KR20220007144A - 작업 기계 및 작업 기계의 제어 방법 - Google Patents

작업 기계 및 작업 기계의 제어 방법 Download PDF

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다케시 오이
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가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼
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Abstract

작업 기계는, 작업기와, 작동유에 의해 작업기를 동작시키는 유압 실린더와, 유압 회로를 통하여 유압 실린더에 작동유를 공급하는 유압 펌프와, 유압 회로의 릴리프 압력을, 제1 설정 압력 및 제1 설정 압력보다 높은 제2 설정 압력 중 어느 하나로 설정 가능한 릴리프 밸브와, 작업기의 제어 상태가 굴삭 상태인지 아닌지를 판단하는 상태 판단부와, 유압 회로의 작동유의 압력 및 작업기의 속도 중 적어도 한쪽을 검출하는 검출부와, 작업기의 제어 상태가 굴삭 상태인 경우에, 유압 회로의 작동유의 압력 및 작업기의 속도 중 적어도 한쪽의 검출값에 기초하여 릴리프 밸브의 릴리프 압력을 제1 설정 압력으로부터 제2 설정 압력으로 변경하는 릴리프 압력 변경부를 구비한다.

Description

작업 기계 및 작업 기계의 제어 방법
본 개시는, 작업 기계의 굴삭 제어에 관한 것이다.
종래, 유압 셔블 등의 작업 차량이 알려져 있다. 예를 들면, 국제공개 제2017/138070호(특허문헌 1)에는, 유압 펌프로부터의 작동유를 유압(油壓) 회로를 통하여 붐, 암 및 버킷을 구동하는 컨트롤 밸브에 공급하여, 이들 붐, 암 및 버킷을 작동시키는 구성이 개시되어 있다.
이러한 점에서, 특허문헌 1의 유압 셔블에는, 유압 회로의 릴리프 밸브의 릴리프 압력(relief pressure)을 변경하여 파워 업하는 기능이 형성되어 있다.
국제공개 제2017/138070호
한편, 특허문헌 1의 유압 셔블은, 호이스트(hoist) 선회 시에 파워 업하는 기능이며, 굴삭 부하가 높은 굴삭 제어 중에 파워 업하는 기능이 아니다. 이로써, 굴삭 제어가 정상적으로 동작하지 않을 가능성이 있다.
본 개시의 목적은, 굴삭 부하가 높은 굴삭 제어가 실행되는 경우에는 파워 업시키는 것이 가능한 작업 기계 및 작업 기계의 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 개시의 한 측면에 따르는 작업 기계는, 작업기와, 작동유에 의해 작업기를 동작시키는 유압 실린더와, 유압 회로를 통하여 유압 실린더에 작동유를 공급하는 유압 펌프와, 유압 회로의 릴리프 압력을, 제1 설정 압력 및 제1 설정 압력보다 높은 제2 설정 압력 중 어느 하나로 설정 가능한 릴리프 밸브와, 작업기의 제어 상태가 굴삭 상태인지 아닌지를 판단하는 상태 판단부와, 유압 회로의 작동유의 압력 및 작업기의 속도 중 적어도 한쪽을 검출하는 검출부와, 작업기의 제어 상태가 굴삭 상태인 경우에, 유압 회로의 작동유의 압력 및 작업기의 속도 중 적어도 한쪽의 검출값에 기초하여 릴리프 밸브의 릴리프 압력을 제1 설정 압력으로부터 제2 설정 압력으로 변경하는 릴리프 압력 변경부를 구비한다.
본 개시의 한 측면에 따르는 작업 기계의 제어 방법은, 작업기의 제어 상태가 굴삭 상태인지 아닌지를 판단하는 단계와, 작업기의 제어 상태가 굴삭 상태인 경우에 작업기를 동작시키는 유압 실린더에 유압 회로를 통하여 공급되는 작동유의 압력 및 작업기의 속도 중 적어도 한쪽을 검출하는 단계와, 유압 회로의 작동유의 압력 및 작업기의 속도 중 적어도 한쪽의 검출값에 기초하여 유압 회로의 릴리프 밸브의 릴리프 압력을 제1 설정 압력으로부터 제1 설정 압력보다 높은 제2 설정 압력으로 변경하는 단계를 포함한다.
본 개시의 작업 기계 및 작업 기계의 제어 방법은, 굴삭 부하가 높은 굴삭 제어가 실행되는 경우에는 파워 업시키는 것이 가능하다.
[도 1] 실시형태에 기초한 작업 기계(100)의 외관도이다.
[도 2] 실시형태에 기초한 작업 기계(100)의 제어계의 구성을 설명하는 도면이다.
[도 3] 실시형태에 기초한 작업 기계(100)의 펌프 컨트롤러(34)의 기능 블록을 설명하는 도면이다.
[도 4] 실시형태에 따르는 펌프 컨트롤러(34)의 제어 플로를 설명하는 도면이다.
[도 5] 실시형태에 따르는 펌프 흡수 토크와 엔진 회전수의 관계를 설명하는 도면이다.
이하, 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 이하의 설명에서는, 동일 부품에는, 동일한 부호를 붙이고 있다. 이들의 명칭 및 기능이 동일하다. 따라서, 이들에 대한 상세한 설명에 대해서는 반복하지 않는다.
<작업 기계의 전체 구성>
도 1은, 실시형태에 기초한 작업 기계(100)의 외관도이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 개시의 사상을 적용 가능한 작업 기계로서 유압에 의해 작동하는 작업기(2)를 구비하는 유압 셔블을 예로 들어 설명한다.
유압 셔블은 차량 본체(1)와 작업기(2)를 구비한다.
차량 본체(1)는 선회체(旋回體)(3)와, 운전실(4)과, 주행 장치(5)를 가진다.
선회체(3)는 주행 장치(5) 상에 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)에 있어서 유압 셔블을 조작한다. 주행 장치(5)는 한 쌍의 크롤러 벨트(crawler belt)(5Cr)를 가진다. 크롤러 벨트(5Cr)의 회전에 의해, 유압 셔블이 주행한다. 주행 장치(5)는 차륜(타이어)로 구성되어 있어도 된다.
실시형태에서는, 운전석(4S)에 착석한 오퍼레이터를 기준으로 하여 각 부의 위치 관계에 대하여 설명한다. 전후 방향이란, 운전석(4S)에 착석한 오퍼레이터의 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 오퍼레이터에 정면에 정대(正對)하는 방향을 전방향(前方向)으로 하고, 전방향과는 반대인 방향을 후방향(後方向)으로 한다. 운전석(4S)에 착석한 오퍼레이터가 정면에 정대했을 때 우측, 좌측을 각각 우방향, 좌방향으로 한다.
선회체(3)는, 엔진이 수용되는 엔진 룸(9)과, 선회체(3)의 후부에 설치되는 카운터 웨이트를 가진다. 선회체(3)에 있어서, 엔진 룸(9)의 전방에 난간(19)이 설치된다. 엔진 룸(9)에는, 엔진 및 유압 펌프 등이 배치되어 있다.
작업기(2)는 선회체(3)에 지지된다. 작업기(2)는 붐(6)과, 암(7)과, 버킷(8)과, 붐 실린더(10)와, 암 실린더(11)와, 버킷 실린더(12)를 가진다.
붐(6)은 붐 핀(13)을 통하여 선회체(3)에 접속된다. 암(7)은 암 핀(14)을 통하여 붐(6)에 접속된다. 버킷(8)은 버킷 핀(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 풋(foot)]과 선회체(3)가 접속된다. 붐(6)의 선단부[붐 탑(top)]과 암(7)의 기단부(암 풋)이 접속된다. 암(7)의 선단부(암 탑)과 버킷(8)의 기단부가 접속된다. 붐 실린더(10), 암 실린더(11) 및 버킷 실린더(12)는 모두, 작동유에 의해 구동되는 유압 실린더다.
붐(6)은, 중심축인 붐 핀(13)을 중심으로 선회체(3)에 대하여 회전 가능하다. 암(7)은, 붐 핀(13)과 평행한 중심축인 암 핀(14)을 중심으로 붐(6)에 대하여 회전 가능하다. 버킷(8)은, 붐 핀(13) 및 암 핀(14)과 평행한 중심축인 버킷 핀(15)을 중심으로 암(7)에 대하여 회전 가능하다.
그리고, 버킷(8), 작업기(2)는, 본 개시의 「버킷」, 「작업기」의 일례이다.
[제어계의 구성]
도 2는, 실시형태에 기초한 작업 기계(100)의 제어계의 구성을 설명하는 도면이다.
도 2를 참조하여, 작업 기계(100)는 붐 실린더(10)와, 암 실린더(11)와, 버킷 실린더(12)와, 선회 모터(24)와, 컨트롤러(26)와, 엔진 컨트롤러(30)와, 엔진(38)과, 유압 펌프(40)와, 메인 밸브(25)와, 릴리프 밸브(44)와, 펌프 압력 센서(32)와, 펌프 컨트롤러(34)와, 자기압력(self-pressure) 감압 밸브(46)와, EPC 밸브(50)를 구비하고 있다.
엔진(38)은 예를 들면 디젤식의 엔진이며, 엔진 컨트롤러(30)의 제어에 따라서 제어된다. 구체적으로는, 엔진 컨트롤러(30)는, 도시하지 않은 연료 분사 장치로부터의 연료의 분사량을 제어함으로써, 엔진(38)의 출력 토크와 회전수를 제어한다.
유압 펌프(40)는 엔진(38)에 의해 구동되고, 작동유를 토출한다. 유압 펌프(40)는, 엔진(38)의 회전수에 따라 작동유의 토출량을 변화시키는 고정 용량형의 유압 펌프이다. 그리고, 본 예에 있어서는, 1개의 유압 펌프(40)를 사용한 구성에 대하여 설명하지만, 특별히 이것에 한정되지 않고 복수의 유압 펌프를 사용한 구성하는 것도 가능하다.
메인 밸브(25)는 유압 펌프(40)로부터 공급되는 작동유를 받고, 붐 실린더(10), 암 실린더(11), 버킷 실린더(12) 및 선회 모터(24)에 각각 작동유를 분배하여 공급한다.
컨트롤러(26)는 EPC 밸브(50)에 지령 전류를 출력한다. EPC 밸브(50)는, 컨트롤러(26)로부터의 지령 전류에 따라서, 메인 밸브(25)를 제어한다.
실시형태에 따르는 컨트롤러(26)는, CPU(Central Processing Unit) 및 메모리 등으로 구성되고, 메모리에 저장되어 있는 제어 프로그램을 실행함으로써, 작업기(2)를 제어한다. 일례로서, 메모리에는, 작업기(2)를 자동제어하여 복수의 작업 공정을 실행하는 제어 프로그램이 저장되어 있다. 구체적으로는, 복수의 작업 공정으로서, 작업 지형에 대하여 작업기(2)를 사용하여 굴삭 동작을 실행하는 굴삭 공정, 선회체(3)에 의해 선회 동작하는 선회 공정, 굴삭 동작에 의해 버킷(8)에 옮겨진 굴삭 대상물에 대하여 작업기(2)를 사용하여 배토(排土) 동작하는 배토 공정을 포함한다.
컨트롤러(26)는, 자동 제어의 복수의 작업 공정의 각 작업 공정을 나타낸 상태 데이터를 메모리에 유지하고 또한, 해당 상태 데이터를 펌프 컨트롤러(34)에 출력한다. 일례로서, 컨트롤러(26)는 자동굴삭 상태 데이터, 자동선회 상태 데이터, 자동배토 상태 데이터 중 적어도 어느 하나의 상태 데이터를 유지하고 또한, 해당 상태 데이터를 펌프 컨트롤러(34)에 출력한다. 펌프 컨트롤러(34)는 컨트롤러(26)로부터 출력된 상태 데이터에 기초하여, 예를 들면 자동굴삭 상태인 것을 판단하는 것이 가능하다.
그리고, 본 예에 있어서는, 컨트롤러(26)가 상태 데이터를 출력하는 경우에 대하여 설명하지만 특별히 이것에 한정되지 않고, 펌프 컨트롤러(34)가 컨트롤러(26)에 액세스하여 메모리에 저장된 상태 데이터를 취득하도록 해도 된다.
유압 펌프(40)로부터 출력된 작동유는, 자기압력 감압 밸브(46)에 의해 일정한 압력으로 감소되어 파일럿용에 공급된다.
펌프 압력 센서(32)는, 유압 펌프(40)와 메인 밸브(25) 사이의 유압 회로 내의 작동유의 압력을 검출한다.
릴리프 밸브(44)는 유압 펌프(40)와, 메인 밸브(25) 사이의 유로를 가지는 유압 회로에 접속되고 있다. 또한, 릴리프 밸브(44)는, 유압 회로가 소정의 릴리프 압력보다 높은 경우에는 개방되어 작동유를 탱크로 흐르게 한다. 릴리프 밸브(44)에 의해 유압 회로를 흐르는 작동유의 압력을 소정의 압력 이하로 보상(補償)하는 것이 가능하게 된다. 릴리프 밸브(44)는, 소정의 릴리프 압력을 제1 설정 압력 혹은 제1 설정 압력보다 높은 제2 설정 압력으로 변경 가능하게 설치되어 있다.
펌프 컨트롤러(34)는, 펌프 압력 센서(32)에 의해 검출된 유압 회로의 작동유의 압력의 데이터의 입력을 받는다. 펌프 컨트롤러(34)는 붐 실린더(10), 암 실린더(11), 버킷 실린더(12)로부터의 실린더 길이의 데이터의 입력을 받는다. 펌프 컨트롤러(34)는 컨트롤러(26)로부터 자동 제어의 상태에 관한 데이터의 입력을 받는다. 펌프 컨트롤러(34)는, 펌프 압력 센서(32)에 의해 검출된 유압 회로의 작동유의 압력의 데이터, 붐 실린더(10), 암 실린더(11), 버킷 실린더(12)로부터의 실린더 길이의 데이터, 자동 제어의 상태에 관한 데이터에 기초하여 릴리프 밸브(44)의 릴리프 압력을 조정한다.
그리고, 유압 펌프(40), 릴리프 밸브(44) 및 붐 실린더(10), 암 실린더(11), 버킷 실린더(12)는, 본 개시의 「유압 펌프」, 「릴리프 밸브」 및 「유압 실린더」의 일례이다.
도 3은, 실시형태에 기초한 작업 기계(100)의 펌프 컨트롤러(34)의 기능 블록을 설명하는 도면이다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 펌프 컨트롤러(34)는 상태 판단부(102)와, 압력 검출부(103)와, 버킷 속도 검출부(104)와, 릴리프 압력 변경부(106)와, 엔진 조정부(108)를 포함한다.
상태 판단부(102)는, 컨트롤러(26)로부터 자동 제어의 상태에 관한 데이터의 입력을 받아, 작업기의 제어 상태가 자동굴삭 상태인지 아닌지를 판단한다.
압력 검출부(103)는, 펌프 압력 센서(32)에 의해 검출된 유압 회로의 작동유의 압력의 데이터의 입력을 받는다.
버킷 속도 검출부(104)는 붐 실린더(10), 암 실린더(11) 및 버킷 실린더(12)의 각각에 설치된 센서로부터의 실린더 길이 데이터의 입력을 접수하는, 해당 실린더 길이 데이터에 기초하여 버킷 속도를 검출한다.
릴리프 압력 변경부(106)는, 압력 검출부(103)에 의해 입력을 접수한 유압 회로의 펌프 압력과, 버킷 속도 검출부(104)에 의해 검출된 버킷 속도와, 상태 판단부(102)에 의해 판단된 작업기의 제어 상태에 기초하여 릴리프 밸브(44)의 릴리프 압력을 변경한다.
릴리프 밸브(44)는 제1 설정 압력으로 미리 설정되어 있다. 릴리프 압력 변경부(106)는, 소정 조건이 성립한 경우에, 릴리프 밸브(44)의 릴리프 압력을 제1 설정 압력보다 높은 제2 설정 압력으로 변경한다.
엔진 조정부(108)는, 엔진(38)의 회전수를 조정하도록 엔진 컨트롤러(30)에 지시한다.
그리고, 상태 판단부(102), 압력 검출부(103), 버킷 속도 검출부(104), 릴리프 압력 변경부(106), 엔진 조정부(108)는, 본 개시의 「상태 판단부」, 「압력 검출부」, 「속도 검출부」, 「릴리프 압력 변경부」, 「엔진 조정부」의 일례이다.
<펌프 컨트롤러의 제어>
도 4는, 실시형태에 따르는 펌프 컨트롤러(34)의 제어 플로를 설명하는 도면이다.
도 4를 참조하여, 펌프 컨트롤러(34)는, 자동굴삭 모드인지 아닌지를 판단한다(단계 S2). 구체적으로는, 상태 판단부(102)는, 컨트롤러(26)로부터의 상태 데이터의 입력을 받아서 자동굴삭 모드인지 아닌지를 판단한다.
단계 S2에 있어서, 펌프 컨트롤러(34)는, 자동굴삭 모드라고 판단하지 않는 경우(단계 S2에 있어서 NO)에는, 단계 S2의 판단을 반복한다.
한편, 단계 S2에 있어서, 펌프 컨트롤러(34)는, 자동굴삭 모드라고 판단한 경우(단계 S2에 있어서 YES)에는, 작동유의 압력을 검출한다(단계 S4). 구체적으로는, 압력 검출부(103)는 펌프 압력 센서(32)에 의해 검출된 작동유의 압력을 취득한다. 그리고, 압력 검출부(103)는 붐 실린더(10), 암 실린더(11), 버킷 실린더(12)의 헤드 측과 보텀(bottom) 측에 장착한 압력 센서에 의해 검출된 작동유의 압력을 취득해도 된다.
다음으로, 펌프 컨트롤러(34)는 취득한 압력이 소정값 이상인지 아닌지를 판단한다(단계 S6). 구체적으로는, 릴리프 압력 변경부(106)는 압력 검출부(103)에 의해 취득한 작동유의 압력이 소정값 이상의 압력인지 아닌지를 판단한다. 펌프 압력 센서(32)에 의해 검출된 작동유의 압력이 소정값 이상의 압력이라고 판단되는 경우에는, 굴삭 부하가 높은 작업 공정으로 판단하는 것이 가능하다.
단계 S6에 있어서, 펌프 컨트롤러(34)는, 작동유의 압력이 소정값 이상이라고 판단한 경우(단계 S6에 있어서 YES)에는, 버킷 속도를 취득한다(단계 S7A). 릴리프 압력 변경부(106)는, 버킷 속도 검출부(104)에 대하여 버킷 속도를 산출하도록 지시한다. 버킷 속도 검출부(104)는 붐 실린더(10), 암 실린더(11), 버킷 실린더(12)로부터의 실린더 길이의 데이터에 기초하여 작업기(2)의 버킷(8)의 속도를 산출한다. 버킷 속도 검출부(104)는 산출한 버킷(8)의 속도를 릴리프 압력 변경부(106)에 출력한다.
다음으로, 펌프 컨트롤러(34)는, 버킷 속도가 소정 속도 이하인지 아닌지를 판단한다(단계 S7B). 구체적으로는, 릴리프 압력 변경부(106)는 버킷 속도 검출부(104)로부터 출력된 버킷 속도가 소정 속도 이하(예를 들면, 속도가 0)인지 아닌지를 판단한다. 버킷 속도 검출부(104)로부터 출력된 버킷 속도가 소정 속도 이하라고 판단되는 경우에는, 굴삭 부하가 높은 작업 공정으로 판단하는 것이 가능하다.
단계 S7B에 있어서, 펌프 컨트롤러(34)는, 소정 속도 이하라고 판단한 경우(단계 S7B에 있어서 YES)에는, 릴리프 압력을 제2 설정 압력으로 설정한다(단계 S8). 구체적으로는, 릴리프 압력 변경부(106)는, 버킷 속도 검출부(104)로부터 출력된 버킷 속도가 소정 속도 이하라고 판단한 경우에는 릴리프 밸브(44)의 릴리프 압력을 제2 설정 압력으로 변경한다.
다음으로, 펌프 컨트롤러(34)는, 릴리프 압력을 제2 설정 압력으로 설정하고 나서 소정 기간 경과했는지 아닌지를 판단한다(단계 S10). 릴리프 압력 변경부(106)는, 릴리프 압력을 제2 설정 압력으로 설정하고 나서 소정 기간 경과했는지 아닌지를 판단한다.
한편, 단계 S10에 있어서, 펌프 컨트롤러(34)는, 릴리프 압력을 제2 설정 압력으로 설정하고 나서 소정 기간 경과하고 있지 않다고 판단한 경우(단계 S10에 있어서 NO)에는, 단계 S10의 판단을 반복한다.
다음으로, 펌프 컨트롤러(34)는, 단계 S10에 있어서, 릴리프 압력을 제2 설정 압력으로 설정하고 나서 소정 기간 경과했다고 판단한 경우(단계 S10에 있어서 YES)에는, 릴리프 압력을 제1 설정 압력으로 설정한다(단계 S12). 그리고, 처리를 종료한다(엔드). 구체적으로는, 릴리프 압력 변경부(106)는, 릴리프 압력을 제2 설정 압력으로 설정하고 나서 소정 기간 경과했다고 판단한 경우에는 릴리프 밸브(44)의 릴리프 압력을 제1 설정 압력으로 변경한다. 이로써, 장기간 동안, 릴리프 압력을 높은 상태로 유지하는 것에 의한 유압 회로의 부하를 경감시키는 것이 가능이다.
한편, 단계 S6에 있어서, 펌프 컨트롤러(34)는, 작동유의 압력이 소정값 이상이 아니라고 판단한 경우(단계 S6에 있어서 NO)에는, 단계 S4로 돌아가고, 상기처리를 반복한다.
한편, 단계 S7B에 있어서, 펌프 컨트롤러(34)는, 버킷 속도가 소정 속도 이하가 아니라고 판단한 경우(단계 S7B에 있어서 NO)에는, 단계 S4로 돌아가고, 상기처리를 반복한다.
실시형태에 있어서는, 릴리프 압력 변경부(106)는, 컨트롤러(26)로부터 출력되는 제어의 상태가 자동굴삭 모드이며, 유압 회로의 작동유의 압력이 소정 압력 이상, 또한, 버킷(8)의 속도가 소정 속도 이하(예를 들면, 정지 상태)인 경우에, 릴리프 밸브(44)의 릴리프 압력을 제1 설정 압력보다 높은 제2 설정 압력으로 변경한다.
릴리프 밸브(44)의 릴리프 압력을 제1 설정 압력으로부터 제2 설정 압력으로 변경함으로써 유압 회로 내의 작동유의 압력을 높이는 것이 가능하다. 따라서, 굴삭 부하가 높은 자동굴삭의 제어를 실행하는 경우에, 메인 밸브(25)와 접속되는 작업기(2)의 출력을 상승(파워 업)시켜 동작시키는 것이 가능하게 된다.
그리고, 상기의 실시형태의 릴리프 압력 변경부(106)는, 소정 조건으로서, 자동굴삭 모드가 실행되고 있고, 유압 회로의 작동유의 압력이 소정 압력 이상, 또한, 버킷(8)의 속도가 소정 속도 이하인 경우에, 릴리프 밸브(44)의 릴리프 압력을 제1 설정 압력보다 높은 제2 설정 압력으로 변경하는 경우에 대하여 설명했다. 이것에 한정되지 않고, 릴리프 압력 변경부(106)는 자동굴삭 모드이며, 유압 회로의 작동유의 압력 및 버킷(8)의 속도 중 적어도 한쪽에 기초하여 릴리프 밸브(44)의 릴리프 압력을 변경해도 된다. 구체적으로는, 릴리프 압력 변경부(106)는, 자동굴삭 모드, 또한, 유압 회로의 작동유의 압력이 소정 압력 이상 및 버킷(8)의 속도가 소정 속도 이하 중 적어도 한쪽인 경우에, 릴리프 밸브(44)의 릴리프 압력을 제1 설정 압력보다 높은 제2 설정 압력으로 변경해도 된다.
그리고, 상기의 예에 있어서는, 릴리프 압력 변경부(106)는, 소정 기간 동안, 릴리프 압력이 제2 설정 압력으로서 설정되어 있다고 판단한 경우에는 릴리프 밸브(44)의 릴리프 압력을 제1 설정 압력으로 변경하는 경우에 대하여 설명했다.
한편, 굴삭 부하가 낮아진 경우에는, 릴리프 밸브(44)의 릴리프 압력을 제1 설정 압력으로 변경하도록 해도 된다.
예를 들면, 작업기의 속도가 회복된 경우에는 릴리프 밸브(44)의 릴리프 압력을 제1 설정 압력으로 변경하도록 해도 된다. 구체적으로는, 릴리프 압력 변경부(106)는, 버킷(8)의 속도가 소정 속도를 초과한 경우에는 릴리프 밸브(44)의 릴리프 압력을 제1 설정 압력으로 변경하도록 해도 된다. 혹은, 릴리프 압력 변경부(106)는, 유압 회로의 작동유의 압력이 소정 압력 미만이 된 경우에는 릴리프 밸브(44)의 릴리프 압력을 제1 설정 압력으로 변경하도록 해도 된다.
또한, 릴리프 압력 변경부(106)는, 굴삭 상태가 종료된 것으로 판단한 경우에는, 릴리프 밸브(44)의 릴리프 압력을 제1 설정 압력으로 변경하도록 해도 된다. 예를 들면, 릴리프 압력 변경부(106)는, 컨트롤러(26)로부터의 자동 제어의 상태에 관한 데이터의 입력에 기초하여 굴삭 상태가 종료되어 선회 상태로 동작이 이행했다고 판단한 경우에는, 릴리프 밸브(44)의 릴리프 압력을 제1 설정 압력으로 변경하도록 해도 된다. 혹은, 시각 센서를 이용하여 버킷(8)의 날끝(teeth)이 지면으로부터 나갔다고 판단한 경우에는, 굴삭 상태가 종료되었다고 판단하여 릴리프 밸브(44)의 릴리프 압력을 제1 설정 압력으로 변경하도록 해도 된다. 구체적으로는, 릴리프 압력 변경부(106)는, 시각 센서를 이용하여 버킷(8)의 날끝이 현황 지형 높이를 넘었다고 판단한 경우에는 릴리프 밸브(44)의 릴리프 압력을 제1 설정 압력으로 변경하도록 해도 된다. 혹은, 작업기의 자세에 기초하여 굴삭 상태가 종료되었다고 판단한 경우에는, 릴리프 밸브(44)의 릴리프 압력을 제1 설정 압력으로 변경하도록 해도 된다. 구체적으로는, 릴리프 압력 변경부(106)는 붐 실린더(10), 암 실린더(11), 버킷 실린더(12)로부터의 실린더 길이의 데이터에 기초하여 버킷(8)의 자세가 버킷(8)의 내부의 흙을 옮기는 자세라고 판단한 경우에는 릴리프 밸브(44)의 릴리프 압력을 제1 설정 압력으로 변경하도록 해도 된다.
<변형예 1>
자동굴삭 모드 중에 장해물(예를 들면, 바위 등)에 충돌하여 순간적으로 버킷(8)의 속도가 0이 되거나, 작동유의 압력이 소정값 이상이 될 가능성이 있다. 그 경우에, 릴리프 압력 변경부(106)는, 릴리프 밸브(44)의 릴리프 압력을 제1 설정 압력보다 높은 제2 설정 압력으로 변경할 가능성이 있다.
본 변형예 1에 있어서는, 해당 오동작을 방지하는 방식에 대하여 설명한다.
구체적으로는, 릴리프 압력 변경부(106)는, 오동작을 방지하기 위해 굴삭 부하가 높은 상태가 소정 기간 계속되는지 아닌지를 조건에 부가한다.
예를 들면, 릴리프 압력 변경부(106)는, 소정 조건으로서, 자동굴삭 모드가 실행되고 있고, 유압 회로의 작동유의 압력이 소정 기간, 소정값 이상을 계속하고, 또한, 버킷(8)의 속도가 소정 기간, 소정 속도 이하를 계속하고 있는 경우에 릴리프 밸브(44)의 릴리프 압력을 제1 설정 압력보다 높은 제2 설정 압력으로 변경해도 된다.
별도의 방식으로서, 필터 회로를 이용하여 이동 평균 처리한 후의 계측값을 이용하여 판정해도 된다.
구체적으로는, 압력 검출부(103)에 이동 평균 처리하는 필터 회로를 설치하여, 해당 필터 회로를 통과한 후의 계측값을 릴리프 압력 변경부(106)에 출력하도록 해도 된다. 혹은, 버킷 속도 검출부(104)에, 이동 평균 처리하는 필터 회로를 설치하여, 해당 필터 회로를 통과한 후의 산출값을 릴리프 압력 변경부(106)에 출력하도록 해도 된다.
실시형태의 변형예 1에 기초한 처리에 의해 돌발적으로 발생한 방해를 제거하는 것이 가능해지고, 오동작을 방지할 수 있다.
그리고, 본 예에 있어서는, 릴리프 밸브(44)의 릴리프 압력을 제1 설정 압력으로부터 제2 설정 압력으로 변경하는 경우의 조건에 대하여 설명하였으나, 릴리프 밸브(44)의 릴리프 압력을 제2 설정 압력으로부터 제1 설정 압력으로 변경하는 경우에 대해서도 동일하게 적용할 수 있다.
<변형예 2>
상기의 실시형태에 있어서는, 굴삭 부하가 높은 자동굴삭의 제어를 실행하는 경우에, 릴리프 밸브(44)의 릴리프 압력을 제1 설정 압력으로부터 제2 설정 압력으로 변경함으로써 유압 회로 내의 작동유의 압력을 높여 작업기(2)의 출력을 상승(파워 업)시키는 경우에 대하여 설명했다. 이러한 점에서, 릴리프 압력 변경부(106)는, 릴리프 밸브(44)의 릴리프 압력을 제1 설정 압력보다 높은 제2 설정 압력으로 변경하고 또한, 엔진 조정부(108)에 엔진의 회전수를 조정하도록 지시한다.
도 5는, 실시형태에 따르는 펌프 흡수 토크와 엔진 회전수의 관계를 설명하는 도면이다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 엔진(38)의 엔진 출력 특성선 EL1이 나타내어져 있다. 그리고, 엔진 출력 특성선 EL1과, 펌프 흡수 토크 특성선 PL에 기초하여 펌프 흡수 토크가 엔진 출력 토크와 매칭점에서 매칭하도록 EPC 밸브(50)로 제어된다. 본 예에 있어서는, 펌프 흡수 토크 특성선 PL1과, 펌프 흡수 토크 특성선 PL2이 형성되어 있고, 통상 시에는, 펌프 흡수 토크 특성선 PL1과 엔진 출력 특성선 EL1의 매칭점 M1에서 매칭하도록 제어된다. 그리고, 굴삭 부하가 높은 자동굴삭의 제어를 실행하는 경우에는, 펌프 흡수 토크 특성선 PL1을 펌프 흡수 토크 특성선 PL2로 변경한다. 이로써, 펌프 흡수 토크 특성선 PL1과 엔진 출력 특성선 EL2의 매칭점 M2에서 매칭하도록 제어된다. 구체적으로는, 엔진 조정부(108)는 엔진 컨트롤러(30)에 지시하여 엔진 회전수를 상승시킨다.
실시형태의 변형예 2에 있어서는, 굴삭 부하가 높은 자동굴삭의 제어를 실행하는 경우에, 릴리프 밸브(44)의 릴리프 압력을 제1 설정 압력으로부터 제2 설정 압력으로 변경함으로써 유압 회로 내의 작동유의 압력을 높이고 또한, 엔진 회전수를 상승시킴으로써 작업기(2)의 출력을 더욱 상승(파워 업)시키는 것이 가능하다.
상기의 실시형태에서는, 주로 자동굴삭의 제어를 실행하는 경우에 작업기(2)의 출력을 상승시키는 방식에 대하여 설명하였으나 특별히 자동굴삭의 제어 시에 한정되지 않고, 통상의 굴삭 제어를 실행하는 경우에도 동일하게 적용할 수 있다. 구체적으로는, 컨트롤러(26)로부터의 제어의 상태에 관한 데이터의 입력에 기초하여 굴삭 상태라고 판단한 경우에는, 도 4에서 설명한 플로를 실행하도록 해도 된다. 예를 들면, 단계 S2에서의 자동굴삭 모드인지 아닌지의 판단 처리 대신에, 굴삭 상태인지 아닌지를 판단하는 처리를 실행하여, 굴삭 상태이면 도 4에서 설명한 단계 S2 이후의 플로를 실행하도록 해도 된다. 혹은, 시각 센서를 이용하여 버킷(8)의 날끝이 지면에 들어갔다고 판단한 경우에는, 굴삭 상태라고 판단하여 도 4에서 설명한 단계 S2 이후의 플로를 실행하도록 해도 된다. 혹은, 작업기의 자세에 기초하여 굴삭 상태라고 판단한 경우에는, 도 4에서 설명한 단계 S2 이후의 플로를 실행하도록 해도 된다.
상기의 실시형태에서는, 버킷 속도 검출부(104)는 붐 실린더(10), 암 실린더(11), 버킷 실린더(12)로부터의 실린더 길이의 데이터에 기초하여 작업기(2)의 버킷(8)의 속도를 산출하는 방식에 대하여 설명하였으나, 이것에 한정되지 않고, IMU(inertial measurement unit)를 이용하여 버킷(8)의 속도를 검출해도 된다.
운전실(4)의 전면(前面)에 장착한 시각 센서(Lidar, 스테레오 카메라 등)을 이용하고, 버킷(8)의 특징량을 취득하고, 해당 특징량의 동작에 기초하여 버킷(8)의 속도를 검출해도 된다. 혹은, 버킷(8)에 마커를 장착하여 해당 마커의 동작에 기초하여 버킷(8)의 속도를 검출해도 된다.
상기의 실시형태에서는, 작업 기계의 일례로서 유압 셔블을 들고 있지만 유압 셔블에 한정되지 않고, 불도저, 휠 로더 등의 다른 종류의 작업 기계에도 적용할 수 있다.
이상, 본 개시의 실시형태에 대하여 설명하였으나, 이번 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시로서 제한적인 것은 아니라고 고려되어야 한다. 본 개시의 범위는 청구의 범위에 의해 나타내고, 청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
1: 차량 본체, 2: 작업기, 3: 선회체, 4: 운전실, 4S: 운전석, 5: 주행 장치, 5Cr: 크롤러 벨트, 6: 붐, 7: 암, 8: 버킷, 8A: 날끝, 9: 엔진 룸, 10: 붐 실린더, 11: 암 실린더, 12: 버킷 실린더, 13: 붐 핀, 14: 암 핀, 15: 버킷 핀, 19: 난간, 21: 안테나, 21A: 제1 안테나, 21B: 제2 안테나, 26: 컨트롤러, 30: 엔진 컨트롤러, 32: 펌프 압력 센서, 38: 엔진, 40: 유압 펌프, 44: 릴리프 밸브, 46: 자기압력 감압 밸브, 50: EPC 밸브.

Claims (13)

  1. 작업기;
    작동유에 의해 상기 작업기를 동작시키는 유압(油壓) 실린더;
    유압 회로를 통하여 상기 유압 실린더에 상기 작동유를 공급하는 유압 펌프;
    상기 유압 회로의 릴리프 압력(relief pressure)을, 제1 설정 압력 및 상기 제1 설정 압력보다 높은 제2 설정 압력 중 어느 하나로 설정 가능한 릴리프 밸브;
    상기 작업기의 제어 상태가 굴삭 상태인지 아닌지를 판단하는 상태 판단부;
    상기 유압 회로의 상기 작동유의 압력 및 상기 작업기의 속도 중 적어도 한쪽을 검출하는 검출부; 및
    상기 작업기의 제어 상태가 굴삭 상태인 경우에, 상기 유압 회로의 상기 작동유의 압력 및 상기 작업기의 속도 중 적어도 한쪽의 검출값에 기초하여 상기 릴리프 밸브의 릴리프 압력을 상기 제1 설정 압력으로부터 상기 제2 설정 압력으로 변경하는 릴리프 압력 변경부;
    를 구비하는, 작업 기계.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 검출부는, 상기 유압 회로의 상기 작동유의 압력을 검출하는 압력 검출부를 포함하는, 작업 기계.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 유압 펌프는, 엔진에 의해 구동되고,
    상기 압력 검출부에 의해 검출된 상기 작동유의 압력이 소정값보다 큰 경우에는, 상기 엔진의 회전수를 증대시키는 엔진 조정부를 더 구비하는, 작업 기계.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 작업기의 속도를 검출하는 속도 검출부를 더 구비하는, 작업 기계.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 릴리프 압력 변경부는, 상기 릴리프 밸브의 릴리프 압력을 상기 제2 설정 압력으로 변경 후, 소정 시간 경과 후에 상기 제1 설정 압력으로 변경하는, 작업 기계.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 작업기는, 버킷을 가지고,
    상기 릴리프 압력 변경부는, 상기 릴리프 밸브의 릴리프 압력을 상기 제2 설정 압력으로 변경 후, 상기 유압 회로의 상기 작동유의 압력이 소정값 미만 및 상기 버킷의 속도가 소정 속도보다 큰 속도 중 적어도 한쪽인 경우에 상기 제1 설정 압력으로 변경하는, 작업 기계.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 릴리프 압력 변경부는, 상기 릴리프 밸브의 릴리프 압력을 상기 제2 설정 압력으로 변경 후, 상기 유압 회로의 상기 작동유의 압력이 소정값 미만 및 상기 버킷의 속도가 소정 속도보다 큰 속도인 상태가 소정 기간 이상 계속된 경우에 상기 제1 설정 압력으로 변경하는, 작업 기계.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 릴리프 압력 변경부는, 상기 릴리프 밸브의 릴리프 압력을 상기 제2 설정 압력으로 변경 후, 상기 작업기의 제어 상태가 굴삭 상태가 아닌 경우에, 상기 제1 설정 압력으로 변경하는, 작업 기계.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 작업기는, 버킷을 가지고,
    릴리프 압력 변경부는, 상기 작업기의 제어 상태가 굴삭 상태이며, 상기 유압 회로의 상기 작동유의 압력이 소정값 이상 및 상기 버킷의 속도가 소정 속도 이하 중 적어도 한쪽인 경우에 상기 릴리프 밸브의 릴리프 압력을 상기 제1 설정 압력으로부터 상기 제2 설정 압력으로 변경하는, 작업 기계.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 릴리프 압력 변경부는, 상기 작업기의 제어 상태가 굴삭 상태이며, 상기 유압 회로의 상기 작동유의 압력이 소정 기간 동안 소정값 이상 및 상기 버킷의 속도가 소정 기간 동안 소정 속도 이하 중 적어도 한쪽인 경우에 상기 릴리프 밸브의 릴리프 압력을 상기 제1 설정 압력으로부터 상기 제2 설정 압력으로 변경하는, 작업 기계.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 검출부는, 상기 유압 회로의 상기 작동유의 압력 및 상기 작업기의 속도 중 적어도 한쪽의 검출값을 이동 평균 처리하여 출력하는 필터 회로를 포함하는, 작업 기계.
  12. 제1항 내지 제11항 어느 한 항에 있어서,
    상기 작업기의 제어 상태는, 자동굴삭 상태인, 작업 기계.
  13. 작업기의 제어 상태가 굴삭 상태인지 아닌지를 판단하는 단계;
    상기 작업기의 제어 상태가 굴삭 상태인 경우에 상기 작업기를 동작시키는 유압 실린더에 유압 회로를 통하여 공급되는 작동유의 압력 및 상기 작업기의 속도 중 적어도 한쪽을 검출하는 단계; 및
    상기 유압 회로의 상기 작동유의 압력 및 상기 작업기의 속도 중 적어도 한쪽의 검출값에 기초하여 상기 유압 회로의 릴리프 밸브의 릴리프 압력을 제1 설정 압력으로부터 상기 제1 설정 압력보다 높은 제2 설정 압력으로 변경하는 단계;
    를 포함하는, 작업 기계의 제어 방법.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230097563A1 (en) * 2021-09-28 2023-03-30 Deere & Company System and method for blade control on a utility vehicle
WO2024071220A1 (ja) * 2022-09-30 2024-04-04 日立建機株式会社 ホイールローダ

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1136376A (ja) * 1997-07-17 1999-02-09 Komatsu Ltd 作業機における旋回起動制御装置
JPH11247233A (ja) * 1998-02-27 1999-09-14 Yutani Heavy Ind Ltd 油圧ショベルの昇圧制御方法及び同装置
JP3779488B2 (ja) * 1999-04-08 2006-05-31 日立建機株式会社 建設機械の油圧駆動装置
JP2012086617A (ja) * 2010-10-18 2012-05-10 Caterpillar Japan Ltd アーティキュレート車両における小旋回制御装置
WO2017138070A1 (ja) 2016-02-08 2017-08-17 株式会社小松製作所 作業車両および動作制御方法
JP2018145685A (ja) * 2017-03-06 2018-09-20 日立建機株式会社 油圧ショベルの油圧駆動装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11336585A (ja) * 1998-05-27 1999-12-07 Hitachi Constr Mach Co Ltd 油圧パワーステアリング装置を有する車両
JP3876220B2 (ja) * 2002-12-10 2007-01-31 新キャタピラー三菱株式会社 作業機械の自動昇圧装置
JP5192367B2 (ja) 2008-12-26 2013-05-08 株式会社小松製作所 作業車両および作業車両の制御方法
CN101761105B (zh) * 2009-11-19 2011-08-17 龙工(上海)机械制造有限公司 一种液压挖掘机的功率匹配方法
JP5512311B2 (ja) 2010-02-03 2014-06-04 住友重機械工業株式会社 建設機械
CN102947599B (zh) * 2010-06-22 2015-03-11 日立建机株式会社 作业车辆的液压控制装置
US8639429B2 (en) * 2012-03-30 2014-01-28 Komatsu Ltd. Wheel loader and method for controlling a wheel loader
JP7114429B2 (ja) * 2018-09-26 2022-08-08 日立建機株式会社 建設機械

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1136376A (ja) * 1997-07-17 1999-02-09 Komatsu Ltd 作業機における旋回起動制御装置
JPH11247233A (ja) * 1998-02-27 1999-09-14 Yutani Heavy Ind Ltd 油圧ショベルの昇圧制御方法及び同装置
JP3779488B2 (ja) * 1999-04-08 2006-05-31 日立建機株式会社 建設機械の油圧駆動装置
JP2012086617A (ja) * 2010-10-18 2012-05-10 Caterpillar Japan Ltd アーティキュレート車両における小旋回制御装置
WO2017138070A1 (ja) 2016-02-08 2017-08-17 株式会社小松製作所 作業車両および動作制御方法
JP2018145685A (ja) * 2017-03-06 2018-09-20 日立建機株式会社 油圧ショベルの油圧駆動装置

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