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WO2021066032A1 - ショベル、ショベルの制御装置 - Google Patents

ショベル、ショベルの制御装置 Download PDF

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Publication number
WO2021066032A1
WO2021066032A1 PCT/JP2020/037216 JP2020037216W WO2021066032A1 WO 2021066032 A1 WO2021066032 A1 WO 2021066032A1 JP 2020037216 W JP2020037216 W JP 2020037216W WO 2021066032 A1 WO2021066032 A1 WO 2021066032A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
bucket
control
controller
pilot
boom
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/037216
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
祐太 杉山
Original Assignee
住友重機械工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 住友重機械工業株式会社 filed Critical 住友重機械工業株式会社
Priority to EP20872669.5A priority Critical patent/EP4039887B1/en
Priority to KR1020227001908A priority patent/KR20220068978A/ko
Priority to CN202080052605.9A priority patent/CN114174595B/zh
Priority to JP2021551391A priority patent/JPWO2021066032A1/ja
Publication of WO2021066032A1 publication Critical patent/WO2021066032A1/ja
Priority to US17/656,947 priority patent/US20220220696A1/en

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    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/26Indicating devices
    • E02F9/264Sensors and their calibration for indicating the position of the work tool
    • E02F9/265Sensors and their calibration for indicating the position of the work tool with follow-up actions (e.g. control signals sent to actuate the work tool)

Definitions

  • This disclosure relates to excavators, etc.
  • the target construction surface composed of one plane is the target. Therefore, for example, there is a bent portion in which the inclination of the two planes (contact surfaces) on the target construction surface is discontinuously switched, such as a portion where the horizontal plane and the slope intersect on the target construction surface composed of the horizontal plane and the slope. Is not considered at all. Therefore, the excavator may not be able to properly shift from, for example, a state in which the work part of the bucket is moved along the horizontal plane to a state in which the work part of the bucket is moved along the slope.
  • Attachments including booms, arms, and buckets
  • a control device for operating the attachment so that the work part of the bucket moves along the target construction surface is provided.
  • a plurality of regions in which control commands relating to the operation of the bucket by the control device are different from each other are set in the vicinity of the bent portion of the target construction surface.
  • Excavators are provided.
  • a shovel controller with attachments that include a boom, arm, and bucket.
  • a plurality of regions in which the attachment is operated so that the work portion of the bucket moves along the target construction surface, and control commands regarding the operation of the bucket by the control device are different from each other in the vicinity of the bent portion of the target construction surface. Is set, Excavator controls are provided.
  • the work part of the bucket in the excavator, can be appropriately moved along the target construction surface in the vicinity of the bent portion of the target construction surface.
  • 1 and 2 are a top view and a side view of the excavator 100 according to the present embodiment, respectively.
  • the excavator 100 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. , Bucket 6 and cabin 10.
  • the lower traveling body 1 includes a pair of left and right crawlers 1C, specifically, a left crawler 1CL and a right crawler 1CR, as described later.
  • 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 (specifically, the traveling hydraulic motors 2ML and 2MR), respectively.
  • the upper swivel body 3 swivels with respect to the lower traveling body 1 by being driven by the swivel hydraulic motor 2A.
  • 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 an end attachment is attached to the tip of the arm 5.
  • the bucket 6 is pivotally attached so as to be vertically rotatable.
  • 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.
  • an internal space for accommodating earth and sand is formed by a concave bottom plate composed of an upper surface 6_1, a curved surface 6_2, a back surface 6_3, and the left and right end plates that close the left and right ends of the bottom plate. .. Further, a plurality of claws 6_4 are provided at the tip of the bucket 6 (back surface 6_3) in the width direction (left-right direction).
  • the bucket 6 is an example of an end attachment, and the tip of the arm 5 has another end attachment, for example, a slope bucket, a dredging bucket, or a breaker, instead of the bucket 6 depending on the work content or the like. Etc. may be attached.
  • 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.
  • the excavator 100 operates the driven elements such as the lower traveling body 1, the upper turning body 3, the boom 4, the arm 5, and the bucket 6 in response to the operation of the operator boarding the cabin 10. Further, the excavator 100 receives a lower traveling body 1, an upper turning body 3, a boom 4, and an arm 5 in response to a remote control signal received from a predetermined external device through a communication device and corresponding to a remote control of an operator of the external device. , And a driven element such as a bucket 6 may be operated.
  • the excavator 100 realizes a function of automatically operating at least a part of driven elements such as the lower traveling body 1, the upper turning body 3, the boom 4, the arm 5, and the bucket 6 (hereinafter, “automatic driving function”). To do.
  • the automatic operation function is a function (so-called “semi-automatic operation") in which a driven element (hydraulic actuator) other than the driven element (hydraulic actuator) to be operated is automatically operated in response to an operator's operation on the operation device 26 or a remote control.
  • Functions ”and“ machine control functions ”) may be included.
  • the automatic operation function is a function that automatically operates at least a part of a plurality of driven elements (hydraulic actuators) on the premise that there is no operation or remote control of the operator's operation device 26 (so-called “fully automatic operation function”). ) May be included.
  • the semi-automatic operation function and the fully automatic operation function not only the operation content of the driven element (hydraulic actuator) to be automatically operated is automatically determined according to a predetermined rule, but also the excavator 100 is autonomous.
  • a mode so-called “autonomous driving function” is included in which various judgments are made and the operation contents of the driven element (hydraulic actuator) to be automatically operated are autonomously determined according to the judgment results. Good.
  • 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 views showing an example of components 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.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of the electric operation device 26.
  • the hydraulic system of the excavator 100 includes an engine 11, a regulator 13, a main pump 14, a pilot pump 15, a control valve 17, an operating device 26, discharge pressure sensors 28L and 28R, and an operating pressure.
  • the sensors 29LA, 29LB, 29RA, 29RB, 29DL, 29DR and the controller 30 are included.
  • 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.
  • 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 pumps 14L and 14R and the pilot pump 15.
  • the engine 11 is, for example, a diesel engine that uses light oil as fuel.
  • the regulators 13L and 13R control the discharge amounts of the main pumps 14L and 14R, respectively.
  • 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 main pumps 14L and 14R are mounted on the rear part of the upper swing body 3 like the engine 11, and are 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 pumps 14L and 14R are, for example, variable displacement hydraulic pumps, and the stroke length of the piston is adjusted by adjusting the tilt angle of the swash plate by the regulator 13 as described above under the control of the controller 30. , Discharge amount (discharge pressure) is controlled.
  • the pilot pump 15 is mounted on the rear part 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.
  • the control valve 17 is mounted on the central portion of the upper swing body 3, for example, and is a hydraulic control device that controls the hydraulic drive system in response to an operator's operation or a control command by the automatic operation function of the excavator 100. Is. 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 used for the operating state of the operating device 26, the content of the remote operation signal, or the excavator 100. It is selectively supplied to the hydraulic actuators (running hydraulic motor 2ML, 2MR, swivel hydraulic motor 2A, boom cylinder 7, arm cylinder 8, and bucket cylinder 9) in response to the control command by the automatic operation function of.
  • the hydraulic actuators running hydraulic motor 2ML, 2MR, swivel hydraulic motor 2A, boom cylinder 7, arm cylinder 8, and bucket cylinder 9
  • control valve 17 includes control valves 171 to 174, 175L, 175R, 176L, 176R that control the flow rate and flow direction of the hydraulic oil supplied from the main pump 14 to each of the hydraulic actuators.
  • control valves 175L and 175R may be referred to comprehensively or individually as control valves 175.
  • control valves 176L and 176R may be referred to comprehensively or individually as control valves 176.
  • the control valves 171 and 172 correspond to the traveling hydraulic motors 2ML and 2MR, respectively. Further, the control valve 173 corresponds to the swing hydraulic motor 2A. Further, the control valve 174 corresponds to the bucket cylinder 9. Further, the control valve 175 corresponds to the boom cylinder 7. Further, the control valve 176 corresponds to the arm cylinder 8.
  • the operation device 26 is provided near the driver's seat of the cabin 10, and is an operation input for the operator to operate various driven elements (lower traveling body 1, upper turning body 3, boom 4, arm 5, bucket 6, etc.). It is a means.
  • the operating device 26 is a hydraulic actuator (that is, traveling hydraulic motor 2ML, 2MR, swivel hydraulic motor 2A, boom cylinder 7, arm cylinder 8, bucket cylinder 9, etc.) in which the operator drives each driven element. It is an operation input means for performing an operation.
  • the operating device 26 is, for example, a hydraulic pilot type that outputs a pilot pressure corresponding to the operating state to the secondary side.
  • the operating device 26 is connected to the control valve 17 directly through the pilot line on the secondary side or via the shuttle valve 32 described later provided on the pilot line on the secondary side.
  • 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 can be input to the control valve 17. 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.
  • the traveling lever 26D includes a left traveling lever 26DL for operating the left crawler 1CL (traveling hydraulic motor 2ML) and a right traveling lever 26DR for operating the right crawler 1CR (traveling hydraulic motor 2MR).
  • the left operating lever 26L is used for the turning operation of the upper turning body 3 and the operation of the arm 5.
  • 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 connected to the pilot port of the control valve 176.
  • 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 connected to the control valve 173.
  • the right operating lever 26R is used for operating the boom 4 and the bucket 6.
  • the hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 is used to control the control pressure (pilot pressure) according to the lever operation amount.
  • the hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 is used to apply a control pressure (pilot pressure) according to the lever operation amount to the control valve 174.
  • 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).
  • the hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 is used to control the control pressure (pilot pressure) according to the lever operation amount.
  • the secondary pilot lines corresponding to the forward and reverse operations of the left travel lever 26DL may be directly connected to the corresponding pilot ports of the control valve 171 respectively.
  • 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.
  • the right traveling lever 26DR is used for operating the right crawler 1CR, and may be configured to be interlocked with a right traveling pedal (not shown).
  • the hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 is used to control the control pressure (pilot pressure) according to the lever operation amount.
  • the secondary pilot lines corresponding to the forward and reverse operations of the right travel lever 26DR may be directly connected to the corresponding pilot ports of the control valve 172, respectively. That is, the operation content of the right traveling lever 26DR is reflected in the spool position of the control valve 172 that drives the traveling hydraulic motor 2MR.
  • the operating device 26 (left operating lever 26L, right operating lever 26R, left traveling lever 26DL, and right traveling lever 26DR) has an electric signal corresponding to the operation content (hereinafter, "operation signal”). It may be an electric type that outputs ").
  • operation signal the operation signal from the operation device 26 is input to the controller 30, and the controller 30 controls each of the control valves 171 to 176 in the control valve 17 according to the input operation signal.
  • the operation of various hydraulic actuators according to the operation content with respect to 26 is realized.
  • the control valves 171 to 176 in the control valve 17 may be electromagnetic solenoid type spool valves driven by a command from the controller 30.
  • a hydraulic control valve for example, an electromagnetic proportional valve
  • operation For hydraulic control valve
  • the controller 30 controls the operation hydraulic control valve by an electric signal corresponding to the operation direction and the operation amount (for example, the lever operation amount).
  • the solenoid valve 60 for raising the boom 4 (hereinafter, “boom raising operation”) and the boom 4 lowering operation (hereinafter, “” Includes a solenoid valve 62 for "boom lowering operation”).
  • the solenoid valve 60 is an oil passage (pilot line) connecting the pilot pump 15 and the pilot port on the boom raising side of the pilot pressure actuated control valve 17 (specifically, control valves 175L and 175R (see FIG. 3)).
  • the pressure of the hydraulic oil inside is adjustable.
  • the solenoid valve 62 is configured to be able to adjust the pressure of hydraulic oil in the oil passage (pilot line) connecting the pilot pump 15 and the pilot port on the boom lowering side of the control valves 17 (control valves 175L, 175R).
  • the controller 30 receives the boom raising operation signal (electric signal) or the boom raising operation signal (electric signal) according to the operation signal (electric signal) output by the right operation lever 26R (operation signal generator). Generates a boom lowering operation signal (electric signal).
  • the operation signal (electric signal) output from the right operation lever 26R represents the operation content (for example, the operation amount and the operation direction), and the boom raising operation signal (electricity) output by the operation signal generation unit of the right operation lever 26R.
  • the signal) and the boom lowering operation signal (electric signal) change according to the operation content (operation amount and operation direction) of the right operation lever 26R.
  • the controller 30 when the right operating lever 26R is operated in the boom raising direction, the controller 30 outputs a boom raising operation signal (electric signal) corresponding to the operation amount to the solenoid valve 60.
  • the solenoid valve 60 operates in response to an input electric signal (boom raising operation signal), and acts on the pilot port on the boom raising side of the control valves 175L and 175R, that is, the boom raising operation signal as a pressure signal.
  • the controller 30 outputs a boom lowering operation signal (electric signal) corresponding to the operation amount to the solenoid valve 62.
  • the solenoid valve 62 operates in response to an input electric signal (boom lowering operation signal) and acts on the pilot port on the boom lowering side of the control valves 175L and 175R, that is, the boom lowering operation signal as a pressure signal. To control. As a result, the control valve 17 can realize the operation of the boom cylinder 7 (boom 4) according to the operation content of the right operating lever 26R.
  • the controller 30 may, for example, raise the boom operation signal (electric signal) or lower the boom according to the automatic operation signal (electric signal) output by the automatic operation signal generator. Generates an operation signal (electrical signal).
  • the automatic operation signal may be, for example, an electric signal generated by a control device other than the controller 30 (for example, a control device that controls the automatic operation function), or may be an electric signal generated by the controller 30. It may be a generated electrical signal.
  • the discharge pressure sensors 28L and 28R detect the discharge pressures of the main pumps 14L and 14R, respectively.
  • the detection signal corresponding to the discharge pressure detected by the discharge pressure sensors 28L and 28R is taken into the controller 30.
  • the operating pressure sensors 29LA, 29LB, 29RA, 29RB, 29DL, and 29DR are pilots corresponding to the pilot pressure on the secondary side of the operating device 26, that is, the operating state of each operating element (that is, the hydraulic actuator) in the operating device 26. Detect pressure. Pilot pressure detection signal corresponding to the operating state of the lower traveling body 1, upper swinging body 3, boom 4, arm 5, bucket 6, etc. in the operating device 26 by the operating pressure sensors 29LA, 29LB, 29RA, 29RB, 29DL, 29DR. Is incorporated into the controller 30.
  • 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").
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • the operation content for example, the operating direction and the operating amount
  • the operation contents of the operating device 26 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).
  • the operating pressure sensors 29LA, 29LB, 29RA, 29RB, 29DL, and 29DR are omitted.
  • 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.
  • the controller 30 includes a CPU (Central Processing Unit), a memory device such as a RAM (Random Access Memory), a non-volatile auxiliary storage device such as a ROM (Read Only Memory), an interface device for external input / output, and the like. It is mainly composed of computers including.
  • the controller 30 realizes various functions by executing various programs stored in the auxiliary storage device on the CPU, for example.
  • 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.
  • the hydraulic system portion of the drive system for driving the hydraulic actuator is from the main pump 14 driven by the engine 11, center bypass oil passages 40L, 40R and parallel oil passages 42L. , 42R, the hydraulic oil is circulated to the hydraulic oil tank.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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. it can.
  • 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.
  • 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.
  • the regulators 13L and 13R adjust the discharge amounts of the main pumps 14L and 14R by adjusting the tilt angle of the swash plate of the main pumps 14L and 14R under the control of the controller 30, respectively.
  • 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.
  • 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 in the center bypass oil passages 40L and 40R. 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.
  • negative control pressure control pressure
  • the negative control pressure sensors 19L and 19R detect the negative control pressures of the negative control diaphragms 18L and 18R, respectively, and the detection signal corresponding to the detected negative control pressure is taken into the controller 30.
  • 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 absorption 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.
  • 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 control pressure increases, and increases the discharge amount of the main pumps 14L and 14R as the negative control pressure decreases.
  • 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.
  • the flow of 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.
  • 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. ..
  • the hydraulic oil discharged from the main pumps 14L and 14R is sent to the operation target hydraulic actuator via the control valve corresponding to the operation target hydraulic actuator. It flows in. The same applies to the case where any of the hydraulic actuators is remotely controlled or controlled according to the automatic control function. Then, the flow of the hydraulic oil discharged from the main pumps 14L and 14R reduces or eliminates the amount of the hydraulic oil reaching the negative control diaphragms 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.
  • 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). Travel lever 26DL, right travel lever 26DR), proportional valves 31AL, 31AR, 31BL, 31BR, 31CL, 31CR, 31DL, 31DR, shuttle valves 32AL, 32AR, 32BL, 32BR, 32CL, 32CR, 32DL, 32DR, Includes pressure reducing proportional valves 33AL, 33AR, 33BL, 33BR, 33CL, 33CR, 33DL, 33DR.
  • the proportional valves 31AL, 31AR, 31BL, 31BR, 31CL, 31CR, 31DL, and 31DR may be collectively referred to as proportional valves 31 or individually.
  • the shuttle valves 32AL, 32AR, 32BL, 32BR, 32CL, 32CR, 32DL, and 32DR may be collectively referred to as shuttle valves 32 or individually.
  • the pressure reducing proportional valves 33AL, 33AR, 33BL, 33BR, 33CL, 33CR, 33DL, 33DR may be comprehensively referred to as a pressure reducing proportional valve 33, or each of them may be individually referred to as a pressure reducing proportional valve 33.
  • 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.
  • the controller 30 allows the hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 to be supplied from the pilot pump 15 through the proportional valve 31 and the shuttle valve 32 into the control valve 17 even when the operating device 26 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).
  • 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.
  • 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 the 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.
  • 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 does not depend on the operation of the operating device 26 by the operator. It is possible to control the operation of the lower traveling body 1, the upper turning body 3, and the attachment AT. Therefore, by controlling the proportional valve 31, the controller 30 can realize the operation of the hydraulic actuator corresponding to the remote control by the operator of the external device or the control command by the automatic operation function.
  • 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.
  • the controller 30 is operated when the operating device 26 (specifically, the left operating lever 26L, the right operating lever 26R, the left traveling lever 26DL, or the right traveling lever 26DR) is operated by the operator.
  • the pilot pressure output from 26 can be forcibly reduced. 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.
  • 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. it can. Therefore, the controller 30 controls the proportional valve 31 and the pressure reducing proportional valve 33 to ensure that the desired pilot pressure is applied to the pilot port of the control valve in the control valve 17 regardless of the operation content of the operating device 26. Can act.
  • 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 operating 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 pilot line on the secondary side.
  • 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.
  • 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 pilot line on the next side, 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.
  • the left operating lever 26L acts on the pilot ports of the control valves 176L and 176R via the shuttle valves 32AL and 32AR to apply the pilot pressure according to the operation content in the front-rear direction. Specifically, when the arm is closed, the left operating lever 26L outputs a 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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. ..
  • 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.
  • 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 ports on the arm closing side of the control valves 176L and 176R.
  • 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.
  • 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 operating 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.
  • 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 proportional pressure reducing 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.
  • 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.
  • 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. It may act.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • the right operating lever 26R acts on the pilot ports of the control valves 175L and 175R via the shuttle valves 32BL and 32BR to apply the pilot pressure according to the operation content in the front-rear direction. 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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. ..
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • the proportional valve 33BL, 33BR for reducing pressure reduces the pilot pressure acting on one of the inlet ports of the shuttle valves 32BL, 32BR, and the pilot pressure of the proportional valves 31BL, 31BR is surely controlled through the shuttle valves 32BL, 32BR 175L. , Can assist in acting on the 175R pilot port.
  • 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.
  • 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. It may act.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • the right operating lever 26R acts on the pilot port of the control valve 174 via the shuttle valves 32CL and 32CR to apply a pilot pressure according to the operation content in the left-right direction. Specifically, when the bucket is closed, 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, when the bucket is opened, the right operating lever 26R outputs a pilot pressure according to the amount of operation to one inlet port of the shuttle valve 32CR, and the pilot on the right side of the control valve 174 via the shuttle valve 32CR. Act on the port.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • the controller 30 controls the proportional valve 31CR when the bucket closing operation is performed by the right operating lever 26R, and causes the proportional valve 31CR to act on the pilot port on the bucket opening side of the control valve 174 via the shuttle valve 32CR.
  • 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. To do.
  • 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 forcibly suppresses the operation of the bucket cylinder 9 corresponding to the bucket opening operation of the right operating lever 26R by controlling the proportional valve 31CL instead of controlling the pressure reducing proportional valve 33CR. You may stop it.
  • the operating pressure sensor 29RB detects the content of the operator's operation in the left-right direction with respect to the right operating lever 26R 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 operating lever 26R in the left-right direction.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • the two inlet ports are proportional to the pilot line on the secondary side of the left operating 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.
  • the left operation lever 26L acts on the pilot port of the control valve 173 via the shuttle valves 32DL and 32DR to apply a pilot pressure according to the operation content in the left-right direction. Specifically, when the left operating lever 26L is turned left, the pilot pressure corresponding to the amount of operation 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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 so that a desired pilot pressure can be reliably applied to the pilot port on the left turning side of the control valve 173.
  • 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 operating 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.
  • 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 proportional valve 33DR for decompression 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.
  • 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 proportional 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.
  • 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.
  • the controller 30 controls the proportional valve 31DR when the left operating lever 26L performs a left turning operation, and acts on the pilot port on the right turning side of the control valve 173 from the proportional valve 31DR via the shuttle valve 32DR. You may let me.
  • the pilot pressure is applied to the pilot port on the right turn side of the control valve 173 in a form that opposes the pilot pressure acting on the pilot port on the left turn side of the control valve 173 from the left operating lever 26L via the shuttle valve 32DL.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • a shuttle valve 32 is installed in the pilot line between the left traveling lever 26DL and the control valve 171 and between the right traveling lever 26DR and the control valve 172, and is installed at the other inlet port of the shuttle valve 32.
  • the proportional valve 31 is installed via the pilot line.
  • the control system of the excavator 100 includes the controller 30, the space recognition device 70, the orientation detection device 71, the input device 72, the positioning device 73, the display device D1, and the voice output device D2.
  • the boom angle sensor S1, the arm angle sensor S2, the bucket angle sensor S3, the body tilt sensor S4, and the turning state sensor S5 are included.
  • the space recognition device 70 recognizes an object existing in the three-dimensional space around the excavator 100, and measures (calculates) a positional relationship such as a distance from the space recognition device 70 or the excavator 100 to the recognized object. To get. Further, the space recognition device 70 may recognize an object around the shovel 100 and measure the positional relationship between the recognized object and the space recognition device 70 or the shovel 100 based on the acquired information.
  • 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 Detection and Ringing), a range image sensor, an infrared sensor, and the like.
  • 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.
  • 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.
  • 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).
  • 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 rotating 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.
  • 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. To 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.
  • the direction of the front-rear axis of the upper swing body 3 can be derived from the mounting position of the camera.
  • the orientation detection device 71 can specify the longitudinal direction of the lower traveling body 1 by detecting the image of the crawler 1C.
  • the orientation detection device 71 may be a resolver.
  • the input device 72 is provided within reach of the 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.
  • the input device 72 may include a touch panel mounted on the display of the display device that displays various information images.
  • the input device 72 may include a button switch, a lever, a toggle, and the like installed around the display device D1.
  • the 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 input device 72 is taken into the controller 30.
  • 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 operating 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.
  • the positioning device 73 measures the position and orientation of the upper swivel body 3.
  • the positioning device 73 is, for example, a GNSS (Global Navigation Satellite System) compass, detects the position and orientation of the upper swing body 3, and captures the detection signal corresponding to the position and orientation of the upper swing 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.
  • GNSS Global Navigation Satellite System
  • the display device D1 is provided in a place in the cabin 10 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.
  • CAN Controller Area Network
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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 shovel 100 (that is, the upper swivel body 3) (hereinafter, “front-back tilt angle” and “left-right” 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 aircraft tilt sensor S4 is taken into the controller 30.
  • 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.
  • the 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 swivel body 3 is swiveled (for example, swiveled) based on the detection signal of the body tilt sensor S4.
  • Angular velocity may be detected.
  • the turning state sensor S5 may be omitted.
  • the controller 30 may control the hydraulic system of the excavator 100, for example, as described above.
  • controller 30 may control the automatic driving function including the machine guidance function and the machine control function, for example.
  • controller 30 may control the peripheral monitoring function of the excavator 100 based on the output of the space recognition device 70, for example.
  • the controller 30 monitors the presence or absence of a monitoring object entering the monitoring area around the excavator 100 by the space recognition device 70. Specifically, the controller 30 may detect a monitored object within a predetermined range (hereinafter, “monitoring area”) based on the excavator 100 based on the output of the space recognition device 70. Further, the controller 30 may specify (grasp) the type and position of the monitored object by using a known method such as machine learning based on the output of the space recognition device 70. Further, when the controller 30 detects the monitored object in the monitored area, the controller 30 may notify the operator and the surroundings of the excavator 100 that the monitored object is detected in the monitored area by a predetermined method.
  • monitoring area a predetermined range
  • the controller 30 may notify the operator and the surroundings of the excavator 100 only when it is determined that the monitored object being detected is a "person".
  • the notification to the operator in the cabin 10 may be performed by a visual method or an auditory method through a display device 50 or a sound output device (for example, a buzzer, a speaker, etc.) inside the cabin 10.
  • the notification to the surroundings of the excavator 100 is audibly transmitted through a sound output device (for example, a buzzer or an alarm) or a lighting device (for example, a headlight or a red lamp) mounted on the upper swivel body 3. Or in a visual way.
  • notification to a remote-controlled operator can be performed by an auditory method or a display device installed in the external device by transmitting a signal requesting the notification to an external device that supports the remote control. It may be done in a visual way.
  • the controller 30 may limit the operation of the actuator (driven unit) of the excavator 100 by a predetermined method. Further, the controller 30 may limit the operation of the actuator (driven unit) of the excavator 100 only when it is determined that the monitored object being detected is a "person". Restriction on the operation of the actuator includes a control mode in which the operating speed of the actuator is relatively slowed with respect to the operation.
  • the limitation of the operation of the actuator includes a control mode for maintaining the stopped state of the actuator regardless of the presence or absence of the operation.
  • the operation of the actuator may be restricted (maintenance of the stopped state) by setting the gate lock valve to the non-communication state.
  • the controller 30 limits the operation of the actuator by invalidating the operation signal without outputting the signal to the operation hydraulic control valve even if the operation signal is input. (Maintenance of stopped state) may be realized.
  • the controller 30 operates the actuator even if the operator operates the operating lever. It may be limited to operation in an inoperable state or in a slow speed state. More specifically, in the case of the hydraulic pilot type operating device 26, when it is determined that a person exists in the monitoring area around the excavator 100, the controller 30 locks the gate lock valve to lock the actuator. Can be inoperable. 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.
  • 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. .. Further, as long as the pilot pressure that indirectly acts on the control valve of the control valve 17 can be adjusted by using the operation control valve, the same applies to the case where the operation device 26 of another type is used.
  • the actuator when it is determined that the monitoring object exists in the monitoring area around the excavator 100, the actuator is not driven even if the operating device 26 is operated, or the operating speed corresponding to the operation input to the operating device 26. It is driven at a lower operating speed (slow speed). Further, when it is determined that a person exists in the monitoring area around the excavator 100 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 the operating device 26 is a hydraulic pilot type, when it is determined that a person exists in the monitoring area around the excavator 100, the controller 30 locks the gate lock valve to lock the actuator. Stop it.
  • the controller 30 when 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, the controller 30 is used for operation. By disabling the signal to the control valve or outputting a deceleration command to the operation control valve, the actuator can be inoperable or its operation can be decelerated.
  • the same may be applied when the excavator 100 is remotely controlled or operated by the fully automatic operation function. That is, when it is determined that the monitored object exists in the monitoring area around the excavator 100, the actuator is not driven even if a remote control signal or a control command by the automatic driving function is input, or the operating speed corresponding to the input is increased. May be driven at a low operating speed (slow speed).
  • the controller 30 may control the actuator to avoid the detected track.
  • the type of monitored object to be detected may be recognized, and the actuator may be controlled based on the recognition result.
  • FIG. 6 is a block diagram showing an outline of an example of the configuration related to the machine guidance function and the machine control function of the excavator 100.
  • the controller 30 executes, for example, the control of the excavator 100 related to the machine guidance function that guides the manual operation of the excavator 100 by the operator.
  • the controller 30 transmits work information such as the distance between the target construction surface and the tip of the attachment AT, specifically, the work part of the end attachment, to the operator through the display device D1 and the voice output device D2.
  • 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 V1, the input device 72, and the like. get.
  • 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 taken.
  • the data on the target construction surface is connected to the internal memory or the controller 30 based on the setting input by the operator through the input device 72 or downloaded from the outside (for example, a predetermined management server). It is stored in a 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 has a three-dimensional orthogonality with the origin at the center of gravity 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.
  • the operator may set an arbitrary point on the construction site as a reference point and set a target construction surface through the input device 72 according to the relative positional relationship with the reference point.
  • the working part of the bucket 6 is, for example, the toe 6_5 of the bucket 6 (see FIG. 1), the back surface 6_3 of the bucket 6, and the like.
  • 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.
  • the work information may be transmitted to an external device that is a source of the remote control signal, and may be transmitted to the operator through a display device or a sound output device provided in the external device.
  • the controller 30 can notify the operator of the external device of the work information and guide the remote operation of the excavator 100 by the operator.
  • the controller 30 executes control of the excavator 100 related to a machine control function that assists the operator in manually operating the excavator 100, for example.
  • the machine control function becomes effective when the left operating lever 26L and the right operating lever 26R are operated while the switch NS is pressed.
  • the same knob switch installed in the remote control operation device used by the operator hereinafter, "remote control operation device" is pressed and operated.
  • the machine control function may be enabled when the remote control operation device is operated.
  • the controller 30 is configured to acquire a target (hereinafter, “target trajectory”) of the trajectory followed by a predetermined portion (hereinafter, simply “control standard”) that serves as a control reference for the attachment.
  • target trajectory a target of the trajectory followed by a predetermined portion
  • control standard includes a work object (for example, the ground or the earth and sand of the dump truck bed described later) that the end attachment can come into contact with, such as excavation work or compaction work, the work site of the end attachment (for example, the earth and sand of the dump truck bed described later).
  • the toe 6_5 and the back surface 6_3 of the bucket 6, the left and right ends of the toe 6_5 of the bucket 6, the left and right ends of the lower end of the back surface 6_3 of the bottom plate, any part of the curved surface 6_2 of the bottom plate, etc.) may be set.
  • the control standard defines the position of the end attachment in the operation where there is no work target with which the end attachment can come into contact, such as the boom raising rotation operation, soil removal operation, boom lowering rotation operation, etc., which will be described later. Any possible portion (for example, the lower end of the bucket 6 or the toe 6_5) may be set.
  • a plurality of points on the outer shape of the bucket 6 corresponding to the work portion may be set.
  • the controller 30 derives a target trajectory based on data on a target construction surface stored in an internal or external communicable non-volatile storage device.
  • the controller 30 may derive a target trajectory based on the information regarding the terrain around the excavator 100 recognized by the space recognition device 70. Further, the controller 30 uses the past output of the posture detection device (for example, boom angle sensor S1, arm angle sensor S2, bucket angle sensor S3, etc.) temporarily stored in the internal volatile storage device to obtain the bucket 6.
  • Information on the past trajectory of the work site such as the tip of the toe 6_5 may be derived, and the target trajectory may be derived based on the information. Further, the controller 30 may derive a target trajectory based on the current position of the predetermined portion of the attachment and the data regarding the target construction surface.
  • the controller 30 for example, when the operator manually excavates or leveles the ground, the target construction surface and the work part of the bucket 6 (for example, the toe 6_5 of the bucket 6 or the back surface 6_3) are in contact with each other. At least one of the boom 4, the arm 5, and the bucket 6 is automatically operated to match. Specifically, when the operator operates (pushes) the switch NS and operates the left operation lever 26L in the front-rear direction, the controller 30 moves the target construction surface and the work part of the bucket 6 according to the operation. At least one of the boom 4, the arm 5, and the bucket 6 is automatically operated so as to match. More specifically, as described above, the controller 30 controls the proportional valve 31 to automatically operate at least one of the boom 4, the arm 5, and the bucket 6.
  • the operator simply opens and closes the arm 5 (for example, by operating the left operating lever 26L in the front-rear direction), and performs excavation work, leveling work, etc. along the target construction surface on the excavator 100. Can be made to.
  • 7A and 7B are diagrams showing an example of the operation based on the machine control function of the excavator 100, in which the excavator 100 moves the back surface 6_3 of the bucket 6 along the target construction surface 600 by the machine control function to perform leveling work. It is a figure which shows the situation which (ground leveling work) is performed.
  • FIGS. 7A and 7B only the bucket 6 of the attachment AT of the excavator 100 is drawn, and the drawing of the boom 4 and the arm 5 is omitted. Further, in FIGS. 7A and 7B, in order to express the change with time accompanying the movement of the bucket 6, the bucket 6 conveniently moves the bucket 6 at predetermined timings, and the buckets 6A, 6B, 6C, 6D, 6E, 6F, 6G, 6H. Is shown.
  • the target construction surface 600 includes a horizontal plane 601 (first target construction surface), a slope 602 (second target construction surface) inclined downward with respect to the horizontal plane 601 and a horizontal plane 601. Includes a bent portion 603 (boundary portion of the target construction surface) where the slope 602 intersects.
  • the space above the target construction surface 600 is divided into areas 610, 620, and 630 in a form corresponding to the shape of the target construction surface 600.
  • the region 610 is a spatial region portion of the space region above the horizontal plane 601 on the horizontal plane 601 side (left side in the drawing) with respect to the extension surface 615 of the slope 602.
  • the region 620 is a spatial region portion above the bent portion 603, which is divided by an extension surface 615 of the slope 602 and an extension surface 625 of the horizontal plane 601.
  • the area 630 is a space area portion on the slope 602 side (lower side in the drawing) of the extension surface 625 of the horizontal plane 601 in the space area above the slope 602. Regions 610 to 630 are preset in the excavator 100 based on the shape of the target construction surface.
  • the setting method (classification method) of the areas 610 to 630 in FIGS. 7A and 7B is an example, and any setting method (classification method) may be adopted. The same applies to the regions 810 to 830 of FIG. 9 described later.
  • the excavator 100 automatically operates the boom 4 and the bucket 6 in response to the operation of the operator's arm 5 (hereinafter, “arm operation”), and the bucket 6 so that the back surface 6_3 of the bucket 6 is aligned with the target construction surface. To move.
  • the excavator 100 moves the bucket 6 in a direction away from the machine body in a state where the machine body (lower traveling body 1 and upper turning body 3) is located on the horizontal plane 601 side. .. Then, the excavator 100 has a horizontal surface 601 (state of bucket 6A), a bent portion 603 (state of buckets 6B and 6C), and a slope 602 (state of bucket 6D) while aligning the back surface 6_3 of the bucket 6 with the target construction surface 600.
  • the ground leveling work is proceeding in the order of (state).
  • the controller 30 When the position of the bucket 6 is in the region 610 (the state of the bucket 6A), the controller 30 maintains the back surface 6_3 of the bucket 6 parallel to the horizontal plane 601 or within a predetermined angle range based on the parallelism to the horizontal plane 601. Control the bucket angle so that it does. For example, the controller 30 may determine that the position of the bucket 6 is in the area 610 when at least a part of the bucket 6 is included in the area 610. Further, the controller 30 booms so that the back surface 6_3 of the bucket 6 comes into contact with (matches) the horizontal plane 601 based on the arm angle determined by the content of the arm operation and the bucket angle determined in relation to the horizontal plane 601. Control the angle. As a result, the excavator 100 can move the bucket 6 along the horizontal plane 601.
  • the controller 30 changes the back surface 6_3 of the bucket 6 from being parallel to the horizontal plane 601 to being parallel to the slope 602. Control the bucket angle so that it changes to the state.
  • the position of the bucket 6 is the region when the entire bucket 6 is included in the region 620 and when the posture change accompanying the entry of the bucket 6 into the region 620 is continuing. It may be determined that it is at 620.
  • the controller 30 may determine that the position of the bucket 6 is in the area 620 when at least the control reference portion of the bucket 6 is located in the area 620.
  • the controller 30 has an arm angle determined by the content of the arm operation and a bucket angle sequentially determined in the process of transitioning from a state in which the back surface 6_3 of the bucket 6 is parallel to the horizontal plane 601 to a state in which the back surface 6_3 is parallel to the slope 602. Based on this, the boom angle is controlled. For example, the controller 30 may control the boom angle so that the toe 6_5 of the bucket 6 is in contact with (matches) the slope 602 or the extension surface 615 of the slope 602, or a slight gap is formed.
  • the excavator 100 has a state in which the back surface 6_3 of the bucket 6 is along the horizontal plane 601 (state of the bucket 6B) while avoiding a situation in which the bucket 6 bites into the bent portion 603 or is separated from the shape of the bent portion 603. ) To the state along the slope 602 (the state of the bucket 6C). Therefore, the excavator 100 can appropriately construct the shape of the target construction surface 600 in the vicinity of the bent portion 603 by the back surface 6_3 of the bucket 6.
  • the controller 30 controls the bucket angle so as to keep the back surface 6_3 of the bucket 6 parallel to the slope 602. For example, the controller 30 completes the posture change of the bucket 6 started in response to the entry of the bucket 6 into the area 620, and the bucket 6 includes at least a part of the bucket 6 in the area 630. It may be determined that the position of is in the region 630. The controller 30 may determine that the position of the bucket 6 is in the area 630 when at least the control reference portion of the bucket 6 is located in the area 630.
  • the back surface 6_3 of the bucket 6 comes into contact with (matches) the slope 602 based on the arm angle determined by the content of the arm operation and the bucket angle determined in relation to the slope 602. Control the boom angle. As a result, the excavator 100 can move the bucket 6 along the slope 602.
  • the controller 30 controls the back surface 6_3 of the bucket 6 as a control reference (working part) so as to be along the horizontal plane 601 as the target trajectory.
  • the correspondence between the control reference and the target trajectory is set on the back surface 6_3 of the bucket 6 and the horizontal plane 601.
  • the controller 30 determines the presence or absence of the fold portion 603 on the set target construction surface 600, and if it is determined that there is a fold portion 603, the controller 30 performs control corresponding to the change of the target construction surface 600 on the fold portion 603.
  • the controller 30 determines whether or not the curved surface 6_2 of the bottom plate, which is the front end in the traveling direction of the bucket 6, exceeds the extension surface 615 of the next target construction surface (slope 602).
  • the controller 30 determines that the curved surface 6_2 of the bucket 6 exceeds the extension surface 615, the controller 30 further determines whether or not the toe 6_5, which is the rear end of the bucket 6 in the traveling direction, exceeds the extension surface 615.
  • the controller 30 determines that the toe 6_5 of the bucket 6 exceeds the extension surface 615, the controller 30 changes the correspondence between the control reference and the target trajectory to the back surface 6_3 of the bucket 6 and the slope 602. Then, the controller 30 controls the bucket angle so as to change the back surface 6_3 of the bucket 6 from a state parallel to the horizontal plane 601 to a state parallel to the slope 602. At this time, the bucket angle is controlled so that the back surface 6_3 of the bucket 6 is within a predetermined angle range based on a state parallel to the slope 602 or parallel to the slope 602.
  • the controller 30 controls the back surface 6_3 of the bucket 6 as a control reference (working part) so as to follow the slope 602 as the target trajectory.
  • the excavator 100 is moved in a state in which the aircraft is located on the horizontal plane 601 side, and the bucket 6 is attracted in a direction approaching the aircraft, contrary to the case of FIG. 7A. .. Then, the excavator 100 has a slope 602 (bucket 6E state), a bent portion 603 (bucket 6F, 6G state), and a horizontal plane 601 (bucket 6H state) while aligning the back surface 6_3 of the bucket 6 with the target construction surface 600.
  • the ground leveling work is proceeding in the order of (state).
  • the controller 30 controls the bucket angle so as to keep the back surface 6_3 of the bucket 6 parallel to the slope 602 as in the case of FIG. 7A.
  • the controller 30 may determine that the position of the bucket 6 is in the area 630 when at least a part of the bucket 6 is included in the area 630.
  • the back surface 6_3 of the bucket 6 is the slope 602 based on the arm angle determined by the content of the arm operation and the bucket angle determined in relation to the slope 602. Control the boom angle so that it touches (matches) with. As a result, the excavator 100 can move the bucket 6 along the slope 602.
  • the controller 30 changes the back surface 6_3 of the bucket 6 from being parallel to the slope 602 to being parallel to the horizontal plane 601. Control the bucket angle so that it changes to the state. Further, the controller 30 has an arm angle determined by the content of the arm operation and a bucket angle sequentially determined in the process of transitioning from a state in which the back surface 6_3 of the bucket 6 is parallel to the slope 602 to a state in which the back surface 6_3 is parallel to the horizontal plane 601. Based on this, the boom angle is controlled.
  • the controller 30 may control the boom angle so that the back surface 6_3 of the bucket 6 is in contact with (matches) the horizontal plane 601 or the extension surface 625 of the horizontal plane 601 or a slight gap is formed.
  • the excavator 100 is in a state where the back surface 6_3 of the bucket 6 is along the slope 602 (of the bucket 6F) while avoiding the situation where the bucket 6 bites into the bent portion 603 or is separated from the shape of the bent portion 603. It is possible to transition from the state) to the state along the horizontal plane (the state of the bucket 6G). Therefore, the excavator 100 can appropriately construct the shape of the target construction surface 600 in the vicinity of the bent portion 603 by the back surface 6_3 of the bucket 6.
  • the controller 30 controls the bucket angle so as to keep the back surface 6_3 of the bucket 6 parallel to the horizontal plane 601.
  • the controller 30 completes the posture change of the bucket 6 started in response to the entry of the bucket 6 into the area 620, and the bucket 6 includes at least a part of the bucket 6 in the area 610. It may be determined that the position of is in the region 610. Further, the controller 30 booms so that the back surface 6_3 of the bucket 6 comes into contact with (matches) the horizontal plane 601 based on the arm angle determined by the content of the arm operation and the bucket angle determined in relation to the horizontal plane 601. Control the angle. As a result, the excavator 100 can move the bucket 6 along the horizontal plane 601.
  • the controller 30 controls the back surface 6_3 of the bucket 6 as a control reference (working part) so as to follow the slope 602 as the target trajectory.
  • the correspondence between the control reference and the target trajectory is set on the back surface 6_3 of the bucket 6 and the slope 602.
  • the controller 30 determines the presence or absence of the fold portion 603 on the set target construction surface 600, and if it is determined that there is a fold portion 603, the controller 30 performs control corresponding to the change of the target construction surface 600 on the fold portion 603.
  • the controller 30 determines whether the toe 6_5, which is the front end in the traveling direction of the bucket 6, exceeds the extension surface 625 of the next target construction surface (horizontal plane 601).
  • the controller 30 determines whether or not the curved surface 6_2, which is the rear end of the bucket 6 in the traveling direction, exceeds the extension surface 625.
  • the controller 30 determines that the curved surface 6_2 of the bucket 6 exceeds the extension surface 625, the controller 30 changes the correspondence between the control reference and the target trajectory to the back surface 6_3 of the bucket 6 and the horizontal plane 601. Then, the controller 30 controls the bucket angle so as to change the back surface 6_3 of the bucket 6 from a state parallel to the slope 602 to a state parallel to the horizontal plane 601. At this time, the bucket angle is controlled so that the back surface 6_3 of the bucket 6 is within a predetermined angle range based on a state parallel to the horizontal plane 601 or parallel to the horizontal plane 601.
  • the controller 30 controls the back surface 6_3 of the bucket 6 as a control reference (working part) so as to be along the horizontal plane 601 as the target trajectory.
  • a plurality of control commands (bucket command value ⁇ 3r described later) relating to the operation of the bucket 6 by the controller 30 are different from each other in the vicinity of the bent portion 603 of the target construction surface 600.
  • Area area 610 to 630
  • the controller 30 generates a control command regarding the operation of the bucket 6 that keeps the bucket angle parallel to the horizontal plane 601 or the slope 602 when the position of the bucket 6 is in the region 610 or the region 630.
  • the controller 30 changes the bucket angle from the state parallel to the horizontal plane 601 to the state parallel to the slope 602 or parallel to the slope 602. It generates a control command regarding the operation of the bucket 6 that changes the state from the state to the state parallel to the horizontal plane 601. More specifically, in a situation where the change of the adjacent target construction surface 600 at the bent portion 603 in the traveling direction of the control reference (working part) is larger than 180 °, the controller 30 has the rear end of the bucket 6 in the traveling direction. When entering beyond the extension surface of the next target construction surface, the correspondence between the control standard and the target track will be changed.
  • the excavator 100 avoids the situation where the bucket 6 bites into the ground near the bent portion 603 or is separated from the shape of the folded portion 603, and the bucket 6 is located near the bent portion 603 of the target construction surface 600.
  • the work site can be appropriately moved along the target construction surface.
  • FIGS. 8A and 8B show a configuration related to a machine control function for automatically operating the attachment AT of the excavator 100 in response to an operator's arm operation, that is, an operation of the left operating lever 26L in the front-rear direction. Is a concrete example of.
  • the configuration related to the machine control function for automatically operating the attachment AT of the excavator 100 in response to the remote control of the arm is a communication device in which the operation pressure sensor 29LA of FIG. 8A receives a remote control signal from an external device. It is the same as FIG. 8A and FIG. 8B except that it is replaced with. Therefore, the description thereof will be omitted.
  • the controller 30 includes an operation content acquisition unit 3001, a current position calculation unit 3002, a target construction surface acquisition unit 3003, an area determination unit 3004, a target trajectory setting unit 3005, and a target position calculation as functional units related to the machine control function.
  • a unit 3006, a bucket shape acquisition unit 3007, an operation command generation unit 3008, a pilot command generation unit 3009, and an attitude angle calculation unit 3010 are included. For example, when the switch NS is pressed, these functional units 3001 to 3010 repeatedly execute the operations described later at predetermined control cycles.
  • the operation content acquisition unit 3001 acquires the operation content related to the tilting operation in the front-rear direction of 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 it is the forward direction or the backward direction) and the operation amount thereof as the operation content.
  • the current position calculation unit 3002 calculates the position (current position) of the work part of the bucket 6 (for example, the toe 6_5 and the back surface 6_3 of the bucket 6). Specifically, the current position calculation unit 3002 determines the current position of the control reference of the attachment AT based on the boom angle ⁇ 1 , the arm angle ⁇ 2 , and the bucket angle ⁇ 3 calculated by the posture angle calculation unit 3010 described later. You may calculate.
  • the target construction surface acquisition unit 3003 acquires data related to the target construction surface from, for example, the internal memory (nonvolatile auxiliary storage device) of the controller 30, a predetermined external storage device, or the like.
  • the area determination unit 3004 determines in which area of the area preset in the space above the target construction surface the position of the bucket 6 is located. If there is a fold in the target construction surface where the inclination of the tangent plane changes discontinuously depending on the direction of the upper swing body 3 (that is, the direction of the attachment), the bucket command value is as described above in the vicinity of the fold. A plurality of regions for different ⁇ 3r are set.
  • the bent portion includes a portion where planes having different inclinations intersect in the direction of the upper swing body 3.
  • the bent portion includes, for example, a portion where a flat surface and a curved surface intersect, and a portion in which the inclination of the tangent plane between the flat surface and the curved surface changes discontinuously in the direction of the upper swivel body 3. Further, the bent portion includes, for example, a portion in which the inclination of the tangent plane of the target construction surface formed by the curved surface changes discontinuously in the direction of the upper swivel body 3.
  • the regions 610 to 630 are set in the space above the target construction surface 600 in the vicinity of the bent portion 603.
  • the area determination unit 3004 determines in which area of the areas 610 to 630 the position of the bucket 6 is located, as described above.
  • the process of the area determination unit 3004 may be omitted.
  • the target track setting unit 3005 provides information on the target track of the work site for moving the work site (control standard) such as the toe 6_5 and the back surface 6_3 of the bucket 6 along the target construction surface based on the data on the target construction surface.
  • control standard such as the toe 6_5 and the back surface 6_3 of the bucket 6 along the target construction surface based on the data on the target construction surface.
  • the target trajectory setting unit 3005 refers to the direction (that is, front and rear) of the upper swing body 3 on the target construction surface with reference to the machine body (upper swing body 3) of the excavator 100 as information regarding the target track of the work portion of the bucket 6.
  • the tilt angle in (direction) may be set.
  • the target position calculation unit 3006 is based on the operation content (operation direction and operation amount) related to the operation in the front-rear direction of the left operation lever 26L, the information on the set target trajectory, and the current position of the work part of the bucket 6. Calculate the target position of the work part (control standard) of 6.
  • the target position is the target trajectory (in other words, the target) 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.
  • the target position calculation unit 3006 may calculate the target position of the work portion of the bucket 6 by using, for example, a map or an arithmetic expression stored in advance in an auxiliary storage device or the like.
  • the target position calculation unit 3006 calculates a target value of the bucket angle (hereinafter, “target bucket angle”) based on the area corresponding to the position of the bucket 6 determined by the area determination unit 304. For example, when the area determination unit 304 determines that the bucket 6 is in the area 610, the target position calculation unit 3006 corresponds to a state in which the back surface 6_3 of the bucket 6 is parallel to the horizontal plane 601 based on the data regarding the shape of the bucket 6. Calculate the target bucket angle to be used.
  • target bucket angle a target value of the bucket angle
  • the target position calculation unit 3006 states that the back surface 6_3 of the bucket 6 is parallel to the horizontal plane 601.
  • the bucket angle is calculated in such a manner that the bucket angle changes sequentially from the surface to the state parallel to the slope 602. The same applies to the case where the bucket 6 enters the region 620 from the region 630, except that the start point and the end point where the bucket angle changes are reversed.
  • the target position calculation unit 3006 determines that the bucket 6 is in the area 630
  • the target position calculation unit 3006 is a target corresponding to a state in which the back surface 6_3 of the bucket 6 is parallel to the slope 602 based on the data regarding the shape of the bucket 6. Calculate the bucket angle.
  • the bucket shape acquisition unit 3007 acquires data related to the shape of the bucket 6 registered in advance from, for example, an internal memory (for example, an auxiliary storage device), a predetermined external storage device, or the like. At this time, the bucket shape acquisition unit 3007 acquires the data related to the shape of the bucket 6 of the type set by the setting operation through the input device 72 among the data related to the shapes of the plurality of types of bucket 6 registered in advance. You can.
  • the operation command generation unit 3008 has a command value related to the operation of the boom 4 (hereinafter, “boom command value”) ⁇ 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 in the attachment AT. Value ”) ⁇ 2r and a command value (“bucket command value”) ⁇ 3r relating to the operation of the bucket 6 are generated.
  • the boom command value ⁇ 1r , the arm command value ⁇ 2r , and the bucket command value ⁇ 3r are the boom angle, arm angle, and bucket angle when the work part (control reference) of the bucket 6 realizes the target position, respectively. Is.
  • the operation command generation unit 3008 includes a master command value generation unit 3008A and a slave command value generation unit 3008B. These are the angular velocity of the boom 4 (hereinafter, boom angular velocity), the angular velocity of the arm 5 (hereinafter, “boom angular velocity”), and the angular velocity of the bucket 6 (hereinafter, “bucket angular velocity”).
  • the operation command generation unit 3008 includes a master command value generation unit 3008A and a slave command value generation unit 3008B.
  • the boom command value, arm command value, and bucket command value are the angular velocity of the boom 4 (hereinafter referred to as the boom angular velocity) and the angular velocity of the arm 5 required for the work part (control reference) of the bucket 6 to realize the target position. (Hereinafter, “boom angular velocity”) and the angular velocity of the bucket 6 (hereinafter, “bucket angular velocity”) may be used. Further, the boom command value, the arm command value, and the bucket command value may be angular acceleration or the like required for the working part (control reference) of the bucket 6 to realize the target position.
  • the master command value generation unit 3008A generates an arm command value ⁇ 2r related to the operation of the master element (arm 5), which is the operation target of the operator, among the operation elements (boom 4, arm 5, and bucket 6) constituting the attachment AT. Generate.
  • the generated arm command value ⁇ 2r is output to the arm pilot command generation unit 3009B.
  • the master command value generation unit 3008A generates the arm command value ⁇ 2r corresponding to the operation content (operation direction and operation amount) of the left operation lever 26L.
  • the master command value generating unit 3008A includes an operation content of the left operating lever 26L, on the basis of a predetermined map or conversion formula or the like which defines the relationship between the arm command value beta 2r, may generate an arm command value beta 2r ..
  • the master command value generation unit 3008A may be omitted.
  • the pilot pressure corresponding to the operation content acts on the control valves 176L and 176R via the shuttle valves 32AL and 32AR, and the arm 5 is a master element. Because it can operate as.
  • the slave command value generation unit 3008B is a command value (boom) relating to the operation of the slave elements (boom 4, bucket 6) that operate in accordance with (that is, synchronously) the operation of the master element among the operation elements constituting the attachment AT.
  • the command value ⁇ 1r and the bucket command value ⁇ 3r ) are generated.
  • the generated boom command value ⁇ 1r and bucket command value ⁇ 3r are output to the boom pilot command generation unit 3009A and the bucket pilot command generation unit 3009C, respectively.
  • the slave element operates in accordance with (synchronously) the operation of the arm 5 corresponding to the arm command value ⁇ 2r , so that the work part (control reference) of the bucket 6 can realize the target position.
  • a boom command value ⁇ 1r and a bucket command value ⁇ 3r are generated.
  • the controller 30 operates the two slave elements (boom 4 and bucket 6) in accordance with (that is, in synchronization with) the operation of the master element (arm 5) corresponding to the front-back operation of the left operation lever 26L.
  • the work part (control standard) of the bucket 6 can be moved along the target construction surface.
  • the slave command value generation unit 3008B first generates the bucket command value ⁇ 3r corresponding to the posture (bucket angle) of the bucket 6 at the target position of the work portion of the bucket 6. That is, the slave command value generation unit 3008B generates the bucket command value ⁇ 3r corresponding to the target bucket angle. For example, when the position of the bucket 6 is in the area 610 or the area 630, the slave command value generation unit 3008B generates the bucket command value ⁇ 3r so that the back surface 6_3 of the bucket 6 is parallel to the horizontal plane 601 or the slope 602. ..
  • the slave command value generation unit 3008B shifts the back surface 6_3 of the bucket 6 from a state parallel to the horizontal plane 601 to a state parallel to the slope 602.
  • the bucket command value ⁇ 3r corresponding to the sequentially changing bucket angle when transitioning from the state parallel to the slope 602 to the state parallel to the horizontal plane 601 is generated.
  • the slave command value generation unit 3008B generates a boom command value ⁇ 1r so that the working part of the bucket 6 realizes the target position based on the generated arm command value ⁇ 2r and the bucket command value ⁇ 3r .
  • the pilot command generation unit 3009 acts on the control valves 174 to 176 for realizing the boom angle, arm angle, and bucket angle corresponding to the boom command value ⁇ 1r , the arm command value ⁇ 2r , and the bucket command value ⁇ 3r. Generates a pilot pressure command value (hereinafter, "pilot pressure command value").
  • the pilot command generation unit 3009 includes a boom pilot command generation unit 3009A, an arm pilot command generation unit 3009B, and a bucket pilot command generation unit 3009C.
  • the boom pilot command generation unit 3009A drives the boom cylinder 7 that drives the boom 4 based on the deviation between the boom command value ⁇ 1r and the current boom angle calculation value (measured value) by the boom angle calculation unit 3010A described later.
  • the pilot pressure command value to act on the control valves 175L and 175R corresponding to is generated.
  • the boom pilot command generation unit 3009A outputs the control current corresponding to the generated pilot pressure command value to the proportional valves 31BL and 31BR.
  • 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.
  • 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 ⁇ 1r.
  • the arm pilot command generation unit 3009B drives the arm cylinder 8 based on the deviation between the arm command value ⁇ 2r and the current arm angle calculation value (measured value) by the arm angle calculation unit 3010B 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 3009B 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 ⁇ 2r.
  • the bucket pilot command generation unit 3009C drives the bucket cylinder 9 based on the deviation between the bucket command value ⁇ 3r and the current bucket angular velocity calculated value (measured value) by the bucket angle calculation unit 3010C described later. Generates a pilot pressure command value that acts on the control valve 174 corresponding to. Then, the bucket pilot command generation unit 3009C 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 ⁇ 3r.
  • the posture angle calculation unit 3010 calculates (measures) the (current) boom angle, arm angle, bucket angle, etc. based on the detection signals of the boom angle sensor S1, the arm angle sensor S2, and the bucket angle sensor S3.
  • the posture angle calculation unit 3010 includes a boom angle calculation unit 3010A, an arm angle calculation unit 3010B, and a bucket angle calculation unit 3010C.
  • the boom angle calculation unit 3010A calculates (measures) the boom angle and the like based on the detection signal captured from the boom angle sensor S1.
  • the arm angle calculation unit 3010B calculates (measures) the arm angle and the like based on the detection signal captured from the arm angle sensor S2.
  • the bucket angle calculation unit 3010C calculates (measures) the bucket angle and the like based on the detection signal captured from the bucket angle sensor S3.
  • a plurality of regions in which the control commands (bucket command value ⁇ 3r ) relating to the operation of the bucket 6 by the controller 30 are different from each other are set in the vicinity of the bent portion of the target construction surface.
  • a region for example, region 610) corresponding to one target construction surface portion (for example, horizontal plane 601) with the folded portion (for example, the folded portion 603) as a boundary, and a region corresponding to the folded portion (for example, for example).
  • a region (for example, region 630) corresponding to the region 620) and the other target construction surface portion (for example, slope 602) with the bent portion as a boundary is set.
  • the excavator 100 can change the control mode of the bucket 6 so that the work part of the bucket 6 moves appropriately along the target construction surface for each of the plurality of areas.
  • the posture change (bucket angle) of the bucket 6 required with the movement of the bucket 6 between one target construction surface portion and the other target construction surface portion with the bent portion as a boundary. (Change) can be realized appropriately. Therefore, the excavator 100 avoids a situation in which the bucket 6 bites into the bent portion 603 or is separated from the shape of the folded portion 603, and the shape of the target construction surface 600 in the vicinity of the folded portion 603 is changed to the work portion of the bucket 6. It can be constructed more appropriately.
  • the controller 30 when the controller 30 enters the second region from the first region among the plurality of regions in which the position of the bucket 6 is set, the controller 30 generates a control command regarding the operation of the bucket corresponding to the second region.
  • the controller 30 has a control command corresponding to the region 620, that is, the back surface 6_3 of the bucket 6 is parallel to the horizontal plane 601 to the slope 602. Generate a control command regarding the operation of the bucket 6 for changing the state.
  • the controller 30 when the bucket 6 enters the area 610 from the area 620, the controller 30 has a control command corresponding to the area 610, that is, the back surface 6_3 of the bucket 6 of the bucket 6 for maintaining a state parallel to the horizontal plane 601. Generate control commands related to operation. Further, for example, when the bucket 6 enters the area 630 from the area 620, the controller 30 has a control command corresponding to the area 630, that is, a bucket 6 for maintaining a state in which the back surface 6_3 of the bucket 6 is parallel to the slope 602. Generates control commands related to the operation of.
  • the excavator 100 can specifically change the control mode of the bucket 6 for each of a plurality of regions.
  • the controller 30 may generate a control command (boom command value ⁇ 1r ) related to the operation of the boom 4 based on the control command (bucket command value ⁇ 3r) related to the operation of the bucket 6.
  • the controller 30 is based on a control command (arm command value ⁇ 2r ) related to the operation of the arm 5 corresponding to the arm operation and a control command related to the operation of the bucket 6 generated earlier, and a control command related to the operation of the boom 4. May be generated.
  • the controller 30 may first generate a control command regarding the operation of the bucket 6 so as to realize the target posture (target bucket angle) of the bucket 6 with respect to the target construction surface.
  • the controller 30 sets the work part of the bucket 6 as the target construction surface in the flow of determining the operation of the boom 4 based on the operation of the arm 5 corresponding to the arm operation and the operation of the bucket 6 determined earlier. Control of moving along can be realized.
  • FIG. 9 is a diagram showing another example of the operation based on the machine control function of the excavator 100, in which the excavator 100 moves the back surface 6_3 of the bucket 6 along the target construction surface 800 by the machine control function and leveling work ( It is a figure which shows the situation which performs the ground leveling work).
  • FIG. 9 only the bucket 6 of the attachment AT of the excavator 100 is drawn, and the drawing of the boom 4 and the arm 5 is omitted. Further, in FIG. 9, in order to express the change with time accompanying the movement of the bucket 6, the bucket 6 is shown as a bucket 6I, 6J, 6K, 6L for convenience at each predetermined timing.
  • the target construction surface 800 includes a slope 801 (first target construction surface), a horizontal plane 802 (second target construction surface) located at the foot of the slope 801 and a slope 801 and a horizontal plane. Includes a bent portion 803 (boundary portion of the target construction surface) where the 802 intersects.
  • the space above the target construction surface 800 is divided into areas 810, 820, and 830 in a form corresponding to the shape of the target construction surface 800.
  • the region 810 is a spatial region portion of the space region above the slope 801 that is on the slope 801 side (right side in the drawing) of the vertical plane 815 that passes through the bent portion 803 and is perpendicular to the horizontal plane 802. Is.
  • the region 820 is a spatial region portion above the bent portion 803, which is divided by a vertical surface 815 and a vertical surface 825 perpendicular to the slope 801.
  • the region 830 is a space region portion on the horizontal plane 802 side (left side in the drawing) with respect to the vertical plane 825 in the space region above the horizontal plane 802. Regions 810 to 830 are preset in the excavator 100 based on the shape of the target construction surface.
  • the excavator 100 automatically operates the boom 4 and the bucket 6 in response to the operation of the arm 5 of the operator (hereinafter, “arm operation”), and the back surface 6_3 of the bucket 6 is operated.
  • the bucket 6 is moved so as to follow the target construction surface.
  • the excavator 100 moves the bucket 6 in a direction of approaching the machine body while the machine body is located on the horizontal plane 802 side. Then, the excavator 100 has a slope 801 (bucket 6I state), a bent portion 803 (bucket 6J, 6K state), and a horizontal plane 802 (bucket 6L state) while aligning the back surface 6_3 of the bucket 6 with the target construction surface 800.
  • the ground leveling work is proceeding in the order of (state).
  • the controller 30 controls the bucket angle so as to keep the back surface 6_3 of the bucket 6 parallel to the slope 801. For example, the controller 30 may determine that the position of the bucket 6 is in the area 810 when all of the bucket 6 is included in the area 810. Further, in the controller 30, the back surface 6_3 of the bucket 6 comes into contact with (matches) the slope 801 based on the arm angle determined by the content of the arm operation and the bucket angle determined in relation to the slope 801. Control the boom angle. As a result, the excavator 100 can move the bucket 6 along the slope 801.
  • the controller 30 changes the back surface 6_3 of the bucket 6 from being parallel to the slope 801 to being parallel to the horizontal plane 802. Control the bucket angle so that it changes to the state.
  • the position of the bucket 6 is the region when at least a part of the bucket 6 is included in the region 820 and when the posture change is continuing to enter the region 820 of the bucket 6. It may be determined that it is at 820.
  • the controller 30 has an arm angle determined by the content of the arm operation and a bucket angle sequentially determined in the process of transitioning from a state in which the back surface 6_3 of the bucket 6 is parallel to the slope 801 to a state in which the back surface 6_3 is parallel to the horizontal plane 802. Based on this, the boom angle is controlled. As a result, the excavator 100 can appropriately construct the shape of the target construction surface 800 in the vicinity of the bent portion 803 on the back surface 6_3 of the bucket 6.
  • the controller 30 controls the bucket angle so as to keep the back surface 6_3 of the bucket 6 parallel to the horizontal plane 802. For example, the controller 30 completes the posture change of the bucket 6 started in response to the entry of the bucket 6 into the area 820, and the bucket 6 includes at least a part of the bucket 6 in the area 830. It may be determined that the position of is in the region 830. Further, the controller 30 booms so that the back surface 6_3 of the bucket 6 comes into contact with (matches) the horizontal plane 802 based on the arm angle determined by the content of the arm operation and the bucket angle determined in relation to the horizontal plane 802. Control the angle. As a result, the excavator 100 can move the bucket 6 along the horizontal plane 802.
  • the controller 30 controls the back surface 6_3 of the bucket 6 as a control reference (working part) so as to be along the horizontal plane 802 as the target trajectory.
  • the correspondence between the control reference and the target trajectory is set on the back surface 6_3 of the bucket 6 and the slope 801.
  • the controller 30 determines the presence or absence of the bent portion 803 on the set target construction surface 800, and if it is determined that the bent portion 803 is present, the controller 30 controls in response to the change in the target construction surface 800 on the folded portion 803.
  • the change of the adjacent target construction surface 800 at the bent portion 803 in the traveling direction of the control reference is smaller than 180 °.
  • the controller 30 determines whether the toe, which is the front end in the traveling direction of the bucket 6, has reached the bent portion (folded portion 803) with the next target construction surface (horizontal plane 802), and determines that the toe has reached the bent portion (folded portion 803).
  • the correspondence between the control reference and the target trajectory is changed to the back surface 6_3 of the bucket 6 and the horizontal plane 802.
  • the controller 30 controls the bucket angle so as to change the back surface 6_3 of the bucket 6 from a state parallel to the slope 801 to a state parallel to the horizontal plane 802.
  • the bucket angle is controlled so that the back surface 6_3 of the bucket 6 is within a predetermined angle range based on a state parallel to the horizontal plane 802 or parallel to the horizontal plane 802.
  • the controller 30 controls the back surface 6_3 of the bucket 6 as a control reference (working part) so as to be along the horizontal plane 802 as the target trajectory.
  • the excavator 100 may be moved by pushing the bucket 6 away from the machine body while the machine body is located on the horizontal plane 802 side, as in the case of the specific example of FIG. 7A.
  • the excavator 100 has a horizontal plane 802 (bucket 6L state), a bent portion 803 (bucket 6K, 6J state), and a slope 801 (bucket 6I state) while aligning the back surface 6_3 of the bucket 6 with the target construction surface 800.
  • the ground leveling work is carried out in the order of).
  • the controller 30 controls the bucket angle so as to keep the back surface 6_3 of the bucket 6 parallel to the horizontal plane 802. For example, the controller 30 may determine that the position of the bucket 6 is in the area 830 when all of the bucket 6 is included in the area 830. Further, in the controller 30, the back surface 6_3 of the bucket 6 comes into contact with the horizontal plane 802 based on the arm angle determined by the content of the arm operation and the bucket angle determined in relation to the horizontal plane 802, as in the case of FIG. Control the boom angle to (match). As a result, the excavator 100 can move the bucket 6 along the horizontal plane 802.
  • the controller 30 changes the back surface 6_3 of the bucket 6 from being parallel to the horizontal plane 802 to being parallel to the slope 801. Control the bucket angle so that it changes to the state. Further, the controller 30 has an arm angle determined by the content of the arm operation and a bucket angle sequentially determined in the process of transitioning from a state in which the back surface 6_3 of the bucket 6 is parallel to the horizontal plane 802 to a state parallel to the slope 801. Based on this, the boom angle is controlled. As a result, the excavator 100 can appropriately construct the shape of the target construction surface 800 in the vicinity of the bent portion 803 on the back surface 6_3 of the bucket 6.
  • the controller 30 controls the bucket angle so as to keep the back surface 6_3 of the bucket 6 parallel to the slope 801. For example, the controller 30 determines the position of the bucket 6 when the posture change of the bucket 6 started in response to the entry of the bucket 6 into the region 820 is completed and at least a part of the bucket 6 is included in the region 810. May be determined to be in region 810. Further, in the controller 30, the back surface 6_3 of the bucket 6 comes into contact with (matches) the slope 801 based on the arm angle determined by the content of the arm operation and the bucket angle determined in relation to the slope 801. Control the boom angle. As a result, the excavator 100 can move the bucket 6 along the slope 801.
  • the control command (bucket command value ⁇ 3r ) regarding the operation of the bucket 6 by the controller 30 is issued in the vicinity of the bent portion 803 of the target construction surface 800.
  • a plurality of regions (regions 810 to 830) that are different from each other are set. Specifically, when the position of the bucket 6 is in the region 810 or 830, the controller 30 generates a control command regarding the operation of the bucket 6 that keeps the bucket angle parallel to the slope 801 or the horizontal plane 802.
  • the controller 30 changes the bucket angle from the state parallel to the slope 801 to the state parallel to the horizontal plane 802, or the state parallel to the horizontal plane 802. Generates a control command regarding the operation of the bucket 6 that changes the state parallel to the slope 801 from the above.
  • the excavator 100 can appropriately move the work portion of the bucket 6 along the target construction surface in the vicinity of the bent portion 803 of the target construction surface 800, as in the case of the specific examples of FIGS. 7A and 7B. ..
  • the controller 30 switches the correspondence between the control reference (working part) and the target track (target construction surface) before and after the bent portion on the target track as the control reference (working part) moves. Specifically, the controller 30 changes the method of switching the correspondence between the control reference (working part) and the target track (target construction surface) according to the mode of change of the target track at the bent portion (folded portion). Good. For example, when the change between adjacent target construction surfaces at the bent portion is less than 180 °, the controller 30 sets the correspondence between the control reference and the target trajectory when the front end along the target trajectory of the end attachment reaches the bent portion. You may switch to the target track (target construction surface) of.
  • the controller 30 when the change between adjacent target construction surfaces at the bent portion is greater than 180 °, the controller 30 has the rear end of the end attachment along the target trajectory exceeding the extension surface of the next target trajectory at the bent portion. And, the correspondence between the control standard and the target track may be switched to the next target track (target construction surface).
  • the controller 30 can appropriately follow the control standard (working part) of the end attachment according to the change of the target trajectory (target construction surface) at the bent part (folded part).
  • the excavator 100 moves the work part of the bucket 6 along the target construction surface by the machine control function (semi-automatic operation function), but the same bucket is provided by the fully automatic operation function and the autonomous operation function.
  • the movement of 6 may be realized.
  • the excavator 100 has a configuration in which various operating elements such as the lower traveling body 1, the upper rotating body 3, the boom 4, the arm 5, and the bucket 6 are all hydraulically driven. May be electrically driven. That is, in the above-described embodiment, a part of the driven element of the excavator 100 may be driven by an electric actuator (for example, an electric motor or the like).
  • an electric actuator for example, an electric motor or the like.

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Abstract

ショベルにおいて、目標施工面の折れ部付近において、バケットの作業部位を適切に目標施工面に沿って移動させることが可能な技術を提供する。本開示の一実施形態に係るショベル100は、ブーム4、アーム5、及びバケット6を含むアタッチメントATと、バケット6の作業部位が目標施工面600に沿って移動するようにアタッチメントATを動作させるコントローラ30と、を備え、目標施工面600,600の折れ部603付近において、コントローラ30によるバケット6の動作に関する制御指令が互いに異なる複数の領域610,620,630が設定される。

Description

ショベル、ショベルの制御装置
 本開示は、ショベル等に関する。
 従来、ショベルにおいて、オペレータによるアームの操作に応じて、バケットの所定の作業部位(例えば、爪先や背面等)を目標施工面に沿って移動させる技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2013-217137号公報
 しかしながら、特許文献1では、一つの平面で構成される目標施工面が対象である。そのため、例えば、水平面及び法面で構成される目標施工面における水平面と法面とが交わる部分のように、目標施工面における二つの平面(接面)の傾斜が不連続に切り替わる折れ部の存在が全く考慮されていない。よって、ショベルは、例えば、水平面に沿ってバケットの作業部位を移動させる状態から法面に沿ってバケットの作業部位を移動させる状態へ適切に移行できない可能性がある。
 そこで、上記課題に鑑み、ショベルにおいて、目標施工面の折れ部付近において、バケットの作業部位を適切に目標施工面に沿って移動させることが可能な技術を提供することを目的とする。
 上記目的を達成するため、本開示の一実施形態では、
 ブーム、アーム、及びバケットを含むアタッチメントと、
 前記バケットの作業部位が目標施工面に沿って移動するように前記アタッチメントを動作させる制御装置を備え、
 前記目標施工面の折れ部付近において、前記制御装置による前記バケットの動作に関する制御指令が互いに異なる複数の領域が設定される、
 ショベルが提供される。
 また、本開示の他の実施形態では、
 ブーム、アーム、及びバケットを含むアタッチメントを有するショベルの制御装置であって、
 前記バケットの作業部位が目標施工面に沿って移動するように前記アタッチメントを動作させると共に、前記目標施工面の折れ部付近において、前記制御装置による前記バケットの動作に関する制御指令が互いに異なる複数の領域が設定される、
 ショベルの制御装置が提供される。
 上述の実施形態によれば、ショベルにおいて、目標施工面の折れ部付近において、バケットの作業部位を適切に目標施工面に沿って移動させることができる。
ショベルの側面図である。 ショベルの上面図である。 ショベルの油圧システムの構成の一例を示す図である。 ショベルの油圧システムにおけるアームに関する操作系の構成部分の一例を示す図である。 ショベルの油圧システムにおけるブームに関する操作系の構成部分の一例を示す図である。 ショベルの油圧システムにおけるバケットに関する操作系の構成部分の一例を示す図である。 ショベルの油圧システムにおける上部旋回体に関する操作系の構成部分の一例を示す図である。 電気式の操作装置の一例を示す図である。 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に関する構成の一例の概要を示すブロック図である。 ショベルのマシンコントロール機能に基づく動作の一例を説明する図である。 ショベルのマシンコントロール機能に基づく動作の一例を説明する図である。 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を示す機能ブロック図である。 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。 ショベルのマシンコントロール機能に基づく動作の他の例を説明する図である。
 以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。
 [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。
 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。
 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、バケット6と、キャビン10を備える。
 下部走行体1は、後述の如く、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(具体的には、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。
 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。
 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、エンドアタッチメントとしてのバケット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。
 バケット6は、上面6_1、湾曲面6_2、及び背面6_3等で構成される凹形状の底板、及び底板の左右の端部を閉じる左右の端板により、土砂等を収容する内部空間が形成される。また、バケット6(背面6_3)の先端には、幅方向(左右方向)に複数の爪6_4が設けられる。
 尚、バケット6は、エンドアタッチメントの一例であり、アーム5の先端には、作業内容等に応じて、バケット6の代わりに、他のエンドアタッチメント、例えば、法面用バケット、浚渫用バケット、ブレーカ等が取り付けられてもよい。
 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。
 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、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等の被駆動要素を動作させる。また、ショベル100は、所定の外部装置から通信装置を通じて受信される、外部装置のオペレータの遠隔操作に対応する遠隔操作信号に応じて、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等の被駆動要素を動作させてもよい。
 また、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等の被駆動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」)を実現する。
 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、操作対象の被駆動要素(油圧アクチュエータ)以外の被駆動要素(油圧アクチュエータ)を自動で動作させる機能(いわゆる「半自動運転機能」や「マシンコントロール機能」)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、複数の被駆動要素(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(いわゆる「完全自動運転機能」)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には、自動運転の対象の被駆動要素(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だけでなく、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被駆動要素(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」)が含まれてよい。
 [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)、図5を参照して、ショベル100の構成について説明する。
 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、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。図5は、電気式の操作装置26の一例を示す図である。
 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28L,28Rと、操作圧センサ29LA,29LB,29RA,29RB,29DL,29DR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。
 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14L,14R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。
 レギュレータ13L,13Rは、それぞれ、メインポンプ14L,14R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。
 メインポンプ14L,14R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14L,14Rは、例えば、可変容量式油圧ポンプであり、コントローラ30による制御下で、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、吐出量(吐出圧)が制御される。
 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。
 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、オペレータの操作に応じて、或いは、ショベル100の自動運転機能による制御指令に応じて、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、操作装置26の操作状態、遠隔操作信号の内容、或いは、ショベル100の自動運転機能による制御指令に応じて、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171~174,175L,175R,176L,176Rを含む。以下、制御弁175L,175Rを包括的に、或いは、それぞれを個別に制御弁175と称する場合がある。また、制御弁176L,176Rを包括的に、或いは、それぞれを個別に制御弁176と称する場合がある。
 制御弁171,172は、それぞれ、走行油圧モータ2ML,2MRに対応する。また、制御弁173は、旋回油圧モータ2Aに対応する。また、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に対応する。また、制御弁176は、アームシリンダ8に対応する。
 操作装置26は、キャビン10の操縦席付近に設けられ、オペレータが各種被駆動要素(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被駆動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。
 図4A~図4Dに示すように、操作装置26は、例えば、その操作状態に対応するパイロット圧を二次側に出力する油圧パイロット式である。操作装置26は、二次側のパイロットラインを通じて、直接的に、或いは、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)、及びバケット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を含む。走行レバー26Dは、左クローラ1CL(走行油圧モータ2ML)を操作するための左走行レバー26DLと、右クローラ1CR(走行油圧モータ2MR)を操作するための右走行レバー26DRとを含む。
 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、制御弁176のパイロットポートに繋がる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、制御弁173に繋がる二次側のパイロットラインに出力する。
 右操作レバー26Rは、ブーム4の操作とバケット6の操作に用いられる。右操作レバー26Rは、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、制御弁175に繋がる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、制御弁174に繋がる二次側のパイロットラインに出力する。
 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、制御弁171に繋がる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てよい。これにより、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。
 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、制御弁172に繋がる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てよい。つまり、走行油圧モータ2MRを駆動する制御弁172のスプール位置には、右走行レバー26DRの操作内容が反映される。
 また、図5に示すように、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、その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からの操作信号は、コントローラ30に入力され、コントローラ30は、入力される操作信号に応じて、コントロールバルブ17内の各制御弁171~176を制御することにより、操作装置26に対する操作内容に応じた各種油圧アクチュエータの動作を実現する。例えば、コントロールバルブ17内の制御弁171~176は、コントローラ30からの指令により駆動する電磁ソレノイド式スプール弁であってよい。また、例えば、パイロットポンプ15とそれぞれの制御弁171~176のパイロットポートとの間には、コントローラ30からの電気信号に応じて動作する油圧制御弁(例えば、電磁比例弁)(以下、「操作用油圧制御弁」)が配置されてもよい。この場合、電気式の操作装置26を用いた手動操作が行われると、コントローラ30は、その操作方向及び操作量(例えば、レバー操作量)に対応する電気信号によって、操作用油圧制御弁を制御しパイロット圧を増減させることで、操作装置26に対する操作内容に合わせて、各制御弁171~176を動作させることができる。
 本例(図5)のパイロット回路は、上述の操作用油圧制御弁として、ブーム4の上げ操作(以下、「ブーム上げ操作」)用の電磁弁60と、ブーム4の下げ操作(以下、「ブーム下げ操作」)用の電磁弁62とを含む。
 電磁弁60は、パイロットポンプ15とパイロット圧作動型のコントロールバルブ17(具体的には、制御弁175L,175R(図3参照))のブーム上げ側のパイロットポートとを繋ぐ油路(パイロットライン)内の作動油の圧力を調節可能に構成される。
 電磁弁62は、パイロットポンプ15とコントロールバルブ17(制御弁175L,175R)のブーム下げ側のパイロットポートとを繋ぐ油路(パイロットライン)内の作動油の圧力を調節可能に構成される。
 ブーム4(ブームシリンダ7)が手動操作される場合、コントローラ30は、右操作レバー26R(操作信号生成部)が出力する操作信号(電気信号)に応じて、ブーム上げ操作信号(電気信号)或いはブーム下げ操作信号(電気信号)を生成する。右操作レバー26Rから出力される操作信号(電気信号)は、その操作内容(例えば、操作量及び操作方向)を表し、右操作レバー26Rの操作信号生成部が出力するブーム上げ用操作信号(電気信号)及びブーム下げ用操作信号(電気信号)は、右操作レバー26Rの操作内容(操作量及び操作方向)に応じて変化する。
 具体的には、コントローラ30は、右操作レバー26Rがブーム上げ方向に操作される場合、その操作量に応じたブーム上げ操作信号(電気信号)を電磁弁60に対して出力する。電磁弁60は、入力される電気信号(ブーム上げ操作信号)に応じて動作し、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、つまり、圧力信号としてのブーム上げ操作信号を制御する。同様に、コントローラ30は、右操作レバー26Rがブーム下げ方向に操作された場合、その操作量に応じたブーム下げ操作信号(電気信号)を電磁弁62に対して出力する。電磁弁62は、入力される電気信号(ブーム下げ操作信号)に応じて動作し、制御弁175L,175Rのブーム下げ側のパイロットポートに作用するパイロット圧、つまり、圧力信号としてのブーム下げ操作信号を制御する。これにより、コントロールバルブ17は、右操作レバー26Rの操作内容に応じたブームシリンダ7(ブーム4)の動作を実現することができる。
 また、自動運転機能によりブーム4が自動操作される場合、コントローラ30は、例えば、自動運転信号生成部が出力する自動運転信号(電気信号)に応じてブーム上げ操作信号(電気信号)又はブーム下げ操作信号(電気信号)を生成する。自動運転信号は、例えば、図5に示すように、コントローラ30以外の他の制御装置(例えば、自動運転機能を統括する制御装置)により生成される電気信号であってもよいし、コントローラ30により生成される電気信号であってもよい。
 また、同様のパイロット回路に基づくアーム5(アームシリンダ8)、バケット6(バケットシリンダ9)、上部旋回体3(旋回油圧モータ2A)、及び下部走行体1(走行油圧モータ1L,1R)の動作についても、ブーム4(ブームシリンダ7)の動作と同様である。
 吐出圧センサ28L,28Rは、それぞれ、メインポンプ14L,14Rの吐出圧を検出する。吐出圧センサ28L,28R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。
 操作圧センサ29LA,29LB,29RA,29RB,29DL,29DR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29LA,29LB,29RA,29RB,29DL,29DR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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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29LA,29LB,29RA,29RB,29DL,29DRは、省略される。
 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)と、RAM(Random Access Memory)等のメモリ装置と、ROM(Read Only Memory)等の不揮発性の補助記憶装置と、外部入出力用のインタフェース装置等を含む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、補助記憶装置に格納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。
 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。
 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部分は、エンジン11により駆動されるメインポンプ14から、センタバイパス油路40L,40Rやパラレル油路42L,42Rを経て作動油タンクまで作動油を循環させる。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 制御弁175L,175Rは、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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 レギュレータ13L,13Rは、それぞれ、上述の如く、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。
 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。
 センタバイパス油路40L,40Rには、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。
 ネガコン圧センサ19L,19Rは、それぞれ、ネガコン絞り18L,18Rの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。
 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。
 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。
 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、吐出し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。
 一方、何れかの油圧アクチュエータが操作装置26を通じて操作される場合、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。また、何れかの油圧アクチュエータが遠隔操作されたり、自動制御機能に応じて制御されたりする場合についても同様である。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。
 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31AL,31AR,31BL,31BR,31CL,31CR,31DL,31DRと、シャトル弁32AL,32AR,32BL,32BR,32CL,32CR,32DL,32DRと、減圧用比例弁33AL,33AR,33BL,33BR,33CL,33CR,33DL,33DRとを含む。以下、比例弁31AL,31AR,31BL,31BR,31CL,31CR,31DL,31DRを包括的に或いはそれぞれを個別に比例弁31と称する場合がある。同様に、シャトル弁32AL,32AR,32BL,32BR,32CL,32CR,32DL,32DRを包括的に或いはそれぞれを個別にシャトル弁32と称する場合がある。同様に、減圧用比例弁33AL,33AR,33BL,33BR,33CL,33CR,33DL,33DRを包括的に、或いは、それぞれを個別に減圧用比例弁33と称する場合がある。
 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、オペレータによる操作装置26の操作が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。
 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。これにより、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で、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。そのため、コントローラ30は、比例弁31を制御することで、外部装置のオペレータによる遠隔操作や自動運転機能による制御指令に対応する油圧アクチュエータの動作を実現することができる。
 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、左走行レバー26DL、或いは、右走行レバー26DR)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、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。
 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のパイロットラインに出力する。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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することができる。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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することができる。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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することができる。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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することができる。
 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、左走行レバー26DLと制御弁171との間、及び右走行レバー26DRと制御弁172との間のパイロットラインには、シャトル弁32が設置され、当該シャトル弁32の他方の入口ポートには、パイロットラインを介して比例弁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(左クローラ1CL、右クローラ1CR)の走行動作を自動制御することができる。
 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、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。
 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)するための情報を取得する。また、空間認識装置70は、取得する情報に基づき、ショベル100の周囲の物体の認識、及び認識された物体と空間認識装置70或いはショベル100との位置関係の測定自体を実施してもよい。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。
 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。
 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。
 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。
 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、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、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、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。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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 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。
 コントローラ30は、例えば、上述の如く、ショベル100の油圧システムに関する制御を行ってよい。
 また、コントローラ30は、例えば、マシンガイダンス機能やマシンコントロール機能を含む自動運転機能に関する制御を行ってよい。
 また、コントローラ30は、例えば、空間認識装置70の出力に基づき、ショベル100の周辺監視機能に関する制御を行ってよい。
 例えば、コントローラ30は、空間認識装置70によるショベル100の周囲の監視エリアに進入する監視物体の有無の監視を行う。具体的には、コントローラ30は、空間認識装置70の出力に基づき、ショベル100を基準とする所定範囲(以下、「監視エリア」)内の監視物体を検知してよい。また、コントローラ30は、空間認識装置70の出力に基づき、既知の機械学習等の手法を用いて、監視物体の種類や位置を特定(把握)してよい。また、コントローラ30は、監視エリア内に監視物体を検知している場合、所定の方法で、監視エリア内で監視物体が検知されている旨をオペレータやショベル100の周囲に報知してよい。また、コントローラ30は検知している監視物体が"人"と判断する場合に限定して、オペレータやショベル100の周囲に報知を行ってもよい。例えば、キャビン10内のオペレータに対する報知は、キャビン10の内部の表示装置50や音出力装置(例えば、ブザーやスピーカ等)を通じて、視覚的な方法や聴覚的な方法で行われてよい。また、例えば、ショベル100の周囲への報知は、上部旋回体3に搭載される音出力装置(例えば、ブザーやアラーム)や照明装置(例えば、前照灯や赤色ランプ)を通じて、聴覚的な方法や視覚的な方法で行われてよい。また、例えば、遠隔操作のオペレータに対する報知は、遠隔操作を支援する外部装置に報知を要求する信号を送信することにより、外部装置に設置される音出力装置や表示装置を通じて、聴覚的な方法や視覚的な方法で行われてよい。また、コントローラ30は、監視エリア内に監視物体を検知している場合、所定の方法で、ショベル100のアクチュエータ(被駆動部)の動作を制限してよい。また、コントローラ30は、検知している監視物体が"人"と判断する場合に限定して、ショベル100のアクチュエータ(被駆動部)の動作を制限してもよい。アクチュエータの動作の制限には、操作に対するアクチュエータの動作速度を相対的に遅くする制御形態が含まれる。また、アクチュエータの動作の制限には、操作の有無に依らず、アクチュエータの停止状態を維持する制御形態が含まれる。例えば、ゲートロック弁が非連通状態にされることによりアクチュエータの動作の制限(停止状態の維持)が実現されてよい。また、操作装置26が電気式の場合、コントローラ30は、操作信号が入力されても、操作用油圧制御弁に対する信号を出力せずに、操作信号を無効にすることにより、アクチュエータの動作の制限(停止状態の維持)を実現してもよい。
 具体的には、オペレータが操作装置26を操作する前に、ショベル100の周囲の監視エリア内に人が存在すると判定された場合、コントローラ30は、オペレータが操作レバーを操作しても、アクチュエータを動作不能、或いは、微速状態での動作に制限してもよい。より具体的には、油圧パイロット式の操作装置26の場合、コントローラ30は、ショベル100の周囲の監視エリア内に人が存在すると判定された場合、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。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。また、操作用制御弁を用いて間接的にコントロールバルブ17の制御弁に作用させるパイロット圧を調整可能な方式であれば、他の方式の操作装置26が用いられる場合についても同様である。
 このように、監視物体がショベル100の周囲の監視エリア内に存在すると判定されると、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低い動作速度(微速)で駆動される。更に、オペレータが操作装置26の操作中において、ショベル100の周囲の監視エリア内に人が存在すると判定された場合、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、操作装置26が油圧パイロット式である場合、ショベル100の周囲の監視エリア内に人が存在すると判定されると、コントローラ30は、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る。また、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を用いる場合、コントローラ30は、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にしたり、その動作を減速させたりすることができる。
 また、ショベル100が遠隔操作される場合や完全自動運転機能で運転される場合についても、同様であってよい。つまり、監視物体がショベル100の周囲の監視エリア内に存在すると判定されると、遠隔操作信号や自動運転機能による制御指令が入力されてもアクチュエータは駆動されない、或いは、入力に対応する動作速度よりも低い動作速度(微速)で駆動されてよい。
 また、例えば、検出された監視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。この場合、コントローラ30によって、検出されたトラックを回避するようにアクチュエータが制御されてもよい。
 このように、検出される監視物体の種類が認識され、その認識結果に基づきアクチュエータが制御されてもよい。
 [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6を参照して、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の概要について説明する。
 図6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の概要を示すブロック図である。
 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。
 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、具体的には、エンドアタッチメントの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V1、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、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。バケット6の作業部位は、例えば、バケット6の爪先6_5(図1参照)、バケット6の背面6_3等である。また、エンドアタッチメントとして、バケット6の代わりに、例えば、ブレーカが採用される場合、ブレーカの先端部が作業部位に相当する。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。
 尚、ショベル100が遠隔操作される場合、作業情報は、遠隔操作信号の送信元の外部装置に送信され、外部装置に設けられる表示装置や音出力装置を通じて、オペレータに伝えられてもよい。これにより、コントローラ30は、作業情報を外部装置のオペレータに通知し、オペレータによるショベル100の遠隔操作をガイドすることができる。
 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。例えば、マシンコントロール機能は、スイッチNSが押し操作された状態で、左操作レバー26L及び右操作レバー26Rの操作が行われた場合に有効になる。また、ショベル100の遠隔操作が行われる場合についても、オペレータが使用する遠隔操作用の操作装置(以下、「遠隔操作用操作装置」)に設置される同様のノブスイッチが押し操作された状態で、遠隔操作用操作装置の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態様であってよい。
 コントローラ30は、アタッチメントの制御基準となる所定部位(以下、単に「制御基準」)が辿る軌道の目標(以下、「目標軌道」)を取得するように構成されている。制御基準には、掘削作業や転圧作業等のように、エンドアタッチメントが当接しうる作業対象(例えば、地面や後述するダンプトラックの荷台の土砂)がある場合、エンドアタッチメントの作業部位(例えば、バケット6の爪先6_5や背面6_3、バケット6の爪先6_5の左右端部、底板の背面6_3下端の左右端部、底板の湾曲面6_2の任意の箇所等)が設定されてよい。また、制御基準には、後述のブーム上げ旋回動作、排土動作、ブーム下げ旋回動作等のように、エンドアタッチメントが当接しうる作業対象がない動作の場合、当該動作におけるエンドアタッチメントの位置を規定しうる任意の部位(例えば、バケット6の下端部や爪先6_5等)が設定されてよい。また、制御基準として、作業部位に相当するバケット6の外形の複数点が設定されてもよい。例えば、コントローラ30は、内部或いは外部の通信可能な不揮発性の記憶装置に記憶されている目標施工面に関するデータに基づき、目標軌道を導き出す。コントローラ30は、空間認識装置70が認識したショベル100の周囲の地形に関する情報に基づき、目標軌道を導き出してもよい。また、コントローラ30は、内部の揮発性記憶装置に一時的に記憶されている姿勢検出装置(例えば、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等)の過去の出力からバケット6の爪先6_5等の作業部位の過去の軌跡に関する情報を導き出し、その情報に基づいて目標軌道を導き出してもよい。また、コントローラ30は、アタッチメントの所定部位の現在位置と目標施工面に関するデータとに基づき、目標軌道を導き出してもよい。
 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、目標施工面とバケット6の作業部位(例えば、バケット6の爪先6_5や背面6_3等)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。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における前後方向の操作を行うと、コントローラ30は、当該操作に応じて、目標施工面とバケット6の作業部位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。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のうちの少なくとも一つを自動的に動作させる。遠隔操作の場合も同様である。これにより、オペレータは、アーム5の開閉操作を行うだけで(例えば、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。
 [ショベルのマシンコントロール機能の詳細]
 次に、図7(図7A、図7B)、図8(図8A、図8B)、図9を参照して、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の詳細について説明する。
  <ショベルのマシンコントロール機能に基づく動作の具体例>
 図7A、図7Bは、ショベル100のマシンコントロール機能に基づく動作の一例を示す図であり、ショベル100がマシンコントロール機能によってバケット6の背面6_3を目標施工面600に沿って移動させ、均し作業(整地作業)を行っている状況を示す図である。
 尚、図7A、図7Bでは、ショベル100のアタッチメントATのうちのバケット6だけが描画され、ブーム4及びアーム5の描画が省略されている。また、図7A、図7Bでは、バケット6の移動に伴う経時変化を表現するため、所定のタイミングごとに、バケット6が便宜的にバケット6A,6B,6C,6D,6E,6F,6G,6Hと示されている。
 図7A、図7Bに示すように、目標施工面600は、水平面601(第1目標施工面)と、水平面601に対して下り傾斜の法面602(第2目標施工面)と、水平面601と法面602とが交わる折れ部603(目標施工面の境界部)とを含む。
 また、目標施工面600の上方の空間は、目標施工面600の形状に対応する形で、領域610,620,630に区分される。具体的には、領域610は、水平面601の上方の空間領域のうち、法面602の延長面615より水平面601側(図中の左側)の空間領域部分である。領域620は、折れ部603の上方において、法面602の延長面615と水平面601の延長面625とにより区分される空間領域部分である。領域630は、法面602の上方の空間領域のうち、水平面601の延長面625より法面602側(図中の下側)の空間領域部分である。領域610~630は、ショベル100において、目標施工面の形状に基づき、予め設定されている。
 尚、図7A,図7Bの領域610~630の設定方法(区分方法)は、一例であり、任意の設定方法(区分方法)が採用されてよい。以下、後述する図9の領域810~830についても同様である。
 ショベル100は、オペレータのアーム5の操作(以下、「アーム操作」)に応じて、ブーム4及びバケット6を自動的に動作させ、バケット6の背面6_3を目標施工面に沿わせるようにバケット6を移動させる。
 図7Aに示すように、本例では、ショベル100は、水平面601側に機体(下部走行体1及び上部旋回体3)が位置する状態で、バケット6を機体から離れる方向に押し出す形で移動させる。そして、ショベル100は、目標施工面600にバケット6の背面6_3を沿わせながら、水平面601(バケット6Aの状態)、折れ部603(バケット6B,6Cの状態)、及び法面602(バケット6Dの状態)の順に整地作業を進めている。
 コントローラ30は、バケット6の位置が領域610にある場合(バケット6Aの状態)、バケット6の背面6_3を水平面601と平行に、或いは、水平面601に対する平行を基準とする所定の角度範囲内を維持するようにバケット角度を制御する。例えば、コントローラ30は、バケット6の少なくとも一部が領域610に含まれている場合に、バケット6の位置が領域610にあると判定してよい。また、コントローラ30は、アーム操作の内容により決定されるアーム角度、及び水平面601との関係で決定されるバケット角度とに基づき、バケット6の背面6_3が水平面601に接する(一致する)ようにブーム角度を制御する。これにより、ショベル100は、バケット6を水平面601に沿って移動させることができる。
 コントローラ30は、バケット6の位置が領域610にある状態から領域620にある状態になった場合(バケット6Bの状態)、バケット6の背面6_3を水平面601と平行な状態から法面602に平行な状態に変化させるようにバケット角度を制御する。例えば、コントローラ30は、バケット6の全体が領域620に含まれるようになった場合、及び、バケット6の領域620への進入に伴う姿勢変化が継続中である場合に、バケット6の位置が領域620にあると判定してよい。コントローラ30は、少なくともバケット6の制御基準の部位が領域620に位置する場合に、バケット6の位置が領域620にあると判定してもよい。また、コントローラ30は、アーム操作の内容により決定されるアーム角度、及びバケット6の背面6_3が水平面601に平行な状態から法面602に平行な状態に遷移する過程で逐次決定されるバケット角度に基づき、ブーム角度を制御する。例えば、コントローラ30は、バケット6の爪先6_5が法面602或いは法面602の延長面615に接する(一致する)ように、或いは、若干の隙間が生じるように、ブーム角度を制御してよい。これにより、ショベル100は、バケット6が折れ部603に食い込んだり、折れ部603の形状から離れてしまったりする事態を回避しつつ、バケット6の背面6_3が水平面601に沿う状態(バケット6Bの状態)から法面602に沿う状態(バケット6Cの状態)に遷移させることができる。そのため、ショベル100は、折れ部603の付近における目標施工面600の形状をバケット6の背面6_3により適切に施工することができる。
 コントローラ30は、バケット6の位置が領域630にある場合(バケット6C,6Dの状態)、バケット6の背面6_3を法面602と平行に維持するようにバケット角度を制御する。例えば、コントローラ30は、領域620へのバケット6の進入に応じて開始されるバケット6の姿勢変化が完了し、且つ、バケット6の少なくとも一部が領域630に含まれている場合に、バケット6の位置が領域630にあると判定してよい。コントローラ30は、少なくともバケット6の制御基準の部位が領域630に位置する場合に、バケット6の位置が領域630にあると判定してもよい。また、コントローラ30は、アーム操作の内容により決定されるアーム角度、及び法面602との関係で決定されるバケット角度とに基づき、バケット6の背面6_3が法面602に接する(一致する)ようにブーム角度を制御する。これにより、ショベル100は、バケット6を法面602に沿って移動させることができる。
 本例では、まず、コントローラ30は、制御基準(作業部位)としてのバケット6の背面6_3を目標軌道としての水平面601に沿うように制御する。この場合、制御基準及び目標軌道の対応関係は、バケット6の背面6_3、及び水平面601に設定される。この際、コントローラ30は、設定された目標施工面600における折れ部603の有無を判定し、折れ部603があると判定すると、折れ部603における目標施工面600の変化に対応する制御を行う。
 本例では、図7Aに示すように、制御基準(作業部位)の進行方向における折れ部603での隣接する目標施工面600(水平面601及び法面602)の変化が180°より大きい。この場合、コントローラ30は、バケット6の進行方向の前端である底板の湾曲面6_2が次の目標施工面(法面602)の延長面615を超えたか否かを判定する。コントローラ30は、バケット6の湾曲面6_2が延長面615を超えたと判定すると、更に、バケット6の進行方向の後端である爪先6_5が延長面615を超えたか否かを判定する。コントローラ30は、バケット6の爪先6_5が延長面615を超えたと判定すると、制御基準及び目標軌道の対応関係をバケット6の背面6_3及び法面602へ変更する。そして、コントローラ30は、バケット6の背面6_3を水平面601に平行な状態から法面602に平行な状態に変化させるようにバケット角度を制御する。この際、バケット6の背面6_3が法面602と平行に、或いは、法面602との平行な状態を基準とする所定の角度範囲内になるように、バケット角度が制御される。
 その後、コントローラ30は、制御基準(作業部位)としてのバケット6の背面6_3を目標軌道としての法面602に沿うように制御する。
 また、図7Bに示すように、本例では、ショベル100は、水平面601側に機体が位置する状態で、図7Aの場合とは逆に、バケット6を機体に近づく方向に引き付ける形で移動させる。そして、ショベル100は、目標施工面600にバケット6の背面6_3を沿わせながら、法面602(バケット6Eの状態)、折れ部603(バケット6F,6Gの状態)、及び水平面601(バケット6Hの状態)の順に整地作業を進めている。
 コントローラ30は、バケット6の位置が領域630にある場合(バケット6Eの状態)、図7Aの場合と同様、バケット6の背面6_3を法面602と平行に維持するようにバケット角度を制御する。例えば、コントローラ30は、バケット6の少なくとも一部が領域630に含まれている場合に、バケット6の位置が領域630にあると判定してよい。また、コントローラ30は、図7Aの場合と同様、アーム操作の内容により決定されるアーム角度、及び法面602との関係で決定されるバケット角度とに基づき、バケット6の背面6_3が法面602に接する(一致する)ようにブーム角度を制御する。これにより、ショベル100は、バケット6を法面602に沿って移動させることができる。
 コントローラ30は、バケット6の位置が領域630にある状態から領域620にある状態になった場合(バケット6Fの状態)、バケット6の背面6_3を法面602と平行な状態から水平面601に平行な状態に変化させるようにバケット角度を制御する。また、コントローラ30は、アーム操作の内容により決定されるアーム角度、及びバケット6の背面6_3が法面602に平行な状態から水平面601に平行な状態に遷移する過程で逐次決定されるバケット角度に基づき、ブーム角度を制御する。例えば、コントローラ30は、バケット6の背面6_3が水平面601或いは水平面601の延長面625に接する(一致する)ように、或いは、若干の隙間が生じるように、ブーム角度を制御してよい。これにより、ショベル100は、バケット6が折れ部603に食い込んだり、折れ部603の形状から離れてしまったりする事態を回避しつつ、バケット6の背面6_3が法面602に沿う状態(バケット6Fの状態)から水平面に沿う状態(バケット6Gの状態)に遷移させることができる。そのため、ショベル100は、折れ部603の付近における目標施工面600の形状をバケット6の背面6_3により適切に施工することができる。
 コントローラ30は、バケット6の位置が領域610にある場合(バケット6G,6Hの状態)、バケット6の背面6_3を水平面601と平行に維持するようにバケット角度を制御する。例えば、コントローラ30は、領域620へのバケット6の進入に応じて開始されるバケット6の姿勢変化が完了し、且つ、バケット6の少なくとも一部が領域610に含まれている場合に、バケット6の位置が領域610にあると判定してよい。また、コントローラ30は、アーム操作の内容により決定されるアーム角度、及び水平面601との関係で決定されるバケット角度とに基づき、バケット6の背面6_3が水平面601に接する(一致する)ようにブーム角度を制御する。これにより、ショベル100は、バケット6を水平面601に沿って移動させることができる。
 本例では、まず、コントローラ30は、制御基準(作業部位)としてのバケット6の背面6_3を目標軌道としての法面602に沿うように制御する。この場合、制御基準及び目標軌道の対応関係は、バケット6の背面6_3、及び法面602に設定される。この際、コントローラ30は、設定された目標施工面600における折れ部603の有無を判定し、折れ部603があると判定すると、折れ部603における目標施工面600の変化に対応する制御を行う。
 本例では、図7Bに示すように、制御基準(作業部位)の進行方向における折れ部603での隣接する目標施工面600(水平面601及び法面602)の変化が180°より大きい。この場合、コントローラ30は、バケット6の進行方向の前端である爪先6_5が次の目標施工面(水平面601)の延長面625を超えたかを判定する。コントローラ30は、バケット6の爪先6_5が延長面625を超えたと判定すると、更に、バケット6の進行方向の後端である湾曲面6_2が延長面625を超えたか否かを判定する。コントローラ30は、バケット6の湾曲面6_2が延長面625を超えたと判定すると、制御基準及び目標軌道の対応関係をバケット6の背面6_3及び水平面601へ変更する。そして、コントローラ30は、バケット6の背面6_3を法面602に平行な状態から水平面601に平行な状態に変化させるようにバケット角度を制御する。この際、バケット6の背面6_3が水平面601と平行に、或いは、水平面601との平行な状態を基準とする所定の角度範囲内になるように、バケット角度が制御される。
 その後、コントローラ30は、制御基準(作業部位)としてのバケット6の背面6_3を目標軌道としての水平面601に沿うように制御する。
 このように、本例(図7A、図7B)では、目標施工面600の折れ部603付近において、コントローラ30によるバケット6の動作に関する制御指令(後述のバケット指令値β3r)が相互に異なる複数の領域(領域610~630)が設定される。具体的には、コントローラ30は、バケット6の位置が領域610或いは領域630にある場合、バケット角度を水平面601或いは法面602と平行に維持するバケット6の動作に関する制御指令を生成する。一方、コントローラ30は、バケット6の位置が領域610或いは領域630から領域620に進入した場合、バケット角度を水平面601に平行な状態から法面602に平行な状態、或いは、法面602に平行な状態から水平面601に平行な状態に変化させるバケット6の動作に関する制御指令を生成する。より具体的には、制御基準(作業部位)の進行方向における折れ部603での隣接する目標施工面600の変化が180°より大きい状況で、コントローラ30は、バケット6の進行方向の後端が次の目標施工面の延長面を超えて進入したときに、制御基準及び目標軌道の対応関係を変更する。これにより、ショベル100は、バケット6が折れ部603付近の地面に食い込んだり、折れ部603の形状から離れてしまったりする事態を回避し、目標施工面600の折れ部603付近において、バケット6の作業部位を適切に目標施工面に沿って移動させることができる。
  <ショベルのマシンコントロール機能に関する構成の詳細>
 図8A、図8B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構成の一例の詳細を示す機能ブロック図である。具体的には、図8A、図8Bは、オペレータのアーム操作、即ち、左操作レバー26Lの前後方向の操作に応じて、ショベル100のアタッチメントATを自動的に動作させるためのマシンコントロール機能に関する構成の具体例である。
 尚、アームの遠隔操作に応じて、ショベル100のアタッチメントATを自動的に動作させるためのマシンコントロール機能に関する構成は、図8Aの操作圧センサ29LAが外部装置からの遠隔操作信号を受信する通信装置に置換される点を除き、図8A、図8Bと同じである。そのため、説明を省略する。
 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、現在位置算出部3002と、目標施工面取得部3003と、領域判定部3004と、目標軌道設定部3005と、目標位置算出部3006と、バケット形状取得部3007と、動作指令生成部3008と、パイロット指令生成部3009と、姿勢角算出部3010を含む。これらの機能部3001~3010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。
 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(前方向であるか後方向であるか)と、その操作量を取得(算出)する。
 現在位置算出部3002は、バケット6の作業部位(例えば、バケット6の爪先6_5や背面6_3)の位置(現在位置)を算出する。具体的には、現在位置算出部3002は、後述する姿勢角算出部3010により算出されるブーム角度θ、アーム角度θ、及びバケット角度θに基づき、アタッチメントATの制御基準の現在位置を算出してよい。
 目標施工面取得部3003は、例えば、コントローラ30の内部メモリ(不揮発性の補助記憶装置)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。
 領域判定部3004は、バケット6の位置が目標施工面より上方の空間に予め設定される領域のうちのどの領域にあるかを判定する。目標施工面の中に、上部旋回体3の向き(即ち、アタッチメントの向き)で接平面の傾きが不連続に変化する折れ部が存在する場合、折れ部付近において、上述の如く、バケット指令値β3rを異ならせるための複数の領域が設定される。例えば、折れ部は、上部旋回体3の向きで傾斜の異なる平面同士が交わる部分を含む。また、折れ部は、例えば、平面と曲面とが交わる部分であって、上部旋回体3の向きで、平面と曲面の接平面との傾斜が不連続に変化する部分を含む。また、折れ部は、例えば、上部旋回体3の向きで、曲面により構成される目標施工面の接平面の傾斜が不連続に変化する部分を含む。例えば、目標施工面600の場合、上述の如く、折れ部603付近において、目標施工面600の上方の空間に領域610~630が設定される。この場合、領域判定部3004は、上述の如く、バケット6の位置が領域610~630のどの領域にあるかを判定する。
 尚、目標施工面の中に折れ部が含まれない場合、領域判定部3004の処理は、省略されてもよい。
 目標軌道設定部3005は、目標施工面に関するデータに基づき、バケット6の爪先6_5や背面6_3等の作業部位(制御基準)を目標施工面に沿って移動させるための当該作業部位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3005は、バケット6の作業部位の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、目標施工面の上部旋回体3の向き(即ち、前後方向)での傾斜角度を設定してよい。
 目標位置算出部3006は、左操作レバー26Lにおける前後方向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の作業部位の現在位置とに基づき、バケット6の作業部位(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軌道(換言すれば、目標施工面)上の位置である。目標位置算出部3006は、例えば、補助記憶装置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の作業部位の目標位置を算出してよい。
 また、目標位置算出部3006は、領域判定部304により判定されるバケット6の位置に対応する領域に基づき、バケット角度の目標値(以下、「目標バケット角度」)を算出する。例えば、目標位置算出部3006は、領域判定部304によりバケット6が領域610にあると判定される場合、バケット6の形状に関するデータに基づき、バケット6の背面6_3が水平面601と平行な状態に対応する目標バケット角度を算出する。また、例えば、目標位置算出部3006は、バケット6が領域610から領域620に進入し、領域判定部304により領域620にあると判定される場合、バケット6の背面6_3が水平面601に平行な状態から法面602に平行な状態に向かって逐次変化する態様でバケット角度を算出する。バケット6が領域630から領域620に進入する場合についても、バケット角度の変化する始点及び終点が逆になることを除き、同様である。また、例えば、目標位置算出部3006は、バケット6が領域630にあると判定される場合、バケット6の形状に関するデータに基づき、バケット6の背面6_3が法面602と平行な状態に対応する目標バケット角度を算出する。
 バケット形状取得部3007は、例えば、内部メモリ(例えば、補助記憶装置)や所定の外部記憶装置等から予め登録されているバケット6の形状に関するデータを取得する。このとき、バケット形状取得部3007は、予め登録される複数の種類のバケット6の形状に関するデータのうち、入力装置72を通じた設定操作により設定されている種類のバケット6の形状に関するデータを取得してよい。
 動作指令生成部3008は、アタッチメントATにおける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の作業部位(制御基準)が目標位置を実現するときのブーム角度、アーム角度、及びバケット角度である。動作指令生成部3008は、マスタ指令値生成部3008Aと、スレーブ指令値生成部3008Bを含む。ブーム4の角速度(以下、ブーム角速度)、アーム5の角速度(以下、「ブーム角速度」)、及びバケット6の角速度(以下、「バケット角速度」)である。動作指令生成部3008は、マスタ指令値生成部3008Aと、スレーブ指令値生成部3008Bを含む。
 尚、ブーム指令値、アーム指令値、及びバケット指令値は、バケット6の作業部位(制御基準)が目標位置を実現するために必要なブーム4の角速度(以下、ブーム角速度)、アーム5の角速度(以下、「ブーム角速度」)、及びバケット6の角速度(以下、「バケット角速度」)であってもよい。また、ブーム指令値、アーム指令値、及びバケット指令値は、バケット6の作業部位(制御基準)が目標位置を実現するために必要な角加速度等であってもよい。
 マスタ指令値生成部3008A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、オペレータの操作対象であるマスタ要素(アーム5)の動作に関するアーム指令値β2rを生成する。生成されるアーム指令値β2rは、アームパイロット指令生成部3009Bに向けて出力される。具体的には、マスタ指令値生成部3008A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3008A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を生成してよい。
 尚、オペレータによる左操作レバー26Lの前後方向への操作を前提とする場合、マスタ指令値生成部3008Aは、省略されてもよい。上述の如く、左操作レバー26Lが前後方向に操作されている場合、その操作内容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に作用し、アーム5は、マスタ要素として動作することができるからである。
 スレーブ指令値生成部3008Bは、アタッチメントATを構成する動作要素のうち、マスタ要素の動作に合わせて(即ち、同期して)動作するスレーブ要素(ブーム4、バケット6)の動作に関する指令値(ブーム指令値β1r、バケット指令値β3r)を生成する。生成されるブーム指令値β1r及びバケット指令値β3rは、それぞれ、ブームパイロット指令生成部3009A及びバケットパイロット指令生成部3009Cに向けて出力される。スレーブ指令値生成部3008B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)スレーブ要素が動作し、バケット6の作業部位(制御基準)が目標位置を実現できるように(即ち、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における前後操作に対応するマスタ要素(アーム5)の動作に合わせて(つまり、同期させて)、二つのスレーブ要素(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の作業部位(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。
 スレーブ指令値生成部3008Bは、最初に、バケット6の作業部位の目標位置におけるバケット6の姿勢(バケット角度)に対応するバケット指令値β3rを生成する。即ち、スレーブ指令値生成部3008Bは、目標バケット角度に対応するバケット指令値β3rを生成する。例えば、バケット6の位置が領域610或いは領域630にある場合、スレーブ指令値生成部3008Bは、バケット6の背面6_3が水平面601或いは法面602と平行にな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3008Bは、バケット6が領域610或いは領域630から領域620に進入した場合、バケット6の背面6_3を水平面601に平行な状態から法面602に平行な状態に遷移させる、或いは、法面602に平行な状態から水平面601に平行な状態に遷移させる際の逐次変化するバケット角度に対応するバケット指令値β3rを生成する。そして、スレーブ指令値生成部3008Bは、生成されたアーム指令値β2r及びバケット指令値β3rに基づき、バケット6の作業部位が目標位置を実現するようにブーム指令値β1rを生成する。
 パイロット指令生成部3009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3009は、ブームパイロット指令生成部3009Aと、アームパイロット指令生成部3009Bと、バケットパイロット指令生成部3009Cとを含む。
 ブームパイロット指令生成部3009Aは、ブーム指令値β1rと、後述するブーム角度算出部3010A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3009A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。
 アームパイロット指令生成部3009Bは、アーム指令値β2rと、後述するアーム角度算出部3010B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3009B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。
 バケットパイロット指令生成部3009Cは、バケット指令値β3rと、後述するバケット角度算出部3010Cによる現在のバケット角速度の算出値(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3009C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。
 姿勢角算出部3010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、アーム角度、及びバケット角度等を算出(測定)する。姿勢角算出部3010は、ブーム角度算出部3010Aと、アーム角度算出部3010Bと、バケット角度算出部3010Cを含む。
 ブーム角度算出部3010A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、ブーム角度等を算出(測定)する。
 アーム角度算出部3010B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、アーム角度等を算出(測定)する。
 バケット角度算出部3010C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、バケット角度等を算出(測定)する。
 このように、本実施形態では、目標施工面の折れ部付近において、コントローラ30によるバケット6の動作に関する制御指令(バケット指令値β3r)が互いに異なる複数の領域が設定される。具体的には、折れ部(例えば、折れ部603)を境界とする一方の目標施工面部分(例えば、水平面601)に対応する領域(例えば、領域610)、折れ部に対応する領域(例えば、領域620)、及び折れ部を境界とする他方の目標施工面部分(例えば、法面602)に対応する領域(例えば、領域630)が設定される。
 これにより、ショベル100は、複数の領域ごとに、バケット6の作業部位が目標施工面に沿って適切に移動するように、バケット6の制御態様を異ならせることができる。特に、折れ部に対応する領域では、折れ部を境界とする一方の目標施工面部分と他方の目標施工面部分との間のバケット6の移動に伴い要求されるバケット6の姿勢変化(バケット角度の変化)を適切に実現させることができる。そのため、ショベル100は、バケット6が折れ部603に食い込んだり、折れ部603の形状から離れてしまったりする事態を回避し、折れ部603の付近における目標施工面600の形状をバケット6の作業部位により適切に施工することができる。
 また、コントローラ30は、バケット6の位置が設定される複数の領域のうちの第1の領域から第2の領域に進入すると、第2の領域に対応する前記バケットの動作に関する制御指令を生成してよい。例えば、コントローラ30は、バケット6が領域610或いは領域630から領域620に進入すると、領域620に対応する制御指令、即ち、バケット6の背面6_3が水平面601に平行な状態から法面602に平行な状態に変化させるためのバケット6の動作に関する制御指令を生成する。また、例えば、コントローラ30は、バケット6が領域620から領域610に進入すると、領域610に対応する制御指令、即ち、バケット6の背面6_3が水平面601に平行な状態を維持するためのバケット6の動作に関する制御指令を生成する。また、例えば、コントローラ30は、バケット6が領域620から領域630に進入すると、領域630に対応する制御指令、即ち、バケット6の背面6_3が法面602に平行な状態を維持するためのバケット6の動作に関する制御指令を生成する。
 これにより、ショベル100は、具体的に、複数の領域ごとに、バケット6の制御態様を異ならせることができる。
 また、コントローラ30は、バケット6の動作に関する制御指令(バケット指令値β3r)に基づき、ブーム4の動作に関する制御指令(ブーム指令値β1r)を生成してよい。具体的には、コントローラ30は、アーム操作に対応するアーム5の動作に関する制御指令(アーム指令値β2r)と先に生成するバケット6の動作に関する制御指令に基づき、ブーム4の動作に関する制御指令を生成してよい。コントローラ30は、例えば、目標施工面に対するバケット6の目標となる姿勢(目標バケット角度)を実現するように、バケット6の動作に関する制御指令を先に生成してよい。
 これにより、コントローラ30は、アーム操作に対応するアーム5の動作と先に確定させたバケット6の動作とに基づき、ブーム4の動作を確定させる流れで、バケット6の作業部位を目標施工面に沿って移動させる制御を実現することができる。
  <ショベルのマシンコントロール機能に基づく動作の別の具体例>
 図9は、ショベル100のマシンコントロール機能に基づく動作の他の例を示す図であり、ショベル100がマシンコントロール機能によってバケット6の背面6_3を目標施工面800に沿って移動させ、均し作業(整地作業)を行っている状況を示す図である。
 尚、図9では、ショベル100のアタッチメントATのうちのバケット6だけが描画され、ブーム4及びアーム5の描画が省略されている。また、図9では、バケット6の移動に伴う経時変化を表現するため、所定のタイミングごとに、バケット6が便宜的にバケット6I,6J,6K,6Lと示されている。
 図9に示すように、目標施工面800は、法面801(第1目標施工面)と、法面801の麓側に位置する水平面802(第2目標施工面)と、法面801と水平面802とが交わる折れ部803(目標施工面の境界部)とを含む。
 また、目標施工面800の上方の空間は、目標施工面800の形状に対応する形で、領域810,820,830に区分される。具体的には、領域810は、法面801の上方の空間領域のうち、折れ部803を通過し水平面802に垂直な垂直面815よりも法面801側(図中の右側)の空間領域部分である。領域820は、折れ部803の上方において、垂直面815と法面801に垂直な垂直面825とにより区分される空間領域部分である。領域830は、水平面802の上方の空間領域のうち、垂直面825より水平面802側(図中の左側)の空間領域部分である。領域810~830は、ショベル100において、目標施工面の形状に基づき、予め設定されている。
 ショベル100は、図7A、図7Bの具体例と同様、オペレータのアーム5の操作(以下、「アーム操作」)に応じて、ブーム4及びバケット6を自動的に動作させ、バケット6の背面6_3を目標施工面に沿わせるようにバケット6を移動させる。
 本例では、ショベル100は、水平面802側に機体が位置する状態で、バケット6を機体に近づく方向に引き付ける形で移動させる。そして、ショベル100は、目標施工面800にバケット6の背面6_3を沿わせながら、法面801(バケット6Iの状態)、折れ部803(バケット6J,6Kの状態)、及び水平面802(バケット6Lの状態)の順に整地作業を進めている。
 コントローラ30は、バケット6の位置が領域810にある場合(バケット6Iの状態)、バケット6の背面6_3を法面801と平行に維持するようにバケット角度を制御する。例えば、コントローラ30は、バケット6の全てが領域810に含まれている場合に、バケット6の位置が領域810にあると判定してよい。また、コントローラ30は、アーム操作の内容により決定されるアーム角度、及び法面801との関係で決定されるバケット角度とに基づき、バケット6の背面6_3が法面801に接する(一致する)ようにブーム角度を制御する。これにより、ショベル100は、バケット6を法面801に沿って移動させることができる。
 コントローラ30は、バケット6の位置が領域810にある状態から領域820にある状態になった場合(バケット6Jの状態)、バケット6の背面6_3を法面801と平行な状態から水平面802に平行な状態に変化させるようにバケット角度を制御する。例えば、コントローラ30は、バケット6の少なくとも一部が領域820に含まれるようになった場合、及びバケット6の領域820への進入に姿勢変化が継続中である場合に、バケット6の位置が領域820にあると判定してよい。また、コントローラ30は、アーム操作の内容により決定されるアーム角度、及びバケット6の背面6_3が法面801に平行な状態から水平面802に平行な状態に遷移する過程で逐次決定されるバケット角度に基づき、ブーム角度を制御する。これにより、ショベル100は、折れ部803の付近における目標施工面800の形状をバケット6の背面6_3により適切に施工することができる。
 コントローラ30は、バケット6の位置が領域830にある場合(バケット6J,6Kの状態)、バケット6の背面6_3を水平面802と平行に維持するようにバケット角度を制御する。例えば、コントローラ30は、領域820へのバケット6の進入に応じて開始されるバケット6の姿勢変化が完了し、且つ、バケット6の少なくとも一部が領域830に含まれている場合に、バケット6の位置が領域830にあると判定してよい。また、コントローラ30は、アーム操作の内容により決定されるアーム角度、及び水平面802との関係で決定されるバケット角度とに基づき、バケット6の背面6_3が水平面802に接する(一致する)ようにブーム角度を制御する。これにより、ショベル100は、バケット6を水平面802に沿って移動させることができる。
 本例では、まず、コントローラ30は、制御基準(作業部位)としてのバケット6の背面6_3を目標軌道としての水平面802に沿うように制御する。この場合、制御基準及び目標軌道の対応関係は、バケット6の背面6_3及び法面801に設定される。この際、コントローラ30は、設定された目標施工面800における折れ部803の有無を判定し、折れ部803があると判定すると、折れ部803における目標施工面800の変化に対応する制御を行う。
 本例では、図9に示すように、制御基準(作業部位)の進行方向における折れ部803での隣接する目標施工面800の変化が180°より小さい。この場合、コントローラ30は、バケット6の進行方向の前端である爪先が次の目標施工面(水平面802)との屈曲部(折れ部803)に到達したかを判定し、到達したと判定すると、制御基準及び目標軌道の対応関係をバケット6の背面6_3及び水平面802へ変更する。そして、コントローラ30は、バケット6の背面6_3を法面801に平行な状態から水平面802に平行な状態に変化させるようにバケット角度を制御する。この際、バケット6の背面6_3が水平面802と平行に、或いは、水平面802と平行な状態を基準とする所定の角度範囲内になるように、バケット角度が制御される。
 その後、コントローラ30は、制御基準(作業部位)としてのバケット6の背面6_3を目標軌道としての水平面802に沿うように制御する。
 また、ショベル100は、図7Aの具体例の場合と同様、水平面802側に機体が位置する状態で、バケット6を機体から離れる方向に押し出す形で移動させてもよい。この場合、ショベル100は、目標施工面800にバケット6の背面6_3を沿わせながら、水平面802(バケット6Lの状態)、折れ部803(バケット6K,6Jの状態)、及び法面801(バケット6Iの状態)の順に整地作業を進める。
 コントローラ30は、バケット6の位置が領域830にある場合(バケット6Lの状態)、バケット6の背面6_3を水平面802と平行に維持するようにバケット角度を制御する。例えば、コントローラ30は、バケット6の全てが領域830に含まれている場合に、バケット6の位置が領域830にあると判定してよい。また、コントローラ30は、図9の場合と同様、アーム操作の内容により決定されるアーム角度、及び水平面802との関係で決定されるバケット角度とに基づき、バケット6の背面6_3が水平面802に接する(一致する)ようにブーム角度を制御する。これにより、ショベル100は、バケット6を水平面802に沿って移動させることができる。
 コントローラ30は、バケット6の位置が領域830にある状態から領域820にある状態になった場合(バケット6Kの状態)、バケット6の背面6_3を水平面802と平行な状態から法面801に平行な状態に変化させるようにバケット角度を制御する。また、コントローラ30は、アーム操作の内容により決定されるアーム角度、及びバケット6の背面6_3が水平面802に平行な状態から法面801に平行な状態に遷移する過程で逐次決定されるバケット角度に基づき、ブーム角度を制御する。これにより、ショベル100は、折れ部803の付近における目標施工面800の形状をバケット6の背面6_3により適切に施工することができる。
 コントローラ30は、バケット6の位置が領域810にある場合(バケット6J,6Iの状態)、バケット6の背面6_3を法面801と平行に維持するようにバケット角度を制御する。例えば、コントローラ30は、領域820へのバケット6の進入に応じて開始されるバケット6の姿勢変化が完了し、バケット6の少なくとも一部が領域810に含まれている場合に、バケット6の位置が領域810にあると判定してよい。また、コントローラ30は、アーム操作の内容により決定されるアーム角度、及び法面801との関係で決定されるバケット角度とに基づき、バケット6の背面6_3が法面801に接する(一致する)ようにブーム角度を制御する。これにより、ショベル100は、バケット6を法面801に沿って移動させることができる。
 このように、本例では、図7A、図7Bの具体例の場合と同様、目標施工面800の折れ部803付近において、コントローラ30によるバケット6の動作に関する制御指令(バケット指令値β3r)が相互に異なる複数の領域(領域810~830)が設定される。具体的には、コントローラ30は、バケット6の位置が領域810或いは領域830にある場合、バケット角度を法面801或いは水平面802と平行に維持するバケット6の動作に関する制御指令を生成する。一方、コントローラ30は、バケット6の位置が領域810或いは領域830から領域820に進入した場合、バケット角度を法面801に平行な状態から水平面802に平行な状態、或いは、水平面802に平行な状態から法面801に平行な状態に変化させるバケット6の動作に関する制御指令を生成する。これにより、ショベル100は、図7A、図7Bの具体例の場合と同様、目標施工面800の折れ部803付近において、バケット6の作業部位を適切に目標施工面に沿って移動させることができる。
 [作用]
 本実施形態では、コントローラ30は、制御基準(作業部位)の移動に伴い、目標軌道上の屈曲部の前後における制御基準(作業部位)及び目標軌道(目標施工面)の対応関係を切り替える。具体的には、コントローラ30は、制御基準(作業部位)及び目標軌道(目標施工面)の対応関係の切り替え方法を、屈曲部(折れ部)における目標軌道の変化の態様に応じて変更してよい。例えば、折れ部での隣接する目標施工面同士の変化が180°より小さい場合、コントローラ30は、エンドアタッチメントの目標軌道に沿う前端が折れ部に到達すると、制御基準及び目標軌道の対応関係を次の目標軌道(目標施工面)へ切り替えてよい。一方、例えば、折れ部での隣接する目標施工面同士の変化が180°より大きい場合、コントローラ30は、折れ部において、エンドアタッチメントの目標軌道に沿う後端が次の目標軌道の延長面を超えると、制御基準及び目標軌道の対応関係を次の目標軌道(目標施工面)へ切り替えてよい。
 これにより、コントローラ30は、屈曲部(折れ部)における目標軌道(目標施工面)の変化に合わせて、適切に、エンドアタッチメントの制御基準(作業部位)を追従させることができる。
 [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。
 例えば、上述した実施形態では、ショベル100は、マシンコントロール機能(半自動運転機能)によりバケット6の作業部位を目標施工面に沿うように移動させるが、完全自動運転機能や自律運転機能により同様のバケット6の移動を実現してもよい。
 また、上述した実施形態では、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。即ち、上述した実施形態において、ショベル100の被駆動要素の一部は、電動アクチュエータ(例えば、電動モータ等)により駆動されてもよい。
 最後に、本願は、2019年9月30日に出願した日本国特許出願2019-180418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。
 1 下部走行体
 2 旋回機構
 2A 旋回油圧モータ
 3 上部旋回体
 4 ブーム
 5 アーム
 6 バケット
 6_3 背面
 6_4 爪
 6_5 爪先
 7 ブームシリンダ
 8 アームシリンダ
 9 バケットシリンダ
 26 操作装置
 26L 左操作レバー
 26R 右操作レバー
 29,29AL,29BL,29CL,29DL 操作圧センサ
 30 コントローラ(制御装置)
 31AL,31AR,31BL,31BR,31CL,31CR,31DL,31DR 比例弁
 32AL,32AR,32BL,32BR,32CL,32CR,32DL,32DR シャトル弁
 33AL,33AR,33BL,33BR,33CL,33CR,33DL,33DR 減圧用比例弁
 100 ショベル
 600 目標施工面
 601 水平面
 602 法面
 603 折れ部
 610,620,630 領域
 800 目標施工面
 801 法面
 802 水平面
 803 折れ部
 810,820,830 領域
 AT アタッチメント
 S1 ブーム角度センサ
 S2 アーム角度センサ
 S3 バケット角度センサ
 S4 機体傾斜センサ
 S5 旋回状態センサ

Claims (6)

  1.  ブーム、アーム、及びバケットを含むアタッチメントと、
     前記バケットの作業部位が目標施工面に沿って移動するように前記アタッチメントを動作させる制御装置を備え、
     前記目標施工面の折れ部付近において、前記制御装置による前記バケットの動作に関する制御指令が互いに異なる複数の領域が設定される、
     ショベル。
  2.  前記制御装置は、前記バケットの位置が前記複数の領域のうちの第1の領域から第2の領域に進入すると、前記第2の領域に対応する前記バケットの動作に関する制御指令を生成する、
     請求項1に記載のショベル。
  3.  前記制御装置は、前記アームの操作に応じて、前記バケットの作業部位が前記目標施工面に沿って移動するように、前記ブーム及び前記バケットの動作を動作させる共に、前記バケットの動作に関する制御指令に基づき、前記ブームの動作に関する制御指令を生成する、
     請求項2に記載のショベル。
  4.  ブーム、アーム、及びバケットを含むアタッチメントを有するショベルの制御装置であって、
     前記バケットの作業部位が目標施工面に沿って移動するように前記アタッチメントを動作させると共に、前記目標施工面の折れ部付近において、前記制御装置による前記バケットの動作に関する制御指令が互いに異なる複数の領域が設定される、
     ショベルの制御装置。
  5.  前記バケットの位置が前記複数の領域のうちの第1の領域から第2の領域に進入すると、前記第2の領域に対応する前記バケットの動作に関する制御指令を生成する、
     請求項4に記載のショベルの制御装置。
  6.  前記アームの操作に応じて、前記バケットの作業部位が前記目標施工面に沿って移動するように、前記ブーム及び前記バケットの動作を動作させる共に、前記バケットの動作に関する制御指令に基づき、前記ブームの動作に関する制御指令を生成する、
     請求項5に記載のショベルの制御装置。
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