KR20210089676A - 쇼벨, 쇼벨의 제어장치 - Google Patents

쇼벨, 쇼벨의 제어장치 Download PDF

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KR20210089676A
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boom
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쓰토무 이토
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스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤
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Abstract

쇼벨의 어태치먼트의 기준이 되는 부위를 소정의 궤도를 따라 보다 적절히 이동시키는 것이 가능한 기술을 제공한다. 본 개시의 일 실시형태에 관한 쇼벨(100)은, 어태치먼트(AT)와, 암실린더(8)와, 붐실린더(7) 및 버킷실린더(9)를 포함하고, 어태치먼트(AT)를 구동하는 복수의 액추에이터와, 버킷(6)의 작업부위가 목표궤도를 따르도록, 암실린더(8)의 동작에 맞추어, 붐실린더(7) 및 버킷실린더(9) 중 적어도 일방의 동작을 제어하는 컨트롤러(30)를 구비하고, 컨트롤러(30)는, 붐실린더(7) 및 버킷실린더(9) 중 적어도 일방의 동작에 관한 소정의 조건이 성립한 경우, 버킷(6)의 작업부위가 목표궤도를 따르도록, 붐실린더(7) 또는 버킷실린더(9)를 동작시킨다.

Description

쇼벨, 쇼벨의 제어장치
본 개시는, 쇼벨 등에 관한 것이다.
예를 들면, 버킷의 치선(齒先)을 설계면을 따라 이동시키는, 학습굴삭제어를 행하는 쇼벨이 알려져 있다(특허문헌 1 참조).
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 2013-217137호
그러나, 상술한 학습굴삭제어에서는, 버킷의 치선과 설계면의 거리에 따라 버킷날끝의 설계면에 대한 상대속도를 조정하는 제어이며, 버킷날끝과 설계면의 거리를 유지하면서 설계면을 따라 이동하는 버킷날끝의 이동속도를 적절히 제어할 수 없을 가능성이 있다.
그래서, 상기 과제를 감안하여, 쇼벨의 어태치먼트의 기준이 되는 부위를 소정의 궤도를 따라 보다 적절히 이동시키는 것이 가능한 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 개시의 일 실시형태에서는,
하부주행체와,
상기 하부주행체에 대하여, 선회 가능하게 탑재되는 상부선회체와,
상기 상부선회체에 장착되는 어태치먼트와,
제1 액추에이터와, 제2 액추에이터를 포함하고, 상기 어태치먼트 및 상기 선회체를 구동하는 복수의 액추에이터와,
상기 어태치먼트가 목표궤도를 따르도록, 상기 제1 액추에이터의 동작에 맞추어, 상기 복수의 액추에이터 중 상기 제1 액추에이터와 상이한 다른 액추에이터의 동작을 제어하는 제어장치를 구비하며,
상기 제어장치는, 소정의 조건이 성립한 경우, 상기 어태치먼트가 목표궤도를 따르도록, 상기 제2 액추에이터를 동작시키는,
쇼벨이 제공된다.
또, 본 개시의 다른 실시형태에서는,
하부주행체와, 상기 하부주행체에 대하여, 선회 가능하게 탑재되는 상부선회체와, 상기 상부선회체에 장착되는 어태치먼트와, 제1 액추에이터와, 제2 액추에이터를 포함하고, 상기 어태치먼트 및 상기 상부선회체를 구동하는 복수의 액추에이터를 구비하는 쇼벨의 제어장치로서,
상기 어태치먼트가 목표궤도를 따르도록, 상기 제1 액추에이터의 동작에 맞추어, 상기 복수의 액추에이터 중 상기 제1 액추에이터와 상이한 다른 액추에이터의 동작을 제어함과 함께, 소정의 조건이 성립한 경우, 상기 어태치먼트가 목표궤도를 따르도록, 상기 제2 액추에이터를 동작시키는,
쇼벨의 제어장치가 제공된다.
상술한 실시형태에 의하면, 쇼벨의 어태치먼트의 기준이 되는 부위를 소정의 궤도를 따라 보다 적절히 이동시키는 것이 가능한 기술을 제공할 수 있다.
도 1은 쇼벨의 측면도이다.
도 2는 쇼벨의 상면도이다.
도 3은 쇼벨의 유압시스템의 구성의 일례를 나타내는 도이다.
도 4a는 쇼벨의 유압시스템에 있어서의 암에 관한 조작계의 구성부분의 일례를 나타내는 도이다.
도 4b는 쇼벨의 유압시스템에 있어서의 붐에 관한 조작계의 구성부분의 일례를 나타내는 도이다.
도 4c는 쇼벨의 유압시스템에 있어서의 버킷에 관한 조작계의 구성부분의 일례를 나타내는 도이다.
도 4d는 쇼벨의 유압시스템에 있어서의 상부선회체에 관한 조작계의 구성부분의 일례를 나타내는 도이다.
도 5는 쇼벨의 머신가이던스기능 및 머신컨트롤기능에 관한 구성의 일례의 개요를 나타내는 블록도이다.
도 6a는 쇼벨의 머신컨트롤기능에 관한 상세한 구성의 일례를 나타내는 기능블록도이다.
도 6b는 쇼벨의 머신컨트롤기능에 관한 상세한 구성의 일례를 나타내는 기능블록도이다.
도 6c는 쇼벨의 머신컨트롤기능에 관한 상세한 구성의 일례를 나타내는 기능블록도이다.
도 7a는 쇼벨의 컨트롤러에 의한 마스터전환처리의 일례를 개략적으로 나타내는 플로차트이다.
도 7b는 일 실시형태에 관한 쇼벨의 컨트롤러에 의한 제어기준전환처리의 일례를 개략적으로 나타내는 플로차트이다.
도 7c는 일 실시형태에 관한 쇼벨의 컨트롤러에 의한 학습제어처리의 일례를 개략적으로 나타내는 플로차트이다.
도 8a는 비교예에 관한 쇼벨의 머신컨트롤기능에 의한 어태치먼트의 동작의 일례를 나타내는 도이다.
도 8b는 일 실시형태에 관한 쇼벨의 머신컨트롤기능에 의한 어태치먼트의 동작의 일례를 나타내는 도이다.
도 9는 쇼벨의 머신컨트롤기능의 다른 예를 대상으로 하는 일련의 작업수순을 설명하는 도이다.
도 10a는 쇼벨의 머신컨트롤기능에 관한 상세한 구성의 다른 예를 나타내는 기능블록도이다.
도 10b는 쇼벨의 머신컨트롤기능에 관한 상세한 구성의 다른 예를 나타내는 기능블록도이다.
도 10c는 쇼벨의 머신컨트롤기능에 관한 상세한 구성의 다른 예를 나타내는 기능블록도이다.
도 10d는 쇼벨의 머신컨트롤기능에 관한 상세한 구성의 다른 예를 나타내는 기능블록도이다.
도 11a는 쇼벨의 컨트롤러에 의한 마스터전환처리의 다른 예를 개략적으로 나타내는 플로차트이다.
도 11b는 쇼벨의 컨트롤러에 의한 마스터전환처리의 다른 예를 개략적으로 나타내는 플로차트이다.
도 11c는 쇼벨의 컨트롤러에 의한 마스터전환처리의 다른 예를 개략적으로 나타내는 플로차트이다.
도 12a는 쇼벨의 머신컨트롤기능에 의한 어태치먼트의 동작의 다른 예를 나타내는 상면도이다.
도 12b는 쇼벨의 머신컨트롤기능에 의한 어태치먼트의 동작의 다른 예를 나타내는 측면도이다.
도 13은 쇼벨의 머신컨트롤기능의 또 다른 예를 대상으로 하는 일련의 작업수순을 설명하는 도이다.
도 14a는 쇼벨의 컨트롤러에 의한 마스터전환처리의 또 다른 예를 개략적으로 나타내는 플로차트이다.
도 14b는 쇼벨의 컨트롤러에 의한 마스터전환처리의 또 다른 예를 개략적으로 나타내는 플로차트이다.
도 15는 쇼벨관리시스템의 일례를 나타내는 개략도이다.
이하, 도면을 참조하여 실시형태에 대하여 설명한다.
[쇼벨의 개요]
먼저, 도 1, 도 2를 참조하여, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 개요에 대하여 설명한다.
도 1, 도 2는, 각각, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 상면도 및 측면도이다.
본 실시형태에 관한 쇼벨(100)은, 하부주행체(1)와, 선회기구(2)를 통하여 선회 가능하게 하부주행체(1)에 탑재되는 상부선회체(3)와, 어태치먼트(AT)를 구성하는 붐(4), 암(5), 및, 버킷(6)과, 캐빈(10)을 구비한다.
하부주행체(1)(주행체의 일례)는, 후술하는 바와 같이, 좌우 한 쌍의 크롤러(1C), 구체적으로는, 좌(左)크롤러(1CL) 및 우(右)크롤러(1CR)를 포함한다. 하부주행체(1)는, 좌크롤러(1CL) 및 우크롤러(1CR)가 주행유압모터(2M(2ML, 2MR))로 각각 유압구동됨으로써, 쇼벨(100)을 주행시킨다.
상부선회체(3)(선회체의 일례)는, 선회유압모터(2A)로 구동됨으로써, 하부주행체(1)에 대하여 선회한다.
붐(4)은, 상부선회체(3)의 전부(前部) 중앙에 부앙(俯仰) 가능하게 피봇장착되고, 붐(4)의 선단에는, 암(5)이 상하회동(回動) 가능하게 피봇장착되며, 암(5)의 선단에는, 엔드어태치먼트로서의 버킷(6)이 상하회동 가능하게 피봇장착된다. 붐(4), 암(5), 및 버킷(6)은, 유압액추에이터로서의 붐실린더(7), 암실린더(8), 및 버킷실린더(9)에 의하여 각각 유압구동된다.
다만, 버킷(6)은, 엔드어태치먼트의 일례이며, 암(5)의 선단에는, 작업내용 등에 따라, 버킷(6) 대신에, 다른 엔드어태치먼트, 예를 들면, 법면용(法面用) 버킷, 준설용(俊渫用) 버킷, 브레이커 등이 장착되어도 된다.
캐빈(10)은, 오퍼레이터가 탑승하는 운전실이며, 상부선회체(3)의 전부 좌측에 탑재된다.
쇼벨(100)은, 캐빈(10)에 탑승하는 오퍼레이터의 조작에 따라, 액추에이터를 동작시켜, 하부주행체(1), 상부선회체(3), 붐(4), 암(5), 및 버킷(6) 등의 동작요소(피구동요소)를 구동한다.
또, 쇼벨(100)은, 캐빈(10)의 오퍼레이터에 의하여 조작 가능하게 구성되는 것 대신에, 혹은, 더하여, 소정의 외부장치(예를 들면, 후술하는 지원장치(200)나 관리장치(300))의 오퍼레이터에 의하여 원격조작이 가능하게 구성되어도 된다. 이 경우, 쇼벨(100)은, 예를 들면, 후술하는 공간인식장치(70)가 출력하는 화상정보(촬상화상)를 외부장치에 송신한다. 또, 후술하는 쇼벨(100)의 표시장치(D1)에 표시되는 각종 정보화상(예를 들면, 각종 설정화면 등)은, 동일하게, 외부장치에 마련되는 표시장치에도 표시되어도 된다. 이로써, 오퍼레이터는, 예를 들면, 외부장치에 마련되는 표시장치에 표시되는 내용을 확인하면서, 쇼벨(100)을 원격조작할 수 있다. 그리고, 쇼벨(100)은, 외부장치로부터 수신되는, 원격조작의 내용을 나타내는 원격조작신호에 따라, 액추에이터를 동작시켜, 하부주행체(1), 상부선회체(3), 붐(4), 암(5), 및 버킷(6) 등의 동작요소를 구동해도 된다. 쇼벨(100)이 원격조작되는 경우, 캐빈(10)의 내부는, 무인상태여도 된다. 이하, 오퍼레이터의 조작에는, 캐빈(10)의 오퍼레이터의 조작장치(26)에 대한 조작, 및 외부장치의 오퍼레이터의 원격조작 중 적어도 일방이 포함되는 전제로 설명을 진행한다.
또, 쇼벨(100)은, 오퍼레이터의 조작의 내용과 관계없이, 자동으로 유압액추에이터를 동작시켜도 된다. 이로써, 쇼벨(100)은, 하부주행체(1), 상부선회체(3), 붐(4), 암(5), 및 버킷(6) 등의 동작요소 중 적어도 일부를 자동으로 동작시키는 기능(이하, "자동운전기능" 혹은 "머신컨트롤기능")을 실현한다.
자동운전기능에는, 오퍼레이터의 조작장치(26)에 대한 조작이나 원격조작에 따라, 조작대상의 동작요소(유압액추에이터) 이외의 동작요소(유압액추에이터)를 자동으로 동작시키는 기능(이른바 "반자동운전기능")이 포함되어도 된다. 또, 자동운전기능에는, 오퍼레이터의 조작장치(26)에 대한 조작이나 원격조작이 없는 전제로, 복수의 피구동요소(유압액추에이터) 중 적어도 일부를 자동으로 동작시키는 기능(이른바 "완전자동운전기능")이 포함되어도 된다. 쇼벨(100)에 있어서, 완전자동운전기능이 유효한 경우, 캐빈(10)의 내부는 무인상태여도 된다. 또, 자동운전기능에는, 쇼벨(100)의 주위의 작업자 등의 사람의 제스처를 쇼벨(100)이 인식하고, 인식되는 제스처의 내용에 따라, 복수의 피구동요소(유압액추에이터) 중 적어도 일부를 자동으로 동작시키는 기능("제스처조작기능")이 포함되어도 된다. 또, 반자동운전기능이나 완전자동운전기능이나 제스처조작기능에는, 자동운전의 대상의 동작요소(유압액추에이터)의 동작내용이 미리 규정되는 룰에 따라 자동적으로 결정되는 양태가 포함되어도 된다. 또, 반자동운전기능이나 완전자동운전기능이나 제스처조작기능에는, 쇼벨(100)이 자율적으로 각종 판단을 행하고, 그 판단결과를 따라, 자율적으로 자동운전의 대상의 동작요소(유압액추에이터)의 동작내용이 결정되는 양태(이른바 "자율운전기능")가 포함되어도 된다.
[쇼벨의 구성]
다음으로, 도 1, 도 2에 더하여, 도 3, 도 4(도 4a~도 4d)를 참조하여, 쇼벨(100)의 구성에 대하여 설명한다.
도 3은, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 유압시스템의 구성의 일례를 설명하는 도면이다. 도 4a~도 4d는, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 유압시스템에 있어서의 어태치먼트(AT) 및 상부선회체(3)에 관한 조작계의 구성부분의 일례를 나타내는 도면이다. 구체적으로는, 도 4a~도 4d는, 각각, 암(5), 붐(4), 버킷(6), 및 상부선회체(3)에 관한 조작계의 구성부분의 일례를 나타내는 도이다.
본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 유압시스템은, 엔진(11)과, 레귤레이터(13)와, 메인펌프(14)와, 파일럿펌프(15)와, 컨트롤밸브(17)와, 조작장치(26)와, 토출압센서(28)와, 조작압센서(29)와, 컨트롤러(30)를 포함한다. 또, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 유압시스템은, 상술한 바와 같이, 하부주행체(1), 상부선회체(3), 붐(4), 암(5), 및 버킷(6)의 각각을 유압구동하는 주행유압모터(2ML, 2MR), 선회유압모터(2A), 붐실린더(7), 암실린더(8), 및 버킷실린더(9) 등의 유압액추에이터를 포함한다.
엔진(11)은, 유압시스템의 메인동력원이며, 예를 들면, 상부선회체(3)의 후부(後部)에 탑재된다. 구체적으로는, 엔진(11)은, 컨트롤러(30)에 의한 직접 혹은 간접적인 제어하에서, 미리 설정되는 목표회전수로 일정 회전하여, 메인펌프(14) 및 파일럿펌프(15)를 구동한다. 엔진(11)은, 예를 들면, 경유를 연료로 하는 디젤엔진이다.
레귤레이터(13)는, 메인펌프(14)의 토출량을 제어한다. 예를 들면, 레귤레이터(13)는, 컨트롤러(30)로부터의 제어지령에 따라, 메인펌프(14)의 사판(斜板)의 각도(경전각(傾轉角))를 조절한다. 레귤레이터(13)는, 후술하는 메인펌프(14L, 14R)의 각각에 대응하는 레귤레이터(13L, 13R)를 포함한다.
메인펌프(14)는, 예를 들면, 엔진(11)과 동일하게, 상부선회체(3)의 후부에 탑재되며, 상술한 바와 같이, 엔진(11)에 의하여 구동됨으로써, 고압유압라인을 통하여 컨트롤밸브(17)에 작동유를 공급한다. 메인펌프(14)는, 예를 들면, 가변용량식 유압펌프이며, 컨트롤러(30)에 의한 제어하에서, 상술한 바와 같이, 레귤레이터(13)에 의하여 사판의 경전각이 조절됨으로써 피스톤의 스트로크길이가 조정되고, 토출유량(토출압)이 제어된다. 메인펌프(14)는, 메인펌프(14L, 14R)를 포함한다.
파일럿펌프(15)는, 예를 들면, 상부선회체(3)의 후부에 탑재되며, 파일럿라인을 통하여 조작장치(26)에 파일럿압을 공급한다. 파일럿펌프(15)는, 예를 들면, 고정용량식 유압펌프이며, 상술한 바와 같이, 엔진(11)에 의하여 구동된다.
컨트롤밸브(17)는, 예를 들면, 상부선회체(3)의 중앙부에 탑재되며, 오퍼레이터에 의한 조작장치(26)에 대한 조작이나 원격조작에 따라, 유압구동계의 제어를 행하는 유압제어장치이다. 컨트롤밸브(17)는, 상술한 바와 같이, 고압유압라인을 통하여 메인펌프(14)와 접속되며, 메인펌프(14)로부터 공급되는 작동유를, 조작장치(26)에 대한 조작이나 원격조작의 상태에 따라, 유압액추에이터(주행유압모터(2ML, 2MR), 선회유압모터(2A), 붐실린더(7), 암실린더(8), 및 버킷실린더(9))에 선택적으로 공급한다. 구체적으로는, 컨트롤밸브(17)는, 메인펌프(14)로부터 유압액추에이터의 각각에 공급되는 작동유의 유량과 흐르는 방향을 제어하는 제어밸브(171~176)를 포함한다. 제어밸브(171)는, 주행유압모터(2ML)에 대응한다. 또, 제어밸브(172)는, 주행유압모터(2MR)에 대응한다. 또, 제어밸브(173)는, 선회유압모터(2A)에 대응하며, 제어밸브(174)는, 버킷실린더(9)에 대응한다. 또, 제어밸브(175)는, 붐실린더(7)에 대응하며, 제어밸브(175L, 175R)를 포함한다. 제어밸브(176)는, 암실린더(8)에 대응하며, 제어밸브(176L, 176R)를 포함한다.
조작장치(26)는, 캐빈(10)의 조종석 부근에 마련되며, 오퍼레이터가 각종 동작요소(하부주행체(1), 상부선회체(3), 붐(4), 암(5), 버킷(6) 등)의 조작을 행하기 위한 조작입력수단이다. 환언하면, 조작장치(26)는, 오퍼레이터가 각각의 동작요소를 구동하는 유압액추에이터(즉, 주행유압모터(2ML, 2MR), 선회유압모터(2A), 붐실린더(7), 암실린더(8), 버킷실린더(9) 등)의 조작을 행하기 위한 조작입력수단이다.
도 3, 도 4a~도 4d에 나타내는 바와 같이, 조작장치(26)는, 유압파일럿식이다. 조작장치(26)는, 그 2차측의 파일럿라인을 통하여, 직접적으로, 혹은, 그 2차측의 파일럿라인에 마련되는 후술하는 셔틀밸브(32)를 통하여, 컨트롤밸브(17)에 접속된다. 이로써, 컨트롤밸브(17)에는, 조작장치(26)에 있어서의 하부주행체(1), 상부선회체(3), 붐(4), 암(5), 및 버킷(6) 등의 조작상태에 따른 파일럿압이 입력될 수 있다. 그 때문에, 컨트롤밸브(17)는, 조작장치(26)에 있어서의 조작상태에 따라, 각각의 유압액추에이터를 구동할 수 있다.
조작장치(26)는, 어태치먼트(AT), 즉, 붐(4)(붐실린더(7)), 암(5)(암실린더(8)), 버킷(6)(버킷실린더(9)), 및, 상부선회체(3)를 조작하기 위한 좌조작레버(26L) 및 우조작레버(26R)를 포함한다. 또, 조작장치(26)는, 하부주행체(1)를 조작하기 위한 주행레버(26D)를 포함하고, 주행레버(26D)는, 좌크롤러(1CL)를 조작하기 위한 좌주행레버(26DL)와, 우크롤러(1CR)를 조작하기 위한 우주행레버(26DR)를 포함한다.
좌조작레버(26L)는, 상부선회체(3)의 선회조작과 암(5)의 조작에 이용된다. 좌조작레버(26L)는, 캐빈(10) 내의 오퍼레이터에서 본 전후방향(즉, 상부선회체(3)의 전후방향)으로 조작되면, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를 이용하여, 레버조작량에 따른 제어압(파일럿압)을 2차측의 파일럿라인에 출력한다. 또, 좌조작레버(26L)는, 캐빈(10) 내의 오퍼레이터에서 본 좌우방향(즉, 상부선회체(3)의 좌우방향)으로 조작되면, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를 이용하여, 레버조작량에 따른 제어압(파일럿압)을 2차측의 파일럿라인에 출력한다.
우조작레버(26R)는, 붐(4)의 조작과 버킷(6)의 조작에 이용된다. 우조작레버(26R)는, 캐빈(10) 내의 오퍼레이터에서 본 전후방향으로 조작되면, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를 이용하여, 레버조작량에 따른 제어압(파일럿압)을 2차측의 파일럿라인에 출력한다. 또, 우조작레버(26R)는, 좌우방향으로 조작되면, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를 이용하여, 레버조작량에 따른 제어압(파일럿압)을 2차측의 파일럿라인에 출력한다.
좌주행레버(26DL)는, 상술한 바와 같이, 좌크롤러(1CL)의 조작에 이용되고, 도시하지 않은 좌주행페달과 연동하도록 구성되어 있어도 된다. 좌주행레버(26DL)는, 캐빈(10) 내의 오퍼레이터에서 본 전후방향으로 조작되면, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를 이용하여, 레버조작량에 따른 제어압(파일럿압)을 2차측의 파일럿라인에 출력한다. 좌주행레버(26DL)의 전진방향 및 후진방향의 조작에 대응하는 2차측의 파일럿라인은, 각각, 제어밸브(171)의 대응하는 파일럿포트에 직접적으로 접속된다. 즉, 주행유압모터(2ML)를 구동하는 제어밸브(171)의 스풀위치에는, 좌주행레버(26DL)의 조작내용이 반영된다.
우주행레버(26DR)는, 상술한 바와 같이, 우크롤러(1CR)의 조작에 이용되며, 도시하지 않은 우주행페달과 연동하도록 구성되어 있어도 된다. 우주행레버(26DR)는, 캐빈(10) 내의 오퍼레이터에서 본 전후방향으로 조작되면, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를 이용하여, 레버조작량에 따른 제어압(파일럿압)을 2차측의 파일럿라인에 출력한다. 우주행레버(26DR)의 전진방향 및 후진방향의 조작에 대응하는 2차측의 파일럿라인은, 각각, 제어밸브(172)의 대응하는 파일럿포트에 직접적으로 접속된다. 즉, 주행유압모터(2ML)를 구동하는 제어밸브(172)의 스풀위치에는, 좌주행레버(26DL)의 조작내용이 반영된다.
또, 조작장치(26)(좌조작레버(26L), 우조작레버(26R), 좌주행레버(26DL), 및 우주행레버(26DR))는, 파일럿압을 출력하는 유압파일럿식은 아니고, 전기신호(이하, "조작신호")를 출력하는 전기식이어도 된다. 이 경우, 조작장치(26)로부터의 전기신호(조작신호)는, 컨트롤러(30)에 입력되고, 컨트롤러(30)는, 입력되는 전기신호에 따라, 컨트롤밸브(17) 내의 각 제어밸브(171~176)를 제어함으로써, 조작장치(26)에 대한 조작내용에 따른, 각종 유압액추에이터의 동작을 실현한다. 예를 들면, 컨트롤밸브(17) 내의 제어밸브(171~176)는, 컨트롤러(30)로부터의 지령에 의하여 구동되는 전자솔레노이드식 스풀밸브여도 된다. 또, 예를 들면, 파일럿펌프(15)와 각 제어밸브(171~176)의 파일럿포트의 사이에는, 컨트롤러(30)로부터의 전기신호에 따라 동작하는 유압제어밸브(이하, "조작용 제어밸브")가 배치되어도 된다. 조작용 제어밸브는, 예를 들면, 비례밸브(31)여도 되고, 셔틀밸브(32)는, 생략된다. 이 경우, 전기식의 조작장치(26)를 이용한 수동조작이 행해지면, 컨트롤러(30)는, 그 조작량(예를 들면, 레버조작량)에 대응하는 전기신호에 의하여, 조작용 제어밸브를 제어하여 파일럿압을 증감시킴으로써, 조작장치(26)에 대한 조작내용에 맞추어, 각 제어밸브(171~176)를 동작시킬 수 있다. 이하, 조작용 제어밸브는, 비례밸브(31)라는 전제로 설명을 진행한다.
토출압센서(28)는, 메인펌프(14)의 토출압을 검출한다. 토출압센서(28)에 의하여 검출된 토출압에 대응하는 검출신호는, 컨트롤러(30)에 도입된다. 토출압센서(28)는, 메인펌프(14L, 14R)의 각각의 토출압을 검출하는 토출압센서(28L, 28R)를 포함한다.
조작압센서(29)는, 조작장치(26)의 2차측의 파일럿압, 즉, 조작장치(26)에 있어서의 각각의 동작요소(즉, 유압액추에이터)의 조작상태에 대응하는 파일럿압을 검출한다. 조작압센서(29)에 의한 조작장치(26)에 있어서의 하부주행체(1), 상부선회체(3), 붐(4), 암(5), 및 버킷(6) 등의 조작상태에 대응하는 파일럿압의 검출신호는, 컨트롤러(30)에 도입된다. 조작압센서(29)는, 조작압센서(29LA, 29LB, 29RA, 29RB, 29DL, 29DR)를 포함한다.
조작압센서(29LA)는, 오퍼레이터에 의한 좌조작레버(26L)에 대한 전후방향의 조작내용(예를 들면, 조작방향 및 조작량)을, 좌조작레버(26L)의 2차측의 파일럿라인의 작동유의 압력(이하, "조작압")의 형태로 검출한다.
조작압센서(29LB)는, 오퍼레이터에 의한 좌조작레버(26L)에 대한 좌우방향의 조작내용(예를 들면, 조작방향 및 조작량)을, 좌조작레버(26L)의 2차측의 파일럿라인의 조작압의 형태로 검출한다.
조작압센서(29RA)는, 오퍼레이터에 의한 우조작레버(26R)에 대한 전후방향의 조작내용(예를 들면, 조작방향 및 조작량)을, 우조작레버(26R)의 2차측의 파일럿라인의 조작압의 형태로 검출한다.
조작압센서(29RB)는, 오퍼레이터에 의한 우조작레버(26R)에 대한 좌우방향의 조작내용(예를 들면, 조작방향 및 조작량)을, 우조작레버(26R)의 2차측의 파일럿라인의 조작압의 형태로 검출한다.
조작압센서(29DL)는, 오퍼레이터에 의한 좌주행레버(26DL)에 대한 전후방향의 조작내용(예를 들면, 조작방향 및 조작량)을, 좌주행레버(26DL)의 2차측의 파일럿라인의 조작압의 형태로 검출한다.
조작압센서(29DR)는, 오퍼레이터에 의한 우주행레버(26DR)에 대한 전후방향의 조작내용(예를 들면, 조작방향 및 조작량)을, 우주행레버(26DR)의 2차측의 파일럿라인의 조작압의 형태로 검출한다.
다만, 조작장치(26)(좌조작레버(26L), 우조작레버(26R), 좌주행레버(26DL), 및 우주행레버(26DR))의 조작내용은, 조작압센서(29) 이외의 센서(예를 들면, 우조작레버(26R), 좌주행레버(26DL), 및 우주행레버(26DR)에 장착되는 퍼텐쇼미터 등)로 검출되어도 된다.
컨트롤러(30)(제어장치의 일례)는, 예를 들면, 캐빈(10) 내에 마련되고, 쇼벨(100)의 구동제어를 행한다. 컨트롤러(30)는, 그 기능이 임의의 하드웨어, 소프트웨어, 혹은, 그 조합에 의하여 실현되어도 된다. 예를 들면, 컨트롤러(30)는, CPU(Central Processing Unit)와, ROM(Read Only Memory)과, RAM(Random Access Memory)과, 불휘발성의 보조기억장치와, 각종 입출력인터페이스 등을 포함하는 마이크로컴퓨터를 중심으로 구성된다. 컨트롤러(30)는, 예를 들면, ROM이나 불휘발성의 보조기억장치에 저장되는 각종 프로그램을 CPU상에서 실행함으로써 각종 기능을 실현한다.
다만, 컨트롤러(30)의 기능의 일부는, 다른 컨트롤러(제어장치)에 의하여 실현되어도 된다. 즉, 컨트롤러(30)의 기능은, 복수의 컨트롤러에 의하여 분산되는 양태로 실현되어도 된다.
여기에서, 도 3에 나타내는 바와 같이, 쇼벨(100)의 유압시스템에 있어서, 유압액추에이터를 구동하는 구동계의 유압시스템의 부분은, 엔진(11)에 의하여 구동되는 메인펌프(14)로부터, 센터바이패스유로(40)나 패럴렐유로를 거쳐 작동유탱크까지 작동유를 순환시킨다.
센터바이패스유로(40)는, 센터바이패스유로(40L, 40R)를 포함한다.
센터바이패스유로(40L)는, 메인펌프(14L)를 기점으로 하여, 컨트롤밸브(17) 내에 배치되는 제어밸브(171, 173, 175L, 176L)를 순서대로 통과하고, 작동유탱크에 이른다.
센터바이패스유로(40R)는, 메인펌프(14R)를 기점으로 하여, 컨트롤밸브(17) 내에 배치되는 제어밸브(172, 174, 175R, 176R)를 순서대로 통과하고, 작동유탱크에 이른다.
제어밸브(171)는, 메인펌프(14L)로부터 토출되는 작동유를 주행유압모터(2ML)에 공급하고, 또한, 주행유압모터(2ML)가 토출하는 작동유를 작동유탱크로 배출시키는 스풀밸브이다.
제어밸브(172)는, 메인펌프(14R)로부터 토출되는 작동유를 주행유압모터(2MR)에 공급하고, 또한, 주행유압모터(2MR)가 토출하는 작동유를 작동유탱크로 배출시키는 스풀밸브이다.
제어밸브(173)는, 메인펌프(14L)로부터 토출되는 작동유를 선회유압모터(2A)에 공급하고, 또한, 선회유압모터(2A)가 토출하는 작동유를 작동유탱크로 배출시키는 스풀밸브이다.
제어밸브(174)는, 메인펌프(14R)로부터 토출되는 작동유를 버킷실린더(9)에 공급하고, 또한, 버킷실린더(9) 내의 작동유를 작동유탱크로 배출시키는 스풀밸브이다.
제어밸브(175L, 175R)는, 각각, 메인펌프(14L, 14R)가 토출하는 작동유를 붐실린더(7)에 공급하고, 또한, 붐실린더(7) 내의 작동유를 작동유탱크로 배출시키는 스풀밸브이다.
제어밸브(176L, 176R)는, 각각, 메인펌프(14L, 14R)가 토출하는 작동유를 암실린더(8)에 공급하고, 또한, 암실린더(8) 내의 작동유를 작동유탱크로 배출시키는 스풀밸브이다.
제어밸브(171, 172, 173, 174, 175L, 175R, 176L, 176R)는, 각각, 파일럿포트에 작용하는 파일럿압에 따라, 유압액추에이터에 급배(給排)되는 작동유의 유량을 조정하거나, 흐르는 방향을 전환하거나 한다.
패럴렐유로(42)는, 패럴렐유로(42L, 42R)를 포함한다.
패럴렐유로(42L)는, 센터바이패스유로(40L)와 병렬적으로, 제어밸브(171, 173, 175L, 176L)에 메인펌프(14L)의 작동유를 공급한다. 구체적으로는, 패럴렐유로(42L)는, 제어밸브(171)의 상류측에서 센터바이패스유로(40L)로부터 분기하고, 제어밸브(171, 173, 175L, 176L)의 각각에 병렬하여 메인펌프(14L)의 작동유를 공급 가능하게 구성된다. 이로써, 패럴렐유로(42L)는, 제어밸브(171, 173, 175L) 중 어느 하나에 의하여 센터바이패스유로(40L)를 통과하는 작동유의 흐름이 제한 혹은 차단된 경우에, 보다 하류의 제어밸브에 작동유를 공급할 수 있다.
패럴렐유로(42R)는, 센터바이패스유로(40R)와 병렬적으로, 제어밸브(172, 174, 175R, 176R)에 메인펌프(14R)의 작동유를 공급한다. 구체적으로는, 패럴렐유로(42R)는, 제어밸브(172)의 상류측에서 센터바이패스유로(40R)로부터 분기하고, 제어밸브(172, 174, 175R, 176R)의 각각에 병렬하여 메인펌프(14R)의 작동유를 공급 가능하게 구성된다. 패럴렐유로(42R)는, 제어밸브(172, 174, 175R) 중 어느 하나에 의하여 센터바이패스유로(40R)를 통과하는 작동유의 흐름이 제한 혹은 차단된 경우에, 보다 하류의 제어밸브에 작동유를 공급할 수 있다.
레귤레이터(13L, 13R)는, 각각, 컨트롤러(30)에 의한 제어하에서, 메인펌프(14L, 14R)의 사판의 경전각을 조절함으로써, 메인펌프(14L, 14R)의 토출량을 조절한다.
토출압센서(28L)는, 메인펌프(14L)의 토출압을 검출하고, 검출된 토출압에 대응하는 검출신호는, 컨트롤러(30)에 도입된다. 토출압센서(28R)에 대해서도 동일하다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 메인펌프(14L, 14R)의 토출압에 따라, 레귤레이터(13L, 13R)를 제어할 수 있다.
센터바이패스유로(40L, 40R)에는, 가장 하류에 있는 제어밸브(176L, 176R)의 각각과 작동유탱크의 사이에는, 네거티브컨트롤스로틀(이하, "네거컨스로틀")(18L, 18R)이 마련된다. 이로써, 메인펌프(14L, 14R)에 의하여 토출된 작동유의 흐름은, 네거컨스로틀(18L, 18R)로 제한된다. 그리고, 네거컨스로틀(18L, 18R)은, 레귤레이터(13L, 13R)를 제어하기 위한 제어압(이하, "네거컨압")을 발생시킨다.
네거컨압센서(19L, 19R)는, 네거컨압을 검출하고, 검출된 네거컨압에 대응하는 검출신호는, 컨트롤러(30)에 도입된다.
컨트롤러(30)는, 토출압센서(28L, 28R)에 의하여 검출되는 메인펌프(14L, 14R)의 토출압에 따라, 레귤레이터(13L, 13R)를 제어하고, 메인펌프(14L, 14R)의 토출량을 조절해도 된다. 예를 들면, 컨트롤러(30)는, 메인펌프(14L)의 토출압의 증대에 따라, 레귤레이터(13L)를 제어하고, 메인펌프(14L)의 사판경전각을 조절함으로써, 토출량을 감소시켜도 된다. 레귤레이터(13R)에 대해서도 동일하다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 토출압과 토출량의 곱으로 나타나는 메인펌프(14L, 14R)의 흡수마력이 엔진(11)의 출력마력을 초과하지 않도록, 메인펌프(14L, 14R)의 전마력(全馬力)제어를 행할 수 있다.
또, 컨트롤러(30)는, 네거컨압센서(19L, 19R)에 의하여 검출되는 네거컨압에 따라, 레귤레이터(13L, 13R)를 제어함으로써, 메인펌프(14L, 14R)의 토출량을 조절해도 된다. 예를 들면, 컨트롤러(30)는, 네거컨압이 클수록 메인펌프(14L, 14R)의 토출량을 감소시키고, 네거컨압이 작을수록 메인펌프(14L, 14R)의 토출량을 증대시킨다.
구체적으로는, 쇼벨(100)에 있어서의 유압액추에이터가 어느 것도 조작되고 있지 않은 대기상태(도 3에 나타내는 상태)인 경우, 메인펌프(14L, 14R)로부터 토출되는 작동유는, 센터바이패스유로(40L, 40R)를 통과하여 네거컨스로틀(18L, 18R)에 이른다. 그리고, 메인펌프(14L, 14R)로부터 토출되는 작동유의 흐름은, 네거컨스로틀(18L, 18R)의 상류에서 발생하는 네거컨압을 증대시킨다. 그 결과, 컨트롤러(30)는, 메인펌프(14L, 14R)의 토출량을 허용최소토출량까지 감소시키고, 토출된 작동유가 센터바이패스유로(40L, 40R)를 통과할 때의 압력손실(펌핑로스)을 억제한다.
한편, 어느 하나의 유압액추에이터가 조작장치(26)를 통하여 조작된 경우, 메인펌프(14L, 14R)로부터 토출되는 작동유는, 조작대상의 유압액추에이터에 대응하는 제어밸브를 통하여, 조작대상의 유압액추에이터에 흘러든다. 그리고, 메인펌프(14L, 14R)로부터 토출되는 작동유의 흐름은, 네거컨스로틀(18L, 18R)에 이르는 양을 감소 혹은 소실시켜, 네거컨스로틀(18L, 18R)의 상류에서 발생하는 네거컨압을 저하시킨다. 그 결과, 컨트롤러(30)는, 메인펌프(14L, 14R)의 토출량을 증대시켜, 조작대상의 유압액추에이터에 충분한 작동유를 순환시키고, 조작대상의 유압액추에이터를 확실히 구동시킬 수 있다.
또, 도 3, 도 4에 나타내는 바와 같이, 쇼벨(100)의 유압시스템에 있어서, 조작계에 관한 유압시스템부분은, 파일럿펌프(15)와, 조작장치(26)(좌조작레버(26L), 우조작레버(26R), 좌주행레버(26DL), 및 우주행레버(26DR))와, 비례밸브(31)와, 셔틀밸브(32)와, 감압용 비례밸브(33)를 포함한다.
비례밸브(31)는, 파일럿펌프(15)와 셔틀밸브(32)를 접속하는 파일럿라인에 마련되며, 그 유로면적(작동유가 통류 가능한 단면적)을 변경할 수 있도록 구성된다. 비례밸브(31)는, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어지령에 따라 동작한다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 오퍼레이터에 의하여 조작장치(26)(구체적으로는, 좌조작레버(26L), 우조작레버(26R))가 조작되고 있지 않은 경우이더라도, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를, 비례밸브(31) 및 셔틀밸브(32)를 통하여, 컨트롤밸브(17) 내의 대응하는 제어밸브(구체적으로는, 제어밸브(173~176))의 파일럿포트에 공급할 수 있다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 비례밸브(31)를 제어함으로써, 쇼벨(100)의 자동운전기능이나 원격조작기능을 실현할 수 있다. 비례밸브(31)는, 비례밸브(31AL, 31AR, 31BL, 31BR, 31CL, 31CR, 31DL, 31DR)를 포함한다.
셔틀밸브(32)는, 2개의 입구포트와 1개의 출구포트를 갖고, 2개의 입구포트에 입력된 파일럿압 중 높은 쪽의 파일럿압을 갖는 작동유를 출구포트에 출력시킨다. 셔틀밸브(32)는, 2개의 입구포트 중 일방이 조작장치(26)에 접속되고, 타방이 비례밸브(31)에 접속된다. 셔틀밸브(32)의 출구포트는, 파일럿라인을 통하여, 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. 즉, 컨트롤러(30)는, 조작장치(26)로부터 출력되는 2차측의 파일럿압보다 높은 파일럿압을 비례밸브(31)로부터 출력시킴으로써, 오퍼레이터에 의한 조작장치(26)의 조작과 관계없이, 대응하는 제어밸브를 제어하고, 하부주행체(1), 상부선회체(3), 어태치먼트(AT)의 동작을 제어할 수 있다. 셔틀밸브(32)는, 셔틀밸브(32AL, 32AR, 32BL, 32BR, 32CL, 32CR, 32DL, 32DR)를 포함한다.
감압용 비례밸브(33)는, 조작장치(26)와 셔틀밸브(32)를 접속하는 파일럿라인에 마련된다. 감압용 비례밸브(33)는, 예를 들면, 그 유로면적을 변경할 수 있도록 구성된다. 감압용 비례밸브(33)는, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어지령에 따라 동작한다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 오퍼레이터에 의하여 조작장치(26)(구체적으로는, 레버장치(26A~26C))가 조작되고 있는 경우에, 조작장치(26)로부터 출력되는 파일럿압을 강제적으로 감압시킬 수 있다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 조작장치(26)가 조작되고 있는 경우이더라도, 조작장치(26)의 조작에 대응하는 유압액추에이터의 동작을 강제적으로 억제시키거나 정지시키거나 할 수 있다. 또, 컨트롤러(30)는, 예를 들면, 조작장치(26)가 조작되고 있는 경우이더라도, 조작장치(26)로부터 출력되는 파일럿압을 감압시켜, 비례밸브(31)로부터 출력되는 파일럿압보다 낮게 할 수 있다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 비례밸브(31) 및 감압용 비례밸브(33)를 제어함으로써, 예를 들면, 조작장치(26)의 조작내용과는 무관하게, 원하는 파일럿압을 컨트롤밸브(17) 내의 제어밸브의 파일럿포트에 확실히 작용시킬 수 있다. 따라서, 컨트롤러(30)는, 예를 들면, 비례밸브(31)에 더하여, 감압용 비례밸브(33)를 제어함으로써, 쇼벨(100)의 자동운전기능이나 원격조작기능을 보다 적절히 실현할 수 있다. 감압용 비례밸브(33)는, 후술하는 바와 같이, 감압용 비례밸브(33AL, 33AR, 33BL, 33BR, 33CL, 33CR, 33DL, 33DR)를 포함한다.
또, 감압용 비례밸브(33)는, 전환밸브로 치환되어도 된다. 전환밸브는, 컨트롤러(30)에 의한 제어하에서, 조작장치(26와 셔틀밸브(32)의 사이의 파일럿라인의 연통상태와, 비연통상태를 전환한다.
도 4a에 나타내는 바와 같이, 좌조작레버(26L)는, 오퍼레이터가 전후방향으로 기울이는 양태로, 암(5)에 대응하는 암실린더(8)를 조작하기 위하여 이용된다. 즉, 좌조작레버(26L)는, 전후방향으로 기울어지는 경우, 암(5)의 동작을 조작대상으로 한다. 좌조작레버(26L)는, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를 이용하여, 전후방향으로의 조작내용에 따른 파일럿압을 2차측에 출력한다.
셔틀밸브(32AL)는, 2개의 입구포트가, 각각, 암(5)의 접음방향의 조작(이하, "암접음조작")에 대응하는 좌조작레버(26L)의 2차측의 파일럿라인과, 비례밸브(31AL)의 2차측의 파일럿라인에 접속되고, 출구포트가 제어밸브(176L)의 우측의 파일럿포트 및 제어밸브(176R)의 좌측의 파일럿포트에 접속된다.
셔틀밸브(32AR)는, 2개의 입구포트가, 각각, 암(5)의 펼침방향의 조작(이하, "암펼침조작")에 대응하는 좌조작레버(26L)의 2차측의 파일럿라인과, 비례밸브(31AR)의 2차측의 파일럿라인에 접속되고, 출구포트가 제어밸브(176L)의 좌측의 파일럿포트 및 제어밸브(176R)의 우측의 파일럿포트에 접속된다.
즉, 좌조작레버(26L)는, 셔틀밸브(32AL, 32AR)를 통하여, 전후방향으로의 조작내용에 따른 파일럿압을 제어밸브(176L, 176R)의 파일럿포트에 작용시킨다. 구체적으로는, 좌조작레버(26L)는, 암접음조작된 경우에, 조작량에 따른 파일럿압을 셔틀밸브(32AL)의 일방의 입구포트에 출력하고, 셔틀밸브(32AL)를 통하여, 제어밸브(176L)의 우측의 파일럿포트와 제어밸브(176R)의 좌측의 파일럿포트에 작용시킨다. 또, 좌조작레버(26L)는, 암펼침조작된 경우에, 조작량에 따른 파일럿압을 셔틀밸브(32AR)의 일방의 입구포트에 출력하고, 셔틀밸브(32AR)를 통하여, 제어밸브(176L)의 좌측의 파일럿포트와 제어밸브(176R)의 우측의 파일럿포트에 작용시킨다.
비례밸브(31AL)는, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어전류에 따라 동작한다. 구체적으로는, 비례밸브(31AL)는, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를 이용하여, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어전류에 따른 파일럿압을 셔틀밸브(32AL)의 타방의 파일럿포트에 출력한다. 이로써, 비례밸브(31AL)는, 셔틀밸브(32AL)를 통하여, 제어밸브(176L)의 우측의 파일럿포트 및 제어밸브(176R)의 좌측의 파일럿포트에 작용하는 파일럿압을 조정할 수 있다.
비례밸브(31AR)는, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어전류에 따라 동작한다. 구체적으로는, 비례밸브(31AR)는, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를 이용하여, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어전류에 따른 파일럿압을 셔틀밸브(32AR)의 타방의 파일럿포트에 출력한다. 이로써, 비례밸브(31AR)는, 셔틀밸브(32AR)를 통하여, 제어밸브(176L)의 좌측의 파일럿포트 및 제어밸브(176R)의 우측의 파일럿포트에 작용하는 파일럿압을 조정할 수 있다.
즉, 비례밸브(31AL, 31AR)는, 좌조작레버(26L)의 조작상태와 관계없이, 제어밸브(176L, 176R)를 임의의 밸브위치에서 정지할 수 있도록, 2차측에 출력하는 파일럿압을 조정할 수 있다.
감압용 비례밸브(33AL)는, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어전류에 따라 동작한다. 구체적으로는, 감압용 비례밸브(33AL)는, 컨트롤러(30)로부터의 제어전류가 입력되지 않는 경우, 좌조작레버(26L)의 암접음조작에 대응하는 파일럿압을 그대로 2차측에 출력한다. 한편, 감압용 비례밸브(33AL)는, 컨트롤러(30)로부터의 제어전류가 입력되는 경우, 좌조작레버(26L)의 암접음조작에 대응하는 2차측의 파일럿라인의 파일럿압을 제어전류에 따른 정도로 감압하고, 감압한 파일럿압을 셔틀밸브(32AL)의 일방의 입구포트에 출력한다. 이로써, 감압용 비례밸브(33AL)는, 좌조작레버(26L)로 암접음조작이 행해지고 있는 경우이더라도, 필요에 따라, 암접음조작에 대응하는 암실린더(8)의 동작을 강제적으로 억제시키거나 정지시키거나 할 수 있다. 또, 감압용 비례밸브(33AL)는, 좌조작레버(26L)로 암접음조작이 되고 있는 경우이더라도, 셔틀밸브(32AL)의 일방의 입구포트에 작용하는 파일럿압을, 비례밸브(31AL)로부터 셔틀밸브(32AL)의 타방의 입구포트에 작용하는 파일럿압보다 낮게 할 수 있다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 비례밸브(31AL) 및 감압용 비례밸브(33AL)를 제어하고, 원하는 파일럿압을 확실히 제어밸브(176L, 176R)의 암접음측의 파일럿포트에 작용시킬 수 있다.
감압용 비례밸브(33AR)는, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어전류에 따라 동작한다. 구체적으로는, 감압용 비례밸브(33AR)는, 컨트롤러(30)로부터의 제어전류가 입력되지 않는 경우, 좌조작레버(26L)의 암펼침조작에 대응하는 파일럿압을 그대로 2차측에 출력한다. 한편, 감압용 비례밸브(33AR)는, 컨트롤러(30)로부터의 제어전류가 입력되는 경우, 좌조작레버(26L)의 암펼침조작에 대응하는 2차측의 파일럿라인의 파일럿압을 제어전류에 따른 정도로 감압하고, 감압한 파일럿압을 셔틀밸브(32AR)의 일방의 입구포트에 출력한다. 이로써, 감압용 비례밸브(33AR)는, 좌조작레버(26L)로 암펼침조작이 행해지고 있는 경우이더라도, 필요에 따라, 암펼침조작에 대응하는 암실린더(8)의 동작을 강제적으로 억제시키거나 정지시키거나 할 수 있다. 또, 감압용 비례밸브(33AR)는, 좌조작레버(26L)로 암펼침조작이 되고 있는 경우이더라도, 셔틀밸브(32AR)의 일방의 입구포트에 작용하는 파일럿압을, 비례밸브(31AR)로부터 셔틀밸브(32AR)의 타방의 입구포트에 작용하는 파일럿압보다 낮게 할 수 있다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 비례밸브(31AR) 및 감압용 비례밸브(33AR)를 제어하고, 원하는 파일럿압을 확실히 제어밸브(176L, 176R)의 암펼침측의 파일럿포트에 작용시킬 수 있다.
이와 같이, 감압용 비례밸브(33AL, 33AR)는, 좌조작레버(26L)의 전후방향으로의 조작상태에 대응하는 암실린더(8)의 동작을 강제적으로 억제시키거나 정지시키거나 할 수 있다. 또, 감압용 비례밸브(33AL, 33AR)는, 셔틀밸브(32AL, 32AR)의 일방의 입구포트에 작용하는 파일럿압을 저하시키고, 비례밸브(31AL, 31AR)의 파일럿압이 셔틀밸브(32AL, 32AR)를 통하여 확실히 제어밸브(176L, 176R)의 파일럿포트에 작용하도록 보조할 수 있다.
다만, 컨트롤러(30)는, 감압용 비례밸브(33AL)를 제어하는 대신에, 비례밸브(31AR)를 제어함으로써, 좌조작레버(26L)의 암접음조작에 대응하는 암실린더(8)의 동작을 강제적으로 억제시키거나 정지시키거나 해도 된다. 예를 들면, 컨트롤러(30)는, 좌조작레버(26L)로 암접음조작이 행해지는 경우에, 비례밸브(31AR)를 제어하고, 비례밸브(31AR)로부터 셔틀밸브(32AR)를 통하여 제어밸브(176L, 176R)의 암펼침측의 파일럿포트에 소정의 파일럿압을 작용시켜도 된다. 이로써, 좌조작레버(26L)로부터 셔틀밸브(32AL)를 통하여 제어밸브(176L, 176R)의 암접음측의 파일럿포트에 작용하는 파일럿압에 대항하는 형태로, 제어밸브(176L, 176R)의 암펼침측의 파일럿포트에 파일럿압이 작용한다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 제어밸브(176L, 176R)를 강제적으로 중립위치에 가깝게 하여, 좌조작레버(26L)의 암접음조작에 대응하는 암실린더(8)의 동작을 억제시키거나 정지시키거나 할 수 있다. 동일하게, 컨트롤러(30)는, 감압용 비례밸브(33AR)를 제어하는 대신에, 비례밸브(31AL)를 제어함으로써, 좌조작레버(26L)의 암펼침조작에 대응하는 암실린더(8)의 동작을 강제적으로 억제시키거나 정지시키거나 해도 된다.
또, 감압용 비례밸브(33AL, 33AR)는, 각각, 전환밸브로 치환되어도 된다. 이하, 감압용 비례밸브(33BL, 33BR, 33CL, 33CR, 33DL, 33DR)에 대해서도 동일해도 된다.
감압용 비례밸브(33AL)에 대응하는 전환밸브는, 암접음조작에 대응하는 좌조작레버(26L)의 2차측 포트와, 셔틀밸브(32AL)의 사이의 파일럿라인에 마련되고, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어지령에 따라, 당해 파일럿라인의 연통·비연통을 전환한다. 예를 들면, 당해 전환밸브는, 통상, 당해 파일럿라인을 연통상태로 유지하는 상개형(常開型)이며, 컨트롤러(30)로부터의 제어지령에 따라, 당해 파일럿라인을 비연통으로 하고, 좌조작레버(26L)로부터 출력되는, 암접음조작에 대응하는 작동유를 작동유탱크로 배출해도 된다.
감압용 비례밸브(33AR)에 대응하는 전환밸브는, 암펼침조작에 대응하는 좌조작레버(26L)의 2차측 포트와, 셔틀밸브(32AL)의 사이의 파일럿라인에 마련되고, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어지령에 따라, 당해 파일럿라인의 연통·비연통을 전환한다. 예를 들면, 당해 전환밸브는, 통상, 당해 파일럿라인을 연통상태로 유지하는 상개형이며, 컨트롤러(30)로부터의 제어지령에 따라, 당해 파일럿라인을 비연통으로 하고, 좌조작레버(26L)로부터 출력되는, 암펼침조작에 대응하는 작동유를 작동유탱크로 배출해도 된다.
즉, 전환밸브는, 셔틀밸브(32AL, 32AR)에 좌조작레버(26L)에 있어서의 암(5)의 조작에 대응하는 파일럿압이 입력되지 않도록 할 수 있다.
조작압센서(29LA)는, 오퍼레이터에 의한 좌조작레버(26L)에 대한 전후방향으로의 조작내용을 압력(조작압)의 형태로 검출하고, 검출된 압력에 대응하는 검출신호는, 컨트롤러(30)에 도입된다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 좌조작레버(26L)에 대한 전후방향으로의 조작내용을 파악할 수 있다. 검출대상의 좌조작레버(26L)에 대한 전후방향으로의 조작내용에는, 예를 들면, 조작방향, 조작량(조작각도) 등이 포함될 수 있다. 이하, 좌조작레버(26L)에 대한 좌우방향의 조작내용, 및, 우조작레버(26R)에 대한 전후방향 및 좌우방향의 조작내용에 대해서도 동일하다.
컨트롤러(30)는, 오퍼레이터에 의한 좌조작레버(26L)에 대한 암접음조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를, 비례밸브(31AL) 및 셔틀밸브(32AL)를 통하여, 제어밸브(176L)의 우측의 파일럿포트 및 제어밸브(176R)의 좌측의 파일럿포트에 공급할 수 있다. 또, 컨트롤러(30)는, 오퍼레이터에 의한 좌조작레버(26L)에 대한 암펼침조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를, 비례밸브(31AR) 및 셔틀밸브(32AR)를 통하여, 제어밸브(176L)의 좌측의 파일럿포트 및 제어밸브(176R)의 우측의 파일럿포트에 공급시킬 수 있다. 즉, 컨트롤러(30)는, 암(5)의 개폐(開閉)동작을 자동제어하고, 쇼벨(100)의 자동운전기능이나 원격조작기능 등을 실현할 수 있다.
또, 컨트롤러(30)는, 상술한 바와 같이, 감압용 비례밸브(33AL, 33AR)나 전환밸브를 제어하여, 암(5)의 조작에 대응하는 좌조작레버(26L)의 2차측의 파일럿라인으로부터 셔틀밸브(32AL, 32AR)에 입력되는 파일럿압을 상대적으로 낮게 할 수 있다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 좌조작레버(26L)에 있어서의 전후방향의 조작내용에 대응시키는 형태로, 암(5) 이외의 동작요소(예를 들면, 붐(4)이나 버킷(6))를 후술하는 마스터요소로서 동작시켜, 암(5)을 마스터요소에 맞추어 동작하는 후술하는 슬레이브요소로서 동작시킬 수 있다.
또, 예를 들면, 도 4b에 나타내는 바와 같이, 우조작레버(26R)는, 오퍼레이터가 전후방향으로 기울이는 양태로, 붐(4)에 대응하는 붐실린더(7)를 조작하기 위하여 이용된다. 즉, 우조작레버(26R)는, 전후방향으로 기울어지는 경우, 붐(4)의 동작을 조작대상으로 한다. 우조작레버(26R)는, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를 이용하여, 전후방향으로의 조작내용에 따른 파일럿압을 2차측에 출력한다.
셔틀밸브(32BL)는, 2개의 입구포트가, 각각, 붐(4)의 상승방향의 조작(이하, "붐상승조작")에 대응하는 우조작레버(26R)의 2차측의 파일럿라인과, 비례밸브(31BL)의 2차측의 파일럿라인에 접속되고, 출구포트가, 제어밸브(175L)의 우측의 파일럿포트 및 제어밸브(175R)의 좌측의 파일럿포트에 접속된다.
셔틀밸브(32BR)는, 2개의 입구포트가, 각각, 붐(4)의 하강방향의 조작(이하, "붐하강조작")에 대응하는 우조작레버(26R)의 2차측의 파일럿라인과, 비례밸브(31BR)의 2차측의 파일럿라인에 접속되고, 출구포트가, 제어밸브(175R)의 우측의 파일럿포트에 접속된다.
즉, 우조작레버(26R)는, 셔틀밸브(32BL, 32BR)를 통하여, 전후방향으로의 조작내용에 따른 파일럿압을 제어밸브(175L, 175R)의 파일럿포트에 작용시킨다. 구체적으로는, 우조작레버(26R)는, 붐상승조작된 경우에, 조작량에 따른 파일럿압을 셔틀밸브(32BL)의 일방의 입구포트에 출력하고, 셔틀밸브(32BL)를 통하여, 제어밸브(175L)의 우측의 파일럿포트와 제어밸브(175R)의 좌측의 파일럿포트에 작용시킨다. 또, 우조작레버(26R)는, 붐하강조작된 경우에, 조작량에 따른 파일럿압을 셔틀밸브(32BR)의 일방의 입구포트에 출력하고, 셔틀밸브(32BR)를 통하여, 제어밸브(175R)의 우측의 파일럿포트에 작용시킨다.
비례밸브(31BL)는, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어전류에 따라 동작한다. 구체적으로는, 비례밸브(31BL)는, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를 이용하여, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어전류에 따른 파일럿압을 셔틀밸브(32BL)의 타방의 입구포트에 출력한다. 이로써, 비례밸브(31BL)는, 셔틀밸브(32BL)를 통하여, 제어밸브(175L)의 우측의 파일럿포트 및 제어밸브(175R)의 좌측의 파일럿포트에 작용하는 파일럿압을 조정할 수 있다.
비례밸브(31BR)는, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어전류에 따라 동작한다. 구체적으로는, 비례밸브(31BR)는, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를 이용하여, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어전류에 따른 파일럿압을 셔틀밸브(32BR)의 타방의 입구포트에 출력한다. 이로써, 비례밸브(31BR)는, 셔틀밸브(32BR)를 통하여, 제어밸브(175R)의 우측의 파일럿포트에 작용하는 파일럿압을 조정할 수 있다.
즉, 비례밸브(31BL, 31BR)는, 우조작레버(26R)의 조작상태와 관계없이, 제어밸브(175L, 175R)를 임의의 밸브위치에서 정지할 수 있도록, 2차측에 출력하는 파일럿압을 조정할 수 있다.
감압용 비례밸브(33BL)는, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어전류에 따라 동작한다. 구체적으로는, 감압용 비례밸브(33BL)는, 컨트롤러(30)로부터의 제어전류가 입력되지 않는 경우, 우조작레버(26R)의 붐상승조작에 대응하는 파일럿압을 그대로 2차측에 출력한다. 한편, 감압용 비례밸브(33BL)는, 컨트롤러(30)로부터의 제어전류가 입력되는 경우, 우조작레버(26R)의 붐상승조작에 대응하는 2차측의 파일럿라인의 파일럿압을 제어전류에 따른 정도로 감압하고, 감압한 파일럿압을 셔틀밸브(32BL)의 일방의 입구포트에 출력한다. 이로써, 감압용 비례밸브(33BL)는, 우조작레버(26R)로 붐상승조작이 행해지고 있는 경우이더라도, 필요에 따라, 붐상승조작에 대응하는 붐실린더(7)의 동작을 강제적으로 억제시키거나 정지시키거나 할 수 있다. 또, 감압용 비례밸브(33BL)는, 우조작레버(26R)로 붐상승조작이 되고 있는 경우이더라도, 셔틀밸브(32BL)의 일방의 입구포트에 작용하는 파일럿압을, 비례밸브(31BL)로부터 셔틀밸브(32BL)의 타방의 입구포트에 작용하는 파일럿압보다 낮게 할 수 있다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 비례밸브(31BL) 및 감압용 비례밸브(33BL)를 제어하고, 원하는 파일럿압을 확실히 제어밸브(175L, 175R)의 붐상승측의 파일럿포트에 작용시킬 수 있다.
감압용 비례밸브(31BR)는, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어전류에 따라 동작한다. 구체적으로는, 감압용 비례밸브(33BR)는, 컨트롤러(30)로부터의 제어전류가 입력되지 않는 경우, 우조작레버(26R)의 붐하강조작에 대응하는 파일럿압을 그대로 2차측에 출력한다. 한편, 감압용 비례밸브(33BR)는, 컨트롤러(30)로부터의 제어전류가 입력되는 경우, 우조작레버(26R)의 붐하강조작에 대응하는 2차측의 파일럿라인의 파일럿압을 제어전류에 따른 정도로 감압하고, 감압한 파일럿압을 셔틀밸브(32BR)의 일방의 입구포트에 출력한다. 이로써, 감압용 비례밸브(33BR)는, 우조작레버(26R)로 붐하강조작이 행해지고 있는 경우이더라도, 필요에 따라, 붐하강조작에 대응하는 붐실린더(7)의 동작을 강제적으로 억제시키거나 정지시키거나 할 수 있다. 또, 감압용 비례밸브(33BR)는, 우조작레버(26R)로 붐하강조작이 되고 있는 경우이더라도, 셔틀밸브(32BR)의 일방의 입구포트에 작용하는 파일럿압을, 비례밸브(31BR)로부터 셔틀밸브(32BR)의 타방의 입구포트에 작용하는 파일럿압보다 낮게 할 수 있다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 비례밸브(31BR) 및 감압용 비례밸브(33BR)를 제어하고, 원하는 파일럿압을 확실히 제어밸브(175L, 175R)의 붐하강측의 파일럿포트에 작용시킬 수 있다.
이와 같이, 감압용 비례밸브(33BL, 33BR)는, 우조작레버(26R)의 전후방향으로의 조작상태에 대응하는 붐실린더(7)의 동작을 강제적으로 억제시키거나 정지시키거나 할 수 있다. 또, 감압용 비례밸브(33BL, 33BR)는, 셔틀밸브(32BL, 32BR)의 일방의 입구포트에 작용하는 파일럿압을 저하시켜, 비례밸브(31BL, 31BR)의 파일럿압이 셔틀밸브(32BL, 32BR)를 통하여 확실히 제어밸브(175L, 175R)의 파일럿포트에 작용하도록 보조할 수 있다.
다만, 컨트롤러(30)는, 감압용 비례밸브(33BL)를 제어하는 대신에, 비례밸브(31BR)를 제어함으로써, 우조작레버(26R)의 붐상승조작에 대응하는 붐실린더(7)의 동작을 강제적으로 억제시키거나 정지시키거나 해도 된다. 예를 들면, 컨트롤러(30)는, 우조작레버(26R)로 붐상승조작이 행해지는 경우에, 비례밸브(31BR)를 제어하고, 비례밸브(31BR)로부터 셔틀밸브(32BR)를 통하여 제어밸브(175L, 175R)의 붐하강측의 파일럿포트에 소정의 파일럿압을 작용시켜도 된다. 이로써, 우조작레버(26R)로부터 셔틀밸브(32BL)를 통하여 제어밸브(175L, 175R)의 붐상승측의 파일럿포트에 작용하는 파일럿압에 대항하는 형태로, 제어밸브(175L, 175R)의 붐하강측의 파일럿포트에 파일럿압이 작용한다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 제어밸브(175L, 175R)를 강제적으로 중립위치에 가깝게 하여, 우조작레버(26R)의 붐상승조작에 대응하는 붐실린더(7)의 동작을 억제시키거나 정지시키거나 할 수 있다. 동일하게, 컨트롤러(30)는, 감압용 비례밸브(33BR)를 제어하는 대신에, 비례밸브(31BL)를 제어함으로써, 우조작레버(26R)의 붐하강조작에 대응하는 붐실린더(7)의 동작을 강제적으로 억제시키거나 정지시키거나 해도 된다.
조작압센서(29RA)는, 오퍼레이터에 의한 우조작레버(26R)에 대한 전후방향으로의 조작내용을 압력(조작압)의 형태로 검출하고, 검출된 압력에 대응하는 검출신호는, 컨트롤러(30)에 도입된다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 우조작레버(26R)에 대한 전후방향으로의 조작내용을 파악할 수 있다.
컨트롤러(30)는, 오퍼레이터에 의한 우조작레버(26R)에 대한 붐상승조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를, 비례밸브(31BL) 및 셔틀밸브(32BL)를 통하여, 제어밸브(175L)의 우측의 파일럿포트 및 제어밸브(175R)의 좌측의 파일럿포트에 공급시킬 수 있다. 또, 컨트롤러(30)는, 오퍼레이터에 의한 우조작레버(26R)에 대한 붐하강조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를, 비례밸브(31BR) 및 셔틀밸브(32BR)를 통하여, 제어밸브(175R)의 우측의 파일럿포트에 공급할 수 있다. 즉, 컨트롤러(30)는, 붐(4)의 상승하강의 동작을 자동제어하고, 쇼벨(100)의 자동운전기능이나 원격조작기능 등을 실현할 수 있다.
도 4c에 나타내는 바와 같이, 우조작레버(26R)는, 오퍼레이터가 좌우방향으로 기울이는 양태로, 버킷(6)에 대응하는 버킷실린더(9)를 조작하기 위하여 이용된다. 즉, 우조작레버(26R)는, 좌우방향으로 기울어지는 경우, 버킷(6)의 동작을 조작대상으로 한다. 우조작레버(26R)는, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를 이용하여, 좌우방향으로의 조작내용에 따른 파일럿압을 2차측에 출력한다.
셔틀밸브(32CL)는, 2개의 입구포트가, 각각, 버킷(6)의 접음방향의 조작(이하, "버킷접음조작")에 대응하는 우조작레버(26R)의 2차측의 파일럿라인과, 비례밸브(31CL)의 2차측의 파일럿라인에 접속되고, 출구포트가, 제어밸브(174)의 좌측의 파일럿포트에 접속된다.
셔틀밸브(32CR)는, 2개의 입구포트가, 각각, 버킷(6)의 펼침방향의 조작(이하, "버킷펼침조작")에 대응하는 우조작레버(26R)의 2차측의 파일럿라인과, 비례밸브(31CR)의 2차측의 파일럿라인에 접속되고, 출구포트가, 제어밸브(174)의 우측의 파일럿포트에 접속된다.
즉, 우조작레버(26R)는, 셔틀밸브(32CL, 32CR)를 통하여, 좌우방향으로의 조작내용에 따른 파일럿압을 제어밸브(174)의 파일럿포트에 작용시킨다. 구체적으로는, 우조작레버(26R)는, 버킷접음조작된 경우에, 조작량에 따른 파일럿압을 셔틀밸브(32CL)의 일방의 입구포트에 출력하고, 셔틀밸브(32CL)를 통하여, 제어밸브(174)의 좌측의 파일럿포트에 작용시킨다. 또, 우조작레버(26R)는, 버킷펼침조작된 경우에, 조작량에 따른 파일럿압을 셔틀밸브(32CR)의 일방의 입구포트에 출력하고, 셔틀밸브(32CR)를 통하여, 제어밸브(174)의 우측의 파일럿포트에 작용시킨다.
비례밸브(31CL)는, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어전류에 따라 동작한다. 구체적으로는, 비례밸브(31CL)는, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를 이용하여, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어전류에 따른 파일럿압을 셔틀밸브(32CL)의 타방의 파일럿포트에 출력한다. 이로써, 비례밸브(31CL)는, 셔틀밸브(32CL)를 통하여, 제어밸브(174)의 좌측의 파일럿포트에 작용하는 파일럿압을 조정할 수 있다.
비례밸브(31CR)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 제어전류에 따라 동작한다. 구체적으로는, 비례밸브(31CR)는, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를 이용하여, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어전류에 따른 파일럿압을 셔틀밸브(32CR)의 타방의 파일럿포트에 출력한다. 이로써, 비례밸브(31CR)는, 셔틀밸브(32CR)를 통하여, 제어밸브(174)의 우측의 파일럿포트에 작용하는 파일럿압을 조정할 수 있다.
즉, 비례밸브(31CL, 31CR)는, 우조작레버(26R)의 조작상태와 관계없이, 제어밸브(174)를 임의의 밸브위치에서 정지할 수 있도록, 2차측에 출력하는 파일럿압을 조정할 수 있다.
감압용 비례밸브(33CL)는, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어전류에 따라 동작한다. 구체적으로는, 감압용 비례밸브(33CL)는, 컨트롤러(30)로부터의 제어전류가 입력되지 않는 경우, 우조작레버(26R)의 버킷접음조작에 대응하는 파일럿압을 그대로 2차측에 출력한다. 한편, 감압용 비례밸브(33CL)는, 컨트롤러(30)로부터의 제어전류가 입력되는 경우, 우조작레버(26R)의 버킷접음조작에 대응하는 2차측의 파일럿라인의 파일럿압을 제어전류에 따른 정도로 감압하고, 감압한 파일럿압을 셔틀밸브(32CL)의 일방의 입구포트에 출력한다. 이로써, 감압용 비례밸브(33CL)는, 우조작레버(26R)로 버킷접음조작이 행해지고 있는 경우이더라도, 필요에 따라, 버킷접음조작에 대응하는 버킷실린더(9)의 동작을 강제적으로 억제시키거나 정지시키거나 할 수 있다. 또, 감압용 비례밸브(33CL)는, 우조작레버(26R)로 버킷접음조작이 되고 있는 경우이더라도, 셔틀밸브(32CL)의 일방의 입구포트에 작용하는 파일럿압을, 비례밸브(31CL)로부터 셔틀밸브(32CL)의 타방의 입구포트에 작용하는 파일럿압보다 낮게 할 수 있다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 비례밸브(31CL) 및 감압용 비례밸브(33CL)를 제어하고, 원하는 파일럿압을 확실히 제어밸브(174)의 버킷접음측의 파일럿포트에 작용시킬 수 있다.
감압용 비례밸브(33CR)는, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어전류에 따라 동작한다. 구체적으로는, 감압용 비례밸브(33CR)는, 컨트롤러(30)로부터의 제어전류가 입력되지 않는 경우, 우조작레버(26R)의 버킷펼침조작에 대응하는 파일럿압을 그대로 2차측에 출력한다. 한편, 감압용 비례밸브(33CR)는, 컨트롤러(30)로부터의 제어전류가 입력되는 경우, 우조작레버(26R)의 버킷펼침조작에 대응하는 2차측의 파일럿라인의 파일럿압을 제어전류에 따른 정도로 감압하고, 감압한 파일럿압을 셔틀밸브(32CR)의 일방의 입구포트에 출력한다. 이로써, 감압용 비례밸브(33CR)는, 우조작레버(26R)로 버킷펼침조작이 행해지고 있는 경우이더라도, 필요에 따라, 버킷펼침조작에 대응하는 버킷실린더(9)의 동작을 강제적으로 억제시키거나 정지시키거나 할 수 있다. 또, 감압용 비례밸브(33CR)는, 우조작레버(26R)로 버킷펼침조작이 되고 있는 경우이더라도, 셔틀밸브(32CR)의 일방의 입구포트에 작용하는 파일럿압을, 비례밸브(31CR)로부터 셔틀밸브(32CR)의 타방의 입구포트에 작용하는 파일럿압보다 낮게 할 수 있다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 비례밸브(31CR) 및 감압용 비례밸브(33CR)를 제어하고, 원하는 파일럿압을 확실히 제어밸브(174)의 버킷펼침측의 파일럿포트에 작용시킬 수 있다.
이와 같이, 감압용 비례밸브(33CL, 33CR)는, 우조작레버(26R)의 좌우방향으로의 조작상태에 대응하는 버킷실린더(9)의 동작을 강제적으로 억제시키거나 정지시키거나 할 수 있다. 또, 감압용 비례밸브(33CL, 33CR)는, 셔틀밸브(32CL, 32CR)의 일방의 입구포트에 작용하는 파일럿압을 저하시키고, 비례밸브(31CL, 31CR)의 파일럿압이 셔틀밸브(32CL, 32CR)를 통하여 확실히 제어밸브(174)의 파일럿포트에 작용하도록 보조할 수 있다.
다만, 컨트롤러(30)는, 감압용 비례밸브(33CL)를 제어하는 대신에, 비례밸브(31CR)를 제어함으로써, 우조작레버(26R)의 버킷접음조작에 대응하는 버킷실린더(9)의 동작을 강제적으로 억제시키거나 정지시키거나 해도 된다. 예를 들면, 컨트롤러(30)는, 우조작레버(26R)로 버킷접음조작이 행해지는 경우에, 비례밸브(31CR)를 제어하고, 비례밸브(31CR)로부터 셔틀밸브(32CR)를 통하여 제어밸브(174)의 버킷펼침측의 파일럿포트에 소정의 파일럿압을 작용시켜도 된다. 이로써, 우조작레버(26R)로부터 셔틀밸브(32CL)를 통하여 제어밸브(174)의 버킷접음측의 파일럿포트에 작용하는 파일럿압에 대항하는 형태로, 제어밸브(174)의 버킷펼침측의 파일럿포트에 파일럿압이 작용한다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 제어밸브(174)를 강제적으로 중립위치에 가깝게 하여, 우조작레버(26R)의 버킷접음조작에 대응하는 버킷실린더(9)의 동작을 억제시키거나 정지시키거나 할 수 있다. 동일하게, 컨트롤러(30)는, 감압용 비례밸브(33CR)를 제어하는 대신에, 비례밸브(31CL)를 제어함으로써, 우조작레버(26R)의 버킷펼침조작에 대응하는 버킷실린더(9)의 동작을 강제적으로 억제시키거나 정지시키거나 해도 된다.
조작압센서(29RB)는, 오퍼레이터에 의한 우조작레버(26R)에 대한 좌우방향으로의 조작내용을 압력(조작압)의 형태로 검출하고, 검출된 압력에 대응하는 검출신호는, 컨트롤러(30)에 도입된다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 우조작레버(26R)의 좌우방향으로의 조작내용을 파악할 수 있다.
컨트롤러(30)는, 오퍼레이터에 의한 우조작레버(26R)에 대한 버킷접음조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를, 비례밸브(31CL) 및 셔틀밸브(32CL)를 통하여, 제어밸브(174)의 좌측의 파일럿포트에 공급시킬 수 있다. 또, 컨트롤러(30)는, 오퍼레이터에 의한 우조작레버(26R)에 대한 버킷펼침조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를, 비례밸브(31CR) 및 셔틀밸브(32CR)를 통하여, 제어밸브(174)의 우측의 파일럿포트에 공급시킬 수 있다. 즉, 컨트롤러(30)는, 버킷(6)의 개폐동작을 자동제어하고, 쇼벨(100)의 자동운전기능이나 원격조작기능 등을 실현할 수 있다.
또, 예를 들면, 도 4d에 나타내는 바와 같이, 좌조작레버(26L)는, 오퍼레이터가 좌우방향으로 기울이는 양태로, 상부선회체(3)(선회기구(2))에 대응하는 선회유압모터(2A)를 조작하기 위하여 이용된다. 즉, 좌조작레버(26L)는, 좌우방향으로 기울어지는 경우, 상부선회체(3)의 선회동작을 조작대상으로 한다. 좌조작레버(26L)는, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를 이용하여, 좌우방향으로의 조작내용에 따른 파일럿압을 2차측에 출력한다.
셔틀밸브(32DL)는, 2개의 입구포트가, 각각, 상부선회체(3)의 좌방향의 선회조작(이하, "좌선회조작")에 대응하는 좌조작레버(26L)의 2차측의 파일럿라인과, 비례밸브(31DL)의 2차측의 파일럿라인에 접속되고, 출구포트가, 제어밸브(173)의 좌측의 파일럿포트에 접속된다.
셔틀밸브(32DR)는, 2개의 입구포트가, 각각, 상부선회체(3)의 우방향의 선회조작(이하, "우선회조작")에 대응하는 좌조작레버(26L)의 2차측의 파일럿라인과, 비례밸브(31DR)의 2차측의 파일럿라인에 접속되고, 출구포트가, 제어밸브(173)의 우측의 파일럿포트에 접속된다.
즉, 좌조작레버(26L)는, 셔틀밸브(32DL, 32DR)를 통하여, 좌우방향으로의 조작내용에 따른 파일럿압을 제어밸브(173)의 파일럿포트에 작용시킨다. 구체적으로는, 좌조작레버(26L)는, 좌선회조작된 경우에, 조작량에 따른 파일럿압을 셔틀밸브(32DL)의 일방의 입구포트에 출력하고, 셔틀밸브(32DL)를 통하여, 제어밸브(173)의 좌측의 파일럿포트에 작용시킨다. 또, 좌조작레버(26L)는, 우선회조작된 경우에, 조작량에 따른 파일럿압을 셔틀밸브(32DR)의 일방의 입구포트에 출력하고, 셔틀밸브(32DR)를 통하여, 제어밸브(173)의 우측의 파일럿포트에 작용시킨다.
비례밸브(31DL)는, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어전류에 따라 동작한다. 구체적으로는, 비례밸브(31DL)는, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를 이용하여, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어전류에 따른 파일럿압을 셔틀밸브(32DL)의 타방의 파일럿포트에 출력한다. 이로써, 비례밸브(31DL)는, 셔틀밸브(32DL)를 통하여, 제어밸브(173)의 좌측의 파일럿포트에 작용하는 파일럿압을 조정할 수 있다.
비례밸브(31DR)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 제어전류에 따라 동작한다. 구체적으로는, 비례밸브(31DR)는, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를 이용하여, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어전류에 따른 파일럿압을 셔틀밸브(32DR)의 타방의 파일럿포트에 출력한다. 이로써, 비례밸브(31DR)는, 셔틀밸브(32DR)를 통하여, 제어밸브(173)의 우측의 파일럿포트에 작용하는 파일럿압을 조정할 수 있다.
즉, 비례밸브(31DL, 31DR)는, 좌조작레버(26L)의 조작상태와 관계없이, 제어밸브(173)를 임의의 밸브위치에서 정지할 수 있도록, 2차측에 출력하는 파일럿압을 조정할 수 있다.
감압용 비례밸브(33DL)는, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어전류에 따라 동작한다. 구체적으로는, 감압용 비례밸브(33DL)는, 컨트롤러(30)로부터의 제어전류가 입력되지 않는 경우, 좌조작레버(26L)의 좌선회조작에 대응하는 파일럿압을 그대로 2차측에 출력한다. 한편, 감압용 비례밸브(33DL)는, 컨트롤러(30)로부터의 제어전류가 입력되는 경우, 좌조작레버(26L)의 좌선회조작에 대응하는 2차측의 파일럿라인의 파일럿압을 제어전류에 따른 정도로 감압하고, 감압한 파일럿압을 셔틀밸브(32DL)의 일방의 입구포트에 출력한다. 이로써, 감압용 비례밸브(33DL)는, 좌조작레버(26L)로 좌선회조작이 행해지고 있는 경우이더라도, 필요에 따라, 좌선회조작에 대응하는 선회유압모터(2A)의 동작을 강제적으로 억제시키거나 정지시키거나 할 수 있다. 또, 감압용 비례밸브(33DL)는, 좌조작레버(26L)로 좌선회조작이 되고 있는 경우이더라도, 셔틀밸브(32DL)의 일방의 입구포트에 작용하는 파일럿압을, 비례밸브(31DL)로부터 셔틀밸브(32DL)의 타방의 입구포트에 작용하는 파일럿압보다 낮게 할 수 있다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 비례밸브(31DL) 및 감압용 비례밸브(33DL)를 제어하고, 원하는 파일럿압을 확실히 제어밸브(173)의 좌선회측의 파일럿포트에 작용시킬 수 있다.
감압용 비례밸브(33DR)는, 컨트롤러(30)로부터 입력되는 제어전류에 따라 동작한다. 구체적으로는, 감압용 비례밸브(33DR)는, 컨트롤러(30)로부터의 제어전류가 입력되지 않는 경우, 좌조작레버(26L)의 우선회조작에 대응하는 파일럿압을 그대로 2차측에 출력한다. 한편, 감압용 비례밸브(33DR)는, 컨트롤러(30)로부터의 제어전류가 입력되는 경우, 좌조작레버(26L)의 우선회조작에 대응하는 2차측의 파일럿라인의 파일럿압을 제어전류에 따른 정도로 감압하고, 감압한 파일럿압을 셔틀밸브(32DR)의 일방의 입구포트에 출력한다. 이로써, 감압용 비례밸브(33DR)는, 좌조작레버(26L)로 우선회조작이 행해지고 있는 경우이더라도, 필요에 따라, 우선회조작에 대응하는 선회유압모터(2A)의 동작을 강제적으로 억제시키거나 정지시키거나 할 수 있다. 또, 감압용 비례밸브(33DR)는, 좌조작레버(26L)로 우선회조작이 되고 있는 경우이더라도, 셔틀밸브(32DR)의 일방의 입구포트에 작용하는 파일럿압을, 비례밸브(31DR)로부터 셔틀밸브(32DR)의 타방의 입구포트에 작용하는 파일럿압보다 낮게 할 수 있다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 비례밸브(31DR) 및 감압용 비례밸브(33DR)를 제어하고, 원하는 파일럿압을 확실히 제어밸브(173)의 우선회측의 파일럿포트에 작용시킬 수 있다.
이와 같이, 감압용 비례밸브(33DL, 33DR)는, 좌조작레버(26L)의 좌우방향으로의 조작상태에 대응하는 선회유압모터(2A)의 동작을 강제적으로 억제시키거나 정지시키거나 할 수 있다. 또, 감압용 비례밸브(33DL, 33DR)는, 셔틀밸브(32DL, 32DR)의 일방의 입구포트에 작용하는 파일럿압을 저하시키고, 비례밸브(31DL, 31DR)의 파일럿압이 셔틀밸브(32DL, 32DR)를 통하여 확실히 제어밸브(173)의 파일럿포트에 작용하도록 보조할 수 있다.
다만, 컨트롤러(30)는, 감압용 비례밸브(33DL)를 제어하는 대신에, 비례밸브(31DR)를 제어함으로써, 좌조작레버(26L)의 좌선회조작에 대응하는 선회유압모터(2A)의 동작을 강제적으로 억제시키거나 정지시키거나 해도 된다. 예를 들면, 컨트롤러(30)는, 좌조작레버(26L)로 좌선회조작이 행해지는 경우에, 비례밸브(31DR)를 제어하고, 비례밸브(31DR)로부터 셔틀밸브(32DR)를 통하여 제어밸브(173)의 우선회측의 파일럿포트에 소정의 파일럿압을 작용시켜도 된다. 이로써, 좌조작레버(26L)로부터 셔틀밸브(32DL)를 통하여 제어밸브(173)의 좌선회측의 파일럿포트에 작용하는 파일럿압에 대항하는 형태로, 제어밸브(173)의 우선회측의 파일럿포트에 파일럿압이 작용한다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 제어밸브(173)를 강제적으로 중립위치에 가깝게 하여, 좌조작레버(26L)의 좌선회조작에 대응하는 선회유압모터(2A)의 동작을 억제시키거나 정지시키거나 할 수 있다. 동일하게, 컨트롤러(30)는, 감압용 비례밸브(33DR)를 제어하는 대신에, 비례밸브(31DL)를 제어함으로써, 좌조작레버(26L)의 우선회조작에 대응하는 선회유압모터(2A)의 동작을 강제적으로 억제시키거나 정지시키거나 해도 된다.
조작압센서(29LB)는, 오퍼레이터에 의한 좌조작레버(26L)에 대한 조작상태를 압력으로서 검출하고, 검출된 압력에 대응하는 검출신호는, 컨트롤러(30)에 도입된다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 좌조작레버(26L)에 대한 좌우방향으로의 조작내용을 파악할 수 있다.
컨트롤러(30)는, 오퍼레이터에 의한 좌조작레버(26L)에 대한 좌선회조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를, 비례밸브(31DL) 및 셔틀밸브(32DL)를 통하여, 제어밸브(173)의 좌측의 파일럿포트에 공급시킬 수 있다. 또, 컨트롤러(30)는, 오퍼레이터에 의한 좌조작레버(26L)에 대한 우선회조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)로부터 토출되는 작동유를, 비례밸브(31DR) 및 셔틀밸브(32DR)를 통하여, 제어밸브(173)의 우측의 파일럿포트에 공급시킬 수 있다. 즉, 컨트롤러(30)는, 상부선회체(3)의 좌우방향으로의 선회동작을 자동제어하고, 쇼벨(100)의 자동운전기능이나 원격조작기능 등을 실현할 수 있다.
다만, 하부주행체(1)에 대해서도, 붐(4), 암(5), 버킷(6), 및 상부선회체(3)와 동일하게, 컨트롤러(30)에 의한 자동제어가 가능한 구성이 채용되어도 된다. 이 경우, 예를 들면, 좌주행레버(26DL) 및 우주행레버(26DR)의 각각과, 제어밸브(171, 172)의 사이의 2차측의 파일럿라인에는, 셔틀밸브(32)가 설치됨과 함께, 당해 셔틀밸브(32)에 접속되어, 컨트롤러(30)에 의한 제어가 가능한 비례밸브(31)가 설치되면 된다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 당해 비례밸브(31)에 제어전류를 출력함으로써, 하부주행체(1)의 주행동작을 자동제어하여, 쇼벨(100)의 자동운전기능이나 원격조작기능 등을 실현할 수 있다.
계속해서, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 제어시스템은, 컨트롤러(30)와, 공간인식장치(70)와, 방향검출장치(71)와, 입력장치(72)와, 측위장치(73)와, 표시장치(D1)와, 음성출력장치(D2)와, 붐각도센서(S1)와, 암각도센서(S2)와, 버킷각도센서(S3)와, 기체(機體)경사센서(S4)와, 선회상태센서(S5)를 포함한다.
컨트롤러(30)는, 상술한 바와 같이, 쇼벨(100)에 관한 제어를 행한다.
예를 들면, 컨트롤러(30)는, 오퍼레이터 등의 입력장치(72)에 대한 소정 조작에 의하여 미리 설정되는 작업모드 등에 근거하여, 목표회전수를 설정하고, 엔진(11)을 일정 회전시키는 구동제어를 행한다.
또, 예를 들면, 컨트롤러(30)는, 필요에 따라 레귤레이터(13)에 대하여 제어지령을 출력하고, 메인펌프(14)의 토출량을 변화시킨다.
또, 예를 들면, 컨트롤러(30)는, 조작장치(26)가 전기식인 경우, 상술한 바와 같이, 비례밸브(31)를 제어하고, 조작장치(26)의 조작내용에 따른 유압액추에이터의 동작을 실현해도 된다.
또, 예를 들면, 컨트롤러(30)는, 비례밸브(31)를 이용하여, 쇼벨(100)의 원격조작을 실현해도 된다. 구체적으로는, 컨트롤러(30)는, 외부장치로부터 수신되는 원격조작신호로 지정되는 원격조작의 내용에 대응하는 제어지령을 비례밸브(31)에 출력해도 된다. 그리고, 비례밸브(31)는, 파일럿펌프(15)로부터 공급되는 작동유를 이용하여, 컨트롤러(30)로부터의 제어지령에 대응하는 파일럿압을 출력하고, 컨트롤밸브(17) 내의 대응하는 제어밸브의 파일럿포트에 그 파일럿압을 작용시켜도 된다. 이로써, 원격조작의 내용이 컨트롤밸브(17)의 동작에 반영되고, 유압액추에이터에 의하여, 원격조작의 내용을 따른 각종 동작요소(피구동요소)의 동작이 실현된다.
또, 예를 들면, 컨트롤러(30)는, 주변감시기능에 관한 제어를 행한다. 주변감시기능에서는, 공간인식장치(70)로 취득되는 정보에 근거하여, 쇼벨(100)의 주위의 소정 범위(이하, "감시범위") 내로의 감시대상의 물체의 진입이 감시된다. 감시범위 내로의 감시대상의 물체의 진입의 판단처리는, 공간인식장치(70)에 의하여 행해져도 되고, 공간인식장치(70)의 외부(예를 들면, 컨트롤러(30))에 의하여 행해져도 된다. 감시대상의 물체에는, 예를 들면, 사람, 트럭, 다른 건설기계, 전주(電柱), 매다는 짐, 파일론(pylon), 건물 등이 포함되어도 된다.
또, 예를 들면, 컨트롤러(30)는, 물체검출경보기능에 관한 제어를 행한다. 물체검출경보기능에서는, 주변감시기능에 의하여, 감시범위 내에 감시대상의 물체가 존재한다고 판단되는 경우에, 캐빈(10) 내의 오퍼레이터나 쇼벨(100)의 주위에 대한 감시대상의 물체의 존재가 알려진다. 컨트롤러(30)는, 예를 들면, 표시장치(D1)나 음성출력장치(D2)를 이용하여, 물체검출경보기능을 실현해도 된다.
또, 예를 들면, 컨트롤러(30)는, 동작제한기능에 관한 제어를 행한다. 동작제한기능에서는, 예를 들면, 주변감시기능에 의하여, 감시대상 내에 감시대상의 물체가 존재한다고 판단되는 경우에, 쇼벨(100)의 동작을 제한한다. 이하, 감시대상의 물체가 사람인 경우를 중심으로 설명한다.
컨트롤러(30)는, 예를 들면, 액추에이터가 동작하기 전에 있어서, 공간인식장치(70)의 취득정보에 근거하여 쇼벨(100)로부터 소정 범위 내(감시범위 내)에 사람 등의 감시대상의 물체가 존재한다고 판단되는 경우, 오퍼레이터가 조작장치(26)를 조작해도, 액추에이터의 동작을 동작 불능, 혹은, 미속(微速)상태에서의 동작으로 제한해도 된다. 구체적으로는, 컨트롤러(30)는, 감시범위 내에 사람이 존재한다고 판단되는 경우, 게이트로크밸브를 로크상태로 함으로써 액추에이터를 동작 불능으로 할 수 있다. 전기식의 조작장치(26)의 경우에는, 컨트롤러(30)로부터 조작용 비례밸브(비례밸브(31))로의 신호를 무효로 함으로써, 액추에이터를 동작 불능으로 할 수 있다. 다른 방식의 조작장치(26)에서도, 컨트롤러(30)로부터의 제어지령에 대응하는 파일럿압을 출력하고, 컨트롤밸브(17) 내의 대응하는 제어밸브의 파일럿포트에 그 파일럿압을 작용시키는 조작용 비례밸브(비례밸브(31))가 이용되는 경우에는, 동일하다. 액추에이터의 동작을 미속으로 하고자 하는 경우에는, 컨트롤러(30)로부터 조작용 비례밸브(비례밸브(31))로의 제어신호를 상대적으로 작은 파일럿압에 대응하는 내용으로 제한함으로써, 액추에이터의 동작을 미속상태로 할 수 있다. 이와 같이, 검출되는 감시대상의 물체가 감시범위 내에 존재한다고 판단되면, 조작장치(26)가 조작되어도 액추에이터는 구동되지 않거나, 혹은, 조작장치(26)로의 조작입력에 대응하는 동작속도보다 작은 동작속도(미속)로 구동된다. 또한, 오퍼레이터가 한창 조작장치(26)를 조작하고 있는 동안에 있어서, 감시범위 내에 사람 등의 감시대상의 물체가 존재한다고 판단되는 경우에는, 오퍼레이터의 조작에 상관없이 액추에이터의 동작을 정지, 혹은 감속시켜도 된다. 구체적으로는, 감시범위 내에 사람이 존재한다고 판단되는 경우, 게이트로크밸브를 로크상태로 함으로써 액추에이터를 정지시켜도 된다. 컨트롤러(30)로부터의 제어지령에 대응하는 파일럿압을 출력하고, 컨트롤밸브 내의 대응하는 제어밸브의 파일럿포트에 그 파일럿압을 작용시키는 조작용 비례밸브(비례밸브(31))가 이용되는 경우에는, 컨트롤러(30)로부터 조작용 비례밸브(비례밸브(31))로의 신호를 무효로 하거나, 혹은, 조작용 비례밸브(비례밸브(31))에 감속지령을 출력함으로써, 액추에이터를 동작 불능, 혹은, 미속상태의 동작으로 제한할 수 있다. 또, 검출된 감시대상의 물체가 트럭인 경우, 액추에이터의 정지 혹은 감속에 관한 제어는 실시되지 않아도 된다. 예를 들면, 검출된 트럭을 회피하도록 액추에이터는 제어되어도 된다. 이와 같이, 검출된 물체의 종류가 인식되어, 그 인식에 근거하여 액추에이터는 제어되어도 된다.
공간인식장치(70)는, 쇼벨(100)의 주위의 3차원 공간에 존재하는 물체를 인식하고, 공간인식장치(70) 혹은 쇼벨(100)부터 인식된 물체까지의 거리 등의 위치관계를 측정(연산)하도록 구성된다. 공간인식장치(70)는, 예를 들면, 초음파센서, 밀리파레이더, 단안(單眼)카메라, 스테레오카메라, LIDAR(Light Detecting and Ranging), 거리화상센서, 적외선센서 등을 포함할 수 있다. 본 실시형태에서는, 공간인식장치(70)는, 캐빈(10)의 상면 전단에 장착된 전방인식센서(70F), 상부선회체(3)의 상면 후단에 장착된 후방인식센서(70B), 상부선회체(3)의 상면 좌단에 장착된 좌방인식센서(70L), 및, 상부선회체(3)의 상면 우단에 장착된 우방인식센서(70R)를 포함한다. 또, 상부선회체(3)의 상방의 공간에 존재하는 물체를 인식하는 상방인식센서가 쇼벨(100)에 장착되어 있어도 된다.
방향검출장치(71)는, 상부선회체(3)의 방향과 하부주행체(1)의 방향의 상대적인 관계에 관한 정보(예를 들면, 하부주행체(1)에 대한 상부선회체(3)의 선회각도)를 검출한다.
방향검출장치(71)는, 예를 들면, 하부주행체(1)에 장착된 지자기(地磁氣)센서와 상부선회체(3)에 장착된 지자기센서의 조합을 포함해도 된다. 또, 방향검출장치(71)는, 하부주행체(1)에 장착된 GNSS수신기와 상부선회체(3)에 장착된 GNSS수신기의 조합을 포함해도 된다. 또, 방향검출장치(71)는, 상부선회체(3)의 하부주행체(1)에 대한 상대적인 선회각도를 검출 가능한 로터리인코더, 로터리포지션센서 등, 즉, 상술한 선회상태센서(S5)를 포함해도 되고, 예를 들면, 하부주행체(1)와 상부선회체(3)의 사이의 상대회전을 실현하는 선회기구(2)에 관련하여 마련되는 센터조인트에 장착되어 있어도 된다. 또, 방향검출장치(71)는, 상부선회체(3)에 장착된 카메라를 포함해도 된다. 이 경우, 방향검출장치(71)는, 상부선회체(3)에 장착되어 있는 카메라가 촬상한 화상(입력화상)에 이미 알려진 화상처리를 실시함으로써, 입력화상에 포함되는 하부주행체(1)의 화상을 검출한다. 그리고, 방향검출장치(71)는, 이미 알려진 화상인식기술을 이용하여, 하부주행체(1)의 화상을 검출함으로써, 하부주행체(1)의 길이방향을 특정하고, 상부선회체(3)의 전후축의 방향과 하부주행체(1)의 길이방향의 사이에 형성되는 각도를 도출해도 된다. 이때, 상부선회체(3)의 전후축의 방향은, 카메라의 장착위치로부터 도출될 수 있다. 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.
다만, 상부선회체(3)가 선회유압모터(2A) 대신에, 전동기로 선회구동되는 구성인 경우, 방향검출장치(71)는, 리졸버여도 된다.
입력장치(72)는, 캐빈(10) 내의 착석한 오퍼레이터로부터 손이 닿는 범위에 마련되고, 오퍼레이터에 의한 각종 조작입력을 접수하여, 조작입력에 따른 신호를 컨트롤러(30)에 출력한다. 예를 들면, 입력장치(72)는, 각종 정보화상을 표시하는 표시장치의 디스플레이에 실장되는 터치패널을 포함할 수 있다. 또, 예를 들면, 입력장치(72)는, 표시장치(D1)의 주위에 설치되는 버튼스위치, 레버, 토글 등을 포함할 수 있다. 또, 입력장치(72)는, 조작장치(26)에 마련되는 노브스위치(예를 들면, 좌조작레버(26L)에 마련되는 스위치(NS) 등)를 포함할 수 있다. 입력장치(42)에 대한 조작내용에 대응하는 신호는, 컨트롤러(30)에 도입된다.
스위치(NS)는, 예를 들면, 좌조작레버(26L)의 선단에 마련된 누름버튼스위치이다. 오퍼레이터는, 스위치(NS)를 누르면서 좌조작레버(26L)를 조작할 수 있다. 또, 스위치(NS)는, 우조작레버(26R)에 마련되어 있어도 되고, 캐빈(10) 내의 다른 위치에 마련되어 있어도 된다.
측위장치(73)는, 상부선회체(3)의 위치 및 방향을 측정한다. 측위장치(73)는, 예를 들면, GNSS(Global Navigation Satellite System)컴퍼스이며, 상부선회체(3)의 위치 및 방향을 검출하고, 상부선회체(3)의 위치 및 방향에 대응하는 검출신호는, 컨트롤러(30)에 도입된다. 또, 측위장치(73)의 기능 중 상부선회체(3)의 방향을 검출하는 기능은, 상부선회체(3)에 장착된 방위센서에 의하여 대체되어도 된다.
표시장치(D1)는, 캐빈(10) 내의 착석한 오퍼레이터로부터 시인하기 쉬운 장소에 마련되고, 컨트롤러(30)에 의한 제어하에서, 각종 정보화상을 표시한다. 표시장치(D1)는, CAN(Controller Area Network) 등의 차재(車載)통신네트워크를 통하여 컨트롤러(30)에 접속되어 있어도 되고, 일대일의 전용선을 통하여 컨트롤러(30)에 접속되어 있어도 된다.
음성출력장치(D2)는, 예를 들면, 캐빈(10) 내에 마련되어, 컨트롤러(30)와 접속되고, 컨트롤러(30)에 의한 제어하에서, 음성을 출력한다. 음성출력장치(D2)는, 예를 들면, 스피커나 버저 등이다. 음성출력장치(D2)는, 컨트롤러(30)로부터의 음성출력지령에 따라 각종 정보를 음성출력한다.
붐각도센서(S1)는, 붐(4)에 장착되고, 붐(4)의 상부선회체(3)에 대한 부앙각도(이하, "붐각도"), 예를 들면, 측면시(側面視)에 있어서, 상부선회체(3)의 선회평면에 대하여 붐(4)의 양단(兩端)의 지점(支點)을 연결하는 직선이 이루는 각도를 검출한다. 붐각도센서(S1)는, 예를 들면, 로터리인코더, 가속도센서, 자이로센서(각속도센서), 6축 센서, IMU(Inertial Measurement Unit: 관성계측장치) 등을 포함해도 되고, 이하, 암각도센서(S2), 버킷각도센서(S3), 기체경사센서(S4)에 대해서도 동일하다. 붐각도센서(S1)에 의한 붐각도에 대응하는 검출신호는, 컨트롤러(30)에 도입된다.
암각도센서(S2)는, 암(5)에 장착되고, 암(5)의 붐(4)에 대한 회동각도(이하, "암각도"), 예를 들면, 측면시에 있어서, 붐(4)의 양단의 지점을 연결하는 직선에 대하여 암(5)의 양단의 지점을 연결하는 직선이 이루는 각도를 검출한다. 암각도센서(S2)에 의한 암각도에 대응하는 검출신호는, 컨트롤러(30)에 도입된다.
버킷각도센서(S3)는, 버킷(6)에 장착되고, 버킷(6)의 암(5)에 대한 회동각도(이하, "버킷각도"), 예를 들면, 측면시에 있어서, 암(5)의 양단의 지점을 연결하는 직선에 대하여 버킷(6)의 지점과 선단(날끝)을 연결하는 직선이 이루는 각도를 검출한다. 버킷각도센서(S3)에 의한 버킷각도에 대응하는 검출신호는, 컨트롤러(30)에 도입된다.
기체경사센서(S4)는, 수평면에 대한 기체(예를 들면, 상부선회체(3))의 경사상태를 검출한다. 기체경사센서(S4)는, 예를 들면, 상부선회체(3)에 장착되고, 쇼벨(100)(즉, 상부선회체(3))의 전후방향 및 좌우방향의 2축 둘레의 경사각도(이하, "전후경사각" 및 "좌우경사각")를 검출한다. 기체경사센서(S4)는, 예를 들면, 가속도센서, 자이로센서(각속도센서), 6축 센서, IMU 등을 포함해도 된다. 기체경사센서(S4)에 의한 경사각도(전후경사각 및 좌우경사각)에 대응하는 검출신호는, 컨트롤러(30)에 도입된다.
선회상태센서(S5)는, 상부선회체(3)에 장착되고, 상부선회체(3)의 선회상태에 관한 검출정보를 출력한다. 선회상태센서(S5)는, 예를 들면, 상부선회체(3)의 선회각속도나 선회각도를 검출한다. 선회상태센서(S5)는, 예를 들면, 자이로센서, 리졸버, 로터리인코더 등을 포함한다.
다만, 기체경사센서(S4)에 3축 둘레의 각속도를 검출 가능한 자이로센서, 6축 센서, IMU 등이 포함되는 경우, 기체경사센서(S4)의 검출신호에 근거하여 상부선회체(3)의 선회상태(예를 들면, 선회각속도)가 검출되어도 된다. 이 경우, 선회상태센서(S5)는, 생략될 수 있다.
[쇼벨의 머신가이던스기능 및 머신컨트롤기능의 개요]
다음으로, 도 5를 참조하여, 쇼벨의 머신가이던스기능 및 머신컨트롤기능의 개요에 대하여 설명한다.
도 5는, 쇼벨(100)의 머신가이던스기능 및 머신컨트롤기능에 관한 구성의 일례의 개요를 나타내는 블록도이다.
컨트롤러(30)는, 예를 들면, 오퍼레이터에 의한 쇼벨(100)의 수동조작을 가이드(안내)하는 머신가이던스기능에 관한 쇼벨(100)의 제어를 실행한다.
컨트롤러(30)는, 예를 들면, 목표시공면(설계면의 일례)과 어태치먼트(AT)의 선단부, 구체적으로는, 엔드어태치먼트의 작업부위의 거리 등의 작업정보를, 표시장치(D1)나 음성출력장치(D2) 등을 통하여, 오퍼레이터에 전달한다. 구체적으로는, 컨트롤러(30)는, 붐각도센서(S1), 암각도센서(S2), 버킷각도센서(S3), 기체경사센서(S4), 선회상태센서(S5), 공간인식장치(70), 측위장치(V1), 입력장치(72) 등으로부터 정보를 취득한다. 그리고, 컨트롤러(30)는, 예를 들면, 취득한 정보에 근거하여, 버킷(6)과 목표시공면의 사이의 거리를 산출하고, 표시장치(D1)에 표시되는 화상이나 음성출력장치(D2)로부터 출력되는 음성에 의하여, 산출한 거리를 오퍼레이터에 통지해도 된다. 목표시공면에 관한 데이터는, 예를 들면, 오퍼레이터에 의한 입력장치(72)를 통한 설정입력에 근거하거나, 혹은, 외부(예를 들면, 소정의 관리서버)로부터 다운로드됨으로써, 내부메모리나 컨트롤러(30)에 접속되는 외부기억장치 등에 기억되어 있다. 목표시공면에 관한 데이터는, 예를 들면, 기준좌표계로 표현되어 있다. 기준좌표계는, 예를 들면, 세계측지계(世界測地系)이다. 세계측지계는, 지구의 중심에 원점을 두고, X축을 그리니치자오선과 적도의 교점의 방향으로, Y축을 동경 90도의 방향으로, 그리고, Z축을 북극의 방향으로 취하는 3차원 직교XYZ좌표계이다. 예를 들면, 오퍼레이터는, 시공현장의 임의의 점을 기준점으로 정하고, 입력장치(72)를 통하여, 기준점과의 상대적인 위치관계에 의하여 목표시공면을 설정해도 된다. 버킷(6)의 작업부위는, 예를 들면, 버킷(6)의 치선, 버킷(6)의 배면 등이다. 또, 엔드어태치먼트로서, 버킷(6) 대신에, 예를 들면, 브레이커가 채용되는 경우, 브레이커의 선단부가 작업부위에 상당한다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 표시장치(D1), 음성출력장치(D2) 등을 통하여, 작업정보를 오퍼레이터에 통지하고, 오퍼레이터에 의한 조작장치(26)를 통한 쇼벨(100)의 조작을 가이드할 수 있다.
또, 컨트롤러(30)는, 예를 들면, 오퍼레이터에 의한 쇼벨(100)의 수동조작을 지원하거나, 쇼벨(100)을 자동적 혹은 자율적으로 동작시키거나 하는 머신컨트롤기능에 관한 쇼벨(100)의 제어를 실행한다. 구체적으로는, 컨트롤러(30)는, 어태치먼트의 작업부위 등으로 설정되는, 제어기준이 되는 위치(이하, 간단히 "제어기준")가 따라가는 궤도인 목표궤도를 취득하도록 구성되어 있다. 제어기준에는, 굴삭작업이나 전압작업 등과 같이, 엔드어태치먼트가 맞닿을 수 있는 작업대상(예를 들면, 지면이나 후술하는 덤프트럭의 짐받이의 토사)이 있는 경우, 엔드어태치먼트의 작업부위(예를 들면, 버킷(6)의 치선이나 배면 등)가 설정되어도 된다. 또, 제어기준에는, 후술하는 붐상승선회동작, 배토동작, 붐하강선회동작 등과 같이, 엔드어태치먼트가 맞닿을 수 있는 작업대상이 없는 동작의 경우, 당해 동작에 있어서의 엔드어태치먼트의 위치를 규정할 수 있는 임의의 부위(예를 들면, 버킷(6)의 하단부나 치선 등)가 설정되어도 된다. 예를 들면, 컨트롤러(30)는, 내부 혹은 외부의 통신 가능한 불휘발성기억장치에 기억되어 있는 목표시공면에 관한 데이터에 근거하여, 목표궤도를 도출한다. 컨트롤러(30)는, 공간인식장치(70)가 인식한 쇼벨(100)의 주위의 지형에 관한 정보에 근거하여, 목표궤도를 도출해도 된다. 또, 컨트롤러(30)는, 내부의 휘발성기억장치에 일시적으로 기억되어 있는 자세검출장치(예를 들면, 붐각도센서(S1), 암각도센서(S2), 버킷각도센서(S3) 등)의 과거의 출력으로부터 버킷(6)의 치선 등의 작업부위의 과거의 궤적에 관한 정보를 도출하고, 그 정보에 근거하여 목표궤도를 도출해도 된다. 또, 컨트롤러(30)는, 어태치먼트의 소정 부위의 현재 위치와 목표시공면에 관한 데이터에 근거하여, 목표궤도를 도출해도 된다.
컨트롤러(30)는, 예를 들면, 오퍼레이터가 수동으로 지면의 굴삭조작이나 평탄화조작 등을 행하고 있는 경우에, 목표시공면과 버킷(6)의 선단위치, 구체적으로는, 버킷(6)의 치선이나 배면 등의 작업부위가 일치하도록, 붐(4), 암(5), 및, 버킷(6) 중 적어도 하나를 자동적으로 동작시킨다. 구체적으로는, 오퍼레이터가 스위치(NS)를 조작하(누르)면서, 좌조작레버(26L)에 있어서의 전후방향의 조작을 행하면, 컨트롤러(30)는, 당해 조작에 따라, 목표시공면과 버킷(6)의 선단위치가 일치하도록, 붐(4), 암(5), 및, 버킷(6) 중 적어도 하나를 자동적으로 동작시킨다. 보다 구체적으로는, 컨트롤러(30)는, 상술한 바와 같이, 비례밸브(31)를 제어하여, 붐(4), 암(5), 및, 버킷(6) 중 적어도 하나를 자동적으로 동작시킨다. 이로써, 오퍼레이터는, 좌조작레버(26L)를 전후방향으로 조작하는 것만으로, 목표시공면을 따른 굴삭작업이나 평탄화작업 등을 쇼벨(100)에 실행시킬 수 있다.
또, 컨트롤러(30)는, 예를 들면, 소정의 조건(이하, "붐상승선회개시조건")이 성립한 경우, 오퍼레이터에 의한 선회조작에 맞추어, 붐(4)의 상승동작 등을 자동적으로 행하게 하여, 버킷(6)을 소정의 목표궤도를 따라 이동시킨다. 붐상승선회개시조건은, 소정의 위치에 주차되어 있는 덤프트럭을 향하여 버킷(6)에 수용된 토사 등을 이동시키는 작업의 개시를 나타내는 조건이다. 예를 들면, 붐상승선회개시조건은, 후술하는 바와 같이, "머신컨트롤기능이 유효한 상태, 즉, 스위치(NS)가 눌려 있는 상태에서, 좌조작레버(26L)의 조작방향이 전후방향으로부터 좌우방향으로 전환된 것"의 조건을 포함해도 된다. 또, 예를 들면, 붐상승선회개시조건은, "입력장치(72)에 포함될 수 있는, 좌조작레버(26L)의 선단부에 마련되는 소정의 스위치(이하, "붐상승선회개시스위치")가 눌린 상태에서, 좌조작레버(26L)가 좌방향 혹은 좌방향으로 조작되는 것"의 조건을 포함해도 된다. 또, 예를 들면, 붐상승선회개시조건은, "어태치먼트에 의한 굴삭토량이 소정량 이상이 된 것"의 조건을 포함해도 된다. 또, 예를 들면, 붐상승선회개시조건은, "어태치먼트에 의한 소정의 거리 이상의 굴삭이 완료된 것"을 포함해도 된다. 이 경우, 컨트롤러(30)는, 예를 들면, 공간인식장치(70)에 포함될 수 있는 단안카메라나 스테레오카메라에 의한 상부선회체(3)의 전방의 화상에 근거하여, 어태치먼트에 의한 굴삭토량이나 굴삭거리 등을 파악할 수 있다. 즉, 붐상승선회개시조건은, 예를 들면, 굴삭동작 등의 쇼벨(100)의 하나의 동작이 완료되었는지 어떤지를 판단하기 위한 조건이다. 또, 붐상승선회개시조건에, 상술한 바와 같은 조건이 복수 포함되는 경우, 포함되는 복수의 조건 중 어느 하나가 성립하면, 붐상승선회개시조건이 성립하는 양태여도 되고, 포함되는 복수의 조건 중 2 이상의 일부 또는 전부가 성립하면, 붐상승선회개시조건이 성립하는 양태여도 된다. 이하, 후술하는 배토개시조건, 및 붐하강선회개시조건 등에 대해서도 동일하다. 구체적으로는, 오퍼레이터가 좌조작레버(26L)를 좌방향 혹은 우방향으로 조작하면, 컨트롤러(30)는, 당해 조작에 따라, 목표궤도와 버킷(6)의 제어기준이 되는 부위(예를 들면, 버킷(6)의 하단부 등)가 일치하도록, 상부선회체(3), 및, 어태치먼트(AT) 중 적어도 붐(4)을 자동적으로 동작시킨다. 보다 구체적으로는, 컨트롤러(30)는, 상술한 바와 같이, 비례밸브(31)를 제어하여, 상부선회체(3), 및, 붐(4) 등을 자동적으로 동작시킨다. 이로써, 오퍼레이터는, 좌조작레버(26L)를 좌우방향으로 조작하는 것만으로, 버킷(6)에 수용된 토사 등을 덤프트럭까지 이동시키는 붐상승선회동작을 쇼벨(100)에 행하게 할 수 있다.
또, 컨트롤러(30)는, 예를 들면, 소정의 조건(이하, "배토개시조건")이 성립한 경우, 버킷(6)의 펼침조작에 맞추어, 암(5)의 펼침동작 등을 자동적으로 행하게 하여, 덤프트럭을 향하여 버킷(6)에 수용되어 있는 토사 등을 배토시킨다. 배토개시조건은, 덤프트럭에 버킷(6)에 수용된 토사 등을 배출시키는 작업의 개시를 나타내는 조건이다. 예를 들면, 배토개시조건은, 후술하는 바와 같이, "머신컨트롤기능이 유효한 상태, 즉, 스위치(NS)가 눌려 있는 상태에서, 좌조작레버(26L)가 좌우방향으로 조작되고 있는 상태로부터 우조작레버(26R)가 좌우방향(구체적으로는, 버킷(6)의 펼침조작에 대응하는 좌방향)으로 조작되는 상태로 전환되는 것"의 조건을 포함해도 된다. 또, 예를 들면, 배토개시조건은, "입력장치(72)에 포함될 수 있는, 우조작레버(26R)의 선단부에 마련되는 소정의 스위치(이하, "배토개시스위치")가 눌린 상태에서, 우조작레버(26R)가 좌방향(버킷(6)의 접음조작) 혹은 우방향(버킷(6)의 펼침조작)으로 조작되는 것"의 조건을 포함해도 된다. 또, 예를 들면, 배토개시조건은, "버킷(6)이 덤프트럭의 상방의 소정의 개소(예를 들면, 목표궤도의 종점 등)에 도달한 것"의 조건을 포함해도 된다. 이 경우, 배토개시조건에 있어서의 "소정의 개소(목표궤도의 종점)"는, 배토 때마다, 변경되어도 된다. 구체적으로는, 오퍼레이터가 우조작레버(26R)를 우방향으로 조작하면, 컨트롤러(30)는, 당해 조작에 따라, 덤프트럭의 짐받이에 있어서의 소정의 목표위치에 버킷(6) 내의 토사 등이 배출되도록, 버킷(6)의 펼침동작, 및, 암(5)의 펼침동작 등을 행하게 한다. 보다 구체적으로는, 컨트롤러(30)는, 상술한 바와 같이, 비례밸브(31)를 제어하여, 암(5) 및 버킷(6) 등을 자동적으로 동작시킨다. 이로써, 오퍼레이터는, 우조작레버(26R)를 좌우방향(구체적으로는, 우방향)으로 조작하는 것만으로, 버킷(6)에 수용된 토사 등을 덤프트럭의 짐받이에 배토시킬 수 있다.
또, 컨트롤러(30)는, 예를 들면, 소정의 조건(이하, "붐하강선회개시조건")이 성립한 경우, 오퍼레이터에 의한 선회조작에 맞추어, 붐(4)의 하강동작 등을 자동적으로 행하게 하여, 버킷(6)을 소정의 목표궤도에 맞추어 이동시킨다. 붐하강선회개시조건은, 덤프트럭의 짐받이에 버킷(6)의 토사 등을 배출시킨 후에, 굴삭작업 등을 행하기 위한 원래의 위치에 어태치먼트(AT)를 선회이동시키는 작업의 개시를 나타내는 조건이다. 예를 들면, 붐하강선회개시조건은, 후술하는 바와 같이, "우조작레버(26R)가 좌우방향(구체적으로는, 우방향)으로 조작되고 있는 상태로부터 좌조작레버(26L)가 좌우방향으로 조작되는 상태로 전환되는 것"의 조건을 포함해도 된다. 또, 예를 들면, 붐하강선회개시조건은, "입력장치(72)에 포함될 수 있는, 좌조작레버(26L)의 선단부에 마련되는 소정의 스위치(이하, "붐하강선회개시스위치")가 눌린 상태에서, 좌조작레버(26L)가 좌방향 혹은 우방향으로 조작되는 것"의 조건을 포함해도 된다. 또, 예를 들면, 붐하강선회개시조건은, "버킷(6)으로부터 덤프트럭의 짐받이에 낙하하는 토사가 없어진 것"의 조건을 포함해도 된다. 이 경우, 컨트롤러(30)는, 예를 들면, 공간인식장치(70)에 포함될 수 있는 단안카메라나 스테레오카메라에 의한 상부선회체(3)의 전방의 화상에 근거하여, 버킷(6) 내의 토사 등의 양을 파악할 수 있다. 구체적으로는, 오퍼레이터가 좌조작레버(26L)를 좌방향 혹은 우방향으로 조작하면, 컨트롤러(30)는, 당해 조작에 따라, 목표궤도와 버킷(6)의 제어기준이 되는 부위가 일치하도록, 상부선회체(3), 및, 어태치먼트(AT) 중 적어도 붐(4)을 자동적으로 동작시킨다. 보다 구체적으로는, 컨트롤러(30)는, 상술한 바와 같이, 비례밸브(31)를 제어하여, 상부선회체(3), 및, 붐(4) 등을 자동적으로 동작시킨다. 이로써, 오퍼레이터는, 좌조작레버(26L)를 좌우방향으로 조작하는 것만으로, 버킷(6)에 수용된 토사 등을 덤프트럭의 짐받이로 배출시킨 후에, 어태치먼트(AT)를 굴삭작업 등을 위한 원래의 위치로 이동시키는 붐하강선회동작을 쇼벨(100)에 행하게 할 수 있다.
또, 컨트롤러(30)는, 쇼벨(100)의 붐하강선회동작 전에, 예를 들면, 소정의 조건(이하, "평탄화동작개시조건")이 성립한 경우, 오퍼레이터의 어태치먼트에 관한 조작에 맞추어, 덤프트럭의 짐받이에 탑재된 토사 등을 평탄하게 하기 위한 동작(이하, "평탄화동작")을 자동적으로 행하게 하여, 버킷(6)을 소정의 목표궤도에 맞추어 이동시켜도 된다. 평탄화동작개시조건은, 덤프트럭의 짐받이에 버킷(6)의 토사 등을 배출시킨 후에, 평탄화동작의 개시를 나타내는 조건이다. 예를 들면, 평탄화동작개시조건은, "버킷(6)으로부터 덤프트럭의 짐받이에 낙하하는 토사가 없어진 것"의 조건을 포함해도 된다. 또, 예를 들면, 평탄화동작개시조건은, "덤프트럭의 짐받이의 상방에 버킷(6)이 있는 상태에서, 암(5)에 관한 조작이 된(즉, 좌조작레버(26L)가 전후방향으로 조작된) 것"의 조건을 포함해도 된다. 이 경우, 컨트롤러(30)는, 미리 규정되어, 내부의 혹은 외부의 통신 가능한 불휘발성기억장치에 저장되는 덤프트럭의 짐받이의 형상에 근거하여, 목표궤도를 생성해도 된다.
또, 컨트롤러(30)는, 쇼벨(100)의 붐하강선회동작 후에, 예를 들면, 소정의 조건(이하, "굴삭개시조건")이 성립한 경우, 오퍼레이터의 어태치먼트에 관한 조작에 맞추어, 굴삭동작을 자동적으로 행하게 하여, 버킷(6)을 소정의 목표궤도에 맞추어 이동시켜도 된다. 굴삭개시조건은, 쇼벨(100)의 붐하강선회동작 후에, 굴삭동작의 개시를 나타내는 조건이다. 예를 들면, 굴삭개시조건은, "버킷(6)이 목표시공면의 상방에 있는 상태에서, 암(5)에 관한 조작이 된(즉, 좌조작레버(26L)가 전후방향으로 조작된) 것"의 조건을 포함해도 된다.
이와 같이, 컨트롤러(30)는, 소정의 조건, 즉, "조작되고 있지 않았던 조작대상이, 소정의 조작부(예를 들면, 조작장치(26))를 통하여, 조작개시된 것"에 상당하는 조건이 성립한 경우에, 조작대상의 동작에 맞추어, 자동적으로, 쇼벨(100)에 소정의 동작을 실시하게 하여, 어태치먼트의 소정의 부위를 목표궤도에 맞추어 이동시킨다.
이하, 스위치(NS)가 누름조작된 상태에서, 좌조작레버(26L) 및 우조작레버(26R)의 조작이 행해진 경우에, 머신컨트롤기능이 유효해지는 전제로 설명을 진행한다.
[쇼벨의 머신컨트롤기능의 일례]
다음으로, 도 6~도 8을 참조하여, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 머신컨트롤기능의 일례에 대하여 상세하게 설명한다.
<쇼벨의 머신컨트롤기능에 관한 구성>
도 6(도 6a~도 6c)을 참조하여, 쇼벨(100)의 머신컨트롤기능의 일례에 관한 상세한 구성에 대하여 설명한다.
도 6(도 6a~도 6c)은, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 머신컨트롤기능에 관한 상세한 구성의 일례를 나타내는 기능블록도이다. 구체적으로는, 도 6a, 도 6b는, 쇼벨(100)의 반자동운전기능에 관한 상세한 구성을 나타내는 기능블록도이며, 도 6c는, 쇼벨(100)의 자율운전기능에 관한 상세한 구성을 나타내는 기능블록도이다. 도 6b에 기재되는 구성부분은, 반자동운전기능 및 자율운전기능의 쌍방의 경우에 공통이기 때문에, 쇼벨(100)의 자율운전기능에 대응하는 당해 구성부분의 도시를 생략하고, 도 6b를 적절히 원용하여 쇼벨(100)의 자율운전기능에 대하여 설명한다.
도 6a, 도 6b에 나타내는 바와 같이, 쇼벨(100)의 반자동운전기능을 실현하는 컨트롤러(30)는, 머신컨트롤기능에 관한 기능부로서, 조작내용취득부(3001)와, 목표시공면취득부(3002)와, 목표궤도설정부(3003)와, 현재위치산출부(3004)와, 목표위치산출부(3005)와, 버킷형상취득부(3006)와, 마스터요소설정부(3007)와, 제어기준설정부(3008)와, 동작지령생성부(3009)와, 파일럿지령생성부(3010)와, 자세각산출부(3011)를 포함한다. 이들 기능부(3001~3011)는, 예를 들면, 스위치(NS)가 누름조작되고 있는 경우, 소정의 제어주기마다, 후술하는 동작을 반복실행한다.
또, 도 6b, 도 6c에 나타내는 바와 같이, 쇼벨(100)의 자율운전기능을 실현하는 컨트롤러(30)는, 머신컨트롤기능에 관한 기능부로서, 작업내용취득부(3001A)와, 목표시공면취득부(3002)와, 목표궤도설정부(3003)와, 현재위치산출부(3004)와, 목표위치산출부(3005)와, 버킷형상취득부(3006)와, 마스터요소설정부(3007)와, 제어기준설정부(3008)와, 동작지령생성부(3009)와, 파일럿지령생성부(3010)와, 자세각산출부(3011)를 포함한다. 이들 기능부(3001A, 3002~3011)는, 예를 들면, 자율운전기능이 유효한 경우, 소정의 제어주기마다, 후술하는 동작을 반복실행한다.
즉, 컨트롤러(30)는, 쇼벨(100)의 자율운전기능을 실현하는 경우(도 6c), 조작내용취득부(3001) 대신에, 작업내용취득부(3001A)를 포함하는 점에서, 쇼벨(100)의 반자동운전기능을 실현하는 경우(도 6a)와 다르다.
조작내용취득부(3001)는, 조작압센서(29LA)로부터 도입되는 검출신호에 근거하여, 좌조작레버(26L)에 있어서의 전후방향의 기울임조작에 관한 조작내용을 취득한다. 예를 들면, 조작내용취득부(3001)는, 조작내용으로서, 조작방향(전방향이거나 후방향이거나)과, 조작량을 취득(산출)한다. 또, 쇼벨(100)이 원격조작되는 경우, 외부장치로부터 수신되는 원격조작신호의 내용에 근거하여, 쇼벨(100)의 반자동운전기능이 실현되어도 된다. 이 경우, 조작내용취득부(3001)는, 외부장치로부터 수신되는 원격조작신호에 근거하여, 원격조작에 관한 조작내용을 취득한다.
한편, 작업내용취득부(3001A)는, 쇼벨(100)에 탑재되는 통신장치(T1)를 통하여, 소정의 외부장치(예를 들면, 후술하는 지원장치(200)나 관리장치(300) 등)로부터 쇼벨(100)이 실행해야 할 작업내용에 관한 정보(이하, "작업내용정보")를 취득한다. 작업내용정보에는, 예를 들면, 쇼벨(100)이 행하는 소정의 작업의 내용, 소정의 작업을 구성하는 동작의 내용, 소정의 작업에 관한 동작조건, 작업개시의 트리거조건 등이 포함된다. 소정의 작업에는, 예를 들면, 굴삭작업, 적재작업, 정지(整地)작업 등이 포함되어도 된다. 소정의 작업을 구성하는 동작에는, 예를 들면, 소정의 작업이 굴삭작업인 경우, 굴삭동작, 붐상승선회동작, 배토동작, 및 붐하강선회동작 등이 포함된다. 동작조건에는, 예를 들면, 소정의 작업이 굴삭작업인 경우, 굴삭깊이, 굴삭길이 등에 관한 조건이 포함된다. 작업내용취득부(3001A)는, 취득한 작업내용정보에 근거하여, 쇼벨(100)의 동작요소(액추에이터)에 관한 조작지령을 출력한다.
목표시공면취득부(3002)는, 예를 들면, 내부메모리나 소정의 외부기억장치 등으로부터 목표시공면에 관한 데이터를 취득한다.
목표궤도설정부(3003)는, 목표시공면에 관한 데이터에 근거하여, 어태치먼트(AT)의 선단부, 구체적으로는, 엔드어태치먼트의 제어기준이 되는 소정 부위(예를 들면, 버킷(6)의 치선이나 배면 등)를 목표시공면을 따라 이동시키기 위한 어태치먼트(AT)의 선단부의 목표궤도에 관한 정보를 설정한다. 예를 들면, 목표궤도설정부(3003)는, 목표궤도에 관한 정보로서, 쇼벨(100)의 기체(상부선회체(3))를 기준으로 하는, 목표시공면의 전후방향으로의 경사각도를 설정해도 된다. 또, 목표궤도에는, 허용 가능한 오차의 범위(이하, "허용오차범위")가 설정되어 있어도 된다. 이 경우, 목표궤도에 관한 정보에는, 허용오차범위에 관한 정보가 포함되어도 된다.
현재위치산출부(3004)는, 어태치먼트(AT)에 있어서의 제어기준(예를 들면, 버킷(6)의 작업부위로서의 치선이나 배면 등)의 위치(현재위치)를 산출한다. 구체적으로는, 현재위치산출부(3004)는, 후술하는 자세각산출부(3011)에 의하여 산출되는 붐각도(θ1), 암각도(θ2), 및 버킷각도(θ3)에 근거하여, 어태치먼트(AT)의 제어기준의 (현재)위치를 산출해도 된다.
목표위치산출부(3005)는, 쇼벨(100)의 반자동운전기능에 있어서, 오퍼레이터의 조작입력(예를 들면, 좌조작레버(26L)에 있어서의 전후방향의 조작)의 내용과, 설정된 목표궤도에 관한 정보와, 어태치먼트(AT)에 있어서의 제어기준(작업부위)의 현재위치에 근거하여, 어태치먼트(AT)의 선단부(제어기준)의 목표위치를 산출한다. 조작내용에는, 예를 들면, 조작방향 및 조작량이 포함된다. 당해 목표위치는, 암(5)이 오퍼레이터에 의한 조작입력에 있어서의 조작방향 및 조작량에 따라 동작한다고 가정했을 때에, 이번의 제어주기 중에서 도달목표로 해야 할 목표궤도(환언하면, 목표시공면) 상의 위치이다. 목표위치산출부(3005)는, 예를 들면, 불휘발성의 내부메모리 등에 미리 저장되는 맵이나 연산식 등을 이용하여, 어태치먼트(AT)의 선단부의 목표위치를 산출해도 된다.
또, 목표위치산출부(3005)는, 쇼벨(100)의 자율운전기능에 있어서, 작업내용취득부(3001A)로부터 입력되는 조작지령과, 설정된 목표궤도에 관한 정보와, 어태치먼트(AT)에 있어서의 제어기준(작업부위)의 현재위치에 근거하여, 어태치먼트(AT)의 선단부(제어기준)의 목표위치를 산출한다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 오퍼레이터의 조작에 따르지 않고, 쇼벨(100)을 자율제어할 수 있다.
버킷형상취득부(3006)는, 예를 들면, 내부메모리나 소정의 외부기억장치 등으로부터 미리 등록되어 있는 버킷(6)의 형상에 관한 데이터를 취득한다. 이때, 버킷형상취득부(3006)는, 미리 등록되는 복수의 종류의 버킷(6)의 형상에 관한 데이터 중, 입력장치(72)를 통한 설정조작에 의하여 설정되어 있는 종류의 버킷(6)의 형상에 관한 데이터를 취득해도 된다.
마스터요소설정부(3007)는, 어태치먼트(AT)를 구성하는 동작요소(이들 동작요소를 구동하는 액추에이터) 중, 오퍼레이터의 조작입력 혹은 조작지령에 대응하여 동작하는 동작요소(액추에이터)(이하, "마스터요소")를 설정한다. 이하, 오퍼레이터의 조작입력 혹은 자율운전기능에 관한 조작지령에 맞추어 동작하는 동작요소, 및 그 동작요소를 구동하는 액추에이터를 포괄적으로 혹은 각각을 개별적으로 마스터요소라고 칭하는 경우가 있으며, 후술하는 슬레이브요소에 대해서도 동일하다. 또, 마스터요소설정부(3007)는, 어태치먼트(AT) 중 암(5)(암실린더(8)) 이외에, 즉, 붐(4)(붐실린더(7)) 혹은 버킷(6)(버킷실린더(9))을 마스터요소로 설정하는 경우, 감압용 비례밸브(33AL, 33AR) 혹은 전환밸브에 대하여, 파일럿라인을 비연통상태로 하는 지령을 출력한다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 좌조작레버(26L)에 있어서의 전후조작에 대응하는 파일럿압이 셔틀밸브(32AL, 32AR)를 통하여, 암(5)을 구동하는 암실린더(8)에 대응하는 제어밸브(176L, 176R)에 작용시키지 않도록 할 수 있다. 마스터요소설정부(3007)에 의한 구체적인 마스터요소의 설정방법에 대해서는 후술한다(도 7a 참조).
제어기준설정부(3008)는, 어태치먼트(AT)에 있어서의 제어기준을 설정한다. 예를 들면, 제어기준설정부(3008)는, 입력장치(72)를 통한 오퍼레이터 등에 의한 조작에 따라, 어태치먼트(AT)의 제어기준을 설정해도 된다. 또, 예를 들면, 제어기준설정부(3008)는, 소정의 조건의 성립에 따라, 자동적으로, 어태치먼트(AT)의 제어기준을 설정변경해도 된다. 제어기준설정부(3008)에 의한 어태치먼트(AT)의 제어기준의 설정방법의 상세에 대해서는 후술한다(도 7b 참조).
동작지령생성부(3009)는, 어태치먼트(AT)에 있어서의 제어기준의 목표위치에 근거하여, 붐(4)의 동작에 관한 지령값(이하, "붐지령값")(β1r), 암(5)의 동작에 관한 지령값(이하, "암지령값")(β2r), 및 버킷(6)의 동작에 관한 지령값("버킷지령값")(β3r)을 생성한다. 예를 들면, 붐지령값(β1r), 암지령값(β2r), 및 버킷지령값(β3r)은, 각각, 어태치먼트(AT)에 있어서의 제어기준이 목표위치를 실현하기 위하여 필요한 붐(4)의 각속도(이하, 붐각속도), 암(5)의 각속도(이하, "붐각속도"), 및 버킷(6)의 각속도(이하, "버킷각속도")이다. 동작지령생성부(3009)는, 마스터지령값생성부(3009A)와, 슬레이브지령값생성부(3009B)를 포함한다.
다만, 붐지령값, 암지령값, 및 버킷지령값은, 어태치먼트(AT)에 있어서의 제어기준이 목표위치를 실현했을 때의 붐각도, 암각도, 및 버킷각도여도 된다. 또, 붐지령값, 암지령값, 및 버킷지령값은, 어태치먼트(AT)에 있어서의 제어기준이 목표위치를 실현하기 위하여 필요한 각가속도 등이어도 된다.
마스터지령값생성부(3009A)는, 어태치먼트(AT)를 구성하는 동작요소(붐(4), 암(5), 및 버킷(6)) 중, 마스터요소의 동작에 관한 지령값(이하, "마스터지령값")(βm)을 생성한다. 마스터지령값생성부(3009A)는, 예를 들면, 마스터요소설정부(3007)에 의하여 설정되어 있는 마스터요소가 붐(4)(붐실린더(7))인 경우, 마스터지령값(βm)으로서, 붐지령값(β1r)을 생성하여, 후술하는 붐파일럿지령생성부(3010A)를 향하여 출력한다. 또, 마스터지령값생성부(3009A)는, 예를 들면, 마스터요소설정부(3007)에 의하여 설정되어 있는 마스터요소가 암(5)(암실린더(8))인 경우, 암지령값(β2r)을 생성하여, 암파일럿지령생성부(3010B)를 향하여 출력한다. 또, 마스터지령값생성부(3009A)는, 예를 들면, 마스터요소설정부(3007)에 의하여 설정되어 있는 마스터요소가 버킷(6)(버킷실린더(9))인 경우, 마스터지령값(βm)으로서, 버킷지령값(β3r)을 생성하여, 버킷파일럿지령생성부(3010C)를 향하여 출력한다. 구체적으로는, 마스터지령값생성부(3009A)는, 오퍼레이터의 조작 혹은 조작지령의 내용(조작방향 및 조작량)에 대응하는 마스터지령값(βm)을 생성한다. 예를 들면, 마스터지령값생성부(3009A)는, 오퍼레이터의 조작 혹은 조작지령의 내용과, 붐지령값(β1r), 암지령값(β2r), 및 버킷지령값(β3r)의 각각과의 관계를 규정하는 소정의 맵이나 변환식 등에 근거하여, 마스터지령값으로서의 붐지령값(β1r), 암지령값(β2r), 버킷지령값(β3r)을 생성해도 된다.
다만, 쇼벨(100)의 반자동운전기능(도 6a)에 대하여, 캐빈(10)의 오퍼레이터에 의하여 좌조작레버(26L)가 조작되는 경우, 마스터요소가 암(5)인 경우, 마스터지령값생성부(3009A)는, 마스터지령값(βm)(암지령값(β2r))을 생성하지 않아도 된다. 상술한 바와 같이, 좌조작레버(26L)가 전후방향으로 조작되고 있는 경우, 그 조작내용에 대응하는 파일럿압이 셔틀밸브(32AL, 32AR)를 통하여, 암(5)을 구동하는 암실린더(8)에 대응하는 제어밸브(176L, 176R)에 작용하여, 암(5)은, 마스터요소로서 동작할 수 있기 때문이다.
슬레이브지령값생성부(3009B)는, 어태치먼트(AT)를 구성하는 동작요소 중, 마스터요소의 동작에 맞추어(동기(同期)하여), 어태치먼트(AT)의 제어기준이 목표시공면을 따라 이동하도록 동작하는, 슬레이브요소의 동작에 관한 지령값(이하, "슬레이브지령값")(βs1, βs2)을 생성한다. 슬레이브지령값생성부(3009B)는, 예를 들면, 마스터요소설정부(3007)에 의하여 붐(4)이 마스터요소로 설정되어 있는 경우, 슬레이브지령값(βs1, βs2)으로서, 암지령값(β2r) 및 버킷지령값(β3r)을 생성하여, 각각, 암파일럿지령생성부(3010B) 및 버킷파일럿지령생성부(3010C)를 향하여 출력한다. 또, 슬레이브지령값생성부(3009B)는, 예를 들면, 마스터요소설정부(3007)에 의하여 암(5)이 마스터요소로 설정되어 있는 경우, 슬레이브지령값(βs1, βs2)으로서, 붐지령값(β1r) 및 버킷지령값(β3r)을 생성하여, 각각, 암파일럿지령생성부(3010B) 및 버킷파일럿지령생성부(3010C)를 향하여 출력한다. 또, 슬레이브지령값생성부(3009B)는, 마스터요소설정부(3007)에 의하여 버킷(6)이 마스터요소로 설정되어 있는 경우, 슬레이브지령값(βs1, βs2)으로서, 붐지령값(β1r) 및 암지령값(β2r)을 생성하여, 각각, 붐파일럿지령생성부(3010A) 및 암파일럿지령생성부(3010B)를 향하여 출력한다. 구체적으로는, 슬레이브지령값생성부(3009B)는, 마스터지령값(βm)에 대응하는 마스터요소의 동작에 맞추어(동기하여) 슬레이브요소가 동작하여, 어태치먼트(AT)의 제어기준이 목표위치를 실현할 수 있도록(즉, 목표시공면을 따라 이동하도록), 슬레이브지령값(βs1, βs2)을 생성한다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 오퍼레이터의 조작입력 혹은 조작지령에 대응하는 어태치먼트(AT)의 마스터요소의 동작에 맞추어(즉, 동기시켜), 어태치먼트(AT)의 2개의 슬레이브요소를 동작시킴으로써, 어태치먼트(AT)의 제어기준을 목표시공면을 따라 이동시킬 수 있다. 즉, 마스터요소(의 유압액추에이터)는, 오퍼레이터의 조작입력 혹은 조작지령에 대응하여 동작하고, 슬레이브요소(의 유압액추에이터)는, 버킷(6)의 치선 등의 어태치먼트(AT)의 선단부(제어기준)가 목표시공면을 따라 이동하도록, 마스터요소(의 유압액추에이터)의 동작에 맞추어, 그 동작이 제어된다.
파일럿지령생성부(3010)는, 붐지령값(β1r), 암지령값(β2r), 및 버킷지령값(β3r)에 대응하는 붐각속도, 암각속도, 및 버킷각속도를 실현하기 위한 제어밸브(174~176)에 작용시키는 파일럿압의 지령값(이하, "파일럿압지령값")을 생성한다. 파일럿지령생성부(3010)는, 붐파일럿지령생성부(3010A)와, 암파일럿지령생성부(3010B)와, 버킷파일럿지령생성부(3010C)를 포함한다.
붐파일럿지령생성부(3010A)는, 붐지령값(β1r)과, 후술하는 붐각도산출부(3011A)에 의한 현재의 붐각속도의 산출값(측정값)의 사이의 편차에 근거하여, 붐(4)을 구동하는 붐실린더(7)에 대응하는 제어밸브(175L, 175R)에 작용시키는 파일럿압지령값을 생성한다. 그리고, 붐파일럿지령생성부(3010A)는, 생성한 파일럿압지령값에 대응하는 제어전류를 비례밸브(31BL, 31BR)에 출력한다. 비례밸브(31BL, 31BR)로부터 출력되는 파일럿압지령값에 대응하는 파일럿압이 셔틀밸브(32BL, 32BR)를 통하여, 제어밸브(175L, 175R)의 대응하는 파일럿포트에 작용한다. 그리고, 제어밸브(175L, 175R)의 작용에 의하여, 붐실린더(7)가 동작하여, 붐지령값(β1r)에 대응하는 붐각속도를 실현하도록, 붐(4)이 동작한다.
암파일럿지령생성부(3010B)는, 암지령값(β2r)과, 후술하는 암각도산출부(3011B)에 의한 현재의 암각속도의 산출값(측정값)의 사이의 편차에 근거하여, 암(5)을 구동하는 암실린더(8)에 대응하는 제어밸브(176L, 176R)에 작용시키는 파일럿압지령값을 생성한다. 그리고, 암파일럿지령생성부(3010B)는, 생성한 파일럿압지령값에 대응하는 제어전류를 비례밸브(31AL, 31AR)에 출력한다. 이로써, 상술한 바와 같이, 비례밸브(31AL, 31AR)로부터 출력되는 파일럿압지령값에 대응하는 파일럿압이 셔틀밸브(32AL, 32AR)를 통하여, 제어밸브(176L, 176R)의 대응하는 파일럿포트에 작용한다. 그리고, 제어밸브(176L, 176R)의 작용에 의하여, 암실린더(8)가 동작하여, 암지령값(β2r)에 대응하는 암각속도를 실현하도록, 암(5)이 동작한다.
버킷파일럿지령생성부(3010C)는, 버킷지령값(β3r)과, 후술하는 버킷각도산출부(3011C)에 의한 현재의 버킷각속도의 산출값(측정값)의 사이의 편차에 근거하여, 버킷(6)을 구동하는 버킷실린더(9)에 대응하는 제어밸브(174)에 작용시키는 파일럿압지령값을 생성한다. 그리고, 버킷파일럿지령생성부(3010C)는, 생성한 파일럿압지령값에 대응하는 제어전류를 비례밸브(31CL, 31CR)에 출력한다. 이로써, 상술한 바와 같이, 비례밸브(31CL, 31CR)로부터 출력되는 파일럿압지령값에 대응하는 파일럿압이 셔틀밸브(32CL, 32CR)를 통하여, 제어밸브(174)의 대응하는 파일럿포트에 작용한다. 그리고, 제어밸브(174)의 작용에 의하여, 버킷실린더(9)가 동작하여, 버킷지령값(β3r)에 대응하는 버킷각속도를 실현하도록, 버킷(6)이 동작한다.
자세각산출부(3011)는, 붐각도센서(S1), 암각도센서(S2), 및 버킷각도센서(S3)의 검출신호에 근거하여, (현재의)붐각도, 암각도, 및 버킷각도, 및, 붐각속도, 암각속도, 및 버킷각속도를 산출(측정)한다. 자세각산출부(3011)는, 붐각도산출부(3011A)와, 암각도산출부(3011B)와, 버킷각도산출부(3011C)를 포함한다.
붐각도산출부(3011A)는, 붐각도센서(S1)로부터 도입되는 검출신호에 근거하여, 붐각도 및 붐각속도 등을 산출(측정)한다. 이로써, 붐파일럿지령생성부(3010A)는, 붐각도산출부(3011A)의 측정결과에 근거하여, 붐실린더(7)의 동작에 관한 피드백제어를 행할 수 있다.
암각도산출부(3011B)는, 암각도센서(S2)로부터 도입되는 검출신호에 근거하여, 암각도 및 암각속도 등을 산출(측정)한다. 이로써, 암파일럿지령생성부(3010B)는, 암각도산출부(3011B)의 측정결과에 근거하여, 암실린더(8)의 동작에 관한 피드백제어를 행할 수 있다.
버킷각도산출부(3011C)는, 버킷각도센서(S3)로부터 도입되는 검출신호에 근거하여, 버킷각도 및 버킷각속도 등을 산출(측정)한다. 이로써, 버킷파일럿지령생성부(3010C)는, 버킷각도산출부(3011C)의 측정결과에 근거하여, 버킷실린더(9)의 동작에 관한 피드백제어를 행할 수 있다.
<쇼벨의 머신컨트롤기능에 관한 처리>
계속해서, 도 7(도 7a~도 7c)을 참조하여, 쇼벨(100)의 머신컨트롤기능의 일례에 관한 컨트롤러(30)의 처리플로에 대하여 설명한다.
도 7a~도 7c는, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 컨트롤러(30)에 의한 머신컨트롤기능에 관한 처리의 일례를 개략적으로 나타내는 플로차트이다. 구체적으로는, 도 7a는, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 컨트롤러(30)(마스터요소설정부(3007))에 의한 마스터요소를 전환하는 제어처리(이하, "마스터전환처리")의 일례를 개략적으로 나타내는 플로차트이다. 도 7b는, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 컨트롤러(30)(제어기준설정부(3008))에 의한 어태치먼트(AT)의 제어기준을 전환하는 제어처리(이하, "제어기준전환처리")의 일례를 개략적으로 나타내는 플로차트이다. 도 7b는, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 컨트롤러(30)(동작지령생성부(3009))에 의한 제어기준을 목표시공면을 따라 이동시키는 제어처리(이하, "학습제어처리")의 일례를 개략적으로 나타내는 플로차트이다.
<<마스터전환처리>>
도 7a의 플로차트는, 쇼벨(100)의 머신컨트롤기능이 유효한 경우에, 상술한 제어주기에 대응하는 처리간격마다, 반복실행되어도 된다. 이하, 머신컨트롤기능이 무효한 상태로부터 유효한 상태로 전환되면, 초기설정(디폴트)으로서, 마스터요소에 암(5)이 설정되는 전제로 설명을 진행한다.
스텝 S102에서, 마스터요소설정부(3007)는, 어태치먼트(AT)에 있어서의 제어기준(예를 들면, 버킷(6)의 치선이나 배면 등)의 목표시공면을 따른 이동에 따라, 어태치먼트(AT)의 제어기준이 목표시공면에 있어서의 모서리부, 대곡률부(大曲率部), 혹은, 변곡부(이하, 총괄적으로 "모서리부 등")에 도달하는지 아닌지를 판정한다. 모서리부는, 쇼벨(100)을 상면시에서 보았을 때의 상부선회체(3)에 대한 어태치먼트의 연장방향(이하, 간단히 "어태치먼트의 연장방향")에 있어서, 목표시공면의 경사가 불연속적으로 변화하는 부분을 나타낸다. 또, 대곡률부는, 어태치먼트의 연장방향에 있어서, 목표시공면의 곡률이 상대적으로 큰(구체적으로는, 곡률이 소정 기준을 초과하고 있는) 부분을 나타낸다. 또, 변곡부는, 예를 들면, 어태치먼트의 연장방향에 있어서, 목표시공면의 구부러지는 방향이 변화하는 부분(즉, 어태치먼트(AT)의 각 링크에 의하여 규정되는 2차원 평면 상의 변곡점)을 나타낸다. 예를 들면, 마스터요소설정부(3007)는, 어태치먼트(AT)의 제어기준의 현재위치가 목표시공면의 모서리부 등에 도달했는지 아닌지를 판정해도 된다. 또, 마스터요소설정부(3007)는, 어태치먼트(AT)의 제어기준의 목표위치가 목표시공면의 모서리부 등에 대응하고 있는지(즉, 어태치먼트(AT)의 제어기준이 직후에 목표시공면의 모서리부 등에 도달하는지 아닌지)를 판정해도 된다. 이하, 후술하는 도 7b의 스텝 S202에 대해서도 동일하다. 마스터요소설정부(3007)는, 어태치먼트(AT)의 제어기준이 모서리부 등에 도달하는 경우, 스텝 S104로 진행되고, 그 이외의 경우, 스텝 S110으로 진행된다.
스텝 S104에서, 마스터요소설정부(3007)는, 버킷(6)을 마스터요소로 설정하고, 스텝 S106으로 진행된다. 즉, 컨트롤러(30)는, 스텝 S104에 규정되는 소정의 조건(이하, "모서리부 등 도달조건")이 성립한 경우, 마스터요소를 암(5)으로부터 버킷(6)으로 전환한다. 환언하면, 컨트롤러(30)는, 모서리부 등 도달조건이 성립한 경우, 오퍼레이터의 조작입력 혹은 조작지령에 대응하도록, 암(5)에 대응하는 암실린더(8)(제1 액추에이터의 일례) 대신에, 버킷(6)에 대응하는 버킷실린더(9)(제2 액추에이터의 일례)를 동작시킨다.
스텝 S106에서, 마스터요소설정부(3007)는, 모서리부 등의 앞에 있는 목표시공면의 부분(이하, "앞의 목표시공면부분")에 버킷(6)의 자세를 맞추는 동작(이하, "버킷자세조정동작")이 종료되었는지 아닌지를 판정한다. 예를 들면, 마스터요소설정부(3007)는, 자세각산출부(3011)에 의하여 산출되는 현재의 붐각도, 암각도, 버킷각도와, 목표시공면에 관한 데이터에 근거하여, 버킷(6)의 자세와, 앞의 목표시공면부분의 상대적인 자세가 적절해졌는지 아닌지를 판정해도 된다. 또, 마스터요소설정부(3007)는, 동작지령생성부(3009)로부터 버킷자세조정동작의 종료를 나타내는 통지를 취득함으로써, 버킷자세조정동작이 종료되었는지 아닌지를 판정해도 된다. 후술하는 도 7b의 스텝 S206에 대해서도 동일하다. 마스터요소설정부(3007)는, 버킷자세조정동작이 종료된 경우, 스텝 S108로 진행되고, 종료되어 있지 않은 경우, 종료할 때까지 대기한다(예를 들면, 본 스텝의 처리를 상술한 제어주기마다 반복한다).
스텝 S108에서, 마스터요소를 암(5)으로 설정하고, 이번의 처리를 종료한다.
한편, 스텝 S110에서, 마스터요소설정부(3007)는, 암(5)을 마스터요소로서 동작시킨다고 가정했을 때에, 붐(4) 및 버킷(6)이 암(5)의 동작에 동기하여 동작할 수 있는지 어떤지를 판정한다.
예를 들면, 마스터요소설정부(3007)는, 오퍼레이터의 조작입력 혹은 조작지령에 대응하여 암(5)이 동작한다고 가정했을 때에, 어태치먼트(AT)의 제어기준이 목표시공면을 따라 이동하는 데 필요한 붐(4) 및 버킷(6)의 각속도(이하, "필요각속도")나 각가속도(이하, "필요각가속도") 등이 소정의 상한값을 초과하는 상태, 혹은, 초과할 가능성이 있는 상태인지 아닌지를 판정한다. 붐(4) 및 버킷(6)에는, 어태치먼트(AT)의 구조상, 출력 가능한 각속도나 각가속도의 상한값이 있기 때문이다. 붐(4)에 관한 당해 상한값은, 예를 들면, 붐각도나, 붐(4)의 동작방향(상승방향인가, 하강방향인가), 엔진(11)의 출력(엔진(11)의 설정회전수) 등의 각종 파라미터에 따라 다를 수 있다. 동일하게, 버킷(6)에 관한 당해 상한값은, 예를 들면, 버킷각도나, 버킷(6)의 동작방향(펼침방향인가, 접음방향인가), 엔진(11)의 출력 등의 각종 파라미터에 따라 다를 수 있다. 따라서, 마스터요소설정부(3007)는, 상술한 각종 파라미터의 현재값에 근거하여, 미리 규정되는 쇼벨(100)의 어태치먼트의 역학모델 등을 이용하여, 당해 상한값을 산출해도 된다. 또, 마스터요소설정부(3007)는, 미리 규정되는, 당해 상한값과 상술한 각종 파라미터의 관계를 나타내는 맵 등을 이용하여, 당해 상한값을 산출해도 된다. 그리고, 마스터요소설정부(3007)는, 붐(4) 및 버킷(6)에 관한 필요각속도나 필요각가속도와, 산출한 상한값의 비교결과에 근거하여, 붐(4) 및 버킷(6)이 암(5)의 동작에 동기하여 동작할 수 있는지 어떤지를 판정해도 된다.
마스터요소설정부(3007)는, 붐(4) 및 버킷(6)이 암(5)의 동작에 동기하여 동작할 수 있는 경우, 스텝 S112로 진행되고, 붐(4) 및 버킷(6) 중 적어도 일방이 암(5)의 동작에 동기하여 동작할 수 없는 경우, 스텝 S114로 진행된다.
스텝 S112에서, 마스터요소설정부(3007)는, 암(5)을 마스터요소로 설정하고, 이번의 처리를 종료한다.
다만, 마스터요소설정부(3007)는, 이미, 암(5)이 마스터요소로 설정되어 있는 경우, 그 설정상태를 유지해도 되고, 재차, 마스터요소를 암(5)으로 다시 설정해도 된다.
한편, 스텝 S114에서, 마스터요소설정부(3007)는, 암(5)의 동작에 동기하여 동작할 수 없는 동작요소에 붐(4)이 포함되는지 아닌지를 판정한다. 마스터요소설정부(3007)는, 암(5)의 동작에 동기하여 동작할 수 없는 동작요소에 붐(4)이 포함되는 경우, 스텝 S116으로 진행되고, 포함되지 않는 경우(즉, 버킷(6)만이 동기할 수 없는 경우), 스텝 S118로 진행된다.
스텝 S116에서, 마스터요소설정부(3007)는, 붐(4)을 마스터요소로 설정하고, 이번의 처리를 종료한다.
한편, 스텝 S118에서, 마스터요소설정부(3007)는, 버킷(6)을 마스터요소로 설정하고, 이번의 처리를 종료한다.
즉, 컨트롤러(30)는, 스텝 S110에 규정되는 소정의 조건(이하, "동기불가조건")이 성립한 경우, 마스터요소를 암(5)으로부터 붐(4) 혹은 버킷(6)으로 전환한다. 환언하면, 컨트롤러(30)는, 동기불가조건이 성립한 경우, 오퍼레이터의 조작입력 혹은 조작지령에 대응하도록, 암(5)에 대응하는 암실린더(8)(제1 액추에이터의 일례) 대신에, 붐(4)에 대응하는 붐실린더(7)(제2 액추에이터의 일례), 혹은, 버킷(6)에 대응하는 버킷실린더(9)(제2 액추에이터의 일례)를 동작시킨다.
<<제어기준전환처리>>
도 7b의 플로차트는, 쇼벨(100)의 머신컨트롤기능이 유효한 경우에, 상술한 제어주기에 대응하는 처리간격마다, 반복실행되어도 된다. 이하, 머신컨트롤기능이 무효한 상태로부터 유효한 상태로 전환되면, 제어기준의 초기설정으로서, 입력장치(72) 등을 통하여 수동 등으로 미리 설정된 버킷(6)의 소정 부위(예를 들면, 버킷(6)의 작업부위로서의 치선이나 배면 등)가 설정되는 전제로 설명을 진행한다.
스텝 S202에서, 제어기준설정부(3008)는, 도 7a의 스텝 S102의 경우와 동일하게, 어태치먼트(AT)에 있어서의 제어기준의 목표시공면을 따른 이동에 따라, 어태치먼트(AT)의 제어기준이 목표시공면에 있어서의 모서리부 등에 도달하는지 아닌지를 판정한다. 제어기준설정부(3008)는, 어태치먼트(AT)의 제어기준이 목표시공면의 모서리부 등에 도달하는 경우, 스텝 S204로 진행되고, 그 이외의 경우, 스텝 S210으로 진행된다.
스텝 S204에서, 제어기준설정부(3008)는, 버킷(6)의 치선을 제어기준으로 설정하여, 스텝 S206으로 진행된다. 즉, 컨트롤러(30)는, 모서리부 등 도달조건이 성립한 경우, 어태치먼트(AT)의(구체적으로는, 엔드어태치먼트로서의 버킷(6)의) 제어기준을 작업부위로서의 치선으로 설정한다.
다만, 제어기준설정부(3008)는, 이미, 버킷(6)의 치선이 제어기준으로 설정되어 있는 경우, 그 설정상태를 유지해도 되고, 재차, 버킷(6)의 치선으로 다시 설정해도 된다. 또, 제어기준설정부(3008)는, 어태치먼트(AT)의 제어기준이 목표시공면에 있어서의 모서리부 등에 도달하는 것보다 전, 예를 들면, 모서리부 등의 주변으로 판단 가능한 위치에 도달한 경우에, 제어기준을 버킷(6)의 치선으로 설정해도 된다.
스텝 S206에서, 제어기준설정부(3008)는, 도 7a의 스텝 S106의 경우와 동일하게, 버킷자세조정동작이 종료되었는지 아닌지를 판정한다. 제어기준설정부(3008)는, 버킷자세조정동작이 종료된 경우, 스텝 S208로 진행되고, 버킷자세조정동작이 종료되어 있지 않은 경우, 종료할 때까지 대기한다.
스텝 S208에서, 제어기준설정부(3008)는, 제어기준을 버킷(6)의 치선으로 설정하기 전의 상태(스텝 S204 전의 상태)로 되돌리고, 이번의 처리를 종료한다.
다만, 제어기준설정부(3008)는, 스텝 S204의 전의 단계에서 설정되어 있는 제어기준이 버킷(6)의 치선인 경우, 그 설정상태를 유지해도 되고, 재차, 제어기준을 버킷(6)의 치선으로 다시 설정해도 된다.
한편, 스텝 S210에서, 제어기준설정부(3008)는, 오퍼레이터 등에 의하여, 입력장치(72)를 통하여, 제어기준을 고정하는 설정이 이루어져 있는지 아닌지를 판정한다. 제어기준설정부(3008)는, 제어기준을 고정하는 설정이 이루어져 있는 경우, 스텝 S212로 진행되고, 제어기준을 고정하는 설정이 이루어져 있지 않은 경우, 스텝 S214로 진행된다.
스텝 S212에서, 제어기준설정부(3008)는, 제어기준을 수동으로 설정된 내용(초기설정에 상당하는 내용)으로 유지하고, 이번의 처리를 종료한다.
한편, 스텝 S214에서, 제어기준설정부(3008)는, 목표시공면에 대하여 버킷(6)으로 굴삭해야 할 나머지의 토사 등의 양(이하, "남은 토량")이 소정 기준을 초과하고 있는지 아닌지를 판정한다. 제어기준설정부(3008)는, 남은 토량이 소정 기준을 초과하고 있는, 즉, 남은 토량이 상대적으로 많은 경우, 스텝 S216으로 진행되고, 남은 토량이 소정 기준 이하, 즉, 남은 토량이 상대적으로 적은 경우, 스텝 S218로 진행된다.
스텝 S216에서, 제어기준설정부(3008)는, 제어기준을 버킷(6)의 작업부위로서의 치선으로 설정하고, 이번의 처리를 종료한다.
다만, 제어기준설정부(3008)는, 이미, 제어기준이 버킷(6)의 치선으로 설정되어 있는 경우, 그 설정상태를 유지해도 되고, 재차, 제어기준을 버킷(6)의 치선으로 다시 설정해도 된다. 즉, 제어기준설정부(3008)는, 스텝 S214에 규정하는 소정의 조건(이하, "잔토(殘土)량조건")이 성립한 경우, 어태치먼트(AT)의(구체적으로는, 엔드어태치먼트로서의 버킷(6)의) 제어기준을 작업부위로서의 치선으로 설정한다.
한편, 스텝 S218에서, 제어기준설정부(3008)는, 버킷(6)의 작업부위로서의 배면을 제어기준으로 설정하고, 이번의 처리를 종료한다.
다만, 제어기준설정부(3008)는, 이미, 제어기준이 버킷(6)의 배면으로 설정되어 있는 경우, 그 설정상태를 유지해도 되고, 재차, 제어기준을 버킷(6)의 배면으로 다시 설정해도 된다.
<<학습제어처리>>
도 7c의 플로차트는, 쇼벨(100)의 머신컨트롤기능이 유효한 경우에, 상술한 제어주기에 대응하는 처리간격마다, 반복실행되어도 된다.
스텝 S302에서, 동작지령생성부(3009)는, 어태치먼트(AT)의 제어기준의 목표시공면을 따른 이동에 따라, 어태치먼트(AT)의 제어기준이 목표시공면에 있어서의 모서리부 등의 주변에 도달했는지 아닌지를 판정한다. 예를 들면, 동작지령생성부(3009)는, 어태치먼트(AT)의 연장방향에 있어서, 어태치먼트(AT)의 제어기준이 목표시공면에 있어서의 모서리부 등으로부터의 거리가 소정 임계값 이하가 된 경우에, 모서리부 등의 주변에 도달했다고 판정해도 된다. 동작지령생성부(3009)는, 어태치먼트(AT)의 제어기준이 목표시공면에 있어서의 모서리부 등의 주변에 도달한 경우, 스텝 S304로 진행되고, 그 이외의 경우, 이번의 처리를 종료한다.
스텝 S304에서, 동작지령생성부(3009)는, 목표시공면을 따른 어태치먼트(AT)에 있어서의 제어기준의 이동속도, 즉, 버킷(6)의 이동속도를 감속시킨다. 즉, 컨트롤러(30)는, 스텝 S302에 규정하는 소정의 조건(이하, "모서리부 등 주변도달조건")이 성립한 경우, 엔드어태치먼트로서의 버킷(6)의 이동속도를 감속시킨다. 동작지령생성부(3009)는, 예를 들면, 암(5)이 마스터요소인 경우, 암각속도가 소정의 제한값 이하가 되도록 제한함으로써, 목표시공면을 따른 버킷(6)의 이동속도를 감속시켜도 된다. 이때, 당해 제한값은, 어태치먼트(AT)의 제어기준이 모서리부 등에 가까워질수록, 작아지고, 모서리부 등에 도달하면 제로가 되는 양태여도 된다. 이 경우, 동작지령생성부(3009)(마스터지령값생성부(3009A))는, 오퍼레이터의 조작입력 혹은 조작지령의 내용(조작량)에 대응하는 암지령값이 당해 제한값을 초과하고 있는 경우, 당해 암지령값을 당해 제한값 이하로 보정(제한)해도 된다. 그리고, 동작지령생성부(3009)는, 제한(보정)한 암지령값(β2r)을 암파일럿지령생성부(3010B)에 출력함과 함께, 좌조작레버(26L)의 전후조작에 대응하는 파일럿압이 제어밸브(176)의 파일럿포트에 작용하지 않도록 감압용 비례밸브(33AL, 33AR) 혹은 전환밸브를 제어한다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 암각속도를 제한값 이하로 제한시켜, 어태치먼트(AT)에 있어서의 제어기준의 목표시공면을 따른 이동속도를 감속시킬 수 있고, 또한, 모서리부 등에 도달한 시점에서, 당해 이동속도를 제로가 되도록 할 수 있다.
다만, 슬레이브지령값생성부(3009B)는, 당연히, 제한값 이하로 제한된 암지령값(β2r)에 대응하여, 어태치먼트(AT)의 제어기준이 목표시공면을 따라 이동하도록, 붐지령값(β1r) 및 버킷지령값(β3r)을 생성한다. 이하, 스텝 S310의 경우에 대해서도 동일하다.
스텝 S306에서, 동작지령생성부(3009)는, 어태치먼트(AT)의 제어기준의 목표시공면을 따른 이동에 따라, 어태치먼트(AT)의 제어기준이 목표시공면에 있어서의 모서리부 등에 도달했는지 아닌지를 판정한다. 동작지령생성부(3009)는, 어태치먼트(AT)의 제어기준이 목표시공면에 도달한 경우, 스텝 S308로 진행되고, 도달하고 있지 않은 경우, 도달할 때까지 대기한다.
스텝 S308에서, 동작지령생성부(3009)는, 마스터요소설정부(3007) 및 제어기준설정부(3008)에 의한 설정 내용에 따라, 버킷(6)의 자세를 앞의 목표시공면부분에 맞추는 동작, 즉, 버킷자세조정동작을 어태치먼트(AT)에 행하게 한다. 즉, 컨트롤러(30)는, 스텝 S306에 규정하는 소정의 조건, 즉, 모서리부 등 도달조건이 성립한 경우, 버킷자세조정동작을 어태치먼트(AT)에 행하게 한다. 어태치먼트(AT)의 제어기준이 목표시공면에 있어서의 모서리부 등에 도달하는 경우, 상술한 바와 같이, 마스터요소가 버킷(6)으로 설정되고(도 7a의 스텝 S104), 제어기준이 버킷(6)의 치선으로 설정된다(도 7b의 스텝 S204). 따라서, 동작지령생성부(3009)는, 모서리부 등을 따라 배치되어 있는 버킷(6)의 치선을 기준으로 하여, 버킷(6)이 회동하도록, 버킷(6)의 동작에 맞추어, 붐(4) 및 암(5)을 동작시킨다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 버킷(6)의 치선을 모서리부 등(예를 들면, 모서리부의 정점(頂點)이나 변곡점 등)에 맞춘 상태에서, 버킷(6)의 자세가 앞의 목표시공면부분을 따른 상태가 될 때까지, 버킷(6)의 자세를 회동시킬 수 있다. 구체적으로는, 마스터지령값생성부(3009A)는, 버킷(6)의 회동속도가, 오퍼레이터의 조작입력 혹은 조작지령내용(조작량)에 대응하는 각속도가 되도록, 버킷지령값(β3r)을 생성한다. 그리고, 슬레이브지령값생성부(3009B)는, 버킷지령값(β3r)에 대응하는 각속도로 버킷(6)이 회동할 때에, 버킷(6)의 치선을 목표시공면에 있어서의 모서리부 등에 유지시키기 위하여 필요한 붐(4) 및 암(5)의 각속도에 대응하는 붐지령값(β1r) 및 암지령값(β2r)을 생성한다.
다만, 버킷(6)의 회동방향은, 제어기준이 원래의 상태로 되돌려졌을 때(도 7b의 스텝 S208)에, 앞의 목표시공면부분에 대한 버킷(6)의 자세가, 목표시공면을 따라 어태치먼트(AT)의 제어기준을 이동시키는 데 적절한 상태가 되도록 결정되어도 된다.
버킷자세조정동작이 종료되면, 스텝 S310에서, 동작지령생성부(3009)는, 목표시공면을 따른 어태치먼트(AT)에 있어서의 제어기준의 이동속도, 즉, 버킷(6)의 이동속도를 오퍼레이터의 조작입력 혹은 조작지령의 내용(조작량)에 대응하는 속도까지 서서히 복귀시킨다. 버킷자세조정동작이 종료된 경우, 상술한 바와 같이, 마스터요소가 암(5)으로 설정되고(도 7a의 스텝 S108), 제어기준이 버킷(6)의 치선으로 설정되기 전의 상태로 되돌려진다(도 7b의 스텝 S208). 따라서, 동작지령생성부(3009)는, 예를 들면, 암각속도, 즉, 암지령값(β2r)이 소정의 제한값 이하가 되도록 제한하면서, 당해 제한값을 서서히 완화해 간다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 어태치먼트(AT)에 있어서의 제어기준의 이동속도를 서서히 높여, 오퍼레이터의 조작 혹은 조작지령의 내용(조작량)에 대응하는 레벨까지 복귀시킬 수 있다. 구체적으로는, 동작지령생성부(3009)(마스터지령값생성부(3009A))는, 오퍼레이터의 조작입력 혹은 조작지령의 내용에 대응하는 암지령값이 당해 제한값을 초과하고 있는 경우, 당해 암지령값을 당해 제한값 이하로 보정(제한)해도 된다. 그리고, 동작지령생성부(3009)는, 제한(보정)한 암지령값(β2r)을 암파일럿지령생성부(3010B)에 출력함과 함께, 좌조작레버(26L)의 전후조작에 대응하는 파일럿압이 제어밸브(176)의 파일럿포트에 작용하지 않도록 감압용 비례밸브(33AL, 33AR) 혹은 전환밸브를 제어한다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 암각속도를 제한값 이하로 제한시켜, 어태치먼트(AT)에 있어서의 제어기준의 목표시공면을 따른 이동속도를 서서히 증속시킬 수 있다. 그리고, 컨트롤러(30)는, 최종적으로, 오퍼레이터의 조작입력 혹은 조작지령의 내용(조작량)에 대응하는 이동속도까지 복귀시킬 수 있다.
<쇼벨의 머신컨트롤기능에 관한 작용>
계속해서, 도 8(도 8a, 도 8b)을 참조하여, 비교예에 관한 쇼벨과 대비하면서, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 머신컨트롤기능에 관한 작용, 구체적으로는, 도 6(도 6a~도 6c), 및, 도 7(도 7a~도 7c)에 나타내는 머신컨트롤기능의 작용에 대하여 설명한다.
다만, 비교예에 관한 쇼벨은, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)로부터, 적어도 상술한 마스터요소설정부(3007), 제어기준설정부(3008)가 생략되어 있다.
<<목표시공면에 있어서의 모서리부에 대한 어태치먼트의 동작>>
도 8a, 도 8b는, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 머신컨트롤기능의 일례에 관한 작용을 설명하는 도이다. 구체적으로는, 도 8a는, 비교예에 관한 쇼벨(100)의 머신컨트롤기능에 의한 어태치먼트(AT)의 동작을 나타내는 도면이다. 도 8b는, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 머신컨트롤기능의 일례에 의한 어태치먼트(AT)의 동작을 나타내는 도면이다. 도 8a, 도 8b에서는, 편의적으로, 어태치먼트(AT) 중 선단부, 즉, 버킷(6)만을 나타내고, 어태치먼트(AT)의 제어기준이 목표시공면(SF)을 따라, 위치 P1부터 위치 P4까지 이동하는 모습을 나타내고 있다.
다만, 도 8a에 있어서, 비교예에 관한 쇼벨은, 어태치먼트(AT)의 제어기준을 버킷(6)의 작업부위로서의 배면으로 설정하고 있다.
예를 들면, 도 8a, 도 8b에 나타내는 바와 같이, 목표시공면(SF)에, 앞이 내려간 경사면부분(SF1)과, 수평부분(SF2)이 포함되는 경우, 앞이 내려간 경사면부분(SF1)과 수평부분(SF2)의 사이에 모서리부(CR)가 형성된다. 이 전제에서, 경사면부분(SF1)으로부터 수평부분(SF2)에 걸쳐 연속적으로 굴삭작업이나 평탄화작업을 행하는 경우를 상정한다.
도 8a에 나타내는 바와 같이, 비교예에 관한 쇼벨에서는, 마스터요소가 암(5)으로 고정된다. 따라서, 오퍼레이터의 조작입력 혹은 조작지령의 내용에 따라, 어태치먼트(AT)의 소정의 제어기준(본 예에서는, 버킷(6)의 배면)이 목표시공면(SF)을 따라 이동하도록, 붐(4) 및 버킷(6)의 동작이 제어된다.
이 경우, 경사면부분(SF1)을 따라 이동 중인 버킷(6)은, 조작입력 혹은 조작지령의 내용(조작량)에 대응하는 암각속도에 대응하는 이동속도로, 목표시공면(SF)의 모서리부(CR)에 접근한다(도면 중의 위치 P1, P2). 그리고, 목표시공면(SF)의 모서리부(CR)에 상당하는 위치 P3에 도달해도, 어태치먼트(AT)의 제어기준(즉, 버킷(6)의 배면)은, 오퍼레이터의 조작입력이나 조작지령의 조작량에 대응하는 이동속도로 목표시공면(SF)을 따라 이동하고자 한다. 그 때문에, 비교예에 관한 쇼벨에서는, 경사면부분(SF1)으로부터 수평부분(SF2)으로의 경사각도의 비교적 큰 변화에 맞추어, 버킷(6)의 자세(구체적으로는, 버킷(6)의 배면의 각도)를 수평부분(SF2)에 맞추고자 해도, 적절히 맞출 수 없는 경우가 발생할 수 있다. 예를 들면, 목표시공면에 대한 추종성을 높이기 위하여, 어느 정도 빠른 타이밍으로, 버킷(6)의 자세를 앞의 목표시공면부분(수평부분(SF2))에 맞추고자 하면, 도 8a에 나타내는 바와 같이, 어태치먼트(AT)의 제어기준이 목표시공면을 넘어, 모서리부를 무너뜨리도록 이동해 버리는 경우가 있을 수 있다. 또, 모서리부를 무너뜨리지 않도록, 타이밍을 가능한 한 늦추어, 버킷(6)의 자세를 앞의 목표시공면부분(수평부분(SF2))에 맞추고자 하면, 모서리부(CR)에 잔토가 남아 버려, 모서리부(CR)를 적절히 형성할 수 없는 경우가 있을 수 있다. 또, 통상의 머신컨트롤기능에서는, 암(5)의 조작에 맞추어, 붐(4)을 동작시킴으로써, 버킷(6)의 배면 등의 제어기준을 목표시공면을 따르게 하는 제어가 일반적이다. 그 때문에, 암(5), 버킷(6)의 중량을 지지하는 구조상의 이유, 및, 붐(4) 자체의 자중(自重)이 상대적으로 큰 것에 의한 이유 등에 의하여, 붐(4)의 동작반응(응답성)은, 그만큼 빨라지지 않아, 애초에, 비교예의 쇼벨로는, 경사변화가 상대적으로 큰 모서리부(CR)와 같은 부위를 적절히 시공할 수 없을 가능성이 높다.
이에 대하여, 본 실시형태에서는, 컨트롤러(30)는, 어태치먼트(AT)의 제어기준의 목표시공면을 따른 이동에 따른, 당해 제어기준과 목표시공면의 사이의 상대적인 위치관계를 고려하여, 마스터요소를 전환한다. 구체적으로는, 컨트롤러(30)는, 어태치먼트(AT)의 제어기준이 목표시공면의 모서리부 등의 근방에 위치하고 있는 경우에, 즉, 소정의 조건(구체적으로는, 모서리부 등 도달조건)이 성립한 경우에, 마스터요소를 버킷(6)으로 설정한다. 즉, 소정의 조건이 성립한 경우, 동일한 조작부(본 예에서는, 좌조작레버(26L)에 있어서의 전후방향의 조작부나 외부장치에 마련되는 원격조작용의 조작장치의 대응하는 조작부)로 조작되고 있을 때에, 마스터요소가 되는 액추에이터가 변경된다. 환언하면, 마스터요소를 전환하는 소정의 조건은, 엔드어태치먼트의 목표궤도(혹은, 목표시공면)와, 제어기준(예를 들면, 엔드어태치먼트의 작업부위)의 위치관계에 근거하여 설정되어도 된다. 보다 구체적으로는, 당해 소정의 조건은, 예를 들면, "엔드어태치먼트의 제어기준(예를 들면, 엔드어태치먼트의 작업부위)이 목표궤도의 변곡점으로부터 소정 거리 내에 가까워진 것"에 상당한다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 오퍼레이터의 조작입력 혹은 조작지령에 대응하도록, 암(5)을 구동하는 암실린더(8)(제1 액추에이터의 일례) 대신에, 버킷(6)을 구동하는 버킷실린더(9)(제2 액추에이터의 일례)를 동작시킬 수 있다. 그리고, 컨트롤러(30)는, 버킷(6)의 동작에 맞추어, 붐(4) 및 암(5), 즉, 붐(4)을 구동하는 붐실린더(7), 및, 암(5)을 구동하는 암실린더(8)의 동작을 제어할 수 있다. 보다 구체적으로는, 도 8b에 나타내는 바와 같이, 버킷(6)의 치선을 제어기준으로 하고, 버킷(6)의 치선이 모서리부(CR) 상에 있는 상태를 유지한 상태로, 버킷(6)이 그 치선을 기준으로 하여 회동하도록, 붐(4) 및 암(5)을 제어하여, 버킷(6)의 자세를 자동제어한다. 이로써, 쇼벨(100)은, 모서리부(CR)를 무너뜨리지 않고, 버킷(6)의 자세를 앞의 시공면부분(수평부분(SF2))에 맞출 수 있다. 또, 컨트롤러(30)는, 버킷자세조정동작이 종료되면, 마스터요소를 암(5)으로 설정한다. 이로써, 쇼벨(100)은, 암(5)에 관한 조작 혹은 조작지령에 대응하여, 모서리부(CR)에 버킷(6)의 치선을 맞춘 상태에서 다음의 목표시공면(CN)의 굴삭 등을 개시할 수 있기 때문에, 모서리부(CR)를 적절히 형성할 수 있다. 따라서, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)은, 오퍼레이터에 의한 조작이나 자율운전기능에 관한 조작지령에 따라, 보다 적절히 어태치먼트(AT)의 선단부를 목표궤도(목표시공면의 모서리부(CR))를 따라 이동시킬 수 있다.
또, 본 실시형태에서는, 컨트롤러(30)는, 어태치먼트(AT)의 선단부(즉, 엔드어태치먼트로 설정되는 제어기준)가 모서리부 등(모서리부(CR))의 근방에 위치하고 있는 경우, 어태치먼트(AT)의 제어기준을 버킷(6)의 작업부위로서의 치선으로 전환한다. 즉, 컨트롤러(30)는, 소정의 조건(구체적으로는, 모서리부 등 도달조건)이 성립한 경우, 어태치먼트(AT)의 제어기준을 버킷(6)의 치선으로 전환한다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 도 8b에 나타내는 바와 같이, 버킷(6)의 작업부위로서의 배면을 제어기준으로 하여, 버킷(6)의 배면을 목표시공면(SF)(경사면부분(SF1))을 따라 이동시키는 학습제어를 행하고 있는 경우에서도, 모서리부(CR)에서는, 버킷(6)의 치선을 제어기준으로 하여, 버킷(6)의 자세를 적절히 제어할 수 있다.
또, 본 실시형태에서는, 컨트롤러(30)는, 어태치먼트(AT)의 선단부(제어기준)가 모서리부 등(모서리부(CR))의 주변에 도달한 경우, 어태치먼트(AT)의 제어기준, 즉, 엔드어태치먼트(예를 들면, 버킷(6))의 목표시공면(경사면부분(SF1))을 따른 이동속도를 감속시킨다(제한한다). 즉, 컨트롤러(30)는, 소정의 조건(구체적으로는, 모서리부 등 주변도달조건)이 성립한 경우, 엔드어태치먼트(버킷(6))의 이동속도를 감속시킨다. 이로써, 쇼벨(100)은, 버킷(6)의 치선을 보다 적절히 모서리부(CR)에 맞출 수 있기 때문에, 모서리부(CR)를 보다 적절히 형성할 수 있다.
또, 본 실시형태에서는, 컨트롤러(30)는, 버킷자세조정동작이 종료된 경우, 마스터요소를 암(5)으로 설정하는 한편, 어태치먼트(AT)의 제어기준의 목표시공면(수평부분(SF2))을 따른 이동속도를 제한한다. 그리고, 컨트롤러(30)는, 서서히, 제한을 완화하면서, 최종적으로, 오퍼레이터의 조작입력 혹은 조작지령의 내용(조작량)에 대응하는 이동속도까지 복귀시킬 수 있다. 이로써, 어태치먼트(AT)의 선단부(제어기준)의 이동속도가 급격하게 높아지면, 모서리부(CR)가 그 영향으로 무너져 버릴 가능성이 있을 수 있는데, 그와 같은 사태를 회피할 수 있다.
<<어태치먼트의 동기를 취할 수 없는 경우의 동작>>
예를 들면, 암(5)에 관한 조작양태(예를 들면, 조작속도 등)나 조작지령의 내용에 따라서는, 암(5)의 동작에 맞추어, 버킷(6)의 치선 등을 목표시공면을 따라 이동시키기 위하여 필요한 붐(4), 버킷(6)의 동작이, 붐(4), 버킷(6)의 동작에 관한 한계(예를 들면, 각속도나 각가속도의 상한값)를 초과해 버리는 경우가 있을 수 있다.
이와 같은 상황에 있어서, 비교예에 관한 쇼벨의 경우, 암(5)의 동작에 대하여, 붐(4)은, 그 동작을 맞출 수 없고(동기시킬 수 없고), 결과적으로, 버킷(6)의 치선 등의 궤적은, 목표시공면을 초과해 버리는 경우가 있을 수 있다.
이에 대하여, 본 실시형태에서는, 컨트롤러(30)는, 오퍼레이터에 의한 조작내용에 따라 동작하는 암(5)의 동작에 대하여, 붐(4)의 동작을 동기할 수 없게 되거나, 혹은, 동기할 수 없게 될 가능성이 있는 경우, 즉, 소정의 조건(구체적으로는, 동기불가조건)이 성립한 경우, 붐(4)을 마스터요소로 전환한다. 또, 버킷(6)의 경우에 대해서도 동일하다. 환언하면, 컨트롤러(30)는, 암실린더(8)(제1 액추에이터의 일례)의 동작에 붐실린더(7)의 동작을 동기할 수 없게 되거나, 혹은, 동기할 수 없게 될 가능성이 있는 경우, 즉, 동기불가조건이 성립한 경우에, 오퍼레이터의 조작입력 혹은 조작지령에 대응하도록, 붐실린더(7)(제2 액추에이터의 일례)를 동작시킨다. 그리고, 컨트롤러(30)는, 붐실린더(7)의 동작에 맞추어, 암실린더(8) 및 버킷실린더(9)의 동작을 제어한다. 버킷(6)을 구동하는 버킷실린더(9)의 경우에 대해서도 동일하다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 암(5)의 동작에 동기할 수 없는 동작요소(붐(4), 버킷(6))가 존재하는 경우, 그 동작요소의 동작에 맞추어, 다른 동작요소(슬레이브요소)를 동작시키도록 제어상태를 변경할 수 있다. 그 때문에, 어태치먼트(AT)는, 전체로서 동기하면서 동작하며, 목표시공면을 따라 그 선단부의 제어기준을 이동시킬 수 있다. 따라서, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)은, 오퍼레이터에 의한 조작이나 자율운전기능에 관한 조작지령에 따라, 보다 적절히 어태치먼트(AT)의 선단부(예를 들면, 제어기준으로서 설정되는 버킷(6)의 작업부위로서의 치선이나 배면 등)를 목표시공면을 따라 이동시킬 수 있다.
또, 예를 들면, 목표시공면의 경사가 상대적으로 커지면, 버킷(6)의 치선 등을 목표시공면을 따라 이동시키기 위하여, 버킷(6)의 연직방향의 이동량을 크게 할 필요가 있다. 즉, 버킷(6)을 수평방향으로 이동시키기 위한 암(5)의 동작보다, 버킷(6)을 연직방향으로 이동시키기 위한 붐(4)의 동작의 쪽에 높은 응답성이 요구된다. 그 때문에, 목표시공면의 경사가 상대적으로 큰 상황에서는, 암(5)에 관한 조작입력 혹은 조작지령의 조작량에 대응하는 암(5)의 동작에 맞추어, 버킷(6)의 치선 등을 목표시공면을 따라 이동시키기 위하여 필요한 붐(4)의 동작이, 붐(4)의 동작에 관한 한계를 초과하기 쉬워진다. 그 결과, 어태치먼트(AT)의 동작이 원활하지 않아, 컨트롤러(30)는, 목표시공면을 따라 버킷(6)을 매끄럽게 이동시킬 수 없게 될 가능성이 있다.
이에 대하여, 본 실시형태에서는, 컨트롤러(30)는, 상술한 바와 같이, 오퍼레이터의 조작입력 혹은 자율운전기능에 관한 조작지령의 내용에 따라 동작하는 암(5)의 동작에 대하여, 붐(4)의 동작을 동기할 수 없게 되거나, 혹은, 동기할 수 없게 될 가능성이 있는 경우에, 붐(4)을 마스터요소로 설정한다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 상술한 바와 같이, 붐(4)의 동작에 맞추어, 암(5)을 동작시키도록 제어상태를 변경할 수 있다. 그 때문에, 어태치먼트(AT)는, 전체로서 동기하면서 동작하며, 목표시공면을 따라 그 선단부의 제어기준(작업부위)을 이동시킬 수 있다. 따라서, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)은, 목표시공면의 경사가 상대적으로 큰 경우이더라도, 오퍼레이터에 의한 조작이나 자율운전기능에 관한 조작지령에 따라, 보다 적절히 어태치먼트(AT)의 선단부(작업부위)를 목표시공면을 따라 이동시킬 수 있다.
다만, 본 실시형태에서는, 컨트롤러(30)는, 목표시공면의 경사가 상대적으로 큰 경우, 붐(4)의 동작이 암(5)의 동작에 동기할 수 없게 된 것을 트리거로 하여, 마스터요소를 붐(4)으로 설정하지만, 목표시공면의 경사가 상대적으로 큰 것을 직접적인 트리거로 하여, 마스터요소를 붐(4)으로 설정해도 된다. 즉, 컨트롤러(30)는, 어태치먼트(AT)에 있어서의 제어기준이 목표시공면에 있어서의 상대적으로 경사각도가 큰(예를 들면, 경사각도가 소정 기준보다 큰) 급경사부를 따라 이동하고 있는(이라고 판단 가능한 소정의 조건이 성립한) 경우에, 마스터요소를 붐(4)으로 설정해도 된다.
[쇼벨의 머신컨트롤기능의 다른 예]
다음으로, 도 9~도 12를 참조하여, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 머신컨트롤기능의 다른 예에 대하여 상세하게 설명한다.
<쇼벨의 머신컨트롤기능의 개요>
먼저, 도 9를 참조하여, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 머신컨트롤기능의 개요에 대하여 설명한다.
도 9는, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 머신컨트롤기능의 다른 예의 개요를 설명하는 도이다. 구체적으로는, 도 9는, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 머신컨트롤기능의 다른 예가 대상으로 하는 굴삭작업의 일련의 동작공정(작업공정)을 나타내는 도이다.
본 예에서는, 쇼벨(100)은, 굴삭동작으로 버킷(6) 내에 토사 등을 수용한 후, 붐상승선회동작을 거쳐, 덤프트럭의 짐받이의 위에 버킷(6) 내의 토사 등을 배토하는 배토동작을 행하고, 붐하강선회동작을 거쳐, 재차, 굴삭동작으로 되돌아가는 일련의 동작공정을 반복한다. 이때, 컨트롤러(30)는, 머신컨트롤기능에 있어서의 마스터요소, 즉, 오퍼레이터 등에 의한 조작입력에 대응하여 동작하는 동작요소를 전환하면서, 당해 일련의 작업공정을 대상으로 하여 머신컨트롤기능을 실현한다.
구체적으로는, 컨트롤러(30)는, 굴삭동작에 있어서, 암(5)을 마스터요소로 설정한다. 그리고, 컨트롤러(30)는, 암(5)에 관한 오퍼레이터의 조작입력 혹은 자율운전기능에 관한 조작지령에 대응하는 암(5)의 동작에 맞추어, 목표시공면을 따라 어태치먼트(AT)의 제어기준(작업부위)이 이동하도록, 붐(4) 및 버킷(6)의 동작을 제어한다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 굴삭동작에 관한 머신컨트롤기능을 실현할 수 있다.
또, 컨트롤러(30)는, 붐상승선회개시조건이 성립하면, 마스터요소를 암(5)으로부터 상부선회체(3)(선회기구(2))로 전환한다(설정변경한다). 그리고, 컨트롤러(30)는, 상부선회체(3)에 관한 오퍼레이터의 조작입력 혹은 자율운전기능에 관한 조작지령에 대응하는 상부선회체(3)의 선회동작에 맞추어, 어태치먼트(AT)의 제어기준(예를 들면, 버킷(6)의 배면)이 소정의 목표궤도를 따라 이동하도록, 붐(4) 등의 동작을 제어한다. 이때, 목표궤도는, 버킷(6)이 소정의 위치에 주차된 덤프트럭의 짐받이의 가드 등에 충돌하지 않고, 짐받이의 상방공간에 있어서의 소정 위치를 향하도록 미리 규정된다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 굴삭동작으로부터 붐상승선회동작으로의 동작공정의 전환에 따라, 붐상승선회동작에 관한 머신컨트롤기능을 실현할 수 있다.
또, 컨트롤러(30)는, 배토개시조건이 성립하면, 마스터요소를 상부선회체(3)로부터 버킷(6)으로 전환한다(설정변경한다). 그리고, 컨트롤러(30)는, 버킷(6)(의 펼침동작)에 관한 오퍼레이터의 조작입력 혹은 자율운전기능에 관한 조작지령에 대응하는 버킷(6)의 펼침동작에 맞추어, 어태치먼트(AT)의 제어기준(예를 들면, 버킷(6)의 치선)이 소정의 목표궤도를 따라 이동하도록, 암(5) 등의 동작을 제어한다. 또, 컨트롤러(30)는, 암(5)(의 펼침동작)에 관한 오퍼레이터의 조작입력 혹은 자율운전기능에 관한 조작지령에 대응하는 암(5)의 펼침동작에 맞추어, 버킷(6) 등을 제어해도 된다. 이때, 목표궤도는, 덤프트럭의 짐받이에 있어서의 소정의 목표위치에 토사 등이 배토되도록 미리 규정된다. 또, 덤프트럭의 짐받이에 있어서의 목표위치는, 일련의 작업공정에 있어서, 소정의 조건에 따라, 가변되어도 된다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 붐상승선회동작으로부터 배토동작으로의 동작공정의 전환에 따라, 배토동작에 관한 머신컨트롤기능을 실현할 수 있다.
또, 컨트롤러(30)는, 붐하강선회개시조건이 성립하면, 마스터요소를 버킷(6) 혹은 암(5)으로부터 상부선회체(3)로 전환한다(설정변경한다). 그리고, 컨트롤러(30)는, 상부선회체(3)에 관한 오퍼레이터의 조작입력 혹은 자율운전기능에 관한 조작지령에 대응하는 상부선회체(3)의 선회동작에 맞추어, 어태치먼트(AT)의 제어기준이 소정의 목표궤도를 따라 이동하도록, 붐(4) 등의 동작을 제어한다. 이때, 목표궤도는, 버킷(6)이 덤프트럭의 짐받이의 상방공간으로부터 당해 짐받이의 가드 등에 충돌하지 않고, 굴삭동작이 행해지고 있던 원래의 작업위치로 되돌아가도록 미리 규정된다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 배토동작으로부터 붐하강선회동작으로의 동작공정의 전환에 따라, 붐하강선회동작에 관한 머신컨트롤기능을 실현할 수 있다.
또, 컨트롤러(30)는, 붐하강선회동작이 종료되고, 재차, 굴삭동작이 개시된다고 판단 가능한 소정의 조건(이하, "굴삭개시조건")이 성립하면, 마스터요소를 상부선회체(3)로부터 암(5)으로 전환한다(설정변경한다). 이로써, 컨트롤러(30)는, 덤프트럭으로의 토사 등의 적재가 종료된 후, 재차, 쇼벨(100)을, 머신컨트롤기능에 근거하는 굴삭동작으로 복귀시킬 수 있다.
<쇼벨의 머신컨트롤기능에 관한 구성>
계속해서, 도 10(도 10a~도 10d)을 참조하여, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 머신컨트롤기능의 다른 예에 관한 상세한 구성에 대하여 설명한다. 이하, 상술한 머신컨트롤기능의 일례(도 6a, 도 6b 참조)와 동일하거나 또는 대응하는 구성에 대해서는, 동일한 부호를 붙이고, 다른 부분을 중심으로 설명한다.
도 10a~도 10d는, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 머신컨트롤기능에 관한 상세한 구성의 다른 예를 나타내는 기능블록도이다. 구체적으로는, 도 10a는, 쇼벨(100)의 굴삭동작에 관한 머신컨트롤기능에 대응하는 구성의 일부분을 나타내는 기능블록도이다. 또, 도 10b는, 쇼벨(100)의 붐상승선회동작 및 붐하강선회동작에 관한 머신컨트롤기능에 대응하는 구성의 일부분을 나타내는 기능블록도이다. 또, 도 10c는, 쇼벨(100)의 배토동작에 관한 머신컨트롤기능에 대응하는 구성의 일부분을 나타내는 기능블록도이다. 또, 도 10d는, 쇼벨(100)의 일련의 동작공정에 공통되는, 머신컨트롤기능의 구성의 다른 부분을 나타내는 기능블록도이다.
다만, 도 10a~도 10c에서는, 주로, 동작지령생성부(3009)에서 생성되고, 출력되는 마스터지령값 및 슬레이브지령값의 종류가 다르며, 다른 부분은, 공통이다. 또, 도 10b, 도 10c에서는, 컨트롤러(30)에 대하여, 각각에 대응하는 쇼벨(100)의 동작공정에 관련이 없는 기능블록이나 입력요소에 대해서는, 점선으로 나타나 있다.
컨트롤러(30)는, 상술한 일례(도 6a, 도 6b)와 동일하게, 머신컨트롤기능에 관한 기능부로서, 조작내용취득부(3001)와, 목표시공면취득부(3002)와, 목표궤도설정부(3003)와, 현재위치산출부(3004)와, 목표위치산출부(3005)와, 버킷형상취득부(3006)와, 마스터요소설정부(3007)와, 제어기준설정부(3008)와, 동작지령생성부(3009)와, 파일럿지령생성부(3010)와, 자세각산출부(3011)를 포함한다. 이들 기능부(3001~3011)는, 예를 들면, 스위치(NS)가 누름조작되고 있는 경우, 소정의 제어주기마다, 후술하는 동작을 반복실행한다.
조작내용취득부(3001)는, 조작압센서(29LA, 29LB, 29RB)로부터 도입되는 검출신호에 근거하여, 조작장치(26)(좌조작레버(26L), 우조작레버(26R))의 조작내용을 취득한다. 예를 들면, 조작내용취득부(3001)는, 조작내용으로서, 좌조작레버(26L) 혹은 우조작레버(26R)의 조작방향(전방향이거나 후방향이거나, 혹은, 좌방향이거나 우방향이거나), 조작량을 취득(산출)한다. 또, 쇼벨(100)이 원격조작되는 경우, 외부장치로부터 수신되는 원격조작신호의 내용에 근거하여, 쇼벨(100)의 반자동운전기능이 실현되어도 된다. 이 경우, 상술한 일례(도 6a)의 경우와 동일하게, 조작내용취득부(3001)는, 외부장치로부터 수신되는 원격조작신호에 근거하여, 원격조작에 관한 조작내용을 취득한다.
목표궤도설정부(3003)는, 어태치먼트(AT)에 있어서의 제어기준의 목표궤도에 관한 정보를 설정한다. 예를 들면, 목표궤도설정부(3003)는, 쇼벨(100)에 의한 굴삭동작을 대상으로 하여, 목표시공면을 따라 이동시키기 위한 목표궤도(예를 들면, 상술한 바와 같이, 쇼벨(100)의 기체를 기준으로 하는, 목표시공면의 전후방향으로의 경사각도)를 설정한다. 또, 목표궤도설정부(3003)는, 쇼벨(100)에 의한 붐상승선회동작을 대상으로 하여, 버킷(6)을 소정 위치에 주차되어 있는 덤프트럭의 짐받이의 상방공간을 향하여 이동하도록 목표궤도를 설정한다. 이때, 목표궤도설정부(3003)는, 예를 들면, 덤프트럭의 위치 및 덤프트럭의 짐받이에 관한 조건(예를 들면, 가드부분의 높이 등)을 상정하여 미리 규정된 목표궤도에 관한 데이터를 내부메모리 등으로부터 독출해도 된다. 또, 목표궤도설정부(3003)는, 예를 들면, 공간인식장치(70)에 의한 쇼벨(100)의 주위의 물체의 인식결과에 근거하여, 덤프트럭의 위치나 짐받이에 관한 조건 등을 파악하고, 상황에 맞추어, 목표궤도를 도출해도 된다. 이하, 쇼벨(100)의 붐하강선회동작에 대응하는 목표궤도의 설정에 대해서도 동일하다. 또, 목표궤도설정부(3003)는, 쇼벨(100)의 배토동작을 대상으로 하여, 덤프트럭의 짐받이의 소정의 목표위치에 토사 등을 적재하도록 목표궤도를 설정한다. 이때, 목표궤도설정부(3003)는, 예를 들면, 덤프트럭의 짐받이에 관한 조건(예를 들면, 짐받이의 길이, 폭, 깊이 등의 제원(諸元))을 상정하여 미리 규정된 목표궤도에 관한 데이터를 내부메모리로부터 독출해도 된다. 또, 목표궤도설정부(3003)는, 예를 들면, 공간인식장치(70)에 의한 쇼벨(100)의 주위의 물체의 인식결과에 근거하여, 덤프트럭의 짐받이에 관한 조건을 파악하고, 상황에 맞추어, 목표궤도를 설정해도 된다. 또, 목표궤도설정부(3003)는, 쇼벨(100)에 의한 붐하강선회동작을 대상으로 하여, 버킷(6)이 덤프트럭의 짐받이의 상방공간으로부터 원래의 굴삭동작에 대응하는 위치까지 되돌아가도록 목표궤도를 설정한다. 이때, 목표궤도설정부(3003)는, 예를 들면, 덤프트럭의 위치 및 덤프트럭의 짐받이에 관한 조건을 상정하여 미리 규정된 목표궤도에 관한 데이터를 내부메모리 등으로부터 독출해도 된다. 또, 목표궤도설정부(3003)는, 예를 들면, 공간인식장치(70)에 의한 쇼벨(100)의 주위의 물체의 인식결과에 근거하여, 덤프트럭의 위치나 짐받이에 관한 조건 등을 파악하고, 상황에 맞추어, 목표궤도를 도출해도 된다.
현재위치산출부(3004)는, 어태치먼트(AT)에 있어서의 제어기준(버킷(6)의 치선 등)의 위치(현재위치)를 산출한다. 구체적으로는, 현재위치산출부(3004)는, 후술하는 자세각산출부(3011)에 의하여 산출되는 붐각도(θ1), 암각도(θ2), 버킷각도(θ3), 선회각도(θ4)에 근거하여, 어태치먼트(AT)의 제어기준의 (현재)위치를 산출해도 된다.
목표위치산출부(3005)는, 조작장치(26)에 있어서의 조작내용(조작방향 및 조작량)과, 설정된 목표궤도에 관한 정보와, 어태치먼트(AT)에 있어서의 제어기준의 현재위치에 근거하여, 어태치먼트(AT)의 선단부(제어기준)의 목표위치를 산출한다. 당해 목표위치는, 암(5)에 관한 조작입력에 있어서의 암(5)의 조작방향 및 조작량에 따라 동작한다고 가정했을 때에, 이번의 제어주기 중에서 도달목표로 해야 할 목표시공면(환언하면, 목표궤도) 상의 위치이다. 목표위치산출부(3005)는, 예를 들면, 불휘발성의 내부메모리 등에 미리 저장되는 맵이나 연산식 등을 이용하여, 어태치먼트(AT)의 선단부의 목표위치를 산출해도 된다.
마스터요소설정부(3007)는, 어태치먼트(AT)를 구성하는 동작요소(붐(4), 암(5), 및 버킷(6)) 및 상부선회체(3)(선회기구(2)) 중, 오퍼레이터의 조작입력에 대응하여 동작하는 동작요소, 즉, 마스터요소를 설정한다.
구체적으로는, 마스터요소설정부(3007)는, 상술한 바와 같이, 쇼벨(100)에 의한 굴삭동작을 대상으로 하여, 암(5)을 마스터요소로 설정한다. 또, 마스터요소설정부(3007)는, 붐상승선회개시조건(제3 조건의 일례)이 성립한 경우, 마스터요소를 암(5)으로부터 상부선회체(3)로 전환한다. 이때, 붐상승선회개시조건은, 예를 들면, 상술한 바와 같이, 좌조작레버(26L)(제1 조작부 및 제2 조작부의 일례)가 전후방향으로 조작되고 있는 상태로부터 전후방향으로 조작되는 상태로 전환되는 것이다. 또, 쇼벨(100)이 원격조작되는 경우, 붐상승선회개시조건은, 예를 들면, 원격조작신호로 지정되는 원격조작의 내용이 암(5)에 관한 조작을 나타내고 있는 상태로부터 상부선회체(3)에 관한 조작을 나타내고 있는 상태로 전환되는 것이어도 된다. 즉, 붐상승선회개시조건은, 암(5)에 관한 조작이 되는 상태로부터 상부선회체(3)에 관한 조작이 되는 상태로 전환되는 것이어도 된다. 또, 마스터요소설정부(3007)는, 배토개시조건(제4 조건의 일례)이 성립한 경우, 마스터요소를 상부선회체(3)로부터 버킷(6)으로 전환한다. 이때, 배토개시조건은, 예를 들면, 상술한 바와 같이, 좌조작레버(26L)(제3 조작부의 일례)가 좌우방향으로 조작되는 상태로부터 우조작레버(26R)(제4 조작부의 일례)가 좌우방향(구체적으로는, 우방향)으로 조작되는 상태로 전환되는 것이다. 또, 쇼벨(100)이 원격조작되는 경우, 배토개시조건은, 예를 들면, 원격조작신호로 지정되는 원격조작의 내용이 상부선회체(3)에 관한 조작을 나타내고 있는 상태로부터 버킷(6)에 관한 조작(구체적으로는, 펼침조작)을 나타내고 있는 상태로 전환되는 것이어도 된다. 즉, 배토개시조건은, 상부선회체(3)에 관한 조작이 행해지는 상태로부터 버킷(6)에 관한 (펼침)조작이 행해지는 상태로 전환되는 것이어도 된다. 또, 마스터요소설정부(3007)는, 붐하강선회개시조건이 성립한 경우, 마스터요소를 버킷(6)으로부터 상부선회체(3)로 전환한다. 이때, 붐하강선회개시조건은, 예를 들면, 상술한 바와 같이, 우조작레버(26R)가 좌우방향으로 조작되는 상태로부터 좌조작레버(26L)가 좌우방향으로 조작되는 상태로 전환되는 것이다. 또, 쇼벨(100)이 원격조작되는 경우, 붐하강선회개시조건은, 예를 들면, 원격조작신호로 지정되는 원격조작의 내용이 버킷(6)(혹은 암(5))에 관한 (펼침)조작을 나타내고 있는 상태로부터 상부선회체(3)에 관한 조작을 나타내고 있는 상태로 전환되는 것이어도 된다. 즉, 붐하강선회개시조건은, 버킷(6)(혹은 암(5))에 관한 (펼침)조작이 되는 상태로부터 상부선회체(3)에 관한 조작이 되는 상태로 전환되는 것이어도 된다. 또, 마스터요소설정부(3007)는, 굴삭개시조건이 성립한 경우, 마스터요소를 상부선회체(3)로부터 암(5)으로 전환한다. 이때, 굴삭개시조건은, 예를 들면, 좌조작레버(26L)가 좌우방향으로 조작되는 상태로부터 전후방향으로 조작되는 상태로 전환되는 것이다. 또, 쇼벨(100)이 원격조작되는 경우, 굴삭개시조건은, 예를 들면, 원격조작신호로 지정되는 원격조작의 내용이 상부선회체(3)의 조작을 나타내고 있는 상태로부터 암(5)에 관한 조작을 나타내고 있는 상태로 전환되는 것이어도 된다. 즉, 굴삭개시조건은, 상부선회체(3)가 조작되는 상태로부터 암(5)이 조작되는 상태로 전환되는 것이어도 된다. 마스터요소설정부(3007)에 의한 구체적인 마스터요소의 설정방법에 대해서는 후술한다(도 11a~도 11c 참조).
다만, 좌조작레버(26L) 중, 전후방향의 기울임조작에 대응하는 부분이 제1 조작부의 일례에 상당하고, 좌우방향의 기울임조작에 대응하는 부분이 제2 조작부의 일례에 상당한다.
제어기준설정부(3008)는, 어태치먼트(AT)에 있어서의 제어기준을 설정한다. 예를 들면, 제어기준설정부(3008)는, 쇼벨(100)에 의한 동작공정의 전환에 따라, 자동적으로, 어태치먼트(AT)의 제어기준을 설정(변경)해도 된다. 구체적으로는, 제어기준설정부(3008)는, 동작공정마다, 즉, 굴삭동작, 붐상승선회동작, 배토동작, 붐하강선회동작의 각각에 대하여 미리 규정되는 제어기준을, 동작공정의 전환에 따라 전환한다. 이때, 동작공정마다의 제어기준은, 미리 규정되어 있어도 되고, 입력장치(72)를 통한 오퍼레이터 등에 의한 조작에 따라, 설정(변경) 가능해도 된다. 또, 제어기준설정부(3008)는, 상술한 마스터요소의 전환(설정변경)의 경우와 동일한 방법으로, 동작공정의 전환를 판정해도 된다.
동작지령생성부(3009)는, 어태치먼트(AT)에 있어서의 제어기준의 목표위치에 근거하여, 붐(4)의 동작에 관한 지령값(이하, "붐지령값")(β1r), 암(5)의 동작에 관한 지령값(이하, "암지령값")(β2r), 및 버킷(6)의 동작에 관한 지령값("버킷지령값")(β3r), 및 상부선회체(3)의 선회동작에 관한 지령값(이하, "선회지령값")(β4r) 중 적어도 2개를 생성한다. 예를 들면, 붐지령값(β1r), 암지령값(β2r), 버킷지령값(β3r), 및 선회지령값(β4r)은, 각각, 어태치먼트(AT)에 있어서의 제어기준이 목표위치를 실현하기 위하여 필요한 붐각속도, 암각속도, 버킷각속도, 및 상부선회체(3)의 선회각속도이다. 동작지령생성부(3009)는, 마스터지령값생성부(3009A)와, 슬레이브지령값생성부(3009B)를 포함한다.
다만, 붐지령값, 암지령값, 버킷지령값, 및 선회지령값은, 어태치먼트(AT)에 있어서의 제어기준이 목표위치를 실현했을 때의 붐각도, 암각도, 버킷각도, 및 선회각도여도 된다. 또, 붐지령값, 암지령값, 버킷지령값, 및 선회지령값은, 어태치먼트(AT)에 있어서의 제어기준이 목표위치를 실현하기 위하여 필요한 각가속도 등이어도 된다.
마스터지령값생성부(3009A)는, 어태치먼트(AT)를 구성하는 동작요소(붐(4), 암(5), 및 버킷(6)) 및 상부선회체(3)(선회기구(2)) 중, 마스터요소의 동작에 관한 지령값, 즉, 마스터지령값을 생성한다.
도 10a에 나타내는 바와 같이, 마스터지령값생성부(3009A)는, 예를 들면, 마스터요소설정부(3007)에 의하여 설정되어 있는 마스터요소가 암(5)인 경우, 즉, 쇼벨(100)에 의한 굴삭동작이 행해지는 경우, 마스터지령값으로서, 암지령값(β2r)을 생성하여, 암파일럿지령생성부(3010B)를 향하여 출력한다. 구체적으로는, 마스터지령값생성부(3009A)는, 암(5)에 관한 조작입력의 내용(조작방향 및 조작량)에 대응하는 암지령값(β2r)을 생성한다. 예를 들면, 마스터지령값생성부(3009A)는, 암(5)에 관한 조작입력의 내용과, 암지령값(β2r)의 관계를 규정하는 소정의 맵이나 변환식 등에 근거하여, 암지령값(β2r)을 생성해도 된다.
또, 도 10b에 나타내는 바와 같이, 마스터지령값생성부(3009A)는, 예를 들면, 마스터요소설정부(3007)에 의하여 설정되어 있는 마스터요소가 상부선회체(3)인 경우, 즉, 쇼벨(100)에 의한 붐상승선회동작 혹은 붐하강선회동작이 행해지는 경우, 마스터지령값으로서, 선회지령값(β4r)을 생성하여, 후술하는 선회파일럿지령생성부(3010D)를 향하여 출력한다. 구체적으로는, 마스터지령값생성부(3009A)는, 상부선회체(3)에 관한 조작입력의 내용(조작방향 및 조작량)에 대응하는 선회지령값(β4r)을 생성한다. 예를 들면, 마스터지령값생성부(3009A)는, 암(5)에 관한 조작입력의 내용과, 암지령값(β2r)의 관계를 규정하는 소정의 맵이나 변환식 등에 근거하여, 암지령값(β2r)을 생성해도 된다.
또, 도 10c에 나타내는 바와 같이, 마스터지령값생성부(3009A)는, 예를 들면, 마스터요소설정부(3007)에 의하여 설정되어 있는 마스터요소가 버킷(6)인 경우, 즉, 쇼벨(100)에 의한 배토동작이 행해지는 경우, 마스터지령값으로서, 버킷지령값(β3r)을 생성하여, 버킷파일럿지령생성부(3010C)를 향하여 출력한다. 구체적으로는, 마스터지령값생성부(3009A)는, 버킷(6)에 관한 조작입력의 내용(조작방향 및 조작량)에 대응하는 버킷지령값(β3r)을 생성한다. 예를 들면, 마스터지령값생성부(3009A)는, 버킷(6)에 관한 조작입력의 내용과, 버킷지령값(β3r)의 관계를 규정하는 소정의 맵이나 변환식 등에 근거하여, 버킷지령값(β3r)을 생성해도 된다.
다만, 캐빈(10)의 오퍼레이터에 의하여 조작장치(26)가 조작되는 경우, 마스터지령값생성부(3009A)는, 마스터지령값을 생성하지 않아도 된다. 쇼벨(100)의 굴삭동작이 행해지는 경우, 좌조작레버(26L)의 전후조작에 대응하는 파일럿압이, 셔틀밸브(32AL, 32AR)를 통하여, 암실린더(8)에 대응하는 제어밸브(176L, 176R)의 파일럿포트에 작용하여, 암(5)이 마스터요소로서 동작할 수 있기 때문이다. 또, 쇼벨(100)의 붐상승선회동작 혹은 붐하강선회동작이 행해지는 경우, 좌조작레버(26L)의 좌우조작에 대응하는 파일럿압이, 셔틀밸브(32DL, 32DR)를 통하여, 선회유압모터(2A)에 대응하는 제어밸브(173)의 파일럿포트에 작용하여, 상부선회체(3)가 마스터요소로서 동작할 수 있기 때문이다. 또, 쇼벨(100)의 배토동작이 행해지는 경우, 우조작레버(26R)의 좌우조작에 대응하는 파일럿압이, 셔틀밸브(32CL, 32CR)를 통하여, 버킷실린더(9)에 대응하는 제어밸브(174)에 작용하여, 버킷(6)이 마스터요소로서 동작할 수 있기 때문이다.
슬레이브지령값생성부(3009B)는, 어태치먼트(AT)를 구성하는 동작요소 및 상부선회체(3) 중 마스터요소의 동작에 맞추어(동기하여), 어태치먼트(AT)의 제어기준이 목표궤도를 따라 이동하도록 동작하는 동작요소(슬레이브요소)의 동작에 관한 지령값, 즉, 슬레이브지령값을 생성한다.
도 10a에 나타내는 바와 같이, 슬레이브지령값생성부(3009B)는, 예를 들면, 마스터요소설정부(3007)에 의하여 암(5)이 마스터요소로 설정되어 있는 경우, 즉, 쇼벨(100)에 의한 굴삭동작이 행해지는 경우, 슬레이브지령값으로서, 붐지령값(β1r) 및 버킷지령값(β3r)을 생성한다. 구체적으로는, 슬레이브지령값생성부(3009B)는, 암(5)의 동작에 맞추어(동기하여), 붐(4) 및 버킷(6)이 동작하여, 어태치먼트(AT)의 제어기준이 목표위치를 실현할 수 있도록(즉, 목표시공면을 따라 이동하도록), 붐지령값(β1r) 및 버킷지령값(β3r)을 생성한다. 그리고, 슬레이브지령값생성부(3009B)는, 붐지령값(β1r) 및 버킷지령값(β3r)을, 각각, 붐파일럿지령생성부(3010A) 및 버킷파일럿지령생성부(3010C)에 출력한다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 암(5)에 관한 조작입력에 대응하는 암(5)의 동작에 맞추어(즉, 동기시켜), 붐(4) 및 버킷(6)을 동작시킴으로써, 어태치먼트(AT)의 제어기준을 목표시공면을 따라 이동시킬 수 있다. 즉, 암(5)(암실린더(8))은, 암(5)에 관한 조작입력에 대응하여 동작하고, 붐(4)(붐실린더(7)) 및 버킷(6)(버킷실린더(9))은, 버킷(6)의 치선 등의 어태치먼트(AT)의 선단부(작업부위)가 목표시공면을 따라 이동하도록, 암(5)(암실린더(8))의 동작에 맞추어, 그 동작이 제어된다.
또, 도 10b에 나타내는 바와 같이, 슬레이브지령값생성부(3009B)는, 예를 들면, 마스터요소설정부(3007)에 의하여 상부선회체(3)가 마스터요소로 설정되어 있는 경우, 즉, 쇼벨(100)에 의한 붐상승선회동작 혹은 붐하강선회동작이 행해지는 경우, 슬레이브지령값으로서, 붐지령값(β1r), 암지령값(β2r), 및 버킷지령값(β3r)을 생성한다. 구체적으로는, 슬레이브지령값생성부(3009B)는, 상부선회체(3)의 선회동작에 맞추어(동기하여), 붐(4), 암(5), 및 버킷(6)이 동작하여, 어태치먼트(AT)의 제어기준이 목표위치를 실현할 수 있도록(즉, 목표궤도를 따라 이동하도록), 붐지령값(β1r), 암지령값(β2r), 및 버킷지령값(β3r)을 생성한다. 그리고, 슬레이브지령값생성부(3009B)는, 붐지령값(β1r), 암지령값(β2r), 및 버킷지령값(β3r)을, 각각, 붐파일럿지령생성부(3010A), 암파일럿지령생성부(3010B), 및 버킷파일럿지령생성부(3010C)에 출력한다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 상부선회체(3)에 관한 조작입력에 대응하는 상부선회체(3)의 선회동작에 맞추어(즉, 동기시켜), 붐(4), 암(5), 및 버킷(6)을 동작시킴으로써, 어태치먼트(AT)의 제어기준을 목표궤도를 따라 이동시킬 수 있다. 즉, 상부선회체(3)(선회유압모터(2A))는, 상부선회체(3)에 관한 조작입력에 대응하여 동작하고, 붐(4)(붐실린더(7)), 암(5)(암실린더(8)), 및 버킷(6)(버킷실린더(9))은, 버킷(6)의 배면 등의 어태치먼트(AT)의 선단부(작업부위)가 목표궤도를 따라 이동하도록, 상부선회체(3)(선회유압모터(2A))의 동작에 맞추어, 그 동작이 제어된다.
또, 도 10c에 나타내는 바와 같이, 슬레이브지령값생성부(3009B)는, 예를 들면, 마스터요소설정부(3007)에 의하여 버킷(6)이 마스터요소로 설정되어 있는 경우, 즉, 쇼벨(100)에 의한 배토동작이 행해지는 경우, 슬레이브지령값으로서, 암지령값(β2r)을 생성한다. 구체적으로는, 슬레이브지령값생성부(3009B)는, 버킷(6)의 펼침동작에 맞추어(동기하여), 암(5)이 동작하여, 어태치먼트(AT)의 제어기준이 목표위치를 실현할 수 있도록(즉, 목표궤도를 따라 이동하도록), 암지령값(β2r)을 생성한다. 그리고, 도 10d에 나타내는 바와 같이, 슬레이브지령값생성부(3009B)는, 암지령값(β2r)을, 각각, 붐파일럿지령생성부(3010A), 암파일럿지령생성부(3010B), 및 버킷파일럿지령생성부(3010C)에 출력한다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 버킷(6)에 관한 (펼침)조작에 대응하는 버킷(6)의 동작에 맞추어(즉, 동기시켜), 암(5)을 동작시킴으로써, 어태치먼트(AT)의 제어기준을 목표궤도를 따라 이동시킬 수 있다. 즉, 버킷(6)(버킷실린더(9))은, 버킷(6)에 관한 조작입력에 대응하여 동작하고, 암(5)(암실린더(8))은, 버킷(6)의 치선 등의 어태치먼트(AT)의 선단부(제어기준)가 목표궤도를 따라 이동하도록, 버킷(6)(버킷실린더(9))의 동작에 맞추어, 그 동작이 제어된다.
파일럿지령생성부(3010)는, 붐지령값(β1r), 암지령값(β2r), 버킷지령값(β3r), 및 선회지령값(β4r)에 대응하는 붐각속도, 암각속도, 버킷각속도, 및 선회각속도를 실현하기 위한 제어밸브(173~176)에 작용시키는 파일럿압의 지령값(이하, "파일럿압지령값")을 생성한다. 파일럿지령생성부(3010)는, 붐파일럿지령생성부(3010A)와, 암파일럿지령생성부(3010B)와, 버킷파일럿지령생성부(3010C)와, 선회파일럿지령생성부(3010D)를 포함한다.
선회파일럿지령생성부(3010D)는, 선회지령값(β4r)과, 후술하는 선회각도산출부(3011D)에 의한 현재의 상부선회체(3)의 선회각속도의 산출값(측정값)의 사이의 편차에 근거하여, 상부선회체(3)를 선회구동하는 선회유압모터(2A)에 대응하는 제어밸브(173)에 작용시키는 파일럿압지령값을 생성한다. 그리고, 선회파일럿지령생성부(3010D)는, 생성한 파일럿압지령값에 대응하는 제어전류를 비례밸브(31DL, 31DR)에 출력한다. 이로써, 상술한 바와 같이, 비례밸브(31DL, 31DR)로부터 출력되는 파일럿압지령값에 대응하는 파일럿압이 셔틀밸브(32DL, 32DR)를 통하여, 제어밸브(173)의 대응하는 파일럿포트에 작용한다. 그리고, 제어밸브(173)의 작용에 의하여, 선회유압모터(2A)가 동작하여, 선회지령값(β4r)에 대응하는 선회각속도를 실현하도록, 상부선회체(3)가 선회동작한다.
자세각산출부(3011)는, 붐각도센서(S1), 암각도센서(S2), 버킷각도센서(S3), 선회상태센서(S5)의 검출신호에 근거하여, (현재의)붐각도, 암각도, 버킷각도, 및 선회각도, 및, 붐각속도, 암각속도, 버킷각속도, 및 선회각속도를 산출(측정)한다. 자세각산출부(3011)는, 붐각도산출부(3011A)와, 암각도산출부(3011B)와, 버킷각도산출부(3011C)와, 선회각도산출부(3011D)를 포함한다.
선회각도산출부(3011D)는, 선회상태센서(S5)로부터 도입되는 검출신호에 근거하여, 선회각도 및 선회각속도 등을 산출(측정)한다.
<쇼벨의 머신컨트롤기능에 관한 처리>
계속해서, 도 11(도 11a~도 11c)을 참조하여, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 머신컨트롤기능의 다른 예에 관한 처리플로에 대하여 설명한다.
도 11a~도 11c는, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 컨트롤러(30)에 의한 머신컨트롤기능에 관한 처리의 다른 예, 구체적으로는, 마스터전환처리의 다른 예를 개략적으로 나타내는 플로차트이다. 보다 구체적으로는, 도 11a~도 11c는, 각각, 마스터요소가 암(5), 상부선회체(3), 및 버킷(6)으로 설정되어 있는 경우, 즉, 쇼벨(100)에 의한 굴삭동작, 붐상승선회동작 혹은 붐하강선회동작, 및 배토동작이 행해지는 경우의 마스터전환처리를 나타내는 플로차트이다. 이하, 도 11a~도 11c는, 머신컨트롤기능이 유효한 경우, 예를 들면, 스위치(NS)가 누름조작되고 있는 경우에, 상술한 제어주기마다 반복실행되어도 된다. 이하, 본 예에서는, 캐빈(10)의 오퍼레이터에 의하여 조작장치(26)(좌조작레버(26L), 우조작레버(26R))가 조작되는 경우에 대하여 설명을 행하지만, 상술한 바와 같이, 원격조작되는 경우에 대해서도 동일해도 된다.
<<굴삭동작 시의 마스터전환처리>>
스텝 S402에서, 마스터요소설정부(3007)는, 조작압센서(29LA, 29LB)의 검출신호에 근거하여, 좌조작레버(26L)의 기울임방향이 전후방향으로부터 좌우방향으로 변화했는지 아닌지를 판정한다. 마스터요소설정부(3007)는, 좌조작레버(26L)의 기울임방향이 전후방향으로부터 좌우방향으로 변화한 경우, 스텝 S404로 진행되고, 그 이외의 경우, 이번의 처리를 종료한다.
스텝 S404에서, 마스터요소설정부(3007)는, 마스터요소를 상부선회체(3)(선회기구(2))로 설정한다. 즉, 마스터요소설정부(3007)는, 마스터요소를 암(5)으로부터 상부선회체(3)로 전환하고, 이번의 처리를 종료한다.
<<붐상승선회동작 시 혹은 붐하강선회동작 시의 마스터전환처리>>
스텝 S502에서, 마스터요소설정부(3007)는, 선회상태센서(S5)나 조작압센서(29LB)의 검출신호에 근거하여, 상부선회체(3)가 선회정지했는지 아닌지를 판정한다. 마스터요소설정부(3007)는, 상부선회체(3)가 선회정지하고 있는 경우, 스텝 S504로 진행되고, 선회정지하고 있지 않은 경우, 이번의 처리를 종료한다.
스텝 S504에서, 마스터요소설정부(3007)는, 조작압센서(29LB, 29RB)의 검출신호에 근거하여, 좌조작레버(26L)가 좌우조작되는 상태로부터 우조작레버(26R)가 좌우방향(구체적으로는, 우방향)으로 조작되는 상태로 변화했는지 아닌지를 판정한다. 마스터요소설정부(3007)는, 좌조작레버(26L)가 좌우조작되는 상태로부터 우조작레버(26R)가 좌우방향(구체적으로는, 우방향)으로 조작되는 상태로 변화한 경우, 스텝 S506으로 진행되고, 그 이외의 경우, 스텝 S508로 진행된다.
스텝 S506에서, 마스터요소설정부(3007)는, 마스터요소를 버킷(6)으로 설정한다. 즉, 마스터요소설정부(3007)는, 마스터요소를 상부선회체(3)로부터 버킷(6)으로 전환하고, 이번의 처리를 종료한다.
한편, 스텝 S508에서, 마스터요소설정부(3007)는, 조작압센서(29LA, 29LB)의 검출신호에 근거하여, 좌조작레버(26L)가 좌우조작되는 상태로부터 전후조작되는 상태로 변화했는지 아닌지를 판정한다. 마스터요소설정부(3007)는, 좌조작레버(26L)가 좌우조작되는 상태로부터 전후조작되는 상태로 변화한 경우, 스텝 S510으로 진행되고, 그 이외의 경우, 이번의 처리를 종료한다.
스텝 S510에서, 마스터요소설정부(3007)는, 마스터요소를 암(5)으로 설정한다. 즉, 마스터요소설정부(3007)는, 마스터요소를 상부선회체(3)로부터 암(5)으로 전환하고, 이번의 처리를 종료한다.
다만, 마스터요소설정부(3007)는, 쇼벨(100)이 붐상승선회동작 중인지 붐하강선회동작 중인지를 미리 판정해도 된다. 이 경우, 마스터요소설정부(3007)는, 마스터요소의 전환의 이력 등에 근거하여, 쇼벨(100)이 붐상승선회동작 중인지, 붐하강선회동작 중인지를 판정할 수 있다. 그리고, 마스터요소설정부(3007)는, 쇼벨(100)이 붐상승선회동작 중인 경우, 스텝 S508, S510이 생략된 플로차트를 실행하고, 쇼벨(100)이 붐하강선회동작 중인 경우, 스텝 S504, S506이 생략되며, 스텝 S502가 YES인 경우, 스텝 S508로 진행되는 형태로 수정된 플로차트를 실행해도 된다.
<<배토동작 시의 마스터전환처리>>
스텝 S602에서, 마스터요소설정부(3007)는, 조작압센서(29LB, 29RB)의 검출신호에 근거하여, 우조작레버(26R)가 좌우조작되는 상태로부터 좌조작레버(26L)가 좌우조작되는 상태로 변화했는지 아닌지를 판정한다. 마스터요소설정부(3007)는, 우조작레버(26R)가 좌우조작되는 상태로부터 좌조작레버가 좌우조작되는 상태로 변화한 경우, 스텝 S604로 진행되고, 그 이외의 경우, 이번의 처리를 종료한다.
스텝 S604에서, 마스터요소설정부(3007)는, 상부선회체(3)를 마스터요소로 설정한다. 즉, 마스터요소설정부(3007)는, 마스터요소를 버킷(6)으로부터 상부선회체(3)로 전환하고, 이번의 처리를 종료한다.
<쇼벨의 머신컨트롤기능에 관한 작용>
계속해서, 도 12(도 12a, 도 12b)를 참조하여, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 머신컨트롤기능의 다른 예에 관한 작용, 구체적으로는, 도 9~도 11에 나타내는 머신컨트롤기능의 작용에 대하여 설명한다.
도 12a, 도 12b는, 각각, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 머신컨트롤기능의 다른 예의 작용을 설명하는 도이다. 구체적으로는, 도 12a, 도 12b는, 쇼벨(100)의 굴삭동작, 붐상승선회동작, 배토동작, 및 붐하강선회동작의 일련의 동작공정에 있어서의 어태치먼트(AT)의 동작을 나타내는 상면도 및 측면도이다.
다만, 도면 중에 있어서의 위치 P11, 위치 P12, 및 위치 P13은, 각각, 굴삭종료위치, 붐상승종료위치, 및 배토위치를 나타내고 있다. 또, 위치 P13은, 배토동작 때마다 변화해도 된다. 예를 들면, 토사 등이 덤프트럭의 짐받이 상에 있어서, 쇼벨(100)에 가까운 측으로부터 적재되는 경우, 위치 P13은, 배토동작 때마다, 덤프트럭의 짐받이에 있어서의 운전석측을 향하여 변경된다. 또, 위치 P13은, 덤프트럭에 토사 등이 적재된 상태(이하, "적재상태")가 쇼벨(100)의 공간인식장치(70)(예를 들면, 단안카메라나 스테레오카메라 등의 촬상장치)를 통하여 검출됨으로써, 검출된 적재상태에 따라, 변경되어도 된다. 구체적으로는, 적재상태로서, 짐받이의 요철상태가 검출되고, 검출된 오목부에 대응하는 위치가 위치 P13으로서 설정되어도 된다. 또한, 적재상태로서, 배토 시에 있어서의 덤프트럭의 짐받이로부터 유출이 검출됨으로써, 유출의 검출에 따라, 위치 P13이 좌우방향 중 어느 하나, 혹은, 하방으로 변경되어도 된다.
도 12a, 도 12b에 나타내는 바와 같이, 본 예에서는, 쇼벨(100)은, 위치 P10부터 위치 P11까지 전후방향으로 굴삭동작을 행하여, 토사를 수용한 버킷(6)을, 붐상승선회동작으로 위치 P11부터 덤프트럭(DT)의 가드의 높이(Hd)보다 높은 위치 P12까지 들어 올린다. 그 후, 쇼벨(100)은, 버킷(6)을 펼치면서, 암(5)을 펼치는 배토동작을 행하고, 버킷(6)을 위치 P12부터 덤프트럭(DT)의 짐받이의 목표위치에 대응하는 위치 P13까지 이동시켜, 토사를 목표위치에 배토한다. 그리고, 쇼벨(100)은, 머신컨트롤기능에 의하여, 붐하강선회동작으로 위치 P13부터(위치 P12를 경유하여) 위치 P11까지 되돌아가, 일련의 동작공정의 1사이클을 종료한다.
통상, 오퍼레이터 등은, 이와 같은 일련의 동작공정을 조작장치(26)에 대한 복합조작을 구사하여 실현한다. 그 때문에, 오퍼레이터 등의 조작숙련도에 따라서는, 그 작업성이 저하될 가능성이 있다.
이에 대하여, 본 실시형태에서는, 상술한 일련의 동작공정을 전제로 하여, 컨트롤러(30)는, 조작장치(26)에 있어서의 조작상태에 관한 소정의 조건이 성립한 경우, 머신컨트롤기능에 있어서의 마스터요소를 전환한다. 본 예에 있어서의 당해 소정의 조건은, 조작되고 있지 않았던 조작대상이, 소정의 조작부(조작장치(26))를 통하여, 조작개시된 경우에 상당한다.
구체적으로는, 컨트롤러(30)는, 좌조작레버(26L)가 전후조작되는 상태로부터 좌우조작되는 상태로 전환됨으로써, 붐상승선회개시조건이 성립하면, 상술한 바와 같이, 마스터요소를 암(5)으로부터 상부선회체(3)로 전환한다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 좌조작레버(26L)의 전후조작에 대응하여 동작하는 암실린더(8)(제1 액추에이터의 일례)의 동작에 맞추도록, 붐실린더(7)(다른 액추에이터의 일례) 등의 동작을 제어하는 상태에서, 좌조작레버(26L)의 좌우조작에 대응하여 동작하는 선회유압모터(2A)(제2 액추에이터의 일례)의 동작에 맞추도록, 붐실린더(7) 등의 동작을 제어하는 상태로 천이(遷移)된다. 따라서, 오퍼레이터 등은, 상술한 바와 같이, 좌조작레버(26L)의 조작방향(기울임방향)을 전후방향으로부터 좌우방향으로 전환하는 것만으로, 머신컨트롤기능에 의한 쇼벨(100)의 동작공정을 굴삭동작으로부터 붐상승선회동작으로 이행시킬 수 있다.
또, 컨트롤러(30)는, 좌조작레버(26L)가 좌우조작되는 상태로부터 우조작레버(26R)가 좌우조작되는 상태로 전환됨으로써, 배토개시조건이 성립하면, 상술한 바와 같이, 마스터요소를 상부선회체(3)로부터 버킷(6)으로 전환한다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 좌조작레버(26L)의 좌우조작에 대응하여 동작하는 선회유압모터(2A)(제1 액추에이터의 일례)의 동작에 맞추도록, 붐실린더(7) 등(다른 액추에이터의 일례)의 동작을 제어하는 상태에서, 우조작레버(26R)의 좌우조작에 대응하여 동작하는 버킷실린더(9)(제2 액추에이터의 일례)의 동작에 맞추도록, 암실린더(8) 등의 동작을 제어하는 상태로 천이된다. 따라서, 오퍼레이터 등은, 상술한 바와 같이, 조작장치(26)에 있어서의 조작대상을, 좌조작레버(26L)의 좌우조작으로부터 우조작레버(26R)의 좌우조작으로 전환하는 것만으로, 머신컨트롤기능에 의한 쇼벨(100)의 동작공정을 붐상승선회동작으로부터 배토동작으로 이행시킬 수 있다.
또, 컨트롤러(30)는, 우조작레버(26R)가 좌우조작되는 상태로부터 좌조작레버(26L)가 좌우조작되는 상태로 전환됨으로써, 붐하강선회개시조건이 성립하면, 상술한 바와 같이, 마스터요소를 버킷(6)으로부터 상부선회체(3)로 전환한다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 우조작레버(26R)의 좌우조작에 대응하여 동작하는 버킷실린더(9)(제1 액추에이터의 일례)의 동작에 맞추도록, 암실린더(8)(다른 액추에이터의 일례) 등의 동작을 제어하는 상태에서, 좌조작레버(26L)의 좌우조작에 대응하여 동작하는 선회유압모터(2A)(제2 액추에이터의 일례)의 동작에 맞추도록, 붐실린더(7) 등의 동작을 제어하는 상태로 천이된다. 따라서, 오퍼레이터 등은, 상술한 바와 같이, 조작장치(26)에 있어서의 조작대상을, 우조작레버(26R)의 좌우조작으로부터 좌조작레버(26L)의 좌우조작으로 전환하는 것만으로, 머신컨트롤기능에 의한 쇼벨(100)의 동작공정을 배토동작으로부터 붐하강선회동작으로 전환할 수 있다.
또, 컨트롤러(30)는, 좌조작레버(26L)가 좌우조작되는 상태로부터 전후조작되는 상태로 전환됨으로써, 굴삭개시조건이 성립하면, 상술한 바와 같이, 마스터요소를 상부선회체(3)로부터 암(5)으로 전환한다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 좌조작레버(26L)의 좌우조작에 대응하여 동작하는 선회유압모터(2A)의 동작에 맞추도록, 붐실린더(7)(다른 액추에이터의 일례) 등을 제어하는 상태에서, 좌조작레버(26L)의 전후조작에 대응하여 동작하는 암(5)의 동작에 맞추도록, 붐(4) 등의 동작을 제어하는 상태로 천이된다. 따라서, 오퍼레이터 등은, 상술한 바와 같이, 좌조작레버(26L)의 조작방향을 좌우방향으로부터 전후방향으로 전환하는 것만으로, 머신컨트롤기능에 의한 쇼벨(100)의 동작공정을 붐하강선회동작으로부터 굴삭동작으로 복귀시킬 수 있다.
즉, 암(5)에 관한 조작(즉, 좌조작레버(26L)의 전후조작)에 의한 쇼벨(100)의 굴삭동작은, 버킷(6)이 위치 P10으로부터 위치 P11에 도달한 상태로 종료되고, 그 후, 선회조작(즉, 좌조작레버(26L)의 좌우조작)이 되면, 버킷(6)이 위치 P11로부터 위치 P13을 향하도록, 쇼벨(100)의 붐상승선회동작이 개시된다. 그리고, 버킷(6)이 위치 P13에 도달 후, 버킷(6)에 관한 조작(즉, 우조작레버(26R)의 좌우조작)이 되면, 쇼벨(100)의 배토동작이 개시된다.
또, 상술한 바와 같이, 쇼벨(100)의 붐하강선회동작 전에, 평탄화동작이 더해져도 된다. 즉, 컨트롤러(30)는, 소정의 조건(평탄화동작개시조건)이 성립한 경우, 오퍼레이터의 어태치먼트에 관한 조작에 맞추어, 덤프트럭의 짐받이에 탑재된 토사 등을 평탄하게 하기 위한 평탄화동작을 자동적으로 행하게 하여, 버킷(6)을 소정의 목표궤도에 맞추어 이동시켜도 된다. 예를 들면, 평탄화동작개시조건은, 상술한 바와 같이, "버킷(6)으로부터 덤프트럭의 짐받이에 낙하하는 토사가 없어진 것"의 조건을 포함해도 된다. 또, 예를 들면, 평탄화동작개시조건은, 상술한 바와 같이, "덤프트럭의 짐받이의 상방에 버킷(6)이 있는 상태에서, 암(5)에 관한 조작이 된(즉, 좌조작레버(26L)가 전후방향으로 조작된) 것"의 조건을 포함해도 된다. 이 경우, 컨트롤러(30)는, 상술한 바와 같이, 덤프트럭의 짐받이의 형상에 근거하여, 목표궤도를 생성해도 된다.
이와 같이, 오퍼레이터 등은, 복수의 동작요소(액추에이터)에 대응하는 복합조작을 행하지 않고, 단일조작의 조작대상을 소정의 조건을 따라 전환해 가는 것만으로, 용이하게, 상술한 일련의 동작공정을 쇼벨(100)에 행하게 할 수 있다. 따라서, 오퍼레이터 등은, 그 숙련도가 낮은 경우이더라도, 소정의 목표궤도(예를 들면, 도면 중의 위치 P1로부터 위치 P2를 경유하여 위치 P3에 이르는 점선의 궤도)를 따라, 어태치먼트(AT)의 선단부(제어기준)를 이동시킬 수 있다. 환언하면, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)은, 오퍼레이터에 의한 조작에 따라, 보다 적절히 어태치먼트(AT)의 선단부를 목표궤도(구체적으로는, 일련의 동작공정에 걸치는 목표궤도)를 따라 이동시킬 수 있다. 따라서, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)은, 상술한 일련의 동작공정을 통한 오퍼레이터 등의 조작성을 향상시킬 수 있음과 함께, 작업성을 높일 수 있다.
[쇼벨의 머신컨트롤기능의 또 다른 예]
다음으로, 도 13, 도 14(도 14a, 도 14b)를 참조하여, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 머신컨트롤기능의 또 다른 예에 대하여 상세하게 설명한다. 본 예에서는, 쇼벨(100)은, 자율운전기능에 근거하여, 상술한 다른 예(도 9~도 12)와 동일한 일련의 작업을 행한다.
본 예에 관한 쇼벨(100)의 머신컨트롤기능에 관한 구성과 상술한 다른 예의 구성(도 10a~도 10d)의 상위(相違)점은, 상술한 일례의 반자동운전기능에 대응하는 도 6a에 대한 자율운전기능에 대응하는 도 6c의 상위점과 동일하다. 즉, 본 예에 관한 쇼벨(100)의 머신컨트롤기능에 관한 구성은, 조작내용취득부(3001)의 기능 대신에, 작업내용취득부(3001A)의 기능이 채용되는 것 이외에, 상술한 다른 예(도 10a~도 10d)와 동일하다. 그 때문에, 본 예에서는, 쇼벨(100)의 머신컨트롤기능에 관한 구성의 도시를 생략하고, 도 10a~도 10d를 적절히 원용하여 설명을 행한다.
<쇼벨의 머신컨트롤기능의 개요>
먼저, 도 13을 참조하여, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 머신컨트롤기능의 또 다른 예의 개요에 대하여 설명한다.
도 13은, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 머신컨트롤기능의 또 다른 예의 개요를 설명하는 도면이다. 구체적으로는, 도 13은, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 머신컨트롤기능의 또 다른 예를 대상으로 하는 굴삭작업의 일련의 동작공정(작업공정)을 나타내는 도면이다.
본 예에서는, 쇼벨(100)은, 상술한 도 9의 경우와 동일하게, 굴삭동작으로 버킷(6) 내에 토사 등을 수용한 후, 붐상승선회동작을 거쳐, 덤프트럭의 짐받이의 위에 버킷(6) 내의 토사 등을 배토하는 배토동작을 행하고, 붐하강선회동작을 거쳐, 재차, 굴삭동작으로 되돌아가는 일련의 동작공정을 반복한다. 이때, 컨트롤러(30)는, 머신컨트롤기능(자율운전기능)에 있어서의 마스터요소, 즉, 조작지령에 대응하여 동작하는 동작요소를 전환하면서, 당해 일련의 작업공정을 대상으로 하여 머신컨트롤기능을 실현한다.
구체적으로는, 컨트롤러(30)는, 굴삭동작에 있어서, 암(5)을 마스터요소로 설정한다. 그리고, 컨트롤러(30)는, 조작지령에 대응하는 암(5)의 동작에 맞추어, 목표시공면을 따라 어태치먼트(AT)의 제어기준(작업부위)이 이동하도록, 붐(4) 및 버킷(6)의 동작을 제어한다. 또, 컨트롤러(30)는, 굴삭동작에 있어서, 버킷(6)을 마스터요소로 설정해도 된다. 예를 들면, 굴삭길이나 굴삭깊이가 상대적으로 작은 상황도 있을 수 있기 때문이다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 굴삭동작에 관한 머신컨트롤기능을 실현할 수 있다.
또, 컨트롤러(30)는, 어태치먼트(AT)의 제어기준(작업부위)이 목표궤도 상에 있어서의 굴삭동작의 목표종료위치(이하, "굴삭목표종료위치")에 도달하면, 마스터요소를 암(5)으로부터 상부선회체(3)(선회기구(2))로 전환한다(설정변경한다). 그리고, 컨트롤러(30)는, 조작지령에 대응하는 상부선회체(3)의 선회동작에 맞추어, 어태치먼트(AT)의 제어기준(예를 들면, 버킷(6)의 배면 등의 작업부위)이 소정의 목표궤도를 따라 이동하도록, 붐(4) 등의 동작을 제어한다. 이때, 목표궤도는, 버킷(6)이 소정의 위치에 주차된 덤프트럭의 짐받이의 가드 등에 충돌하지 않고, 짐받이의 상방공간에 있어서의 소정 위치를 향하도록 미리 규정되어도 된다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 굴삭동작으로부터 붐상승선회동작으로의 동작공정의 전환에 따라, 붐상승선회동작에 관한 머신컨트롤기능을 실현할 수 있다.
또, 컨트롤러(30)는, 어태치먼트(AT)의 제어기준(작업부위)이 목표궤도 상에 있어서의 굴삭동작의 목표종료위치(이하, "굴삭목표종료위치")에 도달하면, 마스터요소를 암(5)으로부터 상부선회체(3)(선회기구(2))로 전환한다(설정변경한다). 그리고, 컨트롤러(30)는, 조작지령에 대응하는 버킷(6)의 펼침동작에 맞추어, 어태치먼트(AT)의 제어기준(예를 들면, 버킷(6)의 치선 등의 작업부위)이 소정의 목표궤도를 따라 이동하도록, 암(5) 등의 동작을 제어한다. 이때, 목표궤도는, 덤프트럭의 짐받이에 있어서의 소정의 목표위치에 토사 등이 배토되도록 미리 규정된다. 덤프트럭의 짐받이에 있어서의 목표위치는, 일련의 작업공정에 있어서, 소정의 조건에 따라, 가변되어도 된다. 또, 컨트롤러(30)는, 어태치먼트(AT)의 제어기준(작업부위)이 목표궤도 상에 있어서의 선회목표종료위치에 도달하면, 마스터요소를 상부선회체(3)로부터 암(5)으로 전환해도 된다. 덤프트럭에 이미 적재되어 있는 토사의 형상에 따라서는, 쇼벨(100)의 기체로부터 상대적으로 떨어진 장소에 토사를 배토할 필요가 발생할 수 있기 때문이다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 붐상승선회동작으로부터 배토동작으로의 동작공정의 전환에 따라, 배토동작에 관한 머신컨트롤기능을 실현할 수 있다.
또, 컨트롤러(30)는, 어태치먼트(AT)의 제어기준(작업부위)이 목표궤도 상에 있어서의 배토동작의 목표종료위치에 도달하면, 마스터요소를 버킷(6)으로부터 상부선회체(3)로 전환한다(설정변경한다). 그리고, 컨트롤러(30)는, 조작지령에 대응하는 상부선회체(3)의 선회동작에 맞추어, 어태치먼트(AT)의 제어기준이 소정의 목표궤도를 따라 이동하도록, 붐(4) 등의 동작을 제어한다. 이때, 목표궤도는, 버킷(6)이 덤프트럭의 짐받이의 상방공간으로부터 당해 짐받이의 가드 등에 충돌하지 않고, 굴삭동작이 행해지고 있던 원래의 작업위치로 되돌아가도록 미리 규정된다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 배토동작으로부터 붐하강선회동작으로의 동작공정의 전환에 따라, 붐하강선회동작에 관한 머신컨트롤기능을 실현할 수 있다.
또, 컨트롤러(30)는, 어태치먼트(AT)의 제어기준(작업부위)이 목표궤도 상에 있어서의 붐하강선회동작의 목표종료위치, 즉, 굴삭동작의 목표개시위치(이하, "굴삭목표개시위치")에 도달하면, 마스터요소를 상부선회체(3)로부터 암(5) 혹은 버킷(6)으로 전환한다(설정변경한다). 이로써, 컨트롤러(30)는, 덤프트럭으로의 토사 등의 적재가 종료된 후, 재차, 쇼벨(100)을, 머신컨트롤기능에 근거하는 굴삭동작으로 복귀시킬 수 있다.
이와 같이, 본 예에서는, 컨트롤러(30)는, 목표궤도 상에 있어서의 현재의 동작공정의 목표종료위치로의 도달에 맞추어, 자율운전기능에 근거하여 생성되는 조작지령에 따른 동작하는 마스터요소를 전환할 수 있다.
<쇼벨의 머신컨트롤기능에 관한 처리>
계속해서, 도 14a, 도 14b를 참조하여, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 컨트롤러(30)에 의한 머신컨트롤기능의 또 다른 예에 관한 처리플로에 대하여 설명한다.
도 14a, 도 14b는, 본 실시형태에 관한 쇼벨(100)의 컨트롤러(30)에 의한 머신컨트롤기능에 관한 처리의 또 다른 예, 구체적으로는, 마스터전환처리의 또 다른 예를 개략적으로 나타내는 플로차트이다. 도 14a, 도 14b의 플로차트는, 쇼벨(100)의 자율운전기능이 유효한 경우에, 반복실행되어도 된다.
도 14a에 나타내는 바와 같이, 스텝 S702에서, 컨트롤러(30)는, 어태치먼트(AT)의 작업부위(예를 들면, 버킷(6)의 치선 등)가 굴삭동작의 목표궤도 상에 있어서의 굴삭목표종료위치에 도달했는지 아닌지를 판정한다. 컨트롤러(30)는, 어태치먼트(AT)의 작업부위(제어기준)가 굴삭목표종료위치에 도달한 경우, 스텝 S704로 진행되고, 도달하고 있지 않은 경우, 도달할 때까지 본 스텝의 처리를 반복한다.
스텝 S704에서, 컨트롤러(30)는, 마스터요소를 암(5)으로부터 상부선회체(3)로 전환한다. 컨트롤러(30)는, 스텝 S704의 처리가 완료되면, 스텝 S706으로 진행된다.
스텝 S706에서, 컨트롤러(30)는, 어태치먼트(AT)의 작업부위(예를 들면, 버킷(6)의 배면 등)가 붐상승선회동작의 목표궤도 상에 있어서의 선회목표종료위치에 도달했는지 아닌지를 판정한다. 컨트롤러(30)는, 어태치먼트(AT)의 작업부위가 선회목표종료위치에 도달하고 있는 경우, 스텝 S708로 진행되고, 도달하고 있지 않은 경우, 도달할 때까지 본 스텝의 처리를 반복한다.
스텝 S708에서, 컨트롤러(30)는, 공간인식장치(70)의 출력에 근거하여, 덤프트럭의 짐받이의 토사의 형상을 판단한다. 컨트롤러(30)는, 스텝 S708의 처리가 완료되면, 스텝 S710으로 진행된다.
스텝 S710에서, 컨트롤러(30)는, 덤프트럭의 짐받이에 있어서의 쇼벨(100)의 기체에 상대적으로 가까운 영역의 토사의 양이 상대적으로 적은지 아닌지를 판정한다. 컨트롤러(30)는, 쇼벨(100)의 기체에 상대적으로 가까운 영역의 토사의 양이 상대적으로 적은 경우, 스텝 S712로 진행되고, 상대적으로 적지 않은, 즉, 상대적으로 많은 경우, 스텝 S714로 진행된다.
스텝 S712에서, 컨트롤러(30)는, 마스터요소를 상부선회체(3)로부터 버킷(6)으로 전환한다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 조작지령에 맞추어 버킷(6)을 동작시킴으로써, 덤프트럭의 짐받이에 있어서의 쇼벨(100)의 기체로부터 상대적으로 가까운 영역에 버킷(6)의 토사를 배토시킬 수 있다. 컨트롤러(30)는, 스텝 S712의 처리가 완료되면, 스텝 S716으로 진행된다.
한편, 스텝 S714에서, 컨트롤러(30)는, 마스터요소를 상부선회체(3)로부터 암(5)으로 전환한다. 이로써, 컨트롤러(30)는, 조작지령에 맞추어 암(5)을 동작시킴으로써, 덤프트럭의 짐받이에 있어서의 쇼벨(100)의 기체로부터 상대적으로 떨어진 영역에 버킷(6)의 토사를 배토시킬 수 있다. 컨트롤러(30)는, 스텝 S714의 처리가 완료되면, 스텝 S716으로 진행된다.
도 14b에 나타내는 바와 같이, 스텝 S716에서, 컨트롤러(30)는, 어태치먼트(AT)의 작업부위(예를 들면, 버킷(6)의 치선 등)가 배토동작의 목표궤도 상에 있어서의 배토목표종료위치에 도달했는지 아닌지를 판정한다. 컨트롤러(30)는, 어태치먼트(AT)의 작업부위가 배토목표종료위치에 도달하고 있는 경우, 스텝 S718로 진행되고, 도달하고 있지 않은 경우, 도달할 때까지 본 스텝의 처리를 반복한다.
스텝 S718에서, 컨트롤러(30)는, 마스터요소를 버킷(6) 혹은 암(5)으로부터 상부선회체(3)로 전환한다. 컨트롤러(30)는, 스텝 S718의 처리가 완료되면, 스텝 S720으로 진행된다.
스텝 S720에서, 컨트롤러(30)는, 어태치먼트(AT)의 작업부위(예를 들면, 버킷(6)의 배면 등)가 붐하강선회동작의 목표궤도 상에 있어서의 굴삭목표개시위치에 도달했는지 아닌지를 판정한다. 컨트롤러(30)는, 어태치먼트(AT)의 작업부위가 굴삭목표개시위치에 도달하고 있는 경우, 스텝 S722로 진행되고, 도달하고 있지 않은 경우, 도달할 때까지 본 스텝의 처리를 반복한다.
스텝 S722에서, 컨트롤러(30)는, 마스터요소를 상부선회체(3)로부터 마스터요소를 암(5)으로 전환한다. 컨트롤러(30)는, 스텝 S722의 처리가 완료되면, 이번의 본 플로차트의 처리를 종료한다.
이와 같이, 본 예에서는, 컨트롤러(30)는, 배토동작의 개시 시에, 배토장소(덤프트럭의 짐받이)의 토사의 형상에 근거하여, 암(5)(암실린더(8)) 및 버킷(6)(버킷실린더(9)) 중 어느 일방을 마스터요소로서 선택한다. 구체적으로는, 컨트롤러(30)는, 쇼벨(100)의 기체에 상대적으로 가까운 영역의 토사가 상대적으로 적은 경우, 마스터요소를 버킷(6)(버킷실린더(9))으로 설정하고, 쇼벨(100)의 기체에 상대적으로 가까운 영역의 토사가 상대적으로 많은 경우, 마스터요소를 암(5)(암실린더(8))으로 설정한다. 이로써, 쇼벨(100)은, 배토동작 시에, 그 배토장소의 토사형상에 맞추어, 마스터요소를 변경할 수 있다. 그 때문에, 쇼벨(100)은, 머신컨트롤기능(자동운전기능)에 의하여, 배토장소의 보다 적절한 영역에 토사를 배토할 수 있다.
다만, 상술한 머신컨트롤기능의 다른 예에 있어서의 배토동작의 개시 시에, 동일한 처리가 행해져도 된다. 즉, 컨트롤러(30)는, 상술한 머신컨트롤기능의 다른 예에 있어서의 배토동작개시조건이 성립한 경우에, 배토장소의 토사의 형상에 근거하여, 암(5) 및 버킷(6) 중 어느 일방을 마스터요소로서 선택해도 된다.
[쇼벨관리시스템]
다음으로, 도 15를 참조하여, 쇼벨관리시스템(SYS)에 대하여 설명한다.
도 15는, 쇼벨관리시스템(SYS)의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 15에 나타내는 바와 같이, 쇼벨관리시스템(SYS)은, 쇼벨(100)과, 지원장치(200)와, 관리장치(300)를 포함한다. 쇼벨관리시스템(SYS)은, 1대 또는 복수 대의 쇼벨(100)을 관리하는 시스템이다.
쇼벨(100)이 취득하는 정보는, 쇼벨관리시스템(SYS)을 통하여, 관리자 및 다른 쇼벨의 오퍼레이터 등과 공유되어도 된다. 쇼벨관리시스템(SYS)을 구성하는 쇼벨(100), 지원장치(200), 및 관리장치(300)의 각각은, 1대여도 되고, 복수 대여도 된다. 본 예에서는, 쇼벨관리시스템(SYS)은, 1대의 쇼벨(100)과, 1대의 지원장치(200)와, 1대의 관리장치(300)를 포함한다.
지원장치(200)는, 전형적으로는 휴대단말장치이며, 예를 들면, 시공현장에 있는 작업자 등이 휴대하는 랩톱형의 컴퓨터단말, 태블릿단말, 혹은 스마트폰 등이다. 지원장치(200)는, 쇼벨(100)의 오퍼레이터가 휴대하는 휴대단말이어도 된다. 지원장치(200)는, 고정단말장치여도 된다.
관리장치(300)는, 전형적으로는 고정단말장치이며, 예를 들면, 시공현장 외의 관리센터 등에 설치되는 서버컴퓨터(이른바 클라우드서버)이다. 또, 관리장치(300)는, 예를 들면, 시공현장에 설정되는 에지서버여도 된다. 또, 관리장치(300)는, 가반성(可搬性)의 단말장치(예를 들면, 랩톱형의 컴퓨터단말, 태블릿단말, 혹은 스마트폰 등의 휴대단말)여도 된다.
지원장치(200) 및 관리장치(300) 중 적어도 일방은, 모니터와 원격조작용의 조작장치를 구비하고 있어도 된다. 이 경우, 지원장치(200)나 관리장치(300)를 이용하는 오퍼레이터는, 원격조작용의 조작장치를 이용하면서, 쇼벨(100)을 조작해도 된다. 원격조작용의 조작장치는, 예를 들면, 근거리무선통신망, 휴대전화통신망, 또는 위성통신망 등의 무선통신망을 통하여, 쇼벨(100)에 탑재되어 있는 컨트롤러(30)에 통신 가능하게 접속된다.
또, 캐빈(10) 내에 설치된 표시장치(D1)에 표시되는 각종 정보화상(예를 들면, 쇼벨(100)의 주위의 모습을 나타내는 화상정보나 각종 설정화면 등)이, 지원장치(200) 및 관리장치(300) 중 적어도 일방에 접속된 표시장치로 표시되어도 된다. 쇼벨(100)의 주위의 모습을 나타내는 화상정보는, 공간인식장치(70)의 촬상화상에 근거하여 생성되어도 된다. 이로써, 지원장치(200)를 이용하는 작업자, 혹은, 관리장치(300)를 이용하는 관리자 등은, 쇼벨(100)의 주위의 모습을 확인하면서, 쇼벨(100)의 원격조작을 행하거나, 쇼벨(100)에 관한 각종 설정을 행하거나 할 수 있다.
예를 들면, 쇼벨관리시스템(SYS)에 있어서, 쇼벨(100)의 컨트롤러(30)는, 실행 중의 머신컨트롤기능에 관한 정보를 지원장치(200) 및 관리장치(300) 중 적어도 일방에 송신해도 된다. 그때, 컨트롤러(30)는, 공간인식장치(70)의 출력, 및, 단안카메라가 촬상한 화상 등 중 적어도 하나를 지원장치(200) 및 관리장치(300) 중 적어도 일방에 송신해도 된다. 화상은, 머신컨트롤기능의 실행 중에 촬상된 복수의 화상이어도 된다. 또한, 컨트롤러(30)는, 머신컨트롤기능의 실행 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, 머신컨트롤기능을 실행 중의 쇼벨(100)에 관한 정보를 입수할 수 있도록 하기 위함이다.
이와 같이, 쇼벨관리시스템(SYS)은, 머신컨트롤기능의 실행 중에 취득되는 쇼벨(100)에 관한 정보를 관리자 및 다른 쇼벨의 오퍼레이터 등과 공유할 수 있도록 한다.
[변형·변경]
이상, 실시형태에 대하여 상세하게 설명했지만, 본 개시는 이러한 특정 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 특허청구범위에 기재된 요지의 범위 내에 있어서, 다양한 변형·변경이 가능하다.
예를 들면, 상술한 실시형태에 있어서, 쇼벨(100)의 머신컨트롤기능의 일례와 다른 예는 조합해도 된다. 구체적으로는, 상술한 머신컨트롤기능의 다른 예에 있어서의 쇼벨(100)의 굴삭동작 중에, 상술한 머신컨트롤의 일례에 있어서의 마스터요소의 전환방법(도 7a)이 적용되어도 된다.
예를 들면, 상술한 실시형태 및 변형예에서는, 쇼벨(100)은, 하부주행체(1), 상부선회체(3), 붐(4), 암(5), 및 버킷(6) 등의 각종 동작요소를 모두 유압구동하는 구성이었지만, 그 일부가 전기구동되는 구성이어도 된다. 즉, 상술한 실시형태로 개시되는 구성 등은, 하이브리드쇼벨이나 전동쇼벨 등에 적용되어도 된다.
마지막으로, 본원은, 2018년 11월 14일에 출원한 일본 특허출원 2018-214164호에 근거하여 우선권을 주장하는 것이며, 일본 특허출원의 전체 내용을 본원에 참조에 의하여 원용한다.
1 하부주행체
2 선회기구
2A 선회유압모터
3 상부선회체
4 붐
5 암
6 버킷
7 붐실린더
8 암실린더
9 버킷실린더
26 조작장치
26L 좌조작레버
26R 우조작레버
29, 29AL, 29BL, 29CL, 29DL 조작압센서
30 컨트롤러(제어장치)
31, 31AL, 31AR, 31BL, 31BR, 31CL, 31CR, 31DL, 31DR 비례밸브
32, 32AL, 32AR, 32BL, 32BR, 32CL, 32CR, 32DL, 32DR 셔틀밸브
33, 33AL, 33AR, 33BL, 33BR, 33CL, 33CR 감압용 비례밸브
100 쇼벨
AT 어태치먼트
S1 붐각도센서
S2 암각도센서
S3 버킷각도센서
S4 기체경사센서
S5 선회상태센서

Claims (14)

  1. 하부주행체와,
    상기 하부주행체에 대하여, 선회 가능하게 탑재되는 상부선회체와,
    상기 상부선회체에 장착되는 어태치먼트와,
    제1 액추에이터와, 제2 액추에이터를 포함하고, 상기 어태치먼트 및 상기 상부선회체를 구동하는 복수의 액추에이터와,
    상기 어태치먼트가 목표궤도를 따르도록, 상기 제1 액추에이터의 동작에 맞추어, 상기 복수의 액추에이터 중 상기 제1 액추에이터와 상이한 다른 액추에이터의 동작을 제어하는 제어장치를 구비하며,
    상기 제어장치는, 소정의 조건이 성립한 경우, 상기 어태치먼트가 목표궤도를 따르도록, 상기 제2 액추에이터를 동작시키는, 쇼벨.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어장치는, 상기 소정의 조건이 성립하고 있지 않은 경우, 상기 제1 액추에이터의 동작에 맞추어, 상기 제2 액추에이터의 동작을 제어하고, 상기 소정의 조건이 성립한 경우, 상기 제2 액추에이터의 동작에 맞추어, 상기 제1 액추에이터의 동작을 제어하는, 쇼벨.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어장치는, 상기 어태치먼트의 작업부위가 목표시공면을 따라 이동하도록, 상기 제2 액추에이터의 동작을 제어하고,
    상기 소정의 조건은, 상기 작업부위의 상기 목표시공면을 따른 이동에 따른 상기 작업부위와 상기 목표시공면의 사이의 상대적인 위치관계에 관한 조건인, 쇼벨.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 액추에이터는, 상기 어태치먼트에 포함되는 암을 구동하는, 암실린더이고,
    상기 제2 액추에이터는, 상기 어태치먼트에 포함되는 버킷을 구동하는, 버킷실린더이며,
    상기 소정의 조건은, 상기 작업부위가 상기 목표시공면의 모서리부의 근방에 위치하고 있는 경우에 성립하는 제1 조건을 포함하고,
    상기 제어장치는, 상기 제1 조건이 성립한 경우, 상기 어태치먼트에 관한 조작입력에 대응하도록, 상기 버킷실린더의 동작을 제어함과 함께, 상기 작업부위가 상기 목표시공면을 따라 이동하도록, 상기 버킷실린더의 동작에 맞추어, 상기 암실린더의 동작을 제어하는, 쇼벨.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1 액추에이터는, 상기 어태치먼트에 포함되는 암을 구동하는 암실린더이고,
    상기 제2 액추에이터는, 상기 어태치먼트에 포함되는 붐을 구동하는 붐실린더이며,
    상기 소정의 조건은, 상기 작업부위가, 상기 목표시공면에 있어서의 당해 쇼벨에서 본 경사각도가 소정 기준보다 큰 급경사부를 따라 이동하고 있는 경우에 성립하는 제2 조건을 포함하고,
    상기 제어장치는, 상기 제2 조건이 성립한 경우, 상기 어태치먼트에 관한 조작입력에 대응하도록, 상기 붐실린더의 동작을 제어함과 함께, 상기 작업부위가 상기 목표시공면을 따라 이동하도록, 상기 붐실린더의 동작에 맞추어, 상기 암실린더의 동작을 제어하는, 쇼벨.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 소정의 조건은, 상기 어태치먼트 및 상기 상부선회체에 관한 조작상태에 관한 조건인, 쇼벨.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 액추에이터는, 상기 어태치먼트에 포함되는 암을 구동하는 암실린더이고,
    상기 제2 액추에이터는, 상기 상부선회체를 선회구동하는 선회모터이며,
    상기 복수의 액추에이터에는, 상기 어태치먼트에 포함되는 붐을 구동하는 붐실린더가 포함되고,
    상기 소정의 조건은, 상기 조작상태가 상기 암에 관한 조작이 되는 상태로부터 상기 상부선회체에 관한 조작이 되는 상태로 전환하는 경우에 성립하는 제3 조건을 포함하며,
    상기 제어장치는, 상기 암에 관한 조작이 되는 경우, 상기 암실린더의 동작에 맞추어, 상기 붐실린더의 동작을 제어하고, 상기 제3 조건이 성립한 경우, 상기 상부선회체에 관한 조작입력에 대응하도록, 상기 선회모터를 동작시킴과 함께, 상기 선회모터의 동작에 맞추어, 상기 붐실린더의 동작을 제어하는, 쇼벨.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1 액추에이터는, 상기 상부선회체를 선회구동하는 선회모터이고,
    상기 제2 액추에이터는, 상기 어태치먼트에 포함되는 버킷을 구동하는 버킷실린더이며,
    상기 복수의 액추에이터에는, 상기 어태치먼트에 포함되는 붐 및 암의 각각을 구동하는 붐실린더 및 암실린더가 포함되고,
    상기 소정의 조건은, 상기 상부선회체에 관한 조작이 되는 상태로부터 상기 버킷에 관한 조작이 되는 상태로 전환하는 경우에 성립하는 제4 조건을 포함하며,
    상기 제어장치는, 상기 상부선회체에 관한 조작이 되는 경우, 상기 선회모터의 동작에 맞추어, 상기 붐실린더의 동작을 제어하고, 상기 제4 조건이 성립한 경우, 상기 버킷에 관한 조작입력에 대응하도록, 상기 버킷실린더를 동작시킴과 함께, 상기 버킷실린더의 동작에 맞추어, 상기 암실린더의 동작을 제어하는, 쇼벨.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제어장치는, 상기 어태치먼트의 작업부위가 상기 목표궤도 상의 목표종료위치에 도달하는 경우에 상기 소정의 조건이 성립하고, 마스터요소를 상기 제1 액추에이터로부터 상기 제2 액추에이터로 변경하는, 쇼벨.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 액추에이터에는, 상기 어태치먼트에 포함되는 암 및 버킷을 구동하는 암실린더 및 버킷실린더가 포함되고,
    상기 제어장치는, 쇼벨의 배토동작이 개시되는 경우에 상기 소정의 조건이 성립하며, 배토장소의 토사의 형상에 근거하여, 상기 암실린더 및 상기 버킷실린더 중 어느 일방을 상기 제2 액추에이터로서 선택함과 함께, 마스터요소를 상기 제1 액추에이터로부터 선택한 상기 제2 액추에이터로 변경하는, 쇼벨.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 액추에이터에는, 상기 어태치먼트에 포함되는 암 및 버킷을 구동하는 암실린더 및 버킷실린더가 포함되고,
    상기 제어장치는, 쇼벨에 상대적으로 가까운 영역의 토사의 양이 상대적으로 적은 경우, 상기 제2 액추에이터로서, 상기 버킷실린더를 선택하며, 쇼벨에 상대적으로 가까운 영역의 토사의 양이 상대적으로 많은 경우, 상기 제2 액추에이터로서, 상기 암실린더를 선택하는, 쇼벨.
  12. 제1항에 있어서,
    쇼벨의 주위의 모습을 인식하는 공간인식장치를 구비하고,
    상기 제어장치는, 상기 액추에이터의 동작개시 전에 있어서, 상기 공간인식장치의 취득정보에 근거하여 쇼벨로부터 소정 범위 내에 사람이 존재한다고 판단된 경우에, 상기 액추에이터를 동작 불능으로 하는, 쇼벨.
  13. 제1항에 있어서,
    쇼벨의 주위의 모습을 인식하는 공간인식장치와,
    상기 액추에이터의 조작을 접수하는 조작장치를 구비하고,
    상기 제어장치는, 상기 액추에이터의 동작개시 전에 있어서, 상기 공간인식장치의 취득정보에 근거하여 쇼벨로부터 소정 범위 내에 사람이 존재한다고 판단되면, 상기 조작장치가 조작되어도 상기 액추에이터를 구동시키지 않는, 쇼벨.
  14. 하부주행체와, 상기 하부주행체에 대하여, 선회 가능하게 탑재되는 상부선회체와, 상기 상부선회체에 장착되는 어태치먼트와, 제1 액추에이터와, 제2 액추에이터를 포함하고, 상기 어태치먼트 및 상기 상부선회체를 구동하는 복수의 액추에이터를 구비하는 쇼벨의 제어장치로서,
    상기 어태치먼트가 목표궤도를 따르도록, 상기 제1 액추에이터의 동작에 맞추어, 상기 복수의 액추에이터 중 상기 제1 액추에이터와 상이한 다른 액추에이터의 동작을 제어함과 함께, 소정의 조건이 성립한 경우, 상기 어태치먼트가 목표궤도를 따르도록, 상기 제2 액추에이터를 동작시키는, 쇼벨의 제어장치.
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