JP2018193768A - Shovel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アタッチメントを備えたショベルに関する。 The present invention relates to an excavator provided with an attachment.
従来、ブーム、アーム、及びバケットで構成される掘削アタッチメントを備えたショベルが知られている（例えば、特許文献１参照）。このショベルは、ブームシリンダのボトム圧が所定値以下となった場合、走行用油圧モータの斜板傾転角を調整し、走行用油圧モータの回転速度を低下させる。履帯の泥落とし作業のためにジャッキアップが行われたときに走行用油圧モータが過回転になるのを防止するためである。 DESCRIPTION OF RELATED ART Conventionally, the shovel provided with the excavation attachment comprised with a boom, an arm, and a bucket is known (for example, refer patent document 1). This shovel adjusts the swash plate tilt angle of the traveling hydraulic motor and lowers the rotational speed of the traveling hydraulic motor when the bottom pressure of the boom cylinder falls below a predetermined value. This is to prevent the traveling hydraulic motor from over-rotating when jack-up is performed for the crawler mud dropping work.
しかしながら、上述のショベルは、ジャッキアップが行われたときに走行用油圧モータが過回転になるのを防止するのみであり、操作者によるジャッキアップのためのレバー操作を支援することはない。そのため、操作者は、ジャッキアップのために、ブーム操作レバー、アーム操作レバー及びバケット操作レバーを複合的に操作する必要がある。この複合操作は熟練を要するものである。そして、不適切な操作が行われた場合には意図しないショベルの動きを引き起こしてしまうおそれがある。 However, the above-described excavator only prevents the traveling hydraulic motor from over-rotating when jack-up is performed, and does not support lever operation for jack-up by the operator. Therefore, the operator needs to operate the boom operation lever, the arm operation lever, and the bucket operation lever in combination for jack-up. This complex operation requires skill. If an inappropriate operation is performed, there is a risk of causing an unintended shovel movement.
上述に鑑み、ジャッキアップのための操作を支援するショベルを提供することが望ましい。 In view of the above, it is desirable to provide an excavator that supports operations for jacking up.
本発明の実施形態に係るショベルは、下部走行体と、前記下部走行体に旋回可能に搭載される上部旋回体と、前記上部旋回体に取り付けられるアタッチメントと、複数の油圧アクチュエータと、複数の前記油圧アクチュエータを操作する複数の操作装置と、前記複数の操作装置の少なくとも１つに対する操作入力に応じて複数の前記油圧アクチュエータの少なくとも１つを自動的に動作させてジャッキアップを支援する制御装置と、を備える。 An excavator according to an embodiment of the present invention includes a lower traveling body, an upper revolving body that is turnably mounted on the lower traveling body, an attachment that is attached to the upper revolving body, a plurality of hydraulic actuators, A plurality of operating devices that operate the hydraulic actuator; and a control device that supports jack-up by automatically operating at least one of the plurality of hydraulic actuators in response to an operation input to at least one of the plurality of operating devices. .
上述の手段により、ジャッキアップのための操作を支援するショベルを提供できる。 The above-mentioned means can provide an excavator that supports an operation for jacking up.
図１は本発明の実施形態に係るショベル（掘削機）の側面図である。ショベルの下部走行体１には旋回機構２を介して上部旋回体３が旋回可能に搭載されている。上部旋回体３にはブーム４が取り付けられている。ブーム４の先端にはアーム５が取り付けられ、アーム５の先端にはエンドアタッチメントとしてのバケット６が取り付けられている。
FIG. 1 is a side view of an excavator (excavator) according to an embodiment of the present invention. An
ブーム４、アーム５、バケット６は、アタッチメントの一例としての掘削アタッチメントを構成し、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、バケットシリンダ９によりそれぞれ油圧駆動される。ブーム４にはブーム角度センサＳ１が取り付けられ、アーム５にはアーム角度センサＳ２が取り付けられ、バケット６にはバケット角度センサＳ３が取り付けられている。
The boom 4, the
ブーム角度センサＳ１はブーム４の回動角度を検出する。本実施形態では、ブーム角度センサＳ１は加速度センサであり、上部旋回体３に対するブーム４の回動角度（以下、「ブーム角度α」とする。）を検出できる。ブーム角度αは、例えば、ブーム４を最も下げたときに最小角度となり、ブーム４を上げるにつれて大きくなる。 The boom angle sensor S1 detects the rotation angle of the boom 4. In the present embodiment, the boom angle sensor S1 is an acceleration sensor and can detect the rotation angle of the boom 4 with respect to the upper swing body 3 (hereinafter referred to as “boom angle α”). The boom angle α is, for example, the minimum angle when the boom 4 is lowered most, and increases as the boom 4 is raised.
アーム角度センサＳ２はアーム５の回動角度を検出する。本実施形態では、アーム角度センサＳ２は加速度センサであり、ブーム４に対するアーム５の回動角度（以下、「アーム角度β」とする。）を検出できる。アーム角度βは、例えば、アーム５を最も閉じたときに最小角度となり、アーム５を開くにつれて大きくなる。
The arm angle sensor S2 detects the rotation angle of the
バケット角度センサＳ３はバケット６の回動角度を検出する。本実施形態では、バケット角度センサＳ３は加速度センサであり、アーム５に対するバケット６の回動角度（以下、「バケット角度γ」とする。）を検出できる。バケット角度γは、例えば、バケット６を最も閉じたときに最小角度となり、バケット６を開くにつれて大きくなる。
Bucket angle sensor S3 detects the rotation angle of
ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、及び、バケット角度センサＳ３はそれぞれ、可変抵抗器を利用したポテンショメータ、対応する油圧シリンダのストローク量を検出するストロークセンサ、連結ピン回りの回動角度を検出するロータリエンコーダ、ジャイロセンサ、加速度センサとジャイロセンサの組み合わせ等であってもよい。 The boom angle sensor S1, the arm angle sensor S2, and the bucket angle sensor S3 respectively detect a potentiometer using a variable resistor, a stroke sensor that detects a stroke amount of a corresponding hydraulic cylinder, and a rotation angle around a connecting pin. It may be a rotary encoder, a gyro sensor, a combination of an acceleration sensor and a gyro sensor, or the like.
ブームシリンダ７にはブームロッド圧センサＳ７Ｒ及びブームボトム圧センサＳ７Ｂが取り付けられている。アームシリンダ８にはアームロッド圧センサＳ８Ｒ及びアームボトム圧センサＳ８Ｂが取り付けられている。バケットシリンダ９にはバケットロッド圧センサＳ９Ｒ及びバケットボトム圧センサＳ９Ｂが取り付けられている。
A boom rod pressure sensor S7R and a boom bottom pressure sensor S7B are attached to the boom cylinder 7. An arm rod pressure sensor S8R and an arm bottom pressure sensor S8B are attached to the
ブームロッド圧センサＳ７Ｒはブームシリンダ７のロッド側油室の圧力（以下、「ブームロッド圧」とする。）を検出し、ブームボトム圧センサＳ７Ｂはブームシリンダ７のボトム側油室の圧力（以下、「ブームボトム圧」とする。）を検出する。アームロッド圧センサＳ８Ｒはアームシリンダ８のロッド側油室の圧力（以下、「アームロッド圧」とする。）を検出し、アームボトム圧センサＳ８Ｂはアームシリンダ８のボトム側油室の圧力（以下、「アームボトム圧」とする。）を検出する。バケットロッド圧センサＳ９Ｒはバケットシリンダ９のロッド側油室の圧力（以下、「バケットロッド圧」とする。）を検出し、バケットボトム圧センサＳ９Ｂはバケットシリンダ９のボトム側油室の圧力（以下、「バケットボトム圧」とする。）を検出する。 The boom rod pressure sensor S7R detects the pressure in the rod side oil chamber of the boom cylinder 7 (hereinafter referred to as “boom rod pressure”), and the boom bottom pressure sensor S7B is the pressure in the bottom side oil chamber of the boom cylinder 7 (hereinafter referred to as “boom rod pressure”). , “Boom bottom pressure”). The arm rod pressure sensor S8R detects the pressure in the rod side oil chamber of the arm cylinder 8 (hereinafter referred to as “arm rod pressure”), and the arm bottom pressure sensor S8B detects the pressure in the bottom side oil chamber of the arm cylinder 8 (hereinafter referred to as “arm rod pressure”). , “Arm bottom pressure”). The bucket rod pressure sensor S9R detects the pressure in the rod side oil chamber of the bucket cylinder 9 (hereinafter referred to as “bucket rod pressure”), and the bucket bottom pressure sensor S9B detects the pressure in the bottom side oil chamber of the bucket cylinder 9 (hereinafter referred to as “bucket rod pressure”). , “Bucket bottom pressure”).
上部旋回体３には運転室であるキャビン１０が設けられ且つエンジン１１等の動力源が搭載されている。また、上部旋回体３には機体傾斜センサＳ４、旋回角速度センサＳ５、及びカメラＳ６が取り付けられている。
The
機体傾斜センサＳ４は水平面に対する上部旋回体３の傾斜を検出する。本実施形態では、機体傾斜センサＳ４は上部旋回体３の前後軸回りの傾斜角δ及び左右軸回りの傾斜角εを検出する加速度センサである。上部旋回体３の前後軸及び左右軸は、例えば、互いに直交してショベルの旋回軸上の一点であるショベル中心点を通る。
The body tilt sensor S4 detects the tilt of the
旋回角速度センサＳ５は、上部旋回体３の旋回角速度及び旋回角度を検出する。本実施形態では、ジャイロセンサである。レゾルバ、ロータリエンコーダ等であってもよい。
The turning angular velocity sensor S5 detects the turning angular velocity and the turning angle of the upper turning
カメラＳ６はショベルの周辺の画像を取得する。本実施形態では、カメラＳ６は上部旋回体３に取り付けられる前方カメラを含む。前方カメラは、ショベルの前方を撮像するステレオカメラであり、キャビン１０の屋根、すなわちキャビン１０の外部に取り付けられている。キャビン１０の天井、すなわちキャビン１０の内部に取り付けられていてもよい。前方カメラは、掘削アタッチメントを撮像可能である。前方カメラは、単眼カメラであってもよい。
The camera S6 acquires an image around the excavator. In the present embodiment, the camera S6 includes a front camera attached to the
キャビン１０内にはコントローラ３０が設置されている。コントローラ３０は、ショベルの駆動制御を行う主制御部として機能する。本実施形態では、コントローラ３０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を含むコンピュータで構成されている。コントローラ３０の各種機能は、例えば、ＲＯＭに格納されたプログラムをＣＰＵが実行することで実現される。
A
図２は、図１のショベルの駆動系の構成例を示すブロック図であり、機械的動力系、高圧油圧ライン、パイロットライン、及び電気制御系をそれぞれ二重線、太実線、破線、及び点線で示している。 FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the drive system of the excavator of FIG. 1, and a mechanical power system, a high-pressure hydraulic line, a pilot line, and an electric control system are respectively shown as a double line, a thick solid line, a broken line, and a dotted line. Is shown.
ショベルの駆動系は、主に、エンジン１１、レギュレータ１３、メインポンプ１４、パイロットポンプ１５、コントロールバルブ１７、操作装置２６、吐出圧センサ２８、操作圧センサ２９、コントローラ３０、比例弁３１等を含む。
The drive system of the excavator mainly includes an
エンジン１１は、ショベルの駆動源である。本実施形態では、エンジン１１は、例えば、所定の回転数を維持するように動作するディーゼルエンジンである。また、エンジン１１の出力軸は、メインポンプ１４及びパイロットポンプ１５の入力軸に連結されている。
The
メインポンプ１４は、高圧油圧ラインを介して作動油をコントロールバルブ１７に供給する。本実施形態では、メインポンプ１４は、斜板式可変容量型油圧ポンプである。
The
レギュレータ１３は、メインポンプ１４の吐出量を制御する。本実施形態では、レギュレータ１３は、コントローラ３０からの制御指令に応じてメインポンプ１４の斜板傾転角を調節することによってメインポンプ１４の吐出量を制御する。
The
パイロットポンプ１５は、パイロットラインを介して操作装置２６及び比例弁３１を含む各種油圧制御機器に作動油を供給する。本実施形態では、パイロットポンプ１５は、固定容量型油圧ポンプである。
The pilot pump 15 supplies hydraulic oil to various hydraulic control devices including the
コントロールバルブ１７は、ショベルにおける油圧システムを制御する油圧制御装置である。コントロールバルブ１７は、制御弁１７１〜１７６を含む。コントロールバルブ１７は、制御弁１７１〜１７６を通じ、メインポンプ１４が吐出する作動油を１又は複数の油圧アクチュエータに選択的に供給できる。制御弁１７１〜１７６は、メインポンプ１４から油圧アクチュエータに流れる作動油の流量、及び、油圧アクチュエータから作動油タンクに流れる作動油の流量を制御する。油圧アクチュエータは、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、バケットシリンダ９、左側走行用油圧モータ１Ｌ、右側走行用油圧モータ１Ｒ、及び旋回用油圧モータ２Ａを含む。
The
操作装置２６は、操作者が油圧アクチュエータの操作のために用いる装置である。本実施形態では、操作装置２６は、パイロットラインを介して、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、コントロールバルブ１７内の対応する制御弁のパイロットポートに供給する。パイロットポートのそれぞれに供給される作動油の圧力（パイロット圧）は、油圧アクチュエータのそれぞれに対応する操作装置２６のレバー又はペダル（図示せず。）の操作方向及び操作量に応じた圧力である。操作装置２６のうちの少なくとも１つは、パイロットライン及びシャトル弁３２を介して、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、コントロールバルブ１７内の対応する制御弁のパイロットポートに供給する。
The operating
吐出圧センサ２８は、メインポンプ１４の吐出圧を検出する。本実施形態では、吐出圧センサ２８は、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。
The
操作圧センサ２９は、操作装置２６を用いた操作者の操作内容を検出する。本実施形態では、操作圧センサ２９は、油圧アクチュエータのそれぞれに対応する操作装置２６のレバー又はペダルの操作方向及び操作量を圧力（操作圧）の形で検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。操作装置２６の操作内容は、操作圧センサ以外の他のセンサを用いて検出されてもよい。
The
比例弁３１は、操作者による操作装置２６の操作とは無関係に、シャトル弁３２を介して、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、コントロールバルブ１７内の対応する制御弁のパイロットポートに供給する。本実施形態では、比例弁３１は、コントローラ３０が出力する制御指令に応じて動作する。
The
シャトル弁３２は、２つの入口ポートと１つの出口ポートを有する。２つの入口ポートのうちの一方は操作装置２６の１つに接続され、他方は比例弁３１のうちの１つに接続されている。出口ポートは、コントロールバルブ１７内の対応する制御弁のパイロットポートに接続されている。シャトル弁３２は、操作装置２６が生成する制御圧と比例弁３１が生成する制御圧のうちの高い方を、出口ポートに接続された対応する制御弁のパイロットポートに作用させる。
The
この構成により、コントローラ３０は、特定の操作装置２６に対する操作が行われていない場合であっても、その特定の操作装置２６に対応する油圧アクチュエータを動作させることができる。
With this configuration, the
ジャッキアップ支援部３００は、操作者によるジャッキアップ操作を支援する機能要素である。コントローラ３０は、例えば、ＲＯＭに格納された対応するプログラムをＣＰＵに実行させてジャッキアップ支援部３００による機能を実現する。
The
ジャッキアップ支援部３００は、例えば、ジャッキアップが行われているときに、操作者による操作入力に応じて動作している油圧アクチュエータ以外の油圧アクチュエータを自動的に動作させることで、操作者によるジャッキアップ操作を支援する。操作者による操作入力に応じて動作している油圧アクチュエータの動作量を調整してもよい。ジャッキアップ支援部３００の詳細については後述する。
The jack-up
次に図３を参照し、ショベルに搭載される油圧システムの構成例について説明する。図３は、図１のショベルに搭載される油圧システムの構成例を示す概略図である。図３は、図２と同様に、機械的動力系、高圧油圧ライン、パイロットライン、及び電気制御系を、それぞれ二重線、太実線、破線、及び点線で示している。 Next, a configuration example of a hydraulic system mounted on the excavator will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a hydraulic system mounted on the excavator in FIG. 1. FIG. 3 shows a mechanical power system, a high-pressure hydraulic line, a pilot line, and an electric control system by a double line, a thick solid line, a broken line, and a dotted line, respectively, as in FIG.
図３において、油圧システムは、エンジン１１によって駆動されるメインポンプ１４Ｌ、１４Ｒから、センターバイパス管路４０Ｌ、４０Ｒ、パラレル管路４２Ｌ、４２Ｒを経て作動油タンクまで作動油を循環させている。メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒは、図２のメインポンプ１４に対応する。
In FIG. 3, the hydraulic system circulates hydraulic oil from
センターバイパス管路４０Ｌは、コントロールバルブ１７内に配置された制御弁１７１、１７３、１７５Ｌ及び１７６Ｌを通る高圧油圧ラインである。センターバイパス管路４０Ｒは、コントロールバルブ１７内に配置された制御弁１７２、１７４、１７５Ｒ及び１７６Ｒを通る高圧油圧ラインである。
The
制御弁１７１は、メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油を左側走行用油圧モータ１Ｌへ供給し、且つ、左側走行用油圧モータ１Ｌが吐出する作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。
The
制御弁１７２は、メインポンプ１４Ｒが吐出する作動油を右側走行用油圧モータ１Ｒへ供給し、且つ、右側走行用油圧モータ１Ｒが吐出する作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。
The
制御弁１７３は、メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油を旋回用油圧モータ２Ａへ供給し、且つ、旋回用油圧モータ２Ａが吐出する作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。
The
制御弁１７４は、メインポンプ１４Ｒが吐出する作動油をバケットシリンダ９へ供給し、且つ、バケットシリンダ９内の作動油を作動油タンクへ排出するためのスプール弁である。
The
制御弁１７５Ｌ、１７５Ｒは、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒが吐出する作動油をブームシリンダ７へ供給し、且つ、ブームシリンダ７内の作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。
The
制御弁１７６Ｌ、１７６Ｒは、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒが吐出する作動油をアームシリンダ８へ供給し、且つ、アームシリンダ８内の作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。
The
パラレル管路４２Ｌは、センターバイパス管路４０Ｌに並行する高圧油圧ラインである。パラレル管路４２Ｌは、制御弁１７１、１７３、１７５Ｌの何れかによってセンターバイパス管路４０Ｌを通る作動油の流れが制限或いは遮断された場合に、より下流の制御弁に作動油を供給できる。パラレル管路４２Ｒは、センターバイパス管路４０Ｒに並行する高圧油圧ラインである。パラレル管路４２Ｒは、制御弁１７２、１７４、１７５Ｒの何れかによってセンターバイパス管路４０Ｒを通る作動油の流れが制限或いは遮断された場合に、より下流の制御弁に作動油を供給できる。
The
レギュレータ１３Ｌ、１３Ｒは、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒの吐出圧に応じてメインポンプ１４Ｌ、１４Ｒの斜板傾転角を調節することによって、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒの吐出量を制御する。レギュレータ１３Ｌ、１３Ｒは、図２のレギュレータ１３に対応する。レギュレータ１３Ｌ、１３Ｒは、例えば、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒの吐出圧の増大に応じてメインポンプ１４Ｌ、１４Ｒの斜板傾転角を調節して吐出量を減少させる。吐出圧と吐出量との積で表されるメインポンプ１４の吸収馬力がエンジン１１の出力馬力を超えないようにするためである。
The
アーム操作レバー２６Ａは、操作装置２６の一例であり、アーム５を操作するために用いられる。アーム操作レバー２６Ａは、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁１７６Ｌ、１７６Ｒのパイロットポートに導入させる。具体的には、アーム操作レバー２６Ａは、アーム閉じ方向に操作された場合に、制御弁１７６Ｌの右側パイロットポートに作動油を導入させ、且つ、制御弁１７６Ｒの左側パイロットポートに作動油を導入させる。また、アーム操作レバー２６Ａは、アーム開き方向に操作された場合には、制御弁１７６Ｌの左側パイロットポートに作動油を導入させ、且つ、制御弁１７６Ｒの右側パイロットポートに作動油を導入させる。
The
バケット操作レバー２６Ｂは、操作装置２６の一例であり、バケット６を操作するために用いられる。バケット操作レバー２６Ｂは、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁１７４のパイロットポートに導入させる。具体的には、バケット操作レバー２６Ｂは、バケット開き方向に操作された場合に、制御弁１７４の右側パイロットポートに作動油を導入させ、バケット閉じ方向に操作された場合に、制御弁１７４の左側パイロットポートに作動油を導入させる。
The
ブーム操作レバー２６Ｃは、操作装置２６の一例であり、ブーム４を操作するために用いられる。ブーム操作レバー２６Ｃは、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁１７５Ｌ、１７５Ｒのパイロットポートに導入させる。具体的には、ブーム操作レバー２６Ｃは、ブーム上げ方向に操作された場合に、制御弁１７５Ｌの右側パイロットポートに作動油を導入させ、且つ、制御弁１７５Ｒの左側パイロットポートに作動油を導入させる。また、ブーム操作レバー２６Ｃは、ブーム下げ方向に操作された場合には、制御弁１７５Ｌの左側パイロットポートに作動油を導入させ、且つ、制御弁１７５Ｒの右側パイロットポートに作動油を導入させる。
The
吐出圧センサ２８Ｌ、２８Ｒは、吐出圧センサ２８の一例であり、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒの吐出圧を検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。
The
操作圧センサ２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃは、操作圧センサ２９の一例であり、アーム操作レバー２６Ａ、バケット操作レバー２６Ｂ、ブーム操作レバー２６Ｃに対する操作者の操作内容を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。操作内容は、例えば、レバー操作方向、レバー操作量（レバー操作角度）等である。
The
左右走行レバー（又はペダル）、旋回操作レバー（何れも図示せず。）は、下部走行体１の走行、上部旋回体３の旋回を操作するための操作装置である。これらの操作装置は、アーム操作レバー２６Ａ、バケット操作レバー２６Ｂ、ブーム操作レバー２６Ｃと同様に、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用し、レバー操作量（又はペダル操作量）に応じた制御圧を対応する制御弁の左右何れかのパイロットポートに導入させる。これらの操作装置のそれぞれに対する操作者の操作内容は、操作圧センサ２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃと同様に、対応する操作圧センサによって圧力の形で検出され、検出値がコントローラ３０に対して出力される。
The left and right travel levers (or pedals) and the turning operation lever (both not shown) are operating devices for operating the
コントローラ３０は、操作圧センサ２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃ等の出力を受信し、必要に応じてレギュレータ１３Ｌ、１３Ｒに対して制御指令を出力し、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒの吐出量を変化させる。
The
比例弁３１Ｌは、コントローラ３０が出力する電流指令に応じてパイロットポンプ１５からシャトル弁３２Ｌを介して制御弁１７６Ｌの左側パイロットポート及び制御弁１７６Ｒの右側パイロットポートに導入される制御圧を調整する。比例弁３１Ｒは、コントローラ３０が出力する電流指令に応じてパイロットポンプ１５からシャトル弁３２Ｒを介して制御弁１７４の左側パイロットポートに導入される制御圧を調整する。比例弁３１Ｌ、３１Ｒは、図２の比例弁３１に対応し、シャトル弁３２Ｌ、３２Ｒは、図２のシャトル弁３２に対応する。
The
比例弁３１Ｌは、制御弁１７６Ｌ、１７６Ｒを任意の弁位置で停止できるように制御圧を調整可能である。比例弁３１Ｒは、制御弁１７４を任意の弁位置で停止できるように制御圧を調整可能である。
The
図３は、比例弁３１Ｌ及びシャトル弁３２Ｌを用いたアーム５を自動的に開くための構成と、比例弁３１Ｒ及びシャトル弁３２Ｒを用いたバケット６を自動的に閉じるための構成とを示している。しかしながら、本発明の実施形態に係るショベルは、アーム５を自動的に閉じるための構成、バケット６を自動的に開くための構成、ブーム４を自動的に上げるための構成、ブーム４を自動的に下げるための構成、下部走行体１を自動的に前進させるための構成、下部走行体１を自動的に後進させるための構成等を備えていてもよい。
FIG. 3 shows a configuration for automatically opening the
ここで、図３の油圧システムで採用されるネガティブコントロール制御（以下、「ネガコン制御」とする。）について説明する。 Here, negative control control (hereinafter referred to as “negative control”) employed in the hydraulic system of FIG. 3 will be described.
センターバイパス管路４０Ｌ、４０Ｒには、最も下流にある制御弁１７６Ｌ、１７６Ｒのそれぞれと作動油タンクとの間にネガティブコントロール絞り１８Ｌ、１８Ｒが配置されている。メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒが吐出した作動油の流れは、ネガティブコントロール絞り１８Ｌ、１８Ｒで制限される。そして、ネガティブコントロール絞り１８Ｌ、１８Ｒは、レギュレータ１３Ｌ、１３Ｒを制御するための制御圧（以下、「ネガコン圧」とする。）を発生させる。ネガコン圧センサ１９Ｌ、１９Ｒは、ネガコン圧を検出するためのセンサであり、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。
In the
コントローラ３０は、ネガコン圧に応じてメインポンプ１４Ｌ、１４Ｒの斜板傾転角を調節することによって、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒの吐出量を制御する。コントローラ３０は、ネガコン圧が大きいほどメインポンプ１４Ｌ、１４Ｒの吐出量を減少させ、ネガコン圧が小さいほどメインポンプ１４Ｌ、１４Ｒの吐出量を増大させる。
The
具体的には、図３で示されるように、ショベルにおける油圧アクチュエータが何れも操作されていない待機状態の場合、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒが吐出する作動油は、センターバイパス管路４０Ｌ、４０Ｒを通ってネガティブコントロール絞り１８Ｌ、１８Ｒに至る。そして、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒが吐出する作動油の流れは、ネガティブコントロール絞り１８Ｌ、１８Ｒの上流で発生するネガコン圧を増大させる。その結果、コントローラ３０は、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒの吐出量を許容最小吐出量まで減少させ、吐出した作動油がセンターバイパス管路４０Ｌ、４０Ｒを通過する際の圧力損失（ポンピングロス）を抑制する。
Specifically, as shown in FIG. 3, in a standby state where none of the hydraulic actuators in the excavator is operated, the hydraulic oil discharged from the
一方、何れかの油圧アクチュエータが操作された場合、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒが吐出する作動油は、操作対象の油圧アクチュエータに対応する制御弁を介して、操作対象の油圧アクチュエータに流れ込む。そして、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒが吐出する作動油の流れは、ネガティブコントロール絞り１８Ｌ、１８Ｒに至る量を減少或いは消失させ、ネガティブコントロール絞り１８Ｌ、１８Ｒの上流で発生するネガコン圧を低下させる。その結果、コントローラ３０は、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒの吐出量を増大させ、操作対象の油圧アクチュエータに十分な作動油を循環させ、操作対象の油圧アクチュエータの駆動を確かなものとする。
On the other hand, when one of the hydraulic actuators is operated, the hydraulic oil discharged from the
上述のような構成により、図３の油圧システムは、待機状態においては、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒにおける無駄なエネルギ消費を抑制できる。無駄なエネルギ消費は、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒが吐出する作動油がセンターバイパス管路４０Ｌ、４０Ｒで発生させるポンピングロスを含む。また、図３の油圧システムは、油圧アクチュエータを作動させる場合には、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒから必要十分な作動油を作動対象の油圧アクチュエータに確実に供給できるようにする。
With the configuration as described above, the hydraulic system of FIG. 3 can suppress wasteful energy consumption in the
次に、図４を参照し、ジャッキアップ支援部３００の詳細について説明する。図４は、ジャッキアップ支援部３００が操作者によるジャッキアップ操作を支援する処理（以下、「ジャッキアップ支援処理」とする。）の一例のフローチャートである。
Next, the details of the jack-up
最初に、ジャッキアップ支援部３００は、ブーム下げ操作が行われているか否かを判定する（ステップＳＴ１）。本実施形態では、ジャッキアップ支援部３００は、操作圧センサ２９Ｃの出力に基づいてブーム下げ操作が行われているか否かを判定する。
First, the jack-up
ブーム下げ操作が行われていると判定した場合（ステップＳＴ１のＹＥＳ）、ジャッキアップ支援部３００は、ジャッキアップが行われているか否かを判定する（ステップＳＴ２）。ジャッキアップが行われていないにもかかわらずジャッキアップ操作を支援してしまうのを防止するためである。これにより、ジャッキアップ支援部３００は、転圧作業が行われているかジャッキアップが行われているかをより確実に判別でき、転圧作業が行われているにもかかわらずジャッキアップ操作を支援してしまうのを防止できる。本実施形態では、ジャッキアップ支援部３００は、情報取得装置が取得する情報に基づいてジャッキアップが行われているか否かを判定する。情報取得装置が取得する情報は、ブーム角度α、アーム角度β、バケット角度γ、傾斜角δ、傾斜角ε、旋回角速度、旋回角度、ブームロッド圧、ブームボトム圧、アームロッド圧、アームボトム圧、バケットロッド圧、バケットボトム圧、カメラＳ６の撮像画像、メインポンプ１４の吐出圧、操作装置２６の操作圧等のうちの少なくとも１つを含む。情報取得装置は、ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、バケット角度センサＳ３、機体傾斜センサＳ４、旋回角速度センサＳ５、カメラＳ６、ブームロッド圧センサＳ７Ｒ、ブームボトム圧センサＳ７Ｂ、アームロッド圧センサＳ８Ｒ、アームボトム圧センサＳ８Ｂ、バケットロッド圧センサＳ９Ｒ、バケットボトム圧センサＳ９Ｂ、吐出圧センサ２８、操作圧センサ２９等のうちの少なくとも１つを含む。
When it is determined that the boom lowering operation is performed (YES in step ST1), the
ジャッキアップ支援部３００は、例えば、ブーム下げ操作が行われているときにブームロッド圧が所定値以上になっている場合にジャッキアップが行われていると判定する。或いは、ブーム下げ操作が行われているときにブームボトム圧が所定値未満になっている場合にジャッキアップが行われていると判定してもよい。或いは、ブーム下げ操作が行われているときに上部旋回体３の前後軸回りの傾斜角δが所定値以上になっている場合にジャッキアップが行われていると判定してもよい。上部旋回体３の左右軸回りの傾斜角εについても同様である。
The jack-up
一方、ジャッキアップ支援部３００は、例えば、ブーム上げ操作が行われているときにブームロッド圧が所定値未満になっている場合にジャッキアップが行われていないと判定する。或いは、ブーム上げ操作が行われているときにブームボトム圧が所定値以上になっている場合にジャッキアップが行われていないと判定してもよい。或いは、ブーム上げ操作が行われているときに傾斜角δが所定値未満になっている場合にジャッキアップが行われていないと判定してもよい。傾斜角εについても同様である。
On the other hand, the jack-up
ジャッキアップが行われていると判定した場合（ステップＳＴ２のＹＥＳ）、ジャッキアップ支援部３００は、ジャッキアップ支援機能を開始する。一方、ジャッキアップが行われていないと判定した場合（ステップＳＴ２のＮＯ）、ジャッキアップ支援部３００は、ジャッキアップ支援機能を開始することなく、通常のブーム下げが行われるようにする。
If it is determined that jackup is being performed (YES in step ST2), the
次に、図５を参照し、ジャッキアップ支援機能の具体的な処理の一例について説明する。図５は、ジャッキアップ支援機能の具体的な処理の一例のフローチャートである。ジャッキアップ支援部３００は、ジャッキアップ支援機能を開始した後、所定の制御周期で繰り返しこの処理を実行する。
Next, an example of specific processing of the jackup support function will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart of an example of specific processing of the jackup support function. The jack-up
最初に、ジャッキアップ支援部３００は、ブーム下げ操作が行われているか否かを判定する（ステップＳＴ１１）。本実施形態では、ジャッキアップ支援部３００は、操作圧センサ２９Ｃの出力に基づいてブーム下げ操作が行われているか否かを判定する。
First, the jack-up
ブーム下げ操作が行われていると判定した場合（ステップＳＴ１１のＹＥＳ）、ジャッキアップ支援部３００は、アーム開き動作及びバケット閉じ動作を実行する（ステップＳＴ１２）。ジャッキアップ支援部３００は、例えば、ジャッキアップ支援機能を開始したときのバケット６の位置及び姿勢を維持するように、ブーム角度αの変化に応じてアーム角度β及びバケット角度γを自動的に変化させる。具体的には、ブーム下げ操作によるブームシリンダ７の収縮に応じ、アーム開き操作及びバケット閉じ操作が無くとも、アームシリンダ８を収縮させ、且つ、バケットシリンダ９を伸張させる。その後、ジャッキアップ支援部３００は、ステップＳＴ１１における判定を再び実行する。
If it is determined that the boom lowering operation is performed (YES in step ST11), the jack-up
ブーム下げ操作が行われていないと判定した場合（ステップＳＴ１１のＮＯ）、ジャッキアップ支援部３００は、ブーム上げ操作が行われているか否かを判定する（ステップＳＴ１３）。本実施形態では、ジャッキアップ支援部３００は、操作圧センサ２９Ｃの出力に基づいてブーム上げ操作が行われているか否かを判定する。
When it is determined that the boom lowering operation is not performed (NO in step ST11), the jack-up
ブーム上げ操作が行われていないと判定した場合（ステップＳＴ１３のＮＯ）、ジャッキアップ支援部３００は、ステップＳＴ１１における判定を再び実行する。
When it determines with boom raising operation not being performed (NO of step ST13), the
ブーム上げ操作が行われていると判定した場合（ステップＳＴ１３のＹＥＳ）、ジャッキアップ支援部３００は、アーム閉じ動作及びバケット開き動作を実行する（ステップＳＴ１４）。ジャッキアップ支援部３００は、例えば、ジャッキアップ支援機能を開始したときのバケット６の位置及び姿勢を維持するように、ブーム上げ操作によるブームシリンダ７の伸張に応じ、アーム閉じ操作及びバケット開き操作が無くとも、アームシリンダ８を伸張させ、且つ、バケットシリンダ９を収縮させる。
When it is determined that the boom raising operation is being performed (YES in step ST13), the jack-up
その後、ジャッキアップ支援部３００は、終了条件が満たされたか否かを判定する（ステップＳＴ１５）。終了条件は、ジャッキアップ支援機能を終了させるための条件である。本実施形態では、ジャッキアップ支援部３００は、情報取得装置が取得する情報に基づいて終了条件が満たされたか否かを判定する。例えば、ブームロッド圧が所定値未満になった場合、ブームボトム圧が所定値以上になった場合、傾斜角δが所定値未満になった場合、或いは、傾斜角εが所定値未満になった場合に、終了条件が満たされたと判定する。
Thereafter, the jack-up
終了条件が満たされていないと判定した場合（ステップＳＴ１５のＮＯ）、ジャッキアップ支援部３００は、ステップＳＴ１１における判定を再び実行する。
If it is determined that the termination condition is not satisfied (NO in step ST15), the jack-up
終了条件が満たされたと判定した場合（ステップＳＴ１５のＹＥＳ）、ジャッキアップ支援部３００は、ジャッキアップ支援機能を終了させる。
When it is determined that the end condition is satisfied (YES in step ST15), the jack-up
本実施形態では、ジャッキアップ支援部３００は、ブーム上げ操作が行われていると判定した場合に限り、ステップＳＴ１５の判定を実行している。但し、ブーム下げ操作が行われていると判定した場合、或いは、ブーム上げ操作及びブーム下げ操作が何れも行われていないと判定した場合にも、ステップＳＴ１５の判定を実行してもよい。
In the present embodiment, the jack-up
ここで、図６及び図７を参照し、図５のジャッキアップ支援機能の効果について説明する。図６は、ジャッキアップ支援機能を実行せずにブーム下げ操作のみでジャッキアップを行ったときのショベルの姿勢の時間的推移を示す。図７は、ジャッキアップ支援機能を実行しながらブーム下げ操作のみでジャッキアップを行ったときのショベルの姿勢の時間的推移を示す。図６及び図７では、上部旋回体３は、下部走行体１に対して９０度だけ右側に旋回した状態（すなわち旋回角度９０度の状態）にある。この状態は、例えば、右側クローラシュー１ＣＲの清掃、点検等のため、ジャッキアップによって右側クローラシュー１ＣＲを持ち上げる際に適している。図６（Ａ）のショベルの姿勢は、図７（Ａ）のショベルの姿勢と同じであり、バケット６の背面が地面（水平面）に接触している。図中の黒色矢印は、操作者による操作に応じた油圧アクチュエータの動作方向を示す。図６（Ｂ）及び図６（Ｃ）における白色矢印は、ジャッキアップに伴ってバケット６が引き摺られる方向を示し、点線で描かれたバケット６は、引き摺られる前のバケット６の位置及び姿勢を示す。図７（Ｂ）及び図７（Ｃ）における斜線ハッチングの矢印は、操作者による操作とは無関係に自動的に動く油圧アクチュエータの動作方向を示す。
Here, the effect of the jack-up support function of FIG. 5 will be described with reference to FIGS. 6 and 7. FIG. 6 shows the temporal transition of the shovel posture when jack-up is performed only by the boom lowering operation without executing the jack-up support function. FIG. 7 shows the temporal transition of the shovel posture when jack-up is performed only by the boom lowering operation while the jack-up support function is executed. 6 and 7, the
図６（Ａ）に示すショベルの状態でブーム下げ操作が行われると、ショベルは、図６（Ｂ）に示すように、ブームシリンダ７の収縮に伴って支点Ｐ１を含む回動軸回りに回動してその一端が浮き上がる。そして、ブーム角度αはブーム角度α１まで減少し、上部旋回体３の前後軸回りの傾斜角δは傾斜角δ１まで増大する。図６の例では、支点Ｐ１は、左側クローラシュー１ＣＬの接地面の左端である。右側クローラシュー１ＣＲは、ジャッキアップによって浮き上がる。
When the boom lowering operation is performed in the state of the shovel shown in FIG. 6A, the shovel rotates around the rotation axis including the fulcrum P1 as the boom cylinder 7 contracts as shown in FIG. 6B. It moves and one end of it rises. Then, the boom angle α decreases to the boom angle α1, and the inclination angle δ around the longitudinal axis of the
一方、アームシリンダ８及びバケットシリンダ９は、アーム操作レバー２６Ａ及びバケット操作レバー２６Ｂが何れも操作されていないため伸縮しない。そのため、アーム角度β及びバケット角度γは、図６（Ａ）における状態で維持される。その結果、図６（Ｂ）の白色矢印で示すように、バケット６は、上部旋回体３に向かって引き寄せられ、面接触していたその背面は、点Ｐ２のところで線接触若しくは点接触するのみとなる。すなわち、バケット６の爪先の延長線と地面との間の角度は、ゼロ度から角度θ１に増大する。この場合、バケット６が引き寄せられる代わりに左側クローラシュー１ＣＬがバケット６側に引き摺られることもある。
On the other hand, the
その後、ブーム下げ操作が更に継続されると、右側クローラシュー１ＣＲは、図６（Ｃ）に示すように更に浮き上がり、ブーム角度αはブーム角度α２まで減少し、傾斜角δは傾斜角δ２まで増大する。 Thereafter, when the boom lowering operation is further continued, the right crawler shoe 1CR is further lifted as shown in FIG. 6C, the boom angle α is decreased to the boom angle α2, and the inclination angle δ is increased to the inclination angle δ2. To do.
また、アーム角度β及びバケット角度γは、図６（Ａ）における状態でなおも維持される。その結果、図６（Ｃ）の白色矢印で示すように、バケット６は、上部旋回体３に向かって更に引き寄せられ、点Ｐ２のところで線接触若しくは点接触していたその背面は、点Ｐ３のところで線接触若しくは点接触するようになる。すなわち、バケット６の爪先の延長線と地面との間の角度は、角度θ１から角度θ２に更に増大する。
Further, the arm angle β and the bucket angle γ are still maintained in the state shown in FIG. As a result, as indicated by the white arrow in FIG. 6C, the
このように、アーム操作及びバケット操作が行われることなくブーム下げ操作のみでジャッキアップが行われると、バケット６は、上部旋回体３に向かって引き摺られ、接触面（地面）を削ってしまう。また、バケット６の背面と地面との接触面積が小さくなり、ショベルの状態が不安定になってしまう。
As described above, when the jack-up is performed only by the boom lowering operation without performing the arm operation and the bucket operation, the
ジャッキアップ支援部３００は、このような問題を回避するため、ジャッキアップ支援機能を開始したときのバケット６の位置及び姿勢を維持するように、掘削アタッチメントの姿勢を制御する。
In order to avoid such a problem, the jack-up
例えば、図７（Ａ）に示すショベルの状態でブーム下げ操作が行われると、ショベルは、図７（Ｂ）に示すように、ブームシリンダ７の収縮に伴って支点Ｐ１を含む回動軸回りに回動してその一端が浮き上がる。そして、ブーム角度αはブーム角度α１まで減少し、上部旋回体３の前後軸回りの傾斜角δは傾斜角δ１まで増大する。
For example, when the boom lowering operation is performed in the state of the shovel shown in FIG. 7A, the shovel moves around the rotation axis including the fulcrum P1 as the boom cylinder 7 contracts as shown in FIG. 7B. Rotate to one end and lift one end. Then, the boom angle α decreases to the boom angle α1, and the inclination angle δ around the longitudinal axis of the
このとき、ジャッキアップ支援部３００は、アーム角度βがアーム角度β１となるまでアームシリンダ８を収縮させ、且つ、バケット角度γがバケット角度γ１となるまでバケットシリンダ９を伸張させる。バケット６の位置及び姿勢を維持するためである。すなわち、バケット６が上部旋回体３に向かって引き寄せられないようにするためである。その結果、掘削アタッチメントの姿勢は、図７（Ｂ）に示すような姿勢に変化するが、バケット６の位置及び姿勢は、図７（Ａ）の状態のまま維持される。
At this time, the jack-up
その後、ブーム下げ操作が更に継続されると、右側クローラシュー１ＣＲは、図７（Ｃ）に示すように更に浮き上がり、ブーム角度αはブーム角度α２まで減少し、傾斜角δは傾斜角δ２まで増大する。 Thereafter, when the boom lowering operation is further continued, the right crawler shoe 1CR is further lifted as shown in FIG. 7C, the boom angle α is decreased to the boom angle α2, and the inclination angle δ is increased to the inclination angle δ2. To do.
このときも同様に、ジャッキアップ支援部３００は、アーム角度βがアーム角度β２となるまでアームシリンダ８を更に収縮させ、且つ、バケット角度γがバケット角度γ２となるまでバケットシリンダ９を更に伸張させる。その結果、掘削アタッチメントの姿勢は、図７（Ｃ）に示すような姿勢に変化するが、バケット６の位置及び姿勢は、図７（Ａ）の状態のまま維持される。
Similarly, the jack-up
このように、アーム操作及びバケット操作が行われることなくブーム下げ操作のみでジャッキアップが行われた場合であっても、ジャッキアップ支援部３００は、アームシリンダ８及びバケットシリンダ９を適切に伸縮させ、バケット６の位置及び姿勢を維持する。そのため、バケット６が引き摺られるのを防止し、バケット６によって地面が削られてしまうのを防止できる。また、バケット６の背面と地面との接触面積を維持することでショベルの状態が不安定になってしまうのを防止できる。
As described above, even when the jackup is performed only by the boom lowering operation without performing the arm operation and the bucket operation, the
なお、上述の実施形態では、ジャッキアップ支援部３００は、ブーム下げ操作でジャッキアップが行われた場合に、アーム開き動作とバケット閉じ動作を自動的に行ってジャッキアップ操作を支援する。しかしながら、ジャッキアップ支援部３００は、アーム開き動作及びバケット閉じ動作の何れか一方のみを自動的に行うようにしてもよい。或いは、ブーム下げ操作とアーム開き操作でジャッキアップが行われた場合に、バケット閉じ動作を自動的に行ってジャッキアップ操作を支援してもよい。或いは、ブーム下げ操作とバケット閉じ操作でジャッキアップが行われた場合に、アーム開き動作を自動的に行ってジャッキアップ操作を支援してもよい。
In the above-described embodiment, the jack-up
或いは、ジャッキアップ支援部３００は、操作者による操作が行われた油圧アクチュエータの動作量を自動的に調整してもよい。例えば、ブーム下げ操作でジャッキアップが行われた場合に、アーム開き動作とバケット閉じ動作を自動的に行い、且つ、操作者によるブーム下げ動作に調整を加えることでジャッキアップ操作を支援してもよい。この場合、ジャッキアップ支援部３００は、例えば、比例弁等を用いて、ブーム操作レバー２６Ｃの下げ操作量に対応するブームシリンダ７の収縮量を低減させてもよい。
Alternatively, the jack-up
次に、図８を参照し、ジャッキアップ支援機能の具体的な処理の別の一例について説明する。図８は、ジャッキアップ支援機能の具体的な処理の別の一例のフローチャートである。 Next, another example of specific processing of the jack-up support function will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a flowchart of another example of specific processing of the jackup support function.
図８のフローチャートは、ステップＳＴ２５〜ステップＳＴ２８を有する点で、図５のフローチャートと相違する。図８のステップＳＴ２１〜ステップＳＴ２４及びステップＳＴ２９は、図５のステップＳＴ１１〜ステップＳＴ１５に対応する。そのため、共通部分の説明を省略し、相違部分を詳説する。 The flowchart of FIG. 8 is different from the flowchart of FIG. 5 in that it includes steps ST25 to ST28. Steps ST21 to ST24 and ST29 in FIG. 8 correspond to steps ST11 to ST15 in FIG. Therefore, the description of the common part is omitted, and the different part is described in detail.
ブーム下げ操作もブーム上げ操作も行われていないと判定した場合（ステップＳＴ２３のＮＯ）、ジャッキアップ支援部３００は、下部走行体１がアタッチメントに近づいているか否かを判定する（ステップＳＴ２５）。本実施形態では、ジャッキアップ支援部３００は、姿勢センサの出力に基づいて下部走行体１が掘削アタッチメントに近づいているか否かを判定する。姿勢センサは、ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、バケット角度センサＳ３及び機体傾斜センサＳ４の少なくとも１つを含む。
When it is determined that neither the boom lowering operation nor the boom raising operation is performed (NO in step ST23), the jack-up
下部走行体１がアタッチメントに近づいていると判定した場合（ステップＳＴ２５のＹＥＳ）、ジャッキアップ支援部３００は、アーム閉じ動作及びバケット開き動作を実行する（ステップＳＴ２６）。ジャッキアップ支援部３００は、例えば、ジャッキアップ支援機能を開始したときのバケット６の位置及び姿勢を維持するように、アーム閉じ動作及びバケット開き動作を実行する。具体的には、走行レバー又は走行ペダルを用いた前進操作による左側走行用油圧モータ１Ｌ及び右側走行用油圧モータ１Ｒの回転に応じ、アーム閉じ操作及びバケット開き操作が無くとも、アームシリンダ８を伸張させ、且つ、バケットシリンダ９を収縮させる。
When it determines with the
下部走行体１がアタッチメントに近づいていないと判定した場合（ステップＳＴ２５のＮＯ）、ジャッキアップ支援部３００は、下部走行体１がアタッチメントから遠ざかっているか否かを判定する（ステップＳＴ２７）。本実施形態では、ジャッキアップ支援部３００は、姿勢センサの出力に基づいて下部走行体１が掘削アタッチメントから遠ざかっているか否かを判定する。
When it is determined that the
下部走行体１がアタッチメントから遠ざかっていると判定した場合（ステップＳＴ２７のＹＥＳ）、ジャッキアップ支援部３００は、アーム開き動作及びバケット閉じ動作を実行する（ステップＳＴ２８）。ジャッキアップ支援部３００は、例えば、ジャッキアップ支援機能を開始したときのバケット６の位置及び姿勢を維持するように、アーム開き動作及びバケット閉じ動作を実行する。具体的には、走行レバー又は走行ペダルを用いた後進操作による左側走行用油圧モータ１Ｌ及び右側走行用油圧モータ１Ｒの回転に応じ、アーム開き操作及びバケット閉じ操作が無くとも、アームシリンダ８を収縮させ、且つ、バケットシリンダ９を伸張させる。
When it is determined that the
下部走行体１がアタッチメントから遠ざかっていないと判定した場合（ステップＳＴ２７のＮＯ）、ジャッキアップ支援部３００は、終了条件が満たされたか否かを判定する（ステップＳＴ２９）。
When it determines with the
終了条件が満たされていないと判定した場合（ステップＳＴ２９のＮＯ）、ジャッキアップ支援部３００は、ステップＳＴ２１における判定を再び実行する。
When it is determined that the termination condition is not satisfied (NO in step ST29), the jack-up
終了条件が満たされたと判定した場合（ステップＳＴ２９のＹＥＳ）、ジャッキアップ支援部３００は、ジャッキアップ支援機能を終了させる。
If it is determined that the end condition is satisfied (YES in step ST29), the jack-up
ここで、図９及び図１０を参照し、図８のジャッキアップ支援機能の効果について説明する。図９は、ジャッキアップ支援機能を実行せずにジャッキアップを行い且つ下部走行体１を前進させたときのショベルの姿勢の時間的推移を示す。図１０は、ジャッキアップ支援機能を実行しながらジャッキアップを行い且つ下部走行体１を前進させたときのショベルの姿勢の時間的推移を示す。図９及び図１０では、上部旋回体３は、下部走行体１と同じ方向を向いた状態（すなわち、旋回角度ゼロ度の状態）にある。この状態は、例えば、ショベルを輸送トレーラの荷台に積み込むときに、ジャッキアップによってクローラシューの一端を荷台に載せる際に適している。図９（Ａ）のショベルの姿勢は、図１０（Ａ）のショベルの姿勢と同じであり、バケット６の背面が水平面（例えば輸送トレーラの荷台）に接触している。図中の黒色矢印は、操作者による操作に応じた油圧アクチュエータの動作方向を示す。図９（Ｂ）及び図９（Ｃ）における白色矢印は、バケット６が引き摺られる方向を示し、点線で描かれたバケット６は、引き摺られる前のバケット６の位置及び姿勢を示す。図１０（Ｂ）及び図１０（Ｃ）における斜線ハッチングの矢印は、操作者による操作とは無関係に自動的に動く油圧アクチュエータの動作方向を示す。
Here, the effect of the jack-up support function of FIG. 8 will be described with reference to FIGS. 9 and 10. FIG. 9 shows the temporal transition of the shovel posture when jacking up is performed without executing the jackup support function and the
図９（Ａ）に示すショベルの状態でブーム下げ操作が行われると、ショベルは、図９（Ｂ）に示すように、ブームシリンダ７の収縮に伴って支点Ｐ１を含む回動軸回りに回動してその一端が浮き上がる。そして、ブーム角度αはブーム角度α１１まで減少し、上部旋回体３の左右軸回りの傾斜角εは傾斜角ε１１まで増大する。図９の例では、支点Ｐ１は、左側クローラシュー１ＣＬ及び右側クローラシュー１ＣＲの接地面の後端である。左側クローラシュー１ＣＬ及び右側クローラシュー１ＣＲの前端は、ジャッキアップによって浮き上がる。
When the boom lowering operation is performed in the state of the shovel shown in FIG. 9A, the shovel rotates around the rotation axis including the fulcrum P1 as the boom cylinder 7 contracts as shown in FIG. 9B. It moves and one end of it rises. Then, the boom angle α decreases to the boom angle α11, and the inclination angle ε around the left-right axis of the
一方、アームシリンダ８及びバケットシリンダ９は、アーム操作レバー２６Ａ及びバケット操作レバー２６Ｂが何れも操作されていないため伸縮しない。そのため、アーム角度β及びバケット角度γは、図９（Ａ）における状態で維持される。その結果、図９（Ｂ）の白色矢印で示すように、バケット６は、上部旋回体３に向かって引き寄せられ、面接触していたその背面は、点Ｐ２のところで線接触若しくは点接触するのみとなる。この場合、バケット６が引き寄せられる代わりに下部走行体１がバケット６側に引き摺られることもある。
On the other hand, the
その後、前進操作が行われると、ショベルは、図９（Ｃ）に示すように右側に移動する。また、アーム角度β及びバケット角度γは、図９（Ａ）における状態でなおも維持される。その結果、図９（Ｃ）の白色矢印で示すように、バケット６は、ショベルの移動に伴って右側に引き摺られ、点Ｐ２のところで線接触若しくは点接触していたその背面は、点Ｐ３のところで線接触若しくは点接触するようになる。
Thereafter, when a forward operation is performed, the excavator moves to the right as shown in FIG. Further, the arm angle β and the bucket angle γ are still maintained in the state shown in FIG. As a result, as indicated by the white arrow in FIG. 9 (C), the
このように、アーム操作及びバケット操作が行われることなくブーム下げ操作のみでジャッキアップが行われると、バケット６は、上部旋回体３に向かって引き摺られ、接触面（例えば輸送トレーラの荷台）を損傷してしまう。また、バケット６の背面と接触面との接触面積が小さくなり、ショベルの状態が不安定になってしまう。
As described above, when the jack-up operation is performed only by the boom lowering operation without performing the arm operation and the bucket operation, the
また、その後にアーム操作及びバケット操作が行われることなく前進操作が行われると、バケット６は、ショベルの移動に伴って右側に押しやられ、接触面を損傷してしまう。
Further, when the forward operation is performed without the arm operation and the bucket operation thereafter, the
ジャッキアップ支援部３００は、このような問題を回避するため、ジャッキアップ支援機能を開始したときのバケット６の位置及び姿勢を維持するように、掘削アタッチメントの姿勢を制御する。
In order to avoid such a problem, the jack-up
例えば、図１０（Ａ）に示すショベルの状態でブーム下げ操作が行われると、ショベルは、図１０（Ｂ）に示すように、ブームシリンダ７の収縮に伴って支点Ｐ１を含む回動軸回りに回動してその一端が浮き上がる。そして、ブーム角度αはブーム角度α１１まで減少し、上部旋回体３の左右軸回りの傾斜角εは傾斜角ε１１まで増大する。
For example, when the boom lowering operation is performed in the state of the shovel shown in FIG. 10A, the shovel is rotated around the rotation axis including the fulcrum P1 as the boom cylinder 7 contracts as shown in FIG. 10B. Rotate to one end and lift one end. Then, the boom angle α decreases to the boom angle α11, and the inclination angle ε around the left-right axis of the
このとき、ジャッキアップ支援部３００は、アーム角度βがアーム角度β１１となるまでアームシリンダ８を収縮させ、且つ、バケット角度γがバケット角度γ１１となるまでバケットシリンダ９を伸張させる。バケット６の位置及び姿勢を維持するためである。すなわち、バケット６が上部旋回体３に向かって引き寄せられないようにするためである。その結果、掘削アタッチメントの姿勢は、図１０（Ｂ）に示すような姿勢に変化するが、バケット６の位置及び姿勢は、図１０（Ａ）の状態のまま維持される。
At this time, the jack-up
その後、前進操作が行われると、ショベルは、図１０（Ｃ）に示すように右側に移動する。この場合、ジャッキアップ支援部３００は、アーム角度βがアーム角度β１２となるまでアームシリンダ８を伸張させ、且つ、バケット角度γがバケット角度γ１２となるまでバケットシリンダ９を収縮させる。その結果、掘削アタッチメントの姿勢は、図１０（Ｃ）に示すような姿勢に変化するが、バケット６の位置及び姿勢は、図１０（Ａ）の状態のまま維持される。
Thereafter, when a forward operation is performed, the excavator moves to the right as shown in FIG. In this case, the jack-up
このように、ジャッキアップが行われた後で前進操作が行われた場合であっても、ジャッキアップ支援部３００は、アームシリンダ８及びバケットシリンダ９を適切に伸縮させ、バケット６の位置及び姿勢を維持する。そのため、バケット６が引き摺られるのを防止し、バケット６によって接触面が損傷されてしまうのを防止できる。或いは、バケット６によって輸送トレーラがショベル側に引き寄せられ、輸送トレーラのブレーキが損傷されてしまうのを防止できる。また、バケット６の背面と接触面との接触面積を維持することでショベルの状態が不安定になってしまうのを防止できる。
As described above, even when the forward operation is performed after the jack-up is performed, the jack-up
なお、上述の実施形態では、ジャッキアップ支援部３００は、下部走行体１の前端が浮き上がった状態で前進操作が行われた場合に、アーム閉じ動作とバケット開き動作を自動的に行ってジャッキアップ操作を支援する。しかしながら、ジャッキアップ支援部３００は、アーム閉じ動作及びバケット開き動作の何れか一方のみを自動的に行うようにしてもよい。或いは、ブーム上げ動作を追加的に行うようにしてもよい。或いは、前進操作とアーム閉じ操作が行われた場合に、バケット開き動作を自動的に行ってジャッキアップ操作を支援してもよい。或いは、前進操作とバケット開き操作が行われた場合に、アーム閉じ動作を自動的に行ってジャッキアップ操作を支援してもよい。
In the above-described embodiment, the jack-up
或いは、ジャッキアップ支援部３００は、操作者による操作が行われた油圧アクチュエータの動作量を自動的に調整してもよい。例えば、前進操作が行われた場合に、アーム閉じ動作とバケット開き動作を自動的に行い、且つ、操作者による前進操作に調整を加えることでジャッキアップ操作を支援してもよい。この場合、ジャッキアップ支援部３００は、例えば、比例弁等を用いて、走行レバーの操作量に対応する左側走行用油圧モータ１Ｌ及び右側走行用油圧モータ１Ｒの回転数を低減させてもよい。
Alternatively, the jack-up
以上の構成により、ジャッキアップ支援部３００は、ジャッキアップ中の機体安定性を確保できる。また、地面の削り取り、輸送トレーラの荷台等の接触面の損傷を防止できる。操作者は、複雑な複合操作を行うことなく、ジャッキアップ操作を円滑に行うことができる。
With the above configuration, the jack-up
また、ジャッキアップ支援部３００は、ブーム下げ操作によってショベルの一端を持ち上げるときばかりでなく、一端が持ち上げられたショベルをブーム上げ操作によって元に戻すときにもジャッキアップ操作を支援できる。同様に、一端が持ち上げられたショベルを前進させるときばかりでなく、一端が持ち上げられたショベルを後進させるときにもジャッキアップ操作を支援できる。なお、ジャッキアップ操作は、ショベルの一端を持ち上げるための操作ばかりでなく、持ち上げられた一端を下ろすまでの一連の操作を含む。
Further, the jack-up
以上、本発明の好ましい実施形態について詳説した。しかしながら、本発明は、上述した実施形態に制限されることはない。上述した実施形態は、本発明の範囲を逸脱することなしに、種々の変形、置換等が適用され得る。また、別々に説明された特徴は、技術的な矛盾が生じない限り、組み合わせが可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment. Various modifications, replacements, and the like can be applied to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. The separately described features can be combined as long as there is no technical contradiction.
例えば、上述の実施形態では、ジャッキアップ操作は、水平面にバケット６の背面を押し付けてショベルの一端を持ち上げるための操作、及び、その持ち上げられた一端を下ろすまでの一連の操作を含む。しかしながら、ジャッキアップ操作は、傾斜面にバケット６の背面を押し付けてショベルの一端を持ち上げるための操作、及び、その持ち上げられた一端を下ろすまでの一連の操作を含んでいてもよい。
For example, in the above-described embodiment, the jack-up operation includes an operation for pressing the back surface of the
また、ジャッキアップ支援部３００は、上部旋回体３が下部走行体１に対して９０度だけ旋回した状態、又は、下部走行体１と同じ方向を向いた状態にあるときに限り、ジャッキアップ操作を支援してもよい。この場合、ジャッキアップ支援部３００は、上部旋回体３が下部走行体１に対して斜めを向いているときには、他の条件が満たされたときであってもジャッキアップが行われていると判定しないようにしてもよい。不安定な姿勢でジャッキアップが行われないようにするためである。
In addition, the jack-up
１・・・下部走行体 １Ｌ・・・左側走行用油圧モータ １Ｒ・・・右側走行用油圧モータ ２・・・旋回機構 ２Ａ・・・旋回用油圧モータ ３・・・上部旋回体 ４・・・ブーム ５・・・アーム ６・・・バケット ７・・・ブームシリンダ ８・・・アームシリンダ ９・・・バケットシリンダ １０・・・キャビン １１・・・エンジン １３、１３Ｌ、１３Ｒ・・・レギュレータ １４、１４Ｌ、１４Ｒ・・・メインポンプ １５・・・パイロットポンプ １７・・・コントロールバルブ １８Ｌ、１８Ｒ・・・ネガティブコントロール絞り １９Ｌ、１９Ｒ・・・ネガコン圧センサ ２６・・・操作装置 ２６Ａ・・・アーム操作レバー ２６Ｂ・・・バケット操作レバー ２６Ｃ・・・ブーム操作レバー ２８、２８Ｌ、２８Ｒ・・・吐出圧センサ ２９、２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃ・・・操作圧センサ ３０・・・コントローラ ３１、３１Ｌ、３１Ｒ・・・比例弁 ３２、３２Ｌ、３２Ｒ・・・シャトル弁 １７１〜１７４、１７５Ｌ、１７５Ｒ、１７６Ｌ、１７６Ｒ・・・制御弁 ３００・・・ジャッキアップ支援部 Ｓ１・・・ブーム角度センサ Ｓ２・・・アーム角度センサ Ｓ３・・・バケット角度センサ Ｓ４・・・機体傾斜センサ Ｓ５・・・旋回角速度センサ Ｓ６・・・カメラ Ｓ７Ｂ・・・ブームボトム圧センサ Ｓ７Ｒ・・・ブームロッド圧センサ Ｓ８Ｂ・・・アームボトム圧センサ Ｓ８Ｒ・・・アームロッド圧センサ Ｓ９Ｂ・・・バケットボトム圧センサ Ｓ９Ｒ・・・バケットロッド圧センサ
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記下部走行体に旋回可能に搭載される上部旋回体と、
前記上部旋回体に取り付けられるアタッチメントと、
複数の油圧アクチュエータと、
複数の前記油圧アクチュエータを操作する複数の操作装置と、
複数の前記操作装置の少なくとも１つに対する操作入力に応じて複数の前記油圧アクチュエータの少なくとも１つを自動的に動作させてジャッキアップを支援する制御装置と、を備える、
ショベル。 A lower traveling body,
An upper swivel body that is turnably mounted on the lower traveling body;
An attachment attached to the upper swing body;
A plurality of hydraulic actuators;
A plurality of operating devices for operating the plurality of hydraulic actuators;
A control device that assists jack-up by automatically operating at least one of the plurality of hydraulic actuators in response to an operation input to at least one of the plurality of operation devices.
Excavator.
請求項１に記載のショベル。 The control device supports jack-up by automatically operating at least one of an arm cylinder and a bucket cylinder in response to an operation input to the boom operation lever.
The excavator according to claim 1.
請求項１又は２に記載のショベル。 The control device assists jackup by performing an arm opening operation and a bucket closing operation when a boom lowering operation is performed,
The shovel according to claim 1 or 2.
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のショベル。 The control device supports jack-up by operating a plurality of the hydraulic actuators according to an operation input to one of the plurality of operation devices while maintaining the position and posture of the bucket.
The excavator according to any one of claims 1 to 3.
請求項１乃至４のいずれか一項に記載のショベル。 The control device supports jack-up by operating at least one of a boom cylinder, an arm cylinder, and a bucket cylinder in response to an operation input to the travel lever or the travel pedal.
The excavator according to any one of claims 1 to 4.
請求項１乃至５のいずれか一項に記載のショベル。 The control device determines whether or not jack-up is performed based on information about the attachment acquired by the information acquisition device, and determines that jack-up is performed, at least of the plurality of operating devices Supporting at least one of the plurality of hydraulic actuators automatically in response to an operation input to one to support jackup;
The excavator according to any one of claims 1 to 5.
請求項１乃至６のいずれか一項に記載のショベル。 The control device assists jack-up when the upper swing body is turned by 90 degrees with respect to the lower travel body, or when the upper swing body is in the same direction as the lower travel body,
The excavator according to any one of claims 1 to 6.
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