JP6014260B2 - Construction machine control system and construction machine control method - Google Patents

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Description

本発明は、建設機械の制御システム、及び建設機械の制御方法に関する。   The present invention relates to a construction machine control system and a construction machine control method.

油圧ショベルのような建設機械は、ブームとアームとバケットとを含む作業機と、作業機の駆動のためにオペレータに操作される操作装置とを備える。建設機械の制御において、特許文献1及び特許文献2に開示されているような、掘削対象の目標形状を示す目標掘削地形に基づいてバケットを移動させる制限掘削制御が知られている。   A construction machine such as a hydraulic excavator includes a work machine including a boom, an arm, and a bucket, and an operation device operated by an operator for driving the work machine. In the control of construction machines, limited excavation control is known in which a bucket is moved based on a target excavation landform indicating a target shape of an excavation target as disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2.

特開2013−217138号公報JP 2013-217138 A 特開2006−265954号公報JP 2006-265594 A

建設機械の作業機を用いた掘り込み工程において、掘削開始時にバケットの刃先が落ち込む事象が発生する可能性がある。刃先が落ち込む原因として、操作装置による操作指令に対する油圧生成遅れが挙げられる。目標掘削地形付近で掘り込みの開始を行うと、バケットが目標掘削地形を超過してしまい、掘削精度が低下する。   In the excavation process using the construction machine working machine, there is a possibility that an event that the blade edge of the bucket falls when excavation starts. As a cause of the cutting edge dropping, there is an oil pressure generation delay with respect to an operation command from the operation device. If digging is started near the target excavation landform, the bucket will exceed the target excavation landform, and the excavation accuracy will decrease.

本発明の態様は、刃先の落ち込みを抑制できる建設機械の制御システム、建設機械、及び建設機械の制御方法を提供することを目的とする。   An object of an aspect of the present invention is to provide a construction machine control system, a construction machine, and a construction machine control method capable of suppressing the drop of the cutting edge.

本発明の第1の態様は、ブームとアームとバケットとを含む作業機の姿勢を検出する検出器と、前記アーム及び前記バケットの少なくとも一方を含む可動部材の駆動のために操作される操作装置と、前記操作装置の操作量を検出する検出装置と、前記作業機を駆動する油圧シリンダに供給される作動油の供給量を調整する制御弁と、前記検出器の検出結果に基づいて前記バケットの刃先位置を示す刃先位置データを生成するバケット位置データ生成部と、前記作業機による掘削対象の目標形状を示す目標掘削地形を取得して前記刃先位置データと前記目標掘削地形とに基づいて前記バケットの刃先と前記目標掘削地形との距離を算出する距離取得部と、前記検出装置の検出結果に基づいて前記可動部材の速度を制限するための制限操作量を設定する制限値設定部と、前記制限操作量で前記可動部材が駆動するように前記制御弁に制御信号を出力する可動部材制御部と、を備える建設機械の制御システムを提供する。   According to a first aspect of the present invention, there is provided a detector for detecting a posture of a work machine including a boom, an arm, and a bucket, and an operating device operated for driving a movable member including at least one of the arm and the bucket. A detection device that detects an operation amount of the operation device, a control valve that adjusts a supply amount of hydraulic oil supplied to a hydraulic cylinder that drives the work implement, and the bucket based on a detection result of the detector A bucket position data generation unit that generates cutting edge position data indicating a cutting edge position of the tool, and acquires a target excavation landform indicating a target shape of an excavation target by the working machine, and based on the cutting edge position data and the target excavation landform A distance acquisition unit for calculating the distance between the blade edge of the bucket and the target excavation landform, and a limit operation amount for limiting the speed of the movable member based on the detection result of the detection device are provided. A limit value setting unit that, the movable member in the limit operation amount to provide a construction machine control system comprising, a movable member control unit for outputting a control signal to the control valve so as to drive.

本発明の第1の態様において、前記制限値設定部は、前記距離が大きいほど前記制限操作量が大きくなるように、前記制限操作量を設定することが好ましい。   In the first aspect of the present invention, it is preferable that the limit value setting unit sets the limit operation amount such that the limit operation amount increases as the distance increases.

本発明の第1の態様において、前記検出装置の検出結果に基づいて時間計測を開始するタイマーを備え、前記制限値設定部は、前記タイマーによる時間計測の開始時点からの経過時間が長いほど前記制限操作量が大きくなるように、前記制限操作量を設定することが好ましい。   In the first aspect of the present invention, a timer that starts time measurement based on a detection result of the detection device is provided, and the limit value setting unit increases the time elapsed from the time measurement start time by the timer. It is preferable to set the limit operation amount so that the limit operation amount becomes large.

本発明の第1の態様において、前記可動部材制御部は、前記タイマーによる前記時間計測の開始時点から所定期間において、前記制限操作量で前記可動部材が駆動するように制御信号を出力することが好ましい。   In the first aspect of the present invention, the movable member control unit may output a control signal so that the movable member is driven with the limited operation amount in a predetermined period from the start of the time measurement by the timer. preferable.

本発明の第1の態様において、前記タイマーの時間計測の開始時点は、前記操作装置の操作の開始時点、前記検出装置の検出値が閾値を超えた時点、及び前記検出装置の検出値の単位時間当たりの増加量が許容値を超えた時点の少なくとも一つを含むことが好ましい。   In the first aspect of the present invention, the time measurement start time of the timer is the start time of the operation of the operation device, the time when the detection value of the detection device exceeds a threshold, and the unit of the detection value of the detection device It is preferable to include at least one of the time points when the increase amount per hour exceeds the allowable value.

本発明の第1の態様において、前記時間計測の開始時点から前記所定期間経過後、前記制限操作量に基づく駆動が解除されることが好ましい。   In the first aspect of the present invention, it is preferable that the driving based on the limited operation amount is canceled after the predetermined period has elapsed from the time measurement start time.

本発明の第1の態様において、前記所定期間の前半における前記制限操作量は、後半における前記制限操作量よりも小さいことが好ましい。   In the first aspect of the present invention, it is preferable that the limit operation amount in the first half of the predetermined period is smaller than the limit operation amount in the second half.

本発明の第1の態様において、前記距離に応じて制限速度を決定し、前記作業機が前記目標掘削地形に接近する方向の速度が前記制限速度以下になるように前記ブームの速度を制限するブーム制限部と、前記ブームを駆動するための第1油圧アクチュエータ、前記可動部材を駆動するための第2油圧アクチュエータ、及び前記第2油圧アクチュエータに対する作動油の供給量を調整する前記制御弁を有する油圧システムと、を備え、前記バケットによる掘削作業において、前記ブームが上がり、前記アームが下がるように前記油圧システムが作動し、前記アームが下がるときに前記制限操作量で駆動されることが好ましい。   In the first aspect of the present invention, a speed limit is determined according to the distance, and the speed of the boom is limited so that a speed in a direction in which the work machine approaches the target excavation landform is equal to or less than the speed limit. A boom limiter; a first hydraulic actuator for driving the boom; a second hydraulic actuator for driving the movable member; and the control valve for adjusting the amount of hydraulic oil supplied to the second hydraulic actuator. Preferably, in excavation work by the bucket, the hydraulic system is operated such that the boom is raised and the arm is lowered, and the arm is lowered and driven by the limited operation amount.

本発明の第1の態様において、前記油圧システムは、作動油を供給する油圧ポンプを含み、第1作業モードにおいて前記油圧ポンプから第1の最大吐出容量で前記作動油が供給され、第2作業モードにおいて前記油圧ポンプから前記第1の最大吐出容量よりも少ない第2の最大吐出容量で前記作動油が供給されるように前記油圧ポンプを制御するポンプ制御部を備え、前記第2作業モードにおける前記制限操作量は、前記第1作業モードにおける前記制限操作量よりも小さいことが好ましい。   In the first aspect of the present invention, the hydraulic system includes a hydraulic pump that supplies hydraulic oil. In the first operation mode, the hydraulic oil is supplied from the hydraulic pump at a first maximum discharge capacity, and the second operation is performed. A pump control unit that controls the hydraulic pump so that the hydraulic oil is supplied from the hydraulic pump at a second maximum discharge capacity that is smaller than the first maximum discharge capacity in the mode; The limited operation amount is preferably smaller than the limited operation amount in the first work mode.

本発明の第1の態様において、前記可動部材は交換可能であり、前記ブームに第1重量の前記可動部材が接続されたときの前記制限操作量は、前記第1重量よりも小さい第2重量の前記可動部材が接続されたときの前記制限操作量よりも小さいことが好ましい。   In the first aspect of the present invention, the movable member is replaceable, and the limit operation amount when the first weight of the movable member is connected to the boom is a second weight smaller than the first weight. It is preferable that the limit operation amount is smaller when the movable member is connected.

本発明の第1の態様において、前記検出装置の検出値の単位時間当たりの増加量が許容値を超えたときに前記制限操作量で前記可動部材が駆動するように制御信号の出力が開始され、前記増加量は、前記操作装置の操作量と前記操作量のローパスフィルタ処理により生成された処理量との差を含むことが好ましい。 In a first aspect of the present invention, the output of the control signal is initiated such that the movable member is driven by the limit operation amount when the amount of increase per unit time of the detection value of the detecting device exceeds an allowable value The increase amount preferably includes a difference between an operation amount of the operation device and a processing amount generated by low-pass filter processing of the operation amount.

本発明の第1の態様において、前記建設機械は、前記ブームを支持する車両本体を備え、前記車両本体の基準位置と前記バケットとが第1距離になるように前記作業機が駆動されたときの前記制限操作量は、前記基準位置と前記バケットとが前記第1距離よりも短い第2距離になるように前記作業機が駆動されたときの前記制限操作量よりも小さいことが好ましい。   In the first aspect of the present invention, the construction machine includes a vehicle main body that supports the boom, and the working machine is driven such that a reference position of the vehicle main body and the bucket are at a first distance. The limit operation amount is preferably smaller than the limit operation amount when the work implement is driven so that the reference position and the bucket are at a second distance shorter than the first distance.

本発明の第1の態様において、前記検出装置の検出値の単位時間当たりの増加量が許容値を超えたときに前記制限操作量で前記可動部材が駆動するように制御信号の出力が開始され、前記増加量は、前記操作装置の操作量と前記操作量のローパスフィルタ処理により生成された処理量との差を含むことが好ましい。 In a first aspect of the present invention, the output of the control signal is initiated such that the movable member is driven by the limit operation amount when the amount of increase per unit time of the detection value of the detecting device exceeds an allowable value The increase amount preferably includes a difference between an operation amount of the operation device and a processing amount generated by low-pass filter processing of the operation amount.

本発明の第2の態様は、ブームとアームとバケットとを含む作業機の姿勢を検出器で検出することと、前記アーム及び前記バケットの少なくとも一方を含む可動部材の駆動のために操作装置を操作することと、前記操作装置の操作量を検出装置で検出することと、前記検出器の検出結果に基づいて前記バケットの刃先位置を示す刃先位置データを生成することと、前記作業機による掘削対象の目標形状を示す目標掘削地形を取得して前記刃先位置データと前記目標掘削地形とに基づいて前記バケットの刃先と前記目標掘削地形との距離を算出することと、前記検出装置の検出結果に基づいて前記可動部材の速度を制限するための制限操作量を設定することと、前記制限操作量で前記可動部材が駆動するように前記作業機を駆動する油圧シリンダに供給される作動油の供給量を調整する制御弁に制御信号を出力することと、を含む建設機械の制御方法を提供する。   According to a second aspect of the present invention, there is provided an operating device for detecting a posture of a work machine including a boom, an arm, and a bucket with a detector and driving a movable member including at least one of the arm and the bucket. Operating, detecting an operation amount of the operating device with a detecting device, generating cutting edge position data indicating a cutting edge position of the bucket based on a detection result of the detector, and excavation by the working machine Obtaining a target excavation landform indicating the target shape of the target, calculating a distance between the blade edge of the bucket and the target excavation landform based on the cutting edge position data and the target excavation landform, and a detection result of the detection device And a hydraulic cylinder that drives the work implement so that the movable member is driven with the limited operation amount. Providing construction machine control method comprising, and outputting a control signal to the control valve for adjusting the supply amount of hydraulic oil supplied to the.

本発明の態様によれば、掘削精度の低下が抑制される。   According to the aspect of the present invention, a decrease in excavation accuracy is suppressed.

図1は、建設機械の一例を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing an example of a construction machine. 図2は、建設機械の一例を模式的に示す側面図である。FIG. 2 is a side view schematically showing an example of the construction machine. 図3は、建設機械の一例を模式的に示す背面図である。FIG. 3 is a rear view schematically showing an example of the construction machine. 図4Aは、制御システムの一例を示すブロック図である。FIG. 4A is a block diagram illustrating an example of a control system. 図4Bは、制御システムの一例を示すブロック図である。FIG. 4B is a block diagram illustrating an example of a control system. 図5は、目標施工情報の一例を示す模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram illustrating an example of target construction information. 図6は、制限掘削制御の一例を示すフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of limited excavation control. 図7は、制限掘削制御の一例を説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining an example of limited excavation control. 図8は、制限掘削制御の一例を説明するための図である。FIG. 8 is a diagram for explaining an example of limited excavation control. 図9は、制限掘削制御の一例を説明するための図である。FIG. 9 is a diagram for explaining an example of limited excavation control. 図10は、制限掘削制御の一例を説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining an example of limited excavation control. 図11は、制限掘削制御の一例を説明するための図である。FIG. 11 is a diagram for explaining an example of limited excavation control. 図12は、制限掘削制御の一例を説明するための図である。FIG. 12 is a diagram for explaining an example of limited excavation control. 図13は、制限掘削制御の一例を説明するための図である。FIG. 13 is a diagram for explaining an example of limited excavation control. 図14は、制限掘削制御の一例を説明するための図である。FIG. 14 is a diagram for explaining an example of limited excavation control. 図15は、油圧シリンダの一例を示す図である。FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a hydraulic cylinder. 図16は、シリンダストロークセンサの一例を示す図である。FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a cylinder stroke sensor. 図17は、制御システムの一例を示す図である。FIG. 17 is a diagram illustrating an example of a control system. 図18は、制御システムの一例を示す図である。FIG. 18 is a diagram illustrating an example of a control system. 図19は、建設機械の動作の一例を示す模式図である。FIG. 19 is a schematic diagram illustrating an example of the operation of the construction machine. 図20は、制御システムの一例を示す機能ブロック図である。FIG. 20 is a functional block diagram illustrating an example of a control system. 図21は、建設機械の制御方法の一例を示すフローチャートである。FIG. 21 is a flowchart showing an example of a construction machine control method. 図22は、建設機械の制御方法の一例を説明するための図である。FIG. 22 is a diagram for explaining an example of a construction machine control method. 図23は、建設機械の制御方法の一例を説明するための図である。FIG. 23 is a diagram for explaining an example of a construction machine control method. 図24は、建設機械の制御方法の一例を説明するための図である。FIG. 24 is a diagram for explaining an example of a construction machine control method. 図25は、制御システムの一例を示す機能ブロック図である。FIG. 25 is a functional block diagram illustrating an example of a control system. 図26は、建設機械の制御方法の一例を説明するための図である。FIG. 26 is a diagram for explaining an example of a method of controlling the construction machine. 図27は、建設機械の制御方法の一例を説明するための図である。FIG. 27 is a diagram for explaining an example of a method of controlling the construction machine. 図28は、建設機械の制御方法の一例を説明するための図である。FIG. 28 is a diagram for explaining an example of a method of controlling the construction machine. 図29は、建設機械の制御方法の一例を説明するための図である。FIG. 29 is a diagram for explaining an example of a method of controlling the construction machine. 図30は、制御システムの一例を示す機能ブロック図である。FIG. 30 is a functional block diagram illustrating an example of a control system. 図31は、建設機械の制御方法の一例を説明するための図である。FIG. 31 is a diagram for explaining an example of a construction machine control method. 図32は、建設機械の制御方法の一例を説明するための図である。FIG. 32 is a diagram for explaining an example of a construction machine control method. 図33は、建設機械の制御方法の一例を示すフローチャートである。FIG. 33 is a flowchart illustrating an example of a construction machine control method. 図34は、建設機械の制御方法の一例を説明するための図である。FIG. 34 is a diagram for explaining an example of a construction machine control method. 図35は、建設機械の制御方法の一例を説明するための図である。FIG. 35 is a diagram for explaining an example of a construction machine control method. 図36は、建設機械の制御方法の一例を説明するための図である。FIG. 36 is a diagram for explaining an example of a method of controlling the construction machine. 図37は、建設機械の制御方法の一例を説明するための図である。FIG. 37 is a diagram for explaining an example of a method of controlling the construction machine. 図38は、制御システムの一例を示す機能ブロック図である。FIG. 38 is a functional block diagram illustrating an example of a control system. 図39は、建設機械の制御方法の一例を示すフローチャートである。FIG. 39 is a flowchart illustrating an example of a construction machine control method. 図40は、建設機械の制御方法の一例を説明するための図である。FIG. 40 is a diagram for explaining an example of a construction machine control method. 図41は、建設機械の制御方法の一例を説明するための図である。FIG. 41 is a diagram for explaining an example of a construction machine control method. 図42は、建設機械の制御方法の一例を説明するための図である。FIG. 42 is a diagram for explaining an example of a construction machine control method. 図43は、制御システムの一例を示す機能ブロック図である。FIG. 43 is a functional block diagram illustrating an example of a control system. 図44は、建設機械の動作の一例を示す模式図である。FIG. 44 is a schematic diagram illustrating an example of the operation of the construction machine. 図45は、建設機械の制御方法の一例を説明するための図である。FIG. 45 is a diagram for explaining an example of a method of controlling the construction machine. 図46は、建設機械の制御方法の一例を説明するための図である。FIG. 46 is a diagram for explaining an example of a construction machine control method. 図47は、建設機械の制御方法の一例を説明するための図である。FIG. 47 is a diagram for explaining an example of a construction machine control method. 図48は、制御システムの一例を示す機能ブロック図である。FIG. 48 is a functional block diagram illustrating an example of a control system. 図49は、建設機械の制御方法の一例を説明するための図である。FIG. 49 is a diagram for explaining an example of a construction machine control method. 図50は、建設機械の制御方法の一例を示すフローチャートである。FIG. 50 is a flowchart showing an example of a construction machine control method.

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する各実施形態の要件は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。   Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto. The requirements of the embodiments described below can be combined as appropriate. Some components may not be used.

[油圧ショベルの全体構成]
図1は、本実施形態に係る建設機械100の一例を示す斜視図である。本実施形態においては、建設機械100が、油圧により作動する作業機2を備える油圧ショベル100である例について説明する。
[Overall configuration of hydraulic excavator]
FIG. 1 is a perspective view showing an example of a construction machine 100 according to the present embodiment. In the present embodiment, an example in which the construction machine 100 is a hydraulic excavator 100 including the work machine 2 that operates by hydraulic pressure will be described.

図1に示すように、油圧ショベル100は、車両本体1と、作業機2とを備える。後述するように、油圧ショベル100には掘削制御を実行する制御システム200が搭載されている。   As shown in FIG. 1, the excavator 100 includes a vehicle main body 1 and a work implement 2. As will be described later, the excavator 100 is equipped with a control system 200 that executes excavation control.

車両本体1は、旋回体3と、運転室4と、走行装置5とを有する。旋回体3は、走行装置5の上に配置される。走行装置5は、旋回体3を支持する。旋回体3を上部旋回体3と称してもよい。走行装置5を下部走行体5と称してもよい。旋回体3は、旋回軸AXを中心に旋回可能である。運転室4に、オペレータが着座する運転席4Sが設けられる。オペレータは、運転室4において油圧ショベル100を操作する。走行装置5は、一対の履帯5Crを有する。履帯5Crの回転により、油圧ショベル100が走行する。なお、走行装置5が車輪(タイヤ)を含んでもよい。   The vehicle body 1 includes a turning body 3, a cab 4, and a traveling device 5. The swing body 3 is disposed on the traveling device 5. The traveling device 5 supports the revolving unit 3. The swing body 3 may be referred to as the upper swing body 3. The traveling device 5 may be referred to as the lower traveling body 5. The revolving structure 3 can revolve around the revolving axis AX. The driver's cab 4 is provided with a driver's seat 4S on which an operator is seated. The operator operates the excavator 100 in the cab 4. The traveling device 5 has a pair of crawler belts 5Cr. The excavator 100 travels by the rotation of the crawler belt 5Cr. The traveling device 5 may include wheels (tires).

本実施形態においては、運転席4Sを基準として各部の位置関係について説明する。前後方向とは、運転席4Sを基準とした前後方向をいう。左右方向とは、運転席4Sを基準とした左右方向をいう。運転席4Sが正面に正対する方向を前方向とし、前方向に対向する方向を後方向とする。運転席4Sが正面に正対したとき側方向の右側、左側をそれぞれ右方向、左方向とする。   In the present embodiment, the positional relationship of each part will be described with reference to the driver's seat 4S. The front-rear direction refers to the front-rear direction based on the driver's seat 4S. The left-right direction refers to the left-right direction based on the driver's seat 4S. The direction in which the driver's seat 4S faces the front is the front direction, and the direction facing the front direction is the rear direction. When the driver's seat 4S faces the front, the right side and the left side of the side direction are the right direction and the left direction, respectively.

旋回体3は、エンジンが収容されるエンジンルーム9と、旋回体3の後部に設けられるカウンタウェイトとを有する。旋回体3において、エンジンルーム9の前方に手すり19が設けられる。エンジンルーム9に、エンジン及び油圧ポンプなどが配置される。   The swing body 3 has an engine room 9 in which the engine is accommodated, and a counterweight provided at the rear portion of the swing body 3. In the revolving structure 3, a handrail 19 is provided in front of the engine room 9. In the engine room 9, an engine, a hydraulic pump, and the like are arranged.

作業機2は、旋回体3に支持される。作業機2は、旋回体3に接続されるブーム6と、ブーム6に接続されるアーム7と、アーム7に接続されるバケット8と、ブーム6を駆動するブームシリンダ10と、アーム7を駆動するアームシリンダ11と、バケット8を駆動するバケットシリンダ12とを有する。ブームシリンダ10、アームシリンダ11、及びバケットシリンダ12のそれぞれは、作動油によって駆動される油圧シリンダである。   The work machine 2 is supported by the swing body 3. The work implement 2 drives the boom 6 connected to the revolving structure 3, the arm 7 connected to the boom 6, the bucket 8 connected to the arm 7, the boom cylinder 10 that drives the boom 6, and the arm 7. An arm cylinder 11 that drives the bucket 8 and a bucket cylinder 12 that drives the bucket 8. Each of the boom cylinder 10, the arm cylinder 11, and the bucket cylinder 12 is a hydraulic cylinder driven by hydraulic oil.

ブーム6の基端部は、ブームピン13を介して旋回体3に接続される。アーム7の基端部は、アームピン14を介してブーム6の先端部に接続される。バケット8は、バケットピン15を介してアーム7の先端部に接続される。ブーム6は、ブームピン13を中心に回転可能である。アーム7は、アームピン14を中心に回転可能である。バケット8は、バケットピン15を中心に回転可能である。アーム7及びバケット8のそれぞれは、ブーム6の先端側で移動可能な可動部材である。   A base end portion of the boom 6 is connected to the swing body 3 via a boom pin 13. The proximal end portion of the arm 7 is connected to the distal end portion of the boom 6 via the arm pin 14. Bucket 8 is connected to the tip of arm 7 via bucket pin 15. The boom 6 can rotate around the boom pin 13. The arm 7 is rotatable around the arm pin 14. The bucket 8 can rotate around the bucket pin 15. Each of the arm 7 and the bucket 8 is a movable member that can move on the distal end side of the boom 6.

図2は、本実施形態に係る油圧ショベル100を模式的に示す側面図である。図3は、本実施形態に係る油圧ショベル100を模式的に示す背面図である。図2に示すように、ブーム6の長さL1は、ブームピン13とアームピン14との距離である。アーム7の長さL2は、アームピン14とバケットピン15との距離である。バケット8の長さL3は、バケットピン15とバケット8の先端部8aとの距離である。本実施形態において、バケット8は、複数の刃を有する。以下の説明において、バケット8の先端部8aを適宜、刃先8a、と称する。   FIG. 2 is a side view schematically showing the excavator 100 according to the present embodiment. FIG. 3 is a rear view schematically showing the excavator 100 according to the present embodiment. As shown in FIG. 2, the length L <b> 1 of the boom 6 is the distance between the boom pin 13 and the arm pin 14. The length L2 of the arm 7 is the distance between the arm pin 14 and the bucket pin 15. The length L3 of the bucket 8 is the distance between the bucket pin 15 and the tip 8a of the bucket 8. In the present embodiment, the bucket 8 has a plurality of blades. In the following description, the tip 8a of the bucket 8 is appropriately referred to as a blade edge 8a.

なお、バケット8は、刃を有していなくてもよい。バケット8の先端部は、ストレート形状の鋼板で形成されてもよい。   Note that the bucket 8 may not have a blade. The tip of the bucket 8 may be formed of a straight steel plate.

図2に示すように、油圧ショベル100は、ブームシリンダ10に配置された第1シリンダストロークセンサ16と、アームシリンダ11に配置された第2シリンダストロークセンサ17と、バケットシリンダ12に配置された第3シリンダストロークセンサ18とを有する。第1シリンダストロークセンサ16の検出結果に基づいて、ブームシリンダ10のストローク長さが求められる。第2シリンダストロークセンサ17の検出結果に基づいて、アームシリンダ11のストローク長さが求められる。第3シリンダストロークセンサ18の検出結果に基づいて、バケットシリンダ12のストローク長さが求められる。   As shown in FIG. 2, the excavator 100 includes a first cylinder stroke sensor 16 arranged in the boom cylinder 10, a second cylinder stroke sensor 17 arranged in the arm cylinder 11, and a first cylinder arranged in the bucket cylinder 12. 3 cylinder stroke sensor 18. Based on the detection result of the first cylinder stroke sensor 16, the stroke length of the boom cylinder 10 is obtained. Based on the detection result of the second cylinder stroke sensor 17, the stroke length of the arm cylinder 11 is obtained. Based on the detection result of the third cylinder stroke sensor 18, the stroke length of the bucket cylinder 12 is obtained.

以下の説明においては、ブームシリンダ10のストローク長さを適宜、ブームシリンダ長、と称し、アームシリンダ11のストローク長さを適宜、アームシリンダ長、と称し、バケットシリンダ12のストローク長さを適宜、バケットシリンダ長、と称する。また、以下の説明において、ブームシリンダ長、アームシリンダ長、及びバケットシリンダ長を適宜、シリンダ長データL、と総称する。   In the following description, the stroke length of the boom cylinder 10 is appropriately referred to as a boom cylinder length, the stroke length of the arm cylinder 11 is appropriately referred to as an arm cylinder length, and the stroke length of the bucket cylinder 12 is appropriately determined. This is called the bucket cylinder length. In the following description, the boom cylinder length, the arm cylinder length, and the bucket cylinder length are collectively referred to as cylinder length data L as appropriate.

油圧ショベル100は、油圧ショベル100の位置を検出可能な位置検出装置20を備えている。位置検出装置20は、アンテナ21と、グローバル座標演算部23と、IMU(Inertial Measurement Unit)24とを有する。   The excavator 100 includes a position detection device 20 that can detect the position of the excavator 100. The position detection device 20 includes an antenna 21, a global coordinate calculation unit 23, and an IMU (Inertial Measurement Unit) 24.

アンテナ21は、GNSS(Global Navigation Satellite Systems:全地球航法衛星システム)用のアンテナである。アンテナ21は、RTK−GNSS(Real Time Kinematic-Global Navigation Satellite Systems)用アンテナである。アンテナ21は、旋回体3に設けられる。本実施形態において、アンテナ21は、旋回体3の手すり19に設けられる。なお、アンテナ21は、エンジンルーム9の後方向に設けられてよい。例えば、旋回体3のカウンタウェイトにアンテナ21が設けられてもよい。アンテナ21は、受信した電波(GNSS電波)に応じた信号をグローバル座標演算部23に出力する。   The antenna 21 is an antenna for GNSS (Global Navigation Satellite Systems). The antenna 21 is an RTK-GNSS (Real Time Kinematic-Global Navigation Satellite Systems) antenna. The antenna 21 is provided on the revolving unit 3. In the present embodiment, the antenna 21 is provided on the handrail 19 of the revolving structure 3. The antenna 21 may be provided in the rear direction of the engine room 9. For example, the antenna 21 may be provided on the counterweight of the swing body 3. The antenna 21 outputs a signal corresponding to the received radio wave (GNSS radio wave) to the global coordinate calculation unit 23.

グローバル座標演算部23は、グローバル座標系におけるアンテナ21の設置位置P1を検出する。グローバル座標系は、作業エリアに設置した基準位置Prを元にした3次元座標系である。図2に示すように、本実施形態において、基準位置Prは、作業エリアに設定された基準杭の先端の位置である。   The global coordinate calculation unit 23 detects the installation position P1 of the antenna 21 in the global coordinate system. The global coordinate system is a three-dimensional coordinate system based on the reference position Pr installed in the work area. As shown in FIG. 2, in this embodiment, the reference position Pr is the position of the tip of the reference pile set in the work area.

グローバル座標系は、地球に固定された原点Pr(図2参照)を基準とした座標系である。ローカル座標系は、建設機械100の車両本体1に固定された原点P2(図2参照)を基準とした座標系である。ローカル座標系を、車両本体座標系、と称してもよい。   The global coordinate system is a coordinate system based on the origin Pr (see FIG. 2) fixed to the earth. The local coordinate system is a coordinate system based on the origin P2 (see FIG. 2) fixed to the vehicle body 1 of the construction machine 100. The local coordinate system may be referred to as a vehicle body coordinate system.

図2などにおいて、グローバル座標系を、XgYgZg直交座標系で示す。グローバル座標系の基準位置(原点)Prは、作業エリアに位置する。水平面内の一方向をXg軸方向、水平面内においてXg軸方向と直交する方向をYg軸方向、Xg軸方向及びYg軸方向のそれぞれと直交する方向をZg軸方向とする。また、Xg軸、Yg軸、及びZg軸まわりの回転(傾斜)方向をそれぞれ、θXg、θYg、及びθZg方向とする。Xg軸は、YgZg平面と直交する。Yg軸は、XgZg平面と直交する。Zg軸は、XgYg平面と直交する。XgYg平面は、水平面と平行である。Zg軸方向は、鉛直方向である。   In FIG. 2 and the like, the global coordinate system is indicated by an XgYgZg orthogonal coordinate system. The reference position (origin) Pr of the global coordinate system is located in the work area. One direction in the horizontal plane is defined as the Xg axis direction, and a direction orthogonal to the Xg axis direction in the horizontal plane is defined as the Yg axis direction, and a direction orthogonal to each of the Xg axis direction and the Yg axis direction is defined as the Zg axis direction. In addition, the rotation (tilt) directions around the Xg axis, the Yg axis, and the Zg axis are the θXg, θYg, and θZg directions, respectively. The Xg axis is orthogonal to the YgZg plane. The Yg axis is orthogonal to the XgZg plane. The Zg axis is orthogonal to the XgYg plane. The XgYg plane is parallel to the horizontal plane. The Zg axis direction is the vertical direction.

図2などにおいて、ローカル座標系を、XYZ直交座標系で示す。ローカル座標系の基準位置(原点)P2は、旋回体3の旋回中心AXに位置する。ある平面内の一方向をX軸方向、その平面内においてX軸方向と直交する方向をY軸方向、X軸方向及びY軸方向のそれぞれと直交する方向をZ軸方向とする。また、X軸、Y軸、及びZ軸まわりの回転(傾斜)方向をそれぞれ、θX、θY、及びθZ方向とする。X軸は、YZ平面と直交する。Y軸は、XZ平面と直交する。Z軸は、XY平面と直交する。   In FIG. 2 and the like, the local coordinate system is indicated by an XYZ orthogonal coordinate system. The reference position (origin) P2 of the local coordinate system is located at the turning center AX of the turning body 3. One direction in a certain plane is defined as an X-axis direction, a direction orthogonal to the X-axis direction in the plane is defined as a Y-axis direction, and a direction orthogonal to each of the X-axis direction and the Y-axis direction is defined as a Z-axis direction. Further, the rotation (inclination) directions around the X axis, Y axis, and Z axis are the θX, θY, and θZ directions, respectively. The X axis is orthogonal to the YZ plane. The Y axis is orthogonal to the XZ plane. The Z axis is orthogonal to the XY plane.

本実施形態において、アンテナ21は、車幅方向に離れるように旋回体3に設けられた第1アンテナ21A及び第2アンテナ21Bを含む。第1アンテナ21Aは設置位置P1aを第2アンテナ21Bは設置位置P1bを検出しグローバル座標演算部23へ出力する。   In the present embodiment, the antenna 21 includes a first antenna 21A and a second antenna 21B provided on the revolving structure 3 so as to be separated from each other in the vehicle width direction. The first antenna 21A detects the installation position P1a and the second antenna 21B detects the installation position P1b and outputs the detected position to the global coordinate calculation unit 23.

グローバル座標演算部23は、グローバル座標で表される基準位置データPを取得する。本実施形態において、基準位置データPは、旋回体3の旋回軸(旋回中心)AXに位置する基準位置P2を示すデータである。なお、基準位置データPは、設置位置P1を示すデータでもよい。本実施形態において、グローバル座標演算部23は、2つの設置位置P1a及び設置位置P1bに基づいて旋回体方位データQを生成する。旋回体方位データQは、設置位置P1aと設置位置P1bとで決定される直線がグローバル座標の基準方位(例えば北)に対してなす角に基づいて決定される。旋回体方位データQは、旋回体3(作業機2)が向いている方位を示す。グローバル座標演算部23は、後述する表示コントローラ28に基準位置データP及び旋回体方位データQを出力する。   The global coordinate calculation unit 23 acquires reference position data P represented by global coordinates. In the present embodiment, the reference position data P is data indicating the reference position P2 located on the turning axis (turning center) AX of the turning body 3. The reference position data P may be data indicating the installation position P1. In the present embodiment, the global coordinate calculation unit 23 generates the turning body orientation data Q based on the two installation positions P1a and P1b. The turning body orientation data Q is determined based on an angle formed by a straight line determined by the installation position P1a and the installation position P1b with respect to a reference orientation (for example, north) of global coordinates. The turning body orientation data Q indicates the direction in which the turning body 3 (work machine 2) is facing. The global coordinate calculation unit 23 outputs reference position data P and turning body orientation data Q to a display controller 28 described later.

IMU24は、旋回体3に設けられる。本実施形態において、IMU24は、運転室4の下部に配置される。旋回体3において、運転室4の下部に高剛性のフレームが配置される。IMU24は、そのフレーム上に配置される。なお、IMU24は、旋回体3の旋回軸AX(基準位置P2)の側方(右側又は左側)に配置されてもよい。IMU24は、グローバル座標に対して車両本体1の左右方向に対する傾斜角θ4と、車両本体1の前後方向に対する傾斜角θ5とを検出する。   The IMU 24 is provided in the revolving unit 3. In the present embodiment, the IMU 24 is disposed below the cab 4. In the revolving structure 3, a highly rigid frame is disposed below the cab 4. The IMU 24 is placed on the frame. The IMU 24 may be disposed on the side (right side or left side) of the turning axis AX (reference position P2) of the turning body 3. The IMU 24 detects an inclination angle θ4 with respect to the left-right direction of the vehicle main body 1 and an inclination angle θ5 with respect to the front-rear direction of the vehicle main body 1 with respect to the global coordinates.

[制御システムの構成]
次に、本実施形態に係る制御システム200の概要について説明する。図4Aは、本実施形態に係る制御システム200の機能構成を示すブロック図である。
[Control system configuration]
Next, an overview of the control system 200 according to the present embodiment will be described. FIG. 4A is a block diagram illustrating a functional configuration of the control system 200 according to the present embodiment.

制御システム200は、作業機2を用いる掘削処理を制御する。掘削処理の制御は、制限掘削制御を含む。図4Aに示すように、制御システム200は、第1シリンダストロークセンサ16と、第2シリンダストロークセンサ17と、第3シリンダストロークセンサ18と、アンテナ21と、グローバル座標演算部23と、IMU24と、操作装置25と、作業機コントローラ26と、圧力センサ66及び圧力センサ67と、制御弁27と、方向制御弁64と、表示コントローラ28と、表示部29と、センサコントローラ30と、作業モード設定を行うマンマシンインターフェース部32とを備えている。   The control system 200 controls excavation processing using the work machine 2. The control of the excavation process includes limited excavation control. As shown in FIG. 4A, the control system 200 includes a first cylinder stroke sensor 16, a second cylinder stroke sensor 17, a third cylinder stroke sensor 18, an antenna 21, a global coordinate calculation unit 23, an IMU 24, The operation device 25, the work machine controller 26, the pressure sensor 66 and the pressure sensor 67, the control valve 27, the direction control valve 64, the display controller 28, the display unit 29, the sensor controller 30, and the work mode setting. And a man-machine interface unit 32 for performing.

操作装置25は、運転室4に配置される。オペレータにより操作装置25が操作される。操作装置25は、作業機2を駆動するオペレータ操作を受け付ける。本実施形態において、操作装置25は、パイロット油圧方式の操作装置である。   The operating device 25 is disposed in the cab 4. The operating device 25 is operated by the operator. The operation device 25 receives an operator operation for driving the work machine 2. In the present embodiment, the operating device 25 is a pilot hydraulic system operating device.

以下の説明においては、油圧シリンダ(ブームシリンダ10、アームシリンダ11、及びバケットシリンダ12)を作動するためにその油圧シリンダに供給される油を適宜、作動油、と称する。本実施形態においては、方向制御弁64により、油圧シリンダに対する作動油の供給量が調整される。方向制御弁64は、供給される油によって作動する。以下の説明においては、方向制御弁64を作動するためにその方向制御弁64に供給される油を適宜、パイロット油、と称する。また、パイロット油の圧力を適宜、パイロット油圧、と称する。   In the following description, the oil supplied to the hydraulic cylinders for operating the hydraulic cylinders (the boom cylinder 10, the arm cylinder 11, and the bucket cylinder 12) is appropriately referred to as hydraulic oil. In the present embodiment, the directional control valve 64 adjusts the amount of hydraulic oil supplied to the hydraulic cylinder. The direction control valve 64 is operated by supplied oil. In the following description, the oil supplied to the direction control valve 64 in order to operate the direction control valve 64 is appropriately referred to as pilot oil. The pressure of the pilot oil is appropriately referred to as pilot oil pressure.

作動油及びパイロット油は、同一の油圧ポンプから送出されてもよい。例えば、油圧ポンプから送出された作動油の一部が減圧弁で減圧され、その減圧された作動油がパイロット油として使用されてもよい。また、作動油を送出する油圧ポンプ(メイン油圧ポンプ)と、パイロット油を送出する油圧ポンプ(パイロット油圧ポンプ)とが別の油圧ポンプでもよい。   The hydraulic oil and pilot oil may be delivered from the same hydraulic pump. For example, part of the hydraulic oil sent from the hydraulic pump may be decompressed by a pressure reducing valve, and the decompressed hydraulic oil may be used as pilot oil. In addition, the hydraulic pump that sends hydraulic oil (main hydraulic pump) and the hydraulic pump that sends pilot oil (pilot hydraulic pump) may be different hydraulic pumps.

操作装置25は、第1操作レバー25Rと、第2操作レバー25Lとを有する。第1操作レバー25Rは、例えば運転席4Sの右側に配置される。第2操作レバー25Lは、例えば運転席4Sの左側に配置される。第1操作レバー25R及び第2操作レバー25Lでは、前後左右の動作が2軸の動作に対応している。   The operating device 25 includes a first operating lever 25R and a second operating lever 25L. The first operation lever 25R is disposed on the right side of the driver's seat 4S, for example. The second operation lever 25L is disposed on the left side of the driver's seat 4S, for example. In the first operation lever 25R and the second operation lever 25L, the front / rear and left / right operations correspond to the biaxial operations.

第1操作レバー25Rにより、ブーム6及びバケット8が操作される。第1操作レバー25Rの前後方向の操作は、ブーム6の操作に対応し、前後方向の操作に応じてブーム6の下げ動作及び上げ動作が実行される。第1操作レバー25Rの左右方向の操作は、バケット8の操作に対応し、左右方向の操作に応じてバケット8の掘削動作及び開放動作が実行される。   The boom 6 and the bucket 8 are operated by the first operation lever 25R. The operation in the front-rear direction of the first operation lever 25R corresponds to the operation of the boom 6, and the lowering operation and the raising operation of the boom 6 are executed according to the operation in the front-rear direction. The operation in the left-right direction of the first operation lever 25R corresponds to the operation of the bucket 8, and the excavation operation and the opening operation of the bucket 8 are executed according to the operation in the left-right direction.

第2操作レバー25Lにより、アーム7及び旋回体3が操作される。第2操作レバー25Lの前後方向の操作は、アーム7の操作に対応し、前後方向の操作に応じてアーム7の上げ動作及び下げ動作が実行される。第2操作レバー25Lの左右方向の操作は、旋回体3の旋回に対応し、左右方向の操作に応じて旋回体3の右旋回動作及び左旋回動作が実行される。   The arm 7 and the swing body 3 are operated by the second operation lever 25L. The operation in the front-rear direction of the second operation lever 25L corresponds to the operation of the arm 7, and the raising operation and the lowering operation of the arm 7 are executed according to the operation in the front-rear direction. The left / right operation of the second operation lever 25L corresponds to the turning of the revolving structure 3, and the right turning operation and the left turning operation of the revolving structure 3 are executed according to the left / right operation.

本実施形態において、ブーム6の上げ動作は、ダンプ動作に相当する。ブーム6の下げ動作は、掘削動作に相当する。アーム7の下げ動作は、掘削動作に相当する。アーム7の上げ動作は、ダンプ動作に相当する。バケット8の下げ動作は、掘削動作に相当する。なお、アーム7の下げ動作を曲げ動作と称してもよい。アーム7の上げ動作を伸長動作と称してもよい。   In the present embodiment, the raising operation of the boom 6 corresponds to a dumping operation. The lowering operation of the boom 6 corresponds to an excavation operation. The lowering operation of the arm 7 corresponds to an excavation operation. The raising operation of the arm 7 corresponds to a dumping operation. The lowering operation of the bucket 8 corresponds to an excavation operation. The lowering operation of the arm 7 may be referred to as a bending operation. The raising operation of the arm 7 may be referred to as an extension operation.

油圧ポンプから送出され、減圧弁によってパイロット油圧に減圧されたパイロット油が操作装置25に供給される。操作装置25の操作量に基づいてパイロット油圧が調整され、そのパイロット油圧に応じて、油圧シリンダ(ブームシリンダ10、アームシリンダ11、及びバケットシリンダ12)に供給される作動油が流れる方向制御弁64が駆動される。パイロット油圧ライン450には、圧力センサ66及び圧力センサ67が配置されている。圧力センサ66及び圧力センサ67は、パイロット油圧を検出する。圧力センサ66及び圧力センサ67の検出結果は、作業機コントローラ26に出力される。   The pilot oil that is sent out from the hydraulic pump and reduced to the pilot hydraulic pressure by the pressure reducing valve is supplied to the operating device 25. The pilot hydraulic pressure is adjusted based on the operation amount of the operating device 25, and the direction control valve 64 through which the hydraulic oil supplied to the hydraulic cylinders (the boom cylinder 10, the arm cylinder 11, and the bucket cylinder 12) flows according to the pilot hydraulic pressure. Is driven. A pressure sensor 66 and a pressure sensor 67 are disposed in the pilot hydraulic line 450. The pressure sensor 66 and the pressure sensor 67 detect pilot oil pressure. The detection results of the pressure sensor 66 and the pressure sensor 67 are output to the work machine controller 26.

第1操作レバー25Rは、ブーム6の駆動のために前後方向に操作される。前後方向に関する第1操作レバー25Rの操作量(ブーム操作量)に応じて、ブーム6を駆動するためのブームシリンダ10に供給される作動油が流れる方向制御弁64が駆動される。また、このレバー操作時、センサ66に発生する圧力をブームレバー操作量MBとする。   The first operation lever 25 </ b> R is operated in the front-rear direction for driving the boom 6. The direction control valve 64 through which hydraulic oil supplied to the boom cylinder 10 for driving the boom 6 flows is driven according to the operation amount (boom operation amount) of the first operation lever 25R in the front-rear direction. Further, the pressure generated in the sensor 66 during the lever operation is defined as the boom lever operation amount MB.

第1操作レバー25Rは、バケット8の駆動のために左右方向に操作される。左右方向に関する第1操作レバー25Rの操作量(バケット操作量)に応じて、バケット8を駆動するためのバケットシリンダ12に供給される作動油が流れる方向制御弁64が駆動される。また、このレバー操作時、センサ66に発生する圧力をバケットレバー操作量MTとする。   The first operation lever 25 </ b> R is operated in the left-right direction for driving the bucket 8. The direction control valve 64 in which the hydraulic oil supplied to the bucket cylinder 12 for driving the bucket 8 flows is driven according to the operation amount (bucket operation amount) of the first operation lever 25R in the left-right direction. Further, the pressure generated in the sensor 66 during the lever operation is defined as a bucket lever operation amount MT.

第2操作レバー25Lは、アーム7の駆動のために前後方向に操作される。前後方向に関する第2操作レバー25Lの操作量(アーム操作量)に応じて、アーム7を駆動するためのアームシリンダ11に供給される作動油が流れる方向制御弁64が駆動される。また、このレバー操作時、センサ66に発生する圧力をアームレバー操作量MAとする。   The second operation lever 25L is operated in the front-rear direction for driving the arm 7. The direction control valve 64 through which hydraulic oil supplied to the arm cylinder 11 for driving the arm 7 flows is driven according to the operation amount (arm operation amount) of the second operation lever 25L in the front-rear direction. Further, the pressure generated in the sensor 66 during the lever operation is defined as an arm lever operation amount MA.

第2操作レバー25Lは、旋回体3の駆動のために左右方向に操作される。左右方向に関する第2操作レバー25Lの操作量に応じて、旋回体3を駆動するための油圧アクチュエータに供給される作動油が流れる方向制御弁64が駆動される。   The second operation lever 25L is operated in the left-right direction for driving the revolving structure 3. In accordance with the operation amount of the second operation lever 25L in the left-right direction, the direction control valve 64 through which hydraulic oil supplied to the hydraulic actuator for driving the revolving structure 3 flows is driven.

なお、第1操作レバー25Rの左右方向の操作がブーム6の操作に対応し、前後方向の操作がバケット8の操作に対応してもよい。なお、第2操作レバー25Lの左右方向がアーム7の操作に対応し、前後方向の操作が旋回体3の操作に対応してもよい。   The left / right operation of the first operation lever 25R may correspond to the operation of the boom 6 and the front / rear operation may correspond to the operation of the bucket 8. The left / right direction of the second operation lever 25L may correspond to the operation of the arm 7 and the operation in the front / rear direction may correspond to the operation of the revolving structure 3.

制御弁27は、油圧シリンダ(ブームシリンダ10、アームシリンダ11、及びバケットシリンダ12)に対する作動油の供給量を調整するために作動する。制御弁27は、作業機コントローラ26からの制御信号に基づいて作動する。   The control valve 27 operates to adjust the amount of hydraulic oil supplied to the hydraulic cylinders (the boom cylinder 10, the arm cylinder 11, and the bucket cylinder 12). The control valve 27 operates based on a control signal from the work machine controller 26.

センサコントローラ30は、第1シリンダストロークセンサ16の検出結果に基づいて、ブームシリンダ長を算出する。第1シリンダストロークセンサ16は、周回動作に伴う位相変位のパルスをセンサコントローラ30に出力する。センサコントローラ30は、第1シリンダストロークセンサ16から出力された位相変位のパルスに基づいて、ブームシリンダ長を算出する。同様に、センサコントローラ30は、第2シリンダストロークセンサ17の検出結果に基づいて、アームシリンダ長を算出する。センサコントローラ30は、第3シリンダストロークセンサ18の検出結果に基づいて、バケットシリンダ長を算出する。   The sensor controller 30 calculates the boom cylinder length based on the detection result of the first cylinder stroke sensor 16. The first cylinder stroke sensor 16 outputs to the sensor controller 30 a pulse of phase displacement that accompanies the orbiting operation. The sensor controller 30 calculates the boom cylinder length based on the phase displacement pulse output from the first cylinder stroke sensor 16. Similarly, the sensor controller 30 calculates the arm cylinder length based on the detection result of the second cylinder stroke sensor 17. The sensor controller 30 calculates the bucket cylinder length based on the detection result of the third cylinder stroke sensor 18.

センサコントローラ30は、第1シリンダストロークセンサ16の検出結果に基づいて取得されたブームシリンダ長から、旋回体3の垂直方向に対するブーム6の姿勢角θ1を算出する。センサコントローラ30は、第2シリンダストロークセンサ17の検出結果に基づいて取得されたアームシリンダ長から、ブーム6に対するアーム7の姿勢角θ2を算出する。センサコントローラ30は、第3シリンダストロークセンサ18の検出結果に基づいて取得されたバケットシリンダ長を取得から、アーム7に対するバケット8の刃先8aの姿勢角θ3を算出する。第1,第2,第3シリンダストロークセンサ16,17,18は、作業機2の姿勢を検出する検出器として機能する。作業機2の姿勢は、ブーム6の姿勢角θ1、アーム7の姿勢角θ2、及びバケット8の刃先8aの姿勢角θ3の少なくとも一つを含む。   The sensor controller 30 calculates the attitude angle θ1 of the boom 6 with respect to the vertical direction of the swing body 3 from the boom cylinder length acquired based on the detection result of the first cylinder stroke sensor 16. The sensor controller 30 calculates the posture angle θ2 of the arm 7 relative to the boom 6 from the arm cylinder length acquired based on the detection result of the second cylinder stroke sensor 17. The sensor controller 30 calculates the posture angle θ3 of the blade edge 8a of the bucket 8 with respect to the arm 7 from acquiring the bucket cylinder length acquired based on the detection result of the third cylinder stroke sensor 18. The first, second, and third cylinder stroke sensors 16, 17, and 18 function as detectors that detect the attitude of the work machine 2. The posture of the work implement 2 includes at least one of the posture angle θ1 of the boom 6, the posture angle θ2 of the arm 7, and the posture angle θ3 of the blade edge 8a of the bucket 8.

なお、ブーム6の姿勢角θ1、アーム7の姿勢角θ2、及びバケット8の姿勢角θ3は、シリンダストロークセンサで検出されなくてもよい。ロータリーエンコーダのような角度検出器でブーム6の姿勢角θ1が検出されてもよい。角度検出器は、旋回体3に対するブーム6の屈曲角度を検出して、姿勢角θ1を検出する。同様に、アーム7の姿勢角θ2がアーム7に取り付けられた角度検出器で検出されてもよい。バケット8の姿勢角θ3がバケット8に取り付けられた角度検出器で検出されてもよい。   Note that the attitude angle θ1 of the boom 6, the attitude angle θ2 of the arm 7, and the attitude angle θ3 of the bucket 8 may not be detected by the cylinder stroke sensor. The attitude angle θ1 of the boom 6 may be detected by an angle detector such as a rotary encoder. The angle detector detects the bending angle of the boom 6 with respect to the revolving structure 3 and detects the posture angle θ1. Similarly, the posture angle θ2 of the arm 7 may be detected by an angle detector attached to the arm 7. The attitude angle θ3 of the bucket 8 may be detected by an angle detector attached to the bucket 8.

図4Bは、作業機コントローラ26及び表示コントローラ28及びセンサコントローラ30を示すブロック図である。センサコントローラ30は、第1、第2、第3シリンダストロークセンサ16、17、18の検出結果からシリンダ長データLを取得する。センサコントローラ30は、IMU24から出力される車両本体1の傾斜角θ4のデータ及び傾斜角θ5のデータを出力する。センサコントローラ30は、各作業機の姿勢角θ1〜θ3、及び傾斜角θ5のデータを、表示コントローラ28及び作業機コントローラ26のそれぞれに出力する。   FIG. 4B is a block diagram showing the work machine controller 26, the display controller 28, and the sensor controller 30. The sensor controller 30 acquires cylinder length data L from the detection results of the first, second, and third cylinder stroke sensors 16, 17, and 18. The sensor controller 30 outputs the data of the inclination angle θ4 and the data of the inclination angle θ5 of the vehicle body 1 output from the IMU 24. The sensor controller 30 outputs data of the posture angles θ1 to θ3 and the inclination angle θ5 of each work machine to the display controller 28 and the work machine controller 26, respectively.

上述のように、本実施形態においては、シリンダストロークセンサ(16、17、18)の検出結果、及びIMU24の検出結果がセンサコントローラ30に出力され、センサコントローラ30が所定の演算処理を行う。本実施形態において、センサコントローラ30の機能が、作業機コントローラ26で代用されてもよい。例えば、シリンダストロークセンサ(16、17、18)の検出結果が作業機コントローラ26に出力され、作業機コントローラ26が、シリンダストロークセンサ(16、17、18)の検出結果に基づいて、シリンダ長(ブームシリンダ長、アームシリンダ長、及びバケットシリンダ長)を算出してもよい。IMU24の検出結果が、作業機コントローラ26に出力されてもよい。   As described above, in this embodiment, the detection result of the cylinder stroke sensor (16, 17, 18) and the detection result of the IMU 24 are output to the sensor controller 30, and the sensor controller 30 performs a predetermined calculation process. In the present embodiment, the function of the sensor controller 30 may be substituted by the work machine controller 26. For example, the detection result of the cylinder stroke sensor (16, 17, 18) is output to the work machine controller 26, and the work machine controller 26 uses the cylinder length (16, 17, 18) based on the detection result of the cylinder stroke sensor (16, 17, 18). Boom cylinder length, arm cylinder length, and bucket cylinder length) may be calculated. The detection result of the IMU 24 may be output to the work machine controller 26.

表示コントローラ28は、目標施工情報格納部28Aと、バケット位置データ生成部28Bと、目標掘削地形データ生成部28Cとを有する。表示コントローラ28は、グローバル座標演算部23から、基準位置データP及び旋回体方位データQを取得する。表示コントローラ28は、センサコントローラ30からシリンダ姿勢データθ1〜θ3を取得する。   The display controller 28 includes a target construction information storage unit 28A, a bucket position data generation unit 28B, and a target excavation landform data generation unit 28C. The display controller 28 acquires the reference position data P and the turning body orientation data Q from the global coordinate calculation unit 23. The display controller 28 acquires cylinder attitude data θ <b> 1 to θ <b> 3 from the sensor controller 30.

バケット位置データ生成部28Bは、基準位置データP、旋回体方位データQ、及びシリンダ姿勢データθ1〜θ3に基づいて、バケット8の3次元位置を示すバケット位置データを生成する。本実施形態において、バケット位置データは、刃先8aの3次元位置を示す刃先位置データSである。   The bucket position data generation unit 28B generates bucket position data indicating the three-dimensional position of the bucket 8 based on the reference position data P, the swing body orientation data Q, and the cylinder attitude data θ1 to θ3. In the present embodiment, the bucket position data is cutting edge position data S indicating the three-dimensional position of the cutting edge 8a.

目標掘削地形データ生成部28Cは、刃先位置データSと目標施工情報格納部28Aに格納する後述する目標施工情報Tを用いて、掘削対象の目標形状を示す目標掘削地形Uを生成する。また、表示コントローラ28は、目標掘削地形Uに基づいて表示部29に目標掘削地形Uを表示させる。表示部29は、例えばモニタであり、油圧ショベル100の各種の情報を表示する。本実施形態において、表示部29は、情報化施工用のガイダンスモニタとしてのHMI(Human Machine Interface)モニタを含む。   The target excavation landform data generation unit 28C generates a target excavation landform U indicating the target shape of the excavation target by using the cutting edge position data S and target construction information T described later stored in the target construction information storage unit 28A. Further, the display controller 28 causes the display unit 29 to display the target excavation landform U based on the target excavation landform U. The display unit 29 is a monitor, for example, and displays various types of information on the excavator 100. In the present embodiment, the display unit 29 includes an HMI (Human Machine Interface) monitor as a guidance monitor for computerized construction.

表示コントローラ28は、位置検出装置20による検出結果に基づいて、グローバル座標系で見たときのローカル座標の位置を算出可能である。ローカル座標系とは、油圧ショベル100を基準とする3次元座標系である。ローカル座標系の基準位置は、例えば、旋回体3の旋回軸AXに位置する基準位置P2である。   The display controller 28 can calculate the position of the local coordinates when viewed in the global coordinate system based on the detection result by the position detection device 20. The local coordinate system is a three-dimensional coordinate system based on the excavator 100. The reference position of the local coordinate system is, for example, a reference position P2 located on the turning axis AX of the turning body 3.

目標施工情報格納部28Aは、作業エリアの目標形状である立体設計地形を示す目標施工情報(立体設計地形データ)Tを格納している。目標施工情報Tは、掘削対象の目標形状である設計地形を示す目標掘削地形(設計地形データ)Uを生成するために必要とされる座標データ及び角度データを含む。目標施工情報Tは、例えば無線通信装置を介して表示コントローラ28に供給されてもよい。なお、目標施工情報Tは、メモリ等の接続式記録装置から転送されてもよい。   The target construction information storage unit 28A stores target construction information (three-dimensional design landform data) T indicating the three-dimensional design landform that is the target shape of the work area. The target construction information T includes coordinate data and angle data required to generate a target excavation landform (design landform data) U indicating the design landform that is the target shape of the excavation target. The target construction information T may be supplied to the display controller 28 via, for example, a wireless communication device. The target construction information T may be transferred from a connection type recording device such as a memory.

目標掘削地形データ生成部28Cは、ブーム6の姿勢角θ1、アーム7の姿勢角θ2、バケット8の姿勢角θ3、ブーム6の長さL1、アーム7の長さL2、バケット8の長さL3、及びブームピン13の位置情報から、グローバル座標系の基準位置P2に対するグローバル座標系におけるバケット刃先8aの位置P3を算出する。目標掘削地形データ生成部28Cは、目標施工情報Tと刃先位置データ8aとに基づいて、図5に示すように、旋回体3の前後方向で規定する作業機2の作業機動作平面MPと立体設計地形との交線Eを目標掘削地形Uの候補線として取得する。目標掘削地形データ生成部28Cは、目標掘削地形Uの候補線においてバケット刃先8aの直下点を目標掘削地形Uの基準点APとする。目標掘削地形データ生成部28Cは、目標掘削地形Uの基準点APの前後の単数又は複数の変曲点とその前後の線を掘削対象となる目標掘削地形Uとして決定する。目標掘削地形データ生成部28Cは、掘削対象の目標形状である設計地形を示す目標掘削地形Uを生成する。目標掘削地形Uとバケット刃先8aとに基づいて、目標掘削地形Uと刃先8aとの相対距離dを取得する。   The target excavation landform data generation unit 28C includes the posture angle θ1 of the boom 6, the posture angle θ2 of the arm 7, the posture angle θ3 of the bucket 8, the length L1 of the boom 6, the length L2 of the arm 7, and the length L3 of the bucket 8. And the position P3 of the bucket blade edge 8a in the global coordinate system with respect to the reference position P2 of the global coordinate system is calculated from the position information of the boom pin 13. The target excavation landform data generation unit 28C, based on the target construction information T and the cutting edge position data 8a, as shown in FIG. An intersection line E with the design landform is acquired as a candidate line for the target excavation landform U. The target excavation landform data generation unit 28 </ b> C sets a point immediately below the bucket edge 8 a on the candidate line of the target excavation landform U as a reference point AP of the target excavation landform U. The target excavation landform data generation unit 28C determines one or a plurality of inflection points before and after the reference point AP of the target excavation landform U and lines before and after the target excavation landform U to be excavated. The target excavation landform data generation unit 28C generates a target excavation landform U indicating the design landform that is the target shape of the excavation target. Based on the target excavation landform U and the bucket blade edge 8a, the relative distance d between the target excavation landform U and the blade edge 8a is acquired.

目標掘削地形データ生成部28Cは目標掘削地形Uおよびバケット刃先8aと、目標掘削地形Uとバケット刃先8aの距離を表示部29に出力する。表示部29は目標掘削地形とバケット8との位置関係を画像で表示し、目標掘削地形Uとバケット刃先8aとの距離dを表示する。また、目標掘削地形データ生成部28Cは、算出した目標掘削地形Uを作業機コントローラ26に出力する。   The target excavation landform data generation unit 28C outputs to the display unit 29 the target excavation landform U and the bucket blade edge 8a and the distance between the target excavation landform U and the bucket blade edge 8a. The display unit 29 displays the positional relationship between the target excavation landform and the bucket 8 as an image, and displays the distance d between the target excavation landform U and the bucket blade edge 8a. The target excavation landform data generation unit 28 </ b> C outputs the calculated target excavation landform U to the work machine controller 26.

マンマシンインターフェース部32は、入力部及び表示部を有する。表示部は、フラットパネルディスプレイのようなモニタを含む。マンマシンインターフェース部32の入力部は、マンマシンインターフェース部32の表示部の周囲に配置される操作ボタンを含む。なお、マンマシンインターフェース部32の入力部がタッチパネルを含んでもよい。マンマシンインターフェース部32を、マルチモニタ32、と称してもよい。マンマシンインターフェース部32の入力部は、オペレータによって操作される。入力部の操作により生成された指令信号は、作業機コントローラ26に出力される。作業機コントローラ26は、マンマシンインターフェース部32の表示部を制御して、その表示部に所定の情報を表示させる。   The man-machine interface unit 32 has an input unit and a display unit. The display unit includes a monitor such as a flat panel display. The input unit of the man-machine interface unit 32 includes operation buttons arranged around the display unit of the man-machine interface unit 32. Note that the input unit of the man-machine interface unit 32 may include a touch panel. The man-machine interface unit 32 may be referred to as a multi-monitor 32. The input unit of the man-machine interface unit 32 is operated by an operator. A command signal generated by operating the input unit is output to the work machine controller 26. The work machine controller 26 controls the display unit of the man-machine interface unit 32 to display predetermined information on the display unit.

[制限掘削制御]
次に、本実施形態に係る制限掘削制御の一例について説明する。作業機コントローラ26は、操作装置25の操作量に対して決まるバケット8の目標速度決定部52と、距離取得部53と、制限速度決定部54と、作業機制御部57と、アーム制御部263を有する。作業機コントローラ26はセンサコントローラ30より、姿勢角θ1、θ2、θ3、及びブームピン13の位置情報と、IMU24から出力される角度θ5と、位置検出装置20による検出結果とアンテナ21の位置情報とから、ローカル座標系における刃先8aの位置P3を導出する。作業機コントローラ26は、表示コントローラ28とは独立して刃先位置情報の取得を行う。
[Limited excavation control]
Next, an example of limited excavation control according to the present embodiment will be described. The work machine controller 26 includes a target speed determination unit 52, a distance acquisition unit 53, a speed limit determination unit 54, a work machine control unit 57, and an arm control unit 263 for the bucket 8 determined with respect to the operation amount of the operation device 25. Have The work machine controller 26 receives the position information of the posture angles θ1, θ2, θ3 and the boom pin 13 from the sensor controller 30, the angle θ5 output from the IMU 24, the detection result by the position detection device 20, and the position information of the antenna 21. The position P3 of the blade edge 8a in the local coordinate system is derived. The work machine controller 26 acquires blade edge position information independently of the display controller 28.

目標速度決定部52は、車両本体1の前後方向に対する傾斜角θ5と、センサ66より取得される操作量MB,MA、MTをブーム6、アーム7、バケット8の各作業機の駆動の為のレバー操作に対応したVc_bm、Vc_am、Vc_bkとして取得する。距離取得部53は表示コントローラ28から目標掘削地形Uを取得する。距離取得部53は、刃先位置データP3及び目標掘削地形Uに基づいて、目標掘削地形Uに垂直な方向におけるバケット8の刃先8aと目標掘削地形Uとの距離dを算出する。制限速度決定部54は、距離dと目標速度に応じて、ブーム6の移動を制限する。作業機制御部57は制限速度制限速度Vc_bm_lmtに対する介入弁27Cに対する介入指令CBIを決定する。以上の指令によりブーム6に対する介入速度が出力することで作業機コントローラ28は制限掘削制御(介入制御)を実行する。   The target speed determination unit 52 uses the inclination angle θ5 with respect to the front-rear direction of the vehicle body 1 and the operation amounts MB, MA, and MT acquired from the sensor 66 for driving the work machines of the boom 6, arm 7, and bucket 8. Obtained as Vc_bm, Vc_am, Vc_bk corresponding to the lever operation. The distance acquisition unit 53 acquires the target excavation landform U from the display controller 28. The distance acquisition unit 53 calculates the distance d between the cutting edge 8a of the bucket 8 and the target excavation landform U in the direction perpendicular to the target excavation landform U based on the cutting edge position data P3 and the target excavation landform U. The speed limit determining unit 54 limits the movement of the boom 6 according to the distance d and the target speed. The work machine control unit 57 determines an intervention command CBI for the intervention valve 27C for the speed limit speed limit Vc_bm_lmt. The work implement controller 28 executes limited excavation control (intervention control) by outputting the intervention speed for the boom 6 in accordance with the above command.

アーム制御部263は、アーム7の操作量MAを目標速度決定部52より取得する。後述するアーム7に対する操作の制限が必要と判定した場合、作業機制御部57へ制限速度Vc_am_lmtを出力する。作業機制御部57は制限速度Vc_am_lmtに応じて減速指令CAを制御弁27(27A、27B)に出力する。アーム制御部263の制限の判定については後に詳細に説明する。   The arm control unit 263 acquires the operation amount MA of the arm 7 from the target speed determination unit 52. When it is determined that the operation of the arm 7 described later needs to be restricted, the speed limit Vc_am_lmt is output to the work machine control unit 57. The work machine control unit 57 outputs a deceleration command CA to the control valve 27 (27A, 27B) according to the speed limit Vc_am_lmt. The determination of the restriction of the arm control unit 263 will be described in detail later.

以下、図6のフローチャート、及び図7から図14の模式図を参照して、本実施形態に係る制限掘削制御の一例について説明する。図6は、本実施形態に係る制限掘削制御の一例を示すフローチャートである。   Hereinafter, an example of the limited excavation control according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. 6 and schematic diagrams of FIGS. 7 to 14. FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of limited excavation control according to the present embodiment.

上述のように、目標掘削地形Uが設定される(ステップSA1)。目標掘削地形Uが設定された後、作業機コントローラ26は、作業機2の目標速度Vcを決定する(ステップSA2)。作業機2の目標速度Vcは、ブーム目標速度Vc_bm、アーム目標速度Vc_am、及びバケット目標速度Vc_bktを含む。ブーム目標速度Vc_bmは、ブームシリンダ10のみが駆動されるときの刃先8aの速度である。アーム目標速度Vc_amは、アームシリンダ11のみが駆動されるときの刃先8aの速度である。バケット目標速度Vc_bktは、バケットシリンダ12のみが駆動されるときの刃先8aの速度である。ブーム目標速度Vc_bmは、ブーム操作量に基づいて算出される。アーム目標速度Vc_amは、アーム操作量に基づいて算出される。バケット目標速度Vc_bktは、バケット操作量に基づいて算出される。   As described above, the target excavation landform U is set (step SA1). After the target excavation landform U is set, the work machine controller 26 determines the target speed Vc of the work machine 2 (step SA2). The target speed Vc of the work machine 2 includes a boom target speed Vc_bm, an arm target speed Vc_am, and a bucket target speed Vc_bkt. The boom target speed Vc_bm is the speed of the cutting edge 8a when only the boom cylinder 10 is driven. The arm target speed Vc_am is the speed of the cutting edge 8a when only the arm cylinder 11 is driven. The bucket target speed Vc_bkt is the speed of the blade edge 8a when only the bucket cylinder 12 is driven. The boom target speed Vc_bm is calculated based on the boom operation amount. The arm target speed Vc_am is calculated based on the arm operation amount. The bucket target speed Vc_bkt is calculated based on the bucket operation amount.

作業機コントローラ26の記憶部264に、ブーム操作量とブーム目標速度Vc_bmとの関係を規定する目標速度情報が記憶されている。作業機コントローラ26は、目標速度情報に基づいて、ブーム操作量に対応するブーム目標速度Vc_bmを決定する。目標速度情報は、例えば、ブーム操作量に対するブーム目標速度Vc_bmの大きさが記述されたマップである。目標速度情報は、テーブル又は数式等の形態でもよい。目標速度情報は、アーム操作量とアーム目標速度Vc_amとの関係を規定する情報を含む。目標速度情報は、バケット操作量とバケット目標速度Vc_bktとの関係を規定する情報を含む。作業機コントローラ26は、目標速度情報に基づいて、アーム操作量に対応するアーム目標速度Vc_amを決定する。作業機コントローラ26は、目標速度情報に基づいて、バケット操作量に対応するバケット目標速度Vc_bktを決定する。   The storage unit 264 of the work machine controller 26 stores target speed information that defines the relationship between the boom operation amount and the boom target speed Vc_bm. The work machine controller 26 determines the boom target speed Vc_bm corresponding to the boom operation amount based on the target speed information. The target speed information is, for example, a map that describes the magnitude of the boom target speed Vc_bm with respect to the boom operation amount. The target speed information may be in the form of a table or a mathematical expression. The target speed information includes information that defines the relationship between the arm operation amount and the arm target speed Vc_am. The target speed information includes information that defines the relationship between the bucket operation amount and the bucket target speed Vc_bkt. The work machine controller 26 determines the arm target speed Vc_am corresponding to the arm operation amount based on the target speed information. The work machine controller 26 determines a bucket target speed Vc_bkt corresponding to the bucket operation amount based on the target speed information.

図7に示すように、作業機コントローラ26は、ブーム目標速度Vc_bmを、目標掘削地形Uの表面に垂直な方向の速度成分(垂直速度成分)Vcy_bmと、目標掘削地形Uの表面に平行な方向の速度成分(水平速度成分と)Vcx_bmとに変換する(ステップSA3)。   As shown in FIG. 7, the work machine controller 26 sets the boom target speed Vc_bm to a speed component (vertical speed component) Vcy_bm in a direction perpendicular to the surface of the target excavation landform U and a direction parallel to the surface of the target excavation landform U. Are converted into Vcx_bm (step SA3).

作業機コントローラ26は、基準位置データP及び目標掘削地形Uなどから、グローバル座標系の垂直軸に対するローカル座標系の垂直軸(旋回体3の旋回軸AX)の傾きと、グローバル座標系の垂直軸に対する目標掘削地形Uの表面の垂直方向における傾きとを求める。作業機コントローラ26は、これらの傾きからローカル座標系の垂直軸と目標掘削地形Uの表面の垂直方向との傾きを表す角度β1を求める。   From the reference position data P and the target excavation landform U, the work machine controller 26 determines the inclination of the vertical axis of the local coordinate system (the turning axis AX of the turning body 3) with respect to the vertical axis of the global coordinate system and the vertical axis of the global coordinate system. And the inclination of the surface of the target excavation landform U in the vertical direction. The work machine controller 26 obtains an angle β1 representing the inclination between the vertical axis of the local coordinate system and the vertical direction of the surface of the target excavation landform U from these inclinations.

図8に示すように、作業機コントローラ26は、ローカル座標系の垂直軸とブーム目標速度Vc_bmの方向とのなす角度β2とから、三角関数により、ブーム目標速度Vc_bmを、ローカル座標系の垂直軸方向の速度成分VL1_bmと、水平軸方向の速度成分VL2_bmとに変換する。   As shown in FIG. 8, the work machine controller 26 uses a trigonometric function to calculate the boom target speed Vc_bm from the angle β2 between the vertical axis of the local coordinate system and the direction of the boom target speed Vc_bm. The velocity component VL1_bm in the direction and the velocity component VL2_bm in the horizontal axis direction are converted.

図9に示すように、作業機コントローラ26は、ローカル座標系の垂直軸と目標掘削地形Uの表面の垂直方向との傾きβ1から、三角関数により、ローカル座標系の垂直軸方向における速度成分VL1_bmと、水平軸方向における速度成分VL2_bmとを、目標掘削地形Uに対する垂直速度成分Vcy_bm及び水平速度成分Vcx_bmに変換する。同様に、作業機コントローラ26は、アーム目標速度Vc_amを、ローカル座標系の垂直軸方向における垂直速度成分Vcy_am及び水平速度成分Vcx_amに変換する。作業機コントローラ26は、バケット目標速度Vc_bktを、ローカル座標系の垂直軸方向における垂直速度成分Vcy_bkt及び水平速度成分Vcx_bktに変換する。   As shown in FIG. 9, the work machine controller 26 uses a trigonometric function to calculate a velocity component VL1_bm in the vertical axis direction of the local coordinate system from the inclination β1 between the vertical axis of the local coordinate system and the vertical direction of the surface of the target excavation landform U. Then, the velocity component VL2_bm in the horizontal axis direction is converted into a vertical velocity component Vcy_bm and a horizontal velocity component Vcx_bm for the target excavation landform U. Similarly, the work machine controller 26 converts the arm target speed Vc_am into a vertical speed component Vcy_am and a horizontal speed component Vcx_am in the vertical axis direction of the local coordinate system. The work machine controller 26 converts the bucket target speed Vc_bkt into a vertical speed component Vcy_bkt and a horizontal speed component Vcx_bkt in the vertical axis direction of the local coordinate system.

図10に示すように、作業機コントローラ26は、バケット8の刃先8aと目標掘削地形Uとの間の距離dを取得する(ステップSA4)。作業機コントローラ26は、刃先8aの位置情報及び目標掘削地形Uなどから、バケット8の刃先8aと目標掘削地形Uの表面との間の最短となる距離dを算出する。本実施形態においては、バケット8の刃先8aと目標掘削地形Uの表面との間の最短となる距離dに基づいて、制限掘削制御が実行される。   As shown in FIG. 10, the work machine controller 26 acquires a distance d between the blade edge 8a of the bucket 8 and the target excavation landform U (step SA4). The work machine controller 26 calculates the shortest distance d between the blade edge 8a of the bucket 8 and the surface of the target excavation landform U from the position information of the blade edge 8a and the target excavation landform U. In the present embodiment, limited excavation control is executed based on the shortest distance d between the cutting edge 8a of the bucket 8 and the surface of the target excavation landform U.

作業機コントローラ26は、バケット8の刃先8aと目標掘削地形Uの表面との間の距離dに基づいて、作業機2全体の制限速度Vcy_lmtを算出する(ステップSA5)。作業機2全体の制限速度Vcy_lmtは、バケット8の刃先8aが目標掘削地形Uに接近する方向において許容できる刃先8aの移動速度である。作業機コントローラ26の記憶部264には、距離dと制限速度Vcy_lmtとの関係を規定する制限速度情報が記憶されている。   The work machine controller 26 calculates the speed limit Vcy_lmt of the work machine 2 as a whole based on the distance d between the cutting edge 8a of the bucket 8 and the surface of the target excavation landform U (Step SA5). The speed limit Vcy_lmt of the work implement 2 as a whole is a movement speed of the cutting edge 8a that is allowable in a direction in which the cutting edge 8a of the bucket 8 approaches the target excavation landform U. The storage unit 264 of the work machine controller 26 stores speed limit information that defines the relationship between the distance d and the speed limit Vcy_lmt.

図11は、本実施形態に係る制限速度情報の一例を示す。本実施形態において、横軸を距離dとし、縦軸を制限速度Vcy_lmtとする。刃先8aが目標掘削地形Uの表面の外方、すなわち油圧ショベル100の作業機2側に位置しているときの距離dは正の値であり、刃先8aが目標掘削地形Uの表面の内方、すなわち目標掘削地形Uよりも掘削対象の内部側に位置しているときの距離dは負の値である。図10に示したように、刃先8aが目標掘削地形Uの表面の上方に位置しているときの距離dは正の値である。刃先8aが目標掘削地形Uの表面の下方に位置しているときの距離dは負の値である。また、刃先8aが目標掘削地形Uに対して侵食しない位置にあるときの距離dは正の値である。刃先8aが目標掘削地形Uに対して侵食する位置にあるときの距離dは負の値である。刃先8aが目標掘削地形U上に位置しているとき、すなわち刃先8aが目標掘削地形Uと接しているときの距離dは0である。   FIG. 11 shows an example of speed limit information according to the present embodiment. In the present embodiment, the horizontal axis is the distance d, and the vertical axis is the speed limit Vcy_lmt. The distance d when the cutting edge 8a is located outside the surface of the target excavation landform U, that is, the distance d when the excavator 100 is located on the working machine 2 side is a positive value, and the cutting edge 8a is inward of the surface of the target excavation landform U. That is, the distance d when located on the inner side of the excavation object with respect to the target excavation landform U is a negative value. As shown in FIG. 10, the distance d when the cutting edge 8a is located above the surface of the target excavation landform U is a positive value. The distance d when the cutting edge 8a is located below the surface of the target excavation landform U is a negative value. The distance d when the cutting edge 8a is in a position where it does not erode with respect to the target excavation landform U is a positive value. The distance d when the cutting edge 8a is in a position where it erodes with respect to the target excavation landform U is a negative value. When the cutting edge 8a is positioned on the target excavation landform U, that is, when the cutting edge 8a is in contact with the target excavation landform U, the distance d is zero.

本実施形態において、刃先8aが目標掘削地形Uの内方から外方に向かうときの速度を正の値とし、刃先8aが目標掘削地形Uの外方から内方に向かうときの速度を負の値とする。すなわち、刃先8aが目標掘削地形Uの上方に向かうときの速度を正の値とし、刃先8aが目標掘削地形Uの下方に向かうときの速度を負の値とする。   In the present embodiment, the speed when the blade edge 8a goes from the inside of the target excavation landform U to the outside is a positive value, and the speed when the blade edge 8a goes from the outside of the target excavation landform U to the inside is negative. Value. That is, the speed at which the blade edge 8a is directed above the target excavation landform U is a positive value, and the speed at which the blade edge 8a is directed below the target excavation landform U is a negative value.

制限速度情報において、距離dがd1とd2との間であるときの制限速度Vcy_lmtの傾きは、距離dがd1以上又はd2以下のときの傾きより小さい。d1は0より大きい。d2は0より小さい。目標掘削地形Uの表面付近の操作においては制限速度をより詳細に設定するために、距離dがd1とd2との間であるときの傾きを、距離dがd1以上又はd2以下であるときの傾きよりも小さくする。距離dがd1以上のとき、制限速度Vcy_lmtは負の値であり、距離dが大きくなるほど制限速度Vcy_lmtは小さくなる。つまり、距離dがd1以上のとき、目標掘削地形Uより上方において刃先8aが目標掘削地形Uの表面から遠いほど、目標掘削地形Uの下方へ向かう速度が大きくなり、制限速度Vcy_lmtの絶対値は大きくなる。距離dが0以下のとき、制限速度Vcy_lmtは正の値であり、距離dが小さくなるほど制限速度Vcy_lmtは大きくなる。つまり、バケット8の刃先8aが目標掘削地形Uより遠ざかる距離dが0以下のとき、目標掘削地形Uより下方において刃先8aが目標掘削地形Uから遠いほど、目標掘削地形Uの上方へ向かう速度が大きくなり、制限速度Vcy_lmtの絶対値は大きくなる。   In the speed limit information, the gradient of the speed limit Vcy_lmt when the distance d is between d1 and d2 is smaller than the gradient when the distance d is greater than or equal to d1 or less than d2. d1 is greater than zero. d2 is smaller than 0. In the operation near the surface of the target excavation landform U, in order to set the speed limit in more detail, the slope when the distance d is between d1 and d2 is the slope when the distance d is d1 or more or d2 or less. Make it smaller than the slope. When the distance d is equal to or greater than d1, the speed limit Vcy_lmt is a negative value, and the speed limit Vcy_lmt decreases as the distance d increases. That is, when the distance d is greater than or equal to d1, the speed toward the lower side of the target excavation landform U increases as the cutting edge 8a is farther from the surface of the target excavation landform U above the target excavation landform U, and the absolute value of the speed limit Vcy_lmt is growing. When the distance d is 0 or less, the speed limit Vcy_lmt is a positive value, and the speed limit Vcy_lmt increases as the distance d decreases. That is, when the distance d at which the blade edge 8a of the bucket 8 moves away from the target excavation landform U is 0 or less, the speed toward the upper side of the target excavation landform U decreases as the blade edge 8a is farther from the target excavation landform U below the target excavation landform U. The absolute value of the speed limit Vcy_lmt is increased.

距離dが所定値dth1以上では、制限速度Vcy_lmtは、Vminとなる。所定値dth1は正の値であり、d1より大きい。Vminは、目標速度の最小値よりも小さい。つまり、距離dが所定値dth1以上では、作業機2の動作の制限が行われない。したがって、刃先8aが目標掘削地形Uの上方において目標掘削地形Uから大きく離れているときには、作業機2の動作の制限、すなわち制限掘削制御が行われない。距離dが所定値dth1より小さいときに、作業機2の動作の制限が行われる。距離dが所定値dth1より小さいときに、ブーム6の動作の制限が行われる。   When the distance d is equal to or greater than the predetermined value dth1, the speed limit Vcy_lmt is Vmin. The predetermined value dth1 is a positive value and is larger than d1. Vmin is smaller than the minimum value of the target speed. That is, when the distance d is greater than or equal to the predetermined value dth1, the operation of the work machine 2 is not limited. Therefore, when the cutting edge 8a is far away from the target excavation landform U above the target excavation landform U, the operation of the work machine 2, that is, limited excavation control is not performed. When the distance d is smaller than the predetermined value dth1, the operation of the work machine 2 is restricted. When the distance d is smaller than the predetermined value dth1, the operation of the boom 6 is restricted.

作業機コントローラ26は、作業機2全体の制限速度Vcy_lmtとアーム目標速度Vc_amとバケット目標速度Vc_bktとからブーム6の制限速度の垂直速度成分(制限垂直速度成分)Vcy_bm_lmtを算出する(ステップSA6)。   The work machine controller 26 calculates a vertical speed component (restricted vertical speed component) Vcy_bm_lmt of the speed limit of the boom 6 from the speed limit Vcy_lmt, the arm target speed Vc_am, and the bucket target speed Vc_bkt of the work machine 2 as a whole (step SA6).

図12に示すように、作業機コントローラ26は、作業機2全体の制限速度Vcy_lmtから、アーム目標速度の垂直速度成分Vcy_amと、バケット目標速度の垂直速度成分Vcy_bktとを減算することにより、ブーム6の制限垂直速度成分Vcy_bm_lmtを算出する。   As shown in FIG. 12, the work machine controller 26 subtracts the vertical speed component Vcy_am of the arm target speed and the vertical speed component Vcy_bkt of the bucket target speed from the speed limit Vcy_lmt of the work machine 2 as a whole. The limited vertical velocity component Vcy_bm_lmt is calculated.

図13に示すように、作業機コントローラ26は、ブーム6の制限垂直速度成分Vcy_bm_lmtを、ブーム6の制限速度(ブーム制限速度)Vc_bm_lmtに変換する(ステップSA7)。作業機コントローラ26は、ブーム6の回転角度α、アーム7の回転角度β、バケット8の回転角度、車両本体位置データP、及び目標掘削地形Uなどから、目標掘削地形Uの表面に垂直な方向とブーム制限速度Vc_bm_lmtの方向との間の関係を求め、ブーム6の制限垂直速度成分Vcy_bm_lmtを、ブーム制限速度Vc_bm_lmtに変換する。この場合の演算は、前述したブーム目標速度Vc_bmから目標掘削地形Uの表面に垂直な方向の垂直速度成分Vcy_bmを求めた演算と逆の手順により行われる。その後、ブーム介入量に対応するシリンダ速度が決定され、シリンダ速度に対応した開放指令が後述の介入弁27Cに出力される。   As illustrated in FIG. 13, the work machine controller 26 converts the limited vertical speed component Vcy_bm_lmt of the boom 6 into a limited speed (boom limited speed) Vc_bm_lmt of the boom 6 (step SA7). The work machine controller 26 determines the direction perpendicular to the surface of the target excavation landform U from the rotation angle α of the boom 6, the rotation angle β of the arm 7, the rotation angle of the bucket 8, the vehicle body position data P, the target excavation landform U, and the like. And the direction of the boom limit speed Vc_bm_lmt are obtained, and the limit vertical speed component Vcy_bm_lmt of the boom 6 is converted into the boom limit speed Vc_bm_lmt. The calculation in this case is performed by a procedure reverse to the calculation for obtaining the vertical speed component Vcy_bm in the direction perpendicular to the surface of the target excavation landform U from the boom target speed Vc_bm. Thereafter, a cylinder speed corresponding to the boom intervention amount is determined, and an opening command corresponding to the cylinder speed is output to an intervention valve 27C described later.

レバー操作に基づくパイロット圧が油路451Bに充填され、ブーム介入に基づくパイロット圧が油路502に充填される。その圧力の大きい方を後述のシャトル弁51が選択する(ステップSA8)。   The pilot pressure based on the lever operation is filled in the oil passage 451B, and the pilot pressure based on the boom intervention is filled in the oil passage 502. The shuttle valve 51 described later selects the one with the larger pressure (step SA8).

例えば、ブーム6への介入を行わない場合、ブーム6の下方へのブーム制限速度Vc_bm_lmtの大きさが、下方へのブーム目標速度Vc_bmの大きさよりも小さいときには、制限条件が満たされていない。また、ブーム6への介入によりブーム6を上昇させる場合、ブーム6の上方へのブーム制限速度Vc_bm_lmtの大きさが、上方へのブーム目標速度Vc_bmの大きさよりも大きいときには、制限条件が満たされている。   For example, when intervention to the boom 6 is not performed, the restriction condition is not satisfied when the magnitude of the boom limit speed Vc_bm_lmt below the boom 6 is smaller than the magnitude of the boom target speed Vc_bm below. Further, when the boom 6 is raised by intervention of the boom 6, the restriction condition is satisfied when the boom limit speed Vc_bm_lmt upward of the boom 6 is larger than the boom target speed Vc_bm upward. Yes.

作業機コントローラ26は、作業機2を制御する。ブーム6を制御する場合、作業機コントローラ26は、ブーム指令信号を介入弁27Cに送信することによって、ブームシリンダ10を制御する。ブーム指令信号は、ブーム指令速度に応じた電流値を有する。   The work machine controller 26 controls the work machine 2. When controlling the boom 6, the work machine controller 26 controls the boom cylinder 10 by transmitting a boom command signal to the intervention valve 27C. The boom command signal has a current value corresponding to the boom command speed.

制限条件が満たされていない場合、シャトル弁51では油路451Bからの作動油の供給が選択され、通常運転が行われる(ステップSA9)。作業機コントローラ26は、ブーム操作量とアーム操作量とバケット操作量とに応じて、ブームシリンダ10とアームシリンダ11とバケットシリンダ12とを作動させる。ブームシリンダ10は、ブーム目標速度Vc_bmで作動する。アームシリンダ11は、アーム目標速度Vc_amで作動する。バケットシリンダ12はバケット目標速度Vc_bktで作動する。   When the restriction condition is not satisfied, the shuttle valve 51 selects the supply of hydraulic oil from the oil passage 451B, and the normal operation is performed (step SA9). The work machine controller 26 operates the boom cylinder 10, the arm cylinder 11, and the bucket cylinder 12 according to the boom operation amount, the arm operation amount, and the bucket operation amount. The boom cylinder 10 operates at the boom target speed Vc_bm. The arm cylinder 11 operates at the arm target speed Vc_am. The bucket cylinder 12 operates at the bucket target speed Vc_bkt.

制限条件が満たされている場合、シャトル弁51では油路502からの作動油の供給が選択され、制限掘削制御が実行される(ステップSA10)。   When the restriction condition is satisfied, the shuttle valve 51 selects the supply of hydraulic oil from the oil passage 502, and the restriction excavation control is executed (step SA10).

作業機2全体の制限速度Vcy_lmtから、アーム目標速度の垂直速度成分Vcy_amとバケット目標速度の垂直速度成分Vcy_bktとを減算することにより、ブーム6の制限垂直速度成分Vcy_bm_lmtが算出される。したがって、作業機2全体の制限速度Vcy_lmtが、アーム目標速度の垂直速度成分Vcy_amとバケット目標速度の垂直速度成分Vcy_bktとの和よりも小さいときには、ブーム6の制限垂直速度成分Vcy_bm_lmtは、ブームが上昇する負の値となる。   By subtracting the vertical speed component Vcy_am of the arm target speed and the vertical speed component Vcy_bkt of the bucket target speed from the speed limit Vcy_lmt of the work implement 2 as a whole, the limit vertical speed component Vcy_bm_lmt of the boom 6 is calculated. Therefore, when the speed limit Vcy_lmt of the work implement 2 as a whole is smaller than the sum of the vertical speed component Vcy_am of the arm target speed and the vertical speed component Vcy_bkt of the bucket target speed, the limit vertical speed component Vcy_bm_lmt of the boom 6 is increased. Negative value.

この場合、作業機コントローラ27は、ブーム6を下降させるが、ブーム目標速度Vc_bmよりも減速させる。このため、オペレータの違和感を小さく抑えながらバケット8が目標掘削地形Uを侵食することを防止することができる。   In this case, the work machine controller 27 lowers the boom 6 but decelerates the boom target speed Vc_bm. For this reason, it can prevent that the bucket 8 erodes the target excavation landform U, suppressing an operator's uncomfortable feeling small.

作業機2全体の制限速度Vcy_lmtが、アーム目標速度の垂直速度成分Vcy_amとバケット目標速度の垂直速度成分Vcy_bktとの和よりも大きいときには、ブーム6の制限垂直速度成分Vcy_bm_lmtは、正の値となる。したがって、ブーム制限速度Vc_bm_lmtは、正の値となる。この場合、操作装置25がブーム6を下降させる方向に操作されていても、作業機コントローラ26は、ブーム6を上昇させる。このため、目標掘削地形Uの侵食の拡大を迅速に抑えることができる。   When the speed limit Vcy_lmt of the work implement 2 as a whole is larger than the sum of the vertical speed component Vcy_am of the arm target speed and the vertical speed component Vcy_bkt of the bucket target speed, the limit vertical speed component Vcy_bm_lmt of the boom 6 becomes a positive value. . Accordingly, the boom speed limit Vc_bm_lmt is a positive value. In this case, the work machine controller 26 raises the boom 6 even if the operating device 25 is operated in the direction in which the boom 6 is lowered. For this reason, the expansion of the erosion of the target excavation landform U can be suppressed quickly.

刃先8aが目標掘削地形Uより上方に位置しているときには、刃先8aが目標掘削地形Uに近づくほど、ブーム6の制限垂直速度成分Vcy_bm_lmtの絶対値が小さくなるとともに、目標掘削地形Uの表面に平行な方向へのブーム6の制限速度の速度成分(制限水平速度成分)Vcx_bm_lmtの絶対値も小さくなる。したがって、刃先8aが目標掘削地形Uより上方に位置しているときには、刃先8aが目標掘削地形Uに近づくほど、ブーム6の目標掘削地形Uの表面に垂直な方向への速度と、ブーム6の目標掘削地形Uの表面に平行な方向への速度とがともに減速される。油圧ショベル100のオペレータによって左操作レバー25L及び右操作レバー25Rが同時に操作されることにより、ブーム6とアーム7とバケット8とが同時に動作する。このとき、ブーム6とアーム7とバケット8との各目標速度Vc_bm、Vc_am、Vc_bktが入力されたとして、前述した制御を説明すると次の通りである。   When the cutting edge 8a is positioned above the target excavation landform U, the absolute value of the limited vertical speed component Vcy_bm_lmt of the boom 6 decreases as the cutting edge 8a approaches the target excavation landform U, and the surface of the target excavation landform U The absolute value of the speed component (restricted horizontal speed component) Vcx_bm_lmt of the speed limit of the boom 6 in the parallel direction is also reduced. Therefore, when the blade edge 8a is positioned above the target excavation landform U, the speed of the boom 6 in the direction perpendicular to the surface of the target excavation landform U increases as the blade edge 8a approaches the target excavation landform U. Both the speed in the direction parallel to the surface of the target excavation landform U is reduced. By operating the left operation lever 25L and the right operation lever 25R simultaneously by the operator of the excavator 100, the boom 6, the arm 7, and the bucket 8 operate simultaneously. At this time, assuming that the target speeds Vc_bm, Vc_am, and Vc_bkt of the boom 6, the arm 7 and the bucket 8 are input, the above-described control will be described as follows.

図14は、目標掘削地形Uとバケット8の刃先8aとの間の距離dが所定値dth1より小さく、バケット8の刃先8aが位置Pn1から位置Pn2に移動する場合のブーム6の制限速度の変化の一例を示している。位置Pn2での刃先8aと目標掘削地形Uとの間の距離は、位置Pn1での刃先8aと目標掘削地形Uとの間の距離よりも小さい。このため、位置Pn2でのブーム6の制限垂直速度成分Vcy_bm_lmt2は、位置Pn1でのブーム6の制限垂直速度成分Vcy_bm_lmt1よりも小さい。したがって、位置Pn2でのブーム制限速度Vc_bm_lmt2は、位置Pn1でのブーム制限速度Vc_bm_lmt1よりも小さくなる。また、位置Pn2でのブーム6の制限水平速度成分Vcx_bm_lmt2は、位置Pn1でのブーム6の制限水平速度成分Vcx_bm_lmt1よりも小さくなる。ただし、このとき、アーム目標速度Vc_am及びバケット目標速度Vc_bktに対しては、制限は行われない。このため、アーム目標速度の垂直速度成分Vcy_am及び水平速度成分Vcx_amと、バケット目標速度の垂直速度成分Vcy_bkt及び水平速度成分Vcx_bktに対しては、制限は行われない。   FIG. 14 shows a change in the speed limit of the boom 6 when the distance d between the target excavation landform U and the cutting edge 8a of the bucket 8 is smaller than a predetermined value dth1, and the cutting edge 8a of the bucket 8 moves from the position Pn1 to the position Pn2. An example is shown. The distance between the blade edge 8a and the target excavation landform U at the position Pn2 is smaller than the distance between the blade edge 8a and the target excavation landform U at the position Pn1. Therefore, the limited vertical speed component Vcy_bm_lmt2 of the boom 6 at the position Pn2 is smaller than the limited vertical speed component Vcy_bm_lmt1 of the boom 6 at the position Pn1. Therefore, the boom limit speed Vc_bm_lmt2 at the position Pn2 is smaller than the boom limit speed Vc_bm_lmt1 at the position Pn1. Further, the limited horizontal speed component Vcx_bm_lmt2 of the boom 6 at the position Pn2 is smaller than the limited horizontal speed component Vcx_bm_lmt1 of the boom 6 at the position Pn1. However, at this time, the arm target speed Vc_am and the bucket target speed Vc_bkt are not limited. For this reason, no limitation is imposed on the vertical velocity component Vcy_am and the horizontal velocity component Vcx_am of the arm target velocity, and the vertical velocity component Vcy_bkt and the horizontal velocity component Vcx_bkt of the bucket target velocity.

前述したように、アーム7に対して制限を行わないことにより、オペレータの掘削意思に対応するアーム操作量の変化は、バケット8の刃先8aの速度変化として反映される。このため、本実施形態は、目標掘削地形Uの侵食の拡大を抑制しながらオペレータの掘削時の操作における違和感を抑えることができる。   As described above, by not limiting the arm 7, a change in the arm operation amount corresponding to the operator's intention to excavate is reflected as a change in the speed of the cutting edge 8 a of the bucket 8. For this reason, this embodiment can suppress the uncomfortable feeling in the operation at the time of excavation of the operator while suppressing the expansion of the erosion of the target excavation landform U.

このように、本実施形態においては、作業機コントローラ26は、掘削対象の目標形状である設計地形を示す目標掘削地形Uとバケット8の刃先8aの位置を示す刃先位置データSとに基づいて、目標掘削地形Uとバケット8の刃先8aとの距離dに応じてバケット8が目標掘削地形Uに近づく相対速度が小さくなるように、ブーム6の速度を制限する。作業機コントローラ26は、掘削対象の目標形状である設計地形を示す目標掘削地形Uとバケット8の刃先8aの位置を示す刃先位置データSとに基づいて、目標掘削地形Uとバケット8の刃先8aとの距離dに応じて制限速度を決定し、作業機2が目標掘削地形Uに接近する方向の速度が制限速度以下になるように、作業機2を制御する。これにより、刃先8aに対する掘削制限制御が実行され、目標掘削地形Uに対する刃先8aの位置が制御される。   Thus, in this embodiment, the work machine controller 26 is based on the target excavation landform U indicating the design landform that is the target shape of the excavation target and the blade edge position data S indicating the position of the blade edge 8a of the bucket 8. The speed of the boom 6 is limited so that the relative speed at which the bucket 8 approaches the target excavation landform U is reduced according to the distance d between the target excavation landform U and the blade edge 8a of the bucket 8. The work machine controller 26 uses the target excavation landform U and the cutting edge 8a of the bucket 8 based on the target excavation landform U indicating the design landform that is the target shape of the excavation target and the cutting edge position data S indicating the position of the cutting edge 8a of the bucket 8. The speed limit is determined according to the distance d, and the work equipment 2 is controlled so that the speed in the direction in which the work equipment 2 approaches the target excavation landform U is equal to or lower than the speed limit. Thereby, the excavation restriction control for the cutting edge 8a is executed, and the position of the cutting edge 8a with respect to the target excavation landform U is controlled.

以下の説明において、目標掘削地形Uに対する刃先8aの侵入が抑制されるように、ブームシリンダ10に接続された制御弁27に制御信号を出力して、ブーム6の位置を制御することを適宜、介入制御、と称する。   In the following description, it is appropriate to output a control signal to the control valve 27 connected to the boom cylinder 10 to control the position of the boom 6 so that the intrusion of the cutting edge 8a into the target excavation landform U is suppressed. This is called intervention control.

介入制御は、目標掘削地形Uに対する垂直方向の刃先8aの相対速度が制限速度よりも大きいときに実行される。介入制御は、刃先8aの相対速度が制限速度よりも小さいときに実行されない。刃先8aの相対速度が制限速度よりも小さいことは、バケット8と目標掘削地形Uとが離れるように目標掘削地形Uに対してバケット8が移動することを含む。   The intervention control is executed when the relative speed of the cutting edge 8a in the vertical direction with respect to the target excavation landform U is larger than the speed limit. The intervention control is not executed when the relative speed of the cutting edge 8a is smaller than the speed limit. That the relative speed of the blade edge 8a is smaller than the speed limit includes the movement of the bucket 8 with respect to the target excavation landform U so that the bucket 8 and the target excavation landform U are separated.

また、作業機コントローラ26は、アーム7及びバケット8を制御する。作業機コントローラ26は、後述するアーム制御部からアーム速度の制限指令が出力された場合、アーム指令信号CAを制御弁27(27A、27B)に送信することによって、アームシリンダ11を駆動するパイロット油圧の供給を制限する。パイロット油圧の供給制限によりアームシリンダ11の駆動が制限される。アーム指令信号CAは、アーム指令速度に応じた電流値を有する。作業機コントローラ26は、バケット指令信号を制御弁27に送信することによって、アームシリンダ11同様にバケットシリンダ12を制御する。バケット指令信号は、バケット指令速度に応じた電流値を有する。   The work machine controller 26 controls the arm 7 and the bucket 8. The work machine controller 26 transmits a pilot command hydraulic pressure for driving the arm cylinder 11 by transmitting an arm command signal CA to the control valve 27 (27A, 27B) when an arm speed limit command is output from an arm control unit described later. The supply of The drive of the arm cylinder 11 is restricted by the supply restriction of the pilot hydraulic pressure. The arm command signal CA has a current value corresponding to the arm command speed. The work machine controller 26 controls the bucket cylinder 12 in the same manner as the arm cylinder 11 by transmitting a bucket command signal to the control valve 27. The bucket command signal has a current value corresponding to the bucket command speed.

[シリンダストロークセンサ]
次に、図15及び図16を参照して、シリンダストロークセンサ16について説明する。以下の説明においては、ブームシリンダ10に取り付けられたシリンダストロークセンサ16について説明する。アームシリンダ11に取付けられたシリンダストロークセンサ17なども同様である。
[Cylinder stroke sensor]
Next, the cylinder stroke sensor 16 will be described with reference to FIGS. 15 and 16. In the following description, the cylinder stroke sensor 16 attached to the boom cylinder 10 will be described. The same applies to the cylinder stroke sensor 17 attached to the arm cylinder 11.

ブームシリンダ10には、シリンダストロークセンサ16が取り付けられている。シリンダストロークセンサ16は、ピストンのストロークを計測する。図15に示すように、ブームシリンダ10は、シリンダチューブ10Xと、シリンダチューブ10X内においてシリンダチューブ10Xに対して相対的に移動可能なシリンダロッド10Yとを有する。シリンダチューブ10Xには、ピストン10Vが摺動自在に設けられている。ピストン10Vには、シリンダロッド10Yが取り付けられている。シリンダロッド10Yは、シリンダヘッド10Wに摺動自在に設けられている。シリンダヘッド10Wとピストン10Vとシリンダ内壁とによって画成された室は、ロッド側油室40Bである。ピストン10Vを介してロッド側油室40Bとは反対側の油室がキャップ側油室40Aである。なお、シリンダヘッド10Wには、シリンダロッド10Yとの隙間を密封し、塵埃等がロッド側油室40Bに入り込まないようにするシール部材が設けられている。   A cylinder stroke sensor 16 is attached to the boom cylinder 10. The cylinder stroke sensor 16 measures the stroke of the piston. As shown in FIG. 15, the boom cylinder 10 includes a cylinder tube 10X and a cylinder rod 10Y that can move relative to the cylinder tube 10X in the cylinder tube 10X. A piston 10V is slidably provided on the cylinder tube 10X. A cylinder rod 10Y is attached to the piston 10V. The cylinder rod 10Y is slidably provided on the cylinder head 10W. A chamber defined by the cylinder head 10W, the piston 10V, and the cylinder inner wall is a rod-side oil chamber 40B. An oil chamber opposite to the rod-side oil chamber 40B via the piston 10V is a cap-side oil chamber 40A. The cylinder head 10W is provided with a seal member that seals the gap with the cylinder rod 10Y and prevents dust and the like from entering the rod-side oil chamber 40B.

シリンダロッド10Yは、ロッド側油室40Bに作動油が供給され、キャップ側油室40Aから作動油が排出されることによって縮退する。また、シリンダロッド10Yは、ロッド側油室40Bから作動油が排出され、キャップ側油室40Aに作動油が供給されることによって伸張する。すなわち、シリンダロッド10Yは、図中左右方向に直動する。   The cylinder rod 10Y is degenerated when hydraulic oil is supplied to the rod-side oil chamber 40B and discharged from the cap-side oil chamber 40A. Further, the cylinder rod 10Y extends when the hydraulic oil is discharged from the rod-side oil chamber 40B and the hydraulic oil is supplied to the cap-side oil chamber 40A. That is, the cylinder rod 10Y moves linearly in the left-right direction in the figure.

ロッド側油室40Bの外部にあって、シリンダヘッド10Wに密接した場所には、シリンダストロークセンサ16を覆い、シリンダストロークセンサ16を内部に収容するケース164が設けられている。ケース164は、シリンダヘッド10Wにボルト等によって締結等されて、シリンダヘッド10Wに固定されている。   A case 164 that covers the cylinder stroke sensor 16 and accommodates the cylinder stroke sensor 16 therein is provided outside the rod-side oil chamber 40B and in close contact with the cylinder head 10W. The case 164 is fastened to the cylinder head 10W by a bolt or the like and fixed to the cylinder head 10W.

シリンダストロークセンサ16は、回転ローラ161と、回転中心軸162と、回転センサ部163とを有している。回転ローラ161は、その表面がシリンダロッド10Yの表面に接触し、シリンダロッド10Yの直動に応じて回転自在に設けられている。すなわち、回転ローラ161によってシリンダロッド10Yの直線運動が回転運動に変換される。回転中心軸162は、シリンダロッド10Yの直動方向に対して、直交するように配置されている。   The cylinder stroke sensor 16 includes a rotation roller 161, a rotation center shaft 162, and a rotation sensor unit 163. The surface of the rotating roller 161 is in contact with the surface of the cylinder rod 10Y, and is rotatably provided according to the direct movement of the cylinder rod 10Y. That is, the linear motion of the cylinder rod 10Y is converted into rotational motion by the rotating roller 161. The rotation center shaft 162 is disposed so as to be orthogonal to the linear movement direction of the cylinder rod 10Y.

回転センサ部163は、回転ローラ161の回転量(回転角度)を電気信号として検出可能に構成されている。回転センサ部163で検出された回転ローラ161の回転量(回転角度)を示す電気信号は、電気信号線を介して、センサコントローラ30に出力される。センサコントローラ30は、その電気信号を、ブームシリンダ10のシリンダロッド10Yの位置(ストローク位置)に変換する。   The rotation sensor unit 163 is configured to be able to detect the rotation amount (rotation angle) of the rotation roller 161 as an electrical signal. An electric signal indicating the rotation amount (rotation angle) of the rotating roller 161 detected by the rotation sensor unit 163 is output to the sensor controller 30 via the electric signal line. The sensor controller 30 converts the electric signal into the position (stroke position) of the cylinder rod 10Y of the boom cylinder 10.

図16に示すように、回転センサ部163は、磁石163aと、ホールIC163bとを有している。検出媒体である磁石163aは、回転ローラ161と一体に回転するように回転ローラ161に取り付けられている。磁石163aは回転中心軸162を中心とした回転ローラ161の回転に応じて回転する。磁石163aは、回転ローラ161の回転角度に応じて、N極、S極が交互に入れ替わるように構成されている。磁石163aは、回転ローラ161の一回転を一周期として、ホールIC163bで検出される磁力(磁束密度)が周期的に変動するように構成されている。   As shown in FIG. 16, the rotation sensor unit 163 includes a magnet 163a and a Hall IC 163b. A magnet 163a as a detection medium is attached to the rotating roller 161 so as to rotate integrally with the rotating roller 161. The magnet 163a rotates in accordance with the rotation of the rotating roller 161 about the rotation center shaft 162. The magnet 163a is configured such that the N pole and the S pole are alternately switched according to the rotation angle of the rotating roller 161. The magnet 163a is configured such that the magnetic force (magnetic flux density) detected by the Hall IC 163b periodically varies with one rotation of the rotating roller 161 as one cycle.

ホールIC163bは、磁石163aによって生成される磁力(磁束密度)を電気信号として検出する磁力センサである。ホールIC163bは、回転中心軸162の軸方向に沿って、磁石163aから所定距離、離間された位置に設けられている。   The Hall IC 163b is a magnetic force sensor that detects a magnetic force (magnetic flux density) generated by the magnet 163a as an electric signal. The Hall IC 163b is provided at a position separated from the magnet 163a by a predetermined distance along the axial direction of the rotation center shaft 162.

ホールIC163bで検出された電気信号(位相変位のパルス)は、センサコントローラ30に出力される。センサコントローラ30は、ホールIC163bからの電気信号を、回転ローラ161の回転量、つまりブームシリンダ10のシリンダロッド10Yの変位量(ブームシリンダ長)に変換する。   The electrical signal (phase displacement pulse) detected by the Hall IC 163b is output to the sensor controller 30. The sensor controller 30 converts the electrical signal from the Hall IC 163b into a rotation amount of the rotating roller 161, that is, a displacement amount (boom cylinder length) of the cylinder rod 10Y of the boom cylinder 10.

ここで、図16を参照して、回転ローラ161の回転角度と、ホールIC163bで検出される電気信号(電圧)との関係を説明する。回転ローラ161が回転し、その回転に応じて磁石163aが回転すると、回転角度に応じて、ホールIC163bを透過する磁力(磁束密度)が周期的に変化し、センサ出力である電気信号(電圧)が周期的に変化する。このホールIC163bから出力される電圧の大きさから回転ローラ161の回転角度を計測することができる。   Here, with reference to FIG. 16, the relationship between the rotation angle of the rotating roller 161 and the electrical signal (voltage) detected by the Hall IC 163b will be described. When the rotating roller 161 rotates and the magnet 163a rotates according to the rotation, the magnetic force (magnetic flux density) transmitted through the Hall IC 163b periodically changes according to the rotation angle, and an electric signal (voltage) that is a sensor output. Changes periodically. The rotation angle of the rotating roller 161 can be measured from the magnitude of the voltage output from the Hall IC 163b.

また、ホールIC163bから出力される電気信号(電圧)の1周期が繰り返される数をカウントすることで、回転ローラ161の回転数を計測することができる。そして、回転ローラ161の回転角度と、回転ローラ161の回転数とに基づいて、ブームシリンダ10のシリンダロッド10Yの変位量(ブームシリンダ長)が算出される。   Further, the number of rotations of the rotating roller 161 can be measured by counting the number of times one cycle of the electrical signal (voltage) output from the Hall IC 163b is repeated. Then, the displacement amount (boom cylinder length) of the cylinder rod 10Y of the boom cylinder 10 is calculated based on the rotation angle of the rotation roller 161 and the rotation number of the rotation roller 161.

また、センサコントローラ30は、回転ローラ161の回転角度と、回転ローラ161の回転数とに基づいて、シリンダロッド10Yの移動速度(シリンダ速度)を算出することができる。   Further, the sensor controller 30 can calculate the moving speed (cylinder speed) of the cylinder rod 10Y based on the rotation angle of the rotation roller 161 and the rotation speed of the rotation roller 161.

[油圧シリンダ]
次に、本実施形態に係る油圧シリンダについて説明する。ブームシリンダ10、アームシリンダ11、及びバケットシリンダ12のそれぞれは、油圧シリンダである。以下の説明においては、ブームシリンダ10、アームシリンダ11、及びバケットシリンダ12を適宜、油圧シリンダ60、と総称する。
[Hydraulic cylinder]
Next, the hydraulic cylinder according to the present embodiment will be described. Each of the boom cylinder 10, the arm cylinder 11, and the bucket cylinder 12 is a hydraulic cylinder. In the following description, the boom cylinder 10, the arm cylinder 11, and the bucket cylinder 12 are collectively referred to as a hydraulic cylinder 60 as appropriate.

図17は、本実施形態に係る制御システム200の一例を示す模式図である。図18は、図17の一部を拡大した図である。   FIG. 17 is a schematic diagram illustrating an example of the control system 200 according to the present embodiment. FIG. 18 is an enlarged view of a part of FIG.

図17及び図18に示すように、油圧システム300は、ブームシリンダ10、アームシリンダ11、及びバケットシリンダ12を含む油圧シリンダ60と、旋回体3を旋回させる旋回モータ63とを備える。油圧シリンダ60は、メイン油圧ポンプから供給された作動油によって作動する。旋回モータ63は、油圧モータであり、メイン油圧ポンプから供給された作動油によって作動する。   As shown in FIGS. 17 and 18, the hydraulic system 300 includes a hydraulic cylinder 60 including a boom cylinder 10, an arm cylinder 11, and a bucket cylinder 12, and a swing motor 63 that rotates the swing body 3. The hydraulic cylinder 60 operates with hydraulic oil supplied from the main hydraulic pump. The turning motor 63 is a hydraulic motor, and is operated by hydraulic oil supplied from the main hydraulic pump.

本実施形態においては、作動油が流れる方向を制御する方向制御弁64が設けられる。メイン油圧ポンプから供給された作動油は、方向制御弁64を介して、油圧シリンダ60に供給される。方向制御弁64は、ロッド状のスプールを動かして作動油が流れる方向を切り替えるスプール方式である。スプールが軸方向に移動することにより、キャップ側油室40A(油路48)に対する作動油の供給と、ロッド側油室40B(油路47)に対する作動油の供給とが切り替わる。また、スプールが軸方向に移動することにより、油圧シリンダ60に対する作動油の供給量(単位時間当たりの供給量)が調整される。油圧シリンダ60に対する作動油の供給量が調整されることにより、シリンダ速度が調整される。   In the present embodiment, a direction control valve 64 that controls the direction in which the hydraulic oil flows is provided. The hydraulic oil supplied from the main hydraulic pump is supplied to the hydraulic cylinder 60 via the direction control valve 64. The direction control valve 64 is a spool system that moves the rod-shaped spool to switch the direction in which the hydraulic oil flows. As the spool moves in the axial direction, the supply of hydraulic oil to the cap side oil chamber 40A (oil passage 48) and the supply of hydraulic oil to the rod side oil chamber 40B (oil passage 47) are switched. Further, the supply amount of hydraulic oil to the hydraulic cylinder 60 (supply amount per unit time) is adjusted by moving the spool in the axial direction. The cylinder speed is adjusted by adjusting the amount of hydraulic oil supplied to the hydraulic cylinder 60.

方向制御弁64には、スプールの移動距離(スプールストローク)を検出するスプールストロークセンサ65が設けられている。スプールストロークセンサ65の検出信号は、図示しないが作業機コントローラ26に出力される。   The direction control valve 64 is provided with a spool stroke sensor 65 for detecting a moving distance (spool stroke) of the spool. The detection signal of the spool stroke sensor 65 is output to the work machine controller 26 (not shown).

方向制御弁64の駆動は、操作装置25によって調整される。本実施形態において、操作装置25は、パイロット油圧方式の操作装置である。メイン油圧ポンプから送出され、減圧弁によって減圧されたパイロット油が操作装置25に供給される。なお、メイン油圧ポンプとは別のパイロット油圧ポンプから送出されたパイロット油が操作装置25に供給されてもよい。操作装置25は、パイロット油圧調整弁を含む。操作装置25の操作量に基づいて、パイロット油圧が調整される。そのパイロット油圧によって、方向制御弁64が駆動される。操作装置25によりパイロット油圧が調整されることによって、軸方向に関するスプールの移動量及び移動速度が調整される。   The driving of the direction control valve 64 is adjusted by the operation device 25. In the present embodiment, the operating device 25 is a pilot hydraulic system operating device. Pilot oil sent from the main hydraulic pump and decompressed by the pressure reducing valve is supplied to the operating device 25. The pilot oil sent from a pilot hydraulic pump different from the main hydraulic pump may be supplied to the operating device 25. The operating device 25 includes a pilot hydraulic pressure adjustment valve. The pilot oil pressure is adjusted based on the operation amount of the operating device 25. The direction control valve 64 is driven by the pilot hydraulic pressure. By adjusting the pilot oil pressure by the operating device 25, the moving amount and moving speed of the spool in the axial direction are adjusted.

方向制御弁64は、ブームシリンダ10、アームシリンダ11、バケットシリンダ12及び旋回モータ63のそれぞれに設けられる。以下の説明において、ブームシリンダ10に接続される方向制御弁64を適宜、方向制御弁640、と称する。アームシリンダ11に接続される方向制御弁64を適宜、方向制御弁641、と称する。バケットシリンダ12に接続される方向制御弁64を適宜、方向制御弁642、と称する。   The direction control valve 64 is provided in each of the boom cylinder 10, the arm cylinder 11, the bucket cylinder 12, and the turning motor 63. In the following description, the direction control valve 64 connected to the boom cylinder 10 is appropriately referred to as a direction control valve 640. The direction control valve 64 connected to the arm cylinder 11 is appropriately referred to as a direction control valve 641. The direction control valve 64 connected to the bucket cylinder 12 is appropriately referred to as a direction control valve 642.

操作装置25と方向制御弁64とは、パイロット油圧ライン450を介して接続される。本実施形態において、パイロット油圧ライン450に、制御弁27、圧力センサ66、及び圧力センサ67が配置されている。   The operating device 25 and the direction control valve 64 are connected via a pilot hydraulic line 450. In the present embodiment, the control valve 27, the pressure sensor 66, and the pressure sensor 67 are arranged in the pilot hydraulic line 450.

以下の説明において、パイロット油圧ライン450のうち、操作装置25と制御弁27との間のパイロット油圧ライン450を適宜、油路451、と称し、制御弁27と方向制御弁64との間のパイロット油圧ライン450を適宜、油路452、と称する。   In the following description, the pilot hydraulic line 450 between the operating device 25 and the control valve 27 in the pilot hydraulic line 450 is appropriately referred to as an oil passage 451, and the pilot between the control valve 27 and the direction control valve 64. The hydraulic line 450 is appropriately referred to as an oil passage 452.

油路451は、油路452Aと操作装置25とを接続する油路451Aと、油路452Bと操作装置25とを接続する油路451Bとを含む。油路451Aと油路452Aは方向制御弁に接続される。方向制御弁64に、油路452が接続される。油路452を介して、パイロット油が方向制御弁64に供給される。方向制御弁64は、第1受圧室及び第2圧室を有する。油路452は、第1受圧室に接続される油路452Aと、第2受圧室に接続される油路452Bとを含む。   The oil passage 451 includes an oil passage 451A that connects the oil passage 452A and the operating device 25, and an oil passage 451B that connects the oil passage 452B and the operating device 25. Oil path 451A and oil path 452A are connected to a direction control valve. An oil passage 452 is connected to the direction control valve 64. Pilot oil is supplied to the directional control valve 64 via the oil passage 452. The direction control valve 64 has a first pressure receiving chamber and a second pressure chamber. Oil passage 452 includes an oil passage 452A connected to the first pressure receiving chamber and an oil passage 452B connected to the second pressure receiving chamber.

油路452Aを介して方向制御弁64の第1受圧室にパイロット油が供給されると、そのパイロット油圧に応じてスプールが移動し、方向制御弁64を介してロッド側油室40Bに作動油が供給される。ロッド側油圧室40Bに対する作動油の供給量は、操作装置25の操作量(スプールの移動量)により調整される。   When pilot oil is supplied to the first pressure receiving chamber of the direction control valve 64 via the oil passage 452A, the spool moves according to the pilot oil pressure, and the hydraulic oil is supplied to the rod side oil chamber 40B via the direction control valve 64. Is supplied. The supply amount of the hydraulic oil to the rod side hydraulic chamber 40B is adjusted by the operation amount (spool movement amount) of the operation device 25.

油路452Bを介して方向制御弁64の第2受圧室にパイロット油が供給されると、そのパイロット油圧に応じてスプールが移動し、方向制御弁64を介してキャップ側油室40Aに作動油が供給される。キャップ側油室40Aに対する作動油の供給量は、操作装置25の操作量(スプールの移動量)により調整される。   When pilot oil is supplied to the second pressure receiving chamber of the direction control valve 64 via the oil passage 452B, the spool moves in accordance with the pilot oil pressure, and hydraulic oil is supplied to the cap side oil chamber 40A via the direction control valve 64. Is supplied. The amount of hydraulic oil supplied to the cap-side oil chamber 40A is adjusted by the operation amount (spool movement amount) of the operation device 25.

すなわち、操作装置25によりパイロット油圧が調整されたパイロット油が方向制御弁64に供給されることにより、スプールは軸方向に関して一側に移動する。操作装置25によりパイロット油圧が調整されたパイロット油が方向制御弁64に供給されることにより、スプールは軸方向に関して他側に移動する。これにより、軸方向に関するスプールの位置が調整される。   That is, when the pilot oil whose pilot oil pressure is adjusted by the operating device 25 is supplied to the direction control valve 64, the spool moves to one side with respect to the axial direction. When the pilot oil whose pilot oil pressure is adjusted by the operating device 25 is supplied to the direction control valve 64, the spool moves to the other side in the axial direction. Thereby, the position of the spool in the axial direction is adjusted.

以下の説明において、ブームシリンダ10に対する作動油の供給を行う方向制御弁640に接続される油路452Aを適宜、油路4520A、と称し、方向制御弁640に接続される油路452Bを適宜、油路4520B、と称する。アームシリンダ11に対する作動油の供給を行う方向制御弁641に接続される油路452Aを適宜、油路4521A、と称し、方向制御弁641に接続される油路452Bを適宜、油路4521B、と称する。バケットシリンダ12に対する作動油の供給を行う方向制御弁642に接続される油路452Aを適宜、油路4522A、と称し、方向制御弁642に接続される油路452Bを適宜、油路4522B、と称する。   In the following description, an oil passage 452A connected to the direction control valve 640 that supplies hydraulic oil to the boom cylinder 10 is appropriately referred to as an oil passage 4520A, and an oil passage 452B connected to the direction control valve 640 is appropriately used. This is referred to as oil passage 4520B. The oil passage 452A connected to the direction control valve 641 that supplies hydraulic oil to the arm cylinder 11 is appropriately referred to as an oil passage 4521A, and the oil passage 452B connected to the direction control valve 641 is appropriately referred to as an oil passage 4521B. Called. The oil passage 452A connected to the direction control valve 642 for supplying hydraulic oil to the bucket cylinder 12 is appropriately referred to as an oil passage 4522A, and the oil passage 452B connected to the direction control valve 642 is appropriately referred to as an oil passage 4522B. Called.

以下の説明において、油路4520Aに接続される油路451Aを適宜、油路4510A、と称し、油路4520Bに接続される油路451Bを適宜、油路4510B、と称する。油路4521Aに接続される油路451Aを適宜、油路4511A、と称し、油路4521Bに接続される油路451Bを適宜、油路4511B、と称する。油路4522Aに接続される油路451Aを適宜、油路4512A、と称し、油路4522Bに接続される油路451Bを適宜、油路4512B、と称する。   In the following description, the oil passage 451A connected to the oil passage 4520A is appropriately referred to as an oil passage 4510A, and the oil passage 451B connected to the oil passage 4520B is appropriately referred to as an oil passage 4510B. The oil passage 451A connected to the oil passage 4521A is appropriately referred to as an oil passage 4511A, and the oil passage 451B connected to the oil passage 4521B is appropriately referred to as an oil passage 4511B. The oil passage 451A connected to the oil passage 4522A is appropriately referred to as an oil passage 4512A, and the oil passage 451B connected to the oil passage 4522B is appropriately referred to as an oil passage 4512B.

上述のように、操作装置25の操作により、ブーム6は、下げ動作及び上げ動作の2種類の動作を実行する。ブーム6の上げ動作が実行されるように操作装置25が操作されることにより、ブームシリンダ10に接続された方向制御弁640に、油路4510B及び油路4520Bを介して、パイロット油が供給される。方向制御弁640はパイロット油圧に基づいて作動する。これにより、メイン油圧ポンプからの作動油がブームシリンダ10に供給されブームシリンダ10が伸長する。ブームシリンダの伸長によりブーム6の上げ動作が実行される。ブーム6の下げ動作が実行されるように操作装置25が操作されることにより、ブームシリンダ10に接続された方向制御弁640に、油路4510A及び油路4520Aを介して、パイロット油が供給される。方向制御弁640はパイロット油圧に基づいて作動する。これにより、メイン油圧ポンプからの作動油がブームシリンダ10に供給され、ブームシリンダ10が縮退する。ブームシリンダの縮退によりブーム6の下げ動作が実行される。   As described above, the boom 6 performs two types of operations, the lowering operation and the raising operation, by the operation of the operating device 25. By operating the operating device 25 so that the boom 6 is lifted, pilot oil is supplied to the direction control valve 640 connected to the boom cylinder 10 via the oil passage 4510B and the oil passage 4520B. The The direction control valve 640 operates based on the pilot hydraulic pressure. Thereby, the hydraulic oil from the main hydraulic pump is supplied to the boom cylinder 10 and the boom cylinder 10 extends. The boom 6 is lifted by the extension of the boom cylinder. By operating the operating device 25 so that the lowering operation of the boom 6 is performed, pilot oil is supplied to the direction control valve 640 connected to the boom cylinder 10 via the oil passage 4510A and the oil passage 4520A. The The direction control valve 640 operates based on the pilot hydraulic pressure. Thereby, the hydraulic oil from the main hydraulic pump is supplied to the boom cylinder 10, and the boom cylinder 10 is retracted. The boom 6 is lowered as the boom cylinder is retracted.

また、操作装置25の操作により、アーム7は、下げ動作及び上げ動作の2種類の動作を実行する。アーム7の下げ動作が実行されるように操作装置25が操作されることにより、アームシリンダ11に接続された方向制御弁641に、油路4511B及び油路4521Bを介して、パイロット油が供給される。方向制御弁641はパイロット油圧に基づいて作動する。これにより、メイン油圧ポンプからの作動油がアームシリンダ11に供給され、アームシリンダ11が伸長する。アームシリンダ11の伸長によりアーム7の下げ動作が実行される。アーム7の上げ動作が実行されるように操作装置25が操作されることにより、アームシリンダ11に接続された方向制御弁641に、油路4511A及び油路4521Aを介して、パイロット油が供給される。方向制御弁641はパイロット油圧に基づいて作動する。これにより、メイン油圧ポンプからの作動油がアームシリンダ11に供給され、アームシリンダ11が縮退する。アームシリンダ11縮退によりアーム7の上げ動作が実行される。   In addition, the arm 7 performs two types of operations, a lowering operation and a raising operation, by operating the operation device 25. By operating the operating device 25 so that the lowering operation of the arm 7 is performed, pilot oil is supplied to the direction control valve 641 connected to the arm cylinder 11 via the oil passage 4511B and the oil passage 4521B. The The direction control valve 641 operates based on the pilot hydraulic pressure. Thereby, the hydraulic oil from the main hydraulic pump is supplied to the arm cylinder 11, and the arm cylinder 11 extends. The arm 7 is lowered by the extension of the arm cylinder 11. By operating the operating device 25 so that the raising operation of the arm 7 is executed, the pilot oil is supplied to the direction control valve 641 connected to the arm cylinder 11 through the oil passage 4511A and the oil passage 4521A. The The direction control valve 641 operates based on the pilot hydraulic pressure. As a result, the hydraulic oil from the main hydraulic pump is supplied to the arm cylinder 11, and the arm cylinder 11 is degenerated. As the arm cylinder 11 is retracted, the arm 7 is raised.

また、操作装置25の操作により、バケット8は、下げ動作及び上げ動作の2種類の動作を実行する。バケット8の下げ動作が実行されるように操作装置25が操作されることにより、バケットシリンダ12に接続された方向制御弁642に、油路4512B及び油路4522Bを介して、パイロット油が供給される。方向制御弁642はパイロット油圧に基づいて作動する。これにより、メイン油圧ポンプからの作動油がバケットシリンダ12に供給され、バケットシリンダ12が伸長する。バケットシリンダ12が伸長によりバケット8の下げ動作が実行される。バケット8の上げ動作が実行されるように操作装置25が操作されることにより、バケットシリンダ12に接続された方向制御弁642に、油路4512A及び油路4522Aを介して、パイロット油が供給される。方向制御弁642はパイロット油圧に基づいて作動する。これにより、メイン油圧ポンプからの作動油がバケットシリンダ12に供給され、バケットシリンダ12が縮退する。バケットシリンダ12の縮退によりバケット8の上げ動作が実行される。   Further, the bucket 8 performs two types of operations, a lowering operation and a raising operation, by the operation of the operation device 25. By operating the operating device 25 so that the lowering operation of the bucket 8 is performed, pilot oil is supplied to the direction control valve 642 connected to the bucket cylinder 12 via the oil passage 4512B and the oil passage 4522B. The The direction control valve 642 operates based on the pilot hydraulic pressure. Thereby, the hydraulic oil from the main hydraulic pump is supplied to the bucket cylinder 12, and the bucket cylinder 12 extends. When the bucket cylinder 12 extends, the lowering operation of the bucket 8 is executed. By operating the operating device 25 so that the raising operation of the bucket 8 is executed, pilot oil is supplied to the direction control valve 642 connected to the bucket cylinder 12 via the oil passage 4512A and the oil passage 4522A. The The direction control valve 642 operates based on the pilot hydraulic pressure. As a result, hydraulic oil from the main hydraulic pump is supplied to the bucket cylinder 12 and the bucket cylinder 12 is degenerated. As the bucket cylinder 12 is retracted, the raising operation of the bucket 8 is executed.

また、操作装置25の操作により、旋回体3は、右旋回動作及び左旋回動作の2種類の動作を実行する。旋回体3の右旋回動作が実行されるように操作装置25が操作されることにより、作動油が旋回モータ63に供給される。旋回体3の左旋回動作が実行されるように操作装置25が操作されることにより、作動油が旋回モータ63に供給される。   Further, by the operation of the operating device 25, the revolving structure 3 executes two types of operations, a right turning operation and a left turning operation. The operating oil is supplied to the turning motor 63 by operating the operating device 25 so that the right turning operation of the turning body 3 is executed. The operating oil is supplied to the turning motor 63 by operating the operating device 25 so that the left turning operation of the turning body 3 is executed.

制御弁27は、作業機コントローラ26からの制御信号(EPC電流)に基づいて、パイロット油圧を調整する。制御弁27は、電磁比例制御弁であり、作業機コントローラ26からの制御信号に基づいて制御される。制御弁27は、方向制御弁64の第1受圧室に供給されるパイロット油のパイロット油圧を調整して、方向制御弁64を介してロッド側油室40Bに供給される作動油の供給量を調整可能な制御弁27Aと、方向制御弁64の第2受圧室に供給されるパイロット油のパイロット油圧を調整して、方向制御弁64を介してキャップ側油室40Aに供給される作動油の供給量を調整可能な制御弁27Bとを含む。   The control valve 27 adjusts the pilot hydraulic pressure based on a control signal (EPC current) from the work machine controller 26. The control valve 27 is an electromagnetic proportional control valve and is controlled based on a control signal from the work machine controller 26. The control valve 27 adjusts the pilot oil pressure of the pilot oil supplied to the first pressure receiving chamber of the direction control valve 64, and controls the amount of hydraulic oil supplied to the rod side oil chamber 40B via the direction control valve 64. The pilot oil pressure of the pilot oil supplied to the adjustable control valve 27A and the second pressure receiving chamber of the direction control valve 64 is adjusted, and the hydraulic oil supplied to the cap side oil chamber 40A via the direction control valve 64 is adjusted. And a control valve 27B capable of adjusting the supply amount.

制御弁27の両側に、パイロット油圧を検出する圧力センサ66及び圧力センサ67が設けられる。本実施形態において、圧力センサ66は、操作装置25と制御弁27との間の油路451に配置される。圧力センサ67は、制御弁27と方向制御弁64との間の油路452に配置される。圧力センサ66は、制御弁27によって調整される前のパイロット油圧を検出可能である。圧力センサ67は、制御弁27によって調整されたパイロット油圧を検出可能である。圧力センサ66及び圧力センサ67の検出結果は、図示しないが作業機コントローラ26に出力される。   A pressure sensor 66 and a pressure sensor 67 for detecting pilot oil pressure are provided on both sides of the control valve 27. In the present embodiment, the pressure sensor 66 is disposed in the oil passage 451 between the operation device 25 and the control valve 27. The pressure sensor 67 is disposed in the oil passage 452 between the control valve 27 and the direction control valve 64. The pressure sensor 66 can detect the pilot hydraulic pressure before being adjusted by the control valve 27. The pressure sensor 67 can detect the pilot hydraulic pressure adjusted by the control valve 27. The detection results of the pressure sensor 66 and the pressure sensor 67 are output to the work machine controller 26 (not shown).

以下の説明において、ブームシリンダ10に対する作動油の供給を行う方向制御弁640に対するパイロット油圧を調整可能な制御弁27を適宜、制御弁270、と称する。また、制御弁270のうち、一方の制御弁(制御弁27Aに相当)を適宜、制御弁270A、と称し、他方の制御弁(制御弁27Bに相当)を適宜、制御弁270B、と称する。アームシリンダ11に対する作動油の供給を行う方向制御弁641に対するパイロット油圧を調整可能な制御弁27を適宜、制御弁271、と称する。また、制御弁271のうち、一方の制御弁(制御弁27Aに相当)を適宜、制御弁271A、と称し、他方の制御弁(制御弁27Bに相当)を適宜、制御弁271B、と称する。バケットシリンダ12に対する作動油の供給を行う方向制御弁642に対するパイロット油圧を調整可能な制御弁27を適宜、制御弁272、と称する。また、制御弁272のうち、一方の制御弁(制御弁27Aに相当)を適宜、制御弁272A、と称し、他方の制御弁(制御弁27Bに相当)を適宜、制御弁272B、と称する。   In the following description, the control valve 27 that can adjust the pilot hydraulic pressure for the directional control valve 640 that supplies hydraulic oil to the boom cylinder 10 is appropriately referred to as a control valve 270. Of the control valves 270, one control valve (corresponding to the control valve 27A) is appropriately referred to as a control valve 270A, and the other control valve (corresponding to the control valve 27B) is appropriately referred to as a control valve 270B. The control valve 27 that can adjust the pilot hydraulic pressure for the direction control valve 641 that supplies hydraulic oil to the arm cylinder 11 is appropriately referred to as a control valve 271. Of the control valves 271, one control valve (corresponding to the control valve 27A) is appropriately referred to as a control valve 271A, and the other control valve (corresponding to the control valve 27B) is appropriately referred to as a control valve 271B. The control valve 27 that can adjust the pilot hydraulic pressure for the direction control valve 642 that supplies hydraulic oil to the bucket cylinder 12 is appropriately referred to as a control valve 272. Of the control valves 272, one control valve (corresponding to the control valve 27A) is appropriately referred to as a control valve 272A, and the other control valve (corresponding to the control valve 27B) is appropriately referred to as a control valve 272B.

以下の説明において、ブームシリンダ10に対する作動油の供給を行う方向制御弁640に接続される油路451のパイロット油圧を検出する圧力センサ66を適宜、圧力センサ660、と称し、方向制御弁640に接続される油路452のパイロット油圧を検出する圧力センサ67を適宜、圧力センサ670、と称する。また、油路4510Aに配置される圧力センサ660を適宜、圧力センサ660A、と称し、油路4510Bに配置される圧力センサ660を適宜、圧力センサ660B、と称する。また、油路4520Aに配置される圧力センサ670を適宜、圧力センサ670A、と称し、油路4520Bに配置される圧力センサ670を適宜、圧力センサ670B、と称する。   In the following description, the pressure sensor 66 that detects the pilot hydraulic pressure of the oil passage 451 connected to the direction control valve 640 that supplies hydraulic oil to the boom cylinder 10 is appropriately referred to as a pressure sensor 660 and is connected to the direction control valve 640. The pressure sensor 67 that detects the pilot oil pressure of the connected oil passage 452 is appropriately referred to as a pressure sensor 670. Further, the pressure sensor 660 disposed in the oil passage 4510A is appropriately referred to as a pressure sensor 660A, and the pressure sensor 660 disposed in the oil passage 4510B is appropriately referred to as a pressure sensor 660B. Further, the pressure sensor 670 disposed in the oil passage 4520A is appropriately referred to as a pressure sensor 670A, and the pressure sensor 670 disposed in the oil passage 4520B is appropriately referred to as a pressure sensor 670B.

以下の説明において、アームシリンダ11に対する作動油の供給を行う方向制御弁641に接続される油路451のパイロット油圧を検出する圧力センサ66を適宜、圧力センサ661、と称し、方向制御弁641に接続される油路452のパイロット油圧を検出する圧力センサ67を適宜、圧力センサ671、と称する。また、油路4511Aに配置される圧力センサ661を適宜、圧力センサ661A、と称し、油路4511Bに配置される圧力センサ661を適宜、圧力センサ661B、と称する。また、油路4521Aに配置される圧力センサ671を適宜、圧力センサ671A、と称し、油路4521Bに配置される圧力センサ671を適宜、圧力センサ671B、と称する。   In the following description, the pressure sensor 66 that detects the pilot hydraulic pressure of the oil passage 451 connected to the direction control valve 641 that supplies hydraulic oil to the arm cylinder 11 is appropriately referred to as a pressure sensor 661 and is connected to the direction control valve 641. The pressure sensor 67 that detects the pilot oil pressure of the connected oil passage 452 is appropriately referred to as a pressure sensor 671. Further, the pressure sensor 661 disposed in the oil passage 4511A is appropriately referred to as a pressure sensor 661A, and the pressure sensor 661 disposed in the oil passage 4511B is appropriately referred to as a pressure sensor 661B. Further, the pressure sensor 671 disposed in the oil passage 4521A is appropriately referred to as a pressure sensor 671A, and the pressure sensor 671 disposed in the oil passage 4521B is appropriately referred to as a pressure sensor 671B.

以下の説明において、バケットシリンダ12に対する作動油の供給を行う方向制御弁642に接続される油路451のパイロット油圧を検出する圧力センサ66を適宜、圧力センサ662、と称し、方向制御弁642に接続される油路452のパイロット油圧を検出する圧力センサ67を適宜、圧力センサ672、と称する。また、油路4512Aに配置される圧力センサ661を適宜、圧力センサ661A、と称し、油路4512Bに配置される圧力センサ661を適宜、圧力センサ661B、と称する。また、油路4522Aに配置される圧力センサ672を適宜、圧力センサ672A、と称し、油路4522Bに配置される圧力センサ672を適宜、圧力センサ672B、と称する。   In the following description, the pressure sensor 66 that detects the pilot oil pressure of the oil passage 451 connected to the direction control valve 642 that supplies hydraulic oil to the bucket cylinder 12 is appropriately referred to as a pressure sensor 662, and the direction control valve 642 The pressure sensor 67 that detects the pilot oil pressure of the connected oil passage 452 is appropriately referred to as a pressure sensor 672. The pressure sensor 661 disposed in the oil passage 4512A is appropriately referred to as a pressure sensor 661A, and the pressure sensor 661 disposed in the oil passage 4512B is appropriately referred to as a pressure sensor 661B. Further, the pressure sensor 672 disposed in the oil passage 4522A is appropriately referred to as a pressure sensor 672A, and the pressure sensor 672 disposed in the oil passage 4522B is appropriately referred to as a pressure sensor 672B.

制限掘削制御及び各作業機の動作制限を実行しない場合、作業機コントローラ26は、制御弁27を制御して、パイロット油圧ライン450を開放する。パイロット油圧ライン450が開放されることにより、油路451のパイロット油圧と油路452のパイロット油圧とは等しくなる。パイロット油圧ライン450が開放された状態で、パイロット油圧は、操作装置25の操作量に基づいて調整される。   When the limited excavation control and the operation restriction of each work machine are not executed, the work machine controller 26 controls the control valve 27 to open the pilot hydraulic line 450. By opening the pilot hydraulic line 450, the pilot hydraulic pressure in the oil passage 451 and the pilot hydraulic pressure in the oil passage 452 become equal. With the pilot hydraulic line 450 opened, the pilot hydraulic pressure is adjusted based on the operation amount of the operating device 25.

制限掘削制御など、作業機2が作業機コントローラ26によって制御される場合、作業機コントローラ26は、制御弁27に制御信号を出力する。油路451は、例えばパイロットリリーフ弁の作用により所定の圧力を有する。作業機コントローラ26から制御弁27に制御信号が出力されると、制御弁27は、その制御信号に基づいて作動する。油路451の作動油は、制御弁27を介して、油路452に供給される。油路452の作動油の圧力は、制御弁27により調整(減圧)される。油路452の作動油の圧力が、方向制御弁64に作用する。これにより、方向制御弁64は、制御弁27で制御されたパイロット油圧に基づいて作動する。本実施形態において、圧力センサ66は、制御弁27によって調整される前のパイロット油圧を検出する。圧力センサ67は、制御弁27によって調整された後のパイロット油圧を検出する。   When the work implement 2 is controlled by the work implement controller 26 such as limited excavation control, the work implement controller 26 outputs a control signal to the control valve 27. The oil passage 451 has a predetermined pressure, for example, by the action of a pilot relief valve. When a control signal is output from the work machine controller 26 to the control valve 27, the control valve 27 operates based on the control signal. The hydraulic oil in the oil passage 451 is supplied to the oil passage 452 via the control valve 27. The pressure of the hydraulic oil in the oil passage 452 is adjusted (depressurized) by the control valve 27. The pressure of the hydraulic oil in the oil passage 452 acts on the direction control valve 64. Thereby, the direction control valve 64 operates based on the pilot hydraulic pressure controlled by the control valve 27. In the present embodiment, the pressure sensor 66 detects the pilot hydraulic pressure before being adjusted by the control valve 27. The pressure sensor 67 detects the pilot oil pressure after being adjusted by the control valve 27.

制御弁27Aにより圧力が調整された作動油が方向制御弁64に供給されることにより、スプールは軸方向に関して一側に移動する。制御弁27Bにより圧力が調整された作動油が方向制御弁64に供給されることにより、スプールは軸方向に関して他側に移動する。これにより、軸方向に関するスプールの位置が調整される。   When the hydraulic oil whose pressure is adjusted by the control valve 27A is supplied to the direction control valve 64, the spool moves to one side with respect to the axial direction. When the hydraulic oil whose pressure is adjusted by the control valve 27B is supplied to the direction control valve 64, the spool moves to the other side in the axial direction. Thereby, the position of the spool in the axial direction is adjusted.

例えば、作業機コントローラ26は、制御弁270A及び制御弁270Bの少なくとも一方に制御信号を出力して、ブームシリンダ10に接続された方向制御弁640に対するパイロット油圧を調整することができる。   For example, the work machine controller 26 can output a control signal to at least one of the control valve 270A and the control valve 270B to adjust the pilot hydraulic pressure for the direction control valve 640 connected to the boom cylinder 10.

また、作業機コントローラ26は、制御弁271A及び制御弁271Bの少なくとも一方に制御信号を出力して、アームシリンダ11に接続された方向制御弁641に対するパイロット油圧を調整することができる。   In addition, the work machine controller 26 can output a control signal to at least one of the control valve 271 </ b> A and the control valve 271 </ b> B to adjust the pilot hydraulic pressure with respect to the direction control valve 641 connected to the arm cylinder 11.

また、作業機コントローラ26は、制御弁272A及び制御弁272Bの少なくとも一方に制御信号を出力して、バケットシリンダ12に接続された方向制御弁642に対するパイロット油圧を調整することができる。   In addition, the work machine controller 26 can output a control signal to at least one of the control valve 272 </ b> A and the control valve 272 </ b> B to adjust the pilot hydraulic pressure with respect to the direction control valve 642 connected to the bucket cylinder 12.

作業機コントローラ26は、掘削対象の目標形状である設計地形を示す目標掘削地形Uとバケット8の位置を示すバケット位置データ(刃先位置データS)とに基づいて、目標掘削地形Uとバケット8との距離dに応じてバケット8が目標掘削地形Uに近づく速度が小さくなるように、ブーム6の速度を制限する。作業機コントローラ26は、ブーム6の速度を制限するための制御信号を出力するブーム介入部を有する。本実施形態においては、操作装置25の操作に基づいて作業機2が駆動する場合において、バケット8の刃先8aが目標掘削地形Uに侵入しないように、作業機コントローラ26のブーム介入部から出力される制御信号に基づいて、ブーム6の動きが制御(介入制御)される。バケット8による掘削において、刃先8aが目標掘削地形Uに侵入しないように、ブーム6は、作業機コントローラ26により、上げ動作を実行される。   The work machine controller 26 determines the target excavation landform U and the bucket 8 based on the target excavation landform U indicating the design landform that is the target shape to be excavated and the bucket position data (blade position data S) indicating the position of the bucket 8. The speed of the boom 6 is limited so that the speed at which the bucket 8 approaches the target excavation landform U is reduced according to the distance d. The work machine controller 26 includes a boom intervention unit that outputs a control signal for limiting the speed of the boom 6. In the present embodiment, when the work implement 2 is driven based on the operation of the operation device 25, the boom intervention portion of the work implement controller 26 outputs the blade 8a of the bucket 8 so as not to enter the target excavation landform U. Based on the control signal, the movement of the boom 6 is controlled (intervention control). In the excavation with the bucket 8, the boom 6 is raised by the work machine controller 26 so that the cutting edge 8 a does not enter the target excavation landform U.

本実施形態においては、介入制御のために、作業機コントローラ26から出力された、介入制御に関する制御信号に基づいて作動する制御弁27Cに油路502が接続される。油路501は制御弁27Cに接続され、ブームシリンダ10に接続された方向制御弁640に供給されるパイロット油を供給。油路502は制御弁27Cとシャトル弁51とに接続され、方向制御弁640と接続された油路4520Bにシャトル弁51を介して接続されている。   In the present embodiment, an oil passage 502 is connected to a control valve 27C that operates based on a control signal related to intervention control that is output from the work machine controller 26 for intervention control. The oil passage 501 is connected to the control valve 27 </ b> C and supplies pilot oil supplied to the direction control valve 640 connected to the boom cylinder 10. The oil passage 502 is connected to the control valve 27 </ b> C and the shuttle valve 51, and is connected to the oil passage 4520 </ b> B connected to the direction control valve 640 via the shuttle valve 51.

シャトル弁51は、2つの入口と、1つの出口とを有する。一方の入口は、油路502と接続される。他方の入口は、油路4510Bと接続される。出口は、油路4520Bと接続される。シャトル弁51は、油路502及び油路4510Bのうち、パイロット油圧が高い方の油路と、油路4520Bとを接続する。例えば、油路502のパイロット油圧が油路4510Bのパイロット油圧よりも高い場合、シャトル弁51は、油路502と油路4520Bとを接続し、油路4510Bと油路4520Bとを接続しないように作動する。これにより、油路502のパイロット油がシャトル弁51を介して油路4520Bに供給される。油路4510Bのパイロット油圧が油路502のパイロット油圧よりも高い場合、シャトル弁51は、油路4510Bと油路4520Bとを接続し、油路502と油路4520Bとを接続しないように作動する。これにより、油路4510Bのパイロット油がシャトル弁51を介して油路4520Bに供給される。   The shuttle valve 51 has two inlets and one outlet. One inlet is connected to the oil passage 502. The other inlet is connected to oil passage 4510B. The outlet is connected to oil passage 4520B. Shuttle valve 51 connects between the oil passage 502 and oil passage 4510B, the oil passage having the higher pilot oil pressure, and oil passage 4520B. For example, when the pilot oil pressure of the oil passage 502 is higher than the pilot oil pressure of the oil passage 4510B, the shuttle valve 51 connects the oil passage 502 and the oil passage 4520B and does not connect the oil passage 4510B and the oil passage 4520B. Operate. As a result, the pilot oil in the oil passage 502 is supplied to the oil passage 4520 </ b> B via the shuttle valve 51. When the pilot oil pressure in oil passage 4510B is higher than the pilot oil pressure in oil passage 502, shuttle valve 51 operates so as to connect oil passage 4510B and oil passage 4520B and not to connect oil passage 502 and oil passage 4520B. . As a result, the pilot oil in the oil passage 4510B is supplied to the oil passage 4520B via the shuttle valve 51.

油路501に、油路501のパイロット油のパイロット油圧を検出する圧力センサ68とが設けられている。油路501に、制御弁27Cを通過する前のパイロット油が流れる。油路502に、制御弁27Cを通過した後のパイロット油が流れる。制御弁27Cは、介入制御を実行するために作業機コントローラ26から出力された制御信号に基づいて制御される。   The oil passage 501 is provided with a pressure sensor 68 that detects the pilot oil pressure of the pilot oil in the oil passage 501. Pilot oil before passing through the control valve 27C flows through the oil passage 501. The pilot oil after passing through the control valve 27C flows through the oil passage 502. The control valve 27C is controlled based on a control signal output from the work machine controller 26 in order to execute intervention control.

介入制御を実行しないとき、操作装置25の操作によって調整されたパイロット油圧に基づいて方向制御弁64が駆動されるように、作業機コントローラ26は、制御弁27に対して制御信号を出力しない。例えば、作業機コントローラ26は、操作装置25の操作によって調整されたパイロット油圧に基づいて方向制御弁640が駆動されるように、制御弁270Bを全開にするとともに、制御弁27Cで油路501を閉じる。   When the intervention control is not executed, the work machine controller 26 does not output a control signal to the control valve 27 so that the direction control valve 64 is driven based on the pilot hydraulic pressure adjusted by the operation of the operating device 25. For example, the work machine controller 26 fully opens the control valve 270B so that the direction control valve 640 is driven based on the pilot hydraulic pressure adjusted by the operation of the operating device 25, and opens the oil passage 501 with the control valve 27C. close up.

介入制御を実行するとき、作業機コントローラ26は、制御弁27Cによって調整されたパイロット油圧に基づいて方向制御弁64が駆動されるように、各制御弁27を制御する。例えば、ブーム6の移動を制限する介入制御を実行する場合、作業機コントローラ26は、制御弁27Cによって調整されたパイロット油圧が、操作装置25によって調整されるパイロット油圧よりも高くなるように、制御弁27Cを制御する。これにより、制御弁27Cからのパイロット油がシャトル弁51を介して方向制御弁640に供給される。   When executing the intervention control, the work machine controller 26 controls each control valve 27 so that the direction control valve 64 is driven based on the pilot hydraulic pressure adjusted by the control valve 27C. For example, when executing the intervention control that restricts the movement of the boom 6, the work machine controller 26 controls the pilot hydraulic pressure adjusted by the control valve 27 </ b> C to be higher than the pilot hydraulic pressure adjusted by the operating device 25. The valve 27C is controlled. Thus, pilot oil from the control valve 27C is supplied to the direction control valve 640 via the shuttle valve 51.

バケット8が目標掘削地形Uに侵入しないように操作装置25によりブーム6が高速で上げ動作される場合、介入制御は実行されない。ブーム6が高速で上げ動作されるように操作装置25が操作され、その操作量に基づいてパイロット油圧が調整されることにより、操作装置25の操作によって調整されるパイロット油圧は、制御弁27Cによって調整されるパイロット油圧よりも高くなる。これにより、操作装置25の操作によって調整されたパイロット油圧のパイロット油がシャトル弁51を介して方向制御弁640に供給される。   When the boom 6 is raised at a high speed by the operating device 25 so that the bucket 8 does not enter the target excavation landform U, the intervention control is not executed. The operating device 25 is operated so that the boom 6 is raised at a high speed, and the pilot oil pressure is adjusted based on the operation amount, so that the pilot oil pressure adjusted by the operation of the operating device 25 is controlled by the control valve 27C. It becomes higher than the pilot oil pressure to be adjusted. As a result, the pilot hydraulic pilot oil adjusted by the operation of the operating device 25 is supplied to the direction control valve 640 via the shuttle valve 51.

ここで、作業機コントローラ26がアーム7の掘削の制限を必要と判断した場合、作業機コントローラ26より制御弁271Bに流量供給を絞る指令が出される。これにより、アームシリンダ11へのレバー操作による油路4521Bへのパイロット油圧の供給が制限される。   Here, when the work implement controller 26 determines that it is necessary to limit the excavation of the arm 7, the work implement controller 26 issues a command to restrict the flow rate supply to the control valve 271 </ b> B. Thereby, the supply of the pilot hydraulic pressure to the oil passage 4521B by the lever operation to the arm cylinder 11 is restricted.

[アームの制御(第1実施形態)]
図19は、制限掘削制御(ブーム介入制御)が行われているときの作業機2の動作の一例を模式的に示す図である。上述のように、油圧システム300は、ブーム6を駆動するためのブームシリンダ10と、アーム7を駆動するためのアームシリンダ11と、バケット8を駆動するためのバケットシリンダ12とを有する。
[Control of arm (first embodiment)]
FIG. 19 is a diagram schematically illustrating an example of the operation of the work machine 2 when the limited excavation control (boom intervention control) is performed. As described above, the hydraulic system 300 includes the boom cylinder 10 for driving the boom 6, the arm cylinder 11 for driving the arm 7, and the bucket cylinder 12 for driving the bucket 8.

図19に示すように、バケット8による掘削作業において、ブーム6が上がり、アーム7が下がるように、油圧システム300が作動する。掘削作業において、バケット8が目標掘削地形Uに侵入しないように、ブーム6の上げ動作を含む介入制御が実行される。   As shown in FIG. 19, in the excavation work by the bucket 8, the hydraulic system 300 operates so that the boom 6 is raised and the arm 7 is lowered. In excavation work, intervention control including raising operation of the boom 6 is executed so that the bucket 8 does not enter the target excavation landform U.

ブーム介入制御において、ブーム6が高速で移動できず、アーム7及びバケット8の動きに対して遅れてしまう可能性がある。掘削作業において、アーム7は下げ動作するため、重力作用(自重)により、ブーム6に比べて高速で移動可能である。ブーム6に対する介入制御により、ブーム6は上げ動作する。また、アームシリンダ11には、アーム7の重量及びバケット8の重量に応じた負荷かかるのに対し、ブームシリンダ10には、ブーム6の重量、アーム7の重量、及びバケット8の重量に応じた負荷がかかる。すなわち、ブームシリンダ10にかかる負荷は、アームシリンダ11にかかる負荷よりも大きい。ブームシリンダ10は、その負荷に打ち勝って作動する必要がある。その結果、アーム7の移動に同期して、目標掘削地形Uに対するバケット8の侵入が抑制されるようにブーム6が適切に移動(上げ動作)することが困難となる可能性がある。また、ブーム6は油圧シリンダ(ブームシリンダ)10によって駆動される。これにより、ブーム6がアーム7の移動に追従しきれない可能性がある。その結果、バケット8が目標掘削地形Uに侵入し、掘削精度が低下する可能性がある。   In the boom intervention control, the boom 6 cannot move at a high speed and may be delayed with respect to the movement of the arm 7 and the bucket 8. In the excavation work, the arm 7 moves down, and can move at a higher speed than the boom 6 due to gravity (self-weight). The boom 6 is raised by intervention control on the boom 6. The arm cylinder 11 is loaded according to the weight of the arm 7 and the weight of the bucket 8, whereas the boom cylinder 10 is loaded according to the weight of the boom 6, the weight of the arm 7, and the weight of the bucket 8. Load is applied. That is, the load applied to the boom cylinder 10 is larger than the load applied to the arm cylinder 11. The boom cylinder 10 needs to operate by overcoming the load. As a result, in synchronization with the movement of the arm 7, there is a possibility that it is difficult for the boom 6 to appropriately move (raise operation) so that the penetration of the bucket 8 into the target excavation landform U is suppressed. The boom 6 is driven by a hydraulic cylinder (boom cylinder) 10. As a result, the boom 6 may not be able to follow the movement of the arm 7. As a result, the bucket 8 may enter the target excavation landform U, and the excavation accuracy may be reduced.

本実施形態においては、掘削作業時におけるブーム6とアーム7との動作条件(上げ動作か下げ動作か)の違い、及びブームシリンダ10とアームシリンダ11との負荷条件の違いなどを考慮して、ブーム6の上げ動作を含むブーム介入制御において、ブーム6の動きに合わせてアーム7が動くように、作業機コントローラ26によるアーム7の制限制御が行われる。   In the present embodiment, considering the difference in operating conditions (whether the raising operation or the lowering operation) between the boom 6 and the arm 7 during excavation work, the difference in load conditions between the boom cylinder 10 and the arm cylinder 11, and the like, In the boom intervention control including the raising operation of the boom 6, the work machine controller 26 performs limit control of the arm 7 so that the arm 7 moves in accordance with the movement of the boom 6.

図20は、本実施形態に係る制御システム200の一例を示す機能ブロック図である。図20に示すように、制御システム200は、アーム7の駆動のために操作される操作装置25と、操作装置25の操作量MA(以下単にMとする)を検出する検出装置70と、作業機コントローラ26とを有する。作業機コントローラ26は、検出装置70の検出結果に基づいて時間計測を開始するタイマー261と、アーム7の速度を制限するための制限操作量Mrをタイマー261による時間計測の開始時点からの経過時間に対応付けて設定する制限値設定部262と、タイマー261による時間計測の開始時点から所定期間において、制限操作量Mrでアーム7が駆動するように制御信号Nを生成し制御信号Nに基づきアーム制限速度Vc_am_lmtを出力するアーム制御部263と、記憶部264とを備えている。   FIG. 20 is a functional block diagram illustrating an example of the control system 200 according to the present embodiment. As shown in FIG. 20, the control system 200 includes an operating device 25 that is operated to drive the arm 7, a detection device 70 that detects an operation amount MA (hereinafter simply referred to as M) of the operating device 25, Machine controller 26. The work machine controller 26 uses a timer 261 for starting time measurement based on the detection result of the detection device 70, and a limit operation amount Mr for limiting the speed of the arm 7 as an elapsed time from the time measurement start time by the timer 261. A control signal N is generated so that the arm 7 is driven with the limit operation amount Mr during a predetermined period from the start of time measurement by the timer 261 and the limit value setting unit 262 set in association with the control signal N. An arm control unit 263 that outputs a speed limit Vc_am_lmt and a storage unit 264 are provided.

本実施形態において、検出装置70は、圧力センサ66(661B)を含む。検出装置70は、操作装置25により調整されるパイロット油圧を検出することによって、操作装置25の操作量Mを検出する。   In the present embodiment, the detection device 70 includes a pressure sensor 66 (661B). The detection device 70 detects the operation amount M of the operation device 25 by detecting the pilot hydraulic pressure adjusted by the operation device 25.

アーム7の下げ動作の実行のために、オペレータにより操作装置25が高速(急激)に操作された場合、アーム7の下げ速度に対するブーム6への上げ介入速度の遅れが発生しないように、作業機コントローラ26は、操作装置25の操作量(アーム操作量)Mを制限し、その制限された制限操作量Mrでアーム7を駆動する。すなわち、本実施形態においては、ブーム介入制御において、ブーム6が上がり、アーム7が下がるときの少なくとも一部の期間において、アーム7は制限操作量Mrで駆動される。これにより、アーム7の駆動のためにオペレータにより操作装置25が高速で操作されても、アーム7は制限された速度(低速度)で移動するため、アーム7の下げ速度に対するブーム6への上げ介入速度の遅れてしまうブーム6の追従遅れの発生が抑制される。   When the operating device 25 is operated at high speed (rapidly) by the operator to execute the lowering operation of the arm 7, the working machine is configured so that a delay in the raising intervention speed to the boom 6 with respect to the lowering speed of the arm 7 does not occur. The controller 26 restricts the operation amount (arm operation amount) M of the operating device 25 and drives the arm 7 with the limited operation amount Mr. That is, in the present embodiment, in the boom intervention control, the arm 7 is driven with the limited operation amount Mr during at least a part of the period when the boom 6 is raised and the arm 7 is lowered. As a result, even if the operating device 25 is operated at a high speed by the operator to drive the arm 7, the arm 7 moves at a limited speed (low speed). Occurrence of the follow-up delay of the boom 6 that delays the intervention speed is suppressed.

制限操作量Mrは、その制限操作量Mrでアーム7が操作されたとしても、ブーム6の追従遅れの発生が抑制される値である。制限操作量Mrは、実験又はシミュレーションにより予め求められ、作業機コントローラ26のメモリ(記憶部)に記憶されている。   The limit operation amount Mr is a value that suppresses the occurrence of the follow-up delay of the boom 6 even if the arm 7 is operated with the limit operation amount Mr. The limited operation amount Mr is obtained in advance by experiment or simulation, and is stored in the memory (storage unit) of the work machine controller 26.

本実施形態においては、作業機コントローラ26において、検出装置70によって検出されるアーム操作量Mと、制限操作量Mrとが比較される。アーム制御部263に対して、検出装置70によって検出されるアーム操作量Mと、制限値設定部262からの制限操作量Mrとが出力される。アーム制御部263は、比較部を含む。アーム制御部263の比較部は、アーム操作量Mと制限操作量Mrとを比較する。   In the present embodiment, the work machine controller 26 compares the arm operation amount M detected by the detection device 70 with the limited operation amount Mr. The arm operation amount M detected by the detection device 70 and the limit operation amount Mr from the limit value setting unit 262 are output to the arm control unit 263. The arm control unit 263 includes a comparison unit. The comparison unit of the arm control unit 263 compares the arm operation amount M with the limited operation amount Mr.

アーム制御部263は、アーム操作量Mと制限操作量Mrとの比較結果に基づいて、アーム操作量M及び制限操作量Mrのうち、小さい値の操作量を選択する。アーム制御部263は、アーム操作量M及び制限操作量Mrのうち、選択された操作量でアーム7が駆動されるように、作業機制御部57にアーム制限速度Vc_am_lmtを出力する。   Based on the comparison result between the arm operation amount M and the limit operation amount Mr, the arm control unit 263 selects an operation amount having a smaller value from the arm operation amount M and the limit operation amount Mr. The arm control unit 263 outputs the arm limit speed Vc_am_lmt to the work machine control unit 57 so that the arm 7 is driven with the selected operation amount among the arm operation amount M and the limit operation amount Mr.

以下の説明において、アーム7の下げ速度に対するブーム6への上げ介入速度の遅れが発生しないように、アーム7の動作(速度)を制限する制御を適宜、アーム速度制限制御、と称する。また、アーム操作量M及び制限操作量Mrのうち、選択された操作量(小さい値の操作量)を適宜、操作量Mf、と称する。   In the following description, control for limiting the operation (speed) of the arm 7 so as not to cause a delay in the raising intervention speed to the boom 6 with respect to the lowering speed of the arm 7 is appropriately referred to as arm speed limit control. In addition, among the arm operation amount M and the limited operation amount Mr, the selected operation amount (small operation amount) is appropriately referred to as an operation amount Mf.

図21は、本実施形態に係る制御システム200の動作の一例を説明するためのフローチャートである。図22、図23、及び図24は、本実施形態に係る制御システム200の動作の一例を説明するためのタイミングチャートである。   FIG. 21 is a flowchart for explaining an example of the operation of the control system 200 according to the present embodiment. 22, FIG. 23, and FIG. 24 are timing charts for explaining an example of the operation of the control system 200 according to the present embodiment.

掘削作業において、オペレータにより、操作装置25が操作される(ステップSB1)。オペレータは、アーム7の駆動のために、操作装置25を操作する。アーム7が下げ動作を行うように、操作装置25が操作される。   In the excavation work, the operating device 25 is operated by the operator (step SB1). The operator operates the operating device 25 to drive the arm 7. The operating device 25 is operated so that the arm 7 performs the lowering operation.

バケット8が目標掘削地形Uに侵入しないように、ブーム6に対する介入制御が開始される(ステップSB2)。介入制御において、掘削対象の目標形状を示す目標掘削地形Uとバケット8の刃先8aの位置を示す刃先位置データSとに基づいて、目標掘削地形Uとバケット8との距離dに応じてバケット8が目標掘削地形Uに近づく速度が小さくなるように、ブーム8の速度が制限される。介入制御は、ブーム6の上げ動作を含む。ブーム6に対する介入制御により、ブーム6は上げ動作する。   Intervention control for the boom 6 is started so that the bucket 8 does not enter the target excavation landform U (step SB2). In the intervention control, the bucket 8 according to the distance d between the target excavation landform U and the bucket 8 based on the target excavation landform U indicating the target shape of the excavation target and the cutting edge position data S indicating the position of the cutting edge 8a of the bucket 8. The speed of the boom 8 is limited so that the speed of approaching the target excavation landform U decreases. The intervention control includes the raising operation of the boom 6. The boom 6 is raised by intervention control on the boom 6.

検出装置70により、操作装置25の操作量Mが検出される(ステップSB3)。検出装置70は、圧力センサ66を含み、操作装置25により調整されるパイロット油圧を検出することによって、操作装置25の操作量Mを検出する。本実施形態においては、少なくとも、方向制御弁641に対するパイロット油圧(油路451のパイロット油圧)が圧力センサ661によって検出される。   The detecting device 70 detects the operation amount M of the operating device 25 (step SB3). The detection device 70 includes a pressure sensor 66 and detects the operation amount M of the operation device 25 by detecting the pilot hydraulic pressure adjusted by the operation device 25. In the present embodiment, at least the pilot hydraulic pressure (pilot hydraulic pressure of the oil passage 451) for the direction control valve 641 is detected by the pressure sensor 661.

検出装置70(圧力センサ661)の検出値は、タイマー261に出力される。タイマー261は、検出装置70の検出結果に基づいて、時間計測を開始する(ステップSB4)。図22、図23、及び図24において、時点t0が、タイマー261による時間計測の開始時点である。   The detection value of the detection device 70 (pressure sensor 661) is output to the timer 261. The timer 261 starts time measurement based on the detection result of the detection device 70 (step SB4). In FIG. 22, FIG. 23, and FIG. 24, a time point t0 is a time measurement start time point by the timer 261.

本実施形態の図20において、タイマー261は、アーム7の駆動のための操作装置25の操作の開始時に、時間計測を開始する。すなわち、時点t0は、操作装置25の操作の開始時点である。なお、タイマー261による時間計測の開始時点は、検出装置70の検出値が閾値を超えた時点でもよい。閾値は、制限操作量Mrの値でもよい。タイマー261による時間計測の開始時点は、検出装置70の検出値の単位時間当たりの増加量(変化速度)が許容値を超えた時点でもよい。   In FIG. 20 of the present embodiment, the timer 261 starts time measurement at the start of operation of the operating device 25 for driving the arm 7. That is, the time point t0 is a start time point of the operation of the controller device 25. Note that the time measurement start time by the timer 261 may be a time when the detection value of the detection device 70 exceeds a threshold value. The threshold value may be the value of the limited operation amount Mr. The time measurement start time point by the timer 261 may be a time point when the increase amount (change speed) of the detection value of the detection device 70 per unit time exceeds an allowable value.

制限値設定部262は、アーム7の速度(下げ速度)を制限するための制限操作量Mrを、タイマー261による時間計測の開始時点t0からの経過時間に対応付けて設定する(ステップSB5)。制限操作量Mrは、その制限操作量Mrでアーム7が操作されたとしても、ブーム6の追従遅れの発生が抑制される値である。制限操作量Mrは、実験又はシミュレーションにより予め求められる。制限操作量Mrは、タイマー261による時間計測の開始時点t0からの経過時間に対応付けて設定される。以下の説明において、時間に対応付けて設定された制限操作量Mrを示すデータを適宜、リミットパターン、と称する。   The limit value setting unit 262 sets the limit operation amount Mr for limiting the speed (lowering speed) of the arm 7 in association with the elapsed time from the time measurement start time t0 by the timer 261 (step SB5). The limit operation amount Mr is a value that suppresses the occurrence of the follow-up delay of the boom 6 even if the arm 7 is operated with the limit operation amount Mr. The limited operation amount Mr is obtained in advance by experiment or simulation. The limited operation amount Mr is set in association with the elapsed time from the time measurement start time t0 by the timer 261. In the following description, data indicating the limit operation amount Mr set in association with time is appropriately referred to as a limit pattern.

図22は、開始時点t0からの経過時間と操作装置25のアーム7の操作量Mとの関係を示す。図23は、開始時点t0からの経過時間と制限値設定部262によって設定された制限操作量Mrとの関係を示す。すなわち、図23は、リミットパターンを示す。図24は、開始時点t0からの経過時間とアーム7の操作量Mfとの関係を示す。上述のように、開始時点t0は、タイマー261による時間計測の開始時点である。図22、図23、及び図24において、横軸は時間(経過時間)である。図22において、縦軸は、アーム7の操作量M及びタイマー261のカウント値である。図23において、縦軸は、制限操作量Mr及びタイマー261のカウント値である。図24において、縦軸は、アーム7の操作量Mf及びタイマー261のカウント値である。   FIG. 22 shows the relationship between the elapsed time from the start time t0 and the operation amount M of the arm 7 of the operating device 25. FIG. 23 shows the relationship between the elapsed time from the start time t0 and the limit operation amount Mr set by the limit value setting unit 262. That is, FIG. 23 shows a limit pattern. FIG. 24 shows the relationship between the elapsed time from the start time t0 and the operation amount Mf of the arm 7. As described above, the start time t0 is a time measurement start time by the timer 261. 22, 23, and 24, the horizontal axis represents time (elapsed time). In FIG. 22, the vertical axis represents the operation amount M of the arm 7 and the count value of the timer 261. In FIG. 23, the vertical axis represents the limit operation amount Mr and the count value of the timer 261. In FIG. 24, the vertical axis represents the operation amount Mf of the arm 7 and the count value of the timer 261.

図22において、開始時点t0からの経過時間と操作装置25のアーム7の操作量Mとの関係をラインS1で示す。図23において、開始時点t0からの経過時間と制限操作量Mrとの関係(リミットパターン)をラインS2で示す。図24において、開始時点t0からの経過時間と操作量Mfとの関係(リミットパターン)をラインScで示す。ラインLtは、タイマー261によるカウント値を示す。なお、図23において、ラインS2を実線で示し、ラインS1を点線で併記する。   In FIG. 22, the relationship between the elapsed time from the start time t0 and the operation amount M of the arm 7 of the operating device 25 is indicated by a line S1. In FIG. 23, the relationship (limit pattern) between the elapsed time from the start time t0 and the limited operation amount Mr is indicated by a line S2. In FIG. 24, the relationship (limit pattern) between the elapsed time from the start time t0 and the operation amount Mf is indicated by a line Sc. Line Lt shows the count value by the timer 261. In FIG. 23, the line S2 is indicated by a solid line, and the line S1 is indicated by a dotted line.

本実施形態において、アーム7の操作量(M、Mr、Mf)は、アームシリンダ11に接続された方向制御弁641に作用するパイロット油圧と相関する。本実施形態において、アーム7の操作量(M、Mr、Mf)の単位は、メガパスカル(MPa)である。操作量Mに対応するパイロット油圧は、操作装置25によって調整される。制限操作量Mrに対応するパイロット油圧は、アーム制御部263によって制御される制御弁271によって調整される。   In the present embodiment, the operation amount (M, Mr, Mf) of the arm 7 correlates with the pilot oil pressure acting on the direction control valve 641 connected to the arm cylinder 11. In this embodiment, the unit of the operation amount (M, Mr, Mf) of the arm 7 is megapascal (MPa). The pilot oil pressure corresponding to the operation amount M is adjusted by the operation device 25. The pilot hydraulic pressure corresponding to the limited operation amount Mr is adjusted by the control valve 271 controlled by the arm control unit 263.

操作量Mは、アームシリンダ11に接続された方向制御弁640に作用するパイロット油圧を検出する圧力センサ661の検出値に相当する。圧力センサ661は、アームシリンダ11を駆動するための操作装置25の操作量Mに応じたパイロット油圧の検出値を出力する。   The operation amount M corresponds to a detection value of a pressure sensor 661 that detects pilot oil pressure acting on the direction control valve 640 connected to the arm cylinder 11. The pressure sensor 661 outputs a detected value of pilot hydraulic pressure corresponding to the operation amount M of the operating device 25 for driving the arm cylinder 11.

制限操作量Mrは、アームシリンダ11に接続された方向制御弁640に作用するパイロット油圧の目標値(制限値)に相当する。パイロット油圧と制限操作量Mrとの相関関係は、予め求められ、作業機コントローラ26の記憶部264に記憶されている。アーム制御部263は、アーム速度制限制御において、方向制御弁641に対して目標値のパイロット油圧が作用するように、制限操作量Mrを決定し、その制限操作量Mrに対応するパイロット油圧が得られるように、制御信号Nを生成する。   The limit operation amount Mr corresponds to a target value (limit value) of the pilot hydraulic pressure that acts on the directional control valve 640 connected to the arm cylinder 11. The correlation between the pilot hydraulic pressure and the limited operation amount Mr is obtained in advance and stored in the storage unit 264 of the work machine controller 26. In the arm speed limit control, the arm control unit 263 determines the limit operation amount Mr so that the target value of the pilot oil pressure acts on the direction control valve 641, and obtains the pilot oil pressure corresponding to the limit operation amount Mr. A control signal N is generated.

操作量Mfは、アームシリンダ11に接続された方向制御弁640に作用するパイロット油圧を検出する圧力センサ671の検出値に相当する。上述のように、操作量Mfは、操作量M及び制限操作量Mrのうち小さい方の操作量である。操作量Mが制限操作量Mrよりも小さいとき、アーム制御部263は、制御信号Nを生成しない。操作量Mが制限操作量Mrよりも小さいとき、制御弁271は全開しており、操作量Mに基づくパイロット油圧が方向制御弁641に作用する。操作量Mが制限操作量Mrよりも大きいとき、制限操作量Mrに基づいてアーム速度制限制御が実行されるように、アーム制御部263は、制御弁271に制御信号Nを生成する。操作量Mが制限操作量Mrよりも大きいとき、制御弁271によって調整された、制限操作量Mrに基づくパイロット油圧が方向制御弁641に作用する。   The operation amount Mf corresponds to a detection value of a pressure sensor 671 that detects pilot oil pressure acting on the direction control valve 640 connected to the arm cylinder 11. As described above, the operation amount Mf is the smaller operation amount of the operation amount M and the limited operation amount Mr. When the operation amount M is smaller than the limited operation amount Mr, the arm control unit 263 does not generate the control signal N. When the operation amount M is smaller than the limit operation amount Mr, the control valve 271 is fully opened, and the pilot hydraulic pressure based on the operation amount M acts on the direction control valve 641. When the operation amount M is larger than the limit operation amount Mr, the arm control unit 263 generates a control signal N to the control valve 271 so that the arm speed limit control is executed based on the limit operation amount Mr. When the operation amount M is larger than the limit operation amount Mr, the pilot hydraulic pressure adjusted by the control valve 271 and based on the limit operation amount Mr acts on the direction control valve 641.

図22は、操作量Mのプロファイルの一例を示す。操作量MのプロファイルをラインS1で示す。図22に示すように、時点toにおいて、アーム7を駆動するために、オペレータによって操作装置25が操作される。タイマー261は、時間計測を開始する。本実施形態においては、一例として、図22のラインS1で示すように、オペレータによって、操作量Mが零から値M3に急激に上昇するように、操作装置25が操作された場合を想定する。操作量Mは、値M3に到達した後、ある期間だけ値M3を維持し、その後、零になるまで下降する。アーム速度制限制御が実行されない場合、操作量M(Mf)は、図22のラインS1で示すプロファイルとなる。この場合、アーム7の下げ速度に対するブーム6への上げ介入速度の遅れが発生する可能性がある。   FIG. 22 shows an example of the profile of the operation amount M. A profile of the operation amount M is indicated by a line S1. As shown in FIG. 22, at time point to, the operating device 25 is operated by the operator to drive the arm 7. The timer 261 starts time measurement. In the present embodiment, as an example, it is assumed that the operating device 25 is operated by the operator so that the operation amount M suddenly increases from zero to a value M3, as indicated by a line S1 in FIG. The manipulated variable M maintains the value M3 for a certain period after reaching the value M3, and then decreases until it reaches zero. When the arm speed limit control is not executed, the operation amount M (Mf) has a profile indicated by a line S1 in FIG. In this case, there is a possibility that the raising intervention speed to the boom 6 is delayed with respect to the lowering speed of the arm 7.

図23は、制限操作量Mrのプロファイルの一例を示す。制限操作量MrのプロファイルをラインS2で示す。上述のように、制限操作量Mrは、ブーム6への上げ介入速度の遅れが発生しないように予め定められている操作量である。ここで操作量Mが値M1を超えた場合、制限操作量Mrが発生する様に値M1を下限のしきい値として設定する。制限操作量Mrは、操作量Mよりも小さい。本実施形態においては、タイマー261による時間計測が行われる所定期間Tsにおいて、制限操作量Mrよりも大きい操作量Mでアーム7が操作されないように、アーム7の駆動が制御される。本実施形態において、所定期間Tsは、時点t0と時点t1との間の期間である。   FIG. 23 shows an example of a profile of the limited operation amount Mr. A profile of the limited operation amount Mr is indicated by a line S2. As described above, the limited operation amount Mr is an operation amount that is determined in advance so that a delay in the raising intervention speed to the boom 6 does not occur. Here, when the operation amount M exceeds the value M1, the value M1 is set as the lower limit threshold value so that the limited operation amount Mr is generated. The limited operation amount Mr is smaller than the operation amount M. In the present embodiment, the driving of the arm 7 is controlled so that the arm 7 is not operated with the operation amount M larger than the limit operation amount Mr during the predetermined period Ts in which the time measurement by the timer 261 is performed. In the present embodiment, the predetermined period Ts is a period between time t0 and time t1.

図23に示すように、オペレータによる操作が行われた時点t0において操作量Mが値M1を超える為、制限操作量Mrは零から値M2まで上昇する。すなわち、開始時点t0近傍において、制限操作量Mrは、値M2である。値M2は、値M3よりも小さい値である。制限操作量Mrは、値M2に到達した後、ある期間だけ値M2を維持し、その後、徐々に増大し、終了時点t1において、値M3に到達する。その後、制限操作量Mrは、値M3を維持した後、オペレータの操作に基づく操作量Mが値M1を下回った時点で零になるまで下降する。このように、時点t0から時点t1までの所定期間Tsにおいては、制限操作量Mrは、操作量Mよりも小さくなるように設定される。図23に示すリミットパターンS2の始点である時点t0の値は、値M2であり、リミットパターンS2の終点である時点t1の値は、値M3である。時点t1の経過後、制限操作量Mrは、操作量Mと一致する。このように、本実施形態において、所定期間Tsの前半における制限操作量Mrは、所定期間Tsの後半における制限操作量Mrよりも小さい。   As shown in FIG. 23, since the operation amount M exceeds the value M1 at the time point t0 when the operation by the operator is performed, the limited operation amount Mr increases from zero to the value M2. That is, in the vicinity of the start time t0, the limited operation amount Mr is the value M2. The value M2 is a value smaller than the value M3. The limit operation amount Mr maintains the value M2 for a certain period after reaching the value M2, and then gradually increases, and reaches the value M3 at the end time t1. After that, the limited operation amount Mr maintains the value M3 and then decreases until the operation amount M based on the operation of the operator becomes less than the value M1 until it becomes zero. As described above, in the predetermined period Ts from the time point t0 to the time point t1, the limited operation amount Mr is set to be smaller than the operation amount M. The value of the time point t0 that is the start point of the limit pattern S2 shown in FIG. 23 is the value M2, and the value of the time point t1 that is the end point of the limit pattern S2 is the value M3. After the elapse of time t1, the limited operation amount Mr matches the operation amount M. Thus, in the present embodiment, the limited operation amount Mr in the first half of the predetermined period Ts is smaller than the limited operation amount Mr in the second half of the predetermined period Ts.

本実施形態において、アーム制御部263は、操作量Mと制限操作量Mrとを比較し、小さい方の操作量を選択し、選択した操作量Mfに基づいて、制御信号Nを生成する。本実施形態においては、図22及び図23を参照して説明したように、時点t0から時点t1までの所定期間Tsにおいては、制限操作量Mrのほうが操作量Mよりも小さい。したがって、時点t0から時点t1までの所定期間においては、アーム制御部263は、制限操作量Mrに基づいてアーム7が駆動されるように、制御信号Nを生成する。   In the present embodiment, the arm control unit 263 compares the operation amount M and the limited operation amount Mr, selects the smaller operation amount, and generates the control signal N based on the selected operation amount Mf. In the present embodiment, as described with reference to FIGS. 22 and 23, the limited operation amount Mr is smaller than the operation amount M in the predetermined period Ts from the time point t0 to the time point t1. Therefore, during a predetermined period from time t0 to time t1, the arm control unit 263 generates the control signal N so that the arm 7 is driven based on the limited operation amount Mr.

時点t1を経過した後においては、制限操作量Mrは、値M3に設定されている。本実施形態において、時点t1の経過後においては、制限操作量Mrと操作量Mとは等しい。本実施形態において、アーム制御部263は、操作量Mと制限操作量Mrとを比較し、操作量Mを選択する。本実施形態においては、時点t1において、アーム速度制限制御が終了する。すなわち、本実施形態において、制限操作量Mrに基づくアーム7の駆動(アーム速度制限制御)は、タイマー261による時間計測の開始時点t0において開始され、開示時点t0から所定期間Ts経過後の終了時点t1において終了する。タイマー261による時間計測の開始時点t0から所定期間Ts経過後、制限操作量Mrに基づく駆動が解除される。   After the time point t1 has elapsed, the limited operation amount Mr is set to the value M3. In the present embodiment, after the elapse of time t1, the limited operation amount Mr and the operation amount M are equal. In the present embodiment, the arm control unit 263 compares the operation amount M with the limited operation amount Mr and selects the operation amount M. In the present embodiment, the arm speed limit control ends at time t1. That is, in the present embodiment, the driving of the arm 7 based on the limit operation amount Mr (arm speed limit control) is started at the time measurement start time t0 by the timer 261, and the end time after the elapse of the predetermined period Ts from the disclosure time t0. The process ends at t1. After a predetermined period Ts has elapsed from the time measurement start time t0 by the timer 261, the driving based on the limited operation amount Mr is released.

図24は、操作量Mfのプロファイルの一例を示す。操作量MfのプロファイルをラインScで示す。図24に示すように、時点t0から時点t1までの所定期間Tsにおいては、ラインScで示すように、制限操作量Mrに従って、パイロット油圧が調整され、アーム7が操作される。所定期間Tsの経過後においては、ラインScで示すように、操作量Mに従って、パイロット油圧が調整され、アーム7が操作される。   FIG. 24 shows an example of the profile of the operation amount Mf. A profile of the operation amount Mf is indicated by a line Sc. As shown in FIG. 24, in a predetermined period Ts from the time point t0 to the time point t1, the pilot oil pressure is adjusted and the arm 7 is operated according to the limit operation amount Mr, as indicated by the line Sc. After the elapse of the predetermined period Ts, as indicated by the line Sc, the pilot oil pressure is adjusted according to the operation amount M, and the arm 7 is operated.

すなわち、本実施形態においては、図24のラインScに沿って変化するように、アーム7の操作量Mfのプロファイルが定められる。具体的には、時点t0において操作装置25による操作が開始されることにより、操作量Mfは、零から値M2まで急激に増大し、ある期間、値M2を維持される。その後、操作量Mfは、徐々に増大し、時点t1において値M3に到達する。時点t1の経過後、ある期間、値M3を維持され、その後、零に減少する。   That is, in the present embodiment, the profile of the operation amount Mf of the arm 7 is determined so as to change along the line Sc in FIG. Specifically, when the operation by the controller device 25 is started at the time point t0, the operation amount Mf increases rapidly from zero to the value M2, and is maintained at the value M2 for a certain period. Thereafter, the operation amount Mf gradually increases and reaches the value M3 at time t1. After the elapse of time t1, the value M3 is maintained for a certain period, and then decreases to zero.

アーム制御部263は、タイマー261による時間計測の開始時点t0からの所定期間Tsにおいて、制限操作量Mrでアーム7が駆動されるように、制御信号Nを生成する(ステップSB6)。すなわち、アーム制御部263は、所定期間Tsにおいては、制限操作量Mrのプロファイルに従ってアーム7が駆動するように、アーム7を駆動するための制御信号Nを生成する。   The arm control unit 263 generates the control signal N so that the arm 7 is driven with the limited operation amount Mr during a predetermined period Ts from the time measurement start time t0 by the timer 261 (step SB6). That is, the arm control unit 263 generates the control signal N for driving the arm 7 so that the arm 7 is driven according to the profile of the limited operation amount Mr during the predetermined period Ts.

アーム制御部263は、所定期間Tsにおいては、制限操作量Mrでアーム7が駆動するように制御信号Nを生成し、制限操作量Mrに基づく駆動が解除された所定期間Ts経過後においては、操作量Mでアーム7が駆動するように、制御信号Nの生成を停止する。すなわち、所定期間Tsにおいてはアーム7が低速で移動し、所定期間Ts経過後においてはアーム7が高速で移動するように、アーム制御部263は制御信号Nを生成する。   The arm control unit 263 generates the control signal N so that the arm 7 is driven with the limited operation amount Mr during the predetermined period Ts, and after the predetermined period Ts when the driving based on the limited operation amount Mr is released, The generation of the control signal N is stopped so that the arm 7 is driven by the operation amount M. That is, the arm control unit 263 generates the control signal N so that the arm 7 moves at a low speed during the predetermined period Ts and the arm 7 moves at a high speed after the predetermined period Ts has elapsed.

アーム制御部263で生成された制御信号Nに基づきアーム制限速度Vc_am_lmtが出力され、アーム制限速度Vc_am_lmtに基づくアーム操作指令CAがアームシリンダ11に接続された制御弁27に出力される。制御弁27は、制御信号Nに基づいて、アームシリンダ11に供給される作動油の供給量が調整(制限)されるように、パイロット油圧を調整(制限)する。アームシリンダ11に供給される作動油の供給量が制限されることにより、シリンダ速度が調整され、アーム7の速度が制限される。アーム制御部263は、アーム7の下げ動作において、そのアーム7の速度(下げ速度)が抑制される。尚、本実施形態ではアーム7の速度制限を所定期間Tsで行う事としているが、所定期間Tsを設けない実施でも掘削精度の低下を抑制する効果を得ることが出来る。   An arm limit speed Vc_am_lmt is output based on the control signal N generated by the arm control unit 263, and an arm operation command CA based on the arm limit speed Vc_am_lmt is output to the control valve 27 connected to the arm cylinder 11. Based on the control signal N, the control valve 27 adjusts (limits) the pilot hydraulic pressure so that the amount of hydraulic oil supplied to the arm cylinder 11 is adjusted (limited). By restricting the amount of hydraulic oil supplied to the arm cylinder 11, the cylinder speed is adjusted and the speed of the arm 7 is limited. The arm control unit 263 suppresses the speed (lowering speed) of the arm 7 in the lowering operation of the arm 7. In the present embodiment, the speed of the arm 7 is limited during the predetermined period Ts. However, even if the predetermined period Ts is not provided, an effect of suppressing the decrease in excavation accuracy can be obtained.

[効果]
以上説明したように、本実施形態によれば、ブーム6とアーム7とバケット8とを含む作業機2を備える建設機械100の制御システム200は、作業機2の姿勢を検出する検出器として機能する第1,第2,第3シリンダストロークセンサ16,17,18と、アーム7及びバケット8の少なくとも一方を含む可動部材の駆動のために操作される操作装置25と、操作装置25の操作量Mを検出する検出装置70と、作業機2を駆動する油圧シリンダ10,11,12に供給される作動油の供給量を調整する制御弁27と、検出装置70の検出結果を取得して、制御弁27に制御信号を出力する制御装置として機能する作業機コントローラ26とを備える。
[effect]
As described above, according to the present embodiment, the control system 200 of the construction machine 100 including the work machine 2 including the boom 6, the arm 7, and the bucket 8 functions as a detector that detects the attitude of the work machine 2. First, second and third cylinder stroke sensors 16, 17, 18, an operating device 25 operated to drive a movable member including at least one of the arm 7 and the bucket 8, and an operation amount of the operating device 25 A detection device 70 that detects M, a control valve 27 that adjusts the amount of hydraulic oil supplied to the hydraulic cylinders 10, 11, and 12 that drive the work machine 2, and a detection result of the detection device 70, And a work machine controller 26 that functions as a control device that outputs a control signal to the control valve 27.

作業機コントローラ26は、第1,第2,第3シリンダストロークセンサ16,17,18の検出結果であるシリンダ姿勢データθ1,θ2,θ3に基づいて、バケット8の3次元位置を示す刃先位置データ(バケット位置データ)Sを生成するバケット位置データ生成部28Bと、作業機2による掘削対象の目標形状を示す目標掘削地形Uを取得して、刃先位置データSと目標掘削地形Uとに基づいて、バケット8の刃先8aと目標掘削地形Uとの距離dを算出する距離取得部53と、検出装置70の検出結果に基づいて、時間計測を開始するタイマー261と、タイマー261による時間計測の開始時点からの経過時間に基づいて、可動部材の速度を制限するための制限操作量Mrを設定する制限値設定部262と、検出装置70の検出結果に基づいて、バケット8による掘削作業において、ブーム6が上がり、アーム7が下がるように操作装置25の操作が開始されたときに、制限操作量Mrでアーム7が駆動するように制御弁271に制御信号Nを出力する可動部材制御部263と、を有する。   The work machine controller 26 has cutting edge position data indicating the three-dimensional position of the bucket 8 based on the cylinder attitude data θ1, θ2, and θ3 that are detection results of the first, second, and third cylinder stroke sensors 16, 17, and 18. (Bucket position data) The bucket position data generation unit 28B that generates S and the target excavation landform U indicating the target shape of the excavation target by the work implement 2 are acquired, and based on the cutting edge position data S and the target excavation landform U The distance acquisition unit 53 that calculates the distance d between the blade edge 8a of the bucket 8 and the target excavation landform U, the timer 261 that starts time measurement based on the detection result of the detection device 70, and the start of time measurement by the timer 261 A limit value setting unit 262 for setting a limit operation amount Mr for limiting the speed of the movable member based on the elapsed time from the time point, and the detection result of the detection device 70 Based on the above, when the operation of the operating device 25 is started so that the boom 6 is raised and the arm 7 is lowered in the excavation work by the bucket 8, the control valve 271 is driven so that the arm 7 is driven by the limited operation amount Mr. And a movable member control unit 263 that outputs a control signal N.

これにより、操作装置25による操作指令に対する油圧生成遅れがおきてもバケット8の落ち込みが抑制され、バケット8が目標掘削地形Uを超過することが抑制される。したがって、掘削精度の低下が抑制される。   Thereby, even if the oil pressure generation | occurrence | production delay with respect to the operation command by the operating device 25 occurs, the fall of the bucket 8 is suppressed and the bucket 8 is suppressed from exceeding the target excavation landform U. Therefore, a decrease in excavation accuracy is suppressed.

また、本実施形態においては、掘り込み作業を判定し、掘り込み開始時にアーム7の動作が制限される。アーム7の動作が制限されるタイミングが、掘り込み開始時に限定されるので、建設機械100の作業量の低下が抑制される。これにより、制御システム200は、建設機械100の作業量の低下の抑制及び刃先8aの落ち込みの抑制の両立を図ることができる。   In the present embodiment, the digging operation is determined, and the operation of the arm 7 is limited at the start of the digging. Since the timing at which the operation of the arm 7 is limited is limited at the start of excavation, a decrease in the work amount of the construction machine 100 is suppressed. Thereby, the control system 200 can aim at coexistence of suppression of the fall of the work amount of the construction machine 100, and suppression of the fall of the blade edge | tip 8a.

また、本実施形態においては、制限値設定部262は、タイマー261による時間計測の開始時点からの経過時間が長いほど制限操作量Mrが大きくなるように、すなわち、経過時間が長くなるほど、アーム7の動作の制限が緩和されるように、制限操作量Mrを設定する。掘り込み開始時においてはアーム7の動作を十分に制限し、その後、徐々にアーム7の動作の制限を緩和していくことで、刃先8aを目標掘削地形Uに沿って移動させることができる。   Further, in the present embodiment, the limit value setting unit 262 is configured so that the limit operation amount Mr increases as the elapsed time from the time measurement start time by the timer 261 increases, that is, as the elapsed time increases. The restriction operation amount Mr is set so that the restriction on the operation of the above is relaxed. The cutting edge 8a can be moved along the target excavation landform U by sufficiently restricting the operation of the arm 7 at the start of excavation and then gradually relaxing the restriction of the operation of the arm 7.

また、本実施形態によれば、ブーム6の介入制御(掘削制限制御)において、アーム7の速度を制限するようにしたので、アーム7の掘削操作に対するブーム6の上げ介入速度の遅れが抑制される。したがって、掘削精度の低下が抑制される。   Further, according to the present embodiment, since the speed of the arm 7 is limited in the intervention control (excavation restriction control) of the boom 6, the delay of the raising intervention speed of the boom 6 with respect to the excavation operation of the arm 7 is suppressed. The Therefore, a decrease in excavation accuracy is suppressed.

更に、本実施形態においては、タイマー261により時間計測を行い、タイマー261による時間計測の開始時点t0から所定期間Tsだけ、アーム7の駆動が制限される。これにより、制御の複雑化を招くことなく、掘削精度の低下が抑制される。また、所定期間Tsの経過後は、オペレータによる操作に基づいてアーム7が駆動されるため、作業性の低下が抑制される。   Further, in the present embodiment, time measurement is performed by the timer 261, and the driving of the arm 7 is limited for a predetermined period Ts from the time measurement start time t0 by the timer 261. Thereby, the fall of excavation accuracy is suppressed, without causing complication of control. Further, after the predetermined period Ts has elapsed, the arm 7 is driven based on an operation by the operator, so that a reduction in workability is suppressed.

本実施形態においては、タイマー261の時間計測の開始時点(アーム7の駆動制限の開始時点)t0は、操作装置25の操作の開始時点、検出装置70の検出値が閾値を超えた時点、及び検出装置70の検出値の単位時間当たりの増加量が許容値を超えた時点の少なくとも一つを含む。これにより、アーム7の掘削操作に対するブーム6の上げ介入速度の遅れが発生し易い期間において、アーム7の駆動制限を円滑に実行することができる。   In the present embodiment, the time measurement start time (start time of driving limitation of the arm 7) t0 of the timer 261 is the start time of the operation of the operation device 25, the time when the detection value of the detection device 70 exceeds the threshold, and It includes at least one of the time points when the amount of increase in the detection value of the detection device 70 per unit time exceeds the allowable value. Thereby, the drive restriction of the arm 7 can be smoothly executed in a period in which a delay in the raising intervention speed of the boom 6 with respect to the excavation operation of the arm 7 is likely to occur.

本実施形態においては、タイマー261による時間計測の開始時点t0から所定期間Ts経過後、制限操作量Mrに基づく駆動が解除される。これにより、操作装置25によるアーム操作量Mに基づいて、通常の作業をことができる。   In the present embodiment, the driving based on the limited operation amount Mr is released after the elapse of a predetermined period Ts from the time measurement start time t0 by the timer 261. Thereby, normal work can be performed based on the arm operation amount M by the operating device 25.

本実施形態においては、所定期間Tsの前半における制限操作量Mrは、後半における制限操作量Mrよりも小さい。所定期間Tsの前半においては、アーム7に対する制限を厳しくすることによって、ブーム6の追従遅れの発生が抑制される。所定期間Tsの後半においては、アーム7に対する制限を緩めることによって、作業効率の低下が抑制される。   In the present embodiment, the limited operation amount Mr in the first half of the predetermined period Ts is smaller than the limited operation amount Mr in the second half. In the first half of the predetermined period Ts, by tightening the restriction on the arm 7, the occurrence of the follow-up delay of the boom 6 is suppressed. In the latter half of the predetermined period Ts, the reduction of work efficiency is suppressed by loosening the restriction on the arm 7.

本実施形態においては、ブーム6が上がり、アーム7が下がるときの少なくとも一部の期間において、アーム7は制限操作量Mrで駆動される。これにより、アーム7の駆動のためにオペレータにより操作装置25が高速で操作されても、アーム7は制限された速度(低速度)で移動するため、アーム7の掘削操作に対するブーム6の上げ介入速度の遅れが抑制される。   In the present embodiment, the arm 7 is driven with the limited operation amount Mr during at least a part of the period when the boom 6 is raised and the arm 7 is lowered. As a result, even if the operating device 25 is operated at a high speed by the operator to drive the arm 7, the arm 7 moves at a limited speed (low speed). Speed delay is suppressed.

本実施形態においては、アーム速度制限制御において、制御信号Nにより、パイロット油圧を調整して、アームシリンダ11に対する作動油の供給量の調整を高速で精確に行うことができる。   In the present embodiment, in the arm speed limit control, the pilot hydraulic pressure is adjusted by the control signal N, and the supply amount of hydraulic oil to the arm cylinder 11 can be adjusted accurately at high speed.

なお、本実施形態においては、ブーム介入制御においてブーム6の追従遅れの抑制などのためにアーム7の動きを制限することとした。ブーム介入制御においてバケット8の動きが制限されてもよい。すなわち、上述の実施形態において、バケット8の駆動のために操作装置25が操作され、その操作装置25の操作量が検出装置70(圧力センサ662)によって検出され、その検出装置70の検出結果に基づいてタイマー261による時間計測が開始され、バケット8の速度を制限するための制限操作量がタイマー261による時間計測の開始時点からの経過時間に対応付けて設定され、タイマー261による時間計測の開始時点からの所定期間において、制限制御量でバケット8が駆動するようにバケット制御部を設け、バケット制御部から制御信号が出力されてもよい。以下の実施形態においても同様である。   In this embodiment, the movement of the arm 7 is limited in order to suppress the follow-up delay of the boom 6 in the boom intervention control. The movement of the bucket 8 may be limited in the boom intervention control. That is, in the above-described embodiment, the operating device 25 is operated to drive the bucket 8, the operation amount of the operating device 25 is detected by the detection device 70 (pressure sensor 662), and the detection result of the detection device 70 is displayed. Based on this, the time measurement by the timer 261 is started, the limit operation amount for limiting the speed of the bucket 8 is set in association with the elapsed time from the time measurement start time by the timer 261, and the time measurement by the timer 261 is started. A bucket control unit may be provided so that the bucket 8 is driven with a limited control amount during a predetermined period from the time point, and a control signal may be output from the bucket control unit. The same applies to the following embodiments.

なお、介入制御においてアーム7及びバケット8の両方の動きが制限されてもよい。以下の実施形態においても同様である。   Note that the movement of both the arm 7 and the bucket 8 may be limited in the intervention control. The same applies to the following embodiments.

[アームの制御(第2実施形態)]
次に、アーム7(又はバケット8)の制御の第2実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
[Control of Arm (Second Embodiment)]
Next, a second embodiment of the control of the arm 7 (or bucket 8) will be described. In the following description, the same or equivalent components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is simplified or omitted.

図25は、本実施形態に係る制御システム200の一例を示す模式図である。図26、図27、及び図28は、本実施形態に係る制御システム200の動作の一例を説明するためのタイミングチャートである。   FIG. 25 is a schematic diagram illustrating an example of the control system 200 according to the present embodiment. 26, 27, and 28 are timing charts for explaining an example of the operation of the control system 200 according to the present embodiment.

図25に示すように、制御システム200は、作動油を供給する可変容量型の油圧ポンプ(メイン油圧ポンプ)41と、油圧ポンプ41からの作動油が供給される方向制御弁641(64)と、方向制御弁641を介して油圧ポンプ41から供給された作動油によって駆動するアームシリンダ11と、油圧ポンプ41を制御するポンプコントローラ(ポンプ制御部)49と、モード設定部26Mと、作業機コントローラ26とを備えている。ポンプコントローラ49は、作業機コントローラ26と接続される。ポンプコントローラ49は、ポンプ斜板制御装置41Cに制御信号を出力して、油圧ポンプ41のポンプ斜板を制御する。   As shown in FIG. 25, the control system 200 includes a variable displacement hydraulic pump (main hydraulic pump) 41 that supplies hydraulic oil, and a directional control valve 641 (64) that is supplied with hydraulic oil from the hydraulic pump 41. , Arm cylinder 11 driven by hydraulic oil supplied from hydraulic pump 41 via direction control valve 641, pump controller (pump control unit) 49 for controlling hydraulic pump 41, mode setting unit 26M, working machine controller 26. The pump controller 49 is connected to the work machine controller 26. The pump controller 49 outputs a control signal to the pump swash plate control device 41C to control the pump swash plate of the hydraulic pump 41.

作業機コントローラ26は、マンマシンインターフェース部32と接続される。マンマシンインターフェース部32にはモード設定部26Mが備えられる。モード設定部26Mは、オペレータの操作に基づき油圧ショベル100の作業モードを設定する。本実施形態においては、モード設定部26Mは、第1作業モードに関する情報と第2作業モードに関する情報とを格納する。モード設定部はスイッチ等を別途設けられてもよい。   The work machine controller 26 is connected to the man-machine interface unit 32. The man-machine interface unit 32 includes a mode setting unit 26M. The mode setting unit 26M sets the work mode of the excavator 100 based on the operator's operation. In the present embodiment, the mode setting unit 26M stores information related to the first work mode and information related to the second work mode. The mode setting unit may be separately provided with a switch or the like.

本実施形態において、制御システム200は、第1作業モードと第2作業モードとで油圧ショベル100を制御する。第1作業モードは、作業効率優先モード(Pモード)である。第2作業モードは、省燃費モード(エコノミ―モード)である。第2作業モードにおいて、第2の最大吐出容量となる油圧ポンプ41からの作動油の最大吐出容量は第1作業モードにおける第1の最大吐出容量となる油圧ポンプ41からの作動油の最大吐出容量よりも小さい最大吐出容量に作動油の供給が制限される。   In the present embodiment, the control system 200 controls the excavator 100 in the first work mode and the second work mode. The first work mode is a work efficiency priority mode (P mode). The second work mode is a fuel saving mode (economy mode). In the second work mode, the maximum discharge capacity of the hydraulic oil from the hydraulic pump 41 that becomes the second maximum discharge capacity is the maximum discharge capacity of the hydraulic oil from the hydraulic pump 41 that becomes the first maximum discharge capacity in the first work mode. The hydraulic oil supply is limited to a maximum discharge capacity smaller than that.

本実施形態においては、第1作業モードにおける制限操作量(第1作業モード用制限操作量)Mrと、第2作業モードにおける制限操作量(第2作業モード用制限操作量)Mrとの両方が、予め定められ、作業機コントローラ26の記憶部264(図25では不図示)に記憶されている。作業機コントローラ26は、第1作業モードで油圧ショベル100を制御する場合、第1作業モードにおける制限操作量Mrを使って、アーム速度制限制御を行う。作業機コントローラ26は、第2作業モードで油圧ショベル100を制御する場合、第2作業モードにおける制限操作量Mrを使って、アーム速度制限制御を行う。   In the present embodiment, both the limited operation amount (first work mode limit operation amount) Mr in the first work mode and the limited operation amount (second work mode limit operation amount) Mr in the second work mode are both. These are determined in advance and stored in the storage unit 264 (not shown in FIG. 25) of the work machine controller 26. When controlling the excavator 100 in the first work mode, the work machine controller 26 performs arm speed limit control using the limit operation amount Mr in the first work mode. When the work machine controller 26 controls the excavator 100 in the second work mode, the work machine controller 26 performs arm speed limit control using the limit operation amount Mr in the second work mode.

図26は、第1作業モード(Pモード)についての開始時点t0からの経過時間と制限値設定部262によって設定された制限操作量Mrとの関係を示す。第1作業モードにおける制限操作量MrのプロファイルをラインS2で示す。図26に、開始時点t0からの経過時間と操作装置25のアーム7の操作量Mとの関係を併記する。操作量MのプロファイルをラインS1で示す。図26において、横軸は時間(経過時間)であり、縦軸はアーム7の操作量(M、Mr)及びタイマー261のカウント値である。   FIG. 26 shows the relationship between the elapsed time from the start time t0 and the limit operation amount Mr set by the limit value setting unit 262 for the first work mode (P mode). A profile of the limited operation amount Mr in the first work mode is indicated by a line S2. FIG. 26 also shows the relationship between the elapsed time from the start time t0 and the operation amount M of the arm 7 of the operating device 25. A profile of the operation amount M is indicated by a line S1. In FIG. 26, the horizontal axis represents time (elapsed time), and the vertical axis represents the operation amount (M, Mr) of the arm 7 and the count value of the timer 261.

図27は、第2作業モード(エコノミーモード)についての開始時点t0からの経過時間と制限値設定部262によって設定された制限操作量Mrとの関係を示す。第2作業モードにおける制限操作量MrのプロファイルをラインS3で示す。図27に、第1作業モードにおける制限操作量MrのプロファイルをラインS2で併記する。図27において、横軸は時間(経過時間)であり、縦軸はアーム7の操作量(Mr)及びタイマー261のカウント値である。   FIG. 27 shows the relationship between the elapsed time from the start time t0 and the limit operation amount Mr set by the limit value setting unit 262 for the second work mode (economy mode). A profile of the limited operation amount Mr in the second work mode is indicated by a line S3. In FIG. 27, the profile of the limited operation amount Mr in the first work mode is also shown along line S2. In FIG. 27, the horizontal axis represents time (elapsed time), and the vertical axis represents the operation amount (Mr) of the arm 7 and the count value of the timer 261.

図28は、一例として、第2作業モードにおける開始時点t0からの経過時間とアーム7の操作量Mfとの関係を示す。図28において、横軸は時間(経過時間)であり、縦軸はアーム7の操作量(Mf)及びタイマー261のカウント値である。   FIG. 28 shows, as an example, the relationship between the elapsed time from the start time t0 and the operation amount Mf of the arm 7 in the second work mode. In FIG. 28, the horizontal axis represents time (elapsed time), and the vertical axis represents the operation amount (Mf) of the arm 7 and the count value of the timer 261.

上述の実施形態と同様、図26のラインS1で示すように、オペレータによって、操作量Mが零から値M3に急激に上昇するように、操作装置25が操作された場合を想定する。操作量Mは、値M3に到達した後、ある期間だけ値M3を維持し、その後、零になるまで下降する。アーム速度制限制御が実行されない場合、操作量M(Mf)は、図26のラインS1で示すプロファイルとなる。この場合、アーム7の掘削操作に対するブーム6の上げ介入速度の遅れが発生する可能性がある。   As in the above-described embodiment, it is assumed that the operating device 25 is operated by the operator so that the operation amount M suddenly increases from zero to a value M3, as indicated by a line S1 in FIG. The manipulated variable M maintains the value M3 for a certain period after reaching the value M3, and then decreases until it reaches zero. When the arm speed limit control is not executed, the operation amount M (Mf) has a profile indicated by a line S1 in FIG. In this case, there is a possibility that a delay in the raising intervention speed of the boom 6 with respect to the excavation operation of the arm 7 may occur.

図26のラインS2は、第1作業モードにおける制限操作量Mrのプロファイルの一例を示す。図26に示す第1作業モードにおける制限操作量Mrのプロファイル(リミットパターン)は、図23を参照して説明した制限操作量Mrのプロファイルと同等である。第1作業モードにおける制限操作量Mrのプロファイルについての説明は省略する。   A line S2 in FIG. 26 shows an example of a profile of the limited operation amount Mr in the first work mode. The profile (limit pattern) of the limited operation amount Mr in the first work mode shown in FIG. 26 is equivalent to the profile of the limited operation amount Mr described with reference to FIG. Description of the profile of the limited operation amount Mr in the first work mode is omitted.

図27は、第2作業モードにおける制限操作量Mrのプロファイルの一例を示す。第2作業モードにおける制限操作量MrのプロファイルをラインS3で示す。第1作業モードにおける制限操作量Mrと同様、第2作業モードにおける制限操作量Mrは、ブーム6の追従遅れが発生しないように予め定められている操作量である。第2作業モードにおける制限操作量Mrは、第1作業モードにおける制限操作量Mr及び操作量Mよりも小さい。   FIG. 27 shows an example of a profile of the limited operation amount Mr in the second work mode. A profile of the limited operation amount Mr in the second work mode is indicated by a line S3. Similar to the limited operation amount Mr in the first work mode, the limited operation amount Mr in the second work mode is a predetermined operation amount so that the follow-up delay of the boom 6 does not occur. The limited operation amount Mr in the second work mode is smaller than the limited operation amount Mr and the operation amount M in the first work mode.

第1作業モードにおいては、タイマー261による時間計測が行われる所定期間Tsにおいて、ラインS2で示した制限操作量Mrよりも大きい操作量Mでアーム7が操作されないように、アーム7の駆動が制御される。   In the first work mode, the driving of the arm 7 is controlled so that the arm 7 is not operated with the operation amount M larger than the limit operation amount Mr indicated by the line S2 in the predetermined period Ts in which the time measurement by the timer 261 is performed. Is done.

第2作業モードにおいては、タイマー261による時間計測が行われる所定期間Tsにおいて、ラインS3で示した制限操作量Mrよりも大きい操作量Mでアーム7が操作されないように、アーム7の駆動が制御される。   In the second work mode, the drive of the arm 7 is controlled so that the arm 7 is not operated with the operation amount M larger than the limit operation amount Mr indicated by the line S3 in the predetermined period Ts in which the time measurement by the timer 261 is performed. Is done.

所定期間Tsは、時点t0と時点t1との間の期間である。   The predetermined period Ts is a period between time t0 and time t1.

図27に示すように、時点t0において、第2作業モードにおける制限操作量Mrは零であり、零から値M2uまで上昇する。値M2uは、零よりも大きく、値M2よりも小さい。すなわち、開始時点t0近傍において、第2作業モードにおける制限操作量Mrは、値M2uである。第2作業モードにおける制限操作量Mrは、値M2uに到達した後、ある期間だけ値M2uを維持し、その後、徐々に増大し、終了時点t1において、値M3に到達する。その後、制限操作量Mrは、値M3を維持した後、零になるまで下降する。このように、時点t0から時点t1までの所定期間Tsにおいては、第2作業モードにおける制限操作量Mrは、第1作業モードにおける制限操作量Mr及び操作量Mよりも小さくなるように設定される。図27に示すリミットパターンS3の始点である時点t0の値は、値M2uであり、リミットパターンS2の終点である時点t1の値は、値M3である。時点t1の経過後、第2作業モードにおける制限操作量Mrは、操作量Mと一致する。第1作業モードと同様、第2作業モードにおいても、所定期間Tsの前半における制限操作量Mrは、所定期間Tsの後半における制限操作量Mrよりも小さい。   As shown in FIG. 27, at time point t0, the limited operation amount Mr in the second work mode is zero, and increases from zero to the value M2u. The value M2u is larger than zero and smaller than the value M2. That is, in the vicinity of the start time t0, the limited operation amount Mr in the second work mode is the value M2u. The limited operation amount Mr in the second work mode maintains the value M2u for a certain period after reaching the value M2u, and then gradually increases, and reaches the value M3 at the end time t1. Thereafter, the limit operation amount Mr decreases until it reaches zero after maintaining the value M3. Thus, during the predetermined period Ts from time t0 to time t1, the limited operation amount Mr in the second work mode is set to be smaller than the limited operation amount Mr and the operation amount M in the first work mode. . The value of the time point t0 that is the start point of the limit pattern S3 shown in FIG. 27 is the value M2u, and the value of the time point t1 that is the end point of the limit pattern S2 is the value M3. After the elapse of time t1, the limited operation amount Mr in the second work mode matches the operation amount M. Similar to the first work mode, also in the second work mode, the limited operation amount Mr in the first half of the predetermined period Ts is smaller than the limited operation amount Mr in the second half of the predetermined period Ts.

本実施形態において、アーム制御部263は、操作量Mと制限操作量Mrとを比較し、小さい方の操作量を選択し、選択した操作量Mfに基づいて、制御信号Nを生成する。本実施形態においても、時点t0から時点t1までの所定期間Tsにおいては、制限操作量Mrのほうが操作量Mよりも小さい。したがって、時点t0から時点t1までの所定期間においては、アーム制御部263は、制限操作量Mrに基づいてアーム7が駆動されるように、制御信号Nを生成する。   In the present embodiment, the arm control unit 263 compares the operation amount M and the limited operation amount Mr, selects the smaller operation amount, and generates the control signal N based on the selected operation amount Mf. Also in the present embodiment, the limited operation amount Mr is smaller than the operation amount M during a predetermined period Ts from time t0 to time t1. Therefore, during a predetermined period from time t0 to time t1, the arm control unit 263 generates the control signal N so that the arm 7 is driven based on the limited operation amount Mr.

本実施形態においては、第1作業モードにおいては、アーム制御部263は、図26のラインS2で示した、第1作業モード用の制限操作量Mrに基づいてアーム7が駆動されるように、制御弁271に制御信号Nを出力する。第2作業モードにおいては、アーム制御部263は、図27のラインS3で示した、第2作業モード用の制限操作量Mrに基づいてアーム7が駆動されるように、制御信号Nを生成する。   In the present embodiment, in the first work mode, the arm control unit 263 causes the arm 7 to be driven based on the limited operation amount Mr for the first work mode indicated by the line S2 in FIG. A control signal N is output to the control valve 271. In the second work mode, the arm control unit 263 generates the control signal N so that the arm 7 is driven based on the limited operation amount Mr for the second work mode indicated by the line S3 in FIG. .

時点t1を経過した後においては、第2作業モードにおける制限操作量Mrは、値M3に設定されている。時点t1の経過後においては、第2作業モードにおける制限操作量Mrと操作量Mとは等しい。上述の実施形態と同様、アーム制御部263は、操作量Mと制限操作量Mrとを比較し、操作量Mを選択する。本実施形態においては、時点t1において、アーム速度制限制御が終了する。すなわち、本実施形態において、制限操作量Mrに基づくアーム7の駆動(アーム速度制限制御)は、タイマー261による時間計測の開始時点t0において開始され、開示時点t0から所定期間Ts経過後の終了時点t1において終了する。タイマー261による時間計測の開始時点t0から所定期間Ts経過後、制限操作量Mrに基づく駆動が解除される。   After the time point t1 has elapsed, the limited operation amount Mr in the second work mode is set to the value M3. After the elapse of time t1, the limited operation amount Mr and the operation amount M in the second work mode are equal. As in the above-described embodiment, the arm control unit 263 compares the operation amount M with the limited operation amount Mr and selects the operation amount M. In the present embodiment, the arm speed limit control ends at time t1. That is, in the present embodiment, the driving of the arm 7 based on the limit operation amount Mr (arm speed limit control) is started at the time measurement start time t0 by the timer 261, and the end time after the elapse of the predetermined period Ts from the disclosure time t0. The process ends at t1. After a predetermined period Ts has elapsed from the time measurement start time t0 by the timer 261, the driving based on the limited operation amount Mr is released.

図28は、第2作業モードにおける操作量Mfのプロファイルの一例を示す。第2作業モードにおける操作量MfのプロファイルをラインScで示す。図28に示すように、時点t0から時点t1までの所定期間Tsにおいては、ラインScで示すように、第2作業モード用の制限操作量Mrに従って、パイロット油圧が調整され、アーム7が操作される。所定期間Tsの経過後においては、ラインScで示すように、操作量Mに従って、パイロット油圧が調整され、アーム7が操作される。   FIG. 28 shows an example of the profile of the operation amount Mf in the second work mode. A profile of the operation amount Mf in the second work mode is indicated by a line Sc. As shown in FIG. 28, in a predetermined period Ts from time t0 to time t1, the pilot hydraulic pressure is adjusted and the arm 7 is operated according to the limit operation amount Mr for the second work mode as indicated by the line Sc. The After the elapse of the predetermined period Ts, as indicated by the line Sc, the pilot oil pressure is adjusted according to the operation amount M, and the arm 7 is operated.

すなわち、本実施形態においては、図28のラインScに沿って変化するように、アーム7の操作量Mfのプロファイルが定められる。具体的には、時点t0において操作装置25による操作が開始されることにより、操作量Mfは、零から値M2uまで急激に増大し、ある期間、値M2uを維持される。その後、操作量Mfは、徐々に増大し、時点t1において値M3に到達する。時点t1の経過後、ある期間、値M3を維持され、その後、零に減少する。   That is, in the present embodiment, the profile of the operation amount Mf of the arm 7 is determined so as to change along the line Sc in FIG. Specifically, when the operation by the controller device 25 is started at time t0, the operation amount Mf increases rapidly from zero to the value M2u, and is maintained at the value M2u for a certain period. Thereafter, the operation amount Mf gradually increases and reaches the value M3 at time t1. After the elapse of time t1, the value M3 is maintained for a certain period, and then decreases to zero.

アーム制御部263は、タイマー261による時間計測の開始時点t0からの所定期間Tsにおいて、第2作業モード用の制限操作量Mrでアーム7が駆動されるように、制御信号Nを生成する。   The arm control unit 263 generates the control signal N so that the arm 7 is driven with the limited operation amount Mr for the second work mode in a predetermined period Ts from the time measurement start time t0 by the timer 261.

アーム制御部263は、所定期間Tsにおいては、第2作業モード用の制限操作量Mrでアーム7が駆動するように制御信号Nを生成し、第2作業モード用の制限操作量Mrに基づく駆動が解除された所定期間Ts経過後においては、操作量Mでアーム7が駆動するように、制御信号Nの生成を停止する。これにより、本実施形態においても、所定期間Tsにおいてはアーム7が低速で移動し、所定期間Ts経過後においてはアーム7が高速で移動する。   The arm control unit 263 generates the control signal N so that the arm 7 is driven with the limited operation amount Mr for the second work mode in the predetermined period Ts, and the drive based on the limited operation amount Mr for the second work mode. After the predetermined period Ts has elapsed, the generation of the control signal N is stopped so that the arm 7 is driven with the operation amount M. Thereby, also in this embodiment, the arm 7 moves at a low speed during the predetermined period Ts, and the arm 7 moves at a high speed after the predetermined period Ts has elapsed.

[効果]
以上説明したように、本実施形態においては、第2作業モードにおける制限操作量Mrは、第1作業モードにおける制限操作量Mrよりも小さい。
[effect]
As described above, in the present embodiment, the limited operation amount Mr in the second work mode is smaller than the limited operation amount Mr in the first work mode.

第2作業モードは、省燃費化の観点から第1作業モードよりも有利である。一方、第2作業モードにおいては、油圧シリンダ60に対する作動油の供給量が低下する。そのため、第2作業モードでは、ブーム6及びアーム7は高速で移動することが、第1作業モードよりも更に困難となる。また、ブーム6への上げ介入の速度遅れが発生する可能性が高くなる。   The second work mode is more advantageous than the first work mode from the viewpoint of reducing fuel consumption. On the other hand, in the second work mode, the amount of hydraulic oil supplied to the hydraulic cylinder 60 decreases. Therefore, in the second work mode, it is more difficult for the boom 6 and the arm 7 to move at a high speed than in the first work mode. In addition, there is a high possibility that a speed delay of the raising intervention to the boom 6 will occur.

本実施形態においては、第2作業モードにおける制限操作量Mrは、第1作業モードにおける制限操作量Mrよりも小さい。すなわち、第2作業モードにおいては、第1作業モードに比べて、アーム7の動きをより厳しく制限する。これにより、ブームへの上げ介入の速度遅れの発生が抑制される。したがって、掘削精度の低下が抑制される。   In the present embodiment, the limited operation amount Mr in the second work mode is smaller than the limited operation amount Mr in the first work mode. That is, in the second work mode, the movement of the arm 7 is more strictly limited than in the first work mode. As a result, the occurrence of a speed delay of the raising intervention to the boom is suppressed. Therefore, a decrease in excavation accuracy is suppressed.

[アームの制御(第3実施形態)]
次に、アーム7(又はバケット8)の制御の第3実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
[Control of Arm (Third Embodiment)]
Next, a third embodiment of control of the arm 7 (or bucket 8) will be described. In the following description, the same or equivalent components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is simplified or omitted.

図25に示す本実施形態において、バケット8は、交換可能である。アーム7の先端には、種々のバケット8が接続される。   In the present embodiment shown in FIG. 25, the bucket 8 is replaceable. Various buckets 8 are connected to the tip of the arm 7.

アーム7の先端に、第1重量のバケット8が接続された状態においては、例えば図27を参照して説明したような、ラインS3で示されるリミットパターンが設定される。具体的に表示コントローラ26はバケットの種類が選択された時選択した種別を作業機コントローラ26へ送信する。作業機コントローラ26はバケットの種類に対応するリミットパターンを選択する。アーム7の先端に、第1重量よりも小さい第2重量のバケット8が接続された状態においては、例えば図26を参照して説明したような、ラインS2で示されるリミットパターンが設定される。すなわち、アーム7を介してブーム6に第1重量のバケット8が接続されたときの制限操作量Mrは、アーム7を介してブーム6に第1重量よりも小さい第2重量のバケット8が接続されたときの制限操作量Mrよりも小さい。   In a state where the first weight bucket 8 is connected to the tip of the arm 7, for example, a limit pattern indicated by a line S3 as described with reference to FIG. 27 is set. Specifically, the display controller 26 transmits the selected type to the work machine controller 26 when the bucket type is selected. The work machine controller 26 selects a limit pattern corresponding to the type of bucket. In a state where the second weight bucket 8 that is smaller than the first weight is connected to the tip of the arm 7, the limit pattern indicated by the line S2 as described with reference to FIG. 26, for example, is set. That is, when the first weight bucket 8 is connected to the boom 6 via the arm 7, the limit operation amount Mr is connected to the boom 6 via the arm 7 that is a second weight bucket 8 smaller than the first weight. This is smaller than the limit operation amount Mr when the operation is performed.

アーム7を介してブーム6に重たいバケット8が接続された場合、ブーム6の追従遅れが発生する可能性が高くなる。一方、アーム7を介してブーム6に軽いバケット8が接続された場合、アーム7の動きを過剰に制限すると、作業性が低下する。   When a heavy bucket 8 is connected to the boom 6 via the arm 7, there is a high possibility that a follow-up delay of the boom 6 will occur. On the other hand, when the light bucket 8 is connected to the boom 6 via the arm 7, if the movement of the arm 7 is excessively limited, workability is deteriorated.

[効果]
以上説明したように、本実施形態においては、第1重量のバケット8が接続されたときの制限操作量Mrは、第2重量のバケット8が接続されたときの制限操作量Mrよりも小さい。これにより、作業性の低下を抑止しつつ、ブーム6の追従遅れの発生を抑制できる。
[effect]
As described above, in the present embodiment, the limit operation amount Mr when the first weight bucket 8 is connected is smaller than the limit operation amount Mr when the second weight bucket 8 is connected. Thereby, generation | occurrence | production of the tracking delay of the boom 6 can be suppressed, suppressing the fall of workability | operativity.

[アームの制御(第4実施形態)]
次に、アーム7(又はバケット8)の制御の第4実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
[Control of arm (fourth embodiment)]
Next, a fourth embodiment of control of the arm 7 (or bucket 8) will be described. In the following description, the same or equivalent components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is simplified or omitted.

本実施形態においては、操作装置25の操作の途中において、検出装置70の検出値の単位時間当たりの増加量が許容値を超える例について説明する。   In the present embodiment, an example in which the amount of increase in the detection value of the detection device 70 per unit time exceeds the allowable value during the operation of the operation device 25 will be described.

図29は、操作量M及び制限操作量Mrの一例を示す図である。上述の実施形態と同様、操作装置25の操作量Mは、検出装置70(圧力センサ661)の検出結果から導出される。検出装置70の検出結果から導出された操作量Mと、予め用意され記憶部264に記憶されている制限操作量Mr(リミットパターン)とが比較され、操作量Mが制限操作量Mrよりも小さいとき、アーム7は、操作装置25の操作量Mに基づいて作動する。   FIG. 29 is a diagram illustrating an example of the operation amount M and the limited operation amount Mr. Similar to the above-described embodiment, the operation amount M of the operation device 25 is derived from the detection result of the detection device 70 (pressure sensor 661). The operation amount M derived from the detection result of the detection device 70 is compared with the limit operation amount Mr (limit pattern) prepared in advance and stored in the storage unit 264, and the operation amount M is smaller than the limit operation amount Mr. At this time, the arm 7 operates based on the operation amount M of the operation device 25.

制限操作量Mrを超えないように操作装置25が操作されている状態で、図29に示すように、操作量Mが急激に増大し、制限操作量Mrを超えるように、操作装置25が急激に操作される場合がある。その場合、操作量Mと制限操作量Mrとを比較し、制限操作量Mrに基づいてアーム7の速度を制限しようとしても、アーム7の速度が十分に制限されない可能性がある。   In a state where the controller device 25 is operated so as not to exceed the limit operation amount Mr, as shown in FIG. 29, the operation amount M increases rapidly and the controller device 25 rapidly increases so as to exceed the limit operation amount Mr. May be operated. In that case, even if the operation amount M is compared with the limited operation amount Mr and the speed of the arm 7 is limited based on the limited operation amount Mr, the speed of the arm 7 may not be sufficiently limited.

そこで、本実施形態においては、作業機コントローラ26は、操作装置25の操作中に、操作量Mが急激に増大したとき、タイマー261による時間計測を開始(再開始)し、制限操作量Mrの一部を変更して、アーム速度制限制御を行うこととする。   Therefore, in the present embodiment, the work machine controller 26 starts (restarts) the time measurement by the timer 261 when the operation amount M suddenly increases during the operation of the operation device 25, and sets the limit operation amount Mr. The arm speed limit control is performed by changing a part.

本実施形態において、操作量Mが急激に増大することは、単位時間当たりの操作量Mの増加量が許容値を超えたことを含む。本実施形態において、操作量Mは、検出装置70の検出結果から導出される。操作量Mが急激に増大することは、検出装置70(圧力センサ661)の検出値の単位時間当たりの増加量が許容値を超えたことを含む。   In the present embodiment, the sudden increase in the operation amount M includes that the increase amount of the operation amount M per unit time exceeds an allowable value. In the present embodiment, the operation amount M is derived from the detection result of the detection device 70. The sudden increase in the operation amount M includes that the increase amount per unit time of the detection value of the detection device 70 (pressure sensor 661) exceeds the allowable value.

本実施形態においては、検出装置70の検出値の単位時間当たりの増加量が許容値をこえたときに、作業機コントローラ26は、タイマー261による時間計測を再開始し、制限操作量Mrの一部を変更して、アーム速度制限制御を行うこととする。   In the present embodiment, when the amount of increase in the detection value of the detection device 70 per unit time exceeds the allowable value, the work machine controller 26 restarts the time measurement by the timer 261 and sets the limit operation amount Mr. The arm speed limit control is performed by changing the section.

本実施形態において、検出装置70(圧力センサ661)の検出値の増加量は、検出装置70で検出される操作装置25の操作量Mと、ローパスフィルタ処理により操作量Mから生成された処理量Rとの差(偏差)であることとする。   In the present embodiment, the increase amount of the detection value of the detection device 70 (pressure sensor 661) is the operation amount M of the operation device 25 detected by the detection device 70 and the processing amount generated from the operation amount M by the low-pass filter processing. The difference (deviation) from R is assumed to be.

図30は、本実施形態に係る制御システム200の一例を示す図である。図30に示すように、検出装置70の検出値(操作装置25の操作量M)が、作業機コントローラ26に出力される。また、検出装置70の検出値が、フィルタ装置71に出力される。フィルタ装置71は、1次のローパスフィルタ処理を実行可能である。フィルタ装置71は、検出装置70の検出値について1次のローパスフィルタ処理を行い、処理量Rを生成する。作業機コントローラ26は、操作量Mと処理量Rとの偏差を求める。   FIG. 30 is a diagram illustrating an example of the control system 200 according to the present embodiment. As shown in FIG. 30, the detection value of the detection device 70 (the operation amount M of the operation device 25) is output to the work machine controller 26. Further, the detection value of the detection device 70 is output to the filter device 71. The filter device 71 can perform first-order low-pass filter processing. The filter device 71 performs first-order low-pass filter processing on the detection value of the detection device 70 to generate a processing amount R. The work machine controller 26 obtains a deviation between the operation amount M and the processing amount R.

図31は、操作装置25が急激に(高速に)操作されたときの操作量Mと処理量Rとの関係を示す模式図である。図31に示すように、操作装置25が急激に操作され、操作量Mがステップ的に増大した場合、操作量Mと処理量Rとの偏差は大きい。   FIG. 31 is a schematic diagram illustrating a relationship between the operation amount M and the processing amount R when the operation device 25 is operated rapidly (at high speed). As shown in FIG. 31, when the operating device 25 is operated rapidly and the operation amount M increases stepwise, the deviation between the operation amount M and the processing amount R is large.

図32は、操作装置25が緩やかに(低速に)操作されたときの操作量Mと処理量Rとの関係を示す模式図である。図32に示すように、操作装置25が緩やかに操作され、操作量Mが緩やかに増大した場合、操作量Mと処理量Rとの偏差は小さい。   FIG. 32 is a schematic diagram illustrating a relationship between the operation amount M and the processing amount R when the operation device 25 is operated gently (low speed). As shown in FIG. 32, when the operating device 25 is operated gently and the operation amount M increases gently, the deviation between the operation amount M and the processing amount R is small.

本実施形態においては、掘削作業のためのアーム7の駆動のために操作装置25が操作されている場合において、その操作装置25の操作の途中において、操作量Mと処理量Rとの偏差が許容値を超えたとき、タイマー261の時間計測が開始(再開始)される。   In the present embodiment, when the operating device 25 is operated to drive the arm 7 for excavation work, a deviation between the operation amount M and the processing amount R occurs during the operation of the operating device 25. When the allowable value is exceeded, the time measurement of the timer 261 is started (restarted).

図33は、本実施形態に係る制御システム200の動作の一例を示すフローチャートである。図34、図35、及び図36は、本実施形態に係る制御システム200の動作の一例を説明するためのタイミングチャートである。図34、図35、及び図36において、横軸は時間であり、縦軸は、アーム7の操作量(M、Mr、Mf)及びタイマーのカウント値である。   FIG. 33 is a flowchart showing an example of the operation of the control system 200 according to the present embodiment. 34, 35, and 36 are timing charts for explaining an example of the operation of the control system 200 according to the present embodiment. 34, 35, and 36, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the operation amount (M, Mr, Mf) of the arm 7 and the count value of the timer.

上述の実施形態と同様、操作装置25でアーム7の操作が開始されると、タイマー261による時間計測が開始される(ステップSC1)。バケット8による掘削作業のためにアーム7が下げ動作されたとき、目標設計地形Uと刃先8aとの距離dに応じて、ブーム6の上げ動作を含むブーム介入制御が実行される(ステップSC2)。   Similar to the above-described embodiment, when the operation of the arm 7 is started by the operating device 25, the time measurement by the timer 261 is started (step SC1). When the arm 7 is lowered for excavation work by the bucket 8, boom intervention control including raising operation of the boom 6 is executed according to the distance d between the target design landform U and the blade edge 8a (step SC2). .

検出装置70(圧力センサ661)により、アーム7を駆動するための操作装置25の操作量Mが検出される(ステップSC3)。   An operation amount M of the operating device 25 for driving the arm 7 is detected by the detection device 70 (pressure sensor 661) (step SC3).

上述の実施形態と同様、操作量Mの検出結果は、アーム制御部263の比較部に出力される。また、制限値設定部262から制限操作量Mrに関する情報がアーム制御部263の比較部に出力される。アーム制御部263は、上述の実施形態に従って、操作量Mと制限操作量Mrとを比較する(ステップSC4)。   Similar to the above-described embodiment, the detection result of the operation amount M is output to the comparison unit of the arm control unit 263. Further, information regarding the limit operation amount Mr is output from the limit value setting unit 262 to the comparison unit of the arm control unit 263. The arm control unit 263 compares the operation amount M with the limited operation amount Mr according to the above-described embodiment (step SC4).

ステップSC4において、操作量Mが制限操作量Mrよりも大きいと判断した場合、すなわち、ステップSC4でYesの場合、アーム制御部263は、制限操作量Mrを選択し、操作量Mfとする。アーム制御部263は、選択した制限操作量Mrに基づいて、制御信号Nを生成する。これにより、制限操作量Mrに基づいて、アーム速度制限制御が行われる(ステップSC5)。   If it is determined in step SC4 that the operation amount M is larger than the limited operation amount Mr, that is, if YES in step SC4, the arm control unit 263 selects the limited operation amount Mr and sets it as the operation amount Mf. The arm control unit 263 generates the control signal N based on the selected limited operation amount Mr. Thereby, the arm speed limit control is performed based on the limit operation amount Mr (step SC5).

ステップSC4において、操作量Mが制限操作量Mr以下である判断した場合、すなわち、ステップSC4でNoの場合、アーム制御部263は、操作量Mを選択し、操作量Mfとする。アーム制御部263は、制御信号Nを生成しない。操作装置25の操作量Mに基づいてパイロット油圧が調整され、アーム7が駆動される(ステップSC6)。   If it is determined in step SC4 that the operation amount M is equal to or less than the limited operation amount Mr, that is, if No in step SC4, the arm control unit 263 selects the operation amount M and sets it as the operation amount Mf. The arm control unit 263 does not generate the control signal N. The pilot oil pressure is adjusted based on the operation amount M of the operating device 25, and the arm 7 is driven (step SC6).

図34は、本実施形態に係る操作量Mのプロファイルの一例を示す。操作量MのプロファイルをラインS1で示す。図34に示すように、時点toにおいて、アーム7を駆動するために、オペレータによって操作装置25が操作される。タイマー261は、時間計測を開始する。本実施形態においては、一例として、図34のラインS1で示すように、オペレータによって、操作量Mが零から値M1uに上昇するように、操作装置25が操作された場合を想定する。   FIG. 34 shows an example of the profile of the operation amount M according to this embodiment. A profile of the operation amount M is indicated by a line S1. As shown in FIG. 34, at the time point to, the operating device 25 is operated by the operator to drive the arm 7. The timer 261 starts time measurement. In the present embodiment, as an example, it is assumed that the operating device 25 is operated by the operator so that the operation amount M increases from zero to a value M1u as indicated by a line S1 in FIG.

値M1uは、制限操作量Mrが発生する操作量の下限値M1及び制限操作量Mrの値M2よりも小さい。操作量Mは、値M1uに到達した後、ある期間だけ値M1uを維持する。本実施形態においては、時点t0から時点t0nまでの期間において、操作量Mが値M1uに維持されることとする。   The value M1u is smaller than the lower limit value M1 of the operation amount at which the limited operation amount Mr is generated and the value M2 of the limited operation amount Mr. The manipulated variable M maintains the value M1u for a certain period after reaching the value M1u. In the present embodiment, the manipulated variable M is maintained at the value M1u during the period from the time point t0 to the time point t0n.

図34に、制限操作量MrのプロファイルをラインS2で示す。ラインS2で示す制限操作量Mrは、図23などを参照して説明した制限操作量Mrと同様である。ラインS2で示す制限操作量Mrについての詳細な説明は省略する。   In FIG. 34, the profile of the limited operation amount Mr is indicated by a line S2. The limited operation amount Mr indicated by the line S2 is the same as the limited operation amount Mr described with reference to FIG. A detailed description of the limited operation amount Mr indicated by the line S2 is omitted.

時点t0において、ラインS2で示す制限操作量Mrは、値M2を示す。時点t0から時点t0nまでの期間において、制限操作量Mrは、値M2又は値M2よりも大きい。すなわち、図34に示す例において、時点t0から時点t0nにおいては、操作量Mは、ラインS2で示す制限操作量Mrを超えない。そのため、アーム7は、操作装置25の操作量Mに基づいて駆動される。   At time t0, the limited operation amount Mr indicated by the line S2 indicates the value M2. In the period from the time point t0 to the time point t0n, the limited operation amount Mr is larger than the value M2 or the value M2. That is, in the example shown in FIG. 34, the operation amount M does not exceed the limit operation amount Mr indicated by the line S2 from the time point t0 to the time point t0n. Therefore, the arm 7 is driven based on the operation amount M of the operating device 25.

ラインS2で示した制限操作量Mrを超えないように操作装置25が操作され、操作量Mに基づいてアーム7が駆動されている状態において、図34のラインS1で示したように、操作量Mが急激に増大し、ラインS2で示した制限操作量Mrを超えるように、操作装置25が急激に操作される場合がある。   In a state where the operating device 25 is operated so as not to exceed the limit operation amount Mr indicated by the line S2 and the arm 7 is driven based on the operation amount M, the operation amount is indicated as indicated by the line S1 in FIG. The operating device 25 may be operated rapidly so that M increases rapidly and exceeds the limit operation amount Mr indicated by the line S2.

本実施形態においては、図34に示すように、操作装置25の操作の途中の時点t0nにおいて、操作装置25が急激に操作され、操作量Mが急激に増大することとする。図34に示すように、本実施形態においては、時点t0nにおいて、操作量Mが値M1uから値M3vに急激に増大することとする。値M3vは、値M3よりも大きい。   In the present embodiment, as illustrated in FIG. 34, at the time point t0n during the operation of the controller device 25, the controller device 25 is rapidly operated, and the operation amount M is rapidly increased. As shown in FIG. 34, in the present embodiment, it is assumed that the operation amount M rapidly increases from the value M1u to the value M3v at the time point t0n. The value M3v is larger than the value M3.

上述のように、本実施形態において、検出装置70(圧力センサ661)の検出値の増加量は、検出装置70で検出される操作装置25の操作量Mと、ローパスフィルタ処理により操作量Mから生成された処理量Rとの差(偏差)であることとする。操作量Mが急激に増大した場合、その操作量Mの変化は検出装置70に検出される(ステップSC7)。検出装置70の検出結果は、作業機コントローラ26の判定部に出力される。作業機コントローラ26の判定部は、操作量Mと処理量Rとの偏差が許容値を超えたか否かを判断する(ステップSC8)。   As described above, in this embodiment, the amount of increase in the detection value of the detection device 70 (pressure sensor 661) is determined from the operation amount M of the operation device 25 detected by the detection device 70 and the operation amount M by the low-pass filter process. A difference (deviation) from the generated processing amount R is assumed. When the operation amount M increases rapidly, the change in the operation amount M is detected by the detection device 70 (step SC7). The detection result of the detection device 70 is output to the determination unit of the work machine controller 26. The determination unit of the work machine controller 26 determines whether or not the deviation between the operation amount M and the processing amount R exceeds an allowable value (step SC8).

ステップSC8において、偏差が許容値以下であと判断された場合、すなわち、ステップSC8でNoの場合、作業機コントローラ26は、ステップSC4に戻って、増大後の操作量Mと制限操作量Mrとの比較を行い、上述の処理を実行する。   When it is determined in step SC8 that the deviation is equal to or less than the allowable value, that is, in the case of No in step SC8, the work machine controller 26 returns to step SC4 and determines the increased operation amount M and the limited operation amount Mr. The comparison is performed and the above processing is executed.

ステップSC8において、偏差が許容値を超えたと判断された場合、すなわち、ステップSC8でYesの場合、作業機コントローラ26は、時点t0からの時間計測をリセットした後、タイマー261による時間計測を開始(再開始)する(ステップSC9)。   When it is determined in step SC8 that the deviation has exceeded the allowable value, that is, in the case of Yes in step SC8, work implement controller 26 resets the time measurement from time t0 and then starts time measurement by timer 261 ( (Restart) (step SC9).

また、制限値設定部262は、時間計測のリセットとともに、ラインS2で示した制限操作量Mrをリセットし、タイマー261による時間計測の開始時点t0nからの経過時間に対応付けて、制限操作量Mrを設定(再設定)する。   The limit value setting unit 262 also resets the limit operation amount Mr indicated by the line S2 along with the reset of the time measurement, and associates the limit operation amount Mr with the elapsed time from the time measurement start time t0n by the timer 261. Set (reset).

図35は、再設定された制限操作量Mrのプロファイルの一例を示す。再設定された制限操作量MrのプロファイルをラインS4で示す。制限操作量Mrは、ブーム6の追従遅れが発生しないように予め定められている操作量である。制限操作量Mrは、図34のラインS1で示した操作量Mよりも小さい。   FIG. 35 shows an example of the profile of the limited operation amount Mr that has been reset. The reset profile of the limited operation amount Mr is indicated by a line S4. The limited operation amount Mr is a predetermined operation amount so that the follow-up delay of the boom 6 does not occur. The limited operation amount Mr is smaller than the operation amount M indicated by the line S1 in FIG.

時点t0nにおいてタイマー261による時間計測が再開始され、そのタイマー261による時間計測が行われる所定期間Tuにおいて、制限操作量Mrよりも大きい操作量Mでアーム7が操作されないように、アーム7の駆動が制御される。本実施形態において、所定期間Tuは、時点t0nと時点t3との間の期間である。   The time measurement by the timer 261 is restarted at the time point t0n, and the arm 7 is driven so that the arm 7 is not operated with the operation amount M larger than the limit operation amount Mr during the predetermined period Tu in which the time measurement by the timer 261 is performed. Is controlled. In the present embodiment, the predetermined period Tu is a period between the time point t0n and the time point t3.

図35に示すように、時点t0nにおいて、制限操作量Mrは値M2である。値M2は、値M3vよりも小さい。時点t0nにおいて値M2に設定されている制限操作量Mrは、ある期間だけ値M2を維持し、その後、徐々に増大し、時点t2において、値M3に到達する。その後、制限操作量Mrは、時点t3まで値M3を維持した後、零になるまで下降する。このように、時点t0nから時点t3までの所定期間Tuにおいては、制限操作量Mrは、操作量Mよりも小さくなるように設定される。図35に示すリミットパターンS4の始点である時点t0nの値は、値M2であり、リミットパターンS4の終点である時点t3の直前の値は、値M3であり、時点t3の値は、零である。   As shown in FIG. 35, at the time point t0n, the limited operation amount Mr is the value M2. The value M2 is smaller than the value M3v. The limited operation amount Mr set to the value M2 at the time point t0n maintains the value M2 for a certain period, and then gradually increases, and reaches the value M3 at the time point t2. After that, the limited manipulated variable Mr maintains the value M3 until time t3, and then decreases until it reaches zero. As described above, the limited operation amount Mr is set to be smaller than the operation amount M in the predetermined period Tu from the time point t0n to the time point t3. The value of the time point t0n that is the start point of the limit pattern S4 shown in FIG. 35 is the value M2, the value immediately before the time point t3 that is the end point of the limit pattern S4 is the value M3, and the value of the time point t3 is zero. is there.

このように、本実施形態において、所定期間Tuの前半における制限操作量Mrは、所定期間Tuの後半における制限操作量Mrよりも小さい。   Thus, in the present embodiment, the limited operation amount Mr in the first half of the predetermined period Tu is smaller than the limited operation amount Mr in the second half of the predetermined period Tu.

アーム制御部263は、操作量Mと再設定された制限操作量Mrとを比較する(ステップSC10)。   The arm control unit 263 compares the operation amount M with the reset limited operation amount Mr (step SC10).

ステップSC10において、操作量Mが制限操作量Mr以下である判断した場合、すなわち、ステップSC10でNoの場合、アーム制御部263は、操作量Mを選択し、操作量Mfとする。アーム制御部263は、制御信号Nを生成しない。操作装置25の操作量Mに基づいてパイロット油圧が調整され、アーム7が駆動される(ステップSC11)。   If it is determined in step SC10 that the operation amount M is equal to or less than the limited operation amount Mr, that is, if No in step SC10, the arm control unit 263 selects the operation amount M and sets it as the operation amount Mf. The arm control unit 263 does not generate the control signal N. The pilot oil pressure is adjusted based on the operation amount M of the operating device 25, and the arm 7 is driven (step SC11).

ステップSC10において、操作量Mが制限操作量Mrよりも大きいと判断した場合、すなわち、ステップSC10でYesの場合、アーム制御部263は、ラインS4で示した再設定された制限操作量Mrを選択し、操作量Mfとする。アーム制御部263は、選択した制限操作量Mrに基づいて、制御信号Nを生成する。これにより、制限操作量Mrに基づいて、アーム速度制限制御が行われる(ステップSC12)。   If it is determined in step SC10 that the operation amount M is larger than the limited operation amount Mr, that is, if YES in step SC10, the arm control unit 263 selects the reset limited operation amount Mr indicated by the line S4. The operation amount is Mf. The arm control unit 263 generates the control signal N based on the selected limited operation amount Mr. As a result, arm speed limit control is performed based on the limit operation amount Mr (step SC12).

本実施形態においては、図34及び図35に示したように、操作量Mは、ラインS4で示した制限操作量Mrよりも大きい。したがって、アーム制御部263は、制限操作量Mrに基づいて、アーム速度制限制御を行う。   In the present embodiment, as shown in FIGS. 34 and 35, the operation amount M is larger than the limit operation amount Mr indicated by the line S4. Accordingly, the arm control unit 263 performs arm speed limit control based on the limit operation amount Mr.

図36は、本実施形態に係る操作量Mfのプロファイルの一例を示す。操作量MfのプロファイルをラインScで示す。図36に示すように、時点t0から時点t10までの所定期間Tsにおいては、ラインScで示すように、操作量Mに従って、パイロット油圧が調整され、アーム7が操作される。すなわち、時点t0において、操作量Mfは、零から値M1uに増大し、時点t0nまで、値M1uを維持した後、時点t0nにおいて、値M1uから値M2に増大する。その後、操作量Mfは、ある期間、値M2を維持した後、徐々に増大し、時点t2において、値M3に到達し、時点t3まで値M3を維持する。   FIG. 36 shows an example of the profile of the operation amount Mf according to this embodiment. A profile of the operation amount Mf is indicated by a line Sc. As shown in FIG. 36, in a predetermined period Ts from time t0 to time t10, the pilot oil pressure is adjusted and the arm 7 is operated according to the operation amount M as indicated by the line Sc. That is, the manipulated variable Mf increases from zero to the value M1u at time t0, maintains the value M1u until time t0n, and then increases from the value M1u to the value M2 at time t0n. Thereafter, the manipulated variable Mf gradually increases after maintaining the value M2 for a certain period, reaches the value M3 at time t2, and maintains the value M3 until time t3.

[効果]
以上説明したように、本実施形態によれば、操作装置25の操作の途中において、操作装置25の操作量Mが急激に増大した場合、タイマー261の時間計測をリセットした後、再開始して、始点(時点t0n)における値が値M2であるリミットパターンS4を設定(再設定)するようにしたので、アーム7は円滑に制御され、掘削精度の低下が抑制される。
[effect]
As described above, according to the present embodiment, when the operation amount M of the operating device 25 increases rapidly during the operation of the operating device 25, the time measurement of the timer 261 is reset and then restarted. Since the limit pattern S4 whose value at the start point (time t0n) is the value M2 is set (reset), the arm 7 is controlled smoothly and the decrease in excavation accuracy is suppressed.

例えば、リミットパターンS4を再設定することなく、既に設定されていたリミットパターンS2に基づいてアーム7の動きが制限されると、時点t0nにおいて、操作量(プロファイルSc)は、リミットパターンS2ni基づく値M3まで急激に増大してしまうこととなる。その結果、アーム7の速度が急激に増大し、ブーム6の介入速度がアーム7の上げ速度より遅くなり、掘削精度の低下をもたらす可能性がある。   For example, when the movement of the arm 7 is limited based on the limit pattern S2 that has been set without resetting the limit pattern S4, the operation amount (profile Sc) is a value based on the limit pattern S2ni at the time point t0n. It will increase rapidly to M3. As a result, the speed of the arm 7 increases abruptly, and the intervention speed of the boom 6 becomes slower than the raising speed of the arm 7, which may cause a decrease in excavation accuracy.

本実施形態によれば、操作装置25の操作の途中で、操作量Mが急激に増大するように操作装置25が急激に操作された場合、タイマー261による時間計測をリセットした後、時間計測を再開するとともに、リミットパターンS2の一部を変更して、新たなリミットパターンS4を設定するようにしたので、アーム7を滑らかに移動することができ、掘削精度の低下を抑制することができる。   According to the present embodiment, when the operation device 25 is operated rapidly so that the operation amount M increases rapidly during the operation of the operation device 25, the time measurement by the timer 261 is reset, and then the time measurement is performed. While restarting, a part of the limit pattern S2 is changed and a new limit pattern S4 is set. Therefore, the arm 7 can be moved smoothly, and a decrease in excavation accuracy can be suppressed.

[アームの制御(第5実施形態)]
次に、アーム7(又はバケット8)の制御の第5実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
[Control of Arm (Fifth Embodiment)]
Next, a fifth embodiment of control of the arm 7 (or bucket 8) will be described. In the following description, the same or equivalent components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is simplified or omitted.

本実施形態においては、タイマー261による時間計測の開始時点から所定期間Tsにおいて、操作量Mが減少するように操作装置25が操作されたときの例について説明する。   In the present embodiment, an example will be described in which the operation device 25 is operated so that the operation amount M decreases in a predetermined period Ts from the time measurement start time by the timer 261.

図37は、操作量M及び制限操作量Mrの一例を示す図である。上述のように、検出装置70の検出値から導出される操作量Mが、制限操作量Mrを超えている場合、アーム7は、制限操作量Mrに基づいて作動する。図37に示すように、制限操作量Mrが増大する期間において、操作量Mが減少するように操作装置25が操作される場合がある。操作量Mが制限操作量Mrよりも大きい場合、操作量Mが減少するように操作装置25が操作されても、アーム7は加速するように駆動される。この場合、オペレータの違和感をもたらす可能性がある。   FIG. 37 is a diagram illustrating an example of the operation amount M and the limited operation amount Mr. As described above, when the operation amount M derived from the detection value of the detection device 70 exceeds the limit operation amount Mr, the arm 7 operates based on the limit operation amount Mr. As shown in FIG. 37, the controller device 25 may be operated so that the operation amount M decreases during the period in which the limited operation amount Mr increases. When the operation amount M is larger than the limit operation amount Mr, the arm 7 is driven to accelerate even if the operation device 25 is operated so that the operation amount M decreases. In this case, the operator may feel uncomfortable.

そこで、本実施形態においては、タイマー261による時間計測の開始時点t0から所定期間Tsにおいて、操作量Mが減少するように操作装置25が操作されたとき、作業機コントローラ26は、操作量下降判定を行い、減少開始時点tgから、制限操作量Mrを一定値に維持する。操作量Mが減少するように操作装置25が操作されたとき、制限操作量Mrが増大することなく一定値に維持されることによって、オペレータに違和感をもたらすことが抑制される。   Therefore, in the present embodiment, when the operation device 25 is operated so that the operation amount M decreases in the predetermined period Ts from the time measurement start time t0 by the timer 261, the work implement controller 26 determines the operation amount decrease determination. And the limited operation amount Mr is maintained at a constant value from the decrease start time tg. When the operation device 25 is operated so that the operation amount M decreases, the limit operation amount Mr is maintained at a constant value without increasing, thereby preventing the operator from feeling uncomfortable.

図38は、本実施形態に係る制御システム200の一例を示す機能ブロック図である。図39は、本実施形態に係る制御システム200の動作の一例を示すフローチャートである。図40、図41、及び図42は、本実施形態に係る制御システム200の動作の一例を説明するためのタイミングチャートである。図40、図41、及び図42において、横軸は時間であり、縦軸は、アーム7の操作量(M、Mr、Mf)及びタイマーのカウント値である。   FIG. 38 is a functional block diagram illustrating an example of the control system 200 according to the present embodiment. FIG. 39 is a flowchart illustrating an example of the operation of the control system 200 according to the present embodiment. 40, 41, and 42 are timing charts for explaining an example of the operation of the control system 200 according to the present embodiment. 40, 41, and 42, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the operation amount (M, Mr, Mf) of the arm 7 and the count value of the timer.

図38に示すように、本実施形態において、アーム制御部263は、比較部263Aを有する。比較部263Aは、上述の実施形態に従って、操作量Mと制限操作量Mrとを比較する。   As shown in FIG. 38, in the present embodiment, the arm control unit 263 includes a comparison unit 263A. The comparison unit 263A compares the operation amount M with the limited operation amount Mr according to the above-described embodiment.

上述の実施形態と同様、操作装置25でアーム7の操作が開始されると、タイマー261による時間計測が開始される(ステップSD1)。バケット8による掘削作業のためにアーム7が下げ動作されたとき、目標設計地形Uと刃先8aとの距離dに応じて、ブーム6の上げ動作を含むブーム介入制御が実行される(ステップSD2)。   Similar to the above-described embodiment, when the operation of the arm 7 is started by the operating device 25, the time measurement by the timer 261 is started (step SD1). When the arm 7 is lowered for excavation work by the bucket 8, boom intervention control including raising operation of the boom 6 is executed according to the distance d between the target design landform U and the blade edge 8a (step SD2). .

検出装置70(圧力センサ661)により、アーム7を駆動するための操作装置25の操作量Mが検出される(ステップSD3)。   The detecting device 70 (pressure sensor 661) detects the operation amount M of the operating device 25 for driving the arm 7 (step SD3).

上述の実施形態と同様、操作量Mの検出結果は、アーム制御部263の比較部263Aに出力される。また、制限値設定部262から制限操作量Mrに関する情報がアーム制御部263の比較部263Aに出力される。アーム制御部263は、上述の実施形態に従って、操作量Mと制限操作量Mrとを比較する(ステップSD4)。   Similar to the above-described embodiment, the detection result of the operation amount M is output to the comparison unit 263A of the arm control unit 263. Further, information regarding the limit operation amount Mr is output from the limit value setting unit 262 to the comparison unit 263A of the arm control unit 263. The arm control unit 263 compares the operation amount M and the limited operation amount Mr according to the above-described embodiment (step SD4).

ステップSD4において、操作量Mが制限操作量Mrよりも大きいと判断した場合、すなわち、ステップSD4でYesの場合、アーム制御部263は、制限操作量Mrを選択し、操作量Mfとする。アーム制御部263は、選択した制限操作量Mrに基づいて、制御信号Nを生成する。これにより、制限操作量Mrに基づいて、アーム速度制限制御が行われる(ステップSD5)。   If it is determined in step SD4 that the operation amount M is larger than the limited operation amount Mr, that is, if YES in step SD4, the arm control unit 263 selects the limited operation amount Mr and sets it as the operation amount Mf. The arm control unit 263 generates the control signal N based on the selected limited operation amount Mr. Thereby, arm speed restriction control is performed based on the restriction operation amount Mr (step SD5).

ステップSD4において、操作量Mが制限操作量Mr以下である判断した場合、すなわち、ステップSD4でNoの場合、アーム制御部263は、操作量Mを選択し、操作量Mfとする。アーム制御部263は、制御信号Nを生成しない。操作装置25の操作量Mに基づいてパイロット油圧が調整され、アーム7が駆動される(ステップSD6)。   If it is determined in step SD4 that the operation amount M is equal to or less than the limit operation amount Mr, that is, if No in step SD4, the arm control unit 263 selects the operation amount M and sets it as the operation amount Mf. The arm control unit 263 does not generate the control signal N. The pilot oil pressure is adjusted based on the operation amount M of the operating device 25, and the arm 7 is driven (step SD6).

図40は、本実施形態に係る操作量Mのプロファイルの一例を示す。操作量MのプロファイルをラインS1で示す。図40に示すように、時点toにおいて、アーム7を駆動するために、オペレータによって操作装置25が操作される。タイマー261は、時間計測を開始する。本実施形態においては、一例として、図40のラインS1で示すように、オペレータによって、操作量Mが零から値M3vに上昇するように、操作装置25が操作された場合を想定する。   FIG. 40 shows an example of the profile of the operation amount M according to this embodiment. A profile of the operation amount M is indicated by a line S1. As shown in FIG. 40, at time point to, the operating device 25 is operated by the operator to drive the arm 7. The timer 261 starts time measurement. In the present embodiment, as an example, it is assumed that the operating device 25 is operated by the operator so that the operation amount M increases from zero to a value M3v, as indicated by a line S1 in FIG.

値M3vは、制限操作量Mrが発生する操作量の下限値M1、制限操作量とする値M2。及び最大の操作量の値M3よりも大きい。操作量Mは、値M3vに到達した後、ある期間だけ値M3vを維持する。本実施形態においては、時点t0から時点tgまでの期間において、操作量Mが値M3vに維持されることとする。時点tgは、開始時点t0から所定期間Ts経過した時点である。   The value M3v is a lower limit value M1 of the operation amount at which the limited operation amount Mr is generated, and a value M2 that is the limited operation amount. And greater than the maximum manipulated value M3. The manipulated variable M maintains the value M3v for a certain period after reaching the value M3v. In the present embodiment, the manipulated variable M is maintained at the value M3v during the period from time t0 to time tg. The time point tg is a time point when a predetermined period Ts has elapsed from the start time point t0.

図40に、制限操作量MrのプロファイルをラインS2で示す。ラインS2で示す制限操作量Mrは、図23などを参照して説明した制限操作量Mrと同様である。ラインS2で示す制限操作量Mrについての詳細な説明は省略する。   In FIG. 40, the profile of the limited operation amount Mr is indicated by a line S2. The limited operation amount Mr indicated by the line S2 is the same as the limited operation amount Mr described with reference to FIG. A detailed description of the limited operation amount Mr indicated by the line S2 is omitted.

時点t0において、ラインS2で示す制限操作量Mrは、値M2を示す。時点t0から時点taまでの期間において、制限操作量Mrは、操作量Mの値M3vよりも小さい。すなわち、図40に示す例において、時点t0から時点taにおいては、操作量Mは、ラインS2で示す制限操作量Mrを超える。そのため、アーム7は、制限操作量Mrに基づいて駆動される。   At time t0, the limited operation amount Mr indicated by the line S2 indicates the value M2. In the period from the time point t0 to the time point ta, the limited operation amount Mr is smaller than the value M3v of the operation amount M. That is, in the example shown in FIG. 40, the operation amount M exceeds the limit operation amount Mr indicated by the line S2 from the time point t0 to the time point ta. Therefore, the arm 7 is driven based on the limited operation amount Mr.

所定期間Tsの時点tgにおいて、操作量Mが減少するように操作装置25が操作される。すなわち、アーム7が制限操作量Mrに基づいて駆動されている状態において、図40のラインS1で示したように、時点tgにおいて、操作量Mが急激に減少し、時点taでラインS2に示した制限操作量Mrよりも小さくなるように、操作装置25が急激に操作される場合がある。   At the time tg of the predetermined period Ts, the controller device 25 is operated so that the operation amount M decreases. That is, in the state where the arm 7 is driven based on the limit operation amount Mr, as shown by the line S1 in FIG. In some cases, the controller device 25 is suddenly operated so as to be smaller than the limited operation amount Mr.

本実施形態においては、図40に示すように、時点tgにおいて、操作装置25が急激に操作され、操作量Mが急激に減少することとする。図40に示すように、本実施形態においては、操作量Mが値M3vから値M1vに急激に減少することとする。操作量Mの値M1vは、値M1よりも大きく、制限操作量Mrの値M2よりも小さい。   In the present embodiment, as shown in FIG. 40, it is assumed that the operating device 25 is rapidly operated and the operation amount M is rapidly decreased at time tg. As shown in FIG. 40, in this embodiment, it is assumed that the operation amount M rapidly decreases from the value M3v to the value M1v. The value M1v of the operation amount M is larger than the value M1 and smaller than the value M2 of the limited operation amount Mr.

操作量Mが急激に減少(下降)した場合、その操作量Mの変化は検出装置70に検出される(ステップSD7)。検出装置70の検出結果は、制限値設定部262の判定部262Aに出力される。判定部262Aは、操作量Mの減少率(単位時間当たりの減少量)が量許容値を超えたか否かを判断する(ステップSD8)。   When the operation amount M decreases (falls) rapidly, the change in the operation amount M is detected by the detection device 70 (step SD7). The detection result of the detection device 70 is output to the determination unit 262A of the limit value setting unit 262. The determination unit 262A determines whether or not the decrease rate of the operation amount M (a decrease amount per unit time) exceeds the allowable amount (step SD8).

ステップSD8において、減少率が許容値以下であると判断された場合、すなわち、ステップSD8でNoの場合、作業機コントローラ26は、ステップSD4に戻って、減少後の操作量Mと制限操作量Mrとの比較を行い、上述の処理を実行する。   When it is determined in step SD8 that the reduction rate is equal to or less than the allowable value, that is, in the case of No in step SD8, the work machine controller 26 returns to step SD4, and the operation amount M after reduction and the limited operation amount Mr. And the above-described processing is executed.

ステップSD8において、操作量Mの減少率が許容値を超えたと判断された場合、すなわち、ステップSD8でYesの場合、作業機コントローラ26の制限値設定部262は、減少開始時点tgのときの制限操作量Mrを、一定の値M4に維持する(ステップSD9)。制限操作量Mrは、図40のラインS2aに示すように、時点tgから値M4に維持される。アーム7は、変更されたリミットパターンS2aに基づいて駆動される。これにより、オペレータに違和感をもたらすことが抑制される。   When it is determined in step SD8 that the reduction rate of the operation amount M has exceeded the allowable value, that is, in the case of Yes in step SD8, the limit value setting unit 262 of the work machine controller 26 sets the limit at the decrease start time tg. The operation amount Mr is maintained at a constant value M4 (step SD9). The limited operation amount Mr is maintained at the value M4 from the time point tg as shown by the line S2a in FIG. The arm 7 is driven based on the changed limit pattern S2a. This suppresses the operator from feeling uncomfortable.

操作量Mが減少するように操作装置25が操作されることによって、やがて、操作量Mは制限操作量Mr(値M4)よりも小さくなる。アーム制御部263は、操作量MとラインS2aで示す再設定された制限操作量Mrとを比較する(ステップSD10)。   By operating the controller device 25 so that the operation amount M decreases, the operation amount M eventually becomes smaller than the limited operation amount Mr (value M4). The arm controller 263 compares the operation amount M with the reset limited operation amount Mr indicated by the line S2a (step SD10).

ステップSD10において、操作量Mが制限操作量Mr以下である判断した場合、すなわち、ステップSD10でNoの場合、アーム制御部263は、操作量Mを選択し、操作量Mfとする。アーム制御部263は、制御信号Nを生成しない。操作装置25の操作量Mに基づいてパイロット油圧が調整され、アーム7が駆動される(ステップSD11)。   If it is determined in step SD10 that the operation amount M is equal to or less than the limit operation amount Mr, that is, if No in step SD10, the arm control unit 263 selects the operation amount M and sets it as the operation amount Mf. The arm control unit 263 does not generate the control signal N. The pilot oil pressure is adjusted based on the operation amount M of the operating device 25, and the arm 7 is driven (step SD11).

ステップSD10において、操作量Mが制限操作量Mrよりも大きいと判断した場合、すなわち、ステップSD10でYesの場合、アーム制御部263は、制限操作量Mrを選択し、操作量Mfとする。アーム制御部263は、選択した制限操作量Mrに基づいて、制御信号Nを生成する。これにより、制限操作量Mrに基づいて、アーム速度制限制御が行われる(ステップSD12)。   If it is determined in step SD10 that the operation amount M is larger than the limited operation amount Mr, that is, if YES in step SD10, the arm control unit 263 selects the limited operation amount Mr and sets it as the operation amount Mf. The arm control unit 263 generates the control signal N based on the selected limited operation amount Mr. Thus, arm speed limit control is performed based on the limit operation amount Mr (step SD12).

なお、図40のラインS1で示す操作量Mは、時点tbにおいて急激に増大する。操作量Mが急激に増大した場合、図29から図36を参照して説明した実施形態に従って、タイマー261による時間計測が再開始され、リミットパターンS4aが再設定される。図41に、再設定されたリミットパターンS4aの一例を示す。   Note that the operation amount M indicated by the line S1 in FIG. 40 increases rapidly at the time point tb. When the operation amount M increases rapidly, the time measurement by the timer 261 is restarted and the limit pattern S4a is reset according to the embodiment described with reference to FIGS. FIG. 41 shows an example of the reset limit pattern S4a.

図42は、本実施形態に係る操作量Mfのプロファイルの一例を示す。操作量MfのプロファイルをラインScで示す。図42に示すように、時点t0から時点taまでの期間Tsにおいては、ラインScで示すように、制限操作量Mrに従って、パイロット油圧が調整され、アーム7が操作される。時点taの経過後、操作量Mに従って、パイロット油圧が調整され、アーム7が操作される。時点tbの経過後、制限操作量Mrに従って、パイロット油圧が調整され、アーム7が操作される。   FIG. 42 shows an example of a profile of the operation amount Mf according to the present embodiment. A profile of the operation amount Mf is indicated by a line Sc. As shown in FIG. 42, in the period Ts from the time point t0 to the time point ta, the pilot oil pressure is adjusted and the arm 7 is operated according to the limit operation amount Mr, as indicated by the line Sc. After the elapse of time ta, the pilot hydraulic pressure is adjusted according to the operation amount M, and the arm 7 is operated. After the elapse of time tb, the pilot hydraulic pressure is adjusted and the arm 7 is operated according to the limited operation amount Mr.

[効果]
以上説明したように、本実施形態によれば、リミットパターンS2に基づいてアーム7が駆動され、そのアーム7が加速するように移動するときに、操作装置25が減速するように操作された場合、リミットパターンS2の一部を変更してリミットパターンS2aとし、制限操作量Mrを増大させずに一定値に維持するようにしたので、オペレータに違和感をもたらすことが抑制される。
[effect]
As described above, according to the present embodiment, when the arm 7 is driven based on the limit pattern S2 and the arm 7 is moved so as to accelerate, the operation device 25 is operated so as to decelerate. Since part of the limit pattern S2 is changed to the limit pattern S2a and the limit operation amount Mr is maintained at a constant value without increasing, it is suppressed that the operator feels uncomfortable.

[アームの制御(第6実施形態)]
次に、アーム7(又はバケット8)の制御の第6実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
[Control of Arm (Sixth Embodiment)]
Next, a sixth embodiment of control of the arm 7 (or bucket 8) will be described. In the following description, the same or equivalent components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is simplified or omitted.

図43は、本実施形態に係る制御システム200の機能ブロック図である。図43に示すように、本実施形態において、作業機コントローラ26は、距離判定部262Bを有する。   FIG. 43 is a functional block diagram of the control system 200 according to the present embodiment. As shown in FIG. 43, in this embodiment, the work machine controller 26 includes a distance determination unit 262B.

図44は、本実施形態に係る油圧ショベル100の一例を示す模式図である。図44に示すように、油圧ショベル100は、車両本体1と、作業機2とを有する。車両本体1は、ブーム6を支持する。作業機2が駆動されることにより、車両本体1の基準位置P2とバケット8の刃先8aの位置P3との距離xが変化する。なお、距離xは、ブームピンの位置と刃先8aの位置との距離でもよいし、設置位置P1と刃先8aの位置との距離でもよい。   FIG. 44 is a schematic diagram illustrating an example of a hydraulic excavator 100 according to the present embodiment. As shown in FIG. 44, the excavator 100 includes a vehicle main body 1 and a work implement 2. The vehicle body 1 supports the boom 6. When the work implement 2 is driven, the distance x between the reference position P2 of the vehicle body 1 and the position P3 of the blade edge 8a of the bucket 8 changes. The distance x may be the distance between the position of the boom pin and the position of the blade edge 8a, or may be the distance between the installation position P1 and the position of the blade edge 8a.

本実施形態においては、センサコントローラ30より出力された各作業機の姿勢角θ1〜θ3より基準位置P2と位置P3との距離xを算出し、基準位置P2と位置P3との距離xが第1距離になるように作業機2が駆動されたときの制限操作量Mrは、基準位置P2と位置P3との距離xが第1距離よりも短い第2距離になるように作業機2が駆動されたときの制限操作量Mrよりも小さい。   In the present embodiment, the distance x between the reference position P2 and the position P3 is calculated from the posture angles θ1 to θ3 of each work implement output from the sensor controller 30, and the distance x between the reference position P2 and the position P3 is the first. The limit operation amount Mr when the work machine 2 is driven to be the distance is driven so that the distance x between the reference position P2 and the position P3 is a second distance shorter than the first distance. It is smaller than the limited operation amount Mr.

図45は、本実施形態に係る制御システム200の動作の一例を説明するためのタイミングチャートである。図45において、横軸は時間であり、縦軸は、アーム7の操作量M(制限操作量Mr)及びタイマーのカウント値である。   FIG. 45 is a timing chart for explaining an example of the operation of the control system 200 according to the present embodiment. In FIG. 45, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the operation amount M (limit operation amount Mr) of the arm 7 and the count value of the timer.

図45に示すように、距離xが第1距離においては、ラインS2で示すようなリミットパターンが設定される。距離xが第2距離においては、ラインS5で示すようなリミットパターンが設定される。ラインS2で示されるリミットパターンの制限操作量Mrは、ラインS5で示されるリミットパターンの制限操作量Mrよりも小さい。   As shown in FIG. 45, when the distance x is the first distance, a limit pattern as shown by the line S2 is set. When the distance x is the second distance, a limit pattern as shown by the line S5 is set. The limit operation amount Mr of the limit pattern indicated by the line S2 is smaller than the limit operation amount Mr of the limit pattern indicated by the line S5.

図46は、リミットパターンS2に基づいて決定された操作量Mfのプロファイルの一例を示す。図47は、リミットパターンS5に基づいて決定された操作量Mfのプロファイルの一例を示す。   FIG. 46 shows an example of a profile of the operation amount Mf determined based on the limit pattern S2. FIG. 47 shows an example of the profile of the operation amount Mf determined based on the limit pattern S5.

距離xが長いほど、作業機2のモーメントが大きくなり、ブーム6の追従遅れが発生する可能性が高くなる。本実施形態においては、距離xが長い第1距離における制限操作量Mrは、距離xが短い第2距離における制限操作量Mrよりも小さい。すなわち、第1距離の状態においては、第2距離の状態に比べて、アーム7の動きをより厳しく制限する。これにより、ブーム6の追従遅れの発生が抑制される。したがって、掘削精度の低下が抑制される。   The longer the distance x, the greater the moment of the work implement 2 and the higher the possibility that a follow-up delay of the boom 6 will occur. In the present embodiment, the limited operation amount Mr at the first distance where the distance x is long is smaller than the limited operation amount Mr at the second distance where the distance x is short. That is, in the state of the first distance, the movement of the arm 7 is more strictly limited than in the state of the second distance. Thereby, generation | occurrence | production of the follow-up delay of the boom 6 is suppressed. Therefore, a decrease in excavation accuracy is suppressed.

[効果]
以上説明したように、本実施形態によれば、車両本体1の基準位置とバケット8とが第1距離になるように作業機2が駆動されたときの制限操作量Mrは、車両本体1の基準位置とバケット8とが第1距離よりも短い第2距離になるように作業機2が駆動されたときの制限操作量Mrよりも小さいので、作業効率の低下を抑制しつつ、掘削精度の低下を抑制することができる。
[effect]
As described above, according to the present embodiment, the limit operation amount Mr when the work implement 2 is driven so that the reference position of the vehicle main body 1 and the bucket 8 are the first distance is equal to that of the vehicle main body 1. Since the operation amount 2 is smaller than the limit operation amount Mr when the work machine 2 is driven so that the reference position and the bucket 8 become the second distance shorter than the first distance, the excavation accuracy can be improved while suppressing a decrease in work efficiency. The decrease can be suppressed.

[アームの制御(第7実施形態)]
次に、アーム7(又はバケット8)の制御の第7実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略又は省略する。
[Control of Arm (Seventh Embodiment)]
Next, a seventh embodiment of control of the arm 7 (or bucket 8) will be described. In the following description, the same or equivalent components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is simplified or omitted.

図48は、本実施形態に係る制御システム200の機能ブロック図である。上述の実施形態と同様、制御システム200は、表示コントローラ28と、作業機コントローラ26と、アーム7及びバケット8の少なくとも一方を含む可動部材の駆動のために操作される操作装置25と、操作装置25の操作量Mを検出する検出装置70とを有する。   FIG. 48 is a functional block diagram of the control system 200 according to the present embodiment. Similar to the above-described embodiment, the control system 200 includes the display controller 28, the work machine controller 26, the operating device 25 operated to drive a movable member including at least one of the arm 7 and the bucket 8, and the operating device. And a detection device 70 that detects 25 operation amounts M.

表示コントローラ28は、目標施工情報格納部28Aと、バケット位置データ生成部28Bと、目標掘削地形データ生成部28Cとを有する。バケット位置データ生成部28Bは、第1,第2,第3シリンダストロークセンサ16,17,18の検出結果であるブーム6、アーム7、バケット8の其々の姿勢角θ1,θ2,θ3に基づいて、バケット8の3次元位置を示す刃先位置データSを生成する。   The display controller 28 includes a target construction information storage unit 28A, a bucket position data generation unit 28B, and a target excavation landform data generation unit 28C. The bucket position data generation unit 28B is based on the respective attitude angles θ1, θ2, θ3 of the boom 6, the arm 7, and the bucket 8, which are detection results of the first, second, and third cylinder stroke sensors 16, 17, and 18. Then, the blade edge position data S indicating the three-dimensional position of the bucket 8 is generated.

目標掘削地形データ生成部28Cは、目標施工情報格納部28Aから出力される目標施工情報Tと、バケット位置データ生成部28Bから出力される刃先位置データSとに基づいて、作業機2による掘削対象の目標形状を示す目標掘削地形Uを生成する。   The target excavation landform data generation unit 28C is an object to be excavated by the work implement 2 based on the target construction information T output from the target construction information storage unit 28A and the blade edge position data S output from the bucket position data generation unit 28B. A target excavation landform U indicating the target shape is generated.

作業機コントローラ26は、目標掘削地形データ生成部28Cから目標掘削地形(U)を取得して、刃先位置データSと目標掘削地形Uとに基づいて、バケット8の刃先8aと目標掘削地形Uとの距離dを算出する距離取得部53と、検出装置70の検出結果に基づいて、時間計測を開始するタイマー261と、距離取得部53で算出された距離dに基づいて、アーム7の速度を制限するための制限操作量Mrを設定する制限値設定部262と、検出装置70の検出結果に基づいて、バケット8による掘削作業において、ブーム6が上がり、アーム7が下がるように操作装置25の操作が開始されたときに、制限操作量Mrでアーム7が駆動するように制御弁27に制御信号Nを出力するアーム制御部263と、記憶部264を有する。   The work machine controller 26 acquires the target excavation landform (U) from the target excavation landform data generation unit 28C, and based on the cutting edge position data S and the target excavation landform U, the cutting edge 8a of the bucket 8 and the target excavation landform U The distance acquisition unit 53 that calculates the distance d, the timer 261 that starts time measurement based on the detection result of the detection device 70, and the speed of the arm 7 based on the distance d calculated by the distance acquisition unit 53. Based on the limit value setting unit 262 for setting the limit operation amount Mr for limiting and the detection result of the detection device 70, the boom 6 is raised and the arm 7 is lowered in the excavation work by the bucket 8. It has an arm control unit 263 that outputs a control signal N to the control valve 27 so that the arm 7 is driven with the limited operation amount Mr when the operation is started, and a storage unit 264.

本実施形態において、制限値設定部262は、距離dが大きいほど制限操作量Mrが大きくなるように、制限操作量Mrを設定する。すなわち、制限値設定部262は、距離dが大きくなるほど、アーム7の動作の制限が緩和されるように、制限操作量Mrを設定する。   In the present embodiment, the limit value setting unit 262 sets the limit operation amount Mr so that the limit operation amount Mr increases as the distance d increases. That is, the limit value setting unit 262 sets the limit operation amount Mr so that the limit of the operation of the arm 7 is relaxed as the distance d increases.

図49は、記憶部264に記憶されているデータの一例を模式的に示す図である。図49に示すように、記憶部264には、制限操作量Mrを緩和するための距離dに対する制限操作量Mrのオフセット量が記憶されている。オフセット量は、距離dが0から所定値d1の間においては、距離dが大きくなると、比例して大きくなる。距離dが所定値d1よりも大きい場合、オフセット量は一定となる。アーム制御部263では制限操作量Mrにオフセット量の加算を行う。   FIG. 49 is a diagram schematically illustrating an example of data stored in the storage unit 264. As illustrated in FIG. 49, the storage unit 264 stores an offset amount of the limited operation amount Mr with respect to the distance d for relaxing the limited operation amount Mr. When the distance d is between 0 and a predetermined value d1, the offset amount increases proportionally as the distance d increases. When the distance d is larger than the predetermined value d1, the offset amount is constant. The arm control unit 263 adds an offset amount to the limited operation amount Mr.

図50は、本実施形態に係る制御システム200の動作の一例を説明するためのフローチャートである。掘削作業において、オペレータにより、操作装置25が操作される(ステップSE1)。オペレータは、アーム7の駆動のために、操作装置25を操作する。アーム7が下げ動作を行うように、操作装置25が操作される。   FIG. 50 is a flowchart for explaining an example of the operation of the control system 200 according to the present embodiment. In the excavation work, the operating device 25 is operated by the operator (step SE1). The operator operates the operating device 25 to drive the arm 7. The operating device 25 is operated so that the arm 7 performs the lowering operation.

検出装置70により、操作装置25の操作量Mが検出される(ステップSE2)。検出装置70は、圧力センサ66を含み、操作装置25により調整されるパイロット油圧を検出することによって、操作装置25の操作量Mを検出する。   The operation device M of the operation device 25 is detected by the detection device 70 (step SE2). The detection device 70 includes a pressure sensor 66 and detects the operation amount M of the operation device 25 by detecting the pilot hydraulic pressure adjusted by the operation device 25.

検出装置70の検出値は、タイマー261に出力される。タイマー261は、検出装置70の検出結果に基づいて、時間計測を開始する(ステップSE3)。   The detection value of the detection device 70 is output to the timer 261. The timer 261 starts time measurement based on the detection result of the detection device 70 (step SE3).

バケット位置データ生成部28Bは、第1,第2,第3シリンダストロークセンサ16,17,18の検出結果であるシリンダ姿勢データθ1,θ2,θ3に基づいて、バケット8の3次元位置を示す刃先位置データSを生成する(ステップSE4)。   The bucket position data generation unit 28B is a cutting edge that indicates the three-dimensional position of the bucket 8 based on the cylinder attitude data θ1, θ2, and θ3 that are detection results of the first, second, and third cylinder stroke sensors 16, 17, and 18. Position data S is generated (step SE4).

距離取得部53は、刃先位置データSと目標掘削地形Uとに基づいて、バケット8の刃先8aと目標掘削地形Uとの距離dを算出する(ステップSE5)。   The distance acquisition unit 53 calculates the distance d between the cutting edge 8a of the bucket 8 and the target excavation landform U based on the cutting edge position data S and the target excavation landform U (step SE5).

アーム制御部263は、ステップSE5で算出された距離dと、図49を参照して説明した、記憶部264に記憶されている距離dと制限操作量Mrのオフセット量との関係に基づいて、距離dに対応した制限操作量Mrを設定する(ステップSE6)。具体的には、アーム制御部263は、検出装置70で検出された操作量Mに制限操作量Mrのオフセット量を加算する。   The arm control unit 263, based on the distance d calculated in step SE5 and the relationship between the distance d stored in the storage unit 264 and the offset amount of the limited operation amount Mr described with reference to FIG. A limited operation amount Mr corresponding to the distance d is set (step SE6). Specifically, the arm control unit 263 adds the offset amount of the limited operation amount Mr to the operation amount M detected by the detection device 70.

アーム制御部263は、操作量Mとオフセット量を加算した制限操作量Mrとを比較し、小さい方の操作量を選択し、選択した操作量Mfに基づいて、制御信号Nを生成する。生成された制御信号Nは、制御弁27に出力される(ステップES7)。上述したように、本実施形態においては、距離dが小さいとき、アーム7の動作が制限され、距離dが大きいとき、アーム7の動作の制限が緩和される。また、距離dが所定値d1よりも大きいとき、アーム7の動作は制限されず、アーム7は操作装置25による操作量Mに基づいて作動する。   The arm control unit 263 compares the operation amount M with the limited operation amount Mr obtained by adding the offset amount, selects the smaller operation amount, and generates the control signal N based on the selected operation amount Mf. The generated control signal N is output to the control valve 27 (step ES7). As described above, in the present embodiment, when the distance d is small, the operation of the arm 7 is restricted, and when the distance d is large, the restriction of the operation of the arm 7 is relaxed. Further, when the distance d is larger than the predetermined value d1, the operation of the arm 7 is not limited, and the arm 7 operates based on the operation amount M by the operation device 25.

[効果]
以上説明したように、本実施形態によれば、掘り込み開始時にアーム7の動作が制限される。アーム7の動作が制限されるタイミングが、掘り込み開始時に限定されるので、建設機械100の作業量の低下が抑制される。
[effect]
As described above, according to the present embodiment, the operation of the arm 7 is limited at the start of digging. Since the timing at which the operation of the arm 7 is limited is limited at the start of excavation, a decrease in the work amount of the construction machine 100 is suppressed.

また、本実施形態においては、制限値設定部262は、距離dが大きいほど制限操作量Mrが大きくなるように、すなわち、距離dが大きくなるほど、アーム7の動作の制限が緩和されるように、制限操作量Mrを設定する。距離dが小さいときにおいてはアーム7の動作を十分に制限し、距離dが大きいときにおいてはアーム7の動作の制限を緩和することで、作業量の低下を抑制しつつ、刃先8aを目標掘削地形Uに沿って移動させることができる。   Further, in the present embodiment, the limit value setting unit 262 increases the limit operation amount Mr as the distance d increases, that is, as the distance d increases, the limit of the operation of the arm 7 is relaxed. Then, the limited operation amount Mr is set. When the distance d is small, the operation of the arm 7 is sufficiently restricted, and when the distance d is large, the restriction of the operation of the arm 7 is relaxed, so that the cutting of the cutting edge 8a is controlled while suppressing a decrease in the work amount. It can be moved along the terrain U.

また、本実施形態によれば、距離dに応じてアーム7の動作の制限及び制限の緩和が行われるので、建設機械100の作業量の低下の抑制及び刃先8aの落ち込みの抑制の両立が図られる。   Moreover, according to this embodiment, since the restriction | limiting of the operation | movement of the arm 7 and a restriction | limiting relaxation are performed according to the distance d, coexistence of suppression of the fall of the work amount of the construction machine 100 and suppression of the fall of the blade edge | tip 8a is achieved. It is done.

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。   As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible in the range which does not deviate from the summary of invention.

例えば、上述の実施形態においては、操作装置25は、パイロット油圧方式であることとした。操作装置25は、電気レバー方式でもよい。例えば、操作装置25の操作レバーの操作量をポテンショメータ等で検出し、その操作量に応じた検出値を作業機コントローラ26に出力する操作レバー検出部が設けられてもよい。作業機コントローラ26は、その操作レバー検出部の検出結果に基づいて、方向制御弁64に制御信号を出力して、油圧シリンダに供給される作動油の量を調整してもよい。本件の制御は作業機コントローラ226だけでなくセンサコントローラ30等他のコントローラで行ってもよい。   For example, in the above-described embodiment, the operating device 25 is a pilot hydraulic system. The operating device 25 may be an electric lever type. For example, an operation lever detector that detects an operation amount of the operation lever of the operation device 25 with a potentiometer or the like and outputs a detection value corresponding to the operation amount to the work machine controller 26 may be provided. The work machine controller 26 may adjust the amount of hydraulic oil supplied to the hydraulic cylinder by outputting a control signal to the direction control valve 64 based on the detection result of the operation lever detection unit. The control in this case may be performed not only by the work machine controller 226 but also by another controller such as the sensor controller 30.

上記の実施形態では、建設機械の一例として油圧ショベルを挙げているが油圧ショベルに限らず、他の種類の建設機械に本発明が適用されてもよい。   In the above embodiment, a hydraulic excavator is cited as an example of a construction machine. However, the present invention is not limited to the hydraulic excavator and may be applied to other types of construction machines.

グローバル座標系における油圧ショベルCMの位置の取得は、GNSSに限らず、他の測位手段によって行われてもよい。従って、刃先8aと設計地形との距離dの取得は、GNSSに限らず、他の測位手段によって行われてもよい。   Acquisition of the position of the hydraulic excavator CM in the global coordinate system is not limited to GNSS, and may be performed by other positioning means. Therefore, acquisition of the distance d between the blade edge 8a and the design landform is not limited to GNSS, and may be performed by other positioning means.

1 車両本体
2 作業機
3 旋回体
4 運転室
5 走行装置
5Cr 履帯
6 ブーム
7 アーム
8 バケット
9 エンジンルーム
10 ブームシリンダ
11 アームシリンダ
12 バケットシリンダ
13 ブームピン
14 アームピン
15 バケットピン
16 第1シリンダストロークセンサ
17 第2シリンダストロークセンサ
18 第3シリンダストロークセンサ
19 手すり
20 位置検出装置
21 アンテナ
23 グローバル座標演算部
24 IMU
25 操作装置
25L 第2操作レバー
25R 第1操作レバー
26 作業機コントローラ
27 制御弁
28 表示コントローラ
29 表示部
31 ブーム操作出力部
32 バケット操作出力部
33 アーム操作出力部
34 旋回操作出力部
40A キャップ側油室
40B ロッド側油室
41 油圧ポンプ
41A 斜板
45 吐出油路
47 油路
48 油路
49 ポンプコントローラ
50 油路
51 シャトル弁
60 油圧シリンダ
63 旋回モータ
64 方向制御弁
65 スプールストロークセンサ
66 圧力センサ
67 圧力センサ
70 検出装置
71 フィルタ装置
100 建設機械(油圧ショベル)
161 回転ローラ
162 回転中心軸
163 回転センサ部
164 ケース
200 制御システム
300 油圧システム
AX 旋回軸
Q 旋回体方位データ
S 刃先位置データ
T 目標施工情報
U 目標掘削地形
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vehicle main body 2 Work implement 3 Revolving body 4 Driver's cab 5 Driving device 5Cr Crawler belt 6 Boom 7 Arm 8 Bucket 9 Engine room 10 Boom cylinder 11 Arm cylinder 12 Bucket cylinder 13 Boom pin 14 Arm pin 15 Bucket pin 16 1st cylinder stroke sensor 17 1st 2 cylinder stroke sensor 18 3rd cylinder stroke sensor 19 handrail 20 position detection device 21 antenna 23 global coordinate calculation unit 24 IMU
25 Operating device 25L Second operating lever 25R First operating lever 26 Work implement controller 27 Control valve 28 Display controller 29 Display unit 31 Boom operation output unit 32 Bucket operation output unit 33 Arm operation output unit 34 Turning operation output unit 40A Cap side oil Chamber 40B Rod side oil chamber 41 Hydraulic pump 41A Swash plate 45 Discharge oil passage 47 Oil passage 48 Oil passage 49 Pump controller 50 Oil passage 51 Shuttle valve 60 Hydraulic cylinder 63 Swing motor 64 Direction control valve 65 Spool stroke sensor 66 Pressure sensor 67 Pressure Sensor 70 Detection device 71 Filter device 100 Construction machine (hydraulic excavator)
161 Rotating roller 162 Rotation center shaft 163 Rotation sensor unit 164 Case 200 Control system 300 Hydraulic system AX Rotating axis Q Rotating body orientation data S Cutting edge position data T Target construction information U Target excavation landform

Claims (15)

ブームとアームとバケットとを含む作業機の姿勢を検出する検出器と、
前記ブームに接続する前記アーム及び前記バケットの少なくとも一方からなる可動部材の駆動のために操作される操作装置と、
前記操作装置の操作量を検出する検出装置と、
前記作業機を駆動する油圧シリンダに供給される作動油の供給量を調整する制御弁と、
前記検出装置の検出結果に基づいて前記可動部材の速度を制限するための制限操作量を設定する制限値設定部と、
前記制限操作量で前記可動部材が駆動するように前記制御弁に制御信号を出力する可動部材制御部と、
前記検出装置の検出結果に基づいて時間計測を開始するタイマーと、
前記検出器の検出結果に基づいて前記バケットの刃先位置を示す刃先位置データを生成するバケット位置データ生成部と、
前記作業機による掘削対象の目標形状を示す目標掘削地形を取得して前記刃先位置データと前記目標掘削地形とに基づいて前記バケットの刃先と前記目標掘削地形との距離を算出する距離取得部と、
前記距離に応じて制限速度を決定し、前記作業機が前記目標掘削地形に接近する方向の速度が前記制限速度以下になるように前記ブームの速度を制限するブーム制限部と、
前記ブームを駆動するための第1油圧アクチュエータ、前記可動部材を駆動するための第2油圧アクチュエータ、及び前記第2油圧アクチュエータに対する作動油の供給量を調整する前記制御弁を有し、作動油を供給する油圧ポンプを含む油圧システムと、
第1作業モードにおいて前記油圧ポンプから第1の最大吐出容量で前記作動油が供給され、第2作業モードにおいて前記油圧ポンプから前記第1の最大吐出容量よりも少ない第2の最大吐出容量で前記作動油が供給されるように前記油圧ポンプを制御するポンプ制御部と、
を備え、
前記制限値設定部は、前記タイマーによる時間計測の開始時点からの経過時間が長いほど前記制限操作量が大きくなるように、前記制限操作量を設定し、
前記バケットによる掘削作業において、前記ブームが上がり、前記アームが下がるように前記油圧システムが作動し、
前記アームが下がるときに前記制限操作量で駆動され、
前記第2作業モードにおける前記制限操作量は、前記第1作業モードにおける前記制限操作量よりも小さい建設機械の制御システム。
A detector for detecting a posture of the work machine including a boom, an arm, and a bucket;
An operating device operated for driving a movable member comprising at least one of the arm and the bucket connected to the boom;
A detection device for detecting an operation amount of the operation device;
A control valve that adjusts the amount of hydraulic oil supplied to the hydraulic cylinder that drives the work implement;
A limit value setting unit for setting a limit operation amount for limiting the speed of the movable member based on the detection result of the detection device;
A movable member control unit that outputs a control signal to the control valve so that the movable member is driven with the limited operation amount;
A timer for starting time measurement based on the detection result of the detection device;
A bucket position data generation unit that generates cutting edge position data indicating a cutting edge position of the bucket based on a detection result of the detector;
A distance acquisition unit that acquires a target excavation landform indicating a target shape of an excavation target by the work implement and calculates a distance between the blade edge of the bucket and the target excavation landform based on the blade edge position data and the target excavation landform; ,
A boom speed limiter that determines a speed limit according to the distance and limits the speed of the boom so that a speed in a direction in which the work implement approaches the target excavation landform is equal to or lower than the speed limit;
A first hydraulic actuator for driving the boom; a second hydraulic actuator for driving the movable member; and the control valve for adjusting a supply amount of the hydraulic oil to the second hydraulic actuator. A hydraulic system including a hydraulic pump to supply;
The hydraulic oil is supplied from the hydraulic pump at a first maximum discharge capacity in the first work mode, and the second maximum discharge capacity is smaller than the first maximum discharge capacity from the hydraulic pump in the second work mode. A pump controller that controls the hydraulic pump so that hydraulic oil is supplied;
With
The limit value setting unit sets the limit operation amount so that the limit operation amount increases as the elapsed time from the time measurement start time by the timer increases .
In the excavation work by the bucket, the hydraulic system is operated so that the boom is raised and the arm is lowered,
When the arm is lowered, it is driven with the limited operation amount,
The construction machine control system , wherein the limited operation amount in the second work mode is smaller than the limited operation amount in the first work mode .
前記制限値設定部は、前記距離が大きいほど前記制限操作量が大きくなるように、前記制限操作量を設定する請求項に記載の建設機械の制御システム。 The construction machine control system according to claim 1 , wherein the limit value setting unit sets the limit operation amount such that the limit operation amount increases as the distance increases. ブームとアームとバケットとを含む作業機の姿勢を検出する検出器と、  A detector for detecting a posture of the work machine including a boom, an arm, and a bucket;
前記ブームに接続する前記アーム及び前記バケットの少なくとも一方からなる可動部材の駆動のために操作される操作装置と、  An operating device operated for driving a movable member comprising at least one of the arm and the bucket connected to the boom;
前記操作装置の操作量を検出する検出装置と、  A detection device for detecting an operation amount of the operation device;
前記作業機を駆動する油圧シリンダに供給される作動油の供給量を調整する制御弁と、  A control valve that adjusts the amount of hydraulic oil supplied to the hydraulic cylinder that drives the work implement;
前記検出装置の検出結果に基づいて前記可動部材の速度を制限するための制限操作量を設定する制限値設定部と、  A limit value setting unit for setting a limit operation amount for limiting the speed of the movable member based on the detection result of the detection device;
前記制限操作量で前記可動部材が駆動するように前記制御弁に制御信号を出力する可動部材制御部と、  A movable member control unit that outputs a control signal to the control valve so that the movable member is driven with the limited operation amount;
前記検出装置の検出結果に基づいて時間計測を開始するタイマーと、を備え、  A timer for starting time measurement based on the detection result of the detection device,
前記制限値設定部は、前記タイマーによる時間計測の開始時点からの経過時間が長いほど前記制限操作量が大きくなるように、前記制限操作量を設定し、  The limit value setting unit sets the limit operation amount so that the limit operation amount increases as the elapsed time from the time measurement start time by the timer increases.
前記可動部材は交換可能であり、  The movable member is replaceable;
前記ブームに第1重量の前記可動部材が接続されたときの前記制限操作量は、前記第1重量よりも小さい第2重量の前記可動部材が接続されたときの前記制限操作量よりも小さい建設機械の制御システム。  Construction in which the limit operation amount when the first weight of the movable member is connected to the boom is smaller than the limit operation amount when the second weight of the movable member is smaller than the first weight. Machine control system.
ブームとアームとバケットとを含む作業機の姿勢を検出する検出器と、  A detector for detecting a posture of the work machine including a boom, an arm, and a bucket;
前記ブームに接続する前記アーム及び前記バケットの少なくとも一方からなる可動部材の駆動のために操作される操作装置と、  An operating device operated for driving a movable member comprising at least one of the arm and the bucket connected to the boom;
前記操作装置の操作量を検出する検出装置と、  A detection device for detecting an operation amount of the operation device;
前記作業機を駆動する油圧シリンダに供給される作動油の供給量を調整する制御弁と、  A control valve that adjusts the amount of hydraulic oil supplied to the hydraulic cylinder that drives the work implement;
前記検出装置の検出結果に基づいて前記可動部材の速度を制限するための制限操作量を設定する制限値設定部と、  A limit value setting unit for setting a limit operation amount for limiting the speed of the movable member based on the detection result of the detection device;
前記制限操作量で前記可動部材が駆動するように前記制御弁に制御信号を出力する可動部材制御部と、  A movable member control unit that outputs a control signal to the control valve so that the movable member is driven with the limited operation amount;
前記検出装置の検出結果に基づいて時間計測を開始するタイマーと、を備え、  A timer for starting time measurement based on the detection result of the detection device,
前記制限値設定部は、前記タイマーによる時間計測の開始時点からの経過時間が長いほど前記制限操作量が大きくなるように、前記制限操作量を設定し、  The limit value setting unit sets the limit operation amount so that the limit operation amount increases as the elapsed time from the time measurement start time by the timer increases.
前記検出装置の検出値の単位時間当たりの増加量が許容値を超えたときに前記制限操作量で前記可動部材が駆動するように制御信号の出力が開始され、  When the amount of increase in the detection value of the detection device per unit time exceeds an allowable value, output of a control signal is started so that the movable member is driven with the limited operation amount,
前記増加量は、前記操作装置の操作量と前記操作量のローパスフィルタ処理により生成された処理量との差を含む建設機械の制御システム。  The increase amount includes a difference between an operation amount of the operation device and a processing amount generated by low-pass filter processing of the operation amount.
ブームとアームとバケットとを含む作業機の姿勢を検出する検出器と、  A detector for detecting a posture of the work machine including a boom, an arm, and a bucket;
前記ブームに接続する前記アーム及び前記バケットの少なくとも一方からなる可動部材の駆動のために操作される操作装置と、  An operating device operated for driving a movable member comprising at least one of the arm and the bucket connected to the boom;
前記操作装置の操作量を検出する検出装置と、  A detection device for detecting an operation amount of the operation device;
前記作業機を駆動する油圧シリンダに供給される作動油の供給量を調整する制御弁と、  A control valve that adjusts the amount of hydraulic oil supplied to the hydraulic cylinder that drives the work implement;
前記検出装置の検出結果に基づいて前記可動部材の速度を制限するための制限操作量を設定する制限値設定部と、  A limit value setting unit for setting a limit operation amount for limiting the speed of the movable member based on the detection result of the detection device;
前記制限操作量で前記可動部材が駆動するように前記制御弁に制御信号を出力する可動部材制御部と、  A movable member control unit that outputs a control signal to the control valve so that the movable member is driven with the limited operation amount;
前記検出装置の検出結果に基づいて時間計測を開始するタイマーと、を備え、  A timer for starting time measurement based on the detection result of the detection device,
前記制限値設定部は、前記タイマーによる時間計測の開始時点からの経過時間が長いほど前記制限操作量が大きくなるように、前記制限操作量を設定し、  The limit value setting unit sets the limit operation amount so that the limit operation amount increases as the elapsed time from the time measurement start time by the timer increases.
前記ブームを支持する建設機械の車両本体の基準位置と前記バケットとが第1距離になるように前記作業機が駆動されたときの前記制限操作量は、前記基準位置と前記バケットとが前記第1距離よりも短い第2距離になるように前記作業機が駆動されたときの前記制限操作量よりも小さい建設機械の制御システム。  The limit operation amount when the work implement is driven such that the reference position of the vehicle body of the construction machine that supports the boom and the bucket is a first distance is the reference position and the bucket A construction machine control system that is smaller than the limit operation amount when the work machine is driven to be a second distance shorter than one distance.
ブームとアームとバケットとを含む作業機の姿勢を検出する検出器と、  A detector for detecting a posture of the work machine including a boom, an arm, and a bucket;
前記ブームに接続する前記アーム及び前記バケットの少なくとも一方からなる可動部材の駆動のために操作される操作装置と、  An operating device operated for driving a movable member comprising at least one of the arm and the bucket connected to the boom;
前記操作装置の操作量を検出する検出装置と、  A detection device for detecting an operation amount of the operation device;
前記作業機を駆動する油圧シリンダに供給される作動油の供給量を調整する制御弁と、  A control valve that adjusts the amount of hydraulic oil supplied to the hydraulic cylinder that drives the work implement;
前記検出装置の検出結果に基づいて前記可動部材の速度を制限するための制限操作量を設定する制限値設定部と、  A limit value setting unit for setting a limit operation amount for limiting the speed of the movable member based on the detection result of the detection device;
前記制限操作量で前記可動部材が駆動するように前記制御弁に制御信号を出力する可動部材制御部と、  A movable member control unit that outputs a control signal to the control valve so that the movable member is driven with the limited operation amount;
前記検出装置の検出結果に基づいて時間計測を開始するタイマーと、を備え、  A timer for starting time measurement based on the detection result of the detection device,
前記制限値設定部は、前記タイマーによる時間計測の開始時点からの経過時間が長いほど前記制限操作量が大きくなるように、前記制限操作量を設定し、  The limit value setting unit sets the limit operation amount so that the limit operation amount increases as the elapsed time from the time measurement start time by the timer increases.
前記検出装置の検出値の単位時間当たりの増加量が許容値を超えたときに前記制限操作量で前記可動部材が駆動するように制御信号の出力が開始され、  When the amount of increase in the detection value of the detection device per unit time exceeds an allowable value, output of a control signal is started so that the movable member is driven with the limited operation amount,
前記増加量は、前記操作装置の操作量と前記操作量のローパスフィルタ処理により生成された処理量との差を含む建設機械の制御システム。  The increase amount includes a difference between an operation amount of the operation device and a processing amount generated by low-pass filter processing of the operation amount.
前記可動部材制御部は、前記タイマーによる前記時間計測の開始時点から所定期間において、前記制限操作量で前記可動部材が駆動するように制御信号を出力する請求項1から請求項のいずれか一項に記載の建設機械の制御システム。 Said movable member control section, at a predetermined period from the start of the time measurement by the timer, any one of claims 1 to 6, wherein the movable member at the limit operation amount and outputs a control signal to drive The construction machine control system according to the item. 前記タイマーの時間計測の開始時点は、前記操作装置の操作の開始時点、前記検出装置の検出値が閾値を超えた時点、及び前記検出装置の検出値の単位時間当たりの増加量が許容値を超えた時点の少なくとも一つを含む請求項に記載の建設機械の制御システム。 The time measurement start time of the timer is the start time of the operation of the operation device, the time when the detection value of the detection device exceeds a threshold, and the amount of increase of the detection value of the detection device per unit time is an allowable value. The construction machine control system according to claim 7 , comprising at least one of the times exceeded. 前記時間計測の開始時点から前記所定期間経過後、前記制限操作量に基づく駆動が解除される請求項又は請求項に記載の建設機械の制御システム。 The construction machine control system according to claim 7 or 8 , wherein the driving based on the limited operation amount is canceled after the predetermined period has elapsed from the start of the time measurement. 前記所定期間の前半における前記制限操作量は、後半における前記制限操作量よりも小さい請求項から請求項のいずれか一項に記載の建設機械の制御システム。 The control system for a construction machine according to any one of claims 7 to 9 , wherein the limit operation amount in the first half of the predetermined period is smaller than the limit operation amount in the second half. ブームとアームとバケットとを含む作業機の姿勢を検出器で検出することと、
前記ブームに接続する前記アーム及び前記バケットの少なくとも一方からなる可動部材の駆動のために操作装置を操作することと、
前記操作装置の操作量を検出装置で検出することと、
前記検出装置の検出結果に基づいて前記可動部材の速度を制限するための制限操作量を設定することと、
前記制限操作量で前記可動部材が駆動するように前記作業機を駆動する油圧シリンダに供給される作動油の供給量を調整する制御弁に制御信号を出力することと、
前記検出装置の検出結果に基づいてタイマーによる時間計測を開始することと、
前記検出器の検出結果に基づいて前記バケットの刃先位置を示す刃先位置データを生成することと、
前記作業機による掘削対象の目標形状を示す目標掘削地形を取得して前記刃先位置データと前記目標掘削地形とに基づいて前記バケットの刃先と前記目標掘削地形との距離を算出することと、
前記距離に応じて制限速度を決定し、前記作業機が前記目標掘削地形に接近する方向の速度が前記制限速度以下になるように前記ブームの速度を制限することと、
前記ブームを駆動するための第1油圧アクチュエータ、前記可動部材を駆動するための第2油圧アクチュエータ、及び前記第2油圧アクチュエータに対する作動油の供給量を調整する前記制御弁を有し、作動油を供給する油圧ポンプを含む油圧システムの第1作業モードにおいて前記油圧ポンプから第1の最大吐出容量で前記作動油が供給され、第2作業モードにおいて前記油圧ポンプから前記第1の最大吐出容量よりも少ない第2の最大吐出容量で前記作動油が供給されるように前記油圧ポンプを制御することと、
を含み、
前記タイマーによる時間計測の開始時点からの経過時間が長いほど前記制限操作量が大きくなるように、前記制限操作量が設定され
前記バケットによる掘削作業において、前記ブームが上がり、前記アームが下がるように前記油圧システムが作動し、
前記アームが下がるときに前記制限操作量で駆動され、
前記第2作業モードにおける前記制限操作量は、前記第1作業モードにおける前記制限操作量よりも小さい、
建設機械の制御方法。
Detecting a posture of a work machine including a boom, an arm, and a bucket with a detector;
Operating an operating device for driving a movable member comprising at least one of the arm and the bucket connected to the boom;
Detecting the operation amount of the operating device with a detecting device;
Setting a limit operation amount for limiting the speed of the movable member based on the detection result of the detection device;
Outputting a control signal to a control valve that adjusts a supply amount of hydraulic oil supplied to a hydraulic cylinder that drives the working machine so that the movable member is driven by the limit operation amount;
Starting time measurement by a timer based on the detection result of the detection device;
Generating cutting edge position data indicating the cutting edge position of the bucket based on the detection result of the detector;
Obtaining a target excavation landform indicating a target shape of the excavation target by the working machine and calculating a distance between the blade edge of the bucket and the target excavation landform based on the blade edge position data and the target excavation landform;
Determining a speed limit according to the distance, and limiting the speed of the boom so that the speed of the work machine approaching the target excavation landform is equal to or less than the speed limit;
A first hydraulic actuator for driving the boom; a second hydraulic actuator for driving the movable member; and the control valve for adjusting a supply amount of the hydraulic oil to the second hydraulic actuator. In the first work mode of the hydraulic system including the hydraulic pump to be supplied, the hydraulic oil is supplied from the hydraulic pump at a first maximum discharge capacity, and from the hydraulic pump in the second work mode than the first maximum discharge capacity. Controlling the hydraulic pump so that the hydraulic oil is supplied with a small second maximum discharge capacity;
Including
The limit operation amount is set so that the limit operation amount increases as the elapsed time from the start of time measurement by the timer increases ,
In the excavation work by the bucket, the hydraulic system is operated so that the boom is raised and the arm is lowered,
When the arm is lowered, it is driven with the limited operation amount,
The limited operation amount in the second work mode is smaller than the limited operation amount in the first work mode.
Construction machine control method.
ブームとアームとバケットとを含む作業機の姿勢を検出器で検出することと、  Detecting a posture of a work machine including a boom, an arm, and a bucket with a detector;
前記ブームに接続する前記アーム及び前記バケットの少なくとも一方からなる可動部材の駆動のために操作装置を操作することと、  Operating an operating device for driving a movable member comprising at least one of the arm and the bucket connected to the boom;
前記操作装置の操作量を検出装置で検出することと、  Detecting the operation amount of the operating device with a detecting device;
前記検出装置の検出結果に基づいて前記可動部材の速度を制限するための制限操作量を設定することと、  Setting a limit operation amount for limiting the speed of the movable member based on the detection result of the detection device;
前記制限操作量で前記可動部材が駆動するように前記作業機を駆動する油圧シリンダに供給される作動油の供給量を調整する制御弁に制御信号を出力することと、  Outputting a control signal to a control valve that adjusts a supply amount of hydraulic oil supplied to a hydraulic cylinder that drives the working machine so that the movable member is driven by the limit operation amount;
前記検出装置の検出結果に基づいてタイマーによる時間計測を開始することと、  Starting time measurement by a timer based on the detection result of the detection device;
を含み、Including
前記タイマーによる時間計測の開始時点からの経過時間が長いほど前記制限操作量が大きくなるように、前記制限操作量が設定され、  The limit operation amount is set so that the limit operation amount increases as the elapsed time from the start of time measurement by the timer increases,
前記可動部材は交換可能であり、  The movable member is replaceable;
前記ブームに第1重量の前記可動部材が接続されたときの前記制限操作量は、前記第1重量よりも小さい第2重量の前記可動部材が接続されたときの前記制限操作量よりも小さい、  The limit operation amount when the first weight of the movable member is connected to the boom is smaller than the limit operation amount when the second weight of the movable member is smaller than the first weight.
建設機械の制御方法。Construction machine control method.
ブームとアームとバケットとを含む作業機の姿勢を検出器で検出することと、  Detecting a posture of a work machine including a boom, an arm, and a bucket with a detector;
前記ブームに接続する前記アーム及び前記バケットの少なくとも一方からなる可動部材の駆動のために操作装置を操作することと、  Operating an operating device for driving a movable member comprising at least one of the arm and the bucket connected to the boom;
前記操作装置の操作量を検出装置で検出することと、  Detecting the operation amount of the operating device with a detecting device;
前記検出装置の検出結果に基づいて前記可動部材の速度を制限するための制限操作量を設定することと、  Setting a limit operation amount for limiting the speed of the movable member based on the detection result of the detection device;
前記制限操作量で前記可動部材が駆動するように前記作業機を駆動する油圧シリンダに供給される作動油の供給量を調整する制御弁に制御信号を出力することと、  Outputting a control signal to a control valve that adjusts a supply amount of hydraulic oil supplied to a hydraulic cylinder that drives the working machine so that the movable member is driven by the limit operation amount;
前記検出装置の検出結果に基づいてタイマーによる時間計測を開始することと、  Starting time measurement by a timer based on the detection result of the detection device;
を含み、Including
前記タイマーによる時間計測の開始時点からの経過時間が長いほど前記制限操作量が大きくなるように、前記制限操作量が設定され、  The limit operation amount is set so that the limit operation amount increases as the elapsed time from the start of time measurement by the timer increases,
前記検出装置の検出値の単位時間当たりの増加量が許容値を超えたときに前記制限操作量で前記可動部材が駆動するように制御信号の出力が開始され、  When the amount of increase in the detection value of the detection device per unit time exceeds an allowable value, output of a control signal is started so that the movable member is driven with the limited operation amount,
前記増加量は、前記操作装置の操作量と前記操作量のローパスフィルタ処理により生成された処理量との差を含む、  The increase amount includes a difference between an operation amount of the operation device and a processing amount generated by a low-pass filter process of the operation amount.
建設機械の制御方法。Construction machine control method.
ブームとアームとバケットとを含む作業機の姿勢を検出器で検出することと、  Detecting a posture of a work machine including a boom, an arm, and a bucket with a detector;
前記ブームに接続する前記アーム及び前記バケットの少なくとも一方からなる可動部材の駆動のために操作装置を操作することと、  Operating an operating device for driving a movable member comprising at least one of the arm and the bucket connected to the boom;
前記操作装置の操作量を検出装置で検出することと、  Detecting the operation amount of the operating device with a detecting device;
前記検出装置の検出結果に基づいて前記可動部材の速度を制限するための制限操作量を設定することと、  Setting a limit operation amount for limiting the speed of the movable member based on the detection result of the detection device;
前記制限操作量で前記可動部材が駆動するように前記作業機を駆動する油圧シリンダに供給される作動油の供給量を調整する制御弁に制御信号を出力することと、  Outputting a control signal to a control valve that adjusts a supply amount of hydraulic oil supplied to a hydraulic cylinder that drives the working machine so that the movable member is driven by the limit operation amount;
前記検出装置の検出結果に基づいてタイマーによる時間計測を開始することと、  Starting time measurement by a timer based on the detection result of the detection device;
を含み、Including
前記タイマーによる時間計測の開始時点からの経過時間が長いほど前記制限操作量が大きくなるように、前記制限操作量が設定され、  The limit operation amount is set so that the limit operation amount increases as the elapsed time from the start of time measurement by the timer increases,
前記ブームを支持する建設機械の車両本体の基準位置と前記バケットとが第1距離になるように前記作業機が駆動されたときの前記制限操作量は、前記基準位置と前記バケットとが前記第1距離よりも短い第2距離になるように前記作業機が駆動されたときの前記制限操作量よりも小さい、  The limit operation amount when the work implement is driven such that the reference position of the vehicle body of the construction machine that supports the boom and the bucket is a first distance is the reference position and the bucket Smaller than the limit operation amount when the working machine is driven so as to be a second distance shorter than one distance;
建設機械の制御方法。Construction machine control method.
ブームとアームとバケットとを含む作業機の姿勢を検出器で検出することと、  Detecting a posture of a work machine including a boom, an arm, and a bucket with a detector;
前記ブームに接続する前記アーム及び前記バケットの少なくとも一方からなる可動部材の駆動のために操作装置を操作することと、  Operating an operating device for driving a movable member comprising at least one of the arm and the bucket connected to the boom;
前記操作装置の操作量を検出装置で検出することと、  Detecting the operation amount of the operating device with a detecting device;
前記検出装置の検出結果に基づいて前記可動部材の速度を制限するための制限操作量を設定することと、  Setting a limit operation amount for limiting the speed of the movable member based on the detection result of the detection device;
前記制限操作量で前記可動部材が駆動するように前記作業機を駆動する油圧シリンダに供給される作動油の供給量を調整する制御弁に制御信号を出力することと、  Outputting a control signal to a control valve that adjusts a supply amount of hydraulic oil supplied to a hydraulic cylinder that drives the working machine so that the movable member is driven by the limit operation amount;
前記検出装置の検出結果に基づいてタイマーによる時間計測を開始することと、  Starting time measurement by a timer based on the detection result of the detection device;
を含み、Including
前記タイマーによる時間計測の開始時点からの経過時間が長いほど前記制限操作量が大きくなるように、前記制限操作量が設定され、  The limit operation amount is set so that the limit operation amount increases as the elapsed time from the start of time measurement by the timer increases,
前記検出装置の検出値の単位時間当たりの増加量が許容値を超えたときに前記制限操作量で前記可動部材が駆動するように制御信号の出力が開始され、  When the amount of increase in the detection value of the detection device per unit time exceeds an allowable value, output of a control signal is started so that the movable member is driven with the limited operation amount,
前記増加量は、前記操作装置の操作量と前記操作量のローパスフィルタ処理により生成された処理量との差を含む、  The increase amount includes a difference between an operation amount of the operation device and a processing amount generated by a low-pass filter process of the operation amount.
建設機械の制御方法。Construction machine control method.
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