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公開番号2024148318
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-18
出願番号2023061364
出願日2023-04-05
発明の名称作業機械
出願人日立建機株式会社
代理人弁理士法人開知
主分類E02F 9/20 20060101AFI20241010BHJP(水工;基礎;土砂の移送)
要約【課題】複数のコントローラから構成されるシステムにおいて、大容量データをコントローラ間のネットワーク上で制御信号の通信に負荷をかけることなく適切に扱いつつ、保存したデータを作業機械外に回収することができる作業機械を提供すること。
【解決手段】車体及び作業装置を駆動するための操作信号を出力する操作入力コントローラと、車体及び作業装置の姿勢情報を時系列で計測する姿勢計測コントローラと、作業機械の周辺の地形形状を周辺環境情報として計測する地形計測コントローラと、作業機械の車体の状態を示す車体状態情報を計測する車体状態監視コントローラと、メインコントローラとを有し、メインコントローラは、予め設定した条件を満たした場合に、地形計測コントローラの地形一時記憶装置に保存した地形データを車体制御用通信ラインを介してデータ集約判定器に収集し、メイン記憶装置に記憶させる。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
車体及び前記車体に設けられた作業装置を有する作業機械において、
オペレータによる操作装置の操作状態に応じて、前記車体及び前記作業装置を駆動するための操作信号を出力する操作入力コントローラと、
姿勢センサの検出結果に基づいて、前記車体及び前記作業装置の姿勢情報を時系列で計測する姿勢計測コントローラと、
地形センサの検出結果に基づいて、前記作業機械の周辺の地形形状を周辺環境情報として計測する地形計測コントローラと、
前記作業機械の原動機の回転数に基づいて、前記作業機械の車体の状態を示す車体状態情報を計測する車体状態監視コントローラと、
前記操作入力コントローラ、前記姿勢計測コントローラ、前記地形計測コントローラ、及び、前記車体状態監視コントローラと車体制御用通信ラインで接続されたメインコントローラとを有し、
前記メインコントローラは、メイン記憶装置及び前記メイン記憶装置に記憶させるデータの集約処理を行うデータ集約判定器を有し、
前記地形計測コントローラは、計測した地形データを一時的に記憶する地形一時記憶装置を有し、
前記メインコントローラは、予め設定した条件を満たした場合に、前記地形計測コントローラの前記地形一時記憶装置に保存した地形データを前記車体制御用通信ラインを介して前記データ集約判定器に収集し、前記メイン記憶装置に記憶させることを特徴とする作業機械。
続きを表示（約 560 文字）【請求項２】
請求項１記載の作業機械において、
前記地形計測コントローラは、前記姿勢計測コントローラで計測された姿勢の時系列変化から前記作業装置と地形の干渉領域を計算し、周辺環境情報として計測された地形形状のうち、前記干渉領域のみを保存することで周辺環境情報を圧縮する地形データ圧縮器を有することを特徴とする作業機械。
【請求項３】
請求項２記載の作業機械において、
前記メインコントローラに接続された外部通信装置をさらに備え、
前記外部通信装置は、
前記メイン記憶装置に保存されたデータを送信するタイミングを制御する通信タイミング判定器と、
前記エンジンの起動状態によらずに前記外部通信装置を駆動するための電力を供給する専用電源と
を備えたことを特徴とする作業機械。
【請求項４】
請求項１記載の作業機械において、
前記メインコントローラは、前記操作装置が操作されていない場合、或いは、前記作業機械の動作を制限する安全装置が有効である場合に、前記地形計測コントローラの前記地形一時記憶装置に保存した地形データを前記車体制御用通信ラインを介して前記データ集約判定器に収集し、前記メイン記憶装置に記憶させ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、作業機械に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、油圧ショベルなどの作業機械においては、自律的に作業を行う自動運転機能の開発が進められている。このような作業機械の自動運転機能を実現するためには、作業機械の内部情報に加えて、周辺地形情報のような大容量のデータを扱う必要がある。また、機能の高度化に伴って取り扱うセンサの種類が増大し、処理の複雑化が見込まれる。したがって、このような事情に鑑み、機能毎にコントローラを設けて複数のコントローラで処理システムを構築することが提案されている。そして、自動運転機能の開発においては、これらの複数のコントローラで扱われているデータを収集する必要がある。
【０００３】
複数のコントローラで構成された処理システムとしては、例えば、特許文献１に記載のものが知られている。特許文献１には、複数のコントローラで構成されたシステムにおいて、安全・保護制御コントローラを設け、安全・保護機能を向上させた分散型コントローラシステムを備えた自動運転建設機械が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開平１１－８１３９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記先行技術文献において、複数のコントローラ間を１系統のＬＡＮで接続する構成を採用している。しかしながら、地形データのような大容量データを取り扱うことは想定していないため、車体制御用データと地形データのような大容量データを同時に扱う場合には、車体制御用データの通信遅延・欠損が発生し、作業機械が意図通りに動かないおそれがある。
【０００６】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、複数のコントローラから構成されるシステムにおいて、大容量データをコントローラ間のネットワーク上で制御信号の通信に負荷をかけることなく適切に扱いつつ、保存したデータを作業機械外に回収することができる作業機械を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、車体及び前記車体に設けられた作業装置を有する作業機械において、オペレータによる操作装置の操作状態に応じて、前記車体及び前記作業装置を駆動するための操作信号を出力する操作入力コントローラと、姿勢センサの検出結果に基づいて、前記車体及び前記作業装置の姿勢情報を時系列で計測する姿勢計測コントローラと、地形センサの検出結果に基づいて、前記作業機械の周辺の地形形状を周辺環境情報として計測する地形計測コントローラと、前記作業機械の原動機の回転数に基づいて、前記作業機械の車体の状態を示す車体状態情報を計測する車体状態監視コントローラと、前記操作入力コントローラ、前記姿勢計測コントローラ、前記地形計測コントローラ、及び、前記車体状態監視コントローラと車体制御用通信ラインで接続されたメインコントローラとを有し、前記メインコントローラは、メイン記憶装置及び前記メイン記憶装置に記憶させるデータの集約処理を行うデータ集約判定器を有し、前記地形計測コントローラは、計測した地形データを一時的に記憶する地形一時記憶装置を有し、前記メインコントローラは、予め設定した条件を満たした場合に、前記地形計測コントローラの前記地形一時記憶装置に保存した地形データを前記車体制御用通信ラインを介して前記データ集約判定器に収集し、前記メイン記憶装置に記憶させるものとする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、複数のコントローラから構成されるシステムにおいて、大容量データをコントローラ間のネットワーク上で制御信号の通信に負荷をかけることなく適切に扱いつつ、保存したデータを作業機械外に回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
作業機械の一例として示す油圧ショベルの全体構成を概略的に示す側面図である。
第１の実施の形態に係る油圧ショベルの制御機能を構成するコントローラ群を示す機能ブロック図である。
データ集約開始判定処理を示すフローチャートである。
第２の実施の形態に係る油圧ショベルの制御機能を構成するコントローラ群を示す機能ブロック図である。
地形データ圧縮器で扱う地形データを模式的に示す図である。
地形データ圧縮器による地形データ圧縮処理の処理内容を示すフローチャートである。
地形データ圧縮処理の一例を示す図である。
第３の実施の形態に係る油圧ショベルの制御機能を構成するコントローラ群を示す機能ブロック図である。
データ集約・通信タイミング判定処理の処理内容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】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、本実施の形態では、作業機械の一例として、多関節型のフロント作業機（作業装置）を搭載した油圧ショベルを例示して説明するが、他の作業機械においても本発明を適用することが可能である。
（【００１１】以降は省略されています）

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