KR101880588B1 - 작업 차량 및 작업 차량의 제어 방법 - Google Patents

작업 차량 및 작업 차량의 제어 방법 Download PDF

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다카시 요코오
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가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼
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Abstract

작업 차량은, 차량 본체와, 작업기와, 유압 실린더와, 조정 밸브와, 위치 센서와, 제어부를 구비한다. 작업기는, 차량 본체에 대하여 회동 가능한 붐과, 붐에 대하여 회동 가능한 암과, 암에 대한 회동축인 버킷 축 및 버킷 축과 직교하는 틸트 축의 각각을 중심으로 회동 가능한 버킷을 가진다. 유압 실린더는, 틸트 축을 중심으로 버킷을 회동시킨다. 조정 밸브는, 지령 신호에 기초하여, 유압 실린더에 공급하는 작동유의 공급량을 조정한다. 위치 센서는, 유압 실린더의 스트로크 길이를 측정한다. 제어부는, 위치 센서에 의해 측정된 스트로크 길이를 리셋한다. 제어부는, 유압 실린더의 스트로크 엔드 부근을 판정하고, 스트로크 엔드 부근에서 조정 밸브의 개도를 크게 하는 지령 신호를 생성하고, 지령 신호에 의해 조정 밸브가 개구된 상태에 있어서, 위치 센서에 의해 측정된 스트로크 길이를 리셋한다.

Description

작업 차량 및 작업 차량의 제어 방법{WORK VEHICLE AND METHOD OF CONTROLLING WORK VEHICLE}
본 발명은, 작업 차량(work vehicle)에 관한 것이다.
유압 셔블(hydraulic shovel)과 같은 작업 차량은, 붐(boom)과 암(arm)과 버킷(bucket)을 가지는 작업기(work unit)를 구비한다. 이 점에서, 차폭 방향에서의 버킷의 양단을 차폭 방향에 대하여 경사지게 하는 것이 가능한 틸트식 버킷(틸트 버킷)을 가지는 작업기가 알려져 있다. 틸트식 버킷은, 일본 공개특허 제2014-74319호 공보(특허 문헌 1)에 나타낸 바와 같이, 암에 대하여 버킷을 틸트시키는 유압(油壓) 실린더를 가지는 틸트용 액추에이터에 의해 경사지게 된다.
이 작업기의 위치 및 자세를 검출하기 위해, 유압 실린더의 스트로크가 계측된다.
예를 들면, 일본 공개특허 제2006-258730호 공보(특허 문헌 2)에는, 작업기를 구동시키는 유압 실린더의 피스톤 스트로크 위치를 실린더 로드 상의 회전 롤러의 회전에 의해 검출하는 위치 센서를 구비하는 유압 셔블이 개시되어 있다. 이 회전 롤러와 실린더 로드와의 사이에서는 미소한 미끄러짐이 생기므로, 위치 센서의 검출 결과로부터 얻어지는 스트로크 위치와 실제의 스트로크 위치와의 사이에 오차가 생긴다. 그래서, 위치 센서의 검출 결과로부터 얻어지는 스트로크 위치를 기준 위치에서 리셋하는 방식이 개시되어 있다.
일본 공개특허 제2014-74319호 공보 일본 공개특허 제2006-258730호 공보
한편, 유압 실린더의 스트로크 엔드를 기준 위치로 하여 리셋하는 경우, 작업기의 제조 오차 또는 요동(wobble)에 기인하여 기준 위치에 도달하지 않는 상황에서 리셋하여 버릴 가능성이 있다. 이에 따라 스트로크 길이의 어긋남을 정확하게 보정할 수 없을 가능성이 있다.
본 발명은, 상기한 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 틸트식 버킷을 사용하는 작업 차량에 있어서, 스트로크 길이의 어긋남을 정확하게 보정할 수 있는 작업 차량을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 있는 국면에 따른 작업 차량은, 차량 본체와, 작업기(work machine)와, 유압 실린더와, 조정 밸브와, 위치 센서와, 제어부를 구비한다. 작업기는, 차량 본체에 대하여 회동(回動) 가능한 붐과, 붐에 대하여 회동 가능한 암과, 암에 대한 회동축(回動軸)인 버킷 축(bucket axis) 및 버킷 축과 직교하는 틸트 축(tilt axis)의 각각을 중심으로 회동 가능한 버킷을 가진다. 유압 실린더는, 틸트 축을 중심으로 버킷을 회동시킨다. 조정 밸브는, 지령 신호에 기초하여, 유압 실린더에 공급하는 작동유(hydraulic oil)의 공급량을 조정한다. 위치 센서는, 유압 실린더의 스트로크 길이를 측정한다. 제어부는, 위치 센서에 의해 측정된 스트로크 길이를 리셋한다. 제어부는, 유압 실린더의 스트로크 엔드(stroke end) 부근을 판정하고, 스트로크 엔드 부근에서 조정 밸브의 개도(開度; degree of opening)를 크게 하는 지령 신호를 생성한다. 제어부는, 지령 신호에 의해 조정 밸브가 개구된 상태에 있어서, 위치 센서에 의해 측정된 스트로크 길이를 리셋한다.
바람직하게는, 작업 차량은, 스토퍼를 구비한다. 스토퍼는, 버킷에 맞닿음으로써 버킷의 회동을 정지시킨다. 제어부는, 스토퍼에 의해 유압 실린더의 스트로크 엔드 부근을 판정하고, 스트로크 엔드 부근에서 조정 밸브의 개도를 크게 하는 지령 신호를 생성하고, 지령 신호에 의해 조정 밸브가 개구된 상태에 있어서, 버킷이 스토퍼와 맞닿은 경우에 위치 센서에 의해 측정된 스트로크 길이를 리셋한다.
바람직하게는, 버킷은, 틸트 축을 중심으로 제1 방향 및 제1 방향과 반대의 제2 방향으로 회동하고, 스토퍼는, 제1 방향으로 회동하는 버킷을 정지시키기 위한 제1 및 제2 스토퍼 부재와, 제2 방향으로 회동하는 버킷을 정지시키기 위한 제3 및 제4 스토퍼 부재를 포함한다. 제어부는, 제1 및 제2 스토퍼 부재 중 어느 한쪽과 맞닿거나 또는 제3 및 제4 스토퍼 부재 중 어느 한쪽과 맞닿은 것에 의해 유압 실린더의 스트로크 엔드 부근을 판정하고, 스트로크 엔드 부근에서 조정 밸브의 개도를 크게 하는 지령 신호를 생성한다. 제어부는, 지령 신호에 의해 조정 밸브가 개구된 상태에 있어서, 제1 및 제2 스토퍼 부재의 양쪽과 맞닿은 경우 또는 제3 및 제4 스토퍼 부재의 양쪽과 맞닿은 경우에 위치 센서에 의해 측정된 스트로크 길이를 리셋한다.
바람직하게는, 제어부는, 위치 센서에 의해 측정된 스트로크 길이와 기준값을 비교하여, 비교 결과에 기초하여 유압 실린더의 스트로크 엔드 부근을 판정하고, 스트로크 엔드 부근에서 조정 밸브의 개도를 조정하는 지령 신호의 개도를 크게 하는 지령 신호를 생성한다.
바람직하게는, 작업 차량은, 조정 밸브를 구동시키는 조작 레버 장치를 더 구비한다. 제어부는, 조작 레버 장치로부터의 조작 지령이 소정값 이상인지의 여부를 판단하고, 스트로크 엔드 부근에서 조작 레버 장치로부터의 조작 지령이 소정값 이상인 것으로 판단한 경우에, 조정 밸브의 개도를 크게 하는 지령 신호를 생성한다.
바람직하게는, 제어부는, 위치 센서의 측정값에 기초하여 유압 실린더의 실린더 속도를 산출하고, 스트로크 엔드 부근에 의해 산출된 유압 실린더의 실린더 속도가 소정값 이하 및 조작 레버 장치로부터의 조작 지령이 소정값 이상인 것으로 판단한 경우에, 조정 밸브의 개도를 크게 하는 지령 신호를 생성한다.
바람직하게는, 제어부는, 조작 레버 장치로부터의 소정값 이상의 조작 지령이 소정 기간 이상 있는지의 여부를 판단하고, 지령 신호에 의해 조정 밸브가 개구된 상태에 있어서, 조작 레버 장치로부터의 소정값 이상의 조작 지령이 소정 기간 이상일 경우에 위치 센서에 의해 측정된 스트로크 길이를 리셋한다.
바람직하게는, 작업 차량은, 연료의 공급에 따라 회전하는 엔진과, 엔진의 회전수를 조정하기 위해 연료의 공급량을 조정하는 연료 조정부와, 엔진의 회전수에 따른 펌프압으로 작동유를 공급하는 펌프를 구비한다. 제어부는, 연료 조정부에 의해 조정되는 연료의 공급량이 소정량 이상인지의 여부를 판단하고, 유압 실린더의 스트로크 엔드 부근에 있어서, 연료의 공급량이 소정량 이상일 경우에, 조정 밸브의 개도를 크게 하는 지령 신호를 생성한다.
바람직하게는, 제어부는, 소정 조건이 성립하는지의 여부를 판단하고, 스트로크 엔드 부근에서, 소정 조건이 성립된 것으로 판단한 경우에는, 스트로크 엔드 부근 이외의 경우보다 조정 밸브의 개도를 크게 하는 지령 신호를 생성하지 않는다.
바람직하게는, 작업 차량은, 작업기 중 적어도 일부를 자동 제어하는 개입 제어부(intervention control unit)를 더 구비한다. 제어부는, 소정 조건으로서 개입 제어부에 의한 자동 제어가 실행되고 있는지의 여부를 판단하고, 스트로크 엔드 부근에서, 자동 제어가 실행되고 있는 경우에는, 조정 밸브의 개도를 크게 하는 조정하는 지령 신호를 생성하지 않는다.
본 발명의 있는 국면에 따른 작업 차량은, 작업기와, 유압 실린더와, 조정 밸브와, 위치 센서를 포함한다. 작업기는, 차량 본체에 대하여 회동 가능한 붐과, 붐에 대하여 회동 가능한 암과, 암에 대한 회동축인 버킷 축 및 버킷 축과 직교하는 틸트 축의 각각을 중심으로 회동 가능한 버킷을 가진다. 유압 실린더는, 틸트 축을 중심으로 버킷을 회동시킨다. 조정 밸브는, 유압 실린더에 공급하는 작동유의 공급량을 조정한다. 위치 센서는, 유압 실린더의 스트로크 길이를 측정한다. 상기 작업 차량의 제어 방법은, 위치 센서로부터의 유압 실린더의 스트로크 길이를 측정하는 단계와, 유압 실린더의 스트로크 엔드 부근을 판정하는 단계와, 스트로크 엔드 부근에서 조정 밸브의 개도를 크게 하는 지령 신호를 생성하는 단계와, 측정된 스트로크 길이를 리셋하는 단계를 포함한다.
본 발명의 작업 차량은, 스트로크 길이의 어긋남을 정확하게 보정할 수 있다.
도 1은 실시형태에 기초한 작업 차량의 일례를 나타낸 사시도이다.
도 2는 실시형태에 관한 버킷(8)의 일례를 나타낸 정면도이다.
도 3은 실시형태에 관한 버킷(8)의 일례를 나타낸 배면도이다.
도 4는 버킷(8)에 설치된 틸트 실린더(30)에 대하여 설명하는 도면이다.
도 5는 틸트 핀(80)을 중심으로 버킷(8)이 회동한 경우의 버킷(8)의 정지(停止) 위치를 설명하는 도면이다.
도 6은 실시형태에 기초한 유압 셔블(CM)의 유압 시스템의 구성을 설명하는 도면이다.
도 7은 위치 센서(110)에 대하여 설명하는 도면이다.
도 8은 실시형태에 기초한 리셋 처리의 값에 대하여 설명하는 도면이다.
도 9는 실시형태에 기초한 리셋 처리부(130A)의 동작을 설명하는 플로우차트이다.
도 10은 실시형태의 변형예 1에 기초한 리셋 처리부(130A)의 동작을 설명하는 플로우차트이다.
도 11은 실시형태의 변형예 2에 기초한 리셋 처리부(130A)의 동작을 설명하는 플로우차트이다.
도 12는 실시형태의 변형예 3에 기초한 리셋 처리부(130A)의 동작을 설명하는 플로우차트이다.
도 13은 실시형태의 변형예 4에 기초한 리셋 처리부(130A)의 동작을 설명하는 플로우차트이다.
도 14는 제한 굴삭 제어(개입 제어)가 행해질 때의 작업기(2)의 동작의 일례를 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 15는 다른 실시형태에 기초한 리셋 처리부(130A)의 동작을 설명하는 플로우차트이다.
이하, 본 발명에 관한 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 이하에서 설명하는 각각의 실시형태의 구성 요소는, 적절히 조합시키는 것이 가능하다. 또한, 일부의 구성 요소를 이용하지 않을 경우도 있다.
[작업 차량의 전체 구성]
도 1은, 실시형태에 기초한 작업 차량의 일례를 나타낸 사시도이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 예에 있어서는, 작업 차량으로서 유압에 의해 작동하는 작업기(2)를 구비하는 유압 셔블(CM)을 예로 들어 설명한다.
유압 셔블(CM)은, 차량 본체(1)와, 작업기(2)를 구비한다. 유압 셔블(CM)에는 작업기(2)를 제어하는 컨트롤러(200)가 탑재되어 있다.
차량 본체(1)는, 선회체(旋回體)(3)와, 운전실(4)과, 주행 장치(traveling apparatus)(5)를 가진다.
선회체(3)는, 주행 장치(5) 상에 배치된다. 주행 장치(5)는, 선회체(3)를 지지한다. 선회체(3)는, 선회축 AX를 중심으로 선회 가능하다. 운전실(4)에는, 오퍼레이터가 착석하는 운전석(4S)이 설치된다. 오퍼레이터는, 운전실(4)에 있어서 유압 셔블(CM)을 조작한다. 주행 장치(5)는, 한 쌍의 크롤러 벨트(crawler belt)(5Cr)를 가진다. 크롤러 벨트(5Cr)의 회전에 의해, 유압 셔블(CM)이 주행한다. 그리고, 주행 장치(5)가 차륜(타이어)으로 구성되어 있어도 된다.
본 실시형태에서는, 운전석(4S)에 착석한 오퍼레이터를 기준으로 하여 각 부의 위치 관계를 설명한다.
전후 방향이란, 운전석(4S)에 착석한 오퍼레이터를 기준으로 한 전후 방향을 말한다. 좌우 방향이란, 운전석(4S)에 착석한 오퍼레이터를 기준으로 한 좌우 방향을 말한다. 좌우 방향은, 차량의 폭 방향(차폭 방향)에 일치한다. 운전석(4S)에 착석한 오퍼레이터가 정면에 정대(正對)하는 방향을 전방향(前方向)이라고 하고, 전방향과는 반대의 방향을 후방향이라고 한다. 운전석(4S)에 착석한 오퍼레이터가 정면에 정대했을 때 우측, 좌측을 각각 우측 방향, 좌측 방향이라고 한다. 전후 방향은, X축 방향이며, 좌우 방향은, Y축 방향이다. 운전석(4S)에 착석한 오퍼레이터가 정면에 정대하는 방향은, 전방향(＋X방향)이며, 전방향의 반대 방향은, 후방향(-X방향)이다. 운전석(4S)에 착석한 오퍼레이터가 정면에 정대했을 때의 차폭 방향의 일측의 방향은, 우측 방향(＋Y방향)이며, 차폭 방향 타측의 방향은, 좌측 방향(-Y방향)이다.
선회체(3)는, 엔진이 수용되는 엔진룸(9)과, 선회체(3)의 후부(後部)에 설치되는 카운터웨이트(counterweight)를 가진다. 선회체(3)에 있어서, 엔진룸(9)의 전방에 난간(19)이 설치된다. 엔진룸(9)에, 엔진 및 유압 펌프 등이 배치된다.
작업기(2)는, 선회체(3)에 접속된다.
작업기(2)는, 붐(6)과, 암(7)과, 버킷(8)과, 붐 실린더(10)와, 암 실린더(11)와, 버킷 실린더(12)와, 틸트 실린더(30)를 가진다.
붐(6)은, 붐 핀(boom pin)(13)을 통하여 선회체(3)에 접속된다. 암(7)은, 암 핀(arm pin)(14)을 통하여 붐(6)에 접속된다. 버킷(8)은, 버킷 핀(bucket pin)(15) 및 틸트 핀(80)을 통하여 암(7)에 접속된다. 붐 실린더(10)는, 붐(6)을 구동시킨다. 암 실린더(11)는, 암(7)을 구동시킨다. 버킷 실린더(12)는, 버킷(8)을 구동시킨다. 붐(6)의 기단부(基端部)(붐 후드)와 선회체(3)가 접속된다. 붐(6)의 선단부(붐 탑)와 암(7)의 기단부(암 후드)가 접속된다. 암(7)의 선단부(암 탑)와 버킷(8)의 기단부가 접속된다. 붐 실린더(10), 암 실린더(11), 버킷 실린더(12), 및 틸트 실린더(30)는 모두, 작동유에 의해 구동되는 유압 실린더이다.
작업기(2)는, 제1 스트로크 센서(16)와, 제2 스트로크 센서(17)와, 제3 스트로크 센서(18)를 가진다. 제1 스트로크 센서(16)는, 붐 실린더(10)에 배치되고, 붐 실린더(10)의 스트로크 길이(붐 실린더 길이)를 검출한다. 제2 스트로크 센서(17)는, 암 실린더(11)에 배치되고, 암 실린더(11)의 스트로크 길이(암 실린더 길이)를 검출한다. 제3 스트로크 센서(18)는, 버킷 실린더(12)에 배치되고, 버킷 실린더(12)의 스트로크 길이(버킷 실린더 길이)를 검출한다.
붐(6)은, 회동축인 붐 축(boom axis)(J1)을 중심으로 선회체(3)에 대하여 회동 가능하다. 암(7)은, 붐 축(J1)과 평행한 회동축인 암 축(arm axis)(J2)을 중심으로 붐(6)에 대하여 회동 가능하다. 버킷(8)은, 붐 축(J1) 및 암 축(J2)과 평행한 회동축인 버킷 축(J3)을 중심으로 암(7)에 대하여 회동 가능하다. 버킷(8)은, 버킷 축(J3)과 직교하는 회동축인 틸트 축(J4)을 중심으로 암(7)에 대하여 회동 가능하다. 붐 핀(13)은, 붐 축(J1)을 가진다. 암 핀(14)은, 암 축(J2)을 가진다. 버킷 핀(15)은, 버킷 축(J3)을 가진다. 틸트 핀(80)은, 틸트 축(J4)을 가진다.
붐 축(J1), 암 축(J2), 및 버킷 축(J3)의 각각은, Y축과 평행이다. 붐(6), 암(7), 및 버킷(8)의 각각은, θy 방향으로 회동 가능하다.
이하의 설명에 있어서는, 붐 실린더(10)의 스트로크 길이를 붐 실린더 길이 또는 붐 스트로크라고도 한다. 또한, 암 실린더(11)의 스트로크 길이를 암 실린더 길이 또는 암 스트로크라고도 한다. 또한, 버킷 실린더(12)의 스트로크 길이를 버킷 실린더 길이 또는 버킷 스트로크라고도 한다. 틸트 실린더(30)의 스트로크 길이를 틸트 실린더 길이라고도 한다.
또한, 이하의 설명에 있어서, 붐 실린더 길이, 암 실린더 길이, 버킷 실린더 길이, 및 틸트 실린더 길이를 총칭하여 실린더 길이 데이터라고도 한다.
[버킷의 구성]
다음에, 실시형태에 기초한 버킷(8)에 대하여 설명한다.
도 2는, 실시형태에 관한 버킷(8)의 일례를 나타낸 정면도이다. 도 3은, 실시형태에 관한 버킷(8)의 일례를 나타낸 배면도이다.
버킷(8)은, 틸트식 버킷이다.
도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 작업기(2)는, 틸트 핀(틸트 축)(80)을 중심으로 암(7)에 대하여 회동 가능한 버킷(8)을 가진다.
버킷(8)은, 접속 부재(베이스 프레임)(91)를 통하여, 암(7)의 선단부에 접속된다. 틸트 핀(80)은, 접속 부재(91)와 버킷(8)을 연결한다. 버킷(8)은, 접속 부재(91)를 통하여, 암(7)에 회동 가능하게 접속된다.
버킷(8)은, 바닥판(92)과, 배면판(93)과, 상판(83)과, 측판(84)과, 측판(85)을 가진다. 바닥판(92)과 상판(83)과 측판(84)과 측판(85)에 의해, 버킷(8)의 개구부가 규정된다.
버킷(8)은, 상판(83)의 상부에 설치된 브래킷(bracket)을 가진다. 브래킷은, 상판(83)의 전후 위치에 설치된다. 본 예에 있어서는, 일례로서, 전후 위치에 각각 브래킷(87A) 및 (87B)[총칭하여 브래킷(87)이라고도 함]이 설치된다. 브래킷(87A) 및 (87B)은, 접속 부재(91) 및 틸트 핀(80)과 연결된다.
접속 부재(91)는, 스토퍼(90A)~(90D)를 가진다. 총칭하여 스토퍼(90)라고도 한다.
스토퍼(90)는, 틸트 핀(80)을 중심으로 버킷(8)이 회동한 경우의 정지 위치로 하여 설치된다. 상기 스토퍼(90)를 설치함으로써 버킷(8)이 암(7)과 간섭하는 것을 회피할 수 있다.
브래킷(87)은, 볼록부를 가진다. 본 예에 있어서는, 브래킷(87A)은, 좌우에 볼록부(88A) 및 (88B)를 가진다. 브래킷(87B)은, 좌우에 볼록부(88C) 및 (88D)를 가진다. 볼록부(88A)~(88D)[총칭하여 볼록부(88)라고도 함]는, 각각 스토퍼(90A)~(90D)에 각각 대응하여 설치된다. 볼록부(88)는, 버킷(8)이 회동했을 때 대응하는 스토퍼(90)와 맞닿는 위치에 설치된다.
도 4는, 버킷(8)에 설치된 틸트 실린더(30)에 대하여 설명하는 도면이다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 틸트 핀(80)에 대하여 좌우에 틸트 실린더(30A) 및 (30B)가 설치된다. 틸트 실린더(30A) 및 (30B)가 각각 신축되어 버킷(8)이 틸트 핀(80)을 중심으로 회동하도록 구성된다. 틸트 실린더(30A) 및 (30B)가 각각 신축된 경우의 틸트 실린더(30A) 및 (30B)의 합계의 스트로크 길이는 일정하다.
도 5는, 틸트 핀(80)을 중심으로 버킷(8)이 회동한 경우의 버킷(8)의 정지 위치를 설명하는 도면이다.
도 5의 (A)에 나타낸 바와 같이, 틸트 실린더(30A) 및 (30B)가 신축되어 버킷(8)이 제1 방향으로 회동한 경우가 나타나 있다. 구체적으로는, 틸트 실린더(30A)가 수축하고, 틸트 실린더(30B)가 신장되는 것에 의해 버킷(8)은 제1 방향으로 회동한다.
버킷(8)이 제1 방향으로 계속 회동한 경우에, 버킷(8)의 브래킷(87A)에 형성된 볼록부(88B)는, 스토퍼(90B)와 맞닿는다. 또한, 마찬가지로, 버킷(8)의 브래킷(87B)에 형성된 볼록부(88C)는, 스토퍼(90C)와 맞닿는다.
따라서, 틸트 핀(80)을 중심으로 버킷(8)이 제1 방향으로 회동한 경우에는, 볼록부(88B) 및 (88C)는, 스토퍼(90B) 및 (90C)와 각각 맞닿는 것으로 된다.
도 5의 (B)에 나타낸 바와 같이, 틸트 실린더(30A) 및 (30B)가 신축되어 버킷(8)이 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 회동한 경우가 나타나 있다. 구체적으로는, 틸트 실린더(30B)가 수축하고, 틸트 실린더(30A)가 신장되는 것에 의해 버킷(8)은 제2 방향으로 회동한다.
버킷(8)이 제2 방향으로 계속 회동한 경우에, 버킷(8)의 브래킷(87A)에 형성된 볼록부(88A)는, 스토퍼(90A)와 맞닿는다. 또한, 마찬가지로, 버킷(8)의 브래킷(87B)에 형성된 볼록부(88D)는, 스토퍼(90D)와 맞닿는다.
따라서, 틸트 핀(80)을 중심으로 버킷(8)이 제2 방향으로 회동한 경우에는, 볼록부(88A) 및 88D는, 스토퍼(90A) 및 (90D)와 각각 맞닿는 것으로 된다.
후술하지만, 본 예에 있어서는, 틸트 실린더(30A) 및 (30B)가 각각 신장 또는 신축된 스트로크 엔드로 리셋 처리를 실행한다.
[유압 시스템의 구성]
도 6은, 실시형태에 기초한 유압 셔블(CM)의 유압 시스템의 구성을 설명하는 도면이다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 유압 시스템은, 컨트롤러(200)와, 조작 레버 장치(101)와, 연료 다이얼(201)과, 틸트 실린더(30)와, 엔진(3A)과, 제어 밸브(102)와, 유압 펌프(103)와, 서보 기구(機構)(104)와, 연료 조정 기구(105)와, 토출 유로(106)와, 오일 통로(107, 108)와, 유량(流量) 조정 기구(109)와, 계측용 컨트롤러(300)를 포함한다.
전기식의 조작 레버 장치(101)로부터 전기 신호가, 컨트롤러(200)에 입력되고, 컨트롤러(200)로부터 제어 전기 신호가, 유압 실린더(틸트 실린더)(30)용의 제어 밸브(102) 및 유량 조정 기구(109)에 공급되는 것에 의해, 틸트 실린더(30)가 구동되는 구성을 나타내고 있다. 그리고, 제어 밸브(102) 및 유량 조정 기구(109)가 각각 별도로 설치된 구성에 대하여 설명하지만 일체로 형성된 구성으로 하는 것도 가능하다.
그리고, 실제로는 틸트 실린더(30A) 및 (30B)가 설치되어 있지만 본 예에 있어서는 설명의 편의 상을 틸트 실린더(30)로서 설명한다. 틸트 실린더(30A)가 신장되는 경우에는 틸트 실린더(30B)는 축소된다. 반대로 틸트 실린더(30A)가 축소되는 경우에는 틸트 실린더(30A)는 신장된다.
그리고, 실제의 유압 셔블(CM)에서는, 붐 실린더(10), 암 실린더(11), 버킷 실린더(12)의 유압 실린더가 설치되지만, 설명을 간단하고 용이하게 하기 위해 틸트 실린더(30)만을 도시하고 다른 것은 도시하지 않는다.
틸트 실린더(30)는, 예를 들면, 가변(可變) 용량형의 유압 펌프(103)를 구동원으로 하여 구동된다. 유압 펌프(103)는, 엔진(3A)에 의해 구동된다. 유압 펌프(103)의 경사판(103A)은, 서보 기구(104)에 의해 구동된다. 서보 기구(104)는, 컨트롤러(200)로부터 출력되는 제어 신호(전기 신호)에 따라 작동하여, 유압 펌프(103)의 경사판(103A)이 제어 신호에 따른 위치로 변화된다. 또한, 엔진(3A)은, 연료 조정 기구(105)에 의해 제어되는 연료의 공급량에 기초하여 회전수가 제어된다.
유압 펌프(103)의 토출구(吐出口)는, 토출 유로(106)를 통하여, 제어 밸브(102)와 연통되어 있다. 제어 밸브(102)는 오일 통로(107, 108)를 통하여 틸트 실린더(30)의 오일실(40B, 40H)과 연통되어 있다. 유압 펌프(103)로부터 토출된 작동유는, 토출 유로(106)를 통하여 제어 밸브(102)에 공급되고, 제어 밸브(102)를 통과한 작동유는, 오일 통로(107) 또는 (108)를 통하여 틸트 실린더(30)의 오일실(40B) 또는 오일실(40H)에 공급된다.
또한, 오일 통로(107) 및 (108)에는, 작동유가 흐르는 유량을 조정하는 유량 조정 기구(109)가 설치되어 있다. 구체적으로는, 유량 조정 기구(109)는, 유량 밸브(조정 밸브)를 포함하고, 컨트롤러(200)로부터의 지시에 따라 개도를 조정함으로써 작동유의 유량이 조정된다. 예를 들면, 지시에 따라 유량 밸브의 개도를 크게 함으로써 틸트 실린더(30)에 공급되는 작동유의 오일량을 증가시키는 것이 가능하다. 개도를 크게 하는 지령 신호의 값을 상승시킴으로써, 틸트 실린더(30)에 대한 작동유의 공급량이 증가한다.
틸트 실린더(30)에는 위치 센서(110)가 장착되어 있다. 위치 센서(110)는, 피스톤의 스트로크를 계측하는 스트로크 센서이다.
조작 레버 장치(101)는, 예를 들면, 운전실(4) 내에 설치된 조작 레버(101A)와, 조작 레버(101A)의 조작 방향 및 조작량을 나타내는 조작 신호를 검출하는 검출부(101B)를 가지고 있다. 검출부(101B)에 의해 검출된 조작 신호는, 컨트롤러(200)에 입력된다. 제어 밸브(102)는 전기 신호선을 통하여 컨트롤러(200)에 접속되어 있다.
조작 레버(101A)가 조작되면, 조작 레버(101A)의 조작 신호가 컨트롤러(200)에 입력되고, 컨트롤러(200)와 제어 밸브(102)를 작동시키기 위한 신호가 생성된다. 신호는 컨트롤러(200)로부터 전기 신호선을 통하여 제어 밸브(102)에 공급되고, 제어 밸브(102)의 밸브 위치가 변화된다.
본 예에서의 조작 레버(101A)는, 오퍼레이터로부터의 버킷(8)에 대하여 틸트 핀(80)을 중심으로 좌우로 회동시키는 틸트 조작의 지시를 접수한다. 검출부(101B)는, 조작 레버(101A)의 조작 방향 및 조작량을 나타내는 조작 신호를 검출하여, 컨트롤러(200)에 출력한다.
컨트롤러(200)는, 조작 레버(101A)의 좌우의 조작 방향을 따라서 제어 밸브(102)의 밸브 위치를 조정하는 신호를 생성한다. 컨트롤러(200)는, 제어 밸브(102)의 밸브 위치의 조정에 의해 작동유를 오일 통로(107)를 통하여 틸트 실린더(30)의 오일실(40B)에 공급함으로써 틸트 실린더(30)를 신장시킨다. 한편, 컨트롤러(200)는, 제어 밸브(102)의 밸브 위치의 조정에 의해 작동유를 오일 통로(108)를 통하여 틸트 실린더(30)의 오일실(40H)에 공급함으로써 틸트 실린더(30)를 수축시킨다.
컨트롤러(200)는, 조작 레버(101A)의 좌우의 조작 방향을 따라서 틸트 실린더(30)를 신장 또는 수축시킨다. 이에 따라, 버킷(8)은 틸트 핀(80)을 중심으로 좌우로 각각 회동한다.
컨트롤러(200)는, 조작 레버(101A)의 조작량에 따라 유량 조정 기구(109)의 개도를 조정하는 지령 신호를 생성한다. 컨트롤러(200)는, 유량 조정 기구(109)의 개도의 조정에 의해 틸트 실린더(30)에 공급되는 작동유의 유량을 조정한다. 컨트롤러(200)는, 조작 레버(101A)의 조작량에 따라 유량 조정 기구(109)에 출력하는 지령 신호의 값을 변화시킨다. 지령 신호의 값에 따라 틸트 실린더(30)에 공급되는 작동유의 공급량이 조정되어 버킷(8)의 회동 속도가 변화한다.
조작 레버(101A)의 조작량이 클 경우에는, 지령 신호의 값이 커지고, 유량 조정 기구(109)의 개도가 커진다. 이에 따라 틸트 실린더(30)에 대한 작동유의 공급량이 증가한다.
조작 레버(101A)의 조작량이 적을 경우에는, 지령 신호의 값이 작아져, 유량 조정 기구(109)의 개도가 작아진다. 이에 따라 틸트 실린더(30)에 대한 작동유의 공급량이 감소한다.
틸트 실린더(30)에는, 유압 실린더의 스트로크량을 회전량으로서 검출하는 위치 센서(110)가 장착되어 있다.
위치 센서(110)는, 계측용 컨트롤러(300)에 전기적으로 접속되어 있다. 계측용 컨트롤러(300)에서는, 위치 센서(110)의 검출 신호에 기초하여 틸트 실린더(30)의 스트로크 길이가 계측된다. 계측한 스트로크 길이는, 컨트롤러(200)에 출력된다.
컨트롤러(200)는, 계측용 컨트롤러(300)에 의해 계측된 스트로크 길이에 기초하여, 버킷(8)의 위치 및 자세 등을 연산할 수 있다.
연료 다이얼(201)은, 예를 들면, 운전실(4) 내에 설치된다. 연료 다이얼(201)은, 오퍼레이터가 조작 회전 가능하게 구성되어 있다. 연료 다이얼(201)은, 엔진(3A)에 공급하는 연료의 공급량을 조정하는 다이얼 스위치이다. 연료 다이얼(201)을 Max 측으로 회전시킴으로써 엔진(3A)으로의 연료의 공급량이 증가한다. 한편, 연료 다이얼(201)을 Min 측으로 회전시킴으로써 엔진(3A)으로의 연료의 공급량이 감소한다. 상기 연료의 공급량에 따라 엔진(3A)의 회전수가 변경된다. 유압 펌프(103)는, 엔진(3A)과 연결되어 있으므로, 엔진(3A)의 회전수에 따라 펌프압도 변경된다. 구체적으로는 엔진(3A)의 회전수가 많을수록 펌프압은 증가하고, 회전수가 적을수록 펌프압은 감소한다.
컨트롤러(200)는, 유압 셔블(CM) 전체를 제어한다. 본 예에 있어서는, 컨트롤러(200)의 기능의 일부로서 리셋 처리부(130A)와, 개입 제어부(130B)가 포함되는 경우가 나타나 있다. 또한, 도시하지 않지만 컨트롤러(200)는, 리셋 처리부(130A) 및 개입 제어부(130B)가 연산하기 위해 필요한 프로그램 및 수치 등을 저장하는 메모리를 가진다.
리셋 처리부(130A)는, 위치 센서(110)의 검출 결과로부터 얻어지는 스트로크 위치와 실제의 스트로크 위치와의 사이에 오차가 생기므로 계측용 컨트롤러(300)에 의해 계측된 스트로크 길이를 리셋하는 처리를 실행한다.
개입 제어부(130B)는, 후술하는 개입 제어를 실행한다.
[위치 센서의 구성]
도 7은, 위치 센서(110)에 대하여 설명하는 도면이다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 틸트 실린더(30)에 위치 센서(110)가 설치되어 있다. 설명의 편의 상, 틸트 실린더(30)에 장착된 위치 센서(110)에 대하여 설명하지만 다른 실린더에도 동일한 위치 센서(110)가 장착되어 있다.
틸트 실린더(30)는 실린더 튜브(4X)와, 실린더 튜브(4X) 내에 있어서 실린더 튜브(4X)에 대하여 상대적으로 이동 가능한 실린더 로드(4Y)를 가지고 있다. 실린더 튜브(4X)에는, 피스톤(4V)이 슬라이딩 가능하게 설치되어 있다. 피스톤(4V)에는, 실린더 로드(4Y)가 장착되어 있다. 실린더 로드(4Y)는, 실린더 헤드(4W)에 슬라이딩 가능하게 설치되어 있다. 실린더 헤드(4W)와 피스톤(4V)과 실린더 내벽에 의해 구획된 룸이, 실린더 헤드 측의 오일실(40H)을 구성하고 있다. 피스톤(4V)을 통하여 실린더 헤드 측의 오일실(40H)과는 반대측의 오일실이 실린더 보텀 측의 오일실(40B)을 구성하고 있다. 그리고, 실린더 헤드(4W)에는, 실린더 로드(4Y)와의 간극을 밀봉하여, 먼지 등이 실린더 헤드 측의 오일실(40H)에 들어가지 않도록 하는 실링 부재가 설치되어 있다.
실린더 헤드 측의 오일실(40H)에 작동유가 공급되고, 실린더 보텀 측의 오일실(40B)로부터 작동유가 배출되는 것에 의해, 실린더 로드(4Y)가 축퇴(縮退)한다. 또한, 실린더 헤드 측의 오일실(40H)로부터 작동유가 배출되고, 실린더 보텀 측의 오일실(40B)에 작동유가 공급되는 것에 의해, 실린더 로드(4Y)가 신장(伸張)된다. 실린더 로드(4Y)는 도면 중 좌우 방향으로 직동(直動)한다.
실린더 헤드 측의 오일실(204H)의 외부에 있어, 실린더 헤드(4W)에 밀접한 장소에는, 위치 센서(110)를 덮어, 위치 센서(110)를 내부에 수용하는 케이스(114)가 설치되어 있다. 케이스(114)는, 실린더 헤드(4W)에 볼트 등에 의해 체결 등 되어, 실린더 헤드(4W)에 고정되어 있다.
위치 센서(110)는, 회전 롤러(111)와, 회전 중심축(112)과, 회전 센서부(113)를 가지고 있다. 회전 롤러(111)는, 그 표면이 실린더 로드(4Y)의 표면에 접촉하고, 실린더 로드(4Y)의 직동에 따라 회전 가능하게 설치되어 있다. 회전 롤러(111)에 의해, 실린더 로드(4Y)의 직선 운동이 회전 운동으로 변환된다. 회전 중심축(112)은, 실린더 로드(4Y)의 직동 방향에 대하여, 직교하도록 배치되어 있다.
회전 센서부(113)는, 회전 롤러(111)의 회전량(회전 각도)을 검출 가능하게 구성되어 있다. 회전 센서부(113)에 의해 검출된 회전 롤러(111)의 회전량(회전 각도)을 나타내는 신호는, 전기 신호선을 통하여, 계측용 컨트롤러(300)에 보내진다. 계측용 컨트롤러(300)는, 상기 회전량을 나타내는 신호를 틸트 실린더(30)의 실린더 로드(4Y)의 위치(스트로크 위치)로 변환한다.
[리셋 처리의 설명]
도 8은, 실시형태에 기초한 리셋 처리의 값에 대하여 설명하는 도면이다.
도 8에 나타낸 바와 같이, 초기값이 표시되어 있고, 최대값 P㎜ 및 최소값 Q㎜가 나타나 있다. 상기 초기값은 미리 기억시킨 것을 이용해도 되거나, 또는 캘리브레이션(calibration)을 실행함으로써 취득한 값을 이용하는 것도 가능하다. 구체적으로는, 틸트 핀(80)을 중심으로 좌우로 복수 회 버킷(8)을 회전시켜, 틸트 실린더(30)의 스트로크 길이를 복수 회 측정함으로써 상기 측정값의 평균값에 기초하여 산출하도록 해도 된다.
[리셋 처리부(130A)의 제어]
도 9는, 실시형태에 기초한 리셋 처리부(130A)의 동작을 설명하는 플로우차트이다.
도 9를 참조하여, 리셋 처리부(130A)는, 스트로크 길이를 취득한다(스텝 S2). 리셋 처리부(130A)는, 계측용 컨트롤러(300)에 의해 계측된 틸트 실린더(30)의 스트로크 길이를 취득한다.
다음에, 리셋 처리부(130A)는, 스트로크 엔드 부근인지의 여부를 판단한다(스텝 S4). 오퍼레이터에 의한 조작 레버(101A)의 틸트 조작의 지시에 따라 틸트 실린더(30)는 신장 또는 수축된다. 리셋 처리부(130A)는, 취득한 스트로크 길이에 기초하여 현재의 스트로크 길이가 스트로크 엔드 부근인지의 여부를 판단한다. 스트로크 엔드는, 틸트 실린더(30)가 신장된 최대 상태와 틸트 실린더(30)가 수축된 최소 상태와의 양쪽을 의미한다. 구체적으로는, 틸트 실린더(30)가 신장된 경우의 스트로크 엔드 부근인지의 여부에 대해서 도 8에서 설명한 초기값의 최대값 P㎜를 기준으로 하여 소정 범위 내인지의 여부를 판단한다. 또는 틸트 실린더(30)가 축소된 경우의 스트로크 엔드 부근인지의 여부에 대하여 최소값 Q㎜를 기준으로 하여 소정 범위 내인지의 여부를 판단한다. 그리고, 본 예에 있어서는, 초기값의 최대값 또는 최소값을 기준으로 하여 소정 범위 내인 경우에 스트로크 엔드 부근인 것으로 판단하는 경우에 대하여 설명하지만 이에 한정되지 않고, 예를 들면, 신장된 경우의 최대값 P㎜를 넘고 있으면 스트로크 엔드 부근인 것으로 판단하도록 해도 되고, 축소된 경우의 최소값 Q㎜보다 짧으면 스트로크 엔드 부근인 것으로 판단하도록 해도 된다.
다음에, 리셋 처리부(130A)는, 스트로크 엔드 부근이 아닌 것으로 판단한 경우(스텝 S4에 있어서 NO)에는, 스텝 S2로 복귀하고 스트로크 길이의 측정을 계속한다.
한편, 리셋 처리부(130A)는, 스트로크 엔드 부근인 것으로 판단한 경우(스텝 S4에 있어서 YES)에는, 공급량 조정 처리를 실행한다(스텝 S6). 구체적으로는, 리셋 처리부(130A)는, 틸트 실린더(30)에 공급되는 작동유의 공급량을 조정한다. 본 예에 있어서는, 틸트 실린더(30)에 공급되는 작동유의 공급량을 증가시킨다. 리셋 처리부(130A)는, 유량 조정 기구(109)에 지시하여 스트로크 엔드 부근에 있어서, 스트로크 엔드 부근 이외의 경우보다 틸트 실린더(30)에 대한 작동유의 공급량을 증가시킨다. 구체적으로는, 리셋 처리부(130A)는, 유량 조정 기구(109)의 개도를 크게 하는 지령 신호를 생성한다. 예를 들면, 리셋 처리부(130A)는, 유량 조정 기구(109)에 지시되는 지령 신호의 값을 상승시킨다. 리셋 처리부(130A)는, 지령 신호의 값을 최대값으로 설정하도록 해도 된다. 이에 따라, 유량 조정 기구(109)의 개도가 크게 조정되어 틸트 실린더(30)에 대한 작동유의 공급량이 증가한다. 따라서, 스트로크 엔드 부근으로부터 스트로크 엔드 측으로 더욱 압입(押入)되게 된다.
그리고, 리셋 처리부(130A)는, 리셋 처리를 실행한다(스텝 S8).
리셋 처리부(130A)는, 계측용 컨트롤러(300)에 지시하여 계측된 스트로크 길이를 리셋한다. 구체적으로는, 리셋 처리부(130A)는, 초기값인 신장된 경우의 스트로크 길이 P㎜ 및 축소된 경우의 스트로크 길이 Q㎜로 재설정(리셋)한다.
그리고, 처리를 종료한다(엔드).
틸트 실린더(30)(유압 실린더)의 스트로크 엔드를 기준 위치로서 리셋하는 경우, 작업기(2)의 제조 오차 또는 요동에 기인하여 기준 위치에 도달하지 않는 상황에서 리셋하여 버릴 가능성이 있다.
따라서, 스트로크 엔드 부근인 것으로 판단된 경우에는, 공급량 조정 처리에 의해 스트로크 엔드 부근으로부터 스트로크 엔드 측으로 더 밀어넣음으로써 기준 위치에 도달시키는 것이 가능하다. 상기 기준 위치에서 리셋 처리를 실행함으로써 스트로크 길이의 어긋남을 정확하게 보정할 수 있다. 이로써, 정밀도가 높은 스트로크 길이를 측정할 수 있다.
본 예에 있어서는, 틸트 실린더(30)의 스트로크 엔드는 스토퍼(90)에 의해 규정된다.
구체적으로는, 버킷(8)의 브래킷(87)에 형성된 볼록부(88)와 스토퍼(90)가 맞닿는 것에 의해 버킷(8)의 회동이 정지된다.
이 점에서, 볼록부(88)와 스토퍼(90)와의 위치 관계의 제조 오차 또는 요동에 기인하여 볼록부(88)와 스토퍼(90)와의 일부가 맞닿은 상태에서 회동이 정지할 가능성이 있다. 상기 위치에서 리셋 처리를 실행한 경우에는 오차를 포함한 상태에서의 리셋 처리로 되어 정확하게 보정되지 않기 때문에 오차를 포함한 스트로크 길이가 측정될 가능성이 있다.
따라서, 상기 구성인 스트로크 엔드 부근에서의 공급량 조정 처리에 의해 스트로크 엔드 부근으로부터 스트로크 엔드 측으로 더 밀어넣음으로써 기준 위치[볼록부(88)와 스토퍼(90)와의 전체가 맞닿은 상태]에 도달시키는 것이 가능하다. 상기 상태로 리셋 처리를 실행함으로써 스트로크 길이의 어긋남을 정확하게 보정할 수 있다. 이로써, 정밀도가 높은 스트로크 길이를 측정할 수 있다. 그리고, 본 예에 있어서는, 볼록부(88)와 스토퍼(90)가 맞닿는 경우에 대하여 설명하지만, 볼록부(88)가 형성되지 않는 구성에 대해서도 마찬가지이다.
또한, 버킷(8)의 전후 방향으로 설치된 브래킷(87A) 및 (87B)의 각각에 스토퍼(90)가 설치되는 구성의 경우, 작업기의 제조 오차 또는 요동에 기인하여 한쪽의 스토퍼(90)에만 볼록부(88)가 맞닿고, 다른 쪽의 스토퍼(90)에 볼록부(88)가 맞닿아 있지 않을 가능성이 있다. 일례로서 도 5의 (A)의 경우에는, 브래킷(87A)에 형성된 볼록부(88B)가 스토퍼(90B)와 맞닿아 있지만, 브래킷(87B)에 형성된 볼록부(88C)가 스토퍼(90C)와 맞닿아 있지 않을 가능성이 있다. 상기 위치에서 리셋 처리를 실행한 경우에는 오차를 포함한 상태에서의 리셋 처리로 되어 정확하게 보정되지 않기 때문에 오차를 포함한 스트로크 길이가 측정될 가능성이 있다.
따라서, 상기 구성인 스트로크 엔드 부근에서의 공급량 조정 처리에 의해 스트로크 엔드 부근으로부터 스트로크 엔드 측으로 더 밀어넣음으로써 브래킷(87B)에 형성된 볼록부(88C)도 스토퍼(90C)와 맞닿은 기준 위치에 도달시키는 것이 가능하다. 상기 상태로 리셋 처리를 실행함으로써 스트로크 길이의 어긋남을 정확하게 보정할 수 있다. 이로써, 정밀도가 높은 스트로크 길이를 측정할 수 있다.
또한, 본 예에 있어서는, 컨트롤러(200)는, 유량 조정 기구(109)의 개도를 조정하는 지령 신호로서 전기 신호를 출력하는 경우에 대하여 설명하였으나, 특히 전기 신호에 한정되지 않고, 유량 조정 기구(109)가 압력 신호에 따라 유량을 조정하는 방식인 경우에는, 지령 신호로서 압력 신호의 값을 상승시키도록 해도 된다.
(변형예 1)
도 10은, 실시형태의 변형예 1에 기초한 리셋 처리부(130A)의 동작을 설명하는 플로우차트이다.
도 10을 참조하여, 도 9의 플로우차트와 비교하여 스텝 S10, S12를 추가한 점이 상이하다. 그 외의 구성에 대해서는 도 9에서 설명한 것과 마찬가지이므로, 그 상세한 설명에 대해서는 반복하지 않는다.
스텝 S4에 있어서, 리셋 처리부(130A)는, 스트로크 엔드 부근인 것으로 판단한 경우(스텝 S4에 있어서 YES)에는, 틸트 조작의 입력이 있는지의 여부를 판단한다(스텝 S10). 리셋 처리부(130A)는, 조작 레버(101A)로부터의 조작 신호의 입력이 있는지의 여부를 판단한다. 조작 레버(101A)로부터의 조작 신호의 입력이 있는 경우에는 틸트 조작의 입력이 있는 것으로 판단한다.
다음에, 스텝 S10에 있어서, 리셋 처리부(130A)는, 틸트 조작의 입력이 있는 것으로 판단한 경우(스텝 S10에 있어서 YES)에는, 조작 지령이 소정량 이상인지의 여부를 판단한다(스텝 S12). 리셋 처리부(130A)는, 조작 레버(101A)의 조작 신호에 포함되는 조작량의 지시가 소정량 이상인지의 여부를 판단한다. 그리고, 소정량은 임의의 값으로 설정되고, 미리 도시하지 않은 메모리 등에 저장되어 있는 것으로 한다.
스텝 S12에 있어서, 리셋 처리부(130A)는, 조작 지령이 소정량 이상인 것으로 판단한 경우(스텝 S12에 있어서 YES)에는, 공급량 조정 처리를 실행한다(스텝 S6). 구체적으로는, 리셋 처리부(130A)는, 유량 조정 기구(109)에 지시하여 틸트 실린더(30)에 공급되는 작동유의 공급량을 조정한다. 본 예에 있어서는, 틸트 실린더(30)에 공급되는 작동유의 공급량을 증가시킨다. 리셋 처리부(130A)는, 유량 조정 기구(109)에 지시하여 스트로크 엔드 부근에 있어서, 스트로크 엔드 부근 이외의 경우보다 틸트 실린더(30)에 대한 작동유의 공급량이 증가한다. 구체적으로는, 리셋 처리부(130A)는, 유량 조정 기구(109)의 개도를 크게 하는 지령 신호를 생성한다. 예를 들면, 리셋 처리부(130A)는, 유량 조정 기구(109)에 지시되는 지령 신호의 값을 상승시킨다. 리셋 처리부(130A)는, 지령 신호의 값을 최대값으로 설정하도록 해도 된다. 이에 따라, 유량 조정 기구(109)의 개도가 크게 조정되어 틸트 실린더(30)에 대한 작동유의 공급량이 증가한다. 따라서, 스트로크 엔드 부근으로부터 스트로크 엔드 측으로 더 압입되게 된다. 이후의 처리는, 상기에서 설명한 것과 동일하므로, 그 상세한 설명에 대해서는 반복하지 않는다.
본 예에 있어서는, 리셋 처리부(130A)는, 틸트 조작의 입력이 있고, 또한 조작 지령이 소정량 이상일 경우에 공급량 조정 처리를 실행한다. 따라서, 스트로크 엔드 부근에서의, 오퍼레이터의 조작 지시에 따라 리셋 처리를 실행하기 위한 오퍼레이터의 의도에 따른 리셋 처리를 실행할 수 있다.
(변형예 2)
도 11은, 실시형태의 변형예 2에 기초한 리셋 처리부(130A)의 동작을 설명하는 플로우차트이다.
도 11을 참조하여, 도 10의 플로우차트와 비교하여 스텝 S7을 추가한 점이 상이하다. 그 외의 구성에 대해서는 도 10에서 설명한 것과 마찬가지이므로, 그 상세한 설명에 대해서는 반복하지 않는다.
스텝 S6에 있어서, 리셋 처리부(130A)는, 공급량 조정 처리를 실행하고, 다음에, 소정 기간의 사이, 공급량 조정 처리가 계속되었는지의 여부를 판단한다(스텝 S7). 소정 기간에 대해서는 임의의 값으로 설정되고, 미리 도시하지 않은 메모리 등에 저장되어 있는 것으로 한다.
스텝 S7에 있어서, 리셋 처리부(130A)는, 소정 기간의 사이, 공급량 조정 처리가 계속되지 않는 것으로 판단한 경우(스텝 S7에 있어서 NO)에는, 스텝 S10으로 복귀하여, 틸트 조작의 입력이 있는지의 여부를 판단한다. 이후의 처리에 대해서는 마찬가지이다.
한편, 스텝 S7에 있어서, 리셋 처리부(130A)는, 소정 기간의 사이, 공급량 조정 처리가 계속되었다고 판단한 경우(스텝 S7에 있어서 YES)에는, 리셋 처리를 실행한다(스텝 S8).
따라서, 본 예에 있어서는, 리셋 처리부(130A)는, 틸트 조작의 입력이 있고, 또한 조작 지령이 소정량 이상일 경우에 공급량 조정 처리를 실행하는 동시에, 상기 틸트 조작의 지시가 소정 기간 계속되었을 경우에 리셋 처리를 실행한다. 따라서, 오퍼레이터의 조작 지시에 따라, 리셋 처리를 실행할 때, 오조작에 의해 틸트 조작의 입력이 있는 경우(소정 기간보다 짧은 틸트 조작의 입력의 경우)에는 리셋 처리를 실행하지 않는다. 한편, 오퍼레이터의 조작 지시에 따라, 리셋 처리를 실행할 때, 소정 기간 이상의 틸트 조작의 입력이 있는 경우에는 오퍼레이터의 의도를 반영시킨 리셋 처리를 실행한다.
상기 방식에 의해 오조작을 방지하고, 오퍼레이터의 의도를 적절하게 판단한 리셋 처리를 실행할 수 있다.
(변형예 3)
도 12는, 실시형태의 변형예 3에 기초한 리셋 처리부(130A)의 동작을 설명하는 플로우차트이다.
도 12를 참조하여, 도 10의 플로우차트와 비교하여 스텝 S14, S16을 추가한 점이 상이하다. 그 외의 구성에 대해서는 도 10에서 설명한 것과 마찬가지이므로, 그 상세한 설명에 대해서는 반복하지 않는다.
스텝 S12에 있어서, 리셋 처리부(130A)는, 조작 지령이 소정량 이상인 것으로 판단한 경우(스텝 S12에 있어서 YES)에는, 실린더 속도를 취득한다(스텝 S14). 리셋 처리부(130A)는, 계측된 스트로크 길이의 변화에 기초하여 실린더 속도를 취득한다.
다음에, 실린더가 소정 속도 이하인지의 여부를 판단한다(스텝 S16). 리셋 처리부(130A)는, 취득한 실린더 속도가 소정 속도 이하인지의 여부를 판단한다. 소정 속도는, 미리 도시하지 않은 메모리 등에 저장되어 있는 것으로 한다.
스텝 S16에 있어서, 실린더가 소정 속도 이하가 아닌 것으로 판단한 경우(스텝 S16에 있어서 NO)에는, 리셋 처리를 종료한다(엔드).
한편, 스텝 S16에 있어서, 실린더가 소정 속도 이하인 것으로 판단한 경우(스텝 S16에 있어서 YES)에는, 공급량 조정 처리를 실행한다. 이후의 처리에 대해서는 도 9에서 설명한 것과 마찬가지이므로, 그 상세한 설명에 대해서는 반복하지 않는다.
따라서, 본 예에 있어서는, 리셋 처리부(130A)는, 틸트 조작의 입력이 있고, 또한 조작 지령이 소정량 이상일 경우에 실린더 속도를 확인하여 실린더 속도가 소정 속도 이하일 경우에, 공급량 조정 처리를 실행한다. 계측용 컨트롤러(300)와 계측되는 스트로크 길이의 오차가 클 경우에는, 오인식에 의해 스트로크 엔드 부근인 것으로 판단하여 리셋 처리를 실행할 가능성이 있다.
본 예에 있어서는, 스트로크 엔드 부근인지의 여부를 또한 실린더 속도에 의해 확인한다. 실린더 속도가 소정 속도 이하로 되는 스트로크 엔드 부근에 있는지의 여부를 판단하여, 실린더 속도가 소정 속도 이상으로 되는 스트로크 엔드 부근이 아닌 것으로 판단되는 경우에는, 리셋 처리를 실행하지 않는다. 한편, 실린더 속도가 소정 속도 이하로 되는 스트로크 엔드 부근인 것으로 판단되는 경우에는, 리셋 처리를 실행한다.
상기 처리에 의해 계측용 컨트롤러(300)와 계측되는 스트로크 길이의 오차가 클 경우라도 오인식에 의해 리셋 처리를 실행하는 것은 아니고, 실린더 속도를 확인함으로써 확실하게 기준 위치에 도달시키는 것이 가능하다. 이로써, 정밀도가 높은 스트로크 길이를 측정할 수 있다.
(변형예 4)
도 13은, 실시형태의 변형예 4에 기초한 리셋 처리부(130A)의 동작을 설명하는 플로우차트이다.
도 13을 참조하여, 도 9의 플로우차트와 비교하여 스텝 S20, S22를 추가한 점이 상이하다. 그 외의 구성에 대해서는 도 9에서 설명한 것과 마찬가지이므로, 그 상세한 설명에 대해서는 반복하지 않는다.
스텝 S4에 있어서, 리셋 처리부(130A)는, 스트로크 엔드 부근인 것으로 판단한 경우(스텝 S4에 있어서 YES)에는, 연료 다이얼(201)의 값을 확인한다(스텝 S20). 리셋 처리부(130A)는, 연료 다이얼(201)의 값이 소정값 이상인지의 여부를 판단한다(스텝 S22). 소정값은, 미리 도시하지 않은 메모리 등에 저장되어 있는 것으로 한다.
스텝 S22에 있어서, 연료 다이얼(201)의 값이 소정값 이상인 것으로 판단한 경우(스텝 S22에 있어서 YES)에는, 공급량 조정 처리를 실행한다(스텝 S6). 이후의 처리에 대해서는, 상기에서 설명한 것과 동일하므로, 그 상세한 설명에 대해서는 반복하지 않는다.
본 예에 있어서는, 연료 다이얼(201)의 값이 소정값 이상인지의 여부를 확인한다. 연료 다이얼(201)은, 엔진(3A)으로의 연료의 공급량을 조정한다. 엔진(3A)으로의 연료의 공급량은, 엔진(3A)의 회전수와 상관하고 있다. 따라서, 연료 다이얼(201)의 값이 작을 경우에는, 엔진(3A)의 회전수가 적어 유압 펌프(103)의 펌프압이 낮은 가능성이 있다. 펌프압이 낮은 경우에는 적절한 공급량 조정 처리를 실행할 수 없을 가능성이 있다.
그러므로, 본 예에 있어서는, 연료 다이얼(201)의 값이 소정값 이상인지의 여부를 확인한다. 연료 다이얼(201)의 값이 소정값 이상일 경우에는 유압 펌프(103)의 펌프압이 소정값 이상이므로, 스트로크 엔드 부근으로부터 스트로크 엔드 측으로 더 밀어넣음으로써 기준 위치에 도달되는 적절한 공급량 조정 처리를 실행할 수 있다. 상기 처리에 의해, 펌프압을 고려하여 기준 위치에서 확실하게 리셋 처리를 실행함으로써 스트로크 길이의 어긋남을 정확하게 보정할 수 있다. 이로써, 정밀도가 높은 스트로크 길이를 측정할 수 있다.
(다른 실시형태)
상기한 실시형태에 있어서는, 스트로크 엔드 부근에 있어서, 리셋 처리를 실행하는 구성에 대하여 설명하였다. 다른 실시형태에 있어서는, 소정 조건의 경우에 리셋 처리를 실행하지 않는 구성에 대하여 설명한다.
개입 제어부(130B)는, 작업기(2)를 사용한 굴삭 동작을 제어한다. 굴삭 동작의 제어는, 일례로서 제한 굴삭 제어를 가진다.
도 14는, 제한 굴삭 제어(개입 제어)가 행해질 때의 작업기(2)의 동작의 일례를 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 14에 나타낸 바와 같이, 작업기 동작 평면 MP에서의 굴삭 대상의 2차원의 목표 형상을 나타내는 목표 설계 지형(target design topography)에 버킷(8)이 침입하지 않도록, 제한 굴삭 제어가 행해진다.
개입 제어부(130B)는, 버킷(8)에 의한 굴삭에 있어서, 암(7)의 굴삭 조작에 대하여 붐(6)이 상승하도록 자동으로 제어한다. 굴삭에 있어서, 버킷(8)이 목표 설계 지형에 침입하지 않도록, 붐(6)의 상승 동작을 가지는 개입 제어가 실행된다.
본 예에 있어서는, 개입 제어부(130B)가 동작하고 있는 경우에는 리셋 처리를 실행하지 않을 경우에 대하여 설명한다.
도 15는, 다른 실시형태에 기초한 리셋 처리부(130A)의 동작을 설명하는 플로우차트이다.
도 15를 참조하여, 도 9의 플로우차트와 비교하여, 스텝 S30, S32를 추가한 점이 상이하다. 그 외의 구성에 대해서는 도 9에서 설명한 것과 마찬가지이므로, 그 상세한 설명에 대해서는 반복하지 않는다.
스텝 S4에 있어서, 리셋 처리부(130A)는, 스트로크 엔드 부근인 것으로 판단한 경우(스텝 S4에 있어서 YES)에는, 제어 모드를 확인한다(스텝 S30). 리셋 처리부(130A)는, 개입 제어부(130B) 상태를 확인한다.
다음에, 리셋 처리부(130A)는, 개입 제어 중지의 여부를 판단한다(스텝 S32). 리셋 처리부(130A)는, 개입 제어부(130B)가 동작 상태인지의 여부를 판단하고, 동작 상태인 경우에는 개입 제어 중인 것으로 판단한다.
스텝 S32에 있어서, 리셋 처리부(130A)는, 개입 제어 중인 것으로 판단한 경우(스텝 S32에 있어서 YES)에는, 리셋 처리를 종료한다(엔드). 구체적으로는, 리셋 처리부(130A)는, 유량 조정 기구(109)의 개도를 크게 하는 지령 신호를 생성하지 않는다.
한편, 리셋 처리부(130A)는, 개입 제어 중이 아닌 것으로 판단한 경우(스텝 S32에 있어서 NO)에는, 공급량 조정 처리를 실행한다(스텝 S6). 이후의 처리는, 상기에서 설명한 것과 동일하므로, 그 상세한 설명에 대해서는 반복하지 않는다.
본 예에 있어서는, 리셋 처리부(130A)는, 개입 제어부(130B)가 동작 상태인 제한 굴삭 제어(개입 제어)를 실행하고 있는 경우에는 리셋 처리는 실행하지 않고, 개입 제어가 아닐 경우에 리셋 처리를 실행한다.
상기 처리에 의해, 개입 제어 중에 리셋 처리를 실행한 경우에는 통상 동작과는 상이한 처리가 실행되므로, 처리가 중단될 우려가 있다. 또한, 오퍼레이터에게 위화감(feeling strange)을 주어 오조작의 원인으로 될 가능성도 있다. 따라서, 개입 제어 중은 리셋 처리를 실행하지 않는 것에 의해 개입 제어를 원활하게 실행할 수 있다.
그리고, 본 예에 있어서는, 개입 제어로서 제한 굴삭 제어를 예로서 설명하였으나, 정지 제어 등 다른 개입 제어 등에 대해서도 마찬가지로 적용할 수 있다.
<그 외>
상기한 리셋 처리부(130A)의 리셋 처리에 대하여, 각각의 변형예 1~4 및 다른 실시형태를 각각 조합시켜 사용하는 것도 가능하다.
<작용 효과>
다음에, 본 실시형태의 작용 효과에 대하여 설명한다.
본 실시형태의 작업 차량(CM)에는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 차량 본체(1)와, 작업기(2)가 설치된다. 작업기(2)는, 차량 본체(1)에 대하여 회동 가능한 붐(6)과, 암(7)에 대한 회동축인 버킷 축(J3) 및 버킷 축(J3)과 직교하는 틸트 축(J4)의 각각을 중심으로 회동 가능한 버킷(8)을 가진다. 작업 차량(CM)에는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 틸트 실린더(30)와, 유량 조정 기구(109)와, 위치 센서(110)와, 리셋 처리부(130A)가 설치된다. 틸트 실린더(30)는, 틸트 축(J4)을 중심으로 버킷(8)을 회동시킨다. 유량 조정 기구(109)는, 지령 신호에 기초하여, 틸트 실린더(30)에 공급하는 작동유의 공급량을 조정한다. 위치 센서(110)는, 틸트 실린더(30)의 스트로크 길이를 측정한다. 리셋 처리부(130A)는, 위치 센서(110)에 의해 측정된 스트로크 길이를 리셋한다. 리셋 처리부(130A)는, 틸트 실린더(30)의 스트로크 엔드 부근을 판정하고, 스트로크 엔드 부근에서 유량 조정 기구(109)의 개도를 크게 하는 지령 신호를 생성한다. 리셋 처리부(130A)는, 상기 지령 신호에 의해 유량 조정 기구(109)가 개구된 상태에 있어서, 위치 센서(110)에 의해 측정된 스트로크 길이를 리셋한다.
리셋 처리부(130A)는, 스트로크 엔드 부근인지의 여부를 판정하고, 스트로크 엔드 부근인 것으로 판단한 경우에는, 유량 조정 기구(109)의 개도를 크게 하는 지령 신호를 생성한다. 유량 조정 기구(109)는, 상기 지령 신호에 따라 개도를 크게 한다. 이에 따라 틸트 실린더(30)에 대한 작동유의 공급량을 증가시키는 공급량 조정 처리가 실행된다. 상기 공급량 조정 처리에 의해 스트로크 엔드 부근으로부터 스트로크 엔드 측으로 틸트 실린더(30)를 더 밀어넣음으로써 기준 위치에 도달시키는 것이 가능하다. 상기 기준 위치에서 리셋 처리를 실행함으로써 스트로크 길이의 어긋남을 정확하게 보정할 수 있다. 이에 따라 정밀도가 높은 스트로크 길이의 측정이 가능하다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 작업 차량(CM)에는, 버킷(8)에 맞닿음으로써 버킷의 회동을 정지시키기 위한 스토퍼(90)가 설치된다. 리셋 처리부(130A)는, 스토퍼(90)에 의해 틸트 실린더(30)의 스트로크 엔드 부근을 판정하고, 스트로크 엔드 부근에서 유량 조정 기구(109)의 개도를 크게 하는 지령 신호를 생성한다. 리셋 처리부(130A)는, 상기 지령 신호에 의해 유량 조정 기구(109)가 개구된 상태에 있어서, 버킷(8)이 스토퍼(90)와 맞닿은 경우에 위치 센서(110)에 의해 측정된 스트로크 길이를 리셋한다.
스토퍼(90)의 위치 관계의 제조 오차 또는 요동에 기인하여 스토퍼(90)의 일부가 맞닿은 상태에서 버킷(8)의 회동이 정지할 가능성이 있다. 상기 위치에서 리셋 처리를 실행한 경우에는 오차를 포함한 상태에서의 리셋 처리로 되어, 정확하게 보정되지 않기 때문에 오차를 포함한 스트로크 길이가 측정될 가능성이 있다. 리셋 처리부(130A)는, 스트로크 엔드 부근인지의 여부를 판정하고, 스트로크 엔드 부근인 것으로 판단한 경우에는, 유량 조정 기구(109)의 개도를 크게 하는 지령 신호를 생성한다. 유량 조정 기구(109)는, 상기 지령 신호에 따라 개도를 크게 한다. 이에 따라 틸트 실린더(30)에 대한 작동유의 공급량을 증가시키는 공급량 조정 처리가 실행된다. 상기 공급량 조정 처리에 의해 스트로크 엔드 부근으로부터 스트로크 엔드 측으로 틸트 실린더(30)를 더 밀어넣음으로써 스토퍼(90)의 전체와 맞닿은 기준 위치에 도달시키는 것이 가능하다. 상기 기준 위치에서 리셋 처리를 실행함으로써 스트로크 길이의 어긋남을 정확하게 보정할 수 있다. 이에 따라 정밀도가 높은 스트로크 길이의 측정이 가능하다.
버킷(8)은, 틸트 축(J4)을 중심으로 제1 방향 및 제1 방향과 반대의 제2 방향으로 회동한다. 도 5의 (A)에 나타낸 바와 같이, 스토퍼(90)는, 제1 방향으로 회동하는 버킷(8)을 정지시키기 위한 스토퍼(90B) 및 (90C)를 포함한다. 또한, 스토퍼(90)는, 도 5의 (B)에 나타낸 바와 같이, 제2 방향으로 회동하는 버킷(8)을 정지시키기 위한 스토퍼(90A) 및 (90D)를 포함한다. 리셋 처리부(130A)는, 스토퍼(90B) 및 (90C) 중 어느 한쪽과 맞닿거나 또는 스토퍼(90A) 및 스토퍼(90D) 중 어느 한쪽과 맞닿은 것에 의해 틸트 실린더(30)의 스트로크 엔드 부근을 판정한다. 리셋 처리부(130A)는, 스트로크 엔드 부근에서 유량 조정 기구(109)의 개도를 크게 하는 지령 신호를 생성한다. 리셋 처리부(130A)는, 상기 지령 신호에 의해 유량 조정 기구(109)가 개구된 상태에 있어서, 스토퍼(90B) 및 (90C)의 양쪽과 맞닿은 경우 또는 스토퍼(90A) 및 (90D)의 양쪽과 맞닿은 경우에 위치 센서(110)에 의해 측정된 스트로크 길이를 리셋한다.
스토퍼(90B) 및 (90C) 또는 스토퍼(90A) 및 (90D)의 위치 관계의 제조 오차 또는 요동에 기인하여, 스토퍼(90B)[스토퍼(90C)]만 또는 스토퍼(90A)[스토퍼(90D)]에만 맞닿은 상태에서 버킷(8)의 회동이 정지할 가능성이 있다. 상기 위치에서 리셋 처리를 실행한 경우에는 오차를 포함한 상태에서의 리셋 처리로 되어, 정확하게 보정되지 않기 때문에 오차를 포함한 스트로크 길이가 측정될 가능성이 있다. 리셋 처리부(130A)는, 스토퍼(90B) 및 (90C) 중 어느 한쪽과 맞닿거나 또는 스토퍼(90A) 및 스토퍼(90D) 중 어느 한쪽과 맞닿은 것에 의해 틸트 실린더(30)의 스트로크 엔드 부근을 판정하고, 스트로크 엔드 부근인 것으로 판단한 경우에는, 유량 조정 기구(109)의 개도를 크게 하는 지령 신호를 생성한다. 유량 조정 기구(109)는, 상기 지령 신호에 따라 개도를 크게 한다. 이에 따라 틸트 실린더(30)에 대한 작동유의 공급량을 증가시키는 공급량 조정 처리가 실행된다. 상기 공급량 조정 처리에 의해 스트로크 엔드 부근으로부터 스트로크 엔드 측으로 더 밀어넣음으로써, 스토퍼(90B) 및 (90C)의 양쪽 또는 스토퍼(90A) 및 (90D)의 양쪽과 맞닿은 기준 위치에 도달시키는 것이 가능하다. 상기 기준 위치에서 리셋 처리를 실행함으로써 스트로크 길이의 어긋남을 정확하게 보정할 수 있다. 이에 따라 정밀도가 높은 스트로크 길이를 측정하는 것이 가능하다.
리셋 처리부(130A)는, 위치 센서(110)에 의해 측정된 스트로크 길이와 기준값(도 8)을 비교하여, 비교 결과에 기초하여 틸트 실린더(30)의 스트로크 엔드 부근을 판정한다. 리셋 처리부(130A)는, 스트로크 엔드 부근에서 유량 조정 기구(109)의 개도를 크게 하는 지령 신호를 생성한다.
리셋 처리부(130A)는, 위치 센서(110)에 의해 측정된 스트로크 길이와 기준값을 비교함으로써, 스트로크 엔드 부근인지의 여부를 용이하게 판단할 수 있다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 작업 차량(CM)에는, 유량 조정 기구(109)를 구동시키는 조작 레버 장치(101)가 설치된다. 리셋 처리부(130A)는, 조작 레버 장치(101)로부터의 조작 지령이 소정값 이상인지의 여부를 판단하고, 스트로크 엔드 부근에서 조작 레버 장치(101)로부터의 조작 지령이 소정값 이상인 것으로 판단한 경우에, 유량 조정 기구(109)의 개도를 크게 하는 지령 신호를 생성한다.
리셋 처리부(130A)는, 스트로크 엔드 부근에서 조작 레버 장치(101)로부터의 조작 지령이 소정값 이상인, 오퍼레이터의 조작 지시에 따라, 유량 조정 기구(109)의 개도를 크게 하는 지령 신호를 생성한다. 유량 조정 기구(109)는, 상기 지령 신호에 따라 개도를 크게 한다. 이에 따라 틸트 실린더(30)에 대한 작동유의 공급량을 증가시키는 공급량 조정 처리가 실행된다. 상기 공급량 조정 처리에 의해 스트로크 엔드 부근으로부터 스트로크 엔드 측으로 틸트 실린더(30)를 더 밀어넣음으로써 기준 위치에 도달시키는 것이 가능하다. 상기 기준 위치에서 리셋 처리를 실행함으로써 스트로크 길이의 어긋남을 정확하게 보정할 수 있다. 리셋 처리를 실행할 때, 오퍼레이터의 조작 의도에 따른 리셋 처리를 실행할 수 있다.
리셋 처리부(130A)는, 위치 센서(110)의 측정값에 기초하여 틸트 실린더(30)의 실린더 속도를 산출하고, 스트로크 엔드 부근에 의해 산출된 틸트 실린더(30)의 실린더 속도가 소정값 이하 및 조작 레버 장치(101)로부터의 조작 지령이 소정값 이상인 것으로 판단한 경우에, 유량 조정 기구(109)의 개도를 크게 하는 지령 신호를 생성한다.
스트로크 엔드 부근에 있어서, 조작 레버 장치(101)로부터의 조작 지령이 소정값 이상일 경우에는, 틸트 실린더(30)의 실린더 속도가 소정값 이하로 되므로, 실린더 속도를 확인함으로써, 스트로크 엔드 부근인 것을 오인식하지 않고 판정할 수 있다. 이로써, 틸트 실린더(30)의 스트로크 엔드 부근인지의 여부를 확실하게 판단함으로써, 공급량 조정 처리에 의해 스트로크 엔드 부근으로부터 스트로크 엔드 측으로 틸트 실린더(30)를 더 밀어넣음으로써 기준 위치에 확실하게 도달시키는 것이 가능하다. 상기 기준 위치에서 리셋 처리를 실행함으로써 스트로크 길이의 어긋남을 정확하게 보정할 수 있다.
리셋 처리부(130A)는, 조작 레버 장치(101)로부터의 소정값 이상의 조작 지령이 소정 기간 이상 있는지의 여부를 판단하고, 상기 지령 신호에 의해 조정 밸브가 개구된 상태에 있어서, 조작 레버 장치(101)로부터의 소정값 이상의 조작 지령이 소정 기간 이상일 경우에 위치 센서(110)에 의해 측정된 스트로크 길이를 리셋한다.
리셋 처리부(130A)는, 리셋할 때, 오퍼레이터의 조작 지시에 관하여, 소정값 이상의 조작 지령이 소정 기간 이상인지의 여부를 판단하기 때문에, 오조작에 의한 오퍼레이터의 조작 지시를 배제하는 것이 가능하며, 오퍼레이터의 의도를 적절하게 반영시킨 리셋 처리를 실행할 수 있다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 작업 차량(CM)에는, 엔진(3A)과, 연료 조정 기구(105)와, 유압 펌프(103)가 설치된다. 엔진(3A)은, 연료의 공급에 따라 회전한다. 연료 조정 기구(105)는, 엔진(3A)의 회전수를 조정하기 위해 연료의 공급량을 조정한다. 유압 펌프(103)는, 엔진(3A)의 회전수에 따른 펌프압으로 작동유를 공급한다. 리셋 처리부(130A)는, 연료 조정 기구(105)에 의해 조정되는 연료의 공급량이 소정량 이상인지의 여부를 판단하고, 틸트 실린더(30)의 스트로크 엔드 부근에 있어서, 연료의 공급량이 소정량 이상일 경우에, 유량 조정 기구(109)의 개도를 크게 하는 지령 신호를 생성한다.
리셋 처리부(130A)는, 연료 조정 기구(105)에 의해 조정되는 연료의 공급량이 소정량 이상인지의 여부를 판단하고, 유압 펌프(103)의 펌프압이 소정값 이상인지의 여부를 확인한다. 리셋 처리부(130A)는, 유압 펌프(103)의 펌프압이 소정값 이상일 경우에, 유량 조정 기구(109)의 개도를 크게 하는 지령 신호를 생성한다. 펌프압이 낮을 경우에는 스트로크 엔드 부근으로부터 스트로크 엔드 측으로 틸트 실린더(30)를 더 압입하는 공급량 조정 처리를 충분히 실행할 수 없을 가능성이 있다. 공급량 조정 처리를 확실하게 실행 가능한 펌프압이 소정값 이상일 경우에, 상기 공급량 조정 처리를 실행함으로써 기준 위치에 확실하게 도달시키는 것이 가능하다. 상기 기준 위치에서 리셋 처리를 실행함으로써 스트로크 길이의 어긋남을 정확하게 보정할 수 있다.
리셋 처리부(130A)는, 소정 조건이 성립하는지의 여부를 판단하고, 스트로크 엔드 부근에서, 소정 조건이 성립된 것으로 판단한 경우에는, 유량 조정 기구(109)의 개도를 크게 하는 지령 신호를 생성하지 않는다.
리셋 처리부(130A)는, 소정 조건이 성립하는 리셋 처리의 실행이 적절하지 않은 경우에는, 작동유의 공급량을 증가시키는 공급량 조정 처리를 배제함으로써 효율적인 리셋 처리를 실행할 수 있다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 작업 차량(CM)에는, 개입 제어부(130B)가 설치된다. 개입 제어부(130B)는, 작업기(2) 중 적어도 일부를 자동 제어한다. 리셋 처리부(130A)는, 소정 조건으로서 개입 제어부(130B)에 의한 자동 제어가 실행되고 있는지의 여부를 판단하고, 스트로크 엔드 부근에서, 자동 제어가 실행되고 있는 경우에는, 유량 조정 기구(109)의 개도를 크게 하는 지령 신호를 생성하지 않는다.
리셋 처리부(130A)는, 개입 제어부(130B)에 의해 작업기 중 적어도 일부가 자동 제어되고 있는 경우에는, 작동유의 공급량을 증가시키는 공급량 조정 처리를 실행하지 않는 것에 의해 자동 제어를 중단시키지 않고, 원활하게 실행시키는 것이 가능하다.
본 실시형태의 작업 차량(CM)에는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 차량 본체(1)와, 작업기(2)가 설치된다. 작업기(2)는, 차량 본체(1)에 대하여 회동 가능한 붐(6)과, 암(7)에 대한 회동축인 버킷 축(J3) 및 버킷 축(J3)과 직교하는 틸트 축(J4)의 각각을 중심으로 회동 가능한 버킷(8)을 가진다. 작업 차량(CM)에는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 틸트 실린더(30)와, 유량 조정 기구(109)와, 위치 센서(110)가 설치된다. 틸트 실린더(30)는, 틸트 축(J4)을 중심으로 버킷(8)을 회동시킨다. 유량 조정 기구(109)는, 틸트 실린더(30)에 공급하는 작동유의 공급량을 조정한다. 위치 센서(110)는, 틸트 실린더(30)의 스트로크 길이를 측정한다. 상기 작업 차량(CM)의 제어 방법에서는, 위치 센서(110)로부터의 틸트 실린더(30)의 스트로크 길이를 측정하는 단계와, 틸트 실린더(30)의 스트로크 엔드 부근을 판정하는 단계와, 스트로크 엔드 부근에서 유량 조정 기구(109)의 개도를 크게 하는 지령 신호를 생성하는 단계와, 측정된 스트로크 길이를 리셋하는 단계가 실행된다.
틸트 실린더(30)의 스트로크 길이를 측정하여, 틸트 실린더(30)의 스트로크 엔드 부근을 판정한다. 스트로크 엔드 부근에서 유량 조정 기구(109)의 개도를 크게 하는 지령 신호를 생성하고, 측정된 스트로크 길이를 리셋한다. 유량 조정 기구(109)는, 상기 지령 신호에 따라 개도를 크게 한다. 이에 따라 틸트 실린더(30)에 대한 작동유의 공급량을 증가시키는 공급량 조정 처리가 실행된다. 상기 공급량 조정 처리에 의해 스트로크 엔드 부근으로부터 스트로크 엔드 측으로 틸트 실린더(30)를 더 밀어넣음으로써 기준 위치에 도달시키는 것이 가능하다. 상기 기준 위치에서 리셋 처리를 실행함으로써 스트로크 길이의 어긋남을 정확하게 보정할 수 있다. 이에 따라 정밀도가 높은 스트로크 길이의 측정이 가능하다.
그리고, 본 예에 있어서는, 작업 차량으로서, 유압 셔블을 예로 들어 설명하였으나, 불도저(bulldozer), 휠 로더(wheel loader) 등의 작업 차량에도 적용할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대하여 설명하였으나, 이번 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시로서 제한적인 것이 아니라고 생각된다. 본 발명의 범위는 청구의 범위에 의해 표시되고, 청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
1: 차량 본체, 2: 작업기, 3: 선회체, 3A: 엔진, 4: 운전실, 4S: 운전석, 4V: 피스톤, 4W: 실린더 헤드, 4X: 실린더 튜브, 4Y: 실린더 로드, 5: 주행 장치, 5Cr: 크롤러 벨트, 6: 붐, 7: 암, 8: 버킷, 9: 엔진룸, 10: 붐 실린더, 11: 암 실린더, 12: 버킷 실린더, 13: 붐 핀, 14: 암 핀, 15: 버킷 핀, 16: 제1 스트로크 센서, 17: 제2 스트로크 센서, 18: 제3 스트로크 센서, 19: 난간, 30, 30A, 30B: 틸트 실린더, 40B, 40H, 204H: 오일실, 80: 틸트 핀, 83: 상판, 84, 85: 측판, 87, 87A, 87B: 브래킷, 88, 88A, 88B, 88C, 88D: 볼록부, 90, 90A, 90B, 90C, 90D: 스토퍼, 91: 접속 부재, 92: 바닥판, 93: 배면판, 101: 조작 레버 장치, 101A: 조작 레버, 101B: 검출부, 102: 제어 밸브, 103: 유압 펌프, 103A: 경사판, 104: 서보 기구, 105: 연료 조정 기구, 106: 토출 유로, 107, 108: 오일 통로, 109: 유량 조정 기구, 110: 위치 센서, 111: 회전 롤러, 112: 회전 중심축, 113: 회전 센서부, 114: 케이스, 130A: 리셋 처리부, 130B: 개입 제어부, 200: 컨트롤러, 201: 연료 다이얼, 300: 계측용 컨트롤러.

Claims (11)

  1. 차량 본체;
    상기 차량 본체에 대하여 회동(回動) 가능한 붐(boom)과, 상기 붐에 대하여 회동 가능한 암(arm)과, 상기 암에 대한 회동축(回動軸)인 버킷 축(bucket axis) 및 상기 버킷 축과 직교하는 틸트 축(tilt axis)의 각각을 중심으로 회동 가능한 버킷(bucket)을 구비하는, 작업기(work implement);
    상기 틸트 축을 중심으로 상기 버킷을 회동시키는 유압(油壓) 실린더;
    지령 신호에 기초하여, 상기 유압 실린더에 공급하는 작동유(hydraulic oil)의 공급량을 조정하는 조정 밸브;
    상기 유압 실린더의 스트로크 길이를 측정하는 위치 센서; 및
    상기 위치 센서에 의해 측정된 스트로크 길이를 리셋하는 제어부;
    를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 유압 실린더의 스트로크 엔드 부근을 판정하고,
    상기 스트로크 엔드 부근에서 상기 작동유의 공급량을 증가시키기 위하여 상기 조정 밸브의 개도(開度)를 조정하는 지령 신호를 생성하고,
    상기 지령 신호에 의해 상기 조정 밸브가 개구된 상태에 있어서, 상기 위치 센서에 의해 측정된 스트로크 길이를 리셋하는,
    작업 차량(work vehicle).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 버킷에 맞닿음으로써 상기 버킷의 회동을 정지시키기 위한 스토퍼를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 스토퍼에 의해 상기 유압 실린더의 스트로크 엔드 부근을 판정하고,
    상기 스트로크 엔드 부근에서 상기 조정 밸브의 개도를 조정하는 지령 신호를 생성하고,
    상기 지령 신호에 의해 상기 조정 밸브가 개구된 상태에 있어서, 상기 버킷이 상기 스토퍼와 맞닿은 경우에 상기 위치 센서에 의해 측정된 스트로크 길이를 리셋하는, 작업 차량.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 버킷은, 상기 틸트 축을 중심으로 제1 방향 및 상기 제1 방향과는 반대인 제2 방향으로 회동하고,
    상기 스토퍼는,
    상기 제1 방향으로 회동하는 상기 버킷을 정지시키기 위한 제1 스토퍼 부재 및 제2 스토퍼 부재; 및
    상기 제2 방향으로 회동하는 상기 버킷을 정지시키기 위한 제3 스토퍼 부재 및 제4 스토퍼 부재;를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 제1 스토퍼 부재 및 제2 스토퍼 부재 중 어느 한쪽과 맞닿거나 또는 상기 제3 스토퍼 부재 및 제4 스토퍼 부재 중 어느 한쪽과 맞닿은 것에 의해 상기 유압 실린더의 스트로크 엔드 부근을 판정하고,
    상기 스트로크 엔드 부근에서 상기 조정 밸브의 개도를 조정하는 지령 신호를 생성하고,
    상기 지령 신호에 의해 상기 조정 밸브가 개구된 상태에 있어서, 상기 제1 스토퍼 부재 및 제2 스토퍼 부재의 양쪽과 맞닿은 경우 또는 상기 제3 스토퍼 부재 및 제4 스토퍼 부재의 양쪽과 맞닿은 경우에 상기 위치 센서에 의해 측정된 스트로크 길이를 리셋하는, 작업 차량.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 위치 센서에 의해 측정된 스트로크 길이와 기준값을 비교하여, 비교 결과에 기초하여 상기 유압 실린더의 스트로크 엔드 부근을 판정하고,
    상기 스트로크 엔드 부근에서 상기 조정 밸브의 개도를 조정하는 지령 신호를 생성하는, 작업 차량.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 조정 밸브를 구동시키는 조작 레버 장치를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 조작 레버 장치로부터의 조작 지령이 소정값 이상인지의 여부를 판단하고,
    상기 스트로크 엔드 부근에서 상기 조작 레버 장치로부터의 조작 지령이 소정값 이상인 것으로 판단한 경우에, 상기 조정 밸브의 개도를 조정하는 지령 신호를 생성하는, 작업 차량.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 위치 센서의 측정값에 기초하여 상기 유압 실린더의 실린더 속도를 산출하고,
    상기 스트로크 엔드 부근에서 산출된 상기 유압 실린더의 실린더 속도가 소정값 이하 및 상기 조작 레버 장치로부터의 조작 지령이 소정값 이상인 것으로 판단한 경우에, 상기 조정 밸브의 개도를 조정하는 지령 신호를 생성하는, 작업 차량.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 조작 레버 장치로부터의 상기 소정값 이상의 상기 조작 지령이 소정 기간 이상 있는지의 여부를 판단하고,
    상기 지령 신호에 의해 상기 조정 밸브가 개구된 상태에 있어서, 상기 조작 레버 장치로부터의 상기 소정값 이상의 상기 조작 지령이 소정 기간 이상일 경우에 상기 위치 센서에 의해 측정된 스트로크 길이를 리셋하는, 작업 차량.
  8. 제1항에 있어서,
    연료의 공급에 따라 회전하는 엔진;
    상기 엔진의 회전수를 조정하기 위해 상기 연료의 공급량을 조정하는 연료 조정부; 및
    상기 엔진의 회전수에 따른 펌프압으로 상기 작동유를 공급하는 펌프;
    를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 연료 조정부에 의해 조정되는 상기 연료의 공급량이 소정량 이상인지의 여부를 판단하고,
    상기 유압 실린더의 스트로크 엔드 부근에 있어서, 상기 연료의 공급량이 소정량 이상일 경우에, 상기 조정 밸브의 개도를 조정하는 지령 신호를 생성하는, 작업 차량.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    소정 조건이 성립하는지의 여부를 판단하고,
    상기 스트로크 엔드 부근에서, 상기 소정 조건이 성립된 것으로 판단한 경우에는, 상기 조정 밸브의 개도를 조정하는 지령 신호를 생성하지 않는, 작업 차량.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 작업기 중 적어도 일부를 자동 제어하는 개입 제어부(intervention control unit)를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 소정 조건으로서 상기 개입 제어부에 의한 상기 자동 제어가 실행되고 있는지의 여부를 판단하고,
    상기 스트로크 엔드 부근에서, 상기 자동 제어가 실행되고 있는 경우에는, 상기 조정 밸브의 개도를 조정하는 지령 신호를 생성하지 않는, 작업 차량.
  11. 차량 본체에 대하여 회동 가능한 붐과, 상기 붐에 대하여 회동 가능한 암과, 상기 암에 대한 회동축인 버킷 축 및 상기 버킷 축과 직교하는 틸트 축의 각각을 중심으로 회동 가능한 버킷을 구비하는, 작업기;
    상기 틸트 축을 중심으로 상기 버킷을 회동시키는 유압 실린더;
    상기 유압 실린더에 공급하는 작동유의 공급량을 조정하는 조정 밸브; 및
    상기 유압 실린더의 스트로크 길이를 측정하는 위치 센서;를 포함하는 작업 차량의 제어 방법으로서,
    상기 위치 센서로부터의 상기 유압 실린더의 스트로크 길이를 측정하는 단계;
    상기 유압 실린더의 스트로크 엔드 부근을 판정하는 단계;
    상기 스트로크 엔드 부근에서 상기 작동유의 공급량을 증가시키기 위하여 상기 조정 밸브의 개도를 조정하는 지령 신호를 생성하는 단계; 및
    측정된 상기 스트로크 길이를 리셋하는 단계;
    를 포함하는 작업 차량의 제어 방법.
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