KR20200111804A

KR20200111804A - 건설 기계

Info

Publication number: KR20200111804A
Application number: KR1020207025067A
Authority: KR
Inventors: 가츠마사 우지
Original assignee: 히다찌 겐끼 가부시키가이샤
Priority date: 2018-08-29
Filing date: 2019-07-02
Publication date: 2020-09-29
Also published as: KR102378805B1; CN111868339A; JP2020033747A; EP3845715B1; EP3845715A1; EP3845715A4; US20210054600A1; CN111868339B; JP7134024B2; WO2020044777A1; US11866913B2

Abstract

제1 내지 제3 관성 센서(16, 17, 18)는, 붐(5A)을 동작시켰을 때 서로 다른 좌표축에서 회전하도록 붐(5A), 암(5B), 및 버킷(5C)에 각각 탑재되어 있다. 컨트롤러(20)는, 주행 조작압 Pa와 선회 조작압 Pb가 미리 설정된 각각의 조작압 임계값 이하로 되어 있는 상태에서 붐(5A)을 동작시킨 경우에, 복수의 관성 센서(16, 17, 18)로부터 출력된 센서 출력에 기초하여 각 관성 센서(16, 17, 18)가 붐(5A), 암(5B), 및 버킷(5C) 중 어느 가동부에 탑재되어 있는지를 판정한다. 컨트롤러(20)는, 그 판정 결과에 기초하여 붐(5A), 암(5B), 및 버킷(5C)과 각 관성 센서(16, 17, 18)의 대응 관계를 설정한다.

Description

건설 기계

본 발명은, 예를 들어 작업 자세를 연산하기 위한 복수의 센서를 구비한 유압 셔블 등의 건설 기계에 관한 것이다.

건설 기계를 대표하는 유압 셔블은, 자주 가능한 하부 주행체와, 하부 주행체 위에 선회 가능하게 탑재된 상부 선회체와, 상부 선회체에 부앙 동작이 가능하게 마련된 작업 장치에 의해 구성되어 있다. 작업 장치는, 상부 선회체에 연결된 붐과, 붐의 선단측에 연결된 암과, 암의 선단측에 연결된 버킷을 포함하여 구성되어 있다. 유압 셔블은, 붐, 암, 및 버킷을 동작시킴으로써, 굴삭 작업을 행한다.

여기서, 소정 깊이의 구멍을 굴삭하거나, 소정 구배의 법면을 굴삭하거나 하는 경우의 보조 장치로서, 붐, 암, 및 버킷에 각각 마련된 각 실린더의 스트로크 길이를 검출하는 스트로크 센서를 이용하여, 버킷의 위치 정보를 표시 장치에 표시하는 것이 알려져 있다(특허문헌 1). 또한, 붐, 암, 버킷, 및 차체에 관성 계측 장치(Inertial Measurement Unit)를 각각 탑재하여, 이들 관성 계측 장치(관성 센서)의 검출값으로부터 차체 및 작업 장치의 자세를 연산하는 것도 알려져 있다(특허문헌 2).

일본 특허 공개 제2012-172431호 공보 국제 공개 제2015/173920호

그런데, 차체 및 작업 장치의 자세를 연산하는 데는, 각 관성 계측 장치가 붐, 암, 버킷, 및 차체 중 어느 위치에 설치되어 있는지를 설정할 필요가 있다. 이 경우, 각 관성 계측 장치를 1개씩 설치하여 설정을 행하는 방법을 생각할 수 있다. 그러나, 이 방법은, 관성 계측 장치의 설치, 설정, 및 떼어 내기와 같은 일련의 설정 작업을 관성 계측 장치의 탑재 수만큼 행해야만 해서, 설정 작업의 시간 및 수고가 들 우려가 있다

또한, 각 관성 계측 장치의 탑재 개소를 미리 지정함과 함께, 각각의 관성 계측 장치를 서로 다른 개별의 포맷으로 검출값을 송신하는 전용의 관성 계측 장치로 함으로써, 탑재 개소의 설정을 요하지 않게 하는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 각 관성 계측 장치는, 동일한 관성 계측 장치임에도 불구하고, 각각의 탑재 개소의 데이터 송신 포맷이 정해진 붐용, 암용, 버킷용 및 차체용 관성 계측 장치로 되기 때문에, 탑재 개소의 오인이 발생할 우려가 있다. 또한, 각 관성 계측 장치가 고장난 경우에 대처하기 위해서는, 각 탑재 개소 전용의 관성 계측 장치를 재고로서 준비해 두지 않으면 안된다. 이 때문에, 각 관성 계측 장치의 재고 관리 및 보관 비용이 증가될 우려가 있다.

본 발명은, 상술한 종래 기술의 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은, 복수의 관성 센서의 탑재 개소의 설정을 간단하게 행할 수 있는 건설 기계를 제공하는 데 있다.

상술한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 건설 기계는, 자주 가능한 하부 주행체와, 상기 하부 주행체 위에 선회 가능하게 탑재된 상부 선회체와, 상기 상부 선회체에 마련되고 서로 연결된 복수의 가동부를 갖는 작업 장치와, 상기 각 가동부에 각각 탑재되고 서로 직교하는 3개의 좌표축의 각속도를 검출 가능한 복수의 동일 사양의 관성 센서와, 상기 각 관성 센서의 센서 출력을 이용하여 상기 각 가동부의 자세를 연산하는 컨트롤러와, 상기 하부 주행체를 주행시키기 위한 주행 조작압을 검출하는 주행 조작압 센서와, 상기 상부 선회체를 선회시키기 위한 선회 조작압을 검출하는 선회 조작압 센서를 구비하고 있다.

그리고, 본 발명의 특징은, 상기 복수의 관성 센서는, 상기 복수의 가동부가 동작했을 때 서로 다른 좌표축에서 회전하도록 상기 복수의 가동부에 각각 탑재되어 있으며, 상기 컨트롤러는, 상기 주행 조작압과 상기 선회 조작압이 미리 설정된 각각의 조작압 임계값 이하로 되어 있는 상태에서 상기 복수의 가동부가 동작했을 때, 상기 복수의 관성 센서로부터 출력된 상기 센서 출력에 기초하여 상기 각 관성 센서가 상기 복수의 가동부 중 어느 가동부에 탑재되어 있는지를 판정하고, 그 판정 결과에 기초하여 상기 각 가동부와 상기 각 관성 센서의 대응 관계를 설정한다.

본 발명에 따르면, 각 관성 센서의 탑재 개소를 간단하게 설정할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 유압 셔블을 나타내는 정면도이다.
도 2는 캡 내를 운전석측에서 본 사시도이다.
도 3은 제1 실시 형태에 의한 컨트롤러의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 도 1 중의 (Ⅳ)부를 확대해서 나타내는 정면도이다.
도 5는 도 1 중의 (Ⅴ)부를 확대해서 나타내는 정면도이다.
도 6은 도 1 중의 (Ⅵ)부를 확대해서 나타내는 정면도이다.
도 7은 제1 실시 형태에 의한 각 관성 센서의 탑재 개소 설정 처리를 나타내는 흐름도이다.
도 8은 작업 장치를 작동했을 때 각 관성 센서로부터 출력되는 센서 출력을 나타내는 특성선도이다.
도 9는 각 관성 센서의 3개의 좌표축을 나타내는 설명도이다.
도 10은 관성 센서 설정 개시 시에 표시 장치에 표시되는 설명도이다.
도 11은 각 관성 센서의 설정 중에 표시 장치에 표시되는 설명도이다.
도 12는 각 관성 센서의 설정이 종료했을 때 표시 장치에 표시되는 설명도이다.
도 13은 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 컨트롤러의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 14는 제2 실시 형태에 의한 각 관성 센서의 탑재 개소 설정 처리를 나타내는 흐름도이다.
도 15는 도 14의 처리에 계속되는 처리를 나타내는 흐름도이다.
도 16은 변형예에 의한 컨트롤러의 구성을 나타내는 블록도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 의한 건설 기계로서 유압 셔블을 예로 들어, 첨부 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

우선, 도 1 내지 도 12를 참조하여, 제1 실시 형태에 의한 유압 셔블(1)에 대하여 설명한다. 도 1에 도시한 유압 셔블(1)은, 자주 가능한 하부 주행체(2)와, 하부 주행체(2) 위에 선회 장치(3)를 통해 선회 가능하게 탑재된 상부 선회체(4)와, 상부 선회체(4)의 전방측에 마련되고 굴삭 작업 등을 행하는 다관절 구조의 작업 장치(5)를 구비하고 있다. 하부 주행체(2) 및 상부 선회체(4)는, 유압 셔블(1)의 차체를 구성하고 있다.

하부 주행체(2)는, 유압 셔블(1)을 주행시키기 위한 유압 모터(2A)와, 전후 방향으로 권회하여 마련되고 유압 모터(2A)에 의해 구동되는 크롤러 벨트(2B)를 구비하고 있다. 선회 장치(3)는, 하부 주행체(2)에 대해서 상부 선회체(4)를 선회시키기 위한 유압 모터(3A)를 구비하고 있다.

작업 장치(5)는, 상부 선회체(4)의 전방측에 마련되고 서로 연결된 복수의 가동부를 갖는 프론트 액추에이터 기구이다. 작업 장치(5)는, 상부 선회체(4)에 부앙 동작이 가능하게 연결된 붐(5A)과, 붐(5A)의 선단측에 연결된 암(5B)과, 암(5B)의 선단측에 연결된 작업구로서의 버킷(5C)을 포함하여 구성되어 있다. 붐(5A), 암(5B) 및 버킷(5C)은, 각각 가동부에 대응한다. 그리고, 붐(5A), 암(5B), 및 버킷(5C)은, 각각 액추에이터로서의 붐 실린더(5D), 암 실린더(5E), 및 버킷 실린더(5F)에 의해 구동된다. 작업 장치(5)는, 엔진(6)에 의해 구동하는 유압 펌프(7)로부터 송출되는 작동유에 의해 구동된다.

이 경우, 붐(5A)은, 붐 실린더(5D)의 신축 동작에 의해 상하 방향으로 회동한다. 암(5B)은, 암 실린더(5E)의 신축 동작에 의해 전후 방향으로 회동한다. 버킷(5C)은, 암(5B)의 선단측에 회동 가능하게 설치된 버킷 본체(5C1)와, 버킷 실린더(5F)의 신축 동작에 의해 버킷 본체(5C1)를 회동시키는 버킷 링크(5C2)를 포함하여 구성되어 있다. 버킷 링크(5C2)는, 암(5B)과 버킷 실린더(5F)의 사이 및 버킷 실린더(5F)와 버킷 본체(5C1)의 사이를 접속하고 있다. 또한, 작업 장치(5)의 작업구는, 버킷(5C)에 한하지 않고, 예를 들어 그래플 등이어도 된다.

캡(8)은, 상부 선회체(4)의 좌측 전방측에 마련되고, 내부에 운전석(8A)이 구비되어 있다. 운전석(8A)의 전방측에는, 하부 주행체(2)의 유압 모터(2A)를 구동하기 위해 전후 방향으로 조작되는 주행 조작 레버 장치(9)가 마련되어 있다. 운전석(8A)의 좌우 양측에는, 상부 선회체(4)의 선회 동작 및 작업 장치(5)의 작동을 행하기 위해 좌우 방향 및 전후 방향으로 조작되는 좌우의 조작 레버 장치(10, 11)가 마련되어 있다. 좌측 조작 레버 장치(10)는, 예를 들어 상부 선회체(4)를 선회 동작시키기 위한 유압 모터(3A) 및 작업 장치(5)의 암(5B)을 회동 동작시키기 위한 암 실린더(5E)를 제어한다. 우측 조작 레버 장치(11)는, 예를 들어 작업 장치(5)의 붐(5A)을 회동 동작시키기 위한 붐 실린더(5D) 및 버킷(5C)을 회동 동작시키기 위한 버킷 실린더(5F)를 제어한다.

우측 조작 레버 장치(11)의 후방측에는, 엔진(6)을 구동할 때 조작되는 키 스위치(12)가 마련되어 있다. 운전석(8A)의 우측 전방측에는, 연료 등의 잔량 및 캡(8) 내의 기온 등의 유압 셔블(1)의 상태를 나타내는 표시 장치(13)가 마련되어 있다. 표시 장치(13)에는, 유압 셔블(1)의 굴삭 작업을 보조하기 위해서, 후술하는 각 관성 센서(16, 17, 18, 19)의 센서 출력으로 연산된 작업 장치(5)의 위치 정보가 표시된다. 또한, 표시 장치(13)에는, 도 10 내지 도 12에 도시한 바와 같이, 후술하는 각 관성 센서(16, 17, 18, 19)의 탑재 개소를 설정할 때의 설정 상태가 표시된다.

주행 조작 레버 장치(9)를 전후 방향으로 틸팅 조작하면, 하부 주행체(2)의 유압 모터(2A)에 공급되는 압유의 유량과 방향을 제어하는 방향 제어 밸브(도시생략)를 향해 파일럿압이 공급된다. 방향 제어 밸브에 파일럿압이 공급되면, 방향 제어 밸브의 밸브 위치가 전환되어 유압 펌프(7)로부터의 압유가 유압 모터(2A)에 공급된다. 이에 의해, 유압 모터(2A)가 작동하여 유압 셔블(1)을 주행시킬 수 있다.

주행 조작 레버 장치(9)와 방향 제어 밸브의 사이에는, 주행 조작압 센서(14)가 마련되어 있다. 주행 조작압 센서(14)는, 하부 주행체(2)를 주행시키기 위한 주행 조작압(파일럿압)을 검출한다. 즉, 주행 조작압 센서(14)는, 주행 조작 레버 장치(9)가 조작되어 유압 셔블(1)이 주행하고 있는지 여부를 검출한다. 주행 조작압 센서(14)는, 주행 조작 레버 장치(9)를 조작했을 때의 파일럿압을 후술하는 컨트롤러(20)로 출력한다.

좌측 조작 레버 장치(10)를 전후 방향으로 틸팅 조작하면, 선회 장치(3)의 유압 모터(3A)에 공급되는 압유의 유량과 방향을 제어하는 다른 방향 제어 밸브(도시생략)를 향해 파일럿압이 공급된다. 다른 방향 제어 밸브에 파일럿압이 공급되면, 다른 방향 제어 밸브의 밸브 위치가 전환되어 유압 펌프(7)로부터의 압유가 유압 모터(3A)에 공급된다. 이에 의해, 유압 모터(3A)가 작동하여 상부 선회체(4)를 선회 동작시킬 수 있다.

좌측 조작 레버 장치(10)와 다른 방향 제어 밸브의 사이에는, 선회 조작압 센서(15)가 마련되어 있다. 선회 조작압 센서(15)는, 상부 선회체(4)를 선회시키기 위한 선회 조작압(파일럿압)을 검출한다. 즉, 선회 조작압 센서(15)는, 좌측 조작 레버 장치(10)가 조작되어 상부 선회체(4)가 선회 동작하고 있는지 여부를 검출한다. 선회 조작압 센서(15)는, 좌측 조작 레버 장치(10)를 조작했을 때의 파일럿압을 후술하는 컨트롤러(20)로 출력한다. 또한, 우측 조작 레버 장치(11)의 조작에 의해 상부 선회체(4)가 선회 동작하는 경우에는, 우측 조작 레버 장치(11)와 다른 방향 제어 밸브의 사이에 선회 조작압 센서(15)가 마련된다.

이어서, 작업 장치(5)에 탑재된 제1, 제2, 제3 관성 센서(16, 17, 18)와 상부 선회체(4)에 탑재된 제4 관성 센서(19)에 대하여 설명한다. 또한, 제1 내지 제4 관성 센서(16, 17, 18, 19)는, 동일 사양의 관성 센서이지만, 설명의 편의를 위해 붐(5A)에 설치되는 센서를 제1 관성 센서(16)로 하고, 암(5B)에 설치되는 센서를 제2 관성 센서(17)로 하고, 버킷(5C)에 설치되는 센서를 제3 관성 센서(18)로 하고, 상부 선회체(4)에 설치되는 센서를 제4 관성 센서(19)로 하여 설명한다.

제1 관성 센서(16)는, 서로 직교하는 3개의 좌표축(제1축 A, 제2축 B, 제3축 C)의 각속도 ωa, ωb, ωc 및 가속도를 검출 가능하게 되어 있다. 도 9에 도시한 바와 같이, 제1 관성 센서(16)는, 서로 직교하는 제1축 A, 제2축 B 및 제3축 C가 미리 설정되어 있다. 이 경우, 제1 관성 센서(16)는, 제1축 A를 회전축으로 하는 각속도 ωa, 제2축 B를 회전축으로 하는 각속도 ωb, 및 제3축 C를 회전축으로 하는 각속도 ωc를 검출하고, 이들 검출값을 후술하는 컨트롤러(20)로 출력한다. 제2 내지 제4 관성 센서(17, 18, 19)에 대해서도 제1 관성 센서(16)와 마찬가지이다.

도 1, 도 4에 도시한 바와 같이, 제1 관성 센서(16)는, 예를 들어 붐(5A)을 회동 동작시켰을 때, 제1축 A로부터 소정의 크기의 각속도 ωa가 검출되도록 붐(5A)의 상면에 설치되어 있다. 도 1, 도 5에 도시한 바와 같이, 제2 관성 센서(17)는, 예를 들어 암(5B)을 회동 동작시켰을 때, 제2축 B로부터 소정의 크기의 각속도 ωb가 검출 되도록 암(5B)의 상면에 설치되어 있다. 도 1, 도 6에 도시한 바와 같이, 제3 관성 센서(18)는, 예를 들어 버킷(5C)을 회동 동작시켰을 때, 제3축 C로부터 소정의 크기의 각속도 ωc가 검출되도록 버킷 링크(5C2)에 설치되어 있다.

즉, 제1 관성 센서(16), 제2 관성 센서(17), 및 제3 관성 센서(18)는, 동일한 사양의 관성 센서이지만, 각각 90° 회전 및 반전시킴으로써 서로 설치 방향을 다르게 하고 있다. 또한, 붐(5A)을 회동 동작시키면 제1 관성 센서(16), 제2 관성 센서(17), 및 제3 관성 센서(18) 전부가 동작하므로, 각 관성 센서(16, 17, 18)로부터 각각 각속도 ωa, ωb, ωc가 검출되게 된다.

즉, 제1 관성 센서(16), 제2 관성 센서(17), 및 제3 관성 센서(18)는, 유압 셔블(1)이 정차하고 있는 상태에서 붐(5A)에 부앙 동작을 시켰을 때, 탑재 개소를 판정할 때 사용하는 판정용 좌표축이 서로 다른 좌표축이 되도록 각각의 부위에 설치되어 있다. 제4 관성 센서(19)는, 예를 들어 캡(8)의 하측에서 상부 선회체(4)에 탑재되고, 차체의 기울기에 의해 각속도 ωa, ωb, ωc가 검출된다.

컨트롤러(20)는, 예를 들어 마이크로컴퓨터로 이루어지며, 상부 선회체(4)에 마련되어 있다. 컨트롤러(20)는, 제1 내지 제4 관성 센서(16, 17, 18, 19)의 센서 출력(각속도 ωa, ωb, ωc)을 사용하여 작업 장치(5)의 동작 자세를 연산한다. 컨트롤러(20)는, 입력측에 주행 조작압 센서(14), 선회 조작압 센서(15), 및 제1 내지 제4 관성 센서(16, 17, 18, 19)가 접속되고, 출력측에 표시 장치(13) 및 다른 컨트롤러(도시생략)가 접속되어 있다. 컨트롤러(20)에는, 도 7에 도시한 각 관성 센서(16, 17, 18, 19)의 탑재 개소 설정 처리가 저장되어 있다. 컨트롤러(20)는, 자세 연산부(21), 탑재 개소 판정부(22), 및 탑재 개소 설정부(23)를 포함하여 구성되어 있다.

자세 연산부(21)는, 유압 셔블(1)의 굴삭 작업 시에 제1 내지 제4 관성 센서(16, 17, 18, 19)로부터 출력되는 센서 출력으로부터 차체, 붐(5A), 암(5B), 및 버킷(5C)의 동작 자세를 연산한다. 자세 연산부(21)에서 연산된 동작 자세는, 표시 장치(13)로 출력된다. 표시 장치(13)는, 유압 셔블(1)의 동작 자세를 표시하여 오퍼레이터에 의한 굴삭 작업을 보조한다.

이 경우, 자세 연산부(21)는, 제1 내지 제4 관성 센서(16, 17, 18, 19)가 각각 어느 부위에 설치되어 있는 것인지를 인식할 필요가 있다. 그 때문에, 컨트롤러(20)는, 유압 셔블(1)의 굴삭 작업 전에 각 관성 센서(16, 17, 18, 19)의 탑재 개소를 인식하기 위해서 탑재 개소 판정부(22)와 탑재 개소 설정부(23)를 구비하고 있다.

탑재 개소 판정부(22)는, 제1 내지 제4 관성 센서(16, 17, 18, 19)의 탑재 개소를 판정한다. 탑재 개소 판정부(22)에는, 주행 조작압 센서(14)와 선회 조작압 센서(15)로부터 각각의 조작압 Pa, Pb가 입력된다. 또한, 탑재 개소 판정부(22)에는, 제1 내지 제4 관성 센서(16, 17, 18, 19)로부터 각각의 센서 출력(각속도 ωa, ωb, ωc)이 입력된다.

우선, 탑재 개소 판정부(22)는, 제1 내지 제4 관성 센서(16, 17, 18, 19)의 탑재 개소를 판정하는 조건으로서, 유압 셔블(1)이 정지하고 있는지 여부를 판정한다. 구체적으로는, 탑재 개소 판정부(22)는, 주행 조작압 Pa가 미리 설정된 주행 조작압 임계값 Pr 이하(Pa≤Pr)로 되어 있는지 여부를 판정함으로써 유압 셔블(1)이 정차하고 있는지 주행하고 있는지를 판정한다. 또한, 탑재 개소 판정부(22)는, 선회 조작압 Pb가 미리 설정된 선회 조작압 임계값 Pt 이하(Pb≤Pt)로 되어 있는지 여부를 판정함으로써 유압 셔블(1)의 상부 선회체(4)가 선회하고 있는지 정지하고 있는지를 판정한다.

이 경우, 주행 조작압 임계값 Pr과 선회 조작압 임계값 Pt는, 유압 셔블(1)의 진동 등의 외란에 의한 조작압 검출값의 변동으로부터 오판정을 피하기 위해 설정된 것으로, 미리 탑재 개소 판정부(22)에 저장(기억)되어 있다. 즉, 주행 조작압 임계값 Pr과 선회 조작압 임계값 Pt는, 유압 셔블(1)이 정지하고 있을 때의 노이즈에 의한 오판정을 방지하기 위해 설정되어 있다.

다음으로, 탑재 개소 판정부(22)는, 제1 내지 제4 관성 센서(16, 17, 18, 19)로부터 출력된 센서 출력(각속도 ωa, ωb, ωc)에 기초하여 각 관성 센서(16, 17, 18, 19)가 상부 선회체(4), 붐(5A), 암(5B), 및 버킷(5C) 중 어느 부위에 탑재되어 있는지를 판정한다. 구체적으로는, 탑재 개소 판정부(22)는, 오퍼레이터가 우측 조작 레버 장치(11)를 조작하여 붐(5A)에 부앙 동작(회동 동작)을 시켰을 때, 제1 내지 제3 관성 센서(16, 17, 18)가 동작함으로써 검출되는 각속도 ωa, ωb, ωc가 각 임계값 ω1, ω2, ω3 이상으로 되어 있는 여부를 판정하여 각 관성 센서(16, 17, 18, 19)의 탑재 개소를 결정한다.

따라서, 탑재 개소 판정부(22)에는, 각 관성 센서(16, 17, 18, 19)의 제1축 A의 각속도 ωa에 대응하는 제1축용 판정 임계값 ω1과, 각 관성 센서(16, 17, 18, 19)의 제2축 B의 각속도 ωb에 대응하는 제2축용 판정 임계값 ω2와, 각 관성 센서(16, 17, 18, 19)의 제3축 C의 각속도 ωc에 대응하는 제3축용 판정 임계값 ω3이 저장되어 있다. 이들 임계값 ω1, ω2, ω3은, 진동 등의 외란에 의한 검출값의 오판정을 피하기 위해, 실험 및 시뮬레이션 등에 의해 설정되어 있다.

그리고, 탑재 개소 판정부(22)는, 제1축 A의 각속도 ωa가 제1축용 판정 임계값 ω1 이상(ωa≥ω1)으로 되어 있는 관성 센서를 붐(5A)에 탑재된 붐용 관성 센서라고 판정한다. 또한, 탑재 개소 판정부(22)는, 제2축 B의 각속도 ωb가 제2축용 판정 임계값 ω2 이상(ωb≥ω2)으로 되어 있는 관성 센서를 암(5B)에 탑재된 암용 관성 센서라고 판정한다. 한편, 탑재 개소 판정부(22)는, 제3축 C의 각속도 ωc가 제3축용 판정 임계값 ω3 이상(ωc≥ω3)으로 되어 있는 관성 센서를 버킷(5C)에 탑재된 버킷용 관성 센서라고 판정한다.

또한, 각 탑재 개소에 대응하는 검출축을 제1축 A로부터 제3축 C 중 어느 축으로 할지는, 각 관성 센서(16, 17, 18)의 설치 방향이 정해져 있는 경우에는 미리 탑재 개소 판정부(22)에 저장되어 있어도 되고, 오퍼레이터 등에 의해 임의로 설정해도 된다. 그리고, 탑재 개소 판정부(22)는, 제1 내지 제3 관성 센서(16, 17, 18)의 탑재 개소를 판정하여 후술하는 탑재 개소 설정부(23)에서 설정한 후에, 남은 미설정의 제4 관성 센서(19)를 차체용 관성 센서로서 판정한다.

탑재 개소 설정부(23)는, 탑재 개소 판정부(22)의 판정 결과에 기초하여 붐(5A), 암(5B), 버킷(5C), 및 차체(상부 선회체(4))와 각 관성 센서(16, 17, 18, 19)의 대응 관계를 설정한다. 이에 의해, 컨트롤러(20)는, 동일 사양의 제1 내지 제4 관성 센서(16, 17, 18, 19)를 각각 어느 위치에 탑재(설치)하였는지를, 붐(5A)을 작동시키는 것만으로 한번에 설정할 수 있다.

제1 실시 형태에 의한 유압 셔블(1)은, 상술한 바와 같이 구성을 갖는 것으로, 이하 그 동작에 대하여 설명한다.

우선, 오퍼레이터는, 캡(8)에 올라타 운전석(8A)에 앉는다. 이 상태에서, 오퍼레이터는, 주행 조작 레버 장치(9)를 조작함으로써, 하부 주행체(2)를 주행시킬 수 있다. 한편, 좌우측의 조작 레버 장치(10, 11)를 조작함으로써, 상부 선회체(4)의 선회 동작 및 작업 장치(5)에 의해 토사의 굴삭 작업 등을 행할 수 있다.

또한, 오퍼레이터는, 굴삭 작업의 보조로서, 표시 장치(13)에 표시되는 버킷(5C)의 선단 위치를 확인할 수 있다. 이 경우, 버킷(5C)의 선단 위치는, 컨트롤러(20)의 자세 연산부(21)가 붐(5A), 암(5B), 버킷(5C), 및 상부 선회체(4)에 탑재된 각 관성 센서(16, 17, 18, 19)의 센서 출력(각속도 ωa, ωb, ωc)으로부터 동작 자세를 연산하고 있다.

그런데, 컨트롤러(20)의 자세 연산부(21)는, 동작 자세를 연산하는 경우에 각 관성 센서(16, 17, 18, 19)가 어느 위치에 탑재되어 있는 것인지를 인식할 필요가 있다. 그래서, 각 관성 센서를 1개씩 설치하여 설정을 행하는 방법을 생각할 수 있다. 그러나, 이 방법에서는 관성 센서의 설치, 설정, 및 분리와 같은 일련의 설정 작업을 관성 센서의 탑재 수만큼 행해야 해서, 설정 작업의 시간 및 수고가 들 우려가 있다. 또한, 각 관성 센서를 탑재 개소가 지정된 전용의 관성 센서로 함으로써, 탑재 개소의 설정을 요하지 않게 하는 것을 생각할 수 있다. 그러나, 각 관성 센서의 탑재 개소의 오인이 발생할 우려가 있다. 또한, 각 관성 센서가 고장난 경우에 대응하기 위해서는, 각 탑재 개소 전용의 관성 센서를 재고로서 준비해 두지 않으면 안되기 때문에, 각 관성 센서의 재고 관리 및 보관 비용이 증가될 우려가 있다.

그래서, 본 실시 형태에서는, 유압 셔블(1)의 굴삭 작업 전에, 예를 들어 붐(5A)을 회동 동작시키는 것만으로 한번에 각 관성 센서(16, 17, 18, 19)의 탑재 개소를 설정할 수 있도록 하고 있다. 구체적으로는, 붐(5A)에 탑재된 제1 관성 센서(16)는, 예를 들어 붐(5A)을 회동 동작시켰을 때, 제1축 A의 각속도 ωa가 제1축용 판정 임계값 ω1 이상이 되도록 붐(5A)에 탑재되어 있다. 한편, 암(5B)에 탑재된 제2 관성 센서(17)는, 예를 들어 붐(5A)을 회동 동작시켰을 때, 제2축 B의 각속도 ωb가 제2축용 판정 임계값 ω2 이상이 되도록 암(5B)에 탑재되어 있다.

또한, 버킷(5C)에 탑재된 제3 관성 센서(18)는, 예를 들어 붐(5A)을 회동 동작시켰을 때, 제3축 C의 각속도 ωc가 제3축용 판정 임계값 ω3 이상이 되도록 버킷(5C)에 탑재되어 있다. 즉, 각 관성 센서(16, 17, 18)는, 각각 다른 검출축에서 소정의 크기의 각속도를 검출하도록 각각의 부위에 설치되어 있다.

다음으로, 컨트롤러(20)에 의한 탑재 개소 설정 처리에 대하여, 도 7을 참조하여 설명한다. 또한, 도 7에 도시한 탑재 개소 설정 처리는, 예를 들어 키 스위치(12)가 온(ON) 조작된 후, 소정의 시간 내에서 실행된다.

우선, 스텝 1에서는, 주행, 선회의 조작압이 임계값 이하인지 여부를 판정한다. 즉, 컨트롤러(20)의 탑재 개소 판정부(22)는, 주행 조작압 센서(14)로부터 출력된 주행 조작압 Pa가 주행 조작압 임계값 Pr 이하(Pa≤Pr)로 되어 있는지 여부를 판정함으로써, 유압 셔블(1)이 정차 상태임을 판정한다. 또한, 탑재 개소 판정부(22)는, 선회 조작압 센서(15)로부터 출력된 선회 조작압 Pb가 선회 조작압 임계값 Pt 이하(Pb≤Pt)로 되어 있는지 여부를 판정함으로써, 상부 선회체(4)가 비선회 상태임을 판정한다.

그리고, 스텝 1에서 「예」, 즉 유압 셔블(1)이 정차 상태이며, 또한, 비선회 상태라고 판정된 경우에는, 스텝 2로 진행된다. 한편, 스텝 1에서 「아니오」, 즉 유압 셔블(1)이 주행중 또는 선회중이라고 판정된 경우에는, 유압 셔블(1)이 정차 및 정지할 때까지 대기한다.

스텝 2에서는, 센서 출력이 임계값 이상이 된 관성 센서가 있는지 여부를 판정한다. 이 경우, 도 10에 도시한 바와 같은 붐(5A)의 조작을 재촉하는 표시를 확인한 오퍼레이터는, 우측 조작 레버 장치(11)를 조작하여 붐(5A)에 회동 동작을 시킨다. 탑재 개소 판정부(22)는, 제1 내지 제3 관성 센서(16, 17, 18)의 센서 출력(각속도 ωa, ωb, ωc) 중 임계값 ω1, ω2, ω3 이상으로 되어 있는 것이 있는지 여부를 판정한다. 그리고, 스텝 2에서 「예」, 즉 임계값 ω1, ω2, ω3 이상의 검출값을 출력하고 있는 관성 센서가 있다고 판정된 경우에는, 스텝 3으로 진행된다. 한편, 임계값 ω1, ω2, ω3 이상의 검출값을 출력하고 있는 관성 센서가 없다고 판정된 경우에는, 스텝 1로 되돌아간다.

스텝 3에서는, 임계값 이상으로 된 검출축은 제1축인지 여부를 판정한다. 즉, 탑재 개소 판정부(22)는, 제1축용 판정 임계값 ω1 이상을 검출하고 있는 제1축 A의 각속도 ωa(ω1≤ωa)가 있는지 여부를 판정한다. 그리고, 스텝 3에서 「예」, 즉 제1축 A의 각속도 ωa가 제1축용 판정 임계값 ω1 이상으로 되어 있다고 판정된 경우에는, 스텝 4로 진행된다. 한편, 스텝 3에서 「아니오」, 즉 제1축 A의 각속도 ωa가 제1축용 판정 임계값 ω1 미만이라고 판정된 경우에는, 스텝 5로 진행된다.

스텝 4에서는, 대응하는 관성 센서를 붐용 센서로 설정한다. 즉, 컨트롤러(20)의 탑재 개소 설정부(23)는, 제1축 A의 각속도 ωa가 제1축용 판정 임계값 ω1 이상을 검출하고 있는 제1 관성 센서(16)를 붐(5A)에 탑재된 붐용 관성 센서로서 설정한다.

다음 스텝 5에서는, 임계값 이상이 된 검출축은 제2축인지 여부를 판정한다. 즉, 탑재 개소 판정부(22)는, 제2축용 판정 임계값 ω2 이상을 검출하고 있는 제2축 B의 각속도 ωb(ω2≤ωb)가 있는지 여부를 판정한다. 그리고, 스텝 5에서 「예」, 즉 제2축 B의 각속도 ωb가 제2축용 판정 임계값 ω2 이상으로 되어 있다고 판정된 경우에는, 스텝 6으로 진행된다. 한편, 스텝 5에서 「아니오」, 즉 제2축 B의 각속도 ωb가 제2축용 판정 임계값 ω2 미만이라고 판정된 경우에는, 스텝 7로 진행된다.

스텝 6에서는, 대응하는 관성 센서를 암용 센서로 설정한다. 즉, 컨트롤러(20)의 탑재 개소 설정부(23)는, 제2축 B의 각속도 ωb가 제2축용 판정 임계값 ω2 이상을 검출하고 있는 제2 관성 센서(17)를 암(5B)에 탑재된 암용 관성 센서로서 설정한다.

다음 스텝 7에서는, 임계값 이상이 된 검출축은 제3축인지 여부를 판정한다. 즉, 탑재 개소 판정부(22)는, 제3축용 판정 임계값 ω3 이상을 검출하고 있는 제3축 C의 각속도 ωc(ω3≤ωc)가 있는지 여부를 판정한다. 그리고, 스텝 7에서 「예」, 즉 제3축 C의 각속도 ωc가 제3축용 판정 임계값 ω3 이상으로 되어 있다고 판정된 경우에는, 스텝 8로 진행된다. 한편, 스텝 7에서 「아니오」, 즉 제3축 C의 각속도 ωc가 제3축용 판정 임계값 ω3 미만이라고 판정된 경우에는, 스텝 9로 진행된다.

스텝 8에서는, 대응하는 관성 센서를 버킷용 센서로 설정한다. 즉, 컨트롤러(20)의 탑재 개소 설정부(23)는, 제3축 C의 각속도 ωc가 제3축용 판정 임계값 ω3 이상을 검출하고 있는 제3 관성 센서(18)를 버킷(5C)에 탑재된 버킷용 관성 센서로서 설정한다.

다음 스텝 9에서는, 미설정의 관성 센서는 1개만인지 여부를 판정한다. 즉, 탑재 개소 판정부(22)는, 탑재 개소 설정부(23)가 제1 관성 센서(16)를 붐용으로 설정하고, 제2 관성 센서(17)를 암용으로 설정하고, 제3 관성 센서(18)를 버킷용으로 설정하였는지 여부를 판정한다. 그리고, 스텝 9에서 「예」, 즉 미설정의 관성 센서가 1개만이라고 판정된 경우에는, 스텝 10으로 진행된다. 한편, 스텝 9에서 「아니오」, 즉 미설정의 관성 센서가 2개 이상 있다고 판정된 경우에는, 스텝 1로 되돌아간다.

또한, 스텝 3 내지 스텝 9까지의 사이에는, 도 11에 도시한 바와 같이, 각 관성 센서(16, 17, 18, 19)의 설정 상황이 표시 장치(13)에 표시된다. 이에 의해, 미설정으로 되어 있는 관성 센서(16, 17, 18, 19)를 인식할 수 있으므로, 예를 들어 고장이 나서 설정 불능의 관성 센서를 특정할 수 있다.

스텝 10에서는, 미설정의 관성 센서를 차체용으로 설정한다. 즉, 컨트롤러(20)의 탑재 개소 설정부(23)는, 제1 내지 제4 관성 센서(16, 17, 18, 19) 중 마지막으로 남은 제4 관성 센서(19)를 상부 선회체(4)에 탑재된 차체용 관성 센서로서 설정한다. 이 경우, 표시 장치(13)에는, 모든 관성 센서(16, 17, 18, 19)의 설정이 완료된 것이 표시된다.

다음으로, 탑재 개소 설정 처리를 행하는 경우에 붐(5A)을 회동시켰을 때의 제1 내지 제3 관성 센서(16, 17, 18)로부터 출력되는 센서 출력(각속도 ωa, ωa, ωc)에 대하여, 도 8을 참조하여 설명한다.

우선, 오퍼레이터가 붐(5A)을 하향으로 회동시키면, 도 4 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 제1 내지 제3 관성 센서(16, 17, 18)는, 각각 화살표 D 방향으로 동작한다. 이 경우, 제1 관성 센서(16)로부터 출력되는 센서 출력은, 제1축 A의 각속도 ωa가 제1축용 판정 임계값 ω1 이상의 값을 검출한다. 한편, 제1 관성 센서(16)로부터 출력되는 제2축 B의 각속도 ωb는, 제2축용 판정 임계값 ω2 미만의 값을 검출하고, 제3축 C의 각속도 ωc는, 제3축용 판정 임계값 ω3 미만의 값을 검출한다.

또한, 제2 관성 센서(17)로부터 출력되는 센서 출력은, 제2축 B의 각속도 ωb가 제2축용 판정 임계값 ω2 이상의 값을 검출한다. 한편, 제2 관성 센서(17)로부터 출력되는 제1축 A의 각속도 ωa는, 제1축용 판정 임계값 ω1 미만의 값을 검출하고, 제3축 C의 각속도 ωc는, 제3축용 판정 임계값 ω3 미만의 값을 검출한다.

그리고, 제3 관성 센서(18)로부터 출력되는 센서 출력은, 제3축 C의 각속도 ωc가 제3축용 판정 임계값 ω3 이상의 값을 검출한다. 한편, 제1축의 각속도 ωa는, 제1축용 판정 임계값 ω1 미만의 값을 검출하고, 제2축 B의 각속도 ωb는, 제2축용 판정 임계값 ω2 미만의 값을 검출한다. 즉, 제1 내지 제3 관성 센서(16, 17, 18)는, 서로 다른 좌표축을 판정용 좌표축으로 하고 있다. 이에 의해, 컨트롤러(20)의 탑재 개소 판정부(22)는, 그 검출축에 대응한 관성 센서와 탑재 개소를 대응시킬 수 있다.

이렇게 하여, 제1 실시 형태의 건설 기계(유압 셔블(1))에 의하면, 자주 가능한 하부 주행체(2)와, 상기 하부 주행체(2) 위에 선회 가능하게 탑재된 상부 선회체(4)와, 상기 상부 선회체(4)에 마련되고 서로 연결된 복수의 가동부(작업 장치(5))와, 상기 각 가동부에 각각 탑재되고 서로 직교하는 3개의 좌표축(제1축 A, 제2축 B, 제3축 C)의 각속도(ωa, ωb, ωc)를 검출 가능한 복수의 동일 사양의 관성 센서(제1 관성 센서(16), 제2 관성 센서(17), 제3 관성 센서(18))와, 상기 각 관성 센서의 센서 출력을 이용하여 상기 각 가동부의 동작 자세를 연산하는 컨트롤러(20)와, 상기 하부 주행체(2)를 주행시키기 위한 주행 조작압 Pa를 검출하는 주행 조작압 센서(14)와, 상기 상부 선회체(4)를 선회시키기 위한 선회 조작압 Pb를 검출하는 선회 조작압 센서(15)를 구비하고 있다.

그리고, 상기 복수의 관성 센서는, 상기 복수의 가동부가 동작했을 때 서로 다른 좌표축에서 회전하도록 상기 복수의 가동부에 각각 탑재되어 있다. 상기 컨트롤러(20)는, 상기 주행 조작압 Pa와 상기 선회 조작압 Pb가 미리 설정된 각각의 조작압 임계값(주행 조작압 임계값 Pr, 선회 조작압 임계값 Pt) 이하로 되어 있는 상태에서 상기 복수의 가동부가 동작했을 때, 상기 복수의 관성 센서로부터 출력된 상기 센서 출력에 기초하여 상기 각 관성 센서가 상기 복수의 가동부 중 어느 가동부에 탑재되어 있는지를 판정하고, 그 판정 결과에 기초하여 상기 각 가동부와 상기 각 관성 센서의 대응 관계를 설정한다.

이에 의해, 복수 개소에 탑재된 동일 사양의 관성 센서를 각각 어디에 탑재하였는지를 간단하게 설정할 수 있으므로, 센서 탑재 개소의 설정 작업의 작업성을 향상시킬 수 있다. 또한, 관성 센서를 어느 위치에라도 탑재할 수 있으므로, 탑재 개소의 오인이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 또한, 재고 관리 등의 비용을 삭감 할 수 있다.

또한, 제1 실시 형태의 건설 기계(유압 셔블(1))는, 정보를 표시하기 위한 표시 장치(13)를 구비하고 있다. 상기 표시 장치(13)는, 상기 컨트롤러(20)에 의해 설정된 상기 각 관성 센서의 설정 정보를 표시한다. 이에 의해, 오퍼레이터는, 각 관성 센서(16 내지 19)의 설정 상황을 인식할 수 있다.

또한, 상기 복수의 가동부는, 상기 상부 선회체(4)에 부앙 동작이 가능하게 연결된 붐(5A)과, 상기 붐(5A)의 선단측에 연결된 암(5B)과, 상기 암(5B)의 선단측에 연결된 작업구(버킷(5C))로 이루어진다. 상기 복수의 관성 센서(16 내지 18)는, 상기 붐(5A)에 탑재되고 상기 3개의 좌표축 중 제1축 A를 판정용 좌표축으로 하는 제1 관성 센서(16)와, 상기 암(5B)에 탑재되고 상기 3개의 좌표축 중 제2축 B를 판정용 좌표축으로 하는 제2 관성 센서(17)와, 상기 작업구에 탑재되고 상기 3개의 좌표축 중 제3축 C를 판정용 좌표축으로 하는 제3 관성 센서(18)에 의해 구성되어 있다. 상기 컨트롤러(20)는, 상기 복수의 가동부를 동작시킨 경우에, 상기 제1축 A의 각속도 ωa가 제1축용 판정 임계값 ω1 이상으로 되었을 때에는 상기 제1 관성 센서(16)를 붐용 관성 센서라고 판정하고, 상기 제2축 B의 각속도 ωb가 제2축용 판정 임계값 ω2 이상으로 되었을 때에는 상기 제2 관성 센서(17)를 암용 관성 센서라고 판정하며, 상기 제3축 C의 각속도 ωc가 제3축용 판정 임계값 ω3 이상으로 되었을 때에는 상기 제3 관성 센서(18)를 작업구용 관성 센서라고 판정한다.

이에 의해, 예를 들어 붐(5A)을 회동시키는 것만으로 한 번에 제1 내지 제3 관성 센서(16, 17, 18)의 탑재 개소를 설정할 수 있으므로, 각 관성 센서(16, 17, 18)의 탑재 개소 설정 작업의 작업성을 향상시킬 수 있다.

다음으로, 도 13 내지 도 15는, 본 발명의 제2 실시 형태를 나타내고 있다. 제2 실시 형태의 특징은, 탑재 개소 설정 처리를 개시할 때 조작되는 개시 조작 장치를 마련한 것에 있다. 또한, 제2 실시 형태에 있어서, 제1 실시 형태와 동일한 구성 요소는 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다.

개시 조작 장치(31)는, 각 관성 센서(16, 17, 18, 19)의 탑재 개소의 설정을 개시할 때 조작된다. 개시 조작 장치(31)는, 예를 들어 캡(8) 내의 표시 장치(13) 또는 키 스위치(12)의 주위에 마련되어 있다. 개시 조작 장치(31)는, 컨트롤러(20)의 판정 모드 제어부(32)에 접속되고, 오퍼레이터가 각 관성 센서(16 내지 19)의 탑재 개소를 설정할 때 온 조작된다.

판정 모드 제어부(32)는, 컨트롤러(20)에 마련되어 있다. 판정 모드 제어부(32)는, 개시 조작 장치(31)로부터 온 조작의 출력 신호를 수신함으로써, 판정 및 설정의 제어 처리를 개시한다. 즉, 오퍼레이터가 개시 조작 장치(31)를 온 조작하면, 컨트롤러(20)가 각 관성 센서(16, 17, 18, 19)의 탑재 개소를 판정하기 위한 판정 모드가 오프(OFF)로부터 온으로 전환된다. 또한, 판정 모드 제어부(32)는, 탑재 개소 판정부(22)의 판정 처리의 진척 정보 및 조작 지시 정보를 표시 장치(13)로 출력한다.

다음으로, 컨트롤러(20)에 의한 탑재 개소 설정 처리에 대하여, 도 14, 도 15를 참조하여 설명한다. 또한, 도 14, 도 15에 도시한 탑재 개소 설정 처리는, 예를 들어 개시 조작 장치(31)가 온 조작된 후, 소정의 시간(주기) 내에서 반복하여 실행된다.

스텝 11에서는, 판정 모드 온인지 여부를 판정한다. 즉, 컨트롤러(20)의 판정 모드 제어부(32)는, 오퍼레이터에 의해 개시 조작 장치(31)가 온 조작된 것을 검출하였는지 여부를 판정한다. 그리고, 스텝 11에서 「예」, 즉 판정 모드 온으로 되어 있다고 판정된 경우에는, 스텝 12로 진행된다. 한편, 스텝 11에서 「아니오」, 즉 판정 모드 오프로 되어 있다고 판정된 경우에는, 탑재 개소 설정 처리는 행하지 않고 종료로 진행된다.

스텝 12에서는, 붐 조작 지시 정보를 표시한다. 즉, 판정 모드 제어부(32)는, 판정 모드가 온으로 되었음을 표시 장치(13)로 출력한다. 그리고, 예를 들어 도 10에 도시한 바와 같이, 오퍼레이터에 붐(5A)을 회동 동작시키는 것을 촉진시키는 화상 정보 및 문자 정보를 표시 장치(13)에 표시한다. 이에 의해, 오퍼레이터는 다음에 조작해야 할 것을 인식할 수 있으므로, 탑재 개소 설정 처리를 원활하게 진척시킬 수 있다. 그리고, 다음 스텝 13 내지 스텝 22는, 제1 실시 형태의 도 7에 도시한 스텝 1 내지 스텝 10과 마찬가지의 제어 처리가 행해지므로, 그 설명을 생략한다.

스텝 23에서는, 판정 완료 정보를 표시한다. 즉, 각 관성 센서(16, 17, 18, 19)의 탑재 개소의 설정이 완료된 경우에는, 컨트롤러(20)의 판정 모드 제어부(32)는 판정 모드를 온으로부터 오프로 전환하고, 그 신호를 표시 장치(13)로 출력한다. 그리고, 예를 들어 도 12에 도시한 바와 같이, 각 관성 센서(16, 17, 18, 19)의 탑재 개소 설정이 완료되었음을 표시 장치(13)에 표시한다. 또한, 오퍼레이터가 개시 조작 장치(31)를 오프 조작하거나, 제어 처리가 진행되지 않고 소정 시간 경과하거나 하는 등으로 탑재 개소 설정 처리가 도중에 중단 또는 중지된 경우에는, 표시 장치(13)에 탑재 개소 설정 처리가 중단 또는 중지되었음을 표시해도 된다.

이렇게 하여, 이와 같이 구성된 제2 실시 형태에서는, 상기 각 관성 센서(16, 17, 18, 19)의 탑재 개소의 설정을 개시할 때 조작되는 개시 조작 장치(31)를 구비하고 있다. 상기 컨트롤러(20)는, 상기 개시 조작 장치(31)가 조작되었을 때 상기 각 관성 센서(16, 17, 18, 19)의 탑재 개소를 설정하고 있다. 이에 의해, 제2 실시 형태에서는, 상술한 제1 실시 형태와 마찬가지의 작용 효과를 얻을 수 있음과 함께, 오퍼레이터의 의사로 각 관성 센서(16, 17, 18, 19)의 탑재 개소의 설정을 개시할 수 있다.

또한, 상술한 제2 실시 형태에서는, 개시 조작 장치(31)를 캡(8) 내에 설치한 경우를 예로 들어 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 예를 들어 도 16에 도시한 변형예와 같이, 개시 조작 장치(41A), 판정 모드 제어부(41B), 및 표시 장치(41C)를 구비한 휴대 단말기 등의 외부 단말기(41)를 유선 또는 무선에 의해 컨트롤러(20)에 접속하고, 탑재 개소 설정 처리를 행해도 된다. 또한, 탑재 개소 설정 처리는, 캡(8) 내의 개시 조작 장치(31) 또는 외부 단말기(41) 중 어느 쪽에서라도 할 수 있도록 해도 된다.

또한, 상술한 제1 실시 형태에서는, 붐(5A)을 회동 동작시킴으로써 제1 내지 제3 관성 센서(16, 17, 18)를 동작시킨 경우를 예로 들어 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 예를 들어 버킷(5C)만을 회동 동작시켜 제3 관성 센서(18)만을 설정한 후에, 암(5B)을 회동시켜 제2 관성 센서(17)를 설정하고, 그 후에 붐(5A)을 회동시켜 제1 관성 센서(16)를 설정해도 된다. 이것은, 제2 실시 형태 및 변형예에 대해서도 마찬가지이다.

또한, 상술한 실시 형태에서는, 제1 관성 센서(16)를 붐(5A)의 상면에 설치한 경우를 예로 들어 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 예를 들어 붐(5A)의 하면 또는 측면에 설치해도 된다. 이것은, 암(5B)에 설치되는 제2 관성 센서(17) 및 버킷(5C)에 설치되는 제3 관성 센서(18)에 대해서도 마찬가지이다.

또한, 상술한 실시 형태에서는, 건설 기계로서 유압 셔블(1)을 예로 들어 설명하였다. 본 발명은 이에 한정되지 않고, 예를 들어 휠 로더와 같은 각종 건설 기계에 적용 가능하다.

1: 유압 셔블(건설 기계)
2: 하부 주행체
4: 상부 선회체
5: 작업 장치
5A: 붐(가동부)
5B: 암(가동부)
5C: 버킷(가동부)
13, 41C: 표시 장치
14: 주행 조작압 센서
15: 선회 조작압 센서
16: 제1 관성 센서
17: 제2 관성 센서
18: 제3 관성 센서
19: 제4 관성 센서
20: 컨트롤러
21: 자세 연산부
22: 탑재 개소 판정부
23: 탑재 개소 설정부
31, 41A: 개시 조작 장치
A: 제1축
B: 제2축
C: 제3축
ωa: 제1축의 각속도
ωb: 제2축의 각속도
ωc: 제3축의 각속도
ω1: 제1축용 판정 임계값
ω2: 제2축용 판정 임계값
ω3: 제3축용 판정 임계값
Pa: 주행 조작압
Pb: 선회 조작압
Pr: 주행 조작압 임계값
Pt: 선회 조작압 임계값

Claims

자주 가능한 하부 주행체와,
상기 하부 주행체 위에 선회 가능하게 탑재된 상부 선회체와,
상기 상부 선회체에 마련되고, 서로 연결된 복수의 가동부를 갖는 작업 장치와,
상기 각 가동부에 각각 탑재되고, 서로 직교하는 3개의 좌표축의 각속도를 검출 가능한 복수의 동일 사양의 관성 센서와,
상기 각 관성 센서의 센서 출력을 이용하여 상기 각 가동부의 자세를 연산하는 컨트롤러와,
상기 하부 주행체를 주행시키기 위한 주행 조작압을 검출하는 주행 조작압 센서와,
상기 상부 선회체를 선회시키기 위한 선회 조작압을 검출하는 선회 조작압 센서를 구비한 건설 기계에 있어서,
상기 복수의 관성 센서는, 상기 복수의 가동부가 동작했을 때 서로 다른 좌표축에서 회전하도록 상기 복수의 가동부에 각각 탑재되어 있으며,
상기 컨트롤러는,
상기 주행 조작압과 상기 선회 조작압이 미리 설정된 각각의 조작압 임계값 이하로 되어 있는 상태에서 상기 복수의 가동부가 동작했을 때, 상기 복수의 관성 센서로부터 출력된 상기 센서 출력에 기초하여 상기 각 관성 센서가 상기 복수의 가동부 중 어느 가동부에 탑재되어 있는지를 판정하고, 그 판정 결과에 기초하여 상기 각 가동부와 상기 각 관성 센서의 대응 관계를 설정하는 것을 특징으로 하는, 건설 기계.
제1항에 있어서,
정보를 표시하기 위한 표시 장치를 구비하고,
상기 표시 장치는, 상기 컨트롤러에 의해 설정된 상기 각 관성 센서의 설정 정보를 표시하는 것을 특징으로 하는, 건설 기계.
제1항에 있어서,
상기 각 관성 센서의 탑재 개소의 설정을 개시할 때 조작되는 개시 조작 장치를 구비하고,
상기 컨트롤러는, 상기 개시 조작 장치가 조작되었을 때 상기 각 관성 센서의 탑재 개소를 설정하는 것을 특징으로 하는, 건설 기계.
제1항에 있어서,
상기 복수의 가동부는, 상기 상부 선회체에 연결된 붐과, 상기 붐의 선단측에 연결된 암과, 상기 암의 선단측에 연결된 작업구로 이루어지며,
상기 복수의 관성 센서는, 상기 붐에 탑재되고 상기 3개의 좌표축 중 제1축을 판정용 좌표축으로 하는 제1 관성 센서와, 상기 암에 탑재되고 상기 3개의 좌표축 중 제2축을 판정용 좌표축으로 하는 제2 관성 센서와, 상기 작업구에 탑재되고 상기 3개의 좌표축 중 제3축을 판정용 좌표축으로 하는 제3 관성 센서에 의해 구성되고,
상기 컨트롤러는, 상기 복수의 가동부가 동작했을 때, 상기 제1축의 각속도가 제1축용 판정 임계값 이상으로 되었을 때에는 상기 제1 관성 센서를 붐용 관성 센서라고 판정하고, 상기 제2축의 각속도가 제2축용 판정 임계값 이상으로 되었을 때에는 상기 제2 관성 센서를 암용 관성 센서라고 판정하며, 상기 제3축의 각속도가 제3축용 판정 임계값 이상으로 되었을 때에는 상기 제3 관성 센서를 작업구용 관성 센서라고 판정하는 것을 특징으로 하는, 건설 기계.