特開 2024-141552 作業機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024141552

(43)【公開日】2024-10-10

(54)【発明の名称】作業機械

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/20 20060101AFI20241003BHJP

   E02F 9/26 20060101ALI20241003BHJP

【ＦＩ】

E02F9/20 Q

E02F9/26 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023053275

(22)【出願日】2023-03-29

(71)【出願人】

【識別番号】000005522

【氏名又は名称】日立建機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000442

【氏名又は名称】弁理士法人武和国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】宇治 克将

【テーマコード（参考）】

2D003

2D015

【Ｆターム（参考）】

2D003AA01

2D003AB04

2D003BA01

2D003BA06

2D003BB02

2D003CA02

2D003DA04

2D003DB02

2D003DB03

2D015HA03

(57)【要約】

【課題】アタッチメントを識別するための専用装置を搭載することなく、アタッチメントを精度良く識別することが可能な作業機械を提供する。
【解決手段】交換可能なアタッチメントが着脱可能に取り付けられた作業装置１３を備えた油圧ショベル１において、ＧＮＳＳアンテナ５２と、ＩＭＵ５１と、アーム３２に取り付けられているアタッチメントを識別するコントローラ６と、を有し、コントローラ６は、ＧＮＳＳアンテナ５２で検出された位置情報と、ＩＭＵ５１で検出された油圧ショベル１の姿勢と、に基づいて、アタッチメント取り付け位置を演算し、アタッチメントがアーム３２から取り外されたときのアタッチメント取り付け位置とアタッチメント情報とを関係付けて記憶し、アタッチメントがアーム３２に取り付けられると、アタッチメント取り付け位置に関係付けられたアタッチメント情報に基づいて、アーム３２に取り付けられているアタッチメントを識別する。
【選択図】図６

【特許請求の範囲】

【請求項1】

機体と、
前記機体に取り付けられ、交換可能なアタッチメントおよび前記アタッチメントが先端部に着脱可能に取り付けられたアーム部材を有する作業装置と、
を備えた作業機械において、
複数の測位衛星から発信された信号を受信して自己の位置の情報を検出する衛星受信機と、
前記機体の姿勢および前記作業装置の姿勢をそれぞれ検出する姿勢センサと、
前記アーム部材に取り付けられている前記アタッチメントを識別するコントローラと、
を有し、
前記コントローラは、
前記衛星受信機で検出された位置情報と、前記姿勢センサで検出された前記機体の姿勢および前記作業装置の姿勢と、に基づいて、前記アーム部材に取り付けられた前記アタッチメントの取り付け位置を演算し、
前記アタッチメントが前記アーム部材から取り外されたときの前記アタッチメントの前記取り付け位置と前記アタッチメントの情報とを関係付けて記憶し、
前記アタッチメントが前記アーム部材に取り付けられると、前記衛星受信機で検出された位置情報と、前記姿勢センサで検出された前記機体の姿勢および前記作業装置の姿勢と、に基づいて、前記アタッチメントの前記取り付け位置に関係付けられた前記アタッチメントの情報を選択し、選択した前記アタッチメントの情報に基づいて、前記アーム部材に取り付けられている前記アタッチメントを識別する
ことを特徴とする作業機械。

【請求項2】

請求項１に記載の作業機械において、
前記コントローラから出力された情報を表示すると共に、入力した情報を前記コントローラに出力することが可能な入出力装置をさらに有し、
前記コントローラは、
前記アタッチメントが前記アーム部材に取り付けられたときの前記アタッチメントの前記取り付け位置が、前記アタッチメントの情報に関係付けられていない場合に、前記アタッチメントの情報を設定するための情報を前記入出力装置に表示させ、
前記入出力装置に入力された前記アタッチメントの情報を前記アタッチメントの前記取り付け位置に関係付けて設定する
ことを特徴とする作業機械。

【請求項3】

請求項１に記載の作業機械において、
前記コントローラから出力された情報を表示すると共に、入力した情報を前記コントローラに出力することが可能な入出力装置をさらに有し、
前記コントローラは、
前記アタッチメントが前記アーム部材に取り付けられたときに、前記アタッチメントの前記取り付け位置に関係付けられた前記アタッチメントの情報を選択し、
選択した前記アタッチメントの情報の正誤を確認するための情報を前記入出力装置に表示させ、
選択した前記アタッチメントの情報が正しいとの情報を前記入出力装置から取得した場合には、選択した前記アタッチメントの情報に基づいて、前記アーム部材に取り付けられている前記アタッチメントを識別し、
選択した前記アタッチメントの情報が誤っているとの情報を前記入出力装置から取得した場合には、選択された前記アタッチメントの情報とは別の記憶している前記アタッチメントの情報を前記入出力装置に表示させ、前記入出力装置に表示された前記アタッチメントの情報に基づいて、前記アーム部材に取り付けられている前記アタッチメントを識別する
ことを特徴とする作業機械。

【請求項4】

請求項１に記載の作業機械において、
前記アーム部材を駆動する油圧シリンダにかかる圧力を検出する圧力センサをさらに有し、
前記コントローラは、
前記圧力センサで検出された圧力値に基づいて、前記アタッチメントの前記アーム部材への取り付けおよび前記アーム部材からの取り外しを判定する
ことを特徴とする作業機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、交換可能なアタッチメントが取り付けられた作業装置を備えた作業機械に関する。

【背景技術】

【0002】

油圧ショベルなどの作業機械では、作業内容に応じてアタッチメントを交換することがある。例えば、土砂などを掘削する掘削作業を行う場合にはバケットを、岩盤や鉱物などを粉砕する粉砕作業を行う場合にはブレーカを、地面を叩いて締め固める締固め作業を行う場合にはコンパクターを、それぞれ用いる。

【0003】

アタッチメントを交換した場合には、オペレータは、アタッチメントの各部の寸法および各センサとの位置関係などのアタッチメント情報を設定変更する必要がある。アタッチメントの設定変更はアタッチメントを交換する度に行われることから、オペレータの操作が煩雑となり、オペレータは、操作ミスにより実際に取り付けているアタッチメントのアタッチメント情報とは異なるアタッチメント情報を設定してしまう可能性がある。そのため、従来から、アタッチメントを交換した場合には、自動でアタッチメント情報が設定変更される技術が知られている。

【0004】

例えば、特許文献１および特許文献２には、アタッチメントおよび機体に通信装置をそれぞれ配置し、機体側の通信装置がアタッチメント側の通信装置から受信したアタッチメントの高さ情報や方向情報などに基づいて、当該アタッチメント情報の送信元アタッチメントと作業装置に装着されているアタッチメントとの異同を判定する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２１－１６１７０９号公報

【特許文献2】特開２０２２－１５０４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１および特許文献２に記載の技術では、アタッチメントおよび機体の両方に、アタッチメントを識別するための専用の通信装置を搭載する必要がある。さらに、この場合、使用するアタッチメントの数が増えるほど専用の通信装置の数も増えるため、使用するアタッチメントの数に比例してコストが増えていってしまう。

【0007】

そこで、本発明の目的は、アタッチメントを識別するための専用装置を搭載することなく、アタッチメントを精度良く識別することが可能な作業機械を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の目的を達成するために、本発明は、機体と、前記機体に取り付けられ、交換可能なアタッチメントおよび前記アタッチメントが先端部に着脱可能に取り付けられたアーム部材を有する作業装置と、を備えた作業機械において、複数の測位衛星から発信された信号を受信して自己の位置の情報を検出する衛星受信機と、前記機体の姿勢および前記作業装置の姿勢をそれぞれ検出する姿勢センサと、前記アーム部材に取り付けられている前記アタッチメントを識別するコントローラと、を有し、前記コントローラは、前記衛星受信機で検出された位置情報と、前記姿勢センサで検出された前記機体の姿勢および前記作業装置の姿勢と、に基づいて、前記アーム部材に取り付けられた前記アタッチメントの取り付け位置を演算し、前記アタッチメントが前記アーム部材から取り外されたときの前記アタッチメントの前記取り付け位置と前記アタッチメントの情報とを関係付けて記憶し、前記アタッチメントが前記アーム部材に取り付けられると、前記衛星受信機で検出された位置情報と、前記姿勢センサで検出された前記機体の姿勢および前記作業装置の姿勢と、に基づいて、前記アタッチメントの前記取り付け位置に関係付けられた前記アタッチメントの情報を選択し、選択した前記アタッチメントの情報に基づいて、前記アーム部材に取り付けられている前記アタッチメントを識別することを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、アタッチメントを識別するための専用装置を搭載することなく、アタッチメントを精度良く識別することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施形態に係る油圧ショベルの一構成例を示す外観側面図である。

【図2】コントローラが有する機能を示す機能ブロック図である。

【図3】モニタにおけるアタッチメント設定情報の表示例を示す図である。

【図4】モニタにおけるアタッチメント確認情報の表示例を示す図である。

【図5】アタッチメントの取り外し時におけるコントローラで実行される処理の流れを示すフローチャートである。

【図6】アタッチメントの取り付け時におけるコントローラで実行される処理の流れを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下では、本発明の実施形態に係る作業機械の一態様として、クローラ式の油圧ショベルを例に挙げて説明する。

【0012】

［油圧ショベル１の構成］
まず、油圧ショベル１の構成について図１を参照して説明する。

【0013】

油圧ショベル１は、機体の下部となるクローラ式の下部走行体１１と、下部走行体１１の上方に旋回可能に設けられて機体の上部となる上部旋回体１２と、上部旋回体１２（機体）に取り付けられて各種作業を行う油圧駆動式の作業装置１３と、を備えている。

【0014】

下部走行体１１は、一対のクローラ１１１と、クローラフレーム１１２（図１では片側のみを示す）と、一対の走行用油圧モータ１１３と、を備え、一対の走行用油圧モータ１１３の駆動力により一対のクローラ１１１を地面に接触させた状態で回転させることで機体を移動させる。

【0015】

一対の走行用油圧モータ１１３は、一対のクローラ１１１のそれぞれに対応して下部走行体１１に搭載され、互いに独立して駆動することで一対のクローラ１１１をそれぞれ独立して正逆回転させることが可能である。なお、図１では、一対のクローラ１１１および一対の走行用油圧モータ１１３のうち、一方のクローラ１１１および走行用油圧モータ１１３のみを示している。

【0016】

上部旋回体１２は、旋回装置２０１の旋回用油圧モータ２０２の駆動力により、下部走行体１１に対して旋回駆動する。上部旋回体１２は、ベースフレームである旋回フレーム２１と、オペレータが搭乗して各種操作が行われるキャブ２２と、油圧ショベル１が傾倒しないように作業装置１３とのバランスを保つカウンタウェイト２３と、原動機としてのエンジン４１やエンジン４１により駆動されて各油圧アクチュエータに作動油を供給する油圧ポンプ４２などの各種機器類を内部に収容する機械室２４と、を備える。

【0017】

キャブ２２は旋回フレーム２１の前部に、カウンタウェイト２３は旋回フレーム２１の後端部に、機械室２４はキャブ２２とカウンタウェイト２３との間に、それぞれ配置されている。また、旋回フレーム２１の前部におけるキャブ２２の一側には、作業装置１３が取り付けられている。

【0018】

作業装置１３は、基端部が旋回フレーム２１に回動可能に取り付けられたブーム３１と、ブーム３１の先端部に回動可能に取り付けられたアーム３２と、アーム３２の先端部に回動可能に取り付けられたバケット３３と、を備えている。なお、油圧ショベル１では、ブーム３１およびアーム３２がアーム部材に相当する。

【0019】

ブーム３１は、ブームシリンダ３１Ａにより駆動される。具体的には、ブームシリンダ３１Ａは、一端側が旋回フレーム２１に、他端側がブーム３１に、それぞれ接続され、作動油の流出入によりロッドが伸縮することでブーム３１を上部旋回体１２に対して上下方向に回動（俯仰）させる。

【0020】

アーム３２は、アームシリンダ３２Ａにより駆動される。具体的には、アームシリンダ３２Ａは、一端側がブーム３１に、他端側がアーム３２に、それぞれ接続され、作動油の流出入によりロッドが伸縮することでアーム３２をブーム３１に対して前後方向に回動させる。

【0021】

バケット３３は、バケットシリンダ３３Ａにより駆動される。具体的には、バケットシリンダ３３Ａは、一端側がアーム３２に、他端側がバケット３３に、それぞれ接続され、作動油の流出入によりロッドが伸縮することでバケット３３をアーム３２に対して前後方向に回動させる。

【0022】

バケット３３は、土砂や鉱物などの荷を掬い上げて所定の位置に荷を下ろしたり、地面を平らに均したりする作業具である。なお、このバケット３３は、例えば、木材や岩石、廃棄物などを掴むグラップルや、岩盤を破砕するブレーカといった各種のアタッチメント（以下、「ＡＴＴ」と略す場合がある）に交換することが可能である。

【0023】

これにより、油圧ショベル１は、作業現場において、適宜、作業内容に適したアタッチメントに交換することにより、複数の異なる作業を行うことが可能である。例えば、油圧ショベル１が、土管を移動させて地中に埋める作業を行う場合について説明する。まず、油圧ショベル１は、グラップルを用いて土管を掴んで所定の場所に移動させる。次に、油圧ショベル１は、アタッチメントをグラップルからバケット３３に交換する。そして、油圧ショベル１は、交換されたバケット３３を用いて土を掘削して土管の上に放土する。

【0024】

ブームシリンダ３１Ａには、ボトム側にかかる圧力を検出する圧力センサ５０（図１では不図示）が設けられている。圧力センサ５０は、アーム部材を駆動する油圧シリンダにかかる圧力を検出するセンサに相当する。圧力センサ５０で検出された圧力値（ボトム圧）は、アーム３２の先端部にアタッチメントが取り付けられているか否かの判定に用いられる。

【0025】

なお、アーム３２の先端部にアタッチメントが取り付けられている状態で油圧ショベル１が作業を行っているときは、アーム３２とアタッチメントとは、ＡＴＴロック装置３４によりロックされた状態となっている。したがって、アーム３２からアタッチメントを取り外す際には、このＡＴＴロック装置３４を解除状態にする必要がある。

【0026】

作業装置１３の各部（ブーム３１、アーム３２、およびバケット３３）にはそれぞれ、各部の加速度および角速度を検出するＩＭＵ（Ｉｎｅｒｔｉａｌ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ；慣性計測装置）５１が設けられている。各ＩＭＵ５１で検出された加速度および角速度は、後述するコントローラ６に送信されて作業装置１３の姿勢の演算に用いられる。したがって、作業装置１３に設けられた各ＩＭＵ５１は、作業装置１３の姿勢を検出するための姿勢センサに相当する。

【0027】

同様にして、上部旋回体１２（図１では旋回フレーム２１）には、上部旋回体１２の加速度および角速度を検出するＩＭＵ５１が設けられている。このＩＭＵ５１で検出された加速度および角速度は、コントローラ６に送信されて上部旋回体１２（機体）の姿勢の演算に用いられる。したがって、上部旋回体１２に設けられたＩＭＵ５１は、上部旋回体１２（機体）の姿勢を検出するための姿勢センサに相当する。

【0028】

また、上部旋回体１２には、地球上空に位置する複数の測位衛星から発信された信号（電波）を受信するための一対のＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ；全地球航法衛星システム）アンテナ５２（図１では一方のみを示す）が設けられている。ここで、ＧＮＳＳとは、複数の衛星から発信された信号を受信して地球上（グローバル座標系）の自己位置を検知する衛星測位システムをいう。

【0029】

各ＧＮＳＳアンテナ５２で受信された信号は、コントローラ６に送信されて各ＧＮＳＳアンテナ５２の位置の演算に用いられる。したがって、各ＧＮＳＳアンテナ５２は、複数の測位衛星から発信された信号を受信して地球上（グローバル座標系）における自己位置を検出する衛星受信機に相当する。

【0030】

なお、この衛星測位の方法には様々な種類が存在し、例えば、作業現場に設置したＧＮＳＳアンテナ５２を含む基準局から補正情報を受信し、より高精度に自己位置を検出することが可能なＲＴＫ－ＧＮＳＳ（Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｋｉｎｅｍａｔｉｃ－ＧＮＳＳ）がある。このＲＴＫ－ＧＮＳＳの場合には、油圧ショベル１は、基準局からの補正情報を受信するための受信機を備える必要があるが、より精度良くＧＮＳＳアンテナ５２の自己位置を測定することができる。

【0031】

ここで、ＧＮＳＳアンテナ５２は、上部旋回体１２に一対設けられていることから、上部旋回体１２の方位（ブーム３１、アーム３２、およびバケット３３がそれぞれどの方向を向いているか）についても検知することが可能である。

【0032】

また、各ＧＮＳＳアンテナ５２が上部旋回体１２のどの位置に配置されているかという情報が既知である場合には、各ＧＮＳＳアンテナ５２で受信した信号に基づいた各ＧＮＳＳアンテナ５２の位置から逆算することにより、油圧ショベル１（機体および作業装置１３）の地球上の位置を求めることも可能である。

【0033】

油圧ショベル１の姿勢情報および位置情報は、キャブ２２内に設けられたモニタ２２０（図１では不図示）などに表示される。油圧ショベル１の姿勢情報には、油圧ショベル１の側面図および正面図に係る情報、油圧ショベル１を構成する各部の角度（姿勢）情報、ならびに、油圧ショベル１の前後左右の傾き情報などが含まれる。

【0034】

モニタ２２０には、予め作成されて取り込まれた設計面や簡易的に作成された施工目標面、および、バケット３３の爪先の先端と設計面や施工目標面との距離などの情報についても、数値やインジケータ、図などによって表示される。油圧ショベル１を操作するオペレータは、モニタ２２０に表示されたこれらの情報を基に施工を行うことで、例えば、目印として使用する丁張や水糸などを施工時に設置することなく施工を進めることができる。

【0035】

［コントローラ６の構成］
次に、コントローラ６の構成について、図２を参照して説明する。

【0036】

図２は、コントローラ６が有する機能を示す機能ブロック図である。

【0037】

コントローラ６は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＨＤＤ、入力Ｉ／Ｆ、および出力Ｉ／Ｆがバスを介して互いに接続されて構成される。そして、ＡＴＴロック装置３４といった各種の装置、ならびに、圧力センサ５０、ＩＭＵ５１、およびＧＮＳＳアンテナ５２といった各種のセンサが入力Ｉ／Ｆに接続され、モニタ２２０などが出力Ｉ／Ｆに接続されている。

【0038】

このようなハードウェア構成において、ＲＯＭやＨＤＤ若しくは光学ディスクなどの記録媒体に格納された制御プログラム（ソフトウェア）をＣＰＵが読み出してＲＡＭ上に展開し、展開された制御プログラムを実行することにより、制御プログラムとハードウェアとが協働して、コントローラ６の機能を実現する。

【0039】

なお、本実施形態では、コントローラ６の構成をソフトウェアとハードウェアとの組み合わせにより説明しているが、これに限らず、油圧ショベル１の側で実行される制御プログラムの機能を実現する集積回路を用いて構成してもよい。

【0040】

コントローラ６は、データ取得部６０と、第１演算部６１と、第２演算部６２と、第３演算部６３と、ＡＴＴ着脱判定部６４と、ＡＴＴ情報記憶部６５と、ＡＴＴ取付位置記憶部６６と、信号出力部６７と、を含む。

【0041】

データ取得部６０は、各ＩＭＵ５１で検出された加速度および角速度に係るデータと、各ＧＮＳＳアンテナ５２で受信された測位衛星からの信号と、圧力センサ５０で検出されたボトム圧Ｐに係るデータと、ＡＴＴロック装置３４から出力された状態信号と、を取得する。

【0042】

第１演算部６１は、データ取得部６０で取得された測位衛星からの信号と、予め記憶されている一対のＧＮＳＳアンテナ５２の上部旋回体１２における搭載位置情報と、に基づいて、油圧ショベル１の機体の地球上の位置を演算する。

【0043】

第２演算部６２は、データ取得部６０で取得された加速度および角速度と、予め記憶されている作業装置１３の各部の寸法と、に基づいて、上部旋回体１２の前後左右の傾斜姿勢、ブーム３１の回動姿勢、アーム３２の回動姿勢、およびアタッチメントの回動姿勢を含む油圧ショベル１の姿勢を演算する。

【0044】

第３演算部６３は、第１演算部６１で演算された油圧ショベル１の機体の地球上の位置と、第２演算部６２で演算された油圧ショベル１の姿勢と、に基づいて、作業装置１３を含む油圧ショベル１全体の地球上の位置および姿勢を演算する。

【0045】

この「作業装置１３を含む油圧ショベル１全体の地球上の位置および姿勢」には、油圧ショベル１全体の地球上の位置(絶対座標)と、油圧ショベル１が向いている方向と、油圧ショベル１全体の姿勢と、ブーム３１の先端部、アーム３２の先端部、およびアタッチメントの先端部などの地球上の位置(絶対座標)と、が含まれる。

【0046】

ＡＴＴ着脱判定部６４は、データ取得部６０で取得されたブームシリンダ３１Ａのボトム圧Ｐと、ＡＴＴロック装置３４の状態信号と、に基づいて、アタッチメントがアーム３２から取り外されたか否か（アタッチメントがアーム３２に取り付けられたか否か）を判定する。

【0047】

ＡＴＴ情報記憶部６５には、アタッチメントの名称と、第２演算部６２での演算に必要な作業装置１３の各部の寸法と、を含むアタッチメント情報（ＡＴＴ情報）が記憶されている。ＡＴＴ情報記憶部６５に記憶されているアタッチメント情報は、適宜、第２演算部６２およびＡＴＴ取付位置記憶部６６のそれぞれに出力される。

【0048】

ＡＴＴ取付位置記憶部６６は、ＡＴＴ着脱判定部６４にてアタッチメントがアーム３２から取り外されたと判定されたときに、ＡＴＴ情報記憶部６５から出力された取り外されたアタッチメントの情報および第３演算部６３で演算されたアーム３２の先端部の位置に係るデータ(ＡＴＴ取り付け位置)を取得し、これら両情報を関係付けて記憶する。

【0049】

信号出力部６７は、第３演算部６３で演算された作業装置１３を含む油圧ショベル１全体の地球上の位置および姿勢に係るデータ、および、ＡＴＴ取付位置記憶部６６に記憶されているアタッチメント情報をモニタ２２０に対して出力する。

【0050】

本実施形態では、信号出力部６７は、ＡＴＴ着脱判定部６４にてアタッチメントがアーム３２から取り付けられたと判定されときに第３演算部６３で演算されたＡＴＴ取り付け位置に対し、アタッチメント情報が関係付けされていなかった場合には、新規にアタッチメント情報を設定するためのＡＴＴ設定情報をモニタ２２０に対して出力する。

【0051】

図３は、モニタ２２０におけるアタッチメント設定情報の表示例を示す図である。モニタ２２０は、信号出力部６７から出力されたＡＴＴ設定情報を取得すると、例えば、「未設定のアタッチメントです。アタッチメント設定を実施して下さい。」との表示を行い、オペレータにアタッチメントの設定を促す。オペレータは、モニタ２２０に表示された「アタッチメント設定」のボタンを押して、アタッチメント情報を入力する。

【0052】

また、本実施形態では、信号出力部６７は、ＡＴＴ着脱判定部６４にてアタッチメントがアーム３２から取り付けられたと判定され、第３演算部６３で演算されたＡＴＴ取り付け位置に関係付けられたアタッチメント情報が選択された場合には、選択されたアタッチメント情報の正誤を確認するためのＡＴＴ確認情報をモニタ２２０に対して出力する。

【0053】

図４は、モニタ２２０におけるアタッチメント確認情報の表示例を示す図である。モニタ２２０は、信号出力部６７から出力されたＡＴＴ確認情報を取得すると、例えば、「取り付けられたアタッチメントは［バケットＸ］と判定されました。設定してよろしいですか。」との表示を行い、オペレータに正しいアタッチメントが選択されているか否かの確認を促す。オペレータは、モニタ２２０に表示された「はい」または「いいえ」のボタンを押して、選択されたアタッチメントの正誤を回答する。

【0054】

そして、コントローラ６にて選択されたアタッチメント情報が誤っており、オペレータが「いいえ」のボタンを押した場合には、信号出力部６７は、モニタ２２０から出力された誤り（「いいえ」）との情報に基づいて、ＡＴＴ情報記憶部６５に記憶されているその他のアタッチメント情報（コントローラ６にて選択されたアタッチメント情報、すなわちバケットＸの情報とは別のアタッチメント情報）をＡＴＴ候補情報としてモニタ２２０に出力する。

【0055】

モニタ２２０は、信号出力部６７から出力されたＡＴＴ候補情報を取得すると、「バケットＸ」以外のアタッチメント情報を表示し、オペレータに正しいアタッチメント情報を選択するように促す。オペレータは、モニタ２２０に表示された「バケットＸ」以外のアタッチメント情報の中から、実際にアーム３２に取り付けられているアタッチメントの情報を選択する。

【0056】

このように、本実施形態では、モニタ２２０は、信号出力部６７から出力された情報を表示するだけでなく、オペレータによって入力された情報をコントローラ６に出力することが可能な入出力装置に相当する。

【0057】

［コントローラ６における処理の流れ］
次に、コントローラ６で実行される処理の流れについて、図５および図６を参照して説明する。

【0058】

図５は、アタッチメントの取り外し時におけるコントローラ６で実行される処理の流れを示すフローチャートである。図６は、アタッチメントの取り付け時におけるコントローラ６で実行される処理の流れを示すフローチャートである。

【0059】

図５に示すように、アタッチメントがアーム３２から取り外されるときには、まず、ＡＴＴ着脱判定部６４が、データ取得部６０にてＡＴＴロック装置３４から出力された解除信号が取得されたか否か、すなわちＡＴＴロック装置３４のロックが解除されたか否かを判定する（ステップＳ６０１）。

【0060】

ステップＳ６０１においてＡＴＴロック装置３４のロックが解除されたと判定された場合には（ステップＳ６０１／ＹＥＳ）、続いて、データ取得部６０は、圧力センサ５０で検出されたブームシリンダ３１Ａのボトム圧Ｐを取得する（ステップＳ６０２）。

【0061】

他方、ステップＳ６０１においてＡＴＴロック装置３４のロックが解除されていない、すなわちＡＴＴロック装置３４がロック状態であると判定された場合には（ステップＳ６０１／ＮＯ）、ＡＴＴロック装置３４のロックが解除されるまでコントローラ６は待機状態となり、次のステップに進まない。

【0062】

次に、ＡＴＴ着脱判定部６４は、ステップＳ６０２において取得されたボトム圧Ｐに基づいて、アタッチメントがアーム３２から取り外されたか否かを判定する（ステップＳ６０３）。具体的には、ＡＴＴ着脱判定部６４は、ステップＳ６０２において取得されたボトム圧Ｐが所定の圧力閾値Ｐｔｈ以下であるか否かを判定する。この「所定の圧力閾値Ｐｔｈ」とは、作業装置１３がアタッチメントを備えていないときのブームシリンダ３１Ａのボトム側にかかる圧力に相当する値である。

【0063】

ステップＳ６０３においてアタッチメントがアーム３２から取り外された（Ｐ≦Ｐｔｈ）と判定された場合には（ステップＳ６０３／ＹＥＳ）、第３演算部６３は、データ取得部６０にて取得された各ＩＭＵ５１の検出データおよび各ＧＮＳＳアンテナ５２の受信信号に基づいて、ＡＴＴ取り付け位置を演算する（ステップＳ６０４）。

【0064】

他方、ステップＳ６０３においてアタッチメントがアーム３２から取り外されていない（Ｐ＞Ｐｔｈ）と判定された場合には（ステップＳ６０３／ＮＯ）、ステップＳ６０２に戻り、データ取得部６０にて取得されるボトム圧Ｐが所定の圧力閾値Ｐｔｈ以下になるまで（Ｐ≦Ｐｔｈ）コントローラ６は待機状態となり、次のステップに進まない。

【0065】

そして、コントローラ６は、ステップＳ６０４において演算されたＡＴＴ取り付け位置をＡＴＴ情報記憶部６５に記憶されている設定済みのＡＴＴ情報に関係付けた上でＡＴＴ取付位置記憶部６６に記憶し、処理を終了する。

【0066】

図６に示すように、アタッチメントがアーム３２に取り付けられるときには、まず、データ取得部６０が、圧力センサ５０で検出されたブームシリンダ３１Ａのボトム圧Ｐを取得する（ステップＳ６１１）。

【0067】

続いて、ＡＴＴ着脱判定部６４は、ステップＳ６１１において取得されたボトム圧Ｐに基づいて、アタッチメントがアーム３２に取り付けられたか否かを判定する（ステップＳ６１２）。具体的には、ＡＴＴ着脱判定部６４は、ステップＳ６１１において取得されたボトム圧Ｐが所定の圧力閾値Ｐｔｈよりも大きいか否かを判定する。

【0068】

ステップＳ６１２においてアタッチメントがアーム３２に取り付けられた（Ｐ＞Ｐｔｈ）と判定された場合には（ステップＳ６１２／ＹＥＳ）、第３演算部６３は、データ取得部６０にて取得された各ＩＭＵ５１の検出データおよび各ＧＮＳＳアンテナ５２の受信信号に基づいて、ＡＴＴ取り付け位置を演算する（ステップＳ６１３）。

【0069】

他方、ステップＳ６１２においてアタッチメントがアーム３２に取り付けられていない（Ｐ≦Ｐｔｈ）と判定された場合には（ステップＳ６１２／ＮＯ）、ステップＳ６１１に戻り、データ取得部６０にて取得されるボトム圧Ｐが所定の圧力閾値Ｐｔｈより大きくなるまで（Ｐ＞Ｐｔｈ）コントローラ６は待機状態となり、次のステップに進まない。

【0070】

次に、コントローラ６は、ステップＳ６１３で演算されたＡＴＴ取り付け位置にＡＴＴ情報が関係付けられているか否か、すなわちステップＳ６１３で演算されたＡＴＴ取り付け位置がＡＴＴ情報に関係付けられてＡＴＴ取付位置記憶部６６に記憶されているか否かを判定する（ステップＳ６１４）。

【0071】

ステップＳ６１４においてＡＴＴ取り付け位置にＡＴＴ情報が関係付けられていると判定された場合（ステップＳ６１４／ＹＥＳ）、信号出力部６７は、ＡＴＴ確認情報をモニタ２２０に対して出力する（ステップＳ６１５）。

【0072】

続いて、データ取得部６０が、ＡＴＴ情報が正しいとの情報をモニタ２２０から取得すると（ステップＳ６１６／ＹＥＳ）、コントローラ６は、当該ＡＴＴ情報をアーム３２に取り付けられているアタッチメントの情報として設定し（ステップＳ６１７）、処理を終了する。

【0073】

このように、コントローラ６は、アタッチメントがアーム３２に取り付けられると、各ＩＭＵ５１の検出データおよび各ＧＮＳＳアンテナ５２の受信信号に基づいて、アタッチメント取り付け位置に関係付けられたアタッチメント情報を選択し、選択したアタッチメント情報に基づいて、アーム３２に取り付けられているアタッチメントを識別する。

【0074】

他方、データ取得部６０が、ＡＴＴ情報が誤っているとの情報をモニタ２２０から取得した場合には（ステップＳ６１６／ＮＯ）、信号出力部６７は、ＡＴＴ候補情報をモニタ２２０に対して出力する（ステップＳ６１８）。

【0075】

そして、データ取得部６０が、ＡＴＴ候補情報の中から選択された一のＡＴＴ情報をモニタ２２０から取得すると、コントローラ６は、当該一のＡＴＴ情報をアーム３２に取り付けられているアタッチメントの情報として設定し（ステップＳ６１７）、処理を終了する。

【0076】

また、ステップＳ６１４においてＡＴＴ取り付け位置にＡＴＴ情報が関係付けられていないと判定された場合には（ステップＳ６１４／ＮＯ）、信号出力部６７は、ＡＴＴ設定情報をモニタ２２０に対して出力する（ステップＳ６１９）。

【0077】

そして、データ取得部６０が、新規に設定されたＡＴＴ情報をモニタ２２０から取得すると、コントローラ６は、当該新規のＡＴＴ情報をアーム３２に取り付けられているアタッチメントの情報として設定し（ステップＳ６１７）、処理を終了する。

【0078】

以上のように、アタッチメントがアーム３２から取り外されたときのアーム３２の先端部の位置に係るデータ（ＡＴＴ取り付け位置）をアタッチメント情報に関係付けてコントローラ６に記憶しておくことで、アタッチメントが交換された際におけるアタッチメントの識別を、例えば、専用の通信装置などを用いずに、コントローラ６が、アーム３２の先端部の位置に係るデータ（ＡＴＴ取り付け位置）に基づいて容易かつ精度良く行うことができる。

【0079】

また、本実施形態では、コントローラ６は、ＡＴＴ取り付け位置に関係付けられたアタッチメント情報を選択した場合に、選択したアタッチメント情報の正誤を確認するためのＡＴＴ確認情報情報をモニタ２２０に表示させ、オペレータに確認を促した上でアタッチメント情報を設定するため、例えば、測位衛星の測定誤差などによるアタッチメント情報の誤設定を回避することができる。

【0080】

また、本実施形態では、コントローラ６は、アタッチメントがアーム３２から取り外されたか否かについて、ＡＴＴロック装置３４の状態およびブームシリンダ３１Ａのボトム圧Ｐの大きさの両方に基づいて判定するため、ＡＴＴロック装置３４が解除されているがアタッチメントがアーム３２から取り外されていないような状況に対しても誤判定を回避することができ、アーム３２に対するアタッチメントの着脱をより精度よく判定することが可能である。

【0081】

以上、本発明の実施形態について説明した。なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、本実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、本実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。またさらに、本実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

【0082】

例えば、上記実施形態では、作業機械の一態様として油圧ショベル１を例に挙げて説明したが、これに限られず、交換可能なアタッチメントが取り付けられた作業装置を備えた作業機械であれば特に制限はない。

【0083】

また、上記実施形態では、アタッチメントの取り付け位置（ＡＴＴ取り付け位置）としてアーム３２の先端部の位置情報を挙げたが、これに限られず、例えば、アタッチメントがクイックヒッチなどの着脱装置を介してアーム３２の先端部に着脱される場合には、着脱装置の先端部の位置情報（絶対座標）がＡＴＴ取り付け位置となる。

【0084】

また、上記実施形態では、コントローラ６は、アタッチメントがアーム３２から取り外されたか否かについて、ＡＴＴロック装置３４の状態およびブームシリンダ３１Ａのボトム圧Ｐの大きさの両方に基づいて判定していたが、これに限られず、少なくともＡＴＴロック装置３４の状態またはブームシリンダ３１Ａのボトム圧Ｐの大きさに基づいて判定されればよい。

【0085】

また、上記実施形態では、作業装置１３の姿勢および機体の姿勢を検出する姿勢センサとしてＩＭＵ５１を例に挙げて説明したが、これに限られず、傾斜センサやストロークセンサ、ポテンショメータなどを用いてもよい。

【0086】

また、アタッチメント情報には、エンジン４１の回転速度の増減、油圧ポンプ４２の流量の増減、およびコントロールバルブの切り換え状態に係る情報が含まれていてもよい。この場合には、コントローラ６は、アタッチメント交換時におけるアタッチメント情報の設定をより簡易かつ高精度に行うことができる。

【0087】

またさらに、アタッチメント情報には、アタッチメントの重量に係る情報が含まれていてもよい。この場合、コントローラ６が、アタッチメントの重量とＡＴＴ取り付け位置とに基づいてアタッチメントを識別することにより、高精度にアタッチメントを識別することができる。

【符号の説明】

【0088】

１：油圧ショベル（作業機械）
６：コントローラ
１１：下部走行体（機体）
１２：上部旋回体（機体）
１３：作業装置
３１：ブーム（アーム部材）
３２：アーム（アーム部材）
３３：バケット（アタッチメント）
５０：圧力センサ
５１：ＩＭＵ（姿勢センサ）
５２：ＧＮＳＳアンテナ（衛星受信機）
２２０：モニタ（入出力装置）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】