JP2023006213A - Excavator, excavator support system - Google Patents

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正行 藤川
Masayuki Fujikawa
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Abstract

To grasp condition of a traveling surface.SOLUTION: An excavator has a lower traveling body, an upper rotating body rotatably mounted on the lower traveling body, and a detection unit disposed on the upper rotating body for detecting contact characteristics between the lower traveling body and a traveling surface during traveling.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ショベル、ショベルの支援システムに関する。 The present invention relates to an excavator and an excavator support system.

従来では、ショベルの作業対象の地面の形状を示す情報を取得し、ショベルの現在位置及び向きと、アタッチメントの現在の姿勢等に基づいて、ショベルの転倒のおそれがあることを事前に予測してショベルの動きを制限する技術が知られている。 Conventionally, information indicating the shape of the ground on which the excavator is to work is obtained, and based on the current position and orientation of the excavator and the current posture of the attachment, the risk of tipping of the excavator is predicted in advance. Techniques for restricting excavator motion are known.

特開2016-172963号公報JP 2016-172963 A

上述した従来の技術は、ショベルを転倒させる可能性がある地面の起伏は把握できるが、ショベルを転倒させる可能性が低い小さな地面の起伏等といった、走行面の状態を把握することはできない。 The above-described conventional technology can grasp the undulations of the ground that may overturn the excavator, but cannot grasp the state of the traveling surface such as small undulations of the ground that have a low possibility of overturning the excavator.

そこで、上記事情に鑑み、走行面の状態を把握することを目的とする。 Therefore, in view of the above circumstances, it is an object of the present invention to grasp the state of the running surface.

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自在に搭載された上部旋回体と、前記上部旋回体に配置された、前記下部走行体と走行面との接触特性を走行中に検出する検出部と、を有するショベルである。 An excavator according to an embodiment of the present invention includes a lower traveling body, an upper revolving body rotatably mounted on the lower traveling body, and contact between the lower traveling body and a traveling surface disposed on the upper revolving body. and a detector for detecting characteristics during travel.

本発明の実施形態に係るショベルの支援システムは、ショベルとショベルの管理装置とを含むショベルの支援システムであって、前記ショベルは、下部走行体と、前記下部走行体に旋回自在に搭載された上部旋回体と、前記上部旋回体に配置された、前記下部走行体と走行面との接触特性を走行中に検出する検出部と、前記検出部により前記接触特性を検出したときの位置を示す位置情報を取得し、前記位置情報と、前記接触特性を用いて判定された前記下部走行体の走行面の状態を示す情報と、を対応付けた走行面情報を前記管理装置へ送信する通信部と、を有し、前記管理装置は、前記走行面情報を格納する情報保持部と、他のショベルから受信した位置情報と前記走行面情報とに基づき、前記他のショベルの走行面の状態を判定する判定部と、前記判定部による判定の結果を、前記他のショベルに通知する状態通知部と、を有する、ショベルの支援システムである。 An excavator support system according to an embodiment of the present invention is an excavator support system including an excavator and an excavator management device, wherein the excavator is mounted on an undercarriage and the undercarriage so as to be capable of turning. An upper revolving structure, a detection unit arranged on the upper revolving structure that detects contact characteristics between the lower traveling structure and the running surface during travel, and a position when the contact characteristics are detected by the detection unit. A communication unit that acquires position information and transmits, to the management device, running surface information in which the position information is associated with information indicating the state of the running surface of the lower running body determined using the contact characteristics. and the management device has an information holding unit that stores the traveling surface information, and the state of the traveling surface of the other excavator based on the position information and the traveling surface information received from the other excavator. The excavator support system includes a determination unit that makes a determination, and a state notification unit that notifies the other excavator of the determination result of the determination unit.

走行面の状況を把握できる。 You can grasp the situation of the running surface.

ショベルの支援システムのシステム構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the system configuration|structure of the support system of an excavator. ショベルの駆動系の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the drive system of an excavator. 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。1 is a schematic diagram showing a configuration example of a hydraulic system mounted on an excavator; FIG. ショベルの動作の概要を説明する図である。It is a figure explaining the outline|summary of operation|movement of a shovel. ショベルの加速度の変動について説明する第一の図である。FIG. 4 is a first diagram for explaining fluctuations in acceleration of a shovel; 実施形態のショベルの動作を説明するフローチャートである。It is a flow chart explaining operation of a shovel of an embodiment. ショベルの加速度の変動を説明する第二の図である。FIG. 11 is a second diagram for explaining fluctuations in acceleration of the shovel; 他の実施形態のショベルの動作を説明するフローチャートである。9 is a flowchart for explaining the operation of a shovel of another embodiment; 管理装置によるマップ情報の生成について説明する図である。It is a figure explaining generation of map information by a management device. 管理装置のハードウェア構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the hardware constitutions of a management apparatus. 管理装置の機能を説明する図である。It is a figure explaining the function of a management apparatus. 管理装置の動作を説明する第一のフローチャートである。4 is a first flowchart for explaining the operation of the management device; 管理装置の動作を説明する第二のフローチャートである。It is a second flowchart for explaining the operation of the management device.

(実施形態)
以下に、図面を参照して実施形態について説明する。図1は、ショベルの支援システムのシステム構成の一例を示す図である。
(embodiment)
Embodiments will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an example of a system configuration of an excavator support system.

本実施形態のショベルの支援システムSYSは、ショベル100と、管理装置200と、支援装置300とを含む。以下の説明では、ショベルの支援システムSYSを、単に支援システムSYSと表現する。 The excavator support system SYS of this embodiment includes an excavator 100 , a management device 200 , and a support device 300 . In the following description, the excavator support system SYS is simply referred to as the support system SYS.

本実施形態の支援システムSYSにおいて、ショベル100と、管理装置200と、支援装置300とは、ネットワーク等を介して接続される。 In the support system SYS of this embodiment, the excavator 100, the management device 200, and the support device 300 are connected via a network or the like.

本実施形態のショベル100は、下部走行体1と走行面との接触特性に基づき、自機が走行する走行面(地面)の状態を判定する。 The excavator 100 of this embodiment determines the state of the traveling surface (ground) on which the excavator travels based on the contact characteristics between the lower traveling body 1 and the traveling surface.

具体的には、ショベル100は、下部走行体1と走行面との接触特性と、走行面の状態とを対応付けた情報を参照し、下部走行体1と走行面との接触特性に応じて走行面の状態を判定する。 Specifically, the excavator 100 refers to information that associates the contact characteristics between the lower traveling body 1 and the traveling surface with the state of the traveling surface, and according to the contact characteristics between the lower traveling body 1 and the traveling surface, Determine the condition of the running surface.

ここで、本実施形態における接触特性について説明する。接触特性には、下部走行体1の振動の大きさと、下部走行体1と走行面との接触剛性とが含まれる。 Here, the contact characteristics in this embodiment will be described. The contact characteristics include the magnitude of vibration of the undercarriage 1 and the contact stiffness between the undercarriage 1 and the running surface.

下部走行体1の振動の大きさは、ショベル100に設けられた加速度センサにより検出される加速度の変動によって示される。下部走行体1と走行面との接触剛性は、下部走行体1と走行面との接触部の剛性によって示される。下部走行体1と走行面との接触部とは、言い換えれば、シュープレートと走行面との接触部である。また、下部走行体1と走行面との接触部の剛性とは、走行面の硬さを示す。 The magnitude of vibration of the undercarriage 1 is indicated by variations in acceleration detected by an acceleration sensor provided on the excavator 100 . The contact stiffness between the lower running body 1 and the running surface is indicated by the stiffness of the contact portion between the lower running body 1 and the running surface. The contact portion between the lower running body 1 and the running surface is, in other words, the contact portion between the shoe plate and the running surface. The rigidity of the contact portion between the lower running body 1 and the running surface indicates the hardness of the running surface.

つまり、本実施形態の接触特性は、ショベル100の加速度の変動と、走行面の硬さとを含む。 That is, the contact characteristics of the present embodiment include variations in acceleration of the excavator 100 and hardness of the running surface.

本実施形態では、下部走行体1と走行面との接触特性のうち、主に、ショベル100の加速度の変動を用いて、走行面の状態を判定する。つまり、本実施形態では、ショベル100の加速度の変動と、走行面の状態とを対応付けた情報を参照して、走行面の状態を判定する。なお、本実施形態における走行面の状態とは、例えば、走行面の土質や硬さ、凹凸の有無等を含んでよい。 In the present embodiment, among the contact characteristics between the undercarriage 1 and the traveling surface, the variation in the acceleration of the excavator 100 is mainly used to determine the state of the traveling surface. That is, in the present embodiment, the state of the traveling surface is determined by referring to the information that associates the variation in the acceleration of the excavator 100 with the state of the traveling surface. Note that the state of the running surface in this embodiment may include, for example, the soil quality and hardness of the running surface, the presence or absence of unevenness, and the like.

また、ショベル100は、走行面の状態を判定した結果と、走行面の状態の判定を行ったときの自機の位置情報とを含む走行面情報を、管理装置200へ送信する。 Also, the excavator 100 transmits to the management device 200 running surface information including the result of determining the state of the running surface and the position information of the excavator itself when the state of the running surface was determined.

管理装置200は、ショベル100から走行面情報を受信すると、この走行面情報を用いて、マップ情報を作成する。また、管理装置200は、ショベル100から位置情報を受信すると、受信した位置情報とマップ情報とに基づき、ショベル100が走行している走行面の状態を判定し、走行面の状態を示す情報をショベル100に通知する。 When receiving the traveling surface information from the excavator 100, the management device 200 creates map information using this traveling surface information. Further, when receiving the position information from the excavator 100, the management device 200 determines the state of the traveling surface on which the excavator 100 is traveling based on the received position information and the map information, and outputs information indicating the state of the traveling surface. The excavator 100 is notified.

支援装置300は、例えば、ショベル100を操作するオペレータを支援するものであり、管理装置200等から各種の情報を受信して、画面に表示させることで、オペレータに情報を提供する。 The support device 300 supports an operator who operates the excavator 100, for example, and provides the operator with information by receiving various kinds of information from the management device 200 or the like and displaying the information on a screen.

なお、図1の例では、支援装置300は、支援システムSYSに含まれるものとしたが、これに限定されない。支援装置300は、支援システムSYSに含まれなくても良い。 Note that in the example of FIG. 1, the support device 300 is included in the support system SYS, but the present invention is not limited to this. Support device 300 may not be included in support system SYS.

また、図1の例では、管理装置200は1台の情報処理装置により実現されるものとしたが、これに限定されない。管理装置200は、複数の情報処理装置により実現されてもよい。言い換えれば、管理装置200により実現される機能は、複数の情報処理装置により実現されてもよい。 Also, in the example of FIG. 1, the management device 200 is realized by one information processing device, but it is not limited to this. The management device 200 may be realized by a plurality of information processing devices. In other words, the functions realized by the management device 200 may be realized by a plurality of information processing devices.

以下に、本実施形態のショベル100について説明する。図1では、ショベル100の側面図を示す。 The shovel 100 of this embodiment will be described below. In FIG. 1, a side view of the excavator 100 is shown.

ショベル100は、下部走行体1、旋回機構2、上部旋回体3を有する。ショベル100において、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。また、下部走行体1は、走行用油圧モータ20によって回転駆動される無限軌道(履帯)であるクローラベルト1aを有する。クローラベルト1aは、複数のシュープレートを有する。 The excavator 100 has a lower travel body 1 , a revolving mechanism 2 and an upper revolving body 3 . In the excavator 100 , an upper revolving body 3 is rotatably mounted on a lower traveling body 1 via a revolving mechanism 2 . The lower traveling body 1 also has a crawler belt 1a that is an endless track (crawler) that is rotationally driven by a hydraulic motor 20 for traveling. The crawler belt 1a has a plurality of shoe plates.

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。 A boom 4 is attached to the upper revolving body 3 . An arm 5 is attached to the tip of the boom 4, and a bucket 6 is attached to the tip of the arm 5 as an end attachment.

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ている。そして、ブーム4は、ブームシリンダ7により駆動され、アーム5は、アームシリンダ8により駆動され、バケット6は、バケットシリンダ9により駆動される。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, arm 5, and bucket 6 constitute an excavation attachment as an example of an attachment. The boom 4 is driven by a boom cylinder 7 , the arm 5 is driven by an arm cylinder 8 , and the bucket 6 is driven by a bucket cylinder 9 . A boom angle sensor S1 is attached to the boom 4, an arm angle sensor S2 is attached to the arm 5, and a bucket angle sensor S3 is attached to the bucket 6.

ブーム角度センサS1はブーム4の回動角度を検出するように構成されている。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」とする。)を検出できる。ブーム角度は、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 S<b>1 is configured to detect the rotation angle of the boom 4 . In this 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 rotating body 3 (hereinafter referred to as "boom angle"). The boom angle is, for example, the minimum angle when the boom 4 is lowered, 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ように構成されている。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」とする。)を検出できる。アーム角度は、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。 Arm angle sensor S2 is configured to detect the rotation angle of arm 5 . In this embodiment, the arm angle sensor S2 is an acceleration sensor, and can detect the rotation angle of the arm 5 with respect to the boom 4 (hereinafter referred to as "arm angle"). The arm angle is, for example, the minimum angle when the arm 5 is closed most, and increases as the arm 5 is opened.

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ように構成されている。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」とする。)を検出できる。バケット角度は、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 is configured to detect the rotation angle of bucket 6 . In this embodiment, the bucket angle sensor S3 is an acceleration sensor, and can detect the rotation angle of the bucket 6 with respect to the arm 5 (hereinafter referred to as "bucket angle"). The bucket angle is, for example, the smallest angle when the bucket 6 is closed most, and increases as the bucket 6 opens.

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、又は、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 are each a potentiometer using a variable resistor, a stroke sensor that detects the stroke amount of the corresponding hydraulic cylinder, and a rotation angle around the connecting pin. A rotary encoder, a gyro sensor, or a combination of an acceleration sensor and a gyro sensor may be used.

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。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及びバケットボトム圧センサS9Bは、集合的に「シリンダ圧センサ」とも称される。 A boom rod pressure sensor S7R and a boom bottom pressure sensor S7B are attached to the boom cylinder 7 . The arm cylinder 8 is attached with an arm rod pressure sensor S8R and an arm bottom pressure sensor S8B. A bucket rod pressure sensor S9R and a bucket bottom pressure sensor S9B are attached to the bucket cylinder 9 . The boom rod pressure sensor S7R, boom bottom pressure sensor S7B, arm rod pressure sensor S8R, arm bottom pressure sensor S8B, bucket rod pressure sensor S9R, and bucket bottom pressure sensor S9B are also collectively referred to as "cylinder pressure sensors."

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。 The boom rod pressure sensor S7R detects the pressure of the rod side oil chamber of the boom cylinder 7 (hereinafter referred to as "boom rod pressure"), and the boom bottom pressure sensor S7B detects the pressure of 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”) is detected.

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 bucket rod pressure sensor S9R detects the pressure of 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 of the bottom side oil chamber of the bucket cylinder 9 (hereinafter referred to as "bucket rod pressure"). , “bucket bottom pressure”) is detected.

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、原動機としてのエンジン11等の動力源が搭載されている。また、上部旋回体3には、コントローラ30(制御部)、表示装置40、入力装置42、音声出力装置43、記憶装置47、測位装置P1、機体傾斜センサS4、旋回角速度センサS5、撮像装置S6及び通信装置T1が取り付けられている。本実施の形態では、原動機としてエンジン11を用いた例を示したが、原動機として電動モータを用いてもよい。この場合、蓄電装置からの電力により駆動される電動機によりメインポンプ14を駆動させてもよい。蓄電装置として燃料電池、リチウムイオン電池等を用いてもよい。内燃機関と電動機と等の二つ以上の原動機の組み合わせであってもよい。 The upper swing body 3 is provided with a cabin 10 which is an operator's cab, and is equipped with a power source such as an engine 11 as a prime mover. Further, the upper rotating body 3 includes a controller 30 (control section), a display device 40, an input device 42, an audio output device 43, a storage device 47, a positioning device P1, a body tilt sensor S4, a turning angular velocity sensor S5, and an imaging device S6. and a communication device T1 are attached. In the present embodiment, an example using the engine 11 as the prime mover is shown, but an electric motor may be used as the prime mover. In this case, the main pump 14 may be driven by an electric motor driven by electric power from the power storage device. A fuel cell, a lithium ion battery, or the like may be used as the power storage device. It may be a combination of two or more prime movers such as an internal combustion engine and an electric motor.

コントローラ30は、ショベル100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及び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。各種機能は、例えば、オペレータ(操作者)によるショベル100の手動操作をガイド(案内)するマシンガイダンス機能、及び、オペレータによるショベル100の手動操作を自動的に支援するマシンコントロール機能の少なくとも1つを含んでいてもよい。 The controller 30 functions as a main control unit that controls driving of the excavator 100 . In this embodiment, the controller 30 is configured by a computer including a CPU, RAM, ROM, and the like. Various functions of the controller 30 are implemented by the CPU executing programs stored in the ROM, for example. The various functions include, for example, at least one of a machine guidance function that guides the manual operation of the excavator 100 by the operator, and a machine control function that automatically supports the manual operation of the excavator 100 by the operator. may contain.

表示装置40は、各種情報を表示するように構成されている。表示装置40は、CAN等の通信ネットワークを介してコントローラ30に接続されていてもよく、専用線を介してコントローラ30に接続されていてもよい。 The display device 40 is configured to display various information. The display device 40 may be connected to the controller 30 via a communication network such as CAN, or may be connected to the controller 30 via a dedicated line.

入力装置42は、オペレータが各種情報をコントローラ30に入力できるように構成されている。入力装置42は、キャビン10内に設置されたタッチパネル、ノブスイッチ及びメンブレンスイッチ等の少なくとも1つを含む。 The input device 42 is configured so that the operator can input various information to the controller 30 . The input device 42 includes at least one of a touch panel installed inside the cabin 10, a knob switch, a membrane switch, and the like.

音声出力装置43は、音声を出力するように構成されている。音声出力装置43は、例えば、コントローラ30に接続される車載スピーカであってもよく、ブザー等の警報器であってもよい。本実施形態では、音声出力装置43は、コントローラ30からの音声出力指令に応じて各種情報を音声出力するように構成されている。 The audio output device 43 is configured to output audio. The audio output device 43 may be, for example, an in-vehicle speaker connected to the controller 30 or an alarm device such as a buzzer. In this embodiment, the audio output device 43 is configured to output various information as audio in response to an audio output command from the controller 30 .

記憶装置47は、各種情報を記憶するように構成されている。記憶装置47は、例えば、半導体メモリ等の不揮発性記憶媒体である。記憶装置47は、ショベル100の動作中に各種機器が出力する情報を記憶してもよく、ショベル100の動作が開始される前に各種機器を介して取得する情報を記憶してもよい。 The storage device 47 is configured to store various information. The storage device 47 is, for example, a non-volatile storage medium such as a semiconductor memory. The storage device 47 may store information output by various devices during operation of the excavator 100, or may store information acquired via various devices before the excavator 100 starts operating.

また、記憶装置47には、加速度の変動の範囲と走行面の状態とを対応付けた、対応付け情報61(図6参照)が予め格納されていてもよい。対応付け情報61の詳細は後述する。 Further, the storage device 47 may store in advance the association information 61 (see FIG. 6) that associates the range of acceleration fluctuation and the state of the running surface. Details of the association information 61 will be described later.

記憶装置47は、例えば、通信装置T1等を介して取得される目標施工面に関するデータを記憶していてもよい。目標施工面は、ショベル100のオペレータが設定したものであってもよく、施工管理者等が設定したものであってもよい。 The storage device 47 may store data relating to the target construction surface acquired via the communication device T1 or the like, for example. The target construction plane may be set by the operator of the excavator 100, or may be set by the construction manager or the like.

測位装置P1は、上部旋回体3の位置を測定するように構成されている。つまり、測位装置P1は、ショベル100の位置情報を取得する。また、測位装置P1は、上部旋回体3の向きを測定できるように構成されていてもよい。 The positioning device P<b>1 is configured to measure the position of the upper revolving structure 3 . That is, the positioning device P1 acquires the position information of the excavator 100 . Further, the positioning device P1 may be configured to measure the orientation of the upper revolving structure 3 .

本実施形態では、測位装置P1は、例えばGNSSコンパスであり、上部旋回体3の位置及び向きを検出し、検出値をコントローラ30に対して出力する。そのため、測位装置P1は、上部旋回体3の向きを検出する向き検出装置としても機能し得る。測位装置P1は、上部旋回体3に取り付けられた方位センサであってもよい。 In this embodiment, the positioning device P<b>1 is, for example, a GNSS compass, detects the position and orientation of the upper swing structure 3 , and outputs the detected values to the controller 30 . Therefore, the positioning device P1 can also function as an orientation detection device that detects the orientation of the upper revolving structure 3 . The positioning device P1 may be a direction sensor attached to the upper revolving structure 3 .

機体傾斜センサS4は上部旋回体3の傾斜を検出するように構成されている。本実施形態では、機体傾斜センサS4は仮想水平面に対する上部旋回体3の前後軸回りの前後傾斜角及び左右軸回りの左右傾斜角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、ショベル100の旋回軸上の一点であるショベル中心点で互いに直交する。 The machine body tilt sensor S4 is configured to detect the tilt of the upper revolving body 3 . In this embodiment, the fuselage tilt sensor S4 is an acceleration sensor that detects the longitudinal tilt angle about the longitudinal axis and the lateral tilt angle about the lateral axis of the upper revolving structure 3 with respect to the virtual horizontal plane. The longitudinal axis and the lateral axis of the upper revolving body 3 are orthogonal to each other, for example, at a shovel center point, which is one point on the revolving axis of the excavator 100 .

旋回角速度センサS5は、上部旋回体3の旋回角速度を検出するように構成されている。旋回角速度センサS5は、上部旋回体3の旋回角度を検出或いは算出するように構成されていてもよい。本実施形態では、旋回角速度センサS5は、ジャイロセンサである。旋回角速度センサS5は、レゾルバ、ロータリエンコーダ、加速度センサ等であってもよい。 The turning angular velocity sensor S5 is configured to detect the turning angular velocity of the upper turning body 3 . The turning angular velocity sensor S5 may be configured to detect or calculate the turning angle of the upper turning body 3 . In this embodiment, the turning angular velocity sensor S5 is a gyro sensor. The turning angular velocity sensor S5 may be a resolver, rotary encoder, acceleration sensor, or the like.

撮像装置S6は、空間認識装置の一例であり、ショベル100の周辺の画像を取得するように構成されている。本実施形態では、撮像装置S6は、ショベル100の前方の空間を撮像する前カメラS6F、ショベル100の左方の空間を撮像する左カメラS6L、ショベル100の右方の空間を撮像する右カメラS6R、及び、ショベル100の後方の空間を撮像する後カメラS6Bを含む。 The imaging device S6 is an example of a space recognition device, and is configured to acquire an image around the excavator 100 . In this embodiment, the imaging device S6 includes a front camera S6F that images the space in front of the excavator 100, a left camera S6L that images the space to the left of the excavator 100, and a right camera S6R that images the space to the right of the excavator 100. , and a rear camera S6B that captures the space behind the excavator 100 .

撮像装置S6は、例えば、CCD又はCMOS等の撮像素子を有する単眼カメラであり、撮像した画像を表示装置40に出力する。撮像装置S6は、ステレオカメラ、距離画像カメラ等であってもよい。また、撮像装置S6は、3次元距離画像センサ、超音波センサ、ミリ波レーダ、LIDAR又は赤外線センサ等の他の空間認識装置で置き換えられてもよく、他の空間認識装置とカメラとの組み合わせで置き換えられてもよい。 The imaging device S6 is, for example, a monocular camera having an imaging device such as a CCD or CMOS, and outputs the captured image to the display device 40. FIG. The imaging device S6 may be a stereo camera, a distance image camera, or the like. In addition, the imaging device S6 may be replaced with another space recognition device such as a three-dimensional range image sensor, an ultrasonic sensor, a millimeter wave radar, a LIDAR, or an infrared sensor. may be replaced.

前カメラS6Fは、例えば、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る。但し、前カメラS6Fは、キャビン10の屋根、ブーム4の側面等、キャビン10の外部に取り付けられていてもよい。左カメラS6Lは、上部旋回体3の上面左端に取り付けられ、右カメラS6Rは、上部旋回体3の上面右端に取り付けられ、後カメラS6Bは、上部旋回体3の上面後端に取り付けられている。 The front camera S6F is attached to the ceiling of the cabin 10, that is, inside the cabin 10, for example. However, the front camera S6F may be attached to the outside of the cabin 10, such as the roof of the cabin 10, the side of the boom 4, or the like. The left camera S6L is attached to the left end of the upper surface of the upper rotating body 3, the right camera S6R is attached to the right end of the upper surface of the upper rotating body 3, and the rear camera S6B is attached to the rear end of the upper surface of the upper rotating body 3. .

空間認識装置は、ショベル100の周囲に存在する物体を検知するように構成されていてもよい。物体は、例えば、地形形状(傾斜若しくは穴等)、電線、電柱、人、動物、車両、建設機械、建造物、壁、ヘルメット、安全ベスト、作業服、又は、ヘルメットにおける所定のマーク等である。空間認識装置70は、物体の種類、位置、及び形状(地表面の起伏の状態)等の少なくとも1つを識別できるように構成されていてもよい。空間認識装置は、人と人以外の物体とを区別できるように構成されていてもよい。空間認識装置は、空間認識装置又はショベル100から空間認識装置によって認識された物体までの距離を算出するように構成されていてもよい。 The space recognition device may be configured to detect objects existing around the excavator 100 . Objects are, for example, topographical shapes (slopes or holes, etc.), electric wires, utility poles, people, animals, vehicles, construction machinery, buildings, walls, helmets, safety vests, work clothes, or predetermined marks on helmets. . The space recognition device 70 may be configured to be able to identify at least one of the type, position, and shape of an object (state of undulations on the ground surface). The space recognition device may be configured to be able to distinguish between humans and non-human objects. The space recognition device may be configured to calculate the distance from the space recognition device or excavator 100 to the object recognized by the space recognition device.

本実施形態のコントローラ30は、上述した各種のセンサから出力される値、測位装置P1、撮像装置S6を含む空間認識装置から出力される情報を含む走行データを取得し、
記憶装置47に格納する。つまり、本実施形態の走行データには、各種センサの値、ショベル100位置を示す位置情報、撮像装置S6によって撮像された画像データが含まれる。
The controller 30 of the present embodiment acquires travel data including values output from the various sensors described above, information output from space recognition devices including the positioning device P1 and the imaging device S6,
Stored in the storage device 47 . That is, the traveling data of the present embodiment includes values of various sensors, position information indicating the position of the excavator 100, and image data captured by the imaging device S6.

通信装置T1は、ショベル100の外部にある外部機器との通信を制御するように構成されている。具体的には、通信装置T1は、コントローラ30が取得した走行データを管理装置200に送信してもよい。本実施形態では、通信装置T1は、衛星通信網、携帯電話通信網又はインターネット網等を介した外部機器との通信を制御する。外部機器は、例えば、外部施設に設置されたサーバ等の管理装置200であってもよく、ショベル100の周囲の作業者が携帯しているスマートフォン等の支援装置300であってもよい。 The communication device T1 is configured to control communication with external equipment outside the shovel 100 . Specifically, the communication device T1 may transmit travel data acquired by the controller 30 to the management device 200 . In this embodiment, the communication device T1 controls communication with external devices via a satellite communication network, a mobile phone communication network, an Internet network, or the like. The external device may be, for example, a management device 200 such as a server installed in an external facility, or may be a support device 300 such as a smart phone carried by a worker around the excavator 100 .

外部機器は、例えば、1又は複数のショベル100に関する施工情報を管理できるように構成されている。施工情報は、例えば、ショベル100の稼動時間、燃費及び作業量等の少なくとも1つに関する情報を含む。作業量は、例えば、掘削した土砂の量、及び、ダンプトラックの荷台に積み込んだ土砂の量等である。 The external device is configured, for example, to manage construction information related to one or more excavators 100 . The construction information includes, for example, information on at least one of the operation time, fuel consumption, and work amount of the excavator 100 . The amount of work is, for example, the amount of excavated earth and sand, the amount of earth and sand loaded on the platform of the dump truck, and the like.

ショベル100は、通信装置T1を介し、所定の時間間隔でショベル100に関する施工情報を外部機器に送信するように構成されていてもよい。この構成により、ショベル100の外部にいる作業者又は管理者等は、管理装置200又は支援装置300に接続されているモニタ等の表示装置を通じて施工情報を含む各種情報を視認できる。 The excavator 100 may be configured to transmit construction information related to the excavator 100 to an external device at predetermined time intervals via the communication device T1. With this configuration, a worker, manager, or the like outside the excavator 100 can view various information including construction information through a display device such as a monitor connected to the management device 200 or the support device 300 .

外部機器は、積載重量測定装置を備えたダンプトラックに搭載されている通信装置であってもよく、ダンプトラックの重量を測定する台貫に接続された通信装置であってもよい。この場合、ショベル100は、ダンプトラック又は台貫からの情報に基づき、ダンプトラックの荷台に積載された土砂等の重量を取得できる。 The external device may be a communication device mounted on a dump truck equipped with a load weight measuring device, or may be a communication device connected to a stand that measures the weight of the dump truck. In this case, the excavator 100 can acquire the weight of earth and sand loaded on the loading platform of the dump truck based on the information from the dump truck or the platform.

次に、図2を参照してショベル100の駆動系の構成について説明する。図2は、ショベルの駆動系の構成例を示すブロック図である。図2中、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, the configuration of the drive system of the excavator 100 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of a drive system of an excavator. In FIG. 2, the mechanical power system, high-pressure hydraulic line, pilot line, and electrical control system are indicated by double lines, thick solid lines, broken lines, and dotted lines, respectively.

図2に示されるように、ショベル100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、作業モード選択ダイヤル32等を含む。 As shown in FIG. 2, the drive system of the excavator 100 mainly includes an engine 11, a regulator 13, a main pump 14, a pilot pump 15, a control valve 17, an operation device 26, a discharge pressure sensor 28, an operation pressure sensor 29, It includes a controller 30, a proportional valve 31, a working mode selection dial 32, and the like.

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 engine 11 is a driving source of the shovel. In this embodiment, the engine 11 is, for example, a diesel engine that operates to maintain a predetermined number of revolutions. Also, the output shaft of the engine 11 is connected to the input shafts of the main pump 14 and the pilot pump 15 .

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 main pump 14 supplies hydraulic fluid to the control valve 17 through a high pressure hydraulic line. In this embodiment, the main pump 14 is a swash plate type variable displacement hydraulic pump.

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 regulator 13 controls the discharge amount of the main pump 14 . In this embodiment, the regulator 13 controls the discharge amount of the main pump 14 by adjusting the tilt angle of the swash plate of the main pump 14 according to the control command from the controller 30 .

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 fluid to various hydraulic control devices including the operating device 26 and the proportional valve 31 through pilot lines. In this embodiment, the pilot pump 15 is a fixed displacement hydraulic pump.

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、及びブリード弁177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。 The control valve 17 is a hydraulic control device that controls the hydraulic system of the excavator. The control valve 17 includes control valves 171 - 176 and a bleed valve 177 . The control valve 17 can selectively supply hydraulic fluid discharged from the main pump 14 to one or more hydraulic actuators through the control valves 171-176.

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20L、右側走行用油圧モータ20R、及び旋回用油圧モータ2Aを含む。 The control valves 171 to 176 control the flow rate of hydraulic fluid flowing from the main pump 14 to the hydraulic actuators and the flow rate of hydraulic fluid flowing from the hydraulic actuators to the hydraulic fluid tank. The hydraulic actuators include a boom cylinder 7, an arm cylinder 8, a bucket cylinder 9, a left travel hydraulic motor 20L, a right travel hydraulic motor 20R, and a turning hydraulic motor 2A.

ブリード弁177は、メインポンプ14が吐出する作動油のうち、油圧アクチュエータを経由せずに作動油タンクに流れる作動油の流量(以下、「ブリード流量」とする。)を制御する。ブリード弁177は、コントロールバルブ17の外部に設置されていてもよい。 The bleed valve 177 controls the flow rate (hereinafter referred to as "bleed flow rate") of the hydraulic fluid discharged by the main pump 14 that flows into the hydraulic fluid tank without passing through the hydraulic actuator. The bleed valve 177 may be installed outside the control valve 17 .

操作装置26は、オペレータ(オペレータ)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油圧アクチュエータのそれぞれに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。 The operating device 26 is a device used by an operator to operate the hydraulic actuator. In this embodiment, the operation device 26 supplies the hydraulic oil discharged by the pilot pump 15 to the pilot ports of the control valves corresponding to the respective hydraulic actuators through the pilot lines. The pressure (pilot pressure) of hydraulic fluid supplied to each of the pilot ports is a pressure corresponding to the direction and amount of operation of levers or pedals (not shown) of the operation device 26 corresponding to each of the hydraulic actuators. .

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。 A discharge pressure sensor 28 detects the discharge pressure of the main pump 14 . In this embodiment, the discharge pressure sensor 28 outputs the detected value to the controller 30 .

操作圧センサ29は、操作装置26を用いたオペレータ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 operating pressure sensor 29 detects the content of the operator's operation using the operating device 26 . In this embodiment, the operation pressure sensor 29 detects the operation direction and amount of operation of the lever or pedal of the operation device 26 corresponding to each hydraulic actuator in the form of pressure (operation pressure), and sends the detected value to the controller 30. Output for The operation content of the operation device 26 may be detected using a sensor other than the operation pressure sensor.

コントローラ30は、ショベル100全体を制御する制御部である。本実施形態のコントローラ30の機能の詳細は後述する。 The controller 30 is a control unit that controls the excavator 100 as a whole. The details of the functions of the controller 30 of this embodiment will be described later.

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。本実施形態では、比例弁31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からコントロールバルブ17内のブリード弁177のパイロットポートに導入される二次圧を調整する電磁弁である。比例弁31は、例えば、電流指令が大きいほど、ブリード弁177のパイロットポートに導入される二次圧が大きくなるように動作する。 The proportional valve 31 operates according to control commands output by the controller 30 . In this embodiment, the proportional valve 31 is an electromagnetic valve that adjusts the secondary pressure introduced from the pilot pump 15 to the pilot port of the bleed valve 177 inside the control valve 17 according to the current command output by the controller 30 . The proportional valve 31 operates such that, for example, the greater the current command, the greater the secondary pressure introduced to the pilot port of the bleed valve 177 .

作業モード選択ダイヤル32は、オペレータが作業モード(走行モード)を選択するためのダイヤルであり、複数の異なる作業モードを切り替えできるようにする。また、作業モード選択ダイヤル32からは、作業モードに応じたエンジン回転数の設定状態や加減速特性の設定状態を示すデータがコントローラ30に常時送信されている。 The work mode selection dial 32 is a dial for the operator to select a work mode (running mode), and enables switching between a plurality of different work modes. Further, from the work mode selection dial 32, data indicating the set state of the engine speed and the set state of the acceleration/deceleration characteristic corresponding to the work mode is constantly transmitted to the controller 30. FIG.

作業モード選択ダイヤル32は、SPモード、Hモード、Aモード、及びIDLEモードを含む複数段階で作業モードを切り替えできるようにする。つまり、本実施形態の作業モード選択ダイヤル32は、ショベル100の設定条件を切り替えることができる。 The work mode selection dial 32 allows the work mode to be switched in multiple steps including SP mode, H mode, A mode and IDLE mode. That is, the work mode selection dial 32 of this embodiment can switch the setting conditions of the excavator 100 .

なお、SPモードは第1のモードの一例であり、Hモードは第2のモードの一例である。また、図2は、作業モード選択ダイヤル32でSPモードが選択された状態を示す。 The SP mode is an example of the first mode, and the H mode is an example of the second mode. 2 shows a state in which the SP mode is selected with the work mode selection dial 32. FIG.

SPモードは、作業量を優先したい場合に選択される作業モードであり、最も高いエンジン回転数を利用し、且つ最も高い加減速特性を利用する。Hモードは、作業量と燃費を両立させたい場合に選択される作業モードであり、二番目に高いエンジン回転数を利用し、且つ二番目に高い加減速特性を利用する。 The SP mode is a work mode that is selected when priority is given to the amount of work, and utilizes the highest engine speed and the highest acceleration/deceleration characteristics. The H mode is a work mode that is selected when it is desired to achieve both work volume and fuel efficiency, and utilizes the second highest engine speed and the second highest acceleration/deceleration characteristics.

Aモードは、レバー操作に対応した油圧アクチュエータの加速特性や減速特性を緩やかにし、正確な操作性と安全性を向上させ、低騒音でショベルを稼働させたい場合に選択される作業モードであり、三番目に高いエンジン回転数を利用し、且つ三番目に高い加減速特性を利用する。IDLEモードは、エンジンをアイドリング状態にしたい場合に選択される作業モードであり、最も低いエンジン回転数を利用し、且つ最も低い加減速特性を利用する。 A mode is a work mode that is selected when you want to operate the excavator with low noise by making the acceleration and deceleration characteristics of the hydraulic actuator corresponding to lever operation gentle, improving accurate operability and safety, and operating the excavator. The third highest engine speed is used, and the third highest acceleration/deceleration characteristic is used. The IDLE mode is a work mode that is selected when the engine is to be in an idling state, and utilizes the lowest engine speed and the lowest acceleration/deceleration characteristics.

エンジン11は、作業モード選択ダイヤル32で設定された作業モードのエンジン回転数で一定に回転数制御される。また、ブリード弁177の開口は、作業モード選択ダイヤル32で設定された作業モードのブリード弁開口特性に基づいて開口制御される。ブリード弁開口特性については後述する。 The engine speed of the engine 11 is controlled to be constant at the engine speed of the work mode set by the work mode selection dial 32 . Further, the opening of the bleed valve 177 is controlled based on the bleed valve opening characteristics of the work mode set by the work mode selection dial 32 . The bleed valve opening characteristics will be described later.

本実施形態では、上述した各作業モードをショベル100の設定条件と表現し、設定条件を示す情報を設定条件情報と表現する場合がある。設定条件情報とは、指定された項目と、項目の値とが対応付けられた情報である。指定された項目とは、例えば、各作業モードと対応したエンジン回転数の状態を示す項目や、加減速特性の状態を示す項目である。したがって、本実施形態の設定条件情報には、各作業モードと対応したエンジン回転数の状態を示す項目と項目の値、加減速特性の状態を示す項目と項目の値とを含む。 In the present embodiment, each work mode described above may be expressed as a setting condition of the excavator 100, and information indicating the setting condition may be expressed as setting condition information. The setting condition information is information in which a specified item and the value of the item are associated with each other. The specified item is, for example, an item indicating the state of the engine speed corresponding to each work mode, or an item indicating the state of acceleration/deceleration characteristics. Therefore, the setting condition information of the present embodiment includes items and item values indicating the state of the engine speed corresponding to each work mode, and items and item values indicating the state of acceleration/deceleration characteristics.

図2の構成図では作業モード選択ダイヤル32により選択されるモードの一つにECOモードを設定したが、作業モード選択ダイヤル32とは別にECOモードスイッチを設けてもよい。この場合、作業モード選択ダイヤル32を用いて選択された各モードに対応したエンジン回転数の調整を行い、ECOモードスイッチをONされた場合に、作業モード選択ダイヤル32の各モードに対応した加減速特性を緩やかに変更してもよい。 Although the ECO mode is set as one of the modes selected by the work mode selection dial 32 in the configuration diagram of FIG. 2, an ECO mode switch may be provided separately from the work mode selection dial 32 . In this case, the engine speed is adjusted corresponding to each mode selected using the work mode selection dial 32, and when the ECO mode switch is turned on, acceleration/deceleration corresponding to each mode of the work mode selection dial 32 is performed. Characteristics may be changed gradually.

また、作業モードの変更を音声入力によって実現してもよい。その場合、ショベルにはオペレータが発した音声をコントローラ30に入力する音声入力装置が設けられる。また、コントローラ30には、音声入力装置により入力される音声を識別する音声識別部が設けられる。 Also, the change of work mode may be realized by voice input. In that case, the excavator is provided with a voice input device for inputting the voice uttered by the operator to the controller 30 . Further, the controller 30 is provided with a voice identification unit that identifies voice input by the voice input device.

このように作業モードは、作業モード選択ダイヤル32、ECOモードスイッチ、音声識別部等のモード選択部によって選択される。 As described above, the work mode is selected by a mode selection section such as the work mode selection dial 32, the ECO mode switch, or the voice recognition section.

次に、本実施形態のコントローラ30の機能について説明する。本実施形態のコントローラ30は、情報参照部301、状態判定部302、情報収集部303、通信部304を有する。 Next, functions of the controller 30 of this embodiment will be described. The controller 30 of this embodiment has an information reference unit 301 , a state determination unit 302 , an information collection unit 303 and a communication unit 304 .

情報参照部301は、記憶装置47に格納された対応付け情報61を参照する。状態判定部302は、ショベル100が走行する走行面(地面)の状態を判定する。言い換えれば、状態判定部302は、下部走行体1と走行面との接触特性を走行中に検出する検出部の一例である。 The information reference unit 301 refers to the correspondence information 61 stored in the storage device 47 . The state determination unit 302 determines the state of the traveling surface (ground) on which the excavator 100 travels. In other words, the state determination unit 302 is an example of a detection unit that detects contact characteristics between the lower running body 1 and the running surface during running.

具体的には、本実施形態の状態判定部302は、対応付け情報61において、機体傾斜センサS4等によって検出される機体の走行時の加速度の振幅の絶対値と対応する走行面の状態を特定し、特定された走行面の状態を判定結果とする。 Specifically, the state determination unit 302 of the present embodiment specifies, in the association information 61, the state of the running surface corresponding to the absolute value of the amplitude of the acceleration during running of the body detected by the body tilt sensor S4 or the like. Then, the specified state of the running surface is used as the determination result.

つまり、状態判定部302により判定された走行面の状態とは、検出部により検出された接触特性を用いて判定された下部走行体1の走行面の状態と言える。 That is, the state of the running surface determined by the state determination unit 302 can be said to be the state of the running surface of the lower traveling body 1 determined using the contact characteristics detected by the detection unit.

また、通常、走行時にはアタッチメントの回動動作や旋回動作は行われないため、アタッチメントの角度を計測する角度センサS1~S3や旋回角速度センサS5等の検出値を利用してもよい。 In addition, since the attachment does not normally rotate or turn during running, the detected values of the angle sensors S1 to S3 and the turning angular velocity sensor S5, which measure the angles of the attachments, may be used.

情報収集部303は、ショベル100の位置を示す位置情報と、状態判定部302による判定結果と、ショベル100の作業モードとを対応付けた走行面情報を収集する。走行面情報は、記憶装置47等に格納される。 The information collection unit 303 collects traveling surface information in which position information indicating the position of the excavator 100 , the determination result by the state determination unit 302 , and the work mode of the excavator 100 are associated with each other. The running surface information is stored in the storage device 47 or the like.

通信部304は、ショベル100と、外部の装置との間の情報の送受信を行う。具体的には、通信部304は、情報収集部303が収集した走行面情報を管理装置200へ送信する。 The communication unit 304 transmits and receives information between the excavator 100 and an external device. Specifically, the communication unit 304 transmits the running surface information collected by the information collection unit 303 to the management device 200 .

次に図3を参照し、ショベル100に搭載される油圧システムについて説明する。図3は、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の油圧システムは、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る。メインポンプ14L、14Rは、図3のメインポンプ14に対応する。 Next, referring to FIG. 3, the hydraulic system mounted on the excavator 100 will be described. FIG. 3 is a schematic diagram showing a configuration example of a hydraulic system mounted on an excavator. The hydraulic system of FIG. 3 circulates hydraulic oil from main pumps 14L, 14R driven by the engine 11 to hydraulic oil tanks through center bypass lines 40L, 40R and parallel lines 42L, 42R. Main pumps 14L and 14R correspond to main pump 14 in FIG.

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171L~175Lを通る作動油ラインである。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171R~175Rを通る作動油ラインである。 The center bypass line 40L is a hydraulic fluid line passing through control valves 171L to 175L arranged inside the control valve 17. As shown in FIG. The center bypass line 40R is a hydraulic oil line passing through control valves 171R to 175R arranged inside the control valve 17. As shown in FIG.

制御弁171L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20Lへ供給し、且つ、左側走行用油圧モータ20L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 control valve 171L supplies the hydraulic fluid discharged from the main pump 14L to the left traveling hydraulic motor 20L and discharges the hydraulic fluid discharged from the left traveling hydraulic motor 20L to the hydraulic fluid tank. is a spool valve that switches between

制御弁171Rは、走行直進弁としてのスプール弁である。制御弁171Rは、下部走行体1の直進性を高めるべくメインポンプ14Lから左側走行用油圧モータ20L及び右側走行用油圧モータ20Rのそれぞれに作動油が供給されるように作動油の流れを切り換える。 The control valve 171R is a spool valve as a straight travel valve. The control valve 171R switches the flow of hydraulic oil so that hydraulic oil is supplied from the main pump 14L to the left traveling hydraulic motor 20L and the right traveling hydraulic motor 20R in order to improve the straightness of the lower traveling body 1.

具体的には、走行用油圧モータ20と他の何れかの油圧アクチュエータとが同時に操作された場合、メインポンプ14Lが左側走行用油圧モータ20L及び右側走行用油圧モータ20Rの双方に作動油を供給できるように制御弁171Rは切り換えられる。他の油圧アクチュエータが何れも操作されていない場合には、メインポンプ14Lが左側走行用油圧モータ20Lに作動油を供給でき、且つ、メインポンプ14Rが右側走行用油圧モータ20Rに作動油を供給できるように、制御弁171Rは切り換えられる。 Specifically, when the traveling hydraulic motor 20 and any other hydraulic actuator are operated simultaneously, the main pump 14L supplies hydraulic fluid to both the left traveling hydraulic motor 20L and the right traveling hydraulic motor 20R. The control valve 171R is switched so that it can. When none of the other hydraulic actuators is operated, the main pump 14L can supply hydraulic fluid to the left traveling hydraulic motor 20L, and the main pump 14R can supply hydraulic fluid to the right traveling hydraulic motor 20R. , the control valve 171R is switched.

制御弁172Lは、メインポンプ14Lが吐出する作動油をオプションの油圧アクチュエータへ供給し、且つ、オプションの油圧アクチュエータ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。オプションの油圧アクチュエータは、例えば、グラップル開閉シリンダである。 The control valve 172L is a spool valve that switches the flow of hydraulic fluid to supply the hydraulic fluid discharged by the main pump 14L to the optional hydraulic actuator and to discharge the hydraulic fluid discharged by the optional hydraulic actuator to the hydraulic fluid tank. is. An optional hydraulic actuator is, for example, a grapple open/close cylinder.

制御弁172R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20Rへ供給し、且つ、右側走行用油圧モータ20R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 control valve 172R supplies the hydraulic fluid discharged by the main pump 14R to the right-side traveling hydraulic motor 20R and discharges the hydraulic fluid discharged by the right-side traveling hydraulic motor 20R to the hydraulic fluid tank. is a spool valve that switches between

制御弁173L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 control valve 173L switches the flow of hydraulic fluid in order to supply the hydraulic fluid discharged by the main pump 14L to the turning hydraulic motor 2A and to discharge the hydraulic fluid discharged by the turning hydraulic motor 2A to the hydraulic fluid tank. It is a spool valve.

制御弁173Rは、メインポンプ14Rが吐出する作動油をエンドアタッチメントシリンダ9へ供給し、且つ、エンドアタッチメントシリンダ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 control valve 173R is a spool valve for supplying the hydraulic oil discharged by the main pump 14R to the end attachment cylinder 9 and discharging the hydraulic oil in the end attachment cylinder 9 to the hydraulic oil tank.

制御弁174L、174R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。本実施形態では、制御弁174Lは、ブーム4の上げ操作が行われた場合にのみ作動し、ブーム4の下げ操作が行われた場合には作動しない。 The control valves 174L, 174R supply the hydraulic oil discharged from the main pumps 14L, 14R to the boom cylinder 7 and discharge the hydraulic oil in the boom cylinder 7 to the hydraulic oil tank. valve. In this embodiment, the control valve 174L operates only when the boom 4 is raised, and does not operate when the boom 4 is lowered.

制御弁175L、175R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 control valves 175L, 175R supply the hydraulic oil discharged from the main pumps 14L, 14R to the arm cylinder 8 and discharge the hydraulic oil in the arm cylinder 8 to the hydraulic oil tank. valve.

パラレル管路42Lは、センターバイパス管路40Lに並行する作動油ラインである。パラレル管路42Lは、制御弁171L~174L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に並行する作動油ラインである。パラレル管路42Rは、制御弁172R~174R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。 42 L of parallel pipelines are hydraulic-oil lines parallel to 40 L of center bypass pipelines. The parallel pipe line 42L can supply hydraulic oil to control valves further downstream when the flow of hydraulic oil through the center bypass pipe line 40L is restricted or blocked by any of the control valves 171L to 174L. The parallel pipeline 42R is a hydraulic fluid line parallel to the center bypass pipeline 40R. The parallel pipeline 42R can supply hydraulic fluid to more downstream control valves when the flow of hydraulic fluid through the center bypass pipeline 40R is restricted or blocked by any of the control valves 172R to 174R.

ポンプレギュレータ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。ポンプレギュレータ13L、13Rは、図3のポンプレギュレータ13に対応する。ポンプレギュレータ13L、13Rは、例えば、メインポンプ14L、14Rの吐出圧が増大した場合にメインポンプ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 pump regulators 13L, 13R control the discharge amounts of the main pumps 14L, 14R by adjusting the tilt angles of the swash plates of the main pumps 14L, 14R according to the discharge pressures of the main pumps 14L, 14R. Pump regulators 13L and 13R correspond to pump regulator 13 in FIG. For example, when the discharge pressure of the main pumps 14L, 14R increases, the pump regulators 13L, 13R adjust the tilt angles of the swash plates of the main pumps 14L, 14R to reduce the discharge amounts. This is to prevent the absorption horsepower of the main pump 14 , which is represented by the product of the discharge pressure and the discharge amount, from exceeding the output horsepower of the engine 11 .

左走行操作装置26L及び右走行操作装置26Rは操作装置26の一例である。本実施形態では、走行操作レバーと走行操作ペダルの組み合わせで構成されている。 The left travel operation device 26L and the right travel operation device 26R are examples of the operation device 26. FIG. In this embodiment, the travel control lever and the travel control pedal are combined.

左走行操作装置26Lは、左側走行用油圧モータ20Lを操作するために用いられる。左走行操作装置26Lは、パイロットポンプ15が吐出する作動油を利用して、操作量に応じたパイロット圧を制御弁171Lのパイロットポートに作用させる。具体的には、左走行操作装置26Lは、前進方向に操作された場合に制御弁171Lの左側パイロットポートにパイロット圧を作用させ、後進方向に操作された場合に制御弁171Lの右側パイロットポートにパイロット圧を作用させる。 The left travel operation device 26L is used to operate the left travel hydraulic motor 20L. The left travel operation device 26L utilizes hydraulic fluid discharged from the pilot pump 15 to apply a pilot pressure corresponding to the amount of operation to the pilot port of the control valve 171L. Specifically, the left travel operation device 26L applies pilot pressure to the left pilot port of the control valve 171L when operated in the forward direction, and applies pilot pressure to the right pilot port of the control valve 171L when operated in the reverse direction. Apply pilot pressure.

右走行操作装置26Rは、右側走行用油圧モータ20Rを操作するために用いられる。右走行操作装置26Rは、パイロットポンプ15が吐出する作動油を利用して、操作量に応じたパイロット圧を制御弁172Rのパイロットポートに作用させる。具体的には、右走行操作装置26Rは、前進方向に操作された場合に、制御弁172Rの右側パイロットポートにパイロット圧を作用させ、後進方向に操作された場合に制御弁172Rの左側パイロットポートにパイロット圧を作用させる。 The right travel operation device 26R is used to operate the right travel hydraulic motor 20R. The right traveling operation device 26R utilizes hydraulic fluid discharged from the pilot pump 15 to apply a pilot pressure corresponding to the amount of operation to the pilot port of the control valve 172R. Specifically, the right travel operation device 26R applies pilot pressure to the right pilot port of the control valve 172R when operated in the forward direction, and applies pilot pressure to the left pilot port of the control valve 172R when operated in the reverse direction. Apply pilot pressure to

電磁弁27は、コントローラ30からの連通指令を受けているときにパイロットポンプ15とモータレギュレータ50とを連通させる。この場合、モータレギュレータ50は強制固定モードで動作する。一方、電磁弁27は、コントローラ30からの連通指令を受けていないときにパイロットポンプ15とモータレギュレータ50との連通を遮断する。この場合、モータレギュレータ50は可変モードで動作する。 The solenoid valve 27 allows the pilot pump 15 and the motor regulator 50 to communicate with each other when receiving a communication command from the controller 30 . In this case, the motor regulator 50 operates in forced fixed mode. On the other hand, the solenoid valve 27 cuts off the communication between the pilot pump 15 and the motor regulator 50 when the communication command from the controller 30 is not received. In this case, the motor regulator 50 operates in variable mode.

減圧弁33は、コントローラ30からの指令に応じて、制御弁171L、172Rのそれぞれが有するスプールのストローク量(移動量)を制御する。本実施の形態において、走行用油圧モータ20、メインポンプ14、エンジン11等による流量低減処理を行う場合には、減圧弁33は必ずしも必要はない。 The pressure reducing valve 33 controls the stroke amount (movement amount) of the spool of each of the control valves 171L and 172R in accordance with a command from the controller 30 . In the present embodiment, the pressure reducing valve 33 is not necessarily required when the flow reduction process is performed by the traveling hydraulic motor 20, the main pump 14, the engine 11, and the like.

吐出圧センサ28L、28Rは、図3の吐出圧センサ28の一例である。吐出圧センサ28Lは、メインポンプ14L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。吐出圧センサ28Rは、メインポンプ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 discharge pressure sensors 28L and 28R are examples of the discharge pressure sensor 28 in FIG. The discharge pressure sensor 28L detects the discharge pressure of the main pump 14L and outputs the detected value to the controller 30 . The discharge pressure sensor 28R detects the discharge pressure of the main pump 14R and outputs the detected value to the controller 30 .

操作圧センサ29L、29Rは、図3の操作圧センサ29の一例である。操作圧センサ29Lは、左走行操作装置26Lに対するオペレータ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。操作圧センサ29Rは、右走行操作装置26Rに対するオペレータ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、操作方向、操作量(操作角度)等である。 The operating pressure sensors 29L and 29R are examples of the operating pressure sensor 29 in FIG. The operation pressure sensor 29L detects the content of the operator's operation on the left traveling operation device 26L in the form of pressure, and outputs the detected value to the controller 30. FIG. The operation pressure sensor 29R detects the content of the operator's operation on the right traveling operation device 26R in the form of pressure, and outputs the detected value to the controller 30. FIG. The operation content is, for example, an operation direction, an operation amount (operation angle), and the like.

ブーム操作レバー、アーム操作レバー、バケット操作レバー、及び、旋回操作レバー(何れも図示せず。)はそれぞれ、ブーム4の上下、アーム5の開閉、エンドアタッチメント6の開閉、及び、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、左走行操作装置26L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て、レバー操作量に応じたパイロット圧を油圧アクチュエータのそれぞれに対応する制御弁の左右何れかのパイロットポートに作用させる。 A boom control lever, an arm control lever, a bucket control lever, and a turning control lever (none of which are shown) are used to move up and down the boom 4, open and close the arm 5, open and close the end attachment 6, and open and close the upper swing body 3, respectively. It is an operating device for operating the turning of the Similar to the left traveling operation device 26L, these operation devices utilize hydraulic fluid discharged from the pilot pump 15 to apply pilot pressure corresponding to the amount of lever operation to either the left or right control valve corresponding to each hydraulic actuator. acting on the pilot port of

また、これらの操作装置のそれぞれに対するオペレータの操作内容は、操作圧センサ29L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。 Further, the details of the operator's operation on each of these operating devices are detected in the form of pressure by the corresponding operation pressure sensors, similar to the operation pressure sensor 29L, and the detected values are output to the controller 30. FIG.

また、操作装置26(左走行操作装置26L、右走行操作装置26R、左走行レバー26DL、及び右走行レバー26DR等)は、パイロット圧を出力する油圧パイロット式ではなく、電気信号(以下、「操作信号」)を出力する電気式であってもよい。この場合、操作装置26からの電気信号(操作信号)は、コントローラ30に入力され、コントローラ30は、入力される電気信号に応じて、コントロールバルブ17内の各制御弁171~175を制御することにより、操作装置26に対する操作内容に応じた、各種油圧アクチュエータの動作を実現する。 Further, the operation devices 26 (left travel operation device 26L, right travel operation device 26R, left travel lever 26DL, right travel lever 26DR, etc.) are not of a hydraulic pilot type that outputs pilot pressure, but an electric signal (hereinafter referred to as "operation It may be an electric type that outputs a signal"). In this case, an electrical signal (operation signal) from the operating device 26 is input to the controller 30, and the controller 30 controls each of the control valves 171 to 175 in the control valve 17 according to the input electrical signal. Thus, the operation of various hydraulic actuators is realized according to the content of operation on the operation device 26 .

例えば、コントロールバルブ17内の制御弁171~175は、コントローラ30からの指令により駆動する電磁ソレノイド式スプール弁であってもよい。また、例えば、パイロットポンプ15と各制御弁171~175のパイロットポートとの間には、コントローラ30からの電気信号に応じて動作する油圧制御弁(以下、「操作用制御弁」)が配置されてもよい。操作用制御弁は、例えば、比例弁でもよい。 For example, the control valves 171 to 175 in the control valve 17 may be electromagnetic solenoid type spool valves driven by commands from the controller 30 . Further, for example, between the pilot pump 15 and the pilot ports of the respective control valves 171 to 175, hydraulic control valves (hereinafter referred to as "operational control valves") that operate in response to electrical signals from the controller 30 are arranged. may The operating control valve may be, for example, a proportional valve.

この場合、電気式の操作装置26を用いた手動操作が行われると、コントローラ30は、その操作量(例えば、レバー操作量)に対応する電気信号によって、操作用制御弁を制御しパイロット圧を増減させることで、操作装置26に対する操作内容に合わせて、各制御弁171~175を動作させることができる。 In this case, when manual operation is performed using the electric operation device 26, the controller 30 controls the control valve for operation by an electric signal corresponding to the amount of operation (for example, the amount of lever operation) to increase the pilot pressure. By increasing or decreasing, each of the control valves 171 to 175 can be operated in accordance with the operation content of the operating device 26. FIG.

また、図3の油圧システムは、センターバイパス管路40L、40Rは、最も下流にある制御弁175L、175R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を備える。そして、作動油の流れは、ネガティブコントロール絞り18L、18Rにより、ポンプレギュレータ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、ネガティブコントロール絞り18L、18Rの上流で発生させたネガコン圧を検出するセンサである。ネガコン圧センサ19L、19Rは、検出した値をコントローラ30に対して出力する。コントローラ30は、ネガコン圧に応じた指令をポンプレギュレータ13L、13Rに対して出力する。具体的には、ポンプレギュレータ13L、13R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。 Further, in the hydraulic system of FIG. 3, the center bypass pipes 40L, 40R are provided with negative control throttles 18L, 18R between the control valves 175L, 175R, which are the most downstream, respectively, and the hydraulic oil tank. The flow of hydraulic oil generates control pressure (hereinafter referred to as "negative control pressure") for controlling the pump regulators 13L and 13R by the negative control throttles 18L and 18R. The negative control pressure sensors 19L and 19R are sensors for detecting negative control pressures generated upstream of the negative control apertures 18L and 18R. The negative control pressure sensors 19L and 19R output the detected values to the controller 30. FIG. The controller 30 outputs a command corresponding to the negative control pressure to the pump regulators 13L, 13R. Specifically, the pump regulators 13L and 13R decrease the discharge amounts of the main pumps 14L and 14R as the negative control pressure increases, and increase the discharge amounts of the main pumps 14L and 14R as the negative control pressure decreases.

この構成により、図3の油圧システムでは、油圧アクチュエータが何れも操作されていない場合には、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。油圧アクチュエータが操作されている場合には、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 this configuration, in the hydraulic system of FIG. 3, when none of the hydraulic actuators is operated, wasteful energy consumption in the main pumps 14L and 14R can be suppressed. Wasteful energy consumption includes pumping loss caused by the hydraulic oil discharged by the main pumps 14L, 14R in the center bypass pipes 40L, 40R. To reliably supply necessary and sufficient working oil from main pumps 14L, 14R to hydraulic actuators to be operated when the hydraulic actuators are operated.

次に、図4と図5を参照して、本実施形態のショベル100の動作の概略について説明する。図4は、ショベルの動作の概要を説明する図である。 Next, an outline of the operation of the excavator 100 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. FIG. 4 is a diagram explaining an overview of the operation of the excavator.

図4の例では、走行面R1の土質は土砂であり、比較的柔らかく、走行中のショベル100に対して与える衝撃が少ない。また、走行面R2の土質は砂利であり、走行中のショベル100に対して与える衝撃は、土砂と比較して大きい。 In the example of FIG. 4, the soil of the traveling surface R1 is earth and sand, which is relatively soft and gives little impact to the excavator 100 during traveling. Further, the soil of the traveling surface R2 is gravel, and the impact given to the excavator 100 during traveling is greater than that of earth and sand.

このため、ショベル100が走行面R1を走行しているときのショベル100の振動は、ショベル100が走行面R2を走行しているときの振動と比較すると小さい。 Therefore, the vibration of the excavator 100 when the excavator 100 is traveling on the traveling surface R1 is smaller than the vibration when the excavator 100 is traveling on the traveling surface R2.

したがって、ショベル100の加速度センサから出力される加速度の変動は、走行面R1を走行した場合よりも、走行面R2を走行した場合の方が大きくなる。本実施形態における加速度の変動とは、加速度センサから出力される波形の振幅値である。言い換えれば、本実施形態の加速度の変動は、加速度を示す波形の振幅値である。 Therefore, the variation in the acceleration output from the acceleration sensor of the excavator 100 is greater when traveling on the traveling surface R2 than when traveling on the traveling surface R1. The variation in acceleration in this embodiment is the amplitude value of the waveform output from the acceleration sensor. In other words, the variation in acceleration in this embodiment is the amplitude value of the waveform representing the acceleration.

なお、ショベル100の加速度センサは、上部旋回体3に設けられていることが好ましく、機体傾斜センサS4等が用いられてよい。 Note that the acceleration sensor of the excavator 100 is preferably provided in the upper revolving body 3, and the machine body tilt sensor S4 or the like may be used.

また、本実施形態では、高低差がクローラベルト1aの高さよりも小さい凹凸を含む走行面を、状態判定部302による判定の対象と見なす。 In addition, in the present embodiment, the running surface including irregularities whose height difference is smaller than the height of the crawler belt 1a is regarded as a determination target by the state determination unit 302 .

以下に、図5を参照して、ショベル100の加速度の変動について説明する。図5では、ショベル100の上下方向の加速度を、ショベル100の走行中に検出される加速度の一例として示す。図5は、加速度の変動について説明する第一の図である。図5(A)は、ショベル100が走行面R1を走行しているときの上下方向の加速度の変動の一例を示す図である。図5(B)は、ショベル100が走行面R2を走行しているときの上下方向の加速度の変動の一例を示す図である。 Hereinafter, changes in acceleration of the excavator 100 will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows vertical acceleration of the excavator 100 as an example of acceleration detected while the excavator 100 is traveling. FIG. 5 is a first diagram for explaining variations in acceleration. FIG. 5A is a diagram showing an example of variation in acceleration in the vertical direction when the excavator 100 is traveling on the traveling surface R1. FIG. 5B is a diagram showing an example of variation in vertical acceleration when the excavator 100 is traveling on the traveling surface R2.

図5からわかるように、ショベル100が走行面R2を走行しているときの上下方向の加速度が変化する時間間隔は、ショベル100が走行面R1を走行しているときの上下方向の加速度が変化する時間間隔よりも小さい。 As can be seen from FIG. 5, the time interval at which the vertical acceleration changes when the excavator 100 is traveling on the traveling surface R2 corresponds to the change in the vertical acceleration when the excavator 100 is traveling on the traveling surface R1. less than the time interval to

言い換えれば、ショベル100が走行面R2を走行している最中に、上下方向の加速度の変化が発生するタイミングの間隔は、ショベル100が走行面R1を走行している最中に、上下方向の加速度の変化が発生するタイミングの間隔よりも短い。 In other words, while the excavator 100 is traveling on the traveling surface R2, the timing interval at which the vertical acceleration changes Shorter than the timing interval at which changes in acceleration occur.

更に、ショベル100が走行面R2を走行しているときの加速度の振幅値(絶対値)は、ショベル100が走行面R1を走行しているときの加速度の振幅値(絶対値)よりも大きい。 Furthermore, the amplitude value (absolute value) of the acceleration when the excavator 100 is traveling on the traveling surface R2 is larger than the amplitude value (absolute value) of the acceleration when the excavator 100 is traveling on the traveling surface R1.

ここで、走行面R1の土砂は、ショベル100の自重によって走行面が平坦にならされる程度の柔らかさであってもよい。また、走行面R2の砂利は、走行面にクローラベルト1aの厚さよりも小さい凹凸が生じる程度の粗さであってもよい。 Here, the earth and sand on the running surface R1 may be so soft that the running surface is flattened by the weight of the excavator 100 itself. Further, the gravel of the running surface R2 may be rough enough to produce irregularities smaller than the thickness of the crawler belt 1a on the running surface.

なお、ショベル100の加速度の波形が図5(A)のようになる走行面は、土砂のような柔らかい土質の走行面に限定されない。例えば、走行面が、コンクリートのような硬い走行面であっても、砂利や凹凸等が少ない平坦(滑らか)な走行面である場合には、加速度の波形も、図5(A)のような波形となる場合がある。この場合には、通常は、揺れは小さいものの、段差等により不定期に振動が発生していることが分かる。 Note that the traveling surface on which the acceleration waveform of the excavator 100 becomes as shown in FIG. 5A is not limited to a traveling surface of soft soil such as earth and sand. For example, even if the running surface is a hard running surface such as concrete, if it is a flat (smooth) running surface with little gravel or irregularities, the waveform of the acceleration will also be as shown in FIG. It may become a waveform. In this case, although the shaking is usually small, it can be seen that irregular vibrations occur due to steps and the like.

また、ショベル100の加速度の変動は、柔らかい土質の走行面である場合には、多少の凹凸や土砂等が存在していても、図5(A)に示す程度に小さくなることが想定される。 In addition, it is assumed that the variation in the acceleration of the excavator 100 is reduced to the extent shown in FIG. .

また、加速度の波形が図5(B)のようになる走行面は、砂利のように硬い凹凸が存在する走行面に限定されない。例えば、土質が土砂であっても、水分を多く含み、ショベル100の自重によって走行面を平坦にならすことができない場合には、ショベル100の加速度の変動は、図5(B)に示す程度まで大きくなることが想定される。 Further, the running surface on which the waveform of acceleration is as shown in FIG. 5B is not limited to a running surface having hard irregularities such as gravel. For example, even if the soil is earth and sand, if it contains a lot of water and the weight of the excavator 100 cannot level the running surface, the acceleration of the excavator 100 fluctuates to the extent shown in FIG. 5(B). expected to grow.

本実施形態では、このように、加速度変化の時間間隔に基づき走行面の凹凸の状態が、また、加速度変化のピーク値に基づき走行面の硬さが推定できる。 In this way, in this embodiment, the state of unevenness of the running surface can be estimated based on the time intervals of changes in acceleration, and the hardness of the running surface can be estimated based on the peak value of changes in acceleration.

図5(A)に示すような状態では、ショベル100の機体の揺れは小さいため、ショベル100の劣化の進行を抑制でき、オペレータの疲労の度合いも小さくできる。これに対し、図5(B)に示すような状態では、ショベル100の機体が大きく揺さぶられる。その結果、下部走行体1の有するクローラベルト1aを構成するシュープレートが走行面に接地する際に、走行面に打ち付けられるようになり、構造物の劣化の進行に影響を与える可能性がある。また、ショベル100を操作するオペレータの疲労の度合いも大きくなる。 In the state shown in FIG. 5A, the swaying of the excavator 100 is small, so the progress of deterioration of the excavator 100 can be suppressed, and the degree of fatigue of the operator can be reduced. On the other hand, in the state shown in FIG. 5B, the body of the excavator 100 is greatly shaken. As a result, when the shoe plate that constitutes the crawler belt 1a of the lower traveling body 1 comes into contact with the traveling surface, it comes to strike against the traveling surface, possibly affecting the progression of deterioration of the structure. Moreover, the degree of fatigue of the operator who operates the shovel 100 also increases.

このように、本実施形態では、ショベル100の走行面の土質を把握することで、ショベル100に対するダメージの度合いやショベル100のオペレータの疲労の程度等の推定に用いることができる。 Thus, in this embodiment, by grasping the soil quality of the traveling surface of the excavator 100, it can be used to estimate the degree of damage to the excavator 100, the degree of fatigue of the operator of the excavator 100, and the like.

以下に、図6を参照して、本実施形態の対応付け情報61について説明する。図6は、対応付け情報の一例を示す図である。 The association information 61 of this embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram showing an example of association information.

本実施形態の対応付け情報61では、加速度の振幅値の範囲と、土質とが対応付けられている。本実施形態の対応付け情報61は、例えば、ショベル100の接触特性(加速度の振幅値の範囲)と、走行面の状態(土質)との対応関係を求めるためのシミュレーション等によって、予め求められていてよい。対応付け情報61は、予め生成されて、ショベル100の記憶装置47に格納されてよい。また、対応付け情報61は、管理装置200に格納されていてもよい。 In the association information 61 of the present embodiment, the range of acceleration amplitude values is associated with soil quality. The correspondence information 61 of the present embodiment is obtained in advance by, for example, a simulation for obtaining a correspondence relationship between the contact characteristics of the excavator 100 (range of acceleration amplitude values) and the state of the traveling surface (soil quality). you can The association information 61 may be generated in advance and stored in the storage device 47 of the excavator 100 . Also, the association information 61 may be stored in the management device 200 .

図6の例では、加速度の振幅値が、TH1未満である場合は、走行面の土質は土砂であり、TH1以上である場合は、走行面の土質が砂利であることを示している。 In the example of FIG. 6, when the acceleration amplitude value is less than TH1, the soil on the running surface is earth and sand, and when it is greater than TH1, the soil on the running surface is gravel.

なお、対応付け情報61は、例えば、走行面の硬さ毎に設けられていてもよい。ショベル100の加速度の振幅値は、ショベル100のシュープレートと走行面との接触部の剛性(走行面の硬さ)に応じて異なる。 Note that the association information 61 may be provided for each hardness of the running surface, for example. The amplitude value of the acceleration of the excavator 100 varies depending on the rigidity of the contact portion between the shoe plate of the excavator 100 and the running surface (hardness of the running surface).

そのため、本実施形態では、走行面の硬さに応じた、複数種類の対応付け情報61が設けられていてもよい。この場合、走行面の硬さは、加速度センサの検出値として示されもよい。 Therefore, in this embodiment, a plurality of types of association information 61 may be provided according to the hardness of the running surface. In this case, the hardness of the running surface may be indicated as the detection value of the acceleration sensor.

加速度センサの検出値と、走行面の硬さとの対応関係は、ショベル100のシュープレートと走行面との接触部の剛性と、加速度センサの検出値とを対応付けるためのシミュレーション等によって、予め求められていてよい。 The correspondence relationship between the detection value of the acceleration sensor and the hardness of the traveling surface is obtained in advance by simulation or the like for associating the rigidity of the contact portion between the shoe plate of the excavator 100 and the traveling surface and the detection value of the acceleration sensor. It's okay.

次に、図7を参照して、本実施形態のショベル100の動作について説明する。本実施形態では、図7の処理は、ショベル100が走行している間、所定期間毎に実行されてよい。 Next, operation of the excavator 100 of the present embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment, the process of FIG. 7 may be performed at predetermined intervals while the excavator 100 is running.

本実施形態のショベル100は、機体傾斜センサS4等により加速度を検出する(ステップS701)。言い換えれば、コントローラ30は、状態判定部302により、機体傾斜センサS4等により検出された加速度を一定期間の間、取得する。一定期間とは、例えば、5秒間等である。 The excavator 100 of the present embodiment detects acceleration using the machine body tilt sensor S4 or the like (step S701). In other words, the controller 30 causes the state determination unit 302 to acquire the acceleration detected by the body tilt sensor S4 and the like for a certain period of time. The certain period of time is, for example, 5 seconds.

続いて、コントローラ30は、情報参照部301により、対応付け情報61を参照する(ステップS702)。 Subsequently, the controller 30 refers to the association information 61 using the information reference unit 301 (step S702).

続いて、コントローラ30は、状態判定部302により、走行面の状態を判定する(ステップS703)。具体的には、状態判定部302は、一定期間の間に取得した加速度の振幅値を求める。例えば、状態判定部302は、一定期間の間に取得した加速度の振幅値のうち、最小値と最大値とを、加速度の振幅値として取得してもよい。また、状態判定部302は、一定期間の間に取得した加速度の振幅値の平均値を取得してもよい。 Subsequently, the controller 30 determines the state of the running surface by the state determination unit 302 (step S703). Specifically, the state determination unit 302 obtains the amplitude value of acceleration acquired during a certain period of time. For example, the state determination unit 302 may acquire, as the acceleration amplitude value, the minimum value and the maximum value among the acceleration amplitude values acquired during a certain period of time. Further, the state determination unit 302 may acquire an average value of acceleration amplitude values acquired during a certain period of time.

そして、状態判定部302は、対応付け情報61において、加速度の振幅値と対応する土質を特定し、特定した土質を走行面の状態の判定結果とする。 Then, the state determination unit 302 identifies the soil quality corresponding to the amplitude value of the acceleration in the association information 61, and uses the identified soil quality as the determination result of the state of the running surface.

続いて、コントローラ30は、情報収集部303により、走行面情報を収集して保存する(ステップS704)。具体的には、情報収集部303は、状態判定部302による走行面の状態の判定結果と、現在のショベル100の位置を示す位置情報とを対応付けた走行面情報を生成し、記憶装置47等に格納する。このとき、コントローラ30は、通信装置T1を介して、走行面情報を管理装置200に送信してもよい。 Subsequently, the controller 30 collects and stores the traveling surface information by the information collection unit 303 (step S704). Specifically, the information collecting unit 303 generates traveling surface information in which the state determination result of the traveling surface by the state determining unit 302 is associated with the position information indicating the current position of the excavator 100 , and stores the information in the storage device 47 . etc. At this time, the controller 30 may transmit the running surface information to the management device 200 via the communication device T1.

ここで、現在のショベル100の位置を示す位置情報とは、検出部(状態判定部302)により下部走行体1の走行面の接触特性が検出されたときの位置を示す位置情報と言える。 Here, the position information indicating the current position of the excavator 100 can be said to be position information indicating the position when the contact characteristics of the running surface of the lower traveling body 1 are detected by the detection section (state determination section 302).

本実施形態では、このように、ショベル100の加速度の変動に応じて、ショベル100が走行している走行面の状態を判定する。 In this embodiment, the state of the traveling surface on which the excavator 100 is traveling is determined according to the variation in the acceleration of the excavator 100 .

なお、ショベル100が、走行面の硬さに応じて、複数の対応付け情報61を有する場合には、情報参照部301は、加速度を取得する一定期間のうち、任意のタイミングの加速度を、走行面の硬さと対応する加速度として、参照する対応付け情報61を特定してもよい。 Note that when the excavator 100 has a plurality of pieces of association information 61 according to the hardness of the traveling surface, the information reference unit 301 obtains the acceleration at an arbitrary timing during the fixed period of acceleration acquisition. The correspondence information 61 to be referred to may be specified as the hardness of the surface and the corresponding acceleration.

また、本実施形態では、対応付け情報61を特定するための加速度として、ショベル100に設けられた複数の加速度センサのそれぞれから出力される値の組み合わせ等を用いてもよい。具体的には、例えば、機体傾斜センサS4から出力される検出値と、機体傾斜センサS4とは別の場所に設けられた加速度センサから出力される検出値と、の組み合わせによって、参照する対応付け情報61を特定してもよい。 Further, in the present embodiment, as the acceleration for specifying the association information 61, a combination of values output from each of the plurality of acceleration sensors provided on the shovel 100, or the like may be used. Specifically, for example, a combination of a detected value output from the body tilt sensor S4 and a detected value output from an acceleration sensor provided at a location different from the body tilt sensor S4 is used as a reference association. Information 61 may be identified.

また、本実施形態では、走行面の状態の判定結果と、走行面の状態の判定が行われたときのショベル100の位置情報を含む走行面情報を収集して格納する。 Further, in the present embodiment, travel surface information including the determination result of the travel surface state and the position information of the excavator 100 when the travel surface state was determined is collected and stored.

このため、本実施形態では、例えば、一度走行した領域を再度走行する場合に、走行面情報に基づく走行面の状態を示す情報を、表示装置40に表示させてもよい。 For this reason, in the present embodiment, for example, when the vehicle travels again in an area where the vehicle has traveled once, the display device 40 may display information indicating the state of the traveling surface based on the traveling surface information.

このようにすれば、ショベル100のオペレータに、走行面の状態を把握させることができ、オペレータに対し、走行面の状態に応じて、作業中の安全を確保するように、促すことができる。 In this way, the operator of the excavator 100 can be made aware of the state of the traveling surface, and the operator can be urged to ensure safety during work according to the state of the traveling surface.

また、本実施形態では、走行面情報を他のショベル100と共有してもよい。具体的には、ショベル100は、同じ作業現場に存在する他のショベル100に対して、走行面情報を送信してもよい。また、ショベル100は、他のショベル100から走行面情報を受信すると、受信した走行面情報を記憶装置47に格納してよい。 Further, in this embodiment, the traveling surface information may be shared with other excavators 100 . Specifically, the excavator 100 may transmit the traveling surface information to other excavators 100 existing at the same work site. Further, when the excavator 100 receives the traveling surface information from another excavator 100 , the excavator 100 may store the received traveling surface information in the storage device 47 .

このように、本実施形態では、他のショベル100において収集された走行面情報を保持することで、ショベル100が走行したことがない領域であっても、オペレータに、走行面の状態を把握させることができ、作業の安全性を向上させることができる。 As described above, in this embodiment, by holding the traveling surface information collected by other excavators 100, the operator can grasp the state of the traveling surface even in an area where the excavator 100 has never traveled. can improve work safety.

以下に、図8を参照して、本実施形態を適用した場合のショベル100の加速度の変動について説明する。図8は、ショベルの加速度の変動を説明する第二の図である。 Hereinafter, changes in acceleration of the excavator 100 when the present embodiment is applied will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a second diagram for explaining fluctuations in excavator acceleration.

図8の例では、タイミングT0からタイミングT2までの間に取得したショベル100の加速度の波形を示す。 The example of FIG. 8 shows the waveform of the acceleration of the shovel 100 acquired from timing T0 to timing T2.

この場合、タイミングT0からタイミングT1までの間は、振幅値はTH1以上となっており、タイミングT1からタイミングT2までの間は、振幅値がTH1未満となっている。 In this case, the amplitude value is greater than or equal to TH1 from timing T0 to timing T1, and the amplitude value is less than TH1 from timing T1 to timing T2.

このことから、ショベル100が、タイミングT0からタイミングT1までの間に走行していた走行面の状態(土質)は砂利であり、タイミングT1からタイミングT2までの間に走行していた走行面の状態(土質)は土砂であることがわかる。このように、加速度変化のピーク値に基づき走行面の硬さが推定できる。 Therefore, the state (soil quality) of the traveling surface on which the excavator 100 traveled from timing T0 to timing T1 is gravel, and the state of the traveling surface on which the excavator 100 traveled from timing T1 to timing T2 is gravel. (Soil quality) is found to be earth and sand. Thus, the hardness of the running surface can be estimated based on the peak value of the acceleration change.

なお、本実施形態では、走行面の状態を判定する際に、撮像装置S6が撮像した画像データと、加速度の振幅値との両方を用いてもよい。 In this embodiment, both the image data captured by the imaging device S6 and the amplitude value of the acceleration may be used when determining the state of the running surface.

具体的には、状態判定部302は、例えば、加速度の振幅値がTH1以上であり、且つ、画像データが示す走行面の画像が土砂であると判定された場合には、走行面の状態は、ショベル100の自重によってならすことができない凹凸が存在する土砂と判定される。 Specifically, for example, when it is determined that the amplitude value of the acceleration is greater than or equal to TH1 and the image of the running surface indicated by the image data is earth and sand, the state of the running surface is , it is determined to be earth and sand having irregularities that cannot be leveled by the weight of the shovel 100 itself.

なお、状態判定部302は、画像データが示す走行面の画像の色等によって、走行面の状態を判定してもよい。具体的には、例えば、状態判定部302は、走行面の画像の色が茶系の色であれば、走行面の土質を土砂と判定し、走行面の画像の色が薄い灰色系の色であれば、走行面の土質を砂利やコンクリートと判定してもよい。さらに、状態判定部302は、走行面の画像の色が、濃い灰色系の色であれば、走行面の土質をアスファルト判定してもよい。 The state determination unit 302 may determine the state of the running surface based on the color of the image of the running surface indicated by the image data. Specifically, for example, if the color of the image of the traveling surface is brownish, the state determination unit 302 determines that the soil of the traveling surface is earth and sand, and the color of the image of the traveling surface is light grayish. If so, the soil quality of the running surface may be determined to be gravel or concrete. Furthermore, if the color of the image of the running surface is a dark gray color, the state determination unit 302 may determine the soil quality of the running surface as asphalt.

また、本実施形態では、状態判定部302において、画像データに基づく土質の判定結果と、下部走行体1と走行面との接触特性に基づく土質の判定結果と、の何れか一方を優先させるように設定されていてもよい。 Further, in the present embodiment, in the state determination unit 302, priority is given to either the determination result of the soil quality based on the image data or the determination result of the soil quality based on the contact characteristics between the lower traveling body 1 and the traveling surface. may be set to

また、本実施形態では、例えば、加速度の波形が、全体的にうねりを有する場合に、走行面に緩やかな起伏が存在するものと判定してもよい。 Further, in the present embodiment, for example, when the waveform of the acceleration has undulations as a whole, it may be determined that the running surface has gentle undulations.

なお、画像データは、撮像装置S6により撮像した走行面の画像データとしたが、これに限定されない。画像データは、走行面を撮像した画像データであればよく、ショベル100の外部に設けられた撮像装置によって撮像された画像データであってもよい。 The image data is the image data of the running surface captured by the imaging device S6, but is not limited to this. The image data may be image data obtained by capturing an image of the traveling surface, and may be image data captured by an imaging device provided outside the excavator 100 .

また、本実施形態では、状態判定部302は、対応付け情報61を参照して、走行面の状態を判定するものとしたが、これに限定されない。状態判定部302は、例えば、走行データと走行面の状態との対応付けを機械学習等によって学習したモデルを用いてもよい。この場合には、状態判定部302は、走行データを戻るに入力し、走行データに含まれる加速度の変動や画像データに応じた走行面の状態を示す情報を取得すればよい。 Further, in the present embodiment, the state determination unit 302 refers to the correspondence information 61 to determine the state of the running surface, but the present invention is not limited to this. The state determination unit 302 may use, for example, a model learned by machine learning or the like to associate the travel data with the state of the travel surface. In this case, the state determination unit 302 may input the travel data and acquire information indicating the state of the travel surface according to the variation in acceleration and the image data included in the travel data.

このようなモデルを用いれば、走行面の状態を判定する処理を繰り返す回数に応じて、判定の精度を向上させることができる。 By using such a model, the accuracy of determination can be improved according to the number of times the process of determining the condition of the running surface is repeated.

(他の実施形態)
以下に、更に他の実施形態について説明する。本実施形態では、管理装置200において、ショベル100から受信した走行面情報を用いてマップ情報を生成する。
(Other embodiments)
Further embodiments will be described below. In this embodiment, the management device 200 generates map information using the traveling surface information received from the excavator 100 .

図9は、管理装置によるマップ情報の生成について説明する図である。本実施形態の管理装置200は、地図情報に、ショベル100から受信した走行面情報を対応付けたマップ情報を生成する。 FIG. 9 is a diagram illustrating generation of map information by the management device. The management device 200 of this embodiment generates map information in which the traveling surface information received from the excavator 100 is associated with the map information.

図9は、例えば、ショベル100による作業が行われる作業領域を含む河川敷を上空から撮像した画像が管理装置200等の表示装置に表示された例を示している。 For example, FIG. 9 shows an example in which an image of a river bed including a work area where work is performed by the excavator 100 is captured from above and displayed on a display device such as the management device 200 .

表示装置に表示された画像は、走行面の土質が砂利である領域91と、走行面の土質が土砂である領域92とが含まれる河川敷の画像であり、河川94、堤防95、堤防上の道路96の画像も含まれる。 The image displayed on the display device is an image of a river bed including an area 91 in which the soil of the running surface is gravel and an area 92 in which the soil of the running surface is sand. An image of the road 96 is also included.

領域91内には、ショベル100が作業を行う作業領域93が含まれる。この作業領域93では、例えば、河川へ通水する水路を埋設する作業等が行われてもよい。領域92には、例えば、資材置き場92a等が設置されている。 The area 91 includes a work area 93 in which the shovel 100 works. In this work area 93, for example, work such as burying a water channel for flowing water to a river may be performed. In the area 92, for example, a material storage area 92a is installed.

ショベル100が領域91内を走行している場合、管理装置200は、ショベル100から、ショベル100の位置情報と、走行面の土質が砂利であることを示す情報とを含む走行面情報を受信する。 When the excavator 100 is traveling within the area 91, the management device 200 receives from the excavator 100 traveling surface information including position information of the excavator 100 and information indicating that the soil of the traveling surface is gravel. .

また、ショベル100が領域92内を走行している場合、管理装置200は、ショベル100から、ショベル100の位置情報と、走行面の土質が土砂であることを示す情報とを含む走行面情報を受信する。 Further, when the excavator 100 is traveling within the area 92, the management device 200 receives from the excavator 100 traveling surface information including position information of the excavator 100 and information indicating that the soil of the traveling surface is earth and sand. receive.

管理装置200は、このように、位置情報と走行面の状態の判定結果とを含む走行面情報を受信すると、この走行面情報を、位置情報から特定される地図情報に対応付けたマップ情報を生成する。 When the management device 200 thus receives the driving surface information including the position information and the determination result of the driving surface state, the management device 200 generates map information in which the driving surface information is associated with the map information specified from the position information. Generate.

以下に、図10を参照して、本実施形態の管理装置200のハードウェア構成について説明する。図10は、管理装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 The hardware configuration of the management device 200 of this embodiment will be described below with reference to FIG. FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of a management device;

本実施形態の管理装置200は、それぞれバスBで相互に接続されている入力装置201、出力装置202、ドライブ装置203、補助記憶装置204、メモリ装置205、演算処理装置206及びインターフェース装置207を含むコンピュータである。 The management device 200 of this embodiment includes an input device 201, an output device 202, a drive device 203, an auxiliary storage device 204, a memory device 205, an arithmetic processing device 206, and an interface device 207, which are interconnected via a bus B. It's a computer.

入力装置201は、各種の情報の入力を行うための装置であり、例えば、タッチパネルやキーボード等により実現される。出力装置202は、各種の情報の出力を行うためものであり、例えばディスプレイ等により実現される。インターフェース装置207は、ネットワークに接続する為に用いられる。 The input device 201 is a device for inputting various kinds of information, and is realized by, for example, a touch panel or a keyboard. The output device 202 is for outputting various kinds of information, and is realized by, for example, a display. Interface device 207 is used to connect to a network.

後述する各部により実現されるマップ生成プログラムは、管理装置200を制御する各種プログラムの少なくとも一部である。マップ生成プログラムは、例えば、記憶媒体208の配布やネットワークからのダウンロード等によって提供される。マップ生成プログラムを記録した記憶媒体208は、情報を光学的、電気的或いは磁気的に記録する記憶媒体、ROM、フラッシュメモリ等の様に情報を電気的に記録する半導体メモリ等、様々なタイプの記憶媒体を用いることができる。 A map generation program implemented by each unit described later is at least part of various programs that control the management device 200 . The map generation program is provided, for example, by distribution on the storage medium 208, download from a network, or the like. The storage medium 208 in which the map generation program is recorded is of various types, such as a storage medium that records information optically, electrically or magnetically, a semiconductor memory that electrically records information such as a ROM, a flash memory, or the like. A storage medium can be used.

また、マップ生成プログラムは、マップ生成プログラムを記録した記憶媒体208がドライブ装置203にセットされると、記憶媒体208からドライブ装置203を介して補助記憶装置204にインストールされる。ネットワークからダウンロードされたマップ生成プログラムは、インターフェース装置207を介して補助記憶装置204にインストールされる。 Also, the map generation program is installed in the auxiliary storage device 204 from the storage medium 208 via the drive device 203 when the storage medium 208 recording the map generation program is set in the drive device 203 . A map generation program downloaded from a network is installed in auxiliary storage device 204 via interface device 207 .

補助記憶装置204は、管理装置200にインストールされたマップ生成プログラムを格納すると共に、マップ生成プログラムを実行することで生成されたマップ情報や、管理装置200による各種の必要なファイル、データ等を格納する。メモリ装置205は、管理装置200の起動時に補助記憶装置204からマップ生成プログラムを読み出して格納する。そして、演算処理装置206はメモリ装置205に格納されたマップ生成プログラムに従って、後述するような各種処理を実現している。 The auxiliary storage device 204 stores the map generation program installed in the management device 200, map information generated by executing the map generation program, and various necessary files and data by the management device 200. do. The memory device 205 reads and stores the map generation program from the auxiliary storage device 204 when the management device 200 is started. The arithmetic processing unit 206 implements various types of processing described later in accordance with the map generation program stored in the memory unit 205 .

次に、図11を参照して、本実施形態の管理装置200の機能について説明する。図11は、管理装置の機能を説明する図である。 Next, with reference to FIG. 11, functions of the management device 200 of this embodiment will be described. FIG. 11 is a diagram for explaining functions of the management device.

本実施形態の管理装置200は、通信制御部210、マップ情報生成部220、マップ情報保持部230、走行領域判定部240、状態通知部250を含む。 The management device 200 of this embodiment includes a communication control section 210 , a map information generation section 220 , a map information holding section 230 , a travel area determination section 240 and a state notification section 250 .

通信制御部210は、ショベル100を含む外部装置との情報の送受信を制御する。 The communication control unit 210 controls transmission and reception of information with external devices including the excavator 100 .

マップ情報生成部220は、通信制御部210がショベル100から受信した走行面情報を用いて、マップ情報を生成する。具体的には、マップ情報生成部220は、走行面情報に含まれる位置情報に基づき、位置情報を含む領域の地図情報を特定する。地図情報は、例えば、ネットワーク上の外部サーバ等から取得されてよい。 The map information generator 220 generates map information using the traveling surface information received from the excavator 100 by the communication controller 210 . Specifically, map information generator 220 identifies map information of an area including the position information based on the position information included in the traveling surface information. The map information may be acquired, for example, from an external server or the like on the network.

次に、マップ情報生成部220は、取得した地図情報と、走行面情報とを対応付けてマップ情報とする。 Next, the map information generator 220 associates the acquired map information with the driving surface information to generate map information.

尚、本実施形態のマップ情報生成部220は、例えば、一定の期間において複数回受信した走行面情報に含まれる各位置情報が示す領域に基づき、地図情報を特定してもよい。 Note that the map information generation unit 220 of the present embodiment may specify map information based on, for example, the area indicated by each piece of position information included in the driving surface information received multiple times during a certain period.

マップ情報保持部230は、マップ情報生成部220が生成したマップ情報231を保持する。マップ情報231は、走行面情報231aと、地図情報231bとが対応付けられた情報である。言い換えれば、マップ情報231は、地図情報が示す領域における走行面の状態を示す情報を含む情報である。 The map information holding unit 230 holds map information 231 generated by the map information generating unit 220 . The map information 231 is information in which driving surface information 231a and map information 231b are associated with each other. In other words, the map information 231 is information including information indicating the state of the running surface in the area indicated by the map information.

また、本実施形態のマップ情報231は、走行面情報231a、地図情報231b以外にも、地図情報が示す地域の土質を示す情報や、走行面の形状や傾斜の有無を示す情報等が含まれてもよい。 Further, the map information 231 of the present embodiment includes, in addition to the running surface information 231a and the map information 231b, information indicating the soil quality of the area indicated by the map information, information indicating the shape of the running surface and the presence or absence of inclination, and the like. may

また、本実施形態では、管理装置200は、地図情報と走行面情報とを対応付けたマップ情報を生成して保持するものとしたが、これに限定されない。管理装置200は、走行面情報をマップ情報として保持してもよい。 Further, in the present embodiment, the management device 200 generates and holds map information in which map information and driving surface information are associated with each other, but is not limited to this. The management device 200 may hold the driving surface information as map information.

走行領域判定部240は、ショベル100から受信した位置情報と、マップ情報とに基づき、位置情報を送信したショベル100が走行している領域の走行面の状態を判定する。状態通知部250は、走行領域判定部240の判定結果をショベル100に送信する。 Based on the position information received from the excavator 100 and the map information, the travel area determination unit 240 determines the state of the travel surface in the area where the excavator 100 that has transmitted the position information is traveling. The state notification unit 250 transmits the determination result of the travel area determination unit 240 to the excavator 100 .

次に、図12及び図13を参照して、本実施形態の管理装置200の動作を説明する。図12は、管理装置の動作を説明する第一のフローチャートである。図12は、管理装置200により、マップ情報を生成する処理を示している。 Next, the operation of the management device 200 of this embodiment will be described with reference to FIGS. 12 and 13. FIG. FIG. 12 is a first flow chart for explaining the operation of the management device. FIG. 12 shows a process of generating map information by the management device 200. As shown in FIG.

本実施形態の管理装置200は、通信制御部210により、ショベル100から走行面情報を受信する(ステップS1201)。続いて、管理装置200は、マップ情報生成部220により、走行面情報に含まれる位置情報と対応する領域の地図情報を取得する(ステップS1202)。尚、地図情報は、通信制御部210を介して、ネットワーク上の外部サーバから取得されてよい。 The management device 200 of this embodiment receives traveling surface information from the excavator 100 through the communication control unit 210 (step S1201). Subsequently, the management device 200 acquires the map information of the area corresponding to the position information included in the traveling surface information by the map information generation unit 220 (step S1202). Note that the map information may be acquired from an external server on the network via the communication control unit 210 .

続いて、マップ情報生成部220は、ステップS1202で取得した地図情報と、走行面情報とを対応付けたマップ情報を生成する(ステップS1203)。続いて、管理装置200は、マップ情報保持部230に、生成したマップ情報231を保持させ(ステップS1204)、処理を終了する。 Subsequently, the map information generation unit 220 generates map information in which the map information acquired in step S1202 and the driving surface information are associated with each other (step S1203). Subsequently, the management device 200 causes the map information holding unit 230 to hold the generated map information 231 (step S1204), and ends the process.

図13は、管理装置の動作を示す第二のフローチャートである。図13は、管理装置200により、ショベル100の走行面の状態の判定し、ショベル100に通知する処理を示している。 FIG. 13 is a second flow chart showing the operation of the management device. FIG. 13 shows a process of determining the state of the traveling surface of the excavator 100 and notifying the excavator 100 by the management device 200 .

本実施形態の管理装置200は、通信制御部210により、ショベル100から位置情報を受信する(ステップS1301)。 The management device 200 of this embodiment receives position information from the excavator 100 by the communication control unit 210 (step S1301).

続いて、管理装置200は、走行領域判定部240により、マップ情報保持部230に保持されたマップ情報231を参照して(ステップS1302)、位置情報が示す領域の走行面の状態を判定する(ステップS1303)。 Subsequently, the management device 200 causes the travel area determination unit 240 to refer to the map information 231 held in the map information storage unit 230 (step S1302), and determines the state of the travel surface in the area indicated by the position information ( step S1303).

具体的には、例えば、走行領域判定部240は、マップ情報保持部230に保持されたマップ情報231から、位置情報が示す位置を含む地図情報を含むマップ情報を特定する。そして、走行領域判定部240は、特定したマップ情報に含まれる走行面情報が示す走行面の状態を、位置情報を受信したショベル100の走行面の状態とする。 Specifically, for example, the travel area determination unit 240 identifies map information including map information including the position indicated by the position information from the map information 231 held in the map information holding unit 230 . Then, the travel area determination unit 240 sets the state of the travel surface indicated by the travel surface information included in the identified map information as the state of the travel surface of the excavator 100 that received the position information.

続いて、管理装置200は、状態通知部250により、位置情報を受信したショベル100に対して、走行面の状態を示す情報を送信し(ステップS1304)、処理を終了する。 Subsequently, the management device 200 uses the state notification unit 250 to transmit information indicating the state of the traveling surface to the excavator 100 that has received the position information (step S1304), and ends the process.

このように、本実施形態では、ショベル100は、位置情報を管理装置200に送信すればよく、自機で走行面の状態を判定しなくてよい。したがって、本実施形態では、ショベル100のコントローラ30の処理負荷を低減できる。 Thus, in this embodiment, the excavator 100 only needs to transmit the position information to the management device 200, and does not need to determine the state of the traveling surface by itself. Therefore, in this embodiment, the processing load on the controller 30 of the excavator 100 can be reduced.

また、本実施形態によれば、管理装置200においてマップ情報が保持されているため、複数台のショベル100によってマップ情報を共有することができる。また、本実施形態によれば、走行したことがない領域であっても、ショベル100のオペレータに走行面の状態を把握させることができる。 Further, according to the present embodiment, since the map information is held in the management device 200 , the map information can be shared by the multiple excavators 100 . Further, according to the present embodiment, the operator of the excavator 100 can grasp the state of the traveling surface even in an area where the excavator 100 has never traveled.

尚、本実施形態では、管理装置200による走行面の状態の判定結果がショベル100に送信されるものとしたが、これに限定されない。管理装置200から送信される走行面の状態の判定結果は、支援装置300にも送信されてよい。支援装置300は、管理装置200から受信した走行面の状態の判定結果を、表示部に表示させてもよい。 In this embodiment, it is assumed that the determination result of the state of the traveling surface by the management device 200 is transmitted to the excavator 100, but the present invention is not limited to this. The determination result of the state of the running surface transmitted from the management device 200 may also be transmitted to the support device 300 . The support device 300 may display the determination result of the state of the running surface received from the management device 200 on the display unit.

支援装置300では、管理装置200から受信した情報を表示部に表示させることで、作業現場におけるショベル100のオペレータ以外の作業者に対し、走行面の状態を通知することができる。また、本実施形態では、支援装置300に走行面の状態を示す情報を表示させることで、ショベル100が作業を行う作業現場の安全性を、作業現場の管理者等に把握させることができる。また、本実施形態では、道路施工、宅地造成等の作業現場において、施工の進捗に応じて土質が変化しても、管理者は土質の変化を容易に把握することができる。 In the support device 300, the information received from the management device 200 is displayed on the display unit, so that workers other than the operator of the excavator 100 at the work site can be notified of the state of the traveling surface. In addition, in the present embodiment, by displaying information indicating the state of the traveling surface on the support device 300, it is possible for the manager or the like of the work site to grasp the safety of the work site where the excavator 100 is working. In addition, in this embodiment, even if the soil quality changes according to the progress of the construction at work sites such as road construction and residential land development, the manager can easily grasp the change in the soil quality.

また、本実施形態では、例えば、支援装置300において、作業現場の位置を特定する情報が入力されて、管理装置200に送信されると、管理装置200は、マップ情報231を参照し、作業現場と対応する領域のマップ情報を支援装置300に送信してもよい。 Further, in the present embodiment, for example, when information specifying the position of the work site is input in the support device 300 and transmitted to the management device 200, the management device 200 refers to the map information 231 to identify the work site. may be transmitted to the support device 300 for the area corresponding to .

支援装置300は、管理装置200から受信したマップ情報を表示させる。このとき、マップ情報は、例えば、図9に示すように、作業現場全体を示す領域において、走行面が土砂である領域と、走行面が砂利である領域とで、表示態様を異ならせてもよい。さらに、領域毎の土質を示す情報をマップ情報上に表示させてもよい。具体的には、例えば、領域91内に「砂利」と表示させ、領域92内に「土砂」と表示させてもよい。 The support device 300 displays the map information received from the management device 200 . At this time, for example, as shown in FIG. 9, the map information may be displayed in different ways in an area showing the entire work site, depending on whether the traveling surface is earth and sand or the traveling surface is gravel. good. Furthermore, information indicating soil quality for each area may be displayed on the map information. Specifically, for example, “gravel” may be displayed in the area 91 and “earth and sand” may be displayed in the area 92 .

つまり、支援装置300では、マップ情報は、作業現場において、走行面の状態が異なる領域が区別されて表示されればよい。 In other words, in the support device 300, the map information may be displayed by distinguishing regions having different states of the traveling surface in the work site.

このように、支援装置300にマップ情報を表示させることで、作業現場において作業を行う作業員に対し、作業現場全体の走行面の状態を、視覚的に把握させることができる。 By displaying the map information on the support device 300 in this manner, it is possible to visually grasp the state of the traveling surface of the entire work site for the worker who is working at the work site.

また、ショベル100の走行面の状態を示す情報は、例えば、ショベル100を遠隔操作するための遠隔操作室に対して送信されてもよい。この場合、遠隔操作室に設けられたコントローラは、走行面の状態を示す情報を、遠隔操作室に設けられた表示装置に表示させてもよい。 Information indicating the state of the traveling surface of the excavator 100 may be transmitted to, for example, a remote control room for remotely controlling the excavator 100 . In this case, the controller provided in the remote control room may display the information indicating the state of the running surface on the display device provided in the remote control room.

以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素及びその配置、条件、及び形状等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更され得る。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わされてもよい。 The present embodiment has been described above with reference to specific examples. However, the invention is not limited to these specific examples. Design modifications to these specific examples by those skilled in the art are also included in the scope of the present invention as long as they have the features of the present invention. Each element included in each specific example described above and its arrangement, conditions, shape, etc. are not limited to those illustrated and can be changed as appropriate. Each element included in each of the specific examples described above may be appropriately combined as long as there is no technical contradiction.

30 コントローラ
100 ショベル
200 管理装置
210 通信制御部
220 マップ情報生成部
230 マップ情報保持部
240 走行領域判定部
250 状態通知部250
300 支援装置
301 情報参照部
302 状態判定部
303 情報収集部
304 通信部
30 controller 100 excavator 200 management device 210 communication control unit 220 map information generation unit 230 map information storage unit 240 traveling area determination unit 250 state notification unit 250
300 support device 301 information reference unit 302 state determination unit 303 information collection unit 304 communication unit

Claims (7)

下部走行体と、
前記下部走行体に旋回自在に搭載された上部旋回体と、
前記上部旋回体に配置された、前記下部走行体と走行面との接触特性を走行中に検出する検出部と、を有するショベル。
a lower running body;
an upper rotating body rotatably mounted on the lower traveling body;
and a detector arranged on the upper revolving structure for detecting contact characteristics between the lower traveling structure and a traveling surface during traveling.
下部走行体と走行面との接触特性と、前記走行面の状態とを対応付けた対応付け情報を参照する情報参照部と、
前記検出部で検出された前記接触特性と、前記対応付け情報とに基づき、前記走行面の状態を判定する状態判定部と、を有する、請求項1記載のショベル。
an information reference unit that refers to association information that associates the contact characteristics between the lower traveling body and the traveling surface with the state of the traveling surface;
2. The excavator according to claim 1, further comprising a state determination section that determines a state of said running surface based on said contact characteristics detected by said detection section and said correspondence information.
加速度センサを有し、
前記接触特性は、
前記加速度センサにより検出される加速度の変動を含む、請求項2記載のショベル。
having an acceleration sensor,
The contact characteristics are
3. The excavator of claim 2, comprising variations in acceleration detected by said acceleration sensor.
前記走行面の状態は、前記走行面の土質を含み、
前記状態判定部は、
前記加速度センサにより検出される加速度の変動と、前記対応付け情報とに基づき、前記走行面の土質を判定する、請求項3記載のショベル。
The condition of the running surface includes the soil quality of the running surface,
The state determination unit
4. The excavator according to claim 3, wherein the soil quality of said running surface is determined based on the variation in acceleration detected by said acceleration sensor and said correspondence information.
前記状態判定部は、
さらに、前記走行面を撮像した画像データを用いて、前記走行面の状態を判定する、請求項4記載のショベル。
The state determination unit
5. The excavator according to claim 4, further comprising determining the condition of said traveling surface using image data obtained by imaging said traveling surface.
前記検出部により前記接触特性を検出したときの位置を示す位置情報を取得し、前記位置情報と、前記接触特性を用いて判定された前記下部走行体の走行面の状態を示す情報と、を対応付けた走行面情報を外部装置へ送信する通信部を有する、請求項1乃至5の何れか一項に記載のショベル。 Acquiring position information indicating a position when the contact characteristics are detected by the detection unit, and obtaining the position information and information indicating the state of the running surface of the lower traveling body determined using the contact characteristics. The excavator according to any one of claims 1 to 5, comprising a communication unit that transmits the associated traveling surface information to an external device. ショベルとショベルの管理装置とを含むショベルの支援システムであって、
前記ショベルは、
下部走行体と、
前記下部走行体に旋回自在に搭載された上部旋回体と、
前記上部旋回体に配置された、前記下部走行体と走行面との接触特性を走行中に検出する検出部と、
前記検出部により前記接触特性を検出したときの位置を示す位置情報を取得し、前記位置情報と、前記接触特性を用いて判定された前記下部走行体の走行面の状態を示す情報と、を対応付けた走行面情報を前記管理装置へ送信する通信部と、を有し、
前記管理装置は、
前記走行面情報を格納する情報保持部と、
他のショベルから受信した位置情報と前記走行面情報とに基づき、前記他のショベルの走行面の状態を判定する判定部と、
前記判定部による判定の結果を、前記他のショベルに通知する状態通知部と、を有する、ショベルの支援システム。
An excavator support system including an excavator and an excavator management device,
The excavator is
a lower running body;
an upper rotating body rotatably mounted on the lower traveling body;
a detection unit arranged on the upper swing structure for detecting contact characteristics between the lower traveling structure and the traveling surface during traveling;
Acquiring position information indicating a position when the contact characteristics are detected by the detection unit, and obtaining the position information and information indicating the state of the running surface of the lower traveling body determined using the contact characteristics. a communication unit that transmits the associated running surface information to the management device;
The management device
an information holding unit that stores the running surface information;
a determination unit that determines the state of the running surface of the other excavator based on the position information received from the other excavator and the running surface information;
and a state notification unit that notifies the other excavator of the determination result of the determination unit.
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