特許ウォッチ

公開番号2024082593
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-06-20
出願番号2022196550
出願日2022-12-08
発明の名称建設機械の制御装置およびこれを備えた建設機械
出願人国立大学法人広島大学,コベルコ建機株式会社
代理人個人,個人
主分類E02F 9/22 20060101AFI20240613BHJP(水工;基礎;土砂の移送)
要約【課題】操作者が複数のアクチュエータを同時かつ快適に操作することが可能な建設機械の制御装置およびこれを備えた建設機械を提供する。
【解決手段】制御装置100Sは、快適度決定部40と、目標速度決定部20と、制御部30とを有する。快適度決定部40は、操作者が上部旋回体2およびブーム4を操作したときにその動きから感じる快適度に関する情報を取得する。目標速度決定部20は、操作者による上部旋回体2およびブーム4に対する操作の操作量と、快適度決定部40によって取得された前記快適度と、上部旋回体2およびブーム4の目標速度同士の相対的な特性に関する情報である特性マップとに基づいて、上部旋回体2およびブーム4の目標速度をそれぞれ決定する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
操作者によって互いに独立して操作されるＮ個（Ｎは２以上の自然数）の駆動部材を有する建設機械の制御装置であって、
前記操作者が前記Ｎ個の駆動部材を操作したときに前記操作者が前記Ｎ個の駆動部材の動きから感じるＭ個（ＭはＭ＜Ｎを満たす自然数）の快適度に関する情報を取得する快適度取得部と、
前記操作者による前記Ｎ個の駆動部材に対する操作の操作量と、前記快適度取得部によって取得された前記快適度と、前記Ｎ個の駆動部材の目標速度の相対的な特性に関する情報である特性情報とに基づいて、前記Ｎ個の駆動部材の目標速度をそれぞれ決定する目標速度決定部と、
前記Ｎ個の駆動部材の各々について、前記駆動部材の実速度が前記目標速度決定部によって決定された前記目標速度に近づくように前記駆動部材に対する制御入力を設定する制御部と、
を備える、建設機械の制御装置。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記操作者によって行われている前記建設機械の作業内容を判別する作業判別部を更に備え、
前記特性情報は、前記作業内容に応じてそれぞれ設定されており、
前記目標速度決定部は、前記作業判別部によって判別された前記作業内容に応じた前記特性情報に基づいて、前記Ｎ個の駆動部材の前記目標速度をそれぞれ決定する、請求項１に記載の建設機械の制御装置。
【請求項３】
前記特性情報は、前記Ｎ個の駆動部材のうちの一の駆動部材の目標速度と前記一の駆動部材とは異なる他の駆動部材の目標速度との相対的な関係を示す特性である主特性を含み、
前記目標速度決定部は、前記一の駆動部材の前記目標速度を決定したのち、当該決定された目標速度と前記主特性とに基づいて前記他の駆動部材の前記目標速度を決定する、請求項１又は２に記載の建設機械の制御装置。
【請求項４】
前記特性情報は、前記一の駆動部材の前記目標速度と前記他の駆動部材の前記目標速度との相対的な関係を示す特性であって、前記主特性に連関する副特性を更に含み、
前記目標速度決定部は、前記主特性に基づいて決定された前記一の駆動部材の目標速度及び前記他の駆動部材の目標速度に対応した前記Ｎ個の駆動部材の動きに対して前記快適度取得部によって取得された前記快適度が、予め設定された閾値よりも快適な特性を示した場合に、前記一の駆動部材の前記目標速度を新たに決定したのち、当該決定された目標速度と前記副特性とに基づいて前記他の駆動部材の前記目標速度を新たに決定する、請求項３に記載の建設機械の制御装置。
【請求項５】
前記主特性は、前記一の駆動部材の前記目標速度と前記他の駆動部材の前記目標速度とを関数によって関連付ける特性であり、
前記副特性は、前記一の駆動部材の前記目標速度と前記他の駆動部材の前記目標速度とを、前記主特性と直交する関数によって関連付ける特性である、請求項４に記載の建設機械の制御装置。
【請求項６】
前記目標速度決定部によって決定された前記Ｎ個の駆動部材の各々の前記目標速度の数が予め設定された閾値を超えると、当該決定された目標速度に基づいて前記特性情報を更新する特性情報更新部を更に備える、請求項１に記載の建設機械の制御装置。
【請求項７】
前記Ｎ個の駆動部材の前記目標速度、前記快適度、及び、前記快適度の目標値である目標快適度に関する情報をそれぞれ記憶する記憶装置を更に備え、
前記目標速度決定部は、前記記憶装置に記憶されている情報を用いて、前記快適度が前記目標快適度に近づくように、前記一の駆動部材の伝達関数の慣性モーメントをパラメータとして調整しながら前記一の駆動部材の前記目標速度を決定する、請求項３に記載の建設機械の制御装置。
【請求項８】
前記慣性モーメントをＪ
ｒｅｆ
、粘性係数をＤとすると、前記伝達関数は、
（１／Ｄ）／（１＋（Ｊ
ｒｅｆ
／Ｄ）・ｓ）である、請求項７に記載の建設機械の制御装置。
【請求項９】
機体と、
当該機体に対して相対的に動くことが可能なＮ個の駆動部材と、
請求項１に記載の建設機械の制御装置と、
を備える、建設機械。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械の制御装置およびこれを備えた建設機械に関するものである。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、建設機械において、必要に応じてアクチュエータの駆動速度を制御する技術が知られている。例えば、特許文献１には、オペレータによる操作レバーの操作量に基づいて目標燃費減算量を算出しポンプ出力を低減することで、微操作など作業速度を必要としない作業時にアクチュエータの速度を抑えて燃費を向上させる技術が開示されている。当該技術では、オペレータが操作する操作レバーの操作量に基づいて予め設定された作業タイプが判定され、当該作業タイプに応じて油圧ポンプのＰＱ特性（圧力・流量特性）が変更される。この結果、操作レバーが同じ操作量で操作された場合であっても、作業タイプに応じてアクチュエータの作動速度が変化する。
【０００３】
また、特許文献２には、複数のアクチュエータが同時に操作される複合操作時において、各アクチュエータに供給される作動油の流量を操作パターンに応じて変化させることで、各アクチュエータの速度を調整して操作性を向上させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００２－３３９９１１号公報
特開２０１９－１７８５８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１、２に記載された技術では、作業内容毎に予め設定された特性に応じて各アクチュエータの作動速度が調整されるため、必ずしもオペレータが望む操作性を得ることができないという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、操作者が複数の駆動部材を同時かつ快適に操作することが可能な建設機械の制御装置およびこれを備えた建設機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明により提供されるのは、操作者によって互いに独立して操作されるＮ個（Ｎは２以上の自然数）の駆動部材を有する建設機械の制御装置であって、当該制御装置は、快適度取得部と、目標速度決定部と、制御部とを備える。前記快適度取得部は、前記操作者が前記複数の駆動部材を操作したときに前記操作者が前記複数の駆動部材の動きから感じるＭ個（ＭはＭ＜Ｎを満たす自然数）の快適度に関する情報を取得する。前記目標速度決定部は、前記操作者による前記Ｎ個の駆動部材に対する操作の操作量と、前記快適度取得部によって取得された前記快適度と、前記Ｎ個の駆動部材の目標速度の相対的な特性に関する情報である特性情報とに基づいて、前記Ｎ個の駆動部材の目標速度をそれぞれ決定する。前記制御部は、前記Ｎ個の駆動部材の各々について、前記駆動部材の実速度が前記目標速度決定部によって決定された前記目標速度に近づくように前記駆動部材に対する制御入力を設定する。
【０００８】
本構成によれば、目標速度決定部が、操作者による操作の操作量と、快適度と、特性情報とに基づいて各駆動部材の目標速度を調整するものであり、前記特性情報がＮ個の駆動部材の目標速度の相対的な特性を含むため、駆動部材の数Ｎよりも少ないＭ個の快適度を入力するだけで、複数の駆動部材を同時かつ快適に操作することが可能になる。また、Ｎ個以上の数の快適度を入力する場合と比較して、前記快適度の入力作業が建設機械の作業効率に与える影響を小さくすることができる。
【０００９】
上記の構成において、前記操作者によって行われている前記建設機械の作業内容を判別する作業判別部を更に備え、前記特性情報は、前記作業内容に応じてそれぞれ設定されており、前記目標速度決定部は、前記作業判別部によって判別された前記作業内容に応じた前記特性情報に基づいて、前記Ｎ個の駆動部材の前記目標速度をそれぞれ決定するものでもよい。
【００１０】
本構成によれば、各作業内容に応じた特性情報を用いることで、操作者が駆動部材の動きを快適に感じるまでの時間を短くすることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許