(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行手段が具備された下部フレームと、上部旋回体とが、チルト手段により組み合わされる建設機械のレベリング制御システムにおいて、
前記建設機械に備えられ、基準水平面に対する前記下部フレームと上部旋回体の捩れ角度及び前記建設機械の走行速度を感知するセンサー部と、
前記捩れ角度と走行速度を受信し、前記走行手段が停止状態の場合には自動レベリング作動時間の制限が設定され、走行状態の場合には作動時間制限に対する設定なしに、前記上部旋回体の捩れ角度に要求される補正角度を算出し、前記補正角度に応じるチルト手段の作動を指示する制御信号を生成する制御部と、
前記制御信号を受信し、前記チルト手段によりチルト制御を行う駆動部とを包含することを特徴とする建設機械の自動レベリング制御システム。
【請求項２】
前記制御部には、
前記センサー部から、基準水平面に対して前記下部フレームと前記上部旋回体の捩れ角度と、前記下部フレームの走行速度とを受信する受信モジュールと、
前記上部旋回体の捩れ角度を第１捩れ角度に設定し、前記第１捩れ角度から前記補正角度を算出する補正角度算出モジュールと、
前記下部フレームの延長面を基準とする上部旋回体の捩れ角度を第２捩れ角度に算出してレベリング制御可否を判断し、前記補正角度に基づいて前記アクチュエータが作動する区間に従って前記制御信号を生成する制御信号生成モジュールと、
前記制御信号を前記駆動部に伝送する出力モジュールとを包含することを特徴とする請求項１に記載の建設機械の自動レベリング制御システム。
【請求項３】
前記制御部には、
前記下部フレームと上部旋回体の捩れ角度を、映像表示装置が備えられているディスプレイ部に表すように表出信号を生成する表出信号生成モジュールがさらに含まれていることを特徴とする請求項２に記載の建設機械の自動レベリング制御システム。
【請求項４】
前記制御部には、
前記走行手段が停止状態で作動時間をカウントし、レベリング制御遂行中、予め設定された作動基準時間と比較し、前記作動時間が前記作動基準時間以上の場合には当該レベリング制御遂行を終了させるタイムリミットモジュールがさらに含まれていること特徴とする請求項２に記載の建設機械の自動レベリング制御システム。
【請求項５】
前記制御部には、
レベリング制御遂行中、緊急停止条件を満たしたら、レベリング制御を直ぐ終了させる緊急停止モジュールがさらに含まれていることを特徴とする請求項２に記載の建設機械の自動レベリング制御システム。
【請求項６】
前記補正角度の算出は、
「基準角度＜下部フレーム捩れ角度−最大許容下限捩れ角度範囲」の場合には、「下部フレーム捩れ角度−最大許容下限捩れ角度範囲−第１捩れ角度」により算出され、
「下部フレーム捩れ角度−最大許容下限捩れ角度範囲≦基準角度≦下部フレーム捩れ角度＋最大許容上限捩れ角度範囲」の場合には、「基準角度−第１捩れ角度」により算出され、
「下部フレーム捩れ角度＋最大許容上限捩れ角度範囲＜基準角度」の場合には、「下部フレーム捩れ角度＋最大許容上限捩れ角度範囲−第１捩れ角度」により算出されることを特徴とする請求項２ないし５のうちの何れかの一項に記載の建設機械の自動レベリング制御システム。
【請求項７】
前記制御信号生成モジュールにおいて、前記制御信号は、
前記第１捩れ角度が限界収斂範囲以内にある場合、又は前記第１捩れ角度が基準収斂範囲以内にある場合には、前記アクチュエータの作動速度を遅らせる第２制御信号を生成し、
前記第１捩れ角度が前記限界収斂範囲外にあり、前記基準収斂範囲外にある場合には、前記アクチュエータの作動速度を制限しない第１制御信号を生成するが、
前記限界収斂範囲は、「下部フレーム捩れ角度−最大許容下限捩れ角度範囲≦限界収斂範囲≦下部フレーム捩れ角度−最大許容下限捩れ角度範囲＋常数角度」又は「下部フレーム捩れ角度＋最大許容上限捩れ角度範囲−常数角度≦限界収斂範囲≦下部フレーム捩れ角度＋最大許容上限捩れ角度範囲」により算出され
前記基準収斂範囲は、「基準角度−常数角度≦基準収斂範囲≦基準角度＋常数角度」により算出されることを特徴とする請求項２ないし５のうちの何れかの一項に記載の建設機械の自動レベリング制御システム。
【請求項８】
走行手段が備えられた下部フレームと、上部旋回体とが、センサー部、制御部、駆動部を含めているチルト手段により組み合わされる建設機械のレベリング制御方法において、
(Ａ)前記センサー部で、前記下部フレームと前記上部旋回体にそれぞれ装着された傾斜感知センサーにより基準水平面に対する前記下部フレームと前記上部旋回体の各捩れ角度をセンシングし、且つ、走行センサーにより前記建設機械の走行速度をセンシングする段階と、
(Ｂ)前記制御部で、前記建設機械が停止状態の場合、予め設定された作動基準時間以内に限定されるが、走行状態の場合は、作動時間の限定なしに前記制御部で前記捩れ角度に基づいて前記上部旋回体をチルトするための補正角度を算出し、前記補正角度に応じて前記上部旋回体のレベリング制御を行うために、前記アクチュエータ制御のための制御信号を生成し、前記制御信号を前記駆動部に伝送する段階と、
(Ｃ)前記駆動部で、前記制御信号に基づいて前記アクチュエータが作動し、レベリング制御を行う段階とを含めることを特徴とする建設機械の自動レベリング制御方法。
【請求項９】
前記(Ｂ)段階は、
(ｂ１)前記上部旋回体の捩れ角度を第１捩れ角度に設定し、前記第１捩れ角度から上部旋回体をチルトするための補正角度を算出する段階と、
(ｂ２)前記補正角度が０°である場合には前記(ｂ１)段階に戻り、０°でない場合には第２捩れ角度(下部フレームに対する前記上部旋回体の捩れ角度)を算出し、前記第２捩れ角度が最大許容捩れ角度範囲(第２捩れ角度の最小・最大値範囲)より未満であったり、超過する場合には終了する段階と、
(ｂ３)前記第２捩れ角度が最大許容捩れ角度範囲以内にある場合には、前記補正角度と前記第２捩れ角度によってアクチュエータにチルトのためのアクチュエータ制御信号を生成し、この制御信号を駆動部に伝送する段階と、
(ｂ４)走行状態の場合には前記(ｂ１)段階に戻る段階と、
(ｂ５)前記(ｂ４)段階で、走行中でない場合には作動時間をカウントし始める段階と、
(ｂ６)前記(ｂ５)段階の以降、前記(ｂ１)段階ないし(ｂ３)段階を行うものの、前記(ｂ２)段階で前記補正角度が０°の場合には終了し、前記(ｂ３)段階以降、走行状態か否かを判断し、走行状態の場合には前記(ｂ１)段階に戻る段階と、
(ｂ７)前記(ｂ６)段階で走行状態でないと判断されたら、前記作動時間が予め定められた作動基準時間以上である場合には終了し、未満の場合には前記(ｂ６)段階に戻る段階とを含めることを特徴とする請求項８に記載の建設機械の自動レベリング制御方法。
【請求項１０】
前記(ｂ１)段階前に、
制御先行条件を判断し、前記制御先行条件を満足しない場合には終了する段階をさらに含めていることを特徴とする請求項９に記載の建設機械の自動レベリング制御方法。
【請求項１１】
前記制御先行条件は、
コントロールロックレバーが非活性状態であり、姿勢制御器が中央位置状態の時に満足されることを特徴とする請求項１０に記載の建設機械の自動レベリング制御方法。
【請求項１２】
前記(ｂ１)段階のうち、前記補正角度の算出は、
(ｂ１１)「基準角度＜下部フレーム捩れ角度−最大許容下限捩れ角度範囲」を判断し、満足する場合には前記補正角度を「下部フレーム捩れ角度−最大許容下限捩れ角度範囲−第１捩れ角度」により算出する段階と、
(ｂ１２)前記(ｂ１１)段階の条件を満足しない場合には、「基準角度≦下部フレーム捩れ角度＋最大許容上限捩れ角度範囲」を判断し、満足する場合には前記補正角度を「基準角度−第１捩れ角度」により算出する段階と、
(ｂ１３)前記(ｂ１２)段階の条件を満足しない場合には、前記補正角度を「下部フレーム捩れ角度＋最大許容上限捩れ角度範囲−第１捩れ角度」により算出する段階とを含んでなされること特徴とする請求項９に記載の建設機械の自動レベリング制御方法。
【請求項１３】
前記(ｂ３)段階のうち、制御信号の生成は、
(ｂ３１)前記第１捩れ角度が限界収斂範囲外にある場合には、第１捩れ角度と基準収斂範囲を比較する段階と、
(ｂ３２)前記(ｂ３１)段階で第１捩れ角度が基準収斂範囲外にあると判断されたら、前記アクチュエータの作動速度を制限しない第１制御信号を生成する段階と、
(ｂ３３)前記(ｂ３１)段階で前記第１捩れ角度が限界収斂範囲以内にある場合又は前記(ｂ３２)段階で前記第１捩れ角度が基準収斂範囲以内にある場合には、アクチュエータの作動速度を減少させる第２制御信号を生成する段階とを含めるものの、
前記限界収斂範囲は、「下部フレーム捩れ角度−最大許容下限捩れ角度≦限界収斂範囲≦下部フレーム捩れ角度−最大許容下限捩れ角度範囲＋常数角度」又は「下部フレーム捩れ角度＋最大許容上限捩れ角度−常数角度≦限界収斂範囲≦下部フレーム捩れ角度＋最大許容上限捩れ角度範囲」により算出し
前記基準収斂範囲は、「基準角度−常数角度≦基準収斂範囲≦基準角度＋常数角度」により算出することを特徴とする請求項９に記載の建設機械の自動レベリング制御方法。
【請求項１４】
前記建設機械の自動レベリング制御方法によるレベリング制御遂行過程は、
緊急停止条件を満足すると、直ちに終了することを特徴とする請求項８に記載の建設機械の自動レベリング制御方法。
【請求項１５】
前記緊急停止条件は、
コントロールロックレバーが活性か否か、又は姿勢制御器の変化有無、又はオートレベルモードスイッチがオフか否か、又は作業装置が作動状態か否かにより判断されることを特徴とする請求項１４に記載の建設機械の自動レベリング制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械のレベリングシステムとその方法に関するものであって、より詳しくは、建設機械の走行状態と停止状態とを区分し、自動レベリング制御を行う建設機械の自動レベリング制御システムとその制御方法に係る。
【背景技術】
【０００２】
傾斜地で作業を行う掘削機、伐木機、クレーンなどのような建設機械において、上部旋回体は、凸凹の地面状態によって水平面に対して傾けられた状態で作業を行うことになる。
【０００３】
建設機械が傾けられた状態では、上部旋回体のスイング回転により水平面との傾斜度が変わることになるため、作業の不安定を招き、且つ、建設機械の重量中心が移動するにつれ、転倒事故の危険性が増大する問題があった。
【０００４】
この問題を解決すべく、傾斜地で上部旋回体をチルトし、建設機械の重量中心を地面近くに移動させる方法が用いられた。
【０００５】
これに係る最近の技術としては、二つの油圧シリンダにより支えられてチルトされる上部サポートを有するチルトメカニズムが知られている(特許文献１)。
【０００６】
また、二つの油圧シリンダ、センターチルト軸につながっている上部ベアリング体支持プレートと、下部プレートが知られている(特許文献２)。
【０００７】
こうしたチルト手段の構成が複雑化し、油圧シリンダの伸縮調節装置を通じた手動動作だけでは、運転者に各油圧シリンダの相互関係に対する認識の相当な経験を要求することになるので、使用の困難性を招いた。
【０００８】
また、前記操作量を選定するにおいて、運転者が手動で操作をする場合、建設機械の傾斜度が変わる地域で移動を行う時、運転者は建設機械の運行と同時にレベリング操作をも行わなければならない。そのため、運転者は、建設機械の運行にだけ集中することができなくなり、安定性が劣る問題があった。
【０００９】
【特許文献１】米国特許第６６０９５８１号
【特許文献２】米国特許第６１５８５３９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、前述したような問題点を解決するために案出されたものであって、建設機械の上部旋回体が不安定に傾けられたり、転倒することがないように、自動で上部旋回体のレベリングを制御する建設機械の自動レベリング制御システムとその制御方法を提供することにその目的がある。
【００１１】
また、建設機械の走行中でも重量中心の移動を減らし、安定性を増大させることができる建設機械の自動レベリング制御システムとその制御方法を提供する。
【００１２】
また、自動でチルト制御されている中で、緊急状況の発生時、運転者の関与により直ぐチルト制御を中止させることができる建設機械の自動レベリング制御システムとその制御方法を提供する。
【００１３】
さらに、上部旋回体の傾き程度に応じて制御速度を調節する建設機械の自動レベリング制御システムとその制御方法を提供する
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記課題を解決するために、走行手段を備えた下部フレームと、上部旋回体とが、チルト手段により組み合わされている建設機械のレベリング制御システムにおいて、
前記建設機械に備えられ、基準水平面に対する前記下部フレームと上部旋回体の捩れ角度及び前記建設機械の走行速度を測定するセンサー部と、
前記捩れ角度と走行速度を受信し、停止状態の場合は、自動レベリング作動時間の制限が設定されるが、走行状態の場合は、自動レベリング作動時間の制限に対する設定なしに、上部旋回体の捩れ角度を補正するための補正角度を算出し、前記補正角度に応じてチルト手段の作動を指示する制御信号を生成する制御部と、
前記制御信号を受信し、前記チルト手段によりチルト制御を行う駆動部とを含むことを特徴とする建設機械の自動レベリング制御システムとこれを用いた制御方法を提供する。
【発明の効果】
【００１５】
以上のような本発明の実施例による建設機械の自動レベリング制御システムとその制御方法によれば、傾斜地で建設機械を運用するに当たり、頻繁に要求されるレベリング作業を自動で行わせるようにすることによって、オペレータの利便性を大幅に増大する効果がある。
【００１６】
また、オペレータが、緊急停止条件をチルト制御過程中に入力すると、直ちにチルト制御を中止することができるので、使用上の安定性が増大する効果がある。
【００１７】
さらに、減衰比率を使用する場合には、アクチュエータの仕様によって限界作動地点で作動速度を調節することができるので、駆動装置を保護し得る効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付図面の望ましい実施例を通じて、本発明による建設機械の自動レベリング制御システムの構成とその作用をより具体的に説明する。
【００１９】
但し、図面符号１０１は、走行手段を備えた下部走行体の下部フレームであり、１０４は上部旋回体、２１０は基準水平面、２２０は上部旋回体の平面を延長した面、２３０は、下部フレームの平面を延長した面、２４０は基準角度による仮想の平面である。
【００２０】
一方、同じ機能を有する名称に対する図面符号は、同一に使用する。
【００２１】
この明細書で使用する“捩れ角度”とは、この明細書内でローリング角度とピッチング角度を特に区別して使用しない限り、前後方向のピッチング角度と左右方向のローリング角度を含めた意味である。また、“基準水平面”とは、重力方向に対して水平である面を意味する。
【００２２】
本発明の望ましい建設機械の自動レベリング制御システム１は、入力部１０、センサー部２０、ディスプレイ部３０、制御部４０及び駆動部５０を包含することができる。
【００２３】
前記入力部１０には、オートレベルモードスイッチ１１、コントロールロックレバー１２及び姿勢制御器１３が含まれる。
【００２４】
前記オートレベルモードスイッチ１１は、オン状態(活性状態)で後述するチルト制御を行うことになり、このチルト制御過程中、オフ状態(非活性状態)になると、直ぐそのレベリング制御を終了するようになっている緊急停止条件の入力手段である。
【００２５】
一方、前記コントロールロックレバー１２は、別途の緊急停止条件の入力手段としてオンの状態(活性状態)では緊急停止条件を満足するものとなり、直ぐレベリング制御を終了することになるが、オフ状態(非活性状態)では正常的なレベリング制御を行うようにする。
【００２６】
また、コントロールロックレバー１２が活性か否かは、後述する制御先行条件として、自動レベリング制御を行わないようにする総合的安全装置として活用することができる。
【００２７】
一方、前記姿勢制御器１３は、使用者の任意の操作に応じて前記上部旋回体１０４のチルトを行わせる入力装置である。
【００２８】
前記センサー部２０には、傾斜感知センサー２１、２２、走行感知センサー２３及び作業装置駆動感知センサー２４が具備されている。この傾斜感知センサーは、前記下部フレーム１０１と前記上部旋回体１０４にそれぞれ装着され、下部フレーム上の傾斜感知センサー２１は、基準水平面２１０を基準として下部フレームの捩れ角度を、上部旋回体上の傾斜感知センサー２２は、基準水平面に対する上部旋回体の捩れ角度を、ピッチング角度とローリング角度別にそれぞれ測定する。
【００２９】
一方、走行感知センサー２３は、前記下部フレームの走行手段による建設機械の走行速度を測定する。
【００３０】
このセンサー部２０で測定される上部旋回体１０４と下部フレーム１０１の各捩れ角度と走行速度は、制御部４０に送られ、レベリング制御の制御変数となる。
【００３１】
一方、作業装置駆動感知センサー２４は、伐木ヘッダー、バケットなどの上部旋回体のブームに組み合わされている作業装置が作動状態であるか否かを作業状態情報として検出する。
【００３２】
一方、前記ディスプレイ部３０は、各捩れ角度を映像表示装置３１を介してオペレータに提示する。このディスプレイ部３０を通じて、オペレータは、チルト制御過程を観察することができ、必要と認められる場合は、入力部１０を操作することによって緊急停止条件を満たし、当該チルト制御を直ちに終了させることができる。即ち、このディスプレイ部３０は、オペレータに現在の建設機械の姿勢をリアルタイムで提供することによって、オペレータがレベリング制御システムの誤作動を監視したり、自動レベリング制御に関与することができるようにしている。
【００３３】
一方、前記駆動部５０には、上部旋回体のチルトのための少なくとも一つ以上の油圧を利用するアクチュエータを含めるチルト手段５１と、このチルト手段５１の作動のためにそれぞれのアクチュエータに要求される油圧制御信号を提供するメインバルブコントローラ５２とが包含されることができる。但し、駆動部５０のアクチュエータは、油圧の他に空圧方式で転用可能であり、アクチュエータに代えて電気モータが用いられるなどチルトのための様々な手段に転用することができる。
【００３４】
一方、前記制御部４０は、センサー部２０で測定された捩れ角度と走行速度から自動レベリング制御を行うためのチルト手段５１、例えば前述した油圧アクチュエータの作動区間を演算し、必要な制御信号を生成し、この制御信号を駆動部に伝送する。
【００３５】
制御部４０のより具体的な構成としては、受信モジュール４１、表出信号生成モジュール４２、補正角度演算モジュール４３、制御信号生成モジュール４４、及び出力モジュール４５を包含することができる。
【００３６】
前記受信モジュール４１は、前記センサー部２０で測定された捩れ角度、走行速度及び作業状態情報を受信し、表出信号生成モジュール４２、補正角度演算モジュール４３及び制御信号生成モジュール４４に伝送する。 
【００３７】
一方、前記表出信号生成モジュール４２は、下部フレームと上部旋回体の各基準水平面に対する捩れ角度を前記ディスプレイ部３０に表すことができるように表出信号を生成する。
【００３８】
一方、前記補正角度演算モジュール４３は、上部旋回体の捩れ角度を第１捩れ角度２０１に設定し、この第１捩れ角度２０１からチルト制御のために上部旋回体に加えられる角度変位の補正角度２０４を演算する。
【００３９】
この第１捩れ角度２０１は、前述したように上部旋回体１０４の基準水平面に対するピッチング角度とローリング角度であって、このピッチング角度とローリング角度が使用者の任意により入力しておいた基準角度と同じくなることをレベリング制御の原則的目標とする。
【００４０】
即ち、基準角度２０３は、上部旋回体１０４がチルト制御され、収斂される角度であって、一例で基準水平面に対する水平化を目標とする場合、基準角度のピッチング角度とローリング角度がそれぞれ０°に設定される。この場合、上部旋回体１０４の平面を延長した面２２０と、基準水平面２１０とを平行にすることがレベリング制御の目標である。
【００４１】
一方、基準角度２０３は、ピッチング角度とローリング角度別に使用者により予め特定角度に設定することが可能であり、これは本チルト制御を行う前に別途の入力装置を通じて行うことができる。そのことから、レベリング目標は、基準水平面２１０に基準角度２０３が加えられた基準面２４０と、上部旋回体１０４の平面を延長した面２２０とを平行にすることにある。
【００４２】
この場合、オペレータにとって最適化される作業角度を基準角度に設定し、作業効率を増大することができる。但し、この場合にも、建設機械の重量中心の移動範囲を考慮したうえで基準角度の設定に対する注意が必要となる。
【００４３】
一方、チルト制御目標の満足可否、即ち、第１捩れ角度２０１が基準角度２０３に収斂するか否かは、基準角度近所に微小収斂区間を設定し、この第１捩れ角度２０１がこの収斂区間以内にあるとき、チルト制御の目標を満足したものとして構成することができる。
【００４４】
以下、補正角度について説明する。
【００４５】
補正角度２０４は、レベリング制御で修正されるべき上部旋回体１０４の捩れ角度であって、第１捩れ角度２０１と基準角度２０３又は最大許容捩れ角度範囲２０６をパラメーターとして演算される。
【００４６】
こうした補正角度の算出に関連して、先ず、駆動部の特性によるチルト制御範囲の限界に係る第２捩れ角度２０５と最大許容捩れ角度範囲２０６について説明する。
【００４７】
図３を参照すれば、第２捩れ角度は、第１捩れ角度と下部フレーム捩れ角度２０２により定められる下部フレーム１０１を基準とする上部旋回体１０４の捩れ角度であって、次の条件式１により定められる。
【００４８】
[条件式１]
第２捩れ角度＝第１捩れ角度−下部フレーム捩れ角度
【００４９】
一方、前記最大許容捩れ角度範囲２０６は、チルト手段の構造的限界に起因する固有の限界変位角度であって、第２捩れ角度の変位可能な角度範囲を意味する。具体的な駆動部の構成によって下部フレーム１０１の平面上で最大ピッチング角度及び最小ピッチング角度と、最大ローリング角度及び最小ローリング角度が変わるが、こうしたピッチング角度範囲とローリング角度範囲の可変限界を意味する。
【００５０】
以下、下部フレーム１０１を基準面とした最大ピッチング角度と最大ローリング角度を含めて最大許容上限捩れ角度範囲２０６ａとし、下部フレーム１０１を基準面とした最小ピッチング角度と最小ローリング角度を含めて最大許容下限捩れ角度範囲２０６ｂとする。こうした最大許容上限捩れ角度範囲２０６ａと最大許容下限捩れ角度２０６ｂとが組み合わせられ、最大許容捩れ角度範囲２０６になるもので、これはチルト制御の物理的限界範囲となる。
【００５１】
こうした最大許容捩れ角度範囲２０６は、下部フレーム捩れ角度２０２を基準とし、「下部フレーム捩れ角度＋最大許容上限捩れ角度範囲」から「下部フレーム捩れ角度−最大許容下限捩れ角度範囲」まで具体的な角度値に算出することができる。
【００５２】
例えば、あるチルト手段の制御可能なピッチング角度範囲は、上限ピッチング角度範囲が１５°、下限ピッチング角度範囲が１０°、現在下部フレームのピッチング角度がｘ°であれば、最大許容ピッチング角度範囲は、(ｘ−１０)°から(ｘ＋１５)°の範囲で、具体的な角度値に求めることができる。これは、上部旋回体１０４のピッチング角度を(ｘ−１０)°から(ｘ＋１５)°の範囲以内でのみ制御することができるのを意味する。
【００５３】
これは、建設機械の形状が左右対称からなっているので、最大許容上限ローリング角度範囲と最大許容下限ローリング角度範囲が同じであることが一般的である。しかし、建設機械の前後形状は、通常、対称になっていないので、最大許容上限ピッチング角度範囲と最大許容下限ピッチング角度範囲が同じでない場合が多く、制御可能な範囲を限定する意味がある。
【００５４】
前記補正角度２０４の基準は、基準角度２０３が前述したことにより具体的な角度値で算出された最大許容捩れ角度範囲２０６に含まれるか否かによって変わる。
【００５５】
基準角度２０３が最大許容捩れ角度範囲２０６以内にある場合には、第１捩れ角度が基準角度２０３と同様になるように上部旋回体１０４のチルトを行うことができるので、補正角度２０４は基準角度２０３に基づいて定められる。
【００５６】
即ち、図７に示したように、「下部フレーム捩れ角度−最大許容下限捩れ角度範囲≦基準角度≦下部フレーム捩れ角度＋最大許容上限捩れ角度範囲」であれば、上部旋回体を基準角度２０３に合わせてチルトすることができるので、この時の補正角度は、次の条件式２により定められる。
【００５７】
[条件式２]
補正角度＝基準角度−第１捩れ角度
【００５８】
例えば、下部フレーム１０１のピッチング角度が−１０°、上部旋回体１０４のピッチング角度が＋３°、最大許容ピッチング角度範囲が３０°(上限ピッチング角度範囲が＋１５°、下限ピッチング角度範囲が−１５°の場合)、基準角度が０°である場合(基準水平面に対する水平を目標とする場合)を考慮する。
【００５９】
この際、この基準角度は、“−２５°(下部フレーム捩れ角度−最大許容下限捩れ角度範囲)≦０°(基準角度)≦５°(下部フレーム捩れ角度＋最大許容上限捩れ角度範囲)”を満たしているので、前記条件式２により第１捩れ角度の反対符号値、つまり−３°が直ちに補正角度となる。
【００６０】
また他の例として、下部フレーム１０１のピッチング角度が−１０°、上部旋回体１０４のピッチング角度が＋８°、最大許容ピッチング角度範囲が３０°(上限ピッチング角度範囲が＋２０°、下限ピッチング角度範囲が−１０°の場合)、基準角度２０３が＋２°である場合について、図７に基づいて説明する。
【００６１】
この際、基準角度２０３は、“−２０°(下部フレーム捩れ角度−最大許容下限捩れ角度範囲)≦＋２°(基準角度)≦１０°(下部フレーム捩れ角度＋最大許容上限捩れ角度範囲)”を満たしているので、前記条件式２により−６°が補正角度２０４になる。
【００６２】
一方、基準角度２０３が前記最大許容捩れ角度範囲２０６から外れている場合、補正角度２０４は、最大許容上限捩れ角度範囲又は最大許容下限捩れ角度範囲に基づいて定められる。即ち、上部旋回体は、最大許容捩れ角度範囲以上にチルトされることができないから、最大限に基準角度２０３に近くレベリングされるのである。その結果、当該レベリング制御は、第１捩れ角度が前述した基準角度に代えて、最大許容上限捩れ角度範囲又は最大許容下限捩れ角度範囲にレベリング制御されることを目標とする。
【００６３】
この際、最大許容上限捩れ角度範囲２０６ａを基準にするか、それとも最大許容下限捩れ角度範囲２０６ｂを基準にするかは、基準角度２０３が、「基準角度＜下部捩れ角度−最大許容下限捩れ角度範囲」又は「下部フレーム捩れ角度＋最大許容上限捩れ角度範囲＜基準角度」であるか否かによって決定する。
【００６４】
先ず、「基準角度＜下部捩れ角度−最大許容下限捩れ角度範囲」の場合、チルト制御は、上部旋回体１０４を最大許容下限捩れ角度範囲に向けてチルトし、基準角度に近接するように、最大許容下限捩れ角度範囲を基準にして行われ、次の条件式３により補正角度が定められる。
【００６５】
[条件式３]
補正角度＝下部フレーム捩れ角度−最大許容下限捩れ角度範囲−第１捩れ角度
【００６６】
例えば、基準角度２０３が 「基準角度＜下部フレーム捩れ角度−最大許容下限捩れ角度範囲」である場合について、下部フレーム１０１のピッチング角度が＋２５°、上部旋回体１０４のピッチング角度が＋１５°、最大許容ピッチング角度(上限ピッチング角度範囲が＋１５°、下限ピッチング角度範囲が−１５°)が３０°、基準角度２０３が＋０°(基準水平面に対する水平を目標とする場合)である条件下で、図８を参照としながら説明する。
【００６７】
この際、基準角度(０°)が、「下部フレーム捩れ角度−最大許容下限捩れ角度範囲」(＋１０°)より小さいので、第１捩れ角度２０１が基準角度２０３になるように上部旋回体をチルトすることができない。但し、第１捩れ角度２０１が最大許容下限捩れ角度範囲２０６ｂに到達するまで上部旋回体１０４をチルトすることができるので、補正角度２０４は、「下部フレーム捩れ角度−最大許容下限捩れ角度範囲」を基準とする。即ち、前記条件式２により、補正角度２０４は−５°となる。
【００６８】
この補正角度(−５°)によるレベリング制御を行った結果、上部旋回体１０４のピッチング角度２０１は＋１０°になり、この時、下部フレーム１０１に対する上部旋回体１０４のピッチング角度(第２捩れ角度)は、最大許容下限捩れ角度範囲２０６ｂに相当する−１５°になり、レベリング目標を満足することになる。
【００６９】
一方、「下部フレーム捩れ角度＋最大許容上限捩れ角度範囲＜基準角度」の場合、レベリング制御は、上部旋回体を最大許容上限捩れ角度範囲２０６ａに向けてチルトし、基準角度２０３に近接するように行われ、次の条件式４により補正角度が定められる。
【００７０】
[条件式４]
補正角度＝下部フレーム捩れ角度＋最大許容上限捩れ角度範囲−第１捩れ角度
【００７１】
例えば、「下部フレーム捩れ角度＋最大許容上限捩れ角度範囲＜基準角度」の場合について、図９を参照として、下部フレーム１０１のピッチング角度が−２５°、上部旋回体１０４のピッチング角度が−１５°、最大許容ピッチング角度範囲(上限ピッチング角度範囲が＋１５°、下限ピッチング角度範囲が−１５°の場合)が３０°、基準角度が＋１°である条件下で、説明する。
【００７２】
この際、基準角度(＋１°)が「下部フレーム捩れ角度＋最大許容上限捩れ角度範囲」(−１０°)より大きいので、補正角度２０４は、「下部フレーム捩れ角度−最大許容下限捩れ角度範囲」を基準とする。したがって、前記条件式４により補正角度２０４は＋５°になる。
【００７３】
要するに、補正角度２０４は、上部旋回体１０４を基準角度２０３に合わせてチルトすることができれば、基準角度を基準にして算出されるが、最大許容捩れ角度範囲２０６の限界によりチルトし得る角度が制限されると、最大許容捩れ角度範囲の限界を基準にして算出される。
【００７４】
さらに、下部フレーム１０１の捩れ角度がピッチング角度とローリング角度とに分けられるので、各ピッチング角度とローリング角度別に、補正角度を、前記条件式２ないし４を選択的に適用し、独立的に算出する。
【００７５】
一方、制御信号生成モジュール４４は、前述した方法により得られた補正角度に応じて駆動部のアクチュエータ５１が作動する区間を決定し、この作動区間に応じる制御信号を生成する。
【００７６】
この際、駆動部に多数のアクチュエータ１０５ｄ、１０５ｅ、１０５ｆ、１０５ｇが備えられた場合には、補正角度のピッチング角度とローリング角度によってアクチュエータ間の補償関係を考慮しなければならない。
【００７７】
例えば、図４に示したように、チルト手段１０５は、上部旋回体１０４が回動可能に組み合わされるスイングベアリング装着フレーム１０５ａと、下部フレーム１０１に固定される支持フレーム１０５ｂと、スイングベアリング装着フレーム１０５ａと支持フレーム１０５ｂをつなげるチルトフレーム１０５ｃとからなり、前記スイングベアリング装着フレームと支持フレームは、四つのアクチュエータ１０５ｄ、１０５ｅ、１０５ｆ、１０５ｇが組み合わされた構成を有する。この際、図５に示したように、四つのアクチュエータ１０５ｄ、１０５ｅ、１０５ｆ、１０５ｇは、斜めに設けられている。
【００７８】
斜めに置かれている四つのアクチュエータ１０５ｄ、１０５ｅ、１０５ｆ、１０５ｇを具備したチルト手段１０５のうち、前方ピッチング角度の増加のために前側の２つのアクチュエータ１０５ｄ、１０５ｆの伸張と同時に、この伸張に比例して後側の２つのアクチュエータ１０５ｅ、１０５ｇが収縮しなければならず、右側ローリング角度の増加のために右側の２つのアクチュエータ１０５ｅ、１０５ｆの伸張に比例して左側の２つのアクチュエータ１０５ｄ、１０５ｇが収縮しなければならない。
【００７９】
このような方法により、任意のピッチング角度とローリング角度で定められる補正角度に応じる第１捩れ角度の増減のために、予めチルト手段によって定められた各アクチュエータ１０５ｄ、１０５ｅ、１０５ｆ、１０５ｇの相互変位関係から作動区間を決定することになる。
【００８０】
一方、制御信号は、第２捩れ角度から類推し得る駆動部５０のアクチュエータ１０５ｄ、１０５ｅ、１０５ｆ、１０５ｇの現在の伸張長さを初期値とすることができ、前述した補正角度２０３により定められる作動区間に応じて当該アクチュエータ５１を作動させる流量弁の断続時間に該当する制御信号を生成する。
【００８１】
本発明において、前記制御信号は、前述した制御目標に収斂する程度によって普通の速度でアクチュエータを作動させる第１制御信号と、アクチュエータの作動速度を遅らせる第２制御信号とに分けられる。すなわち、前記制御信号は、第１捩れ角度が最大許容捩れ角度範囲の限界又は基準角度２０３に近接する場合と、そうでない場合とに分けられて生成され、これに応じてアクチュエータの作動速度を制御する。
【００８２】
より詳しく説明すると、第１捩れ角度が最大許容捩れ角度範囲の上限又は下限近所で変わる場合は、アクチュエータ１０５ｄ、１０５ｅ、１０５ｆ、１０５ｇが最大伸張又は最大収縮の付近で作動することを意味する。この際、アクチュエータ１０５ｄ、１０５ｅ、１０５ｆ、１０５ｇのピストンが早い速度で作動するのであれば、当該アクチュエータのピストン慣性により最大伸張地点又は最大収縮地点で衝突又は衝撃が生じ得る。このような衝撃又は衝突を緩和し、当該アクチュエータの末端でシリンダの破損を防止することができるように作動速度を遅らせるための第２制御信号を生成する。
【００８３】
また、基準角度の近所でアクチュエータ１０５ｄ、１０５ｅ、１０５ｆ、１０５ｇが作動する場合、第１捩れ角度が制御目標に収斂され、補正角度が０°になる際、アクチュエータ１０５ｄ、１０５ｅ、１０５ｆ、１０５ｇの突然の停止に起因する衝撃から使用者を保護するためにそれぞれアクチュエータの作動速度を遅らせるための第２制御信号を生成する。
【００８４】
以下、第２制御信号を生成する具体的な条件は以下の通りである。
先ず、最大許容捩れ角度範囲以内に基準角度が位置する場合であって、図１０の示したように、基準角度２０３の近所で第１捩れ角度が変位する場合を考慮する。つまり、第１捩れ角度が基準角度２０３の一定範囲以内に収斂されると、制御信号を第１制御信号から第２制御信号に変えて生成する。このために、前記基準角度２０３の一定範囲(以下、基準収斂範囲という)を次の条件式５により定める。
【００８５】
[条件式５]
基準角度−常数角度≦基準収斂範囲≦基準角度＋常数角度
【００８６】
そこで、常数角度２０７は、使用者の任意の設定により定められる減速区間の角度である。即ち、「基準角度±常数角度」の範囲内に第１捩れ角度が収斂される場合には、アクチュエータの速度を遅らせるための第２制御信号を生成する。
【００８７】
一方、基準角度２０３が最大許容捩れ角度範囲２０６を超過して位置する場合を考慮する。これは、図１１に示したように、第１捩れ角度２０１が最大許容上限捩れ角度範囲の近所でレベリング制御されたり、最大許容下限捩れ角度範囲の近所で制御される場合と同じである。
【００８８】
このために、前述した最大許容捩れ角度範囲の上限又は下限近所の一定範囲(以下、限界収斂範囲という)を次の条件式６により定める。 
【００８９】
[条件式６]
下部フレーム捩れ角度−最大許容下限捩れ角度範囲≦限界収斂範囲≦下部フレーム捩れ角度−最大許容下限捩れ角度範囲＋常数角度
又は、
下部フレーム捩れ角度＋最大許容上限捩れ角度範囲−常数角度≦限界収斂範囲≦下部フレーム捩れ角度＋最大許容上限捩れ角度範囲
【００９０】
そこで、常数角度２０７は、使用者の任意の設定などにより定められる減速区間の角度である。
【００９１】
これをより詳しく説明すると、基準角度２０３が、「下部フレーム捩れ角度−最大許容下限捩れ角度範囲」より小さい場合、上部旋回体１０４が「下部フレーム捩れ角度−最大許容下限捩れ角度範囲」を目標としてチルト制御されることによって、この第１捩れ角度２０１が「下部フレーム捩れ角度−最大許容下限捩れ角度範囲＋常数角度」より小さくなり始めると、シリンダの衝撃・破損を防止すべく、アクチュエータ１０５ｄ、１０５ｅ、１０５ｆ、１０５ｇの作動速度を遅らせるための第２制御信号を生成する。したがって、以降、最大許容下限捩れ角度範囲に到達するまでゆっくりとチルトされる。
【００９２】
これと反対に、「下部フレーム捩れ角度＋最大許容上限捩れ角度範囲」を基準にする場合、第１捩れ角度が、「下部フレーム捩れ角度＋最大許容上限捩れ角度範囲−常数角度」より大きくなり始めると、使用者を保護すべく、第２制御信号を生成する。したがって、以降、最大許容上限捩れ角度範囲に到達するまでゆっくりとチルトされる。
【００９３】
一方、前記出力モジュール４５は、前記表出信号をディスプレイ部３０に伝送し、制御信号(又は第１制御信号、又は第２制御信号)を前記メインバルブコントローラ５２に伝送する。
【００９４】
さらに、前記制御部４０には、チルト制御遂行時間を制限するためのタイムリミットモジュール４６がさらに含まれることができる。このタイムリミットモジュール４６は、停止状態の場合(走行速度が０°の場合)に活性化され、上部旋回体のレベリング制御を予め設定された作動基準時間内に行わせるが、前記作動基準時間以降には、当該レベリング制御を終了させる。その後、オペレータが姿勢制御器１３を介した手動操作で上部旋回体の水平化を行うようにしている。
【００９５】
このようなタイムリミットモジュールを設けた理由は、建設機械が停止状態でも作業による振動又は建設機械それ自体の振動により第１捩れ角度が継続して変わり、感知されるので、オペレータにとり高精度の作業が可能となるように一定時間の経過後には上部旋回体のチルト制御を終了するためである。
【００９６】
一方、タイムリミットモジュール４６は、下部フレームが走行状態の場合(下部フレームの走行速度が０でない場合)には活性化されないため、作動時間を制限しない自動レベリング制御を行うようにする。
【００９７】
一方、本発明が目的とするチルト制御中、センサー異常又は駆動部の出力異常に起因し、正常的なチルト制御を行えないなどの緊急状態発生時にオペレータによる制御過程への関与は、次の構成により実現される。
【００９８】
前記制御部４０には、緊急停止条件の満足可否を判断し、チルト制御を中止させる緊急停止モジュール４７がさらに含まれることができる。この緊急停止条件は、コントロールロックレバーが活性か否か、又は姿勢制御器の変化有無、又はオートレベルモードスイッチがオフか否か、又は作業装置が作動状態か否かにより判断される。
【００９９】
即ち、オートレベルモードスイッチの活性に応じて自動レベリング制御を行う過程中に、オペレータは、ディスプレイ部３０などを通じてレベリング制御過程を観察しながら、必要な場合には、コントロールロックレバーの活性又は姿勢制御器の可変又はオートレベルモードスイッチのオフを入力手段を通じて入力することができる。
【０１００】
この際、緊急停止モジュール４７は、オペレータにより入力されたコントロールロックレバー１２の活性、又は姿勢制御器の可変によるチルト命令、又はオートレベルモードスイッチのオフを認知し、当該チルト制御遂行を直ちに終了させる。また、この緊急停止モジュールは、作業装置から入力される作業装置の作業状態情報から作業状態中であることを認知する場合、即時、当該チルト制御を終了させる。そのことから、オペレータによる自動レベリング制御過程中、干渉が可能となり、安定性が増大することになる。
【０１０１】
以下、添付図面の望ましい実施例を通じて、本発明による建設機械の自動レベリング制御方法の構成とその作用についてより具体的に説明する。
【０１０２】
本発明の実施例による建設機械の自動レベリング制御方法は、センシング段階ｓ１、制御信号生成段階ｓ２、駆動機作動段階ｓ３からなる。
【０１０３】
より詳細には、走行手段１０２が備えられた下部フレーム１０１と、上部旋回体１０４とが、センサー部１０、制御部４０、駆動部５０を含めているチルト手段１０５を介して組み合わされる建設機械１００のレベリング制御方法において、(Ａ)前記センサー部１０で、前記下部フレーム１０１と上部旋回体１０４にそれぞれ装着された傾斜感知センサーで基準水平面に対する前記下部フレーム１０１と前記上部旋回体１０４の各捩れ角度(ピッチング角度とローリング角度)を、走行感知センサーで前記建設機械１００の走行速度を、センシングする段階と、(Ｂ)前記制御部で、前記建設機械１００又は前記建設機械１００の走行手段１０２が停止状態にある場合には、予め設定された作動基準時間以内に限定し、走行状態の場合には、作動時間を限定せず、前記制御部で前記捩れ角度に基づいて前記上部旋回体１０４をチルトするための補正角度を算出し、前記補正角度に応じて前記上部旋回体１０４のレベリング制御を行うためにアクチュエータ１０５ｄ、１０５ｅ、１０５ｆ、１０５ｇの制御信号を生成し、前記制御信号を前記駆動部５０に伝送する段階と、(Ｃ)前記駆動部５０で、前記制御信号に基づいて前記アクチュエータ１０５ｄ、１０５ｅ、１０５ｆ、１０５ｇが作動し、レベリング制御を行う段階とを含めて成される。その後、作動基準時間内で再び各捩れ角度と走行信号をセンシングし、ループ(ｌｏｏｐ)制御を行う。
【０１０４】
以下、本発明の実施例による前記(Ｂ)段階をより具体的に説明する。
先ず、制御先行条件を満たしているか否かを判断し、この制御先行条件を満たしていない場合には終了する(ｓ１０１)。
【０１０５】
この際、前記制御先行条件は、入力部の入力状態を基準として定められる。具体的にコントロールロックレバー１２が活性状態か否か、又は姿勢制御器１３が中央位置状態か否か、又は走行状態か否かをそれぞれ独立的に判断し、コントロールロックレバー１２の非活性と、姿勢制御器１３の中央位置状態と、オートレベルモードスイッチのオン状態と、建設機械１００の走行状態との全てを満足した場合、制御先行条件を満たしたものと判断し、次の段階に進める。しかし、上記条件等のうち、何れかの一つの条件を満たさない場合は、当該オートレベリングモードは終了し、オートレベルモードスイッチをオフ状態にし、当該レベリング制御を終了する。
【０１０６】
この際、走行状態か否かについては、走行感知センサーにより走行速度が０でない場合には走行状態、０の場合には停止状態と見做して判断する。
【０１０７】
(ｂ１)段階は、前記制御先行条件を満たしている場合、センシングされた上部旋回体１０４の捩れ角度を第１捩れ角度に設定する(ｓ１０２)。その後、前述したように補正角度の基準が、基準角度か、最大許容上限捩れ角度範囲又は最大許容下限捩れ角度範囲かを判断し、それによって補正角度を算出する(ｓ１０３)。
【０１０８】
前記補正角度は、下部フレームの捩れ角度、基準角度、最大許容下限捩れ角度範囲、最大許容上限捩れ角度範囲、第１捩れ角度を選択的パラメーターとし、次の(ｂ１１)段階ないし(ｂ１３)段階を通じて算出される。
【０１０９】
(ｂ１１)段階は、「基準角度＜下部フレーム捩れ角度−最大許容下限捩れ角度範囲」を満足するか判断し、満足する場合には、補正角度を、「下部フレーム捩れ角度−最大許容下限捩れ角度範囲−第１捩れ角度」で演算する(ｓ１１８、ｓ１１９)。
【０１１０】
(ｂ１２)段階は、この(ｂ１１)段階の基準角度条件を満足しない場合、「基準角度≦下部フレーム捩れ角度＋最大許容上限捩れ角度範囲」の条件を満足するか否かを判断し、満足する場合には、補正角度を、「基準角度−第１捩れ角度」で演算する(ｓ１１９、ｓ１２１)。
【０１１１】
(ｂ１３)段階は、この(ｂ１２)段階の基準角度条件を満足しない場合、補正角度を、「下部フレーム捩れ角度＋最大許容上限捩れ角度範囲−第１捩れ角度」で演算する(ｓ１２０)。
【０１１２】
(ｂ２)段階は、(ｂ１)段階で算出した補正角度が０°である場合には、現在のチルト制御の目標を満足しているので、再び(ｂ１)の段階に戻り、走行を止めたり、前述したことによる緊急停止条件を満たす前まで上部旋回体のチルト制御が必要か否かを継続して検査する(ｓ１０４)。
【０１１３】
もし、補正角度が０°でない場合には、第２捩れ角度を前述した条件式１により算出し、この第２捩れ角度と最大許容捩れ角度範囲を比較し、この第２捩れ角度が最大許容捩れ角度範囲外にある場合には、チルト制御を行える範囲から外れたものになるので、そのチルト制御を終了する(ｓ１０５、ｓ１０６)。
【０１１４】
(ｂ３)段階は、前記第２捩れ角度が最大許容捩れ角度範囲以内にある場合、前述したことにより補正角度と第２捩れ角度に従ってチルトするためにアクチュエータ１０５ｄ、１０５ｅ、１０５ｆ、１０５ｇを制御するための制御信号を生成し、この制御信号を駆動部に伝送する(ｓ１０７)。
【０１１５】
この際、前記(ｂ３)段階は、前述したことにより、アクチュエータ１０５ｄ、１０５ｅ、１０５ｆ、１０５ｇのシリンダ又はオペレータの保護のためにアクチュエータ１０５ｄ、１０５ｅ、１０５ｆ、１０５ｇの速度を異にする第１、２制御信号に区分して生成するようになっている。このために、制御信号の生成は、次の(ｂ３１)段階ないし(ｂ３３)段階に細分化され得る。
【０１１６】
(ｂ３１)段階は、第１捩れ角度と限界収斂範囲を比較し、第１捩れ角度が限界収斂範囲外にある場合には、第１捩れ角度と基準収斂範囲を比較する(ｓ１２３、ｓ１２４)。
【０１１７】
(ｂ３２)段階は、前記(ｂ３１)段階で第１捩れ角度が基準収斂範囲外にある場合には、アクチュエータのシリンダの作動区間に余裕があるので、アクチュエータの作動速度を制限しない第１制御信号を生成する(ｓ１２５)。
【０１１８】
(ｂ３３)段階は、前記(ｂ３１)段階で第１捩れ角度が限界収斂範囲以内にある場合、又は前記(ｂ３１)段階で第１捩れ角度が基準収斂範囲以内にある場合のうち、何れかの一方の場合には、アクチュエータ１０５ｄ、１０５ｅ、１０５ｆ、１０５ｇの作動速度を減少させる第２制御信号を生成する(ｓ１２６)。即ち、前述したことにより、第２捩れ角度が限界収斂範囲以内にある場合には、作動限界区間でシリンダを保護するために、前記第１捩れ角度が基準収斂範囲以内にある場合には、突然の衝撃から使用者を保護するために、第２制御信号を生成する。
【０１１９】
(ｂ４)段階は、前記(ｂ３)段階の以降、走行状態かを判断し、走行状態の場合には、前記(ｂ１)段階に戻り、走行を止めたり、前述したことによる緊急停止条件を満たす前まで上部旋回体のチルト制御を行う(ｓ１０８)。
【０１２０】
(ｂ５)段階は、前記(ｂ４)段階で走行中でない場合、即ち、停止状態の場合にチルト制御時間を限定するために作動時間をカウントし始める(ｓ１０９)。
【０１２１】
(ｂ６)段階は、前記(ｂ５)段階以降、前記(ｂ１)段階ないし(ｂ３)段階を行うものの(ｓ１１０ないしｓ１１５)、(ｂ２)段階で補正角度が０°である場合、チルト制御の目標が満足されるので、そのチルト制御は終了する。さらに、(ｂ３)段階を行った後には、走行状態か否かを判断し、走行状態の場合にはチルト制御時間を限定しない(ｂ１)段階に戻り、走行を止めたり、前述したことによる緊急停止条件を満たす前まで上部旋回体のチルト制御を行う(ｓ１１６)。
【０１２２】
(ｂ７)段階は、前記(ｂ６)段階で走行状態でないと判断されたら(停止状態の場合)、前記作動時間が使用者の任意により設定された作動基準時間と同じであったり、超加する場合には、そのチルト制御遂行を終了するが、未満の場合には前記(ｂ６)段階に戻る(ｓ１１７)。即ち、作動基準時間内で補正角度が０°になり、チルト制御目標を達成した場合、又は緊急停止条件を満たす前までは上部旋回体のチルト制御を行う。
【０１２３】
さらに、レベリング制御遂行過程は、オペレータの前記入力部１０の操作などにより緊急停止条件を満たしたら、直ぐ終了する。
【０１２４】
この際、緊急停止条件は、オペレータの入力によるコントロールロックレバー１２の活性、又は姿勢制御器１３の可変、又はオートレベルモードスイッチ１１のオフ、又はブーム、アームを含める作業装置が作動中である場合に満足される。
【０１２５】
こうした緊急停止条件を満たす場合、緊急停止モジュールにより各モジュールに停止命令を伝送し、この停止命令により当該レベリング制御遂行は終了することになる。
【０１２６】
本発明は、特許請求範囲で請求する請求の要旨を逸脱せず、当該技術分野における通常の知識を有する者により様々変形して実施することができるので、本発明の技術保護範囲は、詳述した特定の望ましい実施例に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】本発明の実施例による建設機械の自動レベリング制御システムのブロック図である。
【図２】図１に図示の建設機械の自動レベリング制御システムに採用した制御部のブロック図である。
【図３】本発明の実施例による自動レベリング制御システムを採用した建設機械の側面図である。
【図４】図３に図示の建設機械のチルト手段の斜視図である。
【図５】図３に図示の建設機械の下部フレームとチルト手段を簡略化して示した断面図である。
【図６】図３に図示の建設機械のチルト手段による最大許容捩れ角度範囲を示した図面である。
【図７】本発明の一実施例による建設機械の自動レベリング制御システムの補正角度を示した図面である。
【図８】本発明の他の実施例による建設機械の自動レベリング制御システムの補正角度を示した図面である。
【図９】本発明のまた他の実施例による建設機械の自動レベリング制御システムの補正角度を示した図面である。
【図１０】本発明のまた他の実施例による建設機械の自動レベリング制御シムの基準収斂範囲を示した図面である。
【図１１】本発明のまた他の実施例による建設機械の自動レベリング制御シムの限界収斂範囲を示した図面である。
【図１２】本発明の一実施例による建設機械の自動レベリング制御方法を簡略化して示したフローチャートである。
【図１３】図１２に図示の建設機械の自動レベリング制御方法のうち、制御信号生成段階のフローチャートである。
【図１４】図１３に図示のＡ-Ｂ段階のフローチャートである。
【図１５】図１３に図示のＣ-Ｄ段階のフローチャートである。
【図１６】図１４と図１５に図示の補正角度算出段階のフローチャートである。
【図１７】図１４と図１５に図示の制御信号生成及び伝送段階のフローチャートである。
【符号の説明】
【０１２８】
１  制御システム
１０  センサー部
２０  入力部
３０  ディスプレイ部
４０  制御部
５０  駆動部
１００  建設機械
１０１  下部フレーム
１０２  走行手段
１０３  運転室
１０４  上部旋回体
１０５  チルト手段
１０５ａ  スイングベアリング装着フレーム
１０５ｂ  支持フレーム
１０５ｃ  チルトフレーム
１０５ｄ、１０５ｅ、１０５ｆ、１０５ｇ  アクチュエータ
２０１  第１捩れ角度
２０２  下部フレーム捩れ角度
２０３  基準角度
２０４  補正角度
２０５  第２捩れ角度
２０６  最大許容捩れ角度範囲
２０６ａ  最大許容上限捩れ角度範囲
２０６ｂ  最大許容下限捩れ角度範囲
２０７  常数角度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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