JP7449314B2 - ショベル、遠隔操作支援装置 - Google Patents

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Description

本開示は、ショベル等に関する。
従来、ショベルにおいて、複数のアクチュエータが連動している場合に、他のアクチュエータの操作が行われると、他のアクチュエータの動作を優先させる技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1では、アーム及びバケットの少なくとも一方の操作に合わせてブームの上げ下げを自動で連動させて掘削を行うマシンコントロール時に、旋回操作が行われると、ブームを自動で連動させる機能を中止する技術が開示されている。
特開2018-172858号公報
しかしながら、複数のアクチュエータが連動して作業が行われている場合に、他のアクチュエータの動作が優先されると、ショベルの作業効率が低下してしまう可能性がある。
そこで、上記課題に鑑み、複数のアクチュエータが連動して作業が行われる場合にショベルの作業効率の低下を抑制することが可能な技術を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本開示の一実施形態では、
複数の被駆動要素と、
前記複数の被駆動要素のそれぞれを駆動する複数のアクチュエータと、を備え、
前記複数のアクチュエータのうちの一部のアクチュエータが連動している場合に、前記複数のアクチュエータのうちの前記一部のアクチュエータとは異なる他のアクチュエータの動作を禁止する、
ショベルが提供される。
また、本開示の他の実施形態では、
複数の被駆動要素と、前記複数の被駆動要素のそれぞれを駆動する複数のアクチュエータと、を備えるショベルの前記複数のアクチュエータを遠隔操作するための操作部と、
操作部の操作に応じて、前記ショベルに前記複数のアクチュエータに関する操作指令を送信する通信部と、
前記複数のアクチュエータのうちの前記一部のアクチュエータとは異なる他のアクチュエータの動作を禁止する制御部と、を備える、
遠隔操作支援装置。
上述の実施形態によれば、複数のアクチュエータが連動して作業が行われる場合にショベルの作業効率の低下を抑制することができる。
ショベルの一例を示す側面図である。 ショベルの一例を示す上面図である。 ショベル管理システムの一例を示す図である。 ショベルの構成の一例を示すブロック図である。 ショベルの構成の他の例を示すブロック図である。 ショベルの操作系の構成の一例を示す図である。 ショベルの操作系の構成の他の例を示す図である。 ショベルの目標施工面に沿った掘削動作の一例を示す図である。 ショベルの目標施工面に沿った仕上げ動作の一例を示す図である。 ショベルの目標施工面に沿った転圧動作の一例を示す図である。 ショベルの積み込み作業を説明する図である。 コントローラによる制御処理の一例を示す図である。 ショベルの動作内容ごとの連動するアクチュエータ群、及び動作禁止のアクチュエータを説明する図である。 コントローラによる制御処理の他の例を示す図である。 コントローラによる制御処理の更に他の例を示す図である。 ショベルの法面の施工作業の一例を示す図である。 ショベルの溝面の施工作業を説明する図である。 特定の作業時における連動するアクチュエータ群、及び動作禁止のアクチュエータを説明する図である。
以下、図面を参照して実施形態について説明する。
[ショベルの概要]
最初に、図1~図3を参照して、本実施形態に係るショベル100の概要について説明する。
図1は、本実施形態に係るショベル100の一例を示す側面図である。図2は、本実施形態に係るショベル100の一例を示す上面図である。図3は、本実施形態に係るショベル100を含むショベル管理システムSYSの一例を示す図である。
図1、図2に示すように、本実施形態に係るショベル100は、下部走行体1と、旋回機構2を介して旋回自在に下部走行体1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ATと、上部旋回体3に搭載されるキャビン10とを含む。
下部走行体1は、左右一対のクローラ1C、即ち、左側のクローラ1CL及び右側のクローラ1CRを含む。下部走行体1は、左側のクローラ1CL及び右側のクローラ1CRが走行油圧モータ1M、即ち、左側用の走行油圧モータ1ML及び右側用の走行油圧モータ1MRでそれぞれ油圧駆動されることにより、ショベル100を走行させる。つまり、駆動要素としての走行油圧モータ1ML,1MRは、それぞれ、被駆動要素としてのクローラ1CL,1CRを駆動する。
上部旋回体3は、旋回油圧モータ2A(旋回モータの一例)で油圧駆動されることにより、下部走行体1に対して旋回する。つまり、駆動要素としての旋回油圧モータ2Aは、被駆動要素としての上部旋回体3を駆動する。
尚、上部旋回体3は、旋回油圧モータ2Aの代わりに、電動機(以下、「旋回用電動機」)により電気駆動されてもよい。この場合、駆動要素としての旋回用電動機は、旋回油圧モータ2Aと同様、被駆動要素としての上部旋回体3を駆動する。
アタッチメントATは、ブーム4、アーム5、及びバケット6を含む。
ブーム4は、上部旋回体3の前部中央に俯仰可能に取り付けられ、ブーム4の先端には、アーム5が上下回動可能に取り付けられ、アーム5の先端には、エンドアタッチメントとしてのバケット6が上下回動可能に取り付けられる。ブーム4、アーム5、及びバケット6は、油圧アクチュエータとしてのブームシリンダ7、アームシリンダ8、及びバケットシリンダ9によりそれぞれ油圧駆動される。
バケット6は、エンドアタッチメントの一例であり、アーム5の先端には、作業内容等に応じて、バケット6の代わりに、他のエンドアタッチメントが取り付けられてもよい。例えば、アーム5の先端には、法面用バケット、浚渫用バケット、ブレーカ等が取り付けられてもよい。
キャビン10は、オペレータが搭乗する運転室である。キャビン10は、例えば、上部旋回体3の前部左側に搭載される。
ショベル100は、キャビン10に搭乗するオペレータの操作に応じて、下部走行体1(クローラ1CL,1CR)、上部旋回体3、ブーム4、アーム5、及びバケット6等の被駆動要素を動作させる。
また、ショベル100は、キャビン10に搭乗するオペレータによって操作可能に構成されるのに代えて、或いは、加えて、ショベルの外部から遠隔操作(リモート操作)が可能に構成されてもよい。ショベル100が遠隔操作される場合、キャビン10の内部は、無人状態であってもよい。以下、オペレータの操作には、キャビン10のオペレータの操作装置26に対する操作、及び外部装置のオペレータの遠隔操作の少なくとも一方が含まれる前提で説明を進める。
遠隔操作には、例えば、所定の外部装置で行われるショベル100のアクチュエータに関する操作入力によって、ショベル100が操作される態様が含まれる。この場合、ショベル100は、例えば、後述の空間認識装置70に含まれる撮像装置が出力する画像情報(撮像画像)を外部装置に送信し、画像情報は、外部装置に設けられる表示装置(以下、「遠隔操作用表示装置」)に表示されてよい。また、ショベル100のキャビン10の内部の表示装置D1に表示される各種の情報画像(情報画面)は、同様に、外部装置の遠隔操作用表示装置にも表示されてよい。これにより、外部装置のオペレータは、例えば、遠隔操作用表示装置に表示されるショベル100の周囲の様子を表す撮像画像や情報画面等の表示内容を確認しながら、ショベル100を遠隔操作することができる。そして、ショベル100は、後述の通信装置T1により外部装置から受信される、遠隔操作の内容を表す遠隔操作信号に応じて、アクチュエータを動作させ、下部走行体1(クローラ1CL,1CR)、上部旋回体3、ブーム4、アーム5、及びバケット6等の被駆動要素を駆動してよい。
例えば、図3に示すように、ショベル100は、ショベル管理システムSYSの構成要素として、管理装置200と通信可能に接続され、管理装置200を通じて遠隔操作されてよい。
尚、ショベル管理システムSYSに含まれるショベル100は、一台であってもよいし、複数台であってもよい。同様に、ショベル管理システムSYSに含まれる管理装置200は、複数であってもよい。即ち、複数の管理装置200は、ショベル管理システムSYSに関する処理を分散して実施してよい。例えば、複数の管理装置200は、それぞれ、複数のショベル100のうちの担当する一部のショベル100との間で相互に通信を行い、その一部のショベル100を対象とする処理を実行してよい。
管理装置200は、例えば、ショベル100が作業を行う作業現場の外部の管理センタ等に設置されるクラウドサーバやオンプレミスサーバであってよい。また、管理装置200は、例えば、ショベル100が作業行う作業現場内、或いは、作業現場から相対的に近い場所(例えば、通信事業者の局舎や基地局等)に配置されるエッジサーバであってもよい。また、管理装置200は、ショベル100の作業現場内の管理事務所等に配置される定置型の端末装置或いは携帯型(可搬型)の端末装置(携帯端末)であってもよい。定置型の端末装置には、例えば、デスクトップ型のコンピュータ端末が含まれてよい。また、携帯型の端末装置には、例えば、スマートフォン、タブレット端末、ラップトップ型のコンピュータ端末等が含まれてよい。
図2に示すように、管理装置200は、制御装置210と、通信装置220と、入力装置230と、出力装置240とを含む。
制御装置210は、管理装置200に関する各種制御を行う。制御装置210の機能は、任意のハードウェア、或いは、任意のハードウェア及びソフトウェアの組み合わせ等により実現される。制御装置210は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)等のメモリ装置、ROM(Read Only Memory)等の不揮発性の補助記憶装置、及び入出力用のインタフェース装置等を含むコンピュータを中心に構成される。制御装置210は、例えば、補助記憶装置にインストールされるプログラムをCPU上で実行することにより各種機能を実現する。
例えば、制御装置210は、ショベル100の遠隔操作に関する制御を行う。制御装置210は、遠隔操作装置で受け付けられるショベル100の遠隔操作に関する入力の信号を取り込み、通信装置220を用いて、操作入力の内容、即ち、ショベル100の遠隔操作の内容を表す遠隔操作信号をショベル100に送信してよい。
通信装置220は、通信回線NWに接続し、管理装置200の外部(例えば、ショベル100)と通信を行う。
通信回線NWは、通信回線NWには、例えば、広域ネットワーク(WAN:Wide Area Network)が含まれる。広域ネットワークには、例えば、基地局を末端とする移動体通信網が含まれてよい。また、広域ネットワークには、例えば、ショベル100の上空の通信衛星を利用する衛星通信網が含まれてもよい。また、広域ネットワークには、例えば、インターネット網が含まれてもよい。また、通信回線NWには、例えば、管理装置200が設置される施設等のローカルネットワーク(LAN:Local Area Network)が含まれてもよい。ローカルネットワークは、無線回線であってもよいし、有線回線であってもよいし、その両方を含む回線であってよい。また、通信回線NWには、例えば、WiFiやブルートゥース(登録商標)等の所定の無線通信方式に基づく近距離通信回線が含まれてもよい。
入力装置230は、管理装置200の管理者や作業者等からの入力を受け付け、入力(例えば、操作入力、音声入力、ジェスチャ入力等)の内容を表す信号を出力する。入力の内容を表す信号は、制御装置210に取り込まれる。
入力装置230は、例えば、遠隔操作装置231を含む。これにより、管理装置200の作業者(オペレータ)は、遠隔操作装置231を用いて、ショベル100の遠隔操作を行うことができる。
出力装置240は、管理装置200のユーザに向けて各種情報を出力する。
出力装置240は、例えば、視覚的な方法で管理装置200のユーザに各種情報を出力する照明装置や表示装置を含む。照明装置は、例えば、警告ランプ等を含む。表示装置は、例えば、液晶ディスプレイや有機EL(Electroluminescence)ディスプレイ等を含む。また、出力装置240は、聴覚的な方法で管理装置200のユーザに各種情報を出力する音出力装置を含む。音出力装置は、例えば、ブザーやスピーカ等を含む。
表示装置は、管理装置200に関する各種情報画像を表示する。表示装置は、例えば、遠隔操作用表示装置を含んでよく、遠隔操作用表示装置には、制御装置210の制御下で、ショベル100からアップロードされるショベル100の周囲の画像情報(周囲画像)等が表示されてよい。これにより、管理装置200のユーザ(オペレータ)は、遠隔操作用表示装置に表示されるショベル100の周囲の画像情報を確認しながら、ショベル100の遠隔操作を行うことができる。
また、遠隔操作には、例えば、ショベル100の周囲の人(例えば、作業者)のショベル100に対する外部からの音声入力やジェスチャ入力等によって、ショベル100が操作される態様が含まれてよい。具体的には、ショベル100は、ショベル100に搭載される音声入力装置(例えば、マイクロフォン)やジェスチャ入力装置(例えば、撮像装置)等を通じて、周囲の作業者等により発話される音声や作業者等により行われるジェスチャ等を認識する。そして、ショベル100は、認識した音声やジェスチャ等の内容に応じて、アクチュエータを動作させ、下部走行体1(クローラ1CL,1CR)、上部旋回体3、ブーム4、アーム5、及びバケット6等の被駆動要素を駆動してよい。
また、ショベル100は、オペレータの操作の内容に依らず、自動でアクチュエータを動作させてもよい。これにより、ショベル100は、下部走行体1(クローラ1CL,1CR)、上部旋回体3、ブーム4、アーム5、及びバケット6等の被駆動要素の少なくとも一部を自動で動作させる機能(いわゆる「自動運転機能」或いは「マシンコントロール機能」)を実現する。
自動運転機能には、オペレータの操作装置26に対する操作や遠隔操作に応じて、操作対象の被駆動要素(油圧アクチュエータ)以外の被駆動要素(油圧アクチュエータ)を自動で動作させる機能(いわゆる「半自動運機能」)が含まれてよい。また、自動運転機能には、オペレータの操作装置26に対する操作や遠隔操作がない前提で、複数の被駆動要素(油圧アクチュエータ)の少なくとも一部を自動で動作させる機能(いわゆる「完全自動運転機能」)が含まれてよい。ショベル100において、完全自動運転機能が有効な場合、キャビン10の内部は無人状態であってよい。また、半自動運転機能や完全自動運転機能等には、自動運転の対象の被駆動要素(油圧アクチュエータ)の動作内容が予め規定されるルールに従って自動的に決定される態様が含まれてよい。また、半自動運転機能や完全自動運転機能等には、ショベル100が自律的に各種の判断を行い、その判断結果に沿って、自律的に自動運転の対象の被駆動要素(油圧アクチュエータ)の動作内容が決定される態様(いわゆる「自律運転機能」)が含まれてもよい。
[ショベルの構成]
次に、図1~図3に加えて、図4、図5を参照して、本実施形態に係るショベル100の詳細な構成について説明する。
図4、図5は、それぞれ、本実施形態に係るショベル100の構成の一例及び他の例を示すブロック図である。
図4、図5において、機械的動力系、作動油ライン、パイロットライン、及び電気制御系は、それぞれ、二重線、実線、破線、及び点線で示されている。以下、図6、図7についても同様である。
<油圧駆動系>
図4、図5に示すように、本実施形態に係るショベル100の油圧駆動系は、上述の如く、複数の被駆動要素(下部走行体1、上部旋回体3、ブーム4、アーム5、及びバケット6等)のそれぞれを駆動する複数の油圧アクチュエータを含む。複数の油圧アクチュエータには、下部走行体1(クローラ1CL,1CR)、上部旋回体3、ブーム4、アーム5、及びバケット6のそれぞれを駆動する走行油圧モータ1ML,1MR、旋回油圧モータ2A、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が含まれる。また、本実施形態に係るショベル100の油圧駆動系は、エンジン11と、レギュレータ13と、メインポンプ14と、コントロールバルブ17とを含む。
エンジン11は、油圧駆動系におけるメイン動力源である。エンジン11は、例えば、軽油を燃料とするディーゼルエンジンである。エンジン11は、例えば、上部旋回体3の後部に搭載される。エンジン11は、後述するコントローラ30による直接或いは間接的な制御下で、予め設定される目標回転数で一定回転し、メインポンプ14及びパイロットポンプ15を駆動する。
レギュレータ13は、コントローラ30の制御下で、メインポンプ14の吐出流量を制御(調節)する。例えば、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の斜板の角度(傾転角)を調節する。
メインポンプ14(油圧ポンプの一例)は、高圧油圧ラインを通じてコントロールバルブ17に作動油を供給する。メインポンプ14は、例えば、エンジン11と同様、上部旋回体3の後部に搭載される。メインポンプ14は、上述の如く、エンジン11により駆動される。メインポンプ14は、例えば、可変容量式油圧ポンプであり、上述の如く、コントローラ30の制御下で、レギュレータ13により斜板の傾転角が調節されることでピストンのストローク長が調整され、吐出流量(吐出圧)が制御される。
コントロールバルブ17は、オペレータの操作に応じて、或いは、ショベル100の自動運転機能に対応する操作指令に応じて、油圧駆動系の制御を行う油圧制御装置である。コントロールバルブ17は、例えば、上部旋回体3の中央部に搭載される。コントロールバルブ17は、メインポンプ14から供給される作動油を、操作装置26に対する操作や遠隔操作の内容、或いは、ショベル100の自動運転機能による操作指令の内容に応じて、複数の油圧アクチュエータに選択的に供給する。コントロールバルブ17は、メインポンプ14から複数の油圧アクチュエータのそれぞれに供給される作動油の流量及び流れる方向を制御する複数の制御弁(方向切換弁とも称する)17A(図6、図7参照)を含む。
<操作系>
図4、図5に示すように、本実施形態に係るショベル100の操作系は、パイロットポンプ15と、操作装置26と、コントローラ30と、油圧制御弁31とを含む。また、図4に示すように、本実施形態に係るショベル100の操作系は、操作装置26が油圧パイロット式である場合、シャトル弁32と、油圧制御弁33とを含む。
パイロットポンプ15は、パイロットライン25を介して各種油圧機器にパイロット圧を供給する。パイロットポンプ15は、例えば、固定容量式油圧ポンプであり、上述の如く、エンジン11により駆動される。パイロットポンプ15は、例えば、エンジン11と同様、上部旋回体3の後部に搭載される。
操作装置26は、キャビン10の操縦席付近に設けられ、オペレータがショベル100の各種の被駆動要素(クローラ1CL,1CR、上部旋回体3、ブーム4、アーム5、バケット6等)の操作を行うために用いられる。換言すれば、操作装置26は、オペレータがそれぞれの被駆動要素を駆動する油圧アクチュエータ、即ち、走行油圧モータ1ML,1MR、旋回油圧モータ2A、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等の操作を行うために用いられる。操作装置26は、例えば、左右のクローラ1CL,1CR(即ち、走行油圧モータ1ML,1MR)、上部旋回体3(即ち、旋回油圧モータ2A)、ブーム4(即ち、ブームシリンダ7)、アーム5(即ち、アームシリンダ8)、及びバケット6(即ち、バケットシリンダ9)それぞれを操作するレバー装置26A(図6、図7参照)を含む。
図4に示すように、操作装置26は、例えば、油圧パイロット式である。具体的には、操作装置26は、パイロットライン25及びそこから分岐されるパイロットライン25Aを通じてパイロットポンプ15から供給される作動油を利用して、操作内容に応じたパイロット圧を二次側のパイロットライン27Aに出力する。パイロットライン27Aは、シャトル弁32の入口ポートに接続され、シャトル弁32の出口ポートに接続されるパイロットライン27を介して、コントロールバルブ17に接続される。これにより、コントロールバルブ17には、シャトル弁32を介して、操作装置26における各種の被駆動要素(即ち、油圧アクチュエータ)に関する操作内容に応じたパイロット圧が入力されうる。そのため、コントロールバルブ17は、オペレータ等の操作装置26に対する操作内容に応じて、それぞれの油圧アクチュエータを駆動することができる。
また、図5に示すように、操作装置26は、例えば、電気式である。具体的には、操作装置26は、操作内容に応じた電気信号(以下、「操作信号」)を出力し、操作信号は、コントローラ30に取り込まれる。そして、コントローラ30は、操作信号の内容に応じた制御指令、つまり、操作装置26に対する操作内容に応じた制御信号を油圧制御弁31に出力する。これにより、油圧制御弁31からコントロールバルブ17に操作装置26の操作内容に応じたパイロット圧が入力され、コントロールバルブ17は、操作装置26の操作内容に応じて、それぞれの油圧アクチュエータを駆動することができる。
また、コントロールバルブ17に内蔵される、それぞれの油圧アクチュエータを駆動する制御弁17A(方向切換弁)は、電磁ソレノイド式であってもよい。この場合、操作装置26から出力される操作信号、或いは、コントローラ30からの制御指令がコントロールバルブ17に、即ち、電磁ソレノイド式の制御弁17Aに直接入力されてもよい。
油圧制御弁31は、操作装置26の操作対象の被駆動要素(油圧アクチュエータ)ごとに設けられる。即ち、油圧制御弁31は、例えば、クローラ1CL(走行油圧モータ1ML)、クローラ1CR(走行油圧モータ1MR)、上部旋回体3(旋回油圧モータ2A)、ブーム4(ブームシリンダ7)、アーム5(アームシリンダ8)、及びバケット6(バケットシリンダ9)ごとに設けられる。油圧制御弁31は、例えば、パイロットポンプ15とコントロールバルブ17との間のパイロットライン25Bに設けられる。油圧制御弁31は、例えば、その流路面積(即ち、作動油が通流可能な断面積)を変更可能に構成されてよい。これにより、油圧制御弁31は、パイロットライン25Bを通じて供給されるパイロットポンプ15の作動油を利用して、所定のパイロット圧を二次側のパイロットライン27Bに出力することができる。そのため、図4に示すように、油圧制御弁31は、パイロットライン27Bとパイロットライン27の間のシャトル弁32を通じて、間接的に、コントローラ30からの制御信号に応じた所定のパイロット圧をコントロールバルブ17に作用させることができる。また、図5に示すように、図4の場合と異なり、パイロットライン27A及びシャトル弁32が省略され、油圧制御弁31は、パイロットライン27B及びパイロットライン27を通じて、直接的に、コントローラ30からの制御信号に応じた所定のパイロット圧をコントロールバルブ17に作用させることができる。よって、コントローラ30は、油圧制御弁31から電気式の操作装置26の操作内容に応じたパイロット圧をコントロールバルブ17に供給させ、オペレータの操作に基づくショベル100の動作を実現することができる。
また、コントローラ30は、例えば、油圧制御弁31を制御し、ショベル100の遠隔操作を実現してもよい。具体的には、コントローラ30は、外部装置から受信される遠隔操作信号等で指定される遠隔操作の内容に対応する制御信号を油圧制御弁31に出力する。これにより、コントローラ30は、油圧制御弁31から遠隔操作の内容に対応するパイロット圧をコントロールバルブ17に供給させ、オペレータの遠隔操作に基づくショベル100の動作を実現することができる。
また、コントローラ30は、例えば、油圧制御弁31を制御し、自動運転機能を実現してもよい。具体的には、コントローラ30は、操作装置26に対する操作や遠隔操作の有無に依らず、自動運転機能に関する操作指令に対応する制御信号を油圧制御弁31に出力する。これにより、コントローラ30は、油圧制御弁31から自動運転機能に関する操作指令に対応するパイロット圧をコントロールバルブ17に供給させ、自動運転機能に基づくショベル100の動作を実現することができる。
油圧制御弁31は、例えば、後述の如く、油圧制御弁31L,31Rを含む。
図4に示すように、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し、2つの入口ポートに入力されたパイロット圧のうちの高い方のパイロット圧を有する作動油を出口ポートに出力させる。シャトル弁32は、操作装置26の操作対象の被駆動要素(油圧アクチュエータ)ごとに設けられる。即ち、シャトル弁32は、例えば、クローラ1CL(走行油圧モータ1ML)、クローラ1CR(走行油圧モータ1MR)、上部旋回体3(旋回油圧モータ2A)、ブーム4(ブームシリンダ7)、アーム5(アームシリンダ8)、及びバケット6(バケットシリンダ9)ごとに設けられる。シャトル弁32は、2つの入口ポートのうちの一方が操作装置26(具体的には、操作装置26に含まれる上述のレバー装置26A等)の二次側のパイロットライン27Aに接続され、他方が油圧制御弁31の二次側のパイロットライン27Bに接続される。シャトル弁32の出口ポートは、パイロットライン27を通じて、コントロールバルブ17の対応する制御弁17Aのパイロットポートに接続される。対応する制御弁17Aとは、シャトル弁32の一方の入口ポートに接続される上述のレバー装置26Aの操作対象である油圧アクチュエータを駆動する制御弁17Aである。そのため、これらのシャトル弁32は、それぞれ、操作装置26(レバー装置26A)の二次側のパイロットライン27Aのパイロット圧と油圧制御弁31の二次側のパイロットライン27Bのパイロット圧のうちの高い方を、対応する制御弁17Aのパイロットポートに作用させることができる。つまり、コントローラ30は、操作装置26の二次側のパイロットライン27Aのパイロット圧よりも高いパイロット圧を油圧制御弁31から出力させることで、オペレータの操作装置26に対する操作に依らず、対応する制御弁17Aを制御することができる。よって、コントローラ30は、オペレータの操作装置26に対する操作状態に依らず、被駆動要素(クローラ1CL,1CR、上部旋回体3、ブーム4、アーム5、及びバケット6)の動作を制御し、ショベル100の自動運転機能や遠隔操作機能を実現することができる。
シャトル弁32は、例えば、後述の如く、シャトル弁32L,32Rを含む。
図4に示すように、油圧制御弁33は、操作装置26とシャトル弁32とを接続するパイロットライン27Aに設けられる。油圧制御弁33は、例えば、その流路面積を変更できるように構成される。油圧制御弁33は、コントローラ30から入力される制御信号に応じて動作する。これにより、コントローラ30は、オペレータにより操作装置26が操作されている場合に、操作装置26から出力されるパイロット圧を強制的に減圧させることができる。そのため、コントローラ30は、操作装置26が操作されている場合であっても、操作装置26の操作に対応する油圧アクチュエータの動作を強制的に抑制させたり停止させたりすることができる。また、コントローラ30は、例えば、操作装置26が操作されている場合であっても、操作装置26から出力されるパイロット圧を減圧させ、油圧制御弁31から出力されるパイロット圧よりも低くすることができる。そのため、コントローラ30は、油圧制御弁31及び油圧制御弁33を制御することで、例えば、操作装置26の操作内容とは無関係に、所望のパイロット圧をコントロールバルブ17内の制御弁17Aのパイロットポートに確実に作用させることができる。よって、コントローラ30は、例えば、油圧制御弁31に加えて、油圧制御弁33を制御することで、ショベル100の自動運転機能や遠隔操作機能をより適切に実現することができる。
油圧制御弁33は、例えば、後述の如く、油圧制御弁33L,33Rを含む。
尚、油圧制御弁33は、省略されてもよい。また、例えば、図5のパイロットライン27Bに、図4の油圧制御弁33が設けられてもよい。これにより、コントローラ30は、オペレータにより操作装置26が操作されている場合に、油圧制御弁31から出力されるパイロット圧を強制的に減圧させることができる。そのため、コントローラ30は、油圧制御弁31から操作装置26の操作内容に対応するパイロット圧が出力されている場合であっても、操作装置26の操作に対応する油圧アクチュエータの動作を強制的に抑制させたり停止させたりすることができる。
<制御系>
図4、図5に示すように、本実施形態に係るショベル100の制御系は、コントローラ30と、空間認識装置70と、向き検出装置71と、入力装置72と、測位装置73とを含む。また、本実施形態に係るショベル100の制御系は、表示装置D1と、音出力装置D2と、ブーム角度センサS1と、アーム角度センサS2と、バケット角度センサS3と、機体傾斜センサS4と、旋回状態センサS5と、通信装置T1とを含む。また、図4に示すように、本実施形態に係るショベル100の制御系は、操作装置26が油圧パイロット式である場合、操作圧センサ29を含む。
コントローラ30は、例えば、キャビン10内に設けられ、ショベル100に関する各種制御を行う。コントローラ30は、その機能が任意のハードウェア、或いは、任意のハードウェア及びソフトウェアの組み合わせ等により実現されてよい。例えば、コントローラ30は、CPU、RAM等のメモリ装置、ROM等の不揮発性の補助記憶装置、及び外部との入出力に関するインタフェース装置等を含むコンピュータを中心に構成される。また、コントローラ30は、例えば、CPUと連動する、GPU(Graphics Processing Unit),ASIC(Application Specific Integrated Circuit),FPGA(Field-Programmable Gate Array)等の高速演算回路を含んでもよい。コントローラ30は、例えば、補助記憶装置にインストールされる各種プログラムをCPU上で実行することにより各種機能を実現する。
例えば、コントローラ30は、上述の如く、油圧制御弁31等を制御対象として、ショベル100の遠隔操作機能に関する制御を行う。
また、例えば、コントローラ30は、空間認識装置70の出力に基づき、ショベル100の周囲の状況を認識する。ショベル100の周囲の状況には、ショベル100の周囲の物体の位置及び形状が含まれる。ショベル100の周囲の物体には、例えば、地面、土砂、吊荷、電柱、柵、ロードコーン、仮設事務所等の建物、建設機械、作業車両等が含まれてよい。
また、例えば、コントローラ30は、自動運転機能によって実現される、ショベル100のアタッチメントの所定の作業部位の軌道の目標(以下、「目標軌道」)を演算(生成)する。作業部位は、例えば、バケット6の爪先、バケット6の背面等である。
また、例えば、コントローラ30は、自動運転機能に関する操作指令を生成する。具体的には、コントローラ30は、センサS1~S5や空間認識装置70の出力に基づき、アタッチメントの作業部位の位置を把握しながら、アタッチメントの作業部位を目標軌道に沿って移動させるための操作指令を生成し、コントローラ30に出力する。
また、例えば、コントローラ30は、自動運転機能に関する操作指令に基づき、油圧制御弁31を制御する。これにより、コントローラ30は、アタッチメントの作業部位が目標軌道に沿って移動するように、アタッチメント、下部走行体1、及び上部旋回体3の少なくとも一つの動作を自動で制御し、自動運転機能を実現することができる。
尚、コントローラ30の機能の一部は、他のコントローラ(制御装置)により実現されてもよい。即ち、コントローラ30の機能は、複数のコントローラにより分散して実現されてもよい。例えば、ショベル100の周囲の状況を認識する機能、アタッチメントの作業部位の目標軌道を生成する機能、自動運転機能に関する操作指令を生成する機能等は、コントローラ30と異なる専用のコントローラ(制御装置)により実現されてもよい。
空間認識装置70は、ショベル100の周囲の三次元空間に存在する物体を認識し、空間認識装置70或いはショベル100から認識された物体までの距離等の位置関係を測定(演算)するための情報を取得する。また、空間認識装置70は、取得する情報に基づき、ショベル100の周囲の物体の認識、及び認識された物体と空間認識装置70或いはショベル100との位置関係の測定自体を実施してもよい。空間認識装置70は、例えば、超音波センサ、ミリ波レーダ、単眼カメラ、ステレオカメラ、LIDAR(Light Detecting and Ranging)、距離画像センサ、赤外線センサ等を含んでよい。空間認識装置70は、前方認識センサ70F、後方認識センサ70B、左方認識センサ70L、及び、右方認識センサ70Rを含む。
前方認識センサ70Fは、例えば、キャビン10の上面前端に取り付けられ、ショベル100(上部旋回体3)の前方の空間の物体に関する情報を取得する。
後方認識センサ70Bは、例えば、上部旋回体3(ハウス部)の上面後端に取り付けられ、ショベル100(上部旋回体3)の後方の空間の物体に関する情報を取得する。
左方認識センサ70Lは、例えば、上部旋回体3(ハウス部)の上面左端に取り付けられ、ショベル100(上部旋回体3)の左方の空間の物体に関する情報を取得する。
右方認識センサ70Rは、例えば、上部旋回体3(ハウス部)の上面右端に取り付けられ、ショベル100(上部旋回体3)の右方の空間の物体に関する情報を取得する。
また、ショベル100(上部旋回体3)の上方の空間に存在する物体に関する情報を取得する上方認識センサが設けられてもよい。
向き検出装置71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(例えば、下部走行体1に対する上部旋回体3の旋回角度)を検出する。
向き検出装置71は、例えば、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を含んでよい。また、向き検出装置71は、下部走行体1に取り付けられたGNSS(Global Navigation Satellite System)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を含んでもよい。また、向き検出装置71は、上部旋回体3の下部走行体1に対する相対的な旋回角度を検出可能なロータリエンコーダやロータリポジションセンサ等、つまり、上述の旋回状態センサS5を含んでもよく、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取り付けられていてもよい。また、向き検出装置71は、上部旋回体3に取り付けられた撮像装置を含んでもよい。この場合、向き検出装置71は、上部旋回体3に取り付けられている撮像装置が撮像する画像(入力画像)に既知の画像処理を施すことにより、入力画像に含まれる下部走行体1の画像を検出する。そして、向き検出装置71は、下部走行体1の長手方向を特定し、上部旋回体3の前後軸の方向と下部走行体1の長手方向との間に形成される角度を取得してよい。このとき、上部旋回体3の前後軸の方向は、カメラの取り付け位置から判断される。特に、クローラ1Cは上部旋回体3から突出しているため、向き検出装置71は、クローラ1Cの画像を検出することにより、下部走行体1の長手方向を特定することができる。
また、上部旋回体3が旋回油圧モータ2Aに代えて、旋回用電動機で旋回駆動される構成の場合、向き検出装置71は、レゾルバであってよい。
入力装置72は、キャビン10内の着座したオペレータから手が届く範囲に設けられ、オペレータからの各種の入力を受け付け、入力に応じた信号をコントローラ30に出力する。例えば、入力装置72は、オペレータからの操作入力を受け付ける操作入力装置を含む。操作入力装置は、例えば、表示装置D1のディスプレイに実装されるタッチパネルを含んでよい。また、操作入力装置は、例えば、表示装置D1の周囲に設置されるタッチパッド、ボタンスイッチ、レバー、トグル等を含んでよい。また、操作入力装置は、例えば、操作装置26(レバー装置26A)の先端に設けられるノブスイッチを含んでよい。また、例えば、入力装置72は、オペレータの音声入力やジェスチャ入力を受け付ける音声入力装置やジェスチャ入力装置を含んでもよい。音声入力装置は、例えば、マイクロフォンを含む。ジェスチャ入力装置は、例えば、キャビン10内のオペレータを撮像する撮像装置を含む。入力装置72に対する入力内容に対応する信号は、コントローラ30に取り込まれる。
測位装置73は、上部旋回体3の位置及び向きを測定する。測位装置73は、例えば、GNSSコンパスであり、上部旋回体3の位置及び向きを検出し、上部旋回体3の位置及び向きに対応する検出信号は、コントローラ30に取り込まれる。また、測位装置73の機能のうちの上部旋回体3の向きを検出する機能は、上部旋回体3に取り付けられた方位センサにより代替されてもよい。
表示装置D1は、キャビン10内の着座したオペレータから視認し易い場所に設けられ、コントローラ30による制御下で、各種情報画像を表示する。表示装置D1は、例えば、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイ等である。これにより、表示装置D1は、視覚的な情報をオペレータに通知することができる。表示装置D1は、例えば、空間認識装置70に含まれる撮像装置の出力(画像情報)に基づくショベル100の周囲の様子を表す画像(以下、「周囲画像」)を表示する。周囲画像は、撮像装置により撮像されたショベル100の周囲の画像情報そのものであってもよいし、当該画像情報に対して既知の画像処理(例えば、視点変換処理)が施されることで生成される加工画像であってもよい。
音出力装置D2は、例えば、キャビン10内に設けられ、コントローラ30による制御下で、所定の音を出力する。音出力装置D2は、例えば、スピーカやブザー等である。これにより、音出力装置D2は、聴覚的な情報をオペレータに通知することができる。
ブーム角度センサS1は、ブーム4に取り付けられ、ブーム4の姿勢角度、例えば、ブーム4の上部旋回体3に対する俯仰角度(以下、「ブーム角度」)θ1を検出する。ブーム角度センサS1は、例えば、ロータリエンコーダ、加速度センサ、6軸センサ、IMU(Inertial Measurement Unit:慣性計測装置)等を含んでよい。また、ブーム角度センサS1は、可変抵抗器を利用したポテンショメータ、ブーム角度θ1に対応する油圧シリンダ(ブームシリンダ7)のストローク量を検出するシリンダセンサ等を含んでもよい。以下、アーム角度センサS2、バケット角度センサS3についても同様である。ブーム角度センサS1によるブーム角度θ1に対応する検出信号は、コントローラ30に取り込まれる。
アーム角度センサS2は、アーム5に取り付けられ、アーム5の姿勢角度、例えば、アーム5のブーム4に対する回動角度(以下、「アーム角度」)θ2を検出する。アーム角度センサS2によるアーム角度θ2に対応する検出信号は、コントローラ30に取り込まれる。
バケット角度センサS3は、バケット6に取り付けられ、バケット6の姿勢角度、例えば、バケット6のアーム5に対する回動角度(以下、「バケット角度」)θ3を検出する。バケット角度センサS3によるバケット角度θ3に対応する検出信号は、コントローラ30に取り込まれる。
機体傾斜センサS4は、例えば、水平面に対する機体(上部旋回体3或いは下部走行体1)の傾斜状態を検出する。機体傾斜センサS4は、例えば、上部旋回体3に取り付けられ、上部旋回体3の前後方向及び左右方向の2軸回りの傾斜角度(以下、「前後傾斜角」及び「左右傾斜角」)を検出する。機体傾斜センサS4は、例えば、ロータリエンコーダ、加速度センサ、6軸センサ、IMU等を含んでよい。機体傾斜センサS4による傾斜角度(前後傾斜角及び左右傾斜角)に対応する検出信号は、コントローラ30に取り込まれる。
旋回状態センサS5は、上部旋回体3に取り付けられ、上部旋回体3の旋回状態に関する検出情報を出力する。旋回状態センサS5は、例えば、上部旋回体3の旋回角速度や旋回角度を検出する。旋回状態センサS5は、例えば、ジャイロセンサ、レゾルバ、ロータリエンコーダ、加速度センサ、6軸センサ、IMU等を含んでよい。
尚、機体傾斜センサS4に3軸回りの角速度を検出可能なジャイロセンサ、6軸センサ、IMU等が含まれる場合、機体傾斜センサS4の検出信号に基づき上部旋回体3の旋回状態(例えば、旋回角速度)が検出されてもよい。この場合、旋回状態センサS5は、省略されてよい。
通信装置T1は、所定の通信回線に接続し、外部装置と通信を行う。所定の通信回線には、例えば、基地局を末端とする移動体通信網が含まれてよい。また、所定の通信回線には、例えば、通信衛星を利用する衛星通信網が含まれてもよい。また、所定の通信回線には、インターネット網等が含まれてもよい。また、所定の通信回線には、例えば、WiFiやブルートゥース(登録商標)等の近距離通信に関する通信方式による近距離通信回線が含まれてもよい。
操作圧センサ29は、操作装置26の操作状態をパイロット圧(以下、「操作圧」)の形で検出する。具体的には、操作圧センサ29は、操作装置26の二次側のパイロット圧を検出する。操作圧センサ29により検出される操作圧に対応する検出信号は、コントローラ30に取り込まれる。これにより、コントローラ30は、操作装置26の操作状態を把握することができる。
[操作系の構成の詳細]
次に、図6、図7を参照して、ショベル100の操作系の構成の詳細について説明する。
<操作系の構成の一例>
図6は、ショベル100の操作系の構成の一例を示す図である。具体的には、図6は、図4のショベル100に対応し、油圧アクチュエータHAに作動油を供給すると共に、油圧アクチュエータHAから作動油を排出させる制御弁17Aに所定のパイロット圧を作用させるパイロット回路を示す図である。
油圧アクチュエータHA(アクチュエータの一例)は、上述の如く、走行油圧モータ1ML,1MR、旋回油圧モータ2A、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等のうちの何れかに相当する。
制御弁17A(スプール弁の一例)は、油路OL1或いは油路OL2を通じてメインポンプ14から供給される作動油を油圧アクチュエータHAへ供給し、且つ、油圧アクチュエータHAが吐出する作動油を作動油タンクへ排出させるスプール弁である。
レバー装置26Aは、オペレータが相反する二方向(例えば、前後方向或いは左右方向)に傾倒可能に構成される。これにより、オペレータは、油圧アクチュエータHA(即ち、油圧アクチュエータHAにより駆動される被駆動要素)を相反する二方向の何れか一方に動作させることができる。例えば、オペレータは、ブーム4(ブームシリンダ7)に対応するレバー装置26Aを通じて、ブーム4を上げ方向及び下げ方向に操作することができる。レバー装置26Aは、相反する二方向への操作内容に応じたパイロット圧をそれぞれの操作方向に対応する二次側のパイロットラインに出力する。
操作圧センサ29は、オペレータによるレバー装置26Aに対する相反する二方向への操作内容をパイロット圧(操作圧)の形で検出し、検出された圧力に対応する検出信号は、コントローラ30に取り込まれる。これにより、コントローラ30は、レバー装置26Aに対する操作内容を把握することができる。
シャトル弁32Lの二つの入口ポートは、それぞれ、レバー装置26Aの第1の方向への傾倒操作に対応する二次側のパイロットラインと、油圧制御弁31Lの二次側のパイロットラインとに接続される。シャトル弁32Lの出口ポートは、制御弁17Aの左側のパイロットポートに接続される。
シャトル弁32Rの二つの入口ポートは、それぞれ、レバー装置26Aの第2の方向への傾倒操作に対応する二次側のパイロットラインと、油圧制御弁31Rの二次側のパイロットラインとに接続される。シャトル弁32Rの出口ポートは、制御弁17Aの右側のパイロットポートに接続される。
油圧制御弁31Lは、コントローラ30から入力される制御信号(制御電流)に応じて動作する。具体的には、油圧制御弁31Lは、パイロットポンプ15から吐出される作動油を利用して、コントローラ30から入力される制御電流に応じたパイロット圧をシャトル弁32Lの他方の入口ポートに出力する。これにより、油圧制御弁31Lは、シャトル弁32Lを介して、制御弁17Aの左側のパイロットポートに作用するパイロット圧を調整することができる。
油圧制御弁31Rは、コントローラ30から入力される制御信号(制御電流)に応じて動作する。具体的には、油圧制御弁31Rは、パイロットポンプ15から吐出される作動油を利用して、コントローラ30から入力される制御電流に応じたパイロット圧をシャトル弁32Rの他方の入口ポートに出力する。これにより、油圧制御弁31Rは、シャトル弁32Rを介して、制御弁17Aの右側のパイロットポートに作用するパイロット圧を調整することができる。
このように、油圧制御弁31L,31Rは、レバー装置26Aの操作状態に依らず、制御弁17Aを任意の弁位置で停止できるように、二次側に出力するパイロット圧を調整することができる。
油圧制御弁33Lは、コントローラ30から入力される制御信号(制御電流)に応じて動作する。具体的には、油圧制御弁33Lは、コントローラ30からの制御電流が入力されない場合、レバー装置26Aの第1の方向への傾倒操作に対応するパイロット圧をそのまま二次側に出力する。一方、油圧制御弁33Lは、コントローラ30からの制御電流が入力される場合、レバー装置26Aの第1の方向への傾倒操作に対応する二次側のパイロットラインのパイロット圧を制御電流に応じた程度に減圧し、減圧したパイロット圧をシャトル弁32Lの一方の入口ポートに出力する。これにより、油圧制御弁33Lは、レバー装置26Aで第1の方向への傾倒操作が行われている場合であっても、必要に応じて、油圧アクチュエータHA(即ち、油圧アクチュエータHAに駆動される被駆動要素)の第1の方向への動作を強制的に抑制させたり停止させたりすることができる。また、油圧制御弁33Lは、レバー装置26Aで第1の方向への傾倒操作がされている場合であっても、シャトル弁32Lの一方の入口ポートに作用するパイロット圧を、油圧制御弁31Lからシャトル弁32Lの他方の入口ポートに作用するパイロット圧よりも低くすることができる。そのため、コントローラ30は、油圧制御弁31L及び油圧制御弁33Lを制御し、所望のパイロット圧を確実に制御弁17Aの左側のパイロットポートに作用させることができる。
油圧制御弁33Rは、コントローラ30から入力される制御信号(制御電流)に応じて動作する。具体的には、油圧制御弁33Rは、コントローラ30からの制御電流が入力されない場合、レバー装置26Aの第2の方向への傾倒操作に対応するパイロット圧をそのまま二次側に出力する。一方、油圧制御弁33Rは、コントローラ30からの制御電流が入力される場合、レバー装置26Aの第2の方向への傾倒操作に対応する二次側のパイロットラインのパイロット圧を制御電流に応じた程度に減圧し、減圧したパイロット圧をシャトル弁32Rの一方の入口ポートに出力する。これにより、油圧制御弁33Rは、レバー装置26Aで第2の方向への傾倒操作が行われている場合であっても、必要に応じて、油圧アクチュエータHA(即ち、油圧アクチュエータHAに駆動される被駆動要素)の第2の方向への動作を強制的に抑制させたり停止させたりすることができる。また、油圧制御弁33Rは、レバー装置26Aで第2の方向への傾倒操作がされている場合であっても、シャトル弁32Rの一方の入口ポートに作用するパイロット圧を、油圧制御弁31Rからシャトル弁32Rの他方の入口ポートに作用するパイロット圧よりも低くすることができる。そのため、コントローラ30は、油圧制御弁31R及び油圧制御弁33Rを制御し、所望のパイロット圧を確実に制御弁17Aの右側のパイロットポートに作用させることができる。
このように、油圧制御弁33L,33Rは、レバー装置26Aの操作状態に対応する油圧アクチュエータHAの動作を強制的に抑制させたり停止させたりすることができる。また、油圧制御弁33L,33Rは、シャトル弁32L,32Rの一方の入口ポートに作用するパイロット圧を低下させ、油圧制御弁31L,31Rのパイロット圧がシャトル弁32L,32Rを通じて確実に制御弁17Aのパイロットポートに作用するように補助することができる。
また、コントローラ30は、油圧制御弁33Lを制御する代わりに、油圧制御弁31Rを制御することによって、レバー装置26Aの第1の方向への傾倒操作に対応するブームシリンダ7の第1の方向への動作を強制的に抑制させたり停止させたりしてもよい。例えば、コントローラ30は、レバー装置26Aで第1の方向への傾倒操作が行われる場合に、油圧制御弁31Rを制御し、油圧制御弁31Rからシャトル弁32Rを介して制御弁17Aの右側のパイロットポートに所定のパイロット圧を作用させてよい。これにより、レバー装置26Aからシャトル弁32Lを介して制御弁17Aの左側のパイロットポートに作用するパイロット圧に対抗する形で、制御弁17Aの右側のパイロットポートにパイロット圧が作用する。そのため、コントローラ30は、制御弁17Aを強制的に中立位置に近づけて、レバー装置26Aの第1の方向への傾倒操作に対応する油圧アクチュエータHAの動作を抑制させたり停止させたりすることができる。同様に、コントローラ30は、油圧制御弁33Rを制御する代わりに、油圧制御弁31Lを制御することによって、レバー装置26Aの第2の方向への傾倒操作に対応する油圧アクチュエータHAの第2の方向への動作を強制的に抑制させたり停止させたりしてもよい。この場合、油圧制御弁33L,33Rは、省略されてもよい。
コントローラ30は、オペレータによるレバー装置26Aに対する第1の方向への操作とは無関係に、パイロットポンプ15から吐出される作動油を、油圧制御弁31L及びシャトル弁32Lを介して、制御弁17Aの左側のパイロットポートに供給させることができる。また、コントローラ30は、オペレータによるレバー装置26Aに対する第2の方向への操作とは無関係に、パイロットポンプ15から吐出される作動油を、油圧制御弁31R及びシャトル弁32Rを介して、制御弁17Aの右側のパイロットポートに供給できる。
このように、コントローラ30は、油圧アクチュエータの相反する二方向への動作を自動制御し、ショベル100の自動運転機能や遠隔操作機能等を実現することができる。
<操作系の構成の他の例>
図7は、ショベル100の操作系の構成の他の例を示す図である。具体的には、図7は、図5のショベル100に対応し、油圧アクチュエータHAに作動油を供給すると共に、油圧アクチュエータHAから作動油を排出させる制御弁17Aに所定のパイロット圧を作用させるパイロット回路を示す図である。以下、上述の一例(図6)と異なる部分を中心に説明する。
レバー装置26Aは、オペレータが相反する二方向(例えば、前後方向或いは左右方向)に傾倒可能に構成される。レバー装置26Aは、相反する二方向への操作内容に応じた電気信号(操作信号)を出力し、出力される操作信号は、コントローラ30に取り込まれる。
コントローラ30には、操作装置26の操作量(例えば、レバー装置26Aの傾倒角度)に応じた油圧制御弁31L,31Rへの制御信号(制御電流)との対応関係が予め設定されている。それぞれのレバー装置26Aに対応する油圧制御弁31L,31Rは、設定された対応関係に基づき制御される。
油圧制御弁31Lは、コントローラ30から入力される制御信号(制御電流)に応じて動作する。具体的には、油圧制御弁31Lは、パイロットポンプ15から吐出される作動油を利用して、コントローラ30から入力される制御電流に応じたパイロット圧を制御弁17Aの左側のパイロットポートに出力する。これにより、油圧制御弁31Lは、制御弁17Aの左側のパイロットポートに作用するパイロット圧を調整することができる。例えば、コントローラ30からレバー装置26Aに対する第1の方向への傾倒操作に対応する制御電流が入力されることで、油圧制御弁31Lは、レバー装置26Aにおける操作内容(操作量)に応じたパイロット圧を制御弁17Aの左側のパイロットポートに作用させることができる。また、レバー装置26Aの操作内容に依らず、コントローラ30から所定の制御電流が入力されることで、油圧制御弁31Lは、レバー装置26Aにおける操作内容と関係なく、制御弁17Aの左側のパイロットポートにパイロット圧を作用させることができる。
油圧制御弁31Rは、コントローラ30から入力される制御信号(制御電流)に応じて動作する。具体的には、油圧制御弁31Rは、パイロットポンプ15から吐出される作動油を利用して、コントローラ30から入力される制御電流に応じたパイロット圧を制御弁17Aの右側のパイロットポートに出力する。これにより、油圧制御弁31Rは、制御弁17Aの右側のパイロットポートに作用するパイロット圧を調整することができる。例えば、コントローラ30からレバー装置26Aに対する第2の方向への傾倒操作に対応する制御電流が入力されることで、油圧制御弁31Rは、レバー装置26Aにおける操作内容(操作量)に応じたパイロット圧を制御弁17Aの右側のパイロットポートに作用させることができる。また、レバー装置26Aの操作内容に依らず、コントローラ30から所定の制御電流が入力されることで、油圧制御弁31Rは、レバー装置26Aにおける操作内容と関係なく、制御弁17Aの右側のパイロットポートにパイロット圧を作用させることができる。
このように、油圧制御弁31L,31Rは、コントローラ30の制御下で、レバー装置26Aの操作状態に応じて、制御弁17Aを任意の弁位置で停止できるように、二次側に出力するパイロット圧を調整することができる。また、油圧制御弁31L,31Rは、コントローラ30の制御下で、レバー装置26Aの操作状態に依らず、制御弁17Aを任意の弁位置で停止できるように、二次側に出力するパイロット圧を調整することができる。
コントローラ30は、オペレータによる油圧アクチュエータHAの第1の方向への操作に対応する操作信号や遠隔操作信号等に応じて、油圧制御弁31Lを制御する。これにより、コントローラ30は、オペレータによる油圧アクチュエータHAの第1の方向への操作の内容(操作量)に応じたパイロット圧を制御弁17Aの左側のパイロットポートに供給させることができる。また、コントローラ30は、オペレータによる操作に対応する操作信号や遠隔操作信号等に応じて、油圧制御弁31Rを制御する。これにより、コントローラ30は、オペレータによる油圧アクチュエータHAの第2の方向への操作の内容(操作量)に応じたパイロット圧を制御弁17Aの右側のパイロットポートに供給させることができる。
このように、コントローラ30は、レバー装置26Aから出力される操作信号や通信装置T1で受信される遠隔操作信号に応じて、油圧制御弁31L,31Rを制御し、オペレータの操作内容に応じた油圧アクチュエータHAの動作を実現することができる。
また、コントローラ30は、オペレータによる油圧アクチュエータHAの第1の方向への操作とは無関係に、油圧制御弁31Lを制御し、パイロットポンプ15から吐出される作動油を、制御弁17Aの左側のパイロットポートに供給させることができる。また、コントローラ30は、オペレータによる油圧アクチュエータHAの第2の方向への操作とは無関係に、油圧制御弁31Rを制御し、パイロットポンプ15から吐出される作動油を、制御弁17Aの右側のパイロットポートに供給できる。
このように、コントローラ30は、油圧アクチュエータの相反する二方向への動作を自動制御し、ショベル100の自動運転機能や遠隔操作機能等を実現することができる。
また、コントローラ30は、オペレータにより油圧アクチュエータHAの第1の方向への操作が行われる状態で、油圧アクチュエータHAの減速或いは停止の制動動作が必要と判断する場合、油圧制御弁31Rを制御してよい。具体的には、コントローラ30は、油圧アクチュエータHAの第1の方向への操作が行われる状態で、油圧制御弁31Rから制御弁17Aの右側のパイロットポートに所定のパイロット圧を作用させてよい。これにより、油圧アクチュエータHAの第1の方向への操作に対応して油圧制御弁31Lから制御弁17Aの左側のパイロットポートに作用するパイロット圧に対抗する形で、制御弁17Aの右側のパイロットポートにパイロット圧が作用する。そのため、コントローラ30は、制御弁17Aのスプールを強制的に中立位置に近づけて、オペレータによる油圧アクチュエータHAの第1の方向への操作に対応する油圧アクチュエータHAの動作を抑制させたり停止させたりすることができる。同様に、コントローラ30は、オペレータにより油圧アクチュエータHAの第2の方向への操作が行われる状態で、油圧アクチュエータHAの減速或いは停止の制動動作が必要と判断する場合、油圧制御弁31Lを制御してよい。これにより、コントローラ30は、制御弁17Aのスプールを強制的に中立位置に近づけて、オペレータによる油圧アクチュエータHAの第2の方向への操作に対応する油圧アクチュエータHAの動作を抑制させたり停止させたりすることができる。
また、上述の如く、油圧制御弁31L,31Rのそれぞれと、制御弁17Aのパイロットポートとの間のパイロットラインには、上述の如く、油圧制御弁33L,33Rが設けられてもよい。
油圧制御弁33Lは、例えば、油圧制御弁31Lと制御弁17Aの左側のパイロットポートとの間のパイロットラインに配置される。コントローラ30は、例えば、オペレータにより油圧アクチュエータHAの第1の方向への操作が行われる状態で、油圧アクチュエータHAの減速或いは停止の制動動作が必要と判断する場合、油圧制御弁33Lを制御する。具体的には、コントローラ30は、油圧制御弁33Lによって、油圧制御弁31Lと制御弁17Aの左側のパイロットポートとの間のパイロットラインの作動油をタンクへ排出させることでパイロット圧を減圧させる。これにより、油圧制御弁31Lの状態にかかわらず、制御弁17Aのスプールを中立方向へ移動させることができる。そのため、油圧制御弁33Lは、油圧アクチュエータHAの第1の方向への動作に対する制動特性を向上させることができる。
油圧制御弁33Rは、例えば、油圧制御弁31Rと制御弁17Aの右側のパイロットポートとの間のパイロットラインに配置される。コントローラ30は、例えば、オペレータにより油圧アクチュエータHAの第2の方向への操作が行われる状態で、油圧アクチュエータHAの減速或いは停止の制動動作が必要と判断する場合、油圧制御弁33Rを制御する。具体的には、コントローラ30^は、油圧制御弁33Rによって、油圧制御弁31Rと制御弁17Aの右側のパイロットポートとの間のパイロットラインの作動油をタンクへ排出することでパイロットラインを減圧させる。これにより、油圧制御弁31Rの状態にかかわらず、制御弁17Aのスプールを中立方向へ移動させることができる。そのため、油圧制御弁33Rは、油圧アクチュエータHAの第2の方向への動作に対する制動特性を向上させることができる。
[ショベルの自動運転機能の具体例]
次に、図8~図11を参照して、ショベル100の自動運転機能(マシンコントロール機能)の具体例について説明する。
図8は、ショベル100の目標施工面に沿った掘削作業の一例を示す図である。図9は、ショベル100の目標施工面に沿った仕上げ作業の一例を示す図である。図10は、ショベル100の目標施工面に沿った転圧作業の一例を示す図である。図11は、ショベル100の積み込み作業を説明する図である。
コントローラ30は、ショベル100の被駆動要素を駆動するアクチュエータを自動で動作させることで、オペレータによるショベル100の手動操作を支援する態様のショベル100の半自動運転機能を提供する。具体的には、コントローラ30は、上述の如く、油圧制御弁31を制御し、複数の油圧アクチュエータに対応するコントロールバルブ17内の制御弁17Aに作用するパイロット圧を個別に且つ自動で調整する。これにより、コントローラ30は、オペレータの操作に応じて、それぞれの油圧アクチュエータを自動で動作させることができる。
コントローラ30による半自動運転機能に関する制御は、例えば、入力装置72に含まれる所定のスイッチが押下された場合に実行されてよい。所定のスイッチは、例えば、アーム5の操作に対応するレバー装置26Aのオペレータによる把持部の先端に配置されるノブスイッチNSであってよい。また、ショベル100の遠隔操作が行われる場合についても、オペレータが使用する遠隔操作用操作装置に設置される同様のノブスイッチが押し操作された状態で、遠隔操作用操作装置の操作が行われた場合に、マシンコントロール機能(半自動運転機能)が有効になる態様であってよい。以下、レバー装置26AのノブスイッチNSや遠隔操作用操作装置のノブスイッチ(以下、便宜的に、MC(Machine Control)スイッチ)が押下されている場合に、ショベル100の半自動運転機能が有効である前提で説明を進める。
例えば、コントローラ30は、オペレータの操作によるショベル100の掘削作業、仕上げ作業、転圧作業等を支援するための自動運転機能を作動させてよい。具体的には、コントローラ30は、オペレータの操作に基づくアームシリンダ8の動作(伸縮)に合わせて、ブームシリンダ7及びバケットシリンダ9の少なくとも一方を自動で動作(伸縮)させてよい。コントローラ30は、例えば、オペレータにより手動でアーム5の閉じ操作(以下、「アーム閉じ操作」)が行われる場合に、予め設定される目標施工面とバケット6の作業部位(例えば、爪先や背面)とが一致するようにブームシリンダ7及びバケットシリンダ9の少なくとも一方を自動で伸縮(連動)させてよい。これにより、オペレータは、アーム閉じ操作を行うだけで、バケット6の爪先や背面を目標施工面に一致させながら、ブーム4、アーム5、及びバケット6の少なくとも一部を連動させることができる。例えば、図8に示すように、ショベル100は、コントローラ30の制御下で、ブーム4、アーム5、及びバケット6の少なくとも一部を連動させ、バケット6の爪先を地面に対して立てた状態で、その爪先を目標施工面に沿って移動させる形の掘削動作を行う。また、例えば、図9に示すように、ショベル100は、コントローラ30の制御下で、ブーム4、アーム5、及びバケット6の少なくとも一部を連動させ、バケット6の爪先を寝かせた状態で、その爪先を目標施工面に沿って移動させる形の仕上げ動作を行う。また、例えば、図10に示すように、ショベル100は、コントローラ30の制御下で、ブーム4、アーム5、及びバケット6の少なくとも一部を連動させ、バケットの背面(本例では、側面視の曲面部分)を目標施工面に沿って移動させる形の転圧動作を行う。そのため、ショベル100は、オペレータによる手動でのアームシリンダ8の操作に応じて、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の少なくとも一部を連動させ、目標施工面を施工する掘削動作や仕上げ動作や転圧動作等を行うことができる。同様に、コントローラ30は、例えば、オペレータにより手動でアーム5の開き操作(以下、「アーム開き操作」)が行われる場合に、目標施工面とバケット6の作業部位(例えば、背面)が一致するようにブームシリンダ7及びバケットシリンダ9の少なくとも一方を自動で伸縮(連動)させてよい。これにより、オペレータは、アーム開き操作を行うだけで、バケット6の爪先や背面を目標施工面に一致させながら、ブーム4、アーム5、及びバケット6の少なくとも一部を連動させることができる。そのため、ショベル100は、オペレータによるアームシリンダ8の操作に応じて、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の少なくとも一部を連動させ、目標施工面を施工するための仕上げ動作や転圧動作等を行うことができる。
目標施工面に関するデータは、例えば、コントローラ30の内部メモリ(例えば、不揮発性の補助記憶装置)やコントローラ30から読み書き可能な外部記憶装置等に予め記憶(登録)されている。目標施工面に関するデータは、例えば、基準座標系で表現されている。基準座標系は、例えば、世界測地系である。世界測地系は、地球の重心に原点をおき、X軸をグリニッジ子午線と赤道との交点の方向に、Y軸を東経90度の方向に、そして、Z軸を北極の方向にとる三次元直交XYZ座標系である。目標施工面は、例えば、入力装置72等を通じたオペレータからの入力に応じて、施工現場の任意の点が基準点と定められると共に、基準点との相対的な位置関係により設定されてもよい。また、目標施工面に関するデータは、通信装置T1を通じて、所定の外部装置からダウンロードされてもよい。
また、例えば、コントローラ30は、オペレータの操作によるショベル100の積み込み作業を支援するための自動運転機能を作動させてよい。具体的には、コントローラ30は、積み込み作業に含まれる掘削動作、ブーム上げ旋回動作、排土(ダンプ)動作、及びブーム下げ旋回動作のそれぞれの動作工程(図11参照)において、一の油圧アクチュエータの動作に合わせて、他のアクチュエータを自動で連動させてよい。
コントローラ30は、例えば、積み込み作業の掘削動作工程中において、オペレータの操作に基づくアームシリンダ8の動作(伸縮)に合わせて、ブームシリンダ7及びバケットシリンダ9の少なくとも一方を自動で動作(伸縮)させてよい。コントローラ30は、例えば、掘削動作工程の開始条件が成立してから終了条件が成立するまでの間において、ショベル100の掘削動作工程中であると判断してよい。掘削動作工程の開始条件は、例えば、“バケット6の作業部位(例えば、爪先)が所定の掘削開始位置(範囲)にある状態で、アーム5の閉じ操作が開始されること”等であってよい。掘削動作工程の終了条件は、例えば、“バケット6が土砂を掬う動作の後に地切りしていること”等であってよい。コントローラ30は、例えば、オペレータにより手動でアーム閉じ操作が行われると、予め生成される目標軌道とバケット6の作業部位(例えば、爪先)とが一致するようにブームシリンダ7及びバケットシリンダ9の少なくとも一方を自動で伸縮(連動)させてよい。目標軌道は、土砂の山から土砂を掬い上げるためのバケット6の作業部位の軌道の目標である。コントローラ30は、例えば、空間認識装置70の出力等に基づき、土砂の山を認識し、土砂の山の土砂の量等を考慮して、目標軌道を生成してよい。これにより、オペレータは、アーム閉じ操作を行うだけで、バケット6が土砂の山から土砂を掬うように、ブーム4、アーム5、及びバケット6の少なくとも一部を連動させることができる。そのため、ショベル100は、オペレータによるアームシリンダ8の操作に応じて、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の少なくとも一部を連動させ、土砂の山から土砂を掬うための掘削動作を行うことができる。
また、コントローラ30は、例えば、積み込み作業のブーム上げ旋回動作工程中において、オペレータの操作に基づく上部旋回体3の旋回動作に合わせて、ブームシリンダ7を自動で動作(伸長)させてよい。コントローラ30は、例えば、ブーム上げ旋回動作工程の開始条件が成立してから終了条件が成立するまでの間において、ショベル100のブーム上げ旋回動作工程中であると判断してよい。ブーム上げ旋回動作工程の開始条件は、例えば、“掘削動作工程の終了条件が成立し、且つ、上部旋回体3の操作(以下、「旋回操作」)が開始されること”等であってよい。ブーム上げ旋回動作工程の終了条件は、“バケット6の所定の作業部位(例えば、爪先や背面等)が土砂の積み込み対象のトラックの荷台の真上の所定の範囲内に到達していること”等であってよい。コントローラ30は、例えば、オペレータにより手動で旋回操作が行われると、予め生成される目標軌道とバケット6の作業部位とが一致するようにブームシリンダ7を自動で動作(伸長)させてよい。目標軌道は、バケット6をトラックの荷台等に当接させることなくトラックの荷台の上まで移動させるためのバケット6の作業部位の軌道の目標である。コントローラ30は、例えば、空間認識装置70の出力等に基づき、トラックの位置や形状を認識し、トラックの荷台の上までのバケット6の作業部位の目標軌道を生成してよい。これにより、オペレータは、旋回操作を行うだけで、バケット6がトラックの荷台の上まで移動するように、上部旋回体3及びブーム4を連動させることができる。そのため、ショベル100は、オペレータによる旋回油圧モータ2Aの操作に応じて、旋回油圧モータ2A及びブームシリンダ7を連動させ、バケット6に掬った土砂をトラックの荷台まで移動させるためのブーム上げ旋回動作を行うことができる。
また、コントローラ30は、例えば、積み込み作業の排土動作工程中において、オペレータの操作に基づくバケット6の動作に合わせて、アームシリンダ8を自動で動作(収縮)させてよい。また、コントローラ30は、バケット6の動作に合わせて、アームシリンダ8だけでなく、ブームシリンダ7を自動で連動させてもよい。コントローラ30は、例えば、排土動作工程の開始条件が成立してから終了条件が成立するまでの間において、ショベル100の排土動作工程中であると判断してよい。排土動作工程の開始条件は、例えば、“ブーム上げ旋回動作工程の終了条件が成立し、且つ、バケット6の開き操作(以下、「バケット開き操作」)が開始されること”等であってよい。排土動作工程の終了条件は、“バケット6の開き操作が終了すること”等であってよい。コントローラ30は、例えば、オペレータにより手動でバケット開き操作が行われると、予め生成される目標軌道とバケット6の作業部位(例えば、爪先や背面等)とが一致するようにアームシリンダ8を自動で動作(収縮)させてよい。目標軌道は、バケット6の土砂をトラックの荷台の所定の位置に排土させるためのバケット6の作業部位の軌道の目標である。コントローラ30は、例えば、空間認識装置70の出力等に基づき、トラックの荷台の形状や荷台の上の土砂の形状等を認識し、バケット6の作業部位の目標軌道を生成してよい。これにより、オペレータは、バケット開き操作を行うだけで、バケット6に収容される土砂がトラックの荷台の所定の位置に排土されるように、アーム5及びバケット6を連動させることができる。そのため、ショベル100は、オペレータによるバケットシリンダ9の操作に応じて、アームシリンダ8及びバケットシリンダ9等を連動させ、バケット6に収容されている土砂をトラックの荷台に排土させるための排土動作を行うことができる。
また、コントローラ30は、例えば、積み込み作業のブーム下げ旋回動作工程中において、オペレータの操作に基づく上部旋回体3の旋回動作に合わせて、ブームシリンダ7を自動で動作(収縮)させてよい。コントローラ30は、例えば、ブーム下げ旋回動作工程の開始条件が成立してから終了条件が成立するまでの間において、ショベル100のブーム下げ旋回動作工程中であると判断してよい。ブーム上げ旋回動作工程の開始条件は、例えば、“排土動作工程の終了条件が成立し、且つ、上部旋回体3の操作(以下、「旋回操作」)が開始されること”等であってよい。ブーム下げ旋回動作工程の終了条件は、“バケット6の所定の作業部位(例えば、爪先)が掘削開始位置(範囲)に到達していること”等であってよい。コントローラ30は、例えば、オペレータにより手動で旋回操作が行われると、予め生成される目標軌道とバケット6の作業部位とが一致するようにブームシリンダ7を自動で動作(収縮)させてよい。目標軌道は、バケット6をトラックの荷台等に当接させることなくトラックの荷台の上から掘削開始位置まで移動させるためのバケット6の作業部位の軌道の目標である。コントローラ30は、例えば、空間認識装置70の出力等に基づき、トラックの位置、形状や土砂の山の位置、形状等を認識し、トラックの荷台の上から掘削開始位置までのバケット6の作業部位の目標軌道を生成してよい。これにより、オペレータは、旋回操作を行うだけで、バケット6がトラックの荷台の上から掘削開始位置まで移動するように、上部旋回体3及びブーム4等を連動させることができる。そのため、ショベル100は、オペレータによる旋回油圧モータ2Aの操作に応じて、旋回油圧モータ2A及びブームシリンダ7を連動させ、バケット6を掘削開始位置まで移動させるためのブーム下げ旋回動作を行うことができる。
[コントローラの制御処理]
次に、図12~図18を参照して、コントローラ30の制御処理について説明する。
<コントローラの制御処理の一例>
図12は、コントローラ30による制御処理の一例を示す図である。図13は、ショベル100の動作内容ごとの連動するアクチュエータ群、及び動作禁止のアクチュエータを説明する図である。本フローチャートは、ショベル100の起動(例えば、キースイッチのON)から停止(例えば、キースイッチンのOFF)までの間で、所定の時間間隔ごとに繰り返し実行される。以下、図14、図15についても同様である。
ステップS102にて、コントローラ30は、ショベル100の複数の油圧アクチュエータのうちの一部の(2以上の)油圧アクチュエータが連動しているか否かを判定する。
例えば、コントローラ30は、オペレータの手動操作によって、上面視でバケット6がアタッチメントATの延び出す方向に沿って移動するように、ショベル100が掘削動作、仕上げ動作、転圧動作等を行っている場合、一部の油圧アクチュエータが連動していると判定してよい。この場合、一部の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、及びバケットシリンダ9のうちの少なくとも2つ以上である。コントローラ30は、オペレータの操作内容、空間認識装置70の出力、センサS1~S5の出力等に基づき、ショベル100の動作内容(掘削動作、仕上げ動作、転圧動作等)を把握することができる。
また、例えば、コントローラ30は、オペレータの手動操作によって、ショベル100がブーム上げ旋回動作或いはブーム下げ旋回動作を行っている場合、一部の油圧アクチュエータが連動していると判定してよい。この場合、一部の油圧アクチュエータは、旋回油圧モータ2A及びブームシリンダ7である。コントローラ30は、オペレータの操作内容、空間認識装置70の出力、センサS1~S5の出力等に基づき、ショベル100の動作内容(ブーム上げ旋回動作)を把握することができる。
また、例えば、コントローラ30は、オペレータの手動操作によって、ショベル100の排土動作を行っている場合、一部の油圧アクチュエータが連動していると判定してよい。この場合、一部の油圧アクチュエータは、アームシリンダ8及びバケットシリンダ9である。コントローラ30は、オペレータの操作内容、空間認識装置70の出力、センサS1~S5の出力等に基づき、ショベル100の動作内容(排土動作)を把握することができる。
また、例えば、コントローラ30は、上述の如く、オペレータのアーム操作に基づく半自動運転機能によって、ショベル100が掘削動作、仕上げ動作、転圧動作等を行っている場合、一部の油圧アクチュエータが連動していると判定してよい。この場合、一部の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、及びバケットシリンダ9のうちの少なくとも2つ以上である。コントローラ30は、MCスイッチの押下の有無、及びオペレータによるアーム操作の有無等に基づき、半自動運転機能によるショベル100の掘削動作等を把握することができる。
また、例えば、コントローラ30は、上述の如く、オペレータの旋回操作に基づく半自動運転機能によって、ショベル100がブーム上げ旋回動作或いはブーム下げ旋回動作を行っている場合、一部の油圧アクチュエータが連動していると判定してよい。この場合、一部の油圧アクチュエータは、旋回油圧モータ2A及びブームシリンダ7である。コントローラ30は、MCスイッチの押下の有無、及びオペレータによる旋回操作の有無等に基づき、半自動運転機能によるショベル100のブーム上げ旋回動作やブーム下げ旋回動作を把握することができる。
また、例えば、コントローラ30は、上述の如く、オペレータのバケット6の操作に基づく半自動運転機能によって、ショベル100が排土動作を行っている場合、一部の油圧アクチュエータが連動していると判定してよい。この場合、一部の油圧アクチュエータは、アームシリンダ8及びバケットシリンダ9等である。コントローラ30は、MCスイッチの押下の有無、及びオペレータによるバケット6の操作の有無等に基づき、半自動運転機能によるショベル100の排土動作を把握することができる。
コントローラ30は、一部の油圧アクチュエータが連動している場合、ステップS104に進み、それ以外の場合、今回の本フローチャートの処理を終了する。
また、ステップS102にて、コントローラ30は、ショベル100の複数の油圧アクチュエータのうちの一部の(2以上の)油圧アクチュエータが連動する可能性があるか否かを判定してもよい。つまり、ステップS102にて、コントローラ30は、ショベル100が一部の油圧アクチュエータが連動している状態、或いは、連動する可能性がある状態であるか否かを判定してもよい。例えば、コントローラ30は、例えば、ショベル100が上述の各種動作(掘削動作、仕上げ動作、転圧動作、ブーム上げ旋回動作、ブーム下げ旋回動作、排土動作等)に移動する可能性がある場合に、一部の油圧アクチュエータが連動する可能性があると判定してよい。この場合、コントローラ30は、一部の油圧アクチュエータが連動している、或いは、一部の油圧アクチュエータが連動する可能性がある場合、ステップS104に進み、一部の油圧アクチュエータが連動しておらず、且つ、その可能性もない場合、今回の本フローチャートの処理を終了する。以下、後述の図15の場合についても同様であってよい。
ステップS104にて、コントローラ30は、一部の油圧アクチュエータとは異なる他のアクチュエータ動作を禁止する。
例えば、図13に示すように、コントローラ30は、ショベル100がブームシリンダ7、アームシリンダ8、及びバケットシリンダ9の少なくとも一部を連動させて掘削動作等を行っている場合、旋回油圧モータ2Aの動作を禁止してよい。更に、コントローラ30は、クローラ1CL,1CRの動作を禁止してもよい。これにより、コントローラ30は、ショベル100が上面視でアタッチメントATの延び出す方向に沿って直線的に掘削動作等を行っている場合に、オペレータが誤って旋回操作をしてしまっても、上部旋回体3が旋回動作を行わないようにすることができる。そのため、コントローラ30は、例えば、ショベル100の掘削動作、仕上げ動作、転圧動作等の最中における上部旋回体3の旋回動作によって、施工面に不要な掘削跡等が付いてしまうような事態を抑制することができる。また、コントローラ30は、例えば、ショベル100の掘削動作、仕上げ動作、転圧動作等の最中における上部旋回体3の旋回動作によって、バケット6に横方向の外力が作用しショベル100が不安定になるような事態を抑制することができる。よって、コントローラ30は、掘削動作等の最中におけるオペレータの誤操作による作業効率、作業品質、安全性等の低下を抑制することができる。
また、例えば、図13に示すように、コントローラ30は、ショベル100が旋回油圧モータ2A及びブームシリンダ7を連動させてブーム上げ(下げ)旋回動作を行っている場合、アームシリンダ8及びバケットシリンダ9の少なくとも一方の動作を禁止してよい。更に、コントローラ30は、クローラ1CL,1CRの動作を禁止してもよい。これにより、コントローラ30は、ショベル100のブーム上げ旋回動作中に、オペレータが誤ってアーム5やバケット6の操作を行ってしまっても、アーム5やバケット6が動作しないようにすることができる。そのため、コントローラ30は、ショベル100のブーム上げ旋回動作中のアーム5やバケット6の動作によって、バケット6に収容される土砂がこぼれるような事態を抑制することができる。また、コントローラ30は、ショベル100のブーム上げ(下げ)旋回動作中のアーム5やバケット6の動作によって、アタッチメントATが周囲の物体に近づいてしまうような事態を抑制することができる。よって、コントローラ30は、ショベル100のブーム上げ(下げ)旋回動作中において、ショベル100の作業効率や安全性の低下を抑制することができる。
また、例えば、図13に示すように、コントローラ30は、ショベル100がアームシリンダ8及びバケットシリンダ9を連動させて排土動作を行っている場合、旋回油圧モータ2A及びブームシリンダ7の少なくとも一方の動作を禁止してもよい。更に、コントローラ30は、クローラ1CL,1CRの動作を禁止してもよい。これにより、コントローラ30は、ショベル100の排土動作中に、オペレータが旋回操作やブーム4の操作を行ってしまっても、上部旋回体3やブーム4が動作しないようにすることができる。そのため、コントローラ30は、ショベル100の排土動作中の上部旋回体3やブーム4の動作によって、土砂がトラックの荷台の外にこぼれてしまうような事態を抑制することができる。また、コントローラ30は、ショベル100の排土動作中の上部旋回体3やブーム4の動作によって、アタッチメントATがトラックの荷台等に近づいてしまうような事態を抑制することができる。よって、コントローラ30は、ショベル100の排土動作中において、ショベル100の作業効率や安全性の低下を抑制することができる。
コントローラ30は、例えば、他の油圧アクチュエータの操作が行われても、その操作を無効にすることにより、他の油圧アクチュエータの動作を禁止してよい。具体的には、コントローラ30は、レバー装置26Aが電気式である場合、レバー装置26Aから他のアクチュエータに関する操作信号が入力されも、当該操作信号に対応する制御信号を油圧制御弁31L,31Rに出力しないようにしてよい。また、コントローラ30は、レバー装置26Aが油圧パイロット式であり、且つ、レバー装置26Aを用いて他の油圧アクチュエータが操作される場合に、他の油圧アクチュエータの操作内容に対応する油圧制御弁33L,33Rの何れか一方を制御してよい。これにより、レバー装置26Aの二次側のパイロットラインのパイロット圧を減圧し、他の油圧アクチュエータに関するレバー装置26Aの操作を無効にすることができる。また、コントローラ30は、他の油圧アクチュエータに関する遠隔操作信号が受信されても、当該遠隔操作信号に対応する制御信号を油圧制御弁31L,31Rに出力しないようにしてよい。
また、コントローラ30は、例えば、他の油圧アクチュエータの操作が行われる場合、その操作方向と反対の操作方向に対応する制御弁17Aのパイロットポートにパイロット圧を作用させることにより、他の油圧アクチュエータの動作を禁止してもよい。具体的には、コントローラ30は、他の油圧アクチュエータが第1の方向に操作される場合、油圧制御弁31Rを制御し、油圧制御弁31Rから制御弁17Aの右側のパイロットポートにパイロット圧を作用させてよい。これにより、他の油圧アクチュエータの第1の方向の操作に応じて制御弁17Aの左側のパイロットポートに作用するパイロット圧に対抗する形で、制御弁17Aの右側のパイロットポートに油圧制御弁31Rからパイロット圧を作用させることができる。そのため、上述の如く、他の油圧アクチュエータに対応する制御弁17Aのスプールを中立状態に近づけ、他の油圧アクチュエータの動作しないようにすることができる。同様に、コントローラ30は、他の油圧アクチュエータが第2の方向に操作される場合、油圧制御弁31Lを制御し、油圧制御弁31Lから制御弁17Aの左側のパイロットポートにパイロット圧を作用させてよい。
コントローラ30は、他のアクチュエータの動作を禁止している場合に、表示装置D1や音出力装置D2等を通じて、その旨をキャビン10内のオペレータに通知してもよい。また、ショベル100が遠隔操作されている場合、コントローラ30は、他のアクチュエータの動作を禁止している旨の通知情報を含む信号を、通信装置T1を通じて、外部装置に送信してもよい。これにより、キャビン10のオペレータや外部装置のオペレータは、他のアクチュエータの動作が禁止されていることを認識することができる。
また、コントローラ30は、他のアクチュエータの動作を禁止している場合、他のアクチュエータの操作がされたときに、その旨をキャビン10内のオペレータや外部装置のオペレータに通知してもよい。これにより、コントローラ30は、オペレータに他のアクチュエータの動作が禁止されていることを通知する必要性がある場面に限定して、その旨を通知することができる。そのため、オペレータの感じる煩わしさを抑制することができる。
コントローラ30は、ステップS104の処理が完了すると、ステップS106に進む。
ステップS106にて、コントローラ30は、一部の油圧アクチュエータが連動する動作から他の動作に移行する可能性があるか否かを判定する。
例えば、コントローラ30は、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の少なくとも一部が連動し、掘削動作等が行われている場合、これらの動作が終了したときに、他の動作に移行する可能性があると判定してよい。具体的には、コントローラ30は、ショベル100の掘削動作に合わせて、バケット6が手前(上部旋回体3)に向かって移動し、バケット6が地切りした(地面から離れた)場合に、今回の掘削動作が終了し、他の動作に移行する可能性があると判定してよい。
また、例えば、コントローラ30は、半自動運転機能によって、一部の油圧アクチュエータが連動している場合、半自動運転機能が解除されたときに、他の動作に移動する可能性があると判定してよい。具体的には、コントローラ30は、MCスイッチが押下されている状態からMCスイッチの押下が解除された場合に、他の動作に移行する可能性があると判定してよい。
コントローラ30は、一部の油圧アクチュエータが連動する動作から他の動作に移行する可能性がある場合、ステップS108に進み、それ以外の場合、ステップS106の処理を繰り返す。
ステップS108にて、コントローラ30は、他の油圧アクチュエータの動作の禁止を解除し、今回のフローチャートの処理を終了する。
このように、本例では、コントローラ30は、複数の油圧アクチュエータのうちの一部の油圧アクチュエータが連動している場合に、他の油圧アクチュエータが動作しないようにすることができる。
<コントローラの制御処理の他の例>
図14は、コントローラ30による制御処理の他の例を示す図である。
図14に示すように、ステップ202にて、コントローラ30は、ショベル100の動作モードが“動作ロックモード”に設定されているか否かを判定する。動作ロックモードは、複数の油圧アクチュエータのうちの特定の油圧アクチュエータの動作を禁止し、当該油圧アクチュエータに関する操作が行われても、当該油圧アクチュエータが動作しないように制限されるショベル100の動作モードである。
動作ロックモードは、例えば、入力装置72に対するオペレータの所定の入力に応じて、設定されてよい。また、動作ロックモードは、ショベル100が遠隔操作される場合、外部装置でのオペレータの所定の入力に応じて、設定されてもよい。この場合、外部装置は、外部装置でのオペレータの所定の入力に応じて、動作ロックモードの設定を要求する信号をショベル100に送信し、コントローラ30は、当該信号を受信すると、ショベル100の動作モードを動作ロックモードに設定してよい。
動作ロックモードで動作が禁止される特定のアクチュエータは、予め固定されてよい。また、動作ロックモードで動作が禁止される特定のアクチュエータは、入力装置72等を通じたオペレータの所定の入力により設定(変更)可能であってもよい。
例えば、オペレータは、入力装置72を通じて、ショベル100の動作モードを旋回油圧モータ2Aの動作を禁止する動作ロックモードに設定させる。これにより、オペレータは、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の少なくとも一部を連動させる掘削動作等をショベル100に行わせる場合に、誤操作により上部旋回体3が旋回してしまうような事態を抑制させることができる。そのため、コントローラ30は、掘削動作等の最中におけるオペレータの誤操作による作業効率、作業品質、安全性等の低下を抑制することができる。
コントローラ30は、ショベル100の動作モードが動作ロックモードである場合、ステップS204に進み、ショベル100の動作モードが動作ロックモードでない場合、今回の処理を終了する。
ステップS204にて、コントローラ30は、特定の油圧アクチュエータの動作を禁止する。特定の油圧アクチュエータの動作を禁止する方法は、上述の一例(図12)のステップS104の他の油圧アクチュエータの動作を禁止する方法と同様であってよい。
コントローラ30は、ステップS204の処理が完了すると、ステップS206に進む。
ステップS206にて、コントローラ30は、動作ロックモードが解除されたか否かを判定する。例えば、コントローラ30は、入力装置72を通じて動作ロックモードを解除する所定の入力が受け付けられる場合に、動作ロックモードが解除されたと判定する。また、例えば、コントローラ30は、ショベル100が遠隔操作されている場合、外部装置から受信される動作ロックモードの解除を要求する信号が受信される場合に、動作ロックモードが解除されたと判定する。この場合、外部装置のオペレータが動作ロックモードを解除する所定の入力を行うと、外部装置は、動作ロックモードの解除を要求する信号をショベル100に送信する。
コントローラ30は、動作ロックモードが解除された場合、ステップS208に進み、動作ロックモードが解除されていない場合、ステップS206の処理を繰り返す。
ステップS208にて、コントローラ30は、特定の油圧アクチュエータの動作の禁止を解除し、今回のフローチャートの処理を終了する。
このように、本例では、コントローラ30は、オペレータの所定の入力に応じてショベル100の動作モードが動作ロックモードに設定されている場合に、特定の油圧アクチュエータが動作しないようにすることができる。
<コントローラの制御処理の更に他の例>
図15は、コントローラ30による制御処理の更に他の例を示す図である。図16は、ショベル100の法面の施工作業の一例を示す図である。具体的には、図16は、ショベル100の法面の転圧作業の一例を示す図である。図17は、ショベル100の溝の施工作業を説明する図である。具体的には、図17は、ショベル100の溝の掘削作業の一例を示す図である。図18は、特定の作業時における連動するアクチュエータ群、及び動作禁止のアクチュエータを説明する図である。
図15に示すように、ステップS302の処理は、図12のステップS102と同じであるため、説明を省略する。
コントローラ30は、ステップS302の判定条件が成立すると、ステップS304に進む。
ステップS304にて、コントローラ30は、作業内容条件が成立しているか否かを判定する。作業内容条件は、他の油圧アクチュエータの動作を禁止するためのショベル100の作業内容に関する条件である。作業内容によって、連動する一部の油圧アクチュエータと異なる他の油圧アクチュエータの動作を禁止した方がよい場合と、禁止しなくてもよい場合とが存在し得るからである。
例えば、作業内容条件は、“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の少なくとも一部を連動させて、施工対象面の仕上げ作業が行われていること”(以下、「第1の作業内容条件」)を含んでよい。仕上げ作業(図9参照)において、上部旋回体3が旋回動作してしまうと、施工対象面に傷等が入ってしまい、掘削作業等の場合に比して、施工品質に影響が相対的に大きいからである。この場合、コントローラ30は、アタッチメントATに関する操作内容(例えば、半自動運転機能におけるアームシリンダ8に関する操作内容)、空間認識装置70の出力、センサS1~S5の出力等に基づき、第1の作業内容条件が成立するか否かを判定してよい。
また、例えば、作業内容条件は、“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の少なくとも一部を連動させて、二次元の直線で規定される目標施工面に関するデータに基づく施工対象面の仕上げ作業が行われていること”(以下、「第2の作業内容条件」)を含んでよい。二次元の直線で規定される目標施工面に沿ってブームシリンダ7、アームシリンダ8、及びバケットシリンダ9の少なくとも一部を連動させる場合、上部旋回体3が動作すると、データとして規定されていない幅方向の形状に影響が生じる可能性があるからである。この場合、目標施工面に関するデータは、半自動運転機能に利用される態様であってもよいし、表示装置D1を通じたオペレータへの情報提供(例えば、マシンガイダンス)に利用される態様であってもよい。コントローラ30は、登録(設定)済の目標施工面に関するデータの内容、アタッチメントATに関する操作内容、空間認識装置70の出力、センサS1~S5の出力等に基づき、第2の作業内容条件が成立するか否かを判定してよい。例えば、コントローラ30は、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の少なくとも一部が連動し、且つ、目標施工面に関するデータが二次元の直線で規定され、且つ、ショベル100が直線に正対し、且つ、アタッチメントATに関する操作量が相対的に小さい場合に、第2の作業内容条件が成立すると判定してよい。
また、例えば、作業内容条件は、“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の少なくとも一部を連動させて、法面の施工作業(図16参照)が行われていること”(以下、「第3の作業内容条件」)を含んでよい。法面にショベル100を正対させた状態で行われる法面の施工作業で、上部旋回体3が旋回してしまうと、目標施工面として規定される法面からバケット6の所定部位の位置がずれてしまい、施工品質の大きく影響してしまう可能性があるからである。この場合、コントローラ30は、登録(設定)済の目標施工面に関するデータの内容、アタッチメントATに関する操作内容、空間認識装置70の出力、センサS1~S5の出力等に基づき、第3の作業内容条件が成立するか否かを判定してよい。例えば、コントローラ30は、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の少なくとも一部が連動し、且つ、目標施工面に関するデータが法面形状であり、且つ、ショベル100が法面(目標施工面)に正対し、且つ、アタッチメントATに関する操作量が相対的に小さい場合に、第3の作業内容条件が成立すると判定してよい。
また、例えば、作業内容条件は、“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の少なくとも一部を連動させて、溝の施工作業(図17参照)が行われていること”(以下、「第4の作業内容条件」)を含んでよい。また、例えば、作業内容条件は、“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の少なくとも一部を連動させて、溝の幅方向の一端部の施工作業(掘削作業、仕上げ作業等)が行われていること”(以下、「第5の作業内容条件」)を含んでもよい。溝が延びる方向にブームシリンダ7、アームシリンダ8、及びバケットシリンダ9の少なくとも一部を連動させて、溝が延びる方向に施工作業を進める場合、上部旋回体3が動作すると、溝の壁にバケット6が当接してしまう可能性があるからである。この場合、コントローラ30は、登録(設定)済の目標施工面に関するデータの内容、アタッチメントATに関する操作内容、空間認識装置70の出力、センサS1~S5の出力等に基づき、第4の作業内容条件や第5の作業内容条件が成立するか否かを判定してよい。例えば、コントローラ30は、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の少なくとも一部が連動し、且つ、目標施工面に関するデータが溝形状であり、且つ、ショベル100が溝の延びる方向に正対し、且つ、アタッチメントATに関する操作量が相対的に小さい場合に、第4の作業内容条件が成立すると判定してよい。また、例えば、コントローラ30は、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の少なくとも一部が連動し、且つ、目標施工面に関するデータが溝形状であり、且つ、ショベル100が溝の延びる方向に正対し、且つ、バケット6が溝の端部に位置し、且つ、アタッチメントATに関する操作量が相対的に小さい場合に、第5の作業内容条件が成立すると判定してよい。
コントローラ30は、作業内容条件(複数の作業内容条件が含まれる場合は、その何れか)が成立する場合、ステップS306に進み、それ以外の場合、今回の本フローチャートの処理を終了する。
ステップS306にて、コントローラ30は、一部の油圧アクチュエータとは異なる他のアクチュエータ動作を禁止する。他のアクチュエータの動作を禁止する方法は、上述の一例(図12)のステップS104の場合と同様であってよい。
例えば、図18に示すように、コントローラ30は、上述の第1の作業内容条件~第5の作業内容条件の何れかが成立する場合、旋回油圧モータ2Aの動作を禁止する。更に、コントローラ30は、クローラ1CL,1CRの動作を禁止してもよい。
また、例えば、コントローラ30は、上述の第5の作業内容条件が成立する場合、溝の一端部の壁面にバケット6が向かう方向及び離れる方向の旋回油圧モータ2Aの動作のうちの壁面にバケット6が向かう方向の旋回油圧モータ2Aの動作だけを禁止してもよい。これにより、ショベル100は、バケット6が溝の壁面から離れる方向への上部旋回体3の旋回動作を許容し、オペレータの操作自由度を向上させることができる。
コントローラ30は、ステップS306の処理が完了すると、ステップS308に進む。
ステップS308,S310の処理は、図12のステップS106,S108と同じであるための説明を省略する。
このように、本例では、コントローラ30は、複数の油圧アクチュエータのうちの一部の油圧アクチュエータが連動している場合に、ショベル100の作業内容に応じて、一部の油圧アクチュエータとは異なる他の油圧アクチュエータの動作を禁止することができる。
[変形・変更]
以上、実施形態について詳述したが、本開示はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
例えば、上述した実施形態では、ショベル100が遠隔操作される場合、ショベル100のコントローラ30に代えて、管理装置200の制御装置210によって、複数の油圧アクチュエータのうちの一部の油圧アクチュエータの動作が禁止されてもよい。この場合、管理装置200(遠隔操作支援装置の一例)の制御装置210(制御部の一例)は、動作が禁止されている一部の油圧アクチュエータに関する操作入力を遠隔操作装置231(操作部の一例)から受け付けても無効にしてよい。
また、例えば、上述の実施形態等では、一部のアクチュエータの連動の有無に依らず、一部のアクチュエータの動作中に、他のアクチュエータの動作を禁止してもよい。
例えば、ショベル100は、ユーザからの入力に応じて、一部のアクチュエータの動作中に、特定のアクチュエータの動作を禁止する設定が可能であってよい。具体的には、表示装置D1には、設定画面が表示され、複数のアクチュエータの動作の許可或いは禁止の設定状態が視認可能に構成されてよい。そして、コントローラ30は、設定画面上での入力装置72(例えば、上述の如く、タッチパネル等)を通じたオペレータ等からの設定入力に応じて、複数のアクチュエータごとの動作の許可或いは禁止の設定を行ってよい。
例えば、ダンプトラックへの土砂の積み込み作業のように、ショベル100の走行動作が不要な状況で、不注意等による走行油圧モータ1A,1Bの誤操作でショベル100が走行すると、安全性や作業効率の点で問題が生じる可能性がある。
これに対して、予め走行油圧モータ1M(走行油圧モータ1ML,1MR)の動作を禁止する設定がなされることで、このような事態の発生を抑制できる。
また、例えば、吊り作業のように、バケット6の動作が不要な状況で、不注意等によるバケットシリンダ9の誤操作でバケット6が動作すると、吊り作業用のケーブルとバケット6の背面との接触等で安全性や作業効率の点で問題が生じる可能性がある。
これに対して、予めバケットシリンダ9の動作を禁止する設定がなされることで、このような事態の発生を抑制できる。
また、例えば、やむなくショベル100のアタッチメントが届く範囲内(上部旋回体3の動作を伴う範囲も含む)やアタッチメントの下方に、作業者が入り込んで作業を行う必要が生じ得る。
このような状況で、作業に支障がない範囲で、ブームシリンダ7の動作を禁止する設定がなされることで、ショベル100を含む作業現場の安全性の低下を抑制することができる。
また、例えば、上述した実施形態等では、ショベル100は、下部走行体1、上部旋回体3、ブーム4、アーム5、及びバケット6等の複数の被駆動要素を全て油圧駆動する構成であったが、その一部又は全部が電気駆動される構成であってもよい。例えば、上部旋回体3は、旋回油圧モータ2Aにより油圧駆動される代わりに、上述の如く、旋回用電動機(アクチュエータ、旋回モータの一例)により電気駆動されてもよい。つまり、上述した実施形態で開示される構成等は、ハイブリッドショベルや電動ショベル等に適用されてもよい。
最後に、本願は、2020年1月14日に出願した日本国特許出願2020-003806号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願の全内容を本願に参照により援用する。
1 下部走行体
1C,1CL,1CR クローラ
1M,1ML,1MR 走行油圧モータ(アクチュエータ)
2A 旋回油圧モータ(アクチュエータ、旋回モータ)
3 上部旋回体
4 ブーム
5 アーム
6 バケット
7 ブームシリンダ(アクチュエータ)
8 アームシリンダ(アクチュエータ)
9 バケットシリンダ(アクチュエータ)
14 メインポンプ(油圧ポンプ)
17 コントロールバルブ
17A 制御弁(スプール弁)
26 操作装置
26A レバー装置
30 コントローラ
31,31L,31R 油圧制御弁
32,32L,32R シャトル弁
33,33L,33R 油圧制御弁
100 ショベル
200 管理装置(遠隔操作支援装置)
210 制御装置(制御部)
220 通信装置(通信部)
230 入力装置
231 遠隔操作装置(操作部)
240 出力装置
HA 油圧アクチュエータ(アクチュエータ)
SYS ショベル管理システム

Claims (13)

  1. 複数の被駆動要素と、
    前記複数の被駆動要素のそれぞれを駆動する複数のアクチュエータと、を備え、
    前記複数のアクチュエータのうちの一部のアクチュエータが連動している場合に、前記複数のアクチュエータのうちの前記一部のアクチュエータとは異なる他のアクチュエータの動作を禁止する、
    ショベル。
  2. 前記複数のアクチュエータのうちの前記一部のアクチュエータが連動している場合に、ショベルの作業内容に応じて、前記複数のアクチュエータのうちの前記一部のアクチュエータとは異なる他のアクチュエータの動作を禁止する、
    請求項1に記載のショベル。
  3. 前記複数の被駆動要素は、下部走行体に旋回自在に搭載される上部旋回体と、前記上部旋回体に取り付けられるブームと、前記ブームの先端に取り付けられるアームと、及びアームの先端に取り付けられるバケットとを含み、
    前記複数のアクチュエータは、前記上部旋回体を駆動する旋回モータと、前記ブームを駆動するブームシリンダと、前記アームを駆動するアームシリンダと、前記バケットを駆動するバケットシリンダとを含み、
    前記複数のアクチュエータのうちの前記ブームシリンダ、前記アームシリンダ、及び前記バケットシリンダの一部又は全部が連動し、地面の仕上げ作業を行っている場合に、前記旋回モータの動作を禁止する、
    請求項2に記載のショベル。
  4. 前記複数の被駆動要素は、下部走行体に旋回自在に搭載される上部旋回体と、前記上部旋回体に取り付けられるブームと、前記ブームの先端に取り付けられるアームと、及びアームの先端に取り付けられるバケットとを含み、
    前記複数のアクチュエータは、前記上部旋回体を駆動する旋回モータと、前記ブームを駆動するブームシリンダと、前記アームを駆動するアームシリンダと、前記バケットを駆動するバケットシリンダとを含み、
    前記複数のアクチュエータのうちの前記ブームシリンダ、前記アームシリンダ、及び前記バケットシリンダの一部又は全部が連動し、法面の施工作業を行っている場合に、前記旋回モータの動作を禁止する、
    請求項2又は3に記載のショベル。
  5. 前記複数の被駆動要素は、下部走行体に旋回自在に搭載される上部旋回体と、前記上部旋回体に取り付けられるブームと、前記ブームの先端に取り付けられるアームと、及びアームの先端に取り付けられるバケットとを含み、
    前記複数のアクチュエータは、前記上部旋回体を駆動する旋回モータと、前記ブームを駆動するブームシリンダと、前記アームを駆動するアームシリンダと、前記バケットを駆動するバケットシリンダとを含み、
    前記複数のアクチュエータのうちの前記ブームシリンダ、前記アームシリンダ、及び前記バケットシリンダの一部又は全部が連動し、溝の施工作業を行っている場合に、前記旋回モータの動作を禁止する、
    請求項2乃至4の何れか一項に記載のショベル。
  6. 前記複数のアクチュエータのうちの前記ブームシリンダ、前記アームシリンダ、及び前記バケットシリンダの一部又は全部が連動し、前記溝の幅方向の一端部の施工作業を行っている場合に、前記溝の前記一端部の壁面に前記バケットが向かう方向の前記旋回モータの動作を禁止する、
    請求項5に記載のショベル。
  7. 前記複数の被駆動要素は、下部走行体に旋回自在に搭載される上部旋回体と、前記上部旋回体に取り付けられるブームと、前記ブームの先端に取り付けられるアームと、及びアームの先端に取り付けられるバケットとを含み、
    前記複数のアクチュエータは、前記上部旋回体を駆動する旋回モータと、前記ブームを駆動するブームシリンダと、前記アームを駆動するアームシリンダと、前記バケットを駆動するバケットシリンダとを含み、
    前記一部のアクチュエータのうちの一のアクチュエータに関する操作に応じて、前記一部のアクチュエータが自動で連動している場合に、前記他のアクチュエータの動作を禁止する、
    請求項1乃至6の何れか一項に記載のショベル。
  8. 前記アームシリンダに関する操作に応じて、前記ブームシリンダ、前記アームシリンダ、及び前記バケットシリンダの一部又は全部が自動で連動している場合に、前記旋回モータの動作を禁止する、
    請求項7に記載のショベル。
  9. 前記旋回モータに関する操作に応じて、前記複数のアクチュエータのうちの前記旋回モータ及び前記ブームシリンダが自動で連動している場合に、前記アームシリンダ及び前記バケットシリンダの少なくとも一方の動作を禁止する、
    請求項7又は8に記載のショベル。
  10. 前記バケットシリンダに関する操作に応じて、前記複数のアクチュエータのうちの前記アームシリンダ及び前記バケットシリンダが自動で連動している場合に、前記ブームシリンダ及び前記旋回モータの少なくとも一方の動作を禁止する、
    請求項7乃至9の何れか一項に記載のショベル。
  11. 油圧ポンプと、
    前記複数のアクチュエータのそれぞれに関する操作に応じて、その操作の内容に対応する信号が入力され、スプールが相反する二方向の何れか一方に移動することにより、前記油圧ポンプから吐出される作動油を前記複数の油圧アクチュエータのそれぞれの二つのポートの何れか一方に供給すると共に、前記複数の油圧アクチュエータのそれぞれの前記二つのポートの何れか他方から作動油を排出させる複数のスプール弁と、を備え、
    前記一部のアクチュエータが連動している場合に、前記複数のスプール弁のうちの前記他のアクチュエータに対応する一のスプール弁を前記二方向のうちの一の方向に移動させるための前記他のアクチュエータに関する操作が行われると、前記一のスプール弁を前記二方向のうちの他の方向に移動させるための信号を前記一のスプール弁に入力する、
    請求項1乃至10の何れか一項に記載のショベル。
  12. 前記他のアクチュエータの動作が禁止されている場合に、オペレータに対する通知を行う、
    請求項1乃至11の何れか一項に記載のショベル。
  13. 複数の被駆動要素と、前記複数の被駆動要素のそれぞれを駆動する複数のアクチュエータと、を備えるショベルの前記複数のアクチュエータを遠隔操作するための操作部と、
    操作部の操作に応じて、前記ショベルに前記複数のアクチュエータに関する操作指令を送信する通信部と、
    前記複数のアクチュエータのうちの前記一部のアクチュエータとは異なる他のアクチュエータの動作を禁止する制御部と、を備える、
    遠隔操作支援装置。
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