(57)【要約】  本発明の実施形態に係るショベル（１００）は、下部走行体（１）と、下部走行体（１）に旋回自在に搭載された上部旋回体（３）と、上部旋回体（３）に設けられた物体検知装置（７０）と、ショベル（１００）の駆動部である走行用油圧モータ（２Ｍ）を自動的に制動させることができる制御装置としてのコントローラ（３０）と、を備えている。コントローラ（３０）は、物体検知装置（７０）が検知するショベル（１００）とダンプトラック（ＤＰ）と間の距離（ＤＡ）に応じて所定の制動パターンにしたがって走行用油圧モータ（２Ｍ）を制動させる。
2019189031.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部走行体と、
前記下部走行体に旋回自在に搭載された上部旋回体と、
前記上部旋回体に設けられた物体検知装置と、
ショベルの駆動部を自動的に制動させることができる制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記物体検知装置が検知するショベルと物体との間の距離に応じて所定の制動パターンにしたがって前記駆動部を自動的に制動させる、
ショベル。
【請求項２】
前記制御装置は、前記物体検知装置が検知するショベルと物体との間の距離に応じた複数の制動パターンを備える、
請求項１に記載のショベル。
【請求項３】
複数の前記制動パターンのそれぞれは、制動開始タイミングが異なる、
請求項２に記載のショベル。
【請求項４】
複数の前記制動パターンのそれぞれは、制動が開始された後の経過時間に対する制動力の増加率が異なる、
請求項２に記載のショベル。
【請求項５】
ショベルの傾斜を検出する機体傾斜センサを備え、
前記制御装置は、前記機体傾斜センサの出力に基づいて前記制動パターンを切り換える、
請求項２に記載のショベル。
【請求項６】
前記制動パターンは、走行用アクチュエータの制動パターンである、
請求項１に記載のショベル。
【請求項７】
前記制動パターンは、旋回用アクチュエータの制動パターンである、
請求項１に記載のショベル。
【請求項８】
前記距離は、旋回動作中にエンドアタッチメントが描く旋回円における前記エンドアタッチメントと前記物体との間の弧の長さである、
請求項７に記載のショベル。
【請求項９】
前記制御装置は、旋回モーメントに応じた複数の制動パターンのうちの１つにしたがって前記駆動部を自動的に制動させる、
請求項７に記載のショベル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、掘削機としてのショベルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、旋回作業機械の周囲に設定された監視領域内に存在する物体と接触する可能性が高いと判断した場合に旋回動作を自動停止させる旋回作業機械が知られている（特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２１２９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の旋回作業機械は、ひとたび旋回動作を自動停止させることを決定した後は、上部旋回体を一律に制動させるのみである。そのため、場合によっては旋回動作を適切に自動停止させることができないおそれがある。【０００５】
そこで、ショベルをより適切に自動停止させることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態に係るショベルは、下部走行体と、前記下部走行体に旋回自在に搭載された上部旋回体と、前記上部旋回体に設けられた物体検知装置と、ショベルの駆動部を自動的に制動させることができる制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記物体検知装置が検知するショベルと物体との間の距離に応じて所定の制動パターンにしたがって前記駆動部を自動的に制動させる。
【発明の効果】
【０００７】
上述の手段により、ショベルをより適切に自動停止させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係るショベルの側面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るショベルの上面図である。
【図３】ショベルに搭載される油圧システムの構成例を示す図である。
【図４】斜面で作業しているショベルの側面図である。
【図５】自動制動処理の一例のフローチャートである。
【図６】制動パターンの例を示す図である。
【図７】制御弁に実際に供給される電流の時間的推移を示す図である。
【図８】制動パターンの別の例を示す図である。
【図９】制御弁に実際に供給される電流の時間的推移を示す図である。
【図１０Ａ１】ショベルの側面図である。
【図１０Ａ２】ショベルの側面図である。
【図１０Ｂ１】ショベルの上面図である。
【図１０Ｂ２】ショベルの上面図である。
【図１１】制動パターンの更に別の例を示す図である。
【図１２】制御弁に供給される電流とストローク量の時間的推移を示す図である。
【図１３】制動パターンの更に別の例を示す図である。
【図１４】制御弁に供給される電流とストローク量の時間的推移を示す図である。
【図１５】ショベルに搭載される油圧システムの別の構成例を示す概略図である。
【図１６Ａ】本発明の実施形態に係るショベルの別の構成例を示す図である。
【図１６Ｂ】本発明の実施形態に係るショベルの別の構成例を示す図である。
【図１７Ａ】本発明の実施形態に係るショベルの側面図である。
【図１７Ｂ】本発明の実施形態に係るショベルの上面図である。
【図１７Ｃ】本発明の実施形態に係るショベルの側面図である。
【図１７Ｄ】本発明の実施形態に係るショベルの上面図である。
【図１８】ショベルの外表面の構成例を示す図である。
【図１９】コントローラの構成の一例を示す図である。
【図２０】コントローラの構成の別の一例を示す図である。
【図２１】ショベルの管理システムの構成例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
最初に、図１及び図２を参照して、本発明の実施形態に係る掘削機としてのショベル１００について説明する。図１はショベル１００の側面図であり、図２はショベル１００の上面図である。
【００１０】
本実施形態では、ショベル１００の下部走行体１は被駆動体としてのクローラ１Ｃを含む。クローラ１Ｃは、下部走行体１に搭載されている走行用油圧モータ２Ｍによって駆動される。但し、走行用油圧モータ２Ｍは、電動アクチュエータとしての走行用電動発電機であってもよい。具体的には、クローラ１Ｃは左クローラ１ＣＬ及び右クローラ１ＣＲを含む。左クローラ１ＣＬは左走行用油圧モータ２ＭＬによって駆動され、右クローラ１ＣＲは右走行用油圧モータ２ＭＲによって駆動される。下部走行体１は、クローラ１Ｃによって駆動されるため、被駆動体として機能する。
【００１１】
下部走行体１には旋回機構２を介して上部旋回体３が旋回可能に搭載されている。被駆動体としての旋回機構２は、上部旋回体３に搭載されている旋回用油圧モータ２Ａによって駆動される。但し、旋回用油圧モータ２Ａは、電動アクチュエータとしての旋回用電動発電機であってもよい。上部旋回体３は、旋回機構２によって駆動されるため、被駆動体として機能する。
【００１２】
上部旋回体３には被駆動体としてのブーム４が取り付けられている。ブーム４の先端には被駆動体としてのアーム５が取り付けられ、アーム５の先端に被駆動体及びエンドアタッチメントとしてのバケット６が取り付けられている。ブーム４、アーム５、及びバケット６は、アタッチメントの一例である掘削アタッチメントを構成する。ブーム４はブームシリンダ７で駆動され、アーム５はアームシリンダ８で駆動され、バケット６はバケットシリンダ９で駆動される。
【００１３】
ブーム４にはブーム角度センサＳ１が取り付けられ、アーム５にはアーム角度センサＳ２が取り付けられ、バケット６にはバケット角度センサＳ３が取り付けられている。
【００１４】
ブーム角度センサＳ１はブーム４の回動角度を検出する。本実施形態では、ブーム角度センサＳ１は加速度センサであり、上部旋回体３に対するブーム４の回動角度であるブーム角度を検出できる。ブーム角度は、例えば、ブーム４を最も下げたときに最小角度となり、ブーム４を上げるにつれて大きくなる。
【００１５】
アーム角度センサＳ２はアーム５の回動角度を検出する。本実施形態では、アーム角度センサＳ２は加速度センサであり、ブーム４に対するアーム５の回動角度であるアーム角度を検出できる。アーム角度は、例えば、アーム５を最も閉じたときに最小角度となり、アーム５を開くにつれて大きくなる。
【００１６】
バケット角度センサＳ３はバケット６の回動角度を検出する。本実施形態では、バケット角度センサＳ３は加速度センサであり、アーム５に対するバケット６の回動角度であるバケット角度を検出できる。バケット角度は、例えば、バケット６を最も閉じたときに最小角度となり、バケット６を開くにつれて大きくなる。
【００１７】
ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、及びバケット角度センサＳ３はそれぞれ、可変抵抗器を利用したポテンショメータ、対応する油圧シリンダのストローク量を検出するストロークセンサ、連結ピン回りの回動角度を検出するロータリエンコーダ、ジャイロセンサ、又は、加速度センサとジャイロセンサの組み合わせ等であってもよい。
【００１８】
上部旋回体３には、運転室としてのキャビン１０が設けられ、且つ、エンジン１１等の動力源が搭載されている。また、上部旋回体３には、コントローラ３０、物体検知装置７０、向き検出装置８５、機体傾斜センサＳ４、及び旋回角速度センサＳ５等が取り付けられている。キャビン１０の内部には、操作装置２６等が設けられている。なお、本書では、便宜上、上部旋回体３における、ブーム４が取り付けられている側を前方とし、カウンタウェイトが取り付けられている側を後方とする。
【００１９】
コントローラ３０は、ショベル１００を制御するための制御装置である。本実施形態では、コントローラ３０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＮＶＲＡＭ、及びＲＯＭ等を備えたコンピュータで構成されている。そして、コントローラ３０は、各機能要素に対応するプログラムをＲＯＭから読み出してＲＡＭにロードし、対応する処理をＣＰＵに実行させる。
【００２０】
物体検知装置７０は、周囲監視装置の一例であり、ショベル１００の周囲に存在する物体を検知するように構成されている。物体は、例えば、人、動物、車両、建設機械、建造物、又は穴等である。物体検知装置７０は、例えば、超音波センサ、ミリ波レーダ、ステレオカメラ、ＬＩＤＡＲ、距離画像センサ、又は赤外線センサ等である。本実施形態では、物体検知装置７０は、キャビン１０の上面前端に取り付けられた前センサ７０Ｆ、上部旋回体３の上面後端に取り付けられた後センサ７０Ｂ、上部旋回体３の上面左端に取り付けられた左センサ７０Ｌ、及び、上部旋回体３の上面右端に取り付けられた右センサ７０Ｒを含む。
【００２１】
周囲監視装置としての物体検知装置７０は、ショベル１００の周囲に設定された所定領域内の所定物体を検知するように構成されていてもよい。すなわち、物体検知装置７０は、物体の種類、位置、及び形状等の少なくとも１つを識別できるように構成されていてもよい。例えば、物体検知装置７０は、人と人以外の物体とを区別できるように構成されていてもよい。また、物体検知装置７０は、物体検知装置７０又はショベル１００から認識された物体までの距離を算出するように構成されてもよい。
【００２２】
向き検出装置８５は、上部旋回体３の向きと下部走行体１の向きとの相対的な関係に関する情報（以下、「向きに関する情報」とする。）を検出するように構成されている。例えば、向き検出装置８５は、下部走行体１に取り付けられた地磁気センサと上部旋回体３に取り付けられた地磁気センサとの組み合わせで構成されていてもよい。或いは、向き検出装置８５は、下部走行体１に取り付けられたＧＮＳＳ受信機と上部旋回体３に取り付けられたＧＮＳＳ受信機との組み合わせで構成されていてもよい。旋回用電動発電機で上部旋回体３が旋回駆動される構成では、向き検出装置８５は、レゾルバで構成されていてもよい。向き検出装置８５は、例えば、下部走行体１と上部旋回体３との間の相対回転を実現する旋回機構２に関連して設けられるセンタージョイントに配置されていてもよい。
【００２３】
機体傾斜センサＳ４は、所定の平面に対するショベル１００の傾斜を検出するように構成されている。本実施形態では、機体傾斜センサＳ４は、水平面に関する上部旋回体３の前後軸の傾斜角及び左右軸の傾斜角を検出する加速度センサである。機体傾斜センサＳ４は、加速度センサとジャイロセンサの組み合わせで構成されていてもよい。上部旋回体３の前後軸及び左右軸は、例えば、互いに直交してショベル１００の旋回軸上の一点であるショベル中心点を通る。
【００２４】
旋回角速度センサＳ５は、上部旋回体３の旋回角速度を検出するように構成されている。本実施形態では、旋回角速度センサＳ５は、ジャイロセンサである。旋回角速度センサＳ５は、レゾルバ又はロータリエンコーダ等であってもよい。旋回角速度センサＳ５は、旋回速度を検出してもよい。旋回速度は、旋回角速度から算出されてもよい。
【００２５】
以下では、ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、バケット角度センサＳ３、機体傾斜センサＳ４、及び旋回角速度センサＳ５の任意の組み合わせは、集合的に姿勢センサとも称される。
【００２６】
次に、図３を参照し、ショベル１００に搭載される油圧システムの構成例について説明する。図３は、ショベル１００に搭載される油圧システムの構成例を示す図である。図３は、機械的動力伝達系、作動油ライン、パイロットライン、及び電気制御系を、それぞれ二重線、実線、破線、及び点線で示している。
【００２７】
ショベル１００の油圧システムは、主に、エンジン１１、レギュレータ１３、メインポンプ１４、パイロットポンプ１５、コントロールバルブ１７、操作装置２６、吐出圧センサ２８、操作圧センサ２９、コントローラ３０、及び制御弁６０等を含む。
【００２８】
図３において、油圧システムは、エンジン１１によって駆動されるメインポンプ１４から、センターバイパス管路４０又はパラレル管路４２を経て作動油タンクまで作動油を循環させている。
【００２９】
エンジン１１は、ショベル１００の駆動源である。本実施形態では、エンジン１１は、例えば、所定の回転数を維持するように動作するディーゼルエンジンである。エンジン１１の出力軸は、メインポンプ１４及びパイロットポンプ１５のそれぞれの入力軸に連結されている。
【００３０】
メインポンプ１４は、作動油ラインを介して作動油をコントロールバルブ１７に供給するように構成されている。本実施形態では、メインポンプ１４は、斜板式可変容量型油圧ポンプである。
【００３１】
レギュレータ１３は、メインポンプ１４の吐出量（押し退け容積）を制御するように構成されている。本実施形態では、レギュレータ１３は、コントローラ３０からの制御指令に応じてメインポンプ１４の斜板傾転角を調節することによってメインポンプ１４の吐出量を制御する。
【００３２】
パイロットポンプ１５は、パイロットラインを介して操作装置２６を含む油圧制御機器に作動油を供給するように構成されている。本実施形態では、パイロットポンプ１５は、固定容量型油圧ポンプである。但し、パイロットポンプ１５は、省略されてもよい。この場合、パイロットポンプ１５が担っていた機能は、メインポンプ１４によって実現されてもよい。すなわち、メインポンプ１４は、コントロールバルブ１７に作動油を供給する機能とは別に、絞り等により作動油の圧力を低下させた後で操作装置２６等に作動油を供給する機能を備えていてもよい。
【００３３】
コントロールバルブ１７は、ショベル１００における油圧システムを制御する油圧制御装置である。本実施形態では、コントロールバルブ１７は、制御弁１７１〜１７６を含む。制御弁１７５は制御弁１７５Ｌ及び制御弁１７５Ｒを含み、制御弁１７６は制御弁１７６Ｌ及び制御弁１７５６を含む。コントロールバルブ１７は、制御弁１７１〜１７６を通じ、メインポンプ１４が吐出する作動油を１又は複数の油圧アクチュエータに選択的に供給できる。制御弁１７１〜１７６は、メインポンプ１４から油圧アクチュエータに流れる作動油の流量、及び、油圧アクチュエータから作動油タンクに流れる作動油の流量を制御するように構成されている。油圧アクチュエータは、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、バケットシリンダ９、左走行用油圧モータ２ＭＬ、右走行用油圧モータ２ＭＲ、及び旋回用油圧モータ２Ａを含む。
【００３４】
操作装置２６は、操作者がアクチュエータの操作のために用いる装置である。アクチュエータは、油圧アクチュエータ及び電動アクチュエータの少なくとも一方を含む。本実施形態では、操作装置２６は、パイロットラインを介して、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、コントロールバルブ１７内の対応する制御弁のパイロットポートに供給するように構成されている。パイロットポートのそれぞれに供給される作動油の圧力（パイロット圧）は、油圧アクチュエータのそれぞれに対応する操作装置２６のレバー又はペダル（図示せず。）の操作方向及び操作量に応じた圧力である。
【００３５】
吐出圧センサ２８は、メインポンプ１４の吐出圧を検出するように構成されている。本実施形態では、吐出圧センサ２８は、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。
【００３６】
操作圧センサ２９は、操作者による操作装置２６の操作の内容を検出するように構成されている。本実施形態では、操作圧センサ２９は、アクチュエータのそれぞれに対応する操作装置２６のレバー又はペダルの操作方向及び操作量を圧力（操作圧）の形で検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。操作装置２６の操作内容は、操作圧センサ以外の他のセンサを用いて検出されてもよい。
【００３７】
メインポンプ１４は、左メインポンプ１４Ｌ及び右メインポンプ１４Ｒを含む。そして、左メインポンプ１４Ｌは、左センターバイパス管路４０Ｌ又は左パラレル管路４２Ｌを経て作動油タンクまで作動油を循環させるように構成され、右メインポンプ１４Ｒは、右センターバイパス管路４０Ｒ又は右パラレル管路４２Ｒを経て作動油タンクまで作動油を循環させるように構成されている。
【００３８】
左センターバイパス管路４０Ｌは、コントロールバルブ１７内に配置された制御弁１７１、１７３、１７５Ｌ、及び１７６Ｌを通る作動油ラインである。右センターバイパス管路４０Ｒは、コントロールバルブ１７内に配置された制御弁１７２、１７４、１７５Ｒ、及び１７６Ｒを通る作動油ラインである。
【００３９】
制御弁１７１は、左メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油を左走行用油圧モータ２ＭＬへ供給し、且つ、左走行用油圧モータ２ＭＬが吐出する作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。
【００４０】
制御弁１７２は、右メインポンプ１４Ｒが吐出する作動油を右走行用油圧モータ２ＭＲへ供給し、且つ、右走行用油圧モータ２ＭＲが吐出する作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。
【００４１】
制御弁１７３は、左メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油を旋回用油圧モータ２Ａへ供給し、且つ、旋回用油圧モータ２Ａが吐出する作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。
【００４２】
制御弁１７４は、右メインポンプ１４Ｒが吐出する作動油をバケットシリンダ９へ供給し、且つ、バケットシリンダ９内の作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。
【００４３】
制御弁１７５Ｌは、左メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油をブームシリンダ７へ供給するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。制御弁１７５Ｒは、右メインポンプ１４Ｒが吐出する作動油をブームシリンダ７へ供給し、且つ、ブームシリンダ７内の作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。
【００４４】
制御弁１７６Ｌは、左メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油をアームシリンダ８へ供給し、且つ、アームシリンダ８内の作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。
【００４５】
制御弁１７６Ｒは、右メインポンプ１４Ｒが吐出する作動油をアームシリンダ８へ供給し、且つ、アームシリンダ８内の作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。
【００４６】
左パラレル管路４２Ｌは、左センターバイパス管路４０Ｌに並行する作動油ラインである。左パラレル管路４２Ｌは、制御弁１７１、１７３、及び１７５Ｌの何れかによって左センターバイパス管路４０Ｌを通る作動油の流れが制限或いは遮断された場合に、より下流の制御弁に作動油を供給できる。右パラレル管路４２Ｒは、右センターバイパス管路４０Ｒに並行する作動油ラインである。右パラレル管路４２Ｒは、制御弁１７２、１７４、及び１７５Ｒの何れかによって右センターバイパス管路４０Ｒを通る作動油の流れが制限或いは遮断された場合に、より下流の制御弁に作動油を供給できる。
【００４７】
レギュレータ１３は、左レギュレータ１３Ｌ及び右レギュレータ１３Ｒを含む。左レギュレータ１３Ｌは、左メインポンプ１４Ｌの吐出圧に応じて左メインポンプ１４Ｌの斜板傾転角を調節することによって、左メインポンプ１４Ｌの吐出量を制御するように構成されている。具体的には、左レギュレータ１３Ｌは、例えば、左メインポンプ１４Ｌの吐出圧の増大に応じて左メインポンプ１４Ｌの斜板傾転角を調節して吐出量を減少させるように構成されている。右レギュレータ１３Ｒについても同様である。吐出圧と吐出量との積で表されるメインポンプ１４の吸収馬力がエンジン１１の出力馬力を超えないようにするためである。
【００４８】
操作装置２６は、左操作レバー２６Ｌ、右操作レバー２６Ｒ、及び走行レバー２６Ｄを含む。走行レバー２６Ｄは、左走行レバー２６ＤＬ及び右走行レバー２６ＤＲを含む。
【００４９】
左操作レバー２６Ｌは、旋回操作とアーム５の操作に用いられる。左操作レバー２６Ｌは、前後方向（アーム開閉方向）に操作されると、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁１７６のパイロットポートに導入させる。また、左操作レバー２６Ｌは、左右方向（旋回方向）に操作されると、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁１７３のパイロットポートに導入させる。
【００５０】
具体的には、左操作レバー２６Ｌは、アーム閉じ方向に操作された場合に、制御弁１７６Ｌの右パイロットポートに作動油を導入させ、且つ、制御弁１７６Ｒの左パイロットポートに作動油を導入させる。また、左操作レバー２６Ｌは、アーム開き方向に操作された場合には、制御弁１７６Ｌの左パイロットポートに作動油を導入させ、且つ、制御弁１７６Ｒの右パイロットポートに作動油を導入させる。また、左操作レバー２６Ｌは、左旋回方向に操作された場合に、制御弁１７３の左パイロットポートに作動油を導入させ、右旋回方向に操作された場合に、制御弁１７３の右パイロットポートに作動油を導入させる。
【００５１】
右操作レバー２６Ｒは、ブーム４の操作とバケット６の操作に用いられる。右操作レバー２６Ｒは、前後方向（ブーム上下方向）に操作されると、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁１７５のパイロットポートに導入させる。また、右操作レバー２６Ｒは、左右方向（バケット開閉方向）に操作されると、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁１７４のパイロットポートに導入させる。
【００５２】
具体的には、右操作レバー２６Ｒは、ブーム下げ方向に操作された場合に、制御弁１７５Ｒの左パイロットポートに作動油を導入させる。また、右操作レバー２６Ｒは、ブーム上げ方向に操作された場合には、制御弁１７５Ｌの右パイロットポートに作動油を導入させ、且つ、制御弁１７５Ｒの左パイロットポートに作動油を導入させる。また、右操作レバー２６Ｒは、バケット閉じ方向に操作された場合に、制御弁１７４の右パイロットポートに作動油を導入させ、バケット開き方向に操作された場合に、制御弁１７４の左パイロットポートに作動油を導入させる。
【００５３】
走行レバー２６Ｄは、クローラ１Ｃの操作に用いられる。具体的には、左走行レバー２６ＤＬは、左クローラ１ＣＬの操作に用いられる。左走行レバー２６ＤＬは、左走行ペダルと連動するように構成されていてもよい。左走行レバー２６ＤＬは、前後方向に操作されると、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁１７１のパイロットポートに導入させる。右走行レバー２６ＤＲは、右クローラ１ＣＲの操作に用いられる。右走行レバー２６ＤＲは、右走行ペダルと連動するように構成されていてもよい。右走行レバー２６ＤＲは、前後方向に操作されると、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁１７２のパイロットポートに導入させる。
【００５４】
吐出圧センサ２８は、吐出圧センサ２８Ｌ及び吐出圧センサ２８Ｒを含む。吐出圧センサ２８Ｌは、左メインポンプ１４Ｌの吐出圧を検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。吐出圧センサ２８Ｒについても同様である。
【００５５】
操作圧センサ２９は、操作圧センサ２９ＬＡ、２９ＬＢ、２９ＲＡ、２９ＲＢ、２９ＤＬ、及び２９ＤＲを含む。操作圧センサ２９ＬＡは、操作者による左操作レバー２６Ｌに対する前後方向への操作の内容を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。操作内容は、例えば、レバー操作方向、レバー操作量（レバー操作角度）等である。
【００５６】
同様に、操作圧センサ２９ＬＢは、操作者による左操作レバー２６Ｌに対する左右方向への操作の内容を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。操作圧センサ２９ＲＡは、操作者による右操作レバー２６Ｒに対する前後方向への操作の内容を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。操作圧センサ２９ＲＢは、操作者による右操作レバー２６Ｒに対する左右方向への操作の内容を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。操作圧センサ２９ＤＬは、操作者による左走行レバー２６ＤＬに対する前後方向への操作の内容を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。操作圧センサ２９ＤＲは、操作者による右走行レバー２６ＤＲに対する前後方向への操作の内容を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。
【００５７】
コントローラ３０は、操作圧センサ２９の出力を受信し、必要に応じてレギュレータ１３に対して制御指令を出力し、メインポンプ１４の吐出量を変化させる。
【００５８】
ここで、絞り１８と制御圧センサ１９を用いたネガティブコントロール制御について説明する。絞り１８は左絞り１８Ｌ及び右絞り１８Ｒを含み、制御圧センサ１９は左制御圧センサ１９Ｌ及び右制御圧センサ１９Ｒを含む。
【００５９】
左センターバイパス管路４０Ｌには、最も下流にある制御弁１７６Ｌと作動油タンクとの間に左絞り１８Ｌが配置されている。そのため、左メインポンプ１４Ｌが吐出した作動油の流れは、左絞り１８Ｌで制限される。そして、左絞り１８Ｌは、左レギュレータ１３Ｌを制御するための制御圧を発生させる。左制御圧センサ１９Ｌは、この制御圧を検出するためのセンサであり、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。コントローラ３０は、この制御圧に応じて左メインポンプ１４Ｌの斜板傾転角を調節することによって、左メインポンプ１４Ｌの吐出量を制御する。コントローラ３０は、この制御圧が大きいほど左メインポンプ１４Ｌの吐出量を減少させ、この制御圧が小さいほど左メインポンプ１４Ｌの吐出量を増大させる。右メインポンプ１４Ｒの吐出量も同様に制御される。
【００６０】
具体的には、図３で示されるようにショベル１００における油圧アクチュエータが何れも操作されていない待機状態の場合、左メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油は、左センターバイパス管路４０Ｌを通って左絞り１８Ｌに至る。そして、左メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油の流れは、左絞り１８Ｌの上流で発生する制御圧を増大させる。その結果、コントローラ３０は、左メインポンプ１４Ｌの吐出量を許容最小吐出量まで減少させ、吐出した作動油が左センターバイパス管路４０Ｌを通過する際の圧力損失（ポンピングロス）を抑制する。一方、何れかの油圧アクチュエータが操作された場合、左メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油は、操作対象の油圧アクチュエータに対応する制御弁を介して、操作対象の油圧アクチュエータに流れ込む。そして、左メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油の流れは、左絞り１８Ｌに至る量を減少或いは消失させ、左絞り１８Ｌの上流で発生する制御圧を低下させる。その結果、コントローラ３０は、左メインポンプ１４Ｌの吐出量を増大させ、操作対象の油圧アクチュエータに十分な作動油を流入させ、操作対象の油圧アクチュエータの駆動を確かなものとする。なお、コントローラ３０は、右メインポンプ１４Ｒの吐出量も同様に制御する。
【００６１】
上述のような構成により、図３の油圧システムは、待機状態においては、メインポンプ１４における無駄なエネルギ消費を抑制できる。無駄なエネルギ消費は、メインポンプ１４が吐出する作動油がセンターバイパス管路４０で発生させるポンピングロスを含む。また、図３の油圧システムは、油圧アクチュエータを作動させる場合には、メインポンプ１４から必要十分な作動油を作動対象の油圧アクチュエータに確実に供給できる。
【００６２】
制御弁６０は、操作装置２６の有効状態と無効状態とを切り換えるように構成されている。本実施形態では、制御弁６０は、電磁弁であり、コントローラ３０からの電流指令に応じて動作するように構成されている。操作装置２６の有効状態は、操作者が操作装置２６を操作することで関連する被駆動体を動かすことができる状態であり、操作装置２６の無効状態は、操作者が操作装置２６を操作しても関連する被駆動体を動かすことができない状態である。
【００６３】
本実施形態では、制御弁６０は、パイロットポンプ１５と操作装置２６とを繋ぐパイロットラインＣＤ１の連通状態と遮断状態とを切り換え可能なスプール式の電磁弁である。具体的には、制御弁６０は、コントローラ３０からの指令に応じてパイロットラインＣＤ１の連通状態と遮断状態とを切り換えるように構成されている。より具体的には、制御弁６０は、第１弁位置になったときにパイロットラインＣＤ１を連通状態とし、第２弁位置になったときにパイロットラインＣＤ１を遮断状態とする。図３は、制御弁６０が第１弁位置となっていること、及び、パイロットラインＣＤ１が連通状態となっていることを示している。
【００６４】
制御弁６０は、不図示のゲートロックレバーに連動するように構成されていてもよい。具体的には、制御弁６０は、ゲートロックレバーが押し下げられたときにパイロットラインＣＤ１を遮断状態にし、ゲートロックレバーが引き上げられたときにパイロットラインＣＤ１を連通状態にするように構成されていてもよい。
【００６５】
次に、図４及び図５を参照し、コントローラ３０が制御弁６０を用いてショベル１００の駆動部を自動的に制動させる処理（以下、「自動制動処理」とする。）について説明する。図４は、斜面で作業しているショベル１００の側面図である。図５は、自動制動処理の一例のフローチャートである。コントローラ３０は、例えば、所定の制御周期で繰り返しこの自動制動処理を実行する。
【００６６】
図４の例では、ショベル１００は、物体検知装置７０により、斜面に停車しているダンプトラックＤＰを検知している。そして、ショベル１００は、ダンプトラックＤＰの荷台に土砂を積み込む作業を行うため、後進しながらダンプトラックＤＰに接近している。コントローラ３０は、後センサ７０Ｂの出力に基づいてショベル１００（カウンタウェイト）とダンプトラックＤＰとの間の距離ＤＡを継続的に監視している。コントローラ３０は、ミリ波センサ等の距離センサの出力に基づいて距離ＤＡを継続的に監視するように構成されていてもよい。ショベル１００の操作者は、通常、距離ＤＡが所望の距離になったところで、走行レバー２６Ｄを中立位置に戻してショベル１００の後進を停止させようとする。
【００６７】
しかしながら、ショベル１００の操作者は、距離ＤＡが所望の距離になったことに気付かずにショベル１００の後進を継続させてしまう場合がある。
【００６８】
そこで、コントローラ３０は、距離ＤＡが所定の第１閾値ＴＨ１を下回った場合、制御弁６０に対して電流指令を出力する。本実施形態では、制御弁６０は、電流指令値がゼロのときに第１弁位置となり、電流指令値が所定の上限値Ａｍａｘのときに第２弁位置となるように構成されている。すなわち、制御弁６０は、電流指令値が上限値Ａｍａｘのときに操作装置２６が無効状態となるように構成されている。これは、電流指令値が大きくなるほど制動力が大きくなることを意味する。具体的には、コントローラ３０は、距離ＤＡが第１閾値ＴＨ１を下回った場合、制御弁６０に対して電流指令を出力して走行レバー２６Ｄを無効状態にする。そのため、距離ＤＡが第１閾値ＴＨ１を下回った場合、制御弁１７１及び制御弁１７２は中立弁位置に戻り、メインポンプ１４から走行用油圧モータ２Ｍに向かう作動油の流れが遮断される。その結果、走行用油圧モータ２Ｍは回転を停止し、ショベル１００の後進は停止する。
【００６９】
コントローラ３０は、例えば、物体検知装置７０が検知するカウンタウェイトとダンプトラックＤＰとの間の距離ＤＡに対応する、複数の制動パターンのうちの１つにしたがって駆動部としての走行用油圧モータ２Ｍを制動させる。
【００７０】
具体的には、コントローラ３０は、最初に、降坂中であるか否かを判定する（ステップＳＴ１）。本実施形態では、コントローラ３０は、操作圧センサ２９、機体傾斜センサＳ４、及び向き検出装置８５のそれぞれの出力に基づき、降坂中であるか否かを判定する。降坂中は、後進降坂中及び前進降坂中を含む。コントローラ３０は、カメラ等が撮像した画像に基づいて降坂中であるか否かを判定してもよい。
【００７１】
降坂中でないと判定した場合（ステップＳＴ１のＮＯ）、コントローラ３０は、今回の自動制動処理を終了させる。
【００７２】
降坂中であると判定した場合（ステップＳＴ１のＹＥＳ）、コントローラ３０は、ショベル１００（例えばカウンタウェイト）とダンプトラックＤＰとの間の距離ＤＡが第１閾値ＴＨ１を下回ったか否かを判定する（ステップＳＴ２）。
【００７３】
距離ＤＡが第１閾値ＴＨ１以上であると判定した場合（ステップＳＴ２のＮＯ）、コントローラ３０は、今回の自動制動処理を終了させる。
【００７４】
距離ＤＡが第１閾値ＴＨ１未満であると判定した場合（ステップＳＴ２のＹＥＳ）、コントローラ３０は、制動パターンを選択する（ステップＳＴ３）。制動パターンは、降坂角（下り坂の勾配）の大きさに応じて複数用意されている。複数の制動パターンは、例えば、降坂角が大きいほど制動力の単位時間当たり増加率が大きくなるように設定されていてもよい。或いは、複数の制動パターンは、例えば、降坂角が大きいほど制動が早く開始されるように設定されていてもよい。本実施形態では、制動パターンは、距離ＤＡと制御弁６０に対する電流指令値との対応関係を表すパターンである。コントローラ３０は、水平面に関する下部走行体１の前後軸の傾斜角に対応する制動パターンを選択する。
【００７５】
その後、コントローラ３０は、選択した制動パターンにしたがって走行用油圧モータ２Ｍを制動させる（ステップＳＴ４）。本実施形態では、コントローラ３０は、選択した制動パターンによって決まる大きさの電流指令を制御弁６０に対して出力することで、走行レバー２６Ｄが生成しているパイロット圧を低減させる。そのため、左走行用油圧モータ２ＭＬに対応する制御弁１７１は中立弁位置に向かって移動し、左メインポンプ１４Ｌから左走行用油圧モータ２ＭＬに向かう作動油の流れは制限され、最終的に遮断される。同様に、右走行用油圧モータ２ＭＲに対応する制御弁１７２は中立弁位置に向かって移動し、右メインポンプ１４Ｒから右走行用油圧モータ２ＭＲに向かう作動油の流れは制限され、最終的に遮断される。その結果、走行用油圧モータ２Ｍの回転は抑制され、最終的に停止し、下部走行体１の降坂は止まる。
【００７６】
それでもなお降坂が継続され、距離ＤＡが第１閾値ＴＨ１よりも小さい第２閾値ＴＨ２を下回った場合、コントローラ３０は、メカニカルブレーキを作動させて走行用油圧モータ２Ｍの回転を停止させてもよい。
【００７７】
次に、図６及び図７を参照し、走行中に選択される制動パターンの例について説明する。図６は、距離ＤＡと電流指令値との対応関係で表される制動パターンの例を示す。図６の実線は、ショベル１００が降坂しているときに選択される制動パターンＢＰ１を示し、破線は、ショベル１００が平地を走行しているときに選択される制動パターンＢＰ２を示す。この例では、比較を容易にするため、降坂中のショベル１００と平地走行中のショベル１００とは、同時並行的に、且つ、同じ一定の速度で走行している。そして、２台のショベル１００のそれぞれは、選択された制動パターンにしたがった自動制動処理により、走行停止時の距離ＤＡがほぼ同じになるように制御される。図７は、図６の制動パターンを用いて走行用油圧モータ２Ｍを制動させたときに、制御弁６０に実際に供給される電流の時間的推移を示す。図７の実線は、図６の実線で示す制動パターンＢＰ１が選択されたときの電流（実際値）の時間的推移を示し、破線は、図６の破線で示す制動パターンＢＰ２が選択されたときの電流（実際値）の時間的推移を示す。
【００７８】
図６の実線で示すように、ショベル１００が降坂している場合には、コントローラ３０は、距離ＤＡが、降坂の際に設定される第１閾値ＴＨ１としての距離Ｄ１を下回ると、制御弁６０に対する電流指令値を増加させる。距離Ｄ１は、例えば８メートルである。この例では、電流指令値は、距離ＤＡが距離Ｄ２になるときに上限値Ａｍａｘとなるように、所定の単位時間当たり増加率又は所定の単位距離当たり増加率で増加するように設定されている。制動パターンＢＰ１が選択された場合、制御弁６０に供給される実際の電流は、図７の実線で示すように、距離ＤＡが距離Ｄ１を下回った時点である時点ｔ０で増加し始め、時点ｔ１で上限値Ａｍａｘに達する。このような制動パターンＢＰ１を用いた自動制動処理により、コントローラ３０は、時点ｔ４において、物体（例えばダンプトラックＤＰ）から距離Ｄ５のところで降坂中のショベル１００の走行を停止させることができる。
【００７９】
また、図６の破線で示すように、ショベル１００が平地を走行している場合には、コントローラ３０は、距離ＤＡが、平地走行の際に設定される第１閾値ＴＨ１としての距離Ｄ３（＜Ｄ１）を下回ると、制御弁６０に対する電流指令値を増加させる。距離Ｄ３は、例えば５メートルである。この例では、電流指令値は、距離ＤＡが距離Ｄ４になるときに上限値Ａｍａｘとなるように、所定の単位時間当たり増加率又は所定の単位距離当たり増加率で増加するように設定されている。制動パターンＢＰ２が選択された場合、制御弁６０に供給される実際の電流は、図７の破線で示すように、距離ＤＡが距離Ｄ３を下回った時点である時点ｔ２で増加し始め、時点ｔ３で上限値Ａｍａｘに達する。すなわち、コントローラ３０は、制動パターンＢＰ１が選択された場合よりも遅いタイミングで走行用油圧モータ２Ｍの制動を開始させる。このような制動パターンＢＰ２を用いた自動制動処理により、コントローラ３０は、降坂中のショベル１００の場合と同様に、時点ｔ４において、物体（例えばダンプトラックＤＰ）から距離Ｄ５のところで平地でのショベル１００の走行を停止させることができる。
【００８０】
上述の例では、制動パターンＢＰ１における電流指令値の増加率は、制動パターンＢＰ２における電流指令値の増加率に等しい。但し、制動パターンＢＰ１における電流指令値の増加率は、制動パターンＢＰ２における電流指令値の増加率とは異なるように設定されていてもよい。この場合、制動パターンＢＰ１における制動開始タイミングは、制動パターンＢＰ２における制動開始タイミングと同じであってもよい。
【００８１】
次に、図８及び図９を参照し、走行中に選択される制動パターンの別の例について説明する。図８は、距離ＤＡと電流指令値との対応関係で表される制動パターンの別の例を示し、図６に対応する。図８の実線は、急勾配の坂道をショベル１００が降坂しているときに選択される制動パターンＢＰ１１を示し、一点鎖線は、緩勾配の坂道をショベル１００が降坂しているときに選択される制動パターンＢＰ１２を示し、破線は、ショベル１００が平地を走行しているときに選択される制動パターンＢＰ１３を示す。この例では、比較を容易にするため、降坂中のショベル１００と平地走行中のショベル１００とは、同時並行的に、且つ、同じ一定の速度で走行している。そして、３台のショベル１００のそれぞれは、選択された制動パターンにしたがった自動制動処理により、走行停止時の距離ＤＡがほぼ同じになるように制御される。図９は、図８の制動パターンを用いて走行用油圧モータ２Ｍを制動させたときに、制御弁６０に実際に供給される電流の時間的推移を示す。図９の実線は、図８の実線で示す制動パターンＢＰ１１が選択されたときの電流（実際値）の時間的推移を示し、一点鎖線は、図８の一点鎖線で示す制動パターンＢＰ１２が選択されたときの電流（実際値）の時間的推移を示し、破線は、図８の破線で示す制動パターンＢＰ１３が選択されたときの電流（実際値）の時間的推移を示す。
【００８２】
図８の実線で示すように、急勾配の坂道をショベル１００が降坂している場合には、コントローラ３０は、距離ＤＡが、急勾配の坂道の降坂の際に設定される第１閾値ＴＨ１としての距離Ｄ１１を下回ると、制御弁６０に対する電流指令値を増加させる。距離Ｄ１１は、例えば８メートルである。この例では、電流指令値は、距離ＤＡが距離Ｄ１４になるときに上限値Ａｍａｘとなるように、所定の単位時間当たり増加率又は所定の単位距離当たり増加率で増加するように設定されている。制動パターンＢＰ１１が選択された場合、制御弁６０に供給される実際の電流は、図９の実線で示すように、距離ＤＡが距離Ｄ１１を下回った時点である時点ｔ１０で増加し始め、時点ｔ１３で上限値Ａｍａｘに達する。このような制動パターンＢＰ１１を用いた自動制動処理により、コントローラ３０は、時点ｔ１４において、物体（例えばダンプトラックＤＰ）から距離Ｄ１５のところで降坂中のショベル１００の走行を停止させることができる。
【００８３】
また、図８の一点鎖線で示すように、緩勾配の坂道をショベル１００が降坂している場合には、コントローラ３０は、距離ＤＡが、緩勾配の坂道の降坂の際に設定される第１閾値ＴＨ１としての距離Ｄ１２（＜Ｄ１１）を下回ると、制御弁６０に対する電流指令値を増加させる。距離Ｄ１２は、例えば６．５メートルである。この例では、電流指令値は、距離ＤＡが距離Ｄ１４になるときに上限値Ａｍａｘとなるように、所定の単位時間当たり増加率又は所定の単位距離当たり増加率で増加するように設定されている。制動パターンＢＰ１２が選択された場合、制御弁６０に供給される実際の電流は、図９の一点鎖線で示すように、距離ＤＡが距離Ｄ１２を下回った時点である時点ｔ１１で増加し始め、時点ｔ１３で上限値Ａｍａｘに達する。すなわち、コントローラ３０は、制動パターンＢＰ１１が選択された場合よりも遅いタイミングで走行用油圧モータ２Ｍの制動を開始させる。このような制動パターンＢＰ１２を用いた自動制動処理により、コントローラ３０は、時点ｔ１４において、物体（例えばダンプトラックＤＰ）から距離Ｄ１５のところで降坂中のショベル１００の走行を停止させることができる。
【００８４】
また、図８の破線で示すように、ショベル１００が平地を走行している場合には、コントローラ３０は、距離ＤＡが、平地走行の際に設定される第１閾値ＴＨ１としての距離Ｄ１３（＜Ｄ１２）を下回ると、制御弁６０に対する電流指令値を増加させる。距離Ｄ１３は、例えば５メートルである。この例では、電流指令値は、距離ＤＡが距離Ｄ１４になるときに上限値Ａｍａｘとなるように、所定の単位時間当たり増加率又は所定の単位距離当たり増加率で増加するように設定されている。制動パターンＢＰ１３が選択された場合、制御弁６０に供給される実際の電流は、図９の破線で示すように、距離ＤＡが距離Ｄ１３を下回った時点である時点ｔ１２で増加し始め、時点ｔ１３で上限値Ａｍａｘに達する。すなわち、コントローラ３０は、制動パターンＢＰ１２が選択された場合よりも遅いタイミングで走行用油圧モータ２Ｍの制動を開始させる。このような制動パターンＢＰ１３を用いた自動制動処理により、コントローラ３０は、急勾配の坂道を降坂中のショベル１００の場合、及び、緩勾配の坂道を降坂中のショベル１００の場合と同様に、時点ｔ１４において、物体（例えばダンプトラックＤＰ）から距離Ｄ１５のところで平地でのショベル１００の走行を停止させることができる。
【００８５】
上述の例では、制動パターンＢＰ１１で電流指令値が上限値Ａｍａｘに達するタイミングは、制動パターンＢＰ１２で電流指令値が上限値Ａｍａｘに達するタイミング、及び、制動パターンＢＰ１３で電流指令値が上限値Ａｍａｘに達するタイミングに等しい。但し、電流指令値が上限値Ａｍａｘに達するタイミングは、制動パターン毎に異なっていてもよい。
【００８６】
次に、図１０Ａ１、図１０Ａ２、図１０Ｂ１、及び図１０Ｂ２を参照し、旋回動作について説明する。図１０Ａ１及び図１０Ａ２は、ショベル１００の側面図であり、図１０Ｂ１及び図１０Ｂ２はショベル１００の上面図である。また、図１０Ａ１及び図１０Ｂ１は、平地で旋回動作を行っているときの状態を示し、図１０Ａ２及び図１０Ｂ２は、傾斜地で降り旋回動作を行っているときの状態を示す。また、図１０Ａ１、図１０Ａ２、図１０Ｂ１、及び図１０Ｂ２のそれぞれにおける実線矢印は旋回用油圧モータ２Ａによる旋回力が作用する方向を示し、点線矢印は上部旋回体３の自重による旋回力が作用する方向を示す。
【００８７】
図１０Ａ２及び図１０Ｂ２の例では、アーム５を大きく開いた状態にあるため、掘削アタッチメントを含めた上部旋回体３の重心は旋回軸ＳＡよりも前方にある。すなわち、掘削アタッチメントを含めた上部旋回体３の重心は、旋回軸ＳＡよりも上部旋回体３の後端から遠い位置にある。そのため、ショベル１００が傾斜地に位置する場合、上部旋回体３は、自重により、バケット６が低い位置に向かうように旋回しようとする。しかしながら、ショベル１００が傾斜地に位置する場合であって、掘削アタッチメントを含めた上部旋回体３の重心が旋回軸ＳＡよりも後方にある場合、すなわち、旋回軸ＳＡよりも上部旋回体３の後端に近い位置にある場合には、上部旋回体３は、自重により、カウンタウェイトが低い位置に向かうように旋回しようとする。
【００８８】
次に、図１１及び図１２を参照し、旋回動作中に選択される制動パターンの例について説明する。この例では、コントローラ３０は、平地での旋回動作中に物体検知装置７０が検知するバケット６と物体ＯＢ（図１０Ｂ１参照。）との距離ＤＢに応じた複数の制動パターンのうちの１つにしたがって駆動部としての旋回用油圧モータ２Ａを制動させる。距離ＤＢは、例えば図１０Ｂ１に示すように、旋回動作中にバケット６が描く旋回円ＣＲにおけるバケット６と物体ＯＢとの間の弧の長さである。図１１は、距離ＤＢと電流指令値との対応関係で表される制動パターンの例を示し、図６に対応する。図１１の実線は、比較的大きい旋回半径でショベル１００が旋回動作を行っているときに選択される制動パターンＢＰ２１を示し、破線は、比較的小さい旋回半径でショベル１００が旋回動作を行っているときに選択される制動パターンＢＰ２２を示す。旋回半径は、例えば、ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、及びバケット角度センサＳ３のそれぞれの出力に基づいて算出される。この例では、比較を容易にするため、比較的大きい旋回半径で旋回動作を行っているショベル１００と比較的小さい旋回半径で旋回動作を行っているショベル１００とは、同時並行的に、且つ、同じ一定の旋回速度で旋回している。そして、２台のショベル１００は、選択された制動パターンにしたがった自動制動処理により、旋回停止時の距離ＤＢがほぼ同じになるように制御される。図１２は、図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）を含む。図１２（Ａ）は、図１１の制動パターンを用いて旋回用油圧モータ２Ａを制動させたときの制御弁６０のストローク量の時間的推移を示す。図１２（Ｂ）は、図１１の制動パターンを用いて旋回用油圧モータ２Ａを制動させたときに、制御弁６０に実際に供給される電流の時間的推移を示す。具体的には、図１２の実線は、図１１の実線で示す制動パターンＢＰ２１が選択されたときの時間的推移を示し、破線は、図１１の破線で示す制動パターンＢＰ２２が選択されたときの時間的推移を示す。
【００８９】
図１１の実線で示すように、平地に位置するショベル１００が比較的大きい旋回半径で旋回動作を行っている場合には、コントローラ３０は、距離ＤＢが、比較的大きい旋回半径での旋回の際に設定される第３閾値ＴＨ３としての距離Ｄ２１を下回ると、制御弁６０に対する電流指令値を増加させる。距離Ｄ２１は、例えば５メートルである。この例では、電流指令値は、距離ＤＢが距離Ｄ２２になるときに上限値Ａｍａｘとなるように、所定の単位時間当たり増加率又は所定の単位距離当たり増加率で増加するように設定されている。制動パターンＢＰ２１が選択された場合、制御弁６０に供給される実際の電流は、図１２（Ｂ）の実線で示すように、距離ＤＢが距離Ｄ２１を下回った時点である時点ｔ２１で増加し始め、時点ｔ２２で上限値Ａｍａｘに達する。そして、制御弁６０のストローク量は、図１２（Ａ）の実線で示すように、時点ｔ２１で減少し始め、時点ｔ２２で下限値Ｓｍｉｎに達する。すなわち、制御弁６０が設置されているパイロットラインＣＤ１は遮断状態となる。このような制動パターンＢＰ２１を用いた自動制動処理により、コントローラ３０は、時点ｔ２５において、物体ＯＢから距離Ｄ２５のところでショベル１００の旋回動作を停止させることができる。
【００９０】
また、図１１の破線で示すように、平地に位置するショベル１００が比較的小さい旋回半径で旋回動作を行っている場合には、コントローラ３０は、距離ＤＢが、比較的小さい旋回半径での旋回の際に設定される第３閾値ＴＨ３としての距離Ｄ２３（＜Ｄ２１）を下回ると、制御弁６０に対する電流指令値を増加させる。距離Ｄ２３は、例えば３メートルである。この例では、電流指令値は、距離ＤＢが距離Ｄ２４になるときに上限値Ａｍａｘとなるように、所定の単位時間当たり増加率又は所定の単位距離当たり増加率で増加するように設定されている。制動パターンＢＰ２２が選択された場合、制御弁６０に供給される実際の電流は、図１２（Ｂ）の破線で示すように、距離ＤＢが距離Ｄ２３を下回った時点である時点ｔ２３で増加し始め、時点ｔ２４で上限値Ａｍａｘに達する。そして、制御弁６０のストローク量は、図１２（Ａ）の破線で示すように、時点ｔ２３で減少し始め、時点ｔ２４で下限値Ｓｍｉｎに達する。すなわち、制御弁６０が設置されているパイロットラインＣＤ１は遮断状態となる。このような制動パターンＢＰ２２を用いた自動制動処理により、コントローラ３０は、比較的大きい旋回半径で旋回動作を行っているショベル１００の場合と同様に、時点ｔ２５において、物体ＯＢから距離Ｄ２５のところでショベル１００の旋回動作を停止させることができる。
【００９１】
この構成により、コントローラ３０は、旋回半径の大きさにかかわらず、すなわち、掘削アタッチメントの姿勢にかかわらず、旋回用油圧モータ２Ａを適切に自動停止させることができる。例えば、距離ＤＢが距離Ｄ２５となるところでショベル１００の旋回動作を停止させることができる。
【００９２】
上述の例では、制動パターンＢＰ２１における電流指令値の増加率は、制動パターンＢＰ２２における電流指令値の増加率に等しい。但し、制動パターンＢＰ２１における電流指令値の増加率は、制動パターンＢＰ２２における電流指令値の増加率とは異なるように設定されていてもよい。この場合、制動パターンＢＰ２１における制動開始タイミングは、制動パターンＢＰ２２における制動開始タイミングと同じであってもよい。
【００９３】
次に、図１３及び図１４を参照し、旋回動作中に選択される制動パターンの別の例について説明する。この例では、コントローラ３０は、旋回動作中に物体検知装置７０が検知するバケット６と物体ＯＢ（図１０Ｂ１及び図１０Ｂ２参照。）との距離ＤＢに応じた複数の制動パターンのうちの１つにしたがって駆動部としての旋回用油圧モータ２Ａを制動させる。距離ＤＢは、例えば図１０Ｂ１及び図１０Ｂ２のそれぞれに示すように、旋回動作中にバケット６が描く旋回円ＣＲにおけるバケット６と物体ＯＢとの間の弧の長さである。図１３は、距離ＤＢと電流指令値との対応関係で表される制動パターンを示し、図６に対応する。図１３の実線は、ショベル１００が降り旋回動作を行っているときに選択される制動パターンＢＰ３１を示し、破線は、ショベル１００が平地で旋回動作を行っているときに選択される制動パターンＢＰ３２を示す。この例では、比較を容易にするため、降り旋回動作を行っているショベル１００と平地で旋回動作を行っているショベル１００とは、同時並行的に、且つ、同じ一定の旋回速度で旋回している。そして、２台のショベル１００のそれぞれは、選択された制動パターンにしたがった自動制動処理により、旋回停止時の距離ＤＢがほぼ同じになるように制御される。図１４は、図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）を含む。図１４（Ａ）は、図１３の制動パターンを用いて旋回用油圧モータ２Ａを制動させたときの制御弁６０のストローク量の時間的推移を示す。図１４（Ｂ）は、図１３の制動パターンを用いて旋回用油圧モータ２Ａを制動させたときに、制御弁６０に実際に供給される電流の時間的推移を示す。図１４の実線は、図１３の実線で示す制動パターンＢＰ３１が選択されたときの時間的推移を示し、破線は、図１３の破線で示す制動パターンＢＰ３２が選択されたときの時間的推移を示す。
【００９４】
図１３の実線で示すように、ショベル１００が降り旋回動作を行っている場合には、コントローラ３０は、距離ＤＢが、降り旋回動作の際に設定される第３閾値ＴＨ３としての距離Ｄ３１を下回ると、制御弁６０に対する電流指令値を増加させる。距離Ｄ３１は、例えば５メートルである。この例では、電流指令値は、距離ＤＢが距離Ｄ３２になるときに上限値Ａｍａｘとなるように、所定の単位時間当たり増加率又は所定の単位距離当たり増加率で増加するように設定されている。制動パターンＢＰ３１が選択された場合、制御弁６０に供給される実際の電流は、図１４（Ｂ）の実線で示すように、距離ＤＢが距離Ｄ３１を下回った時点である時点ｔ３１で増加し始め、時点ｔ３２で上限値Ａｍａｘに達する。そして、制御弁６０のストローク量は、図１４（Ａ）の実線で示すように、時点ｔ３１で減少し始め、時点ｔ３２で下限値Ｓｍｉｎに達する。すなわち、制御弁６０が設置されているパイロットラインＣＤ１は遮断状態となる。このような制動パターンＢＰ３１を用いた自動制動処理により、コントローラ３０は、時点ｔ２５において、物体ＯＢから距離Ｄ３５のところでショベル１００の降り旋回動作を停止させることができる。
【００９５】
また、図１３の破線で示すように、ショベル１００が平地で旋回動作を行っている場合には、コントローラ３０は、距離ＤＢが、平地での旋回動作の際に設定される第３閾値ＴＨ３としての距離Ｄ３３（＜Ｄ３１）を下回ると、制御弁６０に対する電流指令値を増加させる。距離Ｄ３３は、例えば３メートルである。この例では、電流指令値は、距離ＤＢが距離Ｄ３４になるときに上限値Ａｍａｘとなるように、所定の単位時間当たり増加率又は所定の単位距離当たり増加率で増加するように設定されている。制動パターンＢＰ３２が選択された場合、制御弁６０に供給される実際の電流は、図１４（Ｂ）の破線で示すように、距離ＤＢが距離Ｄ３３を下回った時点である時点ｔ３３で増加し始め、時点ｔ３４で上限値Ａｍａｘに達する。そして、制御弁６０のストローク量は、図１４（Ａ）の破線で示すように、時点ｔ３３で減少し始め、時点ｔ３４で下限値Ｓｍｉｎに達する。すなわち、制御弁６０が設置されているパイロットラインＣＤ１は遮断状態となる。このような制動パターンＢＰ３２を用いた自動制動処理により、コントローラ３０は、降り旋回動作中のショベル１００の場合と同様に、時点ｔ２５において、物体ＯＢから距離Ｄ２５のところでショベル１００の平地での旋回動作を停止させることができる。
【００９６】
上述の例では、制動パターンＢＰ３１における電流指令値の増加率は、制動パターンＢＰ３２における電流指令値の増加率に等しい。但し、制動パターンＢＰ３１における電流指令値の増加率は、制動パターンＢＰ３２における電流指令値の増加率とは異なるように設定されていてもよい。この場合、制動パターンＢＰ３１における制動開始タイミングは、制動パターンＢＰ３２における制動開始タイミングと同じであってもよい。
【００９７】
次に、図１５を参照し、ショベル１００に搭載される油圧システムの別の構成例について説明する。図１５は、ショベル１００に搭載される油圧システムの別の構成例を示す概略図である。図１５の油圧システムは、制動の対象となるアクチュエータに関するスプール弁を所定の制動パターンにしたがって動かすことで、アクチュエータを滑らかに減速させ、或いは、停止させることができる点で、図３の油圧システムと異なるが、その他の点で共通する。そのため、共通部分の説明を省略し、相違部分を詳説する。
【００９８】
図１５の油圧システムは、制御弁６０Ａ〜６０Ｆを含む。本実施形態では、制御弁６０Ａは、パイロットポンプ１５と左操作レバー２６Ｌにおけるアーム操作に関する部分とを繋ぐパイロットラインＣＤ１１の連通状態と遮断状態とを切り換え可能な電磁弁である。具体的には、制御弁６０Ａは、コントローラ３０からの指令に応じてパイロットラインＣＤ１１の連通状態と遮断状態とを切り換えるように構成されている。
【００９９】
制御弁６０Ｂは、パイロットポンプ１５と左操作レバー２６Ｌにおける旋回操作に関する部分とを繋ぐパイロットラインＣＤ１２の連通状態と遮断状態とを切り換え可能な電磁弁である。具体的には、制御弁６０Ｂは、コントローラ３０からの指令に応じてパイロットラインＣＤ１２の連通状態と遮断状態とを切り換えるように構成されている。
【０１００】
制御弁６０Ｃは、パイロットポンプ１５と左走行レバー２６ＤＬとを繋ぐパイロットラインＣＤ１３の連通状態と遮断状態とを切り換え可能な電磁弁である。具体的には、制御弁６０Ｃは、コントローラ３０からの指令に応じてパイロットラインＣＤ１３の連通状態と遮断状態とを切り換えるように構成されている。
【０１０１】
制御弁６０Ｄは、パイロットポンプ１５と右操作レバー２６Ｒにおけるブーム操作に関する部分とを繋ぐパイロットラインＣＤ１４の連通状態と遮断状態とを切り換え可能な電磁弁である。具体的には、制御弁６０Ｄは、コントローラ３０からの指令に応じてパイロットラインＣＤ１４の連通状態と遮断状態とを切り換えるように構成されている。
【０１０２】
制御弁６０Ｅは、パイロットポンプ１５と右操作レバー２６Ｒにおけるバケット操作に関する部分とを繋ぐパイロットラインＣＤ１５の連通状態と遮断状態とを切り換え可能な電磁弁である。具体的には、制御弁６０Ｅは、コントローラ３０からの指令に応じてパイロットラインＣＤ１５の連通状態と遮断状態とを切り換えるように構成されている。
【０１０３】
制御弁６０Ｆは、パイロットポンプ１５と右走行レバー２６ＤＲとを繋ぐパイロットラインＣＤ１６の連通状態と遮断状態とを切り換え可能な電磁弁である。具体的には、制御弁６０Ｆは、コントローラ３０からの指令に応じてパイロットラインＣＤ１６の連通状態と遮断状態とを切り換えるように構成されている。
【０１０４】
制御弁６０Ａ〜６０Ｆは、ゲートロックレバーに連動するように構成されていてもよい。具体的には、制御弁６０Ａ〜６０Ｆは、ゲートロックレバーが押し下げられたときにパイロットラインＣＤ１１〜ＣＤ１６を遮断状態にし、ゲートロックレバーが引き上げられたときにパイロットラインＣＤ１１〜ＣＤ１６を連通状態にするように構成されていてもよい。
【０１０５】
この構成により、コントローラ３０は、左操作レバー２６Ｌにおけるアーム操作に関する部分及び旋回操作に関する部分、右操作レバー２６Ｒにおけるブーム操作に関する部分及びバケット操作に関する部分、左走行レバー２６ＤＬ、並びに、右走行レバー２６ＤＲのそれぞれに対応するアクチュエータに関するスプール弁を所定の制動パターンにしたがって動かすことで、アクチュエータを滑らかに減速させ、或いは、停止させることができる。
【０１０６】
そのため、コントローラ３０は、複合操作が行われた場合であっても、ショベル１００を適切に動作させることができる。例えば、コントローラ３０は、複合操作のうちの１つの操作に応じた１つの被駆動体の動きを許容しながら、複合操作のうちの別の１つの操作に応じた別の１つの被駆動体の動きを制動してもよい。或いは、コントローラ３０は、複合操作のうちの１つの操作に応じた１つの被駆動体の動きを制動した場合には、複合操作のうちの他の操作に応じた他の被駆動体の動きも制動するように構成されていてもよい。
【０１０７】
次に、図１６Ａ及び図１６Ｂを参照し、ショベル１００の別の構成例について説明する。図１６Ａ及び図１６Ｂは、ショベル１００の別の構成例を示す図であり、図１６Ａが側面図を示し、図１６Ｂが上面図を示す。
【０１０８】
図１６Ａ及び図１６Ｂのショベルは、撮像装置８０を搭載している点で、図１及び図２に示すショベル１００と異なるが、その他の点で共通する。そのため、共通部分の説明を省略し、相違部分を詳説する。
【０１０９】
撮像装置８０は、周囲監視装置の別の一例であり、ショベル１００の周囲を撮像するように構成されている。ショベル１００は、必ずしも、物体検知装置７０及び撮像装置８０の両方を周囲監視装置として備えている必要はない。周囲監視装置は、物体検知装置７０により周囲の物体とショベル１００との位置関係を把握できるのであれば、物体検知装置７０のみで構成されていてもよく、撮像装置８０により周囲の物体とショベル１００との位置関係を把握できるのであれば、撮像装置８０のみで構成されていてもよい。図１６Ａ及び図１６Ｂの例では、撮像装置８０は、上部旋回体３の上面後端に取り付けられた後カメラ８０Ｂ、上部旋回体３の上面左端に取り付けられた左カメラ８０Ｌ、及び、上部旋回体３の上面右端に取り付けられた右カメラ８０Ｒを含む。撮像装置８０は、前カメラを含んでいてもよい。
【０１１０】
後カメラ８０Ｂは後センサ７０Ｂに隣接して配置され、左カメラ８０Ｌは左センサ７０Ｌに隣接して配置され、且つ、右カメラ８０Ｒは右センサ７０Ｒに隣接して配置されている。撮像装置８０が前カメラを含む場合、前カメラは、前センサ７０Ｆに隣接して配置されていてもよい。
【０１１１】
撮像装置８０が撮像した画像は、キャビン１０内に設置されている表示装置ＤＳに表示される。撮像装置８０は、俯瞰画像等の視点変換画像を表示装置ＤＳに表示できるように構成されていてもよい。俯瞰画像は、例えば、後カメラ８０Ｂ、左カメラ８０Ｌ、及び右カメラ８０Ｒのそれぞれが出力する画像を合成して生成される。
【０１１２】
この構成により、図１６Ａ及び図１６Ｂのショベル１００は、物体検知装置７０が検知した物体の画像を表示装置ＤＳに表示できる。そのため、ショベル１００の操作者は、被駆動体の動作が制限或いは禁止された場合、表示装置ＤＳに表示されている画像を見ることで、その原因となった物体が何であるかをすぐに確認できる。
【０１１３】
上述の通り、本発明の実施形態に係るショベル１００は、下部走行体１と、下部走行体１に旋回自在に搭載された上部旋回体３と、上部旋回体３に設けられた物体検知装置７０と、ショベル１００の駆動部を自動的に制動させることができる制御装置としてのコントローラ３０と、を備えている。ショベル１００の駆動部は、例えば、走行用油圧モータ２Ｍ及び旋回用油圧モータ２Ａ等の少なくとも１つを含む。走行用油圧モータ２Ｍは、走行用電動モータであってもよい。また、旋回用油圧モータ２Ａは、旋回用電動モータであってもよい。コントローラ３０は、例えば、物体検知装置７０が検知するショベル１００と物体との間の距離に応じた複数の制動パターンのうちの１つにしたがって駆動部を自動的に制動させてもよい。コントローラ３０は、例えば図４に示すように、ショベル１００とダンプトラックＤＰとの間の距離ＤＡに応じた複数の制動パターンのうちの１つにしたがって走行用油圧モータ２Ｍを自動的に制動させてもよい。また、コントローラ３０は、例えば図１０Ｂ１に示すように、ショベル１００と物体ＯＢとの間の距離ＤＢに応じた複数の制動パターンのうちの１つにしたがって旋回用油圧モータ２Ａを自動的に制動させてもよい。この構成により、コントローラ３０は、ショベル１００をより適切に自動停止させることができる。コントローラ３０は、例えば、平地走行中のショベル１００を自動停止させる場合と同様に、降坂中のショベル１００を自動停止させることができる。そのため、コントローラ３０は、平地走行中のショベル１００を自動停止させる場合に比べて制動距離を著しく増加させてしまうことはない。その結果、コントローラ３０は、降坂中のショベル１００が物体と接触する前にショベル１００を確実に停止させることができる。
【０１１４】
複数の制動パターンのそれぞれは、例えば、制動開始タイミングが異なるように設定されていてもよい。具体的には、複数の制動パターンのそれぞれは、図６に示す制動パターンＢＰ１及び制動パターンＢＰ２のように、制動開始タイミングが異なるように設定されていてもよい。なお、制動パターンＢＰ１では、距離ＤＡが第１閾値ＴＨ１としての距離Ｄ１を下回ったときに制動が開始され、制動パターンＢＰ２では、距離ＤＡが第１閾値ＴＨ１としての距離Ｄ３（＜Ｄ１）を下回ったときに制動が開始される。
【０１１５】
複数の制動パターンのそれぞれは、制動が開始された後の経過時間に対する制動力の増加率が異なるように設定されていてもよい。具体的には、複数の制動パターンのそれぞれは、図８に示す制動パターンＢＰ１１〜ＢＰ１３のように、電流指令値の単位時間当たり増加率又は単位距離当たり増加率が異なるように設定されていてもよい。なお、図８の例では、制動パターンＢＰ１１に関する電流指令値の単位時間当たり増加率は、制動パターンＢＰ１２に関する電流指令値の単位時間当たり増加率より小さい。また、制動パターンＢＰ１２に関する電流指令値の単位時間当たり増加率は、制動パターンＢＰ１３に関する電流指令値の単位時間当たり増加率より小さい。
【０１１６】
ショベル１００は、ショベル１００の傾斜を検出する機体傾斜センサＳ４を備えていてもよい。この場合、コントローラ３０は、機体傾斜センサＳ４の出力に基づいて制動パターンを切り換えるように構成されていてもよい。この構成により、コントローラ３０は、坂の勾配の大きさに応じて制動パターンを切り換えることができる。そのため、コントローラ３０は、坂の勾配の大きさにかかわらず、降坂中のショベル１００の走行を適切に停止させることができる。また、コントローラ３０は、坂の勾配の大きさにかかわらず、降り旋回動作中のショベル１００の旋回を適切に停止させることができる。
【０１１７】
制動パターンは、例えば、走行用アクチュエータの制動パターンであってもよい。走行用アクチュエータは、例えば、走行用油圧モータ２Ｍであってもよく、走行用電動モータであってもよい。また、制動パターンは、例えば、旋回用アクチュエータの制動パターンであってもよい。旋回用アクチュエータは、例えば、旋回用油圧モータ２Ａであってもよく、旋回用電動モータであってもよい。
【０１１８】
物体検知装置７０が検知する距離は、例えば、旋回動作中にエンドアタッチメントが描く旋回円におけるエンドアタッチメントと物体との間の弧の長さであってもよい。具体的には、図１０Ｂ１に示すように、物体検知装置７０が検知する距離ＤＢは、旋回動作中にバケット６が描く旋回円ＣＲにおけるバケット６と物体ＯＢとの間の弧の長さであってもよい。この構成により、コントローラ３０は、旋回軌道上に存在する物体ＯＢとバケット６との距離ＤＢに応じた複数の制動パターンのうちの１つにしたがって旋回用アクチュエータを自動的に制動させることができる。
【０１１９】
コントローラ３０は、旋回モーメントの大きさに応じた複数の制動パターンのうちの１つにしたがって駆動部を自動的に制動させるように構成されていてもよい。具体的には、コントローラ３０は、例えば図１１に示すように、ショベル１００の旋回半径に応じて制動パターンＢＰ２１と制動パターンＢＰ２２とを切り換えるように構成されていてもよい。旋回モーメントは、旋回半径の変化に応じて変化するためである。具体的には、旋回モーメントは、旋回半径が大きいほど大きくなるためである。この構成により、コントローラ３０は、旋回半径の大きさに応じて制動パターンを切り換えることができる。そのため、旋回半径の大きさにかかわらず、ショベル１００の旋回を適切に停止させることができる。
【０１２０】
次に、図１７Ａ〜図１７Ｄを参照し、ショベル１００の更に別の構成例について説明する。図１７Ａ及び図１７Ｃはショベル１００の側面図であり、図１７Ｂ及び図１７Ｄはショベル１００の上面図である。図１７Ａは、参照符号及び補助線等を除けば、図１７Ｃと同じ図であり、図１７Ｂは、参照符号及び補助線等を除けば、図１７Ｄと同じ図である。
【０１２１】
図１７Ａ〜図１７Ｄの例では、物体検知装置７０は、周囲監視装置の一例であり、上部旋回体３の上面後端に取り付けられたＬＩＤＡＲである後センサ７０Ｂ及び後上センサ７０ＵＢ、キャビン１０の上面前端に取り付けられたＬＩＤＡＲである前センサ７０Ｆ及び前上センサ７０ＵＦ、上部旋回体３の上面左端に取り付けられたＬＩＤＡＲである左センサ７０Ｌ及び左上センサ７０ＵＬ、並びに、上部旋回体３の上面右端に取り付けられたＬＩＤＡＲである右センサ７０Ｒ及び右上センサ７０ＵＲを含む。
【０１２２】
後センサ７０Ｂは、ショベル１００の後方且つ斜め下方に存在する物体を検知するように構成されている。後上センサ７０ＵＢは、ショベル１００の後方且つ斜め上方に存在する物体を検知するように構成されている。前センサ７０Ｆは、ショベル１００の前方且つ斜め下方に存在する物体を検知するように構成されている。前上センサ７０ＵＦは、ショベル１００の前方且つ斜め上方に存在する物体を検知するように構成されている。左センサ７０Ｌは、ショベル１００の左方且つ斜め下方に存在する物体を検知するように構成されている。左上センサ７０ＵＬは、ショベル１００の左方且つ斜め上方に存在する物体を検知するように構成されている。右センサ７０Ｒは、ショベル１００の右方且つ斜め下方に存在する物体を検知するように構成されている。右上センサ７０ＵＲは、ショベル１００の右方且つ斜め上方に存在する物体を検知するように構成されている。
【０１２３】
図１７Ａ〜図１７Ｄの例では、撮像装置８０は、周囲監視装置の別の一例であり、上部旋回体３の上面後端に取り付けられた後カメラ８０Ｂ及び後上カメラ８０ＵＢ、キャビン１０の上面前端に取り付けられた前カメラ８０Ｆ及び前上カメラ８０ＵＦ、上部旋回体３の上面左端に取り付けられた左カメラ８０Ｌ及び左上カメラ８０ＵＬ、並びに、上部旋回体３の上面右端に取り付けられた右カメラ８０Ｒ及び右上カメラ８０ＵＲを含む。
【０１２４】
後カメラ８０Ｂは、ショベル１００の後方且つ斜め下方を撮像するように構成されている。後上カメラ８０ＵＢは、ショベル１００の後方且つ斜め上方を撮像するように構成されている。前カメラ８０Ｆは、ショベル１００の前方且つ斜め下方を撮像するように構成されている。前上カメラ８０ＵＦは、ショベル１００の前方且つ斜め上方を撮像するように構成されている。左カメラ８０Ｌは、ショベル１００の左方且つ斜め下方を撮像するように構成されている。左上カメラ８０ＵＬは、ショベル１００の左方且つ斜め上方を撮像するように構成されている。右カメラ８０Ｒは、ショベル１００の右方且つ斜め下方を撮像するように構成されている。右上カメラ８０ＵＲは、ショベル１００の右方且つ斜め上方を撮像するように構成されている。
【０１２５】
具体的には、図１７Ａに示すように、後カメラ８０Ｂは、光軸を表す仮想線である破線Ｍ１が旋回軸Ｋに垂直な仮想平面（図１７Ａの例では仮想水平面）に対して角度（俯角）φ１を形成するように構成されている。後上カメラ８０ＵＢは、光軸を表す仮想線である破線Ｍ２が旋回軸Ｋに垂直な仮想平面に対して角度（仰角）φ２を形成するように構成されている。前カメラ８０Ｆは、光軸を表す仮想線である破線Ｍ３が旋回軸Ｋに垂直な仮想平面に対して角度（俯角）φ３を形成するように構成されている。前上カメラ８０ＵＦは、光軸を表す仮想線である破線Ｍ４が旋回軸Ｋに垂直な仮想平面に対して角度（仰角）φ４を形成するように構成されている。図示はされていないが、左カメラ８０Ｌ及び右カメラ８０Ｒも同様に、各光軸が旋回軸Ｋに垂直な仮想平面に対して俯角を形成するように構成され、左上カメラ８０ＵＬ及び右上カメラ８０ＵＲも同様に、各光軸が旋回軸Ｋに垂直な仮想平面に対して仰角を形成するように構成されている。
【０１２６】
図１７Ｃでは、領域Ｒ１は、前カメラ８０Ｆの監視範囲（撮像範囲）と前上カメラ８０ＵＦの撮像範囲とが重複している部分を表し、領域Ｒ２は、後カメラ８０Ｂの撮像範囲と後上カメラ８０ＵＢの撮像範囲とが重複している部分を表している。すなわち、後カメラ８０Ｂと後上カメラ８０ＵＢは、互いの撮像範囲が上下方向で部分的に重複するように配置され、前カメラ８０Ｆと前上カメラ８０ＵＦも、互いの撮像範囲が上下方向で部分的に重複するように配置されている。また、図示は省略されているが、左カメラ８０Ｌと左上カメラ８０ＵＬも互いの撮像範囲が上下方向で部分的に重複するように配置され、右カメラ８０Ｒと右上カメラ８０ＵＲも互いの撮像範囲が上下方向で部分的に重複するように配置されている。
【０１２７】
図１７Ｃに示すように、後カメラ８０Ｂは、撮像範囲の下側の境界を表す仮想線である破線Ｌ１が、旋回軸Ｋに垂直な仮想平面（図１７Ｃの例では仮想水平面）に対して角度（俯角）θ１を形成するように構成されている。後上カメラ８０ＵＢは、撮像範囲の上側の境界を表す仮想線である破線Ｌ２が、旋回軸Ｋに垂直な仮想平面に対して角度（仰角）θ２を形成するように構成されている。前カメラ８０Ｆは、撮像範囲の下側の境界を表す仮想線である破線Ｌ３が、旋回軸Ｋに垂直な仮想平面に対して角度（俯角）θ３を形成するように構成されている。前上カメラ８０ＵＦは、撮像範囲の上側の境界を表す仮想線である破線Ｌ４が、旋回軸Ｋに垂直な仮想平面に対して角度（仰角）θ４を形成するように構成されている。角度（俯角）θ１及び角度（俯角）θ３は、望ましくは、５５度以上である。図１７Ｃでは、角度（俯角）θ１は、約７０度であり、角度（俯角）θ３は、約６５度である。角度（仰角）θ２及び角度（仰角）θ４は、望ましくは、９０度以上であり、より望ましくは、１３５度以上であり、更に望ましくは、１８０度である。図１７Ｃでは、角度（仰角）θ２は、約１１５度であり、角度（仰角）θ４は、約１１５度である。図示はされていないが、左カメラ８０Ｌ及び右カメラ８０Ｒも同様に、各撮像範囲の下側の境界が旋回軸Ｋに垂直な仮想平面に対し、５５度以上の俯角を形成するように構成され、左上カメラ８０ＵＬ及び右上カメラ８０ＵＲも同様に、各撮像範囲の上側の境界が旋回軸Ｋに垂直な仮想平面に対し、９０度以上の仰角を形成するように構成されている。
【０１２８】
そのため、ショベル１００は、前上カメラ８０ＵＦによりキャビン１０の上方の空間内に存在する物体を検知できる。また、ショベル１００は、後上カメラ８０ＵＢによりエンジンフードの上方の空間内に存在する物体を検知できる。また、ショベル１００は、左上カメラ８０ＵＬ及び右上カメラＵＲにより上部旋回体３の上方の空間内に存在する物体を検出できる。このように、ショベル１００は、後上カメラ８０ＵＢ、前上カメラ８０ＵＦ、左上カメラ８０ＵＬ、及び右上カメラ８０ＵＲによりショベル１００の上方の空間内に存在する物体を検知できる。
【０１２９】
図１７Ｄでは、領域Ｒ３は、前カメラ８０Ｆの撮像範囲と前上カメラ８０ＵＦの撮像範囲とが重複している部分を表し、領域Ｒ４は、左カメラ８０Ｌの撮像範囲と後カメラ８０Ｂの撮像範囲とが重複している部分を表し、領域Ｒ５は、後カメラ８０Ｂの撮像範囲と右カメラ８０Ｒの撮像範囲とが重複している部分を表し、領域Ｒ６は、右カメラ８０Ｒの撮像範囲と前カメラ８０Ｆの撮像範囲とが重複している部分を表している。すなわち、前カメラ８０Ｆと左カメラ８０Ｌは、互いの撮像範囲が左右方向で部分的に重複するように配置され、左カメラ８０Ｌと後カメラ８０Ｂも、互いの撮像範囲が左右方向で部分的に重複するように配置され、後カメラ８０Ｂと右カメラ８０Ｒも、互いの撮像範囲が左右方向で部分的に重複するように配置され、右カメラ８０Ｒと前カメラ８０Ｆも、互いの撮像範囲が左右方向で部分的に重複するように配置されている。また、図示は省略されているが、前上カメラ８０ＵＦと左上カメラ８０ＵＬも、互いの撮像範囲が左右方向で部分的に重複するように配置され、左上カメラ８０ＵＬと後上カメラ８０ＵＢも、互いの撮像範囲が左右方向で部分的に重複するように配置され、後上カメラ８０ＵＢと右上カメラ８０ＵＲも、互いの撮像範囲が左右方向で部分的に重複するように配置され、右上カメラ８０ＵＲと前上カメラ８０ＵＦも、互いの撮像範囲が左右方向で部分的に重複するように配置されている。
【０１３０】
このような配置により、前上カメラ８０ＵＦは、例えば、ブーム４を最も上昇させたときにブーム４の先端が位置する空間及びその周囲の空間にある物体を撮像できる。そのため、コントローラ３０は、例えば、前上カメラ８０ＵＦが撮像した画像を利用することで、ショベル１００の上空に架けられている電線にブーム４の先端が接触してしまうのを防止できる。
【０１３１】
前上カメラ８０ＵＦは、ブーム４を最も上昇させた姿勢であるブーム上限姿勢においてアーム５及びバケット６の少なくとも一方が回動させられたとしても、アーム５及びバケット６が前上カメラ８０ＵＦの撮像範囲内に入るように、キャビン１０に取り付けられていてもよい。この場合、ブーム上限姿勢においてアーム５及びバケット６の少なくとも一方が最大限開かれたとしても、コントローラ３０は、周囲の物体と掘削アタッチメントＡＴとが接触するおそれがあるか否かを判定できる。掘削アタッチメントＡＴは、アタッチメントの一例であり、ブーム４、アーム５、及びバケット６で構成されている。
【０１３２】
物体検知装置７０も撮像装置８０と同様に配置されていてもよい。すなわち、後センサ７０Ｂと後上センサ７０ＵＢは、互いの監視範囲（検知範囲）が上下方向で部分的に重複するように配置され、前センサ７０Ｆと前上センサ７０ＵＦも、互いの検知範囲が上下方向で部分的に重複するように配置され、左センサ７０Ｌと左上センサ７０ＵＬも互いの検知範囲が上下方向で部分的に重複するように配置され、右センサ７０Ｒと右上センサ７０ＵＲも互いの検知範囲が上下方向で部分的に重複するように配置されていてもよい。
【０１３３】
前センサ７０Ｆと左センサ７０Ｌは、互いの検知範囲が左右方向で部分的に重複するように配置され、左センサ７０Ｌと後センサ７０Ｂも、互いの検知範囲が左右方向で部分的に重複するように配置され、後センサ７０Ｂと右センサ７０Ｒも、互いの検知範囲が左右方向で部分的に重複するように配置され、右センサ７０Ｒと前センサ７０Ｆも、互いの検知範囲が左右方向で部分的に重複するように配置されていてもよい。
【０１３４】
前上センサ７０ＵＦと左上センサ７０ＵＬは、互いの検知範囲が左右方向で部分的に重複するように配置され、左上センサ７０ＵＬと後上センサ７０ＵＢも、互いの検知範囲が左右方向で部分的に重複するように配置され、後上センサ７０ＵＢと右上センサ７０ＵＲも、互いの検知範囲が左右方向で部分的に重複するように配置され、右上センサ７０ＵＲと前上センサ７０ＵＦも、互いの検知範囲が左右方向で部分的に重複するように配置されていてもよい。
【０１３５】
後センサ７０Ｂ、前センサ７０Ｆ、左センサ７０Ｌ、及び右センサ７０Ｒは、各光軸が旋回軸Ｋに垂直な仮想平面に対して俯角を形成するように構成され、後上センサ７０ＵＢ、前上センサ７０ＵＦ、左上センサ７０ＵＬ、及び右上センサ７０ＵＲは、各光軸が旋回軸Ｋに垂直な仮想平面に対して仰角を形成するように構成されていてもよい。
【０１３６】
後センサ７０Ｂ、前センサ７０Ｆ、左センサ７０Ｌ、及び右センサ７０Ｒは、各検知範囲の下側の境界が旋回軸Ｋに垂直な仮想平面に対して俯角を形成するように構成され、後上センサ７０ＵＢ、前上センサ７０ＵＦ、左上センサ７０ＵＬ、及び右上センサ７０ＵＲは、各検知範囲の上側の境界が旋回軸Ｋに垂直な仮想平面に対して仰角を形成するように構成されていてもよい。
【０１３７】
図１７Ａ〜図１７Ｄの例では、後カメラ８０Ｂは後センサ７０Ｂに隣接して配置され、前カメラ８０Ｆは前センサ７０Ｆに隣接して配置され、左カメラ８０Ｌは左センサ７０Ｌに隣接して配置され、且つ、右カメラ８０Ｒは右センサ７０Ｒに隣接して配置されている。また、後上カメラ８０ＵＢは後上センサ７０ＵＢに隣接して配置され、前上カメラ８０ＵＦは前上センサ７０ＵＦに隣接して配置され、左上カメラ８０ＵＬは左上センサ７０ＵＬに隣接して配置され、且つ、右上カメラ８０ＵＲは右上センサ７０ＵＲに隣接して配置されている。
【０１３８】
図１７Ａ〜図１７Ｄの例では、物体検知装置７０及び撮像装置８０は何れも、図１７Ｄに示すように、上面視で上部旋回体３の輪郭からはみ出さないように、上部旋回体３に取り付けられている。但し、物体検知装置７０及び撮像装置８０の少なくとも１つは、上面視で上部旋回体３の輪郭からはみ出すように、上部旋回体３に取り付けられていてもよい。
【０１３９】
後上カメラ８０ＵＢは、省略されてもよく、後カメラ８０Ｂに統合されていてもよい。後上カメラ８０ＵＢが統合された後カメラ８０Ｂは、後上カメラ８０ＵＢがカバーしていた撮像範囲を含む広い撮像範囲をカバーできるように構成されていてもよい。前上カメラ８０ＵＦ、左上カメラ８０ＵＬ、及び右上カメラ８０ＵＲについても同様である。また、後上センサ７０ＵＢは、省略されてもよく、後センサ７０Ｂに統合されていてもよい。前上センサ７０ＵＦ、左上センサ７０ＵＬ、及び右上センサ７０ＵＲについても同様である。また、後上カメラ８０ＵＢ、前上カメラ８０ＵＦ、左上カメラ８０ＵＬ、及び右上カメラ８０ＵＲの少なくとも２つは、１又は複数の全天球カメラ又は半球カメラとして統合されていてもよい。
【０１４０】
コントローラ３０は、物体検知装置７０の出力に基づき、ショベル１００と物体との間の距離を算出する際に、ショベル１００及び物体のそれぞれの全体的且つ立体的な外形（外表面）を認識するように構成されていてもよい。ショベル１００の外表面は、例えば、下部走行体１の外表面、上部旋回体３の外表面、及び、掘削アタッチメントＡＴの外表面を含む。コントローラ３０には、姿勢センサの取り付け位置と下部走行体１の外表面、上部旋回体３の外表面、及び、掘削アタッチメントＡＴの外表面との位置関係が予め設定されている。そのため、コントローラ３０は、姿勢センサの位置の変化を所定の周期で算出することにより、下部走行体１の外表面、上部旋回体３の外表面、及び、掘削アタッチメントＡＴの外表面の位置の変化も算出できる。
【０１４１】
具体的には、コントローラ３０は、例えば、ポリゴンモデル又はワイヤーフレームモデル等の仮想的な三次元モデルを用いてショベル１００の全体的且つ立体的な外形（外表面）を認識して外表面上の点の座標を算出する。なお、下部走行体１の外表面は、例えば、クローラ１Ｃの前面、上面、底面、及び後面等を含む。上部旋回体３の外表面は、例えば、側面カバーの表面、エンジンフードの上面、並びに、カウンタウェイトの上面、左側面、右側面、及び後面等を含む。掘削アタッチメントＡＴの外表面は、例えば、ブーム４の背面、左側面、右側面、及び腹面、並びに、アーム５の背面、左側面、右側面、及び腹面等を含む。
【０１４２】
図１８は、ポリゴンモデルを用いて認識されるショベル１００の全体的且つ立体的な外表面の構成例を示す。図形１８Ａは、上部旋回体３及び掘削アタッチメントＡＴのポリゴンモデルの上面図であり、図形１８Ｂは、下部走行体１のポリゴンモデルの上面図であり、図形１８Ｃは、ショベル１００のポリゴンモデルの左側面図である。図１８では、下部走行体１の外表面は、斜線パターンで表され、上部旋回体３の外表面は、粗いドットパターンで表され、掘削アタッチメントＡＴの外表面は、細かいドットパターンで表されている。
【０１４３】
ポリゴンモデルとしてのショベル１００の外表面は、実際のショベル１００の外表面よりも所定の余裕距離だけ外側にある表面として認識されてもよい。すなわち、ポリゴンモデルとしてのショベル１００は、例えば、実際の下部走行体１、上部旋回体３、及び掘削アタッチメントＡＴのそれぞれが別々に相似拡大されたものとして認識されてもよい。この場合、余裕距離は、ショベル１００の動き（例えば、掘削アタッチメントＡＴの動き）等に応じて変化する距離であってもよい。そして、コントローラ３０は、この相似拡大されたポリゴンモデルと物体検知装置７０が検知した物体のポリゴンモデルとが接触した或いは接触するおそれがあると判定した場合に、警報を出力してもよく、上述の自動制動処理等によって被駆動体の動きを制動してもよい。
【０１４４】
コントローラ３０は、例えば、ショベル１００の外表面を構成する３つの部分（下部走行体１の外表面、上部旋回体３の外表面、及び、掘削アタッチメントＡＴの外表面）のそれぞれについて、機体の一部が物体と接触するおそれがあるか否かを別々に判定してもよい。また、コントローラ３０は、ショベル１００の作業内容によっては、３つの部分のうちの少なくとも１つについて、機体の一部が物体と接触するおそれがあるか否かの判定を省略してもよい。
【０１４５】
例えば、図１０Ａ１、図１０Ａ２、図１０Ｂ１、及び図１０Ｂ２に示す例では、コントローラ３０は、所定の制御周期毎に、掘削アタッチメントＡＴの外表面上の各点と物体ＯＢとの間の距離を算出してもよい。この場合、コントローラ３０は、下部走行体１の外表面上の各点及び上部旋回体３の外表面上の各点と物体ＯＢとの間の距離の算出を省略してもよい。
【０１４６】
或いは、ショベル１００の上空にある電線とショベル１００とが接触するおそれのある作業現場では、コントローラ３０は、掘削アタッチメントＡＴの外表面上の各点（例えばブーム先端の外表面上の各点）と電線との間の距離を所定の制御周期毎に算出するように構成されてもよい。この場合、コントローラ３０は、下部走行体１の外表面上の各点及び上部旋回体３の外表面上の各点と電線との間の距離の算出を省略してもよい。
【０１４７】
或いは、ショベル１００の後方又は側方にある物体とショベル１００とが接触するおそれのある作業現場では、コントローラ３０は、上部旋回体３の外表面上の各点（例えばカウンタウェイトの外表面上の各点）とその物体との間の距離を所定の制御周期毎に算出するように構成されてもよい。この場合、コントローラ３０は、下部走行体１の外表面上の各点及び掘削アタッチメントＡＴの外表面上の各点とその物体との間の距離の算出を省略してもよい。
【０１４８】
或いは、クローラ１Ｃの近くにあるクローラ１Ｃよりも低い物体とショベル１００とが接触するおそれのある作業現場では、コントローラ３０は、下部走行体１の外表面上の各点（例えばクローラ１Ｃの外表面上の各点）とその物体との間の距離を所定の制御周期毎に算出するように構成されてもよい。この場合、コントローラ３０は、上部旋回体３の外表面上の各点及び掘削アタッチメントＡＴの外表面上の各点とその物体との間の距離の算出を省略してもよい。
【０１４９】
ここで、図１９を参照し、ショベル１００の外表面を構成する３つの部分のそれぞれと、周囲監視装置としての物体検知装置７０によって検知された物体との間の距離に基づいて被駆動体の動きを制限する機能の一例について説明する。図１９は、コントローラ３０の構成の一例を示す図である。なお、周囲監視装置は、撮像装置８０であってもよい。
【０１５０】
図１９に示す例では、コントローラ３０は、物体判定部３０Ａ、制動要否判定部３０Ｂ、速度指令生成部３０Ｅ、状態認識部３０Ｆ、距離判定部３０Ｇ、制限対象決定部３０Ｈ、及び速度制限部３０Ｓを機能要素として有する。そして、コントローラ３０は、ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、バケット角度センサＳ３、機体傾斜センサＳ４、旋回角速度センサＳ５、電気式の左操作レバー２６Ｌ、物体検知装置７０、及び撮像装置８０等が出力する信号を受け、様々な演算を実行し、比例弁３１等に制御指令を出力できるように構成されている。
【０１５１】
比例弁３１は、コントローラ３０が出力する電流指令に応じて動作するように構成されている。比例弁３１は、左比例弁３１Ｌ及び右比例弁３１Ｒを含む。具体的には、左比例弁３１Ｌは、パイロットポンプ１５から左比例弁３１Ｌを介して制御弁１７３の左パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整できるように構成されている。同様に、右比例弁３１Ｒは、パイロットポンプ１５から右比例弁３１Ｒを介して制御弁１７３の右側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整できるように構成されている。比例弁３１は、制御弁１７３を任意の弁位置で停止できるようにパイロット圧を調整可能である。なお、図１９は、旋回用油圧モータ２Ａに供給される作動油の流量を制御する制御弁１７３に関する構成を一例として示しているが、コントローラ３０は、同様の構成により、走行用油圧モータ２Ｍ、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９のそれぞれに供給される作動油の流量を制御できる。
【０１５２】
物体判定部３０Ａは、物体の種類を判定するように構成されている。図１９に示す例では、物体判定部３０Ａは、物体検知装置７０が検知した物体の種類を判定するように構成されている。
【０１５３】
制動要否判定部３０Ｂは、物体の種類に応じて制動の要否を判定するように構成されている。図１９に示す例では、制動要否判定部３０Ｂは、物体検知装置７０が検知した物体が人であると判定された場合、被駆動体の制動が必要であると判定する。
【０１５４】
速度指令生成部３０Ｅは、操作装置２６が出力する信号に基づいてアクチュエータの動作速度に関する指令を生成するように構成されている。図１９に示す例では、速度指令生成部３０Ｅは、左右方向に操作された左操作レバー２６Ｌが出力する電気信号に基づいて旋回用油圧モータ２Ａの回転速度に関する指令を生成するように構成されている。
【０１５５】
状態認識部３０Ｆは、ショベル１００の現在の状態を認識するように構成されている。具体的には、状態認識部３０Ｆは、アタッチメント状態認識部３０Ｆ１、上部旋回体状態認識部３０Ｆ２、及び下部走行体状態認識部３０Ｆ３を有する。
【０１５６】
アタッチメント状態認識部３０Ｆ１は、掘削アタッチメントＡＴの現在の状態を認識するように構成されている。具体的には、アタッチメント状態認識部３０Ｆ１は、掘削アタッチメントＡＴの外表面上の所定点の座標を算出するように構成されている。所定点は、例えば、掘削アタッチメントＡＴの全頂点を含む。
【０１５７】
上部旋回体状態認識部３０Ｆ２は、上部旋回体３の現在の状態を認識するように構成されている。具体的には、上部旋回体状態認識部３０Ｆ２は、上部旋回体３の外表面上の所定点の座標を算出するように構成されている。所定点は、例えば、上部旋回体３の全頂点を含む。
【０１５８】
下部走行体状態認識部３０Ｆ３は、下部走行体１の現在の状態を認識するように構成されている。具体的には、下部走行体状態認識部３０Ｆ３は、下部走行体１の外表面上の所定点の座標を算出するように構成されている。所定点は、例えば、下部走行体１の全頂点を含む。
【０１５９】
状態認識部３０Ｆは、ショベル１００の作業内容等に応じ、ショベル１００の外表面を構成する３つの部分（下部走行体１の外表面、上部旋回体３の外表面、及び、掘削アタッチメントＡＴの外表面）のうちの何れの状態の認識を実行し、何れの状態の認識を省略するかを決定してもよい。
【０１６０】
距離判定部３０Ｇは、状態認識部３０Ｆが算出したショベル１００の外表面上の各点と物体検知装置７０によって検知された物体との間の距離が所定値を下回ったか否かを判定するように構成されている。図１９に示す例では、距離判定部３０Ｇは、制動要否判定部３０Ｂによって被駆動体の制動が必要と判断された場合に、状態認識部３０Ｆが算出したショベル１００の外表面上の各点と物体検知装置７０によって検知された物体との間の距離を算出する。
【０１６１】
制限対象決定部３０Ｈは、制限対象を決定するように構成されている。図１９に示す例では、制限対象決定部３０Ｈは、距離判定部３０Ｇの出力、すなわち、ショベル１００の外表面上の何れの点と物体との間の距離が所定値を下回ったかに基づき、動きを制限すべきアクチュエータ（以下、「制限対象アクチュエータ」とする。）を決定する。
【０１６２】
速度制限部３０Ｓは、１又は複数のアクチュエータの動作速度を制限するように構成されている。図１９に示す例では、速度制限部３０Ｓは、速度指令生成部３０Ｅが生成した速度指令のうちの、制限対象決定部３０Ｈにより制限対象アクチュエータとして決定されたアクチュエータに関する速度指令を変更し、変更後の速度指令に対応する制御指令を比例弁３１に対して出力する。
【０１６３】
具体的には、速度制限部３０Ｓは、制限対象決定部３０Ｈにより制限対象アクチュエータとして決定された旋回用油圧モータ２Ａに関する速度指令を変更し、変更後の速度指令に対応する制御指令を比例弁３１に対して出力する。旋回用油圧モータ２Ａの回転速度を低減させ或いは旋回用油圧モータ２Ａの回転を停止させるためである。
【０１６４】
より具体的には、速度制限部３０Ｓは、図６、図８、図１１、及び図１３のそれぞれで示したような制動パターンを用いて１又は複数のアクチュエータの動作速度を制限するように構成されている。
【０１６５】
速度制限部３０Ｓは、例えば、バケット６内に取り込まれた土砂等の被掘削物の重量と掘削アタッチメントＡＴの姿勢とに応じて制動パターンを変化させてもよい。この場合、被掘削物の重量は、例えば、掘削アタッチメントＡＴの姿勢と、ブームシリンダ７における作動油の圧力とに基づいて算出される。なお、被掘削物の重量は、掘削アタッチメントＡＴの姿勢と、ブームシリンダ７における作動油の圧力、アームシリンダ８における作動油の圧力、及び、バケットシリンダ９における作動油の圧力の少なくとも１つとに基づいて算出されてもよい。
【０１６６】
速度制限部３０Ｓにより、図１９に示すコントローラ３０は、ショベル１００の機体の一部が物体と接触するのを防止するために、アクチュエータの動きを減速させ或いは停止させることができる。
【０１６７】
次に、図２０を参照し、ショベル１００の外表面を構成する３つの部分のそれぞれと、周囲監視装置としての物体検知装置７０によって検知された物体との間の距離に基づいて被駆動体の動きを制限する機能の別の一例について説明する。図２０は、コントローラ３０の構成の別の一例を示す図である。なお、周囲監視装置は、撮像装置８０であってもよい。
【０１６８】
図２０に示すコントローラ３０は、油圧式パイロット回路を備えた油圧式操作レバーに接続される構成である点で、油圧式パイロット回路を備えた電気式操作レバーに接続される構成である図１９に示すコントローラ３０と異なる。具体的には、図２０に示すコントローラ３０の速度制限部３０Ｓは、操作圧センサ２９の出力に基づいて速度指令を生成し、生成した速度指令のうちの、制限対象決定部３０Ｈにより制限対象アクチュエータとして決定されたアクチュエータに関する速度指令を変更し、変更後の速度指令に対応する制御指令をそのアクチュエータに関する電磁弁６５に対して出力する。
【０１６９】
電磁弁６５は、電磁弁６５Ｌ及び電磁弁６５Ｒを含む。図２０に示す例では、電磁弁６５Ｌは、左操作レバー２６Ｌが左右方向に操作されたときに作動油を吐出するリモコン弁の左側ポートと制御弁１７３の左側パイロットポートとを繋ぐ管路に配置される電磁比例弁である。電磁弁６５Ｒは、左操作レバー２６Ｌが左右方向に操作されたときに作動油を吐出するリモコン弁の右側ポートと制御弁１７３の右側パイロットポートとを繋ぐ管路に配置される電磁比例弁である。
【０１７０】
具体的には、速度制限部３０Ｓは、制限対象決定部３０Ｈにより制限対象アクチュエータとして決定された旋回用油圧モータ２Ａに関する速度指令を変更し、変更後の速度指令に対応する制御指令を電磁弁６５に対して出力する。旋回用油圧モータ２Ａの回転速度を低減させ或いは旋回用油圧モータ２Ａの回転を停止させるためである。
【０１７１】
速度制限部３０Ｓにより、図２０に示すコントローラ３０は、図１９に示すコントローラ３０と同様に、ショベル１００の機体の一部が物体と接触するのを防止するために、アクチュエータの動きを減速させ或いは停止させることができる。
【０１７２】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳説した。しかしながら、本発明は、上述した実施形態に制限されることはない。上述した実施形態は、本発明の範囲を逸脱することなしに、種々の変形又は置換等が適用され得る。また、別々に説明された特徴は、技術的な矛盾が生じない限り、組み合わせが可能である。
【０１７３】
例えば、上述の実施形態では、油圧式パイロット回路を備えた油圧式操作システムが開示されている。例えば、左操作レバー２６Ｌに関する油圧式パイロット回路では、図２０に示すように、パイロットポンプ１５から左操作レバー２６Ｌへ供給される作動油が、左操作レバー２６Ｌの左右方向への傾倒によって開閉されるリモコン弁の開度に応じた流量で、制御弁１７３のパイロットポートへ伝達される。或いは、右操作レバー２６Ｒに関する油圧式パイロット回路では、パイロットポンプ１５から右操作レバー２６Ｒへ供給される作動油が、右操作レバー２６Ｒの前後方向への傾倒によって開閉されるリモコン弁の開度に応じた流量で、制御弁１７５のパイロットポートへ伝達される。
【０１７４】
但し、このような油圧式パイロット回路を備えた油圧式操作システムではなく、図１９に示すような電気式操作レバーが採用されてもよい。この場合、電気式操作レバーのレバー操作量は、例えば、電気信号としてコントローラ３０へ入力される。この構成により、電気式操作レバーを用いた手動操作が行われると、コントローラ３０は、レバー操作量に対応する電気信号によって電磁弁を制御してパイロット圧を増減させることで各制御弁を移動させることができる。
【０１７５】
図１５に示される油圧システムは、パイロットポンプ１５と操作装置２６のそれぞれに対応する各リモコン弁との間に、制御弁６０Ａ〜６０Ｆを配置させることで、制動の対象となるアクチュエータに関するスプール弁を所定の制動パターンにしたがって動かし、アクチュエータを滑らかに減速させ、或いは、停止させることができるように構成されている。しかしながら、油圧システムは、操作装置２６のそれぞれに対応する各リモコン弁と制御弁１７１〜１７６との間において、制御弁６０Ａ〜６０Ｆが配置される構成であってもよい。例えば、左操作レバー２６Ｌのリモコン弁と制御弁１７６との間に、制御弁６０Ａが設けられていてもよい。この構成においても、コントローラ３０は、制動の対象となるアクチュエータに関するスプール弁を所定の制動パターンにしたがって動かすことで、アクチュエータを滑らかに減速させ、或いは、停止させることができる。
【０１７６】
また、ショベル１００が取得する情報は、図２１に示すようなショベルの管理システムＳＹＳを通じ、管理者及び他のショベルの操作者等と共有されてもよい。図２１は、ショベルの管理システムＳＹＳの構成例を示す概略図である。管理システムＳＹＳは、ショベル１００を管理するシステムである。本実施形態では、管理システムＳＹＳは、主に、ショベル１００、支援装置２００、及び管理装置３００で構成される。ショベル１００、支援装置２００、及び管理装置３００のそれぞれは、通信装置を備え、携帯電話通信網、衛星通信網、又は近距離無線通信網等を介して互いに直接的に或いは間接的に接続されている。管理システムＳＹＳを構成するショベル１００、支援装置２００、及び管理装置３００は、それぞれ１台であってもよく、複数台であってもよい。図１２の例では、管理システムＳＹＳは、１台のショベル１００と、１台の支援装置２００と、１台の管理装置３００とを含む。
【０１７７】
支援装置２００は、典型的には携帯端末装置であり、例えば、施工現場にいる作業者等が携帯するノートＰＣ、タブレットＰＣ又はスマートフォン等のコンピュータである。支援装置２００は、ショベル１００の操作者が携帯するコンピュータであってもよい。但し、支援装置２００は、固定端末装置であってもよい。
【０１７８】
管理装置３００は、典型的には固定端末装置であり、例えば、施工現場外の管理センタ等に設置されるサーバコンピュータである。管理装置３００は、可搬性のコンピュータ（例えば、ノートＰＣ、タブレットＰＣ又はスマートフォン等の携帯端末装置）であってもよい。
【０１７９】
支援装置２００及び管理装置３００の少なくとも一方（以下、「支援装置２００等」とする。）は、モニタと遠隔操作用の操作装置とを備えていてもよい。この場合、操作者は、遠隔操作用の操作装置を用いつつ、ショベル１００を操作する。遠隔操作用の操作装置は、例えば、携帯電話通信網、衛星通信網、又は近距離無線通信網等の通信網を通じ、コントローラ３０に接続される。
【０１８０】
上述のようなショベルの管理システムＳＹＳでは、ショベル１００のコントローラ３０は、例えば、自動制動処理に関する情報を支援装置２００等に送信してもよい。自動制動処理に関する情報は、例えば、被駆動体の制動を開始した時刻（以下、「制動開始時刻」とする。）に関する情報、制動開始時刻におけるショベル１００の位置に関する情報、制動開始時刻におけるショベル１００の作業内容に関する情報、制動開始時刻における作業環境に関する情報、及び、制動開始時刻及びその前後の期間に測定されたショベル１００の動きに関する情報等の少なくとも１つを含む。作業環境に関する情報は、例えば、地面の傾斜に関する情報、及び、天気に関する情報等の少なくとも１つを含む。ショベル１００の動きに関する情報は、例えば、パイロット圧、及び、油圧アクチュエータにおける作動油の圧力等の少なくとも１つを含む。
【０１８１】
コントローラ３０は、撮像装置８０が撮像した画像を支援装置２００等に送信してもよい。画像は、例えば、制動開始時刻を含む所定期間に撮像された複数の画像であってもよい。所定期間は、制動開始時刻に先行する期間を含んでいてもよい。
【０１８２】
更に、コントローラ３０は、制動開始時刻を含む所定期間におけるショベル１００の作業内容に関する情報、ショベル１００の姿勢に関する情報、及び掘削アタッチメントの姿勢に関する情報等の少なくとも１つを支援装置２００等に送信してもよい。支援装置２００等を利用する管理者が、作業現場に関する情報を入手できるようにするためである。すなわち、ショベル１００の動きを減速或いは停止させなければならない状況が発生した原因等を管理者が分析できるようにするためであり、更には、そのような分析結果に基づいて管理者がショベル１００の作業環境を改善できるようにするためである。
【０１８３】
本願は、２０１８年３月２８日に出願した日本国特許出願２０１８−０６２８０６号に基づく優先権を主張するものであり、この日本国特許出願の全内容を本願に参照により援用する。
【符号の説明】
【０１８４】
１・・・下部走行体  １Ｃ・・・クローラ  １ＣＬ・・・左クローラ  １ＣＲ・・・右クローラ  ２・・・旋回機構  ２Ａ・・・旋回用油圧モータ  ２Ｍ・・・走行用油圧モータ  ２ＭＬ・・・左走行用油圧モータ  ２ＭＲ・・・右走行用油圧モータ  ３・・・上部旋回体  ４・・・ブーム  ５・・・アーム  ６・・・バケット  ７・・・ブームシリンダ  ８・・・アームシリンダ  ９・・・バケットシリンダ  １０・・・キャビン  １１・・・エンジン  １３・・・レギュレータ  １４・・・メインポンプ  １５・・・パイロットポンプ  １７・・・コントロールバルブ  １８・・・絞り  １９・・・制御圧センサ  ２６・・・操作装置  ２６Ｄ・・・走行レバー  ２６ＤＬ・・・左走行レバー  ２６ＤＲ・・・右走行レバー  ２６Ｌ・・・左操作レバー  ２６Ｒ・・・右操作レバー  ２８・・・吐出圧センサ  ２９、２９ＤＬ、２９ＤＲ、２９ＬＡ、２９ＬＢ、２９ＲＡ、２９ＲＢ・・・操作圧センサ  ３０・・・コントローラ  ３０Ａ・・・物体判定部  ３０Ｂ・・・制動要否判定部  ３０Ｅ・・・速度指令生成部  ３０Ｆ・・・状態認識部  ３０Ｆ１・・・アタッチメント状態認識部  ３０Ｆ２・・・上部旋回体状態認識部  ３０Ｆ３・・・下部走行体状態認識部  ３０Ｇ・・・距離判定部  ３０Ｈ・・・制限対象決定部  ３０Ｓ・・・速度制限部  ３１・・・比例弁  ３１Ｌ・・・左比例弁  ３１Ｒ・・・右比例弁  ４０・・・センターバイパス管路  ４２・・・パラレル管路  ６０、６０Ａ〜６０Ｆ・・・制御弁  ６５、６５Ｌ、６５Ｒ・・・電磁弁  ７０・・・物体検知装置  ７０Ｆ・・・前センサ  ７０Ｂ・・・後センサ  ７０Ｌ・・・左センサ  ７０Ｒ・・・右センサ  ７０ＵＢ・・・後上センサ  ７０ＵＦ・・・前上センサ  ７０ＵＬ・・・左上センサ  ７０ＵＲ・・・右上センサ  ８０・・・撮像装置  ８０Ｂ・・・後カメラ  ８０Ｆ・・・前カメラ  ８０Ｌ・・・左カメラ  ８０Ｒ・・・右カメラ  ８０ＵＢ・・・後上カメラ  ８０ＵＦ・・・前上カメラ  ８０ＵＬ・・・左上カメラ  ８０ＵＲ・・・右上カメラ  ８５・・・向き検出装置  １００・・・ショベル  １７１〜１７６・・・制御弁  ２００・・・支援装置  ３００・・・管理装置  ＣＤ１、ＣＤ１１〜ＣＤ１６・・・パイロットライン  ＤＳ・・・表示装置  Ｓ１・・・ブーム角度センサ  Ｓ２・・・アーム角度センサ  Ｓ３・・・バケット角度センサ  Ｓ４・・・機体傾斜センサ  Ｓ５・・・旋回角速度センサ  ＳＹＳ・・・管理システム
【図１】
2019189031.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ１】
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【図１０Ａ２】
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【図１０Ｂ１】
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【図１０Ｂ２】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１７Ｄ】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年8月23日(2019.8.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部走行体と、
前記下部走行体に旋回自在に搭載された上部旋回体と、
前記上部旋回体に設けられた物体検知装置と、
ショベルの駆動部を自動的に制動させることができる制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記物体検知装置が検知するショベルと物体との間の距離に応じて所定の制動パターンにしたがって前記駆動部を自動的に制動させる、
ショベル。
【請求項２】
前記制御装置は、前記物体検知装置が検知するショベルと物体との間の距離に応じた複数の制動パターンを備える、
請求項１に記載のショベル。
【請求項３】
複数の前記制動パターンのそれぞれは、制動開始タイミングが異なる、
請求項２に記載のショベル。
【請求項４】
複数の前記制動パターンのそれぞれは、制動が開始された後の経過時間に対する制動力の増加率が異なる、
請求項２に記載のショベル。
【請求項５】
ショベルの傾斜を検出する機体傾斜センサを備え、
前記制御装置は、前記機体傾斜センサの出力に基づいて前記制動パターンを切り換える、
請求項２に記載のショベル。
【請求項６】
前記制動パターンは、走行用アクチュエータの制動パターンである、
請求項１に記載のショベル。
【請求項７】
前記制動パターンは、旋回用アクチュエータの制動パターンである、
請求項１に記載のショベル。
【請求項８】
前記距離は、旋回動作中にエンドアタッチメントが描く旋回円における前記エンドアタッチメントと前記物体との間の弧の長さである、
請求項７に記載のショベル。
【請求項９】
前記制御装置は、旋回モーメントに応じた複数の制動パターンのうちの１つにしたがって前記駆動部を自動的に制動させる、
請求項７に記載のショベル。
【請求項１０】
前記制御装置は、所定の制動パターンにしたがって電磁弁を制御することで前記駆動部を自動的に制動させ、
前記電磁弁は、油圧ポンプと制御弁との間に設けられている、
請求項１に記載のショベル。
【請求項１１】
前記制御弁は、スプール弁であり、
前記電磁弁は、前記スプール弁の動きを制御する、
請求項１０に記載のショベル。
【請求項１２】
前記制御装置は、前記制御弁を中立弁位置に戻すことで、前記駆動部を自動的に制動させる、
請求項１０に記載のショベル。
【請求項１３】
前記制御装置は、操作装置を無効状態にすることで前記駆動部を自動的に制動させる、
請求項１に記載のショベル。
【請求項１４】
前記制御装置は、前記駆動部に対応する操作装置が操作されているときに、前記物体検知装置が検知するショベルと物体との間の距離に応じて所定の制動パターンにしたがって前記駆動部を自動的に制動させる、
請求項１に記載のショベル。
【請求項１５】
前記制御装置は、ショベルの状態を、ゲートロックレバーが押し下げられたときの状態にすることで、前記駆動部を自動的に制動させる、
請求項１に記載のショベル。
【国際調査報告】
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