JP2006193251A

JP2006193251A - ブーム作業車のノンストップ作動制御装置

Info

Publication number: JP2006193251A
Application number: JP2005005125A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Oba; 孝明大葉; Motoaki Suda; 元昭須田
Original assignee: Aichi Corp
Current assignee: Aichi Corp
Priority date: 2005-01-12
Filing date: 2005-01-12
Publication date: 2006-07-27
Anticipated expiration: 2025-01-12
Also published as: JP4675110B2

Abstract

【課題】ノンストップ作動制御に入る際のブームの倒伏作動速度が過大であったり、ノンストップ作動制御中のブームの揺れが大き過ぎたりした場合であってもブームの先端部が容易に規制線に達することのない構成のブーム作業車のノンストップ作動制御装置を提供する。
【解決手段】ブーム３０の先端部の移動が禁止される領域との境界線である規制線Ｌ５とノンストップ作動制御時におけるブーム３０の先端部の目標軌道となるトレース線ＴＲとの間に予備規制線ＳＬを有し、ノンストップ作動制御の開始後、ブーム３０の先端部が予備規制線ＳＬと規制線Ｌ５との間の領域（予備規制領域ＳＳ）内に達したときにはその後のブーム３０の収縮作動によってブーム３０の先端部が予備規制線ＳＬよりも内側の領域内に戻るまでブーム３０の倒伏作動を中断させる。
【選択図】図５

Description

本発明は、ブームの倒伏作動の途中でブームの収縮作動を併せて行うことにより、ブームの先端部が許容作業範囲の限界を超えることなくブームの倒伏作動を続行できるようにしたブーム作業車のノンストップ作動制御装置に関する。

ブーム作業車は、走行体上に起伏、伸縮、旋回動自在に設けたブームの先端部に作業機を備えた車両であり、作業機が作業者搭乗用の作業台であるものは高所作業車として、また作業機が吊り上げ装置であるものはクレーン車として知られている。このようなブーム作業車では、オペレータが操作するブーム操作レバーの操作によりブームを起伏、伸縮、旋回作動させることができ、ブームの先端部に設けられた作業機を所望の位置に移動させて所要の作業を行うことができる。

このようなブーム作業車では、ブームの自重及び作業機の負荷等により生ずる転倒モーメントによって走行体が転倒することを防止する転倒防止装置が備えられている。この転倒防止装置には種々のものが知られているが、例えば、ブームの先端部の移動が予め定められた許容作業範囲内に限定されるタイプ（作業範囲規制タイプ）のものでは、ブームの先端部が許容作業範囲の限界線を外側へ超えるようなブームの作動が禁止されるようになっている。

また、このような転倒防止装置とは別に、ブームの倒伏作動時における作業性を高める装置として、ノンストップ作動制御装置が知られている（例えば、下記の特許文献参照）。この装置は、上記作業範囲規制タイプのものでは、規制線よりも内側の領域内に規制線に沿って延びるようにトレース線を設定しておき、倒伏作動中のブームの先端部がこのトレース線に達するような場合には、ブームの倒伏作動のみならずブームの収縮作動も行うことにより、ブームの先端部をトレース線に沿わせて下降移動させるようになっている。このようなノンストップ作動制御装置によれば、ブームの先端部が規制線に達することによるブーム作動の強制停止を心配することなくブームの倒伏作動を継続して行うことができるので、作業性を向上させることができる。
特公平４−１９１５９号公報特開２００２−２６５１９９号公報

しかしながら、上記従来のノンストップ作動制御装置では、ノンストップ作動制御に入る際のブームの倒伏作動速度が過大であったり、ノンストップ作動制御中のブームの揺れが大き過ぎたりした場合など、ブームの先端部がトレース線を外側に超えたときにはそのまま許容作業範囲の外縁である規制線に達してしまい、転倒防止装置の働きによってブームの作動が強制停止されてしまうケースが多かった。このためノンストップ作動制御は不連続的なものとなり、作業性が悪くなっていた。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、ノンストップ作動制御に入る際のブームの倒伏作動速度が過大であったり、ノンストップ作動制御中のブームの揺れが大き過ぎたりした場合であってもブームの先端部が容易に規制線に達することがなく、ブームの作動の強制停止を回避して作業性を向上させることができるようにしたブーム作業車のノンストップ作動制御装置を提供することを目的としている。

本発明に係るブーム作業車のノンストップ作動制御装置では、走行体と、走行体に起伏及び伸縮動自在に設けられ、先端部に作業機(例えば、実施形態における作業台４０)を有したブームと、ブームの先端部の移動が禁止される領域との境界線である規制線、規制線よりも内側の領域内に設けられたトレース線及び規制線とトレース線との間に設けられた予備規制線の各データを記憶した記憶手段(例えば、実施形態におけるコントローラ６０の記憶部６４)と、ブームの倒伏作動中にブームの先端部がトレース線に達するような場合に、ブームの倒伏作動に併せてブームの収縮作動を行わせることにより、ブームの先端部をトレース線に沿って下降移動させるノンストップ作動制御を行うノンストップ作動制御手段(例えば、実施形態におけるコントローラ６０のノンストップ作動制御部６５)と、ノンストップ作動制御手段がノンストップ作動制御を開始した後、ブームの先端部が予備規制線と規制線との間の領域内に達したときにはブームの先端部が予備規制線よりも内側の領域内に戻るまでブームの倒伏作動を中断させ、ブームの先端部が規制線に達したときにはブームの作動を停止させる規制制御手段(例えば、実施形態におけるコントローラ６０の規制制御部６３)とを備える。

本発明に係るブーム作業車のノンストップ作動制御装置では、ブームの先端部の移動が禁止される領域との境界線である規制線とノンストップ作動制御時におけるブームの先端部の目標軌道となるトレース線との間に予備規制線を有しており、ノンストップ作動制御の開始後、ブームの先端部が予備規制線と規制線との間の領域内に達したときにはブームの倒伏作動が中断されるようになっている。このような状況下でもブームの収縮作動は許容されており、またノンストップ作動制御自体は継続されているので、ブームの先端部をトレース線に沿わせようとするノンストップ作動制御に基づくブームの収縮作動が自動的に働いてブームの先端部はトレース線側に引き戻される。そして、ブームの先端部が予備規制線よりも内側に（トレース線側に）戻ったときにはブームの倒伏作動が再開され、ブームの倒伏作動と収縮作動との連動による通常のノンストップ作動制御が再び開始される。このため、ノンストップ作動制御に入る際のブームの倒伏作動速度が過大であったり、ノンストップ作動制御中のブームの揺れが大き過ぎたりした場合等においてもブームの先端部が容易に規制線に達することはなく、徒にブームの作動停止がなされることがないので、作業性が向上する。また、ブームの先端部が規制線に達してしまった場合にはブームの作動が（倒伏作動と伸縮作動の双方が）停止されるので、車両の転倒に対する安全性も充分に確保される。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。図２は本発明の一実施形態に係るノンストップ作動制御装置が適用されたクローラ式の高所作業車１を示している。この高所作業車１は、走行体（クローラ走行体）１０の上部に旋回体２０を有しており、旋回体２０の上部にはブーム（伸縮ブーム）３０がフートピン２３を介して起伏自在に取り付けられている。

旋回体２０は旋回体２０の内部に設けられた旋回モータ（油圧モータ）２１を回転作動させることにより走行体１０に対して水平面内３６０度の範囲で旋回動させることができ、ブーム３０は旋回体２０との間に設けられた起伏シリンダ（油圧シリンダ）２２を伸縮作動させることにより旋回体２０に対して起伏動させることができる。ブーム３０は基端ブーム３０ａ、中間ブーム３０ｂ及び先端ブーム３０ｃが入れ子式に構成されており、ブーム３０の内部に設けられた伸縮シリンダ（油圧シリンダ）３１を伸縮作動させることにより長手方向に伸縮動させることができる。

ブーム３０の先端部には垂直ポスト３２が設けられており、この垂直ポスト３２には作業車搭乗用の作業台４０が回動自在に取り付けられている。作業台４０は垂直ポスト３２に取り付けられた首振りモータ（油圧モータ）４１を回転作動させることにより垂直ポスト３２に対して水平面内で首振り動させることができる。なお、垂直ポスト３２は図示しない平衡装置により常時垂直姿勢に保持されるため、結果として作業台４０の床面は常に水平姿勢が保たれる。

作業台４０には上部操作装置５０が設けられており、ここにはブーム３０の作動操作、すなわちブーム３０の起伏、伸縮及び旋回操作を行うブーム操作レバー５１と、作業台４０の首振り操作を行う作業台操作レバー５２とが設けられている（図１参照）。このため作業台４０に搭乗したオペレータ（作業者）ＯＰは、ブーム操作レバー５１を操作してブーム３０を起伏、伸縮、旋回させ、また作業台操作レバー５２を操作して作業台４０を垂直ポスト３２まわりに首振り作動させることにより、自身の乗った作業台４０を自在に移動させて、所望の位置で高所作業を行うことが可能である。

走行体１０は、フレーム１１の左右両側にクローラ走行装置１２を一基ずつ備えている。各クローラ走行装置１２はフレーム１１の後部に取り付けられた起動輪１２ａと、フレーム１１の前部に取り付けられた遊動輪１２ｂと、これら起動輪１２ａ及び遊動輪１２ｂに巻き掛けられたクローラベルト１２ｃとを有して構成されている。左右のクローラ走行装置１２の各起動輪１２ａはそれぞれフレーム１１に取り付けられた走行モータ（油圧モータ）１３，１４（図２では左側の走行モータ１３のみを示す）により図示しないスプロケットを回転させて駆動することが可能であり、左右の走行モータ１３，１４は上部操作装置５０に備えられた走行操作レバー５３，５４（図１参照）を操作することにより所望に回転・停止動作を行わせることができる。

図１に示すように、走行体１０内に設けられた油圧ポンプＰは図示しない動力源（エンジンや電動モータ等）により駆動され、油圧ポンプＰが吐出した作動油は起伏シリンダ２２の作動を制御する起伏シリンダ制御バルブＶ１、伸縮シリンダ３１の作動を制御する伸縮シリンダ制御バルブＶ２、旋回モータ２１の作動を制御する旋回モータ制御バルブＶ３、首振りモータ４１の作動を制御する首振りモータ制御バルブＶ４及び左右の走行モータ１３，１４の作動を制御する走行モータ制御バルブＶ５，Ｖ６を介して対応する油圧アクチュエータ（起伏シリンダ２２、伸縮シリンダ３１、旋回モータ２１首振りモータ４１及び左右の走行モータ１３，１４）に供給されるようになっている。

ブーム操作レバー５１又は作業台操作レバー５２が作業台４０上のオペレータＯＰにより操作されると、そのレバーの操作方向（傾動方向）及び操作量（傾動量）に対応した操作信号（電圧信号）が出力され、それぞれコントローラ６０のバルブ作動制御部６１に入力される。そして、コントローラ６０のバルブ作動制御部６１は、これらレバー５１，５２の操作により出力された操作信号に応じた方向及び量で対応する制御バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４の各スプール（図示せず）を電磁駆動する。ここで、制御バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４の各スプールの駆動方向は対応する油圧アクチュエータの駆動方向（伸縮若しくは回転方向）に関係し、各スプールの駆動量は対応する油圧アクチュエータに供給される作動油の流量（単位時間当たりの流量）、すなわち各油圧アクチュエータの作動速度に関係する。したがって、各制御バルブのスプールの駆動方向が逆になると対応する油圧アクチュエータの作動方向が逆になり、各制御バルブのスプールの駆動量が大きくなるほど対応する油圧アクチュエータの作動速度は大きくなる。

ここで、ブーム操作レバー５１又は首振り操作レバー５２の操作により出力される操作信号の電圧レベルはその操作量にほぼ比例するようになっており、オペレータＯＰは各操作レバー５１，５２の操作量を調節することで、対応する油圧アクチュエータの作動速度を自在に調節することが可能である。

また、左右の走行操作レバー５３，５４がオペレータＯＰにより操作されると、その操作方向（傾動方向）及び操作量（傾動量）に対応した操作信号（電圧信号）が出力され、それぞれコントローラ６０のバルブ作動制御部６１に入力される。そして、このバルブ作動制御部６１は、これら走行操作レバー５３，５４の操作により出力された操作信号に応じた方向及び量で対応する左右の走行モータ制御バルブＶ５，Ｖ６の各スプール（図示せず）を電磁駆動する。ここで、両制御バルブＶ５，Ｖ６の各スプールの駆動方向は対応する走行モータ１３，１４の回転方向に関係し、各スプールの駆動量は走行モータ１３，１４に供給される作動油の流量（単位時間当たりの流量）、すなわち走行モータ１３，１４の回転数（回転速度）に関係する。したがって、制御バルブのスプールの駆動方向が逆になると対応する走行モータ１３，１４の作動方向が逆になり、各制御バルブのスプールの駆動量が大きくなるほど対応する走行モータ１３，１４の作動速度は大きくなる。

ここで、左右の走行操作レバー５３，５４の操作により出力される操作信号の電圧レベルはその操作量にほぼ比例し、左右の走行操作レバー５３，５４の操作量が同じであれば出力される電圧レベルは同じになるようになっている。このため、オペレータＯＰは走行操作レバー５３，５４の操作量を調節することで、左右の走行モータ１３，１４の回転速度を自在に調節して直進走行或いはターン走行をすることが可能である。なお、ターン走行はピボットターン（小半径での旋回ターン）とスピンターン（その場でのターン）とがあり、左右のクローラ走行装置１２の一方を（ほぼ）固定した状態で他方を順方向或いは逆方向に回転させることによりピボットターンをすることができ、左右のクローラ走行装置１２を互いに異なる方向に回転させることによりスピンターンをすることができる。

また、本高所作業車１には、図２及び図１に示すように、ブーム３０の起伏角度θ（図３参照）を検出する起伏角度検出器８１、ブーム３０の長さＬ（図３参照）を検出する長さ検出器８２及びブーム３０の（旋回体２０の）旋回角度を検出する旋回角度検出器８３が備えられており、これら検出器８１，８２，８３により検出されたブーム３０の起伏角度θ、長さＬ及び旋回角度の各情報はコントローラ６０の位置算出部６２に入力されるようになっている（図１参照）。ここで、コントローラ６０の位置算出部６２は、検出器８１，８２，８３からの情報に基づいて走行体１０を基準としたブーム３０の先端部（このブーム３０の先端部とは作業台４０をも含む概念である。ブーム先端部と称することがある）の位置を算出し、その結果得られたブーム先端部の位置の情報を検出器８１，８２，８３が検出する各情報とともにコントローラ６０の規制制御部６３に出力する（図１参照）。

起伏角度検出器８１、長さ検出器８２、旋回角度検出器８３及びコントローラ６０の位置算出部６２はブーム先端部の位置（座標）を検出する機能を有しており、以下、これらを一組にして位置検出手段８０と称する。なお、位置検出手段８０は、直接的には、或るブーム３０の旋回角度におけるブーム先端部の位置を座標（θ，Ｌ）として求めるが、ブーム３０の作業半径Ｒ（図３に示すようにフートピン２３を含む鉛直線ＰＬからブーム３０の先端部ＢＰまでの間の水平距離）及びブーム３０の先端部高さＨ（図３に示すようにフートピン２３を含む水平線ＷＬからのブーム３０の先端部ＢＰの高さ）はそれぞれθとＬとを用いて表すことができるので、ブーム先端部の位置を座標（Ｒ，Ｈ）として求めることも可能である。

コントローラ６０の記憶部６４には、走行体１０を転倒させることなく作業台４０（ブーム３０の先端部）を移動させることができる領域として定められた許容作業範囲のデータが記憶されている。許容作業範囲の外縁は、ブーム３０の長さがとり得る範囲とブーム３０の起伏角度がとり得る範囲との関係から自ずと画定される外縁（作動限界線と称する）と、構造上はブーム３０の先端部を移動させ得るが、走行体１０の転倒を防止する（転倒モーメントが過大になるのを防止する）観点からブーム３０の先端部の移動を禁止せざるを得ない限界線として設定した外縁（規制線と称する）とから構成されている。

高所作業車１に設定される許容作業範囲は例えば図３に示す通りであり、直線Ｌ１，Ｌ２、曲線Ｌ３，Ｌ４及び直線（曲線であってもよいが、ここでは直線であるとする）Ｌ５によって囲まれる領域からなる。図３中に示す直線Ｌ１、直線Ｌ２、曲線Ｌ３及び曲線Ｌ４は作動限界線であり、直線Ｌ５は規制線である。また、点線で示す曲線Ｌ４′は、規制線Ｌ５が仮に設定されなかったとした場合に形成されるであろう、仮想の作動限界線である。すなわち、規制線Ｌ５と仮想の作動限界線Ｌ４′との間の領域は、ブーム３０の先端部の移動が禁止される領域（構造上はブーム３０の先端部を移動させ得るが、転倒防止の観点からその移動が禁止される領域）であり、規制線Ｌ５は、このブーム３０の先端部の移動が禁止される領域との境界線ということになる。なお、規制線Ｌ５は許容作業範囲の外縁の一部であるので、規制線Ｌ５のデータは許容作業範囲のデータの一部としてコントローラ６０の記憶部６４に記憶されている。

上記説明から分かるように、ブーム３０の先端部は作動限界線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４の外側へ移動することはあり得ないが、ブーム３０の作動に対する何の規制もなければ規制線Ｌ５の外側へ移動することはあり得る。上記コントローラ６０の規制制御部６３はこのように規制線Ｌ５の外側へブーム３０の先端部が移動するようなブーム３０の作動を禁止する制御を行う。具体的には、位置検出手段８０により検出されたブーム先端部の位置情報と記憶部６４に記憶された許容作業範囲のデータとを取り込んでこれらを比較し、ブーム３０の先端部が規制線Ｌ５に達しているときには、ブーム３０の先端部をこの規制線Ｌ５の外側へ移動させるようなブーム操作レバー５１の操作信号を無視するようにバルブ作動制御部６１の動作に規制を与える。このためブーム３０の先端部が規制線Ｌ５を大きく超えて移動することはなく、作業台４０上のオペレータＯＰは車両の転倒を心配することなく、安心して作業台４０の移動操作を行うことができる。例えば、ブーム３０の単純伸長作動が行われた場合に、規制線Ｌ５にブーム３０の先端部が達したとき、ブーム３０の作動（起伏作動と伸縮作動の双方。旋回作動していたときには旋回作動も）は停止される。

また、図１に示すように、コントローラ６０には上述のバルブ作動制御部６１、位置算出部６２、規制制御部６３及び記憶部６４のほかノンストップ作動制御部６５を有している。コントローラ６０の記憶部６４には、規制線Ｌ５よりも内側（走行体１０側）の領域内に（規制線Ｌ５に沿って）設けられたトレース線ＴＲ及び規制線Ｌ５とトレース線ＴＲとの間に設けられた予備規制線ＳＬ（図３参照）の各データが記憶されており（各データは数式或いは点（座標値）の集合として記憶されている）、コントローラ６０のノンストップ作動制御部６５は、ブーム３０の倒伏作動中にブーム３０の先端部がトレース線ＴＲに達するような場合（ブーム３０の倒伏作動中、ブーム３０の先端部がトレース線ＴＲに達しようとしていると判断したとき）には、ブーム３０の倒伏作動に併せてブーム３０の収縮作動を行わせることにより、位置検出手段８０により検出されるブーム３０の先端部の位置とコントローラ６０の記憶部６４に記憶されたトレース線ＴＲのデータとを比較しつつ、ブーム３０の先端部をトレース線ＴＲに沿って下降移動させる（図４及び図６参照。以下、このような制御をノンストップ作動制御と称する）。ここで、トレース線ＴＲ及び予備規制線ＳＬは規制線Ｌ５を基準にして（例えば規制線Ｌ５から所定の水平方向距離を持つ点の集合として）設定してもよいが、図３に示すフートピン２３を含む鉛直線ＰＬなど、規制線Ｌ５以外のものを基準にして設定するようにしてもよい。

コントローラ６０のノンストップ作動制御部６５がこのようなノンストップ作動制御を行わなかったとした場合、上記ケースでは、ブーム３０の倒伏作動によりブーム３０の先端部が規制線Ｌ５に達したところでコントローラ６０の規制制御部６３によりブーム３０の作動は強制停止されてしまうところであるが、コントローラ６０のノンストップ作動制御部６５が上記のようなノンストップ作動制御を行うことにより、ブーム３０の先端部の外方（走行体１０から離れる側）への移動は制限されるものの、オペレータＯＰが意図していたブーム３０の倒伏作動は続行することができるので、作業性が向上することになる。

コントローラ６０のノンストップ作動制御部６５は、上記ノンストップ作動制御を開始する条件となる、ブーム３０の倒伏作動中にブーム３０の先端部がトレース線ＴＲに達しようとしているか否かの判断を、ブーム操作レバー５１の操作状態と、位置検出手段８０からの検出情報とに基づいて行う。コントローラ６０のノンストップ作動制御部６５にはバルブ作動制御部６１に出力されるブーム操作レバー５１の操作信号が常時入力されており、コントローラ６０のノンストップ作動制御部６５は、このブーム操作レバー５１の操作信号のうちブーム３０を倒伏作動させる操作信号（起伏シリンダ２２を収縮させる操作信号であり、以下「ブーム倒伏作動指令信号」と称する）の出力に基づいて、ブーム３０が倒伏作動している状態を検知することができる。そして、このようにブーム操作レバー５１の操作による「ブーム倒伏作動指令信号」の出力に基づいてブーム３０が倒伏している状態を検知している状態において、更に位置検出手段８０からの検出情報に基づいてブーム３０の先端部がトレース線ＴＲに近づいている状態を検知したときに、ブーム３０の倒伏作動中にブーム３０の先端部がトレース線ＴＲに達しようとしているものと判断する。或いは、位置検出手段８０からの検出情報に基づいて、ブーム３０の先端部がブーム３０の倒伏作動に相当する軌跡を描きながらトレース線ＴＲ上に達した状態を検知したときに、倒伏作動中のブーム３０の先端部がトレース線ＴＲに達しようとしているものと判断するようにしてもよい。

コントローラ６０のノンストップ作動制御部６５は、上記のようにして倒伏作動中のブーム３０の先端部がトレース線ＴＲに達しようとしていると判断したとき、ブーム３０の先端部をトレース線ＴＲに沿って下降移動させるノンストップ作動制御を開始する。このノンストップ作動制御では、ブーム３０の先端部がトレース線ＴＲに沿って下降移動するように、ブーム３０を起伏作動させる起伏シリンダ２２とブーム３０を伸縮作動させる伸縮シリンダ３１とがコントローラ６０のノンストップ作動制御部６５によりサーボ制御（フィードバック制御）されることとなるが、このときブーム３０の先端部はトレース線ＴＲ上を正確に移動するのではなく、トレース線ＴＲを中心とする或る幅を持った領域内において、トレース線ＴＲを交互に跨ぐように移動することになる（図４及び図５参照）。

ここで、ブーム３０の先端部が規制線Ｌ５に達し、或いはこの規制線Ｌ５を外側に超えたときにはコントローラ６０の規制制御部６３によってブーム３０の作動そのものが強制停止されることは上述の通りであるが、本実施形態では、トレース線ＴＲと規制線Ｌ５との間を上下方向に延びる予備規制線ＳＬを有しており、コントローラ６０の規制制御部６３は、ノンストップ作動中のブーム３０の先端部がこの予備規制線ＳＬを超えて予備規制線ＳＬと規制線Ｌ５との間の領域（予備規制領域ＳＳと称する）内に達したときには、その後のブーム３０の収縮作動によってブーム３０の先端部が予備規制線ＳＬよりも内側の領域内に戻るまで、ブーム３０の倒伏作動を中断させるようになっている。

図４及び図５は、ノンストップ作動制御に入る際のブーム３０の倒伏作動速度が過大であったためにブーム３０の先端部がトレース線ＴＲを外側に（規制線Ｌ５側に）超えて予備規制領域ＳＳ内に達してしまった場合のブーム先端部の移動軌跡ｍを示している（Ｐ₀→Ｐ₁→Ｐ₂→Ｐ₃参照）。このケースではノンストップ作動制御、すなわちブーム３０の倒伏作動と収縮作動との連動作動はブーム３０の先端部が遅くともトレース線ＴＲに達する時（点Ｐ₁参照）には開始され、ブーム３０の先端部はノンストップ作動を行わなかったと仮定した場合に描くであろう移動軌跡（図５中に点線で示す移動軌跡ｍ′参照）よりも下方の領域を通って予備規制線ＳＬ上に達する（点Ｐ₂参照）。コントローラ６０の規制制御部６３は、位置検出手段８０からの検出情報とコントローラ６０の記憶部６４に記憶された予備規制線ＳＬのデータとの比較により、ブーム３０の先端部が予備規制線ＳＬ上に達したことを検知したときには、バルブ作動制御部６１が出力している起伏シリンダ２２の作動信号（起伏シリンダ制御バルブＶ１の駆動信号）をキャンセルする指令信号（キャンセル指令信号と称する）を出力し、起伏シリンダ２２の作動を中断（一時停止）させる。これによりブーム３０の倒伏作動は中断されてノンストップ作動制御によるブーム３０の収縮作動のみが行われることになる。なお、コントローラ６０の規制制御部６３は、上記キャンセル指令信号を、ブーム３０の先端部が予備規制領域ＳＳ内に位置している間出力し続ける。

ブーム３０の収縮作動によってブーム３０の先端部がトレース線ＴＲ側に引き戻され、ブーム３０の先端部が予備規制線ＳＬに達すると（点Ｐ₃参照）、コントローラ６０の規制制御部６３は位置検出手段８０からの検出情報に基づいてこれを検知して、キャンセル指令信号の出力を停止する。これによりバルブ作動制御部６５が出力する起伏シリンダ２２の作動信号は有効となってブーム３０の倒伏作動は再開し、ブーム３０は倒伏作動と収縮作動との連動状態となる。なお、このブーム３０の倒伏作動と収縮作動との連動状態において、ブーム３０の収縮作動出力が大き過ぎてブーム３０の先端部がトレース線ＴＲを内側に（走行体１０側に）超えた場合であっても、コントローラ６０のノンストップ作動制御部は、ブーム３０の先端部をトレース線ＴＲ側に近づけるためのブーム３０の伸長作動指令は行わない。ブーム３０は倒伏作動しており、ブーム３０を伸長作動させなくてもブーム３０の先端部は時間の経過にしたがってトレース線ＴＲ側に近づくことになるからである。

また、このようにブーム３０の先端部が予備規制線ＳＬを外側に超えて予備規制領域ＳＳ内に達するのは、図５に示すようなノンストップ作動制御に入る際のブーム３０の倒伏作動速度が過大である場合に限られず、図６に示すように、ノンストップ作動制御中に発生した外乱やブーム３０の作動制御関係の装置故障等によってブーム３０の先端部がトレース線ＴＲの外側に大きく変位したような場合にも起こり得る（図６中に示すブーム先端部の移動軌跡Ｐ₁→Ｐ₂→Ｐ₃参照）。更には、ブーム３０の先端部が大きく変位して規制線Ｌ５に達すると（点Ｐ₄参照）、コントローラ６０の規制制御部６３は位置検出手段８０からの検出情報に基づいてこれを検知し、バルブ作動制御部６５が出力する起伏シリンダ２２の作動信号と伸縮シリンダ３１の作動信号の双方をキャンセルする指令信号を出力する。これによりブーム３０の作動が（倒伏作動と伸縮作動の双方が）停止される（点Ｐ₅参照）。すなわち、ブーム３０の作動そのものが強制停止される。なお、このブーム３０の作動の強制停止は、油圧ポンプＰの動力源（エンジンや電動モータ等）の作動を停止することによっても実施できる。

このように本実施形態に係るブーム作業車のノンストップ作動制御装置では、ブーム３０の先端部の移動が禁止される領域との境界線である規制線Ｌ５とノンストップ作動制御時におけるブーム３０の先端部の目標軌道となるトレース線ＴＲとの間に予備規制線ＳＬを有しており、ノンストップ作動制御の開始後、ブーム３０の先端部が予備規制線ＳＬと規制線Ｌ５との間の領域（予備規制領域ＳＳ）内に達したときにはブーム３０の倒伏作動が中断されるようになっている。このような状況下でもブーム３０の収縮作動は許容されており、またノンストップ作動制御自体は継続されているので、ブーム３０の先端部をトレース線ＴＲに沿わせようとするノンストップ作動制御に基づくブーム３０の収縮作動が自動的に働いてブーム３０の先端部はトレース線ＴＲ側に引き戻される。そして、ブーム３０の先端部が予備規制線ＳＬよりも内側に（トレース線ＴＲ側に）戻ったときにはブーム３０の倒伏作動が再開され、ブーム３０の倒伏作動と収縮作動との連動による通常のノンストップ作動制御が再び開始される。このため、ノンストップ作動制御に入る際のブーム３０の倒伏作動速度が過大であったり、ノンストップ作動制御中のブーム３０の揺れが大き過ぎたりした場合等においてもブーム３０の先端部が容易に規制線Ｌ５に達することはなく、徒にブーム３０の作動停止がなされることがないので、作業性が向上する。また、ブーム３０の先端部が規制線Ｌ５若しくは規制線Ｌ５の外側に達してしまった場合にはブーム３０の作動が（倒伏作動と伸縮作動の双方が）停止されるので、車両の転倒に対する安全性も充分に確保される。

走行体１０の転倒防止に関する制御形態は、ブーム３０の先端部の位置を検出してその位置が許容作業範囲を超えないようにブーム３０の作動を制御する上記のような作業範囲規制タイプのほか、走行体１０に作用する転倒モーメントを検出し、その検出した転倒モーメントと予め定めた許容転倒モーメントとの比として求められる算出負荷率がその限界値を超えないようにブーム３０の作動を制御するモーメント規制タイプが知られている。このモーメント規制タイプの場合には、算出負荷率の限界値を規制負荷率として定めるとともに、この規制負荷率よりも小さい値としてトレース負荷率、規制負荷率とトレース負荷率との間の値として予備規制負荷率を定めておき、ブーム３０の倒伏作動中に算出負荷率がトレース負荷率に達するような場合には、ブーム３０の倒伏作動に併せてブーム３０の収縮作動を行わせ、算出負荷率がトレース負荷率を維持した状態でブーム３０の先端部が下降移動するようにブーム３０を作動させるようにする（ノンストップ作動制御）。そして、このようなノンストップ作動制御を開始した後、算出負荷率が予備規制負荷率と規制負荷率との間に達したときにはその後のブーム３０の収縮作動によって算出負荷率が予備規制負荷率を下回るまでブーム３０の倒伏作動を中断させ、算出負荷率が規制負荷率に達し、或いは規制負荷率を超えたときにはブーム３０の作動を（倒伏作動と伸縮作動との双方）を停止させるようにすれば、上記作業範囲規制タイプの場合の例と同じ効果を得ることができる。

これまで本発明の好ましい実施形態について説明してきたが、本発明の範囲は上述の実施形態に示されたものに限定されない。例えば上述の実施形態では、トレース線ＴＲは直線であったが、トレース線ＴＲは必ずしも直線である必要はない。また、図３では規制線Ｌ５と、トレース線ＴＲ及び予備規制線ＳＬは互いにほぼ平行に設定されるように描かれているが、これらは必ずしも互いに平行でなければならないわけではない。また、トレース線ＴＲは、（水平方向の）一定の幅を持った領域であってもよい。

また、上述の実施形態では、本発明が適用される対象は走行体がクローラ式である高所作業車であったが、走行体は必ずしもクローラ式でなくてもよい。また、本発明が適用される対象は必ずしも高所作業車でなくてもよく、走行体に起伏及び伸縮動自在に設けたブームの先端部に作業機を有して構成されるブーム作業車であれば他のブーム作業車（例えばクレーン車や穴掘り建柱車など）であってもよい。

本発明の一実施形態に係るノンストップ作動制御装置が適用されたクローラ式高所作業車における油圧アクチュエータの駆動制御系統図である。上記クローラ式高所作業車の側面図である。上記クローラ式高所作業車におけるブームの起伏角度θ、ブームの長さＬ、ブームの作業半径Ｒ、ブームの先端部の高さＨ及び設定される許容作業範囲の一例を示す図である。ノンストップ作動制御時におけるブームの先端部の移動軌跡を示す図である。図４中における領域Ｖの拡大図であり、ノンストップ作動制御に入る際のブームの倒伏作動速度が過大であった場合におけるブーム先端部の移動軌跡の一例を示す図である。ノンストップ作動中に発生した外乱等によってブームの先端部がトレース線の外側に大きく変位した場合におけるブーム先端部の移動軌跡の一例を示す図である。

符号の説明

１高所作業車（ブーム作業車）
１０走行体
３０ブーム
４０作業台（作業機）
６０コントローラ
６１バルブ制御部
６２位置算出部
６３規制制御部（規制制御手段）
６４記憶部（記憶手段）
６５ノンストップ作動制御部（ノンストップ作動制御手段）
Ｌ５規制線
ＴＲトレース線
ＳＬ予備規制線

Claims

走行体と、
前記走行体に起伏及び伸縮動自在に設けられ、先端部に作業機を有したブームと、
前記ブームの先端部の移動が禁止される領域との境界線である規制線、前記規制線よりも内側の領域内に設けられたトレース線及び前記規制線と前記トレース線との間に設けられた予備規制線の各データを記憶した記憶手段と、
前記ブームの倒伏作動中に前記ブームの先端部が前記トレース線に達するような場合に、前記ブームの倒伏作動に併せて前記ブームの収縮作動を行わせることにより、前記ブームの先端部を前記トレース線に沿って下降移動させるノンストップ作動制御を行うノンストップ作動制御手段と、
前記ノンストップ作動制御手段が前記ノンストップ作動制御を開始した後、前記ブームの先端部が前記予備規制線と前記規制線との間の領域内に達したときには前記ブームの先端部が前記予備規制線よりも内側の領域内に戻るまで前記ブームの倒伏作動を中断させ、前記ブームの先端部が前記規制線に達したときには前記ブームの作動を停止させる規制制御手段とを備えたことを特徴とするブーム作業車のノンストップ作動制御装置。