特開 2024-5874 作業機械用制御方法、作業機械用制御プログラム、作業機械用制御システム、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】P2024005874

(43)【公開日】2024-01-17

(54)【発明の名称】作業機械用制御方法、作業機械用制御プログラム、作業機械用制御システム、作業機械

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/20 20060101AFI20240110BHJP

   E02F 9/24 20060101ALI20240110BHJP

【ＦＩ】

E02F9/20 C

E02F9/24 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022106301

(22)【出願日】2022-06-30

(71)【出願人】

【識別番号】720001060

【氏名又は名称】ヤンマーホールディングス株式会社

(72)【発明者】

【氏名】小野 純弥

(72)【発明者】

【氏名】宮崎 勝也

(72)【発明者】

【氏名】井上 嵩之

(72)【発明者】

【氏名】出口 貴司

(72)【発明者】

【氏名】川口 大輔

【テーマコード（参考）】

2D003

2D015

【Ｆターム（参考）】

2D003AA01

2D003BA07

2D003CA02

2D003DA04

2D015GA03

2D015GB01

(57)【要約】      （修正有）

【課題】安全性と信頼性が高い簡易な方法で他の装置から制御装置の設定を変更するための作業機械用制御方法、作業機械用制御プログラム、作業機械用制御システムと作業機械を提供する。
【解決手段】作業機械用制御方法は、制御装置（５２０）に対して設定変更装置（３３５）から作業機械を制御するために設定を他の設定に変更する設定変更要求が実行された後、作業機械の状態遷移を実行させる操作により、設定を他の設定に変更する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

記憶された設定に基づき作業機械を制御する制御装置に対して設定変更装置から前記設定を他の設定に変更する設定変更要求が実行されることと、 前記設定変更要求の実行がされた後、前記作業機械の状態遷移を実行させる操作により、前記制御装置が前記設定を他の設定に変更することと、を有する作業機械の制御方法。

【請求項2】

前記設定変更装置が表示装置であり、前記表示装置の表示部に表示された画像に基づき、前記設定を前記他の設定に変更する請求項1記載の作業機械の制御方法。

【請求項3】

作業機械の状態遷移を実行させる操作が前記作業機械を起動又は停止させる操作である請求項1又は請求項２記載の作業機械の制御方法。

【請求項4】

前記作業機械の状態遷移が前記作業機械の原動機が駆動状態かつ前記制御装置が通電状態から前記作業機械の原動機が停止状態かつ前記制御装置が非通電状態に移行し、さらに前記制御装置が非通電状態から前記制御装置が通電状態に移行する請求項３記載の作業機械の制御方法。

【請求項5】

前記作業機械の状態遷移を実行する操作が作業機械を操作する操作装置の操作を有効また無効にする操作である請求項１又は請求項２記載の作業機械の制御方法。

【請求項6】

前記作業機械の状態遷移が操作装置の操作を無効な状態から有効な状態に移行し、さらに操作装置の操作を有効な状態から無効な状態に移行させる請求項５記載の作業機械の制御方法。

【請求項7】

請求項１又は請求項２に記載の作業機械の制御方法を1以上の演算装置で実行させるための作業機械用制御プログラム。

【請求項8】

設定変更装置から記憶された設定に基づき作業機械を制御する制御装置に対して、前記設定を他の設定に変更する設定変更要求を実行する設定変更要求部と、 前記設定変更要求の実行後、前記作業機械の状態遷移を実行させる操作により、前記制御装置が前記設定を他の設定に変更する設定変更部と、を備える作業機械用制御システム。

【請求項9】

請求項8に記載の作業機械用制御システムを備える作業機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、作業機械用制御方法、作業機械用制御プログラム、作業機械用制御システム、作業機械に関する。

【背景技術】

【0002】

従来技術として操作パターンの設定入力手段で操作パターンを設定入力し、操作パターンの設定入力手段からコントローラ（制御装置）に発信した操作パターン指示信号に対応する操作パターンにより、操作レバー装置からの操作信号に基づき駆動信号を生成し、対応する電磁弁に出力することによりコントロールバルブに入力されるパイロット圧を制御し油圧アクチュエータへの圧油の流れを制御する建設機械（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２００７－３３２５６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

過酷な環境下で使用される作業機械においては、操作パターンの設定入力手段が予想外の理由で故障し、制御装置に操作パターン指示信号が誤送信しされ、操作者の意思と無関係に操作パターンが変更されてしまう恐れがあるため、フェール―セーフの観点から、設定入力手段から操作パターン指示信号を制御装置に発信した後、設定を有効にするために別途操作者の意思を反映する物理的な承認手段が必要であるという問題がある。

【0005】

上記問題を解決するために操作パターンの設定入力手段と別設して承認スイッチ等を設けることも考えられるがコスト増加やレイアウト状の問題もある。

【0006】

また上記問題は、操作パターンの設定だけでなく、同様の作業機械の動作に関する設定の変更であって超小旋回型のショベルの作業機の先端がキャビンと干渉しないようにするための制御で、作業機の先端に取り付けるアタッチメントの種類によって設定を変える時にも生じる恐れがある。

【0007】

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、その課題は、安全性と信頼性が高い簡易な方法で他の装置から制御装置の設定を変更するための作業機械用制御方法、作業機械用制御プログラム、作業機械用制御システムと作業機械を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一態様に係る作業機械用制御方法は、記憶された設定に基づき作業機械を制御する制御装置に対して設定変更装置から前記設定を他の設定に変更する設定変更要求が実行されることと、前記設定変更要求の実行がされた後、前記作業機械の状態遷移を実行させる操作により、前記制御装置が前記設定を他の設定に変更することである。

【0009】

本発明の一態様に係る作業機械用制御プログラムは、前記作業機械の制御方法を1以上の演算装置で実行させる。

【0010】

本発明の一態様に係る作業機械用制御システムは、設定変更装置から記憶された設定に基づき作業機械を制御する制御装置に対して、前記設定を他の設定に変更する設定変更要求を実行する設定変更要求部と、前記設定変更要求の実行後、前記作業機械の状態遷移を実行させる操作により、前記制御装置が前記設定を他の設定に変更する設定変更部を有する。

【0011】

本発明の一態様に係る作業機械は、前記作業機械用制御システムを備える。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、安全性と信頼性が高い簡易な方法で他の装置から制御装置の設定を変更するための作業機械用制御方法、作業機械用制御プログラム、作業機械用制御システムと作業機械を提供することできる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一実施形態に係る油圧ショベルの右側面図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る油圧ショベルの右側面図である

【図3】本発明の一実施形態に係る油圧ショベルの運転席の斜視図である。

【図4】本発明の一実施形態に係る油圧ショベルの制御システムの模式図である。

【図5】本発明の一実施形態に係る油圧ショベルの干渉防止制御の実施態様を模式図である。

【図6】本発明の一実施形態に係る油圧ショベルの表示装置のホーム画面である。

【図7】本発明の一実施形態に係る油圧ショベルの表示装置の操作装置の平面図である。

【図8】本発明の一実施形態に係る油圧ショベルの表示装置の設定メニュー画面である。

【図9】本発明の一実施形態に係る油圧ショベルの表示装置の操作パターン設定画面である。

【図10】本発明の一実施形態に係る油圧ショベルの表示装置のＢパターンを選択している時の操作パターン設定画面である。

【図11】本発明の一実施形態に係る油圧ショベルの表示装置のＢパターンが設定された時のホーム画面である。

【図12】本発明の一実施形態に係る油圧ショベルの制御装置の制御フローのフローチャート図である。

【図13】本発明の一実施形態に係る油圧ショベルの表示装置のアタッチメントの変更画面である。

【図14】本発明の一実施形態に係る油圧ショベルの表示装置のブレーカを選択している時のアタッチメントの変更画面である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明に係る建設機械の代表例として油圧ショベル１００を例に挙げ添付図面を参照しつつ本発明にかかる第１の実施形態について詳細に説明する。なお上部旋回体３００に対して作業装置４００がキャビン３１０の上方を上部に延びる方向を前方としその反対方向を後方とする。

【0015】

図１、図２及び図４で示すように油圧ショベル１００は、自走可能な下部走行体２００と、下部走行体２００上に旋回可能に支持された上部旋回体３００と、上部旋回体３００上に回動自在に支持された作業装置４００と制御システム５００を備えて構成されている。

【0016】

上部旋回体３００は、左側方に、機体前部から後端にかけて配置されたキャビン３１０と、右側方前部から、機体後端部にかけて形成され、キャビン３１０の後部下部の切かけ部を埋めるように形成された機関室３２０とから構成されており、キャビン３１０と機関室３２０の間には、作業装置４００が回動自在に支持されている。

【0017】

機関室３２０には、エンジン（図示せず）と、エンジンにより駆動し、ブームシリンダ４６０やアームシリンダ４７０等の油圧ショベル１００を動かす複数のアクチュエータに作動油を圧送する可変容量ポンプ５１１と、複数のアクチュエータを制御するコントロールバルブ５１４、とコントロールバルブ５１４に入力される制御信号圧（パイロット圧）及び可変容量ポンプ５１１の流量を制御するレギュレータ５１１ａに入力されるパイロット圧の1次圧を生成するパイロットポンプ５１２等の複数の機器が配置されている。

【0018】

機関室３２０の上方のキャビン３１０の内部には運転室３３０が設置されている。

【0019】

図３で示すように運転席３３０は、座席３３１と、座席３３１の下方のシートマウント３３２の下部前面から前方に向けて延びる床材３３３と、操作装置３３４から形成される。

【0020】

操作装置３３４は、操作方向および操作量を電気信号として出力することにより、制御装置５２０から出力する操作信号により、電磁比例弁５１７よりパイロット圧をコントローバルブ５１４に出力し各アクチュエータを操作することができる。

【0021】

操作装置３３４は、運転席３３０の前方に左右に列設され、床材３３３から突設された左走行レバー３３４ａ及び右走行レバー３３４ｂと、座席３３１の左右に配置されたコンソールボックスに立設された左操作レバー３３４ｃと、右操作レバー３３４ｄと、右走行レバー３３４ｂの右方に隣接して配置されたオフセットペダル３３４ｅから構成されている。

【0022】

左操作レバー３３４ｃと、右操作レバー３３２ｄは、ブーム昇降操作、アーム操作、バケット操作及び旋回操作がそれぞれ割り振られており、それらの操作割り付けの組み合わせ（操作パターン）は４種類存在し、操作者は、右操作レバー３３４ｄの前方に配置された表示装置３３５を操作することにより、操作パターンを任意に選択することができる。又オフセットペダル３３４ｅにより、後述するようにブーム４２０の上部を左右方向にオフセットさせる操作を行わせることができる。

【0023】

左操作レバー３３４ｃが立設するコンソール下部前端部には、前方に向けて斜め上方に延びるカットオレバー３３６が突設している。左操作レバー３３４ｃの立設されたコンソールは、カットオフレバー３３６を引き上げることにより、上方へ回動する。コンソールの基端部には、カットオフレバースイッチ３３７が設置されており、カットオフレバー３３６の上げ位置で、カットオフレバースイッチ３３７は、遮断位置となり、カットオフレバー３３６の下げ位置で、カットオフレバースイッチ３３７は、接続位置となる。詳細については、後述するが、操作装置３３４は、カットオフレバー３３６の下げ位置で操作可能となり、カットオフレバー３３６の上げ位置で操作がロックされる操作ロック状態になる。

【0024】

右操作レバー３３４ｃが立設するコンソールの後端裏面には、エンジンを起動させるキーシリンダ―３３８が配置されている。

【0025】

キーシリンダ―３３８は、キーの回転により設定される３つのポジションを有しており、時計回りにＯＦＦポジション、ＯＮポジション及びＳＴＡＲＴポジションが設定されている。（図４参照）

【0026】

ＯＦＦポジションにおいては、エンジンは、停止しており、制御装置５２０を含む電装機器に電力が供給されない。

【0027】

ＯＮポジションにおいては、制御装置５２０を含む電装機器に電力が供給される。

【0028】

ＳＴＡＲＴポジションにおいては、セルモーターが起動しエンジンを回転させる。なおＯＮポジションからＳＴＡＲＴポジションに移動後、キー位置は、ＳＴＡＲＴポジションからＯＮポジションに自動で戻る。

【0029】

作業装置４００は、ブーム４２０と、ブーム４２０の先端に上下に回動可能に装着されたアーム４３０と、アーム４３０の先端に回動可能に装着されたバケット４５０と、ブーム４２０の前方かつ下方に設置された、ブーム４２０を動かすブームシリンダ４６０と、ブーム４２０の上方に設置され、アーム４３０を動かすアームシリンダ４７０と、アーム４３０の前方に設置され、バケットリンク４４０を介してバケット４５０を動かすバケットシリンダ４８０により構成されている。

【0030】

ブーム４２０は、上部旋回体に回動自在に枢支された第１ブーム４２１と、キャビン３１０の上方で、第１ブーム４２１の端部に左右に回動自在に支持され、前方に向かって上方に延びる第２ブーム４２２と、第２ブーム４２２の前端で左右に回動自在に支持され、上下に回動自在にアーム４３０を支持する第３ブーム４２３から構成されている。

【0031】

第２ブーム４２２のキャビン３１０側の側面の第１ブーム４２１側の基端部と第３ブーム４２３は、第２ブーム４２２を左右に動かすオフセットシリンダ４６１で連結され、オフセットシリンダ４６１の上方には、第３ブーム４２３と第１ブーム４２１を連結するオフセットリンク４６２が配置されている。

【0032】

下部走行体２００は、センターフレーム（図示せず）とセンターフレームに左右対称に対をなし前後方向に延びるサイドフレーム２１０ａ,２１０ｂを有しており、左側方のサイドフレーム２１０ａの後端には左走行モータ（図示せず）により駆動する駆動輪２１１ａが設置され、前方に向け複数の遊動輪２１２ａが配置されており、そして駆動輪２１１ａと遊動輪２１２ａは、履帯２１３ａが巻装され、右側方のサイドフレーム２１０ｂの後端には右走行モータ（図示せず）により駆動する駆動輪２１１ｂ（図示せず）が設置され、前方に向け複数の遊動輪２１２ｂ（図示せず）が配置されており、そして駆動輪２１１ｂと遊動輪２１２ｂは、履帯２１３ｂが巻装され、センターフレーム前方には、排土装置２２０が装着されている。

【0033】

続いて、図４を用いて油圧ショベル１００の制御システム５００について説明する。

【0034】

制御システム５００は、油圧回路５１０と、制御装置５２０と、姿勢検出装置５３０と、カットオフスイッチ３３７（カットオフレバー３３６）と、キーシリンダ―３３８と、表示装置３３５から構成されている。

【0035】

油圧回路５１
０は、可変容量ポンプ５１１から延設される高圧の作動油配管を実線で表し、パイロットポンプ５１２から延設される低圧の作動油（パイロット圧）配管を点線で表す。

【0036】

油圧回路５１０は、電磁比例弁５１８によって減圧されたパイロット圧をレギュレータ５１１ａに入力することにより吐出流量を制御する可変容量ポンプ５１１から延びるセンターバイパス流路５１３と、センターバイパス流路５１３から延びる油路とそれぞれ接続する各アクチュエータを制御する方向切換弁から構成されるコントールバルブ５１４からなり、油圧回路５１０は、方向切換弁のスプールの摺動位置にかかわらずセンターバイパス流路５１３からタンク５１５につながる流路は形成されないいわゆるクローズドセンター回路であるが、これに限定されるものではない。

【0037】

コントールバルブ５１４は、ブームシリンダ４６０を制御する方向切換弁５１４ａと、アームシリンダ４７０を制御する方向切換弁５１４ｂと、左右の走行モータと、バケットシリンダ４８０と、オフセットシリンダ４６１と、左右の走行モータと、旋回モータ（図示せず）等の複数の他のアクチュエータをそれぞれ制御する複数の他の方向切換弁からなり、複数の他のアクチュエータと複数の他の方向切換弁については、油圧回路５１０には、記載を省略している。またコントールバルブ５１４を構成する方向切換弁のパイロット圧の入力ポートには制御装置５２０より制御される電磁比例弁５１７から出力されるパイロット圧が入力される。

【0038】

方向切換弁５１４ａのパイロット圧の入力ポート５１４ａ１，５１４ａ２には、左操作レバー３３４ｃ又は右操作レバー３３４ｄの操作の方向と操作量（傾倒量）に応じて電磁比例弁５１７ａ１,電磁比例弁５１７ａ２から出力されたパイロット圧が入力されることによって方向切換弁５１４ａのスプールが摺動し、対応するスプールの開口量に応じた油がブームシリンダ４６０のロッド側又はボトム側に流れ、ブーム４２０を昇降させる。

【0039】

方向切換弁５１４ｂのパイロット圧の入力ポート５１４ｂ１，５１４ｂ２には、左操作レバー３３４ｃ又は右操作レバー３３４ｄの方向と操作量に応じて電磁比例弁５１７ｂ１,電磁比例弁５１７ｂ２から出力したパイロット圧が入力されることによって方向切換弁５１４ｂのスプールが摺動し、対応するスプールの開口量に応じた油がアームシリンダ４７０のロッド側又はボトム側に流れ、アーム４３０にクラウド動作又はダンプ動作をさせる。

【0040】

方向切換弁５１４の入力ポートにパイロット圧を出力する電磁比例弁５１７の上流には、電磁弁５１９が配置されており、先述したカットオフレバースイッチ３３７が接続位置にある場合は、電磁弁５１９に電気信号が入力され電磁弁５１９は開き、電磁比例弁５１７にパイロット圧を供給する。カットオフレバースイッチ３３７が遮断位置にある場合は、電気信号が遮断され電磁弁５１９は閉じ、電磁比例弁５１７にパイロット圧を供給されず、アクチュエータは操作装置３３４により操作不能（操作ロック状態）となる。又カットオフレバースイッチ３３７が接続位置にある時は、通電信号が制御装置５２０に出力され、カットオフレバースイッチが遮断位置にある時は、通電信号が制御装置５２０に出力されない。

【0041】

バケットシリンダ４８０についても、左操作レバー３３４ｃ又は右操作レバー３３４ｄの操作の方向と操作量（傾倒量）に応じてダンプ動作又はクラウド動作を行う。

【0042】

旋回モータについても、左操作レバー３３４ｃ又は右操作レバー３３４ｄの操作の方向と操作量（傾倒量）に応じて上部旋回体３００を左旋回又は右旋回させる。

【0043】

操作装置３３４は、左走行レバー３３４ａ及び右走行レバー３３４ｂと、左操作レバー３３４ｃと、右操作レバー３３４ｄ等から構成されており、操作装置３３４から出力される信号は、制御装置５２０に入力される。

【0044】

姿勢検出装置５３０は、ブームの回動角度を検出するブーム角検出装置５３１と、アームの回動角度を検出するアーム角検出装置５３２と、第２ブームのオフセット角度を検知するオフセット角検出装置５３３からなり、これらの検出装置はポーテ―ションであり、必要な回動角が測定できる位置に装着されるが、姿勢検出装置５３０は、これに限定されるものでなく、作業機４００の姿勢を検出するためのセンサであればよく例えば加速度センサであってもよい。

【0045】

制御装置５２０は、ＥＣＵ（電子制御ユニット）であり、デジタル入力信号の信号レベルの変換を行う入力バッファ及びアナログ入力信号のデジタル変換を行うＡＤコンバータと、各種入力信号から制御量の演算を行うマイコンからなる演算部５２１と、マイコンの出力信号に従いアクチュエータを駆動させる駆動信号の形態に変換させる出力ドライバと通信ドライバ，通信レシーバ等から構成される。

【0046】

制御装置５２０に入力される信号は、制御装置５２０に向かう矢印が先端にある一点鎖線で表現され、制御装置５２０から出力される信号は、信号が入力される機器に向かう矢印が先端にある一点鎖線で表現される。

【0047】

演算部５２１は、記憶部５２２と、姿勢演算部５２３と、実行処理部５２４を有する。

【0048】

記憶部５２２は、左操作レバー３３４ｃと右操作レバー３３４ｄの操作に対して操作信号が入力されるアーム、バケット、ブーム及び旋回動作を制御するコントロールバルブ５１４の電磁比例弁５１７の組み合わせ、つまり左操作レバー３３４ｃと、右操作レバー３３４ｄの操作によるアーム、バケット、ブーム及び旋回の操作の組み合わせ（操作パターン）の情報と現在設定されている操作パターンと、作業機４００の端部の位置情報を演算するためにアタッチメントごと（例えば、バケット、ブレーカ等）に設定された姿勢パラメータと、キャビン３１０の前方から上方に設定され、作業機４００の先端のアタッチメントがキャビン３１０に接触することを防止するための境界領域６００（図５参照）の位置情報が記憶されている。

【0049】

記憶部５２２に記憶されている操作パターンは、Ａパターン、Ｂパターン、Ｃパターン及びＤパターンの４つの組み合わせである。

【0050】

Ａパターンは、左操作レバー３３４ｃの前方傾倒操作にアームダンプ、後方傾倒操作にアームクラウド、左方傾倒操作に左旋回、右方傾倒操作に右旋回が割り付けられている。そして右操作レバー３３４ｄの前方傾倒操作にブーム下げ、後方傾倒操作にブーム上げ、左方傾倒操作にバケットクラウド、右方傾倒操作にバケットダンプが割り付けられている。

【0051】

Ｂパターンは、左操作レバー３３４ｃの前方傾倒操作に右旋回、後方傾倒操作に右旋回、左方傾倒操作にアームダンプ、右方傾倒操作にアームクラウドが割り付けられている。そして右操作レバー３３４ｄの前方傾倒操作にブーム下げ、後方傾倒操作にブーム上げ、左方傾倒操作にアームクラウド、右方傾倒操作にアームダンプが割り付けられている。

【0052】

Ｃパターンは、左操作レバー３３４ｃの前方傾倒操作にブーム下げ、後方傾倒操作にブーム上げ、左方傾倒操作にバケットダンプ、右方傾倒操作にバケットアームが割り付けられている。そして右操作レバー３３４ｄの前方傾倒操作にアームダンプ、後方傾倒操作にアームクラウド、左方傾倒操作に左旋回、右方傾倒操作に右旋回が割り付けられている。

【0053】

Ｄパターンは、左操作レバー３３４ｃの前方傾倒操作にブーム下げ、後方傾倒操作にブーム上げ、左方傾倒操作にバケットダンプ、右方傾倒操作にバケットアームが割り付けられている。そして右操作レバー３３４ｄの前方傾倒操作にアームクラウド、後方傾倒操作にアームダンプ、左方傾倒操作に左旋回、右方傾倒操作に右旋回が割り付けられている。

【0054】

姿勢演算部５２３は、姿勢検出装置５３０の姿勢情報と現在設定されるアタッチメントに対応する記憶装置５２２の姿勢パラメータに基づきアタッチメントの位置を演算し、境界領域６００の侵入を判定する。

【0055】

実行処理部５２４は、操作装置３３４の操作に発信する操作信号から記憶部５２２に記憶されている操作パターンを参照して、コントロールバルブ５１４の電磁比例弁５１７に信号を出力させアクチュエータを動かす。

【0056】

例えば、Ａパターンが設定されている場合に、右操作レバー３３４ｄを上下に傾倒させると、実行処理部５２３は、ブーム４２０を昇降させる。

【0057】

図５は、作業機４００の先端に装着されたアタッチメントがキャビン３１００に干渉しないように自動的に制御する干渉防止制御の実施態様を模式的に表したもので、キャビン３１０の前方及び上方に設置された境界領域６００の手前に位置するように、先端にバケット４５０を装着した作業機４００と先端にバケット４５０より長さのあるブレーカ４５１を装着した作業機４００が制御されている。

【0058】

干渉防止制御について例示的に説明する。例えば作業機４００に装着されたバケット４５０が境界領域６００の近傍に在る場合に、操作者がブーム上げ操作を行った際、姿勢演算部５２３が境界領域６００へのバケット４５０の侵入を判定すると実行処理部５２４は、境界領域６００の前方縁部までアーム４７０がクラウドできるアームシリンダ４７０の移動速度を演算し、制御装置５２０は電磁比例弁５１７ｂ１に対応する信号を出力する。つまり操作者がブーム上げ操作を続けた場合、境界領域６００の前方縁部を沿うようにバケット４５０は上昇する。ここで作業機４００にブレーカ４５１が装着された場合、姿勢演算部５２３は、バケット４５０ではなくブレーカ４５１に対応する姿勢パラメータに基づき境界領域６００へのブレーカ４５１の侵入を判定するここでブレーカ４５１を装着した場合のアーム４３０のクラウド量は、バケット４５０を装着した時より大きくなる。

【0059】

表示装置３３５は、表示部３３５ａと、制御部３３５ｂと、操作部３３５ｃから構成されている。

【0060】

表示部３３４ａは、液晶ディスプレイであるがこれに限定されるものでなく、有機ＥＬディスプレイであってもよい。

【0061】

操作部３３５ｃは、ジョグダイヤルであるが、これに限定されるものでなくタッチパネル方式の操作や押しボタン方式の操作具であってもよい。

【0062】

続いて本発明に係る作業機械の制御方法について図４及び図６から図１２を参照しつつ詳細に説明する。なお図面中の点線は表示画面の領域を表すためのものであり実際の表示装置３３５に表示されるわけでない。

【0063】

図６は、表示部３３５ａに表示されるホーム画面Ｄｐ１である。

【0064】

ホーム画面Ｄｐ１は、第１表示部ＤｐＡと、第２表示部ＤｐＢから構成されている。

【0065】

第１表示部ＤｐＡは、画面中心部に位置し、燃料の残量をバーの高さで表示する燃料メータＩｃ１と、作動油の温度を回動する針の位置で表示する作動油温度メータＩｃ２と、冷却水の温度を回動する針の位置で表示する冷却水温メータＩｃ３が画面左端から右端にかけて並んで表示される。

【0066】

第２表示部ＤｐＢは、第１表示部ＤｐＡの下方に位置し、画面の下部に位置する。第２表示部ＤｐＢの左下端には、エンジン回転数Ｉｃ４が表示され、右下端には、アワメータＩｃ５が表示されている。エンジン回転数Ｉｃ４の右隣りには、現在の操作パターンを表すアイコンＩｃ６（Ｉｃ６Ａ）が表示されている。（表示は現在設定されている操作パターンがＡパターンであることを示している。）

【0067】

表示部３３５ａに表示される画面を操作部３３５ｃで操作することにより現在の操作パターンを変更することができる。

【0068】

図７は、操作部３３５ｃであるジョグダイヤルの模式図である。操作部３３５ｃは、操作ダイヤル３３５ｃ１と、決定ボタン３３５ｃ２と、ホームボタン３３５ｃ３と、設定メニューボタン３３５ｃ４を有している。

【0069】

表示部３３５ａにホーム画面Ｄｐ１が表示されている時に、設定メニューボタン３３５ｃ４を押下するとホーム画面Ｄｐ１は、設定メニュー画面Ｄｐ２に遷移する。

【0070】

図８は、表示部３３５ａに表示される設定メニュー画面Ｄｐ２である。設定メニュー画面Ｄｐ２は、ホーム画面Ｄｐ１の第２表示部ＤｐＢのあ
った位置に各種設定もしくは、油圧ショベル１００の機器情報を確認するための設定アイコンが表示される第３表示部ＤｐＣが配置されている。

【0071】

第３表示部ＤｐＣには、より詳細機能の設定を行うための画面に遷移するためのアイコンＩｃ４、機器のエラーの来歴を確認ための画面に遷移するためのアイコンＩｃ５、アタッチメントの変更をするための画面に遷移するためのアイコンＩｃ６、オートストップ機能を有効にするための画面に遷移するためのアイコンＩｃ７と、操作パターンを選択するための画面に遷移するためのアイコンＩｃ８が表示されている。

【0072】

第３表示部ＤｐＣに表示されたアイコンの何れか一つのアイコンは常にハイライトされており、操作ダイヤル３３５ｃ１を回転させることにより、ハイライトさせるアイコンを選択することができ、決定ボタン３３５ｃ２を押下することより、設定メニュー画面Ｄｐ２からアイコンに設定されている画面に遷移させることができ、図８では、アイコンＩｃ８がハイライトされており、決定ボタン３３５ｃ２を押下すると、設定メニュー画面Ｄｐ２から操作パターン設定画面Ｄｐ３に遷移される。

【0073】

操作パターン設定画面Ｄｐ３は、上部には、画面の説明のテキストＩｃ９が表示され、その下方には、上方から下方にかけて、操作パターンを示すアイコンＩｃ１０，Ｉｃ１１，Ｉｃ１２，Ｉｃ１３が並べられている。操作パターンを示すアイコンは操作パターンを表すアルファベットで形成されており、現在の操作パターンは、アルファベットの隣の丸のアイコンが黒色になっている。

【0074】

図９では現在の操作パターンは、Ａパターンに設定されており、操作ダイヤル３３５ｃ１を回転させることによって、変更するパターンのアイコンをハイライトさせ、決定ボタン３３５ｃ２を押下することにより、ハイライトされたアイコンの丸部分は黒くなり、変更前のアイコンの丸部分は白くなる。図１０では、Ｂパターンを選択している。

【0075】

決定ボタン３３５ｃ２を押下後、キーシリンダ―３３８のキーポジションをＯＮからＯＦＦにした後再びＯＮにすること（承認操作）で、油圧ショベル１００の状態はエンジンが動いている状態から、エンジンが停止し、制御装置５２０を含む電装機器への電力が遮断された状態になっている、そして再びキー位置をＯＮにすることで、電装機器への電力が通電された状態になり、記憶部５２２に記憶されている現在の操作パターンはＡパターンからＢパターンに変更される。

【0076】

承認操作後、表示部３３５ａにはホーム画面Ｄｐ４が表示され、現在の操作パターンを表すアイコンＩｃ６（Ｉｃ６Ｂ）が表示されている。そして実行処理部５２４は、操作装置３３２の操作に発信する操作信号から記憶部５２２に記憶されているＢパターンを参照して、コントロールバルブ５１４の電磁比例弁５１７に信号を出力させアクチュエータを動かす。

【0077】

設定変更手段である表示装置３５５から、油圧ショベル１００の制御に関する設定である操作に関わる設定を変更する際、別設された装置による承認操作を、キーシリンダによって油圧ショベル１００を完全に停止させた状態から、電源を投下された状態にすることにより実行することで、操作者は安全にかかわる重要な設定が変更されたことを意識できるだけでなく、安全にかかわる重要な設定を信頼性が高く簡易方法で変更することが可能となる。

【0078】

図１２を用いて制御フローについて説明する。図１２は制御方法に係るフローチャートである。

【0079】

表示装置３３５の表示部３３５ａに表示された設定画面Ｄｐ３より設定パターンを選択し、決定ボタン３３５ｃ２を押下する。（Ｓ１）

【0080】

キーシリンダ３３８により承認操作を実行する。（Ｓ２）

【0081】

制御装置５２０の記憶部５２２に記憶されている現在選択されている操作パターンをＳ１で選択した操作パターンに変更する。（Ｓ３）

【0082】

表示装置３３５の表示部３３５ａにホーム画面Ｄｐ４を表示させ、ホーム画面Ｄｐ４に変更された操作パターンのアイコンＩｃ６を表示させる。（Ｓ４）フローを終了させる。

【0083】

図１２に示すフローチャートは一例に過ぎず、処理が適宜追加又は省略されてもよいし、処理を繰り返して実行してもよく、処理の順番が適宜入れ替わってもよい。

【0084】

続いて本発明の第２の実施形態について図４、図５、図６から図８、図１３及び図１４を参照して説明するが、第１の実施形態と共通部分については、説明を省略する。

【0085】

第２の実施形態の変形例は、作業機４００のアタッチメント変更に伴う干渉防止制御に関する作業機械の制御方法である。

【0086】

表示部３３５ａにホーム画面Ｄｐ１が表示されている時に、設定メニューボタン３３５ｃ４を押下するとホーム画面Ｄｐ１は、設定メニュー画面Ｄｐ２に遷移させ、アイコンＩｃ６をハイライトさせ、決定ボタン３３５ｃ２を押下すると、設定メニュー画面Ｄｐ２からアタッチメントの変更画面Ｄｐ５に遷移する。

【0087】

アタッチメントの変更画面Ｄｐ５は、上部には、画面の説明のテキストＩｃ１４が表示され、その下方には、上方から下方にかけて、アタッチメントを示すテキストＩｃ１５，Ｉｃ１６，Ｉｃ１７，Ｉｃ１８が並べられている。現在のアタッチメントは、アタッチメントの表すテキストの隣の丸のアイコンが黒色になっている。

【0088】

図１３では現在設定されているアタッチメントはバケットであり、干渉防止制御は、記憶部５２２に記憶されたバケットについての姿勢パラメータにより制御されている。

【0089】

ここで操作ダイヤル３３５ｃ１を回転させることによって、変更するアタッチメントのテキストをハイライトさせ、決定ボタン３３４ｃ２を押下することにより、ハイライトされたテキストの横の丸部分は黒くなり、変更前のテキストの横の丸部分は白くなる。図１４では、ブレーカを選択している。

【0090】

カットオフレバー３３６が上げ位置である場合、決定ボタン３３５ｃ２を押下後、カットオフレバー３３６を下げ位置（カットオフレバースイッチ３３７は、接続位置）に移行させ、油圧ショベル１００を操作可能状態にし、その後カットオフレバー３３６が上げ位置（カットオフレバースイッチ３３７は、遮断位置）にし油圧ショベル１００を操作ロック状態にする。（承認操作）これらの一連の承認操作後、干渉防止制御は、記憶部５２２に記憶されたブレーカについての姿勢パラメータにより制御される。

【0091】

設定変更手段である表示装置３５５から、油圧ショベル１００の動作制御に関わる設定変更を制御装置５２０に要求した後に別設された装置による承認操作を、カットオフレバー３３６によって油圧ショベル１００を操作ロック状態から操作可能状態にし、操作可能状態から、操作ロック状態にする承認操作により実行することで、操作者は安全にかかわる重要な設定が変更されたことを意識できるだけでなく、安全にかかわる重要な設定を信頼性が高く簡易方法で変更することが可能となる。

【0092】

本発明の実施形態にかかる発明は、以下の付記のように特定することができる。

【0093】

〈付記１〉記憶された設定に基づき作業機械を制御する制御装置に対して設定変更装置から前記設定を他の設定に変更する設定変更要求が実行されることと、前記設定変更要求の実行がされた後、前記作業機械の状態遷移を実行させる操作により、前記制御装置が前記設定を他の設定に変更することと、を有する作業機械の制御方法。

【0094】

〈付記２〉前記設定変更装置が表示装置であり、前記表示装置の表示部に表示された画像に基づき、前記設定を前記他の設定に変更する付記1記載の作業機械の制御方法。

【0095】

〈付記３〉作業機械の状態遷移を実行させる操作が前記作業機械を起動又は停止させる操作である付記1又は付記２記載の作業機械の制御方法。

【0096】

〈付記４〉前記作業機械の状態遷移が前記作業機械の原動機が駆動状態かつ前記制御装置が通電状態から前記作業機械の原動機が停止状態かつ前記制御装置が非通電状態に移行し、さらに前記制御装置が非通電状態から前記制御装置が通電状態に移行する付記１から付記３記載の何れかに記載の作業機械の制御方法。

【0097】

〈付記５〉前記作業機械の状態遷移を実行する操作が作業機械を操作する操作装置の操作を有効また無効にする操作である付記１又は付記２記載の作業機械の制御方法。

【0098】

〈付記６〉前記作業機械の状態遷移が操作装置の操作を無効な状態から有効な状態に移行し、さらに操作装置の操作を有効な状態から無効な状態に移行させる付記５記載の作業機械の制御方法。

【0099】

〈付記７〉付記１から付記６に何れかに記載の作業機械の制御方法を1以上の演算装置で実行させるための作業機械用制御プログラム。

【0100】

〈付記８〉設定変更装置から記憶された設定に基づき作業機械を制御する制御装置に対して、前記設定を他の設定に変更する設定変更要求を実行する設定変更要求部と、前記設定変更要求の実行後、前記作業機械の状態遷移を実行させる操作により、前記制御装置が前記設定を他の設定に変更する設定変更部と、を備える作業機械用制御システム。

【0101】

〈付記９〉付記8に記載の作業機械用制御システムを備える作業機械。

【0102】

上記で説明した第１，第２の実施形態で説明した種々の構成は、適宜組み合わせて採用可能である。

【0103】

以上では、作業機械として、油圧ショベルを例に挙げて説明したが、作業機械は油圧ショベルに限定されず、コンパクトトラックローダ、ホイルローダ、などの建設機械だけでなくトラクターなどの他の作業機械であってもよく、さらに原動機としてエンジンを挙げて説明したが電動モータでもよい。

【0104】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものでなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で拡張又は、変更して実施することができる。

【産業上の利用可能性】

【0105】

本発明は、作業機械用制御方法、作業機械用制御プログラム、作業機械用制御システム、作業機械に関するものであり産業上の利用可能性を有する。

【符号の説明】

【0106】

１００ 油圧ショベル（作業機械）３３５ 表示装置（設定変更装置）５２０ 制御装置５２２ 記憶部５２４ 実行処理部３３８ キーシリンダ（状態遷移を実行させる操作手段）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【手続補正書】

【提出日】2022-08-24

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0013】

【図1】本発明の一実施形態に係る油圧ショベルの右側面図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る油圧ショベルの左側面図である

【図3】本発明の一実施形態に係る油圧ショベルの運転席の斜視図である。

【図4】本発明の一実施形態に係る油圧ショベルの制御システムの模式図である。

【図5】本発明の一実施形態に係る油圧ショベルの干渉防止制御の実施態様を模式図である。

【図6】本発明の一実施形態に係る油圧ショベルの表示装置のホーム画面である。

【図7】本発明の一実施形態に係る油圧ショベルの表示装置の操作装置の平面図である。

【図8】本発明の一実施形態に係る油圧ショベルの表示装置の設定メニュー画面である。

【図9】本発明の一実施形態に係る油圧ショベルの表示装置の操作パターン設定画面である。

【図10】本発明の一実施形態に係る油圧ショベルの表示装置のＢパターンを選択している時の操作パターン設定画面である。

【図11】本発明の一実施形態に係る油圧ショベルの表示装置のＢパターンが設定された時のホーム画面である。

【図12】本発明の一実施形態に係る油圧ショベルの制御装置の制御フローのフローチャート図である。

【図13】本発明の一実施形態に係る油圧ショベルの表示装置のアタッチメントの変更画面である。

【図14】本発明の一実施形態に係る油圧ショベルの表示装置のブレーカを選択している時のアタッチメントの変更画面である。