(57)【要約】  作業車両の動作を制御するメインコントローラ（５２）は、判別部（５２２）と、異状判定部（５２３）とを含んでいる。判別部（５２２）は、アタッチメントに関する情報に基づいて、アタッチメントがセンサ（７３Ａ，７３Ｂ）を有するか否かを判別する。異状判定部（５２３）は、アタッチメントがセンサ（７３Ａ，７３Ｂ）を有すると判別部（５２２）が判別した場合において、センサ（７３Ａ，７３Ｂ）からの信号を受信できない場合に、異状が発生したと判定する。
2018087833.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両本体と、
前記車両本体に取り付けられた作業機とを備える、作業車両であって、
前記作業機は、着脱可能なアタッチメントを有し、
前記作業車両は、前記作業車両の動作を制御するコントローラを備え、
前記コントローラは、
前記アタッチメントに関する情報に基づいて、前記アタッチメントがセンサを有するか否かを判別する、判別部と、
前記アタッチメントが前記センサを有すると前記判別部が判別した場合において、前記センサからの信号を受信できない場合に、異状が発生したと判定する、異状判定部とを含む、作業車両。
【請求項２】
前記アタッチメントに関する情報は、前記アタッチメントの形状に関する情報を含む、請求項１に記載の作業車両。
【請求項３】
前記アタッチメントに関する情報は、前記センサを有する前記アタッチメントに関する情報と、前記センサを有しない前記アタッチメントに関する情報とを含む、請求項１または２に記載の作業車両。
【請求項４】
前記アタッチメントはバケットである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の作業車両。
【請求項５】
前記作業機は、前記車両本体に対して回動可能に前記車両本体に取り付けられるブームと、前記ブームに対して回動可能に前記ブームに取り付けられるアームとを有し、
前記バケットは、前記アームに対する回動軸であるバケット軸と前記バケット軸に直交するチルト軸とのそれぞれを中心に回動可能に、前記アームに取り付けられる、請求項４に記載の作業車両。
【請求項６】
前記異状判定部が異状が発生したと判定したとき異状を報知する報知部をさらに備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載の作業車両。
【請求項７】
車両本体と、前記車両本体に取り付けられた作業機とを備え、前記作業機は着脱可能なアタッチメントを有する、作業車両の制御方法であって、
前記アタッチメントに関する情報に基づいて、前記アタッチメントがセンサを有するか否かを判別するステップと、
前記アタッチメントが前記センサを有すると判別した場合において、前記センサからの信号を受信できない場合に、異状が発生したと判定するステップとを含む、作業車両の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業車両および作業車両の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の作業車両に関し、国際公開第２０１４／１６７７２８号（特許文献１）には、作業機を駆動する油圧シリンダのストローク動作に異変が生じている通知を受けた場合、油圧シリンダのストローク位置を検出する位置センサの動作状態を診断することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１４／１６７７２８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１には、位置センサに生じている断線検知を、サービスマンが専用機器で計測することが記載されている。しかし、位置センサの断線検知のために専用機器を運搬して計測するのは手間がかかる。【０００５】
本発明の目的は、作業機に設けられるセンサの異状を簡易かつ迅速に検知できる作業車両および作業車両の制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある局面に従う作業車両は、車両本体と、車両本体に取り付けられた作業機とを備えている。作業機は、着脱可能なアタッチメントを有している。作業車両は、作業車両の動作を制御するコントローラを備えている。コントローラは、判別部と、異状判定部とを含んでいる。判別部は、アタッチメントに関する情報に基づいて、アタッチメントがセンサを有するか否かを判別する。異状判定部は、アタッチメントがセンサを有すると判別部が判別した場合において、センサからの信号を受信できない場合に、異状が発生したと判定する。【０００７】
上記の作業車両において、アタッチメントに関する情報は、アタッチメントの形状に関する情報を含んでいる。【０００８】
上記の作業車両において、アタッチメントに関する情報は、センサを有するアタッチメントに関する情報と、センサを有しないアタッチメントに関する情報とを含んでいる。【０００９】
上記の作業車両において、アタッチメントはバケットである。
上記の作業車両において、作業機は、車両本体に対して回動可能に車両本体に取り付けられるブームと、ブームに対して回動可能にブームに取り付けられるアームとを有している。バケットは、アームに対する回動軸であるバケット軸とバケット軸に直交するチルト軸とのそれぞれを中心に回動可能に、アームに取り付けられている。【００１０】
上記の作業車両は、異状判定部が異状が発生したと判定したとき異状を報知する報知部をさらに備えている。【００１１】
本発明のある局面に従う作業車両は、車両本体と、車両本体に取り付けられた作業機とを備えている。作業機は、着脱可能なアタッチメントを有している。当該作業車両の制御方法は、アタッチメントに関する情報に基づいて、アタッチメントがセンサを有するか否かを判別するステップと、アタッチメントがセンサを有すると判別した場合において、センサからの信号を受信できない場合に、異状が発生したと判定するステップとを含んでいる。
【発明の効果】
【００１２】
作業車両および作業車両の制御方法に関して、作業機に設けられるセンサの異状を簡易かつ迅速に検知することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態に基づく作業車両の外観を説明する図である。
【図２】バケットのチルト動作を説明するための図である。
【図３】作業車両のハードウェア構成を表した図である。
【図４】位置センサについて説明する図である。
【図５】実施形態に基づくセンサ異状検知システムの機能的構成を表したブロック図である。
【図６】センサ異状検知システムの動作を説明するフロー図である。
【図７】アタッチメントを選択するときに表示されるユーザインターフェイスである。
【図８】アタッチメントを選択するときに表示されるユーザインターフェイスである。
【図９】アタッチメントを選択するときに表示されるユーザインターフェイスである。
【図１０】センサ異状時の警告を表示するユーザインターフェイスである。
【図１１】センサ異状時の警告を表示するユーザインターフェイスである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、実施形態について図に基づいて説明する。以下の説明では、同一部品には、同一の符号を付している。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
【００１５】
実施形態における構成を適宜組み合わせて用いることは当初から予定されていることである。また、一部の構成要素を用いない場合もある。
【００１６】
［作業車両の全体構成］
まず、作業車両１００の一例として、油圧ショベルの構成について説明する。図１は、実施形態に基づく作業車両１００の外観を説明する図である。
【００１７】
図１に示されるように、作業車両１００は、走行体１０１と、旋回体１０３と、作業機１０４とを主に有している。走行体１０１と旋回体１０３とにより、作業車両本体が構成されている。走行体１０１は、左右１対の履帯を有している。旋回体１０３は、走行体１０１の上部の旋回機構を介して旋回可能に装着される。旋回体１０３は、運転室１０８などを含んでいる。
【００１８】
作業機１０４は、旋回体１０３において、上下方向に作動可能に軸支されており、土砂の掘削などの作業を行う。作業機１０４は、油圧ポンプ（図３参照）から供給される作動油によって動作する。作業機１０４は、ブーム１０５と、アーム１０６と、バケット１０７と、ブームシリンダ１０と、アームシリンダ１１と、バケットシリンダ１２と、チルトシリンダ１３Ａ，１３Ｂとを含んでいる。
【００１９】
なお本実施形態においては、作業機１０４を基準として各部の位置関係について説明する。
【００２０】
作業機１０４のブーム１０５は、旋回体１０３に対して、ブームピン１４を中心に回動する。旋回体１０３に対して回動するブーム１０５の特定の部分、たとえばブーム１０５の先端部が移動する軌跡は円弧状であり、その円弧を含む平面が特定される。作業車両１００を平面視した場合に、当該平面は直線として表される。この直線の延びる方向が、作業車両本体の前後方向、または旋回体１０３の前後方向であり、以下では単に前後方向ともいう。作業車両本体の左右方向（車幅方向）、または旋回体１０３の左右方向とは、平面視において前後方向と直交する方向であり、以下では単に左右方向ともいう。作業車両本体の上下方向、または旋回体１０３の上下方向とは、前後方向および左右方向によって定められる平面に直交する方向であり、以下では単に上下方向ともいう。
【００２１】
前後方向において、作業車両本体から作業機１０４が突き出している側が前方向であり、前方向と反対方向が後方向である。前方向を視て左右方向の右側、左側がそれぞれ右方向、左方向である。上下方向において地面のある側が下側、空のある側が上側である。前後方向は、図１に示すＸ方向であり、左右方向はＹ方向であり、上下方向はＺ方向である。
【００２２】
前後方向とは、運転室１０８内の運転席に着座したオペレータの前後方向である。左右方向とは、運転席に着座したオペレータの左右方向である。上下方向とは、運転席に着座したオペレータの上下方向である。運転席に着座したオペレータに正対する方向が前方向であり、運転席に着座したオペレータの背後方向が後方向である。運転席に着座したオペレータが正面に正対したときの右側、左側がそれぞれ右方向、左方向である。運転席に着座したオペレータの足元側が下側、頭上側が上側である。
【００２３】
ブーム１０５の基端部（ブームフート）は、ブームピン１４を介して旋回体１０３に取り付けられている。アーム１０６の基端部（アームフート）は、アームピン１５を介してブーム１０５の先端部（ブームトップ）に取り付けられている。アーム１０６の先端部（アームトップ）には、バケットピン１６を介して、連結部材１０９が取り付けられている。連結部材１０９は、シリンダピン１８を介してバケットシリンダ１２と連結されている。
【００２４】
バケット１０７は、チルトピン１７を介して連結部材１０９に取り付けられている。バケット１０７は、連結部材１０９を介して、アーム１０６に取り付けられている。バケット１０７は、作業機１０４の先端部に設けられている。バケット１０７は、作業機１０４の先端に着脱可能に装着されたアタッチメントの一例である。
【００２５】
ブームピン１４とアームピン１５とバケットピン１６とは、いずれも平行な位置関係に配置されている。ブームピン１４とアームピン１５とバケットピン１６とは、左右方向に延びている。
【００２６】
ブームピン１４は、ブーム軸Ｊ１を有する。アームピン１５は、アーム軸Ｊ２を有する。バケットピン１６は、バケット軸Ｊ３を有する。チルトピン１７は、チルト軸Ｊ４を有する。ブーム軸Ｊ１、アーム軸Ｊ２、およびバケット軸Ｊ３のそれぞれは、Ｙ方向に延びている。
【００２７】
ブーム１０５は、回動軸であるブーム軸Ｊ１を中心に、作業車両本体に対して回動可能である。アーム１０６は、ブーム軸Ｊ１と平行な回動軸であるアーム軸Ｊ２を中心に、ブーム１０５に対して回動可能である。バケット１０７は、ブーム軸Ｊ１およびアーム軸Ｊ２と平行な回動軸であるバケット軸Ｊ３を中心に、アーム１０６に対して回動可能である。バケット１０７は、バケット軸Ｊ３に直交する回動軸であるチルト軸Ｊ４を中心に、アーム１０６に対して回動可能である。
【００２８】
ブームシリンダ１０は、ブーム１０５を駆動する。アームシリンダ１１は、アーム１０６を駆動する。バケットシリンダ１２は、連結部材１０９およびバケット１０７を駆動する。ブームシリンダ１０、アームシリンダ１１、バケットシリンダ１２、およびチルトシリンダ１３Ａ，１３Ｂはいずれも、作動油によって駆動される油圧シリンダである。
【００２９】
［バケットの構成］
バケット１０７は、チルトバケットと呼ばれるものである。バケット１０７は、連結部材１０９を介し、さらにバケットピン１６を介してアーム１０６の先端部に連結されている。バケット１０７は、バケットシリンダ１２が伸縮することで、バケットピン１６の中心軸を中心として回動できるように、連結部材１０９に取り付けられている。
【００３０】
連結部材１０９において、連結部材１０９のバケットピン１６が取り付けられる側とは反対のバケット１０７側に、チルトピン１７を介してバケット１０７が取り付けられている。チルトピン１７は、バケットピン１６と直交している。バケット１０７は、チルトピン１７を介して、チルトピン１７の中心軸を中心として回動できるように連結部材１０９に取り付けられている。
【００３１】
このような構造により、バケット１０７は、バケットピン１６の中心軸を中心として回動でき、かつチルトピン１７の中心軸を中心として回動できる。オペレータは、バケット１０７をチルトピン１７の中心軸を中心に回動させることにより、刃先１０７１ａを地面に対して傾斜させることができる。
【００３２】
バケット１０７は、複数の刃１０７１を備えている。複数の刃１０７１は、バケット１０７のチルトピン１７が取り付けられる側とは反対側の端部に取り付けられている。複数の刃１０７１は、チルトピン１７と直交する方向に配列されている。複数の刃１０７１は、一列に並んでいる。また、複数の刃１０７１の刃先１０７１ａも一列に並んでいる。
【００３３】
図２は、バケット１０７のチルト動作を説明するための図である。図２に示されるように、チルトピン１７に対して左右に、チルトシリンダ１３Ａ，１３Ｂが設けられている。チルトシリンダ１３Ａは、バケット１０７と、連結部材１０９とを連結している。チルトシリンダ１３Ａのシリンダロッドの先端がバケット１０７の本体側に連結され、チルトシリンダ１３Ａのシリンダチューブ側が連結部材１０９に連結されている。
【００３４】
チルトシリンダ１３Ｂは、チルトシリンダ１３Ａと同様に、バケット１０７と、連結部材１０９とを連結している。チルトシリンダ１３Ｂのシリンダロッドの先端がバケット１０７の本体側に連結され、チルトシリンダ１３Ｂのシリンダチューブ側が連結部材１０９に連結されている。
【００３５】
図２（Ａ）には、水平状態のバケット１０７が図示されている。図２（Ｂ）には、時計回り方向に最大角θｍａｘまでチルトした状態のバケット１０７が図示されている。図２（Ａ）に示す水平状態から図２（Ｂ）に示す最大限チルトした状態への遷移として示すように、チルトシリンダ１３Ａが伸びるとき、チルトシリンダ１３Ｂが縮む。これにより、バケット１０７は、チルト軸Ｊ４を回動中心として、チルトピン１７の周りを時計回り方向に回動する。
【００３６】
図２（Ｃ）には、反時計回り方向に最大角θｍａｘまでチルトした状態のバケット１０７が図示されている。図２（Ａ）に示す水平状態から図２（Ｃ）に示す最大限チルトした状態への遷移として示すように、チルトシリンダ１３Ｂが伸びるとき、チルトシリンダ１３Ａが縮む。これにより、バケット１０７は、チルト軸Ｊ４を回動中心として、チルトピン１７の周りを反時計回り方向に回動する。このように、バケット１０７は、チルト軸Ｊ４を中心に時計回り方向と反時計回り方向とに回動する。
【００３７】
チルトシリンダ１３Ａ，１３Ｂの伸縮は、運転室１０８内の図示しない操作装置によって行うことができる。作業車両１００のオペレータが操作装置を操作することで、作動油がチルトシリンダ１３Ａ，１３Ｂに供給またはチルトシリンダ１３Ａ，１３Ｂから排出され、チルトシリンダ１３Ａ，１３Ｂが伸縮する。その結果、バケット１０７は、操作の量に応じた量だけ時計回り方向または反時計回り方向に回動（チルト）する。操作装置は、たとえば、操作レバー、スライド式スイッチ、または足踏み式ペダルを含んで構成される。
【００３８】
［ハードウェア構成］
図３は、作業車両１００のハードウェア構成を表した図である。
【００３９】
図３に示されるように、作業車両１００は、チルトシリンダ１３Ａ，１３Ｂと、操作装置５１と、メインコントローラ５２と、モニタ装置５３と、エンジンコントローラ５４と、エンジン５５と、油圧ポンプ５６と、斜板駆動装置５７と、電磁比例制御弁６１Ａ，６１Ｂと、メインバルブ６２Ａ，６２Ｂと、センサ７１Ａ，７１Ｂと、センサ７２Ａ，７２Ｂと、センサ７３Ａ，７３Ｂとを備えている。油圧ポンプ５６は、作業機１０４に作動油を供給するメインポンプ５６Ａと、電磁比例制御弁６１Ａ，６１Ｂに油を直接供給するパイロット用ポンプ５６Ｂとを有している。なお、電磁比例制御弁は、ＥＰＣ弁とも称される。
【００４０】
操作装置５１は、作業機１０４を操作するための装置である。本実施形態では、操作装置５１は、電子式の装置であって、バケット１０７をチルトさせるための装置である。操作装置５１は、操作レバー５１ａと、操作レバー５１ａの操作量を検出する操作検出器５１ｂとを含んでいる。作業車両１００のオペレータが操作レバー５１ａを操作すると、操作検出器５１ｂは、操作レバー５１ａの操作方向および操作量に応じた電気信号をメインコントローラ５２に出力する。
【００４１】
モニタ装置５３は、メインコントローラ５２と通信可能に接続されている。モニタ装置５３は、作業車両１００のエンジン状態、ガイダンス情報、警告情報などを表示する。また、モニタ装置５３は、作業車両１００の種々の動作に関する設定指示を受け付ける。モニタ装置５３は、受け付けた設定指示を、メインコントローラ５２に通知する。
【００４２】
エンジン５５は、油圧ポンプ５６に接続するための駆動軸を有している。エンジン５５の回転によって、油圧ポンプ５６から作動油が吐出される。エンジン５５は、一例としてディーゼルエンジンである。
【００４３】
エンジンコントローラ５４は、メインコントローラ５２からの指示に従い、エンジン５５の動作を制御する。エンジンコントローラ５４は、メインコントローラ５２からの指示に従い燃料噴射装置が噴射する燃料噴射量等の制御を行うことにより、エンジン５５の回転数を調節する。また、エンジンコントローラ５４は、メインコントローラ５２からの油圧ポンプ５６に対する制御指示に従って、エンジン５５のエンジン回転数を調節する。
【００４４】
油圧ポンプ５６は、エンジン５５によって駆動される。メインポンプ５６Ａは、作業機１０４等の駆動に用いる作動油を吐出する。パイロット用ポンプ５６Ｂは、電磁比例制御弁６１Ａ，６１Ｂに対して作動油を吐出する。
【００４５】
メインポンプ５６Ａには、斜板駆動装置５７が接続されている。斜板駆動装置５７は、メインコントローラ５２からの指示に基づいて駆動し、メインポンプ５６Ａの斜板の傾斜角度を変更する。
【００４６】
メインコントローラ５２は、作業車両１００全体の動作を制御するコントローラであり、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、不揮発性メモリ、タイマなどにより構成されている。メインコントローラ５２は、エンジンコントローラ５４、モニタ装置５３を制御する。
【００４７】
メインコントローラ５２は、操作レバー５１ａの操作量に応じた電流値の電流を電磁比例制御弁６１Ａ，６１Ｂに出力する。メインコントローラ５２は、操作レバーが第１の方向に操作されると、操作量に応じた電流値の電流を電磁比例制御弁６１Ａに出力する。また、メインコントローラ５２は、操作レバーが第１の方向とは反対の第２の方向に操作されると、操作量に応じた電流値の電流を電磁比例制御弁６１Ｂに出力する。
【００４８】
なお、本例においては、メインコントローラ５２とエンジンコントローラ５４とがそれぞれ別に設けられた構成について説明しているが、共通の１つのコントローラとすることも可能である。
【００４９】
油圧ポンプ５６の吐出口は、メインバルブ６２Ａ，６２Ｂに連通している。メインバルブ６２Ａ，６２Ｂは、スプール６２１を有している。メインバルブ６２Ａは、チルトシリンダ１３Ａの油室に連通している。メインバルブ６２Ｂは、チルトシリンダ１３Ｂの油室に連通している。油圧ポンプ５６の吐出口はまた、電磁比例制御弁６１Ａ，６１Ｂに連通している。
【００５０】
電磁比例制御弁６１Ａは、パイロット用ポンプ５６Ｂから油が直接供給される。電磁比例制御弁６１Ａは、パイロット用ポンプ５６Ｂから供給される油を用いて、電流値に応じたパイロット圧を発生する。電磁比例制御弁６１Ａは、パイロット圧によってメインバルブ６２Ａのスプール６２１を駆動する。
【００５１】
メインバルブ６２Ａは、電磁比例制御弁６１Ａと、バケット１０７を動作させるチルトシリンダ１３Ａとの間に設けられている。メインバルブ６２Ａは、スプール６２１の位置に応じた油量の作動油をチルトシリンダ１３Ａに供給する。
【００５２】
電磁比例制御弁６１Ｂは、電磁比例制御弁６１Ａと同様に、パイロット用ポンプ５６Ｂから油が直接供給される。電磁比例制御弁６１Ｂは、パイロット用ポンプ５６Ｂから供給される油を用いて、電流値に応じたパイロット圧を発生する。電磁比例制御弁６１Ｂは、パイロット圧によってメインバルブ６２Ｂのスプール６２１を駆動する。
【００５３】
メインバルブ６２Ｂは、電磁比例制御弁６１Ｂと、バケット１０７を動作させるチルトさせるシリンダ１３Ｂとの間に設けられている。メインバルブ６２Ｂは、スプール６２１の位置に応じた油量の作動油をチルトシリンダ１３Ｂに供給する。
【００５４】
このように、電磁比例制御弁６１Ａは、パイロット圧によって、チルトシリンダ１３Ａに供給される作動油の流量を制御する。また、電磁比例制御弁６１Ｂは、パイロット圧によって、チルトシリンダ１３Ｂに供給される作動油の流量を制御する。これに伴い、チルトシリンダ１３Ａ，１３Ｂが伸長または収縮して、バケット１０７はチルトピン１７を中心に時計回り方向と反時計回り方向とに回動する。
【００５５】
作業車両１００においては、メインコントローラ５２から電磁比例制御弁６１Ａ、６１Ｂに出力された電流の電流値に応じたパイロット圧が、電磁比例制御弁６１Ａ、６１Ｂからメインバルブ６２Ａ，６２Ｂに出力される。電磁比例制御弁６１Ａ、６１Ｂからメインバルブ６２Ａ，６２Ｂに出力されたパイロット圧に応じた速度で、チルトシリンダ１３Ａ，１３Ｂが移動する。それゆえ、作業車両１００においては、メインコントローラ５２から電磁比例制御弁６１Ａ、６１Ｂに出力された電流の電流値に応じた速度で、チルトシリンダ１３Ａ，１３Ｂが移動することになる。
【００５６】
なお、上記においては、油圧ポンプ５６が、作業機１０４に作動油を供給するメインポンプ５６Ａと、電磁比例制御弁６１Ａ，６１Ｂに油を供給するパイロット用ポンプ５６Ｂとを有する構成を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。たとえば、作業機１０４に作動油を供給する油圧ポンプと、電磁比例制御弁６１Ａ，６１Ｂに油を供給する油圧ポンプとを同じ油圧ポンプ（一つの油圧ポンプ）としてもよい。この場合、この油圧ポンプから吐出される油の流れを、作業機１０４の手前で分岐させ、かつ、分岐した油を減圧した上で、電磁比例制御弁６１Ａ，６１Ｂに供給すればよい。
【００５７】
センサ７１Ａは、メインコントローラ５２から電磁比例制御弁６１Ａに出力された電流の電流値を測定し、測定結果をメインコントローラ５２に出力する。センサ７１Ｂは、メインコントローラ５２から電磁比例制御弁６１Ｂに出力された電流の電流値を測定し、測定結果をメインコントローラ５２に出力する。
【００５８】
センサ７２Ａは、電磁比例制御弁６１Ａからメインバルブ６２Ａに出力されたパイロット圧を測定し、測定結果をメインコントローラ５２に出力する。センサ７２Ｂは、電磁比例制御弁６１Ｂからメインバルブ６２Ｂに出力されたパイロット圧を測定し、測定結果をメインコントローラ５２に出力する。
【００５９】
位置センサ７３Ａは、チルトシリンダ１３Ａのシリンダヘッドに取り付けられている。位置センサ７３Ａは、チルトシリンダ１３Ａのピストンのストローク長さを計測するストロークセンサである。位置センサ７３Ｂは、チルトシリンダ１３Ｂのシリンダヘッドに取り付けられている。位置センサ７３Ｂは、チルトシリンダ１３Ｂのピストンのストローク長さを計測するストロークセンサである。
【００６０】
位置センサ７３Ａ，７３Ｂは、メインコントローラ５２に電気的に接続されている。位置センサ７３Ａ，７３Ｂの検出信号に基づいて、チルトシリンダ１３Ａ，１３Ｂのストローク長さが計測され、計測されたストローク長さはメインコントローラ５２に出力される。メインコントローラ５２は、入力されたチルトシリンダ１３Ａ，１３Ｂのストローク長さに基づいて、バケット１０７の位置および姿勢などを演算することが可能である。
【００６１】
［位置センサの構成］
図４は、位置センサ７３Ａ，７３Ｂについて説明する図である。
【００６２】
図４に示されるように、チルトシリンダ１３Ａ，１３Ｂに、位置センサ７３Ａ，７３Ｂが設けられている。説明の便宜上、チルトシリンダ１３Ａ，１３Ｂに取り付けられた位置センサ７３Ａ，７３Ｂについて説明するが、他の油圧シリンダにも同様の位置センサが取り付けられている。
【００６３】
チルトシリンダ１３Ａ，１３Ｂは、シリンダチューブＣ１と、シリンダロッドＣ２とを有している。シリンダロッドＣ２は、シリンダチューブＣ１内において、シリンダチューブＣ１に対して相対的に移動可能である。シリンダチューブＣ１には、ピストンＣ３がシリンダチューブＣ１に対して摺動自在に設けられている。ピストンＣ３には、シリンダロッドＣ２が取り付けられている。シリンダロッドＣ２は、シリンダヘッドＣ４に摺動自在に設けられている。
【００６４】
シリンダヘッドＣ４とピストンＣ３とシリンダ内壁とによって画成された室が、シリンダヘッド側の油室Ｃ５を構成している。ピストンＣ３を介してシリンダヘッド側の油室Ｃ５とは反対側の室が、シリンダボトム側の油室Ｃ６を構成している。なお、シリンダヘッドＣ４には、シリンダヘッドＣ４とシリンダロッドＣ２との隙間を密封し、塵埃等がシリンダヘッド側の油室Ｃ５に入り込まないようにするための、シール部材が設けられている。
【００６５】
シリンダヘッド側の油室Ｃ５に作動油が供給され、シリンダボトム側の油室Ｃ６から作動油が排出されることによって、シリンダロッドＣ２が後退する。シリンダヘッド側の油室Ｃ５から作動油が排出され、シリンダボトム側の油室Ｃ６に作動油が供給されることによって、シリンダロッドＣ２が前進する。シリンダロッドＣ２は、図中左右方向に直動する。
【００６６】
シリンダヘッド側の油室Ｃ５の外部にあって、シリンダヘッドＣ４に密接した場所には、位置センサ７３Ａ，７３Ｂを覆い、位置センサ７３Ａ，７３Ｂを内部に収容するケース１１４が設けられている。ケース１１４は、シリンダヘッドＣ４にボルト等によって締結等されて、シリンダヘッドＣ４に固定されている。
【００６７】
位置センサ７３Ａ，７３Ｂは、回転ローラ１１１と、回転中心軸１１２と、回転センサ部１１３とを有している。回転ローラ１１１は、その表面がシリンダロッドＣ２の表面に接触し、シリンダロッドＣ２の直動に応じて回転自在に設けられている。回転ローラ１１１によって、シリンダロッドＣ２の直線運動が回転運動に変換される。回転中心軸１１２は、シリンダロッドＣ２の直動方向に対して、直交するように配置されている。
【００６８】
回転センサ部１１３は、回転ローラ１１１の回転量（回転角度）を検出可能に構成されている。回転センサ部１１３で検出された回転ローラ１１１の回転量（回転角度）を示す信号は、電気信号線を介して、メインコントローラ５２に送られる。メインコントローラ５２は、当該回転量を示す信号を、チルトシリンダ１３Ａ，１３ＢのシリンダロッドＣ２の位置（ストローク位置）に変換する。
【００６９】
［センサ異状検知システムの構成］
図５は、実施形態に基づくセンサ異状検知システムの機能的構成を表したブロック図である。図５に示されるように、作業車両１００は、メインコントローラ５２と、モニタ装置５３と、位置センサ７３Ａ，７３Ｂとを備えている。
【００７０】
メインコントローラ５２は、記憶部５２１と、判別部５２２と、異状判定部５２３とを含んで構成されている。モニタ装置５３は、モニタコントローラ５３１と、表示部５３２とを含んで構成されている。
【００７１】
モニタコントローラ５３１は、バケット１０７などの、作業機１０４のアタッチメントに関する情報を記憶する。オペレータは、表示部５３２を操作して、アタッチメントに関する情報をモニタ装置５３に対して入力することができる。これにより、各アタッチメント毎に、アタッチメントに関する情報を含むファイルが作製される。それらのファイルが、モニタコントローラ５３１に格納される。アタッチメントは、チルトバケットである実施形態のバケット１０７、およびチルト不可能な従来のバケットを含んでいる。またはアタッチメントは、ブレーカなどの、バケット以外のアタッチメントを含んでいる。
【００７２】
アタッチメントに関する情報は、アタッチメントがセンサを有するか否かの情報を含んでいる。モニタコントローラ５３１は、アタッチメントがセンサを有するか否かの情報を記憶する。たとえば、上述したバケット１０７は、チルトシリンダ１３Ａ，１３Ｂのストローク位置を検出するための位置センサ７３Ａ，７３Ｂを有している。モニタコントローラ５３１は、バケット１０７が、位置センサ７３Ａ，７３Ｂを有するアタッチメントであることを記憶する。またモニタコントローラ５３１は、従来のバケットがセンサを有しないアタッチメントであることを記憶する。
【００７３】
アタッチメントが有するセンサは、シリンダのピストンのストローク長さを計測するストロークセンサに限られるものではなく、任意のセンサであってもよい。たとえば、バケットがチルトローテータを介してアームに取り付けられる場合において、アタッチメントが有するセンサは、アームに対するバケットの回動角度を検出するセンサ、たとえばロータリーエンコーダであってもよい。
【００７４】
アタッチメントに関する情報は、アタッチメントの形状に関する情報を含んでいる。モニタコントローラ５３１は、アタッチメントの形状に関する情報を記憶する。たとえばモニタコントローラ５３１は、バケット１０７のバケットピン１６と刃先１０７１ａとの間の距離などの、バケットの外形を示す２点間の距離および角度に関する情報を記憶する。アタッチメントに関する情報は、アタッチメントの重量に関する情報を含んでいてもよい。
【００７５】
アタッチメントに関する情報は、アタッチメントの動作速度を予測するためのデータの較正結果に関する情報を含んでいてもよい。たとえば、アタッチメントに関する情報は、バケット１０７をチルト動作させるためのチルトシリンダ１３Ａ，１３Ｂの動作速度と、電磁比例制御弁６１Ａ，６１Ｂが発生するパイロット圧との関係を規定したデータの較正結果に関する情報を含んでいてもよい。または、アタッチメントに関する情報は、アタッチメントを駆動するシリンダの動作速度と、そのシリンダに作動油を供給する方向制御弁のスプールの移動距離との関係を規定したデータの較正結果に関する情報を含んでいてもよい。
【００７６】
記憶部５２１は、オペレーティングシステム、および各種のデータを格納している。判別部５２２は、モニタコントローラ５３１に記憶されたアタッチメントに関する情報と、作業機１０４に現在取り付けられているアタッチメントに関する情報とに基づいて、現在取り付けられているアタッチメントが、センサを有するアタッチメントであるか否かを判別する。
【００７７】
メインコントローラ５２は、アタッチメントがセンサを有する場合、アタッチメントからセンサの検出結果を示す信号を受信する。アタッチメントがバケット１０７の場合、メインコントローラ５２は、位置センサ７３Ａ，７３Ｂから、チルトシリンダ１３Ａ，１３Ｂのストローク長さを示す信号を受信する。異状判定部５２３は、アタッチメントがセンサを有すると判別部５２２が判別した場合において、センサからの信号を受信できない場合に、センサ自体の故障またはセンサに接続されている配線の断線などの、センサに関する何らかの異状が発生したと判定する。
【００７８】
異状判定部５２３が異状が発生したと判断したとき、モニタ装置５３の表示部５３２に、異状が発生したことを示す警告が表示される。モニタ装置５３の表示部５３２は、作業車両１００を操作するオペレータに視覚的に異状を報知する報知部としての機能を有している。作業車両１００は、異状判定部５２３が異状が発生したと判定したときにオペレータに音声で異状を報知する聴覚化装置、たとえばスピーカを備えていてもよい。
【００７９】
［センサ異状検知システムの動作］
図６は、センサ異状検知システムの動作を説明するフロー図である。
【００８０】
図６に示されるように、まずステップＳ１において、アタッチメントが選択される。図７〜９は、アタッチメントを選択するときに表示されるユーザインターフェイスである。
【００８１】
図７に示されるように、モニタ装置５３は、メインコントローラ５２の指示に従って、表示部５３２に、マシンセットアップメニューを示すユーザインターフェイスを表示する。オペレータが図７に示す「Bucket  Configuration」の項目を選択すると、モニタ装置５３は、図８に示すユーザインターフェイスを表示部５３２に表示する。オペレータが図８に示す「Bucket  Exchange」の項目を選択すると、モニタ装置５３は、図９に示すユーザインターフェイスを表示部５３２に表示する。
【００８２】
図９に示す「Conventional  Bucket」の項目には、チルトバケットでない従来のバケットに関する情報を含むファイルが登録されている。「Tilting  Bucket」の項目には、チルトバケットであるがセンサを有しないバケットに関する情報を含むファイルが登録されている。「Auto-Tilt  Bucket」の項目には、センサを有するチルトバケットに関する情報を含むファイルが登録されている。オペレータは、現在使用されているアタッチメント（バケット）、または交換対象のアタッチメント（バケット）の種類に従って、図９に示す３項目の中から１つの項目を選択し、続いて表示されるアタッチメントのファイルのいずれかを選択する。これにより、アタッチメントが選択される。
【００８３】
次にステップＳ２において、センサ付きアタッチメントが選択されたか否かが判断される。図９のユーザインターフェイスに示す３項目のうち、「Conventional  Bucket」または「Tilting  Bucket」の項目が選択された場合、センサ付きアタッチメントが選択されていないと判断される。図９に示す３項目のうち、「Auto-Tilt  Bucket」の項目が選択された場合、センサ付きアタッチメントが選択されたと判断される。
【００８４】
センサ付きアタッチメントが選択されたと判断された場合（ステップＳ２においてＹＥＳ）、ステップＳ３に進み、センサ信号を受信したか否かが判断される。アタッチメントが実施形態のバケット１０７である場合、位置センサ７３Ａ，７３Ｂからチルトシリンダ１３Ａ，１３Ｂのストローク長さを示す信号をメインコントローラ５２が受信しているか否かが判断される。位置センサ７３Ａ，７３Ｂを有する実施形態のバケット１０７のように、アタッチメントが複数のセンサを有している場合には、各センサ毎に、センサ信号を受信したか否かが判断される。
【００８５】
センサ信号を受信していないと判断された場合（ステップＳ３においてＮＯ）、ステップＳ４に進み、センサ自体の故障または断線などの、異状が発生したと判定される。次にステップＳ５において、異状が報知される。アタッチメントが複数のセンサを有している場合には、複数のセンサのうちのどのセンサに異状が発生したかが報知される。
【００８６】
図１０，１１は、センサ異状時の警告を表示するユーザインターフェイスである。図１０に示されるように、モニタ装置５３がカメラで撮像された作業車両１００の周辺画像を表示しているときに、センサ異状が発生したと判定されると、画面の一部に警告を報知する表示がなされる。オペレータが画面下部の「警告」タブを選択すると、図１１に示されるように、センサ異状が発生しているとのメッセージが表示される。
【００８７】
そして、処理を終了する（エンド）。
ステップＳ２の判断においてセンサ付きアタッチメントが選択されていないと判断された場合（ステップＳ２においてＮＯ）、および、ステップＳ３の判断においてセンサ信号を受信していると判断された場合（ステップＳ３においてＹＥＳ）、異状が発生したとの判定はなされず、異状が報知されることもなく、そのまま処理を終了する（エンド）。
【００８８】
アタッチメントがセンサを有しない場合、センサからの信号をメインコントローラが受信することはないため、センサ信号を受信しなくても、異状が発生したと判定されない。
【００８９】
［作用効果］
上述した実施形態の作業車両１００の構成および作用効果についてまとめて説明すると、以下の通りである。なお、実施形態の構成に参照符号を付すが、これは一例である。
【００９０】
作業車両１００は、図１に示すように、作業機１０４を有している。作業機１０４は、着脱可能なアタッチメントの一例としての、バケット１０７を有している。作業車両１００は、図３に示すように、作業車両１００の動作を制御するメインコントローラ５２を備えている。メインコントローラ５２は、図５に示すように、判別部５２２と、異状判定部５２３とを含んでいる。図６に示すように、判別部５２２は、アタッチメントに関する情報に基づいて、アタッチメントがセンサを有するか否かを判別する。異状判定部５３３は、アタッチメントがセンサを有すると判別部５２２が判別した場合において、センサからの信号を受信できない場合に、異状が発生したと判定する。
【００９１】
アタッチメントがセンサを有する場合において、メインコントローラ５２がセンサからの信号を受信できなければ、センサ自体の故障または断線などの、センサに関する何らかの異状が発生したと判定される。センサの異状を判定するためにサービスマンが専用機器を用いて計測する必要がない。したがって、センサの異状を簡易かつ迅速に検知することができる。
【００９２】
図９に示すように、アタッチメントに関する情報は、アタッチメントの形状に関する情報を含んでいてもよい。アタッチメント毎に、アタッチメントの形状に関する情報とアタッチメントがセンサを有するか否かの情報とを個別に登録することにより、特定の形状のアタッチメントを選択した場合に、選択されたアタッチメントがセンサを有するか否かを容易に判別することができる。
【００９３】
図９に示すように、アタッチメントに関する情報は、センサを有するアタッチメントに関する情報と、センサを有しないアタッチメントに関する情報とを含んでいてもよい。アタッチメント毎に、アタッチメントがセンサを有するか有しないかの情報を個別に登録することにより、特定のアタッチメントを選択した場合に、選択されたアタッチメントがセンサを有するか否かを容易に判別することができる。
【００９４】
図１に示すように、アタッチメントはバケット１０７であってもよい。バケット１０７がセンサを有する場合に、センサの異状を簡易かつ迅速に検知することができる。
【００９５】
図１に示すように、作業機１０４は、車両本体に対して回動可能に車両本体に取り付けられるブーム１０５と、ブーム１０５に対して回動可能にブーム１０５に取り付けられるアーム１０６とを有している。バケット１０７は、アーム１０６に対する回動軸であるバケット軸Ｊ３とバケット軸Ｊ３に直交するチルト軸Ｊ４とのそれぞれを中心に回動可能に、アーム１０６に取り付けられていてもよい。この場合は、チルトバケットであるバケット１０７の位置センサ７３Ａ，７３Ｂの異状を、簡易かつ迅速に検知することができる。
【００９６】
図１０，１１に示すように、作業車両１００は、異状判定部５２３が異状が発生したと判定したとき異状を報知する報知部をさらに備えていてもよい。このようにすれば、作業車両１００を操作するオペレータは、センサの異状を迅速に認識することができる。
【００９７】
なお、これまでの実施形態の説明においては、モニタコントローラ５３１がアタッチメントに関する情報を記憶する例について説明した。アタッチメントに関する情報は、メインコントローラ５２の記憶部５２１に記録されてもよい。または、作業車両１００が外部との通信を実行するための通信部を備えている場合には、特定のアタッチメントが選択されたときに、選択されたアタッチメントに関する情報を外部の記憶装置から通信で受信してもよい。
【００９８】
また実施形態の説明においては、作業車両１００に搭載されたメインコントローラ５２が判別部５２２と異状判定部５２３とを含んでいるが、この構成に限られるものではない。作業車両１００は、オペレータが運転室１０８に搭乗して作業車両１００を操作する仕様に限られず、外部からの遠隔操作によって動作する仕様であってもよい。作業車両が遠隔操作される場合、外部のコントローラが判別部と異状判定部とを有していればよいため、作業車両１００に搭載されたコントローラが判別部５２２と異状判定部５２３を有しなくてもよい。
【００９９】
また作業車両１００は、実施形態で説明した油圧ショベルに限られるものではない。作業機に着脱可能に取り付けられるアタッチメントは、ホイールローダに取り付けられるバケット、ブルドーザのブレード、またはモータグレーダのブレードなどであってもよい。
【０１００】
以上、本発明の実施形態について説明したが、今回開示された実施形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１０１】
１０  ブームシリンダ、１１  アームシリンダ、１２  バケットシリンダ、１３Ａ，１３Ｂ  チルトシリンダ、１４  ブームピン、１５  アームピン、１６  バケットピン、１７  チルトピン、５１  操作装置、５１ａ  操作レバー、５１ｂ  操作検出器、５２  メインコントローラ、５３  モニタ装置、６１Ａ，６１Ｂ  電磁比例制御弁、６２Ａ，６２Ｂ  メインバルブ、７３Ａ，７３Ｂ  位置センサ、１００  作業車両、１０４  作業機、１０５  ブーム、１０６  アーム、１０７  バケット、１０８  運転室、１０９  連結部材、５２１  記憶部、５２２  判別部、５２３，５３３  異状判定部、５３１  モニタコントローラ、５３２  表示部、６２１  スプール、１０７１  刃、１０７１ａ  刃先、Ｊ１  ブーム軸、Ｊ２  アーム軸、Ｊ３  バケット軸、Ｊ４  チルト軸。
【図１】
2018087833.tif 000003
【図２】
2018087833.tif 000004
【図３】
2018087833.tif 000005
【図４】
2018087833.tif 000006
【図５】
2018087833.tif 000007
【図６】
2018087833.tif 000008
【図７】
2018087833.tif 000009
【図８】
2018087833.tif 000010
【図９】
2018087833.tif 000011
【図１０】
2018087833.tif 000012
【図１１】
2018087833.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成29年5月24日(2017.5.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両本体と、
前記車両本体に取り付けられた作業機とを備える、作業車両であって、
前記作業機は、着脱可能なアタッチメントを有し、
前記作業車両は、前記作業車両の動作を制御するコントローラを備え、
前記コントローラは、
センサを有する前記アタッチメントに関する情報と、前記センサを有しない前記アタッチメントに関する情報とを含む前記アタッチメントに関する情報に基づいて、前記アタッチメントが前記センサを有するか否かを判別する、判別部と、
前記アタッチメントが前記センサを有すると前記判別部が判別した場合において、前記センサからの信号を受信できない場合に、異状が発生したと判定する、異状判定部とを含む、作業車両。
【請求項２】
前記アタッチメントに関する情報は、前記アタッチメントの形状に関する情報を含む、請求項１に記載の作業車両。
【請求項３】
前記アタッチメントはバケットである、請求項１または２に記載の作業車両。
【請求項４】
前記作業機は、前記車両本体に対して回動可能に前記車両本体に取り付けられるブームと、前記ブームに対して回動可能に前記ブームに取り付けられるアームとを有し、
前記バケットは、前記アームに対する回動軸であるバケット軸と前記バケット軸に直交するチルト軸とのそれぞれを中心に回動可能に、前記アームに取り付けられる、請求項３に記載の作業車両。
【請求項５】
前記異状判定部が異状が発生したと判定したとき異状を報知する報知部をさらに備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の作業車両。
【請求項６】
車両本体と、前記車両本体に取り付けられた作業機とを備え、前記作業機は着脱可能なアタッチメントを有する、作業車両の制御方法であって、
センサを有する前記アタッチメントに関する情報と、前記センサを有しない前記アタッチメントに関する情報とを含む前記アタッチメントに関する情報に基づいて、前記アタッチメントが前記センサを有するか否かを判別するステップと、
前記アタッチメントが前記センサを有すると判別した場合において、前記センサからの信号を受信できない場合に、異状が発生したと判定するステップとを含む、作業車両の制御方法。
【国際調査報告】
2018087833.tif 000014
2018087833.tif 000015
2018087833.tif 000016
2018087833.tif 000017