(57)【要約】  建設機械を構成する制御装置（６ａ）は、レバー操作信号（Ｇａ）に基づいてブームの速度目標値（Ｖ１）を生成する目標値演算手段（６１１）と、速度目標値（Ｖ１）を補正する目標値補正手段（６２）と、補正された速度目標値（Ｖ２）に基づいてブーム用駆動装置に対して指令信号（Ｈ）を出力する指令信号出力手段（６３）とを備える。目標値補正手段（６２）は、アームの動作に関する動作情報を取得する動作情報取得手段（６２２）と、動作情報に基づいてアームの動作が速くなるほど浮き上がり動作抑制手段（６２５）による浮き上がり動作の抑制効果を小さくするための補正量上限値を決定する上限値決定手段（６２３）と、補正量上限値に基づいて速度目標値（Ｖ１）を補正する補正量制限手段（６２４）とを備える。
2010101233.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部走行体及び上部旋回体と、前記上部旋回体に設けられブーム及びアームを有する作業機と、前記ブームの動作に応じた前記下部走行体の浮き上がり動作を抑制する浮き上がり動作抑制手段と、前記作業機を制御する制御装置とを備えた建設機械において、
前記作業機への動力は、前記ブームを動作させるブーム用駆動装置、及び前記アームを動作させるアーム用駆動装置に分配して供給され、
前記制御装置は、
前記ブームを操作するブーム用操作手段から入力された操作信号に基づいて、前記ブームの動作目標値を生成する目標値演算手段を含む操作信号入力手段と、
前記動作目標値を補正する目標値補正手段と、
補正された動作目標値に基づいて、前記ブーム用駆動装置に対して指令信号を出力する指令信号出力手段とを備え、
前記目標値補正手段は、
前記アームの動作に関する動作情報を取得する動作情報取得手段と、
前記動作情報に基づいて、前記アームの動作が速くなるほど前記浮き上がり動作抑制手段による浮き上がり動作の抑制効果を小さくするための補正量上限値を決定する上限値決定手段と、
前記補正量上限値に基づいて、前記動作目標値を補正する補正量制限手段とを備えることを特徴とする建設機械。
【請求項２】
請求項１に記載の建設機械において、
前記アームの動作速度を検出する速度検出手段を備え、
前記動作情報取得手段は、前記速度検出手段にて検出された前記アームの動作速度を前記動作情報として取得することを特徴とする建設機械。
【請求項３】
請求項１に記載の建設機械において、
前記アームを操作するアーム用作動レバーの変位を検出する変位検出手段を備え、
前記動作情報取得手段は、前記変位検出手段にて検出された変位に基づいて、前記動作情報を生成する動作情報生成手段を備えることを特徴とする建設機械。
【請求項４】
請求項１に記載の建設機械において、
前記ブーム用駆動装置の出力手段であるブーム用アクチュエータと、前記アーム用駆動装置の出力手段であるアーム用アクチュエータは、供給される作動油の油圧により駆動し、
各前記アクチュエータに供給される作動油の油圧を検出する圧力検出手段を備え、
前記動作情報取得手段は、前記圧力検出手段にて検出された油圧に基づいて、前記動作情報を生成する動作情報生成手段を備えることを特徴とする建設機械。
【請求項５】
下部走行体及び上部旋回体と、前記上部旋回体に設けられブーム及びアームを有する作業機と、前記ブームの動作に応じた前記下部走行体の浮き上がり動作を抑制する浮き上がり動作抑制手段と、前記作業機を制御する制御装置とを備えた建設機械の制御方法において、
前記作業機への動力は、前記ブームを動作させるブーム用駆動装置、及び前記アームを動作させるアーム用駆動装置に分配して供給され、
前記制御装置が、
前記ブームを操作するブーム用操作手段から入力された操作信号に基づいて、前記ブームの動作目標値を生成する目標値生成ステップと、
前記アームの動作に関する動作情報を取得する動作情報取得ステップと、
前記動作情報に基づいて、前記アームの動作が速くなるほど前記浮き上がり動作抑制手段による浮き上がり動作の抑制効果を小さくするための補正量上限値を決定する上限値決定ステップと、
前記補正量上限値に基づいて、前記動作目標値を補正する補正量制限ステップとを実行することを特徴とする建設機械の制御方法。
【請求項６】
下部走行体及び上部旋回体と、前記上部旋回体に設けられブーム及びアームを有する作業機と、前記ブームの動作に応じた前記下部走行体の浮き上がり動作を抑制する浮き上がり動作抑制手段と、前記作業機を制御する制御装置とを備えた建設機械の前記制御装置に、請求項５に記載の建設機械の制御方法を実行させることを特徴とするコンピュータ実行可能なプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械、建設機械の制御方法、及びこの方法をコンピュータに実行させるプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧ショベル等の建設機械では、ブームやアームからなる作業機を動作させて各種の作業を行う。そして、このような建設機械では、ブームを急始動あるいは急停止させた際、ブームの慣性が大きいため、ブームの動作による反動で下部走行体の前方側または後方側が浮き上がる現象（下部走行体の浮き上がり動作）が生じるという問題がある。【０００３】
そこで、従来、ブームを急始動あるいは急停止させる際、レバーの操作に応じたブームの動作目標値を補正し、ブームの動作速度の変化率を制限してブームをゆっくり動作させることで、下部走行体の浮き上がり動作を抑制する機能（以下、浮き上がり動作抑制機能と記載）を具備した技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。【０００４】
例えば、特許文献１の技術では、レバーの操作によるブームの動作に応じて建設機械に生じるであろう振動の状態を振動モデルによって予測可能に設けておくとともに、予測される振動をキャンセルするような逆特性演算によって、レバーの操作に応じたブームの動作目標値を補正している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２５６５９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の技術では、例えば、ブーム用レバーを上げ側に、アーム用レバーを掘削（引き込み）側に同時にレバー操作して、バケット刃先を略水平に移動させ、地面の表土を平らに削り取る作業を行うときには、以下の問題が生じる。
すなわち、地面の表土を平らに削り取る作業では、ブームとアームとの速度比率をオペレータが調整しながら作業を行うわけだが、ブームのみに浮き上がり抑制機能を働かせると、アームに対するブームの速度比率が変わってしまう。したがって、地面の表土を平らに削り取る作業において、従来の建設機械と同様のレバー操作を行っても、バケット刃先の軌跡が従来の軌跡と同じにならなくなり、操作性が低下する。【０００７】
本発明の目的は、ブームの動作に応じた下部走行体の浮き上がり動作を抑制しつつ、作業機の操作性を向上できる建設機械、建設機械の制御方法、及びこの方法をコンピュータに実行させるプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１発明に係る建設機械は、
下部走行体及び上部旋回体と、前記上部旋回体に設けられブーム及びアームを有する作業機と、前記ブームの動作に応じた前記下部走行体の浮き上がり動作を抑制する浮き上がり動作抑制手段と、前記作業機を制御する制御装置とを備えた建設機械において、
前記作業機への動力は、前記ブームを動作させるブーム用駆動装置、及び前記アームを動作させるアーム用駆動装置に分配して供給され、
前記制御装置は、
前記ブームを操作するブーム用操作手段から入力された操作信号に基づいて、前記ブームの動作目標値を生成する目標値演算手段を含む操作信号入力手段と、
前記動作目標値を補正する目標値補正手段と、
補正された動作目標値に基づいて、前記ブーム用駆動装置に対して指令信号を出力する指令信号出力手段とを備え、
前記目標値補正手段は、
前記アームの動作に関する動作情報を取得する動作情報取得手段と、
前記動作情報に基づいて、前記アームの動作が速くなるほど前記浮き上がり動作抑制手段による浮き上がり動作の抑制効果を小さくするための補正量上限値を決定する上限値決定手段と、
前記補正量上限値に基づいて、前記動作目標値を補正する補正量制限手段とを備えることを特徴とする。
ここで、前述した浮き上がり動作抑制手段は、ブームを急始動あるいは急停止させる際、ブームをゆっくり動作させることで、ブームの動作の反動による下部走行体の浮き上がり動作を抑制する浮き上がり動作抑制機能を具備しているものであれば、特許文献１の技術に限らない。
また、前述した目標値演算手段は、操作信号を増幅、変調等の手法により必ず変換しなければならない訳ではなく、殆ど変換しないで操作信号をダイレクトに動作目標値として実質的に機能しないものも含む概念である。【０００９】
第２発明に係る建設機械は、第１発明において、
前記アームの動作速度を検出する速度検出手段を備え、
前記動作情報取得手段は、前記速度検出手段にて検出された前記アームの動作速度を前記動作情報として取得することを特徴とする。【００１０】
第３発明に係る建設機械は、第１発明において、
前記アームを操作するアーム用作動レバーの変位を検出する変位検出手段を備え、
前記動作情報取得手段は、前記変位検出手段にて検出された変位に基づいて、前記動作情報を演算して生成する動作情報生成手段を含んで構成されていることを特徴とする。【００１１】
第４発明に係る建設機械は、第１発明において、
前記ブーム用駆動装置の出力手段であるブーム用アクチュエータと、前記アーム用駆動装置の出力手段であるアーム用アクチュエータは、供給される作動油の油圧により駆動し、
各前記アクチュエータに供給される作動油の油圧を検出する圧力検出手段を備え、
前記動作情報取得手段は、前記圧力検出手段にて検出された油圧に基づいて、前記動作情報を演算して生成する動作情報生成手段を含んで構成されていることを特徴とする。【００１２】
第５発明は、第１発明を方法の発明として展開したものであり、具体的には、
下部走行体及び上部旋回体と、前記上部旋回体に設けられブーム及びアームを有する作業機と、前記ブームの動作に応じた前記下部走行体の浮き上がり動作を抑制する浮き上がり動作抑制手段と、前記作業機を制御する制御装置とを備えた建設機械の制御方法において、
前記作業機への動力は、前記ブームを動作させるブーム用駆動装置、及び前記アームを動作させるアーム用駆動装置に分配して供給され、
前記制御装置が、
前記ブームを操作するブーム用操作手段から入力された操作信号に基づいて、前記ブームの動作目標値を生成する目標値生成ステップと、
前記アームの動作に関する動作情報を取得する動作情報取得ステップと、
前記動作情報に基づいて、前記アームの動作が速くなるほど前記浮き上がり動作抑制手段による浮き上がり動作の抑制効果を小さくするための補正量上限値を決定する上限値決定ステップと、
前記補正量上限値に基づいて、前記動作目標値を補正する補正量制限ステップとを実行することを特徴とする。【００１３】
第６発明は、前述した第５発明を建設機械の制御装置に実行させることを特徴とするコンピュータで実行可能なプログラムに関するものである。【００１４】
第１発明では、アームの動作状況に応じて浮き上がり動作抑制手段による浮き上がり動作の抑制効果を小さくするための補正量上限値を決定し、決定した補正量上限値に基づいて操作信号由来の動作目標値を補正する。このことにより、ブームを単独で動作させる場合（アームの動作速度が略０の場合）には補正量上限値として比較的に小さい加速度上限値（以下、第１加速度上限値と記載）を決定し、ブーム及びアームの双方を動作させる場合（アームの動作速度が比較的に高い場合）には補正量上限値として第１加速度上限値よりも高い加速度上限値（以下、第２加速度上限値と記載）を決定することで、以下に示すように、ブームを動作させることができる。
ブームを単独で動作させる場合において、ブームを急始動あるいは急停止させる際には、ブームの加速度が比較的に小さい第１加速度上限値で制限されるため、ブームをゆっくり動作させることができる。すなわち、ブームの動作の反動による下部走行体の浮き上がり動作を十分に抑制できる。
また、ブーム及びアームの双方を動作させる場合において、ブームを急始動あるいは急停止させる際には、ブームの加速度が比較的に大きい第２加速度上限値で制限されるため、ブームの加速度制限が上記の場合よりも抑制され、ブームを機敏に動作させることができる。すなわち、ブームの動作の反動による下部走行体の浮き上がり動作の抑制効果よりも、ブームの機敏な動作を優先する。
以上のように、アームの動作状況に応じて浮き上がり動作抑制機能の強弱をつけることができる。したがって、ブーム及びアームの双方を動作させる地面の表土を平らに削り取る作業においては、浮き上がり動作抑制機能を弱く働かせ、ブームを機敏に動作させることで、バケット刃先の軌跡を略水平に保つことができ、作業機の操作性を向上できる。【００１５】
また、地面の表土を平らに削り取る作業等のブーム及びアームの双方を動作させる場合においては、前述したようにブームの加速度制限が抑制されるように構成されているが、作業機への動力（例えば、作動油の流量、圧力）は、ブーム用駆動装置及びアーム用駆動装置に分配して供給されている。すなわち、ブームの加速度制限が抑制されることでブームを動作させることのできる最大加速度を超える指令をブーム用駆動装置に出力した場合であっても、アーム用駆動装置に供給されている動力の分、ブーム用駆動装置に供給される動力が制限されるため、アーム用駆動装置に供給されている動力の分だけ最大加速度よりも低い加速度でしかブームは動作しない。このため、下部走行体が浮き上がり動作を起こすことはない。【００１６】
第２発明によれば、アームの動作速度を実際に検出するので、アームの実際の動作速度に応じて適切な補正量上限値を決定し、浮き上がり動作抑制機能の強弱を適切につけることができる。
第３発明によれば、アーム用作動レバーの変位に基づいて、アームの動作情報を生成して取得するので、アームの動作状況に応じて適切な補正量上限値を決定し、浮き上がり動作抑制機能の強弱を適切につけることができる。
この場合、アーム用作動レバーの変位検出手段には、ブーム用作動レバーと同じ変位検出手段を用いることができるので、第２発明における速度検出手段等を別途、用いる必要がなく、構成の簡素化が図れる。
第４発明によれば、各アクチュエータに供給される作動油の油圧に基づいて、アームの動作情報を生成して取得するので、アームの動作状況に応じて適切な補正量上限値を決定し、浮き上がり動作抑制機能の強弱を適切につけることができる。【００１７】
第５発明によっても、前述した第１発明と同様の作用及び効果を享受できる。
第６発明によれば、制御装置を備えた汎用の建設機械の制御装置にプログラムをインストールするだけで第５発明に係る方法の発明を実行させることができるため、本発明を大幅に普及させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る建設機械を示す模式図。
【図２】バルブコントローラを示すブロック図。
【図３】加速度上限値の一例を示す図。
【図４Ａ】加速度制限処理を説明するための図。
【図４Ｂ】加速度制限処理を説明するための図。
【図５Ａ】浮き上がり動作抑制処理を説明するための図。
【図５Ｂ】浮き上がり動作抑制処理を説明するための図。
【図５Ｃ】浮き上がり動作抑制処理を説明するための図。
【図６】作業機の制御方法を説明するためのフローチャート。
【図７Ａ】定速度作業を説明するための図。
【図７Ｂ】定速度作業を説明するための図。
【図８】転圧作業を説明するための図。
【図９】加速度制限処理を説明するためのフローチャート。
【図１０Ａ】加速度制限処理が施された後の速度目標値を説明するための図。
【図１０Ｂ】加速度制限処理が施された後の作業機速度を説明するための図。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る建設機械を示す模式図。
【図１２】バルブコントローラを示すブロック図。
【図１３】本発明の第３実施形態に係る建設機械を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
■１．第１実施形態
（１）全体構成
図１は、本発明の第１実施形態に係る油圧ショベル（建設機械）１を示す模式図である。
図１において、油圧ショベル１は、下部走行体２と、下部走行体２の上方に旋回可能に配置される上部旋回体３と、上部旋回体３に取り付けられる作業機４とを備える。
【００２０】
下部走行体２は、本実施形態では履帯を備えたクローラ式が採用されているが、これに限らずタイヤを備えたホイール式の走行体やその他適宜な形式なものを採用できる。
上部旋回体３には、作業機レバー５，５´や走行レバー等が設けられ、作業機４の動作や、上部旋回体３の旋回動作、下部走行体２の走行動作を操作できるようになっている。
なお、図１では、説明の便宜上、作業機レバー５，５´を上部旋回体３から独立した状態で図示している。また、上部旋回体３に搭載される油圧回路の一部やバルブコントローラ６ａ，６ｂ，６ｃについても、上部旋回体３から独立した状態で図示している。
【００２１】
作業機４は、作業機レバー（ブーム用操作手段）５によって操作されるブーム４１と、作業機レバー（アーム用作動レバー）５´によって操作されるアーム４２と、アーム４２の先端に取り付けられるバケット４３とを備える。
ブーム４１は、油圧シリンダ７により支承点Ｄ１を中心として回動する。
アーム４２は、ブーム４１上の油圧シリンダ８により支承点Ｄ２を中心として回動する。
また、バケット４３は、作業機レバー５を別方向に操作することにより、アーム４２上の油圧シリンダによって回動する。
なお、バケット４３の他、グラップル、ハンド等の任意のアタッチメントを用いてもよい。
【００２２】
これらブーム４１の支承点Ｄ１及びアーム４２の支承点Ｄ２にはそれぞれ、ロータリーエンコーダやポテンショメータ等の角度検出器９，１０が設けられ、角度検出器９では、上部旋回体３に対するブーム４１の関節角度θ１が、角度検出器１０では、ブーム４１に対するアーム４２の関節角度θ２が検出され、これらの関節角度θ１，θ２がバルブコントローラ（制御装置）６ａに対して角度信号として出力されるようになっている。
【００２３】
ここで、各油圧シリンダ７，８は、それぞれ別個のメインバルブ１１ａ，１１ｃに接続され、これらのメインバルブ１１ａ，１１ｃが並列に共通の油圧ポンプ１２に接続されている。
なお、実際の油圧回路においては、各油圧シリンダ７，８の他、バケット４３を動作させる油圧シリンダ、上部旋回体３の旋回動作のための油圧モータ、及び下部走行体２の走行動作のための油圧モータについても、それぞれ別個のメインバルブに接続され、これらのメインバルブが並列に共通の油圧ポンプ１２に接続されているが、図１においては、説明の便宜上、メインバルブ１１ａ，１１ｃのみが並列に油圧ポンプ１２に接続されている状態を図示している。
【００２４】
そして、油圧ポンプ１２から吐出された作動油は、メインバルブ１１ａ，１１ｃに分配して供給され、メインバルブ１１ａ，１１ｃのスプール１１１ａ，１１１ｃが一対の比例電磁弁であるＥＰＣバルブ１３ａ，１３ｃにより移動することで、流量が調整されて油圧シリンダ７，８に供給される。
以上説明した油圧シリンダ７（ブーム用アクチュエータ）、メインバルブ１１ａ、及びＥＰＣバルブ１３ａにより、本発明に係るブーム用駆動装置１４が構成されている。また、油圧シリンダ８（アーム用アクチュエータ）、メインバルブ１１ｃ、及びＥＰＣバルブ１３ｃにより、本発明に係るアーム用駆動装置１５が構成されている。
【００２５】
また、油圧シリンダ８には、作動油による油圧シリンダ８の動作速度を検出する速度センサ（速度検出手段）１６が設けられている。
例えば、速度センサ１６は、図１に示すように、油圧シリンダ８のシリンダロッドに接触したローラ１６ａを備え、シリンダロッドの動作に応じたローラ１６ａの回転速度を測定し、ローラ１６ａの回転速度に応じた電気信号をバルブコントローラ６ａに出力する。
なお、油圧シリンダ８によりアーム４２が動作し、さらにローラ１６ａが回転することから、速度センサ１６は、アーム４２の動作速度Ｅを検出しているものである。
さらに、メインバルブ１１ａ，１１ｃには、スプール１１１ａ，１１１ｃの位置を検出する位置検出器１１２ａ，１１２ｃが設けられ、ここからスプール１１１ａ，１１１ｃの位置が位置信号Ｆとしてバルブコントローラ６ａ，６ｃに出力される。
【００２６】
ここで、作業機レバー５，５´は、例えば、ポテンショメータやＰＰＣ圧力センサ、静電容量あるいはレーザによるトルクセンサ等の倒し角度検出器（変位検出手段）５ａ，５ａ´を備えており、この倒し角度検出器５ａ，５ａ´からは作業機レバー５，５´の倒し角度と１対１の相関があるレバー操作信号Ｇａ，Ｇｃがバルブコントローラ６ａ，６ｃに対して出力される。
作業機レバー５が中立位置にある時、出力されるレバー操作信号Ｇａは「０（ゼロ）」であって、ブーム４１の速度が「０」となる。前方に傾倒させると、作業機レバー５の倒し角度に応じた速度でブーム４１が下降し、また、後方に傾倒させることにより、作業機レバー５の倒し角度に応じた速度でブーム４１が上昇する。このような制御は、以下のバルブコントローラ６ａによって行われる。
【００２７】
バルブコントローラ６ａは、作業機レバー５からのレバー操作信号Ｇａに基づいてブーム４１を動作させるとともに、ブーム４１の始動時及び停止時の揺れを抑制する機能を担っている。このようなバルブコントローラ６ａは、マイクロコンピュータ等によって構成されており、通常では、油圧ショベル１のエンジン制御用及び油圧ポンプ制御用に搭載されたガバナ・ポンプコントローラの一部として組み込まれているが、本実施形態では、説明の便宜上、単独で図示している。
また、操作信号Ｇｂが入力されるバケット４３用のバルブコントローラ６ｂ、及び操作信号Ｇｃが入力されるアーム４２用のバルブコントローラ６ｃも、略同様な機能及び構成を有しているが、ここではブーム４１用のバルブコントローラ６ａで代表して説明するため、各バルブコントローラ６ｂ，６ｃの詳細な説明を省略する。
【００２８】
（２）バルブコントローラ６ａの構成
図２は、バルブコントローラ６ａを示すブロック図である。
具体的にバルブコントローラ６ａは、図２に示すように、作業機レバー５からのレバー操作信号Ｇａ（電圧信号）が入力されるレバー操作信号入力手段６１と、レバー操作信号入力手段６１からの速度目標値（動作目標値）Ｖ１が入力される目標値補正手段６２と、この目標値補正手段６２からの補正された速度目標値Ｖ２が入力される指令信号出力手段６３と、ＲＡＭ、ＲＯＭ等からなる記憶部６４とを備える。
なお、レバー操作信号入力手段６１、目標値補正手段６２、および指令信号出力手段６３は、それぞれコンピュータプログラム（ソフトウェア）である。
【００２９】
（2-1）レバー操作信号入力手段６１の構成
レバー操作信号入力手段６１は、速度目標値演算手段６１１及び作業内容判定手段６１２を備えて構成されている。
【００３０】
速度目標値演算手段６１１は、作業機レバー５からのレバー操作信号Ｇａを所定時間Δｔ毎にサンプリングし、ブーム４１の速度目標値Ｖ１を演算して求める。
作業内容判定手段６１２は、ブーム４１を使用した作業の中で、特に定速度作業及び転圧作業を判定し、これらの作業の場合には、後述する加速度制限処理及び浮き上がり動作抑制処理を行わないようにする機能を有している。この機能については後述する。
【００３１】
（2-2）目標値補正手段６２の構成
目標値補正手段６２は、本実施形態で最も特徴的な構成であり、やはりコンピュータプログラム（ソフトウェア）からなる振動特性決定手段６２１、動作情報取得手段６２２、上限値決定手段６２３、補正量制限手段６２４、及び浮き上がり動作抑制手段６２５を備えて構成されている。
【００３２】
振動特性決定手段６２１は、関節角度θ１，θ２の入力により、ブーム４１及びアーム４２の姿勢に応じた振動数ω及び減衰率ζを決定する機能を有している。ここで、関節角度θ１，θ２は、ブーム４１及びアーム４２の姿勢変化に連動して所定の範囲で変化するが、関節角度θ１，θ２に対応した振動数ω及び減衰率ζは、実際の車両を対象とした計測・計算によって予め求められており、記憶部６４に格納されている。
従って、各関節角度θ１，θ２が入力されることで、これらに応じた振動数ω及び減衰率ζが記憶部６４から即座に呼び出され、浮き上がり動作抑制手段６２５で用いられることになる。
【００３３】
動作情報取得手段６２２は、速度センサ１６から出力される電気信号を所定のタイミングで入力し、入力した電気信号に基づいて、アーム４２の動作速度Ｅ（動作情報）を取得する。
上限値決定手段６２３は、アーム４２の動作速度Ｅに対応したブーム４１の補正量上限値としての加速度上限値αを決定する機能を有している。ここで、アーム４２の動作速度Ｅに対応した加速度上限値αは、実際の車両を対象とした計測・計算によって予め求められており、記憶部６４に格納されている。
例えば、記憶部６４には、アーム４２の動作速度Ｅと加速度上限値αとを対応させたテーブルが格納されている。
従って、動作速度Ｅが入力されることで、動作速度Ｅに応じた加速度上限値αが記憶部６４から即座に呼び出され、補正量制限手段６２４で用いられることになる。
【００３４】
図３は、加速度上限値αの一例を示す図である。
図３において、縦軸は、加速度上限値を示している。また、横軸は、アーム４２を動作させることのできる最大動作速度に対するアーム４２の動作速度の割合（％）を示している。
例えば、加速度上限値αは、図３に示すように、アーム４２の動作速度が１０％以下の場合には、比較的に小さい加速度上限値αminに設定されている。
ここで、加速度上限値αminは、実際の車両を用い、ブーム４１を動作させた際に、ブーム４１の動作による反動で下部走行体２の前方側または後方側が浮き上がらない（浮き上がり動作が生じない）範囲の加速度上限値とされている。
【００３５】
また、加速度上限値αは、図３に示すように、アーム４２の動作速度が１０％から５０％までは加速度上限値αminから所定の割合で増加するように設定され、アーム４２の動作速度が５０％以上の場合には、加速度上限値αmaxに設定されている。
ここで、加速度上限値αmaxは、ブーム４１を動作させることのできる最大加速度以上の値に設定されている。
【００３６】
図４Ａ，Ｂは、加速度制限処理を説明するための図である。
補正量制限手段６２４は、レバー操作信号Ｇａから求められる速度目標値Ｖ１に対して加速度制限処理（補正量制限処理）を施し、結果としてブーム４１の加速度が上限値決定手段６２３にて決定された加速度上限値αを超えないような速度目標値Ｖ１´に補正する機能を有している。
例えば、補正量制限手段６２４は、図４Ａ，Ｂに示すように、加速度制限処理を施すことで、速度目標値Ｖ１を速度目標値Ｖ１´に補正する。
なお、図４Ａ，Ｂでは、速度目標値Ｖ１として、加速度制限処理の対象となる速度目標値をＶ１nとし、速度目標値Ｖ１nのΔｔ時間前に求められた速度目標値をＶ１n-1としている。
【００３７】
すなわち、補正量制限手段６２４は、図４Ａに示すように、速度目標値Ｖ１n-1に対する速度目標値Ｖ１nの速度変化分ΔＶ１が、上限値決定手段６２３にて決定された加速度上限値αにΔｔを乗じたαΔｔよりも大きい場合には、速度変化分（加速度）を制限し、速度目標値Ｖ１n-1からの速度変化分がαΔｔとなるように、速度目標値Ｖ１nを速度目標値Ｖ１´に補正する。
また、補正量制限手段６２４は、図４Ｂに示すように、上記の場合とは逆に、速度変化分ΔＶ１がαΔｔ以下である場合には、加速度を制限することなく、速度目標値Ｖ１nをそのまま速度目標値Ｖ１´とする。
【００３８】
浮き上がり動作抑制手段６２５は、補正された速度目標値Ｖ１´に対して浮き上がり動作抑制処理を施し、結果としてブーム４１が振動しないような速度目標値Ｖ２に補正する機能を有している。
すなわち、浮き上がり動作抑制手段６２５は、作業機４を含む油圧ショベル１に生じるであろう振動の状態を振動モデルによって予測し、予測される振動をキャンセルするような逆特性演算を実施することで速度目標値Ｖ１´を速度目標値Ｖ２に補正する。
例えば、浮き上がり動作抑制手段６２５は、Δｔ時間毎に補正量制限手段６２４にて補正された速度目標値Ｖ１´を、Δｔ時間毎の作業機４の姿勢に応じて振動特性決定手段６２１にて決定された振動数ω、減衰率ζを用いて、以下の式（１）により、速度目標値Ｖ２に補正する。
ここで、Ｓはラプラス演算子、ω０は別途設定する定数である。
【００３９】
【数１】
2010101233.tif 000003
【００４０】
図５Ａ，Ｂ，Ｃは、浮き上がり動作抑制処理を説明するための図である。
なお、図５Ａでは、作業機レバー５を中立位置（時刻Ｔ１）から傾倒させた後、所定時間傾倒させた状態を維持し（時刻Ｔ２〜Ｔ３）、この後に中立位置に戻した（時刻Ｔ４）場合において、速度目標値演算手段６１１にて求められた速度目標値Ｖ１に対して、補正量制限処理が施された速度目標値Ｖ１´を示している。
【００４１】
そして、ブーム４１を駆動させるために、作業機レバー５を中立位置から傾倒させた場合においては、前述した浮き上がり動作抑制手段６２５による浮き上がり動作抑制処理が施されることにより、速度目標値Ｖ１´は、図５Ａ，Ｂに示すようなカーブＱ１、Ｑ２、Ｑ３からなる速度目標値Ｖ２のように補正される。
すなわち、時刻Ｔ１をトリガとして形成されたカーブＱ１の部分では、速度目標値Ｖ２は速度目標値Ｖ１´より大きく膨らむ方向に補正される。カーブＱ１の頂点を過ぎてから時刻Ｔ２まではカーブＱ３の部分であり、速度目標値Ｖ２は速度目標値Ｖ１´より小さい値で、速度目標値Ｖ１´の増加を追いかけるように補正される。そして、速度目標値Ｖ１´が上限値に達した時刻Ｔ２をトリガとして形成されたカーブＱ２の部分では、速度目標値Ｖ２は、速度目標値Ｖ１´より小さくなる方向に膨らむように補正され、速度目標値Ｖ１´が上限値に達する時刻Ｔ２よりも時間的に遅れて上限に達するようになる。
【００４２】
一方、ブーム４１の駆動を停止させるために、作業機レバー５を中立位置に戻す場合においては、前述と同様の演算が行われることにより、速度目標値Ｖ１´は、カーブＱ４、Ｑ５、Ｑ６からなる速度目標値Ｖ２のように補正される。
すなわち、時刻Ｔ３をトリガとして形成されたカーブＱ４の部分では、速度目標値Ｖ２は、速度目標値Ｖ１´よりも小さくなる方向に膨らむように補正される。カーブＱ４の頂点を過ぎてから時刻Ｔ４まではカーブＱ６の部分であり、速度目標値Ｖ２は、速度目標値Ｖ１より大きい値で速度目標値Ｖ１´の減少を追いかけるように補正される。そして、速度目標値Ｖ１´が０に達した時刻Ｔ４をトリガとして形成されたカーブＱ６の部分では、速度目標値Ｖ２は、速度目標値Ｖ１´より大きくなる方向に膨らむように補正され、速度目標値Ｖ１´が０に達する時刻Ｔ４よりも時間的に遅れて作業機４の停止に至るようになる。
【００４３】
このとき、ブーム用駆動装置１４の動きに合わせてブーム４１が動くことになる。このとき、ブーム用駆動装置１４からブーム４１までの間には作動油の圧縮性や配管の弾性などに起因する振動が加わることになるが、その振動成分は速度目標値Ｖ１´を速度目標値Ｖ２に補正したときに用いた振動特性の丁度逆である。このため、図５Ｃに示すように、ブーム４１は、振動することなく、動作することになる。
【００４４】
なお、本実施形態では、速度目標値Ｖ１´が台形状の信号波形となる場合について説明したが、例えば、Ｔ１からＴ２までの間において、作業機レバー５の傾倒が一旦止められ、この後にさらに傾倒が再開された場合や、Ｔ３からＴ４までの間において、作業機レバー５の傾倒が一旦止められ、この後にさらに傾倒が再開された場合のように、速度目標値Ｖ１の信号波形が略凸状となる場合でも、傾倒が一旦止められた時点及び再開された時点で同様に補正される。速度目標値Ｖ１´の信号波形が階段状となる場合でも同様である。
【００４５】
（2-3）指令信号出力手段６３の構成
指令信号出力手段６３は、補正された速度目標値Ｖ２に基づいてブーム用駆動装置１４への指令信号（電流信号）Ｈを生成し、アンプ６３Ａを介して指令信号ＨをＥＰＣバルブ１３ａに出力する機能を有している。ＥＰＣバルブ１３ａは、この指令信号Ｈに基づいてメインバルブ１１ａを構成するスプール１１１ａを移動させ、油圧シリンダ７への作動油の供給量を調整する。
【００４６】
（３）バルブコントローラ６ａの作用、作業内容判定手段６１２の構造
次に、図６のフローチャートも参照し、ブーム４１の制御方法について説明し、併せて、図７Ａ，Ｂ及び図８に基づいて、前述の作業内容判定手段６１２について詳説する。
【００４７】
(a)  ステップＳ１：先ず、オペレータによって作業機レバー５が操作されると、作業機レバー５からのレバー操作信号Ｇａに基づいて、レバー操作信号入力手段６１の速度目標値演算手段６１１が速度目標値Ｖ１を演算する。
【００４８】
(b)  ステップＳ２：次いで、作業内容判定手段６１２が起動し、オペレータがブーム４１を一定速度で動作させているか否かを判定する。
ブーム４１を一定速度で動作させるためには、作業機レバー５を一定角度で傾倒させた状態に確実に維持する必要があるが、オペレータが一定角度を寸分違わずに維持することは困難である。つまり、オペレータが一定速度でブーム４１を動作させているつもりでも実際には、図７Ａに示すように、オペレータのレバー操作には実用上問題とならない程度の微小なぶれが生じており、レバー操作信号Ｇａが振れているのである。
【００４９】
そして、そのようなレバー操作信号Ｇａに基づいて速度目標値Ｖ１を求めるのはよいが、この速度目標値Ｖ１に基づいて速度目標値Ｖ２を求めると、図７Ｂに示すように、速度目標値Ｖ２が大きく振れることになる。このため、この速度目標値Ｖ２に基づいた指令信号Ｈ通りに動作するブーム４１は、結果として作業機レバー５の微小なぶれに過敏に反応してしまうことになり、かえって定速度作業がやりにくくなる。
それに、図７Ａのように速度変化の幅が小さい場合には元々作業機４の振動も小さいため、浮き上がり動作抑制手段６２５による補正を行わなくても実用上問題はない。
【００５０】
そこで、作業内容判定手段６１２は、レバー操作信号Ｇａの振れが所定の振れ幅Ｗ内におさまっていれば、定速作業が行われていると判断し、速度目標値Ｖ１に基づいて直接指令信号Ｈを生成するようにしている。このため、ステップＳ２においては、レバー操作信号Ｇａが振れ幅Ｗを超えて振れている時には、定速度作業ではないと判断してステップＳ３に進むが、レバー操作信号Ｇａが振れ幅Ｗ内で振れている時には、定速度作業であると判断し、速度目標値Ｖ２への補正演算は行わずにステップＳ７にスキップする。
なお、定速作業は、ブーム４１を一定の低い速度で動作させることで、正確な位置合わせを行う場合に用いられることが多く、このような場合に、作業機レバー５の微小なぶれに過敏に反応させないことのメリットは大きい。
【００５１】
(c)  ステップＳ３：ここでも作業内容判定手段６１２が起動し、オペレータが転圧作業を行っているか否かを判定する。
転圧作業は、作業機レバー５を、中立位置をまたいで、短い周期で前後方向に往復させることで行われる作業であり、いわばブーム４１に生じる振動を積極的に利用する作業である。このため、このような転圧作業時において、浮き上がり動作抑制手段６２５による速度目標値Ｖ２への補正により、ブーム４１の振動が抑制されてしまったのでは、従来よりも転圧作業がやりにくい。
【００５２】
従って、ステップＳ３においては、オペレータが転圧作業を行っていると判断された場合、速度目標値Ｖ１の補正は行わずにステップＳ７にスキップし、速度目標値Ｖ１に基づく指令信号Ｈによってブーム用駆動装置１４を駆動させる。
なお、転圧作業を行っているか否かの判定は、図８に示すように、レバー操作信号Ｇａの値が「０」となる間隔ｔを検出することで行われる。この間隔ｔが所定の間隔よりも短い場合には、作業機レバー５が中立位置を境に繰り返し操作されているといえ、転圧作業を行っていると判定される。
【００５３】
(d)  ステップＳ４：ステップＳ２，Ｓ３において、定速作業及び転圧作業のいずれも行われていない場合には、目標値補正手段６２の振動特性決定手段６２１は、関節角度θ１，θ２に応じた振動数ω及び減衰率ζを決定し、バルブコントローラ６ａに設けられたＲＡＭ等のストレージにストアする。
【００５４】
(e)  ステップＳ５：次いで、動作情報取得手段６２２、上限値決定手段６２３、及び補正量制限手段６２４が起動し、加速度制限処理により、速度目標値Ｖ１を補正して、速度目標値Ｖ１´を演算して求める。
具体的には、図９に示されるフローチャートに基づいて行われる。なお、以下では、図９のフローチャートに併せて、図１０Ａ，Ｂに基づいて、加速度制限処理について詳説する。
ステップＳ５Ａ：先ず、動作情報取得手段６２２は、速度センサ１６からの電気信号に基づいて、アーム４２の動作速度Ｅを取得する。
【００５５】
ステップＳ５Ｂ：次いで、上限値決定手段６２３は、記憶部６４からアーム４２の動作速度Ｅに対応した加速度上限値αを決定する。
例えば、上限値決定手段６２３は、ブーム４１を単独で動作させる場合等、すなわち、アーム４２の動作速度Ｅが最大動作速度に対して１０％以下である場合には、加速度上限値αmin（図３）を加速度上限値αとして決定する。
また、例えば、上限値決定手段６２３は、ブーム４１及びアーム４２の双方を動作させる場合等、すなわち、アーム４２の動作速度Ｅが最大動作速度に対して５０％以上である場合には、加速度上限値αmax（図３）を加速度上限値αmaxとして決定する。
【００５６】
ステップＳ５Ｃ：次いで、補正量制限手段６２４は、速度目標値Ｖ１nのΔｔ時間前に求められた速度目標値Ｖ１n-1に対する速度目標値Ｖ１nの速度変化分ΔＶ１を演算して求める。
ステップＳ５Ｄ：また、補正量制限手段６２４は、ステップＳ５Ｃによって得られた速度変化分ΔＶ１がステップＳ５Ｂによって決定された加速度上限値αにΔｔを乗じたαΔｔよりも大きいか否かを判定する。
【００５７】
ステップＳ５Ｅ：そして、補正量制限手段６２４は、ステップＳ５Ｃにおいて、速度変化分ΔＶ１がαΔｔよりも大きいと判定した場合には、速度変化分（加速度）を制限し、速度目標値Ｖ１n-1からの速度変化分がαΔｔとなるように、速度目標値Ｖ１nを速度目標値Ｖ１´に補正する。
ステップＳ５Ｆ：一方、補正量制限手段６２４は、ステップＳ５Ｃにおいて、速度変化分ΔＶ１がαΔｔ以下である場合には、加速度を制限することなく、速度目標値Ｖ１nをそのまま速度目標値Ｖ１´とする。
すなわち、速度目標値Ｖ１nはレバー操作信号Ｇａから直接求められた速度目標値であるが、速度変化分ΔＶ１がαΔｔよりも大きい場合にはＶ１´＝Ｖ１n−１＋αΔｔとし、逆に、速度変化分ΔＶ１がαΔｔ以下の場合にはＶ１´＝Ｖ１nとする。
【００５８】
具体的に、ステップＳ５によって加速度制限処理が施されることで、速度目標値Ｖ１は、図１０Ａに示すように、速度目標値Ｖ１´に補正される。
なお、図１０Ａでは、作業機レバー５を中立位置（時刻Ｔ１）から傾倒させ、ブーム４１を急始動させる場合を想定しており、実線がレバー操作信号Ｇａに基づいて求められた速度目標値Ｖ１を示している。また、速度目標値Ｖ１は、時間の経過に比例して増加するものとし、その速度変化分（傾き）は加速度上限値αminよりも大きく、加速度上限値αmaxよりも小さいものとする。
【００５９】
例えば、作業機レバー５の傾倒時において、作業機レバー５´が傾倒されていない状態、すなわち、ブーム４１を単独で動作させる場合においては、アームの動作速度Ｅが０（最大動作速度に対して１０％以下）であるため、ステップＳ５Ａ，Ｓ５Ｂにおいて、図３に示すように、加速度上限値αが加速度上限値αminに決定される。前述したように、速度目標値Ｖ１の速度変化分が加速度上限値αminよりも大きいため、ステップＳ５Ｃ〜Ｓ５Ｅにおいて、加速度が制限され、速度目標値Ｖ１は、図１０Ａの１点鎖線（傾きαmin）に沿う速度目標値Ｖ１´に補正される。
また、例えば、作業機レバー５の傾倒時において、作業機レバー５´も同様に傾倒されている状態、すなわち、ブーム４１及びアーム４２の双方を動作させる場合において、アームの動作速度Ｅが最大動作速度に対して５０％以上である際には、ステップＳ５Ａ，Ｓ５Ｂにおいて、図３に示すように、加速度上限値αが加速度上限値αmaxに決定される。
前述したように、速度目標値Ｖ１の速度変化分が加速度上限値αmaxよりも小さいため、ステップＳ５Ｃ〜Ｓ５Ｅにおいて、加速度が制限されることなく、速度目標値Ｖ１がそのまま速度目標値Ｖ１´とされる。
【００６０】
(f)  ステップＳ６：次いで、浮き上がり動作抑制手段６２５は、ステップＳ４で求められた振動数ω、減衰率ζを用いて、前述した式（１）により、速度目標値Ｖ１´から速度目標値Ｖ２を演算して求める。
(g)  ステップＳ７：この後、指令信号出力手段６３が起動し、補正された速度目標値Ｖ２を指令信号Ｈに変換してＥＰＣバルブ１３ａに出力する。
(h)  ステップＳ８：ＥＰＣバルブ１３ａからのパイロット圧により、メインバルブ１１ａのスプール１１１ａが移動されると、指令信号出力手段６３は、位置検出器１１２ａからフィードバックされる位置信号Ｆに基づいてスプール１１１ａの位置を監視し、スプール１１１ａが正確な位置を維持するように指令信号Ｈを出力する。
【００６１】
以上により、メインバルブ１１ａからの油圧によってブーム４１が駆動されるとともに、ブーム４１が始動した瞬間や、ある速度から停止した際には、このメインバルブ１１ａが速度目標値Ｖ２に基づいて動作することで、ブーム４１自身の振動特性によって振動がキャンセルされ、ブーム４１は補正された速度目標値Ｖ１´に合わせて動くことになる。すなわち、ブーム４１の振動は勿論、下部走行体２の浮き上がり動作も抑制される。
【００６２】
例えば、前述したようにブーム４１を単独で動作させる場合において、ステップＳ５によって加速度が制限され、速度目標値Ｖ１が図１０Ａの１点鎖線（傾きαmin）に沿う速度目標値Ｖ１´に補正された場合には、ブーム４１は、ステップＳ６〜Ｓ８により、図１０Ｂの１点鎖線に示すように、補正された速度目標値Ｖ１´に合わせてゆっくりと動作することになる。
また、例えば、前述したようにブーム４１及びアーム４２の双方を動作させる場合において、ステップＳ５によって加速度が制限されることなく、速度目標値Ｖ１がそのまま速度目標値Ｖ１´とされた場合には、ブーム４１は、ステップＳ６〜Ｓ８により、図１０Ｂの実線に示すように、補正された速度目標値Ｖ１´に合わせて機敏に動作することになる。
【００６３】
（４）実施形態の効果
このような本実施形態によれば、以下の効果がある。
油圧ショベル１に搭載されたバルブコントローラ６ａは、動作情報取得手段６２２、上限値決定手段６２３、補正量制限手段６２４、及び浮き上がり動作抑制手段６２５を備える。
このことにより、ブーム４１を単独で動作させる場合等、アーム４２の動作速度Ｅが最大動作速度に対して１０％以下と比較的に小さい場合において、ブーム４１を急始動あるいは急停止させる際には、ブーム４１の速度変化分ΔＶ１を比較的に小さい加速度上限値αminで制限することで、ブーム４１をゆっくり動作させることができる。すなわち、ブーム４１の動作の反動による下部走行体２の浮き上がり動作を十分に抑制できる。
また、ブーム４１及びアーム４２の双方を動作させる場合等、アーム４２の動作速度Ｅが最大動作速度に対して５０％以上と比較的に大きい場合において、ブーム４１を急始動あるいは急停止させる際には、ブーム４１の速度変化分ΔＶ１を比較的に大きい加速度上限値αmaxで制限することで、ブーム４１の加速度制限を抑制し、ブーム４１を機敏に動作させることができる。すなわち、ブーム４１の動作の反動による下部走行体２の浮き上がり動作の抑制効果よりも、ブーム４１の機敏な動作を優先する。
以上のように、アーム４２の動作速度Ｅに応じて浮き上がり動作抑制機能の強弱をつけることができる。
従って、ブーム４１及びアーム４２の双方を動作させる地面の表土を平らに削り取る作業においては、浮き上がり動作抑制機能を弱く働かせ、ブーム４１を機敏に動作させることで、バケット４３刃先の軌跡を略水平に保つことができ、作業機４の操作性を向上できる。
【００６４】
また、地面の表土を平らに削り取る作業等のブーム４１及びアーム４２の双方を動作させる場合においては、前述したようにブーム４１の加速度制限が抑制されるように構成されているが、油圧ポンプ１２から吐出された作動油は、ブーム用駆動装置１４及びアーム用駆動装置１５に分配して供給されている。
従って、ブーム４１の加速度制限が抑制されることでブーム４１を動作させることのできる最大加速度を超える指令信号Ｈをブーム用駆動装置１４に出力した場合であっても、アーム用駆動装置１５に供給されている作動油の分、ブーム用駆動装置１４に供給される作動油が制限されるため、アーム用駆動装置１５に供給される作動油の分だけ最大加速度よりも低い加速度でしかブーム４１は動作しない。このため、下部走行体２が浮き上がり動作を起こすことがない。
【００６５】
さらに、アーム４２の動作速度Ｅを実際に検出し、検出された動作速度Ｅに応じて加速度上限値αを決定しているので、適切な加速度上限値αを決定でき、浮き上がり動作抑制機能の強弱を適切につけることができる。特に、地面の表土を平らに削り取る作業においては、アーム４２の動作速度Ｅに対応した適切な動作速度でブーム４１が動作することとなり、作業を効率よく行うことができる。
【００６６】
また、加速度上限値αは、アーム４２の動作速度Ｅが最大動作速度に対して１０％から５０％の範囲で、加速度上限値αminから加速度上限値αmaxまで所定の割合で増加するように設定されている。このことにより、アーム４２の動作速度Ｅに応じてブーム４１の加速度制限の度合いが急激に変化し、ブーム４１がゆっくりした動作から機敏な動作に急激に変化することを防止できる。
【００６７】
加えて、本実施形態での最も特徴的な動作情報取得手段６２２、上限値決定手段６２３、補正量制限手段６２４、及び浮き上がり動作抑制手段６２５は、ソフトウェアであるため、別途、他の部材等を設けることなく、既存の油圧ショベル１のバルブコントローラ６ａの内部に容易に組み込むことができ、コストアップを招くことなく、加速度制限及び浮き上がり動作抑制を実現できる。
【００６８】
■２．第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一の部分については、同一符号を付してその説明を省略又は簡略する。
図１１は、本発明の第２実施形態に係る油圧ショベル（建設機械）１ａを示す模式図である。
図１２は、バルブコントローラ６０ａを示すブロック図である。
前述した第１実施形態に係るバルブコントローラ６ａは、加速度制限処理を施す際、実際に検出されたアーム４２の動作速度Ｅに応じた加速度上限値αを決定していた。
これに対して、第２実施形態に係るバルブコントローラ６０ａは、作業機レバー５´が具備する角度検出器（変位検出手段）５ａ´からのレバー操作信号Ｇｃに基づいて、アーム４２の動作速度を生成する点が相違する。
【００６９】
具体的に、第２実施形態では、バルブコントローラ６０ａを構成する動作情報取得手段６２６は、図１２に示すように、レバー操作信号Ｇｃに基づいて、アーム４２の動作速度を生成する動作情報生成手段６２６ａを備える。
ここで、アーム４２の動作速度は、レバー操作信号Ｇｃの変化に連動して変化するが、レバー操作信号Ｇｃに対応したアーム４２の動作速度は、実際の車両を対象とした計測・計算によって予め求められており、記憶部６４に格納されている。
従って、レバー操作信号Ｇｃが入力されることで、レバー操作信号Ｇｃに応じたアーム４２の動作速度が記憶部６４から即座に呼び出され、上限値決定手段６２３で用いられることになる。
【００７０】
なお、第２実施形態における作業機４の制御方法は、前述した第１実施形態における作業機４の制御方法と略同様であり、図９に示すステップＳ５Ａにおいて、動作情報生成手段６２６ａがレバー操作信号Ｇｃに基づいて、アーム４２の動作速度を生成する点が異なるのみである。
【００７１】
このような第２実施形態によれば、第１実施形態で述べた効果に加えて、次のような効果がある。
すなわち、アーム４２用の角度検出器５ａ´にはブーム４１用の角度検出器５ａと同じ構成のものを使用できるので、前述した第１実施形態における速度センサ１６等を別途、用いる必要がなく、構成の簡素化が図れる。
【００７２】
■３．第３実施形態
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
図１３は、本発明の第３実施形態に係る油圧ショベル（建設機械）１ｂを示す模式図である。
前述した第２実施形態に係るバルブコントローラ６０ａは、レバー操作信号Ｇｃに基づいて、アーム４２の動作速度を生成していた。
これに対して、第３実施形態に係るバルブコントローラ６０ａは、図１３に示すように、アーム用駆動装置１５のメインバルブ１１ｃから油圧シリンダ８の作動油供給流路、作動油排出流路のそれぞれに設けられた圧力センサ（圧力検出手段）１７ｃ，１７ｃ’にて検出された作動油圧力Ｐ，Ｐ´に基づいて、アーム４２の動作速度を生成する点が相違する。
【００７３】
具体的には、アーム４２及びバケット４３の総重量をｍ、アーム４２の加速度をａ、油圧シリンダ８のロッド側の油室の断面積をＡ、油圧シリンダ８のヘッド側の油室の断面積をＡ’とした場合には、以下の式（２）の関係が成り立つ。
【００７４】
【数２】
2010101233.tif 000004
【００７５】
そして、動作情報生成手段６２６ａは、各圧力センサ１７ｃ，１７ｃ’にて検出された作動油圧力Ｐ，Ｐ´に基づいて、式（２）からアーム４２の加速度ａを算出し、算出した加速度ａを積分することによりアーム４２の動作速度を生成する。
このような第３実施形態によれば、圧力センサ１７ｃ，１７ｃ’にて検出された作動油圧力Ｐ，Ｐ´に基づいてアーム４２の動作速度を生成する構成とした場合であっても、前述した第１実施形態と同様の作用及び効果を享受できる。
【００７６】
■４．実施形態の変形
なお、本発明は、前記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
前記各実施形態では、本発明に係る浮き上がり動作抑制手段として、浮き上がり動作抑制手段６２５を採用していたが。ブーム４１を急始動あるいは急停止させる際、ブーム４１をゆっくり動作させることで、ブーム４１の動作の反動による下部走行体２の浮き上がり動作を抑制するものであれば、浮き上がり動作抑制手段６２５に限らない。
【００７７】
例えば、ＥＰＣバルブ１３ａ及びメインバルブ１１ａ間のパイロット回路中に絞りを設け、ブーム４１を急始動あるいは急停止させる際、前記絞りによりＥＰＣバルブ１３ａからのパイロット圧を絞ることでブーム４１をゆっくり動作させる構成を浮き上がり動作抑制手段として採用しても構わない。
また、例えば、ブーム４１を急始動あるいは急停止させる際、ブーム用駆動装置１４への指令信号Ｈの時間当たりの変化量を小さくすることにより、油圧シリンダ７への作動油の流量を制限してブーム４１をゆっくり動作させる構成を浮き上がり動作抑制手段として採用しても構わない。
【００７８】
前記各実施形態では、油圧ショベルに本発明を適用していたが、これに限らない。
例えば、ブーム用駆動装置及びアーム用駆動装置を電気モータ等で構成した電動ショベルに本発明を適用しても構わない。なお、本発明を電動ショベルに採用した場合であっても、ブーム用駆動装置及びアーム用駆動装置に対して電力を分配して供給する構成とすることが好ましい。
【００７９】
前記各実施形態において、加速度上限値αは、図３に示す設定値に限らない。すなわち、図３に示す最大動作速度に対する１０％や５０％の動作速度Ｅは、説明の便宜上、設けた値に過ぎず、適宜、変更しても構わない。
【００８０】
前記第２実施形態及び第３実施形態では、レバー操作信号Ｇｃや作動油圧力Ｐに基づいて、アーム４２の動作速度を生成していたが、これに限らない。
例えば、角度検出器１０からのアーム４２の関節角度θ２に基づいて、アーム４２の動作速度を生成するように構成しても構わない。
また、例えば、アーム４２や油圧シリンダ８に加速度センサを取り付け、加速度センサにて検出されたアーム４２の実際の動作加速度や油圧シリンダ８の実際の動作加速度に基づいて、アーム４２の動作速度を生成するように構成しても構わない。
【００８１】
なお、最終的には前記各実施形態で説明したような加速度を制御する構成に帰着するものではあるが、以下に示す対象を制御する構成としても、本発明に含まれるものである。
（１）バルブコントローラ６ａからの指令信号（電流信号）Ｈの変化率
（２）ＥＰＣバルブ１３ａからのパイロット圧の変化率
（３）メインバルブ１１ａにおけるスプール１１１ａの移動速度
（４）メインバルブ１１ａの開口量の時間変化率
（５）油圧シリンダ７の駆動圧力
（６）ブーム用駆動装置を電気モータで構成した場合におけるインバータ電流値
【００８２】
本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想及び目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状、数量などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、数量などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明は、油圧ショベル等の建設機械に適用できる。
【符号の説明】
【００８４】
１，１ａ，１ｂ…油圧ショベル（建設機械）、２…下部走行体、３…上部旋回体、４…作業機、５ａ´…倒し角度検出器（変位検出手段）、６ａ，６０ａ…バルブコントローラ（制御装置）、１４…ブーム用駆動装置、１５…アーム用駆動装置、１６…速度センサ（速度検出手段）、１７…圧力センサ（圧力検出手段）、４１…ブーム、４２…アーム、６１…操作信号入力手段、６２…目標値補正手段、６３…指令信号出力手段、６１１…速度目標値演算手段、６２２，６２６…動作情報取得手段、６２３…上限値決定手段、６２４…補正量制限手段、６２５…浮き上がり動作抑制手段、６２６ａ…動作情報生成手段。
【図１】
2010101233.tif 000005
【図２】
2010101233.tif 000006
【図３】
2010101233.tif 000007
【図４Ａ】
2010101233.tif 000008
【図４Ｂ】
2010101233.tif 000009
【図５Ａ】
2010101233.tif 000010
【図５Ｂ】
2010101233.tif 000011
【図５Ｃ】
2010101233.tif 000012
【図６】
2010101233.tif 000013
【図７Ａ】
2010101233.tif 000014
【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年9月5日(2011.9.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
第３発明に係る建設機械は、第１発明において、
前記アームを操作するアーム用作動レバーの変位を検出する変位検出手段を備え、
前記動作情報取得手段は、前記変位検出手段にて検出された変位に基づいて、前記動作情報を生成する動作情報生成手段を含んで構成されていることを特徴とする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
第４発明に係る建設機械は、第１発明において、
前記ブーム用駆動装置の出力手段であるブーム用アクチュエータと、前記アーム用駆動装置の出力手段であるアーム用アクチュエータは、供給される作動油の油圧により駆動し、
各前記アクチュエータに供給される作動油の油圧を検出する圧力検出手段を備え、
前記動作情報取得手段は、前記圧力検出手段にて検出された油圧に基づいて、前記動作情報を生成する動作情報生成手段を含んで構成されていることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
一方、ブーム４１の駆動を停止させるために、作業機レバー５を中立位置に戻す場合においては、前述と同様の演算が行われることにより、速度目標値Ｖ１´は、カーブＱ４、Ｑ５、Ｑ６からなる速度目標値Ｖ２のように補正される。
すなわち、時刻Ｔ３をトリガとして形成されたカーブＱ４の部分では、速度目標値Ｖ２は、速度目標値Ｖ１´よりも小さくなる方向に膨らむように補正される。カーブＱ４の頂点を過ぎてから時刻Ｔ４まではカーブＱ６の部分であり、速度目標値Ｖ２は、速度目標値Ｖ１より大きい値で速度目標値Ｖ１´の減少を追いかけるように補正される。そして、速度目標値Ｖ１´が０に達した時刻Ｔ４をトリガとして形成されたカーブＱ５の部分では、速度目標値Ｖ２は、速度目標値Ｖ１´より大きくなる方向に膨らむように補正され、速度目標値Ｖ１´が０に達する時刻Ｔ４よりも時間的に遅れて作業機４の停止に至るようになる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８４】
１，１ａ，１ｂ…油圧ショベル（建設機械）、２…下部走行体、３…上部旋回体、４…作業機、５ａ´…倒し角度検出器（変位検出手段）、６ａ，６０ａ…バルブコントローラ（制御装置）、１４…ブーム用駆動装置、１５…アーム用駆動装置、１６…速度センサ（速度検出手段）、１７…圧力センサ（圧力検出手段）、４１…ブーム、４２…アーム、６１…レバー操作信号入力手段、６２…目標値補正手段、６３…指令信号出力手段、６１１…速度目標値演算手段、６２２，６２６…動作情報取得手段、６２３…上限値決定手段、６２４…補正量制限手段、６２５…浮き上がり動作抑制手段、６２６ａ…動作情報生成手段。
【国際調査報告】
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