JP2017057607A

JP2017057607A - 建設機械

Info

Publication number: JP2017057607A
Application number: JP2015182261A
Authority: JP
Inventors: 勇樹廣瀬; Yuki Hirose; 湯上　誠之; Masayuki Yugami; 誠之湯上
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2015-09-15
Filing date: 2015-09-15
Publication date: 2017-03-23

Abstract

【課題】油圧応答遅れが生じるエンジン暖機中におけるフロント作業機の操作時に、フロント作業機の動作範囲を予め設定した動作範囲に簡易な制御で制限できる干渉防止装置を備えた建設機械を提供する。
【解決手段】干渉防止コントローラ３２は、エンジン４０が始動してから所定の設定時間が経過するまで、減速領域Ａ及び停止領域Ｂをそれぞれ通常作業時の設定よりも予め設定した所定の距離ΔＤだけキャブ１０４の外側に向かって拡大させて設定し、前記エンジンが始動してから前記所定の設定時間が経過した後に、前記減速領域及び前記停止領域をそれぞれ通常作業時の設定に戻す。
【選択図】図１０

Description

本発明は、オフセット式のフロント作業機を備えた建設機械に係わり、特に、フロント作業機とキャブ（運転室）の干渉を防止する干渉防止装置を備えた建設機械に関する。

オフセット式のフロント作業機を備えた油圧ショベル（以下、オフセット式油圧ショベルという）は、フロント作業機のオフセット操作により掘削範囲を広くとれるとともに、狭所での掘削作業が容易となるという利点がある。しかし、オフセット式油圧ショベルでは、フロント作業機がオフセット操作されるため、フロント作業機の姿勢によってはフロント作業機（特にバケット）が運転室（キャブ）に衝突（干渉）するおそれがある。このようなフロント作業機とキャブとの干渉を防止するため、オフセット式油圧ショベルは、干渉防止制御を行う干渉防止装置を備えるのが一般的である。

この干渉防止装置の制御では、例えば特許文献１又は２に記載のように、通常、運転室の周囲に外側から内側に向かって減速領域と停止領域を設定し、例えばアームクラウド動作かつ／又はブーム上げ動作によりバケットが減速領域に侵入すると、アームクラウド動作／又はブーム上げ動作に係わる流量制御弁のパイロットラインに設けられた電磁比例減圧弁により、流量制御弁に与えられる指令パイロット圧を減圧してアームクラウド動作かつ／又はブーム上げ動作を減速し、バケットが停止領域に侵入すると電磁比例減圧減弁を全閉してアームクラウド動作かつ／又はブーム上げ動作を自動停止させる。

ここで、油圧によって駆動する機械では一般に、作動油の温度が低いと粘性が上がるため、機械の応答性が下がるという傾向がある。これは上述の干渉防止装置でも例外ではなく、作動油の温度が極端に低下すると油圧機器の応答遅れのため、バケット先端が設定領域の境界を越え、侵入を制限している侵入制限領域まで侵入してしまうことがある。

そこで、特許文献１に記載の建設機械の干渉防止装置では、作動油の温度を検出し、第２補正手段によりその温度に応じて、温度の変化によるフロント装置の干渉防止領域への侵入を回避するように第１補正手段の制御開始距離を補正している。これにより油温が低下して作動油の粘性が高くなった時に、フロント装置の干渉領域内への侵入を制限している。

一方、特許文献２に記載の建設機械の干渉防止装置では、バケット位置が減速域にあるときは、該バケット位置の算出値を時間微分し、該微分値に応じて前記バケット位置を前記上部旋回体の前後方向へシフトさせた仮想のバケット位置を求め、該仮想のバケット位置に対応する指令信号の設定値を前記減速停止用比例弁に出力する。これにより、減速停止用比例弁の性能の個体差や気温、並びに作業機の接近速度に拘らず、適切な減速操作を実行できる。

特開平９−２５６４０３号公報特開平９−１７７１１６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の建設機械では、作動油温を図る温度センサからの信号を取り込み、作動油温に応じて干渉制限範囲を補正するため、制御が複雑になると共に、温度センサの検出精度によって制御のばらつきが生じる。

一方、特許文献２に記載の建設機械では、バケットの位置を時間微分することによりバケットの侵入速度を計算し、この侵入速度に応じて制動力を変化させるため、干渉防止制御を行うコントローラに高い演算性能が要求される。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、油圧応答遅れが生じるエンジン暖機中におけるフロント作業機の操作時に、フロント作業機の動作範囲を予め設定した動作範囲に簡易な制御で制限できる干渉防止装置を備えた建設機械を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明は、運転室を有する車体と、前記車体に上下方向に回動可能に取り付けられたオフセット式のフロント作業機と、前記フロント作業機を構成する複数のフロント部材をそれぞれ駆動する複数の油圧アクチュエータと、前記複数の油圧アクチュエータのそれぞれに対応して設けられた複数の操作装置と、前記複数の油圧アクチュエータに圧油を供給する油圧ポンプと、前記油圧ポンプから前記複数の油圧アクチュエータに供給される圧油の流量を制御する複数の流量制御弁と、前記油圧ポンプを駆動するエンジンと、前記運転室の周囲に外側から内側に向かって順に減速領域と停止領域とを予め設定しており、前記フロント作業機が前記減速領域に侵入した場合は、前記複数のフロント部材の動作を減速させることで前記フロント作業機の動作を減速させ、前記フロント作業機が更に前記停止領域に侵入した場合は、前記複数のフロント部材の動作を停止させることで前記フロント作業機の動作を停止させる干渉防止装置とを備えた建設機械において、前記干渉防止装置は、前記エンジンが始動してから所定の設定時間が経過するまで、前記減速領域及び前記停止領域をそれぞれ通常作業時の設定よりも予め設定した所定の距離だけ前記運転室の外側に向かって拡大させて設定し、前記エンジンが始動してから前記所定の設定時間が経過した後に、前記減速領域及び前記停止領域をそれぞれ通常作業時の設定に戻すように構成したものとする。

本発明によれば、干渉防止装置を備えた建設機械において、油圧応答遅れが生じるエンジン暖機中におけるフロント作業機の操作時に、フロント作業機の動作範囲を予め設定した動作範囲に簡易な制御で制限できる。

本発明の実施の形態に係るオフセット式油圧ショベルの外観を示す側面図である。本発明の実施の形態に係るオフセット式油圧ショベルの外観を示す上面図である。本発明の実施の形態に係るオフセット式油圧ショベルの油圧システム及び制御システムを示す図である。本発明の実施の形態に係るオフセット式油圧ショベルにおける干渉防止制御の概念を油圧ショベルの側面で示す図である。本発明の実施の形態に係るオフセット式油圧ショベルにおける干渉防止制御の概念を油圧ショベルの上面で示す図である。干渉防止コントローラの機能ブロック図である。干渉防止コントローラの比例弁制御部による処理を示すフローチャートである。干渉防止コントローラの比例弁制御部によって参照される演算テーブルを示す図である。干渉防止コントローラの制御領域設定部による処理を示すフローチャートである。干渉防止コントローラの制御領域設定部による演算テーブルの切替処理を示す図である。

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。なお、各図中、同一の部分には同一の符号を付し、重複した説明は適宜省略する。

図１及び図２は、オフセット式油圧ショベル（以下単に「油圧ショベル」という。）の外観を示す図であり、図１は側面図を、図２は上面図を示している。図１及び図２において、油圧ショベル１は、上下方向（垂直方向）にそれぞれ回動するブーム（第１ブーム）１０１ａ、アーム１０１ｂ、バケット１０１ｃ及び左右方向（水平方向）に回動するオフセット（第２ブーム）１０１ｄ及びシリンダステー１０１ｅを含む複数のフロント部材からなるオフセット式のフロント作業機１０２と、上部旋回体１０１ｆ及び下部走行体１０１ｇからなる車体１０３とで構成されている。

フロント作業機１０２のブーム１０１ａの基端部分は上部旋回体１０１ｆの前側中央部分に上下方向に回動可能に支持されており、オフセット１０１ｄの基端部分はブーム１０１ａの上端部分に左右方向に回動可能に連結されており、シリンダステー１０１ｅの前側部分はオフセット１０１ｄの先端部分に左右方向に回動可能に連結されており、アーム１０１ｂの基端部分はシリンダステー１０１ｅの先端部分に前後方向に回動可能に連結されており、バケット１０１ｃはアーム１０１ｂの先端部分に上下方向に回動可能に連結されている。ブーム１０１ａ、アーム１０１ｂ及びオフセット１０１ｄのそれぞれの回動支点には、ブーム１０１ａ、アーム１０１ｂ及びオフセット１０１ｄの回動角を検出する角度センサ３１ａ，３１ｂ，３１ｃがそれぞれ設けられている。

ブーム１０１ａ、アーム１０１ｂ、バケット１０１ｃ、オフセット１０１ｄ、上部旋回体１０１ｆ及び下部走行体１０１ｇはそれぞれブームシリンダ３ａ、アームシリンダ３ｂ、バケットシリンダ３ｃ、オフセットシリンダ３ｄ、旋回モータ（図示せず）及び左右の走行モータ３ｆ，３ｇにより駆動される。図２から分かるように、オフセット１０１ｄのオフセットシリンダ３ｄの反対側において、ブーム１０１ａの上端部分の側面とシリンダステー１０１ｅの側面はそれぞれ連結部材１０１ｈ，１０１ｊを介してロッド１０１ｋにより連結され、オフセット１０１ｄとロッド１０１ｋとブーム１０１ａの上端部分と連結部材１０１ｊとで平行リンク機構を構成している。上部旋回体１０１ｆは作業者が乗車する運転室を備えたキャブ１０４を有している。下部走行体１０１ｇの前側部分にはブレード１０１ｍが上下方向に回動可能に連結されており、ブレード１０１ｍは図示しないブームシリンダにより駆動される。

図３は、本実施の形態に係る油圧ショベル１の油圧システム及び制御システムを示す図である。図３において、油圧ショベル１の油圧システムは、エンジン４０によって駆動される油圧ポンプ（メインポンプ）２と、この油圧ポンプ２からの圧油により駆動されるブームシリンダ３ａ、アームシリンダ３ｂ、バケットシリンダ３ｃ、オフセットシリンダ３ｄ、旋回モータ３ｅ及び左右の走行モータ３ｆ，３ｇを含む複数のアクチュエータと、これら油圧アクチュエータ３ａ〜３ｇのそれぞれに対応して設けられた操作レバー装置４ａ〜４ｇと、油圧ポンプ２と複数の油圧アクチュエータ３ａ〜３ｇ間に接続され、操作レバー装置４ａ〜４ｇの操作パイロット圧によって中立位置から切り換えられ、油圧アクチュエータ３ａ〜３ｇに供給される圧油の流量を制御する複数の流量制御弁５ａ〜５ｇと、安全弁としてのメインリリーフ弁６とを有している。なお、図３においては図示を省略しているが、ブレードシリンダの駆動に係わる部分も油圧システムに含まれる。

操作レバー装置４ａ〜４ｇはリモコン弁（減圧弁）を内蔵した油圧パイロット式であり、エンジン４０によって駆動されるパイロットポンプ７の吐出油路７ａにパイロット圧供給油路７ｂを介して接続され、パイロットポンプ７で生成される油圧（一次圧）に基づいて、それぞれ作業者により操作される操作レバーの操作量と操作方向に応じた指令パイロット圧（二次圧）を生成する。これらの指令パイロット圧はパイロットライン１０ａ，１０ｂ〜１６ａ，１６ｂを介して対応する流量制御弁５ａ〜５ｇの油圧駆動部２０ａ，２０ｂ〜２６ａ，２６ｂに導かれる。パイロットポンプ７の吐出油路７ａはパイロットポンプ７の吐出圧を一定に保持するパイロットリリーフ弁８を備えている。

図３において、油圧ショベル１の制御システムは干渉防止装置を構成するものであり、ブーム１０１ａ、アーム１０１ｂ及びオフセット１０１ｄの回動角をそれぞれ検出する角度センサ３１ａ，３１ｂ，３１ｃと、角度センサ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ及びエンジン４０によって駆動されるオルタネータ４１からの信号を入力し、干渉防止制御の演算処理を行う干渉防止コントローラ３２と、パイロットライン１０ａ，１１ａ，１３ｂに設けられ、干渉防止コントローラ３２から出力される駆動電流により駆動される電磁比例減圧弁３３ａ，３３ｂ，３３ｃと、パイロットポンプ７の吐出油路７ａとパイロット圧供給油路７ｂとの間に配置された電磁切換式の油圧ロック弁３４とを備えている。

電磁比例減圧弁３３ａ，３３ｂ，３３ｃは操作レバー装置４ａ，４ｂ，４ｄにより生成された指令パイロット圧を駆動電流に応じて減圧し、その減圧した指令パイロット圧がパイロットライン１０ａ，１１ａ，１３ｂを介して流量制御弁５ａ，５ｂ，５ｄの油圧駆動部２０ａ，２１ａ，２３ｂに導かれる。

油圧ロック弁３４は、通常時は、干渉防止コントローラ３２から出力されるＯＮ信号により図示左側の位置に切り換えられており、この場合は、パイロットポンプ７の吐出圧が一次圧としてパイロット圧供給油路７ｂに導かれ、操作レバー装置４ａ〜４ｇはそれぞれの操作レバーの操作により指令パイロット圧を生成可能である。干渉防止コントローラ３２から出力されていたＯＮ信号がＯＦＦ信号に切り換わると油圧ロック弁３４は図示右側の位置に切り換えられ、パイロットポンプ７の吐出油路７ａとパイロット圧供給油路７ｂとの接続を遮断し、パイロット圧供給油路７ｂをタンクに接続する。これにより操作レバー装置４ａ〜４ｇのそれぞれの操作レバーが操作されても指令パイロット圧が生成されないため、流量制御弁５ａ〜５ｇは中立状態を維持する。その結果、油圧ショベル１の全動作が停止する。

図４及び図５は、油圧ショベル１における干渉防止制御の概念をそれぞれ油圧ショベル１の側面及び上面で示す図である。図４及び図５において、キャブ（運転室）１０４の周囲に外側から内側に向かって予め次の順に、非制御領域Ｘ、減速領域Ａ、停止領域Ｂ及び禁止領域Ｃが設定されている。ここで、減速領域Ａ、停止領域Ｂ及び禁止領域Ｃは、制御領域Ｙを構成している。非制御領域Ｘと減速領域Ａとは境界面Ｅ１によって仕切られ、減速領域Ａと停止領域Ｂとは境界面Ｅ２によって仕切られ、停止領域Ｂと禁止領域Ｃとは境界面Ｅ３によって仕切られ、禁止領域Ｃの内側にはキャブ１０４と接するように基準面Ｆが設定されている。減速領域Ａは駆動されているフロント部材の動作速度を減速させることでフロント作業機１０２の動作速度を減速する領域であり、停止領域Ｂは駆動されているフロント部材の動作を停止させることでフロント作業機１０２の動作を停止させる領域である。禁止領域Ｃは、万一、フロント作業機１０２が停止領域Ｂを超えて禁止領域Ｃに侵入したときに、油圧システムを動作不能とすることで油圧ショベル１の全動作を停止させる領域である。

次に、上述した干渉防止制御を実現する干渉防止コントローラ３２の機能を図６〜図８を用いて説明する。図６は、干渉防止コントローラ３２の機能ブロック図である。干渉防止コントローラ３２は、比例弁制御部３２ａと制御領域設定部３２ｂとを有し、外部バッテリの電力で作動する。

比例弁制御部３２ａは、制御領域設定部３２ｂが有する演算テーブル（後述）を参照し、角度センサ３１ａ，３１ｂ，３１ｃで検出したブーム１０１ａ、アーム１０１ｂ及びオフセット１０１ｄの回動角に応じて、ブーム上げ指令パイロット圧を減圧する電磁比例減圧弁３３ａ、アームクラウド指令パイロット圧を減圧する電磁比例減圧弁３３ｂ、オフセット左指令パイロット圧を減圧する電磁比例減圧弁３３ｃ、及び油圧ロック弁３４に駆動電流を出力する。なお、制御領域設定部３２ｂの機能については後述する。

図７は、比例弁制御部３２ａの処理を示すフローチャートである。以下、各ステップを順に説明する。

まず、比例弁制御部３２ａは、角度センサ３１ａ，３１ｂ，３１ｃから入力されたブーム１０１ａ、アーム１０１ｂ及びオフセット１０１ｄの回動角と、メモリ等に記憶してある各フロント部材の寸法とに基づいて、バケット１０１ｃの位置を計算する（ステップＳ１１０）。この場合、バケット１０１ｃの位置としては、バケット１０１ｃがキャブ１０４の前面及び頂部に向かうよう操作されたときの第１位置と、バケット１０１ｃがキャブ１０４の右側面に向かうようオフセット左操作されたときの第２位置の２つの位置を計算することが好ましい。例えば、図４又は図５に示すように、第１位置は、アーム１０１ｂの先端部を支点として回動するバケット１０１ｃの先端の軌跡上でキャブ１０４に最も近い点の位置であり、第２位置は、キャブ１０４内の運転席から見てバケット１０１ｃの左側面の中央の位置である。

ステップＳ１１０に次いで、基準面Ｆからバケット１０１ｃの第１又は第２位置までの距離Ｄを計算する（ステップＳ１２０）。

ステップＳ１２０に次いで、比例弁減圧制御を実行する（ステップＳ１３０）。この比例弁減圧制御は、図８に示す演算テーブルを用いて次のように行う。

図８において、横軸はバケット１０１ｃの第１又は第２位置とキャブ１０４の前側の基準面Ｆとの距離Ｄであり、縦軸は電磁比例減圧弁３３ａ，３３ｂ，３３ｃの前後圧力比ｒである。距離Ｄと前後圧力比ｒの関係は、距離Ｄが第１設定値Ｄ１以上であるときは前後圧力比ｒが１であり、距離Ｄが第１設定値Ｄ１より小さくなると前後圧力比ｒは１から次第に小さくなり、距離Ｄが第２設定値Ｄ２に達すると前後圧力比ｒは０となるように設定されている。第１設定値Ｄ１は図４及び図５の境界面Ｅ１に対応し、第２設定値Ｄ２は図４及び図５の境界面Ｅ２に対応する。第２設定値Ｄ２より小さい側（原点に近い側）には、図４及び図５の境界面Ｅ３に対応する第３設定値Ｄ３が設定されている。すなわち、第１設定値Ｄ１以上（原点から遠い側）の領域は非制御領域Ｘに対応し、第１設定値Ｄ１と第２設定値Ｄ２との間の領域は減速領域Ａに対応し、第２設定値Ｄ２と第３設定値Ｄ３との間の領域は停止領域Ｂに対応し、第３設定値Ｄ３以下の領域は禁止領域Ｃに対応する。

比例弁制御部３２ａは、演算テーブル５０を参照し、バケット１０１ｃの第１位置とキャブ１０４の前側の基準面Ｆとの距離Ｄに対応する前後圧力比ｒを求める。次いで、この前後圧力比ｒを電磁比例減圧弁３３ａ，３３ｂの駆動電流に変換し、電磁比例減圧弁３３ａ，３３ｂにそれぞれ出力する。なお、演算テーブル５０は電磁比例減圧弁３３ａ，３３ｂのそれぞれに個別に設けてもよい。

また、比例弁制御部３２ａは、演算テーブル５０を参照し、バケット１０１ｃの第２位置とキャブ１０４の側面側の基準面Ｆとの距離Ｄに対応する前後圧力比ｒを求める。次いで、この前後圧力比ｒを電磁比例減圧弁３３ｃの駆動電流に変換し、電磁比例減圧弁３３ｃに出力する。なお、演算テーブル５０は電磁比例減圧弁３３ａ，３３ｂ用（ブーム１０１ａ及びアーム１０１ｂの干渉防止制御用）とは別に電磁比例減圧弁３３ｃ用（オフセット１０１ｄの干渉防止制御用）のものを設けてもよい。

図７に戻り、ステップＳ１３０に次いで、比例弁制御部３２ａは、バケット１０１ｃの第１位置とキャブ１０４の前側の基準面Ｆとの距離Ｄ又はバケット１０１ｃの第２位置とキャブ１０４の前側の基準面Ｆとの距離Ｄが第３設定値Ｄ３を下回ったか否か、すなわち、バケット１０１ｃの第１位置又は第２位置が禁止領域Ｃに侵入したか否かを判定する（ステップＳ１４０）。ステップ１４０において、バケット１０１ｃが禁止領域Ｃに侵入していないと判定すると、上記ステップＳ１１０に戻り、ステップＳ１１０〜Ｓ１４０の処理を繰り返す。一方、ステップＳ１４０において、バケット１０１ｃが禁止領域Ｃに侵入したと判定すると、比例弁制御部３２ａは、油圧ロック弁３４に出力されているＯＮ信号をＯＦＦ信号に切り換え（ステップＳ１５０）、フローを終了する。

以上のように構成した本実施の形態に係る干渉防止装置の動作は次の通りである。

（１）フロント作業機１０２の少なくとも１つのフロント部材を動作させることでバケット１０１ｃの第１又は第２位置が減速領域Ａに侵入すると、電磁比例減圧弁３３ａ，３３ｂ，３３ｃの対応するものを駆動して指令パイロット圧を減圧し、当該フロント部材の動作速度を徐々に低下させることでフロント作業機１０２の動作を徐々に減速させる（ステップＳ１３０）。

例えば、ブーム用の操作レバー装置４ａの操作レバーがブーム上げ側に倒されると、操作レバー装置４ａはパイロットポンプ７で生成される油圧（一次圧）に基づいてその操作量に応じた指令パイロット圧（二次圧）を生成し、この指令パイロット圧がパイロットライン１０ａ及び電磁比例減圧弁３３ａを経由してブーム上げ用の流量制御弁５ａの油圧駆動部２０ａに導かれ、流量制御弁５ａは図示の中立位置から左側の位置に切り換えられる。これにより油圧ポンプ２の吐出油は流量制御弁５ａを経由してブームシリンダ３ａのボトム側に供給され、ブームシリンダ３ａが伸長してブーム１０１ａが上昇する。このようなブーム１０１ａの上昇（ブーム上げ動作）によりフロント作業機１０２のバケット１０１ｃの第１又は第２位置が減速領域Ａに侵入すると、比例弁制御部３２ａは、図８に示した演算テーブル５０に基づいてそのときの距離Ｄに応じた前後圧力比ｒに相当する駆動電流を出力し、ブーム上げ用の電磁比例減圧弁３３ａはブーム上げパイロットライン１０ａの指令パイロット圧を減圧する。これによりブームシリンダ３ａの減速動作が行われる。アーム用の操作レバー装置４ｂの操作レバーをアームクラウド側に倒してアームクラウド動作を行うとき、ブーム上げ動作とアームクラウド動作の両方を行うとき、オフセット用の操作レバー装置４ｄの操作レバーをオフセット左方向に操作しオフセット動作を行うときにバケット１０１ｃの第１又は第２位置が減速領域Ａに侵入する場合も同様であり、電磁比例減圧弁３３ａ〜３３ｃの対応するものが動作して指令パイロット圧を減圧することにより、対応するフロント部材の減速動作が行われる。

（２）バケット１０１ｃの第１又は第２位置が減速領域Ａを超えて停止領域Ｂに達すると、比例弁制御部３２ａは、図８に示した演算テーブル５０に基づいて前後圧力比ｒ＝０に相当する駆動電流を出力し、電磁比例減圧弁３３ａ，３３ｂ，３３ｃの対応するものを全閉して指令パイロット圧をタンク圧まで減圧する。これにより当該フロント部材の動作を停止させ、フロント作業機１０２の動作を自動停止させる（ステップＳ１３０）。

（３）バケット１０１ｃの第１又は第２位置が、万一、停止領域Ｂを超えて禁止領域Ｃに侵入すると、比例弁制御部３２ａは油圧ロック弁３４に出力されているＯＮ信号をＯＦＦ信号に切り換え、油圧ロック弁３４を図示右側の位置に切り換えてパイロット圧供給油路７ｂの圧力（一次圧）をタンク圧とする。これにより操作レバー装置４ａ〜４ｇのそれぞれの操作レバーが操作されても指令パイロット圧が生成されないため、流量制御弁５ａ〜５ｇは中立状態を維持する。その結果、油圧ショベル１の全動作が停止する（ステップＳ１５０）。

図６に戻り、制御領域設定部３２ｂの機能について説明する。制御領域設定部３２ｂは、オルタネータ４１から入力されたオルタネータ信号に基づいてエンジン稼動時間が所定の設定時間を超えたか否かを判定し、その判定結果に応じて、比例弁制御部３２ａが参照する演算テーブルを切り替える。

図９は、制御領域設定部３２ｂの処理を示すフローチャートである。以下、各ステップを順に説明する。

まず、制御領域設定部３２ｂは、比例弁制御部３２ａが参照する演算テーブルを通常作業時の演算テーブル５０から暫定の演算テーブルに切り替える（ステップＳ２１０）。図１０に、通常作業時の演算テーブル５０と暫定の演算テーブルとを対比して示す。図１０において、暫定の演算テーブル５０Ａは、通常作業時の演算テーブル５０の第１〜第３設定値Ｄ１〜Ｄ３にそれぞれΔＤを加算したものに相当する。

図９に戻り、ステップＳ２１０に次いで、オルタネータ４１からの信号に基づき、エンジン４０が稼動中か否かを判定する（ステップＳ２２０）。ステップＳ２２０において、エンジン４０が稼動中でないと判定すると、ステップＳ２２０に戻り、ステップＳ２２０の処理を繰り返す。一方、ステップＳ２２０において、エンジン４０が稼動中であると判定すると、エンジン始動後の経過時間をカウントアップする（ステップＳ２３０）。

ステップＳ２３０に次いで、エンジン始動後の経過時間が所定の設定時間を超えたか否かを判定する（ステップＳ２４０）。この所定の設定時間は、作動油の温度が油圧応答遅れが生じない程度まで上昇するのに要する時間以上に設定される必要があり、例えばエンジン４０の暖機時間程度に設定される。なお、この所定の設定時間は、機体の仕向地に応じて予め固定で設定することが望ましい。それにより、オペレータによる設定作業が不要になる。

ステップＳ２４０において、エンジン始動後の経過時間が設定時間を超えていないと判定すると、ステップＳ２３０に戻り、ステップＳ２３０及びＳ２４０の処理を繰り返す。一方、ステップＳ２４０において、経過時間が設定時間を超えていると判定すると、暫定の演算テーブル５０Ａを通常作業時の演算テーブル５０に切り替え（ステップＳ２５０）、フローを終了する。

以上の制御領域設定部３２ｂの処理により、エンジン４０が始動してから所定の設定時間が経過するまでは、暫定の演算テーブル５０Ａが比例弁制御部３２ａによって参照され、エンジン４０が始動してから所定の設定時間が経過した後は、通常作業時の演算テーブル５０が比例弁制御部３２ａによって参照される。

上記のように構成した本実施の形態によれば、エンジン４０を始動してから所定の設定時間を経過するまでの間は、予め設定された減速領域Ａ、停止領域Ｂ及び禁止領域Ｃが通常作業時よりも所定の距離ΔＤだけキャブ１０４の外側に向かって拡大して設定される。これにより、エンジン４０の暖機中にフロント作業機１０２が操作され、バケット１０１ｃがキャブ１０４に接近した場合は、通常作業時の減速領域Ａに侵入する前から比例弁減圧制御が開始されるため、油圧応答遅れが生じてもフロント作業機１０２がキャブ１０４に接触することを防止できる。

また、上述の干渉防止制御は、実際の油温やバケット１０１ｃの速度を考慮した複雑な演算処理を伴わない簡易な制御であるため、干渉防止コントローラ３２に要求される演算機能も複雑化することがない。

なお、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。

１…油圧ショベル（建設機械）、２…油圧ポンプ（メインポンプ）、３ａ…ブームシリンダ（油圧アクチュエータ）、３ｂ…アームシリンダ（油圧アクチュエータ）、３ｃ…バケットシリンダ（油圧アクチュエータ）、３ｄ…オフセットシリンダ（油圧アクチュエータ）、３ｅ…旋回モータ（油圧アクチュエータ）、３ｆ，３ｇ…走行モータ（油圧アクチュエータ）、４ａ〜４ｇ…操作レバー装置（操作装置）、５ａ〜５ｇ…流量制御弁、６…メインリリーフ弁、７…パイロットポンプ、７ａ…吐出油路、７ｂ…パイロット圧供給油路、８…パイロットリリーフ弁、１０ａ，１０ｂ〜１６ａ，１６ｂ…パイロットライン、２０ａ，２０ｂ〜２６ａ，２６ｂ…油圧駆動部、３１ａ，３１ｂ，３１ｃ…角度センサ、３２…干渉防止コントローラ、３２ａ…比例弁制御部、３２ｂ…制御領域設定部、３３ａ，３３ｂ，３３ｃ…電磁比例減圧弁、３４…油圧ロック弁、４０…エンジン、４１…オルタネータ、５０，５０Ａ…演算テーブル、１０１ａ…ブーム（フロント部材）、１０１ｂ…アーム（フロント部材）、１０１ｃ…バケット（フロント部材）、１０１ｄ…オフセット（フロント部材）、１０１ｅ…シリンダステー（フロント部材）、１０１ｆ…上部旋回体、１０１ｇ…下部走行体、１０１ｈ，１０１ｊ…連結部材、１０１ｋ…ロッド、１０１ｍ…ブレード、１０２…フロント作業機、１０３…車体、１０４…キャブ（運転室）、Ａ…減速領域、Ｂ…停止領域、Ｃ…禁止領域、Ｄ…基準面との距離、Ｄ１…第１設定値、Ｄ２…第２設定値、Ｄ３…第３設定値、Ｅ１…減速領域の境界面、Ｅ２…停止領域の境界面、Ｅ３…禁止領域の境界面、Ｆ…基準面、ｒ…電磁比例減圧弁の前後圧力比、Ｘ…非制御領域、Ｙ…制御領域。

Claims

運転室を有する車体と、
前記車体に上下方向に回動可能に取り付けられたオフセット式のフロント作業機と、
前記フロント作業機を構成する複数のフロント部材をそれぞれ駆動する複数の油圧アクチュエータと、
前記複数の油圧アクチュエータのそれぞれに対応して設けられた複数の操作装置と、
前記複数の油圧アクチュエータに圧油を供給する油圧ポンプと、
前記油圧ポンプから前記複数の油圧アクチュエータに供給される圧油の流量を制御する複数の流量制御弁と、
前記油圧ポンプを駆動するエンジンと、
前記運転室の周囲に外側から内側に向かって順に減速領域と停止領域とを予め設定しており、前記フロント作業機が前記減速領域に侵入した場合は、前記複数のフロント部材の動作を減速させることで前記フロント作業機の動作を減速させ、前記フロント作業機が更に前記停止領域に侵入した場合は、前記複数のフロント部材の動作を停止させることで前記フロント作業機の動作を停止させる干渉防止装置とを備えた建設機械において、
前記干渉防止装置は、前記エンジンが始動してから所定の設定時間が経過するまで、前記減速領域及び前記停止領域をそれぞれ通常作業時の設定よりも予め設定した所定の距離だけ前記運転室の外側に向かって拡大させて設定し、前記エンジンが始動してから前記所定の設定時間が経過した後に、前記減速領域及び前記停止領域をそれぞれ通常作業時の設定に戻すように構成したことを特徴とする建設機械。
請求項１に記載の建設機械において、
前記所定の設定時間は、前記建設機械の仕向地ごとに予め固定で設定されたことを特徴とする建設機械。