KR20210143793A - 쇼벨 및 쇼벨의 제어장치 - Google Patents

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KR20210143793A
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shovel
traveling
actuator
bucket
controller
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Inventor
타카시 니시
Original Assignee
스미토모 겐키 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 실시형태에 관한 쇼벨(100)은, 하부주행체(1)와, 하부주행체(1)에 선회 가능하게 탑재된 상부선회체(3)와, 상부선회체(3)에 장착되는 굴삭어태치먼트(AT)와, 하부주행체(1)를 구동하는 주행유압모터(2M)와, 굴삭어태치먼트(AT)를 움직이는 붐실린더(7)와, 상부선회체(3)에 마련된 컨트롤러(30)를 구비하고 있다. 컨트롤러(30)는, 하부주행체(1)가 주행하고 있는 지면의 경사에 따라 주행유압모터(2M) 및 붐실린더(7) 중 적어도 하나를 자율적으로 동작시킨다.

Description

쇼벨 및 쇼벨의 제어장치
본 개시는, 쇼벨 및 쇼벨의 제어장치에 관한 것이다.
종래, 붐, 암 및 버킷을 포함하는 어태치먼트를 구비한 쇼벨이 알려져 있다(특허문헌 1 참조.).
특허문헌 1: 국제 공개공보 제2016/152700호
상기 쇼벨은, 어태치먼트를 구비하고 있기 때문에, 무게중심위치가 비교적 높은 위치에 있다. 그 때문에, 주행 중에 지면(地面)의 경사가 변화하면, 쇼벨은, 전후로 요동되어 버릴 우려가 있다.
그래서, 주행 중의 요동을 억제할 수 있는 쇼벨을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시형태에 관한 쇼벨은, 하부주행체와, 상기 하부주행체에 선회 가능하게 탑재된 상부선회체와, 상기 상부선회체에 장착되는 어태치먼트와, 상기 하부주행체를 구동하는 주행액추에이터와, 상기 어태치먼트를 움직이는 어태치먼트액추에이터와, 상기 상부선회체에 마련된 제어장치를 구비하고, 상기 제어장치는, 상기 하부주행체가 주행하고 있는 지면의 경사에 따라 상기 주행액추에이터 및 상기 어태치먼트액추에이터 중 적어도 하나를 자율적으로 동작시킨다.
상술한 수단에 의하여, 주행 중의 요동을 억제할 수 있는 쇼벨이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 쇼벨의 측면도이다.
도 2는 도 1의 쇼벨의 상면도이다.
도 3은 도 1의 쇼벨에 탑재되는 유압시스템의 구성예를 나타내는 도이다.
도 4a는 암실린더의 조작에 관한 유압시스템의 일부의 도이다.
도 4b는 붐실린더의 조작에 관한 유압시스템의 일부의 도이다.
도 4c는 버킷실린더의 조작에 관한 유압시스템의 일부의 도이다.
도 4d는 선회유압모터의 조작에 관한 유압시스템의 일부의 도이다.
도 5a는 좌(左)주행유압모터의 조작에 관한 유압시스템의 일부의 도이다.
도 5b는 우(右)주행유압모터의 조작에 관한 유압시스템의 일부의 도이다.
도 6은 컨트롤러의 기능블록도이다.
도 7은 제1 자율제어처리의 플로차트이다.
도 8a는 오르막을 주행하고 있는 쇼벨의 측면도이다.
도 8b는 오르막을 주행하고 있는 쇼벨의 측면도이다.
도 8c는 오르막을 주행하고 있는 쇼벨의 측면도이다.
도 9a는 오르막을 주행하고 있는 쇼벨의 측면도이다.
도 9b는 오르막을 주행하고 있는 쇼벨의 측면도이다.
도 9c는 오르막을 주행하고 있는 쇼벨의 측면도이다.
도 9d는 오르막을 주행하고 있는 쇼벨의 측면도이다.
도 10은 자율제어부의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 11은 제2 자율제어처리의 플로차트이다.
도 12는 제3 자율제어처리의 플로차트이다.
도 13은 제4 자율제어처리의 플로차트이다.
도 14a는 오르막을 주행하고 있는 쇼벨의 측면도이다.
도 14b는오르막을 주행하고 있는 쇼벨의 측면도이다.
도 14c는 오르막을 주행하고 있는 쇼벨의 측면도이다.
도 15는 자율제어부의 다른 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 16은 시공시스템의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 17은 시공시스템의 다른 일례를 나타내는 개략도이다.
먼저, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 실시형태에 관한 굴삭기로서의 쇼벨(100)에 대하여 설명한다. 도 1은 쇼벨(100)의 측면도이며, 도 2는 쇼벨(100)의 상면도이다.
본 실시형태에서는, 쇼벨(100)의 하부주행체(1)는 크롤러(1C)를 포함한다. 크롤러(1C)는, 하부주행체(1)에 탑재되어 있는 주행액추에이터로서의 주행유압모터(2M)에 의하여 구동된다. 구체적으로는, 크롤러(1C)는 좌크롤러(1CL) 및 우크롤러(1CR)를 포함한다. 주행유압모터(2M)는, 좌주행유압모터(2ML) 및 우주행유압모터(2MR)를 포함한다. 좌크롤러(1CL)는 좌주행유압모터(2ML)에 의하여 구동되고, 우크롤러(1CR)는 우주행유압모터(2MR)에 의하여 구동된다.
하부주행체(1)에는 선회기구(2)를 통하여 상부선회체(3)가 선회 가능하게 탑재되어 있다. 선회기구(2)는, 상부선회체(3)에 탑재되어 있는 선회액추에이터로서의 선회유압모터(2A)에 의하여 구동된다. 단, 선회액추에이터는, 전동액추에이터로서의 선회전동발전기여도 된다.
상부선회체(3)에는 붐(4)이 장착되어 있다. 붐(4)의 선단에는 암(5)이 장착되고, 암(5)의 선단에는 엔드어태치먼트로서의 버킷(6)이 장착되어 있다. 붐(4), 암(5), 및 버킷(6)은, 어태치먼트의 일례인 굴삭어태치먼트(AT)를 구성한다. 붐(4)은 붐실린더(7)로 구동되고, 암(5)은 암실린더(8)로 구동되며, 버킷(6)은 버킷실린더(9)로 구동된다. 붐실린더(7), 암실린더(8) 및 버킷실린더(9)는, 어태치먼트액추에이터를 구성하고 있다.
붐(4)은, 상부선회체(3)에 대하여 상하로 회동 가능하게 지지되어 있다. 그리고, 붐(4)에는 붐각도센서(S1)가 장착되어 있다. 붐각도센서(S1)는, 붐(4)의 회동각도인 붐각도 β1을 검출할 수 있다. 붐각도 β1은, 예를 들면, 붐(4)을 최대로 하강시킨 상태로부터의 상승각도이다. 그 때문에, 붐각도 β1은, 붐(4)을 최대로 상승시켰을 때에 최대가 된다.
암(5)은, 붐(4)에 대하여 회동 가능하게 지지되어 있다. 그리고, 암(5)에는 암각도센서(S2)가 장착되어 있다. 암각도센서(S2)는, 암(5)의 회동각도인 암각도 β2를 검출할 수 있다. 암각도 β2는, 예를 들면, 암(5)을 최대로 접은 상태로부터의 펼침각도이다. 그 때문에, 암각도 β2는, 암(5)을 최대로 펼쳤을 때에 최대가 된다.
버킷(6)은, 암(5)에 대하여 회동 가능하게 지지되어 있다. 그리고, 버킷(6)에는 버킷각도센서(S3)가 장착되어 있다. 버킷각도센서(S3)는, 버킷(6)의 회동각도인 버킷각도 β3을 검출할 수 있다. 버킷각도 β3은, 버킷(6)을 최대로 접은 상태로부터의 펼침각도이다. 그 때문에, 버킷각도 β3은, 버킷(6)을 최대로 펼쳤을 때에 최대가 된다.
도 1의 실시형태에서는, 붐각도센서(S1), 암각도센서(S2) 및 버킷각도센서(S3)의 각각은, 가속도센서와 자이로센서의 조합으로 구성되어 있다. 단, 가속도센서만으로 구성되어 있어도 된다. 또, 붐각도센서(S1)는, 붐실린더(7)에 장착된 스트로크센서여도 되고, 로터리인코더, 퍼텐쇼미터 또는 관성계측장치 등이어도 된다. 암각도센서(S2) 및 버킷각도센서(S3)에 대해서도 동일하다.
상부선회체(3)에는, 운전실로서의 캐빈(10)이 마련되며, 또한, 엔진(11) 등의 동력원이 탑재되어 있다. 또, 상부선회체(3)에는, 공간인식장치(70), 방향검출장치(71), 측위장치(73), 기체경사센서(S4) 및 선회각속도센서(S5) 등이 장착되어 있다. 캐빈(10)의 내부에는, 조작장치(26), 컨트롤러(30), 정보입력장치(72), 표시장치(D1) 및 음성출력장치(D2) 등이 마련되어 있다. 다만, 본서에서는, 편의상, 상부선회체(3)에 있어서의, 굴삭어태치먼트(AT)가 장착되어 있는 측을 전방으로 하고, 카운터웨이트가 장착되어 있는 측을 후방으로 한다.
공간인식장치(70)는, 쇼벨(100)의 주위의 3차원공간에 존재하는 물체를 인식하도록 구성되어 있다. 또, 공간인식장치(70)는, 공간인식장치(70) 또는 쇼벨(100)로부터 공간인식장치(70)에 의하여 인식된 물체까지의 거리를 산출하도록 구성되어 있다. 공간인식장치(70)는, 예를 들면, 초음파센서, 밀리파레이더, 단안(單眼)카메라, 스테레오카메라, LIDAR, 거리화상센서 또는 적외선센서 등이다. 본 실시형태에서는, 공간인식장치(70)는, 캐빈(10)의 상면 전단에 장착된 전방센서(70F), 상부선회체(3)의 상면 후단에 장착된 후방센서(70B), 상부선회체(3)의 상면 좌단에 장착된 좌방센서(70L), 및, 상부선회체(3)의 상면 우단에 장착된 우방센서(70R)를 포함한다. 상부선회체(3)의 상방의 공간에 존재하는 물체를 인식하는 상방센서가 쇼벨(100)에 장착되어 있어도 된다.
공간인식장치(70)는, 예를 들면, CCD 또는 CMOS 등의 촬상소자를 갖는 단안카메라이며, 촬상한 화상을 표시장치(D1)에 출력한다. 공간인식장치(70)는, 촬상한 화상을 이용할뿐만 아니라, 공간인식장치(70)로서 LIDAR, 밀리파레이더, 초음파센서, 또는 레이저레이더 등을 이용하는 경우에는, 다수의 신호(레이저광 등)를 물체를 향하여 발신하고, 그 반사신호를 수신함으로써, 반사신호로부터 물체의 거리 및 방향을 검출해도 된다.
공간인식장치(70)는, 쇼벨(100)의 주위에 존재하는 물체를 검지하도록 구성되어 있어도 된다. 물체는, 예를 들면, 지형형상(경사 혹은 구멍 등), 전선, 전주(電柱), 사람, 동물, 차량, 건설기계, 건축물, 벽, 헬멧, 안전베스트, 작업복, 또는, 헬멧에 있어서의 소정의 마크 등이다. 공간인식장치(70)는, 물체의 종류, 위치, 및 형상 등 중 적어도 하나를 식별할 수 있도록 구성되어 있어도 된다. 공간인식장치(70)는, 사람과 사람 이외의 물체를 구별할 수 있도록 구성되어 있어도 된다.
방향검출장치(71)는, 상부선회체(3)의 방향과 하부주행체(1)의 방향의 상대적인 관계에 관한 정보를 검출하도록 구성되어 있다. 방향검출장치(71)는, 예를 들면, 하부주행체(1)에 장착된 지자기(地磁氣)센서와 상부선회체(3)에 장착된 지자기센서의 조합으로 구성되어 있어도 된다. 혹은, 방향검출장치(71)는, 하부주행체(1)에 장착된 GNSS수신기와 상부선회체(3)에 장착된 GNSS수신기의 조합으로 구성되어 있어도 된다. 방향검출장치(71)는, 로터리인코더 또는 로터리포지션센서 등이어도 된다. 선회전동발전기로 상부선회체(3)가 선회구동되는 구성에서는, 방향검출장치(71)는, 리졸버로 구성되어 있어도 된다. 방향검출장치(71)는, 예를 들면, 하부주행체(1)와 상부선회체(3)의 사이의 상대회전을 실현하는 선회기구(2)에 관련하여 마련되는 센터조인트에 장착되어 있어도 된다.
방향검출장치(71)는, 상부선회체(3)에 장착된 카메라로 구성되어 있어도 된다. 이 경우, 방향검출장치(71)는, 상부선회체(3)에 장착되어 있는 카메라가 촬상한 화상(입력화상)에 이미 알려진 화상처리를 실시하여 입력화상에 포함되는 하부주행체(1)의 화상을 검출한다. 그리고, 방향검출장치(71)는, 이미 알려진 화상인식기술을 이용하여 하부주행체(1)의 화상을 검출함으로써, 하부주행체(1)의 길이방향을 특정한다. 또, 방향검출장치(71)는, 상부선회체(3)의 전후축의 방향과 하부주행체(1)의 길이방향의 사이에 형성되는 각도를 도출한다. 상부선회체(3)의 전후축의 방향은, 카메라의 장착위치로부터 도출된다. 크롤러(1C)는 상부선회체(3)로부터 돌출되어 있기 때문에, 방향검출장치(71)는, 크롤러(1C)의 화상을 검출함으로써 하부주행체(1)의 길이방향을 특정할 수 있다. 방향검출장치(71)는, 컨트롤러(30)에 통합되어 있어도 된다.
정보입력장치(72)는, 쇼벨의 조작자가 컨트롤러(30)에 대하여 정보를 입력할 수 있도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 정보입력장치(72)는, 표시장치(D1)의 표시부에 근접하여 설치되는 스위치패널이다. 단, 정보입력장치(72)는, 표시장치(D1)의 표시부의 위에 배치되는 터치패널이어도 되고, 캐빈(10) 내에 배치되어 있는 마이크로폰 등의 음성입력장치여도 된다. 또, 정보입력장치(72)는, 통신장치여도 된다. 이 경우, 조작자는, 스마트폰 등의 통신단말을 통하여 컨트롤러(30)에 정보를 입력할 수 있다.
측위장치(73)는, 현재위치를 측정하도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 측위장치(73)는, GNSS수신기이며, 상부선회체(3)의 위치를 검출하고, 검출값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 측위장치(73)는, GNSS컴퍼스여도 된다. 이 경우, 측위장치(73)는, 상부선회체(3)의 위치 및 방향을 검출할 수 있다.
기체경사센서(S4)는, 소정의 평면에 대한 상부선회체(3)의 경사를 검출한다. 본 실시형태에서는, 기체경사센서(S4)는, 수평면에 관한 상부선회체(3)의 전후축둘레의 경사각(롤각) 및 좌우축둘레의 경사각(피치각)을 검출하는 가속도센서이다. 상부선회체(3)의 전후축 및 좌우축의 각각은, 예를 들면, 쇼벨(100)의 선회축 상의 일점인 쇼벨중심점을 통과하며, 또한, 서로 직교하고 있다.
선회각속도센서(S5)는, 상부선회체(3)의 선회각속도를 검출한다. 본 실시형태에서는, 자이로센서이다. 선회각속도센서(S5)는, 리졸버, 로터리인코더 등이어도 된다. 선회각속도센서(S5)는, 선회속도를 검출해도 된다. 선회속도는, 선회각속도로부터 산출되어도 된다.
이하에서는, 붐각도센서(S1), 암각도센서(S2), 버킷각도센서(S3), 기체경사센서(S4) 및 선회각속도센서(S5) 중 적어도 하나는, 자세검출장치라고도 칭해진다. 굴삭어태치먼트(AT)의 자세는, 예를 들면, 붐각도센서(S1), 암각도센서(S2) 및 버킷각도센서(S3)의 각각의 출력에 근거하여 검출된다.
표시장치(D1)는, 정보를 표시하는 장치이다. 본 실시형태에서는, 표시장치(D1)는, 캐빈(10) 내에 설치된 액정디스플레이이다. 단, 표시장치(D1)는, 스마트폰 등의 통신단말의 디스플레이여도 된다.
음성출력장치(D2)는, 음성을 출력하는 장치이다. 음성출력장치(D2)는, 캐빈(10) 내의 조작자를 향하여 음성을 출력하는 장치, 및, 캐빈(10) 밖의 작업자를 향하여 음성을 출력하는 장치 중 적어도 하나를 포함한다. 통신단말에 부속되어 있는 스피커여도 된다.
컨트롤러(30)는, 쇼벨(100)을 제어하기 위한 제어장치이다. 본 실시형태에서는, 컨트롤러(30)는, CPU, 휘발성 기억장치 및 불휘발성 기억장치 등을 구비한 컴퓨터로 구성되어 있다. 그리고, 컨트롤러(30)는, 각 기능에 대응하는 프로그램을 불휘발성 기억장치로부터 읽어내어 휘발성 기억장치에 로드하고, 대응하는 처리를 CPU에 실행시킨다. 각 기능은, 예를 들면, 조작자에 의한 쇼벨(100)의 수동조작을 가이드(안내)하는 머신가이던스기능, 및, 조작자에 의한 쇼벨(100)의 수동조작을 지원하거나 혹은 쇼벨(100)을 자동적 혹은 자율적으로 동작시키거나 하는 머신컨트롤기능을 포함한다. 컨트롤러(30)는, 쇼벨(100)의 주위의 감시범위 내에 존재하는 물체와 쇼벨(100)의 접촉을 회피하기 위하여, 쇼벨(100)을 자동적 혹은 자율적으로 동작시키거나 혹은 정지시키거나 하는 접촉회피기능을 포함하고 있어도 된다. 쇼벨(100)의 주위의 물체의 감시는, 감시범위 내뿐만 아니라 감시범위 외에 대해서도 실행된다. 이때, 컨트롤러(30)는, 물체의 종류 및 위치를 검출한다.
다음으로, 도 3을 참조하여, 쇼벨(100)에 탑재되는 유압시스템의 구성예에 대하여 설명한다. 도 3은, 쇼벨(100)에 탑재되는 유압시스템의 구성예를 나타내는 도이다. 도 3은, 기계적 동력전달계를 이중선으로 나타내고, 작동유라인을 실선으로 나타내며, 파일럿라인을 파선으로 나타내고, 전기제어계를 점선으로 나타내고 있다.
쇼벨(100)의 유압시스템은, 주로, 엔진(11), 레귤레이터(13), 메인펌프(14), 파일럿펌프(15), 컨트롤밸브유닛(17), 조작장치(26), 토출압센서(28), 조작압센서(29) 및 컨트롤러(30) 등을 포함한다.
도 3에 있어서, 유압시스템은, 엔진(11)에 의하여 구동되는 메인펌프(14)부터, 센터바이패스관로(40) 또는 패럴렐관로(42)를 거쳐 작동유탱크까지 작동유를 순환시킬 수 있도록 구성되어 있다.
엔진(11)은, 쇼벨(100)의 구동원이다. 본 실시형태에서는, 엔진(11)은, 예를 들면 소정의 회전수를 유지하도록 동작하는 디젤엔진이다. 엔진(11)의 출력축은, 메인펌프(14) 및 파일럿펌프(15)의 각각의 입력축에 연결되어 있다.
메인펌프(14)는, 작동유라인을 통하여 작동유를 컨트롤밸브유닛(17)에 공급할 수 있도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 메인펌프(14)는, 사판식(斜板式) 가변용량형 유압펌프이다.
레귤레이터(13)는, 메인펌프(14)의 토출량을 제어할 수 있도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 레귤레이터(13)는, 컨트롤러(30)로부터의 제어지령에 따라 메인펌프(14)의 사판경전각(斜板傾轉角)을 조절함으로써 메인펌프(14)의 토출량을 제어한다.
파일럿펌프(15)는, 파일럿라인을 통하여 조작장치(26)를 포함하는 유압제어기기에 작동유를 공급할 수 있도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 파일럿펌프(15)는, 고정용량형 유압펌프이다. 메인펌프(14)는, 파일럿펌프(15)가 담당하는 기능을 실현할 수 있도록 구성되어 있어도 된다. 이 경우, 파일럿펌프(15)는, 생략되어도 된다.
컨트롤밸브유닛(17)은, 쇼벨(100)에 있어서의 유압시스템을 제어하는 유압제어장치이다. 본 실시형태에서는, 컨트롤밸브유닛(17)은, 제어밸브(171~176)를 포함한다. 제어밸브(175)는 제어밸브(175L) 및 제어밸브(175R)를 포함하고, 제어밸브(176)는 제어밸브(176L) 및 제어밸브(176R)를 포함한다. 컨트롤밸브유닛(17)은, 제어밸브(171~176)를 통하여, 메인펌프(14)가 토출하는 작동유를 하나 또는 복수의 유압액추에이터에 선택적으로 공급할 수 있도록 구성되어 있다. 제어밸브(171~176)는, 예를 들면, 메인펌프(14)로부터 유압액추에이터로 흐르는 작동유의 유량, 및, 유압액추에이터로부터 작동유탱크로 흐르는 작동유의 유량을 제어한다. 유압액추에이터는, 붐실린더(7), 암실린더(8), 버킷실린더(9), 좌주행유압모터(2ML), 우주행유압모터(2MR) 및 선회유압모터(2A)를 포함한다.
조작장치(26)는, 조작자가 액추에이터의 조작을 위하여 이용하는 장치이다. 조작장치(26)는, 예를 들면, 조작레버 및 조작페달을 포함한다. 액추에이터는, 유압액추에이터 및 전동액추에이터 중 적어도 하나를 포함한다. 본 실시형태에서는, 조작장치(26)는, 파일럿라인을 통하여, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를, 컨트롤밸브유닛(17) 내의 대응하는 제어밸브의 파일럿포트에 공급할 수 있도록 구성되어 있다. 파일럿포트의 각각에 공급되는 작동유의 압력(파일럿압)은, 유압액추에이터의 각각에 대응하는 조작장치(26)의 조작방향 및 조작량에 따른 압력이다. 단, 조작장치(26)는, 상술한 바와 같은 파일럿압식은 아니고, 전기제어식이어도 된다. 이 경우, 컨트롤밸브유닛(17) 내의 제어밸브는, 전자솔레노이드식 스풀밸브여도 된다.
토출압센서(28)는, 메인펌프(14)의 토출압을 검출할 수 있도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 토출압센서(28)는, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다.
조작압센서(29)는, 조작자에 의한 조작장치(26)의 조작의 내용을 검출할 수 있도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 조작압센서(29)는, 액추에이터의 각각에 대응하는 조작장치(26)의 조작방향 및 조작량을 압력(조작압)의 형태로 검출하고, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 조작장치(26)의 조작의 내용은, 조작압센서 이외의 다른 센서를 이용하여 검출되어도 된다.
메인펌프(14)는, 좌메인펌프(14L) 및 우메인펌프(14R)를 포함한다. 그리고, 좌메인펌프(14L)는, 좌센터바이패스관로(40L) 또는 좌패럴렐관로(42L)를 거쳐 작동유탱크까지 작동유를 순환시키고, 우메인펌프(14R)는, 우센터바이패스관로(40R) 또는 우패럴렐관로(42R)를 거쳐 작동유탱크까지 작동유를 순환시킨다.
좌센터바이패스관로(40L)는, 컨트롤밸브유닛(17) 내에 배치된 제어밸브(171, 173, 175L 및 176L)를 통과하는 작동유라인이다. 우센터바이패스관로(40R)는, 컨트롤밸브유닛(17) 내에 배치된 제어밸브(172, 174, 175R 및 176R)를 통과하는 작동유라인이다.
제어밸브(171)는, 좌메인펌프(14L)가 토출하는 작동유를 좌주행유압모터(2ML)로 공급하고, 또한 좌주행유압모터(2ML)가 토출하는 작동유를 작동유탱크로 배출하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다.
제어밸브(172)는, 우메인펌프(14R)가 토출하는 작동유를 우주행유압모터(2MR)로 공급하고, 또한 우주행유압모터(2MR)가 토출하는 작동유를 작동유탱크로 배출하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다.
제어밸브(173)는, 좌메인펌프(14L)가 토출하는 작동유를 선회유압모터(2A)로 공급하고, 또한 선회유압모터(2A)가 토출하는 작동유를 작동유탱크로 배출하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다.
제어밸브(174)는, 우메인펌프(14R)가 토출하는 작동유를 버킷실린더(9)로 공급하고, 또한 버킷실린더(9) 내의 작동유를 작동유탱크로 배출하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다.
제어밸브(175L)는, 좌메인펌프(14L)가 토출하는 작동유를 붐실린더(7)로 공급하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다. 제어밸브(175R)는, 우메인펌프(14R)가 토출하는 작동유를 붐실린더(7)로 공급하고, 또한 붐실린더(7) 내의 작동유를 작동유탱크로 배출하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다.
제어밸브(176L)는, 좌메인펌프(14L)가 토출하는 작동유를 암실린더(8)로 공급하고, 또한 암실린더(8) 내의 작동유를 작동유탱크로 배출하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다.
제어밸브(176R)는, 우메인펌프(14R)가 토출하는 작동유를 암실린더(8)로 공급하고, 또한 암실린더(8) 내의 작동유를 작동유탱크로 배출하기 위하여 작동유의 흐름을 전환하는 스풀밸브이다.
좌패럴렐관로(42L)는, 좌센터바이패스관로(40L)에 병행하는 작동유라인이다. 좌패럴렐관로(42L)는, 제어밸브(171, 173, 175L) 중 어느 하나에 의하여 좌센터바이패스관로(40L)를 통과하는 작동유의 흐름이 제한 혹은 차단된 경우에, 보다 하류의 제어밸브에 작동유를 공급할 수 있다. 우패럴렐관로(42R)는, 우센터바이패스관로(40R)에 병행하는 작동유라인이다. 우패럴렐관로(42R)는, 제어밸브(172, 174, 175R) 중 어느 하나에 의하여 우센터바이패스관로(40R)를 통과하는 작동유의 흐름이 제한 혹은 차단된 경우에, 보다 하류의 제어밸브에 작동유를 공급할 수 있다.
레귤레이터(13)는, 좌레귤레이터(13L) 및 우레귤레이터(13R)를 포함한다. 좌레귤레이터(13L)는, 좌메인펌프(14L)의 토출압에 따라 좌메인펌프(14L)의 사판경전각을 조절함으로써, 좌메인펌프(14L)의 토출량을 제어한다. 구체적으로는, 좌레귤레이터(13L)는, 예를 들면 좌메인펌프(14L)의 토출압의 증대에 따라 좌메인펌프(14L)의 사판경전각을 조절하여 토출량을 감소시킨다. 우레귤레이터(13R)에 대해서도 동일하다. 토출압과 토출량의 곱으로 나타나는 메인펌프(14)의 흡수마력이 엔진(11)의 출력마력을 초과하지 않도록 하기 위함이다.
조작장치(26)는, 좌조작레버(26L), 우조작레버(26R) 및 주행레버(26D)를 포함한다. 주행레버(26D)는, 좌주행레버(26DL) 및 우주행레버(26DR)를 포함한다.
좌조작레버(26L)는, 선회조작과 암(5)의 조작에 이용된다. 좌조작레버(26L)는, 전후방향으로 조작되면, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를 이용하여, 레버조작량에 따른 제어압을 제어밸브(176)의 파일럿포트에 도입시킨다. 또, 좌조작레버(26L)는, 좌우방향으로 조작되면, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를 이용하여, 레버조작량에 따른 제어압을 제어밸브(173)의 파일럿포트에 도입시킨다.
구체적으로는, 좌조작레버(26L)는, 암접음방향으로 조작된 경우에, 제어밸브(176L)의 우측 파일럿포트에 작동유를 도입시키고, 또한, 제어밸브(176R)의 좌측 파일럿포트에 작동유를 도입시킨다. 또, 좌조작레버(26L)는, 암펼침방향으로 조작된 경우에는, 제어밸브(176L)의 좌측 파일럿포트에 작동유를 도입시키고, 또한, 제어밸브(176R)의 우측 파일럿포트에 작동유를 도입시킨다. 또, 좌조작레버(26L)는, 좌선회방향으로 조작된 경우에, 제어밸브(173)의 좌측 파일럿포트에 작동유를 도입시키고, 우선회방향으로 조작된 경우에, 제어밸브(173)의 우측 파일럿포트에 작동유를 도입시킨다.
우조작레버(26R)는, 붐(4)의 조작과 버킷(6)의 조작에 이용된다. 우조작레버(26R)는, 전후방향으로 조작되면, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를 이용하여, 레버조작량에 따른 제어압을 제어밸브(175)의 파일럿포트에 도입시킨다. 우조작레버(26R)는, 좌우방향으로 조작되면, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를 이용하여, 레버조작량에 따른 제어압을 제어밸브(174)의 파일럿포트에 도입시킨다.
구체적으로는, 우조작레버(26R)는, 붐하강방향으로 조작된 경우에, 제어밸브(175R)의 좌측 파일럿포트에 작동유를 도입시킨다. 또, 우조작레버(26R)는, 붐상승방향으로 조작된 경우에는, 제어밸브(175L)의 우측 파일럿포트에 작동유를 도입시키고, 또한, 제어밸브(175R)의 좌측 파일럿포트에 작동유를 도입시킨다. 또, 우조작레버(26R)는, 버킷접음방향으로 조작된 경우에, 제어밸브(174)의 우측 파일럿포트에 작동유를 도입시키고, 버킷펼침방향으로 조작된 경우에, 제어밸브(174)의 좌측 파일럿포트에 작동유를 도입시킨다.
주행레버(26D)는, 크롤러(1C)의 조작에 이용된다. 구체적으로는, 좌주행레버(26DL)는, 좌크롤러(1CL)의 조작에 이용된다. 좌주행페달과 연동하도록 구성되어 있어도 된다. 좌주행레버(26DL)는, 전후방향으로 조작되면, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를 이용하여, 레버조작량에 따른 제어압을 제어밸브(171)의 파일럿포트에 도입시킨다. 우주행레버(26DR)는, 우크롤러(1CR)의 조작에 이용된다. 우주행페달과 연동하도록 구성되어 있어도 된다. 우주행레버(26DR)는, 전후방향으로 조작되면, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를 이용하여, 레버조작량에 따른 제어압을 제어밸브(172)의 파일럿포트에 도입시킨다.
토출압센서(28)는, 토출압센서(28L) 및 토출압센서(28R)를 포함한다. 토출압센서(28L)는, 좌메인펌프(14L)의 토출압을 검출하고, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 토출압센서(28R)에 대해서도 동일하다.
조작압센서(29)는, 조작압센서(29LA, 29LB, 29RA, 29RB, 29DL, 29DR)를 포함한다. 조작압센서(29LA)는, 조작자에 의한 좌조작레버(26L)에 대한 전후방향으로의 조작의 내용을 압력의 형태로 검출하고, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 조작의 내용은, 예를 들면 레버조작방향 및 레버조작량(레버조작각도) 등이다.
동일하게, 조작압센서(29LB)는, 조작자에 의한 좌조작레버(26L)에 대한 좌우방향으로의 조작의 내용을 압력의 형태로 검출하고, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 조작압센서(29RA)는, 조작자에 의한 우조작레버(26R)에 대한 전후방향으로의 조작의 내용을 압력의 형태로 검출하고, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 조작압센서(29RB)는, 조작자에 의한 우조작레버(26R)에 대한 좌우방향으로의 조작의 내용을 압력의 형태로 검출하고, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 조작압센서(29DL)는, 조작자에 의한 좌주행레버(26DL)에 대한 전후방향으로의 조작의 내용을 압력의 형태로 검출하고, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 조작압센서(29DR)는, 조작자에 의한 우주행레버(26DR)에 대한 전후방향으로의 조작의 내용을 압력의 형태로 검출하고, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다.
컨트롤러(30)는, 조작압센서(29)의 출력을 수신하고, 필요에 따라 레귤레이터(13)에 대하여 제어지령을 출력하여, 메인펌프(14)의 토출량을 변화시킨다. 또, 컨트롤러(30)는, 스로틀(18)의 상류에 마련된 제어압센서(19)의 출력을 수신하고, 필요에 따라 레귤레이터(13)에 대하여 제어지령을 출력하여, 메인펌프(14)의 토출량을 변화시킨다. 스로틀(18)은 좌스로틀(18L) 및 우스로틀(18R)을 포함하고, 제어압센서(19)는 좌제어압센서(19L) 및 우제어압센서(19R)를 포함한다.
좌센터바이패스관로(40L)에는, 가장 하류에 있는 제어밸브(176L)와 작동유탱크의 사이에 좌스로틀(18L)이 배치되어 있다. 그 때문에, 좌메인펌프(14L)가 토출한 작동유의 흐름은, 좌스로틀(18L)로 제한된다. 그리고, 좌스로틀(18L)은, 좌레귤레이터(13L)를 제어하기 위한 제어압을 발생시킨다. 좌제어압센서(19L)는, 이 제어압을 검출하기 위한 센서이며, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다. 컨트롤러(30)는, 이 제어압에 따라 좌메인펌프(14L)의 사판경전각을 조절함으로써, 좌메인펌프(14L)의 토출량을 제어한다. 컨트롤러(30)는, 이 제어압이 클수록 좌메인펌프(14L)의 토출량을 감소시키고, 이 제어압이 작을수록 좌메인펌프(14L)의 토출량을 증대시킨다. 우메인펌프(14R)의 토출량도 동일하게 제어된다.
구체적으로는, 도 3에서 나타나는 바와 같이 쇼벨(100)에 있어서의 유압액추에이터가 모두 조작되고 있지 않은 대기상태인 경우, 좌메인펌프(14L)가 토출하는 작동유는, 좌센터바이패스관로(40L)를 통과하여 좌스로틀(18L)에 도달한다. 그리고, 좌메인펌프(14L)가 토출하는 작동유의 흐름은, 좌스로틀(18L)의 상류에서 발생하는 제어압을 증대시킨다. 그 결과, 컨트롤러(30)는, 좌메인펌프(14L)의 토출량을 허용최소토출량까지 감소시켜, 토출된 작동유가 좌센터바이패스관로(40L)를 통과할 때의 압력손실(펌핑로스)을 억제한다. 한편, 어느 하나의 유압액추에이터가 조작된 경우, 좌메인펌프(14L)가 토출하는 작동유는, 조작대상의 유압액추에이터에 대응하는 제어밸브를 통하여, 조작대상의 유압액추에이터에 흘러든다. 그리고, 좌메인펌프(14L)가 토출하는 작동유의 흐름은, 좌스로틀(18L)에 도달하는 양을 감소 혹은 소실시켜, 좌스로틀(18L)의 상류에서 발생하는 제어압을 저하시킨다. 그 결과, 컨트롤러(30)는, 좌메인펌프(14L)의 토출량을 증대시키고, 조작대상의 유압액추에이터에 충분한 작동유를 순환시켜, 조작대상의 유압액추에이터의 구동을 확실한 것으로 한다. 다만, 컨트롤러(30)는, 우메인펌프(14R)의 토출량도 동일하게 제어한다.
상술한 바와 같은 구성에 의하여, 도 3의 유압시스템은, 대기상태에 있어서는, 메인펌프(14)에 있어서의 불필요한 에너지소비를 억제할 수 있다. 불필요한 에너지소비는, 메인펌프(14)가 토출하는 작동유가 센터바이패스관로(40)에서 발생시키는 펌핑로스를 포함한다. 또, 도 3의 유압시스템은, 유압액추에이터를 작동시키는 경우에는, 메인펌프(14)로부터 필요충분한 작동유를 작동대상의 유압액추에이터에 확실히 공급할 수 있다.
다음으로, 도 4a~도 4d, 도 5a, 및 도 5b를 참조하여, 컨트롤러(30)가 머신컨트롤기능에 의하여 액추에이터를 동작시키기 위한 구성에 대하여 설명한다. 도 4a~도 4d는, 유압시스템의 일부의 도이다. 구체적으로는, 도 4a는, 암실린더(8)의 조작에 관한 유압시스템의 일부의 도이며, 도 4b는, 붐실린더(7)의 조작에 관한 유압시스템의 일부의 도이다. 도 4c는, 버킷실린더(9)의 조작에 관한 유압시스템의 일부의 도이며, 도 4d는, 선회유압모터(2A)의 조작에 관한 유압시스템의 일부의 도이다. 동일하게, 도 5a 및 도 5b는, 유압시스템의 일부의 도이다. 구체적으로는, 도 5a는, 좌주행유압모터(2ML)의 조작에 관한 유압시스템의 일부의 도이며, 도 5b는, 우주행유압모터(2MR)의 조작에 관한 유압시스템의 일부의 도이다.
도 4a~도 4d, 도 5a, 및 도 5b에 나타내는 바와 같이, 유압시스템은, 비례밸브(31) 및 셔틀밸브(32)를 포함한다. 비례밸브(31)는, 비례밸브(31AL~31FL 및 31AR~31FR)를 포함하고, 셔틀밸브(32)는, 셔틀밸브(32AL~32FL 및 32AR~32FR)를 포함한다. 또, 도 5a 및 도 5b에 나타내는 바와 같이, 주행유압모터(2M)의 조작에 관한 유압시스템의 일부는, 비례밸브(33)를 포함한다. 비례밸브(33)는, 비례밸브(33EL, 33ER, 33FL, 33FR)를 포함한다. 선회유압모터(2A), 붐실린더(7), 암실린더(8), 및 버킷실린더(9)의 각각의 조작에 관한 부분 중 적어도 하나는, 주행유압모터(2M)의 조작에 관한 유압시스템의 일부와 동일하게, 비례밸브(33)를 포함하고 있어도 된다.
비례밸브(31)는, 머신컨트롤용 제어밸브로서 기능한다. 비례밸브(31)는, 파일럿펌프(15)와 셔틀밸브(32)를 접속하는 관로에 배치되고, 그 관로의 유로면적을 변경할 수 있도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 비례밸브(31)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 제어지령에 따라 동작한다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 조작장치(26)의 조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를, 비례밸브(31) 및 셔틀밸브(32)를 통하여, 컨트롤밸브유닛(17) 내의 대응하는 제어밸브의 파일럿포트에 공급할 수 있다.
셔틀밸브(32)는, 2개의 입구포트와 1개의 출구포트를 갖는다. 2개의 입구포트 중 하나는 조작장치(26)에 접속되고, 타방은 비례밸브(31)에 접속되어 있다. 출구포트는, 컨트롤밸브유닛(17) 내의 대응하는 제어밸브의 파일럿포트에 접속되어 있다. 그 때문에, 셔틀밸브(32)는, 조작장치(26)가 생성하는 파일럿압과 비례밸브(31)가 생성하는 파일럿압 중 높은 쪽을, 대응하는 제어밸브의 파일럿포트에 작용시킬 수 있다.
비례밸브(33)는, 비례밸브(31)와 동일하게, 머신컨트롤용 제어밸브로서 기능한다. 비례밸브(33)는, 조작장치(26)와 셔틀밸브(32)를 접속하는 관로에 배치되고, 그 관로의 유로 면적을 변경할 수 있도록 구성되어 있다. 본 실시형태에서는, 비례밸브(33)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 제어지령에 따라 동작한다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 조작장치(26)의 조작과는 무관하게, 조작장치(26)가 토출하는 작동유의 압력을 감압한 다음, 셔틀밸브(32)를 통하여, 컨트롤밸브유닛(17) 내의 대응하는 제어밸브의 파일럿포트에 공급할 수 있다.
이 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 특정 조작장치(26)에 대한 조작이 행해지고 있지 않은 경우이더라도, 그 특정 조작장치(26)에 대응하는 유압액추에이터를 동작시킬 수 있다. 또, 컨트롤러(30)는, 주행레버(26D)에 대한 조작이 행해지고 있는 경우이더라도, 주행유압모터(2M)의 동작을 강제적으로 정지시킬 수 있다.
예를 들면, 도 4a에 나타내는 바와 같이, 좌조작레버(26L)는, 암(5)을 조작하기 위하여 이용된다. 구체적으로는, 좌조작레버(26L)는, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를 이용하여, 전후방향으로의 조작에 따른 파일럿압을 제어밸브(176)의 파일럿포트에 작용시킨다. 보다 구체적으로는, 좌조작레버(26L)는, 암접음방향(후방향)으로 조작된 경우에, 조작량에 따른 파일럿압을 제어밸브(176L)의 우측 파일럿포트와 제어밸브(176R)의 좌측 파일럿포트에 작용시킨다. 또, 좌조작레버(26L)는, 암펼침방향(전방향)으로 조작된 경우에는, 조작량에 따른 파일럿압을 제어밸브(176L)의 좌측 파일럿포트와 제어밸브(176R)의 우측 파일럿포트에 작용시킨다.
좌조작레버(26L)에는 스위치(NS)가 마련되어 있다. 본 실시형태에서는, 스위치(NS)는, 누름버튼스위치이다. 조작자는, 스위치(NS)를 누르면서 좌조작레버(26L)를 조작할 수 있다. 스위치(NS)는, 우조작레버(26R)에 마련되어 있어도 되고, 캐빈(10) 내의 다른 위치에 마련되어 있어도 된다.
조작압센서(29LA)는, 조작자에 의한 좌조작레버(26L)에 대한 전후방향으로의 조작의 내용을 압력의 형태로 검출하고, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다.
비례밸브(31AL)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 전류지령에 따라 동작한다. 그리고, 파일럿펌프(15)로부터 비례밸브(31AL) 및 셔틀밸브(32AL)를 통하여 제어밸브(176L)의 우측 파일럿포트 및 제어밸브(176R)의 좌측 파일럿포트에 도입되는 작동유에 의한 파일럿압을 조정한다. 비례밸브(31AR)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 전류지령에 따라 동작한다. 그리고, 파일럿펌프(15)로부터 비례밸브(31AR) 및 셔틀밸브(32AR)를 통하여 제어밸브(176L)의 좌측 파일럿포트 및 제어밸브(176R)의 우측 파일럿포트에 도입되는 작동유에 의한 파일럿압을 조정한다. 비례밸브(31AL, 31AR)는, 제어밸브(176L, 176R)를 임의의 밸브위치에서 정지할 수 있도록 파일럿압을 조정 가능하다.
이 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 암접음조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를, 비례밸브(31AL) 및 셔틀밸브(32AL)를 통하여, 제어밸브(176L)의 우측 파일럿포트 및 제어밸브(176R)의 좌측 파일럿포트에 공급할 수 있다. 즉, 암(5)을 접을 수 있다. 또, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 암펼침조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를, 비례밸브(31AR) 및 셔틀밸브(32AR)를 통하여, 제어밸브(176L)의 좌측 파일럿포트 및 제어밸브(176R)의 우측 파일럿포트에 공급할 수 있다. 즉, 암(5)을 펼칠 수 있다.
또, 도 4b에 나타내는 바와 같이, 우조작레버(26R)는, 붐(4)을 조작하기 위하여 이용된다. 구체적으로는, 우조작레버(26R)는, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를 이용하여, 전후방향으로의 조작에 따른 파일럿압을 제어밸브(175)의 파일럿포트에 작용시킨다. 보다 구체적으로는, 우조작레버(26R)는, 붐상승방향(후방향)으로 조작된 경우에, 조작량에 따른 파일럿압을 제어밸브(175L)의 우측 파일럿포트와 제어밸브(175R)의 좌측 파일럿포트에 작용시킨다. 또, 우조작레버(26R)는, 붐하강방향(전방향)으로 조작된 경우에는, 조작량에 따른 파일럿압을 제어밸브(175R)의 우측 파일럿포트에 작용시킨다.
조작압센서(29RA)는, 조작자에 의한 우조작레버(26R)에 대한 전후방향으로의 조작의 내용을 압력의 형태로 검출하고, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다.
비례밸브(31BL)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 전류지령에 따라 동작한다. 그리고, 파일럿펌프(15)로부터 비례밸브(31BL) 및 셔틀밸브(32BL)를 통하여 제어밸브(175L)의 우측 파일럿포트 및 제어밸브(175R)의 좌측 파일럿포트에 도입되는 작동유에 의한 파일럿압을 조정한다. 비례밸브(31BR)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 전류지령에 따라 동작한다. 그리고, 파일럿펌프(15)로부터 비례밸브(31BR) 및 셔틀밸브(32BR)를 통하여 제어밸브(175L)의 좌측 파일럿포트 및 제어밸브(175R)의 우측 파일럿포트에 도입되는 작동유에 의한 파일럿압을 조정한다. 비례밸브(31BL, 31BR)는, 제어밸브(175L, 175R)를 임의의 밸브위치에서 정지할 수 있도록 파일럿압을 조정 가능하다.
이 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 붐상승조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를, 비례밸브(31BL) 및 셔틀밸브(32BL)를 통하여, 제어밸브(175L)의 우측 파일럿포트 및 제어밸브(175R)의 좌측 파일럿포트에 공급할 수 있다. 즉, 붐(4)을 상승시킬 수 있다. 또, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 붐하강조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를, 비례밸브(31BR) 및 셔틀밸브(32BR)를 통하여, 제어밸브(175R)의 우측 파일럿포트에 공급할 수 있다. 즉, 붐(4)을 하강시킬 수 있다.
또, 도 4c에 나타내는 바와 같이, 우조작레버(26R)는, 버킷(6)을 조작하기 위해서도 이용된다. 구체적으로는, 우조작레버(26R)는, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를 이용하여, 좌우방향으로의 조작에 따른 파일럿압을 제어밸브(174)의 파일럿포트에 작용시킨다. 보다 구체적으로는, 우조작레버(26R)는, 버킷접음방향(좌방향)으로 조작된 경우에, 조작량에 따른 파일럿압을 제어밸브(174)의 좌측 파일럿포트에 작용시킨다. 또, 우조작레버(26R)는, 버킷펼침방향(우방향)으로 조작된 경우에는, 조작량에 따른 파일럿압을 제어밸브(174)의 우측 파일럿포트에 작용시킨다.
조작압센서(29RB)는, 조작자에 의한 우조작레버(26R)에 대한 좌우방향으로의 조작의 내용을 압력의 형태로 검출하고, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다.
비례밸브(31CL)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 전류지령에 따라 동작한다. 그리고, 파일럿펌프(15)로부터 비례밸브(31CL) 및 셔틀밸브(32CL)를 통하여 제어밸브(174)의 좌측 파일럿포트에 도입되는 작동유에 의한 파일럿압을 조정한다. 비례밸브(31CR)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 전류지령에 따라 동작한다. 그리고, 파일럿펌프(15)로부터 비례밸브(31CR) 및 셔틀밸브(32CR)를 통하여 제어밸브(174)의 우측 파일럿포트에 도입되는 작동유에 의한 파일럿압을 조정한다. 비례밸브(31CL, 31CR)는, 제어밸브(174)를 임의의 밸브위치에서 정지할 수 있도록 파일럿압을 조정 가능하다.
이 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 버킷접음조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를, 비례밸브(31CL) 및 셔틀밸브(32CL)를 통하여, 제어밸브(174)의 좌측 파일럿포트에 공급할 수 있다. 즉, 버킷(6)을 접을 수 있다. 또, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 버킷펼침조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를, 비례밸브(31CR) 및 셔틀밸브(32CR)를 통하여, 제어밸브(174)의 우측 파일럿포트에 공급할 수 있다. 즉, 버킷(6)을 펼칠 수 있다.
또, 도 4d에 나타내는 바와 같이, 좌조작레버(26L)는, 선회기구(2)를 조작하기 위해서도 이용된다. 구체적으로는, 좌조작레버(26L)는, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를 이용하여, 좌우방향으로의 조작에 따른 파일럿압을 제어밸브(173)의 파일럿포트에 작용시킨다. 보다 구체적으로는, 좌조작레버(26L)는, 좌선회방향(좌방향)으로 조작된 경우에, 조작량에 따른 파일럿압을 제어밸브(173)의 좌측 파일럿포트에 작용시킨다. 또, 좌조작레버(26L)는, 우선회방향(우방향)으로 조작된 경우에는, 조작량에 따른 파일럿압을 제어밸브(173)의 우측 파일럿포트에 작용시킨다.
조작압센서(29LB)는, 조작자에 의한 좌조작레버(26L)에 대한 좌우방향으로의 조작의 내용을 압력의 형태로 검출하고, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다.
비례밸브(31DL)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 전류지령에 따라 동작한다. 그리고, 파일럿펌프(15)로부터 비례밸브(31DL) 및 셔틀밸브(32DL)를 통하여 제어밸브(173)의 좌측 파일럿포트에 도입되는 작동유에 의한 파일럿압을 조정한다. 비례밸브(31DR)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 전류지령에 따라 동작한다. 그리고, 파일럿펌프(15)로부터 비례밸브(31DR) 및 셔틀밸브(32DR)를 통하여 제어밸브(173)의 우측 파일럿포트에 도입되는 작동유에 의한 파일럿압을 조정한다. 비례밸브(31DL, 31DR)는, 제어밸브(173)를 임의의 밸브위치에서 정지할 수 있도록 파일럿압을 조정 가능하다.
이 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 좌선회조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를, 비례밸브(31DL) 및 셔틀밸브(32DL)를 통하여, 제어밸브(173)의 좌측 파일럿포트에 공급할 수 있다. 즉, 선회기구(2)를 좌선회시킬 수 있다. 또, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 우선회조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를, 비례밸브(31DR) 및 셔틀밸브(32DR)를 통하여, 제어밸브(173)의 우측 파일럿포트에 공급할 수 있다. 즉, 선회기구(2)를 우선회시킬 수 있다.
또, 도 5a에 나타내는 바와 같이, 좌주행레버(26DL)는, 좌크롤러(1CL)를 조작하기 위하여 이용된다. 구체적으로는, 좌주행레버(26DL)는, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를 이용하여, 전후방향으로의 조작에 따른 파일럿압을 제어밸브(171)의 파일럿포트에 작용시킨다. 보다 구체적으로는, 좌주행레버(26DL)는, 전진방향(전방향)으로 조작된 경우에, 조작량에 따른 파일럿압을 제어밸브(171)의 좌측 파일럿포트에 작용시킨다. 또, 좌주행레버(26DL)는, 후진방향(후방향)으로 조작된 경우에는, 조작량에 따른 파일럿압을 제어밸브(171)의 우측 파일럿포트에 작용시킨다.
조작압센서(29DL)는, 조작자에 의한 좌주행레버(26DL)에 대한 전후방향으로의 조작의 내용을 압력의 형태로 검출하고, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다.
비례밸브(31EL)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 전류지령에 따라 동작한다. 그리고, 파일럿펌프(15)로부터 비례밸브(31EL) 및 셔틀밸브(32EL)를 통하여 제어밸브(171)의 좌측 파일럿포트에 도입되는 작동유에 의한 파일럿압을 조정한다. 비례밸브(31ER)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 전류지령에 따라 동작한다. 그리고, 파일럿펌프(15)로부터 비례밸브(31ER) 및 셔틀밸브(32ER)를 통하여 제어밸브(171)의 우측 파일럿포트에 도입되는 작동유에 의한 파일럿압을 조정한다. 비례밸브(31EL, 31ER)는, 제어밸브(171)를 임의의 밸브위치에서 정지시킬 수 있도록 파일럿압을 조정 가능하다.
이 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 좌전진조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를, 비례밸브(31EL) 및 셔틀밸브(32EL)를 통하여, 제어밸브(171)의 좌측 파일럿포트에 공급할 수 있다. 즉, 좌크롤러(1CL)를 전진시킬 수 있다. 또, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 좌후진조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를, 비례밸브(31ER) 및 셔틀밸브(32ER)를 통하여, 제어밸브(171)의 우측 파일럿포트에 공급할 수 있다. 즉, 좌크롤러(1CL)를 후진시킬 수 있다.
비례밸브(33EL)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 제어지령(전류지령)에 따라 동작한다. 그리고, 파일럿펌프(15)로부터 좌주행레버(26DL), 비례밸브(33EL), 및 셔틀밸브(32EL)를 통하여 제어밸브(171)의 좌측 파일럿포트에 도입되는 작동유에 의한 파일럿압을 감압한다. 비례밸브(33ER)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 제어지령(전류지령)에 따라 동작한다. 그리고, 파일럿펌프(15)로부터 좌주행레버(26DL), 비례밸브(33ER), 및 셔틀밸브(32ER)를 통하여 제어밸브(171)의 우측 파일럿포트에 도입되는 작동유에 의한 파일럿압을 감압한다. 비례밸브(33EL, 33ER)는, 제어밸브(171)를 임의의 밸브위치에서 정지시킬 수 있도록 파일럿압을 조정 가능하다.
이 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 좌전진조작이 행해지고 있는 경우이더라도, 필요에 따라, 제어밸브(171)의 좌측 파일럿포트에 작용하는 파일럿압을 감압하여, 하부주행체(1)의 좌전진동작을 강제적으로 정지시킬 수 있다. 조작자에 의한 좌후진조작이 행해지고 있을 때에 하부주행체(1)의 좌후진동작을 강제적으로 정지시키는 경우에 대해서도 동일하다.
혹은, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 좌전진조작이 행해지고 있는 경우이더라도, 필요에 따라, 비례밸브(31ER)를 제어하여, 제어밸브(171)의 좌측 파일럿포트의 반대측에 있는, 제어밸브(171)의 우측 파일럿포트에 작용하는 파일럿압을 증대시켜, 제어밸브(171)를 강제적으로 중립위치로 되돌림으로써, 하부주행체(1)의 좌전진동작을 강제적으로 정지시켜도 된다. 이 경우, 비례밸브(33EL)는 생략되어도 된다. 조작자에 의한 좌후진조작이 행해지고 있는 경우에 하부주행체(1)의 좌후진동작을 강제적으로 정지시키는 경우에 대해서도 동일하다.
또, 도 5b에 나타내는 바와 같이, 우주행레버(26DR)는, 우크롤러(1CR)를 조작하기 위하여 이용된다. 구체적으로는, 우주행레버(26DR)는, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를 이용하여, 전후방향으로의 조작에 따른 파일럿압을 제어밸브(172)의 파일럿포트에 작용시킨다. 보다 구체적으로는, 우주행레버(26DR)는, 전진방향(전방향)으로 조작된 경우에, 조작량에 따른 파일럿압을 제어밸브(172)의 우측 파일럿포트에 작용시킨다. 또, 우주행레버(26DR)는, 후진방향(후방향)으로 조작된 경우에는, 조작량에 따른 파일럿압을 제어밸브(172)의 좌측 파일럿포트에 작용시킨다.
조작압센서(29DR)는, 조작자에 의한 우주행레버(26DR)에 대한 전후방향으로의 조작의 내용을 압력의 형태로 검출하고, 검출한 값을 컨트롤러(30)에 대하여 출력한다.
비례밸브(31FL)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 전류지령에 따라 동작한다. 그리고, 파일럿펌프(15)로부터 비례밸브(31FL) 및 셔틀밸브(32FL)를 통하여 제어밸브(172)의 좌측 파일럿포트에 도입되는 작동유에 의한 파일럿압을 조정한다. 비례밸브(31FR)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 전류지령에 따라 동작한다. 그리고, 파일럿펌프(15)로부터 비례밸브(31FR) 및 셔틀밸브(32FR)를 통하여 제어밸브(172)의 우측 파일럿포트에 도입되는 작동유에 의한 파일럿압을 조정한다. 비례밸브(31FL, 31FR)는, 제어밸브(172)를 임의의 밸브위치에서 정지할 수 있도록 파일럿압을 조정 가능하다.
이 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 우전진조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를, 비례밸브(31FL) 및 셔틀밸브(32FL)를 통하여, 제어밸브(172)의 우측 파일럿포트에 공급할 수 있다. 즉, 우크롤러(1CR)를 전진시킬 수 있다. 또, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 우후진조작과는 무관하게, 파일럿펌프(15)가 토출하는 작동유를, 비례밸브(31FR) 및 셔틀밸브(32FR)를 통하여, 제어밸브(172)의 좌측 파일럿포트에 공급할 수 있다. 즉, 우크롤러(1CR)를 후진시킬 수 있다.
비례밸브(33FL)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 제어지령(전류지령)에 따라 동작한다. 그리고, 파일럿펌프(15)로부터 우주행레버(26DR), 비례밸브(33FL), 및 셔틀밸브(32FL)를 통하여 제어밸브(172)의 좌측 파일럿포트에 도입되는 작동유에 의한 파일럿압을 감압한다. 비례밸브(33FR)는, 컨트롤러(30)가 출력하는 제어지령(전류지령)에 따라 동작한다. 그리고, 파일럿펌프(15)로부터 우주행레버(26DR), 비례밸브(33FR), 및 셔틀밸브(32FR)를 통하여 제어밸브(172)의 우측 파일럿포트에 도입되는 작동유에 의한 파일럿압을 감압한다. 비례밸브(33FL, 33FR)는, 제어밸브(172)를 임의의 밸브위치에서 정지시킬 수 있도록 파일럿압을 조정 가능하다.
이 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 우전진조작이 행해지고 있는 경우이더라도, 필요에 따라, 제어밸브(172)의 우측 파일럿포트에 작용하는 파일럿압을 감압하고, 하부주행체(1)의 우전진동작을 강제적으로 정지시킬 수 있다. 조작자에 의한 우후진조작이 행해지고 있을 때에 하부주행체(1)의 우후진동작을 강제적으로 정지시키는 경우에 대해서도 동일하다.
혹은, 컨트롤러(30)는, 조작자에 의한 우전진조작이 행해지고 있는 경우이더라도, 필요에 따라, 비례밸브(31FL)를 제어하고, 제어밸브(172)의 우측 파일럿포트의 반대측에 있는, 제어밸브(172)의 좌측 파일럿포트에 작용하는 파일럿압을 증대시켜, 제어밸브(172)를 강제적으로 중립위치로 되돌림으로써, 하부주행체(1)의 우전진동작을 강제적으로 정지시켜도 된다. 이 경우, 비례밸브(33FR)는 생략되어도 된다. 조작자에 의한 우후진조작이 행해지고 있는 경우에 하부주행체(1)의 우후진동작을 강제적으로 정지시키는 경우에 대해서도 동일하다.
다음으로, 도 6을 참조하여, 컨트롤러(30)의 기능에 대하여 설명한다. 도 6은, 컨트롤러(30)의 기능블록도이다. 도 6의 예에서는, 컨트롤러(30)는, 정보취득장치(E1) 및 스위치(NS) 등 중 적어도 하나가 출력하는 신호를 받아 다양한 연산을 실행하고, 비례밸브(31), 표시장치(D1) 및 음성출력장치(D2) 등 중 적어도 하나에 제어지령을 출력할 수 있도록 구성되어 있다.
정보취득장치(E1)는 쇼벨(100)에 관한 정보를 검출한다. 본 실시형태에서는, 정보취득장치(E1)는, 붐각도센서(S1), 암각도센서(S2), 버킷각도센서(S3), 기체경사센서(S4), 선회각속도센서(S5), 붐로드압센서, 붐보텀압센서, 암로드압센서, 암보텀압센서, 버킷로드압센서, 버킷보텀압센서, 붐실린더스트로크센서, 암실린더스트로크센서, 버킷실린더스트로크센서, 토출압센서(28), 조작압센서(29), 공간인식장치(70), 방향검출장치(71), 정보입력장치(72), 측위장치(73), 및 통신장치 중 적어도 하나를 포함한다. 정보취득장치(E1)는, 예를 들면, 쇼벨(100)에 관한 정보로서, 붐각도, 암각도, 버킷각도, 기체경사각도, 선회각속도, 붐로드압, 붐보텀압, 암로드압, 암보텀압, 버킷로드압, 버킷보텀압, 붐스트로크양, 암스트로크양, 버킷스트로크양, 메인펌프(14)의 토출압, 조작장치(26)의 조작압, 쇼벨(100)의 주위의 3차원 공간에 존재하는 물체에 관한 정보, 상부선회체(3)의 방향과 하부주행체(1)의 방향의 상대적인 관계에 관한 정보, 컨트롤러(30)에 대하여 입력된 정보, 및, 현재위치에 관한 정보 중 적어도 하나를 취득한다. 또, 정보취득장치(E1)는, 다른 건설기계 또는 비행체 등으로부터 정보를 입수해도 된다. 비행체는, 예를 들면, 작업현장에 관한 정보를 취득하는 멀티콥터 또는 비행선 등이다.
컨트롤러(30)는, 주로, 자율제어부(30B)를 기능요소로서 갖는다. 자율제어부(30B)는, 하드웨어로 구성되어 있어도 되고, 소프트웨어로 구성되어 있어도 된다.
자율제어부(30B)는, 조작자에 의한 조작의 유무와는 무관하게 쇼벨(100)을 자율적으로 제어할 수 있도록 구성되어 있다.
본 실시형태에서는, 자율제어부(30B)는, 소정의 개시조건이 충족된 경우에, 비례밸브(31)에 대하여 제어지령을 출력함으로써 유압액추에이터를 자율적으로 동작시킬 수 있다.
구체적으로는, 자율제어부(30B)는, 비례밸브(31)에 전류지령을 부여하여 각 액추에이터에 대응하는 제어밸브에 작용하는 파일럿압을 개별적으로 조정함으로써 각 액추에이터를 자율적으로 동작시킬 수 있다. 예를 들면, 우조작레버(26R)가 전후방향으로 기울어졌는지 아닌지에 관계없이, 붐실린더(7)를 동작시킬 수 있으며, 좌조작레버(26L)가 전후방향으로 기울어졌는지 아닌지에 관계없이, 암실린더(8)를 동작시킬 수 있다. 동일하게, 좌주행페달이 밟혔는지 아닌지에 관계없이, 좌주행유압모터(2ML)를 동작시킬 수 있으며, 우주행페달이 기울어졌는지 아닌지에 관계없이, 우주행유압모터(2MR)를 동작시킬 수 있다. 좌조작레버(26L)에 관련하는 선회유압모터(2A), 우조작레버(26R)에 관련하는 버킷실린더(9), 좌주행레버(26DL)에 관련하는 좌주행유압모터(2ML), 및, 우주행레버(26DR)에 관련하는 우주행유압모터(2MR)에 대해서도 동일하다.
보다 구체적으로는, 자율제어부(30B)는, 도 4b에 나타내는 바와 같이, 비례밸브(31BL)에 전류지령을 출력하여 제어밸브(175L)의 우측 파일럿포트에 작용하는 파일럿압, 및, 제어밸브(175R)의 좌측 파일럿포트에 작용하는 파일럿압을 조정할 수 있도록 구성되어 있다. 이 구성에 의하여, 자율제어부(30B)는, 우조작레버(26R)가 붐상승방향으로 조작되어 있지 않은 경우이더라도, 우조작레버(26R)가 붐상승방향으로 실제로 조작되었을 때와 동일한 파일럿압을 생성할 수 있으며, 붐실린더(7)를 신장시킬 수 있다. 붐실린더(7)를 수축시키는 경우에 대해서도 동일하다. 또, 암실린더(8)를 신축시키는 경우, 버킷실린더(9)를 신축시키는 경우, 및, 주행유압모터(2M)를 회전시키는 경우에 대해서도 동일하다.
자율제어부(30B)는, 유압액추에이터를 자율적으로 동작시킬 때에는, 표시장치(D1) 및 음성출력장치(D2) 중 적어도 일방에 대하여 제어지령을 출력하고, 유압액추에이터를 자율적으로 동작시키는 취지를 조작자에게 전달하도록 해도 된다.
다음으로, 도 7, 도 8a~도 8c, 및 도 9a~도 9d를 참조하여, 자율제어부(30B)가 쇼벨(100)을 자율적으로 제어하는 처리의 일례에 대하여 설명한다. 도 7은, 오르막을 주행하고 있는 쇼벨(100)의 굴삭어태치먼트(AT)의 자세를 자율제어부(30B)가 자율적으로 제어하는 처리(이하, "제1 자율제어처리"라고 한다.)의 플로차트를 나타낸다. 자율제어부(30B)는, 쇼벨(100)이 오르막을 주행하고 있을 때에 소정의 제어주기로 반복하여 이 제1 자율제어처리를 실행한다. 자율제어부(30B)는, 예를 들면, 조작압센서(29DL 및 29DR)의 출력에 근거하여 쇼벨(100)이 주행 중인지 아닌지를 판정하며, 또한, 기체경사센서(S4)의 출력에 근거하여 쇼벨(100)이 오르막에 위치하고 있는지 아닌지를 판정한다.
자율제어부(30B)는, 쇼벨(100)이 대략 수평면 상에 위치하고 있다고 판정한 경우, 즉, 쇼벨(100)이 오르막에 위치하고 있지 않다고 판정한 경우, 제1 자율제어처리의 실행을 중지해도 된다. 또, 자율제어부(30B)는, 조작장치(26)의 수동조작을 통하여 어태치먼트액추에이터가 움직여진 경우, 제1 자율제어처리의 실행을 중지해도 된다. 수동조작에 근거하는 어태치먼트액추에이터의 움직임을 우선시키기 위함이다.
다만, 자율제어부(30B)는, 쇼벨(100)이 오르막을 주행할 때에는, 굴삭어태치먼트(AT)의 자세가 소정의 등판(登坂)자세가 되도록 어태치먼트액추에이터를 신장시킨다. 이 때문에, 등판자세에서는, 어태치먼트가 들어 올려진 상태가 되어, 쇼벨(100)의 무게중심위치는, 상승된 상태가 된다. 등판자세로 해야 하는지 아닌지는, 소정의 각도 이상의 경사가 소정의 거리에 걸쳐 계속되고 있는지 아닌지에 근거하여 결정되어도 된다. 다만, 자율제어부(30B)는, 오르막의 경사의 크기 등에 따라 등판자세를 바꾸어도 된다.
도 8a~도 8c 및 도 9a~도 9d는, 오르막을 주행하고 있는 쇼벨(100)의 측면도이다. 도 8a~도 8c는, 도 8a, 도 8b, 도 8c의 순서로, 쇼벨(100)이 오르막의 상단(上端)(P2)에 도달할 때까지의 쇼벨(100)의 움직임을 나타내고 있다. 도 9a~도 9d는, 도 9a, 도 9b, 도 9c, 도 9d의 순서로, 쇼벨(100)이 오르막의 상단(P2)을 통과할 때의 쇼벨(100)의 움직임을 나타내고 있다.
먼저, 자율제어부(30B)는, 소정의 개시조건이 충족되었는지 아닌지, 즉, 버킷(6)이 오르막의 상단(P2)을 넘었는지 아닌지를 판정한다(스텝 ST1). 본 실시형태에서는, 자율제어부(30B)는, 도 8a 및 도 8b에 나타내는 바와 같이, 버킷(6) 상의 소정 점(P1)과 오르막의 상단(P2)의 사이의 수평거리(HD1)를 산출한다. 버킷(6) 상의 소정 점(P1)은, 예를 들면, 진행방향에 있어서 가장 전방에 있는 버킷(6) 상의 점이다. 구체적으로는, 자율제어부(30B)는, 전방센서(70F)의 출력으로부터 도출되는 상단(P2)의 위치와 자세검출장치의 출력으로부터 도출되는 소정 점(P1)의 위치에 근거하여 수평거리(HD1)를 산출한다. 수평거리(HD1)는, 측위장치(73)가 취득한 위치정보에 근거하여 산출되어도 되고, 공간인식장치(70)가 취득한 위치정보에 근거하여 산출되어도 된다. 그리고, 자율제어부(30B)는, 도 8a에 나타내는 바와 같이, 수평거리(HD1)가 소정 값(제로)보다 큰 경우, 버킷(6)이 오르막의 상단(P2)을 넘지 않았다고 판정한다. 한편, 자율제어부(30B)는, 도 8b에 나타내는 바와 같이, 수평거리(HD1)가 소정 값(제로) 이하가 된 경우, 버킷(6)이 오르막의 상단(P2)을 넘었다고 판정한다.
버킷(6)이 오르막의 상단(P2)을 넘지 않았다고 판정한 경우(스텝 ST1의 NO), 자율제어부(30B)는, 굴삭어태치먼트(AT)의 자세를 변화시키지 않고, 스텝 ST3을 실행한다.
버킷(6)이 오르막의 상단(P2)을 넘었다고 판정한 경우(스텝 ST1의 YES), 자율제어부(30B)는, 버킷(6)을 하강시킨다(스텝 ST2). 이 동작에 의하여, 쇼벨(100)의 무게중심은 하방으로 이동한다. 본 실시형태에서는, 자율제어부(30B)는, 도 8c에 나타내는 바와 같이, 버킷(6)과 지면의 사이의 연직거리인 버킷높이가 소정 값 HT가 되도록, 비례밸브(31)로 제어지령을 출력하여, 붐실린더(7)를 수축시키고(화살표 AR1 참조.), 붐(4)을 하강시킨다(화살표 AR2 참조.). 다만, 버킷높이는, 버킷(6)의 치선(齒先)과 지면의 사이의 연직거리여도 된다.
그 후, 자율제어부(30B)는, 다른 개시조건이 충족되었는지 아닌지, 즉, 카운터웨이트가 부상했는지 아닌지를 판정한다(스텝 ST3). 본 실시형태에서는, 자율제어부(30B)는, 기체경사센서(S4)의 출력에 근거하여 카운터웨이트가 부상했는지 아닌지를 판정한다. 자율제어부(30B)는, 전방센서(70F) 등의 다른 장치의 출력에 근거하여 카운터웨이트가 부상했는지 아닌지를 판정해도 된다. 구체적으로는, 자율제어부(30B)는, 기체경사센서(S4)의 출력으로부터 상부선회체(3)의 피치각의 변화를 계속적으로 도출하여, 그 변화가 소정 값보다 커졌을 때에 카운터웨이트가 부상했다고 판정한다.
카운터웨이트가 부상하지 않았다고 판정한 경우(스텝 ST3의 NO), 자율제어부(30B)는, 굴삭어태치먼트(AT)의 자세를 변화시키지 않고, 이번 제1 자율제어처리를 종료시킨다.
카운터웨이트가 부상했다고 판정한 경우(스텝 ST3의 YES), 자율제어부(30B)는, 버킷(6)을 상승시킨다(스텝 ST4). 본 실시형태에서는, 자율제어부(30B)는, 도 9b에 나타내는 바와 같이, 공중에 돌출된 하부주행체(1)의 선단이 내려가고(화살표 AR5 참조.), 카운터웨이트가 떠오르면(화살표 AR6 참조.), 버킷높이가 소정 값 HT가 되도록, 비례밸브(31)에 제어지령을 출력하여, 붐실린더(7)를 신장시키며(화살표 AR7 참조.), 붐(4)을 상승시킨다(화살표 AR8 참조.).
도 9c의 화살표 AR9로 나타내는 바와 같이 카운터웨이트가 더 부상한 경우도 동일하게, 자율제어부(30B)는, 버킷높이가 소정 값 HT가 되도록, 붐실린더(7)를 신장시키고(화살표 AR10 참조.), 붐(4)을 상승시킨다(화살표 AR11 참조.).
그 결과, 자율제어부(30B)는, 도 9d에 나타내는 바와 같이, 쇼벨(100)의 피칭을 억제하면서, 오르막의 끝에 있는 수평면에 쇼벨(100)을 천천히 착지시킬 수 있다. 자율제어부(30B)는, 카운터웨이트가 부상했을 때에 버킷(6)을 상승시켜 쇼벨(100)의 무게중심위치를 상방으로 이동시킴으로써, 카운터웨이트의 부상을 초래하는 회전모멘트를 상쇄할 수 있기 때문이다.
이와 같이, 자율제어부(30B)는, 도 9a에 나타내는 바와 같이, 하부주행체(1)의 선단이 오르막의 상단(P2)을 넘은 후도, 버킷높이가 소정 값 HT가 되도록, 붐실린더(7)를 수축시켜 붐(4)을 하강시킨다.
그리고, 자율제어부(30B)는, 도 9b 및 도 9c에 나타내는 바와 같이, 공중에 돌출된 하부주행체(1)의 선단이 낙하함으로써 카운터웨이트가 부상했다고 판정한 경우에도, 버킷높이가 소정 값 HT가 되도록, 붐실린더(7)를 신장시켜 붐(4)을 상승시킨다.
다만, 자율제어부(30B)는, 카운터웨이트가 부상했는지 아닌지를 판정하지 않고, 붐(4)을 상하시켜도 된다. 이 경우, 자율제어부(30B)는, 예를 들면, 전방센서(70F)의 출력에 근거하여, 버킷높이가 소정 값 HT로 유지되도록 붐실린더(7)를 신축시켜도 된다. 또, 자율제어부(30B)는, 붐실린더(7)의 신축, 암실린더(8)의 신축, 버킷실린더(9)의 신축, 또는, 그들의 조합에 의하여 버킷(6)을 상하시켜도 된다.
이 구성에 의하여, 자율제어부(30B)는, 쇼벨(100)이 오르막의 상단(P2)을 통과할 때의, 하부주행체(1)의 선단의 부상에 기인하는 쇼벨(100)의 피치각의 급격한 변화에 의하여 쇼벨(100)이 전후로 요동되어 버리는 것을 억제할 수 있다.
다음으로, 도 10을 참조하여, 자율제어부(30B)의 구성예에 대하여 설명한다. 도 10은, 자율제어부(30B)의 구성예를 나타내는 블록도이다. 도 10에 나타내는 예에서는, 자율제어부(30B)는, 도 8a~도 8c 및 도 9a~도 9d에 나타내는 바와 같은 쇼벨(100)의 움직임을 실현시킬 수 있다.
구체적으로는, 자율제어부(30B)는, 지형판정부(Fa), 쇼벨위치산출부(Fb), 위치비교부(Fc), 버킷위치산출부(Fd), 버킷위치지령생성부(Fe), 및 지령값산출부(Ff)를 갖는다. 다만, 지형판정부(Fa), 쇼벨위치산출부(Fb), 위치비교부(Fc), 버킷위치산출부(Fd), 버킷위치지령생성부(Fe), 및 지령값산출부(Ff)는, 설명의 편의를 위하여 구별되어 나타나 있지만, 물리적으로 구별되어 있을 필요는 없고, 전체적으로 혹은 부분적으로 공통의 소프트웨어컴포넌트 혹은 하드웨어컴포넌트로 구성되어 있어도 된다.
지형판정부(Fa)는, 지형을 판정하도록 구성되어 있다. 도 10에 나타내는 예에서는, 지형판정부(Fa)는, 공간인식장치(70)의 출력에 근거하여, 쇼벨(100)의 주위에 오르막이 존재하는지 아닌지를 판정한다.
쇼벨위치산출부(Fb)는, 쇼벨(100)의 위치를 산출하도록 구성되어 있다. 도 10에 나타내는 예에서는, 쇼벨위치산출부(Fb)는, 측위장치(73)의 출력에 근거하여, 쇼벨(100)의 위치(위도, 경도, 및 고도)를 산출한다.
위치비교부(Fc)는, 지형판정부(Fa)에 의하여 존재한다고 판정된 오르막의 위치와, 쇼벨위치산출부(Fb)에 의하여 산출된 쇼벨(100)의 위치를 비교하도록 구성되어 있다. 이 구성에 의하여, 위치비교부(Fc)는, 쇼벨(100)이 오르막을 주행하고 있는지 아닌지를 판정할 수 있다.
버킷위치산출부(Fd)는, 버킷(6) 상의 소정 점(P1)의 위치를 산출하도록 구성되어 있다. 도 10에 나타내는 예에서는, 버킷위치산출부(Fd)는, 측위장치(73)의 출력과 자세검출장치의 출력에 근거하여, 쇼벨(100)의 진행방향에 있어서 가장 전방에 있는 버킷(6) 상의 점인 소정 점(P1)의 위치를 산출한다. 버킷(6)의 소정 점(P1)은, 예를 들면, 버킷(6)의 바닥면에 있어서의 점, 배면에 있어서의 점, 또는, 버킷(6)의 치선에 있어서의 점 등이다.
버킷위치지령생성부(Fe)는, 버킷(6)의 위치에 관한 지령(이하, "버킷위치지령"이라고 한다.)을 생성하도록 구성되어 있다. 도 10에 나타내는 예에서는, 버킷위치지령생성부(Fe)는, 위치비교부(Fc)에 의하여 쇼벨(100)이 오르막을 주행하고 있다고 판정되어 있는 경우에, 버킷위치지령을 생성한다.
구체적으로는, 버킷위치지령생성부(Fe)는, 버킷(6) 상의 소정 점(P1)과 오르막의 상단(P2)의 사이의 수평거리(HD1)를 산출한다. 그리고, 버킷위치지령생성부(Fe)는, 수평거리(HD1)가 소정 값(제로) 이하가 된 경우, 버킷(6)이 오르막의 상단(P2)을 넘었다고 판정한다. 그리고, 버킷(6)이 오르막의 상단(P2)을 넘었다고 판정한 경우, 버킷위치지령생성부(Fe)는, 버킷(6)을 하강시킬 수 있도록 버킷위치지령을 생성한다. 보다 구체적으로는, 버킷위치지령생성부(Fe)는, 버킷(6)과 지면의 사이의 연직거리인 버킷높이가 소정 값 HT가 되도록 버킷위치지령을 생성한다.
지령값산출부(Ff)는, 액추에이터를 동작시키기 위한 지령값을 산출하도록 구성되어 있다. 도 10에 나타내는 예에서는, 지령값산출부(Ff)는, 버킷위치지령생성부(Fe)에 의하여 생성된 버킷위치지령에 근거하여, 붐각도 β1에 관한 지령값 β1r, 암각도 β2에 관한 지령값 β2r, 및 버킷각도 β3에 관한 지령값 β3r을 산출한다. 지령값산출부(Ff)는, 붐(4)이 조작되고 있지 않을 때여도, 필요에 따라 지령값 β1r을 산출한다. 이것은, 붐(4)을 자동적으로 동작시키기 위함이다. 암(5) 및 버킷(6)에 대해서도 동일하다.
그 후, 자율제어부(30B)는, 실제의 붐각도 β1이, 생성된 지령값 β1r과 동일해지도록 붐실린더(7)를 동작시키고, 실제의 암각도 β2가, 생성된 지령값 β2r과 동일해지도록 암실린더(8)를 동작시키며, 또한, 실제의 버킷각도 β3이, 생성된 지령값 β3r과 동일해지도록 버킷실린더(9)를 동작시킨다.
구체적으로는, 자율제어부(30B)는, 붐각도 β1의 현재값과 지령값 β1r의 차 Δβ1에 대응하는 붐실린더파일럿압지령을 생성한다. 그리고, 붐실린더파일럿압지령에 대응하는 제어전류를 붐제어기구(도시하지 않음)에 대하여 출력한다. 붐제어기구는, 붐실린더파일럿압지령에 대응하는 제어전류에 따른 파일럿압을 붐제어밸브로서의 제어밸브(175)에 대하여 작용시킬 수 있도록 구성되어 있다. 붐제어기구는, 예를 들면, 도 4b에 있어서의 비례밸브(31BL) 및 비례밸브(31BR)여도 된다.
그 후, 붐제어기구가 생성한 파일럿압을 받은 제어밸브(175)는, 메인펌프(14)가 토출하는 작동유를, 파일럿압에 대응하는 흐름방향 및 유량으로 붐실린더(7)에 유입시킨다.
이때, 자율제어부(30B)는, 붐스풀변위센서(도시하지 않음)가 검출하는 제어밸브(175)의 스풀변위량에 근거하여 붐스풀제어지령을 생성해도 된다. 붐스풀변위센서는, 제어밸브(175)를 구성하는 스풀의 변위량을 검출하는 센서이다. 그리고, 컨트롤러(30)는, 붐스풀제어지령에 대응하는 제어전류를 붐제어기구에 대하여 출력해도 된다. 이 경우, 붐제어기구는, 붐스풀제어지령에 대응하는 제어전류에 따른 파일럿압을 제어밸브(175)에 대하여 작용시킨다.
붐실린더(7)는, 제어밸브(175)를 통하여 공급되는 작동유에 의하여 신축한다. 붐각도센서(S1)는, 신축하는 붐실린더(7)에 의하여 작동되는 붐(4)의 붐각도 β1을 검출한다.
그 후, 자율제어부(30B)는, 붐각도센서(S1)가 검출한 붐각도 β1을, 붐실린더파일럿압지령을 생성할 때에 이용하는 붐각도 β1의 현재값으로 하여 피드백한다.
상술한 설명은, 지령값 β1r에 근거하는 붐(4)의 동작에 관한 것이지만, 지령값 β2r에 근거하는 암(5)의 동작, 및, 지령값 β3r에 근거하는 버킷(6)의 동작에도 동일하게 적용 가능하다. 다만, 암제어기구(도시하지 않음)는, 암실린더파일럿압지령에 대응하는 제어전류에 따른 파일럿압을 암제어밸브로서의 제어밸브(176)에 대하여 작용시킬 수 있도록 구성되어 있다. 암제어기구는, 예를 들면, 도 4a에 있어서의 비례밸브(31AL) 및 비례밸브(31AR)여도 된다. 또, 버킷제어기구(도시하지 않음)는, 버킷실린더파일럿압지령에 대응하는 제어전류에 따른 파일럿압을 버킷제어밸브로서의 제어밸브(174)에 대하여 작용시킬 수 있도록 구성되어 있다. 버킷제어기구는, 예를 들면, 도 4c에 있어서의 비례밸브(31CL) 및 비례밸브(31CR)여도 된다.
다음으로, 도 11을 참조하여, 자율제어부(30B)가 쇼벨(100)을 자율적으로 제어하는 처리의 다른 일례에 대하여 설명한다. 도 11은, 오르막에 접근하고 있는 쇼벨(100)의 굴삭어태치먼트(AT)의 자세를 자율제어부(30B)가 자율적으로 제어하는 처리(이하, "제2 자율제어처리"라고 한다.)의 플로차트를 나타낸다. 자율제어부(30B)는, 쇼벨(100)이 오르막에 접근하고 있을 때에 소정의 제어주기로 반복하여 이 제2 자율제어처리를 실행한다.
먼저, 자율제어부(30B)는, 소정의 개시조건이 충족되었는지 아닌지, 즉, 버킷(6)과 오르막의 하단(下端)의 사이의 거리인 제1 잔여거리가 소정 거리를 하회했는지 아닌지를 판정한다(스텝 ST11). 이 예에서는, 자율제어부(30B)는, 예를 들면, 측위장치(73)의 출력과, 불휘발성 기억장치 등에 미리 기억되어 있는 지형데이터에 근거하여, 버킷(6) 상의 소정 점(P1)과 오르막의 하단의 사이의 수평거리를 제1 잔여거리로서 도출한다. 자율제어부(30B)는, 전방센서(70F)의 출력에 근거하여 제1 잔여거리를 도출해도 된다. 그리고, 자율제어부(30B)는, 도출한 제1 잔여거리와, 불휘발성 기억장치 등에 미리 기억되어 있는 소정 거리를 비교한다.
제1 잔여거리가 소정 거리를 하회하지 않았다고 판정한 경우(스텝 ST11의 NO), 자율제어부(30B)는, 굴삭어태치먼트(AT)의 자세를 변화시키지 않고, 스텝 ST13을 실행한다.
제1 잔여거리가 소정 거리를 하회했다고 판정한 경우(스텝 ST11의 YES), 자율제어부(30B)는, 굴삭어태치먼트(AT)의 자세를 소정의 자세로 변환한다(스텝 ST12). 이 예에서는, 자율제어부(30B)는, 붐실린더(7), 암실린더(8) 및 버킷실린더(9) 중 적어도 하나를 신축시킴으로써, 현재의 굴삭어태치먼트(AT)의 자세를 등판자세로 변환하여, 버킷높이가 소정 값으로 유지되도록 한다.
그 후, 자율제어부(30B)는, 다른 개시조건이 충족되었지 아닌지, 즉, 쇼벨(100)이 오르막의 하단을 통과했는지 아닌지를 판정한다(스텝 ST13). 이 예에서는, 자율제어부(30B)는, 제1 잔여거리가 제로에 도달했는지 아닌지를 판정한다. 그리고, 제1 잔여거리가 제로에 도달했다면, 쇼벨(100)이 오르막의 하단을 통과했다고 판정한다.
쇼벨(100)이 오르막의 하단을 통과하고 있지 않다고 판정한 경우(스텝 ST13의 NO), 자율제어부(30B)는, 굴삭어태치먼트(AT)의 자세를 변화시키지 않고, 이번 제2 자율제어처리를 종료시킨다.
쇼벨(100)의 중심 혹은 무게중심이 오르막의 하단을 통과했다고 판정한 경우(스텝 ST13의 YES), 자율제어부(30B)는, 버킷(6)을 상승시킨다(스텝 ST14). 본 실시형태에서는, 자율제어부(30B)는, 버킷(6)과 지면(오르막의 경사면)의 사이의 연직거리인 버킷높이가 소정 값이 되도록, 붐실린더(7)를 신장시켜, 붐(4)을 상승시킨다. 다만, 버킷높이는, 버킷(6)의 치선과 지면(오르막의 경사면)의 사이의 연직거리여도 된다.
이 구성에 의하여, 쇼벨(100)의 조작자는, 주행레버(26D)를 조작하여 쇼벨(100)을 오르막에 접근시키는 것만으로, 굴삭어태치먼트(AT)의 자세를 등판자세로 변환시킬 수 있다.
또, 자율제어부(30B)는, 쇼벨(100)이 오르막의 하단을 통과할 때에 버킷(6)이 오르막의 경사면에 충돌해 버리는 것을 방지할 수 있다.
다음으로, 도 12를 참조하여, 자율제어부(30B)가 쇼벨(100)을 자율적으로 제어하는 처리의 또 다른 일례에 대하여 설명한다. 도 12는, 오르막을 주행하고 있는 쇼벨(100)의 굴삭어태치먼트(AT)의 자세를 자율제어부(30B)가 자율적으로 제어하는 처리(이하, "제3 자율제어처리"라고 한다.)의 플로차트를 나타낸다. 자율제어부(30B)는, 쇼벨(100)이 오르막을 주행하고 있을 때에 소정의 제어주기로 반복하여 이 제3 자율제어처리를 실행한다.
먼저, 자율제어부(30B)는, 버킷(6)과 지면의 사이의 연직거리인 버킷높이를 취득한다(스텝 ST21). 이 예에서는, 자율제어부(30B)는, 불휘발성 기억장치 등에 미리 기억되어 있는 지형데이터와, 자세검출장치의 출력에 근거하여, 버킷(6)의 최하점과 지면의 사이의 연직거리를 버킷높이로 하여 산출한다.
그리고, 자율제어부(30B)는, 소정의 개시조건이 충족되었는지 아닌지, 즉, 버킷높이가 하한값 미만인지 아닌지를 판정한다(스텝 ST22). 하한값은, 등판 중에 버킷(6)과 비탈길이 접촉해 버리는 것을 방지할 수 있는 값이며, 불휘발성 기억장치 등에 미리 기억되어 있다.
버킷높이가 하한값 미만이라고 판정한 경우(스텝 ST22의 YES), 자율제어부(30B)는, 버킷(6)을 상승시킨다(스텝 ST23). 이 예에서는, 자율제어부(30B)는, 붐실린더(7)를 소정의 스트로크양만큼 신장시킴으로써 버킷(6)을 상승시킨다. 단, 자율제어부(30B)는, 붐실린더(7)의 신축, 암실린더(8)의 신축, 버킷실린더(9)의 신축, 및, 그들의 조합에 의하여 버킷(6)을 상승시켜도 된다.
버킷높이가 하한값 이상이라고 판정한 경우(스텝 ST22의 NO), 자율제어부(30B)는, 버킷높이가 상한값보다 큰지 아닌지를 판정한다(스텝 ST24). 상한값은, 하한값과 동일하게, 등판 중에 버킷(6)과 비탈길이 접촉해 버리는 것을 방지할 수 있는 값(하한값 이상의 값)이며, 불휘발성 기억장치 등에 미리 기억되어 있다.
버킷높이가 상한값보다 크다고 판정한 경우(스텝 ST24의 YES), 자율제어부(30B)는, 버킷(6)을 하강시킨다(스텝 ST25). 이 예에서는, 자율제어부(30B)는, 붐실린더(7)를 소정의 스트로크양만큼 수축시킴으로써 버킷(6)을 하강시킨다. 단, 자율제어부(30B)는, 붐실린더(7)의 신축, 암실린더(8)의 신축, 버킷실린더(9)의 신축, 및, 그들의 조합에 의하여 버킷(6)을 하강시켜도 된다.
버킷높이가 상한값 이하라고 판정한 경우(스텝 ST24의 NO), 자율제어부(30B)는, 굴삭어태치먼트(AT)의 자세를 변화시키지 않고, 이번 제3 자율제어처리를 종료시킨다.
상술한 예에서는, 자율제어부(30B)는, 버킷높이가 하한값 이상이라고 판정한 후에 버킷높이가 상한값보다 큰지 아닌지를 판정하고 있지만, 버킷높이가 상한값 이하라고 판정한 후에 버킷높이가 하한값 미만인지 아닌지를 판정해도 된다.
이 구성에 의하여, 자율제어부(30B)는, 쇼벨(100)이 오르막을 주행하고 있을 때에, 버킷높이를 하한값 이상이며 또한 상한값 이하의 범위 내에서 유지할 수 있다. 그 때문에, 자율제어부(30B)는, 도 7에 나타내는 제1 자율제어처리를 실행하는 경우와 동일하게, 쇼벨(100)이 오르막의 상단(P2)을 넘을 때까지는, 굴삭어태치먼트(AT)의 자세를 적절한 등판자세로 유지할 수 있으며, 하부주행체(1)의 선단이 부상해 버리는 것을 방지할 수 있다.
또, 자율제어부(30B)는, 쇼벨(100)이 오르막의 상단(P2)을 넘은 후는, 쇼벨(100)의 피칭을 억제하면서, 오르막의 끝에 있는 수평면에 쇼벨(100)을 천천히 착지시킬 수 있다.
다음으로, 도 13및 도 14a~도 14c를 참조하여, 자율제어부(30B)가 쇼벨(100)을 자율적으로 제어하는 처리의 또 다른 일례에 대하여 설명한다. 도 13은, 오르막을 주행하고 있는 쇼벨(100)의 주행속도를 자율제어부(30B)가 자율적으로 제어하는 처리(이하, "제4 자율제어처리"라고 한다.)의 플로차트를 나타낸다. 자율제어부(30B)는, 쇼벨(100)이 오르막을 주행하고 있을 때에 소정의 제어주기로 반복하여 이 제4 자율제어처리를 실행한다. 자율제어부(30B)는, 예를 들면, 조작압센서(29DL 및 29DR)의 출력에 근거하여 쇼벨(100)이 주행 중인지 아닌지를 판정하며, 또한, 기체경사센서(S4)의 출력에 근거하여 쇼벨(100)이 오르막에 위치하고 있는지 아닌지를 판정한다.
자율제어부(30B)는, 쇼벨(100)이 대략 수평면 상에 위치하고 있다고 판정한 경우, 즉, 쇼벨(100)이 오르막에 위치하고 있지 않다고 판정한 경우, 제4 자율제어처리의 실행을 중지해도 된다. 또, 자율제어부(30B)는, 조작장치(26)의 수동조작을 통하여 어태치먼트액추에이터가 작동된 경우, 제4 자율제어처리의 실행을 중지해도 된다. 수동조작에 근거하는 어태치먼트액추에이터의 움직임을 우선시키기 위함이다.
도 14a~도 14c는, 오르막을 주행하고 있는 쇼벨(100)의 측면도이다. 도 14a~도 14c는, 도 14a, 도 14b, 도 14c의 순서로, 쇼벨(100)이 오르막을 주행할 때의 쇼벨(100)의 움직임을 나타내고 있다.
먼저, 자율제어부(30B)는, 소정의 개시조건이 충족되었는지 아닌지, 즉, 버킷(6)과 오르막의 상단(P2)의 사이의 거리인 제2 잔여거리(RD)가 소정 거리(TH1)를 하회했는지 아닌지를 판정한다(스텝 ST31). 이 예에서는, 자율제어부(30B)는, 예를 들면, 측위장치(73)의 출력과 불휘발성 기억장치 등에 미리 기억되어 있는 지형데이터에 근거하여, 오르막의 상단(P2)과 쇼벨(100)의 중심점(P3)의 사이의 수평거리를 제2 잔여거리(RD)로서 도출한다. 단, 제2 잔여거리(RD)는, 버킷(6) 상의 소정 점(P1)과 오르막의 상단(P2)의 사이의 수평거리여도 된다. 자율제어부(30B)는, 전방센서(70F)의 출력에 근거하여 제2 잔여거리(RD)를 도출해도 된다. 그리고, 자율제어부(30B)는, 도출한 제2 잔여거리(RD)와, 불휘발성 기억장치 등에 미리 기억되어 있는 소정 거리(TH1)를 비교한다.
제2 잔여거리(RD)가 소정 거리(TH1) 이상이라고 판정한 경우(스텝 ST31의 NO), 자율제어부(30B)는, 주행속도를 변화시키지 않고, 스텝 ST33을 실행한다.
제2 잔여거리(RD)가 소정 거리(TH1)를 하회했다고 판정한 경우(스텝 ST31의 YES), 자율제어부(30B)는, 주행속도를 제한한다(스텝 ST32). 이 예에서는, 자율제어부(30B)는, 주행레버(26D)의 조작내용과는 무관하게, 주행유압모터(2M)에 공급되는 작동유의 양을 저감시킴으로써, 쇼벨(100)의 주행속도를 제한한다.
구체적으로는, 자율제어부(30B)는, 도 14a에 나타내는 바와 같이, 오르막의 상단(P2)과 쇼벨(100)의 중심점(P3)의 사이의 거리인 제2 잔여거리(RD)가 소정 거리(TH1)를 하회할 때까지는, 주행속도를 제한하지 않는다. 그 때문에, 쇼벨(100)은, 주행레버(26D)의 조작량에 따른 속도로 주행한다. 도 14a의 긴 굵은선 화살표 AR21은, 쇼벨(100)이 비교적 큰 속도로 오르막을 주행하고 있는 상태를 나타내고 있다.
한편, 자율제어부(30B)는, 도 14b에 나타내는 바와 같이, 제2 잔여거리(RD)가 소정 거리(TH1)를 하회하면, 주행속도를 제한한다. 그 때문에, 쇼벨(100)은, 주행레버(26D)가 최대한 기울어져 있는 경우이더라도, 소정의 제한속도로 주행한다. 도 14b의 짧은 점선 화살표 AR22는, 쇼벨(100)이 비교적 작은 제한속도로 오르막을 주행하고 있는 상태를 나타내고 있다.
그 후, 자율제어부(30B)는, 다른 개시조건이 충족되었는지 아닌지, 즉, 쇼벨(100)이 오르막의 상단(P2)을 통과했는지 아닌지를 판정한다(스텝 ST33). 이 예에서는, 자율제어부(30B)는, 도 14c에 나타내는 바와 같이, 제2 잔여거리(RD)가 제로에 도달한 후에 있어서의 오르막의 상단(P2)과 쇼벨(100)의 중심점(P3)의 사이의 거리인 주행거리(MD)가 소정 거리(TH2)를 상회했는지 아닌지를 판정한다. 그리고, 주행거리(MD)가 소정 거리(TH2) 이상이면, 쇼벨(100)이 오르막의 상단(P2)을 통과했다고 판정한다.
쇼벨(100)이 오르막의 상단(P2)을 통과하고 있지 않다고 판정한 경우(스텝 ST33의 NO), 자율제어부(30B)는, 주행속도의 제한을 해제하지 않고, 이번 제4 자율제어처리를 종료시킨다.
이 예에서는, 자율제어부(30B)는, 도 14c에 나타내는 바와 같이, 주행거리(MD)가 여전히 소정 거리(TH2)를 하회하고 있는 경우에는, 주행속도의 제한을 해제하지 않는다. 그 때문에, 쇼벨(100)은, 주행레버(26D)가 최대한 기울어져 있는 경우이더라도, 소정의 제한속도로 주행한다. 도 14c의 짧은 점선 화살표 AR23은, 쇼벨(100)이 비교적 작은 제한속도로 주행하고 있는 상태를 나타내고 있다.
쇼벨(100)이 오르막의 상단(P2)을 통과했다고 판정한 경우(스텝 ST33의 YES), 자율제어부(30B)는, 주행속도의 제한을 해제한다(스텝 ST34).
이 예에서는, 자율제어부(30B)는, 주행거리(MD)가 소정 거리(TH2) 이상이 되면, 주행속도의 제한을 해제한다. 그 때문에, 쇼벨(100)은, 예를 들면, 주행레버(26D)가 중립위치로 되돌려진 후에 다시 조작된 경우에는, 주행레버(26D)의 조작량에 따른 속도로 주행한다. 다만, 자율제어부(30B)는, 주행거리(MD)가 소정 거리(TH2)에 도달한 시점에서, 주행속도의 제한을 즉석에서 해제해도 된다. 이 경우, 쇼벨(100)은, 주행레버(26D)의 조작량에 변화가 없는 경우이더라도, 주행유압모터(2M)에 공급되는 작동유의 양이 증대되어 가속할 수 있다.
자율제어부(30B)는, 붐상승조작이 행해진 경우에, 주행속도의 제한을 해제하도록 구성되어 있어도 된다. 자율제어부(30B)는, 우조작레버(26R)가 출력하는 신호 및 붐실린더(7)에 있어서의 작동유의 압력인 실린더압 등 중 적어도 하나에 근거하여 붐상승조작이 행해진 것을 검지함으로써, 쇼벨(100)이 오르막의 상단(P2)을 통과했다고 추정할 수 있기 때문이다.
이 구성에 의하여, 자율제어부(30B)는, 쇼벨(100)이 오르막의 상단(P2)을 통과할 때의, 하부주행체(1)의 선단의 부상에 기인하는 쇼벨(100)의 피치각의 급격한 변화에 의하여 쇼벨(100)이 전후로 요동되어 버리는 것을 억제할 수 있다.
다만, 도 13 및 도 14a~도 14c에서는, 오르막의 상단(P2)과 쇼벨(100)의 중심점(P3)의 위치관계에 근거하여 자율제어부(30B)가 주행액추에이터를 제어하는 사례를 나타냈지만, 자율제어부(30B)는, 쇼벨(100)이 오르막의 상단(P2)을 넘을 때의 쇼벨(100)의 중심점(P3)(혹은 무게중심위치)의 변화에 근거하여, 어태치먼트액추에이터를 제어해도 된다. 쇼벨(100)이 오르막을 오르고 있을 때에는 쇼벨(100)의 중심점(P3)(혹은 무게중심위치)은 대략 직선적으로 변화하지만, 쇼벨(100)이 오르막의 상단(P2)을 넘을 때에는, 쇼벨(100)의 중심점(P3)(혹은 무게중심위치)은 상단(P2) 둘레에 회전하기 때문에, 자율제어부(30B)는, 쇼벨(100)이 오르막의 상단(P2)을 넘고 있는 상황을 적확하게 파악할 수 있다.
다음으로, 도 15를 참조하여, 자율제어부(30B)의 다른 구성예에 대하여 설명한다. 도 15는, 자율제어부(30B)의 다른 구성예를 나타내는 블록도이다. 도 15에 나타내는 예에서는, 자율제어부(30B)는, 도 14a~도 14c에 나타내는 바와 같은 쇼벨(100)의 움직임을 실현시킬 수 있다.
구체적으로는, 자율제어부(30B)는, 자세검출장치, 공간인식장치(70), 정보입력장치(72), 측위장치(73), 및 이상검지센서(74) 등 중 적어도 하나가 출력하는 신호를 받아, 다양한 연산을 실행하여, 비례밸브(31) 및 비례밸브(33) 등에 제어지령을 출력할 수 있도록 구성되어 있다. 자세검출장치는, 붐각도센서(S1), 암각도센서(S2), 버킷각도센서(S3), 기체경사센서(S4), 및 선회상태센서(S5)를 포함한다.
자율제어부(30B)는, 목표작업설정부(F1), 목표위치설정부(F2), 주행목표궤도생성부(F3), 이상감시부(F4), 정지판정부(F5), 자세검출부(F6), 중간목표설정부(F7), 위치산출부(F8), 비교부(F9), 물체검지부(F10), 이동지령생성부(F11), 속도산출부(F12), 속도제한부(F13), 유량지령생성부(F14), 지형판정부(Fa), 위치비교부(Fc), 및 연산부(CAL)를 포함한다. 다만, 목표작업설정부(F1), 목표위치설정부(F2), 주행목표궤도생성부(F3), 이상감시부(F4), 정지판정부(F5), 자세검출부(F6), 중간목표설정부(F7), 위치산출부(F8), 비교부(F9), 물체검지부(F10), 이동지령생성부(F11), 속도산출부(F12), 속도제한부(F13), 유량지령생성부(F14), 지형판정부(Fa), 위치비교부(Fc), 및 연산부(CAL)는, 설명의 편의를 위하여 구별되어 나타나 있지만, 물리적으로 구별되어 있을 필요는 없고, 전체적으로 혹은 부분적으로 공통의 소프트웨어컴포넌트 혹은 하드웨어컴포넌트로 구성되어 있어도 된다.
목표작업설정부(F1)는, 정보입력장치(72)의 출력, 즉, 정보입력장치(72)로 접수되는 조작입력에 따라 목표작업을 설정하도록 구성되어 있다. 목표작업은, 예를 들면, 평지주행, 오르막주행, 또는 내리막주행 등이다. 목표작업설정부(F1)는, 통신장치를 통하여 외부장치로부터 수신되는 정보에 근거하여, 목표작업을 설정해도 된다.
목표위치설정부(F2)는, 정보입력장치(72)의 출력, 즉, 정보입력장치(72)로 접수되는 조작입력에 따라 목표위치를 설정하도록 구성되어 있다. 목표위치는, 예를 들면, 평지주행, 오르막주행, 또는 내리막주행 등의 종료위치이다.
주행목표궤도생성부(F3)는, 목표작업설정부(F1)에 의하여 설정된 목표작업과, 목표위치설정부(F2)에 의하여 목표위치에 근거하여, 쇼벨(100)(하부주행체(1))의 자율주행에 관한 주행목표궤도를 생성한다. 또, 주행목표궤도생성부(F3)는, 생성하는 주행목표궤도에 대한 허용오차범위를 설정해도 된다.
이상감시부(F4)는, 쇼벨(100)의 이상을 감시하도록 구성되어 있다. 도 15에 나타내는 예에서는, 이상감시부(F4)는, 이상검지센서(74)의 출력에 근거하여, 쇼벨(100)의 이상의 정도를 결정한다. 이상검지센서(74)는, 예를 들면, 엔진(11)의 이상을 검지하는 센서, 작동유의 온도에 관한 이상을 검지하는 센서, 또는 컨트롤러(30)의 이상을 검지하는 센서 등이다.
정지판정부(F5)는, 각종 정보에 근거하여 쇼벨(100)을 정지시킬 필요가 있는지 없는지를 판정하도록 구성되어 있다. 도 15에 나타내는 예에서는, 정지판정부(F5)는, 이상감시부(F4)의 출력에 근거하여, 자율주행 중인 쇼벨(100)을 정지시킬 필요가 있는지 없는지를 판정한다. 구체적으로는, 정지판정부(F5)는, 예를 들면, 이상감시부(F4)가 결정된 쇼벨(100)의 이상의 정도가 소정의 임계값을 상회한 경우에, 자율주행 중인 쇼벨(100)을 정지시킬 필요가 있다고 판정한다. 이 경우, 자율제어부(30B)는, 예를 들면, 주행액추에이터로서의 주행유압모터(2M)를 제동제어하여, 주행유압모터(2M)의 회전을 감속시키거나 혹은 정지시킨다. 한편, 정지판정부(F5)는, 예를 들면, 이상감시부(F4)가 결정된 쇼벨(100)의 이상의 정도가 소정의 임계값 이하인 경우, 자율주행 중인 쇼벨(100)을 정지시킬 필요가 없다고, 즉, 쇼벨(100)의 자율주행을 계속시킬 수 있다고 판정한다. 또, 쇼벨(100)에 사람(조작자)이 탑승하고 있는 경우에는, 정지판정부(F5)는, 쇼벨(100)을 정지시킬 필요가 있는지 없는지에 더하여, 자율주행을 해제하는지 아닌지를 판정해도 된다.
자세검출부(F6)는, 쇼벨(100)의 자세에 관한 정보를 검출하도록 구성되어 있다. 또, 자세검출부(F6)는, 쇼벨(100)의 자세가 주행자세가 되어 있는지 아닌지를 판정해도 된다. 자세검출부(F6)는, 쇼벨(100)의 자세가 주행자세가 되어 있다고 판정한 경우에, 쇼벨(100)의 자율주행의 실행을 허가하도록 구성되어 있어도 된다.
중간목표설정부(F7)는, 쇼벨(100)의 자율주행에 관한 중간목표위치를 설정하도록 구성되어 있다. 도 15에 나타내는 예에서는, 중간목표설정부(F7)는, 자세검출부(F6)에 의하여 쇼벨(100)의 자세가 주행자세가 되어 있다고 판정되며, 또한, 정지판정부(F5)에 의하여 쇼벨(100)을 정지시킬 필요가 없다고 판정된 경우에, 주행목표궤도 상에 하나 또는 복수의 중간목표위치를 설정해도 된다.
위치산출부(F8)는, 쇼벨(100)의 현재위치를 산출하도록 구성되어 있다. 도 15에 나타내는 예에서는, 위치산출부(F8)는, 측위장치(73)의 출력에 근거하여 쇼벨(100)의 현재위치를 산출한다.
비교부(F9)는, 중간목표설정부(F7)가 설정한 중간목표위치와, 위치산출부(F8)가 산출한 쇼벨(100)의 현재위치를 비교하도록 구성되어 있다.
물체검지부(F10)는, 쇼벨(100)의 주위에 존재하는 물체를 검지하도록 구성되어 있다. 도 15에 나타내는 예에서는, 물체검지부(F10)는, 공간인식장치(70)의 출력에 근거하여, 쇼벨(100)의 주위에 존재하는 물체를 검지한다. 공간인식장치(70)의 출력은, 예를 들면, 카메라가 촬상한 화상이다. 그리고, 물체검지부(F10)는, 자율주행 중인 쇼벨(100)의 진행방향으로 존재하는 물체(예를 들면, 사람)를 검지한 경우, 쇼벨(100)의 자율주행을 정지시키기 위한 정지지령을 생성한다.
이동지령생성부(F11)는, 하부주행체(1)의 주행이동에 관한 지령을 생성하도록 구성되어 있다. 도 15에 나타내는 예에서는, 이동지령생성부(F11)는, 비교부(F9)의 비교결과에 근거하여, 이동방향에 관한 지령이나 이동속도에 관한 지령(이하, "이동지령"이라고 한다.)을 생성한다. 예를 들면, 이동지령생성부(F11)는, 중간목표위치와 쇼벨(100)의 현재위치의 차가 클수록 큰 값의 이동지령을 생성하도록 구성되어 있어도 된다. 또, 이동지령생성부(F11)는, 그 차를 0에 근접시키는 이동지령을 생성하도록 구성되어 있어도 된다.
이와 같이 하여, 자율제어부(30B)는, 예를 들면, 각각의 중간목표위치까지 쇼벨(100)을 자율주행시키면서, 최종적인 목표위치까지의 주행제어를 실행한다. 또, 이동지령생성부(F11)는, 사전에 입력된 지형에 관한 정보와 측위장치(73)의 검출값에 근거하여, 쇼벨(100)이 경사지에 존재한다고 판단한 경우, 이동지령의 값을 변경해도 된다. 예를 들면, 쇼벨(100)이 내리막에 있다고 판정한 경우, 이동지령생성부(F11)는, 통상의 속도보다 감속한 속도에 대응하는 이동지령의 값을 생성해도 된다. 이동지령생성부(F11)는, 공간인식장치(70)의 출력에 근거하여, 지면의 경사 등의 지형에 관한 정보를 취득해도 된다. 또한, 공간인식장치(70)의 출력에 근거하여, 물체검지부(F10)에 의하여 노면의 요철이 크다고 판정된 경우(예를 들면, 노면 상에 다수의 돌이 존재하고 있다고 판정된 경우)도 동일하게, 이동지령생성부(F11)는, 통상의 속도보다 감속한 속도에 대응하는 이동지령의 값을 생성해도 된다. 이와 같이, 이동지령생성부(F11)는, 주행루트 상에 있어서의 노면에 관한 정보에 근거하여, 이동지령의 값을 변경해도 된다. 예를 들면, 하천부지에 있어서, 쇼벨(100)이 모래땅으로부터 자갈길로 이동할 때에도, 이동지령생성부(F11)는, 자동적으로 이동지령의 값을 변경해도 된다. 이로써, 이동지령생성부(F11)는, 노면상황에 대응하여 주행속도를 변경할 수 있다.
또한, 자율제어부(30B)는, 쇼벨(100)의 동작모드를 설정하는 모드설정부를 갖고 있어도 된다. 이 경우, 쇼벨(100)의 동작모드로서 크레인모드가 설정된 경우, 혹은, 저속·고토크모드 등의 저속모드가 설정된 경우에는, 이동지령생성부(F11)는, 저속모드에 대응한 이동지령의 값을 생성한다. 이와 같이, 이동지령생성부(F11)는, 쇼벨(100)의 상태에 따라 이동지령의 값(주행속도)을 변경해도 된다.
속도산출부(F12)는, 쇼벨(100)의 현재의 주행속도를 산출하도록 구성되어 있다. 도 15에 나타내는 예에서는, 속도산출부(F12)는, 위치산출부(F8)가 산출하는 쇼벨(100)의 현재위치의 추이에 근거하여, 쇼벨(100)의 현재의 주행속도를 산출한다.
연산부(CAL)는, 이동지령생성부(F11)가 생성한 이동지령에 대응하는 주행속도와, 속도산출부(F12)가 산출한 쇼벨(100)의 현재의 주행속도의 속도차를 산출하도록 구성되어 있다.
속도제한부(F13)는, 쇼벨(100)의 주행속도를 제한하도록 구성되어 있다. 도 15에 나타내는 예에서는, 속도제한부(F13)는, 연산부(CAL)가 산출한 속도차가 제한값을 상회하는 경우에, 그 속도차 대신에 제한값을 출력하고, 연산부(CAL)가 산출한 속도차가 제한값 이하인 경우에, 그 속도차를 그대로 출력하도록 구성되어 있다. 제한값은, 미리 등록된 값이어도 되고, 동적으로 산출되는 값이어도 된다.
또, 도 15에 나타내는 예에서는, 속도제한부(F13)는, 위치비교부(Fc)의 출력에 근거하여 쇼벨(100)의 주행속도를 제한할 수 있도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 속도제한부(F13)는, 도 13에 나타내는 제4 자율제어처리를 따라 쇼벨(100)의 주행속도를 제한할 수 있도록 구성되어 있다.
위치비교부(Fc)는, 지형판정부(Fa)에 의하여 존재한다고 판정된 오르막의 위치와, 위치산출부(F8)에 의하여 산출된 쇼벨(100)의 현재위치를 비교하도록 구성되어 있다. 이 구성에 의하여, 위치비교부(Fc)는, 쇼벨(100)이 오르막을 주행하고 있는지 아닌지를 판정할 수 있다.
지형판정부(Fa)는, 지형을 판정하도록 구성되어 있다. 도 15에 나타내는 예에서는, 지형판정부(Fa)는, 예를 들면, 물체검지부(F10)의 출력에 근거하여, 쇼벨(100)의 주위에 오르막이 존재하는지 아닌지를 판정한다.
유량지령생성부(F14)는, 메인펌프(14)로부터 주행유압모터(2M)에 공급되는 작동유의 유량에 관한 지령을 생성하도록 구성되어 있다. 본 예에서는, 유량지령생성부(F14)는, 속도제한부(F13)가 출력하는 속도차에 근거하여 유량지령을 생성한다. 기본적으로는, 유량지령생성부(F14)는, 그 속도차가 클수록 큰 유량지령을 생성하도록 구성되어도 된다. 또, 유량지령생성부(F14)는, 연산부(CAL)가 산출한 속도차를 0에 근접시키는 유량지령을 생성하도록 구성되어도 된다.
유량지령생성부(F14)가 생성하는 유량지령은, 비례밸브(31, 33)에 대한 전류지령이다. 비례밸브(31, 33)는, 그 전류지령에 따라 동작하여, 제어밸브(171)의 파일럿포트에 작용하는 파일럿압을 변화시킨다. 그 때문에, 좌주행유압모터(2ML)에 유입되는 작동유의 유량은, 유량지령생성부(F14)가 생성한 유량지령에 대응하는 유량이 되도록 조정된다. 또, 비례밸브(31, 33)는, 그 전류지령에 따라 동작하여, 제어밸브(172)의 파일럿포트에 작용하는 파일럿압을 변화시킨다. 그 때문에, 우주행유압모터(2MR)에 유입되는 작동유의 유량은, 유량지령생성부(F14)가 생성한 유량지령에 대응하는 유량이 되도록 조정된다. 그 결과, 쇼벨(100)의 주행속도는, 이동지령생성부(F11)가 생성한 이동지령에 대응하는 주행속도가 되도록 조정된다. 쇼벨(100)의 주행속도는, 주행방향을 포함하는 개념이다. 쇼벨(100)의 주행방향은, 좌주행유압모터(2ML)의 회전속도 및 회전방향과, 우주행유압모터(2MR)의 회전속도 및 회전방향에 근거하여 결정되기 때문이다.
다만, 도 15에 나타내는 예에서는, 유량지령생성부(F14)가 생성하는 유량지령이 비례밸브(31, 33)로 출력되는 사례가 나타났지만, 자율제어부(30B)는, 이 구성에 한정되지 않는다. 예를 들면, 통상, 쇼벨(100)의 주행동작 시, 붐실린더(7) 등의, 주행유압모터(2M) 이외의 다른 액추에이터는 동작되지 않는다. 그 때문에, 유량지령생성부(F14)가 생성하는 유량지령은, 메인펌프(14)의 레귤레이터(13)로 출력되어도 된다. 이 경우, 자율제어부(30B)는, 메인펌프(14)의 토출량을 제어함으로써, 쇼벨(100)의 주행동작을 제어할 수 있다. 그리고, 자율제어부(30B)는, 좌레귤레이터(13L) 및 우레귤레이터(13R)의 각각을 제어함으로써, 즉, 좌메인펌프(14L) 및 우메인펌프(14R)의 각각의 토출량을 제어함으로써, 쇼벨(100)의 조타를 제어해도 된다. 또한, 자율제어부(30B)는, 좌주행유압모터(2ML) 및 우주행유압모터(2MR)의 각각으로의 작동유의 공급량을 비례밸브(31)에 의하여 제어하여 주행동작의 조타를 제어하고, 레귤레이터(13)를 제어함으로써 주행속도를 제어해도 된다.
이와 같이, 자율제어부(30B)는, 적절히, 현재위치부터 목표위치까지의 사이에 쇼벨(100)의 자율주행을 실현시킬 수 있다.
다음으로, 도 16을 참조하여, 시공시스템(SYS)에 대하여 설명한다. 도 16은, 시공시스템(SYS)의 일례를 나타내는 개략도이다. 도 16에 나타내는 바와 같이, 시공시스템(SYS)은, 쇼벨(100)과, 지원장치(200)와, 관리장치(300)를 포함한다. 시공시스템(SYS)은, 1대 또는 복수 대의 쇼벨(100)에 의한 시공을 지원할 수 있도록 구성되어 있다.
쇼벨(100)이 취득하는 정보는, 시공시스템(SYS)을 통하여, 관리자 및 다른 쇼벨의 조작자 등과 공유되어도 된다. 시공시스템(SYS)을 구성하는 쇼벨(100), 지원장치(200), 및 관리장치(300)의 각각은, 1대여도 되고, 복수 대여도 된다. 도 16에 나타내는 예에서는, 시공시스템(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 조작자가 휴대하는 휴대단말이어도 된다. 지원장치(200)는, 고정단말장치여도 된다.
관리장치(300)는, 전형적으로는 고정단말장치이며, 예를 들면, 시공현장 이외의 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 조작자는, 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, 촬상장치(예를 들면 공간인식장치(70)로서의 촬상장치)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, 시공시스템(SYS)에 있어서, 쇼벨(100)의 컨트롤러(30)는, 스위치(NS)가 눌렸을 때의 시각 및 장소, 쇼벨(100)을 자율적으로 동작시킬 때에 이용된 목표궤도, 및, 자율동작 시에 소정 부위가 실제로 따라간 궤적 등 중 적어도 하나에 관한 정보를 지원장치(200) 및 관리장치(300) 중 적어도 일방에 송신해도 된다. 그때, 컨트롤러(30)는, 촬상장치의 촬상화상을 지원장치(200) 및 관리장치(300) 중 적어도 일방에 송신해도 된다. 촬상화상은, 자율동작 중에 촬상된 복수의 화상이어도 된다. 또한, 컨트롤러(30)는, 자율동작 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. 이로써, 지원장치(200)를 이용하는 작업자, 또는, 관리장치(300)를 이용하는 관리자는, 자율동작 중인 쇼벨(100)에 관한 정보를 입수할 수 있다.
이와 같이 하여, 지원장치(200) 또는 관리장치(300)에 있어서, 쇼벨(100)의 감시범위 외에 있어서의 감시대상의 종류 및 위치가 시계열(時系列)적으로 기억부에 기억된다.
이와 같이, 시공시스템(SYS)은, 쇼벨(100)에 관한 정보를 관리자 및 다른 쇼벨의 조작자 등과 공유할 수 있도록 한다.
다만, 도 16에 나타내는 바와 같이, 쇼벨(100)에 탑재되어 있는 통신장치는, 무선통신을 통하여, 원격조작실(RC)에 설치된 통신장치(T2)와의 사이에서 정보를 송수신하도록 구성되어 있어도 된다. 도 16에 나타내는 예에서는, 쇼벨(100)에 탑재되어 있는 통신장치와 통신장치(T2)는, 제5세대 이동통신회선(5G회선), LTE회선, 또는 위성회선 등을 통하여 정보를 송수신하도록 구성되어 있다.
원격조작실(RC)에는, 원격컨트롤러(30R), 소리출력장치(A2), 실내촬상장치(C2), 표시장치(RP), 및 통신장치(T2) 등이 설치되어 있다. 또, 원격조작실(RC)에는, 쇼벨(100)을 원격조작하는 조작자(OP)가 앉는 운전석(DS)이 설치되어 있다.
원격컨트롤러(30R)는, 각종 연산을 실행하는 연산장치이다. 도 16에 나타내는 예에서는, 원격컨트롤러(30R)는, 컨트롤러(30)와 동일하게, CPU 및 메모리를 포함하는 마이크로컴퓨터로 구성되어 있다. 그리고, 원격컨트롤러(30R)의 각종 기능은, CPU가 메모리에 저장된 프로그램을 실행함으로써 실현된다.
소리출력장치(A2)는, 소리를 출력하도록 구성되어 있다. 도 16에 나타내는 예에서는, 소리출력장치(A2)는, 스피커이며, 쇼벨(100)에 장착되어 있는 집음장치(도시하지 않음)가 모은 소리를 재생하도록 구성되어 있다.
실내촬상장치(C2)는, 원격조작실(RC) 내를 촬상하도록 구성되어 있다. 도 16에 나타내는 예에서는, 실내촬상장치(C2)는, 원격조작실(RC)의 내부에 설치된 카메라이며, 운전석(DS)에 착석하는 조작자(OP)를 촬상하도록 구성되어 있다.
통신장치(T2)는, 쇼벨(100)에 장착된 통신장치와의 무선통신을 제어하도록 구성되어 있다.
도 16에 나타내는 예에서는, 운전석(DS)은, 통상의 쇼벨의 캐빈 내에 설치되는 운전석과 동일한 구조를 갖는다. 구체적으로는, 운전석(DS)의 좌측에는 좌콘솔박스가 배치되고, 운전석(DS)의 우측에는 우콘솔박스가 배치되어 있다. 그리고, 좌콘솔박스의 상면 전단에는 좌조작레버가 배치되고, 우콘솔박스의 상면 전단에는 우조작레버가 배치되어 있다. 또, 운전석(DS)의 전방에는, 주행레버 및 주행페달이 배치되어 있다. 또한, 우콘솔박스의 상면 중앙부에는, 다이얼(75)이 배치되어 있다. 좌조작레버, 우조작레버, 주행레버, 주행페달, 및 다이얼(75)의 각각은, 조작장치(26A)를 구성하고 있다.
다이얼(75)은, 엔진(11)의 회전수를 조정하기 위한 다이얼이며, 예를 들면 엔진회전수를 4단계로 전환할 수 있도록 구성되어 있다.
구체적으로는, 다이얼(75)은 SP모드, H모드, A모드, 및 아이들링모드의 4단계로 엔진회전수의 전환을 할 수 있도록 구성되어 있다. 다이얼(75)은, 엔진회전수의 설정에 관한 데이터를 컨트롤러(30)에 송신한다.
SP모드는, 작업자(OP)가 작업량을 우선하고 싶은 경우에 선택되는 회전수모드이고, 가장 높은 엔진회전수를 이용한다. H모드는, 작업자(OP)가 작업량과 연비를 양립시키고자 하는 경우에 선택되는 회전수모드이고, 두번째로 높은 엔진회전수를 이용한다. A모드는, 작업자(OP)가 연비를 우선시키면서 저소음으로 쇼벨(100)을 가동시키고자 하는 경우에 선택되는 회전수모드이고, 세번째로 높은 엔진회전수를 이용한다. 아이들링모드는, 작업자(OP)가 엔진(11)을 아이들링상태로 하고 싶은 경우에 선택되는 회전수모드이고, 가장 낮은 엔진회전수를 이용한다. 그리고, 엔진(11)은, 다이얼(75)을 통하여 선택된 회전수모드의 엔진회전수로 일정하게 회전수제어된다.
조작장치(26A)에는, 조작장치(26A)의 조작내용을 검출하기 위한 조작센서(29A)가 설치되어 있다. 조작센서(29A)는, 예를 들면, 조작레버의 경사각도를 검출하는 경사센서, 또는, 조작레버의 요동축둘레의 요동각도를 검출하는 각도센서 등이다. 조작센서(29A)는, 압력센서, 전류센서, 전압센서, 또는 거리센서 등의 다른 센서로 구성되어 있어도 된다. 조작센서(29A)는, 검출한 조작장치(26A)의 조작내용에 관한 정보를 원격컨트롤러(30R)에 대하여 출력한다. 원격컨트롤러(30R)는, 수신한 정보에 근거하여 조작신호를 생성하고, 생성한 조작신호를 쇼벨(100)을 향하여 송신한다. 조작센서(29A)는, 조작신호를 생성하도록 구성되어 있어도 된다. 이 경우, 조작센서(29A)는, 원격컨트롤러(30R)를 경유하지 않고, 조작신호를 통신장치(T2)에 출력해도 된다.
표시장치(RP)는, 쇼벨(100)의 주위의 상황에 관한 정보를 표시하도록 구성되어 있다. 도 16에 나타내는 예에서는, 표시장치(RP)는, 세로 3단, 가로 3열의 9개의 모니터로 구성되는 멀티디스플레이이며, 쇼벨(100)의 전방, 좌방, 및 우방의 공간의 모습을 표시할 수 있도록 구성되어 있다. 각 모니터는, 액정모니터 또는 유기EL모니터 등이다. 단, 표시장치(RP)는, 하나 또는 복수의 곡면모니터로 구성되어 있어도 되고, 프로젝터로 구성되어 있어도 된다.
표시장치(RP)는, 조작자(OP)가 착용 가능한 표시장치여도 된다. 예를 들면, 표시장치(RP)는, 헤드마운트디스플레이이며, 무선통신에 의하여, 원격컨트롤러(30R)와의 사이에서 정보를 송수신할 수 있도록 구성되어 있어도 된다. 헤드마운트디스플레이는, 원격컨트롤러에 유선접속되어 있어도 된다. 헤드마운트디스플레이는, 투과형 헤드마운트디스플레이여도 되고, 비투과형 헤드마운트디스플레이여도 된다. 헤드마운트디스플레이는, 편안(片眼)형 헤드마운트디스플레이여도 되고, 양안(兩眼)형 헤드마운트디스플레이여도 된다.
표시장치(RP)는, 원격조작실(RC)에 있는 조작자(OP)가 쇼벨(100)의 주위를 시인할 수 있도록 하는 화상을 표시하도록 구성되어 있다. 즉, 표시장치(RP)는, 조작자가 원격조작실(RC)에 있음에도 불구하고, 마치 쇼벨(100)의 캐빈(10) 내에 있는 것과 같이, 쇼벨(100)의 주위의 상황을 확인할 수 있도록, 화상을 표시한다.
다음으로, 도 17을 참조하여, 시공시스템(SYS)의 다른 구성예에 대하여 설명한다. 도 17에 나타내는 예에서는, 시공시스템(SYS)은, 쇼벨(100)에 의한 시공을 지원하도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 시공시스템(SYS)은, 쇼벨(100)과 통신을 행하는 통신장치(CD) 및 제어장치(CTR)를 갖는다. 제어장치(CTR)는, 하부주행체(1)가 주행하고 있는 지면의 경사에 따라 주행액추에이터 및 어태치먼트액추에이터 중 적어도 하나를 자율적으로 동작시키도록 구성되어 있다.
예를 들면, 제어장치(CTR)는, 지면의 경사가 변화할 때에 발생하는 상부선회체(3)의 피칭을 억제하도록 어태치먼트액추에이터를 자율적으로 동작시키도록 구성되어 있어도 된다.
혹은, 제어장치(CTR)는, 상부선회체(3)의 경사의 변화에 따라 어태치먼트액추에이터를 자율적으로 동작시키도록 구성되어 있어도 된다. 혹은, 제어장치(CTR)는, 지면의 경사가 변화하기 전에 주행액추에이터의 움직임을 제한하여 하부주행체(1)의 주행속도를 저감시켜도 된다. 혹은, 제어장치(CTR)는, 지면의 경사의 변화가 클수록, 하부주행체(1)의 주행속도가 작아지도록 주행액추에이터의 움직임을 제한해도 된다. 혹은, 제어장치(CTR)는, 기억장치에 미리 기억되어 있는 지형데이터에 근거하여 지면의 경사를 인식하도록 구성되어 있어도 된다. 혹은, 제어장치(CTR)는, 공간인식장치(70)의 출력에 근거하여 지면의 경사를 인식하도록 구성되어 있어도 된다. 혹은, 제어장치(CTR)는, 하부주행체(1)가 주행 중에 자동으로 어태치먼트를 제어할 수 있도록 구성되어 있어도 된다. 혹은, 제어장치(CTR)는, 조작자에 의한 이동지령을 자동으로 저감시키도록 구성되어 있어도 된다. 혹은, 제어장치(CTR)는, 좌주행유압모터(2ML)와 우주행유압모터(2MR)에 대하여 따로따로 지령값을 생성하도록 구성되어 있어도 된다.
다만, 제1 제어부 및 제2 제어부는, 설명의 편의를 위하여 구별되어 나타나 있지만, 물리적으로 구별되어 있을 필요는 없고, 전체적으로 혹은 부분적으로 공통의 소프트웨어컴포넌트 혹은 하드웨어컴포넌트로 구성되어 있어도 된다.
이와 같이, 본 발명의 실시형태에 관한 쇼벨(100)은, 하부주행체(1)와, 하부주행체(1)에 선회 가능하게 탑재된 상부선회체(3)와, 상부선회체(3)에 장착 어태치먼트로서의 굴삭어태치먼트(AT)와, 하부주행체(1)를 구동하는 주행액추에이터로서의 주행유압모터(2M)와, 굴삭어태치먼트를 움직이는 어태치먼트액추에이터로서의 붐실린더(7), 암실린더(8) 및 버킷실린더(9)와, 상부선회체(3)에 마련된 제어장치로서의 컨트롤러(30)를 구비하고 있다. 그리고, 컨트롤러(30)는, 하부주행체(1)가 주행하고 있는 지면의 경사에 따라 주행액추에이터 및 어태치먼트액추에이터 중 적어도 하나를 자율적으로 동작시키도록 구성되어 있다. 이 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 쇼벨(100)의 주행 중의 요동을 억제할 수 있다.
컨트롤러(30)는, 바람직하게는, 지면의 경사가 변화할 때에 발생하는 상부선회체(3)의 피칭을 억제하도록 어태치먼트액추에이터를 자율적으로 동작시키도록 구성되어 있다. 예를 들면, 컨트롤러(30)는, 도 8c에 나타내는 바와 같이, 버킷(6)이 오르막의 상단(P2)의 상공을 횡단했을 때에 붐실린더(7)를 수축시키도록 구성되어 있어도 된다. 또, 컨트롤러(30)는, 도 9b에 나타내는 바와 같이, 그 후에 카운터웨이트가 부상했을 때에 붐실린더(7)를 신장시키도록 구성되어 있어도 된다. 이 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 쇼벨(100)이 오르막의 상단(P2)을 통과할 때에 발생하는 쇼벨(100)의 피칭을 억제할 수 있다.
컨트롤러(30)는, 바람직하게는, 상부선회체(3)의 경사의 변화에 따라 어태치먼트액추에이터를 자율적으로 동작시키도록 구성되어 있다. 예를 들면, 컨트롤러(30)는, 쇼벨(100)이 넘으려 하고 있는 오르막의 경사가 클수록, 쇼벨(100)의 무게중심이 전방 또한 하방으로 이동하도록, 어태치먼트액추에이터를 동작시키도록 구성되어 있어도 된다. 이 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 쇼벨(100)이 넘으려 하고 있는 오르막의 경사의 크기에 적합한 굴삭어태치먼트(AT)의 자세를 실현할 수 있다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 쇼벨(100)이 오르막의 상단(P2)을 통과할 때에 발생하는 쇼벨(100)의 피칭을 효율적으로 억제할 수 있다.
컨트롤러(30)는, 바람직하게는, 지면의 경사가 변화하기 전에 주행액추에이터의 움직임을 제한하여 하부주행체(1)의 주행속도를 저감시키도록 구성되어 있다. 예를 들면, 컨트롤러(30)는, 도 14a에 나타내는 바와 같이, 오르막의 상단(P2)에 접근하는 쇼벨(100)과 오르막의 상단(P2)의 사이의 거리가 소정 거리를 하회했을 때에 주행유압모터(2M)의 움직임의 제한을 개시하도록 구성되어 있어도 된다. 그리고, 컨트롤러(30)는, 도 14c에 나타내는 바와 같이, 오르막의 상단(P2)으로부터 멀어지는 쇼벨(100)과 오르막의 상단(P2)의 사이의 거리가 소정 거리를 상회했을 때에 주행유압모터(2M)의 움직임의 제한을 해제하도록 구성되어 있어도 된다. 이 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 어태치먼트액추에이터를 자율적으로 동작시키는 경우와 동일하게, 쇼벨(100)이 오르막의 상단(P2)을 통과할 때에 발생하는 쇼벨(100)의 피칭을 억제할 수 있다.
컨트롤러(30)는, 바람직하게는, 지면의 경사의 변화가 클수록, 하부주행체(1)의 주행속도가 작아지도록 주행액추에이터의 움직임을 제한하도록 구성되어 있다. 예를 들면, 컨트롤러(30)는, 쇼벨(100)이 넘으려 하고 있는 오르막의 경사가 클수록, 쇼벨(100)이 오르막의 상단(P2)을 통과할 때의 주행속도가 작아지도록, 주행액추에이터의 움직임을 제한하도록 구성되어 있어도 된다. 이 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 쇼벨(100)이 넘으려 하고 있는 오르막의 경사의 크기에 적합한 주행속도를 실현할 수 있다. 그 때문에, 컨트롤러(30)는, 쇼벨(100)이 오르막의 상단(P2)을 통과할 때에 발생하는 쇼벨(100)의 피칭을 효율적으로 억제할 수 있다.
컨트롤러(30)는, 기억장치에 미리 기억되어 있는 지형데이터에 근거하여 지면의 경사를 인식하도록 구성되어 있어도 된다. 혹은, 컨트롤러(30)는, 상부선회체(3)에 장착되어 있는 공간인식장치(70)의 출력에 근거하여 지면의 경사를 인식하도록 구성되어 있어도 된다. 이들의 구성에 의하여, 컨트롤러(30)는, 지면의 경사를 고정밀도로 인식할 수 있으며, 주행액추에이터 및 어태치먼트액추에이터의 자율적인 제어를 보다 고정밀도로 실행할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 상세하게 설명했다. 그러나, 본 발명은, 상술한 실시형태에 제한되지 않는다. 상술한 실시형태는, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고, 다양한 변형 또는 치환 등이 적용될 수 있다. 또, 따로따로 설명된 특징은, 기술적인 모순이 발생하지 않는 한, 조합이 가능하다.
예를 들면, 상술한 실시형태에서는, 자율제어부(30B)는, 오르막을 주행하고 있는 쇼벨(100)의 굴삭어태치먼트(AT)의 자세를 자율적으로 제어하도록 구성되어 있다. 단, 자율제어부(30B)는, 내리막을 주행하고 있는 쇼벨(100)의 굴삭어태치먼트(AT)의 자세를 자율적으로 제어하도록 구성되어 있어도 된다.
또, 상술한 실시형태에서는, 자율제어부(30B)는, 도 7, 도 8a~도 8c, 및 도 9a~도 9d를 참조하여 설명된 바와 같이, 어태치먼트액추에이터(붐실린더(7))를 자율적으로 제어하도록 구성되거나, 혹은, 도 13 및 도 14a~도 14c를 참조하여 설명된 바와 같이, 주행액추에이터(주행유압모터(2M))를 자율적으로 제어하도록 구성되어 있다. 그러나, 자율제어부(30B)는, 소정의 개시조건이 충족된 경우에, 어태치먼트액추에이터와 주행액추에이터를 동시에 또한 자율적으로 제어하도록 구성되어 있어도 된다.
또, 상술한 실시형태에서는, 유압식 파일럿회로를 구비한 유압식 조작레버가 개시되어 있다. 예를 들면, 좌조작레버(26L)에 관한 유압식 파일럿회로에서는, 파일럿펌프(15)로부터 좌조작레버(26L)로 공급되는 작동유가, 좌조작레버(26L)의 암펼침방향으로의 경도(傾倒)에 의하여 개폐되는 리모콘밸브의 개도(開度)에 따른 유량으로, 제어밸브(176L, 176R)의 파일럿포트로 전달된다. 혹은, 우조작레버(26R)에 관한 유압식 파일럿회로에서는, 파일럿펌프(15)로부터 우조작레버(26R)로 공급되는 작동유가, 우조작레버(26R)의 붐상승방향으로의 경도에 의하여 개폐되는 리모콘밸브의 개도에 따른 유량으로, 제어밸브(175L, 175R)의 파일럿포트로 전달된다.
단, 이와 같은 유압식 파일럿회로를 구비한 유압식 조작레버가 아니라, 전기식 파일럿회로를 구비한 전기식 조작레버가 채용되어도 된다. 이 경우, 전기식 조작레버의 레버조작량은, 예를 들면, 전기신호로서 컨트롤러(30)로 입력된다. 또, 파일럿펌프(15)와 각 제어밸브의 파일럿포트의 사이에는 전자밸브가 배치된다. 전자밸브는, 컨트롤러(30)로부터의 전기신호에 따라 동작하도록 구성된다. 이 구성에 의하여, 전기식 조작레버를 이용한 수동조작이 행해지면, 컨트롤러(30)는, 레버조작량에 대응하는 전기신호에 따라 전자밸브를 제어하여 파일럿압을 증감시킴으로써 각 제어밸브를 이동시킬 수 있다.
본원은, 2019년 3월 29일에 출원한 일본 특허출원 2019-068205호에 근거하는 우선권을 주장하는 것이며, 이 일본 특허출원의 전체내용을 본원에 참조에 의하여 원용한다.
1…하부주행체
1C…크롤러
1CL…좌크롤러
1CR…우크롤러
2…선회기구
2A…선회유압모터
2M…주행유압모터
2ML…좌주행유압모터
2MR…우주행유압모터
3…상부선회체
4…붐
5…암
6…버킷
7…붐실린더
8…암실린더
9…버킷실린더
10…캐빈
11…엔진
13…레귤레이터
14…메인펌프
15…파일럿펌프
17…컨트롤밸브유닛
18…스로틀
19…제어압센서
26, 26A…조작장치
26D…주행레버
26DL…좌주행레버
26DR…우주행레버
26L…좌조작레버
26R…우조작레버
28…토출압센서
29, 29DL, 29DR, 29LA, 29LB, 29RA, 29RB…조작압센서
29A…조작센서
30…컨트롤러
30B…자율제어부
30R…원격컨트롤러
31, 31AL~31FL, 31AR~31FR…비례밸브
32, 32AL~32FL, 32AR~32FR…셔틀밸브
33, 33EL, 33FL, 33ER, 33FR…비례밸브
40…센터바이패스관로
42…패럴렐관로
70…공간인식장치
70F…전방센서
70B…후방센서
70L…좌방센서
70R…우방센서
71…방향검출장치
72…정보입력장치
73…측위장치
75…다이얼
100…쇼벨
171~176…제어밸브
200…지원장치
300…관리장치
A2…소리출력장치
AT…굴삭어태치먼트
C2…실내촬상장치
CD…통신장치
CTR…제어장치
D1…표시장치
D2…음성출력장치
DS…운전석
E1…정보취득장치
NS…스위치
OP…조작자
RC…원격조작실
RP…표시장치
S1…붐각도센서
S2…암각도센서
S3…버킷각도센서
S4…기체경사센서
S5…선회각속도센서
SYS…시공시스템
T2…통신장치

Claims (15)

  1. 하부주행체와,
    상기 하부주행체에 선회 가능하게 탑재된 상부선회체와,
    상기 상부선회체에 장착되는 어태치먼트와,
    상기 하부주행체를 구동하는 주행액추에이터와,
    상기 어태치먼트를 움직이는 어태치먼트액추에이터와,
    상기 상부선회체에 마련된 제어장치를 구비하고,
    상기 제어장치는, 상기 하부주행체가 주행하고 있는 지면의 경사에 따라 상기 주행액추에이터 및 상기 어태치먼트액추에이터 중 적어도 하나를 자율적으로 동작시키는, 쇼벨
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어장치는, 상기 지면의 경사가 변화할 때에 발생하는 상기 상부선회체의 피칭을 억제하도록 상기 어태치먼트액추에이터를 자율적으로 동작시키는, 쇼벨.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어장치는, 상기 상부선회체의 경사의 변화에 따라 상기 어태치먼트액추에이터를 자율적으로 동작시키는, 쇼벨.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어장치는, 상기 지면의 경사가 변화하기 전에 상기 주행액추에이터의 움직임을 제한하여 상기 하부주행체의 주행속도를 저감시키는, 쇼벨.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어장치는, 상기 지면의 경사의 변화가 클수록, 상기 하부주행체의 주행속도가 작아지도록 상기 주행액추에이터의 움직임을 제한하는, 쇼벨.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어장치는, 기억장치에 미리 기억되어 있는 지형데이터에 근거하여 상기 지면의 경사를 인식하도록 구성되어 있는, 쇼벨.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 상부선회체에 장착되는 공간인식장치를 구비하고,
    상기 제어장치는, 상기 공간인식장치의 출력에 근거하여 상기 지면의 경사를 인식하도록 구성되어 있는, 쇼벨.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어장치는, 상기 하부주행체가 주행 중에 자동으로 상기 어태치먼트를 제어하는, 쇼벨.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제어장치는, 조작자에 의한 이동지령을 자동으로 저감시키는, 쇼벨.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 주행액추에이터는 좌주행유압모터와 우주행유압모터를 포함하고,
    상기 제어장치는, 상기 좌주행유압모터와 상기 우주행유압모터에 대하여, 따로따로 지령값을 생성하는, 쇼벨.
  11. 하부주행체와,
    상기 하부주행체에 선회 가능하게 탑재된 상부선회체와,
    상기 상부선회체에 장착되는 어태치먼트와,
    상기 하부주행체를 구동하는 주행액추에이터와,
    상기 어태치먼트를 움직이는 어태치먼트액추에이터를 구비하는 쇼벨의 제어장치로서,
    상기 하부주행체가 주행하고 있는 지면의 경사에 따라 상기 주행액추에이터 및 상기 어태치먼트액추에이터 중 적어도 하나를 자율적으로 동작시키는, 쇼벨의 제어장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 지면의 경사가 변화할 때에 발생하는 상기 상부선회체의 피칭을 억제하도록 상기 어태치먼트액추에이터를 자율적으로 동작시키는, 쇼벨의 제어장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 상부선회체의 경사의 변화에 따라 상기 어태치먼트액추에이터를 자율적으로 동작시키는, 쇼벨의 제어장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 지면의 경사가 변화하기 전에 상기 주행액추에이터의 움직임을 제한하여 상기 하부주행체의 주행속도를 저감시키는, 쇼벨의 제어장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 지면의 경사의 변화가 클수록, 상기 하부주행체의 주행속도가 작아지도록 상기 주행액추에이터의 움직임을 제한하는, 쇼벨의 제어장치.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7255364B2 (ja) * 2019-05-31 2023-04-11 セイコーエプソン株式会社 移動体、センサーモジュール及びセンサーモジュールの較正方法
CN116964281A (zh) * 2021-03-29 2023-10-27 住友重机械工业株式会社 挖土机、挖土机的支援系统
WO2023190842A1 (ja) * 2022-03-31 2023-10-05 住友重機械工業株式会社 作業機械

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016152700A1 (ja) 2015-03-20 2016-09-29 住友建機株式会社 ショベル

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0794735B2 (ja) * 1990-09-27 1995-10-11 株式会社小松製作所 掘削作業機の作業領域制御装置
JP3441772B2 (ja) * 1993-09-21 2003-09-02 日立建機株式会社 油圧ショベルの走行制限装置
JPH08269998A (ja) * 1995-03-31 1996-10-15 Hitachi Constr Mach Co Ltd 建設機械の領域制限制御装置
JPH10299035A (ja) * 1997-04-24 1998-11-10 Mitsubishi Agricult Mach Co Ltd ショベル系建設機械
US7532967B2 (en) * 2002-09-17 2009-05-12 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Excavation teaching apparatus for construction machine
JP2010169242A (ja) * 2009-01-26 2010-08-05 Sumitomo (Shi) Construction Machinery Co Ltd 建設機械の油圧駆動装置
US8275516B2 (en) * 2009-07-21 2012-09-25 Trimble Navigation Limited Agricultural vehicle autopilot rollover risk assessment system
JP5835297B2 (ja) * 2013-09-27 2015-12-24 ダイキン工業株式会社 建設機械
CN203716196U (zh) * 2013-11-12 2014-07-16 天津市顺高机械有限公司 一种防侧翻的挖掘机
KR101550131B1 (ko) * 2014-01-20 2015-09-03 한양대학교 에리카산학협력단 기기 작동용 조작 레버의 무인 조종 시스템
JP2015168973A (ja) * 2014-03-06 2015-09-28 住友建機株式会社 建設機械用監視装置
JP6777375B2 (ja) * 2015-03-05 2020-10-28 株式会社小松製作所 作業機械の画像表示システム、作業機械の遠隔操作システム及び作業機械
KR102575200B1 (ko) * 2017-08-08 2023-09-05 스미토모 겐키 가부시키가이샤 쇼벨 및 쇼벨의 지원장치
JP2019068205A (ja) 2017-09-29 2019-04-25 株式会社村田製作所 高周波回路、フロントエンドモジュールおよび通信装置
JP6852026B2 (ja) * 2018-08-23 2021-03-31 住友重機械工業株式会社 ショベル
WO2020196888A1 (ja) * 2019-03-28 2020-10-01 住友建機株式会社 ショベル及び施工システム

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016152700A1 (ja) 2015-03-20 2016-09-29 住友建機株式会社 ショベル

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