以下、添付図面を参照しながら、本開示の限定的でない例示の実施形態について説明する。添付図面では、同一又は対応する部材又は部品には、同一又は対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。
Non-limiting exemplary embodiments of the present disclosure will now be described with reference to the accompanying drawings. In the accompanying drawings, the same or corresponding members or parts are denoted by the same or corresponding reference numerals, and overlapping descriptions are omitted.
図１は、本発明の実施形態に係る建設機械としての掘削機（ショベル１００）の構成例を示す。ショベル１００は、クローラ式の下部走行体１と、下部走行体１の上に旋回機構２を介してＸ軸回りに旋回可能に搭載されている上部旋回体３と、を有する。
FIG. 1 shows a configuration example of an excavator (shovel 100) as a construction machine according to an embodiment of the present invention. The excavator 100 has a crawler-type lower traveling body 1 and an upper revolving body 3 mounted on the lower traveling body 1 via a revolving mechanism 2 so as to be rotatable around the X-axis.
上部旋回体３は、前方中央部にアタッチメントの一例である掘削アタッチメントを備えている。掘削アタッチメントは、ブーム４、アーム５、及びバケット６を含む。ブーム４は、ブームシリンダ７によって駆動され、アーム５は、アームシリンダ８によって駆動され、バケット６は、バケットシリンダ９によって駆動される。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。
The upper revolving body 3 has an excavation attachment, which is an example of an attachment, at the front central portion. The digging attachment includes boom 4 , arm 5 and bucket 6 . Boom 4 is driven by boom cylinder 7 , arm 5 is driven by arm cylinder 8 and bucket 6 is driven by bucket cylinder 9 . A boom angle sensor S1 is attached to the boom 4, an arm angle sensor S2 is attached to the arm 5, and a bucket angle sensor S3 is attached to the bucket 6.
ブーム角度センサＳ１は、ブーム４の回動角度を検出するように構成されている。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の回動角度を検出する。
The boom angle sensor S<b>1 is configured to detect the rotation angle of the boom 4 . In this embodiment, the boom angle sensor S<b>1 is an acceleration sensor and detects the rotation angle of the boom 4 with respect to the upper rotating body 3 .
アーム角度センサＳ２は、アーム５の回動角度を検出するように構成されている。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の回動角度を検出する。
Arm angle sensor S2 is configured to detect the rotation angle of arm 5 . In this embodiment, the arm angle sensor S2 is an acceleration sensor and detects the rotation angle of the arm 5 with respect to the boom 4. FIG.
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ように構成されている。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の回動角度を検出する。
Bucket angle sensor S3 is configured to detect the rotation angle of bucket 6 . In this embodiment, the bucket angle sensor S<b>3 is an acceleration sensor and detects the rotation angle of the bucket 6 with respect to the arm 5 .
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の少なくとも１つは、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。
At least one of the boom angle sensor S1, the arm angle sensor S2, and the bucket angle sensor S3 may be a potentiometer using a variable resistor, a stroke sensor that detects the stroke amount of the corresponding hydraulic cylinder, a rotary encoder that detects the rotation angle around the connecting pin, a gyro sensor, or a combination of an acceleration sensor and a gyro sensor.
上部旋回体３には、機体傾斜センサＳ４及び旋回角速度センサＳ５が取り付けられている。機体傾斜センサＳ４は、機体傾斜角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、水平面に対する上部旋回体３の前後軸回りの傾斜角及び左右軸回りの傾斜角を検出する加速度センサである。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。
A machine body tilt sensor S4 and a turning angular velocity sensor S5 are attached to the upper turning body 3 . The body tilt sensor S4 is configured to detect the body tilt angle. In this embodiment, the fuselage tilt sensor S4 is an acceleration sensor that detects the tilt angle about the longitudinal axis and the tilt angle about the lateral axis of the upper swing structure 3 with respect to the horizontal plane. For example, the longitudinal axis and the lateral axis of the upper swing body 3 are orthogonal to each other and pass through a shovel center point, which is one point on the swing axis of the shovel 100 .
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。但し、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、旋回速度を検出するように構成されていてもよい。旋回速度は、旋回角速度から算出されてもよい。
The turning angular velocity sensor S5 is configured to detect the turning angular velocity of the upper turning body 3 . In this embodiment, the turning angular velocity sensor S5 is a gyro sensor. However, the turning angular velocity sensor S5 may be a resolver, a rotary encoder, or the like. The turning angular velocity sensor S5 may be configured to detect turning velocity. The turning speed may be calculated from the turning angular velocity.
図２は、図１のショベル１００に搭載される油圧システムの構成例を示す。油圧システムは、エンジン又は電動モータ等の駆動源によって駆動される油圧ポンプ１４を有する。油圧ポンプ１４は、１回転当たりの吐出量である押し退け容積を可変とする可変容量型ポンプである。本実施形態では、油圧ポンプ１４は、流量制御弁１７０～１７６を通るセンターバイパス管路４２を経て作動油タンクまで作動油を循環させる。油圧ポンプ１４は、左油圧ポンプ１４Ｌ及び右油圧ポンプ１４Ｒを含む。センターバイパス管路４２は、左センターバイパス管路４２Ｌ及び右センターバイパス管路４２Ｒを含む。左油圧ポンプ１４Ｌは、流量制御弁１７１、１７３、１７５Ｌ、及び１７６Ｌを通る左センターバイパス管路４２Ｌを経て作動油タンクまで作動油を循環させる。右油圧ポンプ１４Ｒは、流量制御弁１７０、１７２、１７４、１７５Ｒ、及び１７６Ｒを通る右センターバイパス管路４２Ｒを経て作動油タンクまで作動油を循環させる。
FIG. 2 shows a configuration example of a hydraulic system mounted on the excavator 100 of FIG. The hydraulic system has a hydraulic pump 14 driven by a drive source such as an engine or an electric motor. The hydraulic pump 14 is a variable displacement pump in which the displacement volume, which is the discharge amount per rotation, is variable. In this embodiment, the hydraulic pump 14 circulates hydraulic fluid to the hydraulic fluid tank through the center bypass line 42 through flow control valves 170-176. The hydraulic pumps 14 include a left hydraulic pump 14L and a right hydraulic pump 14R. The center bypass line 42 includes a left center bypass line 42L and a right center bypass line 42R. The left hydraulic pump 14L circulates the hydraulic fluid to the hydraulic fluid tank through the left center bypass line 42L passing through flow control valves 171, 173, 175L, and 176L. Right hydraulic pump 14R circulates hydraulic fluid to a hydraulic fluid tank via right center bypass line 42R through flow control valves 170, 172, 174, 175R, and 176R.
流量制御弁１７０は、右センターバイパス管路４２Ｒにおける流量制御弁１７２の上流側に設けられ、走行直進弁として機能するスプール弁である。そして、流量制御弁１７０は、左油圧ポンプ１４Ｌが吐出する作動油を左走行用油圧モータ１Ａに供給し且つ右油圧ポンプ１４Ｒが吐出する作動油を右走行用油圧モータ１Ｂに供給する状態と、左油圧ポンプ１４Ｌが吐出する作動油を左走行用油圧モータ１Ａ及び右走行用油圧モータ１Ｂの双方に供給する状態とを切り換えることができるように構成されている。
The flow control valve 170 is a spool valve that is provided on the upstream side of the flow control valve 172 in the right center bypass pipe line 42R and functions as a traveling straight valve. The flow control valve 170 is configured to switch between a state in which the hydraulic oil discharged by the left hydraulic pump 14L is supplied to the left hydraulic motor 1A and the hydraulic oil discharged by the right hydraulic pump 14R is supplied to the right hydraulic motor 1B, and a state in which the hydraulic oil discharged by the left hydraulic pump 14L is supplied to both the left hydraulic motor 1A and the right hydraulic motor 1B.
具体的には、流量制御弁１７０は、走行操作と他の油圧アクチュエータの操作とが同時に行われている場合、右油圧ポンプ１４Ｒが吐出する作動油をバイパス管路ＢＰ１経由で流量制御弁１７１の下流側に供給して左センターバイパス管路４２Ｌに流入させる。また、左油圧ポンプ１４Ｌが吐出する作動油をバイパス管路ＢＰ２経由で流量制御弁１７２の上流側に供給して右センターバイパス管路４２Ｒに流入させる。これにより、左油圧ポンプ１４Ｌが吐出する作動油のみが左走行用油圧モータ２ＭＬ及び右走行用油圧モータ２ＭＲの双方に供給されるため、下部走行体１の直進性が向上する。
Specifically, when the traveling operation and the operation of the other hydraulic actuator are being performed simultaneously, the flow control valve 170 supplies hydraulic oil discharged from the right hydraulic pump 14R to the downstream side of the flow control valve 171 via the bypass pipe BP1 and causes it to flow into the left center bypass pipe 42L. In addition, the hydraulic oil discharged by the left hydraulic pump 14L is supplied to the upstream side of the flow control valve 172 via the bypass pipe BP2 and flows into the right center bypass pipe 42R. As a result, only the hydraulic oil discharged by the left hydraulic pump 14L is supplied to both the left traveling hydraulic motor 2ML and the right traveling hydraulic motor 2MR, so that the undercarriage 1 improves in straightness.
一方、流量制御弁１７０は、走行操作のみが行われている場合、右油圧ポンプ１４Ｒが吐出する作動油をそのまま下流側に通過させると共に、左油圧ポンプ１４Ｌが吐出する作動油をバイパス管路ＢＰ１経由で流量制御弁１７１の下流側に供給して左センターバイパス管路４２Ｌに流入させる。これにより、左油圧ポンプ１４Ｌが吐出する作動油が左走行用油圧モータ２ＭＬに供給され、且つ、右油圧ポンプ１４Ｒが吐出する作動油が右走行用油圧モータ２ＭＲに供給されるため、下部走行体１の走破性が向上する。
On the other hand, when only the traveling operation is being performed, the flow control valve 170 allows the hydraulic oil discharged by the right hydraulic pump 14R to pass directly to the downstream side, and the hydraulic oil discharged by the left hydraulic pump 14L is supplied to the downstream side of the flow control valve 171 via the bypass pipe BP1 and flows into the left center bypass pipe 42L. As a result, the hydraulic oil discharged by the left hydraulic pump 14L is supplied to the left traveling hydraulic motor 2ML, and the hydraulic oil discharged by the right hydraulic pump 14R is supplied to the right traveling hydraulic motor 2MR.
流量制御弁１７１は、左油圧ポンプ１４Ｌが吐出する作動油を油圧アクチュエータとしての左走行用油圧モータ１Ａに供給するために作動油の流れを切り替えるスプール弁である。
The flow control valve 171 is a spool valve that switches the flow of hydraulic fluid in order to supply the hydraulic fluid discharged by the left hydraulic pump 14L to the left traveling hydraulic motor 1A as a hydraulic actuator.
流量制御弁１７２は、右油圧ポンプ１４Ｒが吐出する作動油を油圧アクチュエータとしての右走行用油圧モータ１Ｂに供給するために作動油の流れを切り替えるスプール弁である。
The flow control valve 172 is a spool valve that switches the flow of hydraulic fluid in order to supply the hydraulic fluid discharged from the right hydraulic pump 14R to the right traveling hydraulic motor 1B as a hydraulic actuator.
流量制御弁１７３は、左油圧ポンプ１４Ｌが吐出する作動油を油圧アクチュエータとしての旋回用油圧モータ２Ａに供給するために作動油の流れを切り替えるスプール弁である。
The flow control valve 173 is a spool valve that switches the flow of hydraulic fluid in order to supply the hydraulic fluid discharged by the left hydraulic pump 14L to the turning hydraulic motor 2A as a hydraulic actuator.
流量制御弁１７４は、右油圧ポンプ１４Ｒが吐出する作動油を油圧アクチュエータとしてのバケットシリンダ９へ供給し、また、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のスプール弁である。
The flow control valve 174 is a spool valve for supplying hydraulic fluid discharged from the right hydraulic pump 14R to the bucket cylinder 9 as a hydraulic actuator and discharging hydraulic fluid in the bucket cylinder 9 to the hydraulic fluid tank.
流量制御弁１７５Ｌは、油圧ポンプ１４が吐出する作動油を油圧アクチュエータとしてのブームシリンダ７へ供給するために作動油の流れを切り替えるスプール弁であり、流量制御弁１７５Ｌ及び流量制御弁１７５Ｒを含む。具体的には、流量制御弁１７５Ｌは、左油圧ポンプ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替えるように構成されている。流量制御弁１７５Ｒは、右油圧ポンプ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替えるように構成されている。本実施形態では、流量制御弁１７５Ｌは、ブーム操作レバーが所定のレバー操作量以上でブーム上げ方向に操作された場合、左油圧ポンプ１４Ｌが吐出する作動油をブームシリンダ７のボトム側油室に供給する。流量制御弁１７５Ｒは、ブーム操作レバーがブーム上げ方向に操作された場合、右油圧ポンプ１４Ｒが吐出する作動油をブームシリンダ７のボトム側油室に供給し、ブーム操作レバーがブーム下げ方向に操作された場合、右油圧ポンプ１４Ｒが吐出する作動油をブームシリンダ７のロッド側油室に供給する。
The flow control valve 175L is a spool valve that switches the flow of hydraulic fluid to supply the hydraulic fluid discharged by the hydraulic pump 14 to the boom cylinder 7 as a hydraulic actuator, and includes a flow control valve 175L and a flow control valve 175R. Specifically, the flow rate control valve 175L is configured to switch the flow of hydraulic fluid in order to supply the hydraulic fluid discharged by the left hydraulic pump 14L to the boom cylinder 7 . The flow control valve 175R is configured to switch the flow of hydraulic oil to supply the hydraulic oil discharged from the right hydraulic pump 14R to the boom cylinder 7 and to discharge the hydraulic oil in the boom cylinder 7 to the hydraulic oil tank. In this embodiment, the flow control valve 175L supplies hydraulic fluid discharged from the left hydraulic pump 14L to the bottom side oil chamber of the boom cylinder 7 when the boom control lever is operated in the boom raising direction by a predetermined lever operation amount or more. The flow control valve 175R supplies hydraulic oil discharged from the right hydraulic pump 14R to the bottom side oil chamber of the boom cylinder 7 when the boom control lever is operated in the boom raising direction, and supplies hydraulic oil discharged from the right hydraulic pump 14R to the rod side oil chamber of the boom cylinder 7 when the boom control lever is operated in the boom lowering direction.
流量制御弁１７６は、油圧ポンプ１４が吐出する作動油を油圧アクチュエータとしてのアームシリンダ８へ供給するために作動油の流れを切り替えるスプール弁であり、流量制御弁１７６Ｌ及び流量制御弁１７６Ｒを含む。具体的には、流量制御弁１７６Ｌは、左油圧ポンプ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替えるように構成されている。流量制御弁１７６Ｒは、右油圧ポンプ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替えるように構成されている。本実施形態では、流量制御弁１７６Ｌは、操作装置としてのアーム操作レバーがアーム閉じ方向に操作された場合、左油圧ポンプ１４Ｌが吐出する作動油をアームシリンダ８のボトム側油室に供給し、アーム操作レバーがアーム開き方向に操作された場合、左油圧ポンプ１４Ｌが吐出する作動油をアームシリンダ８のロッド側油室に供給する。流量制御弁１７６Ｒは、アーム操作レバーが所定のレバー操作量以上でアーム閉じ方向に操作された場合、右油圧ポンプ１４Ｒが吐出する作動油をアームシリンダ８のボトム側油室に供給し、アーム操作レバーが所定のレバー操作量以上でアーム開き方向に操作された場合、右油圧ポンプ１４Ｒが吐出する作動油をアームシリンダ８のロッド側油室に供給する。
The flow control valve 176 is a spool valve that switches the flow of hydraulic fluid to supply the hydraulic fluid discharged by the hydraulic pump 14 to the arm cylinder 8 as a hydraulic actuator, and includes a flow control valve 176L and a flow control valve 176R. Specifically, the flow control valve 176L is configured to switch the flow of the hydraulic fluid in order to supply the hydraulic fluid discharged by the left hydraulic pump 14L to the arm cylinder 8 and to discharge the hydraulic fluid in the arm cylinder 8 to the hydraulic fluid tank. The flow control valve 176R is configured to switch the flow of hydraulic fluid to supply the hydraulic fluid discharged from the right hydraulic pump 14R to the arm cylinder 8 and to discharge the hydraulic fluid in the arm cylinder 8 to the hydraulic fluid tank. In the present embodiment, the flow control valve 176L supplies hydraulic fluid discharged from the left hydraulic pump 14L to the bottom side oil chamber of the arm cylinder 8 when the arm operation lever as the operating device is operated in the arm closing direction, and supplies hydraulic fluid discharged from the left hydraulic pump 14L to the rod side oil chamber of the arm cylinder 8 when the arm operation lever is operated in the arm opening direction. The flow control valve 176R supplies hydraulic fluid discharged from the right hydraulic pump 14R to the bottom side oil chamber of the arm cylinder 8 when the arm operation lever is operated in the arm closing direction by a predetermined lever operation amount or more, and supplies hydraulic fluid discharged from the right hydraulic pump 14R to the rod side oil chamber of the arm cylinder 8 when the arm operation lever is operated in the arm opening direction by the predetermined lever operation amount or more.
センターバイパス管路４２は、最も下流にある流量制御弁１７６と作動油タンクとの間に絞り１８を備えている。絞り１８は、油圧ポンプ１４が吐出する作動油の流れを制限することにより、絞り１８の上流で油圧ポンプ１４に関する制御圧（ネガティブコントロール制御のための制御圧）を発生させる。本実施形態では、絞り１８は、左絞り１８Ｌ及び右絞り１８Ｒを含む。左絞り１８Ｌは、左油圧ポンプ１４Ｌが吐出する作動油の流れを制限することにより、左絞り１８Ｌの上流で左油圧ポンプ１４Ｌに関する制御圧を発生させる。右絞り１８Ｒは、右油圧ポンプ１４Ｒが吐出する作動油の流れを制限することにより、右絞り１８Ｒの上流で右油圧ポンプ１４Ｒに関する制御圧を発生させる。
The center bypass line 42 has a restriction 18 between the most downstream flow control valve 176 and the hydraulic fluid tank. The throttle 18 restricts the flow of hydraulic fluid discharged by the hydraulic pump 14 to generate control pressure (control pressure for negative control) for the hydraulic pump 14 upstream of the throttle 18 . In this embodiment, the diaphragm 18 includes a left diaphragm 18L and a right diaphragm 18R. The left throttle 18L restricts the flow of hydraulic fluid discharged by the left hydraulic pump 14L, thereby generating a control pressure for the left hydraulic pump 14L upstream of the left throttle 18L. The right throttle 18R restricts the flow of hydraulic fluid discharged by the right hydraulic pump 14R, thereby generating a control pressure for the right hydraulic pump 14R upstream of the right throttle 18R.
情報取得装置Ｅ１は、ショベル１００に関する情報を取得できるように構成されている。本実施形態では、情報取得装置Ｅ１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、ブームロッド圧センサ、ブームボトム圧センサ、アームロッド圧センサ、アームボトム圧センサ、バケットロッド圧センサ、バケットボトム圧センサ、ブームシリンダストロークセンサ、アームシリンダストロークセンサ、バケットシリンダストロークセンサ、吐出圧センサ２８、旋回操作圧センサ２９、空間情報取得装置、向き検出装置、情報入力装置、測位装置、及び通信装置等のうちの少なくとも１つを含む。情報取得装置Ｅ１は、例えば、ショベル１００に関する情報として、ブーム角度、アーム角度、バケット角度、機体傾斜角度、旋回角速度、ブームロッド圧、ブームボトム圧、アームロッド圧、アームボトム圧、バケットロッド圧、バケットボトム圧、ブームストローク量、アームストローク量、バケットストローク量、油圧ポンプ１４の吐出圧、操作装置の操作圧、ショベル１００の周囲の三次元空間に関する情報、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、コントローラ３０に対して入力された情報、及び、現在位置に関する情報等のうちの少なくとも１つを取得する。また、情報取得装置Ｅ１は、他の建設機械又は飛行体等から情報を入手してもよい。飛行体は、例えば、作業現場に関する情報を取得するマルチコプタ又は飛行船等である。
The information acquisition device E1 is configured to acquire information about the excavator 100 . In this embodiment, the information acquisition device E1 includes a boom angle sensor S1, an arm angle sensor S2, a bucket angle sensor S3, a machine body tilt sensor S4, a turning angular velocity sensor S5, a boom rod pressure sensor, a boom bottom pressure sensor, an arm rod pressure sensor, an arm bottom pressure sensor, a bucket rod pressure sensor, a bucket bottom pressure sensor, a boom cylinder stroke sensor, an arm cylinder stroke sensor, a bucket cylinder stroke sensor, a discharge pressure sensor 28, a turning operation pressure sensor 29, a spatial information acquisition device, an orientation detection device, an information input device, a positioning device, a communication device, and the like. at least one of The information acquisition device E1 provides, for example, information related to the excavator 100 such as boom angle, arm angle, bucket angle, machine body inclination angle, turning angular velocity, boom rod pressure, boom bottom pressure, arm rod pressure, arm bottom pressure, bucket rod pressure, bucket bottom pressure, boom stroke amount, arm stroke amount, bucket stroke amount, discharge pressure of the hydraulic pump 14, operation pressure of the operating device, information on the three-dimensional space around the excavator 100, information on the relative relationship between the orientation of the upper swing structure 3 and the orientation of the lower traveling structure 1, and a controller. At least one of the information input to 30 and information about the current position is obtained. Also, the information acquisition device E1 may acquire information from other construction machines, aircraft, or the like. The flying object is, for example, a multicopter or an airship that acquires information about the work site.
空間情報取得装置は、ショベル１００の周囲の三次元空間に関する情報を取得するように構成されている。また、空間情報取得装置は、空間情報取得装置又はショベル１００から空間情報取得装置によって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いてもよい。空間情報取得装置は、例えば、超音波センサ、ミリ波レーダ、単眼カメラ、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、空間情報取得装置は、キャビン１０の上面前端に取り付けられた前方カメラ、上部旋回体３の上面後端に取り付けられた後方カメラ、上部旋回体３の上面左端に取り付けられた左方カメラ、及び、上部旋回体３の上面右端に取り付けられた右方カメラを含む。
The spatial information acquisition device is configured to acquire information about the three-dimensional space around the excavator 100 . Further, the spatial information acquisition device may be configured to calculate the distance from the spatial information acquisition device or excavator 100 to the object recognized by the spatial information acquisition device. The spatial information acquisition device is, for example, an ultrasonic sensor, millimeter wave radar, monocular camera, stereo camera, LIDAR, range image sensor, infrared sensor, or the like. In this embodiment, the spatial information acquisition device includes a front camera attached to the front end of the upper surface of the cabin 10, a rear camera attached to the rear end of the upper surface of the upper revolving structure 3, a left camera attached to the left end of the upper surface of the upper revolving structure 3, and a right camera attached to the right end of the upper surface of the upper revolving structure 3.
向き検出装置は、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を検出するように構成されている。向き検出装置は、例えば、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受信機の組み合わせで構成されていてもよい。向き検出装置は、ロータリエンコーダ又はロータリポジションセンサ等であってもよい。旋回電動発電機で上部旋回体３が旋回駆動される構成では、向き検出装置は、レゾルバで構成されていてもよい。向き検出装置は、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取り付けられていてもよい。
The orientation detection device is configured to detect information about the relative relationship between the orientation of the upper rotating body 3 and the orientation of the lower traveling body 1 . The orientation detection device may be composed of, for example, a combination of a geomagnetic sensor attached to the lower traveling body 1 and a geomagnetic sensor attached to the upper revolving body 3 . Alternatively, the orientation detection device 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 orientation detection device may be a rotary encoder, rotary position sensor, or the like. In a configuration in which the upper rotating body 3 is driven to rotate by a rotating motor generator, the orientation detection device may be configured by a resolver. The orientation detection device may be attached to, for example, a center joint provided in association with a turning mechanism 2 that achieves relative rotation between the lower traveling body 1 and the upper turning body 3 .
向き検出装置は、上部旋回体３に取り付けられたカメラで構成されていてもよい。この場合、向き検出装置は、上部旋回体３に取り付けられているカメラが取得した画像（入力画像）に既知の画像処理を施して入力画像に含まれる下部走行体１の画像を検出する。そして、向き検出装置は、既知の画像認識技術を用いて下部走行体１の画像を検出することで、下部走行体１の長手方向を特定する。そして、向き検出装置は、上部旋回体３の前後軸の方向と下部走行体１の長手方向との間に形成される角度を導き出す。上部旋回体３の前後軸の方向は、入力画像から導き出される。カメラの光軸の方向と上部旋回体３の前後軸の方向との関係が既知のためである。クローラは、上面視で上部旋回体３の輪郭から外部に突出しているため、向き検出装置は、クローラの画像を検出することで下部走行体１の長手方向を特定できる。向き検出装置は、コントローラ３０に統合されていてもよい。
The orientation detection device may consist of a camera attached to the upper swing body 3 . In this case, the orientation detection device performs known image processing on the image (input image) acquired by the camera attached to the upper rotating body 3 to detect the image of the lower traveling body 1 included in the input image. The orientation detection device identifies the longitudinal direction of the lower traveling body 1 by detecting the image of the lower traveling body 1 using a known image recognition technique. Then, the orientation detection device derives the angle formed between the direction of the longitudinal axis of the upper rotating body 3 and the longitudinal direction of the lower traveling body 1 . The direction of the longitudinal axis of the upper swing body 3 is derived from the input image. This is because the relationship between the direction of the optical axis of the camera and the direction of the longitudinal axis of the upper rotating body 3 is known. Since the crawlers protrude outside from the outline of the upper revolving body 3 when viewed from above, the orientation detection device can identify the longitudinal direction of the lower traveling body 1 by detecting the image of the crawlers. The orientation detection device may be integrated into the controller 30 .
情報入力装置は、ショベルの操作者がコントローラ３０に対して情報を入力できるように構成されている。本実施形態では、情報入力装置は、キャビン１０内に設置された表示装置の画像表示部に近接して設置されるスイッチパネルである。但し、情報入力装置は、表示装置の画像表示部の上に配置されるタッチパネルであってもよく、操作レバーの先端に設けられるダイヤル若しくは十字ボタン等であってもよく、キャビン１０内に設置されたマイクロフォン等の音入力装置であってもよい。また、情報入力装置は、通信装置であってもよい。この場合、操作者は、スマートフォン等の通信端末を介してコントローラ３０に情報を入力できる。
The information input device is configured so that the excavator operator can input information to the controller 30 . In this embodiment, the information input device is a switch panel installed near the image display section of the display device installed in the cabin 10 . However, the information input device may be a touch panel arranged on the image display unit of the display device, a dial or cross button provided at the tip of the operation lever, or a microphone installed in the cabin 10. It may be a sound input device such as. Also, the information input device may be a communication device. In this case, the operator can input information to the controller 30 via a communication terminal such as a smart phone.
測位装置は、現在位置を測定するように構成されている。本実施形態では、測位装置は、上部旋回体３に取り付けられたＧＮＳＳ受信機であり、上部旋回体３の位置を検出し、検出値をコントローラ３０に対して出力する。測位装置は、ＧＮＳＳコンパスであってもよい。この場合、測位装置は、上部旋回体３の位置及び向きを検出できる。
The positioning device is configured to measure the current position. In this embodiment, the positioning device is a GNSS receiver attached to the upper swing structure 3 , detects the position of the upper swing structure 3 , and outputs the detected value to the controller 30 . The positioning device may be a GNSS compass. In this case, the positioning device can detect the position and orientation of the upper swing structure 3 .
制御圧センサ１９は、絞り１８の上流で発生させた制御圧を検出し、検出した値を電気的な制御圧信号としてコントローラ３０に対して出力する。本実施形態では、制御圧センサ１９は、左絞り１８Ｌの上流で発生させた制御圧を検出する左制御圧センサ１９Ｌと、右絞り１８Ｒの上流で発生させた制御圧を検出する右制御圧センサ１９Ｒと、を含む。
The control pressure sensor 19 detects the control pressure generated upstream of the throttle 18 and outputs the detected value to the controller 30 as an electrical control pressure signal. In this embodiment, the control pressure sensor 19 includes a left control pressure sensor 19L that detects the control pressure generated upstream of the left throttle 18L, and a right control pressure sensor 19R that detects the control pressure generated upstream of the right throttle 18R.
吐出圧センサ２８は、油圧ポンプ１４の吐出圧を検出し、検出した値を電気的な吐出圧信号としてコントローラ３０に対して出力する。本実施形態では、吐出圧センサ２８は、左油圧ポンプ１４Ｌの吐出圧を検出する左吐出圧センサ２８Ｌと、右油圧ポンプ１４Ｒの吐出圧を検出する右吐出圧センサ２８Ｒと、を含む。
The discharge pressure sensor 28 detects the discharge pressure of the hydraulic pump 14 and outputs the detected value to the controller 30 as an electrical discharge pressure signal. In this embodiment, the discharge pressure sensor 28 includes a left discharge pressure sensor 28L that detects the discharge pressure of the left hydraulic pump 14L and a right discharge pressure sensor 28R that detects the discharge pressure of the right hydraulic pump 14R.
コントローラ３０は、油圧システムを制御する制御装置である。コントローラ３０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、及びＲＯＭ等を備えたコンピュータである。本実施形態では、コントローラ３０は、アーム操作レバー及びブーム操作レバー等の各種の操作装置が操作された場合に発生する操作圧を測定する操作内容検出部としての操作圧センサの出力に基づいて各種の操作装置の操作内容を電気的に検出する。操作内容は、例えばレバー操作の有無、レバー操作方向、及びレバー操作量（レバー操作角度）等である。但し、操作内容検出部は、各種の操作レバーの傾きを検出する傾きセンサ等、操作圧センサ以外のセンサを用いて構成されてもよい。
The controller 30 is a control device that controls the hydraulic system. The controller 30 is a computer including a CPU, RAM, ROM, and the like. In this embodiment, the controller 30 electrically detects the operation details of various operation devices based on the output of an operation pressure sensor as an operation content detection unit that measures the operation pressure generated when various operation devices such as an arm operation lever and a boom operation lever are operated. The operation content includes, for example, the presence or absence of lever operation, the lever operation direction, and the lever operation amount (lever operation angle). However, the operation content detection unit may be configured using a sensor other than the operation pressure sensor, such as an inclination sensor that detects the inclination of various operation levers.
コントローラ３０は、各種の操作装置の操作内容に応じて後述する可変リリーフ弁５１等を動作させる各種の機能要素に対応するプログラムをＣＰＵに実行させる。
The controller 30 causes the CPU to execute programs corresponding to various functional elements for operating the variable relief valve 51 and the like, which will be described later, according to the operation contents of various operating devices.
ポンプレギュレータ１３は、油圧ポンプ１４の吐出量を制御するように構成されている。本実施形態では、ポンプレギュレータ１３は、左油圧ポンプ１４Ｌの押し退け容積を制御する左ポンプレギュレータ１３Ｌと、右油圧ポンプ１４Ｒの押し退け容積を制御する右ポンプレギュレータ１３Ｒと、を含む。
The pump regulator 13 is configured to control the discharge amount of the hydraulic pump 14 . In this embodiment, the pump regulator 13 includes a left pump regulator 13L that controls the displacement volume of the left hydraulic pump 14L and a right pump regulator 13R that controls the displacement volume of the right hydraulic pump 14R.
図２は、ショベル１００における全ての油圧アクチュエータが利用されていない状態を示している。この状態では、左油圧ポンプ１４Ｌが吐出する作動油は、左センターバイパス管路４２Ｌを通って左絞り１８Ｌに至り、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、左ポンプレギュレータ１３Ｌは、制御圧信号に基づいてコントローラ３０が生成する指令に応じて、左油圧ポンプ１４Ｌの吐出量を低減させる。その結果、左油圧ポンプ１４Ｌが吐出する作動油が左センターバイパス管路４２Ｌを通過する際の圧力損失（ポンピングロス）が抑制される。同様に、右油圧ポンプ１４Ｒが吐出する作動油は、右センターバイパス管路４２Ｒを通って右絞り１８Ｒに至り、右絞り１８Ｒの上流で発生する制御圧を増大させる。その結果、右ポンプレギュレータ１３Ｒは、制御圧信号に基づいてコントローラ３０が生成する指令に応じて、右油圧ポンプ１４Ｒの吐出量を低減させる。その結果、右油圧ポンプ１４Ｒが吐出する作動油が右センターバイパス管路４２Ｒを通過する際の圧力損失（ポンピングロス）が抑制される。
FIG. 2 shows a state in which all hydraulic actuators in excavator 100 are not utilized. In this state, hydraulic fluid discharged from the left hydraulic pump 14L reaches the left throttle 18L through the left center bypass pipe 42L and increases the control pressure generated upstream of the left throttle 18L. As a result, the left pump regulator 13L reduces the discharge amount of the left hydraulic pump 14L according to the command generated by the controller 30 based on the control pressure signal. As a result, pressure loss (pumping loss) when hydraulic fluid discharged from the left hydraulic pump 14L passes through the left center bypass pipe 42L is suppressed. Similarly, hydraulic fluid discharged from the right hydraulic pump 14R reaches the right throttle 18R through the right center bypass pipe 42R and increases the control pressure generated upstream of the right throttle 18R. As a result, the right pump regulator 13R reduces the discharge amount of the right hydraulic pump 14R according to the command generated by the controller 30 based on the control pressure signal. As a result, the pressure loss (pumping loss) when the hydraulic fluid discharged from the right hydraulic pump 14R passes through the right center bypass pipe 42R is suppressed.
一方、ショベル１００における何れかの油圧アクチュエータに対応する操作装置が操作された場合、油圧ポンプ１４が吐出する作動油は、その油圧アクチュエータに対応する流量制御弁を介してその油圧アクチュエータに流れ込む。そのため、絞り１８に至る量は減少又は消滅し、絞り１８の上流で発生する制御圧は低下する。その結果、ポンプレギュレータ１３は、油圧ポンプ１４の吐出量を増大させ、その油圧アクチュエータに十分な作動油が供給されるようにし、その油圧アクチュエータの駆動を確かなものとする。
On the other hand, when the operation device corresponding to any hydraulic actuator in the excavator 100 is operated, hydraulic fluid discharged from the hydraulic pump 14 flows into the hydraulic actuator through the flow control valve corresponding to the hydraulic actuator. Therefore, the amount reaching the throttle 18 is reduced or eliminated, and the control pressure generated upstream of the throttle 18 is reduced. As a result, the pump regulator 13 increases the discharge rate of the hydraulic pump 14 so that a sufficient amount of hydraulic oil is supplied to the hydraulic actuator, thereby ensuring the drive of the hydraulic actuator.
次に、図３を参照し、図１のショベル１００に搭載される油圧システムの一部を構成する旋回制御システム２００の構成例について説明する。図３は、旋回制御システム２００の構成例を示す概略図である。
Next, a configuration example of a swing control system 200 that constitutes a part of the hydraulic system mounted on the excavator 100 of FIG. 1 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic diagram showing a configuration example of the turning control system 200. As shown in FIG.
図３に示されるように、旋回制御システム２００は、主に、旋回用油圧モータ２Ａ、パイロットポンプ１５、旋回操作レバー２６、旋回操作圧センサ２９、コントローラ３０、可変リリーフ弁５１、チェック弁５３、切換弁６０及び情報取得装置Ｅ１を含む。
As shown in FIG. 3, the swing control system 200 mainly includes a swing hydraulic motor 2A, a pilot pump 15, a swing operation lever 26, a swing operation pressure sensor 29, a controller 30, a variable relief valve 51, a check valve 53, a switching valve 60, and an information acquisition device E1.
旋回用油圧モータ２Ａは、メカニカルブレーキ及び減速機を含む旋回機構２を介して上部旋回体３を旋回させる。本実施形態では、旋回用油圧モータ２Ａの出力トルクは、３段階のプラネタリギア機構で構成される減速機によって増幅される。旋回用油圧モータ２Ａの出力軸の回転は、複数枚のブレーキディスクと各ブレーキディスクを挟む複数枚のブレーキプレートとで構成されるメカニカルブレーキによって制動される。
The turning hydraulic motor 2A turns the upper turning body 3 via a turning mechanism 2 including a mechanical brake and a speed reducer. In this embodiment, the output torque of the turning hydraulic motor 2A is amplified by a speed reducer composed of a three-stage planetary gear mechanism. The rotation of the output shaft of the turning hydraulic motor 2A is braked by a mechanical brake composed of a plurality of brake discs and a plurality of brake plates sandwiching each brake disc.
旋回用油圧モータ２Ａは、管路５０を介して、流量制御弁１７３に接続されている。本実施形態では、管路５０は、旋回用油圧モータ２Ａの左ポート２Ｐ１と流量制御弁１７３の左ポート１７３Ｐ１とを繋ぐ左管路５０Ｌと、旋回用油圧モータ２Ａの右ポート２Ｐ２と流量制御弁１７３の右ポート１７３Ｐ２とを繋ぐ右管路５０Ｒと、を含む。
The turning hydraulic motor 2A is connected to the flow control valve 173 via the pipe line 50 . In this embodiment, the pipeline 50 includes a left pipeline 50L that connects the left port 2P1 of the turning hydraulic motor 2A and the left port 173P1 of the flow control valve 173, and a right pipeline 50R that connects the right port 2P2 of the turning hydraulic motor 2A and the right port 173P2 of the flow control valve 173.
可変リリーフ弁５１は、管路５０内の作動油の圧力を所定の旋回リリーフ圧以下に制限するように構成されている。本実施形態では、可変リリーフ弁５１は、電気的に旋回リリーフ圧を調整可能な電磁比例式のリリーフ弁であり、コントローラ３０からの電流指令に応じて旋回リリーフ圧を変更する。具体的には、可変リリーフ弁５１の旋回リリーフ圧は、コントローラ３０からの制御電流が大きくなるほど高くなり、コントローラ３０からの制御電流が小さくなるほど低くなる。可変リリーフ弁５１は、左管路５０Ｌに関する左可変リリーフ弁５１Ｌと、右管路５０Ｒに関する右可変リリーフ弁５１Ｒと、を含む。
The variable relief valve 51 is configured to limit the pressure of hydraulic fluid in the pipeline 50 to a predetermined turning relief pressure or less. In this embodiment, the variable relief valve 51 is an electromagnetic proportional relief valve that can electrically adjust the swing relief pressure, and changes the swing relief pressure according to the current command from the controller 30 . Specifically, the swing relief pressure of the variable relief valve 51 increases as the control current from the controller 30 increases, and decreases as the control current from the controller 30 decreases. The variable relief valves 51 include a left variable relief valve 51L for the left pipeline 50L and a right variable relief valve 51R for the right pipeline 50R.
左可変リリーフ弁５１Ｌは、左管路５０Ｌ内の作動油の圧力が旋回リリーフ圧に達した場合に開状態となり、左管路５０Ｌ内の作動油の圧力が旋回リリーフ圧を過度に上回らないように左管路５０Ｌ内の作動油を、管路５５を介して作動油タンクへ流出させる。
The left variable relief valve 51L is opened when the pressure of the hydraulic fluid in the left conduit 50L reaches the swing relief pressure, and allows the hydraulic fluid in the left conduit 50L to flow out to the hydraulic oil tank via the conduit 55 so that the pressure of the hydraulic fluid in the left conduit 50L does not excessively exceed the swing relief pressure.
右可変リリーフ弁５１Ｒは、右管路５０Ｒ内の作動油の圧力が旋回リリーフ圧に達した場合に開状態となり、右管路５０Ｒ内の作動油の圧力が旋回リリーフ圧を過度に上回らないように右管路５０Ｒ内の作動油を、管路５５を介して作動油タンクへ流出させる。
The right variable relief valve 51R opens when the pressure of the hydraulic fluid in the right conduit 50R reaches the swing relief pressure, and allows the hydraulic fluid in the right conduit 50R to flow out to the hydraulic oil tank via the conduit 55 so that the pressure of the hydraulic fluid in the right conduit 50R does not excessively exceed the swing relief pressure.
チェック弁５３は、管路５０内の作動油の圧力が作動油タンクの作動油の圧力（以下、「タンク圧」と称する。）を下回らないようにする弁である。本実施形態では、チェック弁５３は、左チェック弁５３Ｌ及び右チェック弁５３Ｒを含む。
The check valve 53 is a valve that prevents the pressure of hydraulic fluid in the pipeline 50 from falling below the pressure of hydraulic fluid in a hydraulic fluid tank (hereinafter referred to as "tank pressure"). In this embodiment, the check valves 53 include a left check valve 53L and a right check valve 53R.
左チェック弁５３Ｌは、左管路５０Ｌ内の作動油が作動油タンクへ流出するのを防止しながら、左管路５０Ｌ内の作動油の圧力がタンク圧未満となった場合に開状態となり、作動油タンク内の作動油を、管路５４を介して左管路５０Ｌ内に流入させる。
The left check valve 53L prevents the hydraulic fluid in the left pipeline 50L from flowing out to the hydraulic fluid tank, and when the pressure of the hydraulic fluid in the left pipeline 50L becomes less than the tank pressure, the left check valve 53L opens and allows the hydraulic fluid in the hydraulic fluid tank to flow into the left pipeline 50L via the pipeline 54.
右チェック弁５３Ｒは、右管路５０Ｒ内の作動油が作動油タンクへ流出するのを防止しながら、右管路５０Ｒ内の作動油の圧力がタンク圧未満となった場合に開状態となり、作動油タンク内の作動油を、管路５４を介して右管路５０Ｒ内に流入させる。
The right check valve 53R prevents the hydraulic fluid in the right pipeline 50R from flowing out to the hydraulic fluid tank, and opens when the pressure of the hydraulic fluid in the right pipeline 50R becomes less than the tank pressure, allowing the hydraulic fluid in the hydraulic fluid tank to flow into the right pipeline 50R via the pipeline 54.
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を含む各種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、エンジン等の駆動源によって駆動される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、油圧ポンプ１４によって実現されてもよい。すなわち、油圧ポンプ１４は、流量制御弁１７０～１７６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等に作動油を供給する機能を備えていてもよい。
The pilot pump 15 is configured to supply hydraulic fluid to various hydraulic control devices including an operating device via a pilot line. In this embodiment, the pilot pump 15 is a fixed displacement hydraulic pump driven by a driving source such as an engine. However, the pilot pump 15 may be omitted. In this case, the function previously performed by the pilot pump 15 may be realized by the hydraulic pump 14 . In other words, the hydraulic pump 14 may have a function of reducing the pressure of the hydraulic oil by a throttle or the like and then supplying the operating device or the like with the hydraulic oil, in addition to the function of supplying the hydraulic oil to the flow control valves 170 to 176.
旋回操作レバー２６は、操作者が旋回用油圧モータ２Ａの操作のために用いる操作装置である。図３の例では、旋回操作レバー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流量制御弁１７３のパイロットポートに供給する。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、原則として、旋回操作レバー２６の操作方向及びレバー操作角度に応じた圧力である。
The turning operation lever 26 is an operating device used by the operator to operate the turning hydraulic motor 2A. In the example of FIG. 3, the turning operation lever 26 supplies the hydraulic oil discharged by the pilot pump 15 to the pilot port of the flow control valve 173 through the pilot line. The pressure (pilot pressure) of hydraulic fluid supplied to each of the pilot ports is, in principle, a pressure that corresponds to the operating direction and lever operating angle of the turning operation lever 26 .
操作量検出センサとしての旋回操作圧センサ２９は、操作者による旋回操作レバー２６の操作の内容を検出するように構成されている。図３の例では、旋回操作圧センサ２９は、旋回操作レバー２６の操作方向及びレバー操作角度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。但し、操作者による旋回操作レバー２６の操作の内容は、傾斜角度センサ等、旋回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。
The turning operation pressure sensor 29 as an operation amount detection sensor is configured to detect the content of the operation of the turning operation lever 26 by the operator. In the example of FIG. 3 , the turning operation pressure sensor 29 detects the operating direction and lever operating angle of the turning operation lever 26 in the form of pressure and outputs the detected values to the controller 30 . However, the content of the operation of the turning operation lever 26 by the operator may be detected using a sensor other than the turning operation pressure sensor, such as an inclination angle sensor.
切換弁６０は、旋回操作レバー２６を無効にするように構成されている。具体的には、切換弁６０は、パイロットポンプ１５と作動油タンクとを繋ぐ管路を開く開位置と、パイロットポンプ１５と作動油タンクとを繋ぐ管路を閉じる閉位置とを切り換えできるように構成されている。本実施形態では、切換弁６０は、コントローラ３０が出力する制御指令に応じて動作する電磁弁である。但し、切換弁６０は、電磁弁と油圧制御弁との組み合わせで構成されていてもよい。
The switching valve 60 is configured to disable the turning operation lever 26 . Specifically, the switching valve 60 is configured to be able to switch between an open position that opens the conduit connecting the pilot pump 15 and the hydraulic oil tank and a closed position that closes the conduit connecting the pilot pump 15 and the hydraulic oil tank. In this embodiment, the switching valve 60 is an electromagnetic valve that operates according to a control command output by the controller 30 . However, the switching valve 60 may be composed of a combination of an electromagnetic valve and a hydraulic control valve.
切換弁６０が開位置に設定されると、パイロットポンプ１５が吐出する作動油は、作動油タンクに排出される。そのため、旋回操作レバー２６は、左旋回方向又は右旋回方向に傾けられたとしても、パイロット圧を生成しない。その結果、流量制御弁１７３は、操作者による旋回操作レバー２６の操作には応答しない。コントローラ３０は、例えば、上部旋回体３を自動旋回制御する際に切換弁６０を閉位置から開位置に切り換えることで、旋回操作レバー２６を無効にする。
When the switching valve 60 is set to the open position, hydraulic fluid discharged from the pilot pump 15 is discharged to the hydraulic fluid tank. Therefore, the turning operation lever 26 does not generate pilot pressure even if it is tilted in the left turning direction or the right turning direction. As a result, the flow control valve 173 does not respond to the operation of the turning control lever 26 by the operator. The controller 30 disables the swing operation lever 26 by, for example, switching the switching valve 60 from the closed position to the open position when controlling the automatic swing of the upper swing body 3 .
上述のショベルでは、操作者は、旋回中の上部旋回体３を所望の旋回角度で停止させる際に、旋回操作レバー２６を中立位置に向けて戻す。旋回角度は、例えば、旋回開始時の上部旋回体３の前後軸を基準とする旋回軸回りの角度である。旋回中の上部旋回体３は、上部旋回体３の慣性モーメントが大きいほど止まり難い。上部旋回体３の慣性モーメントは、掘削アタッチメントの姿勢、機体傾斜角度、及び、バケット６内に取り込まれている土砂の重量等によって異なる。
In the excavator described above, the operator returns the revolving operation lever 26 toward the neutral position when stopping the revolving upper revolving body 3 at a desired revolving angle. The turning angle is, for example, the angle around the turning axis with respect to the longitudinal axis of the upper turning body 3 at the start of turning. The larger the moment of inertia of the upper revolving body 3 during revolving, the more difficult it is to stop. The moment of inertia of the upper swing body 3 varies depending on the posture of the excavation attachment, the machine body inclination angle, the weight of the earth and sand taken into the bucket 6, and the like.
上部旋回体３の慣性モーメントが大きい場合に、上部旋回体３の慣性モーメントが小さいときと同じレバー操作量で旋回操作レバー２６が中立位置に向けて戻されると、上部旋回体３は、操作者の意図に反して、所望の旋回角度を超えて旋回してしまうおそれがある。或いは、上部旋回体３の慣性モーメントが小さい場合に、上部旋回体３の慣性モーメントが大きいときと同じレバー操作量で旋回操作レバー２６が中立位置に向けて戻されると、上部旋回体３は、操作者の意図に反して、所望の旋回角度に達する前に停止してしまうおそれがある。このように、操作者は、上部旋回体３の慣性モーメントの大きさを正確に把握できないため、意図したとおりに上部旋回体３の旋回を停止させることができない場合がある。
When the moment of inertia of the upper revolving body 3 is large, if the revolving operation lever 26 is returned toward the neutral position with the same lever operation amount as when the moment of inertia of the upper revolving body 3 is small, the upper revolving body 3 may turn beyond the desired turning angle against the intention of the operator. Alternatively, when the moment of inertia of the upper revolving body 3 is small, if the revolving operation lever 26 is returned toward the neutral position with the same lever operation amount as when the moment of inertia of the upper revolving body 3 is large, the upper revolving body 3 may stop before reaching the desired revolving angle against the intention of the operator. As described above, since the operator cannot accurately grasp the moment of inertia of the upper revolving body 3, it may not be possible to stop the revolving of the upper revolving body 3 as intended.
そこで、コントローラ３０は、操作者が意図したとおりに上部旋回体３の旋回を停止させることができるように構成されている。具体的には、コントローラ３０は、所定の旋回速度パターンにしたがって上部旋回体３を自動旋回制御することで、所望の旋回角度に達したところで上部旋回体３の旋回を停止させることができるように構成されている。
Therefore, the controller 30 is configured to stop the revolving of the upper revolving body 3 as intended by the operator. Specifically, the controller 30 is configured to automatically control the turning of the upper turning body 3 according to a predetermined turning speed pattern so that the turning of the upper turning body 3 can be stopped when a desired turning angle is reached.
ここで、図３及び図４を参照し、コントローラ３０が実行する自動旋回制御について説明する。図４は、旋回操作レバー２６が左旋回方向に傾けられたときの旋回操作レバー２６のレバー操作角度θと上部旋回体３の旋回速度Ｖとの関係を示す。以下の説明は、右旋回中の上部旋回体３の旋回を停止させるときの自動旋回制御に対しても同様に適用される。
Here, the automatic turning control executed by the controller 30 will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. FIG. 4 shows the relationship between the lever operation angle θ of the turning operation lever 26 and the turning speed V of the upper turning body 3 when the turning operation lever 26 is tilted in the left turning direction. The following description also applies to automatic turning control when stopping the turning of the upper turning body 3 during right turning.
時刻ｔ０において、旋回操作レバー２６が左旋回方向に傾けられると、旋回操作レバー２６は、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用して生成したパイロット圧を流量制御弁１７３の左パイロットポートに作用させる。パイロット圧を受けた流量制御弁１７３は、右方に移動し、ＰＣポート及びＣＴポートの流路面積を増加させる。ＰＣポートは、左油圧ポンプ１４Ｌと旋回用油圧モータ２Ａの吸入側ポートとを連通させるポートであり、ＣＴポートは、旋回用油圧モータ２Ａの吐出側ポートと作動油タンクとを連通させるポートである。その結果、左油圧ポンプ１４Ｌが吐出する作動油は、流量制御弁１７３のＰＣポート及び右管路５０Ｒを通って、旋回用油圧モータ２Ａの右ポート２Ｐ２に流入する。また、旋回用油圧モータ２Ａの左ポート２Ｐ１から流出する作動油は、左管路５０Ｌ及び流量制御弁１７３のＣＴポートを通って作動油タンクに排出される。
At time t<b>0 , when the turning operation lever 26 is tilted in the left turning direction, the turning operation lever 26 causes the pilot pressure generated using the hydraulic oil discharged by the pilot pump 15 to act on the left pilot port of the flow control valve 173 . Upon receiving the pilot pressure, the flow control valve 173 moves rightward to increase the flow area of the PC port and CT port. The PC port is a port that communicates between the left hydraulic pump 14L and the suction side port of the swing hydraulic motor 2A, and the CT port is a port that communicates the discharge side port of the swing hydraulic motor 2A and the hydraulic oil tank. As a result, hydraulic fluid discharged from the left hydraulic pump 14L flows through the PC port of the flow control valve 173 and the right pipeline 50R into the right port 2P2 of the turning hydraulic motor 2A. Hydraulic fluid flowing out from the left port 2P1 of the turning hydraulic motor 2A is discharged to the hydraulic fluid tank through the left conduit 50L and the CT port of the flow control valve 173. FIG.
右ポート２Ｐ２で作動油を受け入れた旋回用油圧モータ２Ａは、上部旋回体３を左旋回させる方向に回転する。このとき、右管路５０Ｒ内の作動油の圧力は、典型的には、右可変リリーフ弁５１Ｒの旋回リリーフ圧に達するため、右管路５０Ｒ内の作動油の一部は、右可変リリーフ弁５１Ｒ及び管路５５を通って作動油タンクに排出される。
The turning hydraulic motor 2A, which receives hydraulic oil at the right port 2P2, rotates in a direction to turn the upper turning body 3 to the left. At this time, the pressure of the hydraulic fluid in the right conduit 50R typically reaches the turning relief pressure of the right variable relief valve 51R, so part of the hydraulic fluid in the right conduit 50R passes through the right variable relief valve 51R and the conduit 55 and is discharged to the hydraulic fluid tank.
その後、時刻ｔ１において、レバー操作角度θが最大レバー操作角度θｍに達した後も、旋回速度Ｖは、上昇し続ける。そして、時刻ｔ２において、コントローラ３０は、旋回操作圧センサ２９の出力に基づいて旋回操作レバー２６が中立位置に向けて戻されたことを検知すると、上部旋回体３の自動旋回制御を開始する。
Thereafter, at time t1, even after the lever operating angle θ reaches the maximum lever operating angle θm, the turning speed V continues to increase. Then, at time t2, when the controller 30 detects that the swing operation lever 26 has been returned toward the neutral position based on the output of the swing operation pressure sensor 29, automatic swing control of the upper swing body 3 is started.
具体的には、コントローラ３０は、切換弁６０に制御指令を出力し、切換弁６０を開位置に切り換える。切換弁６０が開位置に切り換えられると、流量制御弁１７３の左パイロットポートに作用していたパイロット圧が低下し、流量制御弁１７３は中立弁位置に戻り、ＰＣポート及びＣＴポートを遮断する。その結果、吐出側ポートである左ポート２Ｐ１に接続された左管路５０Ｌ内における作動油がＣＴポートを通過できないため、左管路５０Ｌ内における作動油の圧力は増加し、旋回用油圧モータ２Ａの回転を制動する制動力を発生させる。
Specifically, the controller 30 outputs a control command to the switching valve 60 to switch the switching valve 60 to the open position. When the switching valve 60 is switched to the open position, the pilot pressure acting on the left pilot port of the flow control valve 173 is reduced, and the flow control valve 173 returns to the neutral valve position, blocking the PC port and CT port. As a result, since the hydraulic fluid in the left pipe 50L connected to the left port 2P1, which is the discharge side port, cannot pass through the CT port, the pressure of the hydraulic fluid in the left pipe 50L increases, generating a braking force that brakes the rotation of the turning hydraulic motor 2A.
この状態において、コントローラ３０は、左可変リリーフ弁５１Ｌに供給される制御電流を増減させることで、左可変リリーフ弁５１Ｌの旋回リリーフ圧を増減させることができる。すなわち、コントローラ３０は、左可変リリーフ弁５１Ｌを通じた作動油の作動油タンクへの排出が開始されるタイミングを変化させることができる。具体的には、コントローラ３０は、左可変リリーフ弁５１Ｌの旋回リリーフ圧を低下させることで、左管路５０Ｌ内における作動油の圧力を低下させ、ひいては、旋回用油圧モータ２Ａの回転を制動する制動力を低下させることができる。すなわち、コントローラ３０は、旋回速度Ｖの減速度を低下させることができる。また、コントローラ３０は、左可変リリーフ弁５１Ｌの旋回リリーフ圧を増加させることで、左管路５０Ｌ内における作動油の圧力を増加させ、ひいては、旋回用油圧モータ２Ａの回転を制動する制動力を増加させることができる。すなわち、コントローラ３０は、旋回速度Ｖの減速度を増加させることができる。
In this state, the controller 30 can increase or decrease the swing relief pressure of the left variable relief valve 51L by increasing or decreasing the control current supplied to the left variable relief valve 51L. That is, the controller 30 can change the timing at which the discharge of hydraulic fluid to the hydraulic fluid tank through the left variable relief valve 51L is started. Specifically, the controller 30 reduces the swing relief pressure of the left variable relief valve 51L, thereby reducing the pressure of the hydraulic oil in the left conduit 50L, thereby reducing the braking force that brakes the rotation of the swing hydraulic motor 2A. That is, the controller 30 can reduce the deceleration of the turning speed V. FIG. In addition, the controller 30 increases the swing relief pressure of the left variable relief valve 51L, thereby increasing the pressure of the hydraulic oil in the left conduit 50L, thereby increasing the braking force that brakes the rotation of the swing hydraulic motor 2A. That is, the controller 30 can increase the deceleration of the turning speed V. FIG.
上述の構成を利用し、コントローラ３０は、所定の旋回速度パターンにしたがって上部旋回体３の自動旋回制御を実行できる。具体的には、コントローラ３０は、操作者による旋回操作レバー２６の操作に応答することなく、所定の旋回速度パターンにしたがって上部旋回体３の旋回速度を低下させ、且つ、上部旋回体３の旋回を停止させることができる。
Using the above configuration, the controller 30 can perform automatic swing control of the upper swing body 3 according to a predetermined swing speed pattern. Specifically, the controller 30 can reduce the revolving speed of the upper revolving body 3 according to a predetermined revolving speed pattern and stop the revolving of the upper revolving body 3 without responding to the operation of the revolving operation lever 26 by the operator.
所定の旋回速度パターンは、コントローラ３０によって動的に生成されてもよく、予め登録されている複数の旋回速度パターンからコントローラ３０によって選択されてもよい。
The predetermined turning speed pattern may be dynamically generated by the controller 30, or may be selected by the controller 30 from a plurality of turning speed patterns registered in advance.
本実施形態では、コントローラ３０は、所望の旋回角度の半分の旋回角度が達成されたときに操作者が旋回操作レバー２６を中立位置に向けて戻すという仮定に基づいて推定旋回角度（推定旋回時間（現時点から上部旋回体３の旋回を停止させる時点までの時間）で実施される旋回動作による旋回角度の推定値）としての目標旋回角度を導き出している。すなわち、コントローラ３０は、実績旋回角度（実績旋回時間（例えば、旋回操作レバー２６の操作が開始された時点（時刻ｔ０）から現時点（旋回操作レバー２６を中立位置に向けて戻す操作が行われた時刻ｔ２）までの時間）で実施された旋回動作による旋回角度の実績値）と推定旋回角度とが同じになることを操作者が意図しているという仮定に基づいて目標旋回角度を導き出している。その上で、コントローラ３０は、実績旋回時間と推定旋回時間とが同じになることを操作者が意図しているという仮定に基づき、旋回速度パターンを決定している。但し、コントローラ３０は、他の仮定に基づいて目標旋回角度を導き出してもよい。
In the present embodiment, the controller 30 derives a target turning angle as an estimated turning angle (estimated turning angle by turning operation performed during an estimated turning time (the time from the current point until the turning of the upper turning body 3 is stopped)) based on the assumption that the operator returns the turning operation lever 26 toward the neutral position when the turning angle that is half the desired turning angle is achieved. That is, the controller 30 derives the target turning angle based on the assumption that the operator intends the estimated turning angle to be the same as the actual turning angle (actual turning time (for example, the time from when the turning operation lever 26 was started (time t0) to the current time (time t2 when the turning operation lever 26 was returned to the neutral position)). Further, the controller 30 determines the turning speed pattern based on the assumption that the operator intends the actual turning time and the estimated turning time to be the same. However, the controller 30 may derive the target turning angle based on other assumptions.
本実施形態では、コントローラ３０は、旋回操作レバー２６を中立位置に向けて戻す操作が行われた時点で、目標旋回角度に基づいて旋回速度パターンを生成するように構成されている。
In this embodiment, the controller 30 is configured to generate a turning speed pattern based on the target turning angle when the turning operation lever 26 is returned to the neutral position.
但し、コントローラ３０は、他の例として、目標旋回位置に基づいて旋回速度パターンを生成するように構成されていてもよい。目標旋回位置は、上部旋回体３の旋回が停止するときのバケット６の推定位置（緯度、経度、及び高度）である。コントローラ３０は、例えば、旋回操作レバー２６の操作が開始された時点におけるバケット６の位置と現在のバケット６の位置とに基づいて目標旋回位置を導き出してもよい。
However, as another example, the controller 30 may be configured to generate a turning speed pattern based on the target turning position. The target turning position is the estimated position (latitude, longitude, and altitude) of the bucket 6 when the upper turning body 3 stops turning. The controller 30 may, for example, derive the target turning position based on the position of the bucket 6 when the operation of the turning operation lever 26 is started and the current position of the bucket 6 .
図４の例では、コントローラ３０は、時刻ｔ２から時刻ｔ３までは減速度αで旋回速度Ｖを減速させ、時刻ｔ３から時刻ｔ７までは減速度βで旋回速度Ｖを減速させるという旋回速度パターンを採用している。この旋回速度パターンにしたがうと、上部旋回体３は、時刻ｔ７において旋回を停止する。なお、旋回速度パターンは、１つの減速度で表されてもよく、３つ以上の減速度で構成されてもよい。複数の減速度の１つはゼロであってもよい。
In the example of FIG. 4, the controller 30 employs a turning speed pattern in which the turning speed V is reduced by deceleration α from time t2 to time t3, and is reduced by deceleration β from time t3 to time t7. According to this turning speed pattern, the upper turning body 3 stops turning at time t7. Note that the turning speed pattern may be represented by one deceleration, or may be composed of three or more decelerations. One of the multiple decelerations may be zero.
本実施形態では、コントローラ３０は、旋回速度パターンにしたがって旋回速度Ｖを変化させるために、上部旋回体３の慣性モーメントに基づいて左可変リリーフ弁５１Ｌの旋回リリーフ圧を決定するように構成されている。典型的には、コントローラ３０は、上部旋回体３の慣性モーメントが大きいほど、左可変リリーフ弁５１Ｌの旋回リリーフ圧が大きくなるように構成されている。
In this embodiment, the controller 30 is configured to determine the swing relief pressure of the left variable relief valve 51L based on the moment of inertia of the upper swing body 3 in order to change the swing speed V according to the swing speed pattern. Typically, the controller 30 is configured to increase the swing relief pressure of the left variable relief valve 51L as the moment of inertia of the upper swing body 3 increases.
上部旋回体３の慣性モーメントは、例えば、バケット６の重量と旋回半径と機体傾斜角とにより算出される。機体傾斜角は、例えば、機体傾斜センサＳ４の測定結果に基づいて算出される。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のそれぞれの測定結果により定まる掘削アタッチメントの姿勢に基づいて算出される。バケット６の重量は、例えば、バケット６の自重とバケット６に積み込まれている土砂の重量との和として算出される。バケット６の自重は、例えば、予め登録された値である。バケット６に積み込まれている土砂の重量は、例えば、掘削アタッチメントの姿勢とブームボトム圧とに基づいて算出される。
The moment of inertia of the upper swing body 3 is calculated from, for example, the weight of the bucket 6, the swing radius, and the machine body inclination angle. The body tilt angle is calculated, for example, based on the measurement result of the body tilt sensor S4. The turning radius is calculated, for example, based on the posture of the excavation attachment determined by the measurement results of the boom angle sensor S1, arm angle sensor S2, and bucket angle sensor S3. The weight of the bucket 6 is calculated, for example, as the sum of the weight of the bucket 6 itself and the weight of the earth and sand loaded on the bucket 6 . The dead weight of the bucket 6 is, for example, a pre-registered value. The weight of the earth and sand loaded in the bucket 6 is calculated based on, for example, the attitude of the excavation attachment and the boom bottom pressure.
コントローラ３０は、旋回角速度センサＳ５の出力に基づいて算出される旋回速度Ｖが旋回速度パターンから上方に逸脱している場合には左可変リリーフ弁５１Ｌの旋回リリーフ圧を高くし、且つ、旋回速度Ｖが旋回速度パターンから下方に逸脱している場合には左可変リリーフ弁５１Ｌの旋回リリーフ圧を低くするように構成されていてもよい。すなわち、コントローラ３０は、旋回速度Ｖをフィードバックして旋回リリーフ圧を制御してもよい。
The controller 30 may be configured to increase the turning relief pressure of the left variable relief valve 51L when the turning speed V calculated based on the output of the turning angular velocity sensor S5 deviates upward from the turning speed pattern, and to decrease the turning relief pressure of the left variable relief valve 51L when the turning speed V deviates downward from the turning speed pattern. That is, the controller 30 may feed back the swing speed V to control the swing relief pressure.
図４の例では、操作者は、時刻ｔ２以降、レバー操作角度θを段階的に低下させ、時刻ｔ４においてレバー操作角度θをゼロにしている。すなわち、操作者は、時刻ｔ４において旋回操作レバー２６を中立位置に戻している。しかしながら、時刻ｔ２において切換弁６０が開位置に切り換えられているため、流量制御弁１７３は、操作者による旋回操作レバー２６の操作には応答しない。そのため、旋回速度Ｖは、コントローラ３０によって制御され、レバー操作角度θの変化による影響を受けることはない。
In the example of FIG. 4, the operator gradually decreases the lever operation angle θ after time t2, and sets the lever operation angle θ to zero at time t4. That is, the operator returns the turning operation lever 26 to the neutral position at time t4. However, since the switching valve 60 is switched to the open position at time t2, the flow control valve 173 does not respond to the operation of the turning operation lever 26 by the operator. Therefore, the turning speed V is controlled by the controller 30 and is not affected by changes in the lever operating angle θ.
但し、旋回速度Ｖが所定の旋回速度Ｖｔを下回った場合には、コントローラ３０は、切換弁６０に制御指令を出力し、切換弁６０を閉位置に切り換えるように構成されていてもよい。操作者の手動操作による旋回角度の微修正を許容するためである。そのため、旋回速度Ｖが所定の旋回速度Ｖｔを下回っている状態で、旋回操作レバー２６が操作されると、流量制御弁１７３は、操作者による旋回操作レバー２６の操作に応答する。
However, the controller 30 may be configured to output a control command to the switching valve 60 to switch the switching valve 60 to the closed position when the swing speed V falls below a predetermined swing speed Vt. This is to allow fine correction of the turning angle by the operator's manual operation. Therefore, when the turning operation lever 26 is operated while the turning speed V is lower than the predetermined turning speed Vt, the flow control valve 173 responds to the operation of the turning operation lever 26 by the operator.
図４の例では、時刻ｔ６において、旋回操作レバー２６が左旋回方向に僅かに傾けられたため、旋回速度Ｖは、減速度βでの減速を中止し、レバー操作角度θに応じて、より緩やかに減速する。
In the example of FIG. 4, at time t6, the turning operation lever 26 is slightly tilted in the left turning direction, so that the turning speed V stops decelerating at the deceleration β and slows down more gently according to the lever operation angle θ.
その後、操作者は、時刻ｔ８において、旋回操作レバー２６を中立位置に向けて戻す操作を開始し、時刻ｔ９において、旋回操作レバー２６を中立位置に戻す操作を完了している。しかしながら、旋回速度Ｖが既に旋回速度Ｖｔを下回っているため、コントローラ３０は、上部旋回体３の自動旋回制御を実行しない。そのため、流量制御弁１７３は、操作者による旋回操作レバー２６の操作に応じて変位する。その結果、旋回速度Ｖは、レバー操作角度θに応じて減速し、時刻ｔ１０においてゼロに至る。
After that, at time t8, the operator starts the operation of returning the turning operation lever 26 toward the neutral position, and at time t9, the operator completes the operation of returning the turning operation lever 26 to the neutral position. However, since the turning speed V is already lower than the turning speed Vt, the controller 30 does not perform automatic turning control of the upper turning body 3 . Therefore, the flow control valve 173 is displaced according to the operation of the turning operation lever 26 by the operator. As a result, the turning speed V decelerates according to the lever operation angle θ, and reaches zero at time t10.
コントローラ３０は、操作者の操作傾向を学習するように構成されていてもよい。例えば、コントローラ３０は、時刻ｔ６～時刻ｔ９におけるような操作者による旋回操作レバー２６の操作を検知した場合、この操作者が上部旋回体３の旋回を緩やかに停止させる傾向を有していると判定してもよい。そして、コントローラ３０は、次回以降の旋回速度パターンの生成に判定結果（学習結果）を反映させてもよい。或いは、同様の判定結果が所定の回数だけ得られた場合に、その判定結果を次回以降の旋回速度パターンの生成に反映させるように構成されていてもよい。
The controller 30 may be configured to learn the operating tendencies of the operator. For example, the controller 30 may determine that the operator tends to gently stop the swing of the upper swing body 3 when detecting the operation of the swing operation lever 26 by the operator between time t6 and time t9. Then, the controller 30 may reflect the determination result (learning result) in the generation of turning speed patterns from the next time onward. Alternatively, when similar determination results are obtained a predetermined number of times, the determination results may be reflected in the generation of turning speed patterns from the next time onward.
コントローラ３０は、時刻ｔ２から時刻ｔ５までの自動旋回制御区間において、上部旋回体３を自動旋回制御していることを外部に報知するように構成されていてもよい。例えば、コントローラ３０は、自動旋回制御中であることを表す情報を、キャビン１０内に設置された表示装置に表示させてもよく、キャビン１０内に設置されたスピーカから出力させてもよい。自動旋回制御中であることを操作者に知らせるためである。
The controller 30 may be configured to notify the outside that the upper swing body 3 is under automatic swing control in the automatic swing control section from time t2 to time t5. For example, the controller 30 may cause a display device installed in the cabin 10 to display information indicating that automatic turning control is in progress, or output it from a speaker installed in the cabin 10. This is for informing the operator that automatic turning control is in progress.
なお、自動旋回制御区間は、旋回速度Ｖが旋回速度Ｖｔを下回った後で、操作者による旋回操作レバー２６の操作が行われなかった場合には、時刻ｔ７まで、すなわち、上部旋回体３の旋回が停止するまで継続する。図４（Ｂ）の点線は、旋回速度Ｖが旋回速度Ｖｔを下回った後で、操作者による旋回操作レバー２６の操作が行われなかった場合に、時刻ｔ５以降も減速度βでの減速が継続されたことを表している。
The automatic turning control section continues until time t7, that is, until the upper turning body 3 stops turning, if the turning operation lever 26 is not operated by the operator after the turning speed V has fallen below the turning speed Vt. The dotted line in FIG. 4(B) indicates that the deceleration at the deceleration β was continued even after time t5 when the turning operation lever 26 was not operated by the operator after the turning speed V fell below the turning speed Vt.
また、コントローラ３０は、旋回速度Ｖが旋回速度Ｖｔを下回ったときに、上部旋回体３を自動旋回制御していることの報知を中止してもよく、或いは、手動操作を受け付ける状態になったことを外部に報知してもよい。
Further, when the turning speed V becomes lower than the turning speed Vt, the controller 30 may stop the notification that the upper turning body 3 is under automatic turning control, or may notify the outside that the manual operation is accepted.
なお、上述の例では、コントローラ３０は、自動旋回制御区間では、切換弁６０を開位置に切り換えることで旋回操作レバー２６を無効にするように構成されている。しかしながら、コントローラ３０は、自動旋回制御区間であっても、旋回操作レバー２６のレバー操作角度が所定の変化率以上で急激に中立位置に戻された場合には、切換弁６０を閉位置に戻すことで、旋回操作レバー２６を有効にするように構成されていてもよい。コントローラ３０は、操作者が上部旋回体３の旋回を急停止させようとしていると推定できるためであり、その操作者の意図にしたがって上部旋回体３の旋回を停止させるためである。
In the above example, the controller 30 is configured to disable the turning operation lever 26 by switching the switching valve 60 to the open position during the automatic turning control section. However, the controller 30 may be configured to enable the turning operation lever 26 by returning the switching valve 60 to the closed position when the lever operation angle of the turning operation lever 26 is rapidly returned to the neutral position at a predetermined rate of change or more even in the automatic turning control section. This is because the controller 30 can presume that the operator intends to abruptly stop the revolving of the upper revolving body 3, and stops the revolving of the upper revolving body 3 according to the intention of the operator.
次に、図５を参照し、旋回制御システム２００の別の構成例について説明する。図５は、旋回制御システム２００の別の構成例を示す。
Next, another configuration example of the turning control system 200 will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows another configuration example of the turning control system 200. As shown in FIG.
図５の旋回制御システム２００は、旋回リリーフ圧が固定されているリリーフ弁５１Ａを備える点で、旋回リリーフ圧が調整可能なように構成されている可変リリーフ弁５１を備える図３の旋回制御システム２００と異なる。また、図５の旋回制御システム２００は、管路５０内の作動油の圧力を調整可能な制御弁５１Ｂを備える点で図３の旋回制御システム２００と異なる。その他の点では、図５の旋回制御システム２００は、図３の旋回制御システム２００と同じである。そのため、以下では、共通部分の説明を省略し、相違部分を詳説する。
The swing control system 200 of FIG. 5 is different from the swing control system 200 of FIG. 3, which includes a variable relief valve 51 whose swing relief pressure is adjustable, in that it includes a relief valve 51A whose swing relief pressure is fixed. 5 differs from the swing control system 200 in FIG. 3 in that it includes a control valve 51B capable of adjusting the pressure of the hydraulic fluid in the pipe 50. The swing control system 200 in FIG. Otherwise, the swing control system 200 of FIG. 5 is the same as the swing control system 200 of FIG. Therefore, the description of the common parts will be omitted, and the different parts will be explained in detail below.
リリーフ弁５１Ａは、管路５０内の作動油の圧力を所定の旋回リリーフ圧以下に制限するように構成されている。本実施形態では、リリーフ弁５１Ａは、管路５０内の作動油の圧力が所定の旋回リリーフ圧に達したときに開く。リリーフ弁５１Ａは、左管路５０Ｌに関する左リリーフ弁５１ＡＬと、右管路５０Ｒに関する右リリーフ弁５１ＡＲと、を含む。
51 A of relief valves are comprised so that the pressure of the hydraulic fluid in the pipe line 50 may be restricted below predetermined|prescribed turning relief pressure. In this embodiment, the relief valve 51A opens when the pressure of hydraulic fluid in the conduit 50 reaches a predetermined swing relief pressure. The relief valve 51A includes a left relief valve 51AL for the left pipeline 50L and a right relief valve 51AR for the right pipeline 50R.
左リリーフ弁５１ＡＬは、左管路５０Ｌ内の作動油の圧力が旋回リリーフ圧に達した場合に開状態となり、左管路５０Ｌ内の作動油の圧力が旋回リリーフ圧を過度に上回らないように左管路５０Ｌ内の作動油を、管路５５を介して作動油タンクへ流出させる。
The left relief valve 51AL is opened when the pressure of the hydraulic fluid in the left pipeline 50L reaches the swing relief pressure, and allows the hydraulic fluid in the left pipeline 50L to flow out to the hydraulic oil tank via the pipeline 55 so that the pressure of the hydraulic fluid in the left pipeline 50L does not excessively exceed the swing relief pressure.
右リリーフ弁５１ＡＲは、右管路５０Ｒ内の作動油の圧力が旋回リリーフ圧に達した場合に開状態となり、右管路５０Ｒ内の作動油の圧力が旋回リリーフ圧を過度に上回らないように右管路５０Ｒ内の作動油を、管路５５を介して作動油タンクへ流出させる。
The right relief valve 51AR opens when the pressure of the hydraulic fluid in the right conduit 50R reaches the swing relief pressure, and allows the hydraulic fluid in the right conduit 50R to flow out to the hydraulic oil tank via the conduit 55 so that the pressure of the hydraulic fluid in the right conduit 50R does not excessively exceed the swing relief pressure.
制御弁５１Ｂは、管路５０内の作動油の圧力を調整できるように構成されている。本実施形態では、制御弁５１Ｂは、コントローラ３０が出力する制御指令に応じて動作する電磁切換弁である。具体的には、制御弁５１Ｂは、左制御弁５１ＢＬ及び右制御弁５１ＢＲを含む。左制御弁５１ＢＬは、左管路５０Ｌと作動油タンクとを繋ぐ管路を開く開位置と、左管路５０Ｌと作動油タンクとを繋ぐ管路を閉じる閉位置とを切り換えできるように構成されている。右制御弁５１ＢＲは、右管路５０Ｒと作動油タンクとを繋ぐ管路を開く開位置と、右管路５０Ｒと作動油タンクとを繋ぐ管路を閉じる閉位置とを切り換えできるように構成されている。
The control valve 51B is configured to be able to adjust the pressure of the hydraulic fluid inside the pipeline 50 . In this embodiment, the control valve 51B is an electromagnetic switching valve that operates in accordance with a control command output by the controller 30 . Specifically, the control valve 51B includes a left control valve 51BL and a right control valve 51BR. The left control valve 51BL is configured to be able to switch between an open position that opens the line connecting the left line 50L and the hydraulic oil tank and a closed position that closes the line connecting the left line 50L and the hydraulic oil tank. The right control valve 51BR is configured to be able to switch between an open position that opens the conduit connecting the right conduit 50R and the hydraulic oil tank and a closed position that closes the conduit connecting the right conduit 50R and the hydraulic oil tank.
制御弁５１Ｂは、管路５０と作動油タンクとを繋ぐ管路の流路面積を無段階に調整可能な電磁比例弁であってもよい。また、制御弁５１Ｂは、電磁弁と油圧制御弁との組み合わせで構成されていてもよい。
The control valve 51B may be an electromagnetic proportional valve that can steplessly adjust the flow passage area of the pipeline that connects the pipeline 50 and the hydraulic oil tank. Also, the control valve 51B may be configured by a combination of an electromagnetic valve and a hydraulic control valve.
図５に示す構成では、図３に示す構成の場合と同様に、コントローラ３０は、例えば、上部旋回体３の左旋回中において、旋回操作圧センサ２９の出力に基づいて旋回操作レバー２６が中立位置に向けて戻されたことを検知すると、上部旋回体３の自動旋回制御を開始する。
In the configuration shown in FIG. 5, as in the case of the configuration shown in FIG. 3, for example, when the controller 30 detects that the turning operation lever 26 is returned toward the neutral position based on the output of the turning operation pressure sensor 29 while the upper turning body 3 is turning to the left, the controller 30 starts automatic turning control of the upper turning body 3.
具体的には、コントローラ３０は、切換弁６０に制御指令を出力し、切換弁６０を開位置に切り換える。切換弁６０が開位置に切り換えられると、流量制御弁１７３の左パイロットポートに作用していたパイロット圧が低下し、流量制御弁１７３は中立弁位置に戻り、ＰＣポート及びＣＴポートを遮断する。その結果、吐出側ポートである左ポート２Ｐ１に接続された左管路５０Ｌ内における作動油がＣＴポートを通過できないため、左管路５０Ｌ内における作動油の圧力は増加し、旋回用油圧モータ２Ａの回転を制動する制動力を発生させる。
Specifically, the controller 30 outputs a control command to the switching valve 60 to switch the switching valve 60 to the open position. When the switching valve 60 is switched to the open position, the pilot pressure acting on the left pilot port of the flow control valve 173 is reduced, and the flow control valve 173 returns to the neutral valve position, blocking the PC port and CT port. As a result, since the hydraulic fluid in the left pipe 50L connected to the left port 2P1, which is the discharge side port, cannot pass through the CT port, the pressure of the hydraulic fluid in the left pipe 50L increases, generating a braking force that brakes the rotation of the turning hydraulic motor 2A.
この状態において、コントローラ３０は、左制御弁５１ＢＬを開位置に切り換えることで、左管路５０Ｌ内における作動油の圧力を低下させ、ひいては、旋回用油圧モータ２Ａの回転を制動する制動力を低下させることができる。すなわち、コントローラ３０は、旋回速度Ｖの減速度を低下させることができる。また、コントローラ３０は、左制御弁５１ＢＬを閉位置に切り換えることで、左管路５０Ｌ内における作動油の圧力を増加させ、ひいては、旋回用油圧モータ２Ａの回転を制動する制動力を増加させることができる。すなわち、コントローラ３０は、旋回速度Ｖの減速度を増加させることができる。
In this state, by switching the left control valve 51BL to the open position, the controller 30 reduces the pressure of the hydraulic oil in the left conduit 50L, thereby reducing the braking force that brakes the rotation of the turning hydraulic motor 2A. That is, the controller 30 can reduce the deceleration of the turning speed V. FIG. Further, by switching the left control valve 51BL to the closed position, the controller 30 can increase the pressure of the hydraulic oil in the left pipeline 50L, thereby increasing the braking force for braking the rotation of the turning hydraulic motor 2A. That is, the controller 30 can increase the deceleration of the turning speed V. FIG.
上述の構成を利用し、コントローラ３０は、所定の旋回速度パターンにしたがって上部旋回体３を自動旋回制御することができる。具体的には、コントローラ３０は、操作者による旋回操作レバー２６の操作に応答することなく、所定の旋回速度パターンにしたがって上部旋回体３の旋回速度Ｖを低下させ、且つ、上部旋回体３の旋回を停止させることができる。
Using the above configuration, the controller 30 can automatically control the turning of the upper turning body 3 according to a predetermined turning speed pattern. Specifically, the controller 30 can reduce the turning speed V of the upper turning body 3 according to a predetermined turning speed pattern and stop the turning of the upper turning body 3 without responding to the operation of the turning operation lever 26 by the operator.
次に、図６を参照し、旋回制御システム２００の更に別の構成例について説明する。図６は、旋回制御システム２００の更に別の構成例を示す。
Next, still another configuration example of the turning control system 200 will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows still another configuration example of the turning control system 200 .
図６の旋回制御システム２００は、旋回リリーフ圧が固定されているリリーフ弁５１Ａを備える点で、旋回リリーフ圧が調整可能なように構成されている可変リリーフ弁５１を備える図３の旋回制御システム２００と異なる。また、図６の旋回制御システム２００は、流量制御弁１７３のパイロットポートに作用するパイロット圧を調整可能なパイロット圧調整機構を備える点で図３の旋回制御システム２００と異なる。その他の点では、図６の旋回制御システム２００は、図３の旋回制御システム２００と同じである。そのため、以下では、共通部分の説明を省略し、相違部分を詳説する。
The swing control system 200 of FIG. 6 is different from the swing control system 200 of FIG. 3, which includes a variable relief valve 51 whose swing relief pressure is adjustable, in that it includes a relief valve 51A whose swing relief pressure is fixed. 6 differs from the swing control system 200 in FIG. 3 in that it includes a pilot pressure adjusting mechanism capable of adjusting the pilot pressure acting on the pilot port of the flow control valve 173. FIG. Otherwise, the swing control system 200 of FIG. 6 is the same as the swing control system 200 of FIG. Therefore, the description of the common parts will be omitted, and the different parts will be explained in detail below.
パイロット圧調整機構は、電磁弁３１、シャトル弁３２、及び電磁弁３３で構成されている。
A pilot pressure adjusting mechanism is composed of an electromagnetic valve 31 , a shuttle valve 32 and an electromagnetic valve 33 .
電磁弁３１は、上部旋回体３を自動旋回制御する際、すなわち、旋回用油圧モータ２Ａを自動制御する際に利用される。電磁弁３１は、パイロットポンプ１５とシャトル弁３２とを接続する管路Ｃ１に配置され、管路Ｃ１内の作動油の圧力を調整できるように構成されている。本実施形態では、電磁弁３１は、コントローラ３０が出力する制御指令に応じて動作する。そのため、コントローラ３０は、操作者による旋回操作レバー２６の操作とは無関係に、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、電磁弁３１及びシャトル弁３２を介し、流量制御弁１７３のパイロットポートに供給できる。
The solenoid valve 31 is used for automatic swing control of the upper swing body 3, that is, for automatic control of the swing hydraulic motor 2A. The solenoid valve 31 is arranged in a pipeline C1 that connects the pilot pump 15 and the shuttle valve 32, and is configured to adjust the pressure of hydraulic fluid in the pipeline C1. In this embodiment, the solenoid valve 31 operates according to a control command output by the controller 30 . Therefore, the controller 30 can supply the hydraulic fluid discharged by the pilot pump 15 to the pilot port of the flow control valve 173 via the solenoid valve 31 and the shuttle valve 32 regardless of the operation of the turning operation lever 26 by the operator.
シャトル弁３２は、２つの入口ポートと１つの出口ポートを有する。２つの入口ポートのうちの一方は電磁弁３３を介して旋回操作レバー２６に接続され、他方は電磁弁３１を介してパイロットポンプ１５に接続されている。出口ポートは、流量制御弁１７３のパイロットポートに接続されている。そのため、シャトル弁３２は、電磁弁３１が生成するパイロット圧と電磁弁３３が生成するパイロット圧のうちの高い方を、流量制御弁１７３のパイロットポートに作用させることができる。
Shuttle valve 32 has two inlet ports and one outlet port. One of the two inlet ports is connected to the turning operation lever 26 via the solenoid valve 33 and the other is connected to the pilot pump 15 via the solenoid valve 31 . The outlet port is connected to the pilot port of flow control valve 173 . Therefore, the shuttle valve 32 can apply the higher one of the pilot pressure generated by the solenoid valve 31 and the pilot pressure generated by the solenoid valve 33 to the pilot port of the flow control valve 173 .
電磁弁３３は、電磁弁３１と同様に、旋回用油圧モータ２Ａを自動制御する際に利用される。電磁弁３３は、旋回操作レバー２６とシャトル弁３２とを接続する管路Ｃ２に配置され、管路Ｃ２内の作動油の圧力を調整できるように構成されている。本実施形態では、電磁弁３３は、コントローラ３０が出力する制御指令に応じて動作する。そのため、コントローラ３０は、操作者による旋回操作レバー２６の操作とは無関係に、旋回操作レバー２６が吐出する作動油の圧力を減圧した上で、シャトル弁３２を介し、流量制御弁１７３のパイロットポートにその減圧された圧力を作用させることができる。なお、電磁弁３３は、省略されてもよい。
The solenoid valve 33, like the solenoid valve 31, is used when automatically controlling the turning hydraulic motor 2A. The solenoid valve 33 is arranged in the pipeline C2 connecting the turning control lever 26 and the shuttle valve 32, and is configured to adjust the pressure of the hydraulic oil in the pipeline C2. In this embodiment, the solenoid valve 33 operates according to a control command output by the controller 30 . Therefore, the controller 30 can reduce the pressure of the hydraulic fluid discharged by the turning operation lever 26 and apply the reduced pressure to the pilot port of the flow control valve 173 via the shuttle valve 32, regardless of the operation of the turning operation lever 26 by the operator. Note that the solenoid valve 33 may be omitted.
具体的には、電磁弁３１は、左電磁弁３１Ｌ及び右電磁弁３１Ｒを含み、シャトル弁３２は、左シャトル弁３２Ｌ及び右シャトル弁３２Ｒを含み、電磁弁３３は、左電磁弁３３Ｌ及び右電磁弁３３Ｒを含む。また、管路Ｃ１は、左管路Ｃ１Ｌ及び右管路Ｃ１Ｒを含み、管路Ｃ２は、左管路Ｃ２Ｌ及び右管路Ｃ２Ｒを含む。
Specifically, the solenoid valve 31 includes a left solenoid valve 31L and a right solenoid valve 31R, the shuttle valve 32 includes a left shuttle valve 32L and a right shuttle valve 32R, and the solenoid valve 33 includes a left solenoid valve 33L and a right solenoid valve 33R. Further, the conduit C1 includes a left conduit C1L and a right conduit C1R, and the conduit C2 includes a left conduit C2L and a right conduit C2R.
左電磁弁３１Ｌは、パイロットポンプ１５と左シャトル弁３２Ｌとを接続する左管路Ｃ１Ｌに配置され、左管路Ｃ１Ｌ内の作動油の圧力を調整できるように構成されている。左電磁弁３３Ｌは、旋回操作レバー２６と左シャトル弁３２Ｌとを接続する左管路Ｃ２Ｌに配置され、左管路Ｃ２Ｌ内の作動油の圧力を調整できるように構成されている。そのため、左シャトル弁３２Ｌは、左電磁弁３１Ｌが生成するパイロット圧と左電磁弁３３Ｌが生成するパイロット圧のうちの高い方を、流量制御弁１７３の左パイロットポートに作用させることができる。
The left solenoid valve 31L is arranged in the left pipeline C1L that connects the pilot pump 15 and the left shuttle valve 32L, and is configured to adjust the pressure of hydraulic fluid in the left pipeline C1L. The left electromagnetic valve 33L is arranged in the left pipeline C2L that connects the turning operation lever 26 and the left shuttle valve 32L, and is configured to adjust the pressure of hydraulic fluid in the left pipeline C2L. Therefore, the left shuttle valve 32L can cause the higher one of the pilot pressure generated by the left electromagnetic valve 31L and the pilot pressure generated by the left electromagnetic valve 33L to act on the left pilot port of the flow control valve 173.
図６に示す構成では、図３に示す構成の場合と同様に、コントローラ３０は、例えば、上部旋回体３の左旋回中において、旋回操作圧センサ２９の出力に基づいて旋回操作レバー２６が中立位置に向けて戻されたことを検知すると、上部旋回体３の自動旋回制御を開始する。
In the configuration shown in FIG. 6, as in the case of the configuration shown in FIG. 3, for example, when the controller 30 detects that the turning operation lever 26 is returned toward the neutral position based on the output of the turning operation pressure sensor 29 while the upper turning body 3 is turning to the left, the controller 30 starts automatic turning control of the upper turning body 3.
具体的には、コントローラ３０は、左電磁弁３３Ｌに制御指令を出力し、左管路Ｃ２Ｌ内の作動油の圧力を低下させ、流量制御弁１７３の左パイロットポートに作用していたパイロット圧を低下させる。そのため、流量制御弁１７３は中立弁位置に戻り、ＰＣポート及びＣＴポートを遮断する。その結果、吐出側ポートである左ポート２Ｐ１に接続された左管路５０Ｌ内における作動油がＣＴポートを通過できないため、左管路５０Ｌ内における作動油の圧力は増加し、旋回用油圧モータ２Ａの回転を制動する制動力を発生させる。
Specifically, the controller 30 outputs a control command to the left electromagnetic valve 33L to reduce the pressure of the hydraulic fluid in the left conduit C2L and reduce the pilot pressure acting on the left pilot port of the flow control valve 173. Therefore, the flow control valve 173 returns to the neutral valve position, blocking the PC and CT ports. As a result, since the hydraulic fluid in the left pipe 50L connected to the left port 2P1, which is the discharge side port, cannot pass through the CT port, the pressure of the hydraulic fluid in the left pipe 50L increases, generating a braking force that brakes the rotation of the turning hydraulic motor 2A.
この状態において、コントローラ３０は、左電磁弁３１Ｌに制御指令を出力し、左管路Ｃ１Ｌ内の作動油の圧力を増加させることで、流量制御弁１７３を右方に移動させ、ＣＴポートの流路面積を増加させることができる。その結果、コントローラ３０は、左管路５０Ｌ内の作動油の圧力を低下させ、ひいては、旋回用油圧モータ２Ａの回転を制動する制動力を低下させることができる。すなわち、コントローラ３０は、旋回速度Ｖの減速度を低下させることができる。また、コントローラ３０は、左電磁弁３１Ｌに制御指令を出力し、左管路Ｃ１Ｌ内の作動油の圧力を低下させることで、流量制御弁１７３を中立位置に向けて移動させ、ＣＴポートの流路面積を低下させることができる。その結果、コントローラ３０は、左管路５０Ｌ内の作動油の圧力を増加させ、ひいては、旋回用油圧モータ２Ａの回転を制動する制動力を増加させることができる。すなわち、コントローラ３０は、旋回速度Ｖの減速度を増加させることができる。
In this state, the controller 30 outputs a control command to the left electromagnetic valve 31L to increase the pressure of the hydraulic fluid in the left conduit C1L, thereby moving the flow control valve 173 rightward and increasing the flow area of the CT port. As a result, the controller 30 can reduce the pressure of the hydraulic oil in the left conduit 50L, and thus reduce the braking force that brakes the rotation of the turning hydraulic motor 2A. That is, the controller 30 can reduce the deceleration of the turning speed V. FIG. Further, the controller 30 outputs a control command to the left electromagnetic valve 31L to reduce the pressure of the hydraulic fluid in the left conduit C1L, thereby moving the flow control valve 173 toward the neutral position and reducing the flow area of the CT port. As a result, the controller 30 can increase the pressure of the hydraulic fluid in the left pipeline 50L, and thus increase the braking force that brakes the rotation of the turning hydraulic motor 2A. That is, the controller 30 can increase the deceleration of the turning speed V. FIG.
上述の構成を利用し、コントローラ３０は、所定の旋回速度パターンにしたがって上部旋回体３を自動旋回制御することができる。具体的には、コントローラ３０は、操作者による旋回操作レバー２６の操作に応答することなく、所定の旋回速度パターンにしたがって上部旋回体３の旋回速度Ｖを低下させ、且つ、上部旋回体３の旋回を停止させることができる。
Using the above configuration, the controller 30 can automatically control the turning of the upper turning body 3 according to a predetermined turning speed pattern. Specifically, the controller 30 can reduce the turning speed V of the upper turning body 3 according to a predetermined turning speed pattern and stop the turning of the upper turning body 3 without responding to the operation of the turning operation lever 26 by the operator.
なお、電磁弁３３が省略されている場合、コントローラ３０は、電磁弁３１を利用して左管路５０Ｌ内の作動油の圧力を増減させることで、旋回速度Ｖの減速度を増減させることができる。
If the solenoid valve 33 is omitted, the controller 30 can increase or decrease the deceleration of the turning speed V by increasing or decreasing the pressure of the working oil in the left pipeline 50L using the solenoid valve 31.
次に、図７を参照し、旋回制御システム２００の更に別の構成例について説明する。図７は、旋回制御システム２００の更に別の構成例を示す。
Next, still another configuration example of the turning control system 200 will be described with reference to FIG. FIG. 7 shows still another configuration example of the turning control system 200 .
図７の旋回制御システム２００は、電気式パイロット回路を備えた電気式操作システムを備える点で、油圧式パイロット回路を備えた油圧式操作システムを備える図６の旋回制御システム２００と異なる。その他の点では、図７の旋回制御システム２００は、図６の旋回制御システム２００と同じである。そのため、以下では、共通部分の説明を省略し、相違部分を詳説する。
The swing control system 200 of FIG. 7 differs from the swing control system 200 of FIG. 6, which has a hydraulic steering system with a hydraulic pilot circuit, in that it has an electric steering system with an electric pilot circuit. Otherwise, the swing control system 200 of FIG. 7 is the same as the swing control system 200 of FIG. Therefore, the description of the common parts will be omitted, and the different parts will be explained in detail below.
図７の電気式操作システムは、旋回用油圧モータ２Ａを回転させるための旋回操作システムの一例であり、主に、パイロット圧作動型の流量制御弁１７３と、電気式操作レバーとしての旋回操作レバー２６と、コントローラ３０と、左旋回操作用の左電磁弁３１Ｌと、右旋回操作用の右電磁弁３１Ｒとで構成されている。
The electric operation system of FIG. 7 is an example of a turning operation system for rotating the turning hydraulic motor 2A, and mainly includes a pilot pressure-actuated flow control valve 173, a turning operation lever 26 as an electric operation lever, a controller 30, a left electromagnetic valve 31L for left turning operation, and a right electromagnetic valve 31R for right turning operation.
手動操作が行われる場合、コントローラ３０は、旋回操作レバー２６の操作信号生成部が出力する操作信号（電気信号）に応じて左旋回操作信号（電気信号）又は右旋回操作信号（電気信号）を生成する。旋回操作レバー２６の操作信号生成部が出力する操作信号は、旋回操作レバー２６の操作量及び操作方向に応じて変化する電気信号である。
When a manual operation is performed, the controller 30 generates a left turn operation signal (electrical signal) or a right turn operation signal (electrical signal) according to the operation signal (electrical signal) output by the operation signal generator of the turning operation lever 26. The operation signal output by the operation signal generator of the turning operation lever 26 is an electric signal that changes according to the amount and direction of operation of the turning operation lever 26 .
具体的には、コントローラ３０は、旋回操作レバー２６が左旋回方向に操作された場合、レバー操作量に応じた左旋回操作信号（電気信号）を左電磁弁３１Ｌに対して出力する。左電磁弁３１Ｌは、左旋回操作信号（電気信号）に応じて動作し、流量制御弁１７３の左パイロットポートに作用する、左旋回操作信号（圧力信号）としてのパイロット圧を制御する。同様に、コントローラ３０は、旋回操作レバー２６が右旋回方向に操作された場合、レバー操作量に応じた右旋回操作信号（電気信号）を右電磁弁３１Ｒに対して出力する。右電磁弁３１Ｒは、右旋回操作信号（電気信号）に応じて動作し、流量制御弁１７３の右パイロットポートに作用する、右旋回操作信号（圧力信号）としてのパイロット圧を制御する。
Specifically, when the turning operation lever 26 is operated in the left turning direction, the controller 30 outputs a left turning operation signal (electrical signal) corresponding to the lever operation amount to the left electromagnetic valve 31L. The left solenoid valve 31L operates in response to a left turn operation signal (electrical signal) and controls pilot pressure as a left turn operation signal (pressure signal) acting on the left pilot port of the flow control valve 173 . Similarly, when the turning operation lever 26 is operated in the right turning direction, the controller 30 outputs a right turning operation signal (electrical signal) corresponding to the lever operation amount to the right electromagnetic valve 31R. The right solenoid valve 31</b>R operates in response to a right turn operation signal (electrical signal) and controls pilot pressure acting on the right pilot port of the flow control valve 173 as a right turn operation signal (pressure signal).
自動旋回制御を実行する場合、コントローラ３０は、例えば、旋回操作レバー２６の操作信号生成部が出力する操作信号（電気信号）に応じる代わりに、補正操作信号（電気信号）に応じて左旋回操作信号（電気信号）又は右旋回操作信号（電気信号）を生成する。補正操作信号は、コントローラ３０が生成する電気信号であってもよく、コントローラ３０以外の制御装置等が生成する電気信号であってもよい。
When executing automatic turning control, the controller 30 generates a left turning operation signal (electrical signal) or a right turning operation signal (electrical signal) according to a correction operation signal (electrical signal), instead of responding to the operation signal (electrical signal) output by the operation signal generating section of the turning operation lever 26, for example. The correction operation signal may be an electrical signal generated by the controller 30, or may be an electrical signal generated by a control device other than the controller 30, or the like.
図７に示す構成では、図６に示す構成の場合と同様に、コントローラ３０は、例えば、上部旋回体３の左旋回中において、操作信号生成部の出力に基づいて旋回操作レバー２６が中立位置に向けて戻されたことを検知すると、上部旋回体３の自動旋回制御を開始する。
In the configuration shown in FIG. 7, as in the case of the configuration shown in FIG. 6, for example, when the controller 30 detects that the turning operation lever 26 has been returned toward the neutral position based on the output of the operation signal generator during left turning of the upper turning body 3, automatic turning control of the upper turning body 3 is started.
具体的には、コントローラ３０は、左電磁弁３１Ｌに制御指令を出力し、左管路Ｃ１Ｌ内の作動油の圧力を低下させ、流量制御弁１７３の左パイロットポートに作用していたパイロット圧を低下させる。そのため、流量制御弁１７３は中立弁位置に戻り、ＰＣポート及びＣＴポートを遮断する。その結果、吐出側ポートである左ポート２Ｐ１に接続された左管路５０Ｌ内における作動油がＣＴポートを通過できないため、左管路５０Ｌ内における作動油の圧力は増加し、旋回用油圧モータ２Ａの回転を制動する制動力を発生させる。
Specifically, the controller 30 outputs a control command to the left electromagnetic valve 31L to reduce the pressure of the hydraulic fluid in the left conduit C1L and reduce the pilot pressure acting on the left pilot port of the flow control valve 173. Therefore, the flow control valve 173 returns to the neutral valve position, blocking the PC and CT ports. As a result, since the hydraulic fluid in the left pipe 50L connected to the left port 2P1, which is the discharge side port, cannot pass through the CT port, the pressure of the hydraulic fluid in the left pipe 50L increases, generating a braking force that brakes the rotation of the turning hydraulic motor 2A.
この状態において、コントローラ３０は、左電磁弁３１Ｌに別の制御指令を出力し、左管路Ｃ１Ｌ内の作動油の圧力を増加させることで、流量制御弁１７３を右方に移動させ、ＣＴポートの流路面積を増加させることができる。その結果、コントローラ３０は、左管路５０Ｌ内の作動油の圧力を低下させ、ひいては、旋回用油圧モータ２Ａの回転を制動する制動力を低下させることができる。すなわち、コントローラ３０は、旋回速度Ｖの減速度を低下させることができる。また、コントローラ３０は、左電磁弁３１Ｌに制御指令を出力し、左管路Ｃ１Ｌ内の作動油の圧力を低下させることで、流量制御弁１７３を中立位置に向けて移動させ、ＣＴポートの流路面積を低下させることができる。その結果、コントローラ３０は、左管路５０Ｌ内の作動油の圧力を増加させ、ひいては、旋回用油圧モータ２Ａの回転を制動する制動力を増加させることができる。すなわち、コントローラ３０は、旋回速度Ｖの減速度を増加させることができる。
In this state, the controller 30 outputs another control command to the left electromagnetic valve 31L to increase the pressure of the hydraulic fluid in the left conduit C1L, thereby moving the flow control valve 173 rightward and increasing the flow area of the CT port. As a result, the controller 30 can reduce the pressure of the hydraulic oil in the left conduit 50L, and thus reduce the braking force that brakes the rotation of the turning hydraulic motor 2A. That is, the controller 30 can reduce the deceleration of the turning speed V. FIG. Further, the controller 30 outputs a control command to the left electromagnetic valve 31L to reduce the pressure of the hydraulic fluid in the left conduit C1L, thereby moving the flow control valve 173 toward the neutral position and reducing the flow area of the CT port. As a result, the controller 30 can increase the pressure of the hydraulic fluid in the left pipeline 50L, and thus increase the braking force that brakes the rotation of the turning hydraulic motor 2A. That is, the controller 30 can increase the deceleration of the turning speed V. FIG.
上述の構成を利用し、コントローラ３０は、所定の旋回速度パターンにしたがって上部旋回体３を自動旋回制御することができる。具体的には、コントローラ３０は、操作者による旋回操作レバー２６の操作に応答することなく、所定の旋回速度パターンにしたがって上部旋回体３の旋回速度Ｖを低下させ、且つ、上部旋回体３の旋回を停止させることができる。
Using the above configuration, the controller 30 can automatically control the turning of the upper turning body 3 according to a predetermined turning speed pattern. Specifically, the controller 30 can reduce the turning speed V of the upper turning body 3 according to a predetermined turning speed pattern and stop the turning of the upper turning body 3 without responding to the operation of the turning operation lever 26 by the operator.
なお、流量制御弁１７３は電磁スプール弁で構成されていてもよい。この場合、電磁スプール弁は、電気式操作レバーとしての旋回操作レバー２６のレバー操作量に対応するコントローラ３０からの電気信号に応じて動作する。
The flow control valve 173 may be composed of an electromagnetic spool valve. In this case, the electromagnetic spool valve operates according to an electric signal from the controller 30 corresponding to the lever operation amount of the turning operation lever 26 as an electric operation lever.
以上の構成により、図３、図５、図６、及び図７のそれぞれに示す旋回制御システム２００を動作させるコントローラ３０は、操作者による旋回操作レバー２６を中立位置に向けて戻す操作が行われたことを契機として、上部旋回体３の自動旋回制御を開始させることができる。そして、コントローラ３０は、目標旋回角度が達成される旋回角度位置で上部旋回体３の旋回を自動的に且つ滑らかに停止させることができる。
With the above configuration, the controller 30 that operates the turning control system 200 shown in FIGS. 3, 5, 6, and 7 can start automatic turning control of the upper turning body 3 when the operator returns the turning operation lever 26 toward the neutral position. Then, the controller 30 can automatically and smoothly stop the turning of the upper turning body 3 at the turning angle position where the target turning angle is achieved.
その結果、コントローラ３０は、操作者の意図に反して上部旋回体３が所望の旋回角度を超えて旋回し続けてしまった場合、或いは、操作者の意図に反して上部旋回体３が所望の旋回角度に達する前に上部旋回体３の旋回が停止してしまった場合に行われる修正動作に要する無駄な時間の発生を抑制或いは防止できる。修正動作は、上部旋回体３の旋回角度を修正するための上部旋回体３の動作である。したがって、コントローラ３０は、例えば、操作者の意図に反して上部旋回体３が所望の旋回角度を超えて旋回し続けてしまうおそれがあるときに行われる修正動作である急停止動作によって、バケット６内に取り込まれている土砂がバケット６からこぼれ落ちてしまうのを抑制或いは防止できる。また、コントローラ３０は、操作者の疲労の原因となり得る急停止動作に伴う衝撃の発生を抑制或いは防止でき、操作者の疲労による操作者の集中力の低下を抑制或いは防止できる。このようにして、コントローラ３０は、旋回操作に関する操作者の負担を軽減できる。
As a result, the controller 30 can suppress or prevent the occurrence of wasted time required for corrective action when the upper swing body 3 continues to swing beyond a desired swing angle against the operator's intention, or when the upper swing body 3 stops swinging before the upper swing body 3 reaches the desired swing angle against the operator's intention. The correction operation is an operation of the upper revolving body 3 for correcting the revolving angle of the upper revolving body 3 . Therefore, the controller 30 can suppress or prevent the earth and sand taken in the bucket 6 from spilling out of the bucket 6 due to a sudden stop operation, which is a correction operation performed when there is a possibility that the upper swing body 3 continues to swing beyond a desired swing angle against the operator's intention. In addition, the controller 30 can suppress or prevent the occurrence of impact accompanying the sudden stop operation, which can cause fatigue of the operator, and can suppress or prevent the operator from losing concentration due to fatigue of the operator. In this way, the controller 30 can reduce the burden on the operator regarding the turning operation.
操作者は、所望の旋回角度の半分の旋回角度が達成されたときに旋回操作レバー２６を中立位置に向けて戻すだけで、所望の旋回角度が達成される旋回角度位置で上部旋回体３の旋回を停止させることができる。そのため、操作者は、上部旋回体３の慣性モーメントの大きさを気にすることなく、旋回操作を簡便に行うことができる。
The operator can stop the turning of the upper turning body 3 at the turning angle position where the desired turning angle is achieved only by returning the turning operation lever 26 toward the neutral position when the turning angle half of the desired turning angle is achieved. Therefore, the operator can easily perform the turning operation without worrying about the moment of inertia of the upper turning body 3 .
上述のように、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に旋回可能に搭載されている上部旋回体３と、上部旋回体３に搭載されている制御装置としてのコントローラ３０と、を備えている。そして、コントローラ３０は、旋回減速時に所定の旋回速度パターンにしたがって上部旋回体３を自動旋回制御するように構成されている。この構成により、ショベル１００は、操作者が意図したとおりに上部旋回体３の旋回を停止させることができる。
As described above, the excavator 100 according to the embodiment of the present invention includes the lower traveling body 1, the upper revolving body 3 rotatably mounted on the lower traveling body 1, and the controller 30 as a control device mounted on the upper revolving body 3. The controller 30 is configured to automatically control the turning of the upper turning body 3 according to a predetermined turning speed pattern during turning deceleration. With this configuration, the excavator 100 can stop the revolving of the upper revolving body 3 as intended by the operator.
旋回速度パターンは、例えば、操作者の操作傾向の学習結果に基づいて生成されてもよい。この場合、ショベル１００は、旋回停止操作が行われた回数が増えるにつれて、旋回停止操作に関する操作者の意図をより正確に認識できるようになる。その結果、ショベル１００は、上部旋回体３を緩やかに停止させたい、或いは、上部旋回体３を速やかに停止させたいといった操作者の好みに合わせて上部旋回体３の旋回を自動的に停止させることができるようになる。
The turning speed pattern may be generated, for example, based on the learning result of the operator's operation tendency. In this case, the excavator 100 can more accurately recognize the operator's intention regarding the rotation stop operation as the number of times the rotation stop operation is performed increases. As a result, the excavator 100 can automatically stop the revolving of the upper revolving body 3 according to the operator's preference such as to stop the upper revolving body 3 gently or to stop the upper revolving body 3 quickly.
コントローラ３０は、例えば、旋回減速時に電磁弁を制御することにより、所定の旋回速度パターンにしたがって上部旋回体３を自動旋回制御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、簡易に且つ正確に、所定の旋回速度パターンにしたがって上部旋回体３の旋回速度Ｖを制御できる。なお、図３に示す例では、コントローラ３０は、電磁弁としての可変リリーフ弁５１の旋回リリーフ圧を制御することにより、所定の旋回速度パターンにしたがって上部旋回体３の旋回速度Ｖを制御するように構成されている。図５に示す例では、コントローラ３０は、電磁弁としての制御弁５１Ｂの動きを制御することにより、所定の旋回速度パターンにしたがって上部旋回体３の旋回速度Ｖを制御するように構成されている。制御弁５１Ｂは、リリーフ弁５１Ａの旋回リリーフ圧よりも低いリリーフ圧が設定される可変リリーフ弁であってもよい。図６に示す例では、コントローラ３０は、電磁弁としての電磁弁３１及び電磁弁３３のそれぞれの動きを制御することにより、所定の旋回速度パターンにしたがって上部旋回体３の旋回速度Ｖを制御するように構成されている。図７に示す例では、コントローラ３０は、電磁弁としての電磁弁３１の動きを制御することにより、所定の旋回速度パターンにしたがって上部旋回体３の旋回速度Ｖを制御するように構成されている。
The controller 30 may be configured, for example, to automatically control the swing of the upper swing body 3 according to a predetermined swing speed pattern by controlling an electromagnetic valve during swing deceleration. With this configuration, the controller 30 can easily and accurately control the turning speed V of the upper turning body 3 according to a predetermined turning speed pattern. In the example shown in FIG. 3, the controller 30 is configured to control the swing speed V of the upper swing body 3 according to a predetermined swing speed pattern by controlling the swing relief pressure of the variable relief valve 51 as an electromagnetic valve. In the example shown in FIG. 5, the controller 30 is configured to control the swing speed V of the upper swing body 3 according to a predetermined swing speed pattern by controlling the movement of a control valve 51B as an electromagnetic valve. The control valve 51B may be a variable relief valve in which a relief pressure lower than the swing relief pressure of the relief valve 51A is set. In the example shown in FIG. 6, the controller 30 is configured to control the slewing speed V of the upper slewing body 3 according to a predetermined slewing speed pattern by controlling the movements of the solenoid valves 31 and 33 as solenoid valves. In the example shown in FIG. 7, the controller 30 is configured to control the turning speed V of the upper turning body 3 according to a predetermined turning speed pattern by controlling the movement of an electromagnetic valve 31 as an electromagnetic valve.
コントローラ３０は、例えば、上部旋回体３の慣性モーメントに基づいて電磁弁を制御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、より正確に所定の旋回速度パターンにしたがうように上部旋回体３の旋回速度Ｖを制御できる。
The controller 30 may be configured to control the solenoid valve based on the moment of inertia of the upper swing body 3, for example. With this configuration, the controller 30 can control the turning speed V of the upper turning body 3 so as to more accurately follow a predetermined turning speed pattern.
コントローラ３０は、例えば、上部旋回体３を自動旋回制御していることを報知するように構成されてもよい。この構成により、コントローラ３０は、自動旋回制御を実行しているときに、自動旋回制御中であることを操作者に伝えることができる。そのため、操作者は、自身による旋回操作レバー２６の操作とは無関係に上部旋回体３が自動旋回制御されていることを認識できる。
The controller 30 may be configured, for example, to notify that the upper swing body 3 is under automatic swing control. With this configuration, the controller 30 can inform the operator that the automatic turning control is being performed while the automatic turning control is being executed. Therefore, the operator can recognize that the upper swing body 3 is under automatic swing control regardless of the operation of the swing operation lever 26 by the operator.
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。
The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the invention is not limited to the embodiments described above. Various modifications or replacements may be applied to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. Also, features described separately can be combined unless technical contradiction arises.
