JP7091772B2 - 建設機械 - Google Patents

Description

本発明は、走行方向における進入禁止領域を検出可能な建設機械に関するものである。

従来から上記建設機械として、例えば特許文献１に記載のローディング作業機が知られている。

このローディング作業機は、ローディング作業機本体と、ローディング作業器本体を走行させる走行部と、ローディング作業機本体に設けられたローダバケットと、を備えている。

また、ローディング作業機は、ローディング作業機本体の進行方向を見渡せる位置に取り付けられた多眼カメラを備えている。多眼カメラは、所定間隔で配置された複数のカメラを有し、同一被写体を同時に撮像可能である。

さらに、ローディング作業機は、多眼カメラにより撮像された画像及びカメラ間の視差に基づいて多眼カメラから被写体までの距離情報を含む距離画像を生成する距離画像生成部と、距離画像に基づいて崖際の認識を行う崖際認識部と、多眼カメラから崖際までの距離が所定値以上近接したときにローディング作業機の走行を停止させる制御部と、を備えている。

特開平１１－２２２８８２号公報

特許文献１に記載のローディング作業機では、走行部の走行方向と多眼カメラによる検出方向とが一致している。

しかしながら、下部走行体と、下部走行体上に旋回可能に設けられた上部旋回体とを備えた他の建設機械に多眼カメラを採用する場合、下部走行体に多眼カメラを取り付けることは以下の理由により困難である。

第１に、下部走行体は水や土砂を被る可能性が高く、下部走行体に多眼カメラを配置すると多眼カメラの劣化が早い。

第２に、下部走行体は上部旋回体に対して旋回可能に取り付けられているため、下部走行体に多眼カメラを配置すると、当該多眼カメラから上部旋回体に設けられた制御部までの間に電気的な接続手段（例えば、スリップリング）を設ける必要が生じ、建設機械の構成が複雑化する。

そこで、多眼カメラを上部旋回体に設けることが考えられるが、この場合には、上部旋回体の旋回角度によって多眼カメラの検出方向と下部走行体の走行方向とが不一致となる。

そのため、制御部は、下部走行体の走行方向における進入禁止領域（特許文献１における崖際）を正確に特定することができず、ローディング作業機の走行を停止させるための指令を正確に出力することができない。

本発明の目的は、上部旋回体の旋回角度にかかわらず下部走行体の走行方向を基準とした安全性に関する情報を出力可能なコントローラを有する建設機械を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、建設機械であって、下部走行体と、前記下部走行体に対して旋回軸を中心として旋回可能に取り付けられた上部旋回体と、前記旋回軸を中心とする前記下部走行体の周囲に位置する被検出物までの距離を検出可能となるように前記上部旋回体に取り付けられた距離検出手段と、前記下部走行体に対する前記上部旋回体の旋回角度を検出する旋回角度検出器と、前記距離検出手段により検出された距離に基づいて前記下部走行体の進入を禁止すべき進入禁止領域を特定するとともに、前記進入禁止領域と前記旋回角度検出器により検出された旋回角度とに基づいて前記下部走行体の走行方向を基準とする安全性に関する情報を生成し、前記安全性に関する情報を出力するコントローラと、を備えている建設機械を提供する。

本発明によれば、距離検出手段及びコントローラにより旋回軸を中心とする下部走行体の周囲に亘って進入禁止領域の位置情報を取得することができる。これにより、コントローラは、旋回角度検出器により検出された旋回角度をさらに利用して下部走行体の進行方向を基準とする安全性に関する情報を生成することができ、これを出力することができる。

したがって、例えば、コントローラから出力された情報を用いて進入禁止領域への進入の防止を促すようにオペレータに報知することや下部走行体の走行を停止させることができる。

なお、本発明において『被検出物』は、地面及びその上に載置された物を含む。また、『進入禁止領域』は、予め設定された高さ以上の段差（地面における凹凸の高さ及び地面上に載置された物の高さ）が存在する領域を意味する。

前記建設機械において、前記コントローラは、前記下部走行体の前部から走行方向の前進側に所定距離だけ離れた位置までの前側検出範囲及び前記下部走行体の後部から走行方向の後進側に前記所定距離だけ離れた位置までの後側検出範囲の少なくとも一方の範囲内に前記進入禁止領域が存在するか否かを判定し、前記少なくとも一方の範囲内に前記進入禁止領域が存在すると判定された場合に前記安全性に関する情報を出力することが好ましい。

この態様によれば、下部走行体が進入禁止領域に対してある程度近付いたときに安全性に関する情報を出力することができる。そのため、例えば、この情報を用いて進入禁止領域への下部走行体の進入を抑制すること、及び進入の抑制をオペレータに促すことができる。

具体的に、前記建設機械は、前記コントローラからの指令により前記下部走行体の前進側への走行を制限する前進側制限装置と、前記コントローラからの指令により前記下部走行体の後進側への走行を制限する後進側制限装置と、をさらに備え、前記コントローラは、前記前側検出範囲内に前記進入禁止領域が存在すると判定された場合に前記前進側制限装置に指令を出力するとともに、前記後側検出範囲内に前記進入禁止領域が存在すると判定された場合に前記後進側制限装置に指令を出力することが好ましい。

この態様によれば、下部走行体が進入禁止領域にある程度近付いたときに下部走行体の進入禁止領域に向けた走行を制限することができる。

前記態様における『制限』は、下部走行体を停止させることだけでなく、下部走行体を減速させることも含む。

ここで、前側検出範囲内又は後側検出範囲に進入禁止領域が存在すると判定された場合、前進及び後進の双方の走行を制限してもよいが、この場合には、進入禁止領域から回避する方向に向けた走行も制限されるため迅速な回避ができない。

そこで、前記建設機械において、前記コントローラは、前記前側検出範囲内にのみ前記進入禁止領域が存在すると判定された場合に前記後進側制限装置に対する指令の出力を禁止するとともに、前記後側検出範囲内にのみ前記進入禁止領域が存在すると判定された場合に前記前進側制限装置に対する指令の出力を禁止することが好ましい。

この態様によれば、進入禁止領域から遠ざかる方向の走行が許容されるため、当
該進入禁止領域からの迅速な回避が可能となる。

ここで、コントローラは、前進側制限装置及び後進側制限装置に対して下部走行体を即座に停止させるための指令を出力するものでもよいが、この場合、進入禁止領域が検出範囲内に進入した段階で急制動が生じて停止時の衝撃が大きい。

そこで、前記建設機械において、前記コントローラは、前記前進側制限装置及び前記後進側制限装置に対して前記下部走行体を徐々に減速させて停止させるための指令を出力可能であることが好ましい。

この態様によれば、進入禁止領域が検出範囲内に進入した段階から下部走行体を徐々に減速させて制動時の衝撃を低減することができる。

また、前記建設機械は、所定の情報をオペレータに報知するための報知手段をさらに備え、前記コントローラは、前記少なくとも一方の範囲内に前記進入禁止領域が存在すると判定された場合にその旨をオペレータに報知するための指令を前記報知手段に出力してもよい。

この態様によれば、建設機械が進入禁止領域に近付いていることをオペレータに知らせることにより、進入禁止領域から遠ざかるべきことをオペレータに促すことができる。

本発明によれば、上部旋回体の旋回角度にかかわらず下部走行体の走行方向を基準とした安全性に関する情報を出力可能なコントローラを有する建設機械を提供することができる。

本発明の実施形態に係る油圧ショベルの全体構成を示す側面図である。 図１の油圧ショベルを概略的に示す平面図である。 図１の油圧ショベルに設けられた走行制御装置及びこれを制御するコントローラを示すシステム構成図である。 図３のコントローラにより実行される処理を示すフローチャートである。 図１の油圧ショベルが進入禁止領域から遠ざかっている状態を示す平面図と側面図とを組み合わせて示すものである。 図１の油圧ショベルが進入禁止領域に近づいている状態を示す平面図と側面図とを組み合わせて示すものである。 図３の表示部に表示される画像を示す概略図である。

以下添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。

図１は、本発明の実施形態に係る建設機械の一例としての油圧ショベル１の全体構成を示す側面図である。図２は、図１の油圧ショベル１を概略的に示す平面図である。

図１及び図２を参照して、油圧ショベル１は、クローラ２ａを有する下部走行体２と、下部走行体２に対して旋回軸Ｃを中心として旋回可能に取り付けられた上部旋回体３と、上部旋回体３に取り付けられたアタッチメント４と、を備えている。

アタッチメント４は、上部旋回体３に対して回動可能に取り付けられた基端部を有するブーム５と、ブーム５の先端部に対して回動可能に取り付けられた基端部を有するアーム６と、アーム６の先端部に対して回動可能に取り付けられたバケット７と、を有する。

また、アタッチメント４は、上部旋回体３に対してブーム５を回動させるブームシリンダ８と、ブーム５に対してアーム６を回動させるアームシリンダ９と、アーム６に対してバケット７を回動させるバケットシリンダ１０と、を有する。

上部旋回体３は、下部走行体２に対して旋回可能に取り付けられたアッパーフレーム１１と、アッパーフレーム１１上に設けられたキャブ１２と、を有する。

また、上部旋回体３は、図３に示すように、下部走行体２の走行及び走行の停止を制御する走行制御装置１３を備えている。

走行制御装置１３は、下部走行体２のクローラ２ａに設けられた走行モータ２ｂの駆動を制御する。具体的に、走行制御装置１３は、走行モータ２ｂに作動油を供給する油圧ポンプ１９と、走行モータ２ｂに対する作動油の給排を制御するコントロールバルブ２０と、コントロールバルブ２０を操作するための操作装置２１と、操作装置２１の操作の有無を検出する前進側センサ２２Ｆ及び後進側センサ２２Ｒと、を備えている。

コントロールバルブ２０は、走行モータ２ｂに対する作動油の給排を停止する中立位置（図３における中央位置）と、走行モータ２ｂを前進方向に作動させる前進位置（図３における右側位置）と、走行モータ２ｂを後進方向に作動させる後進位置（図３における左側位置）と、の間で切換可能なパイロット式の切換弁である。また、コントロールバルブ２０は、前進側及び後進側の２つのパイロットポートを有し、両パイロットポートに対してパイロット圧が供給されていない状態で中立位置に付勢されている。

操作装置２１は、操作レバーとリモコン弁とパイロットポンプ（それぞれ符号省略）とを組み合わせて構成されたものである。操作レバーが操作されると、その操作量に応じた開度でリモコン弁が開口し、パイロットポンプからの作動油がコントロールバルブ２０の前進側又は後進側のパイロットポートに供給される。

前進側センサ２２Ｆは、操作装置２１からコントロールバルブ２０の前進側のパイロットポートに与えられるパイロット圧、つまり、操作レバーの操作量を検出可能である。

後進側センサ２２Ｒは、操作装置２１からコントロールバルブ２０の後進側のパイロットポートに与えられるパイロット圧、つまり、操作レバーの操作量を検出可能である。

また、走行制御装置１３は、前進側センサ２２Ｆと操作装置２１との間に設けられた前進側比例弁（前進側制限装置）２３Ｆと、後進側センサ２２Ｒと操作装置２１との間に設けられた後進側比例弁（後進側制限装置）２３Ｒと、を有する。

前進側比例弁２３Ｆは、後述するコントローラ１６からの指令により下部走行体２の前進側への走行を制限する。具体的に、前進側比例弁２３Ｆは、コントローラ１６からの指令を受けていない状態で操作装置２１からのパイロット圧をコントロールバルブ２０の前進側のパイロットポートへ供給する通常位置に付勢されている。前進側比例弁２３Ｆが通常位置に付勢された状態においては操作レバーの前進側への操作量に応じたパイロット圧がコントロールバルブ２０の前進側のパイロットポートに与えられる。一方、前進側比例弁２３Ｆは、コントローラ１６からの指令により操作装置２１からのパイロット圧を減圧する減圧位置に切り換えられる。なお、前進側比例弁２３Ｆは、コントローラ１６からの指令値（電流値）に応じて減圧する程度（タンクに導かれる作動油の量）を調整可能に構成されている。このように前進側比例弁２３Ｆが減圧位置に切り換えられると当該前進側比例弁２３Ｆの開度に応じて操作装置２１からコントロールバルブ２０の前進側のパイロットポートに与えられるパイロット圧が減圧され、これにより走行モータ２ｂの前進側の駆動が制限される。

後進側比例弁２３Ｒは、コントローラ１６からの指令により下部走行体２の後進側への走行を制限する。後進側比例弁２３Ｒの構成は、前進側比例弁２３Ｆと同様であるため、その説明を省略する。

また、上部旋回体３には、複数の距離センサ１４Ａ～１４Ｄが取り付けられている。

以下、図２を参照して、距離センサ１４Ａ～１４Ｄについて説明する。

各距離センサ１４Ａ～１４Ｄは、検出部を有し、検出部は、光を出射する。各距離セン
サ１４Ａ～１４Ｄは、検出部が光を出射してから当該検出部が被検出物における反射光を
受光するまでの時間に基づいて被検出物までの距離を検出する。

距離センサ１４Ａは、アッパーフレーム１１の前縁部の左右方向の略中央位置で当該アッパーフレーム１１に軸支されるブーム５の基端部の下に配置されている。なお、上部旋回体３に関する方向は、キャブ１２に設けられた図外の運転席に着座したオペレータから見た方向を基準とする。

また、距離センサ１４Ａは、当該距離センサ１４Ａから前に向かうに従い右及び左に広がる検出範囲ＥＡを有する。距離センサ１４Ａが検出範囲ＥＡ内における下部走行体２の前方の地面を検出可能となるように、検出範囲ＥＡは、アッパーフレーム１１から下に傾斜して設定されている。

距離センサ１４Ｂは、アッパーフレーム１１の前後方向の略中央位置でかつアッパーフレーム１１の左縁部のキャブ１２の後ろに配置されている。また、距離センサ１４Ｂは、当該距離センサ１４Ｂから左に向かうに従い前及び後ろに広がる検出範囲ＥＢを有する。距離センサ１４Ｂが検出範囲ＥＢ内における下部走行体２の左方の地面を検出可能となるように、検出範囲ＥＢは、アッパーフレーム１１から下に傾斜して設定されている。また、検出範囲ＥＢの前部と検出範囲ＥＡの左部とは平面視において互いに重なっている。

距離センサ１４Ｃは、アッパーフレーム１１の後縁部の左右方向の略中央位置に配置されている。また、距離センサ１４Ｃは、当該距離センサ１４Ｃから後ろに向かうに従い右及び左に広がる検出範囲ＥＣを有する。距離センサ１４Ｃが検出範囲ＥＣにおける下部走行体２の後方の地面を検出可能となるように、検出範囲ＥＣは、アッパーフレーム１１から下に傾斜して設定されている。また、検出範囲ＥＣの左部と検出範囲ＥＢの後部とは平面視において互いに重なっている。

距離センサ１４Ｄは、アッパーフレーム１１の前後方向の略中央位置でかつアッパーフレーム１１の右縁部に配置されている。また、距離センサ１４Ｄは、当該距離センサ１４Ｄから右に向かうに従い前及び後ろに広がる検出範囲ＥＤを有する。距離センサ１４Ｄが検出範囲ＥＤにおける下部走行体２の右方の地面を検出可能となるように、検出範囲ＥＤは、アッパーフレーム１１から下に傾斜して設定されている。また、検出範囲ＥＤの後部と検出範囲ＥＣの右部、及び、検出範囲ＥＤの前部と検出範囲ＥＡの右部は、平面視において互いに重なっている。

このように、距離センサ１４Ａ～１４Ｄの互いに隣接する検出範囲ＥＡ～ＥＤ同士が平面視で互いに重なっているため、旋回軸Ｃを中心とする下部走行体２の周囲に位置する被検出物までの距離が検出可能である。つまり、距離センサ１４Ａ～１４Ｄは、旋回軸Ｃを中心とする下部走行体２の周囲に位置する被検出物までの距離を検出可能となるように上部旋回体３に取り付けられた距離検出手段を構成する。ここで、被検出物は、地面及びその上に載置された物を含む。

また、上部旋回体３は、図３に示すように、下部走行体２に対する上部旋回体３の旋回角度を検出する旋回角度センサ（旋回角度検出器）１５を備えている。

図５に示すように、旋回角度センサ１５は、下部走行体２の走行方向の基準角度（本実施形態では前進方向：０ｄｅｇと示す）に対する上部旋回体３の旋回体前方向Ｄ１（キャブ１２内の運転席に着座したオペレータの前方向）の角度を検出可能である。旋回角度センサ１５は、例えば、下部走行体２と上部旋回体３とを接続する旋回用の回転軸（図示せず）の回転角を検出するロータリーエンコーダを採用することができる。

さらに、上部旋回体３は、図３に示すように、上述した距離センサ１４Ａ～１４Ｄにより検出された距離に基づいて下部走行体２の進入を禁止すべき進入禁止領域ＥＨ（図５参照）を特定するとともに、進入禁止領域ＥＨと旋回角度センサ１５により検出された旋回角度とに基づいて下部走行体２の走行方向を基準とする安全性に関する情報を生成し、この情報を出力するコントローラ１６を備えている。ここで、進入禁止領域ＥＨは、予め設定された高さ以上の段差（地面における凹凸の高さ及び地面上に載置された物の高さ）が存在する領域を意味する。

具体的に、コントローラ１６は、上述した走行制御装置１３、及び上部旋回体３（キャブ１２内）に設けられた表示部１７及びスピーカ１８（報知手段の一例）に対して所定の指令（安全性に関する情報）を出力する。

以下、図２、図３及び図５を参照してコントローラ１６について説明する。

コントローラ１６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭを組み合わせて構成されたものであり、これらの構成によって以下のような機能を実現するものである。

コントローラ１６は、下部走行体２の周囲の情報を作成する周囲情報作成部１６ａと、周囲情報を下部走行体２の走行方向を基準とする情報に補正する周囲情報補正部１６ｂと、走行制御装置１３に指令を出力する制限指令部１６ｃと、表示部１７及びスピーカ１８に指令を出力する報知指令部１６ｄと、を有する。

周囲情報作成部１６ａは、距離センサ１４Ａ～１４Ｄの検出結果に基づいて旋回軸Ｃを中心とする全周に亘り予め設定された高さ以上の段差の存在する領域、つまり、進入禁止領域ＥＨが存在する場合に当該進入禁止領域ＥＨまでの距離を特定して、その距離の情報をまとめた周囲情報を作成する。

周囲情報作成部１６ａにより作成される周囲情報は、上部旋回体３の旋回体前方向Ｄ１（図５参照）を基準とするものである。そこで、周囲情報補正部１６ｂは、周囲情報を下部走行体２の走行方向の基準角度（０ｄｅｇ）を基準とする情報に補正する。

具体的に、図５に示す例では、上部旋回体３の旋回体前方向Ｄ１が下部走行体２の基準角度（０ｄｅｇ）に対して角度θだけ旋回した状態である。この場合、周囲情報補正部１６ｂは、周囲情報の基準座標を旋回軸Ｃを中心として角度θだけ回転させる。これにより、周囲情報と下部走行体２の走行方向とが一致する。

また、周囲情報補正部１６ｂは、下部走行体２の前部から走行方向の前進側に所定距離だけ離れた位置までの前側検出範囲ＥＦ及び下部走行体２の後部から走行方向の後進側に所定距離だけ離れた位置までの後側検出範囲ＥＲを記憶している。なお、図５の例では、下部走行体２の幅方向と同等の幅に設定された検出範囲ＥＦ、ＥＲが図示されているが、検出範囲ＥＦ、ＥＲの幅は、より確実に下部走行体２の進入禁止領域ＥＨへの進入を防止するために下部走行体２の幅寸法よりも広く設定してもよい。また、検出範囲ＥＦ、ＥＲの幅方向の範囲を設定しなくてもよい。また、検出範囲ＥＦ、ＥＲの境界線は必ずしも直線に設定する必要はない。また、前側検出範囲ＥＦから下部走行体２の前部までの距離は、下部走行体２が最高速で走行している状態で後述する下部走行体２の走行の制限処理が実行されたときに進入禁止領域ＥＨの手前側で確実に下部走行体２が停止することができる距離に設定されている。後側検出範囲ＥＲから下部走行体２の後部までの距離も同様に設定されている。

そして、周囲情報補正部１６ｂは、補正後の周囲情報に基づいて前側検出範囲ＥＦ及び後側検出範囲ＥＲの少なくとも一方の範囲内に進入禁止領域ＥＨが存在するか否かを判定する。

例えば、図５に示す例では、前側検出範囲ＥＦの前方（外側）に進入禁止領域ＥＨが位置しており、かつ、後側検出範囲ＥＲ内にも進入禁止領域ＥＨが存在しない。この状態において、周囲情報補正部１６ｂは、検出範囲ＥＦ、ＥＲ内に進入禁止領域ＥＨが存在しないと判定する。

一方、図６に示す例では、前側検出範囲ＥＦ内に進入禁止領域ＥＨが位置しているため、この状態において、周囲情報補正部１６ｂは、検出範囲ＥＦ、ＥＲの少なくとも一方の範囲に進入禁止領域ＥＨが存在すると判定する。

このように、検出範囲ＥＦ、ＥＲの少なくとも一方の範囲に進入禁止領域ＥＨが存在すると判定されると、周囲情報補正部１６ｂは、進入禁止領域ＥＨが前側検出範囲ＥＦ内に存在するか、後側検出範囲ＥＲ内に存在するか、両検出範囲ＥＦ、ＥＲ内に存在するかを判定する。

図３を参照して、制限指令部１６ｃは、周囲情報補正部１６ｂにより特定された進入禁止領域ＥＨの存在する検出範囲ＥＦ、ＥＲに基づいて両比例弁２３Ｆ、２３Ｒのうちの少なくとも一方に対して指令（安全性に関する情報）を出力する。

図６に示す例では、前側検出範囲ＥＦ内に進入禁止領域ＥＨが存在するため、下部走行体２の前進を制限する必要がある。そのため、この場合、制限指令部１６ｃは、前進側比例弁２３Ｆに指令を出力する。

制限指令部１６ｃは、下部走行体２が進入禁止領域ＥＨに対して予め設定された距離（以下、停止距離という）に近づくまでに下部走行体２が停止するように当該下部走行体２を徐々に減速させるための指令を比例弁２３Ｆ、２３Ｒを出力する。具体的に、制限指令部１６ｃは、下部走行体２から進入禁止領域ＥＨまでの距離が短くなるに従い比例弁２３Ｆ、２３Ｒに対する指令値（電流値）が徐々に大きくなるように設定されたテーブルを予め記憶している。前記停止距離は、操作装置２１の操作レバーがフルレバー操作された状態において前記指令の出力を開始したときに進入禁止領域ＥＨまで停止距離だけ離れた位置に到達するまでに必ず下部走行体２を停止させることができる距離に設定されている。

なお、上述したテーブルに代えて、両センサ２２Ｆ、２２Ｒにより検出されたパイロット圧に基づいて下部走行体２を徐々に減速させて進入禁止領域ＥＨまで停止距離の位置で停止させるための指令を演算により特定してもよい。この場合、制限指令部１６ｃには、図３に示すように両センサ２２Ｆ、２２Ｒにより検出されたパイロット圧が入力されている必要がある。一方、上記のようにテーブルを用いる場合には制限指令部１６ｃに対して両センサ２２Ｆ、２２Ｒを接続しなくてもよい。

報知指令部１６ｄは、周囲情報補正部１６ｂにより特定された進入禁止領域ＥＨの存在
する検出範囲ＥＦ、ＥＲに基づいて表示部１７及びスピーカ１８に対して指令（安全性に
関する情報）を出力する。

具体的に、表示部１７は、図７に示すように、周囲情報補正部１６ｂからの指令に基づいて下部走行体２の走行方向の前進側及び後進側の少なくとも一方に進入禁止領域ＥＨが存在することを示す画像を表示する。なお、図７には、下部走行体２の前進側の位置に下りの段差（進入禁止領域ＥＨ）が存在することが表示されている。

スピーカ１８は、下部走行体２の走行方向の前進側及び後進側の少なくとも一方に進入禁止領域ＥＨが存在する旨をオペレータに対して音声によって通知する。

以下、図３及び図４を参照して、コントローラ１６により実行される処理について説明する。

当該処理が開始されると、距離センサ１４Ａ～１４Ｄの検出値を取得し（ステップＳ１）、当該距離センサ１４Ａ～１４Ｄの検出値に基づいて旋回軸Ｃを中心とする下部走行体２の周囲の進入禁止領域ＥＨに関する周囲情報を作成する（ステップＳ２）。

次いで、旋回角度センサ１５の検出値を取得して上部旋回体３の旋回体前方向Ｄ１（図５参照）を特定し（ステップＳ３）、この旋回体前方向Ｄ１を用いて周囲情報を下部走行体２の走行方向を基準としたものに補正する（ステップＳ４）。

具体的に、図５の例では、下部走行体２の走行方向の基準角度（０ｄｅｇ）に対して旋回体前方向Ｄ１が角度θだけ旋回しているため、周囲情報の基準座標を旋回軸Ｃを中心として角度θだけ回転させる。これにより、周囲情報の基準座標と下部走行体２の走行方向とが一致する。

次いで、両検出範囲ＥＦ、ＥＲの少なくとも一方の範囲内に進入禁止領域ＥＨが存在するか否かを判定し（ステップＳ５）、ここで、図５に示すように両検出範囲ＥＦ、ＥＲ内に進入禁止領域ＥＨが存在しないと判定されるとステップＳ１にリターンする。

一方、図４を参照して、ステップＳ５において両検出範囲ＥＦ、ＥＲの少なくとも一方の範囲内に進入禁止領域ＥＨが存在すると判定されると、次のステップＳ６、Ｓ７において両検出範囲ＥＦ、ＥＲのうち進入禁止領域ＥＨが存在する範囲を特定する。

具体的に、ステップＳ６において前側検出範囲ＥＦ内に進入禁止領域ＥＨが存在するか否かを判定し、ステップＳ６でＹＥＳと判定されると、ステップＳ７において後側検出範囲ＥＲ内に進入禁止領域ＥＨが存在するか否かを判定する。

ステップＳ７においてＮＯと判定された場合、つまり、図６に示すように前側検出範囲ＥＦ内にのみ進入禁止領域ＥＨが存在する場合、コントローラ１６（制限指令部１６ｃ）は、前進側比例弁２３Ｆのみに指令を出力し（ステップＳ８）、後進側比例弁２３Ｒに対する指令の出力を禁止する。これにより、図６に示すように、前側検出範囲ＥＦ内にのみ進入禁止領域ＥＨが存在する場合に、下部走行体２の前進を制限して進入禁止領域ＥＨに近づくのを抑制するとともに下部走行体２の後進を許容して進入禁止領域ＥＨから離れる（回避する）ことができる。

図４を参照して、ステップＳ７においてＹＥＳと判定された場合、つまり、両検出範囲ＥＦ、ＥＲ内に進入禁止領域ＥＨが存在する場合、コントローラ１６（制限指令部１６ｃ）は、両比例弁２３Ｆ、２３Ｒに指令を出力する（ステップＳ９）。これにより、進入禁止領域ＥＨが存在する前側及び後側への走行が制限される。なお、この場合には、前側及び後側の少なくとも一方の進入禁止領域ＥＨにおける段差を緩和する等の処置（段差を埋めるように土砂を盛る等の処置）を施した後に、油圧ショベル１を走行させることができる。

一方、ステップＳ６において前側検出範囲ＥＦ内に進入禁止領域ＥＨが存在しないと判定された場合、つまり、後側検出範囲ＥＲ内にのみ進入禁止領域ＥＨが存在する場合、コントローラ１６（制限指令部１６ｃ）は、後進側比例弁２３Ｒのみに指令を出力し（ステップＳ１０）、前進側比例弁２３Ｆに対する指令の出力を禁止する。これにより、後側検出範囲ＥＲ内にのみ進入禁止領域ＥＨが存在する場合に、下部走行体２の後進を制限して進入禁止領域ＥＨに近づくのを抑制するとともに下部走行体２の前進を許容して進入禁止領域ＥＨから離れる（回避する）ことができる。

そして、ステップＳ８～Ｓ１０の後、コントローラ１６（報知指令部１６ｄ）は、表示部１７及びスピーカ１８に対して指令を出力する報知処理を実行する（ステップＳ１１）。これにより、図７に示すように、表示部１７を通じて油圧ショベル１に対する進入禁止領域ＥＨの位置をオペレータに視覚的に伝えるとともに、スピーカ１８を通じてオペレータに対して進入禁止領域ＥＨが接近していることを聴覚的に伝えることができる。

以上説明したように、距離センサ１４Ａ～１４Ｄ及びコントローラ１６により旋回軸Ｃを中心とする下部走行体２の周囲に亘って進入禁止領域ＥＨの位置情報を取得することができる。これにより、コントローラ１６は、旋回角度センサ１５により検出された旋回角度をさらに利用して下部走行体２の進行方向を基準とする安全性に関する情報（比例弁２３Ｆ、２３Ｒに対する指令、及び、表示部１７及びスピーカ１８に対する指令）を生成することができ、これを出力することができる。

したがって、例えば、コントローラ１６から出力された情報を用いて進入禁止領域ＥＨの進入の防止を促すようにオペレータに報知することや下部走行体２の走行を停止させることができる。

また、前記実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。

下部走行体２が進入禁止領域ＥＨに対してある程度近付いたときに比例弁２３Ｆ、２３Ｒ、表示部１７及びスピーカ１８に指令を出力することができる。そのため、この指令を用いて進入禁止領域ＥＨへの下部走行体２の進入を抑制すること、及び進入の抑制をオペレータに促すことができる。

下部走行体２が進入禁止領域ＥＨにある程度近付いたときに下部走行体２の進入禁止領域ＥＨに向けた走行を制限することができる。

進入禁止領域ＥＨから遠ざかる方向の走行が許容されるため、当該進入禁止領域
ＥＨからの迅速な回避が可能となる。

進入禁止領域ＥＨが検出範囲ＥＦ、ＥＲ内に進入した段階から下部走行体２を徐々に減速させて下部走行体２を停止させるため制動時の衝撃を低減することができる。

油圧ショベル１が進入禁止領域ＥＨに近付いていることをオペレータに知らせることにより、進入禁止領域ＥＨから遠ざかるべきことをオペレータに促すことができる。

なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下の態様を採用することもできる。

隣り合う検出範囲ＥＡ～ＥＤが互いに重なるように配置された複数の距離センサ１４Ａ～１４Ｄにより構成された距離検出手段を例示したが、距離検出手段の構成はこれに限定されない。例えば、旋回軸Ｃを中心として回転可能な検出範囲を有する１個の距離センサにより距離検出手段を構成することもできる。

検出範囲ＥＦ、ＥＲのうちの一方の範囲内に進入禁止領域ＥＨが存在すると判定されたとき、進入禁止領域ＥＨが存在する側の走行（前進又は後進）のみを制限することとしているが、前進及び後進の双方を制限してもよい。

また、下部走行体２の走行の制限の内容として前記実施形態では下部走行体２を停止させることを例示したが、停止させることに限定されない。下部走行体２の走行速度を極めて低速に制限してもよい。

下部走行体２の走行の制限の方法として比例弁２３Ｆ、２３Ｒを用いた方法について説明したが、図外のエンジンの出力を制限することによっても下部走行体２の走行を制限することができる。この場合、コントローラ１６は、エンジンの駆動を制御するＥＣＵに対して出力を低下させるための指令を出力すればよい。

下部走行体２を減速させた後に停止させる例について説明したが、検出範囲ＥＦ、ＥＲのうちの少なくとも一方の範囲内に進入禁止領域ＥＨが存在すると判定されたときに下部走行体２を即時に停止させてもよい。

報知手段として表示部１７及びスピーカ１８を例示したが、報知手段はこれらに限定されない。例えば、ブザーやランプを報知手段として採用することもできる。

建設機械は、油圧ショベルに限定されず、クレーン及び解体機でもよく、ハイブリッド式の建設機械でもよい。

Ｃ 旋回軸
ＥＡ～ＥＤ （距離センサの）検出範囲
ＥＦ 前側検出範囲
ＥＨ 進入禁止領域
ＥＲ 後側検出範囲
１ 油圧ショベル（建設機械の一例）
２ 下部走行体
３ 上部旋回体
１４Ａ～１４Ｄ 距離センサ（距離検出手段の一例）
１５ 旋回角度センサ（角度検出器の一例）
１６ コントローラ
１７ 表示部（報知手段の一例）
１８ スピーカ（報知手段の一例）
２３Ｆ 前進側比例弁（前進側制限装置の一例）
２３Ｒ 後進側比例弁（後進側制限装置の一例）

Claims (6)

1. 建設機械であって、
   下部走行体と、
   前記下部走行体に対して旋回軸を中心として旋回可能に取り付けられた上部旋回体と、
   前記旋回軸を中心とする前記下部走行体の周囲に位置する被検出物までの距離を検出可能となるように前記上部旋回体に取り付けられた距離検出手段と、
   前記下部走行体に対する前記上部旋回体の旋回角度を検出する旋回角度検出器と、
   前記距離検出手段により検出された距離に基づいて前記下部走行体の進入を禁止すべき進入禁止領域を特定するとともに、前記進入禁止領域と前記旋回角度検出器により検出された旋回角度とに基づいて前記下部走行体の走行方向を基準とする安全性に関する情報を生成し、前記安全性に関する情報を出力するコントローラと、を備えている建設機械。
2. 請求項１に記載の建設機械であって、
   前記コントローラは、前記下部走行体の前部から走行方向の前進側に所定距離だけ離れた位置までの前側検出範囲及び前記下部走行体の後部から走行方向の後進側に前記所定距離だけ離れた位置までの後側検出範囲の少なくとも一方の範囲内に前記進入禁止領域が存在するか否かを判定し、前記少なくとも一方の範囲内に前記進入禁止領域が存在すると判定された場合に前記安全性に関する情報を出力する、建設機械。
3. 請求項２に記載の建設機械は、前記コントローラからの指令により前記下部走行体の前進側への走行を制限する前進側制限装置と、前記コントローラからの指令により前記下部走行体の後進側への走行を制限する後進側制限装置と、をさらに備え、
   前記コントローラは、前記前側検出範囲内に前記進入禁止領域が存在すると判定された場合に前記前進側制限装置に指令を出力するとともに、前記後側検出範囲内に前記進入禁止領域が存在すると判定された場合に前記後進側制限装置に指令を出力する、建設機械。
4. 請求項３に記載の建設機械であって、
   前記コントローラは、前記前側検出範囲内にのみ前記進入禁止領域が存在すると判定された場合に前記後進側制限装置に対する指令の出力を禁止するとともに、前記後側検出範囲内にのみ前記進入禁止領域が存在すると判定された場合に前記前進側制限装置に対する指令の出力を禁止する、建設機械。
5. 請求項３又は４に記載の建設機械であって、
   前記コントローラは、前記前進側制限装置及び前記後進側制限装置に対して前記下部走行体を徐々に減速させて停止させるための指令を出力可能である、建設機械。
6. 請求項１～５の何れか１項に記載の建設機械は、所定の情報をオペレータに報知するための報知手段をさらに備え、
   前記コントローラは、前記少なくとも一方の範囲内に前記進入禁止領域が存在すると判定された場合にその旨をオペレータに報知するための指令を前記報知手段に出力する、建設機械。

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