KR102406097B1 - 쇼벨 - Google Patents

쇼벨 Download PDF

Info

Publication number
KR102406097B1
KR102406097B1 KR1020177007429A KR20177007429A KR102406097B1 KR 102406097 B1 KR102406097 B1 KR 102406097B1 KR 1020177007429 A KR1020177007429 A KR 1020177007429A KR 20177007429 A KR20177007429 A KR 20177007429A KR 102406097 B1 KR102406097 B1 KR 102406097B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
shovel
controller
guidance
value
determined
Prior art date
Application number
KR1020177007429A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170056560A (ko
Inventor
타케야 이즈미카와
Original Assignee
스미토모 겐키 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 스미토모 겐키 가부시키가이샤 filed Critical 스미토모 겐키 가부시키가이샤
Publication of KR20170056560A publication Critical patent/KR20170056560A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102406097B1 publication Critical patent/KR102406097B1/ko

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/26Indicating devices
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/26Indicating devices
    • E02F9/264Sensors and their calibration for indicating the position of the work tool
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/30Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets with a dipper-arm pivoted on a cantilever beam, i.e. boom
    • E02F3/32Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets with a dipper-arm pivoted on a cantilever beam, i.e. boom working downwardly and towards the machine, e.g. with backhoes
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/36Component parts
    • E02F3/42Drives for dippers, buckets, dipper-arms or bucket-arms
    • E02F3/43Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations
    • E02F3/435Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/2025Particular purposes of control systems not otherwise provided for
    • E02F9/2037Coordinating the movements of the implement and of the frame
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/2025Particular purposes of control systems not otherwise provided for
    • E02F9/2045Guiding machines along a predetermined path
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/26Indicating devices
    • E02F9/267Diagnosing or detecting failure of vehicles
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/2058Electric or electro-mechanical or mechanical control devices of vehicle sub-units
    • E02F9/2062Control of propulsion units
    • E02F9/2066Control of propulsion units of the type combustion engines
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2203Arrangements for controlling the attitude of actuators, e.g. speed, floating function
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2221Control of flow rate; Load sensing arrangements
    • E02F9/2225Control of flow rate; Load sensing arrangements using pressure-compensating valves
    • E02F9/2228Control of flow rate; Load sensing arrangements using pressure-compensating valves including an electronic controller
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2278Hydraulic circuits
    • E02F9/2285Pilot-operated systems
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2278Hydraulic circuits
    • E02F9/2292Systems with two or more pumps

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Component Parts Of Construction Machinery (AREA)
  • Operation Control Of Excavators (AREA)

Abstract

하부 주행체(1)와, 하부 주행체(1)에 선회 가능하게 탑재되는 상부 선회체(3)와, 상부 선회체(3)에 장착되는 어태치먼트를 구비하고, 버킷(6)의 현재위치와 목표위치의 편차의 크기를 시각적으로 혹은 청각적으로 알리는 머신가이던스장치(50)가 탑재되는 쇼벨은, 소정의 사상이 발생했다고 판정한 경우에 정확한 가이던스를 계속할 수 없을 우려가 있는 것을 통지하는 컨트롤러(30)를 구비한다. 컨트롤러(30)는, 쇼벨의 하부 주행체(1)의 위치 또는 자세에 변화가 발생했다고 판정한 경우에, 소정의 사상이 발생했다고 판정하여, 정확한 가이던스를 계속할 수 없을 우려가 있는 것을 조작자에게 통지한다.

Description

쇼벨{Shovel}
본 발명은 머신가이던스(machine guidance)기능이 탑재되는 쇼벨에 관한 것이다.
세계측지계에 있어서의 쇼벨의 위치에 관한 정보를 이용하지 않는 2차원 머신가이던스기능을 이용하고 버킷의 현재위치와 목표위치의 편차를 버킷의 측면도를 이용하여 그래피컬하게 표시하는 시스템을 탑재하는 쇼벨이 알려져 있다(특허문헌 1 참조.).
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 평10-103925호
그러나, 상술한 시스템은 평탄하지 않은 지면(地面)에서 굴삭작업이 행해지는 경우 등에, 쇼벨이 머신가이던스 중에 예기치 않게 기울어지거나, 혹은 쇼벨의 위치가 머신가이던스 중에 예기치 않게 어긋나는 상황을 상정하고 있지 않다. 머신가이던스 중에 쇼벨의 위치 또는 기울기에 변화가 발생하면, 머신가이던스 개시 전에 버킷의 선단위치에 근거하여 설정한 기준위치에 어긋남이 발생한다. 이로 인하여, 상술한 시스템은 정확한 머신가이던스를 제공할 수 없게 되지만, 머신가이던스의 제공을 멈추지 않는다. 그 결과, 상술한 시스템은 정확한 머신가이던스를 제공할 수 없게 된 경우이더라도 그 부정확한 머신가이던스를 계속할 우려가 있다.
상술을 감안하여, 필요에 따라 머신가이던스가 정확하지 않을 우려가 있는 것을 조작자에게 통지할 수 있는 쇼벨의 제공이 요망된다.
본 발명의 일 실시형태에 관한 쇼벨은, 하부 주행체와, 상기 하부 주행체에 선회 가능하게 탑재되는 상부 선회체와, 상기 상부 선회체에 장착되는 어태치먼트를 구비하고, 엔드어태치먼트의 현재위치와 목표위치의 편차의 크기를 시각적으로 혹은 청각적으로 알리는 머신가이던스기능이 탑재되는 쇼벨로서, 소정의 사상(事象)이 발생했다고 판정한 경우에 정확한 가이던스를 계속할 수 없을 우려가 있는 것을 통지하는 제어장치를 구비한다.
상술한 수단에 의하여, 필요에 따라 머신가이던스가 정확하지 않을 우려가 있는 것을 조작자에게 통지할 수 있는 쇼벨이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 관한 쇼벨의 측면도이다.
도 2는 도 1의 쇼벨의 구동계의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 3은 컨트롤러 및 머신가이던스장치의 구성예를 나타내는 기능블록도이다.
도 4는 가이던스음 제어처리의 흐름을 나타내는 플로차트이다.
도 5는 경고처리의 흐름을 나타내는 플로차트이다.
도 6은 컨트롤러 및 머신가이던스장치의 다른 구성예를 나타내는 기능블록도이다.
도 7은 컨트롤러 및 머신가이던스장치의 또 다른 구성예를 나타내는 기능블록도이다.
도 8은 컨트롤러의 또 다른 구성예를 나타내는 기능블록도이다.
도 1은, 본 발명의 실시예에 관한 건설기계의 일례인 쇼벨을 나타내는 측면도이다. 쇼벨의 하부 주행체(1)에는 선회기구(2)를 개재하여 상부 선회체(3)가 선회 가능하게 탑재된다. 상부 선회체(3)에는 붐(4)이 장착된다. 붐(4)의 선단에는 암(5)이 장착되고, 암(5)의 선단에는 엔드어태치먼트로서의 버킷(6)이 장착된다. 다만, 엔드어태치먼트는, 비탈면용 버킷, 준설용(浚渫用) 버킷, 브레이커 등이어도 된다.
붐(4), 암(5), 및 버킷(6)은, 어태치먼트의 일례인 굴삭어태치먼트를 구성하고, 붐실린더(7), 암실린더(8), 및 버킷실린더(9)에 의하여 각각 유압구동된다. 또, 붐(4)에는 붐각도센서(S1)가 장착되고, 암(5)에는 암각도센서(S2)가 장착되며, 버킷(6)에는 버킷각도센서(S3)가 장착된다. 다만, 굴삭어태치먼트는, 버킷틸트기구를 구비하고 있어도 된다.
붐각도센서(S1)는, 붐(4)의 회동(回動)각도를 검출하는 센서이다. 본 실시예에서는, 수평면에 대한 경사를 검출하여 상부 선회체(3)와 붐(4)을 연결하는 붐풋핀을 중심으로 한 붐(4)의 회동각도를 검출하는 가속도센서이다. 암각도센서(S2)는, 암(5)의 회동각도를 검출하는 센서이다. 본 실시예에서는, 수평면에 대한 경사를 검출하여 붐(4)과 암(5)을 연결하는 연결핀을 중심으로 한 암(5)의 회동각도를 검출하는 가속도센서이다. 버킷각도센서(S3)는 버킷(6)의 회동각도를 검출하는 센서이다. 본 실시예에서는, 수평면에 대한 경사를 검출하여 암(5)과 버킷(6)을 연결하는 연결핀을 중심으로 한 버킷(6)의 회동각도를 검출하는 가속도센서이다. 또, 굴삭어태치먼트가 버킷틸트기구를 구비하는 경우, 버킷각도센서(S3)는 틸트축을 중심으로 한 버킷(6)의 회동각도를 추가적으로 검출한다. 다만, 붐각도센서(S1), 암각도센서(S2), 및 버킷각도센서(S3) 중 적어도 하나는, 가변저항기를 이용한 퍼텐쇼미터, 대응하는 유압실린더의 스트로크양을 검출하는 스트로크센서, 연결핀을 중심으로 한 회동각도를 검출하는 로터리인코더 등이어도 된다.
상부 선회체(3)에는 캐빈(10)이 마련되고 또한 엔진(11) 등의 동력원이 탑재된다. 또, 상부 선회체(3)에는 기체경사센서(S4)가 장착된다. 또, 캐빈(10) 내에는, 입력장치(D1), 음성출력장치(D2), 표시장치(D3), 기억장치(D4), 게이트로크레버(D5), 컨트롤러(30), 및 머신가이던스장치(50)가 탑재된다.
컨트롤러(30)는 쇼벨의 구동제어를 행하는 주(主)제어부로서의 제어장치이다. 본 실시예에서는, 컨트롤러(30)는 CPU 및 내부 메모리를 포함하는 연산처리장치로 구성된다. 그리고, 컨트롤러(30)의 각종 기능은, CPU가 내부 메모리에 저장된 프로그램을 실행함으로써 실현된다.
머신가이던스장치(50)는 쇼벨의 조작을 가이드하는 장치이다. 본 실시예에서는, 머신가이던스장치(50)는, 예를 들면 조작자가 설정한 목표지형의 표면과 버킷(6)의 선단(치선(齒先))위치와의 연직방향에 있어서의 거리를 시각적으로 또한 청각적으로 조작자에게 알림으로써 조작자에 의한 쇼벨의 조작을 가이드한다. 다만, 머신가이던스장치(50)는 그 거리를 시각적으로 조작자에게 알리기만 해도 되고, 청각적으로 조작자에게 알리기만 해도 된다. 구체적으로는, 머신가이던스장치(50)는 컨트롤러(30)와 마찬가지로, CPU 및 내부 메모리를 포함하는 연산처리장치로 구성된다. 그리고, 머신가이던스장치(50)의 각종 기능은 CPU가 내부 메모리에 저장된 프로그램을 실행함으로써 실현된다.
기체경사센서(S4)는 수평면에 대한 상부 선회체(3)의 경사를 검출하는 센서이다. 본 실시예에서는, 상부 선회체(3)의 전후축 및 좌우축을 중심으로 한 경사각도를 검출하는 2축 가속도센서이다.
입력장치(D1)는 쇼벨의 조작자가 머신가이던스장치(50)에 각종 정보를 입력하기 위한 장치이다. 본 실시예에서는, 입력장치(D1)는 표시장치(D3)의 표면에 장착되는 멤브레인스위치이다. 다만, 입력장치(D1)는 터치패널이어도 된다.
음성출력장치(D2)는 머신가이던스장치(50)로부터의 음성출력지령에 따라 각종 음성정보를 출력하는 장치이다. 본 실시예에서는 머신가이던스장치(50)에 직접 접속되는 차재 스피커가 이용된다. 다만, 버저가 이용되어도 된다.
표시장치(D3)는 머신가이던스장치(50)로부터의 지령에 따라 각종 화상정보를 출력하는 장치이다. 본 실시예에서는 머신가이던스장치(50)에 직접 접속되는 차재 액정디스플레이가 이용된다.
기억장치(D4)는 각종 정보를 기억하기 위한 장치이다. 본 실시예에서는, 기억장치(D4)는 반도체 메모리 등의 불휘발성 기억매체이며, 머신가이던스장치(50) 등이 출력하는 각종 정보를 기억한다.
게이트로크레버(D5)는 쇼벨이 잘못 조작되는 것을 방지하는 기구이다. 게이트로크레버(D5)는 제1 상태와 제2 상태를 전환 가능하며, 제1 상태로 전환된 경우에 각종 조작장치를 유효로 하고, 제2 상태로 전환된 경우에 각종 조작장치를 무효로 한다. 본 실시예에서는, 게이트로크레버(D5)는 캐빈(10)의 도어와 운전석의 사이에 배치된다. 그리고, 캐빈(10)으로부터 조작자가 퇴출(退出)할 수 없도록 당겨 올려진 경우에 각종 조작장치를 유효로 하고, 캐빈(10)으로부터 조작자가 퇴출할 수 있도록 눌러 내려진 경우에 각종 조작장치를 무효로 한다.
도 2는, 도 1의 쇼벨의 구동계의 구성예를 나타내는 블록도이다. 도 2에 있어서, 기계적 동력계는 이중선, 고압유압라인은 굵은 실선, 파일럿라인은 파선(破線), 전기구동·제어계는 가는 실선으로 각각 나타난다.
엔진(11)은 쇼벨의 동력원이다. 본 실시예에서는, 엔진(11)은 엔진부하의 증감에 관계없이 엔진회전수를 일정하게 유지하는 아이소크로너스(isochronous) 제어를 채용하는 디젤엔진이다. 또, 엔진(11)은 엔진컨트롤러(D7)에 의하여 연료분사량, 연료분사타이밍, 부스트압 등이 제어된다.
엔진컨트롤러(D7)는 엔진(11)을 제어하는 장치이다. 본 실시예에서는, 엔진컨트롤러(D7)는 오토아이들(auto idle) 기능, 오토아이들스톱 기능 등의 각종 기능을 실행한다.
오토아이들 기능은 소정의 조건이 충족된 경우에 엔진회전수를 통상회전수(예를 들면 2000rpm)로부터 아이들회전수(예를 들면 800rpm)로 저감시키는 기능이다. 본 실시예에서는, 엔진컨트롤러(D7)는 컨트롤러(30)로부터의 오토아이들지령에 따라 오토아이들 기능을 작동시켜 엔진회전수를 아이들회전수까지 저감시킨다.
오토아이들스톱 기능은 소정의 조건이 충족된 경우에 엔진(11)을 정지시키는 기능이다. 본 실시예에서는, 엔진컨트롤러(D7)는 컨트롤러(30)로부터의 오토아이들스톱지령에 따라 오토아이들스톱 기능을 작동시켜 엔진(11)을 정지시킨다.
엔진(11)에는 유압펌프로서의 메인펌프(14) 및 파일럿펌프(15)가 접속된다. 메인펌프(14)에는 고압유압라인(16)을 통하여 컨트롤밸브(17)가 접속된다.
컨트롤밸브(17)는 쇼벨의 유압계의 제어를 행하는 유압제어장치이다. 우측 주행용 유압모터(1A), 좌측 주행용 유압모터(1B), 붐실린더(7), 암실린더(8), 버킷실린더(9), 선회용 유압모터(21) 등의 유압 액추에이터는 고압유압라인을 통하여 컨트롤밸브(17)에 접속된다.
파일럿펌프(15)에는 파일럿라인(25)을 통하여 조작장치(26)가 접속된다.
조작장치(26)는 레버(26A), 레버(26B), 페달(26C)을 포함한다. 본 실시예에서는, 조작장치(26)는 유압라인(27) 및 게이트로크밸브(D6)를 통하여 컨트롤밸브(17)에 접속된다. 또, 조작장치(26)는 유압라인(28)을 통하여 압력센서(29)에 접속된다.
게이트로크밸브(D6)는 컨트롤밸브(17)와 조작장치(26)를 접속하는 유압라인(27)의 연통·차단을 전환하는 밸브이다. 본 실시예에서는, 컨트롤러(30)로부터의 지령에 따라 유압라인(27)의 연통·차단을 전환하는 전자 밸브이다. 컨트롤러(30)는 게이트로크레버(D5)가 출력하는 상태신호에 근거하여 게이트로크레버(D5)의 상태를 판정한다. 그리고, 게이트로크레버(D5)가 제1 상태에 있다고 판정한 경우에 게이트로크밸브(D6)에 대하여 연통지령을 출력하여, 게이트로크밸브(D6)를 개방하여 유압라인(27)을 연통시킨다. 그 결과, 조작장치(26)에 대한 조작자의 조작이 유효가 된다. 한편, 게이트로크레버(D5)가 제2 상태에 있다고 판정한 경우에 게이트로크밸브(D6)에 대하여 차단지령을 출력하여, 게이트로크밸브(D6)를 폐쇄하여 유압라인(27)을 차단한다. 그 결과, 조작장치(26)에 대한 조작자의 조작이 무효가 된다.
압력센서(29)는 조작장치(26)의 조작내용을 압력의 형태로 검출하는 센서이며, 검출값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다.
다음으로, 도 3을 참조하여, 컨트롤러(30) 및 머신가이던스장치(50)가 갖는 각종 기능요소에 대하여 설명한다. 다만, 도 3은 컨트롤러(30) 및 머신가이던스장치(50)의 구성예를 나타내는 기능블록도이다.
본 실시예에서는, 머신가이던스장치(50)는 붐각도센서(S1), 암각도센서(S2), 버킷각도센서(S3), 기체경사센서(S4), 입력장치(D1), 및 컨트롤러(30)의 출력을 수신하고, 음성출력장치(D2), 표시장치(D3), 및 기억장치(D4)의 각각에 대하여 각종 지령을 출력한다. 또, 머신가이던스장치(50)는 자세검출부(51), 편차계산부(52), 음성출력제어부(53), 및 표시제어부(54)를 갖는다. 다만, 컨트롤러(30) 및 머신가이던스장치(50)는 CAN(Controller Area Network)을 통하여 서로 접속된다.
자세검출부(51)는 어태치먼트의 자세를 검출하는 기능요소이다. 본 실시예에서는, 자세검출부(51)는 붐각도센서(S1), 암각도센서(S2), 버킷각도센서(S3), 및 기체경사센서(S4)의 각각의 검출값에 근거하여 굴삭어태치먼트의 자세를 검출한다. 구체적으로는, 자세검출부(51)는 굴삭어태치먼트 상의 각 점에 대응하는 기준좌표계 상의 좌표를 도출한다. 다만, 기준좌표계는, 상부 선회체(3) 상의 1점을 원점으로 하는 좌표계이며, 예를 들면 굴삭어태치먼트가 뻗어 있는 방향으로 평행한 수평면 상의 직선을 X축으로 하고 연직선을 Z축으로 하는 3차원 직교좌표계이다. 또, 굴삭어태치먼트 상의 각 점은, 버킷(6)의 선단(치선)위치에 대응하는 점을 포함한다.
편차계산부(52)는 버킷(6)의 현재위치와 목표위치의 편차를 도출한다. 본 실시예에서는, 편차계산부(52)는 자세검출부(51)가 검출한 굴삭어태치먼트의 자세와 후술하는 목표지형정보에 근거하여 버킷(6)의 현재위치와 목표위치의 편차를 도출한다. 구체적으로는, 편차계산부(52)는 버킷(6)의 선단위치와 목표지형의 표면의 연직방향에 있어서의 거리를 편차로서 도출한다. 다만, 편차는 버킷(6)의 선단위치와 목표지형의 표면의 수평방향에 있어서의 거리, 최단거리 등이어도 된다.
목표지형정보는, 시공완료 시의 지형에 관한 정보이며, 입력장치(D1)를 통하여 입력되어, 기억장치(D4)에 기억된다. 구체적으로는, 조작자는 쇼벨을 실제로 조작하여 버킷(6)의 선단위치를 기준점으로 이동시킨다. 기준점은, 예를 들면 측량용 회전레이저가 작성하는 기준면 상의 1점이다. 그리고, 조작자는 기준점과 목표지형의 표면의 연직방향에 있어서의 이미 알려진 거리를 현시점에 있어서의 편차로서 입력한다. 혹은, 조작자는 비탈면시공의 경우에는, 비탈면의 최상단인 비탈머리를 기준점으로 하여 버킷(6)의 선단위치를 그 기준점으로 이동시킨 후 기준좌표계의 X축에 대한 비탈면의 구배를 입력해도 된다. 혹은, 조작자는 버킷(6)의 선단위치를 기준점으로 이동시킨 것을 머신가이던스장치(50)에 통지하기 위한 조작(예를 들면 소정 버튼의 눌러 내려짐)을 실행하기만 해도 된다. 이하에서는, 조작자에 의한 이와 같은 목표지형정보의 입력을 목표설정처리라고 칭한다.
또, 쇼벨에는 붐각도센서(S1), 암각도센서(S2), 및 버킷각도센서(S3)가 구비되어 있다. 이로 인하여, 머신가이던스장치(50)는 크롤러(crawler)(1C)의 위치 또는 자세가 변화하지 않는 한, 굴삭어태치먼트의 자세가 변화해도, 크롤러(1C)의 접지면으로부터의 버킷(6)의 치선 높이를 위치 어긋남 없이 산출할 수 있다. 따라서, 굴삭어태치먼트의 자세가 변화해도 버킷(6)의 현재위치와 목표위치의 편차를 정확하게 도출할 수 있다. 그러나, 크롤러(1C)의 위치 또는 자세가 변화하면, 기준점에 관한 크롤러(1C)의 접지면의 높이에 어긋남이 발생하여, 버킷(6)의 치선 높이와 기준점의 위치관계도 변화한다. 그리고, 그 위치관계의 변화가 반영되지 않은 채 시공이 행해지면, 목표시공면으로부터 일탈된 시공면이 형성되어 버린다. 이로 인하여, 크롤러(1C)의 위치 또는 자세가 변화한 경우에는 목표설정처리가 다시 실행될 필요가 있고, 편차계산부(52)는 목표설정처리가 다시 실행된 후의 기준점에 근거하여 버킷(6)의 현재위치와 목표위치의 편차를 도출할 필요가 있다.
음성출력제어부(53)는 음성출력장치(D2)로부터 출력시키는 음성정보의 내용을 제어한다. 본 실시예에서는, 음성출력제어부(53)는 편차계산부(52)가 도출한 편차가 소정값 이하가 된 경우에 음성출력장치(D2)로부터 가이던스음으로서의 단속음을 출력시킨다. 또, 음성출력제어부(53)는 그 편차가 작아질수록 단속음의 출력간격(무음부분의 길이)을 짧게 한다. 다만, 음성출력제어부(53)는 그 편차가 제로인 경우, 즉 버킷(6)의 선단위치와 목표지형의 표면이 일치하는 경우, 음성출력장치(D2)로부터 연속음(출력간격이 제로인 단속음)을 출력시켜도 된다. 또, 음성출력제어부(53)는 그 편차의 정부(正負)가 반전된 경우, 단속음의 높이(주파수)를 변화시켜도 된다. 다만, 편차는, 예를 들면 버킷(6)의 선단위치가 목표지형의 표면으로부터 연직상방에 있는 경우에 정의 값이 된다.
머신가이던스장치(50)는 목표설정처리가 행해졌는지 여부를 관리한다. 본 실시예에서는, 머신가이던스장치(50)는 자신의 내부 메모리에 기억되는 목표설정이 완료된 플래그를 이용하여 목표설정처리가 행해졌는지 여부를 관리한다. 목표설정이 완료된 플래그는, 초깃값인 값 "0"에 의하여 목표설정처리가 미실시인 상태를 나타내고, 값 "1"에 의하여 목표설정처리가 실시완료된 상태를 나타낸다. 그리고, 머신가이던스장치(50)는 목표설정처리가 실시된 경우에 목표설정이 완료된 플래그의 값을 "1"로 설정하고, 컨트롤러(30)로부터 리셋지령을 수신한 경우에 목표설정이 완료된 플래그의 값을 "0"으로 설정한다. 다만, 컨트롤러(30)는, 주행조작이 행해진 경우, 선회조작이 행해진 경우, 이그니션스위치가 오프된 경우 등에, 머신가이던스장치(50)에 대하여 리셋지령을 출력한다. 또, 머신가이던스장치(50)는 목표설정이 완료된 플래그가 값 "0"인 경우, 즉 목표설정처리가 실시되어 있지 않은 상태에서는 머신가이던스를 동작시키지 않도록 해도 된다.
표시제어부(54)는 표시장치(D3)에 표시시키는 각종 화상정보의 내용을 제어한다. 본 실시예에서는, 표시제어부(54)는 자세검출부(51)가 검출한 굴삭어태치먼트의 자세와 목표지형정보의 관계를 표시장치(D3)에 표시시킨다. 구체적으로는, 표시제어부(54)는 버킷(6) 및 목표지형의 단면을 측방(Y축방향)으로부터 본 CG화상, 및 버킷(6) 및 목표지형의 단면을 후방(X축방향)으로부터 본 CG화상을 표시장치(D3)에 표시시킨다.
다음으로, 컨트롤러(30)의 상세에 대하여 설명한다. 본 실시예에서는, 컨트롤러(30)는 휴지(休止)판정부(31), 재개판정부(32), 및 경고부(33)를 갖는다. 또, 컨트롤러(30)는 게이트로크레버(D5) 및 압력센서(29)의 출력을 수신하고, 머신가이던스장치(50), 게이트로크밸브(D6), 및 엔진컨트롤러(D7)의 각각에 대하여 각종 지령을 출력한다.
휴지판정부(31)는 쇼벨의 조작이 일시적으로 휴지되어 있는지 여부를 판정하는 기능요소이다. 본 실시예에서는, 휴지판정부(31)는 압력센서(29)의 출력에 근거하여 쇼벨의 조작이 행해지고 있지 않은 기간(이하, "무조작 기간"이라고 함)이 소정 시간 T1 이상 계속되었는지 여부를 판정한다. 그리고, 무조작 기간이 소정 시간 T1 이상 계속되었다고 판정한 경우, 휴지판정부(31)는 쇼벨의 조작이 일시적으로 휴지되어 있다고 판정한다. 이때, 휴지판정부(31)는 머신가이던스장치(50)에 대하여 가이던스음 휴지지령을 출력한다. 가이던스음 휴지지령을 받은 머신가이던스장치(50)는 가이던스음의 출력을 제한한다. 구체적으로는, 음성출력장치(D2)가 출력하고 있는 단속음을 약하게 하거나 혹은 소실시킨다. 쇼벨의 조작을 일시적으로 휴지시키고 있음에도 불구하고 가이던스음으로서의 단속음이 계속적으로 출력되는 것을 방지하기 위함이다. 구체적으로는, 머신가이던스장치(50)는 음성출력장치(D2)에 대한 음성출력지령의 송신을 중단한다. 혹은, 머신가이던스장치(50)는 음성출력장치(D2)에 대한 음성출력지령의 송신을 계속한 채로, 음성출력장치(D2)의 음량을 저감 혹은 소실시켜도 된다.
혹은, 휴지판정부(31)는 컨트롤러(30)가 오토아이들지령을 엔진컨트롤러(D7)에 대하여 출력할 때에, 가이던스음 휴지지령을 머신가이던스장치(50)에 대하여 출력해도 된다. 구체적으로는, 휴지판정부(31)는 무조작 기간이 소정 시간 T2 이상 계속되었는지 여부를 판정한다. 그리고, 무조작 기간이 소정 시간 T2 이상 계속되었다고 판정한 경우, 휴지판정부(31)는 엔진컨트롤러(D7)에 대하여 오토아이들지령을 출력하고, 또한 머신가이던스장치(50)에 대하여 가이던스음 휴지지령을 출력한다.
혹은, 휴지판정부(31)는 컨트롤러(30)가 오토아이들스톱지령을 엔진컨트롤러(D7)에 대하여 출력할 때에, 가이던스음 휴지지령을 머신가이던스장치(50)에 대하여 출력해도 된다. 구체적으로는, 휴지판정부(31)는 무조작 기간이 소정 시간 T3(≥T2) 이상 계속되었는지 여부를 판정한다. 그리고, 무조작 기간이 소정 시간 T3 이상 계속되었다고 판정한 경우, 휴지판정부(31)는 엔진컨트롤러(D7)에 대하여 오토아이들스톱지령을 출력하고, 또한 머신가이던스장치(50)에 대하여 가이던스음 휴지지령을 출력한다.
혹은, 휴지판정부(31)는 게이트로크레버(D5)가 제2 상태에 있다고 판정한 경우에, 가이던스음 휴지지령을 머신가이던스장치(50)에 대하여 출력해도 된다. 구체적으로는, 휴지판정부(31)는 게이트로크레버(D5)가 출력하는 상태신호에 근거하여, 제1 상태에 있는 게이트로크레버(D5)가 제2 상태로 전환되었다고 판정한 경우, 게이트로크밸브(D6)에 대하여 차단지령을 출력하고, 또한 머신가이던스장치(50)에 대하여 가이던스음 휴지지령을 출력한다.
또, 컨트롤러(30)는 가이던스음을 휴지시켰는지 여부를 관리해도 된다. 본 실시예에서는, 컨트롤러(30)는 자신의 내부 메모리에 기억되는 휴지플래그를 이용하여 가이던스음을 휴지시켰는지 여부를 관리한다. 휴지플래그는 초깃값인 값 "0"에 의하여 가이던스음을 휴지시키지 않은 상태를 나타내고, 값 "1"에 의하여 가이던스음을 휴지시킨 상태를 나타낸다. 그리고, 컨트롤러(30)는 가이던스음을 휴지시킨 경우에 휴지플래그의 값을 "1"로 설정하고, 후술하는 바와 같이 가이던스음을 재개시킨 경우에 휴지플래그의 값을 "0"으로 설정한다. 구체적으로는, 휴지판정부(31)는 쇼벨의 조작이 일시적으로 휴지되어 있다고 판정한 경우에 휴지플래그를 값 "1"로 하고, 그 후에 쇼벨의 조작이 재개되었다고 판정한 경우에 휴지플래그를 값 "0"으로 한다.
재개판정부(32)는 자동적으로 휴지시킨 가이던스음의 출력을 재개시킬지 여부를 판정하는 기능요소이다. 본 실시예에서는, 재개판정부(32)는 휴지플래그가 값 "1"인 경우, 압력센서(29)의 출력에 근거하여 쇼벨이 조작되었는지 여부를 판정한다. 그리고, 쇼벨이 조작되었다고 판정한 경우, 재개판정부(32)는 휴지플래그를 값 "0"으로 하고, 또한 머신가이던스장치(50)에 대하여 가이던스음 재개지령을 출력한다. 가이던스음 재개지령을 받은 머신가이던스장치(50)는 목표설정이 완료된 플래그가 값 "1"이면, 조작자에게 다시 목표설정처리의 실시를 강요하지 않고, 버킷(6)의 선단위치와 목표지형의 표면의 연직방향에 있어서의 거리인 편차에 따른 단속음의 출력을 자동적으로 재개시킨다.
혹은, 재개판정부(32)는 휴지플래그가 값 "1"인 경우, 제2 상태에 있는 게이트로크레버(D5)가 제1 상태로 전환되었다고 판정했을 때에, 휴지플래그를 값 "0"으로 하고, 또한 가이던스음 재개지령을 머신가이던스장치(50)에 대하여 출력해도 된다. 구체적으로는, 재개판정부(32)는 게이트로크레버(D5)가 출력하는 상태신호에 근거하여, 제2 상태에 있는 게이트로크레버(D5)가 제1 상태로 전환되었다고 판정한 경우, 휴지플래그를 값 "0"으로 하여, 게이트로크밸브(D6)에 대하여 연통지령을 출력하고, 또한 머신가이던스장치(50)에 대하여 가이던스음 재개지령을 출력해도 된다.
다만, 재개판정부(32)는 가이던스음의 출력을 휴지시킨 시간이 소정 시간을 상회한 경우, 머신가이던스장치(50)에 대하여 리셋지령을 출력해도 된다. 조작자에게 다시 목표설정처리를 실시시키기 위함이다.
경고부(33)는 소정의 사상이 발생했다고 판정한 경우에, 머신가이던스기능에 의한 정확한 가이던스를 계속할 수 없을 우려가 있는 것을 통지하는 기능요소이다. 본 실시예에서는, 경고부(33)는 목표설정처리가 실시된 후에 하부 주행체(1)의 위치 또는 자세에 변화가 발생했다고 판정한 경우에, 머신가이던스기능에 의한 정확한 가이던스를 계속할 수 없을 우려가 있는 것을 통지한다. 목표설정처리에 있어서 버킷(6)의 선단위치를 기준점에 맞추었을 때의 쇼벨이 취할 수 있는 자세(이하, "기준자세"라고 함)와 현재의 쇼벨이 취할 수 있는 자세의 사이에 어긋남이 발생하고 있다(쇼벨을 어떻게 조작했다고 하더라도 기준자세와 동일한 자세를 실현할 수 없다)고 판단할 수 있기 때문이다. 다만, 하부 주행체(1)의 위치 또는 자세의 변화는, 예를 들면 하부 주행체(1)의 주행, 선회정지 시의 관성, 연약지반에서의 쇼벨의 가라앉음 등에 의해서도 초래된다. 또, 본 실시예에서는 목표설정처리가 실시된 후에 선회조작이 행해진 경우이더라도 경고를 발하지 않는다. 선회위치를 원래대로 되돌림으로써 쇼벨의 자세를 기준자세로 되돌릴 수 있기 때문이다. 단, 경고부(33)는 목표설정처리가 실시된 후에 선회조작이 행해진 경우에 경고를 발하게 해도 된다.
구체적으로는, 경고부(33)는 압력센서(29)의 출력에 근거하여 주행조작이 행해졌는지 여부를 판정해도 된다. 그리고, 주행조작이 행해졌다고 판정한 경우, 경고부(33)는 하부 주행체(1)의 위치에 변화가 발생했다고 하여 머신가이던스장치(50)에 대하여 경고지령을 출력해도 된다. 경고지령을 받은 머신가이던스장치(50)는 목표설정이 완료된 플래그가 값 "1"이면, 정확한 가이던스를 계속할 수 없을 우려가 있는 것을 나타내는 텍스트메시지를 표시장치(D3)에 표시시킨다. 이 경우, 머신가이던스장치(50)는 추가적으로 혹은 대체적으로 정확한 가이던스를 계속할 수 없을 우려가 있는 것을 나타내는 음성메시지를 음성출력장치(D2)로부터 음성출력시켜도 된다.
또, 경고부(33)는 기체경사센서(S4)의 출력이 제1 소정값에 도달했는지 여부를 판정해도 된다. 본 실시예에서는, 제1 소정값은 목표설정처리가 실시되었을 때에 설정되는 값이다. 구체적으로는, 제1 소정값은 목표설정처리가 완료된 시점에 있어서의 기체경사센서(S4)의 검출값에 미리 설정된 조정값을 가산하여 얻어지는 임곗값, 및 목표설정처리가 완료된 시점에 있어서의 기체경사센서(S4)의 검출값으로부터 미리 설정된 조정값을 감산하여 얻어지는 임곗값을 포함한다. 다만, 조정값은 선회조작이 행해지고 있을 때와 선회조작이 행해지고 있지 않을 때가 다르게 설정된다. 전형적으로는, 선회조작이 행해지고 있을 때의 조정값은 선회조작이 행해지고 있지 않을 때의 조정값보다 커지도록 설정된다. 쇼벨이 경사면에 위치하는 경우, 상부 선회체(3)(기체경사센서(S4))의 경사각도는 선회 중에 변화하기 때문이다. 따라서, 제1 소정값도 선회조작이 행해지고 있을 때와 선회조작이 행해지고 있지 않을 때가 다르게 설정된다. 그리고, 기체경사센서(S4)의 출력이 제1 소정값에 도달했다고 판정한 경우, 경고부(33)는 하부 주행체(1)의 자세에 변화가 발생했다고 하여 머신가이던스장치(50)에 대하여 경고지령을 출력해도 된다. 다만, 본 실시예에서는 경고부(33)는 CAN을 통하여 접속되는 머신가이던스장치(50)를 경유하여 기체경사센서(S4)의 출력을 수신하는데, 기체경사센서(S4)의 출력을 직접 수신해도 된다.
혹은, 경고부(33)는 쇼벨에 장착된 가속도센서(도시하지 않음)의 출력이 제2 소정값에 도달했는지 여부를 판정해도 된다. 본 실시예에서는, 제2 소정값은 내부 메모리 등에 미리 기억되는 값이다. 또, 가속도센서는 수평방향 및 수직방향 중 적어도 일방의 가속도를 측정 가능하다. 이로 인하여, 제2 소정값은 수평방향의 가속도 및 수직방향의 가속도의 각각에 대응하도록 개별로 기억되어 있어도 된다. 다만, 가속도센서는 기체경사센서(S4)여도 되고, 기체경사센서(S4)와는 별도로 상부 선회체(3)에 장착되는 센서여도 된다. 그리고, 가속도센서의 출력이 제2 소정값에 도달했다고 판정한 경우, 경고부(33)는 하부 주행체(1)의 위치 또는 자세에 변화가 발생했다고 하여 머신가이던스장치(50)에 대하여 경고지령을 출력해도 된다.
혹은, 경고부(33)는 쇼벨에 장착된 측위장치(도시하지 않음)에 의하여 검출되는 이동거리가 제3 소정값에 도달했는지 여부를 판정해도 된다. 본 실시예에서는, 제3 소정값은 내부 메모리 등에 미리 기억되는 값이다. 구체적으로는, 경고부(33)는 목표설정처리가 완료된 시점에 있어서의 측위장치의 검출값과 현재의 측위장치의 검출값에 근거하여 목표설정처리가 완료된 후의 이동거리가 제3 소정값에 도달했는지 여부를 판정해도 된다. 다만, 이동거리는 실제거리, 수평거리, 또는 수직거리 중 어느 것이어도 된다. 이로 인하여, 제3 소정값은 실제거리, 수평거리, 및 수직거리의 각각에 대응하도록 개별로 기억되어 있어도 된다. 또, 측위장치는 예를 들면 GNSS 수신기이다. 그리고, 그 이동거리가 제3 소정값에 도달했다고 판정한 경우, 경고부(33)는 하부 주행체(1)의 위치에 변화가 발생했다고 하여 머신가이던스장치(50)에 대하여 경고지령을 출력해도 된다.
또, 경고부(33)는 하부 주행체(1)의 위치 또는 자세에 변화가 발생했다고 판정한 경우, 머신가이던스장치(50)에 의한 머신가이던스를 중지시켜도 된다. 구체적으로는, 경고부(33)는 하부 주행체(1)의 위치 또는 자세에 변화가 발생했다고 판정한 경우, 머신가이던스장치(50)에 대하여 리셋지령을 출력해도 된다. 리셋지령을 수신한 머신가이던스장치(50)는 목표설정이 완료된 플래그의 값을 "0"으로 설정하고, 목표설정처리가 다시 실시될 때까지는 머신가이던스를 동작시키지 않도록 해도 된다.
다음으로, 도 4를 참조하여, 컨트롤러(30)가 가이던스음을 휴지 혹은 재개시키는 처리(이하, "가이던스음 제어처리"라고 함)에 대하여 설명한다. 다만, 도 4는 가이던스음 제어처리의 흐름의 일례를 나타내는 플로차트이다. 컨트롤러(30)는 소정 주기로 반복하여 이 가이던스음 제어처리를 실행한다. 또, 목표설정처리는 이미 완료되어 있다. 즉, 버킷(6)의 선단(치선)위치가 기준점에 맞춰진 후이고, 기준자세에 있는 쇼벨의 버킷(6)의 치선의 현재위치와 목표위치의 편차가 도출 가능하게 되어 있다.
먼저, 컨트롤러(30)는 자신의 내부 메모리에 기억된 휴지플래그를 참조하여, 휴지플래그의 값이 "0"인지 여부를 판정한다(스텝 ST1). 즉, 컨트롤러(30)는 가이던스음을 휴지시키고 있지 않은지 여부를 판정한다.
휴지플래그의 값이 "0"이라고 판정한 경우, 즉 가이던스음을 휴지시키고 있지 않다고 판정한 경우(스텝 ST1의 YES), 컨트롤러(30)의 휴지판정부(31)는 쇼벨의 조작이 일시적으로 휴지되어 있는지 여부를 판정한다(스텝 ST2). 본 실시예에서는, 휴지판정부(31)는 압력센서(29)의 출력에 근거하여 무조작 기간이 소정 시간 T1 이상 계속되었는지 여부를 판정한다.
쇼벨의 조작이 일시적으로 휴지되어 있다고 판정한 경우(스텝 ST2의 YES), 휴지판정부(31)는 머신가이던스장치(50)에 대하여 가이던스음 휴지지령을 출력하고, 또한 휴지플래그의 값을 "1"로 설정한다(스텝 ST3). 가이던스음 휴지지령을 받은 머신가이던스장치(50)는 가이던스음의 출력을 제한한다. 구체적으로는, 음성출력장치(D2)가 출력하고 있는 단속음을 약하게 하거나 혹은 소실시킨다.
한편, 쇼벨의 조작이 휴지되어 있지 않다고 판정한 경우(스텝 ST2의 NO), 휴지판정부(31)는 머신가이던스장치(50)에 대하여 가이던스음 휴지지령을 출력하지 않고, 또 휴지플래그의 값을 "1"로 설정하지 않고, 이번 가이던스음 제어처리를 종료시킨다.
또, 스텝 ST1에 있어서 휴지플래그의 값이 "0"이 아니라고 판정한 경우, 즉 가이던스음을 이미 휴지시키고 있다고 판정한 경우(스텝 ST1의 NO), 컨트롤러(30)의 재개판정부(32)는 쇼벨의 조작이 재개되었는지 여부를 판정한다(스텝 ST4).
쇼벨의 조작이 재개되었다고 판정한 경우(스텝 ST4의 YES), 재개판정부(32)는 머신가이던스장치(50)에 대하여 가이던스음 재개지령을 출력하고, 또한 휴지플래그의 값을 "0"으로 리셋한다(스텝 ST5). 가이던스음 재개지령을 받은 머신가이던스장치(50)는 가이던스음의 출력을 재개시킨다. 이 경우, 머신가이던스장치(50)는 목표설정이 완료된 플래그가 값 "1"이면, 조작자에게 다시 목표설정처리의 실시를 강요하지 않고, 버킷(6)의 선단위치와 목표지형의 표면의 연직방향에 있어서의 거리인 편차에 따른 단속음의 출력을 재개시킨다.
이상의 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는 조작자가 쇼벨의 조작을 일시적으로 휴지시키는 경우에 가이던스음의 출력을 자동적으로 휴지시킴으로써 가이던스음이 계속 울리는 것을 방지할 수 있다. 예를 들면, 컨트롤러(30)는 조작자가 휴대전화를 이용하기 위하여 쇼벨의 조작을 일시적으로 휴지시킨 경우에 가이던스음이 통화의 방해가 되는 것을 방지할 수 있다. 또, 수작업에 의한 가이던스음의 정지처리를 조작자에게 강요하지도 않는다. 이로 인하여, 조작자에게 번거로움을 느끼게 하는 것을 방지할 수 있다.
또, 컨트롤러(30)는 휴지시킨 가이던스음의 출력을 필요에 따라 자동적으로 재개시킬 수 있다. 이로 인하여, 수작업에 의한 가이던스음의 재개처리를 조작자에게 강요하지도 않는다.
또, 컨트롤러(30)는 머신가이던스를 정지시키지 않고, 가이던스음의 출력만을 일시적으로 휴지시킬 수 있다. 이로 인하여, 휴지시킨 가이던스음의 출력을 재개시켰을 때에 조작자에게 다시 목표설정처리를 강요하지도 않는다.
다음으로, 도 5를 참조하여, 컨트롤러(30)가 필요에 따라 정확한 가이던스를 계속할 수 없을 우려가 있는 것을 조작자에게 통지하는 처리(이하, "경고처리"라고 함)에 대하여 설명한다. 다만, 도 5는 경고처리의 흐름의 일례를 나타내는 플로차트이다. 컨트롤러(30)는 소정 주기로 반복하여 이 경고처리를 실행한다. 또, 목표설정처리는 이미 완료되어 있다. 즉, 버킷(6)의 선단(치선)위치가 기준점에 맞춰진 후이고, 기준자세에 있는 쇼벨의 버킷(6)의 치선의 현재위치와 목표위치의 편차가 도출 가능하게 되어 있다.
먼저, 컨트롤러(30)의 경고부(33)는 하부 주행체(1)의 위치 또는 자세에 변화가 발생했는지 여부를 판정한다(스텝 ST11). 예를 들면, 경고부(33)는 압력센서(29)의 출력에 근거하여 주행조작이 행해졌는지 여부를 판정함으로써 하부 주행체(1)의 위치 또는 자세에 변화가 발생했는지 여부를 판정한다.
그리고, 하부 주행체(1)의 위치 또는 자세에 변화가 발생했다고 판정한 경우(스텝 ST11의 YES), 경고부(33)는 정확한 가이던스를 계속할 수 없을 우려가 있는 것을 조작자에게 통지한다(스텝 ST12). 예를 들면, 경고부(33)는 주행조작이 행해졌다고 판정한 경우, 하부 주행체(1)의 위치에 변화가 발생했다고 하여 머신가이던스장치(50)에 대하여 경고지령을 출력한다. 경고지령을 받은 머신가이던스장치(50)는 목표설정처리가 이미 실시되고 있는 경우에는, 정확한 가이던스를 계속할 수 없을 우려가 있는 것을 나타내는 텍스트메시지를 표시장치(D3)에 표시시킨다. 이 경우, 머신가이던스장치(50)는 텍스트메시지의 표시에 더하거나 혹은 그 대신에, 정확한 가이던스를 계속할 수 없을 우려가 있는 것을 나타내는 음성메시지를 음성출력장치(D2)로부터 음성출력시켜도 된다.
이 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는 하부 주행체(1)의 위치 또는 자세에 변화가 발생했다고 판정한 경우, 정확한 가이던스를 계속할 수 없을 우려가 있는 것을 조작자에게 통지할 수 있다. 그리고, 조작자는 목표설정처리를 다시 하는 등, 적절한 처치를 취할 수 있다. 이로 인하여, 잘못된 가이던스에 근거하는 잘못된 시공이 실시되는 것을 방지할 수 있다.
다음으로, 도 6을 참조하여, 컨트롤러(30) 및 머신가이던스장치(50)의 다른 구성예에 대하여 설명한다. 다만, 도 6은 컨트롤러(30) 및 머신가이던스장치(50)의 다른 구성예를 나타내는 기능블록도이다.
도 6의 구성은 음성출력장치(D2)가 머신가이던스장치(50)가 아닌 컨트롤러(30)에 접속되는 점에서 도 3의 구성과 상이하지만 그 외의 점에서 공통된다. 이로 인하여, 공통된 부분의 설명을 생략하고, 상이한 부분을 상세하게 설명한다.
도 6의 구성에서는, 머신가이던스장치(50)는 CAN을 통하여 접속되는 컨트롤러(30)를 경유하여 음성출력장치(D2)에 대하여 음성출력지령을 출력한다. 이로 인하여, 컨트롤러(30)의 휴지판정부(31)는 쇼벨의 조작이 일시적으로 휴지되어 있다고 판정한 경우, 머신가이던스장치(50)에 대하여 가이던스음 휴지지령을 출력하지 않고, 가이던스음의 출력을 제한할 수 있다.
구체적으로는, 휴지판정부(31)는 머신가이던스장치(50)로부터 음성출력장치(D2)에 송신되는 음성신호를 차단함으로써, 혹은 음성출력장치(D2)의 음량을 저감시키는 등, 음성출력장치(D2)를 직접 제어함으로써, 가이던스음의 출력을 제한할 수 있다.
마찬가지로, 컨트롤러(30)의 재개판정부(32)는 쇼벨의 조작이 재개되었다고 판정한 경우, 머신가이던스장치(50)에 대하여 가이던스음 재개지령을 출력하지 않고, 가이던스음의 출력을 재개시킬 수 있다.
구체적으로는, 재개판정부(32)는 머신가이던스장치(50)로부터 음성출력장치(D2)에 송신되는 음성신호의 차단을 해제함으로써, 혹은 음성출력장치(D2)의 음량을 원래대로 되돌리는(증대시키는) 등, 음성출력장치(D2)를 직접 제어함으로써, 가이던스음의 출력을 재개시킬 수 있다.
다만, 도 6의 구성에서는, 표시장치(D3)는 머신가이던스장치(50)에 접속된 채로 되어 있는데, 음성출력장치(D2) 및 표시장치(D3)의 쌍방이 머신가이던스장치(50)가 아닌 컨트롤러(30)에 접속되어도 된다.
이상의 구성에 의하여, 도 6의 구성에 있어서의 컨트롤러(30)는 도 3의 구성에 있어서의 컨트롤러(30)와 동일한 효과를 실현할 수 있다.
다음으로, 도 7을 참조하여, 컨트롤러(30) 및 머신가이던스장치(50)의 또 다른 구성예에 대하여 설명한다. 다만, 도 7은 컨트롤러(30) 및 머신가이던스장치(50)의 또 다른 구성예를 나타내는 기능블록도이다.
도 7의 구성은, 머신가이던스장치(50)가 휴지판정부(31), 재개판정부(32), 및 경고부(33)를 갖는 점에서 도 3의 구성과 상이하지만 그 외의 점에서 공통된다. 이로 인하여, 공통된 부분의 설명을 생략하고, 상이한 부분을 상세하게 설명한다.
도 7의 구성에서는, 머신가이던스장치(50)는 CAN을 통하여 접속되는 컨트롤러(30)를 경유하여 게이트로크레버(D5) 및 압력센서(29)의 출력을 수신한다. 이로 인하여, 머신가이던스장치(50)에 있어서의 휴지판정부(31)는 CAN을 통하여 수신한 게이트로크레버(D5) 및 압력센서(29)의 출력에 근거하여 쇼벨의 조작이 일시적으로 휴지되어 있다고 판정한 경우, 가이던스음 휴지지령을 생성하지 않고, 곧 바로 가이던스음의 출력을 제한할 수 있다. 또, 머신가이던스장치(50)에 있어서의 재개판정부(32)는 CAN을 통하여 수신한 게이트로크레버(D5) 및 압력센서(29)의 출력에 근거하여 쇼벨의 조작이 재개되었다고 판정한 경우, 가이던스음 재개지령을 생성하지 않고, 곧 바로 가이던스음의 출력을 재개시킬 수 있다. 다만, 도 7의 구성은 컨트롤러(30)에 있어서의 휴지판정부(31)가 갖고 있던 게이트로크밸브(D6) 및 엔진컨트롤러(D7)의 각각에 각종 지령을 송신하는 기능에 대해서는 그대로 컨트롤러(30)에 남기도록 한다.
이상의 구성에 의하여, 도 7의 구성에 있어서의 머신가이던스장치(50)는 도 3의 구성에 있어서의 컨트롤러(30)와 동일한 효과를 실현할 수 있다.
다음으로, 도 8을 참조하여, 컨트롤러(30)의 또 다른 구성예에 대하여 설명한다. 다만, 도 8은 컨트롤러(30)의 또 다른 구성예를 나타내는 기능블록도이다.
도 8의 구성은 머신가이던스장치(50)가 컨트롤러(30)에 통합된 점에서 도 3의 구성과 상이하지만 각 구성요소의 기능은 동일하다.
다만, 도 8의 구성에서는, 머신가이던스장치(50)에 있어서의 자세검출부(51), 편차계산부(52), 음성출력제어부(53), 및 표시제어부(54)의 4개 모두의 기능요소가 컨트롤러(30)에 통합되어 있지만, 4개의 기능요소 중 일부만이 컨트롤러(30)에 통합되어도 된다. 이 경우, 4개의 기능요소 중 통합되어 있지 않은 나머지의 부분을 갖는 머신가이던스장치가 컨트롤러(30)에 접속된다.
이상의 구성에 의하여, 도 8의 구성에 있어서의 컨트롤러(30)는 도 3의 구성에 있어서의 컨트롤러(30)와 동일한 효과를 실현할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명했지만, 본 발명은 상술한 실시예에 제한되지 않고, 본 발명의 범위를 일탈하는 일 없이 상술한 실시예에 다양한 변형 및 치환을 더할 수 있다.
예를 들면, 상술한 실시예에서는, 컨트롤러(30)는 쇼벨의 조작이 일시적으로 휴지되어 있다고 판정한 경우에 가이던스음을 약하게 하거나 혹은 소실시킨다. 그러나, 본 발명은 이 구성에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 컨트롤러(30)는 주행조작 중이라고 판정한 경우, 혹은 선회조작 중이라고 판정한 경우 등, 쇼벨의 상태가 미리 설정된 상태라고 판정한 경우에도 가이던스음을 약하게 하거나 혹은 소실시키게 해도 된다.
또, 상술한 실시예에서는, 컨트롤러(30)는 가이던스음의 출력만을 필요에 따라 휴지시키고, 표시장치(D3)로의 가이던스표시를 계속시킨다. 그러나, 본 발명은 이 구성에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 컨트롤러(30)는 가이던스음의 출력을 휴지시키는 것에 더하여, 표시장치(D3)에 있어서의 가이던스표시를 휴지시켜도 된다.
또, 상술한 실시예에서는, 음성출력제어부(53)는 버킷(6)의 선단위치와 목표지형의 표면의 연직방향에 있어서의 거리로서 도출한 편차가 작아질수록 단속음의 출력간격(무음부분의 길이)을 짧게 한다. 그러나, 본 발명은 이 구성에 한정되는 것은 아니다. 음성출력제어부(53)는 가이던스음을 들은 조작자가 그 편차의 크기를 인식할 수 있다면, 임의의 양태로 가이던스음을 출력시켜도 된다. 예를 들면, 음성출력제어부(53)는 그 편차가 작아질수록 가이던스음의 높이(주파수)를 높게 해도 된다.
또, 본원은 2014년 9월 18일에 출원한 일본 특허출원 2014-190344호에 근거하여 우선권을 주장하는 것이며, 이 일본 특허출원의 전체 내용을 본원에 참조에 의하여 원용한다.
1…하부 주행체
1A, 1B…주행용 유압모터
2…선회기구
3…상부 선회체
4…붐
5…암
6…버킷
7…붐실린더
8…암실린더
9…버킷실린더
10…캐빈
11…엔진
14…메인펌프
15…파일럿펌프
16…고압유압라인
17…컨트롤밸브
21…선회용 유압모터
25…파일럿라인
26…조작장치
26A, 26B…레버
26C…페달
27, 28…유압라인
29…압력센서
30…컨트롤러
31…휴지판정부
32…재개판정부
33…경고부
50…머신가이던스장치
51…자세검출부
52…편차계산부
53…음성출력제어부
54…표시제어부
S1…붐각도센서
S2…암각도센서
S3…버킷각도센서
S4…기체경사센서
D1…입력장치
D2…음성출력장치
D3…표시장치
D4…기억장치
D5…게이트로크레버
D6…게이트로크밸브
D7…엔진컨트롤러

Claims (5)

  1. 하부 주행체와, 상기 하부 주행체에 선회 가능하게 탑재되는 상부 선회체와, 상기 상부 선회체에 장착되는 어태치먼트를 구비하고, 기준점에 관한 엔드어태치먼트의 현재위치와 목표위치의 편차의 크기를 시각적으로 혹은 청각적으로 알리는 머신가이던스기능이 탑재되는 쇼벨로서,
    소정의 사상이 발생했다고 판정한 경우에 상기 머신가이던스기능에 의한 정확한 가이던스를 계속할 수 없을 우려가 있는 것을 통지하는 제어장치를 구비하고,
    상기 제어장치는, 상기 기준점에 관해서 당해 쇼벨의 하부 주행체의 위치 또는 당해 쇼벨의 하부 주행체의 자세에 변화가 발생했다고 판정한 경우에, 상기 소정의 사상이 발생했다고 판정하여, 상기 머신가이던스기능에 의한 정확한 가이던스를 계속할 수 없을 우려가 있는 것을 통지하는, 쇼벨.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어장치는, 주행조작이 행해졌다고 판정한 경우, 당해 쇼벨에 장착된 경사센서의 검출값이 제1 소정값에 도달했다고 판정한 경우, 당해 쇼벨에 장착된 가속도센서의 검출값이 제2 소정값에 도달했다고 판정한 경우, 또는 당해 쇼벨에 장착된 측위장치에 의하여 검출되는 이동거리가 제3 소정값에 도달했다고 판정한 경우에, 상기 소정의 사상이 발생했다고 판정하여, 정확한 가이던스를 계속할 수 없을 우려가 있는 것을 통지하는, 쇼벨.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 소정값은, 선회조작이 행해지고 있을 때와 선회조작이 행해지고 있지 않을 때가 다른, 쇼벨.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 가속도센서의 검출값은, 수평방향 또는 수직방향의 가속도인, 쇼벨.
KR1020177007429A 2014-09-18 2015-09-17 쇼벨 KR102406097B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2014-190344 2014-09-18
JP2014190344 2014-09-18
PCT/JP2015/076485 WO2016043270A1 (ja) 2014-09-18 2015-09-17 ショベル

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170056560A KR20170056560A (ko) 2017-05-23
KR102406097B1 true KR102406097B1 (ko) 2022-06-07

Family

ID=55533306

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177007429A KR102406097B1 (ko) 2014-09-18 2015-09-17 쇼벨

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10100497B2 (ko)
EP (1) EP3196368B1 (ko)
JP (1) JP6591427B2 (ko)
KR (1) KR102406097B1 (ko)
CN (1) CN106715803B (ko)
WO (1) WO2016043270A1 (ko)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6062115B1 (ja) 2016-03-17 2017-01-18 株式会社小松製作所 作業車両の制御システム、制御方法、及び作業車両
WO2018155567A1 (ja) * 2017-02-22 2018-08-30 住友建機株式会社 ショベル
JP7178349B2 (ja) * 2017-08-23 2022-11-25 住友建機株式会社 ショベル及びショベル用の操作システム
US10427926B2 (en) * 2017-12-22 2019-10-01 Altec Industries, Inc. Boom load monitoring
EP3885495B1 (en) * 2018-11-19 2024-06-05 Sumitomo Construction Machinery Co., Ltd. Excavator and excavator control device
JP7197342B2 (ja) * 2018-12-13 2022-12-27 株式会社小松製作所 作業機械、作業機械を含むシステム、および作業機械の制御方法
JP7206956B2 (ja) * 2019-01-28 2023-01-18 コベルコ建機株式会社 作業機械
JP7112996B2 (ja) * 2019-09-17 2022-08-04 日立建機株式会社 作業機械
JPWO2021054416A1 (ko) * 2019-09-19 2021-03-25
CN115698440A (zh) * 2020-06-11 2023-02-03 日本精机株式会社 作业辅助系统、作业辅助方法
CN115262672A (zh) * 2022-08-30 2022-11-01 江苏徐工国重实验室科技有限公司 挖掘机和挖掘机的斜坡作业方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001098585A (ja) * 1999-10-01 2001-04-10 Komatsu Ltd 建設機械の掘削作業ガイダンス装置および掘削制御装置
JP2004132137A (ja) * 2002-10-15 2004-04-30 Hitachi Constr Mach Co Ltd 高所解体作業機の表示処理装置及び高所解体作業機
WO2011162561A2 (ko) 2010-06-23 2011-12-29 두산인프라코어 주식회사 건설기계의 작업궤적 제어 장치 및 그 방법
JP2013161192A (ja) 2012-02-02 2013-08-19 Sumitomo (Shi) Construction Machinery Co Ltd 建設機械及び建設機械管理システム

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0754003B2 (ja) * 1991-02-07 1995-06-07 東亜建設工業株式会社 バックホウの掘削位置自動検出装置
JPH0610374A (ja) * 1992-06-24 1994-01-18 Yutani Heavy Ind Ltd ダイナミックバランサ
US5854988A (en) 1996-06-05 1998-12-29 Topcon Laser Systems, Inc. Method for controlling an excavator
US7714993B2 (en) * 2006-02-01 2010-05-11 Trimble Navigation Limited Position indicating and guidance system and method thereof
US7650252B2 (en) * 2008-06-17 2010-01-19 Caterpillar Trimble Control Technologies, Llc Inclinometer measurement system and method providing correction for movement induced acceleration errors
JP5009269B2 (ja) * 2008-11-12 2012-08-22 日立建機株式会社 油圧ショベルの表示装置
JP5059954B2 (ja) * 2011-02-22 2012-10-31 株式会社小松製作所 掘削機械の表示システム及びその制御方法。
JP5054832B2 (ja) * 2011-02-22 2012-10-24 株式会社小松製作所 油圧ショベルの表示システム及びその制御方法
CN103437341B (zh) * 2013-07-29 2015-08-26 中铁十六局集团北京轨道交通工程建设有限公司 上覆砂土微风化石灰岩中地下连续墙的有效成槽施工方法
CN105307739B (zh) * 2014-05-15 2017-09-29 株式会社小松制作所 挖掘机械的显示系统、挖掘机械以及挖掘机械的显示方法
EP3168373B1 (en) 2014-11-14 2019-07-10 Caterpillar Inc. A machine with a system for improving safety

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001098585A (ja) * 1999-10-01 2001-04-10 Komatsu Ltd 建設機械の掘削作業ガイダンス装置および掘削制御装置
JP2004132137A (ja) * 2002-10-15 2004-04-30 Hitachi Constr Mach Co Ltd 高所解体作業機の表示処理装置及び高所解体作業機
WO2011162561A2 (ko) 2010-06-23 2011-12-29 두산인프라코어 주식회사 건설기계의 작업궤적 제어 장치 및 그 방법
JP2013161192A (ja) 2012-02-02 2013-08-19 Sumitomo (Shi) Construction Machinery Co Ltd 建設機械及び建設機械管理システム

Also Published As

Publication number Publication date
CN106715803B (zh) 2020-09-01
EP3196368B1 (en) 2020-04-22
EP3196368A1 (en) 2017-07-26
US20170183845A1 (en) 2017-06-29
JP6591427B2 (ja) 2019-10-16
JPWO2016043270A1 (ja) 2017-06-29
CN106715803A (zh) 2017-05-24
WO2016043270A1 (ja) 2016-03-24
EP3196368A4 (en) 2017-09-06
KR20170056560A (ko) 2017-05-23
US10100497B2 (en) 2018-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102406097B1 (ko) 쇼벨
KR102488448B1 (ko) 쇼벨
KR102483962B1 (ko) 쇼벨
KR102089455B1 (ko) 작업 차량, 작업 관리 시스템 및 작업 차량의 제어 방법
JP5548306B2 (ja) 作業機制御システム、建設機械及び作業機制御方法
JP5526299B1 (ja) 作業車両
US10202742B2 (en) Excavator
CN105442657B (zh) 施工机械
CN113039327B (zh) 挖土机、挖土机的控制装置
JP7228450B2 (ja) ショベル
EP3916161B1 (en) Work machine
KR20230154991A (ko) 적입 기계의 제어 장치 및 제어 방법
KR20240027120A (ko) 제어 장치, 작업 기계, 제어 방법 및 제어 시스템
JP2024061373A (ja) 作業機械の制御装置
JP2021055433A (ja) ショベル

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant