JP2020204160A - 建設機械におけるセンサ自動特定システム及び特定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】作業機を構成する複数のフロント部材に姿勢情報検出センサ（ＩＭＵ）が搭載された建設機械において、姿勢情報検出センサが何れのフロント部材に搭載されたものであるかを特定する作業を行うにあたり、オペレータの負担を軽減する。【解決手段】特定作業を開始するために操作される特定作業開始ボタン１３ｂと、複数のフロント部材（スティック６、ブーム５）を順次単独で自動的に駆動、停止せしめるべく制御指令を出力するフロント部材制御手段２５ａと、該フロント部材制御手段２５ａによる各フロント部材の駆動に伴うＩＭＵ２２の検出値の変化に基づいて当該フロント部材に搭載されているＩＭＵ２２を特定するセンサ特定手段２５とを備えた自動特定システムを設けた。【選択図】図４

Description

本発明は、油圧ショベル等の建設機械におけるセンサ自動特定システム及び特定方法の技術分野に関するものである。

一般に、建設機械のなかには、例えば油圧ショベルのように、複数のフロント部材を回動自在に連結して構成される多関節型の作業機を備えたものがある。さらに、このような多関節型の作業機を備えた建設機械において、作業機を構成する複数のフロント部材（例えば油圧ショベルでは、フロント作業機を構成するブーム、スティック、バケット等）に、各フロント部材の姿勢情報を検出する姿勢情報検出センサ（例えばＩＭＵ（Inertial Measurement Unit：慣性計測装置））をそれぞれ搭載し、これら姿勢情報検出センサからの検出信号を車載ネットワークを介して制御装置に入力して該制御装置でフロント部材の姿勢を演算するとともに、該演算されたフロント部材の姿勢を、モニター等の表示装置に表示したり、作業機の可動範囲制限や自動制御に利用したりするようにしたものも知られている。
ところで、前記ＩＭＵのような複数の姿勢情報検出センサを複数のフロント部材にそれぞれ搭載するとともに、該姿勢情報検出センサからの検出信号を車載ネットワークを介して制御装置に入力して該制御装置でフロント部材の姿勢を演算するように構成するにあたり、種々のフロント部材に搭載可能な共通仕様の姿勢情報検出センサを用いる場合には、入力された検出信号が何れのフロント部材の姿勢情報であるかを識別可能にするために、複数の姿勢情報検出センサがそれぞれ何れのフロント部材に搭載された姿勢情報検出センサであるかを特定する必要がある。この場合に、姿勢情報検出センサを一個づつ順次フロント部材に搭載して特定作業を行うようにすると、姿勢情報検出センサの取り付け作業と特定作業とを姿勢情報検出センサの搭載数だけ繰り返し行わなければならず、手間と時間がかかる。一方、各フロント部材別に専用の識別情報が付与された姿勢情報検出センサを用いるようにすると、前述したような特定作業は必要なくなるが、姿勢情報検出センサの共通化が図れず、部品管理に手間やコストがかかるうえ、姿勢情報検出センサをフロント部材に搭載する際に誤って他のフロント部材用の姿勢情報検出センサを搭載してしまう懸念もある。
そこで、従来、複数のフロント部材のうちの１つを単独で駆動するための操作を行った結果得られたフロント部材の動作と、姿勢情報検出センサで検出された姿勢情報の変動の有無とに基づいて、操作信号検出装置で検出された操作信号に対応するフロント部材に搭載された姿勢情報検出センサの搭載箇所を判定する搭載箇所判定装置を設けた技術が提唱されている（例えば、特許文献１参照）。このものでは、複数の姿勢情報検出センサをそれぞれフロント部材に搭載した状態で、何れの姿勢情報検出センサが何れのフロント部材に搭載されたものであるかを特定することができることになって、姿勢情報検出センサの共通化が図れるとともに、姿勢情報検出センサの搭載時における取り違えの発生をなくすことができる。

特開２０１９−２７０６２号公報

しかしながら、前記特許文献１のものは、何れの姿勢情報検出センサが何れのフロント部材に搭載されたものであるかを特定するにあたり、複数のうちのフロント部材のうちの一つを単独で順次駆動させるという操作を、オペレータが行う構成となっている。しかも、姿勢情報検出センサの特定は、作業機のより先端のフロント部材に搭載された姿勢情報検出センサから順に行われることになるから、特許文献１の第１の実施の形態のように油圧ショベルの掘削等の一般的な作業と平行して特定が進行するような構成であると、掘削等の一般的な作業ではフロント部材を同時に複数駆動させることが多いため特定が完了するまでに時間を要することがあり、完了するまではフロント部材の姿勢情報を取得できないという問題がある。一方、特許文献１の第３の実施の形態では、特定作業を行うモードを設定し、該モードで特定に関するフロント部材の操作をオペレータに促す表示を行うように構成されているが、操作手順が表示されていても、該操作手順に従ってオペレータが複数のフロント部材を単独で順次駆動させるという操作は行わなければならず、手間がかかってオペレータの負担になるという問題があり、ここに本発明の解決すべき課題がある。

本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、車両本体に取り付けられ、複数のフロント部材を回動自在に連結して構成される多関節型の作業機と、前記複数のフロント部材をそれぞれ駆動せしめるフロント部材駆動手段と、前記複数のフロント部材にそれぞれ搭載されて当該フロント部材の姿勢情報を検出する複数の姿勢情報検出センサと、これら姿勢情報検出センサからの検出信号に基づいてフロント部材の姿勢を演算する制御装置とを備えてなる建設機械において、前記複数の姿勢情報検出センサがそれぞれ何れのフロント部材に搭載された姿勢情報検出センサであるかを特定するための特定作業を行う自動特定システムを設けるにあたり、該自動特定システムは、特定作業を開始するべく操作される作業開始操作手段と、前記複数のフロント部材を順次単独で自動的に駆動、停止せしめるべく前記フロント部材駆動手段に制御指令を出力するフロント部材制御手段と、該フロント部材制御手段による各フロント部材の駆動に伴う姿勢情報検出センサの検出値の変化に基づいて当該フロント部材に搭載されている姿勢情報検出センサを特定するセンサ特定手段とを備えることを特徴とする建設機械におけるセンサ自動特定システムである。
請求項２の発明は、請求項１において、自動特定システムは、該自動特定システムを起動させるモードを選択するためのモード選択手段を備えることを特徴とする建設機械におけるセンサ自動特定システムである。
請求項３の発明は、請求項１または２において、フロント部材制御手段による複数のフロント部材の自動的な駆動、停止のプロセスは、作業進行操作手段の操作中のみ進行することを特徴とする建設機械におけるセンサ自動特定システムである。
請求項４の発明は、請求項３において、作業開始操作手段は、作業進行操作手段を兼用することを特徴とする建設機械におけるセンサ自動特定システムである。
請求項５の発明は、車両本体に取り付けられ、複数のフロント部材を回動自在に連結して構成される多関節型の作業機と、前記複数のフロント部材をそれぞれ駆動せしめるフロント部材駆動手段と、前記複数のフロント部材にそれぞれ搭載されて当該フロント部材の姿勢情報を検出する複数の姿勢情報検出センサと、これら姿勢情報検出センサからの検出信号に基づいてフロント部材の姿勢を演算する制御装置とを備えてなる建設機械において、前記複数の姿勢情報検出センサがそれぞれ何れのフロント部材に搭載された姿勢情報検出センサであるかを特定するための特定方法であって、該特定方法は、特定作業を開始するべく作業開始操作手段を操作するステップと、フロント部材制御手段から前記フロント部材駆動手段に制御指令を出力して複数のフロント部材を順次単独で自動的に駆動、停止せしめるステップと、フロント部材制御手段による各フロント部材の駆動に伴う姿勢情報検出センサの検出値の変化に基づいて当該フロント部材に搭載されている姿勢情報検出センサを特定するステップとを含むことを特徴とする建設機械におけるセンサ自動特定方法である。

請求項１、５の発明とすることにより、オペレータが作業開始操作手段を操作するだけで、自動的に姿勢情報検出センサの特定作業が行われることになって、手間を大幅に削減できてオペレータの負担を軽減できるとともに、オペレータの操作ミスによる誤特定の惧れも回避できる。
請求項２の発明とすることにより、モードが選択されていない場合には自動特定システムは起動しないことになって、作業開始操作手段の誤操作による意図しない自動特定作業の開始を回避することができる。
請求項３の発明とすることにより、フロント部材の駆動、停止が自動的に行われるものであっても、オペレータがフロント部材の駆動、停止のプロセスを意識できるとともに、オペレータが作業進行操作手段の操作を停止すれば、フロント部材の自動的な駆動、停止の進行も停止することになって、不測の事態に対応できる。
請求項４の発明とすることにより、部材の兼用化が図れるとともに、オペレータは特定作業の開始操作と進行操作とを一つの操作手段で連続して行えることになって、操作性に優れる。

油圧ショベルの側面図である。 ブームシリンダとスティックシリンダの概略油圧回路図である。 ＩＭＵおよび自動特定システムに係るコントローラの構成ブロック図である。 自動特定作業制御部の制御を示すフローチャート図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１において、１は建設機械の一例である油圧ショベルであって、該油圧ショベル１は、クローラ式の下部走行体２、該下部走行体２に旋回自在に支持される上部旋回体３、該上部旋回体３に取り付けられる多関節型のフロント作業機４等から構成されており、該フロント作業機４は、基端部が上部旋回体３に回動自在に軸支され、該軸支部を支点として上下方向に駆動するブーム５、該ブーム５の先端部に回動自在に軸支され、該軸支部を支点としてイン側（上部旋回体３に近づく方向）、アウト側（上部旋回体３から遠ざかる方向）に駆動するスティック６、該スティック６の先端部に回動自在に軸支されるバケット７等を備えて構成されているとともに、油圧ショベル１には、下部走行体２を走行せしめるための走行モータ（図示せず）、上部旋回体２を旋回せしめるための旋回モータ（図示せず）、ブーム５、スティック６、バケット７をそれぞれ駆動せしめるためのブームシリンダ８、スティックシリンダ９、バケットシリンダ１０等の各種油圧アクチュエータが具備されている。尚、本実施の形態において、前記上部旋回体３は本発明の車両本体に相当し、フロント作業機４は本発明の多関節型の作業機に相当し、ブーム５およびスティック６は本発明のフロント部材に相当する。

前記上部旋回体３には、オペレータの運転室となるキャブ１１や、エンジン等の各種機器類が収納されるエンジンルーム１２が搭載されているとともに、前記油圧ショベル１に具備される各種油圧アクチュエータを駆動させるための油圧システム（図１には図示せず）が設けられている。前記キャプ１１には、オペレータが座する運転席（図示せず）や、走行用、旋回用、ブーム用、スティック用、バケット用等の各操作具（図示せず）、各種表示や設定を行うためのモニター装置１３（図１には図示せず）等が配設されている。

ここで、前記ブームシリンダ８およびスティックシリンダ９に対する油圧制御の概略について図２に基づいて説明する。図２において、１４はブームシリンダ８、スティックシリンダ９の油圧供給源となる油圧ポンプ、１５はパイロット圧の供給源となるパイロットポンプ、１６は油タンク、１７、１８はブームシリンダ８、スティックシリンダ９に対する油給排制御をそれぞれ行うブーム用、スティック用コントロールバルブである。ブーム用コントロールバルブ１７は、伸長側、縮小側のパイロットポート１７ａ、１７ｂを備えたスプール弁であって、両方のパイロットポート１７ａ、１７ｂにパイロット圧が入力されていない状態ではブームシリンダ８に対する油給排を行わない中立位置Ｎに位置しているが、伸長側または縮小側パイロットポート１７ａまたは１７ｂにパイロット圧が入力されることによりブームシリンダ８に対する油給排制御を行う伸長側作動位置Ｘまたは縮小側作動位置Ｙに切換わり、これによりブームシリンダ８が伸縮してブーム５が上下方向に駆動するようになっている。スティック用コントロールバルブ１８は、前記ブーム用コントロールバルブ１７と同様の構成のものであって、伸長側、縮小側のパイロットポート１８ａ、１８ｂを備え、これら伸長側または縮小側のパイロットポート１８ａまたは１８ｂにパイロット圧が入力されることによりスティックシリンダ９に対する油給排制御を行う伸長側作動位置Ｘまたは縮小側作動位置Ｙに切換わり、これによりスティックシリンダ９が伸縮してスティック６がイン側、アウト側に駆動するようになっている。また、１９Ａ、１９Ｂはブーム用伸長側、ブーム用縮小側電磁比例弁、２０Ａ、２０Ｂはスティック用伸長側、スティック用縮小側電磁比例弁であって、これらブーム用伸長側、ブーム用縮小側、スティック用伸長側、スティック用縮小側電磁比例弁１９Ａ、１９Ｂ、２０Ａ、２０Ｂは、後述するコントローラ２１からの制御指令に基づいて作動して前記ブーム用、スティック用コントロールバルブ１７、１８の伸長側、縮小側パイロットポート１７ａ、１７ｂ、１８ａ、１８ｂにそれぞれパイロット圧を出力するように構成されている。そしてコントローラ２１は、ブーム用、スティック用操作具（何れも図示せず）の操作を電気的に検出する操作具操作検出手段（図示せず）からの検出信号を入力し、該検出信号に基づいて前記ブーム用伸長側、ブーム用縮小側、スティック用伸長側、スティック用縮小側電磁比例弁１９Ａ、１９Ｂ、２０Ａ、２０Ｂにパイロット圧出力の制御指令を出力してブームシリンダ８、スティックシリンダ９を伸縮せしめ、これによりブーム用、スティック用操作具の操作に対応したブーム５、スティック６の駆動が行われるようになっているが、さらにコントローラ２１は、後述する自動特定作業の実行時に、ブーム用、スティック用操作具が操作されていない状態でブーム用伸長側、スティック用伸長側電磁比例弁１９Ａ、２０Ａに制御指令を出力してブーム５、スティック６を駆動せしめるように構成されている。尚、本実施の形態において、ブームシリンダ８，ブーム用コントロールバルブ１７、ブーム用伸長側、ブーム縮小側電磁比例弁１９Ａ、１９Ｂは、ブーム５を駆動せしめるためのブーム用駆動手段、スティックシリンダ９、スティック用コントロールバルブ１８、スティック用伸長側、スティック用縮小側電磁比例弁２０Ａ、２０Ｂは、スティック６を駆動せしめるためのスティック用駆動手段であって、これらブーム用、スティック用駆動手段は本発明のフロント部材駆動手段に相当する。

一方、２２ａ〜２２ｃは角速度及び加速度を計測するＩＭＵ（Inertial Measurement Unit：慣性計測装置）であって、これらＩＭＵ２２ａ〜２２ｃは、本発明の姿勢情報検出センサに相当するが、本実施の形態では、図１に示す如く、スティック６と、ブーム５と、上部旋回体３の架台を構成する旋回フレーム３ａとにそれぞれ搭載されている。そして、これらＩＭＵ２２ａ〜２２ｃは、スティック６、ブーム５、上部旋回体３のそれぞれの姿勢に関する情報を検出し、その検出信号をＣＡＮ通信等の車載ネットワーク２３を経由して前記コントローラ（本発明の制御装置に相当する）２１に出力するように構成されている。各ＩＭＵ２２ａ〜２２ｃは、それぞれ個別の個体識別番号を有しており、該個体識別番号を検出情報に付加して出力することにより、コントローラ２１に入力された検出信号が何れのＩＭＵ２２ａ〜２２ｃからの検出信号であるかを識別できるようになっているが、搭載部材（本実施の形態では、ＩＭＵ２２ａ〜２２ｃが搭載されるスティック６、ブーム５、上部旋回体３であって、以降、スティック６、ブーム５、上部旋回体３を搭載部材６、５、３と称する場合もある）専用の識別情報は予め付与されておらず、後述する自動特定システムによる特定作業が完了するまでは、コントローラ２１は何れのＩＭＵ２２が何れの搭載部材６、５、３に搭載されたものであるかは特定できないようになっている。尚、本実施の形態において、前記特定作業が完了していないＩＭＵ２２ａ〜２２ｃをまとめてＩＭＵ２２と記する場合もある。

次に、前記コントローラ２１の行う制御のうち、前記ＩＭＵ２２ａ〜２２ｃおよび自動特定システムに係る制御について、図３の構成ブロック図および図４のフローチャート図に基づいて説明する。
図３の構成ブロック図に示す如く、コントローラ２１は、入力側に、前記ＩＭＵ２２ａ〜２２ｃが車載ネットワーク２３を経由して接続され、出力側に、前記ブーム用伸長側、ブーム用縮小側、スティック用伸長側、スティック用縮小側電磁比例弁１９Ａ、１９Ｂ、２０Ａ、２０Ｂが接続され、さらに前記モニター装置１３が入出力可能に接続されているとともに、コントローラ２１には、ＩＭＵ２２の自動特定作業を制御する自動特定制御部２５、自動特定作業で特定されたＩＭＵ２２ａ〜２２ｃと搭載部材６、５、３との対応関係を保存するメモリ２６、ＩＭＵ２２ａ〜２２ｃからの検出信号に基づいて油圧ショベル１の姿勢を演算する姿勢演算部２７等が設けられており、さらに前記自動特定制御部２５は、フロント部材制御手段２５ａおよびセンサ特定手段２５ｂを備えている。

前記自動特定制御部２５の制御に基づいて実行される自動特定作業は、何れのＩＭＵ２２が何れの搭載部材６、５、３に搭載されたものであるかを特定するための作業であって、該自動特定作業は、ＩＭＵ２２を油圧ショベル１に新規に搭載した場合等、ＩＭＵ２２と搭載部材６、５、３との対応関係がメモリ２６に保存されていない場合や、ＩＭＵ２２の交換時等、既にメモリ２６に保存されている前記対応関係を書き換えたい場合等に行われるが、本実施の形態では、自動特定作業はモニター装置１３の操作に基づいて開始されるように構成されている。

前記モニター装置１３は、前述したようにキャブ１１内に配設されていて、画面に各種画像や各種機体情報を表示したり、各種設定等を行えるものであるが、このものは、画面に表示されるタッチ操作部や、画面に隣接して配設される操作キーや操作ボタン等、オペレータが操作できる各種操作手段を備えており、該モニター装置１３の操作手段として、自動特定作業に用いる後述のモード選択スイッチ１３ａおよび特定作業開始ボタン１３ｂが設けられているとともに、モニター装置１３の画面には、自動特定作業の経過や結果が図や文字で表示されるようになっている。尚、前記モード選択スイッチ１３ａ、特定作業開始ボタン１３ｂは、本発明のモード選択手段、作業開始操作手段に相当する。

次いで、前記自動特定制御部２５が行う自動特定作業の制御について、図４のフローチャート図に基づいて説明する。コントローラ２１（自動特定制御部２５）は、まず、「自動特定作業モード」が選択されているか否かを判断する（ステップＳ１）。該「自動特定作業モード」は、モニター装置１３に設けられたモード選択スイッチ１３ａをオペレータが操作することで選択されるが、本実施の形態では、モニター装置１３の画面にサービス用画面を表示させることで各種モードの選択を行えるようになっており、これら各種モードのなかからモード選択スイッチ１３ａで「自動特定作業モード」を選択できるようになっている。そして、該「自動特定作業モード」が選択されている場合のみ自動特定作業を行えるようになっている。

前記ステップＳ１の判断で「ＹＥＳ」、つまり「自動特定作業モード」が選択されている場合には、続けて、特定作業開始の操作が行われたか否かが判断される（ステップＳ２）。該特定作業開始の操作は、本実施の形態では、オペレータがモニター装置１３に設けられた特定作業開始ボタン１３ｂを押すことで行われるようになっている。

前記ステップＳ１の判断で「ＮＯ」、つまり「自動特定作業モード」が選択されていない場合には、ステップＳ１の判断に戻る。また、ステップＳ２の判断で「ＮＯ」、つまり特定作業開始の操作が行われていない場合には、ステップＳ２の判断に戻る。

一方、前記ステップＳ２の判断で「ＹＥＳ」、つまり特定作業開始の操作が行われた（特定作業開始ボタン１３ｂ押された）場合、コントローラ２１は、スティック６を単独でイン側に駆動させるための制御指令を出力する（ステップＳ３）。具体的には、コントローラ２１からスティック用伸長側電磁比例弁２０Ａにパイロット圧出力の制御指令が出力され、これによりスティック用コントロールバルブ１８が伸長側作動位置Ｘに切換わってスティックシリンダ９を伸長させ、これによってスティック６がイン側に駆動する。

次いでコントローラ２１は、検出値が入力される複数のＩＭＵ２２のうち、検出値の変化が予め設定される閾値以上のＩＭＵ２２があるか否かを判断する（ステップＳ４）。このステップＳ４の判断は、何れかのＩＭＵ２２の検出値の変化が閾値以上となるまで行われる。

前記ステップＳ４の判断で「ＹＥＳ」、つまり検出値の変化が予め設定される閾値以上のＩＭＵ２２があった場合には、そのＩＭＵ２２をスティック６に搭載されているスティック用ＩＭＵ２２ａであると特定し、該スティック用ＩＭＵ２２ａの個体識別番号とスティック６との対応関係をメモリ２６に登録して保存する（ステップＳ５）。つまり、ステップＳ３の処理によりスティック６が単独で駆動した場合に、該スティック６に搭載されているＩＭＵ２２ａは検出値が変化する一方、ブーム５および上部旋回体３に搭載されているＩＭＵ２２は検出値が変化しないはずであるから、検出値が変化したＩＭＵ２２ａをスティック用ＩＭＵ２２ａであると特定できることになるが、この場合に、検出値の変化を閾値以上とすることで、振動等で検出値が微変動した場合の誤判断を排除できる。

前記ステップＳ５の処理の終了後、コントローラ２１は、スティック６のイン側への駆動を停止させる制御指令を出力する（ステップＳ６）。具体的には、スティック用伸長側電磁比例弁２０Ａへのパイロット圧出力の制御指令を停止し、これによりスティック用コントロールバルブ１８が中立位置Ｎに復帰してスティックシリンダ９を停止させ、これによってスティック６の駆動が停止する。

前記ステップＳ６の処理の終了後、続けてコントローラ２１は、ブーム５を単独で駆動させるための制御指令を出力する（ステップＳ７）。具体的には、コントローラ２１からブーム用伸長側電磁比例弁１９Ａにパイロット圧出力の制御指令が出力され、これによりブーム用コントロールバルブ１７が伸長側作動位置Ｘに切換わってブームシリンダ８を伸長させ、これによってブーム５が上動する。

次いでコントローラ２１は、検出値が入力される複数のＩＭＵ２２のうち、前記スティック用ＩＭＵ２２ａを除いて、検出値の変化が予め設定される閾値以上のＩＭＵ２２があるか否かを判断する（ステップＳ８）。このステップＳ８の判断は、スティック用ＩＭＵ２２ａ以外の何れかのＩＭＵ２２の検出値の変化が閾値以上となるまで行われる。

前記ステップＳ８の判断で「ＹＥＳ」、つまりスティック用ＩＭＵ２２ａを除いて検出値の変化が予め設定される閾値以上のＩＭＵ２２があった場合には、そのＩＭＵ２２をブーム５に搭載されているブーム用ＩＭＵ２２ｂであると特定し、該ブーム用ＩＭＵ２２ｂの個体識別番号とブーム５との対応関係をメモリ２６に登録して保存する（ステップＳ９）。つまり、ステップＳ７の処理によりブーム５が単独で駆動した場合に、該ブーム５に搭載されているＩＭＵ２２ｂ、およびブーム５の先端部に連結されたスティック６に搭載されているＩＭＵ２２ａは検出値が変化する一方、上部旋回体３に搭載されているＩＭＵ２２ｃは検出値が変化しないはずであるから、スティック用ＩＭＵ２２ａを除いて検出値が変化したＩＭＵ２２ｂをブーム用ＩＭＵ２２ｂであると特定できることになるが、この場合に、スティック用ＩＭＵ２２ａの場合と同様に、検出値の変化を閾値以上とすることで、振動等で検出値が微変動した場合の誤判断を排除できる。

前記ステップＳ９の処理の終了後、コントローラ２１は、ブーム５の駆動を停止させる制御指令を出力する（ステップＳ１０）。具体的には、ブーム用伸長側電磁比例弁１９Ａへのパイロット圧出力の制御指令を停止し、これによりブーム用コントロールバルブ１７が中立位置Ｎに復帰してブームシリンダ８を停止させ、これによってブーム５の駆動が停止する。

前記ステップＳ１０の処理の終了後、コントローラ２１は、前記ステップＳ５、ステップＳ９でそれぞれスティック用ＩＭＵ２２ａ、ブーム用ＩＭＵ２２ｂであると特定された以外のＩＭＵ２２ｃを上部旋回体３に搭載されている車体用ＩＭＵ２２ｃであると特定し、該車体用ＩＭＵ２２ｃの個体識別番号と上部旋回体３との対応関係をメモリ２６に登録して保存する（ステップＳ１０）。これにより、すべてのＩＭＵ２２ａ〜２２ｃが何れの搭載部材（スティック６，ブーム５、上部旋回体３）に搭載されているかが特定されて、自動特定作業は終了する。
尚、前記自動特定制御部２５が行う制御において、ステップＳ３、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ１０の制御は自動特定制御部２５に備えられたフロント部材制御手段２５ａによって実行され、ステップＳ４、Ｓ５、Ｓ８、Ｓ９、Ｓ１１の制御は自動特定制御部２５ａに備えられたセンサ特定手段２５ｂによって実行される。
また、特定作業開始の操作、つまり、オペレータが特定作業開始ボタン１３ｂを押す操作は、本発明の特定作業を開始するべく作業開始操作手段を操作するステップに相当し、前記ステップＳ３、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ１０は、本発明のフロント部材制御手段からフロント部材駆動手段に制御指令を出力して複数のフロント部材を順次単独で自動的に駆動、停止せしめるステップに相当し、ステップＳ４、Ｓ５、Ｓ８、Ｓ９は、フロント部材制御手段による各フロント部材の駆動に伴う姿勢情報検出センサの検出値の変化に基づいて当該フロント部材に搭載されている姿勢情報検出センサを特定するステップに相当する。

前記メモリ２６に登録された各ＩＭＵ２２ａ〜２２ｃと搭載部材６、５、３との対応関係は、姿勢演算部２７においてスティック６、ブーム５、上部旋回体３の姿勢を演算するときに用いられる。つまり、姿勢演算部２７は、ＩＭＵ２２ａ〜２２ｃから入力される検出信号に付加された固定識別番号と、メモリ２６に保存された対応関係とにより、入力された検出信号が何れの搭載部材６、５、３に搭載されたＩＭＵ２２ａ〜２２ｃのものであるかを識別する。そして、姿勢演算部２７は、ＩＭＵ２２ａ〜２２ｃの計測値に基づいて、該ＩＭＵ２２ａ〜２２ｃが搭載された搭載部材６、５、３の姿勢を演算する。例えば、本実施の形態では、スティック６に搭載されたスティック用ＩＭＵ２２ａの計測値によってスティック６の傾斜角度が演算され、ブーム５に搭載されたブーム用ＩＭＵ２２ｂの計測値に基づいてブーム５の傾斜角度が演算され、上部旋回体３の旋回フレーム３ａに搭載された車体用ＩＭＵ２２ｃによって上部旋回体３の傾斜角度が演算される。さらに姿勢演算部２７は、これら演算された搭載部材６，５、３の姿勢と、予め入力されている各種データ（例えば、上部旋回体３に対するブーム５の軸支部位置や、ブーム５、スティック６、バケット７の軸支部間の長さ等）とに基づいて、油圧ショベル１の各種姿勢や位置（例えば、上部旋回体３の傾きや、上部旋回体３を基準とした座標系におけるブーム５、スティック６、バケット７の位置等）を演算し、該演された各種姿勢や位置情報をモニター装置１３に表示したり、フロント作業機４の可動範囲制限制御等の各種自動制御に利用するべく各種制御手段（図示せず）に出力したりするように構成されている。

叙述の如く構成された本実施の形態において、車体本体となる上部旋回体３には、スティック６、ブーム５等の複数のフロント部材を回動自在に連結してなる多関節型のフロント作業機４が取り付けられているとともに、前記スティック６、ブーム５および上部旋回体３には、姿勢情報を検出するための姿勢情報検出センサとしてのＩＭＵ２２ａ〜２２ｃがそれぞれ搭載されている。そして、これらＩＭＵ２２ａ〜２２ｃからの検出信号に基づいてコントローラ（制御装置）２１によりスティック６、ブーム５、および上部旋回体３の姿勢が演算され、該演算結果は、モニター装置１３等の表示装置に表示されたり、各種自動制御に用いられたりすることになるが、このものには、複数のＩＭＵ２２が新規に搭載された場合等に、各ＩＭＵ２２がそれぞれ何れのフロント部材（スティック６、ブーム５）に搭載されたＩＭＵ２２であるかを特定するための特定作業を行う自動特定システムが設けられているとともに、該自動特定システムは、特定作業を開始するべく操作される特定作業開始ボタン１３ｂ（作業開始操作手段）と、スティック６、ブーム５を順次単独で自動的に駆動、停止せしめるべくスティック用駆動手段、ブーム用駆動手段（本実施の形態では、スティック用駆動手段を構成するスティック用伸長側電磁比例弁２０Ａ、ブーム用駆動手段を構成するブーム用伸長側電磁比例弁１９Ａ）に制御指令を出力するフロント部材制御手段２５ａと、該フロント部材制御手段２５ａによるスティック６、ブーム５の駆動に伴うＩＭＵ２２の検出値の変化に基づいてスティック６、ブーム５に搭載されているＩＭＵ２２ａ、２２ｂを特定するセンサ特定手段２５ｂとを備えて構成されている。

この様に、本実施の形態にあっては、各ＩＭＵ２２がそれぞれ何れのフロント部材（スティック６、ブーム５）に搭載されたＩＭＵ２２であるかを特定するための特定作業を行う場合、該特定作業を開始するべく特定作業開始ボタン１３ｂを操作すると、フロント部材制御手段２５ａからスティック用駆動手段、ブーム用駆動手段に制御指令が出力されてスティック６、ブーム５が順次単独で自動的に駆動、停止するとともに、これらスティック６、ブーム５の駆動に伴うＩＭＵ２２の検出値の変化に基づいてセンサ特定手段２５ｂによりＩＭＵ２２ａ、２２ｂの特定がなされることになる。この結果、オペレータが特定作業開始ボタン１３ｂを操作するだけで、自動的にＩＭＵ２２の特定作業が行われることになって、フロント部材を順次駆動させるというオペレータの操作は必要なく、手間を大幅に削減できてオペレータの負担を軽減できるとともに、オペレータの操作ミスによる誤特定の惧れも回避できる。

さらに、前記自動特定システムは、該自動特定システムを起動させるモード（「自動特定作業モード」）を選択するためのモード選択手段（モード選択スイッチ１３ａ）が設けられている。これにより、「自動特定作業モード」が選択されていない状態では自動特定作業は行われないことになって、作業開始操作手段（特定作業開始ボタン１３ｂ）の誤操作による意図しない自動特定作業の開始を回避することができる。

尚、本発明は上記実施の形態に限定されないことは勿論であって、例えば、フロント部材制御手段による複数のフロント部材の自動的な駆動、停止のプロセスを、作業進行操作手段の操作中のみ進行するように構成することもできる。このように構成することにより、フロント部材の駆動、停止が自動的に行われるものであっても、オペレータがフロント部材の自動的な駆動、停止のプロセスの進行を意識できるとともに、オペレータが作業進行操作手段の操作を停止すれば、フロント部材の自動的な駆動、停止の進行も停止することになって、不測の事態にも対応できることになる。この場合に、作業進行操作手段を、作業開始操作手段と兼用させることができる。例えば、上記実施の形態の作業開始操作手段である特定作業開始ボタン１３ｂを作業進行操作手段に兼用して、特定作業開始ボタン１３ｂを押すことで特定作業を開始するとともに、該特定作業開始ボタン１３ｂを押し続けることで、フロント部材の自動的な駆動、停止のプロセスを進行させるように構成しても良い。この様に作業開始操作手段を作業進行操作手段に兼用することで、部材の兼用化が図れるとともに、オペレータは特定作業の開始操作と進行操作とを一つの操作手段で連続して行えることになって、操作性に優れることになる。尚、作業進行操作手段を作業開始操作手段とは別に設けることもできるし、建設機械に設けられている他の操作具（操作レバー等）を、特定作業時のみ作業進行操作手段として兼用できる構成にしてもよい。

さらに、上記実施の形態では、モード選択手段（モード選択スイッチ１３ａ）、作業開始操作手段（特定作業開始ボタン１３ｂ）は共にモニター装置１３に設けられているが、これに限定されることなく、キャブ内の適宜箇所、例えば各種操作スイッチ等が集中して配設される操作パネル等に設けることもできる。

また、フロント部材の姿勢情報を検出する姿勢情報検出センサとしては、ＩＭＵに限定されることなく、例えば、傾斜角センサやジャイロセンサであっても良い。

さらに、本実施の形態では、姿勢情報検出センサが搭載されるフロント部材としてスティックとブームとを例示したが、本実施の形態のようにスティックの先端部にバケット等の作業アタッチメントが回動自在に設けられており、該作業アタッチメントに姿勢情報検出センサを設ける場合、あるいは、ブームが車体本体に対して左右方向揺動自在に設けられており、該左右方向揺動自在なブームに姿勢情報検出センサを設ける場合、あるいは、油圧ショベル以外の建設機械に設けられる多関節型の作業機を構成する各種フロント部材に姿勢情報検出センサを設ける場合にも、本発明を実施できる。

本発明は、油圧ショベル等の建設機械に複数の姿勢情報検出センサを搭載する場合に利用することができる。

３ 上部旋回体
４ フロント作業機
５ ブーム
６ スティック
８ ブームシリンダ
９ スティックシリンダ
１３ａ モード選択スイッチ
１３ｂ 特定作業開始ボタン
１９Ａ ブーム用伸長側電磁比例弁
２０Ａ スティック用伸長側電磁比例弁
２１ コントローラ
２２ａ〜２２ｃ ＩＭＵ
２５ 自動特定制御部
２５ａ フロント部材制御手段
２５ｂ センサ特定手段

Claims (5)

1. 車両本体に取り付けられ、複数のフロント部材を回動自在に連結して構成される多関節型の作業機と、前記複数のフロント部材をそれぞれ駆動せしめるフロント部材駆動手段と、前記複数のフロント部材にそれぞれ搭載されて当該フロント部材の姿勢情報を検出する複数の姿勢情報検出センサと、これら姿勢情報検出センサからの検出信号に基づいてフロント部材の姿勢を演算する制御装置とを備えてなる建設機械において、前記複数の姿勢情報検出センサがそれぞれ何れのフロント部材に搭載された姿勢情報検出センサであるかを特定するための特定作業を行う自動特定システムを設けるにあたり、該自動特定システムは、特定作業を開始するべく操作される作業開始操作手段と、前記複数のフロント部材を順次単独で自動的に駆動、停止せしめるべく前記フロント部材駆動手段に制御指令を出力するフロント部材制御手段と、該フロント部材制御手段による各フロント部材の駆動に伴う姿勢情報検出センサの検出値の変化に基づいて当該フロント部材に搭載されている姿勢情報検出センサを特定するセンサ特定手段とを備えることを特徴とする建設機械におけるセンサ自動特定システム。
2. 請求項１において、自動特定システムは、該自動特定システムを起動させるモードを選択するためのモード選択手段を備えることを特徴とする建設機械におけるセンサ自動特定システム。
3. 請求項１または２において、フロント部材制御手段による複数のフロント部材の自動的な駆動、停止のプロセスは、作業進行操作手段の操作中のみ進行することを特徴とする建設機械におけるセンサ自動特定システム。
4. 請求項３において、作業開始操作手段は、作業進行操作手段を兼用することを特徴とする建設機械におけるセンサ自動特定システム。
5. 車両本体に取り付けられ、複数のフロント部材を回動自在に連結して構成される多関節型の作業機と、前記複数のフロント部材をそれぞれ駆動せしめるフロント部材駆動手段と、前記複数のフロント部材にそれぞれ搭載されて当該フロント部材の姿勢情報を検出する複数の姿勢情報検出センサと、これら姿勢情報検出センサからの検出信号に基づいてフロント部材の姿勢を演算する制御装置とを備えてなる建設機械において、前記複数の姿勢情報検出センサがそれぞれ何れのフロント部材に搭載された姿勢情報検出センサであるかを特定するための特定方法であって、該特定方法は、特定作業を開始するべく作業開始操作手段を操作するステップと、フロント部材制御手段から前記フロント部材駆動手段に制御指令を出力して複数のフロント部材を順次単独で自動的に駆動、停止せしめるステップと、フロント部材制御手段による各フロント部材の駆動に伴う姿勢情報検出センサの検出値の変化に基づいて当該フロント部材に搭載されている姿勢情報検出センサを特定するステップとを含むことを特徴とする建設機械におけるセンサ自動特定方法。

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