KR101755362B1 - 작업 차량의 제어 시스템, 제어 방법, 및 작업 차량 - Google Patents

Abstract

작업 차량의 제어 시스템은, 작업기의 제1 조작 레버와, 제1 조작 부재와, 컨트롤러를 구비한다. 제1 조작 부재는, 제1 조작 레버에 설치된다. 컨트롤러는, 작업기의 자동 제어를 행한다. 컨트롤러는, 제1 조작 레버가 중립 위치에 있는 것을 포함하는 실행 조건이 만족되고 있을 때, 제1 조작 부재의 조작에 따라 제1 조작 부재에 할당된 자동 제어의 기능을 실행한다.

Description

작업 차량의 제어 시스템, 제어 방법, 및 작업 차량{CONTROL SYSTEM FOR WORK VEHICLE, CONTROL METHOD AND WORK VEHICLE}

본 발명은, 작업 차량(work vehicle)의 제어 시스템, 제어 방법, 및 작업 차량에 관한 것이다.

종래, 작업 차량의 제어 시스템에는, 작업기(work implement)의 자동 제어를 행하는 경우가 있다. 예를 들면, 특허 문헌 1의 유압 셔블(hydraulic shovel)에서는, 작업기의 버킷(bucket)이, 미리 설정된 설계 지형(designed terrain)을 넘지 않도록 작업기가 제어된다.

또한, 작업 차량의 제어 시스템에는, 자동 제어의 기능을 조작하기 위한 조작 부재가 설치되어 있다. 예를 들면, 전술한 유압 셔블에서는, 설계 지형의 위치를 변경하기 위한 조작 부재가 형성되어 있고, 조작 부재는, 작업기의 조작 레버의 후방에 배치된 콘솔 박스에 설치되어 있다.

일본 특허 제3869792호 공보

전술한 유압 셔블과 같이, 자동 제어의 조작 부재가 콘솔 박스에 설치되어 있는 경우, 작업 차량의 오퍼레이터는, 작업기의 조작 레버로부터 손을 떼고 조작 부재를 조작할 필요가 있다. 그러므로, 조작 부재를 조작하기 위한 동작이 많아지게 되어, 번거롭다.

본 발명의 과제는, 자동 제어의 기능을 용이하게 조작할 수 있는 작업 차량의 제어 시스템, 제어 방법, 및 작업 차량을 제공하는 것에 있다.

제1 태양(態樣)에 관한 작업 차량의 제어 시스템은, 작업기의 제1 조작 레버와, 제1 조작 부재와, 컨트롤러를 구비한다. 제1 조작 부재는, 제1 조작 레버에 설치된다. 컨트롤러는, 작업기의 자동 제어를 행한다. 컨트롤러는, 제1 조작 레버가 중립 위치에 있는 것을 포함하는 실행 조건이 만족되고 있을 때, 제1 조작 부재의 조작에 따라 제1 조작 부재에 할당된 자동 제어의 기능을 실행한다.

본 태양에 관한 작업 차량의 제어 시스템에서는, 제1 조작 부재가 제1 조작 레버에 설치되어 있다. 그러므로, 오퍼레이터는, 제1 조작 레버를 잡은 채, 제1 조작 부재를 조작할 수 있다. 이로써, 자동 제어의 기능을 용이하게 조작할 수 있다.

또한, 제1 조작 부재가 제1 조작 레버에 설치되는 경우, 제1 조작 부재의 조작 중에, 오조작에 의해 제1 조작 레버가 움직이는 것이 염려된다. 이 경우, 제1 조작 부재에 할당된 자동 제어의 기능의 실행과, 제1 조작 레버에 의한 작업기의 동작이 동시에 행해지는 것에 의해, 오퍼레이터가 의도하지 않은 작업기의 동작이 일어날 가능성이 있다. 그와 같은 의도하지 않은 동작이 일어나면, 자동 제어에 의한 품질이 양호한 시공을 행하는 것이 곤란하게 된다.

그래서, 본 태양에 관한 작업 차량의 제어 시스템에서는, 제1 조작 레버가 중립 위치에 있는 것을 포함하는 실행 조건이 만족되고 있을 때, 제1 조작 부재의 조작에 따라 제1 조작 부재에 할당된 자동 제어의 기능이 실행된다. 그러므로, 제1 조작 부재의 조작 중에 제1 조작 레버가 움직였다고 해도, 제1 조작 부재에 할당된 자동 제어의 기능의 실행과, 제1 조작 레버에 의한 작업기의 동작이 동시에 행해지는 것을 방지할 수 있다. 이로써, 오조작에 의한 의도하지 않은 작업기의 동작을 방지할 수 있어, 자동 제어에 의한 품질이 양호한 시공을 행할 수 있다.

컨트롤러는, 자동 제어에 있어서, 작업 대상의 목표 형상을 나타내는 설계 지형에 기초하여 작업기를 제어해도 된다. 이 경우, 자동 제어에 의해 설계 지형에 따른 품질이 양호한 시공을 행할 수 있다.

컨트롤러는, 실행 조건이 만족되고 있을 때, 제1 조작 부재의 조작에 따라 설계 지형의 위치를 변경해도 된다. 이 경우, 오퍼레이터는, 제1 조작 부재를 조작함으로써, 제1 조작 레버를 잡은 채, 용이하게 설계 지형의 위치를 변경할 수 있다. 또한, 제1 조작 부재에 의해 설계 지형의 위치를 변경하려고 하고 있을 때, 오조작에 의해 제1 조작 레버가 중립 위치로부터 움직여도, 설계 지형의 위치의 변경은 실행되지 않는다. 또는, 제1 조작 레버의 조작 중에, 잘못하여 제1 조작 부재가 조작되어도, 설계 지형의 위치의 변경은 실행되지 않는다. 그러므로, 작업기가 설계 지형을 넘어 지면을 파버리는(excavate) 것을 억제할 수 있다.

제1 조작 부재는, 자동 제어의 제1 기능을 실행하도록 하기 위한 조작 부재라도 된다. 작업 차량의 제어 시스템은, 자동 제어의 제2 기능을 실행하도록 하기 위한 제2 조작 부재를 더 구비해도 된다. 제2 기능은, 제1 기능과 상이해도 된다. 이 경우, 오퍼레이터는 제1, 제2 조작 부재에 의해, 자동 제어의 복수의 기능의 실행을 조작할 수 있다.

컨트롤러는, 실행 조건이 만족되고 있을 때, 제2 조작 부재의 조작에 따라 자동 제어를 유효화, 또는 무효화해도 된다. 이 경우, 오퍼레이터는, 제2 조작 부재를 조작함으로써, 제1 조작 레버를 잡은 채, 자동 제어를 유효화, 또는 무효화할 수 있다.

제1 조작 부재와 제2 조작 부재는, 모두 제1 조작 레버에 설치되어도 된다. 컨트롤러는, 실행 조건이 만족되고 있을 때 제1 조작 부재의 조작에 따라 제1 기능을 실행해도 된다. 컨트롤러는, 실행 조건이 만족되고 있을 때 제2 조작 부재의 조작에 따라 제2 기능을 실행해도 된다.

이 경우, 오퍼레이터는, 제1 조작 레버를 잡은 채, 제1 조작 부재와 제2 조작 부재를 용이하게 조작할 수 있다. 또한, 제1 조작 레버가 조작되고 있을 때는, 제1 조작 부재가 조작되어도 제1 기능은 실행되지 않고, 제2 조작 부재가 조작되어도 제2 기능은 실행되지 않는다. 그러므로, 오조작에 의한 의도하지 않은 작업기의 동작을 방지할 수 있어, 자동 제어에 의한 품질이 양호한 시공을 행할 수 있다.

작업 차량의 제어 시스템은, 제2 조작 레버를 더 구비해도 된다. 제1 조작 부재가 제1 조작 레버에 설치되고, 제2 조작 레버에 제2 조작 부재가 설치되어도 된다. 이 경우, 오퍼레이터는, 제1 조작 레버를 잡은 채, 제1 조작 부재를 용이하게 조작할 수 있다. 또한, 오퍼레이터는, 제2 조작 레버를 잡은 채, 제2 조작 부재를 용이하게 조작할 수 있다.

컨트롤러는, 제1 조작 레버가 중립 위치에 있는 것을 포함하는 제1 실행 조건이 만족되고 있을 때 제1 조작 부재의 조작에 따라 제1 기능을 실행해도 된다. 컨트롤러는, 제2 조작 레버가 중립 위치에 있는 것을 포함하는 제2 실행 조건이 만족되고 있을 때 제2 조작 부재의 조작에 따라 제2 기능을 실행해도 된다.

이 경우, 제1 조작 레버가 조작되고 있을 때는, 제1 조작 부재가 조작되어도, 제1 기능은 실행되지 않는다. 또한, 제2 조작 레버가 조작되고 있을 때는, 제2 조작 부재가 조작되어도, 제2 기능은 실행되지 않는다. 그러므로, 오조작에 의한 의도하지 않은 작업기의 동작을 방지할 수 있어, 자동 제어에 의한 품질이 양호한 시공을 행할 수 있다.

실행 조건은, 제1 조작 레버가 중립 위치에 있는 것, 및 제2 조작 레버가 중립 위치에 있는 것을 포함해도 된다. 컨트롤러는, 실행 조건이 만족되고 있을 때 제1 조작 부재의 조작에 따라 제1 기능을 실행해도 된다. 컨트롤러는, 실행 조건이 만족되고 있을 때 제2 조작 부재의 조작에 따라 제2 기능을 실행해도 된다.

이 경우, 제1 조작 레버와 제2 조작 레버 중 적어도 한쪽이 조작되고 있을 때는, 제1 조작 부재가 조작되어도, 제1 기능은 실행되지 않는다. 또한, 제1 조작 레버와 제2 조작 레버 중 적어도 한쪽이 조작되고 있을 때는, 제2 조작 부재가 조작되어도, 제2 기능은 실행되지 않는다. 그러므로, 오조작에 의한 의도하지 않은 작업기의 동작을 방지할 수 있어, 자동 제어에 의한 품질이 양호한 시공을 행할 수 있다.

작업 차량의 제어 시스템은, 제1 조작 레버에 설치된 제3 조작 부재를 더 구비해도 된다. 실행 조건은, 제3 조작 부재가 조작되고 있는 것을 더 포함해도 된다. 이 경우, 제1 조작 레버가 중립 위치에 있고, 또한 제3 조작 부재가 조작되고 있는 상태에서, 제1 조작 부재가 조작되는 것에 의해, 제1 조작 부재에 할당된 자동 제어의 기능이 실행된다. 그러므로, 오조작에 의한 의도하지 않은 작업기의 동작을 더욱 양호한 정밀도로 방지할 수 있다.

컨트롤러는, 제1 실행 조건이 만족되고 있을 때, 제1 조작 부재의 조작에 따라 자동 제어의 제1 기능을 실행해도 된다. 제1 실행 조건은, 제1 조작 레버가 중립 위치에 있는 것, 및 제3 조작 부재가 조작되어 있지 않은 것을 포함해도 된다. 컨트롤러는, 제3 실행 조건이 만족되고 있을 때는, 제1 조작 부재의 조작에 따라 제1 기능과 상이한 제3 기능을 실행해도 된다. 제3 실행 조건은, 제1 조작 레버가 중립 위치에 있는 것, 및 제3 조작 부재가 조작되고 있는 것을 포함한다.

이 경우, 제3 조작 부재의 조작의 유무에 따라, 제1 조작 부재에 의해, 제1 기능과 제2 기능을 실행시킬 수 있다. 이로써, 적은 조작 부재에 의해 많은 기능을 조작할 수 있다.

제2 태양에 관한 작업 차량의 제어 방법은 이하의 스텝을 포함한다. 제1 스텝에서는, 작업기의 제1 조작 레버의 위치를 나타내는 위치 신호를 수신한다. 제2 스텝에서는, 제1 조작 레버에 설치된 제1 조작 부재의 조작을 나타내는 조작 신호를 수신한다. 제3 스텝에서는, 오퍼레이터에 의한 제1 조작 레버의 조작이 없는 것을 포함하는 실행 조건이 만족되고 있는지의 여부를 판정한다. 제4 스텝에서는, 상기한 실행 조건이 만족되고 있을 때, 제1 조작 부재의 조작에 따라 제1 조작 부재에 할당된 작업기의 자동 제어의 기능을 실행한다.

본 태양에 관한 작업 차량의 제어 방법에서는, 제1 조작 레버에 설치된 제1 조작 부재에, 작업기의 자동 제어의 기능이 할당되어 있다. 그러므로, 오퍼레이터는, 제1 조작 레버를 잡은 채, 제1 조작 부재를 조작할 수 있다. 이로써, 자동 제어의 기능을 용이하게 조작할 수 있다.

또한, 제1 조작 부재의 조작 중에 제1 조작 레버가 움직였다고 해도, 제1 조작 부재에 할당된 자동 제어의 기능은 실행되지 않는다. 그러므로, 자동 제어의 기능의 실행과, 제1 조작 레버에 의한 작업기의 동작이 동시에 행해지는 것을 방지할 수 있다. 이로써, 오조작에 의한 의도하지 않은 작업기의 동작을 방지할 수 있어, 자동 제어에 의한 품질이 양호한 시공을 행할 수 있다.

제3 태양에 관한 작업 차량은, 작업기와, 작업기의 제1 조작 레버와, 제1 조작 부재와, 컨트롤러를 구비한다. 제1 조작 부재는, 제1 조작 레버에 설치되어 있다. 컨트롤러는, 작업기의 자동 제어를 행한다. 컨트롤러는, 제1 조작 레버가 중립 위치에 있는 것을 포함하는 실행 조건이 만족되고 있을 때, 제1 조작 부재의 조작에 따라 제1 조작 부재에 할당된 자동 제어의 기능을 실행한다.

본 태양에 관한 작업 차량에서는, 제1 조작 부재가 제1 조작 레버에 설치되어 있다. 그러므로, 오퍼레이터는, 제1 조작 레버를 잡은 채, 제1 조작 부재를 조작할 수 있다. 이로써, 자동 제어의 기능을 용이하게 조작할 수 있다.

또한, 제1 조작 부재의 조작 중에 제1 조작 레버가 움직였다고 해도, 제1 조작 부재에 할당된 자동 제어의 기능은 실행되지 않는다. 그러므로, 자동 제어의 기능의 실행과, 제1 조작 레버에 의한 작업기의 동작이 동시에 행해지는 것이 방지된다. 이로써, 오조작에 의한 의도하지 않은 작업기의 동작을 방지할 수 있어, 자동 제어에 의한 품질이 양호한 시공을 행할 수 있다.

본 발명에 따르면, 자동 제어의 기능을 용이하게 조작할 수 있는 동시에, 오조작에 의한 의도하지 않은 작업기의 동작을 방지할 수 있어, 자동 제어에 의한 품질이 양호한 시공을 행할 수 있다.

도 1은 실시형태에 관한 작업 차량의 사시도이다.
도 2는 작업 차량의 제어 시스템의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 작업 차량의 구성을 모식적으로 나타낸 측면도이다.
도 4는 설계 지형의 일례를 나타낸 모식도이다.
도 5는 컨트롤러의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 6은 작업기와 설계면과의 사이의 거리를 나타내는 모식도이다.
도 7은 정지 제어(整地制御; leveling control)에서의 작업기의 속도 제어를 나타낸 도면이다.
도 8은 안내 화면의 일례를 나타낸 도면이다.
도 9는 제1 조작 레버를 나타낸 도면이다.
도 10은 제2 조작 레버를 나타낸 도면이다.
도 11은 조작 부재의 조작 시의 안내 화면의 일례를 나타낸 도면이다.
도 12는 조작 부재의 조작 시의 안내 화면의 일례를 나타낸 도면이다.
도 13은 조작 부재의 조작 시의 안내 화면의 일례를 나타낸 도면이다.
도 14는 조작 부재의 조작 시의 안내 화면의 일례를 나타낸 도면이다.
도 15는 조작 부재의 조작 시의 처리를 나타낸 플로우차트이다.
도 16은 각도 유지 제어시의 작업기의 동작을 나타낸 도면이다.
도 17은 조작 부재의 조작 시의 안내 화면의 일례를 나타낸 도면이다.
도 18은 조작 부재의 조작 시의 안내 화면의 일례를 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대하여, 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1은, 실시형태에 관한 작업 차량(100)의 사시도이다. 본 실시형태에 있어서, 작업 차량(100)은 유압 셔블이다. 작업 차량(100)은, 차량 본체(1)와, 작업기(2)를 가진다.

차량 본체(1)는, 선회체(旋回體)(3)와 주행 장치(5)를 가진다. 선회체(3)는, 후술하는 엔진 및 유압(油壓) 펌프 등을 수용하고 있다. 선회체(3)에는 운전실(4)이 탑재되어 있다. 주행 장치(5)는 크롤러 트랙(crawler track)(5a, 5b)을 가지고 있고, 크롤러 트랙(5a, 5b)이 회전함으로써 작업 차량(100)이 주행한다.

작업기(2)는, 차량 본체(1)에 장착되어 있다. 작업기(2)는, 붐(boom)(6)과, 암(arm)(7)과, 버킷(8)을 가진다. 붐(6)의 기단부(基端部)는, 차량 본체(1)의 전부(前部)에 동작 가능하게 장착되어 있다. 암(7)의 기단부는, 붐(6)의 선단부에 동작 가능하게 장착되어 있다. 암(7)의 선단부에는, 버킷(8)이 동작 가능하게 장착되어 있다.

그리고, 버킷(8)은, 작업구(operation tool)의 일례이다. 버킷(8) 이외의 작업구가 암(7)의 선단부에 장착되어도 된다.

작업기(2)는, 붐 실린더(10)와, 암 실린더(11)와, 버킷 실린더(12)를 가진다. 붐 실린더(10)와 암 실린더(11)와 버킷 실린더(12)는, 각각 작동유에 의해 구동되는 유압 실린더이다. 붐 실린더(10)는 붐(6)을 구동한다. 암 실린더(11)는, 암(7)을 구동한다. 버킷 실린더(12)는, 버킷(8)을 구동한다.

도 2는, 작업 차량(100)의 구동계(200)와 제어 시스템(300)과의 구성을 나타낸 블록도이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 구동계(200)는, 엔진(21)과, 유압 펌프(22, 23)를 구비한다.

유압 펌프(22, 23)는, 엔진(21)에 의해 구동되고, 작동유를 토출(吐出)한다. 유압 펌프(22, 23)로부터 토출된 작동유는, 붐 실린더(10)와 암 실린더(11)와 버킷 실린더(12)에 공급된다. 또한, 작업 차량(100)은, 선회(旋回) 모터(24)를 구비한다. 선회 모터(24)는, 유압 모터이며, 유압 펌프(22, 23)로부터 토출된 작동유에 의해 구동된다. 선회 모터(24)는, 선회체(3)를 선회시킨다.

그리고, 도 2에서는, 2개의 유압 펌프(22, 23)가 도시되어 있지만, 1개의 유압 펌프만이 설치되어도 된다. 선회 모터(24)는, 유압 모터에 한정되지 않고, 전기 모터라도 된다.

제어 시스템(300)은, 조작 장치(25)와, 컨트롤러(26)와, 제어 밸브(27)를 구비한다. 조작 장치(25)는, 작업기(2)를 조작하기 위한 장치이다. 조작 장치(25)는, 작업기(2)를 구동시키기 위한 오퍼레이터에 의한 조작을 받아들이고, 조작량에 따른 위치 신호를 출력한다. 조작 장치(25)는, 제1 조작 레버(28)와 제2 조작 레버(29)를 가진다.

제1 조작 레버(28)는, 전후좌우의 4방향으로 조작 가능하게 설치되어 있다. 제1 조작 레버(28)의 4개의 조작 방향 중 2개가, 붐(6)의 상승 조작(raising operation)과 하강 조작(lowering operation)에 할당되어 있다. 제1 조작 레버(28)의 나머지의 2개의 조작 방향이, 버킷(8)의 상승 조작과 하강 조작에 할당되어 있다.

제2 조작 레버(29)는, 전후좌우의 4방향으로 조작 가능하게 설치되어 있다. 제2 조작 레버(29)의 4개의 조작 방향 중 2개가, 암(7)의 상승 조작(암 덤프 조작)과 하강 조작(암 굴삭 조작)에 할당되어 있다. 제2 조작 레버(29)의 나머지의 2개의 조작 방향이, 선회체(3)의 우측 선회 조작과 좌측 선회 조작에 할당되어 있다.

그리고, 제1 조작 레버(28)와 제2 조작 레버(29)에 할당되는 조작 내용은, 상기한 것에 한정되지 않고, 변경되어도 된다.

조작 장치(25)는, 붐 조작부(31)와 버킷 조작부(32)를 가진다. 붐 조작부(31)는, 붐(6)을 조작하기 위한 제1 조작 레버(28)의 조작량(이하, 「붐 조작량」이라고 함)에 따른 위치 신호를 출력한다. 버킷 조작부(32)는, 버킷(8)을 조작하기 위한 제1 조작 레버(28)의 조작량(이하, 「버킷 조작량」이라고 함)에 따른 위치 신호를 출력한다.

조작 장치(25)는, 암 조작부(33)와 선회 조작부(34)를 가진다. 암 조작부(33)는, 암(7)을 조작하기 위한 제2 조작 레버(29)의 조작량(이하, 「암 조작량」이라고 함)에 따른 위치 신호를 출력한다. 선회 조작부(34)는, 선회체(3)의 선회를 조작하기 위한 제2 조작 레버(29)의 조작량에 따른 위치 신호를 출력한다. 각 조작부(31∼34)로부터의 위치 신호는, 컨트롤러(26)에 입력된다.

컨트롤러(26)는, 취득한 정보에 기초하여 작업 차량(100)을 제어하도록 프로그램되어 있다. 컨트롤러(26)는, 기억부(38)와 연산부(35)를 가진다. 기억부(38)는, 예를 들면, RAM 및 ROM 등의 메모리와, 보조 기억 장치로 구성된다. 연산부(35)는, 예를 들면, CPU 등의 처리 장치에 의해 구성된다. 컨트롤러(26)는, 붐 조작부(31), 암 조작부(33), 버킷 조작부(32), 및 선회 조작부(34)로부터의 위치 신호를 취득한다. 컨트롤러(26)는, 이들 위치 신호에 기초하여, 제어 밸브(27)를 제어한다.

제어 밸브(27)는, 전자(電磁) 비례 제어 밸브이며, 컨트롤러(26)로부터의 지령 신호에 의해 제어된다. 제어 밸브(27)는, 붐 실린더(10), 암 실린더(11), 버킷 실린더(12), 및 선회 모터(24) 등의 유압 액추에이터와, 유압 펌프(22, 23)와의 사이에 배치된다. 제어 밸브(27)는, 유압 펌프(22, 23)로부터 붐 실린더(10), 암 실린더(11), 버킷 실린더(12), 및 선회 모터(24)에 공급되는 작동유의 유량(流量)을 제어한다.

컨트롤러(26)는, 전술한 각 조작 레버(28, 29)의 조작량에 따른 속도로 작업기(2)가 동작하도록, 제어 밸브(27)에 대한 지령 신호를 제어한다. 이로써, 붐 실린더(10), 암 실린더(11), 버킷 실린더(12), 및 선회 모터(24) 등의 출력이, 각 조작 레버(28, 29)의 조작량에 따라, 제어된다.

그리고, 제어 밸브(27)는, 압력 비례 제어 밸브라도 된다. 이 경우, 붐 조작부(31)와 버킷 조작부(32)와 암 조작부(33)와 선회 조작부(34)로부터는, 각 조작 부재의 조작량에 따른 파일럿압이 출력되고, 제어 밸브(27)에 입력된다. 제어 밸브(27)는, 입력된 파일럿압에 따라, 붐 실린더(10), 암 실린더(11), 버킷 실린더(12), 및 선회 모터(24)에 공급되는 작동유의 유량을 제어한다. 이 경우, 각 조작부(31∼34)로부터의 위치 신호는, 각 조작부(31∼34)로부터 출력되는 파일럿압을 나타내는 신호라도 된다.

제어 시스템(300)은, 제1 스트로크 센서(16)와 제2 스트로크 센서(17)와 제3 스트로크 센서(18)를 가진다. 제1 스트로크 센서(16)는, 붐 실린더(10)의 스트로크 길이(이하, 「붐 실린더 길이」라고 함)를 검출한다. 제2 스트로크 센서(17)는, 암 실린더(11)의 스트로크 길이(이하, 「암 실린더 길이」라고 함)를 검출한다. 제3 스트로크 센서(18)는, 버킷 실린더(12)의 스트로크 길이(이하, 「버킷 실린더 길이」라고 함)를 검출한다. 스트로크의 계측에는 각도 센서 등을 사용해도 된다.

제어 시스템(300)은, 경사 각도 센서(19)를 구비한다. 경사 각도 센서(19)는, 선회체(3)에 배치된다. 경사 각도 센서(19)는, 선회체(3)의 차량 전후 방향의 수평에 대한 각도(피치각), 및 차량 가로 방향의 수평에 대한 각도(롤각)를 검출한다.

이들 센서(16∼19)는, 검출 신호를 컨트롤러(26)에 보낸다. 그리고, 선회 각도는 후술하는 GNSS 안테나(37)의 위치 정보로부터 취득해도 된다. 컨트롤러(26)는, 센서(16∼19)로부터의 검출 신호에 기초하여, 작업기(2)의 자세를 판정한다.

제어 시스템(300)은, 위치 검출부(36)를 구비하고 있다. 위치 검출부(36)는, 작업 차량(100)의 현재 위치를 검출한다. 위치 검출부(36)는, GNSS 안테나(37)와 3차원 위치 센서(39)를 가진다. GNSS 안테나(37)는, 선회체(3)에 설치되어 있다. GNSS 안테나(37)는, RTK-GNSS(Real Time Kinematic-Global Navigation Satellite Systems, GNSS는 전지구 항법 위성 시스템을 말함)용의 안테나이다. GNSS 안테나(37)에 의해 수신된 GNSS 전파에 따른 신호가, 3차원 위치 센서(39)에 입력된다.

도 3은, 작업 차량(100)의 구성을 모식적으로 나타낸 측면도이다. 3차원 위치 센서(39)는, 글로벌 좌표계에서의 GNSS 안테나(37)의 설치 위치 P1을 검출한다. 글로벌 좌표계는, 작업 영역에 설치한 기준 위치 P2를 기초로 한 3차원 좌표계이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 기준 위치 P2는, 예를 들면, 작업 영역에 설정된 기준 마커(reference marker)의 선단에 위치한다. 컨트롤러(26)는, 위치 검출부(36)에 의한 검출 결과와 작업기(2)의 자세에 기초하여, 글로벌 좌표계로 보았을 때의 작업기(2)의 날끝(blade tip)(P4)의 위치를 연산한다. 그리고, 작업기(2)의 날끝(P4)은, 버킷(8)의 날끝(P4)이라고 표현해도 된다.

컨트롤러(26)는, 제1 스트로크 센서(16)가 검출한 붐 실린더 길이로부터, 로컬 좌표계의 수직 방향에 대한 붐(6)의 경사각 θ1을 산출한다. 컨트롤러(26)는, 제2 스트로크 센서(17)가 검출한 암 실린더 길이로부터, 붐(6)에 대한 암(7)의 경사각 θ2를 산출한다. 컨트롤러(26)는, 제3 스트로크 센서(18)가 검출한 버킷 실린더 길이로부터, 암(7)에 대한 버킷(8)의 경사각 θ3를 산출한다.

컨트롤러(26)의 기억부(38)는, 작업기 데이터를 기억하고 있다. 작업기 데이터는, 붐(6)의 길이 L1, 암(7)의 길이 L2, 버킷(8)의 길이 L3를 포함한다. 또한, 작업기 데이터는, 로컬 좌표계의 기준 위치 P3에 대한 붐핀(boom pin)(13)의 위치 정보를 포함한다. 여기서 로컬 좌표계와는 작업 차량(100)을 기준으로 하는 3차원 좌표계이다. 로컬 좌표계의 기준 위치 P3는, 예를 들면, 선회체(3)의 선회 중심에 위치한다.

컨트롤러(26)는, 붐(6)의 경사각 θ1, 암(7)의 경사각 θ2, 버킷(8)의 경사각 θ3, 붐(6)의 길이 L1, 암(7)의 길이 L2, 버킷(8)의 길이 L3, 및 붐 핀(13)의 위치 정보로부터, 로컬 좌표계에서의 날끝(P4)의 위치를 산출한다.

또한, 작업기 데이터는, 로컬 좌표계의 기준 위치 P3에 대한 GNSS 안테나(37)의 설치 위치 P1의 위치 정보를 포함한다. 컨트롤러(26)는, 위치 검출부(36)에 의한 검출 결과와 GNSS 안테나(37)의 위치 정보로부터, 로컬 좌표계에서의 날끝(P4)의 위치를, 글로벌 좌표계에서의 날끝(P4)의 위치로 변환한다. 이로써, 컨트롤러(26)는, 글로벌 좌표계로 보았을 때의 날끝(P4)의 위치 정보를 취득한다.

컨트롤러(26)의 기억부(38)는, 작업 영역 내의 3차원의 설계 지형의 형상 및 위치를 나타내는 시공 정보를 기억하고 있다. 도 4는, 설계 지형의 일례를 나타낸 모식도이다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 설계 지형은, 다각형에 의해 각각 표현되는 복수의 설계면(41)에 의해 구성되어 있다. 복수의 설계면(41) 각각은, 작업기(2)에 의한 굴삭 대상의 목표 형상을 나타내고 있다. 그리고, 도 4에서는 복수의 설계면(41) 중 1개에만 부호 "41"이 부여되어 있고, 다른 설계면(41)의 부호는 생략되어 있다.

컨트롤러(26)는, 설계면(41)을 고려에 넣은 작업기(2)의 자동 제어를 행한다. 상기 자동 제어에는, 버킷(8)이 설계면(41)을 침식하는 것을 방지하기 위한 작업기(2)의 제어를 포함한다. 컨트롤러(26)는, 자동 제어에 있어서, 전술한 시공 정보와 작업기(2)의 위치 정보에 기초하여 작업기(2)를 제어한다. 작업기(2)의 자동 제어란, 조작 장치(25)를 통한 오퍼레이터의 조작 지시에 기초한 작업기(2)의 동작 제어와는 별개로, 컨트롤러(26)가 독자적으로 행하는 작업기(2)의 동작 제어를 의미한다. 작업기(2)의 자동 제어에는, 어떤 작업을 실행하는 데 있어서의 완전 자동 제어, 및 반자동 제어가 포함된다. 이하, 컨트롤러(26)에 의해 실행되는 작업기(2)의 자동 제어에 대하여 상세하게 설명한다.

도 5는, 컨트롤러(26)의 구성을 나타낸 블록도이다. 컨트롤러(26)의 연산부(35)는, 거리 취득부(51)와, 작업 국면 판정부(52)와, 자동 제어부(53)와, 작업기 제어부(54)를 가진다. 거리 취득부(51)는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 작업기(2)와 설계면(41)과의 사이의 거리 d1을 취득한다. 상세하게는, 거리 취득부(51)는, 전술한 작업기(2)의 날끝(P4)의 위치 정보와, 설계면(41)의 위치 정보에 기초하여, 작업기(2)의 날끝(P4)과 설계면(41)과의 사이의 거리 d1을 산출한다.

작업 국면 판정부(52)는, 작업기(2)에 의한 작업 국면을 판정한다. 작업 국면 판정부(52)는, 전술한 붐 조작부(31), 암 조작부(33), 버킷 조작부(32)로부터의 위치 신호에 기초하여, 작업기(2)에 의한 작업 국면이, 굴삭, 또는 정지 등의 작업인지를 판정한다. 예를 들면, 작업 국면 판정부(52)는, 붐 조작, 또는 버킷 조작이 행해지고 있지만, 암 조작이 행해지고 있지 않은 경우에, 작업 국면(work phase)이, 굴삭 작업인 것으로 판정한다. 작업 국면 판정부(52)는, 암 조작이 행해지고 있는 경우에, 작업 국면이, 정지 작업인 것으로 판정한다.

작업 국면이 굴삭 작업일 때는, 자동 제어부(53)는, 속도 제한 제어를 행한다. 자동 제어부(53)는, 속도 제한 제어에 있어서, 작업기(2)와 설계면(41)과의 사이의 거리 d1이 작아질수록 작업기(2)의 속도를 제한한다. 즉, 자동 제어부(53)는, 속도 제한 제어에 있어서, 작업기(2)와 설계면(41)과의 사이의 거리 d1이 작아질수록 작업기(2)의 속도의 상한을 작게 한다. 이로써, 굴삭 시에, 작업기(2)가 설계면(41)을 넘어 굴삭하여 버리는 것을 억제할 수 있다.

작업 국면이 정지 작업일 때는, 자동 제어부(53)는, 정지 제어를 실행한다. 정지 제어는, 작업기(2)가 설계면(41)을 따라 이동하도록 작업기(2)를 제어하는 제어이다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 작업기(2)의 날끝(P4)이 설계면(41)에 가까워지도록 속도 V1로 이동하고 있는 경우, 자동 제어부(53)는, 속도 V1의 설계면(41)에 수직인 속도 성분 V1a을 산출한다. 자동 제어부(53)는, 수직인 속도 성분 V1a를 상쇄하도록, 붐(6)을 상승시키는 속도를 결정한다. 이로써, 정지 제어에 의해, 날끝(P4)이 설계면(41)을 따라 이동하도록, 작업기(2)가 제어된다.

작업기 제어부(54)는, 전술한 제어 밸브(27)에 대한 지령 신호를 출력함으로써, 작업기(2)를 제어한다. 작업기 제어부(54)는, 작업기(2)의 조작량에 따라, 제어 밸브(27)에 대한 지령 신호의 출력값을 결정한다. 또한, 작업기 제어부(54)는, 자동 제어의 실행 중에는, 자동 제어부(53)가 결정된 작업기(2)의 속도에 기초하여, 제어 밸브(27)에 대한 지령 신호의 출력값을 결정한다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 제어 시스템(300)은, 표시부(40)를 구비하고 있다. 표시부(40)는, 예를 들면, 모니터이며, 작업 차량(100)에 관한 정보를 표시한다. 컨트롤러(26)는, 설계 지형이나 전술한 각종 센서로부터의 검출 결과 등에 기초하여, 안내 화면을 표시부(40)에 표시하게 한다. 도 8은, 안내 화면(61)의 일례를 나타낸 도면이다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 안내 화면(61)은, 설계면(41)과 작업기(2)와의 위치 관계를 나타내고 있다.

상세하게는, 안내 화면(61)은, 제1 안내 화면(62)과 제2 안내 화면(63)을 포함한다. 제1 안내 화면(62)은, 설계면(41)과 작업기(2)를 측면도로 나타내고 있다. 제2 안내 화면(63)은, 설계면(41)과 작업기(2)를 사시도로 나타내고 있다. 안내 화면(61)은, 작업기(2)와 설계면(41)과의 사이의 거리를 나타내는 거리 표시(65)를 포함한다. 그리고, 제1 안내 화면(62)과 제2 안내 화면(63)의 한쪽이 생략되어도 된다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 제어 시스템(300)은, 입력부(42)를 구비하고 있다. 입력부(42)는, 전술한 자동 제어의 설정을 입력하기 위한 장치이다. 오퍼레이터는, 입력부(42)를 조작함으로써, 자동 제어의 설정을 변경할 수 있다. 본 실시형태에 있어서, 입력부(42)는, 표시부(40)와 일체로 설치된 터치 패널 장치이다. 단, 입력부(42)는, 표시부(40)와 별체로 설치되어도 된다.

다음에, 제1 조작 레버(28) 및 제2 조작 레버(29)에 의한 자동 제어의 조작에 대하여 상세하게 설명한다. 도 9의 (A)는, 제1 조작 레버(28)의 정면도이다. 도 9의 (B)는, 제1 조작 레버(28)의 측면도이다. 도 9의 (A) 및 도 9의 (B)에 나타낸 바와 같이, 제1 조작 레버(28)에는, 복수의 조작 부재(A1, A2, A3, A4, A5)가 설치되어 있다. 조작 부재(A1, A2, A3, A4)는, 제1 조작 레버(28)의 정면에 설치되어 있다. 조작 부재(A1, A2, A3, A4)는, 제1 조작 레버(28)의 상부에 설치되어 있다. 조작 부재(A5)는, 제1 조작 레버(28)의 배면에 설치되어 있다.

조작 부재(A1, A2, A3)는, 푸시 버튼식의 스위치이다. 조작 부재(A1, A2, A3)의 압압(押壓; pressing)의 ON/OFF를 나타내는 조작 신호가, 조작 부재(A1, A2, A3)로부터 컨트롤러(26)에 입력된다. 조작 부재(A4)는, 슬라이딩식, 또는 회전식의 스위치이다. 조작 부재(A4)의 조작 위치에 따른 조작 신호가 조작 부재(A4)로부터 컨트롤러(26)에 입력된다. 조작 부재(A5)는 트리거식의 스위치이다. 조작 부재(A5)의 압압의 ON/OFF를 나타내는 조작 신호가, 조작 부재(A5)로부터 컨트롤러(26)에 입력된다.

도 10의 (A)는, 제2 조작 레버(29)의 정면도이다. 도 10의 (B)는, 제2 조작 레버(29)의 측면도이다. 도 10의 (A) 및 도 10의 (B)에 나타낸 바와 같이, 제2 조작 레버(29)에는, 복수의 조작 부재(B1, B2, B3, B4, B5)가 설치되어 있다. 조작 부재(B1, B2, B3, B4)는, 제2 조작 레버(29)의 정면에 설치되어 있다. 조작 부재(B1, B2, B3, B4)는, 제2 조작 레버(29)의 상부에 설치되어 있다. 조작 부재(B5)는, 제2 조작 레버(29)의 배면에 설치되어 있다.

조작 부재(B1, B2, B3)는, 푸시 버튼식의 스위치이다. 조작 부재(B1, B2, B3)의 압압의 ON/OFF를 나타내는 조작 신호가, 조작 부재(B1, B2, B3)로부터 컨트롤러(26)에 입력된다. 조작 부재(B4)는, 슬라이딩식, 또는 회전식의 스위치이다. 조작 부재(B4)의 조작 위치에 따른 조작 신호가 조작 부재(B4)로부터 컨트롤러(26)에 입력된다. 조작 부재(B5)는 트리거식의 스위치이다. 조작 부재(B5)의 압압의 ON/OFF를 나타내는 조작 신호가, 조작 부재(B5)로부터 컨트롤러(26)에 입력된다.

이들의 조작 부재(A1∼A5), (B1∼B5)의 일부에는, 자동 제어의 기능이 할당되어 있다. 본 실시형태에 있어서는, 조작 부재(A2, B2, A5)에, 자동 제어의 기능이 할당되어 있다.

그리고, 조작 부재(A2, B2, A5) 이외의 조작 부재에는, 작업기(2)에 관한 조작, 및 차량 본체(1)에 관한 조작이 할당되어 있다. 작업기(2)에 관한 조작은, 예를 들면, 버킷(8) 대신에 브레이커 등의 작업구가 작업기(2)에 설치된 경우의 작업구의 조작이다. 차량 본체(1)에 관한 조작은, 예를 들면, 엔진 출력을 증대시키는 조작, 또는 경적을 울리는 조작 등이다.

상세하게는, 조작 부재(A2)에는, 설계면(41)의 위치를 상승시키는 기능이 할당되어 있다. 조작 부재(A2)가 조작됨으로써, 설계면(41)의 위치가 위쪽으로 변경된다. 조작 부재(A2)의 1회의 조작마다, 설계면(41)의 위치가, 소정 거리, 위쪽으로 변경된다.

도 11은, 조작 부재(A2)가 1회, 가압되는 것에 의해, 안내 화면(61)에 있어서, 설계면(41)이, 당초의 위치(도 8 참조)로부터 위쪽으로 소정 거리, 이동한 상태를 나타내고 있다. 도 12는, 조작 부재(A2)가 또 다시 한번, 가압되는 것에 의해, 안내 화면(61)에 있어서, 설계면(41)이 더 위쪽으로 소정 거리, 이동한 상태를 나타내고 있다.

조작 부재(B2)에는, 설계면(41)의 위치를 하강시키는 기능이 할당되어 있다. 조작 부재(B2)가 조작됨으로써, 설계면(41)의 위치가 아래쪽으로 변경된다. 조작 부재(B2)의 1회의 조작마다, 설계면(41)의 위치가, 소정 거리, 아래쪽으로 변경된다. 도 13은, 조작 부재(B2)가 1회, 가압되는 것에 의해, 안내 화면(61)에 있어서, 설계면(41)이, 당초의 위치(도 8 참조)로부터 아래쪽으로 소정 거리, 이동한 상태를 나타내고 있다. 도 14는, 조작 부재(B2)가 또 다시 한번, 가압되는 것에 의해, 안내 화면(61)에 있어서, 설계면(41)이 더 아래쪽으로 소정 거리, 이동한 상태를 나타내고 있다.

이상과 같이, 조작 부재(A2, B2)가 조작됨으로써, 안내 화면(61)에서의 설계면(41)의 위치가 상하로 변경된다. 그리고, 변경된 설계면(41)의 위치에 기초하여 전술한 자동 제어가 실행된다. 그리고, 전술한 소정 거리는 입력부(42)의 조작에 의해 변경 가능해도 된다. 또는, 전술한 소정 거리는 고정값이라도 된다.

조작 부재(A5)에는, 자동 제어의 유효화/무효화의 기능이 할당되어 있다. 조작 부재(A5)가 조작될 때마다, 자동 제어의 유효화와 무효화가 교호적(交互的)으로 전환된다. 자동 제어의 유효화는, 자동 제어가 허가되는 것을 의미하고 있다. 자동 제어의 무효화는, 자동 제어가 허가되지 않고, 작업기(2)의 조작 모드가, 작업기(2)를 수동으로 조작하는 매뉴얼 모드로 되는 것을 의미하고 있다.

전술한 바와 같이, 오퍼레이터는, 조작 부재(A2, B2, A5)를 조작함으로써, 조작 부재(A2, B2, A5)의 각각에 할당되어 있는 자동 제어의 기능을 실행시킬 수 있다. 단, 컨트롤러(26)는, 실행 조건이 만족되고 있는 것을 조건으로 하여, 조작 부재(A2, B2, A5)에 할당된 자동 제어의 기능을 실행한다.

실행 조건은, 작업기(2)를 동작시키기 위한 오퍼레이터에 의한 조작 레버의 조작이 없는 것이다. 본 실시형태에 있어서, 실행 조건은, 제1 조작 레버(28)가 중립 위치에 있고, 또한 제2 조작 레버(29)가 중립 위치에 있는 것이다. 따라서, 제1 조작 레버(28)와 제2 조작 레버(29)가 함께 중립 위치에 있을 때, 조작 부재(A2)가 조작됨으로써, 설계면(41)의 위치가 위쪽으로 이동한다. 제1 조작 레버(28)와 제2 조작 레버(29)가 중립 위치에 있을 때, 조작 부재(B2)가 조작됨으로써, 설계면(41)의 위치가 아래쪽으로 이동한다. 제1 조작 레버(28)와 제2 조작 레버(29) 중 적어도 한쪽이 중립 위치와 다른 위치로 조작되고 있을 때는, 조작 부재(A2, B2)가 조작되어도, 설계면(41)의 위치는 변경되지 않는다.

또한, 제1 조작 레버(28)와 제2 조작 레버(29)가 중립 위치에 있을 때, 조작 부재(A5)가 조작됨으로써, 자동 제어의 유효화/무효화가 전환된다. 제1 조작 레버(28)와 제2 조작 레버(29) 중 적어도 한쪽이 중립 위치와 다른 위치로 조작되고 있을 때는, 조작 부재(A5)가 조작되어도, 자동 제어의 유효화/무효화는 전환되지 않는다.

도 15는, 전술한 조작 부재(A2, B2, A5)의 조작 시의 처리를 나타낸 플로우차트이다. 여기서는 일례로서, 조작 부재(A2)가 조작된 경우에 대하여 설명한다.

도 15에 나타낸 바와 같이, 스텝 S1에서는, 조작 부재(A2)의 조작이 검출된다. 여기서는, 컨트롤러(26)가, 조작 부재(A2)로부터의 조작 신호를 수신함으로써, 조작 부재(A2)의 조작을 검출한다.

스텝 S2에서는, 조작 레버(28, 29)의 위치가 검출된다. 여기서는, 컨트롤러(26)가, 제1 조작 레버(28)의 위치를 나타내는 위치 신호를 조작 장치(25)로부터 수신함으로써, 제1 조작 레버(28)의 위치를 검출한다. 또한, 컨트롤러(26)가, 제2 조작 레버(29)의 위치를 나타내는 위치 신호를 조작 장치(25)로부터 수신함으로써, 제2 조작 레버(29)의 위치를 검출한다.

스텝 S3에서는, 실행 조건이 만족되고 있는지의 여부가 판정된다. 여기서는, 컨트롤러(26)는, 제1 조작 레버(28)가 중립 위치에 있고, 또한 제2 조작 레버(29)가 중립 위치에 있는지의 여부를 판정한다. 제1 조작 레버(28)와 제2 조작 레버(29)와의 양쪽이 중립 위치에 있는 경우에는, 컨트롤러(26)는, 실행 조건이 만족되고 있는 것으로 판정한다. 제1 조작 레버(28)와 제2 조작 레버(29) 중 적어도 한쪽이 중립 위치와 다른 위치에 있는 경우에는, 컨트롤러(26)는, 실행 조건이 만족되고 있지 않은 것으로 판정한다.

실행 조건이 만족되고 있을 때는, 스텝 S4에서, 조작 부재(A2)의 기능이 실행된다. 여기서는, 컨트롤러(26)는, 설계면(41)의 위치를 위쪽으로 변경한다. 실행 조건이 만족되고 있지 않을 때는, 조작 부재(A2)가 조작되고 있어도, 조작 부재(A2)의 기능은 실행되지 않는다. 즉, 실행 조건이 만족되고 있지 않을 때는, 조작 부재(A2)가 조작되고 있어도, 설계면(41)의 위치는 변경되지 않는다.

그리고, 조작 부재(B2)가 조작된 경우에는, 스텝 S4에서, 설계면(41)의 위치가 아래쪽으로 변경된다. 조작 부재(A5)가 조작된 경우에는, 스텝 S4에서, 자동 제어의 유효화와 무효화가 전환된다. 그리고, 조작 부재(A2, B2, A5)에 할당되어 있는 기능은, 입력부(42)에 의해서도 조작 가능하다.

이상 설명한 본 실시형태에 관한 작업 차량(100)의 제어 시스템(300)에서는, 조작 부재(A2, A5)가 제1 조작 레버(28)에 설치되어 있다. 그러므로, 오퍼레이터는, 제1 조작 레버(28)를 잡은 채, 조작 부재(A2, A5)를 조작할 수 있다. 이로써, 조작 부재(A2, A5)에 할당된 자동 제어의 기능을 용이하게 조작할 수 있다. 마찬가지로, 조작 부재(B2)가 제2 조작 레버(29)에 설치되어 있다. 그러므로, 오퍼레이터는, 제2 조작 레버(29)를 잡은 채, 조작 부재(B2)를 조작할 수 있다. 이로써, 조작 부재(B2)에 할당된 자동 제어의 기능을 용이하게 조작할 수 있다.

구체적으로는, 오퍼레이터는, 제1 조작 레버(28)와 제2 조작 레버(29)를 잡은 채, 조작 부재(A2, B2)를 조작함으로써, 설계면(41)의 위치를 상하로 변경할 수 있다. 또한, 오퍼레이터는, 제1 조작 레버(28)를 잡은 채, 조작 부재(A5)를 조작함으로써, 자동 제어의 유효화와 무효화를 전환할 수 있다.

또한, 제1 조작 레버(28)와 제2 조작 레버(29) 중 적어도 한쪽이 중립 위치와 다른 위치에 있을 때는, 조작 부재(A2, B2, A5)가 조작되어도, 각 조작 부재(A2, B2, A5)에 할당된 자동 제어의 기능은 실행되지 않는다. 그러므로, 조작 부재(A2, B2, A5)의 조작 중에 제1 조작 레버(28) 또는 제2 조작 레버(29)가 움직였다고 해도, 각 조작 부재(A2, B2, A5)에 할당된 자동 제어의 기능의 실행과, 제1 조작 레버(28) 또는 제2 조작 레버(29)에 의한 작업기(2)의 동작이 동시에 행해지는 것을 방지할 수 있다. 이로써, 오조작에 의한 의도하지 않은 작업기(2)의 동작을 방지할 수 있어, 자동 제어에 의한 품질이 양호한 시공을 행할 수 있다.

이상, 본 발명의 일 실시형태에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않고, 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 각종 변경이 가능하다.

작업 차량(100)은, 유압 셔블에 한정되지 않고, 불도저(bulldozer), 또는 휠로더(wheel loader) 등의 작업기를 구비하는 차량이면 된다.

작업 차량(100)은, 원격 조작 가능해도 된다. 즉, 컨트롤러(26)가, 작업 차량(100)의 외부에 배치되는 리모트 컨트롤러와, 작업 차량(100)의 내부에 배치되는 차량탑재 컨트롤러로 나누어져, 서로 통신 가능하게 구성되어도 된다.

작업기(2)의 날끝(P4)의 위치의 결정 방법은, 상기한 실시형태의 것에 한정되지 않고, 변경되어도 된다. 예를 들면, 작업기(2)의 날끝(P4)에 위치 검출부(36)가 배치되어도 된다.

작업기(2)와 설계면(41)과의 사이의 거리 d1의 검출 방법은, 상기한 실시형태의 것에 한정되지 않고, 변경되어도 된다. 예를 들면, 광학식, 초음파식, 또는 레이저 광선식의 거리 측정 장치에 의해, 작업기(2)와 설계면(41)과의 사이의 거리 d1이 검출되어도 된다.

각 조작 부재(A2, B2, A5)의 조작에 따른 자동 제어의 기능의 실행 조건이 서로 상이해도 된다. 예를 들면, 제1 조작 레버(28)의 조작 부재(A2, A5)가 조작되었을 때의 실행 조건(제1 실행 조건)은, 제1 조작 레버(28)가 중립 위치에 있는 것을 포함하고, 제2 조작 레버(29)가 중립 위치에 있는 것을 포함하지 않아도 된다. 또한, 제2 조작 레버(29)의 조작 부재(B2)가 조작되었을 때의 실행 조건(제2 실행 조건)은, 제2 조작 레버(29)가 중립 위치에 있는 것을 포함하고, 제1 조작 레버(28)가 중립 위치에 있는 것을 포함하지 않아도 된다.

상기한 실시형태에서는, 설계면(41)의 위치를 위쪽으로 변경하기 위한 조작 부재(A2)(제1 조작 부재)와, 설계면(41)의 위치를 아래쪽으로 변경하기 위한 조작 부재(B2)(제2 조작 부재)가, 각각 별개의 조작 레버(28, 29)에 설치되어 있다. 그러나, 조작 부재(A2)와 조작 부재(B2)가 공통의 조작 레버에 설치되어도 된다. 또는, 조작 부재(A4), 또는 조작 부재(B4)와 같이 상하로 조작 가능한 조작 부재에, 설계면(41)의 위치를 상하로 변경하는 기능이 할당되어도 된다.

제1 조작 레버(28) 및 제2 조작 레버(29)의 구조가 변경되어도 된다. 제1 조작 레버(28)에 설치되는 조작 부재, 및 제2 조작 레버(29)에 설치되는 조작 부재의 수, 배치, 또는 형상이 변경되어도 된다. 자동 제어의 기능이 할당되는 조작 부재는, 조작 부재(A2, B2, A5)에 한정되지 않고, 다른 조작 부재라도 된다.

조작 부재에 할당되는 자동 제어의 기능은, 설계면(41)의 위치의 변경과, 자동 제어의 유효화/무효화의 전환에 한정되지 않고, 다른 기능이라도 된다. 자동 제어에 포함되는 기능 중 사용 빈도가 높은 것이, 조작 부재에 할당되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 도 16에 나타낸 바와 같이, 자동 제어는, 정지 제어에 있어서, 설계면(41)에 대한 버킷(8)의 각도 An을 일정하게 유지하는 각도 유지 제어를 포함해도 된다. 각도 유지 제어의 유효화/무효화의 전환이, 조작 부재에 할당되어도 된다.

복수의 설계면(41) 중 특정한 설계면을 선택하는 기능이, 조작 부재에 할당되어도 된다. 예를 들면, 도 17에 나타낸 바와 같이, 날끝(P4)의 바로 아래에 위치하는 설계면(41a)을 선택하는 기능이 조작 부재에 할당되어도 된다. 선택된 설계면(41a)에 기초하여, 전술한 자동 제어가 실행되어도 된다. 또는, 선택된 설계면(41a)이, 다른 설계면(41)과 다른 태양(예를 들면, 상이한 색)으로 나타내도 된다. 또는, 선택된 설계면(41a)에 대하여 작업 차량(100)이 정면으로 대향하고 있는 것인지의 여부가, 안내 화면(61)에 있어서 나타내져도 된다. 도 17에 있어서는, 선택된 설계면(41a)에 대하여 작업 차량(100)이 정면으로 대향하고 있는 것인지의 여부가, 안내 화면(61)에 있어서 컴퍼스형의 아이콘(64)으로 나타내져 있다.

안내 화면(61)에서의 표시 스케일을 변경하는 기능이, 조작 부재에 할당되어도 된다. 예를 들면, 도 17에 나타낸 바와 같은 개략 표시의 안내 화면(61)과, 도 18에 나타낸 상세 표시의 안내 화면(61')을 전환하는 기능이, 조작 부재에 할당되어도 된다. 도 18에 나타낸 상세 표시에서는, 도 17에 나타낸 개략 표시보다, 설계면(41, 41a)이 크게 표시되어도 된다. 또한, 도 17에 나타낸 개략 표시에서는 작업 차량(100) 전체가 안내 화면(61)에 표시되어도 된다. 이에 대하여, 도 18에 나타낸 상세 표시에서는, 버킷(8)만이, 개략 표시보다 큰 스케일로 안내 화면(61')에 표시되어도 된다.

조작 부재의 조작에 따른 자동 제어의 기능의 실행 조건은, 상기 조작 부재 이외의 조작 부재가 조작되고 있는 것을 더 포함해도 된다. 예를 들면, 제1 조작 레버(28)가 중립이며, 또한 조작 부재(A4)가 조작된 상태인 채, 조작 부재(A2)가 조작됨으로써, 자동 제어의 기능이 실행되어도 된다. 또는, 제2 조작 레버(29)가 중립이며, 또한 조작 부재(B4)가 조작된 상태인 채, 조작 부재(B2)가 조작됨으로써, 자동 제어의 기능이 실행되어도 된다.

또는, 제1 조작 레버(28)가 중립이며, 또한 조작 부재(A4)가 조작되어 있지 않은 상태로 조작 부재(A2)가 조작됨으로써, 자동 제어의 소정의 기능(제1 기능)이 실행되어도 된다. 또한, 제2 조작 레버(29)가 중립이며, 또한 조작 부재(A4)가 조작된 상태인 채, 조작 부재(A2)가 조작됨으로써, 제1 기능과 상이한 자동 제어의 소정의 기능(제3 기능)이 실행되어도 된다.

예를 들면, 제1 기능은, 전술한 설계면(41)의 위치를 위쪽, 또는 아래쪽으로 변경하는 기능이라도 된다. 제3 기능은, 설계면(41)을 선택하는 기능이라도 된다. 또는, 제3 기능은, 안내 화면(61)의 표시 스케일을 변경하는 기능이라도 된다. 제1 기능, 및 제3 기능은, 전술한 기능과 상이한 기능이라도 된다.

전술한 실행 조건에 포함되는 조건은 변경되어도 된다. 또는, 실행 조건에 포함되는 조건에, 전술한 조건과 다른 조건이 추가되어도 된다. 실행 조건은, 조작 레버가 중립 위치에 있는 것에 한정되지 않고, 오퍼레이터에 의한 조작 레버의 조작이 없는 것을 나타내는 다른 조건을 포함해도 된다.

[산업 상의 이용 가능성]

본 발명에 따르면, 자동 제어의 기능을 용이하게 조작할 수 있는 동시에, 오조작에 의한 의도하지 않은 작업기의 동작을 방지할 수 있어, 자동 제어에 의한 품질이 양호한 시공을 행할 수 있다.

2: 작업기
28: 제1 조작 레버
29: 제2 조작 레버
A2: 제1 조작 부재
B2: 제2 조작 부재
A4: 제3 조작 부재
26: 컨트롤러
100: 작업 차량
300: 제어 시스템

Claims (13)

1. 작업기(work implement)를 구비하는 작업 차량(work vehicle)의 제어 시스템으로서,
   상기 작업기의 제1 조작 레버;
   상기 제1 조작 레버에 설치된 제1 조작 부재;
   상기 작업기의 자동 제어를 행하는 컨트롤러;
   를 포함하고,
   상기 컨트롤러는, 상기 제1 조작 레버가 중립 위치에 있는 것을 포함하는 실행 조건이 만족되고 있을 때, 상기 제1 조작 부재의 조작에 따라, 상기 제1 조작 부재에 할당된 상기 자동 제어의 기능을 실행하고,
   상기 제1 조작 부재는, 상기 자동 제어의 제1 기능을 실행하도록 하기 위한 조작 부재이며,
   상기 자동 제어의 상기 제1 기능과 상이한 제2 기능을 실행하도록 하기 위한 제2 조작 부재; 및
   상기 제2 조작 부재가 설치되는 제2 조작 레버
   를 더 포함하고,
   상기 컨트롤러는, 상기 제1 조작 레버가 중립 위치에 있는 것을 포함하는 제1 실행 조건이 만족되고 있을 때 상기 제1 조작 부재의 조작에 따라 상기 제1 기능을 실행하고, 상기 제2 조작 레버가 중립 위치에 있는 것을 포함하는 제2 실행 조건이 만족되고 있을 때 상기 제2 조작 부재의 조작에 따라 상기 제2 기능을 실행하는,
   작업 차량의 제어 시스템.
2. 작업기(work implement)를 구비하는 작업 차량(work vehicle)의 제어 시스템으로서,
   상기 작업기의 제1 조작 레버;
   상기 제1 조작 레버에 설치된 제1 조작 부재;
   상기 작업기의 자동 제어를 행하는 컨트롤러;
   를 포함하고,
   상기 컨트롤러는, 상기 제1 조작 레버가 중립 위치에 있는 것을 포함하는 실행 조건이 만족되고 있을 때, 상기 제1 조작 부재의 조작에 따라, 상기 제1 조작 부재에 할당된 상기 자동 제어의 기능을 실행하고,
   상기 제1 조작 부재는, 상기 자동 제어의 제1 기능을 실행하도록 하기 위한 조작 부재이며,
   상기 자동 제어의 상기 제1 기능과 상이한 제2 기능을 실행하도록 하기 위한 제2 조작 부재; 및
   상기 제2 조작 부재가 설치되는 제2 조작 레버
   를 더 포함하고,
   상기 실행 조건은, 상기 제1 조작 레버가 중립 위치에 있는 것, 및 상기 제2 조작 레버가 중립 위치에 있는 것을 포함하고,
   상기 컨트롤러는, 상기 실행 조건이 만족되고 있을 때 상기 제1 조작 부재의 조작에 따라 상기 제1 기능을 실행하고, 상기 실행 조건이 만족되었을 때 상기 제2 조작 부재의 조작에 따라 상기 제2 기능을 실행하는,
   작업 차량의 제어 시스템.
3. 작업기(work implement)를 구비하는 작업 차량(work vehicle)의 제어 시스템으로서,
   상기 작업기의 제1 조작 레버;
   상기 제1 조작 레버에 설치된 제1 조작 부재; 및
   상기 작업기의 자동 제어를 행하는 컨트롤러;
   를 포함하고,
   상기 컨트롤러는, 상기 제1 조작 레버가 중립 위치에 있는 것을 포함하는 실행 조건이 만족되고 있을 때, 상기 제1 조작 부재의 조작에 따라, 상기 제1 조작 부재에 할당된 상기 자동 제어의 기능을 실행하고,
   상기 제1 조작 레버에 설치된 제3 조작 부재를 더 포함하고,
   상기 실행 조건은, 상기 제3 조작 부재가 조작되고 있는 것을 더 포함하는,
   작업 차량의 제어 시스템.
4. 제3항에 있어서,
   상기 컨트롤러는, 상기 제1 조작 레버가 중립 위치에 있는 것, 및 상기 제3 조작 부재가 조작되어 있지 않은 것을 포함하는 제1 실행 조건이 만족되고 있을 때, 상기 제1 조작 부재의 조작에 따라 상기 자동 제어의 제1 기능을 실행하고, 상기 제1 조작 레버가 중립 위치에 있는 것, 및 상기 제3 조작 부재가 조작되고 있는 것을 포함하는 제3 실행 조건이 만족되고 있을 때는, 상기 제1 조작 부재의 조작에 따라 상기 제1 기능과 상이한 제3 기능을 실행하는, 작업 차량의 제어 시스템.
5. 작업기를 구비하는 작업 차량의 제어 방법으로서,
   상기 작업기의 제1 조작 레버의 위치를 나타내는 위치 신호를 수신하는 단계;
   상기 제1 조작 레버에 설치된 제1 조작 부재의 조작을 나타내는 조작 신호를 수신하는 단계;
   오퍼레이터에 의한 상기 제1 조작 레버의 조작이 없는 것을 포함하는 실행 조건이 만족되고 있는지의 여부를 판정하는 단계; 및
   상기 실행 조건이 만족되고 있을 때, 상기 제1 조작 부재의 조작에 따라 상기 제1 조작 부재에 할당된 상기 작업기의 자동 제어의 기능을 실행하는 단계;
   를 포함하고,
   상기 제1 조작 부재는, 상기 자동 제어의 제1 기능을 실행하도록 하기 위한 조작 부재이며,
   상기 작업기는 상기 자동 제어의 상기 제1 기능과 상이한 제2 기능을 실행하도록 하기 위한 제2 조작 부재와, 상기 제2 조작 부재가 설치되는 제2 조작 레버를 더 포함하고,
   상기 제1 조작 레버가 중립 위치에 있는 것을 포함하는 제1 실행 조건이 만족되고 있을 때 상기 제1 조작 부재의 조작에 따라 상기 제1 기능을 실행하고, 상기 제2 조작 레버가 중립 위치에 있는 것을 포함하는 제2 실행 조건이 만족되고 있을 때 상기 제2 조작 부재의 조작에 따라 상기 제2 기능을 실행하는 단계
   를 더 포함하는 작업 차량의 제어 방법.
6. 작업기;
   상기 작업기의 제1 조작 레버;
   상기 제1 조작 레버에 설치된 제1 조작 부재; 및
   상기 작업기의 자동 제어를 행하는 컨트롤러;
   를 포함하고,
   상기 컨트롤러는, 상기 제1 조작 레버가 중립 위치에 있는 것을 포함하는 실행 조건이 만족되고 있을 때, 상기 제1 조작 부재의 조작에 따라 상기 제1 조작 부재에 할당된 상기 자동 제어의 기능을 실행하고,
   상기 제1 조작 부재는, 상기 자동 제어의 제1 기능을 실행하도록 하기 위한 조작 부재이며,
   상기 자동 제어의 상기 제1 기능과 상이한 제2 기능을 실행하도록 하기 위한 제2 조작 부재; 및
   상기 제2 조작 부재가 설치되는 제2 조작 레버
   를 더 포함하고,
   상기 컨트롤러는, 상기 제1 조작 레버가 중립 위치에 있는 것을 포함하는 제1 실행 조건이 만족되고 있을 때 상기 제1 조작 부재의 조작에 따라 상기 제1 기능을 실행하고, 상기 제2 조작 레버가 중립 위치에 있는 것을 포함하는 제2 실행 조건이 만족되고 있을 때 상기 제2 조작 부재의 조작에 따라 상기 제2 기능을 실행하는,
   작업 차량.
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