(57)【要約】【課題】目標高さを大きく外れることなく、且つスループットを大きく低下させることなく、ブームの先端を水平移動させることが可能なブーム装置を提供する。【解決手段】当該装置は、ブームの先端の水平移動速度Ｖ（ｔ）を取得する取得処理（Ｓ１１）と、ブームの伸縮速度及び起伏速度を算出する算出処理（Ｓ１２〜Ｓ１４）と、伸縮速度で伸縮アクチュエータにブームを伸縮させ、且つ起伏速度で起伏アクチュエータにブームを起伏させる駆動処理（Ｓ１６）とを実行する。制御部は、ベースから遠ざける方向にブームの先端を水平移動させる場合の補正処理（Ｓ１５）において、先端高さと制限高さとの差が小さいほど、伸縮速度の減少量を大きくする。また、制御部は、ベースに近づける方向にブームの先端を水平移動させる場合の補正処理（Ｓ１５）において、先端高さと制限高さとの差が小さいほど、伸縮速度の増加量を大きくする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースと、
起伏及び伸縮可能に上記ベースに支持されたブームと、
上記ブームを伸縮させる伸縮アクチュエータと、
上記ブームを起伏させる起伏アクチュエータと、
上記ブームのブーム長さを検出するブーム長さセンサと、
上記ブームの起伏角度を検出する起伏角度センサと、
ユーザによって操作される操作部と、
上記起伏アクチュエータ及び上記伸縮アクチュエータを連動させて、上記ブームの先端を目標高さで水平移動させる制御部とを備えており、
上記制御部は、
上記ブームの先端の水平移動速度を上記操作部を通じて取得する取得処理と、
上記ブームの先端を上記目標高さにおいて上記水平移動速度で水平移動させるための上記ブームの伸縮速度及び起伏速度を算出する算出処理と、
上記伸縮速度で上記伸縮アクチュエータに上記ブームを伸縮させ、且つ上記起伏速度で上記起伏アクチュエータに上記ブームを起伏させる駆動処理と、
上記ブーム長さセンサ及び上記起伏角度センサの検出結果によって特定される上記ブームの先端高さと制限高さとの差に応じて、上記伸縮速度及び／又は上記起伏速度を補正する補正処理とを実行し、
上記ベースから遠ざかる方向に上記ブームの先端を水平移動させる場合の上記補正処理において、上記先端高さと上記制限高さとの差が小さいほど、上記伸縮速度を遅くし、及び／又は、上記起伏速度を速くし、
上記ベースに近づく方向に上記ブームの先端を水平移動させる場合の上記補正処理において、上記先端高さと上記制限高さとの差が小さいほど、上記伸縮速度を速くし、及び／又は、上記起伏速度を遅くするブーム装置。
【請求項２】
上記制御部は、
上記算出処理において、
時刻Ｔｎにおける上記ブームの現実長さを上記ブーム長さセンサから取得し、上記時刻Ｔｎにおける上記ブームの現実角度を上記起伏角度センサから取得する現実値取得処理と、
上記時刻Ｔｎより未来の時刻Ｔｎ＋１における上記ブームの目標長さ及び上記ブームの目標角度を、上記水平移動速度に基づいて算出する目標値算出処理と、
上記時刻Ｔｎから上記時刻Ｔｎ＋１の間に、上記ブームを上記現実長さから上記目標長さに到達させる上記伸縮速度、及び上記ブームを上記現実角度から上記目標角度に到達させる上記起伏速度を算出する速度算出処理とを実行し、
上記補正処理において、上記時刻Ｔｎにおける上記現実長さ及び上記現実角度によって特定される上記ブームの先端高さと上記制限高さとの差に応じて、上記時刻Ｔｎから上記時刻Ｔｎ＋１の間の上記伸縮速度及び／又は上記起伏速度を補正する請求項１に記載のブーム装置。
【請求項３】
上記制御部は、上記補正処理において、上記伸縮速度のみを補正する請求項１又は２に記載のブーム装置。
【請求項４】
上記伸縮アクチュエータ及び上記起伏アクチュエータは、油圧式アクチュエータである請求項１から３のいずれかに記載のブーム装置。
【請求項５】
水平面に沿ってスイング動作可能に上記ブームの先端に支持されたバケットをさらに備える請求項１から４のいずれかに記載のブーム装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、伸縮及び起伏が可能なブームを有するブーム装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、先端にバケットを取り付けたブームを伸縮及び起伏させることによって、バケットを所望の場所に移動させる高所作業車が記載されている。また、このような高所作業車を電線等の上部障害物がある環境で使用する場合において、バケットが上部障害物に接触するのを防ぐために、伸縮アクチュエータ及び起伏アクチュエータを連動させて、バケットを水平移動させる技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２５８８９０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、制御信号に対する伸縮アクチュエータ及び起伏アクチュエータの応答特性等によって、特に水平移動を開始した直後にバケットが目標高さから外れることがある。そして、従来の高所作業車は、バケットが制限高さに達したことに応じて、水平移動を停止させる。その結果、特に目標高さと制限高さとの差が小さい場合に、水平移動のスループットが低下するという課題を生じる。また、この課題は、高所作業車に限定されず、伸縮及び起伏が可能なブームを有するあらゆる装置において生じ得る。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、目標高さを大きく外れることなく、且つスループットを大きく低下させることなく、ブームの先端を水平移動させることが可能なブーム装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
(1)  本発明に係るブーム装置は、ベースと、起伏及び伸縮可能に上記ベースに支持されたブームと、上記ブームを伸縮させる伸縮アクチュエータと、上記ブームを起伏させる起伏アクチュエータと、上記ブームのブーム長さを検出するブーム長さセンサと、上記ブームの起伏角度を検出する起伏角度センサと、ユーザによって操作される操作部と、上記起伏アクチュエータ及び上記伸縮アクチュエータを連動させて、上記ブームの先端を目標高さで水平移動させる制御部とを備える。上記制御部は、上記ブームの先端の水平移動速度を上記操作部を通じて取得する取得処理と、上記ブームの先端を上記目標高さにおいて上記水平移動速度で水平移動させるための上記ブームの伸縮速度及び起伏速度を算出する算出処理と、上記伸縮速度で上記伸縮アクチュエータに上記ブームを伸縮させ、且つ上記起伏速度で上記起伏アクチュエータに上記ブームを起伏させる駆動処理と、上記ブーム長さセンサ及び上記起伏角度センサの検出結果によって特定される上記ブームの先端高さと制限高さとの差に応じて、上記伸縮速度及び／又は上記起伏速度を補正する補正処理とを実行する。そして、上記制御部は、上記ベースから遠ざかる方向に上記ブームの先端を水平移動させる場合の上記補正処理において、上記先端高さと上記制限高さとの差が小さいほど、上記伸縮速度を遅くし、及び／又は、上記起伏速度を速くする。また、上記制御部は、上記ベースに近づく方向に上記ブームの先端を水平移動させる場合の上記補正処理において、上記先端高さと上記制限高さとの差が小さいほど、上記伸縮速度を速くし、及び／又は、上記起伏速度を遅くする。
【０００７】
上記構成によれば、ブームの先端をベースから遠ざける場合において、先端高さが制限高さに近づくほど、ブームの伸長速度が遅くなり、及び／又は、ブームの倒伏速度が速くなる。また、ブームの先端をベースに近づける場合において、先端高さが制限高さに近づくほど、ブームの縮小速度が速くなり、及び／又は、ブームの起仰速度が遅くなる。その結果、ブームの先端が目標高さを大きく外れることが抑制される。また、ブームを停止させないことにより、水平移動のスループットの低下が抑制される。
【０００８】
(2)  好ましくは、上記制御部は、上記算出処理において、時刻Ｔｎにおける上記ブームの現実長さを上記ブーム長さセンサから取得し、上記時刻Ｔｎにおける上記ブームの現実角度を上記起伏角度センサから取得する現実値取得処理と、上記時刻Ｔｎより未来の時刻Ｔｎ＋１における上記ブームの目標長さ及び上記ブームの目標角度を、上記水平移動速度及び上記目標高さに基づいて算出する目標値算出処理と、上記時刻Ｔｎから上記時刻Ｔｎ＋１の間に、上記ブームを上記現実長さから上記目標長さに到達させる上記伸縮速度、及び上記ブームを上記現実角度から上記目標角度に到達させる上記起伏速度を算出する速度算出処理とを実行し、上記補正処理において、上記時刻Ｔｎにおける上記現実長さ及び上記現実角度によって特定される上記ブームの先端高さと上記制限高さとの差に応じて、上記時刻Ｔｎから上記時刻Ｔｎ＋１の間の上記伸縮速度及び／又は上記起伏速度を補正する。
【０００９】
上記構成のように、フィードバック制御によって伸縮速度及び起伏速度を算出することにより、時刻Ｔｎにおけるブームの先端高さが目標高さを外れていたとしても、時刻Ｔｎから時刻Ｔｎ＋１までの駆動処理によって、時刻Ｔｎ＋１におけるブームの先端高さを目標高さに近づけることができる。そして、フィードバック制御で算出した伸縮速度及び／又は起伏速度を、補正処理でさらに補正することにより、ブームの先端高さが制限高さに達することが抑制される。
【００１０】
なお、本明細書において、「現実長さ」とは、ブーム長さセンサによって検出されたブーム長さの現実値を指す。同様に、「現実角度」とは、起伏角度センサによって検出された起伏角度の現実値を指す。また、「目標長さ」とは、制御部によって算出されたブーム長さの目標値を指す。同様に、「目標角度」とは、制御部によって算出された起伏角度の目標値を指す。
【００１１】
(3)  例えば、上記制御部は、上記補正処理において、上記伸縮速度のみを補正する。
【００１２】
一般的に、制御部から出力される制御信号に対する追従性能は、起伏アクチュエータより伸縮アクチュエータの方が高い。そこで、伸縮アクチュエータのみでブームの先端高さを調整するのが望ましい。
【００１３】
(4)  例えば、上記伸縮アクチュエータ及び上記起伏アクチュエータは、油圧式アクチュエータである請求項１から３のいずれかに記載のブーム装置。
【００１４】
(5)  例えば、水平面に沿ってスイング動作可能に上記ブームの先端に支持されたバケットをさらに備える。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、先端高さと制限高さとの差に応じて伸縮速度及び起伏速度の少なくとも一方を制御するので、ブームの先端高さが目標高さを大きく外れることなく、且つスループットを大きく低下させることなく、ブームの先端を水平移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、高所作業車１０の側面図である。
【図２】図２は、高所作業車１０の機能ブロック図である。
【図３】図３は、水平移動処理のフローチャートである。
【図４】図４は、水平移動されるバケット３３の移動軌跡の一例を示す図である。
【図５】図５は、Δｈと係数αとの関係を示す図であって、（Ａ）はバケット３３を旋回中心から遠ざける場合の係数αを、（Ｂ）はバケット３３を旋回中心に近づける場合の係数αを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の好ましい実施形態が、適宜図面が参照されつつ説明される。なお、本実施形態は、本発明の一態様にすぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で実施態様が変更されてもよいことは言うまでもない。
【００１８】
本実施形態に係る高所作業車１０は、図１に示されるように、下部走行体２０と、上部作業体３０とを主に備える。高所作業車１０は、ブーム装置の一例である。但し、ブーム装置の具体例は高所作業車１０に限定されず、例えば、ラフテレーンクレーン、オールテレーンクレーン、カーゴクレーン等であってもよい。下部走行体２０は、ベースの一例である。但し、本発明のベースは、走行可能であることに限定されず、所定の位置に固定されていてもよい。
【００１９】
［下部走行体２０］
下部走行体２０は、左右一対の前輪２１と、左右一対の後輪２２とを有する（図１では、左側のみを図示）。前輪２１及び後輪２２は、トランスミッション（図示省略）を介して伝達されるエンジン（図示省略）の駆動力によって回転される。また、下部走行体２０は、キャビン２３内に設置されたステアリング、アクセルペダル、ブレーキペダル等が作業者によって操作されることによって走行する。
【００２０】
また、下部走行体２０は、アウトリガ２４、２５を有する。アウトリガ２４、２５は、下部走行体２０から左右方向に張り出した位置において地面に接地する張出状態と、地面から離間した状態で下部走行体２０に格納される格納状態とに状態変化が可能である。上部作業体３０の動作時にアウトリガ２４、２５を張出状態とすることにより、高所作業車１０の姿勢が安定する。一方、アウトリガ２４、２５は、下部走行体２０の走行時に格納状態とされる。
【００２１】
［上部作業体３０］
上部作業体３０は、旋回台３１と、伸縮ブーム３２と、バケット３３とを主に備える。旋回台３１は、旋回ベアリング（図示省略）を介して下部走行体２０に旋回可能に支持されている。伸縮ブーム３２は、基端部が旋回台３１に支持され、先端部でバケット３３を支持している。伸縮ブーム３２は、旋回台３１に対して起伏可能であり、且つ伸縮可能に構成されている。バケット３３は、伸縮ブームの先端において、鉛直面に沿って起伏動作可能で、且つ水平面に沿ってスイング動作可能に構成されている。
【００２２】
旋回台３１は、旋回モータ４１（図２参照）によって旋回される。伸縮ブーム３２は、伸縮シリンダ４２（図２参照）によって伸長或いは縮小され、起伏シリンダ４３によって起仰或いは倒伏される。伸縮シリンダ４２は、伸縮アクチュエータの一例である。起伏シリンダ４３は、起伏アクチュエータの一例である。また、旋回台３１及び伸縮ブーム３２の間に設けられたレベリングシリンダ４４は、伸縮ブーム３２の起伏と連動してバケット３３を俯仰させることによって、バケット３３を水平に保持する。
【００２３】
［制御部５０］
高所作業車１０は、図２に示されるように、制御部５０と、記憶部５１とを備える。制御部５０は、高所作業車１０の動作を制御する。制御部５０は、例えば、記憶部５１に記憶されたプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）によって実現されてもよいし、ハードウェア回路によって実現されてもよいし、これらの組み合わせであってもよい。
【００２４】
記憶部５１は、制御部５０によって実行されるプログラムを記憶する他、後述する水平移動処理に必要な各種情報を記憶する。記憶部５１は、地面から伸縮ブーム３２の基端部までの高さであるベース高さＨＢを記憶している。また、記憶部５１は、後述する水平移動レバーの倒伏量に対応する水平移動速度Ｖ（ｔ）を記憶している。水平移動速度Ｖ（ｔ）は、例えば、水平移動の開始時点からｔ秒後の速度を示す関数の形態であってもよい。さらに、記憶部５１は、後述する制限高さＨｍａｘを記憶することができる。
【００２５】
制御部５０は、図２に示されるように、旋回角センサ４５、ブーム長さセンサ４６、起伏角度センサ４７、及び操作部４８から出力される各種信号を取得する。また、制御部５０は、取得した各種信号に基づいて、旋回モータ４１、伸縮シリンダ４２、起伏シリンダ４３、及びレベリングシリンダ４４の動作を制御する。
【００２６】
旋回角センサ４５は、上部作業体３０の旋回角度（例えば、下部走行体２０の前進方向を０°とした時計回り方向の角度）に応じた検出信号を出力する。ブーム長さセンサ４６は、伸縮ブーム３２の長さ（以下、「ブーム長さ」と表記する。）に応じた検出信号を出力する。起伏角度センサ４７は、伸縮ブーム３２の起伏角度（水平方向と伸縮ブーム３２とのなす角）に応じた検出信号を出力する。
【００２７】
操作部４８は、上部作業体３０を動作させるためのユーザの操作を受け付ける。そして、操作部４８は、受け付けたユーザ操作に応じた操作信号を出力する。すなわち、制御部５０は、操作部４８を通じて受け付けたユーザ操作に基づいて、旋回台３１を旋回させ、伸縮ブーム３２を伸縮或いは起伏させ、バケット３３を起伏或いはスイングさせる。操作部４８は、上部作業体３０を動作させるレバー、スイッチ、押ボタン等を含む。また、操作部４８は、例えば、高所作業車１０の左側面で且つキャビン２３の後方、高所作業車１０の後面（図示省略）、或いはバケット３３内（図示省略）等に設けられている。
【００２８】
また、操作部４８は、例えば、バケット３３を水平移動させることを指示するユーザ操作を受け付けるレバー（以下、「水平移動レバー」と表記する。）を有する。水平移動レバーの倒伏方向は、バケット３３の水平移動方向に対応する。水平移動方向は、伸縮ブーム３２の先端を下部走行体２０から遠ざける（換言すれば、バケット３３を旋回中心から遠ざける）方向と、伸縮ブーム３２の先端を下部走行体２０に近づける（換言すれば、バケット３３を旋回中心に近づける）方向とがある。また、水平移動レバーの倒伏量は、バケット３３の水平移動速度Ｖ（ｔ）に対応する。
【００２９】
さらに、操作部４８は、制限高さＨｍａｘを指定するユーザ操作を受け付けることができる。制御部５０は、操作部４８を通じて受け付けた制限高さＨｍａｘを記憶部５１に記憶させる。制限高さＨｍａｘは、バケット３３が上部障害物に接触するときのバケット３３の高さである接触高さと同じ、或いは接触高さより所定の高さだけ低く設定される。一例として、ユーザは、操作部４８を通じて制限高さＨｍａｘを直接指定してもよい。他の例として、ユーザは、操作部４８を通じて接触高さを指定してもよい。そして、制御部５０は、指定された接触高さから所定の値を減じる、或いは指定された接触高さに所定の割合を乗じることによって、制限高さＨｍａｘを取得してもよい。
【００３０】
また、本実施形態に係る旋回モータ４１、伸縮シリンダ４２、起伏シリンダ４３、及びレベリングシリンダ４４は、油圧式のアクチュエータである。すなわち、制御部５０は、供給する作動油の方向及び流量を制御することによって、各アクチュエータを駆動させる。但し、本発明のアクチュエータは油圧式に限定されず、電動式等であってもよい。
【００３１】
［水平移動処理］
次に、図３〜図５を参照して、本実施形態に係る水平移動処理を説明する。水平移動処理は、伸縮ブーム３２の先端、すなわち、バケット３３を目標高さＨで水平移動させる処理である。制御部５０は、例えば、水平移動レバーが操作されたことに応じて、図３に示される水平移動処理を開始すればよい。
【００３２】
まず、制御部５０は、バケット３３の水平移動方向、水平移動速度Ｖ（ｔ）、及び目標高さＨを取得する（Ｓ１１）。制御部５０は、水平移動レバーの倒伏方向に対応する水平移動方向を取得すればよい。また、制御部５０は、水平移動レバーの倒伏量に対応する水平移動速度Ｖ（ｔ）を記憶部５１から取得すればよい。また、制御部５０は、取得した水平移動速度Ｖ（ｔ）を、伸縮ブーム３２の伸縮速度Ｖｌ（ｔ）と、伸縮ブーム３２の起伏速度Ｖθ（ｔ）とに分解する。
【００３３】
目標高さＨは、水平移動処理の開始時（以下、「時刻Ｔ０」と表記する。）におけるバケット３３の高さである。すなわち、制御部５０は、ステップＳ１１において、ブーム長さセンサ４６から取得したブーム長さｌ０と、起伏角度センサ４７から取得した起伏角度θ０と、記憶部５１に記憶されたベース高さＨＢとによって、目標高さＨ（＝ｌ０×ｓｉｎθ０＋Ｈ０）を算出すればよい。ステップＳ１１の処理は、取得処理の一例である。
【００３４】
次に、制御部５０は、ステップＳ１２〜Ｓ１６の処理を、時刻Ｔｎ（ｎ＝０、１、２、・・・）毎に繰り返し実行する。時刻Ｔｎは、現在時刻を指す。また、時刻Ｔｎ＋１は、時刻Ｔｎより制御周期ΔＴ（＝Ｔｎ＋１−Ｔｎ）だけ未来の時刻を指すものとする。
【００３５】
制御部５０は、時刻Ｔｎにおける伸縮ブーム３２の現実長さをブーム長さセンサ４６から取得し、時刻Ｔｎにおける伸縮ブーム３２の現実角度を起伏角度センサ４７から取得する（Ｓ１２）。前述したように、時刻Ｔ０における現実長さはｌ０であり、時刻Ｔ０における現実角度はθ０である。また、時刻Ｔ０における目標長さは現実長さｌ０に一致し、時刻Ｔ０における目標角度は現実角度θ０に一致する。ステップＳ１２の処理は、現実値取得処理の一例である。
【００３６】
次に、制御部５０は、時刻Ｔｎ＋１における伸縮ブーム３２の目標長さｌｎ＋１及び目標角度θｎ＋１を算出する（Ｓ１３）。制御部５０は、例えば、伸縮速度Ｖｌ（ｔ）を時刻Ｔｎから時刻Ｔｎ＋１で積分し、時刻Ｔｎにおける目標長さｌｎを加算することによって、時刻Ｔｎ＋１における目標長さｌｎ＋１を算出する。また、制御部５０は、例えば、伸縮速度Ｖθ（ｔ）を時刻Ｔｎから時刻Ｔｎ＋１で積分し、時刻Ｔｎにおける目標角度θｎを加算することによって、時刻Ｔｎ＋１における目標角度θｎ＋１を算出する。ステップＳ１３の処理は、目標値算出処理の一例である。
【００３７】
次に、制御部５０は、伸縮速度Ｖ１’（ｔ）及び起伏速度Ｖθ’（ｔ）を算出する（Ｓ１４）。伸縮速度Ｖｌ’（ｔ）は、伸縮ブーム３２を、時刻Ｔｎにおける現実長さから時刻Ｔｎ＋１における目標長さに到達させるための伸縮速度である。起伏速度Ｖθ’（ｔ）は、伸縮ブーム３２を、時刻Ｔｎにおける現実角度から時刻Ｔｎ＋１における目標角度に到達させるための起伏速度である。ステップＳ１４の処理は、速度算出処理の一例である。
【００３８】
なお、前述したように、時刻Ｔ０における現実長さと目標長さとは一致し、且つ時刻Ｔ０における現実角度と目標角度とは一致する。そのため、ステップＳ１４で算出される伸縮速度Ｖｌ’（ｔ）及び起伏速度Ｖθ’（ｔ）は、ステップＳ１１で得られた伸縮速度Ｖｌ（ｔ）及び起伏速度Ｖθ（ｔ）と一致する。ステップＳ１５の詳細は、後述する。
【００３９】
次に、制御部５０は、伸縮速度Ｖｌ’（ｔ）を補正して、時刻Ｔｎから時刻Ｔｎ＋１までの伸縮速度Ｖｌ”（ｔ）を算出する（Ｓ１５）。具体的には、制御部５０は、時刻Ｔｎにおけるバケット３３の現実高さＨｎ及び制限高さＨｍａｘの差Δｈ（＝Ｈｍａｘ−Ｈｎ）に応じて決定される係数αを伸縮速度Ｖ’ｌ（ｔ）に乗じることによって、伸縮速度Ｖｌ”（ｔ）を算出する。ステップＳ１５の処理は、補正処理の一例である。
【００４０】
なお、図５（Ａ）は、バケット３３を旋回中心から遠ざける場合のΔｈと係数αとの対応関係を示す図である。図５（Ａ）において、閾値高さＨｔｈ未満のΔｈに対応する係数αは、１未満の値である。そのため、Δｈが閾値高さＨｔｈ未満である場合の伸縮速度Ｖｌ”（ｔ）は、伸縮速度Ｖｌ’（ｔ）より遅くなる。また、閾値高さＨｔｈ未満のΔｈに対応する係数αは、Δｈの増加に伴って増加する。そのため、Δｈが閾値高さＨｔｈ未満である場合の伸縮速度Ｖｌ”（ｔ）の減少量は、Δｈが小さくなるほど大きくなる。一方、閾値高さＨｔｈ以上のΔｈに対応する係数αは、１である。そのため、Δｈが閾値高さＨｔｈ以上である場合の伸縮速度Ｖｌ”（ｔ）は、伸縮速度Ｖｌ’（ｔ）と一致する。
【００４１】
また、図５（Ｂ）は、バケット３３を旋回中心に近づける場合のΔｈと係数αとの対応関係を示す図である。図５（Ｂ）において、閾値高さＨｔｈ未満のΔｈに対応する係数αは、１より大きい値である。そのため、Δｈが閾値高さＨｔｈ未満である場合の伸縮速度Ｖｌ”（ｔ）は、伸縮速度Ｖｌ’（ｔ）より速くなる。また、閾値高さＨｔｈ未満のΔｈに対応する係数αは、Δｈの増加に伴って減少する。そのため、Δｈが閾値高さＨｔｈ未満である場合の伸縮速度Ｖｌ”（ｔ）の増加量は、Δｈが小さくなるほど大きくなる。一方、閾値高さＨｔｈ以上のΔｈに対応する係数αは、１である。そのため、Δｈが閾値高さＨｔｈ以上である場合の伸縮速度Ｖｌ”（ｔ）は、伸縮速度Ｖｌ’（ｔ）と一致する。
【００４２】
次に、制御部５０は、時刻Ｔｎから時刻Ｔｎ＋１までの間に、伸縮シリンダ４２及び起伏シリンダ４３を連動して駆動することによって、バケット３３を水平移動させる（Ｓ１６）。具体的には、制御部５０は、伸縮速度Ｖｌ”（ｔ）に従って伸縮シリンダ４２に伸縮ブーム３２を伸縮させ、且つ起伏速度Ｖθ’（ｔ）に従って起伏シリンダ４３に伸縮ブーム３２を起伏させる（Ｓ１６）。ステップＳ１７の処理は、駆動処理の一例である。
【００４３】
一例として、水平移動方向がバケット３３を旋回中心から遠ざける方向である場合、制御部５０は、伸縮シリンダ４２に伸縮ブーム３２を伸長させ、起伏シリンダ４３に伸縮ブーム３２を倒伏させる。そして、制御部５０は、時刻ＴｎにおけるΔｈが小さいほど、補正処理において伸縮速度Ｖｌ”（ｔ）を遅くする。他の例として、水平移動方向がバケット３３を旋回中心に近づける方向である場合、制御部５０は、伸縮シリンダ４２に伸縮ブーム３２を縮小させ、起伏シリンダ４３に伸縮ブーム３２を起仰させる。そして、制御部５０は、時刻ＴｎにおけるΔｈが小さいほど、補正処理において伸縮速度Ｖｌ”（ｔ）を速くする。
【００４４】
次に、制御部５０は、水平移動レバーの操作が継続されていることに応じて（Ｓ１７：Ｎｏ）、ステップＳ１２以降の処理を再び実行する。一方、制御部５０は、水平移動レバーの操作が終了したことに応じて（Ｓ１７：Ｙｅｓ）、水平移動処理を終了する。以下、時刻Ｔ１における算出処理（Ｓ１２〜Ｓ１４）及び補正処理（Ｓ１５）を説明する。
【００４５】
まず、制御部５０は、時刻Ｔ１における現実長さ及び現実角度を取得する（Ｓ１２）。ここで、水平移動速度Ｖ（ｔ）を分解して得られる伸縮速度Ｖｌ（ｔ）及び起伏速度Ｖθ（ｔ）に正確に追従して伸縮ブーム３２が伸縮及び起伏された場合、時刻Ｔ１における現実長さ及び現実角度は、ステップＳ１３で算出された目標長さｌ１及び目標角度θ１に一致する。しかしながら、時刻Ｔ１における現実のバケット３３は、図４に示されるように、目標長さｌ１及び目標角度θ１で特定される目標位置Ｐ１を外れて、現実位置Ｐ１’或いは現実位置Ｐ１”に位置する場合がある。
【００４６】
バケット３３が現実位置Ｐ１’に位置する場合、制御部５０は、時刻Ｔ１のステップＳ１２において、現実長さｌ１’（＜目標位置ｌ１）及び現実角度θ１’（＜目標角度θ１）を取得する。また、バケット３３が現実位置Ｐ１”に位置する場合、制御部５０は、時刻Ｔ１のステップＳ１２において、現実長さｌ１”（＞目標位置ｌ１）及び現実角度θ１”（＞目標角度θ１）を取得する。
【００４７】
次に、制御部５０は、時刻Ｔ２における目標長さｌ２と、時刻Ｔ２における目標角度θ２とを算出する（Ｓ１４）。ステップＳ１４の処理は、各時刻Ｔｎにおいて共通なので、再度の説明は省略する。
【００４８】
次に、制御部５０は、伸縮ブーム３２を時刻Ｔ２における目標長さｌ２に到達させる伸縮速度Ｖｌ’（ｔ）と、伸縮ブーム３２を時刻Ｔ２における目標角度θ２に到達させる起伏速度Ｖθ’（ｔ）とを算出する。ステップＳ１５における伸縮速度Ｖｌ’（ｔ）及び起伏速度Ｖθ’（ｔ）は、例えば、一般的なフィードバック制御によって算出することができる。
【００４９】
時刻Ｔ１におけるバケット３３が現実位置Ｐ１’に位置する場合、ステップＳ１５で算出される伸縮速度Ｖｌ’（ｔ）は、ステップＳ１１で得られた伸縮速度Ｖｌ（ｔ）より速くなる。また、ステップＳ１５で算出される起伏速度Ｖθ’（ｔ）は、ステップＳ１１で得られた起伏速度Ｖθ（ｔ）より速くなる。時刻Ｔ１におけるバケット３３が現実位置Ｐ１”に位置する場合、ステップＳ１５で算出される伸縮速度Ｖｌ’（ｔ）は、ステップＳ１１で得られた伸縮速度Ｖｌ（ｔ）より遅くなる。また、ステップＳ１５で算出される起伏速度Ｖθ’（ｔ）は、ステップＳ１１で得られた起伏速度Ｖθ（ｔ）より遅くなる。
【００５０】
次に、制御部５０は、伸縮速度Ｖｌ’（ｔ）を補正して、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの伸縮速度Ｖｌ”（ｔ）を算出する（Ｓ１５）。そして、制御部５０は、伸縮速度Ｖｌ”（ｔ）に従って伸縮シリンダ４２を駆動し、且つ起伏速度Ｖθ’（ｔ）に従って起伏シリンダ４３を駆動することによって、バケット３３を水平移動させる（Ｓ１６）。ステップＳ１５、Ｓ１６の処理は、各時刻Ｔｎにおいて共通なので、再度の説明は省略する。
【００５１】
時刻Ｔ１におけるバケット３３が現実位置Ｐ１’に位置する場合、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの伸縮速度Ｖｌ”（ｔ）は、伸縮速度Ｖｌ’（ｔ）に一致する。時刻Ｔ１におけるバケット３３が現実位置Ｐ１”に位置する場合、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの伸縮速度Ｖｌ”（ｔ）は、伸縮速度Ｖｌ’（ｔ）より遅くなる。すなわち、バケット３３が現実位置Ｐ１”に位置する場合の駆動処理において、制御部５０は、時刻Ｔ２における伸縮ブーム４２の現実長さが目標長さｌ２より短くなるように、伸縮シリンダ４２を駆動する。
【００５２】
［実施形態の作用効果］
上記の実施形態によれば、バケット３３を旋回中心から遠ざける場合において、現実高さＨｎが制限高さＨｍａｘに近づくほど、伸縮ブーム３２の伸長速度を遅くし、及び／又は、伸縮ブーム３２の倒伏速度を速くする。また、バケット３３を旋回中心に近づける場合において、現実高さＨｎが制限高さＨｍａｘに近づくほど、伸縮ブーム３２の縮小速度を速くし、及び／又は、伸縮ブーム３２の起仰速度を遅くする。その結果、バケット３３の現実高さＨｎが目標高さＨを大きく外れることが抑制される。また、伸縮ブーム３２を停止させないことにより、水平移動のスループットの低下が抑制される。
【００５３】
また、上記の実施形態のように、フィードバック制御によって伸縮速度Ｖｌ’（ｔ）及び起伏速度Ｖθ’（ｔ）を算出することにより、時刻Ｔｎにおけるバケット３３の現実高さＨｎが目標高さＨを外れていたとしても、時刻Ｔｎから時刻Ｔｎ＋１までの駆動処理によって、時刻Ｔｎ＋１におけるバケット３３の現実高さＨｎ＋１を目標高さＨに近づけることができる。そして、フィードバック制御で算出した伸縮速度Ｖｌ’（ｔ）及び／又は起伏速度Ｖθ’（ｔ）を、補正処理でさらに補正することにより、バケット３３の現実高さＨｎ＋１が制限高さＨｍａｘに達することが抑制される。
【００５４】
なお、上記の実施形態では、補正処理において、伸縮速度Ｖｌ’（ｔ）及び起伏速度Ｖθ’（ｔ）のうちの伸縮速度Ｖｌ’（ｔ）のみを補正した。これは、制御部５０から出力される制御信号に対する追従性能が高い伸縮シリンダ４２を制御する方が、現実高さＨｎ＋１と目標高さＨとのズレを小さくできるからである。但し、制御部５０は、補正処理において、伸縮速度Ｖｌ’（ｔ）に加えて或いは伸縮速度Ｖｌ’（ｔ）に代えて、起伏速度Ｖθ’（ｔ）を補正してもよい。
【００５５】
なお、制御部５０は、バケット３３を旋回中心から遠ざける場合に、図５（Ｂ）に示される係数αを用いて、起伏速度Ｖθ’（ｔ）を補正すればよい。一方、制御部５０は、バケット３３を旋回中心に近づける場合に、図５（Ａ）に示される係数αを用いて、起伏速度Ｖθ’（ｔ）を補正すればよい。また、図５の例におけるΔｈと係数αとの関係は線形であるが、非線形であってもよい。さらに、図５（Ａ）においてΔｈ＝０のときに係数α＝０となっているが、Δｈ＞０で係数α＝０であってよい。
【００５６】
また、制御部５０は、伸縮速度Ｖｌ’（ｔ）及び起伏速度Ｖθ’（ｔ）のどちらを補正するかを切り替えてもよい。一例として、制御部５０は、バケット３３を旋回中心から遠ざける場合に、伸縮速度Ｖｌ’（ｔ）のみを補正してもよい。一方、制御部５０は、バケット３３を旋回中心に近づける場合に、起伏速度Ｖθ’（ｔ）のみを補正してもよい。このように、速度を遅くする補正のみを実行することにより、バケット３３の現実高さＨｎ＋１が制限高さＨｍａｘに達する可能性をさらに低くできる。
【００５７】
他の例として、制御部５０は、時刻Ｔｎにおける伸縮ブーム３２の現実角度が第１閾値未満の場合に、起伏速度Ｖθ’（ｔ）のみを補正してもよい。また、制御部５０は、時刻Ｔｎにおける伸縮ブーム３２の現実角度が第１閾値以上で且つ第２閾値未満の場合に、伸縮速度Ｖｌ’（ｔ）及び起伏速度Ｖθ’（ｔ）の両方を補正してもよい。さらに、制御部５０は、時刻Ｔｎにおける伸縮ブーム３２の現実角度が第２閾値以上の場合に、伸縮速度Ｖｌ’（ｔ）のみを補正してもよい。
【００５８】
伸縮ブーム３２の起伏角度が小さい場合、伸縮より起伏の方がバケット３３の現実高さＨｎ＋１に与える影響が大きい。一方、伸縮ブーム３２の起伏角度が大きい場合、起伏より伸縮の方がバケット３３の現実高さＨｎ＋１に与える影響が大きい。そこで、前述のように補正することにより、少ない補正でバケット３３の現実高さＨｎ＋１を目標高さＨに近づけることができる。なお、第１閾値は、第２閾値より小さい。例えば、第１閾値＝３０°、第２閾値＝６０°である。
【符号の説明】
【００５９】
１０・・・高所作業車
２０・・・下部走行体
３０・・・上部作業体
３２・・・伸縮ブーム
３３・・・バケット
４２・・・伸縮シリンダ
４３・・・起伏シリンダ
４６・・・ブーム長さセンサ
４７・・・起伏角度センサ
４８・・・操作部
５０・・・制御部
【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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