特許 7491787 作業機械の制御システムおよび作業機械の制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-20

(45)【発行日】2024-05-28

(54)【発明の名称】作業機械の制御システムおよび作業機械の制御方法

(51)【国際特許分類】

   E02F 3/43 20060101AFI20240521BHJP

   E02F 3/36 20060101ALI20240521BHJP

【ＦＩ】

E02F3/43 B

E02F3/36 A

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2020152652

(22)【出願日】2020-09-11

(65)【公開番号】P2022046978

(43)【公開日】2022-03-24

【審査請求日】2023-08-08

(73)【特許権者】

【識別番号】000001236

【氏名又は名称】株式会社小松製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】橋本 雄士

【審査官】彦田 克文

(56)【参考文献】

【文献】特開平０５－３０６５３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－２０７７１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－２０８９２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－１７７１１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－０８８６２６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｆ ３／４３

Ｅ０２Ｆ ３／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両本体と、
前記車両本体に回動可能に接続される第１リンク部と、
第１点および第２点を有し、前記第１リンク部に回動可能に接続される第２リンク部と、
前記車両本体に対して前記第１リンク部を回動させる第１アクチュエータと、
前記第１リンク部に対して前記第２リンク部を回動させる第２アクチュエータと、
前記第１点の第１高さ位置と前記第２点の第２高さ位置とを算出し、算出された前記第１高さ位置および前記第２高さ位置の一方が制限高さに達したと判断した場合に前記第１アクチュエータおよび前記第２アクチュエータの少なくとも一方の動作を制限する動作制限信号を出力するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、前記第１点が前記制限高さに達し、前記第２点が前記第１点より低い位置にあると判断した場合、前記第１アクチュエータの伸び動作と前記第２アクチュエータの伸び動作とについて動作を制限する前記動作制限信号を出力する、作業機械の制御システム。

【請求項2】

車両本体と、
前記車両本体に回動可能に接続される第１リンク部と、
第１点および第２点を有し、前記第１リンク部に回動可能に接続される第２リンク部と、
前記車両本体に対して前記第１リンク部を回動させる第１アクチュエータと、
前記第１リンク部に対して前記第２リンク部を回動させる第２アクチュエータと、
前記第１点の第１高さ位置と前記第２点の第２高さ位置とを算出し、算出された前記第１高さ位置および前記第２高さ位置の一方が制限高さに達したと判断した場合に前記第１アクチュエータおよび前記第２アクチュエータの少なくとも一方の動作を制限する動作制限信号を出力するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、前記第２点が前記制限高さに達し、前記第１点が前記第２点より低い位置にあると判断した場合、前記第１アクチュエータの伸び動作と前記第２アクチュエータの縮み動作とについて動作を制限する前記動作制限信号を出力する、作業機械の制御システム。

【請求項3】

前記第２リンク部に回動可能に接続される作業具と、
前記第２リンク部に対して前記作業具を回動させる第３アクチュエータと、をさらに備え、
前記第１点は、前記第２リンク部の上面側に位置し、かつ前記第２アクチュエータが前記第２リンク部に接続される点であり、
前記第２点は、前記第２リンク部の上面側に位置し、かつ前記第３アクチュエータが前記第２リンク部に接続される点である、請求項１または請求項２に記載の作業機械の制御システム。

【請求項4】

前記動作制限信号は、前記第１アクチュエータおよび前記第２アクチュエータの各々の駆動を減速または停止させるよう制御する信号である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の作業機械の制御システム。

【請求項5】

前記コントローラが前記動作制限信号を出力した場合に警告情報を発する警告出力部をさらに備える、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の作業機械の制御システム。

【請求項6】

前記第１リンク部は、前記車両本体に接続される基端リンク部と、前記基端リンク部および前記第２リンク部の双方に接続される接続リンク部とを有し、
前記接続リンク部と前記基端リンク部との双方に接続され、前記接続リンク部を前記基端リンク部に対して回動させる第４アクチュエータをさらに備える、請求項１から請求項５のいずれかに記載の作業機械の制御システム。

【請求項7】

オペレータの操作を受けて指令信号を前記コントローラへ出力する入力装置をさらに備え、
前記コントローラは、前記第１リンク部、前記第２リンク部を含む作業機が所定の姿勢にある状態で、前記入力装置から前記指令信号を受けることにより、前記所定の姿勢における前記第１高さ位置および前記第２高さ位置の一方を前記制限高さに設定する、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の作業機械の制御システム。

【請求項8】

車両本体と、
前記車両本体に回動可能に接続される第１リンク部と、
第１点および第２点を有し、前記第１リンク部に回動可能に接続される第２リンク部と、
前記車両本体に対して前記第１リンク部を回動させる第１アクチュエータと、
前記第１リンク部に対して前記第２リンク部を回動させる第２アクチュエータと、を備える作業機械の制御方法であって、
前記第１点の第１高さ位置と前記第２点の第２高さ位置とを算出するステップと、
算出された前記第１高さ位置および前記第２高さ位置の一方が制限高さに達したか否かを判断するステップと、
算出された前記第１高さ位置および前記第２高さ位置の一方が前記制限高さに達したと判断した場合に前記第１アクチュエータおよび前記第２アクチュエータの少なくとも一方の動作を制限するステップと、を備え、
前記第１アクチュエータおよび前記第２アクチュエータの少なくとも一方の動作を制限する前記ステップにおいて、前記第１点が前記制限高さに達し、前記第２点が前記第１点より低い位置にあると判断した場合、前記第１アクチュエータの伸び動作と前記第２アクチュエータの伸び動作とについて動作を制限する、作業機械の制御方法。

【請求項9】

車両本体と、
前記車両本体に回動可能に接続される第１リンク部と、
第１点および第２点を有し、前記第１リンク部に回動可能に接続される第２リンク部と、
前記車両本体に対して前記第１リンク部を回動させる第１アクチュエータと、
前記第１リンク部に対して前記第２リンク部を回動させる第２アクチュエータと、を備える作業機械の制御方法であって、
前記第１点の第１高さ位置と前記第２点の第２高さ位置とを算出するステップと、
算出された前記第１高さ位置および前記第２高さ位置の一方が制限高さに達したか否かを判断するステップと、
算出された前記第１高さ位置および前記第２高さ位置の一方が前記制限高さに達したと判断した場合に前記第１アクチュエータおよび前記第２アクチュエータの少なくとも一方の動作を制限するステップと、を備え、
前記第１アクチュエータおよび前記第２アクチュエータの少なくとも一方の動作を制限する前記ステップにおいて、前記第２点が前記制限高さに達し、前記第１点が前記第２点より低い位置にあると判断した場合、前記第１アクチュエータの伸び動作と前記第２アクチュエータの縮み動作とについて動作を制限する、作業機械の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、作業機械の制御システムおよび作業機械の制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

油圧ショベルなどの作業機械が橋梁の下などの「高さ方向の動きが制約されるような場所」で基礎工事などに用いられることがある。その場合、作業機を高さ方向の上側に動作させると橋梁の下面に干渉するおそれがある。このため作業機械のオペレータは慎重に作業機を動作させる必要がある。

【0003】

作業機械が上空の障害物に干渉しないようにするために、作業機械のオペレータは自ら目視確認を行いながら作業機を操作する。また作業機械の周囲にいる作業者の誘導、注意喚起などをうけることによってオペレータは作業機を操作する。

【0004】

作業機の作業範囲を制限する技術は、たとえば特開平９－１７７１１５号公報（特許文献１）に開示されている。特許文献１では、第２フロント部材（アーム）上に第１モニターポイントが設定される。この第１モニターポイントが第２侵入禁止領域に侵入する直前で、第１フロント部材（ブーム）が停止し、かつ第２フロント部材が動けるように操作手段の操作信号が補正される。これにより操作性を極力低下させることなく、フロント装置と障害物との接触が防止されると特許文献１には記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開平９－１７７１１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら特許文献１では、第２フロント部材の姿勢によっては、第２フロント部材の一部が侵入禁止領域に侵入する場合が生じる。この場合、第２フロント部材が障害物と干渉するおそれがある。

【0007】

本開示の目的は、作業機が障害物と干渉することを抑制できる作業機械の制御システムおよび作業機械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】

【0008】

本開示の作業機械の制御システムは、車両本体と、第１リンク部と、第２リンク部と、第１アクチュエータと、第２アクチュエータと、コントローラとを備える。第１リンク部は、車両本体に回動可能に接続される。第２リンク部は、第１点および第２点を有し、第１リンク部に回動可能に接続される。第１アクチュエータは、車両本体に対して第１リンク部を回動させる。第２アクチュエータは、第１リンク部に対して第２リンク部を回動させる。コントローラは、第１点の第１高さ位置と第２点の第２高さ位置とを算出し、算出された第１高さ位置および第２高さ位置の一方が制限高さに達したと判断した場合に第１アクチュエータおよび第２アクチュエータの少なくとも一方の動作を制限する動作制限信号を出力する。

【0009】

本開示の作業機械の制御方法は、車両本体と、第１リンク部と、第２リンク部と、第１アクチュエータと、第２アクチュエータとを備える作業機械の制御方法である。第１リンク部は、車両本体に回動可能に接続される。第２リンク部は、第１点および第２点を有し、第１リンク部に回動可能に接続される。第１アクチュエータは、車両本体に対して第１リンク部を回動させる。第２アクチュエータは、第１リンク部に対して第２リンク部を回動させる。本開示の作業機械の制御方法は、以下のステップを備える。

【0010】

第１点の第１高さ位置と第２点の第２高さ位置とが算出される。算出された第１高さ位置および第２高さ位置の一方が制限高さに達したか否かが判断される。算出された第１高さ位置および第２高さ位置の一方が制限高さに達したと判断した場合に第１アクチュエータおよび第２アクチュエータの少なくとも一方の動作が制限される。

【発明の効果】

【0011】

本開示によれば、作業機が障害物と干渉することを抑制できる作業機械の制御システムおよび作業機械の制御方法を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本開示の実施形態１における作業機械の構成を概略的に示す図である。

【図2】図１に示す作業機械のシステムの概略構成を示すブロック図である。

【図3】図２に示すコントローラ内の機能ブロックを示す図である。

【図4】図１に示す作業機械における作業機の各部の寸法と角度を説明するための図である。

【図5】本開示の実施形態１における作業機械の制御方法を示すフロー図である。

【図6】作業機のアームトップピンが作業機の最大高さ位置となる場合の各部の動作制御を説明するための図である。

【図7】作業機における作業具シリンダとアームとの接続点が作業機の最大高さ位置となる場合の各部の動作制御を説明するための図である。

【図8】作業機におけるアームシリンダとアームとの接続点が作業機の最大高さ位置となる場合の各部の動作制御を説明するための図である。

【図9】作業機のアームシリンダと第２ブームとの接続点が作業機の最大高さ位置となる場合の各部の動作制御を説明するための図である。

【図10】作業機の第１ブームトップピンが作業機の最大高さ位置となる場合の各部の動作制御を説明するための図である。

【図11】本開示の実施形態２における作業機械の構成を概略的に示す図である。

【図12】ＰＰＣロックにより作業機の停止制御を行なう場合における図２のコントローラ内の機能ブロックとＰＰＣロックレバーとを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本開示の実施の形態について図に基づいて説明する。
明細書および図面において、同一の構成要素または対応する構成要素には、同一の符号を付し、重複する説明を繰り返さない。また、図面では、説明の便宜上、構成を省略または簡略化している場合もある。また、各実施の形態と変形例との少なくとも一部は、互いに任意に組み合わされてもよい。

【0014】

本開示は、油圧ショベル以外に、第１リンク、第２リンクおよび作業具を有する作業機械であれば適用可能である。以下の説明において、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」とは、運転室２ａ内の運転席２ｂに着座したオペレータを基準とした方向である。

【0015】

（実施形態１）
まず実施形態１における作業機械１００として、セパレートブーム型の作業機３を有する作業機械１００を例に挙げて説明する。

【0016】

＜作業機械１００の構成＞
図１は、本開示の一実施形態における作業機械の構成を概略的に示す側面図である。図１に示されるように、本実施形態の作業機械１００は、走行体１と、旋回体２と、作業機３とを主に有する。走行体１と旋回体２とにより車両本体が構成されている。

【0017】

走行体１は左右一対の履帯装置１ａを有する。この左右一対の履帯装置１ａの各々は履帯を有する。左右一対の履帯が回転駆動されることにより作業機械１００が自走する。

【0018】

旋回体２は走行体１に対して旋回自在に設置されている。この旋回体２は、運転室（キャブ）２ａと、運転席２ｂと、エンジンルーム２ｃと、カウンタウェイト２ｄとを主に有する。運転室２ａは、旋回体２のたとえば前方左側（車両前側）に配置されている。運転席２ｂは、オペレータが着座するためのものであり、運転室２ａの内部空間に配置されている。

【0019】

エンジンルーム２ｃおよびカウンタウェイト２ｄの各々は、運転室２ａに対して旋回体２の後方側（車両後側）に配置されている。エンジンルーム２ｃは、エンジンユニット（エンジン、排気処理構造体など）を収納している。エンジンルーム２ｃの上方はエンジンフードにより覆われている。カウンタウェイト２ｄは、エンジンルーム２ｃの後方に配置されている。

【0020】

作業機３は、旋回体２の前方側であって運転室２ａのたとえば右側にて軸支されている。作業機３は、ブーム３ａ（第１リンク部）と、アーム３ｂ（第２リンク部）と、作業具３ｃと、作業具リンク３ｄとを有する。作業機３は、ブームシリンダ４ａと、アームシリンダ４ｂ（第２アクチュエータ）と、作業具シリンダ４ｃ（第３アクチュエータ）とをさらに有する。

【0021】

ブーム３ａは、たとえばセパレートブームの構成を有し、第１ブーム３ａａ（基端リンク部）と、第２ブーム３ａｂ（接続リンク部）とを有する。またブームシリンダ４ａは、第１ブームシリンダ４ａａ（第１アクチュエータ）と、第２ブームシリンダ４ａｂ（第４アクチュエータ）とを有する。

【0022】

ブーム３ａは、車両本体（走行体１および旋回体２）に回動可能に接続されている。具体的には第１ブーム３ａａの基端部は、ブームフートピン５ａを支点として旋回体２に回動可能に接続されている。また第２ブーム３ａｂの基端部は、第１ブームトップピン５ｄにより第１ブーム３ａａの先端部に回動可能に接続されている。

【0023】

アーム３ｂは、ブーム３ａに回動可能に接続されている。具体的にはアーム３ｂの基端部は、第２ブームトップピン５ｂにより第２ブーム３ａｂの先端部に回動可能に接続されている。作業具３ｃは、アームトップピン５ｃによりアーム３ｂの先端部に回動可能に接続されている。

【0024】

ブーム３ａは、ブームシリンダ４ａにより車両本体に対して駆動可能である。この駆動により、第１ブーム３ａａは、ブームフートピン５ａを支点として旋回体２に対して上下方向に回動可能である。また、この駆動により、第２ブーム３ａｂは、第１ブームトップピン５ｄを支点として上下方向に回動可能である。

【0025】

具体的には第１ブーム３ａａは、第１ブームシリンダ４ａａにより車両本体に対して駆動可能である。第１ブームシリンダ４ａａが伸び動作をすると、第１ブーム３ａａの先端部がブームフートピン５ａを支点として上方へ駆動する。また第１ブームシリンダ４ａａが縮み動作をすると、第１ブーム３ａａの先端部がブームフートピン５ａを支点として下方へ駆動する。

【0026】

第１ブームシリンダ４ａａは、車両本体に回動可能に接続された一方端と、第１ブーム３ａａに回動可能に接続された他方端とを有する。

【0027】

また第２ブーム３ａｂは、第２ブームシリンダ４ａｂにより第１ブーム３ａａに対して駆動可能である。第２ブームシリンダ４ａｂが伸び動作をすると、第２ブーム３ａｂの先端部が第１ブームトップピン５ｄを支点としてダンプ方向（上方）へ駆動する。また第２ブームシリンダ４ａｂが縮み動作をすると、第２ブーム３ａｂの先端部が第１ブームトップピン５ｄを支点として掘削方向（下方）へ駆動する。

【0028】

第２ブームシリンダ４ａｂの一方端は、接続点４ａ１で第１ブーム３ａａに回動可能に接続されている。第２ブームシリンダ４ａｂの他方端は、接続点４ａ２で第２ブーム３ａｂに回動可能に接続されている。接続点４ａ１は、第１ブーム３ａａの下面側に位置する。第１ブーム３ａａの下面側とは、ブームフートピン５ａと第１ブームトップピン５ｄとを繋ぐ仮想の直線Ｌ１に対して第１ブーム３ａａの動作における下げ方向側を意味する。接続点４ａ２は、第２ブーム３ａｂの下面側に位置する。第２ブーム３ａｂの下面側とは、第１ブームトップピン５ｄと第２ブームトップピン５ｂとを繋ぐ仮想の直線Ｌ２に対して第２ブーム３ａｂの掘削方向側を意味する。

【0029】

アーム３ｂは、アームシリンダ４ｂによりブーム３ａに対して駆動可能である。この駆動により、アーム３ｂは、第２ブームトップピン５ｂを支点としてブーム３ａに対して上下方向あるいは前後方向に回動可能である。アームシリンダ４ｂが縮み動作をすると、アーム３ｂの先端部が第２ブームトップピン５ｂを中心にダンプ方向（上方）へ駆動する。またアームシリンダ４ｂが伸び動作をすると、アーム３ｂの先端部が第２ブームトップピン５ｂを支点として掘削方向（下方）へ駆動する。

【0030】

アームシリンダ４ｂの一方端は、接続点４ｂ１で第２ブーム３ａｂに回動可能に接続されている。アームシリンダ４ｂの他方端は、接続点４ｂ２（第１点）でアーム３ｂに回動可能に接続されている。接続点４ｂ１は、第２ブーム３ａｂの上面側に位置する。第２ブーム３ａｂの上面側とは、直線Ｌ２に対して第２ブーム３ａｂのダンプ側を意味する。接続点４ｂ２は、アーム３ｂの上面側に位置する。アーム３ｂの上面側とは、第２ブームトップピン５ｂとアームトップピン５ｃとを繋ぐ仮想の直線Ｌ３に対してアーム３ｂのダンプ側を意味する。

【0031】

作業具３ｃは、たとえば大割機であるが、これに限定されず、他のアタッチメントとして、バケット、ブレーカ、小割機、オーガスクリュ、グラップルなどであってもよい。作業具３ｃは、作業具シリンダ４ｃによりアーム３ｂに対して駆動可能である。この駆動により作業具３ｃは、アームトップピン５ｃを支点としてアーム３ｂに対して上下方向あるいは前後方向に回動可能である。作業具シリンダ４ｃが縮み動作をすると、作業具３ｃの先端部がアームトップピン５ｃを支点としてダンプ方向へ駆動する。また作業具シリンダ４ｃが伸び動作をすると、作業具３ｃの先端部がアームトップピン５ｃを中心に掘削方向へ駆動する。

【0032】

作業具シリンダ４ｃの一方端は、接続点４ｃ１（第２点）でアーム３ｂに回動可能に接続されている。作業具シリンダ４ｃの他方端は、作業具シリンダトップピン４ｃ２を介在して作業具リンク３ｄに回動可能に接続されている。接続点４ｃ１および作業具シリンダトップピン４ｃ２の各々は、アーム３ｂの上面側に位置する。

【0033】

作業具リンク３ｄは、第１部材３ｄａと、第２部材３ｄｂとを有する。第１部材３ｄａの一方端と第２部材３ｄｂの一方端とは作業具シリンダトップピン４ｃ２を介在して相対回転可能に連結されており、作業具シリンダ４ｃの他方端に接続されている。第１部材３ｄａの他方端は、アーム３ｂに回動可能に接続されている。第２部材３ｄｂの他方端は、作業具３ｃに回動可能に接続されている。

【0034】

作業機械１００は、作業機３の姿勢を検出するための姿勢検出センサを有する。姿勢検出センサは、たとえばストロークセンサ、ポテンショメータ、ＩＭＵ（Inertial Measurement Unit）、撮像装置などである。

【0035】

姿勢検出センサとしてストロークセンサが用いられる場合、第１ブームシリンダ４ａａ、第２ブームシリンダ４ａｂ、アームシリンダ４ｂおよび作業具シリンダ４ｃの各々にストロークセンサが取り付けられる。ストロークセンサにより各シリンダのストローク量を検出することができる。

【0036】

姿勢検出センサとしてポテンショメータが用いられる場合、ブームフートピン５ａ、第１ブームトップピン５ｄ、第２ブームトップピン５ｂおよびアームトップピン５ｃの各々の付近にポテンショメータが取り付けられる。各ポテンショメータにより、車両本体に対する第１ブーム３ａａの回転角度、第１ブーム３ａａに対する第２ブーム３ａｂの回転角度、第２ブーム３ａｂに対するアーム３ｂの回転角度、アーム３ｂに対する作業具３ｃの回転角度の各々を検出することができる。

【0037】

姿勢検出センサとしてＩＭＵが用いられる場合、第１ブーム３ａａ、第２ブーム３ａｂ、アーム３ｂおよび作業具３ｃの各々にＩＭＵが取り付けられる。ＩＭＵの各々は、３軸の角度（または角速度）と加速度とを検出する。ＩＭＵにより検出された３軸の角度（または角速度）と加速度とにより、第１ブーム３ａａ、第２ブーム３ａｂ、アーム３ｂおよび作業具３ｃの各々の姿勢を検出することができる。

【0038】

姿勢検出センサとして撮像装置が用いられる場合、撮像装置により、第１ブーム３ａａ、第２ブーム３ａｂ、アーム３ｂおよび作業具３ｃの状態が撮像される。撮像装置により撮像された撮像情報から、第１ブーム３ａａ、第２ブーム３ａｂ、アーム３ｂおよび作業具３ｃの各々の姿勢を検出することができる。

【0039】

なお、作業機械１００は、作業機３としてブーム３ａやアーム３ｂの姿勢を検出するための姿勢検出センサは備えるものの、作業具３ｃの姿勢を検出するための姿勢検出センサを備えないものであってもよい。

【0040】

＜作業機械１００のシステムの概略構成＞
次に、作業機械１００のシステムの概略構成について図２を用いて説明する。

【0041】

図２は、図１に示す作業機械１００のシステムの概略構成を示すブロック図である。図２に示されるように、制御システム２００は、操作装置１１と、メインポンプ１２と、圧力センサ１４と、ＥＰＣ（Electromagnetic Proportional Control）弁１５と、方向制御弁１６と、入力装置１７と、警告出力部１８と、姿勢検出センサ２０と、リンク部材３０と、油圧シリンダ４０と、コントローラ５０とを含んでいる。詳細は後述するが、油圧シリンダ４０は、ブームシリンダ４ａ、アームシリンダ４ｂ、作業具シリンダ４ｃのいずれかを含む。詳細は後述するが、リンク部材３０は、ブーム３ａ、アーム３ｂ、作業具３ｃのいずれかを含む。

【0042】

操作装置１１は、運転室２ａ（図１）内に配置されている。オペレータにより操作装置１１が操作される。操作装置１１は、作業機３（図１）を駆動するオペレータの操作を受け付ける。本例においては、操作装置１１は、たとえばパイロット油圧方式の操作装置である。操作装置１１は、電気式の操作装置であってもよい。その場合、操作装置１１の操作に応じた電気信号がコントローラ５０に送信され、コントローラ５０が、受信した操作信号に応じて方向制御弁等を制御するものであってもよい。

【0043】

操作装置１１は、第１操作レバー１１Ｒと、第２操作レバー１１Ｌとを有する。第１操作レバー１１Ｒは、たとえば運転席２ｂ（図１）の右側に配置されている。第２操作レバー１１Ｌは、たとえば運転席２ｂの左側に配置されている。

【0044】

第１操作レバー１１Ｒおよび第２操作レバー１１Ｌでは、前後左右の動作が２軸の動作に対応している。第１操作レバー１１Ｒの前後動作および左右動作と、第２操作レバー１１Ｌの前後動作および左右動作とには、たとえば第１ブーム３ａａ、旋回体２、アーム３ｂおよび作業具３ｃのそれぞれの操作が割り当てられている。なお、操作装置１１としての足ペダル（図示省略）が運転席２ｂの前方に設けられ、足ペダルが第２ブーム３ａｂの操作に割り当てられている。

【0045】

メインポンプ１２は、操作装置１１を通じて方向制御弁１６へ油を供給する。これにより方向制御弁１６が作動する。方向制御弁１６を作動するためにメインポンプ１２から操作装置１１を通じて方向制御弁１６に供給される油はパイロット油と称される。また、パイロット油の圧力はパイロット油圧（ＰＰＣ圧力）とも称される。

【0046】

メインポンプ１２は、方向制御弁１６を通じて油圧シリンダ４０に油を供給する。油圧シリンダ４０を作動するためにメインポンプ１２から油圧シリンダ４０に供給される油は作動油と称される。

【0047】

パイロット油で作動する方向制御弁１６により、油圧シリンダ４０へ供給される作動油の供給量（圧力）が調整される。方向制御弁１６は、第１油圧室および第２油圧室に供給される油によって作動する。

【0048】

作動油およびパイロット油は、同一の油圧ポンプ（メインポンプ１２）から送出されてもよい。たとえば、油圧ポンプから送出された作動油の一部が減圧弁で減圧され、その減圧された作動油がパイロット油として使用されてもよい。また、作動油を送出する油圧ポンプ（メイン油圧ポンプ）と、パイロット油を送出する油圧ポンプ（パイロット油圧ポンプ）とが別の油圧ポンプでもよい。

【0049】

メインポンプ１２から操作装置１１に供給されたパイロット油は、操作装置１１の操作量に基づいてパイロット油圧を調整される。

【0050】

パイロット油路１９には、圧力センサ１４が配置されている。圧力センサ１４は、パイロット油圧を検出する。圧力センサ１４の検出結果は、コントローラ５０へ出力される。

【0051】

ＥＰＣ弁１５は、コントローラ５０からの制御信号に基づいて作動する。ＥＰＣ弁１５が作動することにより、パイロット油圧が制御され、方向制御弁１６の作動が制御される。方向制御弁１６の作動が制御されることにより、油圧シリンダ４０に供給される作動油の供給量が調整され、リンク部材３０が作動する。

【0052】

リンク部材３０は、第１ブーム３ａａ、第２ブーム３ａｂ、アーム３ｂおよび作業具３ｃのいずれかである。また油圧シリンダ４０は、第１ブームシリンダ４ａａ、第２ブームシリンダ４ａｂ、アームシリンダ４ｂおよび作業具シリンダ４ｃのいずれかである。

【0053】

リンク部材３０の作動による姿勢の変化は、姿勢検出センサ２０により検出される。姿勢検出センサ２０は、上述したように、たとえばストロークセンサ、ポテンショメータ、ＩＭＵ、撮像装置などである。姿勢検出センサ２０の検出結果は、コントローラ５０へ出力される。

【0054】

姿勢検出センサ２０、リンク部材３０、油圧シリンダ４０、方向制御弁１６、圧力センサ１３、１４およびＥＰＣ弁１５は、１組のリンク部動作制御ユニット６０を構成する。第１ブーム３ａａ、第２ブーム３ａｂ、アーム３ｂおよび作業具３ｃの各々について、１組のリンク部動作制御ユニット６０が設けられている。ＥＰＣ弁１５は、第１ブーム３ａａを動かすための第１ブーム上げＥＰＣ弁１５ａを含む。ＥＰＣ弁１５は、第２ブーム３ａｂを動かすための第２ブームダンプＥＰＣ弁１５ｂを含む。ＥＰＣ弁１５は、アームダンプＥＰＣ弁１５ｃとアーム掘削ＥＰＣ弁１５ｄとを含む。なお、作業具３ｃのみ、１組のリンク部動作制御ユニット６０が設けられていなくてもよい。

【0055】

リンク部材３０が第１ブーム３ａａである場合、第１ブームシリンダ４ａａが油圧シリンダ４０として第１ブーム３ａａと同じリンク部動作制御ユニット６０に含まれる。リンク部材３０が第２ブーム３ａｂである場合、第２ブームシリンダ４ａｂが油圧シリンダ４０として第２ブーム３ａｂと同じリンク部動作制御ユニット６０に含まれる。リンク部材３０がアーム３ｂである場合、アームシリンダ４ｂが油圧シリンダ４０としてアーム３ｂと同じリンク部動作制御ユニット６０に含まれる。リンク部材３０が作業具３ｃである場合、作業具シリンダ４ｃが油圧シリンダ４０として作業具３ｃと同じリンク部動作制御ユニット６０に含まれる。

【0056】

入力装置１７は、オペレータによって操作される装置であり、操作ボタンを含む。入力装置１７は、画面上の表示を押すことで機器を操作可能なタッチパネルであってもよい。入力装置１７は、コントローラ５０に接続されている。入力装置１７は、オペレータの操作を受けて指令信号を生成し、生成された指令信号をコントローラ５０へ出力する。入力装置１７は、運転室２ａの内部に配置されていてもよく、また運転室２ａの外部に配置されていてもよい。

【0057】

警告出力部１８は、たとえばブザーのように警告音を発するものであってもよい。また警告出力部１８は、たとえばＬＥＤ（Light Emitting Diode）、ディスプレイ、警告灯などのように発光、表示、点滅などを実行するものであってもよい。警告出力部１８は、コントローラ５０からの信号を受けて、上記警告音および警告表示の少なくとも一方を出力する。警告出力部１８は、運転室２ａの内部に配置されていてもよく、また運転室２ａの外部に配置されていてもよい。

【0058】

＜コントローラ５０の機能ブロックの構成＞
次に、図２に示されるコントローラ５０の機能ブロックの構成について図３および図４を用いて説明する。

【0059】

図３は、図２に示すコントローラ内の機能ブロックを示す図である。図４は、図１に示す作業機械における作業機の各部の寸法と角度を説明するための図である。図３に示されるように、コントローラ５０は、姿勢検出部５０ａと、距離算出部５０ｂと、最大高さ位置判定部５０ｃと、作業機駆動制御部５０ｄと、警告制御部５０ｅと、記憶部５０ｆとを有する。記憶部５０ｆは、コントローラ５０とは別に設けられていてもよい。コントローラ５０は、制限高さ設定部５０ｇをさらに有していてもよい。

【0060】

姿勢検出部５０ａは、姿勢検出センサ２０の検出信号を取得する。姿勢検出センサ２０の検出信号は、ストロークセンサにより検出されたシリンダのストローク量、ポテンショメータにより検出された回転角度、ＩＭＵにより検出された姿勢情報、撮像装置により撮像された撮像情報のいずれかである。

【0061】

姿勢検出部５０ａは、姿勢検出センサ２０の検出信号に基づいて、図４に示される第１ブーム３ａａの角度ＢＭａｎｇと、第２ブーム３ａｂの角度ＭＤａｎｇと、アーム３ｂの角度ＴＰａｎｇとの角度情報を取得する。

【0062】

角度ＢＭａｎｇは、直線Ｌ１と鉛直線ＶＬとがなす角度である。鉛直線ＶＬは、グランドラインＧＬに対して垂直な線である。角度ＭＤａｎｇは、直線Ｌ１と直線Ｌ２とがなす角度である。角度ＴＰａｎｇは、直線Ｌ２と直線Ｌ３とがなす角度である。

【0063】

図３に示されるように、姿勢検出部５０ａは、記憶部５０ｆから作業機３の各部の寸法情報（寸法Ａ３、ＲＷＡ、ＲＷＣ、Ｒｃａ、Ｒｃｂ、Ｒｃｃ：図４）、角度情報（角度Ｋｃａ、Ｋｃｂ、Ｋｃｃ：図４）、ブームフートピン５ａの位置情報（高さＹ１：図４）などを取得する。

【0064】

図４に示されるように、ブームフートピン５ａは、旋回体２の旋回中心位置ＰからＸ軸の方向に所定距離Ｘ１離れた位置にある。以下、各ピンの位置や各接続点を始点あるいは終点とする長さは、各ピンまたは各接続点の円形断面の中心点からの距離であるとして説明する。また、各ピンや各接続点の座標も、各ピンまたは各接続点の円形断面の中心点の座標であるとして説明する。

【0065】

図４に示されるように、寸法Ａ３は、第１ブーム３ａａの側面視における長さであり、ブームフートピン５ａと第１ブームトップピン５ｄとの間の距離である。寸法ＲＷＡは、第２ブーム３ａｂの側面視における長さであり、第１ブームトップピン５ｄと第２ブームトップピン５ｂとの間の距離である。寸法ＲＷＣは、アーム３ｂの側面視における長さであり、第２ブームトップピン５ｂとアームトップピン５ｃとの間の距離である。

【0066】

寸法Ｒｃａは、接続点４ｂ１と第１ブームトップピン５ｄとの間の側面視における距離である。寸法Ｒｃｂは、接続点４ｂ２と第２ブームトップピン５ｂとの間の側面視における距離である。寸法Ｒｃｃは、接続点４ｃ１と第２ブームトップピン５ｂとの間の側面視における距離である。

【0067】

高さＹ１は、ブームフートピン５ａのグランドラインＧＬからの側面視における高さである。なお本明細書において側面視とは、図１に示されるように旋回体２を前方に向けた状態で運転席２ｂに着座したオペレータを基準にした時の左右方向から作業機械１００を見る視点を意味する。

【0068】

図４に示されるように、角度Ｋｃａは、直線Ｌ２と第１ブームトップピン５ｄから接続点４ｂ１へ延びる仮想の直線Ｌａとのなす角度である。角度Ｋｃｂは、直線Ｌ３と第２ブームトップピン５ｂから接続点４ｂ２へ延びる仮想の直線Ｌｂとのなす角度である。角度Ｋｃｃは、直線Ｌ３と第２ブームトップピン５ｂから接続点４ｃ１へ延びる仮想の直線Ｌｃとのなす角度である。

【0069】

図３に示されるように、姿勢検出部５０ａは、上記で取得した寸法情報、角度情報、位置情報などに基づいて、作業機３の各点の座標を算出する。

【0070】

姿勢検出部５０ａにより算出される作業機３の各点の座標は、たとえば図４に示される接続点４ｂ１、４ｂ２、４ｃ１、第２ブームトップピン５ｂ、アームトップピン５ｃ、第１ブームトップピン５ｄの各々のＸＹ座標を含む。ＸＹ座標におけるＸ軸およびＹ軸のそれぞれは、図１に示されるように運転席２ｂに着座したオペレータを基準にした時の前後方向および高さ方向である。

【0071】

図４に示されるように、第１ブームトップピン５ｄの座標（Ｘｂ，Ｙｂ）は、Ｘｂ＝Ａ３×ｃｏｓ（ｆｗｋｂ）と、Ｙｂ＝Ａ３×ｓｉｎ（ｆｗｋｂ）とにより算出される。ここで角度ｆｗｋｂは、水平線ＨＬと直線Ｌ１とのなす角度である。

【0072】

第２ブームトップピン５ｂの座標（Ｘａ，Ｙａ）は、Ｘａ＝Ｘｂ＋ＲＷＡ×ｃｏｓ（ｆｗｋａ）と、Ｙａ＝Ｙｂ－ＲＷＡ×ｓｉｎ（ｆｗｋａ）とにより算出される。ここで角度ｆｗｋａは、水平線ＨＬと直線Ｌ２とのなす角度である。

【0073】

アームトップピン５ｃの座標（Ｘｃ，Ｙｃ）は、Ｘｃ＝Ｘａ＋ＲＷＣ×ｃｏｓ（ｆｗｋｃ）と、Ｙｃ＝Ｙａ－ＲＷＣ×ｓｉｎ（ｆｗｋｃ）とにより算出される。ここで角度ｆｗｋｃは、水平線ＨＬと直線Ｌ３とのなす角度である。

【0074】

接続点４ｂ１の座標（Ｘｃａ，Ｙｃａ）は、Ｘｃａ＝Ｘｂ＋Ｒｃａ×ｃｏｓ（ｆｃａ）と、Ｙｃａ＝Ｙｂ－Ｒｃａ×ｓｉｎ（ｆｃａ）とにより算出される。ここで角度ｆｃａは、水平線ＨＬと直線Ｌａとのなす角度であり、ｆｃａ＝ｆｗｋａ－Ｋｃａにより算出される。

【0075】

接続点４ｂ２の座標（Ｘｃｂ，Ｙｃｂ）は、Ｘｃｂ＝Ｘａ＋Ｒｃｂ×ｃｏｓ（ｆｃｂ）と、Ｙｃｂ＝Ｙａ－Ｒｃｂ×ｓｉｎ（ｆｃｂ）とにより算出される。ここで角度ｆｃｂは、水平線ＨＬと直線Ｌｂとのなす角度であり、ｆｃｂ＝ｆｗｋｃ－Ｋｃｂにより算出される。

【0076】

接続点４ｃ１の座標（Ｘｃｃ，Ｙｃｃ）は、Ｘｃｃ＝Ｘａ＋Ｒｃｃ×ｃｏｓ（ｆｃｃ）と、Ｙｃｃ＝Ｙａ－Ｒｃｃ×ｓｉｎ（ｆｃｃ）とにより算出される。ここで角度ｆｃｃは、水平線ＨＬと直線Ｌｃとのなす角度であり、ｆｃｃ＝ｆｗｋｃ－Ｋｃｃにより算出される。

【0077】

上記により算出された各座標のＹ軸方向の位置はブームフートピン５ａのＹ軸方向の位置を基準にしている。各座標のＹ軸方向の位置をグランドラインＧＬを基準にする場合には、各座標のＹ軸方向の位置にグランドラインＧＬからブームフートピン５ａの高さＹ１が加算されればよい。

【0078】

図３に示されるように、姿勢検出部５０ａは、算出した各点４ｂ１、４ｂ２、４ｃ１、５ｂ、５ｃ、５ｄの座標を表す信号を距離算出部５０ｂへ出力する。これにより距離算出部５０ｂは、姿勢検出部５０ａが算出した各点の座標を取得する。また距離算出部５０ｂは、記憶部５０ｆに記憶された制限高さＨ１、Ｈ２を記憶部５０ｆから取得する。距離算出部５０ｂは、姿勢検出部５０ａから取得した各点の座標と記憶部５０ｆから取得した制限高さＨ１、Ｈ２（図１）とに基づいて、各点の座標における制限高さＨ１、Ｈ２までの距離を算出する。各点のＹ軸方向の位置（Ｙ座標）と制限高さＨ１との距離、あるいは、各点のＹ座標と制限高さＨ２との距離を算出する。

【0079】

制限高さＨ１、Ｈ２は、図１に示されるように、作業機械１００の上方に設定される。制限高さＨ１は、減速領域と停止領域との境界高さである。また制限高さＨ２は、通常領域と減速領域との境界高さである。減速領域は通常領域の上方に設定され、停止領域は減速領域の上方に設定されている。

【0080】

ここで制限高さＨ１は、作業機３の最大高さが制限高さＨ１に達したときに（減速領域から停止領域に達したときに）作業機３の最大高さが制限高さＨ１を超えないように作業機３の一部の動作を停止させる高さである。また制限高さＨ２は、作業機３の最大高さが制限高さＨ２に達し（通常領域から減速領域に達し）かつ作業機３の最大高さが制限高さＨ２を超えるような動作をするときには作業機３の一部の動作を減速させる高さである。

【0081】

図３に示されるように、距離算出部５０ｂは、各点４ｂ１、４ｂ２、４ｃ１、５ｂ、５ｃ、５ｄにおいて算出した制限高さＨ１、Ｈ２までの距離を表す信号を最大高さ位置判定部５０ｃへ出力する。最大高さ位置判定部５０ｃは、各点における制限高さＨ１、Ｈ２までの距離に基づいて、各点のうち最大高さに位置する点（以下、「最大高さ位置」と称する）と、その最大高さとを決定する。最大高さ位置判定部５０ｃは、決定した最大高さ位置と最大高さとに基づいて、作業機３の最大高さ位置が通常領域、減速領域および停止領域のいずれに位置するかを判定する。

【0082】

最大高さ位置判定部５０ｃは、判定結果を表す信号を作業機駆動制御部５０ｄおよび警告制御部５０ｅの各々に出力する。警告制御部５０ｅは、取得した判定結果に基づいて警告出力部１８の動作を制御する。警告出力部１８がＬＥＤである場合、警告出力部１８は警告制御部５０ｅにより以下のように制御される。

【0083】

作業機３における最大高さ位置が減速領域から停止領域に達したときには、警告出力部１８はたとえば点灯するように制御される。また作業機３における最大高さ位置が減速領域内に位置するときには、警告出力部１８はたとえば点滅するように制御される。また作業機３における最大高さ位置が通常領域内に位置するときには、警告出力部１８はたとえば消灯するように制御される。

【0084】

また警告出力部１８がブザーである場合、警告出力部１８は警告制御部５０ｅにより以下のように制御される。

【0085】

作業機３における最大高さ位置が減速領域から停止領域に達したときには、警告出力部１８はたとえば連続音を発するように制御される。また作業機３における最大高さ位置が減速領域内に位置するときには、警告出力部１８はたとえば断続音を発するように制御される。また作業機３における最大高さ位置が通常領域内に位置するときには、警告出力部１８はたとえばＯＦＦとなるように制御される。

【0086】

なお警告出力部１８は、ＬＥＤとブザーとの両方を有していてもよい。
作業機駆動制御部５０ｄは、最大高さ位置判定部５０ｃから取得した判定結果に基づいて作業機３の動作を制限する動作制限信号を出力する。具体的には作業機駆動制御部５０ｄは、最大高さ位置判定部５０ｃから取得した判定結果に基づいて第１ブーム上げＥＰＣ弁１５ａ、第２ブームダンプＥＰＣ弁１５ｂ、アームダンプＥＰＣ弁１５ｃおよびアーム掘削ＥＰＣ弁１５ｄの各々の動作を制限する動作制限信号を出力する。

【0087】

動作制限信号は、第１ブームシリンダ４ａａ、第２ブームシリンダ４ａｂおよびアームシリンダ４ｂの各々の駆動を減速または停止させるよう制御する信号である。

【0088】

作業機駆動制御部５０ｄは、作業機３の最大高さ位置が通常領域に位置するとの判定結果を受けた場合、作業機３が操作装置１１の操作量に応じた動作をするように、第１ブーム上げＥＰＣ弁１５ａ、第２ブームダンプＥＰＣ弁１５ｂ、アームダンプＥＰＣ弁１５ｃおよびアーム掘削ＥＰＣ弁１５ｄの各々を制御する。この場合、作業機駆動制御部５０ｄは、第１ブーム上げＥＰＣ弁１５ａ、第２ブームダンプＥＰＣ弁１５ｂ、アームダンプＥＰＣ弁１５ｃおよびアーム掘削ＥＰＣ弁１５ｄの全てが最大出力となるように制御する。

【0089】

また作業機駆動制御部５０ｄは、作業機３の最大高さ位置が停止領域に位置するとの判定結果を受けた場合、作業機３の一部の動作を停止させるように、第１ブーム上げＥＰＣ弁１５ａ、第２ブームダンプＥＰＣ弁１５ｂ、アームダンプＥＰＣ弁１５ｃおよびアーム掘削ＥＰＣ弁１５ｄの各々を制御する。この場合、作業機駆動制御部５０ｄは、第１ブーム上げＥＰＣ弁１５ａ、第２ブームダンプＥＰＣ弁１５ｂ、アームダンプＥＰＣ弁１５ｃおよびアーム掘削ＥＰＣ弁１５ｄのいずれかの流路を閉じることにより停止制御をする。

【0090】

また作業機駆動制御部５０ｄは、作業機３の最大高さ位置が減速領域に位置するとの判定結果を受けた場合、作業機３の一部の動作を減速させるように、第１ブーム上げＥＰＣ弁１５ａ、第２ブームダンプＥＰＣ弁１５ｂ、アームダンプＥＰＣ弁１５ｃおよびアーム掘削ＥＰＣ弁１５ｄの各々を制御する。この場合、作業機駆動制御部５０ｄは、第１ブーム上げＥＰＣ弁１５ａ、第２ブームダンプＥＰＣ弁１５ｂ、アームダンプＥＰＣ弁１５ｃおよびアーム掘削ＥＰＣ弁１５ｄのいずれかの流路を絞ることにより減速制御をする。

【0091】

上記のようにコントローラ５０は、図３に示されるように、姿勢検出部５０ａにて、接続点４ｂ１、４ｂ２、４ｃ１、第２ブームトップピン５ｂ、アームトップピン５ｃおよび第１ブームトップピン５ｄの各々の高さ位置（Ｙ軸方向の位置）を算出する。コントローラ５０は、最大高さ位置判定部５０ｃにて、算出された高さ位置のいずれかが制限高さＨ１、Ｈ２に達したか否かを判定する。コントローラ５０は、算出された高さ位置のいずれかが制限高さＨ１、Ｈ２に達したと最大高さ位置判定部５０ｃが判定した場合、作業機駆動制御部５０ｄにて、第１ブームシリンダ４ａａ、第２ブームシリンダ４ａｂ、アームシリンダ４ｂのいずれかの動作を制限する動作制限信号を出力する。

【0092】

なお制限高さＨ１は、たとえば図３に示される入力装置１７を用いてオペレータが制限高さＨ１の数値を入力することにより記憶部５０ｆに記憶される。また記憶部５０ｆに記憶された制限高さＨ１の値は、オペレータが入力装置１７の「＋」ボタンまたは「－」ボタンを操作することにより増減され変更されてもよい。

【0093】

また作業機３が上空の障害物に干渉しない最大高さとなる姿勢（所定の姿勢）にされた状態でオペレータが入力装置１７を操作（たとえば操作ボタンを長押しなど）することにより、その姿勢における最大高さ位置の高さの値が制限高さＨ１に設定されてもよい。この場合、入力装置１７は、オペレータの操作を受けて指令信号を生成し、生成された指令信号をコントローラ５０の制限高さ設定部５０ｇへ出力する。制限高さ設定部５０ｇは、入力装置１７からの指令信号を受けて最大高さ位置判定部５０ｃから作業機３の最大高さ位置の情報を取得し、その最大高さ位置の高さを制限高さＨ１に設定する。制限高さ設定部５０ｇにより設定された制限高さＨ１の信号が記憶部５０ｆへ出力される。これにより記憶部５０ｆに制限高さＨ１が記憶される。

【0094】

制限高さＨ２は、制限高さＨ１から所定高さを減ずることにより設定され、記憶部５０ｆに記憶される。

【0095】

＜作業機械１００の制御方法＞
次に、本実施形態における作業機械の制御方法について図３、図５～図１０を用いて説明する。

【0096】

図５は、本開示の実施形態１における作業機械の制御方法を示すフロー図である。図６～図１０は、作業機の各部が作業機の最大高さ位置となる場合の作業機械の動作制御を説明するための図である。

【0097】

図３および図５に示されるように、本実施形態では、コントローラ５０の姿勢検出部５０ａが、姿勢検出センサ２０により検出された情報を取得する。姿勢検出部５０ａは、姿勢検出センサ２０から取得した情報に基づいて作業機３の各部の角度情報（角度ＢＭａｎｇ、ＭＤａｎｇ、ＴＰａｎｇ）を取得する（ステップＳ１）。姿勢検出部５０ａは、その角度情報と、作業機３の各部の寸法、角度とに基づいて、接続点４ｂ１、４ｂ２、４ｃ１、第２ブームトップピン５ｂ、アームトップピン５ｃおよび第１ブームトップピン５ｄの各点の座標を算出する（ステップＳ２）。この後、コントローラ５０の距離算出部５０ｂは、各点４ｂ１、４ｂ２、４ｃ１、５ｂ、５ｃ、５ｄにおける制限高さＨ１、Ｈ２までの距離を算出する（ステップＳ３）。

【0098】

この後、コントローラ５０の最大高さ位置判定部５０ｃは、各点４ｂ１、４ｂ２、４ｃ１、５ｂ、５ｃ、５ｄのうち最大高さとなる点（最大高さ位置）と制限高さとの距離に基づいて、最大高さ位置が通常領域、減速領域、停止領域のいずれの領域に位置するかを判定する（ステップＳ４）。最大高さ位置判定部５０ｃにより最大高さ位置が通常領域に位置すると判定された場合、コントローラ５０の作業機駆動制御部５０ｄは、第１ブーム上げＥＰＣ弁１５ａ、第２ブームダンプＥＰＣ弁１５ｂ、アームダンプＥＰＣ弁１５ｃおよびアーム掘削ＥＰＣ弁１５ｄの全てを最大出力とするように制御する（ステップＳ５）。

【0099】

また最大高さ位置判定部５０ｃにより最大高さ位置が減速領域または停止領域に位置すると判定された場合、作業機駆動制御部５０ｄは、第１ブーム３ａａ、第２ブーム３ａｂおよびアーム３ｂのいずれかの動作を制限（減速または停止）するように制御する（ステップＳ６）。

【0100】

上記における停止制御と減速制御とは具体的には以下のように行われる。
図６に示されるように、アームトップピン５ｃが作業機３の最大高さ位置となり減速領域から停止領域に達した場合、第１ブーム３ａａの上げ動作、第２ブーム３ａｂのダンプ動作およびアーム３ｂのダンプ動作の各々が停止される。具体的には第１ブームシリンダ４ａａの伸び動作、第２ブームシリンダ４ａｂの伸び動作およびアームシリンダ４ｂの縮み動作が停止される。

【0101】

一方、アームトップピン５ｃが作業機３の最大高さ位置となり減速領域から停止領域に達した場合でも、アーム３ｂの掘削動作については操作装置１１（図２）の操作量に応じた動作が可能である。具体的にはアームシリンダ４ｂの伸び動作は操作装置１１の操作量に応じて実行される。

【0102】

ただしアーム３ｂの掘削動作であってもアームトップピン５ｃ、接続点４ｃ１および接続点４ｂ２のいずれかが減速領域内に位置する場合には、アーム３ｂの掘削動作は操作装置１１の操作量に応じた動作速度よりも減速される。具体的にはアームシリンダ４ｂの伸び動作は操作装置１１の操作量に応じた動作速度よりも減速される。

【0103】

またアーム３ｂの掘削動作により接続点４ｃ１または接続点４ｂ２が減速領域から停止領域に達した場合にはアーム３ｂの掘削動作は停止される。具体的にはアームシリンダ４ｂの伸び動作が停止される。

【0104】

またアームトップピン５ｃが作業機３の最大高さ位置となり通常領域から減速領域に達した場合、第１ブーム３ａａの上げ動作、第２ブーム３ａｂのダンプ動作およびアーム３ｂのダンプ動作の各々が操作装置１１の操作量に応じた動作速度よりも減速される。具体的には第１ブームシリンダ４ａａの伸び動作、第２ブームシリンダ４ａｂの伸び動作およびアームシリンダ４ｂの縮み動作は操作装置１１の操作量に応じた動作速度よりも減速される。

【0105】

一方、アームトップピン５ｃが作業機３の最大高さ位置となり通常領域から減速領域に達した場合でも、アーム３ｂの掘削動作については操作装置１１の操作量に応じた動作が可能である。具体的にはアームシリンダ４ｂの伸び動作は操作装置１１の操作量に応じて実行される。

【0106】

ただしアーム３ｂの掘削動作により接続点４ｃ１または接続点４ｂ２が通常領域から減速領域に達した場合にはアーム３ｂの掘削動作は操作装置１１の操作量に応じた動作速度よりも減速される。具体的にはアームシリンダ４ｂの伸び動作は操作装置１１の操作量に応じた動作速度よりも減速される。

【0107】

図７に示されるように、接続点４ｃ１が作業機３の最大高さ位置となり減速領域から停止領域に達した場合、第１ブーム３ａａの上げ動作、第２ブーム３ａｂのダンプ動作およびアーム３ｂのダンプ動作の各々が停止される。具体的には第１ブームシリンダ４ａａの伸び動作、第２ブームシリンダ４ａｂの伸び動作およびアームシリンダ４ｂの縮み動作が停止される。

【0108】

一方、接続点４ｃ１が作業機３の最大高さ位置となり減速領域から停止領域に達した場合でも、アーム３ｂの掘削動作については操作装置１１の操作量に応じた動作が可能である。具体的にはアームシリンダ４ｂの伸び動作は操作装置１１の操作量に応じて実行される。

【0109】

ただしアーム３ｂの掘削動作であっても接続点４ｂ２のＸ軸方向の位置と第２ブームトップピン５ｂのＸ軸方向の位置とを比較したときに、接続点４ｂ２が第２ブームトップピン５ｂよりも後側（図７に示すような状態）にある場合であって、接続点４ｃ１、接続点４ｂ２およびアームトップピン５ｃのいずれかが減速領域内に位置する場合には、アーム３ｂの掘削動作は操作装置１１の操作量に応じた動作速度よりも減速される。具体的にはアームシリンダ４ｂの伸び動作は操作装置１１の操作量に応じた動作速度よりも減速される。

【0110】

なお、アーム３ｂの掘削動作の際に接続点４ｂ２が減速領域内に位置する場合であっても、接続点４ｂ２のＸ軸方向の位置と第２ブームトップピン５ｂのＸ軸方向の位置とを比較したときに接続点４ｂ２が第２ブームトップピン５ｂよりも前側にあるときには、アーム３ｂの掘削動作によって接続点４ｂ２は下方に移動するため、アーム３ｂの掘削動作は減速されない。つまり、アーム３ｂの姿勢が、アーム３ｂの掘削動作によって接続点４ｂ２が高くなるような姿勢にならないのであれば、作業機３に不要な動作制限をかけないようにする。

【0111】

またアーム３ｂの掘削動作により接続点４ｂ２が減速領域から停止領域に達した場合にはアーム３ｂの掘削動作は停止される。具体的にはアームシリンダ４ｂの伸び動作が停止される。

【0112】

また接続点４ｃ１が作業機３の最大高さ位置となり通常領域から減速領域に達した場合、第１ブーム３ａａの上げ動作、第２ブーム３ａｂのダンプ動作およびアーム３ｂのダンプ動作の各々が操作装置１１の操作量に応じた動作速度よりも減速される。具体的には第１ブームシリンダ４ａａの伸び動作、第２ブームシリンダ４ａｂの伸び動作およびアームシリンダ４ｂの縮み動作は操作装置１１の操作量に応じた動作速度よりも減速される。

【0113】

一方、接続点４ｃ１が作業機３の最大高さ位置となり通常領域から減速領域に達した場合でも、アーム３ｂの掘削動作については操作装置１１の操作量に応じた動作が可能である。具体的にはアームシリンダ４ｂの伸び動作は操作装置１１の操作量に応じて実行される。

【0114】

ただしアーム３ｂの掘削動作により接続点４ｂ２が通常領域から減速領域に達した場合にはアーム３ｂの掘削動作は操作装置１１の操作量に応じた動作速度よりも減速される。具体的にはアームシリンダ４ｂの伸び動作は操作装置１１の操作量に応じた動作速度よりも減速される。

【0115】

図８に示されるように、接続点４ｂ２が作業機３の最大高さ位置となり減速領域から停止領域に達した場合、第１ブーム３ａａの上げ動作、第２ブーム３ａｂのダンプ動作およびアーム３ｂの掘削動作の各々が停止される。具体的には第１ブームシリンダ４ａａの伸び動作、第２ブームシリンダ４ａｂの伸び動作およびアームシリンダ４ｂの伸び動作が停止される。

【0116】

一方、接続点４ｂ２が作業機３の最大高さ位置となり減速領域から停止領域に達した場合でも、アーム３ｂのダンプ動作については操作装置１１の操作量に応じた動作が可能である。具体的にはアームシリンダ４ｂの縮み動作は操作装置１１の操作量に応じて実行される。

【0117】

ただしアーム３ｂのダンプ動作であっても接続点４ｂ２、接続点４ｃ１およびアームトップピン５ｃのいずれかが減速領域内に位置する場合には、アーム３ｂのダンプ動作は操作装置１１の操作量に応じた動作速度よりも減速される。具体的にはアームシリンダ４ｂの縮み動作は操作装置１１の操作量に応じた動作速度よりも減速される。

【0118】

また接続点４ｂ２が作業機３の最大高さ位置となり通常領域から減速領域に達した場合、第１ブーム３ａａの上げ動作、第２ブーム３ａｂのダンプ動作およびアーム３ｂの掘削動作の各々が操作装置１１の操作量に応じた動作速度よりも減速される。具体的には第１ブームシリンダ４ａａの伸び動作、第２ブームシリンダ４ａｂの伸び動作およびアームシリンダ４ｂの伸び動作は操作装置１１の操作量に応じた動作速度よりも減速される。

【0119】

一方、接続点４ｂ２が作業機３の最大高さ位置となり通常領域から減速領域に達した場合でも、アーム３ｂのダンプ動作については操作装置１１の操作量に応じた動作が可能である。具体的にはアームシリンダ４ｂの縮み動作は操作装置１１の操作量に応じて実行される。

【0120】

ただしアーム３ｂのダンプ動作により接続点４ｃ１が通常領域から減速領域に達した場合にはアーム３ｂのダンプ動作は操作装置１１の操作量に応じた動作速度よりも減速される。具体的にはアームシリンダ４ｂの縮み動作は操作装置１１の操作量に応じた動作速度よりも減速される。

【0121】

図９に示されるように、接続点４ｂ１が作業機３の最大高さ位置となり減速領域から停止領域に達した場合、第１ブーム３ａａの上げ動作および第２ブーム３ａｂのダンプ動作の各々が停止される。具体的には第１ブームシリンダ４ａａの伸び動作および第２ブームシリンダ４ａｂの伸び動作が停止される。

【0122】

一方、接続点４ｂ１が作業機３の最大高さ位置となり減速領域から停止領域に達した場合でも、アーム３ｂの掘削動作およびダンプ動作については操作装置１１（図２）の操作量に応じた動作が可能である。具体的にはアームシリンダ４ｂの伸び動作および縮み動作は操作装置１１の操作量に応じて実行される。

【0123】

ただしアームトップピン５ｃ、接続点４ｃ１および接続点４ｂ２のいずれかが減速領域内に位置する場合には、アーム３ｂのダンプ動作は操作装置１１の操作量に応じた動作速度よりも減速される。具体的にはアームシリンダ４ｂの縮み動作は操作装置１１の操作量に応じた動作速度よりも減速される。

【0124】

またアーム３ｂの掘削動作であっても接続点４ｂ２のＸ軸方向の位置と第２ブームトップピン５ｂのＸ軸方向の位置とを比較したときに、接続点４ｂ２が第２ブームトップピン５ｂよりも後側（図９に示すような状態）にある場合であって、アームトップピン５ｃ、接続点４ｃ１および接続点４ｂ２のいずれかが減速領域内に位置する場合には、アーム３ｂの掘削動作は操作装置１１の操作量に応じた動作速度よりも減速される。具体的にはアームシリンダ４ｂの伸び動作は操作装置１１の操作量に応じた動作速度よりも減速される。

【0125】

なお、アーム３ｂの掘削動作の際に接続点４ｂ２が減速領域内に位置する場合であっても、接続点４ｂ２のＸ軸方向の位置と第２ブームトップピン５ｂのＸ軸方向の位置とを比較したときに接続点４ｂ２が第２ブームトップピン５ｂよりも前側にあるときには、アーム３ｂの掘削動作によって接続点４ｂ２は下方に移動するため、アーム３ｂの掘削動作は減速されない。つまり、アーム３ｂの姿勢が、アーム３ｂの掘削動作によって接続点４ｂ２が高くなるような姿勢にならないのであれば、作業機３に不要な動作制限をかけないようにする。

【0126】

またアーム３ｂの掘削動作およびダンプ動作により接続点４ｃ１または接続点４ｂ２が減速領域から停止領域に達した場合にはアーム３ｂの掘削動作およびダンプ動作は停止される。具体的にはアームシリンダ４ｂの伸び動作および縮み動作が停止される。

【0127】

また接続点４ｂ１が作業機３の最大高さ位置となり通常領域から減速領域に達した場合、第１ブーム３ａａの上げ動作および第２ブーム３ａｂのダンプ動作の各々が操作装置１１の操作量に応じた動作速度よりも減速される。具体的には第１ブームシリンダ４ａａの伸び動作および第２ブームシリンダ４ａｂの伸び動作は操作装置１１の操作量に応じた動作速度よりも減速される。

【0128】

一方、接続点４ｂ１が作業機３の最大高さ位置となり通常領域から減速領域に達した場合でも、アーム３ｂの掘削動作およびダンプ動作については操作装置１１の操作量に応じた動作が可能である。具体的にはアームシリンダ４ｂの伸び動作および縮み動作は操作装置１１の操作量に応じて実行される。

【0129】

ただしアーム３ｂのダンプ動作または掘削動作により接続点４ｃ１または接続点４ｂ２が通常領域から減速領域に達した場合にはアーム３ｂのダンプ動作または掘削動作は操作装置１１の操作量に応じた動作速度よりも減速される。具体的にはアームシリンダ４ｂの伸び動作および縮み動作は操作装置１１の操作量に応じた動作速度よりも減速される。

【0130】

図１０に示されるように、第１ブームトップピン５ｄが作業機３の最大高さ位置となり減速領域から停止領域に達した場合、第１ブーム３ａａの上げ動作が停止される。具体的には第１ブームシリンダ４ａａの伸び動作が停止される。

【0131】

一方、第２ブーム３ａｂのダンプ動作、アーム３ｂのダンプ動作については操作装置１１の操作量に応じた動作が可能である。具体的には第２ブームシリンダ４ａｂの伸び動作、アームシリンダ４ｂの縮み動作は操作装置１１の操作量に応じて実行される。

【0132】

またアーム３ｂの掘削動作において接続点４ｂ２のＸ軸方向の位置と第２ブームトップピン５ｂのＸ軸方向の位置とを比較したときに、接続点４ｂ２が第２ブームトップピン５ｂよりも後側（図１０に示すような状態）にある場合であって、アームトップピン５ｃ、接続点４ｃ１および接続点４ｂ２のいずれかが減速領域内に位置する場合には、アーム３ｂの掘削動作は操作装置１１の操作量に応じた動作速度よりも減速される。具体的にはアームシリンダ４ｂの伸び動作は操作装置１１の操作量に応じた動作速度よりも減速される。

【0133】

なお、アーム３ｂの掘削動作の際に接続点４ｂ２が減速領域内に位置する場合であっても、接続点４ｂ２のＸ軸方向の位置と第２ブームトップピン５ｂのＸ軸方向の位置とを比較したときに接続点４ｂ２が第２ブームトップピン５ｂよりも前側にあるときには、アーム３ｂの掘削動作によって接続点４ｂ２は下方に移動するため、アーム３ｂの掘削動作は減速されない。つまり、アーム３ｂの姿勢が、アーム３ｂの掘削動作によって接続点４ｂ２が高くなるような姿勢にならないのであれば、作業機３に不要な動作制限をかけないようにする。

【0134】

また第２ブーム３ａｂのダンプ動作により接続点４ｂ１が減速領域から停止領域に達した場合には第２ブーム３ａｂのダンプ動作は停止される。具体的には第２ブームシリンダ４ａｂの伸び動作が停止される。

【0135】

また第１ブームトップピン５ｄが作業機３の最大高さ位置となり通常領域から減速領域に達した場合、第１ブーム３ａａの上げ動作が操作装置１１の操作量に応じた動作速度よりも減速される。具体的には第１ブームシリンダ４ａａの伸び動作は操作装置１１の操作量に応じた動作速度よりも減速される。

【0136】

一方、第２ブーム３ａｂのダンプ動作、アーム３ｂの掘削動作およびダンプ動作については操作装置１１の操作量に応じた動作が可能である。具体的には第２ブームシリンダ４ａｂの伸び動作、アームシリンダ４ｂの伸び動作および縮み動作は操作装置１１の操作量に応じて実行される。

【0137】

ただし第２ブーム３ａｂのダンプ動作により接続点４ｂ１が通常領域から減速領域に達した場合には、第２ブーム３ａｂのダンプ動作は操作装置１１の操作量に応じた動作速度よりも減速される。具体的には第２ブームシリンダ４ａｂの伸び動作は操作装置１１の操作量に応じた動作速度よりも減速される。

【0138】

上記のように図７に示されるように、コントローラ５０は、接続点４ｃ１が制限高さＨ１またはＨ２に達し、他の点（接続点４ｂ１、４ｂ２、第２ブームトップピン５ｂ、アームトップピン５ｃおよび第１ブームトップピン５ｄ）が接続点４ｃ１より低い位置にあると判断した場合、第１ブームシリンダ４ａａの伸び動作、第２ブームシリンダ４ａｂの伸び動作、さらには、所定の条件が成立している場合、アームシリンダ４ｂの縮み動作とについて動作を制限（停止または減速）する動作制限信号を出力する。

【0139】

また図８に示されるように、コントローラ５０は、接続点４ｂ２が制限高さＨ１またはＨ２に達し、他の点（接続点４ｃ１、４ｂ１、第２ブームトップピン５ｂ、アームトップピン５ｃおよび第１ブームトップピン５ｄ）が接続点４ｂ２より低い位置にあると判断した場合、第１ブームシリンダ４ａａの伸び動作、第２ブームシリンダ４ａｂの伸び動作、さらには、所定の条件が成立している場合、アームシリンダ４ｂの伸び動作とについて動作を制限（停止または減速）する動作制限信号を出力する。

【0140】

＜作用効果＞
次に、本実施形態の作用効果について説明する。

【0141】

本実施形態においては図３に示されるように、コントローラ５０は、アーム３ｂの上面側に位置する接続点４ｂ２、４ｃ１の高さ位置のいずれかが制限高さＨ１、Ｈ２に達したと判定した場合、油圧シリンダ４ａａ、４ａｂ、４ｂのいずれかの動作を制限する動作制限信号を出力する。このようにアーム３ｂの２つの接続点４ｂ２、４ｃ１の高さ位置に基づいて油圧シリンダ４ａａ、４ａｂ、４ｂの動作を制限するため、アーム３ｂの姿勢が変化しても、作業機３が上方の障害物と干渉することを抑制することが可能となる。

【0142】

なお２つの接続点４ｂ２、４ｃ１の各々は、アーム３ｂとブーム３ａ（第２ブーム３ａｂ）との接続部（第２ブームトップピン５ｂ）とは異なる点である。

【0143】

また本実施形態では図８に示されるように、コントローラ５０は、接続点４ｂ２が作業機３の最大高さ位置となり制限高さＨ１またはＨ２に達したと判断した場合、第１ブームシリンダ４ａａの伸び動作、第２ブームシリンダ４ａｂの伸び動作、所定の条件が成立している場合、アームシリンダ４ｂの伸び動作とについて動作を制限する。これにより作業機３が上方の障害物と干渉することを抑制することが可能となる。

【0144】

また本実施形態では図７に示されるように、コントローラ５０は、接続点４ｃ１が作業機３の最大高さ位置となり制限高さＨ１またはＨ２に達したと判断した場合、第１ブームシリンダ４ａａの伸び動作、第２ブームシリンダ４ａｂの伸び動作、所定の条件が成立している場合、アームシリンダ４ｂの縮み動作とについて動作を制限する。これにより作業機３が上方の障害物と干渉することを抑制することが可能となる。

【0145】

また本実施形態では図７および図８に示されるように、コントローラ５０の作業機駆動制御部５０ｄが出力する動作制限信号は、油圧シリンダ４ａａ、４ａｂ、４ｂの各々の駆動を減速または停止させるよう制御する信号である。これにより接続点４ｂ２、４ｃ１の高さ位置のいずれかが制限高さＨ１、Ｈ２に達した場合、作業機３の一部の駆動が停止または減速される。このため、作業機３が上方の障害物と干渉することを抑制することが可能となる。

【0146】

仮に作業機３の最大高さ位置が停止領域に達したときに、作業機３の動作が減速することなく急激に停止すると、作業機３の先端に取り付けられた作業具３ｃの動きが不安定になったり、オペレータが慌てるおそれがある。

【0147】

そこで本実施形態においては図１に示されるように、作業機３の最大高さ位置が停止領域に達する前に減速領域に侵入するように減速領域が設定されている。この減速領域においては、作業機３の動作速度が操作装置１１の操作量に応じた動作速度よりも減速される。これにより作業機３が急激に停止することによる作業具の不安定な動きが抑制できるとともに、オペレータを慌てさせることもない。

【0148】

また本実施形態では図７および図８に示されるように、コントローラ５０が動作制限信号を出力した場合、警告出力部１８は警告情報を発する。これによりオペレータなどは、作業機３が上空の障害物に干渉しそうな状態であることを知ることができる。

【0149】

また本実施形態では図３に示されるように、作業機３が所定の姿勢にある状態でオペレータが入力装置１７を操作することにより、制限高さ設定部５０ｇが作業機３の所定の姿勢に基づいて制限高さＨ１、Ｈ２を設定してもよい。これにより上空の障害物の高さを測定することなく、制限高さＨ１、Ｈ２を簡易に設定することが可能となる。

【0150】

また本実施形態では図１に示されるように、接続点４ｂ１、４ｂ２、４ｃ１、第２ブームトップピン５ｂ、アームトップピン５ｃおよび第１ブームトップピン５ｄの６点（複数点）で作業機３の高さを監視している。これにより作業機３と上空の障害物との干渉を適切に回避することができる。

【0151】

また本実施形態では図６～図１０に示されるように、作業機３の最大高さ位置が停止領域に達しても、作業機３の最大高さ位置が停止領域を超えないような作業機３の動作を限定して許容する。これにより作業機３が上空の障害物と干渉することを避けながらも、作業機３の動作を実行することが可能となる。

【0152】

（実施形態２）
次に、実施形態２における作業機械１００Ａとして、ブームが１つのみの作業機３を有する作業機械１００Ａを例に挙げて図１１を用いて説明する。

【0153】

図１１は、本開示の実施形態２における作業機械の構成を概略的に示す図である。図１１に示されるように、本実施形態の作業機械１００Ａは、走行体１と、旋回体２と、作業機３とを主に有する。作業機３は、ブーム３ａ（第１リンク部）と、アーム３ｂ（第２リンク部）と、作業具３ｃと、作業具リンク３ｄとを有する。作業機３は、ブームシリンダ４ａ（第１アクチュエータ）と、アームシリンダ４ｂ（第２アクチュエータ）と、作業具シリンダ４ｃ（第３アクチュエータ）とをさらに有する。

【0154】

ブーム３ａは、単一のブームよりなっており複数のブームに分離していない。ブーム３ａは、ブームフートピン５ａにより車両本体（走行体１および旋回体２）に回動可能に接続されている。アーム３ｂは、第２ブームトップピン５ｂによりブーム３ａの先端部に回動可能に接続されている。作業具３ｃは、アームトップピン５ｃによりアーム３ｂの先端部に回動可能に接続されている。

【0155】

ブーム３ａは、ブームシリンダ４ａにより車両本体に対して駆動可能である。アーム３ｂは、アームシリンダ４ｂによりブーム３ａに対して駆動可能である。アームシリンダ４ｂの一方端は、接続点４ｂ１でブーム３ａに回動可能に接続されている。アームシリンダ４ｂの他方端は、接続点４ｂ２（第１点）でアーム３ｂに回動可能に接続されている。

【0156】

接続点４ｂ１は、ブーム３ａの上面側に位置する。ブーム３ａの上面側とは、ブームフートピン５ａとブームトップピン５ｂとを繋ぐ仮想の直線Ｌ２ａに対してブーム３ａのダンプ側を意味する。接続点４ｂ２は、アーム３ｂの上面側に位置する。アーム３ｂの上面側とは、ブームトップピン５ｂとアームトップピン５ｃとを繋ぐ仮想の直線Ｌ３に対してアーム３ｂのダンプ側を意味する。

【0157】

作業具３ｃは、作業具シリンダ４ｃによりアーム３ｂに対して駆動可能である。作業具シリンダ４ｃの一方端は、接続点４ｃ１（第２点）でアーム３ｂに回動可能に接続されている。作業具シリンダ４ｃの他方端は、作業具シリンダトップピン４ｃ２で作業具リンク３ｄに回動可能に接続されている。接続点４ｃ１および作業具シリンダトップピン４ｃ２の各々は、アーム３ｂの上面側に位置する。

【0158】

作業具３ｃは、たとえばバケットである。
なお上記以外の本実施形態の構成は実施形態１の構成とほぼ同じであるため同一の要素については同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。

【0159】

本実施形態における動作制限の制御に関して、本実施形態における接続点４ｂ１、４ｂ２、４ｃ１、ブームトップピン５ｂおよびアームトップピン５ｃのそれぞれは、図１に示す実施形態１における接続点４ｂ１、４ｂ２、４ｃ１、第２ブームトップピン５ｂおよびアームトップピン５ｃに対応する。

【0160】

図５に示されるように、本実施形態では実施形態１と同様に、姿勢検出センサ２０により検出された姿勢情報に基づいて作業機３の各部の角度情報が取得される（ステップＳ１）。その角度情報などに基づいて、接続点４ｂ１、４ｂ２、４ｃ１、ブームトップピン５ｂおよびアームトップピン５ｃの各点の座標が算出される（ステップＳ２）。この後、各点４ｂ１、４ｂ２、４ｃ１、５ｂ、５ｃにおける制限高さＨ１、Ｈ２までの距離が算出される（ステップＳ３）。

【0161】

この後、各点４ｂ１、４ｂ２、４ｃ１、５ｂ、５ｃのうち最大高さとなる点（最大高さ位置）と制限高さとの距離に基づいて、最大高さ位置が通常領域、減速領域、停止領域のいずれの領域に位置するかが判定される（ステップＳ４）。最大高さ位置が通常領域に位置する場合には、ブームＥＰＣ弁およびアームＥＰＣ弁の全てが最大出力となるように制御される（ステップＳ５）。また最大高さ位置が減速領域または停止領域に位置する場合には、ブーム３ａおよびアーム３ｂのいずれかの動作が制限（減速または停止）されるよう制御される（ステップＳ６）。

【0162】

具体的には本実施形態におけるアームトップピン５ｃが作業機３の最大高さ位置となる場合には、図６に示すように作業機３の動作制限が行われる。また本実施形態における接続点４ｃ１が作業機３の最大高さ位置となる場合には、図７に示すように作業機３の動作制限が行われる。また本実施形態における接続点４ｂ２が作業機３の最大高さ位置となる場合には、図８に示すように作業機３の動作制限が行われる。また本実施形態における接続点４ｂ１が作業機３の最大高さ位置となる場合には、図９に示すように作業機３の動作制限が行われる。

【0163】

本実施形態においても、コントローラ５０は、アーム３ｂの上面側に位置する接続点４ｂ２、４ｃ１の高さ位置のいずれかが制限高さＨ１、Ｈ２に達したと判定した場合、油圧シリンダ４ａａ、４ａｂ、４ｂのいずれかの動作を制限する動作制限信号を出力する。このため実施形態１と同様、アーム３ｂの姿勢が変化しても、作業機３と上方の障害物との干渉を抑制することが可能となる。

【0164】

（実施形態３）
次に、実施形態３における作業機械として、図１に示された作業機械１００からアーム３ｂが省略されたアームレスかつセパレートブームの作業機を有する作業機械について図１を用いて説明する。

【0165】

図１に示されるように、本実施形態においてはアームが省略されるため、第２ブーム３ａｂの先端に作業具３ｃが回動可能に接続される。またアームシリンダ４ｂの他方端が作業具リンク３ｄを介在して作業具３ｃに接続される。

【0166】

なお上記以外の本実施形態の構成は実施形態１の構成とほぼ同じであるため同一の要素については同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。

【0167】

図５に示されるように、本実施形態における作業機械１００の制御方法では、実施形態１と同様に、姿勢検出センサ２０により検出された姿勢情報に基づいて作業機３の各部の角度情報が取得される（ステップＳ１）。その角度情報などに基づいて、接続点４ｂ１、第２ブームトップピン５ｂおよび第１ブームトップピン５ｄの各点の座標が算出される（ステップＳ２）。この後、各点４ｂ１、５ｂ、５ｃにおける制限高さＨ１、Ｈ２までの距離が算出される（ステップＳ３）。

【0168】

この後、各点４ｂ１、５ｂ、５ｃのうち最大高さ位置と制限高さとの距離に基づいて、最大高さ位置が通常領域、減速領域、停止領域のいずれの領域に位置するかが判定される（ステップＳ４）。最大高さ位置が通常領域に位置する場合には、第１ブームＥＰＣ弁および第２ブームＥＰＣ弁の全てが最大出力となるように制御される（ステップＳ５）。また最大高さ位置が減速領域または停止領域に位置する場合には、第１ブーム３ａａおよび第２ブーム３ａｂのいずれかの動作が制限（減速または停止）されるよう制御される（ステップＳ６）。

【0169】

具体的には、第２ブームトップピン５ｂが作業機３の最大高さ位置となり減速領域から停止領域に達した場合、第１ブーム３ａａの上げ動作および第２ブーム３ａｂのダンプ動作の各々が停止される。一方、第２ブームトップピン５ｂが作業機３の最大高さ位置となり減速領域から停止領域に達した場合でも、第２ブーム３ａｂの掘削動作については操作装置１１の操作量に応じた動作が可能である。

【0170】

また第２ブームトップピン５ｂが作業機３の最大高さ位置となり通常領域から減速領域に達した場合、第１ブーム３ａａの上げ動作および第２ブーム３ａｂのダンプ動作の各々が操作装置１１の操作量に応じた動作速度よりも減速される。一方、第２ブームトップピン５ｂが作業機３の最大高さ位置となり通常領域から減速領域に達した場合でも、第２ブーム３ａｂの掘削動作については操作装置１１の操作量に応じた動作が可能である。

【0171】

また接続点４ｂ１が作業機３の最大高さ位置となり減速領域から停止領域に達した場合、第１ブーム３ａａの上げ動作および第２ブーム３ａｂのダンプ動作の各々が停止される。一方、接続点４ｂ１が作業機３の最大高さ位置となり減速領域から停止領域に達した場合でも、第２ブーム３ａｂの掘削動作については操作装置１１（図２）の操作量に応じた動作が可能である。

【0172】

また接続点４ｂ１が作業機３の最大高さ位置となり通常領域から減速領域に達した場合、第１ブーム３ａａの上げ動作および第２ブーム３ａｂのダンプ動作の各々が操作装置１１の操作量に応じた動作速度よりも減速される。一方、接続点４ｂ１が作業機３の最大高さ位置となり通常領域から減速領域に達した場合でも、第２ブーム３ａｂの掘削動作については操作装置１１（図２）の操作量に応じた動作が可能である。

【0173】

また第１ブームトップピン５ｄが作業機３の最大高さ位置となり減速領域から停止領域に達した場合、第１ブーム３ａａの上げ動作および第２ブーム３ａｂのダンプ動作の各々が停止される。一方、第１ブームトップピン５ｄが作業機３の最大高さ位置となり減速領域から停止領域に達した場合でも、第２ブーム３ａｂの掘削動作については操作装置１１の操作量に応じた動作が可能である。

【0174】

また第１ブームトップピン５ｄが作業機３の最大高さ位置となり通常領域から減速領域に達した場合、第１ブーム３ａａの上げ動作および第２ブーム３ａｂのダンプ動作の各々が操作装置１１の操作量に応じた動作速度よりも減速される。一方、第１ブームトップピン５ｄが作業機３の最大高さ位置となり通常領域から減速領域に達した場合でも、第２ブーム３ａｂの掘削動作については操作装置１１の操作量に応じた動作が可能である。

【0175】

本実施の形態においては、第２ブームトップピン５ｂおよび接続点４ｂ１を含む第２ブーム３ａｂの複数の箇所の高さ位置のいずれかが制限高さＨ１、Ｈ２に達したと判定された場合、油圧シリンダ４ａａ、４ａｂのいずれかの動作が制限される。このため第２ブーム３ａｂの姿勢が変化しても、作業機３と上方の障害物との干渉を抑制することが可能となる。

【0176】

（その他）
上記実施形態１～３においては、作業機３の動作制限がＥＰＣ弁１５の制御により行われているが、ＰＰＣロックによる作業機３の停止により行われてもよい。以下、そのことについて図１２を用いて説明する。

【0177】

図１２は、ＰＰＣロックによる作業機３の停止制御を行なう場合における図２のコントローラ内の機能ブロックとＰＰＣロックレバーとを示す図である。図１２に示されるように、作業機３の最大高さ位置が停止領域に達した場合、ＰＰＣロックにより作業機３が停止制御されてもよい。そのことを以下に説明する。

【0178】

図１１に示すような作業機械１００Ａにおいては、運転室２ａの運転席２ｂ（図１）に着座したオペレータが第１操作レバー１１Ｒおよび第２操作レバー１１Ｌ（図２）を操作することによって、ブーム３ａ、アーム３ｂおよび作業具３ｃが動作する。この際、ブーム３ａ、アーム３ｂおよび作業具３ｃがオペレータの意に反して動作しないように、運転室２ａ内にはＰＰＣロックレバー６３（図１２）が設けられている。

【0179】

図１２に示されるように、ＰＰＣロックレバー６３はロック位置とフリー位置との間で切替動作する。ＰＰＣロックレバー６３がロック位置に切替操作された場合、ロックスイッチ６４は、ＰＰＣロックレバー６３がロック位置に操作されたことを示すロック検出信号を出力する。ポンプコントローラ６５はロックスイッチ６４から送信されたロック検出信号を受信すると、ＰＰＣ停止リレー６１を通じてＰＰＣロック弁６２を閉じるよう制御する。これによりブーム３ａ、アーム３ｂおよび作業具３ｃの各々の動作を停止させることができる。

【0180】

一方、ＰＰＣロックレバー６３がフリー位置に操作された場合、ロックスイッチ６４はＰＰＣロックレバー６３がフリー位置に操作されたことを示すフリー検出信号を出力する。ポンプコントローラ６５はロックスイッチ６４から送信されたフリー検出信号を受信すると、ＰＰＣ停止リレー６１を通じてＰＰＣロック弁６２を開くよう制御する。これによりブーム３ａ、アーム３ｂおよび作業具３ｃの各々を操作装置１１で自在に操作することができる。

【0181】

作業機３の最大高さが制限高さＨ１（停止領域）に達した場合、コントローラ５０の作業機駆動制御部５０ｄが、ＰＰＣ停止リレー６１にブーム３ａ、アーム３ｂおよび作業具３ｃの各々の動作を停止する信号を出力する。これにより作業機３の最大高さ位置が停止領域に達した場合、ＰＰＣロックにより作業機３を停止制御することができる。

【0182】

このように作業機３が制限高さＨ１に達したときにＰＰＣロックにより作業機３の動作を停止することにより、作業機３の動作制限のためにＥＰＣ弁を制御する場合よりも簡易な構成で動作制限を実現することができる。またこの場合、作業機３の一部が停止前に減速されない。このため作業機３が急激に停止することにより衝撃が生じる場合も考えられる。しかしながら作業機３の最大高さ位置が減速領域に入った時点で警告出力部１８でオペレータに警告することにより、作業機３の急激な停止による衝撃を避けることが可能である。

【0183】

図２および図３に示されるコントローラ５０は、たとえばプロセッサであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）であってもよい。コントローラ５０は、作業機械１００、１００Ａに搭載されていてもよく、作業機械１００、１００Ａの外部に離れて配置されていてもよい。コントローラ５０が作業機械１００の外部に離れて配置されている場合、コントローラ５０は、姿勢検出センサ２０、圧力センサ１４、ＥＰＣ弁１５、入力装置１７、警告出力部１８などと無線により接続されていてもよい。

【0184】

また作業機械１００、１００Ａは遠隔操作されてもよい。この場合、作業機械１００、１００Ａの遠隔地に、操作レバーを含む操作装置が配置される。作業機械１００、１００Ａは、遠隔地に配置された操作装置から出力された操作指令を無線で受信することにより操作される。

【0185】

図１、図４および図１１に示される油圧シリンダ４ａ、４ａａ、４ａｂ、４ｂ、４ｃの各々は、油圧シリンダのボトム側とトップ側とが図に示された状態とは逆向きに装着されていてもよい。

【0186】

今回開示された実施形態はすべ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。本発明の範囲は上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0187】

１ 走行体、１ａ 履帯装置、２ 旋回体、２ａ 運転室、２ｂ 運転席、２ｃ エンジンルーム、２ｄ カウンタウェイト、３ 作業機、３ａ ブーム、３ａａ 第１ブーム、３ａｂ 第２ブーム、３ｂ アーム、３ｃ 作業具、３ｄ 作業具リンク、３ｄａ 第１部材、３ｄｂ 第２部材、４ａ１，４ａ２，４ｂ１，４ｂ２，４ｃ１ 接続点、４ａ ブームシリンダ、４ａａ 第１ブームシリンダ、４ａｂ 第２ブームシリンダ、４ｂ アームシリンダ、４ｃ 作業具シリンダ、４ｃ２ 作業具シリンダトップピン、５ａ ブームフートピン、５ｂ 第２ブームトップピン、５ｂ ブームトップピン、５ｃ アームトップピン、５ｄ 第１ブームトップピン、１１ 操作装置、１１Ｌ 第２操作レバー、１１Ｒ 第１操作レバー、１２ メインポンプ、１４ 圧力センサ、１５，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ ＥＰＣ弁、１６ 方向制御弁、１７ 入力装置、１８ 警告出力部、１９ パイロット油路、２０ 姿勢検出センサ、３０ リンク部材、４０ 油圧シリンダ、５０ コントローラ、５０ａ 姿勢検出部、５０ｂ 距離算出部、５０ｃ 最大高さ位置判定部、５０ｄ 作業機駆動制御部、５０ｅ 警告制御部、５０ｆ 記憶部、５０ｇ 制限高さ設定部、６０ リンク部動作制御ユニット、６１ 停止リレー、６２ ロック弁、６３ ロックレバー、６４ ロックスイッチ、６５ ポンプコントローラ、１００，１００Ａ 作業機械、２００ 制御システム、Ａ３，ＲＷＡ，ＲＷＣ，Ｒｃａ，Ｒｃｂ，Ｒｃｃ 寸法、ＢＭａｎｇ，Ｋｃａ，Ｋｃｂ，Ｋｃｃ，ＭＤａｎｇ，ＴＰａｎｇ，ｆｃａ，ｆｃｂ，ｆｃｃ，ｆｗｋａ，ｆｗｋｃ 角度、ＧＬ グランドライン、ＨＬ 水平線、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ２ａ，Ｌ３，Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃ 直線。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】