KR20190029740A

KR20190029740A - 작업 차량 및 작업 차량의 제어 방법

Info

Publication number: KR20190029740A
Application number: KR1020197005894A
Authority: KR
Inventors: 노부요시 야마나카; ?스케 모리; 도시아키 구마가이
Original assignee: 가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼
Priority date: 2016-11-28
Filing date: 2016-11-28
Publication date: 2019-03-20
Also published as: CN109642407A; WO2018096667A1; JP6871946B2; JPWO2018096667A1; US20190203443A1; DE112016007307T5

Abstract

작업 차량은, 차량 본체와, 작업기와, 제어부를 구비한다. 작업기는, 차량 본체에 대하여 회동 가능한 붐과, 붐에 대하여 회동 가능한 암과, 암에 대하여 회동 가능한 버킷을 구비한다. 제어부는, 버킷의 날끝 방향을 산출하고, 산출한 버킷의 날끝 방향과, 버킷의 개구면 측으로의 진행 방향 사이의 굴삭 각도가 소정각으로 되도록 버킷의 개구면 측으로의 진행 방향을 결정하고, 진행 방향으로의 작업기 동작을 실행시킨다.

Description

작업 차량 및 작업 차량의 제어 방법

본 발명은, 작업 차량(work vehicle)에 관한 것이다.

유압 셔블과 같은 작업 차량은, 붐(boom)과 암(arm)과 버킷을 구비하는 작업기를 구비한다. 유압 셔블의 굴삭 동작(excavating operation)의 개시 시는, 암을 조작하여 토사(土砂)에 버킷(bucket)을 관통(penetrate)한다. 동작을 계속하면 버킷이 깊게 관통하여 토사의 저항이 커지므로, 붐을 조작하여 버킷을 위쪽으로 올리는 조작을 부가하여, 버킷의 굴삭(掘削; excavation) 깊이를 적절하게 한다. 또한, 암과 버킷을 조작하여 버킷 내에 토사가 충분히 들어가면, 버킷을 조작하여 토사를 인상(lift up)하고, 또한 붐을 조작하여 위쪽까지 버킷을 올린다.

유압 셔블의 굴삭 동작에 있어서는, 붐과 암과 버킷과의 3축의 조작 레버를 각각 움직여 버킷의 움직임을 조작할 필요가 있으므로, 효율적인 굴삭 동작을 실행하는 것은 간단하지는 않아 숙련이 필요했었다.

이 점에서, 예를 들면, 일본 공개특허 제소61―225429호 공보에 있어서는, 굴삭 부하를 경감시키기 위해 버킷 배면과 굴삭면과의 충돌을 검출하여, 버킷의 자세를 수정하는 방식이 개시되어 있다.

또한, 일본 공개특허 제소62―189222호 공보에 있어서는, 버킷에 포함되는 토사의 중량을 측정하여 버킷의 굴삭 깊이를 조정하는 방식이 개시되어 있다.

일본 공개특허 소61―225429호 공보 일본 공개특허 소62―189222호 공보

한편, 상기 공보에서의 굴삭 동작에 있어서는, 각종 연산이 필요해지므로, 복잡한 제어로 될 가능성이 있다.

본 발명은, 상기한 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 간단한 방식으로 효율적인 작업기 동작을 실행할 수 있는 작업 차량 및 작업 차량의 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 태양 관한 작업 차량은, 차량 본체와, 작업기와, 제어부를 구비한다. 작업기는, 차량 본체에 대하여 회동(回動) 가능한 붐과, 붐에 대하여 회동 가능한 암과, 암에 대하여 회동 가능한 버킷을 구비한다. 제어부는, 버킷의 날끝(cutting edge) 방향을 산출하고, 산출한 버킷의 날끝 방향과, 버킷의 개구면 측으로의 진행 방향 사이의 굴삭 각도가 소정각으로 되도록 버킷의 개구면 측으로의 진행 방향을 결정하고, 진행 방향으로의 작업기 동작을 실행시킨다.

바람직하게는, 제어부는, 산출한 버킷의 날끝 방향과, 버킷의 개구면 측으로의 진행 방향 사이의 굴삭 각도가 소정 기간, 소정각으로 되도록 버킷의 개구면 측으로의 진행 방향을 결정하고, 진행 방향으로의 작업기 동작을 실행시킨다.

바람직하게는, 작업 차량은, 제1 조작 레버 및 제2 조작 레버를 더 구비한다. 제1 조작 레버는, 암에 대한 버킷의 회동량(回動量)을 조정하는 제1 조작 지령을 제어부에 출력한다. 제2 조작 레버는, 날끝 방향으로부터 버킷의 개구면 측으로의 진행 방향에 대한 버킷의 이동량을 조정하는 제2 조작 지령을 제어부에 출력한다.

바람직하게는, 제어부는, 작업기 동작을 실행시킬 것인지의 여부를 판단한다. 제어부는, 작업기 동작을 실행시키는 것으로 판단한 경우에, 제1 조작 레버 및 제2 조작 레버로부터의 제1 조작 지령 및 제2 조작 지령을 접수한다.

바람직하게는, 제어부는, 오퍼레이터의 조작 지시에 따라 작업기 동작을 실행시킬 것인지의 여부를 판단한다.

바람직하게는, 작업 차량은, 부하 검출부를 더 구비한다. 부하 검출부는, 작업기에 가해지는 부하를 검출한다. 제어부는, 부하 검출부의 검출 결과에 따라 작업기 동작을 실행시킬 것인지의 여부를 판단한다.

본 발명의 일 태양 관한 작업 차량의 제어 방법은, 차량 본체에 대하여 회동 가능한 붐과, 붐에 대하여 회동 가능한 암과, 암에 대하여 회동 가능한 버킷을 가지는 작업기를 포함하는 작업 차량의 제어 방법으로서, 버킷의 날끝 방향을 산출하는 단계와, 산출된 버킷의 날끝 방향과, 버킷의 개구면 측으로의 진행 방향 사이의 굴삭 각도가 소정각으로 되도록 작업기 동작을 실행시키는 단계를 포함한다.

본 발명의 작업 차량은, 간단한 방식으로 효율적인 작업기 동작을 실행할 수 있다.

도 1은 실시형태에 기초한 작업 차량의 일례를 나타낸 사시도이다.
도 2는 실시형태에 기초한 작업 차량(CM)을 모식적으로 설명하는 도면이다.
도 3은 실시형태에 기초한 작업 차량(CM)을 제어하는 제어 시스템(200)의 구성을 설명하는 기능 블록도이다.
도 4는 실시형태에 기초한 버킷(8)의 굴삭 각도와 토사 저항과의 관계를 설명하는 도면이다.
도 5는 실시형태에 기초한 작업 차량(CM)의 굴삭 작업의 동작 처리를 설명하는 도면이다.
도 6은 실시형태의 변형예 1에 기초한 제어 시스템(200#)의 구성을 설명하는 기능 블록도이다.
도 7은 다른 실시형태에 기초한 작업 차량 시스템의 개념을 설명하는 도면이다.

이하, 본 발명에 관한 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 이하에서 설명하는 각각의 실시형태의 구성 요소는, 적절히 조합시키는 것이 가능하다. 또한, 일부의 구성 요소를 사용하지 않을 경우도 있다.

[작업 차량의 전체 구성]

도 1은, 실시형태에 기초한 작업 차량의 일례를 나타낸 사시도이다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 예에 있어서는, 작업 차량으로서 유압(油壓)에 의해 작동하는 작업기(2)를 구비하는 유압 셔블(CM)을 예로 들어 설명한다.

유압 셔블(CM)은, 차량 본체(1)와, 작업기(2)를 구비한다.

차량 본체(1)는, 선회체(旋回體)(3)와, 운전실(4)과, 주행 장치(traveling device)(5)를 구비한다.

선회체(3)는, 주행 장치(5) 상에 배치된다. 주행 장치(5)는, 선회체(3)를 지지한다. 선회체(3)는, 선회축(旋回軸) AX를 중심으로 선회(旋回) 가능하다. 운전실(4)에는, 오퍼레이터가 착석(着座)하는 운전석(4S)이 설치된다. 오퍼레이터는, 운전실(4)에 있어서 유압 셔블(CM)을 조작한다. 주행 장치(5)는, 한 쌍의 크롤러 벨트(crawler belts)(5cr)를 구비한다. 크롤러 벨트(5cr)의 회전에 의하여, 유압 셔블(CM)이 주행한다. 그리고, 주행 장치(5)가 차륜(타이어)으로 구성되어 있어도 된다.

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

전후 방향이란, 운전석(4S)에 착석한 오퍼레이터를 기준으로 한 전후 방향을 말한다. 좌우 방향과는, 운전석(4S)에 착석한 오퍼레이터를 기준으로 한 좌우 방향을 말한다. 좌우 방향은, 차량의 폭 방향(차폭 방향)과 일치한다. 운전석(4S)에 착석한 오퍼레이터가 정면에 정대(正對)하는 방향을 전방향(前方向)이라고 하고, 전방향과는 반대의 방향을 후방향이라고 한다. 운전석(4S)에 착석한 오퍼레이터가 정면에 정대했을 때 우측, 좌측을 각각 우측 방향, 좌측 방향이라고 한다. 전후 방향은, X축 방향이며, 좌우 방향은, Y축 방향이다. 운전석(4S)에 착석한 오퍼레이터가 정면에 정대하는 방향은, 전방향(＋X방향)이며, 전방향의 반대 방향은, 후방향(―X방향)이다. 운전석(4S)에 착석한 오퍼레이터가 정면에 정대했을 때의 차폭 방향의 일측의 방향은, 우측 방향(＋Z방향)이며, 차폭 방향 외에 측의 방향은, 좌측 방향(―Z방향)이다.

선회체(3)는, 엔진이 수용되는 엔진룸(9)과, 선회체(3)의 후부(後部)에 설치되는 카운터웨이트(counterweight)를 구비한다. 선회체(3)에 있어서, 엔진룸(9)의 전방에 난간(19)이 설치된다. 엔진룸(9)에, 엔진 및 유압 펌프 등이 배치된다.

작업기(2)는, 선회체(3)에 접속된다.

작업기(2)는, 붐(6)과, 암(7)과, 버킷(8)과, 붐 실린더(10)와, 암 실린더(11)와, 버킷 실린더(12)를 구비한다.

붐(6)은, 붐 핀(boom pin)(13)을 통하여 선회체(3)에 접속된다. 암(7)은, 암 핀(arm pin)(14)을 통하여 붐(6)에 접속된다. 버킷(8)은, 버킷 핀(bucket pin)(15)을 통하여 암(7)에 접속된다. 붐 실린더(10)는, 붐(6)을 구동한다. 암 실린더(11)는, 암(7)을 구동한다. 버킷 실린더(12)는, 버킷(8)을 구동한다. 붐(6)의 기단부(基端部)(붐 후드)와 선회체(3)가 접속된다. 붐(6)의 선단부(붐 탑)와 암(7)의 기단부(암 후드)가 접속된다. 암(7)의 선단부(암 탑)와 버킷(8)의 기단부가 접속된다. 붐 실린더(10), 암 실린더(11) 및 버킷 실린더(12)는 모두, 작동유에 의해 구동되는 유압 실린더이다.

붐(6)은, 회동축(回動軸)인 붐 핀(13)을 중심으로 선회체(3)에 대하여 회동 가능하다. 암(7)은, 붐 핀(13)과 평행한 회동축인 암 핀(14)을 중심으로 붐(6)에 대하여 회동 가능하다. 버킷(8)은, 붐 핀(13) 및 암 핀(14)과 평행한 회동축인 버킷 핀(15)을 중심으로 암(7)에 대하여 회동 가능하다.

붐 핀(13), 암 핀(14), 및 버킷 핀(15)의 각각은, Z축과 평행이다. 붐(6), 암(7), 및 버킷(8)의 각각은, Z축과 평행축을 중심으로 회동 가능하다.

도 2는, 실시형태에 기초한 작업 차량(CM)을 모식적으로 설명하는 도면이다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 작업 차량(CM)에는, 붐 실린더 스트로크 센서(16)와, 암 실린더 스트로크 센서(17)와, 버킷 실린더 스트로크 센서(18)가 설치된다.

붐 실린더 스트로크 센서(16)는, 붐 실린더(10)에 배치되고, 붐 실린더(10)의 스트로크 길이(붐 실린더 길이)를 검출한다. 암 실린더 스트로크 센서(17)는, 암 실린더(11)에 배치되고, 암 실린더(11)의 스트로크 길이(암 실린더 길이)를 검출한다. 버킷 실린더 스트로크 센서(18)은, 버킷 실린더(12)에 배치되고, 버킷 실린더(12)의 스트로크 길이(버킷 실린더 길이)를 검출한다.

이하의 설명에 있어서는, 붐 실린더(10)의 스트로크 길이를 붐 실린더 길이 또는 붐 스트로크라고도 한다. 또한, 암 실린더(11)의 스트로크 길이를 암 실린더 길이 또는 암 스트로크라고도 한다. 또한, 버킷 실린더(12)의 스트로크 길이를 버킷 실린더 길이 또는 버킷 스트로크라고도 한다.

또한, 붐 실린더 길이, 암 실린더 길이 및 버킷 실린더 길이를 총칭하여 실린더 길이 데이터라고도 한다.

붐(6)의 길이 L1은, 붐 핀(13)과 암 핀(14)과의 거리이다. 암(7)의 길이 L2는, 암 핀(14)과 버킷 핀(15)과의 거리이다. 버킷(8)의 길이 L3은, 버킷 핀(15)과 버킷(8)의 날끝(8a)과의 거리이다. 버킷(8)은, 복수의 날(刃)을 가지고, 본 예에 있어서는, 버킷(8)의 선단부를 날끝(8a)이라고 한다. 그리고, 버킷(8)은, 날을 가지고 있지 않아도 된다. 버킷(8)의 선단부는, 스트레이트 형상의 강판(鋼板)으로 형성되어 있어도 된다.

본 예에 있어서는, 붐 핀(13)을 기준점(기준 위치)과 한 X, Y축의 차량 본체 좌표계가 나타나 있다.

붐 실린더 스트로크 센서(16)가 검출한 실린더 길이 데이터로부터, 차량 본체 좌표계의 수평 방향에 대한 붐(6)의 경사각 θ1을 산출한다.

암 실린더 스트로크 센서(17)가 검출한 실린더 길이 데이터로부터, 붐(6)에 대한 암(7)의 경사각 θ2를 산출한다.

버킷 실린더 스트로크 센서(18)가 검출한 실린더 길이 데이터로부터, 암(7)에 대한 버킷(8)이 가지는 날끝(8a)의 경사각 θ3을 산출한다.

붐(6), 암(7), 버킷(8)의 길이 L1∼L3 및 경사각 θ1∼θ3에 기초하여, X, Y축의 차량 본체 좌표계에서의 버킷(8)의 날끝(8a)의 위치 및 버킷(8)의 날끝(8a)의 각도(날끝 방향)를 산출할 수 있다.

본 예에 있어서는, 버킷(8)의 날끝(8a)의 위치 좌표[x1, y1] 및 버킷(8)의 날끝(8a)의 수평 방향에 대한 날끝 각도[α]가 나타나 있다.

그리고, 본 예에 있어서는, 스트로크 센서를 사용하여 스트로크 길이를 검출하고, 경사각 θ을 산출하는 방식에 대하여 설명하지만, 로터리 인코더와 같은 각도 검출기로 경사각을 산출하도록 해도 된다.

[유압 시스템의 구성]

도 3은, 실시형태에 기초한 작업 차량(CM)을 제어하는 제어 시스템(200)의 구성을 설명하는 기능 블록도이다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 실시형태에 기초한 제어 시스템(200)은, 작업기(2)를 사용하는 굴삭 처리를 제어한다.

제어 시스템(200)은, 붐 실린더 스트로크 센서(16)와, 암 실린더 스트로크 센서(17)와, 버킷 실린더 스트로크 센서(18)와, 조작 장치(25)와, 작업기 컨트롤러(26)와, 유압 실린더(60)와, 방향 제어 밸브(64)와, 압력 센서(66)를 구비한다.

조작 장치(25)는, 운전실(4)에 배치된다. 조작 장치(25)는, 오퍼레이터에 의해 조작된다. 조작 장치(25)는, 작업기(2)를 구동시키는 오퍼레이터의 조작 지령을 접수한다. 조작 장치(25)는, 일례로서 파일럿 유압 방식의 조작 장치이다.

방향 제어 밸브(64)는, 유압 실린더(60)에 대한 작동유의 공급량을 조정한다. 방향 제어 밸브(64)는, 공급되는 오일에 의해 작동한다. 그리고, 본 예에 있어서는, 유압 실린더[붐 실린더(10), 암 실린더(11), 및 버킷 실린더(12)]를 작동하기 위하여, 그 유압 실린더에 공급되는 오일은 작동유라고도 한다. 또한, 방향 제어 밸브(64)를 작동하기 위해 그 방향 제어 밸브(64)에 공급되는 오일은 파일럿 오일이라고 한다. 또한, 파일럿 오일의 압력은 파일럿 유압이라고도 한다.

작동유 및 파일럿 오일은, 동일한 유압 펌프로부터 송출되어도 된다. 예를 들면, 유압 펌프로부터 송출된 작동유의 일부가 감압 밸브에 의해 감압되고, 그 감압된 작동유가 파일럿 오일로서 사용되어도 된다. 또한, 작동유를 송출하는 유압 펌프(메인 유압 펌프)와, 파일럿 오일을 송출하는 유압 펌프(파일럿 유압 펌프)가 다른 유압 펌프라도 된다.

또한, 본 예에 있어서는, 메인 유압 펌프로부터 송출되고, 감압 밸브에 의해 감압된 파일럿 오일이 조작 장치(25)에 공급된다.

조작 장치(25)의 조작량에 기초하여 파일럿 유압이 조정된다. 압력 센서(66)는, 조작 장치(25)와 접속된다. 압력 센서(66)는, 조작 장치(25)의 레버 조작에 따라 발생하는 파일럿 유압을 검출하여, 작업기 컨트롤러(26)에 출력한다.

작업기 컨트롤러(26)는, 압력 센서(66)에 의해 검출된 파일럿 유압에 따라 유압 실린더(60)[붐 실린더(10), 암 실린더(11), 및 버킷 실린더(12)]에 공급되는 작동유가 흐르는 방향 제어 밸브(64)를 구동한다.

조작 장치(25)는, 제1 조작 레버(25R)와, 제2 조작 레버(25L)와, 굴삭 모드 설정 버튼(25P)을 구비한다. 제1 조작 레버(25R)는, 예를 들면, 운전석(4S)의 우측에 배치된다. 제2 조작 레버(25L)는, 예를 들면, 운전석(4S)의 좌측에 배치된다. 제1 조작 레버(25R) 및 제2 조작 레버(25L)에서는, 전후좌우의 동작이 2축의 동작에 대응한다.

굴삭 모드 설정 버튼(25P)은, 굴삭 모드로 설정하기 위한 설정 버튼이다. 작업기 컨트롤러(26)는, 오퍼레이터의 굴삭 모드 설정 버튼(25P)의 누름(pressing) 지시에 따라 통상 모드로부터 굴삭 모드로 이행한다. 또한, 작업기 컨트롤러(26)는, 오퍼레이터의 재차의 굴삭 모드 설정 버튼(25P)의 누름 지시에 따라 굴삭 모드로부터 통상 모드로 이행한다.

본 예에 있어서는, 조작 장치(25)의 제1 조작 레버(25R) 및 제2 조작 레버(25L)는, 통상 모드와 굴삭 모드로 조작에 대응하는 기능을 변경할 수 있다.

통상 모드에 있어서는, 제1 조작 레버(25R)에 의하여, 붐(6) 및 버킷(8)이 조작된다.

제1 조작 레버(25R)의 전후 방향의 조작은, 붐(6)의 조작에 대응하여, 전후 방향의 조작에 따라 붐(6)의 하강 동작 및 상승 동작이 실행된다. 붐(6)을 조작하기 위해 레버 조작된다.

제1 조작 레버(25R)의 좌우 방향의 조작은, 버킷(8)의 조작에 대응하여, 좌우 방향의 조작에 따라 버킷(8)의 굴삭 동작 및 개방 동작이 실행된다. 버킷(8)을 조작하기 위해 레버 조작된다.

제2 조작 레버(25L)에 의하여, 암(7) 및 선회체(3)가 조작된다.

제2 조작 레버(25L)의 전후 방향의 조작은, 암(7)의 조작에 대응하여, 전후 방향의 조작에 따라 암(7)의 상승 동작 및 하강 동작이 실행된다. 암(7)을 조작하기 위해 레버 조작된다.

제2 조작 레버(25L)의 좌우 방향의 조작은, 선회체(3)의 선회에 대응하여, 좌우 방향의 조작에 따라 선회체(3)의 우측 선회 동작 및 좌측 선회 동작이 실행된다.

작업기 컨트롤러(26)는, 압력 센서(66)의 검출 결과에 기초한 전후 방향에 관한 제1 조작 레버(25R)의 조작량(붐 조작량)에 따라 붐(6)을 구동시키기 위한 붐 실린더(10)에 공급되는 작동유가 흐르는 방향 제어 밸브(64)를 구동한다.

작업기 컨트롤러(26)는, 압력 센서(66)의 검출 결과에 기초한 좌우 방향에 관한 제1 조작 레버(25R)의 조작량(버킷 조작량)에 따라 버킷(8)을 구동시키기 위한 버킷 실린더(12)에 공급되는 작동유가 흐르는 방향 제어 밸브(64)를 구동한다.

작업기 컨트롤러(26)는, 압력 센서(66)의 검출 결과에 기초한 전후 방향에 관한 제2 조작 레버(25L)의 조작량(암 조작량)에 따라 암(7)을 구동시키기 위한 암 실린더(11)에 공급되는 작동유가 흐르는 방향 제어 밸브(64)를 구동한다.

작업기 컨트롤러(26)는, 압력 센서(66)의 검출 결과에 기초한 좌우 방향에 관한 제2 조작 레버(25L)의 조작량에 따라 선회체(3)를 구동시키기 위한 유압 액추에이터에 공급되는 작동유가 흐르는 방향 제어 밸브(64)를 구동한다.

그리고, 제1 조작 레버(25R)의 좌우 방향의 조작이 붐(6)의 조작에 대응하여, 전후 방향의 조작이 버킷(8)의 조작에 대응해도 된다. 그리고, 제2 조작 레버(25L)의 좌우 방향이 암(7)의 조작에 대응하여, 전후 방향의 조작이 선회체(3)의 조작에 대응해도 된다.

한편, 굴삭 모드에 있어서는, 제1 조작 레버(25R)에 의하여, 버킷(8)이 조작된다. 제1 조작 레버(25R)의 좌우 방향의 조작은, 버킷(8)의 조작에 대응하여, 좌우 방향의 조작에 따라 버킷(8)의 회전 동작이 실행된다. 제1 조작 레버(25R)의 전후 방향의 조작은, 무효로 된다. 따라서, 붐(6)을 조작하기 위해 레버 조작은 받아들이지 않는다.

또한, 굴삭 모드에 있어서는, 제2 조작 레버(25L)에 의하여, 버킷(8)의 날끝(8a)의 이동량이 조정된다. 제2 조작 레버(25L)의 전방향의 조작은, 버킷(8)의 날끝(8a)의 이동량의 조작에 대응한다. 제2 조작 레버(25L)의 전방향의 경도량(傾倒量)이 많은 경우에는, 버킷(8)의 날끝(8a)의 이동량이 커지게 된다. 한편, 제2 조작 레버(25L)의 전방향의 경도량이 적은 경우에는, 버킷(8)의 날끝(8a)의 이동량은 작아지게 된다.

다른 제2 조작 레버(25L)의 방향의 조작은 무효로 된다. 따라서, 암(7) 및 선회체(3)를 조작하기 위한 레버 조작은 받아들이지 않는다.

[토사 저항]

도 4는, 실시형태에 기초한 버킷(8)의 굴삭 각도와 토사 저항과의 관계를 설명하는 도면이다.

본 예에 있어서, 굴삭 각도와는, 버킷(8)의 날끝(8a)의 방향과, 버킷(8)이 이동할 때의 날끝(8a)의 진행 방향 사이의 각도를 나타내는 것으로 한다. 버킷(8)의 날끝(8a)의 방향을 기준으로 버킷(8)이 이동할 때의 날끝(8a)의 진행 방향이 버킷(8)의 개구면 측으로 진행한다 경우에 플러스의 값으로 하고, 역방향으로 진행되는 경우에는 마이너스의 값으로 한다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 버킷(8)의 굴삭 각도가 0°부근이 한계 각도로서 나타나 있다.

버킷(8)의 굴삭 각도가 한계 각도보다 작을 경우에는, 버킷(8)의 외장(外裝) 또는 버킷(8)의 배면에 의해 토사를 가압하는 형태로 되고, 버킷(8)에 관한 토사 저항의 값이 급격하게 상승한다.

한편, 버킷(8)의 굴삭 각도가 소정 각도 Q에 있어서는, 버킷(8)에 관한 토사 저항의 값은 최소로 되는 경우가 나타나 있다.

그리고, 한계 각도, 소정 각도 Q는, 일례이며 버킷(8)의 형태에 따라 상이한 값으로 설정할 수 있다.

본 실시형태에 따르는 작업 차량(CM)은, 토사 저항의 값이 낮은 굴삭 각도로 굴삭 처리를 실행함으로써 간단한 방식으로 효율적인 작업기 동작을 실행한다. 구체적으로는, 작업 차량(CM)은, 굴삭 각도가 소정 각도 Q로 되도록 굴삭 처리를 실행한다. 그리고, 본 예에 있어서 소정 각도 Q로 되도록 한다는 것은, 소정 각도 Q에 완전히 일치하는 것을 의미하는 것은 아니고, 소정 각도 Q의 근사값도 포함하는 것으로 한다.

[동작 처리]

도 5는, 실시형태에 기초한 작업 차량(CM)의 굴삭 작업의 동작 처리를 설명하는 도면이다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 작업기 컨트롤러(26)는, 굴삭 모드인지의 여부를 판단한다(스텝 S2). 구체적으로는, 작업기 컨트롤러(26)는, 오퍼레이터의 조작 지령에 따르는 굴삭 모드로 설정하는 굴삭 모드 설정 버튼의 설정 지시를 받아들이고 있는지의 여부를 판단한다.

스텝 S2에서, 작업기 컨트롤러(26)는, 굴삭 모드인 것으로 판단한 경우에는, 날끝 데이터를 산출한다(스텝 S4).

구체적으로는, 작업기 컨트롤러(26)는, 붐 실린더 스트로크 센서(16), 암 실린더 스트로크 센서(17) 및 버킷 실린더 스트로크 센서(18)의 검출 결과에 기초하여, 붐 실린더 길이, 암 실린더 길이 및 버킷 실린더 길이를 산출한다. 그리고, 붐 실린더 길이로부터, 수평 방향에 대한 붐(6)의 경사각 θ1을 산출한다. 암 실린더 길이로부터, 붐(6)에 대한 암(7)의 경사각 θ2를 산출한다. 버킷 실린더 길이로부터, 암(7)에 대한 버킷(8)의 날끝(8a)의 경사각 θ3을 산출한다. 이로써, X, Y축의 차량 본체 좌표계에서의 버킷(8)의 위치 및 버킷(8)의 날끝(8a)의 방향(날끝 방향)을 나타내는 날끝 데이터[x1, y1, α1]를 산출한다.

다음에, 작업기 컨트롤러(26)는, 굴삭 방향 벡터를 산출한다(스텝 S6).

본 예에 있어서는, 버킷(8)의 날끝(8a)의 방향에 대하여 버킷(8)의 날끝(8a)의 진행 방향 사이의 이루는 굴삭 각도가 소정 각도 Q로 되도록 굴삭 방향 벡터를 산출한다. 이로써, 버킷(8)의 날끝(8a)의 개구면 측으로의 진행 방향이 결정된다.

본 예의 차량 본체 좌표계에서의 굴삭 방향 벡터를 나타내는 X축 방향 및 Y축 방향의 단위 벡터 dx, dy는 다음 식으로 표현된다.

dx=―cos(α1＋Q)

dy=―sin(α1＋Q)

다음에, 작업기 컨트롤러(26)는, 조작 레버의 입력을 받아들인다(스텝 S8).

본 예에 있어서는, 제1 조작 레버(25R) 및 제2 조작 레버(25L)의 조작 입력을 받아들인다.

상기한 바와 같이, 굴삭 모드에 있어서는, 제1 조작 레버(25R)에 의해 버킷(8)의 회전 동작이 실행된다. 제2 조작 레버(25L)에 의해 버킷의 굴삭 방향에 대한 이동 동작이 실행된다.

다음에, 작업기 컨트롤러(26)는, 접수한 조작 레버의 조작 입력에 따라 버킷 회전량 및 굴삭 이동량을 산출한다(스텝 S10).

구체적으로는, 작업기 컨트롤러(26)는, 압력 센서(66)로부터 출력된 제1 조작 레버(25R)의 조작 입력에 따라 발생하는 검출 압력에 기초하여 버킷 회전량을 산출한다. 또한, 작업기 컨트롤러(26)는, 압력 센서(66)로부터 출력된 제2 조작 레버(25L)의 조작 입력에 따라 발생하는 검출 압력에 기초하여 굴삭 이동량을 산출한다.

본 예에 있어서는, 작업기 컨트롤러(26)의 산출 결과에 기초한 버킷 회전량을 Δd, 굴삭 이동량을 Δe로 한다.

다음에, 작업기 컨트롤러(26)는, 조작 레버의 입력에 따라 이동하는 버킷(8)의 날끝(8a)의 목표 날끝 데이터를 산출한다(스텝 S12).

구체적으로는, 작업기 컨트롤러(26)는, 목표 날끝 데이터[x2, y2, α2]를 산출한다.

x2=x1＋Δd×dx

y2=y1＋Δd×dy

α2=α1＋Δe

목표 날끝 데이터[x2, y2, α2]는, 상식에 의해 산출할 수 있다.

다음에, 작업기 컨트롤러(26)는, 목표 날끝 데이터에 기초하여 작업기를 동작시킨다(스텝 S14).

구체적으로는, 작업기 컨트롤러(26)는, X, Y축의 차량 본체 좌표계에서의 버킷(8)의 날끝(8a)의 목표 날끝 데이터[x2, y2, α2]에 따라 붐(6)의 경사각 θ1', 암(7)의 경사각 θ2', 버킷(8)의 경사각 θ3'을 산출한다. 작업기 컨트롤러(26)는, 붐(6), 암(7) 및 버킷(8)의 경사각 θ1'∼θ3'에 기초하여 붐 실린더 길이, 암 실린더 길이 및 버킷 실린더 길이를 산출한다.

그리고, 작업기 컨트롤러(26)는, 산출된 붐 실린더 길이, 암 실린더 길이 및 버킷 실린더 길이로 되도록 유압 실린더(60)에 공급되는 작동유를 조정하도록 방향 제어 밸브(64)를 구동한다.

이로써, 버킷(8)의 날끝(8a)의 위치 및 방향이 목표 날끝 데이터로 되도록 붐(6), 암(7) 및 버킷(8)이 자동 제어된다.

다음에, 작업기 컨트롤러(26)는, 작업을 종료하였는지의 여부를 판단한다(스텝 S16). 작업기 컨트롤러(26)는, 작업을 종료된 것으로 판단하는 경우란, 예를 들면, 엔진을 정지한 경우이다.

스텝 S16에서, 작업기 컨트롤러(26)는, 작업이 종료된 것으로 판단한 경우(스텝 S16에서 YES)에는, 처리를 종료한다(종료).

한편, 스텝 S16에서, 작업기 컨트롤러(26)는, 작업이 종료되어 있지 않은 것으로 판단한 경우(스텝 S16에서 NO)에는, 스텝 S2로 복귀하여 상기 처리를 반복한다.

한편, 스텝 S2에서, 작업기 컨트롤러(26)는, 굴삭 모드가 아닌 것으로 판단한 경우에는 조작 레버 입력을 받아들인다(스텝 S18.

상기한 바와 같이, 통상 모드에 있어서는, 제1 조작 레버(25R)에 의하여, 붐(6) 및 버킷(8)이 조작된다. 또한, 제2 조작 레버(25L)에 의하여, 제2 조작 레버(25L)에 의하여, 암(7) 및 선회체(3)가 조작된다.

그리고, 작업기 컨트롤러(26)는, 작업기를 동작시킨다(스텝 S20).

그리고, 스텝 S16으로 진행한다.

이후의 처리는, 상기에서 설명한 것과 동일하므로, 그 상세한 설명에 대해서는 반복하지 않는다.

본 예에 있어서는, 버킷(8)의 날끝(8a)의 날끝 방향을 산출하고, 버킷(8)의 날끝(8a)의 방향에 대하여 버킷(8)의 날끝(8a)의 진행 방향 사이의 이루는 굴삭 각도가 소정 각도 Q로 되도록 굴삭 방향 벡터[버킷(8)의 개구면 측으로의 진행 방향]가 산출된다. 그리고, 상기 굴삭 방향 벡터에 따라 버킷(8)의 날끝(8a)이 이동하도록 자동 제어되므로, 버킷(8)에 관한 토사 저항은 낮아진다. 그러므로, 버킷(8)에 관한 토사 저항(부하)을 낮게 함으로써 간단한 방식으로 효율적인 작업기 동작을 실행하는 것이 가능해진다.

또한, 본 예에 있어서는, 오퍼레이터의 굴삭 모드 설정 버튼(25P)의 누름 지시에 따르는 굴삭 모드로 설정하고 있는 기간의 사이, 소정의 굴삭 방향 벡터에 따라 버킷(8)의 날끝(8a)이 이동하는 부하의 낮은 효율적인 작업기 동작으로 되므로, 연비의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 본 예에 있어서는, 오퍼레이터의 굴삭 모드 설정 버튼(25P)의 누름 지시에 따라 굴삭 모드로 설정하는 것이 가능하므로, 오퍼레이터의 의도를 반영한 효율적인 작업기 동작을 실행할 수 있다.

또한, 본 예에 있어서는, 굴삭 모드에 있어서, 제1 조작 레버(25R)에 의해 버킷(8)의 회전 동작이 실행된다. 또한, 제2 조작 레버(25L)에 의해 버킷의 굴삭 방향에 대한 이동 동작이 실행된다. 따라서, 2개의 조작 레버에 의한 조작 지령에 의해 굴삭 처리가 실행된다.

종래의 유압 셔블의 굴삭 동작에 있어서는, 붐과 암과 버킷과의 3축의 조작 레버를 각각 움직여 버킷의 움직임을 조작할 필요가 있어, 간단하지는 않아 숙련이 필요했었지만, 본 예의 방식에 의해 2개의 조작 지령에 의해 버킷의 움직임을 조작하는 것이 가능해지므로, 간단한 조작에 의하여, 효율적인 굴삭 처리를 실행하는 것이 가능해진다.

(변형예 1)

실시형태의 변형예 1에 따르는 작업 차량은, 오퍼레이터의 조작 지시에 한정되지 않고 자율적으로 작업 차량(CM)을 굴삭 모드로 제어하도록 해도 된다.

구체적으로는, 작업기 컨트롤러(26)는, 작업기(2)가 굴삭 작업을 실행할 것인지의 여부를 판단한다.

변형예 1에 있어서는, 작업기(2)에 가해지는 부하에 따라 작업기(2)가 굴삭 작업을 실행할 것인지의 여부를 판단하는 경우에 대하여 설명한다.

도 6은, 실시형태의 변형예 1에 기초한 제어 시스템(200#)의 구성을 설명하는 기능 블록도이다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 제어 시스템(200#)은, 제어 시스템(200)과 비교하여, 부하 센서(28)를 추가로 설치한 점이 상이하다. 또한, 조작 장치(25)를 조작 장치(25#)로 치환한 점이 상이하다.

조작 장치(25#)는, 조작 장치(25)와 비교하여, 굴삭 모드 설정 버튼(25P)이 제외된 구성이 나타나 있다. 그 외의 구성에 대해서는, 도 3에서 설명한 것과 마찬가지이므로 그 상세한 설명에 대해서는 반복하지 않는다.

본 예에 있어서는, 부하 센서(28)는, 일례로서 버킷(8)에 장착되어 있는 것으로 한다.

작업기 컨트롤러(26)는, 버킷(8)에 장착된 부하 센서(28)에 따라 작업기(2)가 굴삭 작업을 실행할 것인지의 여부를 판단한다.

버킷(8)이 토사를 굴삭하는 굴삭 작업의 경우에는, 부하 센서(28)의 값은 커지게 된다. 한편, 버킷(8)이 토사를 굴삭하지 않는 굴삭 작업 이외의 경우에는, 부하 센서(28)의 값은 작아지게 된다.

본 예에 있어서는, 작업기 컨트롤러(26)는, 부하 센서(28)로부터의 검출 결과에 따르는 부하의 값이 소정값 이상인지의 여부를 판단한다.

작업기 컨트롤러(26)는, 부하 센서(28)로부터의 검출 결과에 따르는 부하의 값이 소정값 이상일 경우에는, 굴삭 작업을 실행하는 것으로 판단하고, 굴삭 모드로 설정한다.

작업기 컨트롤러(26)는, 굴삭 모드로 설정한 경우, 제1 조작 레버(25R)에 의해 버킷(8)의 회전 동작이 실행된다. 또한, 제2 조작 레버(25L)에 의해 버킷의 굴삭 방향에 대한 이동 동작이 실행된다. 따라서, 2개의 조작 지령에 의한 굴삭 처리가 실행된다.

한편, 작업기 컨트롤러(26)는, 부하 센서(28)로부터의 검출 결과에 따르는 부하의 값이 소정값 미만일 경우에는, 굴삭 모드로 설정하지 않는다. 이 경우, 작업기 컨트롤러(26)는, 통상 모드로서 동작한다.

작업기 컨트롤러(26)는, 통상 모드로 설정한 경우, 상기한 바와 같이 제1 조작 레버(25R)에 의하여, 붐(6) 및 버킷(8)이 조작된다. 또한, 제2 조작 레버(25L)에 의하여, 암(7) 및 선회체(3)가 조작된다.

실시형태의 변형예 1에 따르는 작업 차량은, 부하 센서(28)로부터의 검출 결과에 기초하여 자율적으로 작업 차량(CM)을 굴삭 모드로 제어하는 방식이다.

따라서, 간단한 방식으로 효율적인 작업기 동작을 실행하는 것이 가능해진다.

그리고, 본 예에 있어서는, 부하 센서(28)를 버킷(8)에 장착된 구성에 대하여 설명하였으나, 유압 실린더 내의 유압을 측정하는 센서에 의해 부하를 검출하는 구성으로 하는 것도 가능하다. 예를 들면, 버킷 실린더(12)에 공급하는 작동유의 유압을 센서에 의해 측정함으로써 버킷(8)에 가해지는 부하의 대소(大小)를 판단하도록 해도 된다.

또한, 굴삭 모드에 있어서, 상기에 있어서는, 스텝 S8에서 오퍼레이터에 의한 제1 조작 레버(25R) 및 제2 조작 레버(25L)의 조작 지시에 따라 버킷(8)을 조작하는 방식에 대하여 설명하였으나, 특별히 이에 한정되지 않고 자동으로 버킷(8)을 제어하도록 해도 된다. 구체적으로는, 작업기 컨트롤러(26)는, 버킷 회전량 및 굴삭 이동량을 미리 프로그래밍에 의해 설정되어 있는 소정값으로 설정하여, 버킷(8)을 자동 제어하도록 해도 된다. 그리고, 상기 소정값은, 고정값에 한정되지 않는다. 예를 들면, 굴삭 모드를 개시하고나서의 시간의 경과에 따라 상기 소정값을 변경하도록 해도 된다. 일례로서 굴삭 모드를 개시하고나서의 소정 기간에 대응하는 버킷(8)의 내부에 토사를 넣는 굴삭 처리의 기간의 동안은 제1 소정값으로 설정하고, 버킷(8)에 들어간 토사를 긁어내는(scrape) 굴삭 처리의 기간의 동안은 제2 소정값으로 설정해도 된다.

(그 외의 실시형태)

도 7은, 다른 실시형태에 기초한 작업 차량 시스템의 개념을 설명하는 도면이다.

도 7에 나타낸 바와 같이, 다른 실시형태에 기초한 작업 차량 시스템은, 작업 차량(CM)을 외부의 기지국(300)으로부터 제어하는 제어 시스템을 구성한다. 구체적으로는, 도 3에서 설명한 작업기 컨트롤러(26) 및 조작 장치(25)의 기능이 외부의 기지국(300) 등에 설치된 구성이다.

기지국(300)은, 작업기 컨트롤러(26)와 마찬가지의 기능을 가지는 작업기 컨트롤러(26#)와, 조작 장치(25)와 마찬가지의 기능을 가지는 조작 장치(25#)를 포함한다.

작업기 컨트롤러(26#)는, 조작 장치(25#)의 조작 지령을 받아들여, 작업 차량(CM)을 제어하는 동작 지령을 출력한다. 작업 차량(CM)은, 작업기 컨트롤러(26#)로부터의 동작 지령에 따라 동작한다. 구체적으로는, 작업기 컨트롤러(26#)는, 도 3에서 설명한 방향 제어 밸브(64)를 구동시키는 동작 지령을 출력한다. 또한, 작업기 컨트롤러(26#)는, 붐 실린더 스트로크 센서(16), 암 실린더 스트로크 센서(17) 및 버킷 실린더 스트로크 센서(18)의 센서 정보의 입력을 받는다.

상기 구성에 있어서도, 도 5에서 설명한 실시형태 1에 기초한 굴삭 작업의 동작 처리를 작업기 컨트롤러(26#)로 실행할 수 있다.

이로써, 원격지에 있는 기지국(300)보다 작업 차량을 제어하는 경우에도 본 실시형태에 따르는 구성을 적용하는 것이 가능하며, 효율적인 굴삭 작업을 실행할 수 있다.

그리고, 본 예에 있어서는, 오퍼레이터가 조작 장치인 조작 레버의 조작 입력에 따라 작업 차량(CM)을 제어하는 구성에 대하여 설명하고 있지만, 조작 장치를 설치하지 않고 자율적으로 작업 차량(CM)을 제어하는 구성에도 적용할 수 있다. 예를 들면, 굴삭 작업하는 조작 지령이 미리 프로그래밍되어 있고, 상기 프로그래밍된 조작 지령에 따라 작업기 컨트롤러가 동작하는 경우에도 적용할 수 있다. 구체적으로는, 사용자의 지시에 따라 작업 차량(CM)을 자율적으로 제어하기 위한 자율 제어 프로그램이 기동하고, 상기 프로그래밍된 조작 지령에 따라 작업기 컨트롤러가 동작하는 경우에, 버킷의 날끝 방향을 산출하고, 산출한 버킷의 날끝 방향과, 날끝 방향으로부터 버킷의 개구면 측으로의 진행 방향 사이의 굴삭 각도가 소정각으로 되도록 버킷의 개구면 측으로의 진행 방향을 결정하고, 작업기를 동작시키는 처리를 포함하도록 하면 된다.

또한, 상기에 있어서는, 토사 저항의 값이 최소로 되는 소정 각도 Q를 사용하는 경우에 대하여 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 임의의 소정 각도를 굴삭 각도로서 작업기(2)를 제어하도록 해도 된다. 또한, 상기 굴삭 각도의 값도 고정값에 한정되지 않는다. 예를 들면, 굴삭 모드를 개시하고나서의 시간의 경과에 따라 상기 굴삭 각도의 값을 변경하도록 해도 된다. 굴삭 모드를 개시하고나서의 소정 기간에 대응하는 버킷(8)의 내부에 토사를 넣는 굴삭 처리의 기간의 동안은 제1 굴삭 각도의 값으로 설정하고, 버킷(8)에 들어간 토사를 긁어내는 굴삭 처리의 기간의 동안은 제2 굴삭 각도의 값으로 설정해도 된다.

<작용 효과>

다음에, 본 실시형태의 작용 효과에 대하여 설명한다.

본 실시형태의 작업 차량(CM)에는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 차량 본체(1)와, 작업기(2)가 설치된다. 작업기(2)는, 차량 본체(1)에 대하여 회동 가능한 붐(6)과, 붐(6)에 대하여 회동 가능한 암(7)과, 암(7)에 대하여 회동 가능한 버킷(8)을 구비한다. 작업 차량(CM)에는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 작업기 컨트롤러(26)가 설치된다. 작업기 컨트롤러(26)는, 버킷(8)의 날끝(8a)의 방향을 산출하고, 산출한 버킷(8)의 날끝(8a)의 방향과, 버킷(8)의 개구면 측으로의 진행 방향 사이의 굴삭 각도가 소정 각도 Q로 되도록 굴삭 방향 벡터[버킷(8)의 개구면 측으로의 진행 방향]를 결정하고, 진행 방향으로의 작업기 동작을 실행시킨다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 토사 저항의 값이 최소값인 소정 각도 Q의 굴삭 각도로 작업기(2)의 굴삭 처리를 실행함으로써 간단한 방식으로 효율적인 작업기 동작을 실행할 수 있다.

작업기 컨트롤러(26)는, 산출한 버킷(8)의 날끝(8a)의 방향과, 버킷(8)의 개구면 측으로의 진행 방향 사이의 굴삭 각도가 소정 기간, 소정 각도 Q로 되도록 굴삭 방향 벡터를 결정하고, 진행 방향으로의 작업기 동작을 실행시킨다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 토사 저항의 값이 낮은 굴삭 각도로 굴삭 처리를 소정 기간의 사이 실행함으로써, 효율적인 작업기 동작에 의해 연비의 향상을 도모할 수 있다.

작업 차량(CM)에는, 암(7)에 대한 버킷(8)의 회동량을 조정하는 제1 조작 지령을 작업기 컨트롤러(26)에 출력하는 제1 조작 레버(25R)와, 날끝(8a)의 방향으로부터 버킷(8)의 개구면 측으로의 진행 방향에 대한 버킷(8)의 이동량을 조정하는 제2 조작 지령을 작업기 컨트롤러(26)에 출력하는 제2 조작 레버(25L)가 설치된다.

2개의 조작 레버에 의한 조작 지령에 의해 굴삭 처리가 실행되므로, 종래의 유압 셔블의 굴삭 동작에서의, 붐과 암과 버킷과의 3축의 조작 레버를 각각 움직여 버킷의 움직임을 조작하는 경우와 비교하여, 간단한 조작에 의한 효율적인 굴삭 처리를 실행할 수 있다.

작업기 컨트롤러(26)는, 작업기(2)가 작업기 동작인 굴삭 작업을 실행하는 굴삭 모드인지의 여부를 판단한다. 작업기 컨트롤러(26)는, 작업기(2)가 굴삭 작업을 실행하는 굴삭 모드인 것으로 판단한 경우에, 제1 조작 레버(25R) 및 제2 조작 레버(25L)로부터의 제1 조작 지령 및 제2 조작 지령을 접수한다.

작업기 컨트롤러(26)는, 굴삭 모드인 것으로 판단한 경우에, 2개의 조작 레버에 의해 버킷(8)을 조작하는 제1 조작 지령 및 제2 조작 지령을 접수하므로 굴삭 처리를 효율적으로 실행할 수 있다.

작업기 컨트롤러(26)는, 오퍼레이터의 굴삭 모드 설정 버튼(25P)의 누름 지시에 따라 작업기(2)가 작업기 동작인 굴삭 작업을 실행하는 굴삭 모드인지의 여부를 판단한다.

오퍼레이터의 굴삭 모드 설정 버튼(25P)의 누름 지시에 따라 굴삭 모드인지의 여부를 판단하는 것이 가능하므로, 오퍼레이터의 의도를 반영한 효율적인 작업기 동작을 실행할 수 있다.

작업 차량(CM)에는, 버킷(8)에 가해지는 부하를 검출하는 부하 센서(28)가 설치된다. 작업기 컨트롤러(26)는, 부하 센서(28)의 검출 결과에 따라 작업기(2)가 작업기 동작인 굴삭 작업을 실행하는 작업 모드인지의 여부를 판단한다.

부하 센서(28)의 검출 결과에 따라 작업 모드인지의 여부를 판단하는 것이 가능하므로, 오퍼레이터의 조작 지시는 불필요하며, 간단한 방식으로 효율적인 작업기 동작을 실행할 수 있다.

본 실시형태의 작업 차량(CM)에는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 차량 본체(1)와, 작업기(2)가 설치된다. 작업기(2)는, 차량 본체(1)에 대하여 회동 가능한 붐(6)과, 붐(6)에 대하여 회동 가능한 암(7)과, 암(7)에 대하여 회동 가능한 버킷(8)을 구비한다. 상기 작업 차량(CM)의 제어 방법에서는, 버킷(8)의 날끝(8a)의 방향을 산출하는 단계와, 산출된 버킷(8)의 날끝(8a)의 방향과, 버킷(8)의 개구면 측으로의 진행 방향 사이의 굴삭 각도가 소정 각도 Q로 되도록 진행 방향으로의 작업기 동작을 실행시키는 단계가 실행된다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 토사 저항의 값이 최소값인 소정 각도 Q의 굴삭 각도로 작업기(2)의 굴삭 처리를 실행하는 것이 가능해져, 간단한 방식으로 효율적인 작업기 동작을 실행할 수 있다.

그리고, 본 예에 있어서는, 작업 차량으로서, 유압 셔블을 예로 들어 설명하였으나, 불도저(bulldozer), 휠 로더(wheel loader) 등의 작업 차량에도 적용할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시형태에 대하여 설명하였으나, 이번 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시로서 제한적인 것이 아니라고 생각될 것이다. 본 발명의 범위는 청구의 범위에 의해 표시되고, 청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도 된다.

1: 차량 본체, 2: 작업기, 3: 선회체, 4: 운전실, 4S: 운전석, 5: 주행 장치, 5CR: 크롤러, 6: 붐, 7: 암, 8: 버킷, 8a: 날끝, 9: 엔진룸, 10: 붐 실린더, 11: 암 실린더, 12: 버킷 실린더, 13: 붐 핀, 14: 암 핀, 15: 버킷 핀, 16: 붐 실린더 스트로크 센서, 17: 암 실린더 스트로크 센서, 18: 버킷 실린더 스트로크 센서, 19: 난간, 25, 25#: 조작 장치, 25L: 제2 조작 레버, 25P: 굴삭 모드 설정 버튼, 25R: 제1 조작 레버, 26, 26#: 작업기 컨트롤러, 28: 부하 센서, 60: 유압 실린더, 64: 방향 제어 밸브, 66: 압력 센서, 200, 200#: 제어 시스템, 300: 기지국.

Claims

차량 본체;
상기 차량 본체에 대하여 회동(回動) 가능한 붐(boom)과, 상기 붐에 대하여 회동 가능한 암(arm)과, 상기 암에 대하여 회동 가능한 버킷(bucket)을 구비하는 작업기; 및
상기 버킷의 날끝(cutting edge) 방향을 산출하고, 산출한 상기 버킷의 날끝 방향과, 상기 버킷의 개구면 측으로의 진행 방향 사이의 굴삭(excavation) 각도가 소정각으로 되도록 상기 버킷의 개구면 측으로의 진행 방향을 결정하고, 상기 진행 방향으로의 작업기 동작을 실행시키는 제어부;
를 포함하는 작업 차량(work vehicle).
제1항에 있어서,
상기 제어부는, 산출한 상기 버킷의 날끝 방향과, 상기 버킷의 개구면 측으로의 진행 방향 사이의 굴삭 각도가 소정 기간, 상기 소정각으로 되도록 상기 버킷의 개구면 측으로의 진행 방향을 결정하고, 상기 진행 방향으로의 작업기 동작을 실행시키는, 작업 차량.
제1항에 있어서,
상기 암에 대한 상기 버킷의 회동량을 조정하는 제1 조작 지령을 상기 제어부에 출력하는 제1 조작 레버; 및
상기 날끝 방향으로부터 상기 버킷의 개구면 측으로의 진행 방향에 대한 상기 버킷의 이동량을 조정하는 제2 조작 지령을 상기 제어부에 출력하는 제2 조작 레버;를 더 포함하는 작업 차량.
제3항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 작업기 동작을 실행시킬 것인지의 여부를 판단하고,
상기 작업기 동작을 실행시킬 것으로 판단한 경우에, 상기 제1 레버 및 상기 제2 조작 레버로부터의 제1 조작 지령 및 제2 조작 지령을 접수하는, 작업 차량.
제4항에 있어서,
상기 제어부는, 오퍼레이터의 조작 지시에 따라 상기 작업기 동작을 실행시킬 것인지의 여부를 판단하는, 작업 차량.
제5항에 있어서,
상기 작업기에 가해지는 부하를 검출하는 부하 검출부를 더 포함하고,
상기 제어부는, 상기 부하 검출부의 검출 결과에 따라 상기 작업기 동작을 실행시킬 것인지의 여부를 판단하는, 작업 차량.
차량 본체에 대하여 회동 가능한 붐과, 상기 붐에 대하여 회동 가능한 암과, 상기 암에 대하여 회동 가능한 버킷을 구비하는 작업기를 포함하는 작업 차량의 제어 방법으로서,
상기 버킷의 날끝 방향을 산출하는 단계; 및
산출된 상기 버킷의 날끝 방향과, 상기 버킷의 개구면 측으로의 진행 방향 사이의 굴삭 각도가 소정각으로 되도록 상기 진행 방향으로의 작업기 동작을 실행시키는 단계;
를 포함하는 작업 차량의 제어 방법.