JPWO2019181874A1 - ショベル - Google Patents

Abstract

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）に旋回自在に搭載された上部旋回体（３）と、上部旋回体（３）に設けられる物体検知装置（７０）と、上部旋回体（３）に設けられる制御装置としてのコントローラ（３０）と、アクチュエータによって動かされる被駆動体と、を備えている。物体検知装置（７０）は、ショベル（１００）の周囲に設定された検知空間（ＤＳ）で別のショベル（２００）を検知するように構成されている。コントローラ（３０）は、物体検知装置（７０）が検知した物体の状態に基づき、被駆動体が進入可能な範囲である可動範囲（ＭＳ）を変化させるように構成されている。

Description

本開示は、ショベルに関する。

従来、近くで作業している別のショベルと干渉（衝突）する可能性があると判断した場合にアームの動きを減速させ或いは停止させるショベルが知られている（特許文献１参照。）。

特開２０１６−４５６７４号公報

しかしながら、上述のショベルは、衝突の可能性が少しでもあればアームの動きを減速させ或いは停止させてしまう。そのため、作業効率を低下させてしまうおそれがある。

そこで、近くで作業している他の物体との衝突を避けながら効率的に作業できるショベルを提供することが望ましい。

本発明の実施形態に係るショベルは、下部走行体と、前記下部走行体に旋回自在に搭載された上部旋回体と、前記上部旋回体に設けられる物体検知装置と、前記上部旋回体に設けられる制御装置と、アクチュエータによって動かされる被駆動体と、を備え、前記物体検知装置は、ショベルの周囲に設定された検知空間で物体を検知するように構成され、且つ、前記制御装置は、前記物体検知装置が検知した物体の状態に基づき、前記被駆動体が進入可能な範囲である可動範囲を変化させるように構成されている。

上述の手段により、近くで作業している他の物体との衝突を避けながら効率的に作業できるショベルが提供される。

本発明の実施形態に係るショベルの側面図である。 本発明の実施形態に係るショベルの上面図である。 ショベルに搭載される油圧システムの構成例を示す図である。 動作制限処理の一例のフローチャートである。 可動範囲及び制限範囲の設定例を表すショベルの上面図である。 可動範囲及び制限範囲の別の設定例を表すショベルの上面図である。 可動範囲及び制限範囲の更に別の設定例を表すショベルの上面図である。 可動範囲及び制限範囲の更に別の設定例を表すショベルの上面図である。 動作制限処理の別の一例のフローチャートである。 可動範囲及び制限範囲の更に別の設定例を表すショベルの上面図である。 可動範囲及び制限範囲の更に別の設定例を表すショベルの上面図である。 可動範囲及び制限範囲の更に別の設定例を表すショベルの上面図である。 本発明の実施形態に係るショベルの別の構成例を示すショベルの側面図である。 本発明の実施形態に係るショベルの別の構成例を示すショベルの上面図である。 施工支援システムの一例を示す図である。 電気式操作システムの構成例を示す図である。

最初に、図１Ａ及び図１Ｂ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１Ａ及び図１Ｂは、ショベル１００の構成例を示す図である。図１Ａはショベル１００の側面図であり、図１Ｂはショベル１００の上面図である。

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。

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。

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。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。掘削アタッチメントは、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によって駆動されるため、被駆動体として機能する。

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。

ブーム角度センサＳ１はブーム４の回動角度を検出するように構成されている。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。

アーム角度センサＳ２はアーム５の回動角度を検出するように構成されている。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。

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ように構成されている。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。

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、又は、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。

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、向き検出装置８５、機体傾斜センサＳ４、及び旋回角速度センサ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。

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、及び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。

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から検知された物体までの距離を算出するように構成されている。物体は、例えば、人、動物、車両、建設機械、建造物、柵、又は穴等である。物体検知装置７０は、例えば、単眼カメラ、超音波センサ、ミリ波レーダ、レーザレーダ、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、複数の距離画像センサで構成され、キャビン１０の上面前端に取り付けられた前方センサ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右方センサ７０Ｒを含む。

コントローラ３０は、物体検知装置７０の出力に基づき、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できるように構成されていてもよい。所定物体は、例えば、別のショベル等の可動体である。具体的には、コントローラ３０は、フェンス等の静止物といったショベル以外の物体とショベルとを区別できるように構成されていてもよい。この場合、コントローラ３０は、所定の動きをする可動体としてショベルを認識するため、そのショベルの動作軌道を容易に推定できる。所定の動きは、例えば、旋回軸回りの上部旋回体３の旋回、ブーム回動軸回りのブーム４の回動、又は、クローラ１Ｃの延長方向への前進・後進等である。

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と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受信機と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、レゾルバを含んでいてもよい。

機体傾斜センサＳ４は所定の平面に対する上部旋回体３の傾斜を検出するように構成されている。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の前後軸回りの傾斜角（ロール角）及び左右軸回りの傾斜角（ピッチ角）を検出する加速度センサである。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。機体傾斜センサＳ４は、加速度センサとジャイロセンサとの組み合わせであってもよい。

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ように構成されている。本実施形態では、旋回角速度センサＳ５は、ジャイロセンサである。旋回角速度センサＳ５は、レゾルバ又は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。

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。姿勢センサは、ショベル１００の姿勢に関する情報を取得するように構成されている。

次に、図２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２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２は、機械的動力伝達ライン、作動油ライン、パイロットライン、及び電気制御ラインを、それぞれ二重線、実線、破線、及び点線で示している。

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。

図２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。

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。

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１７に供給するように構成されている。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。

レギュレータ１３は、メインポンプ１４の吐出量（押し退け容積）を制御するように構成されている。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（押し退け容積）を制御する。

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。

コントロールバルブ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。

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、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１７内の対応する制御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のレバー又はペダル（図示せず。）の操作方向及び操作量に応じた圧力である。

吐出圧センサ２８は、メインポンプ１４の吐出圧を検出するように構成されている。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。

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ように構成されている。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のレバー又はペダル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。

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。

左センターバイパス管路４０Ｌは、コントロールバルブ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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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、及び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、及び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。

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の吸収パワー（例えば吸収馬力）がエンジン１１の出力パワー（例えば出力馬力）を超えないようにするためである。

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。

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、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、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。

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。

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、右操作レバー２６Ｒは、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。

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の左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の右パイロットポートに作動油を導入させる。

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。左走行レバー２６ＤＬは、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。右走行レバー２６ＤＲは、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。

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。

操作圧センサ２９は、操作圧センサ２９ＬＡ、２９ＬＢ、２９ＲＡ、２９ＲＢ、２９ＤＬ、及び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、レバー操作方向及びレバー操作量（レバー操作角度）等である。

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。

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。

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。

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。

具体的には、図２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、左センターバイパス管路４０Ｌに関する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流入させ、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。

上述のような構成により、図２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２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。

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。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。

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。

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。

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レバーが採用されているが、このような油圧式パイロット回路を備えた油圧式操作レバーではなく、電気式パイロット回路を備えた電気式操作レバーが採用されてもよい。この場合、電気式操作レバーのレバー操作量は、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。

次に、図３を参照し、コントローラ３０が被駆動体の動きを制限する処理（以下、「動作制限処理」とする。）について説明する。図３は、動作制限処理の一例のフローチャートである。コントローラ３０は、例えば、所定の制御周期で繰り返しこの動作制限処理を実行する。

最初に、コントローラ３０は、図１Ｂに示すような作業空間ＷＳの内側で物体を検知しているか否かを判定する（ステップＳＴ１）。本実施形態では、コントローラ３０は、物体検知装置７０の出力に基づき、図１Ｂに示すような検知空間ＤＳに含まれる作業空間ＷＳの内側で物体を検知しているか否かを判定する。物体は、例えば、別のショベルである。物体は、ダンプトラック等の他の機械であってもよい。

検知空間ＤＳは、ショベル１００の周囲に設定される空間である。本実施形態では、検知空間ＤＳは、ショベル１００の最大旋回半径よりも大きな距離を半径とする円柱状の空間である。最大旋回半径は、例えば、掘削アタッチメントを外方に最大限伸長させたときの旋回軸とバケット６の爪先との間の距離である。物体検知装置７０は、検知空間ＤＳの内側に存在する物体を検知できるように構成されている。

作業空間ＷＳは、ショベル１００が作業可能な空間として検知空間ＤＳの内側に設定される空間である。本実施形態では、作業空間ＷＳは、ショベル１００の動作軌道から導き出される範囲である。具体的には、作業空間ＷＳは、最大旋回半径をその半径とする円柱状の空間である。

作業空間ＷＳの内側で物体を検知していないと判定した場合（ステップＳＴ１のＮＯ）、コントローラ３０は、今回の動作制限処理を終了させる。

作業空間ＷＳの内側で物体を検知していると判定した場合（ステップＳＴ１のＹＥＳ）、コントローラ３０は、操作装置２６が操作されたか否かを判定する（ステップＳＴ２）。本実施形態では、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が操作されたか否かを判定する。例えば、コントローラ３０は、操作圧センサ２９ＬＡの出力に基づき、アーム閉じ操作が行われたか否か、及び、アーム開き操作が行われたか否かを判定し、操作圧センサ２９ＬＢの出力に基づき、左旋回操作が行われたか否か、及び、右旋回操作が行われたか否かを判定する。或いは、コントローラ３０は、操作圧センサ２９ＲＡの出力に基づき、ブーム上げ操作が行われたか否か、及び、ブーム下げ操作が行われたか否かを判定し、操作圧センサ２９ＲＢの出力に基づき、バケット閉じ操作が行われたか否か、及び、バケット開き操作が行われたか否かを判定する。同様に、コントローラ３０は、操作圧センサ２９ＤＬの出力に基づき、左クローラ１ＣＬの前進操作が行われたか否か、及び、左クローラ１ＣＬの後進操作が行われたか否かを判定し、操作圧センサ２９ＤＲの出力に基づき、右クローラ１ＣＲの前進操作が行われたか否か、及び、右クローラ１ＣＲの後進操作が行われたか否かを判定する。

操作装置２６が操作されていないと判定した場合（ステップＳＴ２のＮＯ）、コントローラ３０は、今回の動作制限処理を終了させる。

操作装置２６が操作されたと判定した場合（ステップＳＴ２のＹＥＳ）、コントローラ３０は、操作に対応する被駆動体の動きを制限するか否かを判定する（ステップＳＴ３）。被駆動体の動きを制限することは、被駆動体の動きを禁止することを含んでいてもよい。すなわち、コントローラ３０は、操作装置２６を介した手動操作に対応する被駆動体の動きを許容するか否かを判定する。本実施形態では、コントローラ３０は、姿勢センサの出力に基づいてショベル１００の姿勢に関する情報を取得し、その情報に基づいて被駆動体の動きが図１Ｂに示すような可動範囲ＭＳの内側での動きであるか否かを判定する。図１Ｂでは、可動範囲ＭＳにはドットハッチングが付されている。

可動範囲ＭＳは、作業空間ＷＳの内側に可変的に設定される、被駆動体が進入可能な範囲である。本実施形態では、可動範囲ＭＳは、検知空間ＤＳにおける物体、又は、検知空間ＤＳに含まれる作業空間ＷＳにおける物体の状態に基づいて可変的に設定される。

作業空間ＷＳのうちの可動範囲ＭＳ以外は制限範囲ＲＳ（図４参照。）である。制限範囲ＲＳは、被駆動体の進入が制限される範囲である。図１Ｂでは、作業空間ＷＳの全てが可動範囲ＭＳとなっているため、制限範囲ＲＳは存在しない。

コントローラ３０は、例えば、検知空間ＤＳにおける物体の状態に基づいて可動範囲ＭＳを可変的に設定するように構成されている。本実施形態では、コントローラ３０は、物体検知装置７０が検知している物体の現在の状態又は将来の状態に基づいて可動範囲ＭＳを可変的に設定する。将来の状態は、現時点から所定時間が経過した後の状態であり、過去の状態及び現在の状態の少なくとも一方から予測される。典型的には、コントローラ３０は、物体検知装置７０が検知している物体がショベル１００に近づくときに可動範囲ＭＳが小さくなるように、可動範囲ＭＳを可変的に設定する。また、物体検知装置７０が検知している物体がショベル１００から遠ざかるときに可動範囲ＭＳが大きくなるように、可動範囲ＭＳを可変的に設定する。コントローラ３０は、例えば、所定の制御周期毎に可動範囲ＭＳを更新するように構成されていてもよい。

そして、コントローラ３０は、操作装置２６を介した手動操作に応じて被駆動体を動かした場合に被駆動体が可動範囲ＭＳから出るか否かを判断する。そして、被駆動体が可動範囲ＭＳから出ると判断した場合、被駆動体の動きが可動範囲ＭＳの内側での動きではないと判定し、被駆動体が可動範囲ＭＳから出ないと判断した場合、被駆動体の動きが可動範囲ＭＳの内側での動きであると判定する。

コントローラ３０は、被駆動体が可動範囲ＭＳから出ないと判断した場合、すなわち、被駆動体の動きが可動範囲ＭＳの内側での動きであると判定した場合、被駆動体の動きを制限しない。例えば、右旋回操作が行われた際に、上部旋回体３を右旋回させたとしても掘削アタッチメントが可動範囲ＭＳから出ないと判断した場合、コントローラ３０は、上部旋回体３の右旋回を制限せず、上部旋回体３の右旋回を許容する。

一方、コントローラ３０は、被駆動体が可動範囲ＭＳから出て制限範囲ＲＳに進入すると判断した場合、すなわち、被駆動体の動きが可動範囲ＭＳの内側での動きではないと判定した場合、被駆動体の動きを制限する。例えば、右旋回操作が行われた際に、上部旋回体３を右旋回させると掘削アタッチメントが可動範囲ＭＳから出ると判断した場合、コントローラ３０は、上部旋回体３の右旋回を許容せず、上部旋回体３の右旋回を禁止する。

被駆動体の動きを制限しないと判定した場合（ステップＳＴ３のＮＯ）、コントローラ３０は、今回の動作制限処理を終了させる。

被駆動体の動きを制限すると判定した場合（ステップＳＴ３のＹＥＳ）、コントローラ３０は、被駆動体の動きを制限する（ステップＳＴ４）。本実施形態では、コントローラ３０は、被駆動体が既に動いている場合には被駆動体の制動を開始し、被駆動体が未だ動いていない場合には被駆動体の動きを禁止する。

具体的には、コントローラ３０は、制御弁６０に対して制御指令を出力してパイロットラインＣＤ１を遮断状態にし、操作装置２６を介した操作を無効にする。

より具体的には、コントローラ３０は、上部旋回体３の旋回を禁止する場合、制御弁６０に対して制御指令を出力してパイロットラインＣＤ１を遮断状態にし、左操作レバー２６Ｌを介した操作を無効にする。同様に、コントローラ３０は、下部走行体１の後進を禁止する場合、制御弁６０に対して制御指令を出力してパイロットラインＣＤ１を遮断状態にし、走行レバー２６Ｄを介した操作を無効にする。

この構成により、コントローラ３０は、作業空間ＷＳの内側で物体を検知している場合であっても、被駆動体の動きを一律に制限或いは禁止することなく、その物体とショベル１００とを接触させないようにしながら、被駆動体を動作させることができる。そのため、作業空間ＷＳで物体が検知されたときに、ショベル１００の動きが一律に制限されてしまうのを防止できる。

なお、ステップＳＴ１とステップＳＴ２は順不同であり、ステップＳＴ１は、ステップＳＴ２が実行された後で実行されてもよく、ステップＳＴ２と同時に実行されてもよい。

また、上述の実施形態では、コントローラ３０は、被駆動体の動きを制限する際に、操作装置２６を介した全ての操作を無効状態にするが、左操作レバー２６Ｌ、右操作レバー２６Ｒ、及び走行レバー２６Ｄのそれぞれを個別に無効状態にできるように構成されていてもよい。例えば、コントローラ３０は、左操作レバー２６Ｌ及び右操作レバー２６Ｒを有効状態としながら、走行レバー２６Ｄを無効状態にできるように構成されていてもよい。このような構成は、例えば、複数の制御弁６０を利用することで実現されてもよい。また、上述の実施形態では、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に配置されているが、操作装置２６と制御弁１７１〜１７６のそれぞれとを繋ぐパイロットラインに配置されていてもよい。例えば、ブーム上げ操作に関する制御弁６０は、右操作レバー２６Ｒと制御弁１７５とを繋ぐパイロットラインに配置されていてもよい。

ここで、図４〜図７を参照し、可動範囲ＭＳ及び制限範囲ＲＳの設定例について説明する。図４〜図７は、可動範囲ＭＳ及び制限範囲ＲＳの設定例を示すショベルの上面図である。図４〜図７の例では、ショベル１００の検知空間ＤＳに含まれる作業空間ＷＳの内側に別のショベル２００が存在している。また、図４〜図７では、可動範囲ＭＳにはドットハッチングが付されている。

ショベル１００とショベル２００が近接しているこのような状況は、トンネル内、駐機場内、又は解体場内等の狭い場所で複数台の建設機械が同時に作業する場合に発生する。コントローラ３０は、このような状況下であっても、以下に示すように可動範囲ＭＳ及び制限範囲ＲＳを設定することで、ショベル１００の作業効率を低下させることなく、進入物の検知と、その進入物に起因する被駆動体の停止又は減速等の制動とを実現できる。

コントローラ３０は、物体検知装置７０の出力に基づいてショベル２００の状態に関する情報を取得する。そして、コントローラ３０は、その情報に基づいて可動範囲ＭＳを設定し、可動範囲ＭＳにおける被駆動体の動きを許容する。一方で、コントローラ３０は、作業空間ＷＳのうちの可動範囲ＭＳ以外の範囲である制限範囲ＲＳにおける被駆動体の動きを制限或いは禁止する。ショベル２００の状態に関する情報は、例えば、ショベル２００の動作軌道に関する情報を含む。

例えば、コントローラ３０は、図４に示すようにショベル２００が静止している場合、角度αだけ上部旋回体３を右旋回させることができ、且つ、角度βだけ上部旋回体３を左旋回させることができる範囲として可動範囲ＭＳを設定する。破線で示すショベル１００Ｒは、角度αだけ上部旋回体３を右旋回させたときのショベル１００の状態を表し、破線で示すショベル１００Ｌは、角度βだけ上部旋回体３を左旋回させたときのショベル１００の状態を表す。

また、コントローラ３０は、図５に示すようにショベル２００が右旋回していることを検知した場合、図４の場合よりも可動範囲ＭＳを大きくする。具体的には、コントローラ３０は、右旋回できる角度を角度α１だけ大きくする。

また、コントローラ３０は、図６に示すようにショベル２００がショベル１００から離れる方向に走行していることを検知した場合、図４の場合よりも可動範囲ＭＳを大きくする。具体的には、コントローラ３０は、右旋回できる角度を角度α２だけ大きくする。

一方、コントローラ３０は、図７に示すようにショベル２００が左旋回していることを検知した場合、図４の場合よりも可動範囲ＭＳを小さくする。具体的には、コントローラ３０は、右旋回できる角度を角度α３だけ小さくする。

このように、コントローラ３０は、ショベル１００の動作軌道から導き出される作業空間ＷＳのうち、ショベル２００の動作軌道から導き出される範囲と重複しない範囲を可動範囲ＭＳとして設定してもよい。

次に、図８を参照し、動作制限処理の別の一例について説明する。図８は、動作制限処理の別の一例のフローチャートである。コントローラ３０は、例えば、所定の制御周期で繰り返しこの動作制限処理を実行する。

最初に、コントローラ３０は、検知空間ＤＳの内側、且つ、作業空間ＷＳの外側で物体を検知しているか否かを判定する（ステップＳＴ１１）。本実施形態では、コントローラ３０は、物体検知装置７０の出力に基づき、検知空間ＤＳの内側、且つ、作業空間ＷＳの外側で別のショベル２００を検知しているか否かを判定する。

物体を検知していないと判定した場合（ステップＳＴ１１のＮＯ）、コントローラ３０は、今回の動作制限処理を終了させる。

物体を検知していると判定した場合（ステップＳＴ１１のＹＥＳ）、コントローラ３０は、操作装置２６が操作されたか否かを判定する（ステップＳＴ１２）。本実施形態では、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が操作されたか否かを判定する。

操作装置２６が操作されていないと判定した場合（ステップＳＴ１２のＮＯ）、コントローラ３０は、今回の動作制限処理を終了させる。

操作装置２６が操作されたと判定した場合（ステップＳＴ１２のＹＥＳ）、コントローラ３０は、物体が作業空間ＷＳに進入するおそれがあるか否かを判定する（ステップＳＴ１３）。

物体が作業空間ＷＳに進入するおそれがないと判定した場合（ステップＳＴ１３のＮＯ）、コントローラ３０は、今回の動作制限処理を終了させる。

物体が作業空間ＷＳに進入するおそれがあると判定した場合（ステップＳＴ１３のＹＥＳ）、コントローラ３０は、操作に対応する被駆動体の動きを制限するか否かを判定する（ステップＳＴ１４）。すなわち、コントローラ３０は、操作装置２６を介した手動操作に対応する被駆動体の動きが許容されるか否かを判定する。本実施形態では、コントローラ３０は、姿勢センサの出力に基づいてショベル１００の姿勢に関する情報を取得し、その情報に基づいて被駆動体の動きが可動範囲の内側での動きであるか否かを判定する。具体的には、操作装置２６を介した手動操作に応じて被駆動体を動かした場合に被駆動体が可動範囲ＭＳから出るか否かを判断する。

コントローラ３０は、被駆動体が可動範囲ＭＳから出ないと判断した場合、被駆動体の動きを制限しない。例えば、右旋回操作が行われた際に、上部旋回体３を右旋回させたとしても掘削アタッチメントが可動範囲ＭＳから出ないと判断した場合、コントローラ３０は、上部旋回体３の右旋回を禁止しない、すなわち、上部旋回体３の右旋回を許容する。

一方、コントローラ３０は、被駆動体が可動範囲ＭＳから出ると判断した場合、すなわち、被駆動体が制限範囲ＲＳに進入すると判断した場合、被駆動体の動きを禁止する。例えば、右旋回操作が行われた際に、上部旋回体３を右旋回させると掘削アタッチメントが可動範囲ＭＳから出ると判断した場合、コントローラ３０は、上部旋回体３の右旋回を禁止する。

被駆動体の動きを制限しないと判定した場合（ステップＳＴ１４のＮＯ）、コントローラ３０は、今回の動作制限処理を終了させる。

被駆動体の動きを制限すると判定した場合（ステップＳＴ１４のＹＥＳ）、コントローラ３０は、被駆動体の動きを制限する（ステップＳＴ１５）。本実施形態では、コントローラ３０は、被駆動体が既に動いている場合には被駆動体の制動を開始し、被駆動体が未だ動いていない場合には被駆動体の動きを禁止する。

具体的には、コントローラ３０は、制御弁６０に対して制御指令を出力してパイロットラインＣＤ１を遮断状態にし、操作装置２６を介した操作を無効にする。

より具体的には、コントローラ３０は、上部旋回体３の旋回を禁止する場合、制御弁６０に対して制御指令を出力してパイロットラインＣＤ１を遮断状態にし、左操作レバー２６Ｌを介した操作を無効にする。同様に、コントローラ３０は、下部走行体１の後進を禁止する場合、制御弁６０に対して制御指令を出力してパイロットラインＣＤ１を遮断状態にし、走行レバー２６Ｄを介した操作を無効にする。

この構成により、コントローラ３０は、検知空間ＤＳの内側で且つ作業空間ＷＳの外側に存在するショベル２００が作業空間ＷＳに進入するおそれがある場合には、ショベル２００が作業空間ＷＳに未だ進入していないときであっても、可動範囲ＭＳを狭めることができる。そのため、コントローラ３０は、ショベル１００とショベル２００との接触をより確実に防止できる。

なお、ステップＳＴ１１とステップＳＴ１２は順不同であり、ステップＳＴ１１は、ステップＳＴ１２が実行された後で実行されてもよく、ステップＳＴ１２と同時に実行されてもよい。

また、上述の実施形態では、コントローラ３０は、被駆動体の動きを制限する際に、操作装置２６を介した全ての操作を無効状態にするが、左操作レバー２６Ｌ、右操作レバー２６Ｒ及び走行レバー２６Ｄのそれぞれを個別に無効状態にできるように構成されていてもよい。例えば、コントローラ３０は、左操作レバー２６Ｌ及び右操作レバー２６Ｒを有効状態としながら、走行レバー２６Ｄを無効状態にできるように構成されていてもよい。このような構成は、例えば、複数の制御弁６０を利用することで実現されてもよい。

ここで、図９〜図１１を参照し、可動範囲ＭＳ及び制限範囲ＲＳの別の設定例について説明する。図９〜図１１は、可動範囲ＭＳ及び制限範囲ＲＳの別の設定例を示すショベルの上面図である。図９〜図１１の例では、ショベル１００の検知空間ＤＳの内側で、且つ、作業空間ＷＳの外側に別のショベル２００が存在している。また、図９〜図１１では、可動範囲ＭＳにはドットハッチングが付されている。

コントローラ３０は、物体検知装置７０の出力に基づいてショベル２００の状態に関する情報を取得する。そして、コントローラ３０は、その情報に基づいて可動範囲ＭＳを設定し、可動範囲ＭＳにおける被駆動体の動きを許容する。一方で、コントローラ３０は、作業空間ＷＳのうちの可動範囲ＭＳ以外の範囲である制限範囲ＲＳにおける被駆動体の動きを制限或いは禁止する。ショベル２００の状態に関する情報は、例えば、ショベル２００の動作軌道に関する情報を含む。

例えば、コントローラ３０は、図９に示すようにショベル２００が静止している場合、作業空間ＷＳの全てを可動範囲ＭＳとして設定する。

また、コントローラ３０は、図１０に示すようにショベル２００が右旋回していることを検知した場合、図９の場合よりも可動範囲ＭＳを小さくする。具体的には、ショベル１００の右後方の範囲を制限範囲ＲＳとして設定する。

また、コントローラ３０は、図１１に示すようにショベル２００がショベル１００に近づく方向に走行していることを検知した場合、図９の場合よりも可動範囲ＭＳを小さくする。具体的には、ショベル１００の左側方の範囲を制限範囲ＲＳとして設定する。

このように、コントローラ３０は、ショベル１００の動作軌道から導き出される作業空間ＷＳのうち、ショベル２００の動作軌道から導き出される範囲と重複しない範囲を可動範囲ＭＳとして設定してもよい。

次に、図１２Ａ及び図１２Ｂを参照し、ショベル１００の別の構成例について説明する。図１２Ａ及び図１２Ｂは、ショベル１００の別の構成例を示す図であり、図１２Ａが側面図を示し、図１２Ｂが上面図を示す。

図１２Ａ及び図１２Ｂに示すショベルは、表示装置４５、撮像装置８０、通信装置Ｔ１及び測位装置Ｐ１を搭載している点で、図１に示すショベル１００と異なるが、その他の点で共通する。そのため、共通部分の説明を省略し、相違部分を詳説する。

表示装置４５は様々な情報を表示するように構成されている。表示装置４５は、ＣＡＮ等の通信ネットワークを介してコントローラ３０に接続されていてもよく、専用線を介してコントローラ３０に接続されていてもよい。

撮像装置８０は、ショベル１００の周囲を撮像する。図１２Ａ及び図１２Ｂに示す例では、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。

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。撮像装置８０が前方カメラを含む場合、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。

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４５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４５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。

通信装置Ｔ１は、ショベル１００の外部にある外部機器との通信を制御するように構成されている。本実施形態では、通信装置Ｔ１は、衛星通信網、携帯電話通信網、又はインターネット網等を介した外部機器との通信を制御する。

測位装置Ｐ１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。測位装置Ｐ１は、上部旋回体３の向きを測定できるように構成されていてもよい。本実施形態では、測位装置Ｐ１は、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、検出値をコントローラ３０に対して出力する。

この構成により、図１２Ａ及び図１２Ｂに示すショベル１００は、物体検知装置７０が検知した物体の画像を表示装置４５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４５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の状態をすぐに確認できる。

また、図１２Ａ及び図１２Ｂに示すショベル１００は、通信装置Ｔ１を介してショベル２００と様々な情報をやり取りできるように構成されている。やり取りされる情報は、各ショベルの位置及び向きに関する情報、並びに、操作装置２６を介した手動操作に関する情報等の少なくとも１つを含む。そのため、ショベル１００は、物体検知装置７０を通じて取得する場合よりも詳細なショベル２００の状態に関する情報を取得でき、可動範囲ＭＳをより適切に設定できる。

ここで、図１３を参照し、複数のショベルの間での情報の送受信を可能にすることでショベルによる施工を支援する施工支援システムについて説明する。図１３は、施工支援システムの一例を示す概略図である。図１３で示すように、施工支援システムは、ショベル１００、ショベル２００、管理装置ＦＳ、及び、支援装置としての携帯端末ＴＳを含む。ショベル１００、ショベル２００、管理装置ＦＳ、及び携帯端末ＴＳは、通信ネットワークＣＮを通じて互いに接続される通信端末として機能する。施工支援システムを構成する管理装置ＦＳ及び携帯端末ＴＳのそれぞれは１台であってもよく複数台であってもよい。また、施工支援システムを構成するショベルは３台以上であってもよい。図１３の例では、施工支援システムは、１台の管理装置ＦＳと１台の携帯端末ＴＳとを含む。

図１３に示すように、ショベル１００及びショベル２００のそれぞれは測位装置Ｐ１及び通信装置Ｔ１を有する。通信装置Ｔ１は外部に向けて情報を発信する。通信装置Ｔ１は、例えば、管理装置ＦＳ、携帯端末ＴＳ、及び別の通信装置Ｔ１の少なくとも１つが受信可能な情報を発信する。

管理装置ＦＳは、ショベルの作業を管理する装置であり、例えば、作業現場外の管理センタ等に設置される、表示装置を備えたコンピュータである。管理装置ＦＳは、使用者が持ち運び可能な可搬性のコンピュータであってもよい。携帯端末ＴＳは、表示装置を備えた通信端末であり、スマートフォン、タブレット端末、又はノートパソコン等である。

ショベル１００の通信装置Ｔ１は、例えば、ショベル１００の位置及び向きに関する情報、又は、操作装置２６を介した手動操作に関する情報等を取得すると、通信ネットワークＣＮを介して管理装置ＦＳに向けて情報を発信する。ショベル２００の通信装置Ｔ１についても同様である。

管理装置ＦＳは、例えば、受信した情報に基づいてショベル１００とショベル２００との相対位置関係に関する情報を導き出し、且つ、ショベル１００及びショベル２００のそれぞれが動作制限処理を実行する際に必要な情報を生成してもよい。そして、生成した情報をショベル１００及びショベル２００のそれぞれに送信してもよい。或いは、管理装置ＦＳは、ショベル１００から受信した情報をそのままショベル２００に送信する中継器として機能してもよい。

管理装置ＦＳが実行する上述の処理は携帯端末ＴＳで実行されてもよい。また、ショベル１００の通信装置Ｔ１とショベル２００の通信装置Ｔ１は管理装置ＦＳ及び携帯端末ＴＳを介さずに直接的に情報をやり取りしてもよく、通信ネットワークＣＮを介さずに直接的に情報をやり取りしてもよい。

この構成により、ショベル１００は、通信装置Ｔ１を介してショベル２００と様々な情報をやり取りできる。やり取りされる情報は、各ショベルの位置及び向きに関する情報、並びに、操作装置２６を介した手動操作に関する情報等の少なくとも１つを含む。そのため、ショベル１００は、ショベル２００の状態に関する詳細な情報を取得でき、可動範囲ＭＳをより適切に設定できる。ショベル２００についても同様である。

携帯端末ＴＳ及び管理装置ＦＳの少なくとも一方は、遠隔操作用の操作装置を備えていてもよい。この場合、操作者は、遠隔操作用の操作装置を用いつつ、ショベル１００を操作してもよい。遠隔操作用の操作装置は、例えば、通信ネットワークＣＮを通じ、ショベル１００のコントローラ３０に接続される。以下では、ショベル１００と管理装置ＦＳとの間での情報のやり取りについて説明するが、以下の説明は、ショベル１００と携帯端末ＴＳとの間での情報のやり取り、並びに、ショベル２００と携帯端末ＴＳ及び管理装置ＦＳのそれぞれとの間での情報のやり取りについても同様に適用される。

上述のような施工支援システムでは、ショベル１００のコントローラ３０は、ショベル１００における被駆動体の動きを制限したときの時刻及び場所、その際に推定されたショベル１００及びショベル２００のそれぞれの動作軌道、並びに、その際に設定された可動範囲ＭＳ及び制限範囲ＲＳ等の少なくとも１つに関する情報を管理装置ＦＳに送信してもよい。その際、コントローラ３０は、物体検知装置７０の出力、及び、撮像装置８０が撮像した画像等の少なくとも１つを管理装置ＦＳに送信してもよい。画像は、被駆動体の動きが制限された期間を含む所定期間中に撮像された複数の画像であってもよい。所定期間は、被駆動体の動きが制限された期間に先行する期間を含んでいてもよく、被駆動体の動きが制限された期間に後続する期間を含んでいてもよい。更に、コントローラ３０は、被駆動体の動きが制限された期間を含む所定期間におけるショベル１００の作業内容に関する情報、ショベル１００の位置及びその推移に関する情報、ショベル１００の姿勢及びその推移に関する情報、並びに、掘削アタッチメントの姿勢及びその推移に関する情報等の少なくとも１つを管理装置ＦＳに送信してもよい。更に、ショベル１００に搭載されているコントローラ３０は、ショベル１００の近くにいるショベル２００から通信を介して受信する情報を、ショベル１００に関する情報として、管理装置ＦＳに送信してもよい。ショベル２００から受信する情報は、例えば、ショベル２００の作業内容に関する情報、ショベル２００の位置及びその推移に関する情報、ショベル２００の姿勢及びその推移に関する情報、並びに、ショベル２００に取り付けられている掘削アタッチメントの姿勢及びその推移に関する情報等の少なくとも１つである。管理装置ＦＳを利用する管理者が、ショベル１００に関する情報を入手できるようにするためである。また、コントローラ３０は、作業現場に関する情報を管理装置ＦＳに送信してもよい。作業現場に関する情報は、例えば、ショベル１００が作業する場所の種類に関する情報である。ショベル１００が作業する場所の種類は、例えば、トンネル内、解体場内、又は駐機場内等である。

このように、施工支援システムは、被駆動体の動きが制限された期間を含む所定期間中に取得されるショベル１００に関する情報が、ショベル１００の操作者と管理者又は他のショベルの操作者等とで共有されるのを可能にする。

上述の通り、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に旋回自在に搭載された上部旋回体３と、上部旋回体３に設けられる物体検知装置７０と、上部旋回体３に設けられる制御装置としてのコントローラ３０と、アクチュエータによって動かされる被駆動体と、を備えている。物体検知装置７０は、ショベル１００の周囲に設定された検知空間ＤＳで物体を検知するように構成されている。そして、コントローラ３０は、物体検知装置７０が検知した物体の状態に基づき、被駆動体が進入可能な範囲である可動範囲ＭＳを変化させるように構成されている。具体的には、コントローラ３０は、例えば、検知空間ＤＳにおける物体の状態に基づき、被駆動体が進入可能な範囲である可動範囲ＭＳを可変的に設定し、可動範囲ＭＳにおける被駆動体の動きを許容するように構成されている。この構成により、ショベル１００は、近くで作業している他の物体との衝突を避けながら効率的に作業を継続できる。

例えば、ショベル１００の操作者は、近くで作業している別のショベル２００との距離を目視で判断するのが困難な場合がある。特に、ショベル１００の操作者は、ショベル１００の後方で作業しているショベル２００とショベル１００との距離を目視で判断するのが困難な場合がある。そのため、ショベル１００の操作者は、ショベル１００を旋回させたり、或いは、後進させたりする際に、ショベル１００をショベル２００に接触させてしまうおそれがある。しかしながら、ショベル１００は、物体検知装置７０の出力に基づいてショベル２００の状態に関する情報を取得できる。そのため、ショベル１００は、必要に応じて旋回又は走行を制限或いは停止させることができる。そのため、ショベル１００は、ショベル１００とショベル２００との接触を防止でき、ショベル１００の操作者の負担を軽減でき、更には、ショベル１００の作業効率を向上させることができる。

検知空間ＤＳにおける物体の状態は、その物体の現在の状態又は将来の状態であってもよい。すなわち、コントローラ３０は、検知空間ＤＳにおけるショベル２００の現在の状態又は将来の状態に基づき、ショベル１００の被駆動体が進入可能な範囲である可動範囲ＭＳを可変的に設定し、可動範囲ＭＳにおける被駆動体の動きを許容するように構成されていてもよい。ショベル２００の将来の状態は、ショベル２００の過去の状態及び現在の状態の少なくとも一方から予測されてもよい。

コントローラ３０は、物体検知装置７０が検知しているショベル２００がショベル１００に近づいているとき或いは近づくことが予測されたときに可動範囲ＭＳが小さくなるように、可動範囲ＭＳを可変的に設定してもよい。また、コントローラ３０は、物体検知装置７０が検知しているショベル２００がショベル１００から遠ざかっているとき或いは遠ざかることが予測されたときに可動範囲ＭＳが小さくなるように、可動範囲ＭＳを可変的に設定してもよい。

コントローラ３０は、物体検知装置７０、及び、検知空間ＤＳにおけるショベル２００との通信を制御する通信装置Ｔ１の少なくとも１つを介して検知空間ＤＳにおけるショベル２００の状態に関する情報を取得するように構成されていてもよい。

コントローラ３０は、検知空間ＤＳの内側で且つ検知空間ＤＳに含まれる作業空間ＷＳの外側に存在するショベル２００の動きを監視し、ショベル２００が作業空間ＷＳに進入するおそれがある場合に、ショベル１００の被駆動体を制動させるように構成されていてもよい。具体的には、コントローラ３０は、上部旋回体３の旋回を制動させるように構成されていてもよく、下部走行体１の走行を制動させるように構成されていてもよい。

コントローラ３０は、検知空間ＤＳの内側で且つ検知空間ＤＳに含まれる作業空間ＷＳの外側に存在するショベル２００の動きを監視し、ショベル２００が作業空間ＷＳに進入するおそれがある場合に、ショベル２００の状態に基づいて可動範囲ＭＳを可変的に設定し、可動範囲ＭＳにおけるショベル１００の被駆動体の動きを許容するように構成されていてもよい。

ショベル１００の被駆動体は、下部走行体１、旋回機構２、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、及びバケット６の少なくとも１つを含んでいてもよい。

コントローラ３０は、例えば、過去の所定期間にわたる物体検知装置７０の出力に基づき、検知空間ＤＳの内側で且つ検知空間ＤＳに含まれる作業空間ＷＳの外側に存在するショベル２００が、作業空間ＷＳに進入するおそれがあるか否かを判断するように構成されていてもよい。

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。

例えば、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レバーが開示されている。具体的には、アーム操作レバーとしての左操作レバー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の遠隔操作弁へ供給される作動油が、左操作レバー２６Ｌの傾倒によって開閉される遠隔操作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。

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レバーではなく、電気式パイロット回路を備えた電気式操作レバーが採用されてもよい。この場合、電気式操作レバーのレバー操作量は、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コントロールバルブ１７内で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。

電気式操作レバーを備えた電気式操作システムが採用された場合、コントローラ３０は、油圧式操作レバーを備えた油圧式操作システムが採用される場合に比べ、自律制御機能を容易に実行できる。図１４は、電気式操作システムの構成例を示す。具体的には、図１４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１７と、電気式操作レバーとしてのブーム操作レバー２６Ａ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１４の電気式操作システムは、アーム操作システム及びバケット操作システム等にも同様に適用され得る。

パイロット圧作動型のコントロールバルブ１７は、ブームシリンダ７に関する制御弁１７５（図２参照。）、アームシリンダ８に関する制御弁１７６（図２参照。）、及び、バケットシリンダ９に関する制御弁１７４（図２参照。）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。

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２６Ａ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２６Ａ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２６Ａ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。

具体的には、コントローラ３０は、ブーム操作レバー２６Ａ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、ブーム上げ操作信号（圧力信号）としての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２６Ａ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、ブーム下げ操作信号（圧力信号）としてのパイロット圧を制御する。

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２６Ａの操作信号生成部が出力する操作信号（電気信号）に応じる代わりに、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。

本願は、２０１８年３月２３日に出願した日本国特許出願２０１８−０５７１７３号に基づく優先権を主張するものであり、この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・・・クローラ １ＣＬ・・・左クローラ １ＣＲ・・・右クローラ ２・・・旋回機構 ２Ａ・・・旋回用油圧モータ ２Ｍ・・・走行用油圧モータ ２ＭＬ・・・左走行用油圧モータ ２ＭＲ・・・右走行用油圧モータ 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 ８・・・アームシリンダ ９・・・バケットシリンダ １０・・・キャビン １１・・・エンジン １３・・・レギュレータ １４・・・メインポンプ １５・・・パイロットポンプ １７・・・コントロールバルブ １８・・・絞り １９・・・制御圧センサ ２６・・・操作装置 ２６Ａ・・・ブーム操作レバー ２６Ｄ・・・走行レバー ２６ＤＬ・・・左走行レバー ２６ＤＲ・・・右走行レバー ２６Ｌ・・・左操作レバー ２６Ｒ・・・右操作レバー ２８・・・吐出圧センサ ２９、２９ＤＬ、２９ＤＲ、２９ＬＡ、２９ＬＢ、２９ＲＡ、２９ＲＢ・・・操作圧センサ ３０・・・コントローラ ４０・・・センターバイパス管路 ４２・・・パラレル管路 ４５・・・表示装置 ６０・・・制御弁 ６１、６２・・・電磁弁 ７０・・・物体検知装置 ７０Ｆ・・・前方センサ ７０Ｂ・・・後方センサ ７０Ｌ・・・左方センサ ７０Ｒ・・・右方センサ ８０・・・撮像装置 ８０Ｂ・・・後方カメラ ８０Ｌ・・・左方カメラ ８０Ｒ・・・右方カメラ ８５・・・向き検出装置 １００・・・ショベル １７１〜１７６・・・制御弁 ２００・・・ショベル ＣＤ１・・・パイロットライン Ｓ１・・・ブーム角度センサ Ｓ２・・・アーム角度センサ Ｓ３・・・バケット角度センサ Ｓ４・・・機体傾斜センサ Ｓ５・・・旋回角速度センサ Ｐ１・・・測位装置 Ｔ１・・・通信装置

Claims (15)

1. 下部走行体と、
   前記下部走行体に旋回自在に搭載された上部旋回体と、
   前記上部旋回体に設けられる物体検知装置と、
   前記上部旋回体に設けられる制御装置と、
   アクチュエータによって動かされる被駆動体と、を備え、
   前記物体検知装置は、ショベルの周囲に設定された検知空間で物体を検知するように構成され、且つ、
   前記制御装置は、前記物体検知装置が検知した物体の状態に基づき、前記被駆動体が進入可能な範囲である可動範囲を変化させる、
   ショベル。
2. 前記物体検知装置が検知した物体の状態に関する情報は、該物体の位置の推移に関する情報、及び、該物体の姿勢の推移に関する情報を含む、
   請求項１に記載のショベル。
3. 前記制御装置は、過去の所定期間にわたる前記物体検知装置の出力に基づき、前記検知空間の内側で且つ前記検知空間に含まれる作業空間の外側に存在する物体が、該作業空間に進入するおそれがあるか否かを判断するように構成されている、
   請求項１に記載のショベル。
4. 前記制御装置は、前記物体検知装置、及び、前記検知空間における物体との通信を制御する通信装置の少なくとも１つを介して前記検知空間における物体の状態に関する情報を取得するように構成されている、
   請求項１に記載のショベル。
5. 下部走行体と、
   前記下部走行体に旋回自在に搭載された上部旋回体と、
   前記上部旋回体に設けられる物体検知装置と、
   前記上部旋回体に設けられる制御装置と、
   アクチュエータによって動かされる被駆動体と、を備え、
   前記物体検知装置は、ショベルの周囲に設定された検知空間で物体を検知するように構成され、且つ、
   前記制御装置は、前記検知空間における物体の状態に基づき、前記被駆動体が進入可能な範囲である可動範囲を可変的に設定し、該可動範囲における前記被駆動体の動きを許容するように構成されている、
   ショベル。
6. 前記検知空間における物体の状態は、該物体の現在の状態又は将来の状態である、
   請求項５に記載のショベル。
7. 前記制御装置は、前記検知空間における物体が前記ショベルに近づいているとき或いは近づくことが予測されたときに、前記可動範囲が小さくなるように前記可動範囲を可変的に設定し、且つ、前記検知空間における物体が前記ショベルから遠ざかっているとき或いは遠ざかることが予測されたときに、前記可動範囲が大きくなるように前記可動範囲を可変的に設定するように構成されている、
   請求項５に記載のショベル。
8. 前記制御装置は、前記検知空間の内側で且つ前記検知空間に含まれる作業空間の外側に存在する物体の動きを監視し、該物体が該作業空間に進入するおそれがある場合に、前記被駆動体を制動させるように構成されている、
   請求項５に記載のショベル。
9. 前記制御装置は、前記検知空間の内側で且つ前記検知空間に含まれる作業空間の外側に存在する物体の動きを監視し、該物体が該作業空間に進入するおそれがある場合に、該物体の状態に基づいて前記可動範囲を可変的に設定し、該可動範囲における前記被駆動体の動きを許容するように構成されている、
   請求項５に記載のショベル。
10. 前記被駆動体は、前記上部旋回体、前記下部走行体、旋回機構、ブーム、アーム及びバケットの少なくとも１つを含む、
    請求項５に記載のショベル。
11. 前記制御装置は、通信装置を介して前記検知空間における物体の作業内容に関する情報を受信するように構成されている、
    請求項１に記載のショベル。
12. 前記制御装置は、通信装置を介して、前記検知空間における物体の位置の推移に関する情報、及び、前記検知空間における物体の姿勢の推移に関する情報を受信するように構成されている、
    請求項１に記載のショベル。
13. 前記制御装置は、通信装置を介して、前記検知空間における物体の位置の推移に関する情報を受信するように構成されている、
    請求項１に記載のショベル。
14. 前記制御装置は、前記ショベルの位置の推移に関する情報、及び、前記ショベルの姿勢の推移に関する情報を、管理装置に送信するように構成されている、
    請求項１に記載のショベル。
15. 前記制御装置は、前記検知空間における物体として検知した他のショベルの位置の推移に関する情報、及び、前記検知空間における物体として検知した他のショベルの姿勢の推移に関する情報を、管理装置に送信するように構成されている、
    請求項１に記載のショベル。

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