JP2016223097A - 建設機械 - Google Patents

Abstract

【課題】アタッチメントがキャブから十分に離れた状態でアタッチメントの速度が制限されるのを抑制しつつ、キャブに近づくときのキャブに対する物の接触を確実に防止することができる建設機械を提供する。
【解決手段】建設機械の制御装置は、姿勢検出手段１１，１２により検出されたアタッチメント４の姿勢に基づいてアタッチメント４の先端部がキャブ１４から離れた所定の距離検出開始位置Ｂに到達したことが確認された場合に、距離検出センサ１５により検出された被検出物７の距離に基づいて被検出物７が距離検出開始位置Ｂよりもキャブ１４に近い所定の停止位置Ｃに到達したか否かを判定し、到達したと判定したときにアタッチメント４が停止するように駆動手段８，９を制御する。また、アタッチメント４の先端部が距離検出開始位置Ｂに到達したときには、速度が所定の目標速度以下となるように駆動手段８，９を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、運転室が形成された機体と機体に対して変位可能に取り付けられたアタッチメントとを有し、前記運転室とアタッチメントとの干渉が防止されるように構成された建設機械に関するものである。

従来から、運転室が形成された機体と、機体に取り付けられたアタッチメントと、アタッチメントを駆動する駆動手段と、アタッチメントの姿勢を検出する姿勢検出手段と、アタッチメントと運転室との干渉を防止するように前記駆動手段を制御する制御装置と、を備えた建設機械が知られている。

アタッチメントは、機体に対して回転可能に取り付けられた基端部を有するブームと、ブームの先端部に対して回転可能に取り付けられた基端部を有するアームと、アームの先端部に対して回転可能に取り付けられたバケットと、を有する。

駆動手段は、機体に対してブームを回転駆動するブームシリンダと、ブームに対してアームを回転駆動するアームシリンダと、アームに対してバケットを回転駆動するバケットシリンダと、を有する。

姿勢検出手段は、機体に対するブームの角度を検出するブーム角度センサと、ブームに対するアームの角度を検出するアーム角度センサと、を有する。

制御装置は、ブーム角度センサ及びアーム角度センサによる検出結果、及び、バケットの回動範囲に関する情報に基づいてアタッチメントの先端位置を特定（演算）する。

また、制御装置は、特定されたアタッチメントの先端位置と運転室の位置に関する情報とに基づいて、アタッチメント先端位置が運転室の外側に予め設定された干渉領域の境界に到達した段階で当該アタッチメントが停止するように駆動手段を制御する。

しかし、姿勢検出手段は、ブーム及びアームの角度に基づいてアタッチメントの先端位置を特定するものであり、例えば、アタッチメントに保持された物が当該アタッチメントの先端位置よりもキャブ側に突出している場合、この物の位置を特定することができない。

そこで、例えば、特許文献１に記載のように、角度センサに代えて超音波センサ及び光センサ等を含む距離検出器を備え、距離検出器によってキャブから当該キャブに近づく物までの距離を検出する建設機械も知られている。

特開２００１−６４９９２号公報

しかし、特許文献１に記載の距離検出器は、検出対象となる物の速度が高くなるほど検出精度が低くなる特性を有するため、十分な検出精度を得るためにアタッチメントの速度を抑えることが必要である。

そのため、アタッチメントがキャブから十分に離れた状態においても、当該キャブからアタッチメントまでの距離を正確に検出するためにアタッチメントの速度が制限されるという問題がある。

本発明の目的は、アタッチメントがキャブから十分に離れた状態においてアタッチメントの速度が制限されるのを抑制しつつ、アタッチメントがキャブに近づくときのキャブに対する物の接触を確実に防止することができる建設機械を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、建設機械であって、運転室が形成された機体と、前記機体に取り付けられた基端部と前記基端部と反対側の先端部とを有し、前記先端部が前記運転室に対して変位するように姿勢変更可能に構成されたアタッチメントと、前記先端部の速度が調整可能となるように前記アタッチメントを駆動する駆動手段と、前記アタッチメントの姿勢を検出する姿勢検出手段と、前記運転室から当該運転室の外側の被検出物までの距離を検出可能な距離検出器と、前記姿勢検出手段及び前記距離検出器の検出結果に基づいて前記アタッチメントが前記運転室に干渉するのを防止するように前記駆動手段を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記アタッチメントの先端部が前記運転室に近づいている期間中に、（ｉ）前記姿勢検出手段により検出された前記アタッチメントの姿勢に基づいて前記アタッチメントの先端部が前記運転室から離れた所定の距離検出開始位置に到達したことが確認された場合に、前記距離検出器により検出された前記被検出物の距離に基づいて当該被検出物が前記距離検出開始位置よりも前記運転室に近い所定の停止位置に到達したか否かを判定し、前記被検出物が前記停止位置に到達したと判定したときに前記アタッチメントが停止するように前記駆動手段を制御し、（ｉｉ）前記アタッチメントの先端部が前記距離検出開始位置に到達したときに前記アタッチメントの先端部の速度が所定の目標速度以下となるように前記駆動手段を制御する、建設機械。

本発明によれば、距離検出開始位置よりも運転室から遠い領域においては姿勢検出手段を用いてアタッチメントの先端部の位置を特定する。一方、距離検出開始位置及びこれよりも運転室に近い領域においては距離検出器を用いてアタッチメントの先端部の位置を検出する。つまり、距離検出開始位置を基準として姿勢検出手段の使用領域と距離検出器の使用領域とが分けられている。

これにより、距離検出器の使用領域を狭く抑えることができるため、この使用領域内においてのみアタッチメントの先端部の速度を所定の速度（目標速度）以下に抑えれば十分な検出精度を得ることができる。

一方、姿勢検出手段の使用領域においては距離検出器の使用領域に比べてアタッチメントの速度制限を緩和することができる。

したがって、本発明によれば、距離検出器のみを用いる場合と比較してアタッチメントの速度制限の必要な領域を狭く抑えることができるとともに、距離検出器を用いる範囲についてはアタッチメントの速度を抑えて十分な検出精度を確保することができる。

なお、本発明において『アタッチメントの先端部』は、アタッチメントの末端に限定されない。例えば、アタッチメントがブームとアームとバケットとを含む場合、アタッチメントの先端部は、バケットの先端部に限定されず、例えば、アームの先端部であってもよい。この場合、アタッチメントにおける先端部よりも先の部分（バケット）の動作領域に基づく安全域を踏まえて停止位置が設定されていればよい。

ここで、距離検出開始位置よりも運転室から離れて位置するアタッチメント先端部の速度が目標速度よりも高い場合、当該アタッチメントの先端部が距離検出開始位置に到達したときにアタッチメントの速度を瞬時に目標位置まで下げてもよいが、この場合、アタッチメントの速度が急激に変化するためオペレータに与える違和感が大きい。

そこで、前記建設機械は、前記アタッチメントの先端部の速度を検出する速度検出手段をさらに備え、前記制御装置は、前記姿勢検出手段により検出された前記アタッチメントの姿勢に基づいて前記アタッチメントの先端部が前記距離検出開始位置よりも前記運転室から離れた所定の減速開始位置に到達したことが確認された場合であって前記速度検出手段により検出された前記減速開始位置における前記アタッチメントの先端部の速度が前記目標速度よりも高い場合に、前記減速開始位置から前記距離検出開始位置への前記アタッチメントの先端部の移動に応じて当該先端部の速度が連続的に目標速度に低下するように前記駆動手段を制御することが好ましい。

この態様によれば、減速開始位置から距離検出開始位置へ向けてアタッチメントの先端部の速度が連続的に下がるため、当該アタッチメントの速度変化によってオペレータが受ける違和感を低減することができる。

ここで、制御装置は、アタッチメントの先端部の速度を逐次検出して当該速度が目的の速度となるように駆動手段を制御（フィードバック制御）してもよいが、この場合には制御装置における処理が複雑になる。

そこで、前記建設機械において、前記制御装置は、前記速度検出手段により検出された前記減速開始位置における前記アタッチメントの先端部の速度と前記目標速度とに基づいて前記減速開始位置から前記距離検出開始位置までの範囲における前記アタッチメントの先端部の位置と速度との関係を示す減速特性を決定し、前記姿勢検出手段の検出結果に基づく前記アタッチメントの先端部の位置と前記減速特性とに基づいて前記駆動手段を制御することが好ましい。

この態様によれば、姿勢検出手段の検出結果に基づいて特定されるアタッチメントの先端部の位置と減速特性とに基づいて目的となるアタッチメントの速度を特定することができるので、アタッチメントの速度を逐次算出する場合と比較して制御装置における処理を簡素化することができる。

ここで、前記アタッチメントが保持対象物を保持可能な保持部を有する場合、保持対象物がアタッチメントの先端部よりも運転室側に延びた状態で当該保持対象物が保持部に保持されるおそれがある。この場合、保持対象物の長さによっては保持対象物を確実に検出するための距離検出器の使用領域（距離検出開始位置から停止位置までの領域）が不足するおそれがある。

そこで、前記建設機械において、前記アタッチメントは、保持対象物を保持可能な保持部を有し、前記建設機械は、前記保持部に前記保持対象物を保持させるための保持指令を出力する指令出力手段をさらに備え、前記制御装置は、前記指令出力手段から前記保持指令が出力された場合に、当該保持指令が出力されていない場合よりも前記距離検出開始位置及び前記減速開始位置が前記運転室から遠くなるように当該距離検出開始位置及び減速開始位置を変更することが好ましい。

また、前記建設機械において、前記アタッチメントは、保持対象物を保持可能な保持部を有し、前記建設機械は、前記保持部に前記保持対象物を保持させるための保持指令を出力する指令出力手段をさらに備え、前記制御装置は、前記指令出力手段から前記保持指令が出力された場合に、当該保持指令が出力されていない場合よりも前記距離検出開始位置が前記運転室から遠くなるように当該距離検出開始位置を変更することが好ましい。

これらの態様によれば、保持部によって保持対象物が保持される可能性のある場合に距離検出開始位置を運転室から遠ざけることにより距離検出器の使用範囲を広げることができる。そのため、保持対象物がアタッチメントの先端部よりも運転室側に延びる場合であっても当該保持対象物が停止位置に到達するのを確実に検出することができる。

また、距離検出開始位置とともに減速開始位置を運転席から遠ざける態様によれば、アタッチメントの先端部の速度を目標位置まで減速する減速領域を広げることができる。そのため、保持指令が出力された状態においても減速開始位置を維持する場合と比較してアタッチメントの先端部を穏やかに減速することができ、オペレータに与える違和感を緩和することができる。

本発明によれば、アタッチメントがキャブから十分に離れた状態においてアタッチメントの速度が制限されるのを抑制しつつ、アタッチメントがキャブに近づくときのキャブに対する物の接触を確実に防止することができる。

本発明の第１実施形態に係る油圧ショベルの全体構成を示す側面図である。 図１の建設機械に設けられた制御系統を示す回路図である。 図２のコントローラにより実行される処理を示すフローチャートの前半部分である。 図２のコントローラにより実行される処理を示すフローチャートの後半部分である。 図２のコントローラにより決定されるアタッチメントの減速特性を示すグラフである。 本発明の第３実施形態に係る油圧ショベルの全体構成を示す側面図である。 図６に示す油圧ショベルに設けられたコントローラにより実行される処理を示すフローチャートである。

以下添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。

＜第１実施形態（図１〜図５）＞
図１を参照して、本発明の第１実施形態に係る建設機械の一例としての建設機械１は、クローラ２ａを有する下部走行体２と、下部走行体２上に旋回可能に設けられた上部旋回体３と、上部旋回体３に取り付けられたアタッチメント４と、を備えている。なお、下部走行体２及び上部旋回体３は、後述するキャブ１４によって運転室が区画（形成）された機体を構成する。

アタッチメント４は、上部旋回体３に対して水平方向に沿った軸回りに回転可能に取り付けられた基端部を有するブーム５と、ブーム５の先端部に対して水平方向に沿った軸回りに回転可能に取り付けられた基端部を有するアーム６と、アーム６の先端部に対して水平方向に沿った軸回りに回転可能に取り付けられたバケット７と、を有する。

また、アタッチメント４は、上部旋回体３に対してブーム５を回転駆動するブームシリンダ８と、ブーム５に対してアーム６を回転駆動するアームシリンダ９と、アーム６に対してバケット７を回転駆動するバケットシリンダ１０と、を備えている。

このように、アタッチメント４は、機体（下部走行体２及び上部旋回体３）に取り付けられたブーム５の基端部と、ブーム５の基端部と反対側のアーム６の先端部と、を有し、アーム６の先端部が運転室（後述するキャブ１４）に対して変位するようにブームシリンダ８及びアームシリンダ９の作動に応じて姿勢変更可能に構成されている。

さらに、アタッチメント４には、当該アタッチメント４の姿勢を検出する姿勢検出手段が設けられている。姿勢検出手段は、ブーム５に設けられたブーム角度センサ１１と、アーム６に設けられたアーム角度センサ１２と、を有する。ブーム角度センサ１１は、上部旋回体３に対するブーム５の角度を検出する。アーム角度センサ１２は、ブーム５に対するアーム６の角度を検出する。両角度センサ１１、１２は、例えば、ロータリーエンコーダによって構成されている。

一方、上部旋回体３は、下部走行体２上に旋回可能に取り付けられたアッパーフレーム１３と、アッパーフレーム１３上に設けられたキャブ１４と、キャブ１４に取り付けられた距離検出センサ（距離検出器）１５と、図２に示す制御系統１６と、を備えている。

アッパーフレーム１３は、アタッチメント４の基端部（ブーム５の基端部）を回転可能に支持している。

キャブ１４は、アッパーフレーム１３上に形成された運転室（符号省略）の上方及び周囲に設けられた壁部を有する。つまり、キャブ１４は、上部旋回体３に運転室を区画（形成）する。キャブ１４は、アッパーフレーム１３の前部に設けられている。

距離検出センサ１５は、キャブ１４の前面に設けられ、運転室から運転室の外側の被検出物（例えば、バケット７）までの距離を検出可能なものである。距離検出センサ１５として、例えば、超音波センサ、深度センサ、及びステレオカメラを採用することができる。超音波センサは、所定の検出範囲内において超音波を被検出物に向けて発信するとともにその反射波を受信し、発振から受信までに要した時間に基づいて被検出物までの距離を検出するものである。深度センサは、所定の検出範囲内において被検出物に対して赤外線を発するとともに被検出物から反射された赤外線を受け、赤外線を発してから受けるまでに要した時間に基づいて被検出物までの距離を検出するものである。ステレオカメラは、被検出物を異なる位置から撮像する２つのカメラを有し、各カメラによる画像における被検出物の位置の違いに基づいて当該被検出物までの距離を検出するものである。

以下、図２を参照して、制御系統１６について説明する。

制御系統１６は、ブームシリンダ８及びバケットシリンダ１０に作動油を供給する第１油圧ポンプ１７と、アームシリンダ９に作動油を供給する第２油圧ポンプ１８と、第１油圧ポンプ１７とブームシリンダ８との間に設けられたブーム用制御弁１９と、第１油圧ポンプ１７とバケットシリンダ１０との間に設けられたバケット用制御弁２０と、第２油圧ポンプ１８とアームシリンダ９との間に設けられたアーム用制御弁２１と、を備えている。

ブーム用制御弁１９は、ブームシリンダ８を停止させるための中立位置と、ブームシリンダ８の伸び動作（ブーム５の上げ動作）を行うためのブーム上げ位置（図の左位置）と、ブームシリンダ８の縮み動作（ブーム５による下げ動作）を行うためのブーム下げ位置（図の右位置）と、を有する。また、ブーム用制御弁１９は、ブーム上げ位置及びブーム下げ位置に切り換えるためのパイロットポートを有し、通常中立位置に付勢され、パイロットポートの一方にパイロット圧が供給されることにより中立位置からブーム上げ位置又はブーム下げ位置に切り換えられる。

バケット用制御弁２０は、ブーム用制御弁１９と平行に第１油圧ポンプ１７に接続されている。バケット用制御弁２０は、バケットシリンダ１０を停止させるための中立位置と、バケットシリンダ１０の伸び動作（バケット７の掘削動作）を行うための掘削位置（図の左位置）と、バケットシリンダ１０の縮み動作（バケット７の開放動作）を行うための開放位置（図の右位置）と、を有する。また、バケット用制御弁２０は、バケット７の掘削位置及び開放位置に切り換えるためのパイロットポートを有し、通常中立位置に付勢され、パイロットポートの一方にパイロット圧が供給されることにより中立位置から掘削位置又は開放位置に切り換えられる。

アーム用制御弁２１は、アームシリンダ９を停止させるための中立位置と、アームシリンダ９の伸び動作（アーム６の引き動作）を行うためのアーム引き位置（図の左位置）とアームシリンダ９の縮み動作（アーム６の押し動作）を行うためのアーム押し位置（図の右位置）と、を有する。また、アーム用制御弁２１は、アーム引き位置及びアーム押し位置に切り換えるためのパイロットポートを有し、通常中立位置に付勢され、パイロットポートの一方にパイロット圧が供給されることにより中立位置からアーム引き位置又はアーム押し位置に切り換えられる。

また、制御系統１６は、制御弁１９〜２１にパイロット圧を供給するパイロットポンプ２２と、パイロットポンプ２２とブーム用制御弁１９との間に設けられたブーム用操作手段２３と、パイロットポンプ２２とバケット用制御弁２０との間に設けられたバケット用操作手段２４と、パイロットポンプ２２とアーム用制御弁２１との間に設けられたアーム用操作手段２５と、を備えている。

操作手段２３〜２５は、操作レバーと、操作レバーの操作量に応じたパイロット圧を出力するリモコン弁と、をそれぞれ有する。操作手段２３〜２５から出力されたパイロット圧は、制御弁１９〜２１のパイロットポートにそれぞれ供給される。

さらに、制御系統１６は、ブーム用操作手段２３とブーム用制御弁１９のブーム上げ側のパイロットポートとの間に設けられたブーム用電磁弁２６と、バケット用操作手段２４とバケット用制御弁２０の掘削側のパイロットポートとの間に設けられたバケット用電磁弁２７と、アーム用操作手段２５とアーム用制御弁２１のアーム引き側のパイロットポートとの間に設けられたアーム用電磁弁２８と、を備えている。

電磁弁２６〜２８は、操作手段２３〜２５とパイロットポートとを接続する接続位置（図の上位置）と、操作手段２３〜２５をパイロットポートから遮断するとともにパイロットポートをタンクに接続する減圧位置（図の下位置）と、を有する。また、電磁弁２６〜２８は、通常接続位置に付勢され、後述するコントローラ３２から指令が入力されることにより減圧位置に切り換えられる。具体的に、電磁弁２６〜２８は、コントローラからの指令値の大きさに応じて接続位置から減圧位置への移動量、つまり、パイロット圧の減圧の程度を調整可能に構成されている。なお、各電磁弁２６〜２８の一次側（各操作手段２３〜２５側）の圧力は、パイロット圧センサ２９〜３１によってそれぞれ検出される。

なお、シリンダ８、９、ポンプ１７、１８、２２、制御弁１９、２１、操作手段２３、２５、及び電磁弁２６、２８は、アタッチメント４の先端部（アーム６の先端部）の速度が調整可能となるようにアタッチメント４を駆動する駆動手段を構成する。

制御系統１６は、上述した姿勢検出手段（ブーム角度センサ１１及びアーム角度センサ１２）及び距離検出センサ１５の検出結果に基づいてアタッチメント４がキャブ１４に干渉するのを防止するように駆動手段を制御するコントローラ（制御装置）３２を備えている。

具体的に、コントローラ３２には、パイロット圧センサ２９〜３１からの検出信号が入力され、コントローラ３２は、これらの検出信号に基づいてバケット７の先端部がキャブ１４に近接する動作（以下、近接動作という）が行われているか否かを判定する。この近接動作の期間中、アタッチメント４の先端部（アーム６の先端部）は、キャブ１４に近づいており、コントローラ３２は、この期間中に、以下の制御を実行する。

図１及び図２を参照して、コントローラ３２は、姿勢検出手段により検出されたアタッチメント４の姿勢に基づいてアタッチメント４の先端部（アーム６の先端部）を特定する。具体的に、コントローラ３２は、ブーム角度センサ１１により検出されたブーム５の角度及び予め記憶されたブーム５の長さに基づいてブーム５の先端部の位置を特定する。さらに、コントローラ３２は、アーム角度センサ１２により検出されたアーム６の角度及び予め記憶されたアーム６の長さに基づいてアーム６の先端部の位置を特定する。

そして、コントローラ３２は、アタッチメント４がキャブ１４から離れた所定の距離検出開始位置Ｂに到達したことが確認された場合に、距離検出センサ１５により検出された被検出物の距離に基づいて当該被検出物が停止位置Ｃに到達したか否かを判定する。

ここで、距離検出開始位置Ｂは、キャブ１４（運転室）の前の位置である。

また、停止位置Ｃは、距離検出開始位置Ｂよりもキャブ１４に近い位置（距離検出開始位置Ｂの後ろの位置）であって、アタッチメント４とキャブ１４との干渉を防止するために予め設定された位置である。具体的に、アーム６の先端部が停止位置Ｃに到達した状態においてバケット７がアタッチメント４に接触し得ないように、停止位置Ｃは設定されている。つまり、停止位置Ｃは、バケット７の動作領域に基づく安全域を踏まえて設定されている。

さらに、コントローラ３２は、被検出物が停止位置Ｃに到達したと判定したときにアタッチメント４が停止するように駆動手段を制御する。

これにより、停止位置Ｃまでキャブ１４に接近した物が存在する場合にアタッチメント４の動作を停止して当該物とキャブ１４との接触を防止することができる。

また、コントローラ３２は、アタッチメント４の先端部が距離検出開始位置Ｂに到達したときにアタッチメント４の先端部の速度が所定の目標速度以下となるように駆動手段を制御する。なお、目標速度は、コントローラ３２の処理能力との関係で、距離検出センサ１５による被検出部の検出精度を十分に確保することができるものとして予め設定された速度である。

具体的に、コントローラ３２は、前回アタッチメント４の先端位置を特定した時期から今回アタッチメント４の先端位置を特定した時期までの経過時間を測定するタイマ（図示せず）を有しており、２つの先端位置に基づくアタッチメント４の移動距離とタイマによる計測時間とに基づいてアタッチメント４の先端部の速度を特定する。つまり、姿勢検出手段（ブーム角度センサ１１及びアーム角度センサ１２）及びコントローラ３２は、アタッチメント４の先端部の速度を検出する速度検出手段を構成する。なお、速度検出手段としてアタッチメント４の先端部の速度を検出可能な速度センサを設けることもできる。

さらに、コントローラ３２は、速度検出手段により検出された減速開始位置Ａにおけるアタッチメント４の先端部の速度が目標速度よりも高い場合に、減速開始位置Ａから距離検出開始位置Ｂへのアタッチメント４の先端部の移動に応じて当該先端部の速度が連続的に目標速度に低下するように駆動手段を制御する。

具体的に、コントローラ３２は、図５に示すように、減速開始位置Ａにおけるアタッチメント４の先端部の速度と目標速度と基づいて減速開始位置Ａから距離検出開始位置Ｂまでの範囲におけるアタッチメント４の先端部の位置と速度との関係を示す減速特性を決定する。そして、コントローラ３２は、姿勢検出手段を用いて特定されたアタッチメント４の先端部の位置と減速特性とに基づいて駆動手段を制御する。

図５において実線で示すように減速開始位置Ａにおけるアタッチメント４の先端部の速度が比較的に高いと、減速特性は急勾配となり、二点鎖線で示すように減速開始位置Ａにおけるアタッチメント４の先端部の速度が比較的に低いと、減速特性の勾配は相対的に緩やかとなる。なお、図５では、直線状の減速特性を示しているが、減速開始位置Ａから距離検出開始位置Ｂに向けてアタッチメント４の速度が連続して低下する特性であれば、曲線状の減速特性を採用することもできる。

一方、減速開始位置Ａにおけるアタッチメント４の先端部の速度が目標速度と同等又はこれよりも低い場合、コントローラ３２は、図５において一点鎖線で示すように減速開始位置Ａにおける速度で一定となる速度特性を決定し、この速度特性とアタッチメント４の先端部の位置とに基づいて駆動手段を制御する。

なお、図５に示す特性における距離検出開始位置Ｂから停止位置Ｃまでの間の範囲のアタッチメント４の先端部の速度は、距離検出開始位置Ｂにおける速度（目標速度以下の速度）で一定である。

以下、図１〜図４を参照して、コントローラ３２により実行される処理について説明する。

まず、アタッチメント４の先端部がキャブ１４に近接する方向に動作しているか否かが検出される（ステップＳ１）。具体的に、パイロット圧センサ２９〜３１の検出結果に基づいてブーム５の上げ動作、アーム６の引き動作、及びバケット７の掘削動作が行われている場合に、ステップＳ１ではＹＥＳと判定される。

ステップＳ１でＹＥＳと判定されると、ブーム角度センサ１１及びアーム角度センサ１２から角度検出値が取り込まれ（ステップＳ２）、これらの角度検出値に基づいてアタッチメント４の先端部（アーム６の先端部）の位置が特定される（ステップＳ３）。

次いで、アタッチメント４の先端部の位置が減速開始位置Ａであるか否かが判定され（ステップＳ４）、アタッチメント４の先端部の位置が減速開始位置Ａよりもキャブ１４から遠いと判定されると（ステップＳ４でＮＯ）、アタッチメント４の先端部の現在位置を記憶して（ステップＳ５）、前記ステップＳ２に戻る。

一方、ステップＳ４でＹＥＳと判定されると、アタッチメント４の先端部の現在位置、アタッチメント４の先端部の前回検出時の位置、及びこれらの検出が行われた間隔（計測時間）に基づいてアタッチメント４の先端部の移動速度が算出される（ステップＳ６）。

次いで、アタッチメント４の先端部の速度と目標速度とに基づいて速度特性（図５の実線及び二点鎖線で示す減速特性及び図５の一点鎖線で示す速度特性）を決定し（ステップＳ７）、アタッチメント４の先端部の位置と速度特性とに基づく速度指令を出力する（ステップＳ８）。

具体的に、ステップＳ８では、速度特性における目的の速度でアタッチメント４の先端部を駆動するためにブーム用制御弁１９及びアーム用制御弁２１（図２参照）に対するパイロット圧をそれぞれ特定し、これらのパイロット圧を実現するためのブーム用電磁弁２６及びアーム用電磁弁２８に対する電流指令値をそれぞれ特定する。コントローラ３２は、このように特定された電流指令値を出力する。

次いで、角度センサ１１、１２による角度検出値が取り込まれるとともに（ステップＳ９）、これらの角度検出値に基づいてアタッチメント４の先端部の位置が特定され（ステップＳ１０）、アタッチメント４の先端部の位置が距離検出開始位置Ｂであるか否かが判定される（ステップＳ１１）。

アタッチメント４の先端部の位置が距離検出開始位置Ｂよりもキャブ１４から遠いと判定されると（ステップＳ１１でＮＯ）、前記ステップＳ８に戻って、アタッチメント４の先端部の現在位置に対応する速度となるように速度指令が出力される。

一方、アタッチメント４の先端部の位置が距離検出開始位置Ｂであると判定されると（ステップＳ１１でＹＥＳ）、距離検出センサ１５による検出値（被検出物までの距離）が取り込まれ（ステップＳ１２）、被検出物の位置が停止位置Ｃであるか否かが判定される（ステップＳ１３）。

被検出物の位置が停止位置Ｃよりもキャブ１４から遠いと判定されると（ステップＳ１３でＮＯ）、図５に示す速度特性に基づいて速度指令が出力される（ステップＳ１４）。

具体的に、図５に示す速度特性では、距離検出開始位置Ｂから停止位置Ｃまでの間の速度が距離検出開始位置Ｂにおける速度（目標速度以下の速度）で一定に設定されているため、この速度でアタッチメント４の先端部が移動するための速度指令が出力される。

一方、ステップＳ１３において被検出物の位置が停止位置Ｃであると判定されると、アタッチメント４を停止するための指令が出力され（ステップＳ１５）、当該処理は終了する。

具体的に、ステップＳ１５では、図２に示す全電磁弁２６〜２８の全てが減圧位置（図の下位置）にフルストロークで移動するための電気指令が出力される。これにより、全制御弁１９〜２１に対するパイロット圧が０となり、当該前制御弁１９〜２１は中立位置に付勢される。その結果、全シリンダ８〜１０の作動が停止され、キャブ１４に対するアタッチメント４の干渉が防止される。

以上説明したように、距離検出開始位置Ｂよりもキャブ１４（運転室）から遠い領域においては姿勢検出手段（ブーム角度センサ１１及びアーム角度センサ１２）を用いてアタッチメント４の先端部（アーム６の先端部）の位置を特定する。一方、距離検出開始位置Ｂ及びこれよりもキャブ１４に近い領域においては距離検出センサ１５を用いてアタッチメント４の先端部の位置を検出する。つまり、距離検出開始位置Ｂを基準として姿勢検出手段の使用領域と距離検出センサ１５の使用領域とが分けられている。

これにより、距離検出センサ１５の使用領域を狭く抑えることができるため、この使用領域内においてのみアタッチメント４の先端部の速度を所定の速度（目標速度）以下に抑えれば十分な検出精度を得ることができる。

一方、姿勢検出手段の使用領域においては距離検出センサ１５の使用領域に比べてアタッチメント４の速度制限を緩和することができる。

したがって、距離検出センサ１５のみを用いる場合と比較してアタッチメント４の速度制限の必要な領域を狭く抑えることができるとともに、距離検出センサ１５を用いる範囲についてはアタッチメント４の速度を抑えて十分な検出精度を確保することができる。

また、第１実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。

減速開始位置Ａから距離検出開始位置Ｂへ向けてアタッチメント４の先端部の速度が連続的に下がるため、当該アタッチメント４の速度変化によってオペレータが受ける違和感を低減することができる。

姿勢検出手段の検出結果に基づいて特定されるアタッチメント４の先端部の位置と減速特性とに基づいて目的となるアタッチメント４の速度を特定することができるので、アタッチメント４の速度を逐次算出する場合と比較してコントローラ３２における処理を簡素化することができる。

＜第２実施形態（図６及び図７）＞
第１実施形態では、掘削用のバケット７を有するアタッチメント４について説明したが、アタッチメント４は、金属片等の保持対象物を保持可能な保持部を有していてもよい。

第２実施形態に係る建設機械１は、アーム６の先端部に設けられたリフティングマグネット（保持部）３３と、リフティングマグネット３３に設けられた図外のコイルに供給するための電力を蓄える蓄電装置３５と、蓄電装置３５の電力を用いてリフティングマグネット３３を励磁するための保持指令を出力するための励磁操作手段（指令出力手段）３４と、を備えている。

コントローラ３２（図２参照）は、リフティングマグネット３３、励磁操作手段３４及び蓄電装置３５に電気的に接続され、励磁操作手段３４からの保持指令に応じて蓄電装置３５の電力をリフティングマグネット３３のコイルに供給する。

このように建設機械１が保持対象物を保持するリフティングマグネット３３を有する場合、図６に示すように保持対象物がアタッチメント４の先端部よりもキャブ１４側に延びた状態で当該保持対象物がリフティングマグネット３３に保持されるおそれがある。この場合、保持対象物の長さによっては保持対象物を確実に検出するための距離検出センサ１５の使用領域（距離検出開始位置Ｂから停止位置Ｃまでの領域）が不足するおそれがある。

そこで、コントローラ３２は、励磁操作手段３４から保持指令が出力された場合に、保持指令が出力されていない場合よりも距離検出開始位置Ｂ及び減速開始位置Ａがキャブ１４から遠くなるように距離検出開始位置Ｂ及び停止位置Ｃを変更する。

図７を参照して、コントローラ３２により実行される処理について説明する。

当該処理が開始されると、上述したステップＳ１においてアタッチメント４の先端部がキャブ１４に近づく方向に作動しているか否かが判定される。

ステップＳ１においてＹＥＳと判定されると、励磁操作手段３４を用いた励磁操作があるか否か、つまり、保持指令が出力されているか否かが判定される（ステップＳ１０１）。

ここで、保持指令が出力されていると判定されると（ステップＳ１０１でＹＥＳ）、保持指令が出力されていない場合よりも距離検出開始位置Ｂ及び減速開始位置Ａがキャブ１４から遠くなるように当該距離検出開始位置Ｂ及び減速開始位置Ａを変更し（ステップＳ１０２）、前記ステップＳ２を実行する。

一方、ステップＳ１０１でＮＯと判定されると、ステップＳ１０２を行うことなく前記ステップＳ２を実行する。

ステップＳ２以降の処理は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。

第２実施形態によれば、リフティングマグネット３３によって保持対象物が保持される可能性のある場合に距離検出開始位置Ｂをキャブ１４から遠ざけることにより距離検出センサ１５の使用範囲を広げることができる。そのため、保持対象物がアタッチメント４の先端部よりもキャブ１４側に延びる場合であっても当該保持対象物が停止位置Ｃに到達するのを確実に検出することができる。

また、距離検出開始位置Ｂとともに減速開始位置Ａを運転席から遠ざけることにより、アタッチメント４の先端部の速度を目標位置まで減速する減速領域を広げることができる。そのため、保持指令が出力された状態においても減速開始位置Ａを維持する場合と比較してアタッチメント４の先端部を穏やかに減速することができ、オペレータに与える違和感を緩和することができる。

なお、第２実施形態では、ステップＳ１０２において距離検出開始位置Ｂ及び減速開始位置Ｃを変更しているが、少なくとも距離検出開始位置Ｂを変更することにより被検出部（保持対象物）がキャブ１４に干渉するのを確実に防止することができる。

なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下の態様を採用することもできる。

前記実施形態では、アタッチメント４の先端部としてアーム６の先端部を用いているが、バケット７又はリフティングマグネット３３の先端部をアタッチメント４の先端部として用いることもできる。この場合、バケット７及びリフティングマグネット３３の角度を検出するためのセンサが設けられていることが必要である。また、バケット７及びリフティングマグネット３３の移動範囲を加味した距離検出開始位置Ｂ、停止位置Ｃ、及び減速開始位置Ａが設定されている必要がある。

前記実施形態では、減速開始位置Ａから距離検出開始位置Ｂに向けて連続的にアタッチメント４の速度を下げているが、アタッチメント４の先端部の速度は、距離検出開始位置Ｂにおいて目標速度以下であればよい。例えば、減速開始位置Ａにおけるアタッチメント４の先端部の速度が目標速度を超える場合、距離検出開始位置Ｂ又はこれよりもキャブ１４から遠い位置でアタッチメント４の先端部の速度を目標速度に瞬時に下げることもできる。

前記実施形態では、図５に示す速度特性に基づいてアタッチメント４の先端部の速度を連続的に下げているが、アタッチメント４の先端部の速度を逐次検出して当該速度が目的の速度となるように駆動手段を制御（フィードバック制御）してもよい。

前記実施形態では、キャブにより区画された運転室を例示したが、運転席はこれに限定されず、オペレータが着座するための運転席が設けられた空間であればよい。

前記実施形態では、キャブ１４の前に設定された距離検出開始位置Ｂ、停止位置Ｃ及び減速開始位置Ａについて説明したが、各位置は、運転席の外側に設定されていればよい。例えば、第１〜減速開始位置は、キャブ１４の前に代えて又は加えて、キャブ１４の上や側方に設定されていてもよい。

Ａ 減速開始位置
Ｂ 距離検出開始位置
Ｃ 停止位置
１ 建設機械
２ 下部走行体（機体）
３ 上部旋回体（機体）
４ アタッチメント
８ ブームシリンダ（駆動手段）
９ アームシリンダ（駆動手段）
１１ ブーム角度センサ（姿勢検出手段、速度検出手段）
１２ アーム角度センサ（姿勢検出手段、速度検出手段）
１４ キャブ（運転席を区画するもの）
１５ 距離検出センサ（距離検出器）
１７、１８ 油圧ポンプ（駆動手段）
１９ ブーム用制御弁（駆動手段）
２１ アーム用制御弁（駆動手段）
２２ パイロットポンプ（駆動手段）
２３ ブーム用操作手段（駆動手段）
２５ アーム用操作手段（駆動手段）
２６ ブーム用電磁弁（駆動手段）
２８ アーム用電磁弁（駆動手段）
３２ コントローラ（制御装置、速度検出手段）
３３ リフティングマグネット（保持部）
３４ 励磁操作手段（指令出力手段）

Claims (5)

1. 建設機械であって、
   運転室が形成された機体と、
   前記機体に取り付けられた基端部と前記基端部と反対側の先端部とを有し、前記先端部が前記運転室に対して変位するように姿勢変更可能に構成されたアタッチメントと、
   前記先端部の速度が調整可能となるように前記アタッチメントを駆動する駆動手段と、
   前記アタッチメントの姿勢を検出する姿勢検出手段と、
   前記運転室から当該運転室の外側の被検出物までの距離を検出可能な距離検出器と、
   前記姿勢検出手段及び前記距離検出器の検出結果に基づいて前記アタッチメントが前記運転室に干渉するのを防止するように前記駆動手段を制御する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、前記アタッチメントの先端部が前記運転室に近づいている期間中に、
   （ｉ）前記姿勢検出手段により検出された前記アタッチメントの姿勢に基づいて前記アタッチメントの先端部が前記運転室から離れた所定の距離検出開始位置に到達したことが確認された場合に、前記距離検出器により検出された前記被検出物の距離に基づいて当該被検出物が前記距離検出開始位置よりも前記運転室に近い所定の停止位置に到達したか否かを判定し、前記被検出物が前記停止位置に到達したと判定したときに前記アタッチメントが停止するように前記駆動手段を制御し、
   （ｉｉ）前記アタッチメントの先端部が前記距離検出開始位置に到達したときに前記アタッチメントの先端部の速度が所定の目標速度以下となるように前記駆動手段を制御する、建設機械。
2. 請求項１に記載の建設機械は、前記アタッチメントの先端部の速度を検出する速度検出手段をさらに備え、
   前記制御装置は、前記姿勢検出手段により検出された前記アタッチメントの姿勢に基づいて前記アタッチメントの先端部が前記距離検出開始位置よりも前記運転室から離れた所定の減速開始位置に到達したことが確認された場合であって前記速度検出手段により検出された前記減速開始位置における前記アタッチメントの先端部の速度が前記目標速度よりも高い場合に、前記減速開始位置から前記距離検出開始位置への前記アタッチメントの先端部の移動に応じて当該先端部の速度が連続的に目標速度に低下するように前記駆動手段を制御する、建設機械。
3. 請求項２に記載の建設機械であって、
   前記制御装置は、前記速度検出手段により検出された前記減速開始位置における前記アタッチメントの先端部の速度と前記目標速度とに基づいて前記減速開始位置から前記距離検出開始位置までの範囲における前記アタッチメントの先端部の位置と速度との関係を示す減速特性を決定し、前記姿勢検出手段の検出結果に基づく前記アタッチメントの先端部の位置と前記減速特性とに基づいて前記駆動手段を制御する、建設機械。
4. 請求項２又は３に記載の建設機械であって、
   前記アタッチメントは、保持対象物を保持可能な保持部を有し、
   前記建設機械は、前記保持部に前記保持対象物を保持させるための保持指令を出力する指令出力手段をさらに備え、
   前記制御装置は、前記指令出力手段から前記保持指令が出力された場合に、当該保持指令が出力されていない場合よりも前記距離検出開始位置及び前記減速開始位置が前記運転室から遠くなるように当該距離検出開始位置及び減速開始位置を変更する、建設機械。
5. 請求項１〜３の何れか１項に記載の建設機械であって、
   前記アタッチメントは、保持対象物を保持可能な保持部を有し、
   前記建設機械は、前記保持部に前記保持対象物を保持させるための保持指令を出力する指令出力手段をさらに備え、
   前記制御装置は、前記指令出力手段から前記保持指令が出力された場合に、当該保持指令が出力されていない場合よりも前記距離検出開始位置が前記運転室から遠くなるように当該距離検出開始位置を変更する、建設機械。

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