JP2018080762A - 作業機械 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】アクチュエータ31〜33に供給される作動油の流れを制御するコントロールバルブ41〜43、対応するコントロールバルブに出力する油圧信号を操作に応じて生成する操作レバー装置51〜53、対応する操作レバー装置で生成された油圧信号を減圧する比例電磁弁61b…及び比例電磁弁を制御するフロント制御部を備えた作業機械において、操作レバー装置に接続した操作信号ライン51a1,51b1…と、コントロールバルブに接続した信号入力ライン51a2,51b2…と、比例電磁弁を設けた減圧ライン51b3…と、操作信号ライン及び減圧ラインの接続を遮断して操作信号ラインを信号入力ラインに直接接続する第1位置A、並びに減圧ラインを介して操作信号ラインを信号入力ラインに接続する第2位置Bを有する切換弁81b…とを備えたことを特徴とする。
【選択図】 図3
Description
1−1.作業機械
図1は本発明の第1実施形態に係る作業機械の外観を表す斜視図である。本実施形態ではフロント作業機の先端のアタッチメントとしてバケット23を装着した油圧ショベルを作業機械の例として説明する。但し、バケット以外のアタッチメントを備える油圧ショベルやブルドーザ等の他種の作業機械にも本発明は適用され得る。以降、運転席に座った操作者から見て前側(図1中の左上側)、後側(同右下側)、左側(同左下側)、右側(同右上側)を油圧ショベルの前、後、左、右とし、それぞれ単に前側、後側、左側、右側と記載する。
図2は図1に示した油圧ショベルに備えられた油圧駆動装置をコントローラユニットとともに示す図である。説明済みのものについては、同図において既出図面と同符号を付して説明を省略する。
アクチュエータ31〜34は、ブームシリンダ31、アームシリンダ32、バケットシリンダ33及び旋回モータ34をそれぞれ指している。走行モータ35は図2では図示省略してある。ブームシリンダ31、アームシリンダ32、バケットシリンダ33、旋回モータ34及び走行モータ35のうち複数を挙げる場合に、「アクチュエータ31〜35」、「アクチュエータ31,32」等と記載する場合がある。アクチュエータ31〜35は、油圧ポンプ36から吐出される作動油により駆動される。
油圧ポンプ36はアクチュエータ31〜35等を駆動する作動油を吐出する可変容量型のポンプであり、原動機17により駆動される。本実施形態における原動機17は内燃機関等の燃焼エネルギーを動力に変換するエンジンである。図2では油圧ポンプ36を1個のみ図示しているが、複数個設けられる場合もある。油圧ポンプ36から吐出された作動油は吐出配管36aを流れ、コントロールバルブ41〜44を経由してそれぞれアクチュエータ31〜34に供給される。アクチュエータ31〜34からの各戻り油は、それぞれコントロールバルブ41〜44を介して戻り油配管36bに流れ込んでタンク38に戻される。吐出配管36aには、この吐出配管36aの最高圧力を規制するリリーフ弁(不図示)が設けられている。図2では図示していないが走行モータ35も同様の回路構成で駆動される。走行体11の前後の少なくとも一方に排土板を設けた場合、ブレーカ等のアクチュエータを持つアタッチメントをバケット23に代えてフロント作業機20に装着した場合には、排土板やアタッチメントのアクチュエータも同様の回路構成で駆動される。
コントロールバルブ41〜44は油圧ポンプ36から対応するアクチュエータに供給される作動油の流れ(方向及び流量)を制御する油圧駆動式の流量制御弁であり、それぞれ油圧信号が入力される油圧駆動部45,46を備えている。コントロールバルブ41はブームシリンダ用、コントロールバルブ42はアームシリンダ用、コントロールバルブ43はバケットシリンダ用、コントロールバルブ44は旋回モータ用である。走行モータ用のコントロールバルブは図示省略してある。コントロールバルブ41〜44の油圧駆動部45又は46はパイロットライン50を介して対応する操作レバー装置に接続されている。パイロットライン50は、操作信号ライン51a1,51b1,52a1,52b1,53a1,53b1,54a1,54b1、信号入力ライン51a2,51b2,52a2,52b2,53a2,53b2,54a2,54b2、減圧ライン51b3,52a3,52b3,53a3,53b3を含んでいる。コントロールバルブ41〜44は油圧駆動部45又は46に油圧信号が入力(励磁)されると図中で右行又は左行し、油圧信号の入力が停止(消磁)されるとバネの力で中立位置に復帰する構成である。例えばブームシリンダ用のコントロールバルブ41の油圧駆動部45に油圧信号が入力されると、図2においてコントロールバルブ41のスプールが油圧信号の大きさに応じた距離だけ右行する。これにより、油圧信号に応じた流量の作動油がブームシリンダ31のボトム側油室に供給され、油圧信号の大きさに応じた速度でブームシリンダ31が伸長しブーム21が上がる。
パイロットポンプ37はコントロールバルブ41〜44等の制御弁を駆動する作動油を吐出する固定容量型ポンプであり、油圧ポンプ36と同じく原動機17により駆動される。原動機17とは別の動力源でパイロットポンプ37を駆動する構成とすることもできる。ポンプライン37aはパイロットポンプ37の吐出配管であり、ロック弁39を通った後複数に分岐し、操作レバー装置51〜54及びフロント制御用油圧ユニット60に接続している。図3で後述するが、フロント制御用油圧ユニット60内では、特定のコントロールバルブ(本例ではコントロールバルブ41,43)の油圧駆動部に繋がる系統にポンプライン37aが接続される。このポンプライン37aを介して、パイロットポンプ37から吐出された作動油が操作レバー装置51〜54や特定のコントロールバルブの油圧駆動部に供給される。
操作レバー装置51〜54は、それぞれ対応するアクチュエータ31〜34の動作を指示する油圧信号を操作に応じて生成し出力するレバー操作式の操作装置であり、運転室14(図1)に備えられている。操作レバー装置51はブーム操作用、操作レバー装置52はアーム操作用、操作レバー装置53はバケット操作用、操作レバー装置54は旋回操作用である。油圧ショベルの場合、一般に操作レバー装置51〜54は十字操作式のレバー装置であり、前後方向への傾倒操作で1つのアクチュエータの動作を、左右方向への傾倒操作で別のアクチュエータの動作を指示できる構成となっている。従って、4つの操作レバー装置51〜54は各2つの2グループに区分され、各グループで1本のレバー部を共用する。従って、操作レバー装置51〜54のレバー部は右手操作用と左手操作用の合計2本であり、前述したスイッチ7をレバー部に設ける場合、2本のレバー部のうちの少なくとも一方に設けることになる。走行用の操作レバー装置は図示省略してある。
図3はフロント制御用油圧ユニットの油圧回路図である。同図において他図面と同符号を付した要素は、他図面で図示された要素と同様の要素である。同図に示したように、フロント制御用油圧ユニット60は切換弁ユニット60A及び比例電磁弁ユニット60Bを備え、コントローラユニット100からの信号で駆動される。比例電磁弁ユニット60Bは、操作レバー装置51〜53から出力される油圧信号を状況に応じて増減圧し、フロント作業機20が掘削目標面を越えて掘削等しないようにするためのハードウェアである。切換弁ユニット60Aは、操作レバー装置51〜53からコントロールバルブ41〜43に出力される油圧信号の経路を比例電磁弁ユニット60Bを経由させるか否かを切り換えるためのハードウェアである。
比例電磁弁61b,62a,62b,63a,63bは、掘削目標面よりも下側を掘削することを抑制するために、対応する信号出力弁から出力された油圧信号の最大値をコントローラユニット100からの信号に従って制限する役割を果たす。これらはノーマルオープンタイプの比例弁であり、消磁されると最大開度となり、コントローラユニット100からの信号により励磁されると信号の大きさに比例して開度を低下させる(閉じてゆく)。比例電磁弁61b,62a,62b,63a,63bはそれぞれ減圧ライン51b3,52a3,52b3,53a3,53b3に設けられており、パイロットライン50における対応するコントロールバルブと操作レバー装置との間に位置している。
比例電磁弁ユニット60Bに組み込まれたシャトル弁92,93の他、本実施形態ではフロント制御用油圧ユニット60の外部にもシャトル弁91が用いられている。シャトル弁91〜93は高圧選択弁であり、それぞれ2つの入口ポートと1つの出口ポートとを備えている。
比例電磁弁71a,73a,73bは操作レバー装置をバイパスして操作レバー装置の操作に依存しない油圧信号をコントローラユニット100の信号に従って出力する役割を果たす。これらはノーマルクローズタイプの比例弁であり、消磁されると最小開度(ゼロ開度)となり、コントローラユニット100からの信号により励磁されると信号の大きさに比例して開度を上昇させる(開いてゆく)。比例電磁弁71a,73a,73bは、分岐してそれぞれシャトル弁91〜93に繋がるポンプライン37aに設けられている。比例電磁弁71a,73a,73bからシャトル弁91〜93の他方側の入口ポートに入力される油圧信号は、シャトル弁91〜93の一方側の入口ポートに入力される操作レバー装置51,53からの油圧信号に干渉する。操作レバー装置51,53から出力される油圧信号よりも高圧の油圧信号を出力し得る点で、本願明細書では比例電磁弁71a,73a,73bを増圧用の比例電磁弁と称する。
遮断弁70はノーマルクローズタイプの電磁駆動式の開閉弁であり、消磁されると全閉し(ゼロ開度となり)、コントローラユニット100からの信号を受けて励磁されると開く。この遮断弁70はポンプライン37aにおけるシャトル弁91〜93に繋がる支流の分岐部とロック弁39(図2)との間に設けられている。コントローラユニット100からの指令信号により遮断弁70が閉じると、操作レバー装置51,53の操作によらない油圧信号の生成、出力が禁止される。
切換弁81b,82a,82b,83a,83bは対応する操作信号ライン及び信号入力ラインに対する減圧ラインの接続及び遮断を切り換える役割を果たす。切換弁81b,82a,82b,83a,83bは、それぞれ対応する操作信号ライン、信号入力ライン及び減圧ラインの間に設けられている。これらの弁は第1位置A及び第2位置Bの各2つの切換位置を備えており、消磁状態で第1位置Aに切り換わり、コントローラユニット100からの信号を受けて励磁されると第2位置Bに切り換わる。
前述したように切換弁ユニット60Aは切換弁81b,82a,82b,83a,83bを備えたバルブユニットである。図3のように操作信号ラインの経路中の継手J1、信号入力ラインの経路中の継手J2及び減圧ラインの経路中の継手J3のそれぞれ片側が切換弁ユニット60Aに備えられている。継手J1〜J3の連結を解くと、切換弁ユニット60Aは図3の回路に対して独立して脱着できるようになっている。
図4はコントローラユニットの機能ブロック図である。同図に示したように、コントローラユニット100は、入力部110、フロント制御部120、切換弁制御部130及び出力部170等の機能部を備えている。以下、各機能部について説明する。
入力部110はセンサ類等からの信号を入力する機能部である。この入力部110には、圧力検出器6a,6b、スイッチ7、角度検出器8a〜8c、傾斜検出器8d、測位装置9a,9b、無線機9c等からの信号が入力される。
フロント制御部120は、角度検出器8a〜8c及び傾斜検出器8dの信号を基に、掘削目標面を越えて(掘削目標面の下側を)掘削しないようにフロント作業機20の動作を制限する制限指令値を演算する機能部である。フロント制御とは、掘削目標面とバケット23の特定点との距離やアクチュエータ31〜33の伸縮速度等によってフロント制御用油圧ユニット60を制御する制御の総称である。例えば、減圧用の比例電磁弁61b,62a,62b,63a,63bのうちの少なくとも1つを制御し、掘削目標面近傍でアクチュエータ31〜33のうちの少なくとも1つの動作を減速させる制御もフロント制御の1つである。増圧用の比例電磁弁71a,73a,73bのうちの少なくとも1つを制御し、掘削目標面の下側を掘削してしまっている場面で強制的にブーム上げ動作をするブーム自動上げ制御や、バケット23の角度を一定に保ったりする制御もフロント制御に含まれる。その他いわゆるブーム下げ停止制御やバケット増圧制御等も含まれる。また、減圧用の比例電磁弁61b,62a,62b,63a,63bのうちの少なくとも1つと、増圧用の比例電磁弁71a,73a,73bのうちの少なくとも1つとを複合的に制御するものもフロント制御に含まれる。更には、本願明細書では、フロント作業機20の描く軌跡を一定の軌跡に制御するいわゆる軌跡制御もフロント制御の1つとする。フロント制御部120の詳細については説明を省略するが、このフロント制御部120には、例えば特開平8−333768号公報や特開2016−003442号公報等に記載された公知技術が適宜適用できる。
図5は切換弁制御部の機能ブロック図である。同図に示したように、切換弁制御部130は、入り切り判定部131及び切換指令部137を備えている。
図6は切換弁制御部による切換弁の制御手順を表すフローチャートである。運転中、切換弁制御部130は図6の手順を所定の処理サイクル(例えば0.1s)で繰り返し実行するものとする。まず、入力部110を介してスイッチ7の信号を入力し(ステップS101)、それが入り信号であるか切り信号であるかを入り切り判定部131で判定する(ステップS102)。スイッチ7の信号が切り信号であれば、切換弁制御部130は切換指令部137で各切換弁を第1位置Aに切り換える信号を生成し、出力部170を介して出力する。これにより減圧ラインを介さずに各操作信号ラインを対応する信号入力ラインに直接接続させ、図6の手順を終了する(ステップS103)。スイッチ7の信号が入り信号であれば、切換弁制御部130は切換指令部137で各切換弁を第2位置Bに切り換える信号を生成し、出力部170を介して出力する。これにより各操作信号ラインが減圧ラインを介して対応する信号入力ラインに接続し、図6の手順が終了する(ステップS104)。図6の手順により、スイッチ7を操作してフロント制御の機能を入り状態にすると切換弁81b,82a,82b,83a,83bが第2位置Bに切り換わり、各減圧ラインが対応する操作信号ラインに接続する。反対に、スイッチ7を操作してフロント制御の機能を切り状態にすると切換弁81b,82a,82b,83a,83bが第1位置Aに切り換わり、各減圧ラインが対応する操作信号ラインから遮断される。
例えば操作レバー装置51でブーム下げ操作が行われた場合、ブーム下げ指令用の信号出力弁51bが操作量に応じて開き、操作信号ライン51b1を介してブームシリンダ用のコントロールバルブ41の油圧駆動部46に油圧信号が入力される。これによりブームシリンダ31が収縮し、ブーム下げ動作が実行される。フロント制御の機能が入り状態の場合、バケット23の掘削目標面との距離や下降速度によっては、フロント制御部120から出力される制限指令値により比例電磁弁61bの開度が抑えられ、油圧信号の最大値が制限される。比例電磁弁61bの開度で規定される制限値を超えている場合、油圧信号は減圧ライン51b3を流通する過程で比例電磁弁61bにより制限値に減圧される。その結果、操作量に応じた本来の速度よりもブーム下げ動作が減速され、掘削目標面よりも下側にバケット23が進入することが抑制される。
例えば操作レバー装置51でブーム下げ操作が行われた場合、ブーム下げ指令用の信号出力弁51bが操作量に応じて開く。フロント制御機能が切り状態の場合、バケット23の位置等によらず比例電磁弁61bは最大開度となるが、操作信号ライン51b1と減圧ライン51b3との間は遮断される。従って信号出力弁51bから出力される油圧信号は全て、減圧ライン51b3には流入せず信号入力ライン51b2に直接流入し、ブームシリンダ用のコントロールバルブ41の油圧駆動部46に入力される。
仮に切換弁を介さずに減圧ラインを操作信号ライン及び信号入力ラインに接続した場合、これら配管では必ず油圧信号が比例電磁弁を通ることになる。この場合、フロント制御の機能をオフにして通常の掘削作業を行うとき、フロント制御機能を搭載しない油圧ショベル(ここでは便宜的に「標準機」と記載する)と比較して比例電磁弁の圧力損失の分だけ油圧信号の損失が増す。そのため、操作レバー装置51〜53の操作に対するアクチュエータ31〜33の動作の応答性が標準機より低下する。
本実施形態が第1実施形態と相違する点は、フロント制御機能が入り状態でもフロント作業機20が掘削目標面から一定距離離れている場合に切換弁81b,82a,82b,83a,83bが自動的に第1位置Aに切り換わるように構成した点である。この制御を実現するために、本実施形態では切換弁制御部に変更が加えられている。本実施形態の切換弁制御部について次に説明する。
図7は本発明の第2実施形態に係る作業機械に備えられた切換弁制御部の機能ブロック図である。図7において既出の要素には既出図面と同符号を付して説明を省略する。図7に示した切換弁制御部130Aは、入り切り判定部131及び切換指令部137に加え、記憶部132、距離演算部133、距離判定部134、速度演算部135及び速度判定部136を備えている。また、切換指令部137には自動切換指令部138が含まれている。
記憶部132は各種情報を記憶する機能部であり、設定距離記憶部141、設定速度記憶部142、掘削目標面記憶部143及び機体寸法記憶部144を含んでいる。設定距離記憶部141は、フロント作業機20の特定点Pと掘削目標面Sとの距離Dについて予め定めた設定距離D0(>0)を記憶した記憶領域である。設定速度記憶部142は、特定のアクチュエータ(例えばブームシリンダ31)の動作速度Vについて予め定めた設定速度V0(>0)を記憶した記憶領域である。掘削目標面記憶部143は、掘削目標面Sを記憶した記憶領域である。掘削目標面Sは、油圧ショベルで掘削形成する(造形する)目標地形であり、旋回体12を基準とする座標系で手動設定したものが記憶される場合もあるし、地球座標系の三次元位置情報で予め記憶されている場合もある。掘削目標面Sの三次元位置情報は、掘削目標面Sをポリゴンで表した地形データに位置データを付した情報であり、予め作成されたものである。機体寸法記憶部144は、フロント作業機20及び旋回体12の各部寸法を記憶した記憶領域である。
距離演算部133は、入力部110を介して入力された角度検出器8a〜8cの検出信号を基にフロント作業機20の特定点Pと掘削目標面Sとの距離Dを演算する機能部である。距離Dの演算の例については後で説明する。
距離判定部134は、距離演算部133で演算された特定点Pと掘削目標面Sとの距離Dが設定距離記憶部141から読み出した設定距離D0よりも大きいか否かを判定する機能部である。
速度演算部135は、入力部110を介して入力された圧力検出器6a,6bの信号を基に特定のアクチュエータ、本例ではブームシリンダ31の動作速度V(伸縮速度)を演算する機能部である。例えば、速度演算部135には、ブームシリンダ用のコントロールバルブ41の流量特性(流通させる作動油の流量と開度の関係等)を記憶した記憶部が含まれている。コントロールバルブ41の開度は圧力検出器6a,6bで検出されたコントロールバルブ41への油圧信号の大きさと対応する関係にある。このことに基づき、コントロールバルブ41の流量特性と圧力検出器6a,6bの信号とを基にブームシリンダ31の動作速度Vが速度演算部135で演算される。なお、速度演算部135では、圧力検出器6a,6bの信号のうち大きい方を選択して演算の基礎としてブームシリンダ31の動作速度を演算する。どちらの信号を演算の基礎としたかにより、演算される動作速度Vが、ブームシリンダ31の伸長速度であるのか収縮速度であるのかが区別される。言うまでもないが、例えばブーム下げ指令用の圧力信号を検出する圧力検出器6bの信号を基に演算された動作速度Vは、ブーム下げ動作に対応するブームシリンダ31の収縮速度である。そして、ブームシリンダ31の収縮方向を動作速度Vの正方向にとり、伸長速度は負の速度成分として扱う。
速度判定部136は、速度演算部135で演算されたブームシリンダ31の動作速度Vが設定速度記憶部142から読み出した設定速度V0よりも大きいか否かを判定する機能部である。
本実施形態の切換指令部137に含まれる自動切換指令部138は、フロント制御機能が入り状態でも一定条件下で各切換弁を第1位置Aに切り換える信号を生成する機能部である。自動切換指令部138が各切換弁を第1位置Aに切り換える信号を生成する条件は次の3つである。
(第1条件)スイッチ7の信号が入り信号であること;
(第2条件)距離判定部134から入力される判定信号が特定点Pと掘削目標面Sとの距離Dが設定距離D0より大きいとの判定結果を表す信号であること;
(第3条件)速度判定部136から入力される判定信号が特定のアクチュエータ(本例ではブームシリンダ31)の動作速度Vが設定速度V1より小さいとの判定結果を表す信号であること:
第1条件を満たすことで切換指令部137において自動切換指令部138の機能が入り状態となり、自動切換指令部138の処理が実行される。その上で第2条件及び第3条件が満たされると、自動切換指令部138で各切換弁を第1位置Aに切り換える信号が生成される。要するに、自動切換指令部138による処理と合わせて、切換指令部137では、第1〜第3の条件が同時に満たされる場合及びフロント制御の機能が切り状態である場合に各切換弁を第1位置Aに切り換える信号が生成される。それ以外の場合には各切換弁を第2位置Bに切り換える信号が生成される。
図8は距離演算部によるフロント作業機の特定点と掘削目標面との距離の演算方法の説明図である。図8ではフロント作業機20の動作平面(ブーム21等の回動軸に直交する平面)を直交方向(ブーム21等の回動軸の延在方向)から見ている。アクチュエータ31〜33については繁雑防止のため図示省略してある。
Y=L1・cosα+L2・cos(α+β)+L3・cos(α+β+γ)…(2)
L1はブーム21とアーム22の回動支点間の距離、L2はアーム22とバケット23の回動支点間の距離、L3はバケット23の回動支点と特定点Pとの距離である。αはY軸(原点から上側に延びる部分)とブーム21とアーム22の回動支点を通る直線l1(原点からアーム22の回動支点側に延びる部分)との挟角である。βは直線l1(アーム22の回動支点から原点と反対側に延びる部分)とアーム22とバケット23の回動支点を通る直線l2(アーム22の回動支点からバケット23の回動支点側に延びる部分)との挟角である。γは直線l2(バケット23の回動支点からアーム22の回動支点と反対側に延びる部分)と特定点Pを通る直線l3との挟角である。
図9は本実施形態における切換弁制御部による切換弁の制御手順を表すフローチャートである。運転中、切換弁制御部130Aは図9の手順を所定の処理サイクル(例えば0.1s)で繰り返し実行する。
切換弁制御部130Aは図9の手順を開始すると、まずステップS201で入力部110を介してスイッチ7、角度検出器8a〜8c、圧力検出器6a,6bの各信号を入力する。この例では掘削目標面Sと機体との位置関係は既知の情報として説明するが、例えば前述したように地球座標系で機体と掘削目標面Sの位置関係を演算する場合には、合わせて測位装置9a,9bや無線機9c、傾斜検出器8dの信号も入力する。
続いて、切換弁制御部130Aは、スイッチ7の信号が切り信号であるかどうかを判定し(ステップS202)する。切り信号である場合、切換弁制御部130Aは、切換指令部137により第1位置Aに切り換える信号を出力し(ステップS205)、切換弁81b,82a,82b,83a,83bを第1位置Aに切り換える。ステップS202,S205は、図6のステップS102,S103と同様の手順である。
スイッチ7の信号が入り信号である場合、切換弁制御部130Aは、ステップS203に手順を移し、距離演算部133で掘削目標面Sと特定点Pとの距離Dを演算し、速度演算部135でブームシリンダ31の動作速度Vを演算する。ステップS204に手順を移すと、切換弁制御部130Aは、設定距離記憶部141から読み出した設定距離D0よりも距離Dが大きいかどうかを距離判定部134で判定する。設定距離D0は正の値で距離Dの正負も前述したように区別されるので、ここでは特定点Pが掘削領域内にあって掘削目標面Sから設定距離D0より離れているかが判定される。同時に、切換弁制御部130Aは、設定速度記憶部142から読み出した設定速度V0よりも動作速度Vが小さいかどうかを速度判定部136で判定する。設定速度V0は正の値で動作速度Vの正負も前述したように区別されるので、ここではブームシリンダ31が設定速度V0を超える速度で収縮していないかが判定される。判定の結果、D>D0でかつV<V0の場合(ステップS202,S204で上記第1〜第3条件が満たされた場合)、切換弁制御部130AはステップS205に手順を移して自動切換指令部138により各切換弁を第1位置Aに切り換える信号を出力する。
ステップS202,S203,S204の手順を実行し、D>D0でかつV<V0の条件が満たされない場合、切換弁制御部130AはステップS204からステップS206に手順を移す。ステップS206に手順を移すと、切換弁制御部130Aは自動切換指令部138により指令信号を出力し、切換弁81b,82a,82b,83a,83bを第2位置Bに切り換える。ステップS206は、図6のステップS104に対応する手順である。
本実施形態においても第1実施形態と同様の効果が得られる。加えて、特定点Pが掘削目標面Sから設定距離D0を超えて離れていて、ブームシリンダ31が設定速度V0を超える速度で収縮していない場合には、フロント制御の機能が入り状態でも切換弁81b,82a,82b,83a,83bが第1位置Aに切り換わる。つまり、掘削目標面Sからバケット23が遠く、フロント作業機20の動作状況を考慮しても、直ちにバケット23が掘削領域外に進入する恐れがないような場合には、フロント制御の機能が入り状態でも自動的に応答性が優先される。これにより作業効率の更なる向上が期待できる。
第2実施形態においては、D>D0でかつV<V0の場合にステップS204で第1〜第3条件が満たされ、フロント制御の機能が入り状態でも切換弁81b等が第1位置Aに切り換わる構成を例示した。しかし、動作速度Vに関する上記第3条件は省略しても良い。つまり、フロント制御の機能が入り状態でも、距離Dが設定距離D0を超えていれば(第1条件及び第2条件が満たされていれば)、図10に示したように動作速度Vによらず切換弁81b等が第1位置Aに切り換わる構成としても良い。図10は切換弁81b等に対する指令信号と距離Dとの関係を表している。図10の例では、距離Dが設定距離D0を超えている場合には動作速度Vによらず各切換弁が第1位置Aに切り換わり、設定距離D0以下の場合には動作速度Vによらず各切換弁が第2位置Bに切り換わる。この場合でも特定点Pが掘削目標面Sから離れていてバケット23が掘削領域外に逸脱する可能性が低い状況で作業効率を向上させることができ、制御が簡略化できるメリットもある。また、設定速度記憶部142、速度演算部135、速度判定部136を省略し得る。
Claims (6)
- 車体、前記車体に設けたフロント作業機、前記フロント作業機を駆動する複数のアクチュエータ、前記フロント作業機の姿勢を検出する姿勢検出器、前記アクチュエータを駆動する作動油を吐出する油圧ポンプ、前記油圧ポンプから対応するアクチュエータに供給される作動油の流れを制御する複数のコントロールバルブ、対応するコントロールバルブに出力する油圧信号を操作に応じて生成する複数の操作レバー装置、前記操作レバー装置と対応するコントロールバルブとを接続するパイロットライン、前記操作レバー装置に作動油を供給するパイロットポンプ、前記パイロットラインに設けられ対応する操作レバー装置で生成された油圧信号を減圧する少なくとも1つの比例電磁弁、及び前記姿勢検出器の検出信号を基に前記比例電磁弁を制御して前記フロント作業機の動作を制限するフロント制御部を備えた作業機械において、
前記パイロットラインは、対応する操作レバー装置の信号出力弁に接続した複数の操作信号ラインと、対応するコントロールバルブの油圧駆動部に接続した複数の信号入力ラインと、前記比例電磁弁を設けた少なくとも1つの減圧ラインとを含み、
前記操作信号ラインと対応する減圧ラインとの間に設けられ、前記操作信号ライン及び対応する減圧ラインの接続を遮断して当該操作信号ラインを対応する信号入力ラインに直接接続する第1位置、並びに前記操作信号ライン及び対応する信号入力ラインの直接の接続を遮断して当該操作信号ラインを対応する減圧ラインを介して当該信号入力ラインに接続する第2位置を有する少なくとも1つの切換弁を備えたことを特徴とする作業機械。 - 前記切換弁を含む切換弁ユニットと、
前記比例電磁弁を含む比例電磁弁ユニットと
を備えたことを特徴とする請求項1に記載の作業機械。 - 前記切換弁には、前記操作信号ライン及び前記信号入力ラインが一方側に、前記減圧ラインが他方側に接続することを特徴とする請求項1に記載の作業機械。
- 前記フロント制御部の制御を入り切りする信号を出力するスイッチと、
前記スイッチからの信号が前記フロント制御部による制御を入り状態とする入り信号か切り状態とする切り信号かを判定する入り切り判定部と、
前記入り切り判定部で前記スイッチから入力された信号が前記切り信号であると判定された場合に前記切換弁を前記第1位置に切り換える指令信号を生成し、前記入り信号であると判定された場合に前記切換弁を前記第2位置に切り換える指令信号を生成する切換指令部と、
前記切換指令部で生成した前記指令信号を前記切換弁に出力する出力部とを備えたことを特徴とする請求項1に記載の作業機械。 - 前記姿勢検出器の検出信号を基に前記フロント作業機の特定点と掘削目標面との距離を演算する距離演算部と、
前記特定点と掘削目標面との距離について予め定めた設定距離を記憶した設定距離記憶部と、
前記距離演算部で演算された前記特定点と掘削目標面との距離が前記設定距離よりも大きいか否かを判定する距離判定部と、
前記特定点と掘削目標面との距離が前記設定距離より大きいと前記距離判定部で判定された場合、前記スイッチからの信号が前記入り信号であるか前記切り信号であるかに関わらず前記切換弁を前記第1位置に切り換える指令信号を生成する自動切換指令部とを備えたことを特徴とする請求項4に記載の作業機械。 - 前記操作レバー装置の油圧信号の圧力又は前記姿勢検出器の検出信号を基に特定のアクチュエータの動作速度を演算する速度演算部と、
前記特定のアクチュエータの動作速度について予め定めた設定速度を記憶した設定速度記憶部と、
前記速度演算部で演算された前記特定のアクチュエータの動作速度が前記設定速度よりも大きいか否かを判定する速度判定部とを備え、
前記自動切換指令部は、前記特定点と掘削目標面との距離が前記設定距離より大きいと前記距離判定部で判定され、且つ前記特定のアクチュエータの動作速度が前記設定速度より小さいと前記速度判定部で判定された場合に、前記スイッチからの信号が前記入り信号であるか前記切り信号であるかに関わらず前記切換弁を前記第1位置に切り換える指令信号を生成することを特徴とする請求項5に記載の作業機械。
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