JPH1088610A

JPH1088610A - 電子制御式作業車の制御方法

Info

Publication number: JPH1088610A
Application number: JP8239583A
Authority: JP
Inventors: Yoshizo Sakamoto; 佳三坂本; Takeaki Nozaki; 豪朗野崎; Hiroyasu Yukino; 弘泰雪野; Yasuo Noma; 康男野間; Akishi Kuroda; 晃史黒田; Shigeki Tada; 茂樹多田; Takeshi Okabe; 健岡部
Original assignee: Yanmar Diesel Engine Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 1996-09-10
Filing date: 1996-09-10
Publication date: 1998-04-07
Anticipated expiration: 2016-09-10
Also published as: JP3727423B2

Abstract

(57)【要約】【課題】バケットの監視点が深さ設定値に掛かってい
ても、なおかつアームを下げて、バケットを巻く操作を
行うことが出来るようにして、作業効率を向上させるも
のである。【解決手段】複数個の関節を有する作業腕を具備し、
該作業腕の位置を検出する位置検出手段を設け、深さ設
定機構で設定した深さより深く動作しないように制御す
る電子制御式作業車において、前記作業腕を連動して制
御し、作業腕の一部が深さ設定値よりも深く作動しよう
とする場合には、最も作業車側の腕を動作させて、作業
腕を上昇させる制御を行い、しかも該作業腕を上げる高
さは、最先端の作業腕の作動可能範囲内での最下点が深
さ設定値となるようにする制御方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バックホー等の掘
削作業車の掘削深さを電子制御すべく構成した技術に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、バックホー等の掘削作業車の
掘削深さを電子制御する技術は公知とされているのであ
る。例えば、特公昭６３−３７２１０号公報や、特開平
５−３０６５３４号公報や、特開平８−１３４９４９号
公報や、特開平５−３２１９２０号公報に記載の技術の
如くである。しかし、上記の従来技術における電子制御
式作業車においては、作業腕を下げる時に、最下点にな
る監視点を数点モニターし、深さ設定値を越えないよう
に制御する為に、アームやバケットの動作をその時点で
停止するように構成していたのである。故に、掘削を行
う場合に、作業腕を巻き込む動作が多いのであるが、こ
の際に作業腕の最下点が設定深さ設定値に掛かっている
と、それ以上は深さ設定値を越える為に、巻き込み動作
が不可能となり、一連の作業が中断し、作業効率が悪く
なるという不具合があったのである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の従来技
術の不具合が解消するために、バケットの監視点が深さ
設定値に掛かっていても、なおかつアームを下げて、バ
ケットを巻く操作を行なうことが出来るようにして、作
業効率を向上させるものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明が解決しようとす
る課題は以上の如くであり、次に該課題を解決する為の
手段を説明する。請求項１においては、複数個の関節を
有する作業腕を具備し、該作業腕の位置を検出する位置
検出手段を設け、深さ設定機構で設定した深さより深く
動作しないように制御する電子制御式作業車において、
前記作業腕を連動して制御し、作業腕の一部が深さ設定
値よりも深く作動しようとする場合には、最も作業車側
の腕を動作させて、作業腕を上昇させる制御を行い、し
かも該作業腕を上げる高さは、最先端の作業腕の作動可
能範囲内での最下点が深さ設定値となるように制御する
方法である。

【０００５】請求項２においては、複数個の関節を有す
る作業腕を具備し、該作業腕の位置を検出する位置検出
手段を設け、深さ設定機構で設定した深さより深く動作
しないように制御する電子制御式作業車において、深さ
制限の設定をした際に深さ設定値の監視点を、最先端腕
とその手前の腕の間の関節位置付近とし、監視値Ｘは
『深さ設定値最先端腕の長さ』とする場合と、最先端腕
の先端部付近を監視点とし、監視値Ｙは深さ設定値とす
る場合の２通りの方式を切換可能とした制御方法であ
る。

【０００６】請求項３においては、複数個の関節を有す
る作業腕を具備し、該作業腕の位置を検出する位置検出
手段を設け、深さ設定機構で設定した深さより深く動作
しないように制御する電子制御式作業車において、深さ
設定値により指定した制限位置に達した後においても、
最も作業車側の腕以外の腕はどの方向にも回動可能とし
た制御方法である。

【０００７】請求項４においては、複数個の関節を有す
る作業腕を具備し、該作業腕の位置を検出する位置検出
手段を設け、深さ設定機構で設定した深さより深く動作
しないように設定深さより下に動作すると手動操作方式
から電子制御方式へ切換え制御する電子制御式作業車に
おいて、切換えの際、各油圧駆動式の電磁切換弁のパイ
ロット圧力を切換えの前後で同一とすべくした制御方法
である。

【０００８】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を説明
する。本発明の実施例として、複数個の関節を有する作
業車として、旋回式掘削機で説明する。図１は本発明の
電子制御式作業車の深さ制御掘削状態を示す側面図、図
２は本発明の電子制御式作業車の制御ブロック線図、図
３はアームが動いている場合のアームとバケットと深さ
設定値の関係を示す側面図、図４はバケットが動いてい
る場合の、アームとバケットと深さ設定値の関係を示す
図面、図５は本発明の電子制御方式において、ブームの
上げ角速度を、ヤコビ行列を用いて求める制御のフロー
チャート図面、図６は手先沈み量Ｄを計算してブームの
補正量を計算する制御のフローチャート図である。

【０００９】図１から図６において、深さ設定時のブー
ムとアームとバケットの連動制御について説明する。即
ち、ブームとアームとバケットを電子制御することがで
き、作業腕の最下点がその深さ設定値を越えないように
動作制限すべく構成している。しかし、作業腕の最下点
が深さ設定値を越えるような動きをする場合には、ブー
ムとアームとバケットを連動制御することで、作業を中
断することなく、深さ設定値まで掘削が出来るように構
成している。

【００１０】図１と図２において、ブームとアームとバ
ケットの動作を電子制御することの出来る電子制御式作
業車であるバックホーを図示している。クローラ式走行
装置の上に旋回台軸受を介して、旋回フレームを載置
し、該旋回フレームの上にキャビン１と運転席を配置
し、また旋回フレームの先端にブーム２の下端をブーム
角度センサ１０を設けた枢支軸により枢支している。該
ブーム２の先端にアーム角度センサ１１を設けた枢支軸
を介してアーム４を枢支し、該アーム４の先端にバケッ
ト角度センサ１２を設けた枢支軸を介して、バケット６
を枢支している。

【００１１】ブームシリンダ３とアームシリンダ５とバ
ケットシリンダ７にはそれぞれメインの切換弁である電
磁比例弁１３・１４・１５が接続されて、該電磁比例弁
１３・１４・１５のソレノイドは、それぞれアンプ１６
・１７・１８を介してコントローラ１９と接続されてい
る。コントローラ１９に、Ａ／Ｄ変換器２０を介して、
操作レバー２１の変位センサ２１ａが接続されている。
該操作レバー２１は前記ブームシリンダ３とアームシリ
ンダ５とバケットシリンダ７を伸縮操作する為のレバー
であり、前後左右等に回動することが操作でき、現実に
はキャビン１内に、左右の操作レバー２１Ｌ・２１Ｒを
配置して、ブームシリンダ３とアームシリンダ５とバケ
ットシリンダ７を作動出来るように構成している。ま
た、図示しない操作レバーやペダル等で、ブーム２の左
右回動や、旋回・走行・ブレードの上下等も操作できる
ようにしている。但し、電磁比例弁１３・１４・１５は
パイロット型の制御切換弁とし、アンプ１６・１７・１
８を電磁切換弁として電磁比例弁１３・１４・１５を切
り換えるように構成する事もできる。

【００１２】そして、前記操作レバー２１の操作でコン
トローラ１９へ変位信号ｉ１・ｉ２・ｉ３を入力する
と、その操作に応じたコントローラ１９からの信号によ
って電磁比例弁１３・１４・１５が励磁されて、弁を切
り換え、ブームシリンダ３とアームシリンダ５とバケッ
トシリンダ７が伸縮される。また、前記コントローラ１
９には振動信号発生器２２が接続され、該振動信号発生
器２２にはＡ／Ｄ変換器２３を介して、フートペダル２
４の回動基部に設けた変位センサ２５と接続されてい
る。

【００１３】このフートペダル２４を足で回動させると
変位センサ２５により、その回動量に比例した信号がＡ
／Ｄ変換器２３を介して、振動信号発生器２２に入力さ
れ、該振動信号発生器２２によってフートペダル２４の
回動量に比例して振動信号をコントローラ１９に入力
し、該コントローラ１９によりブーム２で操作されたシ
リンダを伸縮させて振動させるように構成している。こ
の振動は微小振動であって掘削抵抗を減少させて、効率
良く掘削できるように構成している。

【００１４】このように振動させたい部位は、操作レバ
ー２１の操作した部位と一致させており、その振動の大
きさはフートペダル２４の踏み量によって調節するよう
に構成している。但し、振動させる部位を指定する他の
方法として、前記操作レバー２１の操作と一致させる代
わりに振動部位選択入力器２６を用いて振動させる部位
を指定するように構成することもできる。

【００１５】以上のような、電子制御式作業車の全体的
な制御ブロック線図において、深さの監視点を、図１に
示す如く、バケット６の先端ａと、バケット６の最深部
の裏面ｂと、バケット６とバケットシリンダ７の枢支部
ｃと、バケット６とアーム４の枢支部ｄの４位置として
いる。各監視点の深さは、各枢支軸に設けたブーム角度
センサ１０とアーム角度センサ１１とバケット角度セン
サ１２の角度値を用いて、コントローラ１９で演算、あ
るいはマップ化することで求める。

【００１６】図１においては、掘削を行う状態を示して
いる。従来の電子制御方法では、バケット６の先端ａの
監視点が深さ設定値に掛かっている為に、掘削の動作で
あるアーム４を巻き込むかバケットを巻き込む操作をす
る場合に、深さ設定値を越える方向に動く動作は不可能
となっていたのである。本発明においては、図５のフロ
ーチャートに示す如く、該監視点が深さ設定値に掛かっ
ていて、その状態でアーム４の巻き込み動作や、バケッ
ト６の巻き込み動作をする場合には、アーム関節角速度
とバケット関節角速度とヤコビ行列により、手先の速度
を求め、それより地面と垂直方向の成分速度が０となる
ように、逆にヤコビ行列を解くことでブーム２の上げ方
向の関節角速度を計算する。この値を用いて、アーム４
とバケット６とブーム２の連動制御をすることで、深さ
設定値を越えず、また動作を止めることなく、掘削作業
を行うことが出来るのである。

【００１７】また、図３と図４に示す如く、ブーム２と
アーム４の枢支ピンからバケット６の最下点までの長さ
Ｌ、又は、バケット６とアーム４の枢支ピンから、バケ
ット６の最下点までの長さＬと、アーム４が回動してい
る場合はアーム４の回動角αと、バケット６が回動して
いる場合にはバケット６の回動角αより、演算してバケ
ット６の先端ａの沈み量Ｄを求めて、ブーム２の上げ量
を計算することもできる。即ち、図３の如く、アーム４
が下方へ回動する動きをしている場合には、深さ設定値
を越えないように、アーム４の回動角αをアーム角度セ
ンサ１１により検出して、該回動角αとブーム２とアー
ム４の枢支ピンからバケット６の最下点までの長さＬと
から、該バケット６の先端ａの沈み量Ｄを演算し、ブー
ム２を引上げ側に連動制御するのである。また、図４の
如く、バケット６が掬い込み回動をしている場合には、
バケット６の回動角αと、アーム４とバケット６の枢支
点からバケット６の最下点までの長さＬより演算して、
バケット６の先端ａの沈み量Ｄを演算して、ブーム２を
上方へ連動回動させて、深さ設定値を越えないように構
成しているのである。

【００１８】図７は一般掘削と直線掘削の場合で、深さ
設定値の監視点を変更する場合の電子制御式作業車を示
す側面図、図８は一般掘削時の監視点であるバケット６
とアーム４の枢支部ｄを示す図面、図９は一般掘削と直
線掘削の切換のフローチャート図面、図１０はアーム４
の最上点を高さを制御する構成において、該アーム４の
高さ制御の監視点を、ブーム２とアーム４の枢支軸３１
とし、最上高さを、枢支軸３１と地上との間の高さＪ
と、枢支軸３１からアームシリンダ５のピン３０迄の距
離Ｒを加えた高さとした構成の側面図、図１１は同じく
アーム４の高さ設定値の監視点をブーム２とアーム４の
枢支軸３１とし、設定値は、枢支軸３１と地上との間の
高さＪと、枢支軸３１からアームシリンダ５のピン３０
迄の距離Ｒを足した値とした制御のフローチャート図で
ある。

【００１９】図７と図８と図９において、一般掘削時と
直線掘削時で監視点を、バケット６の先端ａとバケット
６の最深部の裏面ｂに変換可能とした構成を説明する。
従来の深さ自動制御においては、作業腕の下がり量を
制限するという意図でバケット６の先端ａをモニタして
いる。バケットの刃先が深さ設定値になると、通常はバ
ケットの動作が不可能となり、掘削作業が中断する。こ
の場合には、ブーム２を上げて作業を再開し、掘削を進
めると、また深さ設定値に掛り、動作が停止してしまい
非常に作業効率が悪かったのである。

【００２０】従来、制限位置で全作業腕を停止していた
のを、本発明では、設定した位置を越えずにアーム、バ
ケットは動作及び動作操作を可能としたものである。オ
ペレーターは先ず掘削したい溝の深さを操作パネル上
で、深さ設定値として設定する。その後、堀り進むが、
深さの監視点はバケット６とアーム４の枢支部ｄである
ので、深さ設定値でアーム４やブーム２が停止しても、
バケット６は動作することが可能となったのである。こ
れにより溝の荒掘削ができるのである。最後に、操作レ
バー２１の上にある、直線掘削ボタンを押すと、深さの
監視点が、バケット６の先端ａに変わる。これにより、
ブーム２とアーム４は、バケット６の角度に応じて、バ
ケット６の先端ａが設定深さになるまで下がり、該深さ
設定値での直線掘削を行うのである。

【００２１】図１０と図１１において、アーム４の高さ
設定値の監視点を、ブーム２とアーム４の枢支軸の位置
とした構成を説明する。即ち、この構成では、ブーム２
とアーム４とバケット６を電子制御して、作業腕の上げ
高さを設定する電子制御式作業車において、アーム４の
最上点の監視位置を、ブーム２とアーム４の枢支軸３１
の位置とし、最上点の設定値は、該枢支軸３１と地上と
の間の高さＪと、枢支軸３１からアームシリンダ５のピ
ン３０迄の距離Ｒを加えた、Ｊ＋Ｒに設定すべく構成し
ている。そして、ブーム２とアーム４の枢支軸３１の位
置に監視点を設けて、該ブーム２とアーム４の枢支軸３
１の高さＪを監視し、一旦この位置に至るとブーム２の
回動は停止するが、アーム４の回動は、Ｊ＋Ｒの高さま
で余裕を構成しており、アーム４が回動可能としてい
る。

【００２２】このように、アーム４の最上点の監視位置
をブーム２とアーム４の枢支軸３１の位置とし、高さ設
定値は、枢支軸３１と地上との間の高さＪと、枢支軸３
１からアームシリンダ５のピン３０迄の距離Ｒを加えた
高さとすることにより、作業腕が上昇して、ブーム２と
アーム４の枢支軸３１は、枢支軸３１と地上との間の高
さＪの高さに至った時点で、それ以上の上昇を停止させ
られる。しかし、停止しても、高さの監視点は、枢支軸
３１からアームシリンダ５のピン３０までの距離のＪ＋
Ｒに設定しているので、アーム４は回動が可能なのであ
る。

【００２３】図１２は手動操作と電子操作の切換時のシ
ョックを防止する発明の作動状態を示す図面、図１３は
同じく手動操作と電子操作の切換時のショックを防止す
る発明の油圧回路図を示す図面、図１４は電磁比例弁の
アンプ特性を示す図面。

【００２４】従来の電子制御式のバックホーでは、電気
ジョイスティックを使用しており、常に電子制御式であ
った為に、手動操作と電子制御の切換の必要がなく、本
発明のような技術は存在しなかったのである。しかし、
本発明の如く、手動操作と電子操作を切り換えて用いる
方式とした場合には、２系統のパイロット油圧を切り換
える為に、圧力に差があった場合等には、切換時に急激
な圧力変化が発生し、作業機の動きがぎくしゃくしたも
のとなり、操作フィーリングが悪くなるのである。

【００２５】本発明は、パイロットラインの圧力を、操
作レバーを手動で動かして与える手動操作弁３３による
手動方式と、電磁比例弁３２をコントローラ１９により
駆動して切り換える電子制御式の、２つの方式に、手動
・電子切換弁の切換を行う構成において、これらの２つ
の系統のパイロット油圧を、同じ圧力に合わせておき、
その後に、手動・電子切換弁の切換を行うように構成し
たものである。

【００２６】図１２に示すような、作業腕型の作業機
で、作業機の動作範囲を制限する動作制限機能を実現す
る場合に、制限範囲の内側に動作速度を減速する減速域
Ｎを設け、更にその内側に、減速準備域Ｍを設定してい
る。減速準備域Ｍの内側は通常動作域となる。またこの
作業機を駆動する為の油圧回路は、図１３に示す如く構
成されており、シリンダを駆動するメインコントロール
バルブ３５は、パイロット圧により切換操作され、該メ
インコントロールバルブ３５を操作するパイロットは、
操作レバーによる手動操作弁３３と、コントローラ１９
により制御されて切換られる電磁比例弁３２の何方かの
操作を手動・電子切換弁により選択すべく構成してい
る。

【００２７】ここで作業機の一部が減速準備域Ｍに入る
と、手動・電子切換弁３４・３４は手動式のままで、圧
力センサ３６・３７で検出した手動操作弁３３のパイロ
ット圧を使って、図１５に示すアンプ指令電圧と、パイ
ロット圧力の関係から、手動操作弁３３と同じ圧力を出
力するように、電磁比例弁アンプに対する指令電圧を決
定し、電磁比例弁３２を駆動する。更に作業機の一部が
減速域Ｎに入ると、手動・電子切換弁３４・３４を駆動
し、電磁比例弁３２側からのパイロット圧力によって、
メインコントロールバルブ３５を駆動し、制限値までの
距離に応じて作業機の動きを減速させていく。

【００２８】この方法により、手動・電子切換弁３４・
３４を切り換える時には、電磁比例弁３２の出力は、手
動操作弁３３による圧力と同じ値まで立ち上がっている
為に、手動側と電子制御側の圧力差や、電磁比例弁３２
を駆動している場合のサージ圧等がメインコントロール
バルブ３５の側に伝達されずに、作業機の動き等に不連
続な点が無くなるのである。

【００２９】図１５においては、動作制限域の減速方法
を図示した側面図、図１６は指令電圧上限値の設定方法
を示す図面、図１７は動作速度制限値の設定を示す図面
である。従来技術においては、動作制限値までの距離に
比例した値を各シリンダに対する指令値の上限として動
作を減速させていた。このように従来の方法であると、
制限値付近での動作速度が非常に遅くなり、操作性が悪
くなるのである。滑らかに停止させようとすると、減速
域を広くとる必要があり、通常の速度で動作できる範囲
が狭くなり、作業性が悪くなる。反対に減速域を狭くす
ると、制限域で急激な停止が発生し、動作速度が大きい
場合には、アームの慣性等により制限値を超えて動作す
ることがあったのである。

【００３０】本発明においては、電子制御式のバックホ
ーで、ブーム２とシリンダとバケット６等の作業機の動
作に対して、動作制限範囲を設定し、操作レバー２１を
操作しても、その範囲を超えないように自動的に停止で
きる機能のあるもので、制限域内の内側に動作の減速域
Ｎを設定し、その減速域Ｎの範囲内では、制限範囲まで
の距離に比例した値に、オフセット成分を加えた値をシ
リンダに対する指令値の上限値として減速させる方法
と、動作速度が制限値までの距離に比例した値を超えた
場合に、動作を停止させる方法を並立させたものであ
る。

【００３１】本発明の油圧回路図は図１３に示す図面と
同じである。図１３において、通常操作時は操作レバー
２１を用いて手動によりメインコントロールバルブ３５
を動作させ、シリンダを制御する。シリンダの動きによ
り、作業機が制限域の内側に設定された減速域Ｎにはい
ると、手動・電子切換弁３４・３４により、電磁比例弁
３２を使用する電子制御へと方式が自動的に変更され
る。図１５においては、減速域Ｎを設定部を示す。

【００３２】ここで、電磁比例弁３２は圧力センサ３６
・３７により検知した操作レバー２１の圧力と同じ出力
を行うが、この値が図１６に示すように設定された指令
電圧の上限値よりも大きい場合には、この上限値を出力
する。但し、制限値の直前では動作が制限域を超えない
ように出力を０としている。また、この時の動作速度を
検知し、これが図１７に示す動作速度の制限値よりも大
きい場合には、電磁比例弁３２の出力を０として停止さ
せる。

【００３３】即ち減速域Ｎ内では図１６に示すように設
定された指令電圧よりも大きな指令電圧を出すことがで
きず、指令電圧がこれより小さい値である場合にも、作
業機の動作速度が図１７に示すように設定された制限速
度より大きい場合には動作を停止させるという２段構え
の制限方法を用いている。油圧のように応答に遅れのあ
る場合に、指令値を制限しただけでは、動作速度が速い
場合には、制限値を行き過ぎることがあり、これを防ぐ
ために速度が速い場合には、制限値の手前で指令値の出
力を停止することで、制限値を行き過ぎることを防止し
たのである。

【００３４】図１８は深さ設定値の近傍で、設定領域に
幅を持たせることで、水平方向の直線掘削を可能とした
構成の側面図、図１９は図１８の制御のフローチャート
図である。従来のバックホーの制御では、深さ設定値を
超えると腕動作を停止する訳であるが、深さ設定値で止
まったところから、水平に直線掘削を行おうとしても、
作業腕の制御精度の影響で、深さ設定値を超えてしまう
ために、動作できなくなっていた。本発明においては、
深さ設定値の位置で作業腕の下降を止め、そこで水平直
線掘削ができるようにしたものである。

【００３５】本発明においては、深さ設定で停止した状
態で、深さの監視点はバケット６の先端ａの部分であ
る。その状態から、水平方向に動作した時のバケット６
の先端ａの軌跡をｐとする。この軌跡ｐが領域δ内にあ
る時には、動作を認めるような制御フローチャートとす
ることで、深さ設定境界域での直線動作を可能としてい
るのである。

【００３６】

【発明の効果】本発明は以上の如く構成したので、次の
ような効果を奏するのである。請求項１の如く、ブーム
とアームとバケット等の作業機を具備し、該作業機の位
置を検出する位置検出手段を設け、深さ設定機構で設定
した深さに自動的に制御する電子制御式作業車におい
て、前記ブームとアームとバケットを連動して制御し、
バケットとアームが深さ設定値よりも深く作動しようと
する場合には、ブームを上昇する制御を行い、しかも該
ブームを上げる高さは、前記バケットとアームの作動範
囲の最下点が深さ設定値となるように制御するので、バ
ケット６の監視点が深さ設定値に掛かっていて、なおか
つアーム４を下げたり、バケット６を巻くという動作を
行う場合では、動作が可能となり、掘削作業を中断する
ことなく、深さ設定値まで掘削できるので、作業効率を
向上することができたのである。また掘削作業のフィー
リングを向上することが出来たのである。

【００３７】請求項２の如く、深さ制限の設定をした際
に深さ設定値の監視点を、通常掘削時においては、アー
ムとバケットの支持部ｄの付近とし、監視値Ｘは『深さ
設定値最先端腕の長さ』とし、バケットの先端部ａ付近
を監視点とし、監視値Ｙは深さ設定値としたので、深さ
設定値に対して、ブーム２やアーム４が停止しても、バ
ケット６の動作が可能となり、溝の荒掘削が作業を中断
することなく出来るのである。また、溝の仕上面作り
は、バケット６の先端ａを監視点として切換えて行うこ
とにより、仕上がり状態を良好にすることが出来るので
ある。

【００３８】請求項３の如く、深さ設定値により指定し
た制限位置に達した後においても、アーム又はバケット
を回動可能としたので、高さ設定によって、高い位置で
ブーム２が停止した後に、更にアーム４の動作を可能と
することが出来るので、バケット６からの排土作業をス
ムーズに行うことが出来るのである。

【００３９】請求項４の如く、手動操作方式から電子制
御方式への切換えに際して、各電磁切換弁のパイロット
圧力を同一にすべく構成したので、制限域の内側で、オ
ペレーターが手動で作業腕を操作している状態から、制
限域の境界域である減速域Ｎに入った場合には、手動操
作弁３３から電磁比例弁３２の操作に、手動・電子切換
弁が切換られることにより切換わるのであるが、この際
において、手動・電子切換弁の切換えに伴い、スムーズ
になり、違和感が発生することが無くなったのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子制御式作業車の深さ制御掘削状態
を示す側面図。

【図２】本発明の電子制御式作業車の制御ブロック線
図。

【図３】アームが動いている場合のアームとバケットと
深さ設定値の関係を示す側面図。

【図４】バケットが動いている場合の、アームとバケッ
トと深さ設定値の関係を示す図面。

【図５】本発明の電子制御方式において、ブームの上げ
角速度を、ヤコビ行列を用いて求める制御のフローチャ
ート図面。

【図６】手先沈み量Ｄを計算してブームの補正量を計算
する制御のフローチャート図。

【図７】一般掘削と直線掘削の場合で、深さ設定値の監
視点を変更する場合の電子制御式作業車を示す側面図。

【図８】一般掘削時の監視点であるバケット６とアーム
４の枢支部ｄを示す図面。

【図９】一般掘削と直線掘削の切換のフローチャート図
面。

【図１０】アーム４の最上点を高さを制御する構成にお
いて、該アーム４の高さ制御の監視点を、ブーム２とア
ーム４の枢支軸３１とし、最上高さを、枢支軸３１と地
上との間の高さＪと、枢支軸３１からアームシリンダ５
のピン３０迄の距離Ｒを加えた高さとした構成の側面
図。

【図１１】同じくアーム４の高さ設定値の監視点をブー
ム２とアーム４の枢支軸３１とし、設定値は、枢支軸３
１と地上との間の高さＪと、枢支軸３１からアームシリ
ンダ５のピン３０迄の距離Ｒを足した値とした制御のフ
ローチャート図。

【図１２】手動操作と電子操作の切換時のショックを防
止する発明の作動状態を示す図面。

【図１３】同じく手動操作と電子操作の切換時のショッ
クを防止する発明の油圧回路図を示す図面。

【図１４】電磁比例弁のアンプ特性を示す図面。

【図１５】動作制限域の減速方法を図示した側面図。

【図１６】指令電圧上限値の設定方法を示す図面。

【図１７】動作速度制限値の設定を示す図面。

【図１８】深さ設定値の近傍で、設定領域に幅を持たせ
ることで、水平方向の直線掘削を可能とした構成の側面
図。

【図１９】図１８の制御のフローチャート図。

【符号の説明】

１キャビン２ブーム３ブームシリンダ４アーム５アームシリンダ６バケット７バケットシリンダ１０ブーム角度センサ１１アーム角度センサ１２バケット角度センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者野間康男大阪府大阪市北区茶屋町１番32号ヤンマーディーゼル株式会社内 (72)発明者黒田晃史大阪府大阪市北区茶屋町１番32号ヤンマーディーゼル株式会社内 (72)発明者多田茂樹大阪府大阪市北区茶屋町１番32号ヤンマーディーゼル株式会社内 (72)発明者岡部健大阪府大阪市北区茶屋町１番32号ヤンマーディーゼル株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数個の関節を有する作業腕を具備し、
該作業腕の位置を検出する位置検出手段を設け、深さ設
定機構で設定した深さより深く動作しないように制御す
る電子制御式作業車において、前記作業腕を連動して制
御し、作業腕の一部が深さ設定値よりも深く作動しよう
とする場合には、最も作業車側の腕を動作させて、作業
腕を上昇させる制御を行い、しかも該作業腕を上げる高
さは、最先端の作業腕の作動可能範囲内での最下点が深
さ設定値となるように制御することを特徴とする制御方
法。
【請求項２】複数個の関節を有する作業腕を具備し、
該作業腕の位置を検出する位置検出手段を設け、深さ設
定機構で設定した深さより深く動作しないように制御す
る電子制御式作業車において、深さ制限の設定をした際
に深さ設定値の監視点を、最先端腕とその手前の腕の間
の関節位置付近とし、監視値Ｘは『深さ設定値最先端腕
の長さ』とする場合と、最先端腕の先端部付近を監視点
とし、監視値Ｙは深さ設定値とする場合の２通りの方式
を切換可能としたことを特徴とする制御方法。
【請求項３】複数個の関節を有する作業腕を具備し、
該作業腕の位置を検出する位置検出手段を設け、深さ設
定機構で設定した深さより深く動作しないように制御す
る電子制御式作業車において、深さ設定値により指定し
た制限位置に達した後においても、最も作業車側の腕以
外の腕はどの方向にも回動可能としたことを特徴とする
制御方法。
【請求項４】複数個の関節を有する作業腕を具備し、
該作業腕の位置を検出する位置検出手段を設け、深さ設
定機構で設定した深さより深く動作しないように設定深
さより下に動作すると手動操作方式から電子制御方式へ
切換え制御する電子制御式作業車において、切換えの
際、各油圧駆動式の電磁切換弁のパイロット圧力を切換
えの前後で同一とすべくしたことを特徴とする制御方
法。