JP2000186349A

JP2000186349A - 自動運転建設機械

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Publication number: JP2000186349A
Application number: JP10365456A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Nagano; 好幸永野; Toru Kurenuma; 榑沼　　透; Hideto Ishibashi; 英人石橋; Akira Hashimoto; 昭橋本; Hajime Yasuda; 元安田
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 1998-12-22
Filing date: 1998-12-22
Publication date: 2000-07-04
Anticipated expiration: 2018-12-22
Also published as: JP4034898B2

Abstract

(57)【要約】【課題】自動運転建設機械を異常状態に応じて最適な
対応動作を行わせること。【解決手段】建設機械と、この建設機械の異常状態を
検出して当該建設機械に備えられるモニタ用パネル８５
に表示する警報手段と、教示された一連の動作を再生操
作により前記建設機械に繰り返し行わせる自動運転制御
手段６，９，１１１〜１１４，８１とを備える自動運転
建設機械において、自動運転時、前記モニタ用パネルに
入力される警報信号を取り込んで前記建設機械に異常時
対応動作を行わせる異常時対応処理手段６４，６６，６
８，６９，８４，８７を設けたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動運転ショベル
等の自動運転建設機械に係わり、特に、自動運転建設機
械の異常を検出したときに、自動運転建設機械に自動的
に対処動作を行わせる機能を備えた自動運転建設機械に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、建設機械の代表例として油圧ショ
ベルが知られているが、近年、油圧ショベルによる掘削
から放土までの一連の単調な繰り返し作業を行う場合に
は、自動運転ショベルによってその作業を行わせること
が考えられている。例えば、特開平９−１９５３２１号
公報には、油圧ショベルに教示した動作を再生させて繰
り返し行わせ、油圧ショベルに掘削から放土までの一連
の作業を自動的に行わせる技術が開示されている。この
公知技術では、油圧ショベルを利用して砕石作業等を行
う際に、ブルドーザ、油圧ショベル、砕石クラッシヤを
直列的に配置し、油圧ショベルによってブルドーザが寄
せ集めた土砂を積み込み、旋回させて砕石用クラッシヤ
のホッパ上でバケットダンプ、アームダンプ、ブーム上
げを行って放土させ、放土した土砂を砕石用クラッシャ
によって破砕して砕石を得、再び旋回して土砂を積み込
むという作業を繰り返し行わせている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、通常、油圧
ショベルは幾つかのセンサを搭載し、油圧ショベル本体
の異常を常に監視しており、例えば、作動油量やエンジ
ンオイル量等を監視し、これらに異常が発生した場合
は、油圧ショベルの運転室内に設置してあるモニタ用パ
ネル上の警告ランプや警報ブザーによって警報し、運転
室内のオペレータに油圧ショベルの異常状態を知らせる
ようになっている。オペレータがモニタ用パネルで何か
異常を認識した場合には、速やかに油圧ショベルを安全
な状態に移し、異常を取り除く作業が行われている。例
えば、作動油レベルに異常があった場合には、オペレー
タは油圧ショベルを安全な姿勢に移してエンジン停止
し、作動油を適正量になるまで追加している。

【０００４】ところが、自動運転ショベルでは、教示操
作や教示点を確認するための確認運転をする時以外は、
オペレータは運転室に乗り込まない状態で自動運転され
ているため、モニタ用パネルに警報状態が表示されても
感知されずに、そのまま作業が続行されてしまうことが
ある。例えば、作動油漏れを起こしているような状態
で、自動運転ショベルをそのまま作業させると、ショベ
ル油圧系に影響を与えるだけでなく、油を周囲に撒き散
らすことにより環境に対して多大な被害を与える恐れが
ある。

【０００５】また、異常が発生して、自動運転ショベル
が自動運転途中の不安定な姿勢で停止し、オペレータが
ショベルに搭乗して何らかの処置を行うのを待つ場合が
あるが、このような場合、オペレータはショベルの不安
定な姿勢状態で搭乗しなければならず危険を伴う。この
ため、油圧ショベルに異常が発生した場合は、例えば、
バケットを接地した姿勢等、安定した姿勢で待機させる
必要である。

【０００６】また、異常が発生した場合、自動運転ショ
ベルのエンジンを稼動状態からいきなり停止にするとエ
ンジンに負担がかかり、逆にエンジンを作業状態のまま
にしておくと無駄に燃料を消費してしまうことになる。
従って、ショベルに異常が発生した場合は、エンジン回
転をアイドルにした状態で待機させることが望まれる。

【０００７】しかし、実際には、異常状態によっては、
安定な姿勢をとらせたり、エンジンをアイドル状態で待
機させることができない場合がある。

【０００８】本発明の目的は、これらの種々の問題点に
鑑みて、自動運転建設機械の建設機械本体の異常を検出
したときは、異常状態に応じて自動的に最適な対応動作
を行わせることのできる自動運転建設機械を提供するこ
とにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するために、次のような手段を採用した。

【００１０】建設機械と、この建設機械の異常状態を検
出して当該建設機械に備えられるモニタ用パネルに表示
する警報手段と、教示された一連の動作を再生操作によ
り前記建設機械に繰り返し行わせる自動運転制御手段と
を備える自動運転建設機械において、自動運転時、前記
モニタ用パネルに入力される警報信号を取り込んで前記
建設機械に異常時対応動作を行わせる異常時対応処理手
段を設けたことを特徴とする。

【００１１】また、請求項１に記載の自動運転建設機械
において、前記異常時対応処理手段は、前記建設機械の
自動運転を停止させることを特徴とする。

【００１２】また、請求項２に記載の自動運転建設機械
において、前記自動運転の停止後にエンジン回転数をア
イドル状態にすることを特徴とする。

【００１３】また、請求項２において、前記自動運転の
停止後にエンジンを停止することを特徴とする。

【００１４】また、請求項２に記載の自動運転建設機械
において、前記自動運転の停止後に待機姿勢をとらせる
ことを特徴とする。

【００１５】また、請求項５に記載の自動運転建設機械
において、前記待機姿勢をとらせた後にエンジン回転数
をアイドル状態にすることを特徴とする。

【００１６】また、請求項５に記載の自動運転建設機械
において、待機姿勢をとらせた後にエンジンを停止する
ことを特徴とする。

【００１７】また、請求項１に記載の自動運転建設機械
において、前記異常時対応処理手段は、前記警報信号と
して作動油レベル異常信号を取り込んだ時、前記建設機
械に、自動運転を停止させ、エンジンを停止させること
を特徴とする。

【００１８】また、請求項１に記載の自動運転建設機械
において、前記異常時対応処理手段は、前記警報信号と
してエンジンオーバーヒート信号を取り込んだ時、前記
建設機械に、自動運転を停止させ、エンジンを停止させ
ることを特徴とする。

【００１９】また、請求項１に記載の自動運転建設機械
において、前記異常時対応処理手段は、前記警報信号と
してエンジンオイル圧力異常信号を取り込んだ時、前記
建設機械に、自動運転を停止させ、エンジンを停止させ
ることを特徴とする。

【００２０】また、請求項１に記載の自動運転建設機械
において、前記異常時対応処理手段は、前記警報信号と
してエンジンオイルレベル異常信号を取り込んだ時、前
記建設機械に、自動運転を停止させ、エンジンを停止さ
せることを特徴とする。

【００２１】また、請求項１に記載の自動運転建設機械
において、前記異常時対応処理手段は、前記警報信号と
して燃料レベル異常信号を取り込んだ時、前記建設機械
に、自動運転を停止させ、エンジンをアイドル状態にさ
せることを特徴とする。

【００２２】また、請求項１に記載の自動運転建設機械
において、前記異常時対応処理手段は、前記警報信号と
して電源系の電圧レベル異常信号を取り込んだ時、前記
建設機械に、自動運転を停止させ、エンジンを停止させ
ることを特徴とする。

【００２３】また、請求項１に記載の自動運転建設機械
において、前記異常時対応処理手段は、前記警報信号と
してエアクリーナ目詰まり信号を取り込んだ時、前記建
設機械に、自動運転を停止させ、エンジンを停止させる
ことを特徴とする。

【００２４】また、請求項１に記載の自動運転建設機械
において、前記異常時対応処理手段は、前記警報信号と
してオイルフィルタ目詰まり信号を取り込んだ時、前記
建設機械に、自動運転を停止させ、エンジンを停止させ
ることを特徴とする。

【００２５】また、請求項１に記載の自動運転建設機械
において、前記異常時対応処理手段は、前記警報信号と
してエンジン冷却水異常信号を取り込んだ時、前記建設
機械に、自動運転を停止させ、エンジンを停止させるこ
とを特徴とする。

【００２６】また、請求項１に記載の自動運転建設機械
において、前記異常時対応処理手段は、前記警報信号と
して自動給脂装置異常信号を取り込んだ時、前記建設機
械を、自動運転を停止させ、待機位置に移動させて、エ
ンジンをアイドル状態にすることを特徴とする。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施形態を図
１から図７を用いて説明する。

【００２８】図２は、本実施形態に係わる自動運転建設
機械の一例として用いられる自動運転ショベルおよびそ
の作業形態の一例を示す側面図である。

【００２９】同図において、１はストックヤードに貯留
された土石を掘削して、後述するクラッシヤ３に放土す
る自動運転ショベル本体、２は図示されていないダンプ
トラック等によって運搬されてきた土砂等を貯留するス
トックヤード、３は自動運転ショベル本体１によって放
土された土石を破砕するクラッシヤ、４は破砕された砕
石を図示されていない運搬用ダンプトラックに積み込む
ホィールローダ、５は自動運転ショベル本体１の再生操
作を行うのに適した任意の場所に設置した操作ボックス
である。

【００３０】自動運転ショベル本体１は、走行体１０
と、走行体１０上に旋回可能に設けられた旋回体１１
と、旋回体１１に回動可能に設けられたブーム１２と、
ブーム１２の先端に回動可能に設けられたアーム１３
と、アーム１３の先端に回動可能に設けられたバケツト
１４と、ブーム１２，アーム１３，バケット１４とをそ
れぞれ回動動作させるためのシリンダ１５，１６，１７
と、自動運転ショベル本体１の動力であるエンジン８０
と、自動運転ショベル本体１の自動運転以外の機能を制
御する本体制御部８２と、自動運転を行うための各種の
制御を行う自動運転コントローラ６と、教示操作を行う
教示操作部９と、自動運転コントローラ６が各シリンダ
に送り込む油量を制御するための電磁制御弁８１と、操
作ボックス５との間で信号の送受信を行う無線機６１と
から構成されている。

【００３１】さらに、自動運転ショベル本体１には、旋
回体１１の旋回角を検出する角度センサ１１１、旋回体
１１とブーム１２との回動角を検出する角度センサ１１
２と、ブーム１２とアーム１３の回動角を検出する角度
センサ１１３と、アーム１３とバケツト１４の回動角を
検出する角度センサ１１４とが設けられている。

【００３２】また、クラッシヤ３は、走行体３０と、ホ
ッパ３１と、コンベア３２から構成されており、３３は
クラッシヤ３によって破砕された土石を示す。

【００３３】また、操作ボックス５は、非常停止ボタン
５２と、再生操作を行うための再生操作部５３と、自動
運転ショベル本体１のエンジン回転数を操作するための
エンジン操作部５４と自動運転ショベル本体１の無線機
６１との間で信号の送受信を行う無線機５１とを備え
る。

【００３４】図１は、図２に示す自動運転ショベル本体
１に搭載される車載装置７および操作ボックス５の構成
の概要を示すブロック図である。なお、図１において図
２に示す符号と同一符号は同一箇所を示す。

【００３５】同図において、５５は再生操作部５３、エ
ンジン操作部５４または非常停止釦５２からの指令をコ
マンドとして生成するコマンド生成部、５１はコマンド
生成部５５で生成された各種のコマンドを自動運転コン
トローラ６に伝送するための無線機である。エンジン操
作部５４は停止釦５４１、ＵＰ釦６４２、ＤＯＷＮ釦５
４３を備えており、再生操作部５３は起動釦５３１、停
止釦５３２を備えている。

【００３６】６は前記自動運転コントローラであり、こ
の中で、７０は教示操作部９からの操作により自動運転
ショベル本体１の現在位置を教示位置として後述する教
示位置格納部７１に格納する教示処理部、７１は教示処
理部７０によって再生時または待機位置移動時の教示デ
ータを格納する教示位置格納部、６５は再生動作の手順
を順次実行するための再生コマンドを格納する再生コマ
ンド格納部、６６は待機位置移動動作の手順を順次実行
するための待機位置コマンドを格納する待機位置移動コ
マンド格納部、６７は再生コマンドまたは待機位置移動
コマンドを解釈して教示位置格納部７１から所定の教示
位置データの出力を指示するコマンドインタプリタ部、
７２は教示位置データが出力処理される教示位置出力処
理部、７３は自動運転ショベル本体１の動作が円滑に動
作するように、教示位置出力処理部７２から出力される
教示位置データを演算によって補間された教示位置デー
タに作成して出力するサーボ前処理部、７４はサーボ前
処理部７３から出力された補間後の教示位置データと後
述する現在位置演算部７５から出力された現在位置デー
タとを対比して自動運転ショベル本体１を所定の位置に
制御するための駆動信号を電磁制御弁８１に出力するサ
ーボ制御部、６１は操作ボックス５から伝送されてきた
コマンドを受信する無線機、６２は無線機６１によって
受信されたコマンドを後述する再生起動・停止処理部６
３またはエンジン制御部６４に出力、または、教示操作
部９からのコマンドを教示処理部７０に出力するコマン
ド受信部、６３は再生操作部５３から伝送されるコマン
ドを入力処理してコマンドインタプリタ部６７に再生起
動コマンドまたは再生停止コマンドを出力する再生起動
・停止処理部、６９は教示位置出力処理部７２，サーボ
前処理部７３，サーボ制御部７４から出力される異常信
号や、後述するモニタ用パネル８５に入力される警報信
号を分岐して自動運転コントローラ６に取り込まれた警
報信号を入力して、異常処理を行う異常処理判定・処理
部、６８は異常要因毎に異常処理手順を記憶する異常処
理格納部、６４はエンジン操作部５４の操作や異常処理
によりエンジンをアイドル状態にしたり停止したりする
エンジン制御部である。

【００３７】８３はエンジンに燃料を供給する燃料電磁
弁、８４は燃料電磁弁の制御信号を強制的にカットしエ
ンジンを停止させるためのエンジン停止用リレー、８５
は自動運転ショベル本体１の運転室内に設置され、後述
する各種警報センサの状態を表示するモニタ用パネル、
８６は自動運転以外のショベル本体の異常を検出するた
めの警報センサ、８７はエンジン制御を自動運転コント
ローラ６側で行うか、後述するエンジン設定ダイヤル８
８側で行うかを切り換えるスイッチ、８８は自動運転シ
ョベル本体１の運転室内に設置され、通常エンジン設定
を行うエンジン設定ダイヤルである。

【００３８】なお、無線機６１は、無線機５１からの受
信信号が途絶えたり、または無線機６１が故障して受信
できない場合には、その状態を検出して、検出信号を再
生起動・停止処理部６３に伝送して、再生起動・停止処
理部６３からコマンドインタプリタ部６７に停止信号を
伝送し自動運転ショベル本体１の動作を停止させる。

【００３９】図３は、教示位置格納部７１に格納される
教示位置データの一例を示す図である。

【００４０】同図において、Ｐ１〜Ｐｎは、後述する図
４に示すＭＯＶＥのラベルＰ１〜Ｐｎに対応しており、
各ラベルＰ１〜Ｐｎに対応する自動運転ショベル本体１
の各部が取るべきブーム角、アーム角、バケット角、旋
回角の各値が設定されている。

【００４１】図４は、再生コマンド格納部６５に格納さ
れる再生コマンドの一例を示す図である。

【００４２】同図において、Ｌ１はコマンドではなく行
ラベルを表す。

【００４３】Ｖは各教示位置での移動速度を指定するコ
マンドであり、数値が大きい程移動速度が高速であるこ
とを示し、最速を１００としたときの％で表される。

【００４４】ＰＡＣ（positional accuracy)は自動運転
ショベルの再生動作時における各教示位置の到達度を決
める位置決め精度を指定するコマンドであり、これは教
示された全ての教示位置を完全に再現させることは容易
でないことからこの数値に示すような位置決め精度内に
到達したら自動運転ショベルは当該教示位置に到達した
ものと判定するために使用される。この数値が大きい程
高精度に再生動作することが要求され、結果として、自
動運転ショベルは各教示位置で減速または停止するよう
に動作する。またその数値が小さい場合は位置決めが緩
くなり自動運転ショベルは各教示位置を滑らかに移動す
るように動作する。

【００４５】ＭＯＶＥは指定された教示位置への移動を
指令するコマンドであり、Ｐ１〜ＰｎはＭＯＶＥコマン
ドの各関節の角度情報を示すラベルである。例えば、Ｍ
ＯＶＥＰ１は教示位置格納部７１に格納される教示位
置データのうち図３に示す位置Ｎｏ. Ｐ１に移動すべき
ことを示す。

【００４６】ＧＯＴＯＬ１は行ラベルＬ１から再び実
行を開始することを指示するコマンドである。

【００４７】ここで、サーボ前処理部７３における補間
処理について説明する。

【００４８】サーボ前処理部７３は、はじめに角度セン
サ１１１〜１１４、現在位置演算部７５、サーボ制御部
７４を介して、現在の位置データである現在位置データ
Ａを取り込み保持する。次いで、教示位置出力処理部７
２から目標となる教示位置データＢを読み込む。ここで
両者の差分Ｃの、例えば、１／１０の差分を算出し、現
在位置データＡ＋差分Ｃ／１０の位置データをサーボ制
御部７４に出力しサーボ制御を行う。次いで、サーボ前
処理部７３は、現在位置データＡ＋差分２Ｃ／１０をサ
ーボ制御部７４に出力しサーボ制御を行う。以下同様の
処理を繰り返して、現在位置データＡ＋差分Ｃ（＝教示
位置データＢ）をサーボ制御部７４に出力して教示位置
データＢに対する補間処理を終了する。以下同様にし
て、各教示位置データが出力される毎に補間処理を行
う。

【００４９】図５および図６は、異常処理格納部６８に
格納される異常処理テーブルの一例を示す図である。

【００５０】図５において、警報内容は、モニタ用パネ
ルに入力される警報信号を分岐して得られる種々の信号
に対応する警報の種類を表し、異常処理パターンは警報
内容の種類に応じて採られるべき異常処理の種類を表
す。

【００５１】図６において、処理手順および処理内容
は、選択された異常処理パターンの種類に応じて採られ
るべき処理の手順と各手順における自動運転ショベル本
体に採らせるべき対応動作を表す。

【００５２】ここで、「自動運転停止」処理は、異常判
定・処理部６９がコマンドインタプリタ部６７に再生コ
マンドの実行停止を指示することにより実行される。

【００５３】「待機位置移動」は、異常発生からオペレ
ータが何らかの処置を行うまでの間、自動運転ショベル
はバケットを接地した待機姿勢を保持するのが安全上望
ましいことから採られるものであり、この処理は、異常
判定・処理部６９からの指令によりコマンドインタプリ
タ部６７が待機位置移動コマンド格納部６６に格納して
いる待機位置移動コマンドをシーケンシヤルに読み出し
て解釈し、後は再生時と同じ処理を行い自動運転ショベ
ル本体１を待機位置に移動させる。

【００５４】「エンジンアイドル」は、動作状態からい
きなり停止するとエンジンに負担がかかるので、緊急の
場合を除いてアイドル状態を保持するものであり、その
処理は、以下の通りである。通常、エンジン回転数の制
御は本体制御部８２がエンジン設定ダイヤル８８の出力
信号を読み込み制御を行う。自動運転時は、スイッチ８
７がエンジン制御部６４側に倒される。エンジン制御部
６４は、エンジン設定ダイヤル８８の代わりに信号を本
体制御部８２に出力し、本体制御部８２は信号を読み取
りエンジンを制御する。異常処理時は、異常判定・処理
部６９はエンジンアイドル指令をエンジン制御部６４に
送り、エンジン制御部６４はエンジンアイドル状態に見
合った信号を本体制御部８２に出力し、本体制御部８２
によってエンジン回転をアイドル状態に制御する。

【００５５】「エンジン停止」処理は、異常判定・処理
部６９がエンジン制御部６４にエンジン停止指令を出力
し、エンジン制御部６４はエンジン停止用リレー８４を
ＯＦＦにすることによりエンジンに燃料を供給する電磁
弁の出力をカットし、エンジンへの燃料供給を停止す
る。

【００５６】次に、図５および図６に示される各テーブ
ルを用いて各警報内容に対応して採られる処理内容につ
いて説明する。

【００５７】「作動油レベル異常」の警報は、作動油タ
ンク内に設置されたレベルスイッチが、作動油が適正量
より少ないことを検出して出力されものであり、作動油
漏れを起こし、作動油が適正量より少ないまま作業を継
続すると、作動油中に空気が混入されて、圧が立たない
という不具合の発生する恐れがある。このため作動油レ
ベル異常が起きた場合には、異常処理パターン「３」が
選択され、異常処理パターン「３」に対応する処理とし
て、至急、「自動運転停止」、「エンジン停止」を行
い、ポンプが空気を吸い込む危険を回避する処置を行
う。

【００５８】「エンジンオーバーヒート」の警報は、エ
ンジンに取り付けられたオーバーヒート警報スイッチが
エンジンの温度が異常に高いことを検出して出力され
る。このまま継続してエンジンを稼動すると、エンジン
が焼き付く恐れがあるため、異常処理パターン「３」が
選択され、異常処理パターン「３」に対応する処理とし
て、至急、「自動運転停止」、「エンジン停止」を行
う。

【００５９】「エンジンオイル圧力異常」の警報は、エ
ンジンに取り付けられたエンジン油圧スイッチが油圧の
低下を検出して出力される。圧が低下したまま作業を継
続すると、エンジンオイルの供給が少なくなりエンジン
の摩耗等が起こる可能性があるため、異常処理パターン
「３」が選択され、異常処理パターン「３」に対応する
処理として、至急、「自動運転停止」、「エンジン停
止」を行う。

【００６０】「エンジンオイルレベル異常」の警報は、
エンジンに取り付けられたエンジンオイルレベルスイッ
チが、エンジンオイルが適正量より少ないことを検出し
て出力される。この場合もエンジンの摩耗等が起こる可
能性があるため、異常処理パターン「３」が選択され、
異常処理パターン「３」に対応する処理として、至急、
「自動運転停止」、「エンジン停止」が行なわれる。

【００６１】「燃料レベル異常」の警報は、燃料タンク
に取り付けられた燃料残量警報スイッチが燃料が残り少
ないことを検出して出力される。この場合、緊急にエン
ジンを停止する必要はないが、自動運転中に燃料がなく
なりェンジンが停止した場合、制動が効かず不測の動き
をする恐れがあるため、異常処理パターン「１」が選択
され、異常処理パターン「１」に対応する処理として、
「自動運転停止」後、エンジン回転をアイドルに制御す
る「エンジンアイドル」が行われる。

【００６２】「電源系の電圧レベル異常」の警報は、オ
ルタネータの出力電圧が低い場合に出力される。この場
合、油圧ショベルの電気系統が正常に動作せず不測の動
きをする恐れがあるため、異常処理パターン「３」が選
択され、異常処理パターン「３」に対応する処理とし
て、「自動運転停止」、「エンジン停止」が行なわれ
る。

【００６３】「エアクリーナ目詰まり」の警報は、エア
クリーナ警報スイッチがエレメントの目詰まりを検出し
た場合に出力される。この場合、空気の吸い込みが悪く
なりエンジンに影響を与える恐れがあるため、異常処理
パターン「３」が選択され、異常処理パターン「３」に
対応する処理として、「自動運転停止」、「エンジン停
止」が行なわれる。

【００６４】「オイルフイルタ目詰まり」の警報は、オ
イルフイルタ警報スイッチがエレメントの目詰まりを検
出した場合に出力される。この場合、作動油の流れが悪
くなり油圧ショベルが不測の動きをする恐れがあるた
め、異常処理パターン「３」が選択され、異常処理パタ
ーン「３」に対応する処理として、「自動運転停止」、
「エンジン停止」が行なわれる。

【００６５】「エンジン冷却水レベル異常」の警報は、
冷却水タンクに取り付けられた冷却水レベルスイッチ
が、冷却水が適正量より少ないことを検出して出力され
る。冷却水漏れを起こし、冷却水が適正量より少ないま
ま作業を継続すると、オーバーヒートを起こす原因とな
る。このため冷却水レベル異常が起きた場合には、異常
処理パターン「３」が選択され、異常処理パターン
「３」に対応する処理として、至急、「自動運転停
止」、「エンジン停止」を行うことによりオーバーヒー
トを回避する。「自動給脂装置異常」の警報は、自動給
脂装置がグリース不足や故障によりグリースが供給され
にくくなった場合に出力される。この場合ジョイントや
ギヤにグリースが供給されず摩耗やかじりを起こす恐れ
がある。しかしながら、早急に停止する必要はないの
で、異常処理パターン「２」が選択され、異常処理パタ
ーン「２」に対応する処理として、「自動運転停止」、
「待機位置移動」、「エンジンアイドル」の順に処理を
行ない、オペレータの処置を待つ。

【００６６】次に、図１および図７を用いて自動運転シ
ョベルの再生時および異常状態検出時の処理について説
明する。

【００６７】再生時は、操作ボックス５の再生操作部５
３の再生起動釦５３１からの指示がコマンド生成部５
５、無線機５１，６１，コマンド受信部６２，再生起動
・停止処理部６３を介してコマンドインタプリタ部６７
に出力される。コマンドインタプリタ部６７は指示を受
けると、再生コマンド格納部６５に格納されている再生
コマンドをシーケンシヤルに読み出して解釈し、例え
ば、図４に示すように、コマンドがＭＯＶＥコマンドの
時は、再生コマンドの各ラベルＰ１〜Ｐｎに対応するパ
ラメータとしての教示位置データを教示位置格納部７１
から教示位置出力処理部７２に出力させる。出力された
教示位置データは、サーボ前処理部７３に入力され、自
動運転ショベル本体１が円滑な速度で動作するように演
算されて上述のように補間された教示位置データが作成
される。この補間された教示位置データはサーボ制御部
７４に入力され、一方、現在位置演算部７５において角
度センサ１１１〜１１４で検出されたセンサ信号を演算
して現在位置データを得、サーボ制御部７４に入力す
る。サーボ制御部７４は、目標となる補間された教示位
置データと検出した現在位置データとに基づいて所定の
サーボ制御を行い、電磁制御弁８１に駆動信号を出力
し、自動運転ショベルに再生動作を行わせる。

【００６８】異常状態検出時は、各種の警報センサ８６
によって異常状態が検出されると、モニタ用パネル８５
上の警告ランプや警報ブザーに電気的に接続されている
ので、警報センサがＯＮすると警告ランプが点灯したり
警報ブザーが鳴動する構成となっている。一方、警報セ
ンサ８６からの警報信号は自動運転コントローラ６にも
取り込まれ、異常判定・処理部６９において異常処理に
利用される。

【００６９】異常判定・処理部６９における異常処理を
図７を用いて説明する。図７は主として異常判定・処理
部６９における処理手順を示すフローチャートである。

【００７０】自動運転時、自動運転コントローラ６の異
常判定・処理部６９は、教示位置出力処理部７２、サー
ボ前処理部７３、サーボ制御部７４から出力され異常信
号や、モニタ用パネル８５への警報信号を監視してい
る。ステップ１において、これらのいずれにも異常がな
いと判定された場合は、異常処理以外の処理に移行す
る。異常があったと判定された場合は、ステップ２に進
み、既に異常処理が終了しているかを判定し、終了して
いる場合は異常処理以外の処理に移行する。終了してい
ない場合にはステップ３に進み、異常処理格納部６８に
格納されている図５に示すテーブルを参照し、今検出さ
れた警報内容に応じて異常処理パターン「１」〜「３」
のいずれかが選択される。例えば、「作動油レベル異
常」が検出されると図５のテーブルに従って異常処理パ
ターン「３」が選択される。次いで、ステップ４におい
て、再び異常処理格納部６８に格納されている図６に示
すテーブルを参照し、選択された異常処理パターンの処
理手順に従って処理手順の最初の処理内容の処理を実行
する。例えば、異常処理パターン「３」が選択された場
合は、処理手順「１」の「自動運転停止」が実行され
る。次いで、ステップ５において、選択された異常処理
パターンの処理手順が全て終了したかを判定し、残って
いる場合は、ステップ６において残余の次の処理を行
う。例えば、処理手順「１」の「自動運転停止」処理後
は、逐次「待機位置移動」、「エンジンアイドル」の処
理が実行される。これらの処理が実行され、ステップ５
において、全ての処理手順が終了していると判定された
ときは、異常処理以外の処理に移行する。

【００７１】

【発明の効果】上記のごとく、本発明は、自動運転時
に、モニタ用パネルに入力される警報信号を取り込んで
建設機械に異常時対応動作を行わせる異常時対応処理手
段を設けたので、オペレータが現場を離れた状態で自動
運転を行う場合でも、自動運転建設機械本体に異常が発
生したまま自動運転を継続し続けることがなくなり、ま
た、異常の種類に応じて自動運転建設機械本体に最適な
異常時対応動作を行わせるので、異常時対応動作によっ
て自動運転建設機械や周囲に与えるダメージを最小限に
止めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係わる自動運転ショベル
本体に搭載される車載装置および操作ボックスの構成の
概要を示すブロック図である。

【図２】本実施形態に係わる自動運転ショベルおよびそ
の作業形態の一例を示す側面図である。

【図３】教示位置格納部７１に格納される教示位置デー
タの一例を示す図である。

【図４】再生コマンド格納部６５に格納される再生コマ
ンドの一例を示す図である。

【図５】異常処理格納部６９に格納される異常処理テー
ブルの一例を示す図である。

【図６】異常処理格納部６９に格納される異常処理テー
ブルの一例を示す図である。

【図７】主として異常判定・処理部６９における処理手
順を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１自動運転ショベル本体２ストックヤード３クラッシャ４ホィールローダ５操作器ボックス５２非常停止釦５３再生操作部５４エンジン操作部５５コマンド生成部６自動運転コントローラ６２コマンド受信部６３再生起動・停止処理部６４エンジン制御部６５再生コマンド格納部６６待機位置移動コマンド格納部６７コマンドインタプリタ部６８異常処理格納部６９異常判定・処理部７１教示位置格納部７２教示位置出力処理部７３サーボ前処理部７４サーボ制御部７５現在位置演算部１１１〜１１４角度センサ８１電磁制御弁８０エンジン８２本体制御部８３燃料電磁弁８４エンジン停止用リレー８５モニタパネル８６各種警報センサ８７切り換えスイッチ７車載装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石橋英人茨城県土浦市神立町650番地日立建機株式会社土浦工場内 (72)発明者橋本昭茨城県土浦市神立町650番地日立建機株式会社土浦工場内 (72)発明者安田元茨城県土浦市神立町650番地日立建機株式会社土浦工場内Ｆターム(参考） 2D003 AA01 AB06 AC06 BA07 DA04 2D015 GA03 GB04 GB07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】建設機械と、この建設機械の異常状態を
検出して当該建設機械に備えられるモニタ用パネルに表
示する警報手段と、教示された一連の動作を再生操作に
より前記建設機械に繰り返し行わせる自動運転制御手段
とを備える自動運転建設機械において、自動運転時、前記モニタ用パネルに入力される警報信号
を取り込んで前記建設機械に異常時対応動作を行わせる
異常時対応処理手段を設けたことを特徴とする自動運転
建設機械。
【請求項２】請求項１において、前記異常時対応処理手段は、前記建設機械の自動運転を
停止させることを特徴とする自動運転建設機械。
【請求項３】請求項２において、前記自動運転の停止後にエンジン回転数をアイドル状態
にすることを特徴とする自動運転建設機械。
【請求項４】請求項２において、前記自動運転の停止後にエンジンを停止することを特徴
とする自動運転建設機械。
【請求項５】請求項２において、前記自動運転の停止後に待機姿勢をとらせることを特徴
とする自動運転建設機械。
【請求項６】請求項５において、待機姿勢をとらせた後にエンジン回転数をアイドル状態
にすることを特徴とする自動運転建設機械。
【請求項７】請求項５において、待機姿勢をとらせた後にエンジンを停止することを特徴
とする自動運転建設機械。
【請求項８】請求項１において、前記異常時対応処理手段は、前記警報信号として作動油
レベル異常信号を取り込んだ時、前記建設機械に、自動
運転を停止させ、エンジンを停止させることを特徴とす
る自動運転建設機械。
【請求項９】請求項１において、前記異常時対応処理手段は、前記警報信号としてエンジ
ンオーバーヒート信号を取り込んだ時、前記建設機械
に、自動運転を停止させ、エンジンを停止させることを
特徴とする自動運転建設機械。
【請求項１０】請求項１において、前記異常時対応処理手段は、前記警報信号としてエンジ
ンオイル圧力異常信号を取り込んだ時、前記建設機械
に、自動運転を停止させ、エンジンを停止させることを
特徴とする自動運転建設機械。
【請求項１１】請求項１において、前記異常時対応処理手段は、前記警報信号としてエンジ
ンオイルレベル異常信号を取り込んだ時、前記建設機械
に、自動運転を停止させ、エンジンを停止させることを
特徴とする自動運転建設機械。
【請求項１２】請求項１において、前記異常時対応処理手段は、前記警報信号として燃料レ
ベル異常信号を取り込んだ時、前記建設機械に、自動運
転を停止させ、エンジンをアイドル状態にさせることを
特徴とする自動運転建設機械。
【請求項１３】請求項１において、前記異常時対応処理手段は、前記警報信号として電源系
の電圧レベル異常信号を取り込んだ時、前記建設機械
に、自動運転を停止させ、エンジンを停止させることを
特徴とする自動運転建設機械。
【請求項１４】請求項１において、前記異常時対応処理手段は、前記警報信号としてエアク
リーナ目詰まり信号を取り込んだ時、前記建設機械に、
自動運転を停止させ、エンジンを停止させることを特徴
とする自動運転建設機械。
【請求項１５】請求項１において、前記異常時対応処理手段は、前記警報信号としてオイル
フィルタ目詰まり信号を取り込んだ時、前記建設機械
に、自動運転を停止させ、エンジンを停止させることを
特徴とする自動運転建設機械。
【請求項１６】請求項１において、前記異常時対応処理手段は、前記警報信号としてエンジ
ン冷却水異常信号を取り込んだ時、前記建設機械に、自
動運転を停止させ、エンジンを停止させることを特徴と
する自動運転建設機械。
【請求項１７】請求項１において、前記異常時対応処理手段は、前記警報信号として自動給
脂装置異常信号を取り込んだ時、前記建設機械を、自動
運転を停止させ、待機位置に移動させて、エンジンをア
イドル状態にすることを特徴とする自動運転建設機械。