最初に、図1及び図2を参照して、本発明の実施形態に係る掘削機としてのショベル100について説明する。図1はショベル100の側面図であり、図2はショベル100の上面図である。
First, with reference to FIGS. 1 and 2, a shovel 100 as an excavator according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a side view of the shovel 100, and FIG. 2 is a top view of the shovel 100.
本実施形態では、ショベル100の下部走行体1は被駆動体としてのクローラ1Cを含む。クローラ1Cは、下部走行体1に搭載されている走行用油圧モータ2Mによって駆動される。但し、走行用油圧モータ2Mは、電動アクチュエータとしての走行用電動発電機であってもよい。具体的には、クローラ1Cは左クローラ1CL及び右クローラ1CRを含む。左クローラ1CLは左走行用油圧モータ2MLによって駆動され、右クローラ1CRは右走行用油圧モータ2MRによって駆動される。下部走行体1は、クローラ1Cによって駆動されるため、被駆動体として機能する。
In this embodiment, the lower traveling body 1 of the excavator 100 includes a crawler 1C as a driven body. The crawler 1C is driven by a traveling hydraulic motor 2M mounted on the lower traveling body 1. However, the traveling hydraulic motor 2M may be a traveling motor generator serving as an electric actuator. Specifically, the crawler 1C includes a left crawler 1CL and a right crawler 1CR. The left crawler 1CL is driven by a left travel hydraulic motor 2ML, and the right crawler 1CR is driven by a right travel hydraulic motor 2MR. Since the lower traveling body 1 is driven by the crawler 1C, it functions as a driven body.
下部走行体1には旋回機構2を介して上部旋回体3が旋回可能に搭載されている。被駆動体としての旋回機構2は、上部旋回体3に搭載されている旋回用油圧モータ2Aによって駆動される。但し、旋回用油圧モータ2Aは、電動アクチュエータとしての旋回用電動発電機であってもよい。上部旋回体3は、旋回機構2によって駆動されるため、被駆動体として機能する。
An upper rotating body 3 is rotatably mounted on the lower traveling body 1 via a rotating mechanism 2. The swing mechanism 2 as a driven body is driven by a swing hydraulic motor 2A mounted on the upper swing structure 3. However, the swing hydraulic motor 2A may be a swing motor generator serving as an electric actuator. The upper rotating body 3 is driven by the rotating mechanism 2, and thus functions as a driven body.
上部旋回体3には被駆動体としてのブーム4が取り付けられている。ブーム4の先端には被駆動体としてのアーム5が取り付けられ、アーム5の先端に被駆動体及びエンドアタッチメントとしてのバケット6が取り付けられている。バケット6は、法面バケット又は浚渫バケット等であってもよい。ブーム4、アーム5及びバケット6は、アタッチメントの一例である掘削アタッチメントを構成する。ブーム4はブームシリンダ7で駆動され、アーム5はアームシリンダ8で駆動され、バケット6はバケットシリンダ9で駆動される。
A boom 4 as a driven body is attached to the upper revolving body 3. An arm 5 as a driven body is attached to the tip of the boom 4, and a bucket 6 as a driven body and an end attachment is attached to the tip of the arm 5. The bucket 6 may be a slope bucket, a dredging bucket, or the like. The boom 4, arm 5, and bucket 6 constitute a digging attachment, which is an example of an attachment. The boom 4 is driven by a boom cylinder 7, the arm 5 is driven by an arm cylinder 8, and the bucket 6 is driven by a bucket cylinder 9.
ブーム4にはブーム角度センサS1が取り付けられ、アーム5にはアーム角度センサS2が取り付けられ、バケット6にはバケット角度センサS3が取り付けられている。
A boom angle sensor S1 is attached to the boom 4, an arm angle sensor S2 is attached to the arm 5, and a bucket angle sensor S3 is attached to the bucket 6.
ブーム角度センサS1はブーム4の回動角度を検出する。本実施形態では、ブーム角度センサS1は加速度センサであり、上部旋回体3に対するブーム4の回動角度であるブーム角度を検出できる。ブーム角度は、例えば、ブーム4を最も下げたときに最小角度となり、ブーム4を上げるにつれて大きくなる。
The boom angle sensor S1 detects the rotation angle of the boom 4. In this embodiment, the boom angle sensor S1 is an acceleration sensor, and can detect a boom angle that is a rotation angle of the boom 4 with respect to the upper rotating structure 3. For example, the boom angle becomes the minimum angle when the boom 4 is lowered the most, and increases as the boom 4 is raised.
アーム角度センサS2はアーム5の回動角度を検出する。本実施形態では、アーム角度センサS2は加速度センサであり、ブーム4に対するアーム5の回動角度であるアーム角度を検出できる。アーム角度は、例えば、アーム5を最も閉じたときに最小角度となり、アーム5を開くにつれて大きくなる。
Arm angle sensor S2 detects the rotation angle of arm 5. In this embodiment, the arm angle sensor S2 is an acceleration sensor, and can detect the arm angle, which is the rotation angle of the arm 5 with respect to the boom 4. For example, the arm angle becomes the minimum angle when the arm 5 is most closed, and increases as the arm 5 is opened.
バケット角度センサS3はバケット6の回動角度を検出する。本実施形態では、バケット角度センサS3は加速度センサであり、アーム5に対するバケット6の回動角度であるバケット角度を検出できる。バケット角度は、例えば、バケット6を最も閉じたときに最小角度となり、バケット6を開くにつれて大きくなる。
Bucket angle sensor S3 detects the rotation angle of bucket 6. In this embodiment, the bucket angle sensor S3 is an acceleration sensor, and can detect the bucket angle, which is the rotation angle of the bucket 6 with respect to the arm 5. For example, the bucket angle becomes the minimum angle when the bucket 6 is most closed, and increases as the bucket 6 is opened.
ブーム角度センサS1、アーム角度センサS2及びバケット角度センサS3はそれぞれ、可変抵抗器を利用したポテンショメータ、対応する油圧シリンダのストローク量を検出するストロークセンサ、連結ピン回りの回動角度を検出するロータリエンコーダ、ジャイロセンサ、加速度センサとジャイロセンサの組み合わせ等であってもよい。
The boom angle sensor S1, arm angle sensor S2, and bucket angle sensor S3 each include a potentiometer using a variable resistor, a stroke sensor that detects the stroke amount of the corresponding hydraulic cylinder, and a rotary encoder that detects the rotation angle around the connecting pin. , a gyro sensor, a combination of an acceleration sensor and a gyro sensor, or the like.
上部旋回体3には、運転室としてのキャビン10が設けられ、且つ、エンジン11等の動力源が搭載されている。また、上部旋回体3には、コントローラ30、物体検知装置70、撮像装置80、向き検出装置85、機体傾斜センサS4、旋回角速度センサS5等が取り付けられている。キャビン10の内部には、操作装置26等が設けられている。なお、本書では、便宜上、上部旋回体3における、ブーム4が取り付けられている側を前方とし、カウンタウェイトが取り付けられている側を後方とする。
The upper revolving body 3 is provided with a cabin 10 as a driver's cabin, and is equipped with a power source such as an engine 11. Further, the upper revolving body 3 is attached with a controller 30, an object detection device 70, an imaging device 80, a direction detection device 85, a body tilt sensor S4, a turning angular velocity sensor S5, and the like. Inside the cabin 10, an operating device 26 and the like are provided. In this document, for convenience, the side of the upper revolving structure 3 to which the boom 4 is attached is referred to as the front, and the side to which the counterweight is attached is referred to as the rear.
コントローラ30は、ショベル100を制御するための制御装置である。本実施形態では、コントローラ30は、CPU、RAM、NVRAM、ROM等を備えたコンピュータで構成されている。そして、コントローラ30は、各機能要素に対応するプログラムをROMから読み出してRAMにロードし、対応する処理をCPUに実行させる。
Controller 30 is a control device for controlling shovel 100. In this embodiment, the controller 30 is composed of a computer including a CPU, RAM, NVRAM, ROM, and the like. Then, the controller 30 reads a program corresponding to each functional element from the ROM, loads it into the RAM, and causes the CPU to execute the corresponding process.
物体検知装置70は、ショベル100の周囲に存在する物体を検知するように構成されている。また、物体検知装置70は、物体検知装置70又はショベル100から認識された物体までの距離を算出するように構成されていてもよい。物体は、例えば、人、動物、車両、建設機械、建造物、又は穴等である。物体検知装置70は、例えば、超音波センサ、ミリ波レーダ、ステレオカメラ、LIDAR、距離画像センサ、又は赤外線センサ等である。本実施形態では、物体検知装置70は、キャビン10の上面前端に取り付けられたLIDARである前方センサ70F、上部旋回体3の上面後端に取り付けられたLIDARである後方センサ70B、上部旋回体3の上面左端に取り付けられたLIDARである左方センサ70L、及び、上部旋回体3の上面右端に取り付けられたLIDARである右方センサ70Rを含む。
The object detection device 70 is configured to detect objects existing around the shovel 100. Further, the object detection device 70 may be configured to calculate the distance from the object detection device 70 or the shovel 100 to the recognized object. The object is, for example, a person, an animal, a vehicle, a construction machine, a building, or a hole. The object detection device 70 is, for example, an ultrasonic sensor, a millimeter wave radar, a stereo camera, a LIDAR, a distance image sensor, an infrared sensor, or the like. In this embodiment, the object detection device 70 includes a front sensor 70F that is a LIDAR attached to the front end of the upper surface of the cabin 10, a rear sensor 70B that is a LIDAR attached to the rear end of the upper surface of the upper revolving structure 3, and a rear sensor 70B that is a LIDAR attached to the rear end of the upper surface of the upper revolving structure 3. It includes a left sensor 70L, which is a LIDAR, attached to the left end of the upper surface, and a right sensor 70R, which is a LIDAR, which is attached to the right end of the upper surface of the revolving upper structure 3.
物体検知装置70は、ショベル100の周囲に設定された所定領域内の所定物体を検知するように構成されていてもよい。例えば、人と人以外の物体とを区別できるように構成されていてもよい。
The object detection device 70 may be configured to detect a predetermined object within a predetermined area set around the shovel 100. For example, it may be configured to be able to distinguish between humans and objects other than humans.
撮像装置80は、ショベル100の周囲を撮像するように構成されている。本実施形態では、撮像装置80は、上部旋回体3の上面後端に取り付けられた後方カメラ80B、上部旋回体3の上面左端に取り付けられた左方カメラ80L、及び、上部旋回体3の上面右端に取り付けられた右方カメラ80Rを含む。撮像装置80は、前方カメラを含んでいてもよい。
The imaging device 80 is configured to image the surroundings of the excavator 100. In the present embodiment, the imaging device 80 includes a rear camera 80B attached to the rear end of the upper surface of the upper rotating structure 3, a left camera 80L attached to the left end of the upper surface of the upper rotating structure 3, and a left camera 80L attached to the upper surface of the upper rotating structure 3. It includes a right camera 80R attached to the right end. Imaging device 80 may include a front camera.
後方カメラ80Bは後方センサ70Bに隣接して配置され、左方カメラ80Lは左方センサ70Lに隣接して配置され、且つ、右方カメラ80Rは右方センサ70Rに隣接して配置されている。前方カメラは、前方センサ70Fに隣接して配置されていてもよい。
The rear camera 80B is placed adjacent to the rear sensor 70B, the left camera 80L is placed adjacent to the left sensor 70L, and the right camera 80R is placed adjacent to the right sensor 70R. The front camera may be placed adjacent to the front sensor 70F.
撮像装置80が撮像した画像は、キャビン10内に設置されている表示装置DSに表示される。撮像装置80は、俯瞰画像等の視点変換画像を表示装置DSに表示できるように構成されていてもよい。俯瞰画像は、例えば、後方カメラ80B、左方カメラ80L及び右方カメラ80Rのそれぞれが出力する画像を合成して生成される。
The image captured by the imaging device 80 is displayed on a display device DS installed in the cabin 10. The imaging device 80 may be configured to be able to display a viewpoint-converted image such as an overhead image on the display device DS. The bird's-eye view image is generated, for example, by combining images output by the rear camera 80B, the left camera 80L, and the right camera 80R.
撮像装置80は、物体検知装置として機能してもよい。この場合、物体検知装置70は省略されてもよい。
The imaging device 80 may function as an object detection device. In this case, the object detection device 70 may be omitted.
この構成により、ショベル100は、物体検知装置70が検知した物体の画像を表示装置DSに表示できる。そのため、ショベル100の操作者は、被駆動体の動作が制限或いは禁止された場合、表示装置DSに表示されている画像を見ることで、その原因となった物体が何であるかをすぐに確認できる。
With this configuration, the excavator 100 can display an image of the object detected by the object detection device 70 on the display device DS. Therefore, when the operation of the driven object is restricted or prohibited, the operator of the excavator 100 can immediately check the object that caused the problem by looking at the image displayed on the display device DS. can.
向き検出装置85は、上部旋回体3の向きと下部走行体1の向きとの相対的な関係に関する情報(以下、「向きに関する情報」とする。)を検出するように構成されている。例えば、向き検出装置85は、下部走行体1に取り付けられた地磁気センサと上部旋回体3に取り付けられた地磁気センサの組み合わせで構成されていてもよい。或いは、向き検出装置85は、下部走行体1に取り付けられたGNSS受信機と上部旋回体3に取り付けられたGNSS受信機の組み合わせで構成されていてもよい。旋回用電動発電機で上部旋回体3が旋回駆動される構成では、向き検出装置85は、レゾルバで構成されていてもよい。向き検出装置85は、例えば、下部走行体1と上部旋回体3との間の相対回転を実現する旋回機構2に関連して設けられるセンタージョイントに配置されていてもよい。
The orientation detection device 85 is configured to detect information regarding the relative relationship between the orientation of the upper rotating structure 3 and the orientation of the lower traveling structure 1 (hereinafter referred to as "information regarding orientation"). For example, the direction detection device 85 may be configured by a combination of a geomagnetic sensor attached to the lower traveling body 1 and a geomagnetic sensor attached to the upper rotating body 3. Alternatively, the direction detection device 85 may be configured by a combination of a GNSS receiver attached to the undercarriage body 1 and a GNSS receiver attached to the upper revolving body 3. In a configuration in which the upper rotating body 3 is driven to swing by a swinging motor/generator, the orientation detection device 85 may be configured with a resolver. The direction detection device 85 may be arranged, for example, at a center joint provided in association with the turning mechanism 2 that realizes relative rotation between the lower traveling body 1 and the upper rotating body 3.
機体傾斜センサS4は、所定の平面に対するショベル100の傾斜を検出する。本実施形態では、機体傾斜センサS4は、水平面に関する上部旋回体3の前後軸の傾斜角及び左右軸の傾斜角を検出する加速度センサである。加速度センサとジャイロセンサの組み合わせで構成されていてもよい。上部旋回体3の前後軸及び左右軸は、例えば、互いに直交してショベル100の旋回軸上の一点であるショベル中心点を通る。
Body tilt sensor S4 detects the tilt of excavator 100 with respect to a predetermined plane. In this embodiment, the body inclination sensor S4 is an acceleration sensor that detects the inclination angle of the longitudinal axis and the inclination angle of the left-right axis of the upper rotating structure 3 with respect to the horizontal plane. It may be configured by a combination of an acceleration sensor and a gyro sensor. For example, the longitudinal axis and the lateral axis of the upper revolving body 3 are orthogonal to each other and pass through the center point of the shovel, which is a point on the pivot axis of the shovel 100.
旋回角速度センサS5は、上部旋回体3の旋回角速度を検出する。本実施形態では、ジャイロセンサである。レゾルバ、ロータリエンコーダ等であってもよい。旋回角速度センサS5は、旋回速度を検出してもよい。旋回速度は、旋回角速度から算出されてもよい。
The turning angular velocity sensor S5 detects the turning angular velocity of the upper rotating structure 3. In this embodiment, it is a gyro sensor. It may also be a resolver, rotary encoder, etc. The turning angular velocity sensor S5 may detect turning speed. The turning speed may be calculated from the turning angular velocity.
以下では、ブーム角度センサS1、アーム角度センサS2、バケット角度センサS3、機体傾斜センサS4及び旋回角速度センサS5の任意の組み合わせは、集合的に姿勢センサとも称される。
In the following, any combination of boom angle sensor S1, arm angle sensor S2, bucket angle sensor S3, body tilt sensor S4 and turning angular velocity sensor S5 will also be collectively referred to as attitude sensor.
次に、図3を参照し、ショベル100に搭載される基本システムについて説明する。図3は、ショベル100に搭載される基本システムの構成例を示す。図3において、機械的動力伝達ラインは二重線、作動油ラインは太実線、パイロットラインは破線、電力ラインは細実線、電気制御ラインは一点鎖線でそれぞれ示されている。
Next, with reference to FIG. 3, the basic system mounted on the excavator 100 will be described. FIG. 3 shows an example of the configuration of a basic system installed in the excavator 100. In FIG. 3, the mechanical power transmission line is shown as a double line, the hydraulic oil line is shown as a thick solid line, the pilot line is shown as a broken line, the power line is shown as a thin solid line, and the electrical control line is shown as a dashed line.
基本システムは、主に、エンジン11、メインポンプ14、パイロットポンプ15、コントロールバルブユニット17、操作装置26、操作圧センサ29、コントローラ30、警報装置49、制御弁60、物体検知装置70、エンジンコントロールユニット(ECU74)、エンジン回転数調整ダイヤル75、及び撮像装置80等を含む。
The basic system mainly includes the engine 11, main pump 14, pilot pump 15, control valve unit 17, operating device 26, operating pressure sensor 29, controller 30, alarm device 49, control valve 60, object detection device 70, engine control It includes a unit (ECU 74), an engine speed adjustment dial 75, an imaging device 80, and the like.
エンジン11は、負荷の増減にかかわらずエンジン回転数を一定に維持するアイソクロナス制御を採用したディーゼルエンジンである。エンジン11における燃料噴射量、燃料噴射タイミング、ブースト圧等は、ECU74により制御される。エンジン11は油圧ポンプとしてのメインポンプ14及びパイロットポンプ15のそれぞれに接続されている。メインポンプ14は作動油ラインを介してコントロールバルブユニット17に接続されている。
The engine 11 is a diesel engine that employs isochronous control that maintains the engine speed constant regardless of changes in load. The fuel injection amount, fuel injection timing, boost pressure, etc. in the engine 11 are controlled by the ECU 74. The engine 11 is connected to a main pump 14 and a pilot pump 15, each serving as a hydraulic pump. The main pump 14 is connected to a control valve unit 17 via a hydraulic oil line.
コントロールバルブユニット17は、ショベル100の油圧系の制御を行う油圧制御装置である。コントロールバルブユニット17は、左走行用油圧モータ2ML、右走行用油圧モータ2MR、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、バケットシリンダ9、旋回用油圧モータ2A等の油圧アクチュエータに接続されている。具体的には、コントロールバルブユニット17は、各油圧アクチュエータに対応する複数のスプール弁を含む。各スプール弁は、PCポートの開口面積及びCTポートの開口面積を増減できるように、パイロット圧に応じて変位可能に構成されている。PCポートは、メインポンプ14と油圧アクチュエータとを連通させるポートである。CTポートは、油圧アクチュエータと作動油タンクとを連通させるポートである。
The control valve unit 17 is a hydraulic control device that controls the hydraulic system of the excavator 100. The control valve unit 17 is connected to hydraulic actuators such as a left travel hydraulic motor 2ML, a right travel hydraulic motor 2MR, a boom cylinder 7, an arm cylinder 8, a bucket cylinder 9, and a swing hydraulic motor 2A. Specifically, the control valve unit 17 includes a plurality of spool valves corresponding to each hydraulic actuator. Each spool valve is configured to be displaceable according to pilot pressure so that the opening area of the PC port and the opening area of the CT port can be increased or decreased. The PC port is a port that communicates the main pump 14 and the hydraulic actuator. The CT port is a port that communicates between the hydraulic actuator and the hydraulic oil tank.
操作装置26は、操作者がアクチュエータの操作のために用いる装置である。アクチュエータは、油圧アクチュエータ及び電動アクチュエータの少なくとも一方を含む。本実施形態では、操作装置26は、油圧式操作装置であり、パイロットラインを介して、パイロットポンプ15が吐出する作動油を、コントロールバルブユニット17内の対応するスプール弁のパイロットポートに供給する。パイロットポートのそれぞれに供給される作動油の圧力(パイロット圧)は、油圧アクチュエータのそれぞれに対応する操作装置26の操作方向及び操作量に応じた圧力である。操作装置26は、例えば、左操作レバー、右操作レバー及び走行操作装置を含む。走行操作装置は、例えば、走行レバー及び走行ペダルを含む。操作装置26は、電気式操作装置であってもよい。
The operating device 26 is a device used by an operator to operate the actuator. The actuator includes at least one of a hydraulic actuator and an electric actuator. In this embodiment, the operating device 26 is a hydraulic operating device, and supplies the hydraulic fluid discharged by the pilot pump 15 to the pilot port of the corresponding spool valve in the control valve unit 17 via a pilot line. The pressure of the hydraulic oil (pilot pressure) supplied to each of the pilot ports is a pressure that corresponds to the operating direction and operating amount of the operating device 26 corresponding to each of the hydraulic actuators. The operating device 26 includes, for example, a left operating lever, a right operating lever, and a traveling operating device. The travel operation device includes, for example, a travel lever and a travel pedal. The operating device 26 may be an electrical operating device.
吐出圧センサ28は、メインポンプ14の吐出圧を検出する。本実施形態では、吐出圧センサ28は、検出した値をコントローラ30に対して出力する。
The discharge pressure sensor 28 detects the discharge pressure of the main pump 14. In this embodiment, the discharge pressure sensor 28 outputs the detected value to the controller 30.
操作圧センサ29は、操作者による操作装置26の操作の内容を検出する。本実施形態では、操作圧センサ29は、アクチュエータのそれぞれに対応する操作装置26の操作方向及び操作量を圧力(操作圧)の形で検出し、検出した値をコントローラ30に対して出力する。操作装置26の操作内容は、操作圧センサ以外の他のセンサを用いて検出されてもよい。
The operating pressure sensor 29 detects the content of the operation of the operating device 26 by the operator. In this embodiment, the operating pressure sensor 29 detects the operating direction and operating amount of the operating device 26 corresponding to each of the actuators in the form of pressure (operating pressure), and outputs the detected value to the controller 30. The operation content of the operating device 26 may be detected using a sensor other than the operating pressure sensor.
警報装置49は、ショベル100の作業に携わる人の注意を喚起できるように構成されている。警報装置49は、例えば、室内警報装置及び室外警報装置の組み合わせで構成されていてもよい。室内警報装置は、キャビン10内にいるショベル100の操作者の注意を喚起できるように構成されている。室内警報装置は、例えば、キャビン10内に設けられた音出力装置AD、振動発生装置及び発光装置の少なくとも1つを含む。室内警報装置は、表示装置DSであってもよい。室外警報装置は、ショベル100の周囲で作業する作業者の注意を喚起できるように構成されている。室外警報装置は、例えば、キャビン10の外に設けられた音出力装置AD及び発光装置の少なくとも1つを含む。室外警報装置としての音出力装置ADは、例えば、上部旋回体3の底面に取り付けられている走行アラーム装置であってもよい。室外警報装置は、上部旋回体3上に設けられる発光装置であってもよい。但し、室外警報装置は省略されてもよい。警報装置49は、例えば、物体検知装置70が物体を検知した場合に、ショベル100の作業に携わる人にその旨を報知してもよい。
The alarm device 49 is configured to call the attention of those who work on the shovel 100. The alarm device 49 may be configured by a combination of an indoor alarm device and an outdoor alarm device, for example. The indoor alarm device is configured to alert the operator of the excavator 100 inside the cabin 10. The indoor alarm device includes, for example, at least one of a sound output device AD, a vibration generator, and a light emitting device provided in the cabin 10. The indoor alarm device may be a display device DS. The outdoor alarm device is configured to alert workers working around the shovel 100. The outdoor alarm device includes, for example, at least one of a sound output device AD and a light emitting device provided outside the cabin 10. The sound output device AD as an outdoor alarm device may be, for example, a traveling alarm device attached to the bottom surface of the revolving upper structure 3. The outdoor alarm device may be a light emitting device provided on the upper revolving body 3. However, the outdoor alarm device may be omitted. For example, when the object detection device 70 detects an object, the alarm device 49 may notify a person working on the shovel 100 to that effect.
制御弁60は、操作装置26の有効状態と無効状態とを切り換えできるように構成されている。操作装置26の有効状態は、操作者が操作装置26を用いて油圧アクチュエータを操作できる状態である。操作装置26の無効状態は、操作者が操作装置26を用いて油圧アクチュエータを操作できない状態である。本実施形態では、制御弁60は、コントローラ30からの指令に応じて動作するように構成されているゲートロック弁である。具体的には、制御弁60は、パイロットポンプ15と操作装置26とを繋ぐパイロットラインに配置され、コントローラ30からの指令に応じてパイロットラインの遮断・連通を切り換えできるように構成されている。操作装置26は、例えば、不図示のゲートロックレバーが引き上げられてゲートロック弁が開かれたときに有効状態となり、ゲートロックレバーが押し下げられてゲートロック弁が閉じられたときに無効状態となる。
The control valve 60 is configured so that the operating device 26 can be switched between a valid state and a disabled state. The valid state of the operating device 26 is a state in which the operator can use the operating device 26 to operate the hydraulic actuator. The disabled state of the operating device 26 is a state in which the operator cannot operate the hydraulic actuator using the operating device 26. In this embodiment, the control valve 60 is a gate lock valve configured to operate in response to a command from the controller 30. Specifically, the control valve 60 is arranged on a pilot line that connects the pilot pump 15 and the operating device 26, and is configured to be able to switch between shutoff and communication of the pilot line in response to a command from the controller 30. For example, the operating device 26 becomes effective when a gate lock lever (not shown) is pulled up to open the gate lock valve, and becomes disabled when the gate lock lever is pushed down and the gate lock valve is closed. .
ECU74は、冷却水温等、エンジン11の状態に関するデータをコントローラ30に向けて出力する。メインポンプ14のレギュレータ13は、斜板傾転角に関するデータをコントローラ30に向けて出力する。吐出圧センサ28は、メインポンプ14の吐出圧に関するデータをコントローラ30に向けて出力する。作動油タンクとメインポンプ14との間の管路に設けられた油温センサ14cは、その管路を流れる作動油の温度に関するデータをコントローラ30に向けて出力する。操作圧センサ29は、操作装置26が操作されたときに生成されるパイロット圧に関するデータをコントローラ30に向けて出力する。コントローラ30は一時記憶部(メモリ)にこれらのデータを蓄積しておき、必要なときに表示装置DSに向けて出力できる。
The ECU 74 outputs data regarding the state of the engine 11, such as cooling water temperature, to the controller 30. The regulator 13 of the main pump 14 outputs data regarding the swash plate tilt angle to the controller 30. The discharge pressure sensor 28 outputs data regarding the discharge pressure of the main pump 14 to the controller 30. An oil temperature sensor 14c provided in a conduit between the hydraulic oil tank and the main pump 14 outputs data regarding the temperature of the hydraulic oil flowing through the conduit to the controller 30. The operating pressure sensor 29 outputs data regarding pilot pressure generated when the operating device 26 is operated to the controller 30. The controller 30 can store these data in a temporary storage section (memory) and output them to the display device DS when necessary.
エンジン回転数調整ダイヤル75は、エンジン11の回転数を調整するためのダイヤルである。エンジン回転数調整ダイヤル75は、エンジン回転数の設定状態に関するデータをコントローラ30に向けて出力する。エンジン回転数調整ダイヤル75は、SPモード、Hモード、Aモード及びアイドリングモードの4段階でエンジン回転数を切り換えできるように構成されている。SPモードは、作業量を優先したい場合に選択される回転数モードであり、最も高いエンジン回転数を利用する。Hモードは、作業量と燃費を両立させたい場合に選択される回転数モードであり、二番目に高いエンジン回転数を利用する。Aモードは、燃費を優先させながら低騒音でショベル100を稼働させたい場合に選択される回転数モードであり、三番目に高いエンジン回転数を利用する。アイドリングモードは、エンジン11をアイドリング状態にしたい場合に選択される回転数モードであり、最も低いエンジン回転数を利用する。エンジン11は、エンジン回転数調整ダイヤル75で設定された回転数モードに対応するエンジン回転数で一定となるように制御される。
The engine rotation speed adjustment dial 75 is a dial for adjusting the rotation speed of the engine 11. The engine speed adjustment dial 75 outputs data regarding the setting state of the engine speed to the controller 30. The engine speed adjustment dial 75 is configured to switch the engine speed in four stages: SP mode, H mode, A mode, and idling mode. The SP mode is a rotation speed mode selected when it is desired to give priority to the amount of work, and utilizes the highest engine rotation speed. The H mode is a rotational speed mode selected when it is desired to balance work volume and fuel efficiency, and utilizes the second highest engine rotational speed. The A mode is a rotation speed mode selected when it is desired to operate the excavator 100 with low noise while giving priority to fuel efficiency, and uses the third highest engine rotation speed. The idling mode is a rotation speed mode selected when it is desired to put the engine 11 in an idling state, and uses the lowest engine rotation speed. The engine 11 is controlled to maintain a constant engine rotation speed corresponding to the rotation speed mode set by the engine rotation speed adjustment dial 75.
表示装置DSは、制御部DSa、画像表示部DS1、及び、入力部としてのスイッチパネルDS2を有する。制御部DSaは、画像表示部DS1に表示される画像を制御できるように構成されている。本実施形態では、制御部DSaは、CPU、RAM、NVRAM、ROM等を備えたコンピュータで構成されている。この場合、制御部DSaは、各機能要素に対応するプログラムをROMから読み出してRAMにロードし、対応する処理をCPUに実行させる。但し、各機能要素は、ハードウェアで構成されていてもよく、ソフトウェアとハードウェアの組み合わせで構成されていてもよい。また、画像表示部DS1に表示される画像は、コントローラ30又は撮像装置80によって制御されてもよい。
The display device DS includes a control section DSa, an image display section DS1, and a switch panel DS2 as an input section. The control unit DSa is configured to be able to control the image displayed on the image display unit DS1. In this embodiment, the control unit DSa is composed of a computer including a CPU, RAM, NVRAM, ROM, and the like. In this case, the control unit DSa reads a program corresponding to each functional element from the ROM, loads it into the RAM, and causes the CPU to execute the corresponding process. However, each functional element may be configured by hardware or a combination of software and hardware. Further, the image displayed on the image display section DS1 may be controlled by the controller 30 or the imaging device 80.
スイッチパネルDS2は、ハードウェアスイッチを含むパネルである。スイッチパネルDS2は、タッチパネルであってもよい。表示装置DSは、蓄電池BTから電力の供給を受けて動作する。蓄電池BTは、例えば、オルタネータ11aで発電した電気で充電される。蓄電池BTの電力は、コントローラ30等に供給されてもよい。エンジン11のスタータ11bは、例えば、蓄電池BTからの電力で駆動され、エンジン11を始動する。
The switch panel DS2 is a panel including hardware switches. The switch panel DS2 may be a touch panel. The display device DS operates by receiving power from the storage battery BT. The storage battery BT is charged with electricity generated by the alternator 11a, for example. The power of the storage battery BT may be supplied to the controller 30 and the like. The starter 11b of the engine 11 is driven by, for example, electric power from the storage battery BT, and starts the engine 11.
レバーボタンLBは、操作装置26に設けられたボタンである。本実施形態では、レバーボタンLBは、操作装置26としての操作レバーの先端に設けられたボタンである。ショベル100の操作者は、操作レバーを操作しながらレバーボタンLBを操作できる。操作者は、例えば、操作レバーを手で握った状態でレバーボタンLBを親指で押すことができる。
The lever button LB is a button provided on the operating device 26. In this embodiment, the lever button LB is a button provided at the tip of an operating lever serving as the operating device 26. The operator of excavator 100 can operate lever button LB while operating the operating lever. For example, the operator can press the lever button LB with his thumb while holding the operating lever in his hand.
次に、図4を参照し、ショベル100に搭載される油圧システムの構成例について説明する。図4は、ショベル100に搭載される油圧システムの構成例を示す図である。図4は、機械的動力伝達系、作動油ライン、パイロットライン、及び電気制御系を、それぞれ二重線、実線、破線、及び点線で示している。
Next, with reference to FIG. 4, a configuration example of a hydraulic system mounted on the excavator 100 will be described. FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of a hydraulic system mounted on the excavator 100. FIG. 4 shows the mechanical power transmission system, hydraulic oil line, pilot line, and electrical control system as double lines, solid lines, dashed lines, and dotted lines, respectively.
ショベル100の油圧システムは、主に、エンジン11、レギュレータ13、メインポンプ14、パイロットポンプ15、コントロールバルブユニット17、操作装置26、吐出圧センサ28、操作圧センサ29、コントローラ30、及び制御弁60等を含む。
The hydraulic system of the excavator 100 mainly includes an engine 11, a regulator 13, a main pump 14, a pilot pump 15, a control valve unit 17, an operating device 26, a discharge pressure sensor 28, an operating pressure sensor 29, a controller 30, and a control valve 60. Including etc.
図4において、油圧システムは、エンジン11によって駆動されるメインポンプ14から、センターバイパス管路40又はパラレル管路42を経て作動油タンクまで作動油を循環させている。
In FIG. 4, the hydraulic system circulates hydraulic oil from a main pump 14 driven by an engine 11 to a hydraulic oil tank via a center bypass line 40 or a parallel line 42.
エンジン11は、ショベル100の駆動源である。本実施形態では、エンジン11は、例えば、所定の回転数を維持するように動作するディーゼルエンジンである。エンジン11の出力軸は、メインポンプ14及びパイロットポンプ15のそれぞれの入力軸に連結されている。
The engine 11 is a driving source for the excavator 100. In this embodiment, the engine 11 is, for example, a diesel engine that operates to maintain a predetermined rotation speed. The output shaft of the engine 11 is connected to the input shafts of the main pump 14 and the pilot pump 15, respectively.
メインポンプ14は、作動油ラインを介して作動油をコントロールバルブユニット17に供給する。本実施形態では、メインポンプ14は、斜板式可変容量型油圧ポンプである。
The main pump 14 supplies hydraulic oil to the control valve unit 17 via a hydraulic oil line. In this embodiment, the main pump 14 is a swash plate type variable displacement hydraulic pump.
レギュレータ13は、メインポンプ14の吐出量を制御する。本実施形態では、レギュレータ13は、コントローラ30からの制御指令に応じてメインポンプ14の斜板傾転角を調節することによってメインポンプ14の吐出量を制御する。
The regulator 13 controls the discharge amount of the main pump 14. In this embodiment, the regulator 13 controls the discharge amount of the main pump 14 by adjusting the tilt angle of the swash plate of the main pump 14 in accordance with a control command from the controller 30 .
パイロットポンプ15は、パイロットラインを介して操作装置26を含む油圧制御機器に作動油を供給するように構成されている。本実施形態では、パイロットポンプ15は、固定容量型油圧ポンプである。但し、パイロットポンプ15は、省略されてもよい。この場合、パイロットポンプ15が担っていた機能は、メインポンプ14によって実現されてもよい。すなわち、メインポンプ14は、コントロールバルブユニット17に作動油を供給する機能とは別に、絞り等により作動油の圧力を低下させた後で操作装置26等に作動油を供給する機能を備えていてもよい。
The pilot pump 15 is configured to supply hydraulic oil to hydraulic control equipment including the operating device 26 via a pilot line. In this embodiment, the pilot pump 15 is a fixed displacement hydraulic pump. However, the pilot pump 15 may be omitted. In this case, the functions performed by the pilot pump 15 may be realized by the main pump 14. That is, in addition to the function of supplying hydraulic oil to the control valve unit 17, the main pump 14 has a function of supplying hydraulic oil to the operating device 26 and the like after reducing the pressure of the hydraulic oil through a throttle or the like. Good too.
コントロールバルブユニット17は、ショベル100における油圧システムを制御する油圧制御装置である。本実施形態では、コントロールバルブユニット17は、制御弁171~176を含む。制御弁175は制御弁175L及び制御弁175Rを含み、制御弁176は制御弁176L及び制御弁1756を含む。コントロールバルブユニット17は、制御弁171~176を通じ、メインポンプ14が吐出する作動油を1又は複数の油圧アクチュエータに選択的に供給できる。制御弁171~176は、メインポンプ14から油圧アクチュエータに流れる作動油の流量、及び、油圧アクチュエータから作動油タンクに流れる作動油の流量を制御する。油圧アクチュエータは、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、バケットシリンダ9、左走行用油圧モータ2ML、右走行用油圧モータ2MR及び旋回用油圧モータ2Aを含む。
The control valve unit 17 is a hydraulic control device that controls the hydraulic system in the excavator 100. In this embodiment, control valve unit 17 includes control valves 171-176. The control valve 175 includes a control valve 175L and a control valve 175R, and the control valve 176 includes a control valve 176L and a control valve 1756. The control valve unit 17 can selectively supply the hydraulic fluid discharged by the main pump 14 to one or more hydraulic actuators through the control valves 171 to 176. The control valves 171 to 176 control the flow rate of hydraulic oil flowing from the main pump 14 to the hydraulic actuator and the flow rate of hydraulic oil flowing from the hydraulic actuator to the hydraulic oil tank. The hydraulic actuator includes a boom cylinder 7, an arm cylinder 8, a bucket cylinder 9, a left travel hydraulic motor 2ML, a right travel hydraulic motor 2MR, and a swing hydraulic motor 2A.
メインポンプ14は、左メインポンプ14L及び右メインポンプ14Rを含む。そして、左メインポンプ14Lは、左センターバイパス管路40L又は左パラレル管路42Lを経て作動油タンクまで作動油を循環させ、右メインポンプ14Rは、右センターバイパス管路40R又は右パラレル管路42Rを経て作動油タンクまで作動油を循環させる。
The main pump 14 includes a left main pump 14L and a right main pump 14R. The left main pump 14L circulates the hydraulic oil to the hydraulic oil tank via the left center bypass line 40L or the left parallel line 42L, and the right main pump 14R circulates the hydraulic oil through the right center bypass line 40R or the right parallel line 42R. The hydraulic oil is circulated through to the hydraulic oil tank.
左センターバイパス管路40Lは、コントロールバルブユニット17内に配置された制御弁171、173、175L及び176Lを通る作動油ラインである。右センターバイパス管路40Rは、コントロールバルブユニット17内に配置された制御弁172、174、175R及び176Rを通る作動油ラインである。
The left center bypass line 40L is a hydraulic oil line that passes through the control valves 171, 173, 175L, and 176L arranged in the control valve unit 17. The right center bypass line 40R is a hydraulic oil line that passes through the control valves 172, 174, 175R, and 176R arranged in the control valve unit 17.
制御弁171は、左メインポンプ14Lが吐出する作動油を左走行用油圧モータ2MLへ供給し、且つ、左走行用油圧モータ2MLが吐出する作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。
The control valve 171 supplies the hydraulic oil discharged by the left main pump 14L to the left travel hydraulic motor 2ML, and discharges the hydraulic oil discharged by the left travel hydraulic motor 2ML to the hydraulic oil tank. It is a spool valve that switches the flow.
制御弁172は、右メインポンプ14Rが吐出する作動油を右走行用油圧モータ2MRへ供給し、且つ、右走行用油圧モータ2MRが吐出する作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。
The control valve 172 supplies the hydraulic oil discharged by the right main pump 14R to the right traveling hydraulic motor 2MR, and discharges the hydraulic oil discharged by the right traveling hydraulic motor 2MR to the hydraulic oil tank. It is a spool valve that switches the flow.
制御弁173は、左メインポンプ14Lが吐出する作動油を旋回用油圧モータ2Aへ供給し、且つ、旋回用油圧モータ2Aが吐出する作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。
The control valve 173 controls the flow of hydraulic oil in order to supply the hydraulic oil discharged by the left main pump 14L to the swing hydraulic motor 2A, and to discharge the hydraulic oil discharged by the swing hydraulic motor 2A to the hydraulic oil tank. It is a switching spool valve.
制御弁174は、右メインポンプ14Rが吐出する作動油をバケットシリンダ9へ供給し、且つ、バケットシリンダ9内の作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。
The control valve 174 is a spool valve that switches the flow of hydraulic oil in order to supply the hydraulic oil discharged by the right main pump 14R to the bucket cylinder 9 and to discharge the hydraulic oil in the bucket cylinder 9 to the hydraulic oil tank. .
制御弁175Lは、左メインポンプ14Lが吐出する作動油をブームシリンダ7へ供給するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。制御弁175Rは、右メインポンプ14Rが吐出する作動油をブームシリンダ7へ供給し、且つ、ブームシリンダ7内の作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。
The control valve 175L is a spool valve that switches the flow of hydraulic oil to supply the hydraulic oil discharged by the left main pump 14L to the boom cylinder 7. The control valve 175R is a spool valve that switches the flow of hydraulic oil in order to supply the hydraulic oil discharged by the right main pump 14R to the boom cylinder 7 and to discharge the hydraulic oil in the boom cylinder 7 to the hydraulic oil tank. .
制御弁176Lは、左メインポンプ14Lが吐出する作動油をアームシリンダ8へ供給し、且つ、アームシリンダ8内の作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。
The control valve 176L is a spool valve that switches the flow of hydraulic oil in order to supply the hydraulic oil discharged by the left main pump 14L to the arm cylinder 8 and to discharge the hydraulic oil in the arm cylinder 8 to the hydraulic oil tank. .
制御弁176Rは、右メインポンプ14Rが吐出する作動油をアームシリンダ8へ供給し、且つ、アームシリンダ8内の作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。
The control valve 176R is a spool valve that switches the flow of hydraulic oil in order to supply the hydraulic oil discharged by the right main pump 14R to the arm cylinder 8 and to discharge the hydraulic oil in the arm cylinder 8 to the hydraulic oil tank. .
左パラレル管路42Lは、左センターバイパス管路40Lに並行する作動油ラインである。左パラレル管路42Lは、制御弁171、173、175Lの何れかによって左センターバイパス管路40Lを通る作動油の流れが制限或いは遮断された場合に、より下流の制御弁に作動油を供給できる。右パラレル管路42Rは、右センターバイパス管路40Rに並行する作動油ラインである。右パラレル管路42Rは、制御弁172、174、175Rの何れかによって右センターバイパス管路40Rを通る作動油の流れが制限或いは遮断された場合に、より下流の制御弁に作動油を供給できる。
The left parallel line 42L is a hydraulic oil line that runs parallel to the left center bypass line 40L. The left parallel line 42L can supply hydraulic oil to a downstream control valve when the flow of hydraulic oil through the left center bypass line 40L is restricted or blocked by any of the control valves 171, 173, and 175L. . The right parallel line 42R is a hydraulic oil line that runs parallel to the right center bypass line 40R. The right parallel line 42R can supply hydraulic oil to a downstream control valve when the flow of hydraulic oil through the right center bypass line 40R is restricted or blocked by any of the control valves 172, 174, and 175R. .
レギュレータ13は、左レギュレータ13L及び右レギュレータ13Rを含む。左レギュレータ13Lは、左メインポンプ14Lの吐出圧に応じて左メインポンプ14Lの斜板傾転角を調節することによって、左メインポンプ14Lの吐出量を制御する。具体的には、左レギュレータ13Lは、例えば、左メインポンプ14Lの吐出圧の増大に応じて左メインポンプ14Lの斜板傾転角を調節して吐出量を減少させる。右レギュレータ13Rについても同様である。吐出圧と吐出量との積で表されるメインポンプ14の吸収馬力がエンジン11の出力馬力を超えないようにするためである。
The regulator 13 includes a left regulator 13L and a right regulator 13R. The left regulator 13L controls the discharge amount of the left main pump 14L by adjusting the swash plate tilt angle of the left main pump 14L according to the discharge pressure of the left main pump 14L. Specifically, the left regulator 13L reduces the discharge amount by adjusting the swash plate tilt angle of the left main pump 14L, for example, in response to an increase in the discharge pressure of the left main pump 14L. The same applies to the right regulator 13R. This is to prevent the absorption horsepower of the main pump 14, which is represented by the product of the discharge pressure and the discharge amount, from exceeding the output horsepower of the engine 11.
操作装置26は、左操作レバー26L、右操作レバー26R及び走行レバー26Dを含む。走行レバー26Dは、左走行レバー26DL及び右走行レバー26DRを含む。
The operating device 26 includes a left operating lever 26L, a right operating lever 26R, and a travel lever 26D. The travel lever 26D includes a left travel lever 26DL and a right travel lever 26DR.
左操作レバー26Lは、旋回操作とアーム5の操作に用いられる。左操作レバー26Lは、前後方向に操作されると、パイロットポンプ15が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁176のパイロットポートに導入させる。また、左右方向に操作されると、パイロットポンプ15が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁173のパイロットポートに導入させる。
The left operating lever 26L is used for turning operations and operating the arm 5. When the left operating lever 26L is operated in the front-back direction, the control pressure corresponding to the amount of lever operation is introduced into the pilot port of the control valve 176 using hydraulic oil discharged by the pilot pump 15. Further, when the lever is operated in the left-right direction, a control pressure corresponding to the amount of lever operation is introduced into the pilot port of the control valve 173 using hydraulic oil discharged by the pilot pump 15 .
具体的には、左操作レバー26Lは、アーム閉じ方向に操作された場合に、制御弁176Lの右パイロットポートに作動油を導入させ、且つ、制御弁176Rの左パイロットポートに作動油を導入させる。また、左操作レバー26Lは、アーム開き方向に操作された場合には、制御弁176Lの左パイロットポートに作動油を導入させ、且つ、制御弁176Rの右パイロットポートに作動油を導入させる。また、左操作レバー26Lは、左旋回方向に操作された場合に、制御弁173の左パイロットポートに作動油を導入させ、右旋回方向に操作された場合に、制御弁173の右パイロットポートに作動油を導入させる。
Specifically, when the left operating lever 26L is operated in the arm closing direction, hydraulic oil is introduced into the right pilot port of the control valve 176L, and hydraulic oil is introduced into the left pilot port of the control valve 176R. . Further, when the left operating lever 26L is operated in the arm opening direction, hydraulic oil is introduced into the left pilot port of the control valve 176L, and hydraulic oil is introduced into the right pilot port of the control valve 176R. Furthermore, when the left operating lever 26L is operated in the left rotation direction, hydraulic oil is introduced into the left pilot port of the control valve 173, and when it is operated in the right rotation direction, the right pilot port of the control valve 173 is introduced. introduce hydraulic oil.
右操作レバー26Rは、ブーム4の操作とバケット6の操作に用いられる。右操作レバー26Rは、前後方向に操作されると、パイロットポンプ15が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁175のパイロットポートに導入させる。また、左右方向に操作されると、パイロットポンプ15が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁174のパイロットポートに導入させる。
The right operating lever 26R is used to operate the boom 4 and the bucket 6. When the right operating lever 26R is operated in the front-rear direction, the control pressure corresponding to the amount of lever operation is introduced into the pilot port of the control valve 175 using hydraulic oil discharged by the pilot pump 15. Further, when the lever is operated in the left-right direction, a control pressure corresponding to the amount of lever operation is introduced into the pilot port of the control valve 174 using hydraulic oil discharged by the pilot pump 15 .
具体的には、右操作レバー26Rは、ブーム下げ方向に操作された場合に、制御弁175Rの左パイロットポートに作動油を導入させる。また、右操作レバー26Rは、ブーム上げ方向に操作された場合には、制御弁175Lの右パイロットポートに作動油を導入させ、且つ、制御弁175Rの左パイロットポートに作動油を導入させる。また、右操作レバー26Rは、バケット閉じ方向に操作された場合に、制御弁174の右パイロットポートに作動油を導入させ、バケット開き方向に操作された場合に、制御弁174の左パイロットポートに作動油を導入させる。
Specifically, when the right operating lever 26R is operated in the boom lowering direction, hydraulic oil is introduced into the left pilot port of the control valve 175R. Further, when the right operating lever 26R is operated in the boom raising direction, hydraulic oil is introduced into the right pilot port of the control valve 175L, and hydraulic oil is introduced into the left pilot port of the control valve 175R. Further, the right operating lever 26R causes hydraulic oil to be introduced into the right pilot port of the control valve 174 when operated in the bucket closing direction, and into the left pilot port of the control valve 174 when operated in the bucket opening direction. Introduce hydraulic oil.
走行レバー26Dは、クローラ1Cの操作に用いられる。具体的には、左走行レバー26DLは、左クローラ1CLの操作に用いられる。左走行ペダルと連動するように構成されていてもよい。左走行レバー26DLは、前後方向に操作されると、パイロットポンプ15が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁171のパイロットポートに導入させる。右走行レバー26DRは、右クローラ1CRの操作に用いられる。右走行ペダルと連動するように構成されていてもよい。右走行レバー26DRは、前後方向に操作されると、パイロットポンプ15が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁172のパイロットポートに導入させる。
The travel lever 26D is used to operate the crawler 1C. Specifically, the left travel lever 26DL is used to operate the left crawler 1CL. It may be configured to work in conjunction with the left travel pedal. When the left travel lever 26DL is operated in the front-back direction, the control pressure corresponding to the lever operation amount is introduced into the pilot port of the control valve 171 using hydraulic oil discharged by the pilot pump 15. The right travel lever 26DR is used to operate the right crawler 1CR. It may be configured to work in conjunction with the right travel pedal. When the right travel lever 26DR is operated in the front-back direction, the control pressure corresponding to the amount of lever operation is introduced into the pilot port of the control valve 172 using hydraulic oil discharged by the pilot pump 15.
吐出圧センサ28は、吐出圧センサ28L及び吐出圧センサ28Rを含む。吐出圧センサ28Lは、左メインポンプ14Lの吐出圧を検出し、検出した値をコントローラ30に対して出力する。吐出圧センサ28Rについても同様である。
The discharge pressure sensor 28 includes a discharge pressure sensor 28L and a discharge pressure sensor 28R. The discharge pressure sensor 28L detects the discharge pressure of the left main pump 14L and outputs the detected value to the controller 30. The same applies to the discharge pressure sensor 28R.
操作圧センサ29は、操作圧センサ29LA、29LB、29RA、29RB、29DL、29DRを含む。操作圧センサ29LAは、操作者による左操作レバー26Lに対する前後方向への操作の内容を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ30に対して出力する。操作内容は、例えば、レバー操作方向、レバー操作量(レバー操作角度)等である。
The operating pressure sensor 29 includes operating pressure sensors 29LA, 29LB, 29RA, 29RB, 29DL, and 29DR. The operation pressure sensor 29LA detects the content of the operation of the left operation lever 26L by the operator in the front and back direction in the form of pressure, and outputs the detected value to the controller 30. The operation details include, for example, the direction of lever operation, the amount of lever operation (lever operation angle), and the like.
同様に、操作圧センサ29LBは、操作者による左操作レバー26Lに対する左右方向への操作の内容を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ30に対して出力する。操作圧センサ29RAは、操作者による右操作レバー26Rに対する前後方向への操作の内容を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ30に対して出力する。操作圧センサ29RBは、操作者による右操作レバー26Rに対する左右方向への操作の内容を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ30に対して出力する。操作圧センサ29DLは、操作者による左走行レバー26DLに対する前後方向への操作の内容を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ30に対して出力する。操作圧センサ29DRは、操作者による右走行レバー26DRに対する前後方向への操作の内容を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ30に対して出力する。
Similarly, the operating pressure sensor 29LB detects the content of the left/right operation of the left operating lever 26L by the operator in the form of pressure, and outputs the detected value to the controller 30. The operation pressure sensor 29RA detects the content of the operation of the right operation lever 26R by the operator in the front and back direction in the form of pressure, and outputs the detected value to the controller 30. The operation pressure sensor 29RB detects the content of the left-right operation of the right operation lever 26R by the operator in the form of pressure, and outputs the detected value to the controller 30. The operation pressure sensor 29DL detects the contents of the operation of the left traveling lever 26DL by the operator in the front and back direction in the form of pressure, and outputs the detected value to the controller 30. The operation pressure sensor 29DR detects the content of the operation of the right traveling lever 26DR by the operator in the front-back direction in the form of pressure, and outputs the detected value to the controller 30.
コントローラ30は、操作圧センサ29の出力を受信し、必要に応じてレギュレータ13に対して制御指令を出力し、メインポンプ14の吐出量を変化させる。
The controller 30 receives the output of the operating pressure sensor 29, outputs a control command to the regulator 13 as necessary, and changes the discharge amount of the main pump 14.
ここで、絞り18と制御圧センサ19を用いたネガティブコントロール制御について説明する。絞り18は左絞り18L及び右絞り18Rを含み、制御圧センサ19は左制御圧センサ19L及び右制御圧センサ19Rを含む。
Here, negative control control using the aperture 18 and the control pressure sensor 19 will be explained. The aperture 18 includes a left aperture 18L and a right aperture 18R, and the control pressure sensor 19 includes a left control pressure sensor 19L and a right control pressure sensor 19R.
左センターバイパス管路40Lには、最も下流にある制御弁176Lと作動油タンクとの間に左絞り18Lが配置されている。そのため、左メインポンプ14Lが吐出した作動油の流れは、左絞り18Lで制限される。そして、左絞り18Lは、左レギュレータ13Lを制御するための制御圧を発生させる。左制御圧センサ19Lは、この制御圧を検出するためのセンサであり、検出した値をコントローラ30に対して出力する。コントローラ30は、この制御圧に応じて左メインポンプ14Lの斜板傾転角を調節することによって、左メインポンプ14Lの吐出量を制御する。コントローラ30は、この制御圧が大きいほど左メインポンプ14Lの吐出量を減少させ、この制御圧が小さいほど左メインポンプ14Lの吐出量を増大させる。右メインポンプ14Rの吐出量も同様に制御される。
In the left center bypass pipe 40L, a left throttle 18L is arranged between the most downstream control valve 176L and the hydraulic oil tank. Therefore, the flow of the hydraulic oil discharged by the left main pump 14L is restricted by the left throttle 18L. The left throttle 18L generates a control pressure for controlling the left regulator 13L. The left control pressure sensor 19L is a sensor for detecting this control pressure, and outputs the detected value to the controller 30. The controller 30 controls the discharge amount of the left main pump 14L by adjusting the swash plate tilt angle of the left main pump 14L according to this control pressure. The controller 30 decreases the discharge amount of the left main pump 14L as the control pressure becomes larger, and increases the discharge amount of the left main pump 14L as the control pressure becomes smaller. The discharge amount of the right main pump 14R is similarly controlled.
具体的には、図4で示されるようにショベル100における油圧アクチュエータが何れも操作されていない待機状態の場合、左メインポンプ14Lが吐出する作動油は、左センターバイパス管路40Lを通って左絞り18Lに至る。そして、左メインポンプ14Lが吐出する作動油の流れは、左絞り18Lの上流で発生する制御圧を増大させる。その結果、コントローラ30は、左メインポンプ14Lの吐出量を許容最小吐出量まで減少させ、吐出した作動油が左センターバイパス管路40Lを通過する際の圧力損失(ポンピングロス)を抑制する。一方、何れかの油圧アクチュエータが操作された場合、左メインポンプ14Lが吐出する作動油は、操作対象の油圧アクチュエータに対応する制御弁を介して、操作対象の油圧アクチュエータに流れ込む。そして、左メインポンプ14Lが吐出する作動油の流れは、左絞り18Lに至る量を減少或いは消失させ、左絞り18Lの上流で発生する制御圧を低下させる。その結果、コントローラ30は、左メインポンプ14Lの吐出量を増大させ、操作対象の油圧アクチュエータに十分な作動油を循環させ、操作対象の油圧アクチュエータの駆動を確かなものとする。なお、コントローラ30は、右メインポンプ14Rの吐出量も同様に制御する。
Specifically, as shown in FIG. 4, when the excavator 100 is in a standby state in which none of the hydraulic actuators are operated, the hydraulic oil discharged by the left main pump 14L passes through the left center bypass pipe 40L and flows to the left side. The aperture reaches 18L. The flow of hydraulic oil discharged by the left main pump 14L increases the control pressure generated upstream of the left throttle 18L. As a result, the controller 30 reduces the discharge amount of the left main pump 14L to the minimum allowable discharge amount, and suppresses pressure loss (pumping loss) when the discharged hydraulic oil passes through the left center bypass pipe 40L. On the other hand, when any of the hydraulic actuators is operated, the hydraulic oil discharged by the left main pump 14L flows into the hydraulic actuator to be operated via the control valve corresponding to the hydraulic actuator to be operated. Then, the flow of hydraulic oil discharged by the left main pump 14L reduces or disappears in the amount reaching the left throttle 18L, thereby lowering the control pressure generated upstream of the left throttle 18L. As a result, the controller 30 increases the discharge amount of the left main pump 14L, circulates sufficient hydraulic fluid to the hydraulic actuator to be operated, and ensures the drive of the hydraulic actuator to be operated. Note that the controller 30 similarly controls the discharge amount of the right main pump 14R.
上述のような構成により、図4の油圧システムは、待機状態においては、メインポンプ14における無駄なエネルギ消費を抑制できる。無駄なエネルギ消費は、メインポンプ14が吐出する作動油がセンターバイパス管路40で発生させるポンピングロスを含む。また、図4の油圧システムは、油圧アクチュエータを作動させる場合には、メインポンプ14から必要十分な作動油を作動対象の油圧アクチュエータに確実に供給できる。
With the above configuration, the hydraulic system shown in FIG. 4 can suppress wasteful energy consumption in the main pump 14 in the standby state. The wasteful energy consumption includes pumping loss caused by the hydraulic fluid discharged by the main pump 14 in the center bypass line 40. Furthermore, in the case of operating the hydraulic actuator, the hydraulic system shown in FIG. 4 can reliably supply necessary and sufficient hydraulic oil from the main pump 14 to the hydraulic actuator to be operated.
制御弁60は、操作装置26の有効状態と無効状態とを切り換えるように構成されている。本実施形態では、制御弁60は、スプール式電磁弁であり、コントローラ30からの電流指令に応じて動作するように構成されている。操作装置26の有効状態は、操作者が操作装置26を操作することで関連する被駆動体を動かすことができる状態であり、操作装置26の無効状態は、操作者が操作装置26を操作しても関連する被駆動体を動かすことができない状態である。
The control valve 60 is configured to switch the operating device 26 between a valid state and a disabled state. In this embodiment, the control valve 60 is a spool type electromagnetic valve, and is configured to operate according to a current command from the controller 30. The valid state of the operating device 26 is a state in which the operator can move the related driven body by operating the operating device 26, and the disabled state of the operating device 26 is a state in which the operator can move the related driven body by operating the operating device 26. It is in a state where the related driven body cannot be moved even if the
本実施形態では、制御弁60は、パイロットポンプ15と操作装置26とを繋ぐパイロットラインCD1の連通状態と遮断状態とを切り換え可能な電磁弁である。具体的には、制御弁60は、コントローラ30からの指令に応じてパイロットラインCD1の連通状態と遮断状態とを切り換えるように構成されている。より具体的には、制御弁60は、第1弁位置になったときにパイロットラインCD1を連通状態とし、第2弁位置になったときにパイロットラインCD1を遮断状態とする。図4は、制御弁60が第1弁位置となっていること、及び、パイロットラインCD1が連通状態となっていることを示している。
In this embodiment, the control valve 60 is an electromagnetic valve that can switch between a communication state and a cutoff state of the pilot line CD1 that connects the pilot pump 15 and the operating device 26. Specifically, the control valve 60 is configured to switch the pilot line CD1 between a communication state and a cutoff state in response to a command from the controller 30. More specifically, when the control valve 60 is in the first valve position, the pilot line CD1 is placed in a communication state, and when it is in the second valve position, the pilot line CD1 is placed in a disconnected state. FIG. 4 shows that the control valve 60 is in the first valve position and that the pilot line CD1 is in communication.
制御弁60は、不図示のゲートロックレバーに連動するように構成されていてもよい。具体的には、ゲートロックレバーが押し下げられたときにパイロットラインCD1を遮断状態にし、ゲートロックレバーが引き上げられたときにパイロットラインCD1を連通状態にするように構成されていてもよい。また、制御弁60は、複数の操作装置26のそれぞれの有効状態と無効状態とを別々に切り換えできるように構成されていてもよい。
The control valve 60 may be configured to operate in conjunction with a gate lock lever (not shown). Specifically, the pilot line CD1 may be configured to be in a cutoff state when the gate lock lever is pushed down, and to be in a communication state when the gate lock lever is pulled up. Further, the control valve 60 may be configured to be able to separately switch between the valid state and the invalid state of each of the plurality of operating devices 26.
次に、図5A~図5Dを参照し、コントローラ30がマシンコントロール機能によってアクチュエータを動作させるための構成について説明する。図5A~図5Dは、油圧システムの一部の図である。具体的には、図5Aは、アームシリンダ8の操作に関する油圧システムの一部の図であり、図5Bは、ブームシリンダ7の操作に関する油圧システムの一部の図である。図5Cは、バケットシリンダ9の操作に関する油圧システムの一部の図であり、図5Dは、旋回用油圧モータ2Aの操作に関する油圧システムの一部の図である。
Next, with reference to FIGS. 5A to 5D, a configuration for the controller 30 to operate the actuator using the machine control function will be described. 5A-5D are diagrams of a portion of a hydraulic system. Specifically, FIG. 5A is a diagram of a portion of the hydraulic system related to the operation of the arm cylinder 8, and FIG. 5B is a diagram of a portion of the hydraulic system related to the operation of the boom cylinder 7. FIG. 5C is a diagram of a part of the hydraulic system related to the operation of the bucket cylinder 9, and FIG. 5D is a diagram of a part of the hydraulic system related to the operation of the swing hydraulic motor 2A.
図5A~図5Dに示すように、油圧システムは、比例弁31、シャトル弁32、及び比例弁33を含む。比例弁31は、比例弁31AL~31DL及び31AR~31DRを含み、シャトル弁32は、シャトル弁32AL~32DL及び32AR~32DRを含み、比例弁33は、比例弁33AL~33DL及び33AR~33DRを含む。
As shown in FIGS. 5A-5D, the hydraulic system includes a proportional valve 31, a shuttle valve 32, and a proportional valve 33. The proportional valve 31 includes proportional valves 31AL to 31DL and 31AR to 31DR, the shuttle valve 32 includes shuttle valves 32AL to 32DL and 32AR to 32DR, and the proportional valve 33 includes proportional valves 33AL to 33DL and 33AR to 33DR. .
比例弁31は、マシンコントロール用制御弁として機能する。比例弁31は、パイロットポンプ15とシャトル弁32とを接続する管路に配置され、その管路の流路面積を変更できるように構成されている。本実施形態では、比例弁31は、コントローラ30が出力する制御指令に応じて動作する。そのため、コントローラ30は、操作者による操作装置26の操作とは無関係に、パイロットポンプ15が吐出する作動油を、比例弁31及びシャトル弁32を介し、コントロールバルブユニット17内の対応する制御弁のパイロットポートに供給できる。
The proportional valve 31 functions as a control valve for machine control. The proportional valve 31 is arranged in a conduit connecting the pilot pump 15 and the shuttle valve 32, and is configured to be able to change the flow area of the conduit. In this embodiment, the proportional valve 31 operates according to a control command output by the controller 30. Therefore, the controller 30 directs the hydraulic fluid discharged by the pilot pump 15 to the corresponding control valve in the control valve unit 17 via the proportional valve 31 and the shuttle valve 32, regardless of the operation of the operating device 26 by the operator. Can be supplied to the pilot port.
シャトル弁32は、2つの入口ポートと1つの出口ポートを有する。2つの入口ポートのうちの1つは操作装置26に接続され、他方は比例弁31に接続されている。出口ポートは、コントロールバルブユニット17内の対応する制御弁のパイロットポートに接続されている。そのため、シャトル弁32は、操作装置26が生成するパイロット圧と比例弁31が生成するパイロット圧のうちの高い方を、対応する制御弁のパイロットポートに作用させることができる。
Shuttle valve 32 has two inlet ports and one outlet port. One of the two inlet ports is connected to the operating device 26 and the other to the proportional valve 31. The outlet port is connected to the pilot port of the corresponding control valve in the control valve unit 17. Therefore, the shuttle valve 32 can cause the higher of the pilot pressure generated by the operating device 26 and the pilot pressure generated by the proportional valve 31 to act on the pilot port of the corresponding control valve.
比例弁33は、比例弁31と同様に、マシンコントロール用制御弁として機能する。比例弁33は、操作装置26とシャトル弁32とを接続する管路に配置され、その管路の流路面積を変更できるように構成されている。本実施形態では、比例弁33は、コントローラ30が出力する制御指令に応じて動作する。そのため、コントローラ30は、操作者による操作装置26の操作とは無関係に、操作装置26が吐出する作動油の圧力を減圧した上で、シャトル弁32を介し、コントロールバルブユニット17内の対応する制御弁のパイロットポートに供給できる。
Similar to the proportional valve 31, the proportional valve 33 functions as a control valve for machine control. The proportional valve 33 is arranged in a conduit connecting the operating device 26 and the shuttle valve 32, and is configured to be able to change the flow area of the conduit. In this embodiment, the proportional valve 33 operates according to a control command output by the controller 30. Therefore, regardless of the operation of the operating device 26 by the operator, the controller 30 reduces the pressure of the hydraulic fluid discharged by the operating device 26 and then controls the corresponding control valve in the control valve unit 17 via the shuttle valve 32. Can be supplied to the pilot port of the valve.
この構成により、コントローラ30は、特定の操作装置26に対する操作が行われていない場合であっても、その特定の操作装置26に対応する油圧アクチュエータを動作させることができる。また、コントローラ30は、特定の操作装置26に対する操作が行われている場合であっても、その特定の操作装置26に対応する油圧アクチュエータの動作を強制的に停止させることができる。
With this configuration, the controller 30 can operate the hydraulic actuator corresponding to the specific operating device 26 even when the specific operating device 26 is not operated. Further, even if a specific operating device 26 is being operated, the controller 30 can forcibly stop the operation of the hydraulic actuator corresponding to that specific operating device 26.
例えば、図5Aに示すように、左操作レバー26Lは、アーム5を操作するために用いられる。具体的には、左操作レバー26Lは、パイロットポンプ15が吐出する作動油を利用し、前後方向への操作に応じたパイロット圧を制御弁176のパイロットポートに作用させる。より具体的には、左操作レバー26Lは、アーム閉じ方向(後方向)に操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧を制御弁176Lの右側パイロットポートと制御弁176Rの左側パイロットポートに作用させる。また、左操作レバー26Lは、アーム開き方向(前方向)に操作された場合には、操作量に応じたパイロット圧を制御弁176Lの左側パイロットポートと制御弁176Rの右側パイロットポートに作用させる。
For example, as shown in FIG. 5A, the left operating lever 26L is used to operate the arm 5. Specifically, the left operating lever 26L uses the hydraulic oil discharged by the pilot pump 15 to apply pilot pressure to the pilot port of the control valve 176 in accordance with the operation in the longitudinal direction. More specifically, when the left operating lever 26L is operated in the arm closing direction (rearward direction), the left operating lever 26L applies pilot pressure according to the operating amount to the right pilot port of the control valve 176L and the left pilot port of the control valve 176R. Let it work. Further, when the left operating lever 26L is operated in the arm opening direction (forward direction), a pilot pressure corresponding to the operating amount is applied to the left pilot port of the control valve 176L and the right pilot port of the control valve 176R.
左操作レバー26LにはスイッチNSが設けられている。本実施形態では、スイッチNSは、左操作レバー26Lの先端に設けられた押しボタンスイッチである。操作者は、スイッチNSを押しながら左操作レバー26Lを操作できる。スイッチNSは、右操作レバー26Rに設けられていてもよく、キャビン10内の他の位置に設けられていてもよい。
A switch NS is provided on the left operating lever 26L. In this embodiment, the switch NS is a push button switch provided at the tip of the left operating lever 26L. The operator can operate the left operating lever 26L while pressing the switch NS. The switch NS may be provided on the right operating lever 26R, or may be provided at another position within the cabin 10.
操作圧センサ29LAは、操作者による左操作レバー26Lに対する前後方向への操作の内容を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ30に対して出力する。
The operation pressure sensor 29LA detects the content of the operation of the left operation lever 26L by the operator in the front and back direction in the form of pressure, and outputs the detected value to the controller 30.
比例弁31ALは、コントローラ30が出力する電流指令に応じて動作する。そして、パイロットポンプ15から比例弁31AL及びシャトル弁32ALを介して制御弁176Lの右側パイロットポート及び制御弁176Rの左側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁31ARは、コントローラ30が出力する電流指令に応じて動作する。そして、パイロットポンプ15から比例弁31AR及びシャトル弁32ARを介して制御弁176Lの左側パイロットポート及び制御弁176Rの右側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁31AL、31ARは、制御弁176L、176Rを任意の弁位置で停止できるようにパイロット圧を調整可能である。
The proportional valve 31AL operates according to a current command output by the controller 30. Then, the pilot pressure is adjusted by the hydraulic oil introduced from the pilot pump 15 to the right pilot port of the control valve 176L and the left pilot port of the control valve 176R via the proportional valve 31AL and the shuttle valve 32AL. The proportional valve 31AR operates according to a current command output by the controller 30. Then, the pilot pressure is adjusted by the hydraulic oil introduced from the pilot pump 15 to the left pilot port of the control valve 176L and the right pilot port of the control valve 176R via the proportional valve 31AR and the shuttle valve 32AR. The pilot pressures of the proportional valves 31AL and 31AR can be adjusted so that the control valves 176L and 176R can be stopped at arbitrary valve positions.
この構成により、コントローラ30は、操作者によるアーム閉じ操作とは無関係に、パイロットポンプ15が吐出する作動油を、比例弁31AL及びシャトル弁32ALを介し、制御弁176Lの右側パイロットポート及び制御弁176Rの左側パイロットポートに供給できる。すなわち、アーム5を閉じることができる。また、コントローラ30は、操作者によるアーム開き操作とは無関係に、パイロットポンプ15が吐出する作動油を、比例弁31AR及びシャトル弁32ARを介し、制御弁176Lの左側パイロットポート及び制御弁176Rの右側パイロットポートに供給できる。すなわち、アーム5を開くことができる。
With this configuration, the controller 30 transfers the hydraulic oil discharged by the pilot pump 15 to the right pilot port of the control valve 176L and the control valve 176R through the proportional valve 31AL and the shuttle valve 32AL, regardless of the arm closing operation by the operator. Can be supplied to the left pilot port of the That is, arm 5 can be closed. The controller 30 also directs the hydraulic oil discharged by the pilot pump 15 to the left pilot port of the control valve 176L and the right side of the control valve 176R through the proportional valve 31AR and the shuttle valve 32AR, regardless of the arm opening operation by the operator. Can be supplied to the pilot port. That is, the arm 5 can be opened.
比例弁33ALは、コントローラ30が出力する制御指令(電流指令)に応じて動作する。そして、パイロットポンプ15から左操作レバー26L、比例弁33AL、及びシャトル弁32ALを介して制御弁176Lの右側パイロットポート及び制御弁176Rの左側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を減圧する。比例弁33ARは、コントローラ30が出力する制御指令(電流指令)に応じて動作する。そして、パイロットポンプ15から左操作レバー26L、比例弁33AR、及びシャトル弁32ARを介して制御弁176Lの左側パイロットポート及び制御弁176Rの右側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を減圧する。比例弁33AL、33ARは、制御弁176L、176Rを任意の弁位置で停止できるようにパイロット圧を調整可能である。
The proportional valve 33AL operates according to a control command (current command) output by the controller 30. Then, the pilot pressure due to the hydraulic oil introduced from the pilot pump 15 to the right pilot port of the control valve 176L and the left pilot port of the control valve 176R via the left operating lever 26L, the proportional valve 33AL, and the shuttle valve 32AL is reduced. The proportional valve 33AR operates according to a control command (current command) output by the controller 30. Then, the pilot pressure caused by the hydraulic oil introduced from the pilot pump 15 to the left pilot port of the control valve 176L and the right pilot port of the control valve 176R via the left operating lever 26L, the proportional valve 33AR, and the shuttle valve 32AR is reduced. The pilot pressures of the proportional valves 33AL and 33AR can be adjusted so that the control valves 176L and 176R can be stopped at arbitrary valve positions.
この構成により、コントローラ30は、操作者によるアーム閉じ操作が行われている場合であっても、必要に応じて、制御弁176の閉じ側のパイロットポート(制御弁176Lの左側パイロットポート及び制御弁176Rの右側パイロットポート)に作用するパイロット圧を減圧し、アーム5の閉じ動作を強制的に停止させることができる。操作者によるアーム開き操作が行われているときにアーム5の開き動作を強制的に停止させる場合についても同様である。
With this configuration, even when the operator performs an arm closing operation, the controller 30 can control the closing side pilot port of the control valve 176 (the left pilot port of the control valve 176L and the control valve The closing operation of the arm 5 can be forcibly stopped by reducing the pilot pressure acting on the right pilot port of 176R. The same applies to the case where the opening operation of the arm 5 is forcibly stopped when the operator is performing the arm opening operation.
或いは、コントローラ30は、操作者によるアーム閉じ操作が行われている場合であっても、必要に応じて、比例弁31ARを制御し、制御弁176の閉じ側のパイロットポートの反対側にある、制御弁176の開き側のパイロットポート(制御弁176Lの右側パイロットポート及び制御弁176Rの左側パイロットポート)に作用するパイロット圧を増大させ、制御弁176を強制的に中立弁位置に戻すことで、アーム5の閉じ動作を強制的に停止させてもよい。この場合、比例弁33ALは省略されてもよい。操作者によるアーム開き操作が行われている場合にアーム5の開き動作を強制的に停止させる場合についても同様である。
Alternatively, the controller 30 controls the proportional valve 31AR as necessary even when the operator performs an arm closing operation, and controls the proportional valve 31AR on the opposite side of the closing side pilot port of the control valve 176. By increasing the pilot pressure acting on the open side pilot ports of the control valve 176 (the right pilot port of the control valve 176L and the left pilot port of the control valve 176R) and forcibly returning the control valve 176 to the neutral valve position, The closing operation of the arm 5 may be forcibly stopped. In this case, the proportional valve 33AL may be omitted. The same applies to the case where the opening operation of the arm 5 is forcibly stopped when the operator is performing an arm opening operation.
また、以下の図5B~図5Dを参照しながらの説明を省略するが、操作者によるブーム上げ操作又はブーム下げ操作が行われている場合にブーム4の動作を強制的に停止させる場合、操作者によるバケット閉じ操作又はバケット開き操作が行われている場合にバケット6の動作を強制的に停止させる場合、及び、操作者による旋回操作が行われている場合に上部旋回体3の旋回動作を強制的に停止させる場合についても同様である。また、操作者による走行操作が行われている場合に下部走行体1の走行動作を強制的に停止させる場合についても同様である。
Further, although a description with reference to FIGS. 5B to 5D below will be omitted, when the operation of the boom 4 is forcibly stopped when the operator is performing a boom raising operation or a boom lowering operation, the operation When the operation of the bucket 6 is forcibly stopped when the operator is performing a bucket closing operation or bucket opening operation, and when the operation of the upper rotating body 3 is stopped when the operator is performing a turning operation. The same applies to the case of forced stop. The same applies to the case where the traveling operation of the lower traveling body 1 is forcibly stopped when the operator is performing a traveling operation.
また、図5Bに示すように、右操作レバー26Rは、ブーム4を操作するために用いられる。具体的には、右操作レバー26Rは、パイロットポンプ15が吐出する作動油を利用し、前後方向への操作に応じたパイロット圧を制御弁175のパイロットポートに作用させる。より具体的には、右操作レバー26Rは、ブーム上げ方向(後方向)に操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧を制御弁175Lの右側パイロットポートと制御弁175Rの左側パイロットポートに作用させる。また、右操作レバー26Rは、ブーム下げ方向(前方向)に操作された場合には、操作量に応じたパイロット圧を制御弁175Rの右側パイロットポートに作用させる。
Further, as shown in FIG. 5B, the right operating lever 26R is used to operate the boom 4. Specifically, the right operating lever 26R uses hydraulic oil discharged by the pilot pump 15 to apply pilot pressure to the pilot port of the control valve 175 in accordance with the operation in the front-rear direction. More specifically, when the right operating lever 26R is operated in the boom raising direction (rearward direction), the right operating lever 26R applies pilot pressure according to the operating amount to the right pilot port of the control valve 175L and the left pilot port of the control valve 175R. Let it work. Further, when the right operation lever 26R is operated in the boom lowering direction (forward direction), a pilot pressure corresponding to the operation amount is applied to the right pilot port of the control valve 175R.
操作圧センサ29RAは、操作者による右操作レバー26Rに対する前後方向への操作の内容を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ30に対して出力する。
The operation pressure sensor 29RA detects the content of the operation of the right operation lever 26R by the operator in the front and back direction in the form of pressure, and outputs the detected value to the controller 30.
比例弁31BLは、コントローラ30が出力する電流指令に応じて動作する。そして、パイロットポンプ15から比例弁31BL及びシャトル弁32BLを介して制御弁175Lの右側パイロットポート及び制御弁175Rの左側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁31BRは、コントローラ30が出力する電流指令に応じて動作する。そして、パイロットポンプ15から比例弁31BR及びシャトル弁32BRを介して制御弁175Lの左側パイロットポート及び制御弁175Rの右側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁31BL、31BRは、制御弁175L、175Rを任意の弁位置で停止できるようにパイロット圧を調整可能である。
The proportional valve 31BL operates according to a current command output by the controller 30. Then, the pilot pressure is adjusted by the hydraulic oil introduced from the pilot pump 15 to the right pilot port of the control valve 175L and the left pilot port of the control valve 175R via the proportional valve 31BL and the shuttle valve 32BL. The proportional valve 31BR operates according to a current command output by the controller 30. Then, the pilot pressure is adjusted by the hydraulic oil introduced from the pilot pump 15 to the left pilot port of the control valve 175L and the right pilot port of the control valve 175R via the proportional valve 31BR and the shuttle valve 32BR. The pilot pressures of the proportional valves 31BL and 31BR can be adjusted so that the control valves 175L and 175R can be stopped at arbitrary valve positions.
この構成により、コントローラ30は、操作者によるブーム上げ操作とは無関係に、パイロットポンプ15が吐出する作動油を、比例弁31BL及びシャトル弁32BLを介し、制御弁175Lの右側パイロットポート及び制御弁175Rの左側パイロットポートに供給できる。すなわち、ブーム4を上げることができる。また、コントローラ30は、操作者によるブーム下げ操作とは無関係に、パイロットポンプ15が吐出する作動油を、比例弁31BR及びシャトル弁32BRを介し、制御弁175Rの右側パイロットポートに供給できる。すなわち、ブーム4を下げることができる。
With this configuration, the controller 30 transfers the hydraulic oil discharged by the pilot pump 15 to the right pilot port of the control valve 175L and the control valve 175R through the proportional valve 31BL and the shuttle valve 32BL, regardless of the boom raising operation by the operator. Can be supplied to the left pilot port of the That is, the boom 4 can be raised. Moreover, the controller 30 can supply the hydraulic oil discharged by the pilot pump 15 to the right pilot port of the control valve 175R via the proportional valve 31BR and the shuttle valve 32BR, regardless of the boom lowering operation by the operator. That is, the boom 4 can be lowered.
また、図5Cに示すように、右操作レバー26Rは、バケット6を操作するためにも用いられる。具体的には、右操作レバー26Rは、パイロットポンプ15が吐出する作動油を利用し、左右方向への操作に応じたパイロット圧を制御弁174のパイロットポートに作用させる。より具体的には、右操作レバー26Rは、バケット閉じ方向(左方向)に操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧を制御弁174の左側パイロットポートに作用させる。また、右操作レバー26Rは、バケット開き方向(右方向)に操作された場合には、操作量に応じたパイロット圧を制御弁174の右側パイロットポートに作用させる。
Further, as shown in FIG. 5C, the right operating lever 26R is also used to operate the bucket 6. Specifically, the right operation lever 26R uses hydraulic oil discharged by the pilot pump 15 to apply pilot pressure to the pilot port of the control valve 174 according to the operation in the left and right direction. More specifically, when the right operating lever 26R is operated in the bucket closing direction (leftward), it applies pilot pressure to the left pilot port of the control valve 174 in accordance with the amount of operation. Further, when the right operating lever 26R is operated in the bucket opening direction (rightward), a pilot pressure corresponding to the operating amount is applied to the right pilot port of the control valve 174.
操作圧センサ29RBは、操作者による右操作レバー26Rに対する左右方向への操作の内容を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ30に対して出力する。
The operation pressure sensor 29RB detects the content of the left-right operation of the right operation lever 26R by the operator in the form of pressure, and outputs the detected value to the controller 30.
比例弁31CLは、コントローラ30が出力する電流指令に応じて動作する。そして、パイロットポンプ15から比例弁31CL及びシャトル弁32CLを介して制御弁174の左側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁31CRは、コントローラ30が出力する電流指令に応じて動作する。そして、パイロットポンプ15から比例弁31CR及びシャトル弁32CRを介して制御弁174の右側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁31CL、31CRは、制御弁174を任意の弁位置で停止できるようにパイロット圧を調整可能である。
The proportional valve 31CL operates according to a current command output by the controller 30. Then, the pilot pressure is adjusted by the hydraulic oil introduced from the pilot pump 15 into the left pilot port of the control valve 174 via the proportional valve 31CL and the shuttle valve 32CL. The proportional valve 31CR operates according to a current command output by the controller 30. Then, the pilot pressure is adjusted by the hydraulic oil introduced from the pilot pump 15 into the right pilot port of the control valve 174 via the proportional valve 31CR and the shuttle valve 32CR. The pilot pressure of the proportional valves 31CL and 31CR can be adjusted so that the control valve 174 can be stopped at an arbitrary valve position.
この構成により、コントローラ30は、操作者によるバケット閉じ操作とは無関係に、パイロットポンプ15が吐出する作動油を、比例弁31CL及びシャトル弁32CLを介し、制御弁174の左側パイロットポートに供給できる。すなわち、バケット6を閉じることができる。また、コントローラ30は、操作者によるバケット開き操作とは無関係に、パイロットポンプ15が吐出する作動油を、比例弁31CR及びシャトル弁32CRを介し、制御弁174の右側パイロットポートに供給できる。すなわち、バケット6を開くことができる。
With this configuration, the controller 30 can supply the hydraulic oil discharged by the pilot pump 15 to the left pilot port of the control valve 174 via the proportional valve 31CL and the shuttle valve 32CL, regardless of the bucket closing operation by the operator. That is, the bucket 6 can be closed. Further, the controller 30 can supply the hydraulic oil discharged by the pilot pump 15 to the right pilot port of the control valve 174 via the proportional valve 31CR and the shuttle valve 32CR, regardless of the operator's bucket opening operation. That is, the bucket 6 can be opened.
また、図5Dに示すように、左操作レバー26Lは、旋回機構2を操作するためにも用いられる。具体的には、左操作レバー26Lは、パイロットポンプ15が吐出する作動油を利用し、左右方向への操作に応じたパイロット圧を制御弁173のパイロットポートに作用させる。より具体的には、左操作レバー26Lは、左旋回方向(左方向)に操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧を制御弁173の左側パイロットポートに作用させる。また、左操作レバー26Lは、右旋回方向(右方向)に操作された場合には、操作量に応じたパイロット圧を制御弁173の右側パイロットポートに作用させる。
Further, as shown in FIG. 5D, the left operating lever 26L is also used to operate the turning mechanism 2. Specifically, the left operating lever 26L uses hydraulic oil discharged by the pilot pump 15 to apply pilot pressure to the pilot port of the control valve 173 in accordance with the operation in the left and right direction. More specifically, when the left operating lever 26L is operated in the left turning direction (leftward direction), the left operating lever 26L applies pilot pressure to the left pilot port of the control valve 173 in accordance with the operating amount. Further, when the left operating lever 26L is operated in the right turning direction (rightward direction), a pilot pressure corresponding to the operating amount is applied to the right pilot port of the control valve 173.
操作圧センサ29LBは、操作者による左操作レバー26Lに対する左右方向への操作の内容を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ30に対して出力する。
The operation pressure sensor 29LB detects the content of the left-right direction operation of the left operation lever 26L by the operator in the form of pressure, and outputs the detected value to the controller 30.
比例弁31DLは、コントローラ30が出力する電流指令に応じて動作する。そして、パイロットポンプ15から比例弁31DL及びシャトル弁32DLを介して制御弁173の左側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁31DRは、コントローラ30が出力する電流指令に応じて動作する。そして、パイロットポンプ15から比例弁31DR及びシャトル弁32DRを介して制御弁173の右側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁31DL、31DRは、制御弁173を任意の弁位置で停止できるようにパイロット圧を調整可能である。
The proportional valve 31DL operates according to a current command output by the controller 30. Then, the pilot pressure is adjusted by the hydraulic oil introduced from the pilot pump 15 to the left pilot port of the control valve 173 via the proportional valve 31DL and the shuttle valve 32DL. The proportional valve 31DR operates according to a current command output by the controller 30. Then, the pilot pressure is adjusted by the hydraulic oil introduced from the pilot pump 15 to the right pilot port of the control valve 173 via the proportional valve 31DR and the shuttle valve 32DR. The pilot pressure of the proportional valves 31DL and 31DR can be adjusted so that the control valve 173 can be stopped at an arbitrary valve position.
この構成により、コントローラ30は、操作者による左旋回操作とは無関係に、パイロットポンプ15が吐出する作動油を、比例弁31DL及びシャトル弁32DLを介し、制御弁173の左側パイロットポートに供給できる。すなわち、旋回機構2を左旋回させることができる。また、コントローラ30は、操作者による右旋回操作とは無関係に、パイロットポンプ15が吐出する作動油を、比例弁31DR及びシャトル弁32DRを介し、制御弁173の右側パイロットポートに供給できる。すなわち、旋回機構2を右旋回させることができる。
With this configuration, the controller 30 can supply the hydraulic oil discharged by the pilot pump 15 to the left pilot port of the control valve 173 via the proportional valve 31DL and the shuttle valve 32DL, regardless of the left turning operation by the operator. That is, the turning mechanism 2 can be turned to the left. Moreover, the controller 30 can supply the hydraulic oil discharged by the pilot pump 15 to the right pilot port of the control valve 173 via the proportional valve 31DR and the shuttle valve 32DR, regardless of the right-hand rotation operation by the operator. That is, the turning mechanism 2 can be turned to the right.
ショベル100は、下部走行体1を自動的に前進・後進させる構成を備えていてもよい。この場合、左走行用油圧モータ2MLの操作に関する油圧システム部分、及び、右走行用油圧モータ2MRの操作に関する油圧システム部分は、ブームシリンダ7の操作に関する油圧システム部分等と同じように構成されてもよい。
The excavator 100 may be configured to automatically move the lower traveling body 1 forward and backward. In this case, the hydraulic system part related to the operation of the left travel hydraulic motor 2ML and the hydraulic system part related to the right travel hydraulic motor 2MR may be configured in the same manner as the hydraulic system part related to the operation of the boom cylinder 7, etc. good.
次に、図6を参照し、コントローラ30の機能について説明する。図6は、コントローラ30の機能ブロック図である。図6の例では、コントローラ30は、姿勢検出装置、操作装置26、物体検知装置70、向き検出装置85、情報入力装置72、測位装置73、及びスイッチNS等の少なくとも1つが出力する信号を受け、様々な演算を実行し、比例弁31、表示装置DS及び音出力装置AD等の少なくとも1つに制御指令を出力できるように構成されている。姿勢検出装置は、ブーム角度センサS1、アーム角度センサS2、バケット角度センサS3、機体傾斜センサS4、及び旋回角速度センサS5を含む。コントローラ30は、位置算出部30A、軌道取得部30B、自律制御部30C、制御モード切換部30D、及び調整部30Eを機能要素として有する。各機能要素は、ハードウェアで構成されていてもよく、ソフトウェアで構成されていてもよい。
Next, the functions of the controller 30 will be explained with reference to FIG. FIG. 6 is a functional block diagram of the controller 30. In the example of FIG. 6, the controller 30 receives signals output from at least one of the attitude detection device, the operating device 26, the object detection device 70, the orientation detection device 85, the information input device 72, the positioning device 73, the switch NS, etc. , is configured to be able to execute various calculations and output a control command to at least one of the proportional valve 31, the display device DS, the sound output device AD, and the like. The attitude detection device includes a boom angle sensor S1, an arm angle sensor S2, a bucket angle sensor S3, a body tilt sensor S4, and a turning angular velocity sensor S5. The controller 30 has a position calculation section 30A, a trajectory acquisition section 30B, an autonomous control section 30C, a control mode switching section 30D, and an adjustment section 30E as functional elements. Each functional element may be configured with hardware or software.
情報入力装置72は、ショベルの操作者がコントローラ30に対して情報を入力できるように構成されている。本実施形態では、情報入力装置72は、表示装置DSの画像表示部DS1に近接して設置されるスイッチパネルDS2である。但し、情報入力装置72は、キャビン10内に配置されているマイクロフォン等の音入力装置であってもよい。
The information input device 72 is configured to allow an operator of the excavator to input information to the controller 30. In this embodiment, the information input device 72 is a switch panel DS2 installed close to the image display section DS1 of the display device DS. However, the information input device 72 may be a sound input device such as a microphone placed inside the cabin 10.
測位装置73は、上部旋回体3の位置を測定するように構成されている。本実施形態では、測位装置73は、GNSS受信機であり、上部旋回体3の位置を検出し、検出値をコントローラ30に対して出力する。測位装置73は、GNSSコンパスであってもよい。この場合、測位装置73は、上部旋回体3の位置及び向きを検出できる。
The positioning device 73 is configured to measure the position of the upper revolving body 3. In this embodiment, the positioning device 73 is a GNSS receiver, detects the position of the upper revolving body 3, and outputs a detected value to the controller 30. The positioning device 73 may be a GNSS compass. In this case, the positioning device 73 can detect the position and orientation of the upper revolving body 3.
位置算出部30Aは、測位対象の位置を算出するように構成されている。本実施形態では、位置算出部30Aは、作業部位の基準座標系における座標点を算出する。作業部位は、例えば、バケット6、バケット6の爪先6T(図7参照。)、又は、バケット6の背面6S(図7参照。)等である。図7は、図1における矢印AR1に示す方向から見たバケット6の背面6Sを示す図である。図7は、バケット6の背面6Sを細かいドットパターンで表している。基準座標系の原点は、例えば、旋回軸とショベル100の接地面との交点である。位置算出部30Aは、例えば、ブーム4、アーム5、及びバケット6のそれぞれの回動角度からバケット6の爪先6Tの座標点を算出する。位置算出部30Aは、図7に示すように、バケット6の爪先6Tの中央6TCの座標点だけでなく、バケット6の爪先6Tの左端6TLの座標点、及び、バケット6の爪先6Tの右端6TRの座標点等を算出してもよい。この場合、位置算出部30Aは、機体傾斜センサS4の出力を利用してもよい。また、位置算出部30Aは、バケット6の形状に関する情報に基づき、バケット6の背面6Sの中央6SCの座標点、及び、バケット6の背面6Sの後端6SEの座標点等を算出してもよい。バケット6の形状に関する情報は、バケット6の種類に対応するように、事前にコントローラ30における不揮発性記憶装置等に登録されていてもよい。
The position calculation unit 30A is configured to calculate the position of the positioning target. In this embodiment, the position calculation unit 30A calculates the coordinate point of the work part in the reference coordinate system. The work site is, for example, the bucket 6, the toe 6T of the bucket 6 (see FIG. 7), or the back surface 6S of the bucket 6 (see FIG. 7). FIG. 7 is a diagram showing the back surface 6S of the bucket 6 viewed from the direction indicated by the arrow AR1 in FIG. FIG. 7 shows the back surface 6S of the bucket 6 with a fine dot pattern. The origin of the reference coordinate system is, for example, the intersection of the rotation axis and the ground contact surface of the shovel 100. The position calculation unit 30A calculates the coordinate point of the toe 6T of the bucket 6 from the rotation angles of the boom 4, the arm 5, and the bucket 6, for example. As shown in FIG. 7, the position calculation unit 30A calculates not only the coordinate point of the center 6TC of the toe 6T of the bucket 6, but also the coordinate point of the left end 6TL of the toe 6T of the bucket 6, and the right end 6TR of the toe 6T of the bucket 6. You may also calculate the coordinate points of . In this case, the position calculation unit 30A may utilize the output of the body tilt sensor S4. Further, the position calculation unit 30A may calculate the coordinate point of the center 6SC of the back surface 6S of the bucket 6, the coordinate point of the rear end 6SE of the back surface 6S of the bucket 6, etc. based on the information regarding the shape of the bucket 6. . Information regarding the shape of the bucket 6 may be registered in advance in a nonvolatile storage device or the like in the controller 30 so as to correspond to the type of the bucket 6.
軌道取得部30Bは、ショベル100を自律的に動作させるときに作業部位が辿る軌道である目標軌道を取得するように構成されている。本実施形態では、軌道取得部30Bは、自律制御部30Cがショベル100を自律的に動作させるときに利用する目標軌道を取得する。具体的には、軌道取得部30Bは、不揮発性記憶装置に記憶されている目標面に関するデータに基づいて目標軌道を導き出す。目標面は、ショベル100によって形成される作業対象物の表面を意味する。作業対象物は、ダンプトラックの荷台に積み込まれた土砂、平らな地面、又は傾斜した地面等である。目標面は、典型的には、目標施工面である。目標施工面は、例えば、法面仕上げ作業によって形成される作業完了時の法面(以下、「目標法面」とする。)、又は、均し作業によって形成される作業完了時の平坦面(以下、「目標平坦面」とする。)等である。目標施工面に関する情報は、典型的には、不揮発性記憶装置に予め記憶されている。
The trajectory acquisition unit 30B is configured to acquire a target trajectory, which is a trajectory followed by the work area when the excavator 100 is operated autonomously. In this embodiment, the trajectory acquisition unit 30B acquires a target trajectory that the autonomous control unit 30C uses when operating the excavator 100 autonomously. Specifically, the trajectory acquisition unit 30B derives the target trajectory based on data related to the target surface stored in the nonvolatile storage device. The target surface refers to the surface of the workpiece formed by the shovel 100. The object to be worked on is earth and sand loaded on the bed of a dump truck, flat ground, sloped ground, or the like. The target surface is typically a target construction surface. The target construction surface is, for example, the slope surface formed by slope finishing work at the time of work completion (hereinafter referred to as the "target slope"), or the flat surface formed by leveling work at the time of work completion ( (hereinafter referred to as the "target flat surface"). Information regarding the target construction surface is typically stored in advance in a nonvolatile storage device.
軌道取得部30Bは、物体検知装置70が認識したショベル100の周囲の地形に関する情報に基づいて目標軌道を導き出してもよい。或いは、軌道取得部30Bは、揮発性記憶装置に記憶されている姿勢検出装置の過去の出力からバケット6の爪先6Tの過去の軌跡に関する情報を導き出し、その情報に基づいて目標軌道を導き出してもよい。或いは、軌道取得部30Bは、作業部位の現在位置と目標面に関するデータとに基づいて目標軌道を導き出してもよい。
The trajectory acquisition unit 30B may derive the target trajectory based on information regarding the topography around the excavator 100 recognized by the object detection device 70. Alternatively, the trajectory acquisition unit 30B may derive information regarding the past trajectory of the toe 6T of the bucket 6 from the past output of the attitude detection device stored in the volatile storage device, and derive the target trajectory based on the information. good. Alternatively, the trajectory acquisition unit 30B may derive the target trajectory based on the current position of the work site and data regarding the target surface.
自律制御部30Cは、ショベル100を自律的に動作させるように構成されている。本実施形態では、自律制御部30Cは、所定の開始条件が満たされた場合に、軌道取得部30Bが取得した目標軌道に沿って作業部位を移動させるように構成されている。具体的には、自律制御部30Cは、スイッチNSが押されている状態で操作装置26が操作されたときに、作業部位が目標軌道に沿って移動するように、ショベル100を自律的に動作させる。
The autonomous control unit 30C is configured to operate the shovel 100 autonomously. In this embodiment, the autonomous control unit 30C is configured to move the work site along the target trajectory acquired by the trajectory acquisition unit 30B when a predetermined starting condition is met. Specifically, the autonomous control unit 30C autonomously operates the excavator 100 so that the work part moves along the target trajectory when the operating device 26 is operated while the switch NS is pressed. let
本実施形態では、自律制御部30Cは、アクチュエータを自律的に動作させることで操作者によるショベルの手動操作を支援するように構成されている。例えば、自律制御部30Cは、操作者がスイッチNSを押しながら手動でアーム閉じ操作を行っている場合に、目標軌道とバケット6の爪先6Tの位置とが一致するようにブームシリンダ7、アームシリンダ8、及びバケットシリンダ9の少なくとも1つを自律的に伸縮させてもよい。この場合、操作者は、例えば、左操作レバー26Lをアーム閉じ方向に操作するだけで、バケット6の爪先6Tを目標軌道に一致させながら、アーム5を閉じることができる。この例では、主な操作対象であるアームシリンダ8は「主要アクチュエータ」と称される。また、主要アクチュエータの動きに応じて動く従動的な操作対象であるブームシリンダ7及びバケットシリンダ9は「従属アクチュエータ」と称される。
In this embodiment, the autonomous control unit 30C is configured to support manual operation of the shovel by the operator by autonomously operating the actuator. For example, when the operator manually closes the arm while pressing the switch NS, the autonomous control unit 30C controls the boom cylinder 7 and the arm cylinder so that the target trajectory matches the position of the toe 6T of the bucket 6. 8 and at least one of the bucket cylinder 9 may be expanded and contracted autonomously. In this case, the operator can close the arm 5 while aligning the toe 6T of the bucket 6 with the target trajectory, for example, simply by operating the left operating lever 26L in the arm closing direction. In this example, the arm cylinder 8 that is the main operation target is called a "main actuator." Furthermore, the boom cylinder 7 and the bucket cylinder 9, which are subordinate operation targets that move in accordance with the movement of the main actuator, are referred to as "subordinate actuators."
本実施形態では、自律制御部30Cは、比例弁31に電流指令を与えて各アクチュエータに対応する制御弁に作用するパイロット圧を個別に調整することで各アクチュエータを自律的に動作させることができる。例えば、右操作レバー26Rが操作されたか否かにかかわらず、ブームシリンダ7及びバケットシリンダ9の少なくとも1つを動作させることができる。
In this embodiment, the autonomous control unit 30C can autonomously operate each actuator by giving a current command to the proportional valve 31 and individually adjusting the pilot pressure acting on the control valve corresponding to each actuator. . For example, at least one of the boom cylinder 7 and the bucket cylinder 9 can be operated regardless of whether or not the right operation lever 26R is operated.
制御モード切換部30Dは、制御モードを切り換えることができるように構成されている。制御モードは、自律制御部30Cがショベル100を自律的に動作させるときにコントローラ30が利用可能なアクチュエータの制御方法であり、例えば、通常制御モード及び低速制御モードを含む。通常制御モードは、例えば、操作装置26の操作量に対する作業部位の移動速度が比較的大きくなるように設定された制御モードであり、低速制御モードは、例えば、操作装置26の操作量に対する作業部位の移動速度が比較的小さくなるように設定された制御モードである。制御モードは、アーム優先モード及びブーム優先モードを含んでいてもよい。
The control mode switching section 30D is configured to be able to switch control modes. The control mode is an actuator control method that can be used by the controller 30 when the autonomous control unit 30C autonomously operates the excavator 100, and includes, for example, a normal control mode and a low-speed control mode. The normal control mode is, for example, a control mode set such that the moving speed of the work area relative to the amount of operation of the operating device 26 is set to be relatively high, and the low-speed control mode is, for example, a control mode set such that the moving speed of the work area relative to the amount of operation of the operating device 26 is set to be relatively high. This is a control mode set so that the moving speed of the vehicle is relatively low. Control modes may include arm priority mode and boom priority mode.
制御モードは何れも、スイッチNSが押された状態で操作装置26が操作されたときに利用される。例えば、アーム優先モードは、主要アクチュエータとしてアームシリンダ8が選択され、従属アクチュエータとしてブームシリンダ7及びバケットシリンダ9が選択された制御モードである。アーム優先モードでは、例えば、左操作レバー26Lがアーム閉じ方向に操作されると、コントローラ30は、左操作レバー26Lの操作量に応じた速度でアームシリンダ8を能動的に伸長させる。その上で、コントローラ30は、バケット6の爪先6Tが目標軌道に沿って移動するように、ブームシリンダ7及びバケットシリンダ9の少なくとも1つを受動的に伸縮させる。ブーム優先モードは、主要アクチュエータとしてブームシリンダ7が選択され、従属アクチュエータとしてアームシリンダ8及びバケットシリンダ9が選択された制御モードである。ブーム優先モードでは、例えば、左操作レバー26Lがアーム閉じ方向に操作されると、コントローラ30は、左操作レバー26Lの操作量に応じた速度でブームシリンダ7を能動的に伸縮させる。その上で、コントローラ30は、バケット6の爪先6Tが目標軌道に沿って移動するように、アームシリンダ8を受動的に伸長させ、必要に応じてバケットシリンダ9を受動的に伸縮させる。なお、制御モードは、バケット優先モードを含んでいてもよい。バケット優先モードは、主要アクチュエータとしてバケットシリンダ9が選択され、従属アクチュエータとしてブームシリンダ7及びアームシリンダ8が選択された制御モードである。バケット優先モードでは、例えば、左操作レバー26Lがアーム閉じ方向に操作されると、コントローラ30は、左操作レバー26Lの操作量に応じた速度でバケットシリンダ9を能動的に伸縮させる。その上で、コントローラ30は、バケット6の爪先6Tが目標軌道に沿って移動するように、アームシリンダ8を受動的に伸長させ、必要に応じてブームシリンダ7を受動的に伸縮させる。
All control modes are used when the operating device 26 is operated while the switch NS is pressed. For example, the arm priority mode is a control mode in which arm cylinder 8 is selected as the main actuator, and boom cylinder 7 and bucket cylinder 9 are selected as subordinate actuators. In the arm priority mode, for example, when the left operating lever 26L is operated in the arm closing direction, the controller 30 actively extends the arm cylinder 8 at a speed corresponding to the operating amount of the left operating lever 26L. Then, the controller 30 passively expands and contracts at least one of the boom cylinder 7 and the bucket cylinder 9 so that the toe 6T of the bucket 6 moves along the target trajectory. The boom priority mode is a control mode in which the boom cylinder 7 is selected as the main actuator, and the arm cylinder 8 and bucket cylinder 9 are selected as the subordinate actuators. In the boom priority mode, for example, when the left operating lever 26L is operated in the arm closing direction, the controller 30 actively expands and contracts the boom cylinder 7 at a speed according to the amount of operation of the left operating lever 26L. Then, the controller 30 passively extends the arm cylinder 8 and passively extends and contracts the bucket cylinder 9 as necessary so that the toe 6T of the bucket 6 moves along the target trajectory. Note that the control mode may include a bucket priority mode. The bucket priority mode is a control mode in which the bucket cylinder 9 is selected as the main actuator, and the boom cylinder 7 and arm cylinder 8 are selected as the subordinate actuators. In the bucket priority mode, for example, when the left operating lever 26L is operated in the arm closing direction, the controller 30 actively expands and contracts the bucket cylinder 9 at a speed according to the amount of operation of the left operating lever 26L. Then, the controller 30 passively extends the arm cylinder 8 and passively extends and contracts the boom cylinder 7 as necessary so that the toe 6T of the bucket 6 moves along the target trajectory.
制御モード切換部30Dは、所定条件が満たされた場合に、制御モードを自動的に切り換えるように構成されていてもよい。所定条件は、例えば、目標軌道の形状、埋設物の存否、ショベル100の周囲における物体の存否等に基づいて設定されていてもよい。
The control mode switching unit 30D may be configured to automatically switch the control mode when a predetermined condition is satisfied. The predetermined conditions may be set based on, for example, the shape of the target trajectory, the presence or absence of buried objects, the presence or absence of objects around the shovel 100, and the like.
コントローラ30は、例えば、自律制御が開始されると、最初に第1制御モードを採用する。第1制御モードは、例えば、通常制御モードである。そして、第1制御モードを採用した自律制御の実行中に所定条件が満たされたと判定すると、制御モード切換部30Dは、制御モードを第1制御モードから第2制御モードに切り換える。第2制御モードは、例えば、低速制御モードである。この場合、コントローラ30は、第1制御モードを採用した自律制御を終了させ、第2制御モードを採用した自律制御を開始させる。この例では、コントローラ30は、2つの制御モードのうちの1つを選択して自律制御を実行しているが、3つ以上の制御モードのうちの1つを選択して自律制御を実行してもよい。
For example, when autonomous control is started, the controller 30 first employs the first control mode. The first control mode is, for example, a normal control mode. If it is determined that the predetermined condition is satisfied during the execution of autonomous control using the first control mode, the control mode switching unit 30D switches the control mode from the first control mode to the second control mode. The second control mode is, for example, a low speed control mode. In this case, the controller 30 ends the autonomous control using the first control mode and starts the autonomous control using the second control mode. In this example, the controller 30 selects one of two control modes to perform autonomous control; however, the controller 30 selects one of three or more control modes to perform autonomous control. It's okay.
調整部30Eは、所定条件が満たされた場合に、バケット6の回動角度を自動的に調整する調整処理を実行するように構成されている。所定条件は、例えば、スイッチNSが押された状態で操作装置26が操作されて掘削アタッチメントが動き、バケット6と目標面との距離が所定距離DT以下となった場合を含む。なお、スイッチNSは押されていなくてもよい。以下では、この所定条件は「調整開始条件」とも称される。調整部30Eは、調整開始条件が満たされたと判定した場合、バケット6の背面6Sを含む仮想平面(以下、「バケット背面」とする。)と基準面との間の角度θが目標角度θmに近いか否かを判定する。すなわち、調整部30Eは、ショベル100の操作者が角度θを目標角度θmに合わせようとしているか否かを判定する。基準面は、例えば、仮想水平面である。目標角度θmは、例えば、不揮発性記憶装置等に予め記憶されている角度である。但し、目標角度θmは、動的に設定されてもよい。例えば、コントローラ30は、作業部位として設定された座標点において、バケット6の外形形状に対応するように目標面に対する目標角度θmを算出することができる。そして、コントローラ30は、バケット6の外形形状によって決まる角度(例えば、外形形状を構成する線又は面と目標面との間の角度)が目標角度θmとなるようにバケット角度を制御する。バケット6の外形形状は、コントローラ30へ事前に、バケット6の種類に対応して登録されていてもよい。例えば、コントローラ30は、バケット6の種類に対応付けて不揮発性記憶装置等に予め記憶されているバケット6の外形形状に関する情報に基づき、アーム5の先端に取り付けられている現在のバケット6の形状に対応した目標角度θmを算出し、上記角度が目標角度θmとなるようにバケット角度を制御する。標準的なタイプのバケット6が別のタイプのバケット6に取り換えられたとしても、上記角度が、取り換え後のバケット6に対応する目標角度θmに一致するように、バケット角度は制御される。このようにして、コントローラ30は、バケット6の種類の変更(バケット6の取り換え)に伴うバケット6の外形形状の変更が生じても、取り換え後の現在のバケット6の外形形状に対応する目標角度θmに上記角度が一致するように、バケット角度を制御できる。そのため、コントローラ30は、現在のバケット6が特殊なタイプであったとしても、その特殊なタイプのバケット6における作業部位の目標面に対する上記角度が、その特殊なタイプのバケット6の外形形状に対応する目標角度となるようにバケット角度の自動調整を行うことができる。
The adjustment unit 30E is configured to perform an adjustment process to automatically adjust the rotation angle of the bucket 6 when a predetermined condition is satisfied. The predetermined conditions include, for example, a case where the operating device 26 is operated while the switch NS is pressed, the excavation attachment moves, and the distance between the bucket 6 and the target surface becomes less than or equal to the predetermined distance DT. Note that the switch NS does not need to be pressed. Hereinafter, this predetermined condition will also be referred to as "adjustment start condition." When the adjustment unit 30E determines that the adjustment start condition is satisfied, the angle θ between the virtual plane including the back surface 6S of the bucket 6 (hereinafter referred to as the "bucket back surface") and the reference plane becomes the target angle θm. Determine whether it is close or not. That is, the adjustment unit 30E determines whether the operator of the shovel 100 is trying to adjust the angle θ to the target angle θm. The reference plane is, for example, a virtual horizontal plane. The target angle θm is, for example, an angle that is stored in advance in a nonvolatile storage device or the like. However, the target angle θm may be dynamically set. For example, the controller 30 can calculate the target angle θm with respect to the target surface so as to correspond to the outer shape of the bucket 6 at the coordinate point set as the work site. Then, the controller 30 controls the bucket angle so that the angle determined by the outer shape of the bucket 6 (for example, the angle between a line or plane forming the outer shape and the target surface) becomes the target angle θm. The external shape of the bucket 6 may be registered in advance in the controller 30 in correspondence with the type of the bucket 6. For example, the controller 30 determines the current shape of the bucket 6 attached to the tip of the arm 5 based on information regarding the external shape of the bucket 6 that is stored in advance in a nonvolatile storage device or the like in association with the type of the bucket 6. A target angle θm corresponding to is calculated, and the bucket angle is controlled so that the above angle becomes the target angle θm. Even if the standard type bucket 6 is replaced with another type of bucket 6, the bucket angle is controlled so that the above angle matches the target angle θm corresponding to the replaced bucket 6. In this way, even if the external shape of the bucket 6 is changed due to a change in the type of bucket 6 (replacement of the bucket 6), the controller 30 can set the target angle corresponding to the current external shape of the bucket 6 after the replacement. The bucket angle can be controlled so that the above angle matches θm. Therefore, even if the current bucket 6 is of a special type, the controller 30 allows the above-mentioned angle of the work area of the special type of bucket 6 with respect to the target surface to correspond to the external shape of the special type of bucket 6. The bucket angle can be automatically adjusted to the target angle.
調整部30Eは、例えば、角度θと目標角度θmとの差Δθが所定角度θt以下の場合に、角度θが目標角度θmに近いと判定する。
For example, when the difference Δθ between the angle θ and the target angle θm is less than or equal to the predetermined angle θt, the adjustment unit 30E determines that the angle θ is close to the target angle θm.
そして、調整部30Eは、角度θと目標角度θmとの差Δθが所定角度θt以下であると判定した場合、すなわち、角度θが所定の角度範囲内に含まれると判定した場合、ショベル100の操作者が角度θを目標角度θmに合わせようとしていると判定する。この場合、所定の角度範囲は、目標角度θm±所定角度θtである。そして、調整部30Eは、ショベル100の操作者が角度θを目標角度θmに合わせようとしていると判定した場合、角度θと目標角度θmとの差Δθがゼロになるようにバケット6を自動的に開閉させる。このとき、調整部30Eは、バケット6を開閉させるための操作者による右操作レバー26Rの手動操作が行われている場合には、その手動操作を無効にするように構成されている。但し、右操作レバー26Rのレバー操作量が所定値以上の場合には、調整部30Eは、バケット6の自動調整を無効にしてもよい。すなわち、バケット6は、手動操作に応じて開閉してもよい。操作者の意思を優先させるためである。
Then, when the adjustment unit 30E determines that the difference Δθ between the angle θ and the target angle θm is less than or equal to the predetermined angle θt, that is, when it determines that the angle θ is within the predetermined angle range, the adjustment unit 30E adjusts the It is determined that the operator is trying to adjust the angle θ to the target angle θm. In this case, the predetermined angle range is target angle θm±predetermined angle θt. When the adjustment unit 30E determines that the operator of the excavator 100 is trying to adjust the angle θ to the target angle θm, the adjustment unit 30E automatically adjusts the bucket 6 so that the difference Δθ between the angle θ and the target angle θm becomes zero. to open and close. At this time, the adjustment unit 30E is configured to disable the manual operation when the right operation lever 26R is manually operated by the operator to open and close the bucket 6. However, when the lever operation amount of the right operation lever 26R is equal to or greater than a predetermined value, the adjustment section 30E may disable the automatic adjustment of the bucket 6. That is, the bucket 6 may be opened or closed according to manual operation. This is to give priority to the operator's intention.
本実施形態では、調整部30Eは、例えば法面仕上げ作業の際に、バケット6の回動角度を自動的に調整する。この場合、目標角度θmは、法面角度である。具体的には、調整部30Eは、調整開始条件が満たされたと判定した場合で、且つ、角度θと法面角度との差Δθが所定角度θt以下であると判定した場合、差Δθがゼロになるようにバケット6を自動的に開閉させる。調整部30Eは、調整開始条件が満たされたと判定した場合、バケット背面と目標法面との間の角度θsが所定角度θst以下であるか否かを判定してもよい。そして、調整部30Eは、角度θsが所定角度θst以下であると判定した場合、角度θsがゼロになるようにバケット6を自動的に開閉させてもよい。
In this embodiment, the adjustment unit 30E automatically adjusts the rotation angle of the bucket 6, for example, during slope finishing work. In this case, the target angle θm is a slope angle. Specifically, the adjustment unit 30E determines that the difference Δθ is zero when determining that the adjustment start condition is satisfied and when determining that the difference Δθ between the angle θ and the slope angle is less than or equal to the predetermined angle θt. The bucket 6 is automatically opened and closed so that If the adjustment unit 30E determines that the adjustment start condition is satisfied, it may determine whether the angle θs between the bucket back surface and the target slope is equal to or less than a predetermined angle θst. When the adjustment unit 30E determines that the angle θs is less than or equal to the predetermined angle θst, the adjustment unit 30E may automatically open and close the bucket 6 so that the angle θs becomes zero.
上述の油圧システムを利用し、コントローラ30は、必要に応じてショベル100の駆動部の制動を自動的に実行できるように構成されていてもよい。駆動部の制動を自動的に実行することは、例えば、その駆動部に関する操作装置26が操作されている場合であっても、その駆動部の動きを強制的に減速させ或いは停止させることを含んでいてもよい。
Using the above-described hydraulic system, the controller 30 may be configured to automatically brake the drive unit of the shovel 100 as necessary. Automatically braking a drive unit includes, for example, forcibly slowing down or stopping the movement of the drive unit even if the operating device 26 related to the drive unit is operated. It's okay to stay.
コントローラ30は、例えば、物体検知装置70が物体を検知した場合に、駆動部の制動を自動的に実行できるように構成されていてもよい。この場合、駆動部は、例えば、旋回用油圧モータ2A及び走行用油圧モータ2Mの少なくとも1つを含んでいてもよい。駆動部の制動は、例えば、操作装置26が操作されている状態で、制御弁60によってパイロットラインCD1を連通状態から遮断状態に切り換えることで実現される。操作されている状態の操作装置26に対応する制御弁が中立弁位置に戻るためである。なお、駆動部の制動は、駆動部の動作速度を低下させること、及び、駆動部の動きを停止させることの少なくとも1つを含んでいてもよい。
For example, the controller 30 may be configured to automatically brake the drive unit when the object detection device 70 detects an object. In this case, the drive unit may include, for example, at least one of the swing hydraulic motor 2A and the travel hydraulic motor 2M. Braking of the drive unit is achieved, for example, by switching the pilot line CD1 from a communication state to a cutoff state using the control valve 60 while the operating device 26 is being operated. This is because the control valve corresponding to the operating device 26 that is being operated returns to the neutral valve position. Note that braking the drive unit may include at least one of reducing the operating speed of the drive unit and stopping the movement of the drive unit.
コントローラ30は、駆動部の制動を実行している場合に、所定の条件が満たされたときに、駆動部の制動を解除できるように構成されていてもよい。
The controller 30 may be configured to be able to release the braking of the drive unit when a predetermined condition is met while the drive unit is being braked.
「駆動部の制動を実行している場合」は、例えば、駆動部の動作速度を低下させている場合、駆動部の動きを停止させた場合、及び、駆動部の停止を維持している場合を含んでいてもよい。具体的には、「駆動部の制動を実行している場合」は、制御弁60が第1弁位置と第2弁位置の間に位置している場合、及び、制御弁60が第2弁位置に位置している場合を含んでいてもよい。但し、駆動部の動作速度を低下させている場合、すなわち、制御弁60が第1弁位置と第2弁位置の間に位置している場合は除かれてもよい。
"When braking the drive section" means, for example, when the operating speed of the drive section is reduced, when the movement of the drive section is stopped, and when the drive section is maintained stopped. May contain. Specifically, "when braking the drive unit is being performed" means that the control valve 60 is located between the first valve position and the second valve position, and the control valve 60 is located between the first valve position and the second valve position. It may also include the case where it is located at a certain position. However, this may be excluded when the operating speed of the drive unit is reduced, that is, when the control valve 60 is located between the first valve position and the second valve position.
「所定の条件が満たされたとき」は、例えば、操作者が操作継続の意思を有すると判定したときであってもよい。コントローラ30は、例えば、走行レバー26Dが後進方向に操作されているときに走行用油圧モータ2Mを制動させたケースでは、走行レバー26Dが後進方向に再操作されたときに、操作者が操作継続の意思を有すると判定してもよい。この場合、「再操作」は、走行レバー26Dを中立位置に戻した後で再び後進方向に操作することであってもよく、中立位置を超えて走行レバー26Dを前進方向に操作した後で再び後進方向に操作することであってもよく、走行レバー26Dを中立位置の方向に操作した後で再び後進方向に操作することであってもよい。
"When a predetermined condition is met" may be, for example, when it is determined that the operator has an intention to continue the operation. For example, in a case where the travel hydraulic motor 2M is braked when the travel lever 26D is operated in the reverse direction, the controller 30 controls whether the operator continues the operation when the travel lever 26D is operated in the reverse direction again. It may be determined that the person has the intention of In this case, "re-operating" may mean operating the travel lever 26D in the reverse direction again after returning it to the neutral position, or operating the travel lever 26D in the forward direction again after exceeding the neutral position. The operation may be performed in the reverse direction, or the travel lever 26D may be operated in the direction of the neutral position and then operated in the reverse direction again.
この場合、コントローラ30は、操作圧センサ29の出力に基づいて操作装置26の再操作が行われたか否かを判定してもよい。或いは、コントローラ30は、キャビン10内の操作者を撮像する室内撮像装置等の操作圧センサ29以外の他の装置の出力に基づいて操作装置26の再操作が行われたか否かを判定してもよい。
In this case, the controller 30 may determine whether the operating device 26 has been operated again based on the output of the operating pressure sensor 29. Alternatively, the controller 30 determines whether or not the operating device 26 has been operated again based on the output of a device other than the operating pressure sensor 29, such as an indoor imaging device that captures an image of the operator inside the cabin 10. Good too.
或いは、コントローラ30は、制動の対象となった駆動部に関する操作装置26が所定の操作方法で操作されたときに、操作者が操作継続の意思を有すると判定してもよい。コントローラ30は、例えば、左操作レバー26Lが右旋回方向に操作されているときに旋回用油圧モータ2Aを制動させたケースでは、左操作レバー26Lを左右に2往復操作されたときに、操作者が操作継続の意思を有すると判定してもよい。具体的には、左旋回方向、右旋回方向、左旋回方向及び右旋回方向の順で左操作レバー26Lが操作されたときに、左操作レバー26Lが所定の操作方法で操作されたとして、操作者が操作継続の意思を有すると判定してもよい。
Alternatively, the controller 30 may determine that the operator intends to continue operating when the operating device 26 related to the drive unit that is the target of braking is operated in a predetermined operating method. For example, in a case where the turning hydraulic motor 2A is braked when the left operating lever 26L is operated in the right turning direction, the controller 30 brakes the turning hydraulic motor 2A when the left operating lever 26L is operated back and forth twice to the left and right. It may be determined that the user has the intention to continue the operation. Specifically, when the left operating lever 26L is operated in the order of left turning direction, right turning direction, left turning direction, and right turning direction, it is assumed that the left operating lever 26L is operated in a predetermined operation method. , it may be determined that the operator has an intention to continue the operation.
或いは、コントローラ30は、制動の対象となった駆動部に関する操作装置26に設けられているレバーボタンLBが押された状態でその操作装置26が再操作されたときに、操作者が操作継続の意思を有すると判定してもよい。コントローラ30は、例えば、右操作レバー26Rがブーム下げ方向に操作されているときにブームシリンダ7を制動させたケースでは、右操作レバー26Rに設けられたレバーボタンLBが押された状態で右操作レバー26Rがブーム下げ方向に再操作されたときに、操作者が操作継続の意思を有すると判定してもよい。
Alternatively, when the lever button LB provided on the operating device 26 related to the drive unit that is the target of braking is pressed and the operating device 26 is operated again, the controller 30 determines whether the operator wants to continue the operation. It may be determined that the person has an intention. For example, in a case where the boom cylinder 7 is braked while the right operating lever 26R is being operated in the boom lowering direction, the controller 30 may cause the right operating lever to be operated while the lever button LB provided on the right operating lever 26R is pressed. When the lever 26R is operated again in the boom lowering direction, it may be determined that the operator intends to continue the operation.
なお、上述の実施形態では、油圧式パイロット回路を備えた油圧式操作システムが開示されている。例えば、左操作レバー26Lに関する油圧式パイロット回路では、パイロットポンプ15から左操作レバー26Lへ供給される作動油が、左操作レバー26Lのアーム開き方向への操作によって開閉されるリモコン弁の開度に応じた流量で、制御弁176のパイロットポートへ伝達される。或いは、右操作レバー26Rに関する油圧式パイロット回路では、パイロットポンプ15から右操作レバー26Rへ供給される作動油が、右操作レバー26Rのブーム上げ方向への操作によって開閉されるリモコン弁の開度に応じた流量で、制御弁175のパイロットポートへ伝達される。
Note that in the embodiments described above, a hydraulic operation system including a hydraulic pilot circuit is disclosed. For example, in a hydraulic pilot circuit related to the left operating lever 26L, the hydraulic oil supplied from the pilot pump 15 to the left operating lever 26L changes to the opening degree of a remote control valve that is opened and closed by operating the left operating lever 26L in the arm opening direction. A corresponding flow rate is transmitted to the pilot port of control valve 176. Alternatively, in the hydraulic pilot circuit related to the right operating lever 26R, the hydraulic oil supplied from the pilot pump 15 to the right operating lever 26R changes to the opening degree of the remote control valve that is opened and closed by operating the right operating lever 26R in the boom raising direction. It is transmitted to the pilot port of control valve 175 at a corresponding flow rate.
但し、このような油圧式パイロット回路を備えた油圧式操作システムではなく、電気式パイロット回路を備えた電気式操作システムが採用されてもよい。この場合、電気式操作システムにおける電気式操作レバーのレバー操作量は、例えば、電気信号としてコントローラ30へ入力される。また、パイロットポンプ15と各制御弁のパイロットポートとの間には電磁弁が配置される。電磁弁は、コントローラ30からの電気信号に応じて動作するように構成される。この構成により、電気式操作レバーを用いた手動操作が行われると、コントローラ30は、レバー操作量に対応する電気信号によって電磁弁を制御してパイロット圧を増減させることで各制御弁を移動させることができる。なお、各制御弁は電磁スプール弁で構成されていてもよい。この場合、電磁スプール弁は、電気式操作レバーのレバー操作量に対応するコントローラ30からの電気信号に応じて動作する。
However, instead of the hydraulic operation system having such a hydraulic pilot circuit, an electric operation system having an electric pilot circuit may be employed. In this case, the lever operation amount of the electric operation lever in the electric operation system is inputted to the controller 30 as an electric signal, for example. Further, a solenoid valve is arranged between the pilot pump 15 and the pilot port of each control valve. The solenoid valve is configured to operate in response to an electrical signal from the controller 30. With this configuration, when manual operation using the electric operation lever is performed, the controller 30 controls the solenoid valves using an electric signal corresponding to the lever operation amount to increase or decrease the pilot pressure to move each control valve. be able to. Incidentally, each control valve may be constituted by an electromagnetic spool valve. In this case, the electromagnetic spool valve operates in response to an electric signal from the controller 30 corresponding to the amount of lever operation of the electric operation lever.
図8は、電気式操作システムの構成例を示す。具体的には、図8の電気式操作システムは、ブーム操作システムの一例であり、主に、パイロット圧作動型のコントロールバルブユニット17と、電気式操作レバーとしてのブーム操作レバー26Bと、コントローラ30と、ブーム上げ操作用の電磁弁61と、ブーム下げ操作用の電磁弁62とで構成されている。図8の電気式操作システムは、アーム操作システム、バケット操作システム、走行操作システム、及び旋回操作システム等にも同様に適用され得る。
FIG. 8 shows an example of the configuration of an electrical operation system. Specifically, the electric operation system in FIG. 8 is an example of a boom operation system, and mainly includes a pilot pressure actuated control valve unit 17, a boom operation lever 26B as an electric operation lever, and a controller 30. , a solenoid valve 61 for boom raising operation, and a solenoid valve 62 for boom lowering operation. The electric operation system of FIG. 8 can be similarly applied to an arm operation system, a bucket operation system, a travel operation system, a swing operation system, etc.
パイロット圧作動型のコントロールバルブユニット17は、図4に示すように、左走行用油圧モータ2MLに関する制御弁171、右走行用油圧モータ2MRに関する制御弁172、及び、旋回用油圧モータ2Aに関する制御弁173、バケットシリンダ9に関する制御弁174、ブームシリンダ7に関する制御弁175、及び、アームシリンダ8に関する制御弁176等を含む。電磁弁61は、パイロットポンプ15と制御弁175の上げ側パイロットポートとを繋ぐ管路の流路面積を調節できるように構成されている。電磁弁62は、パイロットポンプ15と制御弁175の下げ側パイロットポートとを繋ぐ管路の流路面積を調節できるように構成されている。
As shown in FIG. 4, the pilot pressure-operated control valve unit 17 includes a control valve 171 for the left travel hydraulic motor 2ML, a control valve 172 for the right travel hydraulic motor 2MR, and a control valve for the swing hydraulic motor 2A. 173, a control valve 174 for the bucket cylinder 9, a control valve 175 for the boom cylinder 7, a control valve 176 for the arm cylinder 8, and the like. The electromagnetic valve 61 is configured to be able to adjust the flow area of the conduit connecting the pilot pump 15 and the upward pilot port of the control valve 175. The electromagnetic valve 62 is configured to be able to adjust the flow area of the conduit connecting the pilot pump 15 and the lower pilot port of the control valve 175.
手動操作が行われる場合、コントローラ30は、ブーム操作レバー26Bの操作信号生成部が出力する操作信号(電気信号)に応じてブーム上げ操作信号(電気信号)又はブーム下げ操作信号(電気信号)を生成する。ブーム操作レバー26Bの操作信号生成部が出力する操作信号は、ブーム操作レバー26Bの操作量及び操作方向に応じて変化する電気信号である。
When manual operation is performed, the controller 30 generates a boom raising operation signal (electrical signal) or a boom lowering operation signal (electrical signal) in accordance with the operation signal (electrical signal) output by the operation signal generation section of the boom operation lever 26B. generate. The operation signal output by the operation signal generation section of the boom operation lever 26B is an electric signal that changes depending on the amount and direction of operation of the boom operation lever 26B.
具体的には、コントローラ30は、ブーム操作レバー26Bがブーム上げ方向に操作された場合、レバー操作量に応じたブーム上げ操作信号(電気信号)を電磁弁61に対して出力する。電磁弁61は、ブーム上げ操作信号(電気信号)に応じて流路面積を調節し、制御弁175の上げ側パイロットポートに作用するパイロット圧を制御する。同様に、コントローラ30は、ブーム操作レバー26Bがブーム下げ方向に操作された場合、レバー操作量に応じたブーム下げ操作信号(電気信号)を電磁弁62に対して出力する。電磁弁62は、ブーム下げ操作信号(電気信号)に応じて流路面積を調節し、制御弁175の下げ側パイロットポートに作用するパイロット圧を制御する。
Specifically, when the boom operation lever 26B is operated in the boom-up direction, the controller 30 outputs a boom-up operation signal (electrical signal) to the electromagnetic valve 61 according to the lever operation amount. The solenoid valve 61 adjusts the flow path area according to the boom raising operation signal (electrical signal) and controls the pilot pressure acting on the raising side pilot port of the control valve 175. Similarly, when the boom operation lever 26B is operated in the boom lowering direction, the controller 30 outputs a boom lowering operation signal (electrical signal) to the solenoid valve 62 according to the lever operation amount. The solenoid valve 62 adjusts the flow path area according to the boom lowering operation signal (electrical signal) and controls the pilot pressure acting on the lowering side pilot port of the control valve 175.
自律制御を実行する場合、コントローラ30は、例えば、ブーム操作レバー26Bの操作信号生成部が出力する操作信号の代わりに、補正操作信号(電気信号)に応じてブーム上げ操作信号(電気信号)又はブーム下げ操作信号(電気信号)を生成する。補正操作信号は、コントローラ30が生成する電気信号であってもよく、コントローラ30以外の外部の制御装置等が生成する電気信号であってもよい。
When performing autonomous control, the controller 30, for example, generates a boom raising operation signal (electrical signal) or Generates a boom lowering operation signal (electrical signal). The correction operation signal may be an electric signal generated by the controller 30, or may be an electric signal generated by an external control device other than the controller 30.
次に、図9を参照し、調整部30Eによる調整処理の一例について説明する。図9は、法面仕上げ作業が行われているときの掘削アタッチメントの右側面図である。図9(A)は、バケット6と目標法面TSとの間の距離が所定距離DTになったときの掘削アタッチメントの右側面図であり、調整部30Eによる調整処理が行われる直前の状態を示す。図9(B)は、バケット6の背面6Sを作業対象物である斜面に接触させる直前の掘削アタッチメントの右側面図であり、調整部30Eによってバケット6が自動的に閉じられたときの状態を示す。図9(C)は、バケット6の背面6Sを作業対象物である斜面に接触させる直前の掘削アタッチメントの右側面図であり、調整部30Eによってバケット6が自動的に開かれたときの状態を示す。図9(B)及び図9(C)における点線で表される掘削アタッチメントは、バケット6と目標法面TSとの間の距離が所定距離DTになったときの掘削アタッチメントの状態を示している。
Next, with reference to FIG. 9, an example of adjustment processing by the adjustment section 30E will be described. FIG. 9 is a right side view of the excavation attachment during slope finishing work. FIG. 9(A) is a right side view of the excavation attachment when the distance between the bucket 6 and the target slope TS reaches the predetermined distance DT, and shows the state immediately before the adjustment process is performed by the adjustment section 30E. show. FIG. 9(B) is a right side view of the excavation attachment just before bringing the back surface 6S of the bucket 6 into contact with the slope that is the work target, and shows the state when the bucket 6 is automatically closed by the adjustment part 30E. show. FIG. 9(C) is a right side view of the excavation attachment just before the back surface 6S of the bucket 6 comes into contact with the slope that is the work target, and shows the state when the bucket 6 is automatically opened by the adjustment part 30E. show. The excavation attachment represented by the dotted line in FIGS. 9(B) and 9(C) shows the state of the excavation attachment when the distance between the bucket 6 and the target slope TS reaches a predetermined distance DT. .
本実施形態では、調整部30Eは、図9(A)に示すように、バケット6(この例ではバケット6の爪先6T)と目標法面TSとの間の距離が所定距離DT以下になったと判定した場合、このままアーム閉じを継続させたときのバケット背面BSと目標法面TSとの間の角度θs1が所定角度θst以下であるか否かを判定する。図9(B)における一点鎖線で表されるバケット6は、点線で表されるバケット6の状態から、バケット6を開閉させずに、図9(B)の矢印AR2で示すようにアーム5を閉じてバケット6の爪先6Tを目標法面TSに位置付けた場合のバケット6の仮想的な状態を示している。すなわち、図9(B)は、仮にこのままアーム閉じを継続させた場合には、バケット6の爪先6Tが最初に目標法面TSに達し、そのときのバケット背面BSと目標法面TSとの間の角度が角度θs1になることを示している。調整部30Eは、各種情報に基づいてこの仮想的な状態における角度θs1を算出する。そして、調整部30Eは、角度θs1が所定角度θst以下であると判定した場合、ショベル100の操作者がバケット背面BSを目標法面TSに合わせようとしている、或いは、操作者が法面仕上げ作業を行おうとしていると判定する。
In the present embodiment, as shown in FIG. 9(A), the adjustment unit 30E controls the adjustment unit 30E when the distance between the bucket 6 (the toe 6T of the bucket 6 in this example) and the target slope TS becomes equal to or less than the predetermined distance DT. If it is determined, it is determined whether the angle θs1 between the bucket back surface BS and the target slope TS when the arm continues to be closed is equal to or less than a predetermined angle θst. The bucket 6 represented by the dotted line in FIG. 9(B) can be moved from the state of the bucket 6 represented by the dotted line to the direction indicated by the arrow AR2 in FIG. 9(B) without opening or closing the bucket 6. It shows a virtual state of the bucket 6 when it is closed and the toe 6T of the bucket 6 is positioned on the target slope TS. In other words, FIG. 9(B) shows that if the arm continues to close as it is, the toe 6T of the bucket 6 will reach the target slope TS first, and the distance between the back surface BS of the bucket and the target slope TS at that time will be This shows that the angle becomes the angle θs1. The adjustment unit 30E calculates the angle θs1 in this virtual state based on various information. If the adjustment unit 30E determines that the angle θs1 is less than or equal to the predetermined angle θst, the operator of the excavator 100 is trying to align the bucket back surface BS with the target slope TS, or the operator is performing slope finishing work. It is determined that an attempt is made to do so.
そして、調整部30Eは、ショベル100の操作者がバケット背面BSを目標法面TSに合わせようとしていると判定した場合、バケット6が作業対象物である斜面と接触する前に、バケット6を自動的に閉じる。具体的には、調整部30Eは、比例弁31CL(図5C参照。)に電流指令を出力してバケットシリンダ9を伸長させ、図9(B)の矢印AR3で示すように、角度θs1がゼロになるようにバケット6を閉じる。図9(B)における実線で表される掘削アタッチメントは、点線で表される状態から、バケット6を自動的に閉じ、且つ、図9(B)の矢印AR2で示すように操作者による手動操作に応じてアーム5を閉じた場合の掘削アタッチメントの状態を示している。すなわち、図9(B)における実線で表される掘削アタッチメントは、バケット6が斜面と接触する直前で、バケット背面BSと目標法面TSとがほぼ平行になることを表している。
When the adjustment unit 30E determines that the operator of the excavator 100 is trying to align the bucket back surface BS with the target slope surface TS, the adjustment unit 30E automatically adjusts the bucket 6 before the bucket 6 comes into contact with the slope surface that is the work target. Close. Specifically, the adjustment unit 30E outputs a current command to the proportional valve 31CL (see FIG. 5C) to extend the bucket cylinder 9, so that the angle θs1 becomes zero, as shown by arrow AR3 in FIG. 9(B). Close bucket 6 so that The excavation attachment shown by the solid line in FIG. 9(B) automatically closes the bucket 6 from the state shown by the dotted line, and the excavation attachment is manually operated by the operator as shown by the arrow AR2 in FIG. 9(B). The state of the excavation attachment is shown when the arm 5 is closed in accordance with the figure. That is, the excavation attachment represented by the solid line in FIG. 9(B) represents that the bucket back surface BS and the target slope surface TS become almost parallel just before the bucket 6 contacts the slope.
その結果、ショベル100の操作者は、バケット6を微操作することなく、アーム閉じ操作を行うだけで、バケット6の背面6Sを目標法面TSに合わせることができ、更にアーム閉じ操作を行うだけで、バケット6の背面6Sを目標法面TSに沿って移動させることができる。
As a result, the operator of the excavator 100 can align the back surface 6S of the bucket 6 with the target slope TS by simply performing an arm closing operation without making any slight adjustments to the bucket 6, and then simply performing an arm closing operation. Then, the back surface 6S of the bucket 6 can be moved along the target slope TS.
或いは、調整部30Eは、図9(A)に示すように、バケット6(この例ではバケット6の爪先6T)と目標法面TSとの間の距離が所定距離DT以下になったと判定した場合、このままアーム閉じを継続させたときのバケット背面BSと目標法面TSとの間の角度θs2が所定角度θst以下であるか否かを判定する。図9(C)における一点鎖線で表されるバケット6は、点線で表されるバケット6の状態から、バケット6を開閉させずに、図9(C)の矢印AR4で示すようにアーム5を閉じてバケット6の背面6Sの後端6SEを目標法面TSに位置付けた場合のバケット6の仮想的な状態を示している。すなわち、図9(C)は、仮にこのままアーム閉じを継続させた場合には、背面6Sの後端6SEが最初に目標法面TSに達し、そのときのバケット背面BSと目標法面TSとの間の角度が角度θs2になることを示している。調整部30Eは、各種情報に基づいてこの仮想的な状態における角度θs2を算出する。そして、調整部30Eは、角度θs2が所定角度θst以下であると判定した場合、ショベル100の操作者がバケット背面BSを目標法面TSに合わせようとしている、或いは、操作者が法面仕上げ作業を行おうとしていると判定する。
Alternatively, the adjustment unit 30E determines that the distance between the bucket 6 (the toe 6T of the bucket 6 in this example) and the target slope TS has become equal to or less than the predetermined distance DT, as shown in FIG. 9(A). , it is determined whether the angle θs2 between the bucket back surface BS and the target slope TS when the arm continues to be closed is less than or equal to a predetermined angle θst. The bucket 6 represented by the dashed line in FIG. 9(C) is moved from the state of the bucket 6 represented by the dotted line to the arm 5 as shown by the arrow AR4 in FIG. 9(C) without opening or closing the bucket 6. It shows a virtual state of the bucket 6 when it is closed and the rear end 6SE of the back surface 6S of the bucket 6 is positioned on the target slope TS. In other words, FIG. 9(C) shows that if the arm continues to close as it is, the rear end 6SE of the back surface 6S will reach the target slope TS first, and the relationship between the bucket back surface BS and the target slope TS at that time will change. This shows that the angle between them is the angle θs2. The adjustment unit 30E calculates the angle θs2 in this virtual state based on various information. If the adjustment unit 30E determines that the angle θs2 is less than or equal to the predetermined angle θst, the operator of the excavator 100 is trying to align the bucket back surface BS with the target slope TS, or the operator is performing slope finishing work. It is determined that an attempt is made to do so.
そして、調整部30Eは、ショベル100の操作者がバケット背面BSを目標法面TSに合わせようとしていると判定した場合、バケット6が作業対象物である斜面と接触する前に、バケット6を自動的に開く。具体的には、調整部30Eは、比例弁31CR(図5C参照。)に電流指令を出力してバケットシリンダ9を収縮させ、図9(C)の矢印AR5で示すように、角度θs2がゼロになるようにバケット6を開く。図9(C)における実線で表される掘削アタッチメントは、点線で表される状態から、バケット6を自動的に開き、且つ、図9(C)の矢印AR4で示すように操作者による手動操作に応じてアーム5を閉じた場合の掘削アタッチメントの状態を示している。すなわち、図9(C)における実線で表される掘削アタッチメントは、バケット6が斜面と接触する直前で、バケット背面BSと目標法面TSとがほぼ平行になることを表している。
When the adjustment unit 30E determines that the operator of the excavator 100 is trying to align the bucket back surface BS with the target slope surface TS, the adjustment unit 30E automatically adjusts the bucket 6 before the bucket 6 comes into contact with the slope surface that is the work target. open to the target. Specifically, the adjustment unit 30E outputs a current command to the proportional valve 31CR (see FIG. 5C) to contract the bucket cylinder 9, so that the angle θs2 becomes zero, as shown by arrow AR5 in FIG. 9(C). Open bucket 6 so that The excavation attachment represented by the solid line in FIG. 9(C) automatically opens the bucket 6 from the state represented by the dotted line, and is manually operated by the operator as shown by arrow AR4 in FIG. 9(C). The state of the excavation attachment is shown when the arm 5 is closed in accordance with the figure. That is, the excavation attachment represented by the solid line in FIG. 9(C) represents that the bucket back surface BS and the target slope surface TS become almost parallel just before the bucket 6 contacts the slope.
その結果、ショベル100の操作者は、バケット6を微操作することなく、アーム閉じ操作を行うだけで、バケット6の背面6Sを目標法面TSに合わせることができ、更にアーム閉じ操作を行うだけで、バケット6の背面6Sを目標法面TSに沿って移動させることができる。
As a result, the operator of the excavator 100 can align the back surface 6S of the bucket 6 with the target slope TS by simply performing an arm closing operation without making any slight adjustments to the bucket 6, and then simply performing an arm closing operation. Then, the back surface 6S of the bucket 6 can be moved along the target slope TS.
調整部30Eは、バケット6の背面6Sを目標法面TSに沿って移動させている際に、操作者によるバケット閉じ操作が行われた場合には、自律制御を解除するように構成されていてもよい。土砂等を掬い上げるための動作が、操作者の意思にしたがって実行されるようにするためである。
The adjustment unit 30E is configured to cancel autonomous control when the operator performs a bucket closing operation while moving the back surface 6S of the bucket 6 along the target slope TS. Good too. This is to ensure that the operation for scooping up dirt and the like is performed according to the operator's intention.
その一方で、調整部30Eは、バケット6の背面6Sを目標法面TSに沿って移動させている際に、操作者によるバケット開き操作が行われた場合には、自律制御を解除せず、その操作者によるバケット開き操作が無効になるように構成されている。例えば、調整部30Eは、比例弁31CR及び比例弁33CRに電流指令を出力して制御弁174を中立弁位置に戻すことで、操作者によるバケット開き操作を無効にする。このときのバケット開き操作が誤操作であると推定できるためである。
On the other hand, when the operator performs a bucket opening operation while moving the back surface 6S of the bucket 6 along the target slope TS, the adjustment unit 30E does not release the autonomous control, The bucket opening operation by the operator is disabled. For example, the adjustment unit 30E outputs a current command to the proportional valve 31CR and the proportional valve 33CR to return the control valve 174 to the neutral valve position, thereby invalidating the bucket opening operation by the operator. This is because it can be assumed that the bucket opening operation at this time was an erroneous operation.
この構成により、調整部30Eは、バケット6の姿勢を、法面仕上げ作業に適した姿勢に自動的に調整できる。そのため、ショベル100の操作者は、バケット6を作業対象面である斜面に近づけるだけで、バケット6の背面6Sの勾配を目標法面TSの勾配に合わせることができる。すなわち、操作者は、バケット6の背面6Sの勾配を目標法面TSの勾配に合わせるために右操作レバー26Rをバケット開閉方向に微操作する必要がない。少なくともこの点において、調整部30Eは、ショベル100の操作性を向上させることができる。
With this configuration, the adjustment unit 30E can automatically adjust the attitude of the bucket 6 to an attitude suitable for slope finishing work. Therefore, the operator of the excavator 100 can adjust the slope of the back surface 6S of the bucket 6 to the slope of the target slope TS simply by bringing the bucket 6 closer to the slope that is the surface to be worked on. That is, the operator does not need to slightly operate the right operating lever 26R in the bucket opening/closing direction in order to match the slope of the back surface 6S of the bucket 6 with the slope of the target slope TS. At least in this respect, the adjustment section 30E can improve the operability of the shovel 100.
次に、図10を参照し、調整部30Eによる調整処理の別の一例について説明する。図10は、均し作業が行われるときの掘削アタッチメントの左側面図である。図10(A)は、バケット6と目標平坦面TSaとの間の距離が所定距離DTになったときの掘削アタッチメントの左側面図であり、調整部30Eによる調整処理が行われる直前の状態を示す。図10(B)は、バケット6の爪先6Tを作業対象物である地面に接触させたときの掘削アタッチメントの左側面図であり、調整部30Eによってバケット6が自動的に閉じられた後の状態を示す。図10(C)は、バケット6の爪先6Tが目標平坦面TSaに沿ってキャビン10に近づくようにアーム閉じ操作が継続されたときの掘削アタッチメントの左側面図であり、自律制御部30Cによってブーム4が最も上昇させられるときの状態を示す。図10(D)は、バケット6の爪先6Tが目標平坦面TSaに沿ってキャビン10に近づくように更にアーム閉じ操作が継続されたときの掘削アタッチメントの左側面図であり、自律制御部30Cによってブーム4が下降させられるときの状態を示す。図10(A)における点線で表されるバケット6は、調整部30Eによって自動的に閉じられた後のバケット6の状態を示している。図10(C)における点線で表される掘削アタッチメントは、図10(B)に示す掘削アタッチメントの状態を示している。図10(D)における点線で表される掘削アタッチメントは、図10(C)に示す掘削アタッチメントの状態を示している。
Next, with reference to FIG. 10, another example of the adjustment process by the adjustment unit 30E will be described. FIG. 10 is a left side view of the excavation attachment when leveling work is performed. FIG. 10(A) is a left side view of the excavation attachment when the distance between the bucket 6 and the target flat surface TSa reaches the predetermined distance DT, and shows the state immediately before adjustment processing by the adjustment section 30E is performed. show. FIG. 10(B) is a left side view of the excavation attachment when the toe 6T of the bucket 6 is in contact with the ground, which is the work target, and the state after the bucket 6 is automatically closed by the adjustment unit 30E. shows. FIG. 10(C) is a left side view of the excavating attachment when the arm closing operation is continued so that the toe 6T of the bucket 6 approaches the cabin 10 along the target flat surface TSa, and the boom is controlled by the autonomous control unit 30C. 4 indicates the state when it is raised the most. FIG. 10(D) is a left side view of the excavating attachment when the arm closing operation is further continued so that the toe 6T of the bucket 6 approaches the cabin 10 along the target flat surface TSa, and is The state when the boom 4 is lowered is shown. The bucket 6 represented by the dotted line in FIG. 10(A) shows the state of the bucket 6 after being automatically closed by the adjustment unit 30E. The excavation attachment represented by a dotted line in FIG. 10(C) shows the state of the excavation attachment shown in FIG. 10(B). The excavation attachment represented by the dotted line in FIG. 10(D) shows the state of the excavation attachment shown in FIG. 10(C).
図10(A)に示す状態では、操作者は、左操作レバー26Lをアーム閉じ方向に傾け、且つ、右操作レバー26Rをバケット閉じ方向又はバケット開き方向に傾けている。そのため、アーム5は、矢印AR11で示すように閉じられる。
In the state shown in FIG. 10(A), the operator tilts the left operating lever 26L in the arm closing direction, and also tilts the right operating lever 26R in the bucket closing direction or bucket opening direction. Therefore, arm 5 is closed as shown by arrow AR11.
調整部30Eは、図10(A)に示すように、バケット6(この例ではバケット6の爪先6T)と目標法面TSとの間の距離が所定距離DT以下になったと判定した場合、角度θと目標角度θmとの間の差Δθが所定角度θt以下であるか否かを判定する。ショベル100の操作者が角度θを目標角度θmに合わせようとしているか否かを判定するためである。
As shown in FIG. 10(A), when the adjustment unit 30E determines that the distance between the bucket 6 (the toe 6T of the bucket 6 in this example) and the target slope TS has become equal to or less than the predetermined distance DT, the adjustment unit 30E adjusts the angle. It is determined whether the difference Δθ between θ and the target angle θm is less than or equal to a predetermined angle θt. This is to determine whether the operator of the excavator 100 is trying to adjust the angle θ to the target angle θm.
角度θは、バケット背面BSと基準面との間の角度である。図10の例では、基準面は、仮想水平面である。目標角度θmは、目標平坦面TSaに沿ってバケット6の爪先6Tを移動させる際の、バケット背面BSと基準面との間の角度であり、不揮発性記憶装置等に予め記憶されている。図10の例では、目標平坦面TSaは、仮想水平面である。所定角度θtは、操作者が均し作業を行う意思を有するか否かを判定するために用いられる閾値であり、不揮発性記憶装置等に予め記憶されている。図10の例では、操作者は、均し作業を行う前に、情報入力装置72を用いて目標角度θm及び所定角度θtを予め設定している。
The angle θ is the angle between the bucket back surface BS and the reference surface. In the example of FIG. 10, the reference plane is a virtual horizontal plane. The target angle θm is the angle between the bucket back surface BS and the reference surface when moving the toe 6T of the bucket 6 along the target flat surface TSa, and is stored in advance in a nonvolatile storage device or the like. In the example of FIG. 10, the target flat surface TSa is a virtual horizontal surface. The predetermined angle θt is a threshold value used to determine whether the operator intends to perform the leveling work, and is stored in advance in a nonvolatile storage device or the like. In the example of FIG. 10, the operator uses the information input device 72 to previously set the target angle θm and the predetermined angle θt before performing the leveling work.
なお、目標角度θmは、自律制御を開始させるときのバケット背面BSと基準面との間の角度であってもよい。すなわち、バケット背面BSと基準面との間の角度は、目標平坦面TSaに沿ってバケット6の爪先6Tを移動させる際には、目標角度θmと一致していなくてもよい。
Note that the target angle θm may be an angle between the bucket back surface BS and the reference plane when starting the autonomous control. That is, the angle between the bucket back surface BS and the reference surface does not need to match the target angle θm when moving the toe 6T of the bucket 6 along the target flat surface TSa.
調整部30Eは、ショベル100の操作者が角度θを目標角度θmに合わせようとしていると判定した場合、角度θと目標角度θmとの差Δθがゼロになるようにバケット6を自動的に開閉させる。図10(A)の例では、調整部30Eは、操作者による右操作レバー26Rに対する手動操作を無効にした上で、バケットシリンダ9を自動的に伸長させてバケット6を自動的に閉じる。
When the adjustment unit 30E determines that the operator of the excavator 100 is trying to adjust the angle θ to the target angle θm, the adjustment unit 30E automatically opens and closes the bucket 6 so that the difference Δθ between the angle θ and the target angle θm becomes zero. let In the example of FIG. 10(A), the adjustment unit 30E disables the operator's manual operation of the right operation lever 26R, and then automatically extends the bucket cylinder 9 and automatically closes the bucket 6.
図10(A)における点線で表されるバケット6は、矢印AR12で示すように調整部30Eによってバケット6が自動的に閉じられた後のバケット6の状態を示している。
The bucket 6 represented by the dotted line in FIG. 10(A) shows the state of the bucket 6 after the bucket 6 is automatically closed by the adjustment unit 30E as shown by the arrow AR12.
その結果、調整部30Eは、図10(B)に示すように、角度θを目標角度θmに一致させた状態で、バケット6を地面に接触させ、爪先6Tを目標平坦面TSaに合わせることができる。
As a result, the adjustment unit 30E can bring the bucket 6 into contact with the ground and align the toe 6T with the target flat surface TSa with the angle θ matching the target angle θm, as shown in FIG. 10(B). can.
その後、操作者は、スイッチNSを押しながら左操作レバー26Lをアーム閉じ方向に傾けるだけで、角度θを目標角度θmに一致させた状態で、バケット6の爪先6Tを目標平坦面TSaに沿って移動させることができる。具体的には、自律制御部30Cは、図10(C)の矢印AR13で示すようにアーム5が閉じられたときに、矢印AR14で示すようにバケット6を自動的に開き、且つ、矢印AR15で示すようにブーム4を自動的に上昇させることで、角度θを目標角度θmに一致させた状態で、バケット6の爪先6Tを目標平坦面TSaに沿って移動させることができる。また、自律制御部30Cは、図10(D)の矢印AR16で示すようにアーム5が更に閉じられたときに、矢印AR17で示すようにバケット6を自動的に開き、且つ、矢印AR18で示すようにブーム4を自動的に下降させることで、角度θを目標角度θmに一致させた状態で、バケット6の爪先6Tを目標平坦面TSaに沿って更に移動させることができる。
Thereafter, the operator simply tilts the left operating lever 26L in the arm closing direction while pressing the switch NS, and with the angle θ matching the target angle θm, the toe 6T of the bucket 6 is moved along the target flat surface TSa. It can be moved. Specifically, the autonomous control unit 30C automatically opens the bucket 6 as shown by arrow AR14 when arm 5 is closed as shown by arrow AR13 in FIG. By automatically raising the boom 4 as shown, the toe 6T of the bucket 6 can be moved along the target flat surface TSa with the angle θ matching the target angle θm. Further, when the arm 5 is further closed as shown by the arrow AR16 in FIG. 10(D), the autonomous control unit 30C automatically opens the bucket 6 as shown by the arrow AR17, and also opens the bucket 6 as shown by the arrow AR18 By automatically lowering the boom 4 in this manner, the toe 6T of the bucket 6 can be further moved along the target flat surface TSa while the angle θ is made to match the target angle θm.
この構成により、調整部30Eは、バケット6の姿勢を、均し作業に適した姿勢に自動的に調整できる。そのため、ショベル100の操作者は、バケット6を地面に近づけるだけで、角度θを目標角度θmに合わせることができる。すなわち、操作者は、角度θを目標角度θmに合わせるために右操作レバー26Rをバケット開閉方向に微操作する必要がない。少なくともこの点において、調整部30Eは、ショベル100の操作性を向上させることができる。
With this configuration, the adjustment unit 30E can automatically adjust the attitude of the bucket 6 to an attitude suitable for leveling work. Therefore, the operator of the excavator 100 can adjust the angle θ to the target angle θm simply by bringing the bucket 6 closer to the ground. That is, the operator does not need to slightly operate the right operating lever 26R in the bucket opening/closing direction in order to adjust the angle θ to the target angle θm. At least in this respect, the adjustment section 30E can improve the operability of the shovel 100.
自律制御部30Cは、自律制御によるブーム4の上昇から下降への切り換わりの際に、或いは、自律制御によるブーム4の下降から上昇への切り換わりの際に、操作者の注意を喚起するように構成されていてもよい。注意喚起は、例えば、表示装置DSに画像情報を表示させること、音出力装置ADに音情報を出力させること、及び、シートバイブレータ(図示せず。)を振動させること等の少なくとも1つによって実現される。例えば、自律制御部30Cは、表示装置DSに制御指令を出力し、ブーム4の上げ下げの切り換わりが起こることを知らせる画像情報を表示装置DSに表示させてもよい。図10示す例では、自律制御部30Cは、均し作業を行う際の自律制御によるブーム4の上昇から下降への切り換わりの直前に、音出力装置ADに制御指令を出力し、自律制御によるブーム4の動きが上昇から下降に切り換わることを操作者に知らせるようにする。この構成により、操作者は、自律制御によるブーム4の動きが上昇から下降に切り換わることを事前に認識できるため、予期しないブーム4の動きが発生したとして慌てることもない。したがって、この構成は、操作者の安全性及びショベル100の作業性(使いやすさ)を高めることができる。
The autonomous control unit 30C is configured to call the operator's attention when the boom 4 is switched from ascending to descending under autonomous control, or when the boom 4 is switching from descending to ascending under autonomous control. It may be configured as follows. The alert is realized by at least one of, for example, displaying image information on the display device DS, outputting sound information on the sound output device AD, and vibrating a seat vibrator (not shown). be done. For example, the autonomous control unit 30C may output a control command to the display device DS, and cause the display device DS to display image information informing that the boom 4 is switched between raising and lowering. In the example shown in FIG. 10, the autonomous control unit 30C outputs a control command to the sound output device AD immediately before the boom 4 is switched from raising to lowering under autonomous control during leveling work, and The operator is informed that the movement of the boom 4 is switched from ascending to descending. With this configuration, the operator can recognize in advance that the movement of the boom 4 under autonomous control will switch from rising to falling, so that the operator does not panic when unexpected movement of the boom 4 occurs. Therefore, this configuration can improve the safety of the operator and the workability (ease of use) of the shovel 100.
自律制御部30Cは、自律制御を実行しているときに、その旨を操作者に伝えるように構成されていてもよい。例えば、自律制御部30Cは、操作者がスイッチNSを押しながら左操作レバー26Lをアーム閉じ方向に傾けている場合には、音出力装置ADに制御指令を出力し、自律制御中であることを示す音情報を音出力装置ADから出力させてもよい。
The autonomous control unit 30C may be configured to notify the operator when autonomous control is being executed. For example, when the operator tilts the left operating lever 26L in the arm closing direction while pressing the switch NS, the autonomous control unit 30C outputs a control command to the sound output device AD to indicate that autonomous control is in progress. The sound information shown may be output from the sound output device AD.
次に、図11を参照し、調整部30Eによる調整処理の更に別の一例について説明する。図11は、ダンプトラックTRの荷台に積み込まれた被掘削物としての土砂の凹凸を均すための均し作業が行われるときのダンプトラックTRの右側面図である。図11(A)は、バケット6の爪先6Tが目標軌道TPに近づくようにアーム開き操作が行われたときのダンプトラックTRの右側面図である。図11(A)は、調整部30Eによる調整処理が行われる直前の状態を示している。図11(B)は、バケット6の爪先6Tが目標軌道TPに沿ってキャビン10から遠ざかるようにアーム開き操作が継続されたときのダンプトラックTRの右側面図である。図11(B)は、自律制御部30Cによってブーム4及びバケット6が自律制御され、角度θと目標角度θmとが一致した状態で、バケット6の爪先6Tが目標軌道TPに沿って移動することを示している。
Next, with reference to FIG. 11, still another example of the adjustment process by the adjustment section 30E will be described. FIG. 11 is a right side view of the dump truck TR when leveling work is being performed to smooth out the unevenness of earth and sand as an object to be excavated loaded onto the bed of the dump truck TR. FIG. 11(A) is a right side view of the dump truck TR when the arm opening operation is performed so that the toe 6T of the bucket 6 approaches the target trajectory TP. FIG. 11(A) shows a state immediately before adjustment processing by the adjustment unit 30E is performed. FIG. 11(B) is a right side view of the dump truck TR when the arm opening operation is continued so that the toe 6T of the bucket 6 moves away from the cabin 10 along the target trajectory TP. FIG. 11(B) shows that the boom 4 and the bucket 6 are autonomously controlled by the autonomous control unit 30C, and the toe 6T of the bucket 6 moves along the target trajectory TP with the angle θ and the target angle θm matching. It shows.
図11(A)における一点鎖線で表されるバケット6は、ダンプトラックTRの荷台の上空に至る前のバケット6の状態を示している。図11(A)における点線で表されるバケット6は、調整部30Eによって自動的に開かれた後のバケット6の状態を示している。図11(B)における点線で表される2つのバケット6は、実線で表される1つのバケット6の過去の状態を示している。
The bucket 6 represented by the dashed line in FIG. 11(A) shows the state of the bucket 6 before it reaches the sky above the loading platform of the dump truck TR. The bucket 6 represented by the dotted line in FIG. 11(A) shows the state of the bucket 6 after being automatically opened by the adjustment unit 30E. Two buckets 6 represented by dotted lines in FIG. 11(B) indicate the past state of one bucket 6 represented by a solid line.
図11に示す例では、軌道取得部30Bは、前方センサ70FとしてのLIDARの出力に基づき、ダンプトラックTRの荷台に積み込まれた土砂の凹凸を認識する。そして、軌道取得部30Bは、その凹凸を均すために適切な目標軌道TPを導き出す。図11における一点鎖線は、軌道取得部30Bが導き出した目標軌道TPを表している。
In the example shown in FIG. 11, the trajectory acquisition unit 30B recognizes the unevenness of the earth and sand loaded on the bed of the dump truck TR based on the output of LIDAR as the front sensor 70F. Then, the trajectory acquisition unit 30B derives an appropriate target trajectory TP in order to smooth out the unevenness. The dashed line in FIG. 11 represents the target trajectory TP derived by the trajectory acquisition unit 30B.
図11(A)に示す状態では、操作者は、左操作レバー26Lをアーム開き方向に傾け、或いは、右操作レバー26Rをブーム下げ方向に傾けている。そのため、バケット6は、矢印AR21で示すように、ダンプトラックTRの荷台に近づけられる。また、操作者は、右操作レバー26Rをバケット閉じ方向又はバケット開き方向に傾けている。角度θを目標角度θmに合わせるためである。
In the state shown in FIG. 11(A), the operator tilts the left operating lever 26L in the arm opening direction or the right operating lever 26R in the boom lowering direction. Therefore, the bucket 6 is brought closer to the loading platform of the dump truck TR, as shown by arrow AR21. The operator also tilts the right operating lever 26R in the bucket closing direction or bucket opening direction. This is to match the angle θ to the target angle θm.
調整部30Eは、図11(A)に示すように、バケット6(この例ではバケット6の爪先6T)と目標軌道TPとの間の距離が所定距離DT以下になったと判定した場合、角度θと目標角度θmとの間の差Δθが所定角度θt以下であるか否かを判定する。ショベル100の操作者が角度θを目標角度θmに合わせようとしているか否かを判定するためである。
As shown in FIG. 11(A), when the adjustment unit 30E determines that the distance between the bucket 6 (the toe 6T of the bucket 6 in this example) and the target trajectory TP has become equal to or less than the predetermined distance DT, the adjustment unit 30E adjusts the angle θ. It is determined whether the difference Δθ between the target angle θm and the target angle θm is less than or equal to a predetermined angle θt. This is to determine whether the operator of the excavator 100 is trying to adjust the angle θ to the target angle θm.
角度θは、バケット背面BSと基準面との間の角度である。図11の例では、基準面は、目標軌道TPを含む仮想平面である。目標角度θmは、例えば、目標軌道TPに沿ってバケット6の爪先6Tを移動させる際の、バケット背面BSと基準面との間の角度であり、不揮発性記憶装置等に予め記憶されている。所定角度θtは、操作者が均し作業を行う意思を有するか否かを判定するために用いられる閾値であり、不揮発性記憶装置等に予め記憶されている。図11の例では、操作者は、均し作業を行う前に、情報入力装置72を用いて目標角度θm及び所定角度θtを予め設定している。
The angle θ is the angle between the bucket back surface BS and the reference surface. In the example of FIG. 11, the reference plane is a virtual plane that includes the target trajectory TP. The target angle θm is, for example, the angle between the bucket back surface BS and the reference surface when moving the toe 6T of the bucket 6 along the target trajectory TP, and is stored in advance in a nonvolatile storage device or the like. The predetermined angle θt is a threshold value used to determine whether the operator intends to perform the leveling work, and is stored in advance in a nonvolatile storage device or the like. In the example of FIG. 11, the operator uses the information input device 72 to previously set the target angle θm and the predetermined angle θt before performing the leveling work.
なお、目標角度θmは、自律制御を開始させるときのバケット背面BSと基準面との間の角度であってもよい。すなわち、バケット背面BSと基準面との間の角度は、目標軌道TPに沿ってバケット6の爪先6Tを移動させる際には、目標角度θmと一致していなくてもよい。
Note that the target angle θm may be an angle between the bucket back surface BS and the reference plane when starting the autonomous control. That is, the angle between the bucket back surface BS and the reference plane does not need to match the target angle θm when moving the toe 6T of the bucket 6 along the target trajectory TP.
調整部30Eは、ショベル100の操作者が角度θを目標角度θmに合わせようとしていると判定した場合、角度θと目標角度θmとの差Δθがゼロになるようにバケット6を自動的に開閉させる。図11(A)の例では、調整部30Eは、操作者によるバケット6に関する手動操作を無効にした上で、バケットシリンダ9を自動的に収縮させてバケット6を自動的に開く。
When the adjustment unit 30E determines that the operator of the excavator 100 is trying to adjust the angle θ to the target angle θm, the adjustment unit 30E automatically opens and closes the bucket 6 so that the difference Δθ between the angle θ and the target angle θm becomes zero. let In the example of FIG. 11A, the adjustment unit 30E disables the manual operation of the bucket 6 by the operator, and then automatically deflates the bucket cylinder 9 to automatically open the bucket 6.
図11(A)における点線で表されるバケット6は、矢印AR22で示すように調整部30Eによってバケット6が自動的に開かれた後のバケット6の状態を示している。
The bucket 6 represented by the dotted line in FIG. 11(A) shows the state of the bucket 6 after the bucket 6 is automatically opened by the adjustment unit 30E as shown by the arrow AR22.
その結果、調整部30Eは、図11(B)における点線で表される2つのバケット6のうちの左側のバケット6のように、角度θを目標角度θmに一致させた状態で、バケット6を土砂に接触させ、爪先6Tを目標軌道TPに合わせることができる。なお、調整部30Eによる自動調整は、自律制御部30Cによる自律制御が実行されているときに、すなわち、スイッチNSを押しながらアーム開き操作が行われているときに、実行されてもよい。
As a result, the adjustment unit 30E adjusts the bucket 6 with the angle θ matching the target angle θm, like the left bucket 6 of the two buckets 6 represented by the dotted line in FIG. 11(B). It is possible to align the toe 6T with the target trajectory TP by bringing it into contact with earth and sand. Note that the automatic adjustment by the adjustment unit 30E may be performed when the autonomous control by the autonomous control unit 30C is being performed, that is, when the arm opening operation is being performed while pressing the switch NS.
その後、操作者は、スイッチNSを押しながら左操作レバー26Lをアーム開き方向に傾けるだけで、自律制御によってバケット6の爪先6Tを目標軌道TPに沿って移動させることができる。具体的には、自律制御部30Cは、アーム5が開かれたときに、バケット6を自動的に閉じ、且つ、ブーム4を自動的に下降させることで、角度θを目標角度θmに一致させた状態で、矢印AR23で示すようにバケット6をダンプトラックTRの運転室側に移動させることができる。すなわち、自律制御部30Cは、バケット6の爪先6Tを目標軌道TPに沿って移動させることができる。
After that, the operator can move the toe 6T of the bucket 6 along the target trajectory TP by autonomous control by simply tilting the left operating lever 26L in the arm opening direction while pressing the switch NS. Specifically, when the arm 5 is opened, the autonomous control unit 30C automatically closes the bucket 6 and automatically lowers the boom 4 to make the angle θ match the target angle θm. In this state, the bucket 6 can be moved to the driver's cab side of the dump truck TR as shown by arrow AR23. That is, the autonomous control unit 30C can move the toe 6T of the bucket 6 along the target trajectory TP.
この構成により、調整部30Eは、バケット6の姿勢を、均し作業に適した姿勢に自動的に調整できる。そのため、ショベル100の操作者は、ダンプトラックTRの荷台に積み込まれている土砂にバケット6を近づけるだけで、角度θを目標角度θmに合わせることができる。すなわち、操作者は、角度θを目標角度θmに合わせるために右操作レバー26Rをバケット開閉方向に微操作する必要がない。少なくともこの点において、調整部30Eは、ショベル100の操作性を向上させることができる。
With this configuration, the adjustment unit 30E can automatically adjust the attitude of the bucket 6 to an attitude suitable for leveling work. Therefore, the operator of the excavator 100 can adjust the angle θ to the target angle θm simply by bringing the bucket 6 close to the earth and sand loaded on the bed of the dump truck TR. That is, the operator does not need to slightly operate the right operating lever 26R in the bucket opening/closing direction in order to adjust the angle θ to the target angle θm. At least in this respect, the adjustment section 30E can improve the operability of the shovel 100.
上述のように、本発明の実施形態に係るショベル100は、下部走行体1と、下部走行体1に旋回可能に搭載される上部旋回体3と、上部旋回体3に取り付けられるアタッチメントと、上部旋回体3に搭載される制御装置としてのコントローラ30と、を備えている。そして、コントローラ30は、アタッチメントの作業部位としてのバケット6が目標面に接近した際に、その目標面に対するバケット6の背面6Sの角度が目標角度になるように自動調整を行うように構成されている。
As described above, the excavator 100 according to the embodiment of the present invention includes the lower traveling body 1, the upper rotating body 3 rotatably mounted on the lower traveling body 1, the attachment attached to the upper rotating body 3, and the upper rotating body 1. A controller 30 as a control device mounted on the revolving body 3 is provided. The controller 30 is configured to automatically adjust the angle of the back surface 6S of the bucket 6 with respect to the target surface to the target angle when the bucket 6 as the work part of the attachment approaches the target surface. There is.
この構成により、ショベル100は、作業部位(例えばバケット6)の姿勢を、所望の作業に適した姿勢に自動的に調整できる。
With this configuration, the excavator 100 can automatically adjust the posture of the working part (for example, the bucket 6) to a posture suitable for the desired work.
例えば、コントローラ30は、図9(B)に示すように、バケット6が目標法面TSに接近した際に、目標法面TSに対するバケット6の背面6Sの角度θs1がゼロになるようにバケット6を自動的に閉じるように構成されていてもよい。
For example, as shown in FIG. 9B, the controller 30 controls the bucket 6 so that the angle θs1 of the back surface 6S of the bucket 6 with respect to the target slope TS becomes zero when the bucket 6 approaches the target slope TS. may be configured to close automatically.
或いは、コントローラ30は、図9(C)に示すように、バケット6が目標法面TSに接近した際に、目標法面TSに対するバケット6の背面6Sの角度θs2がゼロになるようにバケット6を自動的に開くように構成されていてもよい。
Alternatively, as shown in FIG. 9C, the controller 30 adjusts the bucket 6 so that the angle θs2 of the back surface 6S of the bucket 6 with respect to the target slope TS becomes zero when the bucket 6 approaches the target slope TS. may be configured to open automatically.
或いは、コントローラ30は、図10(A)に示すように、バケット6が目標平坦面TSaに接近した際に、目標平坦面TSaに対するバケット6の背面6Sの角度θが目標角度θmになるようにバケット6を自動的に閉じるように構成されていてもよい。
Alternatively, the controller 30 adjusts the angle θ of the back surface 6S of the bucket 6 with respect to the target flat surface TSa to the target angle θm when the bucket 6 approaches the target flat surface TSa, as shown in FIG. 10(A). The bucket 6 may be configured to close automatically.
或いは、コントローラ30は、図11(A)に示すように、バケット6が目標軌道TPに接近した際に、目標軌道TPを含む仮想平面に対するバケット6の背面6Sの角度θが目標角度θmになるようにバケット6を自動的に開くように構成されていてもよい。
Alternatively, as shown in FIG. 11A, the controller 30 determines that when the bucket 6 approaches the target trajectory TP, the angle θ of the back surface 6S of the bucket 6 with respect to the virtual plane including the target trajectory TP becomes the target angle θm. The bucket 6 may be configured to open automatically as shown in FIG.
コントローラ30は、角度θが所定角度範囲内のときに自動調整を行うように構成されていてもよい。すなわち、コントローラ30は、角度θが所定角度範囲外のときには自動調整を行わないように構成されていてもよい。所定角度範囲は、例えば、目標角度θm±所定角度θtである。この構成により、ショベル100は、操作者が角度θを目標角度θmに合わせようとしていることを確認した上で、バケット6を自動的に開閉させることができる。すなわち、ショベル100は、操作者が角度θを目標角度θmに合わせようとしていないことを確認した場合には、バケット6を自動的に開閉させないようにすることができる。そのため、ショベル100は、操作者の意思に反して自動調整が実行されてしまうのを防止できる。
The controller 30 may be configured to perform automatic adjustment when the angle θ is within a predetermined angle range. That is, the controller 30 may be configured not to perform automatic adjustment when the angle θ is outside a predetermined angle range. The predetermined angle range is, for example, target angle θm±predetermined angle θt. With this configuration, the excavator 100 can automatically open and close the bucket 6 after confirming that the operator is trying to adjust the angle θ to the target angle θm. That is, when the excavator 100 confirms that the operator is not trying to adjust the angle θ to the target angle θm, it is possible to prevent the bucket 6 from automatically opening and closing. Therefore, the excavator 100 can prevent automatic adjustment from being performed against the operator's will.
コントローラ30は、作業部位が操作されたときに自律制御を中止するように構成されていてもよい。例えば、図9に示すような法面仕上げ作業の際に、操作者によるバケット閉じ操作が行われた場合には、コントローラ30は、自律制御部30Cによる自律制御を中止する。この場合、ショベル100は、操作者によるバケット閉じ操作に応じてバケット6が閉じるように動作する。操作者の意図に沿ってバケット6が閉じられるようにするためである。また、図9に示すような法面仕上げ作業の最中に、土砂を掬い上げるためにバケット6を閉じる操作は、誤操作でないと推定されるためである。
Controller 30 may be configured to discontinue autonomous control when the work site is operated. For example, when the operator performs a bucket closing operation during slope finishing work as shown in FIG. 9, the controller 30 stops the autonomous control by the autonomous control unit 30C. In this case, the shovel 100 operates to close the bucket 6 in response to the bucket closing operation by the operator. This is to ensure that the bucket 6 is closed according to the operator's intention. Further, this is because it is presumed that the operation of closing the bucket 6 to scoop up earth and sand during the slope finishing work as shown in FIG. 9 is not an erroneous operation.
但し、図9に示すような法面仕上げ作業の際に、操作者によるバケット開き操作が行われた場合には、コントローラ30は、自律制御部30Cによる自律制御を中止せずに、操作者によるバケット開き操作を無効にするように構成されていてもよい。図9に示すような法面仕上げ作業の最中にバケット6が開かれると、バケット6が目標法面TSを超えて土中に侵入してしまうためである。すなわち、操作者によるバケット開き操作が誤操作であると推定されるためである。
However, when the operator performs a bucket opening operation during slope finishing work as shown in FIG. The bucket opening operation may be configured to be disabled. This is because if the bucket 6 is opened during the slope finishing work as shown in FIG. 9, the bucket 6 will exceed the target slope TS and penetrate into the soil. That is, this is because it is estimated that the bucket opening operation by the operator is an erroneous operation.
目標面は、作業対象物の表面の形状等に基づいて自動的に生成されてもよい。作業対象物の表面の形状は、例えば、ダンプトラックTRの荷台に積み込まれた土砂の表面の形状である。例えば、図11に示すようにダンプトラックTRの荷台に積み込まれた土砂に対する均し作業が行われる場合、コントローラ30は、LIDARとしての前方センサ70Fの出力に基づき、目標軌道TPを生成してもよい。この構成により、コントローラ30は、予め設定されている目標面ばかりでなく、動的に設定される目標面に関しても、作業部位の自動調整を行うことができる。
The target surface may be automatically generated based on the shape of the surface of the workpiece. The shape of the surface of the work target is, for example, the shape of the surface of earth and sand loaded on the bed of the dump truck TR. For example, as shown in FIG. 11, when leveling work is performed on soil loaded on the bed of a dump truck TR, the controller 30 generates the target trajectory TP based on the output of the front sensor 70F as LIDAR. good. With this configuration, the controller 30 can automatically adjust the work area not only for a preset target plane but also for a dynamically set target plane.
コントローラ30は、自律制御中のブームの状態に応じて注意喚起を行うように構成されていてもよい。例えば、コントローラ30は、自律制御部30Cによる自律制御中に自動的に動かされるブーム4の動きが上昇から下降に切り換わるときに、或いは、下降から上昇に切り換わるときに、その切り換わりが起こることを操作者に伝えるように構成されていてもよい。例えば、図10(C)及び図10(D)に示すように、均し作業の際に自律制御によって自動的に動かされるブーム4の動きが上昇から下降に切り換わる直前に、コントローラ30は、その旨を表す音情報を音出力装置ADから出力させてもよい。この構成により、コントローラ30は、自律制御によるブーム4の動きが上昇から下降に切り換わることを操作者に事前に認識させることができるため、予期しないブーム4の動きが発生したとして操作者が慌ててしまうのを防止できる。
The controller 30 may be configured to issue a warning depending on the state of the boom under autonomous control. For example, the controller 30 switches when the movement of the boom 4 that is automatically moved during autonomous control by the autonomous control unit 30C switches from ascending to descending, or when switching from descending to ascending. It may also be configured to notify the operator of this. For example, as shown in FIGS. 10(C) and 10(D), immediately before the movement of the boom 4, which is automatically moved by autonomous control during leveling work, switches from ascending to descending, the controller 30 Sound information indicating this may be outputted from the sound output device AD. With this configuration, the controller 30 can make the operator recognize in advance that the movement of the boom 4 under autonomous control will switch from ascending to descending. You can prevent this from happening.
以上、本発明の好ましい実施形態について詳説した。しかしながら、本発明は、上述した実施形態に制限されることはない。上述した実施形態は、本発明の範囲を逸脱することなしに、種々の変形又は置換等が適用され得る。また、別々に説明された特徴は、技術的な矛盾が生じない限り、組み合わせが可能である。
The preferred embodiments of the present invention have been described above in detail. However, the invention is not limited to the embodiments described above. Various modifications or substitutions may be made to the embodiments described above without departing from the scope of the present invention. Further, features described separately can be combined as long as no technical contradiction occurs.
例えば、図9に示す例では、コントローラ30は、下り勾配の法面の仕上げ作業のためにバケット6が作業対象物としての斜面に近づけられたときに、バケット背面BSと目標法面TSとが平行になるように、バケット6を自動的に開閉させている。しかしながら、コントローラ30は、上り勾配の法面の仕上げ作業のためにバケット6が作業対象物としての斜面に近づけられたときにも同様に、バケット背面BSと目標法面TSとが平行になるように、バケット6を自動的に開閉させてもよい。
For example, in the example shown in FIG. 9, when the bucket 6 is brought close to the slope as a work object for finishing work on a downhill slope, the controller 30 causes the bucket back surface BS and the target slope TS to be aligned. The bucket 6 is automatically opened and closed so that the buckets are parallel to each other. However, when the bucket 6 is brought close to the slope as a work object for finishing work on an uphill slope, the controller 30 also makes sure that the back surface BS of the bucket and the target slope TS are parallel to each other. Alternatively, the bucket 6 may be opened and closed automatically.
また、図9に示す例では、コントローラ30は、アーム閉じ操作による法面仕上げ作業を開始させる前に、バケット背面BSと目標法面TSとが平行になるように、バケット6を自動的に開閉させている。しかしながら、コントローラ30は、アーム開き操作による法面仕上げ作業を開始させる前に、バケット背面BSと目標法面TSとが平行になるように、バケット6を自動的に開閉させてもよい。
In the example shown in FIG. 9, the controller 30 automatically opens and closes the bucket 6 so that the back surface BS of the bucket and the target slope TS are parallel to each other before starting the slope finishing work by closing the arm. I'm letting you do it. However, before starting the slope finishing work by opening the arm, the controller 30 may automatically open and close the bucket 6 so that the bucket back surface BS and the target slope surface TS are parallel to each other.
また、図10に示す例では、コントローラ30は、アーム閉じ操作による均し作業を開始させる前に、角度θが目標角度θmとなるように、バケット6を自動的に開閉させている。しかしながら、コントローラ30は、アーム開き操作による均し作業を開始させる前に、角度θが目標角度θmとなるように、バケット6を自動的に開閉させてもよい。
In the example shown in FIG. 10, the controller 30 automatically opens and closes the bucket 6 so that the angle θ becomes the target angle θm before starting the leveling work by closing the arm. However, the controller 30 may automatically open and close the bucket 6 so that the angle θ becomes the target angle θm before starting the leveling work by opening the arm.
同様に、図11に示す例では、コントローラ30は、アーム開き操作による、ダンプトラックTRの荷台に積み込まれた土砂に対する均し作業を開始させる前に、角度θが目標角度θmとなるように、バケット6を自動的に開閉させている。しかしながら、コントローラ30は、アーム閉じ操作による、ダンプトラックTRの荷台に積み込まれた土砂に対する均し作業を開始させる前に、角度θが目標角度θmとなるように、バケット6を自動的に開閉させてもよい。
Similarly, in the example shown in FIG. 11, the controller 30 sets the angle θ to the target angle θm before starting the leveling work for the earth and sand loaded on the bed of the dump truck TR by the arm opening operation. The bucket 6 is automatically opened and closed. However, the controller 30 automatically opens and closes the bucket 6 so that the angle θ becomes the target angle θm before starting leveling work on the earth and sand loaded on the bed of the dump truck TR by the arm closing operation. It's okay.