JP2022084335A

JP2022084335A - 作業機械

Info

Publication number: JP2022084335A
Application number: JP2020196143A
Authority: JP
Inventors: 琢也小松; Takuya Komatsu; 善広熊谷; Yoshihiro Kumagai
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2020-11-26
Filing date: 2020-11-26
Publication date: 2022-06-07
Anticipated expiration: 2040-11-26
Also published as: JP7507670B2

Abstract

【課題】旋回駐車ブレーキを適切に制御すること。【解決手段】作業機械は、下部走行体と、上部旋回体と、旋回駐車ブレーキと、旋回駐車ブレーキソレノイド３２ａと、旋回開放スイッチ３８と、スイッチング素子１７と、スイッチング素子２２と、メインコントローラ１０と、サブコントローラ２０とを備える。スイッチング素子１７は、旋回駐車ブレーキソレノイド３２ａの下流側の第１回路Ｃ１の導通状態と非導通状態とを切り替える。スイッチング素子１７は、メインコントローラ１０からの指令に基づいて回路の導通状態と非導通状態とを切り替える。スイッチング素子２２は、旋回駐車ブレーキソレノイド３２ａの下流側の第２回路Ｃ２の導通状態と非導通状態とを切り替える。サブコントローラ２０は、旋回開放スイッチ３８から信号を受信した場合、第２回路Ｃ２が導通状態となるようにスイッチング素子２２を切り替える。【選択図】図３

Description

本開示は、作業機械に関する。

油圧ショベルなどの作業機械には、上部旋回体の旋回機構を駆動するための電動機または電動機の駆動制御システムなどに異常が発生した場合、旋回駐車ブレーキを作動させて上部旋回体を停止保持する機能が設けられている。この時、上部旋回体が下部走行体に対して角度を有する状態で停止保持されると、車両の移動が難しくなることがある。そこで、旋回駐車ブレーキを解除するための旋回開放スイッチが設けられている。

国際公開第２０１１／１４２４４７号

旋回駐車ブレーキを含む回路に異常が発生した場合、旋回駐車ブレーキに対する制御が適切にできない場合がある。

本発明の態様に従えば、下部走行体と、前記下部走行体に対して旋回可能に配置された上部旋回体と、前記下部走行体に対する前記上部旋回体の旋回を停止させる旋回制動装置と、前記旋回制動装置の作動及び開放を制御するアクチュエータと、前記旋回制動装置を開放するための信号を出力する第１切替部材と、前記アクチュエータの下流側端子とグランドとの間に設けられた第１回路の導通状態と非導通状態とを切り替える第２切替部材と、前記アクチュエータの下流側端子とグランドとの間に設けられた第２回路の導通状態と非導通状態とを切り替える第３切替部材と、第１コントローラと、第２コントローラと、を備え、前記第２切替部材は、前記第１コントローラからの指令に基づいて前記第１回路の導通状態と非導通状態とを切り替え、前記第２コントローラは、前記第１切替部材からの前記信号を受信した場合、前記第２回路が導通状態となるように前記第３切替部材を切り替える指令を出力する、作業機械が提供される。

本発明の態様に従えば、旋回駐車ブレーキを適切に制御可能な作業機械を提供することができる。

図１は、実施形態に係る作業機械の概略構成図である。図２は、実施形態に係る作業機械の旋回駐車ブレーキを含む回路の概略図である。図３は、実施形態に係る作業機械の概略ブロック図である。図４は、本実施形態に係るコンピュータシステムを示すブロック図である。図５は、実施形態に係る作業機械のメインコントローラで行われる処理内容を示したフローチャートである。図６は、実施形態に係る作業機械のメインコントローラで行われる処理内容を示したフローチャートである。図７は、従来の作業機械の旋回駐車ブレーキを含む回路の概略図である。図８は、従来の作業機械の概略ブロック図である。

以下、本開示に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本開示はこれに限定されない。以下で説明する実施形態の構成要素は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。

（実施形態）
［作業機械］
図１は、実施形態に係る作業機械１の概略構成図である。図２は、実施形態に係る作業機械１の旋回駐車ブレーキ３０を含む回路の概略図である。図３は、実施形態に係る作業機械１の概略ブロック図である。本実施形態においては、作業機械１は、油圧ショベルとする。作業機械１は、図示しない下部走行体と、上部旋回体２と、図示しない作業機と、作業機を駆動する図示しない油圧シリンダとを備える。

上部旋回体２は、作業機を支持する。作業機は、図示しないブーム、アーム、バケットを含む。上部旋回体２には、図示しない運転席が設けられている。上部旋回体２は、下部走行体に対して旋回可能に取り付けられている。

作業機械１には、エンジン５と、発電電動機６と、キャパシタ（蓄電池）７と、旋回モータ（電動機）３と、インバータ９と、メインコントローラ（第１コントローラ）１０と、サブコントローラ（第２コントローラ）２０と、油圧ポンプ８とを含んで構成されている。

エンジン５の出力軸には、発電作用と電動作用とを行うための発電電動機６が連結される。発電電動機６は、発電作用によって電力を発生し、旋回モータ３及びキャパシタ７へ電力を供給する。旋回モータ３は、下部走行体に対して上部旋回体２を旋回させるための駆動力を発生させる。キャパシタ７は、発電電動機６または旋回モータ３へ供給するための電力を蓄電する。インバータ９は、発電電動機６と旋回モータ３とキャパシタ７とに供給される電力を制御する。メインコントローラ１０は、旋回モータ３及びインバータ９を制御する。

油圧ポンプ８は、エンジン５と発電電動機６とによって駆動される。油圧ポンプ８は、発電電動機６の駆動軸に連結される。油圧ポンプ８の吐出圧油は、バルブ４０を介して、作業機用油圧シリンダ４１，４２，４３、走行用油圧モータ４４，４５に供給される。例えば作業機用油圧シリンダ４１，４２，４３はそれぞれ、図示しないブーム、アーム、バケットを作動させる油圧シリンダである。走行用油圧モータ４４，４５はそれぞれ、図示しない下部走行体の右側履帯と左側履帯とを回転作動させる油圧モータである。走行用油圧モータ４４，４５は、図示しないオペレータ操作装置の操作に応じて回転作動する。

作業機操作レバー４６ａ，４６ｂ，４６ｃが操作されると、作業機用油圧シリンダ４１，４２，４３にそれぞれ圧油が供給され、図示しないブーム、アーム、バケットがそれぞれ作動される。

作業機操作レバー４６ａ，４６ｂ，４６ｃにはそれぞれ、操作量に応じて変化するパイロット圧を検出するパイロット圧センサ５０ａ，５０ｂ，５０ｃが設けられている。パイロット圧センサ５０ａ，５０ｂ，５０ｃはそれぞれ、作業機操作レバー４６ａ，４６ｂ，４６ｃの操作量（角度）に応じて変化する圧力を検出する圧力センサであって、検出した圧力に応じた値の電気信号を出力する。なお、ポテンショメータなど、操作量を検出し得るセンサであれば圧力センサ以外の他のセンサを用いて同様の電気信号を出力させてもよい。パイロット圧センサ５０ａ，５０ｂ，５０ｃの区別を要しない場合、パイロット圧センサ５０として説明する。パイロット圧センサ５０で検出されたパイロット圧を示す信号（以下、「作業機操作信号」という。）は、メインコントローラ１０に入力される。

旋回操作レバー４は、旋回モータ３を回転駆動させる操作レバーである。旋回操作レバー４が操作されると、旋回モータ３が回転駆動されて、上部旋回体２が下部走行体に対して旋回作動される。なお、旋回モータ３の回転速度は、スイングマシナリ９ａにより減速される。

旋回操作レバー４には、操作量に応じて変化するパイロット圧を検出するパイロット圧センサ５１が設けられている。より詳しくは、旋回操作レバー４には、左パイロット圧センサ５１ａ及び右パイロット圧センサ５１ｃが設けられている。左パイロット圧センサ５１ａは、左旋回量を示す左パイロット圧を検出する。右パイロット圧センサ５１ｃは、右旋回量を示す右パイロット圧を検出する。左パイロット圧センサ５１ａ及び右パイロット圧センサ５１ｃの区別を要しない場合、パイロット圧センサ５１として説明する。パイロット圧センサ５１は、旋回操作レバー４の操作量（角度）に応じて変化する圧力を検出する圧力センサであって、検出した圧力に応じた値の電気信号を出力するものである。なお、ポテンショメータなど、操作量を検出し得るセンサであれば圧力センサ以外の他のセンサを用いて同様の電気信号を出力させてもよい。パイロット圧センサ５１で検出されたパイロット圧を示す信号（以下、「旋回操作信号」という。）は、メインコントローラ１０に入力される。

なお、パイロット圧センサ５０及びパイロット圧センサ５１は、対応する操作レバーの操作量を検出できる場所であれば任意の箇所に設けることができる。例えば、対応する操作レバーに付設してもよく、対応する操作弁の下流側の配管に設けてもよい。

旋回操作レバー４に付設されたパイロット圧センサ５１で検出された旋回操作信号は、信号線８１を介してメインコントローラ１０の旋回制御部１１に取り込まれる。

本実施形態では、説明の便宜のため、作業機操作レバー４６ａ，４６ｂ，４６ｃ及び旋回操作レバー４に、それぞれ図示しないブーム、アーム、バケット及び上部旋回体２が個別に対応づけられているものとして説明したが、これらブーム、アーム、バケット及び上部旋回体２のうちいずれか２つの組み合わせを、１本の操作レバーで共用して上下左右の操作で作動させるとともに他の２つの組み合わせを他の１本の操作レバーで共用して上下左右の操作で作動させる実施も当然可能である。例えば、運転席の左右それぞれに操作レバーを設け、左操作レバーに、アームと上部旋回体２を対応づけるとともに、右操作レバーに、バケットとブームを対応づける実施が可能である。この場合、上部旋回体２は、左操作レバーを上側に傾斜させると右旋回側に作動し、左操作レバーを下側に傾斜させると左旋回側に作動するとともに、図示しないアームは、左操作レバーを左側に傾斜させるとダンプ側に作動し、左操作レバーを右側に傾斜させると掘削側に作動する。

後述するメインコントローラ１０は、旋回操作レバー４の操作量に応じた駆動信号を生成する。メインコントローラ１０は、生成した駆動信号を旋回モータ３に出力して、上部旋回体２を回転駆動させる。

［旋回駐車ブレーキ］
旋回駐車ブレーキ（旋回制動装置）３０は、上部旋回体２を制動させる。旋回駐車ブレーキ３０は、下部走行体に対する上部旋回体２の回転を停止させる。より詳しくは、旋回操作レバー４を中立位置に位置させると、旋回モータ３のサーボ系で旋回モータ３の位置が保持されるとともに、旋回駐車ブレーキ３０が作動して、上部旋回体２は停止保持される。旋回駐車ブレーキ３０は、旋回モータ３または旋回モータ３を制御するＣＰＵに故障等の異常が生じた場合、上部旋回体２を停止保持させる。

旋回モータ３の駆動軸３ａに、旋回駐車ブレーキ３０のブレーキ用油圧シリンダ３１のロッド３１ａが当接すると、旋回モータ３の駆動軸３ａがロックされて、上部旋回体２が機械的に停止保持される。この状態を、ブレーキ作動状態という。なお、旋回モータ３の駆動軸３ａにディスク板を設け、このディスク板をブレーキパッドで挟むことにより旋回モータ３の駆動軸３ａをロックするディスクブレーキ方式を採用してもよい。

旋回モータ３の駆動軸３ａからブレーキ用油圧シリンダ３１のロッド３１ａが離れると、旋回モータ３の駆動軸３ａがロック状態から開放されて、上部旋回体２が旋回自在となる。この状態を、ブレーキ開放状態という。

より詳しくは、油圧ポンプ８の吐出油路８ａに設けられた減圧弁８ｂ、油路８ｃ、ブレーキ用制御弁３２を介して、ブレーキ用油圧シリンダ３１の油室３１ｂに、圧油が供給されることで、旋回モータ３の駆動軸３ａからブレーキ用油圧シリンダ３１のロッド３１ａが離れ、旋回駐車ブレーキ３０が開放状態となる。

旋回駐車ブレーキソレノイド３２ａは、旋回駐車ブレーキ３０の作動及び開放を制御する。ブレーキ用制御弁３２は、付設された旋回駐車ブレーキソレノイド（アクチュエータ）３２ａにオンの電気信号（以下、「ブレーキ開放指令信号」という。）が加えられることにより、旋回駐車ブレーキソレノイド３２ａが駆動して弁位置が開放状態となり、旋回駐車ブレーキ３０を開放状態にさせる。旋回駐車ブレーキソレノイド３２ａは、電磁ソレノイドである。旋回駐車ブレーキソレノイド３２ａは、励磁すると旋回駐車ブレーキ３０を開放し、消磁すると旋回駐車ブレーキ３０を作動させる。

旋回駐車ブレーキソレノイド３２ａに加えられるオンの電気信号、つまりブレーキ開放指令信号は、メインコントローラ１０の出力端子３５から出力される。

メインコントローラ１０の出力端子３５は、電気信号線３４を介してブレーキ用制御弁３２の旋回駐車ブレーキソレノイド３２ａに電気的に接続されている。メインコントローラ１０の出力端子３５にブレーキ開放指令信号が出力されると、旋回ロックスイッチ３６及び電気信号線３４を介してブレーキ用制御弁３２の旋回駐車ブレーキソレノイド３２ａにオンの電気信号が加えられ、旋回駐車ブレーキ３０を開放状態にさせる。

メインコントローラ１０の出力端子３５と電気信号線３４の間には、出力端子３５から出力されるブレーキ開放指令信号を電気信号線３４に接続させるかまたは電気的な接続を遮断させるためのスイッチ（第４切替部材）３６が設けられている。スイッチ３６は、旋回ロックスイッチである。旋回ロックスイッチ３６は、旋回駐車ブレーキ３０を作動する。旋回ロックスイッチ３６は、旋回駐車ブレーキ３０を作動状態または開放状態にするために手動によって操作されるスイッチである。通常、旋回ロックスイッチ３６は電気的に接続されるオン位置３６ａに位置されている。旋回ロックスイッチ３６がオン位置３６ａに位置されると、ブレーキ開放指令信号によってブレーキ用制御弁３２の旋回駐車ブレーキソレノイド３２ａが駆動されて、旋回駐車ブレーキ３０が開放状態となる。旋回ロックスイッチ３６は、上部旋回体２を停止保持させたいときに手動にてオフ位置３６ｂに位置される。旋回ロックスイッチ３６がオフ位置３６ｂに位置にされると、電気信号線３４が当該スイッチ位置で電気的に遮断され、旋回駐車ブレーキ３０が作動状態となる。旋回ロックスイッチ３６は、旋回駐車ブレーキソレノイド３２ａと電源であるバッテリ３３とを接続する回路の導通状態と非導通状態とを切り替える。

図１に示すように、バッテリ３３は、ブレーキ用制御弁３２の旋回駐車ブレーキソレノイド３２ａにオンの電気信号を給電するために設けられている。バッテリ３３のプラス端子３３ａは、電気信号線３９を介して電気信号線３４に電気的に接続されている。電気信号線３９と電気信号線３４との電気的な接続の間には、スイッチ３８が設けられている。スイッチ３８の下流側には整流素子であるダイオード３８Ｄがバッテリ３３から旋回駐車ブレーキソレノイドへ給電可能に設けられている。

旋回モータ３または旋回モータ３を制御するＣＰＵに故障等の異常が生じて旋回駐車ブレーキ３０が作動すると、作業機械１の移動が困難な状態で上部旋回体２が停止保持される場合がある。例えば、ブームやアーム等が下部走行体の走行方向に対して角度を有している状態で上部旋回体２が停止保持される。このため、旋回駐車ブレーキ３０を開放するためのスイッチ（第１切替部材）３８が設けられている。スイッチ３８は、旋回モータ３または旋回モータ３を制御するＣＰＵに故障等の異常や旋回駐車ブレーキ３０を含む回路に異常が発生したときに、手動で非導通状態から導通状態に接点を切り替えることで、旋回駐車ブレーキ３０を開放するための信号を出力する。スイッチ３８は、旋回開放スイッチである。スイッチ３８は、手動によって操作されるスイッチである。

旋回開放スイッチ３８は、旋回駐車ブレーキソレノイド３２ａの上流側端子と電源とを接続する回路の導通状態と非導通状態とを切り替える。より詳しくは、旋回開放スイッチ３８は、電気信号線３９の途中に配置され、電気信号線３９を電気的に接続させるか、または電気的な接続を遮断させるように構成される。旋回開放スイッチ３８は、旋回ロックスイッチ３６より電源側の回路に配置され、旋回駐車ブレーキソレノイド３２ａの上流側端子と電源との間に設けられる回路の導通状態と非導通状態とを切り替える。

旋回開放スイッチ３８は、通常、非導通状態となるオフ位置３８ａに位置されている。上部旋回体２を旋回自在にさせたい場合、旋回開放スイッチ３８が導通状態となるオン位置３８ｂとなるように旋回開放スイッチ３８を手動操作する。これにより、旋回開放スイッチ３８が導通状態になり、旋回駐車ブレーキソレノイド３２ａの上流側端子と電源との間に設けられる回路が導通状態となる。

旋回開放スイッチ３８と旋回ロックスイッチ３６との間の電気信号線３９の途中には、ダイオード３８Ｄが配置されている。ダイオード３８Ｄは、電流の流れを旋回開放スイッチ３８から旋回ロックスイッチ３６へ向かう方向へ整流する。

［メインコントローラ］
メインコントローラ１０は、駆動制御部１１ａとしての機能と、遮断制御部１１ｂとしての機能とを実装する。言い換えると、駆動制御部１１ａと遮断制御部１１ｂとは、メインコントローラ１０内に設けられている。メインコントローラ１０には、出力端子３５を介して電気信号線３４が電気的に接続されている。メインコントローラ１０は、旋回モータ３に駆動制御信号を出力して旋回モータ３を制御するとともに、旋回駐車ブレーキ３０を解除するためのブレーキ開放指令信号を生成してブレーキ用制御弁３２の旋回駐車ブレーキソレノイド３２ａへ出力する。

メインコントローラ１０は、後述する旋回制御部１１と、旋回制御部１１の異常を監視する異常監視部１２と、スイッチング素子１４と、スイッチング素子１６と、スイッチング素子（第２切替部材）１７とを有する。

旋回制御部１１は、スイッチング素子１６及びスイッチング素子１７のオンとオフとを切り替える。旋回制御部１１は、旋回駐車ブレーキソレノイド３２ａに対して旋回駐車ブレーキ３０の作動及び開放の指令を出力する駆動制御部１１ａとしての機能を実装する。旋回制御部１１は、旋回操作信号と作業機操作信号に基づきブレーキ開放指令信号を生成する。旋回制御部１１で旋回操作信号の内容が「旋回操作レバー４が中立位置から操作された」ことを示す内容であるか、または作業機操作信号の内容が「作業機操作レバー４６ａ，４６ｂ，４６ｃの少なくともいずれかが中立位置から操作された」ことを示す内容であると判断された場合には、旋回制御部１１は、ブレーキ開放指令信号を生成して、スイッチング素子１６に出力する。旋回制御部１１で旋回操作信号の内容が「旋回操作レバー４が中立位置にある」ことを示す内容であって、かつ作業機操作信号の内容が「作業機操作レバー４６ａ，４６ｂ，４６ｃの全てが中立位置にある」ことを示す内容であると判断された場合には、旋回制御部１１は、ブレーキ開放指令信号を生成しない。

旋回制御部１１は、旋回操作信号のみに基づきブレーキ開放指令信号を生成してもよい。旋回制御部１１で旋回操作信号の内容が「旋回操作レバー４が中立位置から操作された」ことを示す内容であると判断された場合には、旋回制御部１１は、ブレーキ開放指令信号を生成して、スイッチング素子１６に出力する。旋回制御部１１で旋回操作信号の内容が「旋回操作レバー４が中立位置に位置している」ことを示す内容であると判断された場合には、旋回制御部１１は、ブレーキ開放指令信号を生成しない。

旋回制御部１１は、作業機操作信号のみに基づきブレーキ開放指令信号を生成してもよい。旋回制御部１１で作業機操作信号の内容が「作業機操作レバー４６ａ，４６ｂ，４６ｃの少なくともいずれかが中立位置から操作された」ことを示す内容であると判断された場合には、旋回制御部１１は、ブレーキ開放指令信号を生成して、スイッチング素子１６に出力する。これは、旋回モータ３のサーボが働いているので、作業機操作レバー４６ａ，４６ｂ，４６ｃの操作のみで判断して、ブレーキ開放にしても問題は生じないからである。作業機操作信号の内容が「作業機操作レバー４６ａ，４６ｂ，４６ｃの全てが中立位置にある」ことを示す内容であると判断された場合には、旋回制御部１１は、ブレーキ開放指令信号を生成しない。

旋回制御部１１は、旋回駐車ブレーキソレノイド３２ａの下流側端子２５とグランドＧ１との間に設けられる第１回路Ｃ１を遮断する指令を出力する遮断制御部１１ｂとしての機能を実装する。旋回制御部１１は、例えば、旋回ロックスイッチ３６の上流側での天絡等の異常を検出すると、旋回駐車ブレーキ作動指令信号を生成する。天絡の例としては、旋回ロックスイッチ３６と旋回駐車ブレーキソレノイド３２ａの間の電気信号線３４がバッテリ３３と電気的に導通状態となるものである。

旋回制御部１１でスイッチング素子１６がオフでブレーキ開放指令信号が出力されていない状態で、「フィードバック電圧が閾値以上である」ことを検出したと判断された場合には、天絡等の異常であるとして、旋回制御部１１は、旋回駐車ブレーキ作動指令信号を生成して、スイッチング素子１７に出力する。旋回制御部１１で「フィードバック電圧が閾値以上である」ことを検出したと判断されない場合には、旋回制御部１１は、旋回駐車ブレーキ作動指令信号を生成しない。なお、フィードバック電圧の検出は第１回路Ｃ１を流れる電流をメインコントローラ１０で電圧に変換し、変換後の電圧値をＣＰＵで入力し判定することで求めるようにしてもよい。

異常監視部１２は、スイッチング素子１４のオンとオフとを切り替える。より詳しくは、異常監視部１２は、旋回制御部１１の異常を検出した場合、旋回駐車ブレーキ３０を作動状態にするために、スイッチング素子１４に、スイッチング信号としてオフの電気信号を出力する。異常監視部１２は、旋回制御部１１の異常を検出しない場合、スイッチング素子１４に、スイッチング信号としてオンの電気信号を出力する。

スイッチング素子１４は、メインコントローラ１０の電源側から電力を供給する回路上に配置されている。スイッチング素子１４は、異常監視部１２の指令に基づいて、回路の導通状態と非導通状態とを切り替える。スイッチング素子１４は、例えば、ＦＥＴ（ＦｉｅｌｄＥｆｆｅｃｔＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）またはトランジスタなどである。スイッチング素子１４が導通状態になると、旋回駐車ブレーキソレノイド３２ａに電圧が印加可能とされる。スイッチング素子１４が非導通状態になると、旋回駐車ブレーキソレノイド３２ａに電圧が印加されない。

スイッチング素子１６は、旋回制御部１１の指令に基づいて、回路の導通状態と非導通状態とを切り替える。スイッチング素子１６は、例えば、ＦＥＴまたはトランジスタなどである。スイッチング素子１６が非導通状態になると、旋回ロックスイッチ３６の上流側端子への電源の供給が遮断される。これにより、ブレーキ用制御弁３２の旋回駐車ブレーキソレノイド３２ａに電圧が印加されず、旋回駐車ブレーキ３０が作動状態になる。スイッチング素子１６が導通状態になると、旋回ロックスイッチ３６の上流側へ電源が供給される。これにより、ブレーキ用制御弁３２の旋回駐車ブレーキソレノイド３２ａに電圧が印加され、旋回駐車ブレーキ３０が開放状態になる。

より詳しくは、スイッチング素子１６に、スイッチング信号としてオンの電気信号、つまりブレーキ開放指令信号が旋回制御部１１から入力された場合、スイッチング素子１６からオンの電気信号、つまりブレーキ開放指令信号が出力される。スイッチング素子１６は、出力端子３５を介して電気信号線３４に電気的に接続されている。これにより、メインコントローラ１０でブレーキ開放指令信号が生成された場合、ブレーキ開放指令信号が旋回駐車ブレーキ３０の旋回駐車ブレーキソレノイド３２ａに出力され、旋回駐車ブレーキ３０が開放状態となる。

スイッチング素子１７は、旋回駐車ブレーキソレノイド３２ａの上流側端子で天絡等の異常が発生した場合に旋回駐車ブレーキ３０を作動状態にするために設けられている。スイッチング素子１７は、旋回駐車ブレーキソレノイド３２ａの下流側端子２５とグランドＧ１との間に設けられる第１回路Ｃ１上に配置されている。スイッチング素子１７は、メインコントローラ１０に設けられている。スイッチング素子１７は、旋回駐車ブレーキソレノイド３２ａの下流側端子２５とグランドＧ１との間に設けられる第１回路Ｃ１の導通状態と非導通状態とを切り替える。スイッチング素子１７は、遮断制御部１１ｂとしての旋回制御部１１からの指令に基づいて、導通状態と非導通状態とを切り替える。スイッチング素子１７は、旋回制御部１１の指令に基づいて、第１回路Ｃ１を遮断する。スイッチング素子１７は、例えば、ＦＥＴまたはトランジスタなどである。

スイッチング素子１７は、ブレーキ開放指令信号が出力端子３５に出力されている場合導通状態であり、旋回駐車ブレーキソレノイド３２ａの下流側（グランドＧ１側）の第１回路Ｃ１が遮断されない。スイッチング素子１７は、例えば、旋回駐車ブレーキソレノイド３２ａの上流側(電源側)で天絡が発生した場合、旋回駐車ブレーキ作動指令信号によって非導通状態になり、旋回駐車ブレーキソレノイド３２ａの下流側の第１回路Ｃ１が遮断される。これにより、ブレーキ用制御弁３２の旋回駐車ブレーキソレノイド３２ａへの給電が停止され、旋回駐車ブレーキ３０の油室３１ｂから油がタンクに抜け、ばね圧によりロッド３１ａが当接することにより旋回駐車ブレーキ３０が作動状態になる。スイッチング素子１７は、旋回制御部１１からスイッチング信号としてオフの電気信号、つまり旋回駐車ブレーキ作動指令信号が入力された場合、非導通状態となる。メインコントローラ１０で旋回駐車ブレーキ作動指令信号が生成された場合、旋回駐車ブレーキ作動指令信号がスイッチング素子１７に出力され、スイッチング素子１７は非導通状態となる。

［サブコントローラ］
サブコントローラ２０は、状態判定部２１と、スイッチング素子（第３切替部材）２２とを有する。サブコントローラ２０には、電気信号線３９においてダイオード３８Ｄより上流側に配置された端子（接続点）２３から電気信号線２４が電気的に接続されている。端子２３は、旋回開放スイッチ３８とダイオード３８Ｄの間に設けられている。これにより、サブコントローラ２０は、旋回開放スイッチ３８からの信号を受信する。サブコントローラ２０は、旋回開放スイッチ３８からの信号を受信した場合、第２回路Ｃ２が導通状態となるようにスイッチング素子２２を切り替える指令を出力する。

状態判定部２１は、旋回開放スイッチ３８が導通状態であるか否かを判定する。状態判定部２１は、判定結果に基づいて、スイッチング素子２２のオンとオフとを切り替える信号を出力する。より詳しくは、手動で旋回開放スイッチ３８の接点を、オフ位置３８ａからオン位置３８ｂに切り替えた場合、状態判定部２１は、例えばバッテリ３３からの給電に基づく信号を受信し、第２回路Ｃ２が導通状態となるようにスイッチング素子２２を切り替える指令を出力する。状態判定部２１は、旋回開放スイッチ３８がオン位置３８ｂか否かを判定する。

スイッチング素子２２は、旋回駐車ブレーキソレノイド３２ａの下流側端子２５とグランドＧ２との間に設けられる第２回路Ｃ２上に配置されている。スイッチング素子２２は、旋回駐車ブレーキソレノイド３２ａの下流側端子２５とグランドＧ２との間に設けられる第２回路Ｃ２の導通状態と非導通状態とを切り替える。スイッチング素子２２は、例えば、ＦＥＴまたはトランジスタなどである。スイッチング素子２２は、メインコントローラ１０とは異なるコントローラに設けられる。スイッチング素子２２は、サブコントローラ２０に設けられる。

スイッチング素子２２は、状態判定部２１からの指令に基づいて、第２回路Ｃ２の導通状態と非導通状態とを切り替える。スイッチング素子２２は、状態判定部２１の指令に基づいて、第２回路Ｃ２を接続する。

スイッチング素子２２は、旋回開放スイッチ３８と連動して動作する。スイッチング素子２２は、通常、非導通状態であり、旋回駐車ブレーキソレノイド３２ａの下流側（グランドＧ２側）の第２回路Ｃ２が遮断されている。スイッチング素子２２は、例えば、旋回開放スイッチ３８が導通状態となるように切り替えられた場合、導通状態になり、旋回駐車ブレーキソレノイド３２ａの下流側の第２回路Ｃ２が接続される。

上部旋回体２を旋回自在にさせたい場合、旋回開放スイッチ３８を手動操作する。これにより、旋回開放スイッチ３８が導通状態になる。これにより、スイッチング素子２２によって、旋回駐車ブレーキソレノイド３２ａの下流側端子２５とグランドＧ２との間に設けられる第２回路Ｃ２が導通状態になる。旋回駐車ブレーキソレノイド３２ａに電圧が旋回ロックスイッチ３６を介して印加され、旋回駐車ブレーキ３０が開放状態となる。

［コンピュータシステム］
図４は、本実施形態に係るコンピュータシステム１０００を示すブロック図である。上述のコントローラ６０は、コンピュータシステム１０００を含む。コンピュータシステム１０００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のようなプロセッサ１００１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）のような不揮発性メモリ及びＲＡＭ（Random Access Memory）のような揮発性メモリを含むメインメモリ１００２と、ストレージ１００３と、入出力回路を含むインターフェース１００４とを有する。上述のメインコントローラ１０の機能は、プログラムとしてストレージ１００３に記憶されている。プロセッサ１００１は、プログラムをストレージ１００３から読み出してメインメモリ１００２に展開し、プログラムに従って上述の処理を実行する。なお、プログラムは、ネットワークを介してコンピュータシステム１０００に配信されてもよい。

［旋回駐車ブレーキの制御処理］
つぎに、図５、図６に示すフローチャートを参照して、実施形態の処理の手順について説明する。図５は、実施形態に係る作業機械１のメインコントローラ１０で行われる処理内容を示したフローチャートである。図６は、実施形態に係る作業機械１のメインコントローラ１０で行われる処理内容を示したフローチャートである。

図５を用いて、ブレーキ開放指令信号の生成について説明する。旋回制御部１１は、旋回操作レバー４と、作業機操作レバー４６ａ，４６ｂ，４６ｃとは全て中立であるか否かを判断する（ステップＳ１０１）。より詳しくは、旋回制御部１１は、旋回操作信号の内容が「旋回操作レバー４が中立位置にある」ことを示す内容であって、かつ作業機操作信号の内容が「作業機操作レバー４６ａ，４６ｂ，４６ｃの全てが中立位置にある」ことを示す内容であるか否かを判断する。

旋回制御部１１は、旋回操作レバー４と、作業機操作レバー４６ａ，４６ｂ，４６ｃとは全て中立であると判断した場合（ステップＳ１０１でＹｅｓ）、ステップＳ１０２へ進む。より詳しくは、旋回制御部１１が旋回操作信号の内容が「旋回操作レバー４が中立位置にある」ことを示す内容であって、かつ作業機操作信号の内容が「作業機操作レバー４６ａ，４６ｂ，４６ｃの全てが中立位置にある」ことを示す内容であると判断した場合には、ステップＳ１０２へ進む。

なお、「旋回操作レバー４が中立位置にある」ことを示す内容のみで、ステップＳ１０２へ進むようにしてもよい。

旋回制御部１１は、旋回操作レバー４と、作業機操作レバー４６，４６ｂ，４６ｃの少なくともいずれかが中立ではないと判断した場合（ステップＳ１０１でＮｏ）、ステップＳ１０４へ進む。より詳しくは、旋回制御部１１が旋回操作信号の内容が「旋回操作レバー４が中立位置から操作された」ことを示す内容であるか、または作業機操作信号の内容が「作業機操作レバー４６ａ，４６ｂ，４６ｃの少なくともいずれかが中立位置から操作された」ことを示す内容であると判断した場合には、ステップＳ１０４へ進む。

旋回制御部１１は、旋回操作レバー４、作業機操作レバー４６ａ，４６ｂ，４６ｃの全てが中立位置に位置されてから所定時間（例えば５秒）以上経過しているか否かを判断する（ステップＳ１０２）。

旋回制御部１１が旋回操作レバー４、作業機操作レバー４６ａ，４６ｂ，４６ｃの全てが中立位置に位置されてから所定時間（例えば５秒）以上経過していると判断した場合には（ステップＳ１０２でＹｅｓ）、ステップＳ１０３へ進む。

旋回制御部１１が旋回操作レバー４、作業機操作レバー４６ａ，４６ｂ，４６ｃの全てが中立位置に位置されてから所定時間（例えば５秒）以上経過していないと判断した場合（ステップＳ１０２でＮｏ）、ステップＳ１０４へ進む。

旋回制御部１１は、ステップＳ１０２でＹｅｓの場合、旋回駐車ブレーキ３０を作動状態にすべきと判断し、ブレーキ開放指令信号は生成しない（ステップＳ１０３）。この結果、旋回駐車ブレーキ３０は、作動状態を維持し、上部旋回体２が旋回不可で維持される。

旋回制御部１１は、旋回駐車ブレーキ３０を開放状態にすべきと判断し、ブレーキ開放指令信号が生成される（ステップＳ１０４）。また、スイッチング素子１７を導通状態とする。この結果、旋回駐車ブレーキ３０は、開放状態となり、スイッチング素子１７が導通状態となることから、上部旋回体２が旋回自在となる。

図６を用いて、旋回駐車ブレーキ作動指令信号の生成について説明する。旋回制御部１１は、旋回駐車ブレーキソレノイドの３２ａの上流側での天絡等の故障を検出したか否かを判断する（ステップＳ１１１）。より詳しくは、旋回制御部１１は、ブレーキ開放指令信号の出力がオフで、「フィードバック電圧が閾値以上である」ことを検出したか否かを判断する。

旋回駐車ブレーキソレノイドの３２ａの上流側での故障を検出したと判断した場合（ステップＳ１１１でＹｅｓ）、ステップＳ１１２へ進む。より詳しくは、旋回制御部１１は、ブレーキ開放指令信号の出力がオフで、「フィードバック電圧が閾値以上である」ことを検出した場合、ステップＳ１１２へ進む。

旋回制御部１１は、旋回駐車ブレーキソレノイドの３２ａの上流側での故障を検出していないと判断した場合（ステップＳ１１１でＮｏ）、処理を終了する。より詳しくは、旋回制御部１１は、ブレーキ開放指令信号の出力がオフで、「フィードバック電圧が閾値以上である」ことを検出しない場合、処理を終了する。

旋回制御部１１は、ステップＳ１１１において、旋回駐車ブレーキソレノイドの３２ａの上流側での故障を検出したと判断した場合、旋回駐車ブレーキ３０を作動状態にすべきと判断し、旋回駐車ブレーキ作動指令信号を生成する（ステップＳ１１２）。この結果、スイッチング素子１７が非導通状態となり、旋回駐車ブレーキ３０は、作動状態になり、上部旋回体２が旋回不可となる。

［効果］
以上のように本実施形態では、旋回駐車ブレーキソレノイド３２ａの下流側端子２５とグランドＧ１との間に設けられた第１回路Ｃ１上に、スイッチング素子１７が配置されている。本実施形態では、旋回駐車ブレーキソレノイド３２ａの下流側端子２５とグランドＧ２との間に設けられた第２回路Ｃ２上に、スイッチング素子２２が配置されている。本実施形態では、スイッチング素子１７は、メインコントローラ１０からの指令に基づいて、導通状態と非導通状態とを切り替える。本実施形態では、サブコントローラ２０は、旋回開放スイッチ３８からの信号を受信した場合、第２回路Ｃ２が導通状態となるようにスイッチング素子２２を切り替える指令を出力する。本実施形態によれば、旋回駐車ブレーキ３０を含む回路に異常が生じた場合に、旋回駐車ブレーキ３０を作動状態にできる。

本実施形態では、メインコントローラ１０にスイッチング素子１７が配置され、サブコントローラ２０にスイッチング素子２２が配置されている。本実施形態によれば、メインコントローラ１０に異常が生じた場合でも、サブコントローラ２０によってスイッチング素子２２を適切に切り替えせることができる。この場合、旋回開放スイッチ３８を操作することにより、旋回駐車ブレーキ３０を開放した状態にすることができ、旋回自在とすることができる。また、スイッチング素子１７の故障等、メインコントローラ１０側の動作に異常等があった場合においても、同様に旋回駐車ブレーキ３０を開放した状態にすることができる。

本実施形態では、パイロット圧センサ５１で検出された旋回操作信号は、メインコントローラ１０に入力される。

図７、図８を用いて、従来の作業機械１の旋回駐車ブレーキ制御装置について説明する。図７は、従来の作業機械１の旋回駐車ブレーキ３０を含む回路の概略図である。図８は、従来の作業機械１の概略ブロック図である。旋回駐車ブレーキソレノイド３２ａの下流側端子がスイッチング素子などを介さずにグランドと接続されている。これにより、旋回駐車ブレーキソレノイド３２ａの上流側で異常が発生した場合、旋回駐車ブレーキソレノイド３２ａの下流側の回路が遮断されず、旋回駐車ブレーキ３０が開放状態のままとなり、上部旋回体２が旋回自在の状態のままとなる場合がある。

なお、実施形態では、ハイブリッドの作業機械１を想定して説明したがこれに限定されず、電動作業機械及び油圧作業機械にも適用することができる。実施形態では、旋回モータ３を電動機と想定して説明したがこれに限定されず、旋回モータ３は油圧によって駆動する油圧モータであってもよい。

実施形態の図５では、ステップＳ１０２の判断処理を設け、旋回駐車ブレーキ３０を作動状態にする条件を、旋回操作レバー４、作業機操作レバー４６ａ，４６ｂ，４６ｃの全てが中立位置に位置されてから所定時間（例えば５秒）以上経過していることにしているが、ステップＳ１０２の判断処理を省略して、旋回駐車ブレーキ３０を作動状態にしてもよい。

１…作業機械、２…上部旋回体、３…旋回モータ（電動機）、３ａ…駆動軸、４…旋回操作レバー、５…エンジン、６…発電電動機、７…キャパシタ、８…油圧ポンプ、９…インバータ、１０…メインコントローラ（第１コントローラ）、１１…旋回制御部、１１ａ…駆動制御部、１１ｂ…遮断制御部、１２…異常監視部、１４…スイッチング素子、１６…スイッチング素子、１７…スイッチング素子（第２切替部材）、２０…サブコントローラ（第２コントローラ）、２１…状態判定部、２２…スイッチング素子（第３切替部材）、３０…旋回駐車ブレーキ（旋回制動装置）、３１…ブレーキ用油圧シリンダ、３１ａ…ロッド、３１ｂ…油室、３２…ブレーキ用制御弁、３２ａ…旋回駐車ブレーキソレノイド（アクチュエータ）、３３…バッテリ、３３ａ…プラス端子、３４…電気信号線、３５…出力端子、３６…旋回ロックスイッチ（第４切替部材）、３６ａ…オン位置、３６ｂ…オフ位置、３８…旋回開放スイッチ（第１切替部材）、３８ｂ…オン位置、３８ａ…オフ位置、３８Ｄ…ダイオード、３９…電気信号線、４０…バルブ、４１，４２，４３…作業機用油圧シリンダ、４４，４５…走行用油圧モータ、４６ａ，４６ｂ，４６ｃ…作業機操作レバー、５０…パイロット圧センサ、５０ａ，５０ｂ，５０ｃ…パイロット圧センサ、５１…パイロット圧センサ、５１ａ…左パイロット圧センサ、５１ｃ…右パイロット圧センサ。

Claims

下部走行体と、
前記下部走行体に対して旋回可能に配置された上部旋回体と、
前記下部走行体に対する前記上部旋回体の旋回を停止させる旋回制動装置と、
前記旋回制動装置の作動及び開放を制御するアクチュエータと、
前記旋回制動装置を開放するための信号を出力する第１切替部材と、
前記アクチュエータの下流側端子とグランドとの間に設けられた第１回路の導通状態と非導通状態とを切り替える第２切替部材と、
前記アクチュエータの下流側端子とグランドとの間に設けられた第２回路の導通状態と非導通状態とを切り替える第３切替部材と、
第１コントローラと、
第２コントローラと、
を備え、
前記第２切替部材は、前記第１コントローラからの指令に基づいて前記第１回路の導通状態と非導通状態とを切り替え、
前記第２コントローラは、前記第１切替部材からの前記信号を受信した場合、前記第２回路が導通状態となるように前記第３切替部材を切り替える指令を出力する、
作業機械。
前記第１コントローラは、前記第２切替部材、を有し、
前記第２コントローラは、前記第３切替部材、を有する、
請求項１に記載の作業機械。
前記第２コントローラは、前記第１切替部材が導通状態であるか否かを判定する前記状態判定部、を有する、
請求項１または２に記載の作業機械。
前記旋回制動装置を作動する第４切替部材をさらに備える、
請求項１から３のいずれか一項に記載の作業機械。
前記アクチュエータは、電磁ソレノイドであり、励磁すると前記旋回制動装置を開放し、消磁すると前記旋回制動装置を作動させる、
請求項１から４のいずれか一項に記載の作業機械。
前記第１コントローラは、前記アクチュエータを制御する駆動制御部と、前記第２切替部材を制御する遮断制御部とを有する、
請求項１から５のいずれか一項に記載の作業機械。
前記下部走行体に対して前記上部旋回体を旋回させるための駆動力を発生させる電動機をさらに備える、
請求項１から６のいずれか一項に記載の作業機械。