを単独で動か
してアームダンプ操作が行われると、アームダンプ信号
Ｓbdが、予め設定した所定値Ｓbd0よりも大きくなるた
め、ステップ０１０→ステップ０６０と処理が実行さ
れ、ステップ０６０でＮｏと判断されるため、設定が維
持される。その結果、アーム用操作レバー装置４ｂを動
かす前の時点でダイレクトティーチにより設定された境
界に沿って、バケットの先端が制御され、自動的に領域
制限掘削制御が行なわれる。

【００９１】また、ブーム下げ動作とアームダンプ動作
の複合動作が行われた場合にも、同様にして、掘削領域
制限制御による制御動作が行われる。即ち、ブーム下げ
動作とアームダンプ動作の複合動作が行われると、ブー
ム下げ信号Ｓ4adは予め設定した所定値Ｓ4ad0より大き
くなり、アームダンプ信号Ｓ4bdは予め設定した所定値
Ｓ4bd0より大きくなるため、ステップ０１０→ステップ
０４０→ステップ０８０と処理が実行され、ステップ０
８０において、Ｎｏと判断されるため、設定が維持され
て、領域制限掘削制御が行なわれる。

【００９２】以上説明したように、本実施形態において
は、アームダンプ動作が単独で行われた場合やブーム下
げ動作とアームダンプ動作の複合動作が行われた場合に
も、それらの操作信号に基づいて掘削領域制限制御が行
えるものである。

【００９３】なお、本発明にかかるフロント制御装置
は、上述の各実施形態に限定されず、種々の変形が可能
である。一例として、本実施形態では操作レバーは電気
レバーとしたが、油圧パイロットレバーでもよい。ま
た、フロント装置１Ａの位置と姿勢に関する状態量を検
出する手段として回動角を検出する角度計を用いたが、
シリンダのストロークを検出してもよい。

【００９４】

【発明の効果】本発明によれば、ダイレクトティーチに
より、所望の掘削領域の設定及び再設定をボタン操作な
しで簡単に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施形態による建設機械のフロント
制御装置をその油圧駆動装置と共に示す図である。

【図２】本発明が適用される油圧ショベルの外観の形状
を示す図である。

【図３】制御ユニットの制御機能を示す機能ブロック図
である。

【図４】本実施形態の領域制限掘削制御で用いる座標系
と掘削領域の設定方法を示す図である。

【図５】アームクラウド操作によって掘削領域を設定す
る演算内容を説明するフローチャートである。

【図６】制御ユニットにおける制御手順を示すフローチ
ャートである。

【図７】バケット先端が設定領域内にある場合と、設定
領域の境界上にある場合と、設定領域外にある場合のブ
ームによるバケット先端速度の補正動作の違いを示す図
である。

【図８】バケットの先端と設定領域の境界との距離と減
速ベクトルとの関係を示す図である。

【図９】バケット先端が設定領域内にあるときの補正動
作軌跡の一例を示す図である。

【図１０】バケットの先端と設定領域の境界との距離と
復元ベクトルとの関係を示す図である。

【図１１】バケットの先端が設定領域外にあるときの補
正動作軌跡の一例を示す図である。

【図１２】本発明の第２の実施形態におけるアームダン
プ操作によって掘削領域の設定を解除する演算内容を説
明するフローチャートである。

【図１３】本発明の第３の実施形態におけるアーム用操
作レバーが所定時間中立位置にあるときに掘削領域を設
定する演算内容を説明するフローチャートである。

【図１４】本発明の第４の実施形態におけるアームダン
プ操作によって掘削領域の設定を維持したまま、領域制
限掘削制御を行う演算内容を説明するフローチャートで
ある。

【符号の説明】

１Ａフロント装置１Ｂ車体１ａブーム１ｂアーム１ｃバケット２油圧ポンプ３ａ〜３ｆ油圧アクチュエータ４ａ〜４ｆ操作レバー装置５ａ〜５ｆ流量制御弁６リリーフ弁７設定器８ａ，８ｂ，８ｃ角度検出器９制御ユニット９０領域設定部９２領域制限掘削制御部９２ａ制御切換部９２ｂフロント姿勢演算部９２ｃ減速・復元制御用補正操作信号演算部９２ｄバルブ指令演算部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上下方向に回動可能な複数のフロント部材
により構成される多関節型のフロント装置と、前記複数
のフロント部材を駆動する複数の油圧アクチュエータ
と、複数の操作レバー手段からの操作信号により駆動さ
れ、前記複数の油圧アクチュエータに供給される圧油の
流量を制御する複数の油圧制御弁とを有する建設機械に
備えられ、前記フロント装置は予め設定した掘削領域内
で動くよう前記操作信号を補正し、前記フロント装置の
動作を制御する建設機械のフロント制御装置において、前記複数の操作レバー手段からの操作信号の内の第１の
特定の操作信号が、予め設定された値よりも小さい時、
その時のフロント装置の所定の部位の位置によりダイレ
クトティーチを行い、前記掘削領域を設定すると共に、
前記第１の特定の操作信号が前記設定値より大きくなる
と、前記掘削領域の設定を解除し、前記複数の操作レバ
ー手段の操作信号の内、前記フロント装置の動作制御時
に前記フロント装置を動かす第２の特定の操作信号が前
記設定値より大きくなると、そのときの掘削領域の設定
を維持する領域設定手段を備えることを特徴とする建設
機械のフロント制御装置。
【請求項２】請求項１記載の建設機械のフロント制御装
置において、前記第１の特定の操作信号はブーム下げの
操作信号を含むことを特徴とする建設機械のフロント制
御装置。
【請求項３】請求項１記載の建設機械のフロント制御装
置において、前記第２の特定の操作信号は少なくともア
ームクラウドの操作信号を含むことを特徴とする建設機
械のフロント制御装置。
【請求項４】請求項１記載の建設機械のフロント制御装
置において、前記第２の特定の操作信号は少なくともア
ームダンプの操作信号を含むことを特徴とする建設機械
のフロント制御装置。
【請求項５】請求項３及び請求項４のいずれか１項記載
の建設機械のフロント制御装置において、さらに、前記
第２の特定の操作信号はブーム下げの操作信号を含むこ
とを特徴とする建設機械のフロント制御装置。
【請求項６】請求項１記載の建設機械のフロント制御装
置において、前記領域設定手段は、前記複数の操作レバ
ー手段からの操作信号の内、更に、前記掘削領域の設定
動作及びフロント装置の制御動作のいずれにも係わらな
い第３の特定の操作信号が前記設定値よりも大きくなる
と、前記掘削領域の設定を解除することを特徴とする建
設機械のフロント制御装置。
【請求項７】請求項６記載の建設機械のフロント制御装
置において、前記第３の特定の操作信号はアームダンプ
の操作信号であることを特徴とする建設機械のフロント
制御装置。
【請求項８】請求項１記載の建設機械のフロント制御装
置において、前記領域設定手段は、前記第１の特定の操
作信号が前記設定値より小さい状態が所定時間以上継続
した場合にのみ、前記掘削領域の設定を行うことを特徴
とする建設機械のフロント制御装置。