阅读说明：本技术 作业机械 (Work machine ) 是由 中野寿身 田中宏明 铃木悠介 于 2018-03-22 设计创作，主要内容包括：液压挖掘机(1)的控制器(25)具备：信号分离部(150),其将多个前部部件(8、9、10)的目标速度的信号分离成低频成分和高频成分；高变动目标速度运算部(143),其将分离出的高频成分优先分配给惯性负载相对小的前部部件,分别运算多个前部部件的高变动目标速度；高变动目标致动器速度运算部(141c),其根据该多个前部部件的高变动目标速度分别运算多个致动器的高变动目标速度；低变动目标致动器速度运算部(141b),其根据由信号分离部分离出的低频成分分别运算多个致动器的低变动目标速度；以及致动器控制部(200),其基于将高变动目标速度和低变动目标速度按照多个致动器的每一个分别相加的值,分别控制所述多个致动器。(The controller (25) of hydraulic crawler excavator (1) has: signal separation unit (150), by the Signal separator of the target velocity of multiple front components (8,9,10) at low-frequency component and radio-frequency component；Height changes target velocity operational part (143), the radio-frequency component isolated preferentially is distributed to the relatively small front component of inertia load, the high of the multiple front components of operation changes target velocity respectively；Height changes target actuators velocity arithmetic portion (141c), changes target velocity according to high the high of the variation target velocity difference multiple actuators of operation of multiple front component；Low variation target actuators velocity arithmetic portion (141b), according to the low variation target velocity for the low-frequency component difference multiple actuators of operation isolated by signal separation unit；And actuator control unit (200) controls the multiple actuator based on height is changed target velocity and low variation target velocity according to each value being separately summed of multiple actuators respectively.)

作业机械

技术领域

本发明涉及液压挖掘机等作业机械。

背景技术

作为提高具备由液压致动器驱动的作业装置(例如前部作业装置)的作业机械(例如液压挖掘机)的作业效率的技术，而有机器控制器(Machine Control：MC)。MC是一种在操作装置***作员操作的情况下，根据预先规定的条件执行使作业装置动作的半自动控制，从而进行操作员的操作支援的技术。

作为作业机械的一个方式的液压挖掘机的MC，已知有进行前部作业装置的控制的半自动挖掘成形控制(出于将前部作业装置的移动区域限制在目标表面的上方的控制这一意思有时也称作“区域限制控制”)，以防止前部作业装置的控制点(例如铲斗爪尖)侵入目标(也称为设计面)。例如，专利文献1的作业机控制系统中，在根据操作员对前部作业装置的操作而输出的操作信号中包含斗杆操作信号的情况下，判断为进行沿着目标面移动铲斗的成形作业。而且，通过斗杆动作，以抵消相对于目标面垂直的方向上产生的铲斗前端的速度(以下称为垂直速度)的方式使动臂自动动作，从而实现使铲斗半自动地沿着目标面移动的作业。

据此，在使铲斗沿着目标面移动的水平拉回动作业中，操作员仅需操作斗杆就能够对目标面进行挖掘成形。另外，操作员可以根据斗杆的操作量来调整在与目标面平行的方向上产生的铲斗前端速度(以下称为挖掘速度)，因此，可以以期望的速度进行水平拉回动作业。这是因为，由于存在基于斗杆动作的挖掘速度比垂直速度大的倾向，且存在基于动臂动作的挖掘速度比垂直速度小的倾向，所以挖掘速度主要是根据斗杆动作速度而变动。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2012/127912号小册子

发明内容

但是，在使用专利文献1记载的作业机控制系统的作业机械中，根据挖掘速度的不同而难以稳定地沿着目标面使铲斗移动，可能有损害目标面的成形精度。在利用半自动挖掘成形控制进行水平拉回动作的情况下，斗杆按照操作员的操作进行铲装动作(拉回动作)，动臂自动进行上扬动作以抵消由于斗杆动作而产生的垂直速度。如果在由于土质等外扰的影响而使铲斗前端侵入目标面的下方的情况下，则动臂上扬速度增加，以使铲斗前端不进一步侵入目标面。之后，当铲斗前端到达目标面时，动臂上扬速度被抑制，将铲斗前端保持在目标面上。

但此时，如果挖掘速度达到一定程度的高速，则动臂上扬速度的增加不及时，在铲斗前端位于目标面的下方的状态下可能沿水平方向长距离移动。或者，铲斗前端达到目标面时的动臂上扬速度的抑制不及时，铲斗前端可能会从目标面浮起。即，如果斗杆动作为高速，则难以进行稳定的半自动挖掘成形控制，可能损害挖掘成形精度。这是因与斗杆相比动臂的惯性负载较大、相对于控制系统所要求的动臂液压缸的速度变化而实际速度变化的延迟较大而引起的。

本发明是鉴于上述技术问题而提出的，提供一种即使在挖掘速度为高速的情况下也能够高精确地进行半自动挖掘成形控制的作业机械。

本发明为了实现上述目的，提供一种作业机械，其具备：作业装置，其具有多个前部部件；多个液压致动器，其驱动所述多个前部部件；操作装置，其根据操作员的操作指示所述多个液压致动器的动作；以及控制器，其具有目标速度运算部，该目标速度运算部在进行操作装置的操作时使所述作业装置被限制在规定的目标面的上方的方式，分别运算所述多个前部部件的目标速度，其中，所述控制器具备：信号分离部，其将所述多个前部部件的目标速度的信号分别分离成频率低于规定的阈值的低频成分和频率高于所述阈值的高频成分；高变动目标速度运算部，其将由所述信号分离部分离出的所述高频成分优先分配给所述多个前部部件中惯性负载相对小的前部部件，分别运算所述多个前部部件的高变动目标速度；高变动目标致动器速度运算部，其基于由所述高变动目标速度运算部运算出的所述多个前部部件的高变动目标速度和所述多个前部部件的姿势信息，分别运算所述多个致动器的高变动目标速度；低变动目标致动器速度运算部，其基于由所述信号分离部分离出的所述低频成分和所述多个前部部件的姿势信息，分别运算所述多个致动器的低变动目标速度；以及致动器控制部，其基于将所述高变动目标致动器速度运算部的运算结果和所述低变动目标致动器速度运算部的运算结果按照所述多个致动器的每一个分别相加的值，分别控制所述多个致动器。

发明效果

根据本发明，即使在挖掘速度为高速的情况下，也能够高精确地进行半自动挖掘成形控制。

附图说明

图1是作为本发明实施方式的作业机械的一例的液压挖掘机1的侧视图。

图2是全局坐标系及局部坐标系中的液压挖掘机1的侧视图。

图3是液压挖掘机1的车身控制系统23的结构图。

图4是控制器25的硬件结构的概略图。

图5是液压挖掘机1的液压回路27的概略图。

图6是第一实施方式的控制器25的功能框图。

图7是第一实施方式的目标致动器速度运算部100的功能框图。

图8是表示铲斗前端P4、目标面60的距离D、速度修正系数k的关系的图。

图9是表示与铲斗前端P4的距离D对应的修正前后的速度矢量的示意图。

图10是第一实施方式的修正速度运算部140的功能框图。

图11是在图10上重叠显示各前部部件的目标速度信号及目标致动器速度的一例的图。

图12是表示第一实施方式的控制器25的控制流程的流程图。

图13是第二实施方式的修正速度运算部140的功能框图。

图14是第三实施方式的修正速度运算部140的功能框图。

图15是表示铲斗10采取异常姿势的状况的说明图。

图16是斗杆9采取异常姿势的情况的说明图。

图17是第四实施方式的修正速度运算部140的功能框图。

图18是第五实施方式的修正速度运算部140的功能框图。

具体实施方式

以下，根据附图说明本发明实施方式的作业机械。以下，作为作业装置的前端的作业工具(附属装置)例示了具备铲斗10的液压挖掘机，但是，也可以在具备铲斗以外的附属装置的作业机械中应用本发明。另外，如果具有连接多个前部部件(附属装置、斗杆、动臂等)而构成的多关节型的作业装置，则也可以应用于除液压挖掘机以外的作业机械。

另外，本文中，关于与表示某种形状的用语(例如目标面、设计面等)一起使用的“上”、“上方”或“下方”的意思，“上”表示某个形状的“表面”，“上方”表示某种形状的“比表面高的位置”，“下方”表示某种形状的“比表面低的位置”。另外，在以下的说明中，在存在多个相同的构成要素的情况下，有时在附线图及(数字)的末尾附加字母，但有时省略该字母，汇总表示该多个构成要素。例如，当存在两个泵2a、2b时，有时将它们一起标记为泵2。

<第一实施方式>

图1是本发明实施方式的作业机械的一例即液压挖掘机1的侧视图。液压挖掘机1具备通过液压马达(未图示)驱动分别设置于左右侧的履带而行驶的行驶体(下部行驶体)2和可旋转地设置于行驶体2上的旋转体(上部旋转体)3。

旋转体3具有驾驶室4、机械室5、配重6等。驾驶室4设置于旋转体3的前部的左侧部。机械室5设置于驾驶室4的后方。配重设置于机械室5的后方、即旋转体3的后端。

另外，旋转体3上装备有多关节型的作业装置(前部作业装置)7。作业装置7设置于旋转体3的前部的驾驶室4的右侧、即旋转体3的前部的大致中央部。作业装置7具有动臂8、斗杆9、铲斗(作业工具)10、动臂液压缸11、斗杆液压缸12、铲斗液压缸13。动臂8的基端部经由动臂销P1(参照图2)可转动地安装于旋转体3的前部。斗杆9的基端部经由斗杆销P2(参照图2)可转动地安装于动臂8的前端部。铲斗10的基端部经由铲斗销P3(参照图2)可转动地安装于斗杆9的前端部。动臂液压缸11、斗杆液压缸12、铲斗液压缸13分别是通过工作油驱动的液压缸。动臂液压缸11伸缩而驱动动臂8，斗杆液压缸12驱动伸缩的斗杆9，铲斗液压缸13伸缩而驱动铲斗10。此外，以下，将动臂8、斗杆9以及铲斗(作业工具)10分别称为前部部件。

在机械室5的内部设置有可变容量型的第一液压泵14及第二液压泵15(参照图3)、驱动第一液压泵14及第二液压泵15的发动机(原动机)16(参照图3)。

在驾驶室4的内部安装有车身倾斜传感器17，在动臂8上安装有倾斜传感器18，在斗杆9上安装有斗杆倾斜传感器19，在铲斗10上安装有铲斗倾斜传感器20。例如，车身倾斜传感器17、动臂倾斜传感器18、斗杆倾斜传感器19、铲斗倾斜传感器20是IMU(InertialMeasurement Unit：惯性测量单元)。车身倾斜传感器17测量上部旋转体(车身)3相对于水平面的角度(对地角度)，动臂倾斜传感器18测量动臂的对地角度，斗杆倾斜传感器19测量斗杆9的对地角度，铲斗倾斜传感器20测量铲斗10的对地角度。

第一GNSS天线21和第二GNSS天线22安装于旋转体3的后部的左右侧。GNSS是Global Navigation Satellite System(全局定位卫星系统)的简称。第一GNSS天线21和第二GNSS天线22根据分别从多个导航卫星(优选为四个以上的导航卫星)接收到的导航信号算出全局坐标系中的规定的2点(例如，天线21、22的基端部的位置)的位置信息。而且，根据算出的2点的全局坐标系中的位置信息(坐标值)，可计算设定于液压挖掘机1的局部坐标系(车身基准坐标系)的原点P0(参照图2)在全局坐标系中的坐标值和构成局部坐标系的3个轴在全局坐标系中的姿势(即，在图2的例子中为行驶体2及旋转体3的姿势、方位)。基于这样的导航信号的各种位置的运算处理可以由后述的控制器25进行。

图2是液压挖掘机1的侧视图。如图2所示，将动臂8的长度、即从动臂销P1到斗杆销P2的长度设为L1。另外，将斗杆9的长度、即从斗杆销P2到铲斗销P3的长度为L2。另外，将铲斗10的长度、即从铲斗销P3到铲斗前端(铲斗10的爪尖)P4的长度设为L3。另外，将旋转体3相对于全局坐标系的倾斜、即水平面垂直方向(与水平面垂直的方向)和车身垂直方向(旋转体3的旋转中心轴方向)形成的角度设为θ4。以下称作车身前后倾斜角θ4。将连接动臂销P1和斗杆销P2的线段与车身垂直方向形成的角度设为θ1，以下称作斗杆角度θ1。将连接斗杆销P2和铲斗销P3的线段与由动臂销P1和斗杆销P2构成的直线形成的角度设为θ2，以下称作斗杆角度θ2。将连接铲斗销P3和铲斗前端P4的线段与由斗杆销P2和铲斗销P3构成的直线的角度设为θ3，以下称作铲斗角度θ3。

图3是液压挖掘机1的车身控制系统23的结构图。车身控制系统23具备用于操作作业装置7的操作装置24、驱动第一、第二液压泵14、15的发动机16、控制从第一、第二液压泵14、15向动臂液压缸11、斗杆液压缸12及铲斗液压缸13供给的工作油的流量和方向的流量控制阀装置26、控制流量控制阀装置26的控制装置即控制器25。

操作装置24具有用于操作动臂8(动臂液压缸11)的动臂操作杆24a、用于操作斗杆9(斗杆液压缸12)的斗杆操作杆24b、以及用于操作铲斗10(铲斗液压缸13)的铲斗操作杆24c。例如，各操作杆24a、24b、24c为电杆，将与各杆的倾倒量(操作量)及倾斜方向(操作方向)对应的电压值输出到控制器25。动臂操作杆24a将动臂液压缸11的目标动作量作为与动臂操作杆24a的操作量对应的电压值输出(以下设为动臂操作量)。斗杆操作杆24b将斗杆液压缸12的目标动作量作为与斗杆操作杆24b的操作量对应的电压值输出(以下设为斗杆操作量)。铲斗操作杆24c将铲斗液压缸13的目标动作量作为与铲斗操作杆24c对应的电压值输出(以下设为铲斗操作量)。另外，也可以将各操作杆24a、24b、24c设为液压先导杆，利用压力传感器(未图示)将根据各杆24a、24b、24c的倾斜量而生成的先导压力转换为电压值并输出到控制器25，由此来检测各操作量。

控制器25根据从操作装置24输出的操作量、预先设定于作业装置7的规定的控制点即铲斗前端P4的位置信息(控制点位置信息)和预先存储于控制器25的目标面60(参照图2)的位置信息(目标面信息)运算控制指令，并将该控制指令输出到流量控制阀装置26。本实施方式的控制器25根据铲斗前端P4(控制点)和目标面60的距离(目标面距离)D(参照图2)运算液压缸11、12、13的目标速度，以在进行操作装置24的操作时，将作业装置7的动作范围限制在目标面60上及其上方。此外，在本实施方式中，作为作业装置7的控制点设定了铲斗前端P4(铲斗10的爪尖)，但能够将作业装置7上的任意点设定为控制点，例如在作业装置7中，也可以将在比斗杆9更靠近前端的部分中最接近目标面60的点设定为控制点。

图4是控制器25的硬件结构的概略图。在图4中，控制器25具有输入接口91、作为处理器的中央处理装置(CPU)92、作为存储装置的只读存储器(ROM)93及随机存取存储器(RAM)94、输出接口95。

向输入接口91输入来自检测作业装置7的姿势的作业装置姿势检测装置50的倾斜传感器17、18、19、20的信号、表示各操作杆24a、24b、24c的操作量及操作方向的操作装备的电压值(操作信号)、来自用于设定成为由作业装置7进行的挖掘作业和填土作业的基准的目标面60的装置即目标面设定装置51的信号、来自用于设定动臂8、斗杆9及铲斗10的质量及惯性力矩等惯性信息的装置即惯性信息设定装置41的信号，并以CPU92能够运算的方式进行变换。

ROM93是存储有包含后述的流程图中的处理在内、用于使控制器25执行各种控制处理的控制程序和该各种控制处理的执行所需的各种信息等的记录介质。CPU92根据存储于ROM93中的控制程序，对从输入接口91及ROM93、RAM94取入的信号进行规定的运算处理。输出接口95生成并输出与CPU92中的运算结果对应的输出用的信号。作为输出接口95的输出用的信号而有电磁阀32、33、34、35(参照图5)的控制指令，电磁阀32、33、34、35根据该控制指令而动作，控制液压缸11、12、13。此外，图4的控制器25作为存储装置而具备ROM93及RAM94之类的半导体存储器，但只要是存储装置即可，尤其能够进行替换，例如也可以具备硬盘驱动器等磁存储装置。

流量控制阀装置26具备多个可电磁驱动的滑阀，通过基于由控制器25输出的控制指令改变各滑阀的开口面积(节流孔开度)，驱动搭载于包含液压缸11、12、13的液压挖掘机1的多个液压致动器。

图5是液压挖掘机1的液压回路27的概略图。液压回路27具备第一液压泵14、第二液压泵15、流量控制阀装置26和工作油箱36a、36b。

流量控制阀装置26具备控制从第一液压泵14向斗杆液压缸12供给的工作油的流量的第一流量控制阀即第一斗杆滑阀28、控制从第二泵15向斗杆液压缸12供给的工作油的流量的第三流量控制阀即第二斗杆滑阀29、控制从第一液压泵14向铲斗液压缸13供给的工作油的流量的铲斗滑阀30、控制从第二液压泵15向动臂液压缸11供给的工作油的流量的第二流量控制阀即动臂滑阀(第一动臂滑阀)31、产生驱动第一斗杆滑阀28的先导压的第一斗杆滑阀驱动电磁阀32a、32b、产生驱动第二斗杆滑阀29的先导压的第二斗杆滑阀驱动电磁阀32a、32b、产生驱动铲斗滑阀30的先导压的铲斗滑阀驱动电磁阀34a、34b、产生驱动动臂滑阀31的先导压的动臂滑阀驱动电磁阀(第一动臂滑阀驱动电磁阀)35a、35b。

第一斗杆滑阀28和铲斗滑阀30并联连接于第一液压泵14，第二斗杆滑阀29和动臂滑阀31并联连接于第二液压泵15。

流量控制阀装置26是所谓的开放中心式(中间旁通式)。各滑阀28、29、30、31从中立位置到达规定的滑阀位置为止，具有将从液压泵14、15排出的工作油导向工作油箱36a、36b的流路即中间旁通部28a、29a、30、30a、31a。在本实施方式中，第一液压泵14、第一斗杆滑阀28的中间旁通部28a、铲斗滑阀30的中间旁通部30a、油箱36a按顺序串联连接，中间旁通部28a和中间旁通部30a构成将从第一液压泵14排出的工作油导向油箱36a的中间旁通流路。另外，第二液压泵15、第二斗杆滑阀29的中间旁通部29a、动臂滑阀31的中间旁通部31a、油箱36b按顺序串联连接，中间旁通部29a和中间旁通部31a构成将从第二液压泵15排出的工作油导向油箱36b的中间旁通流路。

向各电磁阀32、33、34、35导入由发动机16驱动的先导泵(未图示)排出的压油。各电磁阀32、33、34、35根据来自控制器25的控制指令适当动作，使来自先导泵的压油(先导压)对各滑阀28、29、30、31的驱动部起作用，由此驱动各滑阀28、29、30、31而使液压缸11、12、13动作。

例如，在由控制器25向斗杆液压缸12的伸长方向发出指令的情况下，指令被输出到第一斗杆滑阀驱动电磁阀32a和第二斗杆滑阀驱动电磁阀33a。在向斗杆液压缸12的缩短方向上发出指令的情况下，指令被输出到第一斗杆滑阀驱动电磁阀32b和第二斗杆滑阀驱动电磁阀33b。在向铲斗液压缸13的伸长方向发出指令的情况下，指令被输出到铲斗滑阀驱动电磁阀34a，在向铲斗液压缸13的缩短方向发出指令的情况下，指令被输出到铲斗滑阀驱动电磁阀34b。在向动臂液压缸11的伸长方向输出指令的情况下，指令被输出到动臂滑阀驱动电磁阀35a，在向动臂液压缸11的缩短方向发出指令的情况下，指令被输出到动臂滑阀驱动电磁阀35b。

图6示出从功能侧面将本实施方式的控制器25执行的处理分类成多个块并汇总的功能框图。如图所示，控制器25作为运算个液压缸11、12、13的目标速度(目标致动器速度)的目标致动器速度运算部100、基于目标致动器速度运算电磁阀驱动信号并将该电磁阀驱动信号输出到相应的电磁阀32、33、34、35的致动器控制部200发挥功能。

目标致动器速度运算部100基于由操作装置24a－24c的操作信号(电压值)得到的操作量信息、由作为姿势检测装置50的倾斜传感器13a－13d的检测信号得到的作业装置7(前部部件8、9、10)和旋转体3的姿势信息、基于来自目标面设定装置51的输入而规定的目标面60的位置信息(目标面信息)、基于来自惯性信息设定装置41的输入而规定的前部部件8、9、10的惯性信息，将动臂液压缸11、斗杆液压缸12及铲斗液压缸13的目标速度作为目标致动器速度进行运算。

图7是目标致动器速度运算部100的功能框图。目标致动器速度运算部100具备控制点位置运算部53、目标面存储部54、距离运算部37、目标速度运算部38、致动器速度运算部130、修正速度运算部140。

控制点位置运算部53运算全局坐标系中的本实施方式的控制点即铲斗前端P4的位置和全局坐标系中的作业装置7的各前部部件8、9、10的姿势。运算只要根据公知的方法进行即可，例如，首先，根据从第一、第二GNS天线21、22接收到的导航信号计算局部坐标系(车身基准坐标系)的原点P0(参照图2)的全局坐标系中的坐标值和全局坐标系中的行驶体2和旋转体3的姿势信息、方位信息。而且，利用该运算结果、来自作业装置姿势检测装置50的倾斜角θ1、θ2、θ3、θ4的信息、局部坐标系中的动臂脚销P1的坐标值、动臂长度L1及斗杆长度L2及铲斗长度L3，计算全局坐标系中本实施方式的控制点即铲斗前端P4的位置、和全局坐标系中的作业装置7的各前部部件8、9、10的姿势。此外，作业装置7的控制点的坐标值也可以通过激光测量计等外部测量设备进行测量，通过与该外部测量设备的通信而取得。

目标面存储部54存储基于来自位于驾驶室4内的目标面设定装置51的信息所运算的目标面60的全局坐标系中的位置信息(目标面数据)。在本实施方式中，如图2所示，作为目标面60(二维目标面)，利用在作业装置7的各前部部件8、9、10动作的平面(作业机的动作平面)上截断了目标面的三维数据的截面形状。此外，在图2的例子中目标面60为一个，但有时也存在多个目标面。在存在多个目标面的情况下，例如，有将距离作业装置7的控制点最近的部位设定为目标面的方法、将位于铲斗前端P4的垂直下方的部位作为目标面的方法、将任意选择的部位作为目标面的方法等。另外，目标面60的位置信息也可以基于全局坐标系中的作业装置7的控制点的位置信息，从外部服务器通过通信取得液压挖掘机1周边的目标面60的位置信息，并将其存储到目标面存储部54中。

距离运算部37根据由控制点位置运算部53运算的作业装置7的控制点的位置信息和从目标面存储部54取得的目标面60的位置信息，运算作业装置7的控制点和目标面60的距离D(参照图2)。

目标速度运算部38是以在进行操作装置24的操作时将作业装置7的动作范围限制在目标面60上及其上方的方式根据距离D来分别运算前部部件8、9、10的目标速度(动臂目标速度、斗杆目标速度、铲斗目标速度)的部分。在本实施方式中进行以下运算。

首先，目标速度运算部38根据从操作杆24a输入的电压值(动臂操作量)计算向动臂液压缸11的请求速度(动臂液压缸请求速度)，根据从操作杆24b输入的电压值(斗杆操作操作量)计算向斗杆液压缸12的请求速度(斗杆液压缸请求速度)，且根据从操作杆24c输入的电压值(铲斗操作量)计算向铲斗液压缸13的请求速度(铲斗液压缸请求速度)。根据通过这三个液压缸请求速度和控制点位置运算部53运算的作业装置7的各前部部件8、9、10的姿势，分别运算这三个液压缸请求速度在铲斗前端P4产生的三个速度矢量，并将三个速度矢量的和设为铲斗前端P4的作业装置7的速度矢量(请求速度矢量)V0。而且，还计算速度矢量V0的目标面垂直方向的速度成分V0z和目标面水平方向的速度成分V0x。

接着，目标速度运算部38运算根据距离D决定的修正系数k。

图8是表示铲斗前端P4、目标面60的距离D、速度修正系数k的关系的线图。将铲斗爪尖座标P4(作业装置7的控制点)位于目标面60的上方时的距离设为正，将位于目标面60的下方时的距离设为负，在距离D为正时将正的修正系数作为1以下的值而输出，在距离D为负时将修正系数作为1以下的值而输出。此外，速度矢量将从目标面60的上方接近目标面60的方向设为正。

接着，目标速度运算部38通过将根据距离D决定的修正系数k乘以速度矢量V0的目标面垂直方向的速度成分V0z来计算速度成分V1z。通过合成该速度成分V1z和速度矢量V0的目标面水平方向的速度成分V0x，计算合成速度矢量(目标速度矢量)V1。而且，为了通过三个液压缸11、12、13的动作使该合成速度矢量V1在铲斗前端P4产生，分别运算三个液压缸11、12、13应在铲斗前端P4产生的速度矢量作为与三个液压缸对应的前部部件8、9、10的目标速度。前部部件8、9、10的目标速度分别是以铲斗前端P4为起点的速度矢量，具体而言，有由动臂液压缸11驱动的动臂8的动作在铲斗前端P4产生的速度(铲斗前端速度)的目标速度(动臂目标速度)、由斗杆液压缸12驱动的斗杆9的动作在铲斗前端P4产生的目标速度(斗杆目标速度)、由铲斗液压缸13驱动的铲斗10在铲斗前端P4产生的目标速度(铲斗目标速度)这三个速度。目标速度运算部38时时刻刻运算动臂目标速度、斗杆目标速度、铲斗目标速度，通过三个1组将这些时间系列作为前部部件8、9、10的目标速度信号，输出到致动器速度运算部130和修正速度运算部140。

图9是表示与铲斗前端P4中的距离D对应的修正前后的速度矢量的示意图。通过将速度修正系数k乘以请求速度矢量V0的目标面垂直方向的成分V0z(参照图9的左图)，获得V0z以下的目标面垂直方向的速度矢量V1z(参照图9的右图)。计算V1z和请求速度矢量V0的目标面水平方向的成分V0x的合成速度矢量V1，计算可输出V1的斗杆目标速度、动臂目标速度和铲斗目标速度。

作为根据合成速度矢量V1运算各前部部件8、9、10的目标速度(动臂目标速度、斗杆目标速度、铲斗目标速度)的方法之一，有将在铲斗前端P4分别产生斗杆液压缸请求速度和铲斗液压缸请求速度的速度矢量设为斗杆目标速度和铲斗目标速度，从合成速度矢量V1中将该斗杆目标速度和铲斗目标速度之和减去，将由此得到的速度矢量设为动臂目标速度的方法。但是，该运算仅为一例，只要结果能够得到合成速度矢量V1即可，也可以采用其他的运算方法。

致动器速度运算部130基于从目标速度运算部38输入的前部部件8、9、10的目标速度(动臂目标速度、斗杆目标速度、铲斗目标速度)和来自姿势检测装置50的姿势信息，几何学上运算为了产生该前部部件8、9、10的目标速度所需的各液压缸11、12、13的速度(动臂液压缸速度、斗杆液压缸速度、铲斗液压缸速度(致动器速度))并输出。

修正速度运算部140基于来自姿势检测装置50的姿势信息、来自目标速度运算部38的前部部件8、9、10的目标速度的信息和来自惯性信息设定装置41的惯性信息，运算用于修正由致动器速度运算部130运算的各液压缸11、12、13的速度(动臂液压缸速度、斗杆液压缸速度、铲斗液压缸速度)的修正速度(动臂液压缸修正速度、斗杆液压缸修正速度、铲斗液压缸修正速度)。在本实施方式中，通过将修正速度与由致动器速度运算部130运算出的各液压缸11、12、13的速度相加，算出目标致动器速度，但修正方法不限于此。接着，使用图14说明修正速度运算部140的详情。

图10是修正速度运算部140的功能框图。如图所示，修正速度运算部140具备信号分离部150、高变动目标速度运算部143、修正前目标致动器速度运算部141a、低变动目标致动器速度运算部141b以及高变动目标致动器速度运算部141c。

图11中重叠表示A)从目标速度运算部38输入的三个前部部件8、9、10的目标速度信号、B)从信号分离单元150输出的前部部件8、9、10的目标速度信号的低频成分、C)从信号分离部150输出的前部部件8、9、10的目标速度信号的高频成分、D)从高变动目标速度运算部143输出的铲斗10的目标速度信号的高频成分、E)从低变动目标致动器速度运算部141b输出的动臂液压缸11的目标速度信号的低频成分(修正后的目标速度信号)、F)从低变动目标致动器速度运算部141b输出的斗杆液压缸12的目标速度信号的低频成分(修正后的目标速度信号)、G)从低变动目标致动器速度运算部141b输出的铲斗液压缸13的目标速度信号的低频成分、H)从高变动目标致动器速度运算部141c输出的铲斗液压缸13的目标速度信号的高频成分、I)铲斗液压缸13的目标速度信号(修正后的目标速度信号)的一例。这些字母的大写与图11中的标注框中标注的一致。

信号分离部150是将从目标速度运算部38输入的三个前部部件8、9、10的目标速度(动臂目标速度、斗杆目标速度、铲斗目标速度)的信号(参照图11的标注框A)分别分离为频率比规定的阈值(遮蔽频率)低的低频成分(参照图11的标注框B)和频率比该阈值高的高频成分(参照图11的标注框C)的部分。本实施方式的信号分离部150具备从目标速度分离出低频成分的低通滤波器部142和从目标速度分离出高频成分的高频成分分离部(高通滤波器部)151。可以考虑惯性负载相对大的动臂8及斗杆9的响应性的界限来决定遮蔽频率。

低通滤波器142使前部部件8、9、10的目标速度的信号中比低于规定的阈值(遮蔽频率)的频率的成分(低频成分)通过，另一方面，通过使比该阈值高的频率的成分递减，从各个目标速度信号中分离出低频成分(参照图11的标注框B)。由此，在目标速度信号的每小时的变化有较大的变化的情况下，根据遮蔽频率，目标速度信号被衰减。在此分离出的低频成分与目标速度同样存在于每一前部部件8、9、10，它们被输出到高频成分分离部151和低变动目标致动器速度运算部141b。

高频成分分离部151从自目标速度运算部38输入的三个前部部件8、9、10的目标速度信号中减去来自低通滤波器142的低频成分，将剩下的各前部部件8、9、10的目标速度信号作为高频成分(参照图11的标注框C)输出。该高频成分被输出到高变动目标速度运算部143。此外，高频成分分离部151由使前部部件8、9、10的目标速度信号中比低通滤波器部142的阈值(遮蔽频率)高的频率成分(高频成分)通过，另一方面，通过使比该阈值低的频率递减，从各目标速度信号中分离高频成分的高通滤波器构成。但是，如本实施方式，如果将从自目标速度运算部38输出的目标速度信号中减少由低通滤波器部142输出的低频成分而得到的目标速度成分设为高频成分，则能够将从信号分离部150输出的低频成分和高频成分之和保持在原来的目标速度，因此，能够防止在通过信号分离部150的前后目标速度发生变化。

高变动目标速度运算部143一边参照从惯性信息设定装置41得到的惯性信息，一边将由信号分离部150分离出的高频成分优先分配给三个前部部件8、9、10中的惯性负载相对小的前部部件，分别运算三个前部部件的高变动目标速度。在本实施方式中，对三个前部部件8、9、10中的惯性负载最小的铲斗10分配全部的高频成分(参照图11的标注框D)，动臂8及斗杆9的高变动目标速度为零。特别是，在本实施方式中，针对由信号分离部150分离出的三个前部部件8、9、10各自的高频成分规定的目标速度分别运算与目标面60垂直的速度成分，将这三个垂直速度成分的合计设为铲斗10的高变动目标速度。像这样，如果将铲斗10的高变动目标速度限定为垂直成分，则合成速度矢量V1的水平成分V0x(图9右侧)可能因修正速度运算部140的速度修正而发生变化，但垂直成分V1z(图9右侧)被保持。因此，在防止铲斗前端P4向目标面60的下方的侵入的同时，速度矢量的几何学变换也变得容易。

修正前目标致动器速度运算部141a根据从目标速度运算部38输入的三个前部部件8、9、10的目标速度(动臂目标速度、斗杆目标速度、铲斗目标速度)的信号及此时的姿势信息，利用几何学变换运算为了产生这三个目标速度(铲斗前端速度)所需的动臂液压缸11、斗杆液压缸12及铲斗液压缸13的速度(致动器速度)。这些致动器速度与致动器速度运算部130输出值相同，有时被称为“修正前目标致动器速度”。

低变动目标致动器速度运算部141b根据从信号分离部150输入的三个前部部件8、9、10的目标速度信号的低频成分及此时的姿势信息，利用几何学变换分别运算为了产生这三个低频成分所需的致动器速度、即动臂液压缸11的速度(参照图11的标注框E)、斗杆液压缸12的速度(参照图11的标注框F)、以及铲斗液压缸13的速度(图11的标注框G)。有时将这些致动器速度称为“低变动目标致动器速度”。

高变动目标致动器速度运算部141c根据从高变动目标速度运算部143输入的三个前部部件8、9、10的目标速度信号的高频成分及此时的姿势信息，利用几何学变换，运算为了产生这三个高频成分所需的动臂液压缸11、斗杆液压缸12以及铲斗液压缸13的速度(致动器速度)。有时将这些致动器速度称为“高变动目标致动器速度”。但是，在本实施方式中，如上所述，由于从高变动目标速度运算部143输入的动臂8和斗杆9的目标速度信号的高频成分为零，因此，结果仅运算铲斗液压缸13的速度(参照图11的标注框H)。

根据上述的结构，修正速度运算部140输出每一液压缸11、12、13的修正速度。作为动臂液压缸修正速度和斗杆液压缸修正速度，分别输出从由低变动目标致动器速度运算部141b运算的低变动目标致动器速度减去由修正前目标致动器速度运算部141a运算的修正前目标致动器速度所得的数据。作为铲斗液压缸修正速度，输出从将由低变动目标致动器速度运算部141b运算的低变动目标致动器速度和高变动目标致动器速度运算部141c运算的高变动目标致动器速度相加所得的值减去由修正前目标致动器速度运算部141a运算出的修正前目标致动器速度所得的数据。

由此获得的各致动器的修正速度与图7所示的致动器速度运算部130输出的各液压缸11、12、13的速度相加，从目标致动器速度运算部100作为目标致动器速度(目标动臂液压缸速度、目标斗杆液压缸速度、目标铲斗液压缸速度)输出到致动器控制部200(参照图6)。因为致动器速度运算部130与修正前目标致动器速度运算部141a的运算值相同，因此，结果从目标致动器速度运算部100输出的目标动臂致动器速度成为低变动目标致动器速度(参照图11的标注框E)，目标斗杆液压缸速度成为低变动目标致动器速度(参照图11的标注框F)，目标铲斗液压缸速度成为在低变动目标致动器速度上加上了高变动目标将致动器速度的速度(参照图11的标注框I)。

返回图6，致动器控制部200在进行电磁阀32、33、34、35的电磁阀驱动信号的运算时，利用将各液压缸11、12、13的目标速度(目标动臂液压缸速度、目标斗杆液压缸速度、目标铲斗液压缸速度)、和使与各液压缸11、12、13对应的滑阀31、28、29、30动作的滑阀驱动电磁阀35a、35b、32a、32b、33a、33b、34a、34b的电磁阀驱动信号的相关关系以一对一的方式规定的表。

在该表中，首先有将动臂液压缸11伸长时使用的动臂滑阀驱动电磁阀35a用的表、和将斗杆液压缸12缩短时使用的动臂滑阀驱动电磁阀35b用的表。另外，作为将斗杆液压缸12伸长时使用的两个表，而有第一斗杆滑阀驱动电磁阀32a用的表和第二斗杆滑阀驱动电磁阀33a用的表。另外，作为将斗杆液压缸12缩短时使用的两个表，有第一斗杆滑阀驱动电磁阀32b用的表和第二斗杆滑阀驱动电磁阀33b用的表。进而，还有将铲斗液压缸13伸长时使用的铲斗滑阀驱动电磁阀34a用的表和将铲斗液压缸13缩短时使用的铲斗滑阀驱动电磁阀34b用的表。在这些8个表中，根据事先实验或仿真求出的流向电磁阀35a、35b、32a、32b、33a、33b、34a、34b的电流值和液压缸11、12、13的实际速度的关系，以随着各液压缸11、12、13的目标速度(目标致动器速度)的大小的增加而使流向电磁阀35a、35b、32a、32b、33a、33b、34a、34b的电流值单调增加的方式规定了目标速度和电流值的相关关系。

例如，在有目标斗杆液压缸速度和目标铲斗液压缸速度的指令时，致动器控制部200生成电磁阀32、33、35的控制指令，驱动第一斗杆滑阀28、第二斗杆滑阀29以及动臂滑阀31。由此，基于目标斗杆液压缸速度和目标动臂液压缸速度，斗杆液压缸12和动臂液压缸11进行动作。

图12是表示控制器25的控制流的流程图。当操作装置24由操作员操作时，控制器25开始图12的处理，控制点位置运算部53从作业装置姿势检测装置50基于倾斜角θ1、θ2、θ3、θ4的信息、根据GNSS天线21、22的航线信号运算的液压挖掘机1的位置信息、姿势信息(角度信息)及方位信息、预先存储的各前部部件的尺寸信息L1、L2、L3等，运算全局坐标系中的铲斗前端P4(控制点)的位置信息(步骤S1)。

在步骤S2中，距离运算部37以由控制点位置运算部53运算的全局坐标系中的铲斗前端P4的位置信息(也可以利用液压挖掘机1的位置信息)为基准，从目标面存储部54提取并取得规定范围内包含的目标面的位置信息(目标面数据)。而且，将位于其中距铲斗前端P4最近的位置的目标面设定为控制对象的目标面60、即运算距离D的目标面60。

在步骤S3中，距离运算部37基于步骤S1中运算出的铲斗前端P4的位置信息和步骤S2中设定的目标面60的位置信息运算距离D。

在步骤S4中，目标速度运算部38基于步骤S3中运算的距离D和从操作装置24输入的各操作杆的操作量(电压值)运算各前部部件8、9、10的目标速度，使得即使作业装置7动作，铲斗前端P4也能够被保持在目标面60上或其上方。

在步骤S5中，致动器速度运算部130基于步骤S4中运算出的各前部部件8、9、10的目标速度和从姿势检测装置50得到的作业装置7的姿势信息，运算为了产生步骤S4中运算出的各前部部件8、9、10的目标速度所需的动臂液压缸11、斗杆液压缸12以及铲斗液压缸13的速度(致动器速度)。

在步骤S6中，修正前目标致动器速度运算部141a基于步骤S4中运算出的各前部部件8、9、10的目标速度和从姿势检测装置50得到的作业装置7的姿势信息，运算为了产生步骤S4中运算出的各前部部件8、9、10的目标速度所需的动臂液压缸11、斗杆液压缸12及铲斗液压缸13的速度(修正前目标致动器速度)。此外，在此运算的修正前目标致动器速度与步骤S5中运算的致动器速度相同。

在步骤S7中，信号分离部150将步骤S4中运算出的各前部部件8、9、10的目标速度的信号分离为高频成分和低频成分。由此，例如如图11所示，标注框A的目标速度被分离成每小时的速度变动相对较少的标注框B的低频成分(低变动成分)和每小时的速度变动相对大的标注框C的高频成分(高变动成分)。

在步骤S8中，低变动目标致动器速度运算部141b基于步骤S7中分离出的各前部部件8、9、10的目标速度信号的低频成分和从姿势检测装置50得到的作业装置7的姿势信息，运算为了产生步骤S7中分离出的各前部部件8、9、10的目标速度信号的低频成分所需的动臂液压缸11、斗杆液压缸12以及铲斗液压缸13的速度(低变动目标致动器速度)。

在步骤S9中，高变动目标速度运算部143算出步骤S7中分离出的各前部部件8、9、10的目标速度信号的高频成分中的与目标面60垂直的成分，将它们全部加在一起的成分作为目标速度信号的高频成分输出到高变动目标致动器速度运算部141c。

在步骤S10中，高变动目标致动器速度运算部141c基于步骤S9中运算出的铲斗10的目标速度信号的高频成分和从姿势检测装置50得到的作业装置7的姿势信息，运算为了产生步骤S9中运算出的铲斗10的目标速度信号的高频成分所需的铲斗液压缸13的速度(高变动目标致动器速度)。

在步骤S11中，修正速度运算部140运算各致动器11、12、13的修正速度。在本实施方式中，如图12所示，将各致动器11、12、13的修正速度设为从在低变动目标致动器速度(步骤S8)上加上高变动目标致动器速度(步骤S9)的速度后的速度减去修正前目标致动器速度(步骤S6)所得的速度。对各致动器11、12、13运算该速度并将其作为修正速度。具体而言，修正速度运算部140将从由低变动目标致动器速度运算部141b运算的动臂液压缸速度(步骤S8)减去由修正前目标致动器速度运算部141a运算的动臂液压缸速度(步骤S6)所得的速度作为动臂液压缸修正速度来输出。另外，将从由低变动目标致动器速度运算部141b运算的斗杆液压缸速度(步骤S8)减去由修正前目标致动器速度运算部141a运算的斗杆液压缸速度(步骤S6)所得的速度作为斗杆液压缸速度来输出。进而，将从在由低变动目标致动器速度运算部141b运算出的铲斗液压缸速度(步骤S8)上加上由高变动目标致动器速度运算部141c运算出的铲斗液压缸速度(步骤S9)后的速度减去由修正前目标致动器速度运算部141a运算出的铲斗液压缸速度(步骤S6)所得的速度作为铲斗液压缸修正速度输出。

在步骤S12中，目标致动器速度运算部100运算各致动器11、12、13的目标速度(目标致动器速度)。在本实施方式中，如图12所示，将各致动器11、12、13的目标速度设为在步骤S5中运算出的各致动器11、12、13的速度上加上步骤S11中运算出的各致动器11、12、13的修正速度所得的速度。步骤S5中运算出的各致动器11、12、13的速度与步骤S6中运算出的修正前目标致动器速度相同，因此，各致动器11、12、13的目标速度结果成为在由低变动目标致动器速度运算部141b运算出的低变动目标致动器速度(步骤S8)上加上由高变动目标致动器速度运算部141c运算出的高变动目标致动器速度(步骤S9)所得的速度。具体而言，目标致动器速度运算部100将由低变动目标致动器速度运算部141b运算出的动臂液压缸速度(步骤S8)作为动臂液压缸目标速度来输出。另外，将由低变动目标致动器速度运算部141b运算出的斗杆液压缸速度(步骤S8)作为斗杆液压缸目标速度来输出。进而，将在由高变动目标致动器速度运算部141b运算出的铲斗液压缸速度(步骤S8)上加上由高变动目标致动器速度运算部141c运算出的铲斗液压缸速度(步骤S9)所得的速度作为铲斗液压缸目标速度来输出。

在步骤S13中，致动器控制单元200基于动臂液压缸目标速度来运算驱动第二流量控制阀(动臂滑阀)31的信号，并将该信号输出到电磁阀31a或电磁阀31b。同样，基于斗杆液压缸目标速度，来运算驱动第一流量控制阀(第一斗杆滑阀)28和第三流量控制阀(第二斗杆滑阀)29的信号，并将该信号输出到电磁阀32a及电磁阀33a或电磁阀32b及电磁阀33b。进而，基于铲斗液压缸目标速度，运算驱动流量控制阀(铲斗液压缸)30的信号，并将该信号输出到电磁阀34a或电磁阀34b。由此，根据各致动器11、12、13的目标速度(目标致动器速度)，使各致动器11、12、13进行驱动，从而使各前部部件8、9、10动作。

当步骤S13的处理结束后，首先返回确认操作装置24的操作继续，重复步骤S1以后的处理。此外，即使在图12的流程的过程中，在操作装置24的操作结束的情况下也结束处理，到下次的操作装置24的操作开始为止待机。

在如上构成的液压挖掘机1中，动臂8和斗杆9按照每小时的变动较小的目标速度信号(图11的标注框B所示的低频成分)进行动作，从动臂8和斗杆9的目标速度信号中除去的每小时的变动大的目标速度信号(图11标注框C所示的高频成分)被附加到铲斗10的目标速度信号中，转化为铲斗10的动作。由于与动臂8及斗杆9相比，铲斗10的惯性负载相对小，因此也能够快速地响应每小时的变动较大的目标速度信号。即，例如即使在目标面60的完成作业中铲斗前端P4处于目标面60上的状态下，操作员错误地输入快速斗杆铲装操作的情况等各前部部件8、9、10的目标速度信号的每小时的变化大到超过惯性负载相对大的动臂8及斗杆9的响应性的程度的情况下，也能够相应地通过惯性负载相对小的铲斗10的动作来补偿。由此，由于实际的铲斗前端的速度矢量的至少垂直成分能够实现与目标速度一致，所以能够稳定地进行精度高的半自动挖掘成形控制。

<第二实施方式>

在上述第一实施方式中，将由信号分离部150分离的目标速度信号的高频成分仅分配给铲斗10，但也可以代替铲斗10而仅分配给斗杆9。在此，将此情况描述为本发明的第二实施方式。此外，对于与上述实施方式相同的部分省略说明(在后面的实施方式中也同样)。

图13是第二实施方式中的修正速度运算部140的功能框图。如图所示，修正速度运算部140具有与第一实施方式相同的结构。但是，在本实施方式中，高变动目标速度运算部143向三个前部部件8、9、10中的斗杆9分配全部的高频成分，将动臂8及铲斗10的高变动目标速度设为零。此外，在本实施方式中，针对由信号分离部150分离出的三个前部部件8、9、10各自的高频成分规定的目标速度，分别运算与目标面60垂直的速度成分，将该三个垂直速度成分的合计作为斗杆9的高变动目标速度。

在第一实施方式中，即使在操作员不操作铲斗10的情况下，在目标速度信号中产生高频成分的情况下，也可以通过半自动挖掘控制而使铲斗10动作，从而可能给操作员带来不适感。但是，在如上述构成的本实施方式中，因为将目标速度信号中产生的高频成分分配给斗杆9，所以只要不进行铲斗10的操作，铲斗10就不动作。因此，防止操作员未操作的前部部件(铲斗10)通过半自动挖掘控制而动作，能够缓和给操作员带来的不适感。另外，由于斗杆9与动臂8相比惯性负载小，因此即使在每小时的目标速度信号变动较多的情况下，也能够稳定地进行精度好的半自动挖掘。

<第三实施方式>

在上述两个实施方式中，将由信号分离部150分离的目标速度信号的高频成分分配给铲斗10和斗杆9中的某一方。但是，在本实施方式中，将目标速度信号的高频成分以考虑了各前部部件8、9、10的惯性负载而决定的适当比例(分配比例)分配给各前部部件8、9、10，并将其与动臂8、斗杆9、铲斗10的低变动目标致动器速度相加。

图14是第三实施方式的修正速度运算部140的功能框图。本实施方式的高变动目标速度运算部143将由信号分离部150分离出的高频成分优先分配给三个前部部件8、9、10中的惯性负载相对小的前部部件，分别运算三个前部部件8、9、10的高变动目标速度。在本实施方式中，将目标速度信号的高频成分以考虑各前部部件8、9、10的惯性负载而决定的比例分配给各前部部件8、9、10。通常，由于动臂8、斗杆9、铲斗10的惯性负载按顺序变小，所以从确保响应性的角度来看，优选按顺序增大分配比例。例如，分配比例可以根据惯性信息将动臂8、斗杆9、铲斗10的惯性负载数值化后，将其设为该数值的倒数的比例(即反比例)，但也可以使用其他比例。此外，也可以采用根据各前部部件8、9、10的姿势信息修正分配比的结构。

如图14所示，在本实施方式中，将来自低变动目标致动器速度运算部141b的三个输出全部与高变动目标致动器速度运算部141c的输出相加。即，来自修正速度运算部140的三个输出全部成为从低变动目标致动器速度运算部141b的输出和高变动目标致动器速度运算部141c的输出之和减去修正前目标致动器速度运算部141a的输出所得的输出。

根据这样构成的本实施方式，高变动目标致动器速度不仅仅分配给铲斗10及斗杆9，而是根据基于惯性信息决定的分配比例分配给各前部部件8、9、10，因此，例如在高变动目标速度过大而超过了铲斗10的最大动作速度的情况下，通过将其余的目标速度分配给斗杆9而能够应对。而且，在即使分配到铲斗10和斗杆9也无法全部分配的情况下，也能够使动臂8负担一部分。由此，即使在高变动目标速度过大的情况下，也能够稳定地进行精度高的半自动挖掘。

<第四实施方式>

三个前部部件8、9、10中的斗杆9及铲斗10可以采取连接各转动轴和铲斗前端P4的直线与目标面60垂直的姿势(本文中将这种姿势称为“异常姿势”)。图15是表示铲斗10采取异常姿势的情况的说明图，图16是斗杆9采取异常姿势的情况的说明图。在斗杆9及铲斗10采取了异常姿势的情况下，即使该前部部件9、10的液压缸12、13动作，也无法在铲斗前端P4生成垂直速度成分。如果将高变动速度分配给处于这种状况的前部部件9、10，则将无法动作的指令给予液压缸12、13，从而可能导致不稳定的动作。因此，在本实施方式中，在斗杆9和铲斗10的至少一方采取了异常姿势的情况下，中断目标速度的分配的实施。

图17是第四实施方式中的修正速度运算部140的功能框图。本实施方式相当于在第三实施方式中追加姿势判定部144，将姿势判定部144的输出输入到低通滤波器部142。

姿势判定部144基于作业装置7的姿势信息和目标面的位置信息判定在作业装置7的动作平面上连结铲斗前端和斗杆9的转动中心的第一直线L1(参照图16)是否与目标面60正交、和同样在作业装置7的动作平面上连结铲斗前端和铲斗10的转动中心的第二直线L2(参照图15)是否与目标面60正交，并将其判定结果输出到低通滤波器部142。具体而言，在判定为第一直线L1及第二直线L2的某一方与目标面60正交的情况下，姿势判定部14输出复位信号。

低通滤波器部142(信号分离部150)在由姿势判定部144判定为第一直线L1及第二直线L2的某一方与目标面60正交的情况下(即输出复位信号的情况下)，不执行将三个前部部件8、9、10的目标速度的信号分别分离为频率低于上述阈值(遮蔽频率)的低频成分和频率高于上述阈值的高频成分的处理，而将该三个前部部件8、9、10的目标速度的信号直接输出到低变动目标致动器速度运算部141b。即，低通滤波器部142在从姿势判定部144输入复位信号时，暂时停止滤波器的功能，并按原样输出从目标速度运算部38输入的各前部部件8、9、10的目标速度信号。

当这样构成修正速度运算部140时，在斗杆9及铲斗10中的某一方采取了异常姿势的情况下，从信号分离部150输出至高变动目标速度运算部143的高频成分必定为零，由于修正前目标致动器速度运算部141a的输出和低变动目标致动器速度运算部141b的输出必定一致，所以结果是从修正速度运算部140输出的修正速度全部为零。即，仅通过致动器速度运算部130的输出进行以往那样的半自动挖掘控制。因此，根据本实施方式，在斗杆9及铲斗10中的某一方采取了异常姿势的情况下，能够防止半自动挖掘控制产生不稳定的动作。

<第五实施方式>

图18是第五实施方式的修正速度运算部140的功能框图。本实施方式相当于在第三实施方式中追加姿势判定部144，将姿势判定部144的输出输入到高变动目标速度运算部143。

姿势判定部144进行与第四实施方式的判定相同的判定，将该判定结果输出到低通滤波器部142。具体而言，在判定为第一直线L1及第二直线L2的某一方与目标面60正交的情况下，姿势判定部14输出复位信号。但是，在本实施方式的复位信号中包含表示斗杆9和铲斗10中的哪个前部部件采取异常姿势的信息。

在由姿势判定部144判定为第一直线L1与目标面60正交的情况下，高变动目标速度运算部143将由信号分离部150分离出的动臂8、斗杆9及铲斗10的目标速度信号的高频成分分配给斗杆8、斗杆9及铲斗10中除斗杆9之外的前部部件(即，动臂8和铲斗10)，分别运算动臂8、斗杆9及铲斗10的高变动目标速度。另外，在由姿势判定部144判定为第二直线L2与目标面60正交的情况下，将由信号分离部150分离出的动臂8、斗杆9及铲斗10的目标速度信号的高频成分分配给动臂8、斗杆9及铲斗10中除铲斗10以外的前部部件(即，动臂8和斗杆9)，分别运算动臂8、斗杆9及铲斗10的高变动目标速度。但是，无论哪一种情况，从惯性负载的观点来看，均可以将动臂8的分配比例设为零。此外，在第一直线L1和第二直线L2双方与目标面60正交的情况下，仅对动臂8分配高频成分来运算高变动目标速度。

这样，当构成修正速度运算部140时，在斗杆9及铲斗10采取了异常姿势的情况下，采取该异常姿势的前部部件的高变动目标速度必定为零，修正前目标致动器速度运算部141a的输出和低变动目标致动器速度运算部141b的输出必定一致，因此，结果是从修正速度运算部140输出的该前部部件的致动器的修正速度为零。即，对于采取特殊姿势的前部部件，仅通过致动器速度运算部130的输出进行如同以往那样的半自动挖掘控制。因此，根据本实施方式，在斗杆9及铲斗10采取异常姿势的情况下，能够防止半自动挖掘控制产生不稳定的动作。此外，与在输出复位信号的情况下将所有的前部部件的高变动目标致动器速度设定为零的第四实施方式不同，在本实施方式中未采取异常姿势的前部部件能够产生高变动目标致动器速度，因此，能够稳定地进行精度比第四实施方式高的半自动挖掘。

<其他>

本发明不限于上述实施方式，包含不脱离其宗旨的范围内的各种变形例。例如，本发明不限于具备上述实施方式中所说明的全部结构，也包含删除其构成的一部分的内容。另外，能够在其他实施方式的结构中追加或替换某实施方式的结构的一部分。

在上述各实施方式中，致动器速度运算部130和修正速度运算部140为不同的运算部位，但也可以合并为具有同等功能的一个运算部位。

在上述各实施方式中，设置有致动器速度运算部130和修正前目标致动器速度运算部141a，但如图12的步骤S12所示，各致动器11、12、13的目标速度为低变动目标致动器速度和高变动目标致动器速度之和。因此，也可以省略致动器速度运算部130和修正前目标致动器速度运算部141a，而以将低变动目标致动器速度运算部141b的输出和高变动目标致动器速度运算部141c的输出之和作为目标致动器速度输出到致动器控制部200的方式构成控制器25。

上述控制器25的各结构及该各结构的功能及执行处理等也可以用硬件(例如用集成电路设计执行各功能的逻辑等)来实现这些的一部分或全部。另外，上述控制器25的结构也可以是通过由运算处理装置(例如CPU)读出、执行而实现该控制器25的结构的各功能的程序(软件)。该程序的信息例如可以存储在半导体存储器(闪存、SSD等)、磁存储装置(硬盘驱动器等)以及记录介质(磁盘、光盘等)等中。

附线图及说明

1…液压挖掘机，2…行驶体，3…旋转体，4…驾驶室，5…机械室，6…配重，7…作业装置，8…动臂，9…斗杆，10…铲斗，11…动臂液压缸，12…斗杆液压缸，13…铲斗液压缸，14…第一液压泵，15…第二液压泵，16…发动机(原动机)，17…车身倾斜传感器，18…动臂倾斜传感器，19…斗杆倾斜传感器，20…铲斗倾斜传感器，21…第一GNSS天线，22…第二GNSS天线，23…车身控制系统，24…操作装置，25…控制器，26…流量控制阀，27…液压回路，28…第一斗杆滑阀(第一流量控制阀)、29…第二斗杆滑阀(第三流量控制阀)、30…铲斗滑阀，31…动臂滑阀(第二流量控制阀)、32a、32b…第一斗杆滑阀驱动电磁阀，33a、33b…第二斗杆滑阀驱动电磁阀，34a、34b…铲斗滑阀驱动电磁阀，35a、35b…动臂滑阀驱动电磁阀，36a、36b…工作油箱，37…距离运算部，38…目标速度运算部，41…惯性信息设定装置，42…第二动臂滑阀(第四流量控制阀)、43a、43b…第二动臂滑阀驱动电磁阀，44…工作油箱，50…作业装置姿势检测装置，51…目标面设定装置，53…控制点位置运算部，54…目标面存储部，60…目标面，100…目标致动器速度运算部，130…致动器速度运算部，140…修正速度运算部，141a…修正前目标致动器速度运算部，141b…低变动目标致动器速度运算部，141c…高变动目标致动器速度运算部，142…低通滤波器，143…高变动目标速度运算部，144…姿势判定部，150…信号分离部，151…高频成分分离部，200…致动器控制部。