KR20230156139A

KR20230156139A - 작업 기계 및 작업 기계의 제어 방법

Info

Publication number: KR20230156139A
Application number: KR1020237035264A
Authority: KR
Inventors: 사토시 이토; 쇼타 나카무라
Original assignee: 가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼
Priority date: 2021-06-18
Filing date: 2022-06-15
Publication date: 2023-11-13
Also published as: DE112022001421T5; US20240183126A1; JP2023000713A; WO2022265038A1; CN117178097A

Abstract

작업기를 가지는 작업 기계(1)이며, 작업기를 동작시키기 위한 구동력을 출력하는 동력원(2)과, 콘트롤러(10)와, 콘트롤러(10)에 의해 제어되는 전자밸브(6)를 구비한다. 콘트롤러(10)는, 콘트롤러(10)와 전자밸브(6)를 접속하는 전원 회로에 이상이 발생한 것으로 판정한 경우, 작업기의 동작을 제한하도록 동력원(2)을 제어하는 지령을 출력한다.

Description

작업 기계 및 작업 기계의 제어 방법

본 개시는, 작업 기계 및 작업 기계의 제어 방법에 관한 것이다.

유압 셔블 등의 작업 기계의 기능 안전 대응으로서, 콘트롤러의 내부에 이상(異常)이 발생한 경우, 콘트롤러에서 이상을 검지하여 전기회로를 차단하는 기능이 있다.

일본공개특허 제 2019-097022호 공보

작업 기계에서는, 콘트롤러의 내부에 이상이 발생한 경우뿐만 아니라, 콘트롤러의 외부의 전원 회로에서 이상이 발생한 경우에도, 안전성을 보다 높이도록 작업 기계를 제어하는 것이 요망된다.

본 개시에 따르면, 작업기를 가지는 작업 기계로서, 작업기를 동작시키기 위한 구동력을 출력하는 동력원과, 콘트롤러와, 콘트롤러에 의해 제어되는 전자(電磁)밸브를 구비한다. 콘트롤러는, 콘트롤러와 전자밸브를 접속하는 전원 회로에 이상이 발생한 것으로 판정한 경우, 작업기의 동작을 제한하도록 동력원을 제어하는 지령을 출력한다.

본 개시에 따르면, 작업기를 가지는 작업 기계의 제어 방법으로서, 전자밸브를 제어하기 위한 콘트롤러와 전자밸브를 접속하는 전원 회로에 이상이 발생한 것으로 판정한 경우, 작업기의 동작을 제한하도록 동력원을 제어하는 지령을 출력한다.

본 개시에 의하면, 콘트롤러의 내부에 이상이 발생한 경우뿐만 아니라, 콘트롤러의 외부의 전원 회로에 이상이 발생한 경우에도, 안전성을 보다 높이도록 작업 기계를 제어할 수 있는 작업 기계 및 작업 기계의 제어 방법을 제공할 수 있다.

도 1은, 제1 실시형태에 따른 작업 기계의 개략 블록도이다.
도 2는, 제1 실시형태에 따른 컴퓨터 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 3은, 제1 실시형태에 따른 작업 기계의 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4는, 제2 실시형태에 따른 작업 기계의 개략 블록도이다.

이하, 본 개시에 따른 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명하지만, 본 개시는 이것으로 한정되지 않는다. 이하에서 설명하는 실시형태의 구성 요소는, 적절하게 조합할 수 있다. 또한, 일부 구성 요소를 사용하지 않는 경우도 있다.

(제1 실시형태)

[작업 기계]

도 1은, 제1 실시형태에 따른 작업 기계(1)의 개략 블록도이다. 본 개시에 있어서는, 작업 기계(1)는, 유압 셔블로 한다. 작업 기계(1)는, 도시하지 않은 하부 주행체와, 도시하지 않은 상부 선회체와, 도시하지 않은 작업기와, 작업기를 구동하는 도시하지 않은 유압 실린더를 구비한다. 작업 기계(1)는, 동력원(2)과, 전자밸브(6)와, 전원인 배터리(4)와, 콘트롤러(10)를 구비한다. 본 개시에서는, 작업 기계(1)는, 유압 액추에이터(3)와, 조작 장치(5)와, 동력원 콘트롤러(30)를 포함한다. 본 개시에서는, 전자밸브(6)로서, 동력원(2)에 접속된 전자밸브(6c) 이외에, 일례로서, 전자밸브(6a) 및 전자밸브(6b)의 2개의 전자밸브를 가지고 있지만, 이것으로 한정되지 않는다.

본 개시에서는, 작업 기계(1)는, 콘트롤러(10)의 외부의 전원 회로, 바꾸어 말하면, 콘트롤러(10)와 전자밸브(6)를 접속하는 전원 회로에 이상이 발생한 것을 통지하는 도시하지 않은 통지부를 구비해도 된다. 통지부는, 운전석의 오퍼레이터에 콘트롤러(10)의 외부의 전원 회로에서의 이상의 발생을 통지하는 통지장치이다. 통지부는, 예를 들면, 작업 기계(1)의 운전실에 설치된 모니터 또는 부저이다.

동력원(2)은, 작업기를 동작시키기 위한 구동력을 출력한다. 동력원(2)은, 동력원 콘트롤러(30)로부터의 제어신호에 의해 제어된다. 동력원(2)은, 예를 들면, 엔진, 발전기, 연료 전지, 축전지, 전동기(모터), 및 가변용량형 펌프 등을 포함한다. 본 개시에서는, 동력원(2)은, 일례로서, 엔진(2E) 및 가변용량형 펌프(2P)를 가지는 것으로서 설명한다.

가변용량형 펌프(2P)에는, 전자밸브(6c)가 접속한다. 가변용량형 펌프(2P)는, 예를 들면, 경사판의 경전각(傾轉角)을 변화시킴으로써 펌프 용량을 변화시키는 경사판식 유압 펌프이지만, 이것으로 한정되지 않는다. 엔진(2E)의 구동축(2X)에는, 가변용량형 펌프(2P)가 기계적으로 연결되어 있다. 엔진(2E)이 구동함으로써, 가변용량형 펌프(2P)가 구동한다. 가변용량형 펌프(2P)는, 유압 액추에이터(3)에 대한 작동유의 공급원으로 된다. 본 개시에서는, 엔진(2E)은, 동력원 콘트롤러(30)로부터의 제어신호에 의해, 회전수가 제어된다. 본 개시에서는, 가변용량형 펌프(2P)는, 콘트롤러(10)로부터의 제어신호에 의해, 경사판의 경전각이 제어된다.

유압 액추에이터(3)는, 예를 들면, 붐용 유압 실린더, 암용 유압 실린더, 버킷용 유압 실린더, 우측 주행용 유압 모터 및 좌측 주행용 유압 모터 등의 유압 구동계이다. 유압 액추에이터(3)는, 가변용량형 펌프(2P)로부터 작동유가 공급되는 것에 의해 구동한다. 유압 액추에이터(3)가 구동함으로써, 유압 액추에이터(3)에 접속된 붐, 버킷 및 암을 포함하는 작업기, 하부 주행체, 상부 선회체가 작동한다. 유압 액추에이터(3)와 가변 용량 펌프(2P) 사이에는, 유압 액추에이터(3)를 제어하기 위한 도시하지 않은 제어 밸브가 배치되어 있다.

배터리(4)는, 작업 기계(1)에 전력을 공급한다. 배터리(4)는, 전자밸브(6)를 구동시키기 위한 전력을 공급한다. 본 개시에서는, 배터리(4)는, 전자밸브(6a), 전자밸브(6b) 및 전자밸브(6c)를 구동시키기 위한 전력을 공급한다. 배터리(4)는, 콘트롤러(10)에 전력을 공급한다. 배터리(4)에는, 전기 신호선(101)이 전기적으로 접속되어 있다. 배터리(4)는, 전기 신호선(101)을 통하여, 콘트롤러(10)에 접속된다. 배터리(4)는, 전기 신호선(101) 및 콘트롤러(10)를 통하여, 전자밸브(6)에 접속된다. 본 개시에서는, 배터리(4)는, 전기 신호선(101) 및 콘트롤러(10)를 통하여, 전자밸브(6a), 전자밸브(6b) 및 전자밸브(6c)에 접속된다. 배터리(4)로부터 콘트롤러(10)에 전력을 공급하는 회로, 바꾸어 말하면, 전기 신호선(101)에 있어서, 배터리(4) 측을 상류측이라고 한다.

조작 장치(5)는, 작업 기계(1)의 운전석에 배치된다. 조작 장치(5)는, 오퍼레이터에 의해 조작된다. 조작 장치(5)는, 예를 들면, 붐, 버킷, 암, 및 상부 선회체의 선회를 조작하기 위한 조작 레버이다. 조작 장치(5)는, 예를 들면, 주행용 유압 모터를 조작하기 위한 조작 레버이다. 조작 장치(5)는, 예를 들면, 연료 다이얼이다. 조작 장치(5)는, 예를 들면, 선회 주차 브레이크를 조작하기 위한 조작 스위치이다.

조작 장치(5)는, 오퍼레이터의 조작을 나타내는 신호를 제어부(20)에 출력한다. 조작 장치(5)는, 예를 들면, 붐의 조작 방향 및 조작량을 나타내는 붐 조작 신호를 제어부(20)에 출력한다. 조작 장치(5)는, 예를 들면, 버킷의 조작 방향 및 조작량을 나타내는 버킷 조작 신호를 제어부(20)에 출력한다. 조작 장치(5)는, 예를 들면, 암의 조작 방향 및 조작량을 나타내는 암 조작 신호를 제어부(20)에 출력한다. 조작 장치(5)는, 예를 들면, 하부 주행체에 대한 상부 선회체의 선회방향 및 선회량을 나타내는 선회조작 신호를 제어부(20)에 출력한다. 조작 장치(5)는, 예를 들면, 주행용 모터를 조작하기 위한 주행조작 신호를 제어부(20)에 출력한다. 조작 장치(5)는, 예를 들면, 엔진의 스로틀 개도를 나타내는 연료 다이얼 신호를 제어부(20)에 출력한다. 조작 장치(5)는, 예를 들면, 선회 주차 브레이크의 걸어맞춤 또는 개방을 조작하기 위한 선회 주차 브레이크 조작 신호를 제어부(20)에 출력한다.

전자밸브(6a)는, 배터리(4)로부터 공급되는 전력에 의해, 개폐 동작, 방향의 전환 동작 등을 행한다. 전자밸브(6a)의 상류측은, 스위칭 소자(14F)의 하류측에 접속된다. 전자밸브(6a)의 하류측은, 그라운드(17G)에 접속된다.

전자밸브(6b)는, 배터리(4)로부터 공급되는 전력에 의해, 개폐 동작, 방향의 전환 동작 등을 행한다. 전자밸브(6b)의 상류측은, 스위칭 소자(15F)의 하류측에 접속된다. 전자밸브(6b)의 하류측은, 그라운드(18G)에 접속된다.

전자밸브(6a) 및 전자밸브(6b)는, 예를 들면, 작업 기계(1)의 주행 속도의 고저를 전환하기 위한 것, 어태치먼트의 릴리프압력을 전환하기 위한 것, 작업 기계(1)의 선회 주차 브레이크의 걸어맞춤 또는 개방을 전환하기 위한 것 등, 작업 기계(1)에 설치된 각종 전자밸브이다.

전자밸브(6c)는, 배터리(4)로부터 공급되는 전력에 의해, 개폐 동작, 방향의 전환 동작등을 행한다. 전자밸브(6c)의 상류측은, 스위칭 소자(13F)의 하류측에 접속된다. 전자밸브(6c)의 하류측은, 그라운드(16G)에 접속된다. 전자밸브(6c)는, 동력원(2)에 접속된다. 전자밸브(6c)는, 동력원(2)을 제어한다. 더욱 상세하게는, 전자밸브(6c)는, 제어부(20)로부터의 제어 신호에 기초하여, 가변용량형 펌프(2P)의 경사판의 경전각을 제어한다.

[콘트롤러]

콘트롤러(10)는, 작업 기계(1)의 콘트롤러이다. 콘트롤러(10)는, 작업 기계(1)의 작업기, 하부 주행체 및 상부 선회체를 제어하는 신호를 출력한다. 콘트롤러(10)는, 동력원(2)에 구동 제어 신호를 출력하여 동력원(2)을 제어한다. 콘트롤러(10)는, 콘트롤러(10)의 내부에서 이상이 발생한 경우, 차단 제어 신호를 출력하여 배터리(4)로부터의 전력의 공급을 차단한다. 콘트롤러(10)는, 콘트롤러(10)와 전자밸브(6)를 접속하는 전원 회로에 이상이 발생한 것으로 판정한 경우, 작업기의 동작을 제한하도록 동력원(2)을 제어하는 지령을 출력한다. 콘트롤러(10)는, 제어부(20)를 가진다. 콘트롤러(10)에는, 전기 신호선(101), 전기 신호선(103), 전기 신호선(104), 전기 신호선(105)이 전기적으로 접속된다. 그리고, 메인 콘트롤러(10)는, 콘트롤러(10)와 전자밸브(6)를 접속하는 전원 회로에 이상이 발생한 것으로 판정한 경우, 작업기, 하부 주행체 및 상부 선회체의 동작을 제한하도록 동력원(2)을 제어하는 지령을 출력해도 된다.

본 개시에서는, 콘트롤러(10)는, 콘트롤러(10)와 전자밸브(6)를 접속하는 전원 회로에 이상이 발생한 것으로 판정한 경우, 엔진(2E)의 회전수를 감소시키도록 제어하는 지령을 출력한다. 본 개시에서는, 콘트롤러(10)는, 콘트롤러(10)와 전자밸브(6a), 전자밸브(6b) 및 전자밸브(6c)의 각각을 접속하는 적어도 어느 하나의 전원 회로에 이상이 발생한 것으로 판정한 경우, 예를 들면, 엔진(2E)의 회전수가 로우 아이들 상당이 되도록 제어하는 지령을 동력원 콘트롤러(30)에 출력한다.

본 개시에서는, 콘트롤러(10)는, 콘트롤러(10)와 전자밸브(6)를 접속하는 전원 회로에 이상이 발생한 것으로 판정한 경우, 가변용량형 펌프(2P)의 토출량을 감소시키도록 제어하는 지령을 출력한다. 본 개시에서는, 콘트롤러(10)는, 콘트롤러(10)와 전자밸브(6a), 전자밸브(6b) 및 전자밸브(6c)의 각각을 접속하는 적어도 어느 하나의 전원 회로에 이상이 발생한 것으로 판정한 경우, 예를 들면, 가변용량형 펌프(2P)로부터의 토출량 최소가 되도록 제어하는 지령을 출력한다.

본 개시에서는, 콘트롤러(10)는, 작업 기계(1)의 키의 동작 시에, 콘트롤러(10)와 전자밸브(6a), 전자밸브(6b) 및 전자밸브(6c)의 각각을 접속하는 적어도 어느 하나의 전원 회로의 이상을 판정한다. 작업 기계(1)의 키의 동작 시란, 예를 들면, 키 ON시, 또는, 키 OFF시이다. 키 ON 시는, 작업 기계(1)의 작업 개시 시이다. 키 OFF시는, 작업 기계(1)의 작업 종료 시이다.

콘트롤러(10)는, 스위칭 소자(11F, 13F, 14F 및 15F)와, 다이오드(11D, 13D, 14D, 15D, 16D, 17D 및 18D)와, 그라운드(16G, 17G 및 18G)를 가진다.

스위칭 소자(11F, 13F, 14F 및 15F)는, 제어부(20)의 지령에 기초하여, 회로의 도통(導通) 상태와 비도통 상태를 전환한다. 스위칭 소자(11F, 13F, 14F 및 15)F는, 예를 들면, 예를 들면, FET(Field Effect Transistor) 또는 트랜지스터 등이다.

스위칭 소자(11F)는, 배터리(4)로부터의 전력을 공급 또는 차단하기 위해 설치되어 있다. 스위칭 소자(11F)는, 배터리(4)의 하류측과 전자밸브(6)의 상류측 사이에 배치되어 있다. 스위칭 소자(11F)의 게이트는, 제어부(20)에 접속된다. 스위칭 소자(11F)가 도통 상태로 되면, 전기 신호선(101)의 하류측에 전력이 공급된다. 스위칭 소자(11F)가 비도통 상태로 되면, 전기 신호선(101)의 하류측으로의 전력의 공급이 차단된다.

보다 상세하게는, 스위칭 소자(11F)에, 스위칭 신호로서 온의 전기 신호가 입력된 경우, 전자밸브(6)에 전력의 공급이 가능하게 된다. 스위칭 소자(11F)에, 스위칭 신호로서 오프의 전기 신호가 입력된 경우, 전자밸브(6)에 전력의 공급이 차단된다.

스위칭 소자(13F)는, 전자밸브(6c)를 구동시키기 위해 설치되어 있다. 스위칭 소자(13F)는, 제어부(20)로부터의 지령에따라 전자밸브(6c)로의 전력의 공급을 전환하기 위해 설치되어 있다. 스위칭 소자(13F)는, 단자(101a)와 그라운드(16G) 사이에 배치되어 있다. 스위칭 소자(13F)의 게이트는, 제어부(20)에 접속된다. 스위칭 소자(13F)는, 단락 등의 이상이 발생한 경우, 비도통 상태가 되어, 전자밸브(6c)로의 전력의 공급을 차단한다.

스위칭 소자(14F)는, 전자밸브(6a)를 구동시키기 위해 설치되어 있다. 스위칭 소자(14F)는, 제어부(20)로부터의 지령에 따라 전자밸브(6a)로의 전력의 공급을 전환하기 위해 설치되어 있다. 스위칭 소자(14F)는, 단자(101b)와 그라운드(17G) 사이에 배치되어 있다. 스위칭 소자(14F)의 게이트는, 제어부(20)에 접속된다. 스위칭 소자(14F)는, 단락 등의 이상이 발생한 경우, 비도통 상태가 되어, 전자밸브(6a)로의 전력의 공급을 차단한다.

스위칭 소자(15F)는, 전자밸브(6b)를 구동시키기 위해 설치되어 있다. 스위칭 소자(15F)는, 제어부(20)로부터의 지령에 따라 전자밸브(6b)로의 전력의 공급을 전환하기 위해 설치되어 있다. 스위칭 소자(15F)는, 단자(101c)와 그라운드(18G) 사이에 배치되어 있다. 스위칭 소자(15F)의 게이트는, 제어부(20)에 접속된다. 스위칭 소자(15F)는, 단락 등의 이상이 발생한 경우, 비도통 상태가 되어, 전자밸브(6b)로의 전력의 공급을 차단한다.

전기 신호선(101)은, 배터리(4)와 콘트롤러(10)를 전기적으로 접속한다. 전기 신호선(101)은, 배터리(4)와 제어부(20)를 전기적으로 접속한다. 전기 신호선(101)에는, 배터리(4) 측으로부터, 스위칭 소자(11F)가 접속된다.

단자(101a)는, 스위칭 소자(11F)의 하류측과 스위칭 소자(13F)의 상류측을 전기적으로 접속한다. 단자(101b)는, 스위칭 소자(11F)의 하류측과 스위칭 소자(14F)의 상류측을 전기적으로 접속한다. 단자(101c)는, 스위칭 소자(11F)의 하류측과 스위칭 소자(15F)의 상류측을 전기적으로 접속한다.

전기 신호선(101i)은, 배터리(4)의 하류측과 스위칭 소자(11F)의 상류측 사이와, 제어부(20)를 전기적으로 접속한다.

전기 신호선(101j)은, 스위칭 소자(11F)의 하류측과 단자(101a)의 상류측 사이와, 제어부(20)를 전기적으로 접속한다.

전기 신호선(102)은, 동력원(2)과 동력원 콘트롤러(30)를 전기적으로 접속한다.

전기 신호선(103)은, 스위칭 소자(13F)의 하류측과 전자밸브(6c)의 상류측을 접속한다. 전기 신호선(103)은, 콘트롤러(10)와 전자밸브(6c)를 전기적으로 접속한다. 전기 신호선(103)은, 콘트롤러(10)와 전자밸브(6c)를 접속하는 전원 회로이다.

전기 신호선(104)은, 스위칭 소자(14F)의 하류측과 전자밸브(6a)의 상류측을 접속한다. 전기 신호선(104)은, 콘트롤러(10)와 전자밸브(6a)를 전기적으로 접속한다. 전기 신호선(104)은, 콘트롤러(10)와 전자밸브(6a)를 접속하는 전원 회로이다.

전기 신호선(105)은, 스위칭 소자(15F)의 하류측과 전자밸브(6b)의 상류측을 접속한다. 전기 신호선(105)은, 콘트롤러(10)와 전자밸브(6b)를 전기적으로 접속한다. 전기 신호선(105)은, 콘트롤러(10)와 전자밸브(6b)를 접속하는 전원 회로이다.

전기 신호선(106)은, 스위칭 소자(13F)의 하류측과 제어부(20)를 전기적으로 접속한다. 전기 신호선(106)은, 전기 신호선(103)에 전기적으로 접속된다.

전기 신호선(107)은, 스위칭 소자(14F)의 하류측과 제어부(20)를 전기적으로 접속한다. 전기 신호선(107)은, 전기 신호선(104)에 전기적으로 접속된다.

전기 신호선(108)은, 스위칭 소자(15F)의 하류측과 제어부(20)를 전기적으로 접속한다. 전기 신호선(108)은, 전기 신호선(105)에 전기적으로 접속된다.

[제어부]

제어부(20)는, 배터리(4)로부터 전력이 공급된다. 제어부(20)는, 조작 장치(5)로부터의 신호를 수신한다. 제어부(20)는, 동력원 콘트롤러(30)에 신호를 출력한다. 제어부(20)는, 이상 감시부(21)와, 차단 제어부(22)와, 구동 제어부(23)와, 출력부(24)를 구비한다.

이상 감시부(21)는, 콘트롤러(10)의 내부의 단락 등의 이상을 감시한다. 이상 감시부(21)는, 예를 들면, 콘트롤러(10)의 내부에 설치된, 스위칭 소자(11F, 13F, 14F 및 15F)의 고장을 감시한다. 스위칭 소자의 고장을 판정하는 방법은, 공지된 어떤 방법을 사용해도 된다.

이상 감시부(21)는, 콘트롤러(10)의 외부의 전원 회로의 단락 등의 이상을 감시한다. 이상 감시부(21)는, 콘트롤러(10)와 전자밸브(6)를 접속하는 전원 회로에서의 단락 등의 이상의 발생을 감시한다. 단락의 예로서는, 도 1에 있어서 파선(破線) A로 나타낸 바와 같이, 콘트롤러(10)와 배터리(4) 사이의 전기 신호선(101)과, 전자밸브(6c)의 전기 신호선(103)이 전기적으로 도통 상태가 되는 것이다. 이상 감시부(21)는, 콘트롤러(10)와 전자밸브(6a), 전자밸브(6b) 및 전자밸브(6c) 사이의 전압을 감시한다. 이상 감시부(21)는, 제어부(20)의 제어에 의해 전원 회로인 전기 신호선(103), 전기 신호선(104) 및 전기 신호선(105)으로부터 전자밸브(6a), 전자밸브(6b) 또는 전자밸브(6c)로의 전력공급이 차단되어 있는 상태에서, 전자밸브(6a), 전자밸브(6b) 또는 전자밸브(6c)에 임계값 이상의 전압이 가해지는 경우, 이상이 발생한 것으로 판정한다. 이상 감시부(21)는, 제어부(20)의 제어에 의해 전원 회로인 전기 신호선(103), 전기 신호선(104) 및 전기 신호선(105)으로부터 전자밸브(6a), 전자밸브(6b) 또는 전자밸브(6c)로의 전력 공급이 차단되어 있는 상태에서, 「피드백 전압이 임계값 이상」인 것을 검출한 것으로 판단된 경우, 단락 등의 이상이 발생한 것으로 판정한다. 그리고, 피드백 전압의 검출은, 예를 들면, 전기 신호선(103)을 흐르는 전류를 콘트롤러(10)에서 전압으로 변환하고, 변환 후의 전압값을 CPU에서 입력하고 판정함으로써 구하도록 해도 된다.

이상 감시부(21)에 의한 콘트롤러(10)의 외부의 전원 회로의 이상의 감시는, 1차처리로서 실행해도 된다. 본 개시에서는, 이상 감시부(21)는, 작업 기계(1)의 키의 동작 시에, 콘트롤러(10)와 전자밸브(6a), 전자밸브(6b) 및 전자밸브(6c)의 각각을 접속하는 전원 회로인, 전기 신호선(103), 전기 신호선(104) 및 전기 신호선(105) 중 적어도 어느 하나에서의 단락 등의 이상의 발생을 감시한다. 작업 기계(1)의 키의 동작 시란, 예를 들면, 키 ON시, 또는, 키O FF시이다. 키 ON시는, 작업 기계(1)의 작업 개시 시이다. 이로써, 작업 개시 시에, 작업 기계(1)의 이상을 검출할 수 있다. 키 OFF시는, 작업 기계(1)의 작업 종료 시이다. 작업 종료 시에, 작업 기계(1)의 이상을 검출할 수 있다. 이 경우에, 다음 작업 개시 시까지, 유지보수를 행하는 서비스맨에 의한 작업 기계(1)의 점검 및 수리를 의뢰할 수 있다.

차단 제어부(22)는, 배터리(4)로부터의 전력의 공급을 제어한다. 보다 상세하게는, 차단 제어부(22)는, 스위칭 소자(11F)의 온과 오프를 전환하다. 차단 제어부(22)는, 이상 감시부(21)가 콘트롤러(10)의 내부의 단락 등의 이상을 검출한 경우, 배터리(4)로부터의 전력의 공급을 차단하기 위하여, 스위칭 소자(11F)에, 스위칭 신호로서 오프의 전기 신호를 출력한다. 그리고, 차단 제어부(22)는, 이상 감시부(21)가 콘트롤러(10)의 내부의 단락 등의 이상을 검출하지 않은 경우, 스위칭 소자(11F)에, 스위칭 신호로서 온의 전기 신호를 출력한다.

구동 제어부(23)는, 전자밸브(6a)를 제어한다. 더욱 상세하게는, 구동 제어부(23)는, 스위칭 소자(14F)의 온과 오프를 전환하다. 구동 제어부(23)는, 이상 감시부(21)가 콘트롤러(10)의 내부의 단락 등의 이상을 검출한 경우, 전자밸브(6a)를 차단하기 위하여, 스위칭 소자(14F)에, 스위칭 신호로서 오프의 전기 신호를 출력한다.

구동 제어부(23)는, 전자밸브(6b)를 제어한다. 보다 상세하게는, 구동 제어부(23)는, 스위칭 소자(15F)의 온과 오프를 전환한다. 구동 제어부(23)는, 이상 감시부(21)가 콘트롤러(10)의 내부의 단락 등의 이상을 검출한 경우, 전자밸브(6b)를 차단하기 위하여, 스위칭 소자(15F)에, 스위칭 신호로서 오프의 전기 신호를 출력한다.

구동 제어부(23)는, 전자밸브(6c)를 제어한다. 보다 상세하게는, 구동 제어부(23)는, 스위칭 소자(13F)의 온과 오프를 전환한다. 구동 제어부(23)는, 이상 감시부(21)가 콘트롤러(10)의 내부의 단락 등의 이상을 검출한 경우, 전자밸브(6c)를 차단하기 위하여, 스위칭 소자(13F)에, 스위칭 신호로서 오프의 전기 신호를 출력한다.

구동 제어부(23)는, 조작 장치(5)로부터 출력된 제어 신호에 기초하여, 전자밸브(6a), 전자밸브(6b) 및 전자밸브(6c) 중 적어도 어느 하나를 제어한다.

출력부(24)는, 동력원(2)을 억제하도록 제어하는 지령을 동력원 콘트롤러(30)에 출력한다. 보다 상세하게는, 출력부(24)는, 이상 감시부(21)가 콘트롤러(10)와 전자밸브(6)를 접속하는 전원 회로에 이상이 발생한 것으로 판정한 경우, 작업기의 동작을 제한하도록 동력원(2)을 제어하는 지령을 동력원 콘트롤러(30)에 출력한다. 본 개시에서는, 출력부(24)는, 이상 감시부(21)가 콘트롤러(10)와 전자밸브(6a), 전자밸브(6b) 및 전자밸브(6c)의 각각을 접속하는 전원 회로인, 전기 신호선(103), 전기 신호선(104) 및 전기 신호선(105) 중 적어도 어느 하나에 이상이 발생한 것으로 판정한 경우, 작업기, 하부 주행체 및 상부 선회체의 동작을 제한하도록 동력원(2)을 제어하는 지령을 동력원 콘트롤러(30)에 출력한다.

본 개시에서는, 출력부(24)는, 콘트롤러(10)와 전자밸브(6a), 전자밸브(6b) 및 전자밸브(6c)의 각각을 접속하는 전원 회로인, 전기 신호선(103), 전기 신호선(104) 및 전기 신호선(105) 중 적어도 어느 하나에 이상이 발생한 것으로 판정한 경우, 엔진(2E)의 회전수를 감소시키도록 제어하는 지령을 출력한다. 본 개시에서는, 출력부(24)는, 이상 감시부(21)가 콘트롤러(10)와 전자밸브(6a), 전자밸브(6b) 및 전자밸브(6c)의 각각을 접속하는 적어도 어느 하나의 전원 회로에 이상이 발생한 것으로 판정한 경우, 예를 들면, 엔진(2E)의 회전수가 로우 아이들 상당이 되도록 제어하는 지령을 출력한다.

본 개시에서는, 출력부(24)는, 콘트롤러(10)와 전자밸브(6a), 전자밸브(6b) 및 전자밸브(6c)의 각각을 접속하는 전원 회로인, 전기 신호선(103), 전기 신호선(104) 및 전기 신호선(105) 중 적어도 어느 하나에 이상이 발생한 것으로 판정한 경우, 가변용량형 펌프(2P)의 토출량을 감소시키도록 제어하는 지령을 출력한다. 본 개시에서는, 출력부(24)는, 이상 감시부(21)가 콘트롤러(10)와 전자밸브(6a), 전자밸브(6b) 및 전자밸브(6c)의 각각을 접속하는 전원 회로인, 전기 신호선(103), 전기 신호선(104) 및 전기 신호선(105) 중 적어도 어느 하나에 이상이 발생한 것으로 판정한 경우, 예를 들면, 가변용량형 펌프(2P)로부터의 토출량이 최소로 되도록 제어하는 지령을 출력한다.

[동력원 콘트롤러]

동력원 콘트롤러(30)는, 동력원(2)을 제어하는 콘트롤러이다. 동력원 콘트롤러(30)는, 제어부(20) 및 동력원(2)과 전기적으로 접속된다. 동력원 콘트롤러(30)에는, 전기 신호선(102)이 전기적으로 접속된다. 동력원 콘트롤러(30)는, 동력원(2)을 제어하는 제어신호를 출력한다. 동력원 콘트롤러(30)는, 동력원(2)에 설치된다. 예를 들면, 동력원(2)이 엔진(2E)인 경우, 동력원 콘트롤러(30)는, 엔진 콘트롤러이다. 예를 들면, 동력원(2)이 발전기인 경우, 동력원 콘트롤러(30)는, 발전기 콘트롤러이다. 예를 들면, 동력원(2)이 연료 전지인 경우, 동력원 콘트롤러(30)는, 연료 전지 콘트롤러이다.

동력원 콘트롤러(30)는, 제어부(20)의 출력부(24)로부터의 지령을 수신한 경우, 동력원(2)을 억제하도록 제어하는 제어신호를 동력원(2)에 출력한다. 이상 감시부(21)가 콘트롤러(10)와 전자밸브(6)를 접속하는 전원 회로에 이상이 발생한 것으로 판정한 경우, 동력원 콘트롤러(30)에는, 출력부(24)로부터 지령이 입력된다.

동력원 콘트롤러(30)는, 출력부(24)로부터의 지령에 기초하여, 작업기의 동작을 제한하도록 동력원(2)을 제어하는 제어신호를 동력원(2)에 출력한다.

본 개시에서는, 동력원 콘트롤러(30)는, 제어부(20)의 이상 감시부(21)에 있어서, 콘트롤러(10)와 전자밸브(6a), 전자밸브(6b) 및 전자밸브(6c)의 각각을 접속하는 전원 회로인, 전기 신호선(103), 전기 신호선(104) 및 전기 신호선(105) 중 적어도 어느 하나에 이상이 발생한 것으로 판정된 경우, 엔진(2E)의 회전수를 감소시키도록 제어하는 제어신호를 동력원(2)에 출력한다. 본 개시에서는, 동력원 콘트롤러(30)는, 출력부(24)로부터의 지령에 기초하여, 예를 들면, 엔진(2E)의 회전수가 로우 아이들 상당이 되도록 제어하는 제어신호를 동력원(2)에 출력한다.

본 개시에서는, 동력원 콘트롤러(30)는, 제어부(20)의 이상 감시부(21)에 있어서, 콘트롤러(10)와 전자밸브(6a), 전자밸브(6b) 및 전자밸브(6c)의 각각을 접속하는 전원 회로인, 전기 신호선(103), 전기 신호선(104) 및 전기 신호선(105) 중 적어도 어느 하나에 이상이 발생한 것으로 판정된 경우, 가변용량형 펌프(2P)의 토출량을 감소시키도록 제어하는 제어신호를 동력원(2)에 출력한다.

본 개시에서는, 동력원 콘트롤러(30)는, 출력부(24)로부터의 지령에 기초하여, 예를 들면, 가변용량형 펌프(2P)로부터의 토출량이 최소로 되도록 제어하는 제어신호를 동력원(2)에 출력한다.

동력원 콘트롤러(30)는, 출력부(24)로부터의 지령에 기초하여, 작업기, 하부 주행체 및 상부 선회체의 동작을 제한하도록 동력원(2)을 제어하는 제어신호를 동력원(2)에 출력한다.

[컴퓨터 시스템]

도 2는, 제1 실시형태에 따른 컴퓨터 시스템(1000)을 나타내는 블록도이다. 전술한 콘트롤러(60)는, 컴퓨터 시스템(1000)을 포함한다. 컴퓨터 시스템(1000)은, CPU(Central Processing Unit)과 같은 프로세서(1001)와, ROM(Read Only Memory)과 같은 불휘발성 메모리 및 RAM(Random Access Memory)과 같은 휘발성 메모리를 포함하는 메인 메모리(1002)와, 스토리지(1003)와, 입출력 회로를 포함하는 인터페이스(1004)를 가진다. 전술한 콘트롤러(10)의 기능은, 프로그램으로서 스토리지(1003)에 기억되어 있다. 프로세서(1001)는, 프로그램을 스토리지(1003)로부터 읽어내어 메인 메모리(1002)에 전개하고, 프로그램에 따라서 전술한 처리를 실행한다. 그리고, 프로그램은, 네트워크를 통하여 컴퓨터 시스템(1000)에 전송되어도 된다.

[작업 기계의 제어 처리]

다음으로, 도 3에 나타낸 흐름도를 참조하여, 실시형태의 처리의 수순에 대하여 설명한다. 도 3은, 제1 실시형태에 따른 작업 기계(1)의 콘트롤러(10)에서 행해지는 제어 방법을 나타내는 흐름도이다. 본 개시에서는, 작업 기계(1)의 키 ON 시, 또는, 키 OFF 시에, 도 3에 나타낸 처리가 실행된다.

이상 감시부(21)는, 전원인 콘트롤러(10)와 전자밸브(6)를 접속하는 전원 회로에 이상이 있는지의 여부를 판정한다(단계 S101). 보다 상세하게는, 이상 감시부(21)는, 제어부(20)의 제어에 의해 전원 회로인 전기 신호선(103), 전기 신호선(104) 및 전기 신호선(105)으로부터 전자밸브(6a), 전자밸브(6b) 또는 전자밸브(6c)로의 전력 공급이 차단되어 있는 상태에서, 전자밸브(6a), 전자밸브(6b) 또는 전자밸브(6c)에 임계값 이상의 전압이 걸려 있는 경우, 이상이 발생한 것으로 판정한다. 선회 제어부(11)는, 제어부(20)의 제어에 의해 전원 회로인 전기 신호선(103), 전기 신호선(104) 및 전기 신호선(105)으로부터 전자밸브(6a), 전자밸브(6b) 또는 전자밸브(6c)로의 전력 공급이 차단되어 있는 상태에서, 「피드백 전압이 임계값 이상인」 것을 검출한 경우, 이상이 발생한 것으로 판정한다. 이상 감시부(21)는, 이상이 있는 것으로 판정한 경우(단계 S101에서 Yes), 단계 S102로 진행한다. 이상 감시부(21)는, 이상이 없는 것으로 판정한 경우(단계 S101에서 No), 처리를 종료한다.

이상이 있는 것으로 판정한 경우(단계 S101에서 Yes), 출력부(24)는, 동력원(2)을 제어하는 지령을 동력원 콘트롤러(30)에 출력한다. 보다 상세하게는, 출력부(24)는, 예를 들면, 엔진(2E)의 회전수가 로우 아이들 상당이 되도록 제어하는 지령을 출력한다. 출력부(24)는, 예를 들면, 가변용량형 펌프(2P)로부터의 토출량이 최소로 되도록 제어하는 지령을 출력한다.

동력원(2)을 제어하는 지령이 출력부(24)로부터 동력원 콘트롤러(30)에 출력되었을 때, 오퍼레이터에 콘트롤러(10)의 외부의 전원 회로에 이상이 발생한 것을 보고한다. 예를 들면, 작업 기계(1)의 운전실에 설치된 모니터에, 콘트롤러(10)의 외부의 전원 회로에서의 이상의 발생을 통지하는 메시지 화상 등을 출력한다. 예를 들면, 작업 기계(1)의 운전실에 설치된 부저를 울려서, 콘트롤러(10)의 외부의 전원 회로에서의 이상의 발생을 보고한다. 오퍼레이터는, 작업 기계(1)의 작업기, 하부 주행체 및 상부 선회체의 동작이 제한되는 것을 확인할 수 있다.

이와 같이, 본 개시에서는, 콘트롤러(10)에 의해, 콘트롤러(10)의 외부의 전원 회로, 바꾸어 말하면, 콘트롤러(10)와 전자밸브(6)를 접속하는 전원 회로에 이상이 발생한 것으로 판정한 경우, 작업기, 하부 주행체 및 상부 선회체의 동작을 제한하도록, 동력원(2)을 제어하는 지령이 출력된다. 작업 기계(1)는, 로우 아이들 때와 동일한 정도로 동작이 제한되어, 굴삭등의 작업이 제한된다. 오퍼레이터는, 작업 기계(1)를 안전한 장소까지 이동시킬 수 있다.

[효과]

이상과 같이 본 개시에서는, 콘트롤러(10)와 전자밸브(6a), 전자밸브(6b) 및 전자밸브(6c)의 각각을 접속하는 전원 회로인, 전기 신호선(103), 전기 신호선(104) 및 전기 신호선(105) 중 적어도 어느 하나에 이상이 발생한 것으로 판정한 경우, 작업기, 하부 주행체 및 상부 선회체의 동작을 제한하도록 동력원(2)을 제어하는 지령 출력한다. 본 개시는, 콘트롤러(10)의 외부의 전원 회로에서 이상이 발생한 경우, 동력원(2)을 제어하여, 작업기, 하부 주행체 및 상부 선회체의 동작을 제한할 수 있다. 이와 같이, 본 개시에 의하면, 콘트롤러(10)의 내부에 이상이 발생한 경우뿐만 아니라, 콘트롤러(10)의 외부의 전원 회로에서 이상이 발생한 경우에도, 안전성을 보다 높이도록 작업 기계(1)를 제어할 수 있다.

본 개시에서는, 콘트롤러(10)와 전자밸브(6a), 전자밸브(6b) 및 전자밸브(6c)의 각각을 접속하는 전원 회로인, 전기 신호선(103), 전기 신호선(104) 및 전기 신호선(105) 중 적어도 어느 하나에 이상이 발생한 것으로 판정한 경우, 엔진(2E)의 회전수가 로우 아이들이 되도록 제어하는 지령을 출력한다. 본 개시에 의하면, 엔진(2E)의 회전수가 억제됨으로써, 작업기, 하부 주행체 및 상부 선회체의 동작을 제한할 수 있다.

본 개시에서는, 콘트롤러(10)와 전자밸브(6a), 전자밸브(6b) 및 전자밸브(6c)의 각각을 접속하는 전원 회로인, 전기 신호선(103), 전기 신호선(104) 및 전기 신호선(105) 중 적어도 어느 하나에 이상이 발생한 것으로 판정한 경우, 가변용량형 펌프(2P)로부터의 토출량이 최소로 되도록 제어하는 지령을 출력한다. 본 개시에 의하면, 가변용량형 펌프(2P)로부터의 토출량이 제한되는 것에 의해, 작업기, 하부 주행체 및 상부 선회체의 동작을 제한할 수 있다.

본 개시에서는, 작업 기계(1)의 키의 동작 시에, 콘트롤러(10)와 전자밸브(6a), 전자밸브(6b) 및 전자밸브(6c)의 각각을 접속하는 전원 회로인, 전기 신호선(103), 전기 신호선(104) 및 전기 신호선(105) 중 적어도 어느 하나의 이상을 판정한다. 본 개시에 의하면, 작업 기계(1)의 작업 개시 시, 또는, 작업 종료 시에, 콘트롤러(10)의 외부의 전원 회로의 이상을 판정할 수 있다. 작업 개시 시에 이상이 판정된 경우, 작업 기계(1)에 의한 굴삭 등의 작업을 행하지 않도록 할 수 있다. 이 경우에, 작업 중에 작업 기계(1)가 동작 불량하게 되는 것을 억제할 수 있다. 작업 종료 시에 이상이 판정된 경우, 다음 작업 개시 시까지, 유지보수를 행하는 서비스맨에 의한 작업 기계(1)의 점검 및 수리를 의뢰할 수 있다.

본 개시에서는, 콘트롤러(10)와 전자밸브(6a), 전자밸브(6b) 및 전자밸브(6c)의 각각을 접속하는 전원 회로인, 전기 신호선(103), 전기 신호선(104) 및 전기 신호선(105) 중 적어도 어느 하나에 이상이 발생한 것을 통지부로부터 보고한다. 본 개시에 의하면, 오퍼레이터는, 작업 기계(1)의 작업기, 하부 주행체 및 상부 선회체의 동작이 제한되는 것을 확인할 수 있다.

(제2 실시형태)

도 4는, 제2 실시형태에 따른 작업 기계(1A)의 개략 블록도이다. 이하의 설명에 있어서, 전술한 실시형태와 동일하거나 또는 동등한 구성 요소에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 간략하게 하거나 생략한다.

작업 기계(1A)는, 콘트롤러(10)와, 동력원 콘트롤러(30A)와, 세컨더리 콘트롤러(40A)를 가진다.

콘트롤러(10)의 제어부(20)는, 이상 감시부(21)와, 차단 제어부(22)와, 구동 제어부(23)를 가진다. 이상 감시부(21)는, 제1 실시형태의 이상 감시부(21)의 기능 중, 콘트롤러(10)의 내부의 단락 등의 이상을 감시하는 기능을 가진다. 차단 제어부(22) 및 구동 제어부(23)는, 제1 실시형태와 동일한 기능을 가진다.

동력원 콘트롤러(30A)는, 세컨더리 콘트롤러(40A) 및 동력원(2)과 전기적으로 접속된다. 동력원 콘트롤러(30A)는, 세컨더리 콘트롤러(40A)로부터의 제어 신호에 기초하여, 동력원(2)을 제어하는 제어 신호를 출력한다.

[세컨더리 콘트롤러]

세컨더리 콘트롤러(40A)는, 이상 감시부(41A)와, 출력부(42A)를 가진다. 세컨더리 콘트롤러(40A)에는, 전기 신호선(104)에 접속된 전기 신호선(107A)을 통하여 전자밸브(6aA)가 전기적으로 접속된다. 세컨더리 콘트롤러(40A)에는, 전기 신호선(105)에 접속된 전기 신호선(108A)을 통하여 전자밸브(6bA)가 전기적으로 접속된다. 세컨더리 콘트롤러(40A)에는, 전기 신호선(103)에 접속된 전기 신호선(106A)을 통하여 전자밸브(6cA)가 전기적으로 접속된다. 세컨더리 콘트롤러(40A)는, 전자밸브(6aA), 전자밸브(6bA) 및 전자밸브(6cA)로부터의 신호를 수신한다.

이상 감시부(41A)는, 제1 실시형태의 이상 감시부(21)의 기능 중, 콘트롤러(10)의 외부의 전원 회로의 이상을 감시하는 기능을 가진다. 본 개시에서는, 이상 감시부(41A)는, 콘트롤러(10)와 전자밸브(6aA), 전자밸브(6bA) 및 전자밸브(6cA)의 각각을 접속하는 전원 회로인, 전기 신호선(103), 전기 신호선(104) 및 전기 신호선(105) 중 적어도 어느 하나의 이상을 판정한다.

출력부(42A)는, 제1 실시형태의 출력부(24)와 동일한 기능을 가진다.

이상과 같이 본 개시에서는, 세컨더리 콘트롤러(40A)에 의해, 콘트롤러(10)의 외부의 전원 회로에서 이상이 발생한 것을 검출할 수 있다. 본 개시에 의하면, 콘트롤러(10)의 내부에 이상이 발생한 경우뿐만 아니라, 콘트롤러(10)의 외부의 전원 회로에서 이상이 발생한 경우에도, 안전성을 보다 높이도록 작업 기계(1A)를 제어할 수 있다.

1…작업 기계 2…동력원
2E…엔진 2P…가변용량형 펌프
2X…구동축 3…유압 액추에이터
4…배터리 5…조작 장치
6, 6a, 6b, 6c…전자밸브
10…콘트롤러(제1 콘트롤러)
11D, 13D, 14D, 15D, 16D, 17D, 18D…다이오드
11F, 13F, 14F, 15F…스위칭 소자
16G, 17G, 18G…그라운드
20…제어부 21…이상 감시부
22…차단 제어부 23…구동 제어부
24…출력부 30…동력원 콘트롤러
101, 101i, 101j, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108…전기 신호선
101a, 101b, 101c…단자

Claims

작업기를 가지는 작업 기계로서,
상기 작업기를 동작시키기 위한 구동력을 출력하는 동력원;
콘트롤러; 및
상기 콘트롤러에 의해 제어되는 전자(電磁)밸브;
를 구비하고,
상기 콘트롤러는, 상기 콘트롤러와 상기 전자밸브를 접속하는 전원 회로에 이상이 발생한 것으로 판정한 경우, 상기 작업기의 동작을 제한하도록 상기 동력원을 제어하는 지령을 출력하는,
작업 기계.
제1항에 있어서,
상기 동력원은, 엔진이며,
상기 콘트롤러는, 상기 콘트롤러와 상기 전자밸브를 접속하는 전원 회로에 이상이 발생한 것으로 판정한 경우, 상기 엔진의 회전수를 감소시키도록 제어하는 지령을 출력하는,
작업 기계.
제1항에 있어서,
상기 동력원은, 가변용량형 펌프이며,
상기 콘트롤러는, 상기 콘트롤러와 상기 전자밸브를 접속하는 전원 회로에 이상이 발생한 것으로 판정한 경우, 상기 가변용량형 펌프의 토출량을 감소시키도록 제어하는 지령을 출력하는,
작업 기계.
제3항에 있어서,
상기 콘트롤러는, 상기 가변용량형 펌프의 경사판의 경전각(傾轉角)을 변화시킴으로써 상기 토출량을 억제하는,
작업 기계.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 콘트롤러는, 상기 작업 기계의 키의 동작 시에, 상기 콘트롤러와 상기 전자밸브 사이의 전원 회로의 이상을 판정하는,
작업 기계.
제5항에 있어서,
상기 작업 기계의 키의 동작 시는, 키 ON 시인,
작업 기계.
제5항에 있어서,
상기 작업 기계의 키의 동작시는, 키 OFF 시인,
작업 기계.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 콘트롤러와 상기 전자밸브를 접속하는 전원 회로에 이상이 발생한 것을 통지하는 통지부를 구비하는 작업 기계.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 동력원은, 상기 작업기, 하부 주행체 및 상부 선회체를 동작시키기 위한 구동력을 출력하고,
상기 콘트롤러는, 상기 콘트롤러와 상기 전자밸브를 접속하는 전원 회로에 이상이 발생한 것으로 판정한 경우, 상기 작업기, 상기 하부 주행체 및 상기 상부 선회체의 동작을 제한하도록 상기 동력원을 제어하는 지령을 출력하는,
작업 기계.
작업기를 가지는 작업 기계의 제어 방법으로서,
전자밸브를 제어하기 위한 콘트롤러와 상기 전자밸브를 접속하는 전원 회로에 이상이 발생한 것으로 판정한 경우, 상기 작업기의 동작을 제한하도록 동력원을 제어하는 지령을 출력하는,
작업 기계의 제어 방법.