JP6689772B2 - Excavator - Google Patents
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Description
本発明は、ショベルに関する。 The present invention relates to excavators.
従来から、ブーム角度が所定値以上である場合に油圧ポンプの馬力を低減させることで、エンドアタッチメントの動きを遅くするショベルが知られている(例えば、特許文献1参照)。 BACKGROUND ART Conventionally, there is known a shovel that delays the movement of an end attachment by reducing the horsepower of a hydraulic pump when a boom angle is equal to or greater than a predetermined value (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、上記のショベルでは、掘削作業等によりショベルが衝撃を受けたときの油圧ポンプの馬力の制御については開示されていない。 However, the above-mentioned shovel does not disclose control of the horsepower of the hydraulic pump when the shovel is impacted by excavation work or the like.
ところで、ショベルは、掘削作業等により衝撃を受けると、上部旋回体やアタッチメントに振動が生じ、所望の掘削作業を行うことが困難である。そのため、操作者は上部旋回体やアタッチメントの振動が収まるまで掘削作業を一時的に中断する場合がある。このとき、ショベルは燃料を消費し続けるため、燃料を余計に消費する。 By the way, when the shovel receives an impact due to excavation work or the like, vibration occurs in the upper swing body and the attachment, and it is difficult to perform desired excavation work. Therefore, the operator may temporarily suspend the excavation work until the vibration of the upper swing body and the attachment is subsided. At this time, the shovel continues to consume fuel, and thus consumes extra fuel.
そこで、上記課題に鑑み、不要な燃料の消費を抑制できるショベルを提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above problems, it is an object to provide a shovel that can suppress unnecessary fuel consumption.
本発明の一態様に係るショベルによれば、下部走行体と、前記下部走行体に旋回自在に搭載された上部旋回体と、前記上部旋回体に取り付けられ、油圧ポンプが吐出する作動油によって駆動されるアタッチメントと、少なくとも前記上部旋回体及び前記アタッチメントのいずれかに取り付けられた加速度センサと、前記加速度センサの検出値が所定値よりも大きい場合、前記油圧ポンプの馬力を低減させる制御装置と、を備える。 According to the excavator according to one aspect of the present invention, the lower traveling body, the upper revolving body rotatably mounted on the lower traveling body, and the hydraulic fluid that is attached to the upper revolving body and is discharged by the hydraulic pump are driven. An attachment, an acceleration sensor attached to at least one of the upper swing body and the attachment, and a detection value of the acceleration sensor is larger than a predetermined value, a control device for reducing the horsepower of the hydraulic pump, Equipped with.
本発明の実施形態によれば、不要な燃料の消費を抑制できる。 According to the embodiment of the present invention, unnecessary fuel consumption can be suppressed.
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。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。 Hereinafter, embodiments for carrying out the invention will be described with reference to the drawings. In each drawing, the same components may be denoted by the same reference numerals and duplicate description may be omitted.
図1は、本発明の実施形態に係るショベルPSを例示する側面図である。 FIG. 1 is a side view illustrating a shovel PS according to an embodiment of the present invention.
図1に示されるように、ショベルPSの下部走行体1には、旋回機構2を介して旋回自在に上部旋回体3が搭載されている。上部旋回体3には、ブーム4が取り付けられている。ブーム4の先端には、アーム5が取り付けられている。アーム5の先端には、アームトップピンP1及びバケットリンクピンP2によりエンドアタッチメント(作業部位)としてバケット6が取り付けられている。エンドアタッチメントとしては、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。このように、アタッチメントは主に、ブーム4、アーム5、エンドアタッチメント、バケットリンク機構、ブームシリンダ7、アームシリンダ8等の異なる部材を含んでいる。
As shown in FIG. 1, an
ブーム4、アーム5、及びバケット6は、アタッチメントの一例として掘削アタッチメントを構成し、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。ブーム4、アーム5、及びバケット6には、それぞれブーム角度センサS1、アーム角度センサS2、及びバケット角度センサS3が取り付けられている。掘削アタッチメントには、バケットチルト機構が設けられてもよい。
The
ブーム角度センサS1は、ブーム4の回動角度を検出する。ブーム角度センサS1は、例えば水平面に対する傾斜を検出して、上部旋回体3に対するブーム4の回動角度を検出する加速度センサである。また、ブーム角度センサS1は、ブーム4が受けた衝撃の大きさ及び周波数を検出する。
The boom angle sensor S1 detects the rotation angle of the
アーム角度センサS2は、アーム5の回動角度を検出する。アーム角度センサS2は、例えば水平面に対する傾斜を検出して、ブーム4に対するアーム5の回動角度を検出する加速度センサである。また、アーム角度センサS2は、アーム5が受けた衝撃の大きさ及び周波数を検出する。
The arm angle sensor S2 detects the rotation angle of the arm 5. The arm angle sensor S2 is an acceleration sensor that detects, for example, an inclination with respect to a horizontal plane to detect a rotation angle of the arm 5 with respect to the
バケット角度センサS3は、バケット6の回動角度を検出する。バケット角度センサS3は、例えば水平面に対する傾斜を検出して、アーム5に対するバケット6の回動角度を検出する加速度センサである。また、バケット角度センサS3は、バケット6が受けた衝撃の大きさ及び周波数を検出する。バケット角度センサS3は、図1においては、バケットリンク機構に取り付けられている。 The bucket angle sensor S3 detects the rotation angle of the bucket 6. The bucket angle sensor S3 is an acceleration sensor that detects, for example, an inclination with respect to a horizontal plane and detects a rotation angle of the bucket 6 with respect to the arm 5. Further, the bucket angle sensor S3 detects the magnitude and frequency of the shock received by the bucket 6. The bucket angle sensor S3 is attached to the bucket link mechanism in FIG.
掘削アタッチメントがバケットチルト機構を備える場合、バケット角度センサS3は、チルト軸回りのバケット6の回動角度を追加的に検出する。ブーム角度センサS1、アーム角度センサS2、及びバケット角度センサS3は、可変抵抗器を利用したポテンショメータ、対応する油圧シリンダのストローク量を検出するストロークセンサ、連結回りの回動角度を検出するロータリエンコーダ等であってもよい。 When the excavation attachment includes a bucket tilt mechanism, the bucket angle sensor S3 additionally detects the rotation angle of the bucket 6 around the tilt axis. The boom angle sensor S1, the arm angle sensor S2, and the bucket angle sensor S3 are potentiometers that use variable resistors, stroke sensors that detect the stroke amount of the corresponding hydraulic cylinders, rotary encoders that detect the rotation angle around the connection, etc. May be
上部旋回体3は、エンジン11等の動力源、車体傾斜センサS4が搭載され、カバー3aにより覆われている。車体傾斜センサS4は、上部旋回体3の傾斜角度を検出する。車体傾斜センサS4は、例えば水平面に対する傾斜を検出して、上部旋回体3の傾斜角度を検出する加速度センサである。また、車体傾斜センサS4は、上部旋回体3が受けた衝撃の大きさ及び周波数を検出する。
The
上部旋回体3のカバー3a上部には、撮像装置80が設けられている。撮像装置80は、上部旋回体3からキャビン10に向かって、左側を撮像するカメラ80L、右側を撮像するカメラ80R、後方を撮像するカメラ80Bを有する。カメラ80L、80R、80Bは、例えばCCDやCMOS等の撮像素子を有するデジタルカメラであり、それぞれ撮影した画像をキャビン10内に設けられている表示装置40に送る。
An
上部旋回体3には、運転室としてのキャビン10が設けられている。キャビン10の頂部には、GPS装置(GNSS受信機)G1、及び送信装置T1が設けられている。GPS装置G1は、ショベルPSの位置をGPS機能により検出し、位置データをコントローラ30内のマシンガイダンス装置50に供給する。送信装置T1は、ショベルPSの外部に向けて情報を発信する。また、キャビン10内には、コントローラ30、表示装置40、音声出力装置43、入力装置45、及び記憶装置47が設けられている。
The
コントローラ30は、ショベルPSの駆動制御を行う主制御部として機能する。コントローラ30は、CPU、RAM、ROM等を備えたコンピュータで構成される。
The
コントローラ30は、ショベルPSの操作をガイドするマシンガイダンス装置50としても機能する(マシンガイダンス機能)。マシンガイダンス装置50は、例えば操作者が設定した目標地形の表面である目標面とアタッチメントの作業部位との距離等といった作業情報を操作者に報知する。目標面とアタッチメントの作業部位との距離は、例えばエンドアタッチメントとしてのバケット6の先端(爪先)、バケット6の背面、エンドアタッチメントとしてのブレーカの先端等と目標面との間の距離である。マシンガイダンス装置50は、表示装置40や音声出力装置43等を介して、作業情報を操作者に報知し、ショベルPSの操作をガイドする。
The
本発明の実施形態では、マシンガイダンス装置50がコントローラ30に組み込まれているが、マシンガイダンス装置50とコントローラ30とは別に設けられてもよい。この場合、マシンガイダンス装置50は、コントローラ30と同様、CPU及び内部メモリを含む演算処理装置で構成される。マシンガイダンス装置50の各種の機能は、CPUが内部メモリに格納されたプログラムを実行することで実現される。
In the embodiment of the present invention, the
表示装置40は、コントローラ30に含まれるマシンガイダンス装置50からの指令に応じて各種の作業情報を含む画像を表示する。表示装置40は、例えばマシンガイダンス装置50に接続される車載液晶ディスプレイである。
The
音声出力装置43は、コントローラ30に含まれるマシンガイダンス装置50からの音声出力指令に応じて各種の音声情報を出力する。音声出力装置43は、例えばマシンガイダンス装置50に接続される車載スピーカを含む。また、音声出力装置43は、ブザー等の警報器を含んでもよい。
The
入力装置45は、ショベルPSの操作者がマシンガイダンス装置50を含むコントローラ30に各種の情報を入力するための装置である。入力装置45は、例えば表示装置40の表面に設けられるメンブレンスイッチを含んで構成される。また、入力装置45は、タッチパネル等を含んで構成されてもよい。
The
記憶装置47は、各種の情報を記憶するための装置である。記憶装置47は、例えば半導体メモリ等の不揮発性記憶媒体である。記憶装置47は、マシンガイダンス装置50を含むコントローラ30等が出力する各種の情報を記憶する。
The
図2は、図1のショベルPSの駆動系の構成例を示すブロック図であり、機械的動力系、高圧油圧ライン、パイロットライン、及び電気駆動・制御系をそれぞれ二重線、実線、破線、及び点線で示す。 FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of a drive system of the shovel PS of FIG. 1, in which a mechanical power system, a high-pressure hydraulic line, a pilot line, and an electric drive / control system are respectively indicated by a double line, a solid line, a broken line, And a dotted line.
ショベルの駆動系は、主に、エンジン11、メインポンプ12、レギュレータ13、パイロットポンプ14、コントロールバルブ15、操作装置16、圧力センサ17、圧力センサ18、コントローラ30、及びエンジン制御装置(ECU)74で構成される。
The drive system of the shovel mainly includes the
エンジン11は、ECU74により制御される。エンジン11は、ショベルの動力源であり、例えば、所定の回転数を維持するように動作するエンジンであって、エンジン11の出力軸がメインポンプ12及びパイロットポンプ14の入力軸に接続される。
The
メインポンプ12は、高圧油圧ラインを介して作動油をコントロールバルブ15に供給するための装置であり、例えば、斜板式可変容量型油圧ポンプである。
The
レギュレータ13は、メインポンプ12の吐出流量を制御するための装置である。レギュレータ13は、例えば、メインポンプ12の吐出圧、又はコントローラ30からの制御信号等に応じてメインポンプ12の斜板傾転角を調節することによって、メインポンプ12の吐出流量を制御する。
The
パイロットポンプ14は、パイロットラインを介して各種油圧制御機器に作動油を供給するための装置であり、例えば、固定容量型油圧ポンプである。
The
コントロールバルブ15は、ショベルPSにおける油圧システムを制御する油圧制御装置である。コントロールバルブ15は、例えば、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、バケットシリンダ9、左右の走行用油圧モータ20L,20R、及び旋回用油圧モータ21のうちの一又は複数に対しメインポンプ12から受け入れた作動油を選択的に供給する。なお、以下では、ブームシリンダ7、アームシリンダ8、バケットシリンダ9、左右の走行用油圧モータ20L,20R、及び旋回用油圧モータ21を集合的に「油圧アクチュエータ」と称するものとする。
The
操作装置16は、操作者が油圧アクチュエータの操作のために用いる装置である。操作装置16は、パイロットラインを介して、パイロットポンプ14から受け入れた作動油を油圧アクチュエータのそれぞれに対応する流量制御弁のパイロットポートに供給する。パイロットポートのそれぞれに供給される作動油の圧力(パイロット圧)は、油圧アクチュエータのそれぞれに対応する操作装置16の操作レバー又は操作ペダル(図示せず)の操作方向及び操作量に応じた圧力とされる。
The operating
圧力センサ17は、操作装置16を用いた操作者の操作内容を検出するためのセンサである。圧力センサ17は、例えば、油圧アクチュエータのそれぞれに対応する操作装置16の操作レバー又は操作ペダルの操作方向及び操作量を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ30に対して出力する。なお、操作装置16の操作内容は、圧力センサ以外の他のセンサを用いて検出されてもよい。
The pressure sensor 17 is a sensor for detecting the operation content of the operator using the
圧力センサ18は、メインポンプ12の吐出圧を検出し、検出した値をコントローラ30に対して出力する。
The
コントローラ30は、ECU74を含むショベルPS全体の動作を制御する。コントローラ30は、油圧アクチュエータの動作速度を制御するための制御装置であり、例えば、CPU、RAM、ROM等を備えたコンピュータで構成される。また、コントローラ30は、衝撃判定部301、馬力制御部302、及び動作制御部303のそれぞれに対応するプログラムをROMから読み出してRAMに展開しながら、それぞれに対応する処理をCPUに実行させる。
The
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、及び車体傾斜センサS4の少なくともいずれかが出力する検出値を受信する。そして、コントローラ30は、これらの検出値に基づいて衝撃判定部301、馬力制御部302、及び動作制御部303のそれぞれによる処理を実行する。その後、コントローラ30は、衝撃判定部301、馬力制御部302、及び動作制御部303のそれぞれの処理結果に応じた制御信号を適宜にECU74、レギュレータ13、又は操作装置16に対して出力する。
Specifically, the
衝撃判定部301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、及び車体傾斜センサS4の少なくともいずれかの検出信号に基づいて、ショベルPSが衝撃を受けた状態であるか否かを判定する。
The
具体的には、衝撃判定部301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、及び車体傾斜センサS4の少なくともいずれかにより検出される衝撃の大きさが第1閾値よりも大きい場合、ショベルPSが衝撃を受けた状態であると判定する。一方、衝撃判定部301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、及び車体傾斜センサS4の少なくともいずれかにより検出される衝撃の大きさが第1閾値以下である場合、ショベルPSが衝撃を受けていない状態であると判定する。なお、第1閾値は、検知したい衝撃の大きさ等に応じて定められる。
Specifically, the
また、衝撃判定部301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、及び車体傾斜センサS4の少なくともいずれかにより検出される衝撃の周波数が第2閾値よりも大きい場合、ショベルPSが衝撃を受けた状態であると判定する。一方、衝撃判定部301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、及び車体傾斜センサS4の少なくともいずれかにより検出される衝撃の周波数が第2閾値以下である場合、ショベルPSが衝撃を受けていない状態であると判定する。なお、第2閾値は、検知したい衝撃の大きさ等に応じて定められる。
In addition, the
また、衝撃判定部301は、第1加速度センサにより検出される衝撃の大きさが第1閾値よりも大きく、且つ、第1加速度センサにより検出される衝撃の周波数と第2加速度センサにより検出される衝撃の周波数とが略同一である場合、ショベルPSが衝撃を受けた状態であると判定する。第1加速度センサは、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、及び車体傾斜センサS4の少なくともいずれかである。第2加速度センサは、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、及び車体傾斜センサS4の少なくともいずれかのうちの、第1加速度センサとは異なるセンサである。
Further, the
馬力制御部302は、衝撃判定部301の判定結果に基づいて、メインポンプ12の馬力を変更するように制御信号をECU74又はレギュレータ13に対して出力する。具体的には、衝撃判定部301によって、ショベルPSが衝撃を受けた状態であると判定された場合、馬力制御部302は、ECU74を制御し、エンジン11の回転数を低減させることによって、メインポンプ12の馬力を低減させる。エンジン11の回転数は、回転数センサ11aにより検出される。回転数センサ11aにより検出されるエンジン11の回転数は、ECU74に対して出力される。また、馬力制御部302は、レギュレータ13を調整し、メインポンプ12の吐出流量を低減させることで、メインポンプ12の馬力を低減させてもよい。そして、メインポンプ12の馬力が低減されることで、油圧アクチュエータへの作動油の供給量が低減される。これにより、不要な燃料の消費を抑制し、エネルギー効率を改善することができる。
The
動作制御部303は、衝撃判定部301の判定結果に基づいて、バケット6の位置を変更するように制御信号を操作装置16に対して出力する。具体的には、衝撃判定部301によって、ショベルPSが衝撃を受けた状態であると判定された場合、動作制御部303は、操作装置16の操作レバー又は操作ペダルの操作方向及び操作量を調整することで、例えばバケット6を目標面(目標位置)から離間させる方向に移動させる。そして、バケット6が目標位置から離間することで、意図しない掘削を防止することができる。また、衝撃判定部301によって、ショベルPSが衝撃を受けた状態であると判定された場合、動作制御部303は、操作装置16の操作レバー又は操作ペダルの操作方向及び操作量を調整することで、例えばハンチングを抑制する。
The
また、操作装置16とコントロールバルブ15との間に、油圧アクチュエータのそれぞれに対応する流量制御弁のパイロットポートに供給される作動油の圧力(パイロット圧)を制御可能な操作バルブを設けてもよい。この場合、動作制御部303は、衝撃判定部301の判定結果に基づいて、バケット6の位置を変更するように、又は、ハンチングを抑制するように、制御信号を操作バルブに対して出力すればよい。
Further, an operation valve capable of controlling the pressure (pilot pressure) of the hydraulic oil supplied to the pilot port of the flow control valve corresponding to each hydraulic actuator may be provided between the
記憶部304は、衝撃判定部301によって、ショベルPSが衝撃を受けた状態であると判定された場合、衝撃を受けた位置を記憶する。
When the
次に、マシンガイダンス装置50について説明する。図3は、図1のショベルのマシンガイダンス装置の構成の一例を示す図である。
Next, the
マシンガイダンス装置50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、車体傾斜センサS4、GPS装置G1、入力装置45等から、コントローラ30に供給される各種の信号及びデータを受信する。
The
マシンガイダンス装置50は、受信した信号及びデータに基づいてバケット6等のアタッチメントの実際の動作位置を算出する。そして、マシンガイダンス装置50は、アタッチメントの実際の動作位置と目標面とを比較し、例えばバケット6と目標面との間の距離等を算出する。マシンガイダンス装置50は、ショベルPSの旋回中心軸からバケット6の爪先までの距離や、目標面の傾斜角度等も算出し、これらを作業情報として表示装置40に送信する。
The
なお、マシンガイダンス装置50とコントローラ30とが別に設けられている場合には、マシンガイダンス装置50とコントローラ30とは、CANを通じて互いに通信可能に接続される。
When the
マシンガイダンス装置50は、高さ算出部503、比較部504、表示制御部505、及びガイダンスデータ出力部506を有する。
The
高さ算出部503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の検出信号から求められるブーム4、アーム5、及びバケット6の角度から、バケット6の先端(爪先)の高さを算出する。
The
比較部504は、高さ算出部503が算出したバケット6の先端(爪先)の高さと、ガイダンスデータ出力部506から出力されるガイダンスデータにおいて示される目標面の位置とを比較する。また、比較部504は、ショベルPSに対する目標面の傾斜角度を求める。高さ算出部503や比較部504において求められた各種のデータは、記憶装置47に記憶される。
The
表示制御部505は、比較部504によって求められたバケット6の高さや目標面の傾斜角度等を、作業情報として表示装置40に送信する。表示装置40は、撮像装置80から送られる撮影画像と共に、表示制御部505から送られる作業情報を画面に表示する。また、表示制御部505は、バケット6が目標面よりも低い位置になった場合等には、音声出力装置43を介して操作者に警報を発することができる。
The
次に、コントローラ30が馬力を制御する処理(以下「馬力制御処理」という。)の一例について説明する。図4は、馬力制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。コントローラ30は、所定周期で繰り返し馬力制御処理を実行する。
Next, an example of processing in which the
最初に、衝撃判定部301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、及び車体傾斜センサS4の少なくともいずれかにより検出される衝撃の大きさが第1閾値よりも大きいか否かを判定する(ステップST11)。
First, the
ステップST11において、衝撃の大きさが第1閾値よりも大きいと判定された場合、馬力制御部302はメインポンプ12の馬力を低減させる(ステップST12)。具体的には、馬力制御部302は、ECU74を制御し、エンジン11の回転数を低減させることによって、メインポンプ12の馬力を低減させる。又は、馬力制御部302は、レギュレータ13を調整し、メインポンプ12の吐出流量を低減させることで、メインポンプ12の馬力を低減させる。その後、処理を終了する。
When it is determined in step ST11 that the magnitude of the impact is larger than the first threshold value, the
一方、ステップST11において、衝撃の大きさが第1閾値以下であると判定された場合、メインポンプ12の馬力を低減させることなく、処理を終了する。
On the other hand, when it is determined in step ST11 that the magnitude of the impact is less than or equal to the first threshold value, the process ends without reducing the horsepower of the
図5は、馬力制御処理の一例のタイムチャートであり、図5(a)は時間t(横軸)とアーム角度センサS2により検出される加速度(縦軸)との関係を示し、図5(b)は時間t(横軸)とポンプ馬力(縦軸)との関係を示している。また、図5(a)において、実線は馬力制御処理を行ったときの加速度の時間変化を示し、破線は馬力制御処理を行わなかったときの加速度の時間変化を示している。 FIG. 5 is a time chart of an example of horsepower control processing. FIG. 5A shows the relationship between time t (horizontal axis) and the acceleration (vertical axis) detected by the arm angle sensor S2. b) shows the relationship between time t (horizontal axis) and pump horsepower (vertical axis). Further, in FIG. 5A, the solid line shows the time change of the acceleration when the horsepower control process is performed, and the broken line shows the time change of the acceleration when the horsepower control process is not performed.
図5(a)及び図5(b)に示されるように、衝撃判定部301は、時刻t1において、衝撃の大きさである加速度が第1閾値Gth1より大きくなり、ショベルPSが衝撃を受けた状態であると判定する。その後、馬力制御部302は、メインポンプ12の馬力を、通常作業時の馬力W1から予め定められた馬力低減時の馬力W2へ低減させる。そして、メインポンプ12の馬力が低減されることで、油圧アクチュエータへの作動油の供給量が低減される。これにより、不要な燃料の消費を抑制し、エネルギー効率を改善することができる。また、メインポンプ12の馬力が低減されることで、図5(a)に示されるように、メインポンプ12の馬力が低減されない場合と比較して、加速度の変化量が小さくなり、揺れが低減される。
As shown in FIGS. 5A and 5B, in the
次に、馬力制御処理の別の例について説明する。図6は、馬力制御処理の流れの別の例を示すフローチャートである。コントローラ30は、所定周期で繰り返し馬力制御処理を実行する。
Next, another example of the horsepower control process will be described. FIG. 6 is a flowchart showing another example of the flow of horsepower control processing. The
最初に、衝撃判定部301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、及び車体傾斜センサS4の少なくともいずれかにより検出される衝撃の周波数が第2閾値よりも大きいか否かを判定する(ステップST21)。
First, the
ステップST21において、衝撃の周波数が第2閾値よりも大きいと判定された場合、馬力制御部302はメインポンプ12の馬力を低減させる(ステップST22)。具体的には、馬力制御部302は、ECU74を制御し、エンジン11の回転数を低減させることによって、メインポンプ12の馬力を低減させる。又は、馬力制御部302は、レギュレータ13を調整し、メインポンプ12の吐出流量を低減させることで、メインポンプ12の馬力を低減させる。その後、処理を終了する。
When it is determined in step ST21 that the impact frequency is higher than the second threshold value, the
一方、ステップST21において、衝撃の周波数が第2閾値以下であると判定された場合、メインポンプ12の馬力を低減させることなく、処理を終了する。
On the other hand, if it is determined in step ST21 that the impact frequency is equal to or lower than the second threshold value, the process ends without reducing the horsepower of the
図7は、馬力制御処理の別の例のタイムチャートであり、図7(a)は時間t(横軸)とアーム角度センサS2により検出される加速度(縦軸)との関係を示し、図7(b)は時間t(横軸)とポンプ馬力(縦軸)との関係を示している。 FIG. 7 is a time chart of another example of the horsepower control process, and FIG. 7A shows a relationship between time t (horizontal axis) and acceleration (vertical axis) detected by the arm angle sensor S2. 7 (b) shows the relationship between time t (horizontal axis) and pump horsepower (vertical axis).
図7(a)及び図7(b)に示されるように、衝撃判定部301は、時刻t2において、衝撃の周波数が第2閾値より大きくなり、ショベルPSが衝撃を受けた状態であると判定する。その後、馬力制御部302は、メインポンプ12の馬力を、通常作業時の馬力W1から予め定められた馬力低減時の馬力W2へ低減させる。そして、メインポンプ12の馬力が低減されることで、油圧アクチュエータへの作動油の供給量が低減される。これにより、不要な燃料の消費を抑制し、エネルギー効率を改善することができる。なお、衝撃の周波数は、例えば衝撃の大きさである加速度が第1閾値Gth1より大きくなった時刻t1を始点とした所定時間Δtにおける周波数とすることができる。
As shown in FIGS. 7A and 7B, the
次に、馬力制御処理の更に別の例について説明する。図8は、馬力制御処理の流れの更に別の例を示すフローチャートである。コントローラ30は、所定周期で繰り返し馬力制御処理を実行する。
Next, still another example of the horsepower control process will be described. FIG. 8 is a flowchart showing yet another example of the flow of horsepower control processing. The
最初に、衝撃判定部301は、第1加速度センサにより検出される衝撃の大きさが第1閾値よりも大きいか否かを判定する(ステップST31)。第1加速度センサは、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、及び車体傾斜センサS4の少なくともいずれかである。
First, the
ステップST31において、衝撃の大きさが第1閾値よりも大きいと判定した場合、衝撃判定部301は第1加速度センサにより検出される衝撃の周波数と第2加速度センサにより検出される衝撃の周波数とが略同一であるか否かを判定する(ステップST32)。第2加速度センサは、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、及び車体傾斜センサS4の少なくともいずれかのうちの、第1加速度センサとは異なるセンサである。一方、ステップST31において、衝撃の大きさが第1閾値以下であると判定された場合、処理を終了する。
When it is determined in step ST31 that the magnitude of the impact is larger than the first threshold value, the
ステップST32において、第1加速度センサにより検出される衝撃の周波数と第2加速度センサにより検出される衝撃の周波数とが略同一であると判定された場合、馬力制御部302はメインポンプ12の馬力を低減させる(ステップST33)。具体的には、馬力制御部302は、ECU74を制御し、エンジン11の回転数を低減させることによって、メインポンプ12の馬力を低減させる。又は、馬力制御部302は、レギュレータ13を調整し、メインポンプ12の吐出流量を低減させることで、メインポンプ12の馬力を低減させる。その後、処理を終了する。
When it is determined in step ST32 that the frequency of the shock detected by the first acceleration sensor and the frequency of the shock detected by the second acceleration sensor are substantially the same, the
一方、ステップST32において、第1加速度センサにより検出される衝撃の周波数と第2加速度センサにより検出される衝撃の周波数とが略同一でないと判定された場合、メインポンプ12の馬力を低減させることなく、処理を終了する。
On the other hand, in step ST32, when it is determined that the frequency of the shock detected by the first acceleration sensor and the frequency of the shock detected by the second acceleration sensor are not substantially the same, the horsepower of the
図9は、馬力制御処理の更に別の例のタイムチャートである。図9(a)は、時間t(横軸)とアーム角度センサS2により検出される加速度(縦軸)との関係を示す。図9(b)は、時間t(横軸)とブーム角度センサS1により検出される加速度(縦軸)との関係を示す。図9(c)は、時間t(横軸)とポンプ馬力(縦軸)との関係を示す。また、図9(a)において、実線はショベルPSが衝撃を受けたときの加速度の時間変化を示し、破線はショベルPSのアーム5のみを作動させた際の通常掘削時の加速度の時間変化を示している。 FIG. 9 is a time chart of still another example of the horsepower control processing. FIG. 9A shows the relationship between the time t (horizontal axis) and the acceleration (vertical axis) detected by the arm angle sensor S2. FIG. 9B shows the relationship between the time t (horizontal axis) and the acceleration (vertical axis) detected by the boom angle sensor S1. FIG. 9C shows the relationship between time t (horizontal axis) and pump horsepower (vertical axis). Further, in FIG. 9A, the solid line shows the time change of the acceleration when the shovel PS is impacted, and the broken line shows the time change of the acceleration during normal excavation when only the arm 5 of the shovel PS is operated. Shows.
図9(a)から図9(c)に示されるように、衝撃判定部301は、時刻t3において、アーム角度センサS2により検出される衝撃の大きさが第1閾値Gath1よりも大きく、且つ、アーム角度センサS2により検出される衝撃の周波数と、ブーム角度センサS1により検出される衝撃の周波数とが略同一となり、ショベルPSが衝撃を受けた状態であると判定する。その後、馬力制御部302は、メインポンプ12の馬力を、通常作業時の馬力W1から予め定められた馬力低減時の馬力W2へ低減させる。そして、メインポンプ12の馬力が低減されることで、油圧アクチュエータへの作動油の供給量が低減される。これにより、不要な燃料の消費を抑制し、エネルギー効率を改善することができる。
As shown in FIGS. 9A to 9C, in the
ところで、図9(a)の破線で示されるように、ショベルPSのアーム5のみを作動させた際の通常掘削時においては、アーム角度センサS2により検出される衝撃の大きさが第1閾値Gath1よりも大きくなる場合がある。この場合、アーム角度センサS2により検出される衝撃の周波数と、ブーム角度センサS1により検出される衝撃の周波数とが異なるため、衝撃判定部301は、ショベルPSが衝撃を受けた状態であると判定しない。即ち、誤検知を抑制できる。
By the way, as shown by the broken line in FIG. 9A, during normal excavation when only the arm 5 of the shovel PS is operated, the magnitude of the impact detected by the arm angle sensor S2 is the first threshold value Gate1. May be larger than In this case, since the frequency of the shock detected by the arm angle sensor S2 and the frequency of the shock detected by the boom angle sensor S1 are different, the
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、上記内容は、発明の内容を限定するものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。 Although the embodiments for carrying out the present invention have been described above, the above contents are not intended to limit the contents of the present invention, and various modifications and improvements can be made within the scope of the present invention.
上記の実施形態では、加速度センサの検出値が所定値よりも大きい場合、メインポンプ12の馬力を低減させて処理を終了する場合について説明したが、例えばメインポンプ12の馬力を低減させると共に、加速度センサの検出値を、ネットワークを介して遠隔地に設置された管理装置へ送信してもよい。この場合、加速度センサの検出値が所定値を超えた際の撮像画像も同時に送信することも可能である。また、所定値を超えた時点の前後の値も送信することで、その時のショベルPSの姿勢の変化や作業内容等を推定することもできる。
In the above embodiment, when the detected value of the acceleration sensor is larger than the predetermined value, the horsepower of the
1 下部走行体
2 旋回機構
3 上部旋回体
4 ブーム
5 アーム
6 バケット
11 エンジン
12 メインポンプ
13 レギュレータ
30 コントローラ
301 衝撃判定部
302 馬力制御部
303 動作制御部
PS ショベル
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 車体傾斜センサ
1
Claims (8)
前記下部走行体に旋回自在に搭載された上部旋回体と、
前記上部旋回体に取り付けられ、油圧ポンプが吐出する作動油によって駆動されるアタッチメントと、
少なくとも前記上部旋回体及び前記アタッチメントのいずれかに取り付けられた加速度センサと、
前記加速度センサの検出値が所定値よりも大きい場合、前記油圧ポンプの馬力を低減させる制御装置と、
を備える、
ショベル。 An undercarriage,
An upper revolving structure mounted on the lower traveling structure so as to be freely rotatable,
An attachment that is attached to the upper swing body and is driven by hydraulic fluid discharged by a hydraulic pump,
An acceleration sensor attached to at least one of the upper swing body and the attachment;
When the detection value of the acceleration sensor is larger than a predetermined value, a control device that reduces the horsepower of the hydraulic pump,
With
Shovel.
前記制御装置は、前記衝撃の大きさが第1閾値よりも大きい場合、前記油圧ポンプの馬力を低減させる、
請求項1に記載のショベル。 The detection value of the acceleration sensor includes the magnitude of the shock received by the shovel,
The control device reduces the horsepower of the hydraulic pump when the magnitude of the impact is larger than a first threshold value,
The shovel according to claim 1.
前記制御装置は、前記衝撃の周波数が第2閾値よりも大きい場合、前記油圧ポンプの馬力を低減させる、
請求項1に記載のショベル。 The detection value of the acceleration sensor includes the frequency of the shock received by the shovel,
The control device reduces the horsepower of the hydraulic pump when the frequency of the shock is greater than a second threshold value,
The shovel according to claim 1.
前記第1加速度センサの検出値は、当該ショベルが受けた衝撃の大きさ及び衝撃の周波数を含み、
前記第2加速度センサの検出値は、当該ショベルが受けた衝撃の周波数を含み、
前記制御装置は、前記第1加速度センサにより検出される前記衝撃の大きさが第1閾値よりも大きく、且つ、前記第1加速度センサにより検出される前記衝撃の周波数と前記第2加速度センサにより検出される前記衝撃の周波数とが略同一である場合、前記油圧ポンプの馬力を低減させる、
請求項1に記載のショベル。 The acceleration sensor includes a first acceleration sensor attached to the attachment, and a second acceleration sensor attached to the upper swing body or a member different from the attachment to which the acceleration sensor is attached,
The detection value of the first acceleration sensor includes the magnitude and frequency of impact received by the shovel,
The detection value of the second acceleration sensor includes the frequency of the shock received by the shovel,
The control device detects that the magnitude of the impact detected by the first acceleration sensor is larger than a first threshold, and the frequency of the impact detected by the first acceleration sensor and the second acceleration sensor. If the frequency of the impact is substantially the same, the horsepower of the hydraulic pump is reduced,
The shovel according to claim 1.
前記制御装置は、前記エンジンの回転数を低減させることによって、前記油圧ポンプの馬力を低減させる、
請求項1乃至4のいずれか一項に記載のショベル。 The hydraulic pump is driven by an engine,
The control device reduces the horsepower of the hydraulic pump by reducing the rotational speed of the engine,
The shovel according to any one of claims 1 to 4.
前記制御装置は、レギュレータを調整することによって、前記油圧ポンプの馬力を低減させる、
請求項1乃至4のいずれか一項に記載のショベル。 The hydraulic pump is a swash plate type variable displacement hydraulic pump,
The control device reduces horsepower of the hydraulic pump by adjusting a regulator,
The shovel according to any one of claims 1 to 4.
下部走行体と、
前記下部走行体に旋回自在に搭載された上部旋回体と、
前記上部旋回体に取り付けられ、油圧ポンプが吐出する作動油によって駆動されるアタッチメントと、
少なくとも前記上部旋回体及び前記アタッチメントのいずれかに取り付けられた加速度センサと、
前記加速度センサの検出値に基づいて、当該ショベルが衝撃を受けた状態であるか否かを判定する衝撃判定部と、
前記衝撃判定部によって、当該ショベルが衝撃を受けた状態であると判定された場合、前記エンドアタッチメントを前記目標位置から離間させる方向に移動させる動作制御部と、
を備える、
ショベル。 A shovel equipped with a machine guidance function for informing the operator of the distance between the current position of the end attachment and the target position,
An undercarriage,
An upper revolving structure mounted on the lower traveling structure so as to be freely rotatable,
An attachment that is attached to the upper swing body and is driven by hydraulic fluid discharged by a hydraulic pump,
An acceleration sensor attached to at least one of the upper swing body and the attachment;
An impact determination unit that determines whether or not the shovel is in a state of being impacted, based on the detection value of the acceleration sensor,
When the impact determination unit determines that the shovel is in a state of being impacted, an operation control unit that moves the end attachment in a direction of separating from the target position,
With
Shovel.
請求項7に記載のショベル。 When the impact determination unit determines that the shovel is in a state of being impacted, the impact determination unit further includes a storage unit that stores the impacted position.
The shovel according to claim 7.
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