WO2019189031A1 - ショベル - Google Patents

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WO2019189031A1
WO2019189031A1 PCT/JP2019/012600 JP2019012600W WO2019189031A1 WO 2019189031 A1 WO2019189031 A1 WO 2019189031A1 JP 2019012600 W JP2019012600 W JP 2019012600W WO 2019189031 A1 WO2019189031 A1 WO 2019189031A1
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excavator
braking
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turning
sensor
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聡 作田
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住友建機株式会社
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    • E02F9/24Safety devices, e.g. for preventing overload

Definitions

  • This disclosure relates to excavators as excavators.
  • the turning work machine described above only brakes the upper turning body uniformly after it has been decided to automatically stop the turning operation. Therefore, depending on the case, there is a possibility that the turning operation cannot be appropriately automatically stopped.
  • An excavator automatically includes a lower traveling body, an upper swinging body that is rotatably mounted on the lower traveling body, an object detection device provided on the upper swinging body, and a drive unit of the shovel.
  • a control device capable of automatically braking, and the control device automatically controls the drive unit according to a predetermined braking pattern according to a distance between the shovel and the object detected by the object detection device.
  • the excavator can be automatically stopped more appropriately by the above-mentioned means.
  • FIG. 1 is a side view of the excavator 100
  • FIG. 2 is a top view of the excavator 100.
  • the lower traveling body 1 of the excavator 100 includes a crawler 1C as a driven body.
  • the crawler 1 ⁇ / b> C is driven by a traveling hydraulic motor 2 ⁇ / b> M mounted on the lower traveling body 1.
  • the traveling hydraulic motor 2M may be a traveling motor generator as an electric actuator.
  • the crawler 1C includes a left crawler 1CL and a right crawler 1CR.
  • the left crawler 1CL is driven by a left traveling hydraulic motor 2ML
  • the right crawler 1CR is driven by a right traveling hydraulic motor 2MR. Since the lower traveling body 1 is driven by the crawler 1C, it functions as a driven body.
  • the upper traveling body 3 is mounted on the lower traveling body 1 through a turning mechanism 2 so as to be capable of turning.
  • the turning mechanism 2 as a driven body is driven by a turning hydraulic motor 2A mounted on the upper turning body 3.
  • the turning hydraulic motor 2A may be a turning motor generator as an electric actuator. Since the upper swing body 3 is driven by the swing mechanism 2, it functions as a driven body.
  • a boom 4 as a driven body is attached to the upper swing body 3.
  • An arm 5 as a driven body is attached to the tip of the boom 4, and a driven body and a bucket 6 as an end attachment are attached to the tip of the arm 5.
  • the boom 4, the arm 5, and the bucket 6 constitute an excavation attachment that is an example of an attachment.
  • the boom 4 is driven by a boom cylinder 7, the arm 5 is driven by an arm cylinder 8, and the bucket 6 is driven by a bucket cylinder 9.
  • the boom angle sensor S1 is attached to the boom 4, the arm angle sensor S2 is attached to the arm 5, and the bucket angle sensor S3 is attached to the bucket 6.
  • the boom angle sensor S1 detects the rotation angle of the boom 4.
  • the boom angle sensor S ⁇ b> 1 is an acceleration sensor and can detect a boom angle that is a rotation angle of the boom 4 with respect to the upper swing body 3.
  • the boom angle is, for example, the minimum angle when the boom 4 is lowered to the minimum, and increases as the boom 4 is raised.
  • the arm angle sensor S2 detects the rotation angle of the arm 5.
  • the arm angle sensor S ⁇ b> 2 is an acceleration sensor and can detect an arm angle that is a rotation angle of the arm 5 with respect to the boom 4.
  • the arm angle is, for example, the minimum angle when the arm 5 is most closed, and increases as the arm 5 is opened.
  • the bucket angle sensor S3 detects the rotation angle of the bucket 6.
  • the bucket angle sensor S ⁇ b> 3 is an acceleration sensor, and can detect a bucket angle that is a rotation angle of the bucket 6 with respect to the arm 5.
  • the bucket angle is, for example, the minimum angle when the bucket 6 is most closed, and increases as the bucket 6 is opened.
  • the boom angle sensor S1, the arm angle sensor S2, and the bucket angle sensor S3 are a potentiometer that uses a variable resistor, a stroke sensor that detects the stroke amount of the corresponding hydraulic cylinder, and a rotary that detects the rotation angle around the connecting pin.
  • An encoder, a gyro sensor, or a combination of an acceleration sensor and a gyro sensor may be used.
  • the upper swing body 3 is provided with a cabin 10 as a cab and a power source such as an engine 11 is mounted. Further, the controller 30, the object detection device 70, the orientation detection device 85, the body tilt sensor S 4, the turning angular velocity sensor S 5, and the like are attached to the upper swing body 3. An operation device 26 and the like are provided inside the cabin 10.
  • the side of the upper swing body 3 where the boom 4 is attached is referred to as the front, and the side where the counterweight is attached is referred to as the rear.
  • the controller 30 is a control device for controlling the excavator 100.
  • the controller 30 is configured by a computer including a CPU, RAM, NVRAM, ROM, and the like. Then, the controller 30 reads a program corresponding to each functional element from the ROM, loads it into the RAM, and causes the CPU to execute a corresponding process.
  • the object detection device 70 is an example of a surrounding monitoring device, and is configured to detect an object existing around the excavator 100.
  • the object is, for example, a person, an animal, a vehicle, a construction machine, a building, or a hole.
  • the object detection device 70 is, for example, an ultrasonic sensor, a millimeter wave radar, a stereo camera, a LIDAR, a distance image sensor, or an infrared sensor.
  • the object detection device 70 is attached to the front sensor 70F attached to the front upper end of the cabin 10, the rear sensor 70B attached to the upper rear end of the upper swing body 3, and the upper left end of the upper swing body 3.
  • the left sensor 70L and the right sensor 70R attached to the upper right end of the upper swing body 3 are included.
  • the object detection device 70 as a surrounding monitoring device may be configured to detect a predetermined object in a predetermined region set around the excavator 100. That is, the object detection device 70 may be configured to be able to identify at least one of the type, position, and shape of the object. For example, the object detection device 70 may be configured to be able to distinguish between a person and an object other than a person. The object detection device 70 may be configured to calculate a distance from the object detection device 70 or the excavator 100 to the recognized object.
  • the orientation detection device 85 is configured to detect information related to the relative relationship between the orientation of the upper swing body 3 and the orientation of the lower traveling body 1 (hereinafter referred to as “information about orientation”).
  • the orientation detection device 85 may be configured by a combination of a geomagnetic sensor attached to the lower traveling body 1 and a geomagnetic sensor attached to the upper swing body 3.
  • the orientation detection device 85 may be configured by a combination of a GNSS receiver attached to the lower traveling body 1 and a GNSS receiver attached to the upper swing body 3.
  • the direction detection device 85 may be formed by a resolver.
  • the direction detection device 85 may be disposed at a center joint provided in association with the turning mechanism 2 that realizes relative rotation between the lower traveling body 1 and the upper turning body 3, for example.
  • the machine body inclination sensor S4 is configured to detect the inclination of the excavator 100 with respect to a predetermined plane.
  • the body inclination sensor S4 is an acceleration sensor that detects the inclination angle of the front and rear axes and the inclination angle of the left and right axes of the upper swing body 3 with respect to the horizontal plane.
  • Airframe tilt sensor S4 may be configured by a combination of an acceleration sensor and a gyro sensor.
  • the front and rear axes and the left and right axes of the upper swing body 3 pass through a shovel center point that is one point on the swing axis of the shovel 100 and orthogonal to each other.
  • the turning angular velocity sensor S5 is configured to detect the turning angular velocity of the upper turning body 3.
  • the turning angular velocity sensor S5 is a gyro sensor.
  • the turning angular velocity sensor S5 may be a resolver or a rotary encoder.
  • the turning angular velocity sensor S5 may detect the turning speed.
  • the turning speed may be calculated from the turning angular speed.
  • an arbitrary combination of the boom angle sensor S1, the arm angle sensor S2, the bucket angle sensor S3, the body tilt sensor S4, and the turning angular velocity sensor S5 is collectively referred to as an attitude sensor.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of a hydraulic system mounted on the excavator 100.
  • FIG. 3 shows a mechanical power transmission system, a hydraulic oil line, a pilot line, and an electric control system by a double line, a solid line, a broken line, and a dotted line, respectively.
  • the hydraulic system of the excavator 100 mainly includes an engine 11, a regulator 13, a main pump 14, a pilot pump 15, a control valve 17, an operating device 26, a discharge pressure sensor 28, an operating pressure sensor 29, a controller 30, a control valve 60, and the like. including.
  • the hydraulic system circulates hydraulic oil from the main pump 14 driven by the engine 11 to the hydraulic oil tank via the center bypass pipe 40 or the parallel pipe 42.
  • the engine 11 is a drive source of the excavator 100.
  • the engine 11 is, for example, a diesel engine that operates so as to maintain a predetermined rotational speed.
  • the output shaft of the engine 11 is connected to the input shafts of the main pump 14 and the pilot pump 15.
  • the main pump 14 is configured to supply hydraulic oil to the control valve 17 via the hydraulic oil line.
  • the main pump 14 is a swash plate type variable displacement hydraulic pump.
  • the regulator 13 is configured to control the discharge amount (push-out volume) of the main pump 14.
  • the regulator 13 controls the discharge amount of the main pump 14 by adjusting the swash plate tilt angle of the main pump 14 in accordance with a control command from the controller 30.
  • the pilot pump 15 is configured to supply hydraulic oil to a hydraulic control device including the operation device 26 via a pilot line.
  • the pilot pump 15 is a fixed displacement hydraulic pump.
  • the pilot pump 15 may be omitted.
  • the function of the pilot pump 15 may be realized by the main pump 14. That is, the main pump 14 may have a function of supplying the operating oil to the operating device 26 after the pressure of the operating oil is reduced by a throttle or the like, in addition to the function of supplying the operating oil to the control valve 17. Good.
  • the control valve 17 is a hydraulic control device that controls the hydraulic system in the excavator 100.
  • the control valve 17 includes control valves 171 to 176.
  • the control valve 175 includes a control valve 175L and a control valve 175R
  • the control valve 176 includes a control valve 176L and a control valve 1756.
  • the control valve 17 can selectively supply hydraulic oil discharged from the main pump 14 to one or a plurality of hydraulic actuators through the control valves 171 to 176.
  • the control valves 171 to 176 are configured to control the flow rate of the hydraulic oil flowing from the main pump 14 to the hydraulic actuator and the flow rate of the hydraulic oil flowing from the hydraulic actuator to the hydraulic oil tank.
  • the hydraulic actuator includes a boom cylinder 7, an arm cylinder 8, a bucket cylinder 9, a left traveling hydraulic motor 2ML, a right traveling hydraulic motor 2MR, and a turning hydraulic motor 2A.
  • the operating device 26 is a device used by an operator for operating the actuator.
  • the actuator includes at least one of a hydraulic actuator and an electric actuator.
  • the operating device 26 is configured to supply the hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 to the pilot port of the corresponding control valve in the control valve 17 via the pilot line.
  • the hydraulic oil pressure (pilot pressure) supplied to each pilot port is a pressure corresponding to the operating direction and operating amount of a lever or pedal (not shown) of the operating device 26 corresponding to each hydraulic actuator. .
  • the discharge pressure sensor 28 is configured to detect the discharge pressure of the main pump 14. In the present embodiment, the discharge pressure sensor 28 outputs the detected value to the controller 30.
  • the operation pressure sensor 29 is configured to detect the content of operation of the operation device 26 by the operator.
  • the operation pressure sensor 29 detects the operation direction and operation amount of the lever or pedal of the operation device 26 corresponding to each of the actuators in the form of pressure (operation pressure), and the detected value to the controller 30. Output.
  • the operation content of the operation device 26 may be detected using a sensor other than the operation pressure sensor.
  • the main pump 14 includes a left main pump 14L and a right main pump 14R.
  • the left main pump 14L is configured to circulate the hydraulic oil to the hydraulic oil tank via the left center bypass pipeline 40L or the left parallel pipeline 42L
  • the right main pump 14R is configured to either the right center bypass pipeline 40R or the right
  • the hydraulic oil is circulated to the hydraulic oil tank through the parallel pipe line 42R.
  • the left center bypass conduit 40L is a hydraulic oil line that passes through control valves 171, 173, 175L, and 176L disposed in the control valve 17.
  • the right center bypass pipeline 40R is a hydraulic oil line that passes through control valves 172, 174, 175R, and 176R disposed in the control valve 17.
  • the control valve 171 supplies hydraulic oil discharged from the left main pump 14L to the left traveling hydraulic motor 2ML, and discharges hydraulic oil discharged from the left traveling hydraulic motor 2ML to the hydraulic oil tank. It is a spool valve that switches the flow.
  • the control valve 172 supplies the hydraulic oil discharged from the right main pump 14R to the right traveling hydraulic motor 2MR, and discharges the hydraulic oil discharged from the right traveling hydraulic motor 2MR to the hydraulic oil tank. It is a spool valve that switches the flow.
  • the control valve 173 supplies the hydraulic oil discharged from the left main pump 14L to the turning hydraulic motor 2A, and flows the hydraulic oil to discharge the hydraulic oil discharged from the turning hydraulic motor 2A to the hydraulic oil tank.
  • This is a spool valve for switching.
  • the control valve 174 is a spool valve that supplies the hydraulic oil discharged from the right main pump 14R to the bucket cylinder 9 and switches the flow of the hydraulic oil in order to discharge the hydraulic oil in the bucket cylinder 9 to the hydraulic oil tank. .
  • the control valve 175L is a spool valve that switches the flow of the hydraulic oil in order to supply the hydraulic oil discharged from the left main pump 14L to the boom cylinder 7.
  • the control valve 175R is a spool valve that supplies the hydraulic oil discharged from the right main pump 14R to the boom cylinder 7 and switches the flow of the hydraulic oil in order to discharge the hydraulic oil in the boom cylinder 7 to the hydraulic oil tank. .
  • the control valve 176L is a spool valve that supplies the hydraulic oil discharged from the left main pump 14L to the arm cylinder 8 and switches the flow of the hydraulic oil in order to discharge the hydraulic oil in the arm cylinder 8 to the hydraulic oil tank. .
  • the control valve 176R is a spool valve that supplies the hydraulic oil discharged from the right main pump 14R to the arm cylinder 8 and switches the flow of the hydraulic oil in order to discharge the hydraulic oil in the arm cylinder 8 to the hydraulic oil tank. .
  • the left parallel pipeline 42L is a hydraulic oil line parallel to the left center bypass pipeline 40L.
  • the left parallel pipe 42L supplies hydraulic oil to the control valve downstream when the flow of hydraulic oil through the left center bypass pipe 40L is restricted or blocked by any of the control valves 171, 173, and 175L. it can.
  • the right parallel pipeline 42R is a hydraulic oil line parallel to the right center bypass pipeline 40R.
  • the right parallel pipe line 42R supplies hydraulic oil to the control valve downstream when the flow of the hydraulic oil passing through the right center bypass pipe line 40R is restricted or blocked by any of the control valves 172, 174, and 175R. it can.
  • the regulator 13 includes a left regulator 13L and a right regulator 13R.
  • the left regulator 13L is configured to control the discharge amount of the left main pump 14L by adjusting the swash plate tilt angle of the left main pump 14L according to the discharge pressure of the left main pump 14L.
  • the left regulator 13L is configured to decrease the discharge amount by adjusting the swash plate tilt angle of the left main pump 14L according to the increase in the discharge pressure of the left main pump 14L, for example.
  • the operating device 26 includes a left operating lever 26L, a right operating lever 26R, and a traveling lever 26D.
  • the travel lever 26D includes a left travel lever 26DL and a right travel lever 26DR.
  • the left operation lever 26L is used for turning operation and arm 5 operation.
  • the hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 is used to introduce a control pressure corresponding to the lever operation amount into the pilot port of the control valve 176.
  • the hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 is used to introduce a control pressure corresponding to the lever operation amount into the pilot port of the control valve 173.
  • the left operating lever 26L introduces hydraulic oil into the right pilot port of the control valve 176L and introduces hydraulic oil into the left pilot port of the control valve 176R when operated in the arm closing direction.
  • hydraulic oil is introduced into the left pilot port of the control valve 176L and hydraulic oil is introduced into the right pilot port of the control valve 176R.
  • hydraulic oil is introduced into the left pilot port of the control valve 173, and when it is operated in the right turn direction, the right pilot port of the control valve 173 To introduce hydraulic oil.
  • the right operation lever 26R is used for the operation of the boom 4 and the operation of the bucket 6.
  • the hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 is used to introduce a control pressure corresponding to the lever operation amount into the pilot port of the control valve 175.
  • hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 is used to introduce a control pressure corresponding to the lever operation amount into the pilot port of the control valve 174.
  • the right operation lever 26R introduces hydraulic oil into the left pilot port of the control valve 175R when operated in the boom lowering direction. Further, when the right operation lever 26R is operated in the boom raising direction, the hydraulic oil is introduced into the right pilot port of the control valve 175L, and the hydraulic oil is introduced into the left pilot port of the control valve 175R. Further, the right operation lever 26R introduces hydraulic oil into the right pilot port of the control valve 174 when operated in the bucket closing direction, and enters the left pilot port of the control valve 174 when operated in the bucket opening direction. Introduce hydraulic fluid.
  • the traveling lever 26D is used for the operation of the crawler 1C.
  • the left travel lever 26DL is used to operate the left crawler 1CL.
  • the left travel lever 26DL may be configured to be interlocked with the left travel pedal.
  • the hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 is used to introduce a control pressure corresponding to the lever operation amount into the pilot port of the control valve 171.
  • the right travel lever 26DR is used to operate the right crawler 1CR.
  • the right travel lever 26DR may be configured to be interlocked with the right travel pedal.
  • the hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 is used to introduce a control pressure corresponding to the lever operation amount into the pilot port of the control valve 172.
  • the discharge pressure sensor 28 includes a discharge pressure sensor 28L and a discharge pressure sensor 28R.
  • the discharge pressure sensor 28L detects the discharge pressure of the left main pump 14L and outputs the detected value to the controller 30. The same applies to the discharge pressure sensor 28R.
  • the operation pressure sensor 29 includes operation pressure sensors 29LA, 29LB, 29RA, 29RB, 29DL, and 29DR.
  • the operation pressure sensor 29LA detects the content of the operation of the left operation lever 26L by the operator in the front-rear direction in the form of pressure, and outputs the detected value to the controller 30.
  • the operation content includes, for example, a lever operation direction, a lever operation amount (lever operation angle), and the like.
  • the operation pressure sensor 29LB detects the content of the operation of the left operation lever 26L by the operator in the left-right direction in the form of pressure, and outputs the detected value to the controller 30.
  • the operation pressure sensor 29RA detects the content of the operation of the right operation lever 26R by the operator in the front-rear direction in the form of pressure, and outputs the detected value to the controller 30.
  • the operation pressure sensor 29RB detects the content of the operation of the right operation lever 26R by the operator in the left-right direction in the form of pressure, and outputs the detected value to the controller 30.
  • the operation pressure sensor 29DL detects the content of the operation of the left travel lever 26DL by the operator in the front-rear direction in the form of pressure, and outputs the detected value to the controller 30.
  • the operation pressure sensor 29DR detects the content of the operation in the front-rear direction on the right travel lever 26DR by the operator in the form of pressure, and outputs the detected value to the controller 30.
  • the controller 30 receives the output of the operation pressure sensor 29, outputs a control command to the regulator 13 as necessary, and changes the discharge amount of the main pump 14.
  • the diaphragm 18 includes a left diaphragm 18L and a right diaphragm 18R
  • the control pressure sensor 19 includes a left control pressure sensor 19L and a right control pressure sensor 19R.
  • a left throttle 18L is disposed between the control valve 176L located at the most downstream side and the hydraulic oil tank. Therefore, the flow of hydraulic oil discharged from the left main pump 14L is limited by the left throttle 18L.
  • the left diaphragm 18L generates a control pressure for controlling the left regulator 13L.
  • the left control pressure sensor 19L is a sensor for detecting this control pressure, and outputs the detected value to the controller 30.
  • the controller 30 controls the discharge amount of the left main pump 14L by adjusting the swash plate tilt angle of the left main pump 14L according to the control pressure.
  • the controller 30 decreases the discharge amount of the left main pump 14L as the control pressure increases, and increases the discharge amount of the left main pump 14L as the control pressure decreases.
  • the discharge amount of the right main pump 14R is similarly controlled.
  • the hydraulic oil discharged from the left main pump 14L passes through the left center bypass conduit 40L to the left.
  • the diaphragm reaches 18L.
  • the flow of hydraulic oil discharged from the left main pump 14L increases the control pressure generated upstream of the left throttle 18L.
  • the controller 30 reduces the discharge amount of the left main pump 14L to the allowable minimum discharge amount, and suppresses the pressure loss (pumping loss) when the discharged hydraulic oil passes through the left center bypass conduit 40L.
  • the hydraulic oil discharged from the left main pump 14L flows into the operation target hydraulic actuator via the control valve corresponding to the operation target hydraulic actuator.
  • the flow of the hydraulic oil discharged from the left main pump 14L reduces or disappears the amount reaching the left throttle 18L, and lowers the control pressure generated upstream of the left throttle 18L.
  • the controller 30 increases the discharge amount of the left main pump 14L, causes sufficient hydraulic oil to flow into the operation target hydraulic actuator, and ensures the operation of the operation target hydraulic actuator.
  • the controller 30 similarly controls the discharge amount of the right main pump 14R.
  • the hydraulic system of FIG. 3 can suppress wasteful energy consumption in the main pump 14 in the standby state.
  • the wasteful energy consumption includes a pumping loss generated by the hydraulic oil discharged from the main pump 14 in the center bypass conduit 40. 3 can reliably supply necessary and sufficient hydraulic fluid from the main pump 14 to the hydraulic actuator to be operated when the hydraulic actuator is operated.
  • the control valve 60 is configured to switch between the valid state and the invalid state of the operation device 26.
  • the control valve 60 is an electromagnetic valve and is configured to operate in response to a current command from the controller 30.
  • the valid state of the operating device 26 is a state in which the operator can move the related driven body by operating the operating device 26, and the invalid state of the operating device 26 is that the operator operates the operating device 26. However, the related driven body cannot be moved.
  • the control valve 60 is a spool-type electromagnetic valve that can switch between a communication state and a cutoff state of the pilot line CD1 that connects the pilot pump 15 and the operation device 26.
  • the control valve 60 is configured to switch between the communication state and the cutoff state of the pilot line CD1 in accordance with a command from the controller 30. More specifically, the control valve 60 brings the pilot line CD1 into a communication state when the first valve position is reached, and shuts off the pilot line CD1 when the second valve position is reached.
  • FIG. 3 shows that the control valve 60 is in the first valve position and that the pilot line CD1 is in communication.
  • the control valve 60 may be configured to interlock with a gate lock lever (not shown). Specifically, the control valve 60 is configured to shut off the pilot line CD1 when the gate lock lever is pushed down, and to bring the pilot line CD1 into a communication state when the gate lock lever is pulled up. Also good.
  • FIG. 4 is a side view of the excavator 100 working on a slope.
  • FIG. 5 is a flowchart of an example of the automatic braking process. For example, the controller 30 repeatedly executes this automatic braking process at a predetermined control cycle.
  • the excavator 100 detects the dump truck DP stopped on the slope by the object detection device 70. Then, the excavator 100 approaches the dump truck DP while moving backward in order to load earth and sand on the loading platform of the dump truck DP.
  • the controller 30 continuously monitors the distance DA between the excavator 100 (counter weight) and the dump truck DP based on the output of the rear sensor 70B.
  • the controller 30 may be configured to continuously monitor the distance DA based on the output of a distance sensor such as a millimeter wave sensor.
  • the operator of the excavator 100 usually tries to stop the backward movement of the excavator 100 by returning the traveling lever 26D to the neutral position when the distance DA becomes a desired distance.
  • the operator of the excavator 100 may continue the backward movement of the excavator 100 without noticing that the distance DA has reached the desired distance.
  • the controller 30 outputs a current command to the control valve 60 when the distance DA is less than the predetermined first threshold value TH1.
  • the control valve 60 is configured to be in the first valve position when the current command value is zero, and to be in the second valve position when the current command value is a predetermined upper limit value Amax. That is, the control valve 60 is configured such that the operating device 26 is in an invalid state when the current command value is the upper limit value Amax. This means that the braking force increases as the current command value increases.
  • the controller 30 outputs a current command to the control valve 60 and disables the travel lever 26D.
  • the controller 30 sets the traveling hydraulic motor 2M as a drive unit according to one of a plurality of braking patterns corresponding to the distance DA between the counterweight detected by the object detection device 70 and the dump truck DP. Brake.
  • the controller 30 first determines whether or not the vehicle is going downhill (step ST1). In the present embodiment, the controller 30 determines whether or not the vehicle is descending on the basis of the outputs of the operation pressure sensor 29, the body tilt sensor S4, and the direction detection device 85. Downhill includes during reverse descent and during forward descent. The controller 30 may determine whether or not the vehicle is going downhill based on an image captured by a camera or the like.
  • step ST1 If it is determined that the vehicle is not downhill (NO in step ST1), the controller 30 ends the current automatic braking process.
  • the controller 30 determines whether or not the distance DA between the excavator 100 (for example, the counterweight) and the dump truck DP is less than the first threshold value TH1. (Step ST2).
  • the controller 30 ends the current automatic braking process.
  • the controller 30 selects a braking pattern (step ST3).
  • a plurality of braking patterns are prepared in accordance with the downhill angle (downhill slope).
  • the plurality of braking patterns may be set such that the increase rate of the braking force per unit time increases as the downhill angle increases.
  • the plurality of braking patterns may be set, for example, such that braking is started earlier as the downhill angle is larger.
  • the braking pattern is a pattern that represents the correspondence between the distance DA and the current command value for the control valve 60.
  • the controller 30 selects a braking pattern corresponding to the inclination angle of the longitudinal axis of the lower traveling body 1 with respect to the horizontal plane.
  • the controller 30 brakes the traveling hydraulic motor 2M according to the selected braking pattern (step ST4).
  • the controller 30 outputs a current command having a magnitude determined by the selected braking pattern to the control valve 60, thereby reducing the pilot pressure generated by the travel lever 26D. Therefore, the control valve 171 corresponding to the left travel hydraulic motor 2ML moves toward the neutral valve position, and the flow of hydraulic oil from the left main pump 14L toward the left travel hydraulic motor 2ML is limited and finally shut off.
  • the control valve 172 corresponding to the right traveling hydraulic motor 2MR moves toward the neutral valve position, the flow of hydraulic oil from the right main pump 14R toward the right traveling hydraulic motor 2MR is limited, and finally cut off. Is done. As a result, the rotation of the traveling hydraulic motor 2M is suppressed and finally stops, and the downhill of the lower traveling body 1 is stopped.
  • the controller 30 may operate the mechanical brake to stop the rotation of the traveling hydraulic motor 2M. .
  • FIG. 6 shows an example of a braking pattern represented by the correspondence between the distance DA and the current command value.
  • the solid line in FIG. 6 shows the braking pattern BP1 that is selected when the excavator 100 is descending, and the broken line shows the braking pattern BP2 that is selected when the excavator 100 is traveling on flat ground.
  • the excavator 100 on the downhill and the excavator 100 on the flat ground are traveling in parallel and at the same constant speed.
  • each of the two excavators 100 is controlled by the automatic braking process according to the selected braking pattern so that the distance DA when the traveling stops is substantially the same.
  • FIG. 7 shows a temporal transition of the current actually supplied to the control valve 60 when the traveling hydraulic motor 2M is braked using the braking pattern of FIG.
  • the solid line in FIG. 7 shows the temporal transition of the current (actual value) when the braking pattern BP1 shown by the solid line in FIG. 6 is selected, and the broken line shows when the braking pattern BP2 shown by the broken line in FIG. 6 is selected.
  • the time transition of current (actual value) is shown.
  • the controller 30 performs control when the distance DA is less than the distance D1 as the first threshold value TH1 set when descending.
  • the current command value for the valve 60 is increased.
  • the distance D1 is 8 meters, for example.
  • the current command value is set to increase at a predetermined rate of increase per unit time or a predetermined rate of increase per unit distance so that the upper limit value Amax is reached when the distance DA becomes the distance D2.
  • the braking pattern BP1 is selected, the actual current supplied to the control valve 60 begins to increase at time t0 when the distance DA falls below the distance D1, as shown by the solid line in FIG.
  • the upper limit value Amax is reached.
  • the controller 30 can stop the excavator 100 traveling downhill at a distance D5 from the object (for example, the dump truck DP) at the time point t4.
  • the controller 30 determines that the distance DA is a distance D3 ( ⁇ When less than D1), the current command value for the control valve 60 is increased.
  • the distance D3 is 5 meters, for example.
  • the current command value is set to increase at a predetermined increase rate per unit time or a predetermined increase rate per unit distance so that the upper limit value Amax is reached when the distance DA becomes the distance D4. .
  • the braking pattern BP2 is selected, the actual current supplied to the control valve 60 begins to increase at time t2, which is the time when the distance DA falls below the distance D3, as shown by the broken line in FIG.
  • the upper limit value Amax is reached.
  • the controller 30 starts the braking of the traveling hydraulic motor 2M at a timing later than when the braking pattern BP1 is selected.
  • the controller 30 performs an excavator on a flat ground at a distance D5 from the object (for example, the dump truck DP) at the time point t4 as in the case of the excavator 100 on the downhill. 100 travels can be stopped.
  • the increase rate of the current command value in the braking pattern BP1 is equal to the increase rate of the current command value in the braking pattern BP2.
  • the increase rate of the current command value in the braking pattern BP1 may be set to be different from the increase rate of the current command value in the braking pattern BP2.
  • the braking start timing in the braking pattern BP1 may be the same as the braking start timing in the braking pattern BP2.
  • FIG. 8 shows another example of the braking pattern represented by the correspondence between the distance DA and the current command value, and corresponds to FIG.
  • the solid line in FIG. 8 shows the braking pattern BP11 selected when the excavator 100 is descending a steep slope, and the alternate long and short dash line is selected when the excavator 100 is descending a gentle slope.
  • the broken line indicates the braking pattern BP13 selected when the excavator 100 is traveling on a flat ground. In this example, for easy comparison, the excavator 100 on the downhill and the excavator 100 on the flat ground are traveling in parallel and at the same constant speed.
  • FIG. 9 shows a temporal transition of the current actually supplied to the control valve 60 when the traveling hydraulic motor 2M is braked using the braking pattern of FIG.
  • the solid line in FIG. 9 shows the temporal transition of the current (actual value) when the braking pattern BP11 shown by the solid line in FIG. 8 is selected
  • the one-dot chain line shows the braking pattern BP12 shown by the one-dot chain line in FIG. 8 shows the temporal transition of the current (actual value) when the braking pattern BP13 shown by the broken line in FIG. 8 is selected.
  • the controller 30 sets the first threshold value when the distance DA is descended on a steep slope.
  • the current command value for the control valve 60 is increased.
  • the distance D11 is 8 meters, for example.
  • the current command value is set to increase at an increase rate per predetermined unit time or an increase rate per predetermined unit distance so that the upper limit value Amax is reached when the distance DA becomes the distance D14.
  • the braking pattern BP11 is selected, the actual current supplied to the control valve 60 starts to increase at time t10 when the distance DA falls below the distance D11, as shown by the solid line in FIG.
  • the upper limit value Amax is reached.
  • the controller 30 sets the distance DA when the gentle slope is descending.
  • the distance D12 is, for example, 6.5 meters.
  • the current command value is set to increase at an increase rate per predetermined unit time or an increase rate per predetermined unit distance so that the upper limit value Amax is reached when the distance DA becomes the distance D14. .
  • the controller 30 starts the braking of the traveling hydraulic motor 2M at a timing later than when the braking pattern BP11 is selected.
  • the controller 30 can stop the excavator 100 traveling downhill at a distance D15 from the object (for example, the dump truck DP) at the time point t14.
  • the controller 30 determines that the distance DA is a distance D13 ( ⁇ If less than D12), the current command value for the control valve 60 is increased.
  • the distance D13 is 5 meters, for example.
  • the current command value is set to increase at an increase rate per predetermined unit time or an increase rate per predetermined unit distance so that the upper limit value Amax is reached when the distance DA becomes the distance D14.
  • the braking pattern BP13 is selected, the actual current supplied to the control valve 60 begins to increase at time t12 when the distance DA falls below the distance D13, as shown by the broken line in FIG. The upper limit value Amax is reached.
  • the controller 30 starts the braking of the traveling hydraulic motor 2M at a timing later than when the braking pattern BP12 is selected.
  • the controller 30 is the same as in the case of the shovel 100 that is descending a steep slope and the shovel 100 that is descending a gentle slope.
  • the excavator 100 can be stopped traveling on the flat ground at a distance D15 from the object (for example, the dump truck DP).
  • the timing at which the current command value reaches the upper limit value Amax in the braking pattern BP11 is the timing at which the current command value reaches the upper limit value Amax in the braking pattern BP12, and the current command value reaches the upper limit value Amax in the braking pattern BP13. It is equal to the timing to reach.
  • the timing at which the current command value reaches the upper limit value Amax may be different for each braking pattern.
  • 10A1 and 10A2 are side views of the excavator 100
  • FIGS. 10B1 and 10B2 are top views of the excavator 100.
  • 10A1 and 10B1 show a state when the turning operation is performed on a flat ground
  • FIGS. 10A2 and 10B2 show a state when the turning operation is performed on an inclined ground.
  • 10A1, 10A2, 10B1, and 10B2 indicate the direction in which the turning force by the turning hydraulic motor 2A acts
  • the dotted arrow indicates the turning force due to the weight of the upper turning body 3. Indicates direction.
  • the center of gravity of the upper swing body 3 including the excavation attachment is in front of the swing axis SA. That is, the center of gravity of the upper swing body 3 including the excavation attachment is located farther from the rear end of the upper swing body 3 than the swing axis SA. Therefore, when the excavator 100 is located on an inclined ground, the upper swing body 3 tries to turn so that the bucket 6 goes to a lower position due to its own weight.
  • the excavator 100 when the excavator 100 is located on a sloping ground and the center of gravity of the upper swing body 3 including the excavation attachment is behind the swing axis SA, that is, the rear end of the upper swing body 3 with respect to the swing axis SA.
  • the upper revolving unit 3 When the upper revolving unit 3 is in a position close to, the upper revolving unit 3 tries to turn so that the counterweight is directed to a lower position by its own weight.
  • the controller 30 sets one of a plurality of braking patterns according to the distance DB between the bucket 6 and the object OB (see FIG. 10B1) detected by the object detection device 70 during the turning motion on a flat ground. Accordingly, the turning hydraulic motor 2A as the drive unit is braked.
  • the distance DB is the length of an arc between the bucket 6 and the object OB in the turning circle CR drawn by the bucket 6 during the turning operation.
  • FIG. 11 shows an example of a braking pattern represented by the correspondence between the distance DB and the current command value, and corresponds to FIG. The solid line in FIG.
  • FIG 11 shows the braking pattern BP21 that is selected when the excavator 100 is turning with a relatively large turning radius, and the broken line is the shovel 100 that is turning with a relatively small turning radius.
  • the braking pattern BP22 selected at times is shown.
  • the turning radius is calculated based on the outputs of the boom angle sensor S1, the arm angle sensor S2, and the bucket angle sensor S3, for example.
  • the excavator 100 that performs a turning operation with a relatively large turning radius and the excavator 100 that performs a turning operation with a relatively small turning radius are simultaneously performed in parallel. It is turning at the same constant turning speed.
  • FIG. 12 includes FIG. 12 (A) and FIG. 12 (B).
  • FIG. 12A shows a temporal transition of the stroke amount of the control valve 60 when the turning hydraulic motor 2A is braked using the braking pattern of FIG.
  • FIG. 12B shows a temporal transition of the current actually supplied to the control valve 60 when the turning hydraulic motor 2A is braked using the braking pattern of FIG.
  • the solid line in FIG. 12 indicates a temporal transition when the braking pattern BP21 indicated by the solid line in FIG. 11 is selected, and the broken line indicates when the braking pattern BP22 indicated by the broken line in FIG. 11 is selected. Shows the time transition.
  • the controller 30 performs the turning operation when the distance DB is a turning with a relatively large turning radius.
  • the current command value for the control valve 60 is increased.
  • the distance D21 is 5 meters, for example.
  • the current command value is set to increase at an increase rate per predetermined unit time or an increase rate per predetermined unit distance so that the upper limit value Amax is reached when the distance DB becomes the distance D22. .
  • the controller 30 can stop the turning operation of the shovel 100 at the distance D25 from the object OB at the time point t25.
  • the controller 30 turns the distance DB with a relatively small turning radius. If the distance is less than the distance D23 ( ⁇ D21) as the third threshold value TH3 set at this time, the current command value for the control valve 60 is increased.
  • the distance D23 is 3 meters, for example.
  • the current command value is set to increase at an increase rate per predetermined unit time or an increase rate per predetermined unit distance so that the upper limit value Amax is reached when the distance DB becomes the distance D24. .
  • the actual current supplied to the control valve 60 begins to increase at time t23, which is the time when the distance DB falls below the distance D23, as shown by the broken line in FIG.
  • the upper limit value Amax is reached at time t24.
  • the stroke amount of the control valve 60 begins to decrease at time t23 and reaches the lower limit value Smin at time t24, as indicated by the broken line in FIG. That is, the pilot line CD1 where the control valve 60 is installed is cut off.
  • the controller 30 performs the shovel at a distance D25 from the object OB at the time t25, as in the case of the excavator 100 performing the turning operation with a relatively large turning radius. 100 turning operations can be stopped.
  • the controller 30 can appropriately automatically stop the turning hydraulic motor 2A regardless of the turning radius, that is, regardless of the attitude of the excavation attachment. For example, the turning operation of the excavator 100 can be stopped where the distance DB becomes the distance D25.
  • the increase rate of the current command value in the braking pattern BP21 is equal to the increase rate of the current command value in the braking pattern BP22.
  • the increase rate of the current command value in the braking pattern BP21 may be set to be different from the increase rate of the current command value in the braking pattern BP22.
  • the braking start timing in the braking pattern BP21 may be the same as the braking start timing in the braking pattern BP22.
  • the controller 30 sets one of a plurality of braking patterns according to the distance DB between the bucket 6 and the object OB (see FIGS. 10B1 and 10B2) detected by the object detection device 70 during the turning operation. Accordingly, the turning hydraulic motor 2A as the drive unit is braked.
  • the distance DB is the length of an arc between the bucket 6 and the object OB in the turning circle CR drawn by the bucket 6 during the turning operation, as shown in each of FIGS. 10B1 and 10B2, for example.
  • FIG. 13 shows a braking pattern represented by the correspondence between the distance DB and the current command value, and corresponds to FIG. The solid line in FIG.
  • FIG. 13 shows the braking pattern BP31 that is selected when the excavator 100 is descending and turning, and the broken line is the braking pattern BP32 that is selected when the excavator 100 is turning on a flat ground. Show. In this example, for easy comparison, the excavator 100 performing the turning operation and the excavator 100 performing the turning operation on the flat ground are simultaneously turning at the same constant turning speed. Yes. Then, each of the two excavators 100 is controlled by the automatic braking process according to the selected braking pattern so that the distance DB when turning is stopped is substantially the same.
  • FIG. 14 includes FIG. 14 (A) and FIG. 14 (B). FIG.
  • FIG. 14A shows a temporal transition of the stroke amount of the control valve 60 when the turning hydraulic motor 2A is braked using the braking pattern of FIG.
  • FIG. 14B shows a temporal transition of the current actually supplied to the control valve 60 when the turning hydraulic motor 2A is braked using the braking pattern of FIG.
  • the solid line in FIG. 14 shows the time transition when the braking pattern BP31 shown by the solid line in FIG. 13 is selected, and the broken line shows the time transition when the braking pattern BP32 shown by the broken line in FIG. 13 is selected. .
  • the controller 30 has the distance DB less than the distance D31 as the third threshold value TH3 set during the falling operation. Then, the current command value for the control valve 60 is increased.
  • the distance D31 is 5 meters, for example.
  • the current command value is set to increase at an increase rate per predetermined unit time or an increase rate per predetermined unit distance so that the upper limit value Amax is reached when the distance DB becomes the distance D32. .
  • the braking pattern BP31 is selected, the actual current supplied to the control valve 60 begins to increase at a time t31 when the distance DB falls below the distance D31, as shown by the solid line in FIG.
  • the upper limit value Amax is reached at time t32. Then, as shown by the solid line in FIG. 14A, the stroke amount of the control valve 60 starts to decrease at time t31 and reaches the lower limit value Smin at time t32. That is, the pilot line CD1 where the control valve 60 is installed is cut off.
  • the controller 30 can stop the descending and turning operation of the excavator 100 at the distance D35 from the object OB at the time point t25.
  • the controller 30 sets the distance DB as the third threshold value TH3 that is set during the turning operation on a flat ground.
  • the distance is less than the distance D33 ( ⁇ D31)
  • the current command value for the control valve 60 is increased.
  • the distance D33 is 3 meters, for example.
  • the current command value is set to increase at an increase rate per predetermined unit time or an increase rate per predetermined unit distance so that the upper limit value Amax is reached when the distance DB becomes the distance D34. .
  • the actual current supplied to the control valve 60 begins to increase at time t33, which is the time when the distance DB falls below the distance D33, as shown by the broken line in FIG.
  • the upper limit value Amax is reached at time t34.
  • the stroke amount of the control valve 60 starts to decrease at time t33 and reaches the lower limit value Smin at time t34, as shown by the broken line in FIG. That is, the pilot line CD1 where the control valve 60 is installed is cut off.
  • the controller 30 turns the excavator 100 on a flat ground at a distance D25 from the object OB at the time t25, as in the case of the excavator 100 that is descending and turning. Can be stopped.
  • the increase rate of the current command value in the braking pattern BP31 is equal to the increase rate of the current command value in the braking pattern BP32.
  • the increase rate of the current command value in the braking pattern BP31 may be set to be different from the increase rate of the current command value in the braking pattern BP32.
  • the braking start timing in the braking pattern BP31 may be the same as the braking start timing in the braking pattern BP32.
  • FIG. 15 is a schematic diagram illustrating another configuration example of the hydraulic system mounted on the excavator 100.
  • the hydraulic system of FIG. 15 is different from the hydraulic system of FIG. 3 in that the actuator can be smoothly decelerated or stopped by moving the spool valve related to the actuator to be braked according to a predetermined braking pattern. It is different but common in other points. Therefore, the description of the common part is omitted, and the different part is described in detail.
  • control valves 60A to 60F includes control valves 60A to 60F.
  • the control valve 60A is an electromagnetic valve capable of switching between a communication state and a shut-off state of the pilot line CD11 that connects the pilot pump 15 and a portion related to arm operation in the left operation lever 26L.
  • the control valve 60A is configured to switch between the communication state and the cutoff state of the pilot line CD11 in accordance with a command from the controller 30.
  • the control valve 60B is an electromagnetic valve capable of switching between a communication state and a cutoff state of the pilot line CD12 that connects the pilot pump 15 and a portion related to the turning operation in the left operation lever 26L. Specifically, the control valve 60B is configured to switch between the communication state and the cutoff state of the pilot line CD12 in accordance with a command from the controller 30.
  • the control valve 60C is an electromagnetic valve capable of switching between a communication state and a cutoff state of the pilot line CD13 connecting the pilot pump 15 and the left travel lever 26DL. Specifically, the control valve 60C is configured to switch between the communication state and the cutoff state of the pilot line CD13 in accordance with a command from the controller 30.
  • the control valve 60D is an electromagnetic valve capable of switching between a communication state and a cutoff state of the pilot line CD14 that connects the pilot pump 15 and the portion related to the boom operation in the right operation lever 26R. Specifically, the control valve 60D is configured to switch between the communication state and the cutoff state of the pilot line CD14 in accordance with a command from the controller 30.
  • the control valve 60E is an electromagnetic valve capable of switching between a communication state and a cutoff state of the pilot line CD15 that connects the pilot pump 15 and a portion related to the bucket operation in the right operation lever 26R. Specifically, the control valve 60E is configured to switch between the communication state and the cutoff state of the pilot line CD15 in accordance with a command from the controller 30.
  • the control valve 60F is an electromagnetic valve capable of switching between a communication state and a cutoff state of the pilot line CD16 connecting the pilot pump 15 and the right travel lever 26DR. Specifically, the control valve 60F is configured to switch between the communication state and the cutoff state of the pilot line CD16 in accordance with a command from the controller 30.
  • the control valves 60A to 60F may be configured to be interlocked with the gate lock lever. Specifically, the control valves 60A to 60F shut off the pilot lines CD11 to CD16 when the gate lock lever is pushed down, and bring the pilot lines CD11 to CD16 into communication when the gate lock lever is pulled up. It may be configured as follows.
  • the controller 30 includes a portion related to the arm operation and a turning operation in the left operation lever 26L, a portion related to the boom operation and the bucket operation in the right operation lever 26R, the left traveling lever 26DL, and the right traveling lever 26DR.
  • the controller 30 can appropriately operate the excavator 100 even when a complex operation is performed.
  • the controller 30 allows the movement of one driven body according to one operation of the composite operation while allowing the movement of another driven body according to another one operation of the composite operation.
  • the movement may be braked.
  • the controller 30 brakes the movement of one driven body according to one operation of the composite operation
  • the controller 30 also moves the other driven body according to the other operation of the composite operation. It may be configured to brake.
  • FIGS. 16A and 16B are diagrams showing another configuration example of the excavator 100, FIG. 16A shows a side view, and FIG. 16B shows a top view.
  • 16A and 16B are different from the shovel 100 shown in FIGS. 1 and 2 in that the imaging device 80 is mounted, but are common in other points. Therefore, the description of the common part is omitted, and the different part is described in detail.
  • the imaging device 80 is another example of a surrounding monitoring device, and is configured to image the surroundings of the excavator 100.
  • the excavator 100 does not necessarily need to include both the object detection device 70 and the imaging device 80 as a surrounding monitoring device.
  • the object detection device 70 can grasp the positional relationship between the surrounding object and the excavator 100
  • the surrounding monitoring device may be configured only by the object detection device 70, and the surrounding object and the excavator 100 may be detected by the imaging device 80. If it can grasp
  • the imaging device 80 includes a rear camera 80B attached to the upper rear end of the upper swing body 3, a left camera 80L attached to the upper left end of the upper swing body 3, and an upper swing body. 3 includes a right camera 80R attached to the upper right end of the top surface.
  • the imaging device 80 may include a front camera.
  • the rear camera 80B is disposed adjacent to the rear sensor 70B
  • the left camera 80L is disposed adjacent to the left sensor 70L
  • the right camera 80R is disposed adjacent to the right sensor 70R.
  • the front camera may be disposed adjacent to the front sensor 70F.
  • the image captured by the imaging device 80 is displayed on the display device DS installed in the cabin 10.
  • the imaging device 80 may be configured to display a viewpoint conversion image such as a bird's-eye view image on the display device DS.
  • the overhead image is generated by, for example, combining images output from the rear camera 80B, the left camera 80L, and the right camera 80R.
  • 16A and 16B can display an image of an object detected by the object detection device 70 on the display device DS. Therefore, when the operation of the driven body is restricted or prohibited, the operator of the excavator 100 immediately confirms what is the cause of the object by looking at the image displayed on the display device DS. it can.
  • the excavator 100 includes the lower traveling body 1, the upper swinging body 3 that is pivotably mounted on the lower traveling body 1, and the object detection device 70 provided on the upper swinging body 3. And a controller 30 as a control device capable of automatically braking the drive unit of the excavator 100.
  • the drive unit of the excavator 100 includes at least one of, for example, a traveling hydraulic motor 2M and a turning hydraulic motor 2A.
  • the traveling hydraulic motor 2M may be a traveling electric motor.
  • the turning hydraulic motor 2A may be a turning electric motor.
  • the controller 30 may automatically brake the drive unit according to one of a plurality of braking patterns corresponding to the distance between the excavator 100 and the object detected by the object detection device 70.
  • the controller 30 automatically brakes the traveling hydraulic motor 2M according to one of a plurality of braking patterns corresponding to the distance DA between the excavator 100 and the dump truck DP. Also good.
  • the controller 30 automatically brakes the turning hydraulic motor 2A according to one of a plurality of braking patterns corresponding to the distance DB between the excavator 100 and the object OB. May be. With this configuration, the controller 30 can automatically stop the shovel 100 more appropriately.
  • the controller 30 can automatically stop the excavator 100 on a downhill as in the case of automatically stopping the excavator 100 running on a flat ground. Therefore, the controller 30 does not significantly increase the braking distance compared to the case where the excavator 100 traveling on a flat ground is automatically stopped. As a result, the controller 30 can reliably stop the excavator 100 before the excavator 100 on the downhill comes into contact with the object.
  • Each of the plurality of braking patterns may be set so that, for example, the braking start timing is different. Specifically, each of the plurality of braking patterns may be set such that the braking start timing is different as in the braking pattern BP1 and the braking pattern BP2 illustrated in FIG. In the braking pattern BP1, braking is started when the distance DA falls below the distance D1 as the first threshold TH1, and in the braking pattern BP2, the distance DA falls below the distance D3 ( ⁇ D1) as the first threshold TH1. Braking starts.
  • Each of the plurality of braking patterns may be set so that the increasing rate of the braking force with respect to the elapsed time after the braking is started is different. Specifically, each of the plurality of braking patterns may be set such that the rate of increase in the current command value per unit time or the rate of increase per unit distance is different as in the braking patterns BP11 to BP13 shown in FIG. Good.
  • the increase rate per unit time of the current command value related to the braking pattern BP11 is smaller than the increase rate per unit time of the current command value related to the braking pattern BP12.
  • the increase rate per unit time of the current command value related to the braking pattern BP12 is smaller than the increase rate per unit time of the current command value related to the braking pattern BP13.
  • the excavator 100 may include a body inclination sensor S4 that detects the inclination of the excavator 100.
  • the controller 30 may be configured to switch the braking pattern based on the output of the body tilt sensor S4. With this configuration, the controller 30 can switch the braking pattern according to the magnitude of the slope of the slope. Therefore, the controller 30 can appropriately stop the traveling of the excavator 100 during the downhill regardless of the magnitude of the slope of the slope. In addition, the controller 30 can appropriately stop the turning of the excavator 100 during the descending turning operation regardless of the magnitude of the slope of the slope.
  • the braking pattern may be, for example, a braking pattern for a travel actuator.
  • the travel actuator may be, for example, a travel hydraulic motor 2M or a travel electric motor.
  • the braking pattern may be, for example, a braking pattern of a turning actuator.
  • the turning actuator may be, for example, a turning hydraulic motor 2A or a turning electric motor.
  • the distance detected by the object detection device 70 may be, for example, the length of an arc between the end attachment and the object in a turning circle drawn by the end attachment during the turning operation.
  • the distance DB detected by the object detection device 70 is the length of the arc between the bucket 6 and the object OB in the turning circle CR drawn by the bucket 6 during the turning operation. May be.
  • the controller 30 can automatically brake the turning actuator according to one of a plurality of braking patterns corresponding to the distance DB between the object OB present on the turning track and the bucket 6.
  • the controller 30 may be configured to automatically brake the drive unit according to one of a plurality of braking patterns corresponding to the magnitude of the turning moment. Specifically, the controller 30 may be configured to switch between the braking pattern BP21 and the braking pattern BP22 in accordance with the turning radius of the excavator 100, for example, as shown in FIG. This is because the turning moment changes according to the change of the turning radius. Specifically, the turning moment increases as the turning radius increases. With this configuration, the controller 30 can switch the braking pattern according to the size of the turning radius. Therefore, the turning of the excavator 100 can be stopped appropriately regardless of the size of the turning radius.
  • FIGS. 17A to 17D are side views of the excavator 100
  • FIGS. 17B and 17D are top views of the excavator 100
  • 17A is the same as FIG. 17C except for reference numerals and auxiliary lines
  • FIG. 17B is the same as FIG. 17D except for reference numerals and auxiliary lines.
  • the object detection device 70 is an example of a surrounding monitoring device, and is a rear sensor 70B, a rear upper sensor 70UB, and a cabin 10 which are LIDARs attached to the upper rear end of the upper swing body 3.
  • Front sensor 70F and front upper sensor 70UF which are LIDARs attached to the front upper end
  • left sensor 70L and upper left sensor 70UL which are LIDARs attached to the upper left end of the upper swing body 3, and upper right end of the upper swing body 3
  • the rear sensor 70B is configured to detect an object existing behind and obliquely below the excavator 100.
  • the rear upper sensor 70UB is configured to detect an object existing behind and obliquely above the excavator 100.
  • the front sensor 70 ⁇ / b> F is configured to detect an object that exists in front of and obliquely below the excavator 100.
  • the front upper sensor 70UF is configured to detect an object existing forward and obliquely above the excavator 100.
  • the left sensor 70L is configured to detect an object that exists on the left side of the excavator 100 and obliquely below.
  • the upper left sensor 70UL is configured to detect an object that exists on the left and obliquely above the excavator 100.
  • the right sensor 70R is configured to detect an object present on the right side of the excavator 100 and obliquely below.
  • the upper right sensor 70UR is configured to detect an object that is present to the right and obliquely above the exc
  • the imaging device 80 is another example of a surrounding monitoring device, and is a rear camera 80B and a rear upper camera 80UB attached to the upper rear end of the upper swing body 3, and the upper front end of the cabin 10.
  • the front camera 80F and the front upper camera 80UF attached to the upper revolving unit 3, the left camera 80L and the upper left camera 80UL attached to the upper left end of the upper revolving unit 3, and the right camera 80R and upper right attached to the upper right end of the upper revolving unit 3 Includes camera 80UR.
  • the rear camera 80B is configured to take an image of the rear side of the excavator 100 and obliquely below.
  • the rear upper camera 80UB is configured to capture an image of the rear and obliquely upper sides of the excavator 100.
  • the front camera 80F is configured to capture an image of the front and diagonally lower sides of the excavator 100.
  • the front upper camera 80UF is configured to take an image of the front side and the obliquely upper side of the excavator 100.
  • the left camera 80L is configured to take an image of the left side of the excavator 100 and obliquely below.
  • the upper left camera 80UL is configured to take an image of the left side of the excavator 100 and obliquely upward.
  • the right camera 80R is configured to image the right side of the excavator 100 and obliquely below.
  • the upper right camera 80UR is configured to image the right side of the excavator 100 and obliquely upward.
  • the rear camera 80B is configured such that a broken line M1 that is a virtual line representing the optical axis is at an angle with respect to a virtual plane (virtual horizontal plane in the example of FIG. 17A) perpendicular to the turning axis K. (Depression angle) ⁇ 1 is formed.
  • the rear upper camera 80UB is configured such that a broken line M2, which is a virtual line representing the optical axis, forms an angle (elevation angle) ⁇ 2 with respect to a virtual plane perpendicular to the turning axis K.
  • the front camera 80F is configured such that a broken line M3, which is a virtual line representing the optical axis, forms an angle (a depression angle) ⁇ 3 with respect to a virtual plane perpendicular to the turning axis K.
  • the front upper camera 80UF is configured such that a broken line M4, which is a virtual line representing the optical axis, forms an angle (elevation angle) ⁇ 4 with respect to a virtual plane perpendicular to the turning axis K.
  • the left camera 80L and the right camera 80R are similarly configured such that each optical axis forms a depression angle with respect to a virtual plane perpendicular to the turning axis K, and the upper left camera 80UL and the upper right camera 80UR are also configured.
  • each optical axis is configured to form an elevation angle with respect to a virtual plane perpendicular to the turning axis K.
  • the region R1 represents a portion where the monitoring range (imaging range) of the front camera 80F and the imaging range of the front upper camera 80UF overlap
  • the region R2 represents the imaging range of the rear camera 80B and the rear upper camera.
  • This represents a portion where the 80 UB imaging range overlaps. That is, the rear camera 80B and the rear upper camera 80UB are arranged so that their imaging ranges partially overlap each other in the vertical direction, and the front camera 80F and the front upper camera 80UF also partially capture each other in the vertical direction. Are arranged to overlap.
  • the left camera 80L and the upper left camera 80UL are also arranged so that their imaging ranges partially overlap each other in the vertical direction, and the right camera 80R and the upper right camera 80UR also have their imaging ranges up and down. It is arranged so as to partially overlap in the direction.
  • a broken line L1 that is a virtual line representing the lower boundary of the imaging range is an angle with respect to a virtual plane perpendicular to the turning axis K (virtual horizontal plane in the example of FIG. 17C).
  • (Depression angle) ⁇ 1 is formed.
  • the rear upper camera 80UB is configured such that a broken line L2, which is a virtual line representing the upper boundary of the imaging range, forms an angle (elevation angle) ⁇ 2 with respect to a virtual plane perpendicular to the turning axis K.
  • the front camera 80F is configured such that a broken line L3, which is a virtual line representing the lower boundary of the imaging range, forms an angle (a depression angle) ⁇ 3 with respect to a virtual plane perpendicular to the turning axis K.
  • the front upper camera 80UF is configured such that a broken line L4, which is a virtual line representing the upper boundary of the imaging range, forms an angle (elevation angle) ⁇ 4 with respect to a virtual plane perpendicular to the turning axis K.
  • the angle (Depression angle) ⁇ 1 and the angle (Depression angle) ⁇ 3 are desirably 55 degrees or more. In FIG. 17C, the angle (the depression angle) ⁇ 1 is about 70 degrees, and the angle (the depression angle) ⁇ 3 is about 65 degrees.
  • the angle (elevation angle) ⁇ 2 and the angle (elevation angle) ⁇ 4 are desirably 90 degrees or more, more desirably 135 degrees or more, and further desirably 180 degrees. In FIG. 17C, the angle (elevation angle) ⁇ 2 is about 115 degrees, and the angle (elevation angle) ⁇ 4 is about 115 degrees.
  • the left camera 80L and the right camera 80R are similarly configured so that the lower boundary of each imaging range forms a depression angle of 55 degrees or more with respect to a virtual plane perpendicular to the pivot axis K.
  • the upper left camera 80UL and the upper right camera 80UR are configured such that the upper boundary of each imaging range forms an elevation angle of 90 degrees or more with respect to a virtual plane perpendicular to the turning axis K.
  • the excavator 100 can detect an object existing in the space above the cabin 10 by the front upper camera 80UF.
  • the excavator 100 can detect an object existing in the space above the engine hood by the rear upper camera 80UB.
  • the excavator 100 can detect an object existing in the space above the upper swing body 3 by the upper left camera 80UL and the upper right camera UR.
  • the excavator 100 can detect an object existing in the space above the excavator 100 by the rear upper camera 80UB, the front upper camera 80UF, the upper left camera 80UL, and the upper right camera 80UR.
  • region R3 represents a portion where the imaging range of front camera 80F and the imaging range of front upper camera 80UF overlap
  • region R4 represents the imaging range of left camera 80L and the imaging range of rear camera 80B.
  • the region R5 represents the portion where the imaging range of the rear camera 80B and the imaging range of the right camera 80R overlap
  • the region R6 represents the imaging range of the right camera 80R and the front camera 80F. This represents a portion where the imaging range overlaps. That is, the front camera 80F and the left camera 80L are arranged so that their imaging ranges partially overlap in the left-right direction, and the left camera 80L and the rear camera 80B also partially overlap each other in the left-right direction.
  • the rear camera 80B and the right camera 80R are also arranged so that their imaging ranges partially overlap in the left-right direction.
  • the right camera 80R and the front camera 80F also have their imaging ranges in the left-right direction. They are arranged so as to partially overlap.
  • the front upper camera 80UF and the upper left camera 80UL are also arranged so that their imaging ranges partially overlap in the left-right direction, and the upper left camera 80UL and the rear upper camera 80UB are also mutually connected.
  • the imaging range is arranged so as to partially overlap in the left and right direction, and the rear upper camera 80UB and the upper right camera 80UR are also arranged so that the imaging ranges partially overlap in the left and right direction, and the upper right camera 80UR and the upper front
  • the camera 80UF is also arranged so that the mutual imaging ranges partially overlap in the left-right direction.
  • the front upper camera 80UF can, for example, image an object in the space where the tip of the boom 4 is located and the surrounding space when the boom 4 is raised most. Therefore, for example, the controller 30 can prevent the tip of the boom 4 from coming into contact with the electric wire that extends over the excavator 100 by using an image captured by the front upper camera 80UF.
  • the front upper camera 80UF has the imaging range of the front upper camera 80UF. You may attach to the cabin 10 so that it may enter. In this case, even when at least one of the arm 5 and the bucket 6 is opened to the maximum in the boom upper limit posture, the controller 30 can determine whether there is a possibility that the surrounding object and the excavation attachment AT are in contact with each other.
  • the excavation attachment AT is an example of an attachment and includes a boom 4, an arm 5, and a bucket 6.
  • the object detection device 70 may also be arranged in the same manner as the imaging device 80. That is, the rear sensor 70B and the rear upper sensor 70UB are arranged so that their monitoring ranges (detection ranges) partially overlap each other in the vertical direction, and the front sensor 70F and the front upper sensor 70UF also have their mutual detection ranges up and down.
  • the left sensor 70L and the upper left sensor 70UL are also arranged so that their mutual detection ranges partially overlap in the vertical direction, and the right sensor 70R and the upper right sensor 70UR are also mutual detection ranges. May be arranged so as to partially overlap in the vertical direction.
  • the front sensor 70F and the left sensor 70L are arranged so that their detection ranges partially overlap in the left-right direction, and the left sensor 70L and the rear sensor 70B also have their detection ranges partially overlapping in the left-right direction.
  • the rear sensor 70B and the right sensor 70R are also arranged so that their mutual detection ranges partially overlap in the left-right direction, and the right sensor 70R and the front sensor 70F are also partially different in the left-right direction. May be arranged so as to overlap.
  • the front upper sensor 70UF and the upper left sensor 70UL are arranged such that the mutual detection ranges partially overlap in the left-right direction, and the upper left sensor 70UL and the rear upper sensor 70UB also partially overlap each other in the left-right direction.
  • the rear upper sensor 70UB and the upper right sensor 70UR are also arranged so that their mutual detection ranges partially overlap in the left-right direction, and the upper right sensor 70UR and the front upper sensor 70UF are also left and right. You may arrange
  • the rear sensor 70B, the front sensor 70F, the left sensor 70L, and the right sensor 70R are configured such that each optical axis forms a depression angle with respect to a virtual plane perpendicular to the turning axis K.
  • the rear upper sensor 70UB and the front upper sensor The 70 UF, the upper left sensor 70 UL, and the upper right sensor 70 UR may be configured such that each optical axis forms an elevation angle with respect to a virtual plane perpendicular to the turning axis K.
  • the rear sensor 70B, the front sensor 70F, the left sensor 70L, and the right sensor 70R are configured such that the lower boundary of each detection range forms a depression angle with respect to a virtual plane perpendicular to the turning axis K
  • the rear upper sensor 70UB, front upper sensor 70UF, upper left sensor 70UL, and upper right sensor 70UR may be configured such that the upper boundary of each detection range forms an elevation angle with respect to a virtual plane perpendicular to the turning axis K.
  • the rear camera 80B is disposed adjacent to the rear sensor 70B
  • the front camera 80F is disposed adjacent to the front sensor 70F
  • the left camera 80L is disposed adjacent to the left sensor 70L
  • the right camera 80R is disposed adjacent to the right sensor 70R.
  • the rear upper camera 80UB is disposed adjacent to the rear upper sensor 70UB
  • the front upper camera 80UF is disposed adjacent to the front upper sensor 70UF
  • the upper left camera 80UL is disposed adjacent to the upper left sensor 70UL
  • the upper right camera 80UR is disposed adjacent to the upper right sensor 70UR.
  • both the object detection device 70 and the imaging device 80 are attached to the upper swing body 3 so as not to protrude from the outline of the upper swing body 3 in a top view as shown in FIG. 17D. It has been. However, at least one of the object detection device 70 and the imaging device 80 may be attached to the upper swing body 3 so as to protrude from the outline of the upper swing body 3 in a top view.
  • the rear upper camera 80UB may be omitted or may be integrated with the rear camera 80B.
  • the rear camera 80B in which the rear upper camera 80UB is integrated may be configured to cover a wide imaging range including the imaging range covered by the rear upper camera 80UB.
  • the rear upper sensor 70UB may be omitted or may be integrated with the rear sensor 70B.
  • at least two of the rear upper camera 80UB, the front upper camera 80UF, the upper left camera 80UL, and the upper right camera 80UR may be integrated as one or more omnidirectional cameras or hemispherical cameras.
  • the controller 30 When calculating the distance between the excavator 100 and the object based on the output of the object detection device 70, the controller 30 recognizes the overall and three-dimensional outer shapes (outer surfaces) of the excavator 100 and the object. It may be configured.
  • the outer surface of the excavator 100 includes, for example, the outer surface of the lower traveling body 1, the outer surface of the upper swing body 3, and the outer surface of the excavation attachment AT.
  • the controller 30 calculates the change in the position of the attitude sensor at a predetermined cycle, thereby changing the position of the outer surface of the lower traveling body 1, the outer surface of the upper swing body 3, and the outer surface of the excavation attachment AT. Can also be calculated.
  • the controller 30 recognizes the overall and three-dimensional outer shape (outer surface) of the excavator 100 by using a virtual three-dimensional model such as a polygon model or a wire frame model, for example. Calculate the coordinates of the point.
  • the outer surface of the lower traveling body 1 includes, for example, a front surface, an upper surface, a bottom surface, a rear surface, and the like of the crawler 1C.
  • the outer surface of the upper swing body 3 includes, for example, the surface of the side cover, the upper surface of the engine hood, the upper surface, the left side surface, the right side surface, and the rear surface of the counterweight.
  • the outer surface of the excavation attachment AT includes, for example, the back surface, the left side surface, the right side surface, and the abdominal surface of the boom 4, the back surface, the left side surface, the right side surface, and the abdominal surface of the arm 5.
  • FIG. 18 shows a configuration example of the overall and three-dimensional outer surface of the excavator 100 recognized using the polygon model.
  • the figure 18A is a top view of the polygon model of the upper swing body 3 and the excavation attachment AT
  • the figure 18B is a top view of the polygon model of the lower traveling body 1
  • the figure 18C is the left side of the polygon model of the excavator 100.
  • the outer surface of the lower traveling body 1 is represented by a hatched pattern
  • the outer surface of the upper swing body 3 is represented by a coarse dot pattern
  • the outer surface of the excavation attachment AT is represented by a fine dot pattern.
  • the outer surface of the excavator 100 as a polygon model may be recognized as a surface that is outside the actual outer surface of the excavator 100 by a predetermined margin distance. That is, the excavator 100 as the polygon model may be recognized as, for example, the actual lower traveling body 1, the upper swing body 3, and the excavation attachment AT that are separately enlarged.
  • the margin distance may be a distance that changes according to the movement of the excavator 100 (for example, the movement of the excavation attachment AT).
  • the controller 30 may output an alarm when it is determined that the similar enlarged polygon model and the polygon model of the object detected by the object detection device 70 are in contact with each other, or there is a risk of contact.
  • the movement of the driven body may be braked by automatic braking processing or the like.
  • the controller 30 is provided for each of three parts constituting the outer surface of the excavator 100 (the outer surface of the lower traveling body 1, the outer surface of the upper swing body 3, and the outer surface of the excavation attachment AT). It may be separately determined whether or not there is a possibility that the part may come into contact with the object. Further, the controller 30 may omit the determination as to whether or not there is a possibility that a part of the airframe is in contact with an object for at least one of the three parts depending on the work content of the excavator 100.
  • the controller 30 calculates the distance between each point on the outer surface of the excavation attachment AT and the object OB for each predetermined control period. May be. In this case, the controller 30 may omit calculation of the distance between each point on the outer surface of the lower traveling body 1 and each point on the outer surface of the upper swing body 3 and the object OB.
  • the controller 30 may connect each point on the outer surface of the excavation attachment AT (for example, each point on the outer surface of the boom tip). You may be comprised so that the distance between electric wires may be calculated for every predetermined
  • the controller 30 may perform each point on the outer surface of the upper swing body 3 (for example, on the outer surface of the counterweight).
  • the distance between each point) and the object may be calculated every predetermined control period.
  • the controller 30 may omit the calculation of the distance between each point on the outer surface of the lower traveling body 1 and each point on the outer surface of the excavation attachment AT and the object.
  • the controller 30 may select points on the outer surface of the lower traveling body 1 (for example, the outer surface of the crawler 1C).
  • the distance between each of the above points) and the object may be calculated every predetermined control period.
  • the controller 30 may omit calculation of the distance between each point on the outer surface of the upper swing body 3 and each point on the outer surface of the excavation attachment AT and the object.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating an example of the configuration of the controller 30.
  • the surrounding monitoring device may be the imaging device 80.
  • the controller 30 includes an object determination unit 30A, a braking necessity determination unit 30B, a speed command generation unit 30E, a state recognition unit 30F, a distance determination unit 30G, a restriction target determination unit 30H, and a speed restriction unit 30S.
  • the controller 30 includes a boom angle sensor S1, an arm angle sensor S2, a bucket angle sensor S3, a body tilt sensor S4, a turning angular velocity sensor S5, an electric left operation lever 26L, an object detection device 70, an imaging device 80, and the like. It is configured to receive a signal to be output, execute various calculations, and output a control command to the proportional valve 31 or the like.
  • the proportional valve 31 is configured to operate in accordance with a current command output from the controller 30.
  • the proportional valve 31 includes a left proportional valve 31L and a right proportional valve 31R.
  • the left proportional valve 31L is configured to be able to adjust the pilot pressure by the hydraulic oil introduced from the pilot pump 15 to the left pilot port of the control valve 173 via the left proportional valve 31L.
  • the right proportional valve 31R is configured to be able to adjust the pilot pressure by the hydraulic oil introduced from the pilot pump 15 to the right pilot port of the control valve 173 via the right proportional valve 31R.
  • the proportional valve 31 can adjust the pilot pressure so that the control valve 173 can be stopped at an arbitrary valve position.
  • FIG. 19 shows, as an example, a configuration related to the control valve 173 that controls the flow rate of the hydraulic oil supplied to the turning hydraulic motor 2A.
  • the controller 30 has the same configuration, and the traveling hydraulic motor 2M, The flow rate of the hydraulic oil supplied to each of the boom cylinder 7, the arm cylinder 8, and the bucket cylinder 9 can be controlled.
  • the object determination unit 30A is configured to determine the type of object. In the example illustrated in FIG. 19, the object determination unit 30A is configured to determine the type of object detected by the object detection device 70.
  • the braking necessity determination unit 30B is configured to determine whether braking is necessary according to the type of the object. In the example illustrated in FIG. 19, the braking necessity determination unit 30B determines that the driven body needs to be braked when it is determined that the object detected by the object detection device 70 is a person.
  • the speed command generation unit 30E is configured to generate a command related to the operating speed of the actuator based on a signal output from the operation device 26.
  • the speed command generation unit 30E is configured to generate a command related to the rotational speed of the turning hydraulic motor 2A based on an electrical signal output by the left operation lever 26L operated in the left-right direction. Yes.
  • the state recognition unit 30F is configured to recognize the current state of the excavator 100.
  • the state recognition unit 30F includes an attachment state recognition unit 30F1, an upper turning body state recognition unit 30F2, and a lower traveling body state recognition unit 30F3.
  • the attachment state recognition unit 30F1 is configured to recognize the current state of the excavation attachment AT. Specifically, the attachment state recognition unit 30F1 is configured to calculate the coordinates of a predetermined point on the outer surface of the excavation attachment AT.
  • the predetermined point includes, for example, all vertices of the excavation attachment AT.
  • the upper turning body state recognition unit 30F2 is configured to recognize the current state of the upper turning body 3. Specifically, the upper swing body state recognition unit 30F2 is configured to calculate the coordinates of a predetermined point on the outer surface of the upper swing body 3.
  • the predetermined point includes, for example, all vertices of the upper swing body 3.
  • the lower traveling body state recognition unit 30F3 is configured to recognize the current state of the lower traveling body 1. Specifically, the lower traveling body state recognition unit 30F3 is configured to calculate the coordinates of a predetermined point on the outer surface of the lower traveling body 1.
  • the predetermined point includes, for example, all vertices of the lower traveling body 1.
  • the state recognition unit 30F includes three parts constituting the outer surface of the shovel 100 (the outer surface of the lower traveling body 1, the outer surface of the upper swing body 3, and the outside of the excavation attachment AT, depending on the work content of the shovel 100, etc. It may be determined which state of the front surface) is recognized and which state is not recognized.
  • the distance determination unit 30G determines whether or not the distance between each point on the outer surface of the excavator 100 calculated by the state recognition unit 30F and the object detected by the object detection device 70 is less than a predetermined value. It is configured. In the example illustrated in FIG. 19, the distance determination unit 30G has each point on the outer surface of the excavator 100 calculated by the state recognition unit 30F when the braking necessity determination unit 30B determines that the driven body needs to be braked. And the distance between the object detected by the object detection apparatus 70 is calculated.
  • the restriction target determining unit 30H is configured to determine a restriction target.
  • the restriction target determination unit 30H moves based on the output of the distance determination unit 30G, that is, based on whether the distance between the point on the outer surface of the excavator 100 and the object falls below a predetermined value.
  • Restriction target actuators are to be restricted.
  • the speed limiting unit 30S is configured to limit the operation speed of one or a plurality of actuators.
  • the speed limiter 30S changes the speed command related to the actuator determined as the limit target actuator by the limit target determination unit 30H among the speed commands generated by the speed command generation unit 30E.
  • a control command corresponding to the speed command is output to the proportional valve 31.
  • the speed limiting unit 30S changes the speed command related to the turning hydraulic motor 2A determined as the limiting target actuator by the limiting target determination unit 30H, and sends a control command corresponding to the changed speed command to the proportional valve 31. Output for. This is to reduce the rotation speed of the turning hydraulic motor 2A or to stop the rotation of the turning hydraulic motor 2A.
  • the speed limiting unit 30S is configured to limit the operating speed of one or a plurality of actuators using a braking pattern as shown in each of FIG. 6, FIG. 8, FIG. 11, and FIG. Has been.
  • the speed limiting unit 30S may change the braking pattern according to the weight of an object to be excavated such as earth and sand taken into the bucket 6 and the attitude of the excavation attachment AT, for example.
  • the weight of the work to be excavated is calculated based on, for example, the attitude of the excavation attachment AT and the pressure of the hydraulic oil in the boom cylinder 7.
  • the weight of the work to be excavated is based on the attitude of the excavation attachment AT and at least one of the hydraulic oil pressure in the boom cylinder 7, the hydraulic oil pressure in the arm cylinder 8, and the hydraulic oil pressure in the bucket cylinder 9. May be calculated.
  • the speed limiter 30S allows the controller 30 shown in FIG. 19 to decelerate or stop the movement of the actuator in order to prevent a part of the body of the excavator 100 from coming into contact with the object.
  • FIG. 20 is a diagram illustrating another example of the configuration of the controller 30.
  • the surrounding monitoring device may be the imaging device 80.
  • the controller 30 shown in FIG. 20 is configured to be connected to an electric operation lever having a hydraulic pilot circuit in that the controller 30 is connected to a hydraulic operation lever having a hydraulic pilot circuit. Different from the controller 30 shown. Specifically, the speed restriction unit 30S of the controller 30 shown in FIG. 20 generates a speed command based on the output of the operation pressure sensor 29, and the restriction target determination unit 30H among the generated speed commands causes the restriction target actuator. And the control command corresponding to the speed command after the change is output to the electromagnetic valve 65 related to the actuator.
  • the electromagnetic valve 65 includes an electromagnetic valve 65L and an electromagnetic valve 65R.
  • the electromagnetic valve 65L is disposed in a pipeline that connects the left port of the remote control valve that discharges hydraulic oil when the left operation lever 26L is operated in the left-right direction and the left pilot port of the control valve 173. It is an electromagnetic proportional valve.
  • the electromagnetic valve 65R is an electromagnetic proportional valve disposed in a pipe line connecting the right port of the remote control valve that discharges hydraulic oil when the left operation lever 26L is operated in the left-right direction and the right pilot port of the control valve 173. .
  • the speed limiting unit 30S changes the speed command related to the turning hydraulic motor 2A determined as the limiting target actuator by the limiting target determination unit 30H, and sends a control command corresponding to the changed speed command to the solenoid valve 65. Output for. This is to reduce the rotation speed of the turning hydraulic motor 2A or to stop the rotation of the turning hydraulic motor 2A.
  • the controller 30 shown in FIG. 20 decelerates the movement of the actuator in order to prevent a part of the body of the excavator 100 from coming into contact with the object, like the controller 30 shown in FIG. Can be stopped.
  • a hydraulic operation system including a hydraulic pilot circuit is disclosed.
  • the hydraulic oil supplied from the pilot pump 15 to the left operation lever 26L is opened and closed by the left operation lever 26L tilting in the left-right direction. It is transmitted to the pilot port of the control valve 173 at a flow rate corresponding to the opening of the remote control valve.
  • the hydraulic oil supplied from the pilot pump 15 to the right operation lever 26R is in accordance with the opening degree of the remote control valve that is opened and closed by tilting the right operation lever 26R in the front-rear direction. The flow rate is transmitted to the pilot port of the control valve 175.
  • an electric operation lever as shown in FIG. 19 may be adopted instead of the hydraulic operation system having such a hydraulic pilot circuit.
  • the lever operation amount of the electric operation lever is input to the controller 30 as an electric signal, for example.
  • the controller 30 moves each control valve by controlling the electromagnetic valve with an electric signal corresponding to the lever operation amount to increase or decrease the pilot pressure. be able to.
  • the control valves 60A to 60F are arranged between the pilot pumps 15 and the respective remote control valves corresponding to the operation devices 26, so that the spool valve related to the actuator to be braked is provided.
  • the actuator is moved according to a predetermined braking pattern, and the actuator can be smoothly decelerated or stopped.
  • the hydraulic system may have a configuration in which the control valves 60A to 60F are disposed between the remote control valves corresponding to the operation devices 26 and the control valves 171 to 176, respectively.
  • the control valve 60A may be provided between the remote control valve of the left operation lever 26L and the control valve 176.
  • the controller 30 can smoothly decelerate or stop the actuator by moving the spool valve related to the actuator to be braked according to a predetermined braking pattern.
  • FIG. 21 is a schematic diagram illustrating a configuration example of the excavator management system SYS.
  • the management system SYS is a system that manages the excavator 100.
  • the management system SYS is mainly composed of an excavator 100, a support device 200, and a management device 300.
  • Each of the excavator 100, the support device 200, and the management device 300 includes a communication device, and is directly or indirectly connected to each other via a mobile phone communication network, a satellite communication network, a short-range wireless communication network, or the like.
  • the shovel 100, the support device 200, and the management device 300 that constitute the management system SYS may be each one or plural.
  • the management system SYS includes one excavator 100, one support device 200, and one management device 300.
  • the support device 200 is typically a mobile terminal device, and is, for example, a computer such as a notebook PC, a tablet PC, or a smartphone that is carried by an operator at the construction site.
  • the support device 200 may be a computer carried by the operator of the excavator 100.
  • the support device 200 may be a fixed terminal device.
  • the management device 300 is typically a fixed terminal device, for example, a server computer installed in a management center or the like outside the construction site.
  • the management device 300 may be a portable computer (for example, a portable terminal device such as a notebook PC, a tablet PC, or a smartphone).
  • At least one of the support device 200 and the management device 300 may include a monitor and an operation device for remote operation.
  • the operator operates the excavator 100 while using an operation device for remote operation.
  • the remote operation device is connected to the controller 30 through a communication network such as a mobile phone communication network, a satellite communication network, or a short-range wireless communication network.
  • the controller 30 of the excavator 100 may transmit information related to automatic braking processing to the support device 200, for example.
  • the information related to the automatic braking process includes, for example, information related to the time when braking of the driven body (hereinafter referred to as “braking start time”), information related to the position of the shovel 100 at the braking start time, and the excavator 100 at the braking start time. At least one of information on the work content of the vehicle, information on the work environment at the braking start time, information on the movement of the excavator 100 measured at the braking start time and a period before and after the braking start time, and the like.
  • the information regarding the work environment includes at least one of information regarding the inclination of the ground and information regarding the weather, for example.
  • the information regarding the movement of the excavator 100 includes at least one of, for example, a pilot pressure and a hydraulic oil pressure in the hydraulic actuator.
  • the controller 30 may transmit the image captured by the imaging device 80 to the support device 200 or the like.
  • the images may be, for example, a plurality of images captured during a predetermined period including the braking start time.
  • the predetermined period may include a period preceding the braking start time.
  • the controller 30 transmits at least one of information regarding the work contents of the excavator 100 during a predetermined period including the braking start time, information regarding the attitude of the excavator 100, information regarding the attitude of the excavation attachment, and the like to the support device 200 and the like. Also good. This is because an administrator who uses the support device 200 or the like can obtain information on the work site. That is, in order to enable the administrator to analyze the cause of the situation where the movement of the excavator 100 must be decelerated or stopped, the administrator can further analyze the excavator 100 based on the analysis result. This is to improve the working environment.

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Abstract

本発明の実施形態に係るショベル(100)は、下部走行体(1)と、下部走行体(1)に旋回自在に搭載された上部旋回体(3)と、上部旋回体(3)に設けられた物体検知装置(70)と、ショベル(100)の駆動部である走行用油圧モータ(2M)を自動的に制動させることができる制御装置としてのコントローラ(30)と、を備えている。コントローラ(30)は、物体検知装置(70)が検知するショベル(100)とダンプトラック(DP)と間の距離(DA)に応じて所定の制動パターンにしたがって走行用油圧モータ(2M)を制動させる。

Description

ショベル
 本開示は、掘削機としてのショベルに関する。
 従来、旋回作業機械の周囲に設定された監視領域内に存在する物体と接触する可能性が高いと判断した場合に旋回動作を自動停止させる旋回作業機械が知られている(特許文献1参照。)。
特開2012-21290号公報
 しかしながら、上述の旋回作業機械は、ひとたび旋回動作を自動停止させることを決定した後は、上部旋回体を一律に制動させるのみである。そのため、場合によっては旋回動作を適切に自動停止させることができないおそれがある。
 そこで、ショベルをより適切に自動停止させることが望ましい。
 本発明の実施形態に係るショベルは、下部走行体と、前記下部走行体に旋回自在に搭載された上部旋回体と、前記上部旋回体に設けられた物体検知装置と、ショベルの駆動部を自動的に制動させることができる制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記物体検知装置が検知するショベルと物体との間の距離に応じて所定の制動パターンにしたがって前記駆動部を自動的に制動させる。
 上述の手段により、ショベルをより適切に自動停止させることができる。
本発明の実施形態に係るショベルの側面図である。 本発明の実施形態に係るショベルの上面図である。 ショベルに搭載される油圧システムの構成例を示す図である。 斜面で作業しているショベルの側面図である。 自動制動処理の一例のフローチャートである。 制動パターンの例を示す図である。 制御弁に実際に供給される電流の時間的推移を示す図である。 制動パターンの別の例を示す図である。 制御弁に実際に供給される電流の時間的推移を示す図である。 ショベルの側面図である。 ショベルの側面図である。 ショベルの上面図である。 ショベルの上面図である。 制動パターンの更に別の例を示す図である。 制御弁に供給される電流とストローク量の時間的推移を示す図である。 制動パターンの更に別の例を示す図である。 制御弁に供給される電流とストローク量の時間的推移を示す図である。 ショベルに搭載される油圧システムの別の構成例を示す概略図である。 本発明の実施形態に係るショベルの別の構成例を示す図である。 本発明の実施形態に係るショベルの別の構成例を示す図である。 本発明の実施形態に係るショベルの側面図である。 本発明の実施形態に係るショベルの上面図である。 本発明の実施形態に係るショベルの側面図である。 本発明の実施形態に係るショベルの上面図である。 ショベルの外表面の構成例を示す図である。 コントローラの構成の一例を示す図である。 コントローラの構成の別の一例を示す図である。 ショベルの管理システムの構成例を示す概略図である。
 最初に、図1及び図2を参照して、本発明の実施形態に係る掘削機としてのショベル100について説明する。図1はショベル100の側面図であり、図2はショベル100の上面図である。
 本実施形態では、ショベル100の下部走行体1は被駆動体としてのクローラ1Cを含む。クローラ1Cは、下部走行体1に搭載されている走行用油圧モータ2Mによって駆動される。但し、走行用油圧モータ2Mは、電動アクチュエータとしての走行用電動発電機であってもよい。具体的には、クローラ1Cは左クローラ1CL及び右クローラ1CRを含む。左クローラ1CLは左走行用油圧モータ2MLによって駆動され、右クローラ1CRは右走行用油圧モータ2MRによって駆動される。下部走行体1は、クローラ1Cによって駆動されるため、被駆動体として機能する。
 下部走行体1には旋回機構2を介して上部旋回体3が旋回可能に搭載されている。被駆動体としての旋回機構2は、上部旋回体3に搭載されている旋回用油圧モータ2Aによって駆動される。但し、旋回用油圧モータ2Aは、電動アクチュエータとしての旋回用電動発電機であってもよい。上部旋回体3は、旋回機構2によって駆動されるため、被駆動体として機能する。
 上部旋回体3には被駆動体としてのブーム4が取り付けられている。ブーム4の先端には被駆動体としてのアーム5が取り付けられ、アーム5の先端に被駆動体及びエンドアタッチメントとしてのバケット6が取り付けられている。ブーム4、アーム5、及びバケット6は、アタッチメントの一例である掘削アタッチメントを構成する。ブーム4はブームシリンダ7で駆動され、アーム5はアームシリンダ8で駆動され、バケット6はバケットシリンダ9で駆動される。
 ブーム4にはブーム角度センサS1が取り付けられ、アーム5にはアーム角度センサS2が取り付けられ、バケット6にはバケット角度センサS3が取り付けられている。
 ブーム角度センサS1はブーム4の回動角度を検出する。本実施形態では、ブーム角度センサS1は加速度センサであり、上部旋回体3に対するブーム4の回動角度であるブーム角度を検出できる。ブーム角度は、例えば、ブーム4を最も下げたときに最小角度となり、ブーム4を上げるにつれて大きくなる。
 アーム角度センサS2はアーム5の回動角度を検出する。本実施形態では、アーム角度センサS2は加速度センサであり、ブーム4に対するアーム5の回動角度であるアーム角度を検出できる。アーム角度は、例えば、アーム5を最も閉じたときに最小角度となり、アーム5を開くにつれて大きくなる。
 バケット角度センサS3はバケット6の回動角度を検出する。本実施形態では、バケット角度センサS3は加速度センサであり、アーム5に対するバケット6の回動角度であるバケット角度を検出できる。バケット角度は、例えば、バケット6を最も閉じたときに最小角度となり、バケット6を開くにつれて大きくなる。
 ブーム角度センサS1、アーム角度センサS2、及びバケット角度センサS3はそれぞれ、可変抵抗器を利用したポテンショメータ、対応する油圧シリンダのストローク量を検出するストロークセンサ、連結ピン回りの回動角度を検出するロータリエンコーダ、ジャイロセンサ、又は、加速度センサとジャイロセンサの組み合わせ等であってもよい。
 上部旋回体3には、運転室としてのキャビン10が設けられ、且つ、エンジン11等の動力源が搭載されている。また、上部旋回体3には、コントローラ30、物体検知装置70、向き検出装置85、機体傾斜センサS4、及び旋回角速度センサS5等が取り付けられている。キャビン10の内部には、操作装置26等が設けられている。なお、本書では、便宜上、上部旋回体3における、ブーム4が取り付けられている側を前方とし、カウンタウェイトが取り付けられている側を後方とする。
 コントローラ30は、ショベル100を制御するための制御装置である。本実施形態では、コントローラ30は、CPU、RAM、NVRAM、及びROM等を備えたコンピュータで構成されている。そして、コントローラ30は、各機能要素に対応するプログラムをROMから読み出してRAMにロードし、対応する処理をCPUに実行させる。
 物体検知装置70は、周囲監視装置の一例であり、ショベル100の周囲に存在する物体を検知するように構成されている。物体は、例えば、人、動物、車両、建設機械、建造物、又は穴等である。物体検知装置70は、例えば、超音波センサ、ミリ波レーダ、ステレオカメラ、LIDAR、距離画像センサ、又は赤外線センサ等である。本実施形態では、物体検知装置70は、キャビン10の上面前端に取り付けられた前センサ70F、上部旋回体3の上面後端に取り付けられた後センサ70B、上部旋回体3の上面左端に取り付けられた左センサ70L、及び、上部旋回体3の上面右端に取り付けられた右センサ70Rを含む。
 周囲監視装置としての物体検知装置70は、ショベル100の周囲に設定された所定領域内の所定物体を検知するように構成されていてもよい。すなわち、物体検知装置70は、物体の種類、位置、及び形状等の少なくとも1つを識別できるように構成されていてもよい。例えば、物体検知装置70は、人と人以外の物体とを区別できるように構成されていてもよい。また、物体検知装置70は、物体検知装置70又はショベル100から認識された物体までの距離を算出するように構成されてもよい。
 向き検出装置85は、上部旋回体3の向きと下部走行体1の向きとの相対的な関係に関する情報(以下、「向きに関する情報」とする。)を検出するように構成されている。例えば、向き検出装置85は、下部走行体1に取り付けられた地磁気センサと上部旋回体3に取り付けられた地磁気センサとの組み合わせで構成されていてもよい。或いは、向き検出装置85は、下部走行体1に取り付けられたGNSS受信機と上部旋回体3に取り付けられたGNSS受信機との組み合わせで構成されていてもよい。旋回用電動発電機で上部旋回体3が旋回駆動される構成では、向き検出装置85は、レゾルバで構成されていてもよい。向き検出装置85は、例えば、下部走行体1と上部旋回体3との間の相対回転を実現する旋回機構2に関連して設けられるセンタージョイントに配置されていてもよい。
 機体傾斜センサS4は、所定の平面に対するショベル100の傾斜を検出するように構成されている。本実施形態では、機体傾斜センサS4は、水平面に関する上部旋回体3の前後軸の傾斜角及び左右軸の傾斜角を検出する加速度センサである。機体傾斜センサS4は、加速度センサとジャイロセンサの組み合わせで構成されていてもよい。上部旋回体3の前後軸及び左右軸は、例えば、互いに直交してショベル100の旋回軸上の一点であるショベル中心点を通る。
 旋回角速度センサS5は、上部旋回体3の旋回角速度を検出するように構成されている。本実施形態では、旋回角速度センサS5は、ジャイロセンサである。旋回角速度センサS5は、レゾルバ又はロータリエンコーダ等であってもよい。旋回角速度センサS5は、旋回速度を検出してもよい。旋回速度は、旋回角速度から算出されてもよい。
 以下では、ブーム角度センサS1、アーム角度センサS2、バケット角度センサS3、機体傾斜センサS4、及び旋回角速度センサS5の任意の組み合わせは、集合的に姿勢センサとも称される。
 次に、図3を参照し、ショベル100に搭載される油圧システムの構成例について説明する。図3は、ショベル100に搭載される油圧システムの構成例を示す図である。図3は、機械的動力伝達系、作動油ライン、パイロットライン、及び電気制御系を、それぞれ二重線、実線、破線、及び点線で示している。
 ショベル100の油圧システムは、主に、エンジン11、レギュレータ13、メインポンプ14、パイロットポンプ15、コントロールバルブ17、操作装置26、吐出圧センサ28、操作圧センサ29、コントローラ30、及び制御弁60等を含む。
 図3において、油圧システムは、エンジン11によって駆動されるメインポンプ14から、センターバイパス管路40又はパラレル管路42を経て作動油タンクまで作動油を循環させている。
 エンジン11は、ショベル100の駆動源である。本実施形態では、エンジン11は、例えば、所定の回転数を維持するように動作するディーゼルエンジンである。エンジン11の出力軸は、メインポンプ14及びパイロットポンプ15のそれぞれの入力軸に連結されている。
 メインポンプ14は、作動油ラインを介して作動油をコントロールバルブ17に供給するように構成されている。本実施形態では、メインポンプ14は、斜板式可変容量型油圧ポンプである。
 レギュレータ13は、メインポンプ14の吐出量(押し退け容積)を制御するように構成されている。本実施形態では、レギュレータ13は、コントローラ30からの制御指令に応じてメインポンプ14の斜板傾転角を調節することによってメインポンプ14の吐出量を制御する。
 パイロットポンプ15は、パイロットラインを介して操作装置26を含む油圧制御機器に作動油を供給するように構成されている。本実施形態では、パイロットポンプ15は、固定容量型油圧ポンプである。但し、パイロットポンプ15は、省略されてもよい。この場合、パイロットポンプ15が担っていた機能は、メインポンプ14によって実現されてもよい。すなわち、メインポンプ14は、コントロールバルブ17に作動油を供給する機能とは別に、絞り等により作動油の圧力を低下させた後で操作装置26等に作動油を供給する機能を備えていてもよい。
 コントロールバルブ17は、ショベル100における油圧システムを制御する油圧制御装置である。本実施形態では、コントロールバルブ17は、制御弁171~176を含む。制御弁175は制御弁175L及び制御弁175Rを含み、制御弁176は制御弁176L及び制御弁1756を含む。コントロールバルブ17は、制御弁171~176を通じ、メインポンプ14が吐出する作動油を1又は複数の油圧アクチュエータに選択的に供給できる。制御弁171~176は、メインポンプ14から油圧アクチュエータに流れる作動油の流量、及び、油圧アクチュエータから作動油タンクに流れる作動油の流量を制御するように構成されている。油圧アクチュエータは、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、バケットシリンダ9、左走行用油圧モータ2ML、右走行用油圧モータ2MR、及び旋回用油圧モータ2Aを含む。
 操作装置26は、操作者がアクチュエータの操作のために用いる装置である。アクチュエータは、油圧アクチュエータ及び電動アクチュエータの少なくとも一方を含む。本実施形態では、操作装置26は、パイロットラインを介して、パイロットポンプ15が吐出する作動油を、コントロールバルブ17内の対応する制御弁のパイロットポートに供給するように構成されている。パイロットポートのそれぞれに供給される作動油の圧力(パイロット圧)は、油圧アクチュエータのそれぞれに対応する操作装置26のレバー又はペダル(図示せず。)の操作方向及び操作量に応じた圧力である。
 吐出圧センサ28は、メインポンプ14の吐出圧を検出するように構成されている。本実施形態では、吐出圧センサ28は、検出した値をコントローラ30に対して出力する。
 操作圧センサ29は、操作者による操作装置26の操作の内容を検出するように構成されている。本実施形態では、操作圧センサ29は、アクチュエータのそれぞれに対応する操作装置26のレバー又はペダルの操作方向及び操作量を圧力(操作圧)の形で検出し、検出した値をコントローラ30に対して出力する。操作装置26の操作内容は、操作圧センサ以外の他のセンサを用いて検出されてもよい。
 メインポンプ14は、左メインポンプ14L及び右メインポンプ14Rを含む。そして、左メインポンプ14Lは、左センターバイパス管路40L又は左パラレル管路42Lを経て作動油タンクまで作動油を循環させるように構成され、右メインポンプ14Rは、右センターバイパス管路40R又は右パラレル管路42Rを経て作動油タンクまで作動油を循環させるように構成されている。
 左センターバイパス管路40Lは、コントロールバルブ17内に配置された制御弁171、173、175L、及び176Lを通る作動油ラインである。右センターバイパス管路40Rは、コントロールバルブ17内に配置された制御弁172、174、175R、及び176Rを通る作動油ラインである。
 制御弁171は、左メインポンプ14Lが吐出する作動油を左走行用油圧モータ2MLへ供給し、且つ、左走行用油圧モータ2MLが吐出する作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。
 制御弁172は、右メインポンプ14Rが吐出する作動油を右走行用油圧モータ2MRへ供給し、且つ、右走行用油圧モータ2MRが吐出する作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。
 制御弁173は、左メインポンプ14Lが吐出する作動油を旋回用油圧モータ2Aへ供給し、且つ、旋回用油圧モータ2Aが吐出する作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。
 制御弁174は、右メインポンプ14Rが吐出する作動油をバケットシリンダ9へ供給し、且つ、バケットシリンダ9内の作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。
 制御弁175Lは、左メインポンプ14Lが吐出する作動油をブームシリンダ7へ供給するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。制御弁175Rは、右メインポンプ14Rが吐出する作動油をブームシリンダ7へ供給し、且つ、ブームシリンダ7内の作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。
 制御弁176Lは、左メインポンプ14Lが吐出する作動油をアームシリンダ8へ供給し、且つ、アームシリンダ8内の作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。
 制御弁176Rは、右メインポンプ14Rが吐出する作動油をアームシリンダ8へ供給し、且つ、アームシリンダ8内の作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。
 左パラレル管路42Lは、左センターバイパス管路40Lに並行する作動油ラインである。左パラレル管路42Lは、制御弁171、173、及び175Lの何れかによって左センターバイパス管路40Lを通る作動油の流れが制限或いは遮断された場合に、より下流の制御弁に作動油を供給できる。右パラレル管路42Rは、右センターバイパス管路40Rに並行する作動油ラインである。右パラレル管路42Rは、制御弁172、174、及び175Rの何れかによって右センターバイパス管路40Rを通る作動油の流れが制限或いは遮断された場合に、より下流の制御弁に作動油を供給できる。
 レギュレータ13は、左レギュレータ13L及び右レギュレータ13Rを含む。左レギュレータ13Lは、左メインポンプ14Lの吐出圧に応じて左メインポンプ14Lの斜板傾転角を調節することによって、左メインポンプ14Lの吐出量を制御するように構成されている。具体的には、左レギュレータ13Lは、例えば、左メインポンプ14Lの吐出圧の増大に応じて左メインポンプ14Lの斜板傾転角を調節して吐出量を減少させるように構成されている。右レギュレータ13Rについても同様である。吐出圧と吐出量との積で表されるメインポンプ14の吸収馬力がエンジン11の出力馬力を超えないようにするためである。
 操作装置26は、左操作レバー26L、右操作レバー26R、及び走行レバー26Dを含む。走行レバー26Dは、左走行レバー26DL及び右走行レバー26DRを含む。
 左操作レバー26Lは、旋回操作とアーム5の操作に用いられる。左操作レバー26Lは、前後方向(アーム開閉方向)に操作されると、パイロットポンプ15が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁176のパイロットポートに導入させる。また、左操作レバー26Lは、左右方向(旋回方向)に操作されると、パイロットポンプ15が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁173のパイロットポートに導入させる。
 具体的には、左操作レバー26Lは、アーム閉じ方向に操作された場合に、制御弁176Lの右パイロットポートに作動油を導入させ、且つ、制御弁176Rの左パイロットポートに作動油を導入させる。また、左操作レバー26Lは、アーム開き方向に操作された場合には、制御弁176Lの左パイロットポートに作動油を導入させ、且つ、制御弁176Rの右パイロットポートに作動油を導入させる。また、左操作レバー26Lは、左旋回方向に操作された場合に、制御弁173の左パイロットポートに作動油を導入させ、右旋回方向に操作された場合に、制御弁173の右パイロットポートに作動油を導入させる。
 右操作レバー26Rは、ブーム4の操作とバケット6の操作に用いられる。右操作レバー26Rは、前後方向(ブーム上下方向)に操作されると、パイロットポンプ15が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁175のパイロットポートに導入させる。また、右操作レバー26Rは、左右方向(バケット開閉方向)に操作されると、パイロットポンプ15が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁174のパイロットポートに導入させる。
 具体的には、右操作レバー26Rは、ブーム下げ方向に操作された場合に、制御弁175Rの左パイロットポートに作動油を導入させる。また、右操作レバー26Rは、ブーム上げ方向に操作された場合には、制御弁175Lの右パイロットポートに作動油を導入させ、且つ、制御弁175Rの左パイロットポートに作動油を導入させる。また、右操作レバー26Rは、バケット閉じ方向に操作された場合に、制御弁174の右パイロットポートに作動油を導入させ、バケット開き方向に操作された場合に、制御弁174の左パイロットポートに作動油を導入させる。
 走行レバー26Dは、クローラ1Cの操作に用いられる。具体的には、左走行レバー26DLは、左クローラ1CLの操作に用いられる。左走行レバー26DLは、左走行ペダルと連動するように構成されていてもよい。左走行レバー26DLは、前後方向に操作されると、パイロットポンプ15が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁171のパイロットポートに導入させる。右走行レバー26DRは、右クローラ1CRの操作に用いられる。右走行レバー26DRは、右走行ペダルと連動するように構成されていてもよい。右走行レバー26DRは、前後方向に操作されると、パイロットポンプ15が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁172のパイロットポートに導入させる。
 吐出圧センサ28は、吐出圧センサ28L及び吐出圧センサ28Rを含む。吐出圧センサ28Lは、左メインポンプ14Lの吐出圧を検出し、検出した値をコントローラ30に対して出力する。吐出圧センサ28Rについても同様である。
 操作圧センサ29は、操作圧センサ29LA、29LB、29RA、29RB、29DL、及び29DRを含む。操作圧センサ29LAは、操作者による左操作レバー26Lに対する前後方向への操作の内容を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ30に対して出力する。操作内容は、例えば、レバー操作方向、レバー操作量(レバー操作角度)等である。
 同様に、操作圧センサ29LBは、操作者による左操作レバー26Lに対する左右方向への操作の内容を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ30に対して出力する。操作圧センサ29RAは、操作者による右操作レバー26Rに対する前後方向への操作の内容を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ30に対して出力する。操作圧センサ29RBは、操作者による右操作レバー26Rに対する左右方向への操作の内容を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ30に対して出力する。操作圧センサ29DLは、操作者による左走行レバー26DLに対する前後方向への操作の内容を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ30に対して出力する。操作圧センサ29DRは、操作者による右走行レバー26DRに対する前後方向への操作の内容を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ30に対して出力する。
 コントローラ30は、操作圧センサ29の出力を受信し、必要に応じてレギュレータ13に対して制御指令を出力し、メインポンプ14の吐出量を変化させる。
 ここで、絞り18と制御圧センサ19を用いたネガティブコントロール制御について説明する。絞り18は左絞り18L及び右絞り18Rを含み、制御圧センサ19は左制御圧センサ19L及び右制御圧センサ19Rを含む。
 左センターバイパス管路40Lには、最も下流にある制御弁176Lと作動油タンクとの間に左絞り18Lが配置されている。そのため、左メインポンプ14Lが吐出した作動油の流れは、左絞り18Lで制限される。そして、左絞り18Lは、左レギュレータ13Lを制御するための制御圧を発生させる。左制御圧センサ19Lは、この制御圧を検出するためのセンサであり、検出した値をコントローラ30に対して出力する。コントローラ30は、この制御圧に応じて左メインポンプ14Lの斜板傾転角を調節することによって、左メインポンプ14Lの吐出量を制御する。コントローラ30は、この制御圧が大きいほど左メインポンプ14Lの吐出量を減少させ、この制御圧が小さいほど左メインポンプ14Lの吐出量を増大させる。右メインポンプ14Rの吐出量も同様に制御される。
 具体的には、図3で示されるようにショベル100における油圧アクチュエータが何れも操作されていない待機状態の場合、左メインポンプ14Lが吐出する作動油は、左センターバイパス管路40Lを通って左絞り18Lに至る。そして、左メインポンプ14Lが吐出する作動油の流れは、左絞り18Lの上流で発生する制御圧を増大させる。その結果、コントローラ30は、左メインポンプ14Lの吐出量を許容最小吐出量まで減少させ、吐出した作動油が左センターバイパス管路40Lを通過する際の圧力損失(ポンピングロス)を抑制する。一方、何れかの油圧アクチュエータが操作された場合、左メインポンプ14Lが吐出する作動油は、操作対象の油圧アクチュエータに対応する制御弁を介して、操作対象の油圧アクチュエータに流れ込む。そして、左メインポンプ14Lが吐出する作動油の流れは、左絞り18Lに至る量を減少或いは消失させ、左絞り18Lの上流で発生する制御圧を低下させる。その結果、コントローラ30は、左メインポンプ14Lの吐出量を増大させ、操作対象の油圧アクチュエータに十分な作動油を流入させ、操作対象の油圧アクチュエータの駆動を確かなものとする。なお、コントローラ30は、右メインポンプ14Rの吐出量も同様に制御する。
 上述のような構成により、図3の油圧システムは、待機状態においては、メインポンプ14における無駄なエネルギ消費を抑制できる。無駄なエネルギ消費は、メインポンプ14が吐出する作動油がセンターバイパス管路40で発生させるポンピングロスを含む。また、図3の油圧システムは、油圧アクチュエータを作動させる場合には、メインポンプ14から必要十分な作動油を作動対象の油圧アクチュエータに確実に供給できる。
 制御弁60は、操作装置26の有効状態と無効状態とを切り換えるように構成されている。本実施形態では、制御弁60は、電磁弁であり、コントローラ30からの電流指令に応じて動作するように構成されている。操作装置26の有効状態は、操作者が操作装置26を操作することで関連する被駆動体を動かすことができる状態であり、操作装置26の無効状態は、操作者が操作装置26を操作しても関連する被駆動体を動かすことができない状態である。
 本実施形態では、制御弁60は、パイロットポンプ15と操作装置26とを繋ぐパイロットラインCD1の連通状態と遮断状態とを切り換え可能なスプール式の電磁弁である。具体的には、制御弁60は、コントローラ30からの指令に応じてパイロットラインCD1の連通状態と遮断状態とを切り換えるように構成されている。より具体的には、制御弁60は、第1弁位置になったときにパイロットラインCD1を連通状態とし、第2弁位置になったときにパイロットラインCD1を遮断状態とする。図3は、制御弁60が第1弁位置となっていること、及び、パイロットラインCD1が連通状態となっていることを示している。
 制御弁60は、不図示のゲートロックレバーに連動するように構成されていてもよい。具体的には、制御弁60は、ゲートロックレバーが押し下げられたときにパイロットラインCD1を遮断状態にし、ゲートロックレバーが引き上げられたときにパイロットラインCD1を連通状態にするように構成されていてもよい。
 次に、図4及び図5を参照し、コントローラ30が制御弁60を用いてショベル100の駆動部を自動的に制動させる処理(以下、「自動制動処理」とする。)について説明する。図4は、斜面で作業しているショベル100の側面図である。図5は、自動制動処理の一例のフローチャートである。コントローラ30は、例えば、所定の制御周期で繰り返しこの自動制動処理を実行する。
 図4の例では、ショベル100は、物体検知装置70により、斜面に停車しているダンプトラックDPを検知している。そして、ショベル100は、ダンプトラックDPの荷台に土砂を積み込む作業を行うため、後進しながらダンプトラックDPに接近している。コントローラ30は、後センサ70Bの出力に基づいてショベル100(カウンタウェイト)とダンプトラックDPとの間の距離DAを継続的に監視している。コントローラ30は、ミリ波センサ等の距離センサの出力に基づいて距離DAを継続的に監視するように構成されていてもよい。ショベル100の操作者は、通常、距離DAが所望の距離になったところで、走行レバー26Dを中立位置に戻してショベル100の後進を停止させようとする。
 しかしながら、ショベル100の操作者は、距離DAが所望の距離になったことに気付かずにショベル100の後進を継続させてしまう場合がある。
 そこで、コントローラ30は、距離DAが所定の第1閾値TH1を下回った場合、制御弁60に対して電流指令を出力する。本実施形態では、制御弁60は、電流指令値がゼロのときに第1弁位置となり、電流指令値が所定の上限値Amaxのときに第2弁位置となるように構成されている。すなわち、制御弁60は、電流指令値が上限値Amaxのときに操作装置26が無効状態となるように構成されている。これは、電流指令値が大きくなるほど制動力が大きくなることを意味する。具体的には、コントローラ30は、距離DAが第1閾値TH1を下回った場合、制御弁60に対して電流指令を出力して走行レバー26Dを無効状態にする。そのため、距離DAが第1閾値TH1を下回った場合、制御弁171及び制御弁172は中立弁位置に戻り、メインポンプ14から走行用油圧モータ2Mに向かう作動油の流れが遮断される。その結果、走行用油圧モータ2Mは回転を停止し、ショベル100の後進は停止する。
 コントローラ30は、例えば、物体検知装置70が検知するカウンタウェイトとダンプトラックDPとの間の距離DAに対応する、複数の制動パターンのうちの1つにしたがって駆動部としての走行用油圧モータ2Mを制動させる。
 具体的には、コントローラ30は、最初に、降坂中であるか否かを判定する(ステップST1)。本実施形態では、コントローラ30は、操作圧センサ29、機体傾斜センサS4、及び向き検出装置85のそれぞれの出力に基づき、降坂中であるか否かを判定する。降坂中は、後進降坂中及び前進降坂中を含む。コントローラ30は、カメラ等が撮像した画像に基づいて降坂中であるか否かを判定してもよい。
 降坂中でないと判定した場合(ステップST1のNO)、コントローラ30は、今回の自動制動処理を終了させる。
 降坂中であると判定した場合(ステップST1のYES)、コントローラ30は、ショベル100(例えばカウンタウェイト)とダンプトラックDPとの間の距離DAが第1閾値TH1を下回ったか否かを判定する(ステップST2)。
 距離DAが第1閾値TH1以上であると判定した場合(ステップST2のNO)、コントローラ30は、今回の自動制動処理を終了させる。
 距離DAが第1閾値TH1未満であると判定した場合(ステップST2のYES)、コントローラ30は、制動パターンを選択する(ステップST3)。制動パターンは、降坂角(下り坂の勾配)の大きさに応じて複数用意されている。複数の制動パターンは、例えば、降坂角が大きいほど制動力の単位時間当たり増加率が大きくなるように設定されていてもよい。或いは、複数の制動パターンは、例えば、降坂角が大きいほど制動が早く開始されるように設定されていてもよい。本実施形態では、制動パターンは、距離DAと制御弁60に対する電流指令値との対応関係を表すパターンである。コントローラ30は、水平面に関する下部走行体1の前後軸の傾斜角に対応する制動パターンを選択する。
 その後、コントローラ30は、選択した制動パターンにしたがって走行用油圧モータ2Mを制動させる(ステップST4)。本実施形態では、コントローラ30は、選択した制動パターンによって決まる大きさの電流指令を制御弁60に対して出力することで、走行レバー26Dが生成しているパイロット圧を低減させる。そのため、左走行用油圧モータ2MLに対応する制御弁171は中立弁位置に向かって移動し、左メインポンプ14Lから左走行用油圧モータ2MLに向かう作動油の流れは制限され、最終的に遮断される。同様に、右走行用油圧モータ2MRに対応する制御弁172は中立弁位置に向かって移動し、右メインポンプ14Rから右走行用油圧モータ2MRに向かう作動油の流れは制限され、最終的に遮断される。その結果、走行用油圧モータ2Mの回転は抑制され、最終的に停止し、下部走行体1の降坂は止まる。
 それでもなお降坂が継続され、距離DAが第1閾値TH1よりも小さい第2閾値TH2を下回った場合、コントローラ30は、メカニカルブレーキを作動させて走行用油圧モータ2Mの回転を停止させてもよい。
 次に、図6及び図7を参照し、走行中に選択される制動パターンの例について説明する。図6は、距離DAと電流指令値との対応関係で表される制動パターンの例を示す。図6の実線は、ショベル100が降坂しているときに選択される制動パターンBP1を示し、破線は、ショベル100が平地を走行しているときに選択される制動パターンBP2を示す。この例では、比較を容易にするため、降坂中のショベル100と平地走行中のショベル100とは、同時並行的に、且つ、同じ一定の速度で走行している。そして、2台のショベル100のそれぞれは、選択された制動パターンにしたがった自動制動処理により、走行停止時の距離DAがほぼ同じになるように制御される。図7は、図6の制動パターンを用いて走行用油圧モータ2Mを制動させたときに、制御弁60に実際に供給される電流の時間的推移を示す。図7の実線は、図6の実線で示す制動パターンBP1が選択されたときの電流(実際値)の時間的推移を示し、破線は、図6の破線で示す制動パターンBP2が選択されたときの電流(実際値)の時間的推移を示す。
 図6の実線で示すように、ショベル100が降坂している場合には、コントローラ30は、距離DAが、降坂の際に設定される第1閾値TH1としての距離D1を下回ると、制御弁60に対する電流指令値を増加させる。距離D1は、例えば8メートルである。この例では、電流指令値は、距離DAが距離D2になるときに上限値Amaxとなるように、所定の単位時間当たり増加率又は所定の単位距離当たり増加率で増加するように設定されている。制動パターンBP1が選択された場合、制御弁60に供給される実際の電流は、図7の実線で示すように、距離DAが距離D1を下回った時点である時点t0で増加し始め、時点t1で上限値Amaxに達する。このような制動パターンBP1を用いた自動制動処理により、コントローラ30は、時点t4において、物体(例えばダンプトラックDP)から距離D5のところで降坂中のショベル100の走行を停止させることができる。
 また、図6の破線で示すように、ショベル100が平地を走行している場合には、コントローラ30は、距離DAが、平地走行の際に設定される第1閾値TH1としての距離D3(<D1)を下回ると、制御弁60に対する電流指令値を増加させる。距離D3は、例えば5メートルである。この例では、電流指令値は、距離DAが距離D4になるときに上限値Amaxとなるように、所定の単位時間当たり増加率又は所定の単位距離当たり増加率で増加するように設定されている。制動パターンBP2が選択された場合、制御弁60に供給される実際の電流は、図7の破線で示すように、距離DAが距離D3を下回った時点である時点t2で増加し始め、時点t3で上限値Amaxに達する。すなわち、コントローラ30は、制動パターンBP1が選択された場合よりも遅いタイミングで走行用油圧モータ2Mの制動を開始させる。このような制動パターンBP2を用いた自動制動処理により、コントローラ30は、降坂中のショベル100の場合と同様に、時点t4において、物体(例えばダンプトラックDP)から距離D5のところで平地でのショベル100の走行を停止させることができる。
 上述の例では、制動パターンBP1における電流指令値の増加率は、制動パターンBP2における電流指令値の増加率に等しい。但し、制動パターンBP1における電流指令値の増加率は、制動パターンBP2における電流指令値の増加率とは異なるように設定されていてもよい。この場合、制動パターンBP1における制動開始タイミングは、制動パターンBP2における制動開始タイミングと同じであってもよい。
 次に、図8及び図9を参照し、走行中に選択される制動パターンの別の例について説明する。図8は、距離DAと電流指令値との対応関係で表される制動パターンの別の例を示し、図6に対応する。図8の実線は、急勾配の坂道をショベル100が降坂しているときに選択される制動パターンBP11を示し、一点鎖線は、緩勾配の坂道をショベル100が降坂しているときに選択される制動パターンBP12を示し、破線は、ショベル100が平地を走行しているときに選択される制動パターンBP13を示す。この例では、比較を容易にするため、降坂中のショベル100と平地走行中のショベル100とは、同時並行的に、且つ、同じ一定の速度で走行している。そして、3台のショベル100のそれぞれは、選択された制動パターンにしたがった自動制動処理により、走行停止時の距離DAがほぼ同じになるように制御される。図9は、図8の制動パターンを用いて走行用油圧モータ2Mを制動させたときに、制御弁60に実際に供給される電流の時間的推移を示す。図9の実線は、図8の実線で示す制動パターンBP11が選択されたときの電流(実際値)の時間的推移を示し、一点鎖線は、図8の一点鎖線で示す制動パターンBP12が選択されたときの電流(実際値)の時間的推移を示し、破線は、図8の破線で示す制動パターンBP13が選択されたときの電流(実際値)の時間的推移を示す。
 図8の実線で示すように、急勾配の坂道をショベル100が降坂している場合には、コントローラ30は、距離DAが、急勾配の坂道の降坂の際に設定される第1閾値TH1としての距離D11を下回ると、制御弁60に対する電流指令値を増加させる。距離D11は、例えば8メートルである。この例では、電流指令値は、距離DAが距離D14になるときに上限値Amaxとなるように、所定の単位時間当たり増加率又は所定の単位距離当たり増加率で増加するように設定されている。制動パターンBP11が選択された場合、制御弁60に供給される実際の電流は、図9の実線で示すように、距離DAが距離D11を下回った時点である時点t10で増加し始め、時点t13で上限値Amaxに達する。このような制動パターンBP11を用いた自動制動処理により、コントローラ30は、時点t14において、物体(例えばダンプトラックDP)から距離D15のところで降坂中のショベル100の走行を停止させることができる。
 また、図8の一点鎖線で示すように、緩勾配の坂道をショベル100が降坂している場合には、コントローラ30は、距離DAが、緩勾配の坂道の降坂の際に設定される第1閾値TH1としての距離D12(<D11)を下回ると、制御弁60に対する電流指令値を増加させる。距離D12は、例えば6.5メートルである。この例では、電流指令値は、距離DAが距離D14になるときに上限値Amaxとなるように、所定の単位時間当たり増加率又は所定の単位距離当たり増加率で増加するように設定されている。制動パターンBP12が選択された場合、制御弁60に供給される実際の電流は、図9の一点鎖線で示すように、距離DAが距離D12を下回った時点である時点t11で増加し始め、時点t13で上限値Amaxに達する。すなわち、コントローラ30は、制動パターンBP11が選択された場合よりも遅いタイミングで走行用油圧モータ2Mの制動を開始させる。このような制動パターンBP12を用いた自動制動処理により、コントローラ30は、時点t14において、物体(例えばダンプトラックDP)から距離D15のところで降坂中のショベル100の走行を停止させることができる。
 また、図8の破線で示すように、ショベル100が平地を走行している場合には、コントローラ30は、距離DAが、平地走行の際に設定される第1閾値TH1としての距離D13(<D12)を下回ると、制御弁60に対する電流指令値を増加させる。距離D13は、例えば5メートルである。この例では、電流指令値は、距離DAが距離D14になるときに上限値Amaxとなるように、所定の単位時間当たり増加率又は所定の単位距離当たり増加率で増加するように設定されている。制動パターンBP13が選択された場合、制御弁60に供給される実際の電流は、図9の破線で示すように、距離DAが距離D13を下回った時点である時点t12で増加し始め、時点t13で上限値Amaxに達する。すなわち、コントローラ30は、制動パターンBP12が選択された場合よりも遅いタイミングで走行用油圧モータ2Mの制動を開始させる。このような制動パターンBP13を用いた自動制動処理により、コントローラ30は、急勾配の坂道を降坂中のショベル100の場合、及び、緩勾配の坂道を降坂中のショベル100の場合と同様に、時点t14において、物体(例えばダンプトラックDP)から距離D15のところで平地でのショベル100の走行を停止させることができる。
 上述の例では、制動パターンBP11で電流指令値が上限値Amaxに達するタイミングは、制動パターンBP12で電流指令値が上限値Amaxに達するタイミング、及び、制動パターンBP13で電流指令値が上限値Amaxに達するタイミングに等しい。但し、電流指令値が上限値Amaxに達するタイミングは、制動パターン毎に異なっていてもよい。
 次に、図10A1、図10A2、図10B1、及び図10B2を参照し、旋回動作について説明する。図10A1及び図10A2は、ショベル100の側面図であり、図10B1及び図10B2はショベル100の上面図である。また、図10A1及び図10B1は、平地で旋回動作を行っているときの状態を示し、図10A2及び図10B2は、傾斜地で降り旋回動作を行っているときの状態を示す。また、図10A1、図10A2、図10B1、及び図10B2のそれぞれにおける実線矢印は旋回用油圧モータ2Aによる旋回力が作用する方向を示し、点線矢印は上部旋回体3の自重による旋回力が作用する方向を示す。
 図10A2及び図10B2の例では、アーム5を大きく開いた状態にあるため、掘削アタッチメントを含めた上部旋回体3の重心は旋回軸SAよりも前方にある。すなわち、掘削アタッチメントを含めた上部旋回体3の重心は、旋回軸SAよりも上部旋回体3の後端から遠い位置にある。そのため、ショベル100が傾斜地に位置する場合、上部旋回体3は、自重により、バケット6が低い位置に向かうように旋回しようとする。しかしながら、ショベル100が傾斜地に位置する場合であって、掘削アタッチメントを含めた上部旋回体3の重心が旋回軸SAよりも後方にある場合、すなわち、旋回軸SAよりも上部旋回体3の後端に近い位置にある場合には、上部旋回体3は、自重により、カウンタウェイトが低い位置に向かうように旋回しようとする。
 次に、図11及び図12を参照し、旋回動作中に選択される制動パターンの例について説明する。この例では、コントローラ30は、平地での旋回動作中に物体検知装置70が検知するバケット6と物体OB(図10B1参照。)との距離DBに応じた複数の制動パターンのうちの1つにしたがって駆動部としての旋回用油圧モータ2Aを制動させる。距離DBは、例えば図10B1に示すように、旋回動作中にバケット6が描く旋回円CRにおけるバケット6と物体OBとの間の弧の長さである。図11は、距離DBと電流指令値との対応関係で表される制動パターンの例を示し、図6に対応する。図11の実線は、比較的大きい旋回半径でショベル100が旋回動作を行っているときに選択される制動パターンBP21を示し、破線は、比較的小さい旋回半径でショベル100が旋回動作を行っているときに選択される制動パターンBP22を示す。旋回半径は、例えば、ブーム角度センサS1、アーム角度センサS2、及びバケット角度センサS3のそれぞれの出力に基づいて算出される。この例では、比較を容易にするため、比較的大きい旋回半径で旋回動作を行っているショベル100と比較的小さい旋回半径で旋回動作を行っているショベル100とは、同時並行的に、且つ、同じ一定の旋回速度で旋回している。そして、2台のショベル100は、選択された制動パターンにしたがった自動制動処理により、旋回停止時の距離DBがほぼ同じになるように制御される。図12は、図12(A)及び図12(B)を含む。図12(A)は、図11の制動パターンを用いて旋回用油圧モータ2Aを制動させたときの制御弁60のストローク量の時間的推移を示す。図12(B)は、図11の制動パターンを用いて旋回用油圧モータ2Aを制動させたときに、制御弁60に実際に供給される電流の時間的推移を示す。具体的には、図12の実線は、図11の実線で示す制動パターンBP21が選択されたときの時間的推移を示し、破線は、図11の破線で示す制動パターンBP22が選択されたときの時間的推移を示す。
 図11の実線で示すように、平地に位置するショベル100が比較的大きい旋回半径で旋回動作を行っている場合には、コントローラ30は、距離DBが、比較的大きい旋回半径での旋回の際に設定される第3閾値TH3としての距離D21を下回ると、制御弁60に対する電流指令値を増加させる。距離D21は、例えば5メートルである。この例では、電流指令値は、距離DBが距離D22になるときに上限値Amaxとなるように、所定の単位時間当たり増加率又は所定の単位距離当たり増加率で増加するように設定されている。制動パターンBP21が選択された場合、制御弁60に供給される実際の電流は、図12(B)の実線で示すように、距離DBが距離D21を下回った時点である時点t21で増加し始め、時点t22で上限値Amaxに達する。そして、制御弁60のストローク量は、図12(A)の実線で示すように、時点t21で減少し始め、時点t22で下限値Sminに達する。すなわち、制御弁60が設置されているパイロットラインCD1は遮断状態となる。このような制動パターンBP21を用いた自動制動処理により、コントローラ30は、時点t25において、物体OBから距離D25のところでショベル100の旋回動作を停止させることができる。
 また、図11の破線で示すように、平地に位置するショベル100が比較的小さい旋回半径で旋回動作を行っている場合には、コントローラ30は、距離DBが、比較的小さい旋回半径での旋回の際に設定される第3閾値TH3としての距離D23(<D21)を下回ると、制御弁60に対する電流指令値を増加させる。距離D23は、例えば3メートルである。この例では、電流指令値は、距離DBが距離D24になるときに上限値Amaxとなるように、所定の単位時間当たり増加率又は所定の単位距離当たり増加率で増加するように設定されている。制動パターンBP22が選択された場合、制御弁60に供給される実際の電流は、図12(B)の破線で示すように、距離DBが距離D23を下回った時点である時点t23で増加し始め、時点t24で上限値Amaxに達する。そして、制御弁60のストローク量は、図12(A)の破線で示すように、時点t23で減少し始め、時点t24で下限値Sminに達する。すなわち、制御弁60が設置されているパイロットラインCD1は遮断状態となる。このような制動パターンBP22を用いた自動制動処理により、コントローラ30は、比較的大きい旋回半径で旋回動作を行っているショベル100の場合と同様に、時点t25において、物体OBから距離D25のところでショベル100の旋回動作を停止させることができる。
 この構成により、コントローラ30は、旋回半径の大きさにかかわらず、すなわち、掘削アタッチメントの姿勢にかかわらず、旋回用油圧モータ2Aを適切に自動停止させることができる。例えば、距離DBが距離D25となるところでショベル100の旋回動作を停止させることができる。
 上述の例では、制動パターンBP21における電流指令値の増加率は、制動パターンBP22における電流指令値の増加率に等しい。但し、制動パターンBP21における電流指令値の増加率は、制動パターンBP22における電流指令値の増加率とは異なるように設定されていてもよい。この場合、制動パターンBP21における制動開始タイミングは、制動パターンBP22における制動開始タイミングと同じであってもよい。
 次に、図13及び図14を参照し、旋回動作中に選択される制動パターンの別の例について説明する。この例では、コントローラ30は、旋回動作中に物体検知装置70が検知するバケット6と物体OB(図10B1及び図10B2参照。)との距離DBに応じた複数の制動パターンのうちの1つにしたがって駆動部としての旋回用油圧モータ2Aを制動させる。距離DBは、例えば図10B1及び図10B2のそれぞれに示すように、旋回動作中にバケット6が描く旋回円CRにおけるバケット6と物体OBとの間の弧の長さである。図13は、距離DBと電流指令値との対応関係で表される制動パターンを示し、図6に対応する。図13の実線は、ショベル100が降り旋回動作を行っているときに選択される制動パターンBP31を示し、破線は、ショベル100が平地で旋回動作を行っているときに選択される制動パターンBP32を示す。この例では、比較を容易にするため、降り旋回動作を行っているショベル100と平地で旋回動作を行っているショベル100とは、同時並行的に、且つ、同じ一定の旋回速度で旋回している。そして、2台のショベル100のそれぞれは、選択された制動パターンにしたがった自動制動処理により、旋回停止時の距離DBがほぼ同じになるように制御される。図14は、図14(A)及び図14(B)を含む。図14(A)は、図13の制動パターンを用いて旋回用油圧モータ2Aを制動させたときの制御弁60のストローク量の時間的推移を示す。図14(B)は、図13の制動パターンを用いて旋回用油圧モータ2Aを制動させたときに、制御弁60に実際に供給される電流の時間的推移を示す。図14の実線は、図13の実線で示す制動パターンBP31が選択されたときの時間的推移を示し、破線は、図13の破線で示す制動パターンBP32が選択されたときの時間的推移を示す。
 図13の実線で示すように、ショベル100が降り旋回動作を行っている場合には、コントローラ30は、距離DBが、降り旋回動作の際に設定される第3閾値TH3としての距離D31を下回ると、制御弁60に対する電流指令値を増加させる。距離D31は、例えば5メートルである。この例では、電流指令値は、距離DBが距離D32になるときに上限値Amaxとなるように、所定の単位時間当たり増加率又は所定の単位距離当たり増加率で増加するように設定されている。制動パターンBP31が選択された場合、制御弁60に供給される実際の電流は、図14(B)の実線で示すように、距離DBが距離D31を下回った時点である時点t31で増加し始め、時点t32で上限値Amaxに達する。そして、制御弁60のストローク量は、図14(A)の実線で示すように、時点t31で減少し始め、時点t32で下限値Sminに達する。すなわち、制御弁60が設置されているパイロットラインCD1は遮断状態となる。このような制動パターンBP31を用いた自動制動処理により、コントローラ30は、時点t25において、物体OBから距離D35のところでショベル100の降り旋回動作を停止させることができる。
 また、図13の破線で示すように、ショベル100が平地で旋回動作を行っている場合には、コントローラ30は、距離DBが、平地での旋回動作の際に設定される第3閾値TH3としての距離D33(<D31)を下回ると、制御弁60に対する電流指令値を増加させる。距離D33は、例えば3メートルである。この例では、電流指令値は、距離DBが距離D34になるときに上限値Amaxとなるように、所定の単位時間当たり増加率又は所定の単位距離当たり増加率で増加するように設定されている。制動パターンBP32が選択された場合、制御弁60に供給される実際の電流は、図14(B)の破線で示すように、距離DBが距離D33を下回った時点である時点t33で増加し始め、時点t34で上限値Amaxに達する。そして、制御弁60のストローク量は、図14(A)の破線で示すように、時点t33で減少し始め、時点t34で下限値Sminに達する。すなわち、制御弁60が設置されているパイロットラインCD1は遮断状態となる。このような制動パターンBP32を用いた自動制動処理により、コントローラ30は、降り旋回動作中のショベル100の場合と同様に、時点t25において、物体OBから距離D25のところでショベル100の平地での旋回動作を停止させることができる。
 上述の例では、制動パターンBP31における電流指令値の増加率は、制動パターンBP32における電流指令値の増加率に等しい。但し、制動パターンBP31における電流指令値の増加率は、制動パターンBP32における電流指令値の増加率とは異なるように設定されていてもよい。この場合、制動パターンBP31における制動開始タイミングは、制動パターンBP32における制動開始タイミングと同じであってもよい。
 次に、図15を参照し、ショベル100に搭載される油圧システムの別の構成例について説明する。図15は、ショベル100に搭載される油圧システムの別の構成例を示す概略図である。図15の油圧システムは、制動の対象となるアクチュエータに関するスプール弁を所定の制動パターンにしたがって動かすことで、アクチュエータを滑らかに減速させ、或いは、停止させることができる点で、図3の油圧システムと異なるが、その他の点で共通する。そのため、共通部分の説明を省略し、相違部分を詳説する。
 図15の油圧システムは、制御弁60A~60Fを含む。本実施形態では、制御弁60Aは、パイロットポンプ15と左操作レバー26Lにおけるアーム操作に関する部分とを繋ぐパイロットラインCD11の連通状態と遮断状態とを切り換え可能な電磁弁である。具体的には、制御弁60Aは、コントローラ30からの指令に応じてパイロットラインCD11の連通状態と遮断状態とを切り換えるように構成されている。
 制御弁60Bは、パイロットポンプ15と左操作レバー26Lにおける旋回操作に関する部分とを繋ぐパイロットラインCD12の連通状態と遮断状態とを切り換え可能な電磁弁である。具体的には、制御弁60Bは、コントローラ30からの指令に応じてパイロットラインCD12の連通状態と遮断状態とを切り換えるように構成されている。
 制御弁60Cは、パイロットポンプ15と左走行レバー26DLとを繋ぐパイロットラインCD13の連通状態と遮断状態とを切り換え可能な電磁弁である。具体的には、制御弁60Cは、コントローラ30からの指令に応じてパイロットラインCD13の連通状態と遮断状態とを切り換えるように構成されている。
 制御弁60Dは、パイロットポンプ15と右操作レバー26Rにおけるブーム操作に関する部分とを繋ぐパイロットラインCD14の連通状態と遮断状態とを切り換え可能な電磁弁である。具体的には、制御弁60Dは、コントローラ30からの指令に応じてパイロットラインCD14の連通状態と遮断状態とを切り換えるように構成されている。
 制御弁60Eは、パイロットポンプ15と右操作レバー26Rにおけるバケット操作に関する部分とを繋ぐパイロットラインCD15の連通状態と遮断状態とを切り換え可能な電磁弁である。具体的には、制御弁60Eは、コントローラ30からの指令に応じてパイロットラインCD15の連通状態と遮断状態とを切り換えるように構成されている。
 制御弁60Fは、パイロットポンプ15と右走行レバー26DRとを繋ぐパイロットラインCD16の連通状態と遮断状態とを切り換え可能な電磁弁である。具体的には、制御弁60Fは、コントローラ30からの指令に応じてパイロットラインCD16の連通状態と遮断状態とを切り換えるように構成されている。
 制御弁60A~60Fは、ゲートロックレバーに連動するように構成されていてもよい。具体的には、制御弁60A~60Fは、ゲートロックレバーが押し下げられたときにパイロットラインCD11~CD16を遮断状態にし、ゲートロックレバーが引き上げられたときにパイロットラインCD11~CD16を連通状態にするように構成されていてもよい。
 この構成により、コントローラ30は、左操作レバー26Lにおけるアーム操作に関する部分及び旋回操作に関する部分、右操作レバー26Rにおけるブーム操作に関する部分及びバケット操作に関する部分、左走行レバー26DL、並びに、右走行レバー26DRのそれぞれに対応するアクチュエータに関するスプール弁を所定の制動パターンにしたがって動かすことで、アクチュエータを滑らかに減速させ、或いは、停止させることができる。
 そのため、コントローラ30は、複合操作が行われた場合であっても、ショベル100を適切に動作させることができる。例えば、コントローラ30は、複合操作のうちの1つの操作に応じた1つの被駆動体の動きを許容しながら、複合操作のうちの別の1つの操作に応じた別の1つの被駆動体の動きを制動してもよい。或いは、コントローラ30は、複合操作のうちの1つの操作に応じた1つの被駆動体の動きを制動した場合には、複合操作のうちの他の操作に応じた他の被駆動体の動きも制動するように構成されていてもよい。
 次に、図16A及び図16Bを参照し、ショベル100の別の構成例について説明する。図16A及び図16Bは、ショベル100の別の構成例を示す図であり、図16Aが側面図を示し、図16Bが上面図を示す。
 図16A及び図16Bのショベルは、撮像装置80を搭載している点で、図1及び図2に示すショベル100と異なるが、その他の点で共通する。そのため、共通部分の説明を省略し、相違部分を詳説する。
 撮像装置80は、周囲監視装置の別の一例であり、ショベル100の周囲を撮像するように構成されている。ショベル100は、必ずしも、物体検知装置70及び撮像装置80の両方を周囲監視装置として備えている必要はない。周囲監視装置は、物体検知装置70により周囲の物体とショベル100との位置関係を把握できるのであれば、物体検知装置70のみで構成されていてもよく、撮像装置80により周囲の物体とショベル100との位置関係を把握できるのであれば、撮像装置80のみで構成されていてもよい。図16A及び図16Bの例では、撮像装置80は、上部旋回体3の上面後端に取り付けられた後カメラ80B、上部旋回体3の上面左端に取り付けられた左カメラ80L、及び、上部旋回体3の上面右端に取り付けられた右カメラ80Rを含む。撮像装置80は、前カメラを含んでいてもよい。
 後カメラ80Bは後センサ70Bに隣接して配置され、左カメラ80Lは左センサ70Lに隣接して配置され、且つ、右カメラ80Rは右センサ70Rに隣接して配置されている。撮像装置80が前カメラを含む場合、前カメラは、前センサ70Fに隣接して配置されていてもよい。
 撮像装置80が撮像した画像は、キャビン10内に設置されている表示装置DSに表示される。撮像装置80は、俯瞰画像等の視点変換画像を表示装置DSに表示できるように構成されていてもよい。俯瞰画像は、例えば、後カメラ80B、左カメラ80L、及び右カメラ80Rのそれぞれが出力する画像を合成して生成される。
 この構成により、図16A及び図16Bのショベル100は、物体検知装置70が検知した物体の画像を表示装置DSに表示できる。そのため、ショベル100の操作者は、被駆動体の動作が制限或いは禁止された場合、表示装置DSに表示されている画像を見ることで、その原因となった物体が何であるかをすぐに確認できる。
 上述の通り、本発明の実施形態に係るショベル100は、下部走行体1と、下部走行体1に旋回自在に搭載された上部旋回体3と、上部旋回体3に設けられた物体検知装置70と、ショベル100の駆動部を自動的に制動させることができる制御装置としてのコントローラ30と、を備えている。ショベル100の駆動部は、例えば、走行用油圧モータ2M及び旋回用油圧モータ2A等の少なくとも1つを含む。走行用油圧モータ2Mは、走行用電動モータであってもよい。また、旋回用油圧モータ2Aは、旋回用電動モータであってもよい。コントローラ30は、例えば、物体検知装置70が検知するショベル100と物体との間の距離に応じた複数の制動パターンのうちの1つにしたがって駆動部を自動的に制動させてもよい。コントローラ30は、例えば図4に示すように、ショベル100とダンプトラックDPとの間の距離DAに応じた複数の制動パターンのうちの1つにしたがって走行用油圧モータ2Mを自動的に制動させてもよい。また、コントローラ30は、例えば図10B1に示すように、ショベル100と物体OBとの間の距離DBに応じた複数の制動パターンのうちの1つにしたがって旋回用油圧モータ2Aを自動的に制動させてもよい。この構成により、コントローラ30は、ショベル100をより適切に自動停止させることができる。コントローラ30は、例えば、平地走行中のショベル100を自動停止させる場合と同様に、降坂中のショベル100を自動停止させることができる。そのため、コントローラ30は、平地走行中のショベル100を自動停止させる場合に比べて制動距離を著しく増加させてしまうことはない。その結果、コントローラ30は、降坂中のショベル100が物体と接触する前にショベル100を確実に停止させることができる。
 複数の制動パターンのそれぞれは、例えば、制動開始タイミングが異なるように設定されていてもよい。具体的には、複数の制動パターンのそれぞれは、図6に示す制動パターンBP1及び制動パターンBP2のように、制動開始タイミングが異なるように設定されていてもよい。なお、制動パターンBP1では、距離DAが第1閾値TH1としての距離D1を下回ったときに制動が開始され、制動パターンBP2では、距離DAが第1閾値TH1としての距離D3(<D1)を下回ったときに制動が開始される。
 複数の制動パターンのそれぞれは、制動が開始された後の経過時間に対する制動力の増加率が異なるように設定されていてもよい。具体的には、複数の制動パターンのそれぞれは、図8に示す制動パターンBP11~BP13のように、電流指令値の単位時間当たり増加率又は単位距離当たり増加率が異なるように設定されていてもよい。なお、図8の例では、制動パターンBP11に関する電流指令値の単位時間当たり増加率は、制動パターンBP12に関する電流指令値の単位時間当たり増加率より小さい。また、制動パターンBP12に関する電流指令値の単位時間当たり増加率は、制動パターンBP13に関する電流指令値の単位時間当たり増加率より小さい。
 ショベル100は、ショベル100の傾斜を検出する機体傾斜センサS4を備えていてもよい。この場合、コントローラ30は、機体傾斜センサS4の出力に基づいて制動パターンを切り換えるように構成されていてもよい。この構成により、コントローラ30は、坂の勾配の大きさに応じて制動パターンを切り換えることができる。そのため、コントローラ30は、坂の勾配の大きさにかかわらず、降坂中のショベル100の走行を適切に停止させることができる。また、コントローラ30は、坂の勾配の大きさにかかわらず、降り旋回動作中のショベル100の旋回を適切に停止させることができる。
 制動パターンは、例えば、走行用アクチュエータの制動パターンであってもよい。走行用アクチュエータは、例えば、走行用油圧モータ2Mであってもよく、走行用電動モータであってもよい。また、制動パターンは、例えば、旋回用アクチュエータの制動パターンであってもよい。旋回用アクチュエータは、例えば、旋回用油圧モータ2Aであってもよく、旋回用電動モータであってもよい。
 物体検知装置70が検知する距離は、例えば、旋回動作中にエンドアタッチメントが描く旋回円におけるエンドアタッチメントと物体との間の弧の長さであってもよい。具体的には、図10B1に示すように、物体検知装置70が検知する距離DBは、旋回動作中にバケット6が描く旋回円CRにおけるバケット6と物体OBとの間の弧の長さであってもよい。この構成により、コントローラ30は、旋回軌道上に存在する物体OBとバケット6との距離DBに応じた複数の制動パターンのうちの1つにしたがって旋回用アクチュエータを自動的に制動させることができる。
 コントローラ30は、旋回モーメントの大きさに応じた複数の制動パターンのうちの1つにしたがって駆動部を自動的に制動させるように構成されていてもよい。具体的には、コントローラ30は、例えば図11に示すように、ショベル100の旋回半径に応じて制動パターンBP21と制動パターンBP22とを切り換えるように構成されていてもよい。旋回モーメントは、旋回半径の変化に応じて変化するためである。具体的には、旋回モーメントは、旋回半径が大きいほど大きくなるためである。この構成により、コントローラ30は、旋回半径の大きさに応じて制動パターンを切り換えることができる。そのため、旋回半径の大きさにかかわらず、ショベル100の旋回を適切に停止させることができる。
 次に、図17A~図17Dを参照し、ショベル100の更に別の構成例について説明する。図17A及び図17Cはショベル100の側面図であり、図17B及び図17Dはショベル100の上面図である。図17Aは、参照符号及び補助線等を除けば、図17Cと同じ図であり、図17Bは、参照符号及び補助線等を除けば、図17Dと同じ図である。
 図17A~図17Dの例では、物体検知装置70は、周囲監視装置の一例であり、上部旋回体3の上面後端に取り付けられたLIDARである後センサ70B及び後上センサ70UB、キャビン10の上面前端に取り付けられたLIDARである前センサ70F及び前上センサ70UF、上部旋回体3の上面左端に取り付けられたLIDARである左センサ70L及び左上センサ70UL、並びに、上部旋回体3の上面右端に取り付けられたLIDARである右センサ70R及び右上センサ70URを含む。
 後センサ70Bは、ショベル100の後方且つ斜め下方に存在する物体を検知するように構成されている。後上センサ70UBは、ショベル100の後方且つ斜め上方に存在する物体を検知するように構成されている。前センサ70Fは、ショベル100の前方且つ斜め下方に存在する物体を検知するように構成されている。前上センサ70UFは、ショベル100の前方且つ斜め上方に存在する物体を検知するように構成されている。左センサ70Lは、ショベル100の左方且つ斜め下方に存在する物体を検知するように構成されている。左上センサ70ULは、ショベル100の左方且つ斜め上方に存在する物体を検知するように構成されている。右センサ70Rは、ショベル100の右方且つ斜め下方に存在する物体を検知するように構成されている。右上センサ70URは、ショベル100の右方且つ斜め上方に存在する物体を検知するように構成されている。
 図17A~図17Dの例では、撮像装置80は、周囲監視装置の別の一例であり、上部旋回体3の上面後端に取り付けられた後カメラ80B及び後上カメラ80UB、キャビン10の上面前端に取り付けられた前カメラ80F及び前上カメラ80UF、上部旋回体3の上面左端に取り付けられた左カメラ80L及び左上カメラ80UL、並びに、上部旋回体3の上面右端に取り付けられた右カメラ80R及び右上カメラ80URを含む。
 後カメラ80Bは、ショベル100の後方且つ斜め下方を撮像するように構成されている。後上カメラ80UBは、ショベル100の後方且つ斜め上方を撮像するように構成されている。前カメラ80Fは、ショベル100の前方且つ斜め下方を撮像するように構成されている。前上カメラ80UFは、ショベル100の前方且つ斜め上方を撮像するように構成されている。左カメラ80Lは、ショベル100の左方且つ斜め下方を撮像するように構成されている。左上カメラ80ULは、ショベル100の左方且つ斜め上方を撮像するように構成されている。右カメラ80Rは、ショベル100の右方且つ斜め下方を撮像するように構成されている。右上カメラ80URは、ショベル100の右方且つ斜め上方を撮像するように構成されている。
 具体的には、図17Aに示すように、後カメラ80Bは、光軸を表す仮想線である破線M1が旋回軸Kに垂直な仮想平面(図17Aの例では仮想水平面)に対して角度(俯角)φ1を形成するように構成されている。後上カメラ80UBは、光軸を表す仮想線である破線M2が旋回軸Kに垂直な仮想平面に対して角度(仰角)φ2を形成するように構成されている。前カメラ80Fは、光軸を表す仮想線である破線M3が旋回軸Kに垂直な仮想平面に対して角度(俯角)φ3を形成するように構成されている。前上カメラ80UFは、光軸を表す仮想線である破線M4が旋回軸Kに垂直な仮想平面に対して角度(仰角)φ4を形成するように構成されている。図示はされていないが、左カメラ80L及び右カメラ80Rも同様に、各光軸が旋回軸Kに垂直な仮想平面に対して俯角を形成するように構成され、左上カメラ80UL及び右上カメラ80URも同様に、各光軸が旋回軸Kに垂直な仮想平面に対して仰角を形成するように構成されている。
 図17Cでは、領域R1は、前カメラ80Fの監視範囲(撮像範囲)と前上カメラ80UFの撮像範囲とが重複している部分を表し、領域R2は、後カメラ80Bの撮像範囲と後上カメラ80UBの撮像範囲とが重複している部分を表している。すなわち、後カメラ80Bと後上カメラ80UBは、互いの撮像範囲が上下方向で部分的に重複するように配置され、前カメラ80Fと前上カメラ80UFも、互いの撮像範囲が上下方向で部分的に重複するように配置されている。また、図示は省略されているが、左カメラ80Lと左上カメラ80ULも互いの撮像範囲が上下方向で部分的に重複するように配置され、右カメラ80Rと右上カメラ80URも互いの撮像範囲が上下方向で部分的に重複するように配置されている。
 図17Cに示すように、後カメラ80Bは、撮像範囲の下側の境界を表す仮想線である破線L1が、旋回軸Kに垂直な仮想平面(図17Cの例では仮想水平面)に対して角度(俯角)θ1を形成するように構成されている。後上カメラ80UBは、撮像範囲の上側の境界を表す仮想線である破線L2が、旋回軸Kに垂直な仮想平面に対して角度(仰角)θ2を形成するように構成されている。前カメラ80Fは、撮像範囲の下側の境界を表す仮想線である破線L3が、旋回軸Kに垂直な仮想平面に対して角度(俯角)θ3を形成するように構成されている。前上カメラ80UFは、撮像範囲の上側の境界を表す仮想線である破線L4が、旋回軸Kに垂直な仮想平面に対して角度(仰角)θ4を形成するように構成されている。角度(俯角)θ1及び角度(俯角)θ3は、望ましくは、55度以上である。図17Cでは、角度(俯角)θ1は、約70度であり、角度(俯角)θ3は、約65度である。角度(仰角)θ2及び角度(仰角)θ4は、望ましくは、90度以上であり、より望ましくは、135度以上であり、更に望ましくは、180度である。図17Cでは、角度(仰角)θ2は、約115度であり、角度(仰角)θ4は、約115度である。図示はされていないが、左カメラ80L及び右カメラ80Rも同様に、各撮像範囲の下側の境界が旋回軸Kに垂直な仮想平面に対し、55度以上の俯角を形成するように構成され、左上カメラ80UL及び右上カメラ80URも同様に、各撮像範囲の上側の境界が旋回軸Kに垂直な仮想平面に対し、90度以上の仰角を形成するように構成されている。
 そのため、ショベル100は、前上カメラ80UFによりキャビン10の上方の空間内に存在する物体を検知できる。また、ショベル100は、後上カメラ80UBによりエンジンフードの上方の空間内に存在する物体を検知できる。また、ショベル100は、左上カメラ80UL及び右上カメラURにより上部旋回体3の上方の空間内に存在する物体を検出できる。このように、ショベル100は、後上カメラ80UB、前上カメラ80UF、左上カメラ80UL、及び右上カメラ80URによりショベル100の上方の空間内に存在する物体を検知できる。
 図17Dでは、領域R3は、前カメラ80Fの撮像範囲と前上カメラ80UFの撮像範囲とが重複している部分を表し、領域R4は、左カメラ80Lの撮像範囲と後カメラ80Bの撮像範囲とが重複している部分を表し、領域R5は、後カメラ80Bの撮像範囲と右カメラ80Rの撮像範囲とが重複している部分を表し、領域R6は、右カメラ80Rの撮像範囲と前カメラ80Fの撮像範囲とが重複している部分を表している。すなわち、前カメラ80Fと左カメラ80Lは、互いの撮像範囲が左右方向で部分的に重複するように配置され、左カメラ80Lと後カメラ80Bも、互いの撮像範囲が左右方向で部分的に重複するように配置され、後カメラ80Bと右カメラ80Rも、互いの撮像範囲が左右方向で部分的に重複するように配置され、右カメラ80Rと前カメラ80Fも、互いの撮像範囲が左右方向で部分的に重複するように配置されている。また、図示は省略されているが、前上カメラ80UFと左上カメラ80ULも、互いの撮像範囲が左右方向で部分的に重複するように配置され、左上カメラ80ULと後上カメラ80UBも、互いの撮像範囲が左右方向で部分的に重複するように配置され、後上カメラ80UBと右上カメラ80URも、互いの撮像範囲が左右方向で部分的に重複するように配置され、右上カメラ80URと前上カメラ80UFも、互いの撮像範囲が左右方向で部分的に重複するように配置されている。
 このような配置により、前上カメラ80UFは、例えば、ブーム4を最も上昇させたときにブーム4の先端が位置する空間及びその周囲の空間にある物体を撮像できる。そのため、コントローラ30は、例えば、前上カメラ80UFが撮像した画像を利用することで、ショベル100の上空に架けられている電線にブーム4の先端が接触してしまうのを防止できる。
 前上カメラ80UFは、ブーム4を最も上昇させた姿勢であるブーム上限姿勢においてアーム5及びバケット6の少なくとも一方が回動させられたとしても、アーム5及びバケット6が前上カメラ80UFの撮像範囲内に入るように、キャビン10に取り付けられていてもよい。この場合、ブーム上限姿勢においてアーム5及びバケット6の少なくとも一方が最大限開かれたとしても、コントローラ30は、周囲の物体と掘削アタッチメントATとが接触するおそれがあるか否かを判定できる。掘削アタッチメントATは、アタッチメントの一例であり、ブーム4、アーム5、及びバケット6で構成されている。
 物体検知装置70も撮像装置80と同様に配置されていてもよい。すなわち、後センサ70Bと後上センサ70UBは、互いの監視範囲(検知範囲)が上下方向で部分的に重複するように配置され、前センサ70Fと前上センサ70UFも、互いの検知範囲が上下方向で部分的に重複するように配置され、左センサ70Lと左上センサ70ULも互いの検知範囲が上下方向で部分的に重複するように配置され、右センサ70Rと右上センサ70URも互いの検知範囲が上下方向で部分的に重複するように配置されていてもよい。
 前センサ70Fと左センサ70Lは、互いの検知範囲が左右方向で部分的に重複するように配置され、左センサ70Lと後センサ70Bも、互いの検知範囲が左右方向で部分的に重複するように配置され、後センサ70Bと右センサ70Rも、互いの検知範囲が左右方向で部分的に重複するように配置され、右センサ70Rと前センサ70Fも、互いの検知範囲が左右方向で部分的に重複するように配置されていてもよい。
 前上センサ70UFと左上センサ70ULは、互いの検知範囲が左右方向で部分的に重複するように配置され、左上センサ70ULと後上センサ70UBも、互いの検知範囲が左右方向で部分的に重複するように配置され、後上センサ70UBと右上センサ70URも、互いの検知範囲が左右方向で部分的に重複するように配置され、右上センサ70URと前上センサ70UFも、互いの検知範囲が左右方向で部分的に重複するように配置されていてもよい。
 後センサ70B、前センサ70F、左センサ70L、及び右センサ70Rは、各光軸が旋回軸Kに垂直な仮想平面に対して俯角を形成するように構成され、後上センサ70UB、前上センサ70UF、左上センサ70UL、及び右上センサ70URは、各光軸が旋回軸Kに垂直な仮想平面に対して仰角を形成するように構成されていてもよい。
 後センサ70B、前センサ70F、左センサ70L、及び右センサ70Rは、各検知範囲の下側の境界が旋回軸Kに垂直な仮想平面に対して俯角を形成するように構成され、後上センサ70UB、前上センサ70UF、左上センサ70UL、及び右上センサ70URは、各検知範囲の上側の境界が旋回軸Kに垂直な仮想平面に対して仰角を形成するように構成されていてもよい。
 図17A~図17Dの例では、後カメラ80Bは後センサ70Bに隣接して配置され、前カメラ80Fは前センサ70Fに隣接して配置され、左カメラ80Lは左センサ70Lに隣接して配置され、且つ、右カメラ80Rは右センサ70Rに隣接して配置されている。また、後上カメラ80UBは後上センサ70UBに隣接して配置され、前上カメラ80UFは前上センサ70UFに隣接して配置され、左上カメラ80ULは左上センサ70ULに隣接して配置され、且つ、右上カメラ80URは右上センサ70URに隣接して配置されている。
 図17A~図17Dの例では、物体検知装置70及び撮像装置80は何れも、図17Dに示すように、上面視で上部旋回体3の輪郭からはみ出さないように、上部旋回体3に取り付けられている。但し、物体検知装置70及び撮像装置80の少なくとも1つは、上面視で上部旋回体3の輪郭からはみ出すように、上部旋回体3に取り付けられていてもよい。
 後上カメラ80UBは、省略されてもよく、後カメラ80Bに統合されていてもよい。後上カメラ80UBが統合された後カメラ80Bは、後上カメラ80UBがカバーしていた撮像範囲を含む広い撮像範囲をカバーできるように構成されていてもよい。前上カメラ80UF、左上カメラ80UL、及び右上カメラ80URについても同様である。また、後上センサ70UBは、省略されてもよく、後センサ70Bに統合されていてもよい。前上センサ70UF、左上センサ70UL、及び右上センサ70URについても同様である。また、後上カメラ80UB、前上カメラ80UF、左上カメラ80UL、及び右上カメラ80URの少なくとも2つは、1又は複数の全天球カメラ又は半球カメラとして統合されていてもよい。
 コントローラ30は、物体検知装置70の出力に基づき、ショベル100と物体との間の距離を算出する際に、ショベル100及び物体のそれぞれの全体的且つ立体的な外形(外表面)を認識するように構成されていてもよい。ショベル100の外表面は、例えば、下部走行体1の外表面、上部旋回体3の外表面、及び、掘削アタッチメントATの外表面を含む。コントローラ30には、姿勢センサの取り付け位置と下部走行体1の外表面、上部旋回体3の外表面、及び、掘削アタッチメントATの外表面との位置関係が予め設定されている。そのため、コントローラ30は、姿勢センサの位置の変化を所定の周期で算出することにより、下部走行体1の外表面、上部旋回体3の外表面、及び、掘削アタッチメントATの外表面の位置の変化も算出できる。
 具体的には、コントローラ30は、例えば、ポリゴンモデル又はワイヤーフレームモデル等の仮想的な三次元モデルを用いてショベル100の全体的且つ立体的な外形(外表面)を認識して外表面上の点の座標を算出する。なお、下部走行体1の外表面は、例えば、クローラ1Cの前面、上面、底面、及び後面等を含む。上部旋回体3の外表面は、例えば、側面カバーの表面、エンジンフードの上面、並びに、カウンタウェイトの上面、左側面、右側面、及び後面等を含む。掘削アタッチメントATの外表面は、例えば、ブーム4の背面、左側面、右側面、及び腹面、並びに、アーム5の背面、左側面、右側面、及び腹面等を含む。
 図18は、ポリゴンモデルを用いて認識されるショベル100の全体的且つ立体的な外表面の構成例を示す。図形18Aは、上部旋回体3及び掘削アタッチメントATのポリゴンモデルの上面図であり、図形18Bは、下部走行体1のポリゴンモデルの上面図であり、図形18Cは、ショベル100のポリゴンモデルの左側面図である。図18では、下部走行体1の外表面は、斜線パターンで表され、上部旋回体3の外表面は、粗いドットパターンで表され、掘削アタッチメントATの外表面は、細かいドットパターンで表されている。
 ポリゴンモデルとしてのショベル100の外表面は、実際のショベル100の外表面よりも所定の余裕距離だけ外側にある表面として認識されてもよい。すなわち、ポリゴンモデルとしてのショベル100は、例えば、実際の下部走行体1、上部旋回体3、及び掘削アタッチメントATのそれぞれが別々に相似拡大されたものとして認識されてもよい。この場合、余裕距離は、ショベル100の動き(例えば、掘削アタッチメントATの動き)等に応じて変化する距離であってもよい。そして、コントローラ30は、この相似拡大されたポリゴンモデルと物体検知装置70が検知した物体のポリゴンモデルとが接触した或いは接触するおそれがあると判定した場合に、警報を出力してもよく、上述の自動制動処理等によって被駆動体の動きを制動してもよい。
 コントローラ30は、例えば、ショベル100の外表面を構成する3つの部分(下部走行体1の外表面、上部旋回体3の外表面、及び、掘削アタッチメントATの外表面)のそれぞれについて、機体の一部が物体と接触するおそれがあるか否かを別々に判定してもよい。また、コントローラ30は、ショベル100の作業内容によっては、3つの部分のうちの少なくとも1つについて、機体の一部が物体と接触するおそれがあるか否かの判定を省略してもよい。
 例えば、図10A1、図10A2、図10B1、及び図10B2に示す例では、コントローラ30は、所定の制御周期毎に、掘削アタッチメントATの外表面上の各点と物体OBとの間の距離を算出してもよい。この場合、コントローラ30は、下部走行体1の外表面上の各点及び上部旋回体3の外表面上の各点と物体OBとの間の距離の算出を省略してもよい。
 或いは、ショベル100の上空にある電線とショベル100とが接触するおそれのある作業現場では、コントローラ30は、掘削アタッチメントATの外表面上の各点(例えばブーム先端の外表面上の各点)と電線との間の距離を所定の制御周期毎に算出するように構成されてもよい。この場合、コントローラ30は、下部走行体1の外表面上の各点及び上部旋回体3の外表面上の各点と電線との間の距離の算出を省略してもよい。
 或いは、ショベル100の後方又は側方にある物体とショベル100とが接触するおそれのある作業現場では、コントローラ30は、上部旋回体3の外表面上の各点(例えばカウンタウェイトの外表面上の各点)とその物体との間の距離を所定の制御周期毎に算出するように構成されてもよい。この場合、コントローラ30は、下部走行体1の外表面上の各点及び掘削アタッチメントATの外表面上の各点とその物体との間の距離の算出を省略してもよい。
 或いは、クローラ1Cの近くにあるクローラ1Cよりも低い物体とショベル100とが接触するおそれのある作業現場では、コントローラ30は、下部走行体1の外表面上の各点(例えばクローラ1Cの外表面上の各点)とその物体との間の距離を所定の制御周期毎に算出するように構成されてもよい。この場合、コントローラ30は、上部旋回体3の外表面上の各点及び掘削アタッチメントATの外表面上の各点とその物体との間の距離の算出を省略してもよい。
 ここで、図19を参照し、ショベル100の外表面を構成する3つの部分のそれぞれと、周囲監視装置としての物体検知装置70によって検知された物体との間の距離に基づいて被駆動体の動きを制限する機能の一例について説明する。図19は、コントローラ30の構成の一例を示す図である。なお、周囲監視装置は、撮像装置80であってもよい。
 図19に示す例では、コントローラ30は、物体判定部30A、制動要否判定部30B、速度指令生成部30E、状態認識部30F、距離判定部30G、制限対象決定部30H、及び速度制限部30Sを機能要素として有する。そして、コントローラ30は、ブーム角度センサS1、アーム角度センサS2、バケット角度センサS3、機体傾斜センサS4、旋回角速度センサS5、電気式の左操作レバー26L、物体検知装置70、及び撮像装置80等が出力する信号を受け、様々な演算を実行し、比例弁31等に制御指令を出力できるように構成されている。
 比例弁31は、コントローラ30が出力する電流指令に応じて動作するように構成されている。比例弁31は、左比例弁31L及び右比例弁31Rを含む。具体的には、左比例弁31Lは、パイロットポンプ15から左比例弁31Lを介して制御弁173の左パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整できるように構成されている。同様に、右比例弁31Rは、パイロットポンプ15から右比例弁31Rを介して制御弁173の右側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整できるように構成されている。比例弁31は、制御弁173を任意の弁位置で停止できるようにパイロット圧を調整可能である。なお、図19は、旋回用油圧モータ2Aに供給される作動油の流量を制御する制御弁173に関する構成を一例として示しているが、コントローラ30は、同様の構成により、走行用油圧モータ2M、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、及びバケットシリンダ9のそれぞれに供給される作動油の流量を制御できる。
 物体判定部30Aは、物体の種類を判定するように構成されている。図19に示す例では、物体判定部30Aは、物体検知装置70が検知した物体の種類を判定するように構成されている。
 制動要否判定部30Bは、物体の種類に応じて制動の要否を判定するように構成されている。図19に示す例では、制動要否判定部30Bは、物体検知装置70が検知した物体が人であると判定された場合、被駆動体の制動が必要であると判定する。
 速度指令生成部30Eは、操作装置26が出力する信号に基づいてアクチュエータの動作速度に関する指令を生成するように構成されている。図19に示す例では、速度指令生成部30Eは、左右方向に操作された左操作レバー26Lが出力する電気信号に基づいて旋回用油圧モータ2Aの回転速度に関する指令を生成するように構成されている。
 状態認識部30Fは、ショベル100の現在の状態を認識するように構成されている。具体的には、状態認識部30Fは、アタッチメント状態認識部30F1、上部旋回体状態認識部30F2、及び下部走行体状態認識部30F3を有する。
 アタッチメント状態認識部30F1は、掘削アタッチメントATの現在の状態を認識するように構成されている。具体的には、アタッチメント状態認識部30F1は、掘削アタッチメントATの外表面上の所定点の座標を算出するように構成されている。所定点は、例えば、掘削アタッチメントATの全頂点を含む。
 上部旋回体状態認識部30F2は、上部旋回体3の現在の状態を認識するように構成されている。具体的には、上部旋回体状態認識部30F2は、上部旋回体3の外表面上の所定点の座標を算出するように構成されている。所定点は、例えば、上部旋回体3の全頂点を含む。
 下部走行体状態認識部30F3は、下部走行体1の現在の状態を認識するように構成されている。具体的には、下部走行体状態認識部30F3は、下部走行体1の外表面上の所定点の座標を算出するように構成されている。所定点は、例えば、下部走行体1の全頂点を含む。
 状態認識部30Fは、ショベル100の作業内容等に応じ、ショベル100の外表面を構成する3つの部分(下部走行体1の外表面、上部旋回体3の外表面、及び、掘削アタッチメントATの外表面)のうちの何れの状態の認識を実行し、何れの状態の認識を省略するかを決定してもよい。
 距離判定部30Gは、状態認識部30Fが算出したショベル100の外表面上の各点と物体検知装置70によって検知された物体との間の距離が所定値を下回ったか否かを判定するように構成されている。図19に示す例では、距離判定部30Gは、制動要否判定部30Bによって被駆動体の制動が必要と判断された場合に、状態認識部30Fが算出したショベル100の外表面上の各点と物体検知装置70によって検知された物体との間の距離を算出する。
 制限対象決定部30Hは、制限対象を決定するように構成されている。図19に示す例では、制限対象決定部30Hは、距離判定部30Gの出力、すなわち、ショベル100の外表面上の何れの点と物体との間の距離が所定値を下回ったかに基づき、動きを制限すべきアクチュエータ(以下、「制限対象アクチュエータ」とする。)を決定する。
 速度制限部30Sは、1又は複数のアクチュエータの動作速度を制限するように構成されている。図19に示す例では、速度制限部30Sは、速度指令生成部30Eが生成した速度指令のうちの、制限対象決定部30Hにより制限対象アクチュエータとして決定されたアクチュエータに関する速度指令を変更し、変更後の速度指令に対応する制御指令を比例弁31に対して出力する。
 具体的には、速度制限部30Sは、制限対象決定部30Hにより制限対象アクチュエータとして決定された旋回用油圧モータ2Aに関する速度指令を変更し、変更後の速度指令に対応する制御指令を比例弁31に対して出力する。旋回用油圧モータ2Aの回転速度を低減させ或いは旋回用油圧モータ2Aの回転を停止させるためである。
 より具体的には、速度制限部30Sは、図6、図8、図11、及び図13のそれぞれで示したような制動パターンを用いて1又は複数のアクチュエータの動作速度を制限するように構成されている。
 速度制限部30Sは、例えば、バケット6内に取り込まれた土砂等の被掘削物の重量と掘削アタッチメントATの姿勢とに応じて制動パターンを変化させてもよい。この場合、被掘削物の重量は、例えば、掘削アタッチメントATの姿勢と、ブームシリンダ7における作動油の圧力とに基づいて算出される。なお、被掘削物の重量は、掘削アタッチメントATの姿勢と、ブームシリンダ7における作動油の圧力、アームシリンダ8における作動油の圧力、及び、バケットシリンダ9における作動油の圧力の少なくとも1つとに基づいて算出されてもよい。
 速度制限部30Sにより、図19に示すコントローラ30は、ショベル100の機体の一部が物体と接触するのを防止するために、アクチュエータの動きを減速させ或いは停止させることができる。
 次に、図20を参照し、ショベル100の外表面を構成する3つの部分のそれぞれと、周囲監視装置としての物体検知装置70によって検知された物体との間の距離に基づいて被駆動体の動きを制限する機能の別の一例について説明する。図20は、コントローラ30の構成の別の一例を示す図である。なお、周囲監視装置は、撮像装置80であってもよい。
 図20に示すコントローラ30は、油圧式パイロット回路を備えた油圧式操作レバーに接続される構成である点で、油圧式パイロット回路を備えた電気式操作レバーに接続される構成である図19に示すコントローラ30と異なる。具体的には、図20に示すコントローラ30の速度制限部30Sは、操作圧センサ29の出力に基づいて速度指令を生成し、生成した速度指令のうちの、制限対象決定部30Hにより制限対象アクチュエータとして決定されたアクチュエータに関する速度指令を変更し、変更後の速度指令に対応する制御指令をそのアクチュエータに関する電磁弁65に対して出力する。
 電磁弁65は、電磁弁65L及び電磁弁65Rを含む。図20に示す例では、電磁弁65Lは、左操作レバー26Lが左右方向に操作されたときに作動油を吐出するリモコン弁の左側ポートと制御弁173の左側パイロットポートとを繋ぐ管路に配置される電磁比例弁である。電磁弁65Rは、左操作レバー26Lが左右方向に操作されたときに作動油を吐出するリモコン弁の右側ポートと制御弁173の右側パイロットポートとを繋ぐ管路に配置される電磁比例弁である。
 具体的には、速度制限部30Sは、制限対象決定部30Hにより制限対象アクチュエータとして決定された旋回用油圧モータ2Aに関する速度指令を変更し、変更後の速度指令に対応する制御指令を電磁弁65に対して出力する。旋回用油圧モータ2Aの回転速度を低減させ或いは旋回用油圧モータ2Aの回転を停止させるためである。
 速度制限部30Sにより、図20に示すコントローラ30は、図19に示すコントローラ30と同様に、ショベル100の機体の一部が物体と接触するのを防止するために、アクチュエータの動きを減速させ或いは停止させることができる。
 以上、本発明の好ましい実施形態について詳説した。しかしながら、本発明は、上述した実施形態に制限されることはない。上述した実施形態は、本発明の範囲を逸脱することなしに、種々の変形又は置換等が適用され得る。また、別々に説明された特徴は、技術的な矛盾が生じない限り、組み合わせが可能である。
 例えば、上述の実施形態では、油圧式パイロット回路を備えた油圧式操作システムが開示されている。例えば、左操作レバー26Lに関する油圧式パイロット回路では、図20に示すように、パイロットポンプ15から左操作レバー26Lへ供給される作動油が、左操作レバー26Lの左右方向への傾倒によって開閉されるリモコン弁の開度に応じた流量で、制御弁173のパイロットポートへ伝達される。或いは、右操作レバー26Rに関する油圧式パイロット回路では、パイロットポンプ15から右操作レバー26Rへ供給される作動油が、右操作レバー26Rの前後方向への傾倒によって開閉されるリモコン弁の開度に応じた流量で、制御弁175のパイロットポートへ伝達される。
 但し、このような油圧式パイロット回路を備えた油圧式操作システムではなく、図19に示すような電気式操作レバーが採用されてもよい。この場合、電気式操作レバーのレバー操作量は、例えば、電気信号としてコントローラ30へ入力される。この構成により、電気式操作レバーを用いた手動操作が行われると、コントローラ30は、レバー操作量に対応する電気信号によって電磁弁を制御してパイロット圧を増減させることで各制御弁を移動させることができる。
 図15に示される油圧システムは、パイロットポンプ15と操作装置26のそれぞれに対応する各リモコン弁との間に、制御弁60A~60Fを配置させることで、制動の対象となるアクチュエータに関するスプール弁を所定の制動パターンにしたがって動かし、アクチュエータを滑らかに減速させ、或いは、停止させることができるように構成されている。しかしながら、油圧システムは、操作装置26のそれぞれに対応する各リモコン弁と制御弁171~176との間において、制御弁60A~60Fが配置される構成であってもよい。例えば、左操作レバー26Lのリモコン弁と制御弁176との間に、制御弁60Aが設けられていてもよい。この構成においても、コントローラ30は、制動の対象となるアクチュエータに関するスプール弁を所定の制動パターンにしたがって動かすことで、アクチュエータを滑らかに減速させ、或いは、停止させることができる。
 また、ショベル100が取得する情報は、図21に示すようなショベルの管理システムSYSを通じ、管理者及び他のショベルの操作者等と共有されてもよい。図21は、ショベルの管理システムSYSの構成例を示す概略図である。管理システムSYSは、ショベル100を管理するシステムである。本実施形態では、管理システムSYSは、主に、ショベル100、支援装置200、及び管理装置300で構成される。ショベル100、支援装置200、及び管理装置300のそれぞれは、通信装置を備え、携帯電話通信網、衛星通信網、又は近距離無線通信網等を介して互いに直接的に或いは間接的に接続されている。管理システムSYSを構成するショベル100、支援装置200、及び管理装置300は、それぞれ1台であってもよく、複数台であってもよい。図12の例では、管理システムSYSは、1台のショベル100と、1台の支援装置200と、1台の管理装置300とを含む。
 支援装置200は、典型的には携帯端末装置であり、例えば、施工現場にいる作業者等が携帯するノートPC、タブレットPC又はスマートフォン等のコンピュータである。支援装置200は、ショベル100の操作者が携帯するコンピュータであってもよい。但し、支援装置200は、固定端末装置であってもよい。
 管理装置300は、典型的には固定端末装置であり、例えば、施工現場外の管理センタ等に設置されるサーバコンピュータである。管理装置300は、可搬性のコンピュータ(例えば、ノートPC、タブレットPC又はスマートフォン等の携帯端末装置)であってもよい。
 支援装置200及び管理装置300の少なくとも一方(以下、「支援装置200等」とする。)は、モニタと遠隔操作用の操作装置とを備えていてもよい。この場合、操作者は、遠隔操作用の操作装置を用いつつ、ショベル100を操作する。遠隔操作用の操作装置は、例えば、携帯電話通信網、衛星通信網、又は近距離無線通信網等の通信網を通じ、コントローラ30に接続される。
 上述のようなショベルの管理システムSYSでは、ショベル100のコントローラ30は、例えば、自動制動処理に関する情報を支援装置200等に送信してもよい。自動制動処理に関する情報は、例えば、被駆動体の制動を開始した時刻(以下、「制動開始時刻」とする。)に関する情報、制動開始時刻におけるショベル100の位置に関する情報、制動開始時刻におけるショベル100の作業内容に関する情報、制動開始時刻における作業環境に関する情報、及び、制動開始時刻及びその前後の期間に測定されたショベル100の動きに関する情報等の少なくとも1つを含む。作業環境に関する情報は、例えば、地面の傾斜に関する情報、及び、天気に関する情報等の少なくとも1つを含む。ショベル100の動きに関する情報は、例えば、パイロット圧、及び、油圧アクチュエータにおける作動油の圧力等の少なくとも1つを含む。
 コントローラ30は、撮像装置80が撮像した画像を支援装置200等に送信してもよい。画像は、例えば、制動開始時刻を含む所定期間に撮像された複数の画像であってもよい。所定期間は、制動開始時刻に先行する期間を含んでいてもよい。
 更に、コントローラ30は、制動開始時刻を含む所定期間におけるショベル100の作業内容に関する情報、ショベル100の姿勢に関する情報、及び掘削アタッチメントの姿勢に関する情報等の少なくとも1つを支援装置200等に送信してもよい。支援装置200等を利用する管理者が、作業現場に関する情報を入手できるようにするためである。すなわち、ショベル100の動きを減速或いは停止させなければならない状況が発生した原因等を管理者が分析できるようにするためであり、更には、そのような分析結果に基づいて管理者がショベル100の作業環境を改善できるようにするためである。
 本願は、2018年3月28日に出願した日本国特許出願2018-062806号に基づく優先権を主張するものであり、この日本国特許出願の全内容を本願に参照により援用する。
 1・・・下部走行体 1C・・・クローラ 1CL・・・左クローラ 1CR・・・右クローラ 2・・・旋回機構 2A・・・旋回用油圧モータ 2M・・・走行用油圧モータ 2ML・・・左走行用油圧モータ 2MR・・・右走行用油圧モータ 3・・・上部旋回体 4・・・ブーム 5・・・アーム 6・・・バケット 7・・・ブームシリンダ 8・・・アームシリンダ 9・・・バケットシリンダ 10・・・キャビン 11・・・エンジン 13・・・レギュレータ 14・・・メインポンプ 15・・・パイロットポンプ 17・・・コントロールバルブ 18・・・絞り 19・・・制御圧センサ 26・・・操作装置 26D・・・走行レバー 26DL・・・左走行レバー 26DR・・・右走行レバー 26L・・・左操作レバー 26R・・・右操作レバー 28・・・吐出圧センサ 29、29DL、29DR、29LA、29LB、29RA、29RB・・・操作圧センサ 30・・・コントローラ 30A・・・物体判定部 30B・・・制動要否判定部 30E・・・速度指令生成部 30F・・・状態認識部 30F1・・・アタッチメント状態認識部 30F2・・・上部旋回体状態認識部 30F3・・・下部走行体状態認識部 30G・・・距離判定部 30H・・・制限対象決定部 30S・・・速度制限部 31・・・比例弁 31L・・・左比例弁 31R・・・右比例弁 40・・・センターバイパス管路 42・・・パラレル管路 60、60A~60F・・・制御弁 65、65L、65R・・・電磁弁 70・・・物体検知装置 70F・・・前センサ 70B・・・後センサ 70L・・・左センサ 70R・・・右センサ 70UB・・・後上センサ 70UF・・・前上センサ 70UL・・・左上センサ 70UR・・・右上センサ 80・・・撮像装置 80B・・・後カメラ 80F・・・前カメラ 80L・・・左カメラ 80R・・・右カメラ 80UB・・・後上カメラ 80UF・・・前上カメラ 80UL・・・左上カメラ 80UR・・・右上カメラ 85・・・向き検出装置 100・・・ショベル 171~176・・・制御弁 200・・・支援装置 300・・・管理装置 CD1、CD11~CD16・・・パイロットライン DS・・・表示装置 S1・・・ブーム角度センサ S2・・・アーム角度センサ S3・・・バケット角度センサ S4・・・機体傾斜センサ S5・・・旋回角速度センサ SYS・・・管理システム

Claims (9)

  1.  下部走行体と、
     前記下部走行体に旋回自在に搭載された上部旋回体と、
     前記上部旋回体に設けられた物体検知装置と、
     ショベルの駆動部を自動的に制動させることができる制御装置と、を備え、
     前記制御装置は、前記物体検知装置が検知するショベルと物体との間の距離に応じて所定の制動パターンにしたがって前記駆動部を自動的に制動させる、
     ショベル。
  2.  前記制御装置は、前記物体検知装置が検知するショベルと物体との間の距離に応じた複数の制動パターンを備える、
     請求項1に記載のショベル。
  3.  複数の前記制動パターンのそれぞれは、制動開始タイミングが異なる、
     請求項2に記載のショベル。
  4.  複数の前記制動パターンのそれぞれは、制動が開始された後の経過時間に対する制動力の増加率が異なる、
     請求項2に記載のショベル。
  5.  ショベルの傾斜を検出する機体傾斜センサを備え、
     前記制御装置は、前記機体傾斜センサの出力に基づいて前記制動パターンを切り換える、
     請求項2に記載のショベル。
  6.  前記制動パターンは、走行用アクチュエータの制動パターンである、
     請求項1に記載のショベル。
  7.  前記制動パターンは、旋回用アクチュエータの制動パターンである、
     請求項1に記載のショベル。
  8.  前記距離は、旋回動作中にエンドアタッチメントが描く旋回円における前記エンドアタッチメントと前記物体との間の弧の長さである、
     請求項7に記載のショベル。
  9.  前記制御装置は、旋回モーメントに応じた複数の制動パターンのうちの1つにしたがって前記駆動部を自動的に制動させる、
     請求項7に記載のショベル。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021145346A1 (ja) * 2020-01-14 2021-07-22 住友重機械工業株式会社 ショベル、遠隔操作支援装置
US20220396932A1 (en) * 2021-06-14 2022-12-15 Yanmar Holdings Co., Ltd. Work Machine
WO2024034513A1 (ja) * 2022-08-09 2024-02-15 株式会社小松製作所 作業機械システムおよび作業機械の制御方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7188940B2 (ja) * 2018-08-31 2022-12-13 株式会社小松製作所 制御装置、積込機械、および制御方法
JP7293933B2 (ja) * 2019-07-17 2023-06-20 コベルコ建機株式会社 作業機械および作業機械支援サーバ
JP7368163B2 (ja) * 2019-09-30 2023-10-24 株式会社小松製作所 作業機械および作業機械の制御方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0619547A (ja) * 1992-07-01 1994-01-28 Fujita Corp 土砂運搬車の走行制御システム
JP2011157789A (ja) * 2010-02-03 2011-08-18 Sumitomo Heavy Ind Ltd 建設機械
JP2012021290A (ja) 2010-07-13 2012-02-02 Sumitomo Heavy Ind Ltd 旋回作業機械及び旋回作業機械の制御方法
WO2017085996A1 (ja) * 2015-11-20 2017-05-26 Kyb株式会社 カウンタバランス弁及びカウンタバランス弁を備えた流体圧制御装置
JP2018017115A (ja) * 2017-09-06 2018-02-01 住友建機株式会社 ショベル
JP2018062806A (ja) 2016-10-13 2018-04-19 株式会社絹田熔工 ソイルセメント杭の形成方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5714928A (en) * 1992-12-18 1998-02-03 Kabushiki Kaisha Komatsu Seisakusho System for preventing collision for vehicle
US6292725B1 (en) * 1997-04-04 2001-09-18 Komatsu Ltd. Interference preventing device for vehicle
JP2007023486A (ja) * 2005-07-12 2007-02-01 Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd 作業機械における接触回避制御装置
US20070255498A1 (en) * 2006-04-28 2007-11-01 Caterpillar Inc. Systems and methods for determining threshold warning distances for collision avoidance
JP5420513B2 (ja) * 2009-12-03 2014-02-19 日立建機株式会社 油圧作業機
JP5185349B2 (ja) * 2010-10-08 2013-04-17 日立建機株式会社 ハイブリッド式建設機械
CN103502541B (zh) * 2011-05-26 2016-05-04 住友重机械工业株式会社 具备电动式回转装置的铲土机及其控制方法
US9431930B2 (en) * 2011-12-28 2016-08-30 Doosan Infracore Co., Ltd. Emergency stop method for hybrid construction equipment and brake control device
JP6962667B2 (ja) * 2014-03-27 2021-11-05 住友建機株式会社 ショベル及びその制御方法
US20180319381A1 (en) * 2017-05-05 2018-11-08 Caterpillar Inc. Control system and method for anti-lock braking system for autonomous vehicle
JP6378801B2 (ja) 2017-05-08 2018-08-22 住友建機株式会社 ショベル

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0619547A (ja) * 1992-07-01 1994-01-28 Fujita Corp 土砂運搬車の走行制御システム
JP2011157789A (ja) * 2010-02-03 2011-08-18 Sumitomo Heavy Ind Ltd 建設機械
JP2012021290A (ja) 2010-07-13 2012-02-02 Sumitomo Heavy Ind Ltd 旋回作業機械及び旋回作業機械の制御方法
WO2017085996A1 (ja) * 2015-11-20 2017-05-26 Kyb株式会社 カウンタバランス弁及びカウンタバランス弁を備えた流体圧制御装置
JP2018062806A (ja) 2016-10-13 2018-04-19 株式会社絹田熔工 ソイルセメント杭の形成方法
JP2018017115A (ja) * 2017-09-06 2018-02-01 住友建機株式会社 ショベル

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021145346A1 (ja) * 2020-01-14 2021-07-22 住友重機械工業株式会社 ショベル、遠隔操作支援装置
US20220396932A1 (en) * 2021-06-14 2022-12-15 Yanmar Holdings Co., Ltd. Work Machine
WO2024034513A1 (ja) * 2022-08-09 2024-02-15 株式会社小松製作所 作業機械システムおよび作業機械の制御方法

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