KR102573107B1 - 쇼벨 - Google Patents

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KR102573107B1
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스미토모 겐키 가부시키가이샤
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Abstract

하부주행체(1)과, 하부주행체(1)에 대하여 선회 가능하게 탑재된 상부선회체(3)과, 엔진(11)과 접속된 유압펌프(12L, 12R)과, 유압펌프(12L, 12R)로부터의 작동유로 구동하는 붐(4), 암(5), 및 엔드어태치먼트(6)을 포함하는 프론트작업기와, 프론트작업기의 자세를 검출하는 프론트작업기 자세검출부(S1, S2, S3)과, 프론트작업기 자세검출부(S1, S2, S3)의 검출값에 근거하여, 작업영역(N) 내에 있어서의 프론트작업기의 자세에 따라 유압펌프(12L, 12R)의 마력을 제어하는 제어부(30)을 갖는다.

Description

쇼벨
본 발명은, 쇼벨에 관한 것이다.
종래, 유압쇼벨 등의 건설기계는, 다양한 환경이나 사용방법에 적합하게 하기 위하여, 그 출력을 전환하는 작업모드 선택기능을 구비하고 있다. 선택되는 작업모드로서는, 예를 들면, 스피드·파워중시모드, 연비우선모드, 미세조작용모드가 있다.
오퍼레이터가 상황에 맞추어 스로틀볼륨을 조작하여, 복수의 작업모드로부터 임의의 작업모드를 선택하면, 선택된 작업모드에 대응한 일정 회전수가 결정되는 구성이 개시되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2004-324511호
그런데 쇼벨의 작업에 있어서, 작업부하는 프론트작업기(어태치먼트)의 자세에 따라 달라진다. 이로 인하여 선택한 작업모드와 작업부하의 사이에 미스매치가 발생할 우려가 있다.
예를 들면 스피드·파워중시모드가 선택되어 있을 때에, 작업부하가 그다지 걸리지 않는 어태치먼트의 자세로 되어 있을 때 과도한 출력이 제공되면, 조작성 및 연비효율이 악화되게 된다.
상기 과제를 감안하여, 프론트작업기의 자세에 따른 최적의 출력제어를 행하여 조작성과 연비효율을 향상시킬 수 있는 쇼벨을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시형태에 관한 쇼벨은, 하부주행체와, 상기 하부주행체에 대하여 선회 가능하게 탑재된 상부선회체와, 엔진과 접속된 유압펌프와, 상기 유압펌프로부터의 작동유로 구동하는 붐, 암, 및 엔드어태치먼트를 포함하는 프론트작업기와, 상기 프론트작업기의 자세를 검출하는 프론트작업기 자세검출부와, 상기 프론트작업기 자세검출부의 검출값에 근거하여, 작업영역 내에 있어서의 상기 프론트작업기의 자세에 따라 상기 유압펌프의 마력을 제어하는 제어부를 갖는 것을 특징으로 한다.
상술한 수단에 의하여, 프론트작업기의 자세에 따른 최적의 출력제어를 행하여 조작성과 연비효율을 향상시킬 수 있는 쇼벨이 제공될 수 있다.
도 1은 쇼벨의 측면도이다.
도 2는 쇼벨에 탑재되는 유압시스템의 구성예를 나타내는 개략도이다.
도 3은 쇼벨의 "깊은 굴삭·적재동작"의 작업흐름을 설명하는 설명도이다.
도 4a는 실시형태에 관한 쇼벨의 제어의 개념을 설명하는 설명도이다.
도 4b는 실시형태에 관한 쇼벨의 제어의 개념을 설명하는 설명도이다.
도 5는 실시형태에 관한 쇼벨의 제어의 흐름을 나타내는 플로차트이다.
도 6은 도 3의 작업흐름에 있어서의 붐의 자세(각도), 토출압력, 펌프마력, 및 토출유량의 시간적 추이를 나타내는 도이다.
도 7은 다른 실시형태에 관한 쇼벨의 제어의 개념을 설명하는 설명도이다.
도 8은 또 다른 실시형태에 관한 쇼벨의 "통상의 굴삭·적재동작"의 작업흐름을 설명하는 설명도이다.
도 9는 도 8의 작업흐름에 있어서의 펌프마력의 시간적 추이를 나타내는 도이다.
도 1은, 본 발명의 실시형태에 관한 유압쇼벨을 나타내는 측면도이다.
유압쇼벨은, 크롤러식의 하부주행체(1) 위에, 선회기구(2)를 개재하여, 상부선회체(3)을 선회 가능하게 탑재한다.
상부선회체(3)에는, 붐(4)가 장착되어 있다. 붐(4)의 선단에는 암(5)가 장착되고, 암(5)의 선단에는 엔드어태치먼트로서의 버킷(6)이 장착되어 있다. 붐(4), 암(5) 및 버킷(6)에 의하여 프론트작업기로서의 어태치먼트가 구성된다. 또, 붐(4), 암(5), 버킷(6)은, 유압액추에이터로서의 붐실린더(7), 암실린더(8), 버킷실린더(9)에 의하여 각각 유압구동된다. 상부선회체(3)에는, 캐빈(10)이 마련되고, 또한 엔진 등의 동력원이 탑재된다. 여기에서, 도 1에서는 엔드어태치먼트로서의 버킷(6)을 나타냈지만, 버킷(6)은, 리프팅마그넷, 브레이커, 포크 등으로 치환되어도 된다.
붐(4)는, 상부선회체(3)에 대하여 상하로 회전운동 가능하게 지지되어 있다. 그리고, 연결점으로서의 회전운동지지부(관절)에는, 프론트작업기 자세검출부로서의 붐각도센서(S1)이 장착되어 있다. 붐각도센서(S1)은, 붐(4)의 기울기각도인 붐각도(α)(붐(4)를 가장 하강시킨 상태로부터의 상승각도)를 검출할 수 있다. 붐(4)를 가장 상승시킨 상태가, 붐각도(α)의 최댓값이 된다.
암(5)는, 붐(4)에 대하여 회전운동 가능하게 지지되어 있다. 그리고, 연결점으로서의 회전운동지지부(관절)에는, 프론트작업기 자세검출부로서의 암각도센서(S2)가 장착되어 있다. 암각도센서(S2)는, 암(5)의 기울기각도인 암각도(β)(암(5)를 가장 폐쇄한 상태로부터의 개방각도)를 검출할 수 있다. 암(5)를 가장 개방한 상태가, 암각도(β)의 최댓값이 된다.
버킷(6)은, 암(5)에 대하여 회전운동 가능하게 지지되어 있다. 그리고, 연결점으로서의 회전운동지지부(관절)에는, 프론트작업기 자세검출부로서의 버킷각도센서(S3)이 장착되어 있다. 버킷각도센서(S3)은, 버킷(6)의 기울기각도인 버킷각도(θ)(버킷(6)을 가장 폐쇄한 상태로부터의 개방각도)를 검출할 수 있다. 버킷(6)을 가장 개방한 상태가, 버킷각도(θ)의 최댓값이 된다.
붐각도센서(S1), 암각도센서(S2), 및 버킷각도센서(S3)은, 가변저항기를 이용한 퍼텐쇼미터, 대응하는 유압실린더의 스트로크량을 검출하는 스트로크센서, 연결핀 둘레의 회전운동각도를 검출하는 로터리인코더, 가속도센서, 자이로센서 등이어도 된다. 가속도센서와 자이로센서의 조합이어도 된다. 조작레버의 조작량을 검출하는 장치여도 된다. 이와 같이, 프론트작업기 자세검출부의 검출값에 근거하여, 붐(4)의 자세(각도)와 암(5)의 자세(각도)를 포함하는 "프론트작업기의 자세"가 파악된다. 또, "프론트작업기의 자세"는, 버킷(6)의 위치나 자세(각도)를 포함하고 있어도 된다. 프론트작업기 자세검출부는 카메라여도 된다. 카메라는, 예를 들면, 프론트작업기(어태치먼트)를 촬영할 수 있도록, 상부선회체(3)의 전부에 장착되어 있다. 카메라는, 쇼벨의 주위를 비행하는 비행체에 장착된 카메라여도 되고, 작업현장에 설치된 건축물 등에 장착된 카메라여도 된다. 그리고, 프론트작업기 자세검출부는, 촬영한 화상에 있어서의 버킷(6)의 화상의 위치의 변화, 암(5)의 화상의 위치의 변화 등을 검출하여, 프론트작업기의 자세를 검출한다.
도 2는, 본 실시형태에 관한 유압쇼벨에 탑재되는 유압시스템의 구성예를 나타내는 개략도이며, 기계적 동력계, 고압유압라인, 파일럿라인, 및 전기구동·제어계를, 각각 이중선, 실선, 파선, 및 점선으로 나타낸다.
본 실시형태에 있어서, 유압시스템은, 엔진(11)에 의하여 구동되는 유압펌프로서의 메인펌프(12L, 12R)로부터, 센터바이패스관로(40L, 40R)의 각각을 거쳐 작동유탱크까지 작동유를 순환시킨다.
센터바이패스관로(40L)은, 컨트롤밸브 내에 배치된 유량제어밸브(151, 153, 155 및 157)을 연통하는 고압유압라인이며, 센터바이패스관로(40R)은, 컨트롤밸브 내에 배치된 유량제어밸브(150, 152, 154, 156 및 158)을 연통하는 고압유압라인이다.
유량제어밸브(153, 154)는, 메인펌프(12L, 12R)이 토출하는 작동유를 붐실린더(7)에 공급하고, 또한, 붐실린더(7) 내의 작동유를 작동유탱크로 배출하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다.
유량제어밸브(155, 156)은, 메인펌프(12L, 12R)이 토출하는 작동유를 암실린더(8)에 공급하고, 또한, 암실린더(8) 내의 작동유를 작동유탱크로 배출하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다.
유량제어밸브(157)은, 메인펌프(12L)이 토출하는 작동유를 선회용유압모터(21)로 순환시키기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다.
유량제어밸브(158)은, 메인펌프(12R)이 토출하는 작동유를 버킷실린더(9)에 공급하고, 또한, 버킷실린더(9) 내의 작동유를 작동유탱크로 배출하기 위한 스풀밸브이다.
레귤레이터(13L, 13R)은, 메인펌프(12L, 12R)의 토출압에 따라 메인펌프(12L, 12R)의 사판경전각(斜板傾轉角)을 조절함으로써(전체마력제어에 의하여), 메인펌프(12L, 12R)의 토출량을 제어한다. 구체적으로는, 파일럿펌프(14)와 레귤레이터(13L, 13R)을 연결하는 관로에는 감압밸브(50L, 50R)이 마련되어 있다. 감압밸브(50L, 50R)은 레귤레이터(13L, 13R)에 작용하는 제어압을 시프트시켜 메인펌프(12L, 12R)의 사판경전각을 조절한다. 감압밸브(50L, 50R)은, 메인펌프(12L, 12R)의 토출압이 소정값 이상이 된 경우에 메인펌프(12L, 12R)의 토출량을 감소시켜, 토출압과 토출량의 곱으로 나타나는 펌프마력이 엔진(11)의 마력을 초과하지 않도록 한다. 감압밸브(50L, 50R)은, 전자비례밸브로 구성되어도 된다.
암조작레버(16A)는, 암(5)의 개폐를 조작하기 위한 조작장치이다. 암조작레버(16A)는, 파일럿펌프(14)가 토출하는 작동유를 이용하여, 레버조작량에 따른 제어압을 유량제어밸브(155)의 좌우 어느 하나의 파일럿포트에 도입시킨다. 조작량에 따라서는, 유량제어밸브(156)의 좌측의 파일럿포트에 제어압을 도입시킨다.
압력센서(17A)는, 암조작레버(16A)에 대한 조작자의 조작내용을 압력의 형태로 검출하여, 검출한 값을 제어부로서의 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 조작내용은, 예를 들면, 레버조작방향 및 레버조작량(레버조작각도)이다.
좌우주행레버(또는 페달), 붐조작레버, 버킷조작레버 및 선회조작레버(모두 도시하지 않음)는 각각, 하부주행체(1)의 주행, 붐(4)의 오르내림, 버킷(6)의 개폐, 및, 상부선회체(3)의 선회를 조작하기 위한 조작장치이다. 이들 조작장치는, 암조작레버(16A)와 동일하게, 파일럿펌프(14)가 토출하는 작동유를 이용하여, 레버조작량(또는 페달조작량)에 따른 제어압을 유압액추에이터의 각각에 대응하는 유량제어밸브의 좌우 어느 하나의 파일럿포트에 도입시킨다. 또, 이들 조작장치의 각각에 대한 조작자의 조작내용은, 압력센서(17A)와 동일한 대응하는 압력센서에 의하여 압력의 형태로 검출되고, 검출값이 컨트롤러(30)에 대하여 출력된다.
컨트롤러(30)은, 붐각도센서(S1), 암각도센서(S2), 버킷각도센서(S3), 압력센서(17A), 붐실린더압센서(18a), 토출압센서(18b), 네거티브컨트롤압을 검출하는 압력센서(도시하지 않음) 등의 출력을 수신하여, 적당하게 엔진(11), 레귤레이터(13R, 13L) 등에 대하여 제어 신호를 출력한다.
이로써, 컨트롤러(30)은, 예를 들면, 붐(4)의 자세 또는 암(5)의 자세에 따라 레귤레이터(13L, 13R)에 대하여 제어 신호를 출력한다. 레귤레이터(13L, 13R)은, 제어 신호에 따라 메인펌프(12L, 12R)의 토출유량을 변경하여, 메인펌프(12L, 12R)의 펌프마력을 제어한다.
다음으로, 도 3을 참조하면서 깊은 굴삭·적재동작에 대하여 설명한다. 도 3의 (A)의 사선영역은, 어태치먼트의 작업영역(N)을 나타낸다. 작업영역(N)은, 상부영역(Nup)과, 선단영역(Nout)을 제외한 엔드어태치먼트의 존재영역을 나타낸다.
상부영역(Nup)은, 예를 들면 붐각도(α)가 최대각도로부터 10도 이내일 때의 엔드어태치먼트의 존재영역으로서 정해진다.
선단영역(Nout)은, 예를 들면 붐각도(α)가 임곗값 이상이며 암각도(β)가 최대각도로부터 10도 이내일 때의 엔드어태치먼트의 존재영역으로서 정해진다. 따라서, 컨트롤러(30)은, 버킷(6)이 작업영역(N) 내에 있는지 아닌지를 붐각도(α)와 암각도(β)로부터 판단할 수 있다.
먼저, 도 3의 (A)에 나타내는 바와 같이, 오퍼레이터는 작업영역(N) 내에 있어서, 붐하강조작을 행한다. 붐각도(α)가 소정의 임곗값(αTH3) 이하가 되면, 쇼벨은, 깊은 굴삭동작이 행해지고 있다고 판정한다. 그리고, 오퍼레이터는, 버킷(6)의 선단이 굴삭대상에 관하여 원하는 높이 위치에 오도록 위치결정하고, 도 3의 (B)에 나타내는 바와 같이 버킷(6)을 개방한 상태로부터 서서히 폐쇄한다. 이때 굴삭토는, 버킷(6) 내에 들어간다. 이때의 쇼벨의 동작을 굴삭동작이라고 칭하고, 이 동작구간을 굴삭동작구간이라고 칭한다. 굴삭동작구간에 필요한 펌프마력은 비교적 크다. 도 3의 (B)에 나타내는 버킷(6)의 위치를 (X1)이라고 표기하고, 그때의 버킷(6)의 각도를 "θTH"라고 표기한다.
다음으로, 오퍼레이터는, 버킷(6) 위의 가장자리를 대략 수평으로 한 상태에서, 붐(4)를 올려 버킷(6)을 도 3의 (C)에 나타내는 위치까지 올린다. 도 3의 (C)에 나타내는 버킷(6)의 위치를 (X2)라고 표기하고, 그때의 붐(4)의 각도를 제1 임곗값(αTH1)로 한다.
그리고, 오퍼레이터는, 도 3의 (D)에 나타내는 바와 같이, 버킷(6)의 바닥부가 지면으로부터 원하는 높이가 될 때까지 붐(4)를 올린다. 원하는 높이는 예를 들면 덤프의 높이 이상의 높이이다. 오퍼레이터는, 이에 이어서, 혹은 동시에, 상부선회체(3)을 화살표(AR1)로 나타내는 바와 같이 선회시켜, 배토하는 위치까지 버킷(6)을 이동시킨다. 이때의 쇼벨의 동작을 붐상승선회동작이라고 칭하고, 이 동작구간을 붐상승선회동작구간이라고 칭한다. 붐(4)의 상승동작의 초기에 있어서는 비교적 큰 펌프마력이 필요하게 되고, 붐(4)가 올라감에 따라(선회와의 복합동작을 포함함), 필요한 펌프마력은 서서히 작아진다. 도 3의 (D)에 나타내는 버킷(6)의 위치를 (X3)이라고 표기한다.
오퍼레이터는, 붐상승선회동작을 완료시키면, 다음으로, 도 3의 (E)에 나타내는 바와 같이 암(5) 및 버킷(6)을 개방하여, 버킷(6) 내의 흙을 배출한다. 이때의 쇼벨의 동작을 덤프동작이라고 칭하고, 이 동작구간을 덤프동작구간이라고 칭한다. 덤프동작에서는, 오퍼레이터는 버킷(6)만을 개방하여 배토해도 된다. 덤프동작구간에 필요한 펌프마력은 비교적 작다. 도 3의 (E)에 나타내는 버킷(6)의 위치를 (X4)라고 표기한다.
오퍼레이터는, 덤프동작을 완료시키면, 다음으로, 도 3의 (F)에 나타내는 바와 같이, 상부선회체(3)을 화살표(AR2)로 나타내는 바와 같이 선회시키고, 버킷(6)을 굴삭위치의 바로 위로 이동시킨다. 이때, 선회와 동시에 붐(4)를 내려 버킷(6)을 굴삭대상으로부터 원하는 높이인 곳까지 하강시킨다. 이때의 쇼벨의 동작을 붐하강선회동작이라고 칭하고, 이 동작구간을 붐하강선회동작구간이라고 칭한다. 붐하강선회동작구간에 필요한 펌프마력은 덤프동작구간에 필요한 펌프마력보다 더 낮다.
오퍼레이터는, "굴삭동작", "붐상승선회동작", "덤프동작", 및 "붐하강선회동작"으로 구성되는 사이클을 반복하면서, 작업영역(N) 내에 있어서 깊은 굴삭·적재동작을 진행시켜 간다.
본 실시형태의 제어의 개요에 대하여 도 4a 및 도 4b에 근거하여 간결하게 설명한다.
도 4a는, 도 3의 버킷위치 (X1)~(X4)를 포함하는 공간영역과 쇼벨의 동작과의 관계를 설명한다. 도 4a에 나타내는 바와 같이, 버킷(6)이 버킷위치 (X1)로부터 (X2)로 이동할 때에 버킷(6)은 공간영역 "1"에 포함되고, 버킷위치 (X2)로부터 (X3)으로 이동할 때에 버킷(6)은 공간영역 "2"에 포함되며, 버킷위치 (X3)으로부터 (X4)로 이동할 때에 버킷(6)은 공간영역 "3"에 포함된다. 쇼벨은 버킷위치가 공간영역 "1"에 있을 때에 높은 펌프마력을 필요로 하고, 공간영역 "2"에 있을 때에 서서히 낮은 펌프마력이 되는 제어를 필요로 하며, 공간영역 "3"에 있을 때에 더 낮은 펌프마력을 필요로 한다. 도 4a는, 붐상승선회동작의 전반에서 버킷(6)이 공간영역 "1"에 존재하고, 붐상승선회동작의 후반에서 버킷(6)이 공간영역 "2"에 존재하며, 덤프동작일 때에 버킷(6)이 공간영역 "3"에 존재하는 것을 나타내고 있다.
도 4b는, 공간영역 "1"~공간영역 "3"에 있어서의 제어의 개요를 설명한다. 세로축은 메인펌프(12L, 12R)의 토출유량(Q), 가로축은 메인펌프(12L, 12R)의 토출압력(P)를 나타내고 있다. 그래프선(SP)는, 스피드·파워중시의 SP모드에 있어서의 토출유량과 토출압력의 관계를 나타내고 있다. 그래프선(H)는, 연비우선의 H모드에 있어서의 토출유량과 토출압력의 관계를 나타내고 있다. 그래프선(A)는, 미세조작에 적절한 A모드에 있어서의 토출유량과 토출압력의 관계를 나타내고 있다. 그래프선(M)은 본 실시형태에 있어서의 토출유량과 토출압력의 관계를 나타내고 있다.
종래는 작업모드가 결정되면, 레귤레이터(13R, 13L)에 의하여, 사판경전각은, 토출유량과 토출압력의 관계가 도시예의 그래프선이 되도록 제어된다.
예를 들면 그래프선(SP)에 주목한다. 버킷(6)이 공간영역 "1"로부터 공간영역 "2", 공간영역 "3"으로 이동하면, 마력일정제어에 의하여, 토출압력(작업부하)이 서서히 내려감에 따라 토출유량(Q)가 증가하기 때문에, 어태치먼트의 동작스피드가 빨라지게 된다.
특히 붐상승선회동작이나, 덤프동작에 있어서, 오퍼레이터는 버킷(6)의 위치를 미세조정하면서 각 동작을 행할 필요가 있기 때문에, 펌프마력이 크면 조작성이 매우 나쁘다. 또한 붐상승선회동작이나, 덤프동작에서는, 펌프마력이 작아도 되기 때문에, SP모드인 상태로라면, 불필요한 작동유가 토출되어 연비가 나쁘다.
본 실시형태의 제어는, 그래프선(M)에 나타내는 제어이며, 단적으로 말하면 어태치먼트 자세추종형의 펌프마력 시프트제어이다. 즉, 버킷(6)이 공간영역 "1"에 있을 때에는 높은 펌프마력이 되고, 공간영역 "2"에 있을 때에는 서서히 낮은 펌프마력이 되며, 영역 "3"에 있을 때에는 더 낮은 펌프마력이 되도록 하는 제어이다.
구체적으로는, "프론트작업기의 자세"로서의 붐(4)의 자세(각도)의 변화에 따라, 버킷(6)이 공간영역 "1" 로부터 공간영역 "2", 공간영역 "2"로부터 공간영역 "3"으로 이동했다고 해도, 토출유량(Q)가 일정해지도록 펌프마력을 감소시킨다. 이때 엔진의 회전수는 변화시키지 않고 일정해지도록 제어한다.
토출유량(Q)가 일정하면 어태치먼트의 스피드가 일정해지기 때문에, 특히 붐상승선회동작이나, 덤프동작에 있어서의 조작성이 비약적으로 향상한다. 또, 붐상승선회동작이나, 덤프동작에 있어서의 토출유량(Q)가 종래(도시예의 각 그래프선)에 비하여 비약적으로 절약되어 연비가 향상한다.
여기에서, 도 5를 참조하면서, 붐(4)의 각도에 따라 마력을 제어하는 처리에 대하여 설명한다. 다만, 도 5는, 메인펌프(12R, 12L)의 펌프마력의 저감을 개시하는 타이밍을 설명하는 플로차트이다. 도 5의 플로차트는, 깊은 굴삭·적재동작을 행하는 경우의 일례이며, 작업모드는 당초 스피드·파워중시의 SP모드로 설정되어 있다(도 4b의 그래프선(SP) 참조).
컨트롤러(30)은, 버킷각도센서(S3)으로 검출한 버킷각도(θ)의 값에 근거하여, 버킷각도(θ)가 소정값(θTH) 이하인지를 판정한다(스텝 ST1). 이로써, 컨트롤러(30)은 굴삭동작을 종료했는지를 판정할 수 있다.
소정값(θTH)는, 예를 들면 70도로 설정된다. 소정값(θTH)는, 작업내용에 따라 임의로 변경된다. 다만, 버킷(6)을 폐쇄할수록, 버킷각도(θ)는 작아진다. 버킷각도(θ)가 소정값(θTH)를 초과하고 있는 경우(스텝 ST1의 NO), 컨트롤러(30)은, 버킷각도(θ)가 소정값(θTH) 이하가 될 때까지 ST1의 처리를 반복한다.
버킷각도(θ)가 소정값(θTH) 이하인 경우(스텝 ST1의 YES), 컨트롤러(30)은, 붐각도센서(S1)로 검출한 붐각도(α)의 값에 근거하여, 붐각도(α)가 소정의 제1 임곗값(αTH1) 이상인지를 판정한다(스텝 ST2). 붐각도(α)가 제1 임곗값(αTH1) 미만인 경우(스텝 ST2의 NO), 컨트롤러(30)은, 처리를 ST1로 되돌린다.
제1 임곗값(αTH1)은, 예를 들면 30도로 설정된다. 제1 임곗값(αTH1)은, 작업내용에 따라 임의로 변경된다.
붐각도(α)가 제1 임곗값(αTH1) 이상인 경우(스텝 ST2의 YES), 컨트롤러(30)은, 동작구간이 굴삭동작구간으로부터 붐상승선회동작구간으로 변화했다고 판정하고, 유압액추에이터의 움직임이 서서히 느려지도록, 메인펌프(12L, 12R)의 펌프마력을 저감시킨다(스텝 ST3). 구체적으로는, 컨트롤러(30)은, 감압밸브(50L, 50R)로 시프트시킨 제어압을 레귤레이터(13L, 13R)에 작용시킨다. 레귤레이터(13L, 13R)은, 사판경전각을 조정하여 메인펌프(12L, 12R)의 펌프마력을 서서히 저감시킨다. 이때, 컨트롤러(30)은, 메인펌프(12R, 12L)의 토출유량(Q)가 일정해지도록 마력을 감소시키고 있다.
이와 같이, 컨트롤러(30)은, 버킷각도(θ)가 소정값(θTH) 이하이고, 또한, 붐각도(α)가 제1 임곗값(αTH1) 이상이라고 판정한 경우, 메인펌프(12L, 12R)의 펌프마력을 서서히 저감시킨다. 즉, 붐실린더(7)이나 압유회로 전체를 순환하는 작동유의 유량을 통상보다 감소시킨다. 따라서, 암(5) 또는 버킷(6)의 신속한 움직임이 불필요함에도 불구하고 암(5) 또는 버킷(6)을 신속히 동작시키게 되는 것에 따른 불필요한 에너지 소비(예를 들면, 연료의 소비임)를 억제하여, 연비를 향상시킬 수 있다. 다만, 도 5에 나타낸 플로차트는, 소정의 제어주기로 반복된다.
여기에서, 도 6을 참조하면서, 컨트롤러(30)이 펌프마력을 저감시킬 때의 붐각도(α), 토출압력(P), 펌프마력(W), 토출유량(Q), 및, 버킷위치를 포함하는 공간영역의 시간적 추이에 대하여 설명한다. 붐조작레버(도시하지 않음) 및 암조작레버(16A)의 각각의 레버조작량은 일정하다. 또, 펌프마력의 저감은, 레귤레이터(13L, 13R)을 조절함으로써 실현된다. 도 6에서는, 토출유량(Q)는, 메인펌프(12L, 12R)의 각각의 토출유량을 동시에 나타낸다. 즉, 메인펌프(12L, 12R)의 토출유량은, 같은 추이를 나타낸다.
도 6에서 나타나는 바와 같이, 컨트롤러(30)은, 시각(t1)에 있어서, 붐각도(α)가 제1 임곗값(αTH1) 이상이 되면, 굴삭동작이 종료하여 버킷위치가 공간영역 "2"에 들어가 있다고 판정한다.
그 후, 컨트롤러(30)은, 레귤레이터(13L, 13R)에 의하여 사판경전각을 조정하여, 메인펌프(12L, 12R)의 토출유량(Q)가 일정해지도록(오르지 않도록) 서서히 펌프마력을 저감시킨다. 이와 같이 하여, 메인펌프(12L, 12R)의 펌프마력(W)가 저감된 결과, 붐각도(α)의 증대(개방)속도는, 펌프마력이 저감되지 않는 경우에 비하여 저하한다.
그리고, 시각(t2, t3)으로 진행함에 따라, 즉, 버킷(6)이 공간영역 "2"를 거쳐 공간영역 "3"으로 이동함에 따라, 펌프의 토출압력(P)는, P1로부터 P2까지 서서히 감소해 간다. 또, 펌프마력(W)도 마찬가지로, W1로부터 W2로 서서히 감소해 간다.
본 실시형태의 쇼벨은, 상기한 바와 같이 토출유량(Q)를 일정하게 하여 펌프마력(W)를 서서히 감소시키는 제어를 행하는 구성이다. 이로 인하여, 붐(4)를 상승시킨 경우에, 붐각도(α)가 제1 임곗값(αTH1) 이상이 된 바로 그때 어태치먼트의 동작속도가 증대하여, 조작자에게 위화감을 안겨주는 것을 방지할 수 있다.
시각(0~t1)의 기간은, 붐상승동작구간에 대응하고, 시각(t1~t2)의 기간은 붐상승선회동작구간(복합동작구간)에 대응하며, 시각(t2~t3)의 기간은 덤프동작구간에 대응하고 있다.
이와 같이, 본 실시형태에서는, 작업영역(N) 내에 있어서, 프론트작업기의 자세에 따라 유압펌프의 펌프마력이 제어된다. 이로써, 본 실시형태의 쇼벨은, 부하(토출압력(P))가 감소해도, 토출유량(Q)가 일정하고 어태치먼트(붐(4))의 동작스피드가 증대하지 않기 때문에, 종래의 펌프마력일정제어의 예를 들면 SP모드로 제어되는 경우에 비하여 작업성과 연비가 비약적으로 향상된다.
컨트롤러(30)은, 어태치먼트의 움직임이 빨라지지 않도록 한 후, 도 3의 (A)에 나타내는 바와 같이 다시, 굴삭동작이 행해진 경우, 혹은, 붐각도(α)가 제1 임곗값(αTH1)보다 작다고 판정한 경우에, 어태치먼트의 동작속도를 원래의 상태로 되돌리도록 해도 된다. 또, 프론트작업기의 자세검출로서 붐(4)의 조작량을 이용하여 동작구간의 변화를 판단해도 된다. 이 경우, 붐조작량을 최대로 한 상태의 계속시간에 근거하여 굴삭동작구간으로부터 붐상승선회동작구간으로의 변화를 판단한다.
다음으로, 다른 실시형태에 관한 쇼벨을 설명한다. 다른 실시형태는 상술한 실시형태와 동일한 기술적 사상에 근거하고 있고, 이하 그 차이점만을 설명한다. 도 7은 다른 실시형태에 관한 쇼벨에 있어서의 제어의 개요를 설명한다.
도 7의 제어는, 기본적으로는 도 4에서 설명한 제어와 같고, 이하, 중복하는 설명은 생략한다. 다른 실시형태에 있어서도, 어태치먼트 자세추종형의 펌프마력 시프트제어인 점은 같다.
도 4에 나타낸 제어는, 어태치먼트의 자세에 따라 버킷위치가 공간영역 "1"로부터 공간영역 "2", 공간영역 "2"로부터 공간영역 "3"으로 이동했다고 해도, 토출유량(Q)가 일정해지도록(변화하지 않도록) 펌프마력을 서서히 저감시킨다. 이때, 엔진의 회전수는 변화시키지 않는다.
한편, 도 7에 나타낸 제어는, 어태치먼트의 자세에 따라 버킷위치가 공간영역 "1"로부터 공간영역 "2", 공간영역 "2"로부터 공간영역 "3"으로 이동했다고 해도, 토출유량(Q)가 일정해지도록 엔진(11)의 회전수를 서서히 저감시키는 제어이다.
이와 같이, 다른 실시형태에 관한 쇼벨은, 엔진(11)의 회전수를 저감시킴으로써 어태치먼트(암(5) 또는 버킷(6))의 움직임이 빨라지지 않도록 하는 점에서, 레귤레이터(13L, 13R)의 조절을 이용하는 상술한 실시형태에 관한 쇼벨과 다르지만, 그 외의 점에서 공통된다.
따라서 다른 실시형태에 있어서도, 토출유량(Q)가 일정하고 어태치먼트(붐(4))의 동작스피드가 일정해지기 때문에, 작업성과 연비가 비약적으로 향상된다.
다음으로, 도 8 및 도 9를 참조하면서, 본 발명의 또 다른 실시형태에 관한 쇼벨에 대하여 설명한다.
이 실시형태는, 도 3에 나타내는 "깊은 굴삭·적재동작"은 아니고, 얕은 굴삭·적재동작 등의 "통상의 굴삭·적재동작"에 있어서의 제어를 특징으로 하고 있다.
이 실시형태에 있어서도, 상술한 2개의 실시형태와 대략 동일한 구성과 기본제어 사상이 이용되고 있고, 중복하는 설명은 생략된다.
먼저, 이 실시형태의 "통상의 굴삭·적재동작"에 대하여 자세하게 설명한다.
도 8의 (A)~도 8의 (D)는, 굴삭동작이 행해지고 있는 상태를 나타낸다. 또 다른 실시형태의 굴삭동작은 도 8의 (A) 및 도 8의 (B)의 굴삭동작전반과 도 8의 (C) 및 도 8의 (D)의 굴삭동작후반으로 나누어진다.
도 8의 (A)의 사선영역은, 어태치먼트의 작업영역(N)을 나타낸다. 작업영역(N)은, 상부영역(Nup)과 선단영역(Nout)을 제외한 엔드어태치먼트의 존재영역을 나타낸다.
상부영역(Nup)은, 예를 들면, 붐각도(α)가 최대각도로부터 10도 이내일 때의 엔드어태치먼트의 존재영역으로서 정해진다.
선단영역(Nout)은, 예를 들면, 붐각도(α)가 임곗값 이상이며, 또한, 암각도(β)가 최대각도로부터 10도 이내일 때의 엔드어태치먼트의 존재영역으로서 정해진다. 따라서, 컨트롤러(30)은, 버킷(6)이 작업영역(N) 내에 있는지 아닌지는 붐각도와 암각도로부터 판단할 수 있다.
도 8의 (A)에 나타내는 바와 같이, 붐각도(α)가 소정의 임곗값(αTH3)보다 큰 경우, 쇼벨은, 통상의 굴삭동작이 행해지고 있다고 판정한다. 그리고, 오퍼레이터는 버킷(6)의 선단이 굴삭대상에 관하여 원하는 높이 위치에 오도록 위치결정하고, 도 8의 (B)에 나타내는 바와 같이 암(5)를 개방한 상태로부터 암(5)가 지면에 대하여 대략 수직이 되는 각도(약 90도)까지 폐쇄한다. 이 동작에 의하여, 어느 정도의 깊이의 흙이 굴삭되어, 암(5)가 지표면에 대략 수직이 될 때까지, 영역(D)에 있어서의 굴삭대상을 긁어 모을 수 있다. 이상의 동작을 굴삭동작전반이라고 칭하고, 이 동작구간을 굴삭동작전반구간이라고 칭한다. 또, 도 8의 (B)의 암(5)의 각도를 제2 임곗값(βTH)으로 한다. 제2 임곗값(βTH)는, 암(5)가 지면에 대하여 대략 수직이 될 때의 암각도여도 된다. 굴삭동작전반구간에 필요한 펌프마력은 낮다.
도 8의 (C)에 나타내는 바와 같이, 오퍼레이터는 암(5)를 더 폐쇄하여, 영역(Dα)에 있어서의 굴삭대상을 버킷(6)에 의하여 더 긁어 모은다. 그리고, 버킷(6)을 위의 가장자리가 대략 수평이 될 때까지(약 90도) 폐쇄하여, 긁어 모은 굴삭토를 버킷(6) 내에 수납하고, 붐(4)를 올려 버킷(6)을 도 8의 (D)에 나타내는 위치까지 올린다. 도 8의 (D)에 나타내는 붐(4)의 각도를 "αTH2"라고 표기한다. 이상의 동작을 굴삭동작후반이라고 칭하고, 이 동작구간을 굴삭동작후반구간이라고 칭한다. 굴삭동작후반구간은 높은 펌프마력을 필요로 한다. 도 8의 (C)의 동작은, 암(5)와 버킷(6)의 복합동작이어도 된다. 이와 같이, 컨트롤러(30)은, 프론트작업기의 자세에 근거하여, 동작구간이 굴삭동작전반구간으로부터 굴삭동작후반구간으로 변화했다고 판정한다. 또, 프론트작업기의 자세검출로서 암(5)의 조작량을 이용하여, 동작구간의 변화를 판단해도 된다. 이 경우, 암조작량을 최대로 한 상태의 계속시간에 근거하여 굴삭동작전반구간으로부터 붐상승 굴삭동작후반구간으로의 변화를 판단한다.
얕은 굴삭·적재동작 등의 통상의 굴삭·적재동작에 있어서는, 암각도가 제2 임곗값(βTH) 미만일 때와, 제2 임곗값(βTH) 이상일 때에, 필요한 펌프마력이 다른 점이 상술한 실시형태와 상이하다. 따라서, 이 실시형태에서는, "프론트작업기의 자세"로서의 암(5)의 자세(각도)가, 제2 임곗값(βTH) 미만이 되는 경우에, 펌프마력을 증가시킨다. 또, 이 실시형태에서는, 도 1~도 7에서 설명한 "프론트작업기의 자세"로서의 붐(4)의 자세(각도)에 따른 펌프마력의 제어도 행해진다.
다음으로, 오퍼레이터는, 버킷(6) 위의 가장자리를 대략 수평으로 한 상태에서, 도 8의 (E)에 나타내는 바와 같이 버킷(6)의 바닥부가 지면으로부터 원하는 높이가 될 때까지 붐(4)를 올린다. 원하는 높이는 예를 들면 덤프의 높이 이상의 높이이다. 붐각도(α)가 제1 임곗값(αTH1) 이상이 되면, 컨트롤러(30)은, 동작구간이 굴삭동작구간으로부터 붐상승선회동작구간으로 변화했다고 판정하여, 유압액추에이터의 움직임이 서서히 느려지도록, 메인펌프(12L, 12R)의 펌프마력을 저감시킨다. 오퍼레이터는, 이에 이어서, 혹은 동시에, 상부선회체(3)을 화살표(AR3)으로 나타내는 바와 같이 선회시켜, 배토하는 위치까지 버킷(6)을 이동시킨다. 붐상승동작의 초기는 비교적 높은 펌프마력이 필요하게 되고, 그 후에 계속되는 붐상승선회에 있어서는, 서서히 낮은 펌프마력이 되는 펌프마력제어가 필요하게 된다.
오퍼레이터는, 붐상승선회동작을 완료시키면, 다음으로, 도 8의 (F)에 나타내는 바와 같이 암(5) 및 버킷(6)을 개방하여, 버킷(6) 내의 흙을 배출한다. 이 덤프동작에서는, 버킷(6)만을 개방하여 배토해도 된다. 덤프동작구간에 필요한 펌프마력은 낮다.
오퍼레이터는, 덤프동작을 완료시키면, 다음으로, 도 8의 (G)에 나타내는 바와 같이, 상부선회체(3)을 화살표(AR4)로 나타내는 바와 같이 선회시켜, 버킷(6)을 굴삭위치의 바로 위로 이동시킨다. 이때, 선회와 동시에 붐(4)를 내려 버킷(6)을 굴삭대상으로부터 원하는 높이인 곳까지 하강시킨다. 붐하강선회동작구간에 필요한 펌프마력은, 덤프동작구간에 필요한 펌프마력보다 더 낮다. 그 후, 오퍼레이터는, 도 8의 (A)에 나타내는 바와 같이 버킷(6)을 원하는 높이까지 하강시키고, 다시 굴삭동작을 행한다.
오퍼레이터는, "굴삭동작전반", "굴삭동작후반", "붐상승선회동작", "덤프동작", 및 "붐하강선회동작"으로 구성되는 사이클을 반복하면서, "통상의 굴삭·적재동작"을 진행시켜 간다. 이와 같이, 또 다른 실시형태에서는, 작업영역(N) 내에 있어서, 프론트작업기의 자세에 따라 유압펌프의 펌프마력이 제어된다.
작업영역(N)은, "굴삭동작전반", "굴삭동작후반", "붐상승선회동작"이 행해질 때에 버킷(6)이 존재하는 영역을 포함하고 있다. 작업영역(N)은 캐빈(10)의 형상 또는 유압쇼벨의 기종(사이즈) 등에 따라 미리 설정된다.
여기에서, 도 9를 참조하면서, 암(5)의 각도와 붐(4)의 각도에 따라 펌프마력을 제어하는 처리에 대하여 설명한다. 도 9는 컨트롤러(30)이 펌프마력(W)를 제어할 때의 펌프마력(W)의 시간적 추이를 나타내고 있다. 붐조작레버(도시하지 않음) 및 암조작레버(16A)의 각각의 레버조작량은 일정하다.
도 9에 있어서의 펌프마력(W)의 시간적 추이는, 기본적으로 도 6에 나타낸 펌프마력(W)의 시간적 추이와 대략 동일하지만, 굴삭동작전반과 굴삭동작후반에서 다르다. 또, 작업모드는, 당초, 연비우선의 H모드로 설정되어 있다(도 4b의 그래프선(H)참조).
도 8의 (A) 및 도 8의 (B)에 나타낸 바와 같이 암(5)를 개방한 상태로부터 지면에 대하여 대략 수직이 되는 각도까지 폐쇄하는 굴삭동작전반에 있어서, 펌프마력은 낮은 펌프마력(W2)로 제어되고 있다.
컨트롤러(30)은, 시각(t1)에 있어서, 암각도(β)가 제2 임곗값(βTH) 미만이라고 판정한다. 다만, 암(5)를 폐쇄할수록, 암각도(β)는 작아진다. 그 후, 컨트롤러(30)은, 레귤레이터(13L, 13R)에 의하여 사판경전각을 조정하여 펌프마력을 변경하고, 메인펌프(12L, 12R)의 토출유량을 올려 서서히 펌프마력(W1)로 증가시킨다. 제2 임곗값(βTH)는, 예를 들면, 도 8의 (B)에 나타내는 바와 같이 암(5)가 지면에 대하여 대략 수직이 되는 각도(수평면에 대한 암(5)의 각도가 예를 들면 90도±5도가 될 때의 암각도)이다.
컨트롤러(30)은, 시각(t2)에 있어서, 붐각도(α)가 소정값(αTH2) 이상인 것을 판정한다. 소정값(αTH2)는, 도 8의 (D)에 나타내는 바와 같이, 붐(4)가 가장 강하한 상태에 있어서의 붐각도보다 소정 각도(예를 들면 30도)만큼 큰 값이다.
컨트롤러(30)은, 메인펌프(12L, 12R)의 토출유량(Q)가 일정해지도록(오르지 않도록) 서서히 펌프마력을 저감시킨다.
컨트롤러(30)은, 시각 t2로부터 t3으로 진행함에 따라, 펌프마력(W)를 W1로부터 W2까지 서서히 감소시킨다. 여기에서는, 붐각도(α)에 근거하여, 시각(t2)에 있어서, 펌프마력 저감의 전환 판단을 행했지만, 암각도(β)에 근거하여, 펌프마력 저감의 전환 판단을 행하도록 해도 된다. 굴삭 후반에서는 큰 펌프마력이 필요하지만, 작업장의 상황에 따라서는, 암각도(β)가 폐쇄된 상태로부터는 큰 펌프마력이 불필요하게 되는 경우도 있다. 이러한 경우에는, 암(5)의 자세(각도)가, "제3 임곗값"으로서의 소정값(βTH2)(예를 들면, 최대각도로부터 110도를 뺀 각도) 미만이 되는 경우에, 펌프마력을 저감시키는 제어를 행해도 된다.
컨트롤러(30)은, 시각(t3)에 있어서, 레귤레이터(13L, 13R)에 의하여 사판경전각을 조정하여 펌프마력을 변경하고, 메인펌프(12L, 12R)의 토출유량을 올려 펌프마력(W)를 펌프마력(W2)로부터 펌프마력(W2h)로 증가시킨다. 시각(t3)은, 도 8의 (F)에 나타내는 덤프동작이 개시되는 타이밍이다.
컨트롤러(30)은, 시각(t4)에 있어서, 레귤레이터(13L, 13R)에 의하여 사판경전각을 조정하여 펌프마력을 변경하고, 메인펌프(12L, 12R)의 토출유량을 내려 펌프마력(W)를 펌프마력(W2h)로부터 펌프마력(W2l)로 저감시킨다. 시각(t4)는, 도 8의 (G)에 나타내는 붐하강선회동작이 개시되는 타이밍이다.
이때, 도 7에 나타낸 바와 같이 토출유량(Q)가 일정해지도록, 엔진(11)의 회전수를 서서히 감소시키는 제어를 실시해도 된다.
따라서, 본 실시형태에서는, 부하(토출압력(P))가 감소해도, 토출유량(Q)가 일정하고 어태치먼트의 동작스피드가 일정해지기 때문에, 작업성과 연비가 비약적으로 향상된다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 상세하게 설명했지만, 본 발명은 상기한 특정 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 요지의 범위 내에 있어서, 다양한 변형, 변경 등이 가능하다.
또, 본원은, 2016년 1월 28일에 출원된 일본 특허출원 2016-014727호에 근거하는 우선권을 주장하는 것이며, 이 일본 특허 출원의 전체 내용을 본원에 참조에 의하여 원용한다.
1…하부주행체
2…선회기구
3…상부선회체
4…붐
5…암
6…버킷
7…붐실린더
8…암실린더
9…버킷실린더
10…캐빈
11…엔진
12L, 12R…메인펌프
13L, 13R…레귤레이터
14…파일럿펌프
16…조작장치
16A…암조작레버
17A…압력센서
18a…붐실린더압센서
18b…토출압센서
50L, 50R…감압밸브
20L, 20R…주행용유압모터
21…선회용유압모터
30…컨트롤러
40L, 40R…센터바이패스관로
150~158…유량제어밸브
S1…붐각도센서
S2…암각도센서
S3…버킷각도센서

Claims (11)

  1. 하부주행체와,
    상기 하부주행체에 대하여 선회 가능하게 탑재된 상부선회체와,
    동력원과 접속된 유압펌프와,
    상기 유압펌프로부터의 작동유로 구동하는 붐, 암, 및 엔드어태치먼트를 포함하는 프론트작업기와,
    상기 프론트작업기의 자세를 검출하는 프론트작업기 자세검출부와,
    상기 프론트작업기 자세검출부의 검출값에 근거하여, 상부작업영역 및 선단작업영역으로 둘러싸이는 작업영역 내에 있어서의 상기 프론트작업기의 자세에 따라 굴삭동작의 후반, 혹은, 굴삭동작 후의 붐상승동작에서, 굴삭동작의 전반보다 상기 유압펌프의 마력을 증가시키는 제어를 하는 제어부를 갖는 것을 특징으로 하는 쇼벨.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프론트작업기 자세검출부는, 상기 붐의 각도를 검출하는 붐각도센서를 갖고,
    상기 제어부는,
    상기 붐각도센서의 상기 붐의 각도에 따라 상기 유압펌프의 마력을 제어하는 것을 특징으로 하는 쇼벨.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 프론트작업기 자세검출부는, 상기 암의 각도를 검출하는 암각도센서를 갖고,
    상기 제어부는,
    상기 암각도센서의 상기 암의 각도에 따라 상기 유압펌프의 마력을 제어하는 것을 특징으로 하는 쇼벨.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 붐의 각도가 제1 임곗값 이상인 경우에, 상기 유압펌프의 마력을 저감시키는 것을 특징으로 하는 쇼벨.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 암의 각도가 제2 임곗값 미만인 경우에, 상기 유압펌프의 마력을 증가시키는 것을 특징으로 하는 쇼벨.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 암의 각도가, 굴삭 후반에 있어서의 제3 임곗값 미만인 경우에, 상기 유압펌프의 마력을 저감시키는 것을 특징으로 하는 쇼벨.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    레귤레이터를 조절함으로써, 상기 유압펌프의 마력을 제어하는 것을 특징으로 하는 쇼벨.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 동력원의 회전수를 변경함으로써 상기 유압펌프의 마력을 제어하는 것을 특징으로 하는 쇼벨.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 작업영역 내에 있어서의 상기 프론트작업기의 자세에 근거하여 동작구간이 변화했는지를 판정하는 것을 특징으로 하는 쇼벨.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 프론트작업기 자세검출부는, 상기 프론트작업기를 촬영하는 카메라에 의하여 촬영된 화상에 의하여, 상기 프론트작업기의 자세를 검출하는 것을 특징으로 하는 쇼벨.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 프론트작업기의 자세에 근거하여, 깊은 굴삭동작이 행해지고 있는지, 통상의 굴삭동작이 행해지고 있는지를 판정하는 것을 특징으로 하는 쇼벨.
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