KR102671151B1 - 쇼벨 - Google Patents

쇼벨 Download PDF

Info

Publication number
KR102671151B1
KR102671151B1 KR1020207028671A KR20207028671A KR102671151B1 KR 102671151 B1 KR102671151 B1 KR 102671151B1 KR 1020207028671 A KR1020207028671 A KR 1020207028671A KR 20207028671 A KR20207028671 A KR 20207028671A KR 102671151 B1 KR102671151 B1 KR 102671151B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
control mode
bucket
control
controller
shovel
Prior art date
Application number
KR1020207028671A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200135379A (ko
Inventor
타케야 이즈미카와
Original Assignee
스미토모 겐키 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 스미토모 겐키 가부시키가이샤 filed Critical 스미토모 겐키 가부시키가이샤
Publication of KR20200135379A publication Critical patent/KR20200135379A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102671151B1 publication Critical patent/KR102671151B1/ko

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2278—Hydraulic circuits
    • E02F9/2292—Systems with two or more pumps
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/36—Component parts
    • E02F3/42—Drives for dippers, buckets, dipper-arms or bucket-arms
    • E02F3/43—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations
    • E02F3/435—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/30—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets with a dipper-arm pivoted on a cantilever beam, i.e. boom
    • E02F3/32—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets with a dipper-arm pivoted on a cantilever beam, i.e. boom working downwardly and towards the machine, e.g. with backhoes
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/36—Component parts
    • E02F3/42—Drives for dippers, buckets, dipper-arms or bucket-arms
    • E02F3/43—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations
    • E02F3/435—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like
    • E02F3/437—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like providing automatic sequences of movements, e.g. linear excavation, keeping dipper angle constant
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/2004—Control mechanisms, e.g. control levers
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/2025—Particular purposes of control systems not otherwise provided for
    • E02F9/2033—Limiting the movement of frames or implements, e.g. to avoid collision between implements and the cabin
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2203—Arrangements for controlling the attitude of actuators, e.g. speed, floating function
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2264—Arrangements or adaptations of elements for hydraulic drives
    • E02F9/2271—Actuators and supports therefor and protection therefor
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2278—Hydraulic circuits
    • E02F9/2282—Systems using center bypass type changeover valves
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2278—Hydraulic circuits
    • E02F9/2285—Pilot-operated systems
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2278—Hydraulic circuits
    • E02F9/2296—Systems with a variable displacement pump
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/24—Safety devices, e.g. for preventing overload
    • E02F9/245—Safety devices, e.g. for preventing overload for preventing damage to underground objects during excavation, e.g. indicating buried pipes or the like
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/26—Indicating devices
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2221—Control of flow rate; Load sensing arrangements
    • E02F9/2225—Control of flow rate; Load sensing arrangements using pressure-compensating valves
    • E02F9/2228—Control of flow rate; Load sensing arrangements using pressure-compensating valves including an electronic controller
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/26—Indicating devices
    • E02F9/264—Sensors and their calibration for indicating the position of the work tool
    • E02F9/265—Sensors and their calibration for indicating the position of the work tool with follow-up actions (e.g. control signals sent to actuate the work tool)

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Operation Control Of Excavators (AREA)

Abstract

본 발명의 실시형태에 관한 쇼벨(100)은, 하부주행체(1)와, 하부주행체(1)에 선회 가능하게 탑재된 상부선회체(3)와, 상부선회체(3)에 마련된 굴삭어태치먼트(AT)와, 굴삭어태치먼트(AT)를 동작시키는 복수의 액추에이터와, 상부선회체(3)에 마련된 조작장치(26)와, 조작장치(26)의 제1 방향으로의 조작에 따라 복수의 액추에이터를 동작시켜 굴삭어태치먼트(AT)의 소정 부위를 위치정보에 근거하여 이동시키도록 구성된 컨트롤러(30)를 구비하고 있다. 컨트롤러(30)는, 위치정보에 근거하여, 복수의 액추에이터를 제1 제어모드와 제2 제어모드로 동작시킨다.

Description

쇼벨
본 개시는, 굴삭기로서의 쇼벨에 관한 것이다.
종래, 버킷날끝을 설계면을 따라 이동시키는 프로파일굴삭제어모드를 갖는 쇼벨이 알려져 있다(특허문헌 1 참조).
특허문헌 1：일본 공개특허공보 2013－217137호
그러나, 상술한 프로파일굴삭제어모드는, 버킷날끝과 설계면과의 거리에 따라 버킷날끝의 설계면에 대한 상대속도를 조정하는 제어이며, 버킷날끝과 설계면과의 거리를 유지하면서 설계면을 따라 이동하는 버킷날끝의 이동속도를 적절히 제어할 수 없을 우려가 있다.
그래서, 소정의 궤도를 따른 어태치먼트의 소정 부위의 이동을 보다 적절하게 제어할 수 있는 쇼벨을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시형태에 관한 쇼벨은, 하부주행체와, 상기 하부주행체에 선회 가능하게 탑재된 상부선회체와, 상기 상부선회체에 마련된 어태치먼트와, 상기 어태치먼트를 동작시키는 복수의 액추에이터와, 상기 상부선회체에 마련된 조작장치와, 상기 조작장치의 제1 방향으로의 조작에 따라 복수의 상기 액추에이터를 동작시켜 상기 어태치먼트의 소정 부위를 위치정보에 근거하여 이동시키도록 구성된 제어장치를 구비하고, 상기 제어장치는, 상기 위치정보에 근거하여, 복수의 상기 액추에이터를 제1 제어모드와 제2 제어모드로 동작시킨다.
상술한 수단에 의하여, 소정의 궤도를 따른 어태치먼트의 소정 부위의 이동을 보다 적절히 제어할 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 선회용 유압모터의 조작에 관한 유압시스템의 일부의 도이다.
도 5는 컨트롤러의 기능블록도이다.
도 6은 제어모드전환처리의 일례를 나타내는 도이다.
도 7a는 제어모드전환처리의 다른 일례를 나타내는 도이다.
도 7b는 제어모드전환처리의 다른 일례를 나타내는 도이다.
도 8은 제어모드전환처리의 또 다른 일례를 나타내는 도이다.
도 9a는 제어모드전환처리의 또 다른 일례를 나타내는 도이다.
도 9b는 제어모드전환처리의 또 다른 일례를 나타내는 도이다.
도 10은 컨트롤러에 있어서의 반자동제어의 실행에 관한 기능요소의 관계의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 11은 각종 지령값을 산출하는 기능요소의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 12는 전기식 조작시스템의 구성예를 나타내는 도이다.
먼저, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 실시형태에 관한 굴삭기로서의 쇼벨(100)에 대하여 설명한다. 도 1은 쇼벨(100)의 측면도이며, 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 선회 액추에이터로서의 선회유압모터(2A)에 의하여 구동된다. 단, 선회액추에이터는, 전동액추에이터로서의 선회전동발전기여도 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(θ1)를 검출할 수 있다. 붐각도(θ1)는, 예를 들면 붐(4)을 최대로 하강시킨 상태로부터의 상승각도이다. 그 때문에, 붐각도(θ1)는, 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(θ2)를 검출할 수 있다. 암각도(θ2)는, 예를 들면 암(5)을 최대로 접은 상태로부터의 펼침각도이다. 그 때문에, 암각도(θ2)는, 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(θ3)를 검출할 수 있다. 버킷각도(θ3)는, 버킷(6)을 최대로 접은 상태로부터의 펼침각도이다. 그 때문에, 버킷각도(θ3)는, 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 마련되고, 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), 소리출력장치(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)로부터 인식된 물체까지의 거리를 산출하도록 구성되어 있어도 된다. 공간인식장치(70)는, 예를 들면 초음파센서, 밀리파레이더, 단안(單眼)카메라, 스테레오카메라, LIDAR, 거리화상센서, 적외선센서 등을 포함한다. 본 실시형태에서는, 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.
방향검출장치(71)는, 상부선회체(3)의 방향과 하부주행체(1)의 방향의 상대적인 관계에 관한 정보를 검출하도록 구성되어 있다. 방향검출장치(71)는, 예를 들면 하부주행체(1)에 장착된 지자기(地磁氣)센서와 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. 선회전동발전기에서 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 이미 알려진 화상처리를 실시하여 입력화상에 포함되는 하부주행체(1)의 화상을 검출한다. 그리고, 방향검출장치(71)는, 이미 알려진 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 장착된 위치로부터 도출된다. 특히, 크롤러(1C)는 상부선회체(3)로부터 돌출되어 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 소리입력장치여도 된다.
측위장치(73)는, 상부선회체(3)의 위치를 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 마련된 액정디스플레이이다. 단, 표시장치(D1)는, 스마트폰 등의 휴대단말의 디스플레이여도 된다.
소리출력장치(D2)는, 소리를 출력하는 장치이다. 소리출력장치(D2)는, 캐빈(10) 내의 조작자를 향하여 소리를 출력하는 장치, 및 캐빈(10) 밖의 작업자를 향하여 소리를 출력하는 장치 중 적어도 하나를 포함한다. 휴대단말의 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, 휘발성 기억장치, 불휘발성 기억장치 등을 구비한 컴퓨터로 구성되어 있다. 그리고, 컨트롤러(30)는, 각 기능에 대응하는 프로그램을 불휘발성 기억장치로부터 읽어내어 휘발성 기억장치에 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, 기계적 동력전달계, 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. 단, 파일럿펌프(15)는, 생략되어도 된다. 이 경우, 파일럿펌프(15)가 담당하고 있던 기능은, 메인펌프(14)에 의하여 실현되어도 된다. 즉, 메인펌프(14)는, 컨트롤밸브(17)에 작동유를 공급하는 기능과는 별도로, 스로틀 등에 의하여 작동유의 압력을 저하시킨 후에 조작장치(26) 등에 작동유를 공급하는 기능을 구비하고 있어도 된다.
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 유압액추에이터에 흐르는 작동유의 유량, 및 유압액추에이터로부터 작동유탱크에 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)에 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 작동유탱크의 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, 토출된 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 흘러 든다. 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 증대시켜, 조작대상의 유압액추에이터에 충분한 작동유를 순환시키고, 조작대상의 유압액추에이터의 구동을 확실한 것으로 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 4d를 참조하여, 컨트롤러(30)가 머신컨트롤기능에 의하여 액추에이터를 동작시키기 위한 구성에 대하여 설명한다. 도 4a~도 4d는, 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 4a~도 4d에 나타내는 바와 같이, 유압시스템은, 비례밸브(31) 및 셔틀밸브(32)를 포함한다. 비례밸브(31)는, 비례밸브(31AL~31DL 및 31AR~31DR)를 포함하고, 셔틀밸브(32)는, 셔틀밸브(32AL~32DL 및 32AR~32DR)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.
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.
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, 좌조작레버(26L)의 선단에 마련된 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.
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 출력한 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.
쇼벨(100)은, 하부주행체(1)를 자동적으로 전진·후진시키는 구성을 구비하고 있어도 된다. 이 경우, 좌주행유압모터(2ML)의 조작에 관한 유압시스템부분, 및 우주행유압모터(2MR)의 조작에 관한 유압시스템부분은, 붐실린더(7)의 조작에 관한 유압시스템부분 등과 동일하게 구성되어도 된다.
또, 조작장치(26)의 형태로서 유압식 파일럿회로를 구비한 유압식 조작시스템에 관한 설명을 기재했지만, 유압식 조작시스템이 아닌, 전기식 파일럿회로를 구비한 전기식 조작시스템이 채용되어도 된다. 이 경우, 전기식 조작시스템에 있어서의 전기식 조작레버의 레버조작량은, 전기신호로서 컨트롤러(30)로 입력된다. 또, 파일럿펌프(15)와 각 제어밸브의 파일럿포트의 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. 또한, 각 제어밸브는 전자스풀밸브로 구성되어 있어도 된다. 이 경우, 전자스풀밸브는, 전기식 조작레버의 레버조작량에 대응하는 컨트롤러(30)로부터의 전기신호에 따라 동작한다.
다음으로, 도 5를 참조하여, 컨트롤러(30)의 기능에 대하여 설명한다. 도 5는, 컨트롤러(30)의 기능블록도이다. 도 5의 예에서는, 컨트롤러(30)는, 자세검출장치, 조작장치(26), 공간인식장치(70), 방향검출장치(71), 정보입력장치(72), 측위장치(73) 및 스위치(NS) 등 중 적어도 하나가 출력하는 신호를 받아, 다양한 연산을 실행하고, 비례밸브(31), 표시장치(D1) 및 소리출력장치(D2) 등 중 적어도 하나에 제어지령을 출력할 수 있도록 구성되어 있다. 자세검출장치는, 붐각도센서(S1), 암각도센서(S2), 버킷각도센서(S3), 기체경사센서(S4) 및 선회각속도센서(S5)를 포함한다. 컨트롤러(30)는, 위치산출부(30A), 궤도취득부(30B), 자율제어부(30C) 및 제어모드전환부(30D)를 기능요소로서 갖는다. 각 기능요소는, 하드웨어로 구성되어 있어도 되고, 소프트웨어로 구성되어 있어도 된다.
위치산출부(30A)는, 측위대상의 위치를 산출하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 위치산출부(30A)는, 어태치먼트의 소정 부위의 기준좌표계에 있어서의 좌표점을 산출한다. 소정 부위는, 예를 들면 버킷(6)의 치선이다. 기준좌표계의 원점은, 예를 들면 선회축과 쇼벨(100)의 접지면의 교점이다. 위치산출부(30A)는, 예를 들면 붐(4), 암(5) 및 버킷(6)의 각각의 회동각도로부터 버킷(6)의 치선의 좌표점을 산출한다. 위치산출부(30A)는, 버킷(6)의 치선의 중앙의 좌표점뿐만 아니라, 버킷(6)의 치선의 좌단의 좌표점, 및 버킷(6)의 치선의 우단의 좌표점을 산출해도 된다. 이 경우, 위치산출부(30A)는, 기체경사센서(S4)의 출력을 이용해도 된다.
궤도취득부(30B)는, 쇼벨(100)을 자율적으로 동작시킬 때에 어태치먼트의 소정 부위가 따라가는 궤도인 목표궤도를 취득하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 궤도취득부(30B)는, 자율제어부(30C)가 쇼벨(100)을 자율적으로 동작시킬 때에 이용하는 목표궤도를 취득한다. 구체적으로는, 궤도취득부(30B)는, 불휘발성 기억장치에 기억되어 있는 목표시공면에 관한 데이터에 근거하여 목표궤도를 도출한다. 궤도취득부(30B)는, 공간인식장치(70)가 인식한 쇼벨(100)의 주위의 지형에 관한 정보에 근거하여 목표궤도를 도출해도 된다. 혹은, 궤도취득부(30B)는, 휘발성 기억장치에 기억되어 있는 자세검출장치의 과거의 출력으로부터 버킷(6)의 치선의 과거의 궤적에 관한 정보를 도출하고, 그 정보에 근거하여 목표궤도를 도출해도 된다. 혹은, 궤도취득부(30B)는, 어태치먼트의 소정 부위의 현재위치와 목표시공면에 관한 데이터에 근거하여 목표궤도를 도출해도 된다.
자율제어부(30C)는, 쇼벨(100)을 자율적으로 동작시키도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 소정의 개시조건이 충족된 경우에, 궤도취득부(30B)가 취득한 목표궤도를 따라 어태치먼트의 소정 부위를 이동시키도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 스위치(NS)가 눌려 있는 상태에서 조작장치(26)가 조작되었을 때에, 소정 부위가 목표궤도를 따라 이동하도록, 쇼벨(100)을 자율적으로 동작시킨다.
본 실시형태에서는, 자율제어부(30C)는, 액추에이터를 자율적으로 동작시킴으로써 조작자에 의한 쇼벨의 수동조작을 지원하도록 구성되어 있다. 예를 들면, 자율제어부(30C)는, 조작자가 스위치(NS)를 누르면서 수동으로 암접음조작을 행하고 있는 경우에, 목표궤도와 버킷(6)의 치선의 위치가 일치하도록 붐실린더(7), 암실린더(8) 및 버킷실린더(9) 중 적어도 하나를 자율적으로 신축시켜도 된다. 이 경우, 조작자는, 예를 들면 좌조작레버(26L)를 암접음방향으로 조작하는 것만으로, 버킷(6)의 치선을 목표궤도에 일치시키면서, 암(5)을 접을 수 있다. 이 예에서는, 주된 조작대상인 암실린더(8)는 "주요액추에이터"라고 칭해진다. 또, 주요액추에이터의 움직임에 따라 움직이는 종동(從動)적인 조작대상인 붐실린더(7) 및 버킷실린더(9)는 "종속액추에이터"라고 칭해진다.
본 실시형태에서는, 자율제어부(30C)는, 비례밸브(31)에 전류지령을 주어 각 액추에이터에 대응하는 제어밸브에 작용하는 파일럿압을 개별로 조정함으로써 각 액추에이터를 자율적으로 동작시킬 수 있다. 예를 들면, 우조작레버(26R)가 경도(傾倒)되었는지 여부에 관계 없이, 붐실린더(7) 및 버킷실린더(9) 중 적어도 하나를 동작시킬 수 있다.
제어모드전환부(30D)는, 제어모드를 전환할 수 있도록 구성되어 있다. 제어모드는, 자율제어부(30C)가 쇼벨(100)을 자율적으로 동작시킬 때에 컨트롤러(30)가 이용 가능한 액추에이터의 제어방법이며, 예를 들면 통상제어모드 및 저속제어모드를 포함한다. 통상제어모드는, 예를 들면 조작장치(26)의 조작량에 대한 소정 부위의 이동속도가 비교적 커지도록 설정된 제어모드이며, 저속제어모드는, 예를 들면 조작장치(26)의 조작량에 대한 소정 부위의 이동속도가 비교적 작아지도록 설정된 제어모드이다. 제어모드는, 암우선모드 및 붐우선모드를 포함하고 있어도 된다.
제어모드는 모두, 스위치(NS)가 눌린 상태에서 조작장치(26)가 조작되었을 때에 이용된다. 예를 들면, 암우선모드는, 주요액추에이터로서 암실린더(8)가 선택되고, 종속액추에이터로서 붐실린더(7) 및 버킷실린더(9)가 선택된 제어모드이다. 암우선모드에서는, 예를 들면 좌조작레버(26L)가 암접음방향으로 조작되면, 컨트롤러(30)는, 좌조작레버(26L)의 조작량에 따른 속도로 암실린더(8)를 능동적으로 신장시킨다. 그 다음에, 컨트롤러(30)는, 버킷(6)의 치선이 목표궤도를 따라 이동하도록, 붐실린더(7) 및 버킷실린더(9) 중 적어도 하나를 수동적으로 신축시킨다. 붐우선모드는, 주요액추에이터로서 붐실린더(7)가 선택되고, 종속액추에이터로서 암실린더(8) 및 버킷실린더(9)가 선택된 제어모드이다. 붐우선모드에서는, 예를 들면 좌조작레버(26L)가 암접음방향으로 조작되면, 컨트롤러(30)는, 좌조작레버(26L)의 조작량에 따른 속도로 붐실린더(7)를 능동적으로 신축시킨다. 그 다음에, 컨트롤러(30)는, 버킷(6)의 치선이 목표궤도를 따라 이동하도록, 암실린더(8)를 수동적으로 신장시키고, 필요에 따라 버킷실린더(9)를 수동적으로 신축시킨다. 다만, 제어모드는, 버킷우선모드를 포함하고 있어도 된다. 버킷우선모드는, 주요액추에이터로서 버킷실린더(9)가 선택되고, 종속액추에이터로서 붐실린더(7) 및 암실린더(8)가 선택된 제어모드이다. 버킷우선모드에서는, 예를 들면 좌조작레버(26L)가 암접음방향으로 조작되면, 컨트롤러(30)는, 좌조작레버(26L)의 조작량에 따른 속도로 버킷실린더(9)를 능동적으로 신축시킨다. 그 다음에, 컨트롤러(30)는, 버킷(6)의 치선이 목표궤도를 따라 이동하도록, 암실린더(8)를 수동적으로 신장시키고, 필요에 따라 붐실린더(7)를 수동적으로 신축시킨다.
제어모드전환부(30D)는, 소정 조건이 충족된 경우에, 제어모드를 자동적으로 전환할 수 있도록 구성되어 있어도 된다. 소정 조건은, 예를 들면 목표궤도의 형상, 매설물의 존재여부, 쇼벨(100)의 주위에 있어서의 물체의 존재여부 등에 근거하여 설정되어 있어도 된다.
컨트롤러(30)는, 예를 들면 자율제어가 개시되면, 먼저 제1 제어모드를 채용한다. 제1 제어모드는, 예를 들면 통상제어모드이다. 그리고, 제1 제어모드를 채용한 자율제어의 실행 중에 소정 조건이 충족되었다고 판정하면, 제어모드전환부(30D)는, 제어모드를 제1 제어모드에서 제2 제어모드로 전환한다. 제2 제어모드는, 예를 들면 저속제어모드이다. 이 경우, 컨트롤러(30)는, 제1 제어모드를 채용한 자율제어를 종료시키고, 제2 제어모드를 채용한 자율제어를 개시시킨다. 이 경우, 컨트롤러(30)는, 2개의 제어모드 중 1개를 선택하여 자율제어를 실행하고 있지만, 3개 이상의 제어모드 중 1개를 선택하여 자율제어를 실행해도 된다.
다음으로, 도 6을 참조하여, 제어모드전환부(30D)가 제어모드를 자동적으로 전환하는 처리(이하, "제어모드전환처리"라고 함)의 일례에 대하여 설명한다. 도 6은, 굴삭대상인 지반의 단면(斷面)을 나타낸다. 도면 중의 일점쇄선은, 목표궤도(TP)를 나타낸다. 또, 실선으로 그려진 버킷(6A)은 현재의 버킷(6)의 위치 및 자세를 나타내고, 점선으로 그려진 버킷(6B)~버킷(6D)의 각각은, 그 후의 버킷(6)의 위치 및 자세를 나타낸다.
도 6의 예에서는, 컨트롤러(30)는, 스위치(NS)가 눌린 상태에서 좌조작레버(26L)가 암접음방향으로 조작되면, 버킷(6)의 치선이 목표궤도(TP)를 따라 이동하도록, 통상제어모드를 이용하여 자율제어를 행한다.
그리고, 목표궤도(TP) 상의 점(P1)과 버킷(6)의 치선과의 거리(DS1)가 소정거리 TH1을 하회한 경우, 컨트롤러(30)는, 소정 조건이 충족되었다고 판정하고, 제어모드를 통상제어모드에서 저속제어모드로 전환한다. 점(P1)은, 목표궤도(TP)를 구성하는 궤도부분(TP1)과 궤도부분(TP2)의 경계점이다. 각도(α)는, 궤도부분(TP1)의 연장선과 궤도부분(TP2)의 사이에 형성되는 각도이다. 버킷(6B)은, 제어모드가 통상제어모드에서 저속제어모드로 전환될 때의 버킷(6)의 위치 및 자세를 나타낸다. 이와 같이, 2개의 궤도부분(2개의 목표시공면)의 사이에 형성되는 각도가 소정 각도 이상인 경우에, 컨트롤러(30)는, 작업부위로서의 버킷(6)의 치선이 경계점에 가까워지면 버킷(6)의 이동속도를 감속시킬 수 있다.
이 예에서는, 컨트롤러(30)는, 각도(α)의 크기가 소정 각도 αTH 이상인 경우, 점(P1)과 버킷(6)의 치선과의 거리(DS1)가 소정 거리 TH1을 하회하면, 소정 조건이 충족되었다고 판정한다. 또한, 소정 거리 TH1는 제로여도 된다.
또, 컨트롤러(30)는, 버킷(6)의 치선이 점(P1)을 통과한 후에, 점(P1)과 버킷(6)의 치선과의 거리(DS2)가 소정 거리 TH2를 상회하면, 소정 조건이 충족되었다고 판정하고, 제어모드를 저속제어모드에서 통상제어모드로 전환한다. 또한, 소정 거리 TH1이 제로가 아닌 경우, 소정 거리 TH2는 제로여도 된다. 버킷(6C)은, 제어모드가 저속제어모드에서 통상제어모드로 전환될 때의 버킷(6)의 위치 및 자세를 나타낸다.
이 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 목표궤도(TP)의 진행방향이 크게 변화하는 부분을 버킷(6)의 치선이 통과할 때에 제어모드를 통상제어모드에서 저속제어모드로 변경할 수 있다. 또, 컨트롤러(30)는, 목표궤도(TP)의 진행방향이 크게 변화하는 부분을 버킷(6)의 치선이 통과한 후에, 제어모드를 통상제어모드로 되돌릴 수 있다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 버킷(6)의 치선을 보다 정확하게 목표궤도(TP)에 따르게 할 수 있다.
상기 사례에 있어서는 버킷(6)이 궤도부분(TP1)에서 궤도부분(TP2)으로 이동하는 경우를 나타냈지만, 버킷(6)이 궤도부분(TP2)에서 궤도부분(TP1)으로 이동하는 경우여도 동일하게, 컨트롤러(30)는 버킷(6)의 치선이 경계점에 가까워지면 버킷(6)의 이동속도를 감속시켜도 된다.
다음으로, 도 7a 및 도 7b를 참조하여, 제어모드전환처리의 다른 일례에 대하여 설명한다. 도 7a 및 도 7b는 모두 굴삭대상인 지반의 단면을 나타낸다. 도 7a 및 도 7b의 각각에 있어서의 일점쇄선은, 목표궤도(TP)를 나타낸다. 또, 실선으로 그려진 버킷(6A)은 현재의 버킷(6)의 위치 및 자세를 나타내고, 점선으로 그려진 버킷(6B)~버킷(6F)의 각각은, 그 후의 버킷(6)의 위치 및 자세를 나타낸다.
구체적으로는, 도 7a는, 소정의 기준면(RP)(예를 들면, 수평면, 쇼벨(100)의 접지면 등)과 목표궤도(TP)의 사이에 형성되는 각도에 근거하여 제어모드를 변경하는 사례를 나타내고, 도 7b는, 인접하는 2개의 궤도부분의 사이에 형성되는 각도에 근거하여 제어모드를 변경하는 사례를 나타낸다.
도 7a의 예에서는, 컨트롤러(30)는, 스위치(NS)가 눌린 상태에서 좌조작레버(26L)가 암접음방향으로 조작되면, 버킷(6)의 치선이 목표궤도(TP)를 따라 이동하도록, 암우선모드를 이용하여 자율제어를 실행한다.
그리고, 목표궤도(TP) 상의 경계점(P11)과 버킷(6)의 치선과의 거리가 소정 거리 TH3을 하회한 경우, 컨트롤러(30)는, 소정 조건이 충족되었다고 판정하고, 제어모드를 암우선모드에서 붐우선모드로 전환한다. 경계점(P11)은, 목표궤도(TP)를 구성하는 궤도부분(TP11)과 궤도부분(TP12)의 경계점이다. 각도(β1)는, 기준면(RP)인 수평면과 궤도부분(TP12)의 사이에 형성되는 각도이다. 버킷(6B)은, 제어모드가 암우선모드에서 붐우선모드로 전환될 때의 버킷(6)의 위치 및 자세를 나타낸다.
이 예에서는, 컨트롤러(30)는, 각도(β1)의 크기가 소정 각도 βTH 이상인 경우, 궤도부분(TP12)의 시점인 경계점(P11)과 버킷(6)의 치선과의 거리가 소정 거리 TH3을 하회하면, 소정 조건이 충족되었다고 판정한다.
또, 버킷(6)의 치선이 경계점(P11)을 통과한 후에, 목표궤도(TP) 상의 경계점(P12)과 버킷(6)의 치선과의 거리가 소정 거리 TH4를 하회한 경우, 컨트롤러(30)는, 소정 조건이 충족되었다고 판정하고, 제어모드를 붐우선모드에서 암우선모드로 전환한다. 경계점(P12)은, 목표궤도(TP)를 구성하는 궤도부분(TP12)과 궤도부분(TP13)의 경계점이다. 버킷(6C)은, 제어모드가 붐우선모드에서 암우선모드로 전환될 때의 버킷(6)의 위치 및 자세를 나타낸다.
이 예에서는, 컨트롤러(30)는, 기준면(RP)인 수평면과 궤도부분(TP13)의 사이에 형성되는 각도의 크기가 소정 각도 βTH 미만인 경우, 궤도부분(TP13)의 시점인 경계점(P12)과 버킷(6)의 치선과의 거리가 소정 거리 TH4를 하회하면, 소정 조건이 충족되었다고 판정한다. 그리고, 수평면과 궤도부분(TP13)의 사이에 형성되는 각도의 크기가 소정 각도 βTH 미만이기 때문에, 컨트롤러(30)는, 버킷(6)이 버킷(6C)에 나타내는 위치에 도달한 곳에서 소정 조건이 충족되었다고 판정하고, 제어모드를 붐우선모드에서 암우선모드로 전환한다.
그 후, 버킷(6)의 치선이 경계점(P12)을 통과한 후에, 목표궤도(TP) 상의 경계점(P13)과 버킷(6)의 치선과의 거리가 소정 거리 TH5를 하회한 경우, 컨트롤러(30)는, 소정 조건이 충족되었다고 판정하고, 제어모드를 암우선모드에서 붐우선모드로 전환한다. 경계점(P13)은, 목표궤도(TP)를 구성하는 궤도부분(TP13)과 궤도부분(TP14)의 경계점이다. 각도(β2)는, 기준면(RP)인 수평면과 궤도부분(TP14)의 사이에 형성되는 각도이다. 버킷(6D)은, 제어모드가 암우선모드에서 붐우선모드로 전환될 때의 버킷(6)의 위치 및 자세를 나타낸다.
이 예에서는, 컨트롤러(30)는, 각도(β2)의 크기가 소정 각도 βTH 이상인 경우, 궤도부분(TP14)의 시점인 경계점(P13)과 버킷(6)의 치선과의 거리가 소정 거리 TH5를 하회하면, 소정 조건이 충족되었다고 판정한다.
또, 버킷(6)의 치선이 경계점(P13)을 통과한 후에, 목표궤도(TP) 상의 경계점(P14)과 버킷(6)의 치선과의 거리가 소정 거리 TH6을 하회한 경우, 컨트롤러(30)는, 소정 조건이 충족되었다고 판정하고, 제어모드를 붐우선모드에서 암우선모드로 전환한다. 경계점(P14)은, 목표궤도(TP)를 구성하는 궤도부분(TP14)과 궤도부분(TP15)의 경계점이다. 버킷(6E)은, 제어모드가 붐우선모드에서 암우선모드로 전환될 때의 버킷(6)의 위치 및 자세를 나타낸다.
이 예에서는, 컨트롤러(30)는, 기준면(RP)인 수평면과 궤도부분(TP15)의 사이에 형성되는 각도의 크기가 소정 각도 βTH 미만인 경우, 궤도부분(TP15)의 시점인 경계점(P14)과 버킷(6)의 치선과의 거리가 소정 거리 TH6을 하회하면, 소정 조건이 충족되었다고 판정한다. 그리고, 수평면과 궤도부분(TP15)의 사이에 형성되는 각도의 크기가 소정 각도 βTH 미만이기 때문에, 컨트롤러(30)는, 버킷(6)이 버킷(6E)에 나타내는 위치에 도달한 곳에서 소정 조건이 충족되었다고 판정하고, 제어모드를 붐우선모드에서 암우선모드로 전환한다.
다만, 소정 거리 TH3~TH6은, 각각 다른 값이어도 되고, 동일한 값이어도 된다. 또, 소정 거리 TH3~TH6 중 적어도 하나는 제로여도 된다.
이 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 목표궤도(TP) 중 기준면에 관한 경사각이 소정 각도 βTH 이상인 급구배(急勾配)의 궤도부분을 버킷(6)의 치선이 통과할 때에 제어모드로서 붐우선모드를 채용할 수 있다. 또, 그 경사각이 소정 각도 βTH 미만인 완구배(緩勾配)의 궤도부분을 버킷(6)의 치선이 통과할 때에 제어모드로서 암우선모드를 채용할 수 있다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 버킷(6)의 치선을 보다 정확하게 목표궤도(TP)에 따르게 할 수 있다. 급구배의 궤도부분을 버킷(6)의 치선이 통과할 때에 암우선모드를 채용하면, 암(5)을 과하게 움직여 버릴 우려가 있지만, 붐우선모드를 채용하면 암(5)의 과도한 움직임을 방지할 수 있기 때문이다. 또, 완구배의 궤도부분을 버킷(6)의 치선이 통과할 때에 붐우선모드를 채용하면, 붐(4)을 과하게 움직여 버릴 우려가 있지만, 암우선모드를 채용하면 붐(4)의 과도한 움직임을 방지할 수 있기 때문이다.
또, 컨트롤러(30)는, 목표궤도(TP) 중 기준면에 관한 경사각이 소정 각도 βTH 이상인 급구배의 궤도부분의 경계점(예를 들면 경계점(P11~P14))의 근처를 버킷(6)의 치선이 통과할 때에, 제어모드로서 저속제어모드를 채용해도 된다. 구체적으로는, 경계점과 버킷(6)의 치선과의 거리가 소정 거리 V를 하회한 경우, 컨트롤러(30)는, 소정 조건이 충족되었다고 판정하고, 제어모드를 저속제어모드로 전환해도 된다. 이 경우, 소정 거리 V는, 소정 거리 TH3~TH6의 각각과는 다른 거리로서 설정되어 있어도 되고, 소정 거리 TH3~TH6의 각각과는 동일한 거리로서 설정되어 있어도 된다. 예를 들면, 소정 거리 V는, 소정 거리 TH3~TH6보다 큰 거리여도 된다.
도 7b의 예에서는, 컨트롤러(30)는, 스위치(NS)가 눌린 상태에서 좌조작레버(26L)가 암접음방향으로 조작되면, 버킷(6)의 치선이 목표궤도(TP)를 따라 이동하도록, 암우선모드를 이용하여 자율제어를 실행한다.
이 예에서는, 컨트롤러(30)는, 궤도부분(TP11)의 연장선과 궤도부분(TP12)의 사이에 형성되는 각도(γ1)의 크기가 소정 각도 γTH 이상인 경우, 경계점(P11)과 버킷(6)의 치선과의 거리가 소정 거리 TH7을 하회하면, 소정 조건이 충족되었다고 판정한다. 그리고, 제어모드를 암우선모드에서 붐우선모드로 전환한다. 버킷(6B)은, 제어모드가 암우선모드에서 붐우선모드로 전환될 때의 버킷(6)의 위치 및 자세를 나타낸다.
또, 컨트롤러(30)는, 궤도부분(TP12)의 연장선과 궤도부분(TP13)의 사이에 형성되는 각도(γ2)의 크기가 소정 각도 γTH 이상인 경우, 목표궤도(TP) 상의 경계점(P12)과 버킷(6)의 치선과의 거리가 소정 거리 TH8를 하회하면, 소정 조건이 충족되었다고 판정한다. 그리고, 제어모드를 붐우선모드에서 암우선모드로 전환한다. 버킷(6C)은, 제어모드가 붐우선모드에서 암우선모드로 전환될 때의 버킷(6)의 위치 및 자세를 나타낸다.
컨트롤러(30)는, 궤도부분(TP13)의 연장선과 궤도부분(TP14)의 사이에 형성되는 각도(γ3)의 크기가 소정 각도 γTH 이상인 경우, 목표궤도(TP) 상의 경계점(P13)과 버킷(6)의 치선과의 거리가 소정 거리 TH9를 하회하면, 소정 조건이 충족되었다고 판정한다. 그리고, 제어모드를 암우선모드에서 붐우선모드로 전환한다. 버킷(6D)은, 제어모드가 암우선모드에서 붐우선모드로 전환될 때의 버킷(6)의 위치 및 자세를 나타낸다.
컨트롤러(30)는, 궤도부분(TP14)의 연장선과 궤도부분(TP15)의 사이에 형성되는 각도(γ4)의 크기가 소정 각도 γTH 이상인 경우, 목표궤도(TP) 상의 경계점(P14)과 버킷(6)의 치선과의 거리가 소정 거리 TH10을 하회하면, 소정 조건이 충족되었다고 판정한다. 그리고, 제어모드를 붐우선모드에서 암우선모드로 전환한다. 버킷(6E)은, 제어모드가 붐우선모드에서 암우선모드로 전환될 때의 버킷(6)의 위치 및 자세를 나타낸다.
다만, 소정 거리 TH7~TH10은, 각각 다른 값이어도 되고, 동일한 값이어도 된다. 또, 소정 거리 TH7~TH10 중 적어도 하나는 제로여도 된다.
이 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 목표궤도(TP)의 진행방향이 크게 변화할 때에, 그 후의 궤도부분에 적합한 제어모드를 선택할 수 있다. 예를 들면, 붐우선모드 및 암우선모드 중 일방을 타방으로 전환할 수 있다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 버킷(6)의 치선을 보다 정확하게 목표궤도(TP)에 따르게 할 수 있다.
또, 컨트롤러(30)는, 인접하는 2개의 궤도부분의 사이에 형성되는 각도의 크기가 소정 각도 γTH 이상인 2개의 궤도부분의 경계점(예를 들면 경계점(P11~P14))의 근처를 버킷(6)의 치선이 통과할 때에, 제어모드로서 저속제어모드를 채용해도 된다. 구체적으로는, 경계점과 버킷(6)의 치선과의 거리가 소정 거리 W를 하회한 경우, 컨트롤러(30)는, 소정 조건이 충족되었다고 판정하고, 제어모드를 저속제어모드로 전환해도 된다. 이 경우, 소정 거리 W는, 소정 거리 TH7~TH10의 각각과는 다른 거리로서 설정되어 있어도 되고, 소정 거리 TH7~TH10의 각각과 동일한 거리로서 설정되어 있어도 된다. 예를 들면, 소정 거리 W는, 소정 거리 TH7~TH10의 각각보다 큰 거리여도 된다.
다음으로, 도 8을 참조하여, 제어모드전환처리의 또 다른 일례에 대하여 설명한다. 도 8은, 굴삭대상인 지반의 단면을 나타낸다. 도면 중의 일점쇄선은, 목표궤도(TP)를 나타낸다. 또, 실선으로 그려진 버킷(6A)은 현재의 버킷(6)의 위치 및 자세를 나타내고, 점선으로 그려진 버킷(6B)~버킷(6D)의 각각은, 그 후의 버킷(6)의 위치 및 자세를 나타낸다. 줄무늬는, 수도관 등의 매설물(BM)의 단면을 나타낸다.
도 8의 예에서는, 컨트롤러(30)는, 스위치(NS)가 눌린 상태에서 좌조작레버(26L)가 암접음방향으로 조작되면, 버킷(6)의 치선이 목표궤도(TP)를 따라 이동하도록, 통상제어모드를 이용하여 자율제어를 실행한다.
그리고, 목표궤도(TP) 상의 점(P21)과 버킷(6)의 치선과의 거리가 소정 거리 TH11을 하회한 경우, 컨트롤러(30)는, 소정 조건이 충족되었다고 판정하고, 제어모드를 통상제어모드에서 저속제어모드로 전환한다. 점(P21)은, 목표궤도(TP)를 구성하는 궤도부분(TP21)과 궤도부분(TP22)의 경계점이다. 궤도부분(TP22)은, 매설물(BM)의 근처에 설정되는 궤도부분이다. 이 예에서는, 궤도부분(TP22)은, 매설물(BM)로부터의 거리가 소정 거리 X 미만이 되는, 목표궤도(TP) 상의 점의 집합이다. 그 때문에, 점(P21)과 매설물(BM1)과의 사이의 거리는 소정 거리 X에 동등하다. 버킷(6B)은, 제어모드가 통상제어모드에서 저속제어모드로 전환될 때의 버킷(6)의 위치 및 자세를 나타낸다.
또, 목표궤도(TP) 상의 점(P22)과 버킷(6)의 치선과의 거리가 소정 거리 TH12를 하회한 경우, 컨트롤러(30)는, 소정 조건이 충족되었다고 판정하고, 제어모드를 저속제어모드에서 통상제어모드로 전환한다. 점(P22)은, 목표궤도(TP)를 구성하는 궤도부분(TP22)과 궤도부분(TP23)의 경계점이다. 점(P22)과 매설물(BM2)의 사이의 거리는 소정 거리 X에 동등하다. 버킷(6C)은, 제어모드가 저속제어모드에서 통상제어모드로 전환될 때의 버킷(6)의 위치 및 자세를 나타낸다.
다만, 소정 거리 TH11 및 TH12는, 각각 다른 값이어도 되고, 동일한 값이어도 된다. 또, 소정 거리 TH11 및 TH12 중 적어도 하나는 제로여도 된다.
이 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 버킷(6)의 치선이 매설물(BM)의 근처를 통과할 때에, 제어모드를 통상제어모드에서 저속제어모드로 변경할 수 있다. 또, 컨트롤러(30)는, 버킷(6)의 치선이 매설물(BM)로부터 떨어진 곳에서, 제어모드를 통상제어모드로 되돌릴 수 있다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 버킷(6)의 치선을 목표궤도(TP)를 따라 이동시킬 경우에, 저속이며 양호한 정밀도로 버킷(6)의 치선을 제어할 수 있어, 버킷(6)의 치선으로 매설물을 크게 손상시켜 버리는 것을 방지할 수 있다.
다음으로, 도 9a 및 도 9b를 참조하여, 제어모드전환처리의 또 다른 일례에 대하여 설명한다. 도 9a 및 도 9b는 모두 굴삭대상인 지반과 쇼벨(100)의 상면도이다. 도 9a 및 도 9b의 각각에 있어서의 일점쇄선은, 목표궤도(TP)를 나타낸다. 목표궤도(TP)는, 예를 들면 복수 회의 굴삭동작에 의하여 목표시공면이 형성되도록, 현재의 지면과 목표시공면의 사이에 단계적으로 깊어지도록 설정된다. 또, 실선으로 그려진 버킷(6A)은 현재의 버킷(6)의 위치 및 자세를 나타내고, 점선으로 그려진 버킷(6B)은, 그 후의 버킷(6)의 위치 및 자세를 나타낸다. 조밀한 망점영역은, 현재 설정되어 있는 목표궤도(TP)와 목표시공면의 사이의 연직거리가 비교적 작은 부분(R1)(비교적 깊은 부분)을 나타내고, 성긴 망점영역은, 현재 설정되어 있는 목표궤도(TP)와 목표시공면의 사이의 연직거리가 비교적 큰 부분(R2)(비교적 얕은 부분)을 나타낸다.
도 9a의 예에서는, 컨트롤러(30)는, 스위치(NS)가 눌린 상태에서 좌조작레버(26L)가 암접음방향으로 조작되면, 버킷(6)의 치선이 목표궤도(TP31)를 따라 이동하도록 반자동제어를 실행한다.
그리고, 목표궤도(TP31)와 목표시공면의 사이의 연직거리가 소정 거리 Y를 하회한다고 판정한 경우, 컨트롤러(30)는, 소정 조건이 충족되었다고 판정하고, 제어모드를 통상제어모드에서 저속제어모드로 전환한다. 버킷(6A)은, 제어모드가 통상제어모드에서 저속제어모드로 전환될 때의 버킷(6)의 위치 및 자세를 나타낸다. 버킷(6B)은, 버킷(6)의 치선이 목표궤도(TP)의 종단에 도달했을 때의 버킷(6)의 위치 및 자세를 나타낸다.
도 9b의 예에서는, 컨트롤러(30)는, 도 9a의 경우와 동일하게, 스위치(NS)가 눌린 상태에서 좌조작레버(26L)가 암접음방향으로 조작되면, 버킷(6)의 치선이 목표궤도(TP32)를 따라 이동하도록 반자동제어를 실행한다. 쇼벨(100)의 조작자는, 예를 들면 도 9a에 나타내는 굴삭동작이 완료된 직후에 좌선회조작을 실행하여 굴삭어태치먼트(AT)의 방향을 도 9b에 나타내는 상태로 한다. 그 다음에, 조작자는, 도 9b에 나타내는 굴삭동작을 개시한다. 그 때문에, 도 9a에 나타내는 굴삭동작과 도 9b에 나타내는 굴삭동작은, 일련의 굴삭동작으로서 인식될 수 있다.
도 9b에 나타내는 굴삭동작에서는, 컨트롤러(30)는, 먼저 목표궤도(TP32)와 목표시공면의 사이의 연직거리가 소정 거리 Y를 하회하는지 여부를 판정한다. 그리고, 그 거리가 소정 거리 Y를 하회하고 있지 않다고 판정한 경우, 소정 조건이 충족되지 않았다고 판정한다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 제어모드를 통상제어모드에서 저속제어모드로 전환하지 않고, 통상제어모드를 그대로 이용하여 반자동제어를 실행한다.
이와 같이, 컨트롤러(30)는, 부분(R1)의 굴삭을 위하여 반자동제어가 행해지는 경우에는 저속제어모드를 자동적으로 선택하고, 부분(R2)의 굴삭을 위하여 반자동제어가 행해지는 경우에는 통상제어모드를 자동적으로 선택한다. 즉, 컨트롤러(30)는, 쇼벨(100)의 조작자에게 제어모드를 전환하는 실행을 강요하지 않고, 목표시공면과 목표궤도(TP)의 사이의 연직거리 등의 굴삭대상 상태에 따른 적절한 제어모드를 자동적으로 선택한다. 구체적으로는, 부분(R1)에서는 완성모드(저속제어모드)가 선택되고, 부분(R2)에서는 통상제어모드가 선택된다. 그 때문에, 쇼벨(100)의 작업효과를 향상시킬 수 있다.
다음으로, 도 10을 참조하여, 컨트롤러(30)에 의한 반자동제어의 상세에 대하여 설명한다. 도 10은, 컨트롤러(30)에 있어서의 반자동제어의 실행에 관한 기능요소(F1~F6)의 관계의 일례를 나타내는 블록도이다.
컨트롤러(30)는, 도 10에 나타내는 바와 같이, 반자동제어의 실행에 관한 기능요소(F1~F6)를 갖는다. 기능요소는, 소프트웨어로 구성되어 있어도 되고, 하드웨어로 구성되어 있어도 되며, 소프트웨어와 하드웨어의 조합으로 구성되어 있어도 된다.
기능요소(F1)는, 조작자에 의한 수동조작의 경향인 조작경향을 분석하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 기능요소(F1)는, 조작압센서(29)가 출력하는 조작데이터에 근거하여 조작경향을 분석하고, 그 분석결과를 조작데이터와 함께 출력한다. 조작경향은, 예를 들면 버킷(6)의 치선을 직선적으로 기체에 가까이 하는 조작경향, 버킷(6)의 치선을 직선적으로 기체로부터 떨어트리는 조작경향, 버킷(6)의 치선을 직선적으로 상승시키는 조작경향, 및 버킷(6)의 치선을 직선적으로 하강시키는 조작경향 등이다. 그리고, 기능요소(F1)는, 현재의 조작경향이 어느 조작경향에 합치(合致)하는지를 분석결과로서 출력한다.
기능요소(F2)는, 목표궤도를 생성하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 기능요소(F2)는, 도 5에 나타내는 궤도취득부(30B)에 상당한다. 구체적으로는, 기능요소(F2)는, 쇼벨(100)에 탑재된 기억장치(47)에 기억되어 있는 설계데이터를 참조하여, 굴삭작업 등의 시에 버킷(6)의 치선이 따라가야 할 궤도를 생성한다.
기억장치(47)는, 다양한 정보를 기억하도록 구성되어 있다. 기억장치(47)는, 예를 들면 반도체메모리 등의 불휘발성 기억매체이다. 기억장치(47)는, 쇼벨(100)의 동작 중에 다양한 기기가 출력하는 정보를 기억해도 되고, 쇼벨(100)의 동작이 개시되기 전에 다양한 기기를 통하여 취득되는 정보를 기억해도 된다. 기억장치(47)는, 예를 들면 통신장치 등을 통하여 취득되는 목표시공면에 관한 데이터를 기억해도 된다. 목표시공면은, 쇼벨(100)의 조작자가 설정한 것이어도 되고, 시공관리자 등이 설정한 것이어도 된다.
기능요소(F3)는, 현재의 치선위치를 산출하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 기능요소(F3)는, 도 5에 나타내는 위치산출부(30A)에 상당한다. 구체적으로는, 기능요소(F3)는, 붐각도센서(S1)가 검출한 붐각도(θ1)와, 암각도센서(S2)가 검출한 암각도(θ2)와, 버킷각도센서(S3)가 검출한 버킷각도(θ3)에 근거하여, 버킷(6)의 치선의 좌표점을 현재의 치선위치로서 산출한다. 기능요소(F3)는, 현재의 치선위치를 산출할 때에, 기체경사센서(S4)의 출력을 이용해도 된다.
기능요소(F4)는, 다음의 치선위치를 산출하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 기능요소(F4)는, 기능요소(F1)가 출력하는 조작데이터 및 조작경향의 분석결과와, 기능요소(F2)가 생성한 목표궤도와, 기능요소(F3)가 산출한 현재의 치선위치에 근거하여, 소정 시간 후의 치선위치를 목표치선위치로서 산출한다.
기능요소(F5)는, 제어모드를 전환하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 기능요소(F5)는, 도 5에 나타내는 제어모드전환부(30D)에 상당한다. 구체적으로는, 기능요소(F5)는, 기억장치(47)에 기억되어 있는 제어모드데이터를 참조하여, 제어모드로서, 통상제어모드 또는 저속제어모드 중 어느 하나를 선택한다.
기능요소(F6)는, 액추에이터를 동작시키기 위한 지령값을 산출하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 기능요소(F6)는, 통상제어모드가 선택되어 있을 때에는, 비교적 큰 이동속도로 현재의 치선위치를 목표치선위치로 이동시키기 위하여, 기능요소(F4)가 산출한 목표치선위치에 근거하여, 붐지령값(θ1*), 암지령값(θ2*), 및 버킷지령값(θ3*) 중 적어도 하나를 산출한다.
또, 기능요소(F6)는, 저속제어모드가 선택되어 있을 때에는, 비교적 작은 이동속도로 현재의 치선위치를 목표치선위치로 이동시키기 위하여, 기능요소(F4)가 산출한 목표치선위치에 근거하여, 붐지령값(θ1*), 암지령값(θ2*), 및 버킷지령값(θ3*) 중 적어도 하나를 산출한다.
다음으로, 도 11을 참조하여, 기능요소(F6)의 상세에 대하여 설명한다. 도 11은, 각종 지령값을 산출하는 기능요소(F6)의 구성예를 나타내는 블록도이다.
컨트롤러(30)는, 도 11에 나타내는 바와 같이, 지령값의 생성에 관한 기능요소(F11~F13, F21~F23, 및 F31~F33)를 더 갖는다. 기능요소는, 소프트웨어로 구성되어 있어도 되고, 하드웨어로 구성되어 있어도 되며, 소프트웨어와 하드웨어의 조합으로 구성되어 있어도 된다.
기능요소(F11~F13)는, 붐지령값(θ1*)에 관한 기능요소이며, 기능요소(F21~F23)는, 암지령값(θ2*)에 관한 기능요소이고, 기능요소(F31~F33)는, 버킷지령값(θ3*)에 관한 기능요소이다.
기능요소(F11, F21, 및 F31)는, 비례밸브(31)에 대하여 출력되는 전류지령을 생성하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 기능요소(F11)는, 붐비례밸브(31B)(도 4b의 비례밸브(31BL 및 31BR) 참조)에 대하여 붐전류지령을 출력하고, 기능요소(F21)는, 암비례밸브(31A)(도 4a의 비례밸브(31AL 및 31AR) 참조)에 대하여 암전류지령을 출력하며, 기능요소(F31)는, 버킷비례밸브(31C)(도 4c의 비례밸브(31CL 및 31CR) 참조)에 대하여 버킷전류지령을 출력한다.
기능요소(F12, F22, 및 F32)는, 스풀밸브를 구성하는 스풀의 변위량을 산출하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 기능요소(F12)는, 붐스풀변위센서(S11)의 출력에 근거하여, 붐실린더(7)에 관한 제어밸브(175)를 구성하는 붐스풀의 변위량을 산출한다. 기능요소(F22)는, 암스풀변위센서(S12)의 출력에 근거하여, 암실린더(8)에 관한 제어밸브(176)를 구성하는 암스풀의 변위량을 산출한다. 기능요소(F23)는, 버킷스풀변위센서(S13)의 출력에 근거하여, 버킷실린더(9)에 관한 제어밸브(174)를 구성하는 버킷스풀의 변위량을 산출한다.
기능요소(F13, F23, 및 F33)는, 작업체의 회동각도를 산출하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 기능요소(F13)는, 붐각도센서(S1)의 출력에 근거하여, 붐각도(θ1)를 산출한다. 기능요소(F23)는, 암각도센서(S2)의 출력에 근거하여, 암각도(θ2)를 산출한다. 기능요소(F33)는, 버킷각도센서(S3)의 출력에 근거하여, 버킷각도(θ3)를 산출한다.
구체적으로는, 기능요소(F11)는, 기본적으로, 기능요소(F6)가 생성한 붐지령값(θ1*)과 기능요소(F13)가 산출한 붐각도(θ1)의 차가 제로가 되도록, 붐비례밸브(31B)에 대한 붐전류지령을 생성한다. 그때에, 기능요소(F11)는, 붐전류지령으로부터 도출되는 목표붐스풀변위량과 기능요소(F12)가 산출한 붐스풀변위량의 차가 제로가 되도록, 붐전류지령을 조절한다. 그리고, 기능요소(F11)는, 그 조절 후의 붐전류지령을 붐비례밸브(31B)에 대하여 출력한다.
붐비례밸브(31B)는, 붐전류지령에 따라 개구면적을 변화시키고, 붐지령전류의 크기에 대응하는 파일럿압을 제어밸브(175)의 파일럿포트에 작용시킨다. 제어밸브(175)는, 파일럿압에 따라 붐스풀을 이동시켜, 붐실린더(7)에 작동유를 유입시킨다. 붐스풀변위센서(S11)는, 붐스풀의 변위를 검출하고, 그 검출결과를 컨트롤러(30)의 기능요소(F12)에 피드백한다. 붐실린더(7)는, 작동유의 유입에 따라 신축하여, 붐(4)을 상하동(上下動)시킨다. 붐각도센서(S1)는, 상하동하는 붐(4)의 회동각도를 검출하고, 그 검출결과를 콘트롤러(30)의 기능요소(F13)에 피드백한다. 기능요소(F13)는, 산출한 붐각도(θ1)를 기능요소(F3)에 피드백한다.
기능요소(F21)는, 기본적으로, 기능요소(F6)가 생성한 암지령값(θ2*)과 기능요소(F23)가 산출한 암각도(θ2)의 차가 제로가 되도록, 암비례밸브(31A)에 대한 암전류지령을 생성한다. 그때에, 기능요소(F21)는, 암전류지령으로부터 도출되는 목표암스풀변위량과 기능요소(F22)가 산출한 암스풀변위량의 차가 제로가 되도록, 암전류지령을 조절한다. 그리고, 기능요소(F21)는, 그 조절 후의 암전류지령을 암비례밸브(31A)에 대하여 출력한다.
암비례밸브(31A)는, 암전류지령에 따라 개구면적을 변화시키고, 암지령전류의 크기에 대응하는 파일럿압을 제어밸브(176)의 파일럿포트에 작용시킨다. 제어밸브(176)는, 파일럿압에 따라 암스풀을 이동시켜, 암실린더(8)에 작동유를 유입시킨다. 암스풀변위센서(S12)는, 암스풀의 변위를 검출하고, 그 검출결과를 컨트롤러(30)의 기능요소(F22)에 피드백한다. 암실린더(8)는, 작동유의 유입에 따라 신축하여, 암(5)을 개폐시킨다. 암각도센서(S2)는, 개폐하는 암(5)의 회동각도를 검출하고, 그 검출결과를 컨트롤러(30)의 기능요소(F23)에 피드백한다. 기능요소(F23)는, 산출한 암각도(θ2)를 기능요소(F3)에 피드백한다.
동일하게, 기능요소(F31)는, 기본적으로, 기능요소(F6)가 생성한 버킷지령값(θ3*)과 기능요소(F33)가 산출한 버킷각도(θ3)의 차가 제로가 되도록, 버킷비례밸브(31C)에 대한 버킷전류지령을 생성한다. 그때에, 기능요소(F31)는, 버킷전류지령으로부터 도출되는 목표버킷스풀변위량과 기능요소(F32)가 산출한 버킷스풀변위량의 차가 제로가 되도록, 버킷전류지령을 조절한다. 그리고, 기능요소(F31)는, 그 조절 후의 버킷전류지령을 버킷비례밸브(31C)에 대하여 출력한다.
버킷비례밸브(31C)는, 버킷전류지령에 따라 개구면적을 변화시키고, 버킷지령전류의 크기에 대응하는 파일럿압을 제어밸브(174)의 파일럿포트에 작용시킨다. 제어밸브(174)는, 파일럿압에 따라 버킷스풀을 이동시켜, 버킷실린더(9)에 작동유를 유입시킨다. 버킷스풀변위센서(S13)는, 버킷스풀의 변위를 검출하고, 그 검출결과를 컨트롤러(30)의 기능요소(F32)에 피드백한다. 버킷실린더(9)는, 작동유의 유입에 따라 신축하여, 버킷(6)을 개폐시킨다. 버킷각도센서(S3)는, 개폐하는 버킷(6)의 회동각도를 검출하고, 그 검출결과를 컨트롤러(30)의 기능요소(F33)에 피드백한다. 기능요소(F33)는, 산출한 버킷각도(θ3)를 기능요소(F3)에 피드백한다.
상술과 같이, 컨트롤러(30)는, 작업체마다, 3단의 피드백루프를 구성하고 있다. 즉, 컨트롤러(30)는, 스풀변위량에 관한 피드백루프, 작업체의 회동각도에 관한 피드백루프, 및 치선위치에 관한 피드백루프를 구성하고 있다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 반자동제어 시에, 버킷(6)의 치선의 움직임을 고정밀도로 제어할 수 있다.
상술과 같이, 본원의 청구항 1에 관한 쇼벨(100)은, 하부주행체(1)와, 하부주행체(1)에 선회 가능하게 탑재된 상부선회체(3)와, 상부선회체(3)에 마련된 어태치먼트와, 어태치먼트를 동작시키는 복수의 액추에이터와, 상부선회체(3)에 마련된 조작장치(26)와, 조작장치(26)의 제1 방향으로의 조작에 따라 복수의 액추에이터를 동작시켜 어태치먼트의 소정 부위를 위치정보에 근거하여 이동시키도록 구성된 제어장치로서의 컨트롤러(30)를 구비하고 있다. 위치정보는, 예를 들면 목표시공면의 위치에 관한 정보, 및 버킷(6)의 치선의 위치에 관한 정보 등 중 적어도 하나이다. 컨트롤러(30)는, 예를 들면 위치정보에 근거하여, 복수의 액추에이터를 제1 제어모드와 제2 제어모드로 동작시키도록 구성되어 있다. 전형적으로는, 컨트롤러(30)는, 위치정보로부터 도출되는 소정의 궤도로서의 목표궤도(TP)를 따라, 복수의 액추에이터를 제1 제어모드와 제2 제어모드로 동작시키도록 구성되어 있다.
구체적으로는, 복수의 액추에이터는, 예를 들면 굴삭어태치먼트(AT)를 동작시키는 붐실린더(7), 암실린더(8) 및 버킷실린더(9)여도 된다. 이 경우, 컨트롤러(30)는, 조작장치(26)의 일례인 좌조작레버(26L)의 암접음방향으로의 조작에 따라 복수의 액추에이터를 동작시켜 굴삭어태치먼트(AT)의 소정 부위인 버킷(6)의 치선을 목표궤도(TP)를 따라 이동시켜도 된다. 그리고, 목표궤도(TP)는, 예를 들면 도 7a에 나타내는 바와 같이, 복수의 액추에이터를 제1 제어모드로서의 암우선모드로 동작시키는 제1 궤도부분으로서의 궤도부분(TP11)과, 복수의 액추에이터를 제2 제어모드로서의 붐우선모드로 동작시키는 제2 궤도부분으로서의 궤도부분(TP12)을 포함하고 있어도 된다.
이 구성에 의하여, 쇼벨(100)은, 소정의 궤도를 따른 어태치먼트의 소정 부위의 이동을 보다 적절히 제어할 수 있다.
또, 제1 제어모드는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 통상제어모드여도 된다. 이 경우, 제2 제어모드는 저속제어모드여도 된다. 즉, 제1 제어모드에서의 조작장치(26)의 조작량에 대한 소정 부위의 이동속도는, 제2 제어모드에서의 조작장치(26)의 조작량에 대한 소정 부위의 이동속도보다 커지도록 설정되어 있어도 된다.
이 구성에 의하여, 쇼벨(100)은, 예를 들면 목표궤도(TP)의 진행방향이 크게 변화하는 궤도부분을 버킷(6)의 치선이 통과할 때에 제어모드를 통상제어모드에서 저속제어모드로 변경할 수 있다. 또, 컨트롤러(30)는, 목표궤도(TP)의 진행방향이 크게 변화하는 부분을 버킷(6)의 치선이 통과한 후에, 제어모드를 통상제어모드로 되돌릴 수 있다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 버킷(6)의 치선을 보다 정확하게 목표궤도(TP)를 따르게 할 수 있다.
또, 컨트롤러(30)는, 도 7a에 나타내는 바와 같이, 목표궤도(TP)의 기준면에 관한 각도가 소정 각도 βTH 미만인 경우에 복수의 액추에이터를 제1 제어모드로서의 암우선모드로 동작시키고, 목표궤도(TP)의 기준면에 관한 각도가 소정 각도 βTH 이상인 경우에 복수의 액추에이터를 제2 제어모드로서의 붐우선모드로 동작시켜도 된다.
이 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 목표궤도(TP) 중 기준면에 관한 경사각이 소정 각도 βTH 미만인 완구배의 궤도부분을 버킷(6)의 치선이 통과할 때에 제어모드로서 암우선모드를 채용할 수 있다. 또, 그 경사각이 소정 각도 βTH 이상인 급구배의 궤도부분을 버킷(6)의 치선이 통과할 때에 제어모드로서 붐우선모드를 채용할 수 있다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 버킷(6)의 치선을 보다 정확하게 목표궤도(TP)를 따르게 할 수 있다.
또, 컨트롤러(30)는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 매설물(BM)이 버킷(6)의 치선의 가까이에 존재하지 않는 경우에 복수의 액추에이터를 통상제어모드로 동작시키고, 매설물(BM)이 버킷(6)의 치선의 가까이에 존재하는 경우에 복수의 액추에이터를 저속제어모드로 동작시켜도 된다.
이 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 버킷(6)의 치선이 매설물(BM)의 근처를 통과할 때에, 제어모드를 통상제어모드에서 저속제어모드로 변경할 수 있다. 또, 컨트롤러(30)는, 버킷(6)의 치선이 매설물(BM)로부터 떨어진 곳에서, 제어모드를 통상제어모드로 되돌릴 수 있다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 버킷(6)의 치선을 목표궤도(TP)를 따라 이동시킬 경우에, 버킷(6)의 치선으로 매설물을 크게 손상시켜 버리는 것을 방지할 수 있다.
또, 컨트롤러(30)는, 상부선회체(3)에 마련된 공간인식장치(70)의 출력에 근거하여 쇼벨의 주위에서 물체를 인식한 경우, 복수의 액추에이터를 제2 제어모드로서의 저속제어모드로 동작시켜도 된다.
이 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 쇼벨(100)의 주위에 작업자 등의 물체가 존재하는 경우, 제어모드를 통상제어모드에서 저속제어모드로 변경할 수 있다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 버킷(6)의 치선을 목표궤도(TP)를 따라 이동시킬 경우에, 쇼벨(100)의 일부가 물체와 접촉해 버리는 것을 방지할 수 있다. 굴삭어태치먼트(AT)의 움직임을 둔화시킴으로써, 쇼벨(100)의 조작자의 주의를 환기할 수 있기 때문이다. 또, 쇼벨(100)의 일부와 물체의 접촉을 회피하기 위한 조작의 필요여부를 판단하기 위한 시간을 조작자에게 줄 수 있기 때문이다.
또, 컨트롤러(30)는, 목표궤도(TP)가 쇼벨(100)로부터 소정의 거리범위 내에 있으며, 또한 목표궤도(TP)의 기준면에 관한 각도가 소정의 각도범위 내인 경우에, 복수의 액추에이터를 제1 제어모드로 동작시키고, 그 이외의 경우에, 복수의 액추에이터를 제2 제어모드로 동작시켜도 된다. 이 경우, 제1 제어모드는, 암우선모드 및 붐우선모드 중 일방이어도 되고, 제2 제어모드는, 암우선모드 및 붐우선모드 중 타방이어도 된다. 목표궤도(TP)에 있어서 버킷(6)이 쇼벨(100)로부터 소정의 거리범위 내에 있는지 여부는, 예를 들면 자세검출장치의 검출값에 근거하여 판단된다.
또, 컨트롤러(30)는, 자세검출장치로부터의 검출값에 근거하여 어태치먼트의 자세를 검출하고, 또한 어태치먼트의 자세에 근거하여 복수의 액추에이터를 제1 제어모드로 동작시킬지 제2 제어모드로 동작시킬지를 결정해도 된다. 컨트롤러(30)는, 예를 들면 어태치먼트의 자세가 소정의 자세라고 판정한 경우에 복수의 액추에이터를 제1 제어모드로 동작시키고, 그 이외의 경우에 제2 제어모드로 동작시켜도 된다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 상세하게 설명했다. 그러나, 본 발명은, 상술한 실시형태에 제한되는 것은 아니다. 상술한 실시형태는, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고, 다양한 변형, 치환 등이 적용될 수 있다. 별개로 설명된 특징은, 기술적인 모순이 발생하지 않는 한 조합이 가능하다.
예를 들면, 상술한 실시형태에서는, 유압식 파일럿회로를 구비한 유압식 조작시스템이 채용되어 있지만, 전기식 파일럿회로를 구비한 전기식 조작시스템이 채용되어도 된다. 전기식 조작시스템이 채용된 경우, 컨트롤러(30)는, 수동제어모드와 반자동제어모드를 용이하게 전환할 수 있다. 그리고, 컨트롤러(30)가 수동제어모드를 반자동제어모드로 전환한 경우, 복수의 제어밸브는, 하나의 전기식 조작레버의 레버조작량에 대응하는 전기신호에 따라 별개로 제어되어도 된다.
도 12는, 전기식 조작시스템의 구성예를 나타낸다. 구체적으로는, 도 12의 전기식 조작시스템은, 붐조작시스템의 일례이며, 주로 파일럿압작동형의 컨트롤밸브(17)와, 전기식 조작레버로서의 붐조작레버(26A)와, 컨트롤러(30)와, 붐상승조작용 전자밸브(60)와, 붐하강조작용 전자밸브(62)로 구성되어 있다. 도 12의 전기식 조작시스템은, 암조작시스템 및 버킷조작시스템 등에도 동일하게 적용될 수 있다.
파일럿압작동형의 컨트롤밸브(17)는, 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(175)의 상승측파일럿포트를 연결하는 관로의 유로면적을 조절할 수 있도록 구성되어 있다. 전자밸브(62)는, 파일럿펌프(15)와 제어밸브(175)의 하강측파일럿포트를 연결하는 관로의 유로면적을 조절할 수 있도록 구성되어 있다.
수동제어모드로 수동조작이 행해지는 경우, 컨트롤러(30)는, 붐조작레버(26A)의 조작신호생성부가 출력하는 조작신호(전기신호)에 따라 붐상승조작신호(전기신호) 또는 붐하강조작신호(전기신호)를 생성한다. 붐조작레버(26A)의 조작신호생성부가 출력하는 조작신호는, 붐조작레버(26A)의 조작량 및 조작방향에 따라 변화하는 전기신호이다.
구체적으로는, 컨트롤러(30)는, 붐조작레버(26A)가 붐상승방향으로 조작된 경우, 레버조작량에 따른 붐상승조작신호(전기신호)를 전자밸브(60)에 대하여 출력한다. 전자밸브(60)는, 붐상승조작신호(전기신호)에 따라 유로면적을 조절하고, 제어밸브(175)의 상승측파일럿포트에 작용하는 파일럿압을 제어한다. 동일하게, 컨트롤러(30)는, 붐조작레버(26A)가 붐하강방향으로 조작된 경우, 레버조작량에 따른 붐하강조작신호(전기신호)를 전자밸브(62)에 대하여 출력한다. 전자밸브(62)는, 붐하강조작신호(전기신호)에 따라 유로면적을 조절하고, 제어밸브(175)의 하강측파일럿포트에 작용하는 파일럿압을 제어한다.
반자동제어모드로 반자동제어를 실행하는 경우, 컨트롤러(30)는, 예를 들면 붐조작레버(26A)의 조작신호생성부가 출력하는 조작신호 대신에, 보정조작신호(전기신호)에 따라 붐상승조작신호(전기신호) 또는 붐하강조작신호(전기신호)를 생성한다. 보정조작신호는, 컨트롤러(30)가 생성하는 전기신호여도 되고, 컨트롤러(30) 이외의 외부의 제어장치 등이 생성하는 전기신호여도 된다.
본원은, 2018년 3월 30일에 출원한 일본 특허출원 2018－068048호에 근거하는 우선권을 주장하는 것이며, 이 일본 특허출원의 전체내용을 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
26A…붐조작레버
26D…주행레버
26DL…좌주행레버
26DR…우주행레버
4426L…좌조작레버
26R…우조작레버
28…토출압센서
29, 29DL, 29DR, 29LA, 29LB, 29RA, 29RB…조작압센서
30…컨트롤러
30A…위치산출부
30B…궤도취득부
30C…자율제어부
30D…제어모드전환부
31, 31AL~31DL, 31AR~31DR…비례밸브
31A…암비례밸브
31B…붐비례밸브
31C…버킷비례밸브
32, 32AL~32DL, 32AR~32DR…스풀밸브
40…센터바이패스관로
42…패럴렐관로
47…기억장치
60, 62…전자밸브
70…공간인식장치
70F…전방센서
70B…후방센서
70L…좌방센서
70R…우방센서
71…방향검출장치
72…정보입력장치
73…측위장치
100…쇼벨
171~176…제어밸브
AT…굴삭어태치먼트
D1…표시장치
D2…소리출력장치
F1~F6, F11~F13, F21~F23, F31~F33…기능요소
NS…스위치
S1…붐각도센서
S2…암각도센서
S3…버킷각도센서
S4…기체경사센서
S5…선회각속도센서
S11…붐스풀변위센서
S12…암스풀변위센서
S13…버킷스풀변위센서

Claims (14)

  1. 하부주행체와,
    상기 하부주행체에 선회 가능하게 탑재된 상부선회체와,
    상기 상부선회체에 마련된 어태치먼트와,
    상기 어태치먼트를 동작시키는 복수의 액추에이터와,
    상기 상부선회체에 마련된 조작장치와,
    상기 조작장치의 제1 방향으로의 조작에 따라 복수의 상기 액추에이터를 동작시켜 상기 어태치먼트의 소정 부위를 위치정보에 근거하여 이동시키도록 구성된 제어장치를 구비하고,
    상기 제어장치는, 상기 위치정보에 근거하여, 복수의 상기 액추에이터를 제1 제어모드와 제2 제어모드로 동작시켜서 상기 소정 부위를 소정의 궤도에 따라 이동시키며,
    상기 소정의 궤도는, 굴삭대상인 지반에 설정되고,
    상기 제어장치는, 상기 소정 부위가 목표궤도를 따라 이동하고 있는 동안에, 상기 제1 제어모드와 상기 제2 제어모드를 전환하여 동작시키며,
    상기 제어장치는, 상기 궤도가 쇼벨로부터 소정의 거리범위 내에 있으며, 또한 상기 궤도의 기준면에 관한 각도가 소정의 각도범위 내인 경우에, 복수의 상기 액추에이터를 상기 제1 제어모드로 동작시키고, 그 이외의 경우에, 복수의 상기 액추에이터를 상기 제2 제어모드로 동작시키는, 쇼벨.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 제어모드에서의 상기 조작장치의 조작량에 대한 상기 소정 부위의 이동속도는, 상기 제2 제어모드에서의 상기 조작장치의 조작량에 대한 상기 소정 부위의 이동속도보다 큰, 쇼벨.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어장치는, 상기 궤도의 기준면에 관한 각도가 소정 각도 미만인 경우에 복수의 상기 액추에이터를 상기 제1 제어모드로 동작시키고,
    상기 궤도의 기준면에 관한 각도가 소정 각도 이상인 경우에 복수의 상기 액추에이터를 상기 제2 제어모드로 동작시키는, 쇼벨.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어장치는, 매설물이 상기 소정 부위의 가까이에 존재하지 않는 경우에 복수의 상기 액추에이터를 상기 제1 제어모드로 동작시키고, 매설물이 상기 소정 부위의 가까이에 존재하는 경우에 복수의 상기 액추에이터를 상기 제2 제어모드로 동작시키는, 쇼벨.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어장치는, 상기 궤도의 방향이 소정 각도 이상 변화하는 점을 포함하는 궤도부분에 있어서, 복수의 상기 액추에이터를 상기 제2 제어모드로 동작시키는, 쇼벨.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어장치는, 상기 상부선회체에 마련된 공간인식장치의 출력에 근거하여 쇼벨의 주위에서 물체를 인식한 경우, 복수의 상기 액추에이터를 상기 제2 제어모드로 동작시키는, 쇼벨.
  8. 삭제
  9. 제4항에 있어서,
    상기 어태치먼트의 자세를 검출하는 자세검출장치를 구비하고,
    상기 제어장치는, 상기 자세검출장치로부터의 검출값에 근거하여 상기 어태치먼트의 자세를 검출하며, 또한 상기 어태치먼트의 자세에 근거하여 복수의 상기 액추에이터를 상기 제1 제어모드로 동작시킬지 상기 제2 제어모드로 동작시킬지를 결정하는, 쇼벨.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제어장치는, 굴삭대상의 부분에 따라 상기 제1 제어모드와 상기 제2 제어모드를 전환하는, 쇼벨.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제어장치는, 목표궤도를 따른 상기 위치정보의 변화에 따라 상기 제1 제어모드와 상기 제2 제어모드를 전환하는, 쇼벨.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
KR1020207028671A 2018-03-30 2019-03-28 쇼벨 KR102671151B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2018-068048 2018-03-30
JP2018068048 2018-03-30
PCT/JP2019/013713 WO2019189624A1 (ja) 2018-03-30 2019-03-28 ショベル

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200135379A KR20200135379A (ko) 2020-12-02
KR102671151B1 true KR102671151B1 (ko) 2024-05-30

Family

ID=68060250

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207028671A KR102671151B1 (ko) 2018-03-30 2019-03-28 쇼벨

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20210010227A1 (ko)
EP (1) EP3779053A4 (ko)
JP (1) JPWO2019189624A1 (ko)
KR (1) KR102671151B1 (ko)
CN (1) CN112004970B (ko)
WO (1) WO2019189624A1 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7179688B2 (ja) * 2019-06-19 2022-11-29 日立建機株式会社 作業機械
KR102439985B1 (ko) 2020-09-07 2022-09-06 (주)청도산업 티브이 승,하강장치
KR20220142082A (ko) * 2021-04-14 2022-10-21 현대두산인프라코어(주) 건설기계의 작업 계획 작성 방법 및 작성 시스템
JPWO2023037515A1 (ko) * 2021-09-10 2023-03-16
CN115262672A (zh) * 2022-08-30 2022-11-01 江苏徐工国重实验室科技有限公司 挖掘机和挖掘机的斜坡作业方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100625387B1 (ko) 1998-12-02 2006-09-18 신갸타피라 미쓰비시 가부시키가이샤 작업용 기계의 유압제어회로
JP2016003442A (ja) * 2014-06-13 2016-01-12 日立建機株式会社 建設機械の掘削制御装置

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4444884B2 (ja) * 2005-06-28 2010-03-31 日立建機株式会社 建設機械および建設機械に用いられる制御装置
US7752779B2 (en) * 2007-04-30 2010-07-13 Deere & Company Automated control of boom or attachment for work vehicle to a preset position
US7949449B2 (en) * 2007-12-19 2011-05-24 Caterpillar Inc. Constant work tool angle control
KR101716499B1 (ko) * 2010-06-23 2017-03-14 두산인프라코어 주식회사 데이터 베이스를 이용한 건설기계의 작업궤적 제어 장치 및 그 방법
US20130103247A1 (en) * 2010-06-23 2013-04-25 Doosan Infracore Co., Ltd. Apparatus and Method for Controlling Work Trajectory of Construction Equipment
JP5497617B2 (ja) * 2010-11-16 2014-05-21 住友重機械工業株式会社 画像生成装置及び操作支援システム
JP6025372B2 (ja) 2012-04-11 2016-11-16 株式会社小松製作所 油圧ショベルの掘削制御システム及び掘削制御方法
CN104968863B (zh) * 2013-02-05 2017-10-10 现代建设机械（株） 施工设备
JP5952244B2 (ja) * 2013-09-12 2016-07-13 日立建機株式会社 掘削領域制限制御の基礎情報の演算装置及び建設機械
US20170121930A1 (en) * 2014-06-02 2017-05-04 Komatsu Ltd. Construction machine control system, construction machine, and method of controlling construction machine
US9605412B2 (en) * 2014-06-04 2017-03-28 Komatsu Ltd. Construction machine control system, construction machine, and construction machine control method
WO2015194601A1 (ja) * 2014-06-20 2015-12-23 住友重機械工業株式会社 ショベル及びその制御方法
US9752303B2 (en) * 2014-06-27 2017-09-05 Topcon Positioning Systems, Inc. Method and apparatus for implementing operational practices for construction machines
WO2015025989A1 (ja) * 2014-09-10 2015-02-26 株式会社小松製作所 作業車両
JP6606103B2 (ja) * 2015-01-06 2019-11-13 住友重機械工業株式会社 建設機械
KR101759409B1 (ko) * 2015-02-02 2017-07-18 가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼 작업차량 및 작업차량의 제어 방법
US9719498B2 (en) * 2015-05-29 2017-08-01 Caterpillar Inc. System and method for recovering energy in a machine
JP5947477B1 (ja) * 2015-09-25 2016-07-06 株式会社小松製作所 作業機械の制御装置、作業機械、及び作業機械の制御方法
KR101731368B1 (ko) * 2016-03-17 2017-04-28 가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼 작업 차량의 제어 시스템, 제어 방법, 및 작업 차량
KR101862735B1 (ko) * 2016-03-29 2018-07-04 가부시키가이샤 고마쓰 세이사쿠쇼 작업 기계의 제어 장치, 작업 기계 및 작업 기계의 제어 방법
JP6732539B2 (ja) * 2016-05-26 2020-07-29 日立建機株式会社 作業機械
CN205822316U (zh) * 2016-07-08 2016-12-21 山推工程机械股份有限公司 一种推土机安全防御系统
JP6840984B2 (ja) 2016-10-20 2021-03-10 村田機械株式会社 リニアモータシステム、移動体システム、及び電気角の推定方法
JP6872945B2 (ja) * 2017-03-27 2021-05-19 日立建機株式会社 建設機械
US10633827B2 (en) * 2017-10-16 2020-04-28 Deere & Company Temperature responsive hydraulic derate
JP6843039B2 (ja) * 2017-12-22 2021-03-17 日立建機株式会社 作業機械
JP2019127725A (ja) * 2018-01-23 2019-08-01 株式会社クボタ 作業機、作業機の制御方法、プログラム及びその記録媒体
JP2019199881A (ja) * 2018-05-14 2019-11-21 株式会社神戸製鋼所 作業機械の油圧駆動装置
JP7141899B2 (ja) * 2018-09-13 2022-09-26 日立建機株式会社 作業機械
KR102685684B1 (ko) * 2018-11-14 2024-07-15 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 쇼벨, 쇼벨의 제어장치
JP7326066B2 (ja) * 2019-08-21 2023-08-15 住友重機械工業株式会社 ショベル

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100625387B1 (ko) 1998-12-02 2006-09-18 신갸타피라 미쓰비시 가부시키가이샤 작업용 기계의 유압제어회로
JP2016003442A (ja) * 2014-06-13 2016-01-12 日立建機株式会社 建設機械の掘削制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019189624A1 (ja) 2019-10-03
JPWO2019189624A1 (ja) 2021-03-25
US20210010227A1 (en) 2021-01-14
CN112004970B (zh) 2023-04-04
EP3779053A4 (en) 2021-05-05
CN112004970A (zh) 2020-11-27
EP3779053A1 (en) 2021-02-17
KR20200135379A (ko) 2020-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102671151B1 (ko) 쇼벨
KR102602384B1 (ko) 쇼벨
US10017913B2 (en) Construction machine control system, construction machine, and construction machine control method
KR102608801B1 (ko) 쇼벨
KR102685681B1 (ko) 쇼벨 및 쇼벨의 관리시스템
JP7460538B2 (ja) ショベル、ショベルの制御装置
KR102659076B1 (ko) 쇼벨
KR102587519B1 (ko) 작업기계, 정보처리장치
JP7439053B2 (ja) ショベル及びショベルの管理装置
JP6860329B2 (ja) 作業機械
KR20210089676A (ko) 쇼벨, 쇼벨의 제어장치
KR20210140742A (ko) 쇼벨 및 시공시스템
KR102671152B1 (ko) 쇼벨
JPWO2020101004A1 (ja) ショベル、ショベルの制御装置
KR102635054B1 (ko) 쇼벨
WO2020196888A1 (ja) ショベル及び施工システム
WO2019012701A1 (ja) 作業機械および作業機械の制御方法
JP7478590B2 (ja) ショベル
CN113544338A (zh) 挖土机及施工系统
JP7326428B2 (ja) ショベル及びショベルの制御装置
JP7412918B2 (ja) ショベル
WO2021066032A1 (ja) ショベル、ショベルの制御装置
JP7454505B2 (ja) ショベル
JP2022154722A (ja) ショベル
JP2021067174A (ja) ショベル、ショベルのシステム

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
AMND Amendment
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant