KR102537157B1 - 쇼벨 - Google Patents

Abstract

오퍼레이터에 의한 어태치먼트의 조작상태에 관계없이, 어태치먼트의 동작을 보정하는 것이 가능한 쇼벨을 제공한다. 주행체와, 주행체에 선회 가능하게 탑재되는 선회체와, 선회체에 탑재되는 어태치먼트와, 어태치먼트를 구동하는 유압액추에이터와, 어태치먼트의 동작에 관련하여, 유압액추에이터의 유압을 제어하는 유압제어부로서, 어태치먼트의 조작상태에 관계없이, 유압액추에이터의 유압을 제어 가능한 유압제어부를 구비한다.

Description

쇼벨

본 발명은, 쇼벨에 관한 것이다.

종래, 쇼벨의 오퍼레이터가 의도하지 않는 동작(이하, 간단히 "의도하지 않는 동작"이라고 칭함)의 발생을 방지하기 위하여, 쇼벨의 어태치먼트의 동작을 보정하는 기술이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

특허문헌 1에서는, 쇼벨의 어태치먼트를 구동하는 유압실린더의 압력이 소정의 허용최대압력 이하가 되도록 유압제어함으로써, 쇼벨의 끌림동작이나 부상(浮上)동작 등의 의도하지 않는 동작을 억제하는 기술이 개시되어 있다.

특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2014-122510호

그러나, 어태치먼트가 어떠한 조작상태라 해도, 의도하지 않는 동작은 억제되는 것이 바람직하다. 그 때문에, 어태치먼트의 조작상태에 관계없이, 어태치먼트의 동작이 보정될 필요가 있다.

그래서, 상기 과제를 감안하여, 오퍼레이터에 의한 어태치먼트의 조작상태에 관계없이, 어태치먼트의 동작을 보정하는 것이 가능한 쇼벨을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시형태에서는,

주행체와,

상기 주행체에 선회 가능하게 탑재되는 선회체와,

상기 선회체에 탑재되는 어태치먼트와,

상기 어태치먼트를 구동하는 유압액추에이터와,

상기 어태치먼트의 동작에 관련하여, 상기 유압액추에이터의 유압을 제어하는 유압제어부로서, 상기 어태치먼트의 조작상태에 관계없이, 상기 유압액추에이터의 유압을 제어 가능한 유압제어부를 구비하는,

쇼벨이 제공된다.

상술한 실시형태에 의하면, 오퍼레이터에 의한 어태치먼트의 조작상태에 관계없이, 어태치먼트의 동작을 보정하는 것이 가능한 쇼벨을 제공할 수 있다.

도 1은 본 실시형태에 관한 쇼벨의 일례를 나타내는 도이다.
도 2는 본 실시형태에 관한 쇼벨의 구동계를 중심으로 하는 기본적인 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 3은 쇼벨의 전방 끌림동작을 설명하는 도이다.
도 4a는 쇼벨의 후방 끌림동작을 설명하는 도이다.
도 4b는 쇼벨의 후방 끌림동작을 설명하는 도이다.
도 5는 쇼벨의 전부 부상동작을 설명하는 도이다.
도 6은 쇼벨의 후부 부상동작을 설명하는 도이다.
도 7a는 쇼벨의 진동동작을 설명하는 도이다.
도 7b는 쇼벨의 진동동작을 설명하는 도이다.
도 8은 쇼벨의 진동동작을 설명하는 도이다.
도 9a는 쇼벨의 의도하지 않는 동작의 억제방법을 개략적으로 설명하는 도이다.
도 9b는 쇼벨의 의도하지 않는 동작의 억제방법을 개략적으로 설명하는 도이다.
도 9c는 쇼벨의 의도하지 않는 동작의 억제방법을 개략적으로 설명하는 도이다.
도 9d는 쇼벨의 의도하지 않는 동작의 억제방법을 개략적으로 설명하는 도이다.
도 10은 전방 끌림동작에 관한 역학적 모델의 일례를 나타내는 도이다.
도 11은 후방 끌림동작에 관한 역학적 모델의 일례를 나타내는 도이다.
도 12는 전부 부상동작에 관한 역학적 모델의 일례를 나타내는 도이다.
도 13은 후부 부상동작에 관한 역학적 모델의 일례를 나타내는 도이다.
도 14a는 전도지점과 상부선회체의 방향의 관계를 설명하는 도이다.
도 14b는 전도지점과 상부선회체의 방향의 관계를 설명하는 도이다.
도 14c는 전도지점과 상부선회체의 방향의 관계를 설명하는 도이다.
도 15는 전도지점과 지면의 상태의 관계를 설명하는 도이다.
도 16은 컨트롤러에 의한 부상동작의 발생시에 있어서의 제어조건을 설정하는 처리의 일례를 설명하는 도이다.
도 17a는 쇼벨의 진동동작에 관한 동작파형도의 구체예를 나타내는 도이다.
도 17b는 쇼벨의 진동동작에 관한 동작파형도의 구체예를 나타내는 도이다.
도 17c는 쇼벨의 진동동작에 관한 동작파형도의 구체예를 나타내는 도이다.
도 18은 제한추력의 취득방법을 설명하는 도이다.
도 19a는 끌림동작의 발생의 유무를 판정하는 수법의 제1예를 설명하는 도이다.
도 19b는 끌림동작의 발생의 유무를 판정하는 수법의 제1예를 설명하는 도이다.
도 20은 끌림동작의 발생의 유무를 판정하는 수법의 제2예를 설명하는 도이다.
도 21a는 끌림동작의 발생의 유무를 판정하는 수법의 제3예를 설명하는 도이다.
도 21b는 끌림동작의 발생의 유무를 판정하는 수법의 제3예를 설명하는 도이다.
도 22a는 끌림동작의 발생의 유무를 판정하는 수법의 제4예를 설명하는 도이다.
도 22b는 끌림동작의 발생의 유무를 판정하는 수법의 제4예를 설명하는 도이다.
도 23a는 부상동작의 발생의 유무를 판정하는 수법의 제1예를 설명하는 도이다.
도 23b는 부상동작의 발생의 유무를 판정하는 수법의 제1예를 설명하는 도이다.
도 23c는 부상동작의 발생의 유무를 판정하는 수법의 제1예를 설명하는 도이다.
도 24는 부상동작의 발생의 유무를 판정하는 수법의 제2예를 설명하는 도이다.
도 25a는 부상동작의 발생의 유무를 판정하는 수법의 제3예를 설명하는 도이다.
도 25b는 부상동작의 발생의 유무를 판정하는 수법의 제3예를 설명하는 도이다.
도 26a는 부상동작의 발생의 유무를 판정하는 수법의 제4예를 설명하는 도이다.
도 26b는 부상동작의 발생의 유무를 판정하는 수법의 제4예를 설명하는 도이다.
도 27은 쇼벨의 특징적인 구성의 제1예를 개략적으로 나타내는 도이다.
도 28은 쇼벨의 특징적인 구성의 제2예를 개략적으로 나타내는 도이다.
도 29는 쇼벨의 특징적인 구성의 제3예를 개략적으로 나타내는 도이다.
도 30은 쇼벨의 특징적인 구성의 제4예를 개략적으로 나타내는 도이다.
도 31은 쇼벨의 특징적인 구성의 제5예를 개략적으로 나타내는 도이다.
도 32는 쇼벨의 특징적인 구성의 제6예를 개략적으로 나타내는 도이다.
도 33은 쇼벨의 특징적인 구성의 제7예를 개략적으로 나타내는 도이다.
도 34는 쇼벨의 특징적인 구성의 제8예를 개략적으로 나타내는 도이다.
도 35는 쇼벨의 특징적인 구성의 제9예를 개략적으로 나타내는 도이다.
도 36은 컨트롤러에 의한 쇼벨의 의도하지 않는 동작을 억제하는 처리(소정동작억제처리)의 일례를 개략적으로 나타내는 플로차트이다.
도 37은 쇼벨의 제1 변형예를 설명하는 도이다.
도 38은 쇼벨의 제1 변형예를 설명하는 도이다.
도 39는 쇼벨의 제2 변형예를 설명하는 도이다.
도 40은 쇼벨의 제3 변형예를 설명하는 도이다.
도 41은 제4 변형예에 관한 쇼벨에 탑재되는 구동계의 구성예를 나타내는 도이다.
도 42는 굴삭이 행해질 때에 쇼벨에 작용하는 힘의 관계를 나타내는 도이다.
도 43은 쇼벨에 탑재되는 유압회로의 구성예를 나타내는 도이다.
도 44는 제1 지원처리의 흐름을 나타내는 플로차트이다.
도 45는 암굴삭작업 중에 있어서의 각종 물리량의 시간적 추이를 나타내는 도이다.
도 46은 쇼벨에 탑재되는 유압회로의 다른 구성예를 나타내는 도이다.
도 47은 제2 지원처리의 흐름을 나타내는 플로차트이다.
도 48은 제3 지원처리의 흐름을 나타내는 플로차트이다.

이하, 도면을 참조하여 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여 설명한다.

다만, 도면에 있어서, 동일하거나 또는 대응하는 구성에 대해서는 동일하거나 또는 대응하는 부호를 붙이고, 설명을 생략하는 경우가 있다.

[쇼벨의 개요]

먼저, 도 1을 참조하여, 쇼벨(100)의 개요에 대하여 설명한다.

도 1은, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 측면도이다.

본 실시형태에 관한 쇼벨(100)은, 하부주행체(1)와, 선회기구(2)를 통하여 선회 가능하게 하부주행체(1)에 탑재되는 상부선회체(3)와, 어태치먼트로서의 붐(4), 암(5), 및 버킷(6)과, 오퍼레이터가 탑승하는 캐빈(10)을 구비한다.

하부주행체(1)(주행체의 일례)는, 예를 들면 좌우 1쌍의 크롤러를 포함하고, 각각의 크롤러가 주행유압모터(1L, 1R)(도 2 등 참조)로 유압구동됨으로써, 쇼벨(100)을 주행시킨다.

상부선회체(3)(선회체의 일례)는, 후술하는 선회유압모터(21)(도 2 참조) 등으로 구동됨으로써, 하부주행체(1)에 대하여 선회한다.

붐(4)은, 상부선회체(3)의 전부(前部) 중앙에 부앙(俯仰) 가능하게 피봇 장착되고, 붐(4)의 선단에는, 암(5)이 상하회동 가능하게 피봇 장착되며, 암(5)의 선단에는, 버킷(6)이 상하회동 가능하게 피봇 장착된다. 붐(4), 암(5), 및 버킷(6)은, 각각, 유압액추에이터로서의 붐실린더(7), 암실린더(8), 및 버킷실린더(9)에 의하여 각각 유압구동된다.

캐빈(10)은, 오퍼레이터가 탑승하는 조종실이며, 상부선회체(3)의 전부 좌측에 탑재된다.

[쇼벨의 기본 구성]

다음으로, 도 2를 참조하여, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 구성을 상세하게 설명한다.

도 2는, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 구동계를 중심으로 하는 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.

다만, 도면 중, 기계적 동력계는 이중선, 작동유 라인(고압유압 라인)은 굵은 실선, 파일럿 라인은 파선(破線), 전기구동·제어계는 가는 실선으로 각각 나타난다.

본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 유압구동계는, 엔진(11)과, 메인펌프(14)와, 컨트롤밸브(17)를 포함한다. 또, 본 실시형태에 관한 유압구동계는, 상술과 같이, 하부주행체(1), 상부선회체(3), 붐(4), 암(5), 및 버킷(6)의 각각을 유압구동하는 주행유압모터(1L, 1R), 선회유압모터(21), 붐실린더(7), 암실린더(8), 및 버킷실린더(9)를 포함한다.

엔진(11)은, 쇼벨(100)의 구동력원이며, 예를 들면 상부선회체(3)의 후부(後部)에 탑재된다. 엔진(11)은, 예를 들면 경유를 연료로 하는 디젤엔진이다. 엔진(11)의 출력축에는, 메인펌프(14) 및 파일럿펌프(15)가 접속된다.

메인펌프(14)는, 예를 들면 상부선회체(3)의 후부에 탑재되며, 작동유 라인(16)을 통하여 컨트롤밸브(17)에 작동유를 공급한다. 메인펌프(14)는, 상술과 같이, 엔진(11)에 의하여 구동된다. 메인펌프(14)는, 예를 들면 가변용량식 유압펌프이며, 후술하는 레귤레이터(14A)(도 29 등 참조)에 의하여 사판(斜板)의 각도(경전각(傾轉角))가 제어됨으로써, 피스톤의 스트로크길이를 조정하여, 토출유량(토출압)을 제어할 수 있다.

컨트롤밸브(17)는, 예를 들면 상부선회체(3)의 중앙부에 탑재되며, 오퍼레이터에 의한 조작장치(26)의 조작에 따라, 유압구동계의 제어를 행하는 유압제어장치이다. 주행유압모터(1L(왼쪽용), 1R(오른쪽용)), 붐실린더(7), 암실린더(8), 버킷실린더(9), 선회유압모터(21) 등은, 작동유 라인을 통하여 컨트롤밸브(17)에 접속된다. 컨트롤밸브(17)는, 메인펌프(14)와 각각의 유압액추에이터와의 사이에 마련되며, 메인펌프(14)로부터 각각의 유압액추에이터에 공급되는 작동유의 유량과 흐르는 방향을 제어하는 복수의 유압제어밸브, 즉, 방향전환밸브(예를 들면, 후술하는 붐용 방향제어밸브(17A))를 포함하는 밸브유닛이다.

계속해서, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 조작계는, 파일럿펌프(15), 조작장치(26), 압력센서(29) 등을 포함한다.

파일럿펌프(15)는, 예를 들면 상부선회체(3)의 후부에 탑재되며, 파일럿 라인(25)을 통하여 메카니컬브레이크(23) 및 조작장치(26)에 파일럿압을 공급한다. 파일럿펌프(15)는, 예를 들면 고정용량식 유압펌프이며, 상술과 같이, 엔진(11)에 의하여 구동된다.

조작장치(26)는, 레버장치(26A, 26B)와, 페달장치(26C)를 포함한다. 조작장치(26)는, 캐빈(10)의 조종석 부근에 마련되며, 오퍼레이터가 각 동작요소(하부주행체(1), 상부선회체(3), 붐(4), 암(5), 버킷(6) 등)의 조작을 행하는 조작수단이다. 바꿔 말하면, 조작장치(26)는, 각 동작요소를 구동하는 각각의 유압액추에이터(주행유압모터(1L, 1R), 붐실린더(7), 암실린더(8), 버킷실린더(9), 선회유압모터(21)) 등의 조작을 행하는 조작수단이다. 조작장치(26)(레버장치(26A, 26B), 및 페달장치(26C))는, 파일럿 라인(27)을 통하여, 컨트롤밸브(17)에 접속된다. 이로써, 컨트롤밸브(17)에는, 조작장치(26)에 있어서의 하부주행체(1), 상부선회체(3), 붐(4), 암(5), 및 버킷(6) 등의 조작상태에 따른 파일럿 신호(파일럿압)가 입력된다. 그 때문에, 컨트롤밸브(17)는, 조작장치(26)에 있어서의 조작상태에 따라, 각 유압액추에이터를 구동할 수 있다. 또, 조작장치(26)는, 파일럿 라인(28)을 통하여 압력센서(29)에 접속된다.

레버장치(26A, 26B)는, 각각, 캐빈(10) 내의 조종석에 착석한 오퍼레이터가 보아, 좌측 및 우측에 배치되며, 각각의 조작레버가 중립상태(오퍼레이터에 의한 조작입력이 없는 상태)를 기준으로 하여 전후방향 및 좌우방향으로 경도(傾倒) 가능하게 구성된다. 이로써, 레버장치(26A)에 있어서의 조작레버의 전후방향의 경도, 및 좌우방향의 경도와, 레버장치(26B)에 있어서의 조작레버의 전후방향의 경도, 및 좌우방향의 경도의 각각에 대하여, 상부선회체(3)(선회유압모터(21)), 붐(4)(붐실린더(7)), 암(5)(암실린더(8)), 및 버킷(6)(버킷실린더(9)) 중 어느 하나가 조작대상으로 하여 임의로 설정될 수 있다.

또, 페달장치(26C)는, 하부주행체(1)(주행유압모터(1L, 1R))를 조작대상으로 하고, 캐빈(10) 내의 조종석에 착석한 오퍼레이터가 보아, 전방의 플로어에 배치되며, 그 조작페달은, 오퍼레이터에 의하여 밟기 가능하게 구성된다.

압력센서(29)는, 상술과 같이, 파일럿 라인(28)을 통하여 조작장치(26)와 접속되고, 조작장치(26)의 2차측의 파일럿압, 즉 조작장치(26)에 있어서의 각 동작요소의 조작상태에 대응하는 파일럿압을 검출한다. 압력센서(29)는, 컨트롤러(30)에 접속되며, 조작장치(26)에 있어서의 하부주행체(1), 상부선회체(3), 붐(4), 암(5), 및 버킷(6) 등의 조작상태에 따른 압력신호(압력검출값)가 컨트롤러(30)에 입력된다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 쇼벨의 하부주행체(1), 상부선회체(3), 및 어태치먼트의 조작상태를 파악할 수 있다.

계속해서, 본 예에 관한 쇼벨(100)의 제어계는, 컨트롤러(30), 각종 센서(32) 등을 포함한다.

컨트롤러(30)는, 쇼벨(100)에 있어서의 구동제어를 행하는 주된 제어장치이다. 컨트롤러(30)는, 임의의 하드웨어, 소프트웨어, 혹은 그들의 조합에 의하여 실현되어도 된다. 컨트롤러(30)는, 예를 들면 CPU(Central Processing Unit), RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), 보조기억장치, I/O(Input-Output interface) 등을 포함하는 마이크로컴퓨터를 중심으로 구성되면 되고, ROM이나 보조기억장치 등에 저장되는 각종 프로그램을 CPU 상에서 실행함으로써 각종 구동제어가 실현된다.

본 실시형태에서는, 컨트롤러(30)는, 오퍼레이터가 의도하지 않는 쇼벨(100)의 소정의 동작(이하, 간단히 의도하지 않는 동작이라고 칭함), 즉, 오퍼레이터에게 있어서 바람직하지 않은 쇼벨(100)의 동작의 발생의 유무를 판정한다. 그리고, 컨트롤러(30)는, 그와 같은 의도하지 않는 동작이 발생했다고 판정되면, 당해 동작을 억제하도록, 쇼벨(100)의 어태치먼트의 동작을 보정한다. 이로써, 쇼벨(100)에 발생한 의도하지 않는 동작이 억제된다.

의도하지 않는 동작에는, 예를 들면 오퍼레이터에 의한 하부주행체(1)의 조작이 행해지지 않음에도 불구하고, 쇼벨(100)이 굴삭반력 등에 의하여 전방으로 끌리는 전방 끌림동작이나, 쇼벨(100)이 평탄화작업 등에 있어서의 지면으로부터의 반력에 의하여 후방으로 끌리는 후방 끌림동작이 포함된다. 이하, 전방 끌림동작과 후방 끌림동작을 구별하지 않고, 간단히 끌림동작이라고 칭하는 경우가 있다. 또, 의도하지 않는 동작에는, 예를 들면 굴삭반력 등에 의하여, 쇼벨(100)의 전부 혹은 후부가 부상하는 부상동작이 포함된다. 이하, 부상동작 중, 쇼벨(100)의 전부가 부상하는 경우를 전부 부상동작이라고 칭하고, 쇼벨(100)의 후부가 부상하는 경우를 후부 부상동작이라고 칭하여 구별하는 경우가 있다. 또, 의도하지 않는 동작에는, 예를 들면 쇼벨(100)의 어태치먼트의 공중동작(버킷(6)이 접지하고 있지 않은 상태에서의 동작) 중의 관성모멘트의 변화가 유발되는 차체(하부주행체(1), 선회기구(2), 및 상부선회체(3))의 진동동작이 포함된다. 의도하지 않는 동작의 상세에 대해서는, 후술한다.

컨트롤러(30)는, 예를 들면 ROM이나 보조기억장치에 저장되는 하나 이상의 프로그램을 CPU 상에서 실행함으로써 실현되는 기능부로서, 동작판정부(301)와 동작보정부(302)를 포함한다.

동작판정부(301)는, 압력센서(29)나 각종 센서(32)로부터 입력되는, 쇼벨(100)의 각종 상태에 관한 센서정보에 근거하여, 의도하지 않는 동작의 발생의 유무를 판정한다. 판정방법의 상세에 대해서는, 후술한다.

동작보정부(302)는, 동작판정부(301)에 의하여 의도하지 않는 동작이 발생했다고 판정된 경우에, 어태치먼트의 동작을 보정하여, 의도하지 않는 동작을 억제시킨다. 보정방법의 상세에 대해서는, 후술한다.

각종 센서(32)는, 쇼벨(100)의 각종 상태나 쇼벨(100)의 주변의 각종 상태를 검출하는 이미 알려진 검출수단이다. 각종 센서(32)에는, 상부선회체(3)와 붐(4)의 연결점에 있어서의 붐(4)의 기준면에 대한 각도(붐각도), 붐(4)과 암(5)의 사이의 상대적인 각도(암각도), 및 암(5)과 버킷(6)의 사이의 상대적인 각도(버킷각도)를 검출하는 각도센서가 포함될 수 있다. 또, 각종 센서(32)에는, 유압액추에이터 내의 유압상태, 구체적으로는, 유압실린더의 로드측 유실(油室) 및 보텀측 유실의 압력을 검출하는 압력센서 등이 포함될 수 있다. 또, 각종 센서(32)에는, 하부주행체(1), 상부선회체(3), 및 어태치먼트의 각각의 동작상태를 검출하는 센서, 예를 들면 가속도센서, 각가속도센서, 및 3축 가속도 및 3축 각가속도를 출력 가능한 3축 관성센서(IMU: Inertial Measurement Unit) 등이 포함될 수 있다. 또, 각종 센서(32)에는, 쇼벨(100)의 주변의 지형이나 장애물 등과의 상대위치관계를 검출하는 거리센서나 화상센서 등이 포함될 수 있다.

[오퍼레이터의 의도하지 않는 쇼벨의 동작]

다음으로, 도 3~도 8을 참조하여, 오퍼레이터가 의도하지 않는 쇼벨(100)의 동작의 상세에 대하여 설명한다.

<전방 끌림동작>

먼저, 도 3은, 쇼벨(100)의 전방 끌림동작을 설명하는 도이다. 구체적으로는, 도 3은, 전방 끌림동작이 발생하는 쇼벨(100)의 작업상황을 나타내는 도이다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 쇼벨(100)은, 지면(30a)의 굴삭작업을 행하고 있으며, 주로, 암(5) 및 버킷(6)의 접힘동작에 의하여, 버킷(6)으로부터 지면(30a)에 쇼벨(100)의 차체(하부주행체(1), 선회기구(2), 상부선회체(3)) 쪽의 경사 하방향으로의 힘(F2)이 작용한다. 이 때, 쇼벨(100)의 차체(하부주행체(1), 선회기구(2), 상부선회체(3))에는, 버킷(6)에 작용하는 힘(F2)의 반력, 즉, 굴삭반력(F2a) 중 수평방향성분(F2aH)에 대응하는 반력(F3)이 어태치먼트를 통하여 작용한다. 그리고, 반력(F3)이 쇼벨(100)과 지면(30a)의 사이의 최대정지마찰력(F0)을 상회하면, 차체는 전방으로 끌려가 버린다.

<후방 끌림동작>

계속해서, 도 4(도 4a, 도 4b)는, 쇼벨(100)의 후방 끌림동작을 설명하는 도이다. 구체적으로는, 도 4a, 도 4b는, 후방 끌림동작이 발생하는 쇼벨(100)의 작업상황을 나타내는 도이다.

도 4a에 나타내는 바와 같이, 쇼벨(100)은, 지면(40a)의 평탄화작업을 행하고 있으며, 주로 암(5)의 펼침동작에 의하여, 버킷(6)이 토사(40b)를 전방으로 밀어 내도록 힘(F2)이 발생하고 있다. 이 때, 쇼벨(100)의 차체에는, 버킷(6)에 작용하는 힘(F2)의 반력에 대응하는 반력(F3)이 어태치먼트를 통하여 작용한다. 그리고, 반력(F3)이 쇼벨(100)과 지면(40a)의 사이의 최대정지마찰력(F0)을 상회하면, 차체는 후방으로 끌려가 버린다.

또, 도 4b에 나타내는 바와 같이, 쇼벨(100)은, 하천공사 등을 행하고 있으며, 주로 암(5)의 펼침동작에 의하여, 버킷(6)을 경사진 제방부분의 벽면(40c)에 대하여 눌러서 토사를 단단하게 하여, 정지(整地)하는 작업을 행하고 있다. 이와 같은 작업에 있어서도, 버킷(6)에 작용하는 벽면(40c)을 누르는 힘(F2)의 반력에 대응하는 반력(F3)이, 어태치먼트로부터 차체를 후방으로 끌도록 작용한다.

<전부 부상동작>

계속해서, 도 5는, 쇼벨(100)의 전부 부상동작을 설명하는 도이다. 구체적으로는, 도 5는, 전부 부상동작이 발생하는 쇼벨(100)의 작업상황을 나타내는 도이다.

도 5에 나타내는 바와 같이, 쇼벨(100)은, 지면(50a)의 굴삭작업을 행하고 있으며, 주로, 암(5) 및 버킷(6)의 접힘동작에 의하여, 버킷(6)으로부터 지면(50a)에 쇼벨(100)의 차체 쪽의 경사 하방향으로의 힘(F2)이 작용한다. 이 때, 쇼벨(100)의 차체에는, 버킷(6)에 작용하는 힘(F2)의 반력, 즉, 굴삭반력(F2a) 중 수직방향성분(F2aV)에 대응하는 차체를 후방으로 경사시키려고 하는 반력(F3)(힘의 모멘트. 이하, 본 실시형태에서는, 간단히 "모멘트"라고 칭함)이 어태치먼트를 통하여 작용한다. 구체적으로는, 당해 반력(F3)은, 붐실린더(7)를 인상하려고 하는 힘(F1)으로서 차체에 작용한다. 그리고, 이 힘(F1)에 기인하여 차체를 후방으로 경사시키려고 하는 모멘트가, 중력에 근거한 차체를 지면에 누르려고 하는 힘(모멘트)을 상회하면, 차체의 전부가 부상해 버린다.

<후부 부상동작>

계속해서, 도 6은, 쇼벨(100)의 후부 부상동작을 설명하는 도이다. 구체적으로는, 도 6은, 후부 부상동작이 발생하는 쇼벨(100)의 작업상황을 나타내는 도이다.

도 6에 나타내는 바와 같이, 쇼벨(100)은, 지면(60a)의 굴삭작업을 행하고 있다. 버킷(6)이 경사면(60b)을 파 들어가도록 힘(F2)(모멘트)이 발생하고 있으며, 또 붐(4)이 버킷(6)을 경사면(60b)으로 누르도록, 바꿔 말하면 붐(4)이 차체를 앞쪽으로 경사시키도록, 힘(F3)(모멘트)이 발생하고 있다. 이 때, 붐실린더(7)의 로드를 끌어올리는 힘(F1)이 발생하고, 힘(F1)이, 쇼벨(100)의 차체를 경사시키도록 작용한다. 그리고, 힘(F1)에 기인하는 차체를 앞쪽으로 경사시키려고 하는 모멘트가, 중력에 근거한 차체를 지면에 누르려고 하는 힘(모멘트)을 상회하면, 차체의 후부가 부상해 버린다.

특히, 버킷(6)이 지면이나 대상물에 접촉하여, 걸리거나 혹은 박혀 있는 경우, 붐(4)에 힘이 작용해도 붐(4)은 움직이지 않기 때문에, 붐실린더(7)의 로드는 변위하지 않는다. 붐실린더(7)의 수축측(본 예에서는, 로드측)의 유실의 압력이 커지면, 붐실린더(7) 자체를 들어 올리는 힘(F1), 즉 차체를 전방으로 경사시키려고 하는 힘이 커진다.

이와 같은 상황은, 예를 들면 도 6에 나타내는 전방경사면의 정지작업 외, 버킷(6)이 차체(하부주행체(1))보다 하방에 위치하는 심굴(深掘)작업 등에서 발생할 수 있다. 또, 붐(4) 자체가 조작된 경우에 한정되지 않고, 암(5)이나 버킷(6)이 조작된 경우에도 발생할 수 있다.

<진동동작>

계속해서, 도 7(도 7a, 도 7b), 도 8은, 쇼벨(100)의 진동동작의 일례를 설명하는 도이다. 구체적으로는, 도 7은, 쇼벨(100)의 공중동작시에 진동동작이 발생하는 상황을 설명하는 도이다. 또, 도 8은, 도 7에 나타내는 상황에 있어서의 쇼벨(100)의 배출동작에 수반하는 피칭축방향의 각도(피치각도) 및 각속도(피치각속도)의 시간파형을 나타내는 도이다. 본 예에서는, 공중동작의 일례로서, 버킷(6) 내의 적재물(DP)을 배출하는 배출동작을 설명한다.

도 7a에 나타내는 바와 같이, 쇼벨(100)은, 버킷(6) 및 암(5)이 접히고, 또한 붐(4)이 올라간 상태로 되어 있으며, 버킷(6)에는, 토사 등의 적재물(DP)이 수용되어 있다.

도 7b에 나타내는 바와 같이, 도 7a에 나타내는 상태로부터 쇼벨(100)의 배출동작이 행해지면, 버킷(6) 및 암(5)이 크게 펼쳐지고, 붐(4)이 내려와, 적재물(DP)이 버킷(6)의 외부로 배출된다. 이 때, 어태치먼트의 관성모멘트의 변화가, 쇼벨(100)의 차체를 도면 중 화살표 A로 나타내는 피칭방향으로 진동시키도록 작용한다.

이 때, 도 8에 나타내는 바와 같이, 공중동작, 구체적으로는, 배출동작에 기인하여, 쇼벨(100)을 전도(轉倒)시키려고 하는 전도모멘트가 발생하여, 피치축 둘레의 진동이 발생하는 것을 알 수 있다.

[쇼벨의 의도하지 않는 동작의 억제방법]

다음으로, 도 9~도 18을 참조하여, 상술한 쇼벨(100)의 의도하지 않는 동작의 억제방법에 대하여 설명한다.

<쇼벨의 의도하지 않는 동작의 억제방법의 개략>

먼저, 도 9(도 9a~도 9d)는, 쇼벨(100)의 의도하지 않는 동작의 억제방법을 개략적으로 설명하는 도이다. 구체적으로는, 도 9a~도 9d는, 각각, 하부주행체(1)의 방향과 상부선회체(3)의 선회위치와의 조합이 서로 다른 쇼벨(100)의 상태를 나타내는, 쇼벨(100)을 바로 위에서 본 평면도이다.

어태치먼트, 즉, 붐(4), 암(5), 버킷(6)은, 그 자세나 작업내용에 관계없이, 항상 평면시에서 보았을 때의 어태치먼트가 뻗어 있는 방향에 대응하는 직선(L1) 상, 즉, 동일 연직평면 상에서 동작한다. 그 때문에, 어태치먼트의 동작 중에, 어태치먼트로부터 작용하는 반력(F3)은, 쇼벨(100)의 차체에 대하여, 당해 연직평면 상에서 작용한다고 할 수 있다. 이것은, 하부주행체(1)와 상부선회체(3)의 위치관계(선회각도)에도 의존하지 않는다. 도 3~도 7에서 나타낸 바와 같이, 반력(F3)의 평면시에서의 방향은, 작업내용에 따라 다를 수 있다. 즉, 끌림동작, 부상동작, 및 진동동작 등의 의도하지 않는 동작이 쇼벨(100)에 발생하고 있을 때, 그 동작은, 어태치먼트의 동작에 기인하고 있는 것을 나타내고 있으며, 따라서 어태치먼트를 제어함으로써, 상술한 의도하지 않는 동작을 억제할 수 있다.

<끌림동작의 억제방법>

도 10은, 쇼벨(100)의 전방 끌림동작의 억제방법의 일례를 개략적으로 설명하는 도이다. 구체적으로는, 도 10은, 전방 끌림동작에 관한 쇼벨(100)의 역학적 모델의 일례를 나타내는 도이고, 도 3과 동일하게, 쇼벨(100)이 지면(100a)의 굴삭작업을 행하고 있는 경우에, 쇼벨(100)에 작용하는 힘을 나타내는 도이다. 도 11은, 쇼벨(100)의 후방 끌림동작의 억제방법의 일례를 개략적으로 설명하는 도이다. 구체적으로는, 도 11은, 후방 끌림동작에 관한 역학적 모델의 일례를 나타내는 도이고, 보다 구체적으로는, 도 4a와 동일하게, 쇼벨(100)이 지면(110a)의 토사(110b)의 평탄화작업을 행하고 있는 경우에, 쇼벨(100)에 작용하는 힘을 나타내는 도이다.

도 10, 도 11에 나타내는 바와 같이, 붐실린더(7)가 차체(상부선회체(3))를 수평방향(전후 중 어느 한 쪽)으로 누르는 힘(F3)은, 붐실린더(7)와 연직축(100c, 110c)이 이루는 각도(η1)와, 붐실린더(7)가 상부선회체(3)에 미치게 하는 힘(F1), 즉, 어태치먼트로부터 차체에 작용하는 힘(F1)에 근거하여, 다음의 식 (1)로 나타난다.

F3=F1sinη1 (1)

한편, 최대정지마찰력(F0)은, 하부주행체(1)와 지면(100a, 110a)의 사이의 정지마찰계수(μ), 차체중량(M), 및 중력가속도(g)에 근거하여, 다음의 식 (2)로 나타난다.

F0=μMg (2)

쇼벨(100)이 반력(F3)에 의하여 끌리지 않기 위한 조건은, 다음의 식 (3)으로 나타난다.

F3<F0 (3)

따라서, 식 (3)에, 식 (1), (2)를 대입함으로써, 다음의 식 (4)를 얻을 수 있다.

F1sinη1<μMg (4)

즉, 동작보정부(302)는, 식 (4)의 관계식이 성립되도록, 붐실린더(7)의 동작을 보정함으로써, 쇼벨(100)의 후방 끌림동작을 억제할 수 있다.

예를 들면, 힘(F1)은, 다음의 식 (5)에 나타내는 바와 같이, 붐실린더(7)의 로드측 유실의 압력(로드압)(PR) 및 보텀측 유실의 압력(보텀압)(PB)을 인수로 하는 함수 f로 나타난다.

F1=f(PR, PB) (5)

동작보정부(302)(힘추정부)는, 식 (5)에 근거하여, 로드압(PR) 및 보텀압(PB)에 근거하여, 붐실린더(7)가 상부선회체(3)에 미치게 하는 힘(F1)을 계산(추정)한다. 이 때, 동작보정부(302)는, 각종 센서(32)에 포함될 수 있는 붐실린더(7)의 로드압 및 보텀압을 검출하는 압력센서의 출력신호에 근거하여, 로드압(PR) 및 보텀압(PB)을 취득해도 된다.

일례로서, 힘(F1)은, 로드측의 수압(受壓)면적(AR), 보텀측의 수압면적(AB)을 이용하여, 다음의 식 (6)으로 나타날 수 있다.

F1=｜AR·PR-AB·PB｜ (6)

따라서, 동작보정부(302)(힘추정부)는, 식 (6)에 근거하여, 힘(F1)을 계산(추정)해도 된다.

또, 동작보정부(302)(각도산출부)는, 연직축(100c, 110c)과 붐실린더(7)가 이루는 각도(η1)를 산출한다. 각도(η1)는, 붐실린더(7)의 신축길이, 쇼벨(100)의 치수제원, 및 쇼벨(100)의 차체의 경사 등으로부터 기하학적으로 계산될 수 있다. 예를 들면, 동작보정부(302)는, 각종 센서(32)에 포함될 수 있는 붐각도를 검출하는 센서의 출력을 이용하여, 각도(η1)를 산출해도 된다.

다만, 각도(η1)는, 각종 센서(32)에 포함될 수 있는 각도(η1)를 직접적으로 측정하는 센서의 출력을 이용함으로써 취득되어도 된다.

동작보정부(302)(압력조절부)는, 산출 등에 의하여 취득된 힘(F1) 및 각도(η1)에 근거하여, 식 (4)가 성립되도록, 붐실린더(7)의 압력, 구체적으로는, 로드측 유실 혹은 보텀측 유실 중 압력 과잉인 일방의 압력을 제어한다. 즉, 동작보정부(302)(압력조절부)는, 식 (4)가 성립되도록, 붐실린더(7)의 로드압(PR) 혹은 보텀압(PB)을 조절한다. 보다 구체적으로는, 후술하는 각종 구성(도 26~도 34 참조)을 채용함으로써, 동작보정부(302)는, 적절히 제어지령을 제어대상에 출력함으로써, 붐실린더(7)의 압력을 조정하여, 쇼벨(100)의 끌림동작을 억제할 수 있다.

다만, 식 (4)에 있어서의 정지마찰계수(μ)는, 전형적인 소정값이 이용되어도 되고, 작업장의 지면의 상황에 따라, 오퍼레이터에 의하여 입력되는 양태여도 된다. 또, 쇼벨(100)은, 정지마찰계수(μ)를 추정하는 수단을 더 가져도 된다. 구체적으로는, 당해 추정수단은, 쇼벨(100)이 지면에 대하여 정지한 상태에 있어서, 어태치먼트에 의한 작업 중에 차체의 미끄러짐(끌림)이 발생했을 때의 힘(F1)으로부터, 정지마찰계수(μ)를 계산할 수 있다. 이 경우, 예를 들면 후술과 같이, 쇼벨(100)의 상부선회체(3)에 가속도센서 등을 적절히 탑재하는 등에 의하여, 끌림의 발생의 유무가 판정될 수 있다.

<부상동작의 억제방법>

계속해서, 도 12는, 쇼벨(100)의 전부 부상동작의 억제방법의 일례를 개략적으로 설명하는 도이다. 구체적으로는, 도 12는, 전부 부상동작에 관련되는 쇼벨(100)의 역학적인 모델을 나타내는 도이고, 도 5와 동일하게, 쇼벨(100)이 지면(120a)의 굴삭작업을 행하고 있는 경우에, 쇼벨(100)에 작용하는 힘을 나타내는 도이다.

도 12에 나타내는 바와 같이, 쇼벨(100)의 전부 부상동작에 있어서의 전도지점(轉倒支點)(P1)은, 하부주행체(1)의 유효접지영역(120b) 중, 어태치먼트가 뻗어 있는 방향(상부선회체(3)의 방향)에 있어서의 최후단으로 간주할 수 있다. 따라서, 전도지점(P1) 둘레에 차체 전부를 들어올리려고 하는 모멘트(τ1)는, 붐실린더(7)의 연장선(l2)과 전도지점(P1)과의 사이의 거리(D3)와, 힘(F1)에 근거하여, 다음의 식 (7)로 나타난다.

τ1=D3·F1 (7)

한편, 중력이 전도지점(P1) 둘레에 차체를 지면에 누르려고 하는 모멘트(τ2)는, 쇼벨(100)의 차체 무게중심(P3)과, 하부주행체(1)의 후방의 전도지점(P1)과의 사이의 거리(D1)와, 차체중량(M)과, 중력가속도(g)에 근거하여, 다음의 식 (8)로 나타난다.

τ2=D1·Mg (8)

차체의 전부가 부상하지 않고 안정된 조건(안정조건)은, 다음의 식 (9)로 나타난다.

τ1<τ2 (9)

따라서, 식 (9)에, 식 (7), (8)이 대입됨으로써, 안정조건으로서 다음의 부등식 (10)이 얻어진다.

D3·F1<D1·Mg (10)

즉, 동작보정부(302)는, 제어조건으로서 부등식 (10)이 성립되도록, 어태치먼트의 동작을 보정함으로써, 쇼벨(100)의 전부 부상동작을 방지할 수 있다.

또, 구체적으로는, 도 13은, 후부 부상에 관련되는 쇼벨의 역학적인 모델을 나타내는 도이며, 도 6과 동일하게, 지면(130a)의 굴삭작업을 행하고 있는 경우에, 쇼벨(100)에 작용하는 힘을 나타내는 도이다.

쇼벨(100)의 후부 부상동작에 있어서의 전도지점(P1)은, 하부주행체(1)의 유효접지영역(130b) 중, 어태치먼트가 뻗어 있는 방향(상부선회체(3)의 방향)에 있어서의 최선단으로 간주할 수 있다. 따라서, 전도지점(P1) 둘레에 차체를 전방으로 경사시키려고 하는 모멘트(τ1), 즉, 차체 후부를 들어올리려고 하는 모멘트(τ1)는, 붐실린더(7)의 연장선(l2)과 전도지점(P1)과의 사이의 거리(D4)와, 붐실린더(7)가 상부선회체(3)에 미치게 하는 힘(F1)에 근거하여, 다음의 식 (11)로 나타난다.

τ1=D4·F1 (11)

한편, 중력이 전도지점(P1) 둘레로 차체를 지면에 누르려고 하는 모멘트(τ2)는, 쇼벨의 차체 무게중심(P3)과, 하부주행체(1)의 전방의 전도지점(P1)과의 사이의 거리(D2)와, 차체중량(M)과, 중력가속도(g)에 근거하여, 다음의 식 (12)로 나타난다.

τ2=D2·Mg (12)

차체의 후방이 부상하지 않고 안정된 조건(안정조건)은, 식 (9)와 동일하게, 다음의 식 (13)으로 나타난다.

τ1<τ2 (13)

따라서, 식 (13)에, 식 (11), (12)가 대입됨으로써, 안정조건으로서, 다음의 부등식 (14)가 얻어진다.

D4·F1<D2·Mg (14)

즉, 동작보정부(302)는, 제어조건으로서 부등식 (14)가 성립되도록, 어태치먼트의 동작을 보정하면, 쇼벨(100)의 후부 부상동작을 방지할 수 있다.

다만, 거리(D1, D2)를 거리(DA), 거리(D2, D4)를 거리(DB)라고 두고, 전도지점(P1)을 전후로 바꾸면, 전방의 부상과 후방의 부상의 제어조건(안정조건)은, 다음의 식 (15)와 같이 정리할 수 있다.

DB·F1<DA·Mg (15)

예를 들면, 힘(F1)은, 상술한 식 (5)와 동일하게, 다음의 식 (16)에 나타내는 바와 같이, 붐실린더(7)의 로드압(PR) 및 보텀압(PB)을 인수로 하는 함수 f로 나타난다.

F1=f(PR, PB) (16)

동작보정부(302)(힘추정부)는, 로드압(PR) 및 보텀압(PB)에 근거하여, 붐실린더(7)가 상부선회체(3)에 미치게 하는 힘(F1)을 계산(추정)한다. 이 때, 상술과 같이, 동작보정부(302)는, 각종 센서(32)에 포함될 수 있는 붐실린더(7)의 로드압 및 보텀압을 검출하는 압력센서의 출력신호에 근거하여, 로드압(PR) 및 보텀압(PB)을 취득해도 된다.

일례로서, 힘(F1)은, 상술한 식 (6)과 동일하게, 로드측의 수압면적(AR), 보텀측의 수압면적(AB)을 이용하여, 다음의 식 (17)로 나타날 수 있다.

F1=｜AR·PR-AB·PB｜ (17)

동작보정부(302)(힘추정부)는, 식 (17)에 근거하여, 힘(F1)을 계산(추정)해도 된다.

또, 동작보정부(302)(거리취득부)는, 거리(D1, D3) 혹은 거리(D2, D4)를 취득한다. 또, 동작보정부(거리취득부)는, 그들의 비(D1/D3 혹은 D2/D4)를 취득해도 된다.

어태치먼트를 제외한 차체 무게중심(P3)의 위치는, 상부선회체(3)의 선회각도(θ)에 관계없이 일정하지만, 전도지점(P1)의 위치는, 선회각도(θ)에 따라 변화한다. 따라서, 실제로는, 거리(D1, D2)는, 상부선회체(3)의 선회각도(θ)에 따라 변화할 수 있지만, 간단히 하기 위하여, 거리(D1, D2)를 상수로 해도 된다.

거리(D3, D4)는, 전도지점(P1)의 위치와, 붐실린더(7)의 각도(예를 들면, 붐실린더(7)와 연직축(130c)이 이루는 각도(η1))에 근거하여, 기하학적으로 계산될 수 있다.

각도(η1)는, 붐실린더(7)의 신축길이, 쇼벨(100)의 치수제원, 및 쇼벨(100)의 차체의 경사 등으로부터 기하학적으로 계산될 수 있다. 예를 들면, 동작보정부(302)는, 각종 센서(32)에 포함될 수 있는 붐각도를 검출하는 센서의 출력을 이용하여, 각도(η1)를 산출해도 된다.

다만, 각도(η1)는, 각종 센서(32)에 포함될 수 있는 각도(η1)를 직접적으로 측정하는 센서의 출력을 이용함으로써 취득되어도 된다.

동작보정부(302)(압력조절부)는, 산출 등에 의하여 취득된 힘(F1)과, 거리(D1, D3) 혹은 거리(D2, D4)에 근거하여, 부등식 (15), 즉, 부등식 (10) 혹은 (14)가 성립되도록, 붐실린더(7)의 압력, 구체적으로는 로드측 유실 혹은 보텀측 유실 중 압력 과잉인 일방의 압력을 제어한다. 즉, 동작보정부(302)(압력조절부)는, 부등식 (15)가 성립되도록, 붐실린더(7)의 로드압(PR) 혹은 보텀압(PB)을 조절한다. 보다 구체적으로는, 후술하는 각종 구성(도 26~도 34 참조)을 채용함으로써, 동작보정부(302)는, 적절히 제어지령을 제어대상에 출력함으로써, 붐실린더(7)의 압력을 조정하여, 쇼벨(100)의 부상동작을 억제할 수 있다.

<전도지점의 변화를 고려한 부상동작의 억제방법>

상술한 설명에서는, 전도지점(P1)을 고정적으로 취급했지만, 상술과 같이, 전도지점(P1)의 위치는, 변화할 수 있기 때문에, 전도지점(P1)의 변화를 고려해도 된다. 이하, 도 14~도 16을 참조하여, 전도지점의 변화를 고려한 부상동작의 억제방법에 대하여 설명한다.

상술과 같이, 전부 부상, 후부 부상이 발생하지 않는 제어조건(안정조건)은, 부등식 (15), 즉, 부등식 (10), (14)이다. 부등식 (10), (14)는, 거리(D1, D2, D3, D4)를 파라미터로 하며, 이들 거리는, 전도지점(P1)의 위치에 의존한다.

도 14(도 14a~도 14c)는, 어태치먼트가 뻗어 있는 방향(어태치먼트의 방향)과 하부주행체(1)의 방향(주행방향)이 동일한 경우를 선회각도(θ)=0°로 하고, 우선회를 정방향으로 하는 경우의 전도지점(P1)과 상부선회체(3)의 방향(선회각도(θ))과의 관계를 설명하는 도이다. 구체적으로는, 도 14a~도 14c는, 각각, 선회각도(θ)가 0°인 경우, 30°인 경우, 및 90°인 경우에 있어서의 전도지점(P1)을 나타내는 도이다. 또, 도 15는, 전도지점(P1)과 지면(150a)(작업필드)의 상태와의 관계를 설명하는 도이다.

다만, 도 14a~도 14c에서는, 후부 부상을 상정하며, 전도지점(P1)이 차체 전부에 위치하고 있다. 또, 도 14a~도 14c에 있어서의 선(l1)은, 어태치먼트가 뻗어 있는 방향(상부선회체(3)의 방향)과 직교하며, 또한 유효접지영역(140a) 중 어태치먼트의 연재방향에 있어서의 최선단을 통과하는 선을 나타내고 있고, 전도지점(P1)은, 선(l1) 상에 위치한다. 또, 도 15에서는, 실선은 단단한 지면(150a)을 나타내고, 일점쇄선은, 부드러운 지면(150b)을 나타낸다.

도 14(도 14a~도 14c), 도 15에 나타내는 바와 같이, 전도지점(P1)은, 상부선회체(3)의 방향이나 지면의 상태에 따라 이동한다.

예를 들면, 도 14a~도 14c에 나타내는 바와 같이, 전도지점(P1)이 이동하면, 거리(D2)도 변화한다. 또, 마찬가지로 거리(D4)도, 전도지점(P1)의 이동에 따라 변화한다.

또, 예를 들면, 도 15에 나타내는 바와 같이, 단단한 지면(150a) 상에서는, 전도지점(P1)은, 실선 삼각의 위치에 존재한다. 한편, 부드러운 지면(150b) 상에서는, 전도지점(P1a)는 일점쇄선의 삼각의 위치에 존재할 수 있다. 그 외, 작업필드 상의 전도지점(P1)의 근방에 단단한 장애물이 존재하고 있거나, 하부주행체(1)가 장애물에 올라앉는 등 하고 있는 경우, 전도지점(P1)은, 더 이동할 수 있다.

전도지점(P1)의 이동은, 거리(D1~D4)에 영향을 주며, 차체가 전도하지 않는 역학적인 안정조건에 영향을 미친다. 따라서, 동작보정부(302)는, 전도지점(P1)의 위치에 따른 제어조건(안정조건)을 설정하고, 설정한 제어조건에 근거하여, 쇼벨(100)의 부상동작이 억제되도록, 어태치먼트의 동작을 보정해도 된다.

예를 들면, 동작판정부(301)는, 후술과 같이, 각종 센서(32)로부터의 입력에 근거하여, 차체나 어태치먼트의 상태를 감시하여, 하부주행체(1)의 전부 혹은 후부가 부상한 순간을 특정한다. 그리고, 동작보정부(302)는, 어태치먼트의 동작을 보정할 때의 제어조건(안정조건), 즉, 일례로서의 부등식 (10), (14)를, 차체(하부주행체(1))의 부상의 순간에 있어서의 쇼벨(100)의 상태에 근거하여, 동적으로 변화시킨다.

부상의 순간은, 어태치먼트가 차체를 경사시키려고 하는 힘(F1)에 근거한 모멘트(τ1)와, 그것에 대항하는 중력에 근거한 모멘트(τ2)가 균형 맞춰진 상태로 근사할 수 있다. 따라서, 부상의 순간을 특정하고, 쇼벨(100)의 상태를 감시함으로써, 부상을 억제하기 위한 제어조건을 적응적으로 설정할 수 있어, 다양한 사용상황하에 있어서, 부상을 적절히 억제할 수 있다.

동작판정부(301)는, 각종 센서(32)로부터의 입력에 근거하여, 쇼벨(100)(하부주행체(1))의 부상의 순간을 특정(검출)한다. 예를 들면, 센서(610)는, 각종 센서(32)에 포함될 수 있는, 상부선회체(3)에 탑재되는 자세센서(경사센서), 자이로센서(각가속도센서), 가속도센서, IMU 등으로부터의 출력에 근거하여, 피치축 둘레의 회전을 검출하여, 부상의 순간을 특정해도 된다.

예를 들면, 동작보정부(302)(조건설정부)는, 동작판정부(301)에 의하여, 각종 센서(32)의 출력에 근거하여, 전측 둘레의 각가속도 혹은 각속도가 검출되면, 후방 부상을 억제하기 위한 제어조건을 설정한다. 한편, 동작보정부(302)(제어조건설정부)는, 동작판정부(301)에 의하여, 각종 센서(32)의 출력에 근거하여, 전후측 둘레의 각가속도 혹은 각속도가 검출되면, 전부 부상을 억제하기 위한 제어조건을 설정한다.

동작보정부(302)(조건설정부)는, 동작판정부(301)에 의하여 특정(검출)된 부상의 순간에 있어서의 붐실린더(7)가 상부선회체(3)에 미치게 하는 힘(F1)(힘(F1_INIT))을 취득한다. 그리고, 동작보정부(302)(조건설정부)는, 취득한 힘(F1_INIT)에 근거하여, 전도지점(P1)의 위치에 관련되는 파라미터를 취득함과 함께, 당해 파라미터에 근거하여, 제어조건을 설정한다.

예를 들면, 전부 부상을 억제하는 제어조건으로서, 상술한 부등식 (10)을 이용한다.

동작판정부(301)에 의하여, 전부 부상에 상당하는 후측 둘레의 피칭이 검출된 경우, 그 부상의 순간에 있어서, 모멘트(τ1)와 모멘트(τ2)가 균형이 맞기 때문에, 다음의 식 (18)이 성립된다.

D3·F1_INIT=D1·Mg (18)

이 성립된다. 힘(F1_INIT), 차체중량(M), 및 중력가속도(g)는 이미 알려져 있기 때문에, 식 (18)은, 현재의 쇼벨(100)의 사용상황에 있어서, 거리(D1, D3)가 충족시켜야 할 관계식이라고 생각할 수 있다.

식 (18)이 알려져 있다면, 거리(D1, D3)는 기하학적으로 일의(一意)로 정해진다. 그래서, 동작보정부(302)(조건설정부)는, 식 (18), 및 어태치먼트의 자세에 근거하여, 현재의 거리(D1, D3)(거리(D1_DET, D3_DET))를 취득한다.

다만, 거리(D1)를 취득하는 것은, 전도지점(P1)의 위치정보를 취득하는 것과 등가이다. 차체 무게중심(P3)의 위치는 불변(不變)이기 때문에, 거리(D1)가 구해지면, 전도지점(P1)의 위치는 일의로 정해지기 때문이다.

그리고, 동작보정부(302)(조건설정부)는, 그 이후의 제어조건을, 이하의 부등식 (19)로 설정한다.

D3_DET·F1<D1_DET·Mg (19)

동작보정부(302)는, 식 (19)로 나타나는 제어조건에 근거하여, 어태치먼트의 동작을 보정한다.

한 번 취득된 거리(D1)는, 상부선회체(3)의 방향을 변화시키지 않고, 또, 지면상황이 변화하지 않는 한, 동일한 값을 이용할 수 있다. 한편, 거리(D3)는, 붐(4)의 상승하강에 따라 변화한다. 그래서, 동작보정부(302)(조건설정부)는, 붐(4)의 각도가 변화하면, 그것에 따라 거리(D3)를 변화시켜, 제어조건에 반영시킨다.

후부 부상에 관해서도 동일한 제어가 행해진다. 예를 들면, 후부 부상을 억제하는 제어조건으로서, 상술한 부등식 (14)를 이용한다.

동작판정부(301)에 의하여, 후부 부상에 상당하는 전측 둘레의 피칭이 검출된 경우, 그 부상의 순간에 있어서, 모멘트(τ1)와 모멘트(τ2)가 균형 맞춰지기 때문에, 다음의 식 (20)이 성립된다.

D4·F1_INIT=D2·Mg (20)

힘(F1_INIT), 차체중량(M), 및 중력가속도(g)는 이미 알려져 있기 때문에, 식 (20)은, 현재의 쇼벨(100)의 사용상황에 있어서, 거리(D2, D4)가 충족시켜야 할 관계식이라고 생각할 수 있다.

동작보정부(302)(조건설정부)는, 식 (18), 및 어태치먼트의 자세에 근거하여, 현재의 거리(D2, D4)(거리(D2_DET, D4_DET))를 취득한다.

다만, 거리(D2)를 취득하는 것과, 전도지점(P1)의 위치정보를 취득하는 것은 등가이다.

그리고, 동작보정부(302)(조건설정부)는, 그 이후의 제어조건을, 상술한 부등식 (14)에 근거하여, 이하의 부등식 (21)로 설정한다.

D2_DET·F1<D4_DET·Mg (21)

동작보정부(302)는, 식 (21)로 나타나는 제어조건에 근거하여, 어태치먼트의 동작을 보정한다.

한 번 취득된 거리(D2)는, 상부선회체(3)의 방향을 변화시키지 않고, 또 지면상황이 변화하지 않는 한, 동일한 값을 이용할 수 있다. 한편, 거리(D4)는, 붐(4)의 상승하강에 따라 변화한다. 그래서, 동작보정부(302)(조건설정부)는, 붐(4)의 각도가 변화하면, 그것에 따라 거리(D4)를 변화시켜, 제어조건에 반영시킨다.

도 16은, 컨트롤러(30)(동작판정부(301), 동작보정부(302))에 의한 제어조건을 설정하는 처리(조건설정처리)의 일례를 개략적으로 나타내는 플로차트이다. 본 플로차트에 의한 처리는, 예를 들면 쇼벨이 기동되고 나서 정지할 때까지 동안, 정기적으로, 즉 소정시간마다, 실행되어도 된다.

스텝 S1600에서, 동작판정부(301)는, 어태치먼트를 사용한 굴삭작업 중인지 아닌지를 판정한다. 어태치먼트를 사용한 굴삭작업 중인지 아닌지를 판정하는 판정 조건은, 예를 들면 주행 중이 아니고, 또한 선회 중이 아니며, 또한 붐실린더(7), 암실린더(8), 버킷실린더(9) 중 적어도 하나에 소정압 이상의 압력이 발생하고 있는 것이어도 된다. 동작판정부(301)는, 굴삭작업 중인 경우, 스텝 S1602로 진행되고, 굴삭작업 중이 아닌 경우, 이번의 처리를 종료한다.

다만, 굴삭작업에는, 평탄화작업이나 되메움작업 등도 포함된다.

스텝 S1602에서, 동작판정부(301)는, 쇼벨(100)의 부상동작의 유무를 감시한다. 동작판정부(301)는, 부상을 특정(검출)한 경우, 스텝 S1804로 진행되고, 부상을 특정(검출)하지 않은 경우, 이번의 처리를 종료한다.

다만, 제어조건을 설정하기 전의 스텝 S1602에 있어서, 쇼벨(100)의 차체가 순간적으로 부상한다. 컨트롤러(30)에 있어서, 프로세서와 소프트웨어 프로그램의 적절한 조합이 사용되면, 부상의 특정(검출) 후, 스텝 S1602에 있어서의 1회째의 부상이 큰 차체의 경사로 발전하기 전에, 극히 단시간에 제어조건을 설정할 수 있다. 그리고, 동작보정부(302)는, 부상이 큰 차체의 경사로 발전하기 전에, 어태치먼트의 동작 보정을 개시할 수 있다.

스텝 S1604에서, 동작보정부(302)는, 부상의 순간에 있어서의 쇼벨(100)의 상태에 관한 정보를 취득한다. 쇼벨(100)의 상태에 관한 정보는, 예를 들면 상술한 힘(F1_INIT)이다.

스텝 S1606에서, 동작보정부(302)는, 스텝 S1604에서 취득한 쇼벨의 상태에 관한 정보에 근거하여, 전도지점(P1)에 관한 파라미터, 예를 들면 거리(D1~D4)를 산출하고, 제어조건을 설정한다. 이후, 동작보정부(302)는, 후술하는 스텝 S1610의 처리에 의하여 제어조건이 수정되지 않는 한, 현재의 굴삭작업이 종료할 때까지, 설정된 제어조건에 근거하여, 어태치먼트의 동작을 보정한다.

스텝 S1608에서, 동작판정부(301)는, 붐(4)의 자세가 변화했는지 아닌지를 판정한다. 동작판정부(301)는, 붐(4)의 자세가 변화한 경우, 스텝 S1610로 진행되고, 변화하지 않은 경우, 스텝 S1612로 진행된다.

스텝 S1610에서, 동작보정부(302)는, 붐(4)의 자세 변화에 따라, 거리(D3, D4)가 변화하고 있기 때문에, 제어조건을 수정한다.

스텝 S1612에서, 동작판정부(301)는, 굴삭작업이 종료되어 있는지 아닌지를 판정한다. 동작판정부(301)는, 굴삭작업이 종료되어 있지 않는 경우, 스텝 S1608로 돌아가고, 종료되어 있는 경우, 이번의 처리를 종료한다.

다만, 본 예에서는, 거리(D1~D4)가 산출됨으로써, 제어조건이 규정되었지만 그것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 부등식 (10), (14)를 변형하면, 이하의 부등식 (22), (23)을 얻을 수 있다.

F1<D1/D3·Mg (22)

F1<D2/D4·Mg (23)

부상의 순간에 있어서, 다음의 식 (24), (25)가 성립된다.

F1_INIT=D1/D3×Mg (24)

F1_INIT=D2/D4×Mg (25)

따라서, 동작보정부(302)(조건설정부)는, 부상의 순간의 힘(F1_INIT)를 취득하고, 그 이후의 제어조건을, 식 (26)으로 설정해도 된다.

F1<F1_INIT (26)

여기에서, 거리(D1~D4), 혹은 전도지점(P1)의 위치가 명시적으로 계산되지 않지만, 당연히, 식 (26)으로 나타나는 제어조건에는, 올바른 전도지점(P1)의 위치정보가 반영되어 있다.

또, 본 예에서는, 부상을 억제하기 위한 제어조건에, 힘(F1)이 명시적으로 포함되지만, 그것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 힘(F1)을 대신하여, 힘(F1)과 상관을 갖는 다른 힘이나 모멘트 등을 사용하여, 제어조건이 규정되어도 된다.

<진동동작의 억제방법>

도 17(도 17a~도 17c)은, 쇼벨(100)의 진동동작에 관련되는 동작파형의 구체예를 나타내는 도이다. 구체적으로는, 도 17a~도 17c는, 쇼벨(100)에 있어서, 공중동작이 반복하여 행해진 경우의 동작파형도의 일례, 다른 예, 및 또 다른 예를 나타내는 도이다. 도 17a~도 17c는, 각각, 다른 시행을 나타내고 있으며, 위로부터 순서대로, 피칭각속도(즉, 차체의 진동), 붐각가속도, 암각가속도, 붐각도, 암각도가 나타난다.

다만, 도면 중, X표시는, 피치각속도의 음의 피크에 대응하는 포인트를 나타내고 있다.

도 17a~도 17c에 나타내는 바와 같이, 붐각의 변화가 멈출 때, 진동동작이 유발되는 것을 알 수 있다. 바꿔 말하면, 붐각가속도가, 진동동작의 발생에 미치는 영향이 가장 크다고 할 수 있으며, 다시 말하면, 붐각속도를 제어하는 것이 진동동작의 억제에 유효하다는 것을 나타내고 있다. 이것은, 버킷각에 관한 관성모멘트(inertia)에는 버킷(6)의 질량만이 영향을 주고, 암각에 관한 관성모멘트에는, 버킷(6)과 암(5)의 질량이 영향을 주는 데에 대하여, 붐각에 관한 관성모멘트에는, 붐(4)뿐만 아니라, 암(5) 및 버킷(6)의 전체질량이 영향을 주는 점에서도 직감적으로 이해될 수 있다.

그래서, 동작보정부(302)는, 붐실린더(7)를 제어대상으로 하여, 그 동작을 보정하는 것이 바람직하다. 즉, 붐실린더(7)의 추력이 어태치먼트의 상태에 근거하는 상한값(제한추력(FMAX))을 넘지 않도록, 동작보정부(302)는 동작한다.

붐실린더(7)의 추력(F)은, 로드측 유실의 수압면적(AR), 로드측 유실의 로드압(PR), 보텀측 유실의 수압면적(AB), 및 보텀측 유실의 보텀압(PB)에 근거하여, 이하의 식 (27)로 나타난다.

F=AB·PB-AR·PR (27)

따라서, 붐실린더(7)의 추력(F)은, 제한추력(FMAX)보다 작을 필요가 있기 때문에, 이하의 식 (28)이 성립될 필요가 있다.

FMAX>AB·PB-AR·PR (28)

따라서, 식 (28)로부터 이하의 식 (29)가 얻어진다.

PB<(FMAX＋AR·PR)/AB (29)

식 (29)의 우변이, 제한추력(FMAX)에 대응하는 보텀압(PB)의 상한값(PBMAX)에 상당하고, 다음의 식 (30)이 얻어진다.

PBMAX=(FMAX＋AR·PR)/AB (30)

동작보정부(302)는, 식 (30)이 성립되도록, 어태치먼트의 동작, 즉, 붐실린더(7)의 동작을 보정한다. 즉, 동작보정부(302)는, 식 (30)이 성립되도록, 붐실린더(7)의 보텀압(PB)을 조절한다. 보다 구체적으로는, 후술하는 각종 구성(도 27~도 35 참조)이 채용됨으로써, 동작보정부(302)는, 적절히 제어지령을 제어대상에 출력함으로써, 붐실린더(7)의 보텀압(PB)을 조정하여, 쇼벨(100)의 진동동작을 억제할 수 있다.

동작보정부(302)는, 각종 센서(32)로부터의 검출신호에 근거하여, 제한추력(FMAX)을 취득한다. 하나의 실시예에 있어서 제한추력취득부(586)는, 어태치먼트의 상태, 즉, 각종 센서(32)로부터의 검출신호를 입력으로 하는 연산에 의하여 제한추력(FMAX)을 취득한다. 이로써, 동작보정부(302)는, 식 (30)으로부터 보텀압(PB)의 상한값(PBMAX)을 산출하고, 산출한 상한값(PBMAX)을 넘지 않도록, 붐실린더(7)의 보텀압(PB)을 조정할 수 있다.

이 때, 제한추력(FMAX)을 너무 작게 하면, 붐(4)이 하강해 오기 때문에, 동작보정부(302)는, 붐(4)의 자세를 유지 가능한 추력(유지추력(FMIN))을 취득하여, 유지추력(FMIN)보다 높은 범위에서, 제한추력(FMAX)을 설정하면 된다.

예를 들면, 도 18은, 동작보정부(302)에 의한 제한추력(FMAX)의 취득방법을 설명하는 도이다. 구체적으로는, 도 18은, 동작보정부(302)에 있어서의 제한추력(FMAX)의 취득기능에 관한 구성을 나타내는 블록도이다.

도 18에 나타내는 바와 같이, 동작보정부(302)는, 테이블참조에 근거하여, 제한추력(FMAX)을 취득(설정)한다. 동작보정부(302)는, 제1 룩업테이블(600), 제2 룩업테이블(602), 테이블셀렉터(604), 셀렉터(606)를 포함한다.

제1 룩업테이블(600)은, 각종 센서(32)에 포함되는 붐각도센서의 출력인 붐각(θ1)을 입력으로 하여, 제한추력(FMAX)을 출력한다. 제1 룩업테이블(600)은, 미리 규정되는 쇼벨(100)의 다른 복수의 상태에 대응하여 마련된 복수의 테이블을 포함해도 된다.

제2 룩업테이블(602)은, 각종 센서(32)에 포함되는 붐각도센서 및 암각도센서로부터 출력되는 붐각(θ1) 및 암각(θ2)을 입력으로 하여, 유지추력(FMIN)을 출력한다. 제2 룩업테이블(602)은, 제1 룩업테이블(600)과 동일하게, 미리 규정되는 쇼벨(100)의 다른 복수의 상태에 대응하여 마련된 복수의 테이블을 포함해도 된다.

테이블셀렉터(604)는, 제1 룩업테이블(600) 중에서, 각종 센서(32)에 포함되는 버킷각도센서, 및 차체(상부선회체(3))에 탑재되는 피치각도센서 및 스윙각도센서로부터 출력되는 버킷각(θ3), 차체의 피치각(θP), 스윙각(θS) 중 적어도 하나를 파라미터로 하여, 최적인 테이블을 선택한다.

또, 테이블셀렉터(604)는, 제2 룩업테이블(602) 중에서, 버킷각(θ3), 차체의 피치각(θP), 및 스윙각(θS) 중 적어도 하나를 파라미터로 하여, 최적인 테이블을 선택한다.

셀렉터(606)는, 제한추력(FMAX) 및 유지추력(FMIN) 중 큰 일방을 출력한다. 이로써, 붐의 하강을 방지하면서, 진동동작을 억제할 수 있다.

다만, 동작보정부(302)는, 제한추력(FMAX)을, 테이블참조 대신에 연산처리에 의하여 취득해도 된다. 또, 동작보정부(302)는, 동일하게, 유지추력(FMIN)을 테이블참조 대신에, 연산처리에 의하여 취득해도 된다.

[쇼벨의 의도하지 않는 동작의 판정방법]

다음으로, 도 19~도 26을 참조하여, 의도하지 않는 동작의 판정방법에 대하여 설명한다.

<끌림동작의 판정방법>

도 19(도 19a, 도 19b)는, 쇼벨(100)의 끌림동작의 발생의 판정방법의 제1예를 설명하는 도이다. 구체적으로는, 도 19는, 쇼벨(100)의 상부선회체(3)에 장착된 가속도센서(32A)의 장착위치의 일례를 설명하는 도이다.

본 예에 관한 쇼벨(100)의 각종 센서(32)에는, 가속도센서(32A)가 포함된다.

도 19에 나타내는 바와 같이, 가속도센서(32A)는, 상부선회체(3)에 탑재된다.

가속도센서(32A)는, 쇼벨(100)을 평면시에서 보았을 때의 어태치먼트가 뻗어 있는 방향에 대응하는 직선(L1)을 따른 방향으로 검출축을 갖는다. 어태치먼트가 상부선회체(3)에 미치게 하는 힘의 작용점은, 붐(4)의 근원(3A)이다. 따라서, 가속도센서(32A)는, 붐(4)의 근원(3A)에 마련하는 것이 바람직하다. 이로써, 동작판정부(301)는, 가속도센서(32A)의 출력신호에 근거하여, 어태치먼트의 동작에 기인하는 쇼벨(100)의 끌림동작의 발생을 적합하게 특정할 수 있다.

여기에서, 가속도센서(32A)가 선회축(3B)으로부터 멀어지면, 상부선회체(3)가 선회운동할 때에, 가속도센서(32A)가, 선회운동에 의한 원심력의 영향을 받아버린다. 그래서 가속도센서(32A)는, 붐(4)의 근원(3A)의 근방이면서, 또한 선회축(3B)의 근방에 배치하는 것이 바람직하다.

즉, 가속도센서(32A)는, 붐(4)의 근원(3A)과 상부선회체(3)의 선회축(3B)과의 사이의 영역(R1)에 배치하는 것이 바람직하다. 이로써, 가속도센서(32A)의 출력에 포함되는 선회운동의 영향을 저감시킬 수 있기 때문에, 동작판정부(301)는, 가속도센서(32A)의 출력에 근거하여, 어태치먼트의 동작에 기인하는 끌림동작을 적합하게 검출할 수 있다.

또, 가속도센서(32A)의 위치가 지면에서 너무 멀면, 피칭이나 롤링에 기인하는 가속도성분이 가속도센서(32A)의 출력에 포함되기 쉬워진다. 이 관점으로부터, 가속도센서(32A)는, 상부선회체(3)의 가능한 한 아래 쪽에 배치되는 것이 바람직하다.

또, 본 예에서는, 가속도센서(32A) 대신에, 각종 센서(32)에 포함될 수 있는 속도센서를 상부선회체(3)의 동일한 위치에 탑재해도 된다. 이로써, 동작판정부(301)는, 속도센서에 의하여 검출되는 직선(L1)을 따른 속도에 대응하는 출력에 근거하여, 쇼벨(100)의 끌림동작의 발생을 특정할 수 있다.

또, 본 예에서는, 각종 센서(32)는, 가속도센서(32A)에 더하여, 상부선회체(3)에 탑재되는 각속도센서를 더 포함해도 된다. 이 경우, 동작보정부(302)는, 당해 각속도센서의 출력에 근거하여, 가속도센서(32A)의 출력을 보정해도 된다. 가속도센서(32A)의 출력에는, 특정 방향의 직진운동(끌림동작)뿐만 아니라, 피칭방향, 요잉방향, 롤링방향의 회전운동의 성분도 포함될 수 있다. 이 변형예에 의하면, 각속도센서를 병용함으로써, 회전운동의 영향을 제외하여, 끌림동작에 상당하는 직진운동만 추출할 수 있기 때문에, 동작판정부(301)에 의한 끌림동작의 판정정밀도를 향상시킬 수 있다.

또, 본 예에서는, 가속도센서(32A)는, 상부선회체(3)에 마련되지만, 하부주행체(1)에 마련되어도 된다. 이 경우, 각종 센서(32)에 포함될 수 있는 상부선회체(3)의 선회각도(선회위치)를 검출하는 각도센서의 출력을 병용함으로써, 동작판정부(301)는, 하부주행체(1)의 가속도센서(32A)의 출력으로부터, 어태치먼트의 연재방향(직선(L1))을 따른 직진운동을 특정하여, 그 방향으로의 끌림동작의 발생을 특정할 수 있다.

계속해서, 도 20은, 끌림동작의 발생의 판정방법의 제2예를 설명하는 도이다.

본 예에서는, 각종 센서(32)에는, 거리센서(32B)가 포함된다.

도 20에 나타내는 바와 같이, 거리센서(32B)는, 쇼벨(100)의 상부선회체(3)의 전단부에 장착되며, 쇼벨(100)의 상부선회체(3)의 전방의 소정 범위의 지면 등의 지형이나 장애물 등과, 자기가 장착되는 차체(상부선회체(3))와의 거리를 측정한다. 거리센서(32B)는, 예를 들면 LIDAR(Light Detection and Ranging), 밀리파 레이더, 스테레오 카메라 등이다.

동작판정부(301)는, 거리센서(32B)에 의하여 측정되는, 상부선회체(3)와, 쇼벨(100)의 주변의 고정된 기준대상물과의 사이의 상대위치관계의 변화에 근거하여, 쇼벨(100)의 끌림동작의 발생을 판정한다. 구체적으로는, 동작판정부(301)는, 거리센서(32B)의 출력에 근거하여, 상부선회체(3)로부터 본 지면(200a)의 상대위치가 대략 수평방향, 구체적으로는, 쇼벨(100)이 위치하는 평면에 대략 평행으로 이동한 경우, 끌림동작이 발생했다고 판정할 수 있다. 예를 들면, 도 20에 나타내는 바와 같이, 동작판정부(301)는, 거리센서(32B)의 출력에 근거하여, 상부선회체(3)로부터 본 전방의 지면(200a)의 상대위치가, 상부선회체(3)에 가까워지는 측(점선(200b)의 위치)으로 대략 수평이동한 경우, 쇼벨(100)의 전방 끌림동작이 발생했다고 판정할 수 있다. 반대로, 동작판정부(301)는, 상부선회체(3)로부터 본 전방의 지면(200a)의 상대위치가 상부선회체(3)로부터 멀어지는 측으로 대략 수평이동한 경우, 쇼벨(100)의 후방 끌림동작이 발생했다고 판정할 수 있다.

다만, 동작판정부(301)는, 거리센서(32B) 대신에, 상부선회체(3)와 쇼벨(100)의 주변의 고정된 기준대상물과의 상대위치관계를 검출 가능한 다른 센서, 예를 들면 화상센서(단안 카메라)를 이용하여, 끌림동작의 발생을 판정해도 된다.

또, 쇼벨(100)의 고정된 기준대상물은, 지면에 한정되지 않으며 건축물이나 기준대상물로서의 이용을 목적으로 의도적으로 쇼벨(100)의 주변에 배치된 특정 물체 등이어도 된다.

또, 거리센서(32B)는, 상부선회체(3)가 아니라, 어태치먼트에 장착되어도 된다. 이 경우, 동작판정부(301)는, 어태치먼트와 기준대상물과의 거리뿐만 아니라, 어태치먼트와 상부선회체(3)와의 거리를 계측 가능하면 된다. 이로써, 동작판정부(301)는, 거리센서(32B)의 출력에 근거하여, 어태치먼트로부터 본 기준대상물 및 상부선회체(3)의 각각과의 상대위치를 특정할 수 있다, 즉, 간접적으로, 상부선회체(3)와 기준대상물과의 상대위치관계를 판단할 수 있다. 따라서, 동작판정부(301)는, 어태치먼트에 탑재되는 거리센서(32B)의 출력에 근거하여, 상부선회체(3)와 기준대상물과의 상대위치관계가 변화하고, 상부선회체(3)로부터 보아 상부선회체(3)가 위치하는 평면과 대략 평행하게 이동한 경우, 끌림동작이 발생했다고 판정할 수 있다.

계속해서, 도 21(도 21a, 도 21b)은, 끌림동작의 발생의 판정방법의 제3예를 설명하는 도이다. 구체적으로는, 도 21a는, 끌림동작이 발생하고 있지 않은 경우의 쇼벨(100)을 나타내고, 도 21b는, 끌림동작이 발생하고 있는 경우의 쇼벨(100)을 나타낸다.

본 예에서는, 각종 센서(32)에는, IMU(32C)가 포함된다.

도 21a, 도 21b에 나타내는 바와 같이, IMU(32C)는, 붐(4)에 장착된다.

도 21a에 나타내는 바와 같이, 쇼벨(100)에 끌림동작이 발생하고 있지 않은 경우, 붐(4)의 IMU(32C)는, 붐(4)의 상승하강에 따른 회전운동을 검출하기 때문에, IMU(32C)에 의하여 검출되는 전후방향의 가속도성분은, 회전운동에 의한 상대적으로 작은 값으로서 출력된다.

한편, 도 21b에 나타내는 바와 같이, 쇼벨(100)에 끌림동작이 발생하고 있는 경우, 쇼벨(100)이 전후방향으로 이동하기 때문에, IMU(32C)에 의한 끌림방향, 즉, 전후방향의 가속도성분이 상대적으로 큰 값으로서 출력된다.

따라서, 동작판정부(301)는, 예를 들면 IMU(32C)에 의하여 검출된 가속도성분이 소정 임계값 이상이 된 경우에, 끌림동작이 발생했다고 판정해도 된다. 소정 임계값은, 실험이나 시뮬레이션 해석 등에 근거하여 적절히 설정될 수 있다. 또, 동작판정부(301)는, 검출된 가속도성분의 방향에 따라, 전방 끌림동작인지 후방 끌림동작인지를 판정할 수 있다.

다만, 본 예에서는, 전후방향의 붐(4)의 운동을 검출 가능하다면, IMU(32C) 대신에, 속도센서, 가속도센서 등이 채용되어도 된다. 이 경우, 동작판정부(301)는, IMU(32C)의 경우와 동일하게, 센서의 출력값이 상대적으로 커진 경우에, 끌림동작이 발생했다고 판정해도 된다.

계속해서, 도 22(도 22a, 도 22b)는, 끌림동작의 발생의 판정방법의 제4예를 설명하는 도이다. 구체적으로는, 도 22a는, 끌림동작이 발생하고 있지 않은 경우의 쇼벨(100)을 나타내고, 도 22b는, 끌림동작이 발생하고 있는 경우의 쇼벨(100)을 나타낸다.

본 예에서는, 각종 센서(32)에는, 2개의 IMU(32C)가 포함된다.

도 22a, 도 22b에 나타내는 바와 같이, 그 중 일방의 IMU(32C)는, 암(5)에 장착되고, 타방의 IMU(32C)는, 버킷(6)에 장착된다.

도 22a에 나타내는 바와 같이, 쇼벨(100)에 끌림동작이 발생하고 있지 않은 경우, 버킷(6)의 IMU(32C)에 의하여 검출되는 전후방향의 가속도성분은, 암(5)의 가속도성분과 버킷(6)의 구동축 둘레의 각가속도성분의 합성에 의하여 나타난다. 그 때문에, 버킷(6)의 IMU(32C)에 의하여 검출되는 가속도성분은, 암(5)의 IMU(32C)에 의하여 검출되는 전후방향의 가속도성분보다 상대적으로 커진다.

한편, 도 22b에 나타내는 바와 같이, 쇼벨(100)에 끌림동작이 발생하고 있는 경우, 암(5)은, 끌림동작에 따라, 전후방향으로 이동하지만, 버킷(6)은, 굴삭작업에 의하여 지면에 접지하고 있기 때문에, 이동하기 어렵다. 그 때문에, 버킷(6)의 IMU(32C)에 의하여 검출되는 전후방향의 가속도성분은, 암(5)의 IMU(32C)에 의하여 검출되는 전후방향의 가속도성분보다 어느 정도 작아진다.

따라서, 동작판정부(301)는, 예를 들면 암(5) 및 버킷(6)의 IMU(32C)의 각각에 의하여 검출되는 가속도성분의 차분이 소정 임계값 이상이 된 경우에, 끌림동작이 발생했다고 판정해도 된다. 소정 임계값은, 실험이나 시뮬레이션 해석 등에 근거하여 적절히 설정될 수 있다. 또, 동작판정부(301)는, 암(5)의 가속도성분의 방향에 따라, 전방 끌림동작인지 후방 끌림동작인지를 판정할 수 있다.

또, 암(5)에 장착되는 IMU(32C)는, 가능한 한, 암(5)과 버킷(6)의 연결위치보다 붐(4)과 암(5)의 연결위치 쪽에 배치되는 것이 바람직하다. 이로써, 쇼벨(100)의 끌림동작의 발생시에, 암(5)과 버킷(6)의 연결위치를 지점으로 하여, 암(5)에 있어서의 IMU(32C)의 장착위치의 이동량을 최대한 크게 할 수 있다. 그 때문에, 동작판정부(301)는, 암(5) 및 버킷(6)의 각각의 IMU(32C)에 의하여 검출된 가속도성분의 차분에 의하여, 끌림동작을 보다 판정하기 쉬워진다.

다만, 본 예에서는, 암(5) 및 버킷(6)의 전후방향의 동작이 검출 가능하다면, IMU(32C) 대신에, 속도센서, 가속도센서 등이 채용되어도 된다. 또, 본 예에서는, 암(5) 및 버킷(6)에 IMU(32C)가 장착되지만, 추가로, 붐(4)에 장착되어도 된다. 이로써, 암(5) 및 버킷(6)의 각각의 IMU(32C)의 출력값의 차분뿐만 아니라, 붐(4) 및 버킷(6)의 각각의 IMU(32C)의 출력값의 차분으로부터 끌림동작의 유무를 판정할 수 있기 때문에, 판정정밀도를 높일 수 있다. 또, 암(5)의 IMU(32C)를 붐(4)에 장착해도 된다. 이 경우, 붐(4) 및 버킷(6)의 각각의 IMU(32C)의 출력값의 차분으로부터 끌림동작의 유무를 판정할 수 있다.

<부상동작의 판정방법>

도 23(도 23a~도 23c)은, 쇼벨(100)의 부상동작의 발생의 판정방법의 제1예를 설명하는 도이다. 구체적으로는, 도 23a~도 23c는, 각각, 쇼벨의 부상동작이 발생했을 때의 차체의 전후방향(피치방향)의 경사각도, 각속도, 및 각가속도의 시간변화를 나타내는 도이다.

본 예에서는, 동작판정부(301)는, 각종 센서(32)에 포함되는, 차체의 전후방향의 경사, 즉, 피치방향의 경사각도에 관한 각도관련정보를 출력 가능한 센서의 출력에 근거하여, 쇼벨(100)의 부상동작의 발생을 판정한다.

차체의 피치방향의 경사각도에 관한 각도관련정보(경사각도, 각속도, 각가속도 등)를 출력 가능한 센서로서는, 경사센서(각도센서), 각속도센서, IMU 등이 채용될 수 있다.

예를 들면, 도 23a~도 23c에 나타내는 바와 같이, 부상동작이 발생하면, 쇼벨(100)의 피치방향의 경사각도, 각속도, 및 각가속도는, 어느 정도 큰 값이 되기 때문에, 동작판정부(301)는, 이들 값이 소정 임계값(도면 중 점선의 일정값) 이상이 된 경우, 부상동작이 발생했다고 판정할 수 있다. 또, 동작판정부(301)는, 그 경사각도, 각속도, 및 각가속도의 발생방향, 즉, 피치축을 중심으로 하여 후방경사인지 전방경사인지에 따라, 전부 부상동작인지 후부 부상동작인지를 판정할 수 있다.

계속해서, 도 24는, 부상동작의 발생의 판정방법의 제2예를 설명하는 도이다.

본 예에서는, 각종 센서(32)에는, 도 20의 경우와 동일하게, 거리센서(32B)가 포함된다.

도 24에 나타내는 바와 같이, 거리센서(32B)는, 도 20의 경우와 동일하게, 쇼벨(100)의 상부선회체(3)의 전단부에 장착되며, 쇼벨(100)의 상부선회체(3)의 전방의 소정 범위의 지면 등의 지형이나 장애물 등과, 자기가 장착되는 차체(상부선회체(3))와의 거리를 측정한다.

동작판정부(301)는, 도 20의 경우와 동일하게, 거리센서(32B)에 의하여 측정되는, 상부선회체(3)와, 쇼벨(100)의 주변의 고정된 기준대상물과의 사이의 상대위치관계의 변화에 근거하여, 쇼벨(100)의 부상동작의 발생을 판정한다. 구체적으로는, 동작판정부(301)는, 거리센서(32B)의 출력에 근거하여, 상부선회체(3)로부터 본 지면(240a)의 상대위치가 대략 상하방향, 구체적으로는, 쇼벨(100)이 위치하는 평면에 대략 연직인 방향으로 이동한 경우, 부상동작이 발생했다고 판정할 수 있다. 예를 들면, 도 24에 나타내는 바와 같이, 동작판정부(301)는, 거리센서(32B)의 출력에 근거하여, 상부선회체(3)로부터 본 전방의 지면(200a)의 상대위치가, 대략 하방향(도면 중 점선(240b))으로 이동한 경우, 쇼벨(100)의 전부 부상동작이 발생했다고 판정할 수 있다. 반대로, 동작판정부(301)는, 상부선회체(3)로부터 본 전방의 지면(240a)의 상대위치가, 대략 상방향으로 이동한 경우, 쇼벨(100)의 후부 부상동작이 발생했다고 판정할 수 있다.

다만, 동작판정부(301)는, 거리센서(32B) 대신에, 상부선회체(3)와 쇼벨(100)의 주변의 고정된 기준대상물과의 상대위치관계를 검출 가능한 다른 센서, 예를 들면 화상센서(단안 카메라)를 이용하여, 부상동작의 발생을 판정해도 된다.

또, 쇼벨(100)의 고정된 기준대상물은, 지면에 한정되지 않으며 건축물이나 기준대상물로서의 이용을 목적으로 의도적으로 쇼벨(100)의 주변에 배치된 특정 물체 등이어도 된다.

또, 거리센서(32B)는, 상부선회체(3)가 아니라, 어태치먼트에 장착되어도 된다. 이 경우, 동작판정부(301)는, 어태치먼트와 기준대상물과의 거리뿐만 아니라, 어태치먼트와 상부선회체(3)와의 거리를 계측 가능하면 된다. 이로써, 동작판정부(301)는, 거리센서(32B)의 출력에 근거하여, 어태치먼트로부터 본 기준대상물 및 상부선회체(3)의 각각과의 상대위치를 특정할 수 있다, 즉, 간접적으로, 상부선회체(3)와 기준대상물과의 상대위치관계를 판단할 수 있다. 따라서, 동작판정부(301)는, 어태치먼트에 탑재되는 거리센서(32B)의 출력에 근거하여, 상부선회체(3)와 기준대상물과의 상대위치관계가 변화하고, 상부선회체(3)로부터 보아 상부선회체(3)가 위치하는 평면과 대략 연직으로 이동한 경우, 부상동작이 발생했다고 판정할 수 있다.

계속해서, 도 25(도 25a, 도 25b)는, 부상동작의 발생의 판정방법의 제3예를 설명하는 도이다. 구체적으로는, 도 25a는, 부상동작이 발생하고 있지 않은 경우의 쇼벨(100)을 나타내고, 도 25b는, 부상동작이 발생하고 있는 경우의 쇼벨(100)을 나타낸다.

본 예에서는, 각종 센서(32)에는, 도 21a, 도 21b의 경우와 동일하게, IMU(32C)가 포함된다.

도 25a, 도 25b에 나타내는 바와 같이, IMU(32C)는, 도 21a, 도 21b의 경우와 동일하게, 붐(4)에 장착된다.

도 25a에 나타내는 바와 같이, 쇼벨(100)에 부상동작이 발생하고 있지 않은 경우, 붐(4)의 IMU(32C)는, 붐(4)의 비교적 완만한 상승하강에 따른 회전운동을 검출하기 때문에, IMU(32C)에 의하여 검출되는 각가속도성분은, 상대적으로 작은 값으로서 출력된다.

한편, 도 25b에 나타내는 바와 같이, 쇼벨(100)에 부상동작이 발생하고 있는 경우, IMU(32C)에 의한 부상방향의 각가속도성분이 상대적으로 큰 값으로서 출력된다.

따라서, 동작판정부(301)는, 예를 들면 IMU(32C)에 의하여 검출된 각가속도성분이 소정 임계값 이상이 된 경우에, 쇼벨(100)의 부상동작이 발생했다고 판정해도 된다. 소정 임계값은, 실험이나 시뮬레이션 해석 등에 근거하여 적절히 설정될 수 있다. 또, 동작판정부(301)는, 검출된 가속도성분의 방향에 따라, 전방 끌림동작인지 후방 끌림동작인지를 판정할 수 있다.

또, 붐(4)의 상승하강방향과 쇼벨(100)의 부상방향이 반대인 경우, 붐(4)에 발생하는 각가속도의 절대값만으로는, 부상동작이 발생했는지 아닌지를 판정할 수 없는 경우도 있을 수 있다. 그 때문에, 동작판정부(301)는, IMU(32C)에 근거하는 붐(4)의 각가속도의 변화량 혹은 변화율이 소정 임계값 이상이 된 경우에, 쇼벨(100)의 부상동작이 발생했다고 판정해도 된다.

다만, 본 예에서는, 붐(4)의 회전방향의 운동을 검출 가능하다면, IMU(32C) 대신에, 속도센서, 가속도센서 등이 채용되어도 된다. 이 경우, 동작판정부(301)는, IMU(32C)의 경우와 동일하게, 센서의 출력값이 상대적으로 커진 경우나 그 변화율이 상대적으로 커진 경우에, 부상동작이 발생했다고 판정해도 된다.

계속해서, 도 26(도 26a, 도 26b)은, 부상동작의 발생의 판정방법의 제4예를 설명하는 도이다. 구체적으로는, 도 26a는, 부상동작이 발생하고 있지 않은 경우의 쇼벨(100)을 나타내고, 도 26b는, 부상동작이 발생하고 있는 경우의 쇼벨(100)을 나타낸다.

본 예에서는, 각종 센서(32)에는, 도 22a, 도 22b의 경우와 동일하게, 2개의 IMU(32C)가 포함된다.

도 26a, 도 26b에 나타내는 바와 같이, 그 중 일방의 IMU(32C)는, 암(5)에 장착되고, 타방의 IMU(32C)는, 버킷(6)에 장착된다.

도 26a에 나타내는 바와 같이, 쇼벨(100)에 부상동작이 발생하고 있지 않은 경우, 버킷(6)의 IMU(32C)에 의하여 검출되는 전후방향의 가속도성분은, 암(5)의 가속도성분과 버킷(6)의 구동축 둘레의 각가속도성분의 합성에 의하여 나타난다. 그 때문에, 버킷(6)의 IMU(32C)에 의하여 검출되는 가속도성분은, 암(5)의 IMU(32C)에 의하여 검출되는 전후방향의 가속도성분보다 상대적으로 커진다.

한편, 도 26b에 나타내는 바와 같이, 쇼벨(100)에 부상동작이 발생하고 있는 경우, 암(5)은, 부상동작에 따라, 버킷(6)과 지면과의 접지점 부근을 중심으로 이동(회전운동)하지만, 버킷(6)은, 굴삭작업에 의하여 지면에 접지하고 있기 때문에, 이동하기 어렵다. 그 때문에, 버킷(6)의 IMU(32C)에 의하여 검출되는 전후방향의 가속도성분 및 구동축 둘레의 각가속도성분은, 암(5)의 IMU(32C)에 의하여 검출되는 전후방향의 가속도성분 및 각가속도성분보다 어느 정도 작아진다.

따라서, 동작판정부(301)는, 예를 들면 암(5) 및 버킷(6)의 IMU(32C)의 각각에 의하여 검출되는 가속도성분 혹은 어태치먼트의 구동축과 평행한 축 둘레의 각가속도의 차분이 소정 임계값 이상이 된 경우에, 부상동작이 발생했다고 판정해도 된다. 소정 임계값은, 실험이나 시뮬레이션 해석 등에 근거하여 적절히 설정될 수 있다. 또, 동작판정부(301)는, 암(5)의 가속도성분의 방향에 따라, 전방 부상동작인지 후방 부상동작인지를 판정할 수 있다.

또, 암(5)에 장착되는 IMU(32C)는, 가능한 한, 암(5)과 버킷(6)의 연결위치보다 붐(4)과 암(5)의 연결위치 쪽에 배치되는 것이 바람직하다. 이로써, 쇼벨(100)의 부상동작의 발생시에, 암(5)과 버킷(6)의 연결위치를 지점으로 하여, 암(5)에 있어서의 IMU(32C)의 장착위치의 이동량을 최대한 크게 할 수 있다. 그 때문에, 동작판정부(301)는, 암(5) 및 버킷(6)의 각각의 IMU(32C)에 의하여 검출된 가속도성분의 차분에 의하여, 부상동작을 보다 판정하기 쉬워진다.

다만, 본 예에서는, 암(5) 및 버킷(6)의 전후방향의 동작이나 동작축과 평행한 축 둘레의 회동방향의 동작이 검출 가능하다면, IMU(32C) 대신에, 속도센서, 가속도센서, 각가속도센서 등이 채용되어도 된다. 또, 본 예에서는, 암(5) 및 버킷(6)에 IMU(32C)가 장착되지만, 추가로 붐(4)에 장착되어도 된다. 이로써, 암(5) 및 버킷(6)의 각각의 IMU(32C)의 출력값의 차분뿐만 아니라, 붐(4) 및 버킷(6)의 각각의 IMU(32C)의 출력값의 차분으로부터 끌림동작의 유무를 판정할 수 있기 때문에, 판정정밀도를 높일 수 있다. 또, 암(5)의 IMU(32C)를 붐(4)에 장착해도 된다. 이 경우, 붐(4) 및 버킷(6)의 각각의 IMU(32C)의 차분으로부터 부상동작의 유무를 판정할 수 있다.

<진동동작의 발생의 판정방법>

각종 센서(32)에 포함되는 진동을 검출 가능한 센서, 예를 들면 가속도센서, 각가속도센서, IMU 등이 차체(상부선회체(3))에 탑재됨으로써, 동작판정부(301)는, 진동동작의 발생을 판정하는 것이 가능하다. 구체적으로는, 동작판정부(301)는, 각종 센서(32)에 포함되는 이들 센서의 출력에 근거하여, 어태치먼트의 관성모멘트의 변화로 유발되는 차체의 진동에 고유의 주파수와 적합한 진동이 있다고 판단할 수 있는 경우에, 진동동작이 발생하고 있다고 판정해도 된다.

또, 진동동작은, 상술과 같이, 어태치먼트의 공중동작 중에 발생한다. 그 때문에, 동작판정부(301)는, 어태치먼트의 공중동작 중에, 각종 센서(32)의 출력에 근거하여, 어태치먼트의 관성모멘트의 변화로 유발되는 차체의 진동에 고유의 주파수와 적합한 진동이 있다고 판단할 수 있는 경우, 진동동작이 발생하고 있다고 판정해도 된다.

[어태치먼트의 동작을 보정하는 구성의 상세]

다음으로, 도 27~도 35를 참조하여, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 특징적인 구성, 즉, 의도하지 않는 동작을 억제하기 위하여 어태치먼트의 동작을 보정하는 구성의 구체예에 대하여 설명한다.

먼저, 도 27은, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 특징적인 구성의 제1예를 나타내는 도이다. 구체적으로는, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 붐실린더(7)에 작동유를 공급하는 유압회로를 중심으로 하는 구성의 제1예를 나타내는 도이다.

다만, 본 예에서는, 레버장치(26A)에 의하여 붐(4), 즉 붐실린더(7)의 조작이 행해지는 전제로 한다. 이하, 도 28~도 35에 대해서도 동일하다. 또, 컨트롤밸브(17) 내의 붐실린더(7)에 작동유를 공급하는 붐용 방향제어밸브(17A)의 포트에, 레버장치(26A)로부터의 2차측의 파일럿압을 전달하는 파일럿 라인(27)을 파일럿 라인(27A)이라고 칭한다.

도 27에 나타내는 바와 같이, 본 예에서는, 컨트롤밸브(17) 내의 붐용 방향제어밸브(17A)와 붐실린더(7)의 로드측 유실 및 보텀측 유실과의 사이로부터 분기하여, 작동유를 탱크(T)에 배출시키는 바이패스유로(271, 272)가 마련된다.

바이패스유로(271)에는, 붐실린더(7)의 로드측 유실의 작동유를 탱크(T)에 배출시키는 전자릴리프밸브(33)가 마련된다.

바이패스유로(272)에는, 붐실린더(7)의 보텀측 유실의 작동유를 탱크(T)에 배출시키는 전자릴리프밸브(33)가 마련된다.

다만, 바이패스유로(271, 272), 및 전자릴리프밸브(33, 34)는, 컨트롤밸브(17)의 내부 및 외부 어느 쪽에 마련되어도 된다.

또, 각종 센서(32)에는, 붐실린더(7)의 로드압(PR) 및 보텀압(PB)을 검출하는 압력센서(32D, 32E)가 포함되며, 그 출력은, 컨트롤러(30)에 입력된다.

컨트롤러(30), 즉, 동작보정부(302)는, 압력센서(32D, 32E)로부터 입력되는 출력신호에 근거하여, 로드압(PR) 및 보텀압(PB)을 감시할 수 있다. 또, 동작보정부(302)는, 적절히, 전자릴리프밸브(33, 34)에 전류지령값을 출력하고, 붐실린더(7)의 로드측 유실 혹은 보텀측 유실의 작동유를 강제적으로 탱크(T)에 배출시켜, 붐실린더(7) 내의 과잉 압력을 억제할 수 있다. 따라서, 도 9~도 17을 참조하여 설명한 붐실린더(7)의 동작을 보정하는 보정방법을 채용하여, 붐실린더(7) 내에 발생하는 과잉 압력을 저감시킴으로써, 쇼벨(100)의 의도하지 않는 동작, 즉, 끌림동작, 부상동작을 억제할 수 있다.

계속해서, 도 28은, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 특징적인 구성의 제2예를 나타내는 도이다. 구체적으로는, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 붐실린더(7)에 작동유를 공급하는 유압회로를 중심으로 하는 구성의 제2예를 나타내는 도이다.

도 28에 나타내는 바와 같이, 본 예에서는, 레버장치(26A)와 붐용 방향제어밸브(17A)의 포트의 사이의 파일럿 라인(27A)에 전자비례밸브(36)가 마련된다.

또, 각종 센서(32)에는, 도 27의 경우와 동일하게, 붐실린더(7)의 로드압(PR) 및 보텀압(PB)을 검출하는 압력센서(32D, 32E)가 포함되며, 그 출력은, 컨트롤러(30)에 입력된다.

컨트롤러(30), 즉, 동작보정부(302)는, 압력센서(32D, 32E)로부터 입력되는 출력신호에 근거하여, 로드압(PR) 및 보텀압(PB)을 감시할 수 있다. 또, 동작보정부(302)는, 적절히, 전자비례밸브(36)에 전류지령값을 출력함으로써, 레버장치(26A)에 있어서의 조작상태에 대응하는 파일럿압을 변화시켜, 붐용 방향제어밸브(17A)의 포트에 입력시킬 수 있다. 즉, 동작보정부(302)는, 적절히, 전자비례밸브(36)에 전류지령값을 출력함으로써, 붐용 방향제어밸브(17A)를 제어하고, 붐실린더(7)의 로드측 유실 혹은 보텀측 유실의 작동유를 적절히 탱크(T)에 배출시켜, 붐실린더(7) 내의 과잉 압력을 억제할 수 있다. 따라서, 도 9~도 17을 참조하여 설명한 붐실린더(7)의 동작을 보정하는 보정방법을 채용하여, 붐실린더(7) 내에 발생하는 과잉 압력을 저감시킴으로써, 쇼벨(100)의 의도하지 않는 동작, 즉, 끌림동작, 부상동작을 억제할 수 있다.

다만, 본 예에서는, 오퍼레이터에 의한 레버장치(26A)의 조작상태, 즉 붐(4)의 조작상태에 대응하는 신호를 보정한 신호가 붐용 방향제어밸브(17A)에 입력되지만, 붐(4)의 조작상태에 대응하는 신호와는 다른 신호가 입력되어도 된다. 예를 들면, 레버장치(46A)보다 상류측(파일럿펌프(15)측)의 파일럿 라인(25)으로부터 분기하여 붐용 방향제어밸브(17A)의 포트에 접속되는 유로에 전자비례밸브가 마련되면 된다. 이 경우, 동작보정부(302)는, 그 전자비례밸브에 전류지령을 출력함으로써, 붐(4)의 조작상태에 대응하는 신호와는 다른 신호를 붐용 방향제어밸브(17A)에 입력하고, 레버장치(26A)의 조작상태에 관계없이, 붐용 방향제어밸브(17A)를 제어할 수 있다. 또, 이 경우, 컨트롤러(30)는, 통상시, 압력센서(29)에 의하여 검출되는 레버장치(16A)의 조작상태에 대응하는 압력신호에 근거하여, 전자비례밸브에 전류지령을 출력함으로써, 오퍼레이터에 의한 레버장치(16A)의 조작상태에 따라, 붐용 방향제어밸브(17A)를 제어할 수 있다.

계속해서, 도 29는, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 특징적인 구성의 제3예를 나타내는 도이다. 구체적으로는, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 붐실린더(7)에 작동유를 공급하는 유압회로를 중심으로 하는 구성의 제3예를 나타내는 도이다.

도 29에 나타내는 바와 같이, 각종 센서(32)에는, 도 27 등의 경우와 동일하게, 붐실린더(7)의 로드압(PR) 및 보텀압(PB)을 검출하는 압력센서(32D, 32E)가 포함되며, 그 출력은, 컨트롤러(30)에 입력된다.

컨트롤러(30), 즉, 동작보정부(302)는, 압력센서(32D, 32E)로부터 입력되는 출력신호에 근거하여, 로드압(PR) 및 보텀압(PB)을 감시할 수 있다. 또, 컨트롤러(30)는, 메인펌프(14)의 사판의 경전각을 제어하는 레귤레이터(14A)에 대하여, 적절히, 전류지령값을 출력함으로써, 메인펌프(14)의 출력이나 유량을 제어할 수 있다. 즉, 동작보정부(302)는, 적절히, 레귤레이터(14A)에 전류지령값을 출력하여, 메인펌프(14)의 동작을 제한함으로써, 붐실린더(7)에 공급되는 작동유의 유량 등을 제한하여, 붐실린더(7) 내의 과잉 압력을 억제할 수 있다. 따라서, 도 9~도 17을 참조하여 설명한 붐실린더(7)의 동작을 보정하는 보정방법을 채용하여, 붐실린더(7) 내에 발생하는 과잉 압력을 저감시킴으로써, 쇼벨(100)의 의도하지 않는 동작, 즉, 끌림동작, 부상동작을 억제할 수 있다.

계속해서, 도 30은, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 특징적인 구성의 제4예를 나타내는 도이다. 구체적으로는, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 붐실린더(7)에 작동유를 공급하는 유압회로를 중심으로 하는 구성의 제4예를 나타내는 도이다.

도 30에 나타내는 바와 같이, 각종 센서(32)에는, 도 27 등의 경우와 동일하게, 붐실린더(7)의 로드압(PR) 및 보텀압(PB)을 검출하는 압력센서(32D, 32E)가 포함되며, 그 출력은, 컨트롤러(30)에 입력된다.

컨트롤러(30), 즉, 동작보정부(302)는, 압력센서(32D, 32E)로부터 입력되는 출력신호에 근거하여, 로드압(PR) 및 보텀압(PB)을 감시할 수 있다. 또, 동작보정부(302)는, 적절히, 엔진(11)의 가동상태를 제어하는 ECM(Engine Control Module)(11A)에 제어지령을 출력함으로써, 엔진(11)의 출력을 제어할 수 있다. 즉, 동작보정부(302)는, 적절히, ECM(11A)에 제어지령을 출력하여, 엔진(11)의 출력을 제한함으로써, 엔진(11)으로 구동되는 메인펌프(14)의 출력을 제한하여, 붐실린더(7)에 공급되는 작동유의 유량 등을 제한할 수 있다. 즉, 동작보정부(302)는, 붐실린더(7) 내의 과잉 압력을 억제할 수 있다. 따라서, 도 9~도 17을 참조하여 설명한 붐실린더(7)의 동작을 보정하는 보정방법을 채용하여, 붐실린더(7) 내에 발생하는 과잉 압력을 저감시킴으로써, 쇼벨(100)의 의도하지 않는 동작, 즉, 끌림동작, 부상동작을 억제할 수 있다.

계속해서, 도 31은, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 특징적인 구성의 제5예를 나타내는 도이다. 구체적으로는, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 붐실린더(7)에 작동유를 공급하는 유압회로를 중심으로 하는 구성의 제5예를 나타내는 도이다.

다만, 본 예에서는, 각종 센서(32)에는, 도 27~도 30의 압력센서(32D, 32E)와 동일한 압력센서가 포함되는 전제로 한다. 이하, 도 32~도 35에 대해서도 동일하다.

도 31에 나타내는 바와 같이, 본 예에서는, 컨트롤밸브(17)는, 전자전환밸브(38)를 포함한다.

전자전환밸브(38)는, 붐용 방향제어밸브(17A)와 붐실린더(7)의 보텀측 유실의 사이를 접속하는 유로(311)와, 작동유를 탱크(T)에 순환시키는 유로(312)와의 사이를 바이패스시키는 양태로 마련된다. 이로써, 전자전환밸브(38)는, 연통상태인 경우, 붐실린더(7)의 보텀측 유실의 작동유를 탱크(T)에 배출시킬 수 있다.

컨트롤러(30)는, 즉, 동작보정부(302)는, 각종 센서(32)(붐실린더(7)의 로드측 유실 및 보텀측 유실의 압력을 검출하는 압력센서)로부터 입력되는 출력신호에 근거하여, 로드압(PR) 및 보텀압(PB)을 감시할 수 있다. 또, 동작보정부(302)는, 적절히, 전자전환밸브(38)에 전류지령값을 출력함으로써, 전자전환밸브(38)의 연통/비연통상태를 제어할 수 있다. 즉, 동작보정부(302)는, 적절히, 전자전환밸브(38)에 전류지령값을 출력하여, 전자전환밸브(38)를 통하여, 붐실린더(7)의 보텀측 유실의 작동유를 탱크(T)에 배출시킴으로써, 붐실린더(7)의 보텀측 유실에 발생한 과잉 압력(보텀압(PB))을 억제할 수 있다. 따라서, 도 9~도 17을 참조하여 설명한 붐실린더(7)의 동작을 보정하는 보정방법을 채용하여, 붐실린더(7)의 보텀측 유실에 발생하는 과잉 압력을 저감시킴으로써, 쇼벨(100)의 의도하지 않는 동작, 즉, 끌림동작, 부상동작을 억제할 수 있다.

다만, 컨트롤밸브(17)의 내부에, 붐용 방향제어밸브(17A)와 붐실린더(7)의 로드측 유실의 사이를 접속하는 유로와, 작동유를 탱크(T)에 순환시키는 유로(312)와의 사이를 바이패스시키는 전자전환밸브가 마련되어도 된다. 이 경우, 동작보정부(302)는, 적절히, 당해 전자전환밸브에 전류지령값을 출력함으로써, 붐실린더(7)의 로드측 유실에 발생하는 과잉 압력에 대해서도 저감시킬 수 있다.

계속해서, 도 32는, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 특징적인 구성의 제6예를 나타내는 도이다. 구체적으로는, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 붐실린더(7)에 작동유를 공급하는 유압회로를 중심으로 하는 구성의 제5예를 나타내는 도이다. 이하, 도면 중에 있어서, 2개의 붐실린더(7)가 나타나지만, 메인펌프(14)와 붐실린더(7)의 사이에 컨트롤밸브(17)와 후술하는 압력유지회로(40)가 개재설치되는 점은, 어느 붐실린더(7)에 대해서도 마찬가지이므로, 일방의 붐실린더(7)(도면 중 우측의 붐실린더(7))에 대한 유압회로를 중심으로 설명한다.

다만, 본 실시형태에서는, 도 27의 경우와 동일하게, 컨트롤밸브(17)와 붐실린더(7)의 로드측 유실의 사이로부터 분기하는 유로에, 로드측 유실의 작동유를 탱크(T)에 배출시키는 전자릴리프밸브(33)가 마련된다. 이하, 도 33에 대해서도 동일하다.

도 32에 나타내는 바와 같이, 본 예에 관한 쇼벨(100)에는, 예를 들면 유압호스가 파열 등에 의하여 파손된 경우여도, 붐실린더(7)의 보텀측 유실의 작동유가 배출되지 않도록 유지하는 압력유지회로(40)가 마련된다. 이하, 도 33~도 35에 대해서도 동일하다.

압력유지회로(40)는, 컨트롤밸브(17)와 붐실린더(7)의 보텀측 유실의 사이를 접속하는 유로에 개재설치된다. 압력유지회로(40)는, 주로, 유지밸브(42)와, 스풀밸브(44)를 포함한다.

유지밸브(42)는, 스풀밸브(44)의 상태에 관계없이, 유로(321)를 경유하여 컨트롤밸브(17)로부터 공급되는 작동유를, 붐실린더(7)의 보텀측 유실에 공급한다.

또, 유지밸브(42)는, 스풀밸브(44)가 비연통상태(도면 중 좌단의 스풀상태)인 경우, 붐실린더(7)의 보텀측 유실의 작동유가 압력유지회로(40)의 하류측에 배출되지 않도록 유지한다. 한편, 유지밸브(42)는, 스풀밸브(44)가 연통상태(도면 중 우단의 스풀상태)인 경우, 유로(322)를 경유하여, 붐실린더(7)의 보텀측 유실의 작동유를 압력유지회로(40)의 하류측에 배출할 수 있다.

스풀밸브(44)는, 붐실린더(7)를 조작하는 레버장치(26A)에 포함되는, 붐(4)의 하강조작(붐하강조작)에 대응하는 파일럿압을 출력하는 붐하강용 리모컨밸브(26Aa)로부터 포트에 입력되는 파일럿압에 따라, 그 연통·비연통상태가 제어된다. 구체적으로는, 스풀밸브(44)는, 붐하강용 리모컨밸브(26Aa)로부터 붐하강조작이 되고 있는 것을 나타내는 파일럿압이 입력되는 경우, 연통상태에 대응하는 스풀상태(도면 중 우단의 스풀상태)로 한다. 한편, 스풀밸브(44)는, 붐하강용 리모컨밸브(26Aa)로부터 붐하강조작이 되고 있지 않은 것을 나타내는 파일럿압이 입력되는 경우, 비연통상태에 대응하는 스풀상태(도면 중 좌단의 스풀상태)로 한다. 이로써, 붐하강조작이 되고 있지 않은 상태에서, 압력유지회로(40)보다 하류측의 유압호스의 파손 등이 발생해도, 붐실린더(7)의 보텀측 유실의 작동유(보텀압)가 유지되기 때문에, 붐(4)의 낙하를 방지할 수 있다.

또, 압력유지회로(40)는, 전자릴리프밸브(46)를 포함한다.

전자릴리프밸브(46)는, 압력유지회로(40) 내의 유지밸브(42)와 붐실린더(7)의 보텀측 유실의 사이의 유로(323)로부터 분기하여, 탱크(T)에 접속되는 유로(324)에 마련된다. 즉, 전자릴리프밸브(46)는, 유지밸브보다 상류측, 즉, 붐실린더(7)측의 유로(323)로부터 작동유를 탱크(T)에 릴리프한다. 따라서, 전자릴리프밸브(46)는, 압력유지회로(40)의 작동상태, 구체적으로는, 스풀밸브(44)의 연통/비연통상태에 관계없이, 붐실린더(7)의 보텀측 유실의 작동유를 탱크(T)에 배출시킬 수 있다. 즉, 압력유지회로(40)에 의한 붐실린더(7)의 보텀측 유실의 작동유의 유지기능에 의하여 붐(4)의 낙하를 방지하면서, 붐하강조작의 유무에 관계없이, 붐실린더(7)의 보텀측 유실의 작동유를 탱크(T)에 배출시켜, 과잉 보텀압을 억제할 수 있다.

컨트롤러(30)는, 즉, 동작보정부(302)는, 각종 센서(32)(붐실린더(7)의 로드측 유실 및 보텀측 유실의 압력을 검출하는 압력센서)로부터 입력되는 출력신호에 근거하여, 로드압(PR) 및 보텀압(PB)을 감시할 수 있다. 또, 동작보정부(302)는, 적절히, 전자릴리프밸브(33, 46)에 전류지령값을 출력함으로써, 붐하강조작의 유무에 관계없이, 붐실린더(7)의 로드측 유실 혹은 보텀측 유실의 작동유를 강제적으로 탱크(T)에 배출시켜, 붐실린더(7) 내의 과잉 압력을 억제할 수 있다. 따라서, 도 9~도 17을 참조하여 설명한 붐실린더(7)의 동작을 보정하는 보정방법을 채용하여, 붐실린더(7) 내에 발생하는 과잉 압력을 저감시킴으로써, 쇼벨(100)의 의도하지 않는 동작, 즉, 끌림동작, 부상동작을 억제할 수 있다.

계속해서, 도 33은, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 특징적인 구성의 제7예를 나타내는 도이다. 구체적으로는, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 붐실린더(7)에 작동유를 공급하는 유압회로를 중심으로 하는 구성의 제7예를 나타내는 도이다.

도 33에 나타내는 바와 같이, 본 예에서는, 붐실린더(7)의 보텀측 유실과 압력유지회로(40)의 사이의 유로(331)로부터 분기하여 탱크(T)에 접속되는 유로(332)에 전자릴리프밸브(50)가 마련된다. 이로써, 전자릴리프밸브(50)는, 압력유지회로(40)의 작동상태, 구체적으로는, 스풀밸브(44)의 연통/비연통상태에 관계없이, 붐실린더(7)의 보텀측 유실의 작동유를 탱크(T)에 배출시킬 수 있다. 즉, 압력유지회로(40)에 의한 붐실린더(7)의 보텀측 유실의 작동유의 유지기능에 의하여 붐(4)의 낙하를 방지하면서, 붐실린더(7)의 조작상태에 관계없이, 붐실린더(7)의 보텀측 유실의 작동유를 탱크(T)에 배출시켜, 과잉 보텀압을 억제할 수 있다.

컨트롤러(30), 즉, 동작보정부(302)는, 각종 센서(32)(붐실린더(7)의 로드측 유실 및 보텀측 유실의 압력을 검출하는 압력센서)로부터 입력되는 출력신호에 근거하여, 로드압(PR) 및 보텀압(PB)을 감시할 수 있다. 또, 동작보정부(302)는, 적절히, 전자릴리프밸브(33, 50)에 전류지령값을 출력함으로써, 붐하강조작의 유무에 관계없이, 붐실린더(7)의 로드측 유실 혹은 보텀측 유실의 작동유를 강제적으로 탱크(T)에 배출시켜, 붐실린더(7) 내의 과잉 압력을 억제할 수 있다. 따라서, 도 9~도 17을 참조하여 설명한 붐실린더(7)의 동작을 보정하는 보정방법을 채용하여, 붐실린더(7) 내에 발생하는 과잉 압력을 저감시킴으로써, 쇼벨(100)의 의도하지 않는 동작, 즉, 끌림동작, 부상동작을 억제할 수 있다.

계속해서, 도 34는, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 특징적인 구성의 제8예를 나타내는 도이다. 구체적으로는, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 붐실린더(7)에 작동유를 공급하는 유압회로를 중심으로 하는 구성의 제8예를 나타내는 도이다.

도 34에 나타내는 바와 같이, 붐하강용 리모컨밸브(26Aa)로부터 붐하강조작의 조작상태에 대응하는 파일럿압을, 압력유지회로(40)의 스풀밸브(44)에 공급하는 파일럿 회로에, 전자전환밸브(52)와, 셔틀밸브(54)가 마련된다.

전자전환밸브(52)는, 파일럿펌프(15)와 붐하강용 리모컨밸브(26Aa)의 사이의 파일럿 라인(25A)으로부터 분기하고, 붐하강용 리모컨밸브(26Aa)를 바이패스하여 셔틀밸브(54)의 일방의 입력포트에 접속되는 유로(341)에 마련된다. 전자전환밸브(52)는, 유로(341)의 연통/비연통상태를 전환한다.

다만, 전자전환밸브(52) 대신에, 전자비례밸브가 채용됨으로써, 유로(341)의 연통/비연통상태를 전환해도 된다.

셔틀밸브(54)는, 상술과 같이, 일방의 입력포트에 유로(341)의 일단이 접속되고, 타방의 입력포트에 붐하강용 리모컨밸브(26Aa)의 2차측의 유로(342)가 접속된다. 셔틀밸브(54)는, 2개의 입력 중 파일럿압이 높은 쪽을 스풀밸브(44)를 향하게 하여 출력한다. 이로써, 붐하강조작이 되고 있지 않은 경우여도, 전자전환밸브(52) 및 셔틀밸브(54)를 경유하여, 스풀밸브(44)에 붐하강조작이 되고 있는 경우와 동일한 파일럿압을 입력할 수 있다. 즉, 붐하강조작을 하지 않은 경우여도, 압력유지회로(40)의 하류에 붐실린더(7)의 보텀측 유실의 작동유를 유출시킬 수 있다.

또, 본 예에서는, 컨트롤밸브(17)의 내부에 전자릴리프밸브(56, 58)가 마련된다.

다만, 전자릴리프밸브(56, 58)는, 붐용 방향제어밸브(17A)와 압력유지회로(40)의 유로로부터 바이패스하여 작동유를 탱크(T)에 배출 가능한 구성이면, 컨트롤밸브(17)의 외부에 마련되어도 된다.

전자릴리프밸브(56)는, 붐실린더(7)의 로드측 유실과 붐용 방향제어밸브(17A)의 사이의 유로로부터 분기하여, 탱크(T)에 접속되는 유로(343)에 마련된다. 이로써, 전자릴리프밸브(56)는, 붐실린더(7)의 로드측 유실의 작동유를 탱크(T)에 배출할 수 있다.

전자릴리프밸브(58)는, 압력유지회로(40)와 붐용 방향제어밸브(17A)의 사이의 유로로부터 분기하여, 탱크(T)에 접속되는 유로(344)에 마련된다. 이로써, 전자릴리프밸브(56)는, 압력유지회로(40)를 경유하여, 붐실린더(7)의 보텀측 유실로부터 유출하는 작동유를 탱크(T)에 배출할 수 있다. 즉, 상술한 전자전환밸브(52) 및 셔틀밸브(54)에 의한 작용에 의하여, 전자릴리프밸브(58)는, 붐하강조작이 되고 있지 않은 경우여도, 붐실린더(7)의 보텀측 유실의 작동유를 탱크(T)에 배출하여, 과잉 보텀압(PB)을 억제할 수 있다.

다만, 본 예에 있어서, 컨트롤밸브(17) 내에 도 35의 전자전환밸브(38)가 마련되는 경우, 전자릴리프밸브(58)의 기능은, 당해 전자전환밸브(38)에 치환되어도 된다. 또, 상술과 같이, 도 35의 전자전환밸브(38)와 동일하게, 붐용 방향제어밸브(17A)와 붐실린더(7)의 로드측 유실의 사이를 접속하는 유로와, 작동유를 탱크(T)에 순환시키는 유로와의 사이를 바이패스시키는 전자전환밸브가 컨트롤밸브(17) 내에 마련되어도 된다. 이 경우, 전자릴리프밸브(56)의 기능은, 당해 전자전환밸브에 치환되어도 된다. 이하, 도 35에 대해서도 동일하다.

컨트롤러(30), 즉, 동작보정부(302)는, 각종 센서(32)(붐실린더(7)의 로드측 유실 및 보텀측 유실의 압력을 검출하는 압력센서)로부터 입력되는 출력신호에 근거하여, 로드압(PR) 및 보텀압(PB)을 감시할 수 있다. 또, 동작보정부(302)는, 적절히, 전자전환밸브(52) 및 전자릴리프밸브(56, 58)에 전류지령값을 출력함으로써, 붐하강조작의 유무에 관계없이, 붐실린더(7)의 로드측 유실 혹은 보텀측 유실의 작동유를 강제적으로 탱크(T)에 배출시켜, 붐실린더(7) 내의 과잉 압력을 억제할 수 있다. 따라서, 도 9~도 17을 참조하여 설명한 붐실린더(7)의 동작을 보정하는 보정방법을 채용하여, 붐실린더(7) 내에 발생하는 과잉 압력을 저감시킴으로써, 쇼벨(100)의 의도하지 않는 동작, 즉, 끌림동작, 부상동작을 억제할 수 있다.

계속해서, 도 35는, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 특징적인 구성의 제9예를 나타내는 도이다. 구체적으로는, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 붐실린더(7)에 작동유를 공급하는 유압회로를 중심으로 하는 구성의 제9예를 나타내는 도이다.

도 35에 나타내는 바와 같이, 본 예에서는, 붐하강용 리모컨밸브(26Aa)로부터 붐하강조작상태에 대응하는 파일럿압을, 압력유지회로(40)의 스풀밸브(44)에 공급하는 파일럿 회로에, 전자비례밸브(60)와, 도 34의 경우와 동일한 셔틀밸브(54)가 마련된다.

전자비례밸브(60)는, 파일럿펌프(15)와 붐하강용 리모컨밸브(26Aa)의 사이의 파일럿 라인(25A)으로부터 분기하고, 붐하강용 리모컨밸브(26Aa)를 바이패스하여 셔틀밸브(54)의 일방의 입력포트에 접속되는 유로(351)에 마련된다. 전자비례밸브(60)는, 유로(341)의 연통/비연통상태의 전환제어, 및 셔틀밸브(54)에 입력되는 파일럿압의 제어를 행한다.

셔틀밸브(54)는, 도 34의 경우와 동일하게, 일방의 입력포트에 유로(351)의 일단이 접속되고, 타방의 입력포트에 붐하강용 리모컨밸브(26Aa)의 2차측의 유로(352)가 접속된다. 셔틀밸브(54)는, 2개의 입력 중 파일럿압이 높은 쪽을 스풀밸브(44)를 향하게 하여 출력한다. 이로써, 붐하강조작이 되고 있지 않은 경우여도, 전자비례밸브(60) 및 셔틀밸브(54)를 경유하여, 스풀밸브(44)에 붐하강조작이 되고 있는 경우와 동일한 파일럿압을 입력할 수 있다. 즉, 붐하강조작이 되고 있지 않은 경우여도, 압력유지회로(40)의 하류에 붐실린더(7)의 보텀측 유실의 작동유를 유출시킬 수 있다.

또, 본 예에서는, 컨트롤밸브(17)의 내부에 전자릴리프밸브(56)가 마련된다.

다만, 전자릴리프밸브(56)는, 붐용 방향제어밸브(17A)와 압력유지회로(40)의 유로로부터 바이패스하여 작동유를 탱크(T)에 배출 가능한 구성이면, 컨트롤밸브(17)의 외부에 마련되어도 된다.

전자릴리프밸브(56)는, 도 34의 경우와 동일하게, 붐실린더(7)의 로드측 유실과 붐용 방향제어밸브(17A)의 사이의 유로로부터 분기하여, 탱크(T)에 접속되는 유로(353)에 마련된다. 이로써, 전자릴리프밸브(56)는, 붐실린더(7)의 로드측 유실의 작동유를 탱크(T)에 배출할 수 있다.

컨트롤러(30), 즉, 동작보정부(302)는, 각종 센서(32)(붐실린더(7)의 로드측 유실 및 보텀측 유실의 압력을 검출하는 압력센서)로부터 입력되는 출력신호에 근거하여, 로드압(PR) 및 보텀압(PB)을 감시할 수 있다. 또, 동작보정부(302)는, 적절히, 전자릴리프밸브(56)에 전류지령값을 출력함으로써, 붐실린더(7)의 로드측 유실의 작동유를 강제적으로 탱크(T)에 배출시켜, 붐실린더(7)의 로드측 유실 내의 과잉 압력(로드압)을 억제할 수 있다.

또, 전자비례밸브(60)가 채용됨으로써, 셔틀밸브(54)를 통하여, 스풀밸브(44)에 입력되는 파일럿압을 미세하게 제어할 수 있다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 적절히, 전자비례밸브(60)에 전류지령값을 출력하고, 전자비례밸브(60)의 작동상태를 미세하게 제어함으로써, 압력유지회로(40)를 경유하여, 붐실린더(7)의 보텀측 유실로부터 유출하는 작동유의 유량을 미세하게 조절할 수 있다. 즉, 컨트롤러(30)는, 컨트롤밸브(17)에 관계없이, 붐하강조작시의 붐실린더(7)의 보텀측 유실로부터 컨트롤밸브(17)를 경유하여 배출되는 작동유의 유량을 조정할 수 있다. 따라서, 컨트롤러(30), 즉, 동작보정부(302)는, 적절히, 전자비례밸브(60)에 전류지령값을 출력함으로써, 붐하강조작의 유무에 관계없이, 붐실린더(7)의 보텀측 유실의 작동유를 적절히 탱크(T)에 배출시켜, 붐실린더(7) 내의 과잉 압력을 억제할 수 있다.

따라서, 도 9~도 17을 참조하여 설명한 붐실린더(7)의 동작을 보정하는 보정방법을 채용하여, 붐실린더(7) 내에 발생하는 과잉 압력을 저감시킴으로써, 쇼벨(100)의 의도하지 않는 동작, 즉, 끌림동작, 부상동작을 억제할 수 있다.

[어태치먼트의 동작을 보정하는 처리 동작의 상세]

다음으로, 도 36을 참조하여, 컨트롤러(30)(동작판정부(301), 동작보정부(302))에 의한 어태치먼트의 동작을 보정하는 처리(동작보정처리)에 대하여 설명한다.

도 36은, 본 실시형태에 관한 컨트롤러(30)에 의한 동작보정처리의 일례를 개략적으로 나타내는 플로차트이다. 본 플로차트에 의한 처리는, 예를 들면 쇼벨(100)의 가동 중에 있어서, 소정 시간마다, 반복 실행된다.

스텝 S3600에서, 동작판정부(301)는, 압력센서(29)나 각종 센서(32)로부터의 입력에 근거하여, 쇼벨(100)이 주행 중인지 아닌지를 판정한다. 동작판정부(301)는, 쇼벨(100)이 주행 중이 아닌 경우, 스텝 S3602로 진행되고, 쇼벨(100)이 주행 중인 경우, 이번의 처리를 종료한다.

스텝 S3602에서, 동작판정부(301)는, 압력센서(29)나 각종 센서(32)로부터의 입력에 근거하여, 어태치먼트의 조작 중인지 아닌지, 즉, 어태치먼트를 사용한 작업 중(굴삭작업 중)인지 아닌지를 판정한다. 동작판정부(301)는, 어태치먼트의 조작 중인 경우, 스텝 S3604로 진행되고, 어태치먼트의 조작 중이 아닌 경우, 이번의 처리를 종료한다.

스텝 S3604에서, 동작판정부(301)는, 각종 센서(32)의 입력에 근거하여, 의도하지 않는 동작이 발생하고 있는지 아닌지를 판정한다. 이 때, 동작판정부(301)는, 상술한 의도하지 않는 동작의 전부 또는 일부를 대상으로 하여, 상술한 판정방법을 이용하여, 의도하지 않는 동작이 발생하고 있는지 아닌지를 판정한다. 동작판정부(301)는, 의도하지 않는 동작이 발생하고 있는 경우, 스텝 S3606로 진행되고, 의도하지 않는 동작이 발생하고 있지 않은 경우, 이번의 처리를 종료한다.

스텝 S3606에서, 동작보정부(302)는, 발생하고 있는 동작(판정 동작)에 맞춘 제어목표값을 취득한다. 예를 들면, 동작보정부(302)는, 진동동작이 발생하고 있다고 판정된 경우, 상술한 도 18을 참조하여 설명한 내용에 근거하여, 제어목표값으로서의 제한추력(FMAX) 혹은 유지추력(FMIN)을 취득한다. 또, 진동동작 이외의 의도하지 않는 동작, 즉, 끌림동작 및 부상동작의 경우에 대해서도, 동작보정부(302)는, 도 18을 참조하여 설명한 내용과 동일하게, 테이블참조에 근거하여, 제어목표값으로서의 제한추력을 취득해도 된다.

스텝 S3608에서, 동작보정부(302)는, 제어대상에 제어지령을 출력하여, 어태치먼트의 동작을 보정한다. 제어대상에는, 상술과 같이, 예를 들면 전자릴리프밸브(33, 34), 전자비례밸브(36), 레귤레이터(14A), ECM(11A), 전자전환밸브(38), 전자릴리프밸브(46), 전자릴리프밸브(50), 전자전환밸브(52), 전자릴리프밸브(56, 58), 전자비례밸브(60) 등이 포함된다.

예를 들면, 쇼벨의 오퍼레이터가 의도하지 않는 동작의 발생을 방지하기 위하여, 쇼벨의 어태치먼트의 동작을 보정(억제)하는 기술이 알려져 있다(상술한 특허문헌 1 참조).

특허문헌 1에서는, 쇼벨의 어태치먼트를 구동하는 유압실린더의 압력이 소정의 허용최대압력 이하가 되도록 유압제어함으로써, 쇼벨의 끌림동작이나 부상동작 등의 의도하지 않는 동작을 억제하는 기술이 개시되어 있다.

그러나, 특허문헌 1에서는, 의도하지 않는 동작이 실제로 발생했는지 아닌지가 판정되지 않고, 쇼벨의 어태치먼트의 동작이 보정되기 때문에, 오퍼레이터의 조작성을 악화시킬 가능성이 있다.

이에 대하여, 본 예에서는, 동작판정부(301)에 의하여 의도하지 않는 동작의 발생이 판정된다. 그리고, 동작보정부(302)는, 동작판정부(301)에 의하여 의도하지 않는 동작의 발생이 판정된 경우에, 어태치먼트의 동작을 보정한다. 이로써, 의도하지 않는 동작이 실제로 발생한 것을 확인한 다음, 어태치먼트의 동작이 보정되기 때문에, 의도하지 않는 동작을 억제하면서, 오퍼레이터에 의한 조작성의 악화를 억제할 수 있다.

다만, 상술한 실시형태 및 후술하는 변형예에 관하여, 이하를 더 개시한다.

(1-1)

주행체와,

상기 주행체에 선회 가능하게 탑재되는 선회체와,

상기 선회체에 탑재되는 어태치먼트를 구비하는 쇼벨로서,

상기 선회체 또는 상기 어태치먼트에 장착되어, 상기 선회체 및 상기 어태치먼트 중 장착대상인 일방과 주변의 물체와의 상대위치관계를 검출하는 검출부와,

검출부에 의하여 검출되는, 상기 장착대상과, 그 쇼벨의 주변의 고정된 기준대상물과의 상대위치관계의 변화에 근거하여, 소정의 의도하지 않는 동작이 발생했는지 아닌지를 판정하는 판정부를 더 구비하는,

쇼벨.

(1-2)

상기 검출부는, 상기 장착대상과, 상기 기준대상물로서의 그 쇼벨의 주변의 지면과의 상대위치관계를 검출하는,

(1-1)에 기재된 쇼벨.

(1-3)

상기 검출부는, 상기 선회체에 장착되는,

(1-1) 또는 (1-2)에 기재된 쇼벨.

(1-4)

상기 판정부는, 상기 검출부에 의하여 검출된 상기 선회체로부터 본 상기 기준대상물의 상대위치가 쇼벨이 위치하는 평면과 대략 평행으로 이동한 경우, 상기 의도하지 않는 동작으로서의 끌림동작이 발생했다고 판정하는,

(1-3)에 기재된 쇼벨.

(1-5)

상기 판정부는, 상기 검출부에 의하여 검출된 상기 장착대상으로부터 본 상기 기준대상물의 상대위치가 상하방향으로 이동한 경우, 상기 의도하지 않는 동작으로서 부상동작이 발생했다고 판정하는,

(1-3) 또는 (1-4)에 기재된 쇼벨.

(1-6)

상기 검출부는, 상기 어태치먼트에 장착되어, 그 어태치먼트와, 상기 기준대상물 및 상기 선회체의 각각과의 상대위치관계를 검출하고,

상기 판정부는, 상기 검출부에 의하여 검출된, 그 어태치먼트로부터 본 상기 기준대상물의 상대위치의 변화와, 상기 어태치먼트로부터 본 상기 선회체의 상대위치의 변화에 근거하여, 상기 의도하지 않는 동작이 발생했는지 아닌지를 판정하는,

(1-1) 또는 (1-2)에 기재된 쇼벨.

(1-7)

상기 판정부에 의하여 상기 의도하지 않는 동작이 발생했다고 판정된 경우에, 상기 어태치먼트의 동작을 보정하는 동작보정부를 더 구비하는,

(1-1) 내지 (1-6) 중 어느 한 항에 기재된 쇼벨.

(1-8)

상기 동작보정부는, 상기 주행체가 조작되고 있지 않고, 또한 상기 어태치먼트가 조작되고 있는 상황에서, 상기 판정부에 의하여 상기 의도하지 않는 동작이 발생했다고 판정된 경우에, 상기 어태치먼트의 동작을 보정하는,

(1-7)에 기재된 쇼벨.

(2-1)

주행체와,

상기 주행체에 선회 가능하게 탑재되는 선회체와,

상기 선회체에 탑재되는 어태치먼트를 구비하는 쇼벨로서,

그 쇼벨에 소정의 의도하지 않는 동작이 발생했는지 아닌지를 판정하는 판정부를 더 구비하는,

쇼벨.

(2-2)

상기 의도하지 않는 동작에는, 상기 주행체의 조작이 되고 있지 않음에도 불구하고, 그 주행체 및 상기 선회체가 상기 선회체로부터 본 전방 또는 후방으로 이동하는 동작, 상기 주행체 및 상기 선회체에 있어서의 상기 선회체로부터 본 전부 또는 후부가 부상하는 동작, 및 상기 주행체 및 상기 선회체가 상기 어태치먼트의 동작에 기인하여 진동하는 동작 중 적어도 하나가 포함되는,

(2-1)에 기재된 쇼벨.

(2-3)

그 쇼벨의 동작을 검출하는 센서를 더 구비하고,

상기 판정부는, 상기 센서의 출력에 근거하여, 상기 의도하지 않는 동작이 발생했는지 아닌지를 판정하는,

(2-1) 또는 (2-2)에 기재된 쇼벨.

(2-4)

상기 센서는, 상기 선회체에 장착되어, 상기 선회체의 동작을 검출하는,

(2-3)에 기재된 쇼벨.

(2-5)

상기 센서는, 상기 어태치먼트에 장착되어, 상기 어태치먼트의 동작을 검출하는,

(2-3)에 기재된 쇼벨.

(2-6)

상기 센서는, 상기 어태치먼트 중 붐에 장착되어, 상기 붐의 동작을 검출하는 제1 센서를 포함하며,

상기 판정부는, 상기 제1 센서의 출력의 변화에 근거하여, 상기 의도하지 않는 동작이 발생했는지 아닌지를 판정하는,

(2-5)에 기재된 쇼벨.

(2-7)

상기 센서는, 상기 어태치먼트 중 버킷에 마련되어, 그 동작을 검출하는 제2 센서와, 붐 및 암 중 적어도 일방에 마련되어, 그 동작을 검출하는 제3 센서를 포함하고,

상기 판정부는, 상기 제2 센서의 출력과 상기 제3 센서의 출력과의 상대관계의 변화에 근거하여, 상기 의도하지 않는 동작이 발생했는지 아닌지를 판정하는,

(2-5)에 기재된 쇼벨.

(2-8)

상기 판정부에 의하여 상기 의도하지 않는 동작이 발생했다고 판정된 경우에, 상기 어태치먼트의 동작을 보정하는 동작보정부를 더 구비하는,

(2-1) 내지 (2-7) 중 어느 한 항에 기재된 쇼벨.

(2-9)

상기 동작보정부는, 상기 주행체가 조작되고 있지 않고, 또한 상기 어태치먼트가 조작되고 있는 상황에서, 상기 판정부에 의하여 상기 의도하지 않는 동작이 발생했다고 판정된 경우에, 상기 어태치먼트의 동작을 보정하는,

(2-8)에 기재된 쇼벨.

(3-1)

주행체와,

상기 주행체에 선회 가능하게 탑재되는 선회체와,

상기 선회체에 탑재되는 어태치먼트와,

상기 어태치먼트를 구동하는 유압액추에이터와,

상기 어태치먼트의 동작에 관련하여, 상기 유압액추에이터의 유압을 제어하는 유압제어부로서, 상기 어태치먼트의 조작상태에 관계없이, 상기 유압액추에이터의 유압을 제어 가능한 유압제어부를 구비하는,

쇼벨.

(3-2)

오퍼레이터에 의한 조작에 따라, 상기 유압액추에이터의 동작을 제어하는 제어밸브를 더 구비하고,

상기 유압제어부는, 상기 제어밸브와 상기 유압액추에이터의 사이의 유로로부터 작동유를 탱크에 배출함으로써, 상기 유압액추에이터의 유압을 제어하는,

(3-1)에 기재된 쇼벨.

(3-3)

상기 제어밸브와 상기 유압액추에이터의 사이의 유로에 마련되며, 상기 유압액추에이터의 작동유를 유지하는 유지밸브를 더 구비하고,

상기 유압제어부는, 상기 유압액추에이터와 상기 유지밸브의 사이의 유로로부터 작동유를 탱크에 배출함으로써, 상기 유압액추에이터의 유압을 제어하는,

(3-2)에 기재된 쇼벨.

(3-4)

오퍼레이터에 의한 조작에 따라, 상기 유압액추에이터의 동작을 제어하는 제어밸브를 더 구비하고,

상기 유압제어부는, 상기 어태치먼트의 조작상태에 대응하는 신호를 보정한 신호, 또는 상기 어태치먼트의 조작상태에 대응하는 신호와는 다른 신호를 상기 제어밸브에 입력함으로써, 상기 유압액추에이터의 유압을 제어하는,

(3-1)에 기재된 쇼벨.

(3-5)

소정의 동력원에 의하여 구동하며, 상기 유압액추에이터에 작동유를 공급하는 유압펌프를 더 구비하고,

상기 유압제어부는, 상기 유압펌프 또는 상기 동력원을 제어함으로써, 상기 유압액추에이터의 유압을 제어하는,

(3-1)에 기재된 쇼벨.

(3-6)

오퍼레이터에 의한 조작에 따라, 상기 유압액추에이터의 동작을 제어하는 제어밸브와,

상기 제어밸브와 상기 유압액추에이터의 사이의 유로에 마련되며, 상기 유압액추에이터의 작동유를 유지하는 유지밸브와,

상기 어태치먼트의 조작상태에 따라, 상기 유지밸브에 의한 상기 유압액추에이터의 작동유의 유지를 해제시키는 유지해제부를 더 구비하고,

상기 유압제어부는, 상기 어태치먼트의 조작상태에 관계없이, 상기 유지해제부를 제어하고, 상기 유지밸브에 의한 상기 작동유의 유지를 해제시킴으로써, 상기 유압액추에이터의 압력을 제어하는,

(3-1)에 기재된 쇼벨.

(3-7)

그 쇼벨의 소정의 의도하지 않는 동작이 발생했는지 아닌지를 판정하는 판정부와,

상기 판정부에 의하여 상기 의도하지 않는 동작이 발생했다고 판정된 경우에, 상기 유압제어부를 이용하여, 상기 어태치먼트의 동작을 보정하는 동작보정부를 더 구비하는,

(3-1) 내지 (3-6) 중 어느 한 항에 기재된 쇼벨.

(3-8)

상기 동작보정부는, 상기 주행체가 조작되고 있지 않고, 또한 상기 어태치먼트가 조작되고 있는 상황에서, 상기 판정부에 의하여 상기 의도하지 않는 동작이 발생했다고 판정된 경우에, 상기 어태치먼트의 동작을 보정하는,

(3-7)에 기재된 쇼벨.

[변형·개량]

이상, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여 상세하게 서술했지만, 본 발명은 이러한 특정 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 특허청구의 범위에 기재된 본 발명의 요지의 범위 내에 있어서, 다양한 변형·변경·치환 등이 가능하다. 또, 상술한 실시형태를 참조하여 설명된 특징의 각각은, 기술적으로 모순되지 않는 이상, 적절하게 조합되어도 되고, 이하의 각 변형예에 대해서도 동일하다.

<제1 변형예>

예를 들면, 상술한 실시형태에서는, 주로, 붐실린더(7)의 로드측 유실 및 보텀측 유실의 쌍방의 작동유를 탱크(T)에 배출 가능한 구성(예를 들면, 도 27, 도 31~도 35)을 설명했지만, 어느 일방의 작동유를 탱크(T)에 배출하는 구성이어도 된다. 구체적으로는, 상정되는 의도하지 않는 동작에 의하여 압력을 억제해야 할 유실을 미리 알고 있는 경우(예를 들면, 진동동작과 같이 제어대상이 보텀측 유실에 고정되어 있는 경우), 일방의 유실만의 작동유를 탱크(T)에 배출 가능한 구성이 채용되어도 된다.

또, 상술한 실시형태에서는, 주로, 어태치먼트 중 붐실린더(7)의 동작(구체적으로는, 붐실린더(7)의 압력)이 보정되지만, 당연히, 암실린더(8)나 버킷실린더(9)의 동작이 제어되어도 된다. 이하, 도 37, 도 38을 참조하여, 암실린더(8)의 동작을 보정하는 구체예에 대하여 설명한다.

도 37, 도 38은, 쇼벨(100)의 제1 변형예를 설명하는 도이다. 구체적으로는, 도 37은, 쇼벨(100)의 끌림동작에 관한 동작파형도이다. 도 37에는, 위로부터 순서대로, 어태치먼트가 뻗어 있는 방향에 대응하는 직선(L1)을 따른 하부주행체(1)의 속도(ν), 직선(L1)을 따른 하부주행체(1)의 가속도(α), 어태치먼트에 발생하는 동작축 둘레의 모멘트(τ)(예를 들면, 도 38에 나타내는 암(5)의 동작축 둘레의 모멘트(τ2)), 및 어태치먼트의 동작이 쇼벨(100)의 차체에 미치는, 직선(L1)을 따른 힘(F3)이 나타난다. 또, 도 38은, 쇼벨(100)에 의한 굴삭작업에 대응하는 역학적 모델의 일례를 나타내는 도이며, 굴삭작업시에 쇼벨(100)에 작용하는 힘을 예시적으로 나타내는 도이다.

다만, 도 37에는, 비교예로서, 어태치먼트의 동작의 보정이 행해지지 않는 경우의 동작파형이 일점쇄선으로 나타난다.

먼저, 어태치먼트의 동작의 보정이 행해지지 않는 경우의 쇼벨(100)의 동작을 설명한다.

도 37에 나타내는 바와 같이, 시각 t0보다 전에, 끌림동작은 발생하지 않고, 하부주행체(1)는 지면에 대하여 정지하고 있으며, 속도(ν)는 제로이다.

시각 t0에 있어서, 오퍼레이터가 추가로 레버장치(26A, 26B)의 조작레버를 경사시키면, 모멘트(τ2)(혹은, 그 외의 어태치먼트의 동작축 둘레의 모멘트(τ1, τ3))가 증가한다. 이로써, 쇼벨(100)의 본체에 가해지는 직선(L1)을 따른 힘(F3)이 증가한다. 그리고, 시각 t1에 있어서, 힘(F3)은, 최대정지마찰력(μN)을 넘는다. 그러면, 하부주행체(1)는 지면에 대하여 끌리기 시작하여(미끄러지기 시작하여), 속도(ν)는 일점쇄선으로 나타내는 바와 같이 증가해간다.

계속해서, 어태치먼트의 동작의 보정이 행해지는 경우의 쇼벨(100)의 동작을 설명한다.

도 37에 나타내는 바와 같이, 시각 t1에 있어서, 하부주행체(1)가 미끄러지기 시작하면, 가속도(α)가 증가하기 시작한다. 바꿔 말하면, 하부주행체(1)의 끌림동작은, 가속도(α)의 증가로서 나타난다. 따라서, 동작판정부(301)는, 예를 들면 상술한 가속도센서(32A)에 의하여 검출되는 가속도(α)에 근거하여, 끌림동작의 발생을 판정한다. 예를 들면, 동작판정부(301)는, 가속도센서(32A)에 의하여 검출된 가속도(α)가, 소정의 임계값(αTH)을 넘으면, 끌림동작이 발생했다고 판정한다. 그리고, 동작판정부(301)에 의하여 당해 판정이 행해지면, 동작보정부(302)에 의한 어태치먼트의 동작의 보정제어가 유효하게 된다(도 36 참조).

구체적으로는, 시각 t2에 있어서, 가속도(α)가 임계값(αTH)을 넘어 있고, 이로써, 동작보정부(302)에 의한 보정제어가 유효하게 된다. 보정제어는, 보정기간 T 동안, 유효가 되며, 당해 보정기간 T에 있어서, 동작보정부(302)는, 암(5)의 동작축 둘레의 모멘트(τ2)가 오퍼레이터에 의한 조작상태에 관계없이, 저하한다. 모멘트(τ2)가 저하하면, 어태치먼트가 쇼벨(100)의 본체에 미치는 힘(F3)이 작아진다. 그리고, 힘(F3)이, 동마찰력(μ'N)을 하회하면, 끌림동작이 진정된다.

보정기간 T의 경과후, 어태치먼트(암(5))의 동작의 보정제어가 해제되고, 암(5)의 동작축 둘레의 모멘트는 오퍼레이터에 의한 조작입력에 근거한 보정 전의 원래 모멘트(τ2)로 되돌려진다. 보정기간 T는, 1밀리 초~2초 정도이면 되고, 본 발명자들에 의한 시뮬레이션 결과 등을 고려하면, 보다 바람직하게는, 10ms~200ms 정도로 하면 된다.

보정의 해제 후, 힘(F)도 원래 레벨까지 커지지만, 하부주행체(1)는, 지면에 대하여 정지하고 있기 때문에, 힘(F)이 최대정지마찰력(μN)을 넘지 않는 한, 정지상태를 유지하여, 다시 끌림동작이 발생하는 일은 없다.

예를 들면, 도 38의 굴삭작업을 상정하면, 버킷(6)에 대량의 토사를 적재한 상태로 암(5)을 당기면(접으면), 힘(F3)이 발생하여, 하부주행체(1)가 전방으로 끌리기 시작한다. 그러면, 동작보정부(302)는, 동작판정부(301)에 의한 판정결과에 따라, 즉시적으로, 암실린더(8)의 압력을 저감시키고, 추력을 제한함으로써, 암(5)의 끌어당기는 힘, 즉 모멘트(τ2)를 저하시킨다. 이로써, 어태치먼트로부터 차체(상부선회체(3))에 이르는 힘(F3)이 저하하고, 동마찰력(μ'N)을 하회하여, 쇼벨(100)의 끌림동작이 정지한다. 끌림동작이 정지한 후에, 동작보정부(302)에 의한 보정제어가 해제되어, 암(5)의 모멘트(τ2)가 원래로 되돌려진다, 즉, 오퍼레이터에 의한 조작상태에 따른 모멘트(τ2)로 되돌려진다. 이 때, 최대정지마찰력(μN)(>μ'N)이 유효하기 때문에, 끌림동작은 발생하지 않는다. 이 처리를, 매우 짧은 시간 간격으로 정기적으로 반복함으로써, 오퍼레이터에 의한 조작레버의 조작량의 변화를 요청하지 않고, 또 오퍼레이터에 의한 조작감(조작성)을 해치지 않고, 끌림동작을 억제할 수 있다.

이와 같이, 붐실린더(7) 이외의 어태치먼트의 동작을 보정하여, 의도하지 않는 동작을 억제해도 된다.

<제2 변형예>

상술한 실시형태 및 변형예에서는, 붐실린더(7) 등의 압력을 억제하고, 추력을 제한하는 양태로, 어태치먼트의 동작을 보정하지만, 다른 양태에 의하여, 어태치먼트의 동작을 보정해도 된다. 이하, 도 39를 참조하여, 어태치먼트 중 적어도 하나를 변위시켜, 어태치먼트의 자세를 미세조정하는 양태로, 어태치먼트의 동작을 보정하는 방법에 대하여 설명한다.

도 39는, 쇼벨(100)의 제2 변형예를 설명하는 도이다. 구체적으로는, 도 39는, 다른 양태에 의한 어태치먼트의 보정방법을 설명하는 도이다. 도 39에는, 바로 옆에서 본 굴삭작업 중인 쇼벨(100)이 나타난다. 동작의 보정 전의 어태치먼트의 상태가 실선으로 나타나고, 동작의 보정 후의 어태치먼트의 상태가 일점쇄선으로 나타난다.

예를 들면, 버킷(6)에 대량의 토사가 적재되어 있고, 그 상태로 쇼벨(100)이 버킷(6)을 끌어들이는(즉, 암(5) 및 버킷(6)을 접는) 경우를 상정한다. 이 경우, 버킷(6)을 중심으로 하여, 붐의 근원(3A)을 작용점으로 하는 모멘트(T)가 발생한다. 이 모멘트(T) 중, 지면과 평행한 성분이, 하부주행체(1)를 끄는 힘(F3)으로서 작용한다.

동작보정부(302)에 의하여 어태치먼트의 동작이 보정되어, 어태치먼트의 자세가 변화하면, 근원(3A)에 작용하는 모멘트(힘)의 방향이, T에서 Ta로 변화한다. 일례로서, 도 39에서는, 동작보정부(302)에 의하여, 붐(4)의 위치가, 실선에서 일점쇄선(4a)으로 수정된다. 보정 후의 모멘트(Ta) 중 지면과 평행한 성분(하부주행체(1)를 끄는 힘)(Fa)은, 보정 전의 힘(F3)보다 작아진다. 이로써, 쇼벨(100)의 끌림동작이 억제된다. 구체적으로는, 동작보정부(302)는, 오퍼레이터에 의한 조작상태에 관계없이, 암실린더(8)를 수축방향(즉, 암(5)을 하강하는 방향)으로 동작시킴으로써, 본 보정은 실현된다. 보다 구체적으로는, 예를 들면 동작보정부(302)는, 도 28의 전자비례밸브에 대하여, 암실린더(8)를 수축방향으로 이동시키는 전류지령값을 출력하면 된다.

또, 모멘트의 방향이 T에서 Ta로 변화하면, 지면과 수직방향의 성분, 즉 하부주행체(1)를 지면에 누르는 힘이 증가한다. 이로써, 수직항력(N)이 보정 전에 비하여 증가하고, 동마찰력(μ'N)이 증가하며, 또한 끌림동작이 억제된다.

도 39의 예에서는, 끌림동작에 영향을 미치는 힘(F3)을 저감시키는 것과, 수직항력(N)을 증대시키는 것의 2가지 작용에 의하여 끌림동작을 억제하지만, 어느 일방의 작용만 이용하는 양태도 유효하다.

이와 같이, 쇼벨(100)의 어태치먼트의 자세를 미세조정하는 양태로, 어태치먼트의 동작을 보정하여, 의도하지 않는 동작을 억제해도 된다.

<제3 변형예>

상술한 실시형태 및 변형예에서는, 의도하지 않는 동작이 발생했다고 판정된 경우에, 어태치먼트의 동작이 보정되지만, 의도하지 않는 동작의 발생의 유무에 관계없이, 의도하지 않는 동작이 억제되도록, 어태치먼트의 동작을 보정해도 된다. 이하, 도 40을 참조하여, 진동동작의 경우를 예시하면서, 의도하지 않는 동작의 발생의 유무에 관계없이, 의도하지 않는 동작이 억제되도록, 어태치먼트의 동작을 보정하는 방법에 대하여 설명한다.

도 40은, 쇼벨(100)의 제3 변형예를 설명하는 도이다. 구체적으로는, 동작보정부(302)에 의한 진동동작의 억제처리의 일례를 개략적으로 나타내는 플로차트이다. 본 플로차트에 의한 처리는, 예를 들면 쇼벨(100)의 가동 중에 있어서, 소정 시간마다, 반복 실행된다.

스텝 S4000에서, 동작판정부(301)는, 공중동작 중인지 아닌지를 판정한다. 동작판정부(301)는, 공중동작 중이라고 판정한 경우, 스텝 S4002로 진행되고, 공중동작 중이 아니라고 판정한 경우, 이번의 처리를 종료한다.

스텝 S4002에서, 동작보정부(302)는, 어태치먼트의 상태(예를 들면, 붐각(θ1), 암각(θ2), 버킷각(θ3) 등)를 감시한다.

스텝 S4004에서, 동작보정부(302)는, 어태치먼트의 상태에 따라, 예를 들면 제한추력(FMAX)을 결정한다(도 18 참조).

스텝 S4006에서, 동작보정부(302)는, 어태치먼트의 상태에 따라, 유지추력(FMIN)을 결정한다(도 18 참조).

스텝 S4008에서, 동작보정부(302)는, 제한추력(FMAX) 및 유지추력(FMIN)에 근거하여, 제어대상의 실린더(예를 들면, 붐실린더(7))의 보텀압의 상한(PMAX)을 결정한다(도 30 참조).

이와 같이, 동작보정부(302)는, 진동동작의 발생에 관계없이, 실린더의 추력을 제한하여, 진동동작을 억제해도 된다. 또, 다른 의도하지 않는 동작, 즉, 끌림동작이나 부상동작의 억제에 대해서도 동일하며, 동작보정부(302)는, 의도하지 않는 동작의 발생의 유무에 관계없이, 상술한 보정방법(도 9~도 18 등 참조)에 의하여 규정되는 제어목표값을 따른 제어를 실행하여, 의도하지 않는 동작을 억제해도 된다.

<제4 변형예>

상술한 실시형태 및 변형예에서는, 쇼벨(100)의 의도하지 않는 동작을 억제하기 위하여, 제어대상의 실린더(예를 들면, 붐실린더(7))의 로드측 유실 혹은 보텀측 유실의 작동유를 탱크에 배출시키지만, 재생시켜도 된다. 이하, 도 41~도 49를 참조하여, 제어대상 실린더의 로드측 유실 및 보텀측 유실의 사이에서, 작동유를 재생시킴으로써, 의도하지 않는 동작(예를 들면, 끌림동작이나 부상동작)을 억제하는 방법에 대하여 설명한다.

도 41은, 제4 변형예에 관한 쇼벨에 탑재되는 구동계의 구성예를 나타내는 도이다. 도 41에 있어서, 기계적 동력계는 이중선, 작동유 라인은 굵은 실선, 파일럿 라인은 파선, 전기제어계는 일점쇄선으로 각각 나타나 있다.

상술과 같이(도 2 참조), 엔진(11)의 출력축에는 메인펌프(14) 및 파일럿펌프(15)가 접속되어 있다. 메인펌프(14)는, 1회전당 토출량이 레귤레이터(14A)에 의하여 제어되는 가변용량형 유압펌프이다. 파일럿펌프(15)는 고정용량형 유압펌프이다. 메인펌프(14)에는 작동유 라인(16)을 통하여 컨트롤밸브(17)가 접속되어 있다. 파일럿펌프(15)에는 파일럿 라인(25)을 통하여 조작장치(26)가 접속되어 있다.

컨트롤밸브(17)는, 상술과 같이, 복수의 밸브를 포함하는 밸브세트이며, 쇼벨에 있어서의 유압계를 제어한다. 컨트롤밸브(17)는, 작동유 라인을 통하여, 주행유압모터(1L), 주행유압모터(1R), 붐실린더(7), 암실린더(8), 버킷실린더(9), 선회유압모터(21) 등의 유압액추에이터에 접속되어 있다.

조작장치(26)는, 상술과 같이, 유압액추에이터를 조작하기 위한 장치이며, 조작레버 및 조작페달을 포함한다. 조작장치(26)는, 파일럿 라인(27)을 통하여 컨트롤밸브(17)에 접속되고, 또한 파일럿 라인(28)을 통하여 압력센서(29)에 접속되어 있다.

압력센서(29)는, 상술과 같이, 조작장치(26)가 생성하는 파일럿압을 검출하고, 검출한 파일럿압에 관한 정보를 컨트롤러(30)에 송신한다. 압력센서(29)는, 암조작레버의 조작상태를 검출하는 암조작압센서, 붐조작레버의 조작상태를 검출하는 붐조작압센서 등을 포함한다.

컨트롤러(30)는, 상술과 같이, 쇼벨의 구동제어를 행하는 주제어부로서의 제어장치이다. 본 실시예에서는, 컨트롤러(30)는, CPU 및 내부메모리를 포함하는 연산처리장치로 구성되며, 내부메모리에 저장된 구동제어용 프로그램을 CPU에 실행시켜 각종 기능을 실현한다.

실린더압센서(32F)는, 상술한 각종 센서(32)의 일례, 즉, 각종 센서(32)에 포함된다. 구체적으로는, 실린더압센서(32F)는, 유압실린더의 유실에 있어서의 작동유의 압력을 검출하는 센서이며, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 실린더압센서(32F)는, 암로드압센서, 붐로드압센서, 암보텀압센서, 붐보텀압센서 등을 포함한다. 암로드압센서는, 암실린더(8)의 로드측 유실(8R)에 있어서의 작동유의 압력인 암로드압을 검출한다. 붐로드압센서는, 붐실린더(7)의 로드측 유실(7R)에 있어서의 작동유의 압력인 붐로드압을 검출한다. 암보텀압센서는, 암실린더(8)의 보텀측 유실(8B)에 있어서의 작동유의 압력인 암보텀압을 검출한다. 붐보텀압센서는, 붐실린더(7)의 보텀측 유실(7B)에 있어서의 작동유의 압력인 붐보텀압을 검출한다.

자세센서(32G)는, 상술한 각종 센서(32)의 일례, 즉, 각종 센서(32)에 포함된다. 구체적으로는, 자세센서(32G)는, 쇼벨의 자세를 검출하는 센서이며, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 자세센서(32G)는, 암각도센서, 붐각도센서, 버킷각도센서, 선회각도센서, 경사각도센서 등을 포함한다. 암각도센서는, 붐(4)에 대한 암(5)의 개폐각도(이하, "암각도"라고 함)를 검출한다. 붐각도센서는, 상부선회체(3)에 대한 붐(4)의 부앙각도(이하, "붐각도"라고 함)를 검출한다. 버킷각도센서는, 암(5)에 대한 버킷(6)의 개폐각도(이하, "버킷각도"라고 함)를 검출한다. 암각도센서, 붐각도센서 및 버킷각도센서의 각각은, 예를 들면 가속도센서와 자이로센서의 조합으로 구성된다. 퍼텐쇼미터, 스트로크센서, 로터리인코더 등으로 구성되어도 된다. 선회각도센서는, 하부주행체(1)에 대한 상부선회체(3)의 선회각도를 검출한다. 경사각도센서는, 수평면에 대한 쇼벨의 접지면의 각도인 기체경사각도를 검출한다.

표시장치(DD)는, 각종 정보를 표시하기 위한 장치이며, 예를 들면 쇼벨의 운전실에 설치되는 액정 디스플레이이다. 표시장치(DD)는, 컨트롤러(30)로부터의 제어신호에 따라 각종 정보를 표시한다.

음성출력장치(AD)는, 각종 정보를 음성출력하기 위한 장치이며, 예를 들면 쇼벨의 운전실에 설치되는 스피커이다. 음성출력장치(AD)는, 컨트롤러(30)로부터의 제어신호에 따라 각종 정보를 음성출력한다.

재생밸브(V1)는, 유압실린더의 로드측 유실과 보텀측 유실을 접속하는 제1 유로(C1)에 배치된다. 즉, 재생밸브(V1)는, 유압실린더로의 작동유의 유량을 조정하는 유량제어밸브와 유압실린더의 사이에 배치되어 있다. 재생밸브(V1)는, 예를 들면 전자비례밸브이며, 컨트롤러(30)로부터의 제어전류에 따라 제1 유로(C1)의 유로면적을 제어한다. 재생밸브(V1)는, 붐재생밸브, 암재생밸브 등을 포함한다. 본 실시예에서는, 재생밸브(V1)는, 붐실린더(7)의 로드측 유실(7R)과 보텀측 유실(7B)을 접속하는 제1 유로(C1)에 배치된 붐재생밸브이다. 재생밸브(V1)는, 로드측 유실(7R)과 보텀측 유실(7B)의 사이의 쌍방향의 작동유의 흐름을 허용한다. 즉, 체크밸브를 포함하지 않는다. 단, 재생밸브(V1)는, 로드측 유실(7R)로부터 보텀측 유실(7B)로의 작동유의 흐름만을 허용하는 체크밸브가 배치된 유로를 포함하는 제1 밸브위치와, 보텀측 유실(7B)로부터 로드측 유실(7R)로의 작동유의 흐름만을 허용하는 체크밸브가 배치된 유로를 포함하는 제2 밸브위치와, 로드측 유실(7R)과 보텀측 유실(7B)의 사이의 작동유의 흐름을 차단하는 제3 밸브위치를 포함하고 있어도 된다. 혹은, 재생밸브(V1)는, 제1 밸브위치에 상당하는 밸브위치와 제3 밸브위치에 상당하는 밸브위치의 2개의 밸브위치를 포함하는 제1 비례밸브와, 제2 밸브위치에 상당하는 밸브위치와 제3 밸브위치에 상당하는 밸브위치의 2개의 밸브위치를 포함하는 제2 비례밸브로 구성되어 있어도 된다. 또, 재생밸브(V1)는, 컨트롤밸브(17)의 외부에 배치되어 있다. 그 때문에, 컨트롤밸브(17) 내의 스풀밸브의 움직임과는 독립적으로 제어된다.

컨트롤러(30)는, 압력센서(29), 실린더압센서(32F), 자세센서(32G) 등의 출력을 얻어, 각종 기능요소에 의한 연산을 실행한다. 각종 기능요소는, 상술한 동작보정부(302)의 상세한 기능요소로서, 굴삭조작검출부(302A), 자세검출부(302B), 허용최대압력산출부(302C), 재생밸브제어부(302D) 등을 포함한다. 각종 기능요소는, 소프트웨어로 구성되어도 되고 하드웨어로 구성되어도 된다. 그리고, 컨트롤러(30)는, 그 연산결과를 표시장치(DD), 음성출력장치(AD), 재생밸브(V1) 등에 대하여 출력한다.

굴삭조작검출부(302A)는, 굴삭조작이 행해진 것을 검출하는 기능요소이다. 본 실시예에서는, 굴삭조작검출부(302A)는, 암접기조작을 포함하는 암굴삭조작이 행해진 것을 검출한다. 구체적으로는, 굴삭조작검출부(302A)는, 암접기조작이 검출되고, 붐로드압이 소정값 이상이며, 또한 암보텀압과 암로드압의 압력차가 소정값 이상인 경우에, 암굴삭조작이 행해진 것을 검출한다. 다만, 암굴삭조작은, 암접기조작만의 단독조작, 암접기조작과 붐하강조작의 조합인 복합조작, 암접기조작과 버킷접기조작의 조합인 복합조작을 포함한다.

굴삭조작검출부(302A)는, 붐인상조작을 포함하는 붐인상복합굴삭조작이 행해졌는지 아닌지를 검출해도 된다. 구체적으로는, 굴삭조작검출부(302A)는, 붐인상조작이 검출되고, 붐로드압이 소정값 이상이며, 또한 암보텀압과 암로드압의 압력차가 소정값 이상인 경우에, 붐인상복합굴삭조작이 행해진 것을 검출한다. 또, 굴삭조작검출부(302A)는, 암접기조작이 검출된 것을 추가적인 조건으로 하여 붐인상복합굴삭조작이 행해진 것을 검출해도 된다.

굴삭조작검출부(302A)는, 압력센서(29), 실린더압센서(32F)의 출력에 더하여, 혹은 그것들 대신에, 자세센서(32G) 등의 다른 센서의 출력을 이용하여 굴삭조작이 행해졌는지 아닌지를 검출해도 된다.

자세검출부(302B)는, 쇼벨의 자세를 검출하는 기능요소이다. 본 실시예에서는, 자세검출부(302B)는, 자세센서(32G)의 출력에 근거하여 붐각도, 암각도, 버킷각도, 기체경사각도, 및 선회각도를 쇼벨의 자세로서 검출한다.

허용최대압력산출부(302C)는, 굴삭작업 중의 유압실린더에 있어서의 작동유의 허용최대압력을 산출하는 기능요소이다. 허용최대압력은, 쇼벨의 자세에 따라 변화한다. 굴삭작업 중에 유압실린더에 있어서의 작동유가 허용최대압력을 넘으면, 쇼벨의 기체는 의도하지 않는 움직임을 가져오는 경우가 있다. 의도하지 않는 움직임은, 기체의 부상, 기체의 끌림 등을 포함한다. 본 실시예에서는, 허용최대압력산출부(302C)는, 굴삭작업 중의 허용최대붐로드압을 산출한다. 붐로드압이 허용최대붐로드압을 넘으면, 쇼벨의 기체는, 부상할 우려가 있다. 허용최대압력산출부(302C)는, 굴삭작업 중의 허용최대암보텀압을 산출해도 된다. 암보텀압이 허용최대암보텀압을 넘으면, 쇼벨의 기체는, 굴삭지점 쪽으로 끌릴 우려가 있다.

재생밸브제어부(302D)는, 굴삭작업 중에 있어서의 쇼벨의 기체의 의도하지 않는 움직임을 방지하기 위하여 재생밸브(V1)를 제어하는 기능요소이다. 본 실시예에서는, 재생밸브제어부(302D)는, 쇼벨의 기체의 부상을 방지하기 위하여, 재생밸브(V1)의 개구면적을 조정하여 붐로드압을 허용최대붐로드압 이하로 제어한다. 구체적으로는, 재생밸브제어부(302D)는, 쇼벨의 기체의 안정도에 관한 소정의 조건(이하, "제어개시조건"이라고 함)이 충족되어 있다고 판정한 경우에 재생밸브(V1)를 제어하여 쇼벨의 기체의 의도하지 않는 움직임을 방지한다.

보다 구체적으로는, 재생밸브제어부(302D)는, 암접기조작만의 단독조작인 암굴삭조작이 행해지고 있는 경우에, 붐로드압이 상승하여 허용최대붐로드압 이하의 소정 압력에 도달하면, 제어개시조건이 충족되어 있다고 판정한다. 그리고, 재생밸브(V1)를 개방하여 재생밸브(V1)의 개구면적을 크게 한다. 그 결과, 로드측 유실(7R)로부터 보텀측 유실(7B)에 작동유가 흐르고, 붐로드압은 저하한다. 이 때, 보텀측 유실(7B)의 용적은 증대하고, 붐실린더(7)는 신장한다. 이와 같이, 재생밸브제어부(302D)는, 붐로드압을 저감시킴으로써, 붐로드압이 허용최대붐로드압을 넘어 버리는 것을 방지하고, 쇼벨의 기체가 부상하는 것을 방지한다.

또, 재생밸브제어부(302D)는, 재생밸브(V1)를 개방한 경우에는, 표시장치(DD) 및 음성출력장치(AD) 중 적어도 일방에 제어신호를 출력해도 된다. 재생밸브(V1)를 개방한 취지를 나타내는 텍스트메시지를 표시장치(DD)에 표시시키기 위하여, 혹은 그 취지를 나타내는 음성메시지, 경보음 등을 음성출력장치(AD)로부터 출력시키기 위함이다.

다음으로, 도 42를 참조하면서, 자세검출부(302B)에 의한 쇼벨의 자세의 검출, 및 허용최대압력산출부(302C)에 의한 허용최대압력의 산출에 대하여 설명한다. 다만, 도 42는, 굴삭이 행해질 때에 쇼벨에 작용하는 힘의 관계를 나타내는 도이다.

먼저, 굴삭작업 중에 기체가 부상하는 것을 방지하기 위한 제어에 관한 파라미터에 대하여 설명한다.

도 42에 있어서, 점(P1)은, 상부선회체(3)와 붐(4)의 연결점을 나타내고, 점(P2)는, 상부선회체(3)와 붐실린더(7)의 실린더와의 연결점을 나타낸다. 또, 점(P3)은, 붐실린더(7)의 로드(7C)와 붐(4)의 연결점을 나타내고, 점(P4)은, 붐(4)과 암실린더(8)의 실린더와의 연결점을 나타낸다. 또, 점(P5)은, 암실린더(8)의 로드(8C)와 암(5)의 연결점을 나타내고, 점(P6)은, 붐(4)과 암(5)의 연결점을 나타낸다. 또, 점(P7)은, 암(5)과 버킷(6)의 연결점을 나타내고, 점(P8)은, 버킷(6)의 선단을 나타낸다. 다만, 도 42는, 설명의 명료화를 위하여, 버킷실린더(9)의 도시를 생략하고 있다.

또, 도 42는, 점(P1) 및 점(P3)을 잇는 직선과 수평선의 사이의 각도를 붐각도(θ1)로 하고, 점(P3) 및 점(P6)을 잇는 직선과 점(P6) 및 점(P7)을 잇는 직선의 사이의 각도를 암각도(θ2)로 하며, 점(P6) 및 점(P7)를 잇는 직선과 점(P7) 및 점(P8)을 잇는 직선의 사이의 각도를 버킷각도(θ3)로서 나타낸다.

또한, 도 42에 있어서, 거리(D1)는, 기체의 부상이 발생할 때의 회전중심(RC)과 쇼벨의 무게중심(GC)의 사이의 수평거리, 즉, 쇼벨의 질량(M) 및 중력가속도(g)의 곱인 중력(M·g)의 작용선과 회전중심(RC)의 사이의 거리를 나타낸다. 그리고, 거리(D1)와 중력(M·g)의 크기의 곱은, 회전중심(RC) 둘레의 제1의 힘의 모멘트의 크기를 나타낸다. 다만, 기호 "·"은 "×"(승산기호)를 나타낸다.

또, 도 42에 있어서, 거리(D2)는, 회전중심(RC)과 점(P8)의 사이의 수평거리, 즉, 굴삭반력(F_R)의 연직성분(F_R1)의 작용선과 회전중심(RC)의 사이의 거리를 나타낸다. 그리고, 거리(D2)와 연직성분(F_R1)의 크기의 곱은, 회전중심(RC) 둘레의 제2의 힘의 모멘트의 크기를 나타낸다. 다만, 굴삭반력(F_R)은, 연직축에 대하여 굴삭각도(θ)를 형성하고, 굴삭반력(F_R)의 연직성분(F_R1)은, F_R1=F_R·cosθ로 나타난다. 또, 굴삭각도(θ)는, 붐각도(θ1), 암각도(θ2), 및 버킷각도(θ3)에 근거하여 산출된다.

또, 도 42에 있어서, 거리(D3)는, 점(P2) 및 점(P3)을 잇는 직선과 회전중심(RC)의 사이의 거리, 즉, 붐실린더(7)의 로드(7C)를 당기기 시작하려는 힘(F_B)의 작용선과 회전중심(RC)의 사이의 거리를 나타낸다. 그리고, 거리(D3)와 힘(F_B)의 크기의 곱은, 회전중심(RC) 둘레의 제3의 힘의 모멘트의 크기를 나타낸다.

또, 도 42에 있어서, 거리(D4)는, 굴삭반력(F_R)의 작용선과 점(P6)의 사이의 거리를 나타낸다. 그리고, 거리(D4)와 굴삭반력(F_R)의 크기의 곱은, 점(P6) 둘레의 제1의 힘의 모멘트의 크기를 나타낸다.

또, 도 42에 있어서, 거리(D5)는, 점(P4) 및 점(P5)을 잇는 직선과 점(P6)의 사이의 거리, 즉, 암(5)을 접는 암추력(F_A)의 작용선과 점(P6)의 사이의 거리를 나타낸다. 그리고, 거리(D5)와 암추력(F_A)의 크기의 곱은, 점(P6) 둘레의 제2의 힘의 모멘트의 크기를 나타낸다.

여기에서, 굴삭반력(F_R)의 연직성분(F_R1)이 회전중심(RC) 둘레에 쇼벨을 부상시키려고 하는 힘의 모멘트의 크기와, 붐실린더(7)의 로드(7C)를 당기기 시작하려고 하는 힘(F_B)이 회전중심(RC) 둘레에 쇼벨을 부상시키려고 하려고 하는 힘의 모멘트의 크기를 치환 가능하다고 가정한다. 이 경우, 회전중심(RC) 둘레의 제2의 힘의 모멘트의 크기와 회전중심(RC) 둘레의 제3의 힘의 모멘트의 크기의 관계는 이하의 (1)식으로 나타난다.

F_R1·D2=F_R·cosθ·D2=F_B·D3 (31)

또, 암추력(F_A)이 점(P6) 둘레에 암(5)을 접으려고 하는 힘의 모멘트의 크기와, 굴삭반력(F_R)이 점(P6) 둘레에 암(5)을 펼치려고 하는 힘의 모멘트의 크기는 균형이 맞는 것이라고 생각할 수 있다. 이 경우, 점(P6) 둘레의 제1의 힘의 모멘트의 크기와 점(P6) 둘레의 제2의 힘의 모멘트의 크기의 관계는 이하의 (32)식 및 (32)'식으로 나타난다. 다만, 기호 "/"는 "÷"(제산기호)를 나타낸다.

F_A·D5=F_R·D4 (32)

F_R=F_A·D5/D4 (32)'

또, (31)식 및 (32)식으로부터, 붐실린더(7)의 로드(7C)를 당기기 시작하려고 하는 힘(F_B)은, 이하의 (33)식으로 나타난다.

F_B=F_A·D2·D5·cosθ／(D3·D4) (33)

또한, 도 42의 X-X 단면도로 나타내는 바와 같이, 붐실린더(7)의 로드측 유실(7R)에 면하는 피스톤의 환상 수압면적을 면적(A_B)으로 하고, 로드측 유실(7R)에 있어서의 작동유의 압력을 붐로드압(P_B)으로 하며, 붐실린더(7)의 보텀측 유실(7B)에 면하는 피스톤의 원상 수압면적을 면적(A_B2)으로 하고, 보텀측 유실(7B)에 있어서의 작동유의 압력을 붐보텀압(P_B2)으로 하면, 붐실린더(7)의 로드(7C)를 당기기 시작하려고 하는 힘(F_B)은, F_B=P_B·A_B-P_B2·A_B2로 나타난다. 단, P_B≫P_B2이기 때문에, F_B는, F_B=P_B·A_B로 나타난다. 따라서, (33)식은, 이하의 (34)식 및 (34)'식으로 나타난다.

P_B=F_A·D2·D5·cosθ／(A_B·D3·D4) (34)

F_A=P_B·A_B·D3·D4/(D2·D5·cosθ) (34)'

여기에서, 기체가 부상할 때의, 붐실린더(7)의 로드(7C)를 당기기 시작하려고 하는 힘(F_B)을 힘(F_BMAX)으로 하면, 중력(M·g)이 기체를 부상시키려고 하는 회전중심(RC) 둘레의 제1의 힘의 모멘트의 크기와, 힘(F_BMAX)이 기체를 부상시키려고 하는 회전중심(RC) 둘레의 제3의 힘의 모멘트의 크기는 균형이 맞는 것이라고 생각할 수 있다. 이 경우, 이들 2개의 힘의 모멘트의 크기의 관계는 이하의 (35)식으로 나타난다.

M·g·D1=F_BMAX·D3 (35)

또, 이 때의 붐로드압(P_B)을, 기체의 부상을 방지하기 위하여 이용하는 허용최대붐로드압(이하, "제1 허용최대압력"이라고 함)(P_BMAX)으로 하면, 제1 허용최대압력(P_BMAX)은, 이하의 (36)식으로 나타난다.

P_BMAX=M·g·D1/(A_B·D3) (36)

또, 거리(D1)는 상수이고, 거리(D2~D5)는, 굴삭각도(θ)와 동일하게, 굴삭어태치먼트의 자세, 즉, 붐각도(θ1), 암각도(θ2), 및 버킷각도(θ3)에 따라 정해지는 값이다. 구체적으로는, 거리(D2)는, 붐각도(θ1), 암각도(θ2), 및 버킷각도(θ3)에 따라 정해지고, 거리(D3)는, 붐각도(θ1)에 따라 정해지며, 거리(D4)는, 버킷각도(θ3)에 따라 정해지고, 거리(D5)는, 암각도(θ2)에 따라 정해진다.

그 결과, 허용최대압력산출부(302C)는, 자세검출부(302B)가 검출하는 붐각도(θ1)와 (36)식을 이용하여 제1 허용최대압력(P_BMAX)을 산출할 수 있다.

또, 재생밸브제어부(302D)는, 붐로드압(P_B)을 제1 허용최대압력(P_BMAX) 이하의 소정 압력으로 유지함으로써 쇼벨의 기체의 부상을 방지할 수 있다. 구체적으로는, 재생밸브제어부(302D)는, 붐로드압(P_B)이 소정 압력에 도달한 경우에, 로드측 유실(7R)로부터 보텀측 유실(7B)에 유출하는 작동유의 유량을 증대시켜, 붐로드압(P_B)을 저하시킨다. 붐로드압(P_B)의 저하는, (34)'식이 나타내는 바와 같이, 암추력(F_A)의 저하를 가져오며, 또한 (32)'식이 나타내는 바와 같이, 굴삭반력(F_R)의 저하, 나아가서는 그 연직성분(F_R1)의 저하를 가져오기 때문이다.

또, 회전중심(RC)의 위치는, 선회각도센서(32D)의 출력에 근거하여 결정된다. 예를 들면, 하부주행체(1)와 상부선회체(3)의 사이의 선회각도가 0도인 경우에는, 하부주행체(1)가 접지면과 접촉하는 부분 중 후단이 회전중심(RC)이 되고, 하부주행체(1)와 상부선회체(3)의 사이의 선회각도가 180도인 경우에는, 하부주행체(1)가 접지면과 접촉하는 부분 중 전단이 회전중심(RC)이 된다. 또, 하부주행체(1)와 상부선회체(3)의 사이의 선회각도가 90도 또는 270도인 경우에는, 하부주행체(1)가 접지면과 접촉하는 부분 중 측단이 회전중심(RC)이 된다.

다음으로, 굴삭작업 중에 기체가 굴삭지점 쪽으로 끌리는 것을 방지하기 위한 제어에 관한 파라미터에 대하여 설명한다.

굴삭작업 중에 기체를 수평방향으로 움직이게 하려고 하는 힘의 관계는, 이하의 (7)식으로 나타난다.

μ·N≥F_R2 (37)

다만, 정지마찰계수(μ)는, 쇼벨의 접지면의 정지마찰계수를 나타내고, 수직항력(N)은, 쇼벨의 중력(M·g)에 대한 수직항력을 나타내며, 힘(F_R2)은, 쇼벨을 굴삭지점 쪽으로 끌려고 하는 굴삭반력(F_R)의 수평성분(F_R2)을 나타낸다. 또, 마찰력(μ·N)은, 쇼벨을 정지시키려고 하는 최대정지마찰력을 나타내며, 굴삭반력(F_R)의 수평성분(F_R2)이 최대정지마찰력(μ·N)를 상회하면, 쇼벨은, 굴삭지점 쪽으로 끌린다. 다만, 정지마찰계수(μ)는, ROM 등에 미리 기억되는 값이어도 되고, 각종 정보에 근거하여 동적으로 산출되는 것이어도 된다. 본 실시예에서는, 정지마찰계수(μ)는, 입력장치(도시생략)를 통하여 조작자가 선택하는 미리 기억된 값이다. 조작자는, 접지면의 상태에 따라 복수 레벨의 마찰상태(정지마찰계수)로부터 원하는 마찰상태(정지마찰계수)를 선택한다.

여기에서, 굴삭반력(F_R)의 수평성분(F_R2)은, F_R2=F_R·sinθ로 나타나고, 또, (32)'식으로부터, 굴삭반력(F_R)은, F_R=F_A·D5/D4로 나타나기 때문에, (37)식은, 이하의 (38)식으로 나타난다.

μ·M·g≥F_A·D5·sinθ／D4 (38)

또, 도 42의 Y-Y 단면도로 나타내는 바와 같이, 암실린더(8)의 보텀측 유실(8B)에 면하는 피스톤의 원상 수압면적을 면적(A_A)로 하고, 보텀측 유실(8B)에 있어서의 작동유의 압력을 암보텀압(P_A)로 하며, 암실린더(8)의 로드측 유실(8R)에 면하는 피스톤의 원상 수압면적을 면적(A_A2)로 하고, 로드측 유실(8R)에 있어서의 작동유의 압력을 암로드압(P_A2)으로 하면, 암추력(F_A)은, F_A=P_A·A_A-P_A2·A_A2로 나타난다. 단, P_A≫P_A2이기 때문에, 암추력(F_A)은, F_A=P_A·A_A로 나타난다. 그 때문에, (38)식은, 이하의 (39)식으로 나타난다.

P_A≤μ·M·g·D4/(A_A·D5·sinθ) (39)

여기에서, (39)식의 우변과 좌변이 동일할 때의 암보텀압(P_A)은, 기체가 굴삭지점 쪽으로 끌리는 것을 회피 가능한 허용최대암보텀압, 즉, 기체가 굴삭지점 쪽으로 끌리는 것을 방지하기 위하여 이용하는 허용최대암보텀압(이하, "제2 허용최대압력"이라고 함)(P_AMAX)에 상당한다.

이상의 관계로부터, 허용최대압력산출부(302C)는, 자세검출부(302B)가 검출하는 붐각도(θ1), 암각도(θ2), 및 버킷각도(θ3)와 (39)식을 이용하여 제2 허용최대압력(P_AMAX)를 산출할 수 있다.

또, 재생밸브제어부(302D)는, 암보텀압(P_A)을 제2 허용최대압력(P_AMAX) 이하의 소정 압력으로 유지함으로써 쇼벨의 기체가 굴삭지점 쪽으로 끌리는 것을 방지할 수 있다. 구체적으로는, 재생밸브제어부(302D)는, 암보텀압(P_A)이 소정 압력에 도달한 경우에, 제1 펌프(14L)로부터 보텀측 유실(8B)에 유입하는 작동유의 유량을 감소시켜, 암보텀압(P_A)을 저하시킨다. 로드측 유실(8R)과 보텀측 유실(8B)을 접속하는 유로에 재생밸브가 배치되어 있는 경우에는, 재생밸브제어부(302D)는, 암보텀압(P_A)이 소정 압력에 도달했을 때에, 보텀측 유실(8B)로부터 로드측 유실(8R)에 유출하는 작동유의 유량을 증대시켜, 암보텀압(P_A)을 저하시켜도 된다. 암보텀압(P_A)의 저하는, 암추력(F_A)의 저하를 가져오고, 또한, 굴삭반력(F_R)의 수평성분(F_R2)의 저하를 가져오기 때문이다.

다음으로, 도 43을 참조하여, 도 1의 쇼벨에 탑재되는 유압회로의 구성예에 대하여 설명한다. 도 43은, 쇼벨에 탑재되는 유압회로의 구성예를 나타내는 도이다. 도 43의 예에서는, 구동계는, 제1 펌프(14L), 제2 펌프(14R), 컨트롤밸브(17), 및 유압액추에이터를 포함한다. 유압액추에이터는, 붐실린더(7), 암실린더(8), 버킷실린더(9), 및 선회유압모터(21)를 포함한다. 또, 유압액추에이터는, 주행유압모터(1L, 1R)를 포함하고 있어도 된다.

선회유압모터(21)는, 상부선회체(3)를 선회시키는 유압모터이며, 포트(21L, 21R)가 각각 릴리프밸브(22L, 22R)를 통하여 작동유탱크(T)에 접속되고, 또한 체크밸브(23L, 23R)를 통하여 작동유탱크(T)에 접속되어 있다.

제1 펌프(14L)는, 작동유탱크(T)로부터 작동유를 흡입하여 토출한다. 제1 펌프(14L)는 레귤레이터(14AL)에 접속된다. 레귤레이터(14AL)는, 컨트롤러(30)로부터의 지령에 따라 제1 펌프(14L)의 사판경전각을 변경하여 제1 펌프(14L)의 밀어내는 용적(1회전당 토출량)을 제어한다. 제2 펌프(14R)에 관한 레귤레이터(14AR)에 대해서도 동일하다. 제1 펌프(14L) 및 제2 펌프(14R)는 도 41의 메인펌프(14)에 대응하며, 레귤레이터(14AL, 14AR)는 도 41의 레귤레이터(14A)에 대응한다.

제1 펌프(14L), 제2 펌프(14R)는, 센터바이패스관로(400L, 400R), 패럴렐관로(420L, 420R), 복귀관로(430L, 430R, 430C)를 거쳐 작동유탱크(T)까지 작동유를 순환시킨다.

센터바이패스관로(400L)는, 컨트롤밸브(17) 내에 배치된 유량제어밸브(170, 172L, 및 173L)를 통과하는 작동유 라인이다. 센터바이패스관로(400R)는, 컨트롤밸브(17) 내에 배치된 유량제어밸브(171, 172R, 및 173R)를 통과하는 작동유 라인이다.

패럴렐관로(420L)는, 센터바이패스관로(400L)에 병행하는 작동유 라인이다. 패럴렐관로(420L)는, 유량제어밸브(170) 또는 유량제어밸브(172L)에 의하여 센터바이패스관로(400L)를 통과하는 작동유의 흐름이 제한 혹은 차단된 경우에, 보다 하류의 유량제어밸브에 작동유를 공급한다. 패럴렐관로(420R)는, 센터바이패스관로(400R)에 병행하는 작동유 라인이다. 패럴렐관로(420R)는, 유량제어밸브(171) 또는 유량제어밸브(172R)에 의하여 센터바이패스관로(400R)를 통과하는 작동유의 흐름이 제한 혹은 차단된 경우에, 보다 하류의 유량제어밸브에 작동유를 공급한다.

복귀관로(430L)는, 센터바이패스관로(400L)에 병행하는 작동유 라인이다. 복귀관로(430L)는, 유압액추에이터로부터 유량제어밸브(170, 172L, 173L)를 통과하여 흐르는 작동유를 복귀관로(430C)에 유통시킨다. 복귀관로(430R)는, 센터바이패스관로(400R)에 병행하는 작동유 라인이다. 복귀관로(430R)는, 유압액추에이터로부터 유량제어밸브(171, 172R, 173R)를 통과하여 흐르는 작동유를 복귀관로(430C)에 유통시킨다.

센터바이패스관로(400L, 400R)는, 가장 하류에 있는 유량제어밸브(173L, 173R)의 각각과 작동유탱크(T)의 사이에 네거티브컨트롤스로틀(18L, 18R) 및 릴리프밸브(19L, 19R)를 구비한다. 제1 펌프(14L), 제2 펌프(14R)가 토출한 작동유의 흐름은, 네거티브컨트롤스로틀(18L, 18R)로 제한된다. 그리고, 네거티브컨트롤스로틀(18L, 18R)은, 레귤레이터(14AL, 14AR)를 제어하기 위한 제어압(네거티브컨트롤압)을 발생시킨다. 릴리프밸브(19L, 19R)는, 네거티브컨트롤압이 소정의 릴리프압에 도달한 경우에 개방되며, 센터바이패스관로(400L, 400R)의 작동유를 작동유탱크(T)에 배출한다.

복귀관로(430C)의 최하류에는 스프링부착 체크밸브(20)가 설치되어 있다. 스프링부착 체크밸브(20)는, 선회유압모터(21)와 복귀관로(430C)를 연결하는 관로(440) 내의 작동유의 압력을 높이는 기능을 한다. 이 구성에 의하여, 선회감속시에 있어서의 선회유압모터(21)의 흡입측 포트에 확실하게 작동유를 보급하여 캐비테이션의 발생을 방지한다.

컨트롤밸브(17)는, 쇼벨에 있어서의 유압구동계의 제어를 행하는 유압제어장치이다. 본 실시예에서는, 컨트롤밸브(17)는, 유량제어밸브(170, 171, 172L, 172R, 173L, 173R)와, 센터바이패스관로(400L, 400R), 패럴렐관로(420L, 420R), 및 복귀관로(430L, 430R)를 포함하는 주조부품이다.

유량제어밸브(170, 171, 172L, 172R, 173L, 및 173R)는, 유압액추에이터에 유출입하는 작동유의 방향 및 유량을 제어하는 밸브이다. 도 43의 예에서는, 유량제어밸브(170, 171, 172L, 172R, 173L, 및 173R)의 각각은, 대응하는 조작장치(26)가 생성하는 파일럿압을 좌우 어느 한쪽의 파일럿포트로 받아 동작하는 3포트 3위치의 스풀밸브이다. 조작장치(26)는, 조작량(조작각도)에 따라 생성한 파일럿압을, 조작방향에 대응하는 측의 파일럿포트에 작용시킨다.

구체적으로는, 유량제어밸브(170)는, 선회유압모터(21)에 유출입하는 작동유의 방향 및 유량을 제어하는 스풀밸브이며, 유량제어밸브(171)는, 버킷실린더(9)에 유출입하는 작동유의 방향 및 유량을 제어하는 스풀밸브이다.

유량제어밸브(172L, 172R)는, 붐실린더(7)에 유출입하는 작동유의 방향 및 유량을 제어하는 스풀밸브이며, 유량제어밸브(173L, 173R)는, 암실린더(8)에 유출입하는 작동유의 방향 및 유량을 제어하는 스풀밸브이다.

재생밸브(V1)는, 컨트롤러(30)로부터의 지령에 따라 개구의 크기를 조정하여 유량을 제어하는 밸브이며, 제1 유로(C1)에 마련되어 있다. 제1 유로(C1)는, 제2 유로(C2)와 제3 유로(C3)를 접속하고 있다. 제2 유로(C2)는, 붐실린더(7)의 로드측 유실(7R)과 유량제어밸브(172L, 172R)를 접속하고 있다. 제3 유로(C3)는, 붐실린더(7)의 보텀측 유실(7B)과 유량제어밸브(172L, 172R)를 접속하고 있다. 도 43의 예에서는, 재생밸브(V1)는, 컨트롤밸브(17)의 외부에 배치된 붐 재생밸브이며, 제2 유로(C2)와 제3 유로(C3)의 사이의 연통·차단을 전환 가능한 1포트 2위치의 전자비례밸브이다. 구체적으로는, 재생밸브(V1)는, 제1 밸브위치에 있는 경우에 제2 유로(C2)와 제3 유로(C3)의 사이를 최대개구로 연통시키고, 제2 밸브위치에 있는 경우에 그 연통을 차단할 수 있다. 또, 재생밸브(V1)는, 제1 밸브위치와 제2 밸브위치의 사이의 임의의 밸브위치에 놓일 수 있다. 재생밸브(V1)의 개구면적은, 제1 밸브위치에 가까울수록 크다. 재생밸브(V1)는, 유량제어밸브와 동일하게, 컨트롤밸브(17)의 내부에 배치되어 있어도 된다. 이 경우, 제1 유로(C1)도 컨트롤밸브(17)의 내부에 배치된다.

컨트롤러(30)는, 예를 들면 붐로드압이 소정 압력에 도달한 것을 검지하면, 재생밸브(V1)에 지령을 출력한다. 지령을 받은 재생밸브(V1)는 제2 밸브위치로부터 제1 밸브위치를 향하여 변위하고, 제2 유로(C2)와 제3 유로(C3)의 사이를 연통시킨다.

도 43의 예에서는, 재생밸브(V1)는, 암재생밸브(V1a)를 더 포함한다. 암재생밸브(V1a)는, 암실린더(8)의 로드측 유실(8R)과 보텀측 유실(8B)을 접속하는 제1 유로(C1a)에 배치되는 전자비례밸브이다. 암재생밸브(V1a)는, 예를 들면 컨트롤러(30)로부터의 제어전류에 따라 제1 유로(C1a)의 유로면적을 제어한다. 암재생밸브(V1a)는, 로드측 유실(8R)과 보텀측 유실(8B)의 사이의 쌍방향의 작동유의 흐름을 허용한다. 즉, 체크밸브를 포함하지 않는다. 또, 암재생밸브(V1a)는, 컨트롤밸브(17)의 외부에 배치되어 있다. 그 때문에, 컨트롤밸브(17) 내의 스풀밸브의 움직임과는 독립적으로 제어된다.

구체적으로는, 제1 유로(C1a)는, 제2 유로(C2a)와 제3 유로(C3a)를 접속하고 있다. 제2 유로(C2a)는, 암실린더(8)의 로드측 유실(8R)과 유량제어밸브(173L, 173R)를 접속하고 있다. 제3 유로(C3a)는, 암실린더(8)의 보텀측 유실(8B)과 유량제어밸브(173L, 173R)를 접속하고 있다. 도 43의 예에서는, 암재생밸브(V1a)는, 제2 유로(C2a)와 제3 유로(C3a)의 사이의 연통·차단을 전환 가능한 1포트 2위치의 전자비례밸브이다. 구체적으로는, 암재생밸브(V1a)는, 제1 밸브위치에 있는 경우에 제2 유로(C2a)와 제3 유로(C3a)의 사이를 최대개구로 연통시키고, 제2 밸브위치에 있는 경우에 그 연통을 차단할 수 있다. 또, 암재생밸브(V1a)는, 제1 밸브위치와 제2 밸브위치 사이의 임의의 밸브위치에 놓일 수 있다. 암재생밸브(V1a)의 개구면적은, 제1 밸브위치에 가까울수록 크다. 암재생밸브(V1a)는, 유량제어밸브와 동일하게, 컨트롤밸브(17)의 내부에 배치되어 있어도 된다. 이 경우, 제1 유로(C1a)도 컨트롤밸브(17)의 내부에 배치된다.

다음으로, 도 44를 참조하여, 컨트롤러(30)가 쇼벨의 기체의 부상을 방지하면서 굴삭작업을 지원하는 처리(이하, "제1 지원처리"라고 함)에 대하여 설명한다. 다만, 도 44는, 제1 지원처리의 흐름을 나타내는 플로차트이고, 컨트롤러(30)는, 소정 주기로 반복하여 이 제1 지원처리를 실행한다.

먼저, 컨트롤러(30)의 굴삭조작검출부(302A)는, 굴삭조작 중인지 아닌지를 판정한다(스텝 S1).

컨트롤러(30)는, 예를 들면 압력센서(29)의 출력에 근거하여 암접기조작 중인 것을 검출한다. 그리고, 암접기조작 중인 것을 검출한 경우, 굴삭조작검출부(302A)는, 암보텀압과 암로드압의 압력차를 산출한다. 그리고, 굴삭조작검출부(302A)는, 산출한 압력차가 소정값 이상인 경우에, 굴삭조작 중(암굴삭조작 중)이라고 판정한다.

혹은, 컨트롤러(30)는, 압력센서(29)의 출력에 근거하여 붐인상조작 중인 것을 검출한다. 그리고, 붐인상조작 중인 것을 검출한 경우, 굴삭조작검출부(302A)는, 붐로드압을 취득한다. 또, 굴삭조작검출부(302A)는, 암보텀압과 암로드압의 압력차를 산출한다. 그리고, 굴삭조작검출부(302A)는, 붐로드압이 소정값 이상이며, 또한 산출한 압력차가 소정값 이상인 경우에, 굴삭조작 중(붐인상복합굴삭조작 중)이라고 판정한다.

굴삭조작 중이 아니라고 판정한 경우(스텝 S1의 NO), 굴삭조작검출부(302A)는, 이번의 제1 지원처리를 종료시킨다.

한편, 굴삭조작검출부(302A)가 굴삭조작 중이라고 판정한 경우(스텝 S1의 YES), 자세검출부(302B)는, 쇼벨의 자세를 검출한다(스텝 S2). 구체적으로는, 자세검출부(302B)는, 암각도센서, 붐각도센서 및 버킷각도센서의 출력에 근거하여, 붐각도(θ1), 암각도(θ2), 및 버킷각도(θ3)를 검출한다. 굴삭어태치먼트에 작용하는 힘의 작용선과 소정의 회전중심의 사이의 거리를 컨트롤러(30)의 허용최대압력산출부(302C)가 도출할 수 있도록 하기 위함이다.

그 후, 허용최대압력산출부(302C)는, 자세검출부(302B)의 검출값에 근거하여, 제1 허용최대압력(P_BMAX)을 산출한다(스텝 S3). 구체적으로는, 허용최대압력산출부(302C)는, 상술한 (6)식을 이용하여 제1 허용최대압력(P_BMAX)을 산출한다.

그 후, 허용최대압력산출부(302C)는, 산출한 제1 허용최대압력(P_BMAX) 이하의 소정 압력을 목표붐로드압(P_BT)으로서 설정한다(스텝 S4). 구체적으로는, 허용최대압력산출부(302C)는, 제1 허용최대압력(P_BMAX)으로부터 소정값을 뺀 후의 값을 목표붐로드압(P_BT)으로서 설정한다.

그 후, 컨트롤러(30)의 재생밸브제어부(302D)는, 쇼벨의 기체의 안정도에 관한 소정의 조건인 제어개시조건이 충족되어 있는지 아닌지를 판정한다(스텝 S5). 예를 들면, 재생밸브제어부(302D)는, 붐로드압(P_B)이 목표붐로드압(P_BT)에 도달한 경우에 제어개시조건이 충족되었다고 판정한다. 붐로드압(P_B)이 이대로 계속 상승하면 쇼벨의 기체가 부상할 우려가 있다고 판단할 수 있기 때문이다.

제어개시조건이 충족되어 있다고 판정한 경우(스텝 S5의 YES), 예를 들면 붐로드압(P_B)이 목표붐로드압(P_BT)에 도달한 경우, 재생밸브제어부(302D)는, 재생밸브(V1)(붐재생밸브)를 제어하여 붐로드압(P_B)을 저감시킨다(스텝 S6). 구체적으로는, 재생밸브제어부(302D)는, 재생밸브(V1)에 대하여 제어전류를 공급하고, 재생밸브(V1)의 개구면적을 증대시킨다. 제1 유로(C1)의 유로면적을 증대시키기 위함이다. 그리고, 재생밸브제어부(302D)는, 로드측 유실(7R)로부터 보텀측 유실(7B)에 작동유를 흘려 보냄으로써, 붐로드압(P_B)을 저감시킨다. 이 때, 붐로드압센서의 출력에 근거하여 붐로드압(P_B)을 피드백 제어해도 된다. 그 결과, 붐실린더(7)가 신장함으로써 굴삭반력(F_R)의 연직성분(F_R1)이 감소하여, 쇼벨의 기체의 부상이 방지된다.

다만, 스텝 S5에 있어서, 제어개시조건이 충족되어 있지 않다고 판정한 경우(스텝 S5의 NO), 예를 들면 붐로드압(P_B)이 목표붐로드압(P_BT) 미만에 머무는 경우, 재생밸브제어부(302D)는, 붐로드압(P_B)을 저감시키지 않고, 이번의 제1 지원처리를 종료시킨다. 쇼벨의 기체가 부상할 우려가 없기 때문이다.

예를 들면, 쇼벨의 기체의 부상을 방지하면서 복합굴삭작업을 지원하는 쇼벨이 알려져 있다(상술한 특허문헌 1 참조.). 이 쇼벨은, 붐전환밸브와 붐 조작레버의 사이의 파일럿 라인 상에 배치되는 전자비례밸브를 구비하고 있다. 붐전환밸브는, 붐실린더에 유출입하는 작동유의 유량을 제어하는 스풀밸브이다. 전자비례밸브는, 컨트롤러로부터의 제어전류에 따라 붐전환밸브에 있어서의 붐인상조작용 파일럿포트에 작용하는 파일럿압을 제어한다. 구체적으로는, 전자비례밸브는, 컨트롤러로부터의 제어전류가 증대함에 따라, 붐인상조작용 파일럿포트에 작용하는 2차측압이, 붐조작레버가 출력하는 1차측압보다 커지도록 구성되어 있다.

이 쇼벨은, 붐인상조작과 암접기조작의 조합인 복합굴삭조작 중에, 붐실린더의 로드측 유실에 있어서의 작동유의 압력이 임계값에 도달하면, 전자비례밸브에 제어전류를 공급하여 붐인상조작용 파일럿포트에 작용하는 파일럿압을 증대시킨다. 붐실린더의 로드측 유실로부터 작동유탱크에 유출하는 작동유의 양을 증대시킴으로써, 로드측 유실에 있어서의 작동유의 압력을 저감시키기 위함이다. 그 결과, 붐의 상승속도가 증대하여 굴삭반력의 연직성분이 감소하며, 쇼벨의 기체의 부상이 방지된다. 이 쇼벨은, 동일한 제어에 의하여, 굴삭작업 중에 기체가 굴삭지점 쪽으로 끌리는 것을 방지하고 있다.

그러나, 이 쇼벨은, 복합굴삭조작 중에 붐인상조작용 파일럿포트에 작용하는 파일럿압을 증대시켜 붐(4)의 상승속도를 강제적으로 증대시킴으로써, 쇼벨의 기체의 부상을 방지한다. 그 때문에, 붐(4)의 상승속도의 크기에 따라서는, 조작자가 위화감을 느껴버릴 우려가 있다.

이에 대하여, 이상의 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 파일럿압에 영향을 주지 않고, 굴삭작업 중에 쇼벨의 기체가 부상하는 것을 방지할 수 있다. 그 때문에, 조작자에게로의 위화감을 억제할 수 있음과 함께, 쇼벨의 기체가 부상하기 직전의, 기체중량을 효율적으로 이용한 굴삭작업을 실현할 수 있다. 또, 부상한 쇼벨의 자세를 원래로 되돌리기 위한 조작을 불필요로 하는 등, 작업 효율을 향상시킬 수 있으며, 나아가서는, 연비의 저감, 기체고장의 방지, 조작자의 조작부담의 경감을 실현할 수 있다.

또, 컨트롤러(30)는, 재생밸브(V1)의 개구면적을 자동적으로 제어하여 붐로드압(P_B)을 저감시킨다. 즉, 조작자에 의한 붐조작레버의 조작과는 관계없이 붐로드압(P_B)을 저감시킨다. 그 때문에, 조작자는, 붐조작레버를 미세조작하여 기체의 부상을 방지할 필요는 없다.

또, 컨트롤러(30)는, 로드측 유실(7R)과 보텀측 유실(7B)의 사이에서 작동유를 이동시키기 때문에, 로드측 유실(7R)로부터 릴리프밸브 등을 통하여 작동유탱크(T)에 작동유를 배출하는 구성에 비하여, 쓸데없이 작동유탱크(T)에 배출되어 버리는 작동유의 양을 줄일 수 있다.

또, 예를 들면 쇼벨의 비조작시에 이상한 제어전류 등에 기인하여 재생밸브(V1)가 개방된 상태로 되어 버렸다고 해도, 어태치먼트의 자중(自重) 등에 의한 붐실린더(7)의 수축은, 붐실린더(7)를 신장시키려고 하는 힘과 수축시키려고 하는 힘의 균형이 맞은 시점에서 멈춘다. 로드측 유실(7R) 및 보텀측 유실(7B) 이외로 작동유가 유출되지 않기 때문이다. 그 때문에, 보텀측 유실(7B)과 작동유탱크(T)를 연결하는 유로에 전자릴리프밸브가 배치되어 있는 구성에 있어서 그 전자릴리프밸브가 개방된 상태로 되어 버렸을 때와 같이 붐실린더(7)를 과도하게 수축시켜 버리는 일도 없다.

다음으로, 도 45를 참조하여, 암굴삭작업 중에 있어서의 각종 물리량의 시간적 추이(推移)에 대하여 설명한다. 도 45는, 암굴삭작업 중에 있어서의 암보텀압(P_A), 붐로드압(P_B), 기체경사각도, 및 붐실린더스트로크양의 각각의 시간적 추이를 나타내는 도이다. 도 45의 실선은 제1 지원처리가 실행될 때의 추이를 나타내고, 도 45의 점선은 제1 지원처리가 실행되지 않을 때의 추이를 나타낸다. 도 45의 예에서는, 조작자는, 암접기조작에 의해서만 암굴삭작업을 행하고 있다.

시각 t1에 있어서 버킷(6)이 지면과 접촉한 후의 시각 t2에 있어서, 암보텀압(P_A)은 비교적 급격하게 증대한다. 암굴삭작업이 진행됨에 따라 굴삭부하가 급증하기 때문이다.

그 후, 시각 t3에 있어서, 붐로드압(P_B)은, 암보텀압(P_A)의 급격한 증대보다 약간 늦게, 암보텀압(P_A)과 동일하게, 비교적 급격하게 증대한다.

그 후, 시각 t4에 있어서, 붐로드압(P_B)이 목표붐로드압(P_BT)에 도달하면, 제1 지원처리를 이용할 수 있는 경우에는, 컨트롤러(30)는, 재생밸브(V1)에 대하여 제어전류를 공급하고, 재생밸브(V1)의 개구면적을 증대시킨다. 그 결과, 붐로드압(P_B)은, 실선으로 나타내는 바와 같이, 목표붐로드압(P_BT)을 유지하도록 추이한다. 이 때, 컨트롤러(30)는, 붐로드압(P_B)의 변동에 따라 재생밸브(V1)의 개구면적을 증감시킴으로써 붐로드압(P_B)이 목표붐로드압(P_BT)으로 유지되도록 한다. 구체적으로는, 컨트롤러(30)는, 붐로드압(P_B)이 목표붐로드압(P_BT)을 상회했을 때에 재생밸브(V1)의 개구면적을 증대시키고, 붐로드압(P_B)이 목표붐로드압(P_BT)을 하회했을 때에 재생밸브(V1)의 개구면적을 저감시킨다.

그 때문에, 붐실린더스트로크양은, 시각 t4에 있어서 증대하기 시작하여, 그 후도 비교적 완만하게 증대해간다. 즉, 붐(4)이 완만하게 상승해간다. 암(5)을 접을 때에 굴삭반력이 증대하여 붐로드압(P_B)이 목표붐로드압(P_BT)을 상회할 때에 재생밸브(V1)의 개구면적이 커져 로드측 유실(7R)로부터 보텀측 유실(7B)에 작동유가 흐르기 때문이다.

그 결과, 기체경사각도는 크게 변동하지 않고 그대로의 상태로 추이한다. 즉, 쇼벨의 기체가 부상하는 일은 없다.

한편, 제1 지원처리를 이용하지 않는 경우에는, 컨트롤러(30)는, 붐로드압(P_B)이 목표붐로드압(P_BT)에 도달해도, 재생밸브(V1)의 개구면적을 증대시키는 일은 없다. 그 결과, 붐로드압(P_B)은, 점선으로 나타내는 바와 같이, 시각 t5에 있어서 쇼벨의 기체가 부상할 때까지 목표붐로드압(P_BT)을 넘어 계속 증대한다. 쇼벨의 기체가 부상하면, 붐로드압(P_B)의 추가적인 증대가 억제된다. 기체의 부상에 의하여 굴삭부하의 추가적인 증대가 억제되기 때문이다.

붐실린더스트로크양은, 점선으로 나타내는 바와 같이, 시각 t4 이후도 그대로의 상태로 유지된다. 즉, 붐실린더(7)는 신장하지 않는다. 한편, 기체경사각도는, 점선으로 나타내는 바와 같이, 시각 t5에 있어서 증대하기 시작하여, 그 후도 비교적 완만하게 증대해간다. 쇼벨의 기체가 부상하기 때문이다.

이와 같이, 컨트롤러(30)는, 붐로드압(P_B)이 목표붐로드압(P_BT)에 도달했을 때에 재생밸브(V1)를 개방함으로써, 쇼벨의 기체가 부상하는 것을 방지할 수 있다.

또, 컨트롤러(30)는, 붐실린더(7)에 관한 조작과는 관계없이 재생밸브(V1)를 제어할 수 있다. 구체적으로는, 암굴삭작업 중에 있어서, 조작자가 붐조작레버를 조작하고 있지 않은 경우여도, 필요에 따라 재생밸브(V1)를 개방함으로써 붐실린더(7)의 신장을 허용하고, 붐로드압을 낮추어 쇼벨의 기체가 부상하는 것을 방지할 수 있다.

다음으로 도 46을 참조하여, 도 1의 쇼벨에 탑재되는 유압회로의 다른 구성예에 대하여 설명한다. 도 46은, 도 1의 쇼벨에 탑재되는 유압회로의 다른 구성예를 나타내는 도이다. 도 46의 유압회로는, 주로, 컨트롤밸브(17)가 가변로드체크밸브(510, 520, 530), 합류밸브(550), 및 통일블리드오프밸브(560L, 560R)를 포함하는 점에서 도 43의 유압회로와 다르지만, 그 외의 점에서 공통된다. 그 때문에, 공통부분의 설명을 생략하고, 상이 부분을 상세하게 설명한다.

가변로드체크밸브(510, 520, 530)는, 컨트롤러(30)로부터의 지령에 따라 동작한다. 도 46의 예에서는, 가변로드체크밸브(510, 520, 530)는, 유량제어밸브(171~173)의 각각과 제1 펌프(14L) 및 제2 펌프(14R) 중 적어도 일방의 사이의 연통·차단을 전환 가능한 1포트 2위치의 전자밸브이다. 다만, 가변로드체크밸브(510, 520, 530)는, 제1 위치에 있어서, 펌프측으로 돌아오는 작동유의 흐름을 차단하는 체크밸브를 갖는다. 구체적으로는, 가변로드체크밸브(510)는, 제1 위치에 있는 경우에 유량제어밸브(171)와 제1 펌프(14L) 및 제2 펌프(14R) 중 적어도 일방의 사이를 연통시키고, 제 2 위치에 있는 경우에 그 연통을 차단한다. 가변로드체크밸브(520) 및 가변로드체크밸브(530)에 대해서도 동일하다.

합류밸브(550)는, 제1 펌프(14L)가 토출하는 작동유(이하, "제1 작동유"라고 함)와 제2 펌프(14R)가 토출하는 작동유(이하, "제2 작동유"라고 함)를 합류시킬지 말지를 전환한다. 도 46의 예에서는, 합류밸브(550)는, 1포트 2위치의 전자밸브이며, 컨트롤러(30)로부터의 지령에 따라 동작한다. 구체적으로는, 합류밸브(550)는, 제1 위치에 있는 경우에 제1 작동유와 제2 작동유를 합류시키고, 제 2 위치에 있는 경우에 제1 작동유와 제2 작동유를 합류시키지 않게 한다.

통일블리드오프밸브(560L, 560R)는, 컨트롤러(30)로부터의 지령에 따라 동작한다. 도 46의 예에서는, 통일블리드오프밸브(560L)는, 제1 작동유의 작동유탱크(T)로의 배출량을 제어 가능한 1포트 2위치의 전자밸브이다. 통일블리드오프밸브(560R)에 대해서도 동일하다. 이 구성에 의하여, 통일블리드오프밸브(560L, 560R)는, 유량제어밸브(170~173) 중 관련된 유량제어밸브의 합성개구를 실현할 수 있다. 구체적으로는, 합류밸브(550)가 제2 위치에 있는 경우에, 통일블리드오프밸브(560L)는 유량제어밸브(170) 및 유량제어밸브(173)의 합성개구를 실현할 수 있고, 통일블리드오프밸브(560R)는 유량제어밸브(171) 및 유량제어밸브(172)의 합성개구를 실현할 수 있다. 통일블리드오프밸브(560L)는, 제1 위치에 있는 경우에 컨트롤러(30)로부터의 지령에 따라 그 합성개구의 개구면적을 조정하는 가변스로틀로서 기능하고, 제2 위치에 있는 경우에 그 합성개구를 차단한다. 통일블리드오프밸브(560R)에 대해서도 동일하다.

가변로드체크밸브(510, 520, 530), 합류밸브(550), 및 통일블리드오프밸브(560L, 560R)의 각각은, 파일럿압구동의 스풀밸브여도 된다.

다음으로, 도 47을 참조하여, 도 46의 유압회로를 탑재하는 쇼벨의 컨트롤러(30)가, 쇼벨의 기체가 굴삭지점 쪽으로 끌리는 것을 방지하면서 암굴삭작업을 지원하는 처리(이하, "제2 지원처리"라고 함)에 대하여 설명한다. 다만, 도 47은, 제2 지원처리의 흐름을 나타내는 플로차트이고, 컨트롤러(30)는, 소정 주기로 반복하여 이 제2 지원처리를 실행한다.

먼저, 컨트롤러(30)의 굴삭조작검출부(302A)는, 암접기조작을 포함하는 암굴삭조작 중인지 아닌지를 판정한다(스텝 S11). 구체적으로는, 굴삭조작검출부(302A)는, 압력센서(29)의 출력에 근거하여 암접기조작 중인 것을 검출한다. 그리고, 암접기조작 중인 것을 검출한 경우, 굴삭조작검출부(302A)는, 암보텀압과 암로드압의 압력차를 산출한다. 그리고, 굴삭조작검출부(302A)는, 산출한 압력차가 소정값 이상인 경우에 암굴삭조작 중이라고 판정한다.

암굴삭조작 중이 아니라고 판정한 경우(스텝 S11의 NO), 굴삭조작검출부(302A)는, 이번의 제2 지원처리를 종료시킨다.

한편, 굴삭조작검출부(302A)가 암굴삭조작 중이라고 판정한 경우(스텝 S11의 YES), 자세검출부(302B)는, 쇼벨의 자세를 검출한다(스텝 S12).

그 후, 허용최대압력산출부(302C)는, 자세검출부(302B)의 출력에 근거하여, 제2 허용최대압력을 산출한다(스텝 S13). 구체적으로는, 허용최대압력산출부(302C)는, 상술한 (9)식을 이용하여 제2 허용최대압력(P_AMAX)을 산출한다.

그 후, 허용최대압력산출부(302C)는, 산출한 제2 허용최대압력(P_AMAX) 이하의 소정 압력을 목표암보텀압(P_AT)으로서 설정한다(스텝 S14). 본 실시예에서는, 허용최대압력산출부(302C)는, 제2 허용최대압력(P_AMAX)을 목표암보텀압(P_AT)으로서 설정한다.

그 후, 컨트롤러(30)의 재생밸브제어부(302D)는, 쇼벨의 기체의 안정도에 관한 소정의 조건인 제어개시조건이 충족되어 있는지 아닌지를 판정한다(스텝 S15). 예를 들면, 재생밸브제어부(302D)는, 암보텀압(P_A)이 목표암보텀압(P_AT)에 도달한 경우에 제어개시조건이 충족되었다고 판정한다. 암보텀압(P_A)이 이대로 계속 상승하면 쇼벨의 기체가 굴삭지점 쪽으로 끌릴 우려가 있다고 판단할 수 있기 때문이다.

제어개시조건이 충족되어 있다고 판정한 경우(스텝 S15의 YES), 예를 들면 암보텀압(P_A)이 목표암보텀압(P_AT)에 도달한 경우, 재생밸브제어부(302D)는, 암재생밸브(V1a)를 제어하여 암보텀압(P_A)과 암로드압(P_A2)과의 차압을 저감시킴으로써 암추력(F_A)을 저감시킨다(스텝 S16). 구체적으로는, 재생밸브제어부(302D)는, 암재생밸브(V1a)에 대하여 제어전류를 공급하고, 암재생밸브(V1a)를 개방하여 그 개구면적을 증대시킨다. 제1 유로(C1a)의 유로면적을 증대시키기 위함이다. 그리고, 유량제어밸브(173)의 CT포트(실린더·탱크포트)의 개구가 큰 경우에는, 재생밸브제어부(302D)는, 보텀측 유실(8B)로부터 작동유를 유출시킴으로써, 암보텀압(P_A)을 저감시킨다. 그 결과, 암실린더(8)의 신장이 억제되거나 혹은 정지됨으로써 굴삭반력(F_R)의 수평성분(F_R2)이 감소되거나 혹은 소실되어, 쇼벨의 기체가 굴삭지점 쪽으로 끌리는 것이 방지된다.

또, 유량제어밸브(173)의 CT포트의 개구가 작은 경우에도, 재생밸브제어부(302D)는, 로드측 유실(8R)에 작동유를 유입시킴으로써, 암로드압(P_A2)을 상승시키고, 암보텀압(P_A)과 암로드압(P_A2)과의 차압을 저감시킨다. 그 결과, 암실린더(8)의 신장이 억제되거나 혹은 정지됨으로써 굴삭반력(F_R)의 수평성분(F_R2)이 감소되거나 혹은 소실되어, 쇼벨의 기체가 굴삭지점 쪽으로 끌리는 것이 방지된다.

이와 같이, 암실린더(8)로부터 배출되는 작동유는, 유량제어밸브(173)의 실린더·탱크포트의 개구의 크기에 따라, 배출되는 측의 유실과는 반대측의 유실에 공급되거나, 혹은 탱크에 배출된다. 그 결과, 암실린더(8)의 신장이 억제되거나 혹은 정지됨으로써 쇼벨의 기체가 굴삭지점 쪽으로 끌리는 것이 방지된다.

스텝 S15에 있어서, 제어개시조건이 충족되지 않았다고 판정한 경우(스텝 S15의 NO), 예를 들면 암보텀압(P_A)이 목표암보텀압(P_AT) 미만에 머무는 경우, 재생밸브제어부(302D)는, 암보텀압(P_A)을 저감시키지 않고, 이번의 제2 지원처리를 종료시킨다. 쇼벨의 기체가 끌릴 우려가 없기 때문이다.

이상의 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 파일럿압에 영향을 주지 않고, 암굴삭작업 중에 쇼벨의 기체가 굴삭지점 쪽으로 끌리는 것을 방지할 수 있다. 그 때문에, 쇼벨의 기체가 끌리기 직전의, 기체중량을 효율적으로 이용한 암굴삭작업을 실현할 수 있다. 또, 끌린 쇼벨의 자세를 원래로 되돌리기 위한 조작을 불필요로 하는 등, 작업 효율을 향상시킬 수 있으며, 나아가서는, 연비의 저감, 기체고장의 방지, 조작자의 조작부담의 경감을 실현할 수 있다.

또, 컨트롤러(30)는, 로드측 유실(8R)과 보텀측 유실(8B)의 사이에 작동유를 이동시키기 때문에, 보텀측 유실(8B)로부터 릴리프밸브 등을 통하여 작동유탱크(T)에 작동유를 배출하는 구성에 비하여, 관로 등에 있어서의 압력손실을 억제할 수 있다. 또, 암재생밸브(V1a)가 개방된 상태로 되어 버렸다고 해도, 암실린더(8)를 신장시키려고 하는 힘과 수축시키려고 하는 힘의 균형이 맞은 시점에서 암실린더(8)의 신축이 멈추기 때문에, 릴리프밸브가 개방된 상태로 되어 버렸을 때와 같이 암실린더(8)를 과도하게 신축시키는 일도 없다.

다음으로, 도 48을 참조하여, 도 46의 유압회로를 탑재하는 쇼벨의 컨트롤러(30)가, 쇼벨의 기체가 부상하는 것, 및 쇼벨의 기체가 굴삭지점 쪽으로 끌리는 것을 방지하면서 굴삭작업을 지원하는 처리(이하, "제3 지원처리"라고 함)에 대하여 설명한다. 도 48은, 제3 지원처리의 흐름을 나타내는 플로차트이고, 컨트롤러(30)는, 소정 주기로 반복하여 이 제3 지원처리를 실행한다.

먼저, 컨트롤러(30)의 굴삭조작검출부(302A)는, 붐인상조작 및 암접기조작을 포함하는 복합굴삭조작 중인지 아닌지를 판정한다(스텝 S21). 구체적으로는, 굴삭조작검출부(302A)는, 압력센서(29)의 출력에 근거하여 붐인상조작 중인 것을 검출한다. 그리고, 붐인상조작 중인 것을 검출한 경우, 굴삭조작검출부(302A)는, 붐로드압을 취득한다. 또, 굴삭조작검출부(302A)는, 암보텀압과 암로드압의 압력차를 산출한다. 그리고, 굴삭조작검출부(302A)는, 붐로드압이 소정값 이상이며, 또한 산출한 압력차가 소정값 이상인 경우에, 복합굴삭조작 중이라고 판정한다.

복합굴삭조작 중이 아니라고 판정한 경우(스텝 S21의 NO), 굴삭조작검출부(302A)는, 이번의 제3 지원처리를 종료시킨다.

한편, 굴삭조작검출부(302A)가 복합굴삭조작 중이라고 판정한 경우(스텝 S21의 YES), 자세검출부(302B)는, 쇼벨의 자세를 검출한다(스텝 S22).

그 후, 허용최대압력산출부(302C)는, 자세검출부(302B)의 검출값에 근거하여, 제1 허용최대압력 및 제2 허용최대압력을 산출한다(스텝 S23). 구체적으로는, 허용최대압력산출부(302C)는, 상술한 (6)식을 이용하여 제1 허용최대압력(P_BMAX)을 산출하고, 또한 상술한 (9)식을 이용하여 제2 허용최대압력(P_AMAX)을 산출한다.

그 후, 허용최대압력산출부(302C)는, 산출한 제1 허용최대압력(P_BMAX) 이하의 소정 압력을 목표붐로드압(P_BT)으로서 설정한다(스텝 S24).

그 후, 컨트롤러(30)의 재생밸브제어부(302D)는, 쇼벨의 기체의 안정도에 관한 소정의 조건인 제어개시조건이 충족되어 있는지 아닌지를 판정한다(스텝 S25). 예를 들면, 재생밸브제어부(302D)는, 붐로드압(P_B)이 목표붐로드압(P_BT)에 도달한 경우에 제어개시조건이 충족되었다고 판정한다. 여기에서는, 제어개시조건인 소정의 조건이 충족되었는지 아닌지는, 붐로드압(P_B)을 이용하여 판정되고 있지만, 굴삭반력의 연직성분의 크기가 미리 정해진 조건을 충족시켰지 아닌지에 근거하여 판정되어도 된다. 이와 같이, 연직성분에 기여하는 파라미터에 근거하여 부상의 방지에 관한 판정이 행해져도 된다.

제어개시조건이 충족되어 있다고 판정한 경우(스텝 S25의 YES), 예를 들면 붐로드압(P_B)이 목표붐로드압(P_BT)에 도달한 경우, 재생밸브제어부(302D)는, 재생밸브(V1)(붐재생밸브)를 제어하여 붐로드압(P_B)을 저감시킨다(스텝 S26). 구체적으로는, 재생밸브제어부(302D)는, 재생밸브(V1)에 대하여 제어전류를 공급하고, 재생밸브(V1)를 개방하여 그 개구면적을 증대시킨다. 제1 유로(C1)의 유로면적을 증대시키기 위함이다. 그리고, 재생밸브제어부(302D)는, 로드측 유실(7R)로부터 작동유를 유출시킴으로써, 붐로드압(P_B)을 저감시킨다. 그 결과, 붐실린더(7)가 신장함으로써 굴삭반력(F_R)의 연직성분(F_R1)이 감소하고, 쇼벨의 기체의 부상이 방지된다.

그 후, 컨트롤러(30)의 재생밸브제어부(302D)는, 붐로드압(P_B)의 감시를 계속한다. 그리고, 재생밸브(V1)의 개구면적을 증대시켰음에도 불구하고 붐로드압(P_B)이 더 상승하여 제1 허용최대압력(P_BMAX)에 도달한 경우(스텝 S27의 YES), 재생밸브제어부(302D)는, 암재생밸브(V1a)를 제어하여 암보텀압(P_A)을 저감시킨다(스텝 S28). 구체적으로는, 재생밸브제어부(302D)는, 암재생밸브(V1a)에 대하여 제어전류를 공급하고, 암재생밸브(V1a)를 개방하여 그 개구면적을 증대시킨다. 제1 유로(C1a)의 유로면적을 증대시키기 위함이다. 그리고, 재생밸브제어부(302D)는, 보텀측 유실(8B)로부터 작동유를 유출시킴으로써, 암보텀압(P_A)을 저감시킨다. 그 결과, 암실린더(8)의 신장이 억제되거나 혹은 정지됨으로써 굴삭반력(F_R)의 연직성분(F_R1)이 감소되거나 혹은 소실되어, 쇼벨의 기체의 부상이 방지된다.

스텝 S25에 있어서, 제어개시조건이 충족되지 않았다고 판정한 경우(스텝 S25의 NO), 예를 들면, 붐로드압(P_B)이 목표붐로드압(P_BT) 미만에 머무는 경우, 컨트롤러(30)는, 붐로드압(P_B)을 저감시키지 않고, 처리를 스텝 S29로 진행시킨다. 쇼벨의 기체를 부상시킬 우려가 없기 때문이다.

동일하게, 스텝 S27에 있어서, 붐로드압(P_B)이 제1 허용최대압력(P_BMAX) 미만에 머무는 경우(스텝 S27의 NO), 컨트롤러(30)는, 암보텀압(P_A)을 저감시키지 않고, 처리를 스텝 S29로 진행시킨다. 쇼벨의 기체를 부상시킬 우려가 없기 때문이다.

그 후, 스텝 S29에 있어서, 허용최대압력산출부(302C)는, 산출한 제2 허용최대압력(P_AMAX) 이하의 소정 압력을 목표암보텀압(P_AT)으로서 설정한다. 구체적으로는, 허용최대압력산출부(302C)는, 제2 허용최대압력(P_AMAX)을 목표암보텀압(P_AT)으로서 설정한다.

그 후, 컨트롤러(30)의 재생밸브제어부(302D)는, 다른 제어개시조건이 충족되어 있는지 아닌지를 판정한다(스텝 S30). 예를 들면, 재생밸브제어부(302D)는, 암보텀압(P_A)이 목표암보텀압(P_AT)에 도달한 경우에 다른 제어개시조건이 충족되었다고 판정한다.

다른 제어개시조건이 충족되어 있다고 판정한 경우(스텝 S30의 YES), 예를 들면 암보텀압(P_A)이 목표암보텀압(P_AT)에 도달한 경우, 재생밸브제어부(302D)는, 암재생밸브(V1a)를 제어하여 암보텀압(P_A)과 암로드압(P_A2)과의 차압을 저감시킴으로써 암추력(F_A)을 저감시킨다(스텝 S31). 구체적으로는, 재생밸브제어부(302D)는, 암재생밸브(V1a)에 대하여 제어전류를 공급하고, 암재생밸브(V1a)를 개방하여 그 개구면적을 증대시킨다. 제1 유로(C1a)의 유로면적을 증대시키기 위함이다. 그리고, 재생밸브제어부(302D)는, 보텀측 유실(8B)로부터 작동유를 유출시킴으로써, 암보텀압(P_A)을 저감시킨다. 그 결과, 암실린더(8)의 신장이 억제되거나 혹은 정지됨으로써 굴삭반력(F_R)의 수평성분(F_R2)이 감소되거나 혹은 소실되어, 쇼벨의 기체가 굴삭지점 쪽으로 끌리는 것이 방지된다.

또, 암실린더(8)가 수축할 때에도, 예를 들면 암로드압(P_A2)이 목표 암로드압(P_A2T)에 도달한 경우, 재생밸브제어부(302D)는, 암재생밸브(V1a)를 제어하여 암보텀압(P_A)과 암로드압(P_A2)과의 차압을 저감시킴으로써 암추력(F_A)을 저감시킬 수 있다. 이 경우, 암(5)이 개방방향으로 회동하는 경우에도, 쇼벨이 끌리는 것을 방지할 수 있다. 여기에서는, 제어개시조건인 소정의 조건이 충족되었는지 아닌지는, 암로드압(P_A2) 또는 암보텀압(P_A)을 이용하여 판정되고 있지만, 굴삭반력의 수평성분의 크기가 미리 정해진 조건을 충족시켰는지 아닌지에 근거하여 판정되어도 된다. 이와 같이, 수평성분에 기여하는 파라미터에 근거하여 끌림 방지에 관한 판정이 행해져도 된다.

스텝 S30에 있어서, 다른 제어개시조건이 충족되지 않았다고 판정한 경우(스텝 S30의 NO), 예를 들면 암보텀압(P_A)이 목표암보텀압(P_AT) 미만에 머무는 경우, 재생밸브제어부(302D)는, 암보텀압(P_A)을 저감시키지 않고, 이번의 제3 지원처리를 종료시킨다. 쇼벨의 기체가 끌릴 우려가 없기 때문이다.

또, 스텝 S24~스텝 S28에 있어서의 쇼벨의 부상을 방지하기 위한 일련의 처리, 및 스텝 S29~스텝 S31에 있어서의 쇼벨이 끌리는 것을 방지하기 위한 일련의 처리는 순서는 상관없다. 따라서, 2개의 일련의 처리는, 동시병행으로 실행되어도 되고, 쇼벨이 끌리는 것을 방지하기 위한 일련의 처리가, 쇼벨의 부상을 방지하기 위한 일련의 처리에 선행하여 실행되어도 된다.

이상의 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 파일럿압에 영향을 주지 않고, 굴삭작업 중에 쇼벨의 기체가 부상하거나 혹은 굴삭지점 쪽으로 끌리는 것을 방지할 수 있다. 그 때문에, 쇼벨의 기체가 부상하거나 혹은 끌리기 직전의, 기체중량을 효율적으로 이용한 복합굴삭작업을 실현할 수 있다. 또, 부상하거나 혹은 끌린 쇼벨의 자세를 원래로 되돌리기 위한 조작을 불필요로 하는 등, 작업 효율을 향상시킬 수 있으며, 나아가서는, 연비의 저감, 기체고장의 방지, 조작자의 조작부담의 경감을 실현할 수 있다.

다만, 상술한 제4 변형예에서는, 허용최대압력산출부(302C) 및 재생밸브제어부(302D)에 의한 연산은, 쇼벨의 접지면이 수평면인 것을 전제로 하여 행해진다. 그러나, 이것에 한정되는 것은 아니다. 상술한 제4 변형예에 있어서의 각종 연산은, 쇼벨의 접지면이 경사면이어도, 경사각도센서의 출력을 추가적으로 고려하여 적절히 실행될 수 있다.

또, 상술한 제4 변형예에 있어서, 컨트롤러(30)는, 버킷접기조작 중에 있어서의 기체의 부상을 방지하도록 구성되어도 된다. 이 경우, 컨트롤러(30)는, 붐로드압이 목표붐로드압(P_BT)을 상회한 경우에 재생밸브(V1)를 개방한다. 또, 컨트롤러(30)는, 버킷접기조작 및 붐인상조작을 포함하는 복합굴삭조작 중에 있어서의 기체의 부상을 방지하도록 구성되어도 된다. 이 경우, 컨트롤러(30)는, 붐로드압이 목표붐로드압(P_BT)을 상회한 경우에 재생밸브(V1)를 개방한다. 그리고, 컨트롤러(30)는, 붐로드압이 제1 허용최대압력(P_BMAX)에 도달한 경우에, 버킷실린더(9)의 로드측 유실과 보텀측 유실을 접속하는 제1 유로에 배치된 버킷재생밸브를 개방한다. 이와 같이 하여, 컨트롤러(30)는, 버킷접기조작 및 붐인상조작을 포함하는 복합굴삭조작 중에 있어서의 기체의 부상을 방지해도 된다. 동일하게, 버킷재생밸브를 이용하여 쇼벨의 기체가 끌리는 것을 방지해도 된다.

또, 상술한 제4 변형예에서는, 재생밸브(V1)는, 로드측 유실(7R)로부터 작동유를 유출시키기 위하여 이용되고 있지만, 보텀측 유실(7B)로부터 작동유를 유출시키기 위하여 이용되어도 된다. 또, 암재생밸브(V1a)는, 보텀측 유실(8B)로부터 작동유를 유출시키기 위하여 이용되고 있지만, 로드측 유실(8R)로부터 작동유를 유출시키기 위하여 이용되어도 된다. 즉, 컨트롤러(30)는, 암재생밸브(V1a)를 개방하여 암실린더(8)의 로드측 유실(8R)로부터 보텀측 유실(8B)에, 혹은 암실린더(8)의 보텀측 유실(8B)로부터 로드측 유실(8R)에, 자중에 따라 작동유가 흐르도록 해도 된다. 버킷재생밸브에 대해서도 동일하다.

또, 상술한 제4 변형예에서는, 붐실린더(7), 암실린더(8) 등의 유압실린더는, 엔진구동의 메인펌프(14)가 토출하는 작동유에 의하여 작동되지만, 전동모터구동의 유압펌프가 토출하는 작동유에 의하여 작동되어도 된다.

또, 상술한 제4 변형예에서는, 컨트롤러(30)는, 의도하지 않는 동작, 즉 기체의 끌림이나 부상의 발생의 유무에 관계없이, 기체의 끌림이나 부상을 억제하는 제어를 행하지만, 당연히, 의도하지 않는 동작의 발생의 유무를 판정해도 된다. 즉, 컨트롤러(30)는, 상술한 쇼벨의 의도하지 않는 동작의 판정방향(도 19~도 26 참조)을 이용하여, 기체의 끌림이나 부상이 발생했다고 판정한 경우에, 기체의 끌림이나 부상을 억제하는 제어를 행해도 된다.

또, 상술한 제4 변형예의 구성은, 유압실린더에 의하여 상하운동을 행하는 포크리프트, 휠로더 등의 다른 건설기계에 탑재되어도 된다.

또, 상술한 제4 변형예에 관하여, 이하를 더 개시한다.

(1)

하부 주행체와,

상기 하부 주행체에 선회 가능하게 탑재되는 상부선회체와,

상기 상부선회체에 장착되는 어태치먼트와,

상기 어태치먼트를 구성하는 작업요소를 구동하는 유압실린더와,

상기 유압실린더의 로드측 유실과 보텀측 유실을 접속하는 제1 유로와,

상기 제1 유로에 배치되는 재생밸브와,

기체의 안정도에 관한 소정의 조건이 충족되고 있는지 아닌지에 근거하여 상기 재생밸브를 제어하는 제어장치를 갖는,

쇼벨.

(2)

상기 유압실린더에 유출입하는 작동유의 유량을 제어하는 유량제어밸브와,

상기 유압실린더의 로드측 유실과 상기 유량제어밸브를 접속하는 제2 유로와,

상기 유압실린더의 보텀측 유실과 상기 유량제어밸브를 접속하는 제3 유로를 갖고,

상기 제1 유로는, 제2 유로와 제3 유로를 접속하는,

(1)에 기재된 쇼벨.

(3)

상기 유압실린더는, 붐실린더이며,

상기 제어장치는, 상기 재생밸브를 개방하여 상기 붐실린더의 로드측 유실로부터 보텀측 유실에 작동유가 흐르도록 하는,

(1) 또는 (2)에 기재된 쇼벨.

(4)

상기 제어장치는, 상기 유압실린더에 관한 조작과는 관계없이, 상기 재생밸브를 제어하는,

(1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 쇼벨.

(5)

상기 유압실린더는, 암실린더이며,

상기 제어장치는, 상기 재생밸브를 개방하여 상기 암실린더의 로드측 유실로부터 보텀측 유실에, 혹은 상기 암실린더의 보텀측 유실로부터 로드측 유실에, 자중에 따라 작동유가 흐르도록 하는,

(1) 또는 (2)에 기재된 쇼벨.

(6)

상기 재생밸브는, 상기 유압실린더로의 작동유의 유량을 조정하는 유량제어밸브와 상기 유압실린더의 사이에 배치되어 있는,

(1)에 기재된 쇼벨.

(7)

상기 유압실린더로부터 배출되는 작동유는, 상기 유량제어밸브의 실린더·탱크포트의 개구의 크기에 따라, 배출되는 측의 유실과는 반대측의 유실에 공급되거나, 혹은 탱크에 배출되는,

(2)에 기재된 쇼벨.

마지막으로, 본원은, 2017년 6월 21일에 출원한 일본 특허출원 2017-121776호, 2017년 6월 21일에 출원한 일본 특허출원 2017-121777호, 2017년 6월 21일에 출원한 일본 특허출원 2017-121778호, 및 2017년 7월 25일에 출원한 일본 특허출원 2017-143522호에 근거하는 우선권을 주장하는 것이며, 이들 일본 특허출원의 전체내용을 본원에 참조에 의하여 원용한다.

1 하부 주행체(주행체)
3 상부선회체(선회체)
4 붐(어태치먼트)
5 암(어태치먼트)
6 버킷(어태치먼트)
7 붐실린더
7B 보텀측 유실
7R 로드측 유실
8 암실린더
8B 보텀측 유실
8R 로드측 유실
9 버킷실린더
11 엔진
11A ECM(유압제어부)
14 메인펌프
14L 제1 펌프
14R 제2 펌프
14A, 14AL, 14AR 레귤레이터(유압제어부)
16 작동유 라인
17 컨트롤밸브
17A 붐용 방향제어밸브(제어밸브)
18L, 18R 네거티브컨트롤스로틀
19L, 19R 릴리프밸브
20 스프링부착 체크밸브
21 선회유압모터
21L, 21R 포트
22L, 22R 릴리프밸브
23L, 23R 체크밸브
26 조작장치
26A, 26B 레버장치
26C 페달장치
27, 28 파일럿 라인
29 압력센서
30 컨트롤러
32 각종 센서(센서)
32A 가속도센서
32B 거리센서
32C IMU
32D, 32E 압력센서
33, 34 전자릴리프밸브(유압제어부)
36 전자비례밸브(유압제어부)
38 전자전환밸브(유압제어부)
40 압력유지회로
42 유지밸브
44 스풀밸브(유지해제부)
46 전자릴리프밸브(유압제어부)
50 전자릴리프밸브(유압제어부)
52 전자전환밸브(유압제어부)
54 셔틀밸브
56, 58 전자릴리프밸브(유압제어부)
60 전자비례밸브(유압제어부)
170, 171, 172, 172L, 172R, 173, 173L, 173R 유량제어밸브
301 동작판정부(판정부)
302 동작보정부
302A 굴삭조작검출부
302B 자세검출부
302C 허용최대압력산출부
302D 재생밸브제어부
400L, 400R 센터바이패스관로
420L, 420R 패럴렐관로
430C, 430L, 430R 복귀관로
440 관로
510, 520, 530 가변로드체크밸브
550 합류밸브
560L, 560R 통일블리드오프밸브
AD 음성출력장치
C1, C1a 제1 유로
C2, C2a 제2 유로
C3, C3a 제3 유로
DD 표시장치
V1 재생밸브
V1a 암재생밸브
T 작동유탱크

Claims (28)

1. 삭제
2. 주행체와,
   상기 주행체에 선회 가능하게 탑재되는 선회체와,
   상기 선회체에 탑재되는 어태치먼트와,
   상기 어태치먼트를 구동하는 유압액추에이터와,
   유압제어부를 구비하고,
   오퍼레이터에 의한 조작에 따라, 상기 유압액추에이터의 동작을 제어하는 제어밸브를 더 구비하고,
   상기 유압제어부는, 상기 제어밸브와 상기 유압액추에이터의 사이의 유로로부터 작동유를 탱크에 배출함으로써, 상기 유압액추에이터의 유압을 제어하며,
   상기 어태치먼트의 공중동작에 기인하는 모멘트의 변화에 대응하여, 상기 유압제어부는, 상기 주행체, 혹은 상기 선회체의 자세의 변화를 억제하도록, 상기 유압액추에이터를 제어하는,
   쇼벨.
3. 삭제
4. 삭제
5. 주행체와,
   상기 주행체에 선회 가능하게 탑재되는 선회체와,
   상기 선회체에 탑재되는 어태치먼트와,
   상기 어태치먼트를 구동하는 유압액추에이터와,
   유압제어부를 구비하고,
   소정의 동력원에 의하여 구동하며, 상기 유압액추에이터에 작동유를 공급하는 유압펌프를 더 구비하고,
   상기 유압제어부는, 상기 유압펌프 또는 상기 동력원을 제어함으로써, 상기 유압액추에이터의 유압을 제어하며,
   상기 어태치먼트의 공중동작에 기인하는 모멘트의 변화에 대응하여, 상기 유압제어부는, 상기 주행체, 혹은 상기 선회체의 자세의 변화를 억제하도록, 상기 유압액추에이터를 제어하는,
   쇼벨.
6. 주행체와,
   상기 주행체에 선회 가능하게 탑재되는 선회체와,
   상기 선회체에 탑재되는 어태치먼트와,
   상기 어태치먼트를 구동하는 유압액추에이터와,
   유압제어부를 구비하고,
   오퍼레이터에 의한 조작에 따라, 상기 유압액추에이터의 동작을 제어하는 제어밸브와,
   상기 제어밸브와 상기 유압액추에이터의 사이의 유로에 마련되며, 상기 유압액추에이터의 작동유를 유지하는 유지밸브와,
   상기 어태치먼트의 조작상태에 따라, 상기 유지밸브에 의한 상기 유압액추에이터의 작동유의 유지를 해제시키는 유지해제부를 더 구비하며,
   상기 유압제어부는, 상기 어태치먼트의 조작상태에 관계없이, 상기 유지해제부를 제어하여, 상기 유지밸브에 의한 상기 작동유의 유지를 해제시킴으로써, 상기 유압액추에이터의 압력을 제어하고,
   상기 어태치먼트의 공중동작에 기인하는 모멘트의 변화에 대응하여, 상기 유압제어부는, 상기 주행체, 혹은 상기 선회체의 자세의 변화를 억제하도록, 상기 유압액추에이터를 제어하는,
   쇼벨.
7. 삭제
8. 주행체와,
   상기 주행체에 선회 가능하게 탑재되는 선회체와,
   상기 선회체에 탑재되는 어태치먼트와,
   상기 어태치먼트를 구동하는 유압액추에이터와,
   유압제어부를 구비하고,
   상기 유압제어부를 이용하여, 상기 어태치먼트의 동작을 보정하는 동작보정부를 더 구비하며,
   상기 유압액추에이터로서의 유압실린더의 로드측 유실과 보텀측 유실을 접속하는 제1 유로를 더 구비하고,
   상기 유압제어부는, 상기 제1 유로에 배치되는 재생밸브이며,
   상기 동작보정부는, 기체의 안정도에 관한 소정의 조건이 충족되어 있는지 아닌지에 근거하여 상기 재생밸브를 제어하고,
   상기 어태치먼트의 공중동작에 기인하는 모멘트의 변화에 대응하여, 상기 유압제어부는, 상기 주행체, 혹은 상기 선회체의 자세의 변화를 억제하도록, 상기 유압액추에이터를 제어하는,
   쇼벨.
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16. 주행체와,
    상기 주행체에 선회 가능하게 탑재되는 선회체와,
    상기 선회체에 탑재되는 어태치먼트와,
    상기 어태치먼트를 구동하는 유압액추에이터와,
    유압제어부를 구비하고,
    상기 유압제어부를 이용하여, 상기 어태치먼트의 동작을 보정하는 동작보정부를 더 구비하며,
    당해 쇼벨의 소정의 의도하지 않는 동작이 발생했는지 아닌지를 판정하는 판정부를 더 구비하고,
    상기 동작보정부는, 상기 판정부에 의하여 상기 의도하지 않는 동작이 발생했다고 판정된 경우에, 상기 유압제어부를 이용하여, 상기 어태치먼트의 동작을 보정하며,
    상기 의도하지 않는 동작에는, 상기 주행체의 조작이 되고 있지 않음에도 불구하고, 그 주행체 및 상기 선회체가 상기 선회체로부터 본 전방 또는 후방으로 이동하는 동작, 상기 주행체 및 상기 선회체에 있어서의 상기 선회체로부터 본 전부 또는 후부가 부상하는 동작, 및 상기 주행체 및 상기 선회체가 상기 어태치먼트의 동작에 기인하여 진동하는 동작 중 적어도 하나가 포함되고,
    상기 어태치먼트의 공중동작에 기인하는 모멘트의 변화에 대응하여, 상기 유압제어부는, 상기 주행체, 혹은 상기 선회체의 자세의 변화를 억제하도록, 상기 유압액추에이터를 제어하는,
    쇼벨.
17. 주행체와,
    상기 주행체에 선회 가능하게 탑재되는 선회체와,
    상기 선회체에 탑재되는 어태치먼트와,
    상기 어태치먼트를 구동하는 유압액추에이터와,
    유압제어부를 구비하고,
    상기 유압제어부를 이용하여, 상기 어태치먼트의 동작을 보정하는 동작보정부를 더 구비하며,
    당해 쇼벨의 소정의 의도하지 않는 동작이 발생했는지 아닌지를 판정하는 판정부를 더 구비하고,
    상기 동작보정부는, 상기 판정부에 의하여 상기 의도하지 않는 동작이 발생했다고 판정된 경우에, 상기 유압제어부를 이용하여, 상기 어태치먼트의 동작을 보정하며,
    상기 동작보정부는, 상기 주행체가 조작되고 있지 않고, 또한 상기 어태치먼트가 조작되고 있는 상황에서, 상기 판정부에 의하여 상기 의도하지 않는 동작이 발생했다고 판정된 경우에, 상기 어태치먼트의 동작을 보정하고,
    상기 어태치먼트의 공중동작에 기인하는 모멘트의 변화에 대응하여, 상기 유압제어부는, 상기 주행체, 혹은 상기 선회체의 자세의 변화를 억제하도록, 상기 유압액추에이터를 제어하는,
    쇼벨.
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23. 주행체와,
    상기 주행체에 선회 가능하게 탑재되는 선회체와,
    상기 선회체에 탑재되는 어태치먼트와,
    상기 어태치먼트를 구동하는 유압액추에이터와,
    유압제어부를 구비하고,
    상기 유압제어부를 이용하여, 상기 어태치먼트의 동작을 보정하는 동작보정부를 더 구비하며,
    당해 쇼벨의 소정의 의도하지 않는 동작이 발생했는지 아닌지를 판정하는 판정부를 더 구비하고,
    상기 동작보정부는, 상기 판정부에 의하여 상기 의도하지 않는 동작이 발생했다고 판정된 경우에, 상기 유압제어부를 이용하여, 상기 어태치먼트의 동작을 보정하며,
    상기 선회체 또는 상기 어태치먼트에 장착되어, 상기 선회체 및 상기 어태치먼트 중 장착대상인 일방과 주변의 물체와의 상대위치관계를 검출하는 검출부를 더 구비하고,
    상기 판정부는, 상기 검출부에 의하여 검출되는, 상기 장착대상과, 그 쇼벨의 주변의 고정된 기준대상물과의 상대위치관계의 변화에 근거하여, 상기 의도하지 않는 동작이 발생했는지 아닌지를 판정하며,
    상기 어태치먼트의 공중동작에 기인하는 모멘트의 변화에 대응하여, 상기 유압제어부는, 상기 주행체, 혹은 상기 선회체의 자세의 변화를 억제하도록, 상기 유압액추에이터를 제어하는,
    쇼벨.
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