KR20160142753A

KR20160142753A - 작업차량 및 작업차량의 제어 방법

Info

Publication number: KR20160142753A
Application number: KR1020157014415A
Authority: KR
Inventors: 사토루 신타니; 유토 후지이; 마사노부 세키; 마사시 이치하라; 요시키 가미
Original assignee: 가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼
Priority date: 2015-02-02
Filing date: 2015-02-02
Publication date: 2016-12-13
Also published as: KR101759409B1; CN105960492B; JP5969712B1; US20160312434A1; DE112015000011T5; JPWO2016125232A1; DE112015000011B4; WO2016125232A1; CN105960492A; US9617709B2

Abstract

작업차량은 차량 본체와 작업기와 각도 센서와 작업기 제어부를 구비한다. 작업기는 붐과 아암과 버킷을 갖는다. 붐은 붐축을 중심으로 차량 본체에 대하여 회전 가능하다. 아암은 붐축과 평행한 아암축을 중심으로 붐에 대하여 회전 가능하다. 버킷은 아암축과 평행한 버킷축 및 버킷축과 직교하는 틸트축의 각각을 중심으로 아암에 대하여 회전 가능하다. 각도 센서는, 버킷에 설치되어, 수평면에 대한 버킷의 경사 각도를 검출한다. 작업기 제어부는, 작업기에 의한 작업 대상의 목표 형상을 나타내는 설계 지형에 기초하여, 작업기의 동작을 적어도 일부 자동으로 제어하는 작업기 제어를 실행한다. 작업기 제어부는, 각도 센서로 검출한 버킷의 경사 각도가 제1 임계치 미만인 경우, 작업기 제어를 시작하고, 각도 센서로 검출한 버킷의 경사 각도가 제1 임계치 이상인 경우, 작업기 제어를 시작하지 않는다.

Description

작업차량 및 작업차량의 제어 방법{WORK VEHICLE AND METHOD OF CONTROLLING WORK VEHICLE}

본 발명은 작업차량에 관한 것이다.

유압 셔블과 같은 작업차량은, 붐과 아암과 버킷을 갖는 작업기를 구비한다. 작업차량의 제어에 있어서, 굴착 대상의 목표 형상인 목표 설계 지형에 기초하여 버킷의 날끝을 제어하는 굴착 제어가 알려져 있다. 또한, 차폭 방향에 있어서의 버킷의 양단부를 차폭 방향의 축에 대하여 기울일 수 있는 틸트식 버킷(틸트 버킷)이 알려져 있다. 틸트식 버킷은, 일본 특허공개 제2014-74319호 공보에 기재된 것과 같이, 아암에 대하여 버킷을 틸트시키는 틸트용 액추에이터에 의해서 기울여진다.

특허문헌 1: 일본 특허공개 2014-74319호 공보

한편, 틸트식 버킷에 있어서, 틸트 각도 센서를 사용하여 버킷의 틸트 각도 데이터를 취득하는 것이 가능하다.

버킷은, 틸트용 액추에이터의 구동에 의해서 차폭 방향의 축에 대하여 경사지는 동시에, 작업기의 통상 동작에 의해서도 차량 전후 방향의 축에 대하여 경사진다. 그 때문에, 작업기의 동작에 의해, 틸트 각도 센서는, 틸트용 액추에이터의 구동에 기초한 틸트 각도 데이터를 취득하기가 곤란하게 될 가능성이 있다. 이러한 경우, 정밀도 좋은 틸트 각도 데이터에 기초하여 굴착 제어를 할 수 없어, 굴착 제어의 정밀도가 저하될 가능성이 있다.

본 발명은, 상기한 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 틸트식 버킷을 이용하는 작업차량에 있어서, 굴착 제어의 정밀도 저하를 방지하는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 어느 국면에 따른 작업차량은 차량 본체와, 작업기와, 각도 센서, 그리고 작업기 제어부를 구비한다. 작업기는 붐과 아암과 버킷을 갖는다. 붐은, 붐축을 중심으로 차량 본체에 대하여 회전 가능하다. 아암은, 붐축과 평행한 아암축을 중심으로 붐에 대하여 회전 가능하다. 버킷은, 아암축과 평행한 버킷축 및 버킷축과 직교하는 틸트축의 각각을 중심으로 아암에 대하여 회전 가능하다. 각도 센서는, 버킷에 설치되어, 수평면에 대한 버킷의 경사 각도를 검출한다. 작업기 제어부는, 작업기에 의한 작업 대상의 목표 형상을 나타내는 설계 지형에 기초하여, 작업기의 동작을 적어도 일부 자동으로 제어하는 작업기 제어를 실행한다. 작업기 제어부는, 각도 센서로 검출한 버킷의 경사 각도가 제1 임계치 미만인 경우, 작업기 제어를 시작하고, 각도 센서로 검출한 버킷의 경사 각도가 제1 임계치 이상인 경우, 작업기 제어를 시작하지 않는다.

상기에 따르면, 작업기 제어부는, 각도 센서로 검출한 버킷의 경사 각도가 제1 임계치 미만인 경우에 작업기 제어를 시작하고, 각도 센서로 검출한 버킷의 경사 각도가 제1 임계치 이상인 경우에는 작업기 제어를 시작하지 않는 것에 의해, 버킷의 경사 각도의 검출 정밀도가 높은 상태에서의 작업기 제어를 실행하고, 버킷의 경사 각도의 검출 정밀도가 저하하는 상태에서의 작업기 제어를 금지함으로써, 굴착 정밀도를 향상시켜, 소기의 시공을 실행할 수 있다.

바람직하게는, 작업기 제어부는, 각도 센서로 검출한 버킷의 경사 각도가 제1 임계치 미만인 경우, 혹은 제2 임계치 이상인 경우, 작업기 제어를 시작하고, 각도 센서로 검출한 버킷의 경사 각도가 제1 임계치 이상이고 또 제2 임계치 미만인 경우, 작업기 제어를 시작하지 않는다.

상기에 따르면, 작업기 제어부는, 각도 센서로 검출한 버킷의 경사 각도가 제1 임계치 미만 혹은 제2 임계치인 경우에 작업기 제어를 실행하고, 각도 센서로 검출한 버킷의 경사 각도가 제1 임계치 이상이고 또 제2 임계치 미만인 경우에는 작업기 제어를 실행하지 않는 것에 의해, 버킷의 경사 각도의 검출 정밀도가 높은 범위 상태에서의 작업기 제어를 실행하고, 버킷의 경사 각도의 검출 정밀도가 저하하는 범위 상태에서의 작업기 제어를 금지하는 것에 의해, 굴착 정밀도를 향상시켜, 소기의 시공을 실행할 수 있다.

바람직하게는, 작업차량은, 기울기 검출부와 자세 상태 취득부와 틸트축 각도 산출부를 더 구비한다. 기울기 검출부는 수평면에 대한 차량 본체의 기울기를 검출한다. 자세 상태 취득부는 작업기의 자세에 관한 자세 정보를 취득한다. 틸트축 각도 산출부는, 차량 본체의 기울기와 작업기의 자세 정보에 기초하여, 수평면에 대한 틸트축의 경사 각도를 산출한다. 작업기 제어부는, 틸트축 각도 산출부에서 산출한 틸트축의 경사 각도가 제2 임계치 미만인 경우, 작업기 제어를 시작하고, 틸트축 각도 산출부에서 산출한 틸트축의 경사 각도가 제2 임계치 이상인 경우, 작업기 제어를 시작하지 않는다.

상기에 따르면, 작업기 제어부는, 또한 틸트축 각도 산출부에서 산출한 틸트축의 경사 각도가 제2 임계치 미만인 경우에 작업기 제어를 실행하고, 틸트축 각도 산출부에서 산출한 틸트축의 경사 각도가 제2 임계치 이상인 경우에는 작업기 제어를 실행하지 않는 것에 의해, 버킷의 경사 각도의 검출 정밀도가 높은 상태에서의 작업기를 실행하고, 버킷의 경사 각도의 검출 정밀도가 저하하는 상태에서의 작업기를 금지하는 것에 의해, 굴착 정밀도를 더욱 향상시켜, 소기의 시공을 실행할 수 있다.

바람직하게는, 작업차량은 조작부를 더 구비한다. 조작부는, 오퍼레이터로부터의 작업기 제어 시작 지시를 접수할 수 있다. 작업기 제어부는, 조작부로부터의 시작 지시에 따라서 작업기 제어를 실행하고, 조작부는, 각도 센서로 검출한 버킷의 경사 각도가 제1 임계치 이상인 경우에 오퍼레이터로부터의 작업기 제어 시작 지시를 접수하지 않는다.

상기에 따르면, 버킷의 경사 각도의 검출 정밀도가 저하하는 상태에서 오퍼레이터의 작업기 제어 시작 지시를 접수하지 않는 것에 의해, 오퍼레이터에 대하여 굴착 정밀도가 저하되어 있음을 인지하게 하여, 굴착 정밀도가 높은 상태에서의 작업기 제어의 실행을 재촉할 수 있다.

바람직하게는, 작업차량은 표시부와 표시 제어부 더 구비한다. 표시 제어부는 표시부의 표시 내용을 제어한다. 표시 제어부는, 각도 센서로 검출한 버킷의 경사 각도가 제1 임계치 이상인 경우에 오퍼레이터로부터의 작업기 제어의 시작을 할 수 없다고 하는 취지의 정보를 표시부에 표시한다.

상기에 따르면, 버킷의 경사 각도의 검출 정밀도가 저하하는 상태에서 오퍼레이터에 대하여 굴착 정밀도가 저하되어 있음을 통지하는 것에 의해, 굴착 정밀도가 높은 상태에서의 작업기 제어의 실행을 재촉할 수 있다.

본 발명의 다른 국면에 따른 작업차량은 차량 본체와, 작업기와, 기울기 검출부와, 자세 상태 취득부와, 틸트축 각도 산출부, 그리고 작업기 제어부를 구비한다. 작업기는 붐과, 아암과, 버킷을 갖는다. 붐은, 붐축을 중심으로 차량 본체에 대하여 회전 가능하다. 아암은, 붐축과 평행한 아암축을 중심으로 붐에 대하여 회전 가능하다. 버킷은, 아암축과 평행한 버킷축 및 버킷축과 직교하는 틸트축의 각각을 중심으로 아암에 대하여 회전 가능하다. 기울기 검출부는, 수평면에 대한 차량 본체의 기울기를 검출한다. 자세 상태 취득부는, 작업기의 자세에 관한 자세 정보를 취득한다. 틸트축 각도 산출부는, 차량 본체의 기울기와 작업기의 자세 정보에 기초하여, 수평면에 대한 틸트축의 경사 각도를 산출한다. 작업기 제어부는, 작업기에 의한 작업 대상의 목표 형상을 나타내는 설계 지형에 기초하여, 작업기의 동작을 적어도 일부 자동으로 제어하는 작업기 제어를 실행한다. 작업기 제어부는, 틸트축 각도 산출부에서 산출한 틸트축의 경사 각도가 제1 임계치 미만인 경우, 작업기 제어를 시작하고, 틸트축 각도 산출부에서 산출한 틸트축의 경사 각도가 제1 임계치 이상인 경우, 작업기 제어를 시작하지 않는다.

상기에 따르면, 작업기 제어부는, 틸트축 각도 산출부에서 산출한 틸트축의 경사 각도가 제1 임계치 미만인 경우에 작업기 제어를 실행하고, 틸트축 각도 산출부에서 산출한 틸트축의 경사 각도가 제1 임계치 이상인 경우에는 작업기 제어를 실행하지 않는 것에 의해, 버킷의 경사 각도의 검출 정밀도가 높은 상태에서의 작업기 제어를 실행하고, 버킷의 경사 각도의 검출 정밀도가 저하하는 상태에서의 작업기 제어를 금지하는 것에 의해, 굴착 정밀도를 향상시켜, 소기의 시공을 실행할 수 있다.

바람직하게는, 작업기 제어부는, 틸트축 각도 산출부에서 산출한 틸트축의 경사 각도가 제1 임계치 미만인 경우, 혹은 제2 임계치 이상인 경우, 작업기 제어를 시작하고, 틸트축 각도 산출부에서 산출한 틸트축의 경사 각도가 제1 임계치 이상이고 또 제2 임계치 미만인 경우, 작업기 제어를 시작하지 않는다.

상기에 따르면, 작업기 제어부는, 틸트축 각도 산출부에서 산출한 틸트축의 경사 각도가 제1 임계치 미만 혹은 제2 임계치인 경우에 작업기 제어를 실행하고, 틸트축 각도 산출부에서 산출한 틸트축의 경사 각도가 제1 임계치 이상이고 또 제2 임계치 미만인 경우에는 작업기 제어를 실행하지 않는 것에 의해, 버킷의 경사 각도의 검출 정밀도가 높은 범위 상태에서의 작업기 제어를 실행하고, 버킷의 경사 각도의 검출 정밀도가 저하하는 범위 상태에서의 작업기 제어를 금지하는 것에 의해, 굴착 정밀도를 향상시켜, 소기의 시공을 실행할 수 있다.

바람직하게는, 작업차량은 조작부를 더 구비한다. 조작부는, 오퍼레이터로부터의 작업기 제어 시작 지시를 접수할 수 있다. 작업기 제어부는, 조작부로부터의 시작 지시에 따라서 작업기 제어를 실행한다. 조작부는, 틸트축 각도 산출부에서 산출한 틸트축의 경사 각도가 제1 임계치 이상인 경우에 오퍼레이터로부터의 작업기 제어 시작 지시를 접수하지 않는다.

상기에 따르면, 버킷의 경사 각도의 검출 정밀도가 저하하는 상태에서 오퍼레이터의 작업기 시작 지시를 접수하지 않는 것에 의해, 오퍼레이터에 대하여 굴착 정밀도가 저하하고 있음을 인지하게 하여, 굴착 정밀도가 높은 상태에서의 작업기 제어의 실행을 재촉할 수 있다.

바람직하게는, 작업차량은 표시부와 표시 제어부를 더 구비한다. 표시 제어부는 표시부의 표시 내용을 제어한다. 표시 제어부는, 틸트축 각도 산출부에서 산출한 틸트축의 경사 각도가 제1 임계치 이상인 경우에 오퍼레이터로부터의 작업기 제어의 시작을 할 수 없다는 취지의 정보를 표시부에 표시한다.

상기에 따르면, 버킷의 경사 각도의 검출 정밀도가 저하하는 상태에서 오퍼레이터에 대하여 굴착 정밀도가 저하하고 있음을 통지하는 것에 의해, 굴착 정밀도가 높은 상태에서의 작업기 제어의 실행을 재촉할 수 있다.

본 발명의 또 다른 국면에 따른 작업차량은, 작업기와, 각도 센서와, 자세 상태 취득부, 그리고 표시 제어부를 구비한다. 작업기는 붐과, 아암과, 버킷을 갖는다. 붐은, 붐축을 중심으로 차량 본체에 대하여 회전 가능하다. 아암은, 붐축과 평행한 아암축을 중심으로 붐에 대하여 회전 가능하다. 버킷은, 아암축과 평행한 버킷축 및 버킷축과 직교하는 틸트축의 각각을 중심으로 아암에 대하여 회전 가능하다. 각도 센서는, 버킷에 설치되어, 수평면에 대한 버킷의 경사 각도를 검출한다.

자세 상태 취득부는, 각도 센서의 검출 결과에 기초하여 작업기의 자세에 관한 자세 정보를 취득한다. 표시 제어부는, 자세 정보에 기초하여 작업기에 의한 작업 대상의 목표 형상을 나타내는 설계 지형에 대한 버킷의 자세 상태를 표시한다. 표시 제어부는, 각도 센서로 검출한 버킷의 경사 각도가 제1 임계치 미만인 경우에는 각도 센서로 검출한 버킷의 경사 각도에 따른 버킷의 자세 상태를 표시하고, 각도 센서로 검출한 버킷의 경사 각도가 제1 임계치 이상인 경우에는 각도 센서로 검출한 버킷의 경사 각도가 제1 임계치 미만이었을 때의 각도 센서의 검출 결과에 기초하여 버킷의 자세 상태를 표시한다.

상기에 따르면, 표시 제어부는, 각도 센서로 검출한 버킷의 경사 각도가 제1 임계치 미만인 경우에는 각도 센서로 검출한 버킷의 경사 각도에 따른 버킷의 자세 상태를 표시하고, 각도 센서로 검출한 버킷의 경사 각도가 제1 임계치 이상인 경우에는 버킷의 경사 각도가 제1 임계치 미만이었을 때의 각도 센서의 검출 결과에 기초하여 버킷의 자세 상태를 표시한다. 버킷의 경사 각도의 검출 정밀도가 높은 상태에서의 버킷의 자세 상태를 표시하는 것에 의해, 검출 정밀도가 높은 정보에 기초한 표시에 의해 정밀도가 높은 굴착 작업을 실행할 수 있다.

바람직하게는, 작업차량은 기울기 검출부와 틸트축 각도 산출부를 더 구비한다. 기울기 검출부는, 수평면에 대한 차량 본체의 기울기를 검출한다. 틸트축 각도 산출부는, 차량 본체의 기울기와 작업기의 자세 정보에 기초하여 수평면에 대한 틸트축의 경사 각도를 산출한다. 표시 제어부는, 틸트축 각도 산출부에서 산출한 틸트축의 경사 각도가 제2 임계치 미만이고, 각도 센서로 검출한 버킷의 경사 각도가 제1 임계치 미만인 경우에는 각도 센서로 검출한 버킷의 경사 각도에 따른 버킷의 자세 상태를 표시하고, 틸트축 각도 산출부에서 산출한 틸트축의 경사 각도가 제2 임계치 이상, 혹은 각도 센서로 검출한 버킷의 경사 각도가 제1 임계치 이상인 경우에는 각도 센서로 검출한 버킷의 경사 각도가 제1 임계치 미만이었을 때의 각도 센서의 검출 결과에 기초하여 버킷의 자세 상태를 표시한다.

상기에 따르면, 표시 제어부는, 틸트축 각도 산출부에서 산출한 틸트축의 경사 각도가 제2 임계치 미만인 경우에는 각도 센서로 검출한 버킷의 경사 각도에 따른 버킷의 자세 상태를 표시하고, 틸트축 각도 산출부에서 산출한 틸트축의 경사 각도가 제2 임계치 이상인 경우에는 버킷의 경사 각도가 제1 임계치 미만이었을 때의 각도 센서의 검출 결과에 기초하여 버킷의 자세 상태를 표시한다. 버킷의 경사 각도의 검출 정밀도가 높은 상태에서의 버킷의 자세 상태를 표시하는 것에 의해, 더 높은 정밀도의 굴착 작업을 실행할 수 있다.

바람직하게는, 표시 제어부는, 각도 센서로 검출한 버킷의 경사 각도가 제1 임계치 이상인 경우에는 각도 센서로 검출한 버킷의 경사 각도가 제1 임계치 미만이었을 때의 각도 센서의 검출 결과에 기초하여 버킷의 자세 상태를 고정 표시한다.

상기에 따르면, 표시 제어부는, 각도 센서로 검출한 버킷의 경사 각도가 제1 임계치 이상인 경우에는 각도 센서로 검출한 버킷의 경사 각도가 제1 임계치 미만이었을 때의 각도 센서의 검출 결과에 기초하여 버킷의 자세 상태를 고정 표시함으로써, 검출 정밀도가 높은 정보에 기초한 고정 표시에 의해 오퍼레이터에 대한 오인식을 억제할 수 있다.

바람직하게는, 표시 제어부는, 또한 각도 센서의 검출 정밀도를 나타내는 아이콘을 표시하고, 각도 센서로 검출한 버킷의 경사 각도에 기초하여 아이콘의 상태를 변화시킨다.

상기에 따르면, 오퍼레이터에게 검출 정밀도의 상황을 순간적으로 파악하게 할 수 있어, 정밀도 높은 굴착 작업을 실행할 수 있다.

본 발명의 어느 국면에 따른 작업차량의 제어 방법은, 붐축을 중심으로 차량 본체에 대하여 회전 가능한 붐과, 붐축과 평행한 아암축을 중심으로 붐에 대하여 회전 가능한 아암과, 아암축과 평행한 버킷축 및 버킷축과 직교하는 틸트축의 각각을 중심으로 아암에 대하여 회전 가능한 버킷을 갖는 작업기를 포함하는 작업차량의 제어 방법이다. 이 제어 방법은, 수평면에 대한 버킷의 경사 각도를 검출하는 단계와, 검출한 버킷의 경사 각도가 제1 임계치 미만인 경우, 작업기에 의한 작업 대상의 목표 형상을 나타내는 설계 지형에 기초하여, 작업기의 동작을 적어도 일부 자동으로 제어하는 작업기 제어를 시작하는 단계와, 검출한 버킷의 경사 각도가 제1 임계치 이상인 경우, 작업기 제어를 시작하지 않는 단계를 포함한다.

상기에 따르면, 검출한 버킷의 경사 각도가 제1 임계치 미만인 경우에 작업기 제어를 시작하고, 각도 센서로 검출한 버킷의 경사 각도가 제1 임계치 이상인 경우에는 작업기 제어를 시작하지 않는 것에 의해, 버킷의 경사 각도의 검출 정밀도가 높은 상태에서의 작업기 제어를 실행하고, 버킷의 경사 각도의 검출 정밀도가 저하하는 상태에서의 작업기 제어를 금지하는 것에 의해, 굴착 정밀도를 향상시켜, 소기의 시공을 실행할 수 있다.

본 발명의 다른 국면에 따른 작업차량의 제어 방법은, 붐축을 중심으로 차량 본체에 대하여 회전 가능한 붐과, 붐축과 평행한 아암축을 중심으로 붐에 대하여 회전 가능한 아암과, 아암축과 평행한 버킷축 및 버킷축과 직교하는 틸트축의 각각을 중심으로 아암에 대하여 회전 가능한 버킷을 갖는 작업기를 포함하는 작업차량의 제어 방법이다. 이 제어 방법은, 수평면에 대한 차량 본체의 기울기를 검출하는 단계와, 작업기의 자세에 관한 자세 정보를 취득하는 단계와, 차량 본체의 기울기와 작업기의 자세 정보에 기초하여, 수평면에 대한 틸트축의 경사 각도를 산출하는 단계와, 산출한 틸트축의 경사 각도가 제1 임계치 미만인 경우, 작업기에 의한 작업 대상의 목표 형상을 나타내는 설계 지형에 기초하여, 작업기의 동작을 적어도 일부 자동으로 제어하는 작업기 제어를 시작하는 단계와, 산출한 틸트축의 경사 각도가 제1 임계치 이상인 경우, 작업기 제어를 시작하지 않는 단계를 포함한다.

상기에 따르면, 산출한 틸트축의 경사 각도가 제1 임계치 미만인 경우에 작업기 제어를 실행하고, 산출한 틸트축의 경사 각도가 제1 임계치 이상인 경우에는 작업기 제어를 실행하지 않는 것에 의해, 버킷의 경사 각도의 검출 정밀도가 높은 상태에서의 작업기 제어를 실행하고, 버킷의 경사 각도의 검출 정밀도가 저하하는 상태에서의 작업기 제어를 금지하는 것에 의해, 굴착 정밀도를 향상시켜, 소기의 시공을 실행할 수 있다.

본 발명의 또 다른 국면에 따른 작업차량의 제어 방법은, 붐축을 중심으로 차량 본체에 대하여 회전 가능한 붐과, 붐축과 평행한 아암축을 중심으로 붐에 대하여 회전 가능한 아암과, 아암축과 평행한 버킷축 및 버킷축과 직교하는 틸트축의 각각을 중심으로 아암에 대하여 회전 가능한 버킷을 갖는 작업기를 포함하는 작업차량의 제어 방법이다. 이 제어 방법은, 수평면에 대한 버킷의 경사 각도를 검출하는 단계와, 검출한 버킷의 경사 각도에 기초하여 작업기의 자세에 관한 자세 정보를 취득하는 단계와, 검출한 버킷의 경사 각도가 제1 임계치 미만인 경우, 작업기에 의한 작업 대상의 목표 형상을 나타내는 설계 지형에 대한 버킷의 자세 상태를, 자세 정보에 기초하여 표시하는 단계와, 검출한 버킷의 경사 각도가 제1 임계치 이상인 경우에는 버킷의 경사 각도가 제1 임계치 미만이었을 때의 버킷의 경사 각도에 기초한 자세 정보를 취득하고, 이 자세 정보에 기초하여 버킷의 자세 상태를 표시하는 단계를 포함한다.

상기에 따르면, 검출한 버킷의 경사 각도가 제1 임계치 미만인 경우에는 검출한 버킷의 경사 각도에 따른 버킷의 자세 상태를 표시하고, 검출한 버킷의 경사 각도가 제1 임계치 이상인 경우에는 버킷의 경사 각도가 제1 임계치 미만이었을 때의 버킷의 경사 각도에 기초한 자세 정보를 취득하여, 그 자세 정보에 기초하여 버킷의 자세 상태를 표시한다. 버킷의 경사 각도의 검출 정밀도가 높은 상태에서의 버킷의 자세 상태를 표시하는 것에 의해, 검출 정밀도가 높은 정보에 기초한 표시에 의해 정밀도가 높은 굴착 작업을 실행할 수 있다.

작업차량은 굴착 제어의 정밀도 저하를 방지하는 것이 가능하다.

도 1은 실시형태에 기초한 작업차량의 일례를 도시하는 사시도이다.
도 2는 실시형태에 따른 버킷(8)의 일례를 도시하는 측단면도이다.
도 3은 실시형태에 따른 버킷(8)의 일례를 도시하는 정면도이다.
도 4는 실시형태에 기초한 유압 셔블(CM)을 모식적으로 도시하는 측면도이다.
도 5는 실시형태에 기초한 유압 셔블(CM)을 모식적으로 도시하는 배면도이다.
도 6은 실시형태에 기초한 유압 셔블(CM)을 모식적으로 도시하는 평면도이다.
도 7은 실시형태에 기초한 버킷(8)을 모식적으로 도시하는 측면도이다.
도 8은 실시형태에 기초한 버킷(8)을 모식적으로 도시하는 정면도이다.
도 9는 제한 굴착 제어(개입 제어)가 행해질 때의 작업기(2)의 동작의 일례를 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 10은 실시형태에 기초한 제어 시스템(200)의 기능 구성을 도시하는 블럭도이다.
도 11은 실시형태에 기초한 틸트 각도 센서(70)의 원리를 설명하기 위한 모식도이다.
도 12는 실시형태에 기초한 틸트 각도 센서의 검출 정밀도를 설명하는 도면이다.
도 13은 제한 굴착 제어 접수 금지부(26B)의 제한 굴착 제어 모드로의 이행을 제어하는 흐름도이다.
도 14는 실시형태에 기초한 표시부(29)의 일례를 도시하는 도면이다.
도 15는 다른 실시형태에 기초한 표시 컨트롤러(28)의 표시 처리를 설명하는 흐름도이다.

이하, 본 발명에 따른 실시형태에 관해서 도면을 참조하면서 설명하지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 이하에 설명하는 각 실시형태의 구성 요소는 적절하게 조합할 수 있다. 또한, 일부의 구성 요소를 이용하지 않는 경우도 있다.

이하의 설명에서는, 글로벌 좌표계 및 로컬 좌표계의 각각을 설정하고, 이들 좌표계를 참조하면서 각 부의 위치 관계에 관해서 설명한다. 글로벌 좌표계는, 지구에 고정된 원점 Pr(도 4 참조)을 기준으로 한 좌표계이다. 로컬 좌표계는, 작업차량(CM)의 차량 본체(1)에 고정된 원점 P0(도 4참조)을 기준으로 한 좌표계이다. 로컬 좌표계를 차량 본체 좌표계라고 불러도 좋다.

또한, 이하의 설명에서는, 글로벌 좌표계를, XgYgZg 직교 좌표계로 나타낸다. 후술하는 것과 같이, 글로벌 좌표계의 기준 위치(원점) Pg는, 작업 영역에 위치한다. 수평면 내의 일방향을 Xg축 방향, 수평면 내에서 Xg축 방향과 직교하는 방향을 Yg축 방향, Xg축 방향 및 Yg축 방향의 각각과 직교하는 방향을 Zg축 방향으로 한다. 또한, Xg축, Yg축 및 Zg축 둘레의 회전(경사) 방향을 각각 θXg, θYg 및 θZg 방향으로 한다. Xg축은 YgZg 평면과 직교한다. Yg축은 XgZg 평면과 직교한다. Zg축은 XgYg 평면과 직교한다. XgYg 평면은 수평면과 평행하다. Zg축 방향은 연직 방향이다.

또한, 이하의 설명에서는, 로컬 좌표계를 XYZ 직교 좌표계로 나타낸다. 후술하는 것과 같이, 로컬 좌표계의 기준 위치(원점) P0은, 선회체(3)의 선회 중심 AX에 위치한다. 어떤 평면 내의 일방향을 X축 방향, 그 평면 내에서 X축 방향과 직교하는 방향을 Y축 방향, X축 방향 및 Y축 방향의 각각과 직교하는 방향을 Z축 방향으로 한다. 또한, X축, Y축 및 Z축 둘레의 회전(경사) 방향을 각각 θX, θY 및 θZ 방향으로 한다. X축은 YZ 평면과 직교한다. Y축은 XZ 평면과 직교한다. Z축은 XY 평면과 직교한다.

[작업차량의 전체 구성]

도 1은 실시형태에 기초한 작업차량의 일례를 도시하는 사시도이다.

도 1에 도시하는 것과 같이, 본 예에서는, 작업차량으로서 유압에 의해 작동하는 작업기(2)를 갖추는 유압 셔블(CM)을 예로 들어 설명한다.

유압 셔블(CM)은 차량 본체(1)와 작업기(2)를 구비한다. 후술하는 것과 같이, 유압 셔블(CM)에는 굴착 제어를 실행하는 제어 시스템(200)이 탑재되어 있다.

차량 본체(1)는 선회체(3)와, 운전실(4)과, 주행 장치(5)를 갖는다.

선회체(3)는 주행 장치(5) 위에 배치된다. 주행 장치(5)는 선회체(3)를 지지한다. 선회체(3)는 선회축 AX를 중심으로 선회 가능하다. 운전실(4)에는, 오퍼레이터가 착석하는 운전석(4S)이 설치된다. 오퍼레이터는, 운전실(4)에서 유압 셔블(CM)을 조작한다. 주행 장치(5)는 한 쌍의 무한궤도(5Cr)를 갖는다. 무한궤도(5Cr)의 회전에 의해 유압 셔블(CM)이 주행한다. 한편, 주행 장치(5)가 차륜(타이어)으로 구성되어 있어도 좋다.

본 실시형태에서는, 운전석(4S)에 착석한 오퍼레이터를 기준으로 하여 각 부의 위치 관계를 설명한다.

전후 방향이란, 운전석(4S)에 착석한 오퍼레이터를 기준으로 한 전후 방향을 말한다. 좌우 방향이란, 운전석(4S)에 착석한 오퍼레이터를 기준으로 한 좌우 방향을 말한다. 좌우 방향은 차량의 폭 방향(차폭 방향)에 일치한다. 운전석(4S)에 착석한 오퍼레이터가 정면을 똑바로 대하는 방향을 전방 방향으로 하고, 전방 방향과는 반대의 방향을 후방 방향으로 한다. 운전석(4S)에 착석한 오퍼레이터가 정면을 똑바로 대했을 때 우측, 좌측을 각각 우측 방향, 좌측 방향으로 한다. 전후 방향은 X축 방향이고, 좌우 방향은 Y축 방향이다. 운전석(4S)에 착석한 오퍼레이터가 정면을 똑바로 대하는 방향은 전방 방향(+X 방향)이고, 전방 방향의 반대 방향은 후방 방향(-X 방향)이다. 운전석(4S)에 착석한 오퍼레이터가 정면을 똑바로 대했을 때의 차폭 방향의 한쪽의 방향은 우측 방향(+Y 방향)이고, 차폭 방향의 다른 쪽 방향은 좌측 방향(-Y 방향)이다.

선회체(3)는, 엔진이 수용되는 엔진 룸(9)과, 선회체(3)의 후방부에 설치되는 카운터 웨이트를 갖는다. 선회체(3)에 있어서, 엔진 룸(9)의 앞쪽에 난간(19)이 설치된다. 엔진 룸(9)에 엔진 및 유압 펌프 등이 배치된다.

작업기(2)는 선회체(3)에 접속된다.

작업기(2)는, 붐(6)과, 아암(7)과, 버킷(8)과, 붐 실린더(10)와, 아암 실린더(11)와, 버킷 실린더(12), 그리고 틸트 실린더(30)를 갖는다.

붐(6)은 붐 핀(13)을 통해 선회체(3)에 접속된다. 아암(7)은 아암 핀(14)을 통해 붐(6)에 접속된다. 버킷(8)은 버킷 핀(15) 및 틸트 핀(80)을 통해 아암(7)에 접속된다. 붐 실린더(10)는 붐(6)을 구동한다. 아암 실린더(11)는 아암(7)을 구동한다. 버킷 실린더(12)는 버킷(8)을 구동한다. 붐(6)의 기단부(붐 풋)와 선회체(3)가 접속된다. 붐(6)의 선단부(붐 톱)와 아암(7)의 기단부(아암 풋)가 접속된다. 아암(7)의 선단부(아암 톱)와 버킷(8)의 기단부가 접속된다. 붐 실린더(10), 아암 실린더(11), 버킷 실린더(12) 및 틸트 실린더(30)는 모두 작동유에 의해서 구동되는 유압 실린더이다.

작업기(2)는, 제1 스트로크 센서(16)와, 제2 스트로크 센서(17)와, 제3 스트로크 센서(18)를 갖는다. 제1 스트로크 센서(16)는, 붐 실린더(10)에 배치되어, 붐 실린더(10)의 스트로크 길이(붐 실린더 길이)를 검출한다. 제2 스트로크 센서(17)는, 아암 실린더(11)에 배치되어, 아암 실린더(11)의 스트로크 길이(아암 실린더 길이)를 검출한다. 제3 스트로크 센서(18)는, 버킷 실린더(12)에 배치되어, 버킷 실린더(12)의 스트로크 길이(버킷 실린더 길이)를 검출한다.

붐(6)은, 회전축인 붐축(J1)을 중심으로 선회체(3)에 대하여 회전 가능하다. 아암(7)은, 붐축(J1)과 평행한 회전축인 아암축(J2)을 중심으로 붐(6)에 대하여 회전 가능하다. 버킷(8)은, 붐축(J1) 및 아암축(J2)과 평행한 회전축인 버킷축(J3)을 중심으로 아암(7)에 대하여 회전 가능하다. 버킷(8)은, 버킷축(J3)과 직교하는 회전축인 틸트축(J4)을 중심으로 아암(7)에 대하여 회전 가능하다. 붐 핀(13)은 붐축(J1)을 갖는다. 아암 핀(14)은 아암축(J2)을 갖는다. 버킷 핀(15)은 버킷축(J3)을 갖는다. 틸트 핀(80)은 틸트축(J4)을 갖는다.

붐축(J1), 아암축(J2) 및 버킷축(J3)의 각각은 Y축과 평행하다. 붐(6), 아암(7) 및 버킷(8)의 각각은 θy 방향으로 회전 가능하다.

이하의 설명에서는, 붐 실린더(10)의 스트로크 길이를 붐 실린더 길이 또는 붐 스트로크라고도 부른다. 또한, 아암 실린더(11)의 스트로크 길이를 아암 실린더 길이 또는 아암 스트로크라고도 부른다. 또한, 버킷 실린더(12)의 스트로크 길이를 버킷 실린더 길이 또는 버킷 스트로크라고도 부른다. 틸트 실린더(30)의 스트로크 길이를 틸트 실린더 길이라고도 부른다.

또한, 이하의 설명에서, 붐 실린더 길이, 아암 실린더 길이, 버킷 실린더 길이 및 틸트 실린더 길이를 총칭하여 실린더 길이 데이터라고도 부른다.

[버킷의 구성]

이어서, 실시형태에 기초한 버킷(8)에 관해서 설명한다.

도 2는 실시형태에 따른 버킷(8)의 일례를 도시하는 측단면도이다. 도 3은 실시형태에 따른 버킷(8)의 일례를 도시하는 정면도이다.

버킷(8)은 틸트식 버킷이다.

도 2 및 도 3에 도시하는 것과 같이, 작업기(2)는, 버킷축(J3) 및 버킷축(J3)과 직교하는 틸트축(J4)의 각각을 중심으로 아암(7)에 대하여 회전 가능한 버킷(8)을 갖는다. 버킷(8)은, 버킷 핀(15)(버킷축(J3))을 중심으로 아암(7)에 회전 가능하게 지지되어 있다. 버킷(8)은, 틸트 핀(80)(틸트축(J4))을 중심으로 아암(7)에 회전 가능하게 지지된다.

버킷(8)은, 접속 부재(프레임)(90)를 통해 아암(7)의 선단부에 접속된다. 버킷 핀(15)은 아암(7)과 접속 부재(90)를 연결한다. 틸트 핀(80)은 접속 부재(90)와 버킷(8)을 연결한다. 버킷(8)은, 접속 부재(90)를 통해, 아암(7)에 회전 가능하게 접속된다.

버킷(8)은, 바닥판(81)과, 등판(82)과, 상판(83)과, 측판(84), 그리고 측판(85)을 갖는다. 바닥판(81)과, 상판(83)과, 측판(84), 그리고 측판(85)에 의해서, 버킷(8)의 개구부(86)가 규정된다.

버킷(8)은, 상판(83)의 상부에 설치된 브래킷(87)을 갖는다. 브래킷(87)은 상판(83)의 전후 위치에 설치된다. 브래킷(87)은 접속 부재(90) 및 틸트 핀(80)과 연결된다.

접속 부재(90)는 플레이트 부재(91)와 브래킷(92, 93)을 갖는다. 브래킷(92)은 플레이트 부재(91)의 상면에 설치된다. 브래킷(93)은 플레이트 부재(91)의 하면에 설치된다. 브래킷(92)은 아암(7) 및 후술하는 제2 링크 부재(95)와 연결된다. 브래킷(93)은, 브래킷(87)의 상부에 설치되어, 틸트 핀(80) 및 브래킷(87)과 연결된다.

버킷 핀(15)은, 접속 부재(90)의 브래킷(92)과 아암(7)의 선단부를 연결한다. 틸트 핀(80)은, 접속 부재(90)의 브래킷(93)과 버킷(8)의 브래킷(87)을 연결한다. 이에 따라, 아암(7)에 대하여 접속 부재(90) 및 버킷(8)이 버킷축(J3)을 중심으로 회전 가능하게 되고, 접속 부재(90)에 대하여 버킷(8)이 틸트축(J4)을 중심으로 회전 가능하게 된다.

작업기(2)는 제1 링크 부재(94)와 제2 링크 부재(95)를 갖는다. 제1 링크 부재(94)는, 제1 링크 핀(94P)을 통해 아암(7)에 회전 가능하게 접속된다. 제2 링크 부재(95)는, 제2 링크 핀(95P)을 통해 브래킷(92)에 회전 가능하게 접속된다.

제1 링크 부재(94)의 기단부가 제1 링크 핀(94P)을 통해 아암(7)에 접속된다. 제2 링크 부재(95)의 기단부가 제2 링크 핀(95P)을 통해 브래킷(92)에 접속된다. 제1 링크 부재(94)의 선단부와 제2 링크 부재(95)의 선단부가, 버킷 실린더 톱 핀(96)을 통해 연결된다.

버킷 실린더(12)의 선단부는, 버킷 실린더 톱 핀(96)을 통해, 제1 링크 부재(94)의 선단부 및 제2 링크 부재(95)의 선단부와 회전 가능하게 접속된다. 버킷 실린더(12)의 신축에 의해서, 접속 부재(90)가 버킷(8)과 함께 버킷축(J3)을 중심으로 회전한다.

틸트 실린더(30)는, 접속 부재(90)에 설치된 브래킷(97) 및 버킷(8)에 설치된 브래킷(88)에 각각 접속된다. 틸트 실린더(30)의 로드가 핀을 통해 브래킷(97)에 접속된다. 틸트 실린더(30)의 본체부가 핀을 통해 브래킷(88)에 접속된다. 틸트 실린더(30)의 신축에 의해서, 버킷(8)은 틸트축(J4)을 중심으로 회전한다.

이와 같이, 버킷(8)은, 버킷 실린더(12)의 작동에 의해, 버킷축(J3)을 중심으로 회전한다. 버킷(8)은, 틸트 실린더(30)의 작동에 의해, 틸트축(J4)을 중심으로 회전한다. 버킷축(J3)을 중심으로 하는 버킷(8)의 회전에 의해, 틸트 핀(80)(틸트축(J4))이 버킷(8)과 함께 회전(경사)한다.

작업기(2)는, 틸트축(J4)을 중심으로 하는 버킷(8)의 회전 각도(틸트 각도)(δ) 및 버킷축(J3)을 중심으로 하는 버킷(8)의 회전 각도(피치 각도)(φ)를 나타내는 버킷 각도 데이터를 검출하는 틸트 각도 센서(70)를 갖는다.

구체적으로는, 틸트 각도 센서(70)는, 글로벌 좌표계에 있어서의 수평면에 대한 버킷(8)의 각도를 검출한다. 틸트 각도 센서(70)는, 수평면에 포함되는 직교하는 2개의 축에 대한 각도를 각각 검출할 수 있는 각도 센서이며, θXg 방향 및 θYg 방향에 관한 2개의 방향에 관한 경사 각도를 검출한다. 틸트 각도 센서(70)는 버킷(8)에 설치된다.

[유압 셔블의 구조]

도 4는 실시형태에 기초한 유압 셔블(CM)을 모식적으로 도시하는 측면도이다. 도 5는 실시형태에 기초한 유압 셔블(CM)을 모식적으로 도시하는 배면도이다. 도 6은 실시형태에 기초한 유압 셔블(CM)을 모식적으로 도시하는 평면도이다.

붐축(J1)과 아암축(J2)과의 거리 L1을, 붐 길이 L1로 한다. 아암축(J2)과 버킷축(J3)과의 거리 L2를, 아암 길이 L2로 한다. 버킷축(J3)과 버킷(8)의 선단부(8a)와의 거리 L3을, 버킷 길이 L3으로 한다. 버킷(8)의 선단부(8a)는 버킷(8)의 날끝이다.

유압 셔블(CM)은, 차량 본체(1)의 현재 위치를 나타내는 차량 본체 위치 데이터(P) 및 차량 본체(1)의 자세를 나타내는 차량 본체 자세 데이터(Q)를 검출할 수 있는 위치 검출 장치(20)를 갖추고 있다.

차량 본체 위치 데이터(P)는, 글로벌 좌표계에 있어서의 차량 본체(1)의 현재 위치(Xg 위치, Yg 위치 및 Zg 위치)의 정보를 포함한다.

차량 본체 자세 데이터(Q)는, θXg 방향, θYg 방향 및 θZg 방향에 관한 선회체(3)의 위치 정보를 포함한다.

차량 본체(1)의 차량 본체 자세 데이터(Q)는, 수평면(XgYg 평면)에 대한 선회체(3)의 좌우 방향의 경사 각도(롤각)(θ1)와, 수평면에 대한 선회체(3)의 전후 방향의 경사 각도(피치각)(θ2)와, 글로벌 좌표의 기준 방위(예컨대 북쪽)와 선회체(3)(작업기(2))가 향하고 있는 방위가 이루는 각도(요우각)(θ3)를 갖는다.

위치 검출 장치(20)는, 안테나(21)와 위치 센서(23)와 경사 센서(24)를 갖는다.

안테나(21)는 차량 본체(1)의 현재 위치를 검출하기 위한 안테나이다. 안테나(21)는 GNSS(Global Navigation Satellite Systems: 전지구 항법 위성 시스템)용의 안테나이다. 안테나(21)는, 수신한 전파(GNSS 전파)에 따른 신호를 위치 센서(23)로 출력한다.

위치 센서(23)는, 3차원 위치 센서 및 글로벌 좌표 연산부를 포함하며, 글로벌 좌표계에 있어서의 안테나(21)의 설치 위치(Pr)를 검출한다. 글로벌 좌표계는, 작업 영역에 설치한 기준 위치(Pg)를 바탕으로 한 3차원 좌표계이다. 도 4에 도시하는 것과 같이, 기준 위치(Pg)는, 작업 영역에 설정된 기준항(reference marker)의 선단의 위치이다.

경사 센서(24)는 선회체(3)에 설치된다. 경사 센서(24)는 IMU(Inertial Measurement Unit)를 갖는다. 위치 검출 장치(20)는, 경사 센서(24)를 사용하여, 롤각(θ1) 및 피치각(θ2)을 갖는 차량 본체 자세 데이터(Q)를 취득한다.

도 7은 실시형태에 기초한 버킷(8)을 모식적으로 도시하는 측면도이다. 도 8은 실시형태에 기초한 버킷(8)을 모식적으로 도시하는 정면도이다.

버킷축(J3)과 틸트축(J4)과의 거리 L4를, 틸트 길이 L4로 한다.

측판(84)과 측판(85)과의 거리 L5를, 버킷(8)의 폭 L5로 한다.

틸트 각도(δ)는 수평면(XgYg 평면)에 대한 버킷(8)의 경사 각도이다. 틸트 각도(δ)는 틸트 각도 센서(70)의 검출 결과로부터 도출된다.

틸트축 각도(ε)는, 로컬 좌표계에 있어서의 XY 평면에 대한 틸트축(J4)(틸트 핀(80))의 경사 각도이다. 글로벌 좌표계의 수평면(XgYg 평면)에 대한 틸트축(J4)의 경사 각도(틸트축 절대각)는 센서 컨트롤러(32)(도 9)에 의해서 산출된다.

이어서, 실시형태에 기초한 제어 시스템(200)의 개요에 관해서 설명한다. 제어 시스템(200)은 작업기(2)를 이용한 굴착 동작을 제어한다. 굴착 동작의 제어는, 일례로서 제한 굴착 제어를 갖는다.

[제한 굴착 제어]

도 9는 제한 굴착 제어(개입 제어)가 행해질 때의 작업기(2)의 동작의 일례를 모식적으로 도시하는 도면이다.

도 9에 도시하는 것과 같이, 버킷축(J3)과 직교하는 작업기 동작 평면(MP)에 있어서의 굴착 대상의 2차원의 목표 형상을 나타내는 목표 설계 지형에 버킷(8)이 침입하지 않도록 제한 굴착 제어가 행해진다.

버킷(8)에 의한 굴착에 있어서, 아암(7)의 굴착 조작에 대하여 붐(6)이 올라가도록 제어 시스템(200)이 자동으로 제어한다. 굴착에 있어서, 버킷(8)이 목표 설계 지형에 침입하지 않도록, 붐(6)의 올리기 동작을 갖는 개입 제어가 실행된다.

[제어 시스템의 구성]

도 10은 실시형태에 기초한 제어 시스템(200)의 기능 구성을 도시하는 블럭도이다.

도 10에 도시하는 것과 같이, 제어 시스템(200)은, 위치 검출 장치(20)와, 틸트 각도 센서(70)와, 조작 장치(25)와, 작업기 컨트롤러(26)와, 압력 센서(66)와, 제어 밸브(27)와, 방향 제어 밸브(64)와, 표시 컨트롤러(28)와, 표시부(29)와, 입력부(36), 그리고 센서 컨트롤러(32)를 구비하고 있다.

표시부(29)는, 표시 컨트롤러(28)의 제어에 기초하여, 굴착을 해야 하는 목표 설계 지형 등의 소정의 정보를 표시한다.

입력부(36)는, 표시부에서 입력을 하는 터치 패널 등을 이용할 수 있으며, 오퍼레이터에 의해 입력 조작된다. 오퍼레이터에 의해 조작됨으로써, 입력부(36)는, 오퍼레이터의 조작에 기초한 조작 신호를 생성하여, 표시 컨트롤러(28)에 출력한다.

조작 장치(25)는 운전실(4)에 배치된다. 오퍼레이터에 의해 조작 장치(25)가 조작된다. 조작 장치(25)는 작업기(2)를 구동하는 오퍼레이터 조작을 접수한다. 조작 장치(25)는 파일럿 유압 방식의 조작 장치이다.

한편, 여기서는, 유압 실린더(붐 실린더(10), 아암 실린더(11), 버킷 실린더(12) 및 틸트 실린더(30))의 작동을 위해 유압 실린더에 공급되는 오일을 작동유라고도 부른다. 작동유 및 파일럿유는, 동일한 유압 펌프로부터 송출되어도 좋다.

조작 장치(25)는 제1 조작 레버(25R)와, 제2 조작 레버(25L), 그리고 제3 조작 레버(25P)를 갖는다.

제1 조작 레버(25R)는, 예컨대 운전석(4S)의 우측에 배치된다. 제2 조작 레버(25L)는, 예컨대 운전석(4S)의 좌측에 배치된다. 제3 조작 레버(25P)는, 예컨대 제1 조작 레버(25R)에 배치된다. 한편, 제3 조작 레버(25P)는 제2 조작 레버(25L)에 배치되어도 좋다. 제1 조작 레버(25R) 및 제2 조작 레버(25L)에서는, 전후좌우의 동작이 2축의 동작에 대응하고 있다.

제1 조작 레버(25R)에 의해 붐(6) 및 버킷(8)이 조작된다. 제1 조작 레버(25R)의 전후 방향의 조작은, 붐(6)의 조작에 대응하며, 전후 방향의 조작에 따라서 붐(6)의 내리기 동작 및 올리기 동작이 실행된다. 제1 조작 레버(25R)의 좌우 방향의 조작은, 버킷(8)의 조작에 대응하며, 좌우 방향의 조작에 따라서 버킷(8)의 굴착 동작 및 개방 동작이 실행된다.

제2 조작 레버(25L)에 의해 아암(7) 및 선회체(3)가 조작된다. 제2 조작 레버(25L)의 전후 방향의 조작은, 아암(7)의 조작에 대응하며, 전후 방향의 조작에 따라서 아암(7)의 개방 동작 및 굴착 동작이 실행된다. 제2 조작 레버(25L)의 좌우 방향의 조작은, 선회체(3)의 선회에 대응하며, 좌우 방향의 조작에 따라서 선회체(3)의 우측 선회 동작 및 좌측 선회 동작이 실행된다.

제3 조작 레버(25P)에 의해 버킷(8)이 조작된다. 제1 조작 레버(25R)에 의해, 버킷축(J3)을 중심으로 하는 버킷(8)의 회전이 조작된다. 제3 조작 레버(25P)에 의해, 틸트축(J4)을 중심으로 하는 버킷(8)의 회전(틸트)이 조작된다.

파일럿 유압 펌프로부터 송출되고, 제어 밸브에 의해서 파일럿 유압으로 감압된 파일럿유가 조작 장치(25)에 공급된다. 조작 장치(25)의 조작량에 기초하여 파일럿 유압이 조정되고, 그 파일럿 유압에 따라서, 유압 실린더(붐 실린더(10), 아암 실린더(11), 버킷 실린더(12) 및 틸트 실린더(30))에 공급되는 작동유가 흐르는 방향 제어 밸브(64)가 구동된다. 파일럿 유압 라인(450)에는 압력 센서(66)가 배치되어 있다. 압력 센서(66)는 파일럿 유압을 검출한다. 압력 센서(66)의 검출 결과는 작업기 컨트롤러(26)에 출력된다.

제어 밸브(27)는 전자 비례 제어 밸브이며, 작업기 컨트롤러(26)로부터의 제어 신호에 기초하여 파일럿 유압을 조정한다.

센서 컨트롤러(32)는, 작업기 각도 연산부(281A)와 버킷 데이터 연산부(282A)와 틸트축 각도 연산부(283A)를 포함한다.

작업기 각도 연산부(281A)는, 제1 스트로크 센서(16)의 검출 결과에 기초하여 취득된 붐 실린더 길이로부터, 차량 본체(1)의 수직 방향에 대한 붐(6)의 회전 각도(α)를 산출한다. 작업기 각도 연산부(281A)는, 제2 스트로크 센서(17)의 검출 결과에 기초하여 취득된 아암 실린더 길이로부터, 붐(6)에 대한 아암(7)의 회전 각도(β)를 산출한다. 작업기 각도 연산부(281A)는, 제3 스트로크 센서(18)의 검출 결과에 기초하여 취득된 버킷 실린더 길이로부터, 아암(7)에 대한 버킷(8)의 회전 각도(γ)를 산출한다.

한편, 붐(6)의 회전 각도(α), 아암(7)의 회전 각도(β) 및 버킷(8)의 회전 각도(γ)는 스트로크 센서로 검출되지 않더라도 좋다. 예컨대, 로터리 인코더와 같은 각도 검출기로 붐(6)의 회전 각도(α)가 검출되더라도 좋다. 각도 검출기는, 선회체(3)에 대한 붐(6)의 굴곡 각도를 검출하고, 회전 각도(α)를 검출한다. 마찬가지로, 아암(7)의 회전 각도(β)가 아암(7)에 부착된 각도 검출기로 검출되더라도 좋다. 버킷(8)의 회전 각도(γ)가 버킷(8)에 부착된 각도 검출기로 검출되더라도 좋다.

틸트축 각도 연산부(283A)는, 작업기 각도 연산부(281A)에서 산출된 회전 각도(α~γ)와, 경사 센서(24)에서 취득되는 차량 본체의 경사 각도를 나타내는 차량 본체 자세 데이터(Q)에 기초하여 수평면에 대한 틸트축(J4)의 각도(틸트축 절대각)를 산출한다.

구체적으로는, 틸트축 각도 연산부(283A)는, 작업기 각도 연산부(281A)에서 산출된 회전 각도(α~γ)에 기초하여 로컬 좌표계에 있어서의 틸트축(J4)의 각도(틸트축 각도(ε))를 산출한다. 그리고, 틸트축 각도 연산부(283A)는, 틸트축 각도(ε)와 차량 본체 자세 데이터(Q)에 기초하여, 글로벌 좌표계에 있어서의 틸트축 절대각을 산출한다.

버킷 데이터 연산부(282A)는, 회전 각도(α~γ), 차량 본체 자세 데이터(Q) 및 틸트 각도 센서(70)로부터의 틸트 각도(δ)에 기초하여, 작업기 동작 평면에 있어서의 버킷(8)의 단면의 외형(버킷(8)의 위치 등)을 나타내는 버킷 데이터를 생성한다.

센서 컨트롤러(32)는, 회전 각도(α~γ), 틸트축 절대각 및 버킷 데이터를 표시 컨트롤러(28) 및 작업기 컨트롤러(26)의 각각에 출력한다.

표시 컨트롤러(28)는, 위치 검출 장치(20)로부터 차량 본체 위치 데이터(P) 및 차량 본체 자세 데이터(Q)를 취득한다.

틸트 각도 센서(70)는, 버킷 각도 데이터를, 센서 컨트롤러(32), 작업기 컨트롤러(26) 및 표시 컨트롤러(28)에 출력한다. 구체적으로는, 틸트 각도 센서(70)는 틸트 각도(δ)를 센서 컨트롤러(32)에 출력한다. 또한, 틸트 각도 센서(70)는 피치 각도(φ)를 작업기 컨트롤러(26) 및 표시 컨트롤러(28)에 출력한다.

표시 컨트롤러(28)는 목표 설계 지형 취득부(283C)와 목표 설계 지형 연산부(284A)를 갖는다.

표시 컨트롤러(28)는, 목표 설계 지형 데이터를 산출하여, 작업기 컨트롤러(26)에 출력한다.

목표 설계 지형 취득부(283C)는, 굴착 대상의 3차원의 목표 형상인 입체 설계 지형을 나타내는 목표 시공 정보(3차원 설계 지형 데이터) 및 위치 검출 장치(20)로부터 차량 본체 위치 데이터(P) 및 차량 본체 자세 데이터(Q)를 취득한다.

목표 설계 지형 연산부(284A)는, 목표 설계 지형 취득부(283C)에서 취득한 데이터와, 버킷 데이터 연산부(282A)에서 취득한 버킷 데이터로부터 작업기 동작 평면에 있어서의 굴착 대상의 2차원의 목표 형상인 목표 설계 지형을 나타내는 목표 설계 지형 데이터를 생성한다. 목표 시공 정보는, 목표 설계 지형 데이터를 생성하기 위해서 필요하게 되는 좌표 데이터 및 각도 데이터를 갖는다. 한편, 목표 시공 정보는, 예컨대 무선 통신 장치를 통해 표시 컨트롤러(28)에 공급되더라도 외부 메모리 등에 의해 표시 컨트롤러(28)에 공급되더라도 좋다.

표시 컨트롤러(28)는, 목표 설계 지형 연산부(284A)에서 생성한 목표 설계 지형 데이터에 기초하여 표시부(29)에 목표 설계 지형을 표시하게 한다.

또한, 표시 컨트롤러(28)는, 목표 설계 지형 데이터 및 버킷 데이터에 기초한 목표 설계 지형과 그것에 대응하는 버킷의 자세 상태 등을 표시부(29)에 표시하게 한다.

표시부(29)는, 예컨대 모니터이며, 유압 셔블(CM)의 각종 정보를 표시한다. 표시부(29)는, 정보화 시공용의 가이던스 모니터로서의 HMI(Human Machine Interface) 모니터를 갖는다.

표시 컨트롤러(28)는, 위치 검출 장치(20)에 의한 검출 결과에 기초하여, 글로벌 좌표계에서 보았을 때의 로컬 좌표의 위치를 산출할 수 있다. 작업기 컨트롤러(26)에 출력되는 목표 설계 지형 데이터는 로컬 좌표로 변환되지만, 그 밖의 표시 컨트롤러(28)에서의 연산은 글로벌 좌표계로 행해진다.

센서 컨트롤러(32)로부터의 입력도 표시 컨트롤러(28) 내에서 글로벌 좌표계로 변환된다.

작업기 컨트롤러(26)는, 작업기 제어부(26A)와 제한 굴착 제어 접수 금지부(26B)와 기억부(26C)를 갖는다.

작업기 제어부(26A)는 작업기의 동작을 제어한다. 일례로서 작업기 제어부(26A)는, 작업기의 동작을 적어도 일부 자동으로 제어하는 제한 굴착 제어를 실행한다.

기억부(26C)에는, 작업기 제어부(26A)가 작업기의 동작을 제어하기 위해서 필요한 각종 프로그램 및 데이터가 저장되어 있다.

작업기 제어부(26A)는, 표시 컨트롤러(28)로부터 목표 설계 지형 데이터 및 버킷 데이터를 취득한다.

작업기 제어부(26A)는, 목표 설계 지형 데이터 및 버킷 데이터에 기초하여, 제어 밸브(27)에의 제어 지령을 생성한다.

작업기 제어부(26A)는, 굴착 대상의 목표 형상인 설계 지형을 나타내는 목표 설계 지형과 버킷(8)의 위치를 나타내는 버킷 데이터에 기초하여, 목표 설계 지형과 버킷(8)과의 거리에 따라서 제한 속도를 결정하고, 작업기(2)가 목표 설계 지형에 접근하는 방향의 속도가 제한 속도 이하가 되도록 작업기(2)를 제어한다.

이에 따라 목표 설계 지형에 대한 버킷(8)의 위치가 제어되어 목표 설계 지형에 대한 버킷(8)의 침입을 억제하고, 설계 지형에 따른 면을 만드는 제한 굴착 작업을 실행하는 것이 가능하게 된다.

제한 굴착 제어로서는, 상술한 것과 같은, 목표 설계 지형에의 버킷(8)의 침입을 억제하는 정지 제어 외에, 평탄한 목표 설계 지형에 따른 정지 작업을 일부 자동으로 행하는 제어도 존재한다.

제한 굴착 제어(개입 제어)에 있어서는, 목표 설계 지형에 대한 버킷(8)의 침입이 억제되도록, 붐 실린더(10)에 접속된 제어 밸브(27)에 제어 신호가 출력되어, 붐(6)의 위치가 제어된다.

제한 굴착 제어 접수 금지부(26B)는, 소정 조건이 성립하는 경우에 제한 굴착 제어의 실행을 금지한다. 본 예에서는, 틸트 각도 센서(70)로부터 취득하는 피치 각도(φ) 및 센서 컨트롤러(32)로부터 취득하는 틸트축 절대각에 기초하여 제한 굴착 제어의 실행을 금지한다.

[틸트 각도 센서]

상술한 것과 같이, 틸트 각도 센서(70)는, 글로벌 좌표계에 있어서의 수평면에 대한 버킷(8)의 틸트 각도(δ)를 검출한다. 틸트 각도 센서(70)는, 버킷(8)에 배치되어 있고, 버킷(8)이 수평면에 대하여 경사지는 것에 의해, 그 경사 각도에 따른 틸트 각도 데이터를 센서 컨트롤러(32) 등에 출력한다.

상술한 것과 같이 버킷 데이터 연산부(282A)는, 회전 각도(α~γ), 차량 본체 자세 데이터(Q) 및 틸트 각도 센서(70)로부터의 틸트 각도(δ)에 기초하여, 작업기 동작 평면에 있어서의 버킷(8)의 단면의 외형(버킷(8)의 위치 등)을 나타내는 버킷 데이터를 생성한다.

도 11은 실시형태에 기초한 틸트 각도 센서(70)의 원리를 설명하기 위한 모식도이다.

도 11에 도시하는 것과 같이, 틸트 각도 센서(70)는, 글로벌 좌표계에 있어서의 수평면(XgYg 평면)에 대한 틸트 각도를 검출한다. 틸트 각도 센서(70)로서는, 예컨대, 액식(液式)의 경사 센서를 이용하는 것이 가능하다.

틸트 각도 센서(70)는, θXg 방향 및 θYg 방향에 관한 2개의 방향에 관한 경사 각도를 검출하는 2축의 각도 센서이다. 틸트 각도 센서(70)는, 기준면(70R)을 가지고, 수평면에 대한 기준면(70R)의 경사 각도를 검출한다. 구체적으로는, 틸트 각도 센서(70)는, θXg 방향의 틸트축(J4)을 중심으로 하는 버킷(8)의 회전 각도(틸트 각도)(δ) 및 θYg 방향의 버킷축(J3)을 중심으로 하는 버킷(8)의 회전 각도(피치 각도)(φ)를 검출한다.

버킷(8)은, 틸트 핀 근방에 틸트 각도 센서(70)가 설치되는 설치면을 갖는다. 버킷(8)의 설치면과 수평면이 평행한 경우, 버킷(8)은 초기 자세(수평 자세)로 된다. 버킷(8)이 초기 자세인 상태에서, 기준면(70R)과 수평면(설치면)이 평행하게 되도록, 틸트 각도 센서(70)가 버킷(8)의 설치면에 설치된다.

기준면(70R)과 수평면이 평행한 상태에 있어서, 틸트 각도 센서(70)에 의한 틸트 각도의 검출 정밀도는 가장 높다. 기준면(70R)과 수평면이 직교하는 상태에 있어서, 틸트 각도 센서(70)에 의한 틸트 각도의 검출 정밀도는 가장 낮다. 기준면(70R)이 수평으로 되면, 틸트 각도 센서(70)의 검출 정밀도가 향상되고, 기준면(70R)이 연직으로 되면, 틸트 각도 센서(70)의 검출 정밀도가 저하한다.

따라서, 틸트 각도 센서(70)가 설치되어 있는 버킷(8)의 자세가 변화되면, 틸트 각도 센서(70)의 검출 정밀도가 변화된다.

도 12는 실시형태에 기초한 틸트 각도 센서의 검출 정밀도를 설명하는 도면이다.

도 12에 도시하는 것과 같이, 붐(6) 및 아암(7)의 동작에 의해서 버킷(8)의 자세가 변화된 경우에도, 틸트 각도 센서(70)에 의한 틸트 각도의 검출 정밀도가 저하할 가능성이 있다. 예컨대, 작업기(2)가 신장되어 기준면(70R)이 연직에 근접함(피치 각도가 수평면에 대하여 수직에 근접함)에 따라서, 틸트 각도 센서(70)에 의한 틸트 각도의 검출 정밀도가 저하한다.

틸트 각도 센서(70)는, 수평면에 대한 2축(θXg 방향 및 θYg 방향)의 각도 센서이며, 기준면(70R)이 연직에 접근하면, 틸트 실린더(30)의 구동에 의해 틸트축(J4)을 중심으로 회전한 경우라도 틸트 각도 센서(70)의 기준면(70R)은 연직 방향을 유지한 상태에서 회전하기 때문에 수평면에 대한 1축(θXg 방향)의 변화를 검출하기가 어렵게 된다.

또한, 틸트 각도 센서(70)의 버킷(8)에의 설치에 있어서, 틸트 각도 센서(70)의 기준면(70R)과 틸트축(J4)이 평행이 아닐 가능성이 있다. 버킷(8)은, 틸트축(J4)을 중심으로 회전하지만, 이 틸트축(J4)이 연직(틸트축 절대각이 수평면에 대하여 수직)에 근접함에 따라서 틸트 각도 센서(70)의 검출 정밀도가 저하할 가능성이 있다.

틸트 각도 센서(70)는, 수평면에 대한 2축(θXg 방향 및 θYg 방향)의 각도 센서이며, 틸트축(J4)이 연직에 접근하면, 틸트 실린더(30)의 구동에 의해 틸트축(J4)을 중심으로 회전한 경우라도 틸트 각도 센서(70)의 기준면(70R)은 연직 방향을 축으로 하여 회전하기 때문에 수평면에 대한 1축(θXg 방향)의 변화를 검출하기가 어렵게 된다.

이와 같이, 틸트 각도 센서(70)의 기준면(70R)의 각도가 글로벌 좌표계의 연직 방향에 근접하면, 틸트 각도 센서(70)에 의한 틸트 각도의 검출 정밀도가 저하한다. 또한, 틸트 각도 센서(70)의 기준면(70R)과 틸트축(J4)이 평행이 아닌 경우에는, 틸트축(J4)의 경사 각도가 연직 방향에 근접함에 의해서도 틸트 각도 센서(70)에 의한 틸트 각도의 검출 정밀도가 저하할 가능성이 있다.

그 결과, 틸트 각도 센서(70)로부터 실시간으로 취득되는 틸트 각도 데이터(모니터 데이터)에 기초하여 제한 굴착 제어를 실행하면, 검출 정밀도가 저하된 틸트 각도 센서(70)로부터 출력된 틸트 각도 데이터로 제한 굴착 제어가 이루어져, 굴착 정밀도가 저하할 가능성이 있다.

[제한 굴착 제어의 금지]

본 실시형태에서는, 제한 굴착 제어를 실행하는 경우에는, 제어 시스템(200)의 입력부(36)의 조작에 의해 제한 굴착 제어 모드로 설정한다.

입력부(36)는, 제한 굴착 제어를 할지 여부를 지령하는 버튼(굴착 제어 모드 전환 버튼)을 갖는다.

오퍼레이터에 의해 굴착 제어 모드 전환 버튼이 조작되면, 제한 굴착 제어 모드의 시작 및 종료의 적어도 한쪽의 지령 신호가 작업기 컨트롤러(26)에 출력된다.

입력부(36)의 조작에 의해, 제한 굴착 제어 모드의 시작 지령 및 종료 지령의 적어도 한쪽이 작업기 컨트롤러(26)에 출력된다. 제한 굴착 제어 모드의 시작 시점은, 제한 굴착 제어 모드가 시작되도록 굴착 제어 모드 전환 버튼이 조작된 시점이다. 제한 굴착 제어 모드의 종료 시점은, 제한 굴착 제어 모드가 종료되도록 굴착 제어 모드 전환 버튼이 조작된 시점이다.

틸트 각도 센서(70)의 틸트 각도 데이터의 검출 정밀도가 저하하는 경우에는, 제한 굴착 제어 모드로의 이행을 금지한다. 구체적으로는, 작업기 컨트롤러(26)의 제한 굴착 제어 접수 금지부(26B)가 작업기 제어부(26A)에 지시하여 제한 굴착 제어 모드로의 이행을 금지한다.

제한 굴착 제어 접수 금지부(26B)는, 틸트 각도 센서(70)로부터 입력되는 피치 각도 데이터(피치 각도(φ))에 기초하여 제한 굴착 제어 모드로의 이행을 금지한다. 또한, 센서 컨트롤러(32)의 틸트축 각도 연산부(283A)로부터 입력되는 틸트축 절대각에 기초하여 제한 굴착 제어 모드로의 이행을 금지한다.

도 13은 제한 굴착 제어 접수 금지부(26B)의 제한 굴착 제어 모드로의 이행을 제어하는 흐름도이다.

도 13에 도시하는 것과 같이, 제한 굴착 제어 접수 금지부(26B)는, 피치 각도 데이터를 취득한다(단계 SA1). 구체적으로는, 제한 굴착 제어 접수 금지부(26B)는, 틸트 각도 센서(70)로부터의 피치 각도(φ)의 피치 각도 데이터를 취득한다.

이어서, 제한 굴착 제어 접수 금지부(26B)는 틸트축 절대각을 취득한다(단계 SA2). 구체적으로는, 제한 굴착 제어 접수 금지부(26B)는, 틸트축 각도 연산부(283A)에서 연산된 틸트축 절대각을 취득한다.

이어서, 제한 굴착 제어 접수 금지부(26B)는, 피치 각도(φ)가 제1 임계치 미만 혹은 제2 임계치 이상인지 여부를 판단한다(단계 SA3). 구체적으로는, 버킷(8)의 피치 각도(φ)가 제1 임계치 미만 혹은 제2 임계치 이상인지 여부를 판단함으로써, 버킷(8)에 부착된 틸트 각도 센서(70)의 기준면(70R)이 연직 근방인지 여부를 판단한다. 본 예에서 제2 임계치는 제1 임계치보다도 큰 값이다.

피치 각도(φ)가 제1 임계치 이상 및 제2 임계치 미만인 범위에서는, 기준면(70R)이 연직 근방으로 되어, 틸트 각도 센서(70)의 틸트 각도 데이터의 검출 정밀도가 저하한다. 피치 각도(φ)가 제1 임계치 미만 혹은 제2 임계치 이상인 경우의 범위는, 틸트 각도 센서(70)의 틸트 각도 데이터의 검출 정밀도를 확보할 수 있는 상태이다.

제한 굴착 제어 접수 금지부(26B)는, 피치 각도(φ)가 제1 임계치 이상 및 제2 임계치 미만인 경우(단계 SA3에서 아니오)에는 제한 굴착 제어 모드로의 이행을 금지한다(작업기 제어 금지 지시)(단계 SA6). 버킷(8)에 부착된 틸트 각도 센서(70)의 기준면(70R)이 연직 근방인 경우에는, 틸트 각도 센서(70)의 검출 정밀도가 저하하기 때문에 제한 굴착 제어 모드로의 이행을 금지한다.

한편, 제한 굴착 제어 접수 금지부(26B)는, 피치 각도(φ)가 제1 임계치 미만 혹은 제2 임계치 이상인 경우(단계 SA3에서 예)에는, 틸트축 절대각이 제3 임계치 미만 혹은 제4 임계치 이상인지 여부를 판단한다(단계 SA4). 구체적으로는, 틸트축 절대각이 제3 임계치 미만 혹은 제4 임계치 이상인지 여부를 판단함으로써, 틸트축(J4)이 연직 근방인지 여부를 판단한다. 본 예에서 제4 임계치는 제3 임계치보다도 큰 값이다.

틸트축 절대각이 제3 임계치 이상 및 제4 임계치 미만인 범위에서는, 틸트축(J4)이 연직 근방으로 되어, 틸트 각도 센서(70)의 틸트 각도 데이터의 검출 정밀도가 저하한다. 틸트축 절대각이 제3 임계치 미만 혹은 제4 임계치 이상인 경우의 범위는, 틸트 각도 센서(70)의 틸트 각도 데이터의 검출 정밀도를 확보할 수 있는 상태이다.

제한 굴착 제어 접수 금지부(26B)는, 틸트축 절대각이 제3 임계치 이상 및 제4 임계치 미만인 경우(단계 SA4에서 아니오)에는 제한 굴착 제어 모드로의 이행을 금지한다(작업기 제어 금지 지시)(단계 SA6). 틸트축(J4)이 연직 근방인 경우에는, 틸트 각도 센서(70)의 검출 정밀도가 저하하기 때문에 제한 굴착 제어 모드로의 이행을 금지한다.

한편, 제한 굴착 제어 접수 금지부(26B)는, 틸트축 절대각이 제3 임계치 미만 혹은 제4 임계치 이상인 경우(단계 SA4에서 예)에는, 제한 굴착 제어 모드로의 이행을 허가한다(작업기 제어 시작 지시)(단계 SA5). 틸트 각도 센서(70)의 기준면(70R)이 연직 근방이 아닌 경우이고 또 틸트축(J4)이 연직 근방이 아닌 경우에는, 틸트 각도 센서(70)의 검출 정밀도를 확보할 수 있기 때문에 제한 굴착 제어 모드로의 이행을 허가한다.

상기한 구성에 의해, 검출 정밀도가 저하한 틸트 각도 센서(70)로부터 출력된 틸트 각도 데이터에 의한 제한 굴착 제어를 금지하고, 검출 정밀도가 높은 틸트 각도 데이터에 의한 제한 굴착 제어를 실행한다. 이에 따라 굴착 정밀도를 향상시켜, 소기의 시공을 실행할 수 있다.

한편, 상기에서는, 피치 각도(φ) 및 틸트축 절대각 양쪽의 파라메터를 이용하여 틸트 각도 데이터의 검출 정밀도가 저하하는 상태에서 제한 굴착 제어 모드로의 이행을 금지하는 경우에 관해서 설명했지만, 어느 한쪽만을 이용하도록 하는 것도 가능하다.

또한, 상기에서는, 피치 각도(φ)가 제1 임계치 이상 및 제2 임계치 미만인 경우에 제한 굴착 제어 모드로의 이행을 금지하는 경우에 관해서 설명했지만, 피치 각도(φ)가 제1 임계치 이상인 경우에 제한 굴착 제어 모드로의 이행을 금지하도록 하여도 좋다. 또한, 틸트축 절대각이 제3 임계치 이상 및 제4 임계치 미만인 경우에 제한 굴착 제어 모드로의 이행을 금지하는 경우에 관해서 설명했지만, 틸트축 절대각이 제3 임계치 이상인 경우에 제한 굴착 제어 모드로의 이행을 금지하도록 하여도 좋다.

제한 굴착 제어 접수 금지부(26B)는, 입력부(36)의 제한 굴착 제어를 하는지 여부를 지령하는 버튼(굴착 제어 모드 전환 버튼)의 접수를 금지하도록 하여도 좋다. 구체적으로는, 상기 버튼을 무효로 설정하도록 하여도 좋다. 이에 따라, 오퍼레이터에게 굴착 정밀도가 저하되어 있음을 인지시키는 것이 가능하게 되어, 굴착 정밀도가 높은 상태에서의 제한 굴착 제어의 실행을 재촉할 수 있다.

또한, 상기 버튼이 표시부(29)에 표시되어 있는 경우에는 표시하지 않도록 하여도 좋다. 또한, 상기 버튼이 무효임을 나타내도록 표시를 변경(예컨대, 검게 하는 등)하도록 하여도 좋다.

또한, 제한 굴착 제어를 실행할 수 없다는 취지를 표시하도록 하여도 좋다.

도 14는 실시형태에 기초한 표시부(29)의 일례를 도시하는 도면이다.

도 14에 도시하는 것과 같이, 표시부(29)는, 목표 설계 지형 데이터 및 버킷데이터에 기초하여 목표 설계 지형과 그것에 대응하는 버킷(8)의 자세 상태 등을 표시한다.

표시부(29)의 화면은, 버킷(8)의 틸트 각도를 나타내는 정면도(282)와, 목표 설계 지형과 버킷(8)을 나타내는 측면도(281)를 갖는다. 정면도(282)는 버킷(8)을 나타내는 아이콘(101)을 갖는다.

측면도(281)는, 버킷(8)을 나타내는 아이콘(103)과, 작업기 동작 평면에 있어서의 목표 설계 지형의 표면을 나타내는 선(104)을 갖는다. 아이콘(103)은, 작업기 동작 평면에 있어서의 버킷(8)의 외형을 나타낸다. 또한, 측면도(281)는, 목표 설계 지형과 버킷(8)과의 거리(목표 설계 지형과 버킷(8)과의 최단 거리)를 나타내는 거리 데이터(291B)와, 목표 설계 지형과 버킷(8)의 바닥면이 이루는 각도를 나타내는 각도 데이터(292B)를 갖는다.

상기 표시에 의해, 작업기 동작 평면을 기준으로 하여 제어 대상이 특정되고, 제한 굴착 제어가 정밀도 좋게 이루어진다.

본 예에서는, 표시부(29)에 있어서 제한 굴착 제어를 실행할 수 없다는 취지의 메시지(283)가 표시되는 경우가 기재되어 있다.

이와 같이, 오퍼레이터에게 굴착 정밀도가 저하되어 있음을 통지함으로써, 굴착 정밀도가 높은 상태에서의 제한 굴착 제어의 실행을 재촉할 수 있게 된다.

또한, 틸트 각도 데이터의 검출 정밀도를 나타내는 아이콘(284)을 마련하는 것도 가능하다. 표시 컨트롤러(28)는, 틸트 각도 데이터의 검출 정밀도의 상태에 따라서 아이콘(284)의 상태를 변화시킨다. 구체적으로는, 틸트 각도 데이터의 검출 정밀도가 저하되어 있는 상태와, 틸트 각도 데이터의 검출 정밀도를 확보할 수 있는 상태로 아이콘(284)의 상태를 전환한다.

상기 상태의 전환에 의해 오퍼레이터에게 틸트 각도 데이터의 검출 정밀도의 상황을 순식간에 파악하게 할 수 있어, 정밀도가 높은 굴착 작업을 실행하는 것이 가능하다.

상태의 전환 방법으로서는, 색을 변화시킴으로써 상태를 변화시킬 수 있다. 혹은, 아이콘의 형태를 변화시키거나 하여 정적인 양태를 변화시킬 수 있다. 혹은, 점멸 등의 속도를 변경함으로써 동적인 양태를 변화시키도록 하여도 좋다. 또한, 2 단계로 변화시키는 경우뿐만 아니라, 더 복수 단계로 양태를 변화시키도록 하여도 좋다. 예컨대, 틸트 각도 센서(70)의 기준면(70R)이 수평면에 가까운, 틸트 각도 데이터의 검출 정밀도가 보다 높은 상태인 경우와, 검출 정밀도가 높은 상태인 경우에 아이콘의 양태를 변화시키도록 하여도 좋다. 또한 틸트 각도 데이터에 따라서 변화시키는 것도 가능하다.

이에 따라 오퍼레이터에게 굴착 정밀도가 저하되어 있음을 통지함으로써, 굴착 정밀도가 높은 상태에서의 굴착 작업의 실행을 재촉할 수 있게 된다. 굴착 정밀도가 저하되어 있음을 통지하는 방법으로서는, 상기한 것에 더하여 스피커로부터 음성으로 통지하여도 좋다. 또한, 도시하지 않는 진동시킬 수 있는 진동 부재를 진동시킴으로써 통지하게 하여도 좋다. 또한, 이들을 조합시킨 방식으로 통지하게 하여도 좋다.

(다른 실시형태)

다른 실시형태로서 틸트 각도 데이터의 검출 정밀도에 기초하여 표시부에 표시하는 목표 설계 지형 등의 표시 제어를 실행하는 것도 가능하다.

도 15는 다른 실시형태에 기초한 표시 컨트롤러(28)의 표시 처리를 설명하는 흐름도이다.

도 15에 도시하는 것과 같이, 표시 컨트롤러(28)의 목표 설계 지형 취득부(283C)는 파라메터를 취득한다(단계 SB1). 구체적으로는, 목표 설계 지형 취득부(283C)는, 작업기의 자세에 관한 자세 정보 등의 파라메터를 취득한다. 목표 설계 지형 취득부(283C)는, 차량 본체 위치 데이터(P), 차량 본체 자세 데이터(Q), 목표 시공 정보, 버킷 데이터 연산부(282A)로부터의 버킷 데이터 등을 취득한다.

이어서, 목표 설계 지형 취득부(283C)는 피치 각도 데이터를 취득한다(단계 SB2). 구체적으로는, 목표 설계 지형 취득부(283C)는, 틸트 각도 센서(70)로부터의 피치 각도(φ)의 피치 각도 데이터를 취득한다.

이어서, 목표 설계 지형 취득부(283C)는 틸트축 절대각을 취득한다(단계 SB3). 구체적으로는, 목표 설계 지형 취득부(283C)는, 틸트축 각도 연산부(283A)에서 연산된 틸트축 절대각을 취득한다.

이어서, 목표 설계 지형 연산부(284A)는 목표 설계 지형 데이터를 산출한다(단계 SB4). 목표 설계 지형 연산부(284A)는, 목표 설계 지형 취득부(283C)에서 취득한 파라메터 데이터에 기초하여 목표 설계 지형 데이터를 생성한다.

이어서, 목표 설계 지형 연산부(284A)는, 피치 각도(φ)가 제1 임계치 미만 혹은 제2 임계치 이상인지 여부를 판단한다(단계 SB5). 구체적으로는, 버킷(8)의 피치 각도(φ)가 제1 임계치 미만 혹은 제2 임계치 이상인지 여부를 판단함으로써, 버킷(8)에 부착된 틸트 각도 센서(70)의 기준면(70R)이 연직 근방인지 여부를 판단한다. 피치 각도(φ)가 제1 임계치 이상 및 제2 임계치 미만인 범위는, 기준면(70R)이 연직 근방이고, 틸트 각도 센서(70)의 틸트 각도 데이터의 검출 정밀도가 저하하는 경우이다. 피치 각도(φ)가 제1 임계치 미만 혹은 제2 임계치 이상인 경우의 범위는, 틸트 각도 센서(70)의 틸트 각도 데이터의 검출 정밀도를 확보할 수 있는 상태이다.

목표 설계 지형 연산부(284A)는, 피치 각도(φ)가 제1 임계치 이상 및 제2 임계치 미만인 경우(단계 SB5에서 아니오)에는, 고정된 버킷 데이터에 기초한 표시 제어를 실행한다(단계 SB8). 버킷(8)에 부착된 틸트 각도 센서(70)의 기준면(70R)이 연직 근방인 경우에는, 틸트 각도 센서(70)의 검출 정밀도가 저하한다.

따라서, 본 예에서는, 검출 정밀도가 높은 상태의 버킷 데이터에 기초한 표시 제어를 실행한다. 구체적으로는, 피치 각도(φ)가 제1 임계치 이상 및 제2 임계치 미만인 경우에는, 피치 각도(φ)가 제1 임계치 미만 혹은 제2 임계치 이상일 때의 틸트 각도 데이터를 이용하여, 그 틸트 각도 데이터에 기초한 표시 제어를 실행한다. 이와 같이, 피치 각도(φ)가 제1 임계치 미만 혹은 제2 임계치 이상일 때의 틸트 각도 데이터를 유지하여, 틸트 각도 데이터를 고정하는 것으로 하면, 정밀도가 높은 틸트 각도 데이터에 기초한 표시를 할 수 있다. 도 14의 정면도(282)에는, 고정화된 틸트 각도 데이터에 기초한 버킷(8)이 일례로서 표시되어 있다.

목표 설계 지형 연산부(284A)는, 피치 각도(φ)가 제1 임계치 미만 혹은 제2 임계치 이상이라고 판단한 경우(단계 SB5에서 예)에는, 틸트축 절대각이 제3 임계치 미만 혹은 제4 임계치 이상인지 여부를 판단한다(단계 SB6). 구체적으로는, 틸트축 절대각이 제3 임계치 미만 혹은 제4 임계치 이상인지 여부를 판단함으로써, 틸트축(J4)이 연직 근방인지 여부를 판단한다. 틸트축 절대각이 제3 임계치 이상 및 제4 임계치 미만인 범위에서는, 틸트축(J4)이 연직 근방으로 되고, 틸트 각도 센서(70)의 틸트 각도 데이터의 검출 정밀도가 저하한다. 틸트축 절대각이 제3 임계치 미만 혹은 제4 임계치 이상인 경우의 범위는, 틸트 각도 센서(70)의 틸트 각도 데이터의 검출 정밀도를 확보할 수 있는 상태이다.

목표 설계 지형 연산부(284A)는, 틸트축 절대각이 제3 임계치 이상 및 제4 임계치 미만인 경우(단계 SB6에서 아니오)에는, 고정된 버킷 데이터에 기초한 표시 제어를 실행한다(단계 SB8). 버킷(8)에 부착된 틸트 각도 센서(70)의 기준면(70R)이 연직 근방인 경우에는, 틸트 각도 센서(70)의 검출 정밀도가 저하하기 때문에 검출 정밀도가 높은 상태의 버킷 데이터에 기초한 표시 제어를 실행한다.

한편, 목표 설계 지형 연산부(284A)는, 틸트축 절대각이 제3 임계치 미만 혹은 제4 임계치 이상인 경우(단계 SB6에서 예)에는, 현재 취득되어 있는 버킷 데이터에 기초한 표시 제어를 실행한다(단계 SB7). 틸트 각도 센서(70)의 기준면(70R)이 연직 근방이 아닌 경우이고 또 틸트축(J4)이 연직 근방이 아닌 경우에는, 틸트 각도 센서(70)의 검출 정밀도를 확보할 수 있기 때문에 그 상태의 버킷 데이터 연산부(282A)에서 연산된 버킷 데이터에 기초한 표시 제어를 실행한다.

상기한 구성에 의해, 검출 정밀도가 저하된 틸트 각도 센서(70)로부터 출력된 틸트 각도 데이터에 의한 버킷의 표시 제어를 금지하고, 검출 정밀도가 높은 틸트 각도 데이터에 의한 버킷의 표시 제어를 실행한다. 이에 따라 굴착 정밀도를 향상시켜, 소기의 시공을 실행할 수 있다.

한편, 상기에서는, 피치 각도(φ) 및 틸트축 절대각 양쪽의 파라메터를 이용하여 틸트 각도 데이터의 검출 정밀도가 저하하는 상태로 고정된 틸트 각도 데이터에 기초한 표시 제어로 이행하는 경우에 관해서 설명했지만, 어느 한쪽만을 이용하도록 하는 것도 가능하다.

또한, 상기에서는, 피치 각도(φ)가 제1 임계치 이상 및 제2 임계치 미만인 경우에, 고정된 버킷 데이터에 기초한 표시 제어를 실행하는 경우에 관해서 설명했지만, 피치 각도(φ)가 제1 임계치 이상인 경우에 고정된 버킷 데이터에 기초한 표시 제어를 실행하도록 하여도 좋다. 또한, 틸트축 절대각이 제3 임계치 이상 및 제4 임계치 미만인 경우에, 고정된 버킷 데이터에 기초한 표시 제어를 실행하는 경우 에 관해서 설명했지만, 틸트축 절대각이 제3 임계치 이상인 경우에 고정된 버킷 데이터에 기초한 표시 제어를 실행하도록 하여도 좋다.

표시부(29)에, 고정된 틸트 각도 데이터에 기초한 버킷의 표시 제어가 실행되고 있는 경우에는, 오퍼레이터의 조작에 따라서 버킷(8)의 틸트 각도(δ)가 변경되는 경우라도, 표시부(29)에 있어서의 버킷(8)의 자세 상태는 고정 표시된다.

이에 따라, 검출 정밀도가 저하하는 틸트 각도 센서(70)로부터 출력된 틸트 각도 데이터에 기초하여 버킷 데이터가 생성되어 표시되는 것을 피할 수 있다.

검출 정밀도가 저하한 경우에는, 오차에 의해 표시부(29)에 표시되는 버킷의 움직임이 급격히 변화될(흔들릴) 가능성이 있다. 이 경우, 조작 레버의 조작에 의한 실제의 버킷(8) 상태와 표시부(29)에 표시되는 버킷 상태 사이에 괴리가 생겨, 오퍼레이터가 오인식하게 할 가능성이 있어, 정밀도 높은 굴착 작업을 실행할 수 없다. 예컨대, 조작 레버를 조작하지 않았음에도 불구하고, 표시부(29)에 표시되는 버킷이 동작하고 있는 것처럼 표시될 가능성이 있다.

상기한 방식에 의해 틸트 각도 센서(70)의 검출 정밀도가 저하한 경우에는, 그 검출 정밀도가 저하한 정보에 기초한 표시를 중지하고, 검출 정밀도가 저하하기 전의 검출 정밀도가 높은 정보에 기초한 표시로 전환함으로써 시인성을 좋게 할 수 있다. 이에 따라, 버킷의 표시에 관한 오퍼레이터에 대한 오인식을 억제하고, 정밀도 높은 굴착 작업을 실행할 수 있다. 또한, 검출 정밀도가 원래의 상태로 되돌아가는 경우에는, 그 상태에서 조기에 복귀하여 정밀도가 높은 표시가 가능하다.

또한, 검출 정밀도가 저하하는 틸트 각도 센서(70)로부터 출력된 틸트 각도 데이터에 기초하여, 도 15에서 설명한 목표 설계 지형과 버킷(8)과의 거리(목표 설계 지형과 버킷(8)과의 최단 거리)를 나타내는 거리 데이터(291B)와, 목표 설계 지형과 버킷(8)의 바닥면이 이루는 각도를 나타내는 각도 데이터(292B)와의 값이 변동될(흔들릴) 가능성이 있지만, 이러한 방식에 의해, 상기 검출 정밀도가 저하한 정보에 기초한 표시를 중지하여, 검출 정밀도가 높은 정보에 기초한 표시로 전환함으로써 시인성을 좋게 할 수 있다.

<기타>

한편, 버킷(8)의 경사 각도의 축은, 또 1축 증가하여도 좋고, 수평면에 수직인 축(연직축)에 대하여 기우는 버킷이라도 좋다. 이 경우, 틸트 각도 센서로서는, 3축 각각에 대한 각도를 검출할 수 있는 센서를 채용하면 된다.

한편, 실시형태에서는, 글로벌 좌표계에 있어서의 유압 셔블(CM)의 차량 본체 위치 데이터(P) 및 차량 본체 자세 데이터(Q)를 취득하여, 로컬 좌표계에서 구한 버킷(8)의 위치(버킷 데이터 S)와, 차량 본체 위치 데이터(P) 및 차량 본체 자세 데이터(Q)를 이용하여, 글로벌 좌표계에 있어서의 목표 설계 지형과 버킷(8)과의 상대 위치를 취득하는 것으로 했다. 목표 설계 지형 데이터를 로컬 좌표계로 규정하여, 로컬 좌표계에 있어서의 목표 설계 지형과 버킷(8)과의 상대 위치를 취득하여도 좋다. 이하의 실시형태에서도 마찬가지이다.

상기한 실시형태에서는, 작업차량의 일례로서 유압 셔블을 예로 들고 있지만, 유압 셔블에 한하지 않고, 다른 종류의 작업차량에 본 발명이 적용되어도 좋다.

글로벌 좌표계에 있어서의 유압 셔블(CM)의 위치는, GNSS에 한하지 않고, 다른 측위 수단에 의해서 취득되어도 좋다. 따라서, 버킷의 선단부와 목표 설계 지형과의 거리는, GNSS에 한하지 않고, 다른 측위 수단에 의해서 취득되어도 좋다.

붐 조작량과 아암 조작량과 버킷 조작량은, 조작 레버(25R, 25L)의 위치를 나타내는 전기적인 신호에 기초하여 취득되어도 좋다.

한편, 본 예에서는, 작업차량으로서, 유압 셔블을 예로 들어 설명했지만, 불도저, 휠로더 등의 작업차량에도 적용할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시형태에 관해서 설명했지만, 이번에 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것이 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는 청구범위에 의해서 나타내어지고, 청구범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것을 의도한다.

1: 차량 본체 2: 작업기
3: 선회체 4: 운전실
4S: 운전석 5: 주행 장치
5Cr: 무한궤도 6: 붐
7: 아암 8: 버킷
9: 엔진 룸 10: 붐 실린더
11: 아암 실린더 12: 버킷 실린더
13: 붐 핀 14: 아암 핀
15: 버킷 핀 16~18: 제1~제3 스트로크 센서
19: 난간 20: 위치 검출 장치
21: 안테나 21A: 제1 안테나
21B: 제2 안테나 23: 위치 센서
24: 경사 센서 25: 조작 장치
26: 작업기 컨트롤러 26A: 작업기 제어부
26B: 제한 굴착 제어 접수 금지부 28: 표시 컨트롤러
29: 표시부 30: 틸트 실린더
32: 센서 컨트롤러 36: 입력부
70: 틸트 각도 센서 CM: 유압 셔블

Claims

차량 본체와,
붐축을 중심으로 상기 차량 본체에 대하여 회전 가능한 붐과, 상기 붐축과 평행한 아암축을 중심으로 상기 붐에 대하여 회전 가능한 아암과, 상기 아암축과 평행한 버킷축 및 상기 버킷축과 직교하는 틸트축의 각각을 중심으로 상기 아암에 대하여 회전 가능한 버킷을 갖는 작업기와,
상기 버킷에 설치되어, 수평면에 대한 버킷의 경사 각도를 검출하는 각도 센서, 그리고
상기 작업기에 의한 작업 대상의 목표 형상을 나타내는 설계 지형에 기초하여, 상기 작업기의 동작을 적어도 일부 자동으로 제어하는 작업기 제어를 실행하는 작업기 제어부
를 구비하고,
상기 작업기 제어부는,
상기 각도 센서로 검출한 버킷의 경사 각도가 제1 임계치 미만인 경우, 상기 작업기 제어를 시작하고,
상기 각도 센서로 검출한 버킷의 경사 각도가 상기 제1 임계치 이상인 경우, 상기 작업기 제어를 시작하지 않는 것인 작업차량.
제1항에 있어서, 상기 작업기 제어부는,
상기 각도 센서로 검출한 버킷의 경사 각도가 제1 임계치 미만인 경우, 혹은 제2 임계치 이상인 경우, 상기 작업기 제어를 시작하고,
상기 각도 센서로 검출한 버킷의 경사 각도가 상기 제1 임계치 이상이고 또 제2 임계치 미만인 경우, 상기 작업기 제어를 시작하지 않는 것인 작업차량.
제1항에 있어서, 수평면에 대한 차량 본체의 기울기를 검출하는 기울기 검출부와,
작업기의 자세에 관한 자세 정보를 취득하는 자세 상태 취득부, 그리고
상기 차량 본체의 기울기와 상기 작업기의 자세 정보에 기초하여 수평면에 대한 틸트축의 경사 각도를 산출하는 틸트축 각도 산출부
를 더 구비하고,
상기 작업기 제어부는,
상기 틸트축 각도 산출부에서 산출한 틸트축의 경사 각도가 제2 임계치 미만인 경우, 상기 작업기 제어를 시작하고,
상기 틸트축 각도 산출부에서 산출한 틸트축의 경사 각도가 상기 제2 임계치 이상인 경우, 상기 작업기 제어를 시작하지 않는 것인 작업차량.
제1항에 있어서, 오퍼레이터로부터의 상기 작업기 제어 시작 지시를 접수할 수 있는 조작부를 더 구비하고,
상기 작업기 제어부는, 상기 조작부로부터의 시작 지시에 따라서 상기 작업기 제어를 실행하고,
상기 조작부는, 상기 각도 센서로 검출한 버킷의 경사 각도가 제1 임계치 이상인 경우에 상기 오퍼레이터로부터의 상기 작업기 제어 시작 지시를 접수하지 않는 것인 작업차량.
제4항에 있어서,
표시부와,
상기 표시부의 표시 내용을 제어하는 표시 제어부를 더 구비하고,
상기 표시 제어부는, 상기 각도 센서로 검출한 버킷의 경사 각도가 제1 임계치 이상인 경우에 상기 오퍼레이터로부터의 상기 작업기 제어의 시작을 할 수 없다는 취지의 정보를 상기 표시부에 표시하는 것인 작업차량.
차량 본체와,
붐축을 중심으로 상기 차량 본체에 대하여 회전 가능한 붐과, 상기 붐축과 평행한 아암축을 중심으로 상기 붐에 대하여 회전 가능한 아암과, 상기 아암축과 평행한 버킷축 및 상기 버킷축과 직교하는 틸트축의 각각을 중심으로 상기 아암에 대하여 회전 가능한 버킷을 갖는 작업기와,
수평면에 대한 차량 본체의 기울기를 검출하는 기울기 검출부와,
작업기의 자세에 관한 자세 정보를 취득하는 자세 상태 취득부와,
상기 차량 본체의 기울기와 상기 작업기의 자세 정보에 기초하여, 수평면에 대한 틸트축의 경사 각도를 산출하는 틸트축 각도 산출부, 그리고
상기 작업기에 의한 작업 대상의 목표 형상을 나타내는 설계 지형에 기초하여, 상기 작업기의 동작을 적어도 일부 자동으로 제어하는 작업기 제어를 실행하는 작업기 제어부
를 구비하고,
상기 작업기 제어부는,
상기 틸트축 각도 산출부에서 산출한 틸트축의 경사 각도가 제1 임계치 미만인 경우, 상기 작업기 제어를 시작하고,
상기 틸트축 각도 산출부에서 산출한 틸트축의 경사 각도가 상기 제1 임계치 이상인 경우, 상기 작업기 제어를 시작하지 않는 것인 작업차량.
제6항에 있어서, 상기 작업기 제어부는,
상기 틸트축 각도 산출부에서 산출한 틸트축의 경사 각도가 제1 임계치 미만인 경우, 혹은 제2 임계치 이상인 경우, 상기 작업기 제어를 시작하고,
상기 틸트축 각도 산출부에서 산출한 틸트축의 경사 각도가 상기 제1 임계치 이상이고 또 제2 임계치 미만인 경우, 상기 작업기 제어를 시작하지 않는 것인 작업차량.
제6항에 있어서, 오퍼레이터로부터의 상기 작업기 제어 시작 지시를 접수할 수 있는 조작부를 더 구비하고,
상기 작업기 제어부는, 상기 조작부로부터의 시작 지시에 따라서 상기 작업기 제어를 실행하고,
상기 조작부는, 상기 틸트축 각도 산출부에서 산출한 틸트축의 경사 각도가 제1 임계치 이상인 경우에 상기 오퍼레이터로부터의 상기 작업기 제어 시작 지시를 접수하지 않는 것인 작업차량.
제8항에 있어서,
표시부와,
상기 표시부의 표시 내용을 제어하는 표시 제어부를 더 구비하고,
상기 표시 제어부는, 상기 틸트축 각도 산출부에서 산출한 틸트축의 경사 각도가 제1 임계치 이상인 경우에 상기 오퍼레이터로부터의 상기 작업기 제어의 시작을 할 수 없다는 취지의 정보를 상기 표시부에 표시하는 것인 작업차량.
차량 본체와,
붐축을 중심으로 상기 차량 본체에 대하여 회전 가능한 붐과, 상기 붐축과 평행한 아암축을 중심으로 상기 붐에 대하여 회전 가능한 아암과, 상기 아암축과 평행한 버킷축 및 상기 버킷축과 직교하는 틸트축의 각각을 중심으로 상기 아암에 대하여 회전 가능한 버킷을 갖는 작업기와,
상기 버킷에 설치되어, 수평면에 대한 버킷의 경사 각도를 검출하는 각도 센서와,
상기 각도 센서의 검출 결과에 기초하여 상기 작업기의 자세에 관한 자세 정보를 취득하는 자세 상태 취득부, 그리고
상기 자세 정보에 기초하여 상기 작업기에 의한 작업 대상의 목표 형상을 나타내는 설계 지형에 대한 상기 버킷의 자세 상태를 표시하는 표시 제어부
를 구비하고,
상기 표시 제어부는,
상기 각도 센서로 검출한 버킷의 경사 각도가 제1 임계치 미만인 경우에는 상기 각도 센서로 검출한 버킷의 경사 각도에 따른 상기 버킷의 자세 상태를 표시하고,
상기 각도 센서로 검출한 버킷의 경사 각도가 상기 제1 임계치 이상인 경우에는 상기 각도 센서로 검출한 버킷의 경사 각도가 제1 임계치 미만이었을 때의 상기 각도 센서의 검출 결과에 기초하여 상기 버킷의 자세 상태를 표시하는 것인 작업차량.
제10항에 있어서, 차량 본체의 기울기를 검출하는 기울기 검출부와,
상기 차량 본체의 기울기와 상기 작업기의 자세 정보에 기초하여 수평면에 대한 틸트축의 경사 각도를 산출하는 틸트축 각도 산출부를 더 구비하고,
상기 표시 제어부는,
상기 틸트축 각도 산출부에서 산출한 틸트축의 경사 각도가 제2 임계치 미만이고, 상기 각도 센서로 검출한 버킷의 경사 각도가 제1 임계치 미만인 경우에는 상기 각도 센서로 검출한 버킷의 경사 각도에 따른 상기 버킷의 자세 상태를 표시하고,
상기 틸트축 각도 산출부에서 산출한 틸트축의 경사 각도가 상기 제2 임계치 이상, 혹은 상기 각도 센서로 검출한 버킷의 경사 각도가 상기 제1 임계치 이상인 경우에는 상기 각도 센서로 검출한 버킷의 경사 각도가 제1 임계치 미만이었을 때의 상기 각도 센서의 검출 결과에 기초하여 상기 버킷의 자세 상태를 표시하는 것인 작업차량.
제10항에 있어서, 상기 표시 제어부는, 상기 각도 센서로 검출한 버킷의 경사 각도가 상기 제1 임계치 이상인 경우에는 상기 각도 센서로 검출한 버킷의 경사 각도가 제1 임계치 미만이었을 때의 상기 각도 센서의 검출 결과에 기초하여 상기 버킷의 자세 상태를 고정 표시하는 것인 작업차량.
제10항에 있어서, 상기 표시 제어부는, 상기 각도 센서의 검출 정밀도를 나타내는 아이콘을 더 표시하고,
상기 각도 센서로 검출한 버킷의 경사 각도에 기초하여 상기 아이콘의 상태를 변화시키는 것인 작업차량.
붐축을 중심으로 차량 본체에 대하여 회전 가능한 붐과, 상기 붐축과 평행한 아암축을 중심으로 상기 붐에 대하여 회전 가능한 아암과, 상기 아암축과 평행한 버킷축 및 상기 버킷축과 직교하는 틸트축의 각각을 중심으로 상기 아암에 대하여 회전 가능한 버킷을 갖는 작업기를 포함하는 작업차량의 제어 방법으로서,
수평면에 대한 버킷의 경사 각도를 검출하는 단계와,
검출한 버킷의 경사 각도가 제1 임계치 미만인 경우, 상기 작업기에 의한 작업 대상의 목표 형상을 나타내는 설계 지형에 기초하여, 상기 작업기의 동작을 적어도 일부 자동으로 제어하는 작업기 제어를 시작하는 단계, 그리고
검출한 버킷의 경사 각도가 상기 제1 임계치 이상인 경우, 상기 작업기 제어를 시작하지 않는 단계
를 포함하는 작업차량의 제어 방법.
붐축을 중심으로 차량 본체에 대하여 회전 가능한 붐과, 상기 붐축과 평행한 아암축을 중심으로 상기 붐에 대하여 회전 가능한 아암과, 상기 아암축과 평행한 버킷축 및 상기 버킷축과 직교하는 틸트축의 각각을 중심으로 상기 아암에 대하여 회전 가능한 버킷을 갖는 작업기를 포함하는 작업차량의 제어 방법으로서,
수평면에 대한 차량 본체의 기울기를 검출하는 단계와,
상기 작업기의 자세에 관한 자세 정보를 취득하는 단계와,
상기 차량 본체의 기울기와 상기 작업기의 자세 정보에 기초하여, 수평면에 대한 틸트축의 경사 각도를 산출하는 단계와,
산출한 틸트축의 경사 각도가 제1 임계치 미만인 경우, 작업기에 의한 작업 대상의 목표 형상을 나타내는 설계 지형에 기초하여, 상기 작업기의 동작을 적어도 일부 자동으로 제어하는 작업기 제어를 시작하는 단계, 그리고
산출한 틸트축의 경사 각도가 상기 제1 임계치 이상인 경우, 상기 작업기 제어를 시작하지 않는 단계
를 포함하는 작업차량의 제어 방법.
붐축을 중심으로 차량 본체에 대하여 회전 가능한 붐과, 상기 붐축과 평행한 아암축을 중심으로 상기 붐에 대하여 회전 가능한 아암과, 상기 아암축과 평행한 버킷축 및 상기 버킷축과 직교하는 틸트축의 각각을 중심으로 상기 아암에 대하여 회전 가능한 버킷을 갖는 작업기를 포함하는 작업차량의 제어 방법으로서,
수평면에 대한 버킷의 경사 각도를 검출하는 단계와,
검출한 버킷의 경사 각도에 기초하여 상기 작업기의 자세에 관한 자세 정보를 취득하는 단계와,
검출한 버킷의 경사 각도가 제1 임계치 미만인 경우, 상기 작업기에 의한 작업 대상의 목표 형상을 나타내는 설계 지형에 대한 상기 버킷의 자세 상태를, 상기 자세 정보에 기초하여 표시하는 단계, 그리고
검출한 버킷의 경사 각도가 상기 제1 임계치 이상인 경우에는 버킷의 경사 각도가 제1 임계치 미만이었을 때의 버킷의 경사 각도에 기초한 자세 정보를 취득하고, 이 자세 정보에 기초하여 상기 버킷의 자세 상태를 표시하는 단계
를 포함하는 작업차량의 제어 방법.