KR20210124426A

KR20210124426A - 작업 기계

Info

Publication number: KR20210124426A
Application number: KR1020217028844A
Authority: KR
Inventors: 다카아키 치바; 겐토 구마가이
Original assignee: 히다치 겡키 가부시키 가이샤
Priority date: 2019-09-27
Filing date: 2020-08-07
Publication date: 2021-10-14
Also published as: US20220186470A1; CN113557340B; JP2021055276A; US11891775B2; WO2021059776A1; EP3919688B1; KR102601073B1; JP7182531B2; EP3919688A1; EP3919688A4; CN113557340A

Abstract

유압 셔블(1)은 작업기(7), 주위의 장해물을 검지하는 검지 장치와, 작업기(7)의 동작을 제어하는 제어 장치(27)를 구비한다. 제어 장치(27)는, 운전 지원 기능과 작업 지원 기능을 가진다. 작업 지원 기능은 유효와 무효로 전환 가능하게 되어 있다. 작업 지원 기능이 유효로 전환된 경우, 제어 장치(27)는, 감시 범위 내여도 작업 범위 밖에서 검출된 장해물에 대해서는, 작업 지원 기능이 무효로 전환된 경우에 비해 운전 지원 기능을 억제한다.

Description

작업 기계

본 발명은, 작업 기계에 관한 것이며, 특히 운전 지원 기능 및 작업 지원 기능을 가지는 작업 기계에 관한 것이다.

본원은, 2019년 9월 27일에 출원된 일본국 출원특허 특원2019-176682호에 의거하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

유압 셔블과 같은 작업 기계에 있어서, 예를 들면 특허 문헌 1에 기재와 같이, 작업 프론트인 작업기가 주변의 작업자, 통행인, 물체 등의 장해물에 접촉하는 것을 예방하기 위해, 작업 기계 주변의 장해물을 검지하여 오퍼레이터에게 통지하거나, 작업기를 감속하여 정지시키거나 하는 운전 지원 기능이 알려져 있다.

또한, 특허 문헌 2에 기재와 같이, 미리 설정된 높이, 깊이, 선회 각도 등의 작업 범위로부터 작업기가 일탈하지 않도록, 작업기를 제어하는 작업 지원 기능이 알려져 있다. 이와 같은 작업 지원 기능을 이용함으로써, 작업기의 동작이 전선이나 매설물에 접촉하여 파괴되는 것을 방지할 수 있어, 작업 효율의 향상으로 이어진다. 또한, 선회 방향의 영역을 제한한 경우에는 도로의 노측(路側) 등에서의 작업에 있어서, 작업기가 도로로 비어져 나오는 것을 방지할 수 있다.

일본공개특허 특개2006-257724호 공보 일본공개특허 특개평9-71965호 공보

그러나, 상기 서술의 운전 지원 기능 및 작업 지원 기능을 가지는 작업 기계를 생각한 경우, 작업기가 작업 범위 밖으로 일탈하는 것이 방지되고 있음에도 불구하고, 작업 범위 밖에서 검출된 장해물에 대하여 통지나 감속의 제어를 종래 그대로 행하면, 오퍼레이터는 번거롭게 느껴, 작업 효율이 저하되는 문제가 발생한다.

상기 서술의 사정을 감안하여, 본 발명은, 운전 지원 기능 및 작업 지원 기능을 가지는 작업 기계에 있어서, 오퍼레이터의 번거로움을 저감하여, 작업 효율의 저하를 막는 것이 가능한 작업 기계를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명과 관련된 작업 기계는, 작업 프론트인 작업기와, 주위의 장해물을 검지하는 검지 장치와, 적어도 상기 작업기의 동작을 제어하는 제어 장치를 구비하는 작업 기계에 있어서, 상기 제어 장치는, 상기 검지 장치에서 검지된 장해물이 미리 설정된 감시 범위 내에 존재할 때에 상기 작업기를 감속하거나, 또는 오퍼레이터에게 통지하고, 혹은 그 양방의 제어를 행하는 운전 지원 기능과, 상기 작업기가 미리 설정된 작업 범위 밖으로 일탈하는 것을 방지하는 작업 지원 기능을 가지고, 상기 작업 지원 기능은 유효와 무효로 전환 가능하게 되어, 상기 작업 지원 기능이 유효로 전환된 경우, 상기 제어 장치는, 상기 감시 범위 내여도 상기 작업 범위 밖에서 검출된 장해물에 대해서는, 상기 작업 지원 기능이 무효로 전환된 경우에 비해 상기 운전 지원 기능을 억제하는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명과 관련된 작업 기계에서는, 작업 지원 기능이 유효로 전환된 경우, 제어 장치는, 감시 범위 내여도 작업 범위 밖에서 검출된 장해물에 대해서는, 작업 지원 기능이 무효로 전환된 경우에 비해 운전 지원 기능을 억제한다. 이 때문에, 예를 들면 작업 지원 기능이 유효로 전환된 경우, 제어 장치는 감시 범위 내여도 작업 범위 밖에서 검출된 장해물에 대하여, 작업 지원 기능이 무효로 전환된 경우와 비교해 통지 음량을 작게 하거나, 감속 계수를 크게 하거나 할 수 있다. 그 결과, 오퍼레이터의 번거로움을 저감하여, 작업 효율의 저하를 막는 것이 가능하다.

본 발명에 의하면, 운전 지원 기능 및 작업 지원 기능을 가지는 작업 기계에 있어서, 오퍼레이터의 번거로움을 저감하여, 작업 효율의 저하를 막는 것이 가능하다.

도 1은 실시 형태와 관련된 유압 셔블을 나타내는 측면도이다.
도 2는 실시 형태와 관련된 유압 셔블을 나타내는 평면도이다.
도 3은 유압 셔블의 시스템을 나타내는 구성도이다.
도 4는 유압 셔블의 운전 지원 기능을 설명하기 위한 평면도이다.
도 5는 유압 셔블과 장해물과의 사이의 거리와, 통지 음량과의 관계를 나타내는 도면이다.
도 6은 유압 셔블과 장해물과의 사이의 거리와, 감속 계수와의 관계를 나타내는 도면이다.
도 7은 운전 지원 기능과 관련된 제어 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 8은 제어 장치의 운전 지원 기능의 제어 처리를 나타내는 플로우 차트이다.
도 9는 유압 셔블의 자세 정보를 설명하기 위한 측면도이다.
도 10은 유압 셔블의 자세 정보를 설명하기 위한 평면도이다.
도 11은 수평 방향에 있어서의 작업 범위를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 연직 방향에 있어서의 작업 범위를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 모니터에 있어서의 작업 범위의 설정 화면을 나타내는 도면이다.
도 14는 작업 지원 기능의 감속 계수를 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 작업 지원 기능과 관련된 제어 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 16은 제어 장치의 작업 지원의 제어 처리 기능을 나타내는 플로우 차트이다.
도 17은 통지 영역, 감속 영역 및 작업 범위가 설정된 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 실시 형태에 있어서의 유압 셔블과 장해물과의 사이의 거리와, 통지 음량과의 관계를 나타내는 도면이다.
도 19는 실시 형태에 있어서의 유압 셔블과 장해물과의 사이의 거리와, 감속 계수와의 관계를 나타내는 도면이다.
도 20은 실시 형태에 있어서의 운전 지원 기능 및 작업 지원 기능과 관련된 제어 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 21은 제어 장치의 운전 지원 기능 및 작업 지원 기능의 제어 처리를 나타내는 플로우 차트이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명과 관련된 작업 기계의 실시 형태에 대하여 설명한다. 도면의 설명에 있어서 동일한 요소에는 동일한 부호를 붙여, 중복 설명은 생략한다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 작업 기계가 유압 셔블인 예를 들어 설명하지만, 본 발명은 유압 셔블에 한정되지 않고, 유압 셔블 이외의 작업 기계에도 적용된다. 또한, 이하의 설명에서는, 상하, 좌우, 전후의 방향 및 위치는, 유압 셔블의 통상의 사용 상태, 즉 주행체가 지면에 접지하는 상태를 기준으로 한다.

[유압 셔블의 구조에 대하여]

도 1은 실시 형태와 관련된 유압 셔블을 나타내는 측면도이다. 본 실시 형태와 관련된 유압 셔블(1)은, 좌우 측부의 각각에 마련되는 크롤러를 구동시켜 주행하는 주행체(2)와, 주행체(2)의 상부에 선회 가능하게 마련되는 선회체(3)와, 작업 프론트인 작업기(7)를 구비하고 있다. 그리고, 주행체(2) 및 선회체(3)는, 유압 셔블(1)의 차체(1A)를 구성하고 있다.

선회체(3)는, 운전실(4), 기계실(5) 및 카운터 웨이트(6)를 가진다. 운전실(4)은, 선회체(3)의 좌측부에 마련되어 있다. 기계실(5)은, 운전실(4)의 후방에 마련되어 있다. 카운터 웨이트(6)는, 기계실(5)의 후방, 즉 선회체(3)의 최후부에 마련되어 있다.

작업기(7)는, 운전실(4)의 우측방이며 선회체(3)의 전부(前部)의 중앙에 마련되어 있다. 이 작업기(7)는, 붐(8), 아암(9), 버킷(10), 붐(8)을 구동하기 위한 붐 실린더(11), 아암(9)을 구동하기 위한 아암 실린더(12), 및 버킷(10)을 구동하기 위한 버킷 실린더(13)를 가진다. 붐(8)의 기단부는, 붐 핀(P1)을 개재하여 선회체(3)의 전부에 회전 운동 가능하게 장착되어 있다.

아암(9)의 기단부는, 아암 핀(P2)을 개재하여 붐(8)의 선단부에 회전 운동 가능하게 장착되어 있다. 버킷(10)의 기단부는, 버킷 핀(P3)을 개재하여 아암(9)의 선단부에 회전 운동 가능하게 장착되어 있다. 붐 실린더(11)와, 아암 실린더(12)와, 버킷 실린더(13)는, 각각 압유에 의해 구동되는 유압 액추에이터(이하, 간단히 「액추에이터」라고 함)이다.

선회체(3)에는, 선회 모터(14)가 배치되어 있다. 선회 모터(14)를 구동하면, 선회체(3)는 주행체(2)에 대하여 회전하게 된다. 또한, 주행체(2)에는, 우주행 모터(15a)와 좌주행 모터(15b)가 각각 배치되어 있다. 이들 주행 모터(15a, 15b)를 구동하면, 좌우의 크롤러가 각각 구동된다. 이에 따라, 주행체(2)는 전진 또는 후진할 수 있다. 또한, 선회 모터(14), 우주행 모터(15a) 및 좌주행 모터(15b)는, 각각 압유에 의해 구동되는 유압 액추에이터(이하, 간단히 「액추에이터」라고 함)이다.

기계실(5)의 내부에는, 유압 펌프(16)와 엔진(17)이 배치되어 있다(도 3 참조). 운전실(4)의 내부에는 차체 경사 센서(18), 붐(8)에는 붐 경사 센서(19), 아암(9)에는 아암 경사 센서(20), 버킷(10)에는 버킷 경사 센서(21)가 각각 장착되어 있다. 차체 경사 센서(18), 붐 경사 센서(19), 아암 경사 센서(20), 및 버킷 경사 센서(21)는, 예를 들면 각각 IMU(Inertial Measurement Unit)로 이루어진다. 차체 경사 센서(18)는 차체(1A)의 대지(對地) 각도를, 붐 경사 센서(19)는 붐(8)의 대지 각도를, 아암 경사 센서(20)는 아암(9)의 대지 각도를, 버킷 경사 센서(21)는 버킷(10)의 대지 각도를 각각 계측한다.

또한, 선회체(3)의 후방부의 좌우측에는, 제 1 GNSS(Global Navigation Satellite System) 안테나(23)와 제 2 GNSS 안테나(24)가 장착되어 있다. 제 1 GNSS 안테나(23) 및 제 2 GNSS 안테나(24)로부터 얻어지는 신호에 의해, 글로벌 좌표계에 있어서의 유압 셔블(1)의 차체(1A)의 위치 정보를 취득할 수 있다.

도 2는 실시 형태와 관련된 유압 셔블을 나타내는 평면도이다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 선회체(3)에는 선회각 센서(22)가 장착되어 있으며, 선회각 센서(22)의 신호에 의해 주행체(2)에 대한 선회체(3)의 상대 각도를 취득할 수 있다.

또한, 선회체(3)에는, 유압 셔블(1)의 주위의 장해물을 검지하기 위한 검지 장치가 복수 마련되어 있다. 구체적으로는, 선회체(3)의 전부에는 유압 셔블(1)의 전방의 장해물을 검지하는 전방 검지 장치(25a), 선회체(3)의 우측부에는 유압 셔블(1)의 우측방의 장해물을 검지하는 우측방 검지 장치(25b), 선회체(3)의 후부에는 유압 셔블(1)의 후방의 장해물을 검지하는 후방 검지 장치(25c), 선회체(3)의 좌측부에는 유압 셔블(1)의 좌측방의 장해물을 검지하는 좌측방 검지 장치(25d)가 각각 장착되어 있다.

이들 검지 장치(25a~25d)는, 예를 들면 스테레오 카메라로 이루어지고, 유압 셔블(1)과 장해물과의 거리를 계측한다. 또한, 이들 검지 장치는, 밀리미터파 레이더나 레이저 레이더, 혹은 자장을 사용한 거리 계측 장치 등이어도 된다. 또한, 여기서의 장해물은, 작업자, 통행인, 수목(樹木)이나 건물이나 도로 표식과 같은 물체 등을 포함한다.

도 2에 있어서, 부호 26a~26d는 각 검지 장치(25a~25d)에 의해 검지되는 검지 범위를 나타낸다. 즉, 전방 검지 장치(25a)에 의해 검지되는 범위는 전방 검지 범위(26a), 우측방 검지 장치(25b)에 의해 검지되는 범위는 우측방 검지 범위(26b), 후방 검지 장치(25c)에 의해 검지되는 범위는 후방 검지 범위(26c), 좌측방 검지 장치(25d)에 의해 검지되는 범위는 좌측방 검지 범위(26d)이다.

도 3은 유압 셔블의 시스템을 나타내는 구성도이다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 붐 실린더(11), 아암 실린더(12), 버킷 실린더(13), 선회 모터(14), 우주행 모터(15a) 및 좌주행 모터(15b)는, 유압 펌프(16)에 의해 토출되고, 또한 유량 제어 밸브 유닛(33) 내의 각 유량 제어 밸브를 통하여 공급된 압유에 의해 구동되고 있다. 유량 제어 밸브는, 유압 펌프(16)로부터 공급되는 압유의 유량을 제어하기 위한 것이며, 조작 레버(32)로부터 출력된 제어 파일럿압에 의해 구동되고 있다.

예를 들면 선회 유량 제어 밸브(34)는, 선회 모터(14)에 대응하는 제어 밸브이며, 선회 모터(14)로 공급되는 압유의 유량을 제어한다. 이 선회 유량 제어 밸브(34)가 도 3 중의 좌측으로 이동하면, 선회 모터(14)가 좌회전하도록 압유는 공급된다. 선회 모터(14)의 회전 속도는, 선회 유량 제어 밸브(34)의 이동량에 의해 제어되고 있다. 한편, 선회 유량 제어 밸브(34)가 도 3 중의 우측으로 이동하면, 선회 모터(14)가 우회전하도록 압유는 공급된다.

선회 유량 제어 밸브(34)의 제어는, 전자 비례 감압 밸브 유닛(35) 내의 전자 비례 감압 밸브에 의해 행해지고 있다. 전자 비례 감압 밸브는, 제어 장치(27)로부터의 제어 지령에 따라 파일럿 유압 펌프(37)로부터 공급되는 압유를 감압하여 유량 제어 밸브에 공급한다. 예를 들면 선회 좌측 전자 비례 감압 밸브(36a)를 구동하면, 선회 유량 제어 밸브(34)가 도 3 중의 좌측으로 이동하도록 압유는 공급된다. 한편, 선회 우측 전자 비례 감압 밸브(36b)를 구동하면, 선회 유량 제어 밸브(34)가 도 3 중의 우측으로 이동하도록 압유는 공급된다.

제어 장치(27)는, 예를 들면, 연산을 실행하는 CPU(Central Processing Unit)와, 연산을 위한 프로그램을 기록한 2차 기억 장치로서의 ROM(Read Only Memory)과, 연산 경과의 보존이나 일시적인 제어 변수를 보존하는 일시 기억 장치(temporary memory)로서의 RAM(Random Access Memory)을 조합하여 이루어지는 마이크로 컴퓨터에 의해 구성되어 있으며, 작업기(7)의 동작 제어를 포함하여 유압 셔블(1) 전체의 각 제어를 행한다. 예를 들면 도 3에 나타내는 바와 같이, 제어 장치(27)는, 조작 레버(32), 모니터(31), 자세 센서(30) 및 작업 지원 유효/무효 스위치(29)로부터 출력된 신호에 의거하여, 전자 비례 감압 밸브 유닛(35), 유압 펌프(16) 및 버저(28)로의 제어 신호를 각각 연산하여 출력한다.

조작 레버(32)는, 운전실(4)의 내부에 배치되어 있으며, 각 액추에이터(즉, 붐 실린더(11), 아암 실린더(12), 버킷 실린더(13), 선회 모터(14), 우주행 모터(15a) 및 좌주행 모터(15b))에 대한 조작량을 제어 장치(27)로 지시한다. 모니터(31)는, 운전실(4)의 내부에 배치되어 있으며, 작업 지원 기능의 작업 범위를 설정하기 위해 사용되고 있다. 작업 범위의 설정은 예를 들면 오퍼레이터의 수동 입력에 의해 행해지고 있으며, 그 상세 내용은 후술한다(도 13 참조).

작업 지원 유효/무효 스위치(29)는, 운전실(4)의 내부에 배치되어 있으며, 오퍼레이터의 조작에 의해 작업 지원 기능이 유효와 무효로 전환되도록 되어 있다. 자세 센서(30)는, 예를 들면 선회각 센서(22) 등으로 이루어진다. 버저(28)는, 유압 셔블(1)과 장해물과의 거리에 따라 오퍼레이터에게 통지함으로써, 오퍼레이터의 주의를 환기한다.

본 실시 형태에 있어서, 제어 장치(27)는, 운전 지원 기능과 작업 지원 기능을 가진다. 운전 지원 기능은, 상기 서술한 바와 같이, 유압 셔블(1)에 비치된 검지 장치(25a~25d)를 이용하여 유압 셔블(1)의 주위의 장해물을 검지하고, 검지한 장해물이 미리 설정된 감시 범위 내에 존재할 때에 작업기(7)를 감속하거나, 또는 오퍼레이터에게 통지하고, 혹은 그 양방의 제어를 행하는 기능이다. 한편, 작업 지원 기능은, 작업기(7)가 미리 설정된 작업 범위 밖으로 일탈하는 것을 방지하는 기능이다. 이하, 그들을 상세하게 설명한다.

[유압 셔블의 운전 지원 기능에 대하여]

우선, 유압 셔블(1)의 운전 지원 기능에 대하여 설명한다.

도 4는 유압 셔블의 운전 지원 기능을 설명하기 위한 평면도이다. 도 4 중의 사선으로 나타내는 영역(39)은 감속 영역이며, 이 영역 내에 장해물이 존재하는 경우에는, 작업기(7)의 동작이 감속시켜짐과 함께 버저(28)로부터 오퍼레이터를 향해 통지음이 발생된다. 또한, 도 4에 있어서, 감속 영역(39)을 둘러싸도록 네모난 테두리로 둘러싼 영역(38)은 통지 영역이다. 이 통지 영역(38) 내에 장해물이 존재하는 경우에는, 버저(28)로부터 통지음이 발생된다. 또한, 통지 영역(38) 및 감속 영역(39)은 상기 서술의 감시 범위를 구성한다.

도 5는 유압 셔블과 장해물과의 사이의 거리와, 통지 음량과의 관계를 나타내는 도면이다. 도 5에 있어서, 가로축의 「거리」는 유압 셔블과 장해물과의 사이의 거리의 약기(略記)이다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 통상에서는, 버저의 통지 음량은 유압 셔블과 장해물과의 거리에 따라 정해져 있다. 예를 들면 감속 영역 내에서의 통지 음량을 1로 하였을 때에, 통지 영역 내에서의 통지 음량은 감속 영역 내에서의 통지 음량보다 작게 설정되어 있다. 이와 같이 영역에 의해 통지 음량을 변경함으로써, 오퍼레이터는 음량의 차이에 의해 장해물이 어느 위치에 존재할지를 직관적으로 이해하는 것이 가능하다.

도 6은 유압 셔블과 장해물과의 사이의 거리와, 감속 계수와의 관계를 나타내는 도면이다. 도 6에 있어서, 가로축의 「거리」는 유압 셔블과 장해물과의 사이의 거리의 약기이다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 통상에서는, 감속 영역 내에 장해물이 존재하는 경우, 거리가 짧아짐에 따라 액추에이터의 감속 계수가 작아지며, 이에 따라 작업기의 움직임이 완만해진다(바꿔 말하면, 작업기의 움직임이 느려진다). 이와 같이 하면, 유압 셔블과 장해물과의 접촉을 방지하는 것이 가능하다.

여기서, 감속 계수란, 조작 레버의 조작량에 의해 결정되는 액추에이터의 요구 속도를 어느 정도 감속시키는지의 정도이다. 그리고, 제한 속도는 요구 속도와 감속 계수의 곱으로 구할 수 있다. 예를 들면, 감속 계수가 1인 경우에는 액추에이터의 요구 속도는 제한되지 않고, 감속 계수가 0인 경우에는 제한 속도가 0이 되어, 액추에이터의 동작은 정지하게 된다.

도 7은 운전 지원 기능과 관련된 제어 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 제어 장치(27)의 운전 지원 기능은, 감속 계수 연산부(40), 요구 속도 연산부(41), 제한 속도 연산부(42) 및 유량 제어 밸브 제어부(43)에 의해 실현되고 있다.

감속 계수 연산부(40)는, 검지 장치(25a~25d)로부터의 검지 정보에 의거하여 감속 계수를 연산한다. 요구 속도 연산부(41)는, 조작 레버(32)로부터의 조작량(즉, 조작 레버(32)로부터 출력된 조작 신호)에 의거하여 각 액추에이터의 요구 속도를 연산한다. 제한 속도 연산부(42)는, 감속 계수 연산부(40)가 출력한 감속 계수와 요구 속도 연산부(41)가 출력한 요구 속도를 곱셈함으로써, 각 액추에이터의 제한 속도를 연산한다.

유량 제어 밸브 제어부(43)는, 제한 속도 연산부(42)가 출력한 제한 속도에 의거하여 각 액추에이터에 대응하는 유량 제어 밸브의 제어량을 연산하고, 또한 각 액추에이터에 대응하는 전자 비례 감압 밸브로의 제어 지령을 출력한다.

도 8은 제어 장치의 운전 지원 기능의 제어 처리를 나타내는 플로우 차트이다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 단계 S101에서는, 제어 장치(27)는 검지 장치(25a~25d)로부터의 출력이 있는지 여부를 판정한다. 출력이 없다고 판정된 경우, 제어 처리는 종료된다. 한편, 출력이 있다고 판정된 경우, 제어 처리는 단계 S102로 진행된다. 단계 S102에서는, 제어 장치(27)는 장해물이 감속 영역(39) 내에 존재하는지 여부를 판정한다.

장해물이 감속 영역(39) 내에 존재하지 않는다고 판정한 경우, 제어 장치(27)는 통지음을 출력하는 제어 지령을 버저(28)에 송신하고, 버저(28)는, 예를 들면 도 5에 나타내는 바와 같이 설정된 통지 음량으로 통지음을 발한다(단계 S105 참조). 이에 따라, 제어 처리가 종료된다. 한편, 장해물이 감속 영역(39) 내에 존재한다고 판정된 경우, 제어 처리는 단계 S103으로 진행된다. 단계 S103에서는, 감속 계수 연산부(40)는, 예를 들면 도 6에 나타내는 바와 같이 장해물과의 거리에 의거하여 각 액추에이터의 감속 계수를 연산한다.

단계 S103에 이어지는 단계 S104에서는, 제어 장치(27)는, 제한 속도에서의 제어 지령과 통지음을 각각 출력한다. 보다 구체적으로는, 이 때, 요구 속도 연산부(41)는 조작 레버(32)로부터의 조작량에 의거하여 각 액추에이터의 요구 속도를 연산하고, 제한 속도 연산부(42)는 감속 계수 연산부(40)가 출력한 감속 계수와 요구 속도 연산부(41)가 출력한 요구 속도를 곱셈함으로써 각 액추에이터의 제한 속도를 연산한다.

유량 제어 밸브 제어부(43)는, 제한 속도 연산부(42)가 출력한 제한 속도에 의거하여 각 액추에이터의 유량 제어 밸브의 제어량을 연산하고, 각 액추에이터에 대응한 전자 비례 감압 밸브에 제어 지령을 출력한다. 그리고, 제어 장치(27)는 통지음을 출력하는 제어 지령을 버저(28)에 송신한다. 이에 따라, 버저(28)는, 예를 들면 도 5에 나타내는 바와 같이 설정된 통지 음량으로 통지음을 발한다. 단계 S104가 끝나면, 일련의 제어 처리가 종료된다.

[유압 셔블의 작업 지원 기능에 대하여]

이어서, 유압 셔블(1)의 작업 지원 기능에 대하여 설명한다. 유압 셔블(1)의 작업 지원 기능은, 유압 셔블(1)의 자세 정보에 의거하여 실현되고 있다. 이하, 도 9 및 도 10을 참조하여, 먼저 본 실시 형태와 관련된 유압 셔블(1)의 자세 정보를 설명한다.

도 9는 유압 셔블의 자세 정보를 설명하기 위한 측면도이다. 도 9에 나타내는 좌표계는, 유압 셔블(1)의 기준 위치(P0)를 원점, 수평 방향을 X축, 연직 방향을 Z축으로 한 로컬 좌표계이다. 또한, 글로벌 좌표계에 있어서의 유압 셔블(1)의 기준 위치(P0)는, 제 1 GNSS 안테나(23) 및 제 2 GNSS 안테나(24)의 정보로부터 구할 수 있다.

도 9에 나타내는 바와 같이, 유압 셔블(1)의 기준 위치(P0)에서부터 붐 핀(P1)까지의 거리는 L0이다. 기준 위치(P0) 및 붐 핀(P1)을 연결하는 선분과, 차체(1A)의 수직 방향(바꿔 말하면, 차체(1A)의 상하 방향)이 이루는 각도는 θ0이다. 붐(8)의 길이, 즉, 붐 핀(P1)에서부터 아암 핀(P2)까지의 거리는 L1이다. 아암(9)의 길이, 즉, 아암 핀(P2)에서부터 버킷 핀(P3)까지의 거리는 L2이다. 버킷(10)의 길이, 즉, 버킷 핀(P3)에서부터 버킷 갈고리끝(P4)까지의 거리는 L3이다.

또한, 로컬 좌표계에 있어서의 차체(1A)의 경사, 즉 Z축과 차체(1A)의 수직 방향이 이루는 각도는 θ4이며, 이하, 그것을 차체 전후 경사 θ4라고 한다. 그리고, 붐 핀(P1) 및 아암 핀(P2)을 연결하는 선분과, 차체(1A)의 수직 방향이 이루는 각도가 θ1이며, 이하, 그것을 붐 각도 θ1이라고 한다. 또한, 아암 핀(P2) 및 버킷 핀(P3)을 연결하는 선분과, 붐 핀(P1) 및 아암 핀(P2)을 연결하는 선분이 이루는 각도가 θ2이며, 이하, 그것을 아암 각도 θ2라고 한다. 또한, 버킷 핀(P3) 및 버킷 갈고리끝(P4)을 연결하는 선분과, 아암 핀(P2) 및 버킷 핀(P3)을 연결하는 선분이 이루는 각도가 θ3이며, 이하, 그것을 버킷 각도 θ3이라고 한다.

따라서, 예를 들면 버킷 갈고리끝(P4)을 작업 지원의 제어 대상으로 한 경우, 기준 위치(P0)에 대한 버킷 갈고리끝(P4)의 좌표(즉, 로컬 좌표계에 있어서의 좌표)는, 기준 위치(P0)에서부터 붐 핀(P1)까지의 거리(L0), 기준 위치(P0) 및 붐 핀(P1)을 연결하는 선분과 차체(1A)의 수직 방향이 이루는 각도(θ0), 차체 전후 경사(θ4), 붐 길이(L1), 붐 각도(θ1), 아암 길이(L2), 아암 각도(θ2), 버킷 길이(L3), 버킷 각도(θ3)에 의거하여 삼각 함수를 이용하여 구하는 것이 가능하다.

또한, 예를 들면 아암 실린더(12)의 로드측(즉, 아암(9)에 인접하는 측)의 핀(P5)을 제어점으로 한 경우, 핀(P5)의 좌표는, 상기 서술한 각 값에 더해 아암 핀(P2)에서부터 암 실린더 로드측의 핀(P5)까지의 거리(L5), 붐 핀(P1) 및 아암 핀(P2)을 연결하는 선분과 아암 핀(P2) 및 아암 실린더의 로드측의 핀(P5)을 연결하는 선분이 이루는 각도(θ5)에 의거하여, 삼각 함수를 이용하여 구하는 것이 가능하다.

도 10은 유압 셔블의 자세 정보를 설명하기 위한 평면도이다. 도 10에 나타내는 바와 같이, 유압 셔블(1)의 기준 위치(P0)를 기준으로 하여 전후 방향을 X축, 좌우 방향을 Y축으로 하였을 때에, 유압 셔블(1)의 선회 각도(θsw)는, 작업기(7)의 연장 방향과 X축이 이루는 각도이며, 반시계 방향을 정으로 한다.

상기 서술의 로컬 좌표에 있어서의 버킷 갈고리끝(P4)의 좌표는, 기준 위치(P0)에서부터 버킷 갈고리끝(P4)까지의 거리(L)와 선회 각도(θsw)와의 삼각 함수에 의해 구하는 것이 가능하다. 또한, 기준 위치(P0)에서부터 버킷 갈고리끝(P4)까지의 거리(L)는, 상기 서술한 유압 셔블(1)의 자세 정보를 이용한 삼각 함수에 의해 구하는 것이 가능하다.

계속해서, 도 11 및 도 12를 참조하여 작업 지원 기능에 관한 작업 범위를 설명한다.

도 11은 수평 방향에 있어서의 작업 범위를 설명하기 위한 도면이다. 도 11에 나타내는 바와 같이, 유압 셔블(1)의 기준 위치(P0)를 기준으로 하여, 전방 작업 범위 외연(44)과 우측방 작업 범위 외연(45)과 후방 작업 범위 외연(46)과 좌측방 작업 범위 외연(47)에 의해 둘러싸이는 영역(사선으로 나타내는 영역)(50)은, 수평 방향에 있어서의 유압 셔블(1)의 작업 범위이다. 작업 시에, 유압 셔블(1)의 제어점이 작업 범위(50)의 외방으로 일탈하지 않도록, 각 액추에이터는 제어된다.

여기서, 기준 위치(P0)를 기준으로 하므로, 유압 셔블(1)이 주행 동작을 한 경우, 유압 셔블(1)의 이동에 따라 작업 범위(50)도 이동한다. 또한, 작업 범위(50)는 글로벌 좌표로 정의되어도 되고, 그 경우는 유압 셔블(1)이 이동한 경우에도 작업 범위(50)는 고정되어 있다.

도 12는 연직 방향에 있어서의 작업 범위를 설명하기 위한 도면이다. 도 12에 나타내는 바와 같이, 연직 방향에 있어서, 기준 위치(P0)를 기준으로 하여, 상방 작업 범위 외연(48)과 하방 작업 범위 외연(49)과의 사이의 영역(사선으로 나타내는 영역)(50)은, 연직 방향에 있어서의 유압 셔블(1)의 작업 범위이다.

도 13은 모니터에 있어서의 작업 범위의 설정 화면을 나타내는 도면이다. 도 13에 나타내는 바와 같이, 오퍼레이터는, 모니터(31)를 통하여 기준 위치(P0)에서부터 우측방 작업 범위 외연(45), 좌측방 작업 범위 외연(47), 전방 작업 범위 외연(44), 후방 작업 범위 외연(46), 상방 작업 범위 외연(48) 및 하방 작업 범위 외연(49)까지의 거리를 각각 설정하는 것이 가능하다. 즉, 오퍼레이터는 모니터(31)를 통하여 각 값을 입력함으로써 각 거리를 설정한다. 또한, 값의 입력이 없는 경우에는 설정 범위가 무한히 멀어진다. 또한, 값이 입력되지 않은 방향에 관해서는 각 액추에이터는 제어되지 않는다.

도 14는 작업 지원 기능의 감속 계수를 설명하기 위한 도면이다. 도 14의 상단에 나타내는 바와 같이, 예를 들면 버킷 갈고리끝(P4)이 하방 작업 범위 외연(49)에 접근하는 경우, 버킷 갈고리끝(P4)의 좌표는 상기 서술한 유압 셔블(1)의 자세 정보의 삼각 함수에 의해 계산된다. 버킷 갈고리끝(P4)의 Z축의 좌표와 하방 작업 범위 외연(49)의 설정 거리와의 차는, 버킷 갈고리끝(P4)과 하방 작업 범위 외연(49)과의 거리(D)가 된다.

또한, 도 14의 하단에 나타내는 바와 같이, 작업 범위 외연에 접근하는 속도를 감속하는 감속 계수가 거리(D)의 값에 따라 계산되며, 감속 계수를 승산한 제한 속도로 각 액추에이터를 구동함으로써, 유압 셔블(1)의 제어점이 작업 범위로부터 일탈하는 것을 방지하는 것이 가능하다.

또한, 예를 들면, 상방 작업 범위 외연(48)에 대하여, 아암 실린더(12)의 로드측의 핀(P5)을 제어점으로 한 경우에는, 상기 서술한 버킷 갈고리끝(P4)의 경우와 마찬가지의 계산에 의해, 당해 제어점이 작업 범위로부터 일탈하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 복수의 작업점의 동작이 동시에 제한된 경우에는, 제한 속도가 작은 쪽에 따라 각 액추에이터는 제어된다.

도 15는 작업 지원 기능과 관련된 제어 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 15에 나타내는 바와 같이, 제어 장치(27)의 작업 지원 기능은, 거리 연산부(51), 감속 계수 연산부(40), 요구 속도 연산부(41), 제한 속도 연산부(42) 및 유량 제어 밸브 제어부(43)에 의해 실현되고 있다.

요구 속도 연산부(41)는, 조작 레버(32)로부터의 조작량(즉, 조작 레버(32)로부터 출력된 조작 신호)에 의거하여 각 액추에이터의 요구 속도를 연산한다. 거리 연산부(51)는, 제어점의 위치 정보(예를 들면, 제어점의 좌표)와 작업 범위의 정보와 요구 속도 연산부(41)로부터 출력된 요구 속도에 의거하여, 제어점과 작업 범위 외연과의 거리를 연산한다. 여기서, 요구 속도는 제어점의 이동 방향을 계산하기 위해 사용되고 있으며, 제어점의 이동 방향에 있는 작업 범위 외연과의 거리가 연산된다.

감속 계수 연산부(40)는, 거리 연산부(51)로부터 출력된 거리에 의거하여, 각 액추에이터의 감속 계수를 연산한다. 제한 속도 연산부(42)는, 감속 계수 연산부(40)로부터 출력된 감속 계수와 요구 속도 연산부(41)로부터 출력된 요구 속도와 작업 지원 유효/무효 스위치(29)로부터의 출력에 의거하여, 각 액추에이터의 제한 속도를 연산한다. 유량 제어 밸브 제어부(43)는, 제한 속도 연산부(42)로부터 출력된 제한 속도에 의거하여 각 액추에이터에 대응하는 유량 제어 밸브의 제어량을 연산하고, 또한 각 액추에이터에 대응하는 전자 비례 감압 밸브로의 제어 지령을 출력한다.

도 16은 제어 장치의 작업 지원 기능의 제어 처리를 나타내는 플로우 차트이다. 도 16에 나타내는 바와 같이, 단계 S201에서는, 제어 장치(27)는 차체 경사 센서(18), 붐 경사 센서(19), 아암 경사 센서(20), 및 버킷 경사 센서(21)로부터 제어점의 위치 정보를 취득한다. 단계 S201에 이어지는 단계 S202에서는, 제어 장치(27)는, 오퍼레이터가 모니터(31)에 입력하여 설정한 작업 범위(50)의 정보를 취득한다.

단계 S202에 이어지는 단계 S203에서는, 제어 장치(27)는 조작 레버(32)로부터의 조작량을 취득한다. 단계 S203에 이어지는 단계 S204에서는, 요구 속도 연산부(41)는, 단계 S203에서 취득한 조작 레버(32)의 조작량에 의거하여 각 액추에이터의 요구 속도를 연산한다.

단계 S204에 이어지는 단계 S205에서는, 거리 연산부(51)는, 제어점의 위치 정보와 작업 범위(50)의 정보와 요구 속도 연산부(41)로부터 출력된 요구 속도에 의거하여, 제어점과 요구 속도 방향의 작업 범위 외연과의 거리를 연산한다. 단계 S205에 이어지는 단계 S206에서는, 감속 계수 연산부(40)는 단계 S205에서 연산된 거리에 의거하여 각 액추에이터의 감속 계수를 연산한다.

단계 S206에 이어지는 단계 S207에서는, 제어 장치(27)는 작업 지원 기능이 유효한지 여부를 판정한다. 또한, 작업 지원 기능이 유효 또는 무효는, 오퍼레이터에 의한 작업 지원 유효/무효 스위치(29)로의 조작에 의해 전환된다. 그리고, 작업 지원 기능이 유효하지 않다고 판정된 경우(즉, 작업 지원 기능이 무효로 전환된 경우), 제어 처리는 단계 S209로 진행된다. 단계 S209에서는, 제어 장치(27)는, 단계 S204에서 연산된 각 액추에이터의 요구 속도를 출력한다.

한편, 작업 지원 기능이 유효하다고 판정된 경우(즉, 작업 지원 기능이 유효로 전환된 경우), 제어 처리는 단계 S208로 진행된다. 단계 S208에서는, 제한 속도 연산부(42)는, 단계 S204에서 연산된 요구 속도와 단계 S206에서 연산된 감속 계수 등에 의거하여 각 액추에이터의 제한 속도를 연산하여, 출력한다.

단계 S208 또는 단계 S209에 이어지는 단계 S210에서는, 유량 제어 밸브 제어부(43)는, 단계 S208에서 출력된 제한 속도 또는 단계 S209에서 출력된 요구 속도에 의거하여, 각 액추에이터에 대응하는 유량 제어 밸브의 제어량을 연산하고, 또한 각 액추에이터에 대응하는 전자 비례 감압 밸브로의 제어 지령을 출력한다. 단계 S210이 끝나면, 일련의 제어 처리가 종료된다.

[유압 셔블의 운전 지원 기능 및 작업 지원 기능에 대하여]

이어서, 유압 셔블(1)의 운전 지원 기능 및 작업 지원 기능에 대하여 설명한다.

도 17은 통지 영역, 감속 영역 및 작업 범위가 설정된 경우를 설명하기 위한 도면이다. 도 17에 있어서, 사선으로 나타내는 영역(39)은 감속 영역이며, 네모난 테두리로 둘러싼 영역(38)은 통지 영역이고, 사선으로 나타내는 영역(50)은 작업 범위이다. 도 17의 예에서는, 통지 영역(38)과 감속 영역(39)은, 작업 범위(50)와 겹치는 영역과, 작업 범위(50)와 겹치지 않는 영역을 각각 가진다.

도 18은 실시 형태에 있어서의 유압 셔블과 장해물과의 사이의 거리와, 통지 음량과의 관계를 나타내는 도면이다. 도 18에 있어서, 가로축의 「거리」는 유압 셔블과 장해물과의 사이의 거리의 약기이다. 도 18에 나타내는 바와 같이, 작업 범위 외연보다 먼 거리에 있어서의 통지 영역에 있어서, 작업 범위가 설정되어 있지 않은 경우(바꿔 말하면, 작업 지원 기능이 무효로 전환된 경우)보다 작업 범위가 설정되어 있는 경우(바꿔 말하면, 작업 지원 기능이 유효로 전환된 경우)의 쪽은 통지 음량이 작아지도록 설정되어 있다.

이와 같이 하면, 작업 범위가 설정되어 있지 않은 경우에 비해 작업 범위가 설정되어 있는 경우에, 작업 범위 밖에서의 통지 기능(운전 지원 기능)이 억제된다 (즉, 통지 음량을 작게 한다). 적합하게는, 작업 범위 외연보다 먼 거리에 있어서의 통지 영역에 있어서, 장해물과 작업 범위 외연과의 거리가 작을수록, 통지 기능의 억제 정도가 작아진다. 바꿔 말하면, 장해물과 작업 범위 외연과의 거리가 작을수록, 통지 음량의 하락폭이 작아진다.

도 19는 실시 형태에 있어서의 유압 셔블과 장해물과의 사이의 거리와, 감속 계수와의 관계를 나타내는 도면이다. 도 19에 있어서, 가로축의 「거리」는 유압 셔블과 장해물과의 사이의 거리의 약기이다. 도 19에 나타내는 바와 같이, 작업 범위 외연보다 먼 거리에 있어서의 감속 영역에 있어서, 작업 범위가 설정되어 있지 않은 경우(바꿔 말하면, 작업 지원 기능이 무효로 전환된 경우)보다 작업 범위가 설정되어 있는 경우(바꿔 말하면, 작업 지원 기능이 유효로 전환된 경우)의 쪽은 감속 계수가 커지도록 설정되어 있다.

이와 같이 함으로써, 작업 범위가 설정되어 있지 않은 경우에 비해 작업 범위가 설정되어 있는 경우에, 작업 범위 밖에서의 감속 기능(운전 지원 기능)이 억제된다(즉, 감속도를 약화시킨다). 적합하게는, 작업 범위 외연보다 먼 거리에 있어서의 통지 영역에 있어서, 장해물과 작업 범위 외연과의 거리가 작을수록, 감속 기능의 억제 정도가 작아진다. 즉, 장해물과 작업 범위 외연과의 거리가 작을수록, 감속도를 약화시켜 간다.

도 20은 실시 형태에 있어서의 운전 지원 기능 및 작업 지원 기능과 관련된 제어 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 20에 나타내는 바와 같이, 제어 장치(27)의 운전 지원 기능 및 작업 지원 기능은, 감속 계수 연산부(40), 요구 속도 연산부(41), 제한 속도 연산부(42) 및 유량 제어 밸브 제어부(43)에 의해 실현되고 있다.

감속 계수 연산부(40)는, 검지 장치(25a~25d)로부터의 검지 정보, 작업 범위(50)의 정보 및 작업 지원 유효/무효 스위치(29)로부터의 출력에 의거하여, 각 액추에이터의 감속 계수를 연산한다. 요구 속도 연산부(41)는, 조작 레버(32)로부터의 조작량에 의거하여 각 액추에이터의 요구 속도를 연산한다.

제한 속도 연산부(42)는, 감속 계수 연산부(40)로부터 출력된 감속 계수와 요구 속도 연산부(41)로부터 출력된 요구 속도에 의거하여, 각 액추에이터의 제한 속도를 연산한다. 유량 제어 밸브 제어부(43)는, 제한 속도 연산부(42)가 출력한 제한 속도에 의거하여 각 액추에이터에 대응하는 유량 제어 밸브의 제어량을 연산하고, 또한 각 액추에이터에 대응하는 전자 비례 감압 밸브로의 제어 지령을 출력한다.

도 21은 제어 장치의 운전 지원 기능 및 작업 지원 기능의 제어 처리를 나타내는 플로우 차트이다. 도 21에 나타내는 바와 같이, 단계 S301에서는, 제어 장치(27)는 검지 장치(25a~25d)로부터의 출력이 있는지 여부를 판정한다. 출력이 없다고 판정된 경우, 제어 처리는 종료된다. 한편, 출력이 있다고 판정된 경우, 제어 처리는 단계 S302로 진행된다. 단계 S302에서는, 제어 장치(27)는 작업 지원 기능이 유효한지 여부를 판정한다. 이 때, 제어 장치(27)는 작업 지원 유효/무효 스위치(29)로부터 출력된 신호에 의거하여 판정을 행한다.

작업 지원 기능이 유효하지 않다고 판정된 경우(즉, 작업 지원 기능이 무효로 전환된 경우 혹은 작업 범위가 설정되어 있지 않은 경우), 제어 처리는 후술의 단계 S304로 진행된다. 한편, 작업 지원 기능이 유효하다고 판정된 경우(즉, 작업 지원 기능이 유효로 전환된 경우 혹은 작업 범위가 설정되어 있는 경우), 제어 처리는 단계 S303으로 진행된다. 단계 S303에서는, 제어 장치(27)는 장해물이 작업 범위(50) 내에 존재하는지 여부를 판정한다. 그리고, 장해물이 작업 범위(50) 내에 존재하지 않는다고 판정된 경우, 제어 처리는 후술의 단계 S308로 진행된다.

한편, 장해물이 작업 범위(50) 내에 존재한다고 판정된 경우, 제어 처리는 단계 S304로 진행된다. 단계 S304에서는, 제어 장치(27)는 장해물이 감속 영역(39) 내에 존재하는지 여부를 판정한다. 그리고, 장해물이 감속 영역(39) 내에 존재하지 않는다고 판정한 경우, 제어 장치(27)는 통상의 통지음을 출력하는 제어 지령을 버저(28)에 송신하고, 버저(28)는 설정된 통지 음량으로 통지음을 발한다(단계 S307 참조). 이에 따라, 제어 처리가 종료된다. 또한, 여기서의 「통상의 통지음」은, 상기 서술한 운전 지원의 제어 처리의 단계 S105에서 설정된 통지음이며, 즉 도 5에 나타내는 바와 같이 통상의 운전 지원 시에 설정된 통지음이다.

한편, 단계 S304에 있어서 장해물이 감속 영역(39) 내에 존재한다고 판정된 경우, 제어 처리는 단계 S305로 진행된다. 단계 S305에서는, 감속 계수 연산부(40)는, 장해물과의 거리에 의거하여 각 액추에이터에 있어서의 통상의 감속 계수를 연산한다. 여기서의 「통상의 감속 계수」는, 상기 서술한 운전 지원의 제어 처리의 단계 S103에서 연산된 감속 계수이며, 즉 도 6에 나타내는 바와 같이 통상의 운전 지원 시의 감속 계수이다.

단계 S305에 이어지는 단계 S306에서는, 제어 장치(27)는, 제한 속도에서의 제어 지령과 통상의 통지음을 각각 출력한다. 보다 구체적으로는, 이 때, 요구 속도 연산부(41)는 조작 레버(32)로부터의 조작량에 의거하여 각 액추에이터의 요구 속도를 연산하고, 제한 속도 연산부(42)는 감속 계수 연산부(40)로부터 출력된 감속 계수와 요구 속도 연산부(41)로부터 출력된 요구 속도에 의거하여 각 액추에이터의 제한 속도를 연산한다.

유량 제어 밸브 제어부(43)는, 제한 속도 연산부(42)가 출력한 제한 속도에 의거하여 각 액추에이터에 대응하는 유량 제어 밸브의 제어량을 연산하고, 각 액추에이터에 대응하는 전자 비례 감압 밸브로의 제어 지령을 출력한다. 그리고, 제어 장치(27)는 통지음을 출력하는 제어 지령을 버저(28)에 송신한다. 이에 따라, 버저(28)는, 예를 들면 도 5에 나타내는 바와 같이 설정된 통상의 통지음을 발한다. 단계 S306이 끝나면, 일련의 제어 처리가 종료된다.

한편, 상기 서술한 단계 S303에 있어서 장해물이 작업 범위 내에 존재하지 않는다고 판정된 경우, 제어 처리는 단계 S308로 진행된다. 단계 S308에서는, 제어 장치(27)는 장해물이 감속 영역(39) 내에 존재하는지 여부를 판정한다. 그리고, 장해물이 감속 영역(39) 내에 존재하지 않는다고 판정한 경우, 제어 장치(27)는 억제된 통지음을 출력하는 제어 지령을 버저(28)에 송신하고, 버저(28)는 억제된 통지음을 발한다(단계 S311 참조). 이에 따라, 제어 처리가 종료된다. 또한, 여기서의 「억제된 통지음」은, 통지 음량이 통상의 운전 지원 시에 설정된 통지음보다 작은 통지음이며, 예를 들면 도 18에 나타내는 바와 같이 설정된 음량의 통지음이다.

한편, 단계 S308에 있어서 장해물이 감속 영역(39) 내에 존재한다고 판정된 경우, 제어 처리는 단계 S309로 진행된다. 단계 S309에서는, 감속 계수 연산부(40)는, 장해물과의 거리에 의거하여 각 액추에이터의 억제된 감속 계수를 연산한다. 여기서의 「억제된 감속 계수」는, 통상의 운전 지원 시의 감속 계수보다 큰 감속 계수(즉, 감속의 정도를 작게 하는 것)이며, 예를 들면 도 19에 나타내는 바와 같이 설정된 감속 계수이다.

단계 S309에 이어지는 단계 S310에서는, 제어 장치(27)는, 제한 속도에서의 제어 지령과 억제된 통지음을 각각 출력한다. 보다 구체적으로는, 이 때, 요구 속도 연산부(41)는 조작 레버(32)로부터의 조작량에 의거하여 각 액추에이터의 요구 속도를 연산하고, 제한 속도 연산부(42)는 감속 계수 연산부(40)로부터의 억제된 감속 계수와 요구 속도 연산부(41)로부터 출력된 요구 속도에 의거하여 각 액추에이터의 제한 속도를 연산한다.

유량 제어 밸브 제어부(43)는, 제한 속도 연산부(42)가 출력한 제한 속도에 의거하여 각 액추에이터에 대응하는 유량 제어 밸브의 제어량을 연산하여, 각 액추에이터에 대응하는 전자 비례 감압 밸브로의 제어 지령을 출력한다. 그리고, 제어 장치(27)는 억제된 통지음을 출력하는 제어 지령을 버저(28)에 송신한다. 이에 따라, 버저(28)는 억제된 통지음을 발한다. 단계 S310이 끝나면, 일련의 제어 처리가 종료된다.

본 실시 형태와 관련된 유압 셔블(1)에 의하면, 작업 지원 기능이 유효하다고 판정된 경우에 있어서, 장해물이 감속 영역(39) 내여도 작업 범위(50) 밖에 존재할 때에, 제어 장치(27)는 작업 지원 기능이 무효라고 판정된 경우와 비해, 각 액추에이터의 감속 계수와 통지음을 억제함으로써, 오퍼레이터의 번거로움을 저감하여, 작업 효율의 저하를 막을 수 있다.

추가로, 작업 지원 기능이 유효하다고 판정된 경우에 있어서, 장해물이 작업 범위(50) 밖이고 또한 감속 영역(39) 밖에 존재할 때에, 제어 장치(27)는 작업 지원 기능이 무효하다고 판정된 경우와 비해, 통지음을 억제함으로써, 오퍼레이터의 번거로움을 저감하여, 작업 효율의 저하를 방지할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시 형태에 대하여 상세하게 설명했지만, 본 발명은, 상기의 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 특허청구의 범위에 기재된 본 발명의 정신을 일탈하지 않는 범위에서, 다양한 설계 변경을 행할 수 있는 것이다.

1 유압 셔블
7 작업기
25a 전방 검지 장치
25b 우측방 검지 장치
25c 후방 검지 장치
25d 좌측방 검지 장치
26a 전방 검지 범위
26b 우측방 검지 범위
26c 후방 검지 범위
26d 좌측방 검지 범위
27 제어 장치
28 버저
29 작업 지원 유효/무효 스위치
30 자세 센서
31 모니터
32 조작 레버
38 통지 영역
39 감속 영역
44 전방 작업 범위 외연
45 우측방 작업 범위 외연
46 후방 작업 범위 외연
47 좌측방 작업 범위 외연
48 상방 작업 범위 외연
49 하방 작업 범위 외연
50 작업 범위
51 거리 연산부

Claims

작업 프론트인 작업기와, 주위의 장해물을 검지하는 검지 장치와, 적어도 상기 작업기의 동작을 제어하는 제어 장치를 구비하는 작업 기계에 있어서,
상기 제어 장치는, 상기 검지 장치에서 검지된 장해물이 미리 설정된 감시 범위 내에 존재할 때에 상기 작업기를 감속하거나, 또는 오퍼레이터에게 통지하고, 혹은 그 양방의 제어를 행하는 운전 지원 기능과, 상기 작업기가 미리 설정된 작업 범위 밖으로 일탈하는 것을 방지하는 작업 지원 기능을 가지고,
상기 작업 지원 기능은 유효와 무효로 전환 가능하게 되며,
상기 작업 지원 기능이 유효로 전환된 경우, 상기 제어 장치는, 상기 감시 범위 내여도 상기 작업 범위 밖에서 검출된 장해물에 대해서는, 상기 작업 지원 기능이 무효로 전환된 경우에 비해 상기 운전 지원 기능을 억제하는 것을 특징으로 하는 작업 기계.
제 1 항에 있어서,
상기 제어 장치는, 상기 검지 장치에서 검지된 장해물과 상기 작업 범위의 외연과의 거리에 의거하여, 상기 운전 지원 기능의 억제 정도를 변경하는 것을 특징으로 하는 작업 기계.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제어 장치는, 상기 검지 장치에서 검지된 장해물과 상기 작업 범위의 외연과의 거리가 작을수록, 상기 운전 지원 기능의 억제 정도를 작게 하는 것을 특징으로 하는 작업 기계.