JP6826908B2 - Work machine control device, work machine control method, and work machine control system - Google Patents
Work machine control device, work machine control method, and work machine control system Download PDFInfo
- Publication number
- JP6826908B2 JP6826908B2 JP2017027157A JP2017027157A JP6826908B2 JP 6826908 B2 JP6826908 B2 JP 6826908B2 JP 2017027157 A JP2017027157 A JP 2017027157A JP 2017027157 A JP2017027157 A JP 2017027157A JP 6826908 B2 JP6826908 B2 JP 6826908B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- target
- work machine
- terrain
- work
- shape
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Description
本発明は、作業機を備えた作業機械を制御する作業機械の制御装置、作業機械及び作業機械の制御方法に関する。 The present invention relates to a work machine control device for controlling a work machine provided with a work machine, a work machine, and a method for controlling the work machine.
作業機を備える建設機械において、作業形態が成形作業であると判定された場合に、掘削対象の目標形状を示す設計面に沿ってバケットを移動させ、作業形態が刃先位置合せ作業であると判定された場合に、設計面を基準とする所定位置でバケットを停止させることが記載されている（例えば、特許文献１参照）。 In a construction machine equipped with a work machine, when the work form is determined to be molding work, the bucket is moved along the design surface indicating the target shape of the excavation target, and the work form is determined to be cutting edge alignment work. If this is the case, it is described that the bucket is stopped at a predetermined position with respect to the design surface (see, for example, Patent Document 1).
法面を形成する場合、法面を目標形状としてバケットを移動させることが考えられる。法面を形成する場合、対象の掘削及び掘削した表面の押し固めるという２つの作業が必要になる。この場合、押し付け代を残して対象を掘削し、その後、押し付け代の分、目標となる法面の位置までバケットを押し付けることが考えられる。作業機が、施工する対象の仕上がりの目標となる形状に侵入しないように制御される場合、押し付け代を残して掘削するための目標となる形状と、法面の目標となる形状とを、仕上がりの目標となる形状とすることが考えられる。このようにすると、作業機械のオペレータは、仕上がりの目標となる形状を複数回設定する必要があり、作業が煩雑になる。 When forming a slope, it is conceivable to move the bucket with the slope as the target shape. When forming a slope, two operations are required: excavation of the target and compaction of the excavated surface. In this case, it is conceivable to excavate the target while leaving the pressing allowance, and then press the bucket to the target slope position by the pressing allowance. When the work machine is controlled so as not to invade the target shape of the finish to be constructed, the target shape for excavation with a pressing allowance and the target shape of the slope are finished. It is conceivable that the shape will be the target of. In this way, the operator of the work machine needs to set the target shape of the finished product a plurality of times, which complicates the work.
本発明の態様は、作業機械が法面を形成する場合において、作業機械のオペレータの作業が煩雑になることを抑制することを目的とする。 An aspect of the present invention is to prevent the work of the operator of the work machine from becoming complicated when the work machine forms a slope.
本発明の第１の態様によれば、施工対象を施工するために作業機械が有する作業機を制御する装置において、前記作業機が有する作業具が予め定められた目標の形状に侵入しないように前記作業機を制御する制御部と、前記施工対象の仕上がりの目標となる形状である目標施工地形に対する前記作業具の姿勢に基づいて、前記目標の形状を、前記目標施工地形から予め定められた距離だけ離れたオフセット地形又は前記目標施工地形とする切替部と、を含む、作業機械の制御装置が提供される。 According to the first aspect of the present invention, in a device for controlling a work machine possessed by a work machine for constructing a construction target, the work tool possessed by the work machine is prevented from invading a predetermined target shape. Based on the control unit that controls the work machine and the attitude of the work tool with respect to the target construction terrain, which is the target shape of the finish of the construction target, the target shape is predetermined from the target construction terrain. A control device for a work machine is provided, which includes an offset terrain separated by a distance or a switching portion for the target construction terrain.
本発明の第２の態様によれば、少なくとも第１の態様に係る作業機械の制御装置を備える作業機械が提供される。 According to the second aspect of the present invention, there is provided a work machine provided with a control device for the work machine according to at least the first aspect.
本発明の第３の態様によれば、施工対象を施工するための作業機械が有する作業機を制御する方法において、前記施工対象の仕上がりの目標となる形状である目標施工地形に対する前記作業具の姿勢に基づいて、予め定められた目標の形状を、前記目標施工地形から予め定められた距離だけ離れたオフセット地形又は前記目標施工地形とする工程と、前記作業機が前記施工対象を施工している間に、前記目標の形状に侵入しないように前記作業機を制御する工程と、を含む、作業機械の制御方法が提供される。 According to the third aspect of the present invention, in the method of controlling the work machine possessed by the work machine for constructing the construction target, the work tool with respect to the target construction topography which is the target shape of the finish of the construction target. Based on the posture, the process of setting the predetermined target shape to the offset terrain or the target construction terrain separated by a predetermined distance from the target construction terrain, and the work machine constructs the construction target. A method of controlling a work machine is provided, which comprises a step of controlling the work machine so as not to invade the target shape.
本発明の態様は、作業機械が法面を形成する場合において、作業機械のオペレータの作業が煩雑になることを抑制できる。 Aspects of the present invention can prevent the work of the operator of the work machine from becoming complicated when the work machine forms a slope.
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。 An embodiment (embodiment) for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
＜作業機械の全体構成＞
図１は、実施形態に係る作業機械の斜視図である。図２は、油圧ショベル１００の制御システム２００及び油圧システム３００の構成を示すブロック図である。作業機械である油圧ショベル１００は、車両本体１と作業機２とを有する。車両本体１は、旋回体である上部旋回体３と走行体としての走行装置５とを有する。上部旋回体３は、機関室３ＥＧの内部に、動力発生装置としての内燃機関及び油圧ポンプ等の装置を収容している。実施形態において、油圧ショベル１００は、動力発生装置としての内燃機関に、例えばディーゼルエンジンが用いられるが、動力発生装置はこのようなものに限定されない。
<Overall configuration of work machine>
FIG. 1 is a perspective view of a work machine according to an embodiment. FIG. 2 is a block diagram showing the configurations of the
上部旋回体３は、運転室４を有する。走行装置５は、上部旋回体３を搭載する。走行装置５は、履帯５ａ、５ｂを有する。走行装置５は、左右に設けられた走行モータ５ｃの一方又は両方が履帯５ａ、５ｂを駆動して回転させることにより、油圧ショベル１００を走行させる。
The upper
上部旋回体３は、作業機２及び運転室４が配置されている側が前であり、機関室３ＥＧが配置されている側が後である。前に向かって左側が上部旋回体３の左であり、前に向かって右側が上部旋回体３の右である。上部旋回体３の左右方向は、幅方向とも言う。油圧ショベル１００又は車両本体１は、上部旋回体３を基準として走行装置５側が下であり、走行装置５を基準として上部旋回体３側が上である。油圧ショベル１００が水平面に設置されている場合、下は鉛直方向、すなわち重力の作用方向側であり、上は鉛直方向とは反対側である。
In the upper
作業機２は、ブーム６とアーム７と作業具であるバケット８とブームシリンダ１０とアームシリンダ１１とバケットシリンダ１２とを有する。ブーム６の基端部は、ブームピン１３を介して車両本体１の前部に取り付けられている。アーム７の基端部は、アームピン１４を介してブーム６の先端部に取り付けられている。アーム７の先端部には、バケットピン１５を介してバケット８が取り付けられている。バケット８は、バケットピン１５を中心として動く。バケット８は、バケットピン１５とは反対側に複数の刃８ＢＤが取り付けられている。刃先８Ｔは、刃８ＢＤの先端である。
The working
実施形態において、作業機２が上昇するとは、作業機２が油圧ショベル１００の接地面から上部旋回体３に向かう方向に移動する動作を言う。作業機２が下降するとは、作業機２が油圧ショベル１００の上部旋回体３から接地面に向かう方向に移動する動作を言う。油圧ショベル１００の接地面は、履帯５ａ，５ｂの接地する部分における少なくとも３点で定義される平面である。接地面の定義に用いられる少なくとも３点は、２個の履帯５ａ，５ｂのうち一方に存在してもよいし、両方に存在してもよい。
In the embodiment, raising the working
上部旋回体３を有さない作業機械である場合、作業機２が上昇するとは、作業機２が作業機械の接地面から離れる方向に移動する動作を言う。作業機２が下降するとは、作業機２が作業機械の接地面に接近する方向に移動する動作を言う。作業機械が履帯ではなく車輪を備える場合、接地面は、少なくとも３個の車輪が接地する部分で定義される平面である。
In the case of a work machine that does not have the upper
作業具は、複数の刃８ＢＤを有していなくてもよい。つまり、作業具は、図１に示すような刃８ＢＤを有しておらず、刃先が鋼板によってストレート形状に形成されたようなバケットであってもよい。作業機２は、例えば、単数の刃を有するチルトバケットを備えていてもよい。チルトバケットとは、バケットチルトシリンダを備え、バケットが左右にチルト傾斜することで油圧ショベルが傾斜地にあっても、斜面、平地を自由な形に成形、整地をすることができる。この他にも、作業機２は、バケット８の代わりに、法面バケットを作業具として備えてもよい。
The work tool does not have to have a plurality of blades 8BD. That is, the working tool may be a bucket that does not have the blade 8BD as shown in FIG. 1 and whose cutting edge is formed in a straight shape by a steel plate. The working
図１に示されるブームシリンダ１０とアームシリンダ１１とバケットシリンダ１２とは、それぞれ作動油の圧力（以下、適宜油圧という）によって駆動される油圧シリンダである。ブームシリンダ１０はブーム６を駆動して、これを昇降させる。アームシリンダ１１は、アーム７を駆動して、アームピン１４の周りを動作させる。バケットシリンダ１２は、バケット８を駆動して、バケットピン１５の周りを動作させる。
The
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等の油圧シリンダと図２に示される油圧ポンプ３６，３７との間には、図２に示される方向制御弁６４が設けられている。方向制御弁６４は、油圧ポンプ３６，３７からブームシリンダ１０、アームシリンダ１１及びバケットシリンダ１２等に供給される作動油の流量を制御するとともに、作動油が流れる方向を切り替える。
A
図２に示される作業機コントローラ２６が、図２に示される制御弁２７を制御することにより、操作装置２５から方向制御弁６４に供給される作動油のパイロット圧が制御される。制御弁２７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の油圧系に設けられている。作業機コントローラ２６は、パイロット油路４５０に設けられた制御弁２７を制御することにより、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の動作を制御することができる。実施形態においては、作業機コントローラ２６は、制御弁２７を閉じる制御により、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を減速させる制御が可能である。
The
上部旋回体３の上部には、アンテナ２１，２２が取り付けられている。アンテナ２１，２２は、油圧ショベル１００の現在位置を検出するために用いられる。アンテナ２１，２２は、図２に示される、油圧ショベル１００の現在位置を検出するための位置検出部である位置検出装置１９と電気的に接続されている。
位置検出装置１９は、ＲＴＫ−ＧＮＳＳ（Real Time Kinematic - Global Navigation Satellite Systems、ＧＮＳＳは全地球航法衛星システムをいう）を利用して油圧ショベル１００の現在位置を検出する。以下の説明において、アンテナ２１，２２を、適宜ＧＮＳＳアンテナ２１，２２という。ＧＮＳＳアンテナ２１，２２が受信したＧＮＳＳ電波に応じた信号は、位置検出装置１９が受け取る。位置検出装置１９は、ＧＮＳＳアンテナ２１，２２の設置位置を検出する。位置検出装置１９は、例えば３次元位置センサを含む。
The
＜油圧システム３００＞
図２に示されるように、油圧ショベル１００の油圧システム３００は、動力発生源としての内燃機関３５と油圧ポンプ３６，３７とを備える。油圧ポンプ３６，３７は、内燃機関３５によって駆動され、作動油を吐出する。油圧ポンプ３６，３７から吐出された作動油は、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とに供給される。
<
As shown in FIG. 2, the
油圧ショベル１００は、旋回モータ３８を備える。旋回モータ３８は油圧モータであり、油圧ポンプ３６，３７から吐出された作動油によって駆動される。旋回モータ３８は、上部旋回体３を旋回させる。なお、図２では、２つの油圧ポンプ３６，３７が図示されているが、１つの油圧ポンプのみが設けられてもよい。旋回モータ３８は、油圧モータに限らず、電気モータであってもよい。
The
＜制御システム２００＞
作業機械の制御システムである制御システム２００は、位置検出装置１９と、グローバル座標演算部２３と、操作装置２５と、実施形態に係る作業機械の制御装置である作業機コントローラ２６と、センサコントローラ３９と、表示コントローラ２８と、表示部２９とを含む。操作装置２５は、図１に示される作業機２及び上部旋回体３を操作するための装置である。操作装置２５は、作業機２を操作するための装置である。操作装置２５は、作業機２を駆動するためにオペレータが実行する操作を受け付けて、操作量に応じたパイロット油圧を出力する。
<
The
操作量に応じたパイロット油圧は、操作指令である。操作指令は、作業機２を動作させるための指令である。操作指令は、操作装置２５によって生成される。操作装置２５は、オペレータによって操作させるので、操作指令は、マニュアル操作、すなわちオペレータの操作によって作業機２を動作させるための指令である。マニュアル操作による作業機２の制御は、操作装置２５からの操作指令に基づく作業機２の制御、つまり作業機２の操作装置２５を操作することによる作業機２の制御である。
The pilot oil pressure according to the operation amount is an operation command. The operation command is a command for operating the
実施形態において、操作装置２５は、オペレータの左側に設置される左操作レバー２５Ｌと、オペレータの右側に配置される右操作レバー２５Ｒと、を有する。左操作レバー２５Ｌ及び右操作レバー２５Ｒは、前後左右の動作がアーム７及び旋回の２軸の動作に対応されている。例えば、右操作レバー２５Ｒの前後方向の操作は、ブーム６の操作に対応されている。右操作レバー２５Ｒが前方へ操作されるとブーム６が下がり、後方へ操作されるとブーム６が上がる。前後方向の操作に応じてブーム６の下げ上げの動作が実行される。右操作レバー２５Ｒの左右方向の操作は、バケット８の操作に対応されている。右操作レバー２５Ｒが左側に操作されるとバケット８が掘削し、右側に操作されるとバケット８がダンプする。左右方向の操作に応じてバケット８の掘削又は開放動作が実行される。左操作レバー２５Ｌの前後方向の操作は、アーム７の旋回に対応されている。左操作レバー２５Ｌが前方に操作されるとアーム７がダンプし、後方に操作されるとアーム７が掘削する。左操作レバー２５Ｌの左右方向の操作は、上部旋回体３の旋回に対応されている。左操作レバー２５Ｌが左側に操作されると左旋回し、右側に操作されると右旋回する。
In the embodiment, the operating
実施形態において、操作装置２５は、パイロット油圧方式が用いられる。操作装置２５には、油圧ポンプ３６から、減圧弁２５Ｖによって所定のパイロット圧力に減圧された作動油がブーム操作、バケット操作、アーム操作及び旋回操作に基づいて供給される。
In the embodiment, the operating
実施形態において、操作装置２５が有する左操作レバー２５Ｌ及び右操作レバー２５Ｒはパイロット油圧方式であるが、電気方式であってもよい。左操作レバー２５Ｌ及び右操作レバー２５Ｒが電気方式である場合、それぞれの操作量は、それぞれポテンショメータによって検出される。ポテンショメータによって検出された左操作レバー２５Ｌ及び右操作レバー２５Ｒの操作量は、作業機コントローラ２６によって取得される。電気方式の操作レバーの操作信号を検出した作業機コントローラ２６は、パイロット油圧方式と同様の制御を実行する。
In the embodiment, the
右操作レバー２５Ｒの前後方向の操作に応じて、パイロット油路４５０へパイロット油圧が供給可能とされて、オペレータによるブーム６の操作が受け付けられる。右操作レバー２５Ｒの操作量に応じて右操作レバー２５Ｒが備える弁装置が開き、パイロット油路４５０へ作動油が供給される。また、圧力センサ６６は、そのときのパイロット油路４５０内における作動油の圧力をパイロット圧として検出する。圧力センサ６６は、検出したパイロット圧を、ブーム操作量ＭＢとして作業機コントローラ２６へ送信する。右操作レバー２５Ｒの前後方向の操作量を、以下、適宜ブーム操作量ＭＢと称する。パイロット油路５０には、制御弁（以下、適宜介入弁と称する）２７Ｃ及びシャトル弁５１が設けられる。
According to the operation of the
右操作レバー２５Ｒの左右方向の操作に応じて、パイロット油路４５０へパイロット油圧が供給可能とされて、オペレータによるバケット８の操作が受け付けられる。右操作レバー２５Ｒの操作量に応じて右操作レバー２５Ｒが備える弁装置が開き、パイロット油路４５０に作動油が供給される。圧力センサ６６は、そのときのパイロット油路４５０内における作動油の圧力をパイロット圧として検出する。圧力センサ６６は、検出したパイロット圧を、バケット操作量ＭＴとして作業機コントローラ２６へ送信する。右操作レバー２５Ｒの左右方向の操作量を、以下、適宜バケット操作量ＭＴと称する。
According to the left-right operation of the
左操作レバー２５Ｌの前後方向の操作に応じて、パイロット油路４５０へパイロット油圧が供給可能とされて、オペレータによるアーム７の操作が受け付けられる。左操作レバー２５Ｌの操作量に応じて左操作レバー２５Ｌが備える弁装置が開き、パイロット油路４５０へ作動油が供給される。圧力センサ６６は、そのときのパイロット油路４５０内における作動油の圧力をパイロット圧として検出する。圧力センサ６６は、検出したパイロット圧を、アーム操作量ＭＡとして作業機コントローラ２６へ送信する。左操作レバー２５Ｌの前後方向の操作量を、以下、適宜アーム操作量ＭＡと称する。
The pilot oil can be supplied to the
右操作レバー２５Ｒが操作されることにより、操作装置２５は、右操作レバー２５Ｒの操作量に応じた大きさのパイロット油圧を方向制御弁６４に供給する。左操作レバー２５Ｌが操作されることにより、操作装置２５は、左操作レバー２５Ｌの操作量に応じた大きさのパイロット油圧を方向制御弁６４に供給する。操作装置２５から方向制御弁６４に供給されるパイロット油圧によって、方向制御弁６４が動作する。
By operating the
制御システム２００は、第１ストロークセンサ１６と第２ストロークセンサ１７と第３ストロークセンサ１８とを有する。例えば、第１ストロークセンサ１６はブームシリンダ１０に、第２ストロークセンサ１７はアームシリンダ１１に、第３ストロークセンサ１８バケットシリンダ１２に、それぞれ設けられる。
The
センサコントローラ３９は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の処理部と、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶部とを有する。センサコントローラ３９は、第１ストロークセンサ１６が検出したブームシリンダ長から、油圧ショベル１００のローカル座標系、詳細には車両本体１のローカル座標系における水平面と直交する方向に対するブーム６の傾斜角度θ１を算出して、作業機コントローラ２６及び表示コントローラ２８に出力する。センサコントローラ３９は、第２ストロークセンサ１７が検出したアームシリンダ長から、ブーム６に対するアーム７の傾斜角度θ２を算出して、作業機コントローラ２６及び表示コントローラ２８に出力する。センサコントローラ３９は、第３ストロークセンサ１８が検出したバケットシリンダ長から、アーム７に対するバケット８が有するバケット８の刃先８Ｔの傾斜角度θ３を算出して、作業機コントローラ２６及び表示コントローラ２８に出力する。傾斜角度θ１，θ２，θ３の検出は、第１ストロークセンサ１６、第２ストロークセンサ１７及び第３ストロークセンサ１８以外であっても可能である。例えば、ポテンショメータ等の角度センサも、傾斜角度θ１，θ２，θ３を検出できる。
The
センサコントローラ３９には、ＩＭＵ（Inertial Measurement Unit：慣性計測装置）２４が接続されている。ＩＭＵ２４は、図１に示される油圧ショベル１００のピッチ及びロール等といった車体の傾斜情報を取得し、センサコントローラ３９に出力する。
An IMU (Inertial Measurement Unit) 24 is connected to the
作業機コントローラ２６は、ＣＰＵ等の処理部２６Ｐと、ＲＡＭ及びＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶部２６Ｍとを有する。作業機コントローラ２６は、図２に示されるブーム操作量ＭＢ、バケット操作量ＭＴ及びアーム操作量ＭＡに基づいて、介入弁２７Ｃ及び制御弁２７を制御する。
The
図２に示される方向制御弁６４は、例えば比例制御弁であり、操作装置２５から供給される作動油によって制御される。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３８等の油圧アクチュエータと、油圧ポンプ３６，３７との間に配置される。方向制御弁６４は、油圧ポンプ３６，３７からブームシリンダ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３８に供給される作動油の流量及び方向を制御する。
The
制御システム２００が備える位置検出装置１９は、前述したＧＮＳＳアンテナ２１，２２を含む。ＧＮＳＳアンテナ２１，２２で受信されたＧＮＳＳ電波に応じた信号が、グローバル座標演算部２３に入力される。ＧＮＳＳアンテナ２１は、自身の位置を示す基準位置データＰ１を測位衛星から受信する。ＧＮＳＳアンテナ２２は、自身の位置を示す基準位置データＰ２を測位衛星から受信する。ＧＮＳＳアンテナ２１，２２は、所定の周期で基準位置データＰ１、Ｐ２を受信する。基準位置データＰ１，Ｐ２は、ＧＮＳＳアンテナが設置されている位置の情報である。ＧＮＳＳアンテナ２１，２２は、基準位置データＰ１、Ｐ２を受信する毎に、グローバル座標演算部２３に出力する。
The
グローバル座標演算部２３は、ＣＰＵ等の処理部とＲＡＭ及びＲＯＭ等の記憶部とを有する。グローバル座標演算部２３は、２つの基準位置データＰ１，Ｐ２に基づいて、上部旋回体３の配置を示す旋回体配置データを生成する。本実施形態において、旋回体配置データには、２つの基準位置データＰ１，Ｐ２の一方の基準位置データＰと、２つの基準位置データＰ１，Ｐ２に基づいて生成された旋回体方位データＱとが含まれる。旋回体方位データＱは、上部旋回体３、すなわち作業機２が向いている方位を示している。グローバル座標演算部２３は、所定の周期でＧＮＳＳアンテナ２１，２２から２つの基準位置データＰ１，Ｐ２を取得する毎に、旋回体配置データ、すなわち基準位置データＰと旋回体方位データＱとを更新して、表示コントローラ２８に出力する。
The global coordinate
表示コントローラ２８は、ＣＰＵ等の処理部と、ＲＡＭ及びＲＯＭ等の記憶部とを有する。表示コントローラ２８は、グローバル座標演算部２３から旋回体配置データである基準位置データＰ及び旋回体方位データＱを取得する。実施形態において、表示コントローラ２８は、作業機位置データとして、バケット８の刃先８Ｔの３次元位置を示すバケット刃先位置データＳを生成する。そして、表示コントローラ２８は、バケット刃先位置データＳと目標施工情報Ｔとを用いて、目標施工地形データＵを生成する。
The
目標施工情報Ｔは、油圧ショベル１００が備える作業機２が施工する対象（以下、適宜、施工対象と称する）仕上がりの目標となる情報である。目標施工情報Ｔは、例えば、油圧ショベル１００の施工対象の設計情報が挙げられる。作業機２が施工する対象は、例えば、地面である。施工対象に対して作業機２が実行する作業としては、例えば、掘削作業及び地面の均し作業が挙げられるが、これらに限定されない。
The target construction information T is information that is a target of the finish of the target (hereinafter, appropriately referred to as a construction target) to be constructed by the
表示コントローラ２８は、目標施工地形データＵに基づく表示用の目標施工地形データＵａを導出し、表示用の目標施工地形データＵａに基づいて、表示部２９に作業機２の施工対象の目標となる形状、例えば地形を表示させる。
The
表示部２９は、例えば、タッチパネルによる入力を受け付ける液晶表示装置であるが、これに限定されるものではない。実施形態においては、表示部２９に隣接してスイッチ２９Ｓが設置されている。スイッチ２９Ｓは、後述する介入制御を実行させたり、実行中の介入制御を停止させたりするための入力装置である。
The
作業機コントローラ２６は、圧力センサ６６からブーム操作量ＭＢ、バケット操作量ＭＴ及びアーム操作量ＭＡを取得する。作業機コントローラ２６は、センサコントローラ３９からブーム６の傾斜角度θ１、アーム７の傾斜角度θ２、バケット８の傾斜角度θ３を取得する。
The
作業機コントローラ２６は、表示コントローラ２８から、目標施工地形データＵを取得する。目標施工地形データＵは、目標施工情報Ｔのうち、油圧ショベル１００がこれから作業する範囲の情報である。すなわち、目標施工地形データＵは、目標施工情報Ｔの一部である。したがって、目標施工地形データＵは、目標施工情報Ｔと同様に、作業機２の施工対象の仕上がりの目標となる形状を表す。この仕上がりの目標となる形状を、以下においては適宜、目標施工地形と称する。
The
作業機コントローラ２６は、センサコントローラ３９から取得した作業機２の姿勢及び寸法からバケット８の刃先８Ｔの位置（以下、適宜刃先位置と称する）を算出する。作業機コントローラ２６は、目標施工地形データＵに沿ってバケット８の刃先８Ｔが移動するように、目標施工地形データＵとバケット８の刃先８Ｔとの距離及び作業機２の速度に基づいて作業機２の動作を制御する。この場合、作業機コントローラ２６は、バケット８が予め定められた目標の形状に侵入することを抑制するために、作業機２が施工対象に接近する方向の速度が制限速度以下になるように制御する。この制御を、適宜介入制御と称する。介入制御における目標の形状は、例えば目標施工地形データＵ、すなわち作業機２の施工対象の目標とする形状である目標施工地形、及び目標施工地形から予め定められた距離だけ離れた地形等が挙げられる。
The working
介入制御は、例えば、油圧ショベル１００のオペレータが、図２に示されるスイッチ２９Ｓを用いて介入制御を実行することを選択した場合に実行される。すなわち、介入制御は、操作装置２５の操作に基づいて、つまりオペレータの操作に基づいて作業機２が動作する場合に、作業機コントローラ２６が作業機を動作させる制御である。作業機コントローラ２６が目標施工地形とバケット８との距離を算出する場合、バケット８の基準となる位置は刃先８Ｔに限らず任意の場所でよい。
Intervention control is performed, for example, when the operator of the
介入制御において、作業機コントローラ２６は、目標施工地形データＵにバケット８が侵入しないように作業機２を制御するためにブーム指令信号ＣＢＩを生成して、図２に示される介入弁２７Ｃに出力する。ブーム６は、ブーム指令信号ＣＢＩに応じて動作することにより、作業機２、より詳細にはバケット８が目標施工地形データＵに近づく速度が、バケット８と目標施工地形データＵとの距離に応じて制限される。
In the intervention control, the
作業機コントローラ２６は、介入制御において、施工対象の目標形状である設計地形を示す目標施工地形データＵとバケット８の位置を求めるための傾斜角度θ１，θ２，θ３とに基づき、目標施工地形とバケット８との距離に応じてバケット８が目標施工地形に近づく速度が小さくなるように、ブーム６の速度を制御する。
In the intervention control, the
実施形態において、オペレータによる操作装置２５の操作に基づいて作業機２が動作する場合、バケット８の刃先８Ｔが目標施工地形に侵入しないように、作業機コントローラ２６はブーム指令信号ＣＢＩを生成し、これを用いてブーム６の動作を制御する。詳細には、作業機コントローラ２６は、介入制御においてバケット８の刃先８Ｔが目標施工地形に侵入しないように、ブーム６を上昇させる。介入制御において実行されるブーム６を上昇させる制御を、適宜、ブーム介入制御と称する。
In the embodiment, when the
本実施形態において、作業機コントローラ２６がブーム介入制御を実現するために、作業機コントローラ２６は、ブーム介入制御に関するブーム指令信号ＣＢＩを生成し、介入弁２７Ｃに出力する。介入弁２７Ｃは、パイロット油路５０のパイロット油圧を調整する。
In the present embodiment, in order for the
ブーム介入制御は、介入制御において実行されるブーム６を上昇させる制御であるが、介入制御において、作業機コントローラ２６は、ブーム６の上昇に加えて又はブーム６の上昇の代わりに、アーム７及びバケット８の少なくとも一方を上昇させてもよい。すなわち介入制御において、作業機コントローラ２６は、作業機２を構成するブーム６、アーム７及びバケット８の少なくとも１つを上昇させることにより、作業機２の作業対象の目標形状、実施形態では目標施工地形４３Ｉから離れる方向に作業機２を移動させる。ブーム介入制御は、介入制御の一態様である。
The boom intervention control is a control for raising the boom 6 executed in the intervention control, but in the intervention control, the
＜作業機コントローラ２６の詳細＞
図３は、作業機コントローラ２６のブロック図である。図４は、目標施工地形４３Ｉ及びバケット８を示す図である。図５は、ブーム制限速度Ｖｃｙ＿ｂｍを説明するための図である。作業機コントローラ２６は、制御部２６ＣＮＴと切替部２６Ｊを含む。これらは、作業機コントローラ２６の処理部２６Ｐに含まれる。処理部２６Ｐは、制御部２６ＣＮＴ及び切替部２６Ｊの機能を実現する。
<Details of
FIG. 3 is a block diagram of the
作業機コントローラ２６の処理部２６Ｐは、作業機２を制御するためのコンピュータプログラムを実行して、作業機２を制御する。作業機２の制御には、介入制御及び実施形態に係る作業機械の制御方法による制御が含まれる。記憶部２６Ｍは、作業機２を制御するためのコンピュータプログラムを記憶している。
The
制御部２６ＣＮＴは、相対位置算出部２６Ａ、距離算出部２６Ｂ、目標速度算出部２６Ｃ、介入速度算出部２６Ｄ、介入指令算出部２６Ｅ及び介入速度修正部２６Ｆを含む。制御部２６ＣＮＴは、介入制御を実行する。実施形態において、制御部２６ＣＮＴは、介入制御時には目標の形状にバケット８が侵入しないように作業機２を制御する。実施形態において、介入制御における目標の形状は、図５に示される目標施工地形４３Ｉ又は目標施工地形４３Ｉから予め定められた距離Ｏｆｆだけ離れたオフセット地形４３Ｉｖである。
The control unit 26CNT includes a relative
介入制御が実行されるにあたって、作業機コントローラ２６は、ブーム操作量ＭＢ、アーム操作量ＭＡ、バケット操作量ＭＴ、表示コントローラ２８から取得した目標施工地形データＵ及びセンサコントローラ３９から取得した傾斜角度θ１，θ２，θ３及びバケット８の形状を用いて、介入制御に必要なブーム指令信号ＣＢＩを生成し、また必要に応じてアーム指令信号及びバケット指令信号を生成し、制御弁２７及び介入弁２７Ｃを動作させて作業機２を制御する。
When the intervention control is executed, the
相対位置算出部２６Ａは、表示コントローラ２８からバケット刃先位置データＳを取得し、センサコントローラ３９から傾斜角度θ１，θ２，θ３を取得する。相対位置算出部２６Ａは、取得した傾斜角度θ１，θ２，θ３からバケット８の刃先８Ｔの位置である刃先位置Ｐｂを求める。
The relative
距離算出部２６Ｂは、相対位置算出部２６Ａによって求められた刃先位置Ｐｂと、表示コントローラ２８から取得した目標施工地形データＵとから、バケット８の刃先８Ｔと、目標施工情報Ｔの一部である目標施工地形データＵで表される目標施工地形４３Ｉとの間の最短となる距離ｄを算出する。距離ｄは、刃先位置Ｐｂと、目標施工地形４３Ｉに直交し、かつ刃先位置Ｐｂを通る直線と、目標施工地形データＵとが交差する位置Ｐｕとの距離である。
The distance calculation unit 26B is a part of the
介入制御における目標の形状がオフセット地形４３Ｉｖである場合、距離算出部２６Ｂは、表示コントローラ２８から距離Ｏｆｆを取得し、目標施工地形４３Ｉの位置に加算することにより、オフセット地形４３Ｉｖを求める。距離算出部２６Ｂは、バケット８の刃先８Ｔと、オフセット地形４３Ｉｖとの間の最短となる距離ｄを算出する。距離Ｏｆｆは、図２に示される表示部２９のタッチパネルから、油圧ショベル１００のオペレータが入力し、表示コントローラ２８に記憶される。
When the target shape in the intervention control is the offset terrain 43Iv, the distance calculation unit 26B obtains the offset terrain 43Iv by acquiring the distance Off from the
目標施工地形４３Ｉは、作業機２の動作平面と、複数の目標施工面で表される目標施工情報Ｔとの交線から求められる。作業機２の動作平面は、上部旋回体３の前後方向で規定され、かつ掘削対象位置Ｐｄｇを通る平面であり、作業機２が上部旋回体３の前後方向に動作することにより掘削対象位置Ｐｄｇを掘削するように、作業機２が駆動されるときの平面である。目標施工地形４３Ｉは、より詳細には、前述した交線のうち、目標施工情報Ｔの掘削対象位置Ｐｄｇの前後における単数又は複数の変曲点とその前後の線が目標施工地形４３Ｉである。図５に示される例では、２個の変曲点Ｐｖ１、Ｐｖ２とその前後の線とが目標施工地形４３Ｉである。掘削対象位置Ｐｄｇは、バケット８の刃先８Ｔの位置、すなわち刃先位置Ｐｂの直下の点である。このように、目標施工地形４３Ｉは、目標施工情報Ｔの一部である。目標施工地形４３Ｉは、図２に示される表示コントローラ２８が生成する。
The target construction terrain 43I is obtained from the line of intersection between the operating plane of the
目標速度算出部２６Ｃは、ブーム目標速度Ｖｃ＿ｂｍと、アーム目標速度Ｖｃ＿ａｍと、バケット目標速度Ｖｃ＿ｂｋｔとを決定する。ブーム目標速度Ｖｃ＿ｂｍは、ブームシリンダ１０が駆動されるときの刃先８Ｔの速度である。アーム目標速度Ｖｃ＿ａｍは、アームシリンダ１１が駆動されるときの刃先８Ｔ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が駆動されるときの刃先８Ｔの速度である。ブーム目標速度Ｖｃ＿ｂｍは、ブーム操作量ＭＢに応じて算出される。アーム目標速度Ｖｃ＿ａｍは、アーム操作量ＭＡに応じて算出される。バケット目標速度Ｖｃ＿ｂｋｔは、バケット操作量ＭＴに応じて算出される。
The target
介入速度算出部２６Ｄは、バケット８の刃先８Ｔと目標施工地形４３Ｉとの間の距離ｄに基づいて、ブーム６の制限速度であるブーム制限速度Ｖｃｙ＿ｂｍを求める。介入速度算出部２６Ｄは、図１に示される作業機２全体の制限速度Ｖｃ＿ｌｍｔから、アーム目標速度Ｖｃ＿ａｍ及びバケット目標速度Ｖｃ＿ｂｋｔを減算することにより、ブーム制限速度Ｖｃｙ＿ｂｍを求める。制限速度Ｖｃ＿ｌｍｔは、バケット８の刃先８Ｔが目標施工地形４３Ｉに接近する方向において許容できる刃先８Ｔの移動速度である。
The intervention
制限速度Ｖｃ＿ｌｍｔは、距離ｄが正の場合は負の値、すなわち作業機２が下降する場合の下降速度であり、距離ｄが負の場合は正の値、すなわち作業機２が上昇する場合の上昇速度である。距離ｄが負の値とは、バケット８が目標施工地形４３Ｉに侵入した状態である。制限速度Ｖｃ＿ｌｍｔは、距離ｄが小さくなるにしたがって、速度の絶対値が小さくなり、距離ｄが負の値になると、距離ｄの絶対値が大きくなるにしたがって速度の絶対値が大きくなる。
The speed limit Vc_lmt is a negative value when the distance d is positive, that is, the descending speed when the working
介入指令算出部２６Ｅは、介入速度修正部２６Ｆによって求められたブーム制限速度Ｖｃｙ＿ｂｍから、ブーム指令信号ＣＢＩを生成する。ブーム指令信号ＣＢＩは、介入弁２７Ｃの開度を、ブーム６がブーム制限速度Ｖｃｙ＿ｂｍで上昇するために必要なパイロット圧力をシャトル弁５１に作用させるために必要な大きさとするための指令である。ブーム指令信号ＣＢＩは、実施形態において、ブーム指令速度に応じた電流値である。
The intervention
切替部２６Ｊは、目標施工地形４３Ｉに対するバケット８の姿勢に基づいて、介入制御における目標の形状を、目標施工地形４３Ｉから予め定められた距離Ｏｆｆだけ離れたオフセット地形４３Ｉｖ又は目標施工地形４３Ｉとする。この場合、切替部２６Ｊは、操作装置２５からのアーム操作指令Ｓｇａ、センサコントローラからの傾斜角度θ１，θ２，θ３及び制御部２６ＣＮＴからの介入制御状態Ｃａｓ又は停止制御状態Ｃｓｔを取得し、オフセット係数Ｋ及び固定フラグＦｆを距離算出部２６Ｂに与える。
Based on the posture of the
アーム操作指令Ｓｇａは、アーム７を操作するレバーである左操作レバー２５Ｌがアーム７の操作について中立であるか否かを示す信号である。左操作レバー２５Ｌがアーム７の操作について中立である場合、アーム７は停止する。介入制御状態Ｃａｓは介入制御が実行中であることを示し、停止制御状態Ｃｓｔは停止制御が実行中であることを示す。停止制御は介入制御の１つであり、介入制御における目標の形状、すなわち目標施工地形４３Ｉ又はオフセット地形４３Ｉｖにバケット８が侵入した場合に作業機２を停止させる制御である。停止制御は、作業機２が介入制御における目標の形状に侵入しないように作業機２を制御するものである。
The arm operation command Sga is a signal indicating whether or not the
オフセット係数Ｋは、掘削制御における目標の地形を、目標施工地形４３Ｉ又はオフセット地形４３Ｉｖに切り替えるための係数である。固定フラグＦｆは、作業機２が目標の形状の施工を開始してから一連の施工を終了するまでは、目標の形状の施工を開始したときにおける目標の形状を制御部２６ＣＮＴ、詳細には距離算出部２６Ｂに維持させるフラグである。固定フラグＦｆが１である場合、制御部２６ＣＮＴは、作業機２が目標の形状の施工を開始してから一連の施工を終了するまで、目標の形状を、目標の形状の施工を開始したときのものとする。
The offset coefficient K is a coefficient for switching the target terrain in the excavation control to the target construction terrain 43I or the offset terrain 43Iv. The fixed flag Ff controls the target shape when the target shape is started, from the start of the
例えば、目標の形状の施工を開始したときの目標の形状がオフセット地形４３Ｉｖである場合、制御部２６ＣＮＴは、作業機２が目標の形状の施工を開始してから一連の施工を終了するまで、目標の形状をオフセット地形４３Ｉｖとする。目標の形状の施工を開始したときの目標の形状が目標施工地形４３Ｉである場合、制御部２６ＣＮＴは、作業機２が目標の形状の施工を開始してから一連の施工を終了するまで、目標の形状を目標施工地形４３Ｉとする。
For example, when the target shape when the construction of the target shape is started is the offset terrain 43Iv, the control unit 26CNT tells the working
図６及び図７は、法面を形成する施工例を示す図である。油圧ショベル１００が法面を形成する場合、油圧ショベル１００は施工対象を掘削した後、バケット８の底面８Ｂで施工対象を目標施工地形４３Ｉまで押さえ付けて法面を仕上げる。作業機コントローラ２６は、目標施工地形４３Ｉから予め定められた距離Ｏｆｆ（以下、適宜オフセット量と称する）だけ離れたオフセット地形４３Ｉｖを介入制御における目標の形状とすることにより、法面を施工する際の押し付け代を確保できる。実施形態において、オペレータは、油圧ショベル１００の作業に応じたオフセット量Ｏｆｆを、図２に示される表示部２９のタッチパネルから設定することができる。
6 and 7 are views showing a construction example of forming a slope. When the
施工対象に法面を形成する場合、オペレータがオフセット量Ｏｆｆを設定すると、作業機コントローラ２６は、介入制御における目標の形状をオフセット地形４３Ｉｖとする。作業機コントローラ２６は、バケット８が施工対象の表土ＳＨＰを掘削する際に、バケット８がオフセット地形４３Ｉｖに侵入しないように介入制御を実行する。オフセット地形４３Ｉｖまで施工対象が掘削されたら、オペレータはオフセット量Ｏｆｆを解除する。オフセット量Ｏｆｆが解除された状態で、油圧ショベル１００はバケット８の底面８Ｂを施工対象に押し付けて、施工対象の表面を目標施工地形４３Ｉの位置に仕上げる。
When forming a slope on the construction target, when the operator sets the offset amount Off, the
仕上げにおいて、オペレータは、図２に示される表示部２９のタッチパネルからオフセット量Ｏｆｆを解除する。作業機コントローラ２６は、介入制御における目標の形状を目標施工地形４３Ｉとする。作業機コントローラ２６は、バケット８が施工対象に押し付けられると、バケット８の底面８Ｂが目標施工地形４３Ｉに侵入しないように介入制御を実行する。仕上げにより、オフセット量Ｏｆｆの分の表土ＳＨＰが目標施工地形４３Ｉまで押し付けられることにより、施工対象の表面が押し固められて法面が完成する。
In finishing, the operator releases the offset amount Off from the touch panel of the
一箇所に法面が形成されると、油圧ショベル１００は、次の場所も同様に法面を形成する。この場合、オペレータは再度オフセット量Ｏｆｆを設定する。また、法面を形成する場合、表土ＳＨＰの掘削と仕上げとでオフセット量Ｏｆｆを設定し直す必要がある。このため、法面を形成する場合、オペレータの作業が煩雑になる。
When the slope is formed in one place, the
法面を形成する場合におけるオペレータの作業が煩雑になることを抑制するため、作業機コントローラ２６は、目標施工地形４３Ｉに対するバケット８の姿勢に基づいて、介入制御における目標の形状を、オフセット地形４３Ｉｖと目標施工地形４３Ｉとに切り替える。詳細には、図７に示されるように、作業機コントローラ２６の切替部２６Ｊは、例えば目標施工地形４３Ｉとバケット８の底面８Ｂとのなす角度αの大きさに基づいて、介入制御における目標の形状を、オフセット地形４３Ｉｖと目標施工地形４３Ｉとに切り替える。
In order to prevent the operator's work from becoming complicated when forming the slope, the
角度αの絶対値が大きい場合、バケット８は施工対象を掘削すると判定できる。また、角度αの絶対値が小さい場合、バケット８は底面８Ｂを施工対象に押し付けると判定できる。例えば、角度αの絶対値が予め定められた閾値αｃの絶対値よりも大きい場合、切替部２６Ｊは、介入制御における目標の形状を、オフセット地形４３Ｉｖとする。角度αの絶対値が予め定められた閾値αｃの絶対値以下である場合、切替部２６Ｊは、介入制御における目標の形状を、目標施工地形４３Ｉとする。
When the absolute value of the angle α is large, it can be determined that the
このような処理によって、介入制御における目標の形状は、表土ＳＨＰの掘削時と仕上げ時とで自動的に切り替わる。その結果、法面の形成において、オペレータは表土ＳＨＰの掘削時と施工対象の仕上げ時とでオフセット量Ｏｆｆを設定し直す必要がなくなるので、法面を形成する場合においてオペレータの作業が煩雑になることが抑制される。 By such a process, the target shape in the intervention control is automatically switched between excavation and finishing of the topsoil SHP. As a result, in forming the slope, the operator does not need to reset the offset amount Off at the time of excavating the topsoil SHP and at the time of finishing the construction target, so that the operator's work becomes complicated when forming the slope. Is suppressed.
図８は、バケット８の底面８Ｂの角度θｂを求める手法を説明するための図である。実施形態において、バケット８の底面８Ｂの角度（以下、適宜、底面角度と称する）θｂは、図８に示されるように車体座標系におけるＸｍ−Ｙｍ平面と平行、かつバケット８の刃先８Ｔと接する平面ＰＨを基準として、バケット８側においては符号を−（負）、バケット８とは反対側においては符号を＋（正）とする。水平面は、例えばグローバル座標系（Ｘｇ，Ｙｇ，Ｚ，）のＸｇ−Ｙｇ平面である。底面角度θｂは、バケット８の底面８Ｂと平面ＰＨとのなす角度である。バケット８の底面８Ｂは、バケット８の刃先８Ｔと、バケット８の尻部８Ｈの刃先８Ｔ側における端部８ｐＢとの間である。尻部８Ｈは、バケット８の外側の湾曲した部分である。角度θｂは、式（１）で求めることができる。
θｂ＝−２７０＋θ１＋θ２＋θ３＋β・・・（１）
FIG. 8 is a diagram for explaining a method for obtaining the angle θb of the
θb = -270 + θ1 + θ2 + θ3 + β ... (1)
θ１はブーム６の傾斜角度、θ２はアーム７の傾斜角度、θ３はバケット８の傾斜角度、βは刃先８Ｔの角度である。傾斜角度θ１は、軸線Ｚｂと、ブームピン１３の中心軸及びアームピン１４の中心軸を結ぶ軸線とのなす角度である。軸線Ｚｂは、油圧ショベル１００の車体座標系（Ｘｍ，Ｙｍ，Ｚｍ）のＺｍ軸と直交し、かつブームピン１３の中心軸を通る直線である。傾斜角度θ２は、ブームピン１３の中心軸及びアームピン１４の中心軸を結ぶ直線と、アームピン１４の中心軸及びバケットピン１５の中心軸を結ぶ直線とのなす角度である。傾斜角度θ３は、アームピン１４の中心軸及びバケットピン１５の中心軸を結ぶ直線と、バケットピン１５の中心軸とバケット８の刃先とを結ぶ直線とのなす角度である。刃先８Ｔの角度βは、バケットピン１５の中心軸とバケット８の刃先とを結ぶ直線と、バケット８の底面８Ｂとのなす角度である。刃先８Ｔの角度βは、バケット８の種類によって定まる値であり、作業機コントローラ２６の記憶部２６Ｍに記憶されている。
θ1 is the tilt angle of the boom 6, θ2 is the tilt angle of the arm 7, θ3 is the tilt angle of the
図９は、目標施工地形４３Ｉとバケット８の底面８Ｂとのなす角度αを求める手法を説明するための図である。目標施工地形４３Ｉとバケット８の底面８Ｂとのなす角度αは、式（２）によって求めることができる。角度γは、前述した平面ＰＨに対して目標施工地形４３Ｉが傾く角度である。角度γは、平面ＰＨに対してバケット８の底面８Ｂ側に回動する方向においては符号を−（負）、平面ＰＨに対してバケット８の底面８Ｂ側から離れるように回動する方向においては符号を＋（正）とする。
α＝θｂ−γ・・・（２）
FIG. 9 is a diagram for explaining a method of obtaining an angle α formed by the target construction topography 43I and the
α = θb−γ ・ ・ ・ (2)
図１０及び図１１は、オフセット係数Ｋを切り替えるための閾値α１，α２を含むマップＭＰＡ，ＭＰＢを示す図である。マップＭＰＡ及びマップＭＰＢは、いずれも縦軸がオフセット係数Ｋ、横軸が角度αである。角度αの符号は負である。閾値α１の絶対値は、閾値α２の絶対値よりも小さい。マップＭＰＡにおいて、角度αの絶対値が閾値α１の絶対値以下になった場合、オフセット係数Ｋは１から０になる。角度αの絶対値が閾値α１の絶対値よりも大きく、閾値α２の絶対値以上になった場合、オフセット係数Ｋは０から１になる。 10 and 11 are diagrams showing maps MPA and MPB including threshold values α1 and α2 for switching the offset coefficient K. In both the map MPA and the map MPB, the vertical axis is the offset coefficient K and the horizontal axis is the angle α. The sign of the angle α is negative. The absolute value of the threshold value α1 is smaller than the absolute value of the threshold value α2. In the map MPA, when the absolute value of the angle α becomes equal to or less than the absolute value of the threshold value α1, the offset coefficient K changes from 1 to 0. When the absolute value of the angle α is larger than the absolute value of the threshold value α1 and becomes equal to or greater than the absolute value of the threshold value α2, the offset coefficient K changes from 0 to 1.
マップＭＰＢにおいて、角度αの絶対値が閾値α２の絶対値以下になった場合、角度αの絶対値が小さくなるにしたがって、オフセット係数Ｋは１から徐々に減少する。角度αの絶対値が閾値α１の絶対値以下になると、オフセット係数Ｋは０になる。 In the map MPB, when the absolute value of the angle α becomes equal to or less than the absolute value of the threshold value α2, the offset coefficient K gradually decreases from 1 as the absolute value of the angle α decreases. When the absolute value of the angle α is equal to or less than the absolute value of the threshold value α1, the offset coefficient K becomes 0.
マップＭＰＡ又はマップＭＰＢは、図３に示される作業機コントローラ２６の記憶部２６Ｍに記憶されている。作業機コントローラ２６の切替部２６Ｊは、角度αを求めたらマップＭＰＡ又はマップＭＰＢを記憶部２６Ｍから読み出し、求めた角度αに対応するオフセット係数ＫをマップＭＰＡ又はマップＭＰＢから取得する。切替部２６Ｊは、取得したオフセット係数Ｋを、距離算出部２６Ｂに与える。
The map MPA or the map MPB is stored in the
距離算出部２６Ｂは、切替部２６Ｊから受け取ったオフセット係数Ｋを、オペレータによって設定されたオフセット量Ｏｆｆに乗じて、介入制御に用いるオフセット量Ｏｆｆｃとする。すなわち、Ｏｆｆｃ＝Ｋ×Ｏｆｆである。距離算出部２６Ｂは、オフセット量Ｏｆｆｃを目標施工地形４３Ｉの位置に加算することにより、介入制御における目標の形状とする。マップＭＰＡによってオフセット係数Ｋが求められる場合を考える。介入制御における目標の形状がオフセット地形４３Ｉｖである場合、オフセット係数Ｋは１なので、介入制御における目標の形状はオフセット地形４３Ｉｖとなる。介入制御における目標の形状が目標施工地形４３Ｉである場合、オフセット係数Ｋは０なので、介入制御における目標の形状は目標施工地形４３Ｉとなる。
The distance calculation unit 26B multiplies the offset coefficient K received from the
マップＭＰＡは、オフセット係数Ｋを１から０、すなわちオフセット地形４３Ｉｖから目標施工地形４３Ｉに変更するときと、オフセット係数Ｋを０から１、すなわち目標施工地形４３Ｉからオフセット地形４３Ｉｖに変更するときとでヒステリシスを持たせる。このようにすることで、オフセット係数Ｋの変更にともなうハンチングが抑制される。詳細には、オフセット係数Ｋの変更にともなってバケット８が上下する現象が抑制される。マップＭＰＡは、オフセット係数Ｋの切り換えについてヒステリシスを持たせなくてもよい。すなわち、単一の閾値αｃを用いてオフセット係数Ｋを切り替えてもよい。
In the map MPA, the offset coefficient K is changed from 1 to 0, that is, the offset terrain 43Iv is changed to the target construction terrain 43Iv, and the offset coefficient K is changed from 0 to 1, that is, the target construction terrain 43I is changed to the offset terrain 43Iv. Have hysteresis. By doing so, hunting due to the change of the offset coefficient K is suppressed. Specifically, the phenomenon that the
マップＭＰＢによってオフセット係数Ｋが求められる場合、オフセット係数Ｋは、閾値α２からα１の間で、角度αの大きさに応じて変化する。このため、介入制御における目標の形状は、目標施工地形４３Ｉからオフセット地形４３Ｉｖまでの間の地形となる。 When the offset coefficient K is obtained by the map MPB, the offset coefficient K changes between the threshold values α2 and α1 according to the magnitude of the angle α. Therefore, the target shape in the intervention control is the terrain between the target construction terrain 43I and the offset terrain 43Iv.
図１２は、介入制御における目標の形状をオフセット地形４３Ｉｖとした場合のバケットの動きを示す図である。法面を形成する際にバケット８が施工対象の表土ＳＨＰを掘削する場合、介入制御における目標の形状は、オフセット地形４３Ｉｖになる。バケット８が表土ＳＨＰを掘削する場合、掘削の開始位置ＳＰから終了位置ＥＰまでの間で、バケット８の姿勢が変化する。掘削の開始位置ＳＰから法面の下端側における下端位置ＨＳまでの部分、及び下端位置ＨＳから終了位置ＥＰまでの部分に、オフセット地形４３Ｉｖが存在する。
FIG. 12 is a diagram showing the movement of the bucket when the target shape in the intervention control is the offset terrain 43 Iv. When the
この場合、バケット８は、開始位置ＳＰから下端位置ＨＳを通って終了位置ＥＰまで、連続して施工対象を掘削する。この掘削において、オペレータの操作は、アーム７の操作が主体であり、バケット８の操作はほとんど発生しない。このため、バケット８は、開始位置ＳＰから徐々に刃先８Ｔを寝かしつつ、すなわちバケット８の底面８Ｂと目標施工地形４３Ｉとのなす角度αの絶対値を小さくしつつ、下端位置ＨＳに接近する（図１２の状態Ａ，Ｂ）。介入制御における目標の形状は、オフセット地形４３Ｉｖである。
In this case, the
バケット８が下端位置ＨＳに接近しているときに、角度αの絶対値が閾値以下になると、オフセット係数Ｋは０になるので、図１２の状態Ｃに示されるように、刃先８Ｔが目標施工地形４３Ｉまで落ちる。図１２の状態Ｄに示されるように、バケット８の刃先８Ｔが下端位置ＨＳを超えて、刃先８Ｔの直下に存在する目標施工地形４３Ｉが法面に切り替わると、角度αの絶対値が大きくなって閾値の絶対値を超えるので、オフセット係数Ｋは１になる。その結果、図１２の状態Ｅに示されるように、刃先８Ｔがオフセット地形４３Ｉｖまで上昇する。
When the
バケット８は、図１２の状態Ｆに示されるように、オフセット地形４３Ｉｖに侵入しないように法面を掘削する。図１２の状態Ｇに示されるように、バケット８が終了位置ＥＰに向かって移動している最中に刃先８Ｔが法面の所定位置を超えると、角度αの絶対値が小さくなる。角度αの絶対値が閾値の絶対値以下になると、オフセット係数Ｋは０になるので、図１２の状態Ｈに示されるように、刃先８Ｔが目標施工地形４３Ｉまで落ちる。
The
このように、開始位置ＳＰから終了位置ＥＰまでバケット８が移動する間に、バケット８が上下する現象が発生することがある。この現象を回避するため、切替部２６Ｊは、制御部２６ＣＮＴに、作業機２が介入制御における目標の形状の施工を開始してから一連の施工を終了するまでは、目標の形状の施工を開始したときにおける目標の形状を維持させる。例えば、介入制御における目標の形状がオフセット地形４３Ｉｖである場合、切替部２６Ｊは、オフセット係数Ｋを１かつ固定フラグＦｆを１にして、制御部２６ＣＮＴの距離算出部２６Ｂに与える。
In this way, a phenomenon may occur in which the
距離算出部２６Ｂは、固定フラグＦｆ＝１を受け取ると、固定フラグＦｆが０になるまで、オフセット係数Ｋ＝１を維持する。実施形態において、切替部２６Ｊは、左操作レバー２５Ｌがアーム７の操作について中立、すなわちアームが停止しており、かつ停止制御でない場合に、固定フラグＦｆを０にする。これは、法面の一連の施工が終了するまで、すなわち開始位置ＳＰから終了位置ＥＰまでバケット８が移動することに相当する。
Upon receiving the fixed flag Ff = 1, the distance calculation unit 26B maintains the offset coefficient K = 1 until the fixed flag Ff becomes 0. In the embodiment, the
このようにすることで、一連の法面の施工が終了するまで、制御部２６ＣＮＴは、介入制御における目標の形状であるオフセット地形４３Ｉｖの施工を開始してから一連の施工を終了するまで、介入制御における目標の形状をオフセット地形４３Ｉｖに維持する。その結果、開始位置ＳＰから終了位置ＥＰまでバケット８が移動する間において、バケット８が上下する現象が回避される。
By doing so, the control unit 26CNT intervenes from the start of the construction of the offset terrain 43Iv, which is the target shape in the intervention control, to the completion of the series of construction until the construction of the series of slopes is completed. The target shape in control is maintained at offset terrain 43 Iv. As a result, the phenomenon that the
介入制御における目標の形状が目標施工地形４３Ｉである場合、切替部２６Ｊは、オフセット係数Ｋ＝０かつ固定フラグＦｆ＝１にして、制御部２６ＣＮＴの距離算出部２６Ｂに与える。この場合も、距離算出部２６Ｂは、固定フラグＦｆ＝１を受け取ると、固定フラグＦｆが０になるまで、オフセット係数Ｋ＝１を維持する。この処理によって、法面の一連の施工が終了するまで、制御部２６ＣＮＴは、介入制御における目標の形状である目標施工地形４３Ｉの施工を開始してから一連の施工を終了するまで、介入制御における目標の形状を目標施工地形４３Ｉに維持する。その結果、開始位置ＳＰから終了位置ＥＰまでバケット８が移動する間において、バケット８が上下する現象が回避される。
When the target shape in the intervention control is the target construction terrain 43I, the
＜実施形態に係る作業機械の制御方法＞
図１３は、実施形態に係る作業機械の制御方法の一例を示すフローチャートである。実施形態に係る作業機械の制御方法は、作業機コントローラ２６が実現する。法面の施工が開始される前に、油圧ショベル１００のオペレータは、図２に示されるスイッチ２９Ｓを操作して、介入制御を実行する指令を入力する。また、オペレータは、オフセット量Ｏｆｆを図２に示される表示部２９のタッチパネルから入力する。作業機コントローラ２６の記憶部２６Ｍに、予めオフセット量Ｏｆｆを記憶させておき、オペレータは、表示部２９のタッチパネルを操作して、記憶部２６Ｍからオフセット量Ｏｆｆを読み出してもよい。介入制御は、アーム７が操作される、すなわち左操作レバー２５Ｌがアーム７の操作方向に操作されることによって開始される。
<Control method of work machine according to the embodiment>
FIG. 13 is a flowchart showing an example of the control method of the work machine according to the embodiment. The
ステップＳ１０１において、作業機コントローラ２６、詳細には切替部２６Ｊは角度αを求める。この場合、切替部２６Ｊは、センサコントローラ３９から傾斜角度θ１，θ２、θ３を、記憶部２６Ｍから刃先８Ｔの角度βを取得し、式（１）から底面角度θｂを求める。また、切替部２６Ｊは、表示コントローラ２８から目標施工地形データＵを取得して目標施工地形４３Ｉを求め、得られた目標施工地形４３Ｉから角度γを求める。切替部２６Ｊは、角度γ及び底面角度θｂを式（２）に与え、角度αを求める。
In step S101, the
ステップＳ１０２において、切替部２６Ｊは、ステップＳ１０１で求めた角度αと閾値αｃとを比較する。前述した説明では、切替部２６Ｊは、マップＭＰＡ又はマップＭＰＢを用いてオフセット係数Ｋを求め、介入制御における目標の地形を決定したが、ここでは説明を容易にするために、角度αと閾値αｃとを比較して、介入制御における目標の地形を決定する例を説明する。
In step S102, the
ステップＳ１０１で求めた角度αの絶対値が閾値の絶対値以下である場合（ステップＳ１０２、Ｙｅｓ）、ステップＳ１０３において、切替部２６Ｊは介入制御における目標の地形を目標施工地形４３Ｉとする。すなわち、切替部２６Ｊは、オフセット係数Ｋを０にする。ステップＳ１０１で求めた角度αの絶対値が閾値の絶対値よりも大きい場合（ステップＳ１０２、Ｎｏ）、ステップＳ１０４において、切替部２６Ｊは介入制御における目標の地形をオフセット地形４３Ｉｖとする。すなわち、切替部２６Ｊは、オフセット係数Ｋを１にする。
When the absolute value of the angle α obtained in step S101 is equal to or less than the absolute value of the threshold value (step S102, Yes), in step S103, the
ステップＳ１０３において、介入制御における目標の地形が目標施工地形４３Ｉになった場合、切替部２６Ｊは、ステップＳ１０５において、固定フラグＦｆを決定する。実施形態において、固定フラグＦｆは、次の（１）から（４）に示されるように決定される。この場合、切替部２６Ｊは、操作装置２５からアーム操作指令Ｓｇａを取得し、かつ制御部２６ＣＮＴから介入制御状態Ｃａｓ又は停止制御状態Ｃｓｔを取得する。
（１）固定フラグＦｆの前回値が１である場合、左操作レバー２５Ｌがアーム７の操作について中立であり、かつ停止制御が実行中でない、すなわち停止制御状態Ｃｓｔでなければ、切替部２６Ｊは固定フラグＦｆを０にする。
（２）固定フラグＦｆの前回値が１である場合、左操作レバー２５Ｌがアーム７の操作について中立でないか、又は停止制御が実行中でなければ、切替部２６Ｊは固定フラグＦｆを１にする。
（３）固定フラグＦｆの前回値が０である場合、前回の制御状態が介入制御、すなわち介入制御状態Ｃａｓであれば、切替部２６Ｊは固定フラグＦｆを１にする。
（４）固定フラグＦｆの前回値が０である場合、前回の制御状態が介入制御でなければ、すなわち介入制御状態Ｃａｓでなければ、切替部２６Ｊは固定フラグＦｆを０にする。
In step S103, when the target terrain in the intervention control becomes the target construction terrain 43I, the
(1) When the previous value of the fixed flag Ff is 1, if the
(2) When the previous value of the fixed flag Ff is 1, the
(3) When the previous value of the fixed flag Ff is 0, if the previous control state is intervention control, that is, the intervention control state Cas, the
(4) When the previous value of the fixed flag Ff is 0, the
切替部２６Ｊは、ステップＳ１０３で求めたオフセット係数Ｋ及びステップＳ１０５で決定した固定フラグＦｆを、距離算出部２６Ｂに与える。固定フラグＦｆが０である場合（ステップＳ１０６，Ｙｅｓ）、現時点における目標の地形は維持されないので、ステップＳ１０７において、距離算出部２６Ｂは、介入制御における目標の地形を、ステップＳ１０３で求められたオフセット係数Ｋにしたがって、目標施工地形４３Ｉとする。
The
固定フラグＦｆが１である場合（ステップＳ１０６，Ｎｏ）、現時点における目標の地形は維持されるので、ステップＳ１０８において、距離算出部２６Ｂは、介入制御における目標の地形を前回値に維持する。前回値がオフセット地形４３Ｉｖであれば介入制御における目標の地形はオフセット地形４３Ｉｖであり、前回値が目標施工地形４３Ｉであれば介入制御における目標の地形は目標施工地形４３Ｉである。 When the fixed flag Ff is 1 (step S106, No), the current target terrain is maintained. Therefore, in step S108, the distance calculation unit 26B maintains the target terrain in the intervention control at the previous value. If the previous value is the offset terrain 43Iv, the target terrain in the intervention control is the offset terrain 43Iv, and if the previous value is the target construction terrain 43I, the target terrain in the intervention control is the target construction terrain 43I.
ステップＳ１０４において、介入制御における目標の地形がオフセット地形４３Ｉｖになった場合、切替部２６Ｊは、ステップＳ１０９において、固定フラグＦｆを決定する。固定フラグＦｆを決定する方法は前述した通りである。
In step S104, when the target terrain in the intervention control becomes the offset terrain 43Iv, the
切替部２６Ｊは、ステップＳ１０４で求めたオフセット係数Ｋ及びステップＳ１０９で決定した固定フラグＦｆを、距離算出部２６Ｂに与える。固定フラグＦｆが０である場合（ステップＳ１１０，Ｙｅｓ）、現時点における目標の地形は維持されないので、ステップＳ１１１において、距離算出部２６Ｂは、介入制御における目標の地形を、ステップＳ１０４で求められたオフセット係数Ｋにしたがって、オフセット地形４３Ｉｖとする。固定フラグＦｆが１である場合（ステップＳ１１０，Ｎｏ）、現時点における目標の地形は維持されるので、ステップＳ１１２において、距離算出部２６Ｂは、介入制御における目標の地形を前回値に維持する。
The
前述したステップＳ１０２においては、角度αと閾値αｃとを比較した。切替部２６ＪがマップＭＰＡを用いてオフセット係数Ｋを求め、介入制御における目標の地形を決定する例を説明する。ステップＳ１０２において、切替部２６Ｊは、記憶部２６ＭからマップＭＰＡを読み出し、ステップＳ１０１で求めた角度αに対応するオフセット係数Ｋを求める。マップＭＰＡを用いたオフセット係数Ｋの決定は、次の（１）から（４）に示すようになる。
（１）現時点における目標の地形がオフセット地形４３Ｉｖである場合、角度αの絶対値が閾値α１の絶対値以下であれば、ステップＳ１０２においてＹｅｓとなる。この場合、切替部２６Ｊはオフセット係数Ｋを０にする。すなわち、ステップＳ１０３において、目標の地形は目標施工地形４３Ｉになる。
（２）現時点における目標の地形がオフセット地形４３Ｉｖである場合、角度αの絶対値が閾値α２の絶対値よりも大きければ、ステップＳ１０２においてＮｏとなる。この場合、切替部２６Ｊはオフセット係数Ｋを１にする。すなわち、ステップＳ１０４において、切替部２６Ｊは目標の地形はオフセット地形４３Ｉｖになる。
（３）現時点における目標の地形が目標施工地形４３Ｉである場合、角度αの絶対値が閾値α１の絶対値以下であれば、ステップＳ１０２においてＹｅｓとなる。この場合、切替部２６Ｊはオフセット係数Ｋを０にする。すなわち、ステップＳ１０３において、目標の地形は目標施工地形４３Ｉになる。
（４）現時点における目標の地形がオフセット地形４３Ｉｖである場合、角度αの絶対値が閾値α２の絶対値よりも大きければ、ステップＳ１０２においてＮｏとなる。この場合、切替部２６Ｊはオフセット係数Ｋを１にする。すなわち、ステップＳ１０４において目標の地形はオフセット地形４３Ｉｖになる。
In step S102 described above, the angle α and the threshold value αc were compared. An example will be described in which the
(1) When the target terrain at the present time is the offset terrain 43Iv, if the absolute value of the angle α is equal to or less than the absolute value of the threshold value α1, Yes in step S102. In this case, the
(2) When the target terrain at the present time is the offset terrain 43Iv, if the absolute value of the angle α is larger than the absolute value of the threshold value α2, No in step S102. In this case, the
(3) When the target terrain at the present time is the target construction terrain 43I, if the absolute value of the angle α is equal to or less than the absolute value of the threshold value α1, Yes in step S102. In this case, the
(4) When the target terrain at the present time is the offset terrain 43Iv, if the absolute value of the angle α is larger than the absolute value of the threshold value α2, No in step S102. In this case, the
＜目標施工地形４３Ｉが現況の地形よりも上にある場合＞
図１４は、実施形態において、目標施工地形４３Ｉが現況の地形よりも上にある場合における施工例を示す図である。例えば、盛り土をして法面を形成する場合、現況の地形よりも上に目標施工地形４３Ｉがある。この場合、油圧ショベル１００は、施工対象の表土ＳＨＰに盛り土をした後、盛り土をした部分にバケット８の底面８Ｂを押し付けて整形しながら、目標施工地形４３Ｉの位置まで盛り土及び整形を繰り返す。
<When the target construction terrain 43I is above the current terrain>
FIG. 14 is a diagram showing a construction example in the case where the target construction terrain 43I is above the current terrain in the embodiment. For example, when embankment is used to form a slope, the target construction terrain 43I is above the current terrain. In this case, the
目標施工地形４３Ｉが現況の地形よりも上にある場合、オフセット地形４３Ｉｖｆは目標施工地形４３Ｉよりも下方に存在する。この場合、作業機コントローラ２６、詳細には切替部２６Ｊは、介入制御における目標の形状を、オフセット地形４３Ｉｖｓとすることができる。
When the target construction terrain 43I is above the current terrain, the offset terrain 43Ivf is below the target construction terrain 43I. In this case, the
また、オフセット地形４３Ｉｖｆは目標施工地形４３Ｉよりも下方に存在する場合、切替部２６Ｊは、目標施工地形４３Ｉに対するバケット８の姿勢に基づいて、介入制御における目標の形状を、オフセット地形４３Ｉｖｆから目標施工地形４３Ｉの側に予め定められた距離Ｏｆｆ２だけ離れた地形としてもよい。実施形態において、目標施工地形４３Ｉよりも下方に存在するオフセット地形４３ＩＶｆを適宜、第１オフセット地形４３Ｉｖｆと称する。第１オフセット地形４３Ｉｖｆから目標施工地形４３Ｉの側に予め定められた距離Ｏｆｆ２だけ離れた地形を適宜、第２オフセット地形４３Ｉｖｓと称する。
Further, when the offset terrain 43Ivf exists below the target construction terrain 43I, the
第１オフセット地形４３Ｉｖｆは、目標施工地形４３Ｉからその下方に距離Ｏｆｆ１だけ離れた地形である。距離Ｏｆｆ１は、図２に示される表示部２９のタッチパネルから、オペレータによって設定される。第２オフセット地形４３Ｉｖｓを規定するための距離Ｏｆｆ２は、図２に示される表示部２９のタッチパネルから、オペレータによって設定される。第２オフセット地形４３Ｉｖｆには、前述したオフセット係数Ｋが乗じられる。オフセット係数Ｋが０である場合、介入制御における目標の地形は第１オフセット地形４３Ｉｖｆである。オフセット係数Ｋが１である場合、介入制御における目標の地形は第２オフセット地形４３Ｉｖｓである。オフセット係数Ｋが変更される条件は、前述した通りである。
The first offset terrain 43Ivf is a terrain separated from the target construction terrain 43I by a distance Off1 below it. The distance Off1 is set by the operator from the touch panel of the
角度αの絶対値が閾値よりも大きい場合、油圧ショベル１００は、施工対象の表面に土を盛ったり、盛った土を平坦にしたり、盛り過ぎた土を取り除いたりする。このため、切替部２６Ｊは、角度αの絶対値が閾値よりも大きい場合、オフセット係数Ｋを１として、介入制御における目標の地形を第２オフセット地形４３Ｉｖｆとする。
When the absolute value of the angle α is larger than the threshold value, the
角度αの絶対値が閾値以下である場合、油圧ショベル１００は、施工対象をバケット８の底面８Ｂで押し付けて、施工対象の表面を第１オフセット地形４３Ｉｖｆの位置に固める。このため、切替部２６Ｊは、角度αの絶対値が閾値以下である場合、オフセット係数Ｋを０として、介入制御における目標の地形を第１オフセット地形４３Ｉｖｆとする。
When the absolute value of the angle α is equal to or less than the threshold value, the
以上、実施形態は、目標施工地形に対するバケット８の姿勢に基づいて、介入制御における目標の形状を、目標施工地形４３Ｉから予め定められた距離Ｏｆｆだけ離れたオフセット地形４３Ｉ又は目標施工地形４３Ｉとする。このような処理によって、油圧ショベル１００のオペレータは、オフセット地形４３Ｉｖを設定するための距離Ｏｆｆを一度設定すれば、法面等の施工毎に距離Ｏｆｆを設定する必要がなくなるので、法面等の形成におけるオペレータの煩雑な作業が低減される。
As described above, in the embodiment, based on the attitude of the
実施形態は、作業機２が介入制御における目標の形状の施工を開始してから一連の施工を終了するまでは、目標の形状の施工を開始したときにおける前記目標の形状が維持される。このような処理によって、実施形態は、法面の施工時においてバケット８が上下することを抑制できるので、転圧作業における転圧量を一定として、法面のムラを抑制できる。
In the embodiment, the target shape at the time of starting the construction of the target shape is maintained from the start of the construction of the target shape in the intervention control to the end of the series of construction. By such a process, in the embodiment, it is possible to suppress the
実施形態は、アーム７が停止しており、かつ介入制御において作業機２を停止させる停止制御が実行されない場合に、施工開始時における目標の形状を維持することを解除する。このような処理により、作業機２が介入制御における目標の形状の施工を開始してから一連の施工を終了した後は、バケット８の新たな姿勢に基づいて介入制御における目標の形状が設定されるので、オペレータの意図に沿った作業機の動作を実現できる。
In the embodiment, when the arm 7 is stopped and the stop control for stopping the
実施の形態は、オフセット地形４３Ｉｖｆが目標施工地形４３Ｉよりも下方に存在する場合、介入制御における目標の形状をオフセット地形４３Ｉｖｆとしてもよい。このような処理により、制御が簡単になる。 In the embodiment, when the offset terrain 43Ivf exists below the target construction terrain 43I, the target shape in the intervention control may be the offset terrain 43Ivf. Such processing simplifies control.
実施の形態は、オフセット地形４３Ｉｖｆが目標施工地形４３Ｉよりも下方に存在する場合、目標施工地形４３Ｉに対するバケット８の姿勢に基づいて、介入制御における目標の形状を、第１オフセット地形４３Ｉｖｆから目標施工地形４３Ｉの側に予め定められた距離Ｏｆｆ２だけ離れた第２オフセット地形４３Ｉｖｓとしてもよい。このような処理により、施工対象の表面に盛った土を平にしたり、盛り過ぎた土を取り除いたりする場合に、バケット８が第１オフセット地形４３Ｉｖｆに侵入することを抑制できる。
In the embodiment, when the offset terrain 43Ivf exists below the target construction terrain 43I, the target shape in the intervention control is determined from the first offset terrain 43Ivf based on the attitude of the
実施形態において、作業具はバケット８であるが、作業具はチルトバケットでもよい。この場合、例えば、チルトバケットの幅方向と直交する平面でチルトバケットを切ったときの断面の底面と、目標施工地形４３Ｉとのなす角度が、実施形態における角度αとされる。
In the embodiment, the work tool is the
以上、実施形態を説明したが、前述した内容により実施形態が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換及び変更のうち少なくとも１つを行うことができる。 Although the embodiments have been described above, the embodiments are not limited by the contents described above. Further, the above-mentioned components include those that can be easily assumed by those skilled in the art, those that are substantially the same, that is, those having a so-called equal range. Furthermore, the components described above can be combined as appropriate. Further, at least one of the various omissions, substitutions and changes of the components may be made without departing from the gist of the embodiment.
１ 車両本体
２ 作業機
６ ブーム
７ アーム
８ バケット
８Ｈ 尻部
８ＢＤ 刃
８Ｔ 刃先
８Ｂ 底面
１３ ブームピン
１４ アームピン
１５ バケットピン
１６ 第１ストロークセンサ
１７ 第２ストロークセンサ
１８ 第３ストロークセンサ
２５ 操作装置
２５Ｌ 左操作レバー
２５Ｒ 右操作レバー
２６ 作業機コントローラ
２６Ａ 相対位置算出部
２６Ｂ 距離算出部
２６Ｃ 目標速度算出部
２６ＣＮＴ 制御部
２６Ｄ 介入速度算出部
２６Ｅ 介入指令算出部
２６Ｆ 介入速度修正部
２６Ｍ 記憶部
２６Ｐ 処理部
２６Ｊ 切替部
２７Ｃ 介入弁
２８ 表示コントローラ
２９Ｓ スイッチ
３９ センサコントローラ
４３Ｉ 目標施工地形
４３Ｉｖ オフセット地形
４３Ｉｖｆ 第１オフセット地形（オフセット地形）
４３Ｉｖｓ 第２オフセット地形（オフセット地形）
１００ 油圧ショベル
Ｃａｓ，Ｃｓｔ 制御状態
ＣＢＩ ブーム指令信号
ｄ 距離
Ｆｆ 固定フラグ
Ｋ オフセット係数
ＭＰＡ，ＭＰＢ マップ
Ｏｆｆ，Ｏｆｆｃ オフセット量
Ｓｇａ アーム操作指令
αｃ，α１，α２ 閾値
θ１，θ２，θ３ 傾斜角度
θｂ 底面角度
1
43Ivs 2nd offset terrain (offset terrain)
100 Excavator Cas, Cst Control state CBI Boom command signal d Distance Ff Fixed flag K Offset coefficient MPA, MPB Map Off, Offc Offset amount Sga Arm operation command αc, α1, α2 Threshold θ1, θ2, θ3 Tilt angle θb Bottom angle
Claims (11)
掘削時の目標の形状と、仕上げ時の目標の形状である目標施工地形を、前記目標施工地形に対する前記作業具の姿勢に基づいて、前記目標の形状を切り替える切替部と、
前記切替部が選択した前記目標の形状に基づいて、前記作業機を制御する制御部と、を含む、作業機械の制御装置。 In a device that controls a work machine including a work tool possessed by the work machine in order to construct a work target.
The shape of the target during excavation, and the target construction terrain based on the attitude of the work implement with respect to the target construction terrain, Ru switch the shape of the target switching section in the shape of a target at the time of finishing,
And based on the shape of the target which the switching unit selects, before SL and a control unit for controlling the working machine, the working machine controller.
前記制御部は、前記作業具が前記目標の形状に侵入した場合には前記作業機を停止させる制御を実行し、
前記切替部は、前記アームが停止しており、かつ前記作業機が前記目標の形状に侵入しないように前記作業機を制御することが実行されない場合に、前記目標の形状の維持を解除する、請求項４に記載の作業機械の制御装置。 The working machine has an arm attached to the working tool.
The control unit executes control to stop the work machine when the work tool invades the target shape.
The switching unit releases the maintenance of the target shape when the arm is stopped and control of the work machine is not executed so that the work machine does not invade the target shape. The control device for a work machine according to claim 4 .
掘削時の目標の形状と、仕上げ時の目標の形状である目標施工地形を、前記目標施工地形に対する前記作業具の姿勢に基づいて、前記目標の形状を切り替える工程と、
選択した前記目標の形状に基づいて、前記作業機を制御する工程と、を含む、作業機械の制御方法。 In the method of controlling a work machine including a work tool possessed by the work machine for constructing a construction target,
A step of switching the target shape at the time of excavation and the target construction terrain which is the target shape at the time of finishing based on the attitude of the work tool with respect to the target construction terrain.
Selected in based on the shape of the target, and a step of controlling the working machine, the work machine control method.
掘削時の目標の形状と、仕上げ時の目標の形状である目標施工地形を、前記目標施工地形に対する前記作業具の姿勢に基づいて、前記目標の形状を切り替える切替部と、A switching unit that switches the target shape at the time of excavation and the target construction terrain, which is the target shape at the time of finishing, based on the attitude of the work tool with respect to the target construction terrain.
前記切替部が選択した前記目標の形状に基づいて、前記作業機を制御する制御部と、を備える、作業機械の制御システム。A work machine control system including a control unit that controls the work machine based on the target shape selected by the switching unit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017027157A JP6826908B2 (en) | 2017-02-16 | 2017-02-16 | Work machine control device, work machine control method, and work machine control system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017027157A JP6826908B2 (en) | 2017-02-16 | 2017-02-16 | Work machine control device, work machine control method, and work machine control system |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016523354A Division JP6096988B2 (en) | 2016-03-29 | 2016-03-29 | Work machine control device, work machine, and work machine control method |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2017180079A JP2017180079A (en) | 2017-10-05 |
| JP2017180079A5 JP2017180079A5 (en) | 2019-05-09 |
| JP6826908B2 true JP6826908B2 (en) | 2021-02-10 |
Family
ID=60003861
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017027157A Active JP6826908B2 (en) | 2017-02-16 | 2017-02-16 | Work machine control device, work machine control method, and work machine control system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6826908B2 (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7152170B2 (en) * | 2018-03-28 | 2022-10-12 | 株式会社小松製作所 | WORK VEHICLE CONTROL SYSTEM, METHOD, AND WORK VEHICLE |
| JP7274831B2 (en) * | 2018-07-31 | 2023-05-17 | 株式会社小松製作所 | working machine |
| JP7423391B2 (en) * | 2020-04-03 | 2024-01-31 | 株式会社小松製作所 | Display system, program and display system control method |
| CN114592865A (en) * | 2022-02-25 | 2022-06-07 | 三一重型装备有限公司 | Control method and device of heading machine, readable storage medium and heading machine |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0639794B2 (en) * | 1988-08-08 | 1994-05-25 | 住友建機株式会社 | Hydraulic excavator automatic operation pattern selection method |
| KR100196669B1 (en) * | 1994-04-28 | 1999-06-15 | 세구치 류이치 | Area limiting excavation control system for construction machine |
| JP3308450B2 (en) * | 1996-06-26 | 2002-07-29 | 日立建機株式会社 | Construction machine front control device, area setting method and operation panel |
| US8972122B2 (en) * | 2011-03-08 | 2015-03-03 | Sumitomo (S.H.I.) Construction Machinery Co., Ltd. | Shovel and method for controlling shovel |
| JP5624101B2 (en) * | 2012-10-05 | 2014-11-12 | 株式会社小松製作所 | Excavator display system, excavator and computer program for excavator display |
| JP5624108B2 (en) * | 2012-11-14 | 2014-11-12 | 株式会社小松製作所 | Excavator display system and excavator |
| US9540793B2 (en) * | 2014-05-30 | 2017-01-10 | Komatsu Ltd. | Work machine control system, work machine, and work machine control method |
| JP6054921B2 (en) * | 2014-08-06 | 2016-12-27 | 株式会社小松製作所 | Excavator drilling control system |
| JP6474718B2 (en) * | 2015-12-25 | 2019-02-27 | 日立建機株式会社 | Hydraulic control equipment for construction machinery |
-
2017
- 2017-02-16 JP JP2017027157A patent/JP6826908B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2017180079A (en) | 2017-10-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6096988B2 (en) | Work machine control device, work machine, and work machine control method | |
| JP6894847B2 (en) | Work machine and control method of work machine | |
| JP6826908B2 (en) | Work machine control device, work machine control method, and work machine control system | |
| JP7094940B2 (en) | Work vehicle control system, work machine trajectory setting method, and work vehicle | |
| KR101838120B1 (en) | Control device for work machine, work machine, and control method for work machine | |
| JP7133539B2 (en) | Work vehicle control system, work machine trajectory setting method, and work vehicle | |
| JP6861485B2 (en) | Work vehicle control system, control method, and work vehicle | |
| JP7404278B2 (en) | excavator | |
| JP7401370B2 (en) | working machine | |
| US11136742B2 (en) | System for controlling work vehicle, method for controlling work vehicle, and work vehicle | |
| JP6910277B2 (en) | Work machine control systems, methods, and work machines | |
| JP6876623B2 (en) | Work machine and control method of work machine | |
| JP6901406B2 (en) | Work machine and control method of work machine | |
| WO2020171014A1 (en) | Control system and control method for work machine | |
| JP2020084458A (en) | System and method for automatically controlling work machine including work unit |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190329 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190329 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200526 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200727 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210105 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210118 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6826908 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |