以下、図面を参照して実施形態について説明する。
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
［ショベルの概要］
最初に、図１、図２を参照して、本実施形態に係るショベル１００の概要について説明する。[Outline of excavator]
First, the outline of the excavator 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
図１、図２は、それぞれ、本実施形態に係るショベル１００の上面図及び側面図である。
1 and 2 are a top view and a side view of the excavator 100 according to the present embodiment, respectively.
本実施形態に係るショベル１００は、下部走行体１と、旋回機構２を介して旋回自在に下部走行体１に搭載される上部旋回体３と、アタッチメントＡＴを構成するブーム４、アーム５、及び、エンドアタッチメントの一例としてのバケット６と、キャビン１０とを備える。
The excavator 100 according to the present embodiment includes a lower traveling body 1, an upper rotating body 3 that is swivelably mounted on the lower traveling body 1 via a swivel mechanism 2, a boom 4, an arm 5, and an attachment AT. , A bucket 6 as an example of an end attachment and a cabin 10 are provided.
下部走行体１は、左右一対のクローラ１Ｃ、具体的には、左クローラ１ＣＬ及び右クローラ１ＣＲを含む。下部走行体１は、左クローラ１ＣＬ及び右クローラ１ＣＲが走行油圧モータ２Ｍ（走行油圧モータ２ＭＬ，２ＭＲ）でそれぞれ油圧駆動されることにより、ショベル１００を走行させる。
The lower traveling body 1 includes a pair of left and right crawlers 1C, specifically, a left crawler 1CL and a right crawler 1CR. The lower traveling body 1 travels the excavator 100 by hydraulically driving the left crawler 1CL and the right crawler 1CR by the traveling hydraulic motors 2M (traveling hydraulic motors 2ML and 2MR), respectively.
上部旋回体３は、旋回油圧モータ２Ａで駆動されることにより、下部走行体１に対して旋回する。
The upper swivel body 3 is driven by the swivel hydraulic motor 2A to swivel with respect to the lower traveling body 1.
ブーム４は、上部旋回体３の前部中央に俯仰可能に枢着され、ブーム４の先端には、アーム５が上下回動可能に枢着され、アーム５の先端には、バケット６が上下回動可能に枢着される。ブーム４、アーム５、及びバケット６は、それぞれ、油圧アクチュエータとしてのブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９によりそれぞれ油圧駆動される。
The boom 4 is pivotally attached to the center of the front portion of the upper swing body 3 so as to be upright, an arm 5 is pivotally attached to the tip of the boom 4 so as to be vertically rotatable, and a bucket 6 is vertically attached to the tip of the arm 5. It is rotatably pivoted. The boom 4, arm 5, and bucket 6 are hydraulically driven by the boom cylinder 7, arm cylinder 8, and bucket cylinder 9 as hydraulic actuators, respectively.
キャビン１０は、オペレータが搭乗する運転室であり、上部旋回体３の前部左側に搭載される。
The cabin 10 is a driver's cab on which the operator is boarded, and is mounted on the front left side of the upper swing body 3.
ショベル１００は、キャビン１０に搭乗するオペレータの操作に応じて、アクチュエータ（例えば、油圧アクチュエータ）を動作させ、下部走行体１、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、及びバケット６等の動作要素（被駆動要素）を駆動する。
The excavator 100 operates an actuator (for example, a hydraulic actuator) in response to an operation of an operator boarding the cabin 10, and operates elements such as a lower traveling body 1, an upper swing body 3, a boom 4, an arm 5, and a bucket 6. (Driven element) is driven.
また、ショベル１００は、キャビン１０のオペレータにより操作されるのに代えて、或いは、加えて、所定の外部装置のオペレータによって遠隔操作されてもよい。所定の外部装置には、例えば、ショベル１００の稼働状況等を管理する管理装置や作業現場の監督者、作業者等が利用する携帯端末等を含まれてよい。管理装置は、例えば、ショベル１００の作業現場の外部に設置されるクラウドサーバであってもよいし、ショベル１００の作業現場に設置されるエッジサーバやコンピュータ端末であってもよい。この場合、ショベル１００は、例えば、後述の空間認識装置７０に含まれる撮像装置が出力する画像情報（撮像画像）を外部装置に送信する。また、後述するショベル１００の表示装置Ｄ１に表示される各種の情報画像（例えば、各種設定画面等）は、同様に、外部装置に設けられる表示装置にも表示されてよい。これにより、オペレータは、例えば、外部装置に設けられる表示装置に表示される内容を確認しながら、ショベル１００を遠隔操作することができる。そして、ショベル１００は、外部装置から受信される、遠隔操作の内容を表す遠隔操作信号に応じて、アクチュエータを動作させ、下部走行体１、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、及びバケット６等の動作要素を駆動してよい。ショベル１００が遠隔操作される場合、キャビン１０の内部は、無人状態であってもよい。以下、オペレータの操作には、キャビン１０のオペレータの操作装置２６に対する操作、及び外部装置のオペレータの遠隔操作の少なくとも一方が含まれる前提で説明を進める。
Further, the excavator 100 may be remotely controlled by an operator of a predetermined external device instead of or in addition to being operated by the operator of the cabin 10. The predetermined external device may include, for example, a management device for managing the operating status of the excavator 100, a mobile terminal used by a supervisor at a work site, a worker, or the like. The management device may be, for example, a cloud server installed outside the work site of the excavator 100, or an edge server or a computer terminal installed at the work site of the excavator 100. In this case, the excavator 100 transmits, for example, image information (image captured) output by the image pickup device included in the space recognition device 70 described later to the external device. Further, various information images (for example, various setting screens and the like) displayed on the display device D1 of the excavator 100, which will be described later, may be similarly displayed on the display device provided in the external device. As a result, the operator can remotely control the excavator 100 while checking the contents displayed on the display device provided in the external device, for example. Then, the excavator 100 operates the actuator in response to the remote control signal indicating the content of the remote control received from the external device, and causes the lower traveling body 1, the upper swing body 3, the boom 4, the arm 5, and the bucket 6 to operate. Etc. may be driven. When the excavator 100 is remotely controlled, the inside of the cabin 10 may be unmanned. Hereinafter, the description will proceed on the premise that the operator's operation includes at least one of the operation of the cabin 10 operator with respect to the operation device 26 and the remote control of the operator of the external device.
また、ショベル１００は、オペレータの操作の内容に依らず、自動でアクチュエータを動作させてもよい。これにより、ショベル１００は、下部走行体１、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、及びバケット６等の動作要素の少なくとも一部を自動で動作させる機能（以下、「自動運転機能」或いは「マシンコントロール機能」）を実現する。
Further, the excavator 100 may automatically operate the actuator regardless of the content of the operator's operation. As a result, the excavator 100 has a function of automatically operating at least a part of operating elements such as the lower traveling body 1, the upper rotating body 3, the boom 4, the arm 5, and the bucket 6 (hereinafter, "automatic driving function" or "automatic driving function" or ". Realize the machine control function ").
自動運転機能には、オペレータの操作装置２６に対する操作や遠隔操作に応じて、操作対象の動作要素（アクチュエータ）以外の動作要素（アクチュエータ）を自動で動作させる機能（いわゆる「半自動運機能」）が含まれてよい。また、自動運転機能には、オペレータの操作装置２６に対する操作や遠隔操作がない前提で、複数の動作要素（アクチュエータ）の少なくとも一部を自動で動作させる機能（いわゆる「完全自動運転機能」）が含まれてよい。ショベル１００において、完全自動運転機能が有効な場合、キャビン１０の内部は無人状態であってよい。また、自動運転機能には、ショベル１００の周囲の作業者等の人のジェスチャをショベル１００が認識し、認識されるジェスチャの内容に応じて、複数の動作要素（油圧アクチュエータ）の少なくとも一部を自動で動作させる機能（「ジェスチャ操作機能」）が含まれてよい。また、半自動運転機能や完全自動運転機能やジェスチャ操作機能には、自動運転の対象の動作要素（油圧アクチュエータ）の動作内容が予め規定されるルールに従って自動的に決定される態様が含まれてよい。また、半自動運転機能や完全自動運転機能やジェスチャ操作機能には、ショベル１００が自律的に各種の判断を行い、その判断結果に沿って、自律的に自動運転の対象の動作要素（油圧アクチュエータ）の動作内容が決定される態様（いわゆる「自律運転機能」）が含まれてもよい。
The automatic driving function includes a function (so-called "semi-automatic luck function") for automatically operating an operating element (actuator) other than the operating element (actuator) to be operated in response to an operator's operation on the operating device 26 or a remote operation. May be included. In addition, the automatic driving function includes a function (so-called "fully automatic driving function") in which at least a part of a plurality of operating elements (actuators) is automatically operated on the premise that there is no operation or remote control of the operator's operating device 26. May be included. When the fully automatic driving function is enabled in the excavator 100, the inside of the cabin 10 may be unmanned. Further, in the automatic operation function, the excavator 100 recognizes the gestures of people such as workers around the excavator 100, and at least a part of a plurality of operating elements (hydraulic actuators) is provided according to the contents of the recognized gestures. A function to operate automatically (“gesture operation function”) may be included. Further, the semi-automatic operation function, the fully automatic operation function, and the gesture operation function may include a mode in which the operation content of the operation element (hydraulic actuator) to be automatically operated is automatically determined according to a predetermined rule. .. In addition, the excavator 100 autonomously makes various judgments for the semi-automatic driving function, the fully automatic driving function, and the gesture operation function, and according to the judgment results, the operating elements (hydraulic actuators) that are the targets of the automatic driving autonomously. The mode in which the operation content of the above is determined (so-called “autonomous driving function”) may be included.
［ショベルの構成］
次に、図１、図２に加えて、図３、図４（図４Ａ〜図４Ｄ）を参照して、ショベル１００の構成について説明する。[Excavator configuration]
Next, the configuration of the excavator 100 will be described with reference to FIGS. 3 and 4 (FIGS. 4A to 4D) in addition to FIGS. 1 and 2.
図３は、本実施形態に係るショベル１００の油圧システムの構成の一例を説明する図である。図４Ａ〜図４Ｄは、それぞれ、本実施形態に係るショベル１００の油圧システムにおけるアーム５、ブーム４、バケット６、及び上部旋回体３に関する操作系の構成部分の一例を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the configuration of the hydraulic system of the excavator 100 according to the present embodiment. 4A to 4D are diagrams showing an example of a component of an operation system related to an arm 5, a boom 4, a bucket 6, and an upper swing body 3 in the hydraulic system of the excavator 100 according to the present embodiment, respectively.
本実施形態に係るショベル１００の油圧システムは、エンジン１１と、レギュレータ１３と、メインポンプ１４と、パイロットポンプ１５と、コントロールバルブ１７と、操作装置２６と、吐出圧センサ２８と、操作圧センサ２９と、コントローラ３０とを含む。また、本実施形態に係るショベル１００の油圧システムは、上述の如く、下部走行体１、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、及びバケット６のそれぞれを油圧駆動する走行油圧モータ２ＭＬ，２ＭＲ、旋回油圧モータ２Ａ、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９等の油圧アクチュエータを含む。
The hydraulic system of the excavator 100 according to the present embodiment includes an engine 11, a regulator 13, a main pump 14, a pilot pump 15, a control valve 17, an operating device 26, a discharge pressure sensor 28, and an operating pressure sensor 29. And the controller 30. Further, as described above, the hydraulic system of the excavator 100 according to the present embodiment includes the traveling hydraulic motors 2ML, 2MR, which hydraulically drive each of the lower traveling body 1, the upper rotating body 3, the boom 4, the arm 5, and the bucket 6. Includes hydraulic actuators such as a swing hydraulic motor 2A, a boom cylinder 7, an arm cylinder 8, and a bucket cylinder 9.
エンジン１１は、油圧システムのメイン動力源であり、例えば、上部旋回体３の後部に搭載される。具体的には、エンジン１１は、コントローラ３０による直接或いは間接的な制御下で、予め設定される目標回転数で一定回転し、メインポンプ１４及びパイロットポンプ１５を駆動する。エンジン１１は、例えば、軽油を燃料とするディーゼルエンジンである。
The engine 11 is the main power source of the hydraulic system, and is mounted on the rear part of the upper swing body 3, for example. Specifically, the engine 11 rotates constantly at a preset target rotation speed under direct or indirect control by the controller 30 to drive the main pump 14 and the pilot pump 15. The engine 11 is, for example, a diesel engine that uses light oil as fuel.
レギュレータ１３は、メインポンプ１４の吐出量を制御する。例えば、レギュレータ１３は、コントローラ３０からの制御指令に応じて、メインポンプ１４の斜板の角度（傾転角）を調節する。レギュレータ１３は、後述するメインポンプ１４Ｌ，１４Ｒのそれぞれに対応するレギュレータ１３Ｌ，１３Ｒを含む。
The regulator 13 controls the discharge amount of the main pump 14. For example, the regulator 13 adjusts the angle (tilt angle) of the swash plate of the main pump 14 in response to a control command from the controller 30. The regulator 13 includes regulators 13L and 13R corresponding to the main pumps 14L and 14R, which will be described later.
メインポンプ１４は、例えば、エンジン１１と同様、上部旋回体３の後部に搭載され、上述の如く、エンジン１１により駆動されることにより、高圧油圧ラインを通じてコントロールバルブ１７に作動油を供給する。メインポンプ１４は、例えば、可変容量式油圧ポンプであり、コントローラ３０の制御下で、上述の如く、レギュレータ１３により斜板の傾転角が調節されることでピストンのストローク長が調整され、吐出流量（吐出圧）が制御される。メインポンプ１４は、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒを含む。
Like the engine 11, the main pump 14 is mounted on the rear portion of the upper swing body 3, and is driven by the engine 11 as described above to supply hydraulic oil to the control valve 17 through the high-pressure hydraulic line. The main pump 14 is, for example, a variable displacement hydraulic pump, and under the control of the controller 30, the stroke length of the piston is adjusted by adjusting the tilt angle of the swash plate by the regulator 13 as described above, and the pump is discharged. The flow rate (discharge pressure) is controlled. The main pump 14 includes main pumps 14L and 14R.
パイロットポンプ１５は、例えば、上部旋回体３の後部に搭載され、パイロットラインを介して操作装置２６にパイロット圧を供給する。パイロットポンプ１５は、例えば、固定容量式油圧ポンプであり、上述の如く、エンジン１１により駆動される。
The pilot pump 15 is mounted on the rear portion of the upper swing body 3, for example, and supplies the pilot pressure to the operating device 26 via the pilot line. The pilot pump 15 is, for example, a fixed-capacity hydraulic pump, and is driven by the engine 11 as described above.
コントロールバルブ１７は、例えば、上部旋回体３の中央部に搭載され、オペレータの動作要素（油圧アクチュエータ）に関する操作に応じて、油圧駆動系の制御を行う油圧制御装置である。コントロールバルブ１７は、上述の如く、高圧油圧ラインを介してメインポンプ１４と接続され、メインポンプ１４から供給される作動油を、オペレータの動作要素（油圧アクチュエータ）に関する操作状態に応じて、油圧アクチュエータ（走行油圧モータ２ＭＬ，２ＭＲ、旋回油圧モータ２Ａ、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９）に選択的に供給する。具体的には、コントロールバルブ１７は、メインポンプ１４から油圧アクチュエータのそれぞれに供給される作動油の流量と流れる方向を制御する制御弁１７１〜１７６を含む。制御弁１７１は、走行油圧モータ２ＭＬに対応する。また、制御弁１７２は、走行油圧モータ２ＭＲに対応する。また、制御弁１７３は、旋回油圧モータ２Ａに対応し、制御弁１７４は、バケットシリンダ９に対応する。また、制御弁１７５は、ブームシリンダ７に対応し、制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒを含む。制御弁１７６は、アームシリンダ８に対応し、制御弁１７６Ｌ，１７６Ｒを含む。
The control valve 17 is, for example, a hydraulic control device mounted on the central portion of the upper swing body 3 and controls a hydraulic drive system in response to an operation related to an operator's operating element (hydraulic actuator). As described above, the control valve 17 is connected to the main pump 14 via the high-pressure hydraulic line, and the hydraulic oil supplied from the main pump 14 is supplied to the hydraulic actuator according to the operating state of the operator's operating element (hydraulic actuator). (Traveling hydraulic motor 2ML, 2MR, swivel hydraulic motor 2A, boom cylinder 7, arm cylinder 8, and bucket cylinder 9) are selectively supplied. Specifically, the control valve 17 includes control valves 171 to 176 that control the flow rate and flow direction of the hydraulic oil supplied from the main pump 14 to each of the hydraulic actuators. The control valve 171 corresponds to the traveling hydraulic motor 2ML. Further, the control valve 172 corresponds to the traveling hydraulic motor 2MR. Further, the control valve 173 corresponds to the swing hydraulic motor 2A, and the control valve 174 corresponds to the bucket cylinder 9. Further, the control valve 175 corresponds to the boom cylinder 7 and includes the control valves 175L and 175R. The control valve 176 corresponds to the arm cylinder 8 and includes control valves 176L and 176R.
操作装置２６は、キャビン１０の操縦席付近に設けられ、オペレータが各種動作要素（下部走行体１、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、バケット６等）の操作を行うための操作入力手段である。換言すれば、操作装置２６は、オペレータがそれぞれの動作要素を駆動する油圧アクチュエータ（即ち、走行油圧モータ２ＭＬ，２ＭＲ、旋回油圧モータ２Ａ、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、バケットシリンダ９等）の操作を行うための操作入力手段である。
The operation device 26 is provided near the driver's seat of the cabin 10, and is an operation input means for the operator to operate various operation elements (lower traveling body 1, upper turning body 3, boom 4, arm 5, bucket 6, etc.). Is. In other words, the operating device 26 operates the hydraulic actuators (that is, traveling hydraulic motors 2ML, 2MR, swivel hydraulic motor 2A, boom cylinder 7, arm cylinder 8, bucket cylinder 9, etc.) in which the operator drives each operating element. It is an operation input means for performing.
図３、図４Ａ〜図４Ｄに示すように、操作装置２６は、例えば、油圧パイロット式である。操作装置２６は、その二次側のパイロットラインを通じて、直接的に、或いは、その二次側のパイロットラインに設けられる後述のシャトル弁３２を介して、コントロールバルブ１７に接続される。これにより、コントロールバルブ１７には、操作装置２６における下部走行体１、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、及びバケット６等の操作状態に応じたパイロット圧が入力されうる。そのため、コントロールバルブ１７は、操作装置２６における操作状態に応じて、それぞれの油圧アクチュエータを駆動することができる。操作装置２６は、アタッチメントＡＴ、即ち、ブーム４（ブームシリンダ７）、アーム５（アームシリンダ８）、バケット６（バケットシリンダ９）、並びに、上部旋回体３を操作するための左操作レバー２６Ｌ及び右操作レバー２６Ｒを含む。また、操作装置２６は、下部走行体１を操作するための走行レバー２６Ｄを含み、走行レバー２６Ｄは、左クローラ１ＣＬを操作するための左走行レバー２６ＤＬと、右クローラ１ＣＲを操作するための右走行レバー２６ＤＲを含む。
As shown in FIGS. 3 and 4A to 4D, the operating device 26 is, for example, a hydraulic pilot type. The operating device 26 is connected to the control valve 17 directly through the pilot line on the secondary side thereof or via the shuttle valve 32 described later provided on the pilot line on the secondary side thereof. As a result, the control valve 17 can be input with the pilot pressure according to the operating state of the lower traveling body 1, the upper swinging body 3, the boom 4, the arm 5, the bucket 6 and the like in the operating device 26. Therefore, the control valve 17 can drive each of the hydraulic actuators according to the operating state of the operating device 26. The operating device 26 includes an attachment AT, that is, a boom 4 (boom cylinder 7), an arm 5 (arm cylinder 8), a bucket 6 (bucket cylinder 9), and a left operating lever 26L for operating the upper swing body 3. Includes right operating lever 26R. Further, the operating device 26 includes a traveling lever 26D for operating the lower traveling body 1, and the traveling lever 26D includes a left traveling lever 26DL for operating the left crawler 1CL and a right for operating the right crawler 1CR. Includes traveling lever 26DR.
左操作レバー２６Ｌは、上部旋回体３の旋回操作とアーム５の操作に用いられる。左操作レバー２６Ｌは、キャビン１０内のオペレータから見た前後方向（つまり、上部旋回体３の前後方向）に操作されると、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧（パイロット圧）を二次側のパイロットラインに出力する。また、左操作レバー２６Ｌは、キャビン１０内のオペレータから見た左右方向（つまり、上部旋回体３の左右方向）に操作されると、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧（パイロット圧）を二次側のパイロットラインに出力する。
The left operating lever 26L is used for the turning operation of the upper turning body 3 and the operation of the arm 5. When the left operating lever 26L is operated in the front-rear direction (that is, the front-rear direction of the upper swing body 3) as seen from the operator in the cabin 10, the hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 is used to adjust the lever operation amount. The corresponding control pressure (pilot pressure) is output to the pilot line on the secondary side. Further, when the left operation lever 26L is operated in the left-right direction (that is, the left-right direction of the upper swing body 3) as seen from the operator in the cabin 10, the lever operation is performed by using the hydraulic oil discharged from the pilot pump 15. The control pressure (pilot pressure) according to the amount is output to the pilot line on the secondary side.
右操作レバー２６Ｒは、ブーム４の操作とバケット６の操作に用いられる。右操作レバー２６Ｒは、キャビン１０内のオペレータから見た前後方向に操作されると、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧（パイロット圧）を二次側のパイロットラインに出力する。また、右操作レバー２６Ｒは、左右方向に操作されると、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧（パイロット圧）を二次側のパイロットラインに出力する。
The right operating lever 26R is used for operating the boom 4 and the bucket 6. When the right operating lever 26R is operated in the front-rear direction as seen from the operator in the cabin 10, the hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 is used to secondaryly control the control pressure (pilot pressure) according to the lever operating amount. Output to the pilot line on the side. Further, when the right operating lever 26R is operated in the left-right direction, the hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 is used to output a control pressure (pilot pressure) according to the lever operating amount to the pilot line on the secondary side. do.
左走行レバー２６ＤＬは、上述の如く、左クローラ１ＣＬの操作に用いられ、図示しない左走行ペダルと連動するように構成されていてもよい。左走行レバー２６ＤＬは、キャビン１０内のオペレータから見た前後方向に操作されると、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧（パイロット圧）を二次側のパイロットラインに出力する。左走行レバー２６ＤＬの前進方向及び後進方向の操作に対応する二次側のパイロットラインは、それぞれ、制御弁１７１の対応するパイロットポートに直接的に接続される。つまり、走行油圧モータ２ＭＬを駆動する制御弁１７１のスプール位置には、左走行レバー２６ＤＬの操作内容が反映される。
As described above, the left travel lever 26DL may be used for operating the left crawler 1CL and may be configured to interlock with a left travel pedal (not shown). When the left travel lever 26DL is operated in the front-rear direction as seen from the operator in the cabin 10, the hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 is used to secondaryly control the control pressure (pilot pressure) according to the lever operation amount. Output to the pilot line on the side. The secondary pilot lines corresponding to the forward and reverse operations of the left travel lever 26DL are respectively directly connected to the corresponding pilot ports of the control valve 171. That is, the operation content of the left traveling lever 26DL is reflected in the spool position of the control valve 171 that drives the traveling hydraulic motor 2ML.
右走行レバー２６ＤＲは、上述の如く、右クローラ１ＣＲの操作に用いられ、図示しない右走行ペダルと連動するように構成されていてもよい。右走行レバー２６ＤＲは、キャビン１０内のオペレータから見た前後方向に操作されると、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧（パイロット圧）を二次側のパイロットラインに出力する。右走行レバー２６ＤＲの前進方向及び後進方向の操作に対応する二次側のパイロットラインは、それぞれ、制御弁１７２の対応するパイロットポートに直接的に接続される。つまり、走行油圧モータ２ＭＬを駆動する制御弁１７２のスプール位置には、左走行レバー２６ＤＬの操作内容が反映される。
As described above, the right traveling lever 26DR is used for operating the right crawler 1CR, and may be configured to interlock with a right traveling pedal (not shown). When the right traveling lever 26DR is operated in the front-rear direction as seen from the operator in the cabin 10, the hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 is used to secondary control pressure (pilot pressure) according to the lever operation amount. Output to the pilot line on the side. The secondary pilot lines corresponding to the forward and reverse operations of the right travel lever 26DR are respectively directly connected to the corresponding pilot ports of the control valve 172. That is, the operation content of the left traveling lever 26DL is reflected in the spool position of the control valve 172 that drives the traveling hydraulic motor 2ML.
また、操作装置２６（左操作レバー２６Ｌ、右操作レバー２６Ｒ、左走行レバー２６ＤＬ、及び右走行レバー２６ＤＲ）は、操作内容に対応する電気信号（以下、「操作信号」）を出力する電気式であってもよい。この場合、操作装置２６の出力（操作信号）は、例えば、コントローラ３０に取り込まれ、コントローラ３０は、操作信号に対応する制御指令、即ち、操作装置２６の操作内容に対応する制御指令を所定の油圧制御弁（以下、「操作用制御弁」）に出力してよい。そして、操作用制御弁は、パイロットポンプ１５から供給される作動油を用いて、コントローラ３０からの制御指令に対応するパイロット圧を出力し、コントロールバルブ１７内の対応する制御弁のパイロットポートにそのパイロット圧を作用させてよい。また、この場合、コントロールバルブ１７内の制御弁１７１〜１７６は、電磁ソレノイド式スプール弁であってもよく、操作装置２６の出力（操作信号）は、電磁ソレノイド式スプール弁に直接入力されてもよい。これにより、操作装置２６における操作内容がコントロールバルブ１７の動作に反映され、油圧アクチュエータによって、操作装置２６の操作内容に沿った各種動作要素（被駆動要素）の動作が実現される。
Further, the operating device 26 (left operating lever 26L, right operating lever 26R, left traveling lever 26DL, and right traveling lever 26DR) is an electric type that outputs an electric signal (hereinafter, "operation signal") corresponding to the operation content. There may be. In this case, the output (operation signal) of the operation device 26 is taken into, for example, the controller 30, and the controller 30 determines a control command corresponding to the operation signal, that is, a control command corresponding to the operation content of the operation device 26. It may be output to a hydraulic control valve (hereinafter, "operation control valve"). Then, the operation control valve uses the hydraulic oil supplied from the pilot pump 15 to output the pilot pressure corresponding to the control command from the controller 30, and the pilot pressure is output to the pilot port of the corresponding control valve in the control valve 17. Pilot pressure may be applied. Further, in this case, the control valves 171 to 176 in the control valve 17 may be electromagnetic solenoid type spool valves, and the output (operation signal) of the operating device 26 may be directly input to the electromagnetic solenoid type spool valve. good. As a result, the operation content of the operation device 26 is reflected in the operation of the control valve 17, and the operation of various operation elements (driven elements) according to the operation content of the operation device 26 is realized by the hydraulic actuator.
また、ショベル１００が遠隔操作される場合、例えば、コントローラ３０は、上記の操作用制御弁を用いて、ショベル１００の遠隔操作を実現してよい。具体的には、コントローラ３０は、外部装置から受信される遠隔操作信号で指定される遠隔操作の内容に対応する制御指令を操作用制御弁に出力してよい。そして、操作用制御弁は、パイロットポンプ１５から供給される作動油を用いて、コントローラ３０からの制御指令に対応するパイロット圧を出力し、コントロールバルブ１７内の対応する制御弁のパイロットポートにそのパイロット圧を作用させてよい。これにより、遠隔操作の内容がコントロールバルブ１７の動作に反映され、油圧アクチュエータによって、遠隔操作の内容に沿った各種動作要素（被駆動要素）の動作が実現される。
Further, when the shovel 100 is remotely controlled, for example, the controller 30 may realize the remote control of the shovel 100 by using the above-mentioned operation control valve. Specifically, the controller 30 may output a control command corresponding to the content of the remote control specified by the remote control signal received from the external device to the control valve for operation. Then, the operation control valve uses the hydraulic oil supplied from the pilot pump 15 to output the pilot pressure corresponding to the control command from the controller 30, and the pilot pressure is output to the pilot port of the corresponding control valve in the control valve 17. Pilot pressure may be applied. As a result, the content of the remote control is reflected in the operation of the control valve 17, and the operation of various operating elements (driven elements) according to the content of the remote control is realized by the hydraulic actuator.
吐出圧センサ２８は、メインポンプ１４の吐出圧を検出する。吐出圧センサ２８により検出された吐出圧に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。吐出圧センサ２８は、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒのそれぞれの吐出圧を検出する吐出圧センサ２８Ｌ，２８Ｒを含む。
The discharge pressure sensor 28 detects the discharge pressure of the main pump 14. The detection signal corresponding to the discharge pressure detected by the discharge pressure sensor 28 is taken into the controller 30. The discharge pressure sensor 28 includes discharge pressure sensors 28L and 28R that detect the discharge pressures of the main pumps 14L and 14R, respectively.
操作圧センサ２９は、操作装置２６の二次側のパイロット圧、即ち、操作装置２６におけるそれぞれの動作要素（即ち、油圧アクチュエータ）の操作状態に対応するパイロット圧を検出する。操作圧センサ２９による操作装置２６における下部走行体１、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、及びバケット６等の操作状態に対応するパイロット圧の検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。操作圧センサ２９は、操作圧センサ２９ＬＡ，２９ＬＢ，２９ＲＡ，２９ＲＢ，２９ＤＬ，２９ＤＲを含む。
The operating pressure sensor 29 detects the pilot pressure on the secondary side of the operating device 26, that is, the pilot pressure corresponding to the operating state of each operating element (that is, the hydraulic actuator) in the operating device 26. The pilot pressure detection signal corresponding to the operating state of the lower traveling body 1, the upper swinging body 3, the boom 4, the arm 5, the bucket 6 and the like in the operating device 26 by the operating pressure sensor 29 is taken into the controller 30. The operating pressure sensor 29 includes an operating pressure sensor 29LA, 29LB, 29RA, 29RB, 29DL, 29DR.
操作圧センサ２９ＬＡは、オペレータによる左操作レバー２６Ｌに対する前後方向の操作内容（例えば、操作方向及び操作量）を、左操作レバー２６Ｌの二次側のパイロットラインの作動油の圧力（以下、「操作圧」）の形で検出する。
The operating pressure sensor 29LA determines the operation content (for example, the operating direction and the operating amount) in the front-rear direction with respect to the left operating lever 26L by the operator, and the pressure of the hydraulic oil in the pilot line on the secondary side of the left operating lever 26L (hereinafter, "operation". Detected in the form of "pressure").
操作圧センサ２９ＬＢは、オペレータによる左操作レバー２６Ｌに対する左右方向の操作内容（例えば、操作方向及び操作量）を、左操作レバー２６Ｌの二次側のパイロットラインの操作圧の形で検出する。
The operating pressure sensor 29LB detects the operation content (for example, the operating direction and the operating amount) in the left-right direction with respect to the left operating lever 26L by the operator in the form of the operating pressure of the pilot line on the secondary side of the left operating lever 26L.
操作圧センサ２９ＲＡは、オペレータによる右操作レバー２６Ｒに対する前後方向の操作内容（例えば、操作方向及び操作量）を、右操作レバー２６Ｒの二次側のパイロットラインの操作圧の形で検出する。
The operating pressure sensor 29RA detects the operation content (for example, the operating direction and the operating amount) in the front-rear direction with respect to the right operating lever 26R by the operator in the form of the operating pressure of the pilot line on the secondary side of the right operating lever 26R.
操作圧センサ２９ＲＢは、オペレータによる右操作レバー２６Ｒに対する左右方向の操作内容（例えば、操作方向及び操作量）を、右操作レバー２６Ｒの二次側のパイロットラインの操作圧の形で検出する。
The operating pressure sensor 29RB detects the operation content (for example, the operating direction and the operating amount) in the left-right direction with respect to the right operating lever 26R by the operator in the form of the operating pressure of the pilot line on the secondary side of the right operating lever 26R.
操作圧センサ２９ＤＬは、オペレータによる左走行レバー２６ＤＬに対する前後方向の操作内容（例えば、操作方向及び操作量）を、左走行レバー２６ＤＬの二次側のパイロットラインの操作圧の形で検出する。
The operating pressure sensor 29DL detects the operation content (for example, the operating direction and the operating amount) in the front-rear direction with respect to the left traveling lever 26DL by the operator in the form of the operating pressure of the pilot line on the secondary side of the left traveling lever 26DL.
操作圧センサ２９ＤＲは、オペレータによる右走行レバー２６ＤＲに対する前後方向の操作内容（例えば、操作方向及び操作量）を、右走行レバー２６ＤＲの二次側のパイロットラインの操作圧の形で検出する。
The operating pressure sensor 29DR detects the operation content (for example, the operating direction and the operating amount) in the front-rear direction with respect to the right traveling lever 26DR by the operator in the form of the operating pressure of the pilot line on the secondary side of the right traveling lever 26DR.
尚、操作装置２６（左操作レバー２６Ｌ、右操作レバー２６Ｒ、左走行レバー２６ＤＬ、及び右走行レバー２６ＤＲ）の操作内容は、操作圧センサ２９以外のセンサ（例えば、右操作レバー２６Ｒ、左走行レバー２６ＤＬ、及び右走行レバー２６ＤＲに取り付けられるポテンショメータ等）で検出されてもよい。また、操作装置２６が電気式である場合、操作圧センサ２９は、省略される。
The operation contents of the operating device 26 (left operating lever 26L, right operating lever 26R, left traveling lever 26DL, and right traveling lever 26DR) include sensors other than the operating pressure sensor 29 (for example, right operating lever 26R, left traveling lever). It may be detected by 26DL and a potentiometer attached to the right traveling lever 26DR). Further, when the operating device 26 is an electric type, the operating pressure sensor 29 is omitted.
コントローラ３０（制御装置の一例）は、例えば、キャビン１０内に設けられ、ショベル１００の駆動制御を行う。コントローラ３０は、その機能が任意のハードウェア、或いは、ハードウェア及びソフトウェアの組み合わせにより実現されてよい。例えば、コントローラ３０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリ装置（「主記憶装置」とも称する）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の不揮発性の補助記憶装置、及び各種入出力用のインタフェース等を含むマイクロコンピュータを中心に構成される。コントローラ３０は、例えば、不揮発性の補助記憶装置にインストールされる各種プログラムをＣＰＵ上で実行することにより各種機能を実現する。
The controller 30 (an example of a control device) is provided in the cabin 10, for example, and controls the drive of the excavator 100. The function of the controller 30 may be realized by any hardware or a combination of hardware and software. For example, the controller 30 includes a memory device (also referred to as a “main storage device”) such as a CPU (Central Processing Unit) and a RAM (Random Access Memory), a non-volatile auxiliary storage device such as a ROM (Read Only Memory), and various types. It is mainly composed of a microcomputer including an input / output interface and the like. The controller 30 realizes various functions by executing various programs installed in the non-volatile auxiliary storage device on the CPU, for example.
例えば、コントローラ３０は、周辺監視機能に関する制御を行う。周辺監視機能では、空間認識装置７０で取得される情報に基づき、ショベル１００の周囲の所定範囲（以下、「監視範囲」）内への監視対象の物体の進入が監視される。監視範囲内への監視対象の物体の進入の判断処理は、空間認識装置７０によって行われてもよいし、空間認識装置７０の外部（例えば、コントローラ３０）によって行われてもよい。監視対象の物体には、例えば、人、トラック、他の建設機械、電柱、吊り荷、パイロン、建屋等が含まれてよい。
For example, the controller 30 controls the peripheral monitoring function. In the peripheral monitoring function, the approach of the object to be monitored into the predetermined range around the excavator 100 (hereinafter, “monitoring range”) is monitored based on the information acquired by the space recognition device 70. The process of determining the entry of the object to be monitored into the monitoring range may be performed by the space recognition device 70, or may be performed by the outside of the space recognition device 70 (for example, the controller 30). Objects to be monitored may include, for example, people, trucks, other construction machinery, utility poles, suspended loads, pylon, buildings and the like.
また、例えば、コントローラ３０は、物体検出報知機能に関する制御を行う。物体検出報知機能では、周辺監視機能によって、監視範囲内に監視対象の物体が存在すると判断される場合に、キャビン１０内のオペレータやショベル１００の周囲に対する監視対象の物体の存在が報知される。コントローラ３０は、例えば、表示装置Ｄ１や音声出力装置Ｄ２を用いて、物体検出報知機能を実現してよい。
Further, for example, the controller 30 controls the object detection / notification function. In the object detection / notification function, when it is determined by the peripheral monitoring function that an object to be monitored exists within the monitoring range, the presence of the object to be monitored is notified to the operator in the cabin 10 and the surroundings of the excavator 100. The controller 30 may realize the object detection / notification function by using, for example, the display device D1 or the voice output device D2.
また、例えば、コントローラ３０は、動作制限機能に関する制御を行う。動作制限機能では、例えば、周辺監視機能によって、監視対象内に監視対象の物体が存在すると判断される場合に、ショベル１００の動作を制限する。
Further, for example, the controller 30 controls the operation limiting function. In the operation restriction function, for example, when it is determined by the peripheral monitoring function that an object to be monitored exists in the monitoring target, the operation of the excavator 100 is restricted.
コントローラ３０は、例えば、アクチュエータが動作する前において、空間認識装置７０の取得情報に基づきショベル１００から所定範囲内（監視範囲内）に人が存在すると判断される場合、オペレータが操作装置２６を操作しても、アクチュエータの動作を動作不能、或いは、微速状態での動作に制限してよい。具体的には、コントローラ３０は、監視範囲内に人が存在すると判断される場合、ゲートロック弁をロック状態にすることでアクチュエータを動作不能にすることができる。電気式の操作装置２６の場合には、コントローラ３０から操作用制御弁への信号を無効にすることで、アクチュエータを動作不能にすることができる。他の方式の操作装置２６でも、コントローラ３０からの制御指令に対応するパイロット圧を出力し、コントロールバルブ１７内の対応する制御弁のパイロットポートにそのパイロット圧を作用させる操作用制御弁が用いられる場合には、同様である。アクチュエータの動作を微速にしたい場合には、コントローラ３０から操作用制御弁への制御信号を相対的に小さいパイロット圧に対応する内容に制限することで、アクチュエータの動作を微速状態にすることができる。このように、検出される監視対象の物体が監視範囲内に存在すると判断されると、操作装置２６が操作されてもアクチュエータは駆動されない、或いは、操作装置２６への操作入力に対応する動作速度よりも小さい動作速度（微速）で駆動される。更に、オペレータが操作装置２６を操作している最中において、監視範囲内に人が存在すると判断される場合には、オペレータの操作に関わらずアクチュエータの動作を停止、或いは、減速させてもよい。具体的には、監視範囲内に人が存在すると判断される場合、ゲートロック弁をロック状態にすることでアクチュエータを停止させてよい。コントローラ３０からの制御指令に対応するパイロット圧を出力し、コントロールバルブ内の対応する制御弁のパイロットポートにそのパイロット圧を作用させる操作用制御弁が用いられる場合には、コントローラ３０から操作用制御弁への信号を無効にする、或いは、操作用制御弁に減速指令を出力することで、アクチュエータを動作不能、或いは、微速状態の動作に制限することができる。また、検出された監視対象の物体がトラックの場合、アクチュエータの停止或いは減速に関する制御は実施されなくてもよい。例えば、検出されたトラックを回避するようにアクチュエータは制御されてよい。このように、検出された物体の種類が認識され、その認識に基づきアクチュエータは制御されてよい。
In the controller 30, for example, when it is determined from the excavator 100 that a person exists within a predetermined range (within the monitoring range) based on the information acquired by the space recognition device 70 before the actuator operates, the operator operates the operation device 26. Even so, the operation of the actuator may be limited to inoperability or operation in a very low speed state. Specifically, the controller 30 can disable the actuator by locking the gate lock valve when it is determined that a person is within the monitoring range. In the case of the electric operation device 26, the actuator can be inoperable by disabling the signal from the controller 30 to the operation control valve. In another type of operation device 26, an operation control valve that outputs a pilot pressure corresponding to a control command from the controller 30 and applies the pilot pressure to the pilot port of the corresponding control valve in the control valve 17 is used. In some cases, the same is true. When it is desired to slow down the operation of the actuator, the operation of the actuator can be slowed down by limiting the control signal from the controller 30 to the control valve for operation to the content corresponding to a relatively small pilot pressure. .. As described above, when it is determined that the detected object to be monitored exists within the monitoring range, the actuator is not driven even if the operation device 26 is operated, or the operation speed corresponding to the operation input to the operation device 26. It is driven at a smaller operating speed (slow speed). Further, if it is determined that a person exists within the monitoring range while the operator is operating the operating device 26, the operation of the actuator may be stopped or decelerated regardless of the operator's operation. .. Specifically, when it is determined that a person is within the monitoring range, the actuator may be stopped by locking the gate lock valve. When an operation control valve that outputs the pilot pressure corresponding to the control command from the controller 30 and applies the pilot pressure to the pilot port of the corresponding control valve in the control valve is used, the operation control is performed from the controller 30. By disabling the signal to the valve or outputting a deceleration command to the operation control valve, the actuator can be restricted to inoperable or slow speed operation. Further, when the detected object to be monitored is a truck, control regarding stopping or deceleration of the actuator may not be performed. For example, the actuator may be controlled to avoid detected tracks. In this way, the type of detected object is recognized, and the actuator may be controlled based on the recognition.
また、例えば、コントローラ３０は、マシンガイダンス機能やマシンコントロール機能（自動運転機能）に関する制御を行う。詳細は後述する。
Further, for example, the controller 30 controls the machine guidance function and the machine control function (automatic driving function). Details will be described later.
尚、コントローラ３０の機能の一部は、他のコントローラ（制御装置）により実現されてもよい。即ち、コントローラ３０の機能は、複数のコントローラにより分散される態様で実現されてもよい。
A part of the function of the controller 30 may be realized by another controller (control device). That is, the function of the controller 30 may be realized in a manner distributed by a plurality of controllers.
ここで、図３に示すように、ショベル１００の油圧システムにおいて、油圧アクチュエータを駆動する駆動系の油圧システムの部分は、エンジン１１により駆動されるメインポンプ１４Ｌ，１４Ｒのそれぞれから、センタバイパス油路４０Ｌ，４０Ｒ、パラレル油路４２Ｌ，４２Ｒを経て作動油タンクまで作動油を循環させる。
Here, as shown in FIG. 3, in the hydraulic system of the excavator 100, the parts of the hydraulic system of the drive system for driving the hydraulic actuator are center bypass oil passages from the main pumps 14L and 14R driven by the engine 11, respectively. The hydraulic oil is circulated to the hydraulic oil tank via 40L, 40R and parallel oil passages 42L, 42R.
センタバイパス油路４０Ｌは、メインポンプ１４Ｌを起点として、コントロールバルブ１７内に配置される制御弁１７１，１７３，１７５Ｌ，１７６Ｌを順に通過し、作動油タンクに至る。
The center bypass oil passage 40L starts from the main pump 14L, passes through the control valves 171, 173, 175L, and 176L arranged in the control valve 17 in order, and reaches the hydraulic oil tank.
センタバイパス油路４０Ｒは、メインポンプ１４Ｒを起点として、コントロールバルブ１７内に配置される制御弁１７２，１７４，１７５Ｒ，１７６Ｒを順に通過し、作動油タンクに至る。
The center bypass oil passage 40R starts from the main pump 14R, passes through the control valves 172, 174, 175R, and 176R arranged in the control valve 17 in order, and reaches the hydraulic oil tank.
制御弁１７１は、メインポンプ１４Ｌから吐出される作動油を走行油圧モータ２ＭＬへ供給し、且つ、走行油圧モータ２ＭＬが吐出する作動油を作動油タンクに排出させるスプール弁である。
The control valve 171 is a spool valve that supplies the hydraulic oil discharged from the main pump 14L to the traveling hydraulic motor 2ML and discharges the hydraulic oil discharged from the traveling hydraulic motor 2ML to the hydraulic oil tank.
制御弁１７２は、メインポンプ１４Ｒから吐出される作動油を走行油圧モータ２ＭＲへ供給し、且つ、走行油圧モータ２ＭＲが吐出する作動油を作動油タンクへ排出させるスプール弁である。
The control valve 172 is a spool valve that supplies the hydraulic oil discharged from the main pump 14R to the traveling hydraulic motor 2MR and discharges the hydraulic oil discharged by the traveling hydraulic motor 2MR to the hydraulic oil tank.
制御弁１７３は、メインポンプ１４Ｌから吐出される作動油を旋回油圧モータ２Ａへ供給し、且つ、旋回油圧モータ２Ａが吐出する作動油を作動油タンクへ排出させるスプール弁である。
The control valve 173 is a spool valve that supplies the hydraulic oil discharged from the main pump 14L to the swing hydraulic motor 2A and discharges the hydraulic oil discharged by the swing hydraulic motor 2A to the hydraulic oil tank.
制御弁１７４は、メインポンプ１４Ｒから吐出される作動油をバケットシリンダ９へ供給し、且つ、バケットシリンダ９内の作動油を作動油タンクへ排出させるスプール弁である。
The control valve 174 is a spool valve that supplies the hydraulic oil discharged from the main pump 14R to the bucket cylinder 9 and discharges the hydraulic oil in the bucket cylinder 9 to the hydraulic oil tank.
制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒは、それぞれ、メインポンプ１４Ｌ，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させるスプール弁である。
The control valves 175L and 175R are spool valves that supply the hydraulic oil discharged by the main pumps 14L and 14R to the boom cylinder 7 and discharge the hydraulic oil in the boom cylinder 7 to the hydraulic oil tank, respectively.
制御弁１７６Ｌ，１７６Ｒは、メインポンプ１４Ｌ，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させるスプール弁である。
The control valves 176L and 176R are spool valves that supply the hydraulic oil discharged by the main pumps 14L and 14R to the arm cylinder 8 and discharge the hydraulic oil in the arm cylinder 8 to the hydraulic oil tank.
制御弁１７１，１７２，１７３，１７４，１７５Ｌ，１７５Ｒ，１７６Ｌ，１７６Ｒは、それぞれ、パイロットポートに作用するパイロット圧に応じて、油圧アクチュエータに給排される作動油の流量を調整したり、流れる方向を切り換えたりする。
The control valves 171, 172, 173, 174, 175L, 175R, 176L, and 176R adjust the flow rate of the hydraulic oil supplied to and discharged from the hydraulic actuator according to the pilot pressure acting on the pilot port, and the flow direction, respectively. To switch.
パラレル油路４２Ｌは、センタバイパス油路４０Ｌと並列的に、制御弁１７１，１７３，１７５Ｌ，１７６Ｌにメインポンプ１４Ｌの作動油を供給する。具体的には、パラレル油路４２Ｌは、制御弁１７１の上流側でセンタバイパス油路４０Ｌから分岐し、制御弁１７１，１７３，１７５Ｌ，１７６Ｒのそれぞれに並列してメインポンプ１４Ｌの作動油を供給可能に構成される。これにより、パラレル油路４２Ｌは、制御弁１７１，１７３，１７５Ｌの何れかによってセンタバイパス油路４０Ｌを通る作動油の流れが制限或いは遮断された場合に、より下流の制御弁に作動油を供給できる。
The parallel oil passage 42L supplies the hydraulic oil of the main pump 14L to the control valves 171, 173, 175L, and 176L in parallel with the center bypass oil passage 40L. Specifically, the parallel oil passage 42L branches from the center bypass oil passage 40L on the upstream side of the control valve 171 and supplies the hydraulic oil of the main pump 14L in parallel with the control valves 171, 173, 175L, and 176R, respectively. It is configured to be possible. As a result, the parallel oil passage 42L supplies the hydraulic oil to the control valve further downstream when the flow of the hydraulic oil through the center bypass oil passage 40L is restricted or blocked by any of the control valves 171, 173, and 175L. can.
パラレル油路４２Ｒは、センタバイパス油路４０Ｒと並列的に、制御弁１７２，１７４，１７５Ｒ，１７６Ｒにメインポンプ１４Ｒの作動油を供給する。具体的には、パラレル油路４２Ｒは、制御弁１７２の上流側でセンタバイパス油路４０Ｒから分岐し、制御弁１７２，１７４，１７５Ｒ，１７６Ｒのそれぞれに並列してメインポンプ１４Ｒの作動油を供給可能に構成される。パラレル油路４２Ｒは、制御弁１７２，１７４，１７５Ｒの何れかによってセンタバイパス油路４０Ｒを通る作動油の流れが制限或いは遮断された場合に、より下流の制御弁に作動油を供給できる。
The parallel oil passage 42R supplies the hydraulic oil of the main pump 14R to the control valves 172, 174, 175R and 176R in parallel with the center bypass oil passage 40R. Specifically, the parallel oil passage 42R branches from the center bypass oil passage 40R on the upstream side of the control valve 172, and supplies hydraulic oil for the main pump 14R in parallel with the control valves 172, 174, 175R, and 176R, respectively. It is configured to be possible. The parallel oil passage 42R can supply the hydraulic oil to the control valve further downstream when the flow of the hydraulic oil through the center bypass oil passage 40R is restricted or blocked by any of the control valves 172, 174, and 175R.
レギュレータ１３Ｌ，１３Ｒは、それぞれ、コントローラ３０による制御下で、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒの斜板の傾転角を調節することによって、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吐出量を調節する。
The regulators 13L and 13R adjust the discharge amounts of the main pumps 14L and 14R by adjusting the tilt angles of the swash plates of the main pumps 14L and 14R, respectively, under the control of the controller 30.
吐出圧センサ２８Ｌは、メインポンプ１４Ｌの吐出圧を検出し、検出された吐出圧に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。吐出圧センサ２８Ｒについても同様である。これにより、コントローラ３０は、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吐出圧に応じて、レギュレータ１３Ｌ，１３Ｒを制御することができる。
The discharge pressure sensor 28L detects the discharge pressure of the main pump 14L, and the detection signal corresponding to the detected discharge pressure is taken into the controller 30. The same applies to the discharge pressure sensor 28R. As a result, the controller 30 can control the regulators 13L and 13R according to the discharge pressures of the main pumps 14L and 14R.
センタバイパス油路４０Ｌ，４０Ｒにおいて、最も下流にある制御弁１７６Ｌ，１７６Ｒのそれぞれと作動油タンクとの間には、ネガティブコントロール絞り（以下、「ネガコン絞り」）１８Ｌ，１８Ｒが設けられる。これにより、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒにより吐出された作動油の流れは、ネガコン絞り１８Ｌ，１８Ｒで制限される。そして、ネガコン絞り１８Ｌ、１８Ｒは、レギュレータ１３Ｌ，１３Ｒを制御するための制御圧（以下、「ネガコン圧」）を発生させる。
In the center bypass oil passages 40L and 40R, negative control throttles (hereinafter referred to as “negative control throttles”) 18L and 18R are provided between the most downstream control valves 176L and 176R and the hydraulic oil tank. As a result, the flow of hydraulic oil discharged by the main pumps 14L and 14R is restricted by the negative control throttles 18L and 18R. Then, the negative control diaphragms 18L and 18R generate a control pressure (hereinafter, “negative control pressure”) for controlling the regulators 13L and 13R.
ネガコン圧センサ１９Ｌ，１９Ｒは、ネガコン圧を検出し、検出されたネガコン圧に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。
The negative control pressure sensors 19L and 19R detect the negative control pressure, and the detection signal corresponding to the detected negative control pressure is taken into the controller 30.
コントローラ３０は、吐出圧センサ２８Ｌ，２８Ｒにより検出されるメインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吐出圧に応じて、レギュレータ１３Ｌ，１３Ｒを制御し、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吐出量を調節してよい。例えば、コントローラ３０は、メインポンプ１４Ｌの吐出圧の増大に応じて、レギュレータ１３Ｌを制御し、メインポンプ１４Ｌの斜板傾転角を調節することにより、吐出量を減少させてよい。レギュレータ１３Ｒについても同様である。これにより、コントローラ３０は、吐出圧と吐出量との積で表されるメインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吸収馬力がエンジン１１の出力馬力を超えないように、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの全馬力制御を行うことができる。
The controller 30 may control the regulators 13L and 13R according to the discharge pressure of the main pumps 14L and 14R detected by the discharge pressure sensors 28L and 28R, and adjust the discharge amount of the main pumps 14L and 14R. For example, the controller 30 may reduce the discharge amount by controlling the regulator 13L according to the increase in the discharge pressure of the main pump 14L and adjusting the swash plate tilt angle of the main pump 14L. The same applies to the regulator 13R. As a result, the controller 30 controls the total horsepower of the main pumps 14L and 14R so that the absorbed horsepower of the main pumps 14L and 14R, which is represented by the product of the discharge pressure and the discharge amount, does not exceed the output horsepower of the engine 11. be able to.
また、コントローラ３０は、ネガコン圧センサ１９Ｌ，１９Ｒにより検出されるネガコン圧に応じて、レギュレータ１３Ｌ，１３Ｒを制御することにより、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吐出量を調節してよい。例えば、コントローラ３０は、ネガコン圧が大きいほどメインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吐出量を減少させ、ネガコン圧が小さいほどメインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吐出量を増大させる。
Further, the controller 30 may adjust the discharge amount of the main pumps 14L and 14R by controlling the regulators 13L and 13R according to the negative control pressure detected by the negative control pressure sensors 19L and 19R. For example, the controller 30 reduces the discharge amount of the main pumps 14L and 14R as the negative pressure increases, and increases the discharge amount of the main pumps 14L and 14R as the negative pressure decreases.
具体的には、ショベル１００における油圧アクチュエータが何れも操作されていない待機状態（図３に示す状態）の場合、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒから吐出される作動油は、センタバイパス油路４０Ｌ，４０Ｒを通ってネガコン絞り１８Ｌ、１８Ｒに至る。そして、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒから吐出される作動油の流れは、ネガコン絞り１８Ｌ，１８Ｒの上流で発生するネガコン圧を増大させる。その結果、コントローラ３０は、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吐出量を許容最小吐出量まで減少させ、吐出された作動油がセンタバイパス油路４０Ｌ，４０Ｒを通過する際の圧力損失（ポンピングロス）を抑制する。
Specifically, in the standby state (state shown in FIG. 3) in which none of the hydraulic actuators in the excavator 100 is operated, the hydraulic oil discharged from the main pumps 14L and 14R passes through the center bypass oil passages 40L and 40R. Through it, it reaches the negative control aperture 18L and 18R. Then, the flow of the hydraulic oil discharged from the main pumps 14L and 14R increases the negative control pressure generated upstream of the negative control throttles 18L and 18R. As a result, the controller 30 reduces the discharge amount of the main pumps 14L and 14R to the allowable minimum discharge amount, and suppresses the pressure loss (pumping loss) when the discharged hydraulic oil passes through the center bypass oil passages 40L and 40R. do.
一方、何れかの油圧アクチュエータが操作された場合、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒから吐出される作動油は、操作対象の油圧アクチュエータに対応する制御弁を介して、操作対象の油圧アクチュエータに流れ込む。そして、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒから吐出される作動油の流れは、ネガコン絞り１８Ｌ，１８Ｒに至る量を減少或いは消失させ、ネガコン絞り１８Ｌ，１８Ｒの上流で発生するネガコン圧を低下させる。その結果、コントローラ３０は、メインポンプ１４Ｌ，１４Ｒの吐出量を増大させ、操作対象の油圧アクチュエータに十分な作動油を循環させ、操作対象の油圧アクチュエータを確実に駆動させることができる。
On the other hand, when any of the hydraulic actuators is operated, the hydraulic oil discharged from the main pumps 14L and 14R flows into the operation target hydraulic actuator via the control valve corresponding to the operation target hydraulic actuator. Then, the flow of the hydraulic oil discharged from the main pumps 14L and 14R reduces or eliminates the amount reaching the negative control throttles 18L and 18R, and lowers the negative control pressure generated upstream of the negative control throttles 18L and 18R. As a result, the controller 30 can increase the discharge amount of the main pumps 14L and 14R, circulate sufficient hydraulic oil to the operation target hydraulic actuator, and reliably drive the operation target hydraulic actuator.
また、図３、図４Ａ〜図４Ｄに示すように、ショベル１００の油圧システムにおいて、操作系に関する油圧システム部分は、パイロットポンプ１５と、操作装置２６（左操作レバー２６Ｌ、右操作レバー２６Ｒ、左走行レバー２６ＤＬ、及び右走行レバー２６ＤＲ）と、比例弁３１と、シャトル弁３２と、減圧用比例弁３３とを含む。
Further, as shown in FIGS. 3 and 4A to 4D, in the hydraulic system of the excavator 100, the hydraulic system portion related to the operation system includes the pilot pump 15 and the operation device 26 (left operation lever 26L, right operation lever 26R, left). The traveling lever 26DL and the right traveling lever 26DR), a proportional valve 31, a shuttle valve 32, and a pressure reducing proportional valve 33 are included.
比例弁３１は、パイロットポンプ１５とシャトル弁３２とを接続するパイロットラインに設けられ、その流路面積（作動油が通流可能な断面積）を変更できるように構成される。比例弁３１は、コントローラ３０から入力される制御指令に応じて動作する。これにより、コントローラ３０は、オペレータにより操作装置２６（具体的には、左操作レバー２６Ｌ、右操作レバー２６Ｒ）が操作されていない場合であっても、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を、比例弁３１及びシャトル弁３２を介し、コントロールバルブ１７内の対応する制御弁（具体的には、制御弁１７３〜１７６）のパイロットポートに供給できる。そのため、コントローラ３０は、比例弁３１を制御することにより、ショベル１００の自動運転機能や遠隔操作機能を実現することができる。比例弁３１は、比例弁３１ＡＬ，３１ＡＲ，３１ＢＬ，３１ＢＲ，３１ＣＬ，３１ＣＲ，３１ＤＬ，３１ＤＲを含む。
The proportional valve 31 is provided in the pilot line connecting the pilot pump 15 and the shuttle valve 32, and is configured so that the flow path area (cross-sectional area through which hydraulic oil can flow) can be changed. The proportional valve 31 operates in response to a control command input from the controller 30. As a result, the controller 30 can supply the hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 even when the operating device 26 (specifically, the left operating lever 26L and the right operating lever 26R) is not operated by the operator. It can be supplied to the pilot port of the corresponding control valve (specifically, control valves 173 to 176) in the control valve 17 via the proportional valve 31 and the shuttle valve 32. Therefore, the controller 30 can realize the automatic operation function and the remote control function of the excavator 100 by controlling the proportional valve 31. The proportional valve 31 includes proportional valves 31AL, 31AR, 31BL, 31BR, 31CL, 31CR, 31DL, 31DR.
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し、２つの入口ポートに入力されたパイロット圧のうちの高い方のパイロット圧を有する作動油を出口ポートに出力させる。シャトル弁３２は、２つの入口ポートのうちの一方が操作装置２６に接続され、他方が比例弁３１に接続される。シャトル弁３２の出口ポートは、パイロットラインを通じて、コントロールバルブ１７内の対応する制御弁のパイロットポートに接続されている。そのため、シャトル弁３２は、操作装置２６が生成するパイロット圧と比例弁３１が生成するパイロット圧のうちの高い方を、対応する制御弁のパイロットポートに作用させることができる。つまり、コントローラ３０は、操作装置２６から出力される二次側のパイロット圧よりも高いパイロット圧を比例弁３１から出力させることにより、オペレータによる操作装置２６の操作に依らず、対応する制御弁を制御し、下部走行体１、上部旋回体３、アタッチメントＡＴの動作を制御することができる。シャトル弁３２は、シャトル弁３２ＡＬ，３２ＡＲ，３２ＢＬ，３２ＢＲ，３２ＣＬ，３２ＣＲ，３２ＤＬ，３２ＤＲを含む。
The shuttle valve 32 has two inlet ports and one outlet port, and outputs hydraulic oil having the higher pilot pressure of the pilot pressures input to the two inlet ports to the outlet port. In the shuttle valve 32, one of the two inlet ports is connected to the operating device 26 and the other is connected to the proportional valve 31. The outlet port of the shuttle valve 32 is connected to the pilot port of the corresponding control valve in the control valve 17 through a pilot line. Therefore, the shuttle valve 32 can make the higher of the pilot pressure generated by the operating device 26 and the pilot pressure generated by the proportional valve 31 act on the pilot port of the corresponding control valve. That is, the controller 30 outputs a pilot pressure higher than the pilot pressure on the secondary side output from the operating device 26 from the proportional valve 31, so that the corresponding control valve can be operated regardless of the operation of the operating device 26 by the operator. It can be controlled to control the operation of the lower traveling body 1, the upper turning body 3, and the attachment AT. The shuttle valve 32 includes shuttle valves 32AL, 32AR, 32BL, 32BR, 32CL, 32CR, 32DL, 32DR.
減圧用比例弁３３は、操作装置２６とシャトル弁３２とを接続するパイロットラインに設けられ、その流路面積を変更できるように構成される。減圧用比例弁３３は、コントローラ３０から入力される制御指令に応じて動作する。これにより、コントローラ３０は、オペレータにより操作装置２６（具体的には、左操作レバー２６Ｌ、右操作レバー２６Ｒ）が操作されている場合に、操作装置２６から出力されるパイロット圧を強制的に減圧させることができる。そのため、コントローラ３０は、操作装置２６が操作されている場合であっても、操作装置２６の操作に対応する油圧アクチュエータの動作を強制的に抑制させたり停止させたりすることができる。また、コントローラ３０は、例えば、操作装置２６が操作されている場合であっても、操作装置２６から出力されるパイロット圧を減圧させ、比例弁３１から出力されるパイロット圧よりも低くすることができる。そのため、コントローラ３０は、比例弁３１及び減圧用比例弁３３を制御することで、例えば、操作装置２６の操作内容とは無関係に、所望のパイロット圧をコントロールバルブ１７内の制御弁のパイロットポートに確実に作用させることができる。よって、コントローラ３０は、例えば、比例弁３１に加えて、減圧用比例弁３３を制御することで、ショベル１００の自動運転機能や遠隔操作機能をより適切に実現することができる。減圧用比例弁３３は、減圧用比例弁３３ＡＬ，３３ＡＲ，３３ＢＬ，３３ＢＲ，３３ＣＬ，３３ＣＲ，３３ＤＬ，３３ＤＲを含む。
The pressure reducing proportional valve 33 is provided in the pilot line connecting the operating device 26 and the shuttle valve 32, and is configured so that the flow path area thereof can be changed. The pressure reducing proportional valve 33 operates in response to a control command input from the controller 30. As a result, the controller 30 forcibly reduces the pilot pressure output from the operating device 26 when the operating device 26 (specifically, the left operating lever 26L and the right operating lever 26R) is operated by the operator. Can be made to. Therefore, the controller 30 can forcibly suppress or stop the operation of the hydraulic actuator corresponding to the operation of the operating device 26 even when the operating device 26 is being operated. Further, for example, the controller 30 may reduce the pilot pressure output from the operating device 26 to be lower than the pilot pressure output from the proportional valve 31 even when the operating device 26 is being operated. can. Therefore, the controller 30 controls the proportional valve 31 and the pressure reducing proportional valve 33 to, for example, apply a desired pilot pressure to the pilot port of the control valve in the control valve 17 regardless of the operation content of the operating device 26. It can work reliably. Therefore, for example, the controller 30 can more appropriately realize the automatic operation function and the remote control function of the excavator 100 by controlling the proportional valve 33 for reducing pressure in addition to the proportional valve 31. The pressure reducing proportional valve 33 includes a pressure reducing proportional valve 33AL, 33AR, 33BL, 33BR, 33CL, 33CR, 33DL, 33DR.
図４Ａに示すように、左操作レバー２６Ｌは、オペレータが前後方向に傾倒する態様で、アーム５に対応するアームシリンダ８を操作するために用いられる。つまり、左操作レバー２６Ｌは、前後方向に傾倒される場合、アーム５の動作を操作対象とする。左操作レバー２６Ｌは、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用して、前後方向への操作内容に応じたパイロット圧を二次側に出力する。
As shown in FIG. 4A, the left operating lever 26L is used to operate the arm cylinder 8 corresponding to the arm 5 in a manner in which the operator tilts in the front-rear direction. That is, when the left operation lever 26L is tilted in the front-rear direction, the operation of the arm 5 is the operation target. The left operating lever 26L uses the hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 to output the pilot pressure according to the operation content in the front-rear direction to the secondary side.
シャトル弁３２ＡＬは、二つの入口ポートが、それぞれ、アーム５の閉じ方向の操作（以下、「アーム閉じ操作」）に対応する左操作レバー２６Ｌの二次側のパイロットラインと、比例弁３１ＡＬの二次側のパイロットラインとに接続され、出口ポートが制御弁１７６Ｌの右側のパイロットポート及び制御弁１７６Ｒの左側のパイロットポートに接続される。
In the shuttle valve 32AL, the two inlet ports are the pilot line on the secondary side of the left operating lever 26L corresponding to the operation in the closing direction of the arm 5 (hereinafter, “arm closing operation”), and the proportional valve 31AL. It is connected to the next pilot line, and the outlet port is connected to the pilot port on the right side of the control valve 176L and the pilot port on the left side of the control valve 176R.
シャトル弁３２ＡＲは、二つの入口ポートが、それぞれ、アーム５の開き方向の操作（以下、「アーム開き操作」）に対応する左操作レバー２６Ｌの二次側のパイロットラインと、比例弁３１ＡＲの二次側のパイロットラインとに接続され、出口ポートが制御弁１７６Ｌの左側のパイロットポート及び制御弁１７６Ｒの右側のパイロットポートに接続される。
In the shuttle valve 32AR, the two inlet ports are the pilot line on the secondary side of the left operating lever 26L corresponding to the operation in the opening direction of the arm 5 (hereinafter, “arm opening operation”), and the proportional valve 31AR. It is connected to the next pilot line, and the outlet port is connected to the pilot port on the left side of the control valve 176L and the pilot port on the right side of the control valve 176R.
つまり、左操作レバー２６Ｌは、シャトル弁３２ＡＬ，３２ＡＲを介して、前後方向への操作内容に応じたパイロット圧を制御弁１７６Ｌ、１７６Ｒのパイロットポートに作用させる。具体的には、左操作レバー２６Ｌは、アーム閉じ操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＡＬの一方の入口ポートに出力し、シャトル弁３２ＡＬを介して、制御弁１７６Ｌの右側のパイロットポートと制御弁１７６Ｒの左側のパイロットポートに作用させる。また、左操作レバー２６Ｌは、アーム開き操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＡＲの一方の入口ポートに出力し、シャトル弁３２ＡＲを介して、制御弁１７６Ｌの左側のパイロットポートと制御弁１７６Ｒの右側のパイロットポートに作用させる。
That is, the left operating lever 26L applies a pilot pressure according to the operation content in the front-rear direction to the pilot ports of the control valves 176L and 176R via the shuttle valves 32AL and 32AR. Specifically, when the arm is closed, the left operating lever 26L outputs the pilot pressure according to the amount of operation to one inlet port of the shuttle valve 32AL, and the control valve 176L via the shuttle valve 32AL. It acts on the pilot port on the right side and the pilot port on the left side of the control valve 176R. Further, the left operating lever 26L outputs a pilot pressure according to the amount of operation to one inlet port of the shuttle valve 32AR when the arm is opened, and the pilot on the left side of the control valve 176L via the shuttle valve 32AR. It acts on the port and the pilot port on the right side of the control valve 176R.
比例弁３１ＡＬは、コントローラ３０から入力される制御電流に応じて動作する。具体的には、比例弁３１ＡＬは、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用して、コントローラ３０から入力される制御電流に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＡＬの他方のパイロットポートに出力する。これにより、比例弁３１ＡＬは、シャトル弁３２ＡＬを介して、制御弁１７６Ｌの右側のパイロットポート及び制御弁１７６Ｒの左側のパイロットポートに作用するパイロット圧を調整することができる。
The proportional valve 31AL operates according to the control current input from the controller 30. Specifically, the proportional valve 31AL uses the hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 to output a pilot pressure corresponding to the control current input from the controller 30 to the other pilot port of the shuttle valve 32AL. Thereby, the proportional valve 31AL can adjust the pilot pressure acting on the pilot port on the right side of the control valve 176L and the pilot port on the left side of the control valve 176R via the shuttle valve 32AL.
比例弁３１ＡＲは、コントローラ３０から入力される制御電流に応じて動作する。具体的には、比例弁３１ＡＲは、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用して、コントローラ３０から入力される制御電流に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＡＲの他方のパイロットポートに出力する。これにより、比例弁３１ＡＲは、シャトル弁３２ＡＲを介して、制御弁１７６Ｌの左側のパイロットポート及び制御弁１７６Ｒの右側のパイロットポートに作用するパイロット圧を調整することができる。
The proportional valve 31AR operates according to the control current input from the controller 30. Specifically, the proportional valve 31AR uses the hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 to output a pilot pressure corresponding to the control current input from the controller 30 to the other pilot port of the shuttle valve 32AR. Thereby, the proportional valve 31AR can adjust the pilot pressure acting on the pilot port on the left side of the control valve 176L and the pilot port on the right side of the control valve 176R via the shuttle valve 32AR.
つまり、比例弁３１ＡＬ、３１ＡＲは、左操作レバー２６Ｌの操作状態に依らず、制御弁１７６Ｌ，１７６Ｒを任意の弁位置で停止できるように、二次側に出力するパイロット圧を調整することができる。
That is, the proportional valves 31AL and 31AR can adjust the pilot pressure output to the secondary side so that the control valves 176L and 176R can be stopped at an arbitrary valve position regardless of the operating state of the left operating lever 26L. ..
減圧用比例弁３３ＡＬは、コントローラ３０から入力される制御電流に応じて動作する。具体的には、減圧用比例弁３３ＡＬは、コントローラ３０からの制御電流が入力されない場合、左操作レバー２６Ｌのアーム閉じ操作に対応するパイロット圧をそのまま二次側に出力する。一方、減圧用比例弁３３ＡＬは、コントローラ３０からの制御電流が入力される場合、左操作レバー２６Ｌのアーム閉じ操作に対応する二次側のパイロットラインのパイロット圧を制御電流に応じた程度に減圧し、減圧したパイロット圧をシャトル弁３２ＡＬの一方の入口ポートに出力する。これにより、減圧用比例弁３３ＡＬは、左操作レバー２６Ｌでアーム閉じ操作が行われている場合であっても、必要に応じて、アーム閉じ操作に対応するアームシリンダ８の動作を強制的に抑制させたり停止させたりすることができる。また、減圧用比例弁３３ＡＬは、左操作レバー２６Ｌでアーム閉じ操作がされている場合であっても、シャトル弁３２ＡＬの一方の入口ポートに作用するパイロット圧を、比例弁３１ＡＬからシャトル弁３２ＡＲの他方の入口ポートに作用するパイロット圧よりも低くすることができる。そのため、コントローラ３０は、比例弁３１ＡＬ及び減圧用比例弁３３ＡＬを制御し、所望のパイロット圧を確実に制御弁１７６Ｌ，１７６Ｒのアーム閉じ側のパイロットポートに作用させることができる。
The pressure reducing proportional valve 33AL operates according to the control current input from the controller 30. Specifically, when the control current from the controller 30 is not input, the pressure reducing proportional valve 33AL outputs the pilot pressure corresponding to the arm closing operation of the left operating lever 26L to the secondary side as it is. On the other hand, when the control current from the controller 30 is input, the pressure reducing proportional valve 33AL reduces the pilot pressure of the secondary side pilot line corresponding to the arm closing operation of the left operating lever 26L to a degree corresponding to the control current. Then, the reduced pilot pressure is output to one inlet port of the shuttle valve 32AL. As a result, the pressure reducing proportional valve 33AL forcibly suppresses the operation of the arm cylinder 8 corresponding to the arm closing operation, if necessary, even when the arm closing operation is performed by the left operating lever 26L. It can be stopped or stopped. Further, the pressure reducing proportional valve 33AL applies the pilot pressure acting on one inlet port of the shuttle valve 32AL from the proportional valve 31AL to the shuttle valve 32AR even when the arm is closed by the left operating lever 26L. It can be lower than the pilot pressure acting on the other inlet port. Therefore, the controller 30 can control the proportional valve 31AL and the pressure reducing proportional valve 33AL so that the desired pilot pressure can be reliably applied to the pilot port on the arm closing side of the control valves 176L and 176R.
減圧用比例弁３３ＡＲは、コントローラ３０から入力される制御電流に応じて動作する。具体的には、減圧用比例弁３３ＡＲは、コントローラ３０からの制御電流が入力されない場合、左操作レバー２６Ｌのアーム開き操作に対応するパイロット圧をそのまま二次側に出力する。一方、減圧用比例弁３３ＡＲは、コントローラ３０からの制御電流が入力される場合、左操作レバー２６Ｌのアーム開き操作に対応する二次側のパイロットラインのパイロット圧を制御電流に応じた程度に減圧し、減圧したパイロット圧をシャトル弁３２ＡＲの一方の入口ポートに出力する。これにより、減圧用比例弁３３ＡＲは、左操作レバー２６Ｌでアーム開き操作が行われている場合であっても、必要に応じて、アーム開き操作に対応するアームシリンダ８の動作を強制的に抑制させたり停止させたりすることができる。また、減圧用比例弁３３ＡＲは、左操作レバー２６Ｌでアーム開き操作がされている場合であっても、シャトル弁３２ＡＲの一方の入口ポートに作用するパイロット圧を、比例弁３１ＡＲからシャトル弁３２ＡＲの他方の入口ポートに作用するパイロット圧よりも低くすることができる。そのため、コントローラ３０は、比例弁３１ＡＲ及び減圧用比例弁３３ＡＲを制御し、所望のパイロット圧を確実に制御弁１７６Ｌ，１７６Ｒのアーム開き側のパイロットポートに作用させることができる。
The pressure reducing proportional valve 33AR operates according to the control current input from the controller 30. Specifically, when the control current from the controller 30 is not input, the pressure reducing proportional valve 33AR outputs the pilot pressure corresponding to the arm opening operation of the left operating lever 26L to the secondary side as it is. On the other hand, when the control current from the controller 30 is input, the pressure reducing proportional valve 33AR reduces the pilot pressure of the secondary side pilot line corresponding to the arm opening operation of the left operating lever 26L to a degree corresponding to the control current. Then, the reduced pilot pressure is output to one inlet port of the shuttle valve 32AR. As a result, the pressure reducing proportional valve 33AR forcibly suppresses the operation of the arm cylinder 8 corresponding to the arm opening operation, if necessary, even when the arm opening operation is performed by the left operation lever 26L. It can be stopped or stopped. Further, the pressure reducing proportional valve 33AR applies the pilot pressure acting on one inlet port of the shuttle valve 32AR from the proportional valve 31AR to the shuttle valve 32AR even when the arm is opened by the left operating lever 26L. It can be lower than the pilot pressure acting on the other inlet port. Therefore, the controller 30 can control the proportional valve 31AR and the pressure reducing proportional valve 33AR so that the desired pilot pressure can be reliably applied to the pilot ports on the arm opening side of the control valves 176L and 176R.
このように、減圧用比例弁３３ＡＬ，３３ＡＲは、左操作レバー２６Ｌの前後方向への操作状態に対応するアームシリンダ８の動作を強制的に抑制させたり停止させたりすることができる。また、減圧用比例弁３３ＡＬ，３３ＡＲは、シャトル弁３２ＡＬ，３２ＡＲの一方の入口ポートに作用するパイロット圧を低下させ、比例弁３１ＡＬ，３１ＡＲのパイロット圧がシャトル弁３２ＡＬ，３２ＡＲを通じて確実に制御弁１７６Ｌ，１７６Ｒのパイロットポートに作用するように補助することができる。
In this way, the pressure reducing proportional valves 33AL and 33AR can forcibly suppress or stop the operation of the arm cylinder 8 corresponding to the operation state of the left operating lever 26L in the front-rear direction. Further, the pressure reducing proportional valves 33AL and 33AR reduce the pilot pressure acting on one of the inlet ports of the shuttle valves 32AL and 32AR, and the pilot pressure of the proportional valves 31AL and 31AR is surely controlled through the shuttle valves 32AL and 32AR. , 176R can be assisted to act on the pilot port.
尚、コントローラ３０は、減圧用比例弁３３ＡＬを制御する代わりに、比例弁３１ＡＲを制御することによって、左操作レバー２６Ｌのアーム閉じ操作に対応するアームシリンダ８の動作を強制的に抑制させたり停止させたりしてもよい。例えば、コントローラ３０は、左操作レバー２６Ｌでアーム閉じ操作が行われる場合に、比例弁３１ＡＲを制御し、比例弁３１ＡＲからシャトル弁３２ＡＲを介して制御弁１７６Ｌ，１７６Ｒのアーム開き側のパイロットポートに所定のパイロット圧を作用させてよい。これにより、左操作レバー２６Ｌからシャトル弁３２ＡＬを介して制御弁１７６Ｌ，１７６Ｒのアーム閉じ側のパイロットポートに作用するパイロット圧に対抗する形で、制御弁１７６Ｌ，１７６Ｒのアーム開き側のパイロットポートにパイロット圧が作用する。そのため、コントローラ３０は、制御弁１７６Ｌ，１７６Ｒを強制的に中立位置に近づけて、左操作レバー２６Ｌのアーム閉じ操作に対応するアームシリンダ８の動作を抑制させたり停止させたりすることができる。同様に、コントローラ３０は、減圧用比例弁３３ＡＲを制御する代わりに、比例弁３１ＡＬを制御することによって、左操作レバー２６Ｌのアーム開き操作に対応するアームシリンダ８の動作を強制的に抑制させたり停止させたりしてもよい。
The controller 30 controls the proportional valve 31AR instead of controlling the pressure reducing proportional valve 33AL to forcibly suppress or stop the operation of the arm cylinder 8 corresponding to the arm closing operation of the left operating lever 26L. You may let it. For example, the controller 30 controls the proportional valve 31AR when the arm closing operation is performed by the left operating lever 26L, and from the proportional valve 31AR to the pilot port on the arm opening side of the control valves 176L and 176R via the shuttle valve 32AR. A predetermined pilot pressure may be applied. As a result, from the left operating lever 26L to the pilot port on the arm opening side of the control valves 176L and 176R in a form that opposes the pilot pressure acting on the pilot port on the arm closing side of the control valves 176L and 176R via the shuttle valve 32AL. Pilot pressure acts. Therefore, the controller 30 can forcibly bring the control valves 176L and 176R closer to the neutral position to suppress or stop the operation of the arm cylinder 8 corresponding to the arm closing operation of the left operating lever 26L. Similarly, the controller 30 forcibly suppresses the operation of the arm cylinder 8 corresponding to the arm opening operation of the left operating lever 26L by controlling the proportional valve 31AL instead of controlling the reducing pressure proportional valve 33AR. You may stop it.
操作圧センサ２９ＬＡは、オペレータによる左操作レバー２６Ｌに対する前後方向への操作内容を圧力（操作圧）の形で検出し、検出された圧力に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。これにより、コントローラ３０は、左操作レバー２６Ｌに対する前後方向への操作内容を把握できる。検出対象の左操作レバー２６Ｌに対する前後方向への操作内容には、例えば、操作方向、操作量（操作角度）等が含まれうる。以下、左操作レバー２６Ｌに対する左右方向の操作内容、並びに、右操作レバー２６Ｒに対する前後方向及び左右方向の操作内容についても同様である。
The operating pressure sensor 29LA detects the operation content in the front-rear direction with respect to the left operating lever 26L by the operator in the form of pressure (operating pressure), and the detection signal corresponding to the detected pressure is taken into the controller 30. As a result, the controller 30 can grasp the operation content in the front-rear direction with respect to the left operation lever 26L. The operation content in the front-rear direction with respect to the left operation lever 26L to be detected may include, for example, an operation direction, an operation amount (operation angle), and the like. Hereinafter, the same applies to the operation contents in the left-right direction with respect to the left operation lever 26L, and the operation contents in the front-rear direction and the left-right direction with respect to the right operation lever 26R.
コントローラ３０は、オペレータによる左操作レバー２６Ｌに対するアーム閉じ操作とは無関係に、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を、比例弁３１ＡＬ及びシャトル弁３２ＡＬを介して、制御弁１７６Ｌの右側のパイロットポート及び制御弁１７６Ｒの左側のパイロットポートに供給できる。また、コントローラ３０は、オペレータによる左操作レバー２６Ｌに対するアーム開き操作とは無関係に、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を、比例弁３１ＡＲ及びシャトル弁３２ＡＲを介して、制御弁１７６Ｌの左側のパイロットポート及び制御弁１７６Ｒの右側のパイロットポートに供給させることができる。即ち、コントローラ３０は、アーム５の開閉動作を自動制御し、ショベル１００の自動運転機能や遠隔操作機能等を実現することができる。
The controller 30 supplies the hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 to the pilot port on the right side of the control valve 176L and the pilot port on the right side of the control valve 176L via the proportional valve 31AL and the shuttle valve 32AL, regardless of the arm closing operation on the left operating lever 26L by the operator. It can be supplied to the pilot port on the left side of the control valve 176R. Further, the controller 30 transfers the hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 to the pilot on the left side of the control valve 176L via the proportional valve 31AR and the shuttle valve 32AR regardless of the arm opening operation with respect to the left operation lever 26L by the operator. It can be supplied to the port and the pilot port on the right side of the control valve 176R. That is, the controller 30 can automatically control the opening / closing operation of the arm 5 and realize the automatic operation function, the remote control function, and the like of the excavator 100.
また、例えば、図４Ｂに示すように、右操作レバー２６Ｒは、オペレータが前後方向に傾倒する態様で、ブーム４に対応するブームシリンダ７を操作するために用いられる。つまり、右操作レバー２６Ｒは、前後方向に傾倒される場合、ブーム４の動作を操作対象とする。右操作レバー２６Ｒは、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用して、前後方向への操作内容に応じたパイロット圧を二次側に出力する。
Further, for example, as shown in FIG. 4B, the right operating lever 26R is used to operate the boom cylinder 7 corresponding to the boom 4 in a manner in which the operator tilts in the front-rear direction. That is, when the right operating lever 26R is tilted in the front-rear direction, the operation of the boom 4 is the operation target. The right operating lever 26R uses the hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 to output the pilot pressure according to the operation content in the front-rear direction to the secondary side.
シャトル弁３２ＢＬは、二つの入口ポートが、それぞれ、ブーム４の上げ方向の操作（以下、「ブーム上げ操作」）に対応する右操作レバー２６Ｒの二次側のパイロットラインと、比例弁３１ＢＬの二次側のパイロットラインとに接続され、出口ポートが、制御弁１７５Ｌの右側のパイロットポート及び制御弁１７５Ｒの左側のパイロットポートに接続される。
In the shuttle valve 32BL, the two inlet ports are the pilot line on the secondary side of the right operating lever 26R corresponding to the operation in the raising direction of the boom 4 (hereinafter, "boom raising operation"), and the proportional valve 31BL. It is connected to the pilot line on the next side, and the outlet port is connected to the pilot port on the right side of the control valve 175L and the pilot port on the left side of the control valve 175R.
シャトル弁３２ＢＲは、二つの入口ポートが、それぞれ、ブーム４の下げ方向の操作（以下、「ブーム下げ操作」）に対応する右操作レバー２６Ｒの二次側のパイロットラインと、比例弁３１ＢＲの二次側のパイロットラインとに接続され、出口ポートが、制御弁１７５Ｒの右側のパイロットポートに接続される。
In the shuttle valve 32BR, the two inlet ports are the pilot line on the secondary side of the right operating lever 26R corresponding to the operation in the lowering direction of the boom 4 (hereinafter, "boom lowering operation"), and the proportional valve 31BR. It is connected to the next pilot line and the outlet port is connected to the pilot port on the right side of the control valve 175R.
つまり、右操作レバー２６Ｒは、シャトル弁３２ＢＬ，３２ＢＲを介して、前後方向への操作内容に応じたパイロット圧を制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒのパイロットポートに作用させる。具体的には、右操作レバー２６Ｒは、ブーム上げ操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＢＬの一方の入口ポートに出力し、シャトル弁３２ＢＬを介して、制御弁１７５Ｌの右側のパイロットポートと制御弁１７５Ｒの左側のパイロットポートに作用させる。また、右操作レバー２６Ｒは、ブーム下げ操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＢＲの一方の入口ポートに出力し、シャトル弁３２ＢＲを介して、制御弁１７５Ｒの右側のパイロットポートに作用させる。
That is, the right operating lever 26R applies a pilot pressure according to the operation content in the front-rear direction to the pilot ports of the control valves 175L and 175R via the shuttle valves 32BL and 32BR. Specifically, the right operating lever 26R outputs a pilot pressure according to the amount of operation to one inlet port of the shuttle valve 32BL when the boom is raised, and the control valve 175L via the shuttle valve 32BL. It acts on the pilot port on the right side and the pilot port on the left side of the control valve 175R. Further, the right operating lever 26R outputs a pilot pressure according to the amount of operation to one inlet port of the shuttle valve 32BR when the boom is lowered, and the pilot on the right side of the control valve 175R via the shuttle valve 32BR. Act on the port.
比例弁３１ＢＬは、コントローラ３０から入力される制御電流に応じて動作する。具体的には、比例弁３１ＢＬは、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用して、コントローラ３０から入力される制御電流に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＢＬの他方の入口ポートに出力する。これにより、比例弁３１ＢＬは、シャトル弁３２ＢＬを介して、制御弁１７５Ｌの右側のパイロットポート及び制御弁１７５Ｒの左側のパイロットポートに作用するパイロット圧を調整することができる。
The proportional valve 31BL operates according to the control current input from the controller 30. Specifically, the proportional valve 31BL uses the hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 to output a pilot pressure corresponding to the control current input from the controller 30 to the other inlet port of the shuttle valve 32BL. Thereby, the proportional valve 31BL can adjust the pilot pressure acting on the pilot port on the right side of the control valve 175L and the pilot port on the left side of the control valve 175R via the shuttle valve 32BL.
比例弁３１ＢＲは、コントローラ３０から入力される制御電流に応じて動作する。具体的には、比例弁３１ＢＲは、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用して、コントローラ３０から入力される制御電流に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＢＲの他方の入口ポートに出力する。これにより、比例弁３１ＢＲは、シャトル弁３２ＢＲを介して、制御弁１７５Ｒの右側のパイロットポートに作用するパイロット圧を調整することができる。
The proportional valve 31BR operates according to the control current input from the controller 30. Specifically, the proportional valve 31BR uses the hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 to output a pilot pressure corresponding to the control current input from the controller 30 to the other inlet port of the shuttle valve 32BR. Thereby, the proportional valve 31BR can adjust the pilot pressure acting on the pilot port on the right side of the control valve 175R via the shuttle valve 32BR.
つまり、比例弁３１ＢＬ，３１ＢＲは、右操作レバー２６Ｒの操作状態に依らず、制御弁１７５Ｌ、１７５Ｒを任意の弁位置で停止できるように、二次側に出力するパイロット圧を調整することができる。
That is, the proportional valves 31BL and 31BR can adjust the pilot pressure output to the secondary side so that the control valves 175L and 175R can be stopped at an arbitrary valve position regardless of the operating state of the right operating lever 26R. ..
減圧用比例弁３３ＢＬは、コントローラ３０から入力される制御電流に応じて動作する。具体的には、減圧用比例弁３３ＢＬは、コントローラ３０からの制御電流が入力されない場合、右操作レバー２６Ｒのブーム上げ操作に対応するパイロット圧をそのまま二次側に出力する。一方、減圧用比例弁３３ＢＬは、コントローラ３０からの制御電流が入力される場合、右操作レバー２６Ｒのブーム上げ操作に対応する二次側のパイロットラインのパイロット圧を制御電流に応じた程度に減圧し、減圧したパイロット圧をシャトル弁３２ＢＬの一方の入口ポートに出力する。これにより、減圧用比例弁３３ＢＬは、右操作レバー２６Ｒでブーム上げ操作が行われている場合であっても、必要に応じて、ブーム上げ操作に対応するブームシリンダ７の動作を強制的に抑制させたり停止させたりすることができる。また、減圧用比例弁３３ＢＬは、右操作レバー２６Ｒでブーム上げ操作がされている場合であっても、シャトル弁３２ＢＬの一方の入口ポートに作用するパイロット圧を、比例弁３１ＢＬからシャトル弁３２ＢＲの他方の入口ポートに作用するパイロット圧よりも低くすることができる。そのため、コントローラ３０は、比例弁３１ＢＬ及び減圧用比例弁３３ＢＬを制御し、所望のパイロット圧を確実に制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒのブーム上げ側のパイロットポートに作用させることができる。
The pressure reducing proportional valve 33BL operates according to the control current input from the controller 30. Specifically, when the control current from the controller 30 is not input, the pressure reducing proportional valve 33BL outputs the pilot pressure corresponding to the boom raising operation of the right operating lever 26R to the secondary side as it is. On the other hand, when the control current from the controller 30 is input, the pressure reducing proportional valve 33BL reduces the pilot pressure of the secondary side pilot line corresponding to the boom raising operation of the right operating lever 26R to a degree corresponding to the control current. Then, the reduced pilot pressure is output to one inlet port of the shuttle valve 32BL. As a result, the pressure reducing proportional valve 33BL forcibly suppresses the operation of the boom cylinder 7 corresponding to the boom raising operation, if necessary, even when the boom raising operation is performed by the right operating lever 26R. It can be stopped or stopped. Further, the pressure reducing proportional valve 33BL applies the pilot pressure acting on one inlet port of the shuttle valve 32BL from the proportional valve 31BL to the shuttle valve 32BR even when the boom is raised by the right operating lever 26R. It can be lower than the pilot pressure acting on the other inlet port. Therefore, the controller 30 can control the proportional valve 31BL and the pressure reducing proportional valve 33BL so that the desired pilot pressure can be reliably applied to the pilot ports on the boom raising side of the control valves 175L and 175R.
減圧用比例弁３３ＢＲは、コントローラ３０から入力される制御電流に応じて動作する。具体的には、減圧用比例弁３３ＢＲは、コントローラ３０からの制御電流が入力されない場合、右操作レバー２６Ｒのブーム下げ操作に対応するパイロット圧をそのまま二次側に出力する。一方、減圧用比例弁３３ＢＲは、コントローラ３０からの制御電流が入力される場合、右操作レバー２６Ｒのブーム下げ操作に対応する二次側のパイロットラインのパイロット圧を制御電流に応じた程度に減圧し、減圧したパイロット圧をシャトル弁３２ＢＲの一方の入口ポートに出力する。これにより、減圧用比例弁３３ＢＲは、右操作レバー２６Ｒでブーム下げ操作が行われている場合であっても、必要に応じて、ブーム下げ操作に対応するブームシリンダ７の動作を強制的に抑制させたり停止させたりすることができる。また、減圧用比例弁３３ＢＲは、右操作レバー２６Ｒでブーム下げ操作がされている場合であっても、シャトル弁３２ＢＲの一方の入口ポートに作用するパイロット圧を、比例弁３１ＢＲからシャトル弁３２ＢＲの他方の入口ポートに作用するパイロット圧よりも低くすることができる。そのため、コントローラ３０は、比例弁３１ＢＲ及び減圧用比例弁３３ＢＲを制御し、所望のパイロット圧を確実に制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒのブーム下げ側のパイロットポートに作用させることができる。
The pressure reducing proportional valve 33BR operates according to the control current input from the controller 30. Specifically, when the control current from the controller 30 is not input, the pressure reducing proportional valve 33BR outputs the pilot pressure corresponding to the boom lowering operation of the right operating lever 26R to the secondary side as it is. On the other hand, when the control current from the controller 30 is input, the pressure reducing proportional valve 33BR reduces the pilot pressure of the secondary side pilot line corresponding to the boom lowering operation of the right operating lever 26R to a degree corresponding to the control current. Then, the reduced pilot pressure is output to one inlet port of the shuttle valve 32BR. As a result, the pressure reducing proportional valve 33BR forcibly suppresses the operation of the boom cylinder 7 corresponding to the boom lowering operation, if necessary, even when the boom lowering operation is performed by the right operating lever 26R. It can be stopped or stopped. Further, the pressure reducing proportional valve 33BR applies the pilot pressure acting on one inlet port of the shuttle valve 32BR from the proportional valve 31BR to the shuttle valve 32BR even when the boom is lowered by the right operating lever 26R. It can be lower than the pilot pressure acting on the other inlet port. Therefore, the controller 30 can control the proportional valve 31BR and the pressure reducing proportional valve 33BR so that the desired pilot pressure can be reliably applied to the pilot ports on the boom lowering side of the control valves 175L and 175R.
このように、減圧用比例弁３３ＢＬ，３３ＢＲは、右操作レバー２６Ｒの前後方向への操作状態に対応するブームシリンダ７の動作を強制的に抑制させたり停止させたりすることができる。また、減圧用比例弁３３ＢＬ，３３ＢＲは、シャトル弁３２ＢＬ，３２ＢＲの一方の入口ポートに作用するパイロット圧を低下させ、比例弁３１ＢＬ，３１ＢＲのパイロット圧がシャトル弁３２ＢＬ，３２ＢＲを通じて確実に制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒのパイロットポートに作用するように補助することができる。
In this way, the pressure reducing proportional valves 33BL and 33BR can forcibly suppress or stop the operation of the boom cylinder 7 corresponding to the operation state of the right operating lever 26R in the front-rear direction. Further, the pressure reducing proportional valves 33BL and 33BR reduce the pilot pressure acting on one inlet port of the shuttle valves 32BL and 32BR, and the pilot pressure of the proportional valves 31BL and 31BR is surely controlled through the shuttle valves 32BL and 32BR. , Can assist in acting on the 175R pilot port.
尚、コントローラ３０は、減圧用比例弁３３ＢＬを制御する代わりに、比例弁３１ＢＲを制御することによって、右操作レバー２６Ｒのブーム上げ操作に対応するブームシリンダ７の動作を強制的に抑制させたり停止させたりしてもよい。例えば、コントローラ３０は、右操作レバー２６Ｒでブーム上げ操作が行われる場合に、比例弁３１ＢＲを制御し、比例弁３１ＢＲからシャトル弁３２ＢＲを介して制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒのブーム下げ側のパイロットポートに所定のパイロット圧を作用させてよい。これにより、右操作レバー２６Ｒからシャトル弁３２ＢＬを介して制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒのブーム上げ側のパイロットポートに作用するパイロット圧に対抗する形で、制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒのブーム下げ側のパイロットポートにパイロット圧が作用する。そのため、コントローラ３０は、制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒを強制的に中立位置に近づけて、右操作レバー２６Ｒのブーム上げ操作に対応するブームシリンダ７の動作を抑制させたり停止させたりすることができる。同様に、コントローラ３０は、減圧用比例弁３３ＢＲを制御する代わりに、比例弁３１ＢＬを制御することによって、右操作レバー２６Ｒのブーム下げ操作に対応するブームシリンダ７の動作を強制的に抑制させたり停止させたりしてもよい。
The controller 30 controls the proportional valve 31BR instead of controlling the pressure reducing proportional valve 33BL to forcibly suppress or stop the operation of the boom cylinder 7 corresponding to the boom raising operation of the right operating lever 26R. You may let it. For example, the controller 30 controls the proportional valve 31BR when the boom raising operation is performed by the right operating lever 26R, and from the proportional valve 31BR to the pilot port on the boom lowering side of the control valves 175L and 175R via the shuttle valve 32BR. A predetermined pilot pressure may be applied. As a result, from the right operating lever 26R to the pilot port on the boom lowering side of the control valves 175L and 175R in a form that opposes the pilot pressure acting on the pilot port on the boom raising side of the control valves 175L and 175R via the shuttle valve 32BL. Pilot pressure acts. Therefore, the controller 30 can forcibly bring the control valves 175L and 175R closer to the neutral position to suppress or stop the operation of the boom cylinder 7 corresponding to the boom raising operation of the right operating lever 26R. Similarly, the controller 30 controls the proportional valve 31BL instead of controlling the pressure reducing proportional valve 33BR to forcibly suppress the operation of the boom cylinder 7 corresponding to the boom lowering operation of the right operating lever 26R. You may stop it.
操作圧センサ２９ＲＡは、オペレータによる右操作レバー２６Ｒに対する前後方向への操作内容を圧力（操作圧）の形で検出し、検出された圧力に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。これにより、コントローラ３０は、右操作レバー２６Ｒに対する前後方向への操作内容を把握できる。
The operating pressure sensor 29RA detects the operation content in the front-rear direction with respect to the right operating lever 26R by the operator in the form of pressure (operating pressure), and the detection signal corresponding to the detected pressure is taken into the controller 30. As a result, the controller 30 can grasp the operation content in the front-rear direction with respect to the right operation lever 26R.
コントローラ３０は、オペレータによる右操作レバー２６Ｒに対するブーム上げ操作とは無関係に、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を、比例弁３１ＢＬ及びシャトル弁３２ＢＬを介して、制御弁１７５Ｌの右側のパイロットポート及び制御弁１７５Ｒの左側のパイロットポートに供給させることができる。また、コントローラ３０は、オペレータによる右操作レバー２６Ｒに対するブーム下げ操作とは無関係に、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を、比例弁３１ＢＲ及びシャトル弁３２ＢＲを介して、制御弁１７５Ｒの右側のパイロットポートに供給できる。即ち、コントローラ３０は、ブーム４の上げ下げの動作を自動制御し、ショベル１００の自動運転機能や遠隔操作機能等を実現することができる。
The controller 30 supplies the hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 to the pilot port on the right side of the control valve 175L and the pilot port on the right side of the control valve 175L via the proportional valve 31BL and the shuttle valve 32BL, regardless of the boom raising operation on the right operating lever 26R by the operator. It can be supplied to the pilot port on the left side of the control valve 175R. Further, the controller 30 transfers the hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 to the pilot on the right side of the control valve 175R via the proportional valve 31BR and the shuttle valve 32BR regardless of the boom lowering operation of the right operating lever 26R by the operator. Can be supplied to the port. That is, the controller 30 can automatically control the raising and lowering operation of the boom 4 and realize the automatic operation function, the remote control function, and the like of the excavator 100.
図４Ｃに示すように、右操作レバー２６Ｒは、オペレータが左右方向に傾倒する態様で、バケット６に対応するバケットシリンダ９を操作するために用いられる。つまり、右操作レバー２６Ｒは、左右方向に傾倒される場合、バケット６の動作を操作対象とする。右操作レバー２６Ｒは、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用して、左右方向への操作内容に応じたパイロット圧を二次側に出力する。
As shown in FIG. 4C, the right operating lever 26R is used to operate the bucket cylinder 9 corresponding to the bucket 6 in a manner in which the operator tilts in the left-right direction. That is, when the right operating lever 26R is tilted in the left-right direction, the operation of the bucket 6 is the operation target. The right operating lever 26R uses the hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 to output the pilot pressure according to the operation content in the left-right direction to the secondary side.
シャトル弁３２ＣＬは、二つの入口ポートが、それぞれ、バケット６の閉じ方向の操作（以下、「バケット閉じ操作」）に対応する右操作レバー２６Ｒの二次側のパイロットラインと、比例弁３１ＣＬの二次側のパイロットラインとに接続され、出口ポートが、制御弁１７４の左側のパイロットポートに接続される。
In the shuttle valve 32CL, the two inlet ports are the pilot line on the secondary side of the right operating lever 26R corresponding to the operation in the closing direction of the bucket 6 (hereinafter, “bucket closing operation”), and the proportional valve 31CL. It is connected to the next pilot line and the outlet port is connected to the pilot port on the left side of the control valve 174.
シャトル弁３２ＣＲは、二つの入口ポートが、それぞれ、バケット６の開き方向の操作（以下、「バケット開き操作」）に対応する右操作レバー２６Ｒの二次側のパイロットラインと、比例弁３１ＣＲの二次側のパイロットラインとに接続され、出口ポートが、制御弁１７４の右側のパイロットポートに接続される。
In the shuttle valve 32CR, the two inlet ports are the pilot line on the secondary side of the right operating lever 26R corresponding to the operation in the opening direction of the bucket 6 (hereinafter, “bucket opening operation”), and the proportional valve 31CR. It is connected to the next pilot line and the outlet port is connected to the pilot port on the right side of the control valve 174.
つまり、右操作レバー２６Ｒは、シャトル弁３２ＣＬ，３２ＣＲを介して、左右方向への操作内容に応じたパイロット圧を制御弁１７４のパイロットポートに作用させる。具体的には、右操作レバー２６Ｒは、バケット閉じ操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＣＬの一方の入口ポートに出力し、シャトル弁３２ＣＬを介して、制御弁１７４の左側のパイロットポートに作用させる。また、右操作レバー２６Ｒは、バケット開き操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＣＲの一方の入口ポートに出力し、シャトル弁３２ＣＲを介して、制御弁１７４の右側のパイロットポートに作用させる。
That is, the right operating lever 26R applies a pilot pressure according to the operation content in the left-right direction to the pilot port of the control valve 174 via the shuttle valves 32CL and 32CR. Specifically, when the bucket closing operation is performed, the right operating lever 26R outputs a pilot pressure according to the amount of operation to one inlet port of the shuttle valve 32CL, and the control valve 174 via the shuttle valve 32CL. It acts on the pilot port on the left side. Further, the right operating lever 26R outputs a pilot pressure according to the amount of operation to one inlet port of the shuttle valve 32CR when the bucket is opened, and the pilot on the right side of the control valve 174 via the shuttle valve 32CR. Act on the port.
比例弁３１ＣＬは、コントローラ３０から入力される制御電流に応じて動作する。具体的には、比例弁３１ＣＬは、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用して、コントローラ３０から入力される制御電流に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＣＬの他方のパイロットポートに出力する。これにより、比例弁３１ＣＬは、シャトル弁３２ＣＬを介して、制御弁１７４の左側のパイロットポートに作用するパイロット圧を調整することができる。
The proportional valve 31CL operates according to the control current input from the controller 30. Specifically, the proportional valve 31CL uses the hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 to output a pilot pressure corresponding to the control current input from the controller 30 to the other pilot port of the shuttle valve 32CL. Thereby, the proportional valve 31CL can adjust the pilot pressure acting on the pilot port on the left side of the control valve 174 via the shuttle valve 32CL.
比例弁３１ＣＲは、コントローラ３０が出力する制御電流に応じて動作する。具体的には、比例弁３１ＣＲは、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用して、コントローラ３０から入力される制御電流に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＣＲの他方のパイロットポートに出力する。これにより、比例弁３１ＣＲは、シャトル弁３２ＣＲを介して、制御弁１７４の右側のパイロットポートに作用するパイロット圧を調整することができる。
The proportional valve 31CR operates according to the control current output by the controller 30. Specifically, the proportional valve 31CR uses the hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 to output a pilot pressure corresponding to the control current input from the controller 30 to the other pilot port of the shuttle valve 32CR. Thereby, the proportional valve 31CR can adjust the pilot pressure acting on the pilot port on the right side of the control valve 174 via the shuttle valve 32CR.
つまり、比例弁３１ＣＬ，３１ＣＲは、右操作レバー２６Ｒの操作状態に依らず、制御弁１７４を任意の弁位置で停止できるように、二次側に出力するパイロット圧を調整することができる。
That is, the proportional valves 31CL and 31CR can adjust the pilot pressure output to the secondary side so that the control valve 174 can be stopped at an arbitrary valve position regardless of the operating state of the right operating lever 26R.
減圧用比例弁３３ＣＬは、コントローラ３０から入力される制御電流に応じて動作する。具体的には、減圧用比例弁３３ＣＬは、コントローラ３０からの制御電流が入力されない場合、右操作レバー２６Ｒのバケット閉じ操作に対応するパイロット圧をそのまま二次側に出力する。一方、減圧用比例弁３３ＣＬは、コントローラ３０からの制御電流が入力される場合、右操作レバー２６Ｒのバケット閉じ操作に対応する二次側のパイロットラインのパイロット圧を制御電流に応じた程度に減圧し、減圧したパイロット圧をシャトル弁３２ＣＬの一方の入口ポートに出力する。これにより、減圧用比例弁３３ＣＬは、右操作レバー２６Ｒでバケット閉じ操作が行われている場合であっても、必要に応じて、バケット閉じ操作に対応するバケットシリンダ９の動作を強制的に抑制させたり停止させたりすることができる。また、減圧用比例弁３３ＣＬは、右操作レバー２６Ｒでバケット閉じ操作がされている場合であっても、シャトル弁３２ＣＬの一方の入口ポートに作用するパイロット圧を、比例弁３１ＣＬからシャトル弁３２ＣＲの他方の入口ポートに作用するパイロット圧よりも低くすることができる。そのため、コントローラ３０は、比例弁３１ＣＬ及び減圧用比例弁３３ＣＬを制御し、所望のパイロット圧を確実に制御弁１７４のバケット閉じ側のパイロットポートに作用させることができる。
The pressure reducing proportional valve 33CL operates according to the control current input from the controller 30. Specifically, when the control current from the controller 30 is not input, the pressure reducing proportional valve 33CL outputs the pilot pressure corresponding to the bucket closing operation of the right operating lever 26R to the secondary side as it is. On the other hand, when the control current from the controller 30 is input, the pressure reducing proportional valve 33CL reduces the pilot pressure of the secondary side pilot line corresponding to the bucket closing operation of the right operating lever 26R to a degree corresponding to the control current. Then, the reduced pilot pressure is output to one inlet port of the shuttle valve 32CL. As a result, the pressure reducing proportional valve 33CL forcibly suppresses the operation of the bucket cylinder 9 corresponding to the bucket closing operation, if necessary, even when the bucket closing operation is performed by the right operating lever 26R. It can be stopped or stopped. Further, the pressure reducing proportional valve 33CL applies the pilot pressure acting on one inlet port of the shuttle valve 32CL from the proportional valve 31CL to the shuttle valve 32CR even when the bucket is closed by the right operating lever 26R. It can be lower than the pilot pressure acting on the other inlet port. Therefore, the controller 30 can control the proportional valve 31CL and the pressure reducing proportional valve 33CL so that a desired pilot pressure can be reliably applied to the pilot port on the bucket closing side of the control valve 174.
減圧用比例弁３３ＣＲは、コントローラ３０から入力される制御電流に応じて動作する。具体的には、減圧用比例弁３３ＣＲは、コントローラ３０からの制御電流が入力されない場合、右操作レバー２６Ｒのバケット開き操作に対応するパイロット圧をそのまま二次側に出力する。一方、減圧用比例弁３３ＣＲは、コントローラ３０からの制御電流が入力される場合、右操作レバー２６Ｒのバケット開き操作に対応する二次側のパイロットラインのパイロット圧を制御電流に応じた程度に減圧し、減圧したパイロット圧をシャトル弁３２ＣＲの一方の入口ポートに出力する。これにより、減圧用比例弁３３ＣＲは、右操作レバー２６Ｒでバケット開き操作が行われている場合であっても、必要に応じて、バケット開き操作に対応するバケットシリンダ９の動作を強制的に抑制させたり停止させたりすることができる。また、減圧用比例弁３３ＣＲは、右操作レバー２６Ｒでバケット開き操作がされている場合であっても、シャトル弁３２ＣＲの一方の入口ポートに作用するパイロット圧を、比例弁３１ＣＲからシャトル弁３２ＣＲの他方の入口ポートに作用するパイロット圧よりも低くすることができる。そのため、コントローラ３０は、比例弁３１ＣＲ及び減圧用比例弁３３ＣＲを制御し、所望のパイロット圧を確実に制御弁１７４のバケット開き側のパイロットポートに作用させることができる。
The pressure reducing proportional valve 33CR operates according to the control current input from the controller 30. Specifically, when the control current from the controller 30 is not input, the pressure reducing proportional valve 33CR outputs the pilot pressure corresponding to the bucket opening operation of the right operating lever 26R to the secondary side as it is. On the other hand, when the control current from the controller 30 is input, the pressure reducing proportional valve 33CR reduces the pilot pressure of the secondary side pilot line corresponding to the bucket opening operation of the right operating lever 26R to a degree corresponding to the control current. Then, the reduced pilot pressure is output to one inlet port of the shuttle valve 32CR. As a result, the pressure reducing proportional valve 33CR forcibly suppresses the operation of the bucket cylinder 9 corresponding to the bucket opening operation, if necessary, even when the bucket opening operation is performed by the right operating lever 26R. It can be stopped or stopped. Further, the pressure reducing proportional valve 33CR applies the pilot pressure acting on one inlet port of the shuttle valve 32CR from the proportional valve 31CR to the shuttle valve 32CR even when the bucket opening operation is performed by the right operating lever 26R. It can be lower than the pilot pressure acting on the other inlet port. Therefore, the controller 30 can control the proportional valve 31CR and the pressure reducing proportional valve 33CR so that a desired pilot pressure can be reliably applied to the pilot port on the bucket opening side of the control valve 174.
このように、減圧用比例弁３３ＣＬ，３３ＣＲは、右操作レバー２６Ｒの左右方向への操作状態に対応するバケットシリンダ９の動作を強制的に抑制させたり停止させたりすることができる。また、減圧用比例弁３３ＣＬ，３３ＣＲは、シャトル弁３２ＣＬ，３２ＣＲの一方の入口ポートに作用するパイロット圧を低下させ、比例弁３１ＣＬ，３１ＣＲのパイロット圧がシャトル弁３２ＣＬ，３２ＣＲを通じて確実に制御弁１７４のパイロットポートに作用するように補助することができる。
In this way, the pressure reducing proportional valves 33CL and 33CR can forcibly suppress or stop the operation of the bucket cylinder 9 corresponding to the operation state of the right operating lever 26R in the left-right direction. Further, the pressure reducing proportional valves 33CL and 33CR reduce the pilot pressure acting on one of the inlet ports of the shuttle valves 32CL and 32CR, and the pilot pressure of the proportional valves 31CL and 31CR is surely controlled through the shuttle valves 32CL and 32CR. Can assist in acting on the pilot port of.
尚、コントローラ３０は、減圧用比例弁３３ＣＬを制御する代わりに、比例弁３１ＣＲを制御することによって、右操作レバー２６Ｒのバケット閉じ操作に対応するバケットシリンダ９の動作を強制的に抑制させたり停止させたりしてもよい。例えば、コントローラ３０は、右操作レバー２６Ｒでバケット閉じ操作が行われる場合に、比例弁３１ＣＲを制御し、比例弁３１ＣＲからシャトル弁３２ＣＲを介して制御弁１７４のバケット開き側のパイロットポートに所定のパイロット圧を作用させてよい。これにより、右操作レバー２６Ｒからシャトル弁３２ＣＬを介して制御弁１７４のバケット閉じ側のパイロットポートに作用するパイロット圧に対抗する形で、制御弁１７４のバケット開き側のパイロットポートにパイロット圧が作用する。そのため、コントローラ３０は、制御弁１７４を強制的に中立位置に近づけて、右操作レバー２６Ｒのバケット閉じ操作に対応するバケットシリンダ９の動作を抑制させたり停止させたりすることができる。同様に、コントローラ３０は、減圧用比例弁３３ＣＲを制御する代わりに、比例弁３１ＣＬを制御することによって、右操作レバー２６Ｒのバケット開き操作に対応するバケットシリンダ９の動作を強制的に抑制させたり停止させたりしてもよい。
The controller 30 controls the proportional valve 31CR instead of controlling the pressure reducing proportional valve 33CL to forcibly suppress or stop the operation of the bucket cylinder 9 corresponding to the bucket closing operation of the right operating lever 26R. You may let it. For example, the controller 30 controls the proportional valve 31CR when the bucket closing operation is performed by the right operating lever 26R, and is predetermined to the pilot port on the bucket opening side of the control valve 174 from the proportional valve 31CR via the shuttle valve 32CR. Pilot pressure may be applied. As a result, the pilot pressure acts on the pilot port on the bucket opening side of the control valve 174 in a form that opposes the pilot pressure acting on the pilot port on the bucket closing side of the control valve 174 from the right operating lever 26R via the shuttle valve 32CL. do. Therefore, the controller 30 can forcibly bring the control valve 174 closer to the neutral position to suppress or stop the operation of the bucket cylinder 9 corresponding to the bucket closing operation of the right operating lever 26R. Similarly, the controller 30 controls the proportional valve 31CL instead of controlling the pressure reducing proportional valve 33CR to forcibly suppress the operation of the bucket cylinder 9 corresponding to the bucket opening operation of the right operating lever 26R. You may stop it.
操作圧センサ２９ＲＢは、オペレータによる右操作レバー２６Ｒに対する左右方向への操作内容を圧力（操作圧）の形で検出し、検出された圧力に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。これにより、コントローラ３０は、右操作レバー２６Ｒの左右方向への操作内容を把握できる。
The operating pressure sensor 29RB detects the operation content in the left-right direction with respect to the right operating lever 26R by the operator in the form of pressure (operating pressure), and the detection signal corresponding to the detected pressure is taken into the controller 30. As a result, the controller 30 can grasp the operation content of the right operation lever 26R in the left-right direction.
コントローラ３０は、オペレータによる右操作レバー２６Ｒに対するバケット閉じ操作とは無関係に、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を、比例弁３１ＣＬ及びシャトル弁３２ＣＬを介して、制御弁１７４の左側のパイロットポートに供給させることができる。また、コントローラ３０は、オペレータによる右操作レバー２６Ｒに対するバケット開き操作とは無関係に、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を、比例弁３１ＣＲ及びシャトル弁３２ＣＲを介して、制御弁１７４の右側のパイロットポートに供給させることができる。即ち、コントローラ３０は、バケット６の開閉動作を自動制御し、ショベル１００の自動運転機能や遠隔操作機能等を実現することができる。
The controller 30 delivers the hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 to the pilot port on the left side of the control valve 174 via the proportional valve 31CL and the shuttle valve 32CL, regardless of the bucket closing operation on the right operating lever 26R by the operator. Can be supplied. Further, the controller 30 transfers the hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 to the pilot on the right side of the control valve 174 via the proportional valve 31CR and the shuttle valve 32CR regardless of the bucket opening operation for the right operating lever 26R by the operator. It can be supplied to the port. That is, the controller 30 can automatically control the opening / closing operation of the bucket 6 and realize the automatic operation function, the remote control function, and the like of the excavator 100.
また、例えば、図４Ｄに示すように、左操作レバー２６Ｌは、オペレータが左右方向に傾倒する態様で、上部旋回体３（旋回機構２）に対応する旋回油圧モータ２Ａを操作するために用いられる。つまり、左操作レバー２６Ｌは、左右方向に傾倒される場合、上部旋回体３の旋回動作を操作対象とする。左操作レバー２６Ｌは、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用して、左右方向への操作内容に応じたパイロット圧を二次側に出力する。
Further, for example, as shown in FIG. 4D, the left operating lever 26L is used to operate the swivel hydraulic motor 2A corresponding to the upper swivel body 3 (swivel mechanism 2) in a manner in which the operator tilts in the left-right direction. .. That is, when the left operation lever 26L is tilted in the left-right direction, the operation target is the turning operation of the upper turning body 3. The left operating lever 26L uses the hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 to output the pilot pressure according to the operation content in the left-right direction to the secondary side.
シャトル弁３２ＤＬは、二つの入口ポートが、それぞれ、上部旋回体３の左方向の旋回操作（以下、「左旋回操作」）に対応する左操作レバー２６Ｌの二次側のパイロットラインと、比例弁３１ＤＬの二次側のパイロットラインとに接続され、出口ポートが、制御弁１７３の左側のパイロットポートに接続される。
In the shuttle valve 32DL, the two inlet ports are the pilot line on the secondary side of the left operating lever 26L corresponding to the left turning operation of the upper turning body 3 (hereinafter, "left turning operation"), and the proportional valve. It is connected to the pilot line on the secondary side of the 31DL, and the outlet port is connected to the pilot port on the left side of the control valve 173.
シャトル弁３２ＤＲは、二つの入口ポートが、それぞれ、上部旋回体３の右方向の旋回操作（以下、「右旋回操作」）に対応する左操作レバー２６Ｌの二次側のパイロットラインと、比例弁３１ＤＲの二次側のパイロットラインとに接続され、出口ポートが、制御弁１７３の右側のパイロットポートに接続される。
In the shuttle valve 32DR, the two inlet ports are proportional to the pilot line on the secondary side of the left operation lever 26L corresponding to the rightward turning operation (hereinafter, “right turning operation”) of the upper turning body 3, respectively. It is connected to the pilot line on the secondary side of the valve 31DR, and the outlet port is connected to the pilot port on the right side of the control valve 173.
つまり、左操作レバー２６Ｌは、シャトル弁３２ＤＬ，３２ＤＲを介して、左右方向への操作内容に応じたパイロット圧を制御弁１７３のパイロットポートに作用させる。具体的には、左操作レバー２６Ｌは、左旋回操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＤＬの一方の入口ポートに出力し、シャトル弁３２ＤＬを介して、制御弁１７３の左側のパイロットポートに作用させる。また、左操作レバー２６Ｌは、右旋回操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＤＲの一方の入口ポートに出力し、シャトル弁３２ＤＲを介して、制御弁１７３の右側のパイロットポートに作用させる。
That is, the left operating lever 26L applies a pilot pressure according to the operation content in the left-right direction to the pilot port of the control valve 173 via the shuttle valves 32DL and 32DR. Specifically, when the left operation lever 26L is turned left, the pilot pressure according to the operation amount is output to one inlet port of the shuttle valve 32DL, and the control valve 173 is operated via the shuttle valve 32DL. It acts on the pilot port on the left side. Further, when the left operation lever 26L is turned to the right, the pilot pressure according to the operation amount is output to one inlet port of the shuttle valve 32DR, and the right side of the control valve 173 is output via the shuttle valve 32DR. Act on the pilot port.
比例弁３１ＤＬは、コントローラ３０から入力される制御電流に応じて動作する。具体的には、比例弁３１ＤＬは、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用して、コントローラ３０から入力される制御電流に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＤＬの他方のパイロットポートに出力する。これにより、比例弁３１ＤＬは、シャトル弁３２ＤＬを介して、制御弁１７３の左側のパイロットポートに作用するパイロット圧を調整することができる。
The proportional valve 31DL operates according to the control current input from the controller 30. Specifically, the proportional valve 31DL uses the hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 to output a pilot pressure corresponding to the control current input from the controller 30 to the other pilot port of the shuttle valve 32DL. Thereby, the proportional valve 31DL can adjust the pilot pressure acting on the pilot port on the left side of the control valve 173 via the shuttle valve 32DL.
比例弁３１ＤＲは、コントローラ３０が出力する制御電流に応じて動作する。具体的には、比例弁３１ＤＲは、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を利用して、コントローラ３０から入力される制御電流に応じたパイロット圧をシャトル弁３２ＤＲの他方のパイロットポートに出力する。これにより、比例弁３１ＤＲは、シャトル弁３２ＤＲを介して、制御弁１７３の右側のパイロットポートに作用するパイロット圧を調整することができる。
The proportional valve 31DR operates according to the control current output by the controller 30. Specifically, the proportional valve 31DR uses the hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 to output a pilot pressure corresponding to the control current input from the controller 30 to the other pilot port of the shuttle valve 32DR. Thereby, the proportional valve 31DR can adjust the pilot pressure acting on the pilot port on the right side of the control valve 173 via the shuttle valve 32DR.
つまり、比例弁３１ＤＬ，３１ＤＲは、左操作レバー２６Ｌの操作状態に依らず、制御弁１７３を任意の弁位置で停止できるように、二次側に出力するパイロット圧を調整することができる。
That is, the proportional valves 31DL and 31DR can adjust the pilot pressure output to the secondary side so that the control valve 173 can be stopped at an arbitrary valve position regardless of the operating state of the left operating lever 26L.
減圧用比例弁３３ＤＬは、コントローラ３０から入力される制御電流に応じて動作する。具体的には、減圧用比例弁３３ＤＬは、コントローラ３０からの制御電流が入力されない場合、左操作レバー２６Ｌの左旋回操作に対応するパイロット圧をそのまま二次側に出力する。一方、減圧用比例弁３３ＤＬは、コントローラ３０からの制御電流が入力される場合、左操作レバー２６Ｌの左旋回操作に対応する二次側のパイロットラインのパイロット圧を制御電流に応じた程度に減圧し、減圧したパイロット圧をシャトル弁３２ＤＬの一方の入口ポートに出力する。これにより、減圧用比例弁３３ＤＬは、左操作レバー２６Ｌで左旋回操作が行われている場合であっても、必要に応じて、左旋回操作に対応する旋回油圧モータ２Ａの動作を強制的に抑制させたり停止させたりすることができる。また、減圧用比例弁３３ＤＬは、左操作レバー２６Ｌで左旋回操作がされている場合であっても、シャトル弁３２ＤＬの一方の入口ポートに作用するパイロット圧を、比例弁３１ＤＬからシャトル弁３２ＤＲの他方の入口ポートに作用するパイロット圧よりも低くすることができる。そのため、コントローラ３０は、比例弁３１ＤＬ及び減圧用比例弁３３ＤＬを制御し、所望のパイロット圧を確実に制御弁１７３の左旋回側のパイロットポートに作用させることができる。
The pressure reducing proportional valve 33DL operates according to the control current input from the controller 30. Specifically, when the control current from the controller 30 is not input, the pressure reducing proportional valve 33DL outputs the pilot pressure corresponding to the left turning operation of the left operating lever 26L to the secondary side as it is. On the other hand, when the control current from the controller 30 is input, the pressure reducing proportional valve 33DL reduces the pilot pressure of the secondary side pilot line corresponding to the left turning operation of the left operating lever 26L to a degree corresponding to the control current. Then, the reduced pilot pressure is output to one inlet port of the shuttle valve 32DL. As a result, the pressure reducing proportional valve 33DL forcibly operates the swing hydraulic motor 2A corresponding to the left turn operation, if necessary, even when the left turn operation is performed by the left operation lever 26L. It can be suppressed or stopped. Further, the pressure reducing proportional valve 33DL applies the pilot pressure acting on one inlet port of the shuttle valve 32DL from the proportional valve 31DL to the shuttle valve 32DR even when the left operating lever 26L is operated to turn left. It can be lower than the pilot pressure acting on the other inlet port. Therefore, the controller 30 can control the proportional valve 31DL and the pressure reducing proportional valve 33DL, and can surely apply a desired pilot pressure to the pilot port on the left turning side of the control valve 173.
減圧用比例弁３３ＤＲは、コントローラ３０から入力される制御電流に応じて動作する。具体的には、減圧用比例弁３３ＤＲは、コントローラ３０からの制御電流が入力されない場合、左操作レバー２６Ｌの右旋回操作に対応するパイロット圧をそのまま二次側に出力する。一方、減圧用比例弁３３ＤＲは、コントローラ３０からの制御電流が入力される場合、左操作レバー２６Ｌの右旋回操作に対応する二次側のパイロットラインのパイロット圧を制御電流に応じた程度に減圧し、減圧したパイロット圧をシャトル弁３２ＤＲの一方の入口ポートに出力する。これにより、減圧用比例弁３３ＤＲは、左操作レバー２６Ｌで右旋回操作が行われている場合であっても、必要に応じて、右旋回操作に対応する旋回油圧モータ２Ａの動作を強制的に抑制させたり停止させたりすることができる。また、減圧用比例弁３３ＤＲは、左操作レバー２６Ｌで右旋回操作がされている場合であっても、シャトル弁３２ＤＲの一方の入口ポートに作用するパイロット圧を、比例弁３１ＤＲからシャトル弁３２ＤＲの他方の入口ポートに作用するパイロット圧よりも低くすることができる。そのため、コントローラ３０は、比例弁３１ＤＲ及び減圧用比例弁３３ＤＲを制御し、所望のパイロット圧を確実に制御弁１７３の右旋回側のパイロットポートに作用させることができる。
The pressure reducing proportional valve 33DR operates according to the control current input from the controller 30. Specifically, when the control current from the controller 30 is not input, the pressure reducing proportional valve 33DR outputs the pilot pressure corresponding to the right turning operation of the left operating lever 26L to the secondary side as it is. On the other hand, when the control current from the controller 30 is input, the pressure reducing proportional valve 33DR adjusts the pilot pressure of the secondary side pilot line corresponding to the right turning operation of the left operation lever 26L to the extent corresponding to the control current. The pressure is reduced, and the reduced pilot pressure is output to one inlet port of the shuttle valve 32DR. As a result, the pressure reducing proportional valve 33DR forces the operation of the swing hydraulic motor 2A corresponding to the right turn operation as necessary even when the right turn operation is performed by the left operation lever 26L. It can be suppressed or stopped. Further, the pressure reducing proportional valve 33DR applies the pilot pressure acting on one inlet port of the shuttle valve 32DR from the proportional valve 31DR to the shuttle valve 32DR even when the left operating lever 26L is operated to turn right. It can be lower than the pilot pressure acting on the other inlet port of. Therefore, the controller 30 can control the proportional valve 31DR and the pressure reducing proportional valve 33DR so that a desired pilot pressure can be reliably applied to the pilot port on the right-handed side of the control valve 173.
このように、減圧用比例弁３３ＤＬ，３３ＤＲは、左操作レバー２６Ｌの左右方向への操作状態に対応する旋回油圧モータ２Ａの動作を強制的に抑制させたり停止させたりすることができる。また、減圧用比例弁３３ＤＬ，３３ＤＲは、シャトル弁３２ＤＬ，３２ＤＲの一方の入口ポートに作用するパイロット圧を低下させ、比例弁３１ＤＬ，３１ＤＲのパイロット圧がシャトル弁３２ＤＬ，３２ＤＲを通じて確実に制御弁１７３のパイロットポートに作用するように補助することができる。
In this way, the pressure reducing proportional valves 33DL and 33DR can forcibly suppress or stop the operation of the swing hydraulic motor 2A corresponding to the operation state of the left operating lever 26L in the left-right direction. Further, the pressure reducing proportional valves 33DL and 33DR reduce the pilot pressure acting on one of the inlet ports of the shuttle valves 32DL and 32DR, and the pilot pressure of the proportional valves 31DL and 31DR is surely controlled through the shuttle valves 32DL and 32DR. Can assist in acting on the pilot port of.
尚、コントローラ３０は、減圧用比例弁３３ＤＬを制御する代わりに、比例弁３１ＤＲを制御することによって、左操作レバー２６Ｌの左旋回操作に対応する旋回油圧モータ２Ａの動作を強制的に抑制させたり停止させたりしてもよい。例えば、コントローラ３０は、左操作レバー２６Ｌで左旋回操作が行われる場合に、比例弁３１ＤＲを制御し、比例弁３１ＤＲからシャトル弁３２ＤＲを介して制御弁１７３の右旋回側のパイロットポートに所定のパイロット圧を作用させてよい。これにより、左操作レバー２６Ｌからシャトル弁３２ＤＬを介して制御弁１７３の左旋回側のパイロットポートに作用するパイロット圧に対抗する形で、制御弁１７３の右旋回側のパイロットポートにパイロット圧が作用する。そのため、コントローラ３０は、制御弁１７３を強制的に中立位置に近づけて、左操作レバー２６Ｌの左旋回操作に対応する旋回油圧モータ２Ａの動作を抑制させたり停止させたりすることができる。同様に、コントローラ３０は、減圧用比例弁３３ＤＲを制御する代わりに、比例弁３１ＤＬを制御することによって、左操作レバー２６Ｌの右旋回操作に対応する旋回油圧モータ２Ａの動作を強制的に抑制させたり停止させたりしてもよい。
In addition, the controller 30 forcibly suppresses the operation of the swing hydraulic motor 2A corresponding to the left turn operation of the left operation lever 26L by controlling the proportional valve 31DR instead of controlling the pressure reducing proportional valve 33DL. You may stop it. For example, the controller 30 controls the proportional valve 31DR when the left turning operation is performed by the left operating lever 26L, and determines the proportional valve 31DR to the pilot port on the right turning side of the control valve 173 via the shuttle valve 32DR. Pilot pressure may be applied. As a result, the pilot pressure is applied to the pilot port on the right turning side of the control valve 173 in a form that opposes the pilot pressure acting on the pilot port on the left turning side of the control valve 173 from the left operating lever 26L via the shuttle valve 32DL. It works. Therefore, the controller 30 can forcibly bring the control valve 173 closer to the neutral position to suppress or stop the operation of the swing hydraulic motor 2A corresponding to the left turn operation of the left operation lever 26L. Similarly, the controller 30 forcibly suppresses the operation of the swing hydraulic motor 2A corresponding to the right turn operation of the left operation lever 26L by controlling the proportional valve 31DL instead of controlling the pressure reducing proportional valve 33DR. It may be stopped or stopped.
操作圧センサ２９ＬＢは、オペレータによる左操作レバー２６Ｌに対する操作状態を圧力として検出し、検出された圧力に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。これにより、コントローラ３０は、左操作レバー２６Ｌに対する左右方向への操作内容を把握できる。
The operating pressure sensor 29LB detects the operating state of the left operating lever 26L by the operator as a pressure, and the detection signal corresponding to the detected pressure is taken into the controller 30. As a result, the controller 30 can grasp the operation content in the left-right direction with respect to the left operation lever 26L.
コントローラ３０は、オペレータによる左操作レバー２６Ｌに対する左旋回操作とは無関係に、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を、比例弁３１ＤＬ及びシャトル弁３２ＤＬを介して、制御弁１７３の左側のパイロットポートに供給させることができる。また、コントローラ３０は、オペレータによる左操作レバー２６Ｌに対する右旋回操作とは無関係に、パイロットポンプ１５から吐出される作動油を、比例弁３１ＤＲ及びシャトル弁３２ＤＲを介して、制御弁１７３の右側のパイロットポートに供給させることができる。即ち、コントローラ３０は、上部旋回体３の左右方向への旋回動作を自動制御し、ショベル１００の自動運転機能や遠隔操作機能等を実現することができる。
The controller 30 delivers the hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 to the pilot port on the left side of the control valve 173 via the proportional valve 31DL and the shuttle valve 32DL, regardless of the left turning operation of the left operating lever 26L by the operator. Can be supplied. Further, the controller 30 supplies the hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 to the right side of the control valve 173 via the proportional valve 31DR and the shuttle valve 32DR, regardless of the right turning operation of the left operating lever 26L by the operator. It can be supplied to the pilot port. That is, the controller 30 can automatically control the turning operation of the upper turning body 3 in the left-right direction, and can realize the automatic operation function, the remote control function, and the like of the excavator 100.
尚、下部走行体１についても、ブーム４、アーム５、バケット６、及び上部旋回体３と同様に、コントローラ３０による自動制御が可能な構成が採用されてもよい。この場合、例えば、左走行レバー２６ＤＬ及び右走行レバー２６ＤＲのそれぞれと、制御弁１７１，１７２との間の二次側のパイロットラインには、シャトル弁３２が設置されると共に、当該シャトル弁３２に接続され、コントローラ３０による制御が可能な比例弁３１が設置されるとよい。これにより、コントローラ３０は、当該比例弁３１に制御電流を出力することで、下部走行体１の走行動作を自動制御し、ショベル１００の自動運転機能や遠隔操作機能等を実現することができる。
As for the lower traveling body 1, a configuration capable of automatic control by the controller 30 may be adopted as in the case of the boom 4, the arm 5, the bucket 6, and the upper rotating body 3. In this case, for example, a shuttle valve 32 is installed in the pilot line on the secondary side between each of the left traveling lever 26DL and the right traveling lever 26DR and the control valves 171 and 172, and the shuttle valve 32 is provided with the shuttle valve 32. It is preferable to install a proportional valve 31 which is connected and can be controlled by the controller 30. As a result, the controller 30 can automatically control the traveling operation of the lower traveling body 1 by outputting the control current to the proportional valve 31, and can realize the automatic driving function, the remote control function, and the like of the excavator 100.
続いて、本実施形態に係るショベル１００の制御システムは、コントローラ３０と、空間認識装置７０と、向き検出装置７１と、情報入力装置７２と、測位装置７３と、表示装置Ｄ１と、音声出力装置Ｄ２と、ブーム角度センサＳ１と、アーム角度センサＳ２と、バケット角度センサＳ３と、機体傾斜センサＳ４と、旋回状態センサＳ５とを含む。
Subsequently, the control system of the excavator 100 according to the present embodiment includes the controller 30, the space recognition device 70, the orientation detection device 71, the information input device 72, the positioning device 73, the display device D1, and the voice output device. It includes D2, a boom angle sensor S1, an arm angle sensor S2, a bucket angle sensor S3, a machine body tilt sensor S4, and a turning state sensor S5.
空間認識装置７０は、ショベル１００の周囲の三次元空間に存在する物体を認識し、空間認識装置７０或いはショベル１００から認識された物体までの距離等の位置関係を測定（演算）するように構成される。空間認識装置７０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（Light Detecting and Ranging）、距離画像センサ、赤外線センサ等を含みうる。本実施形態では、空間認識装置７０は、キャビン１０の上面前端に取り付けられた前方認識センサ７０Ｆ、上部旋回体３の上面後端に取り付けられた後方認識センサ７０Ｂ、上部旋回体３の上面左端に取り付けられた左方認識センサ７０Ｌ、及び、上部旋回体３の上面右端に取り付けられた右方認識センサ７０Ｒを含む。また、上部旋回体３の上方の空間に存在する物体を認識する上方認識センサがショベル１００に取り付けられていてもよい。
The space recognition device 70 is configured to recognize an object existing in the three-dimensional space around the excavator 100 and measure (calculate) a positional relationship such as a distance from the space recognition device 70 or the excavator 100 to the recognized object. Will be done. The space recognition device 70 may include, for example, an ultrasonic sensor, a millimeter wave radar, a monocular camera, a stereo camera, a LIDAR (Light Detecting and Ranging), a range image sensor, an infrared sensor, and the like. In the present embodiment, the space recognition device 70 is attached to the front recognition sensor 70F attached to the front end of the upper surface of the cabin 10, the rear recognition sensor 70B attached to the rear end of the upper surface of the upper swing body 3, and the left end of the upper surface of the upper swing body 3. The left recognition sensor 70L attached and the right recognition sensor 70R attached to the upper right end of the upper swing body 3 are included. Further, an upward recognition sensor that recognizes an object existing in the space above the upper swing body 3 may be attached to the excavator 100.
向き検出装置７１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（例えば、下部走行体１に対する上部旋回体３の旋回角度）を検出する。
The orientation detection device 71 detects information regarding the relative relationship between the orientation of the upper rotating body 3 and the orientation of the lower traveling body 1 (for example, the turning angle of the upper rotating body 3 with respect to the lower traveling body 1).
向き検出装置７１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を含んでよい。また、向き検出装置７１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を含んでもよい。また、向き検出装置７１は、上部旋回体３の下部走行体１に対する相対的な旋回角度を検出可能なロータリエンコーダ、ロータリポジションセンサ等、つまり、上述の旋回状態センサＳ５を含んでもよく、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。また、向き検出装置７１は、上部旋回体３に取り付けられたカメラを含んでもよい。この場合、向き検出装置７１は、上部旋回体３に取り付けられているカメラが撮像した画像（入力画像）に既知の画像処理を施すことにより、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７１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の長手方向を特定し、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出してよい。このとき、上部旋回体３の前後軸の方向は、カメラの取り付け位置から導出されうる。特に、クローラ１Ｃは上部旋回体３から突出しているため、向き検出装置７１は、クローラ１Ｃの画像を検出することにより、下部走行体１の長手方向を特定することができる。
The orientation detection device 71 may include, for example, a combination of a geomagnetic sensor attached to the lower traveling body 1 and a geomagnetic sensor attached to the upper swivel body 3. Further, the orientation detection device 71 may include a combination of a GNSS receiver attached to the lower traveling body 1 and a GNSS receiver attached to the upper rotating body 3. Further, the orientation detection device 71 may include a rotary encoder, a rotary position sensor, and the like capable of detecting the relative turning angle of the upper turning body 3 with respect to the lower traveling body 1, that is, the above-mentioned turning state sensor S5, for example. It may be attached to a center joint provided in connection with the swivel mechanism 2 that realizes the relative rotation between the lower traveling body 1 and the upper swivel body 3. Further, the orientation detection device 71 may include a camera attached to the upper swing body 3. In this case, the orientation detection device 71 detects the image of the lower traveling body 1 included in the input image by performing known image processing on the image (input image) captured by the camera attached to the upper rotating body 3. do. Then, the orientation detection device 71 identifies the longitudinal direction of the lower traveling body 1 by detecting the image of the lower traveling body 1 by using a known image recognition technique, and determines the direction of the front-rear axis of the upper rotating body 3. The angle formed between the lower traveling body 1 and the longitudinal direction may be derived. At this time, the direction of the front-rear axis of the upper swing body 3 can be derived from the mounting position of the camera. In particular, since the crawler 1C protrudes from the upper swivel body 3, the orientation detection device 71 can specify the longitudinal direction of the lower traveling body 1 by detecting the image of the crawler 1C.
尚、上部旋回体３が旋回油圧モータ２Ａに代えて、電動機で旋回駆動される構成の場合、向き検出装置７１は、レゾルバであってよい。
When the upper swing body 3 is swiveled by an electric motor instead of the swivel hydraulic motor 2A, the orientation detection device 71 may be a resolver.
情報入力装置７２は、キャビン１０内の着座したオペレータから手が届く範囲に設けられ、オペレータによる各種操作入力を受け付け、操作入力に応じた信号をコントローラ３０に出力する。例えば、情報入力装置７２は、各種情報画像を表示する表示装置のディスプレイに実装されるタッチパネルを含みうる。また、例えば、情報入力装置７２は、表示装置Ｄ１の周囲に設置されるボタンスイッチ、レバー、トグル等を含みうる。また、情報入力装置７２は、操作装置２６に設けられるノブスイッチ（例えば、左操作レバー２６Ｌに設けられるスイッチＮＳ等）を含みうる。情報入力装置７２に対する操作内容に対応する信号は、コントローラ３０に取り込まれる。
The information input device 72 is provided within reach of a seated operator in the cabin 10, receives various operation inputs by the operator, and outputs a signal corresponding to the operation input to the controller 30. For example, the information input device 72 may include a touch panel mounted on the display of the display device that displays various information images. Further, for example, the information input device 72 may include a button switch, a lever, a toggle, and the like installed around the display device D1. Further, the information input device 72 may include a knob switch provided in the operating device 26 (for example, a switch NS provided in the left operating lever 26L). The signal corresponding to the operation content for the information input device 72 is taken into the controller 30.
スイッチＮＳは、例えば、左操作レバー２６Ｌの先端に設けられた押しボタンスイッチである。オペレータは、スイッチＮＳを押しながら左操作レバー２６Ｌを操作できる。また、スイッチＮＳは、右操作レバー２６Ｒに設けられていてもよく、キャビン１０内の他の位置に設けられていてもよい。
The switch NS is, for example, a push button switch provided at the tip of the left operating lever 26L. The operator can operate the left operation lever 26L while pressing the switch NS. Further, the switch NS may be provided on the right operating lever 26R, or may be provided at another position in the cabin 10.
測位装置７３は、上部旋回体３の位置及び向きを測定する。測位装置７３は、例えば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）コンパスであり、上部旋回体３の位置及び向きを検出し、上部旋回体３の位置及び向きに対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。また、測位装置７３の機能のうちの上部旋回体３の向きを検出する機能は、上部旋回体３に取り付けられた方位センサにより代替されてもよい。
The positioning device 73 measures the position and orientation of the upper swing body 3. The positioning device 73 is, for example, a GNSS (Global Navigation Satellite System) compass, detects the position and orientation of the upper swivel body 3, and captures the detection signal corresponding to the position and orientation of the upper swivel body 3 into the controller 30. .. Further, among the functions of the positioning device 73, the function of detecting the direction of the upper swing body 3 may be replaced by the directional sensor attached to the upper swing body 3.
表示装置Ｄ１は、キャビン１０内の着座したオペレータから視認し易い場所に設けられ、コントローラ３０による制御下で、各種情報画像を表示する。表示装置Ｄ１は、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の車載通信ネットワークを介してコントローラ３０に接続されていてもよいし、一対一の専用線を介してコントローラ３０に接続されていてもよい。
The display device D1 is provided in the cabin 10 at a location that is easily visible to the seated operator, and displays various information images under the control of the controller 30. The display device D1 may be connected to the controller 30 via an in-vehicle communication network such as CAN (Controller Area Network), or may be connected to the controller 30 via a one-to-one dedicated line.
音声出力装置Ｄ２は、例えば、キャビン１０内に設けられ、コントローラ３０と接続され、コントローラ３０による制御下で、音声を出力する。音声出力装置Ｄ２は、例えば、スピーカやブザー等である。音声出力装置Ｄ２は、コントローラ３０からの音声出力指令に応じて各種情報を音声出力する。
The audio output device D2 is provided in the cabin 10, for example, is connected to the controller 30, and outputs audio under the control of the controller 30. The audio output device D2 is, for example, a speaker, a buzzer, or the like. The voice output device D2 outputs various information by voice in response to a voice output command from the controller 30.
ブーム角度センサＳ１は、ブーム４に取り付けられ、ブーム４の上部旋回体３に対する俯仰角度（以下、「ブーム角度」）、例えば、側面視において、上部旋回体３の旋回平面に対してブーム４の両端の支点を結ぶ直線が成す角度を検出する。ブーム角度センサＳ１は、例えば、ロータリエンコーダ、加速度センサ、６軸センサ、ＩＭＵ（Inertial Measurement Unit：慣性計測装置）等を含んでよく、以下、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についても同様である。ブーム角度センサＳ１によるブーム角度に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。
The boom angle sensor S1 is attached to the boom 4, and the depression / elevation angle of the boom 4 with respect to the upper swing body 3 (hereinafter, “boom angle”), for example, the boom 4 with respect to the swing plane of the upper swing body 3 in a side view. Detects the angle formed by the straight line connecting the fulcrums at both ends. The boom angle sensor S1 may include, for example, a rotary encoder, an acceleration sensor, a 6-axis sensor, an IMU (Inertial Measurement Unit), and the like. Hereinafter, the arm angle sensor S2, the bucket angle sensor S3, and the body tilt sensor S4 The same applies to. The detection signal corresponding to the boom angle by the boom angle sensor S1 is taken into the controller 30.
アーム角度センサＳ２は、アーム５に取り付けられ、アーム５のブーム４に対する回動角度（以下、「アーム角度」）、例えば、側面視において、ブーム４の両端の支点を結ぶ直線に対してアーム５の両端の支点を結ぶ直線が成す角度を検出する。アーム角度センサＳ２によるアーム角度に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。
The arm angle sensor S2 is attached to the arm 5, and the rotation angle of the arm 5 with respect to the boom 4 (hereinafter, “arm angle”), for example, the arm 5 with respect to a straight line connecting the fulcrums at both ends of the boom 4 in a side view. Detects the angle formed by the straight line connecting the fulcrums at both ends of. The detection signal corresponding to the arm angle by the arm angle sensor S2 is taken into the controller 30.
バケット角度センサＳ３は、バケット６に取り付けられ、バケット６のアーム５に対する回動角度（以下、「バケット角度」）、例えば、側面視において、アーム５の両端の支点を結ぶ直線に対してバケット６の支点と先端（刃先）とを結ぶ直線が成す角度を検出する。バケット角度センサＳ３によるバケット角度に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。
The bucket angle sensor S3 is attached to the bucket 6, and the rotation angle of the bucket 6 with respect to the arm 5 (hereinafter, “bucket angle”), for example, the bucket 6 with respect to a straight line connecting the fulcrums at both ends of the arm 5 in a side view. Detects the angle formed by the straight line connecting the fulcrum and the tip (blade edge). The detection signal corresponding to the bucket angle by the bucket angle sensor S3 is taken into the controller 30.
機体傾斜センサＳ４は、水平面に対する機体（例えば、上部旋回体３）の傾斜状態を検出する。機体傾斜センサＳ４は、例えば、上部旋回体３に取り付けられ、ショベル１００（即ち、上部旋回体３）の前後方向及び左右方向の２軸回りの傾斜角度（以下、「前後傾斜角」及び「左右傾斜角」）を検出する。機体傾斜センサＳ４は、例えば、加速度センサ、ジャイロセンサ（角速度センサ）、６軸センサ、ＩＭＵ等を含んでよい。機体傾斜センサＳ４による傾斜角度（前後傾斜角及び左右傾斜角）に対応する検出信号は、コントローラ３０に取り込まれる。
The airframe tilt sensor S4 detects the tilted state of the airframe (for example, the upper swivel body 3) with respect to the horizontal plane. The machine body tilt sensor S4 is attached to, for example, the upper swivel body 3 and has a tilt angle around two axes in the front-rear direction and the left-right direction of the excavator 100 (that is, the upper swivel body 3) (hereinafter, “front-rear tilt angle” and “left-right tilt angle”). Tilt angle ") is detected. The body tilt sensor S4 may include, for example, an acceleration sensor, a gyro sensor (angular velocity sensor), a 6-axis sensor, an IMU, and the like. The detection signal corresponding to the tilt angle (front-back tilt angle and left-right tilt angle) by the body tilt sensor S4 is taken into the controller 30.
旋回状態センサＳ５は、上部旋回体３に取り付けられ、上部旋回体３の旋回状態に関する検出情報を出力する。旋回状態センサＳ５は、例えば、上部旋回体３の旋回角速度や旋回角度を検出する。旋回状態センサＳ５は、例えば、ジャイロセンサ、レゾルバ、ロータリエンコーダ等を含む。
The swivel state sensor S5 is attached to the upper swivel body 3 and outputs detection information regarding the swivel state of the upper swivel body 3. The swivel state sensor S5 detects, for example, the swivel angular velocity and the swivel angle of the upper swivel body 3. The swivel state sensor S5 includes, for example, a gyro sensor, a resolver, a rotary encoder, and the like.
尚、機体傾斜センサＳ４に３軸回りの角速度を検出可能なジャイロセンサ、６軸センサ、ＩＭＵ等が含まれる場合、機体傾斜センサＳ４の検出信号に基づき上部旋回体３の旋回状態（例えば、旋回角速度）が検出されてもよい。この場合、旋回状態センサＳ５は、省略されうる。
When the machine body tilt sensor S4 includes a gyro sensor, a 6-axis sensor, an IMU, etc. capable of detecting angular velocities around three axes, the upper turning body 3 is in a turning state (for example, turning) based on the detection signal of the body tilt sensor S4. Angular velocity) may be detected. In this case, the turning state sensor S5 may be omitted.
［ショベルのマシンガイダンス機能及びマシンコントロール機能の概要］
次に、図５を参照して、ショベルのマシンガイダンス機能及びマシンコントロール機能の概要について説明する。[Overview of excavator machine guidance function and machine control function]
Next, the outline of the machine guidance function and the machine control function of the excavator will be described with reference to FIG.
図５は、ショベル１００のマシンガイダンス機能及びマシンコントロール機能に関する構成の一例を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing an example of a configuration related to the machine guidance function and the machine control function of the excavator 100.
コントローラ３０は、例えば、オペレータによるショベル１００の手動操作をガイド（案内）するマシンガイダンス機能に関するショベル１００の制御を実行する。
The controller 30 executes, for example, the control of the excavator 100 regarding the machine guidance function that guides the manual operation of the excavator 100 by the operator.
コントローラ３０は、例えば、目標施工面とアタッチメントＡＴの先端部、つまり、バケット６の所定の作業部位（例えば、バケット６の爪先、バケット６の背面等）（以下、単に「作業部位」）との距離等の作業情報を、表示装置Ｄ１や音声出力装置Ｄ２等を通じて、オペレータに伝える。具体的には、コントローラ３０は、ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、バケット角度センサＳ３、機体傾斜センサＳ４、旋回状態センサＳ５、空間認識装置７０、測位装置７３、情報入力装置７２等から情報を取得する。そして、コントローラ３０は、例えば、取得した情報に基づき、バケット６と目標施工面との間の距離を算出し、表示装置Ｄ１に表示される画像や音声出力装置Ｄ２から出力される音声により、算出した距離をオペレータに通知してよい。目標施工面に関するデータは、例えば、オペレータによる情報入力装置７２を通じた設定入力に基づき、或いは、外部（例えば、所定の管理サーバ）からのダウンロードされることにより、内部メモリやコントローラ３０に接続される外部記憶装置等に記憶されている。目標施工面に関するデータは、例えば、基準座標系で表現されている。基準座標系は、例えば、世界測地系である。世界測地系は、地球の重心に原点をおき、Ｘ軸をグリニッジ子午線と赤道との交点の方向に、Ｙ軸を東経９０度の方向に、そして、Ｚ軸を北極の方向にとる三次元直交ＸＹＺ座標系である。例えば、オペレータは、施工現場の任意の点を基準点と定め、情報入力装置７２を通じて、基準点との相対的な位置関係により目標施工面を設定してよい。これにより、コントローラ３０は、表示装置Ｄ１、音声出力装置Ｄ２等を通じて、作業情報をオペレータに通知し、オペレータによる操作装置２６を通じたショベル１００の操作をガイドすることができる。
The controller 30 refers to, for example, the target construction surface and the tip of the attachment AT, that is, a predetermined work part of the bucket 6 (for example, the toe of the bucket 6, the back surface of the bucket 6, etc.) (hereinafter, simply "work part"). Work information such as distance is transmitted to the operator through the display device D1 and the voice output device D2. Specifically, the controller 30 receives information from the boom angle sensor S1, the arm angle sensor S2, the bucket angle sensor S3, the body tilt sensor S4, the turning state sensor S5, the space recognition device 70, the positioning device 73, the information input device 72, and the like. To get. Then, for example, the controller 30 calculates the distance between the bucket 6 and the target construction surface based on the acquired information, and calculates the distance from the image displayed on the display device D1 and the sound output from the sound output device D2. The operator may be notified of the distance. The data on the target construction surface is connected to the internal memory or the controller 30 based on, for example, setting input through the information input device 72 by the operator, or by being downloaded from the outside (for example, a predetermined management server). It is stored in an external storage device or the like. The data regarding the target construction surface is represented by, for example, a reference coordinate system. The reference coordinate system is, for example, the world geodetic system. The world geodetic system is a three-dimensional orthogonal coordinate with the origin at the center of the earth, the X-axis in the direction of the intersection of the Greenwich meridian and the equator, the Y-axis in the direction of 90 degrees east longitude, and the Z-axis in the direction of the North Pole. It is an XYZ coordinate system. For example, the operator may set an arbitrary point on the construction site as a reference point and set a target construction surface based on the relative positional relationship with the reference point through the information input device 72. As a result, the controller 30 can notify the operator of the work information through the display device D1, the voice output device D2, and the like, and guide the operator to operate the excavator 100 through the operation device 26.
また、コントローラ３０は、例えば、オペレータによるショベル１００の手動操作を支援したり、ショベル１００を自動的或いは自律的に動作させたりするマシンコントロール機能に関するショベル１００の制御を実行する。
Further, the controller 30 executes control of the excavator 100 related to a machine control function that assists the manual operation of the excavator 100 by an operator or operates the excavator 100 automatically or autonomously, for example.
コントローラ３０は、例えば、オペレータが手動で地面の掘削操作や均し操作等を行っている場合に、目標施工面と、アタッチメントＡＴの先端部、具体的には、バケット６の作業部位に設定される、制御基準となる位置（以下、単に制御基準）とが一致するように、ブーム４、アーム５、及び、バケット６の少なくとも一つを自動的に動作させる。制御基準は、例えば、バケット６の作業部位としての爪先を構成する平面或いは曲面、当該平面或いは曲面上に規定される線分、当該平面或いは曲面上に規定される点等を含みうる。また、制御基準には、例えば、バケット６の作業部位としての背面を構成する平面或いは曲面、当該平面或いは曲面上に規定される線分、当該平面或いは曲面上に規定される点等を含みうる。具体的には、オペレータがスイッチＮＳを操作（押し）ながら、左操作レバー２６Ｌを通じて、アーム５の操作を行うと、コントローラ３０は、オペレータによるアーム５の操作に応じて、目標施工面とバケット６の制御基準とが一致するように、ブーム４、アーム５、及び、バケット６を自動的に動作させる。より具体的には、コントローラ３０は、上述の如く、比例弁３１を制御し、ブーム４、アーム５、及び、バケット６を自動的に動作させる。これにより、オペレータは、左操作レバー２６Ｌを前後方向に操作するだけで、目標施工面に沿った掘削作業や均し作業等をショベル１００に実行させることができる。
The controller 30 is set on the target construction surface, the tip of the attachment AT, specifically, the work part of the bucket 6 when the operator manually excavates or leveles the ground. At least one of the boom 4, the arm 5, and the bucket 6 is automatically operated so as to match the position serving as the control reference (hereinafter, simply the control reference). The control reference may include, for example, a plane or curved surface constituting the toe as a working part of the bucket 6, a line segment defined on the plane or curved surface, a point defined on the plane or curved surface, and the like. Further, the control reference may include, for example, a plane or a curved surface constituting the back surface of the bucket 6 as a work portion, a line segment defined on the plane or the curved surface, a point defined on the plane or the curved surface, and the like. .. Specifically, when the operator operates (pushes) the switch NS and operates the arm 5 through the left operation lever 26L, the controller 30 responds to the operation of the arm 5 by the operator and causes the target construction surface and the bucket 6 to operate. The boom 4, arm 5, and bucket 6 are automatically operated so as to match the control criteria of. More specifically, the controller 30 controls the proportional valve 31 and automatically operates the boom 4, the arm 5, and the bucket 6 as described above. As a result, the operator can cause the excavator 100 to perform excavation work, leveling work, and the like along the target construction surface simply by operating the left operation lever 26L in the front-rear direction.
バケット６の作業部位は、例えば、オペレータ等による情報入力装置７２を通じた設定入力に応じて、設定されてよい。また、バケット６の作業部位は、例えば、ショベル１００の作業内容に応じて、自動的に設定されてもよい。具体的には、バケット６の作業部位は、ショベル１００の作業内容が掘削作業等である場合、バケット６の爪先に設定され、ショベル１００の作業内容が均し作業や転圧作業等である場合、バケット６の背面に設定されてよい。この場合、ショベル１００の作業内容は、カメラＳ５Ｆの撮像画像等に基づき、自動的に判定されてもよいし、情報入力装置７２を通じて、オペレータ等が選択或いは入力することにより、選択内容或いは入力内容に沿って設定されてもよい。
The work part of the bucket 6 may be set according to, for example, a setting input by an operator or the like through the information input device 72. Further, the work part of the bucket 6 may be automatically set according to, for example, the work content of the excavator 100. Specifically, the work part of the bucket 6 is set at the toe of the bucket 6 when the work content of the excavator 100 is excavation work or the like, and the work content of the excavator 100 is a leveling work or compaction work or the like. , May be set on the back of the bucket 6. In this case, the work content of the excavator 100 may be automatically determined based on the captured image of the camera S5F or the like, or the selected content or the input content may be selected or input by the operator or the like through the information input device 72. It may be set according to.
バケット６の作業部位における制御基準（以下、単純に「バケット６の制御基準」）は、例えば、作業部位がバケット６の爪先である場合、バケット６の複数の爪のうちの特定の一つの爪の爪先を構成する曲面或いは平面上の一点に設定されてよい。また、バケット６の制御基準は、例えば、作業部位がバケット６の背面である場合、バケット６の背面を構成する曲面或いは平面上で任意に設定されうる。この場合、コントローラ３０は、情報入力装置７２を通じたオペレータ等による設定操作に応じて、バケット６の背面における制御基準を設定してもよいし、後述の如く、所定の条件に基づき、自動的に、バケット６の背面における制御基準を設定（変更）してもよい。
The control standard at the work part of the bucket 6 (hereinafter, simply "control standard of the bucket 6") is, for example, when the work part is the toe of the bucket 6, a specific one of the plurality of claws of the bucket 6 is used. It may be set to a point on a curved surface or a plane constituting the tip of the nail. Further, the control reference of the bucket 6 can be arbitrarily set on a curved surface or a plane constituting the back surface of the bucket 6, for example, when the work portion is the back surface of the bucket 6. In this case, the controller 30 may set the control reference on the back surface of the bucket 6 according to the setting operation by the operator or the like through the information input device 72, or automatically based on a predetermined condition as described later. , The control reference on the back surface of the bucket 6 may be set (changed).
以下、スイッチＮＳが押し操作された状態で、左操作レバー２６Ｌのアーム５の操作（つまり、左操作レバー２６Ｌの前後方向へ傾倒操作）が行われた場合に、マシンコントロール機能が有効になる前提で、説明を進める。
Hereinafter, it is premised that the machine control function is enabled when the arm 5 of the left operation lever 26L is operated (that is, the operation of tilting the left operation lever 26L in the front-rear direction) while the switch NS is pushed. So, let's proceed with the explanation.
［ショベルのマシンコントロール機能に関する詳細な構成の一例］
次に、図６（図６Ａ、図６Ｂ）を参照して、マシンコントロール機能に関する詳細な構成の一例について説明する。[Example of detailed configuration of excavator machine control function]
Next, an example of a detailed configuration regarding the machine control function will be described with reference to FIGS. 6A and 6B.
図６Ａ、図６Ｂは、本実施形態に係るショベル１００のマシンコントロール機能に関する詳細な構成の一例を示す機能ブロック図である。
6A and 6B are functional block diagrams showing an example of a detailed configuration of the machine control function of the excavator 100 according to the present embodiment.
コントローラ３０は、マシンコントロール機能に関する機能部として、操作内容取得部３００１と、目標施工面取得部３００２と、目標軌道設定部３００３と、現在位置算出部３００４と、目標位置算出部３００５と、動作指令生成部３００６と、パイロット指令生成部３００７と、姿勢角算出部３００８を含む。これらの機能部３００１〜３００８は、例えば、スイッチＮＳが押し操作されている場合、所定の制御周期ごとに、後述する動作を繰り返し実行する。
The controller 30 has an operation content acquisition unit 3001, a target construction surface acquisition unit 3002, a target trajectory setting unit 3003, a current position calculation unit 3004, a target position calculation unit 3005, and an operation command as functional units related to the machine control function. The generation unit 3006, the pilot command generation unit 3007, and the attitude angle calculation unit 3008 are included. For example, when the switch NS is pressed, these functional units 3001 to 2008 repeatedly execute the operations described later at predetermined control cycles.
操作内容取得部３００１は、操作圧センサ２９ＬＡから取り込まれる検出信号に基づき、左操作レバー２６Ｌにおけるアーム５の操作（つまり、前後方向の傾倒操作）に関する操作内容を取得する。例えば、操作内容取得部３００１は、操作内容として、操作方向（アーム開き操作であるか、アーム閉じ操作であるかの別）と、操作量を取得（算出）する。
The operation content acquisition unit 3001 acquires the operation content related to the operation of the arm 5 (that is, the tilting operation in the front-rear direction) in the left operation lever 26L based on the detection signal captured from the operation pressure sensor 29LA. For example, the operation content acquisition unit 3001 acquires (calculates) the operation direction (whether the arm opening operation or the arm closing operation) and the operation amount as the operation content.
目標施工面取得部３００２は、例えば、内部メモリや所定の外部記憶装置等から目標施工面に関するデータを取得する。
The target construction surface acquisition unit 3002 acquires data on the target construction surface from, for example, an internal memory, a predetermined external storage device, or the like.
目標軌道設定部３００３は、目標施工面に関するデータに基づき、アタッチメントＡＴの先端部、つまり、バケット６の制御基準を目標施工面に沿って移動させるためのバケット６の制御基準の目標軌道に関する情報を設定する。例えば、目標軌道設定部３００３は、目標軌道に関する情報として、ショベル１００の機体（上部旋回体３）を基準とする、目標施工面の前後方向への傾斜角度を設定してよい。
The target trajectory setting unit 3003 provides information on the target trajectory of the control reference of the bucket 6 for moving the control reference of the attachment AT, that is, the control reference of the bucket 6 along the target construction surface, based on the data on the target construction surface. Set. For example, the target trajectory setting unit 3003 may set an inclination angle of the target construction surface in the front-rear direction with reference to the machine body (upper turning body 3) of the excavator 100 as information on the target trajectory.
現在位置算出部３００４は、バケット６の制御基準の位置（現在位置）を算出する。具体的には、後述する姿勢角算出部３００８により算出されるブーム角度β１、アーム角度β２、及びバケット角度β３に基づき、バケット６の制御基準の位置を算出してよい。The current position calculation unit 3004 calculates the position (current position) of the control reference of the bucket 6. Specifically, the position of the control reference of the bucket 6 may be calculated based on the boom angle β 1 , the arm angle β 2 , and the bucket angle β 3 calculated by the posture angle calculation unit 3008 described later.
目標位置算出部３００５は、左操作レバー２６Ｌにおけるアーム５の操作に関する操作内容（操作方向及び操作量）と、設定された目標軌道に関する情報と、バケット６の制御基準の現在位置とに基づき、バケット６の制御基準の目標位置を算出する。当該目標位置は、アーム５が左操作レバー２６Ｌにおけるアーム５の操作方向及び操作量に応じて動作すると仮定したときに、今回の制御周期中で到達目標とすべき目標施工面（換言すれば、目標軌道）上の位置である。目標位置算出部３００５は、例えば、不揮発性の内部メモリ等に予め格納されるマップや演算式等を用いて、バケット６の制御基準の目標位置を算出してよい。
The target position calculation unit 3005 is based on the operation content (operation direction and operation amount) related to the operation of the arm 5 on the left operation lever 26L, the information on the set target trajectory, and the current position of the control reference of the bucket 6. Calculate the target position of the control reference of 6. The target position is the target construction surface (in other words, the target construction surface) that should be the target to be reached during the current control cycle, assuming that the arm 5 operates according to the operation direction and the operation amount of the arm 5 on the left operation lever 26L. It is a position on the target orbit). The target position calculation unit 3005 may calculate the target position of the control reference of the bucket 6 by using, for example, a map or an arithmetic expression stored in advance in a non-volatile internal memory or the like.
動作指令生成部３００６は、バケット６の制御基準の目標位置に基づき、ブーム４の動作に関する指令値（以下、「ブーム指令値」）β１ｒ、アーム５の動作に関する指令値（以下、「アーム指令値」）β２ｒ、及びバケット６の動作に関する指令値（「バケット指令値」）β３ｒを生成する。例えば、ブーム指令値β１ｒ、アーム指令値β２ｒ、及びバケット指令値β３ｒは、それぞれ、バケット６の制御基準が目標位置を実現できたときのブーム角度、アーム角度、及びバケット角度である。動作指令生成部３００６は、マスタ指令値生成部３００６Ａと、スレーブ指令値生成部３００６Ｂを含む。The operation command generation unit 3006 has a command value related to the operation of the boom 4 (hereinafter, “boom command value”) β 1r and a command value related to the operation of the arm 5 (hereinafter, “arm command”) based on the target position of the control reference of the bucket 6. Value ”) β 2r , and a command value (“bucket command value”) β 3r relating to the operation of the bucket 6 are generated. For example, the boom command value β 1r , the arm command value β 2r , and the bucket command value β 3r are the boom angle, the arm angle, and the bucket angle when the control reference of the bucket 6 can realize the target position, respectively. The operation command value generation unit 3006 includes a master command value generation unit 3006A and a slave command value generation unit 3006B.
尚、ブーム指令値、アーム指令値、バケット指令値は、バケット６の制御基準が目標位置を実現するために必要なブーム４、アーム５、及びバケット６の角速度や角加速度であってもよい。
The boom command value, arm command value, and bucket command value may be the angular velocity or angular acceleration of the boom 4, arm 5, and bucket 6 required for the control reference of the bucket 6 to realize the target position.
マスタ指令値生成部３００６Ａは、アタッチメントＡＴを構成する動作要素（ブーム４、アーム５、及びバケット６）のうち、左操作レバー２６Ｌの前後方向の操作入力に対応して動作する動作要素（以下、「マスタ要素」）の動作に関する指令値（以下、「マスタ指令値」）を生成する。本実施形態では、マスタ要素は、アーム５であり、マスタ指令値生成部３００６Ａは、アーム指令値β２ｒを生成し、後述するアームパイロット指令生成部３００７Ｂに向けて出力する。具体的には、マスタ指令値生成部３００６Ａは、左操作レバー２６Ｌの操作内容（操作方向及び操作量）に対応するアーム指令値β２ｒを生成する。例えば、マスタ指令値生成部３００６Ａは、左操作レバー２６Ｌの操作内容と、アーム指令値β２ｒとの関係を規定する所定のマップや変換式等に基づき、アーム指令値β２ｒを生成し、出力してよい。Among the operating elements (boom 4, arm 5, and bucket 6) constituting the attachment AT, the master command value generation unit 3006A operates in response to the operation input of the left operating lever 26L in the front-rear direction (hereinafter, referred to as an operating element). Generates a command value (hereinafter, "master command value") related to the operation of the "master element"). In the present embodiment, the master element is the arm 5, and the master command value generation unit 3006A generates the arm command value β 2r and outputs it to the arm pilot command generation unit 3007B described later. Specifically, the master command value generation unit 3006A generates the arm command value β 2r corresponding to the operation content (operation direction and operation amount) of the left operation lever 26L. For example, the master command value generation unit 3006A generates and outputs the arm command value β 2r based on a predetermined map or conversion formula that defines the relationship between the operation content of the left operation lever 26L and the arm command value β 2r. You can do it.
尚、マスタ指令値生成部３００６Ａにより出力されるアーム指令値β２ｒが"０"である場合、アーム５は、コントローラ３０の制御に依らず、操作装置２６に対するオペレータのアーム５に関する操作に従い動作する。また、マスタ指令値生成部３００６Ａは、省略されてもよい。上述の如く、左操作レバー２６Ｌの前後操作の内容に対応するパイロット圧は、シャトル弁３２ＡＬ，３２ＡＲを介して、アーム５を駆動するアームシリンダ８に対応する制御弁１７６Ｌ，１７６Ｒのパイロットポートに作用するからである。 When the arm command value β 2r output by the master command value generation unit 3006A is “0”, the arm 5 operates according to the operator's operation on the operation device 26 with respect to the operation device 26, regardless of the control of the controller 30. .. Further, the master command value generation unit 3006A may be omitted. As described above, the pilot pressure corresponding to the contents of the front-rear operation of the left operating lever 26L acts on the pilot ports of the control valves 176L and 176R corresponding to the arm cylinder 8 for driving the arm 5 via the shuttle valves 32AL and 32AR. Because it does.
スレーブ指令値生成部３００６Ｂは、アタッチメントＡＴを構成する動作要素のうち、マスタ要素（アーム５）の動作に合わせて（同期して）、バケット６の制御基準が目標施工面に沿って移動するように動作する、スレーブ要素の動作に関する指令値（以下、「スレーブ指令値」）を生成する。本実施形態では、スレーブ要素は、ブーム４及びバケット６であり、スレーブ指令値生成部３００６Ｂは、ブーム指令値β１ｒ及びバケット指令値β３ｒを生成し、それぞれ、後述するブームパイロット指令生成部３００７Ａ及びバケットパイロット指令生成部３００７Ｃに向けて出力する。具体的には、スレーブ指令値生成部３００６Ｂは、アーム指令値β２ｒに対応するアーム５の動作に合わせて（同期して）、ブーム４及びバケット６の少なくとも一方が動作し、バケット６の制御基準が目標位置を実現できるように（つまり、目標施工面に沿って移動するように）、ブーム指令値β１ｒ及びバケット指令値β３ｒを生成する。これにより、コントローラ３０は、左操作レバー２６Ｌにおけるアーム５に関する操作に対応するアーム５の動作に合わせて（つまり、同期させて）、アタッチメントＡＴのブーム４及びバケット６を動作させることで、バケット６の制御基準を目標施工面に沿って移動させることができる。つまり、アーム５（アームシリンダ８）は、左操作レバー２６Ｌに対する操作入力に対応して動作し、ブーム４（ブームシリンダ７）、バケット６（バケットシリンダ９）は、バケット６の爪先等のアタッチメントＡＴの先端部が目標施工面に沿って移動するように、アーム５（アームシリンダ８）の動作に合わせて、その動作が制御される。スレーブ指令値生成部３００６Ｂの動作の詳細は、後述する（図７参照）。The slave command value generation unit 3006B so that the control reference of the bucket 6 moves along the target construction surface in accordance with (synchronously) the operation of the master element (arm 5) among the operation elements constituting the attachment AT. Generates a command value (hereinafter, "slave command value") related to the operation of the slave element that operates in. In the present embodiment, the slave elements are the boom 4 and the bucket 6, and the slave command value generation unit 3006B generates the boom command value β 1r and the bucket command value β 3r , respectively, and the boom pilot command generation unit 3007A described later, respectively. And output to the bucket pilot command generation unit 3007C. Specifically, in the slave command value generation unit 3006B, at least one of the boom 4 and the bucket 6 operates in accordance with (synchronously) the operation of the arm 5 corresponding to the arm command value β 2r, and the bucket 6 is controlled. A boom command value β 1r and a bucket command value β 3r are generated so that the reference can achieve the target position (that is, move along the target construction surface). As a result, the controller 30 operates the boom 4 and the bucket 6 of the attachment AT in accordance with (that is, in synchronization with) the operation of the arm 5 corresponding to the operation related to the arm 5 in the left operation lever 26L, whereby the bucket 6 is operated. Control criteria can be moved along the target construction surface. That is, the arm 5 (arm cylinder 8) operates in response to the operation input to the left operation lever 26L, and the boom 4 (boom cylinder 7) and the bucket 6 (bucket cylinder 9) are attached ATs such as the toes of the bucket 6. The operation is controlled according to the operation of the arm 5 (arm cylinder 8) so that the tip portion of the arm 5 moves along the target construction surface. Details of the operation of the slave command value generation unit 3006B will be described later (see FIG. 7).
パイロット指令生成部３００７は、ブーム指令値β１ｒ、アーム指令値β２ｒ、及びバケット指令値β３ｒに対応するブーム角度、アーム角度、及びバケット角度を実現するための制御弁１７４〜１７６に作用させるパイロット圧の指令値（以下、「パイロット圧指令値」）を生成する。パイロット指令生成部３００７は、ブームパイロット指令生成部３００７Ａと、アームパイロット指令生成部３００７Ｂと、バケットパイロット指令生成部３００７Ｃを含む。The pilot command generation unit 3007 acts on the control valves 174 to 176 for realizing the boom angle, arm angle, and bucket angle corresponding to the boom command value β 1r , the arm command value β 2r , and the bucket command value β 3r. Generates a pilot pressure command value (hereinafter, "pilot pressure command value"). The pilot command generation unit 3007 includes a boom pilot command generation unit 3007A, an arm pilot command generation unit 3007B, and a bucket pilot command generation unit 3007C.
ブームパイロット指令生成部３００７Ａは、ブーム指令値β１ｒと、後述するブーム角度算出部３００８Ａによる現在のブーム角度の算出値（測定値）との間の偏差に基づき、ブーム４を駆動するブームシリンダ７に対応する制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒに作用させるパイロット圧指令値を生成する。そして、ブームパイロット指令生成部３００７Ａは、生成したパイロット圧指令値に対応する制御電流を比例弁３１ＢＬ，３１ＢＲに出力する。これにより、上述の如く、比例弁３１ＢＬ，３１ＢＲから出力されるパイロット圧指令値に対応するパイロット圧がシャトル弁３２ＢＬ，３２ＢＲを介して、制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒの対応するパイロットポートに作用する。そして、制御弁１７５Ｌ，１７５Ｒの作用により、ブームシリンダ７が動作し、ブーム指令値β１ｒに対応するブーム角度を実現するように、ブーム４が動作する。The boom pilot command generation unit 3007A drives the boom cylinder 7 based on the deviation between the boom command value β 1r and the current boom angle calculation value (measured value) by the boom angle calculation unit 3008A described later. A pilot pressure command value is generated to act on the control valves 175L and 175R corresponding to the above. Then, the boom pilot command generation unit 3007A outputs the control current corresponding to the generated pilot pressure command value to the proportional valves 31BL and 31BR. As a result, as described above, the pilot pressure corresponding to the pilot pressure command value output from the proportional valves 31BL and 31BR acts on the corresponding pilot ports of the control valves 175L and 175R via the shuttle valves 32BL and 32BR. Then, the boom cylinder 7 operates by the action of the control valves 175L and 175R, and the boom 4 operates so as to realize the boom angle corresponding to the boom command value β 1r.
アームパイロット指令生成部３００７Ｂは、アーム指令値β２ｒと、後述するアーム角度算出部３００８Ｂによる現在のアーム角度の算出値（測定値）との間の偏差に基づき、アーム５を駆動するアームシリンダ８に対応する制御弁１７６Ｌ，１７６Ｒに作用させるパイロット圧指令値を生成する。そして、アームパイロット指令生成部３００７Ｂは、生成したパイロット圧指令値に対応する制御電流を比例弁３１ＡＬ，３１ＡＲに出力する。これにより、上述の如く、比例弁３１ＡＬ，３１ＡＲから出力されるパイロット圧指令値に対応するパイロット圧がシャトル弁３２ＡＬ，３２ＡＲを介して、制御弁１７６Ｌ，１７６Ｒの対応するパイロットポートに作用する。そして、制御弁１７６Ｌ，１７６Ｒの作用により、アームシリンダ８が動作し、アーム指令値β２ｒに対応するアーム角度を実現するように、アーム５が動作する。The arm pilot command generation unit 3007B drives the arm cylinder 8 based on the deviation between the arm command value β 2r and the current arm angle calculation value (measured value) by the arm angle calculation unit 3008B described later. Generates a pilot pressure command value to act on the control valves 176L and 176R corresponding to. Then, the arm pilot command generation unit 3007B outputs the control current corresponding to the generated pilot pressure command value to the proportional valves 31AL and 31AR. As a result, as described above, the pilot pressure corresponding to the pilot pressure command value output from the proportional valves 31AL and 31AR acts on the corresponding pilot ports of the control valves 176L and 176R via the shuttle valves 32AL and 32AR. Then, the arm cylinder 8 operates by the action of the control valves 176L and 176R, and the arm 5 operates so as to realize the arm angle corresponding to the arm command value β 2r.
バケットパイロット指令生成部３００７Ｃは、バケット指令値β３ｒと、後述するバケット角度算出部３００８Ｃによる現在のバケット角度の算出値（測定値）との間の偏差に基づき、バケット６を駆動するバケットシリンダ９に対応する制御弁１７４に作用させるパイロット圧指令値を生成する。そして、バケットパイロット指令生成部３００７Ｃは、生成したパイロット圧指令値に対応する制御電流を比例弁３１ＣＬ，３１ＣＲに出力する。これにより、上述の如く、比例弁３１ＣＬ，３１ＣＲから出力されるパイロット圧指令値に対応するパイロット圧がシャトル弁３２ＣＬ，３２ＣＲを介して、制御弁１７４の対応するパイロットポートに作用する。そして、制御弁１７４の作用により、バケットシリンダ９が動作し、バケット指令値β３ｒに対応するバケット角度を実現するように、バケット６が動作する。The bucket pilot command generation unit 3007C drives the bucket cylinder 9 based on the deviation between the bucket command value β 3r and the current bucket angle calculated value (measured value) by the bucket angle calculation unit 3008C described later. Generates a pilot pressure command value that acts on the control valve 174 corresponding to. Then, the bucket pilot command generation unit 3007C outputs the control current corresponding to the generated pilot pressure command value to the proportional valves 31CL and 31CR. As a result, as described above, the pilot pressure corresponding to the pilot pressure command value output from the proportional valves 31CL and 31CR acts on the corresponding pilot port of the control valve 174 via the shuttle valves 32CL and 32CR. Then, by the action of the control valve 174, the bucket cylinder 9 operates, and the bucket 6 operates so as to realize the bucket angle corresponding to the bucket command value β 3r.
姿勢角算出部３００８は、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の検出信号に基づき、（現在の）ブーム角度β１、アーム角度β２、バケット角度β３を算出（測定）する。姿勢角算出部３００８は、ブーム角度算出部３００８Ａと、アーム角度算出部３００８Ｂと、バケット角度算出部３００８Ｃを含む。The attitude angle calculation unit 3008 calculates (measures ) the (current) boom angle β 1 , the arm angle β 2 , and the bucket angle β 3 based on the detection signals of the boom angle sensor S1, the arm angle sensor S2, and the bucket angle sensor S3. )do. The posture angle calculation unit 3008 includes a boom angle calculation unit 3008A, an arm angle calculation unit 3008B, and a bucket angle calculation unit 3008C.
ブーム角度算出部３００８Ａは、ブーム角度センサＳ１から取り込まれる検出信号に基づき、ブーム角度β１を算出（測定）する。The boom angle calculation unit 3008A calculates (measures) the boom angle β 1 based on the detection signal captured from the boom angle sensor S1.
アーム角度算出部３００８Ｂは、アーム角度センサＳ２から取り込まれる検出信号に基づき、アーム角度β２を算出（測定）する。The arm angle calculation unit 3008B calculates (measures) the arm angle β 2 based on the detection signal captured from the arm angle sensor S2.
バケット角度算出部３００８Ｃは、バケット角度センサＳ３から取り込まれる検出信号に基づき、バケット角度β３を算出（測定）する。The bucket angle calculation unit 3008C calculates (measures) the bucket angle β 3 based on the detection signal captured from the bucket angle sensor S3.
［マシンコントロール機能に関する制御処理の詳細］
次に、図７〜図９を参照して、コントローラ３０によるマシンコントロール機能に関する制御処理について説明する。[Details of control processing related to machine control function]
Next, the control process related to the machine control function by the controller 30 will be described with reference to FIGS. 7 to 9.
図７は、本実施形態に係るショベル１００のコントローラ３０によるマシンコントロール機能に関する制御処理の一例を概略的に示すフローチャートである。本フローチャートによる処理は、上述の制御周期ごとに、繰り返し実行される。図８、図９は、本実施形態に係るショベル１００のコントローラ３０によるマシンコントロール機能に関する制御処理に対応するアタッチメントＡＴ（バケット６）の動作を説明する図である。具体的には、図８、図９は、後述するステップＳ１０６の処理に対応するアタッチメントＡＴ（バケット６）の動作を説明する図である。
FIG. 7 is a flowchart schematically showing an example of control processing related to the machine control function by the controller 30 of the excavator 100 according to the present embodiment. The processing according to this flowchart is repeatedly executed at each of the above-mentioned control cycles. 8 and 9 are views for explaining the operation of the attachment AT (bucket 6) corresponding to the control processing related to the machine control function by the controller 30 of the excavator 100 according to the present embodiment. Specifically, FIGS. 8 and 9 are diagrams for explaining the operation of the attachment AT (bucket 6) corresponding to the process of step S106 described later.
尚、図８、図９では、バケット６の作業部位は、バケット６の背面に設定されている。また、図８、図９において、実線のバケット６は、制御周期中で、左操作レバー２６Ｌの操作内容に対応してアーム５だけが動作したと仮定したときの仮想的な状態（つまり、仮想的な位置及び姿勢）を示す。また、図８、図９において、点線のバケット６は、上述の仮想的な状態のバケット６をアーム５の先端（バケットピン）を基点として回動させることにより、バケット６の作業部位（背面）を目標施工面ＳＦに一致させた状態、つまり、図７の制御処理により実現されるバケット６の状態を示す。
In FIGS. 8 and 9, the working portion of the bucket 6 is set on the back surface of the bucket 6. Further, in FIGS. 8 and 9, the solid line bucket 6 is in a virtual state (that is, virtual state) when it is assumed that only the arm 5 operates in response to the operation content of the left operation lever 26L during the control cycle. Position and posture). Further, in FIGS. 8 and 9, the dotted bucket 6 is a work portion (back surface) of the bucket 6 by rotating the bucket 6 in the virtual state described above with the tip (bucket pin) of the arm 5 as a base point. Is matched with the target construction surface SF, that is, the state of the bucket 6 realized by the control process of FIG. 7 is shown.
ステップＳ１０２にて、コントローラ３０（スレーブ指令値生成部３００６Ｂ）は、制御周期中で左操作レバー２６Ｌの操作内容に対応してアーム５だけが動作したと仮定したときのバケット６の制御基準の仮想的な位置（以下、「仮想位置」）と目標施工面との間の目標施工面に対する鉛直方向（以下、単に「鉛直方向」）の差分が所定の閾値δＴＨより小さいか否かを判定する。閾値δＴＨは、例えば、制御周期内で、ブーム４の上げ下げだけ調整可能なバケット６の制御基準の鉛直方向の移動量の限界値（下限値）として、アタッチメントＡＴ及びブームシリンダ７の仕様、実験、シミュレーション等に基づき、予め規定される。つまり、スレーブ指令値生成部３００６Ｂは、ブームシリンダ７の動作制御では、バケット６の制御基準の位置を精度良く鉛直方向に調整できないと判断可能な条件（以下、「所定の条件」）が成立しているか否かを判定する。スレーブ指令値生成部３００６Ｂは、目標施工面とバケット６の制御基準の仮想位置との間の鉛直方向の差分が閾値δＴＨより小さくない（即ち、閾値δＴＨ以上である）場合、換言すれば、上述の所定の条件が成立していない場合、ステップＳ１０４に進む。一方、スレーブ指令値生成部３００６Ｂは、目標施工面とバケット６の制御基準の仮想位置との間の鉛直方向の差分が閾値δＴＨより小さい場合、換言すれば、上述の所定の条件が成立した場合、ステップＳ１０６に進む。In step S102, the controller 30 (slave command value generation unit 3006B) virtualizes the control reference of the bucket 6 when it is assumed that only the arm 5 operates in response to the operation content of the left operation lever 26L during the control cycle. It is determined whether or not the difference between the target position (hereinafter, “virtual position”) and the target construction surface in the vertical direction (hereinafter, simply “vertical direction”) with respect to the target construction surface is smaller than the predetermined threshold value δ TH. .. The threshold value δ TH is, for example, the limit value (lower limit value) of the vertical movement amount of the control reference of the bucket 6 that can be adjusted only by raising and lowering the boom 4 within the control cycle, and the specifications and experiments of the attachment AT and the boom cylinder 7. , Predefined based on simulations, etc. That is, the slave command value generation unit 3006B satisfies a condition (hereinafter, "predetermined condition") in which it can be determined that the position of the control reference of the bucket 6 cannot be adjusted in the vertical direction with high accuracy in the operation control of the boom cylinder 7. Judge whether or not it is. In other words, when the difference in the vertical direction between the target construction surface and the virtual position of the control reference of the bucket 6 is not smaller than the threshold value δ TH (that is, equal to or higher than the threshold value δ TH), the slave command value generation unit 3006B If the above-mentioned predetermined conditions are not satisfied, the process proceeds to step S104. On the other hand, when the difference in the vertical direction between the target construction surface and the virtual position of the control reference of the bucket 6 is smaller than the threshold value δ TH , the slave command value generation unit 3006B satisfies the above-mentioned predetermined condition. If so, the process proceeds to step S106.
ステップＳ１０４にて、コントローラ３０は、左操作レバー２６Ｌにおけるアーム５の操作内容に対応するアーム５の動作に合わせて、バケット６の制御基準が目標位置算出部３００５により算出された目標位置を実現できるように、ブーム４の動作を制御し、今回の処理を終了する。具体的には、コントローラ３０は、アーム５の動作に合わせて、バケット６の制御基準の鉛直方向の位置を調整し、バケット６の制御基準が目標施工面に一致する状態が継続されるように、ブーム４の動作を制御する。以下、当該制御態様を便宜的に「ブーム制御」と称する場合がある。このとき、コントローラ３０は、併せて、目標施工面に対するバケット６の姿勢を調整するために、バケット６の動作を制御してもよいし、バケット６の姿勢を現在のままに維持させてもよい。より具体的には、スレーブ指令値生成部３００６Ｂは、アーム指令値β２ｒに対応するアーム５の動作に合わせて、バケット６の制御基準の鉛直方向の位置を調整し、バケット６の制御基準が目標施工面に一致する状態が継続されるように、ブーム指令値β１ｒを生成する。また、スレーブ指令値生成部３００６Ｂは、バケット６の目標施工面に対する姿勢を調整するように、或いは、現在のバケット６の姿勢を維持させるように、バケット指令値β３ｒを生成する。これにより、コントローラ３０は、アーム５の動作に起因するバケット６の制御基準の鉛直方向の移動成分と、ブーム４の動作に起因するバケット６の制御基準の鉛直方向の移動成分とを相殺させ、バケット６の制御基準を目標施工面に一致させることができる。つまり、図８に示すように、コントローラ３０は、バケット６の仮想位置と目標施工面ＳＦとの間の鉛直方向の差分が閾値δＴＨ以上である場合、ブーム４の上げ動作或いは下げ動作を優先させて、バケット６の制御基準が目標施工面に一致する状態を実現する。In step S104, the controller 30 can realize the target position calculated by the target position calculation unit 3005 as the control reference of the bucket 6 in accordance with the operation of the arm 5 corresponding to the operation content of the arm 5 in the left operation lever 26L. As described above, the operation of the boom 4 is controlled, and the current process is terminated. Specifically, the controller 30 adjusts the vertical position of the control reference of the bucket 6 according to the operation of the arm 5, so that the state in which the control reference of the bucket 6 matches the target construction surface is continued. , Control the operation of the boom 4. Hereinafter, the control mode may be referred to as "boom control" for convenience. At this time, the controller 30 may also control the operation of the bucket 6 or maintain the posture of the bucket 6 as it is in order to adjust the posture of the bucket 6 with respect to the target construction surface. .. More specifically, the slave command value generation unit 3006B adjusts the vertical position of the control reference of the bucket 6 according to the operation of the arm 5 corresponding to the arm command value β 2r, and the control reference of the bucket 6 is set. The boom command value β 1r is generated so that the state corresponding to the target construction surface is continued. Further, the slave command value generation unit 3006B generates the bucket command value β 3r so as to adjust the posture of the bucket 6 with respect to the target construction surface or to maintain the current posture of the bucket 6. As a result, the controller 30 cancels out the vertical movement component of the control reference of the bucket 6 caused by the operation of the arm 5 and the vertical movement component of the control reference of the bucket 6 caused by the operation of the boom 4. The control standard of the bucket 6 can be matched with the target construction surface. That is, as shown in FIG. 8, when the difference in the vertical direction between the virtual position of the bucket 6 and the target construction surface SF is equal to or greater than the threshold value δ TH , the controller 30 gives priority to the raising or lowering operation of the boom 4. Then, a state in which the control standard of the bucket 6 matches the target construction surface is realized.
一方、ステップＳ１０６にて、コントローラ３０は、左操作レバー２６Ｌにおけるアーム５の操作内容に対応するアーム５の動作に合わせて、バケット６の制御基準が目標施工面に一致する状態を実現できるように、バケット６の動作を制御し、今回の処理を終了する。以下、当該制御態様を便宜的に「バケット制御」と称する場合がある。具体的には、コントローラ３０は、アーム５の動作に合わせて、バケット６の制御基準の鉛直方向の位置を調整し、バケット６の制御基準が目標施工面に一致する状態が継続されるように、バケット６の動作を制御する。換言すれば、コントローラ３０は、上述した仮想位置に対応するバケット６の作業部位を目標施工面に一致する状態にさせるために必要な量だけ、バケット６を回動させる。このとき、コントローラ３０は、ブーム４の動作を停止させ、現在の姿勢を維持させる。より具体的には、スレーブ指令値生成部３００６Ｂは、アーム指令値β２ｒに対応するアーム５の動作に合わせて、バケット６の制御基準の鉛直方向の位置を調整し、バケット６の制御基準が目標施工面に一致する状態が継続されるように、バケット指令値β３ｒを生成する。また、スレーブ指令値生成部３００６Ｂは、ブーム４の姿勢が維持させるように、ブーム指令値β１ｒを生成する。これにより、コントローラ３０は、アーム５の動作に起因するバケット６の制御基準の鉛直方向の移動成分と、バケット６の動作（回動）に起因するバケット６の制御基準の鉛直方向の移動成分とを相殺させ、バケット６の制御基準を目標施工面に一致させることができる。つまり、図８に示すように、コントローラ３０は、バケット６の仮想位置と目標施工面ＳＦとの間の差分が閾値δＴＨより小さい場合、バケット６の回動動作を優先させて、バケット６の制御基準が目標施工面に一致する状態を実現する。On the other hand, in step S106, the controller 30 can realize a state in which the control reference of the bucket 6 matches the target construction surface in accordance with the operation of the arm 5 corresponding to the operation content of the arm 5 in the left operation lever 26L. , Control the operation of the bucket 6 and end the current process. Hereinafter, the control mode may be referred to as "bucket control" for convenience. Specifically, the controller 30 adjusts the vertical position of the control reference of the bucket 6 according to the operation of the arm 5, so that the state in which the control reference of the bucket 6 matches the target construction surface is continued. , Control the operation of the bucket 6. In other words, the controller 30 rotates the bucket 6 by an amount necessary to bring the work portion of the bucket 6 corresponding to the above-mentioned virtual position into a state corresponding to the target construction surface. At this time, the controller 30 stops the operation of the boom 4 and maintains the current posture. More specifically, the slave command value generation unit 3006B adjusts the vertical position of the control reference of the bucket 6 according to the operation of the arm 5 corresponding to the arm command value β 2r, and the control reference of the bucket 6 is set. The bucket command value β 3r is generated so that the state corresponding to the target construction surface is continued. Further, the slave command value generation unit 3006B generates the boom command value β 1r so that the posture of the boom 4 is maintained. As a result, the controller 30 has a vertical movement component of the control reference of the bucket 6 due to the operation of the arm 5 and a vertical movement component of the control reference of the bucket 6 due to the operation (rotation) of the bucket 6. Can be offset and the control standard of the bucket 6 can be matched to the target construction surface. That is, as shown in FIG. 8, when the difference between the virtual position of the bucket 6 and the target construction surface SF is smaller than the threshold value δ TH , the controller 30 gives priority to the rotation operation of the bucket 6 and gives priority to the rotation operation of the bucket 6. Achieve a state in which the control standard matches the target construction surface.
尚、図７の処理フローにおいて、コントローラ３０は、更に、バケット制御を実行可能か否か、つまり、アームシリンダ８の動作に合わせて、バケット６の制御基準の目標施工面に対する鉛直方向の位置を調整するように、バケットシリンダ９の動作を制御することが可能か否かを判定してもよい。この場合、当該判定処理は、例えば、ステップＳ１０２の処理で、目標施工面とバケット６の制御基準の仮想位置との間の鉛直方向の差分が閾値δＴＨより小さいと判定された場合（つまり、ステップＳ１０２における判定結果がＹＥＳの場合）、に実行されてよい。具体的には、コントローラ３０は、例えば、バケット制御が実行される場合のバケット６の回動動作によりバケット６の背面が目標施工面へ当接可能か（接することが可能か）否かを判定してよい。このとき、コントローラ３０は、バケット６の回動可能な角度域を考慮してよい。そして、コントローラ３０は、バケット６の回動可能な角度域内で、バケット６の作業部位としての背面が目標施工面に接する可能な場合、バケット制御を実行可能であると判定し、目標施工面に接するバケット６の背面の部分（位置）が制御基準になる。一方、コントローラ３０は、バケット６が回動しても、バケット６がその作業部位としての背面以外、例えば、爪先等により目標施工面に当接する場合、バケット制御を実行不可としてよい。目標施工面に爪跡等が残ってしまうからである。つまり、バケット６の作業部位としての背面の側面視で見たときの断面形状が一定の曲率で形成されていないため、コントローラ３０は、バケット制御によって、バケット６のどの部位が目標施工面へ接するのかを事前に把握し、バケット制御が実行可能かどうかを判定してよい。また、コントローラ３０は、バケット６の回動可能な角度域では、バケット６を目標施工面に当接させることができないような場合に、バケット制御を実現不可としてもよい。コントローラ３０は、バケット制御を実行可能と判定すると、ステップＳ１０６に進み、バケット制御を実行する。一方、コントローラ３０は、バケット制御を実行不可と判定した場合、ステップＳ１０４に進み、ブーム制御を実行する。In the processing flow of FIG. 7, the controller 30 further determines whether or not the bucket control can be executed, that is, the position of the bucket 6 in the vertical direction with respect to the target construction surface of the control reference according to the operation of the arm cylinder 8. It may be determined whether or not it is possible to control the operation of the bucket cylinder 9 so as to adjust. In this case, the determination process is, for example, when it is determined in the process of step S102 that the vertical difference between the target construction surface and the virtual position of the control reference of the bucket 6 is smaller than the threshold value δ TH (that is,). If the determination result in step S102 is YES), it may be executed. Specifically, the controller 30 determines, for example, whether or not the back surface of the bucket 6 can abut (contact) the target construction surface by the rotational operation of the bucket 6 when the bucket control is executed. You can do it. At this time, the controller 30 may consider the rotatable angle range of the bucket 6. Then, the controller 30 determines that the bucket control can be executed when the back surface of the bucket 6 as a work part can be in contact with the target construction surface within the rotatable angle range of the bucket 6, and the target construction surface is reached. The back portion (position) of the bucket 6 in contact serves as a control reference. On the other hand, even if the bucket 6 rotates, the controller 30 may disable the bucket control when the bucket 6 comes into contact with the target construction surface by a toe or the like other than the back surface as the work site. This is because claw marks and the like remain on the target construction surface. That is, since the cross-sectional shape of the bucket 6 as a work part of the back surface when viewed from the side is not formed with a constant curvature, the controller 30 controls which part of the bucket 6 comes into contact with the target construction surface. It may be determined in advance whether bucket control is feasible or not. Further, the controller 30 may not be able to realize the bucket control when the bucket 6 cannot be brought into contact with the target construction surface in the rotatable angle range of the bucket 6. When the controller 30 determines that the bucket control can be executed, the controller 30 proceeds to step S106 and executes the bucket control. On the other hand, when the controller 30 determines that the bucket control cannot be executed, the controller 30 proceeds to step S104 and executes the boom control.
例えば、図８に示すように、コントローラ３０は、上述した仮想位置に対応するバケット６の制御基準Ｐ１と目標施工面ＳＦとの間の鉛直方向の差分が閾値δＴＨ以下である場合、アーム５の動作に合わせて、バケット６を回動させる。本例では、仮想位置に対応するバケット６は、目標施工面ＳＦから離れた状態にあるため、コントローラ３０は、仮想位置に対応するバケット６の背面が目標施工面ＳＦに一致する（即ち、接する）のに必要な量だけ、バケット６を開く方向に回動させる。具体的には、スレーブ指令値生成部３００６Ｂは、仮想位置のバケット６を基準として、目標施工面ＳＦにバケット６の背面が一致するために必要な回動角度に対応するバケット指令値β３ｒをバケットパイロット指令生成部３００７Ｃに出力する。そして、バケットパイロット指令生成部３００７Ｃは、バケット指令値β３ｒに対応するバケットシリンダ９の指令値、つまり、バケットシリンダ９を駆動する制御弁１７４に作用させるパイロット圧指令値を生成し、比例弁３１ＣＬ，３１ＣＲに出力する。これにより、バケット６の制御基準が目標施工面ＳＦに一致する状態が実現される。このとき、図８に示すように、バケット６の背面における目標施工面ＳＦに一致する（接する）位置が変化する。よって、コントローラ３０は、バケット６を回動させるのに併せて、バケット６の制御基準を、従来の制御基準Ｐ１から、上述した仮想位置に対応するバケット６を目標施工面ＳＦに一致するように回動させたときのバケット６の背面の接点に対応する新たな制御基準Ｐ２に変更する。このとき、変更後の制御基準Ｐ２は、目標施工面ＳＦとバケット６との間の相対的な位置関係（つまり、目標施工面ＳＦとバケット６の仮想位置との間の鉛直方向の差分）と、バケット６の背面の側面視での外形形状に基づき、決定される。上述した仮想的な状態のバケット６の背面が目標施工面ＳＦに接するのに必要なバケット６を回動量は、目標施工面ＳＦとバケット６の仮想位置との間の鉛直方向の差分、及び、バケット６の背面の側面視での外形形状によって決まるからである。また、バケット６の背面の外形形状は、任意の形状であってよく、バケット６の背面の外形形状に関するデータは、例えば、コントローラ３０の内部メモリや外部の記憶装置に予め登録される。また、バケット６の背面の外形形状は、例えば、側面視でインボリュート曲線やサイクロイド曲線で規定されていてもよい。これにより、側面視で、バケット６の回動軸から見たバケット６の背面までの距離（半径）が角度方向によって変化するため、コントローラ３０は、バケット６の回動動作に伴うバケット６の作業部位の鉛直方向の位置をより調整し易くなる。For example, as shown in FIG. 8, the controller 30 has an arm 5 when the vertical difference between the control reference P1 of the bucket 6 corresponding to the above-mentioned virtual position and the target construction surface SF is equal to or less than the threshold value δ TH. The bucket 6 is rotated according to the operation of. In this example, since the bucket 6 corresponding to the virtual position is in a state away from the target construction surface SF, the back surface of the bucket 6 corresponding to the virtual position of the controller 30 matches (that is, touches) the target construction surface SF. ), Rotate the bucket 6 in the opening direction. Specifically, the slave command value generation unit 3006B uses the bucket 6 at the virtual position as a reference to set the bucket command value β3r corresponding to the rotation angle required for the back surface of the bucket 6 to match the target construction surface SF. Output to the pilot command generation unit 3007C. Then, the bucket pilot command generation unit 3007C generates a command value of the bucket cylinder 9 corresponding to the bucket command value β3r, that is, a pilot pressure command value acting on the control valve 174 that drives the bucket cylinder 9, and the proportional valve 31CL, Output to 31CR. As a result, a state in which the control standard of the bucket 6 matches the target construction surface SF is realized. At this time, as shown in FIG. 8, the position of the back surface of the bucket 6 that matches (contacts) the target construction surface SF changes. Therefore, in addition to rotating the bucket 6, the controller 30 sets the control reference of the bucket 6 from the conventional control reference P1 so that the bucket 6 corresponding to the above-mentioned virtual position matches the target construction surface SF. The control standard P2 is changed to correspond to the contact point on the back surface of the bucket 6 when it is rotated. At this time, the changed control reference P2 is the relative positional relationship between the target construction surface SF and the bucket 6 (that is, the difference in the vertical direction between the target construction surface SF and the virtual position of the bucket 6). , Determined based on the external shape of the back surface of the bucket 6 when viewed from the side. The amount of rotation of the bucket 6 required for the back surface of the bucket 6 in the virtual state described above to come into contact with the target construction surface SF is the vertical difference between the target construction surface SF and the virtual position of the bucket 6 and the vertical difference. This is because it is determined by the outer shape of the back surface of the bucket 6 when viewed from the side. Further, the outer shape of the back surface of the bucket 6 may be any shape, and the data regarding the outer shape of the back surface of the bucket 6 is registered in advance in, for example, the internal memory of the controller 30 or an external storage device. Further, the outer shape of the back surface of the bucket 6 may be defined by, for example, an involute curve or a cycloid curve in a side view. As a result, the distance (radius) from the rotation axis of the bucket 6 to the back surface of the bucket 6 as seen from the side view changes depending on the angular direction. It becomes easier to adjust the vertical position of the part.
また、例えば、図９に示すように、仕上げ掘削用の目標施工面ＳＦには、許容誤差範囲ＴＲが設定されていてもよい。許容誤差範囲ＴＲは、目標施工面ＳＦに対する許容可能なずれ量の上限及び下限の間の範囲として規定される。この場合、閾値δＴＨは、許容誤差範囲ＴＲの上限及び下限と目標施工面ＳＦとの間の寸法よりも大きくなるように設定されてよい。Further, for example, as shown in FIG. 9, a permissible error range TR may be set in the target construction surface SF for finish excavation. The permissible error range TR is defined as a range between the upper limit and the lower limit of the allowable deviation amount with respect to the target construction surface SF. In this case, the threshold value δ TH may be set to be larger than the dimension between the upper and lower limits of the tolerance range TR and the target construction surface SF.
また、図９に示すように、仕上げ掘削用の目標施工面ＳＦの他に、粗掘削用の目標施工面ＳＦ０が更に設定されてもよい。例えば、粗掘削用の目標施工面ＳＦ０は、仕上げ掘削用の目標施工面ＳＦに閾値δＴＨを加えた分よりも更に上の位置に設定される。この場合、コントローラ３０は、目標施工面ＳＦ０が設定されている状態で、バケット６の作業部位（制御基準）が目標施工面ＳＦ０より下にある場合、ブーム４を上げ方向に制御し、目標施工面ＳＦ０より上にある場合、ブーム４を下げ方向に制御することで、制御基準を目標施工面ＳＦ０に一致させてよい。Further, as shown in FIG. 9, in addition to the target construction surface SF for finish excavation, the target construction surface SF0 for rough excavation may be further set. For example, the target construction surface SF0 for rough excavation is set at a position higher than the value obtained by adding the threshold value δ TH to the target construction surface SF for finish excavation. In this case, when the target construction surface SF0 is set and the work part (control reference) of the bucket 6 is below the target construction surface SF0, the controller 30 controls the boom 4 in the upward direction to perform the target construction. When it is above the surface SF0, the control reference may be made to match the target construction surface SF0 by controlling the boom 4 in the downward direction.
尚、作業部位がバケット６の爪先である場合、制御基準は変更されない。
When the working part is the toe of the bucket 6, the control standard is not changed.
また、本例（図７）のマシンコントロール機能に関する制御処理は、図８、図９のようなショベル１００の掘削作業以外の作業（例えば、盛り土作業）にも適用可能である。例えば、ダンプトラックの荷台に積み込まれた盛り土を均す際に、盛り土の目標形状や目標高さに相当する目標施工面が設定され、本例のマシンコントロール機能に関する制御処理が適用されてよい。
Further, the control process related to the machine control function of this example (FIG. 7) can be applied to work other than excavation work (for example, embankment work) of the excavator 100 as shown in FIGS. 8 and 9. For example, when leveling the embankment loaded on the loading platform of a dump truck, a target construction surface corresponding to the target shape and target height of the embankment is set, and the control process related to the machine control function of this example may be applied.
［マシンコントロール機能に関する構成の他の例］
次に、図１０を参照して、マシンコントロール機能に関する詳細な構成の他の例について説明する。[Other examples of configurations related to machine control functions]
Next, with reference to FIG. 10, another example of a detailed configuration regarding the machine control function will be described.
図１０は、本実施形態に係るショベル１００のマシンコントロール機能に関する詳細な構成の他の例を示す機能ブロック図である。本例において、図６Ｂに相当する構成は上述の一例と同じであるため、図６Ｂを援用する。以下、上述の一例（図６Ａ）と異なる部分を中心に説明する。
FIG. 10 is a functional block diagram showing another example of a detailed configuration regarding the machine control function of the excavator 100 according to the present embodiment. In this example, since the configuration corresponding to FIG. 6B is the same as that of the above example, FIG. 6B is incorporated. Hereinafter, a part different from the above example (FIG. 6A) will be mainly described.
本例では、ショベル１００は、通信装置Ｔ１を含み、コントローラ３０は、通信装置Ｔ１により所定の外部装置から受信される信号に応じて、自律運転機能を実現する。
In this example, the excavator 100 includes a communication device T1, and the controller 30 realizes an autonomous driving function in response to a signal received from a predetermined external device by the communication device T1.
通信装置Ｔ１は、ショベル１００とショベル１００の外部と通信を行う。通信装置Ｔ１は、例えば、所定の外部装置からショベル１００の自律運転機能の開始を表す指令（以下、「開始指令」）を受信する。
The communication device T1 communicates with the excavator 100 and the outside of the excavator 100. The communication device T1 receives, for example, a command (hereinafter, “start command”) indicating the start of the autonomous operation function of the excavator 100 from a predetermined external device.
コントローラ３０は、マシンコントロール機能に関する機能部として、作業開始判定部３００１Ａと、動作内容判定部３００１Ｂと、動作条件設定部３００１Ｃと、動作開始判定部３００１Ｄと、目標施工面取得部３００２と、目標軌道設定部３００３と、現在位置算出部３００４と、目標位置算出部３００５と、動作指令生成部３００６と、パイロット指令生成部３００７と、姿勢角算出部３００８とを含む。
The controller 30 has work start determination unit 3001A, operation content determination unit 3001B, operation condition setting unit 3001C, operation start determination unit 3001D, target construction surface acquisition unit 3002, and target trajectory as functional units related to the machine control function. It includes a setting unit 3003, a current position calculation unit 3004, a target position calculation unit 3005, an operation command generation unit 3006, a pilot command generation unit 3007, and an attitude angle calculation unit 3008.
作業開始判定部３００１Ａは、ショベル１００の所定の作業の開始を判定する。所定の作業は、例えば、掘削作業等である。作業開始判定部３００１Ａは、例えば、通信装置Ｔ１を通じて外部装置から開始指令が入力される場合に、開始指令で指定される作業の開始を判定する。また、作業開始判定部３００１Ａは、通信装置Ｔ１を通じて外部装置から開始指令が入力された場合、周辺監視機能によってショベル１００の周囲の監視範囲内に監視対象の物体が存在しないと判断されるときに、開始指令で指定される作業の開始を判定してもよい。
The work start determination unit 3001A determines the start of a predetermined work of the excavator 100. The predetermined work is, for example, excavation work or the like. The work start determination unit 3001A determines, for example, the start of the work specified by the start command when the start command is input from the external device through the communication device T1. Further, when the work start determination unit 3001A determines that the object to be monitored does not exist within the monitoring range around the excavator 100 by the peripheral monitoring function when the start command is input from the external device through the communication device T1. , The start of the work specified by the start command may be determined.
動作内容判定部３００１Ｂは、作業開始判定部３００１Ａにより作業の開始が判定された場合に、現在の動作内容を判定する。動作内容判定部３００１Ｂは、例えば、バケット６の制御基準の現在位置に基づき、ショベル１００が所定の作業を構成する複数の動作に対応する動作を行っているか否かを判定する。例えば、所定の作業を構成する複数の動作には、所定の作業が掘削作業である場合の掘削動作、ブーム上げ旋回動作、排土動作、及びブーム下げ旋回動作等が含まれる。
The operation content determination unit 3001B determines the current operation content when the work start determination unit 3001A determines the start of the work. The operation content determination unit 3001B determines, for example, whether or not the excavator 100 is performing an operation corresponding to a plurality of operations constituting a predetermined operation, based on the current position of the control reference of the bucket 6. For example, the plurality of operations constituting the predetermined work include an excavation operation, a boom raising turning operation, a soil discharging operation, a boom lowering turning operation, and the like when the predetermined work is an excavation work.
動作条件設定部３００１Ｃは、自律運転機能による所定の作業の実施に関する動作条件を設定する。動作条件には、例えば、所定の作業が掘削作業である場合、掘削深さ、掘削長さ等に関する条件が含まれてよい。
The operating condition setting unit 3001C sets the operating conditions related to the execution of a predetermined work by the autonomous driving function. The operating conditions may include, for example, conditions relating to excavation depth, excavation length, and the like when the predetermined work is excavation work.
動作開始判定部３００１Ｄは、作業開始判定部３００１Ａにより開始の判定がされた所定の作業を構成する所定の動作の開始を判定する。動作開始判定部３００１Ｄは、例えば、動作内容判定部３００１Ｂによって、ブーム下げ旋回動作が終了し、且つ、バケット６の制御基準（爪先）が掘削開始位置に達していると判定される場合、掘削動作を開始させることができると判定してよい。そして、動作開始判定部３００１Ｄは、掘削動作を開始させることが可能と判定すると、所定の作業の段取りに応じて生成される自律運転機能に対応する動作要素（アクチュエータ）の操作指令を目標位置算出部３００５に入力させる。これにより、目標位置算出部３００５は、自律運転機能に対応する操作指令に応じて、バケット６の制御基準の目標位置を算出することができる。
The operation start determination unit 3001D determines the start of a predetermined operation constituting the predetermined work whose start is determined by the work start determination unit 3001A. The operation start determination unit 3001D may perform an excavation operation when, for example, the operation content determination unit 3001B determines that the boom lowering turning operation has ended and the control reference (toe) of the bucket 6 has reached the excavation start position. May be determined to be able to start. Then, when the operation start determination unit 3001D determines that the excavation operation can be started, the operation command of the operation element (actuator) corresponding to the autonomous operation function generated according to the setup of the predetermined work is calculated at the target position. Let the unit 3005 input. As a result, the target position calculation unit 3005 can calculate the target position of the control reference of the bucket 6 in response to the operation command corresponding to the autonomous driving function.
このように、本例では、コントローラ３０は、自律運転機能に基づき、ショベル１００に所定の動作（例えば、掘削動作）を実行させることができる。
As described above, in this example, the controller 30 can cause the excavator 100 to perform a predetermined operation (for example, excavation operation) based on the autonomous driving function.
［作用］
次に、本実施形態に係るショベル１００の作用について説明する。[Action]
Next, the operation of the excavator 100 according to the present embodiment will be described.
本実施形態では、コントローラ３０は、一のアタッチメント動作指令に応じて、複数の動作要素のうちのマスタ要素に関する一のマスタ指令と、複数の動作要素のうちのマスタ要素以外のスレーブ要素に関する複数のスレーブ指令を生成する。アタッチメント動作指令には、例えば、操作装置２６対する操作や遠隔操作の内容（操作量及び操作方向等）が含まれてよい。また、アタッチメント動作指令には、例えば、自律運転機能に対応する操作指令が含まれてよい。動作要素には、例えば、下部走行体１（左クローラ１ＣＬ、右クローラ１ＣＲ）、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、バケット６等が含まれてよい。そして、コントローラ３０は、所定の条件に基づき、複数のスレーブ指令の中でマスタ指令に同期させる（合わせる）スレーブ指令を切り換える。
In the present embodiment, the controller 30 responds to one attachment operation command, one master command for the master element among the plurality of operation elements, and a plurality of slave elements other than the master element among the plurality of operation elements. Generate a slave command. The attachment operation command may include, for example, the contents of an operation on the operation device 26 or a remote operation (operation amount, operation direction, etc.). Further, the attachment operation command may include, for example, an operation command corresponding to the autonomous driving function. The operating elements may include, for example, a lower traveling body 1 (left crawler 1CL, right crawler 1CR), an upper rotating body 3, a boom 4, an arm 5, a bucket 6, and the like. Then, the controller 30 switches the slave command to be synchronized (matched) with the master command among the plurality of slave commands based on a predetermined condition.
これにより、ショベル１００は、そのときの各種条件に合わせて、一のマスタ要素の動作に合わせて動作させるスレーブ要素を切り換えることができる。
As a result, the excavator 100 can switch the slave element to be operated according to the operation of one master element according to various conditions at that time.
例えば、コントローラ３０は、作用する荷重が相対的に大きく、且つ、アタッチメントＡＴの根元に位置するブームシリンダ７の伸縮をきめ細かく制御することは難しい。そのため、仮想的な状態のバケット６の制御基準と目標施工面との間の差分が閾値δＴＨより小さいような状況で、アーム５（マスタ要素）の動作に合わせて、ブーム４（スレーブ要素）を優先的に動作させると、アタッチメントＡＴの先端部（バケット６の制御基準）を目標施工面に対する鉛直方向に精度良く調整できない可能性がある。For example, it is difficult for the controller 30 to finely control the expansion and contraction of the boom cylinder 7 located at the base of the attachment AT because the applied load is relatively large. Therefore, in a situation where the difference between the control reference of the bucket 6 in the virtual state and the target construction surface is smaller than the threshold value δ TH , the boom 4 (slave element) is matched with the operation of the arm 5 (master element). If is preferentially operated, there is a possibility that the tip end portion (control reference of the bucket 6) of the attachment AT cannot be accurately adjusted in the vertical direction with respect to the target construction surface.
これに対して、本実施形態では、コントローラ３０は、アームシリンダ８の動作に合わせて、バケット６（スレーブ要素）の制御基準の目標施工面に対する鉛直方向の位置を調整するように、バケットシリンダ９の動作を制御する。具体的には、コントローラ３０は、アームシリンダ８の動作に合わせて、バケット６の制御基準の鉛直方向の位置を調整するように、ブームシリンダ７の動作を制御する前提の下で、ブーム４（スレーブ要素）の動作制御、つまり、ブームシリンダ７の動作制御では、バケット６の制御基準の位置を精度良く鉛直方向に調整できないと判断可能な条件、つまり、上記所定の条件が成立した場合、アームシリンダ８の動作に合わせて、バケット６の制御基準の鉛直方向の位置を調整するように、バケットシリンダ９の動作を制御する。これにより、バケットシリンダ９は、作用する荷重が相対的に小さく、且つ、アタッチメントＡＴの先端部に位置し、きめ細かい動作制御が実現可能であるため、コントローラ３０は、バケット６の制御基準の鉛直方向の位置をより精度よく調整することができる。つまり、コントローラ３０は、オペレータの操作や自律運転機能の操作指令等に応じて、アタッチメントＡＴの先端部の作業部位を目標施工面により精度良く一致させることができる。
On the other hand, in the present embodiment, the controller 30 adjusts the position of the bucket 6 (slave element) in the vertical direction with respect to the target construction surface of the control reference according to the operation of the arm cylinder 8. Control the operation of. Specifically, the controller 30 controls the operation of the boom cylinder 7 so as to adjust the vertical position of the control reference of the bucket 6 according to the operation of the arm cylinder 8. In the operation control of the slave element), that is, the operation control of the boom cylinder 7, it can be determined that the position of the control reference of the bucket 6 cannot be adjusted in the vertical direction with high accuracy, that is, when the above-mentioned predetermined condition is satisfied, the arm The operation of the bucket cylinder 9 is controlled so as to adjust the vertical position of the control reference of the bucket 6 according to the operation of the cylinder 8. As a result, the load applied to the bucket cylinder 9 is relatively small, and the bucket cylinder 9 is located at the tip of the attachment AT, so that fine operation control can be realized. Therefore, the controller 30 can be used in the vertical direction of the control reference of the bucket 6. The position of can be adjusted more accurately. That is, the controller 30 can more accurately match the work portion at the tip of the attachment AT with the target construction surface in response to the operator's operation, the operation command of the autonomous driving function, and the like.
また、本実施形態では、コントローラ３０は、所定の条件が成立した場合、バケット６の制御基準を変更する。これにより、例えば、バケット６の背面を目標施工面に一致させる場合に、バケット６の背面と目標施工面との接点は、バケット６を含むアタッチメントの姿勢状態に応じて変化しうるところ、コントローラ３０は、それに合わせて、バケット６の制御基準を変更させることができる。
Further, in the present embodiment, the controller 30 changes the control standard of the bucket 6 when a predetermined condition is satisfied. As a result, for example, when the back surface of the bucket 6 is aligned with the target construction surface, the contact point between the back surface of the bucket 6 and the target construction surface may change depending on the posture state of the attachment including the bucket 6, where the controller 30 Can change the control reference of the bucket 6 accordingly.
また、本実施形態では、コントローラ３０は、バケット６及び目標施工面の相対的な位置関係と、バケット６の背面の形状とに基づき、所定の条件が成立した場合における変更後のバケット６の制御基準を決定する。例えば、バケット６を回動させてバケット６の背面を目標施工面に一致させる場合のバケット６の目標施工面との接する位置は、目標施工面とバケット６との間の相対位置関係、及び、バケット６の背面の側面視での外形形状によって決まるからである。
Further, in the present embodiment, the controller 30 controls the bucket 6 after the change when a predetermined condition is satisfied based on the relative positional relationship between the bucket 6 and the target construction surface and the shape of the back surface of the bucket 6. Determine the criteria. For example, when the bucket 6 is rotated so that the back surface of the bucket 6 coincides with the target construction surface, the position of the bucket 6 in contact with the target construction surface is the relative positional relationship between the target construction surface and the bucket 6. This is because it is determined by the outer shape of the back surface of the bucket 6 when viewed from the side.
また、本実施形態では、所定の条件が成立した場合における変更後のバケット６の制御基準は、バケット６の背面を目標施工面に一致するように回動させたときのバケット６の背面における目標施工面と接する位置に対応する。これにより、コントローラ３０は、バケット６の背面が目標施工面に接するように、バケット６を回動させることができる。
Further, in the present embodiment, the control reference of the bucket 6 after the change when a predetermined condition is satisfied is the target on the back surface of the bucket 6 when the back surface of the bucket 6 is rotated so as to match the target construction surface. Corresponds to the position in contact with the construction surface. As a result, the controller 30 can rotate the bucket 6 so that the back surface of the bucket 6 is in contact with the target construction surface.
また、本実施形態では、コントローラ３０は、目標施工面にバケット６の背面が一致するために必要なバケット６の回動角度に対応するバケットシリンダ９の指令値（バケットシリンダ９を駆動する制御弁１７４に作用させるパイロット圧指令値）を出力する。これにより、コントローラ３０は、具体的に、バケット６を駆動させるバケットシリンダ９を制御し、バケット６の背面が目標施工面に一致する状態を実現することができる。
Further, in the present embodiment, the controller 30 uses a command value of the bucket cylinder 9 (a control valve for driving the bucket cylinder 9) corresponding to the rotation angle of the bucket 6 required for the back surface of the bucket 6 to match the target construction surface. The pilot pressure command value to act on 174) is output. As a result, the controller 30 can specifically control the bucket cylinder 9 that drives the bucket 6 and realize a state in which the back surface of the bucket 6 matches the target construction surface.
また、本実施形態では、コントローラ３０は、アームシリンダ８の動作に合わせて、バケット６の制御基準の鉛直方向の位置を調整するように、バケットシリンダ９の動作を制御することが可能か否か、つまり、バケット制御が実行可能か否かを判定する。これにより、上述の如く、例えば、バケット６を回動させた場合に、バケット６の作業部位以外の部位（例えば、バケット６の作業部位がバケット６の背面である場合のバケット６の爪等）が目標施工面に当接してしまうような事態を抑制できる。
Further, in the present embodiment, whether or not the controller 30 can control the operation of the bucket cylinder 9 so as to adjust the vertical position of the control reference of the bucket 6 according to the operation of the arm cylinder 8. That is, it is determined whether or not the bucket control can be executed. As a result, as described above, for example, when the bucket 6 is rotated, a portion other than the working portion of the bucket 6 (for example, a claw of the bucket 6 when the working portion of the bucket 6 is the back surface of the bucket 6). Can be suppressed from coming into contact with the target construction surface.
［変形・変更］
以上、実施形態について詳述したが、本開示はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。[Transform / Change]
Although the embodiments have been described in detail above, the present disclosure is not limited to such specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist described in the claims.
例えば、上述した実施形態では、コントローラ３０は、ブーム制御を前提としつつ、ブーム制御では、バケット６の制御基準の位置を精度良く鉛直方向に調整できないと判定した場合（つまり、上述の所定の条件が成立した場合）に、バケット制御を実行するが、当該態様には限定されない。具体的には、コントローラ３０は、ブーム制御を前提としない態様で、バケット制御、つまり、アームシリンダ８の動作に合わせて、バケット６の制御基準の鉛直方向の位置を調整するように、バケットシリンダ９の動作の制御を行ってもよい。
For example, in the above-described embodiment, the controller 30 presupposes boom control, but determines that the position of the control reference of the bucket 6 cannot be accurately adjusted in the vertical direction by boom control (that is, the above-mentioned predetermined conditions). When is satisfied), bucket control is executed, but the present invention is not limited to this mode. Specifically, the controller 30 adjusts the vertical position of the control reference of the bucket 6 according to the bucket control, that is, the operation of the arm cylinder 8 in a manner not premised on the boom control. The operation of 9 may be controlled.
また、上述した実施形態及び変形例では、コントローラ３０は、エンドアタッチメントとしてのバケット６の制御基準の位置を調整するが、同様の態様で、他の種類のエンドアタッチメント（例えば、ブレーカ等）の作業部位に規定される制御基準の位置を調整してもよい。つまり、コントローラ３０は、アームシリンダ８の動作に合わせて、任意のエンドアタッチメントの制御基準の鉛直方向の位置を調整するように、バケットシリンダ９の動作を制御してよい。
Further, in the above-described embodiment and modification, the controller 30 adjusts the position of the control reference of the bucket 6 as an end attachment, but in the same manner, the work of another type of end attachment (for example, a breaker or the like) is performed. The position of the control reference defined on the site may be adjusted. That is, the controller 30 may control the operation of the bucket cylinder 9 so as to adjust the vertical position of the control reference of any end attachment according to the operation of the arm cylinder 8.
また、上述した実施形態及び変形例では、ショベル１００は、下部走行体１、上部旋回体３、ブーム４、アーム５、及びバケット６等の各種動作要素を全て油圧駆動する構成であったが、その一部が電気駆動される構成であってもよい。つまり、上述した実施形態で開示される構成等は、ハイブリッドショベルや電動ショベル等に適用されてもよい。
Further, in the above-described embodiment and modification, the excavator 100 has a configuration in which various operating elements such as the lower traveling body 1, the upper swinging body 3, the boom 4, the arm 5, and the bucket 6 are all hydraulically driven. A part thereof may be electrically driven. That is, the configuration and the like disclosed in the above-described embodiment may be applied to a hybrid excavator, an electric excavator, or the like.
最後に、本願は、２０１８年１１月６日に出願した日本国特許出願２０１８−２０９１１３号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願の全内容を本願に参照により援用する。
Finally, the present application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2018-209113 filed on November 6, 2018, and the entire contents of the Japanese patent application are incorporated herein by reference.
