JP6822134B2 - 建設機械 - Google Patents

Description

本発明は、旋回体を有する建設機械に関する。

油圧ショベル等の建設機械では、バケット等を有する作業装置が取り付けられた旋回体を備え、該旋回体を、油圧モータもしくは電動モータ等の旋回アクチュエータにより、旋回させ得るように構成されたものが一般に知られている。

この種の建設機械では、旋回体又は作業装置と、周囲の物体（人等）との接触（衝突）を防止すべく、旋回アクチュエータによる旋回体の旋回動作を適宜、停止させるように該旋回アクチュエータの作動制御を行う技術が知られている。

例えば特許文献１には、旋回体に装着したエアバッグへの作業員又は物体の接触をタッチセンサにより検知し、その検知に応じて、油圧回路の電磁弁を介して旋回用の油圧モータの作動を停止させる技術が記載されている。

また、例えば特許文献２には、建設機械の周囲に設定した検出領域内への物体の進入を超音波センサにより検知し、その検知に応じて、油圧回路の電磁弁を介して旋回用の油圧モータの作動を停止させる技術が記載されている。

特開平５−３０６０９５号公報 実願平４−７４７３５号のマイクロフィルム

前記特許文献１，２に見られる如き従来の技術では、旋回体又は作業装置と、周囲の物体（人等）との接触を防止するために、旋回体の旋回動作を停止させる場合、旋回用アクチュエータとしての油圧モータでの圧油の入出を遮断することで、該旋回用アクチェータの作動を停止させることが行われる。

しかるに、特に、旋回体の旋回速度が比較的高速である場合等、旋回体の旋回動作の慣性力が比較的大きい場合等にあっては、旋回用アクチュエータの作動制御を上記の如く実行しても、旋回体の旋回動作を即座に停止できない状況が発生しやすい。なお、このような状況は、旋回用アクチュエータが電動モータである場合でも同様に生じ得る。

そして、このような場合には、旋回体又は作業装置と、周囲の物体との衝突が発生してしまう虞がある。

本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、旋回体の旋回動作中に、該旋回体又は該旋回体に取り付けられた作業装置と、周囲の物体との接触が発生するのを適切に防止することを、簡易且つ安価な構成で実現できる建設機械を提供することを目的とする。

本発明の建設機械は、上記の目的を達成するために、基体に旋回可能に取り付けられた旋回体と、前記旋回体を旋回させる動力を出力する旋回アクチュエータと、前記旋回体と
共に旋回し得るように該旋回体に取り付けられた作業装置と、前記旋回体を摩擦力により制動する第１状態と該制動を解除した第２状態とに動作可能なブレーキ装置とを備える建設機械であって、
前記旋回体の旋回動作中に該旋回体又は前記作業装置と、当該建設機械の周囲の物体との接触が生じる可能性が有るか否かを判断する第１旋回接触判断部と、
前記第１旋回接触判断部の判断結果が肯定的になった場合に、前記旋回体の旋回動作を停止させるように前記旋回アクチュエータの作動制御を行う旋回アクチュエータ制御部と、
該旋回アクチュエータ制御部による前記旋回アクチュエータの作動制御の実行開始後に、前記旋回アクチュエータ制御部による前記旋回アクチュエータの作動制御によって、前記接触を回避し得るか否かを判断する第２旋回接触判断部と、
前記第２旋回接触判断部の判断結果が否定的である場合に、前記ブレーキ装置を前記第１状態に動作させるブレーキ装置制御部とを備えることを特徴とする（第１発明）。

かかる第１発明によれば、前記旋回体の旋回動作中に前記第１旋回接触判断部の判断結果が肯定的になった場合、すなわち、前記旋回体又は前記作業装置と、建設機械の周囲の物体との接触が生じる可能性が有ることが推定された場合には、前記旋回体の旋回動作を停止させるように前記旋回アクチュエータの作動制御を行うことが前記旋回アクチュエータ制御部により実行される。

さらに、前記第２旋回接触判断部の判断結果が肯定的になった場合、すなわち、前記旋回アクチュエータ制御部による旋回アクチュエータの作動制御だけでは、前記接触を回避することができないか、もしくは困難であることが推定された場合には、前記ブレーキ装置制御部によって、前記ブレーキ装置が第１状態に動作される。

この結果、旋回体には、前記旋回アクチュエータの作動制御による制動力に加えて、摩擦力による制動力が付加される。その結果、旋回体は、前記旋回アクチュエータの作動制御だけを実行した場合よりも、迅速に停止する。ひいては、旋回体又は作業装置と周囲の物体との接触の回避の確実性をより高めることができる。

ここで、前記ブレーキ装置は、前記旋回体を有する建設機械には、一般に従来より搭載されている装置である。従って、旋回体又は作業装置と周囲の物体との接触を回避することを、既存のブレーキ装置の付加的な制御を行うことで、適切に実現することが可能となる。

よって、本発明によれば、旋回体の旋回動作中に、該旋回体又は該旋回体に取り付けられた作業装置と、周囲の物体との接触が発生するのを適切に防止することを、簡易且つ安価な構成で実現できる。

上記第１発明では、当該建設機械の周囲に存在する物体と、当該建設機械との位置関係を取得する物体検出部をさらに備えており、前記第１旋回接触判断部及び前記第２旋回接触判断部は、少なくとも前記物体検出部により取得された前記位置関係に基づいてそれぞれの判断処理を実行するように構成されていることが好ましい（第２発明）。

なお、第２発明における前記物体と建設機械との「位置関係」というのは、建設機械に対する物体の相対位置を特定し得る情報でよいことはもちろんであるが、物体が、建設機械の周囲のどの領域内に存在するのかを示す情報、あるいは、建設機械の周囲の特定領域に物体が存在するか否かを示す情報であってもよい。

上記第２発明によれば、物体と建設機械との位置関係を反映させた態様で、前記第１旋回接触判断部及び前記第２旋回接触判断部の判断処理を実行できるので、それそれの判断処理の信頼性を高めることができる。

上記第２発明では、さらに前記第２旋回接触判断部は、前記物体検出部により取得された前記位置関係に加えて、前記旋回体の旋回速度の大きさ、前記旋回体の旋回方向、及び前記作業装置の姿勢状態のうちの少なくとも前記旋回体の旋回速度の大きさを含む１つ以上の検出情報を用いて、前記接触を回避し得るか否かを判断するように構成されていることが好ましい（第３発明）。

上記第２発明によれば、前記第２旋回接触判断部の判断結果の信頼性を高めることができる。特に、前記旋回体の旋回速度の大きさは、旋回体の旋回動作の慣性力に大きな影響を及ぼすので、該慣性力の影響を適切に反映させて、前記第２旋回接触判断部の判断処理を行うことができる。その結果、前記第２旋回接触判断部の判断結果の信頼性を好適に高めることができる。

ひいては、旋回体の旋回動作中に、ブレーキ装置を前記第１状態に動作させることを、必要以上に実行してしまうことを防止できる。

上記第１〜第３発明では、前記旋回体の旋回動作時に前記ブレーキ装置制御部により前記ブレーキ装置を前記第１状態に動作させた累積回数を計数し、該累積回数が所定回数を超えた場合に、前記ブレーキ装置の点検を推奨する報知出力を発生するブレーキ装置状態監視部をさらに備えることが好ましい（第４発明）。

これによれば、旋回体の旋回動作中に前記ブレーキ装置を第１状態に動作させることに起因して、該ブレーキ装置の性能劣化が進行しても、該ブレーキ装置の故障が発生したり、該ブレーキ装置が耐久限界に達する前に、該ブレーキ装置の修理もしくは交換を促すことができる。

本発明の一実施形態における建設機械としての油圧ショベルの側面図。 実施形態の油圧ショベルを上方から見た平面図。 実施形態の油圧ショベルに備えた油圧システムの回路構成と、その制御に係る構成を示す図。 図３に示す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。

本発明の一実施形態を図１〜図４を参照して以下に説明する。図１及び図２を参照して、本実施形態の建設機械は、例えば油圧ショベル１である。この油圧ショベル１は、クローラ式の走行体２と、走行体２上に搭載された旋回体３と、旋回体３に取り付けられた作業装置４とを備える。走行体２は、本発明における基体に相当する。

旋回体３は、走行体２に対して、旋回軸心Ｃｚ周りの方向（ヨー方向）に旋回し得るように、該走行体２に取り付けられており、後述する旋回用油圧モータ２１により旋回駆動される。この旋回体３の前部には、作業者が搭乗する運転室５が備えられ、後部には、図示を省略するエンジンや油圧機器（油圧ポンプ、方向切換弁等）等が収容された機械室６が備えられている。

機械室６には、該機械室６の周囲（詳しくは、機械室６の側方及び後方）に存在する人等の物体を検知するための複数の物体検知センサ７が装着されている。該物体検知センサ７は、例えば、測距センサ、カメラ等により構成され得る。

作業装置４は、旋回体３の前部から延設されたブーム１１と、ブーム１１の先端部から延設されたアーム１２と、アーム１２の先端部に組付けられたアタッチメント１３と、ブーム１１を旋回体３に対して揺動させるブームシリンダ１４と、アーム１２をブーム１１に対して揺動させるアームシリンダ１５と、アタッチメント１３をアーム１２に対して揺動させるバケットシリンダ１６とを備える。

なお、アタッチメント１３は、図示例では、バケットであるが、他の種類のアタッチメントであってもよい。

油圧ショベル１には、さらに、図３に示す油圧システムとその動作制御に係る制御システムとが搭載されている。

具体的には、油圧ショベル１は、旋回体３を旋回駆動する旋回アクチュエータとしての旋回用油圧モータ２１（以降、単に旋回モータ２１という）と、旋回モータ２１の回転駆動力の出力軸である回転軸２１ａを摩擦力により制動するブレーキ装置２２（以降、旋回ブレーキ装置２２という）と、旋回モータ２１に供給する圧油の供給源たる油圧ポンプ２３と、パイロット圧油の供給源たるパイロットポンプ２４と、作業者が旋回体３の旋回操縦を行うための操作レバー２５ａ（以降、旋回レバー２５ａという）を有する旋回用操作器２５と、油圧ショベル１の運転制御を行うコントローラ４０とを含む。

油圧ポンプ２３及びパイロットポンプ２４は、油圧ショベル１に搭載されたエンジン（図示省略）により駆動され、その駆動状態で圧油を吐出する。

旋回モータ２１は、該旋回モータ２１用の方向切換弁２６を介して油圧ポンプ２３に接続されており、該方向切換弁２６を制御することで、油圧ポンプ２３から圧油が供給される（ひいては、回転軸２１ａから回転駆動力を出力する）。

上記方向切換弁２６は、パイロット駆動式の３位置切換弁であり、パイロット圧が付与されていない状態では、中立位置Ａ１に付勢されている。該中立位置Ａ１は、旋回モータ２１への圧油の流入及び旋回モータ２１からの圧油の流出を遮断する動作位置である。そして、方向切換弁２６にパイロット圧を付与することによって、該方向切換弁２６が、中立位置Ａ１から他の動作位置Ａ２又はＡ３に駆動される。これらの動作位置Ａ２，Ａ３は、油圧ポンプ２３から吐出される圧油を旋回モータ２１に供給すると共に、旋回モータ２１から流出する圧油を油タンク２７に戻す動作位置である。

なお、動作位置Ａ２，Ａ３のそれぞれにおける旋回モータ２１の回転軸２１ａの回転方向（ひいては、旋回体３の旋回方向）は互いに逆方向である。

旋回用操作器２５は、パイロットポンプ２４に切換弁２８を介して接続されており、該切換弁２８を制御することで、パイロットポンプ２４から、パイロット圧油が供給されるようになっている。そして、旋回用操作器２５は、パイロット圧油が供給されている状態で、作業者により旋回レバー２５ａが操作された場合に、それに応じて、方向切換弁２６をＡ２又はＡ３の動作位置（操作レバー２５ａの操作に応じて規定される動作位置）に動作させるパイロット圧を方向切換弁２６に出力する。

上記切換弁２８は、２位置の電磁切換弁であり、制御信号（電気信号）が付与されていない状態では、Ｂ１の動作位置に付勢されている。この動作位置Ｂ１は、パイロットポンプ２４から旋回用操作器２５へのパイロット圧油の供給を遮断する動作位置（詳しくは、旋回用操作器２５のパイロット圧油の入口ポートを油タンク２７に開放する動作位置）である。そして、切換弁２８に制御信号を付与することで、該切換弁２８が、パイロットポンプ２４から旋回用操作器２５へのパイロット圧油の供給がなされるＢ２の動作位置に動作する。

旋回ブレーキ装置２２は、旋回モータ２１の回転軸２１ａ（又は該回転軸２１ａと一体に、もしくは連動して回転し得る部材）の所定の部位に、該回転軸２１ａの回転を制動する摩擦力（接触摩擦力）を付与する摩擦係合部２２ａと、該摩擦係合部２２ａを上記所定の部位（以降、制動摩擦力付与部という）に対して進退させるアクチュエータとしてのシリンダ２２ｂとを備える。

シリンダ２２ｂの筒内には、摩擦係合部２２ａを制動摩擦力付与部に圧接させる方向に付勢するバネ２２ｃが内蔵されていると共に、前記パイロットポンプ２４に切換弁２９を介して接続された油室２２ｄが形成されており、油室２２ｄにパイロットポンプ２４から圧油を供給して、該油室２２ｄの圧力を上昇させることによって、摩擦係合部２２ａがバネ２２ｃの付勢力に抗して制動摩擦力付与部から後退して、制動摩擦力付与部への摩擦力の付与が解除されるようになっている。

上記切換弁２９は、２位置の電磁切換弁であり、制御信号（電気信号）が付与されていない状態では、Ｃ１の動作位置に付勢されている。この動作位置Ｃ１は、シリンダ２２ｂの油室２２ｄを油タンク２７に開放する動作位置である。この動作位置Ｃ１では、バネ２２ｃの付勢力により、摩擦係合部２２ａが制動摩擦力付与部に圧接されて、該制動摩擦力付与部に摩擦力が付与される。ひいては、該摩擦力により旋回モータ２１の回転軸２１ａの回転が制動される。

また、切換弁２９に制御信号を付与することで、該切換弁２９が、パイロットポンプ２４からシリンダ２２ｂの油室２２ｄへのパイロット圧油の供給がなされるＣ２の動作位置に動作する。この動作位置Ｃ２では、油室２２ｄの圧力が上昇することで、摩擦係合部２２ａがバネ２２ｃの付勢力に抗して制動摩擦力付与部から後退する。ひいては、摩擦係合部２２ａから制動摩擦力付与部への摩擦力の付与が解除される。

なお、ブレーキ装置２２の摩擦係合部２２ａが、制動摩擦力付与部に圧接された状態と、制動摩擦力付与部から後退した状態とが、それぞれ本発明における第１状態、第２状態に相当する。

コントローラ４０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、インターフェース回路等を含む１つ又は複数の電子回路ユニットにより構成されている。

このコントローラ４０は、実装されたハードウェア構成又はプログラム（ソフトウェア構成）によって、油圧ショベル１の動作に関する各種制御処理を実行する機能を有する。

本実施形態では、コントローラ４０は、その機能（特に、本発明に関連する機能）として、前記物体検知センサ７の検出信号に基づいて油圧ショベル１の周囲に存在する人等の物体を検知し、該物体と油圧ショベル１との位置関係を認識する物体検出部４１と、旋回モータ２１の作動を前記切換弁２８を介して制御する旋回モータ制御部４２（本発明における旋回アクチュエータ制御部に相当）と、ブレーキ装置２２の作動を前記切換弁２９を介して制御するブレーキ装置制御部４３と、旋回体３の旋回動作に起因して、旋回体３又は作業装置４とその周囲の物体との接触が生じる可能性が有るか否かを判断する第１旋回接触判断部４４と、旋回モータ制御部４２による旋回モータ２１の作動制御によって、旋回体３又は作業装置４とその周囲の物体との接触を回避し得るか否かを判断する第２旋回接触判断部４５と、ブレーキ装置２２の性能の劣化に係る状態を監視するブレーキ装置状態監視部４６とを備える。

そして、コントローラ４０には、上記の各機能部の処理を実行するために、前記物体検知センサ７の検出信号が入力されると共に、旋回モータ２１の回転軸２１ａの回転速度（換言すれば、旋回体３の旋回速度）を検出する回転センサ３１の検出信号と、旋回レバー２５ａの操作状態を検出する旋回操作状態検出センサ３２の検出信号とが入力される。

上記回転センサ３１は、例えばロータリーエンコーダ、レゾルバ等により構成され得る。また、旋回操作状態検出センサ３２は、例えば操作レバー２５ａの揺動量を検出するポテンショメータ、あるいは、旋回用操作器２５から方向切換弁２６に出力されるパイロット圧を検出する圧力センサ等により構成され得る。

以降、コントローラ４０の上記各機能部の処理の詳細を含めて、コントローラ４０の制御処理を図４を参照して具体的に説明する。

なお、以降の説明では、旋回ブレーキ装置２２が、旋回モータ２１の回転軸２１ａを摩擦力により制動する状態を旋回ブレーキ装置２２のオン状態、該摩擦力による制動を解除した状態を旋回ブレーキ装置２２のオフ状態という。

油圧ショベル１のエンジンの始動後、コントローラ４０は、前記切換弁２８をＢ２の動作位置に動作させた状態（パイロットポンプ２４から旋回用操作器２５にパイロット圧油を供給される状態）で、図４のフローチャートに示す制御処理を実行する。

ＳＴＥＰ１において、コントローラ４０は、旋回操作状態検出センサ３２の検出信号に基づいて、旋回体３を旋回させるための旋回レバー２５ａの操作がなされたか否かを監視する。

このＳＴＥＰ１の判断結果が肯定的になった場合には、コントローラ４０は、ＳＴＥＰ２において、旋回ブレーキ装置２２をオフ状態に制御することを、ブレーキ装置制御部４３により実行する。なお、旋回ブレーキ装置２２は、油圧ショベル１の運転開始後（エンジンの始動後）に旋回体３を旋回させるための旋回レバー２５ａの操作がなされるまでは、油圧ショベル１の運転停止中を含めてオフ状態となっている。

上記ＳＴＥＰ２の処理では、ブレーキ装置制御部４３は、切換弁２９をＣ２の動作位置に動作させる。これにより、旋回ブレーキ装置２２のシリンダ２２ｂの油室２２ｄにパイロットポンプ２４から圧油が供給されることにより、摩擦係合部２２ａが制動摩擦力付与部から後退する。ひいては、旋回ブレーキ装置２２がオフ状態に制御され、旋回体３の旋回動作が行われる。

このように、旋回体３の旋回動作が行われている状況で、コントローラ４０は、ＳＴＥＰ３において物体検出部４１による物体検出処理を実行しつつ、ＳＴＥＰ４において、旋回体３又は作業装置４とその周囲の物体との接触が生じる可能性が有るか否かを判断する処理を第１旋回接触判断部４４により実行する。

ＳＴＥＰ３の物体検出処理では、物体検出部４１は、物体検知センサ７の検出信号に基づいて、旋回体３から所定の距離内に存在する人等の物体の有無を逐次検知し、該物体が存在する場合には、旋回体３に対する該物体の相対位置又は存在領域を、該物体と油圧ショベル１との位置関係を示す情報（以降、単に物体の位置情報という）として特定する。

そして、ＳＴＥＰ４の判断処理では、第１旋回接触判断部４４は、物体検出部４１により検出された物体の位置情報を用いて、旋回体３又は作業装置４とその周囲の物体との接触が生じる可能性が有るか否かを判断する。

ここで、旋回体３の前方側は、運転室５に搭乗する作業者が視認可能であるものの、旋回体３の側方及び後方の領域は、作業者の死角領域となりやすい。このため、特に、旋回体３の側方又は後方の領域のうちの旋回体３に比較的近い領域に、人等の物体が存する場合には、旋回体３の旋回時に、該旋回体３と、物体との接触が生じる可能性が高い。

そこで、本実施形態では、ＳＴＥＰ４の処理では、第１旋回接触判断部４４は、例えば図２に二点鎖線で例示する如く、旋回体３の側方及び後方にあらかじめ仮想的に設定した監視対象領域ＡＲに物体が存在するか否かを、前記物体検出部４１により検出された物体の位置情報に基づき判断する。該監視対象領域ＡＲは、例えば、旋回体３の側方及び後方の領域のうち、旋回体３から所定距離内の領域である。

そして、第１旋回接触判断部４４は、物体検出部４１により検出された物体が監視対象領域ＡＲに存在する場合に、ＳＴＥＰ４の判断結果が肯定的である（旋回体３と物体との接触の可能性が有る）と判断する。また、第１旋回接触判断部４４は、物体検出部４１により検出された物体が監視対象領域ＡＲに存在しない場合には、ＳＴＥＰ４の判断結果が否定的である（旋回体３と物体との接触の可能性が無い）と判断する。

補足すると、監視対象領域ＡＲは、旋回体３の前方領域、あるいは、作業装置４が作動し得る範囲内での旋回体３の上方領域を含んでいてもよい。また、作業装置４の姿勢に応じて、旋回体３の旋回軸心Ｃｚから作業装置４の各部までの距離が変化するので、作業装置４の姿勢に応じて監視対象領域ＡＲのサイズ、形状等を可変的に設定してもよい。

ＳＴＥＰ４の判断結果が否定的である場合には、ＳＴＥＰ３，４の処理が繰り返される。

一方、ＳＴＥＰ４の判断結果が肯定的になった場合には、コントローラ４０は、次にＳＴＥＰ５において、旋回モータ２１の作動（回転軸２１ａの回転）を停止させるように該旋回モータ２１の作動制御を行うことを旋回モータ制御部４２により実行する。このＳＴＥＰ５の制御処理は、旋回ブレーキ装置２２をオン状態にすることなく、旋回モータ２１の作動を停止させる制御処理である。

具体的には、ＳＴＥＰ５では、旋回モータ制御部４２は、前記切換弁２８をＢ１の動作位置に動作させる。これにより、旋回モータ２１用の方向切換弁２６にパイロット圧が付与されない状態となり、該方向切換弁２６が中立位置Ａ１に動作する。この結果、旋回モータ２１への圧油の流入及び該旋回モータ２１からの圧油の流出が行われない状態となる。

このため、ＳＴＥＰ５の制御処理（旋回モータ２１の作動停止の制御処理）により、基本的には、旋回モータ２１の作動が停止される。

ただし、ＳＴＥＰ５の制御処理の直前における旋回体３の旋回動作の慣性力が比較的大きなものとなっている状況（例えば、旋回体３の旋回速度が比較的大きい状況）では、ＳＴＥＰ５の制御処理だけでは、旋回モータ２１の作動（旋回体３の旋回動作）が即座には、停止し難い。このため、ＳＴＥＰ５の制御処理だけでは、旋回体３の旋回動作がある程度の時間、継続してしまう場合がある。

そこで、コントローラ４０は、さらに、ＳＴＥＰ６において、ＳＴＥＰ５の制御処理によって旋回体３又は作業装置４と物体との接触を回避し得るか否かを判断する処理を第２旋回接触判断部４５により実行する。

このＳＴＥＰ６の判断処理では、第２旋回接触判断部４５は、例えば、ＳＴＥＰ５の制御処理の直前において、前記回転センサ３１の検出信号により検知した旋回体３の旋回速度（詳しくは、旋回速度の大きさ及び旋回方向の組）と、物体検出部４１により検出された物体の位置情報とから、あらかじめ設定された判定マップ等に基づいて、旋回体３又は作業装置４と物体との接触を回避し得るか否かを判断する。

例えば、図２のＰ１の位置又はその近辺に人等の物体が存在する場合において、旋回体３が、反時計周り方向に所定速度以上の大きさの旋回速度で旋回していた場合には、ＳＴＥＰ５の制御処理を実行しても、旋回体３の運転室５が物体と接触するのを回避できない虞がある。

このような場合には、第２旋回接触判断部４５は、ＳＴＥＰ６の判断結果が肯定的であると判断する。

また、例えば、図２のＰ２の位置又はその近辺に人等の物体が存在する場合において、旋回体３が、反時計周り方向の旋回速度で旋回していたか、又は時計周り方向に所定速度以下の大きさの旋回速度で旋回していた場合には、ＳＴＥＰ５の制御処理を実行することで、確実に旋回体３又は作業装置４と物体との接触を回避し得る。

このような場合には、第２旋回接触判断部４５は、ＳＴＥＰ６の判断結果が否定的であると判断する。

補足すると、ＳＴＥＰ６の判断処理は、上記以外の手法を採用し得る。例えば旋回体３及び作業装置４のうち、監視対象領域ＡＲに存在する物体に接触し得る部位が、該物体に接近する方向に旋回体３が旋回している場合には、監視対象領域ＡＲでの物体の存在位置、あるいは、旋回体３の旋回速度の大きさによらずに、ＳＴＥＰ５の判断結果が肯定的であると判断してもよい。

また、例えば、物体と旋回体３又は作業装置４との最短距離が、所定距離以下である場合には、旋回体３の旋回速度（旋回方向を含む）によらずに、ＳＴＥＰ５の判断結果が肯定的であると判断してもよい。

また、旋回体３の旋回動作の慣性力は、旋回体３の旋回速度以外に、旋回体３の旋回軸心Ｃｚから作業装置４のアタッチメント１３までの距離（旋回半径）、あるいは、アタッチメント１３における運搬物の有無等の影響を受ける。すなわち、旋回体３の旋回動作の慣性力は、旋回速度が一定であっても、旋回軸心Ｃｚから作業装置４のアタッチメント１３までの距離（旋回半径）が大きいほど、大きくなる傾向がある。また、旋回体３の旋回動作の慣性力は、旋回速度及び作業装置４の姿勢が一定であっても、アタッチメント１３における運搬物（土砂等）が無い場合よりも、該運搬物が有る場合の方が、大きくなる傾向がある。

従って、物体の存在位置や、旋回体３の旋回速度以外に、作業装置４の姿勢、あるいは、アタッチメント１３における運搬物（土砂等）の有無（もしくは該運搬物の重量の推定値）等を反映させた手法で、ＳＴＥＰ５の判断処理を実行するようにしてもよい。

さらには、物体の動き（存在位置の経時変化）を反映させた態様でＳＴＥＰ５の判断処理を実行することも可能である。例えば、物体が旋回体３に接近する方向に移動していることが推定されるような状況では、物体が旋回体３から離れる方向に移動していることが推定される状況よりも、ＳＴＥＰ５の判断結果が肯定的になり易いように、ＳＴＥＰ５の判断処理を実行してもよい。

また、例えば、旋回体３の旋回速度が所定値以下の大きさの十分に小さい速度である場合には、一般に、前記ＳＴＥＰ５の制御処理により、旋回体３の旋回動作を即座に停止させることが可能である。従って、旋回体３の旋回速度が所定値以下の大きさの十分に小さい速度である場合には、物体の位置情報によらずに、ＳＴＥＰ６の判断結果が否定的であると判断してもよい。

ＳＴＥＰ６の判断結果が肯定的である場合、すなわち、ＳＴＥＰ５の制御処理により、旋回体３又は作業装置４と物体との接触を回避できると判断される場合には、コントローラ４０は、図４のフローチャートの処理を終了する。この場合には、旋回体３の旋回動作は、ＳＴＥＰ５の制御処理だけにより停止されることとなる。

また、ＳＴＥＰ６の判断結果が否定的である場合、すなわち、ＳＴＥＰ５の制御処理にだけでは、旋回体３又は作業装置４と物体との接触を回避できない虞があると判断される場合には、コントローラ４０は、次にＳＴＥＰ７において、旋回ブレーキ装置２２をオン状態に制御することをブレーキ装置制御部４３により実行する。

このＳＴＥＰ７の制御処理では、ブレーキ装置制御部４３は、前記切換弁２８をＣ１の動作位置に動作させる。これにより前記シリンダ２２ｂの油室２２ｄの圧力が低下することで、バネ２２ｃの付勢力により摩擦係合部２２ａが制動摩擦力付与部に圧接される。従って、旋回ブレーキ装置２２がオン状態になる。ひいては、旋回モータ２１の回転軸２１ａの回転（旋回体３の旋回動作）が、旋回ブレーキ装置２２による摩擦力で強制的に制動される。

その結果、旋回体３の旋回動作が速やかに停止される。ひいては、旋回体３又は作業装置４と物体との接触を回避できる。

コントローラ４０は、上記の如くＳＴＥＰ７の制御処理を実行した後、さらにＳＴＥＰ８〜１０の処理をブレーキ装置状態監視部４６により実行する。

ＳＴＥＰ８では、ブレーキ装置状態監視部４６は、旋回体３の旋回動作を停止させるために、旋回ブレーキ装置２２をオン状態にした回数Ｎ（累積回数）、すなわち、ＳＴＥＰ７の制御処理を実行した回数Ｎをカウントアップする（回数Ｎを「１」だけ増加させる）。

さらに、ＳＴＥＰ９において、ブレーキ装置状態監視部４６は、回数Ｎがあらかじめ定められた所定回数を超えたか否かを判断する。

ここで、前記ＳＴＥＰ７で旋回ブレーキ装置２２をオン状態にする制御処理は、旋回体３の旋回動作中に実行する制御処理であるため、前記摩擦係合部２２ａの摩耗等、旋回ブレーキ装置２２の性能劣化が進行しやすい。

そして、ＳＴＥＰ９の判断結果が肯定的となる状況は、旋回ブレーキ装置２２の性能劣化が、許容限界付近まで進行している可能性がある状況である。

そこで、ＳＴＥＰ９の判断結果が肯定的となった場合には、ブレーキ装置状態監視部４６は、旋回ブレーキ装置２２の点検を推奨する旨の報知出力を発生する。

該報知出力としては、例えば、図示しない表示器での表示、あるいは、所定の警報ランプの点灯等の視覚的な報知出力、あるいは、音声等による聴覚的な報知出力を採用し得る。

なお、ＳＴＥＰ９の判断結果が否定的である場合には、コントローラ４０は、図４のフローチャートの処理を終了する。

以上説明した実施形態によれば、旋回モータ２１の作動を停止させる制御（ＳＴＥＰ５の制御処理）だけでは、旋回体３又は作業装置４とその周辺の物体との接触を回避できない虞がある場合には、旋回ブレーキ装置２２をオン状態に制御することで、旋回体３を旋回動作を速やかに停止させることができる。ひいては、旋回体３又は作業装置４とその周辺の物体との接触を適切に回避できる。

この場合、旋回ブレーキ装置２２として、旋回体３を有する油圧ショベル１に、従来より、一般に搭載されている装置をそのまま使用できる。従って、新たな旋回ブレーキ装置を必要とすることなく、旋回体３又は作業装置４とその周辺の物体との接触を適切に回避することを実現できる。

また、旋回モータ２１の作動を停止させる制御（ＳＴＥＰ５の制御処理）によって、旋回体３又は作業装置４とその周辺の物体との接触を回避できることが予測される状況では、旋回体３の旋回動作中に旋回ブレーキ装置２２をオン状態にすることは実行されないので、旋回ブレーキ装置２２の性能劣化が早期に進行するのを防止することができる。

なお、以上説明した実施形態では、建設機械の一例として油圧ショベル１を例示したが、本発明における建設機械は、他の構造の建設機械であってもよい。例えば、旋回体が取り付けられた基体は、車輪式の走行体、あるいは、脚式の移動体であってもよい。あるいは、建設機械は、例えば、クレーン等、定置型（据置型）の基体を備えるものであってもよい。

また、旋回体を旋回駆動する旋回アクチュエータは油圧モータ以外のアクチュエータ、例えば電動モータであってもよい。なお、旋回アクチュエータとして、電動モータを採用した場合には、前記ＳＴＥＰ５の制御処理の代わりに、当該電動モータの回生制動（もしくは発電制動）を行う態様を採用し得る。

１…油圧ショベル（建設機械）、２…走行体（基体）、３…旋回体、４…作業装置、４１…物体検出部、４２…旋回モータ制御部（旋回アクチュエータ制御部）、４３…ブレーキ装置制御部、４４…第１旋回接触判断部、４５…第２旋回接触判断部、４６…ブレーキ装置状態監視部。

Claims (4)

1. 基体に旋回可能に取り付けられた旋回体と、前記旋回体を旋回させる動力を出力する旋回アクチュエータと、前記旋回体と共に旋回し得るように該旋回体に取り付けられた作業装置と、前記旋回体を摩擦力により制動する第１状態と該制動を解除した第２状態とに動作可能なブレーキ装置とを備える建設機械であって、
   前記旋回体の旋回動作中に該旋回体又は前記作業装置と、当該建設機械の周囲の物体との接触が生じる可能性が有るか否かを判断する第１旋回接触判断部と、
   前記第１旋回接触判断部の判断結果が肯定的になった場合に、前記旋回体の旋回動作を停止させるように前記旋回アクチュエータの作動制御を行う旋回アクチュエータ制御部と、
   該旋回アクチュエータ制御部による前記旋回アクチュエータの作動制御の実行開始後に、前記旋回アクチュエータ制御部による前記旋回アクチュエータの作動制御によって、前記接触を回避し得るか否かを判断する第２旋回接触判断部と、
   前記第２旋回接触判断部の判断結果が否定的である場合に、前記ブレーキ装置を前記第１状態に動作させるブレーキ装置制御部とを備えることを特徴とする建設機械。
2. 請求項１記載の建設機械において、
   当該建設機械の周囲に存在する物体と、当該建設機械との位置関係を取得する物体検出部をさらに備えており、前記第１旋回接触判断部及び前記第２旋回接触判断部は、少なくとも前記物体検出部により取得された前記位置関係に基づいてそれぞれの判断を実行するように構成されていることを特徴とする建設機械。
3. 請求項２記載の建設機械において、
   前記第２旋回接触判断部は、前記物体検出部により取得された前記位置関係に加えて、前記旋回体の旋回速度の大きさ、前記旋回体の旋回方向、及び前記作業装置の姿勢状態のうちの少なくとも前記旋回体の旋回速度の大きさを含む１つ以上の検出情報を用いて、前記接触を回避し得るか否かを判断するように構成されていることを特徴とする建設機械。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の建設機械において、
   前記旋回体の旋回動作時に前記ブレーキ装置制御部により前記ブレーキ装置を前記第１状態に動作させた累積回数を計数し、該累積回数が所定回数を超えた場合に、前記ブレーキ装置の点検を推奨する報知出力を発生するブレーキ装置状態監視部をさらに備えることを特徴とする建設機械。