JP6714549B2 - 建設機械のセンサ搭載位置判定システム及び判定方法 - Google Patents

Description

本発明は、建設機械のセンサ搭載位置判定システム及び判定方法に関する。

油圧ショベルのような建設機械においては、オペレータが操作レバーを操作することでバケットを含む作業機を駆動して掘削作業等を行う。しかしながら、例えば、所定深さの溝や所定勾配の法面を掘削する作業を行う場合、オペレータが作業機の動作を目視するだけで目標とする形状通りに正確に掘削されているか否かを判断することは困難である。また、オペレータが溝や法面を目標とする形状通りに効率よく正確に掘削できるようになるには熟練を要する。

このような建設機械の操作に関し、例えば特許文献１には、作業機の先端に位置するバケットの位置情報を表示装置に表示して、オペレータの操作を補助する技術が知られている。特許文献１に記載の表示システムは、油圧ショベルの現在位置に関する情報を検出し、油圧ショベルの現在位置に関する情報に基づいてバケットの刃先の位置を算出し、設計面の位置情報に基づいて設計面から選択された目標面の断面を示す線分である目標面線の位置を算出し、目標面線と目標面線を延長した延長線とバケットの刃先の位置とを示す画像を含む案内画面を表示するよう構成されている。

特許第５５５５１９０号公報

ところで、油圧ショベルにおいて作業機の位置及び姿勢を求める場合には、作業機を構成するブームやアーム、バケットのほか、作業機が設置される車体本体にそれぞれ搭載されたＩＭＵ(Inertial Measurement Unit：慣性計測装置)などのセンサの検出値から作業機や車体本体の傾きに関する情報を求める必要があり、車載ネットワーク上に接続されたＩＭＵからの情報に基づいて作業機の位置及び姿勢が算出される。また、このとき、作業機の位置及び姿勢を求めるためには、どのＩＭＵが作業機や車体本体のどの部分に搭載されているかを予め設定しておく必要がある。例えば、作業機や車体本体のそれぞれの位置に一つだけＩＭＵを搭載した状態で設定操作を行う方法を用いると、ＩＭＵの取付けと取外し及び設定操作をＩＭＵの搭載数分だけ繰り返し行う必要があり時間と手間がかかるため、それぞれのＩＭＵを搭載位置ごとに異なる個別のフォーマットで検出値を送信する専用ＩＭＵとして搭載前に予め設定しておくことにより、搭載時の設定そのものを不要とする方法がある。

しかしながら、作業機や車体本体に搭載される複数のＩＭＵは、同種のＩＭＵを搭載位置ごとに設定のみを変えて専用ＩＭＵとしているため、搭載時に取り違えが発生しやすいことが考えられる。また、ＩＭＵの故障時の交換部品として搭載位置ごとにそれぞれ専用ＩＭＵの在庫を用意しておく必要があるため、在庫管理及び保管のコストが高くなってしまう。

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、建設機械の作業機や車体本体に姿勢情報センサを設置する際の取り違えや手間の発生、姿勢情報センサの交換に際して生じるコストなどを抑制することができる建設機械のセンサ搭載位置判定システム及び判定方法を提供することを目的とする。

本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、車両本体と、前記車両本体に取り付けられ、回動可能に連結された複数のフロント部材からなる多関節型の作業機と、前記複数のフロント部材をそれぞれ駆動するための操作信号を検出する操作信号検出装置と、前記複数のフロント部材及び前記車両本体のそれぞれに搭載されて姿勢情報を検出する複数の姿勢情報センサと、前記姿勢情報に基づいて前記複数のフロント部材の姿勢を演算する姿勢演算部を有する制御装置と、を備えた建設機械のセンサ搭載位置判定システムにおいて、前記複数のフロント部材のうちの１つを単独で駆動するための操作信号を前記操作信号検出装置で検出した検出結果と、前記姿勢情報センサで検出された姿勢情報の変動の有無とに基づいて、前記操作信号検出装置で検出された操作信号に対応する前記フロント部材に搭載された前記姿勢情報センサの搭載箇所を判定する搭載箇所判定装置を備えたものとする。

本発明によれば、建設機械の作業機や車体本体に姿勢情報センサを設置する際の取り違えや手間の発生、姿勢情報センサの交換に際して生じるコストなどを抑制することができる。

第１の実施の形態に係る作業機械の一例である油圧ショベルの外観を模式的に示す側面図である。 油圧ショベルのコントロールステムのうち、第１の実施の形態のセンサ搭載位置判定システムに係る構成を抜き出して模式的に示す機能ブロック図である。 第１の実施の形態に係る搭載箇所判定処理の詳細を示すフローチャートである。 油圧ショベルのコントロールステムのうち、第２の実施の形態のセンサ搭載位置判定システムに係る構成を抜き出して模式的に示す機能ブロック図である。 油圧ショベルのコントロールステムのうち、第３の実施の形態のセンサ搭載位置判定システムに係る構成を抜き出して模式的に示す機能ブロック図である。 搭載箇所判定処理における表示装置の一表示例を示す図である。 バケットの単独操作をオペレータに促すための操作指示情報の一例を示す図である。 アームの単独操作をオペレータに促すための操作指示情報の一例を示す図である。 ブームの単独操作をオペレータに促すための操作指示情報の一例を示す図である。 第３の実施の形態に係る搭載箇所判定処理の詳細を示すフローチャートである。 油圧ショベルのコントロールステムのうち、第３の実施の形態の変形例のセンサ搭載位置判定システムに係る構成を抜き出して模式的に示す機能ブロック図である。 油圧ショベルのコントロールステムのうち、その他の変形例のセンサ搭載位置判定システムに係る構成を抜き出して模式的に示す機能ブロック図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。

＜第１の実施の形態＞
本発明の第１の実施の形態を図１〜図３を参照しつつ説明する。

図１は、本実施の形態に係る建設機械の一例である油圧ショベルの外観を模式的に示す側面図である。

図１において、油圧ショベル１００は、垂直方向にそれぞれ回動する複数のフロント部材（ブーム３１、アーム３３、バケット３５）を連結して構成された多関節型のフロント作業機３０と、車体本体を構成する上部旋回体２０及び下部走行体１０とを備えており、上部旋回体２０は下部走行体１０に対して旋回可能に設けられている。上部旋回体２０は、基部となる旋回フレーム２１上に各部材を配置して構成されており、上部旋回体２０を構成する旋回フレーム２１が下部走行体１０に対して旋回可能となっている。また、フロント作業機３０のブーム３１の基端は上部旋回体２０の前部に垂直方向に回動可能に支持されており、アーム３３の一端はブーム３１の基端とは異なる端部（先端）に垂直方向に回動可能に支持されており、アーム３３の他端にはバケット３５が垂直方向に回動可能に支持されている。

下部走行体１０は、左右一対のクローラフレーム１２ａ（１２ｂ）にそれぞれ掛け回された一対のクローラ１１ａ（１１ｂ）と、クローラ１１ａ（１１ｂ）をそれぞれ駆動する走行油圧モータ１３ａ（１３ｂ）（図示しない減速機構を含む）とから構成されている。なお、下部走行体１０の各構成については、左右一対の構成のうちの一方のみを図示して符号を付し、他方の構成については図中に括弧書きの符号のみを示して図示を省略する。

ブーム３１、アーム３３、バケット３５、及び下部走行体１０は、油圧アクチュエータであるブームシリンダ３２、アームシリンダ３４、バケットシリンダ３６、及び左右の走行油圧モータ１３ａ（１３ｂ）によりそれぞれ駆動される。また、上部旋回体２０も油圧アクチュエータである旋回油圧モータ２３により減速機構２４を介して同様に駆動され、下部走行体１０に対して旋回動作を行う。

上部旋回体２０を構成する旋回フレーム２１上には、オペレータが搭乗して図示しない操作装置等により油圧ショベル１００の操作を行うためのキャブ２５が配置されているほか、原動機であるエンジン２２とともに、ブームシリンダ３２、アームシリンダ３４、バケットシリンダ３６、旋回油圧モータ２３及び左右の走行油圧モータ１３ａ（１３ｂ）などの各油圧アクチュエータを駆動するための油圧回路システム４１が搭載されている。

上部旋回体２０を構成する旋回フレーム２１と、フロント作業機３０を構成するブーム３１、アーム３３、及びバケット３５には、それらの姿勢に関する情報（以降、姿勢情報と称する）を検出する姿勢情報センサとしてのＩＭＵ(Inertial Measurement Unit：慣性計測装置)５０ａ〜５０ｄが搭載されている。なお、姿勢情報センサとしてはＩＭＵに限られるものではなく、例えば、傾斜角センサを姿勢情報センサとして用いることで姿勢情報を検出しても良い。以下の説明では、４つのＩＭＵ５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄをまとめてＩＭＵ５０と表記することがある。ＩＭＵ５０ａ〜５０ｄには、それぞれ固有の識別情報が割り当てられており、各ＩＭＵ５０が姿勢情報の検出結果に識別情報を付加して車載ネットワーク７０に出力することにより、車載ネットワーク７０上を伝達される複数の姿勢情報がそれぞれどのＩＭＵ５０による検出結果であるかを識別することができる。

ＩＭＵ５０は、角速度及び加速度を計測するものである。例えば、ＩＭＵ５０が配置されたフロント部材３１，３３，３５や上部旋回体２０などの被搭載部材が静止している場合を考えると、各ＩＭＵ５０に設定されたＩＭＵ座標系における重力加速度の方向（つまり、鉛直下向き方向）と、ＩＭＵ５０の取り付け状態（つまり、ＩＭＵ５０と被搭載部材との相対的な位置関係）とに基づき、姿勢情報としての各被搭載部材の向きを検出することができる。なお、図１においては、アーム３３の先端にバケット３５を接続するリンク機構の構成部材にバケット３５の姿勢情報を取得するためのＩＭＵ５０ｃを配置した場合を例示しているが、設計情報等に基づいてバケット３５の姿勢情報を間接的に取得しているため、ＩＭＵ５０ｃがバケット３５に配置されているとすることができる。

図２は、油圧ショベルのコントロールステムのうち、本実施の形態のセンサ搭載位置判定システムに係る構成を抜き出して模式的に示す機能ブロック図である。

図２において、センサ搭載位置判定システムは、ＩＭＵ５０ａ〜５０ｄ、車載ネットワーク７０、車体コントローラ６０、操作圧センサ６３、表示装置６４などにより概略構成されている。

上部旋回体２０を構成する旋回フレーム２１やフロント作業機３０を構成するブーム３１、アーム３３、及びバケット３５に搭載されたＩＭＵ５０ａ〜５０ｄは、その検出結果をＣＡＮ通信などの車載ネットワーク７０に出力する。

操作圧センサ６３は、複数のフロント部材をそれぞれ駆動するための操作装置から出力される操作信号を検出する操作信号検出装置であり、ここでは、油圧アクチュエータ２３，３２，３４，３６を駆動するために油圧回路システム４１で用いられる操作パイロット圧を操作信号として検出する場合を一例として示している。なお、例えば、操作装置のレバー操作量を検出装置で電気的に検知して操作信号として用いる構成の場合には、操作装置自体が操作信号検出装置としての機能を果たすように構成しても良い。

車体コントローラ６０は、ＩＭＵ５０で得られた姿勢情報に基づいて油圧ショベル１００の姿勢（例えば、車体本体の傾きや、油圧ショベル１００に予め設定された座標系における各フロント部材３１，３３，３５の位置など）を演算し、キャブ２５内に設置されたモニタなどの表示装置６４や図示しない他の制御用コントローラなどに出力する姿勢演算部６１と、操作圧センサ６３の検出結果とＩＭＵ５０の検出結果とに基づいて、各ＩＭＵ５０ａ〜５０ｄの搭載箇所をそれぞれ判定する搭載箇所判定処理を行う搭載箇所判定部６２とを備えている。

姿勢演算部６１には、各ＩＭＵ５０の識別情報と搭載箇所との対応情報を記憶する識別情報記憶部６１ａが設けられている。姿勢演算部６１は、ＩＭＵ５０から車載ネットワーク７０に出力された各姿勢情報の検出位置（つまり、各姿勢情報を検出したＩＭＵ５０が搭載されている被駆動部材）をそれぞれ識別情報記憶部６１ａの情報を用いて識別し、その識別した姿勢情報を用いることによって油圧ショベル１００の姿勢を演算する。姿勢演算部６１で演算された油圧ショベル１００の姿勢（車体本体の傾きや、油圧ショベル１００に予め設定された座標系における各フロント部材３１，３３，３５の位置など）は、表示装置６４にフロント作業機３０の位置情報を表示したり、自動（半自動）でフロント作業機３０の駆動を制御したりする、オペレータの操作を補助する機能の実現などに用いられる。また、姿勢演算部６１は、搭載箇所判定部６２の搭載箇所判定処理により全てのＩＭＵ５０の搭載位置が設定され、その対応情報が識別情報記憶部６１ａに記憶されるまで、すなわち、未セットのＩＭＵ５０がある場合は、表示装置６４に対応情報が未設定であることを示す情報（例えば、「未設定」などの文字情報）を表示装置６４に表示してオペレータに報知する。

搭載箇所判定部６２は、フロント部材３１，３３，３５及び車体本体（上部旋回体２０）などの被駆動部材に搭載された複数のＩＭＵ５０のそれぞれについて、その搭載箇所（搭載されいてる被駆動部材）を判定する搭載箇所判定処理を行う。本実施の形態においては、搭載箇所判定部６２がフロント部材３１，３３，３５及び車体本体（上部旋回体２０）などの被駆動部材へのＩＭＵ５０の新規搭載時に搭載箇所判定処理を実施する場合を例示している。搭載箇所判定部６２がＩＭＵ５０の新規搭載時であると判別する方法には種々のものが考えられるが、例えば、姿勢演算部６１の識別情報記憶部６１ａに各ＩＭＵ５０の識別情報と搭載箇所との対応情報が記憶されていない場合にＩＭＵ５０の新規搭載時であると判別する。つまり、新規搭載時とは、例えば、ＩＭＵ５０を搭載する油圧ショベル１００を新規に製造した場合や、ＩＭＵ未搭載の油圧ショベル１００にＩＭＵ５０を搭載する場合などが考えられる。

図３は、搭載箇所判定処理の詳細を示すフローチャートである。

搭載箇所判定処理において、搭載箇所判定部６２は、まず、バケット３５の操作装置の操作圧が予め定めた閾値以上であり、かつ、他の操作装置の操作圧が予め定めた閾値以下であるかどうかを判定する（ステップＳ１００）。ステップＳ１００では、ＩＭＵ５０が搭載されるフロント部材や車体本体（上部旋回体２０）などの被駆動部材を駆動するために操作装置が操作されているかどうかを操作圧と閾値（以降、操作判定用閾値と称する）とを比較することによって判定している。これにより、振動や外乱等で生じる操作圧検出値の変動による誤判定を避けることができ、各操作装置の操作の有無をより確実に判定できる。

ステップＳ１００での判定結果がＹＥＳの場合、すなわち、バケット３５の操作装置が操作されており、かつ、他の被駆動部材の操作装置が操作されていないと判定した場合には、ＩＭＵ５０の検出値の変動が予め定めた閾値以上であるかどうかを判定する（ステップＳ１０１）。ステップＳ１０１では、ＩＭＵ５０が搭載された被駆動部材が駆動されているかどうかをＩＭＵ５０の検出値と閾値（以降、駆動判定用閾値と称する）とを比較することによって判定している。これにより、振動や外乱等で生じる操作圧検出値の変動による誤判定を避けることができ、各ＩＭＵ５０の検出値が変動しているかどうかをより確実に判定できる。

ステップＳ１００又はステップＳ１０１の判定結果がＮＯの場合には、ステップＳ１００，Ｓ１０１の判定結果がＹＥＳになるまでステップＳ１００，Ｓ１０１の処理を繰り返す。

ステップＳ１００，Ｓ１０１での判定結果がＹＥＳの場合には、ステップＳ１０１で検出値が変動していると判定されたＩＭＵ５０をバケット用ＩＭＵにセットする（ステップＳ１０２）。すなわち、ステップＳ１０２では、ステップＳ１０１で検出値が変動していると判定されたＩＭＵ５０をバケット３５に搭載されたＩＭＵ５０ｃであると認定し、ＩＭＵ５０ｃの識別情報と搭載箇所（この場合はバケット３５）との対応情報を姿勢演算部６１の識別情報記憶部６１ａに記憶させる。

続いて、アーム３３の操作装置の操作圧が予め定めた閾値以上であり、かつ、他の操作装置の操作圧が予め定めた閾値以下であるかどうかを判定する（ステップＳ１１０）。ステップＳ１１０では、ＩＭＵ５０が搭載される被駆動部材を駆動するために操作装置が操作されているかどうかを操作圧と操作判定用閾値とを比較することによって判定している。これにより、振動や外乱等で生じる操作圧検出値の変動による誤判定を避けることができ、各操作装置の操作の有無をより確実に判定できる。

ステップＳ１１０での判定結果がＹＥＳの場合、すなわち、アーム３３の操作装置が操作されており、かつ、他の被駆動部材の操作装置が操作されていないと判定した場合には、ＩＭＵ５０の検出値の変動が予め定めた閾値以上であるかどうかを判定する（ステップＳ１１１）。ステップＳ１１１では、ＩＭＵ５０が搭載された被駆動部材が駆動されているかどうかをＩＭＵ５０の検出値と駆動判定用閾値とを比較することによって判定している。これにより、振動や外乱等で生じる操作圧検出値の変動による誤判定を避けることができ、各ＩＭＵ５０の検出値が変動しているかどうかをより確実に判定できる。

ステップＳ１１０又はステップＳ１１１の判定結果がＮＯの場合には、ステップＳ１１０，Ｓ１１１の判定結果がＹＥＳになるまでステップＳ１１０，Ｓ１１１の処理を繰り返す。

ステップＳ１１０，Ｓ１１１での判定結果がＹＥＳの場合には、ステップＳ１１１で検出値が変動していると判定されたＩＭＵ５０であって、かつ、未セットのＩＭＵ５０をアーム用ＩＭＵにセットする（ステップＳ１１２）。すなわち、ステップＳ１１２では、ステップＳ１１１で検出値が変動していると判定されたＩＭＵ５０のうち、搭載箇所が未セットのＩＭＵ５０をアーム３３に搭載されたＩＭＵ５０ｂであると認定し、ＩＭＵ５０ｂの識別情報と搭載箇所（この場合はアーム３３）との対応情報を姿勢演算部６１の識別情報記憶部６１ａに記憶させる。

続いて、ブーム３１の操作装置の操作圧が予め定めた閾値以上であり、かつ、他の操作装置の操作圧が予め定めた閾値以下であるかどうかを判定する（ステップＳ１２０）。ステップＳ１２０では、ＩＭＵ５０が搭載される被駆動部材を駆動するために操作装置が操作されているかどうかを操作圧と操作判定用閾値とを比較することによって判定している。これにより、振動や外乱等で生じる操作圧検出値の変動による誤判定を避けることができ、各操作装置の操作の有無をより確実に判定できる。

ステップＳ１２０での判定結果がＹＥＳの場合、すなわち、ブーム３１の操作装置が操作されており、かつ、他の被駆動部材の操作装置が操作されていないと判定した場合には、ＩＭＵ５０の検出値の変動が予め定めた閾値以上であるかどうかを判定する（ステップＳ１２１）。ステップＳ１２１では、ＩＭＵ５０が搭載された被駆動部材が駆動されているかどうかをＩＭＵ５０の検出値と駆動判定用閾値とを比較することによって判定している。これにより、振動や外乱等で生じる操作圧検出値の変動による誤判定を避けることができ、各ＩＭＵ５０の検出値が変動しているかどうかをより確実に判定できる。

ステップＳ１２０又はステップＳ１２１の判定結果がＮＯの場合には、ステップＳ１２０，Ｓ１２１の判定結果がＹＥＳになるまでステップＳ１２０，Ｓ１２１の処理を繰り返す。

ステップＳ１２０，Ｓ１２１での判定結果がＹＥＳの場合には、ステップＳ１２１で検出値が変動していると判定されたＩＭＵ５０であって、かつ、未セットのＩＭＵ５０をブーム用ＩＭＵにセットする（ステップＳ１２２）。すなわち、ステップＳ１２２では、ステップＳ１２１で検出値が変動していると判定されたＩＭＵ５０のうち、搭載箇所が未セットのＩＭＵ５０をブーム３１に搭載されたＩＭＵ５０ａであると認定し、ＩＭＵ５０ａの識別情報と搭載箇所（この場合はブーム３１）との対応情報を姿勢演算部６１の識別情報記憶部６１ａに記憶させる。

続いて、未セットのＩＭＵ５０を車体本体用ＩＭＵにセットし（ステップＳ１３０）、処理を終了する。すなわち、ステップＳ１３０では、搭載箇所が未セットのＩＭＵ５０を車体本体（上部旋回体２０）に搭載されたＩＭＵ５０ｄであると認定し、ＩＭＵ５０ｄの識別情報と搭載箇所（この場合は車体本体）との対応情報を姿勢演算部６１の識別情報記憶部６１ａに記憶させる。

以上のように構成した本実施の形態の動作を説明する。

被駆動部材へのＩＭＵ５０の新規搭載時であって姿勢演算部６１の識別情報記憶部６１ａに各ＩＭＵ５０の識別情報と搭載箇所との対応情報が記憶されていない場合には、搭載箇所判定処理が実施される。本実施の形態の搭載箇所判定処理においては、オペレータの操作による掘削等の作業に際して得られる操作圧センサ６３やＩＭＵ５０の検出値を用いて処理を行っており、搭載箇所判定処理のための特別な動作を規定しておらず、搭載箇所判定処理は油圧ショベル１００の作業と平行して逐次進行する。このため、オペレータに特段の操作を要求する必要がなく、作業への影響を抑制することができる。

搭載箇所判定処理では、まず、バケット３５のみの操作と、それに伴うＩＭＵ５０の検出値の変動とを判定することによって、バケット３５に搭載されたＩＭＵ５０ｃを特定し、ＩＭＵ５０ｃの識別情報と搭載箇所との対応情報を識別情報記憶部６１ａに記憶させる（ステップＳ１００〜Ｓ１０２）。つまり、オペレータの操作による掘削等の作業に際してステップＳ１００，Ｓ１０１の条件を満たす操作がなされ、バケット３５に搭載されたＩＭＵ５０ｃが特定されるまでは、搭載箇所判定処理は実質的に待機状態となる。

バケット３５に搭載されたＩＭＵ５０ｃが特定されると、続いて、アーム３３のみの操作と、それに伴うＩＭＵ５０の検出値の変動とを判定することによって、アーム３３に搭載されたＩＭＵ５０ｂを特定し、ＩＭＵ５０ｂの識別情報と搭載箇所との対応情報を識別情報記憶部６１ａに記憶させる（ステップＳ１１０〜Ｓ１１２）。バケット３５に搭載されたＩＭＵ５０ｃの特定と同様に、オペレータの操作による掘削等の作業に際してステップＳ１１０，Ｓ１１１の条件を満たす操作がなされ、アーム３３に搭載されたＩＭＵ５０ｂが特定されるまでは、搭載箇所判定処理は実質的に待機状態となる。

アーム３３に搭載されたＩＭＵ５０ｂが特定されると、続いて、ブーム３１のみの操作と、それに伴うＩＭＵ５０の検出値の変動とを判定することによって、ブーム３１に搭載されたＩＭＵ５０ａを特定し、ＩＭＵ５０ａの識別情報と搭載箇所との対応情報を識別情報記憶部６１ａに記憶させる（ステップＳ１２０〜Ｓ１２２）。アーム３３に搭載されたＩＭＵ５０ｂの特定と同様に、オペレータの操作による掘削等の作業に際してステップＳ１２０，Ｓ１２１の条件を満たす操作がなされ、ブーム３１に搭載されたＩＭＵ５０ａが特定されるまでは、搭載箇所判定処理は実質的に待機状態となる。そして、ブーム３１に搭載されたＩＭＵ５０ａが特定されると、この時点で搭載箇所が特定されていないＩＭＵ５０ｄが車体本体（上部旋回体２０）に搭載されていることが特定され、ＩＭＵ５０ｄの識別情報と搭載箇所との対応情報を識別情報記憶部６１ａに記憶させる（ステップＳ１３０）。

以上のように構成した本実施の形態の効果を説明する。

油圧ショベルにおいて作業機の位置及び姿勢を求める場合には、作業機を構成するブームやアーム、バケットのほか、作業機が設置される車体本体にそれぞれ搭載されたＩＭＵなどのセンサの検出値から作業機や車体本体の傾きに関する情報を求める必要があり、車載ネットワーク上に接続されたＩＭＵからの情報に基づいて作業機の位置及び姿勢が算出される。また、このとき、作業機の位置及び姿勢を求めるためには、どのＩＭＵが作業機や車体本体のどの部分に搭載されているかを予め設定しておく必要がある。例えば、作業機や車体本体のそれぞれの位置に一つだけＩＭＵを搭載した状態で設定操作を行う方法を用いると、ＩＭＵの取付けと取外し及び設定操作をＩＭＵの搭載数分だけ繰り返し行う必要があり時間と手間がかかるため、それぞれのＩＭＵを搭載位置ごとに異なる個別のフォーマットで検出値を送信する専用ＩＭＵとして搭載前に予め設定しておくことにより、搭載時の設定そのものを不要とする方法がある。

しかしながら、作業機や車体本体に搭載される複数のＩＭＵは、同種のＩＭＵを搭載位置ごとに設定のみを変えて専用ＩＭＵとしているため、搭載時に取り違えが発生しやすいことが考えられる。また、ＩＭＵの故障時の交換部品として搭載位置ごとにそれぞれ専用ＩＭＵの在庫を用意しておく必要があるため、在庫管理及び保管のコストが高くなってしまう。

これに対して本実施の形態においては、車両本体（例えば、上部旋回体２０）と、車両本体に取り付けられ、回動可能に連結された複数のフロント部材（例えば、ブーム３１、アーム３３、バケット３５）からなる多関節型の作業機（例えば、フロント作業機３０）と、複数のフロント部材をそれぞれ駆動するための操作信号を検出する操作信号検出装置（例えば、操作圧センサ６３）と、複数のフロント部材及び車両本体のそれぞれに搭載されて姿勢情報を検出する複数の姿勢情報センサ（例えば、ＩＭＵ５０）と、姿勢情報に基づいて複数のフロント部材の姿勢を演算する姿勢演算部６１を有する制御装置（例えば、車体コントローラ６０）と、を備えた建設機械のセンサ搭載位置判定システムにおいて、複数のフロント部材のうちの１つを単独で駆動するための操作信号を操作信号検出装置で検出した検出結果と、姿勢情報センサで検出された姿勢情報の変動の有無とに基づいて、操作信号検出装置で検出された操作信号に対応するフロント部材に搭載された姿勢情報センサの搭載箇所を判定する搭載箇所判定装置（例えば、搭載箇所判定部６２）を備えて構成したので、複数の被駆動部材に搭載する姿勢情報センサに同一仕様のものを用いることができ、被駆動部材に姿勢情報センサを搭載する時点で姿勢情報センサを個別に特定する必要がないので、建設機械の作業機や車体本体に姿勢情報センサを設置する際の取り違えや手間の発生を抑制することができる。

＜第２の実施の形態＞
本発明の第２の実施の形態を図４を参照しつつ説明する。本実施の形態では第１の実施の形態との相違点についてのみ説明するものとし、本実施の形態で用いる図面において第１の実施の形態と同様の部材には同じ符号を付し、説明を省略する。

本実施の形態は、第１の実施の形態において車体コントローラに搭載箇所判定部を設けたのに代えて、各ＩＭＵに搭載箇所判定部を設けた構成としたものである。

図４は、油圧ショベルのコントロールステムのうち、本実施の形態のセンサ搭載位置判定システムに係る構成を抜き出して模式的に示す機能ブロック図である。

図４において、センサ搭載位置判定システムは、ＩＭＵ１５０ａ〜１５０ｄ（以降、これらをまとめてＩＭＵ１５０と表記することがある）、車載ネットワーク７０、車体コントローラ６０Ａ、操作圧センサ６３、表示装置６４などにより概略構成されている。

操作圧センサ６３は、複数のフロント部材をそれぞれ駆動するための操作装置から出力される操作信号を検出する操作信号検出装置であり、ここでは、油圧アクチュエータ２３，３２，３４，３６を駆動するために油圧回路システム４１で用いられる操作パイロット圧を操作信号として検出し、車載ネットワーク７０に出力する場合を一例として示している。

各ＩＭＵ１５０は、操作圧センサ６３の検出結果とＩＭＵ１５０の検出結果とに基づいて、各ＩＭＵ１５０ａ〜１５０ｄの搭載箇所をそれぞれ判定する搭載箇所判定処理を行う搭載箇所判定部１６２ａ〜１６２ｄ（以降、これらをまとめて搭載箇所判定部１６２と表記することがある）を備えている。

上部旋回体２０を構成する旋回フレーム２１やフロント作業機３０を構成するブーム３１、アーム３３、及びバケット３５に搭載されたＩＭＵ１５０ａ〜１５０ｄは、その検出結果をＣＡＮ通信などの車載ネットワーク７０に出力する。

搭載箇所判定部１６２は、フロント部材３１，３３，３５及び車体本体（上部旋回体２０）などの被駆動部材に搭載された複数のＩＭＵ１５０のそれぞれについて、その搭載箇所（搭載されいてる被駆動部材）を判定する搭載箇所判定処理を行う。本実施の形態における搭載箇所判定部１６２は、フロント部材３１，３３，３５及び車体本体（上部旋回体２０）などの被駆動部材へのＩＭＵ１５０の新規搭載時に搭載箇所判定処理を実施する。

車体コントローラ６０Ａは、ＩＭＵ１５０で得られた姿勢情報に基づいて油圧ショベル１００の姿勢（例えば、車体本体の傾きや、油圧ショベル１００に予め設定された座標系における各フロント部材３１，３３，３５の位置など）を演算し、キャブ２５内に設置されたモニタなどの表示装置６４や図示しない他の制御用コントローラなどに出力する姿勢演算部６１を備えている。

姿勢演算部６１には、各ＩＭＵ５０の識別情報と搭載箇所との対応情報を記憶する識別情報記憶部６１ａが設けられている。姿勢演算部６１は、ＩＭＵ１５０から車載ネットワーク７０に出力された各姿勢情報の検出位置（つまり、各姿勢情報を検出したＩＭＵ１５０が搭載されている被駆動部材）をそれぞれ識別情報記憶部６１ａの情報を用いて識別し、その識別した姿勢情報を用いることによって油圧ショベル１００の姿勢を演算する。姿勢演算部６１で演算された油圧ショベル１００の姿勢（車体本体の傾きや、油圧ショベル１００に予め設定された座標系における各フロント部材３１，３３，３５の位置など）は、表示装置６４にフロント作業機３０の位置情報を表示したり、自動（半自動）でフロント作業機３０の駆動を制御したりする、オペレータの操作を補助する機能の実現などに用いられる。また、姿勢演算部６１は、搭載箇所判定部１６２の搭載箇所判定処理により全てのＩＭＵ１５０の搭載位置が設定され、その対応情報が識別情報記憶部６１ａに記憶されるまで、すなわち、未セットのＩＭＵ１５０がある場合は、表示装置６４に対応情報が未設定であることを示す情報（例えば、「未設定」などの文字情報）を表示装置６４に表示してオペレータに報知する。

その他の構成は第１の実施の形態と同様である。

以上のように構成した本実施の形態の動作を説明する。

本実施の形態の搭載箇所判定処理では、搭載箇所判定部１６２は、まず、バケット３５のみの操作と、それに伴うＩＭＵ１５０の検出値の変動とを判定することによって、バケット３５に搭載されたＩＭＵ１５０を特定し、そのＩＭＵ１５０の識別情報と搭載箇所との対応情報を識別情報記憶部６１ａに記憶させる（図３のステップＳ１００〜Ｓ１０２に相当）。ここでは、ＩＭＵ１５０ｃがバケット３５に搭載されていることを搭載箇所判定部１６２ｃが特定する。また、ＩＭＵ１５０ｃの搭載箇所判定部１６２ｃ以外の搭載箇所判定部１６２ａ，１６２ｂ，１６２ｄは、識別情報記憶部６１ａに記憶された識別情報に基づいて、バケット３５に搭載されたＩＭＵ１５０が（ＩＭＵ１５０ｃであると）特定されたことを識別する。

バケット３５に搭載されたＩＭＵ５０ｃが特定されると、続いて、アーム３３のみの操作と、それに伴うＩＭＵ５０の検出値の変動とを判定することによって、アーム３３に搭載されたＩＭＵ５０を特定し、そのＩＭＵ５０の識別情報と搭載箇所との対応情報を識別情報記憶部６１ａに記憶させる（図３のステップＳ１１０〜Ｓ１１２に相当）。ここでは、バケット３５に搭載されたＩＭＵ１５０ｃが特定済みなので、ＩＭＵ１５０ｂがアーム３３に搭載されていることを搭載箇所判定部１６２ｂが特定する。また、ＩＭＵ１５０ｂの搭載箇所判定部１６２ｂ以外の搭載箇所判定部１６２ａ，１６２ｃ，１６２ｄは、識別情報記憶部６１ａに記憶された識別情報に基づいて、アーム３３に搭載されたＩＭＵ１５０が（ＩＭＵ１５０ｂであると）特定されたことを識別する。

アーム３３に搭載されたＩＭＵ５０ｂが特定されると、続いて、ブーム３１のみの操作と、それに伴うＩＭＵ５０の検出値の変動とを判定することによって、ブーム３１に搭載されたＩＭＵ５０を特定し、そのＩＭＵ５０の識別情報と搭載箇所との対応情報を識別情報記憶部６１ａに記憶させる（図３のステップＳ１２０〜Ｓ１２２に相当）。ここでは、バケット３５に搭載されたＩＭＵ１５０ｃとアーム３３に搭載されたＩＭＵ１５０ｂとが特定済みなので、ＩＭＵ１５０ａがブーム３１に搭載されていることを搭載箇所判定部１６２ａが特定する。また、ＩＭＵ１５０ａの搭載箇所判定部１６２ａ以外の搭載箇所判定部１６２ｂ，１６２ｃ，１６２ｄは、識別情報記憶部６１ａに記憶された識別情報に基づいて、ブーム３１に搭載されたＩＭＵ１５０が（ＩＭＵ１５０ａであると）特定されたことを識別する。

そして、ブーム３１に搭載されたＩＭＵ５０ａが特定されると、この時点で搭載箇所が特定されていないＩＭＵ５０が車体本体（上部旋回体２０）に搭載されていることが特定され、そのＩＭＵ５０の識別情報と搭載箇所との対応情報を識別情報記憶部６１ａに記憶させる（図３のステップＳ１３０に相当）。ここでは、ＩＭＵ１５０ａ〜ＩＭＵ１５０ｃの搭載箇所が特定済みなので、ＩＭＵ１５０ｄが車体本体に搭載されていることを搭載箇所判定部１６２ｄが特定する。

なお、搭載箇所判定部１６２が識別情報記憶部６１ａの情報に基づいて、各ＩＭＵ１５０の搭載情報（すなわち、セット済みであるとする情報）を取得する場合を例示したが、搭載箇所が特定されたＩＭＵ１５０の搭載箇所判定部１６２から車載ネットワーク７０を介して他のＩＭＵ１５０の搭載箇所判定部１６２に搭載情報を送信してＩＭＵ１５０間でそれらの情報を共有するよう構成しても良い。

以上のように構成した本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

＜第３の実施の形態＞
本発明の第２の実施の形態を図５〜図１０を参照しつつ説明する。本実施の形態では第１の実施の形態との相違点についてのみ説明するものとし、本実施の形態で用いる図面において第１の実施の形態と同様の部材には同じ符号を付し、説明を省略する。

本実施の形態は、第１の実施の形態における油圧ショベルのコントロールシステムにおいて、搭載箇所判定処理の進捗に合わせて搭載箇所判定処理に係る油圧ショベルの動作（すなわち、操作装置の操作）をオペレータに促すように構成としたものである。

図５は、油圧ショベルのコントロールステムのうち、本実施の形態のセンサ搭載位置判定システムに係る構成を抜き出して模式的に示す機能ブロック図である。

図５において、センサ搭載位置判定システムは、ＩＭＵ５０ａ〜５０ｄ、車載ネットワーク７０、車体コントローラ６０Ｂ、操作圧センサ６３、表示装置６４、判定モード操作装置６６などにより概略構成されている。

判定モード操作装置６６は、オペレータによる搭載箇所判定処理の開始のためのトリガとなる操作を行うためのものである。判定モード操作装置６６としては、専用の操作スイッチを設ける場合も考えられるが、それに限定されるものではなく、例えば、キャブ２５内に設けられた操作スイッチやテンキーなどによって搭載箇所判定処理を開始するための指令信号を車体コントローラ６０Ｂに入力するように構成しても良い。

車体コントローラ６０Ｂは、ＩＭＵ５０で得られた姿勢情報に基づいて油圧ショベル１００の姿勢（例えば、車体本体の傾きや、油圧ショベル１００に予め設定された座標系における各フロント部材３１，３３，３５の位置など）を演算し、キャブ２５内に設置されたモニタなどの表示装置６４や図示しない他の制御用コントローラなどに出力する姿勢演算部６１と、操作圧センサ６３の検出結果とＩＭＵ５０の検出結果とに基づいて、各ＩＭＵ５０ａ〜５０ｄの搭載箇所をそれぞれ判定する搭載箇所判定処理を行う搭載箇所判定部６２と、搭載箇所判定処理の進捗に合わせて搭載箇所判定処理に係る油圧ショベルの操作をオペレータに促す情報を表示装置６４に表示する判定モード制御部６５とを備えている。

搭載箇所判定部６２及び判定モード制御部６５は、フロント部材３１，３３，３５及び車体本体（上部旋回体２０）などの被駆動部材に搭載された複数のＩＭＵ５０のそれぞれについて、その搭載箇所（搭載されいてる被駆動部材）を判定する搭載箇所判定処理を行う。本実施の形態における搭載箇所判定部６２は、判定モード操作装置６６により搭載箇所判定処理の開始が指示されたと判定モード制御部６５が判定した場合に搭載箇所判定処理を実施する。なお、本実施の形態の搭載箇所判定処理は、判定モード制御部６５による表示装置６４への情報の表示も含んでいる。

図６は、搭載箇所判定処理における表示装置の一表示例を示す図である。

図６において、表示装置６４には、油圧ショベル１００に関する種々の情報が表示されるほか、オペレータに搭載箇所判定処理に係る特定の操作を促す操作指示情報６４ａが表示されている。操作指示情報６４ａとしては、例えば、フロント作業機３０を含む油圧ショベル１００の概形とともに、オペレータに促す油圧ショベルの動作を指示する矢印等を表示したり、動作を指示する文字情報を表示したり、それらの両方を表示したりする（図６参照）。

図７は、バケットの単独操作をオペレータに促すための操作指示情報の一例を示す図であり、図６で例示したものである。なお、図６で示したように、油圧ショベル１００の概形や矢印とともに、バケット３５の単独操作をオペレータに促す文字情報（例えば、「バケットを単独操作してください」など）と併せて表示しても良い。

図８は、アームの単独操作をオペレータに促すための操作指示情報の一例を示す図である。なお、油圧ショベル１００の概形や矢印とともに、アーム３３の単独操作をオペレータに促す文字情報（例えば、「アームを単独操作してください」など）と併せて表示しても良い。

図９は、ブームの単独操作をオペレータに促すための操作指示情報の一例を示す図である。なお、油圧ショベル１００の概形や矢印とともに、ブーム３１の単独操作をオペレータに促す文字情報（例えば、「ブームを単独操作してください」など）と併せて表示しても良い。

図１０は、搭載箇所判定処理の詳細を示すフローチャートである。

判定モード制御部６５は、判定モードがＯＮになっているかどうか、すなわち、判定モード操作装置６６によって搭載箇所判定処理の開始指示がなされているかどうかを判定し（ステップＳ２００）、判定結果がＮＯの場合は、搭載箇所判定部６２に搭載箇所判定処理を開始させずに処理を終了する。また、ステップＳ２００での判定結果がＹＥＳの場合には、表示装置６４にバケット３５の単独操作を促す操作指示情報６４ａを表示し（ステップＳ２１０）、搭載箇所判定部６２に搭載箇所判定処理を開始させる。

搭載箇所判定部６２は、まず、バケット３５の操作装置の操作圧が予め定めた閾値以上であり、かつ、他の操作装置の操作圧が予め定めた閾値以下であるかどうかを判定する（ステップＳ２１１）。ステップＳ２１１では、ＩＭＵ５０（ここでは、ＩＭＵ５０ｃ）が搭載される被駆動部材（ここでは、バケット３５）を駆動するために操作装置が操作されているかどうかを操作圧と閾値（以降、操作判定用閾値と称する）とを比較することによって判定している。これにより、振動や外乱等で生じる操作圧検出値の変動による誤判定を避けることができ、各操作装置の操作の有無をより確実に判定できる。

ステップＳ２１１での判定結果がＹＥＳの場合、すなわち、バケット３５の操作装置が操作されており、かつ、他の被駆動部材の操作装置が操作されていないと判定した場合には、ＩＭＵ５０ｃの検出値の変動が予め定めた閾値以上であるかどうかを判定する（ステップＳ２１２）。ステップＳ２１２では、ＩＭＵ５０（ここでは、ＩＭＵ５０ｃ）が搭載された被駆動部材（ここでは、バケット３５）が駆動されているかどうかをＩＭＵ５０ｃの検出値と閾値（以降、駆動判定用閾値と称する）とを比較することによって判定している。これにより、振動や外乱等で生じる操作圧検出値の変動による誤判定を避けることができ、各ＩＭＵ５０の検出値が変動しているかどうかをより確実に判定できる。

ステップＳ２１１又はステップＳ２１２の判定結果がＮＯの場合には、ステップＳ２１１，Ｓ２１２の判定結果がＹＥＳになるまでステップＳ２１１，Ｓ２１２の処理を繰り返す。

ステップＳ２１１，Ｓ２１２での判定結果がＹＥＳの場合には、ステップＳ２１２で検出値が変動していると判定されたＩＭＵ５０をバケット用ＩＭＵにセットする（ステップＳ２１３）。すなわち、ステップＳ２１３では、ステップＳ２１２で検出値が変動していると判定されたＩＭＵ５０をバケット３５に搭載されたＩＭＵ５０ｃであると認定し、ＩＭＵ５０ｃの識別情報と搭載箇所（この場合はバケット３５）との対応情報を姿勢演算部６１の識別情報記憶部６１ａに記憶させる。

続いて、判定モード制御部６５は、表示装置６４にアーム３３の単独操作を促す操作指示情報６４ａを表示させ（ステップＳ２２０）、搭載箇所判定部６２は、アーム３３の操作装置の操作圧が予め定めた閾値以上であり、かつ、他の操作装置の操作圧が予め定めた閾値以下であるかどうかを判定する（ステップＳ２２１）。ステップＳ２２１では、ＩＭＵ５０（ここでは、ＩＭＵ５０ｂ）が搭載される被駆動部材（ここでは、アーム３３）を駆動するために操作装置が操作されているかどうかを操作圧と操作判定用閾値とを比較することによって判定している。

ステップＳ２２１での判定結果がＹＥＳの場合、すなわち、アーム３３の操作装置が操作されており、かつ、他の被駆動部材の操作装置が操作されていないと判定した場合には、ＩＭＵ５０ｂの検出値の変動が予め定めた閾値以上であるかどうかを判定する（ステップＳ２２２）。ステップＳ２２２では、ＩＭＵ５０（ここでは、ＩＭＵ５０ｂ）が搭載された被駆動部材（ここでは、アーム３３）が駆動されているかどうかをＩＭＵ５０ｂの検出値と駆動判定用閾値とを比較することによって判定している。

ステップＳ２２１又はステップＳ２２２の判定結果がＮＯの場合には、ステップＳ２２１，Ｓ２２２の判定結果がＹＥＳになるまでステップＳ２２１，Ｓ２２２の処理を繰り返す。

ステップＳ２２１，Ｓ２２２での判定結果がＹＥＳの場合には、ステップＳ２２２で検出値が変動していると判定されたＩＭＵ５０であって、かつ、未セットのＩＭＵ５０ｂをアーム用ＩＭＵにセットする（ステップＳ２２３）。すなわち、ステップＳ１１２では、ステップＳ１１１で検出値が変動していると判定されたＩＭＵ５０のうち、搭載箇所が未セットのＩＭＵ５０をアーム３３に搭載されたＩＭＵ５０ｂであると認定し、ＩＭＵ５０ｂの識別情報と搭載箇所（この場合はアーム３３）との対応情報を姿勢演算部６１の識別情報記憶部６１ａに記憶させる。

続いて、判定モード制御部６５は、表示装置６４にブーム３１の単独操作を促す操作指示情報６４ａを表示させ（ステップＳ２３０）、搭載箇所判定部６２は、ブーム３１の操作装置の操作圧が予め定めた閾値以上であり、かつ、他の操作装置の操作圧が予め定めた閾値以下であるかどうかを判定する（ステップＳ２３１）。ステップＳ２３１では、ＩＭＵ５０（ここでは、ＩＭＵ５０ａ）が搭載される被駆動部材（ここでは、ブーム３１）を駆動するために操作装置が操作されているかどうかを操作圧と操作判定用閾値とを比較することによって判定している。

ステップＳ２３１での判定結果がＹＥＳの場合、すなわち、ブーム３１の操作装置が操作されており、かつ、他の被駆動部材の操作装置が操作されていないと判定した場合には、ＩＭＵ５０ａの検出値の変動が予め定めた閾値以上であるかどうかを判定する（ステップＳ２３２）。ステップＳ２３２では、ＩＭＵ５０（ここでは、ＩＭＵ５０ａ）が搭載された被駆動部材（ここでは、ブーム３１）が駆動されているかどうかをＩＭＵ５０ａの検出値と駆動判定用閾値とを比較することによって判定している。

ステップＳ２３１又はステップＳ２３２の判定結果がＮＯの場合には、ステップＳ２３１，Ｓ２３２の判定結果がＹＥＳになるまでステップＳ２３１，Ｓ２３２の処理を繰り返す。

ステップＳ２３１，Ｓ２３２での判定結果がＹＥＳの場合には、ステップＳ２３２で検出値が変動していると判定されたＩＭＵ５０であって、かつ、未セットのＩＭＵ５０ａをブーム用ＩＭＵにセットする（ステップＳ２３３）。すなわち、ステップＳ２３３では、ステップＳ２３２で検出値が変動していると判定されたＩＭＵ５０のうち、搭載箇所が未セットのＩＭＵ５０をブーム３１に搭載されたＩＭＵ５０ａであると認定し、ＩＭＵ５０ａの識別情報と搭載箇所（この場合はブーム３１）との対応情報を姿勢演算部６１の識別情報記憶部６１ａに記憶させる。

続いて、未セットのＩＭＵ５０を車体本体用ＩＭＵにセットし（ステップＳ２４０）、処理を終了する。すなわち、ステップＳ２４０では、搭載箇所が未セットのＩＭＵ５０を車体本体（上部旋回体２０）に搭載されたＩＭＵ５０ｄであると認定し、ＩＭＵ５０ｄの識別情報と搭載箇所（この場合は車体本体）との対応情報を姿勢演算部６１の識別情報記憶部６１ａに記憶させる。その後、表示装置６４に搭載箇所判定処理が終了したことを示す情報を表示し（ステップＳ２５０）、処理を終了する。

その他の構成は第１の実施の形態と同様である。

以上のように構成した本実施の形態においても第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

また、搭載箇所判定処理の進捗に合わせて操作指示情報を表示することによって、搭載箇所判定処理に係る油圧ショベルの操作をオペレータに促すようにし、オペレータが搭載箇所判定処理の進捗と次に操作すべき箇所とを知ることができるように構成したので、搭載箇所判定処理をより円滑にすすめることができ、搭載箇所判定処理に要する時間を短縮することができる。

なお、本実施の形態では、搭載箇所判定処理の全ての工程を完了まで継続する場合を例示して説明したが、判定モード操作装置６６のオペレータによる操作によって判定モードを中途でＯＦＦとした場合や、所定の時間を経過しても処理が進まなかった場合などには、搭載箇所判定処理を中断して終了するように構成しても良い。また、搭載箇所判定処理を中途で中断、或いは、終了する際には、その旨をオペレータに伝えるために、テキストやエラーアイコンなどを表示装置６４に表示するように構成しても良い。

＜第３の実施の形態の変形例＞
本発明の第３の実施の形態の変形例を図１１を参照しつつ説明する。本変形例では第３の実施の形態との相違点についてのみ説明するものとし、本変形例で用いる図面において第３の実施の形態と同様の部材には同じ符号を付し、説明を省略する。

本変形例は、第３の実施の形態における油圧ショベルのコントロールシステムにおいて、判定モード制御部６５に係る構成を車体コントローラ６０Ｃと別体の外部端末６７に設け、車体コントローラ６０Ｃと外部端末６７との間で情報の授受を有線または無線で行うように構成したものである。

図１１は、油圧ショベルのコントロールステムのうち、本変形例のセンサ搭載位置判定システムに係る構成を抜き出して模式的に示す機能ブロック図である。

図１１において、センサ搭載位置判定システムは、ＩＭＵ５０ａ〜５０ｄ、車載ネットワーク７０、車体コントローラ６０Ｃ、操作圧センサ６３、表示装置６４、外部端末６７などにより概略構成されている。

車体コントローラ６０Ｃは、ＩＭＵ５０で得られた姿勢情報に基づいて油圧ショベル１００の姿勢（例えば、車体本体の傾きや、油圧ショベル１００に予め設定された座標系における各フロント部材３１，３３，３５の位置など）を演算し、キャブ２５内に設置されたモニタなどの表示装置６４や図示しない他の制御用コントローラなどに出力する姿勢演算部６１と、操作圧センサ６３の検出結果とＩＭＵ５０の検出結果とに基づいて、各ＩＭＵ５０ａ〜５０ｄの搭載箇所をそれぞれ判定する搭載箇所判定処理を行う搭載箇所判定部６２とを備えている。

外部端末６７は、例えば、ノートＰＣやタブレットのように携帯可能な端末であり、オペレータによる搭載箇所判定処理の開始のためのトリガとなる操作を行うための判定モード操作装置６６と、搭載箇所判定処理の進捗に合わせて搭載箇所判定処理に係る油圧ショベルの操作をオペレータに促す情報を表示装置６４に表示する判定モード制御部６５と、外部端末表示装置６４Ａとを備えている。

車体コントローラ６０Ｃの搭載箇所判定部６２と外部端末６７の判定モード制御部６５とは、優先又は無線により情報の授受を行うように構成されている。

その他の構成は第３の実施の形態と同様である。

以上のように構成した本変形例においても第３の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

＜その他の変形例＞
本発明は上記の実施の形態や変形例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内の様々な変形例や組み合わせが含まれる。

例えば、図１２に示すように、各ＩＭＵ１５０に搭載箇所判定部を設けた第２の実施の形態と、搭載箇所判定処理の進捗に合わせて搭載箇所判定処理に係る油圧ショベルの操作をオペレータに促す第３の実施の形態を組み合わせたてもよい。

図１２において、センサ搭載位置判定システムは、ＩＭＵ１５０、車載ネットワーク７０、車体コントローラ６０Ｄ、操作圧センサ６３、判定モード操作装置６６、表示装置６４などにより概略構成されている。

各ＩＭＵ１５０は、操作圧センサ６３の検出結果とＩＭＵ１５０の検出結果とに基づいて、各ＩＭＵ１５０ａ〜１５０ｄの搭載箇所をそれぞれ判定する搭載箇所判定処理を行う搭載箇所判定部１６２を備えている。

車体コントローラ６０Ｄは、ＩＭＵ１５０で得られた姿勢情報に基づいて油圧ショベル１００の姿勢（例えば、車体本体の傾きや、油圧ショベル１００に予め設定された座標系における各フロント部材３１，３３，３５の位置など）を演算し、キャブ２５内に設置されたモニタなどの表示装置６４や図示しない他の制御用コントローラなどに出力する姿勢演算部６１と、搭載箇所判定処理の進捗に合わせて搭載箇所判定処理に係る油圧ショベルの操作をオペレータに促す情報を表示装置６４に表示する判定モード制御部６５とを備えている。

その他の構成は第２及び第３の実施の形態と同様である。

以上のように構成した場合においても、第２及び第３の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

次に上記の各実施の形態の特徴について説明する。

（１）上記の実施の形態では、車両本体（例えば、上部旋回体２０）と、前記車両本体に取り付けられ、回動可能に連結された複数のフロント部材（例えば、ブーム３１、アーム３３、バケット３５）からなる多関節型の作業機（例えば、フロント作業機３０）と、前記複数のフロント部材をそれぞれ駆動するための操作信号を検出する操作信号検出装置（例えば、操作圧センサ６３）と、前記複数のフロント部材及び前記車両本体のそれぞれに搭載されて姿勢情報を検出する複数の姿勢情報センサ（例えば、ＩＭＵ５０；１５０）と、前記姿勢情報に基づいて前記複数のフロント部材の姿勢を演算する姿勢演算部６１を有する制御装置（例えば、車体コントローラ６０；６０Ａ；６０Ｂ；６０Ｃ；６０Ｄ）と、を備えた建設機械のセンサ搭載位置判定システムにおいて、前記複数のフロント部材のうちの１つを単独で駆動するための操作信号を前記操作信号検出装置で検出した検出結果と、前記姿勢情報センサで検出された姿勢情報の変動の有無とに基づいて、前記操作信号検出装置で検出された操作信号に対応する前記フロント部材に搭載された前記姿勢情報センサの搭載箇所を判定する搭載箇所判定装置（例えば、搭載箇所判定部６２；１６２）を備えたものとする。

これにより、建設機械の作業機や車体本体に姿勢情報センサを設置する際の取り違えや手間の発生、姿勢情報センサの交換に際して生じるコストなどを抑制することができる。

（２）また、上記の実施の形態では、（１）の建設機械のセンサ搭載位置判定システムにおいて、前記搭載箇所判定装置は、前記作業機のより先端のフロント部材に搭載される前記姿勢情報センサから順に搭載箇所を判定する。

（３）また、上記の実施の形態では、（１）の建設機械のセンサ搭載位置判定システムにおいて、前記搭載箇所判定装置は、前記複数の姿勢情報センサにそれぞれ設けられたことを特徴とするものとした。

（４）また、上記の実施の形態では、（１）の建設機械のセンサ搭載位置判定システムにおいて、前記複数の姿勢情報センサの搭載箇所を前記制御装置でそれぞれ判定する搭載箇所判定処理の開始および終了を制御し、前記搭載箇所判定処理に関する前記複数のフロント部材の操作をオペレータに促す操作指示情報を表示装置に表示させる判定モード制御部を備えたものとした。

これにより、搭載箇所判定処理の進捗に合わせて操作指示情報を表示することによって、搭載箇所判定処理に係る油圧ショベルの操作をオペレータに促すようにし、オペレータが搭載箇所判定処理の進捗と次に操作すべき箇所とを知ることができるので、搭載箇所判定処理をより円滑にすすめることができ、搭載箇所判定処理に要する時間を短縮することができる。

（５）また、上記の実施の形態では、車両本体に取り付けられ、回動可能に連結された複数のフロント部材からなる多関節型の作業機の前記複数のフロント部材をそれぞれ駆動するための操作信号を検出する手順と、前記複数のフロント部材のうちの１つを単独で駆動するための操作信号の検出結果と、前記姿勢情報センサで検出された姿勢情報の変動の有無とに基づいて、検出された前記操作信号に対応する前記フロント部材に搭載された前記姿勢情報センサの搭載箇所を判定する手順とを有するものとした。

＜付記＞
なお、上記の実施の形態においては、エンジン等の原動機で油圧ポンプを駆動する一般的な油圧ショベルを例に挙げて説明したが、油圧ポンプをエンジン及びモータで駆動するハイブリッド式の油圧ショベルや、油圧ポンプをモータのみで駆動する電動式の油圧ショベル等にも本発明が適用可能であることは言うまでもない。

また、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内の様々な変形例や組み合わせが含まれる。また、本発明は、上記の実施の形態で説明した全ての構成を備えるものに限定されず、その構成の一部を削除したものも含まれる。また、上記の各構成、機能等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等により実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。

１０…下部走行体、１１ａ（１１ｂ）…クローラ、１２ａ（１２ｂ）…クローラフレーム、１３ａ（１３ｂ）…走行油圧モータ、２０…上部旋回体、２１…旋回フレーム、２２…エンジン、２３…旋回油圧モータ（油圧アクチュエータ）、２４…減速機構、２５…キャブ、３０…フロント作業機、３１…ブーム（フロント部材）、３２…ブームシリンダ（油圧アクチュエータ）、３３…アーム（フロント部材）、３４…アームシリンダ（油圧アクチュエータ）、３５…バケット（フロント部材）、３６…バケットシリンダ（油圧アクチュエータ）、４１…油圧回路システム、５０（５０ａ〜５０ｄ）；１５０（１５０ａ〜１５０ｄ）…ＩＭＵ(Inertial Measurement Unit：慣性計測装置)、６０；６０Ａ；６０Ｂ；６０Ｃ；６０Ｄ…車体コントローラ、６１…姿勢演算部、６１ａ…識別情報記憶部、６２（６２ａ〜６２ｄ）；１６２（１６２ａ〜１６２ｄ）…搭載箇所判定部、６３…操作圧センサ、６４…表示装置、６４ａ…操作指示情報、６４Ａ…外部端末表示装置、６５…判定モード制御部、６６…判定モード操作装置、６７…外部端末、７０…車載ネットワーク、１００…油圧ショベル

Claims (5)

1. 車両本体と、
   前記車両本体に取り付けられ、回動可能に連結された複数のフロント部材からなる多関節型の作業機と、
   前記複数のフロント部材をそれぞれ駆動するための操作信号を検出する操作信号検出装置と、
   前記複数のフロント部材及び前記車両本体のそれぞれに搭載されて姿勢情報を検出する複数の姿勢情報センサと、
   前記姿勢情報に基づいて前記複数のフロント部材の姿勢を演算する姿勢演算部を有する制御装置と、を備えた建設機械のセンサ搭載位置判定システムにおいて、
   前記複数のフロント部材のうちの１つを単独で駆動するための操作信号を前記操作信号検出装置で検出した検出結果と、前記姿勢情報センサで検出された姿勢情報の変動の有無とに基づいて、前記操作信号検出装置で検出された操作信号に対応する前記フロント部材に搭載された前記姿勢情報センサの搭載箇所を判定する搭載箇所判定装置を備えたことを特徴とする建設機械のセンサ搭載位置判定システム。
2. 請求項１記載のセンサ搭載位置判定システムにおいて、
   前記搭載箇所判定装置は、前記作業機の先端のフロント部材に搭載される前記姿勢情報センサから順に搭載箇所を判定することを特徴とするセンサ搭載位置判定システム。
3. 請求項１記載の建設機械のセンサ搭載位置判定システムにおいて、
   前記搭載箇所判定装置は、前記複数の姿勢情報センサにそれぞれ設けられたことを特徴とする建設機械のセンサ搭載位置判定システム。
4. 請求項１記載の建設機械のセンサ搭載位置判定システムにおいて、
   前記複数の姿勢情報センサの搭載箇所を前記制御装置でそれぞれ判定する搭載箇所判定処理の開始および終了を制御し、前記搭載箇所判定処理に関する前記複数のフロント部材の操作をオペレータに促す操作指示情報を表示装置に表示させる判定モード制御部を備えたことを特徴とする建設機械のセンサ搭載位置判定システム。
5. 車両本体に取り付けられ、回動可能に連結された複数のフロント部材からなる多関節型の作業機の前記複数のフロント部材をそれぞれ駆動するための操作信号を検出する手順と、
   前記複数のフロント部材及び前記車両本体のそれぞれに搭載された複数の姿勢情報センサにより姿勢情報を検出する手順と、
   前記複数のフロント部材のうちの１つを単独で駆動するための操作信号の検出結果と、前記姿勢情報センサで検出された姿勢情報の変動の有無とに基づいて、検出された前記操作信号に対応する前記フロント部材に搭載された前記姿勢情報センサの搭載箇所を判定する手順と
   を有することを特徴とする建設機械のセンサ搭載位置判定方法。

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