(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
３６０度全周に傾倒可能なレバーによる操作に基づいた操作出力を発生する操作器と、
前記操作出力に基づいて前方および後方のいずれか一方の向きに駆動力を発生する左右２系統の駆動装置に対する操作信号を発生する操作信号発生手段と、
前記操作信号の大きさに基づいて前記左右の駆動装置の駆動力を制御する制御手段とを備えた走行駆動指令装置において、
前記制御手段は、前記レバーが傾倒された角度に基づいて前記操作信号の大きさを決定するとともに、前記レバーの傾倒角度を一定に保って前記レバーの傾倒方向を変えたときに、傾倒方向を複数に分割した領域内において前記左右の駆動装置の操作信号の少なくとも一方の操作信号の大きさを前記レバーの傾倒方向によらず一定にすることを特徴とする走行駆動指令装置。
【請求項２】
３６０度全周に傾倒可能なレバーによる操作に基づいた操作出力を発生する操作器と、
前記操作出力に基づいて前方および後方のいずれか一方の向きに駆動力を発生する左右２系統の駆動装置に対する操作信号を発生する操作信号発生手段と、
前記操作信号の向きおよび大きさに基づいて前記左右の駆動装置による走行駆動方向を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記レバーが傾倒された方向に基づいて前記操作信号の向きおよび大きさを変えるとき、前記左右の駆動装置の操作信号が同時に０とならないように変化させることを特徴とする走行駆動指令装置。
【請求項３】
請求項２に記載の走行駆動指令装置において、
前記制御手段は、
(1)前記レバーが右前方向(９０度〜０度方向)に傾倒されているときは、前記左の駆動装置の操作信号は前記レバーの操作方向によらず前向きにするとともに、前記レバーが前方向(９０度方向)に傾倒されているときは前記右の駆動装置の操作信号を前向きに、前記レバーが右方向（０度方向）に傾倒されているときは前記右の駆動装置の操作信号を後ろ向きにするとともに、その間では、前記レバーが傾倒された方向に基づいて前記右の駆動装置の操作信号を変化させ、
(2)前記レバーが左前方向(９０度〜１８０度方向)に傾倒されているときは、前記右の駆動装置の操作信号は前記レバーの操作方向によらず前向きにするとともに、前記レバーが前方向(９０度方向)に傾倒されているときは前記左の駆動装置の操作信号を前向きに、前記レバーが左方向（１８０度方向）に傾倒されているときは前記左の駆動装置の操作信号を後ろ向きにするとともに、その間では、前記レバーが傾倒された方向に基づいて前記左の駆動装置の操作信号を変化させ、
(3)前記レバーが左後ろ方向(２７０度〜１８０度方向)に傾倒されているときは、前記左の駆動装置の操作信号は前記レバーの操作方向によらず後ろ向きにするとともに、前記レバーが後ろ方向(２７０度方向)に傾倒されているときは前記右の駆動装置の操作信号を後ろ向きに、前記レバーが左方向（１８０度方向）に傾倒されているときは前記右の駆動装置の操作信号を前向きにするとともに、その間では、前記レバーが傾倒された方向に基づいて前記右の駆動装置の操作信号を変化させ、
(4)前記レバーが右後ろ方向(２７０度〜０度方向)に傾倒されているときは、前記右の駆動装置の操作信号は前記レバーの操作方向によらず後ろ向きにするとともに、前記レバーが後ろ方向(２７０度方向)に傾倒されているときは前記左の駆動装置の操作信号を後ろ向きに、前記レバーが右方向（０度方向）に傾倒されているときは前記左の駆動装置の操作信号を前向きにするとともに、その間では、前記レバーが傾倒された方向に基づいて前記左の駆動装置の操作信号を変化させることを特徴とする走行駆動指令装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の走行駆動指令装置において、
前記操作器は前記レバーの傾倒によるＸ軸方向およびＹ軸方向の傾倒角度に対応したＸ軸信号およびＹ軸信号を出力し、
前記制御手段は前記Ｘ軸信号およびＹ軸信号を合成した大きさに基づいて前記操作信号の大きさを決定することを特徴とする走行駆動指令装置。
【請求項５】
３６０度全周に傾倒可能なレバーによる操作に基づいた操作出力を発生する操作器と、
前記操作出力に基づいて前方および後方のいずれか一方の向きに駆動力を発生する左右２系統の駆動装置に対する操作信号を発生する操作信号発生手段と、
前記操作信号の大きさに基づいて前記左右の駆動装置の駆動力を制御する制御手段とを備えた走行駆動指令装置において、
前記制御手段は、
(1)前記レバーが前方向（９０度方向）に傾倒されているときは、前記左右の駆動装置の操作信号を前向きで同じ大きさとし、
(2)前記レバーが後方向（２７０度方向）に傾倒されているときは、前記左右の駆動装置の操作信号を後ろ向きで同じ大きさとし、
(3)前記レバーが右方向（０度方向）に傾倒されているときは、前記左の駆動装置の操作信号を前向きに、前記右の駆動装置の操作信号を後ろ向きで同じ大きさとし、
(4)前記レバーが左方向（１８０度方向）に傾倒されているときは、前記右の駆動装置の操作信号を前向きに、前記左の駆動装置の操作信号を後ろ向きで同じ大きさとし、
(5)前記レバーが右前方向（４５度方向）に傾倒されているときは、前記左の駆動装置の制御信号を前向きに、前記右の駆動装置の制御信号を０にし、
(6)前記レバーが左前方向（１３５度方向）に傾倒されているときは、前記右の駆動装置の操作信号を前向きに、前記左の駆動装置の操作信号を０にし、
(7)前記レバーが左後ろ方向（２２５度方向）に傾倒されているときは、前記左の駆動装置の操作信号を後ろ向きに、前記右の駆動装置の操作信号を０にし、
(8)前記レバーが右後ろ方向（３１５度方向）に傾倒されているときは、前記右の駆動装置の操作信号を後ろ向きに、前記左の駆動装置の操作信号を０にすることを特徴とする走行駆動指令装置。
【請求項６】
請求項５に記載の走行駆動指令装置において、
前記制御手段は、前記レバーが傾倒された角度に基づいて前記操作信号の大きさを決定することを特徴とする走行駆動指令装置。
【請求項７】
請求項６に記載の走行駆動指令装置において、
前記操作器は前記レバーの傾倒によるＸ軸方向およびＹ軸方向の傾倒角度に対応したＸ軸信号およびＹ軸信号を出力し、
前記制御手段は前記Ｘ軸信号およびＹ軸信号を合成した大きさに基づいて前記操作信号の大きさを決定することを特徴とする走行駆動指令装置。
【請求項８】
油圧ポンプからの吐出油で駆動される左右の走行油圧モータと、この走行油圧モータへの前記吐出油の流れを制御する制御弁と、請求項１〜７のいずれかに記載の走行駆動指令装置とを備え、
前記制御弁は前記走行駆動指令装置から発生される操作信号に基づいて駆動されることを特徴とする油圧式建設機械の走行駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レバーを有する操作器で走行駆動指令を行う走行駆動指令装置および油圧式建設機械の走行駆動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
左右の走行装置、とくに、履帯式走行装置を独立駆動して走行する走行形態には、左右の走行装置を前向きに同じ速度で駆動する前進走行、後ろ向きに同じ速度で駆動する後退走行、上述した走行において左右の走行装置の駆動速度に差をつけて旋回するステアリング走行、左右のいずれか一方の走行体を停止して他の一方の走行体のみを駆動してターンするピボットターン、そして、左右の走行体を反対向きに同じ速度で駆動してターンするスピンターンがある。
【０００３】
上述したような走行駆動を制御する方法としては、たとえば、ジョイスティックのようなレバー状入力操作器を用いた方法が種々知られている。特願平１０−９０７８０号（第一の従来技術とする）においては、操作器のレバーを傾倒した方向により前進走行領域、後退走行領域、ステアリング走行領域およびスピンターン領域とを切換えている。操作レバーの傾倒方向と走行領域の対応を示す図１２のように、レバーの中立位置を表す原点Ｏから操作レバー１３０を前方（Ｙ軸の＋方向）に傾けると前進し、後方（Ｙ軸の−方向）に傾けると後退する。また、レバー１３０を左方（Ｘ軸の−方向）に傾けると左回りのスピンターンを行い、右方（Ｘ軸の＋方向）に傾けると右回りのスピンターンを行う。さらに、レバー１３０を左前方に傾けると前進左へステアリング走行、右前方へ傾けると前進右へステアリング走行、左後方に傾けたときは後退左へステアリング走行、右後方へ傾けたときは後退右へステアリング走行する。また、実開平６−７５９６１号公報（第二の従来技術とする）においては、スイッチを備えた操作レバーを設け、前進および後退走行、ステアリング走行を行う通常走行制御と、スピンターンを行うスピンターン走行制御とをスイッチ操作により選択的に行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した第一および第二の従来技術においては次のような問題がある。
(1)たとえば、操作レバー１３０の傾倒位置を＋Ｙ方向のｙ１にして前進走行しているとき、右ステアリング走行のためにレバー１３０を傾倒する方向を右前方に変える場合は、ｙ２の位置にして傾倒角を大きくしないと走行装置の駆動力が変化してしまう、すなわち、操作レバー１３０の傾倒角を一定にして傾倒方向のみを変更するｙ１’の位置では走行速度が減少してしまうという問題があった。
(2)また、第一の従来技術による走行制御では、ステアリング走行領域とスピンターン走行領域の境界において左右の走行装置を停止、逆向きに駆動するので、走行動作が不連続となりスムーズな走行ができないという問題があった。
(3)さらに、上記第二の従来技術による走行制御では、通常走行制御とスピンターン走行制御を切換えるためにスイッチ操作が必要となり、操作レバー１３０だけで全ての走行制御を行うことができないという問題がある。
【０００５】
(1)本発明の第１の目的は、上記の第１の課題を解決するために、操作レバーの傾倒角に基づいて走行装置に対して駆動力を発生させるようにした走行駆動指令装置を提供することにある。
(2)本発明の第２の目的は、上記の第２の課題を解決するために、操作レバーの傾倒方向により走行装置に対する駆動の向きを変えるとき、同時に左右の走行装置が停止しないようにした走行駆動指令装置を提供することにある。
(3)本発明の第３の目的は、上記の第３の課題を解決するために、操作レバーだけで通常走行とスピンターン走行を切換えられるようにした走行駆動指令装置を提供することにある。
(4)本発明の第４の目的は、上記第１〜３の目的を達成するようにした油圧式建設機械の走行駆動制御装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
一実施の形態を示す図４〜図６を参照して本発明を説明する。
（１）請求項１の発明は、３６０度全周に傾倒可能なレバー３０による操作に基づいた操作出力を発生する操作器と、操作出力に基づいて前方＋Ｙおよび後方−Ｙのいずれか一方の向きに駆動力を発生する左右２系統の駆動装置６３、７３、６４、７４に対する操作信号t5〜t8を発生する操作信号発生手段４３、４４と、操作信号t5〜t8の大きさに基づいて左右の駆動装置６３、７３、６４、７４の駆動力を制御する制御手段４３とを備えた走行駆動指令装置に適用される。そして、制御手段４３は、レバー３０が傾倒された角度に基づいて操作信号の大きさを決定するとともに、レバー３０の傾倒角度を一定に保ってレバー３０の傾倒方向を変えたときに、傾倒方向を複数に分割した領域内において左右の駆動装置６３、７３、６４、７４の操作信号の少なくとも一方の操作信号の大きさをレバー３０の傾倒方向によらず一定にすることにより、上述した目的を達成する。
【０００７】
（２）請求項２の発明による走行駆動指令装置は、３６０度全周に傾倒可能なレバー３０による操作に基づいた操作出力を発生する操作器と、操作出力に基づいて前方＋Ｙおよび後方−Ｙのいずれか一方の向きに駆動力を発生する左右２系統の駆動装置６３、７３、６４、７４に対する操作信号t5〜t8を発生する操作信号発生手段４３、４４と、操作信号t5〜t8の向きおよび大きさに基づいて左右の駆動装置６３、７３、６４、７４による走行駆動方向を制御する制御手段４３とを備え、制御手段４３は、レバー３０が傾倒された方向に基づいて操作信号t5〜t8の向きおよび大きさを変えるとき、左右の駆動装置６３、７３、６４、７４の操作信号t5〜t8が同時に０とならないように変化させることにより、上述した目的を達成する。
【０００８】
（３）請求項３の発明は、請求項２に記載の走行駆動指令装置において、制御手段４３は、(2-1)レバー３０が右前方向(９０度〜０度方向)［１］、［２］に傾倒されているときは、左の駆動装置６３、７３の操作信号t5、t6はレバー３０の操作方向によらず前向きにするとともに、レバー３０が前方向(９０度方向)に傾倒されているときは右の駆動装置６４、７４の操作信号t7、t8を前向きに、レバー３０が右方向（０度方向）に傾倒されているときは右の駆動装置６４、７４の操作信号t7、t8を後ろ向きにするとともに、その間では、レバー３０が傾倒された方向に基づいて右の駆動装置６４、７４の操作信号t7、t8を変化させ、(2-2)レバー３０が左前方向［３］、［４］に傾倒されているときは、右の駆動装置６４、７４の操作信号t7、t8はレバー３０の操作方向によらず前向きにするとともに、レバー３０が前方向(９０度方向)に傾倒されているときは左の駆動装置６３、７３の操作信号t5、t6を前向きに、レバー３０が左方向（１８０度方向）に傾倒されているときは左の駆動装置６３、７３の操作信号t5、t6を後ろ向きにするとともに、その間では、レバー３０が傾倒された方向に基づいて前記左の駆動装置６３、７３の操作信号t5、t6を変化させ、(2-3)レバー３０が左後ろ方向［５］、［６］に傾倒されているときは、左の駆動装置６３、７３の操作信号t5、t6はレバー３０の操作方向によらず後ろ向きにするとともに、レバー３０が後ろ方向(２７０度方向)に傾倒されているときは右の駆動装置６４、７４の操作信号t7、t8を後ろ向きに、レバー３０が左方向（１８０度方向）に傾倒されているときは右の駆動装置６４、７４の操作信号t7、t8を前向きにするとともに、その間では、レバー３０が傾倒された方向に基づいて右の駆動装置６４、７４の操作信号t7、t8を変化させ、(2-4)レバー３０が右後ろ方向［７］、［８］に傾倒されているときは、右の駆動装置６４、７４の操作信号t7、t8はレバー３０の操作方向によらず後ろ向きにするとともに、レバー３０が後ろ方向(２７０度方向)に傾倒されているときは左の駆動装置６３、７３の操作信号t5、t6を後ろ向きに、レバー３０が右方向（０度方向）に傾倒されているときは左の駆動装置６３、７３の操作信号t5、t6を前向きにするとともに、その間では、レバー３０が傾倒された方向に基づいて左の駆動装置６３、７３の操作信号t5、t6を変化させることを特徴とする。
【０００９】
（４）請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の走行駆動指令装置において、操作器はレバー３０の傾倒によるＸ軸方向およびＹ軸方向の傾倒角度に対応したＸ軸信号ｘおよびＹ軸信号ｙ（図６参照）を出力し、制御手段４３はＸ軸信号ｘおよびＹ軸信号ｙを合成した大きさ｜Ｚ｜に基づいて操作信号t5〜t8の大きさを決定することを特徴とする。
【００１０】
（５）請求項５の発明は、３６０度全周に傾倒可能なレバー３０による操作に基づいた操作出力を発生する操作器と、操作出力に基づいて前方＋Ｙおよび後方−Ｙのいずれか一方の向きに駆動力を発生する左右２系統の駆動装置６３、７３、６４、７４に対する操作信号t5〜t8を発生する操作信号発生手段４３、４４と、操作信号t5〜t8の大きさに基づいて左右の駆動装置６３、７３、６４、７４の駆動力を制御する制御手段４３とを備えた走行駆動指令装置に適用される。そして、制御手段４３は、(4-1)レバー３０が前方向（９０度方向）に傾倒されているときは、左右の駆動装置６３、７３、６４、７４の操作信号t5〜t8を前向きで同じ大きさとし、(4-2)レバー３０が後方向（２７０度方向）に傾倒されているときは、左右の駆動装置６３、７３、６４、７４の操作信号t5〜t8を後ろ向きで同じ大きさとし、(4-3)レバー３０が右方向（０度方向）に傾倒されているときは、左の駆動装置６３、７３の操作信号t5、t6を前向きに、右の駆動装置６４、７４の操作信号t7、t8を後ろ向きで同じ大きさとし、(4-4)レバー３０が左方向（１８０度方向）に傾倒されているときは、右の駆動装置６４、７４の操作信号t7、t8を前向きに、左の駆動装置６３、７３の操作信号t5、t6を後ろ向きで同じ大きさとし、(4-5)レバー３０が右前方向（４５度方向）に傾倒されているときは、左の駆動装置６３、７３の制御信号t5、t6を前向きに、右の駆動装置６４、７４の制御信号t7、t8を０にし、(4-6)レバー３０が左前方向（１３５度方向）に傾倒されているときは、右の駆動装置６４、７４の操作信号t7、t8を前向きに、左の駆動装置６３、７３の操作信号t5、t6を０にし、(4-7)レバー３０が左後ろ方向（２２５度方向）に傾倒されているときは、左の駆動装置６３、７３の操作信号t5、t6を後ろ向きに、右の駆動装置６４、７４の操作信号t7、t8を０にし、(4-8)レバー３０が右後ろ方向（３１５度方向）に傾倒されているときは、右の駆動装置６４、７４の操作信号t7、t8を後ろ向きに、左の駆動装置６３、７３の操作信号t5、t6を０にすることにより、上述した目的を達成する。
【００１１】
（６）請求項６の発明は、請求項５に記載の走行駆動指令装置において、制御手段４３は、レバー３０が傾倒された角度に基づいて操作信号t5〜t8の大きさを決定することを特徴とする。
（７）請求項７の発明は、請求項６に記載の走行駆動指令装置において、操作器はレバー３０の傾倒によるＸ軸方向およびＹ軸方向の傾倒角度に対応したＸ軸信号ｘおよびＹ軸信号ｙ（図６参照）を出力し、制御手段４３はＸ軸信号ｘおよびＹ軸信号ｙを合成した大きさ｜Ｚ｜に基づいて操作信号t5〜t8の大きさを決定することを特徴とする。
【００１２】
（８）請求項８の発明による油圧式建設機械の走行駆動制御装置は、油圧ポンプ４９ａ、４９ｂからの吐出油で駆動される左右の走行油圧モータ７３、７４と、この走行油圧モータ７３、７４への吐出油の流れを制御する制御弁６３、６４と、請求項１〜７のいずれかに記載の走行駆動指令装置とを備え、制御弁６３、６４は走行駆動指令装置から発生される操作信号t5〜t8に基づいて駆動されることにより、上述した目的を達成する。
【００１３】
なお、上記課題を解決するための手段では、わかりやすく説明するために実施の形態の図と対応づけたが、これにより本発明が実施の形態に限定されるものではない。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施の形態による走行制御装置を備えた無線遠隔操縦式の油圧ショベルを示す図である。操作者１４は、油圧ショベル１１から離れた場所で無線操縦器である送信装置１２を操作して、油圧ショベル１１の走行動作を制御する。操作装置１２から電波４０により発信された操作信号は、油圧ショベル１１に備えられた受信装置１３で受信される。油圧ショベル１１を無線で遠隔操縦するとき、送信装置１２と受信装置１３からなる遠隔制御装置とによって遠隔操縦が行われる。
【００１５】
上記の油圧ショベル１１の車両本体には、走行体２１の上に旋回体２２が設けられ、旋回体２２には運転室２３とエンジン機械部２４、およびフロントアタッチメント２５が備えられている。走行体２１は、車両本体の右側に位置する右走行装置と左側に位置する左走行装置とを備えている。フロントアタッチメント２５は、旋回体２２の前部に配置され、ブーム２６とアーム２７とバケット２８とを備えている。ブーム２６、アーム２７およびバケット２８はそれぞれ油圧シリンダにより駆動され、それらの相対角度は角度センサにより検出される。
【００１６】
運転室２３には、フロントアタッチメント２５などの動作を制御する操作レバーと、走行体２１による前進走行、後退走行、ステアリング走行、ピボットターン、スピンターンを制御するための操作レバーが設けられている。これらの操作レバーにおける操作内容および操作量に基づいて制御信号が生成され、この制御信号によってフロントアタッチメント２５の各部を動作させたり、走行体２１を動作させたりする。
【００１７】
送信装置１２は、フロントアタッチメント２５と走行体２１とを遠隔操縦するために操作される操作レバーと、操作レバーにおける操作内容および操作量に基づいて必要な信号を発生する信号発生部と、発生された信号を送信する送信部とを備えている。この送信装置１２は、操作レバーが操作されると発生した信号をシリアル信号に変換して電波４０にのせて受信装置１３に送信する。また、送信装置１２は操作レバーが全く操作されていない場合でも、たとえば、信号を０として電波４０を定期的に送信する。
【００１８】
受信装置１３は送信装置１２から送信された電波４０を受信し、その中から操作レバーにおける操作内容および操作量に基づいた信号を取り出す。そして、取り出された信号とあらかじめ用意されている関数とに基づいて操作信号を発生し、フロントアタッチメント２５の各部を動作させたり、走行体２１を動作させたりする。
【００１９】
図２は、送信装置１２と受信装置１３の内部構成を詳細に示す図である。送信装置１２は、油圧ショベル１１の動作に関してフロントアタッチメント２５や旋回体２２などの制御と、走行体２１を駆動して前進走行、後退走行、ステアリング走行、ピボットターン、スピンターンを行わせる走行制御に必要な信号を発生して送信する機能を備えている。送信装置１２の上面部には、３本の操作レバー２９〜３１が設けられている。操作レバー２９〜３１はいずれもユニバーサル形式のレバー状入力装置である。これらの操作レバーは、その支点に対して直立状態となる中立位置から３６０度の全方向に傾倒可能に構成されている。図３は操作レバー２９〜３１の操作方向を説明する座標であり、中立位置を原点Ｏとし、操作者１４から見て左右方向をＸ方向、前後方向をＹ方向とする。さらに、それぞれ右方向と前方向を＋方向、左方向と後ろ方向を−方向とする。
【００２０】
−走行体２１の操作−
３本の操作レバー２９〜３１の中央位置に設けられた操作レバー３０は、本発明における特徴的な構成を有するものであり、走行体２１を動作させるために使用される。この１本の操作レバー３０を操作することにより、走行体２１の左走行装置と右走行装置を同じ条件で、または異なる条件で関連させて動作させる。すなわち、操作レバー３０によって左右の走行装置の各動作を所定の関係の下で制御し、前進走行、後退走行、ステアリング走行、ピボットターン、スピンターンを行う。
【００２１】
図４は、操作レバー３０の操作範囲と走行体３１の動作との関係を説明する図である。図３の座標と同様に、操作レバー３０の中立位置を原点Ｏとし、操作者１４から見て左右方向がＸ方向、前後方向がＹ方向である。また、それぞれ右方向と前方向が＋方向、左方向と後ろ方向が−方向である。操作レバー３０を任意の方向に傾倒すると、操作レバー３０の支点である基部に設けられたポテンショメータから、Ｘ軸方向とＹ軸方向への操作成分に応じた電圧信号がそれぞれ出力される。この電圧信号は、送信装置１２内のＡ／Ｄ変換部３２によってディジタル値に変換されてＣＰＵ３３に取り込まれる。ＣＰＵ３３は、ディジタル化されたＸ軸方向およびＹ軸方向に対応する電圧信号をシリアル信号入力部（ＳＩＯ）３４へ送出し、両電圧信号がパラレル信号からシリアル信号に変換される。シリアル信号化された両電圧信号は、送信部３５で高調波信号に変調されて電波４０にのせて送信される。この他、送信装置１２内には、上述した送信処理を行うためのプログラムが格納されるＲＯＭ３６、使用データまたは生成データを一時格納するためのＲＡＭ３７が設けられている。
【００２２】
送信装置１２から電波４０にのせて送信されたＸ軸方向およびＹ軸方向に対応する電圧信号は、受信装置１３内の受信部４１で受信され、復調された後にＳＩＯ４２でシリアル信号からパラレル信号に変換される。このパラレル信号は、操作レバー３０から出力されたＸ軸方向とＹ軸方向への操作成分に応じた２つの電圧信号がディジタル値で表されたものである。後述するようにＣＰＵ４３において、パラレル変換されたＸ軸方向およびＹ軸方向への操作成分に応じた両電圧信号とＲＯＭ５０またはＲＡＭ５１に格納されているプログラムおよび関数に基づいて、走行体２１の左右の駆動装置に対する操作信号が作られる。
【００２３】
ＣＰＵ４３で作られた左右の駆動装置に対する操作信号は、ドライバ４４を介して駆動信号として電磁比例減圧弁４５ａ〜４５lに出力され、電磁比例減圧弁４５ａ〜４５ｌの操作に応じて各油圧アクチュエータが駆動される。図２の電磁比例減圧弁４５ａ〜４５ｌおよび図５の油圧ショベル１１における油圧システム図に示すように、電磁比例減圧弁４５ｅ、４５ｆ、４５ｇ、４５ｈはドライバ４４からの駆動信号(t5〜t8)を油圧源４７から供給される油圧による油圧パイロット信号(p5〜p8)にそれぞれ変換して、左走行装置用コントロールバルブ６３および右走行装置用コントロールバルブ６４をそれぞれ駆動する。この動作により、ポンプ４９ａからの圧油が操作対象である左走行装置用モータ７３へ、ポンプ４９ｂからの圧油が操作対象である左走行装置用モータ７４へ送られ、走行体２１の左右の走行装置がそれぞれ制御される。
【００２４】
走行体２１の左右の駆動装置に対する操作信号について説明する。操作レバー３０が傾倒された方向を表すために、図６のように操作レバー３０をＸＹ平面に投影し、そのベクトル量ＺとＸ軸との挟角をθ(度)とする。ベクトル量Ｚの大きさ|Ｚ|は、操作レバー３０の操作によりポテンショメータから出力されたＸ軸方向の操作量に対応する電圧信号ｘ、およびＹ軸方向の操作量に対応する電圧信号ｙの大きさに基づいて|Ｚ|＝√（ｘ2＋ｙ2）で算出される。挟角θは、操作成分ｘと操作成分ｙによりθ＝ｔａｎ-1(ｙ／ｘ)で算出される。
【００２５】
図４の８０は操作レバー３０の可動範囲である。この可動範囲８０を中立位置である原点Ｏを中心にして４５(度)ずつに区切り、次の８つの領域に分ける。すなわち、領域１(０≦θ＜４５)、領域２(４５≦θ＜９０)、領域３(９０≦θ＜１３５)、領域４(１３５≦θ＜１８０)、領域５(１８０≦θ＜２２５)、領域６(２２５≦θ＜２７０)、領域７(２７０≦θ＜３１５)、領域８(３１５≦θ＜３６０)に分割する。そして、各領域における走行体２１の左走行装置および右走行装置への操作信号出力の向きと大きさを２本の矢印で示している。
【００２６】
たとえば、前進走行の場合はθ＝９０(度)であり、２本の矢印が＋Ｙ方向に同じ大きさで表されているので、走行体２１の左走行装置と右走行装置とを前進方向に同じ速度で駆動する。反対に、後退走行の場合はθ＝２７０(度)であり、走行体２１の左走行装置と右走行装置とを後退方向に同じ速度で駆動する。また、θ＝０(度)と１８０(度)の場合は、２本の矢印が反対方向に同じ大きさで表されているので、左走行装置と右走行装置を反対方向に同じ速度で駆動することによりスピンターンを行う。すなわち、θ＝０(度)が右回りのスピーンターンであり、θ＝１８０(度)が左回りのスピンターンである。さらにまた、θ＝４５(度)、θ＝１３５(度)、θ＝２２５(度)およびθ＝３１５(度)の場合は、２本の矢印のうちいずれか一方がないので（・で図示）一方の走行装置のみを駆動してピボットターンを行う。θ＝１３５(度)の場合を例にとれば、左走行装置を停止して右走行装置のみを前進駆動することにより前進左回りのピボットターンを行う。
【００２７】
次に、各領域内において２本の矢印の大きさが異なる場合について説明する。図７は、各領域における図４に図示した左右走行装置の駆動速度を表す矢印の向きと大きさを決定するための符号と係数を表した表である。左走行装置の符号ＳＬと右走行装置の符号ＳＲは、それぞれ各走行装置の駆動方向を設定する符号であり、＋１が前進方向で、−１が後退方向である。左走行装置の係数ＫＬと右走行装置の係数ＫＲは、それぞれ各走行装置の駆動速度を設定する係数であり、ベクトル量ＺとＸ軸との狭角θ(度)に基づいて決定される。
【００２８】
図８および図９は左走行装置の係数ＫＬおよび右走行装置の係数ＫＲを決定する関数を示すグラフである。両図の縦軸は左走行装置の係数ＫＬおよび右走行装置の係数ＫＲを示し、図８の横軸がｘ成分の大きさに対するｙ成分の大きさの比|ｙ／ｘ|、図９の横軸がｙ成分の大きさに対するｘ成分の大きさの比|ｘ／ｙ|である。|ｙ／ｘ|＝０または|ｘ／ｙ|＝０のとき、係数ＫＬおよび係数ＫＲが最大値１となるので、左走行装置および右走行装置に対する操作信号の減衰量を０にして両走行装置の駆動速度を等しくする。また、|ｙ／ｘ|＝１または|ｘ／ｙ|＝１のとき、係数ＫＬおよび係数ＫＲが最小値０となるので、左右いずれかの走行装置に対する操作信号の減衰量を最大にして停止させる。その他の範囲では、ベクトル量ＺとＸ軸の挟角θ、すなわち、|ｘ／ｙ|または|ｙ／ｘ|に基づいて左右の走行装置に対する操作信号の減衰量を変えて、左右いずれかの走行装置の駆動速度を減少させる。
【００２９】
図４および図７〜図９で決定した符号と係数は各走行装置ごとに掛け合わされ、左走行装置については(ＳＬ・ＫＬ)、右走行装置については(ＳＲ・ＫＲ)として後述する出力Ｆ(ｚ)にさらに掛け合わされることにより、各走行装置の駆動方向と駆動速度に基づいた操作信号が設定される。
【００３０】
図１０は各走行装置の速度を設定するためのメータリング特性テーブルである。図１０によりベクトル量Ｚの大きさ|Ｚ|＝√(ｘ2＋ｙ2)に基づいた出力Ｆ(ｚ)を求め、出力Ｆ(ｚ)に上述した左走行装置の符号と係数、右走行装置の符号と係数が掛け合わされて、操作レバー３０の操作量に基づいた左走行装置と右走行装置に対する操作信号が次式(１)、(２)のように決定される。
【数１】
ＦＬ＝ＳＬ・ＫＬ・Ｆ(ｚ)                      (１)
ＦＲ＝ＳＲ・ＫＲ・Ｆ(ｚ)                      (２)
ただし、ＦＬ：左走行装置に対する操作信号、ＦＲ：右走行装置に対する操作信号であり、左右の油圧モータへそれぞれ供給しようとする圧油流量を表す。
【００３１】
左右各走行装置に対する操作信号ＦＬ、ＦＲが決定されると、ＣＰＵ４３（図２）はドライバ４４を介して両操作信号ＦＬおよびＦＲに対応した電磁比例減圧弁４５ｅ〜４５ｈを駆動する操作信号t5〜t8を出力し、上述したように走行体２１の左右の走行装置を動作させる油圧駆動システムが駆動される。
【００３２】
本実施の形態による操作レバー３０の操作量に基づく走行体２１の左右走行装置への出力決定処理について、図１１に示すフローチャートを参照して説明する。操作レバー３０が操作されると、ステップＳ１においてレバー３０の傾倒に基づいて出力されるＸ軸方向とＹ軸方向への操作成分に応じた２つの電圧信号がＣＰＵ４３（図２）に入力される。ＣＰＵ４３は、ステップＳ２において上記の電圧信号ｘおよび電圧信号ｙからベクトル量Ｚの大きさ|Ｚ|＝√(ｘ2＋ｙ2)を算出する。続くステップＳ３では、上記の電圧信号ｘと電圧信号ｙに基づいてベクトル量ＺとＸ軸との挟角θ＝ｔａｎ-1(ｙ／ｘ)を算出し、図５に示された８つの領域１〜領域８のいずれに属するかを判定する。そして、ステップＳ４で図５、図８〜図９により左走行装置に対する操作信号の符号ＳＬと係数ＫＬ、ならびに右走行装置に対する操作信号の符号ＳＲと係数ＫＲを決定する。最後にステップＳ５において、上式(１)、(２)により左走行装置への操作信号ＦＬと右走行装置への操作信号ＦＲを決定する。
【００３３】
−フロントアタッチメント２５および旋回体２２の操作−
送信装置１２の上面部に設けられた３本の操作レバー２９〜３１の両側に位置する操作レバー２９、３１はフロントアタッチメント２５の操作用に使用され、これら２本の操作レバーには旋回体２２およびフロントアタッチメント２５のブーム２６、アーム２７、バケット２８を動作させるための各種の操作態様が割り付けられている。たとえば、操作者１４が送信装置１２を前側に把持して操作する場合には、左側に位置する操作レバー２９で旋回体２２とアーム２７の各動作を操作し、右側に位置する操作レバー３１でブーム２６とバケット２８の各動作を操作する。このとき、操作レバー２９のＸ方向にはアーム２７，Ｙ方向には旋回体２２、操作レバー３１のＸ方向にはバケット２８、Ｙ方向にはブーム２６の各動作が割り付けられている。
【００３４】
操作レバー３１を操作してブーム２６を動作させる場合、操作レバー３１はＹ方向に傾倒される。操作レバー３１が傾倒されると、レバーの支点である基部に設けられたポテンショメータからＹ方向に傾倒された角度に対応した電圧信号が出力される。この電圧信号は、上述した操作レバー３０の操作により出力された電圧信号と同様に送信装置１２内のＡ／Ｄ変換部３２によってディジタル値に変換されてＣＰＵ３３に取り込まれる。ＣＰＵ３３はこの電圧信号をシリアル信号入力部（ＳＩＯ）３４へ送出し、パラレル信号からシリアル信号に変換された電圧信号が送信部３５で高調波信号に変調されて電波４０にのせて送信される。
【００３５】
送信装置１２から電波４０にのせて送信された操作信号は、受信装置１３内の受信部４１で受信され、復調された後にＳＩＯ４２でシリアル信号からパラレル信号に変換される。パラレル信号に変換された電圧信号は、ＣＰＵ４３においてＲＯＭ５０またはＲＡＭ５１に格納されているプログラムおよび関数に基づいて、ブーム２６の駆動装置６５、７５に対する操作信号が作られる。ＣＰＵ４３で作られた操作信号は、ドライバ４４を介して電磁比例減圧弁４５ｉおよび４５ｊに出力され、電磁比例減圧弁４５ｉおよび４５ｊの操作に応じてブーム用油圧シリンダ７５が駆動される。図２および図５に示すように、電磁比例減圧弁４５ｉおよび４５ｊは、ドライバ４４からの操作信号(t9〜t10)を油圧源４７から供給される油圧による油圧パイロット信号(p9〜p10)にそれぞれ変換して、ブーム用コントロールバルブ６５を駆動する。この動作により、ポンプ４９ａからの圧油が操作対象であるブーム２６の油圧シリンダ７５へ送られ、ブーム２６の動作が制御される。
【００３６】
以上の説明では、ブーム２６を単独で動作させる例を説明したが、操作レバー３１をＸ方向とＹ方向に同時に操作することにより、あるいは操作レバー２９と操作レバー３１とを同時に操作することにより、旋回体２２、ブーム２６，アーム２７およびバケット２８を同時に複合して動作させてもよい。図５に示した油圧システムでは、バケット２８を駆動する油圧シリンダ７６およびコントロールバルブ６６、アーム２７を駆動する油圧シリンダ７２およびコントロールバルブ６２、旋回体２２を駆動する油圧モータ７１およびコントロールバルブ６１がそれぞれ独立して設けられているので、同時に複合動作させることができる。上記のコントロールバルブ６１、６２および６６の開閉動作は、それぞれ対応する電磁比例減圧弁４５ａ〜４５ｄ、４５ｋ、４５ｌから出力される所定の油圧パイロット信号によって行われる。
【００３７】
この実施の形態の特徴について詳細に説明する。
（１）レバー状入力操作レバーの可動範囲を操作レバーの傾倒方向を表す角度θに基づいて８つの領域に分割し、その領域ごとに左右の走行装置への出力を決定するための符号と係数を定めるようにした。その結果、前進方向を９０(度)と仮定した場合はθ＝９０(度)が前進、θ＝２７０(度)が後退、θ＝０(度)が右回りスピンターン、θ＝１８０(度)が左回りスピンターン、これらの中間であるθ＝４５(度)が前進右回りピボットターン、θ＝１３５(度)が前進左回りピボットターン、θ＝２２５(度)が後退左回りピボットターン、θ＝３１５(度)が後退右回りピボートターンという動作に対応させることができ、１本の操作レバーで上記のすべての走行態様の制御を行うことができる。さらに、操作者が走行態様をイメージしやすいので操作性が向上する。
【００３８】
（２）上述した８つに分割された各領域は、それぞれの境界における左右の走行装置への出力が同じとなるようにした。たとえば、領域１においてθ→０(度)に近づけるときと、領域８においてθ→３６０(度)に近づけるときを例にとる。左走行装置の符号ＳＬは領域１と領域８の両領域において＋１、右走行装置の符号も両領域において−１で一致する。また、左走行装置の係数ＫＬは、領域１では１であり、領域８では図７において|ｙ／ｘ|→０に収束するので１となる。同様にして右走行装置の係数ＫＲも１となるので、隣り合う領域における境界での符号および係数は一致する。このようにした結果、操作レバーの傾倒方向により異なる領域を跨ぐように動作させる場合にも不連続な動作領域がなく、全ての方向に対して連続したスムーズな走行動作が可能になる。
【００３９】
（３）上述した８つに分割された各領域内部における左右の走行装置への出力の差は、操作レバーの傾倒方向を表す角度θに基づいて、左右の走行装置への出力のうち一方の走行装置への出力を所定の割合で減少、増加させるようにした。このようにした結果、操作レバーの傾倒方向により同一領域内で動作させる場合にも不連続な動作領域がなく、全ての方向に対して連続したスムーズな走行動作が可能になる。
【００４０】
（４）左右の走行装置に対する操作信号の大きさは、操作レバーが傾倒された角度に基づいて算出されるベクトル量Ｚの大きさ|Ｚ|に応じて決定されるようにした。たとえば、領域［１］と領域［２］を例にとれば、操作レバーの傾倒された角度が一定であれば、操作レバーの傾倒方向が変化した場合でも、すなわち、領域［１］から領域［２］に移動するように操作レバーが操作された場合でも、左走行装置に対する操作信号の大きさは同じである。したがって、操作レバーの傾倒された角度を一定に保てば、少なくとも一方の走行装置に対する操作信号の大きさが一定に保たれ、操作レバーの傾倒方向により駆動速度が変化することを防止できる。とくに、ぬかるみなどで走行負荷が高いときに有効である。
【００４１】
（５）操作レバー３０のＸ軸方向およびＹ軸方向への操作成分に応じた２軸の電圧信号を出力する操作器を使用するようにしたので、Ａ／Ｄ変換部３２を介してＣＰＵ３３へ取り込まれる電圧信号は２種類でよい。したがって、たとえば、レバー３０の周囲に複数のセンサが配置され、複数の信号出力端子を有する操作器を用いる場合に比べて、操作器とＡ／Ｄ変換部３２およびＣＰＵ３３への配線を少なく構成できるから装置の信頼度が向上する。
【００４２】
以上の説明では、油圧駆動システムにより走行駆動される油圧ショベルについて説明したが、電気モータにより走行駆動されるものについても適用できる。また、ショベルのようなフロントアタッチメントを有する建設機械に限定されるものではない。
【００４３】
また、上記の説明では、レバー３０のＸ軸方向とＹ軸方向への操作成分に応じた電圧信号を出力する操作器について説明したが、たとえば、レバーの全周に複数の圧電センサが配置され、レバーが傾倒された方向に応じたセンサからレバーが傾倒された角度に応じた電圧信号を出力する操作器を用いてもよい。
【００４４】
さらにまた、上記の説明では操作装置１２から電波４０を発して無線遠隔操縦する油圧ショベルについて説明したが、運転室２３内に備えられている操作レバーにより走行駆動制御を行うようにしてもよい。
【００４５】
特許請求の範囲における各構成要素と、発明の実施の形態における各構成要素との対応について説明すると、コントロールバルブ６３および走行装置用モータ７３が左の駆動装置に、コントロールバルブ６４および走行装置用モータ７４が右の駆動装置に、ＣＰＵ４３が操作信号発生手段および制御手段にそれぞれ対応する。
【００４６】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明によれば、次のような効果を奏する。
（１）請求項１の発明では、操作器のレバーが傾倒された角度に基づいて操作信号の大きさを決定するとともに、レバーの傾倒角度を一定に保ってレバーの傾倒方向を変えたときに、傾倒方向を複数に分割した領域内において左右の駆動装置に対する操作信号の少なくとも一方の大きさをレバーの傾倒方向によらず一定にしたので、駆動装置に対する操作信号の大きさがレバーの傾倒角度に基づいて決定される。したがって、たとえば、操作レバーの傾倒角度を一定にして傾倒方向のみを変化させた場合でも、駆動装置に対して同じ大きさの操作信号が発生されるから走行速度が減少しない。
（２）請求項２、３の発明では、左右の駆動装置に対する操作信号の向きおよび大きさを変えるとき、上記左右への操作信号が同時に０にならないようにしたので、走行駆動方向を変えるときに駆動が停止されることがなく、スムーズに走行駆動制御を行うことができる。
（３）請求項４、７の発明では、請求項１〜３の構成に加えて、レバーを有する操作器のＸ軸方向の傾倒角度およびＹ軸方向の傾倒角度に対応した信号を合成して、合成された信号の大きさに基づいて駆動装置に対する操作信号の大きさを決定するようにした。したがって、レバーが操作された信号を２軸の信号として出力する操作器を用いることができる。
（４）請求項５、６の発明では、操作器のレバー操作により左右の走行装置に対する全ての操作信号を発生するようにしたから、レバー操作のみで全ての走行駆動を行うことが可能になる。
（５）請求項８の発明では、油圧式建設機械に請求項１〜６のいずれかに記載の走行駆動指令装置を備えたので、操作性がよい走行駆動制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による走行制御装置を備えた無線遠隔操縦式の油圧ショベルを示す図である。
【図２】送信装置と受信装置の内部構成を示す図である。
【図３】操作レバーの操作方向を説明する座標を示す図である。
【図４】操作レバーの操作範囲と左右走行装置の動作との関係を示す図である。
【図５】油圧ショベルに設けられた油圧システムを示す図である。
【図６】操作レバーが傾倒された方向を説明する図である。
【図７】各領域における左右走行装置への出力を決定するための符号と係数を表した図である。
【図８】左走行装置の係数ＫＬおよび右走行装置の係数ＫＲを決定する関数を示すグラフ(横軸は|ｙ／ｘ|)である。
【図９】左走行装置の係数ＫＬおよび右走行装置の係数ＫＲを決定する関数を示すグラフ(横軸は|ｘ／ｙ|)である。
【図１０】走行装置の速度を設定するためのメータリング特性テーブルを示す図である。
【図１１】操作レバーの操作量に基づいて走行体の左右走行装置への出力を決定する処理を示すフローチャートである。
【図１２】従来の技術による操作レバーの傾倒方向と走行領域の対応を示す図である。
【符号の説明】
１１…油圧ショベル、１２…送信装置、１３…受信装置、１４…操作者、２１…走行体、２２…旋回体、２３…運転室、２５…フロントアタッチメント、２９〜３１…操作レバー、４０…電波、４５、４５ａ〜４５ｌ…電磁比例減圧弁、４７…油圧源、４９ａ、４９ｂ…ポンプ、６１〜６６…コントロールバルブ、７１、７３〜７４…モータ、７２、７５〜７６…油圧シリンダ、８０…可動範囲、ｘ…操作器から出力されるＸ軸方向の電圧信号、ｙ…操作器から出力されるＹ軸方向の電圧信号、ＳＬ…左走行装置に対する操作信号の符号、ＳＲ…右走行装置に対する操作信号の符号、ＫＬ…左走行装置に対する操作信号の係数、ＫＲ…右走行装置に対する操作信号の係数
【図１】
0003691687.tif 000002
【図２】
0003691687.tif 000003
【図３】
0003691687.tif 000004
【図４】
0003691687.tif 000005
【図５】
0003691687.tif 000006
【図６】
0003691687.tif 000007
【図７】
0003691687.tif 000008
【図８】
0003691687.tif 000009
【図９】
0003691687.tif 000010
【図１０】
0003691687.tif 000011
【図１１】
0003691687.tif 000012
【図１２】
0003691687.tif 000013