JP2008127915A

JP2008127915A - 作業機械の制御装置

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Publication number: JP2008127915A
Application number: JP2006316199A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Akiyama; 征一秋山; Hideo Yamada; 英雄山田; Masaru Mishima; 賢三嶋; Tomoaki Ono; 智昭小野
Original assignee: Caterpillar Mitsubishi Ltd; Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd
Current assignee: Caterpillar Japan Ltd; Caterpillar Mitsubishi Ltd
Priority date: 2006-11-22
Filing date: 2006-11-22
Publication date: 2008-06-05

Abstract

【課題】作業機械の制御装置に関し、簡素な構成で、連動操作時における操作性を向上させる。
【解決手段】作業機械に搭載された油圧駆動式の第１アクチュエータ１ａ及び第２アクチュエータ１ｂと、第１アクチュエータ１ａ及び第２アクチュエータ１ｂへ作動油を供給する油圧ポンプ２ａ，２ｂと、第１アクチュエータ１ａ及び第２アクチュエータ１ｂの各々の作動量を設定すべく操作者に操作される第１操作レバー３ａ及び第２操作レバー３ｂと、第１操作レバー３ａに付設され第１操作レバー３ａへの第１握力を検出する第１握力センサ４ａと、第２操作レバー３ｂに付設され第２操作レバー３ｂへの第２握力を検出する第２握力センサ４ｂと、第１握力センサ４ａで検出された該第１握力と第２握力センサ４ｂで検出された該第２握力との大小関係に応じて、第１アクチュエータ１ａ及び第２アクチュエータ１ｂへ供給される作動油流量を制御するコントローラ５とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、油圧駆動式のアクチュエータを備えた作業機械において、アクチュエータへの作動油流量を制御するための制御装置に関する。

従来、油圧ショベルに代表される作業機械において、操作レバーと各種作業装置の作動量との対応関係を変更するための操作感変更機構を備えたものがある。すなわち、所定のレバー操作量に対して、作業内容によって異なる望ましい作動スピードで作業装置を駆動できるようにしたものである。
例えば、掘削作業等の通常作業時には、作業装置を比較的速い速度で動作させることが好ましく、一方、水平均し作業時には、作業装置を通常作業時よりも遅い速度で動作させて微操作作業をすることが好ましい。そこで、上記のような操作感変更機構では、レバー操作量とそれに対応して設定される作業装置の作動量を調整することで、作業装置の作動スピードを制御し、操作感を変更している。

特許文献１には、レバー操作量と作業装置の作動量との対応関係を複数種類用意するとともに、これを切り換えるための操作ゲイン切替スイッチを設け、操作ゲイン切替スイッチの操作位置に応じて作業装置の出力を制御する構成が開示されている。これにより、作業機械の作動状態を、操作レバーを僅かに操作するだけで作業装置を大きな出力で作動させる状態や、操作レバーを大きく操作しても出力が抑制される状態へと切り換えることが可能となり、作業形態に適した良好な操作感で作業することができるようになっている。

ところで、このような作業機械のキャブ内には、通常左右一対の操作レバーが備えられており、異なる２種類の動作を同時に実施できるようになっている。例えば、ＪＩＳ方式の操作パターン（レバー操作方向と作業装置の動作の種類との対応付け）では、右の操作レバーにブーム及びバケットの操作が割り当てられるとともに、左の操作レバーにスティック（アーム）及び旋回装置の操作が割り当てられている。これにより、左右の操作レバーを同時に操作して、例えばブームとスティックとを連動させ、土砂の掘削作業やトラックへの積み込み作業，地面の水平引き作業等を効率的に行うことができるようになっている。

一般に、左右の操作レバーを同時に操作して複数の作業装置を連動させる場合には、両方の作業装置の出力をある程度絞ることによって、連動性を向上させている。複数の作業装置の連動時における、従来の出力制御の典型例を図７に示す。ここでは、ブーム及びスティックの連動時における各々のレバー操作量と、ブームシリンダ及びスティックシリンダへの作動油流量が示されている。

まず、レバー操作量に着目すると、図７中に実線で示すように、時刻t₁₁にブームのレバー操作を開始して時刻t₁₂に最大量（100%）までレバーを操作している。その後、図７中に破線で示すように、ブームのレバー操作を保持したまま時刻t₁₃にスティックのレバー操作を開始し、その後、時刻t₁₄にスティックの操作レバーを最大量（100%）まで操作している。また、さらにその後、時刻t₁₅にブームのレバー操作を緩め始め、時刻t₁₆に最小値（0%）まで戻している。

一方、作動油流量に着目すると、時刻t₁₃からスティックシリンダへ供給される作動油流量が徐々に増加するに連れて、ブームシリンダへの作動油流量が徐々に抑制される。時刻t₁₄から時刻t₁₅までの間、すなわち、ブーム及びスティックの各々がフル操作された状態では、スティックシリンダへの作動油流量がA₀%とされ、ブームシリンダへの作動油流量が100-A₀%とされる。また、時刻t₁₅からブームのレバー操作が緩められてブームシリンダへの作動油流量がさらに減少すると、これに対応してスティックシリンダへの作動油流量が増加する。

つまり、ブーム及びスティックの連動時においては、各々のシリンダへ供給される作動油流量の合計が、ブーム又はスティックの単動時における最大の作動油流量と同一になるように制御される。このような制御により、連動時における作業装置全体の出力が過大になることを防止でき、ブーム及びスティックの連動性を向上させることができるようになっている。
特開平１１−３０３７５９号公報

しかしながら、図７中における時刻t₁₄から時刻t₁₅までの間に、ブームシリンダ及びスティックシリンダへ供給される作動油流量の比率は固定されている。そのため、連動中のブーム及びスティックの何れか一方の作動スピードを他方よりも速めて操作感を向上させるような操作ができない。
例えば、土砂のトラックへの積み込み作業時には、ブームの作動スピードが速いほうが作業しやすく、一方、地均し作業時にはスティックの作動スピードが速いほうが望ましいが、上記の制御ではブーム及びスティックの連動時における作動スピードの比が常に一定となるため、作動スピードを変更するには何れか一方の単動操作としなければならない。

また、例えば特許文献１に記載されたような操作ゲイン切替スイッチを設けて、複数の作業装置の連動操作時における出力配分率をオペレータに任意に選択させる構成としても、連動操作を一旦中断してから操作ゲイン切替スイッチを切り換えなければならないため、操作が煩雑となってしまう。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、簡素な構成で、連動操作時における操作性を向上させることができるようにした、作業機械の制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１記載の本発明の作業機械の制御装置は、作業機械に搭載された油圧駆動式の第１アクチュエータ及び第２アクチュエータと、該第１アクチュエータ及び該第２アクチュエータへ作動油を供給する油圧ポンプと、該第１アクチュエータ及び該第２アクチュエータの各々の作動量を設定すべく操作者に操作される第１操作レバー及び第２操作レバーと、該第１操作レバーに付設され、該操作者による該第１操作レバーへの第１握力を検出する第１握力センサと、該第２操作レバーに付設され、該操作者による該第２操作レバーへの第２握力を検出する第２握力センサと、該第１握力センサで検出された該第１握力と該第２握力センサで検出された該第２握力との大小関係に応じて、該第１アクチュエータ及び該第２アクチュエータへ供給される作動油流量を制御するコントローラとを備えたことを特徴としている。

なお、該油圧ポンプが単一の油圧ポンプであって、該第１アクチュエータ及び該第２アクチュエータの双方へ作動油を供給するものであってもよい。あるいは、該油圧ポンプが二台の油圧ポンプであって、一方の油圧ポンプが該第１アクチュエータへ作動油を供給するとともに、他方の油圧ポンプが該第２アクチュエータへ作動油を供給するものであってもよい。上記の何れの場合においても、該作業機械は、該油圧ポンプを駆動する単一のエンジンを備えている。

また、ここでいう握力とは、オペレータが該第１操作レバー又は該第２操作レバーを握る力、あるいは、その圧力のことを意味する。
また、請求項２記載の本発明の作業機械の制御装置は、請求項１記載の構成において、該コントローラが、該第１アクチュエータ及び該第２アクチュエータへ供給される作動油流量の比（割合，比率）を設定する比率設定手段を有し、該比率設定手段が、該第１握力よりも該第２握力が大きい場合に、該第１アクチュエータ及び該第２アクチュエータへ供給される全作動油流量に対して該第２アクチュエータへ供給される作動油流量の比率を予め設定された第１所定比率に設定するとともに、該第１握力よりも該第２握力が小さい場合に、該比率を該第１所定比率よりも小さい予め設定された第２所定比率に設定することを特徴としている。

また、請求項３記載の本発明の作業機械の制御装置は、請求項２記載の構成において、該コントローラが、該該第１握力と該第２握力との差を演算する差演算手段を有し、該比率設定手段が、該差演算手段で演算された該差の絶対値が予め設定された所定差以下である場合に、該比率を０．５に設定することを特徴としている。
また、請求項４記載の本発明の作業機械の制御装置は、請求項１〜３の何れか１項に記載の構成において、該第１アクチュエータ及び該第２アクチュエータと該油圧ポンプとの間の油圧回路上に介装されたコントロールバルブと、該コントロールバルブに接続され、該第１アクチュエータ及び該第２アクチュエータの各々へ供給される作動油流量を制御するためのパイロット作動油を供給するパイロット回路と、該パイロット回路上に介装され、該コントロールバルブへ供給される該パイロット作動油の流量を調節するパイロット制御弁とを備え、該コントローラが、該パイロット制御弁の開度を制御することにより、該第１アクチュエータ及び該第２アクチュエータへ供給される作動油流量を制御することを特徴としている。

本発明の作業機械の制御装置（請求項１）によれば、第１操作レバー及び第２操作レバーにおける握力の大小関係に応じて、各操作レバーに係る各アクチュエータへの作動油流量が制御されるため、各アクチュエータの連動操作時における作動スピードの比率を自在に変更することができる。また、このようなスピードの比率をリアルタイムに変更することができるため、たとえ作業内容が時々刻々と変化しようともその作業内容に応じた連動操作性を得ることができる。

また、本発明の作業機械の制御装置（請求項２）によれば、第１操作レバー及び第２操作レバーの同時操作時に、握力の大きい方の操作レバーに係るアクチュエータへの作動油流量を増加させることができ、連動操作に係るアクチュエータのうちの何れか一方の作動スピードを優先的に高めることができる。
また、本発明の作業機械の制御装置（請求項３）によれば、連動操作時において、２つのアクチュエータへ供給される作動油流量を均等に分配することができる、また、作動油流量が均等に分配される握力差の条件に幅を持たせることができ、操作性を向上させることができる。

また、本発明の作業機械の制御装置（請求項４）によれば、コントローラにおける制御ロジックを追加するだけで、容易に、握力に応じた作動油流量の制御が可能となり、従来の作業機械への適用性が高い。

以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図５は本発明の一実施形態に係る作業機械の制御装置を説明するものであり、図１は本制御装置の全体構成を示す模式図、図２は本制御装置で設定される操作レバーへの握力差と作動油流量の比率との関係を示すグラフ、図３は本制御装置で設定されるレバー操作量と作動油流量との関係を示すグラフである。

図４は本制御装置による制御作用を説明するためのグラフであり、（ａ）はブームの操作レバーへの握力がスティックの操作レバーへの握力よりも大きい場合においてスティックシリンダ及びブームシリンダへ供給される作動油流量の変動、（ｂ）はブーム及びスティックの各操作レバーへの握力差が小さい場合においてスティックシリンダ及びブームシリンダへ供給される作動油流量の変動、（ｃ）はスティックの操作レバーへの握力が比較的大きい場合においてスティックシリンダ及びブームシリンダへ供給される作動油流量の変動を示す。図５は本制御装置が適用された油圧ショベルの全体構成を示す斜視図である。

［全体構成］
本制御装置の全体構成は、図５に示す油圧ショベル１０に適用される。この油圧ショベル１０は、クローラ式の油圧走行装置を装備した下部走行体１５と、下部走行体１５の上に旋回自在に搭載された上部旋回体１４とを備える。
上部旋回体１４は、機体前方へ向けて延出する油圧駆動式の作業装置１１やオペレータ（操作者）が搭乗可能なキャブ１２，エンジンルーム１３，機体の重量バランスを保つためのカウンタウェイト等を備えて構成される。

作業装置１１は、スティック１１ａ，ブーム１１ｂ及びバケット１１ｃの三つの部位を有する。これらの各部位間には油圧シリンダ（アクチュエータ）が設けられ、各油圧シリンダを伸縮駆動することで各部位が独立して作動する。図５中では、スティック１１ａを駆動するためのスティックシリンダ（第１アクチュエータ）１ａ，ブーム１１ｂを駆動するためのブームシリンダ（第２アクチュエータ）１ｂ及びバケット１１ｃの角度を制御するためのバケットシリンダ１ｃが示されている。

ブーム１１ｂは、図５に示すように、その下端部を上部旋回体１４に軸支された部材である。ブームシリンダ１ｂを伸縮作動させると、ブーム１１ｂの先端側が上下方向へ揺動する。同様に、スティック１１ａは、ブーム１１ｂの先端に軸支された部材であり、スティックシリンダ１ａを伸縮作動させると、スティック１１ａの前端側が上下方向へ揺動する。また、バケット１１ｃはスティック１１ａの先端に軸支された部材であり、バケットシリンダ１ｃを伸縮作動させることで開閉動作する。

エンジンルーム１３の内部には、本油圧ショベル１０の駆動源であるエンジン９や作業装置１１を駆動するための容量可変型の２台の油圧ポンプ２ａ，２ｂが配置される。油圧ポンプ２ａ，２ｂは、エンジン９に駆動されて作動油を吐出し、スティックシリンダ１ａ，ブームシリンダ１ｂ及びバケットシリンダ１ｃ等のアクチュエータへ供給するものである。

キャブ５内には、オペレータが着座するためのオペレータシートや、オペレータシートの両脇に配置された複数の操作レバー（操作ペダルを含む）が備えられる。なお、これらの操作レバーのうち、スティック１１ａを操作するためのスティック操作レバー（第１操作レバー）３ａ及びブーム１１ｂを操作するためのブーム操作レバー（第２操作レバー）３ｂを図１に示す。

［油圧回路構成］
本制御装置は、図１に示すように、作業装置１１を駆動するための本油圧ショベル１０の油圧回路に適用される。本油圧回路は２ポンプ式の油圧回路である。一方の油圧ポンプ２ａから吐出される作動油は、第１回路１７ａを介して主にスティックシリンダ１ａへ供給され、また、他方の油圧ポンプ２ｂから吐出される作動油は、第２回路１７ｂを介して主にブームシリンダ１ｂへ供給されている。なお、その他のアクチュエータ（バケットシリンダ１ｃや旋回モータ等）については図示を省略している。

油圧ポンプ２ａ，２ｂとスティックシリンダ１ａ，ブームシリンダ１ｂ間には、複数の制御弁からなるコントロールバルブ７が介装される。コントロールバルブ７は、スティックバルブ７ａ及びブームバルブ７ｂを備えて構成されており、スティックバルブ７ａはＡ回路１７ａ上に、ブームバルブ７ｂはＢ回路１７ｂ上にそれぞれ介装される。
なお、これらのスティックバルブ７ａ及びブームバルブ７ｂは、ステムの位置を連続的に切り換え可能なスプール弁として構成される。スティックバルブ７ａには第１パイロット回路１６ａが接続され、ブームバルブ７ｂには第２パイロット回路１６ｂが接続されている。これらのパイロット回路１６ａ，１６ｂを介して与えられるパイロット圧に応じて、各スティックバルブ７ａ及びブームバルブ７ｂの開度が調節される。

第１パイロット回路１６ａ及び第２パイロット回路１６ｂ上にはそれぞれ、エンジン９によって駆動されてパイロット作動油を吐出するパイロット油圧ポンプ８ａ，８ｂが介装されている。第１パイロット回路１６ａにおいては、パイロット油圧ポンプ８ａとスティックバルブ７ａとの間にソレノイドバルブ（パイロット制御弁の一つ）６ａが介装され、第２パイロット回路１６ｂにおいては、パイロット油圧ポンプ８ｂとブームバルブ７ｂとの間にソレノイドバルブ（パイロット制御弁の一つ）６ｂが介装されている。これらのソレノイドバルブ６ａ，６ｂの開度は、後述するコントローラ５によって制御される。

［制御装置構成］
スティック操作レバー３ａ及びブーム操作レバー３ｂは、作業装置４を操作するための電気レバー方式の操作入力装置である。各操作レバー３ａ，３ｂには、図示しない変位センサが内蔵されている。スティック操作レバー３ａの変位センサは、オペレータによるその操作量L₁を検出してコントローラ７へ入力する。また、操作レバー３ｂについても同様であり、オペレータによるその操作量L₂を検出してコントローラ７へ入力する。

さらに各操作レバー３ａ，３ｂには、オペレータの握力を単位面積あたりの力（圧力）として検出するシート状の感圧センサ４ａ，４ｂが内蔵されている。スティック操作レバー３ａの感圧センサ（第１握力センサ）４ａは、スティック操作レバー３ａの持ち手部分に作用する握力（第１握力）P₁を検出してコントローラ７へ入力する。また、ブーム操作レバー３ｂの感圧センサ（第２握力センサ）４ｂは、ブーム操作レバー３ｂの持ち手部分に作用する握力（第２握力）P₂を検出してコントローラ７へ入力する。なお、図１中では、便宜上、各感圧センサ４ａ，４ｂを各操作レバー３ａ，３ｂから分離して示す。

コントローラ７は、各操作レバー３ａ，３ｂの操作状態及び与えられた握力の大きさに応じてソレノイドバルブ６ａ，６ｂを制御するための電子制御装置（コンピュータ）である。コントローラ７の内部には、入力された操作量L₁，L₂及び握力P₁，P₂の情報を処理するための機能部（CPU等の中央処理装置）や制御プログラムや制御マップ等を記憶するための機能部（ROM,RAM等の記憶装置）、ソレノイドバルブ６ａ，６ｂへの制御信号を出力するための機能部等を備えて構成される。具体的には、図１に示すように、差圧演算部（差演算手段）５ａ，比率設定部（比率設定手段）５ｂ及び出力制御部（出力制御手段）５ｃを備えて構成される。なお、これらの差圧演算部５ａ，比率設定部５ｂ及び出力制御部５ｃにおける演算機能は、コントローラ７上で実行されるプログラムあるいは電気回路として記述されている。

差圧演算部５ａは、各感圧センサ４ａ，４ｂから入力された握力P₁，P₂の差を演算するものである。ここでは、以下に示す式（１）に従って差圧ΔPが演算される。なお、ここで演算された差圧ΔPは、比率設定部５ｂへ入力される。
ΔP＝P₁−P₂ ・・・（１）
比率設定部５ｂは、各操作レバー３ａ，３ｂの両方を操作した場合に、差圧ΔPに基づいてスティックシリンダ１ａ及びブームシリンダ１ｂの作動スピードの比率Rを設定するものである。ここでは、図２に示すような対応関係で比率Rが設定される。ここでいう比率Rとは、スティックシリンダ１ａ及びブームシリンダ１ｂへ供給される全作動油流量に対して、スティックシリンダ１ａへ供給される作動油流量の比率（割合）のことであり、以下、特記なき限り百分率で表記する。

まず、差圧ΔPが予め設定された所定圧P₀（ただし、P₀>0）よりも大きい場合には、比率Rを第１所定比率A₁[%]（ただし、A₁>50[%]）に設定する。つまり、第１所定比率A₁は、スティック操作レバー３ａの握力P₁がブーム操作レバー３ｂの握力P₂よりも大きく、かつ、その差が所定圧P₀よりも大きい場合に設定される比率である。
一方、差圧ΔPが負の所定圧-P₀よりも小さい場合には、比率設定部５ｂは、比率Rを第２所定比率A₂[%]（ただし、A₂<50[%]）に設定する。つまり、第２所定比率A₂は、スティック操作レバー３ａの握力P₁がブーム操作レバー３ｂの握力P₂よりも小さく、かつ、その差が所定圧P₀よりも大きい場合に設定される比率である。

また、差圧ΔPの絶対値|ΔP|が所定圧（所定差）P₀以下である場合には、比率設定部５ｂは、比率Rを第３所定比率A₃[%]に設定する。つまり、第３所定比率A₃は、スティック操作レバー３ａの握力P₁とブーム操作レバー３ｂの握力P₂とが同程度であって、その差が比較的小さい場合に設定される比率である。なお、本実施形態では、第３所定比率A₃がA₃=50[%]となっている。この比率設定部５ｂで設定された比率Rは、出力制御部５ｃへと入力される。

比率設定部５ｂで設定される比率Rは、スティックシリンダ１ａ及びブームシリンダ１ｂの連動操作時における出力の比率である。スティックシリンダ１ａ及びブームシリンダ１ｂのうちの何れか一方の単動時には、R＝100[%]に設定されるようになっている。
出力制御部５ｃは、比率設定部５ｂで設定された比率Rと各操作レバー３ａ，３ｂから入力された操作量L₁，L₂とに基づいて、ソレノイドバルブ６ａ，６ｂへの制御信号を出力するものである。

まず、出力制御部５ｃは、図３に示すような対応関係を用いて、レバー操作量L₁，L₂に対応する設定作動油流量Q_Sを算出する。レバー操作量と設定作動油流量Q_Sとの関係が比例関係となっている。なお、スティックシリンダ１ａの設定作動油流量は、スティック操作レバー３ａのレバー操作量L₁に基づいて算出され、また、ブームシリンダ１ｂの設定作動油流量は、ブーム操作レバー３ｂのレバー操作量L₂に基づいて算出される。

続いて、出力制御部５ｃは、設定作動油流量Q_Sに対して比率設定部５ｂで設定された比率Rを乗算し、各シリンダ１ａ，１ｂへ供給される作動油流量の目標値としての作動油流量Qを算出する。その後、算出された作動油流量Qが実際に各シリンダ１ａ，１ｂへ供給されるように、出力制御部５ｃがソレノイドバルブ６ａ，６ｂの開度を制御する。

［作用］
本発明の第一実施形態にかかる作業機械の制御装置は上述のように構成されて、以下のような作用，効果を奏する。
まず、スティック操作レバー３ａのみの操作時には、コントローラ７の比率設定部５ｂにおいて、スティックシリンダ１ａへ供給される作動油流量の比率がR＝1.0に設定される。また、出力制御部５ｃにおいては、スティック操作レバー３ａの操作量L₁に応じて設定作動油流量Q_Sが設定される。そして、これらの積として、スティックシリンダ１ａへ供給される作動油流量の目標値としての作動油流量Qが算出される。

つまり、スティックシリンダ１ａの単動操作時には、スティック操作レバー３ａの握力P₁の大きさに関わらず、操作量L₁に比例した量の作動油がスティックシリンダ１ａへ供給される。なお、ブーム操作レバー３ｂのみを操作した場合においても同様であり、ブーム操作レバー３ｂの握力P₂の大きさに関わらず、操作量L₂に比例した量の作動油がブームシリンダ１ｂへ供給される。

一方、スティック操作レバー３ａとブーム操作レバー３ｂとが同時に操作された場合、コントローラ７の差圧演算部５ａにおいて、握力P₁，P₂の差圧ΔPが演算されるとともに、比率設定部５ｂにおいて、差圧ΔPの大きさに応じた比率Rが設定される。ここで、差圧ΔPが所定圧P₀よりも大きい場合、第１所定比率A₁[%]が設定され、差圧ΔPが負の所定圧-P₀よりも小さい場合には、第２所定比率A₂[%]が設定される。また、差圧ΔPの絶対値|ΔP|が所定圧P₀以下である場合には、第３所定比率A₃[%]が設定される。

（１）P₀＜ΔPの場合
例えば、スティック操作レバー３ａをフル操作中にブーム操作レバー３ｂを徐々に操作して連動操作を開始した場合であって、P₀＜ΔPの場合を図４（ａ）に例示する。連動操作の開始（時刻0）から時刻t₀までの間は、ブーム操作レバー３ｂの操作量L₂の増加に伴ってブームシリンダ１ｂへ供給される作動油流量も徐々に増加する。また、これに対応して、スティックシリンダ１ａへ供給される作動油流量は徐々に減少する。

時刻t₁にブーム操作レバー３ｂの操作量L₂がL₂=100%（フル操作）になると、スティックシリンダ１ａへ供給される作動油流量は全作動油流量のうちのA₁[%]となり、一方、ブームシリンダ１ｂへ供給される作動油流量は全作動油流量のうちの100-A₁[%]となる。A₁>50[%]であるから、スティックシリンダ１ａ及びブームシリンダ１ｂの各々へ供給される作動油流量の大小関係は、100-A₁＜A₁となる。

すなわち、この連動操作においては、スティック操作レバー３ａの方がブーム操作レバー３ｂよりも強く握られているため、作動油がブームシリンダ１ｂよりもスティックシリンダ１ａへと優先的に供給されることになり、スティック１１ａの動作スピードが増加する。

（２）-P₀≦ΔP≦P₀の場合
-P₀≦ΔP≦P₀の場合を図４（ｂ）に例示する。この場合、スティック操作レバー３ａ及びブーム操作レバー３ｂが共にフル操作されている時刻t₁から時刻t₂までの間は、スティックシリンダ１ａへ供給される作動油流量が全作動油流量のうちのA₃[%]、つまり50[%]となる。一方、ブームシリンダ１ｂへ供給される作動油流量は全作動油流量のうちの100-A₁[%]、つまり50[%]となり、スティックシリンダ１ａとブームシリンダ１ｂとへ均等に作動油が供給される。
すなわち、この連動操作においては、スティック操作レバー３ａの握力P₁とブーム操作レバー３ｂの握力P₂とが同程度であるため、各々のシリンダ１ａ，１ｂに対して同量の作動油が割り当てられる。

（３）ΔP＜-P₀の場合
ΔP＜-P₀の場合を図４（ｃ）に例示する。この場合、スティック操作レバー３ａ及びブーム操作レバー３ｂが共にフル操作されている時刻t₁から時刻t₂までの間は、スティックシリンダ１ａへ供給される作動油流量が全作動油流量のうちのA₂[%]となり、一方、ブームシリンダ１ｂへ供給される作動油流量は全作動油流量のうちの100-A₂[%]となる。A₂<50[%]であるから、スティックシリンダ１ａ及びブームシリンダ１ｂの各々へ供給される作動油流量の大小関係は、A₂＜100-A₂となる。

すなわち、この連動操作においては、ブーム操作レバー３ｂの方がスティック操作レバー３ａよりも強く握られているため、作動油がスティックシリンダ１ａよりもブームシリンダ１ｂへと優先的に供給されることになり、ブーム１１ｂの動作スピードが増加する。

［効果］
このように、本作業機械の制御装置によれば、スティック操作レバー３ａ及びブーム操作レバー３ｂにおける握力の大小関係に応じて、スティックシリンダ１ａ及びブームシリンダ１ｂへ供給される作動油流量が制御されるため、スティック１１ａ及びブーム１１ｂの連動時における作動スピードの比率を自在に変更することができる。

また、各操作レバー３ａ，３ｂの操作量や単動，連動といった操作状態に関わらず、オペレータにとって、持ち手部分に作用させる握力を意識的に変更することは容易である。つまりオペレータは、作業内容に応じてリアルタイムに握力を変更することで、作業内容が時々刻々と変化しようともその作業内容に応じた連動操作性を得ることができる。
また、強く握った方の操作レバーに係るシリンダへの作動油流量が増加するようになっているため、直感的にわかりやすく自然な操作感を得ることができる。

また、スティック操作レバー３ａの握力P₁とブーム操作レバー３ｂの握力P₂とが同程度の場合には、スティックシリンダ１ａ及びブームシリンダ１ｂへ供給される作動油流量を均等に分配することができる。このとき、各操作レバー３ａ，３ｂにおける握力P₁，P₂の差圧ΔPの絶対値|ΔP|が所定圧P₀以下である場合には、それらの握力P₁，P₂が同程度と見なされる。つまり、作動油流量が均等に分配される握力差の条件に幅を持たせることができ、操作性を向上させることができる。

また、コントロールバルブ７のパイロット回路１６ａ，１６ｂ上に介装されたソレノイドバルブ６ａ，６ｂの開度を制御することによってスティックシリンダ１ａやブームシリンダ１ｂへの作動油流量を制御しているため、一般的な電子パイロット式の油圧ショベルへの適用性が高く、例えばコントローラ５に制御プログラムを追加するだけで、油圧回路に手を加えることなく容易に連動操作時の作動スピード制御が可能となる。

［その他］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、上述の実施形態では、図２に示されるスティック操作レバー３ａ及びブーム操作レバー３ｂの握力P₁，P₂の差圧ΔPと所定圧P₀,-P₀との大小関係に応じて、スティックシリンダ１ａ及びブームシリンダ１ｂへ供給される作動油流量の比率Rが制御されているが、これ以外の差圧ΔPと比率Rとの対応関係も考えられる。

例えば、図６（ａ）に示すように、差圧ΔPと比率Rとの関係が一次関数で表されるような設定としてもよい。この場合、差圧ΔPの変動に対して連続的に比率Rを変動させることができ、各シリンダ１ａ，１ｂの作動スピードを滑らかに変化させることができる。あるいは、図６（ｂ）に示すように、差圧ΔPの変動に対して連続的に比率Rを変動させつつ、第３所定比率A₃が設定される握力差の範囲を-P₀≦ΔP≦P₀としてもよい。

なお、上述の実施形態における所定圧P₀や第１所定比率A₁〜第３所定比率A₃等の具体的な値は、本制御装置が適用される作業機械の種類や規模，作業内容等に応じて適宜設定すればよい。また、レバー操作量と設定作動油流量Q_Sとの関係についても同様であり、図３に示されたような比例関係に限定されない。
また、上述の実施形態では、出力制御部５ｃがソレノイドバルブ６ａ，６ｂの開度を制御することによって、スティックシリンダ１ａ及びブームシリンダ１ｂへ供給される作動油流量を制御しているが、スティックバルブ７ａ及びブームバルブ７ｂとして電磁比例弁を用いて、出力制御部５ｃがそれらの電磁比例弁を直接制御する構成としてもよい。

本発明の一実施形態に係る作業機械の制御装置の全体構成を示す模式図である。本発明の一実施形態に係る作業機械の制御装置で設定される操作レバーへの握力差と作動油流量の比率との関係を示すグラフである。本発明の一実施形態に係る作業機械の制御装置で設定されるレバー操作量と作動油流量との関係を示すグラフである。本発明の一実施形態に係る作業機械の制御装置による制御作用を説明するためのグラフであり、（ａ）はブームの操作レバーへの握力がスティックの操作レバーへの握力よりも大きい場合においてスティックシリンダ及びブームシリンダへ供給される作動油流量の変動、（ｂ）はブーム及びスティックの各操作レバーへの握力差が小さい場合においてスティックシリンダ及びブームシリンダへ供給される作動油流量の変動、（ｃ）はスティックの操作レバーへの握力が比較的大きい場合においてスティックシリンダ及びブームシリンダへ供給される作動油流量の変動を示す。本発明の一実施形態に係る作業機械の制御装置が適用された油圧ショベルの全体構成を示す斜視図である。本発明の変形例としての作業機械の制御装置で設定される操作レバーへの握力差と作動油流量の比率との関係を示すグラフであり、（ａ）は握力差の変動に対して連続的に比率が変動するもの（握力差と比率との関係が一次関数で表されるもの）、（ｂ）は第３所定比率A₃が設定される握力差の範囲を-P₀≦ΔP≦P₀としたものを示す。従来技術に係る作業機械の制御装置における

符号の説明

１ａスティックシリンダ
１ｂブームシリンダ
２ａ，２ｂ油圧ポンプ
３ａスティック操作レバー
３ｂブーム操作レバー
４ａ感圧センサ（第１握力センサ）
４ｂ感圧センサ（第２握力センサ）
５コントローラ
５ａ差圧演算部（差演算手段）
５ｂ比率設定部（比率設定手段）
５ｃ出力制御部（出力制御手段）
６ａ，６ｂソレノイドバルブ
７コントロールバルブ
７ａスティックバルブ
７ｂブームバルブ
８ａ，８ｂパイロット油圧ポンプ
９エンジン
１０油圧ショベル（作業機械）
１１作業装置
１１ａスティック
１１ｂブーム

Claims

作業機械に搭載された油圧駆動式の第１アクチュエータ及び第２アクチュエータと、
該第１アクチュエータ及び該第２アクチュエータへ作動油を供給する油圧ポンプと、
該第１アクチュエータ及び該第２アクチュエータの各々の作動量を設定すべく操作者に操作される第１操作レバー及び第２操作レバーと、
該第１操作レバーに付設され、該操作者による該第１操作レバーへの第１握力を検出する第１握力センサと、
該第２操作レバーに付設され、該操作者による該第２操作レバーへの第２握力を検出する第２握力センサと、
該第１握力センサで検出された該第１握力と該第２握力センサで検出された該第２握力との大小関係に応じて、該第１アクチュエータ及び該第２アクチュエータへ供給される作動油流量を制御するコントローラと
を備えたことを特徴とする、作業機械の制御装置。
該コントローラが、該第１アクチュエータ及び該第２アクチュエータへ供給される作動油流量の比を設定する比率設定手段を有し、
該比率設定手段が、該第１握力よりも該第２握力が大きい場合に、該第１アクチュエータ及び該第２アクチュエータへ供給される全作動油流量に対して該第２アクチュエータへ供給される作動油流量の比率を予め設定された第１所定比率に設定するとともに、該第１握力よりも該第２握力が小さい場合に、該比率を該第１所定比率よりも小さい予め設定された第２所定比率に設定する
ことを特徴とする、請求項１記載の作業機械の制御装置。
該コントローラが、該該第１握力と該第２握力との差を演算する差演算手段を有し、
該比率設定手段が、該差演算手段で演算された該差の絶対値が予め設定された所定差以下である場合に、該比率を０．５に設定する
ことを特徴とする、請求項２記載の作業機械の制御装置。
該第１アクチュエータ及び該第２アクチュエータと該油圧ポンプとの間の油圧回路上に介装されたコントロールバルブと、
該コントロールバルブに接続され、該第１アクチュエータ及び該第２アクチュエータの各々へ供給される作動油流量を制御するためのパイロット作動油を供給するパイロット回路と、
該パイロット回路上に介装され、該コントロールバルブへ供給される該パイロット作動油の流量を調節するパイロット制御弁とを備え、
該コントローラが、該パイロット制御弁の開度を制御することにより、該第１アクチュエータ及び該第２アクチュエータへ供給される作動油流量を制御する
ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載の作業機械の制御装置。