KR20200130833A - 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 공간인식장치(70)와, 상부선회체(3)의 방향과 하부주행체(1)의 방향의 상대적인 관계에 관한 정보를 검출하는 방향검출장치(71)와, 상부선회체(3)에 마련된 제어장치로서의 컨트롤러(30)를 갖는다. 컨트롤러(30)는, 공간인식장치(70)의 출력과 방향검출장치(71)의 출력에 근거하여 주행유압모터(2M)를 동작시킨다.

Description

쇼벨

본 개시는, 쇼벨에 관한 것이다.

종래, 조작자의 버튼조작에 따라, 어태치먼트의 자세가 주차에 적합한 자세가 되도록 붐실린더, 암실린더, 및 버킷실린더를 자동적으로 신축(伸縮)시키는 쇼벨이 알려져 있다(특허문헌 1 참조).

특허문헌 1: 일본 공개특허공보 평8-136737호

그러나, 상술한 쇼벨은, 어태치먼트의 자세를 자동적으로 변화시킬 뿐이며, 쇼벨을 주차위치로 자동적으로 이동시킬 수는 없다.

그래서, 주차위치까지의 이동을 지원할 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 공간인식장치와, 상기 상부선회체의 방향과 상기 하부주행체의 방향의 상대적인 관계에 관한 정보를 검출하는 방향검출장치와, 상기 상부선회체에 마련된 제어장치를 갖고, 상기 제어장치는, 상기 공간인식장치의 출력과 상기 방향검출장치의 출력에 근거하여 상기 주행액추에이터를 동작시킨다.

상술한 수단에 의하여, 주차위치까지의 이동을 지원할 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 선회용 유압모터의 조작에 관한 유압시스템의 일부의 도이다.
도 4c는 붐실린더의 조작에 관한 유압시스템의 일부의 도이다.
도 4d는 버킷실린더의 조작에 관한 유압시스템의 일부의 도이다.
도 5a는 좌주행유압모터의 조작에 관한 유압시스템의 일부의 도이다.
도 5b는 우주행유압모터의 조작에 관한 유압시스템의 일부의 도이다.
도 6은 컨트롤러의 구성예를 나타내는 기능블록도이다.
도 7은 주차처리의 일례의 플로차트이다.
도 8은 주차스페이스선택화면의 일례를 나타내는 도이다.
도 9는 실제의 주차장의 일례의 상면도이다.
도 10은 주차스페이스선택화면의 다른 일례를 나타내는 도이다.
도 11은 실제의 주차장의 다른 일례의 상면도이다.
도 12는 주차스페이스선택화면의 또한 다른 일례를 나타내는 도이다.
도 13은 주차스페이스선택화면의 또한 다른 일례를 나타내는 도이다.
도 14는 컨트롤러의 다른 구성예를 나타내는 기능블록도이다.
도 15는 전기식 조작시스템의 구성예를 나타내는 도이다.
도 16은 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 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 선회액추에이터로서의 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 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, 붐각도센서(S1), 암각도센서(S2), 및 버킷각도센서(S3) 중 적어도 하나는, 가속도센서만으로 구성되어 있어도 된다. 또, 붐각도센서(S1)는, 붐실린더(7)에 장착된 스트로크센서여도 되고, 로터리인코더, 퍼텐쇼미터, 또는 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), 및 선회각속도센서(S5) 등이 장착되어 있다. 캐빈(10)의 내부에는, 조작장치(26), 컨트롤러(30), 정보입력장치(72), 표시장치(D1), 및 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 3차원 공간에 존재하는 물체를 인식하도록 구성되어 있다. 또, 공간인식장치(70)는, 공간인식장치(70) 또는 쇼벨(100)부터 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, 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 주위에 존재하는 물체를 검지하도록 구성되어 있어도 된다. 물체는, 예를 들면 사람, 동물, 차량(덤프트럭 등), 작업기재, 건설기계, 건축물, 전선, 펜스, 또는 구멍 등이다. 물체로서 사람을 검지하도록 구성되어 있는 경우, 공간인식장치(70)는, 사람과 사람 이외의 물체를 구별할 수 있도록 구성된다. 또, 공간인식장치(70)는, 물체의 종류를 식별하도록 구성되어 있어도 된다.

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 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 또는 로터리포지션센서 등이어도 된다. 선회전동발전기로 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, 방향검출장치(71)는, 상부선회체(3)의 전후축의 방향과 하부주행체(1)의 길이방향의 사이에 형성되는 각도를 도출한다. 상부선회체(3)의 전후축의 방향은, 카메라의 장착위치로부터 도출된다. 크롤러(1C)가 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 표시부의 위에 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 검출하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 기체경사센서(S4)는, 수평면에 관한 상부선회체(3)의 전후축둘레의 경사각(롤각) 및 좌우축둘레의 경사각(피치각)을 검출하는 가속도센서이다. 상부선회체(3)의 전후축 및 좌우축은, 예를 들면 서로 직교하여 쇼벨(100)의 선회축 상의 일점인 쇼벨중심점을 통과한다. 기체경사센서(S4)는, 가속도센서와 자이로센서의 조합이어도 된다.

선회각속도센서(S5)는, 상부선회체(3)의 선회각속도를 검출한다. 본 실시형태에서는, 선회각속도센서(S5)는, 자이로센서이다. 선회각속도센서(S5)는, 리졸버 또는 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, 다양한 정보를 표시하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 표시장치(D1)는, 캐빈(10) 내에 설치된 액정디스플레이이다. 단, 표시장치(D1)는, 스마트폰 등의 휴대단말의 디스플레이여도 된다.

소리출력장치(D2)는, 소리를 출력하도록 구성되어 있다. 소리출력장치(D2)는, 캐빈(10) 내의 조작자를 향하여 소리를 출력하는 장치, 및 캐빈(10) 밖의 작업자를 향하여 소리를 출력하는 장치 중 적어도 하나를 포함한다. 소리출력장치(D2)는, 휴대단말의 스피커여도 된다.

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.

컨트롤러(30)는, 쇼벨(100)을 제어하기 위한 제어장치이다. 본 실시형태에서는, 컨트롤러(30)는, CPU, RAM, NVRAM, 및 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, 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), 및 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, 소정의 회전수를 유지하도록 동작하는 디젤엔진이다. 엔진(11)의 출력축은, 메인펌프(14) 및 파일럿펌프(15)의 각각의 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 토출량(변위용적)을 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 토출량(변위용적)을 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 별개로, 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, 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 순환시킨다. 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, 및 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, 및 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 흡수파워(예를 들면 흡수마력)가 엔진(11)의 출력파워(예를 들면 출력마력)를 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, 좌조작레버(26L)는, 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, 우조작레버(26R)는, 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 우측파일럿포트에 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 좌측파일럿포트에 작동유를 도입시키고, 버킷펼침방향으로 조작된 경우에, 제어밸브(174)의 우측파일럿포트에 작동유를 도입시킨다.

주행레버(26D)는, 크롤러(1C)의 조작에 이용된다. 구체적으로는, 좌주행레버(26DL)는, 좌크롤러(1CL)의 조작에 이용된다. 좌주행레버(26DL)는, 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. 우주행레버(26DR)는, 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, 및 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 및 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, 예를 들면 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 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 증대시키고, 조작대상의 유압액추에이터에 충분한 작동유를 유입시켜, 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 확실하게 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 4d는, 유압시스템의 일부의 도이다. 구체적으로는, 도 4a는, 암실린더(8)의 조작에 관한 유압시스템의 일부의 도이며, 도 4b는, 선회유압모터(2A)의 조작에 관한 유압시스템의 일부의 도이다. 또, 도 4c는, 붐실린더(7)의 조작에 관한 유압시스템의 일부의 도이며, 도 4d는, 버킷실린더(9)의 조작에 관한 유압시스템의 일부의 도이다. 동일하게, 도 5a 및 도 5b는, 유압시스템의 일부의 도이다. 구체적으로는, 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) 및 셔틀밸브(32)를 포함한다. 비례밸브(31)는, 비례밸브(31AL~31FL 및 31AR~31FR)를 포함하고, 셔틀밸브(32)는, 셔틀밸브(32AL~32FL 및 32AR~32FR)를 포함한다.

비례밸브(31)는, 머신컨트롤용 제어밸브로서 기능하도록 구성되어 있다. 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 일방은 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 행해지고 있지 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, 누름버튼스위치이다. 조작자는, 스위치(NS)를 손가락으로 누르면서 좌조작레버(26L)를 손으로 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, 비례밸브(31AL)는, 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, 비례밸브(31AR)는, 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 및 31AR)의 각각은, 제어밸브(176)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, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 암접음조작과는 무관하게, 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, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 암펼침조작과는 무관하게, 암(5)을 펼칠 수 있다.

또, 도 4b에 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(31BL)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 전류지령에 따라 동작한다. 그리고, 비례밸브(31BL)는, 파일럿펌프(15)로부터 비례밸브(31BL) 및 셔틀밸브(32BL)를 통하여 제어밸브(173)의 좌측파일럿포트에 도입되는 작동유에 의한 파일럿압을 조정한다. 비례밸브(31BR)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 전류지령에 따라 동작한다. 그리고, 비례밸브(31BR)는, 파일럿펌프(15)로부터 비례밸브(31BR) 및 셔틀밸브(32BR)를 통하여 제어밸브(173)의 우측파일럿포트에 도입되는 작동유에 의한 파일럿압을 조정한다. 비례밸브(31BL 및 31BR)의 각각은, 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(31BL) 및 셔틀밸브(32BL)를 통하여, 제어밸브(173)의 좌측파일럿포트에 공급할 수 있다. 즉, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 좌선회조작과는 무관하게, 선회기구(2)를 좌선회시킬 수 있다. 또, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 우선회조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를, 비례밸브(31BR) 및 셔틀밸브(32BR)를 통하여, 제어밸브(173)의 우측파일럿포트에 공급할 수 있다. 즉, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 우선회조작과는 무관하게, 선회기구(2)를 우선회시킬 수 있다.

또, 도 4c에 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(31CL)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 전류지령에 따라 동작한다. 그리고, 비례밸브(31CL)는, 파일럿펌프(15)로부터 비례밸브(31CL) 및 셔틀밸브(32CL)를 통하여 제어밸브(175L)의 우측파일럿포트 및 제어밸브(175R)의 좌측파일럿포트에 도입되는 작동유에 의한 파일럿압을 조정한다. 비례밸브(31CR)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 전류지령에 따라 동작한다. 그리고, 비례밸브(31CR)는, 파일럿펌프(15)로부터 비례밸브(31CR) 및 셔틀밸브(32CR)를 통하여 제어밸브(175L)의 좌측파일럿포트 및 제어밸브(175R)의 우측파일럿포트에 도입되는 작동유에 의한 파일럿압을 조정한다. 비례밸브(31CL 및 31CR)의 각각은, 제어밸브(175)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(31CL) 및 셔틀밸브(32CL)를 통하여, 제어밸브(175L)의 우측파일럿포트 및 제어밸브(175R)의 좌측파일럿포트에 공급할 수 있다. 즉, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 붐상승조작과는 무관하게, 붐(4)을 상승할 수 있다. 또, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 붐하강조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를, 비례밸브(31CR) 및 셔틀밸브(32CR)를 통하여, 제어밸브(175R)의 우측파일럿포트에 공급할 수 있다. 즉, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 붐하강조작과는 무관하게, 붐(4)을 하강할 수 있다.

또, 도 4d에 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(31DL)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 전류지령에 따라 동작한다. 그리고, 비례밸브(31DL)는, 파일럿펌프(15)로부터 비례밸브(31DL) 및 셔틀밸브(32DL)를 통하여 제어밸브(174)의 좌측파일럿포트에 도입되는 작동유에 의한 파일럿압을 조정한다. 비례밸브(31DR)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 전류지령에 따라 동작한다. 그리고, 비례밸브(31DR)는, 파일럿펌프(15)로부터 비례밸브(31DR) 및 셔틀밸브(32DR)를 통하여 제어밸브(174)의 우측파일럿포트에 도입되는 작동유에 의한 파일럿압을 조정한다. 비례밸브(31DL 및 31DR)의 각각은, 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(31DL) 및 셔틀밸브(32DL)를 통하여, 제어밸브(174)의 좌측파일럿포트에 공급할 수 있다. 즉, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 버킷접음조작과는 무관하게, 버킷(6)을 접을 수 있다. 또, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 버킷펼침조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를, 비례밸브(31DR) 및 셔틀밸브(32DR)를 통하여, 제어밸브(174)의 우측파일럿포트에 공급할 수 있다. 즉, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 버킷펼침조작과는 무관하게, 버킷(6)을 펼칠 수 있다.

또, 도 5a에 나타내는 바와 같이, 좌주행레버(26DL)는, 좌크롤러(1CL)를 조작하기 위하여 이용된다. 구체적으로는, 좌주행레버(26DL)는, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를 이용하고, 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, 비례밸브(31EL)는, 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, 비례밸브(31ER)는, 파일럿펌프(15)로부터 비례밸브(31ER) 및 셔틀밸브(32ER)를 통하여 제어밸브(171)의 우측파일럿포트에 도입되는 작동유에 의한 파일럿압을 조정한다. 비례밸브(31EL 및 31ER)의 각각은, 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, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 좌전진조작과는 무관하게, 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, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 좌후진조작과는 무관하게, 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 이용하고, 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, 비례밸브(31FL)는, 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, 비례밸브(31FR)는, 파일럿펌프(15)로부터 비례밸브(31FR) 및 셔틀밸브(32FR)를 통하여 제어밸브(172)의 우측파일럿포트에 도입되는 작동유에 의한 파일럿압을 조정한다. 비례밸브(31FL 및 31FR)의 각각은, 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, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 우전진조작과는 무관하게, 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, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 우후진조작과는 무관하게, 우크롤러(1CR)를 후진시킬 수 있다.

다만, 상술한 실시형태에서는, 유압식 파일럿회로를 구비한 유압식 조작레버가 채용되어 있지만, 이와 같은 유압식 파일럿회로를 구비한 유압식 조작레버가 아니라, 전기식 파일럿회로를 구비한 전기식 조작레버가 채용되어도 된다. 이 경우, 전기식 조작레버의 레버조작량은, 전기신호로서 컨트롤러(30)로 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.

다음으로, 도 6을 참조하여, 컨트롤러(30)의 기능에 대하여 설명한다. 도 6은, 컨트롤러(30)의 구성예를 나타내는 기능블록도이다. 도 6의 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 실행하여, 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, 각종 기능을 담당하는 기능요소로서 자세검출부(30A), 판정부(30B), 및 자율제어부(30C)를 갖는다. 각 기능요소는, 하드웨어로 구성되어 있어도 되고, 소프트웨어로 구성되어 있어도 된다.

자세검출부(30A)는, 쇼벨(100)의 자세에 관한 정보를 검출하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 자세검출부(30A)는, 자세검출장치의 출력에 근거하여, 쇼벨(100)의 자세에 관한 정보를 검출한다. 자세검출부(30A)는, 자세검출장치의 출력에 근거하여, 쇼벨(100)의 자세로서 굴삭어태치먼트(AT)의 자세를 검출해도 된다. 또, 자세검출부(30A)는, 자세검출장치 및 방향검출장치 중 적어도 하나의 출력에 근거하여, 쇼벨(100)의 자세로서 상부선회체(3)의 자세(하부주행체(1)의 방향에 대한 상부선회체(3)의 방향)를 검출해도 된다.

판정부(30B)는, 원하는 공간의 존재여부를 판정할 수 있도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 판정부(30B)는, 쇼벨(100)을 주차시킬 수 있는 공간인 주차스페이스의 존재여부, 및 쇼벨(100)을 통과시킬 수 있는 공간인 통과스페이스의 존재여부를 판정할 수 있도록 구성되어 있다. 즉, 판정부(30B)는, 주차스페이스로서 지정되는 지정공간에 있어서, 쇼벨(100)의 기체(機體)보다 큰 공간이 존재하는지 여부, 혹은 현재의 위치부터 주차스페이스로서 지정되는 지정공간까지의 진로 상에 쇼벨(100)의 기체보다 큰 공간(기체를 통과할 수 있는 공간)이 계속적으로 존재하고 있는지 여부를 판단할 수 있도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 판정부(30B)는, 공간인식장치(70)의 출력에 근거하여, 주차스페이스의 존재여부를 판정한다. 또, 판정부(30B)는, 주차스페이스가 존재한다고 판정한 경우에는, 쇼벨(100)과 외부의 물체를 접촉시키지 않고, 쇼벨(100)을 현재위치로부터 그 주차스페이스까지 이동시키기 위한 통과스페이스의 존재여부를 판정한다. 그리고, 통과스페이스가 존재한다고 판정한 경우, 판정부(30B)는, 그 주차스페이스에 쇼벨(100)을 이동시키고 또한 주차시킬 수 있다고 판정한다.

자율제어부(30C)는, 쇼벨(100)을 자율적으로 동작시키도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 자율제어부(30C)는, 쇼벨(100)의 현재위치로부터 주차스페이스까지의 목표궤도를 산출하고, 또한 그 목표궤도를 따라 쇼벨(100)을 이동시키도록 구성되어 있다. 목표궤도는, 쇼벨(100)이 자율적으로 이동할 때에 쇼벨(100)의 소정 부위가 그리는 궤도이다. 목표궤도는, 예를 들면 크롤러(1C)에 관한 목표궤도를 포함한다. 이 경우, 소정 부위는, 예를 들면 크롤러(1C)의 선단 또는 후단이다. 목표궤도는, 예를 들면 굴삭어태치먼트(AT)에 관한 목표궤도를 포함하고 있어도 된다. 이 경우, 소정 부위는, 예를 들면 붐(4)의 선단이다. 목표궤도는, 소정 부위로서의 쇼벨(100)의 중심점이 그리는 궤도여도 된다. 쇼벨(100)의 중심점은, 전형적으로는, 선회축 상의 일점이다. 혹은, 목표궤도는, 현재위치부터 주차스페이스까지 이동하는 쇼벨(100)의 윤곽이 그리는, 폭을 갖는 궤적이어도 된다.

목표궤도는, 예를 들면 특정의 주차스페이스까지 쇼벨(100)을 이동시키고 또한 주차시키기 위하여 산출된다. 이 경우, 목표궤도는, 쇼벨(100)이 실현할 수 있는 움직임을 고려하여 산출된다. 그리고, 자율제어부(30C)는, 산출한 목표궤도에 근거하여 액추에이터의 구동방법을 결정한다. 예를 들면, 자율제어부(30C)는, 쇼벨(100)을 후진시킬 때에, 스핀턴, 피봇턴, 완선회(緩旋回), 또는 직진으로부터 적절한 이동방법을 선택하여 주행유압모터(2M)의 구동방법을 결정한다. 그때에, 자율제어부(30C)는, 주행유압모터(2M) 등의 주행구동부의 동작의 필요여부를 판단할 뿐만 아니라, 선회기구(2)의 동작의 필요여부를 판단해도 된다. 또, 자율제어부(30C)는, 어태치먼트가, 주변에 있는 기기 또는 다른 건설기계와 접촉할 우려가 있는지 여부를 판단하고, 어태치먼트의 동작의 필요여부를 판단해도 된다.

다음으로, 도 7을 참조하여, 컨트롤러(30)가 쇼벨(100)을 이동시켜 주차시키는 처리(이하, "주차처리"라고 함)에 대하여 설명한다. 도 7은, 주차처리의 일례의 플로차트이다.

먼저, 컨트롤러(30)는, 주차모드버튼이 눌렸는지 여부를 판정한다(스텝 ST1). 본 실시형태에서는, 컨트롤러(30)는, 소정의 제어주기마다 반복하여 이 판정을 실행한다. 주차모드버튼은, 예를 들면 좌조작레버(26L)의 선단에 마련된 스위치(NS)이다. 주차모드버튼은, 터치패널을 구비한 표시장치(D1)로 표시되는 소프트웨어버튼이어도 된다. 컨트롤러(30)는, 주차모드버튼이 눌렸다고 판정할 때까지 이 판정을 반복한다(스텝 ST1의 NO).

주차모드버튼이 눌렸다고 판정한 경우(스텝 ST1의 YES), 컨트롤러(30)는, 설정화면을 표시한다(스텝 ST2). 본 실시형태에서는, 컨트롤러(30)는, 설정화면으로서의 주차스페이스선택화면을 표시장치(D1)에 표시시킨다.

도 8은, 주차스페이스선택화면의 구성예를 나타낸다. 주차스페이스선택화면(GA)은, 쇼벨도형(G1) 및 주차스페이스도형(G2)을 포함한다. 도 8에서 나타내는 주차스페이스선택화면(GA)은, 조작자가 갖는 스마트폰 등의 휴대단말을 포함하는 지원장치에 탑재되어 있는 표시장치로 표시되어도 된다. 이 경우, 지원장치는, 통신기기로서 기능하고, Wi-Fi(등록상표), Bluetooth(등록상표), 혹은 무선LAN 등의 근거리무선통신망, 휴대전화통신망, 또는 위성통신망 등을 통한 쇼벨과의 통신을 제어해도 된다.

쇼벨도형(G1) 및 주차스페이스도형(G2)은, 상부선회체(3)와 주차스페이스의 위치관계를 나타낸다. 본 실시형태에서는, 쇼벨도형(G1)은, 상부선회체(3)를 바로 위에서 보았을 때의 상부선회체(3)의 형상을 나타내고 있다. 주차스페이스도형(G2)은, 주차스페이스로서 설정될 수 있는 공간의 상부선회체(3)에 대한 대략적인 위치를 나타내고 있다. 구체적으로는, 주차스페이스도형(G2)은, 상부선회체(3)의 우측에 있는 공간을 나타내는 우주차스페이스도형(G2R), 상부선회체(3)의 전측에 있는 공간을 나타내는 전주차스페이스도형(G2F), 상부선회체(3)의 좌측에 있는 공간을 나타내는 좌주차스페이스도형(G2L), 및 상부선회체(3)의 후측에 있는 공간을 나타내는 후주차스페이스도형(G2B)을 포함하고 있다. 단, 주차스페이스도형(G2)은, 우경사전주차스페이스도형, 좌경사전주차스페이스도형, 우경사후주차스페이스도형, 및 좌경사후주차스페이스도형 등 중 적어도 하나를 포함하는, 5개 이상의 주차스페이스도형을 포함하고 있어도 된다. 또, 주차스페이스도형(G2)은, 주차스페이스로서 설정될 수 있는 공간의 상부선회체(3)에 대한 보다 엄밀한 위치를 나타내고 있어도 된다. 혹은, 주차스페이스도형(G2)은, 공간인식장치(70)에 의하여 인식된 주차스페이스에만 대응하고 있어도 된다. 이 경우, 컨트롤러(30)는, 예를 들면 상부선회체(3)의 좌측에는 주차스페이스가 존재하지 않는다고 판정하고 있는 경우에는, 좌주차스페이스도형(G2L)을 표시시키지 않도록 해도 된다.

주차스페이스도형(G2)은, 카메라화상의 위에 중첩표시되어 있어도 된다. 카메라화상은, 예를 들면 상부선회체(3)에 장착된 복수의 카메라가 취득한 화상에 근거하여 생성되는 시점변환화상으로서의 부감(俯瞰)화상이다. 이 경우, 부감화상은, 쇼벨도형(G1)의 주위에 표시된다.

또, 주차스페이스선택화면(GA)은, 상술과 같이 바로 위에서 쇼벨(100)을 보았을 때의 광경에 관한 화면이 아닌, 쇼벨(100)에서 후방을 보았을 때의 광경에 관한 화면이어도 되고, 쇼벨(100)에서 측방을 보았을 때의 광경에 관한 화면이어도 된다.

쇼벨(100)의 조작자는, 주차스페이스선택화면(GA)을 보면서, 쇼벨(100)을 주차시키고자 하는 공간을 포함하는 주차스페이스도형(G2)을 선택한다.

그 후, 컨트롤러(30)는, 목표주차스페이스가 설정되었는지 여부를 판정한다(스텝 ST3). 쇼벨(100)의 조작자는, 예를 들면 도 9에 나타내는 바와 같은 위치에 있는 쇼벨(100)의 캐빈(10) 내에서 주차모드버튼을 누른다. 도 9는, 공사현장 또는 차고(주기장(駐機場))에 있어서의 실제의 주차장의 상면도이다. 주차모드버튼이 눌리면, 컨트롤러(30)는, 주차스페이스선택화면(GA)을 표시시킨다. 이때, 조작자는, 우주차스페이스도형(G2R)을 선택함으로써, 실제의 주차장에 있어서의 공간(SP)을 목표주차스페이스로서 설정할 수 있다.

도 9의 예에서는, 좌주차스페이스도형(G2L)이 선택되면, 컨트롤러(30)의 판정부(30B)는, 공간인식장치(70)의 출력에 근거하여, 쇼벨(100)을 주차시킬 수 있는 공간이 상부선회체(3)의 좌측에 존재하는지 여부를 판정한다. 도 9의 예에서는, 상부선회체(3)의 좌측에는 벽(W)이 있어, 쇼벨(100)을 주차시킬 수 있는 공간은 존재하지 않는다. 이 경우, 판정부(30B)는, 상부선회체(3)의 좌측에는 쇼벨(100)을 주차시킬 수 있는 공간은 존재하지 않다고 판정하고, 그 취지를 나타내는 텍스트메시지를 주차스페이스선택화면(GA)에 표시시켜도 된다.

동일하게, 우주차스페이스도형(G2R)이 선택되면, 판정부(30B)는, 공간인식장치(70)의 출력에 근거하여, 쇼벨(100)을 주차시킬 수 있는 공간이 상부선회체(3)의 우측에 존재하는지 여부를 판정한다.

도 9의 예에서는, 주차스페이스로서 지정된 공간(SP)은, 쇼벨(100)의 기체보다 큰 공간이다. 즉, 상부선회체(3)의 우측에는 쇼벨(100)을 주차시킬 수 있는 공간(SP)이 존재하고 있다. 컨트롤러(30)는, 지정된 공간(SP)을 목표궤도의 종점으로서 인식한다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 만일, 지정된 공간(SP)보다 먼 곳에 다른 공간이 존재했다고 해도, 지정된 공간(SP)에 있어서 쇼벨(100)의 주행을 중단시켜, 정지시킬 수 있다.

이 경우, 판정부(30B)는, 상부선회체(3)의 우측에는 쇼벨(100)을 주차시킬 수 있는 공간(SP)이 존재한다고 판정한다. 공간(SP)이 존재한다고 판정한 경우, 판정부(30B)는, 쇼벨(100)을 현재위치에서 공간(SP)까지 이동시키기 위한 통과스페이스의 존재여부를 판정한다. 즉, 판정부(30B)는, 현재의 위치부터 주차스페이스로서 지정된 공간(SP)까지의 진로 상에 쇼벨(100)의 기체보다 큰 공간(기체를 통과할 수 있는 공간)이 계속적으로 존재하고 있는지 여부를 판정한다.

현재위치와 공간(SP)의 사이에 장애물이 존재하는 등의 이유에 의하여 통과스페이스를 확보할 수 없다고 판정한 경우, 판정부(30B)는, 쇼벨(100)을 공간(SP)까지 이동시킬 수 없다고 판정하고, 그 취지를 나타내는 텍스트메시지를 주차스페이스선택화면(GA)에 표시시켜도 된다. 통과스페이스를 확보할 수 있다고 판정한 경우, 판정부(30B)는, 공간(SP)을 목표주차스페이스로서 설정한다.

목표주차스페이스가 설정되어 있지 않다고 판정한 경우(스텝 ST3의 NO), 컨트롤러(30)는, 목표주차스페이스가 설정될 때까지 스텝 ST3의 판정을 반복한다.

목표주차스페이스가 설정되었다고 판정한 경우(스텝 ST3의 YES), 컨트롤러(30)는, 어태치먼트의 자세를 조정한다(스텝 ST4). 본 실시형태에서는, 컨트롤러(30)의 자율제어부(30C)는, 굴삭어태치먼트(AT)의 자세를 주행에 적합한 자세(이하, "주행자세"라고 함)로 변경한다. 주행자세는, 미리 등록되어 있는 자세이며, 예를 들면 붐각도 θ1을 최대로 하고, 암각도 θ2 및 버킷각도 θ3을 최소로 하는 자세이다. 구체적으로는, 자율제어부(30C)는, 자세검출부(30A)가 검출한 굴삭어태치먼트(AT)의 자세가 주행자세가 아니라고 판정한 경우, 굴삭어태치먼트(AT)의 자세를 주행자세로 변화시킨다.

본 실시형태에서는, 컨트롤러(30)는, 기본적으로, 스텝 ST4 이후의 처리가 실행되고 있는 동안, 쇼벨(100)의 조작자가 조작장치(26)를 조작하지 않는다는 전제로 구성되어 있다. 그 때문에, 쇼벨(100)은, 주차처리를 강제적으로 종료시키기 위한 조작을 제외하고, 조작자에 의한 조작장치(26)에 대한 조작이 무효가 되도록 구성되어 있어도 된다. 주차처리를 강제적으로 종료시키기 위한 조작은, 예를 들면 주차모드버튼의 재조작이다. 또, 쇼벨(100)의 조작자는, 스텝 ST3까지의 처리에 관한 조작을 캐빈(10)의 밖에서 행해도 된다. 이 경우, 스텝 ST4 이후의 처리가 실행되고 있는 동안, 쇼벨(100)의 조작자는, 캐빈(10)의 밖에서 쇼벨(100)의 움직임을 감시할 수 있으며, 휴대단말 등으로부터의 조작에 의하여, 필요에 따라 주차처리를 강제적으로 종료시킬 수 있다.

그 후, 자율제어부(30C)는, 목표궤도를 결정한다(스텝 ST5). 도 9의 예에서는, 자율제어부(30C)는, 쇼벨(100)이 현재위치에서 공간(SP)까지 이동할 때에 크롤러(1C)의 후단이 그리는 궤도를 결정한다. 또, 자율제어부(30C)는, 공간(SP)을 목표궤도의 종점으로서 결정한다. 이때에, 턴의 필요여부 등에 근거하는 크롤러(1C)의 동작의 순번도 결정된다. 크롤러(1C)의 동작의 순번은, 예를 들면 좌주행유압모터(2ML) 및 우주행유압모터(2MR)의 각각의 동작의 순번 등을 포함하고 있어도 된다.

그 후, 자율제어부(30C)는, 결정한 목표궤도를 따라 쇼벨(100)을 이동시킨다(스텝 ST6). 도 9의 예에서는, 결정된 크롤러(1C)의 구동방법에 근거하여, 자율제어부(30C)는, 먼저 반시계방향으로 45도 정도의 스핀턴을 실행시켜, 크롤러(1C)의 후단을 공간(SP)을 향하게 한다. 구체적으로는, 자율제어부(30C)는, 우주행유압모터(2MR)를 순방향으로 회전시키고, 또한 좌주행유압모터(2ML)를 역방향으로 회전시켜 반시계방향의 스핀턴을 실행시킨다. 그 후, 자율제어부(30C)는, 완선회를 실행시켜, 반시계방향으로 완만하게 만곡하는 목표궤도를 따라 쇼벨(100)을 후퇴시키면서 하부주행체(1)의 방향을, 주위에 주차되어 있는 다른 쇼벨과 동일한 방향으로 한다. 구체적으로는, 자율제어부(30C)는, 우주행유압모터(2MR)의 역방향회전보다 빠른 회전속도로 좌주행유압모터(2ML)를 역회전시켜 반시계방향의 완선회를 실행시킨다. 그 후, 자율제어부(30C)는, 직진후퇴를 실행시켜, 쇼벨(100)의 전체를 공간(SP)에 진입시킨다. 구체적으로는, 자율제어부(30C)는, 우주행유압모터(2MR)와 좌주행유압모터(2ML)를 동일한 회전속도로 역회전시켜 쇼벨(100)을 일직선으로 후퇴시킨다.

자율제어부(30C)는, 크롤러(1C)를 움직이게 할 때에, 필요에 따라 굴삭어태치먼트(AT)의 자세를 변화시켜도 된다. 예를 들면, 쇼벨(100)을 후퇴시키면, 캐빈(10)보다 높은 위치에 쳐져 있는 전선에 굴삭어태치먼트(AT)를 접촉시킬 우려가 있다고 판정한 경우, 붐(4)을 하강시켜도 된다. 이 경우, 자율제어부(30C)는, 예를 들면 공간인식장치(70)의 출력에 근거하여 전선 등의 장애물의 존재를 인식해도 된다. 그리고, 자율제어부(30C)는, 전선을 밑으로 빠져나간 후에 붐(4)을 상승시켜 굴삭어태치먼트(AT)의 자세를 주행자세로 되돌려도 된다.

또, 자율제어부(30C)는, 크롤러(1C)를 움직이게 할 때에, 필요에 따라 상부선회체(3)를 선회시켜도 된다. 예를 들면 도 9의 예에서는, 자율제어부(30C)가 상부선회체(3)를 선회시키지 않고 반시계방향으로 45도 이상의 스핀턴을 실행하면, 굴삭어태치먼트(AT)가 벽(W)에 접촉해 버릴 우려가 있다. 이 경우, 자율제어부(30C)는, 스핀턴의 실행 전 혹은 실행 중에 상부선회체(3)를 시계방향으로 선회시킴으로써, 굴삭어태치먼트(AT)가 벽(W)에 접촉하는 것을 방지해도 된다. 다만, 자율제어부(30C)는, 예를 들면 공간인식장치(70)의 출력에 근거하여 벽(W) 등의 장애물의 존재를 인식해도 된다.

그 후, 자율제어부(30C)는, 목표주차스페이스에서 어태치먼트를 접지시킨다(스텝 ST7). 도 9의 예에서는, 자율제어부(30C)는, 쇼벨(100)의 전체를 공간(SP)에 진입시킨 후에 크롤러(1C)의 움직임을 정지시키고, 굴삭어태치먼트(AT)의 자세를 주차에 적합한 자세(이하, "주차자세"라고 함)로 변경한다. 주차자세는, 미리 등록되어 있는 자세이며, 예를 들면 버킷(6)이 지면에 접촉하고 있는 자세이다. 단, 주차자세는, 주행자세와 동일해도 되고, 굴삭어태치먼트(AT)가 지면에 접촉하지 않는 다른 자세여도 된다. 또, 주차자세는, 복수의 자세로부터 선택할 수 있도록 구성되어 있어도 된다. 주행자세에 대해서도 동일하다.

그 후, 자율제어부(30C)는, 주차완료를 알린다(스텝 ST8). 본 실시형태에서는, 자율제어부(30C)는, 굴삭어태치먼트(AT)의 자세를 주차자세로 변경한 시점에서, 주차가 완료한 것을 알리는 정보를 표시장치(D1)에 표시시키고, 또한 주차가 완료한 것을 알리는 정보를 소리출력장치(D2)로부터 출력시킨다.

다음으로, 도 10을 참조하여, 주차스페이스선택화면의 다른 일례에 대하여 설명한다. 도 10은, 주차스페이스선택화면의 다른 구성예를 나타낸다. 주차스페이스선택화면(GB)은, 주차장에 있어서의 다른 건설기계, 출고장, 및 사무소 등의 배치에 관한 정보를 포함한 지도도형과 주차스페이스도형(GS)을 포함한다. 출고장은, 예를 들면 트레일러 등의 운반차량에 쇼벨(100)을 적재하거나 운반차량으로부터 쇼벨(100)을 내리거나 하기 위한 장소이다.

주차스페이스도형(GS)은, 쇼벨(100)을 주차시키기 위한 공간인 주차스페이스로서 선택 가능한 주차스페이스의 위치를 나타낸다. 도 10의 예에서는, 주차스페이스도형(GS)은, 27개의 주차스페이스도형(GS1~GS27)을 포함한다. 구체적으로는, 도 10에 나타내는 주차스페이스도형(GS)은, 도 11에 나타내는 주차장에 대응하고 있다. 도 11은, 실제의 주차장의 상면도이다. 도 11의 주차장은, 예를 들면 건설기계 렌탈업자가 소유하는 주차장이며, 9대의 쇼벨을 횡렬주차시킬 수 있는 주차스페이스열을 3개 포함한다. 도 11의 주차장에는, 현시점에서는, 트레일러로부터 방금 내려진 쇼벨(100) 이외에 18대의 쇼벨이 주차하고 있다. 도 11의 예에서는, 각 주차스페이스에 관한 위치정보는 미리 등록되어 있다. 각 주차스페이스에 관한 위치정보는, 예를 들면 각 주차스페이스의 중심점의 위도, 경도 및 고도를 포함한다.

컨트롤러(30)는, 도 10에 나타내는 바와 같이, 주차스페이스도형(GS) 중, 쇼벨, 불도저, 휠로더, 크레인, 또는 로드롤러 등의 다른 건설기계가 이미 주차하고 있는 주차스페이스에 관한 주차스페이스도형(GS)과, 다른 건설기계가 주차하고 있지 않은 주차스페이스에 관한 주차스페이스도형(GS)을 조작자가 구별할 수 있도록 표시해도 된다. 도 10의 예에서는, 다른 건설기계가 이미 주차하고 있는 주차스페이스에 관한 주차스페이스도형(GS)에는 도트해칭이 넣어져 있다. 한편, 다른 건설기계가 주차하고 있지 않은 주차스페이스에 관한 주차스페이스도형(GS)은 도트해칭이 넣어져 있지 않다.

이 경우, 쇼벨 또는 휠로더 등의 각 건설기계에는 GNSS수신기 등의 위치정보를 특정할 수 있는 기기가 탑재되어 있다. 그리고, 각 건설기계로부터 사무소 등에 배치되어 있는 관리장치로, 근거리 무선통신망, 휴대전화통신망, 또는 위성통신망 등의 통신망을 통하여 각 건설기계의 위치정보가 송신된다. 이로써, 관리장치는, 각 건설기계의 현재의 위치정보를 파악할 수 있으며, 주차장에 있어서의 배치정보를 파악할 수 있다. 또, 관리장치는, 지금부터 주기할 예정의 쇼벨(100)에 배치정보를 송신할 수 있다. 이로써, 쇼벨(100)의 조작자는, 도 10에서 나타내는 주차스페이스선택화면(GB)을, 캐빈(10)의 내부에 마련된 표시장치(D1)로 확인할 수 있다. 또, 도 10에서 나타내는 주차스페이스선택화면(GB)은, 관리장치의 표시장치(D1)로 표시되어도 된다. 또, 도 10에서 나타내는 주차스페이스선택화면(GB)은, 조작자가 갖는 스마트폰 등의 휴대단말을 포함하는 지원장치의 표시장치(D1)로 표시되어도 된다.

이와 같은 상황에 있어서, 쇼벨(100)의 조작자는, 캐빈(10)의 내측에서 혹은 캐빈(10)의 외측에서 주차스페이스선택화면(GB)을 보면서, 쇼벨(100)을 주차시키고자 하는 주차스페이스에 대응하는 주차스페이스도형(GS)을 터치조작 등에 의하여 선택한다. 컨트롤러(30)는, 도 10에 나타내는 바와 같이, 조작자에게 선택된 주차스페이스도형(GS)과, 다른 주차스페이스도형(GS)을 조작자가 구별할 수 있도록, 주차스페이스선택화면(GB)을 표시해도 된다. 도 10의 예에서는, 조작자에게 선택된 주차스페이스도형(GS26)에는 사선해칭이 붙어 있다.

이와 같이 하여, 쇼벨(100)의 조작자는, 주차스페이스도형(GS26)을 선택함으로써, 도 11에 나타내는 바와 같은 실제의 주차장에 있어서의 공간(SP)을 목표주차스페이스로서 설정할 수 있다.

목표주차스페이스가 설정되었다고 판정한 경우, 컨트롤러(30)의 자율제어부(30C)는, 배치정보에 근거하여 현재의 위치부터 지정공간까지의 궤도를 작성하고, 좌주행유압모터(2ML) 및 우주행유압모터(2MR) 중 적어도 하나를 동작시킨다. 그리고, 자율제어부(30C)는, 측위장치(73)의 출력과 작성한 궤도를 비교하면서, 좌주행유압모터(2ML) 및 우주행유압모터(2MR) 중 적어도 하나를 동작시켜 쇼벨(100)을 목표주차스페이스의 근처까지 이동시킨다. 도 11의 예에서는, 파선으로 나타내는 이동경로(TR)에 따라 쇼벨(100)을 이동시킨다. 배치정보에 근거하는 현재의 위치부터 지정공간까지의 궤도의 작성은, 관리장치로 실행되어도 된다. 쇼벨(100)의 이동 시, 자율제어부(30C)는, 상술과 같이, 쇼벨(100)을 다른 물체에 접촉시키지 않도록, 필요에 따라 굴삭어태치먼트(AT)의 자세를 변화시켜도 되고, 상부선회체(3)를 선회시켜도 된다.

다음으로, 도 12를 참조하여, 주차스페이스선택화면의 또 다른 일례에 대하여 설명한다. 도 12는, 주차스페이스선택화면의 또 다른 구성예인 주차스페이스선택화면(GC)을 나타낸다. 도 12에 나타내는 주차스페이스선택화면(GC)은, 도형(G10)~도형(G15)을 포함한다. 도형(G10)은, 조작자가 주차시키려고 하는 쇼벨(100)을 나타낸다. 도형(G11)은, 주차장에 이미 주차하고 있는 쇼벨을 나타낸다. 도 12에 나타내는 예에서는, 표시장치(D1)는, 이미 주차하고 있는 18대의 쇼벨의 각각을 나타내는 18개의 도형(G11)을 표시하고 있다. 도 12에서는, 18개의 도형(G11) 중 하나가 인출선을 이용하여 특정되어 있다.

도형(G12)은, 쇼벨(100)을 주차시킬 수 있는 주차스페이스를 나타낸다. 도 12에 나타내는 예에서는, 표시장치(D1)는, 4개의 선택 가능한 주차스페이스의 각각을 나타내는 도형(G12)(도형(G12A~G12D))을 표시하고 있다. 또, 표시장치(D1)는, 도형(G12)의 색 및 모양 등 중 적어도 하나를 변화시킴으로써, 선택 가능한 주차스페이스 중의, 선택된 주차스페이스와, 선택되어 있지 않은 주차스페이스를 조작자가 구별할 수 있도록 하고 있다. 구체적으로는, 표시장치(D1)는, 도형(G12D)에 의하여 나타나는 주차스페이스가 조작자에 의하여 선택되어 있는 것을 나타내고 있다. 조작자는, 표시장치(D1)에 부속되어 있는 터치패널 상에 있어서의 원하는 주차스페이스에 대응하는 부분을 터치조작함으로써 원하는 주차스페이스를 선택할 수 있다.

도형(G13)은, 쇼벨(100)의 자율주행을 개시시킬 때까지의 처리의 흐름을 나타낸다. 도 12에 나타내는 예에서는, 표시장치(D1)는, 3개의 텍스트라벨 "주차스페이스선택", "루트선택", 및 "주행개시"를 표시함으로써, 주차스페이스의 선택과 루트의 선택이 행해진 후에, 쇼벨(100)의 자율주행이 개시되는 것을 나타내고 있다. 또, 표시장치(D1)는, 텍스트라벨 "주차스페이스선택"의 색을 다른 2개의 텍스트라벨과 상이하게 함으로써, 현시점에 있어서, 주차스페이스의 선택에 관한 처리가 행해지고 있는 것을 나타내고 있다.

도형(G14)은, 현재의 날짜를 나타낸다. 도 12에 나타내는 예에서는, 도형(G14)은, 현재의 날짜가 2016년 7월 22일인 것을 나타내고 있다.

도형(G15)은, 주차장에 관한 정보를 나타낸다. 도 12에 나타내는 예에서는, 도형(G15)은, 주차장의 명칭이 "***"이며, 주차장의 위치가 "동경* 북위*"인 것을 나타내고 있다.

도 13은, 선택 가능한 주차스페이스 중 하나가 선택된 후에 표시되는 주차스페이스선택화면(GC)을 나타낸다. 도 13에 나타내는 주차스페이스선택화면(GC)은, 도형(G16)이 표시되어 있는 점, 및 도형(G13)에 있어서 텍스트라벨 "루트선택"의 색이 다른 2개의 텍스트라벨과 다른 점에서, 도 12에 나타내는 주차스페이스선택화면(GC)과 상이하다.

도형(G16)은, 쇼벨(100)을 현재위치에서 선택된 주차스페이스까지 이동시킬 때에 취할 수 있는 루트를 나타낸다. 도 13에 나타내는 예에서는, 표시장치(D1)는, 2개의 선택 가능한 루트를 나타내는 도형(G16A 및 G16B)을 표시하고 있다. 또, 표시장치(D1)는, 도형(G16)의 색 및 선종(線種) 등 중 적어도 하나를 변화시킴으로써, 선택 가능한 루트 중의, 선택된 루트와, 선택되어 있지 않은 루트를 조작자가 구별할 수 있도록 하고 있다. 구체적으로는, 표시장치(D1)는, 도형(G16A)(실선)에 의하여 나타나는 루트가 조작자에 의하여 선택되어 있는 것을 나타내고 있다. 조작자는, 표시장치(D1)에 부속되어 있는 터치패널 상에 있어서의 원하는 루트에 대응하는 부분을 터치조작함으로써 원하는 루트를 선택할 수 있다.

또, 도 13에 나타내는 예에서는, 표시장치(D1)는, 텍스트라벨 "루트선택"의 색을 다른 2개의 텍스트라벨과 상이하게 함으로써, 현시점에 있어서, 루트의 선택에 관한 처리가 행해지고 있는 것을 나타내고 있다.

선택 가능한 복수의 루트 중 하나가 선택된 후에, 컨트롤러(30)는, 쇼벨(100)의 자율주행을 개시시킨다. 쇼벨(100)의 자율주행 중, 표시장치(D1)는, 선택된 루트를 나타내는 도형(G16A)을 따라, 쇼벨(100)을 나타내는 도형(G10)이 이동하는 모습을 나타내는 화면을 표시해도 된다. 이때, 표시장치(D1)는, 텍스트라벨 "주행개시"의 색을 다른 2개의 텍스트라벨과 상이하게 함으로써, 현시점에 있어서, 쇼벨(100)의 자율주행이 행해지고 있는 것을 조작자에게 제시해도 된다.

다음으로, 도 14를 참조하여, 컨트롤러(30)의 다른 구성예에 대하여 설명한다. 도 14는, 컨트롤러(30)의 다른 구성예를 나타내는 기능블록도이다. 도 14의 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) 등에 제어지령을 출력할 수 있도록 구성되어 있다. 자세검출장치는, 붐각도센서(S1), 암각도센서(S2), 버킷각도센서(S3), 기체경사센서(S4), 및 선회각속도센서(S5)를 포함한다.

도 14에 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)와, 유량지령생성부(F10)를 갖는 점에서, 도 6에 나타내는 컨트롤러(30)와 상이하다. 그 때문에, 이하에서는, 공통부분의 설명이 생략되고, 상이부분이 상세히 설명된다.

자세검출부(30A)는, 도 6에 나타내는 자세검출부(30A)와 동일하게, 쇼벨(100)의 자세에 관한 정보를 검출하도록 구성되어 있다. 도 14의 예에서는, 자세검출부(30A)는, 쇼벨(100)의 자세가 주행자세로 되어 있는지 여부를 판정한다. 그리고, 자세검출부(30A)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 14의 예에서는, 목표설정부(F1)는, 정보입력장치(72)의 출력에 근거하여, 쇼벨(100)을 주차시키는 주차스페이스, 및 그 주차스페이스에 이르는 루트를 목표로서 설정한다. 구체적으로는, 목표설정부(F1)는, 쇼벨(100)의 조작자가 터치패널을 이용하여 선택한 주차스페이스(도 13의 도형(G12D) 참조)를 목표주차스페이스(목표지점)로서 설정하고, 또한 쇼벨(100)의 조작자가 터치패널을 이용하여 선택한 루트(도 13의 도형(G16A) 참조)를 목표루트로서 설정한다.

이상감시부(F2)는, 쇼벨(100)의 이상을 감시하도록 구성되어 있다. 도 14의 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 등 중 적어도 하나이다.

정지판정부(F3)는, 각종 정보에 근거하여 쇼벨(100)을 정지시킬 필요가 있는지 여부를 판정하도록 구성되어 있다. 도 14의 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 결정한 쇼벨(100)의 이상의 정도가 소정의 정도를 상회한 경우에, 자율주행 중의 쇼벨(100)을 정지시킬 필요가 있다고 판정한다. 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.

중간목표설정부(F4)는, 쇼벨(100)의 자율주행에 관한 중간목표를 설정하도록 구성되어 있다. 도 14의 예에서는, 중간목표설정부(F4)는, 자세검출부(30A)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 중간목표지점으로서 설정한다.

위치산출부(F5)는, 쇼벨(100)의 현재위치를 산출하도록 구성되어 있다. 도 14의 예에서는, 위치산출부(F5)는, 측위장치(73)의 출력에 근거하여 쇼벨(100)의 현재위치를 산출한다.

연산부(C1)는, 중간목표설정부(F4)가 설정한 중간목표지점의 위치와, 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 14의 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 14의 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 가깝게 하는 속도지령을 생성하도록 구성되어 있다.

속도산출부(F8)는, 쇼벨(100)의 현재의 주행속도를 산출하도록 구성되어 있다. 도 14의 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 주행속도의 속도차를 산출하도록 구성되어 있다.

속도제한부(F9)는, 쇼벨(100)의 주행속도를 제한하도록 구성되어 있다. 도 14의 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 14의 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, 및 31FR)(도 5a 및 도 5b참조)의 각각에 대한 전류지령이다. 비례밸브(31EL)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)도 이와 같이 동작한다. 또, 비례밸브(31FR)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)도 동일하게 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.

이와 같은 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 현재위치에서 목표주차스페이스까지의 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 주행액추에이터로서의 주행유압모터(2M)와, 상부선회체(3)에 마련된 공간인식장치(70)와, 상부선회체(3)의 방향과 하부주행체(1)의 방향의 상대적인 관계에 관한 정보를 검출하는 방향검출장치(71)와, 상부선회체(3)에 마련된 제어장치로서의 컨트롤러(30)를 갖는다. 그리고, 컨트롤러(30)는, 공간인식장치(70)의 출력과 방향검출장치(71)의 출력에 근거하여 주행유압모터(2M)를 동작시켜, 공간인식장치(70)가 인식한 주차스페이스에 쇼벨을 이동시키도록 구성되어 있다. 이 구성에 의하여, 쇼벨(100)은, 주차위치까지의 쇼벨(100)의 이동을 지원할 수 있다. 그 결과, 원하는 주차스페이스로의 쇼벨(100)의 주차가 효율적으로 행해질 수 있다. 또, 쇼벨(100)은, 주차 시의 오조작 등에 기인하는 쇼벨(100)과 다른 물체의 접촉을 방지할 수 있다.

쇼벨(100)은, 예를 들면 상부선회체(3)에 장착된 어태치먼트로서의 굴삭어태치먼트(AT)를 구동하는 어태치먼트액추에이터와, 굴삭어태치먼트(AT)의 자세를 검출하는 자세검출장치를 갖는다. 어태치먼트액추에이터는, 예를 들면 붐실린더(7), 암실린더(8), 및 버킷실린더(9)를 포함한다. 자세검출장치는, 예를 들면 붐각도센서(S1), 암각도센서(S2), 및 버킷각도센서(S3)를 포함한다. 그리고, 컨트롤러(30)는, 자세검출장치의 출력과 공간인식장치(70)의 출력에 근거하여 어태치먼트액추에이터를 동작시켜, 공간인식장치(70)가 인식한 물체에 굴삭어태치먼트(AT)를 접촉시키지 않도록 굴삭어태치먼트(AT)의 자세를 변화시키도록 구성되어 있어도 된다. 이 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 주행유압모터(2M)를 동작시켜 쇼벨(100)을 이동시킬 때에, 굴삭어태치먼트(AT)가 다른 물체에 접촉해 버리는 것을 방지할 수 있다. 다른 물체는, 전선, 다른 쇼벨, 또는 차량 등이다.

쇼벨(100)은, 예를 들면 상부선회체(3)를 선회시키는 선회액추에이터로서의 선회유압모터(2A)를 갖는다. 그리고, 컨트롤러(30)는, 공간인식장치(70)의 출력과 방향검출장치(71)의 출력에 근거하여 선회유압모터(2A)를 동작시켜, 공간인식장치(70)가 인식한 물체에 쇼벨(100)을 접촉시키지 않도록 상부선회체(3)를 선회시키도록 구성되어 있어도 된다. 이 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 주행유압모터(2M)를 동작시켜 쇼벨(100)을 이동시킬 때에, 카운터웨이트 등이 다른 물체에 접촉해 버리는 것을 방지할 수 있다.

쇼벨(100)은, 예를 들면 정보입력장치(72)를 갖는다. 정보입력장치(72)는, 예를 들면 상부선회체(3)에서 본 주차스페이스의 방향을 조작자가 입력할 수 있도록 구성되어 있어도 된다. 구체적으로는, 정보입력장치(72)는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 쇼벨(100)에서 본 주차스페이스의 방향을 조작자가 전후좌우의 4개의 방향으로부터 선택할 수 있도록 구성되어 있어도 된다. 이 경우, 공간인식장치(70)는, 정보입력장치(72)를 통하여 선택된 방향에 있어서의 주차스페이스를 인식하도록 구성되어 있어도 된다. 즉, 컨트롤러(30)는, 선택되어 있지 않은 방향에 있어서의 주차스페이스의 공간인식장치(70)에 의한 인식을 생략해도 된다. 이 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 선택된 방향에 있어서의 주차스페이스의 유무를 신속하고 또한 확실하게 판정할 수 있다. 또, 컨트롤러(30)는, 선택되어 있지 않은 방향에 있어서의 주차스페이스의 존재여부의 판정을 생략할 수 있기 때문에, 연산부하를 저감시킬 수 있다.

정보입력장치(72)는, 예를 들면 주차스페이스의 위치를 조작자가 입력할 수 있도록 구성되어 있어도 된다. 구체적으로는, 정보입력장치(72)는, 도 10에 나타내는 바와 같이, 위도, 경도 및 고도가 미리 등록되어 있는 27개의 주차스페이스로부터 원하는 주차스페이스 조작자가 선택할 수 있도록 구성되어 있어도 된다. 이 경우, 공간인식장치(70)는, 정보입력장치(72)를 이용하여 선택된 위치에 있는 주차스페이스를 인식하도록 구성되어 있어도 된다. 이 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 현재위치에서 비교적 먼 위치에 있는 주차스페이스까지 쇼벨(100)을 이동시킨 후에, 그 주차스페이스에 쇼벨(100)을 주차시킬 수 있다.

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

예를 들면, 상술한 실시형태에서는, 유압식 파일럿회로를 구비한 유압식 조작레버가 개시되어 있다. 구체적으로는, 암조작레버로서의 좌조작레버(26L)에 관한 유압식 파일럿회로에서는, 파일럿펌프(15)로부터 좌조작레버(26L)의 리모콘밸브로 공급되는 작동유가, 좌조작레버(26L)의 경도(傾倒)에 의하여 개폐되는 리모콘밸브의 개도(開度)에 따른 유량으로, 제어밸브(176)의 파일럿포트로 전달된다.

단, 이와 같은 유압식 파일럿회로를 구비한 유압식 조작레버가 아니라, 전기식 파일럿회로를 구비한 전기식 조작레버가 채용되어도 된다. 이 경우, 전기식 조작레버의 레버조작량은, 전기신호로서 컨트롤러(30)에 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 컨트롤밸브(17) 내에서 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, 자율제어기능을 용이하게 실행할 수 있다. 도 15는, 전기식 조작시스템의 구성예를 나타낸다. 구체적으로는, 도 15의 전기식 조작시스템은, 붐(4)을 상하시키기 위한 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 15의 전기식 조작시스템은, 하부주행체(1)를 전진·후진시키기 위한 주행조작시스템, 상부선회체(3)를 선회시키기 위한 선회조작시스템, 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(175)의 상승측파일럿포트를 연결하는 관로 내의 작동유의 압력을 조절할 수 있도록 구성되어 있다. 전자밸브(62)는, 파일럿펌프(15)와 제어밸브(175)의 하강측파일럿포트를 연결하는 관로 내의 작동유의 압력을 조절할 수 있도록 구성되어 있다.

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 동작하고, 제어밸브(175)의 상승측파일럿포트에 작용하는, 붐상승조작신호(압력신호)로서의 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 동작하고, 제어밸브(175)의 하강측파일럿포트에 작용하는, 붐하강조작신호(압력신호)로서의 파일럿압을 제어한다.

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

쇼벨(100)이 취득하는 정보는, 도 16에 나타내는 바와 같은 쇼벨의 관리시스템(SYS)을 통하여, 관리자 및 다른 쇼벨의 조작자들과 공유되어도 된다. 도 16은, 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 16의 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 작업자들이 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 시공현장 외의 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 근거리무선통신망, 휴대전화통신망, 또는 위성통신망 등의 무선통신망을 통하여, 쇼벨(100)에 탑재되어 있는 컨트롤러(30)에 접속된다.

또, 도 8, 도 10, 도 12, 및 도 13에 나타내는 주차스페이스선택화면(GA~GC)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, 목표주차스페이스의 설정, 또는 목표루트의 설정 등을 행할 수 있도록 하기 위함이다.

상술과 같은 쇼벨(100)의 관리시스템(SYS)에서는, 쇼벨(100)의 컨트롤러(30)는, 주차모드버튼이 눌렸을 때의 시각 및 장소, 쇼벨(100)을 자율적으로 이동시킬 때(자율주행 시)에 이용된 목표궤도, 및 자율주행 시에 소정 부위가 실제로 따라간 궤적 등 중 적어도 하나에 관한 정보를 지원장치(200)와 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 조작자들과 공유할 수 있도록 한다.

또, 컨트롤러(30)는, 쇼벨(100)을 목표주차스페이스에 주차시키도록 구성되어 있지만, 주차스페이스부터 원하는 위치까지 쇼벨(100)을 이동시키도록 구성되어 있어도 된다.

본원은, 2018년 3월 23일에 출원된 일본 특허출원 2018-057172호에 근거하는 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
26A…붐조작레버
26D…주행레버
26DL…좌주행레버
26DR…우주행레버
26L…좌조작레버
26R…우조작레버
28…토출압센서
29, 29DL, 29DR, 29LA, 29LB, 29RA, 29RB…조작압센서
30…컨트롤러
30A…자세검출부
30B…판정부
30C…자율제어부
31, 31AL~31DL, 31AR~31DR…비례밸브
32, 32AL~32DL, 32AR~32DR…셔틀밸브
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
200…지원장치
300…관리장치
AT…굴삭어태치먼트
C1, C2…연산부
D1…표시장치
D2…소리출력장치
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

Claims (7)

1. 하부주행체와,
   상기 하부주행체에 선회 가능하게 탑재된 상부선회체와,
   상기 하부주행체를 구동하는 주행액추에이터와,
   상기 상부선회체에 마련된 공간인식장치와,
   상기 상부선회체의 방향과 상기 하부주행체의 방향의 상대적인 관계에 관한 정보를 검출하는 방향검출장치와,
   상기 상부선회체에 마련된 제어장치를 갖고,
   상기 제어장치는, 상기 공간인식장치의 출력과 상기 방향검출장치의 출력에 근거하여 상기 주행액추에이터를 동작시키는, 쇼벨.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제어장치는, 입력된 지정공간으로 쇼벨을 이동시키도록 구성되어 있는, 쇼벨.
3. 제1항에 있어서,
   상기 상부선회체에 장착된 어태치먼트를 구동하는 어태치먼트액추에이터와,
   상기 어태치먼트의 자세를 검출하는 자세검출장치를 갖고,
   상기 제어장치는, 상기 자세검출장치의 출력과 상기 공간인식장치의 출력에 근거하여 상기 어태치먼트액추에이터를 동작시켜, 상기 공간인식장치가 인식한 물체에 상기 어태치먼트를 접촉시키지 않도록 상기 어태치먼트의 자세를 변화시키도록 구성되어 있는, 쇼벨.
4. 제1항에 있어서,
   상기 상부선회체를 선회시키는 선회액추에이터를 갖고,
   상기 제어장치는, 상기 공간인식장치의 출력과 상기 방향검출장치의 출력에 근거하여 상기 선회액추에이터를 동작시켜, 상기 공간인식장치가 인식한 물체에 쇼벨을 접촉시키지 않도록 상기 상부선회체를 선회시키도록 구성되어 있는, 쇼벨.
5. 제1항에 있어서,
   정보입력장치를 갖고,
   상기 정보입력장치는, 상기 상부선회체에서 본 지정공간의 방향을 입력할 수 있도록 구성되어 있으며,
   상기 공간인식장치는, 상기 정보입력장치를 통하여 입력된 방향에 있어서의 지정공간을 인식하도록 구성되어 있는, 쇼벨.
6. 제1항에 있어서,
   정보입력장치를 갖고,
   상기 정보입력장치는, 지정공간의 위치를 입력할 수 있도록 구성되어 있으며,
   상기 공간인식장치는, 상기 정보입력장치를 통하여 입력된 위치에 있는 지정공간을 인식하도록 구성되어 있는, 쇼벨.
7. 제1항에 있어서,
   상기 제어장치는, 배치정보에 근거하여 쇼벨을 이동시키도록 구성되어 있는, 쇼벨.

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