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WO2017115809A1 - ショベル - Google Patents

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Publication number
WO2017115809A1
WO2017115809A1 PCT/JP2016/088952 JP2016088952W WO2017115809A1 WO 2017115809 A1 WO2017115809 A1 WO 2017115809A1 JP 2016088952 W JP2016088952 W JP 2016088952W WO 2017115809 A1 WO2017115809 A1 WO 2017115809A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
bucket
boom
attachment
arm
control unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2016/088952
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
塚本　浩之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo SHI Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo SHI Construction Machinery Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo SHI Construction Machinery Co Ltd filed Critical Sumitomo SHI Construction Machinery Co Ltd
Priority to EP16881783.1A priority Critical patent/EP3399109B1/en
Priority to KR1020187019319A priority patent/KR102633625B1/ko
Priority to JP2017559217A priority patent/JP6932647B2/ja
Priority to CN201680076796.6A priority patent/CN108474195B/zh
Priority to CN202110420536.9A priority patent/CN113107046B/zh
Publication of WO2017115809A1 publication Critical patent/WO2017115809A1/ja
Priority to US16/020,110 priority patent/US10781574B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Priority to US17/014,166 priority patent/US11434624B2/en
Ceased legal-status Critical Current

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    • E02F3/43—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations
    • E02F3/435—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like
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    • E02F9/264—Sensors and their calibration for indicating the position of the work tool
    • E02F9/265—Sensors and their calibration for indicating the position of the work tool with follow-up actions (e.g. control signals sent to actuate the work tool)

Definitions

  • the present invention relates to a shovel.
  • an operator who operates a construction machine such as a shovel or the like performs an excavation / loading operation of loading excavated excavated soil onto a dump truck, for example, when carrying out an excavation / loading operation.
  • the operator needs to avoid contact between the attachment (bucket) and an object such as a dump truck during the boom raising and turning.
  • the shovel of patent document 1 stops turning operation, whenever it determines with the possibility of a contact being high. Therefore, the operator must restart the digging and loading operations from the beginning each time. Therefore, the working efficiency is bad and the working time is prolonged.
  • a shovel includes a lower traveling body, an upper revolving body pivotally mounted to the lower traveling body, an attachment attached to the upper revolving body, and a position of an end attachment.
  • the attachment and the upper portion based on the relative positional relationship between an end attachment position detection unit that detects, an object detection device that detects the position of an object, a digging completion position of the end attachment, and the position of the object And a control unit that controls at least one operation of the rotating body.
  • the above-described means provides a shovel capable of improving the work efficiency and operability of the digging and loading operation.
  • FIG. 1 is a side view showing a hydraulic shovel according to an embodiment of the present invention.
  • the upper swing body 3 is rotatably mounted on the crawler lower travel body 1 via the swing mechanism 2.
  • a boom 4 is attached to the upper swing body 3.
  • An arm 5 is attached to the tip of the boom 4, and a bucket 6 as an end attachment is attached to the tip of the arm 5.
  • the boom 4, the arm 5 and the bucket 6 constitute an attachment 15.
  • the boom 4, the arm 5 and the bucket 6 are hydraulically driven by the boom cylinder 7, the arm cylinder 8 and the bucket cylinder 9 respectively.
  • a cabin 10 is provided in the upper revolving superstructure 3 and a power source such as an engine is mounted.
  • the bucket 6 as an end attachment is shown in FIG. 1, the bucket 6 may be replaced by a lifting magnet, a breaker, a fork or the like.
  • the boom 4 is rotatably supported vertically with respect to the upper swing body 3, and a boom angle sensor S ⁇ b> 1 as an end attachment position detection unit is attached to a rotation support portion (joint).
  • the boom angle sensor S1 can detect a boom angle ⁇ 1 (a rising angle from a state in which the boom 4 is lowered most) which is a rotation angle of the boom 4.
  • the state where the boom 4 is raised most is the maximum value of the boom angle ⁇ 1.
  • the arm 5 is rotatably supported relative to the boom 4, and an arm angle sensor S 2 as an end attachment position detection unit is attached to the rotation support (joint).
  • the arm angle sensor S2 can detect an arm angle ⁇ 2 (opening angle from a state in which the arm 5 is most closed), which is a rotation angle of the arm 5.
  • the state in which the arm 5 is most opened is the maximum value of the arm angle ⁇ 2.
  • the bucket 6 is rotatably supported by the arm 5, and a bucket angle sensor S3 as an end attachment position detection unit is attached to a rotation support (joint).
  • the bucket angle sensor S3 can detect a bucket angle ⁇ 3 (an opening angle from the most closed state of the bucket 6) which is a rotation angle of the bucket 6.
  • the state in which the bucket 6 is most opened is the maximum value of the bucket angle ⁇ 3.
  • each of the boom angle sensor S1, the arm angle sensor S2, and the bucket angle sensor S3 as an end attachment position detection unit is configured by a combination of an acceleration sensor and a gyro sensor. However, it may be configured by only the acceleration sensor.
  • the boom angle sensor S1, the arm angle sensor S2, and the bucket angle sensor S3 may be stroke sensors attached to the boom cylinder 7, the arm cylinder 8, and the bucket cylinder 9, and may be a rotary encoder, a potentiometer, etc. Good.
  • the upper swing body 3 is provided with an object detection device 25.
  • the object detection device 25 detects the distance between the shovel and the object and the height of the object.
  • the object detection device 25 may be, for example, a camera or a millimeter wave radar. It may be a combination of a camera and a millimeter wave radar.
  • the object detection device 25 is arranged to be able to detect an object within 180 degrees ahead or 360 degrees around the shovel.
  • the number of object detection devices 25 is not particularly limited.
  • the object is a dump truck in the present embodiment, but may be an obstacle such as a wall or a fence.
  • the upper swing body 3 is provided with a swing angle sensor 16 as an end attachment position detection unit that detects a swing angle of the upper swing body 3 from a reference orientation.
  • the reference orientation is set by the operator.
  • the turning angle sensor 16 can calculate a relative angle from the reference orientation.
  • the turning angle sensor 16 may be a gyro sensor.
  • FIG. 2 is a schematic view showing a configuration example of a hydraulic system mounted on the hydraulic shovel according to the present embodiment, and a mechanical power system, a hydraulic line, a pilot line, and an electric drive / control system are double lines respectively. , Solid lines, broken lines, and dotted lines.
  • the hydraulic system circulates the hydraulic oil from the main pumps 12L, 12R as hydraulic pumps driven by the engine 11 to the hydraulic oil tank through the center bypass pipelines 40L, 40R.
  • the center bypass line 40L is a hydraulic line connecting the flow control valves 151, 153, 155 and 157 disposed in the control valve, and the center bypass line 40R is a flow control valve 150 disposed in the control valve. , 152, 154, 156 and 158, respectively.
  • the flow control valves 153 and 154 supply the hydraulic fluid discharged by the main pumps 12L and 12R to the boom cylinder 7, and switch the flow of hydraulic fluid to discharge the hydraulic fluid in the boom cylinder 7 to the hydraulic fluid tank. It is a spool valve.
  • the flow control valves 155, 156 supply hydraulic fluid discharged by the main pumps 12L, 12R to the arm cylinder 8, and switch the flow of hydraulic fluid to discharge hydraulic fluid in the arm cylinder 8 to a hydraulic fluid tank. It is a spool valve.
  • the flow control valve 157 is a spool valve that switches the flow of hydraulic fluid in order to circulate the hydraulic fluid discharged by the main pump 12L with the turning hydraulic motor 21.
  • the flow control valve 158 is a spool valve that supplies hydraulic fluid discharged by the main pump 12R to the bucket cylinder 9 and switches the flow of hydraulic fluid to discharge the hydraulic fluid in the bucket cylinder 9 to a hydraulic fluid tank. .
  • the regulators 13L and 13R adjust the swash plate inclination angle of the main pumps 12L and 12R according to the discharge pressure of the main pumps 12L and 12R (for example, by all the horsepower control) to discharge the discharge amounts of the main pumps 12L and 12R. Control.
  • the boom operating lever 16A is an operating device for operating the raising and lowering of the boom 4, and utilizes the hydraulic oil discharged by the pilot pump 14 to control the pressure corresponding to the lever operation amount to the left and right of the boom flow control valve 154. Introduce to any pilot port. Thereby, the stroke of the spool in the boom flow control valve 154 is controlled, and the flow rate supplied to the boom cylinder 7 is controlled.
  • the pressure sensor 17A detects the operation content of the operator with respect to the boom control lever 16A in the form of pressure, and outputs the detected value to the controller 30 as a control unit.
  • the operation content is, for example, a lever operation direction and a lever operation amount (lever operation angle).
  • the turning operation lever 19A is an operation device that drives the turning hydraulic motor 21 to operate the turning mechanism 2 and turns control pressure according to the lever operation amount using hydraulic oil discharged by the pilot pump 14 It is introduced into either the left or right pilot port of the flow control valve 157. Thereby, the stroke of the spool in the turning flow control valve 157 is controlled, and the flow rate supplied to the turning hydraulic motor 21 is controlled.
  • the pressure sensor 20A detects the operation content of the operator on the turning operation lever 19A in the form of pressure, and outputs the detected value to the controller 30 as a control unit.
  • the left and right travel lever (or pedal), the arm control lever, and the bucket control lever are operation devices for operating the travel of the lower travel body 1, opening and closing the arm 5, and opening and closing the bucket 6, respectively. is there.
  • these control devices use hydraulic fluid discharged by the pilot pump 14 to control the flow of control pressure corresponding to the lever control amount (or pedal control amount) corresponding to each of the hydraulic actuators It is introduced into either the left or right pilot port of the valve.
  • the operation content of the operator for each of these operation devices is detected in the form of pressure by the corresponding pressure sensor as in the pressure sensor 17A, and the detected value is output to the controller 30.
  • the controller 30 includes other sensors such as a boom angle sensor S1, an arm angle sensor S2, a bucket angle sensor S3, pressure sensors 17A and 20A, a boom cylinder pressure sensor 18a, a discharge pressure sensor 18b, and a negative control pressure sensor (not shown). , And appropriately output control signals to the engine 11, the regulators 13R, 13L, and the like.
  • sensors such as a boom angle sensor S1, an arm angle sensor S2, a bucket angle sensor S3, pressure sensors 17A and 20A, a boom cylinder pressure sensor 18a, a discharge pressure sensor 18b, and a negative control pressure sensor (not shown).
  • the controller 30 outputs a control signal to the pressure reducing valve 50L, adjusts the control pressure to the turning flow control valve 157, and controls the turning operation of the upper turning body 3.
  • the controller 30 outputs a control signal to the pressure reducing valve 50R, adjusts the control pressure to the boom flow control valve 154, and controls the boom raising operation of the boom 4.
  • the controller 30 adjusts the control pressure for the boom flow control valve 154 and the swing flow control valve 157 based on the relative positional relationship between the bucket 6 and the dump truck by the pressure reducing valves 50L and 50R. This is to appropriately support the boom raising and turning operation by the lever operation.
  • the pressure reducing valves 50L, 50R may be solenoid proportional valves.
  • the boom 4 swings up and down around a swing center J parallel to the y-axis.
  • An arm 5 is attached to the tip of the boom 4 and a bucket 6 is attached to the tip of the arm 5.
  • a boom angle sensor S1, an arm angle sensor S2, and a bucket angle sensor S3 are attached to the base P1 of the boom 4, the connection P2 between the boom 4 and the arm 5, and the connection P3 between the arm 5 and the bucket 6, respectively.
  • the boom angle sensor S1 measures an angle ⁇ 1 between the longitudinal direction of the boom 4 and the reference horizontal plane (xy plane).
  • the arm angle sensor S2 measures an angle ⁇ 1 between the longitudinal direction of the boom 4 and the longitudinal direction of the arm 5.
  • the bucket angle sensor S3 measures an angle ⁇ 2 between the longitudinal direction of the arm 5 and the longitudinal direction of the bucket 6.
  • the longitudinal direction of the boom 4 means the direction of a straight line passing through the swing center J and the connecting portion P2 in a plane (in the zx plane) perpendicular to the swing center J.
  • the longitudinal direction of the arm 5 means the direction of a straight line passing through the connection portion P2 and the connection portion P3 in the zx plane.
  • the longitudinal direction of the bucket 6 means the direction of a straight line passing through the connection portion P3 and the tip P4 of the bucket 6 in the zx plane.
  • the swing center J is disposed at a position deviated from the turning center K (z axis).
  • the swing center J may be disposed so that the turning center K and the swing center J intersect.
  • An object detection device 25 is attached to the shovel.
  • the object detection device 25 measures the distance Ld between the shovel and the dump truck 60 and the height Hd of the dump truck 60.
  • the controller 30 as a control unit includes a detection result (image data, etc.) of the object detection device 25, a measurement result of the turning angle sensor 16, and a measurement of the boom angle sensor S1, the arm angle sensor S2, and the bucket angle sensor S3. The result is entered.
  • the controller 30 includes an object type identification unit 30A, an object position calculation unit 30B, an angular velocity calculation unit 30C, a bucket height calculation unit 30D, an attachment length calculation unit 30E, an end attachment state calculation unit 30F, and a trajectory generation control unit 30G. Including. The functions of these units are realized by a computer program.
  • the object type identification unit 30A identifies the type of the object by analyzing, for example, image data input from the object detection device 25.
  • the object position calculation unit 30B calculates the position of the object by analyzing, for example, image data and millimeter wave data input from the object detection device 25. Specifically, the coordinates (Ld, Hd) of the dump truck 60 shown in FIG. 3 are calculated.
  • the angular velocity calculation unit 30C calculates the angular velocity ⁇ of the attachment 15 around the turning axis based on the change of the turning angle input from the turning angle sensor 16.
  • the bucket height calculation unit 30D calculates the height Hb of the tip of the bucket 6 based on the detection results input from the boom angle sensor S1, the arm angle sensor S2, and the bucket angle sensor S3.
  • the attachment length calculation unit 30E calculates the attachment length R based on the detection results input from the boom angle sensor S1, the arm angle sensor S2, and the bucket angle sensor S3.
  • the method for calculating the bucket height Hb and the attachment length R will be described with reference to FIG.
  • the lengths of the boom 4, the arm 5 and the bucket 6 are respectively L 1, L 2 and L 3.
  • the angle ⁇ 1 is measured by the boom angle sensor S1.
  • the angle ⁇ 1 and the angle ⁇ 2 are measured by the arm angle sensor S2 and the bucket angle sensor S3.
  • the height H0 from the xy plane to the rocking center J is obtained in advance. Further, a distance L0 from the turning center K (z axis) to the swinging center J is also obtained in advance.
  • an angle ⁇ 2 between the xy plane and the longitudinal direction of the arm 5 is calculated.
  • an angle ⁇ 3 between the xy plane and the longitudinal direction of the bucket 6 is calculated.
  • the bucket height Hb and the attachment length R are calculated by the following equation.
  • the attachment length R and the bucket height Hb are calculated based on the detection values measured by the boom angle sensor S1, the arm angle sensor S2, and the bucket angle sensor S3.
  • the bucket height Hb corresponds to the height of the tip of the attachment 15 when the xy plane is a reference of the height.
  • the end attachment state calculation unit 30F calculates the angular velocity ⁇ of the attachment 15 determined by the angular velocity calculation unit 30C, the bucket height Hb determined by the bucket height calculation unit 30D, and the attachment length determined by the attachment length calculation unit 30E. Based on R, the state of the bucket 6 is calculated.
  • the state of the bucket 6 includes the position, velocity, acceleration, and posture of the bucket 6.
  • the locus generation control unit 30G is based on the information on the state of the bucket 6 calculated by the end attachment state calculation unit 30F and the position information and height information of the dump truck 60 calculated by the object position calculation unit 30B.
  • a movement trajectory as a target line to be a movement target of the bucket 6 is generated.
  • the movement locus line is, for example, a locus followed by the tip of the bucket 6.
  • the movement locus line may be generated using the operation table stored in the locus generation control unit 30G.
  • the digging and loading operation is an operation to move the bucket 6 from the digging completion position to the upper position of the dump truck 60, and in this example, is a boom raising and turning operation.
  • the locus generation control unit 30G outputs a control signal to the pressure reducing valves 50L and 50R, and controls the operation of the boom 4 and the upper swing body 3 so that the bucket 6 follows the movement locus line. At this time, the operation of at least one of the arm 5 and the bucket 6 may be appropriately controlled.
  • the trajectory generation control unit 30G outputs a control signal to the alarm issuing device 28 to issue an alarm when the bucket 6 performs an operation that does not follow the movement trajectory line. Whether the bucket 6 is moving along the movement trajectory line can be grasped from the information from the end attachment state calculation unit 30F.
  • the bucket 6 containing the excavated soil can follow two movement trajectories mainly in the digging and loading operation.
  • Pattern 1 is a movement locus that follows movement locus line K1. That is, the bucket 6 is raised substantially vertically by the boom 4 from the excavation completion position (A) through the bucket position (B) to the bucket position (C). The height of the bucket position (C) at this time is higher than the height of the dump truck 60. Then, the bucket 6 is moved to the loading position (D) by the turning of the upper swing body 3. At this time, the opening and closing operation of the arm 5 is also appropriately performed. In the pattern 1, the risk of the bucket 6 and the dump truck 60 coming into contact is small, but the moving height and the moving distance are wasteful and the fuel consumption is poor.
  • Pattern 2 is a movement locus that follows movement locus line K2.
  • the movement locus line K2 is a locus line for moving the bucket 6 to the loading position (D) with the shortest distance. Specifically, the bucket 6 reaches the loading position (D) from the digging completion position (A) through the bucket position (B) by the boom raising and turning.
  • the excavation completion position (A) is at a position lower than the bucket position (B), that is, lower than the plane in which the dump truck 60 is located.
  • the digging completion position (A) may be at a position higher than the plane in which the dump truck 60 is located.
  • the locus generation control unit 30G generates a movement locus line K2 based on the relative positional relationship between the position (attitude) of the bucket 6 and the position (distance Ld, height Hd) of the dump truck 60, and along the movement locus line K2.
  • the boom 4 and the upper swing body 3 are controlled.
  • the arm 5 may be controlled so that the operation of the arm 5 is appropriately delayed.
  • the lever operation amount of each of the boom control lever 16A and the turn control lever 19A may be constant. Therefore, the operator can move the bucket 6 from the digging completion position (A) to the loading position (D) with the shortest distance and without unnecessary deceleration while keeping the lever operation amount constant.
  • the trajectory generation control unit 30G controls at least one of the boom 4 and the upper swing body 3 such that the tip end of the bucket 6 is along the movement trajectory line K2.
  • the trajectory generation control unit 30G semi-automatically controls the swing speed of the upper swing body 3 in accordance with the rising speed of the boom 4.
  • the swing speed of the upper swing body 3 is increased as the rising speed of the boom 4 is increased.
  • the boom 4 ascends at a speed according to the lever operation amount of the boom operation lever 16A by the manual operation of the operator, but the upper swing body 3 is a speed according to the lever operation amount of the turn operation lever 19A by the manual operation It can turn at different speeds.
  • the trajectory generation control unit 30G may semi-automatically control the rising speed of the boom 4 according to the swing speed of the upper swing body 3. For example, the rising speed of the boom 4 is increased as the swinging speed of the upper swing body 3 is increased. In this case, the upper swing body 3 turns at a speed according to the lever operation amount of the turning operation lever 19A by manual operation, but the boom 4 has a speed different from the speed according to the lever operation amount of the boom operation lever 16A by manual operation You can rise at
  • the trajectory generation control unit 30G may semi-automatically control both the swing speed of the upper swing body 3 and the rise speed of the boom 4.
  • the upper swing body 3 can swing at a speed different from the speed according to the lever operation amount of the swing operation lever 19A by manual operation.
  • the boom 4 can rise at a speed different from the speed according to the lever operation amount of the boom operation lever 16A by manual operation.
  • the trajectory generation control unit 30G may generate a plurality of movement trajectory lines, display a plurality of movement trajectory lines on the display unit mounted in the cabin 10, and allow the operator to select an appropriate movement trajectory line.
  • the trajectory generation control unit 30G may control so that the motion of the boom 4 and the upper swing body 3 is delayed when the bucket 6 enters the final position range K2 END of the movement trajectory line K2. At this time, the operation of the arm 5 may be controlled to be appropriately delayed. By this control, the operator can easily perform the operation of stopping the bucket 6 at the loading position (D).
  • FIG. 7 is a block diagram for explaining the configuration of a shovel according to another embodiment.
  • the controller 30 shown in FIG. 7 differs from the controller 30 shown in FIG. 4 in that the controller 30 shown in FIG. 7 has a prescribed height calculation control unit 30H instead of the trajectory generation control unit 30G.
  • the specified height calculation control unit 30H is based on the information on the state of the bucket 6 calculated by the end attachment state calculation unit 30F and the position information and height information of the dump truck 60 calculated by the object position calculation unit 30B. And calculate a specified height position as a threshold.
  • the specified height position may be calculated using the calculation table stored in the specified height calculation control unit 30H.
  • the defined height calculation control unit 30H controls the operation of the boom 4 and the upper swing body 3 to be delayed when the bucket 6 reaches a defined height as a threshold. At this time, the operation of the arm 5 may be controlled to be appropriately delayed. Further, the lever operation amount of each of the boom control lever 16A and the turn control lever 19A may be constant.
  • FIG. 8 shows the prescribed height calculated by the prescribed height calculation control unit 30H.
  • the defined height calculation control unit 30H calculates the defined height position HL .
  • the specified height position H L is calculated when moving the bucket 6 from the digging completion position (A) to the loading position (D) via the bucket position (B).
  • the defined height calculation control unit 30H calculates the defined height position HL .
  • the specified height position H L in the present embodiment is calculated to be lower than the height Hd of the dump truck 60.
  • the prescribed height position H L of the illustrated example is substantially the same as the height position of the bucket position (B).
  • the defined height calculation control unit 30H controls the pressure reducing valves 50L and 50R to turn the boom 4 and the upper swing Slow down the movement of body 3 Also, the movement of the arm 5 may be decelerated in the same manner. Furthermore, turning may be controlled not to decelerate.
  • the controller 30 as the control unit improves operability when moving the bucket 6 from the bucket position (B) to the loading position (D), avoids contact between the dump truck 60 and the bucket 6, and the shortest distance The bucket 6 can be moved to the upper side of the dump truck 60.
  • the lever operation amount of each of the boom operation lever 16A and the turn operation lever 19A may be constant.
  • the prescribed height position H H is a prescribed height position calculated when moving the bucket 6 from the digging completion position (E) to the loading position (D).
  • the position of the shovel and the digging position may be higher than the position of the dump truck 60.
  • the bucket 6 exists at the digging completion position (E). In that case, the operator moves the bucket 6 from the excavation completion position (E) to the loading position (D) to perform the loading operation.
  • the specified height calculation control unit 30H calculates the specified height position H H.
  • the prescribed height H H of this embodiment is higher than the height Hd of the dump truck 60 and lower than the digging completion position (E).
  • the prescribed height calculation control unit 30H controls the pressure reducing valves 50L and 50R to set the boom 4 and the upper swing body 3. Slow down the movement. Therefore, the operability of the bucket 6 is improved, and the upward stopping operation of the dump truck 60 is facilitated.
  • control that combines control by a movement locus line and control by a prescribed height may be performed.
  • angular velocity calculation part 30D ... bucket height calculation part 30E ... attachment length calculation part 30F ... end Attachment state calculation unit 30G ... Trajectory generation control unit 30H ... Specified height calculation control unit 40L, 40R ... Center bypass pipeline 50L, 50R ... Pressure reducing valve 150-158 ... Flow control valve S1 ... Boom angle sensor S2 ... Arm angle sensor S3 ... Bucket angle sensor K1, K2 ... Movement locus line (target line) H L , H H ... Specified height (threshold)

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Abstract

本発明の一実施形態に係るショベルは、下部走行体（１）と、下部走行体（１）に対して旋回自在に搭載された上部旋回体（３）と、上部旋回体（３）に取付けられたブーム（４）、アーム（５）、及びバケット（６）を含むアタッチメント（１５）と、バケット（６）の位置を検出するエンドアタッチメント位置検出部（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、１６）と、ダンプトラック（６０）の位置を検出する対象物検出装置（２５）と、エンドアタッチメント位置検出部（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、１６）から検出したバケット（６）の位置と対象物検出装置（２５）から検出したダンプトラック（６０）の位置との相対位置関係に基づいてアタッチメント（１５）及び上部旋回体（３）の少なくとも一方の動作を制御するコントローラ（３０）と、を有している。

Description

ショベル
　本発明は、ショベルに関する。
　従来、ショベル等の建設機械を操作するオペレータは、例えば掘削・積込み作業を行う際、掘削した掘削土をダンプトラックへ積み込む掘削・積込み操作を行っている。掘削・積込み操作では、オペレータは、ブーム上げ旋回の際にアタッチメント（バケット）とダンプトラック等の対象物との接触を回避する必要がある。
　上記の点に鑑み、作業領域内に存在する対象物の位置を検出し、アタッチメントが対象物と接触する可能性が高いと判定した場合に、旋回動作を停止させるショベルが知られている（例えば、特許文献１）。
国際公開第２０１３／５７７５８号
　特許文献１のショベルは、接触の可能性が高いと判定する度に旋回動作を停止させる。したがって、オペレータは掘削・積込み操作をその都度最初からやり直さなければならない。そのため、作業効率が悪く作業時間が長引いてしまう。
　また、掘削・積込み操作では、バケットとダンプトラックとの接触を避けるためにバケットを上げ過ぎると、排土時の掘削土の散らばりが大きくなるという問題もある。
　上記課題に鑑み、掘削・積込み操作の作業効率と操作性を向上できるショベルを提供することが望ましい。
　本発明の一実施形態に係るショベルは、下部走行体と、前記下部走行体に対して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付けられたアタッチメントと、エンドアタッチメントの位置を検出するエンドアタッチメント位置検出部と、対象物の位置を検出する対象物検出装置と、前記エンドアタッチメントの掘削完了位置と、前記対象物の位置との相対位置関係に基づいて、前記アタッチメント及び前記上部旋回体の少なくとも一方の動作を制御する制御部と、を有する。
　上述の手段により、掘削・積込み操作の作業効率と操作性を向上できるショベルが提供される。
ショベルの側面図である。 ショベルに搭載される油圧システムの構成例を示す概略図である。 ショベルとダンプトラックの高さ方向及び横方向の位置関係を示す概略図である。 実施形態に係るショベルの構成を説明するブロック図である。 バケットの位置を算出する概念を説明するアタッチメントの模式図である。 移動軌跡線を説明する模式図である。 別の実施形態に係るショベルの構成を説明するブロック図である。 規定高さを説明する模式図である。
　図１は、本発明の実施形態に係る油圧ショベルを示す側面図である。
　油圧ショベルでは、クローラ式の下部走行体１の上に、旋回機構２を介して、上部旋回体３が旋回自在に搭載されている。
　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、アーム５の先端にはエンドアタッチメントとしてのバケット６が取り付けられている。ブーム４、アーム５及びバケット６によりアタッチメント１５が構成される。また、ブーム４、アーム５、バケット６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によりそれぞれ油圧駆動される。上部旋回体３には、キャビン１０が設けられ、且つエンジン等の動力源が搭載されている。図１ではエンドアタッチメントとしてのバケット６を示したが、バケット６は、リフティングマグネット、ブレーカ、フォーク等で置き換えられてもよい。
　ブーム４は、上部旋回体３に対して上下に回動可能に支持されており、回動支持部（関節）にエンドアタッチメント位置検出部としてのブーム角度センサＳ１が取り付けられている。ブーム角度センサＳ１は、ブーム４の回動角度であるブーム角度θ１（ブーム４を最も下降させた状態からの上昇角度）を検出できる。ブーム４を最も上昇させた状態が、ブーム角度θ１の最大値となる。
　アーム５は、ブーム４に対して回動可能に支持されており、回動支持部（関節）にエンドアタッチメント位置検出部としてのアーム角度センサＳ２が取り付けられている。アーム角度センサＳ２は、アーム５の回動角度であるアーム角度θ２（アーム５を最も閉じた状態からの開き角度）を検出できる。アーム５を最も開いた状態が、アーム角度θ２の最大値となる。
　バケット６は、アーム５に対して回動可能に支持されており、回動支持部（関節）にエンドアタッチメント位置検出部としてのバケット角度センサＳ３が取り付けられている。バケット角度センサＳ３は、バケット６の回動角度であるバケット角度θ３（バケット６を最も閉じた状態からの開き角度）を検出することができる。バケット６を最も開いた状態が、バケット角度θ３の最大値となる。
　図１の実施形態では、エンドアタッチメント位置検出部としてのブーム角度センサ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る。但し、加速度センサのみで構成されていてもよい。また、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に取付けられたストロークセンサであってもよく、ロータリエンコーダ、ポテンショメータ等であってもよい。
　上部旋回体３には、対象物検出装置２５が設けられている。対象物検出装置２５は、ショベルと対象物との距離と、対象物の高さを検出する。対象物検出装置２５は例えばカメラであってもよく、ミリ波レーダであってもよい。またカメラとミリ波レーダの組み合わせであってよい。対象物検出装置２５は、ショベルの前方１８０度又は周囲３６０度内の対象物の検出が可能に配置されている。対象物検出装置２５の数は特に限定されない。対象物は、本実施形態ではダンプトラックであるが、壁、柵等の障害物であってよい。
　上部旋回体３には、上部旋回体３の基準方位からの旋回角度を検出するエンドアタッチメント位置検出部としての旋回角センサ１６が備えられている。基準方位は、オペレータによって設定される。旋回角センサ１６は、基準方位からの相対的な角度を算出できる。旋回角センサ１６は、ジャイロセンサであってよい。
　図２は、本実施形態に係る油圧ショベルに搭載される油圧システムの構成例を示す概略図であり、機械的動力系、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。
　油圧システムは、エンジン１１によって駆動される油圧ポンプとしてのメインポンプ１２Ｌ、１２Ｒから、センターバイパス管路４０Ｌ、４０Ｒを経て作動油タンクまで作動油を循環させる。
　センターバイパス管路４０Ｌは、コントロールバルブ内に配置された流量制御弁１５１、１５３、１５５及び１５７を連通する油圧ラインであり、センターバイパス管路４０Ｒは、コントロールバルブ内に配置された流量制御弁１５０、１５２、１５４、１５６及び１５８を連通する油圧ラインである。
　流量制御弁１５３、１５４は、メインポンプ１２Ｌ、１２Ｒ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。
　流量制御弁１５５、１５６は、メインポンプ１２Ｌ、１２Ｒ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。
　流量制御弁１５７は、メインポンプ１２Ｌが吐出する作動油を旋回用油圧モータ２１で循環させるために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。
　流量制御弁１５８は、メインポンプ１２Ｒ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。
　レギュレータ１３Ｌ、１３Ｒは、メインポンプ１２Ｌ、１２Ｒの吐出圧に応じてメインポンプ１２Ｌ、１２Ｒの斜板傾転角を調節することによって（例えば、全馬力制御によって）、メインポンプ１２Ｌ、１２Ｒの吐出量を制御する。
　ブーム操作レバー１６Ａは、ブーム４の上げ下げを操作するための操作装置であって、パイロットポンプ１４が吐出する作動油を利用して、レバー操作量に応じた制御圧をブーム流量制御弁１５４の左右何れかのパイロットポートに導入させる。これにより、ブーム流量制御弁１５４内のスプールのストロークが制御され、ブームシリンダ７へ供給される流量が制御される。
　圧力センサ１７Ａは、ブーム操作レバー１６Ａに対するオペレータの操作内容を圧力の形で検出し、検出した値を制御部としてのコントローラ３０に対して出力する。操作内容は、例えば、レバー操作方向及びレバー操作量（レバー操作角度）である。
　旋回操作レバー１９Ａは、旋回用油圧モータ２１を駆動させて旋回機構２を動作させる操作装置であって、パイロットポンプ１４が吐出する作動油を利用して、レバー操作量に応じた制御圧を旋回流量制御弁１５７の左右何れかのパイロットポートに導入させる。これにより、旋回流量制御弁１５７内のスプールのストロークが制御され、旋回用油圧モータ２１へ供給される流量が制御される。
　圧力センサ２０Ａは、旋回操作レバー１９Ａに対するオペレータの操作内容を圧力の形で検出し、検出した値を制御部としてのコントローラ３０に対して出力する。
　左右走行レバー（又はペダル）、アーム操作レバー、バケット操作レバー（何れも図示せず。）はそれぞれ、下部走行体１の走行、アーム５の開閉、バケット６の開閉を操作するための操作装置である。これらの操作装置は、ブーム操作レバー１６Ａと同様、パイロットポンプ１４が吐出する作動油を利用して、レバー操作量（又はペダル操作量）に応じた制御圧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左右何れかのパイロットポートに導入させる。また、これらの操作装置のそれぞれに対するオペレータの操作内容は、圧力センサ１７Ａと同様に、対応する圧力センサによって圧力の形で検出され、検出値がコントローラ３０に対して出力される。
　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、圧力センサ１７Ａ、２０Ａ、ブームシリンダ圧センサ１８ａ、吐出圧センサ１８ｂ、ネガコン圧センサ（図示せず。）等の他のセンサの出力を受信し、適宜にエンジン１１、レギュレータ１３Ｒ、１３Ｌ等に対して制御信号を出力する。
　コントローラ３０は、減圧弁５０Ｌへ制御信号を出力し、旋回流量制御弁１５７への制御圧を調整して、上部旋回体３の旋回動作を制御する。また、コントローラ３０は、減圧弁５０Ｒへ制御信号を出力し、ブーム流量制御弁１５４への制御圧を調整して、ブーム４のブーム上げ動作を制御する。
　このように、コントローラ３０は、減圧弁５０Ｌ、５０Ｒにより、バケット６とダンプトラックとの相対位置関係に基づいて、ブーム流量制御弁１５４と旋回流量制御弁１５７に関する制御圧を調整する。レバー操作によるブーム上げ旋回動作を適切に支援するためである。減圧弁５０Ｌ、５０Ｒは、電磁比例弁であってよい。
　ここで、図３を参照して、アタッチメント１５とダンプトラック６０の高さ方向及び横方向の位置関係について説明する。
　ブーム４が、ｙ軸に平行な揺動中心Ｊを中心として、上下に揺動する。ブーム４の先端にはアーム５が取り付けられており、アーム５の先端にはバケット６が取り付けられている。ブーム４の基部Ｐ１、ブーム４とアーム５との接続部Ｐ２、及びアーム５とバケット６との接続部Ｐ３には、それぞれブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、バケット角度センサＳ３が取り付けられている。ブーム角度センサＳ１は、ブーム４の長手方向と、基準水平面（ｘｙ面）との間の角度β１を測定する。アーム角度センサＳ２は、ブーム４の長手方向とアーム５の長手方向との間の角度δ１を測定する。バケット角度センサＳ３は、アーム５の長手方向とバケット６の長手方向との間の角度δ２を測定する。ここで、ブーム４の長手方向とは、揺動中心Ｊに垂直な面内（ｚｘ面内）において、揺動中心Ｊと接続部Ｐ２を通過する直線の方向を意味する。アーム５の長手方向とは、ｚｘ面内において、接続部Ｐ２と接続部Ｐ３を通過する直線の方向を意味する。バケット６の長手方向とは、ｚｘ面内において、接続部Ｐ３とバケット６の先端Ｐ４を通過する直線の方向を意味する。揺動中心Ｊは、旋回中心Ｋ（ｚ軸）から外れた位置に配置されている。揺動中心Ｊは、旋回中心Ｋと揺動中心Ｊとが交差するように配置されていてもよい。
　ショベルには対象物検出装置２５が取付けられている。対象物検出装置２５はショベルとダンプトラック６０との距離Ｌｄと、ダンプトラック６０の高さＨｄを測定する。
　図４に、本実施形態のショベルの機能ブロック図を示す。制御部としてのコントローラ３０には、対象物検出装置２５の検出結果（画像データ等）、旋回角センサ１６の測定結果、並びに、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の測定結果が入力される。
　コントローラ３０は、対象物種類識別部３０Ａ、対象物位置演算部３０Ｂ、角速度演算部３０Ｃ、バケット高さ演算部３０Ｄ、アタッチメント長演算部３０Ｅ、エンドアタッチメント状態演算部３０Ｆ、及び軌跡生成制御部３０Ｇを含む。これらの各部の機能は、コンピュータプログラムで実現される。
　対象物種類識別部３０Ａは、対象物検出装置２５から入力された例えば画像データを分析することにより、対象物の種類を特定する。
　対象物位置演算部３０Ｂは、対象物検出装置２５から入力された例えば画像データ及びミリ波データなどを分析することにより、対象物の位置を算出する。具体的には、図３に示したダンプトラック６０の座標（Ｌｄ、Ｈｄ）を算出する。
　角速度演算部３０Ｃは、旋回角センサ１６から入力された旋回角の変動に基づいて、旋回軸回りのアタッチメント１５の角速度ωを算出する。
　バケット高さ演算部３０Ｄ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から入力された検出結果に基づいて、バケット６の先端の高さＨｂを算出する。アタッチメント長演算部３０Ｅ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から入力された検出結果に基づいて、アタッチメント長Ｒを計算する。
　図５を参照して、バケット高さＨｂ及びアタッチメント長Ｒの計算方法について説明する。ブーム４、アーム５、及びバケット６の長さを、それぞれＬ１、Ｌ２、Ｌ３とする。角度β１は、ブーム角度センサＳ１により測定される。角度δ１、角度δ２は、アーム角度センサＳ２、バケット角度センサＳ３により測定される。ｘｙ面から揺動中心Ｊまでの高さＨ０は、予め求められている。また、旋回中心Ｋ（ｚ軸）から揺動中心Ｊまでの距離Ｌ０も予め求められている。
　角度β１及び角度δ１から、ｘｙ面とアーム５の長手方向との間の角度β２が計算される。角度β１、角度δ１及び角度δ２から、ｘｙ面とバケット６の長手方向との間の角度β３が計算される。バケット高さＨｂ及びアタッチメント長Ｒは、以下の式により計算される。
　Ｈｂ＝Ｈ０＋Ｌ１・ｓｉｎβ１＋Ｌ２・ｓｉｎβ２＋Ｌ３・ｓｉｎβ３
　Ｒ＝Ｌ０＋Ｌ１・ｃｏｓβ１＋Ｌ２・ｃｏｓβ２＋Ｌ３・ｃｏｓβ３
　上述のように、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で測定された検出値に基づいて、アタッチメント長Ｒ及びバケット高さＨｂが算出される。バケット高さＨｂは、ｘｙ面を高さの基準としたときの、アタッチメント１５の先端の高さに相当する。
　エンドアタッチメント状態演算部３０Ｆは、角速度演算部３０Ｃで求められたアタッチメント１５の角速度ω、バケット高さ演算部３０Ｄで求められたバケット高さＨｂ、及び、アタッチメント長演算部３０Ｅで求められたアタッチメント長Ｒに基づいて、バケット６の状態を演算する。バケット６の状態は、バケット６の位置、速度、加速度、姿勢を含む。
　軌跡生成制御部３０Ｇは、エンドアタッチメント状態演算部３０Ｆにより演算されたバケット６の状態に関する情報と、対象物位置演算部３０Ｂにより演算されたダンプトラック６０の位置情報及び高さ情報とに基づいて、掘削・積込み操作の際にバケット６の移動目標となる目標線としての移動軌跡線を生成する。移動軌跡線は、例えば、バケット６の先端が辿る軌跡である。移動軌跡線は、軌跡生成制御部３０Ｇに記憶された演算テーブルを用いて生成されてもよい。掘削・積込み操作は、バケット６を掘削完了位置からダンプトラック６０の上方位置へ移動させる操作であり、この例では、ブーム上げ旋回操作である。
　軌跡生成制御部３０Ｇは、減圧弁５０Ｌ、５０Ｒに制御信号を出力し、バケット６が移動軌跡線に沿うようにブーム４と上部旋回体３の動作を制御する。このとき、アーム５及びバケット６の少なくとも一方の動作が適宜制御されてもよい。
　軌跡生成制御部３０Ｇは、バケット６が移動軌跡線に沿わない動作をした場合に、警報発出装置２８に制御信号を出力し警報を発出させる。バケット６が移動軌跡線に沿って移動をしているかは、エンドアタッチメント状態演算部３０Ｆからの情報により把握できる。
　次に、軌跡生成制御部３０Ｇが生成する移動軌跡について、図６に基づいて説明する。
　掘削土を入れたバケット６は、掘削・積込み操作において、主に、２パターンの移動軌跡を辿ることができる。
　パターン１は、移動軌跡線Ｋ１を辿る移動軌跡である。即ち、バケット６は、掘削完了位置（Ａ）からバケット位置（Ｂ）を経てバケット位置（Ｃ）まで、ブーム４により略垂直方向に上げられる。このときのバケット位置（Ｃ）の高さは、ダンプトラック６０の高さより高い。そして、バケット６は、上部旋回体３の旋回により積込み位置（Ｄ）へ移動される。このときアーム５の開閉操作も適宜行われる。パターン１では、バケット６とダンプトラック６０が接触するリスクは少ないが、移動高さと移動距離に無駄が多く燃費が悪い。
　パターン２は、移動軌跡線Ｋ２を辿る移動軌跡である。移動軌跡線Ｋ２は、バケット６を最短距離で積込み位置（Ｄ）まで移動させる軌跡線である。具体的には、バケット６は、掘削完了位置（Ａ）から、ブーム上げ旋回によってバケット位置（Ｂ）を経て積込み位置（Ｄ）に至る。
　図６の例では、掘削完了位置（Ａ）は、バケット位置（Ｂ）よりも低い位置、すなわち、ダンプトラック６０が位置する平面よりも低い位置にある。しかし、掘削完了位置（Ａ）は、ダンプトラック６０が位置する平面よりも高い位置にあってもよい。
　従来、オペレータは、移動軌跡線Ｋ２に沿ってバケット６を移動させようとする場合、バケット６がダンプトラック６０と接触する可能性が比較的高いため、高い操作性が求められた。そのため、アタッチメント操作（ブーム上げ、アーム開閉等）、旋回操作等が遅くなり積込み作業の効率が悪かった。
　軌跡生成制御部３０Ｇは、バケット６の位置（姿勢）とダンプトラック６０の位置（距離Ｌｄ，高さＨｄ）の相対位置関係に基づいて移動軌跡線Ｋ２を生成し、移動軌跡線Ｋ２に沿ってブーム４及び上部旋回体３を制御する。このときアーム５の動作が適宜遅くなるようにアーム５を制御してもよい。また、ブーム操作レバー１６Ａ及び旋回操作レバー１９Ａのそれぞれのレバー操作量は一定であってもよい。したがって、オペレータは、レバー操作量を一定にしたままでも、バケット６を掘削完了位置（Ａ）から積込み位置（Ｄ）まで最短距離で且つ不必要な減速なく移動させることができる。
　具体的には、軌跡生成制御部３０Ｇは、バケット６の先端が移動軌跡線Ｋ２に沿うようにブーム４及び上部旋回体３の少なくとも一方を制御する。例えば、軌跡生成制御部３０Ｇは、ブーム４の上昇速度に応じて上部旋回体３の旋回速度を半自動的に制御する。典型的には、ブーム４の上昇速度が大きいほど上部旋回体３の旋回速度を大きくする。この場合、ブーム４はオペレータの手動操作によるブーム操作レバー１６Ａのレバー操作量に応じた速度で上昇するが、上部旋回体３は手動操作による旋回操作レバー１９Ａのレバー操作量に応じた速度とは異なる速度で旋回し得る。
　或いは、軌跡生成制御部３０Ｇは、上部旋回体３の旋回速度に応じてブーム４の上昇速度を半自動的に制御してもよい。例えば、上部旋回体３の旋回速度が大きいほどブーム４の上昇速度を大きくする。この場合、上部旋回体３は手動操作による旋回操作レバー１９Ａのレバー操作量に応じた速度で旋回するが、ブーム４は手動操作によるブーム操作レバー１６Ａのレバー操作量に応じた速度とは異なる速度で上昇し得る。
　或いは、軌跡生成制御部３０Ｇは、上部旋回体３の旋回速度、及び、ブーム４の上昇速度の双方を半自動的に制御してもよい。この場合、上部旋回体３は手動操作による旋回操作レバー１９Ａのレバー操作量に応じた速度とは異なる速度で旋回し得る。同様に、ブーム４は手動操作によるブーム操作レバー１６Ａのレバー操作量に応じた速度とは異なる速度で上昇し得る。
　軌跡生成制御部３０Ｇは、複数の移動軌跡線を生成し、キャビン１０内に搭載された表示部に複数の移動軌跡線を表示し、適切な移動軌跡線をオペレータに選択させてもよい。
　また、軌跡生成制御部３０Ｇは、バケット６が移動軌跡線Ｋ２の最終位置範囲Ｋ２ＥＮＤに入るとブーム４及び上部旋回体３の動作が遅くなるように制御してもよい。このときアーム５の動作が適宜遅くなるように制御してもよい。この制御により、オペレータは、バケット６を積込み位置（Ｄ）の位置で止める操作を行いやすくなる。
　次に、別の実施形態に係るショベルを説明する。別の実施形態は上述の実施形態と同様の技術的思想を有しており、以下その相違点のみを説明する。図７は別の実施形態に係るショベルの構成を説明するブロック図である。
　図７に示したコントローラ３０は、軌跡生成制御部３０Ｇの代わりに規定高さ算出制御部３０Ｈを有している点が、図４で示したコントローラ３０と相違する。
　規定高さ算出制御部３０Ｈは、エンドアタッチメント状態演算部３０Ｆにより演算されたバケット６の状態に関する情報と、対象物位置演算部３０Ｂにより演算されたダンプトラック６０の位置情報及び高さ情報とに基づいて、閾値としての規定高さ位置を演算する。規定高さ位置は、規定高さ算出制御部３０Ｈに記憶された演算テーブルを用いて演算されてもよい。規定高さ算出制御部３０Ｈは、バケット６が閾値としての規定高さに到達すると、ブーム４及び上部旋回体３の動作が遅くなるように制御する。このときアーム５の動作が適宜遅くなるように制御してもよい。また、ブーム操作レバー１６Ａ及び旋回操作レバー１９Ａのそれぞれのレバー操作量は一定であってもよい。
　図８は、規定高さ算出制御部３０Ｈが算出する規定高さを示す。先ず、規定高さ算出制御部３０Ｈは、規定高さ位置ＨＬを算出する。規定高さ位置ＨＬは、バケット６を掘削完了位置（Ａ）からバケット位置（Ｂ）を経て積込み位置（Ｄ）まで移動させる場合に算出される。
　規定高さ算出制御部３０Ｈは、例えばバケット６が掘削完了位置（Ａ）にあることをエンドアタッチメント状態演算部３０Ｆが判別すると、規定高さ位置ＨＬを算出する。本実施形態の規定高さ位置ＨＬは、ダンプトラック６０の高さＨｄより低い高さとなるように算出されている。図示例の規定高さ位置ＨＬは、バケット位置（Ｂ）の高さ位置と略同じである。
　バケット６が掘削完了位置（Ａ）からバケット位置（Ｂ）まで移動して規定高さＨＬに達すると、規定高さ算出制御部３０Ｈは減圧弁５０Ｌ、５０Ｒを制御してブーム４及び上部旋回体３の動きを減速させる。また、アーム５の動きも同様に減速させるようにしてもよい。更に、旋回は減速しないように制御してもよい。
　したがって、制御部としてのコントローラ３０は、バケット６をバケット位置（Ｂ）から積込み位置（Ｄ）へ移動させる際の操作性を向上し、ダンプトラック６０とバケット６との接触を回避し、最短距離でバケット６をダンプトラック６０の上方へ移動させることができる。このとき、ブーム操作レバー１６Ａ及び旋回操作レバー１９Ａのそれぞれのレバー操作量は一定であってもよい。
　次に、規定高さ算出制御部３０Ｈが算出する規定高さ位置ＨＨを説明する。規定高さ位置ＨＨは、バケット６を掘削完了位置（Ｅ）から積込み位置（Ｄ）まで移動させる場合に算出される規定高さ位置である。
　掘削・積込み動作において、ショベルの位置と掘削位置がダンプトラック６０の位置より高い場合がある。その際、バケット６は、掘削完了位置（Ｅ）に存在する。その場合、オペレータは、バケット６を掘削完了位置（Ｅ）から積込み位置（Ｄ）まで移動させて積込み操作を行う。
　規定高さ算出制御部３０Ｈは、例えばバケット６が掘削完了位置（Ｅ）にあることをエンドアタッチメント状態演算部３０Ｆが判別すると、規定高さ位置ＨＨを算出する。本実施形態の規定高さＨＨは、ダンプトラック６０の高さＨｄより高く、掘削完了位置（Ｅ）より低い。
　バケット６が掘削完了位置（Ｅ）から下方へ移動して規定高さＨＨに到達すると、規定高さ算出制御部３０Ｈは、減圧弁５０Ｌ、５０Ｒを制御してブーム４及び上部旋回体３の動きを減速させる。そのため、バケット６の操作性が向上し、ダンプトラック６０の上方への止め動作が容易になる。
　以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は上記した特定の実施形態に限定されるものではない。上記した実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更等が適用され得る。例えば、移動軌跡線による制御と、規定高さによる制御とを複合した制御が行われてもよい。
　また、本願は、２０１５年１２月２８日に出願した日本国特許出願２０１５－２５７３５２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。
　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（エンドアタッチメント）　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　１２Ｌ、１２Ｒ・・・メインポンプ　１３Ｌ、１３Ｒ・・・レギュレータ　１４・・・パイロットポンプ　１５・・・アタッチメント　１６・・・旋回角センサ　１６Ａ・・・ブーム操作レバー　１７Ａ・・・圧力センサ　１８ａ・・・ブームシリンダ圧センサ　１８ｂ・・・吐出圧センサ　１９Ａ・・・旋回操作レバー　２０Ａ・・・圧力センサ　２０Ｌ、２０Ｒ・・・走行用油圧モータ　２１・・・旋回用油圧モータ　２５・・・対象物検出装置　２８・・・警報発出装置　３０・・・コントローラ（制御部）　３０Ａ・・・対象物種類識別部　３０Ｂ・・・対象物位置演算部　３０Ｃ・・・角速度演算部　３０Ｄ・・・バケット高さ演算部　３０Ｅ・・・アタッチメント長演算部　３０Ｆ・・・エンドアタッチメント状態演算部　３０Ｇ・・・軌跡生成制御部　３０Ｈ・・・規定高さ算出制御部　４０Ｌ、４０Ｒ・・・センターバイパス管路　５０Ｌ、５０Ｒ・・・減圧弁　１５０～１５８・・・流量制御弁　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　Ｋ１、Ｋ２・・・移動軌跡線（目標線）　ＨＬ、ＨＨ・・・規定高さ（閾値）

Claims (4)

  1. 　下部走行体と、
    　前記下部走行体に対して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付けられたアタッチメントと、
    　エンドアタッチメントの位置を検出するエンドアタッチメント位置検出部と、
    　対象物の位置を検出する対象物検出装置と、
    　前記エンドアタッチメントの掘削完了位置と、前記対象物の位置との相対位置関係に基づいて、前記アタッチメント及び前記上部旋回体の少なくとも一方の動作を制御する制御部と、を有するショベル。
  2. 　前記制御部は、前記相対位置関係に基づいて、前記エンドアタッチメントの移動目標となる目標線を算出し、算出した前記目標線に沿って前記アタッチメント及び前記上部旋回体の少なくとも一方の動作を制御する、
    　請求項１に記載のショベル。
  3. 　前記制御部は、前記目標線の最終位置範囲において、前記アタッチメント及び前記上部旋回体の動作を遅くする、
    　請求項２に記載のショベル。
  4. 　前記制御部は、前記エンドアタッチメントの高さ位置が閾値に達すると、レバー操作に対する前記アタッチメント及び前記上部旋回体の少なくとも一方の動作を遅くする、
    　請求項１に記載のショベル。
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