最初に、図1及び図2を参照して、本発明の実施形態に係る掘削機としてのショベル100について説明する。図1はショベルの側面図であり、図2はショベルの上面図である。
First, with reference to FIGS. 1 and 2, a shovel 100 as an excavator according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a side view of the shovel, and FIG. 2 is a top view of the shovel.
本実施形態では、ショベル100の下部走行体1は被駆動体としてのクローラ1Cを含む。クローラ1Cは、下部走行体1に搭載されている走行用油圧モータ2Mによって駆動される。但し、走行用油圧モータ2Mは、電動アクチュエータとしての走行用電動発電機であってもよい。具体的には、クローラ1Cは左クローラ1CL及び右クローラ1CRを含む。左クローラ1CLは左走行用油圧モータ2MLによって駆動され、右クローラ1CRは右走行用油圧モータ2MRによって駆動される。下部走行体1は、クローラ1Cによって駆動されるため、被駆動体として機能する。
In this embodiment, the lower traveling body 1 of the excavator 100 includes a crawler 1C as a driven body. The crawler 1C is driven by a traveling hydraulic motor 2M mounted on the lower traveling body 1. However, the traveling hydraulic motor 2M may be a traveling motor generator serving as an electric actuator. Specifically, the crawler 1C includes a left crawler 1CL and a right crawler 1CR. The left crawler 1CL is driven by a left travel hydraulic motor 2ML, and the right crawler 1CR is driven by a right travel hydraulic motor 2MR. Since the lower traveling body 1 is driven by the crawler 1C, it functions as a driven body.
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。被駆動体としての旋回機構2は、上部旋回体3に搭載されている旋回用油圧モータ2Aによって駆動される。但し、旋回用油圧モータ2Aは、電動アクチュエータとしての旋回用電動発電機であってもよい。上部旋回体3は、旋回機構2によって駆動されるため、被駆動体として機能する。
An upper rotating body 3 is rotatably mounted on the lower traveling body 1 via a rotating mechanism 2. The swing mechanism 2 as a driven body is driven by a swing hydraulic motor 2A mounted on the upper swing structure 3. However, the swing hydraulic motor 2A may be a swing motor generator serving as an electric actuator. The upper rotating body 3 is driven by the rotating mechanism 2, and thus functions as a driven body.
上部旋回体3には被駆動体としてのブーム4が取り付けられている。ブーム4の先端には被駆動体としてのアーム5が取り付けられ、アーム5の先端に被駆動体及び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。ブーム4、アーム5及びバケット6は、アタッチメントの一例である掘削アタッチメントを構成する。ブーム4はブームシリンダ7で駆動され、アーム5はアームシリンダ8で駆動され、バケット6はバケットシリンダ9で駆動される。
A boom 4 as a driven body is attached to the upper revolving body 3. An arm 5 as a driven body is attached to the tip of the boom 4, and a bucket 6 as a driven body and an end attachment is attached to the tip of the arm 5. The boom 4, arm 5, and bucket 6 constitute a digging attachment, which is 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.
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。
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。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の回動角度であるブーム角度を検出できる。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 S1 detects the rotation angle of the boom 4. In this embodiment, the boom angle sensor S1 is an acceleration sensor, and can detect a boom angle that is a rotation angle of the boom 4 with respect to the upper rotating structure 3. For example, the boom angle becomes the minimum angle when the boom 4 is lowered the most, and increases as the boom 4 is raised.
アーム角度センサS2はアーム5の回動角度を検出する。本実施形態では、アーム角度センサS2は加速度センサであり、ブーム4に対するアーム5の回動角度であるアーム角度を検出できる。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 detects the rotation angle of arm 5. In this embodiment, the arm angle sensor S2 is an acceleration sensor, and can detect the arm angle, which is the rotation angle of the arm 5 with respect to the boom 4. For example, the arm angle becomes the minimum angle when the arm 5 is most closed, 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。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の回動角度であるバケット角度を検出できる。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 detects the rotation angle of bucket 6. In this embodiment, the bucket angle sensor S3 is an acceleration sensor, and can detect the bucket angle, which is the rotation angle of the bucket 6 with respect to the arm 5. For example, the bucket angle becomes the minimum angle when the bucket 6 is most closed, and increases as the bucket 6 is opened.
ブーム角度センサS1、アーム角度センサS2及びバケット角度センサS3はそれぞれ、可変抵抗器を利用したポテンショメータ、対応する油圧シリンダのストローク量を検出するストロークセンサ、連結ピン回りの回動角度を検出するロータリエンコーダ、ジャイロセンサ、加速度センサとジャイロセンサの組み合わせ等であってもよい。
The boom angle sensor S1, arm angle sensor S2, and bucket angle sensor S3 each include a potentiometer using a variable resistor, a stroke sensor that detects the stroke amount of the corresponding hydraulic cylinder, and a rotary encoder that detects the rotation angle around the connecting pin. , a gyro sensor, a combination of an acceleration sensor and a gyro sensor, or the like.
上部旋回体3には、運転室としてのキャビン10が設けられ、且つ、エンジン11等の動力源が搭載されている。また、上部旋回体3には、コントローラ30、物体検知装置70、撮像装置80、向き検出装置85、機体傾斜センサS4、旋回角速度センサS5等が取り付けられている。キャビン10の内部には、操作装置26等が設けられている。なお、本書では、便宜上、上部旋回体3における、ブーム4が取り付けられている側を前方とし、カウンタウェイトが取り付けられている側を後方とする。
The upper revolving body 3 is provided with a cabin 10 as a driver's cabin, and is equipped with a power source such as an engine 11. Further, the upper revolving body 3 is attached with a controller 30, an object detection device 70, an imaging device 80, a direction detection device 85, a body tilt sensor S4, a turning angular velocity sensor S5, and the like. Inside the cabin 10, an operating device 26 and the like are provided. In this document, for convenience, the side of the upper revolving structure 3 to which the boom 4 is attached is referred to as the front, and the side to which the counterweight is attached is referred to as the rear.
コントローラ30は、ショベル100を制御するための制御装置である。本実施形態では、コントローラ30は、CPU、RAM、NVRAM、ROM等を備えたコンピュータで構成されている。そして、コントローラ30は、各機能要素に対応するプログラムをROMから読み出してRAMにロードし、対応する処理をCPUに実行させる。
Controller 30 is a control device for controlling shovel 100. In this embodiment, the controller 30 is composed of a computer including a CPU, RAM, NVRAM, ROM, and the like. Then, the controller 30 reads a program corresponding to each functional element from the ROM, loads it into the RAM, and causes the CPU to execute the corresponding process.
物体検知装置70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る。また、物体検知装置70は、物体検知装置70又はショベル100から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。物体は、例えば、人、動物、車両、建設機械、建造物、穴等を含む。物体検知装置70は、例えば、超音波センサ、ミリ波レーダ、ステレオカメラ、LIDAR、距離画像センサ、赤外線センサ等を含む。本実施形態では、物体検知装置70は、キャビン10の上面前端に取り付けられた前方センサ70F、上部旋回体3の上面後端に取り付けられた後方センサ70B、上部旋回体3の上面左端に取り付けられた左方センサ70L、及び、上部旋回体3の上面右端に取り付けられた右方センサ70Rを含む。
The object detection device 70 is configured to detect objects existing around the shovel 100. Further, the object detection device 70 may be configured to calculate the distance from the object detection device 70 or the shovel 100 to the recognized object. Objects include, for example, people, animals, vehicles, construction machines, buildings, holes, and the like. The object detection device 70 includes, for example, an ultrasonic sensor, a millimeter wave radar, a stereo camera, a LIDAR, a distance image sensor, an infrared sensor, and the like. In this embodiment, the object detection device 70 includes a front sensor 70F attached to the front end of the upper surface of the cabin 10, a rear sensor 70B attached to the rear end of the upper surface of the upper revolving structure 3, and a rear sensor 70B attached to the upper left end of the upper revolving structure 3. It includes a left sensor 70L and a right sensor 70R attached to the right end of the upper surface of the upper revolving body 3.
物体検知装置70は、ショベル100の周囲に設定された所定領域内の所定物体を検知するように構成されていてもよい。例えば、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。
The object detection device 70 may be configured to detect a predetermined object within a predetermined area set around the shovel 100. For example, it may be configured to be able to distinguish between humans and objects other than humans.
撮像装置80は、ショベル100の周囲を撮像するように構成されている。本実施形態では、撮像装置80は、上部旋回体3の上面後端に取り付けられた後方カメラ80B、上部旋回体3の上面左端に取り付けられた左方カメラ80L、及び、上部旋回体3の上面右端に取り付けられた右方カメラ80Rを含む。前方カメラを含んでいてもよい。
The imaging device 80 is configured to image the surroundings of the excavator 100. In the present embodiment, the imaging device 80 includes a rear camera 80B attached to the rear end of the upper surface of the upper rotating structure 3, a left camera 80L attached to the left end of the upper surface of the upper rotating structure 3, and a left camera 80L attached to the upper surface of the upper rotating structure 3. It includes a right camera 80R attached to the right end. It may also include a front camera.
後方カメラ80Bは後方センサ70Bに隣接して配置され、左方カメラ80Lは左方センサ70Lに隣接して配置され、且つ、右方カメラ80Rは右方センサ70Rに隣接して配置されている。前方カメラは、前方センサ70Fに隣接して配置されていてもよい。
The rear camera 80B is placed adjacent to the rear sensor 70B, the left camera 80L is placed adjacent to the left sensor 70L, and the right camera 80R is placed adjacent to the right sensor 70R. The front camera may be placed adjacent to the front sensor 70F.
撮像装置80が撮像した画像は、キャビン10内に設置されている表示装置DSに表示される。撮像装置80は、俯瞰画像等の視点変換画像を表示装置DSに表示できるように構成されていてもよい。俯瞰画像は、例えば、後方カメラ80B、左方カメラ80L及び右方カメラ80Rのそれぞれが出力する画像を合成して生成される。
The image captured by the imaging device 80 is displayed on a display device DS installed in the cabin 10. The imaging device 80 may be configured to be able to display a viewpoint-converted image such as an overhead image on the display device DS. The bird's-eye view image is generated, for example, by combining images output by the rear camera 80B, the left camera 80L, and the right camera 80R.
撮像装置80は、物体検知装置として機能してもよい。この場合、物体検知装置70は省略されてもよい。
The imaging device 80 may function as an object detection device. In this case, the object detection device 70 may be omitted.
この構成により、ショベル100は、物体検知装置70が検知した物体の画像を表示装置DSに表示できる。そのため、ショベル100のオペレータは、被駆動体の動作が制限或いは禁止された場合、表示装置DSに表示されている画像を見ることで、その原因となった物体が何であるかをすぐに確認できる。
With this configuration, the excavator 100 can display an image of the object detected by the object detection device 70 on the display device DS. Therefore, when the operation of the driven object is restricted or prohibited, the operator of the excavator 100 can immediately check the object that caused the restriction or prohibition by viewing the image displayed on the display device DS. .
向き検出装置85は、上部旋回体3の向きと下部走行体1の向きとの相対的な関係に関する情報(以下、「向きに関する情報」とする。)を検出するように構成されている。例えば、向き検出装置85は、下部走行体1に取り付けられた地磁気センサと上部旋回体3に取り付けられた地磁気センサの組み合わせで構成されていてもよい。或いは、向き検出装置85は、下部走行体1に取り付けられたGNSS受信機と上部旋回体3に取り付けられたGNSS受信機の組み合わせで構成されていてもよい。旋回用電動発電機で上部旋回体3が旋回駆動される構成では、向き検出装置85は、レゾルバで構成されていてもよい。向き検出装置85は、例えば、下部走行体1と上部旋回体3との間の相対回転を実現する旋回機構2に関連して設けられるセンタージョイントに配置されていてもよい。
The orientation detection device 85 is configured to detect information regarding the relative relationship between the orientation of the upper rotating structure 3 and the orientation of the lower traveling structure 1 (hereinafter referred to as "information regarding orientation"). For example, the direction detection device 85 may be configured by a combination of a geomagnetic sensor attached to the lower traveling body 1 and a geomagnetic sensor attached to the upper rotating body 3. Alternatively, the direction detection device 85 may be configured by a combination of a GNSS receiver attached to the undercarriage body 1 and a GNSS receiver attached to the upper revolving body 3. In a configuration in which the upper rotating body 3 is driven to swing by a swinging motor/generator, the orientation detection device 85 may be configured with a resolver. The direction detection device 85 may be arranged, for example, at a center joint provided in association with the turning mechanism 2 that realizes relative rotation between the lower traveling body 1 and the upper rotating body 3.
機体傾斜センサS4は、所定の平面に対するショベル100の傾斜を検出する。本実施形態では、機体傾斜センサS4は、水平面に関する上部旋回体3の前後軸の傾斜角及び左右軸の傾斜角を検出する加速度センサである。加速度センサとジャイロセンサの組み合わせで構成されていてもよい。上部旋回体3の前後軸及び左右軸は、例えば、互いに直交してショベル100の旋回軸上の一点であるショベル中心点を通る。
Body tilt sensor S4 detects the tilt of excavator 100 with respect to a predetermined plane. In this embodiment, the body inclination sensor S4 is an acceleration sensor that detects the inclination angle of the longitudinal axis and the inclination angle of the left-right axis of the upper rotating structure 3 with respect to the horizontal plane. It may be configured by a combination of an acceleration sensor and a gyro sensor. For example, the longitudinal axis and the lateral axis of the upper revolving body 3 are orthogonal to each other and pass through the center point of the shovel, which is a point on the pivot axis of the shovel 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。本実施形態では、ジャイロセンサである。レゾルバ、ロータリエンコーダ等であってもよい。旋回角速度センサS5は、旋回速度を検出してもよい。旋回速度は、旋回角速度から算出されてもよい。
The turning angular velocity sensor S5 detects the turning angular velocity of the upper rotating structure 3. In this embodiment, it is a gyro sensor. It may also be a resolver, rotary encoder, etc. The turning angular velocity sensor S5 may detect turning speed. The turning speed may be calculated from the turning angular velocity.
以下では、ブーム角度センサS1、アーム角度センサS2、バケット角度センサS3、機体傾斜センサS4及び旋回角速度センサS5の任意の組み合わせは、集合的に姿勢センサとも称される。
In the following, any combination of boom angle sensor S1, arm angle sensor S2, bucket angle sensor S3, body tilt sensor S4 and turning angular velocity sensor S5 will also be collectively referred to as attitude sensor.
次に、図3を参照し、ショベル100に搭載される基本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基本システムの構成例を示す図である。図3において、機械的動力伝達ラインは二重線、作動油ラインは太実線、パイロットラインは破線、電力ラインは細実線、電気制御ラインは一点鎖線でそれぞれ示されている。
Next, with reference to FIG. 3, the basic system mounted on the excavator 100 will be described. FIG. 3 is a diagram showing an example of the configuration of a basic system mounted on an excavator. In FIG. 3, the mechanical power transmission line is shown as a double line, the hydraulic oil line is shown as a thick solid line, the pilot line is shown as a broken line, the power line is shown as a thin solid line, and the electrical control line is shown as a dashed line.
基本システムは、主に、エンジン11、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、操作圧センサ29、コントローラ30、警報装置49、制御弁60、物体検知装置70、エンジンコントロールユニット(ECU74)、エンジン回転数調整ダイヤル79及び撮像装置80等を含む。
The basic system mainly includes an engine 11, a main pump 14, a pilot pump 15, a control valve 17, an operating device 26, an operating pressure sensor 29, a controller 30, an alarm device 49, a control valve 60, an object detection device 70, and an engine control unit. (ECU 74), an engine speed adjustment dial 79, an imaging device 80, and the like.
エンジン11は、負荷の増減にかかわらずエンジン回転数を一定に維持するアイソクロナス制御を採用したディーゼルエンジンである。エンジン11における燃料噴射量、燃料噴射タイミング、ブースト圧等は、ECU74により制御される。エンジン11は油圧ポンプとしてのメインポンプ14及びパイロットポンプ15のそれぞれに接続されている。メインポンプ14は作動油ラインを介してコントロールバルブ17に接続されている。
The engine 11 is a diesel engine that employs isochronous control that maintains the engine speed constant regardless of changes in load. The fuel injection amount, fuel injection timing, boost pressure, etc. in the engine 11 are controlled by the ECU 74. The engine 11 is connected to a main pump 14 and a pilot pump 15, each serving as a hydraulic pump. The main pump 14 is connected to a control valve 17 via a hydraulic oil line.
コントロールバルブ17は、ショベル100の油圧系の制御を行う油圧制御装置である。コントロールバルブ17は、左走行用油圧モータ2ML、右走行用油圧モータ2MR、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、旋回用油圧モータ2A等の油圧アクチュエータに接続されている。具体的には、コントロールバルブ17は、各油圧アクチュエータに対応する複数のスプール弁を含む。各スプール弁は、PCポートの開口面積及びCTポートの開口面積を増減できるように、パイロット圧に応じて変位可能に構成されている。PCポートは、メインポンプ14と油圧アクチュエータとを連通させるポートである。CTポートは、油圧アクチュエータと作動油タンクとを連通させるポートである。
The control valve 17 is a hydraulic control device that controls the hydraulic system of the excavator 100. The control valve 17 is connected to hydraulic actuators such as a left travel hydraulic motor 2ML, a right travel hydraulic motor 2MR, a boom cylinder 7, an arm cylinder 8, a bucket cylinder 9, and a swing hydraulic motor 2A. Specifically, control valve 17 includes a plurality of spool valves corresponding to each hydraulic actuator. Each spool valve is configured to be displaceable according to pilot pressure so that the opening area of the PC port and the opening area of the CT port can be increased or decreased. The PC port is a port that communicates the main pump 14 and the hydraulic actuator. The CT port is a port that communicates between the hydraulic actuator and the hydraulic oil tank.
操作装置26は、オペレータがアクチュエータの操作のために用いる装置である。アクチュエータは、油圧アクチュエータ及び電動アクチュエータの少なくとも一方を含む。本実施形態では、操作装置26は、油圧式操作装置であり、パイロットラインを介して、パイロットポンプ15が吐出する作動油を、コントロールバルブ17内の対応するスプール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の操作方向及び操作量に応じた圧力である。操作装置26は、例えば、左操作レバー、右操作レバー及び走行操作装置を含む。走行操作装置は、例えば、走行レバー及び走行ペダルを含む。操作装置26は、電気式操作装置であってもよい。
The operating device 26 is a device used by an operator to operate the actuator. The actuator includes at least one of a hydraulic actuator and an electric actuator. In this embodiment, the operating device 26 is a hydraulic operating device, and supplies the hydraulic fluid discharged by the pilot pump 15 to the pilot port of the corresponding spool valve in the control valve 17 via a pilot line. The pressure of the hydraulic oil (pilot pressure) supplied to each of the pilot ports is a pressure that corresponds to the operating direction and operating amount of the operating device 26 corresponding to each of the hydraulic actuators. The operating device 26 includes, for example, a left operating lever, a right operating lever, and a traveling operating device. The travel operation device includes, for example, a travel lever and a travel pedal. The operating device 26 may be an electrical operating device.
吐出圧センサ28は、メインポンプ14の吐出圧を検出する。本実施形態では、吐出圧センサ28は、検出した値をコントローラ30に対して出力する。
The 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、オペレータによる操作装置26の操作の内容を検出する。本実施形態では、操作圧センサ29は、アクチュエータのそれぞれに対応する操作装置26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 operation of the operating device 26 by the operator. In this embodiment, the operating pressure sensor 29 detects the operating direction and operating amount of the operating device 26 corresponding to each of the actuators in the form of pressure (operating pressure), and outputs the detected value to the controller 30. The operation content of the operating device 26 may be detected using a sensor other than the operating pressure sensor.
警報装置49は、ショベル100の作業に携わる人の注意を喚起できるように構成されている。警報装置49は、例えば、室内警報装置及び室外警報装置の組み合わせで構成されていてもよい。室内警報装置は、キャビン10内にいるショベル100のオペレータの注意を喚起できるように構成されている。室内警報装置は、例えば、キャビン10内に設けられた音声出力装置、振動発生装置及び発光装置の少なくとも1つを含む。室内警報装置は、表示装置DSであってもよい。室外警報装置は、ショベル100の周囲で作業する作業者の注意を喚起できるように構成されている。室外警報装置は、例えば、キャビン10の外に設けられた音声出力装置及び発光装置の少なくとも1つを含む。室外警報装置としての音声出力装置は、例えば、上部旋回体3の底面に取り付けられている走行アラーム装置であってもよい。室外警報装置は、上部旋回体3上に設けられる発光装置であってもよい。但し、室外警報装置は省略されてもよい。警報装置49は、例えば、物体検知装置70が物体を検知した場合に、ショベル100の作業に携わる人にその旨を報知してもよい。
The alarm device 49 is configured to call the attention of those who work on the shovel 100. The alarm device 49 may be configured by a combination of an indoor alarm device and an outdoor alarm device, for example. The indoor alarm device is configured to alert the operator of the excavator 100 inside the cabin 10. The room alarm device includes, for example, at least one of an audio output device, a vibration generator, and a light emitting device provided in the cabin 10. The indoor alarm device may be a display device DS. The outdoor alarm device is configured to alert workers working around the shovel 100. The outdoor alarm device includes, for example, at least one of an audio output device and a light emitting device provided outside the cabin 10. The audio output device as an outdoor alarm device may be, for example, a traveling alarm device attached to the bottom surface of the revolving upper structure 3. The outdoor alarm device may be a light emitting device provided on the upper revolving body 3. However, the outdoor alarm device may be omitted. For example, when the object detection device 70 detects an object, the alarm device 49 may notify a person working on the shovel 100 to that effect.
制御弁60は、操作装置26の有効状態と無効状態とを切り換えできるように構成されている。操作装置26の有効状態は、オペレータが操作装置26を用いて油圧アクチュエータを操作できる状態である。操作装置26の無効状態は、オペレータが操作装置26を用いて油圧アクチュエータを操作できない状態である。本実施形態では、制御弁60は、コントローラ30からの指令に応じて動作するように構成されているゲートロック弁である。具体的には、制御弁60は、パイロットポンプ15と操作装置26とを繋ぐパイロットラインに配置され、コントローラ30からの指令に応じてパイロットラインの遮断・連通を切り換えできるように構成されている。操作装置26は、例えば、不図示のゲートロックレバーが引き上げられてゲートロック弁が開かれたときに有効状態となり、ゲートロックレバーが押し下げられてゲートロック弁が閉じられたときに無効状態となる。
The control valve 60 is configured so that the operating device 26 can be switched between a valid state and a disabled state. The valid state of the operating device 26 is a state in which the operator can use the operating device 26 to operate the hydraulic actuator. The disabled state of the operating device 26 is a state in which the operator cannot operate the hydraulic actuator using the operating device 26. In this embodiment, the control valve 60 is a gate lock valve configured to operate in response to a command from the controller 30. Specifically, the control valve 60 is arranged on a pilot line that connects the pilot pump 15 and the operating device 26, and is configured to be able to switch between shutoff and communication of the pilot line in response to a command from the controller 30. For example, the operating device 26 becomes effective when a gate lock lever (not shown) is pulled up to open the gate lock valve, and becomes disabled when the gate lock lever is pushed down and the gate lock valve is closed. .
ECU74は、冷却水温等、エンジン11の状態に関するデータをコントローラ30に向けて出力する。メインポンプ14のレギュレータ13は、斜板傾転角に関するデータをコントローラ30に向けて出力する。吐出圧センサ28は、メインポンプ14の吐出圧に関するデータをコントローラ30に向けて出力する。作動油タンクとメインポンプ14との間の管路に設けられた油温センサ14cは、その管路を流れる作動油の温度に関するデータをコントローラ30に向けて出力する。操作圧センサ29は、操作装置26が操作されたときに生成されるパイロット圧に関するデータをコントローラ30に向けて出力する。コントローラ30は一時記憶部(メモリ)にこれらのデータを蓄積しておき、必要なときに表示装置DSに向けて出力できる。
The ECU 74 outputs data regarding the state of the engine 11, such as cooling water temperature, to the controller 30. The regulator 13 of the main pump 14 outputs data regarding the swash plate tilt angle to the controller 30. The discharge pressure sensor 28 outputs data regarding the discharge pressure of the main pump 14 to the controller 30. An oil temperature sensor 14c provided in a conduit between the hydraulic oil tank and the main pump 14 outputs data regarding the temperature of the hydraulic oil flowing through the conduit to the controller 30. The operating pressure sensor 29 outputs data regarding pilot pressure generated when the operating device 26 is operated to the controller 30. The controller 30 can store these data in a temporary storage section (memory) and output them to the display device DS when necessary.
エンジン回転数調整ダイヤル79は、エンジン11の回転数を調整するためのダイヤルである。エンジン回転数調整ダイヤル79は、エンジン回転数の設定状態に関するデータをコントローラ30に向けて出力する。エンジン回転数調整ダイヤル79は、SPモード、Hモード、Aモード及びアイドリングモードの4段階でエンジン回転数を切り換えできるように構成されている。SPモードは、作業量を優先したい場合に選択される回転数モードであり、最も高いエンジン回転数を利用する。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回転数モードであり、二番目に高いエンジン回転数を利用する。Aモードは、燃費を優先させながら低騒音でショベル100を稼働させたい場合に選択される回転数モードであり、三番目に高いエンジン回転数を利用する。アイドリングモードは、エンジン11をアイドリング状態にしたい場合に選択される回転数モードであり、最も低いエンジン回転数を利用する。エンジン11は、エンジン回転数調整ダイヤル79で設定された回転数モードに対応するエンジン回転数で一定となるように制御される。
The engine rotation speed adjustment dial 79 is a dial for adjusting the rotation speed of the engine 11. The engine speed adjustment dial 79 outputs data regarding the setting state of the engine speed to the controller 30. The engine speed adjustment dial 79 is configured to switch the engine speed in four stages: SP mode, H mode, A mode, and idling mode. The SP mode is a rotation speed mode selected when it is desired to give priority to the amount of work, and utilizes the highest engine rotation speed. The H mode is a rotational speed mode selected when it is desired to balance work volume and fuel efficiency, and utilizes the second highest engine rotational speed. The A mode is a rotation speed mode selected when it is desired to operate the excavator 100 with low noise while giving priority to fuel efficiency, and uses the third highest engine rotation speed. The idling mode is a rotation speed mode selected when it is desired to put the engine 11 in an idling state, and uses the lowest engine rotation speed. The engine 11 is controlled to be constant at the engine speed corresponding to the speed mode set by the engine speed adjustment dial 79.
表示装置DSは、制御部DSa、画像表示部DS1、及び、入力部としてのスイッチパネルDS2を有する。制御部DSaは、画像表示部DS1に表示される画像を制御できるように構成されている。本実施形態では、制御部DSaは、CPU、RAM、NVRAM、ROM等を備えたコンピュータで構成されている。この場合、制御部DSaは、各機能要素に対応するプログラムをROMから読み出してRAMにロードし、対応する処理をCPUに実行させる。但し、各機能要素は、ハードウェアで構成されていてもよく、ソフトウェアとハードウェアの組み合わせで構成されていてもよい。また、画像表示部DS1に表示される画像は、コントローラ30又は撮像装置80によって制御されてもよい。
The display device DS includes a control section DSa, an image display section DS1, and a switch panel DS2 as an input section. The control unit DSa is configured to be able to control the image displayed on the image display unit DS1. In this embodiment, the control unit DSa is composed of a computer including a CPU, RAM, NVRAM, ROM, and the like. In this case, the control unit DSa reads a program corresponding to each functional element from the ROM, loads it into the RAM, and causes the CPU to execute the corresponding process. However, each functional element may be configured by hardware or a combination of software and hardware. Further, the image displayed on the image display section DS1 may be controlled by the controller 30 or the imaging device 80.
スイッチパネルDS2は、ハードウェアスイッチを含むパネルである。スイッチパネルDS2は、タッチパネルであってもよい。表示装置DSは、蓄電池BTから電力の供給を受けて動作する。蓄電池BTは、例えば、オルタネータ11aで発電した電気で充電される。蓄電池BTの電力は、コントローラ30等に供給されてもよい。エンジン11のスタータ11bは、例えば、蓄電池BTからの電力で駆動され、エンジン11を始動する。
The switch panel DS2 is a panel including hardware switches. The switch panel DS2 may be a touch panel. The display device DS operates by receiving power from the storage battery BT. The storage battery BT is charged with electricity generated by the alternator 11a, for example. The power of the storage battery BT may be supplied to the controller 30 and the like. The starter 11b of the engine 11 is driven by, for example, electric power from the storage battery BT, and starts the engine 11.
レバーボタンLBは、操作装置26に設けられたボタンである。本実施形態では、レバーボタンLBは、操作装置26としての操作レバーの先端に設けられたボタンである。ショベル100のオペレータは、操作レバーを操作しながらレバーボタンLBを操作できる。オペレータは、例えば、操作レバーを手で握った状態でレバーボタンLBを親指で押すことができる。
The lever button LB is a button provided on the operating device 26. In this embodiment, the lever button LB is a button provided at the tip of an operating lever serving as the operating device 26. The operator of excavator 100 can operate lever button LB while operating the operating lever. For example, the operator can press the lever button LB with his thumb while holding the operating lever in his hand.
次に、図4を参照し、ショベル100に搭載される油圧システムの構成例について説明する。図4は、ショベルに搭載される油圧システムの構成例を示す図である。図4は、機械的動力伝達系、作動油ライン、パイロットライン及び電気制御系を、それぞれ二重線、実線、破線及び点線で示している。
Next, with reference to FIG. 4, a configuration example of a hydraulic system mounted on the excavator 100 will be described. FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of a hydraulic system mounted on an excavator. FIG. 4 shows the mechanical power transmission system, hydraulic oil line, pilot line, and electrical control system with double lines, solid lines, dashed lines, and dotted lines, respectively.
ショベル100の油圧システムは、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、制御弁60等を含む。
The hydraulic 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 operating device 26, a discharge pressure sensor 28, an operating pressure sensor 29, a controller 30, a control valve 60, etc. include.
図4において、油圧システムは、エンジン11によって駆動されるメインポンプ14から、センターバイパス管路40又はパラレル管路42を経て作動油タンクまで作動油を循環させている。
In FIG. 4, the hydraulic system circulates hydraulic oil from a main pump 14 driven by an engine 11 to a hydraulic oil tank via a center bypass line 40 or a parallel line 42.
エンジン11は、ショベル100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。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のそれぞれの入力軸に連結されている。
The engine 11 is a driving source for the excavator 100. In this embodiment, the engine 11 is, for example, a diesel engine that operates to maintain a predetermined rotation speed. The output shaft of the engine 11 is connected to the input shafts of the main pump 14 and the pilot pump 15, respectively.
メインポンプ14は、作動油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 oil to the control valve 17 via a hydraulic oil 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 in accordance with a 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を含む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。
Pilot pump 15 supplies hydraulic oil to hydraulic control equipment including operating device 26 via a pilot line. 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100における油圧システムを制御する油圧制御装置である。本実施形態では、コントロールバルブ17は、制御弁171~176を含む。制御弁175は制御弁175L及び制御弁175Rを含み、制御弁176は制御弁176L及び制御弁1756を含む。コントロールバルブ17は、制御弁171~176を通じ、メインポンプ14が吐出する作動油を1又は複数の油圧アクチュエータに選択的に供給できる。制御弁171~176は、メインポンプ14から油圧アクチュエータに流れる作動油の流量、及び、油圧アクチュエータから作動油タンクに流れる作動油の流量を制御する。油圧アクチュエータは、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、バケットシリンダ9、左走行用油圧モータ2ML、右走行用油圧モータ2MR及び旋回用油圧モータ2Aを含む。
The control valve 17 is a hydraulic control device that controls the hydraulic system in the excavator 100. In this embodiment, the control valve 17 includes control valves 171-176. The control valve 175 includes a control valve 175L and a control valve 175R, and the control valve 176 includes a control valve 176L and a control valve 1756. The control valve 17 can selectively supply the hydraulic fluid discharged by the main pump 14 to one or more hydraulic actuators through the control valves 171 to 176. The control valves 171 to 176 control the flow rate of hydraulic oil flowing from the main pump 14 to the hydraulic actuator and the flow rate of hydraulic oil flowing from the hydraulic actuator to the hydraulic oil tank. The hydraulic actuator includes a boom cylinder 7, an arm cylinder 8, a bucket cylinder 9, a left travel hydraulic motor 2ML, a right travel hydraulic motor 2MR, and a swing hydraulic motor 2A.
メインポンプ14は、左メインポンプ14L及び右メインポンプ14Rを含む。そして、左メインポンプ14Lは、左センターバイパス管路40L又は左パラレル管路42Lを経て作動油タンクまで作動油を循環させ、右メインポンプ14Rは、右センターバイパス管路40R又は右パラレル管路42Rを経て作動油タンクまで作動油を循環させる。
The main pump 14 includes a left main pump 14L and a right main pump 14R. The left main pump 14L circulates the hydraulic oil to the hydraulic oil tank via the left center bypass line 40L or the left parallel line 42L, and the right main pump 14R circulates the hydraulic oil through the right center bypass line 40R or the right parallel line 42R. The hydraulic oil is circulated through to the hydraulic oil tank.
左センターバイパス管路40Lは、コントロールバルブ17内に配置された制御弁171、173、175L及び176Lを通る作動油ラインである。右センターバイパス管路40Rは、コントロールバルブ17内に配置された制御弁172、174、175R及び176Rを通る作動油ラインである。
The left center bypass line 40L is a hydraulic oil line that passes through control valves 171, 173, 175L, and 176L arranged in the control valve 17. The right center bypass line 40R is a hydraulic oil line that passes through control valves 172, 174, 175R, and 176R arranged within the control valve 17.
制御弁171は、左メインポンプ14Lが吐出する作動油を左走行用油圧モータ2MLへ供給し、且つ、左走行用油圧モータ2ML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 171 supplies the hydraulic oil discharged by the left main pump 14L to the left travel hydraulic motor 2ML, and discharges the hydraulic oil discharged by the left travel hydraulic motor 2ML to the hydraulic oil tank. It is a spool valve that switches the flow.
制御弁172は、右メインポンプ14Rが吐出する作動油を右走行用油圧モータ2MRへ供給し、且つ、右走行用油圧モータ2MR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 172 supplies the hydraulic oil discharged by the right main pump 14R to the right traveling hydraulic motor 2MR, and discharges the hydraulic oil discharged by the right traveling hydraulic motor 2MR to the hydraulic oil tank. It is a spool valve that switches the flow.
制御弁173は、左メインポンプ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 173 controls the flow of hydraulic oil in order to supply the hydraulic oil discharged by the left main pump 14L to the swing hydraulic motor 2A, and to discharge the hydraulic oil discharged by the swing hydraulic motor 2A to the hydraulic oil tank. It is a switching spool valve.
制御弁174は、右メインポンプ14Rが吐出する作動油をバケットシリンダ9へ供給し、且つ、バケットシリンダ9内の作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。
The control valve 174 is a spool valve that switches the flow of hydraulic oil in order to supply the hydraulic oil discharged by the right main pump 14R to the bucket cylinder 9 and to discharge the hydraulic oil in the bucket cylinder 9 to the hydraulic oil tank. .
制御弁175Lは、左メインポンプ14Lが吐出する作動油をブームシリンダ7へ供給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。制御弁175Rは、右メインポンプ14Rが吐出する作動油をブームシリンダ7へ供給し、且つ、ブームシリンダ7内の作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。
The control valve 175L is a spool valve that switches the flow of hydraulic oil to supply the hydraulic oil discharged by the left main pump 14L to the boom cylinder 7. The control valve 175R is a spool valve that switches the flow of hydraulic oil in order to supply the hydraulic oil discharged by the right main pump 14R to the boom cylinder 7 and to discharge the hydraulic oil in the boom cylinder 7 to the hydraulic oil tank. .
制御弁176Lは、左メインポンプ14L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 valve 176L is a spool valve that switches the flow of hydraulic oil in order to supply the hydraulic oil discharged by the left main pump 14L to the arm cylinder 8 and to discharge the hydraulic oil in the arm cylinder 8 to the hydraulic oil tank. .
制御弁176Rは、右メインポンプ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 valve 176R is a spool valve that switches the flow of hydraulic oil in order to supply the hydraulic oil discharged by the right main pump 14R to the arm cylinder 8 and to discharge the hydraulic oil in the arm cylinder 8 to the hydraulic oil tank. .
左パラレル管路42Lは、左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。左パラレル管路42Lは、制御弁171、173、175Lの何れかによって左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。右パラレル管路42Rは、右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。右パラレル管路42Rは、制御弁172、174、175Rの何れかによって右センターバイパス管路40Rを通る作動油の流れが制限或いは遮断された場合に、より下流の制御弁に作動油を供給できる。
The left parallel line 42L is a hydraulic oil line that runs parallel to the left center bypass line 40L. The left parallel line 42L can supply hydraulic oil to a downstream control valve when the flow of hydraulic oil through the left center bypass line 40L is restricted or blocked by any of the control valves 171, 173, and 175L. . The right parallel line 42R is a hydraulic oil line that runs parallel to the right center bypass line 40R. The right parallel line 42R can supply hydraulic oil to a downstream control valve when the flow of hydraulic oil through the right center bypass line 40R is restricted or blocked by any of the control valves 172, 174, and 175R. .
レギュレータ13は、左レギュレータ13L及び右レギュレータ13Rを含む。左レギュレータ13Lは、左メインポンプ14Lの吐出圧に応じて左メインポンプ14Lの斜板傾転角を調節することによって、左メインポンプ14Lの吐出量を制御する。具体的には、左レギュレータ13Lは、例えば、左メインポンプ14Lの吐出圧の増大に応じて左メインポンプ14Lの斜板傾転角を調節して吐出量を減少させる。右レギュレータ13Rについても同様である。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 regulator 13 includes a left regulator 13L and a right regulator 13R. The left regulator 13L controls the discharge amount of the left main pump 14L by adjusting the swash plate tilt angle of the left main pump 14L according to the discharge pressure of the left main pump 14L. Specifically, the left regulator 13L reduces the discharge amount by adjusting the swash plate tilt angle of the left main pump 14L, for example, in response to an increase in the discharge pressure of the left main pump 14L. The same applies to the right regulator 13R. 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.
操作装置26は、左操作レバー26L、右操作レバー26R及び走行レバー26Dを含む。走行レバー26Dは、左走行レバー26DL及び右走行レバー26DRを含む。
The operating device 26 includes a left operating lever 26L, a right operating lever 26R, and a travel lever 26D. The travel lever 26D includes a left travel lever 26DL and a right travel lever 26DR.
左操作レバー26Lは、旋回操作とアーム5の操作に用いられる。左操作レバー26Lは、前後方向に操作されると、パイロットポンプ15が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁176のパイロットポートに導入させる。また、左右方向に操作されると、パイロットポンプ15が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁173のパイロットポートに導入させる。
The left operating lever 26L is used for turning operations and operating the arm 5. When the left operating lever 26L is operated in the front-back direction, the control pressure corresponding to the amount of lever operation is introduced into the pilot port of the control valve 176 using hydraulic oil discharged by the pilot pump 15. Further, when the lever is operated in the left-right direction, a control pressure corresponding to the amount of lever operation is introduced into the pilot port of the control valve 173 using hydraulic oil discharged by the pilot pump 15 .
具体的には、左操作レバー26Lは、アーム閉じ方向に操作された場合に、制御弁176Lの右パイロットポートに作動油を導入させ、且つ、制御弁176Rの左パイロットポートに作動油を導入させる。また、左操作レバー26Lは、アーム開き方向に操作された場合には、制御弁176Lの左パイロットポートに作動油を導入させ、且つ、制御弁176Rの右パイロットポートに作動油を導入させる。また、左操作レバー26Lは、左旋回方向に操作された場合に、制御弁173の左パイロットポートに作動油を導入させ、右旋回方向に操作された場合に、制御弁173の右パイロットポートに作動油を導入させる。
Specifically, when the left operating lever 26L is operated in the arm closing direction, hydraulic oil is introduced into the right pilot port of the control valve 176L, and hydraulic oil is introduced into the left pilot port of the control valve 176R. . Further, when the left operating lever 26L is operated in the arm opening direction, hydraulic oil is introduced into the left pilot port of the control valve 176L, and hydraulic oil is introduced into the right pilot port of the control valve 176R. Furthermore, when the left operating lever 26L is operated in the left rotation direction, hydraulic oil is introduced into the left pilot port of the control valve 173, and when it is operated in the right rotation direction, the right pilot port of the control valve 173 is introduced. introduce hydraulic oil.
右操作レバー26Rは、ブーム4の操作とバケット6の操作に用いられる。右操作レバー26Rは、前後方向に操作されると、パイロットポンプ15が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁175のパイロットポートに導入させる。また、左右方向に操作されると、パイロットポンプ15が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁174のパイロットポートに導入させる。
The right operating lever 26R is used to operate the boom 4 and the bucket 6. When the right operating lever 26R is operated in the front-rear direction, the control pressure corresponding to the amount of lever operation is introduced into the pilot port of the control valve 175 using hydraulic oil discharged by the pilot pump 15. Further, when the lever is operated in the left-right direction, a control pressure corresponding to the amount of lever operation is introduced into the pilot port of the control valve 174 using hydraulic oil discharged by the pilot pump 15 .
具体的には、右操作レバー26Rは、ブーム下げ方向に操作された場合に、制御弁175Rの左パイロットポートに作動油を導入させる。また、右操作レバー26Rは、ブーム上げ方向に操作された場合には、制御弁175Lの右パイロットポートに作動油を導入させ、且つ、制御弁175Rの左パイロットポートに作動油を導入させる。また、右操作レバー26Rは、バケット閉じ方向に操作された場合に、制御弁174の右パイロットポートに作動油を導入させ、バケット開き方向に操作された場合に、制御弁174の左パイロットポートに作動油を導入させる。
Specifically, when the right operating lever 26R is operated in the boom lowering direction, hydraulic oil is introduced into the left pilot port of the control valve 175R. Further, when the right operating lever 26R is operated in the boom raising direction, hydraulic oil is introduced into the right pilot port of the control valve 175L, and hydraulic oil is introduced into the left pilot port of the control valve 175R. Further, the right operating lever 26R causes hydraulic oil to be introduced into the right pilot port of the control valve 174 when operated in the bucket closing direction, and into the left pilot port of the control valve 174 when operated in the bucket opening direction. Introduce hydraulic oil.
走行レバー26Dは、クローラ1Cの操作に用いられる。具体的には、左走行レバー26DLは、左クローラ1CLの操作に用いられる。左走行ペダルと連動するように構成されていてもよい。左走行レバー26DLは、前後方向に操作されると、パイロットポンプ15が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁171のパイロットポートに導入させる。右走行レバー26DRは、右クローラ1CRの操作に用いられる。右走行ペダルと連動するように構成されていてもよい。右走行レバー26DRは、前後方向に操作されると、パイロットポンプ15が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁172のパイロットポートに導入させる。
The travel lever 26D is used to operate the crawler 1C. Specifically, the left travel lever 26DL is used to operate the left crawler 1CL. It may be configured to work in conjunction with the left travel pedal. When the left travel lever 26DL is operated in the front-back direction, the control pressure corresponding to the lever operation amount is introduced into the pilot port of the control valve 171 using hydraulic oil discharged by the pilot pump 15. The right travel lever 26DR is used to operate the right crawler 1CR. It may be configured to work in conjunction with the right travel pedal. When the right travel lever 26DR is operated in the front-back direction, the control pressure corresponding to the amount of lever operation is introduced into the pilot port of the control valve 172 using hydraulic oil discharged by the pilot pump 15.
吐出圧センサ28は、吐出圧センサ28L及び吐出圧センサ28Rを含む。吐出圧センサ28Lは、左メインポンプ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についても同様である。
The discharge pressure sensor 28 includes a discharge pressure sensor 28L and a discharge pressure sensor 28R. The discharge pressure sensor 28L detects the discharge pressure of the left main pump 14L and outputs the detected value to the controller 30. The same applies to the discharge pressure sensor 28R.
操作圧センサ29は、操作圧センサ29LA、29LB、29RA、29RB、29DL、29DRを含む。操作圧センサ29LAは、オペレータによる左操作レバー26Lに対する前後方向への操作の内容を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ30に対して出力する。操作内容は、例えば、レバー操作方向、レバー操作量(レバー操作角度)等である。
The operating pressure sensor 29 includes operating pressure sensors 29LA, 29LB, 29RA, 29RB, 29DL, and 29DR. The operating pressure sensor 29LA detects the content of the operator's operation of the left operating lever 26L in the front-back direction in the form of pressure, and outputs the detected value to the controller 30. The operation details include, for example, the direction of lever operation, the amount of lever operation (lever operation angle), and the like.
同様に、操作圧センサ29LBは、オペレータによる左操作レバー26Lに対する左右方向への操作の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29RAは、オペレータによる右操作レバー26Rに対する前後方向への操作の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29RBは、オペレータによる右操作レバー26Rに対する左右方向への操作の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29DLは、オペレータによる左走行レバー26DLに対する前後方向への操作の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29DRは、オペレータによる右走行レバー26DRに対する前後方向への操作の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。
Similarly, the operating pressure sensor 29LB detects the details of the operator's left/right operation on the left operating lever 26L in the form of pressure, and outputs the detected value to the controller 30. The operating pressure sensor 29RA detects the content of the operator's operation of the right operating lever 26R in the front-back direction in the form of pressure, and outputs the detected value to the controller 30. The operating pressure sensor 29RB detects in the form of pressure the content of the left/right operation of the right operating lever 26R by the operator, and outputs the detected value to the controller 30. The operation pressure sensor 29DL detects the content of the operator's operation of the left travel lever 26DL in the front-rear direction in the form of pressure, and outputs the detected value to the controller 30. The operation pressure sensor 29DR detects the contents of the operation of the right traveling lever 26DR by the operator in the front and back direction in the form of pressure, and outputs the detected value to the controller 30.
コントローラ30は、操作圧センサ29の出力を受信し、必要に応じてレギュレータ13に対して制御指令を出力し、メインポンプ14の吐出量を変化させる。
The controller 30 receives the output of the operating pressure sensor 29, outputs a control command to the regulator 13 as necessary, and changes the discharge amount of the main pump 14.
ここで、絞り18と制御圧センサ19を用いたネガティブコントロール制御について説明する。絞り18は左絞り18L及び右絞り18Rを含み、制御圧センサ19は左制御圧センサ19L及び右制御圧センサ19Rを含む。
Here, negative control control using the aperture 18 and the control pressure sensor 19 will be explained. The aperture 18 includes a left aperture 18L and a right aperture 18R, and the control pressure sensor 19 includes a left control pressure sensor 19L and a right control pressure sensor 19R.
左センターバイパス管路40Lには、最も下流にある制御弁176Lと作動油タンクとの間に左絞り18Lが配置されている。そのため、左メインポンプ14Lが吐出した作動油の流れは、左絞り18Lで制限される。そして、左絞り18Lは、左レギュレータ13Lを制御するための制御圧を発生させる。左制御圧センサ19Lは、この制御圧を検出するためのセンサであり、検出した値をコントローラ30に対して出力する。コントローラ30は、この制御圧に応じて左メインポンプ14Lの斜板傾転角を調節することによって、左メインポンプ14Lの吐出量を制御する。コントローラ30は、この制御圧が大きいほど左メインポンプ14Lの吐出量を減少させ、この制御圧が小さいほど左メインポンプ14Lの吐出量を増大させる。右メインポンプ14Rの吐出量も同様に制御される。
In the left center bypass pipe 40L, a left throttle 18L is arranged between the most downstream control valve 176L and the hydraulic oil tank. Therefore, the flow of the hydraulic oil discharged by the left main pump 14L is restricted by the left throttle 18L. The left throttle 18L generates a control pressure for controlling the left regulator 13L. The left control pressure sensor 19L is a sensor for detecting this control pressure, and outputs the detected value to the controller 30. The controller 30 controls the discharge amount of the left main pump 14L by adjusting the swash plate tilt angle of the left main pump 14L according to this control pressure. The controller 30 decreases the discharge amount of the left main pump 14L as the control pressure becomes larger, and increases the discharge amount of the left main pump 14L as the control pressure becomes smaller. The discharge amount of the right main pump 14R is similarly controlled.
具体的には、図4で示されるようにショベル100における油圧アクチュエータが何れも操作されていない待機状態の場合、左メインポンプ14Lが吐出する作動油は、左センターバイパス管路40Lを通って左絞り18Lに至る。そして、左メインポンプ14Lが吐出する作動油の流れは、左絞り18Lの上流で発生する制御圧を増大させる。その結果、コントローラ30は、左メインポンプ14Lの吐出量を許容最小吐出量まで減少させ、吐出した作動油が左センターバイパス管路40Lを通過する際の圧力損失(ポンピングロス)を抑制する。一方、何れかの油圧アクチュエータが操作された場合、左メインポンプ14Lが吐出する作動油は、操作対象の油圧アクチュエータに対応する制御弁を介して、操作対象の油圧アクチュエータに流れ込む。そして、左メインポンプ14Lが吐出する作動油の流れは、左絞り18Lに至る量を減少或いは消失させ、左絞り18Lの上流で発生する制御圧を低下させる。その結果、コントローラ30は、左メインポンプ14Lの吐出量を増大させ、操作対象の油圧アクチュエータに十分な作動油を循環させ、操作対象の油圧アクチュエータの駆動を確かなものとする。なお、コントローラ30は、右メインポンプ14Rの吐出量も同様に制御する。
Specifically, as shown in FIG. 4, when the excavator 100 is in a standby state in which none of the hydraulic actuators are operated, the hydraulic oil discharged by the left main pump 14L passes through the left center bypass pipe 40L and flows to the left side. The aperture reaches 18L. The flow of hydraulic oil discharged by the left main pump 14L increases the control pressure generated upstream of the left throttle 18L. As a result, the controller 30 reduces the discharge amount of the left main pump 14L to the minimum allowable discharge amount, and suppresses pressure loss (pumping loss) when the discharged hydraulic oil passes through the left center bypass pipe 40L. On the other hand, when any of the hydraulic actuators is operated, the hydraulic oil discharged by the left main pump 14L flows into the hydraulic actuator to be operated via the control valve corresponding to the hydraulic actuator to be operated. Then, the flow of hydraulic oil discharged by the left main pump 14L reduces or disappears in the amount reaching the left throttle 18L, thereby lowering the control pressure generated upstream of the left throttle 18L. As a result, the controller 30 increases the discharge amount of the left main pump 14L, circulates sufficient hydraulic fluid to the hydraulic actuator to be operated, and ensures the drive of the hydraulic actuator to be operated. Note that the controller 30 similarly controls the discharge amount of the right main pump 14R.
上述のような構成により、図4の油圧システムは、待機状態においては、メインポンプ14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14が吐出する作動油がセンターバイパス管路40で発生させるポンピングロスを含む。また、図4の油圧システムは、油圧アクチュエータを作動させる場合には、メインポンプ14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。
With the above configuration, the hydraulic system shown in FIG. 4 can suppress wasteful energy consumption in the main pump 14 in the standby state. The wasteful energy consumption includes pumping loss caused by the hydraulic fluid discharged by the main pump 14 in the center bypass line 40. Furthermore, in the case of operating the hydraulic actuator, the hydraulic system shown in FIG. 4 can reliably supply necessary and sufficient hydraulic oil from the main pump 14 to the hydraulic actuator to be operated.
制御弁60は、操作装置26の有効状態と無効状態とを切り換えるように構成されている。本実施形態では、制御弁60は、スプール式電磁弁であり、コントローラ30からの電流指令に応じて動作するように構成されている。操作装置26の有効状態は、オペレータが操作装置26を操作することで関連する被駆動体を動かすことができる状態であり、操作装置26の無効状態は、オペレータが操作装置26を操作しても関連する被駆動体を動かすことができない状態である。
The control valve 60 is configured to switch the operating device 26 between a valid state and a disabled state. In this embodiment, the control valve 60 is a spool type electromagnetic valve, and is configured to operate according to a current command from the controller 30. The valid state of the operating device 26 is a state in which the operator can move the related driven body by operating the operating device 26, and the disabled state of the operating device 26 is a state in which the operator can move the related driven body even if the operator operates the operating device 26. The related driven body cannot be moved.
本実施形態では、制御弁60は、パイロットポンプ15と操作装置26とを繋ぐパイロットラインCD1の連通状態と遮断状態とを切り換え可能な電磁弁である。具体的には、制御弁60は、コントローラ30からの指令に応じてパイロットラインCD1の連通状態と遮断状態とを切り換えるように構成されている。より具体的には、制御弁60は、第1弁位置になったときにパイロットラインCD1を連通状態とし、第2弁位置になったときにパイロットラインCD1を遮断状態とする。図4は、制御弁60が第1弁位置となっていること、及び、パイロットラインCD1が連通状態となっていることを示している。
In this embodiment, the control valve 60 is an electromagnetic valve that can switch between a communication state and a cutoff state of the pilot line CD1 that connects the pilot pump 15 and the operating device 26. Specifically, the control valve 60 is configured to switch the pilot line CD1 between a communication state and a cutoff state in response to a command from the controller 30. More specifically, when the control valve 60 is in the first valve position, the pilot line CD1 is placed in a communication state, and when it is in the second valve position, the pilot line CD1 is placed in a disconnected state. FIG. 4 shows that the control valve 60 is in the first valve position and that the pilot line CD1 is in communication.
制御弁60は、不図示のゲートロックレバーに連動するように構成されていてもよい。具体的には、ゲートロックレバーが押し下げられたときにパイロットラインCD1を遮断状態にし、ゲートロックレバーが引き上げられたときにパイロットラインCD1を連通状態にするように構成されていてもよい。また、制御弁60は、複数の操作装置26のそれぞれの有効状態と無効状態とを別々に切り換えできるように構成されていてもよい。
The control valve 60 may be configured to operate in conjunction with a gate lock lever (not shown). Specifically, the pilot line CD1 may be configured to be in a cutoff state when the gate lock lever is pushed down, and to be in a communication state when the gate lock lever is pulled up. Further, the control valve 60 may be configured to be able to separately switch between the valid state and the invalid state of each of the plurality of operating devices 26.
上述の油圧システムを利用し、コントローラ30は、必要に応じてショベル100の駆動部の制動を自動的に実行できるように構成されていてもよい。駆動部の制動を自動的に実行することは、例えば、その駆動部に関する操作装置26が操作されている場合であっても、その駆動部の動きを強制的に減速させ或いは停止させることを含んでいてもよい。
Using the above-described hydraulic system, the controller 30 may be configured to automatically brake the drive unit of the shovel 100 as necessary. Automatically braking a drive unit includes, for example, forcibly slowing down or stopping the movement of the drive unit even if the operating device 26 related to the drive unit is operated. It's okay to stay.
コントローラ30は、例えば、物体検知装置70が物体を検知した場合に、駆動部の制動を自動的に実行できるように構成されていてもよい。この場合、駆動部は、例えば、旋回用油圧モータ2A及び走行用油圧モータ2Mの少なくとも1つを含んでいてもよい。駆動部の制動は、例えば、操作装置26が操作されている状態で、制御弁60によってパイロットラインCD1を連通状態から遮断状態に切り換えることで実現される。操作されている状態の操作装置26に対応する制御弁が中立弁位置に戻るためである。なお、駆動部の制動は、駆動部の動作速度を低下させること、及び、駆動部の動きを停止させることの少なくとも1つを含んでいてもよい。
For example, the controller 30 may be configured to automatically brake the drive unit when the object detection device 70 detects an object. In this case, the drive unit may include, for example, at least one of the swing hydraulic motor 2A and the traveling hydraulic motor 2M. Braking of the drive unit is achieved, for example, by switching the pilot line CD1 from a communication state to a cutoff state using the control valve 60 while the operating device 26 is being operated. This is because the control valve corresponding to the operating device 26 that is being operated returns to the neutral valve position. Note that braking the drive unit may include at least one of reducing the operating speed of the drive unit and stopping the movement of the drive unit.
コントローラ30は、駆動部の制動を実行している場合に、所定の条件が満たされたときに、駆動部の制動を解除できるように構成されていてもよい。
The controller 30 may be configured to be able to release the braking of the drive unit when a predetermined condition is met while the drive unit is being braked.
「駆動部の制動を実行している場合」は、例えば、駆動部の動作速度を低下させている場合、駆動部の動きを停止させた場合、及び、駆動部の停止を維持している場合を含んでいてもよい。具体的には、「駆動部の制動を実行している場合」は、制御弁60が第1弁位置と第2弁位置の間に位置している場合、及び、制御弁60が第2弁位置に位置している場合を含んでいてもよい。但し、駆動部の動作速度を低下させている場合、すなわち、制御弁60が第1弁位置と第2弁位置の間に位置している場合は除かれてもよい。
"When braking the drive section" means, for example, when the operating speed of the drive section is reduced, when the movement of the drive section is stopped, and when the drive section is maintained stopped. May contain. Specifically, "when braking the drive unit is being performed" means that the control valve 60 is located between the first valve position and the second valve position, and the control valve 60 is located between the first valve position and the second valve position. It may also include the case where it is located at a certain position. However, this may be excluded when the operating speed of the drive unit is reduced, that is, when the control valve 60 is located between the first valve position and the second valve position.
「所定の条件が満たされたとき」は、例えば、オペレータが操作継続の意思を有すると判定したときであってもよい。コントローラ30は、例えば、走行レバー26Dが後進方向に操作されているときに走行用油圧モータ2Mを制動させたケースでは、走行レバー26Dが後進方向に再操作されたときに、オペレータが操作継続の意思を有すると判定してもよい。この場合、「再操作」は、走行レバー26Dを中立位置に戻した後で再び後進方向に操作することであってもよく、中立位置を超えて走行レバー26Dを前進方向に操作した後で再び後進方向に操作することであってもよく、走行レバー26Dを中立位置の方向に操作した後で再び後進方向に操作することであってもよい。
"When a predetermined condition is met" may be, for example, when it is determined that the operator has an intention to continue the operation. For example, in a case where the travel hydraulic motor 2M is braked while the travel lever 26D is operated in the reverse direction, the controller 30 controls whether the operator wants to continue operating the travel lever 26D when the travel lever 26D is operated in the reverse direction again. It may be determined that the person has an intention. In this case, "re-operating" may mean operating the travel lever 26D in the reverse direction again after returning it to the neutral position, or operating the travel lever 26D in the forward direction again after exceeding the neutral position. The operation may be performed in the reverse direction, or the travel lever 26D may be operated in the direction of the neutral position and then operated in the reverse direction again.
この場合、コントローラ30は、操作圧センサ29の出力に基づいて操作装置26の再操作が行われたか否かを判定してもよい。或いは、コントローラ30は、キャビン10内のオペレータを撮像する室内撮像装置等の操作圧センサ29以外の他の装置の出力に基づいて操作装置26の再操作が行われたか否かを判定してもよい。
In this case, the controller 30 may determine whether the operating device 26 has been operated again based on the output of the operating pressure sensor 29. Alternatively, the controller 30 may determine whether or not the operating device 26 has been operated again based on the output of a device other than the operating pressure sensor 29, such as an indoor imaging device that images the operator inside the cabin 10. good.
或いは、コントローラ30は、制動の対象となった駆動部に関する操作装置26が所定の操作方法で操作されたときに、オペレータが操作継続の意思を有すると判定してもよい。コントローラ30は、例えば、左操作レバー26Lが右旋回方向に操作されているときに旋回用油圧モータ2Aを制動させたケースでは、左操作レバー26Lを左右に2往復操作されたときに、オペレータが操作継続の意思を有すると判定してもよい。具体的には、左旋回方向、右旋回方向、左旋回方向及び右旋回方向の順で左操作レバー26Lが操作されたときに、左操作レバー26Lが所定の操作方法で操作されたとして、オペレータが操作継続の意思を有すると判定してもよい。
Alternatively, the controller 30 may determine that the operator intends to continue the operation when the operating device 26 related to the drive unit to be braked is operated in a predetermined operating method. For example, in a case where the turning hydraulic motor 2A is braked when the left operating lever 26L is operated in the right turning direction, the controller 30 controls the operator when the left operating lever 26L is operated back and forth twice to the left and right. It may be determined that the user intends to continue the operation. Specifically, when the left operating lever 26L is operated in the order of left turning direction, right turning direction, left turning direction, and right turning direction, it is assumed that the left operating lever 26L is operated in a predetermined operation method. , it may be determined that the operator has an intention to continue the operation.
或いは、コントローラ30は、制動の対象となった駆動部に関する操作装置26に設けられているレバーボタンLBが押された状態でその操作装置26が再操作されたときに、オペレータが操作継続の意思を有すると判定してもよい。コントローラ30は、例えば、右操作レバー26Rがブーム下げ方向に操作されているときにブームシリンダ7を制動させたケースでは、右操作レバー26Rに設けられたレバーボタンLBが押された状態で右操作レバー26Rがブーム下げ方向に再操作されたときに、オペレータが操作継続の意思を有すると判定してもよい。
Alternatively, the controller 30 determines whether the operator intends to continue the operation when the lever button LB provided on the operating device 26 related to the drive unit that is the target of braking is pressed and the operating device 26 is operated again. It may be determined that the For example, in a case where the boom cylinder 7 is braked while the right operating lever 26R is being operated in the boom lowering direction, the controller 30 may cause the right operating lever to be operated while the lever button LB provided on the right operating lever 26R is pressed. When the lever 26R is operated again in the boom lowering direction, it may be determined that the operator intends to continue the operation.
次に、図5A~図5Dを参照し、コントローラ30がマシンコントロール機能によってアクチュエータを動作させるための構成について説明する。図5A~図5Dは、油圧システムの一部を抜き出した図である。具体的には、図5Aは、アームシリンダ8の操作に関する油圧システム部分を抜き出した図であり、図5Bは、ブームシリンダ7の操作に関する油圧システム部分を抜き出した図である。図5Cは、バケットシリンダ9の操作に関する油圧システム部分を抜き出した図であり、図5Dは、旋回用油圧モータ2Aの操作に関する油圧システム部分を抜き出した図である。
Next, with reference to FIGS. 5A to 5D, a configuration for the controller 30 to operate the actuator using the machine control function will be described. 5A to 5D are partially extracted diagrams of the hydraulic system. Specifically, FIG. 5A is an extracted diagram of the hydraulic system part related to the operation of the arm cylinder 8, and FIG. 5B is an extracted diagram of the hydraulic system part related to the operation of the boom cylinder 7. FIG. 5C is an extracted diagram of the hydraulic system portion related to the operation of the bucket cylinder 9, and FIG. 5D is an extracted diagram of the hydraulic system portion related to the operation of the swing hydraulic motor 2A.
図5A~図5Dに示すように、油圧システムは、比例弁31を含む。比例弁31は、比例弁31AL~31DL及び31AR~31DRを含む。また、図5A~図5Dでは、操作装置26が電気式である場合を示している。
As shown in FIGS. 5A-5D, the hydraulic system includes a proportional valve 31. As shown in FIGS. The proportional valve 31 includes proportional valves 31AL to 31DL and 31AR to 31DR. Further, FIGS. 5A to 5D show the case where the operating device 26 is an electric type.
比例弁31は、マシンコントロール用制御弁として機能する。比例弁31は、パイロットポンプ15とコントロールバルブ17内の対応する制御弁のパイロットポートとを接続する管路に配置され、その管路の流路面積を変更できるように構成されている。本実施形態では、比例弁31は、コントローラ30が出力する制御指令に応じて動作する。そのため、コントローラ30は、オペレータによる操作装置26の操作とは無関係に、パイロットポンプ15が吐出する作動油を、比例弁31を介し、コントロールバルブ17内の対応する制御弁のパイロットポートに供給できる。そして、コントローラ30は、比例弁31が生成するパイロット圧を、対応する制御弁のパイロットポートに作用させることができる。
The proportional valve 31 functions as a control valve for machine control. The proportional valve 31 is arranged in a conduit connecting the pilot pump 15 and a pilot port of a corresponding control valve in the control valve 17, and is configured to be able to change the flow area of the conduit. In this embodiment, the proportional valve 31 operates according to a control command output by the controller 30. Therefore, the controller 30 can supply the hydraulic oil discharged by the pilot pump 15 to the pilot port of the corresponding control valve in the control valve 17 via the proportional valve 31, regardless of the operation of the operating device 26 by the operator. The controller 30 can then cause the pilot pressure generated by the proportional valve 31 to act on the pilot port of the corresponding control valve.
この構成により、コントローラ30は、特定の操作装置26に対する操作が行われていない場合であっても、その特定の操作装置26に対応する油圧アクチュエータを動作させることができる。また、コントローラ30は、特定の操作装置26に対する操作が行われている場合であっても、その特定の操作装置26に対応する油圧アクチュエータの動作を強制的に停止させることができる。
With this configuration, the controller 30 can operate the hydraulic actuator corresponding to the specific operating device 26 even when the specific operating device 26 is not operated. Further, even if a specific operating device 26 is being operated, the controller 30 can forcibly stop the operation of the hydraulic actuator corresponding to that specific operating device 26.
例えば、図5Aに示すように、左操作レバー26Lは、アーム5を操作するために用いられる。具体的には、左操作レバー26Lは、パイロットポンプ15が吐出する作動油を利用し、前後方向への操作に応じたパイロット圧を制御弁176のパイロットポートに作用させる。より具体的には、左操作レバー26Lは、アーム閉じ方向(後方向)に操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧を制御弁176Lの右側パイロットポートと制御弁176Rの左側パイロットポートに作用させる。また、左操作レバー26Lは、アーム開き方向(前方向)に操作された場合には、操作量に応じたパイロット圧を制御弁176Lの左側パイロットポートと制御弁176Rの右側パイロットポートに作用させる。
For example, as shown in FIG. 5A, the left operating lever 26L is used to operate the arm 5. Specifically, the left operating lever 26L uses the hydraulic oil discharged by the pilot pump 15 to apply pilot pressure to the pilot port of the control valve 176 in accordance with the operation in the longitudinal direction. More specifically, when the left operating lever 26L is operated in the arm closing direction (rearward direction), the left operating lever 26L applies pilot pressure according to the operating amount to the right pilot port of the control valve 176L and the left pilot port of the control valve 176R. Let it work. Further, when the left operating lever 26L is operated in the arm opening direction (forward direction), a pilot pressure corresponding to the operating amount is applied to the left pilot port of the control valve 176L and the right pilot port of the control valve 176R.
操作装置26にはスイッチSWが設けられている。本実施形態では、スイッチSWは、スイッチSW1及びスイッチSW2を含む。
The operating device 26 is provided with a switch SW. In this embodiment, the switch SW includes a switch SW1 and a switch SW2.
スイッチSW1は、左操作レバー26Lの先端に設けられた押しボタンスイッチである。オペレータは、スイッチSW1を押しながら左操作レバー26Lを操作できる。スイッチSW1は、右操作レバー26Rに設けられていてもよく、キャビン10内の他の位置に設けられていてもよい。
The switch SW1 is a push button switch provided at the tip of the left operating lever 26L. The operator can operate the left operating lever 26L while pressing the switch SW1. The switch SW1 may be provided on the right operating lever 26R, or may be provided at another position within the cabin 10.
スイッチSW2は、左走行レバー26DLの先端に設けられた押しボタンスイッチである。オペレータは、スイッチSW2を押しながら左走行レバー26DLを操作できる。スイッチSW2は、右走行レバー26DRに設けられていてもよく、キャビン10内の他の位置に設けられていてもよい。
The switch SW2 is a push button switch provided at the tip of the left travel lever 26DL. The operator can operate the left traveling lever 26DL while pressing the switch SW2. The switch SW2 may be provided on the right travel lever 26DR, or may be provided at another position within the cabin 10.
操作センサ29LAは、オペレータによる左操作レバー26Lに対する前後方向への操作の内容を検出し、検出した値をコントローラ30に対して出力する。
The operation sensor 29LA detects the details of the operator's operation of the left operation lever 26L in the front-back direction, and outputs the detected value to the controller 30.
比例弁31ALは、コントローラ30が出力する制御指令(電流指令)に応じて動作する。そして、パイロットポンプ15から比例弁31ALを介して制御弁176Lの右側パイロットポート及び制御弁176Rの左側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。
The proportional valve 31AL operates according to a control command (current command) output by the controller 30. Then, the pilot pressure is adjusted by the hydraulic oil introduced from the pilot pump 15 to the right pilot port of the control valve 176L and the left pilot port of the control valve 176R via the proportional valve 31AL.
比例弁31ARは、コントローラ30が出力する制御指令(電流指令)に応じて動作する。そして、パイロットポンプ15から比例弁31ARを介して制御弁176Lの左側パイロットポート及び制御弁176Rの右側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁31ALは、制御弁176L及び制御弁176Rを任意の弁位置で停止できるようにパイロット圧を調整可能である。同様に、比例弁31ARは、制御弁176L及び制御弁176Rを任意の弁位置で停止できるようにパイロット圧を調整可能である。
The proportional valve 31AR operates according to a control command (current command) output by the controller 30. Then, the pilot pressure is adjusted by the hydraulic oil introduced from the pilot pump 15 to the left pilot port of the control valve 176L and the right pilot port of the control valve 176R via the proportional valve 31AR. The pilot pressure of the proportional valve 31AL can be adjusted so that the control valve 176L and the control valve 176R can be stopped at any valve position. Similarly, the pilot pressure of the proportional valve 31AR can be adjusted so that the control valve 176L and the control valve 176R can be stopped at any valve position.
この構成により、コントローラ30は、オペレータによるアーム閉じ操作に応じ、パイロットポンプ15が吐出する作動油を、比例弁31ALを介し、制御弁176Lの右側パイロットポート及び制御弁176Rの左側パイロットポートに供給できる。また、コントローラ30は、オペレータによるアーム閉じ操作とは無関係に、パイロットポンプ15が吐出する作動油を、比例弁31ALを介し、制御弁176Lの右側パイロットポート及び制御弁176Rの左側パイロットポートに供給できる。すなわち、コントローラ30は、オペレータによるアーム閉じ操作に応じ、或いは、オペレータによるアーム閉じ操作とは無関係に、アーム5を閉じることができる。
With this configuration, the controller 30 can supply the hydraulic oil discharged by the pilot pump 15 to the right pilot port of the control valve 176L and the left pilot port of the control valve 176R via the proportional valve 31AL in response to the arm closing operation by the operator. . Further, the controller 30 can supply the hydraulic oil discharged by the pilot pump 15 to the right pilot port of the control valve 176L and the left pilot port of the control valve 176R via the proportional valve 31AL, regardless of the arm closing operation by the operator. . That is, the controller 30 can close the arm 5 in response to the arm closing operation performed by the operator or regardless of the arm closing operation performed by the operator.
また、コントローラ30は、オペレータによるアーム開き操作に応じ、パイロットポンプ15が吐出する作動油を、比例弁31ARを介し、制御弁176Lの左側パイロットポート及び制御弁176Rの右側パイロットポートに供給できる。また、コントローラ30は、オペレータによるアーム開き操作とは無関係に、パイロットポンプ15が吐出する作動油を、比例弁31ARを介し、制御弁176Lの左側パイロットポート及び制御弁176Rの右側パイロットポートに供給できる。すなわち、コントローラ30は、オペレータによるアーム開き操作に応じ、或いは、オペレータによるアーム開き操作とは無関係に、アーム5を開くことができる。
Further, the controller 30 can supply the hydraulic oil discharged by the pilot pump 15 to the left pilot port of the control valve 176L and the right pilot port of the control valve 176R via the proportional valve 31AR in response to the arm opening operation by the operator. Moreover, the controller 30 can supply the hydraulic oil discharged by the pilot pump 15 to the left pilot port of the control valve 176L and the right pilot port of the control valve 176R via the proportional valve 31AR, regardless of the arm opening operation by the operator. . That is, the controller 30 can open the arm 5 in response to the arm opening operation by the operator or independently of the arm opening operation by the operator.
また、この構成により、コントローラ30は、オペレータによるアーム閉じ操作が行われている場合であっても、必要に応じて、制御弁176の閉じ側のパイロットポート(制御弁176Lの左側パイロットポート及び制御弁176Rの右側パイロットポート)に作用するパイロット圧を減圧し、アーム5の閉じ動作を強制的に停止させることができる。オペレータによるアーム開き操作が行われているときにアーム5の開き動作を強制的に停止させる場合についても同様である。
Furthermore, with this configuration, even when the operator is performing an arm closing operation, the controller 30 can control the closing side pilot port of the control valve 176 (the left pilot port of the control valve 176L and the control The closing operation of the arm 5 can be forcibly stopped by reducing the pilot pressure acting on the right pilot port of the valve 176R. The same applies to the case where the opening operation of the arm 5 is forcibly stopped when the operator is performing the arm opening operation.
或いは、コントローラ30は、オペレータによるアーム閉じ操作が行われている場合であっても、必要に応じて、比例弁31ARを制御し、制御弁176の閉じ側のパイロットポートの反対側にある、制御弁176の開き側のパイロットポート(制御弁176Lの右側パイロットポート及び制御弁176Rの左側パイロットポート)に作用するパイロット圧を増大させ、制御弁176を強制的に中立位置に戻すことで、アーム5の閉じ動作を強制的に停止させてもよい。オペレータによるアーム開き操作が行われている場合にアーム5の開き動作を強制的に停止させる場合についても同様である。
Alternatively, the controller 30 may control the proportional valve 31AR as necessary even when the operator is performing an arm closing operation, and control the proportional valve 31AR on the opposite side of the closing side pilot port of the control valve 176. The arm 5 The closing operation may be forcibly stopped. The same applies to the case where the opening operation of the arm 5 is forcibly stopped when the operator is performing the arm opening operation.
また、以下の図5B~図5Dを参照しながらの説明を省略するが、オペレータによるブーム上げ操作又はブーム下げ操作が行われている場合にブーム4の動作を強制的に停止させる場合、オペレータによるバケット閉じ操作又はバケット開き操作が行われている場合にバケット6の動作を強制的に停止させる場合、及び、オペレータによる旋回操作が行われている場合に上部旋回体3の旋回動作を強制的に停止させる場合についても同様である。また、オペレータによる走行操作が行われている場合に下部走行体1の走行動作を強制的に停止させる場合についても同様である。
Further, although a description with reference to FIGS. 5B to 5D below will be omitted, when the operation of the boom 4 is forcibly stopped when the operator is performing a boom raising operation or a boom lowering operation, the operator Forcibly stopping the operation of the bucket 6 when a bucket closing operation or bucket opening operation is being performed, and forcibly stopping the rotating operation of the upper revolving structure 3 when a rotating operation is being performed by the operator. The same applies to the case of stopping. The same applies to the case where the traveling operation of the lower traveling body 1 is forcibly stopped when the operator is performing a traveling operation.
また、図5Bに示すように、右操作レバー26Rは、ブーム4を操作するために用いられる。具体的には、右操作レバー26Rは、パイロットポンプ15が吐出する作動油を利用し、前後方向への操作に応じたパイロット圧を制御弁175のパイロットポートに作用させる。より具体的には、右操作レバー26Rは、ブーム上げ方向(後方向)に操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧を制御弁175Lの右側パイロットポートと制御弁175Rの左側パイロットポートに作用させる。また、右操作レバー26Rは、ブーム下げ方向(前方向)に操作された場合には、操作量に応じたパイロット圧を制御弁175Rの右側パイロットポートに作用させる。
Further, as shown in FIG. 5B, the right operating lever 26R is used to operate the boom 4. Specifically, the right operating lever 26R uses hydraulic oil discharged by the pilot pump 15 to apply pilot pressure to the pilot port of the control valve 175 in accordance with the operation in the front-rear direction. More specifically, when the right operating lever 26R is operated in the boom raising direction (rearward direction), the right operating lever 26R applies pilot pressure according to the operating amount to the right pilot port of the control valve 175L and the left pilot port of the control valve 175R. Let it work. Further, when the right operation lever 26R is operated in the boom lowering direction (forward direction), a pilot pressure corresponding to the operation amount is applied to the right pilot port of the control valve 175R.
操作センサ29RAは、オペレータによる右操作レバー26Rに対する前後方向への操作の内容を検出し、検出した値をコントローラ30に対して出力する。
The operation sensor 29RA detects the operation of the right operation lever 26R by the operator in the front-rear direction, and outputs the detected value to the controller 30.
比例弁31BLは、コントローラ30が出力する制御指令(電流指令)に応じて動作する。そして、パイロットポンプ15から比例弁31BLを介して制御弁175Lの右側パイロットポート及び制御弁175Rの左側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁31BRは、コントローラ30が出力する制御指令(電流指令)に応じて動作する。
The proportional valve 31BL operates according to a control command (current command) output by the controller 30. Then, the pilot pressure is adjusted by the hydraulic oil introduced from the pilot pump 15 to the right pilot port of the control valve 175L and the left pilot port of the control valve 175R via the proportional valve 31BL. The proportional valve 31BR operates according to a control command (current command) output by the controller 30.
そして、パイロットポンプ15から比例弁31BRを介して制御弁175Rの右側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁31BLは、制御弁175L及び制御弁175Rを任意の弁位置で停止できるようにパイロット圧を調整可能である。また、比例弁31BRは、制御弁175Rを任意の弁位置で停止できるようにパイロット圧を調整可能である。
Then, the pilot pressure is adjusted by the hydraulic oil introduced from the pilot pump 15 to the right pilot port of the control valve 175R via the proportional valve 31BR. The pilot pressure of the proportional valve 31BL can be adjusted so that the control valve 175L and the control valve 175R can be stopped at any valve position. Further, the proportional valve 31BR can adjust the pilot pressure so that the control valve 175R can be stopped at an arbitrary valve position.
この構成により、コントローラ30は、オペレータによるブーム上げ操作に応じ、パイロットポンプ15が吐出する作動油を、比例弁31BLを介し、制御弁175Lの右側パイロットポート及び制御弁175Rの左側パイロットポートに供給できる。また、コントローラ30は、オペレータによるブーム上げ操作とは無関係に、パイロットポンプ15が吐出する作動油を、比例弁31BLを介し、制御弁175Lの右側パイロットポート及び制御弁175Rの左側パイロットポートに供給できる。すなわち、コントローラ30は、オペレータによるブーム上げ操作に応じ、或いは、オペレータによるブーム上げ操作とは無関係に、ブーム4を上げることができる。
With this configuration, the controller 30 can supply the hydraulic oil discharged by the pilot pump 15 to the right pilot port of the control valve 175L and the left pilot port of the control valve 175R via the proportional valve 31BL in response to the boom raising operation by the operator. . Moreover, the controller 30 can supply the hydraulic oil discharged by the pilot pump 15 to the right pilot port of the control valve 175L and the left pilot port of the control valve 175R via the proportional valve 31BL, regardless of the boom raising operation by the operator. . That is, the controller 30 can raise the boom 4 in response to the boom raising operation by the operator or independently of the boom raising operation by the operator.
また、コントローラ30は、オペレータによるブーム下げ操作に応じ、パイロットポンプ15が吐出する作動油を、比例弁31BRを介し、制御弁175Rの右側パイロットポートに供給できる。また、コントローラ30は、オペレータによるブーム下げ操作とは無関係に、パイロットポンプ15が吐出する作動油を、比例弁31BRを介し、制御弁175Rの右側パイロットポートに供給できる。すなわち、コントローラ30は、オペレータによるブーム下げ操作に応じ、或いは、オペレータによるブーム下げ操作とは無関係に、ブーム4を下げることができる。
Further, the controller 30 can supply the hydraulic oil discharged by the pilot pump 15 to the right pilot port of the control valve 175R via the proportional valve 31BR in response to the boom lowering operation by the operator. Moreover, the controller 30 can supply the hydraulic oil discharged by the pilot pump 15 to the right pilot port of the control valve 175R via the proportional valve 31BR, regardless of the boom lowering operation by the operator. That is, the controller 30 can lower the boom 4 in response to the boom lowering operation by the operator or independently of the boom lowering operation by the operator.
また、図5Cに示すように、右操作レバー26Rは、バケット6を操作するためにも用いられる。具体的には、右操作レバー26Rは、パイロットポンプ15が吐出する作動油を利用し、左右方向への操作に応じたパイロット圧を制御弁174のパイロットポートに作用させる。
Further, as shown in FIG. 5C, the right operating lever 26R is also used to operate the bucket 6. Specifically, the right operation lever 26R uses hydraulic oil discharged by the pilot pump 15 to apply pilot pressure to the pilot port of the control valve 174 according to the operation in the left and right direction.
より具体的には、右操作レバー26Rは、バケット閉じ方向(左方向)に操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧を制御弁174の左側パイロットポートに作用させる。また、右操作レバー26Rは、バケット開き方向(右方向)に操作された場合には、操作量に応じたパイロット圧を制御弁174の右側パイロットポートに作用させる。
More specifically, when the right operating lever 26R is operated in the bucket closing direction (leftward), it applies pilot pressure to the left pilot port of the control valve 174 in accordance with the amount of operation. Further, when the right operating lever 26R is operated in the bucket opening direction (rightward), a pilot pressure corresponding to the operating amount is applied to the right pilot port of the control valve 174.
操作センサ29RBは、オペレータによる右操作レバー26Rに対する左右方向への操作の内容を検出し、検出した値をコントローラ30に対して出力する。
The operation sensor 29RB detects the operation of the right operation lever 26R by the operator in the left-right direction, and outputs the detected value to the controller 30.
比例弁31CLは、コントローラ30が出力する制御指令(電流指令)に応じて動作する。そして、パイロットポンプ15から比例弁31CLを介して制御弁174の左側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁31CRは、コントローラ30が出力する制御指令(電流指令)に応じて動作する。
The proportional valve 31CL operates according to a control command (current command) output by the controller 30. Then, the pilot pressure is adjusted by the hydraulic oil introduced from the pilot pump 15 to the left pilot port of the control valve 174 via the proportional valve 31CL. The proportional valve 31CR operates according to a control command (current command) output by the controller 30.
そして、パイロットポンプ15から比例弁31CRを介して制御弁174の右側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁31CLは、制御弁174を任意の弁位置で停止できるようにパイロット圧を調整可能である。同様に、比例弁31CRは、制御弁174を任意の弁位置で停止できるようにパイロット圧を調整可能である。
Then, the pilot pressure is adjusted by the hydraulic oil introduced from the pilot pump 15 to the right pilot port of the control valve 174 via the proportional valve 31CR. The pilot pressure of the proportional valve 31CL can be adjusted so that the control valve 174 can be stopped at an arbitrary valve position. Similarly, the pilot pressure of the proportional valve 31CR can be adjusted so that the control valve 174 can be stopped at an arbitrary valve position.
この構成により、コントローラ30は、オペレータによるバケット閉じ操作に応じ、パイロットポンプ15が吐出する作動油を、比例弁31CLを介し、制御弁174の左側パイロットポートに供給できる。また、コントローラ30は、オペレータによるバケット閉じ操作とは無関係に、パイロットポンプ15が吐出する作動油を、比例弁31CLを介し、制御弁174の左側パイロットポートに供給できる。すなわち、コントローラ30は、オペレータによるバケット閉じ操作に応じ、或いは、オペレータによるバケット閉じ操作とは無関係に、バケット6を閉じることができる。
With this configuration, the controller 30 can supply the hydraulic oil discharged by the pilot pump 15 to the left pilot port of the control valve 174 via the proportional valve 31CL in response to the operator's bucket closing operation. Further, the controller 30 can supply the hydraulic oil discharged by the pilot pump 15 to the left pilot port of the control valve 174 via the proportional valve 31CL, regardless of the operator's bucket closing operation. That is, the controller 30 can close the bucket 6 in response to the bucket closing operation performed by the operator or regardless of the bucket closing operation performed by the operator.
また、コントローラ30は、オペレータによるバケット開き操作に応じ、パイロットポンプ15が吐出する作動油を、比例弁31CRを介し、制御弁174の右側パイロットポートに供給できる。また、コントローラ30は、オペレータによるバケット開き操作とは無関係に、パイロットポンプ15が吐出する作動油を、比例弁31CRを介し、制御弁174の右側パイロットポートに供給できる。すなわち、コントローラ30は、オペレータによるバケット開き操作に応じ、或いは、オペレータによるバケット開き操作とは無関係に、バケット6を開くことができる。
Furthermore, the controller 30 can supply the hydraulic oil discharged by the pilot pump 15 to the right pilot port of the control valve 174 via the proportional valve 31CR in response to the operator's bucket opening operation. Moreover, the controller 30 can supply the hydraulic oil discharged by the pilot pump 15 to the right pilot port of the control valve 174 via the proportional valve 31CR, regardless of the operator's bucket opening operation. That is, the controller 30 can open the bucket 6 in response to the bucket opening operation performed by the operator or independently of the bucket opening operation performed by the operator.
また、図5Dに示すように、左操作レバー26Lは、旋回機構2を操作するためにも用いられる。具体的には、左操作レバー26Lは、パイロットポンプ15が吐出する作動油を利用し、左右方向への操作に応じたパイロット圧を制御弁173のパイロットポートに作用させる。
Further, as shown in FIG. 5D, the left operating lever 26L is also used to operate the turning mechanism 2. Specifically, the left operating lever 26L uses hydraulic oil discharged by the pilot pump 15 to apply pilot pressure to the pilot port of the control valve 173 in accordance with the operation in the left and right direction.
より具体的には、左操作レバー26Lは、左旋回方向(左方向)に操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧を制御弁173の左側パイロットポートに作用させる。また、左操作レバー26Lは、右旋回方向(右方向)に操作された場合には、操作量に応じたパイロット圧を制御弁173の右側パイロットポートに作用させる。
More specifically, when the left operating lever 26L is operated in the left turning direction (leftward direction), the left operating lever 26L applies pilot pressure to the left pilot port of the control valve 173 in accordance with the operating amount. Further, when the left operating lever 26L is operated in the right turning direction (rightward direction), a pilot pressure corresponding to the operating amount is applied to the right pilot port of the control valve 173.
操作センサ29LBは、オペレータによる左操作レバー26Lに対する左右方向への操作の内容を検出し、検出した値をコントローラ30に対して出力する。
The operation sensor 29LB detects the operation of the left operation lever 26L by the operator in the left-right direction, and outputs the detected value to the controller 30.
比例弁31DLは、コントローラ30が出力する制御指令(電流指令)に応じて動作する。そして、パイロットポンプ15から比例弁31DLを介して制御弁173の左側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁31DRは、コントローラ30が出力する制御指令(電流指令)に応じて動作する。
The proportional valve 31DL operates according to a control command (current command) output by the controller 30. Then, the pilot pressure is adjusted by the hydraulic oil introduced from the pilot pump 15 to the left pilot port of the control valve 173 via the proportional valve 31DL. The proportional valve 31DR operates according to a control command (current command) output by the controller 30.
そして、パイロットポンプ15から比例弁31DRを介して制御弁173の右側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁31DLは、制御弁173を任意の弁位置で停止できるようにパイロット圧を調整可能である。同様に、比例弁31DRは、制御弁173を任意の弁位置で停止できるようにパイロット圧を調整可能である。
Then, the pilot pressure is adjusted by the hydraulic oil introduced from the pilot pump 15 to the right pilot port of the control valve 173 via the proportional valve 31DR. The pilot pressure of the proportional valve 31DL can be adjusted so that the control valve 173 can be stopped at an arbitrary valve position. Similarly, the pilot pressure of the proportional valve 31DR can be adjusted so that the control valve 173 can be stopped at an arbitrary valve position.
この構成により、コントローラ30は、オペレータによる左旋回操作に応じ、パイロットポンプ15が吐出する作動油を、比例弁31DLを介し、制御弁173の左側パイロットポートに供給できる。また、コントローラ30は、オペレータによる左旋回操作とは無関係に、パイロットポンプ15が吐出する作動油を、比例弁31DLを介し、制御弁173の左側パイロットポートに供給できる。すなわち、コントローラ30は、オペレータによる左旋回操作に応じ、或いは、オペレータによる左旋回操作とは無関係に、旋回機構2を左旋回させることができる。
With this configuration, the controller 30 can supply the hydraulic oil discharged by the pilot pump 15 to the left pilot port of the control valve 173 via the proportional valve 31DL in response to the left turning operation by the operator. Further, the controller 30 can supply the hydraulic oil discharged by the pilot pump 15 to the left pilot port of the control valve 173 via the proportional valve 31DL, regardless of the left turning operation by the operator. That is, the controller 30 can rotate the turning mechanism 2 to the left in response to the left turning operation by the operator or independently of the left turning operation by the operator.
また、コントローラ30は、オペレータによる右旋回操作に応じ、パイロットポンプ15が吐出する作動油を、比例弁31DRを介し、制御弁173の右側パイロットポートに供給できる。また、コントローラ30は、オペレータによる右旋回操作とは無関係に、パイロットポンプ15が吐出する作動油を、比例弁31DRを介し、制御弁173の右側パイロットポートに供給できる。すなわち、コントローラ30は、オペレータによる右旋回操作に応じ、或いは、オペレータによる右旋回操作とは無関係に、旋回機構2を右旋回させることができる。
Further, the controller 30 can supply the hydraulic oil discharged by the pilot pump 15 to the right pilot port of the control valve 173 via the proportional valve 31DR in response to a right-turn operation by the operator. Moreover, the controller 30 can supply the hydraulic oil discharged by the pilot pump 15 to the right pilot port of the control valve 173 via the proportional valve 31DR, regardless of the right-hand rotation operation by the operator. That is, the controller 30 can rotate the turning mechanism 2 to the right in response to a right turning operation by the operator or independently of the right turning operation by the operator.
次に、図6を参照し、コントローラ30の機能について説明する。図6は、コントローラの機能ブロック図である。
Next, the functions of the controller 30 will be explained with reference to FIG. FIG. 6 is a functional block diagram of the controller.
図6の例では、コントローラ30は、姿勢検出装置、操作装置26、物体検知装置70、撮像装置80及びスイッチNS等の少なくとも1つが出力する信号を受け、様々な演算を実行し、比例弁31、表示装置DS及び音声出力装置D2等の少なくとも1つに制御指令を出力できるように構成されている。姿勢検出装置は、ブーム角度センサS1、アーム角度センサS2、バケット角度センサS3、機体傾斜センサS4及び旋回角速度センサS5を含む。
In the example of FIG. 6, the controller 30 receives signals output from at least one of the attitude detection device, the operating device 26, the object detection device 70, the imaging device 80, the switch NS, etc., executes various calculations, and controls the proportional valve 31. , the display device DS, the audio output device D2, and the like, the control command can be outputted to at least one of the display device DS, the audio output device D2, and the like. The attitude detection device includes a boom angle sensor S1, an arm angle sensor S2, a bucket angle sensor S3, a body tilt sensor S4, and a turning angular velocity sensor S5.
コントローラ30は、位置算出部30A、軌道取得部30B、自律制御部30C及び較正部30D、制御精度算出部30E、表示制御部30Fを機能要素として有する。各機能要素は、ハードウェアで構成されていてもよく、ソフトウェアで構成されていてもよい。
The controller 30 has a position calculation section 30A, a trajectory acquisition section 30B, an autonomous control section 30C, a calibration section 30D, a control accuracy calculation section 30E, and a display control section 30F as functional elements. Each functional element may be configured with hardware or software.
位置算出部30Aは、測位対象の位置を算出するように構成されている。本実施形態では、位置算出部30Aは、アタッチメントの所定部位の基準座標系における座標点を算出する。所定部位は、例えば、バケット6の爪先である。基準座標系の原点は、例えば、旋回軸とショベル100の接地面との交点である。
The position calculation unit 30A is configured to calculate the position of the positioning target. In this embodiment, the position calculation unit 30A calculates the coordinate point of a predetermined portion of the attachment in the reference coordinate system. The predetermined portion is, for example, the toe of the bucket 6. The origin of the reference coordinate system is, for example, the intersection of the rotation axis and the ground contact surface of the shovel 100.
位置算出部30Aは、例えば、ブーム4、アーム5及びバケット6のそれぞれの回動角度からバケット6の爪先の座標点を算出する。位置算出部30Aは、バケット6の爪先の中央の座標点だけでなく、バケット6の爪先の左端の座標点、及び、バケット6の爪先の右端の座標点を算出してもよい。この場合、位置算出部30Aは、機体傾斜センサS4の出力を利用してもよい。
The position calculation unit 30A calculates, for example, the coordinate point of the toe of the bucket 6 from the rotation angles of the boom 4, the arm 5, and the bucket 6. The position calculation unit 30A may calculate not only the coordinate point at the center of the toe of the bucket 6, but also the coordinate point at the left end of the toe of the bucket 6, and the coordinate point at the right end of the toe of the bucket 6. In this case, the position calculation unit 30A may utilize the output of the body tilt sensor S4.
軌道取得部30Bは、ショベル100を自律的に動作させるときにアタッチメントの所定部位が辿る軌道である目標軌道を取得する。本実施形態では、軌道取得部30Bは、自律制御部30Cがショベル100を自律的に動作させるときに利用する目標軌道を取得する。
The trajectory acquisition unit 30B acquires a target trajectory that is a trajectory followed by a predetermined portion of the attachment when the excavator 100 is operated autonomously. In this embodiment, the trajectory acquisition unit 30B acquires a target trajectory that the autonomous control unit 30C uses when operating the excavator 100 autonomously.
軌道取得部30Bは、アタッチメントの所定部位の現在位置と目標施工面に関する情報とに基づいて目標軌道を導き出してもよい。後述の較正モードで用いる目標軌道は、ショベル100の設定の適否を評価し易くするために直線的に形成されていることが好ましい。
The trajectory acquisition unit 30B may derive the target trajectory based on the current position of the predetermined portion of the attachment and information regarding the target construction surface. It is preferable that the target trajectory used in the calibration mode, which will be described later, be formed in a straight line in order to make it easier to evaluate the suitability of the settings of the shovel 100.
自律制御部30Cは、ショベル100を自律的に動作させる。本実施形態では、所定の開始条件が満たされた場合に、軌道取得部30Bが取得した目標軌道に沿ってアタッチメントの所定部位を移動させる。具体的には、スイッチNSが押されている状態で操作装置26が操作されたときに、所定部位が目標軌道に沿って移動するように、ショベル100を自律的に動作させる。
The autonomous control unit 30C causes the excavator 100 to operate autonomously. In this embodiment, when a predetermined starting condition is met, a predetermined portion of the attachment is moved along the target trajectory acquired by the trajectory acquisition unit 30B. Specifically, when the operating device 26 is operated while the switch NS is pressed, the excavator 100 is operated autonomously so that a predetermined portion moves along the target trajectory.
本実施形態では、自律制御部30Cは、アクチュエータを自律的に動作させることでオペレータによるショベルの手動操作を支援する。例えば、自律制御部30Cは、オペレータがスイッチNSを押しながら手動でアーム閉じ操作を行っている場合に、目標軌道とバケット6の爪先の位置とが一致するようにブームシリンダ7、アームシリンダ8及びバケットシリンダ9の少なくとも1つを自律的に伸縮させてもよい。
In this embodiment, the autonomous control unit 30C supports the manual operation of the shovel by the operator by autonomously operating the actuator. For example, when the operator manually closes the arm while pressing the switch NS, the autonomous control unit 30C controls the boom cylinder 7, the arm cylinder 8, and the At least one of the bucket cylinders 9 may be expanded and contracted autonomously.
この場合、オペレータは、例えば、左操作レバー26Lをアーム閉じ方向に操作するだけで、バケット6の爪先を目標軌道に一致させながら、アーム5を閉じることができる。この例では、主な操作対象であるアームシリンダ8は「主要アクチュエータ」と称される。また、主要アクチュエータの動きに応じて動く従動的な操作対象であるブームシリンダ7及びバケットシリンダ9は「従属アクチュエータ」と称される。
In this case, the operator can close the arm 5 while aligning the toe of the bucket 6 with the target trajectory, for example, simply by operating the left operating lever 26L in the arm closing direction. In this example, the arm cylinder 8 that is the main operation target is called a "main actuator." Furthermore, the boom cylinder 7 and the bucket cylinder 9, which are subordinate operation targets that move in accordance with the movement of the main actuator, are referred to as "subordinate actuators."
本実施形態では、自律制御部30Cは、比例弁31に電流指令を与えて各アクチュエータに対応する制御弁に作用するパイロット圧を個別に調整することで各アクチュエータを自律的に動作させることができる。例えば、右操作レバー26Rが傾倒されたか否かにかかわらず、ブームシリンダ7及びバケットシリンダ9の少なくとも1つを動作させることができる。
In this embodiment, the autonomous control unit 30C can autonomously operate each actuator by giving a current command to the proportional valve 31 and individually adjusting the pilot pressure acting on the control valve corresponding to each actuator. . For example, at least one of the boom cylinder 7 and the bucket cylinder 9 can be operated regardless of whether the right operation lever 26R is tilted.
較正部30Dは、自律制御の実行に関する構成要素の較正を支援する。本実施形態では、較正部30Dは、自律制御部30Cが目標軌道に沿ってアタッチメントの所定部位を移動させたときの所定部位の位置の推移を表示装置DSに表示させるように構成されている。所定部位の実際の移動軌跡と目標軌道とのズレの大きさを、較正を行う作業者(以下、「較正者」とする。)に認識させることができるようにするためである。
The calibration unit 30D supports calibration of components related to execution of autonomous control. In this embodiment, the calibration unit 30D is configured to display on the display device DS the transition of the position of the predetermined part of the attachment when the autonomous control unit 30C moves the predetermined part of the attachment along the target trajectory. This is to enable the operator who performs the calibration (hereinafter referred to as the "calibrator") to recognize the magnitude of the deviation between the actual movement trajectory of the predetermined part and the target trajectory.
較正者は、例えば、スイッチパネルDS2に設けられた較正開始ボタンを押すことで、較正部30Dによる較正を開始させることができる。校正者は、例えば、ショベル100を操作するオペレータ(操作者)である。較正開始ボタンが押されると、較正部30Dは、軌道取得部30Bが取得した目標軌道に関する情報を含む較正画面を表示装置DSに表示させる。
For example, the calibrator can cause the calibration section 30D to start calibration by pressing a calibration start button provided on the switch panel DS2. The proofreader is, for example, an operator who operates the shovel 100. When the calibration start button is pressed, the calibration unit 30D causes the display device DS to display a calibration screen including information regarding the target trajectory acquired by the trajectory acquisition unit 30B.
較正部30Dは、較正者により、複数の目標軌道から1つの目標軌道を選択させてもよい。この場合、目標軌道は、例えば、水平引き作業に関する較正用の目標軌道、法面作業に関する較正用の目標軌道、及び、深掘り作業に関する較正用の目標軌道等の少なくとも1つを含む。較正部30Dは、目標軌道を選択するための画面を表示装置DSに表示させてもよい。較正者は、例えば、表示装置DSに表示された複数の目標軌道のそれぞれに対応するアイコンの1つを選択することで、所望の目標軌道を選択できる。
The calibration unit 30D may allow the calibrator to select one target trajectory from a plurality of target trajectories. In this case, the target trajectory includes, for example, at least one of a calibration target trajectory for leveling work, a calibration target trajectory for slope work, a calibration target trajectory for deep digging work, and the like. The calibration unit 30D may display a screen for selecting a target trajectory on the display device DS. The calibrator can select a desired target trajectory, for example, by selecting one of the icons corresponding to each of the plurality of target trajectories displayed on the display device DS.
較正者は、例えば、較正画面が表示された状態で、スイッチNSを押しながら操作装置26を操作して自律制御を実行する。例えば、水平引き作業に関する較正用の目標軌道が選択されている場合、較正者は、スイッチNSを押しながら左操作レバー26Lをアーム閉じ方向に操作することで、バケット6の爪先を目標軌道に沿って移動させることができる。水平引き作業に関する較正は、典型的には、掘削アタッチメントを空中で動作させることで行われる。但し、バケット6の爪先を実際に土砂等の被掘削物に接触させた状態で 行われてもよい。
For example, with the calibration screen displayed, the calibrator operates the operating device 26 while pressing the switch NS to execute autonomous control. For example, when a target trajectory for calibration related to leveling work is selected, the calibrator moves the toe of the bucket 6 along the target trajectory by pressing the switch NS and operating the left operating lever 26L in the arm closing direction. It can be moved by Calibration for leveling operations is typically performed by operating the drilling attachment in air. However, this may be carried out with the toe of the bucket 6 actually in contact with the material to be excavated, such as earth and sand.
位置算出部30Aは、所定の制御周期で繰り返しバケット6の爪先の座標点を算出する。較正部30Dは、較正画面において、目標軌道と共に、バケット6の爪先の座標点の推移を移動軌跡として表示させる。
The position calculation unit 30A repeatedly calculates the coordinate point of the toe of the bucket 6 at a predetermined control cycle. The calibration unit 30D displays the transition of the coordinate point of the toe of the bucket 6 as a movement trajectory together with the target trajectory on the calibration screen.
制御精度算出部30Eは、アタッチメントの所定部位の現在位置を示す位置情報と、目標施工面に関する情報とに基づき、目標施工面に対するショベル100の姿勢を示す姿勢情報を取得する。
The control accuracy calculation unit 30E acquires posture information indicating the posture of the excavator 100 with respect to the target construction surface based on position information indicating the current position of a predetermined portion of the attachment and information regarding the target construction surface.
具体的には、制御精度算出部30Eは、アタッチメントの所定部位の現在位置を示す位置情報と、姿勢センサの出力とに基づき、目標施工面におけるショベル100の位置と、ショベル100の姿勢とを特定する。
Specifically, the control accuracy calculation unit 30E identifies the position of the shovel 100 on the target construction surface and the posture of the shovel 100 based on position information indicating the current position of a predetermined part of the attachment and the output of the posture sensor. do.
そして、制御精度算出部30Eは、ショベル100の姿勢情報と、目標施工面に関する情報とから、ショベル100に対する制御の精度に関連する指標値を算出する。以下の説明では、制御の精度に関連する指標値を、制御精度の指標値と表現する場合がある。本実施形態の制御精度の指標値の詳細は後述する。
Then, the control accuracy calculation unit 30E calculates an index value related to the accuracy of control of the shovel 100 from the posture information of the shovel 100 and the information regarding the target construction surface. In the following description, an index value related to control accuracy may be expressed as a control accuracy index value. Details of the control accuracy index value of this embodiment will be described later.
また、本実施形態の制御精度算出部30Eは、算出された制御精度の指標値に応じて、目標施工面上の領域における、注意深い操作が要求される領域を特定する。具体的には、制御精度算出部30Eは、例えば、制御精度の指標値が所定の値よりも低くなる領域を、注意深い操作が要求される領域に特定してもよい。以下の説明では、注意深い操作が要求される領域を注意領域と表現する場合がある。
Furthermore, the control accuracy calculation unit 30E of the present embodiment identifies an area on the target construction surface that requires careful operation, according to the calculated control accuracy index value. Specifically, the control accuracy calculation unit 30E may specify, for example, an area where the control accuracy index value is lower than a predetermined value as an area where careful operation is required. In the following description, an area that requires careful operation may be expressed as a caution area.
表示制御部30Fは、制御精度算出部30Eによって特定された注意領域を示す情報や、目標施工面上の領域と対応付けられた制御精度の指標値を、表示装置DSに表示させる。なお、表示制御部30Fは、これらの情報を、ショベル100の有する表示装置DS以外の表示装置に表示させてもよい。
The display control unit 30F causes the display device DS to display information indicating the caution area specified by the control accuracy calculation unit 30E and the control accuracy index value associated with the area on the target construction surface. Note that the display control unit 30F may display this information on a display device other than the display device DS included in the excavator 100.
具体的には、表示制御部30Fは、注意領域を示す情報や、目標施工面上の領域と対応付けられた制御精度の指標値等を、ショベル100を管理する管理装置の表示装置や、ショベル100の操作を支援する支援装置の表示装置等に表示させてもよい。
Specifically, the display control unit 30F displays information indicating caution areas, control accuracy index values associated with areas on the target construction surface, etc., on a display device of a management device that manages the excavator 100, or on a display device of a management device that manages the excavator 100. It may be displayed on a display device of a support device that supports the operation of 100.
次に、図7を参照して、本実施形態の制御精度の指標値について説明する。図7は、制御精度の指標値を説明する図である。
Next, with reference to FIG. 7, the control accuracy index value of this embodiment will be explained. FIG. 7 is a diagram illustrating index values of control accuracy.
本実施形態では、複数のアタッチメントの速度比または角速度比を、制御精度の指標値に用いる。複数のアタッチメントの速度比とは、例えば、アーム5の動作速度に対して、目標施工面に追従するために必要なブーム4の動作速度、又は、バケット6動作速度のことであり、ブームシリンダ7の速度/アームシリンダ8の速度、バケットシリンダ9の速度/アームシリンダ8の速度等の値であってよい。
In this embodiment, the velocity ratio or angular velocity ratio of a plurality of attachments is used as an index value of control accuracy. The speed ratio of the plurality of attachments is, for example, the operating speed of the boom 4 or the operating speed of the bucket 6 required to follow the target construction surface with respect to the operating speed of the arm 5, and the operating speed of the boom cylinder 7. The value may be the speed of the arm cylinder 8/the speed of the arm cylinder 8, the speed of the bucket cylinder 9/the speed of the arm cylinder 8, or the like.
また、複数のアタッチメントの角速度比は、速度比と同様であり、ブームシリンダ7の角速度/アームシリンダ8の角速度、バケットシリンダ9の角速度/アームシリンダ8の角速度等の値であってよい。
Further, the angular velocity ratio of the plurality of attachments is similar to the speed ratio, and may be a value such as angular velocity of boom cylinder 7/angular velocity of arm cylinder 8, angular velocity of bucket cylinder 9/angular velocity of arm cylinder 8, etc.
本実施形態では、制御精度の指標値が大きくなるほど、制御の精度が低下することを示し、制御精度の指標値が小さくなるほど、制御の精度が向上することを示す。
In this embodiment, the larger the index value of control accuracy is, the lower the accuracy of control is, and the smaller the index value of control accuracy is, the more accurate control is.
図7では、ブームシリンダ7の角速度/アームシリンダ8の角速度を制御精度の指標値とし、目標施工面を水平面として、制御精度の指標値の姿勢と制御精度の指標値との対応付けた場合を示している。
In FIG. 7, the angular velocity of the boom cylinder 7/the angular velocity of the arm cylinder 8 is used as the control accuracy index value, the target construction surface is the horizontal plane, and the attitude of the control accuracy index value is associated with the control accuracy index value. It shows.
図7に示す模式図71は、ショベル100姿勢の変化を模式的に示しており、縦軸は図1に示すZ軸方向の距離(高さ)を示し、横軸は図1に示すX軸方向の距離を示す。また、図7に示すグラフ72において、縦軸はブームシリンダ7の角速度/アームシリンダ8の角速度を示し、横軸は図1に示すX軸方向の距離を示す。
A schematic diagram 71 shown in FIG. 7 schematically shows changes in the attitude of the excavator 100, where the vertical axis shows the distance (height) in the Z-axis direction shown in FIG. 1, and the horizontal axis shows the distance (height) in the Z-axis direction shown in FIG. Indicates distance in direction. In a graph 72 shown in FIG. 7, the vertical axis shows the angular velocity of the boom cylinder 7/angular velocity of the arm cylinder 8, and the horizontal axis shows the distance in the X-axis direction shown in FIG.
模式図71において、点73は、ショベル100のブームフートピンの位置を示し、点74は、ショベル100のブームトップの位置を示し、点75はアームトップピンの位置を示し、点76はバケット6の爪先の先端の位置を示す。また、模式図71において、直線77は、目標施工面を示す。
In the schematic diagram 71, a point 73 indicates the position of the boom foot pin of the excavator 100, a point 74 indicates the position of the boom top of the excavator 100, a point 75 indicates the position of the arm top pin, and a point 76 indicates the position of the boom foot pin of the excavator 100. indicates the position of the tip of the toe. Moreover, in the schematic diagram 71, a straight line 77 indicates the target construction surface.
図7のグラフ72は、模式図71に示すようにショベル100の姿勢が変化した場合における、ブームシリンダ7の角速度/アームシリンダ8の角速度の変化を示している。
A graph 72 in FIG. 7 shows a change in the angular velocity of the boom cylinder 7/angular velocity of the arm cylinder 8 when the attitude of the excavator 100 changes as shown in the schematic diagram 71.
グラフ72では、ブームフートピンからバケット6の爪先の先端までの距離がX1[m]となる姿勢において、制御精度の指標値がゼロとなり、制御の精度が最も高くなる。
In the graph 72, in a posture where the distance from the boom foot pin to the tip of the toe of the bucket 6 is X1 [m], the control accuracy index value becomes zero, and the control accuracy becomes the highest.
また、グラフ72では、ブームフートピンからバケット6の爪先の先端までの距離がX1よりも遠くなるほど、又は、距離がX1よりも近くなるほど、制御精度の指標値が大きくなり、制御の精度が低下する。
In addition, in graph 72, the farther the distance from the boom foot pin to the tip of the toe of bucket 6 is than X1, or the closer the distance is than X1, the larger the control accuracy index value becomes, and the control accuracy decreases. do.
本実施形態では、このように、ショベル100の姿勢と、ショベル100の制御精度の指標値とを対応付けた情報を予め用意しておく。そして、本実施形態では、ショベル100の姿勢に応じて、操作による制御精度の指標値を算出し、オペレータに制御の精度を把握させる。なお、本実施形態のコントローラ30は、制御精度の指標値とショベル100の姿勢を示す姿勢情報とを対応付けたテーブル等を予め保持していてよい。
In this embodiment, in this way, information that associates the attitude of the shovel 100 with the index value of the control accuracy of the shovel 100 is prepared in advance. In this embodiment, an index value of control accuracy by operation is calculated according to the attitude of the excavator 100, and the operator is made to understand the control accuracy. Note that the controller 30 of this embodiment may previously hold a table or the like that associates the control accuracy index value with attitude information indicating the attitude of the shovel 100.
また、本実施形態では、ショベル100の姿勢に応じた制御精度の指標値に基づき、目標施工面における注意領域を特定してオペレータに通知する。
Furthermore, in the present embodiment, a caution area on the target construction surface is identified and notified to the operator based on an index value of control accuracy according to the attitude of the excavator 100.
図7の例では、ブームフートピンからバケット6の爪先の先端までの距離がX1よりも遠くなるほど、又は、距離がX1よりも近くなるほど、制御の精度が低下する。
In the example of FIG. 7, the control accuracy decreases as the distance from the boom foot pin to the tip of the toe of the bucket 6 becomes longer than X1 or as the distance becomes shorter than X1.
したがって、本実施形態では、例えば、直線(目標施工面)77における領域77aが、注意深い操作が要求される注意領域として特定されてもよい。
Therefore, in this embodiment, for example, the area 77a on the straight line (target construction surface) 77 may be specified as a caution area where careful operation is required.
なお、上述した例では、複数のアタッチメントの速度比または角速度比を制御精度の指標値とするものとしたが、これに限定されない。
In addition, in the example mentioned above, although the speed ratio or angular velocity ratio of several attachments was used as the index value of control accuracy, it is not limited to this.
本実施形態では、制御精度の指標値を、各シリンダの固有振動数に基づく値としてもよい。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の固有振動数は、アタッチメントの姿勢や、油圧シリンダ内の体積等により変化いる。
In this embodiment, the control accuracy index value may be a value based on the natural frequency of each cylinder. The natural frequencies of the boom cylinder 7, arm cylinder 8, and bucket cylinder 9 vary depending on the attitude of the attachment, the volume inside the hydraulic cylinder, and the like.
本実施形態では、この点に着目し、例えば、固有振動数が高い場合に制御の精度が高くなるように、制御精度の指標値を定めてもよい。
In this embodiment, focusing on this point, for example, the index value of control accuracy may be determined such that the control accuracy becomes higher when the natural frequency is high.
また、ショベル100の制御系において、ある特定の周波数において制御の精度が低下するような場合には、固有振動数がある特定の周波数に近づくほど、制御の程度が低下するように、制御精度の指標値を定めてもよい。
In addition, in the control system of the excavator 100, if the control accuracy decreases at a certain frequency, the degree of control decreases as the natural frequency approaches a certain frequency. An index value may be determined.
次に、図8を参照して、本実施形態のショベル100のコントローラ30の処理について説明する。図8は、コントローラの処理を説明するフローチャートである。
Next, with reference to FIG. 8, the processing of the controller 30 of the excavator 100 of this embodiment will be described. FIG. 8 is a flowchart illustrating the processing of the controller.
本実施形態のコントローラ30は、制御精度算出部30Eにより、目標施工面に関する情報を取得する(ステップS801)。続いて、コントローラ30は、制御精度算出部30Eにより、ショベル100の現在位置を示す位置情報を取得する(ステップS802)。
The controller 30 of this embodiment acquires information regarding the target construction surface using the control accuracy calculation unit 30E (step S801). Subsequently, the controller 30 acquires position information indicating the current position of the excavator 100 using the control accuracy calculation unit 30E (step S802).
続いて、制御精度算出部30Eは、目標施工面に関する情報と、位置情報とを用いて、目標施工面に対するショベル100の姿勢を示す姿勢情報を算出する(ステップS803)。
Subsequently, the control accuracy calculation unit 30E uses the information regarding the target construction surface and the position information to calculate posture information indicating the posture of the excavator 100 with respect to the target construction surface (step S803).
次に、制御精度算出部30Eは、ショベル100の姿勢情報と、ショベル100の姿勢と制御精度の指標値とを対応付けた情報とに基づき、目標施工面に対する制御精度の指標値を算出する(ステップS804)。
Next, the control accuracy calculation unit 30E calculates an index value of control accuracy for the target construction surface based on the attitude information of the excavator 100 and information that associates the attitude of the excavator 100 with the index value of control accuracy ( Step S804).
続いて、制御精度算出部30Eは、算出された制御精度の指標値に基づき、目標施工面における注意領域を特定し、表示制御部30Fにより、注意領域を示す情報を表示装置DSに表示させる(ステップS805)。
Next, the control accuracy calculation unit 30E identifies a caution area on the target construction surface based on the calculated control accuracy index value, and causes the display control unit 30F to display information indicating the caution area on the display device DS ( Step S805).
具体的には、制御精度算出部30Eは、目標施工面において、算出された制御精度の指標値が所定の閾値以上となる領域を注意領域として特定してもよい。
Specifically, the control accuracy calculation unit 30E may specify, as a caution area, an area in which the calculated control accuracy index value is equal to or greater than a predetermined threshold value on the target construction surface.
以下に、図9を参照して、本実施形態の表示例について説明する。図9は、表示例を示す第一の図である。
A display example of this embodiment will be described below with reference to FIG. 9. FIG. 9 is a first diagram showing a display example.
図9では、ガイダンスモードの際に表示される出力画像の一例を示す。ガイダンスモードは、マシンガイダンス機能又はマシンコントロール機能を実行する際に選択される動作モードである。本実施形態では、ガイダンスモードボタン(図示せず)が押下された場合に開始する。ガイダンスモードは、例えば、ショベル100で法面整形を行う際に選択される。図9の例では、目標施工面は既に設定されている。
FIG. 9 shows an example of an output image displayed in the guidance mode. The guidance mode is an operating mode selected when performing a machine guidance function or a machine control function. In this embodiment, the process starts when a guidance mode button (not shown) is pressed. The guidance mode is selected, for example, when performing slope shaping with the excavator 100. In the example of FIG. 9, the target construction surface has already been set.
図9に示されるように、表示装置DSの画像表示部DS1に表示される出力画像Gxは、時刻表示部411、回転数モード表示部412、走行モード表示部413、エンジン制御状態表示部415、尿素水残量表示部416、燃料残量表示部417、冷却水温表示部418、エンジン稼働時間表示部419、カメラ画像表示部420、作業ガイダンス表示部430を有する。回転数モード表示部412、走行モード表示部413、及びエンジン制御状態表示部415は、ショベル100の設定状態に関する情報を表示する表示部である。
As shown in FIG. 9, the output image Gx displayed on the image display section DS1 of the display device DS includes a time display section 411, a rotation speed mode display section 412, a running mode display section 413, an engine control state display section 415, It has a urea water remaining amount display section 416, a fuel remaining amount display section 417, a cooling water temperature display section 418, an engine operating time display section 419, a camera image display section 420, and a work guidance display section 430. The rotation speed mode display section 412, the driving mode display section 413, and the engine control state display section 415 are display sections that display information regarding the setting state of the excavator 100.
尿素水残量表示部416、燃料残量表示部417、冷却水温表示部418、及びエンジン稼働時間表示部419は、ショベル100の運転状態に関する情報を表示する表示部である。各部に表示される画像は、表示装置DSの制御部DSaによって、コントローラ30又はマシンガイダンス装置から送信される各種データ及び撮像装置80から送信されるカメラ画像を用いて生成される。
The urea water remaining amount display section 416, the fuel remaining amount display section 417, the cooling water temperature display section 418, and the engine operating time display section 419 are display sections that display information regarding the operating state of the excavator 100. The images displayed on each part are generated by the control unit DSa of the display device DS using various data transmitted from the controller 30 or the machine guidance device and camera images transmitted from the imaging device 80.
時刻表示部411は、現在の時刻を表示する。図9の例では、デジタル表示が採用され、現在時刻(10時5分)が示されている。
Time display section 411 displays the current time. In the example of FIG. 9, a digital display is used, and the current time (10:05) is shown.
回転数モード表示部412は、エンジン回転数調整ダイヤル79によって設定されている回転数モードをショベル100の稼働情報として画像表示する。回転数モードは、例えば、上記したSPモード、Hモード、Aモード及びアイドリングモードの4つを含む。図9の例では、SPモードを表す記号「SP」が表示されている。
The rotation speed mode display section 412 displays an image of the rotation speed mode set by the engine rotation speed adjustment dial 79 as operation information of the excavator 100. The rotation speed modes include, for example, the above-mentioned SP mode, H mode, A mode, and idling mode. In the example of FIG. 9, a symbol "SP" representing SP mode is displayed.
走行モード表示部413は、走行モードをショベル100の稼働情報として表示する。走行モードは、可変容量モータを用いた走行用油圧モータの設定状態を表す。例えば、走行モードは、低速モード及び高速モードを有し、低速モードでは「亀」を象ったマークが表示され、高速モードでは「兎」を象ったマークが表示される。図4の例では、「亀」を象ったマークが表示されており、オペレータは低速モードが設定されていることを認識できる。
The running mode display section 413 displays the running mode as operating information of the excavator 100. The travel mode represents a setting state of a travel hydraulic motor using a variable displacement motor. For example, the driving mode has a low speed mode and a high speed mode, and in the low speed mode, a mark shaped like a "turtle" is displayed, and in the high speed mode, a mark shaped like a "rabbit" is displayed. In the example of FIG. 4, a mark shaped like a "turtle" is displayed, and the operator can recognize that the low speed mode is set.
エンジン制御状態表示部415は、エンジン11の制御状態をショベル100の稼働情報として表示する。図9の例では、エンジン11の制御状態として「自動減速・自動停止モード」が選択されている。「自動減速・自動停止モード」は、非操作状態の継続時間に応じて、エンジン回転数を自動的に低減し、さらにはエンジン11を自動的に停止させる制御状態を意味する。その他、エンジン11の制御状態には、「自動減速モード」、「自動停止モード」、「手動減速モード」等がある。
Engine control state display section 415 displays the control state of engine 11 as operating information of excavator 100. In the example of FIG. 9, "automatic deceleration/automatic stop mode" is selected as the control state of the engine 11. "Automatic deceleration/automatic stop mode" means a control state in which the engine speed is automatically reduced and further the engine 11 is automatically stopped depending on the duration of the non-operating state. Other control states of the engine 11 include "automatic deceleration mode," "automatic stop mode," "manual deceleration mode," and the like.
尿素水残量表示部416は、尿素水タンクに貯蔵されている尿素水の残量状態をショベル100の稼働情報として画像表示する。図9の例では、現在の尿素水の残量状態を表すバーゲージが表示されている。尿素水の残量は、尿素水タンクに設けられている尿素水残量センサが出力するデータに基づいて表示される。
The urea water remaining amount display section 416 displays an image of the remaining amount of urea water stored in the urea water tank as operation information of the shovel 100. In the example of FIG. 9, a bar gauge indicating the current remaining amount of urea water is displayed. The remaining amount of urea water is displayed based on data output from a urea water remaining amount sensor provided in the urea water tank.
燃料残量表示部417は、燃料タンクに貯蔵されている燃料の残量状態を稼働情報として表示する。図9の例では、現在の燃料の残量状態を表すバーゲージが表示されている。燃料の残量は、燃料タンクに設けられている燃料残量センサが出力するデータに基づいて表示される。
The remaining fuel amount display section 417 displays the remaining amount of fuel stored in the fuel tank as operation information. In the example of FIG. 9, a bar gauge indicating the current remaining amount of fuel is displayed. The remaining amount of fuel is displayed based on data output from a remaining fuel amount sensor provided in the fuel tank.
冷却水温表示部418は、エンジン冷却水の温度状態をショベル100の稼働情報として表示する。図9の例では、エンジン冷却水の温度状態を表すバーゲージが表示されている。エンジン冷却水の温度は、エンジン11に設けられている水温センサ11cが出力するデータに基づいて表示される。
The cooling water temperature display section 418 displays the temperature state of the engine cooling water as operating information of the excavator 100. In the example of FIG. 9, a bar gauge indicating the temperature state of the engine coolant is displayed. The temperature of the engine coolant is displayed based on data output from a water temperature sensor 11c provided in the engine 11.
エンジン稼働時間表示部419は、エンジン11の累積稼働時間をショベル100の稼働情報として表示する。図9の例では、運転者によりカウントがリスタートされてからの稼働時間の累積が、単位「hr(時間)」と共に表示されている。エンジン稼働時間表示部419には、ショベル製造後の全期間の生涯稼働時間又はオペレータによりカウントがリスタートされてからの区間稼働時間が表示される。
The engine operating time display section 419 displays the cumulative operating time of the engine 11 as operating information of the shovel 100. In the example of FIG. 9, the cumulative operating time since the count was restarted by the driver is displayed together with the unit "hr (hour)". The engine operating time display section 419 displays the lifetime operating time for the entire period after the shovel was manufactured or the section operating time after the count is restarted by the operator.
カメラ画像表示部420は、撮像装置80によって撮影された画像を表示する。図9の例では、上部旋回体3の上面後端に取り付けられた後方カメラ80Bによって撮影された画像がカメラ画像表示部420に表示されている。カメラ画像表示部420には、上部旋回体3の上面左端に取り付けられた左方カメラ80L又は上面右端に取り付けられた右方カメラ80Rによって撮像されたカメラ画像が表示されてもよい。また、カメラ画像表示部420には、左方カメラ80L、右方カメラ80R及び後方カメラ80Bのうちの複数のカメラによって撮影された画像が並ぶように表示されてもよい。また、カメラ画像表示部420には、左方カメラ80L、右方カメラ80R及び後方カメラ80Bの少なくとも2つによって撮像された複数のカメラ画像の合成画像が表示されてもよい。合成画像は、例えば、俯瞰画像であってもよい。
Camera image display section 420 displays images captured by imaging device 80. In the example of FIG. 9, an image taken by a rear camera 80B attached to the rear end of the upper surface of the upper revolving body 3 is displayed on the camera image display section 420. The camera image display section 420 may display a camera image captured by the left camera 80L attached to the left end of the upper surface of the upper revolving body 3 or the right camera 80R attached to the right end of the upper surface. Further, the camera image display section 420 may display images taken by a plurality of cameras among the left camera 80L, right camera 80R, and rear camera 80B so as to be lined up. Further, the camera image display section 420 may display a composite image of a plurality of camera images captured by at least two of the left camera 80L, right camera 80R, and rear camera 80B. The composite image may be, for example, an overhead image.
各カメラは上部旋回体3の一部がカメラ画像に含まれるように設置されている。表示される画像に上部旋回体3の一部が含まれることで、オペレータは、カメラ画像表示部420に表示される物体とショベル100との間の距離感を把握し易くなる。
Each camera is installed so that a part of the upper rotating body 3 is included in the camera image. By including a part of the upper revolving body 3 in the displayed image, the operator can easily grasp the sense of distance between the shovel 100 and the object displayed on the camera image display section 420.
カメラ画像表示部420には、表示中のカメラ画像を撮影した撮像装置80の向きを表すカメラアイコン421が表示されている。カメラアイコン421は、ショベル100の形状を表すショベルアイコン421aと、表示中のカメラ画像を撮像した撮像装置80の向きを表す帯状の方向表示アイコン421bとで構成されている。カメラアイコン421は、ショベル100の設定状態に関する情報を表示する表示部である。
The camera image display section 420 displays a camera icon 421 representing the orientation of the imaging device 80 that captured the camera image being displayed. The camera icon 421 is composed of a shovel icon 421a representing the shape of the shovel 100, and a band-shaped direction display icon 421b representing the direction of the imaging device 80 that captured the camera image being displayed. The camera icon 421 is a display section that displays information regarding the setting state of the excavator 100.
図9の例では、ショベルアイコン421aの下側(アタッチメントの反対側)に方向表示アイコン421bが表示されている。これは、後方カメラ80Bによって撮影されたショベル100の後方の画像がカメラ画像表示部420に表示されていることを表す。例えば、カメラ画像表示部420に右方カメラ80Rによって撮影された画像が表示されている場合には、ショベルアイコン421aの右側に方向表示アイコン421bが表示される。また、例えばカメラ画像表示部420に左方カメラ80Lによって撮影された画像が表示されている場合には、ショベルアイコン421aの左側に方向表示アイコン421bが表示される。
In the example of FIG. 9, a direction display icon 421b is displayed below the shovel icon 421a (on the opposite side of the attachment). This indicates that the image of the rear of the shovel 100 taken by the rear camera 80B is displayed on the camera image display section 420. For example, when an image taken by the right camera 80R is displayed on the camera image display section 420, a direction display icon 421b is displayed on the right side of the shovel icon 421a. Further, for example, when an image taken by the left camera 80L is displayed on the camera image display section 420, a direction display icon 421b is displayed to the left of the shovel icon 421a.
オペレータは、例えば、キャビン10内に設けられている画像切替スイッチを押下することで、カメラ画像表示部420に表示する画像を他のカメラにより撮影された画像等に切り替えることができる。
For example, the operator can switch the image displayed on the camera image display section 420 to an image captured by another camera by pressing an image changeover switch provided in the cabin 10.
ショベル100に撮像装置80が設けられていない場合には、カメラ画像表示部420の代わりに、異なる情報が表示されてもよい。
If the excavator 100 is not provided with the imaging device 80, different information may be displayed instead of the camera image display section 420.
作業ガイダンス表示部430は、各種作業のためのガイダンス情報を表示する。図10Aは、表示例を示す第二の図であり、図10Bは表示例を示す第三の図であり、図10Cは表示例を示す第四の図である。
Work guidance display section 430 displays guidance information for various tasks. FIG. 10A is a second diagram showing a display example, FIG. 10B is a third diagram showing a display example, and FIG. 10C is a fourth diagram showing a display example.
図10Aの例では、作業ガイダンス表示部430は、作業部位ガイダンス情報の一例である爪先ガイダンス情報を表示する、位置表示画像431、第1目標施工面表示画像432、第2目標施工面表示画像433、バケット左端情報画像434、バケット右端情報画像435、側面視数値情報画像436、正面視数値情報画像437、アタッチメント画像438、距離形式画像439及び目標設定画像440を含む。
In the example of FIG. 10A, the work guidance display unit 430 includes a position display image 431, a first target construction surface display image 432, and a second target construction surface display image 433, which display toe guidance information that is an example of work part guidance information. , a bucket left end information image 434, a bucket right end information image 435, a side view numerical information image 436, a front view numerical information image 437, an attachment image 438, a distance format image 439, and a target setting image 440.
位置表示画像431は、目標施工面の表示位置に対するバケット6の作業部位(先端)の表示位置の変化により、バケット6の作業部位(先端)から目標施工面までの相対距離の大きさの変化を、表示箇所を変化させることで表す第1画像の一例である。図10Aの例では、位置表示画像431は、複数の図形(セグメント)が縦方向に配列されたバーゲージである。位置表示画像431は、目標セグメントG1と、複数のセグメントG2とを有する。
The position display image 431 shows a change in the relative distance from the working part (tip) of the bucket 6 to the target construction surface due to a change in the display position of the working part (tip) of the bucket 6 with respect to the display position of the target construction surface. , is an example of the first image expressed by changing the display location. In the example of FIG. 10A, the position display image 431 is a bar gauge in which a plurality of figures (segments) are arranged vertically. The position display image 431 includes a target segment G1 and a plurality of segments G2.
目標セグメントG1は、目標施工面の位置を表す図形である。本実施形態では、バケット6の作業部位(先端)から目標施工面までの相対距離が所定範囲内であることを示す図形(直線)である。
The target segment G1 is a figure representing the position of the target construction surface. In this embodiment, it is a figure (straight line) indicating that the relative distance from the work site (tip) of the bucket 6 to the target construction surface is within a predetermined range.
所定範囲は、適切な相対距離の範囲として予め設定された範囲である。相対距離が所定範囲内であることは、バケット6の作業部位が適切な位置にあることを意味する。目標セグメントG1は、第2画像と同じ高さに配置される。第2画像は、目標施工面に対するアタッチメントの作業部位の距離の大きさの変化を、同一箇所における表示形式を変化させることで表す。同一箇所における表示形式は、例えば、アイコン、背景色、数値等を含む。
The predetermined range is a range preset as an appropriate relative distance range. The fact that the relative distance is within the predetermined range means that the working part of the bucket 6 is in an appropriate position. The target segment G1 is placed at the same height as the second image. The second image represents a change in the distance between the work area of the attachment and the target construction surface by changing the display format at the same location. The display format at the same location includes, for example, an icon, a background color, and a numerical value.
第2画像の表示形式の変化は、アイコン形状、色、及び、数値の少なくともいずれかの変化である。本実施形態では、第2画像は、バケット左端情報画像434とバケット右端情報画像435の組み合わせである。目標セグメントG1は、バケット左端情報画像434及びバケット右端情報画像435のそれぞれと同一の高さに配置されている。例えば、目標セグメントG1、バケット左端情報画像434及びバケット右端情報画像435は、上下方向の中央の高さが一致するように配置されている。
The change in the display format of the second image is a change in at least one of the icon shape, color, and numerical value. In this embodiment, the second image is a combination of the bucket left end information image 434 and the bucket right end information image 435. The target segment G1 is arranged at the same height as each of the bucket left end information image 434 and the bucket right end information image 435. For example, the target segment G1, the bucket left end information image 434, and the bucket right end information image 435 are arranged so that their center heights in the vertical direction match.
セグメントG2は、それぞれ所定の相対距離に対応する図形である。対応する相対距離が小さいセグメントG2ほど、目標セグメントG1の近くに配置され、対応する相対距離が大きいセグメントG2ほど、目標セグメントG1から遠くに配置される。各セグメントG2は、相対距離と共に、バケット6の移動方向を示す。バケット6の移動方向は、バケット6の作業部位を目標施工面に近づける方向である。本実施形態では、セグメントG2Dは、バケット6を下方に移動させれば目標施工面に近づくことを表し、セグメントG2Uは、バケット6を上方に移動させれば目標施工面に近づくことを表す。
The segments G2 are figures each corresponding to a predetermined relative distance. The segment G2 with a smaller corresponding relative distance is placed closer to the target segment G1, and the segment G2 with a larger corresponding relative distance is placed farther from the target segment G1. Each segment G2 indicates the direction of movement of the bucket 6, as well as the relative distance. The moving direction of the bucket 6 is a direction that brings the work area of the bucket 6 closer to the target construction surface. In this embodiment, the segment G2D represents that moving the bucket 6 downward will bring it closer to the target construction surface, and the segment G2U represents that moving the bucket 6 upwards will bring it closer to the target construction surface.
位置表示画像431は、バケット6の作業部位(先端)から目標施工面までの実際の相対距離に対応するセグメントG2を、他のセグメントG2とは異なる所定の色で表示する。他のセグメントG2と異なる色で表示されるセグメントG2をセグメントG2Aという。位置表示画像431は、セグメントG2Aを所定の色で表示することにより、相対距離及び移動方向を示す。
The position display image 431 displays a segment G2 corresponding to the actual relative distance from the work site (tip) of the bucket 6 to the target construction surface in a predetermined color different from the other segments G2. A segment G2 displayed in a different color from other segments G2 is referred to as a segment G2A. The position display image 431 indicates the relative distance and movement direction by displaying the segment G2A in a predetermined color.
バケット6の作業部位(先端)から目標施工面までの相対距離が大きいほど、目標セグメントG1から遠いセグメントG2がセグメントG2Aとして所定の色で表示される。また、バケット6の作業部位(先端)から目標施工面までの相対距離が小さいほど、目標セグメントG1に近いセグメントG2がセグメントG2Aとして所定の色で表示される。このように、セグメントG2Aは、相対距離の変化に応じて、上下方向に位置が変化するように表示される。
The greater the relative distance from the work site (tip) of the bucket 6 to the target construction surface, the farther the segment G2 from the target segment G1 is displayed as the segment G2A in a predetermined color. Furthermore, the smaller the relative distance from the work site (tip) of the bucket 6 to the target construction surface, the closer the segment G2 to the target segment G1 is displayed in a predetermined color as the segment G2A. In this way, the segment G2A is displayed so that its position changes in the vertical direction according to changes in relative distance.
セグメントG2Aは、相対距離が所定範囲の最大値より大きい場合、第1色で表示される。第1色は、例えば、白や黄色などの目立たない色である。これは、相対距離が所定範囲の最大値より大きい場合、オペレータに注意喚起する必要性が低いためである。また、セグメントG2Aは、相対距離が所定範囲内の場合、第2色で表示される。第2色は、緑などの目立つ色である。
Segment G2A is displayed in the first color if the relative distance is greater than the maximum value of the predetermined range. The first color is, for example, an inconspicuous color such as white or yellow. This is because if the relative distance is greater than the maximum value of the predetermined range, there is little need to alert the operator. Furthermore, the segment G2A is displayed in the second color when the relative distance is within a predetermined range. The second color is a conspicuous color such as green.
これは、バケット6が適切な位置にあることをオペレータにわかりやすく知らせるためである。また、セグメントG2Aは、相対距離が所定範囲の最小値より小さい場合、第3色で表示される。第3色は、赤などの目立つ色である。これは、バケット6の作業部位により目標施工面が余計に削られる恐れがあることをオペレータに注意喚起するためである。
This is to clearly inform the operator that the bucket 6 is in an appropriate position. Further, the segment G2A is displayed in the third color when the relative distance is smaller than the minimum value of the predetermined range. The third color is a conspicuous color such as red. This is to alert the operator to the possibility that the target construction surface may be further scraped by the work area of the bucket 6.
また、位置表示画像431は、バケット6の実際の相対距離が所定範囲内である場合、目標セグメントG1を、他のセグメントと異なる所定の色で表示する。すなわち、位置表示画像431は、目標セグメントG1を所定の色で表示することにより、相対距離が所定範囲内であることを示す。目標セグメントG1は、上述の第2色で表示されるのが好ましい。これは、バケット6が適切な位置にあることをオペレータにわかりやすく知らせるためである。
Further, the position display image 431 displays the target segment G1 in a predetermined color different from other segments when the actual relative distance of the bucket 6 is within a predetermined range. That is, the position display image 431 indicates that the relative distance is within a predetermined range by displaying the target segment G1 in a predetermined color. Preferably, the target segment G1 is displayed in the second color mentioned above. This is to clearly inform the operator that the bucket 6 is in an appropriate position.
なお、セグメントG2A及び目標セグメントG1が所定の色で表示されている間、他のセグメントG2は、目立たない色(背景色と同一又は類似する色など)で表示されてもよいし、表示されていなくてもよい。
Note that while segment G2A and target segment G1 are displayed in a predetermined color, other segments G2 may be displayed in an inconspicuous color (such as a color that is the same as or similar to the background color) or may not be displayed at all. You don't have to.
第1目標施工面表示画像432は、バケット6と目標施工面との関係を模式的に表示する。第1目標施工面表示画像432には、側面から見たときのバケット6と目標施工面とが、第1図形としてのバケットアイコンG3及び目標施工面画像G4で模式的に表示される。バケットアイコンG3は、バケット6の左側面を表す図形である。但し、バケットアイコンG3は、バケット6の右側面を表す図形であってもよく、バケット6を側面から見たときの形で表されていてもよい。
The first target construction surface display image 432 schematically displays the relationship between the bucket 6 and the target construction surface. In the first target construction surface display image 432, the bucket 6 and the target construction surface when viewed from the side are schematically displayed using a bucket icon G3 as a first figure and a target construction surface image G4. The bucket icon G3 is a figure representing the left side of the bucket 6. However, the bucket icon G3 may be a figure representing the right side of the bucket 6, or may be represented in the shape of the bucket 6 viewed from the side.
目標施工面画像G4は、目標施工面としての地面を表す図形であり、目標施工面としての地面を側面から見たときの形で表されている。目標施工面画像G4は、バケット6を縦断する鉛直面における目標施工面を表す線分と水平線との間に形成される角度(目標法面角度θであり、以下、「縦傾斜角」とする。)と共に表示されてもよい。
The target construction surface image G4 is a figure representing the ground as the target construction surface, and is expressed in a shape when the ground as the target construction surface is viewed from the side. The target construction surface image G4 is an angle (target slope angle θ, hereinafter referred to as "vertical slope angle") formed between a line segment representing the target construction surface on a vertical plane that traverses the bucket 6 and a horizontal line. ) may also be displayed.
バケットアイコンG3と目標施工面画像G4との縦間隔は、実際のバケット6の先端と目標施工面との距離の変化に応じて変化するように表示される。バケットアイコンG3と目標施工面画像G4との相対傾斜角も同様に、実際のバケット6と目標施工面との相対傾斜角の変化に応じて変化するように表示される。
The vertical distance between the bucket icon G3 and the target construction surface image G4 is displayed to change according to the change in the distance between the actual tip of the bucket 6 and the target construction surface. Similarly, the relative inclination angle between the bucket icon G3 and the target construction surface image G4 is displayed to change according to the change in the relative inclination angle between the actual bucket 6 and the target construction surface.
本実施形態では、バケットアイコンG3が固定された状態で、目標施工面画像G4の表示高さ及び表示角度が変化する。但し、目標施工面画像G4が固定された状態で、バケットアイコンG3の表示高さ及び表示角度が変化するように構成されてもよく、バケットアイコンG3及び目標施工面画像G4のそれぞれの表示高さ及び表示角度が変化するように構成されてもよい。
In this embodiment, the display height and display angle of the target construction surface image G4 change while the bucket icon G3 is fixed. However, the display height and display angle of the bucket icon G3 may be configured to change while the target construction surface image G4 is fixed, and the respective display heights of the bucket icon G3 and the target construction surface image G4 may be changed. Also, the display angle may be changed.
第1目標施工面表示画像432は、バケット6の実際の動きを模式的に表示する。第1目標施工面表示画像432には、側面から見たときのバケット6の前後方向の動作が、バケットアイコンG3と第2図形としてのアニメーションアイコンG21との相対的な位置で模式的に表示される。アニメーションアイコンG21は、目標施工面画像G4に対して予め定められた位置に設定される。アニメーションアイコンG21の位置は、実際のバケット6の前後方向の動作(例えば、移動距離、移動速度)に応じて変化するように構成されている。
The first target construction surface display image 432 schematically displays the actual movement of the bucket 6. In the first target construction surface display image 432, the back and forth movement of the bucket 6 when viewed from the side is schematically displayed in the relative position of the bucket icon G3 and the animation icon G21 as the second figure. Ru. The animation icon G21 is set at a predetermined position with respect to the target construction surface image G4. The position of the animation icon G21 is configured to change according to the actual movement of the bucket 6 in the front-back direction (eg, moving distance, moving speed).
図10Aの例では、アニメーションアイコンG21は、目標施工面画像G4の下方に表示されており、2つの同一サイズのドット(点)で表される図形である。本実施形態では、バケット6がオペレータに近づく方向(後方向)に移動する場合、アニメーションアイコンG21は、バケット6の移動方向とは反対方向である前方向、例えば、目標施工面画像G4に沿って左下方へ移動するように構成されている。これにより、バケットアイコンG3のアニメーションアイコンG21に対する相対的な位置が後方向に移動する。
In the example of FIG. 10A, the animation icon G21 is displayed below the target construction surface image G4, and is a figure represented by two dots (points) of the same size. In this embodiment, when the bucket 6 moves in a direction approaching the operator (backward direction), the animation icon G21 moves in the forward direction, which is the opposite direction to the moving direction of the bucket 6, for example, along the target construction surface image G4. It is configured to move to the lower left. As a result, the relative position of the bucket icon G3 with respect to the animation icon G21 moves backward.
そのため、オペレータは、バケット6がオペレータに近づく方向(後方向)に移動していることを容易に認識できる。また、バケット6がオペレータから遠ざかる方向(前方向)に移動する場合、アニメーションアイコンG21は、バケット6の移動方向とは反対方向である後方向、例えば、目標施工面画像G4に沿って右上方へ移動する。
Therefore, the operator can easily recognize that the bucket 6 is moving toward the operator (backwards). Furthermore, when the bucket 6 moves in a direction away from the operator (forward direction), the animation icon G21 moves backward, which is the opposite direction to the moving direction of the bucket 6, for example, toward the upper right along the target construction surface image G4. Moving.
これにより、バケットアイコンG3のアニメーションアイコンG21に対する相対的な位置が前方向に移動する。そのため、オペレータは、バケット6がオペレータから遠ざかる方向(前方向)に移動していることを容易に認識できる。
As a result, the relative position of the bucket icon G3 with respect to the animation icon G21 moves forward. Therefore, the operator can easily recognize that the bucket 6 is moving away from the operator (forward).
また、アニメーションアイコンG21は、目標施工面画像G4に対して予め定められた位置に設定されるため、バケットアイコンG3とアニメーションアイコンG21との相対的な関係は、バケット6と実際の地面における任意の点との相対的な関係と等しい関係になる。このため、バケット6が早く動くと、画面上におけるアニメーションアイコンG21も早く移動する。また、バケット6の動きに伴って、アニメーションアイコンG21が画面端部(例えば左端部)まで移動し、画面から消える際に、反対側の画面端部(例えば右端部)に次のアニメーションアイコンG21が現れる。但し、次のアニメーションアイコンG21が現れるタイミングは、任意のタイミングであってよく、例えばアニメーションアイコンG21が画面から消える前であってもよい。
Furthermore, since the animation icon G21 is set at a predetermined position with respect to the target construction surface image G4, the relative relationship between the bucket icon G3 and the animation icon G21 is determined by the arbitrary position between the bucket 6 and the actual ground. The relationship is equal to the relative relationship with the point. Therefore, when the bucket 6 moves quickly, the animation icon G21 on the screen also moves quickly. In addition, as the bucket 6 moves, the animation icon G21 moves to the edge of the screen (for example, the left edge) and when it disappears from the screen, the next animation icon G21 appears at the opposite edge of the screen (for example, the right edge). appear. However, the next animation icon G21 may appear at any timing, for example, before the animation icon G21 disappears from the screen.
さらに、本実施形態では、第1目標施工面表示画像432に、ショベル100の姿勢と制御精度の指標値に基づき特定された注意領域を示す注意領域画像450が表示される。図10Aの例では、目標施工面画像G4と対応付けて、注意領域画像450を表示させることで、バケット6がオペレータから遠ざかると、制御の精度が低下することを、オペレータに把握させることができる。したがって、本実施形態の注意領域画像450は、ショベル100の制御精度の指標値を示す情報と言える。
Furthermore, in this embodiment, a caution area image 450 indicating a caution area specified based on the attitude of the excavator 100 and the control accuracy index value is displayed on the first target construction surface display image 432. In the example of FIG. 10A, by displaying the caution area image 450 in association with the target construction surface image G4, it is possible to make the operator understand that the accuracy of control decreases as the bucket 6 moves away from the operator. . Therefore, the caution area image 450 of this embodiment can be said to be information indicating an index value of control accuracy of the excavator 100.
図10Bは、作業ガイダンス表示部430の別の例を示す図である。図10Bに示す作業ガイダンス表示部430は、表示領域451、452を有する。
FIG. 10B is a diagram showing another example of the work guidance display section 430. The work guidance display section 430 shown in FIG. 10B has display areas 451 and 452.
表示領域451は、バケットアイコンG3と、目標施工面画像G4と、注意領域画像450aとが表示される。
In the display area 451, a bucket icon G3, a target construction surface image G4, and a caution area image 450a are displayed.
表示領域452は、制御精度の指標値とショベル100の姿勢を示す姿勢情報とを対応付けたテーブル等から求められる、ショベル100の姿勢に応じた制御精度の指標値の変化を示すグラフが表示される。また、表示領域452は、ショベル100のアーム5の速度毎に、ショベル100の姿勢に応じた制御精度の指標値の変化を示すグラフが表示されてよい。
The display area 452 displays a graph showing changes in the control accuracy index value depending on the attitude of the excavator 100, which is obtained from a table or the like that associates the control accuracy index value with attitude information indicating the attitude of the excavator 100. Ru. Further, the display area 452 may display a graph showing changes in the control accuracy index value according to the attitude of the shovel 100 for each speed of the arm 5 of the shovel 100.
図10Bでは、横軸が、ショベル100のブームフートピンからバケット6の爪先の先端までの距離を示し、縦軸が、制御精度の指標値を示す。また、図10Bでは、アーム5の速度を、3段階の速度として、各速度について制御精度の指標値の変化を示す。以下の説明では、アーム5の3段階の速度を、高速、中速、低速と表現する。
In FIG. 10B, the horizontal axis indicates the distance from the boom foot pin of the excavator 100 to the tip of the toe of the bucket 6, and the vertical axis indicates the index value of control accuracy. Further, in FIG. 10B, the speed of the arm 5 is set to three speeds, and changes in the control accuracy index value are shown for each speed. In the following description, the three speeds of the arm 5 will be expressed as high speed, medium speed, and low speed.
また、図10Bに示すグラフ454は、アーム5の速度を低速とした場合の制御精度の指標値の変化を示し、グラフ455は、アーム5の速度を中速とした場合の制御精度の指標値の変化を示し、グラフ456は、アーム5の速度を高速とした場合の制御精度の指標値の変化を示す。
Further, a graph 454 shown in FIG. 10B shows a change in the control accuracy index value when the speed of the arm 5 is set to a low speed, and a graph 455 shows a change in the control accuracy index value when the speed of the arm 5 is set to a medium speed. A graph 456 shows a change in the control accuracy index value when the speed of the arm 5 is increased.
なお、図10B、図10Cの例では、制御精度の指標値を、この値が大きいほど制御の精度が高くなる値としている。言い換えれば、図10B、図10Cの例では、制御精度の指標値が大きいほど、制御の精度が高くなる。
In the examples of FIGS. 10B and 10C, the control accuracy index value is set to a value such that the larger the value, the higher the control accuracy. In other words, in the examples of FIGS. 10B and 10C, the larger the control accuracy index value, the higher the control accuracy.
表示領域452のグラフ454、455、456から、アーム5の速度が低速である場合のほうが、全体的に制御精度の指標値が大きくなり、アーム5の速度が高速である場合のほうが、全体的に制御精度の指標値が小さくなる。
From the graphs 454, 455, and 456 in the display area 452, it can be seen that when the speed of arm 5 is low, the overall control accuracy index value is larger, and when the speed of arm 5 is high, the overall control accuracy index value is larger. The control accuracy index value becomes smaller.
したがって、アーム5の速度が低速である場合のほうが、制御の精度が高くなり、アーム5の速度が高速である場合のほうが、制御の精度が低くなることを、オペレータに把握させることができる。
Therefore, the operator can understand that the control accuracy is higher when the speed of the arm 5 is low, and the control accuracy is lower when the speed of the arm 5 is high.
さらに、図10Bの例では、コントローラ30において、目標施工面と、バケット6の爪先の先端の位置との間で許容される誤差の範囲α1が設定されていたとする。
Furthermore, in the example of FIG. 10B, it is assumed that an allowable error range α1 between the target construction surface and the position of the tip of the toe of the bucket 6 has been set in the controller 30.
この場合、制御精度算出部30Eは、誤差の範囲α1とするために必要な制御精度の指標値の目標値を設定してもよい。
In this case, the control accuracy calculation unit 30E may set a target value of the index value of control accuracy necessary to make the error range α1.
図10Bの例では、制御精度の指標値の目標値453が設定されている。この場合、コントローラ30は、制御精度の指標値が、目標値453未満となる可能性がある領域を注意領域に特定する。
In the example of FIG. 10B, a target value 453 of the control accuracy index value is set. In this case, the controller 30 specifies an area where the control accuracy index value may be less than the target value 453 as a caution area.
図10Bの例では、目標施工面において、制御精度の指標値が目標値453未満となる可能性がある注意領域を示す注意領域画像450aが表示されている。
In the example of FIG. 10B, a caution area image 450a is displayed that indicates a caution area where the control accuracy index value may be less than the target value 453 on the target construction surface.
また、図10Bの例では、グラフ456のみが、注意領域画像450aが示す注意領域において、目標値453未満となる。このことから、注意領域画像450aが示す注意領域では、アーム5の動作を中速又は低速とすることで、制御精度の指標値を目標値453以上に維持することができる。
In the example of FIG. 10B, only the graph 456 is less than the target value 453 in the caution area indicated by the caution area image 450a. Therefore, in the caution area shown by the caution area image 450a, the control accuracy index value can be maintained at the target value 453 or higher by operating the arm 5 at a medium or low speed.
本実施形態のコントローラ30は、表示制御部30Fにより、この旨を示すメッセージを表示装置DSに表示させてもよい。具体的には、表示制御部30Fは、「注意領域の部分のみ、アームの速度を中速又は低速にしてください」等という主旨のメッセージを表示させてもよい。
The controller 30 of this embodiment may cause the display control unit 30F to display a message indicating this on the display device DS. Specifically, the display control unit 30F may display a message such as "Please set the speed of the arm to medium speed or low speed only in the caution area".
図10Cの例では、コントローラ30において、目標施工面と、バケット6の爪先の先端の位置との間で許容される誤差の範囲α2が設定されているものとする。また、誤差の範囲α2は、誤差の範囲α1よりも狭い範囲であるものとする。
In the example of FIG. 10C, it is assumed that an allowable error range α2 between the target construction surface and the position of the tip of the toe of the bucket 6 is set in the controller 30. Further, it is assumed that the error range α2 is narrower than the error range α1.
この場合、制御精度算出部30Eは、誤差の範囲α2とするために必要な制御精度の指標値の目標値453aを設定してもよい。
In this case, the control accuracy calculation unit 30E may set the target value 453a of the index value of control accuracy necessary to make the error range α2.
この場合、制御精度の指標値の目標値453が設定されている。制御精度の指標値が、目標値453a未満となる可能性がある領域は、注意領域画像450a、450bが示す領域となる。
In this case, a target value 453 of the control accuracy index value is set. The area where the control accuracy index value may be less than the target value 453a is the area indicated by the caution area images 450a and 450b.
さらに、図10Cの例では、注意領域画像450a、450bが示す領域以外の領域であっても、常にアーム5の速度を低速とすることが推奨される旨を示すメッセージを表示装置DSに表示させてもよい。
Furthermore, in the example of FIG. 10C, a message is displayed on the display device DS indicating that it is always recommended to keep the speed of the arm 5 low even in areas other than the areas indicated by the caution area images 450a and 450b. It's okay.
なお、本実施形態では、注意領域において推奨される操作を示す情報は、表示装置DSに表示されてもよいし、音声データとして出力されてもよく、注意領域において推奨される操作をオペレータに通知できればよい。
Note that in this embodiment, the information indicating the recommended operation in the caution area may be displayed on the display device DS, or may be output as audio data, and the information indicating the recommended operation in the caution area may be notified to the operator. I wish I could.
また、本実施形態のショベル100は、外部装置(例えば、支援装置、管理装置、遠隔操作室)のオペレータによって遠隔操作が可能に構成されてもよい。この場合、上述した実施形態の表示形態は、ショベル100を遠隔操作するための外部装置に設けられた表示装置において表示される。
Moreover, the shovel 100 of this embodiment may be configured to be remotely controlled by an operator of an external device (for example, a support device, a management device, a remote control room). In this case, the display form of the embodiment described above is displayed on a display device provided in an external device for remotely controlling the shovel 100.
この場合、ショベル100は、例えば、空間認識装置としての撮像装置80が出力する画像情報(撮影画像)を外部装置に送信する。また、ショベル100の表示装置DSに表示される各種の情報画像(例えば、各種設定画面等)は、同様に、外部装置に設けられる表示装置にも表示されてよい。
In this case, the excavator 100 transmits, for example, image information (captured image) output by the imaging device 80 as a space recognition device to the external device. Further, various information images (for example, various setting screens, etc.) displayed on the display device DS of the excavator 100 may be similarly displayed on a display device provided in an external device.
これにより、オペレータは、例えば、外部装置に設けられる表示装置に表示される内容を確認しながら、ショベル100を遠隔操作することができる。そして、ショベル100は、外部装置から受信される、遠隔操作の内容を表す遠隔操作信号に応じて、アクチュエータを動作させ、下部走行体1、上部旋回体3、ブーム4、アーム5、及びバケット6等を駆動してよい。
Thereby, the operator can remotely operate the excavator 100 while checking the content displayed on a display device provided in an external device, for example. Then, the excavator 100 operates the actuator in response to a remote control signal representing the content of the remote control received from an external device, and operates the lower traveling structure 1, the upper rotating structure 3, the boom 4, the arm 5, and the bucket 6. etc. may be driven.
ショベル100が遠隔操作される場合、キャビン10の内部は、無人状態であってもよい。
When the excavator 100 is remotely controlled, the interior of the cabin 10 may be unmanned.
本実施形態では、このように、ショベル100を遠隔操作するための外部装置に設けられた表示装置においても、目標施工面における注意領域を表示させることでき、遠隔操作を行うオペレータや、支援装置、管理装置の利用者に対して、ショベル100の制御の精度を把握させることができる。
In this embodiment, the caution area on the target construction surface can be displayed on the display device provided in the external device for remotely controlling the excavator 100, so that the operator performing remote control, the support device, The user of the management device can be made aware of the accuracy of control of the excavator 100.
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、上記内容は、発明の内容を限定するものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。
Although the embodiments for carrying out the present invention have been described above, the above content does not limit the content of the invention, and various modifications and improvements can be made within the scope of the present invention.