KR20220025016A

KR20220025016A - 작업 차량 및 작업 차량의 제어 방법

Info

Publication number: KR20220025016A
Application number: KR1020227002846A
Authority: KR
Inventors: 마사시 가토; 유우키 고바야시; 게이스케 구보타
Original assignee: 가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼
Priority date: 2019-09-12
Filing date: 2020-09-09
Publication date: 2022-03-03
Also published as: DE112020003650T5; JP7412932B2; CN114258446A; KR102641401B1; CN114258446B; JP2021043804A; US12001236B2; WO2021049535A1; US20220300025A1

Abstract

유압 셔블(1)은 차량 본체(2)와, 작업기(3)와, 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)와, 부여부(17)와, IMU(20)와, 제어부(30)를 구비한다. 작업기(3)는 차량 본체(2)에 장착되어 있다. 부여부(17)는 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)에 힘을 준다. IMU(20)는 차량 본체(2)의 가속도를 검출한다. 제어부(30)는 IMU(20)에 의해 검출된 가속도에 기초하여, 부여부 (17)를 제어하여 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)에 부여하는 힘의 크기를 자동적으로 조정한다.

Description

작업 차량 및 작업 차량의 제어 방법

본 발명은, 작업 차량 및 작업 차량의 제어 방법에 관한 것이다.

작업 차량의 일례인 유압 셔블은, 굴삭 등의 작업을 행하지만, 다음과 같은 과제가 있었다.

중굴삭(重掘削)이나, 바위 또는 나무뿌리의 발굴 작업을 행할 때, 굴삭 대상물에 버킷이 걸리면 차량 본체가 헌팅에 의해 강한 충격·진동을 받는 경우가 있다. 그에 따라 캡(cab) 내의 오퍼레이터도 강한 충격·진동에 의해 흔들리고, 작업기를 조작하는 조작 레버를 뜻하지 않게 조작하여, 작업기를 오조작하는 경우가 있었다.

또한, 유압 셔블은 하부 주행체에 노면으로부터의 진동을 흡수하는 서스펜션을 가지고 있지 않는다. 이 때문에, 암반지와 같은 경질이며 요철을 가지는 지반을 주행하는 경우, 작업 차량에는 피칭 등의 동작이 발생한다. 이 때, 차체 진동에 기인하여 작업기의 조작 레버의 손잡이가 관성력에 의해 진동하고, 오퍼레이터가 조작하고 있지 않임에도 불구하고 작업기가 동작하는 경우가 있었다.

이와 같은 과제를 해결하기 위하여, 예를 들면, 특허문헌 1에는, 작업기의 조작 레버의 중립 불감체를 증대시킴으로써 작업기의 조작 레버가 진동해도 조작 레버로부터의 출력 신호를 제한하고, 작업기를 동작시키지 않도록 하는 것이 개시되어 있다.

일본공개특허 제2010-248867호 공보

그러나, 상기 종래의 제어에서는, 차체의 진동이나 충격 등에 의해 오퍼레이터가 흔들려 팔꿈치 등으로 조작 레버를 거는 등의 오조작을 한 경우에는, 작업기가 동작하게 된다.

본 발명은, 진동이나 충격 등에 의한 오조작을 억제하는 것이 가능한 작업 차량 및 작업 차량의 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 개시의 작업 차량은 차량 본체와, 작업기와, 조작 레버와, 부여부와, 가속도 검출부와, 제어부를 구비한다. 작업기는 차량 본체에 장착되어 있다. 부여부는 조작 레버에 힘을 준다. 가속도 검출부는 차량 본체의 가속도를 검출한다. 제어부는, 가속도 검출부에서 검출된 가속도에 기초하여, 부여부를 제어하여 조작 레버에 부여하는 힘의 크기를 자동적으로 조정한다.

본 개시의 작업 차량의 제어 방법은, 수신 단계와, 조정 단계와, 송신 단계를 포함다. 수신 단계는, 차량 본체의 가속도를 수신한다. 조정 단계는, 수신한 가속도에 기초하여, 차량 본체에 장착된 작업기를 조작하는 조작 레버에 부여하는 힘의 크기를 자동적으로 조정한다. 송신 단계는, 조정한 힘의 크기를 조작 레버에 부여하도록, 조작 레버에 힘을 부여하는 부여부에 지령을 송신한다.

본 개시에 의하면, 진동이나 충격 등에 의한 오조작을 억제하는 것이 가능한 작업 차량 및 작업 차량의 제어 방법을 제공할 수 있다.

[도 1] 본 개시에 관한 실시형태 1의 유압 셔블의 사시도이다.
[도 2] 도 1의 유압 셔블의 캡의 내부를 나타내는 사시도이다.
[도 3] 도 2의 캡에 설치되어 있는 부여부의 외관 구성을 모식적으로 나타내는 사시도이다.
[도 4] 도 3의 부여부의 내부 구성을 모식적으로 나타내는 사시도이다.
[도 5] 도 3의 AA´사이의 화살표 방향으로 본 단면도(斷面圖)이다.
[도 6] 도 1의 유압 셔블의 제어부의 구성을 나타낸 블록도이다.
[도 7] 작업기 조작 레버에 걸리는 가속도와 작업기 조작 레버에 부여하는 반력(反力)의 일례를 나타내는 도면이다.
[도 8] 작업기 조작 레버에 걸리는 가속도와 작업기 조작 레버에 부여하는 반력의 다른 예를 나타내는 도면이다.
[도 9] 도 1의 유압 셔블의 제어 방법을 나타내는 플로차트이다.
[도 10] 본 개시에 관한 실시형태 2의 부여부의 사시도이다.
[도 11] 도 10의 제1 브레이크의 단면도이다.

이하, 본 발명에 관한 실시형태의 유압 셔블(1)(작업 차량의 일례)에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다.

(실시형태 1)

<구성>

[유압 셔블(1)의 구성의 개요]

도 1은, 본 실시형태의 유압 셔블(1)의 구성을 나타낸 모식도이다.

유압 셔블(1)은 차량 본체(2)와, 작업기(3)를 구비한다. 차량 본체(2)는 도 1에 나타낸 바와 같이 주행체(4)과 선회체(旋回體)(5)를 가지고 있다. 주행체(4)는 한 쌍의 주행 장치(traveling device)(4a, 4b)를 가진다. 각 주행 장치(4a, 4b)는, 크롤러 벨트(crawler belt)(4c, 4d)를 가지고 있고, 엔진으로부터의 구동력에 의해 크롤러 벨트(4c, 4d)가 구동되는 것에 의해 유압 셔블(1)이 주행한다.

선회체(5)는, 주행체(4) 위에 탑재되어 있다. 선회체(5)는, 도시하지 않은 선회 장치에 의해 상하 방향을 따른 축을 중심으로 하여 주행체(4)에 대하여 선회 가능하게 설치되어 있다.

선회체(5)의 전부(前部) 좌측 위치에는 운전실로서의 캡(6)이 설치되어 있다. 선회체(5)는, 도시하지 않은 엔진은 유압 펌프 등을 수용한다. 그리고, 본 실시형태에 있어서 단서가 없는 경우, 전후 좌우는 캡(6) 내의 운전석을 기준으로 하여 설명한다. 운전석이 정면에 정대(正對)하는 방향을 전방향(前方向)(F)으로 하고, 전방향에 대향하는 방향을 후방향(後方向)(B)로 한다. 운전석이 정면에 정대했을 때의 측방 방향의 우측, 좌측을 각각 우방향(R), 좌방향(L)로 한다.

작업기(3)는 붐(7), 암(8), 굴삭 버킷(9)을 가지고, 선회체(5)의 전부 중앙 위치에 장착되어 있다. 상세하게는, 작업기(3)는 캡(6)의 우측에 배치되어 있다. 붐(7)의 기단부(基端部)는, 선회체(5)에 회동(回動) 가능하게 연결되어 있다. 또한, 붐(7)의 선단부는 암(8)의 기단부에 회동 가능하게 연결되어 있다. 암(8)의 선단부는, 굴삭 버킷(9)에 회동 가능하게 연결되어 있다. 굴삭 버킷(9)은, 그 개구가 차량 본체(2)의 방향(후방)을 향할 수 있도록 암(8)에 장착되어 있다. 굴삭 버킷(9)이, 이와 같은 방향으로 장착된 유압 셔블은, 백호(backhoe)로 불리고 있다. 또한, 붐(7), 암(8) 및 굴삭 버킷(9)의 각각에 대응하도록 유압 실린더[10∼12(붐 실린더(10), 암 실린더(11) 및 버킷 실린더(12)]가 배치되어 있다. 이들 유압 실린더(10∼12)가 구동되는 것에 의해 작업기(3)가 구동된다. 이로써, 굴삭 등의 작업이 행해진다.

또한, 차량 본체(2)에는, 후술하는 도 6에 나타낸 바와 같이, IMU(Inertial Measurement Unit)(20)와, 제어부(30)가 설치되어 있다. IMU(20)는 차량 본체(2)에 발생하는 가속도를 검출한다. 그리고, IMU(20)는, 일반적으로 3축의 쟈이로(gyro)와 3방향의 가속도계를 가지고 있고, 3차원의 각속도(角速度)와 가속도를 검출할 수 있다. IMU(20)는 선회체(5)에 설치되어 있다. 선회체(5)에서의 IMU(20)의 설치 장소는 엔진 후드 상, 캡 천장, 또는 조작 레버의 하우징 내 등이라도 되고, 특별히 한정되는 것은 아니다. 제어부(30)는 작업기(3), 선회체(5), 및 후술하는 부여부(17)의 제어를 행한다. IMU(20)와 제어부(30)에 대해서는, 후단에서 설명한다.

[캡(6)]

도 2는, 캡(6)의 내부를 나타내는 사시도이다.

캡(6) 내에는, 운전석(13), 주행 레버(14), 좌측 작업기 조작 레버(15), 및 우측 작업기 조작 레버(16)가 설치되어 있다.

주행 레버(14)는, 운전석(13)의 전방측에 배치되어 있다. 주행 레버(14)를 앞으로 미는 것에 의해 차량 본체(2)가 전진하고, 주행 레버(14)를 바로 앞으로 잡아당기는 것에 의해 차량 본체(2)가 후진한다.

좌측 작업기 조작 레버(15)는, 운전석(13)의 좌측에 배치된 콘솔(51)에 설치되어 있다. 좌측 작업기 조작 레버(15)는, 전후 좌우의 네 방향으로 경사 가능하다.

좌측 작업기 조작 레버(15)를 전방으로 경사지게 함으로써 암(8)이 압출되고, 후방으로 경사지게 함으로써 암(8)이 끌어들여진다. 또한, 좌측 작업기 조작 레버(15)를 운전석(13) 측으로 경사지게 함으로써 선회체(5)가 우선회하고, 운전석(13)과는 반대측으로 경사지게 함으로써 선회체가 좌선회한다. 그리고, 좌측 작업기 조작 레버(15)가 전후 좌우의 중립 위치에 배치된 상태에서는, 선회체(5)와 암(8)이 멈춘 채 그 위치에서 유지된다.

우측 작업기 조작 레버(16)는, 운전석(13)의 우측에 배치된 콘솔 박스(52)에 설치되어 있다. 우측 작업기 조작 레버(16)는, 전후 좌우의 네 방향으로 경사 가능하다.

우측 작업기 조작 레버(16)를 전방으로 경사지게 함으로써 붐(7)이 내려지고, 후방으로 경사지게 함으로써 붐(7)이 올려진다. 우측 작업기 조작 레버(16)를 운전석(13)과는 반대측으로 경사지게 함으로써 굴삭 버킷(9)이 덤프 조작하고, 운전석(13) 측으로 경사지게 함으로써 굴삭 버킷(9)이 굴삭 조작한다. 그리고, 우측 작업기 조작 레버(16)가 전후 좌우의 중립 위치에 배치된 상체에서는, 붐(7)과 굴삭 버킷(9)은 움직이지 않고, 그 위치에서 유지된다.

또한, 캡(6) 내에는, 좌측 작업기 조작 레버(15)와 우측 작업기 조작 레버(16)의 각각에 대하여, 부여부(17)과, 제1 포텐셔미터(potentiometer)(18) 및 제2 포텐셔미터(19)가 설치되어 있다.

[부여부(17)]

좌측 작업기 조작 레버(15)와 우측 작업기 조작 레버(16)의 각각에 대하여 설치되어 있는 부여부(17)는 동일한 구성이므로, 좌측 작업기 조작 레버(15) 측을 예로 들어 설명한다.

도 3은, 부여부(17)의 외관 구성을 모식적으로 나타내는 사시도이다. 도 4는, 부여부(17)의 내부 구성을 모식적으로 나타내는 사시도이다. 도 5는, 도 3의 AA´사이의 화살표 방향으로 본 단면도이다.

부여부(17)는 도 4에 나타낸 바와 같이, 제1 지지 프레임(21)과, 제2 지지 프레임(22)과, 제3 지지 프레임(23)과, 제1 모터(24)와, 제2 모터(25)를 구비한다.

[제1 지지 프레임(21)]

제1 지지 프레임(21)은 콘솔(51)의 프레임에 고정되고, 제2 지지 프레임(22) 및 제3 지지 프레임(23)을 통하여 좌측 작업기 조작 레버(15)를 전후 좌우로 경사 가능하게 지지한다.

예를 들면, 제1 지지 프레임(21)은 도 3에 나타낸 바와 같이 상자형이며, 상면(21a)과, 한 쌍의 측면(21b)과, 한 쌍의 측면(21c)과, 한 쌍의 탑재면(21d)과, 한 쌍의 탑재면(21e)을 가진다.

상면(21a)에는, 평면에서 볼 때 사각형상의 관통공(21h)이 형성되어 있다.

한 쌍의 측면(21b)은, 상면(21a)의 전단과 후단의 각각으로부터 아래쪽을 향하도록 형성되어 있다. 한 쌍의 측면(21b)은, 전후 방향에 있어서 대향하도록 배치되어 있다. 한 쌍의 측면(21b)에는, 각각 관통공(21f)이 형성되어 있다.

한 쌍의 측면(21c)은, 상면(21a)의 좌측단과 우측단의 각각으로부터 아래쪽을 향하도록 형성되어 있다. 한 쌍의 측면(21c)은, 좌우 방향에 있어서 대향하도록 배치되어 있다. 한 쌍의 측면(21c)에는, 각각 관통공(21g)이 형성되어 있다.

상면(21a), 한 쌍의 측면(21b) 및 한 쌍의 측면(21c)에 의해 상자 형상이 형성되어 있다.

한 쌍의 탑재면(21d)은, 한 쌍의 측면(21b)의 각각의 하단으로부터 측면(21b)에 대하여 수직으로서 외측을 향하여 연장되도록 형성되어 있다.

한 쌍의 탑재면(21e)은, 한 쌍의 측면(21c)의 각각의 하단으로부터 측면(21c)에 대하여 수직으로서 외측을 향하여 연장되도록 설치되어 있다.

[제2 지지 프레임(22)]

도 4에서는, 제1 지지 프레임(21)을 2점 쇄선으로 나타내고, 그 내측의 구성을 실선으로 나타낸다.

제2 지지 프레임(22)은, 제1 지지 프레임(21)의 내측에 제1 지지 프레임(21)에 대하여 회동 가능하게 배치되어 있다. 제2 지지 프레임(22)은 도 5에 나타낸 바와 같이, 전후 방향을 따라 볼 때 역U자 형상으로 형성되어 있다.

제2 지지 프레임(22)은, 상면(22a)과, 한 쌍의 측면(22b)과, 축(22c)을 가진다. 한 쌍의 측면(22b)은, 상면(22a)의 좌우의 단으로부터 아래쪽을 향하도록 형성되어 있다. 상면(22a)에는, 좌우 방향을 따라 형성된 관통공(22d)이 형성되어 있다. 또한, 관통공(22d)의 전후 방향의 폭은, 대략 좌측 작업기 조작 레버(15)의 직경과 같은 길이로 설정되어 있다. 관통공(22d)을 따라 좌우 방향으로 좌측 작업기 조작 레버(15)가 경사져 있다.

축(22c)은 한 쌍의 측면(22b)의 각각에, 외측을 향하여 돌출되도록 좌우 방향을 따라 설치되어 있다. 좌측의 측면(22b)의 축(22c)은, 좌측의 측면(22b)으로부터 좌방향을 향하여 설치되어 있고, 우측의 측면(22b)의 축(22c)은, 우측의 측면(22b)으로부터 우방향을 향하여 설치되어 있다. 한 쌍의 축(22c)은, 한 쌍의 측면(21c)의 각각에 형성된 관통공(21g)에 회전 가능하게 삽입되어 있다.

[제3 지지 프레임(23)]

제3 지지 프레임(23)은, 제1 지지 프레임(21)의 내측에 제1 지지 프레임(21)에 대하여 회동 가능하게 배치되어 있다. 제3 지지 프레임(23)은, 제2 지지 프레임(22)의 내측에 배치되어 있다.

제3 지지 프레임(23)은 도 4에 나타낸 바와 같이, 프레임부(23a)와, 축(23b)을 가진다. 프레임부(23a)는, 평면에서 볼 때 전후 방향으로 길게 형성된 사각형상이다. 프레임부(23a)는, 평면에서 볼 때 좌측 작업기 조작 레버(15)를 둘러싸고 있다. 프레임부(23a)의 전후 방향을 따라 좌측 작업기 조작 레버(15)가 경사져 있다. 프레임부(23a)는 한 쌍의 측면(23c)과, 한 쌍의 측면(23d)을 가진다. 한 쌍의 측면(23c)은, 전후 방향에 있어서 대향하여 배치되어 있다. 한 쌍의 측면(23d)은, 좌우 방향에 있어서 대향하여 배치되어 있다. 측면(23d)은, 평면에서 볼 때 측면(23c)보다 길게 형성되어 있다. 한 쌍의 측면(23d)의 각각에는, 도 5에 나타낸 바와 같이 관통공(23e)이 형성되어 있다.

축(23b)은, 한 쌍의 측면(23d)의 각각에, 외측을 향하여 돌출되도록 전후 방향을 따라 설치되어 있다. 앞측의 측면(23c)에 설치된 축(23b)은, 앞측의 측면(23c)으로부터 전방향을 향하여 설치되어 있고, 뒤측의 측면(23c)에 설치된 축(23b)은, 뒤측의 측면(23c)로부터 후방향을 향하여 설치되어 있다. 한 쌍의 축(23b)은, 한 쌍의 측면(21b)의 각각에 형성된 관통공(21f)(도 3 참조)에 회전 가능하게 삽입되어 있다.

좌측 작업기 조작 레버(15)는 도 5에 나타낸 바와 같이, 그 근원 부분에 좌우의 각각의 방향으로 돌출한 축(15a)을 가진다. 축(15a)은, 한 쌍의 측면(23d)의 각각의 관통공(23e)에 회전 가능하게 삽입되어 있다. 축(15a)과 전술한 제2 지지 프레임(22)의 한 쌍의 축(22c)은, 동축(同軸) 상에 배치되어 있다[축(C2) 참조]. 제3 지지 프레임(23)의 한 쌍의 축(23b)은 동축 상에 배치되어 있다[축(C1) 참조].

이로써, 예를 들면, 좌측 작업기 조작 레버(15)를 전후 방향으로 경사지게 하면, 좌측 작업기 조작 레버(15)는 제3 지지 프레임(23)에 대하여 축(15a)을 중심으로 회전한다. 이 때, 제3 지지 프레임(23)의 프레임부(23a)가 전후 방향으로 길게 형성되어 있으므로, 좌측 작업기 조작 레버(15)는 프레임부(23a)와 간섭하지 않고 전후 방향으로 경사지게 할 수 있다.

한편, 제2 지지 프레임(22)은 좌측 작업기 조작 레버(15)가 관통공(22d)의 에지와 맞닿으므로, 좌측 작업기 조작 레버(15)의 전후 방향으로의 회전과 함께 축(22c)을 중심으로 회동한다. 축(15a)과 전술한 제2 지지 프레임(22)의 한 쌍의 축(22c)이 동축(C2) 상에 배치되어 있으므로, 좌측 작업기 조작 레버(15)는, 축(C2)을 중심으로 전후 방향으로 경사지게 된다.

또한, 좌측 작업기 조작 레버(15)를 좌우 방향으로 경사지게 하면, 좌측 작업기 조작 레버(15)는 제3 지지 프레임(23)과 함께 축(23b)을 중심으로 회전한다. 좌측 작업기 조작 레버(15)를 좌우 방향으로 경사지게 했을 때는, 좌측 작업기 조작 레버(15)는 제2 지지 프레임(22)의 관통공(22d)을 따라 이동하므로, 좌측 작업기 조작 레버(15)는 제2 지지 프레임(22)의 상면(22a)에 간섭하지 않고 좌우 방향으로 경사질 수 있다. 제3 지지 프레임(23)의 한 쌍의 축(23b)은 동축(C1) 상에 배치되어 있으므로, 좌측 작업기 조작 레버(15)는, 축(C1)을 중심으로 좌우 방향으로 경사지게 된다.

[제1 모터(24)]

제1 모터(24)는 전동 모터이며, 제3 지지 프레임(23)의 한 쌍의 축(23b) 중 한쪽의 축(23b)에 접속되고 있다. 제1 모터(24)는 탑재면(21d)에 고정되어 있다.

제1 모터(24)는, 축(23b)에 힘을 부여함으로써 좌측 작업기 조작 레버(15)에 대하여 좌우 방향으로 경사지게 하도록 힘을 부여할 수 있다.

통상 조작에 있어서, 제1 모터(24)에 의해, 레버의 조작감을 오퍼레이터에게 느끼게 하기 위하여, 오퍼레이터의 조작에 대하여 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)에 반력을 부여할 수 있다. 예를 들면, 오퍼레이터가 좌측 작업기 조작 레버(15)를 좌방향으로 경사진 경우에, 좌측 작업기 조작 레버(15)가 우방향으로 경사지도록 축(23b)에 힘을 부여함으로써, 오퍼레이터에게 조작감을 줄 수 있다. 그리고, 통상 조작이란, 후술하지만, IMU(20)에 의해 검출되는 가속도의 절대값이 소정 임계값 미만인 경우를 의미한다.

또한, 예를 들면, 진동이나 충격에 의해 가속도의 절대값이 소정 임계값 이상이 된 경우에 좌측 작업기 조작 레버(15)가 좌방향으로 경사졌을 때, 좌측 작업기 조작 레버(15)가 우방향으로 경사지도록 제1 모터(24)에서 축(23b)에 힘을 부여함으로써, 좌측 작업기 조작 레버(15)의 이동을 규제할 수 있다.

[제2 모터(25)]

제2 모터(25)는 전동 모터이며, 제2 지지 프레임(22)의 한 쌍의 축(22c) 중 한쪽의 축(22c)에 접속되고 있다. 제2 모터(25)는 탑재면(21e)에 고정되어 있다.

제2 모터(25)는, 축(22c)에 힘을 부여함으로써 좌측 작업기 조작 레버(15)에 대하여 전후 방향으로 경사지게 하도록 힘을 부여할 수 있다. 제2 모터(25)를 회전시키면 제2 지지 프레임(22)이 전후 방향으로 회전하고, 관통공(22d)의 에지가 좌측 작업기 조작 레버(15)와 맞닿으므로, 좌측 작업기 조작 레버(15)도 전후 방향으로 경사진다.

통상 조작에 있어서, 제2 모터(25)에 의해, 레버의 조작감을 오퍼레이터에게 느끼게 하기 위하여, 오퍼레이터의 조작에 대하여 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)에 반력을 부여할 수 있다. 예를 들면, 오퍼레이터가 좌측 작업기 조작 레버(15)를 전방향으로 경사지게 한 경우에, 좌측 작업기 조작 레버(15)가 후방향으로 경사지도록 축(22c)에 힘을 부여함으로써, 오퍼레이터에게 조작감을 줄 수 있다.

또한, 예를 들면, 진동이나 충격에 의해 가속도의 절대값이 소정 임계값 이상이 된 경우에 좌측 작업기 조작 레버(15)가 전방향으로 경사졌을 때, 좌측 작업기 조작 레버(15)가 후방향으로 경사지도록 제2 모터(25)에서 축(22c)에 힘을 부여함으로써, 좌측 작업기 조작 레버(15)의 이동을 규제할 수 있다.

[제1 포텐셔미터(18)]

제1 포텐셔미터(18)는, 제3 지지 프레임(23)의 한 쌍의 축(23b) 중 다른 쪽의 축(23b)에 접속되고 있다. 제1 포텐셔미터(18)는 탑재면(21d)에 고정되어 있다.

제1 포텐셔미터(18)는, 축(23b)의 회전 위치를 검출함으로써 좌측 작업기 조작 레버(15)의 좌우 방향에서의 경사 위치를 검출한다. 이 경사 위치에 기초하여 지령 신호가 송신되고 선회체(5)가 선회한다.

[제2 포텐셔미터(19)]

제2 포텐셔미터(19)는, 제2 지지 프레임(22)의 한 쌍의 축(22c) 중 다른 쪽의 축(22c)에 접속되고 있다. 제2 포텐셔미터(19)는 탑재면(21e)에 고정되어 있다.

제2 포텐셔미터(19)는, 축(22c)의 회전 위치를 검출함으로써 좌측 작업기 조작 레버(15)의 전후 방향에서의 경사 위치를 검출한다. 이 경사 위치에 기초하여 지령 신호가 송신되고 암(8)이 압출되거나, 또는 끌어들여진다.

[제어부(30)]

도 6은, 제어부(30)의 구성을 나타낸 블록도이다. 도 6에서는, 제1 포텐셔미터(18)와 제2 포텐셔미터(19)를 겸하여 도시한다. 제1 모터(24)와 제2 모터(25)를 겸하여 도시한다.

제어부(30)는, CPU(Central Processing Unit) 등의 프로세서 및 메모리 등을 포함한다. 제어부(30)는 기억되고 있는 프로그램을 메모리 상에 전개하여 프로세서에 의해 실행한다.

제어부(30)는 IMU(20)에 의해 검출된 가속도의 값에 기초하여, 부여부(17)의 제어를 행한다. 또한, 제어부(30)는, 제1 포텐셔미터(18) 및 제2 포텐셔미터(19)에 의한 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)의 위치에 기초하여, 작업기(3), 선회체(5)의 제어를 행한다.

제어부(30)는 판정부(31)와, 연산부(32)와, 부여 신호 생성부(33)를 가진다. 이들, 판정부(31), 연산부(32), 및 부여 신호 생성부(33)는 프로세서에 의해 실행되는 기능이다. 프로세서는 1개라도 되고 복수 설치되어 있어도 된다.

IMU(20)와 제어부(30)는 무선 또는 유선에 의해 전기적으로 접속되어 있고, IMU(20)로부터 검출한 가속도의 정보를 포함하는 신호 s1가 제어부(30)에 송신된다.

판정부(31)는, IMU(20)에 의해 검출한 가속도 정보를 포함하는 신호 s1을 수신하면, IMU(20)에 의해 검출된 가속도의 크기가 소정 임계값 이상인지의 판정을 행한다. 예를 들면, 본 실시형태에서는, 전후 방향의 가속도의 절대값이 소정 임계값 이상인지, 좌우 방향의 가속도의 절대값이 소정 임계값 이상인지가, 판정부(31)에 의해 판정된다. 그리고, 전후 방향의 가속도에 대한 임계값과, 좌우 방향의 가속도에 대한 임계값은 동일해도 되고 상이해도 된다. 또한, 전방향과 후방향에서 임계값의 크기(절대값)이 상이해도 되고, 좌방향과 우방향에서 임계값의 크기(절대값)이 상이해도 된다.

연산부(32)는, IMU(20)에 의해 검출된 가속도의 절대값이 소정 임계값 이상인 경우에, 차량 본체(2)에 발생하는 가속도에 의해 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)에 생기는 가속도를 연산하고, 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)에 부여하는 힘을 연산한다.

부여 신호 생성부(33)는, 연산된 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)에 부여하는 힘에 기초하여, 부여부(17)를 제어하는 신호 s2, s6을 생성하고, 각각의 부여부(17)에 송신한다. 제어부(30)와 2개의 부여부(17)의 제1 모터(24)와 제2 모터(25)는 유선 또는 무선에 의해 전기적으로 접속되어 있고, 부여부(17)를 제어하는 정보를 포함하는 신호 s2, s6이 제어부(30)로부터 제1 모터(24) 또는 제2 모터(25)에 송신된다.

도 7은, 작업기 조작 레버에 걸리는 가속도와 작업기 조작 레버에 부여하는 반력을 나타내는 도면이다. 작업기 조작 레버에 걸리는 가속도가 점선의 파형 W1로 나타내지고, 작업기 조작 레버에 부여하는 반력이 실선의 파형 W2로 나타내어져 있다.

일례로서 도 7의 그래프를 작업기 조작 레버에 전후 방향으로 걸리는 가속도로 하고, 전방향의 가속도를 플러스, 후방향의 가속도를 마이너스로 한다. 파형 W1로 나타낸 바와 같이, 전후 방향으로 일정한 주기로 가속도가 가해지는 경우, 파형 W1의 역(逆)위상의 파형 W2를 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)에 가함으로써, 전후 방향으로의 레버의 경사를 규제할 수 있다. 그리고, 가속도의 임계값을 P로 하면, 파형 W1의 절대값이 임계값 P보다 큰 시간, 파형 W2의 힘이 조작 레버에 가해진다.

또한, 역위상의 힘에 제한하지 않아도 되고, 예를 들면, 도 8에 나타낸 바와 같이 부여부(17)에 의해 부여되는 힘이 일정(W3, W4 참조)해도 된다. 그리고, 가속도의 임계값을 P로 하면, 파형 W1의 절대값이 임계값 P보다 큰 시간에 조작 레버에 반력이 가해진다. 그러므로, 파형 W1이 임계값 P 이상의 시간에 있어서 W4의 반력이 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)에 가해진다. 또한, 파형 W1이 임계값 -P 이하의 시간에 있어서 W3의 반력이 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)에 가해진다. 그리고, W3의 절대값의 크기는 파형 W1의 후방향으로의 가속도의 절대값의 최대값에 일치시켜도 되고, W4의 절대값의 크기는 파형 W1의 전방향으로의 가속도의 절대값의 최대값에 일치시켜도 된다. 그리고, 가속도의 절대값의 최대값은, 실험이나 시뮬레이션에 의해 사전에 산출되어도 된다.

그리고, IMU(20)에 의해 검출되는 가속도의 크기(절대값)이 소정 임계값 미만인 통상의 조작에 있어서, 오퍼레이터에 레버의 조작감을 생기게 하기 위해 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)에, 그 위치에 따라 반력을 부여하고 있는 경우에는, 차량 본체(2)에 가해지는 가속도의 크기가 소정 임계값 이상으로 되면, 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)의 경사 위치에 기초한 통상 조작 시의 반력이 W2, W3 또는 W4로 되도록 조정된다.

또한, 제어부(30)는, 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)의 각각에 대하여 설치되어 있는 제1 포텐셔미터(18) 및 제2 포텐셔미터(19)와 무선 또는 유선에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 제어부(30)는, 제1 포텐셔미터(18) 또는 제2 포텐셔미터(19)로부터 좌측 작업기 조작 레버(15)의 위치 정보를 포함하는 신호 s3을 수신한다. 또한, 제어부(30)는, 제1 포텐셔미터(18) 또는 제2 포텐셔미터(19)로부터 우측 작업기 조작 레버(16)의 위치 정보를 포함하는 신호 s4를 수신한다.

제어부(30)는, 좌측 작업기 조작 레버(15)의 제1 포텐셔미터(18) 및 제2 포텐셔미터(19)로부터 수신한 신호 s3과, 우측 작업기 조작 레버(16)의 제1 포텐셔미터(18) 및 제2 포텐셔미터(19)로부터 수신한 신호 s4에 기초하여, 지령 신호 s5를 송신하여 유압 실린더 10∼12를 구동시켜 작업기(3)를 동작시키고, 선회체(5)를 선회시킨다.

<동작>

이하에, 본 개시에 관한 실시형태의 유압 셔블(1)의 동작에 대하여 설명한다.

도 9는, 유압 셔블(1)의 제어 방법을 나타내는 플로차트다.

처음에, 단계 S10에 있어서, 제어부(30)는, IMU(20)에 의해 검출된 가속도 정보를 포함하는 신호 s1을 수신하고, 가속도의 값을 읽어들인다.

다음으로, 단계 S11에 있어서, 판정부(31)는, 가속도의 절대값이 소정 임계값 이상인지의 여부를 판정한다.

단계 S11에 있어서, 가속도의 절대값이 소정 임계값 미만인 경우에는, 제어는 단계 S10으로 돌아가고, 가속도의 값의 읽어들임이 행해진다.

한편, 단계 S11에 있어서, 가속도의 절대값이 소정 임계값 이상인 경우에는, 단계 S12에 있어서 연산부(32)가, 차량 본체(2)에 생긴 가속도에 의해 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)에 발생하는 가속도를 연산한다. 그리고, 연산부(32)는, 연산한 가속도로부터 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)에 부여하는 힘을 연산한다.

다음으로, 단계 S13에 있어서, 부여 신호 생성부(33)는, 연산 결과에 기초하여, 제1 모터(24) 또는 제2 모터(25)를 제어하는 신호 s2를 작성한다. 이 때, 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)의 위치에 따라서는, 통상 조작에 있어서 반력이 부여되고 있는 경우가 있으므로, 통상 조작 시의 반력이 W2, W3 또는 W4로 되도록 조정된다.

다음으로, 단계 S14에 있어서, 제어부(30)로부터 좌측 작업기 조작 레버(15)의 제1 모터(24) 및 제2 모터(25)와, 우측 작업기 조작 레버(16)의 제1 모터(24) 및 제2 모터(25)에, 신호 s2, s6이 송신된다. 신호 s2, s6에 기초하여, 제1 모터(24) 또는 제2 모터(25)에 의해, 부여부(17)가, 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)에 힘을 부여한다.

다음으로, 단계 S15에 있어서, 판정부(31)가, IMU(20)에 의해 검출되는 가속도의 절대값이 소정 임계값 미만인지 판정한다.

단계 S15에 있어서, 가속도의 절대값이 소정 임계값 미만에 달하고 있지 않은 것으로 판정부(31)가 판정한 경우에는, 제어는 단계 S12로 돌아가고, 연산부(32)에 의해 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)에 생기게 하는 가속도가 연산되고, 단계 S12∼S15가 반복된다.

한편, 단계 S15로 가속도의 절대값이 소정 임계값 미만으로 되는 것으로 판정된 경우, 단계 S16에 있어서, 제어부(30)는, 부여부(17)에 의한 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)의 조작력을 원상태로 되돌리도록 지령 신호를 각각의 부여부(17)에 송신한다.

이로써, 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)의 조작력이 원래로 돌아가고, 제어가 종료한다. 여기서, 원래의 상태란, 통상 조작에 있어서 반력을 부여하고 있는 경우에는, 통상 조작의 반력으로 되돌리는 것을 의미한다.

그리고, 단계 S10∼S16에서의 제어는, 유압 셔블(1)이 동작하고 있는 동안은 항상 행해지고 있다.

전술한 제어에 의해, 도 7에서는 파형 W1이 +P보다 큰 시간 및 파형 W1이 -P보다 작은 시간에, 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)에 반력이 부여된다.

(실시형태 2)

실시형태 1에서는, IMU(20)에 의해 검출한 가속도의 절대값이 소정 임계값 이상인 경우에, 제1 모터(24) 또는 제2 모터(25)에 의해 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)에 반력을 부여하고 있지만, 실시형태 2에서는, 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)를 고정한다.

도 10은, 실시형태 2의 부여부(117)을 나타내는 도면이다. 실시형태 2의 부여부(117)는 실시형태 1의 부여부(17)와 비교하여, 제1 브레이크(124) 및 제2 브레이크(125)가 더 설치되어 있다.

제1 브레이크(124)는 제3 지지 프레임(23)의 축(23b)에 장착되어 있고, 탑재면(21d)에 고정되어 있다. 제2 브레이크(125)는 제2 지지 프레임(22)의 축(22c)에 장착되어 있고, 탑재면(21e)에 고정되어 있다.

제1 브레이크(124)와 제2 브레이크(125)의 구성 및 동작은 동일하므로, 제1 브레이크(124)를 예로 들어 설명한다.

도 11은, 제1 브레이크(124)의 단면 구성을 나타내는 도면이다. 제1 브레이크(124)는 예를 들면 MR(Magneto-Rheological) 브레이크다. 제1 브레이크(124)는 외측 프레임부(41)와, 로터(42)와, 코일(43)과, MR 유체(流體)(44)를 가진다.

외측 프레임부(41)는 탑재면(21d)에 고정되어 있다. 외측 프레임부(41)의 내부에는 공간이 형성되어 있다. 외측 프레임부(41)에는 제3 지지 프레임(23)의 축(23b)이 삽통(揷通)되어 있다. 로터(42)는 외측 프레임부(41)의 내측에 배치되어 있고, 축(23b)에 고정되어 있다. 축(23b)의 회전에 따라 로터(42)도 외측 프레임부(41)의 내측에 있어서 회전한다. 코일(43)은, 로터(42)의 외측으로서 외측 프레임부(41)에 설치되어 있다. MR 유체(44)는, 외측 프레임부(41)의 내측의 공간으로서 로터(42)의 주위 에지부에 충전되어 있다.

판정부(31)가 IMU(20)에 의해 검출된 가속도의 절대값이 소정 임계값 이상인 것으로 판정하면, 제어부(30)로부터 통전 지령 신호가 부여부(17)에 송신된다. 이 통전 지령 신호를 수신하면, 코일(43)에 전기가 흐르게 되어 자기장이 발생한다. 자기장의 발생에 의해 MR 유체(44)가 고체화되므로, 로터(42)의 회전이 제동되고, 축(23b)의 회전도 제동된다. 이로써, 좌측 작업기 조작 레버(15)의 이동이 정지된다.

<특징>

(1)

본 실시형태 1, 2의 유압 셔블(1)(작업 차량의 일례)은, 차량 본체(2)와, 작업기(3)와, 좌측 작업기 조작 레버(15)(조작 레버의 일례) 및 우측 작업기 조작 레버(16)(조작 레버의 일례)와, 부여부(17, 117)와, IMU(20)(가속도 검출부의 일례)와, 제어부(30)를 구비한다. 작업기(3)는 차량 본체(2)에 장착되어 있다. 부여부(17)는 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)에 힘을 부여한다. IMU(20)는 차량 본체(2)의 가속도를 검출한다. 제어부(30)는 IMU(20)에 의해 검출된 가속도에 기초하여, 부여부(17)를 제어하여 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)에 부여하는 힘의 크기를 자동적으로 조정한다.

이로써, 차량 본체(2)의 가속도에 기초하여, 진동이나 충격에 의한 오동작이 발생할 가능성이 있는 것으로 판단하고, 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)에 대하여 부여부(17)에 의해 부여하는 힘을 자동적으로 조정할 수 있다. 그러므로, 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)가 오조작되는 것을 억제할 수 있다.

(2)

본 실시형태 1, 2의 유압 셔블(1)(작업 차량의 일례)에서는, 제어부(30)는, IMU(20)에 의해 검출된 가속도의 절대값(가속도의 크기)이 소정 임계값 이상인 경우에, 부여부(17)를 제어하여 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)에 부여하는 힘의 크기를 자동적으로 조정한다.

이로써, 차량 본체(2)의 가속도의 절대값이 소정 임계값 이상이 된 경우에, 진동이나 충격에 의한 오동작이 발생할 가능성이 있는 것으로 판단할 수 있고, 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)에 대하여 부여부(17)에 의해 부여하는 힘을 자동적으로 조정하는 것이 가능하게 된다.

(3)

본 실시형태 1의 유압 셔블(1)(작업 차량의 일례)에서는, 부여부(17)는, 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)에 접속된 제1 모터(24)(액추에이터의 일례) 및 제2 모터(25)(액추에이터의 일례)를 가진다. 제어부(30)는, IMU(20)에 의해 검출된 가속도의 절대값이 소정 임계값 이상인 경우에, 차량 본체(2)의 가속도에 의해 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)에 가해지는 힘에 대하여 반력을 부여하도록 부여부(17)를 제어한다.

이로써, 차량 본체(2)의 진동이나 충격에 의해 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)에 가해지는 힘에 대하여 반력을 부여할 수 있다. 그러므로, 충격이나 진동에 의한 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)의 동작을 규제할 수 있어 오조작을 억제할 수 있다.

(4)

본 실시형태 1의 유압 셔블(1)에서는, 제어부(30)는, 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)에 가해지는 힘에 관한 파형 W1의 역위상의 힘(파형 W2)를 조작 레버에 부여하도록 부여부(17)를 제어한다.

이로써, 차량 본체(2)의 진동이나 충격에 의해 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)에 가해지는 힘을 상쇄하도록 부여부(17)에 의해 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)에 반력을 부여할 수 있다. 그러므로, 충격이나 진동에 의한 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)의 동작을 규제할 수 있어 오조작을 억제할 수 있다.

(5)

본 실시형태의 유압 셔블(1)에서는, 제어부(30)는, IMU(20)에 의해 검출된 가속도의 절대값이 소정 임계값 이상인 경우에, 차량 본체(2)의 가속도에 의해 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)에 가해지는 힘에 대하여 일정한 반력을 가하도록 부여부(17)를 제어한다.

이로써, 차량 본체(2)의 진동이나 충격에 의해 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)에 가해지는 힘에 대하여 부여부(17)에 의해 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)에 반력을 부여할 수 있다. 그러므로, 충격이나 진동에 의한 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)의 동작을 규제할 수 있어 오조작을 억제할 수 있다.

(6)

본 실시형태 1의 유압 셔블(1)에서는, 제어부(30)는, IMU(20)(가속도 검출부의 일례)에 의해 검출된 가속도에 기초하여 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)에 가해지는 힘을 구함으로써 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)에 부여하는 반력을 연산한다.

이로써, 차량 본체(2)의 가속도에 의해 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)에 생기게 하는 가속도를 연산할 수 있고, 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)에 부여하는 반력을 계산할 수 있다. 그러므로, 충격이나 진동에 의한 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)의 동작을 규제할 수 있어 오조작을 억제할 수 있다.

(7)

본 실시형태 2의 유압 셔블(1)에서는, 부여부(117)는, 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)에 제동력을 부여한다. 제어부(30)는, IMU(20)에 의해 검출된 가속도의 절대값이 소정 임계값 이상인 경우에, 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)를 고정하도록 부여부(17)를 제어한다.

이로써, 충격이나 진동에 의해 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)가 움직이는 것을 억제할 수 있으므로, 오조작을 억제할 수 있다.

(8)

본 실시형태 1, 2의 유압 셔블(1)의 제어 방법은, 단계 S10(수신 단계의 일례)와, 단계 S12∼S13(조정 단계의 일례)와, 단계 S14(송신 단계의 일례)를 포함한다.

단계 S10은, 차량 본체(2)의 가속도를 수신한다. 단계 S12는, 수신한 가속도에 기초하여, 차량 본체(2)에 설치된 작업기(3)를 조작하는 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)에 부여하는 힘의 크기를 자동적으로 조정한다. 조정한 힘의 크기를 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)에 부여하도록, 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)에 힘을 부여하는 부여부(17)에 신호 s2(지령의 일례)를 송신한다.

(9)

본 실시형태 1, 2의 유압 셔블(1)의 제어 방법은, 단계 S11(판정 단계의 일례)를 더 포함한다. 단계 S11에서는, 수신한 가속도의 절대값이 소정 임계값 이상인지의 여부를 판정한다. 단계 S12에서는, 수신한 가속도의 절대값이 소정 임계값 이상인 경우에, 차량 본체(2)에 설치된 작업기(3)를 조작하는 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)에 부여하는 힘의 크기를 자동적으로 조정한다.

<다른 실시형태>

이상, 본 발명의 일 실시형태에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않고, 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 각종 변경이 가능하다.

(A)

상기 실시형태에서는, IMU(20)에 의해 검출된 가속도로부터 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)에 걸리는 가속도를 연산하여, 부여부(17)에 의해 부여하는 힘을 결정하고 있지만, 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)의 위치에 기초하여 부여부(17)에 의해 부여하는 힘을 결정해도 된다. 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)의 위치는, 각각 설치된 제1 포텐셔미터(18) 및 제2 포텐셔미터(19)에 의해 검출된다.

IMU(20)에 의해 검출된 가속도의 절대값이 소정 임계값 이상으로 판정되었을 때, 예를 들면, 판정되었을 때의 위치로부터 좌측 작업기 조작 레버(15)가 오른쪽으로 이동하고 있는 것이 제1 포텐셔미터(18)에 의해 검출되면, 제어부(30)는, 부여부(17)의 제1 모터(24)에 의해 좌측 작업기 조작 레버(15)가 왼쪽으로 이동하도록력을 부여한다. 또한, 판정되었을 때의 위치로부터 좌측 작업기 조작 레버(15)가 왼쪽으로 이동하고 있는 것이 제1 포텐셔미터(18)에 의해 검출되면, 제어부(30)는, 부여부(17)의 제1 모터(24)에 의해 좌측 작업기 조작 레버(15)가 오른쪽으로 이동하도록 힘을 부여한다.

이와 같이, 유압 셔블(1)이, 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)의 위치를 검출하는 제1 포텐셔미터(18)(위치 검출부의 일례) 및 제2 포텐셔미터(19)(위치 검출부의 일례)를 구비한다. 제어부(30)는, IMU(20)(가속도 검출부의 일례)에 의해 검출된 가속도의 크기가 소정 임계값 이상인 경우에, 제1 포텐셔미터(18) 및 제2 포텐셔미터(19)에 의해 검출되는 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)의 위치에 기초하여, 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)에 가해지는 힘에 대하여 반력을 부여하도록 부여부(17)를 제어한다.

이로써, 차량 본체(2)의 진동이나 충격에 의한 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)의 위치의 변화를 억제하도록 부여부(17)에 의해 반력을 부여할 수 있으므로, 충격이나 진동에 의한 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)의 오조작을 억제할 수 있다.

(B)

상기 실시형태에서는, 단계 S15에 있어서 판정부(31)는 IMU(20)에 의해 검출한 가속도의 절대값이 소정 임계값 미만인지만을 판정하고 있지만, 소정 시간 동안, 가속도의 절대값이 소정 임계값 미만인지를 판정해도 된다.

IMU(20)에 의해 검출한 가속도의 절대값이 소정 임계값 이상인 경우에, 반력을 주고 있지만, 그 경우, 가속도의 절대값이 소정 임계값 P 이상이 된 중단된 영역에서만 반력이 부여되게 된다. 그러므로, 소정 시간 동안, 가속도의 절대값이 소정 임계값 미만인지를 판정함으로써, 연속적으로 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)에 대하여 반력을 부여할 수 있다. 그리고, 소정 시간은, 파형 W1의 주기 f(도 7 참조)보다 길어지도록 설정해도 된다. 파형 W1의 주기 f는, 복수의 패턴의 진동 또는 충격에 의해 레버에 가해지는 가속도를 미리 계측하여 결정해도 된다.

(C)

상기 실시형태 1, 2에서는, 유압 셔블(1)에는 IMU(20)가 설치되어 있지만, IMU로 제한되지 않아도 되고 차량 본체(2)에 걸리는 가속도를 검출할 수 있는 센서가 설치되어 있으면 된다.

(D)

상기 실시형태 1에서는, 차량 본체(2)에 가해지는 가속도의 크기가 소정 임계값 이상인 경우, 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)에 반력을 부여하고, 실시형태 2에서는, 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)를 고정함으로써, 오조작을 방지하고 있지만, 이것에 제한되지 않아도 된다. 예를 들면, 차량 본체(2)에 가해지는 가속도의 크기가 소정 임계값 이상인 경우에 좌측 작업기 조작 레버(15) 및 우측 작업기 조작 레버(16)에 불감대를 형성해도 된다. 이로써, 오조작을 방지할 수 있다.

(E)

상기 실시형태 2의 부여부(117)는 제1 모터(24) 및 제2 모터(25)를 가지고 있지만, 통상 조작에 있어서 반력을 부여하지 않는 경우에는, 제1 모터(24) 및 제2 모터(25)가 설치되어 있지 않아도 된다.

[산업상의 이용 가능성]

본 발명의 작업 차량 및 작업 차량의 제어 방법에 의하면, 진동이나 충격 등에 의한 오조작을 억제할 수 있는 효과를 발휘하고, 예를 들면, 유압 셔블 등으로서 유용하다.

1: 유압 셔블
2: 차량 본체
3: 작업기
15: 좌측 작업기 조작 레버
16: 우측 작업기 조작 레버
17: 부여부
20: IMU
30: 제어부

Claims

차량 본체;
상기 차량 본체에 장착된 작업기;
상기 작업기를 조작하는 조작 레버;
상기 조작 레버에 힘을 부여하는 부여부;
상기 차량 본체의 가속도를 검출하는 가속도 검출부; 및
상기 가속도 검출부에서 검출된 가속도에 기초하여, 상기 부여부를 제어하여 상기 조작 레버에 부여하는 힘의 크기를 자동적으로 조정하는 제어부;
를 구비하는, 작업 차량.
제1항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 가속도 검출부에서 검출된 가속도의 크기가 소정 임계값 이상인 경우에, 상기 부여부를 제어하여 상기 조작 레버에 부여하는 힘의 크기를 자동적으로 조정하는, 작업 차량.
제1항에 있어서,
상기 부여부는, 상기 조작 레버에 접속된 액추에이터를 가지고,
상기 제어부는, 상기 가속도 검출부에서 검출된 가속도의 크기가 소정 임계값 이상인 경우에, 상기 차량 본체의 가속도에 의해 상기 조작 레버에 가해지는 힘에 대하여 반력(反力)을 부여하도록 상기 부여부를 제어하는, 작업 차량.
제3항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 조작 레버에 가해지는 힘의 파형의 역(逆)위상의 힘을 상기 조작 레버에 부여하도록 상기 부여부를 제어하는, 작업 차량.
제1항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 가속도 검출부에서 검출된 가속도의 크기가 소정 임계값 이상인 경우에, 상기 차량 본체의 가속도에 의해 상기 조작 레버에 가해지는 힘에 대하여 일정한 반력을 가하도록 상기 부여부를 제어하는, 작업 차량.
제4항 또는 제5항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 가속도 검출부에서 검출된 가속도에 기초하여 상기 조작 레버에 가해지는 힘을 구함으로써 상기 조작 레버에 부여하는 반력을 연산하는, 작업 차량.
제1항에 있어서,
상기 부여부는, 상기 조작 레버에 제동력을 부여하고,
상기 제어부는, 상기 가속도 검출부에서 검출된 가속도의 크기가 소정 임계값 이상인 경우에, 상기 조작 레버를 고정하도록 상기 부여부를 제어하는, 작업 차량.
제1항에 있어서,
상기 조작 레버의 위치를 검출하는 위치 검출부를 더 구비하고,
상기 제어부는, 상기 가속도 검출부에서 검출된 가속도의 크기가 소정 임계값 이상인 경우에, 상기 위치 검출부에서 검출되는 상기 조작 레버의 위치에 기초하여, 상기 조작 레버에 가해지는 힘에 대하여 반력을 부여하도록 상기 부여부를 제어하는, 작업 차량.
차량 본체의 가속도를 수신하는 수신 단계;
수신한 상기 가속도에 기초하여, 상기 차량 본체에 장착된 작업기를 조작하는 조작 레버에 부여하는 힘의 크기를 자동적으로 조정하는 조정 단계; 및
조정한 상기 힘의 크기를 상기 조작 레버에 부여하도록, 상기 조작 레버에 힘을 부여하는 부여부에 지령을 송신하는 송신 단계;
를 포함하는, 작업 차량의 제어 방법.
제9항에 있어서,
수신한 상기 가속도의 크기가 소정 임계값 이상인지 아닌지를 판정하는 판정 단계를 더 포함하고,
상기 조정 단계는, 상기 가속도의 크기가 소정 임계값 이상인 경우에, 상기 차량 본체에 장착된 작업기를 조작하는 조작 레버에 부여하는 힘의 크기를 자동적으로 조정하는, 작업 차량의 제어 방법.