KR102608801B1 - 쇼벨 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시형태에 관한 쇼벨(100)은, 하부주행체(1)와, 하부주행체(1)에 선회 가능하게 탑재된 상부선회체(3)와, 하부주행체(1)를 구동하는 주행액추에이터로서의 주행유압모터(2M)와, 상부선회체(3)에 마련된 컨트롤러(30)를 갖고 있다. 컨트롤러(30)는, 목표위치에 관한 정보에 근거하여 주행유압모터(2M)를 동작시키도록 구성되어 있다.

Description

쇼벨

본 개시는, 쇼벨에 관한 것이다.

종래, 주행레버 및 주행페달을 구비한 쇼벨이 알려져 있다(특허문헌 1 참조).

특허문헌 1: 국제 공개공보 제2016/152700호

그러나, 상술한 쇼벨에서는, 조작자는, 쇼벨을 계속적으로 주행시킬 때에 주행레버 및 주행페달 중 적어도 하나를 계속 조작할 필요가 있다. 그 때문에, 상술한 쇼벨은, 주행조작에 대한 번거로움을 조작자가 느껴버릴 우려가 있다.

그래서, 주행조작에 대한 번거로움을 저감할 수 있는 쇼벨을 제공하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시형태에 관한 쇼벨은, 하부주행체와, 상기 하부주행체에 선회 가능하게 탑재된 상부선회체와, 상기 하부주행체를 구동하는 주행액추에이터와, 상기 상부선회체에 마련된 제어장치를 갖고, 상기 제어장치는, 목표위치에 관한 정보에 근거하여 상기 주행액추에이터를 동작시킨다.

상술한 수단에 의하여, 주행조작에 대한 번거로움을 저감할 수 있는 쇼벨이 제공된다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 쇼벨의 측면도이다.
도 2는 도 1의 쇼벨의 상면도이다.
도 3은 도 1의 쇼벨에 탑재되는 유압시스템의 구성예를 나타내는 도이다.
도 4a는 암실린더의 조작에 관한 유압시스템의 일부의 도이다.
도 4b는 붐실린더의 조작에 관한 유압시스템의 일부의 도이다.
도 4c는 버킷실린더의 조작에 관한 유압시스템의 일부의 도이다.
도 4d는 선회유압모터의 조작에 관한 유압시스템의 일부의 도이다.
도 5a는 좌주행유압모터의 조작에 관한 유압시스템의 일부의 도이다.
도 5b는 우주행유압모터의 조작에 관한 유압시스템의 일부의 도이다.
도 6은 컨트롤러의 기능블록도이다.
도 7은 설정화면의 표시예를 나타내는 도이다.
도 8은 설정화면의 다른 표시예를 나타내는 도이다.
도 9는 법면(法面)작업을 행하는 쇼벨의 상면도이다.
도 10은 컨트롤러의 다른 구성예를 나타내는 기능블록도이다.
도 11은 전기식 조작시스템의 구성예를 나타내는 도이다.
도 12는 쇼벨의 관리시스템의 구성예를 나타내는 개략도이다.

먼저, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 실시형태에 관한 굴삭기로서의 쇼벨(100)에 대하여 설명한다. 도 1은 쇼벨(100)의 측면도이고, 도 2는 쇼벨(100)의 상면도이다.

본 실시형태에서는, 쇼벨(100)의 하부주행체(1)는 크롤러(1C)를 포함한다. 크롤러(1C)는, 하부주행체(1)에 탑재되어 있는 주행액추에이터로서의 주행유압모터(2M)에 의하여 구동된다. 구체적으로는, 크롤러(1C)는 좌크롤러(1CL) 및 우크롤러(1CR)를 포함한다. 좌크롤러(1CL)는 좌주행유압모터(2ML)에 의하여 구동되고, 우크롤러(1CR)는 우주행유압모터(2MR)에 의하여 구동된다.

하부주행체(1)에는 선회기구(2)를 통하여 상부선회체(3)가 선회 가능하게 탑재되어 있다. 선회기구(2)는, 상부선회체(3)에 탑재되어 있는 선회액추에이터로서의 선회유압모터(2A)에 의하여 구동된다. 단, 선회액추에이터는, 전동액추에이터로서의 선회 전동발전기여도 된다.

상부선회체(3)에는 붐(4)이 장착되어 있다. 붐(4)의 선단에는 암(5)이 장착되고, 암(5)의 선단에는 엔드어태치먼트로서의 버킷(6)이 장착되어 있다. 붐(4), 암(5) 및 버킷(6)은, 어태치먼트의 일례인 굴삭어태치먼트(AT)를 구성한다. 붐(4)은 붐실린더(7)로 구동되고, 암(5)은 암실린더(8)로 구동되며, 버킷(6)은 버킷실린더(9)로 구동된다. 붐실린더(7), 암실린더(8) 및 버킷실린더(9)는, 어태치먼트액추에이터를 구성하고 있다.

붐(4)은, 상부선회체(3)에 대하여 상하로 회동(回動) 가능하게 지지되어 있다. 그리고, 붐(4)에는 붐각도센서(S1)가 장착되어 있다. 붐각도센서(S1)는, 붐(4)의 회동각도인 붐각도 θ1을 검출할 수 있다. 붐각도 θ1은, 예를 들면 붐(4)을 최대로 하강시킨 상태로부터의 상승각도이다. 그 때문에, 붐각도 θ1은, 붐(4)을 최대로 상승시켰을 때에 최대가 된다.

암(5)은, 붐(4)에 대하여 회동 가능하게 지지되어 있다. 그리고, 암(5)에는 암각도센서(S2)가 장착되어 있다. 암각도센서(S2)는, 암(5)의 회동각도인 암각도 θ2를 검출할 수 있다. 암각도 θ2는, 예를 들면 암(5)을 최대로 접은 상태로부터의 펼침각도이다. 그 때문에, 암각도 θ2는, 암(5)을 최대로 펼쳤을 때에 최대가 된다.

버킷(6)은, 암(5)에 대하여 회동 가능하게 지지되어 있다. 그리고, 버킷(6)에는 버킷각도센서(S3)가 장착되어 있다. 버킷각도센서(S3)는, 버킷(6)의 회동각도인 버킷각도 θ3을 검출할 수 있다. 버킷각도 θ3은, 버킷(6)을 최대로 접은 상태로부터의 펼침각도이다. 그 때문에, 버킷각도 θ3은, 버킷(6)을 최대로 펼쳤을 때에 최대가 된다.

도 1의 실시형태에서는, 붐각도센서(S1), 암각도센서(S2) 및 버킷각도센서(S3)의 각각은, 가속도센서와 자이로센서의 조합으로 구성되어 있다. 단, 가속도센서만으로 구성되어 있어도 된다. 또, 붐각도센서(S1)는, 붐실린더(7)에 장착된 스트로크센서여도 되고, 로터리인코더, 퍼텐쇼미터, 관성계측장치 등이어도 된다. 암각도센서(S2) 및 버킷각도센서(S3)에 대해서도 동일하다.

상부선회체(3)에는, 운전실로서의 캐빈(10)이 마련되며, 또한 엔진(11) 등의 동력원이 탑재되어 있다. 또, 상부선회체(3)에는, 공간인식장치(70), 방향검출장치(71), 측위장치(73), 기체경사센서(S4), 선회각속도센서(S5) 등이 장착되어 있다. 캐빈(10)의 내부에는, 조작장치(26), 컨트롤러(30), 정보입력장치(72), 표시장치(D1), 음성출력장치(D2) 등이 마련되어 있다. 다만, 본서에서는, 편의상, 상부선회체(3)에 있어서의, 굴삭어태치먼트(AT)가 장착되어 있는 측을 전방으로 하고, 카운터웨이트가 장착되어 있는 측을 후방으로 한다.

공간인식장치(70)는, 쇼벨(100)의 주위의 3차원공간에 존재하는 물체를 인식하도록 구성되어 있다. 또, 공간인식장치(70)는, 공간인식장치(70) 또는 쇼벨(100)에서 인식된 물체까지의 거리를 산출하도록 구성되어 있다. 공간인식장치(70)는, 예를 들면 초음파센서, 밀리파레이더, 단안(單眼)카메라, 스테레오카메라, LIDAR, 거리화상센서, 또는 적외선센서 등이다. 본 실시형태에서는, 공간인식장치(70)는, LIDAR이며, 다수의 레이저광을 다수의 방향으로 발하고, 그 반사광을 수광(受光)함으로써, 반사광으로부터 물체의 거리 및 방향을 산출하도록 구성되어 있다. 공간인식장치(70)로서의 밀리파레이더 등이 전자파를 물체를 향하여 발하는 경우에 대해서도 동일하다. 구체적으로는, 공간인식장치(70)는, 캐빈(10)의 상면전단(前端)에 장착된 전방센서(70F), 상부선회체(3)의 상면후단(後端)에 장착된 후방센서(70B), 상부선회체(3)의 상면좌단에 장착된 좌방센서(70L), 및 상부선회체(3)의 상면우단에 장착된 우방센서(70R)를 포함한다. 상부선회체(3)의 상방의 공간에 존재하는 물체를 인식하는 상방센서가 쇼벨(100)에 장착되어 있어도 된다.

공간인식장치(70)는, 쇼벨(100)의 주위를 촬상하도록 구성되어 있어도 된다. 이 경우, 공간인식장치(70)는, 예를 들면 CCD 또는 CMOS 등의 촬상소자를 갖는 단안카메라이며, 촬상한 화상을 표시장치(D1)에 출력한다.

공간인식장치(70)는, 쇼벨(100)의 주위에 설정된 소정 영역 내의 소정 물체를 검지하도록 구성되어 있어도 된다. 즉, 공간인식장치(70)는, 물체의 종류, 위치, 및 형상 등 중 적어도 하나를 식별할 수 있도록 구성되어 있어도 된다. 예를 들면, 공간인식장치(70)는, 사람과 사람 이외의 물체를 구별할 수 있도록 구성되어 있어도 된다. 또한, 공간인식장치(70)는, 쇼벨(100)의 주위의 지형의 종류를 특정할 수 있도록 구성되어 있어도 된다. 지형의 종류는, 예를 들면 구멍, 경사면, 또는 하천 등이다. 또한, 공간인식장치(70)는, 장애물의 종류를 특정할 수 있도록 구성되어 있어도 된다. 장애물의 종류는, 예를 들면 전선, 전주(電柱), 사람, 동물, 차량, 작업기재, 건설기계, 건축물, 또는 펜스 등이다. 또한, 공간인식장치(70)는, 차량으로서의 덤프트럭의 종류 또는 사이즈 등을 특정할 수 있도록 구성되어 있어도 된다. 또한, 공간인식장치(70)는, 헬멧, 안전조끼, 혹은 작업복 등을 인식함으로써, 혹은 헬멧, 안전조끼, 혹은 작업복 등에 있는 소정의 마크 등을 인식함으로써, 사람을 검지하도록 구성되어 있어도 된다. 또한, 공간인식장치(70)는, 노면의 상태를 인식하도록 구성되어 있어도 된다. 구체적으로는, 공간인식장치(70)는, 예를 들면 노면 상에 존재하는 물체의 종류를 특정하도록 구성되어 있어도 된다. 노면 상에 존재하는 물체의 종류는, 예를 들면 담배, 캔, 페트병, 또는 돌 등이다.

방향검출장치(71)는, 상부선회체(3)의 방향과 하부주행체(1)의 방향과의 상대적인 관계에 관한 정보를 검출하도록 구성되어 있다. 방향검출장치(71)는, 예를 들면 하부주행체(1)에 장착된 지자기센서와 상부선회체(3)에 장착된 지자기센서의 조합으로 구성되어 있어도 된다. 혹은, 방향검출장치(71)는, 하부주행체(1)에 장착된 GNSS수신기와 상부선회체(3)에 장착된 GNSS수신기의 조합으로 구성되어 있어도 된다. 방향검출장치(71)는, 로터리인코더, 로터리포지션센서 등이어도 된다. 선회 전동발전기로 상부선회체(3)가 선회구동되는 구성에서는, 방향검출장치(71)는, 리졸버로 구성되어 있어도 된다. 방향검출장치(71)는, 예를 들면 하부주행체(1)와 상부선회체(3)의 사이의 상대회전을 실현하는 선회기구(2)에 관련하여 마련되는 센터조인트에 장착되어 있어도 된다.

방향검출장치(71)는, 상부선회체(3)에 장착된 카메라로 구성되어 있어도 된다. 이 경우, 방향검출장치(71)는, 상부선회체(3)에 장착되어 있는 카메라가 촬상한 화상(입력화상)에 기존의 화상처리를 실시하여 입력화상에 포함되는 하부주행체(1)의 화상을 검출한다. 그리고, 방향검출장치(71)는, 기존의 화상인식기술을 이용하여 하부주행체(1)의 화상을 검출함으로써, 하부주행체(1)의 길이방향을 특정한다. 그리고, 상부선회체(3)의 전후축의 방향과 하부주행체(1)의 길이방향의 사이에 형성되는 각도를 도출한다. 상부선회체(3)의 전후축의 방향은, 카메라의 장착위치로부터 도출된다. 특히, 크롤러(1C)는 상부선회체(3)로부터 돌출하고 있기 때문에, 방향검출장치(71)는, 크롤러(1C)의 화상을 검출함으로써 하부주행체(1)의 길이방향을 특정할 수 있다. 이 경우, 방향검출장치(71)는, 컨트롤러(30)에 통합되어 있어도 된다.

정보입력장치(72)는, 쇼벨의 조작자가 컨트롤러(30)에 대하여 정보를 입력할 수 있도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 정보입력장치(72)는, 표시장치(D1)의 표시부에 근접하여 설치되는 스위치패널이다. 단, 정보입력장치(72)는, 표시장치(D1)의 표시부 상에 배치되는 터치패널이어도 되고, 캐빈(10) 내에 배치되어 있는 마이크로폰 등의 음성입력장치여도 된다. 또, 정보입력장치(72)는, 통신장치여도 된다. 이 경우, 조작자는, 스마트폰 등의 통신단말을 통하여 컨트롤러(30)에 정보를 입력할 수 있다.

측위장치(73)는, 현재위치를 측정하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 측위장치(73)는, GNSS수신기이며, 상부선회체(3)의 위치를 검출하고, 검출값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 측위장치(73)는, GNSS컴퍼스여도 된다. 이 경우, 측위장치(73)는, 상부선회체(3)의 위치 및 방향을 검출할 수 있다.

기체경사센서(S4)는, 소정의 평면에 대한 상부선회체(3)의 경사를 검출한다. 본 실시형태에서는, 기체경사센서(S4)는, 수평면에 관한 상부선회체(3)의 전후축둘레의 경사각 및 좌우축둘레의 경사각을 검출하는 가속도센서이다. 상부선회체(3)의 전후축 및 좌우축은, 예를 들면 서로 직교하여 쇼벨(100)의 선회축 상의 일점인 쇼벨중심점을 통과한다.

선회각속도센서(S5)는, 상부선회체(3)의 선회각속도를 검출한다. 본 실시형태에서는, 자이로센서이다. 리졸버, 로터리인코더 등이어도 된다. 선회각속도센서(S5)는, 선회속도를 검출해도 된다. 선회속도는, 선회각속도로부터 산출되어도 된다.

이하에서는, 붐각도센서(S1), 암각도센서(S2), 버킷각도센서(S3), 기체경사센서(S4) 및 선회각속도센서(S5) 중 적어도 하나는, 자세검출장치라고도 칭해진다. 굴삭어태치먼트(AT)의 자세는, 예를 들면 붐각도센서(S1), 암각도센서(S2) 및 버킷각도센서(S3)의 각각의 출력에 근거하여 검출된다.

표시장치(D1)는, 정보를 표시하는 장치이다. 본 실시형태에서는, 표시장치(D1)는, 캐빈(10) 내에 설치된 액정디스플레이이다. 단, 표시장치(D1)는, 스마트폰 등의 통신단말의 디스플레이여도 된다.

음성출력장치(D2)는, 음성을 출력하는 장치이다. 음성출력장치(D2)는, 캐빈(10) 내의 조작자를 향하여 음성을 출력하는 장치, 및 캐빈(10) 밖의 작업자를 향하여 음성을 출력하는 장치 중 적어도 하나를 포함한다. 통신단말에 부속되어 있는 스피커여도 된다.

조작장치(26)는, 조작자가 액추에이터의 조작을 위하여 이용하는 장치이다.

컨트롤러(30)는, 쇼벨(100)을 제어하기 위한 제어장치이다. 본 실시형태에서는, 컨트롤러(30)는, CPU, RAM, NVRAM, ROM 등을 구비한 컴퓨터로 구성되어 있다. 그리고, 컨트롤러(30)는, 각 기능에 대응하는 프로그램을 ROM으로부터 읽어내어 RAM에 로드하고, 대응하는 처리를 CPU에 실행시킨다. 각 기능은, 예를 들면 조작자에 의한 쇼벨(100)의 수동조작을 가이드(안내)하는 머신가이던스기능, 및 조작자에 의한 쇼벨(100)의 수동조작을 지원하거나 혹은 쇼벨(100)을 자동적 혹은 자율적으로 동작시키거나 하는 머신컨트롤기능을 포함한다.

다음으로, 도 3을 참조하여, 쇼벨(100)에 탑재되는 유압시스템의 구성예에 대하여 설명한다. 도 3은, 쇼벨(100)에 탑재되는 유압시스템의 구성예를 나타내는 도이다. 도 3은, 기계적동력전달계, 작동유라인, 파일럿라인 및 전기제어계를, 각각 이중선, 실선, 파선 및 점선으로 나타내고 있다.

쇼벨(100)의 유압시스템은, 주로, 엔진(11), 레귤레이터(13), 메인펌프(14), 파일럿펌프(15), 컨트롤밸브(17), 조작장치(26), 토출압센서(28), 조작압센서(29), 컨트롤러(30) 등을 포함한다.

도 3에 있어서, 유압시스템은, 엔진(11)에 의하여 구동되는 메인펌프(14)부터, 센터바이패스관로(40) 또는 패럴렐관로(42)를 거쳐 작동유탱크까지 작동유를 순환시킬 수 있도록 구성되어 있다.

엔진(11)은, 쇼벨(100)의 구동원이다. 본 실시형태에서는, 엔진(11)은, 예를 들면 소정의 회전수를 유지하도록 동작하는 디젤엔진이다. 엔진(11)의 출력축은, 메인펌프(14) 및 파일럿펌프(15)의 입력축에 연결되어 있다.

메인펌프(14)는, 작동유라인을 통하여 작동유를 컨트롤밸브(17)에 공급할 수 있도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 메인펌프(14)는, 사판식(斜板式) 가변용량형 유압펌프이다.

레귤레이터(13)는, 메인펌프(14)의 토출량을 제어할 수 있도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 레귤레이터(13)는, 컨트롤러(30)로부터의 제어지령에 따라 메인펌프(14)의 사판경전각(斜板傾轉角)을 조절함으로써 메인펌프(14)의 토출량을 제어한다.

파일럿펌프(15)는, 파일럿라인을 통하여 조작장치(26)를 포함하는 유압제어기기에 작동유를 공급할 수 있도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 파일럿펌프(15)는, 고정용량형 유압펌프이다.

컨트롤밸브(17)는, 쇼벨(100)에 있어서의 유압시스템을 제어하는 유압제어장치이다. 본 실시형태에서는, 컨트롤밸브(17)는, 제어밸브(171~176)를 포함한다. 제어밸브(175)는 제어밸브(175L) 및 제어밸브(175R)를 포함하고, 제어밸브(176)는 제어밸브(176L) 및 제어밸브(176R)를 포함한다. 컨트롤밸브(17)는, 제어밸브(171~176)를 통하여, 메인펌프(14)가 토출하는 작동유를 하나 또는 복수의 유압액추에이터에 선택적으로 공급할 수 있도록 구성되어 있다. 제어밸브(171~176)는, 예를 들면 메인펌프(14)로부터 유압액추에이터로 흐르는 작동유의 유량, 및 유압액추에이터로부터 작동유탱크로 흐르는 작동유의 유량을 제어한다. 유압액추에이터는, 붐실린더(7), 암실린더(8), 버킷실린더(9), 좌주행유압모터(2ML), 우주행유압모터(2MR) 및 선회유압모터(2A)를 포함한다.

조작장치(26)는, 조작자가 액추에이터의 조작을 위하여 이용하는 장치이다. 조작장치(26)는, 예를 들면 조작레버 및 조작페달을 포함한다. 액추에이터는, 유압액추에이터 및 전동액추에이터 중 적어도 하나를 포함한다. 본 실시형태에서는, 조작장치(26)는, 파일럿라인을 통하여, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를, 컨트롤밸브(17) 내의 대응하는 제어밸브의 파일럿포트에 공급할 수 있도록 구성되어 있다. 파일럿포트의 각각에 공급되는 작동유의 압력(파일럿압)은, 유압액추에이터의 각각에 대응하는 조작장치(26)의 조작방향 및 조작량에 따른 압력이다. 단, 조작장치(26)는, 상술과 같은 파일럿압식이 아닌, 전기제어식이어도 된다. 이 경우, 컨트롤밸브(17) 내의 제어밸브는, 전자 솔레노이드식 스풀밸브여도 된다.

토출압센서(28)는, 메인펌프(14)의 토출압을 검출할 수 있도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 토출압센서(28)는, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다.

조작압센서(29)는, 조작자에 의한 조작장치(26)의 조작의 내용을 검출할 수 있도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 조작압센서(29)는, 액추에이터의 각각에 대응하는 조작장치(26)의 조작방향 및 조작량을 압력(조작압)의 형태로 검출하고, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 조작장치(26)의 조작의 내용은, 조작압센서 이외의 다른 센서를 이용하여 검출되어도 된다.

메인펌프(14)는, 좌메인펌프(14L) 및 우메인펌프(14R)를 포함한다. 그리고, 좌메인펌프(14L)는, 좌센터바이패스관로(40L) 또는 좌패럴렐관로(42L)를 거쳐 작동유탱크까지 작동유를 순환시키고, 우메인펌프(14R)는, 우센터바이패스관로(40R) 또는 우패럴렐관로(42R)를 거쳐 작동유탱크까지 작동유를 순환시킨다.

좌센터바이패스관로(40L)는, 컨트롤밸브(17) 내에 배치된 제어밸브(171, 173, 175L 및 176L)를 통과하는 작동유라인이다. 우센터바이패스관로(40R)는, 컨트롤밸브(17) 내에 배치된 제어밸브(172, 174, 175R 및 176R)를 통과하는 작동유라인이다.

제어밸브(171)는, 좌메인펌프(14L)가 토출하는 작동유를 좌주행유압모터(2ML)로 공급하고, 또한 좌주행유압모터(2ML)가 토출하는 작동유를 작동유탱크로 배출하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다.

제어밸브(172)는, 우메인펌프(14R)가 토출하는 작동유를 우주행유압모터(2MR)로 공급하고, 또한 우주행유압모터(2MR)가 토출하는 작동유를 작동유탱크로 배출하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다.

제어밸브(173)는, 좌메인펌프(14L)가 토출하는 작동유를 선회유압모터(2A)로 공급하고, 또한 선회유압모터(2A)가 토출하는 작동유를 작동유탱크로 배출하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다.

제어밸브(174)는, 우메인펌프(14R)가 토출하는 작동유를 버킷실린더(9)로 공급하고, 또한 버킷실린더(9) 내의 작동유를 작동유탱크로 배출하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다.

제어밸브(175L)는, 좌메인펌프(14L)가 토출하는 작동유를 붐실린더(7)로 공급하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다. 제어밸브(175R)는, 우메인펌프(14R)가 토출하는 작동유를 붐실린더(7)로 공급하고, 또한 붐실린더(7) 내의 작동유를 작동유탱크로 배출하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다.

제어밸브(176L)는, 좌메인펌프(14L)가 토출하는 작동유를 암실린더(8)로 공급하고, 또한 암실린더(8) 내의 작동유를 작동유탱크로 배출하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다.

제어밸브(176R)는, 우메인펌프(14R)가 토출하는 작동유를 암실린더(8)로 공급하고, 또한 암실린더(8) 내의 작동유를 작동유탱크로 배출하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다.

좌패럴렐관로(42L)는, 좌센터바이패스관로(40L)에 병행하는 작동유라인이다. 좌패럴렐관로(42L)는, 제어밸브(171, 173, 175L) 중 어느 하나에 의하여 좌센터바이패스관로(40L)를 통과하는 작동유의 흐름이 제한 혹은 차단된 경우에, 보다 하류의 제어밸브에 작동유를 공급할 수 있다. 우패럴렐관로(42R)는, 우센터바이패스관로(40R)에 병행하는 작동유라인이다. 우패럴렐관로(42R)는, 제어밸브(172, 174, 175R) 중 어느 하나에 의하여 우센터바이패스관로(40R)를 통과하는 작동유의 흐름이 제한 혹은 차단된 경우에, 보다 하류의 제어밸브에 작동유를 공급할 수 있다.

레귤레이터(13)는, 좌레귤레이터(13L) 및 우레귤레이터(13R)를 포함한다. 좌레귤레이터(13L)는, 좌메인펌프(14L)의 토출압에 따라 좌메인펌프(14L)의 사판경전각을 조절함으로써, 좌메인펌프(14L)의 토출량을 제어한다. 구체적으로는, 좌레귤레이터(13L)는, 예를 들면 좌메인펌프(14L)의 토출압의 증대에 따라 좌메인펌프(14L)의 사판경전각을 조절하여 토출량을 감소시킨다. 우레귤레이터(13R)에 대해서도 동일하다. 토출압과 토출량의 곱으로 나타나는 메인펌프(14)의 흡수마력이 엔진(11)의 출력마력을 초과하지 않도록 하기 위함이다.

조작장치(26)는, 좌조작레버(26L), 우조작레버(26R) 및 주행레버(26D)를 포함한다. 주행레버(26D)는, 좌주행레버(26DL) 및 우주행레버(26DR)를 포함한다.

좌조작레버(26L)는, 선회조작과 암(5)의 조작에 이용된다. 좌조작레버(26L)는, 전후방향으로 조작되면, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를 이용하여, 레버조작량에 따른 제어압을 제어밸브(176)의 파일럿포트에 도입시킨다. 또, 좌우방향으로 조작되면, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를 이용하여, 레버조작량에 따른 제어압을 제어밸브(173)의 파일럿포트에 도입시킨다.

구체적으로는, 좌조작레버(26L)는, 암접음방향으로 조작된 경우에, 제어밸브(176L)의 우측파일럿포트에 작동유를 도입시키고, 또한 제어밸브(176R)의 좌측파일럿포트에 작동유를 도입시킨다. 또, 좌조작레버(26L)는, 암펼침방향으로 조작된 경우에는, 제어밸브(176L)의 좌측파일럿포트에 작동유를 도입시키고, 또한 제어밸브(176R)의 우측파일럿포트에 작동유를 도입시킨다. 또, 좌조작레버(26L)는, 좌선회방향으로 조작된 경우에, 제어밸브(173)의 좌측파일럿포트에 작동유를 도입시키고, 우선회방향으로 조작된 경우에, 제어밸브(173)의 우측파일럿포트에 작동유를 도입시킨다.

우조작레버(26R)는, 붐(4)의 조작과 버킷(6)의 조작에 이용된다. 우조작레버(26R)는, 전후방향으로 조작되면, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를 이용하여, 레버조작량에 따른 제어압을 제어밸브(175)의 파일럿포트에 도입시킨다. 또, 좌우방향으로 조작되면, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를 이용하여, 레버조작량에 따른 제어압을 제어밸브(174)의 파일럿포트에 도입시킨다.

구체적으로는, 우조작레버(26R)는, 붐하강방향으로 조작된 경우에, 제어밸브(175R)의 좌측파일럿포트에 작동유를 도입시킨다. 또, 우조작레버(26R)는, 붐상승방향으로 조작된 경우에는, 제어밸브(175L)의 우측파일럿포트에 작동유를 도입시키고, 또한 제어밸브(175R)의 좌측파일럿포트에 작동유를 도입시킨다. 또, 우조작레버(26R)는, 버킷접음방향으로 조작된 경우에, 제어밸브(174)의 우측파일럿포트에 작동유를 도입시키고, 버킷펼침방향으로 조작된 경우에, 제어밸브(174)의 좌측파일럿포트에 작동유를 도입시킨다.

주행레버(26D)는, 크롤러(1C)의 조작에 이용된다. 구체적으로는, 좌주행레버(26DL)는, 좌크롤러(1CL)의 조작에 이용된다. 좌주행페달과 연동하도록 구성되어 있어도 된다. 좌주행레버(26DL)는, 전후방향으로 조작되면, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를 이용하여, 레버조작량에 따른 제어압을 제어밸브(171)의 파일럿포트에 도입시킨다. 우주행레버(26DR)는, 우크롤러(1CR)의 조작에 이용된다. 우주행페달과 연동하도록 구성되어 있어도 된다. 우주행레버(26DR)는, 전후방향으로 조작되면, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를 이용하여, 레버조작량에 따른 제어압을 제어밸브(172)의 파일럿포트에 도입시킨다.

토출압센서(28)는, 토출압센서(28L) 및 토출압센서(28R)를 포함한다. 토출압센서(28L)는, 좌메인펌프(14L)의 토출압을 검출하고, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 토출압센서(28R)에 대해서도 동일하다.

조작압센서(29)는, 조작압센서(29LA, 29LB, 29RA, 29RB, 29DL, 29DR)를 포함한다. 조작압센서(29LA)는, 조작자에 의한 좌조작레버(26L)에 대한 전후방향으로의 조작의 내용을 압력의 형태로 검출하고, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 조작의 내용은, 예를 들면 레버조작방향, 레버조작량(레버조작각도) 등이다.

동일하게, 조작압센서(29LB)는, 조작자에 의한 좌조작레버(26L)에 대한 좌우방향으로의 조작의 내용을 압력의 형태로 검출하고, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 조작압센서(29RA)는, 조작자에 의한 우조작레버(26R)에 대한 전후방향으로의 조작의 내용을 압력의 형태로 검출하고, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 조작압센서(29RB)는, 조작자에 의한 우조작레버(26R)에 대한 좌우방향으로의 조작의 내용을 압력의 형태로 검출하고, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 조작압센서(29DL)는, 조작자에 의한 좌주행레버(26DL)에 대한 전후방향으로의 조작의 내용을 압력의 형태로 검출하고, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 조작압센서(29DR)는, 조작자에 의한 우주행레버(26DR)에 대한 전후방향으로의 조작의 내용을 압력의 형태로 검출하고, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다.

컨트롤러(30)는, 조작압센서(29)의 출력을 수신하고, 필요에 따라 레귤레이터(13)에 대하여 제어지령을 출력하여, 메인펌프(14)의 토출량을 변화시킨다. 또, 컨트롤러(30)는, 스로틀(18)의 상류에 마련된 제어압센서(19)의 출력을 수신하고, 필요에 따라 레귤레이터(13)에 대하여 제어지령을 출력하여, 메인펌프(14)의 토출량을 변화시킨다. 스로틀(18)은 좌스로틀(18L) 및 우스로틀(18R)을 포함하고, 제어압센서(19)는 좌제어압센서(19L) 및 우제어압센서(19R)를 포함한다.

좌센터바이패스관로(40L)에는, 가장 하류에 있는 제어밸브(176L)와 작동유탱크와의 사이에 좌스로틀(18L)이 배치되어 있다. 그 때문에, 좌메인펌프(14L)가 토출한 작동유의 흐름은, 좌스로틀(18L)로 제한된다. 그리고, 좌스로틀(18L)은, 좌레귤레이터(13L)를 제어하기 위한 제어압을 발생시킨다. 좌제어압센서(19L)는, 이 제어압을 검출하기 위한 센서이며, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 컨트롤러(30)는, 이 제어압에 따라 좌메인펌프(14L)의 사판경전각을 조절함으로써, 좌메인펌프(14L)의 토출량을 제어한다. 컨트롤러(30)는, 이 제어압이 클수록 좌메인펌프(14L)의 토출량을 감소시키고, 이 제어압이 작을수록 좌메인펌프(14L)의 토출량을 증대시킨다. 우메인펌프(14R)의 토출량도 동일하게 제어된다.

구체적으로는, 도 3으로 나타나는 바와 같이 쇼벨(100)에 있어서의 유압액추에이터가 모두 조작되고 있지 않은 대기상태의 경우, 좌메인펌프(14L)가 토출하는 작동유는, 좌센터바이패스관로(40L)를 통과하여 좌스로틀(18L)에 이른다. 그리고, 좌메인펌프(14L)가 토출하는 작동유의 흐름은, 좌스로틀(18L)의 상류에서 발생하는 제어압을 증대시킨다. 그 결과, 컨트롤러(30)는, 좌메인펌프(14L)의 토출량을 허용 최소 토출량까지 감소시켜, 토출한 작동유가 좌센터바이패스관로(40L)를 통과할 때의 압력손실(펌핑로스)을 억제한다. 한편, 어느 하나의 유압액추에이터가 조작된 경우, 좌메인펌프(14L)가 토출하는 작동유는, 조작대상의 유압액추에이터에 대응하는 제어밸브를 통하여, 조작대상의 유압액추에이터에 흘러든다. 그리고, 좌메인펌프(14L)가 토출하는 작동유의 흐름은, 좌스로틀(18L)에 이르는 양을 감소 혹은 소실시켜, 좌스로틀(18L)의 상류에서 발생하는 제어압을 저하시킨다. 그 결과, 컨트롤러(30)는, 좌메인펌프(14L)의 토출량을 증대시키고, 조작대상의 유압액추에이터에 충분한 작동유를 순환시켜, 조작대상의 유압액추에이터의 구동을 확실하게 한다. 다만, 컨트롤러(30)는, 우메인펌프(14R)의 토출량도 동일하게 제어한다.

상술과 같은 구성에 의하여, 도 3의 유압시스템은, 대기상태에 있어서는, 메인펌프(14)에 있어서의 불필요한 에너지소비를 억제할 수 있다. 불필요한 에너지소비는, 메인펌프(14)가 토출하는 작동유가 센터바이패스관로(40)에서 발생시키는 펌핑로스를 포함한다. 또, 도 3의 유압시스템은, 유압액추에이터를 작동시킬 경우에는, 메인펌프(14)로부터 필요충분한 작동유를 작동대상의 유압액추에이터에 확실히 공급할 수 있다.

다음으로, 도 4a~도 4d, 도 5a, 및 도 5b를 참조하여, 컨트롤러(30)가 머신컨트롤기능에 의하여 액추에이터를 동작시키기 위한 구성에 대하여 설명한다. 도 4a~도 4d, 도 5a, 및 도 5b는, 유압시스템의 일부의 도이다. 구체적으로는, 도 4a는, 암실린더(8)의 조작에 관한 유압시스템의 일부의 도이며, 도 4b는, 붐실린더(7)의 조작에 관한 유압시스템의 일부의 도이다. 도 4c는, 버킷실린더(9)의 조작에 관한 유압시스템의 일부의 도이며, 도 4d는, 선회유압모터(2A)의 조작에 관한 유압시스템의 일부의 도이다. 도 5a는, 좌주행유압모터(2ML)의 조작에 관한 유압시스템의 일부의 도이며, 도 5b는, 우주행유압모터(2MR)의 조작에 관한 유압시스템의 일부의 도이다.

도 4a~도 4d, 도 5a, 및 도 5b에 나타내는 바와 같이, 유압시스템은, 비례밸브(31), 셔틀밸브(32), 및 비례밸브(33)를 포함한다. 비례밸브(31)는, 비례밸브(31AL~31FL 및 31AR~31FR)를 포함하고, 셔틀밸브(32)는, 셔틀밸브(32AL~32FL 및 32AR~32FR)를 포함하며, 비례밸브(33)는, 비례밸브(33AL~33FL 및 33AR~33FR)를 포함한다.

비례밸브(31)는, 머신컨트롤용 제어밸브로서 기능한다. 비례밸브(31)는, 파일럿펌프(15)와 셔틀밸브(32)를 접속하는 관로에 배치되고, 그 관로의 유로면적을 변경할 수 있도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 비례밸브(31)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 제어지령에 따라 동작한다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 조작장치(26)의 조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를, 비례밸브(31) 및 셔틀밸브(32)를 통하여, 컨트롤밸브(17) 내의 대응하는 제어밸브의 파일럿포트에 공급할 수 있다.

셔틀밸브(32)는, 2개의 입구포트와 1개의 출구포트를 갖는다. 2개의 입구포트 중 하나는 조작장치(26)에 접속되고, 타방은 비례밸브(31)에 접속되어 있다. 출구포트는, 컨트롤밸브(17) 내의 대응하는 제어밸브의 파일럿포트에 접속되어 있다. 그 때문에, 셔틀밸브(32)는, 조작장치(26)가 생성하는 파일럿압과 비례밸브(31)가 생성하는 파일럿압 중 높은 쪽을, 대응하는 제어밸브의 파일럿포트에 작용시킬 수 있다.

비례밸브(33)는, 비례밸브(31)와 동일하게, 머신컨트롤용 제어밸브로서 기능한다. 비례밸브(33)는, 조작장치(26)와 셔틀밸브(32)를 접속하는 관로에 배치되고, 그 관로의 유로면적을 변경할 수 있도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 비례밸브(33)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 제어지령에 따라 동작한다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 조작장치(26)의 조작과는 무관하게, 조작장치(26)가 토출하는 작동유의 압력을 감압한 다음, 셔틀밸브(32)를 통하여, 컨트롤밸브(17) 내의 대응하는 제어밸브의 파일럿포트에 공급할 수 있다.

이 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 특정의 조작장치(26)에 대한 조작이 행해지지 않은 경우여도, 그 특정의 조작장치(26)에 대응하는 유압액추에이터를 동작시킬 수 있다. 또, 컨트롤러(30)는, 특정의 조작장치(26)에 대한 조작이 행해지고 있는 경우여도, 그 특정의 조작장치(26)에 대응하는 유압액추에이터의 동작을 강제적으로 정지시킬 수 있다.

예를 들면, 도 4a에 나타내는 바와 같이, 좌조작레버(26L)는, 암(5)을 조작하기 위하여 이용된다. 구체적으로는, 좌조작레버(26L)는, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를 이용하여, 전후방향으로의 조작에 따른 파일럿압을 제어밸브(176)의 파일럿포트에 작용시킨다. 보다 구체적으로는, 좌조작레버(26L)는, 암접음방향(후방향)으로 조작된 경우에, 조작량에 따른 파일럿압을 제어밸브(176L)의 우측파일럿포트와 제어밸브(176R)의 좌측파일럿포트에 작용시킨다. 또, 좌조작레버(26L)는, 암펼침방향(전방향)으로 조작된 경우에는, 조작량에 따른 파일럿압을 제어밸브(176L)의 좌측파일럿포트와 제어밸브(176R)의 우측파일럿포트에 작용시킨다.

좌조작레버(26L)에는 스위치(NS)가 마련되어 있다. 본 실시형태에서는, 스위치(NS)는, 누름버튼스위치이다. 조작자는, 스위치(NS)를 누르면서 좌조작레버(26L)를 조작할 수 있다. 스위치(NS)는, 우조작레버(26R)에 마련되어 있어도 되고, 캐빈(10) 내의 다른 위치에 마련되어 있어도 된다.

조작압센서(29LA)는, 조작자에 의한 좌조작레버(26L)에 대한 전후방향으로의 조작의 내용을 압력의 형태로 검출하고, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다.

비례밸브(31AL)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 전류지령에 따라 동작한다. 그리고, 파일럿펌프(15)로부터 비례밸브(31AL) 및 셔틀밸브(32AL)를 통하여 제어밸브(176L)의 우측파일럿포트 및 제어밸브(176R)의 좌측파일럿포트에 도입되는 작동유에 의한 파일럿압을 조정한다. 비례밸브(31AR)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 전류지령에 따라 동작한다. 그리고, 파일럿펌프(15)로부터 비례밸브(31AR) 및 셔틀밸브(32AR)를 통하여 제어밸브(176L)의 좌측파일럿포트 및 제어밸브(176R)의 우측파일럿포트에 도입되는 작동유에 의한 파일럿압을 조정한다. 비례밸브(31AL, 31AR)는, 제어밸브(176L, 176R)를 임의의 밸브위치에서 정지할 수 있도록 파일럿압을 조정 가능하다.

이 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 암접음조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를, 비례밸브(31AL) 및 셔틀밸브(32AL)를 통하여, 제어밸브(176L)의 우측파일럿포트 및 제어밸브(176R)의 좌측파일럿포트에 공급할 수 있다. 즉, 암(5)을 접을 수 있다. 또, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 암펼침조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를, 비례밸브(31AR) 및 셔틀밸브(32AR)를 통하여, 제어밸브(176L)의 좌측파일럿포트 및 제어밸브(176R)의 우측파일럿포트에 공급할 수 있다. 즉, 암(5)을 펼칠 수 있다.

비례밸브(33AL)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 제어지령(전류지령)에 따라 동작한다. 그리고, 파일럿펌프(15)로부터 좌조작레버(26L), 비례밸브(33AL), 및 셔틀밸브(32AL)를 통하여 제어밸브(176L)의 우측파일럿포트 및 제어밸브(176R)의 좌측파일럿포트에 도입되는 작동유에 의한 파일럿압을 감압한다. 비례밸브(33AR)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 제어지령(전류지령)에 따라 동작한다. 그리고, 파일럿펌프(15)로부터 좌조작레버(26L), 비례밸브(33AR), 및 셔틀밸브(32AR)를 통하여 제어밸브(176L)의 좌측파일럿포트 및 제어밸브(176R)의 우측파일럿포트에 도입되는 작동유에 의한 파일럿압을 감압한다. 비례밸브(33AL, 33AR)는, 제어밸브(176L, 176R)를 임의의 밸브위치에서 정지할 수 있도록 파일럿압을 조정 가능하다.

이 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 암접음조작이 행해지고 있는 경우여도, 필요에 따라, 제어밸브(176)의 닫음측의 파일럿포트(제어밸브(176L)의 좌측파일럿포트 및 제어밸브(176R)의 우측파일럿포트)에 작용하는 파일럿압을 감압하여, 암(5)의 접음동작을 강제적으로 정지시킬 수 있다. 조작자에 의한 암펼침조작이 행해지고 있을 때에 암(5)의 펼침동작을 강제적으로 정지시키는 경우에 대해서도 동일하다.

혹은, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 암접음조작이 행해지고 있는 경우여도, 필요에 따라, 비례밸브(31AR)를 제어하고, 제어밸브(176)의 닫음측의 파일럿포트의 반대측에 있는, 제어밸브(176)의 열림측의 파일럿포트(제어밸브(176L)의 우측파일럿포트 및 제어밸브(176R)의 좌측파일럿포트)에 작용하는 파일럿압을 증대시켜, 제어밸브(176)를 강제적으로 중립위치로 되돌림으로써, 암(5)의 접음동작을 강제적으로 정지시켜도 된다. 이 경우, 비례밸브(33AL)는 생략되어도 된다. 조작자에 의한 암펼침조작이 행해지고 있는 경우에 암(5)의 펼침동작을 강제적으로 정지시키는 경우에 대해서도 동일하다.

또, 이하의 도 4b~도 4d, 도 5a, 및 도 5b를 참조하면서의 설명을 생략하지만, 조작자에 의한 붐상승조작 또는 붐하강조작이 행해지고 있는 경우에 붐(4)의 동작을 강제적으로 정지시키는 경우, 조작자에 의한 버킷접음조작 또는 버킷펼침조작이 행해지고 있는 경우에 버킷(6)의 동작을 강제적으로 정지시키는 경우, 및 조작자에 의한 선회조작이 행해지고 있는 경우에 상부선회체(3)의 선회동작을 강제적으로 정지시키는 경우에 대해서도 동일하다. 또, 조작자에 의한 주행조작이 행해지고 있는 경우에 하부주행체(1)의 주행동작을 강제적으로 정지시키는 경우에 대해서도 동일하다.

또, 도 4b에 나타내는 바와 같이, 우조작레버(26R)는, 붐(4)을 조작하기 위하여 이용된다. 구체적으로는, 우조작레버(26R)는, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를 이용하여, 전후방향으로의 조작에 따른 파일럿압을 제어밸브(175)의 파일럿포트에 작용시킨다. 보다 구체적으로는, 우조작레버(26R)는, 붐상승방향(후방향)으로 조작된 경우에, 조작량에 따른 파일럿압을 제어밸브(175L)의 우측파일럿포트와 제어밸브(175R)의 좌측파일럿포트에 작용시킨다. 또, 우조작레버(26R)는, 붐하강방향(전방향)으로 조작된 경우에는, 조작량에 따른 파일럿압을 제어밸브(175R)의 우측파일럿포트에 작용시킨다.

조작압센서(29RA)는, 조작자에 의한 우조작레버(26R)에 대한 전후방향으로의 조작의 내용을 압력의 형태로 검출하고, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다.

비례밸브(31BL)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 전류지령에 따라 동작한다. 그리고, 파일럿펌프(15)로부터 비례밸브(31BL) 및 셔틀밸브(32BL)를 통하여 제어밸브(175L)의 우측파일럿포트 및 제어밸브(175R)의 좌측파일럿포트에 도입되는 작동유에 의한 파일럿압을 조정한다. 비례밸브(31BR)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 전류지령에 따라 동작한다. 그리고, 파일럿펌프(15)로부터 비례밸브(31BR) 및 셔틀밸브(32BR)를 통하여 제어밸브(175L)의 좌측파일럿포트 및 제어밸브(175R)의 우측파일럿포트에 도입되는 작동유에 의한 파일럿압을 조정한다. 비례밸브(31BL, 31BR)는, 제어밸브(175L, 175R)를 임의의 밸브위치에서 정지할 수 있도록 파일럿압을 조정 가능하다.

이 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 붐상승조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를, 비례밸브(31BL) 및 셔틀밸브(32BL)를 통하여, 제어밸브(175L)의 우측파일럿포트 및 제어밸브(175R)의 좌측파일럿포트에 공급할 수 있다. 즉, 붐(4)을 상승할 수 있다. 또, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 붐하강조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를, 비례밸브(31BR) 및 셔틀밸브(32BR)를 통하여, 제어밸브(175R)의 우측파일럿포트에 공급할 수 있다. 즉, 붐(4)을 하강할 수 있다.

또, 도 4c에 나타내는 바와 같이, 우조작레버(26R)는, 버킷(6)을 조작하기 위해서도 이용된다. 구체적으로는, 우조작레버(26R)는, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를 이용하여, 좌우방향으로의 조작에 따른 파일럿압을 제어밸브(174)의 파일럿포트에 작용시킨다. 보다 구체적으로는, 우조작레버(26R)는, 버킷접음방향(좌방향)으로 조작된 경우에, 조작량에 따른 파일럿압을 제어밸브(174)의 좌측파일럿포트에 작용시킨다. 또, 우조작레버(26R)는, 버킷펼침방향(우방향)으로 조작된 경우에는, 조작량에 따른 파일럿압을 제어밸브(174)의 우측파일럿포트에 작용시킨다.

조작압센서(29RB)는, 조작자에 의한 우조작레버(26R)에 대한 좌우방향으로의 조작의 내용을 압력의 형태로 검출하고, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다.

비례밸브(31CL)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 전류지령에 따라 동작한다. 그리고, 파일럿펌프(15)로부터 비례밸브(31CL) 및 셔틀밸브(32CL)를 통하여 제어밸브(174)의 좌측파일럿포트에 도입되는 작동유에 의한 파일럿압을 조정한다. 비례밸브(31CR)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 전류지령에 따라 동작한다. 그리고, 파일럿펌프(15)로부터 비례밸브(31CR) 및 셔틀밸브(32CR)를 통하여 제어밸브(174)의 우측파일럿포트에 도입되는 작동유에 의한 파일럿압을 조정한다. 비례밸브(31CL, 31CR)는, 제어밸브(174)를 임의의 밸브위치에서 정지할 수 있도록 파일럿압을 조정 가능하다.

이 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 버킷접음조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를, 비례밸브(31CL) 및 셔틀밸브(32CL)를 통하여, 제어밸브(174)의 좌측파일럿포트에 공급할 수 있다. 즉, 버킷(6)을 접을 수 있다. 또, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 버킷펼침조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를, 비례밸브(31CR) 및 셔틀밸브(32CR)를 통하여, 제어밸브(174)의 우측파일럿포트에 공급할 수 있다. 즉, 버킷(6)을 펼칠 수 있다.

또, 도 4d에 나타내는 바와 같이, 좌조작레버(26L)는, 선회기구(2)를 조작하기 위해서도 이용된다. 구체적으로는, 좌조작레버(26L)는, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를 이용하여, 좌우방향으로의 조작에 따른 파일럿압을 제어밸브(173)의 파일럿포트에 작용시킨다. 보다 구체적으로는, 좌조작레버(26L)는, 좌선회방향(좌방향)으로 조작된 경우에, 조작량에 따른 파일럿압을 제어밸브(173)의 좌측파일럿포트에 작용시킨다. 또, 좌조작레버(26L)는, 우선회방향(우방향)으로 조작된 경우에는, 조작량에 따른 파일럿압을 제어밸브(173)의 우측파일럿포트에 작용시킨다.

조작압센서(29LB)는, 조작자에 의한 좌조작레버(26L)에 대한 좌우방향으로의 조작의 내용을 압력의 형태로 검출하고, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다.

비례밸브(31DL)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 전류지령에 따라 동작한다. 그리고, 파일럿펌프(15)로부터 비례밸브(31DL) 및 셔틀밸브(32DL)를 통하여 제어밸브(173)의 좌측파일럿포트에 도입되는 작동유에 의한 파일럿압을 조정한다. 비례밸브(31DR)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 전류지령에 따라 동작한다. 그리고, 파일럿펌프(15)로부터 비례밸브(31DR) 및 셔틀밸브(32DR)를 통하여 제어밸브(173)의 우측파일럿포트에 도입되는 작동유에 의한 파일럿압을 조정한다. 비례밸브(31DL, 31DR)는, 제어밸브(173)를 임의의 밸브위치에서 정지할 수 있도록 파일럿압을 조정 가능하다.

이 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 좌선회조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를, 비례밸브(31DL) 및 셔틀밸브(32DL)를 통하여, 제어밸브(173)의 좌측파일럿포트에 공급할 수 있다. 즉, 선회기구(2)를 좌선회시킬 수 있다. 또, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 우선회조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를, 비례밸브(31DR) 및 셔틀밸브(32DR)를 통하여, 제어밸브(173)의 우측파일럿포트에 공급할 수 있다. 즉, 선회기구(2)를 우선회시킬 수 있다.

또, 컨트롤러(30)는, 전류지령에 의하여 비례밸브(31DL), 비례밸브(31DR), 비례밸브(33DL), 및 비례밸브(33DR) 중 적어도 하나를 제어함으로써, 상부선회체(3)를 목표시공면에 정대(正對)시키기 위하여, 액추에이터의 일례인 선회유압모터(2A)를 자동적으로 회전 혹은 제동시켜도 된다.

예를 들면, 쇼벨(100)의 상부선회체(3)가 목표시공면에 정대하고 있는 상태는, 어태치먼트의 동작에 따라, 어태치먼트의 선단부(예를 들면, 작업부위로서의 버킷(6)의 치선 또는 배면 등)를 목표시공면(예를 들면, 법면의 경사방향을 따라 이동시키는 것이 가능한 상태이다. 구체적으로는, 쇼벨(100)의 상부선회체(3)가 목표시공면에 정대하고 있는 상태는, 쇼벨(100)의 선회평면(선회축으로 수직인 가상평면)에 수직인 어태치먼트가동면(어태치먼트의 중심선을 포함하는 가상평면)이, 목표시공면의 법선을 포함하는 상태(환언하면, 목표시공면의 법선을 따르는 상태)이다.

쇼벨(100)의 어태치먼트가동면이 목표시공면의 법선을 포함하는 상태가 아닌 경우, 즉 상부선회체(3)가 목표시공면에 정대하지 않은 경우, 쇼벨(100)은, 어태치먼트의 선단부를 목표시공면의 경사방향으로 이동시킬 수 없다. 그 때문에, 결과적으로, 쇼벨(100)은, 목표시공면을 적절히 형성할 수 없다. 이 상황에 대하여, 컨트롤러(30)는, 자동적으로 선회유압모터(2A)를 회전시킴으로써, 상부선회체(3)를 목표시공면에 정대시킬 수 있다. 따라서, 쇼벨(100)은, 목표시공면을 적절히 형성할 수 있다.

컨트롤러(30)는, 상술과 같은 정대제어에 있어서, 예를 들면 버킷(6)의 치선의 좌단과 목표시공면의 사이의 연직거리(이하, "좌단연직거리"라고 함)와, 버킷(6)의 치선의 우단과 목표시공면의 사이의 연직거리(이하, "우단연직거리"라고 함)가 동일해진 경우에, 쇼벨(100)이 목표시공면에 정대하고 있다고 판정한다. 혹은, 컨트롤러(30)는, 좌단연직거리와 우단연직거리가 동일해진 경우(즉, 좌단연직거리와 우단연직거리의 차가 제로가 된 경우)가 아니라, 그 차가 소정 값 이하가 된 경우에, 쇼벨(100)이 목표시공면에 정대하고 있다고 판정해도 된다. 그 후, 컨트롤러(30)는, 그 차가 소정 값 이하 혹은 제로가 되면, 선회유압모터(2A)의 제동제어에 의하여, 선회유압모터(2A)를 감속시키고 또한 정지시킨다.

상술한 예에서는, 목표시공면에 관한 정대제어의 사례가 나타났지만, 정대제어의 실행은, 목표시공면에 관한 경우에 한정되지 않는다. 예를 들면, 정대제어는, 임시로 적재한 토사를 덤프트럭에 적재하기 위한 파내는 동작 시에 실행되어도 된다. 구체적으로는, 컨트롤러(30)는, 1회의 굴삭동작으로 원하는 체적(목표굴삭체적)분의 토사를 버킷(6) 내에 넣기 위하여 버킷(6)의 치선이 따라가야 하는 궤도인 목표굴삭궤도를 설정한다. 그리고, 컨트롤러(30)는, 그 목표굴삭궤도를 따라 버킷(6)의 치선을 이동시킬 때의 어태치먼트가동면에 수직인 가상평면에 상부선회체(3)를 정대시켜도 된다. 이 경우, 파내는 동작마다, 목표굴삭궤도는 변경된다. 그 때문에, 쇼벨(100)은, 덤프트럭의 짐받이에 토사를 배토한 후, 새롭게 설정된 목표굴삭궤도를 따라 버킷(6)의 치선을 이동시킬 때의 어태치먼트가동면에 수직인 가상평면에 상부선회체(3)를 정대시킨다.

또, 도 5a에 나타내는 바와 같이, 좌주행레버(26DL)는, 좌크롤러(1CL)를 조작하기 위하여 이용된다. 구체적으로는, 좌주행레버(26DL)는, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를 이용하여, 전후방향으로의 조작에 따른 파일럿압을 제어밸브(171)의 파일럿포트에 작용시킨다. 보다 구체적으로는, 좌주행레버(26DL)는, 전진방향(전방향)으로 조작된 경우에, 조작량에 따른 파일럿압을 제어밸브(171)의 좌측파일럿포트에 작용시킨다. 또, 좌주행레버(26DL)는, 후진방향(후방향)으로 조작된 경우에는, 조작량에 따른 파일럿압을 제어밸브(171)의 우측파일럿포트에 작용시킨다.

조작압센서(29DL)는, 조작자에 의한 좌주행레버(26DL)에 대한 전후방향으로의 조작의 내용을 압력의 형태로 검출하고, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다.

비례밸브(31EL)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 전류지령에 따라 동작한다. 그리고, 파일럿펌프(15)로부터 비례밸브(31EL) 및 셔틀밸브(32EL)를 통하여 제어밸브(171)의 좌측파일럿포트에 도입되는 작동유에 의한 파일럿압을 조정한다. 비례밸브(31ER)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 전류지령에 따라 동작한다. 그리고, 파일럿펌프(15)로부터 비례밸브(31ER) 및 셔틀밸브(32ER)를 통하여 제어밸브(171)의 우측파일럿포트에 도입되는 작동유에 의한 파일럿압을 조정한다. 비례밸브(31EL, 31ER)는, 제어밸브(171)를 임의의 밸브위치에서 정지할 수 있도록 파일럿압을 조정 가능하다.

이 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 좌전진조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를, 비례밸브(31EL) 및 셔틀밸브(32EL)를 통하여, 제어밸브(171)의 좌측파일럿포트에 공급할 수 있다. 즉, 좌크롤러(1CL)를 전진시킬 수 있다. 또, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 좌후진조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를, 비례밸브(31ER) 및 셔틀밸브(32ER)를 통하여, 제어밸브(171)의 우측파일럿포트에 공급할 수 있다. 즉, 좌크롤러(1CL)를 후진시킬 수 있다.

또, 도 5b에 나타내는 바와 같이, 우주행레버(26DR)는, 우크롤러(1CR)를 조작하기 위하여 이용된다. 구체적으로는, 우주행레버(26DR)는, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를 이용하여, 전후방향으로의 조작에 따른 파일럿압을 제어밸브(172)의 파일럿포트에 작용시킨다. 보다 구체적으로는, 우주행레버(26DR)는, 전진방향(전방향)으로 조작된 경우에, 조작량에 따른 파일럿압을 제어밸브(172)의 우측파일럿포트에 작용시킨다. 또, 우주행레버(26DR)는, 후진방향(후방향)으로 조작된 경우에는, 조작량에 따른 파일럿압을 제어밸브(172)의 좌측파일럿포트에 작용시킨다.

조작압센서(29DR)는, 조작자에 의한 우주행레버(26DR)에 대한 전후방향으로의 조작의 내용을 압력의 형태로 검출하고, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다.

비례밸브(31FL)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 전류지령에 따라 동작한다. 그리고, 파일럿펌프(15)로부터 비례밸브(31FL) 및 셔틀밸브(32FL)를 통하여 제어밸브(172)의 좌측파일럿포트에 도입되는 작동유에 의한 파일럿압을 조정한다. 비례밸브(31FR)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 전류지령에 따라 동작한다. 그리고, 파일럿펌프(15)로부터 비례밸브(31FR) 및 셔틀밸브(32FR)를 통하여 제어밸브(172)의 우측파일럿포트에 도입되는 작동유에 의한 파일럿압을 조정한다. 비례밸브(31FL, 31FR)는, 제어밸브(172)를 임의의 밸브위치에서 정지할 수 있도록 파일럿압을 조정 가능하다.

이 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 우전진조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를, 비례밸브(31FL) 및 셔틀밸브(32FL)를 통하여, 제어밸브(172)의 우측파일럿포트에 공급할 수 있다. 즉, 우크롤러(1CR)를 전진시킬 수 있다. 또, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 우후진조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를, 비례밸브(31FR) 및 셔틀밸브(32FR)를 통하여, 제어밸브(172)의 좌측파일럿포트에 공급할 수 있다. 즉, 우크롤러(1CR)를 후진시킬 수 있다.

다음으로, 도 6을 참조하여, 컨트롤러(30)의 기능에 대하여 설명한다. 도 6은, 컨트롤러(30)의 기능블록도이다. 도 6의 예에서는, 컨트롤러(30)는, 정보취득장치(E1) 및 스위치(NS) 등 중 적어도 하나가 출력하는 신호를 받아, 다양한 연산을 실행하여, 비례밸브(31), 표시장치(D1) 및 음성출력장치(D2) 등 중 적어도 하나에 제어지령을 출력할 수 있도록 구성되어 있다.

정보취득장치(E1)는 쇼벨(100)에 관한 정보를 검출한다. 본 실시형태에서는, 정보취득장치(E1)는, 붐각도센서(S1), 암각도센서(S2), 버킷각도센서(S3), 기체경사센서(S4), 선회각속도센서(S5), 붐로드압센서, 붐보텀압센서, 암로드압센서, 암보텀압센서, 버킷로드압센서, 버킷보텀압센서, 붐실린더 스트로크센서, 암실린더 스트로크센서, 버킷실린더 스트로크센서, 토출압센서(28), 조작압센서(29), 공간인식장치(70), 방향검출장치(71), 정보입력장치(72), 측위장치(73) 및 통신장치 중이 적어도 하나를 포함한다. 정보취득장치(E1)는, 예를 들면 쇼벨(100)에 관한 정보로서 붐각도, 암각도, 버킷각도, 기체경사각도, 선회각속도, 붐로드압, 붐보텀압, 암로드압, 암보텀압, 버킷로드압, 버킷보텀압, 붐스트로크양, 암스트로크양, 버킷스트로크양, 메인펌프(14)의 토출압, 조작장치(26)의 조작압, 쇼벨(100)의 주위의 3차원공간에 존재하는 물체에 관한 정보, 상부선회체(3)의 방향과 하부주행체(1)의 방향과의 상대적인 관계에 관한 정보, 컨트롤러(30)에 대하여 입력된 정보, 및 현재위치에 관한 정보 중 적어도 하나를 취득한다. 또, 정보취득장치(E1)는, 다른 기계(건설기계 또는 현장정보취득용 비행체 등)로부터 정보를 입수해도 된다.

컨트롤러(30)는, 설정부(30A) 및 자율제어부(30B)를 기능요소로서 갖는다. 각 기능요소는, 하드웨어로 구성되어 있어도 되고, 소프트웨어로 구성되어 있어도 된다.

설정부(30A)는, 조작자에 의한 각종 정보의 설정을 지원하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 설정부(30A)는, 쇼벨(100)을 자율적으로 주행시킬 때에 필요한 정보의 조작자에 의한 설정을 지원하도록 구성되어 있다.

예를 들면, 설정부(30A)는, 조작자에 의한 목적지의 설정을 지원하도록 구성되어 있다. 목적지는, 쇼벨(100)을 자율적으로 주행시킬 때의 행선지이다. 즉, 목적지는, 최종의 목표위치로서 설정된다. 본 실시형태에서는, 설정부(30A)는, 정보입력장치(72)를 구성하는 소정의 스위치가 조작되면, 터치패널을 구비한 표시장치(D1)로 설정화면을 표시하도록 구성되어 있다. 설정화면은, 예를 들면 쇼벨(100)의 현재위치를 포함하는 지도화상이다. 지도화상은, 카메라가 촬상한 화상이어도 된다. 조작자는, 예를 들면 원하는 목적지에 대응하는 지도화상 상의 점을 탭조작함으로써 목적지를 설정해도 된다. 설정부(30A)는, 설정화면에서 이용하는 지도화상을, 외부의 웹사이트 상에서 공개된 경로탐색 또는 지도 등에 관한 API(Application Programming Interface)를 이용하여 표시시켜도 된다. 그리고, 설정부(30A)는, 정보취득장치(E1)가 취득하는 정보에 근거하여 시공상황을 도출하고, 도출한 시공상황을 지도화상에 반영시켜도 된다. 예를 들면, 설정부(30A)는, 성토(盛土)가 행해진 장소 및 전압작업이 행해진 장소를 지도화상 상에 동시에 표시시켜도 된다. 그리고, 조작자는, 도출된 시공상황을 고려하여, 주행루트를 설정해도 된다. 또한, 설정부(30A)는, 현재위치부터 목적지까지를 복수의 구간으로 나누고, 구간마다 목표위치를 설정해도 된다. 이 경우, 쇼벨(100)의 주행제어에서 이용되는 목표위치는, 쇼벨(100)이 처음의 구간의 단부(端部)(종점)에 도달하면, 다음의 구간의 단부(종점)로 변경(재설정)된다. 이와 같이 하여, 컨트롤러(30)는, 각 구간에서의 주행제어를 연속적으로 실행할 수 있도록 구성되어 있다. 다만, 쇼벨(100)이 처음의 구간의 단부(종점)에 도달했을 때에, 상황에 따라 주행루트가 변경된 경우에는, 다음의 구간의 진로와 목표위치도 변경된다.

또, 설정부(30A)는, 조작자에 의한 주행루트의 설정을 지원하도록 구성되어 있다. 주행루트는, 쇼벨(100)의 현재위치부터 원하는 목적지까지의 도정(道程)이다. 쇼벨(100)은, 예를 들면 쇼벨(100)의 소정 부위가 그리는 궤적과 주행루트가 일치하도록 자율적으로 주행한다. 이 경우, 소정 부위는, 예를 들면 쇼벨(100)의 중심점이다. 쇼벨(100)의 중심점은, 예를 들면 쇼벨(100)의 접지면으로부터 소정의 높이에 위치하는 쇼벨(100)의 선회축 상의 점이다.

본 실시형태에서는, 조작자는, 예를 들면 설정화면 상에서, 쇼벨(100)의 현재위치에 대응하는 지도화상 상의 점과 원하는 목적지에 대응하는 지도화상 상의 점을 연결하도록 손가락을 드래그하여 원하는 주행루트를 설정한다. 설정부(30A)는, 조작자의 손가락이 터치패널에서 떨어진 점에 대응하는 지점을 목적지로서 설정해도 된다. 이 경우, 조작자는, 사전에 목적지를 설정하지 않고, 주행루트와 목적지를 동시에 설정할 수 있다.

표시장치(D1)가 터치패널을 구비하지 않은 경우에는, 조작자는, 스위치패널에 있어서의 버튼 등을 이용하여 커서를 이동시키면서 목적지 및 주행루트를 설정해도 된다.

혹은, 설정부(30A)는, 목적지가 설정된 경우에, 쇼벨(100)의 현재위치와 목적지와 지도정보에 근거하여 주행루트를 자동적으로 설정해도 된다. 이 경우, 지도정보는, 예를 들면 지면의 요철에 관한 정보, 및 포장도로, 미포장도로, 건축물, 하천 또는 연못 등의 지물(地物)에 관한 정보 등을 포함한다. 설정부(30A)는, 예를 들면 통신장치 또는 공간인식장치(70) 등을 포함하는 정보취득장치(E1)가 취득한 정보에 근거하여, 구멍, 성토, 자재 및 토사(예를 들면 덤프트럭 등에서 내린 토사) 등의 장애물의 위치를 포함하는 최신의 시공상황을 인식한 다음, 장애물을 회피하는 주행루트를 설정해도 된다. 다만, 자재는, 토낭(土囊), 테트라포드(등록상표), 시멘트블록 또는 널말뚝 등을 포함한다. 이와 같이, 설정부(30A)는, 최신의 시공상황을 고려하여 주행루트를 설정할 수 있다.

혹은, 설정부(30A)는, 과거의 주행궤적에 근거하여 주행루트를 설정해도 된다. 이 경우, 컨트롤러(30)는, 쇼벨(100)의 주행궤적을 소정 시간에 걸쳐서 불휘발성 기억매체에 기억하도록 구성되어 있어도 된다.

자율제어부(30B)는, 쇼벨(100)을 자율적으로 동작시키도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 자율제어부(30B)는, 설정부(30A)로 설정된 주행루트를 따라 쇼벨(100)을 자율적으로 주행시키도록 구성되어 있다.

자율제어부(30B)는, 예를 들면 표시장치(D1)의 표시부에 근접하여 설치되어 있는 스위치패널에 있어서의 자율주행스위치가 눌렸을 때에, 쇼벨(100)의 자율주행을 개시시켜도 된다. 자율주행스위치는, 터치패널을 구비하는 표시장치(D1)에 표시되는 소프트웨어버튼이어도 된다. 혹은, 자율제어부(30B)는, 주행레버(26D)의 선단에 마련된 스위치가 눌린 상태로 주행레버(26D)가 경도(傾倒)되었을 때에, 쇼벨(100)의 자율주행을 개시시켜도 된다. 혹은, 자율제어부(30B)는, 캐빈(10)의 외부에 있어서 조작자가 휴대하는 통신단말로 소정의 조작이 행해졌을 때에, 쇼벨(100)의 자율주행을 개시시켜도 된다. 쇼벨(100)의 조작자는, 예를 들면 급유 시 혹은 작업종료 시에 자율주행스위치를 눌러 쇼벨(100)의 자율주행을 개시시켜, 작업현장에 위치하는 쇼벨(100)을 소정 위치까지 자율적으로 주행시킬 수 있다.

자율제어부(30B)는, 예를 들면 설정된 주행루트에 근거하여 액추에이터의 구동방법을 결정한다. 예를 들면, 쇼벨(100)을 주행시킬 때에, 스핀턴, 피봇턴, 완선회(緩旋回), 또는 직진으로부터 적절한 주행방법을 선택하여 주행유압모터(2M)의 구동방법을 결정한다. 그때에, 자율제어부(30B)는, 주행유압모터(2M) 등의 주행액추에이터의 구동방법뿐만 아니라, 선회기구(2)의 동작의 필요여부를 판정해도 된다. 쇼벨(100)과 외부의 물체의 접촉을 방지하면서, 쇼벨(100)을 적절한 자세로 주행시키기 위함이다. 또, 굴삭어태치먼트(AT)와 주변에 있는 기기 또는 다른 건설기계가 접촉할 우려가 있는지 여부를 판단하고, 굴삭어태치먼트(AT)의 동작의 필요여부를 판정해도 된다.

본 실시형태에서는, 자율제어부(30B)는, 비례밸브(31)에 전류지령을 주어 각 액추에이터에 대응하는 제어밸브에 작용하는 파일럿압을 개별적으로 조정함으로써 각 액추에이터를 자율적으로 동작시킬 수 있다. 예를 들면, 좌주행레버(26DL)가 경도되었는지 여부에 관계없이, 좌주행유압모터(2ML)를 동작시킬 수 있으며, 우주행레버(26DR)가 경도되었는지 여부에 관계없이, 우주행유압모터(2MR)를 동작시킬 수 있다. 동일하게, 좌주행페달이 밟혔는지 여부에 관계없이, 좌주행유압모터(2ML)를 동작시킬 수 있으며, 우주행페달이 경도되었는지 여부에 관계없이, 우주행유압모터(2MR)를 동작시킬 수 있다. 좌조작레버(26L)에 관련하는 암실린더(8) 및 선회유압모터(2A), 및 우조작레버(26R)에 관련하는 붐실린더(7) 및 버킷실린더(9)에 대해서도 동일하다.

구체적으로는, 자율제어부(30B)는, 도 5a에 나타내는 바와 같이, 비례밸브(31EL)에 전류지령을 출력하고, 제어밸브(171)의 좌측파일럿포트에 작용하는 파일럿압을 조정할 수 있도록 구성되어 있다. 이 구성에 의하여, 좌주행레버(26DL) 및 좌주행페달이 모두 전진방향으로 조작되고 있지 않은 경우여도, 좌주행레버(26DL) 및 좌주행페달 중 적어도 하나가 전진방향으로 실제로 조작되었을 때와 동일한 파일럿압을 생성할 수 있으며, 좌주행유압모터(2ML)를 순방향으로 회전시킬 수 있다. 좌주행유압모터(2ML)를 역방향으로 회전시킬 경우, 및 우주행유압모터(2MR)를 순방향 또는 역방향으로 회전시킬 경우에 대해서도 동일하다.

자율제어부(30B)는, 측위장치(73)의 출력에 근거하여 쇼벨(100)의 위치에 관한 정보를 소정의 제어주기로 반복하여 취득하도록 구성되어 있어도 된다. 또, 방향검출장치(71)의 출력에 근거하여 상부선회체(3)의 방향과 하부주행체(1)의 방향과의 상대적인 관계에 관한 정보를 소정의 제어주기로 반복하여 취득하도록 구성되어 있어도 된다. 그리고, 자율제어부(30B)는, 쇼벨(100)이 원하는 자세에 의한 원하는 루트를 따른 주행을 계속할 수 있도록, 취득한 정보를 피드백하도록 구성되어 있어도 된다.

이 구성에 의하여, 자율제어부(30B)는, 예를 들면 상부선회체(3)의 방향과 하부주행체(1)의 방향이 정렬된 상태로 하부주행체(1)를 주행시킬 수 있다. 그 때문에, 예를 들면 쇼벨(100)을 비교적 긴 거리에 걸쳐서 자율적으로 주행시킬 경우에, 쇼벨(100)의 주행자세를 안정화시킬 수 있다.

혹은, 자율제어부(30B)는, 상부선회체(3)의 방향과 하부주행체(1)의 방향이 상이한 상태로 하부주행체(1)를 주행시킬 수 있다. 그 때문에, 예를 들면 법면을 따라 쇼벨(100)을 단속적으로 이동시킬 경우 등, 쇼벨(100)을 비교적 짧은 거리만 자율적으로 주행시킬 경우에, 쇼벨(100)을 단시간에 이동시킬 수 있다. 상부선회체(3)의 방향과 하부주행체(1)의 방향을 정렬하기 위하여 필요로 하는 시간을 생략할 수 있기 때문이다.

다음으로, 도 7을 참조하여, 컨트롤러(30)가 주행루트를 설정하는 처리에 대하여 설명한다. 도 7은, 표시장치(D1)에 표시되는 설정화면(GS)의 표시예를 나타낸다.

설정화면(GS)은, 쇼벨도형(G1), 매립지도형(G2), 토낭도형(G3), 하천도형(G4), 용수로도형(G5), 제방도형(G6), 포장도로도형(G7), 미포장도로도형(G8), 사무소도형(G9), 주기장(駐機場)도형(G10), 목적지도형(G11) 및 주행루트도형(G12)을 포함한다. 매립지도형(G2) 및 토낭도형(G3)은, 작업의 진척에 따라 수시 갱신되어도 된다.

설정화면(GS)의 포장도로도형(G7)에 대응하는 실제의 도로는, 외부의 웹사이트상에서 공개된 경로탐색 등에 관한 API에 의한 검색대상이 된다. 그러나, 쇼벨(100)의 작업현장은, 근처에 도로가 부설(敷設)되어 있지 않은 경우가 많다. 이 때문에, 컨트롤러(30)는, 외부의 공개된 API의 루트 검색 기능을 이용하는 것만으로는, 쇼벨(100)을 현재위치에서 목적지까지 이동시키기 위한 주행루트를 설정할 수 없는 경우가 있다. 이 때문에, 본 실시형태에서는, 쇼벨(100)의 작업현장이어도 주행루트를 설정할 수 있으며, 또한 설정된 루트에 근거하여 쇼벨(100)을 이동시킬 수 있는 구성에 대하여 설명한다.

쇼벨도형(G1)은, 쇼벨(100)의 위치를 나타내는 도형이다. 도 7의 예에서는, 쇼벨(100)은, 표시장치(D1)가 설치되어 있는 자기(自機)로서의 쇼벨(100A)과, 쇼벨(100A)의 주위로 작업하고 있는 타기(他機)로서의 쇼벨(100B)을 포함한다. 설정화면(GS)은, 쇼벨(100A)에 대응하는 쇼벨도형(G1A)과, 쇼벨(100B)에 대응하는 쇼벨도형(G1B)을 포함한다. 쇼벨도형(G1A)은, 쇼벨(100A)의 위치를 나타내고 있다. 쇼벨도형(G1B)은, 쇼벨(100B)의 위치를 나타내고 있다. 컨트롤러(30)는, 예를 들면 쇼벨(100A)에 탑재된 측위장치(73)의 출력에 근거하여 쇼벨도형(G1A)의 표시위치를 결정하고 있다. 쇼벨도형(G1B)에 대해서도 동일하다.

매립지도형(G2) 및 토낭도형(G3)은, 비교적 짧은 간격으로 갱신되는 정보에 근거하여 생성되는 도형의 예이다. 도 7의 예에서는, 쇼벨(100A)에 장착되어 있는 공간인식장치(70)가 출력하는 정보에 근거하여 생성된다.

하천도형(G4), 용수로도형(G5), 제방도형(G6), 포장도로도형(G7), 미포장도로도형(G8), 사무소도형(G9) 및 주기장도형(G10)은, 비교적 긴 간격으로 갱신되는 정보에 근거하여 생성되는 도형의 예이다. 도 7의 예에서는, 지도정보에 근거하여 생성되는 도형이다. 지도화상의 일부여도 된다.

목적지도형(G11)은, 설정부(30A)가 목적지를 설정했을 때에 표시되는 도형이다. 예를 들면, 파선범위인 주기장도형(G10)의 내측이 조작자에 의하여 탭조작되었을 때에 표시된다. 도 7의 예에서는, 목적지도형(G11)은 원형의 마크이지만, 삼각형, 사각형 또는 타원형 등의 다른 형상을 갖는 마크여도 된다.

주행루트도형(G12)은, 설정부(30A)가 주행루트를 설정했을 때에 표시되는 선상의 도형이다. 예를 들면, 쇼벨도형(G1A)이 표시되어 있는 위치에서 드래그조작이 행해진 경우, 그 드래그조작의 궤적을 따라 표시된다. 그리고, 터치패널에서 손가락이 떨어진 점에서 종단한다. 도 7의 예에서는, 목적지도형(G11)을 향하는 파선화살표로서 표시되어 있다.

쇼벨(100)의 작업현장은, 도로가 부설되어 있는 장소 등과는 달리, 지반의 안정도가 불균일한 경우가 있다. 이 때문에, 과거에 한 번 통과한 실적이 있는 주행루트를 이용하는 것이 바람직하다. 그래서, 설정부(30A)는, 과거의 작업 시의 주행궤적에 근거하여 최단 루트 등의 주행루트를 설정해도 된다.

또, 설정부(30A)는, 드래그조작의 궤적이 부적절하다고 판정한 경우에는, 주행루트도형(G12)을 표시하지 않고, 드래그조작의 궤적이 부적절한 취지를 설정화면(GS)상에 표시시켜도 된다. 적절한 주행루트의 설정을 조작자에게 재촉하기 위함이다. 설정부(30A)는, 예를 들면 하천도형(G4)을 횡단하도록 드래그조작이 행해진 경우, 드래그조작의 궤적이 부적절하다고 판정한다.

그 후, 자율주행스위치가 눌리면, 자율제어부(30B)는, 설정된 주행루트를 따라 쇼벨(100A)을 자율적으로 주행시킨다. 쇼벨(100A)은, 정보취득장치(E1)가 취득한 정보에 근거하여 자재, 토낭, 단차, 성토 및 구멍 등의 위치를 판단하고, 자재, 토낭, 단차, 성토 및 구멍 등을 자율적으로 회피하면서 주행루트를 따라 목적지도형(G11)에 대응하는 지점까지 주행한다. 도 7의 예에서는, 쇼벨(100A)이 자율주행을 행하고 있는 동안, 쇼벨(100A)의 조작자는, 캐빈(10) 내의 운전석에 착석하고 있지만, 캐빈(10)의 밖에 있어도 된다. 즉, 쇼벨(100A)은, 무인운전을 행해도 된다.

설정화면(GS)은, 쇼벨(100A)이 자율주행을 행하고 있는 동안, 계속적으로 표시되어도 된다. 쇼벨(100A)의 이동상황을 조작자가 파악할 수 있도록 하기 위함이다.

다만, 도 7의 예에서는, 설정화면(GS)에 있어서의 매립지도형(G2), 토낭도형(G3), 하천도형(G4), 용수로도형(G5), 제방도형(G6), 포장도로도형(G7), 미포장도로도형(G8), 사무소도형(G9) 및 주기장도형(G10)은, 쿼드콥터 등의 비행체가 촬상한 화상이어도 된다.

이 구성에 의하여, 쇼벨(100A)의 조작자는, 목적지까지의 주행루트를 설정하는 것만으로 쇼벨(100A)을 목적지까지 자율적으로 주행시킬 수 있다. 예를 들면, 조작자가 작업현장까지 차로 왔을 때에, 조작자가 휴대단말장치에 의하여 주차장의 소정의 위치를 목적지로서 설정하면, 쇼벨(100A)은 주기장으로부터 설정된 목적지까지 자율적으로 주행한다. 이때, 컨트롤러(30)는, 설정된 목적지(목표위치)와 쇼벨(100A)의 중심이 대응하도록 주행제어를 행해도 되고, 캐빈(10)의 승강도어가 대응하도록 주행제어를 행해도 된다. 이로써, 조작자는, 차의 주차장에서 쇼벨(100A)의 주기장까지 이동하지 않고도 쇼벨(100A)에 탑승할 수 있다. 따라서, 조작자는, 쇼벨(100A)에 탑승할 때에, 질퍽거리는 작업현장을 통과할 필요가 없어, 캐빈(10) 내가 진흙 등에 의하여 더러워져 버리는 것을 방지할 수 있다.

다음으로, 도 8을 참조하여, 자율주행의 다른 실행예에 대하여 설명한다. 도 8은, 표시장치(D1)에 표시되는 설정화면(GS)의 다른 표시예를 나타낸다.

도 8의 예에서는, 자율제어부(30B)는, 주행루트를 이용하지 않고, 선행물체로서의 쇼벨(100B)에 쇼벨(100A)을 추종시킴으로써, 쇼벨(100A)을 자율적으로 주행시키도록 구성되어 있다. 그 때문에, 주행루트가 설정되지 않고, 주행루트도형(G12)이 표시되지도 않는다.

도 8의 예에서는, 설정부(30A)는, 조작자에 의한 선행물체의 설정을 지원하도록 구성되어 있다. 목적물(목적지)로서의 선행물체는, 쇼벨(100A)을 자율적으로 주행시킬 때에 쇼벨(100A)을 추종시키는 대상이다. 전형적으로는, 목적지를 동일하게 하는 다른 쇼벨이다. 단, 선행물체는, 사람이어도 되고, 차량 등의 다른 자주체(自走體)여도 된다.

도 8의 예에서는, 조작자는, 예를 들면 원하는 목적지에 대응하는 지도화상 상의 점을 탭조작함으로써 목적지를 설정한다. 그리고, 쇼벨(100B)에 대응하는 쇼벨도형(G1B)을 탭조작함으로써 쇼벨(100B)을 선행쇼벨로서 설정한다. 이 경우, 설정부(30A)는, 쇼벨(100B)이 선행쇼벨로서 설정된 것을 조작자가 인식할 수 있도록 쇼벨도형(G1B)을 강조표시시켜도 된다. 강조표시는, 예를 들면 점멸표시를 포함한다. 도 8은, 쇼벨도형(G1B)을 점멸표시시킨 상태를 나타낸다. 그리고, 쇼벨(100A)의 조작자는, 예를 들면 급유 시 혹은 작업종료 시에 자율주행스위치를 눌러 쇼벨(100A)의 자율주행을 개시시킨다. 작업현장에 위치하는 쇼벨(100A)은, 쇼벨(100B)에 추종하여 자율적으로 주행하고, 목적지에 도달한 시점에서 정차한다. 쇼벨(100A)의 목적지와 쇼벨(100B)의 목적지가 동일한 경우, 목적지의 설정은 생략되어도 된다.

자율제어부(30B)는, 예를 들면 통신장치 또는 공간인식장치(70) 등을 포함하는 정보취득장치(E1)가 취득한 정보에 근거하여, 선행하는 쇼벨(100B)의 주행궤적을 도출한다. 그리고, 자율제어부(30B)는, 그 주행궤적을 따라가도록 쇼벨(100A)을 자율적으로 주행시킨다. 즉, 자율제어부(30B)는, 선행하는 쇼벨(100B)에 쇼벨(100A)이 추종하도록 쇼벨(100A)의 주행제어를 실행한다. 쇼벨(100A)은, 토낭, 단차, 및 구멍 등을 자율적으로 회피하면서 쇼벨(100B)의 주행궤적을 따라 목적지도형(G11)에 대응하는 지점까지 주행하도록 구성되어 있어도 된다. 즉, 쇼벨(100B)의 주행궤적과 완전히 동일한 주행궤적을 따라갈 필요는 없고, 필요에 따라 쇼벨(100B)의 주행궤적으로부터 벗어나도 된다. 또, 도 8의 예에서는, 도 7의 예의 경우와 동일하게, 쇼벨(100A)이 자율주행을 행하고 있는 동안, 쇼벨(100A)의 조작자는, 캐빈(10) 내의 운전석에 착석하고 있지만, 캐빈(10)의 밖에 있어도 된다. 즉, 쇼벨(100A)은, 무인운전을 행해도 된다.

설정화면(GS)은, 쇼벨(100A)이 자율주행을 행하고 있는 동안, 계속적으로 표시되어도 된다. 쇼벨(100A)의 이동상황을 조작자가 파악할 수 있도록 하기 위함이다.

이 구성에 의하여, 쇼벨(100A)의 조작자는, 선행물체를 설정하는 것만으로, 쇼벨(100A)을 목적지까지 자율적으로 주행시킬 수 있다.

다음으로, 도 9를 참조하여, 자율주행의 다른 실행예에 대하여 설명한다. 도 9는, 법면작업을 행하는 쇼벨(100)의 상면도를 나타낸다. 도 9에 있어서의 점선으로 그려진 도형(100X)은, 법면에서 떨어진 위치에 있는 쇼벨(100)의 상태를 나타내고, 파선으로 그려진 도형(100Y)은, 법면에 정대했을 때의 쇼벨(100)의 상태를 나타내며, 실선으로 그려진 도형(100Z)은, 법면을 따라 단거리만큼 이동한 후의 현재의 쇼벨(100)의 상태를 나타낸다. 또, 도트패턴영역(FS)은, 마무리작업이 행해진 후의 법면을 나타내고, 크로스해치패턴영역(US)은, 마무리작업이 행해지기 전의 법면을 나타낸다.

도 9의 예에서는, 설정부(30A)는, 조작자에 의한 시공대상의 설정을 지원하도록 구성되어 있다. 시공대상은, 예를 들면 법면작업의 대상이 되는 사면(斜面), 수평작업의 대상이 되는 지면, 또는 깊은 굴삭작업의 대상이 되는 구멍 등이다.

도 9의 예에서는, 조작자는, 예를 들면 설정화면(GS) 상에서 원하는 사면에 대응하는 화상부분을 탭조작, 핀치조작 또는 드래그조작 등으로 지정함으로써 법면작업의 대상이 되는 사면을 시공대상으로서 설정한다. 시공대상이 설정되면, 설정부(30A)는, 쇼벨(100)의 현재위치와 그 시공대상의 위치와 지도정보에 근거하여, 현재위치에서 시공대상까지의 주행루트를 자동적으로 설정한다. 설정부(30A)는, 예를 들면 통신장치 또는 공간인식장치(70) 등을 포함하는 정보취득장치(E1)가 취득한 정보에 근거하여, 장애물의 위치 등을 포함하는 최신의 시공상황을 인식한 다음, 장애물을 회피하는 주행루트를 설정해도 된다.

그 후, 쇼벨(100)의 조작자가 자율주행스위치를 누르면, 자율제어부(30B)는, 설정된 주행루트를 따라 쇼벨(100)을 자율적으로 주행시킨다. 쇼벨(100)은, 예를 들면 도 9의 점선으로 그려진 도형(100X)의 위치부터 화살표 AR1로 나타내는 주행루트를 따라 파선으로 그려진 도형(100Y)의 위치까지 주행한다. 이 경우, 목적지는, 예를 들면 법면작업의 개시위치이다. 이와 같이, 쇼벨(100)은, 자재, 토낭, 단차, 성토 및 구멍 등을 자율적으로 회피하면서, 주행루트를 따라 시공대상(법면작업의 대상이 되는 사면)까지 주행한다. 그리고, 쇼벨(100)은, 도 9의 파선으로 그려진 도형(100Y)으로 나타내는 바와 같이, 법면작업의 대상이 되는 사면에 정대한 시점에서 정차한다. 도 9의 예에서는, 쇼벨(100)은, 법면을 따라 이동할 수 있도록, 하부주행체(1)를 X축으로 평행한 방향을 향하여 정차하고 있다. 이 상태에 있어서, 쇼벨(100)은, 굴삭어태치먼트(AT)를 이용한 마무리작업을 실행할 수 있다. 또, 도 9의 예에서는, 쇼벨(100)이 자율주행을 행하고 있는 동안, 쇼벨(100)의 조작자는, 캐빈(10) 내의 운전석에 착석하고 있지만, 캐빈(10)의 밖에 있어도 된다. 즉, 쇼벨(100)은, 무인운전을 행해도 된다.

이 구성에 의하여, 쇼벨(100)의 조작자는, 시공대상을 설정하는 것만으로, 쇼벨(100)을 시공대상의 위치까지 자율적으로 주행시킬 수 있다. 이 경우, 시공대상의 위치는, 쇼벨(100)의 주행제어에서 이용되는 목표위치로서 설정된다. 구체적으로는, 조작자는, 법면작업의 대상이 되는 사면의 위치를 설정하는 것만으로, 그 사면의 위치까지 자율적으로 쇼벨(100)을 주행시키고, 또한 상술한 정대제어를 이용함으로써 그 사면에 정대한 상태로 쇼벨(100)을 정차시킬 수 있다.

또, 자율제어부(30B)는, 법면작업 등의 소정의 작업 시에 쇼벨(100)을 자율적으로 주행시키도록 구성되어 있어도 된다. 예를 들면, 법면작업의 대상이 되는 사면의 일부에 있어서 마무리작업이 완료한 시점에서 쇼벨(100)의 조작자가 자율주행스위치를 누르면, 자율제어부(30B)는, 사전에 설정된 이동방향과 이동거리에 근거하여 쇼벨(100)을 자율적으로 주행시켜도 된다. 도 9의 예에서는, 자율제어부(30B)는, 자율주행스위치가 눌릴 때마다, 화살표 AR2로 나타내는 바와 같이, 법면의 연장방향(+X방향)에 있는 소정 거리만큼 떨어진 곳에 설정된 목적지(목표위치)까지 쇼벨(100)을 이동시킨다. 이 경우, 목적지(목표위치)는, 축차(逐次) 갱신되어도 된다.

이 구성에 의하여, 쇼벨(100)의 조작자는, 자율주행스위치를 누르는 것만으로, 법면의 연장방향에 있어서의 다음의 목적지(목표위치)를 향하여 쇼벨(100)을 소정 거리만큼 이동시킬 수 있어, 법면의 마무리작업의 효율을 향상시킬 수 있다.

다음으로, 도 10을 참조하여, 컨트롤러(30)의 다른 구성예에 대하여 설명한다. 도 10은, 컨트롤러(30)의 다른 구성예를 나타내는 기능블록도이다. 도 10의 예에서는, 컨트롤러(30)는, 자세검출장치, 공간인식장치(70), 정보입력장치(72), 측위장치(73), 및 이상검지센서(74) 등 중 적어도 하나가 출력하는 신호를 받아, 다양한 연산을 실행하여, 비례밸브(31) 및 비례밸브(33) 등에 제어지령을 출력할 수 있도록 구성되어 있다. 자세검출장치는, 붐각도센서(S1), 암각도센서(S2), 버킷각도센서(S3), 기체경사센서(S4), 및 선회각속도센서(S5)를 포함한다.

도 10에 나타내는 컨트롤러(30)는, 주로 이상검지센서(74)에 접속되어 있는 점, 및 목표설정부(F1), 이상감시부(F2), 정지판정부(F3), 중간목표설정부(F4), 위치산출부(F5), 물체검지부(F6), 속도지령생성부(F7), 속도산출부(F8), 속도제한부(F9), 및 유량지령생성부(F10)를 갖는 점에서, 도 6에 나타내는 컨트롤러(30)와 상이하다. 그 때문에, 이하에서는, 공통부분의 설명이 생략되고, 상이부분이 상세히 설명된다.

자세검출부(30C)는, 쇼벨(100)의 자세에 관한 정보를 검출하도록 구성되어 있다. 도 10의 예에서는, 자세검출부(30C)는, 쇼벨(100)의 자세가 주행자세로 되어 있는지 여부를 판정한다. 그리고, 자세검출부(30C)는, 쇼벨(100)의 자세가 주행자세로 되어 있다고 판정한 경우에, 쇼벨(100)의 자율주행의 실행을 허가하도록 구성되어 있다.

목표설정부(F1)는, 쇼벨(100)의 자율주행에 관한 목표를 설정하도록 구성되어 있다. 도 10의 예에서는, 목표설정부(F1)는, 정보입력장치(72)의 출력에 근거하여, 쇼벨(100)을 자율적으로 주행시킬 때의 행선지인 목적지(목표위치), 및 그 목적지(목표위치)에 이를 때까지의 주행루트 등을 목표로서 설정한다. 구체적으로는, 목표설정부(F1)는, 쇼벨(100)의 조작자가 터치패널을 이용하여 선택한 목적지(예를 들면 도 7의 목적지도형(G11)을 참조), 또는 자동적으로 도출한 목적지(예를 들면 도 9의 도형(100Y)을 참조)를 목표위치로서 설정하고, 또한 쇼벨(100)의 조작자가 터치패널을 이용하여 선택한 주행루트(예를 들면 도 7의 주행루트도형(G12)을 참조), 또는 자동적으로 도출한 주행루트(예를 들면 도 9의 화살표 AR1로 나타내는 주행루트를 참조)를 목표루트로서 설정한다. 작업자는, 쇼벨(100)의 표시장치(D1)를 이용하여 목적지(목표위치)를 설정할 뿐만 아니라, 후술하는 지원장치(200) 및 관리장치(300) 중 적어도 일방을 이용하여 쇼벨(100)의 외부로부터 원격조작에 의하여 목적지(목표위치)를 설정해도 된다.

이상감시부(F2)는, 쇼벨(100)의 이상을 감시하도록 구성되어 있다. 도 10의 예에서는, 이상감시부(F2)는, 이상검지센서(74)의 출력에 근거하여 쇼벨(100)의 이상의 정도를 결정한다. 이상검지센서(74)는, 예를 들면 엔진(11)의 이상을 검지하는 센서, 및 작동유의 온도에 관한 이상을 검지하는 센서, 컨트롤러(30)의 이상을 검지하는 센서 등 중 적어도 하나이다.

정지판정부(F3)는, 각종 정보에 근거하여 쇼벨(100)을 정지시킬 필요가 있는지 여부를 판정하도록 구성되어 있다. 도 10의 예에서는, 정지판정부(F3)는, 이상감시부(F2)의 출력에 근거하여, 자율주행 중의 쇼벨(100)을 정지시킬 필요가 있는지 여부를 판정한다. 구체적으로는, 정지판정부(F3)는, 예를 들면 이상감시부(F2)가 결정된 쇼벨(100)의 이상의 정도가 소정의 정도를 상회한 경우에, 자율주행 중의 쇼벨(100)을 정지시킬 필요가 있다고 판정한다. 이 경우, 컨트롤러(30)는, 예를 들면 주행액추에이터로서의 주행유압모터(2M)를 제동제어하고, 주행유압모터(2M)의 회전을 감속시키거나 혹은 정지시킨다. 한편, 정지판정부(F3)는, 예를 들면 이상감시부(F2)가 결정한 쇼벨(100)의 이상의 정도가 소정의 정도 이하인 경우, 자율주행 중의 쇼벨(100)을 정지시킬 필요가 없는, 즉 쇼벨(100)의 자율주행을 계속시킬 수 있다고 판정한다. 다만, 쇼벨(100)에 조작자가 탑승하고 있는 경우에는, 정지판정부(F3)는, 쇼벨(100)을 정지시킬 필요가 있는지 여부에 더하여, 자율주행을 해제할지 여부를 판정해도 된다.

중간목표설정부(F4)는, 쇼벨(100)의 자율주행에 관한 중간목표를 설정하도록 구성되어 있다. 도 10의 예에서는, 중간목표설정부(F4)는, 자세검출부(30C)에 의하여 쇼벨(100)의 자세가 주행자세로 되어 있다고 판정되며, 또한 정지판정부(F3)에 의하여 쇼벨(100)을 정지시킬 필요가 없다고 판정된 경우에, 목표설정부(F1)로 설정된 목표루트를 복수의 구간으로 분할하고, 각 구간의 종점을 중간목표위치로서 설정한다.

위치산출부(F5)는, 쇼벨(100)의 현재위치를 산출하도록 구성되어 있다. 도 10의 예에서는, 위치산출부(F5)는, 측위장치(73)의 출력에 근거하여 쇼벨(100)의 현재위치를 산출한다. 쇼벨이 법면작업을 행하고 있는 경우에는, 목표설정부(F1)는, 법면작업의 종료위치를 최종의 목표위치로서 설정해도 된다. 그리고, 중간목표설정부(F4)는, 법면작업의 개시위치부터 종료위치까지를 복수의 구간으로 분할하고, 각 구간의 종점을 중간목표위치로서 설정해도 된다.

연산부(C1)는, 중간목표설정부(F4)가 설정한 중간목표위치와 위치산출부(F5)가 산출한 쇼벨(100)의 현재위치의 차를 산출하도록 구성되어 있다.

물체검지부(F6)는, 쇼벨(100)의 주위에 존재하는 물체를 검지하도록 구성되어 있다. 도 10의 예에서는, 물체검지부(F6)는, 공간인식장치(70)의 출력에 근거하여 쇼벨(100)의 주위에 존재하는 물체를 검지한다. 그리고, 물체검지부(F6)는, 자율주행 중의 쇼벨(100)의 진행방향에 존재하는 물체(예를 들면 사람)를 검지한 경우, 쇼벨(100)의 자율주행을 정지시키기 위한 정지지령을 생성한다.

속도지령생성부(F7)는, 주행속도에 관한 지령을 생성하도록 구성되어 있다. 도 10의 예에서는, 속도지령생성부(F7)는, 연산부(C1)가 산출한 차에 근거하여 속도지령을 생성한다. 기본적으로는, 속도지령생성부(F7)는, 그 차가 클수록 큰 속도지령을 생성하도록 구성되어 있다. 또, 속도지령생성부(F7)는, 연산부(C1)가 산출한 차를 제로에 가까워지게 하는 속도지령을 생성하도록 구성되어 있다.

속도지령생성부(F7)는, 사전에 입력된 지형에 관한 정보와 측위장치(73)의 검출값에 근거하여, 쇼벨(100)이 경사지에 존재한다고 판단한 경우, 속도지령의 값을 변경해도 된다. 예를 들면, 쇼벨(100)이 내리막길에 있다고 판정한 경우, 속도지령생성부(F7)는, 통상의 속도보다 감속한 속도에 대응하는 속도지령을 생성해도 된다. 속도지령생성부(F7)는, 지면의 경사 등의 지형에 관한 정보를, 공간인식장치(70)에 의하여 취득해도 된다. 또한, 공간인식장치(70)로부터의 신호에 의하여 노면의 요철이 크다고 판정한 경우(예를 들면, 노면 상에 다수의 돌이 존재하고 있다고 판정한 경우)도 동일하게, 속도지령생성부(F7)는, 통상의 속도보다 감속한 속도에 대응하는 속도지령을 생성해도 된다. 이와 같이, 속도지령생성부(F7)는, 주행루트에 있어서의 노면에 관한 정보에 근거하여 속도지령의 값을 변경해도 된다. 예를 들면, 하천부지에 있어서 쇼벨(100)이 모래땅에서 자갈길로 이동할 때에도, 속도지령생성부(F7)는, 자동적으로 속도지령의 값을 변경해도 된다. 이로써, 속도지령생성부(F7)는, 노면상황에 대응하여 주행속도를 변경할 수 있다. 또한, 속도지령생성부(F7)는, 어태치먼트의 동작에 대응하여 속도지령을 생성해도 된다. 예를 들면, 쇼벨(100)이 법면작업을 행하고 있는 경우(구체적으로는, 굴삭어태치먼트(AT)가 비탈머리(法肩)로부터 비탈끝(法尻)까지의 마무리작업을 행하고 있는 경우)에는, 중간목표설정부(F4)는, 버킷(6)이 비탈끝에 도달했다고 판정했을 때에, 다음의 구간의 단부(종점)를 목표위치로서 설정한다. 그리고, 속도지령생성부(F7)는, 다음의 구간의 목표위치까지의 속도지령을 생성한다. 다른 방법으로서 버킷(6)이 비탈끝에 도달한 다음으로, 붐(4)이 소정 높이까지 상승했다고 판정한 경우, 중간목표설정부(F4)는, 다음의 구간의 단부(종점)를 목표위치로서 설정한다. 그리고, 속도지령생성부(F7)는, 다음의 목표위치까지의 속도지령을 생성해도 된다. 이와 같이 하여, 속도지령생성부(F7)는, 어태치먼트의 동작에 대응하여 목표위치를 설정해도 된다.

또한, 컨트롤러(30)는, 쇼벨(100)의 동작모드를 설정하는 모드설정부를 갖고 있어도 된다. 이 경우, 쇼벨(100)의 동작모드로서 크레인모드가 설정된 경우, 혹은 저속고토크모드 등의 저속모드가 설정된 경우에는, 속도지령생성부(F7)는, 저속모드에 대응한 속도지령을 생성한다. 이와 같이, 속도지령생성부(F7)는, 쇼벨(100)의 상태에 따라 주행속도를 변경할 수 있다.

속도산출부(F8)는, 쇼벨(100)의 현재의 주행속도를 산출하도록 구성되어 있다. 도 10의 예에서는, 속도산출부(F8)는, 위치산출부(F5)가 산출하는 쇼벨(100)의 현재위치의 추이에 근거하여 쇼벨(100)의 현재의 주행속도를 산출한다.

연산부(C2)는, 속도지령생성부(F7)가 생성한 속도지령에 대응하는 주행속도와, 속도산출부(F8)가 산출한 쇼벨(100)의 현재의 주행속도와의 속도차를 산출하도록 구성되어 있다.

속도제한부(F9)는, 쇼벨(100)의 주행속도를 제한하도록 구성되어 있다. 도 10의 예에서는, 속도제한부(F9)는, 연산부(C2)가 산출한 속도차가 제한값을 상회하는 경우에, 그 속도차 대신에 제한값을 출력하고, 연산부(C2)가 산출한 속도차가 제한값 이하인 경우에, 그 속도차를 그대로 출력하도록 구성되어 있다. 제한값은, 미리 등록된 값이어도 되고, 자동적으로 산출되는 값이어도 된다.

유량지령생성부(F10)는, 메인펌프(14)로부터 주행유압모터(2M)에 공급되는 작동유의 유량에 관한 지령을 생성하도록 구성되어 있다. 도 10의 예에서는, 유량지령생성부(F10)는, 속도제한부(F9)가 출력하는 속도차에 근거하여 유량지령을 생성한다. 기본적으로는, 유량지령생성부(F10)는, 그 속도차가 클수록 큰 유량지령을 생성하도록 구성되어 있다. 또, 유량지령생성부(F10)는, 연산부(C2)가 산출한 속도차를 제로에 가깝게 하는 유량지령을 생성하도록 구성되어 있다.

유량지령생성부(F10)가 생성하는 유량지령은, 비례밸브(31EL, 31ER, 31FL, 31FR, 33EL, 33ER, 33FL, 및 33FR)(도 5a 및 도 5b 참조)의 각각에 대한 전류지령이다. 비례밸브(31EL 및 33EL)는, 그 전류지령에 따라 동작하고, 제어밸브(171)의 좌측파일럿포트에 작용하는 파일럿압을 변화시킨다. 그 때문에, 좌주행유압모터(2ML)에 유입하는 작동유의 유량은, 유량지령생성부(F10)가 생성한 유량지령에 대응하는 유량이 되도록 조정된다. 비례밸브(31ER 및 33ER)도 동일하게 동작한다. 또, 비례밸브(31FR 및 33FR)는, 그 전류지령에 따라 동작하고, 제어밸브(172)의 우측파일럿포트에 작용하는 파일럿압을 변화시킨다. 그 때문에, 우주행유압모터(2MR)에 유입하는 작동유의 유량은, 유량지령생성부(F10)가 생성한 유량지령에 대응하는 유량이 되도록 조정된다. 비례밸브(31FL 및 33FL)도 이와 같이 동작한다. 그 결과, 쇼벨(100)의 주행속도는, 속도지령생성부(F7)가 생성한 속도지령에 대응하는 주행속도가 되도록 조정된다. 다만, 쇼벨(100)의 주행속도는, 주행방향을 포함하는 개념이다. 쇼벨(100)의 주행방향은, 좌주행유압모터(2ML)의 회전속도 및 회전방향과 우주행유압모터(2MR)의 회전속도 및 회전방향에 근거하여 결정되기 때문이다.

다만, 상술한 예에서는, 유량지령생성부(F10)가 생성하는 유량지령이 비례밸브(31)에 출력되는 사례가 나타났지만, 컨트롤러(30)는, 이 구성에 한정되지 않는다. 통상, 주행동작 시에는, 붐실린더(7) 등의, 주행유압모터(2M) 이외의 다른 액추에이터는 동작되지 않는다. 이 때문에, 유량지령생성부(F10)가 생성하는 유량지령은, 메인펌프(14)의 레귤레이터(13)에 출력되어도 된다. 이 경우, 컨트롤러(30)는, 메인펌프(14)의 토출량을 제어함으로써, 쇼벨(100)의 주행동작을 제어할 수 있다. 그리고, 컨트롤러(30)는, 좌레귤레이터(13L) 및 우레귤레이터(13R)의 각각을 제어함으로써, 즉 좌메인펌프(14L) 및 우메인펌프(14R)의 각각의 토출량을 제어함으로써, 쇼벨(100)의 조타를 제어해도 된다. 또한, 컨트롤러(30)는, 좌주행유압모터(2ML) 및 우주행유압모터(2MR)의 각각으로의 작동유의 공급량을 비례밸브(31)에 의하여 제어하여 주행동작의 조타를 제어하고, 레귤레이터(13)를 제어함으로써 주행속도를 제어해도 된다.

이와 같은 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 현재위치에서 목표위치까지의 쇼벨(100)의 자율주행을 실현할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 실시형태에 관한 쇼벨(100)은, 하부주행체(1)와, 하부주행체(1)에 선회 가능하게 탑재된 상부선회체(3)와, 하부주행체(1)를 구동하는 주행액추에이터와 상부선회체(3)에 마련된 제어장치로서의 컨트롤러(30)를 갖고 있다. 그리고, 컨트롤러(30)는, 목표위치에 관한 정보에 근거하여 주행액추에이터를 동작시키도록 구성되어 있다. 주행액추에이터는, 예를 들면 주행유압모터(2M)이다. 주행 전동모터여도 된다. 이 구성에 의하여, 쇼벨(100)은, 주행조작에 대한 번거로움을 저감할 수 있다. 주행레버(26D) 및 주행페달 중 적어도 하나를 계속적으로 조작하지 않아도, 쇼벨(100)을 주행시킬 수 있기 때문이다.

쇼벨(100)은, 현재위치를 측정하는 측위장치(73)와, 상부선회체(3)의 방향과 하부주행체(1)의 방향과의 상대적인 관계에 관한 정보를 검출하는 방향검출장치(71)를 갖고 있어도 된다. 이 경우, 컨트롤러(30)는, 측위장치(73)의 출력과 방향검출장치(71)의 출력에 근거하여 주행액추에이터에 관한 제어밸브를 동작시킬 수 있다. 예를 들면, 주행레버(26D) 및 주행페달이 모두 조작되고 있지 않은 경우여도, 좌주행유압모터(2ML)에 관한 제어밸브(171), 및 우주행유압모터(2MR)에 관한 제어밸브(172) 중 적어도 하나를 변위시킬 수 있다. 이 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 쇼벨(100)의 위치 및 자세를 피드백제어하면서 쇼벨(100)을 자율적으로 주행시킬 수 있다.

쇼벨(100)은, 시공상황에 관한 정보를 취득하는 정보취득장치(E1)를 갖고 있어도 된다. 이 경우, 컨트롤러(30)는, 목표위치에 관한 정보와 시공상황에 관한 정보에 근거하여 주행루트를 설정하고, 그 주행루트를 따라 하부주행체(1)를 주행시켜도 된다. 혹은, 컨트롤러(30)는, 과거의 주행궤적에 근거하여 주행루트를 설정하고, 그 주행루트를 따라 하부주행체(1)를 주행시켜도 된다. 이와 같이, 쇼벨(100)은, 다양한 방법으로 설정된 주행루트를 따라 자율적으로 주행하도록 구성되어 있어도 된다. 이 구성에 의하여, 쇼벨(100)은, 주행조작에 관한 조작자의 부담을 저감시킬 수 있다.

컨트롤러(30)는, 상부선회체(3)의 방향과 하부주행체(1)의 방향이 정렬된 상태로 하부주행체(1)를 주행시켜도 되고, 상부선회체(3)의 방향과 하부주행체(1)의 방향이 상이한 상태로 하부주행체(1)를 주행시켜도 된다. 이 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 쇼벨(100)을 자율적으로 주행시키는 거리 및 주행루트상태 등에 따른 적절한 자세로 쇼벨(100)을 주행시킬 수 있다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 상세히 설명했다. 그러나, 본 발명은, 상술한 실시형태에 제한되지 않는다. 상술한 실시형태는, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고, 다양한 변형, 치환 등이 적용될 수 있다. 또, 별개로 설명된 특징은, 기술적인 모순이 발생하지 않는 한, 조합이 가능하다.

예를 들면, 상술한 실시형태에서는, 유압식 파일럿회로를 구비한 유압식 조작시스템이 개시되어 있다. 예를 들면, 좌조작레버(26L)에 관한 유압식 파일럿회로에서는, 파일럿펌프(15)로부터 좌조작레버(26L)에 공급되는 작동유가, 좌조작레버(26L)의 암펼침방향으로의 경도에 의하여 개폐되는 원격조정밸브의 개도에 따른 유량으로, 제어밸브(176L, 176R)의 파일럿포트에 전달된다. 혹은, 우조작레버(26R)에 관한 유압식 파일럿회로에서는, 파일럿펌프(15)로부터 우조작레버(26R)에 공급되는 작동유가, 우조작레버(26R)의 붐상승방향으로의 경도에 의하여 개폐되는 원격조정밸브의 개도에 따른 유량으로, 제어밸브(175L, 175R)의 파일럿포트에 전달된다.

단, 이와 같은 유압식 파일럿회로를 구비한 유압식 조작시스템이 아닌, 전기식 파일럿회로를 구비한 전기식 조작시스템이 채용되어도 된다. 이 경우, 전기식 조작시스템에 있어서의 전기식 조작레버의 레버조작량은, 예를 들면 전기신호로서 컨트롤러(30)에 입력된다. 또, 파일럿펌프(15)와 각 제어밸브의 파일럿포트와의 사이에는 전자밸브가 배치된다. 전자밸브는, 컨트롤러(30)로부터의 전기신호에 따라 동작하도록 구성된다. 이 구성에 의하여, 전기식 조작레버를 이용한 수동조작이 행해지면, 컨트롤러(30)는, 레버조작량에 대응하는 전기신호에 의하여 전자밸브를 제어하여 파일럿압을 증감시킴으로써 각 제어밸브를 이동시킬 수 있다. 다만, 각 제어밸브는 전자스풀밸브로 구성되어 있어도 된다. 이 경우, 전자스풀밸브는, 전기식 조작레버의 레버조작량에 대응하는 컨트롤러(30)로부터의 전기신호에 따라 동작한다.

전기식 조작레버를 구비한 전기식 조작시스템이 채용된 경우, 컨트롤러(30)는, 유압식 조작레버를 구비한 유압식 조작시스템이 채용되는 경우에 비하여, 자율제어 기능을 용이하게 실행할 수 있다. 도 11은, 전기식 조작시스템의 구성예를 나타낸다. 구체적으로는, 도 11의 전기식 조작시스템은, 좌주행유압모터(2ML)를 회전시키기 위한 좌주행조작시스템의 일례이며, 주로 파일럿압작동형의 컨트롤밸브(17)와, 전기식 조작레버로서의 좌주행레버(26DL)의 컨트롤러(30)와, 좌전진조작용 전자밸브(60)와, 좌후진조작용 전자밸브(62)로 구성되어 있다. 도 11의 전기식 조작시스템은, 상부선회체(3)를 선회시키기 위한 선회조작시스템, 붐(4)을 상하시키기 위한 붐조작시스템, 암(5)을 개폐시키기 위한 암조작시스템, 및 버킷(6)을 개폐시키기 위한 버킷조작시스템 등에도 동일하게 적용될 수 있다.

파일럿압작동형의 컨트롤밸브(17)는, 좌주행유압모터(2ML)에 관한 제어밸브(171)(도 3 참조), 우주행유압모터(2MR)에 관한 제어밸브(172)(도 3 참조), 선회유압모터(2A)에 관한 제어밸브(173)(도 3 참조), 붐실린더(7)에 관한 제어밸브(175)(도 3 참조), 암실린더(8)에 관한 제어밸브(176)(도 3 참조), 및 버킷실린더(9)에 관한 제어밸브(174)(도 3 참조) 등을 포함한다. 전자밸브(60)는, 파일럿펌프(15)와 제어밸브(171)의 전진측파일럿포트를 연결하는 관로 내의 작동유의 압력을 조절할 수 있도록 구성되어 있다. 전자밸브(62)는, 파일럿펌프(15)와 제어밸브(171)의 후진측파일럿포트를 연결하는 관로 내의 작동유의 압력을 조절할 수 있도록 구성되어 있다.

수동조작이 행해지는 경우, 컨트롤러(30)는, 좌주행레버(26DL)의 조작신호생성부가 출력하는 조작신호(전기신호)에 따라 전진조작신호(전기신호) 또는 후진조작신호(전기신호)를 생성한다. 좌주행레버(26DL)의 조작신호생성부가 출력하는 조작신호는, 좌주행레버(26DL)의 조작량 및 조작방향에 따라 변화하는 전기신호이다.

구체적으로는, 컨트롤러(30)는, 좌주행레버(26DL)가 전진방향으로 조작된 경우, 레버조작량에 따른 전진조작신호(전기신호)를 전자밸브(60)에 대하여 출력한다. 전자밸브(60)는, 전진조작신호(전기신호)에 따라 동작하고, 제어밸브(171)의 전진측파일럿포트에 작용하는, 전진조작신호(압력신호)로서의 파일럿압을 제어한다. 동일하게, 컨트롤러(30)는, 좌주행레버(26DL)가 후진방향으로 조작된 경우, 레버조작량에 따른 후진조작신호(전기신호)를 전자밸브(62)에 대하여 출력한다. 전자밸브(62)는, 후진조작신호(전기신호)에 따라 동작하고, 제어밸브(171)의 후진측파일럿포트에 작용하는, 후진조작신호(압력신호)로서의 파일럿압을 제어한다.

자율제어를 실행하는 경우, 컨트롤러(30)는, 예를 들면 좌주행레버(26DL)의 조작신호생성부가 출력하는 조작신호(전기신호)에 따르는 대신에, 보정조작신호(전기신호)에 따라 전진조작신호(전기신호) 또는 후진조작신호(전기신호)를 생성한다. 보정조작신호는, 컨트롤러(30)가 생성하는 전기신호여도 되고, 컨트롤러(30) 이외의 제어장치 등이 생성하는 전기신호여도 된다.

쇼벨(100)이 취득하는 정보는, 도 12에 나타내는 바와 같은 쇼벨의 관리시스템(SYS)을 통하여, 관리자 및 다른 쇼벨의 조작자 등과 공유되어도 된다. 도 12는, 쇼벨의 관리시스템(SYS)의 구성예를 나타내는 개략도이다. 관리시스템(SYS)은, 1대 또는 복수 대의 쇼벨(100)을 관리하는 시스템이다. 본 실시형태에서는, 관리시스템(SYS)은, 주로 쇼벨(100), 지원장치(200), 및 관리장치(300)로 구성되어 있다. 관리시스템(SYS)을 구성하는 쇼벨(100), 지원장치(200), 및 관리장치(300)의 각각은, 1대여도 되고, 복수 대여도 된다. 도 12의 예에서는, 관리시스템(SYS)은, 1대의 쇼벨(100)과, 1대의 지원장치(200)와, 1대의 관리장치(300)를 포함한다.

지원장치(200)는, 전형적으로는 휴대단말장치이며, 예를 들면 시공현장에 있는 작업자 등이 휴대하는 노트 PC, 태블릿 PC, 또는 스마트폰 등이다. 지원장치(200)는, 쇼벨(100)의 조작자가 휴대하는 휴대단말장치여도 된다. 지원장치(200)는, 고정단말장치여도 된다.

관리장치(300)는, 전형적으로는 고정단말장치이며, 예를 들면 시공현장외의 관리센터 등에 설치되는 서버컴퓨터이다. 관리장치(300)는, 가반성(可搬性)의 컴퓨터(예를 들면, 노트 PC, 태블릿 PC, 또는 스마트폰 등의 휴대단말장치)여도 된다.

지원장치(200) 및 관리장치(300) 중 적어도 일방은, 모니터와 원격조작용 조작장치를 구비하고 있어도 된다. 이 경우, 조작자는, 원격조작용 조작장치를 이용하면서, 쇼벨(100)을 조작해도 된다. 원격조작용 조작장치는, 예를 들면 근거리 무선통신망, 휴대전화통신망, 또는 위성통신망 등의 무선통신망을 통하여, 쇼벨(100)에 탑재되어 있는 컨트롤러(30)에 접속된다.

또, 도 7및 도 8에 나타내는 설정화면(GS)은, 전형적으로는, 캐빈(10) 내에 설치된 표시장치(D1)로 표시되지만, 지원장치(200) 및 관리장치(300) 중 적어도 일방에 접속된 표시장치로 표시되어도 된다. 지원장치(200)를 이용하는 작업자, 또는 관리장치(300)를 이용하는 관리자가, 목표위치의 설정, 또는 목표루트의 설정 등을 행할 수 있도록 하기 위함이다.

상술과 같은 쇼벨(100)의 관리시스템(SYS)에서는, 쇼벨(100)의 컨트롤러(30)는, 자율주행스위치가 눌렸을 때의 시각 및 장소, 쇼벨(100)을 자율적으로 이동시킬 때(자율주행 시)에 이용된 목표루트, 및 자율주행 시에 소정 부위가 실제로 따라간 궤적 등 중 적어도 하나에 관한 정보를 지원장치(200) 및 관리장치(300) 중 적어도 일방에 송신해도 된다. 그때, 컨트롤러(30)는, 공간인식장치(70)의 출력, 및 단안카메라가 촬상한 화상 등 중 적어도 하나를 지원장치(200) 및 관리장치(300) 중 적어도 일방에 송신해도 된다. 화상은, 자율주행 중에 촬상된 복수의 화상이어도 된다. 또한, 컨트롤러(30)는, 자율주행 중에 있어서의 쇼벨(100)의 동작내용에 관한 데이터, 쇼벨(100)의 자세에 관한 데이터, 및 굴삭어태치먼트의 자세에 관한 데이터 등 중 적어도 하나에 관한 정보를 지원장치(200) 및 관리장치(300) 중 적어도 일방에 송신해도 된다. 지원장치(200)를 이용하는 작업자, 또는 관리장치(300)를 이용하는 관리자가, 자율주행 중의 쇼벨(100)에 관한 정보를 입수할 수 있도록 하기 위함이다.

이와 같이, 본 발명의 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 관리시스템(SYS)은, 자율주행 중에 취득되는 쇼벨(100)에 관한 정보를 관리자 및 다른 쇼벨의 조작자 등과 공유할 수 있도록 한다.

본원은, 2018년 3월 31일에 출원한 일본 특허출원 2018-070465호에 근거하여 우선권을 주장하는 것이며, 이 일본 특허출원의 전체 내용을 본원에 참조에 의하여 원용한다.

1…하부주행체
1C…크롤러
1CL…좌크롤러
1CR…우크롤러
2…선회기구
2A…선회유압모터
2M…주행유압모터
2ML…좌주행유압모터
2MR…우주행유압모터
3…상부선회체
4…붐
5…암
6…버킷
7…붐실린더
8…암실린더
9…버킷실린더
10…캐빈
11…엔진
13…레귤레이터
14…메인펌프
15…파일럿펌프
17…컨트롤밸브
18…스로틀
19…제어압센서
26…조작장치
26D…주행레버
26DL…좌주행레버
26DR…우주행레버
26L…좌조작레버
26R…우조작레버
28…토출압 센서
29, 29DL, 29DR, 29LA, 29LB, 29RA, 29RB…조작압센서
30…컨트롤러
30A…설정부
30B…자율제어부
30C…자세검출부
31, 31AL~31FL, 31AR~31FR…비례밸브
32, 32AL~32FL, 32AR~32FR…셔틀밸브
33, 33AL~33FL, 33AR~33FR…비례밸브
40…센터바이패스관로
42…패럴렐관로
60, 62…전자밸브
70…공간인식장치
70F…전방센서
70B…후방센서
70L…좌방센서
70R…우방센서
100…쇼벨
71…방향검출장치
72…정보입력장치
73…측위장치
74…이상검지센서
171~176…제어밸브
AT…굴삭어태치먼트
D1…표시장치
D2…음성출력장치
E1…정보취득장치
F1…목표설정부
F2…이상감시부
F3…정지판정부
F4…중간목표설정부
F5…위치산출부
F6…물체검지부
F7…속도지령생성부
F8…속도산출부
F9…속도제한부
F10…유량지령생성부
NS…스위치
S1…붐각도센서
S2…암각도센서
S3…버킷각도센서
S4…기체경사센서
S5…선회각속도센서
SYS…관리시스템

Claims (16)

1. 하부주행체와,
   상기 하부주행체에 선회 가능하게 탑재된 상부선회체와,
   상기 하부주행체를 구동하는 주행액추에이터와,
   도로가 부설되어 있지 않은 작업현장에 있어서의, 자재, 토낭, 단차, 성토, 또는 구멍이 있는 장소에 관한 정보를 취득하는 정보취득장치와,
   상기 상부선회체에 마련된 제어장치를 갖고,
   상기 제어장치는, 목표위치에 관한 정보와 상기 정보취득장치가 취득한 정보에 근거하여 상기 장소를 회피하는 주행루트를 상기 도로가 부설되어 있지 않은 작업현장에 설정하고, 상기 주행루트를 따라 상기 하부주행체를 주행시키는, 쇼벨.
2. 제1항에 있어서,
   현재위치를 측정하는 측위장치와,
   상기 상부선회체의 방향과 상기 하부주행체의 방향과의 상대적인 관계에 관한 정보를 검출하는 방향검출장치를 갖고,
   상기 제어장치는, 상기 측위장치의 출력과 상기 방향검출장치의 출력에 근거하여 상기 주행액추에이터에 관한 제어밸브를 동작시키는, 쇼벨.
3. 제1항에 있어서,
   상기 상부선회체의 방향과 상기 하부주행체의 방향이 상이한 상태인 경우, 목표위치까지의 거리가 소정 거리 이상이면, 상기 상부선회체의 방향과 상기 하부주행체의 방향이 정렬된 상태로 하여 상기 하부주행체를 주행시키고, 목표위치까지의 거리가 소정 거리 미만이면, 상기 상부선회체의 방향과 상기 하부주행체의 방향이 상이한 상태인 채로 상기 하부주행체를 주행시키는, 쇼벨.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제어장치는, 과거의 주행궤적에 근거하여 주행루트를 설정하고, 상기 주행루트를 따라 상기 하부주행체를 주행시키는, 쇼벨.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제어장치는, 상기 상부선회체의 방향과 상기 하부주행체의 방향이 정렬된 상태로 상기 하부주행체를 주행시키는, 쇼벨.
6. 제1항에 있어서,
   상기 제어장치는, 상기 상부선회체의 방향과 상기 하부주행체의 방향이 상이한 상태로 상기 하부주행체를 주행시키는, 쇼벨.
7. 제1항에 있어서,
   상기 목표위치는 최종목표위치를 포함하고,
   상기 최종목표위치까지를 복수의 구간으로 나누며, 나누어진 복수의 구간마다 복수의 목표위치가 설정되는, 쇼벨.
8. 제1항에 있어서,
   상기 상부선회체에는 측위장치가 구비되어 있는, 쇼벨.
9. 제1항에 있어서,
   상기 목표위치는, 표시장치에 표시되는 지도화상을 이용하여 설정되는, 쇼벨.
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