JP2021055258A - 作業機械 - Google Patents

Abstract

【課題】ＭＣにより作業装置の動作を制限可能であり，オペレータの操作装置の操作に対する油圧アクチュエータの応答性を改善し，ＭＣ機能を持たない作業機械と同等の操作性を確保し，かつ操作装置が操作されていない油圧アクチュエータをその動作方向のいずれにも自動で動作可能とする。【解決手段】駆動システムは，操作装置４５ａの二次ポート１３４ａと流量制御弁１５ａとの間でかつ比例電磁弁５４ａと流量制御弁１５ａとの間に設けられた切換弁２０３ａと，操作装置４５ａの二次ポート１３４ｂと流量制御弁１５ａとの間でかつ比例電磁弁５４ｂと流量制御弁１５ａとの間に設けられた切換弁２０３ｂを備え，コントローラ４０は，圧力センサ７０ａ，７０ｂと圧力センサ２００ａ，２００ｂからの信号と，切換弁２０３ａ，２０３ｂの予め設定された目標動作に基づいて，切換弁２０３ａ，２０３ｂを第１位置と第２位置のいずれか一方に切り換える。【選択図】図２

Description

本発明は，例えば領域制限掘削制御などのフロント制御を行う作業機械に関する。

油圧アクチュエータで駆動される作業装置（例えばフロント作業機）を備える作業機械（例えば油圧ショベル）の作業効率を向上する技術としてマシンコントロール（Ｍａｃｈｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ：以下ＭＣという）がある。ＭＣは，操作装置がオペレータに操作された場合に，予め定めた条件に従って作業装置を動作させる半自動制御を実行することでオペレータの操作支援を行う技術である。

ＭＣが働くと，掘削目標面の下側を掘削しないように作業装置（例えばフロント作業機）の動作が制限される。

特許文献１では，操作装置の操作信号ラインに比例電磁弁を設け，作業装置の速度が制限値を超えないように操作装置から出力された操作パイロット圧を比例電磁弁で減圧することで，作業装置の動作を制限している。

特許文献２では，ＭＣを行わなときは切換弁を第１位置に切り換えて，操作装置の操作信号ラインと比例電磁弁を備えた減圧ラインとの接続を遮断し，操作信号ラインを対応する流量制御弁の信号入力ラインに直接接続することで，操作装置から出力された操作パイロット圧が比例電磁弁を通らないようにし，ＭＣを行うときは切換弁を第２位置に切り換えて，操作信号ラインを流量制御弁の信号入力ラインに減圧ラインを介して接続し，操作装置から出力された操作パイロット圧を比例電磁弁で減圧することで，作業装置の動作を制限している。

また，特許文献１及び特許文献２では，操作装置のブーム上げの操作信号ラインと比例電磁弁によって生成した制御パイロット圧を導く制御信号ラインをシャトル弁を介して接続し，操作装置から出力されたブーム上げの操作パイロット圧と比例電磁弁から出力された制御パイロット圧の高圧側を流量制御弁のブーム上げ側の信号入力ラインに導くことで，自動ブーム上げとオペレータの操作装置の操作によるブーム上げ行えるようになっている。

特許第３０９１６６７号公報 特開２０１８−０８０７６２号公報

特許文献１に記載の技術では，ＭＣによる作業装置の動作制限とＭＣによる自動ブーム上げを行うことができる。しかし，操作信号ライン上に比例電磁弁が存在するため，ＭＣを行わないとき，操作装置から出力された操作パイロット圧が比例電磁弁を通ることで圧力損失を発生する。このため，オペレータの操作装置の操作に対する油圧アクチュエータの応答性が低下し，ＭＣ機能を持たない作業機械と同等の操作性を得ることができないという問題がある。

また，特許文献１においては，ブーム下げ側の操作パイロット圧回路に比例電磁弁が設けられていないため，ＭＣによる自動ブーム下げを行うことができない。

特許文献２に記載の技術では，ＭＣを行わなときは切換弁を第１位置に切り換えて，操作信号ラインを対応する流量制御弁の信号入力ラインに直接接続し，操作装置から出力された操作パイロット圧が比例電磁弁を通らない。このため圧力損失が発生せず，オペレータの操作装置の操作に対する油圧アクチュエータの応答性を改善し，ＭＣ機能を持たない作業機械と同等の操作性が得られる。

しかし，特許文献２においても，ブーム下げ側の操作パイロット圧回路に比例電磁弁が設けられていないため，ＭＣによる自動ブーム下げを行うことができない。

ここでＭＣによる水平掘削を例にとり，ブーム下げ動作について説明する。

ＭＣによる水平掘削では，アームの操作装置を操作することでアームをクラウド側に動作させる。その際，アームの動作に合わせてバケット爪先が予め設定しておいた掘削目標面に沿うように自動的にブーム上げ動作が行われる。アームが掘削目標面に対して垂直な姿勢となって以降はアームクラウド動作によってバケット爪先は掘削目標面から離れる方向に動作するため，ブーム上げ動作は必要なくなる。しかし，バケット爪先を目標面に沿って動作させるためにはブーム下げ動作を行う必要がある。

特許文献１及び２では，オペレータが操作装置をブームの下げ方向に操作し，出力された操作パイロット圧を比例電磁弁で減圧することで，掘削目標面の下側にバケット爪先が侵入しないようにブーム下げ動作を制限し，水平掘削を実現している。

しかし，将来的にはＭＣにおける水平掘削をアームの操作装置のみで行えるように，ブーム下げ動作を自動化することが望まれている。その場合にはブームの操作装置が操作されていない状態で，自動でブーム下げ動作が行える必要がある。特許文献１及び２では，ブームの操作装置を下げ方向に操作することで発生した操作パイロット圧を比例電磁弁への入力としているため，ブームの操作装置を下げ方向に操作していない状態でブーム下げ動作をさせることはできない。

また，仮に操作装置を操作することなく動作を行うことが可能なブーム上げの回路構成をブーム下げ側にも適用した場合には，ブームの操作装置を下げ方向に操作していない状態でブーム下げ動作をさせることは可能になる。しかし，比例電磁弁から出力される制御パイロット圧と操作装置のブーム下げの操作パイロット圧の高圧側が流量制御弁のブーム下げの信号入力ラインに導かれるため，比例電磁弁に作業装置の動作を制限するための信号を出力しても，操作装置のブーム下げの操作パイロット圧は比例電磁弁で減圧されずにそのまま流量制御弁の信号入力ラインに導かれてしまい，作業装置の動作を制限することができなくなってしまうという問題がある。

本発明の目的は，ＭＣにより作業装置の動作を制限可能であり，かつオペレータの操作装置の操作に対する油圧アクチュエータの応答性を改善し，ＭＣ機能を持たない作業機械と同等の操作性を確保し，かつ操作装置が操作されていない油圧アクチュエータをその動作方向のいずれの方向にも自動で動作可能とする作業機械を提供することである。

このような課題を解決するため，本発明は，作業装置と，前記作業装置を駆動する複数の油圧アクチュエータと，前記複数の油圧アクチュエータの動作を指示する複数の操作パイロット圧を生成する複数の操作装置と，前記複数の操作パイロット圧よって駆動され，前記複数の油圧アクチュエータに供給される圧油の流量を制御する複数の流量制御弁と，前記複数の操作装置とは独立して複数の制御パイロット圧を生成する複数の比例電磁弁と，前記複数の操作装置によって生成される前記複数の操作パイロット圧を検出する複数の操作圧力センサと，前記作業装置の姿勢を検出する作業装置姿勢検出装置と，前記複数の操作圧力センサと前記作業装置姿勢検出装置からの信号に基づいて前記複数の比例電磁弁を制御するコントローラとを備え，前記複数の操作装置は，前記複数の油圧アクチュエータのうちの第１油圧アクチュエータの動作を指示する第１操作装置を含み，前記複数の流量制御弁は，前記第１操作装置によって生成される操作パイロット圧よって駆動され，前記第１油圧アクチュエータに供給される圧油の流量を制御する第１流量制御弁を含み，前記第１操作装置は，前記第１油圧アクチュエータの第１方向の動作を指示する第１操作パイロット圧を出力する第１出力ポートと，前記第１油圧アクチュエータの第２方向の動作を指示する第２操作パイロット圧を出力する第２出力ポートとを有し，前記複数の操作圧力センサは，前記第１操作パイロット圧を検出する第１操作圧力センサと，前記第２操作パイロット圧を検出する第２操作圧力センサとを有する作業機械において，前記複数の比例電磁弁は，前記第１油圧アクチュエータの前記第１方向の動作を指示する第１制御パイロット圧を生成する第１比例電磁弁と，前記第１油圧アクチュエータの前記第２方向の動作を指示する第２制御パイロット圧を生成する第２比例電磁弁とを有し，前記複数の比例電磁弁によって生成される前記複数の制御パイロット圧を検出する複数の制御圧力センサであって，前記第１比例電磁弁によって生成される前記第１制御パイロット圧を検出する第１制御圧力センサと，前記第２比例電磁弁によって生成される前記第２制御パイロット圧を検出する第２制御圧力センサとを含む複数の制御圧力センサと，前記第１操作装置の前記第１出力ポートと前記第１流量制御弁との間でかつ前記第１比例電磁弁と前記第１流量制御弁との間に設けられた第１切換弁と，前記第１操作装置の前記第２出力ポートと前記第１流量制御弁との間でかつ前記第２比例電磁弁と前記第１流量制御弁との間に設けられた第２切換弁とを更に備え，前記第１切換弁は，前記第１比例電磁弁と前記第１流量制御弁との接続を遮断して前記第１操作装置の前記第１出力ポートと前記第１流量制御弁とを接続する第１位置，及び前記第１操作装置の前記第１出力ポートと前記第１流量制御弁との接続を遮断して前記第１比例電磁弁と前記第１流量制御弁とを接続する第２位置を有し，前記第２切換弁は，前記第２比例電磁弁と前記第１流量制御弁との接続を遮断して前記第１操作装置の前記第２出力ポートと前記第１流量制御弁とを接続する第１位置，及び前記第１操作装置の前記第２出力ポートと前記第１流量制御弁との接続を遮断して前記第２比例電磁弁と前記第１流量制御弁とを接続する第２位置を有し，前記コントローラは，前記第１及び第２操作圧力センサと前記第１及び第２制御圧力センサからの信号と，前記第１及び第２切換弁の予め設定された目標動作に基づいて，前記第１及び第２切換弁を前記第１位置と前記第２位置のいずれか一方に切り換えるものとする。

このように第１切換弁と第２切換弁を設け，第１及び第２切換弁を第１位置と第２位置のいずれか一方に切り換える構成とすることにより，ＭＣにより作業装置の動作を制限可能であり，オペレータの操作装置の操作に対する油圧アクチュエータの応答性を改善し，ＭＣ機能を持たない作業機械と同等の操作性を確保し，かつ操作装置が操作されていない油圧アクチュエータをその動作方向のいずれにも自動で動作可能となる。

すなわち，例えば第１切換弁を第２位置に切り換え，第１操作圧力センサによって検出した第１操作パイロット圧を減圧した第１制御パイロット圧を生成するよう第１比例電磁弁を制御することにより，第１油圧アクチュエータの第１方向の動作を制限することができ，ＭＣにより作業装置の動作が制限可能となる。第２切換弁を第２位置に切り換えた場合も同様である。

また，例えばＭＣ中にオペレータが第１操作装置を操作したとき，或いはＭＣを行わないとき，第１切換弁が第１位置に切り換わるようにすることにより，第１操作装置の第１出力ポートから出力された操作パイロット圧は第１比例電磁弁を経由せず，第１流量制御弁に導かれる。これにより操作パイロット圧が比例電磁弁を従来の通過する場合のような圧力損失は発生せず，オペレータの第１操作装置の操作に対する第１油圧アクチュエータの応答性を改善し，ＭＣ機能を持たない作業機械と同等の操作性を確保することができる。第２切換弁を第１位置に切り換えるようにした場合も同様である。

更に，第１切換弁を第２位置に切り換え，ＭＣによる第１制御パイロット圧を生成するよう第１比例電磁弁を制御することにより，第１油圧アクチュエータを自動で第１方向に動作させることができる。同様に，第２切換弁を第２位置に切り換え，ＭＣによる第２制御パイロット圧を生成するよう第２比例電磁弁を制御することにより，第１油圧アクチュエータを自動で第２方向に動作させることができる。これにより操作装置が操作されていない油圧アクチュエータをその動作方向のいずれの方向にも自動で動作させることが可能となる

本発明によれば，ＭＣにより作業装置の動作を制限可能であり，かつオペレータの操作装置の操作に対する油圧アクチュエータの応答性を改善し，ＭＣ機能を持たない作業機械と同等の操作性を確保し，かつ操作装置が操作されていない油圧アクチュエータをその動作方向のいずれの方向にも自動で動作可能となる。

本発明の第１の実施形態における作業機械である油圧ショベルの構成図である。 本発明の第１の実施形態の作業機械（油圧ショベル）に備えられた駆動システムのフロント制御部分を示す図である。 ブーム用の操作装置とアーム用の操作装置とバケット用の操作装置の配置と操作態様を示す図である。 コントローラの機能ブロック図である。 図４に示されるＭＣ制御部の機能ブロック図である。 図５に示される切換弁動作演算部における切換弁の制御フローを示す図である。 図５に示されるアクチュエータ制御部（ブーム制御部，アーム制御部及びバケット制御部）における比例電磁弁の制御フローを示す図である。 油圧ショベルにおけるＭＣ時の水平掘削の動作と，ブームとアームとの動作による速度ベクトルの合成のイメージを示す図である。 油圧ショベルにおけるＭＣ時の目標面に対するバケットの爪先位置合わせの動作を示す図である。 本発明の第２の実施形態における図５と同様なＭＣ制御部の機能ブロック図である。 本発明の第２の実施形態における切換弁動作演算部における切換弁の制御フローを示す，図６と同様な図である。 本発明の第３の実施形態におけるコントローラの機能ブロック図である。 図１２中のＭＣ制御部の機能ブロック図である。 本発明の第３の実施形態における切換弁動作演算部における切換弁の制御フローを示す図である。

以下，本発明の実施の形態を図面に従い説明する。なお，以下の説明では，作業装置の先端の作業具（アタッチメント）としてバケット１０を備える油圧ショベルを例示するが，バケット以外のアタッチメントを備える作業機械に本発明を適用しても構わない。さらに，複数のリンク部材（アタッチメント，アーム，ブーム等）を連結して構成される多関節型の作業装置を有するものであれば油圧ショベル以外の作業機械への適用も可能である。

＜第１実施形態＞
＜作業機械＞
図１は，本発明の第１の実施形態における作業機械である油圧ショベルの構成図である。

図１において，油圧ショベル１は，多関節型のフロント作業装置（以下単に作業装置ということがある）１Ａと，車体１Ｂとで構成されている。車体１Ｂは，左右の走行油圧モータ３ａ，３ｂにより走行する下部走行体１１と，下部走行体１１上に取り付けられ，旋回油圧モータ４により旋回する上部旋回体１２とを有している。フロント作業装置１Ａは，垂直方向にそれぞれ回動する複数の被駆動部材（ブーム８，アーム９及びバケット１０）を連結して構成されている。ブーム８の基端は上部旋回体１２の前部においてブームピンを介して回動可能に支持されている。ブーム８の先端にはアームピンを介してアーム９が回動可能に連結されており，アーム９の先端にはバケットピンを介してバケット１０が回動可能に連結されている。ブーム８は油圧シリンダ５（以下ブームシリンダという）によって駆動され，アーム９は油圧シリンダ６（以下アームシリンダという）によって駆動され，バケット１０は油圧シリンダ７（以下バケットシリンダという）によって駆動される。

ブーム８，アーム９，バケット１０の回動角度を測定可能なように，ブームピンにブーム角度センサ３０，アームピンにアーム角度センサ３１，バケットリンク１３にバケット角度センサ３２が取付けられ，上部旋回体１２には基準面（例えば水平面）に対する上部旋回体１２（車体１Ｂ）の傾斜角を検出する車体傾斜角センサ３３が取付けられている。なお，角度センサ３０，３１，３２はそれぞれ基準面（例えば水平面）に対する角度センサに代替可能である。

＜駆動システム＞
図２は，本発明の第１の実施形態の作業機械（油圧ショベル）に備えられた駆動システムのフロント制御部分を示す図である。

図２において，駆動システムは，ブーム用の操作装置４５ａ，アーム用の操作装置４６ａ，バケット用の操作装置４５ｂを備えている。ブーム用の操作装置４５ａとバケット用の操作装置４５ｂは，図１に示す運転席２４の右側に設けられた１本の操作レバー１ａによって操作される操作装置であり，アーム用の操作装置４６ａは，旋回用の操作装置４６ｂ（図３参照）とともに，図１に示す運転席２４の左側に設けられた１本の操作レバー１ｂによって操作される操作装置である。

図３は，ブーム用の操作装置４５ａとアーム用の操作装置４６ａとバケット用の操作装置４５ｂの配置と操作態様を示す図である。

操作装置４５ａ，３５ｂは，図１に示す油圧ショベルの運転室（キャビン）２３内の運転席２４の前部右側に設置され，操作装置４６ａは運転席２４の前部左側に設置されている。操作装置４５ａ，４５ｂは操作レバー１ａを備えた１つの操作レバーユニット４５として構成され，操作装置４６ａは旋回用の操作装置４６ｂとともに，操作レバー１ｂを備えた１つの操作レバーユニット４６として構成されている。オペレータは右手で右側の操作レバー１ａを，左手で左側の操作レバー１ｂを操作する。

操作レバーユニット４５，４６は，それぞれ，１つの操作レバー１ａ，１ｂで２つの油圧アクチュエータの動作を指示することができる。操作レバー１ａ，１ｂはそれぞれ十字の４方向を基準にして任意の方向に操作可能であり，操作レバー１ａの図示上下方向の操作はブームシリンダ５の動作指示に対応し，操作レバー１ａの図示左右方向の操作はバケットシリンダ７の動作指示に対応し，操作レバー１ｂの図示左右方向の操作はアームシリンダ６の動作指示に対応し，操作レバー１ｂの図示上下方向の操作は旋回油圧モータ４（図１参照）の動作指示に対応する。また，操作レバー１ａの図示下方向の操作はブームシリンダ５の伸長方向（ブーム上げ）の動作指示に対応し，操作レバー１ａの図示上方向の操作はブームシリンダ５の収縮方向（ブーム下げ）の動作指示に対応し，操作レバー１ａの図示左方向の操作はバケットシリンダ７の伸長方向（バケットクラウド）の動作指示に対応し，操作レバー１ａの図示右方向の操作はバケットシリンダ７の収縮方向（バケットダンプ）の動作指示に対応し，操作レバー１ｂの図示右方向の操作はアームシリンダ６の伸長方向（アームクラウド）の動作指示に対応し，操作レバー１ｂの図示左方向の操作はアームシリンダ６の収縮方向（アームダンプ）の動作指示に対応する。

図２に戻り，駆動システムは，ブーム用の流量制御弁１５ａ，アーム用の流量制御弁１５ｂ，バケット用の流量制御弁１５ｃを備え，流量制御弁１５ａ，流量制御弁１５ｂ，流量制御弁１５ｃによって図示しないメインポンプからブームシリンダ５，アームシリンダ６，バケットシリンダ７に供給される圧油の流量と供給方向が制御される。

ブーム用の操作装置４５ａ，アーム用の操作装置４６ａ及びバケット用の操作装置４５ｂは，それぞれ，一次ポート（入力ポート）１２４，１２５，１２６をパイロットポンプ４８のポンプライン４８ａに接続され，ポンプライン４８ａの圧力を１次圧として操作レバー１ａ，１ｂの操作量に応じた操作パイロット圧（２次圧）を生成し，生成した操作パイロット圧を二次ポート（出力ポート）１３４ａ，１３４ｂ，１３５ａ，１３５ｂ，１３６ａ，１３６ｂから操作パイロットライン１４４ａ，１４４ｂ，１４５ａ，１４５ｂ，１４６ａ，１４６ｂに出力する。

ブーム用の操作装置４５ａは，操作レバー１ａを図２左方向（図３下方向）に操作したときブーム８を上げ方向に駆動する操作パイロット圧を生成し，その操作パイロット圧を操作パイロットライン１４４ａに出力する。また，操作レバー１ａを図２左方向（図３上方向）に操作したときブーム８を下げ方向に駆動する操作パイロット圧を生成し，その操作パイロット圧を操作パイロットライン１４４ｂに出力する。アーム用の操作装置４６ａは，操作レバー１ｂを図２右方向（図３右方向）に操作したときアーム９をクラウド方向に駆動する操作パイロット圧を生成し，その操作パイロット圧を操作パイロットライン１４５ａに出力する。また，操作レバー１ｂを図２左方向（図３左方向）に操作したときアーム９をダンプ方向に駆動する操作パイロット圧を生成し，その操作パイロット圧を操作パイロットライン１４５ｂに出力する。バケット用の操作装置４５ｂは，操作レバー１ａを図２右方向（図３左方向）に操作したとき，バケット１０をクラウド方向に駆動する操作パイロット圧を生成し，その操作パイロット圧を操作パイロットライン１４６ａに出力する。また，操作レバー１ａを図２右方向（図３右方向）に操作したとき，バケット１０をダンプ方向に駆動する操作パイロット圧を生成し，その操作パイロット圧を操作パイロットライン１４６ｂに出力する。

また，駆動システムは，ブーム用の操作装置４５ａの操作パイロットライン１４４ａ，１４４ｂに設けられ，操作装置４５ａによって生成された操作パイロット圧を検出する圧力センサ（操作圧力センサ）７０ａ，７０ｂと，１次ポート側が制御パイロットライン１５４ａ，１５４ｂを介してポンプライン１４８ａに接続され，ポンプライン１４８ａからのパイロット圧を減圧して制御パイロット圧を生成する比例電磁弁５４ａ，５４ｂと，比例電磁弁５４ａ，５４ｂの２次ポート側の制御パイロットライン１５４ｃ，１５４ｄに接続され、比例電磁弁５４ａ，５４ｂによって生成された制御パイロット圧を検出する圧力センサ（制御圧力センサ）２００ａ，２００ｂと，ブーム用の操作装置４５ａの２次ポート側の操作パイロットライン１４４ａ，１４４ｂと比例電磁弁５４ａ，５４ｂの２次ポート側の制御パイロットライン１５４ｃ，１５４ｄに接続された切換弁２０３ａ，２０３ｂとを備えている。

ブーム用の流量制御弁１５ａの油圧駆動部１５０ａ，１５０ｂには駆動パイロット圧入力ライン１６４ａ，１６４ｂが接続され，切換弁２０３ａ，２０３ｂは，コントローラ４０からの制御信号を基に，駆動パイロット圧入力ライン１６４ａ，１６４ｂを操作パイロットライン１４４ａ，１４４ｂと制御パイロットライン１５４ｃ，１５４ｄのいずれに接続するかの切り換えを行う。

また，駆動システムは，アーム用の操作装置４６ａに対しても，同様に，圧力センサ７１ａ，７１ｂ，制御パイロットライン１５５ａ，１５５ｂ，比例電磁弁５５ａ，５５ｂ，制御パイロットライン１５５ｃ，１５５ｄ，圧力センサ２０１ａ，２０１ｂ，駆動パイロット圧入力ライン１６５ａ，１６５ｂ，切換弁２０４ａ，２０４ｂを備え，バケット用の操作装置４５ｂに対しても，同様に，圧力センサ７２ａ，７２ｂ，制御パイロットライン１５６ａ，１５６ｂ，比例電磁弁５６ａ，５６ｂ，制御パイロットライン１５６ｃ，１５６ｄ，圧力センサ２０２ａ，２０２ｂ，駆動パイロット圧入力ライン１６６ａ，１６６ｂ，切換弁２０５ａ，２０５ｂを備えている。

なお，図２では，圧力センサ７０ａ〜７２ｂ及び圧力センサ２００ａ〜２０２ｂとコントローラ４０との接続線は図示の簡略化のため省略している。

比例電磁弁５４ａ〜５６ｂは，非通電時には開度はゼロで，通電時に所定開度を有し，コントローラ４０からの電流（制御信号）を増大させるほど開度は大きくなる。このように比例電磁弁５４ａ〜５６ｂの開度はコントローラ４０からの制御信号に応じたものとなり，その開度に応じてポンプライン１４８ａからのパイロット圧を減圧し，制御パイロット圧を生成する。

切換弁２０３ａ〜２０５ｂは，操作装置４５ａ，４５ｂ，４６ａの２次ポート側と流量制御弁１５ａ，１５ｂ，１５ｃの油圧駆動部１５０ａ〜１５２ｂとを接続する回路を形成する第１位置と，比例電磁弁５４ａ〜５６ｂの２次ポート側と流量制御弁１５ａ，１５ｂ，１５ｃの油圧駆動部１５０ａ〜１５２ｂとを接続する回路を形成する第２位置とを有し，コントローラ４０からの制御信号に応じて第１位置と第２位置のいずれかの位置に切り換わり，回路の切り換えを行う。切換弁２０３ａ〜２０５ｂは，ＭＣを行わない非通電時には第１位置，ＭＣを行う通電時には第２位置に切り換わる。

以上のように構成される駆動システムにおいて，コントローラ４０から制御信号を出力して比例電磁弁５４ａ〜５６ｂと切換弁２０３ａ〜２０５ｂを駆動すると，操作装置４５ａ，４５ｂ，４６ａに対してオペレータ操作が無い場合にも比例電磁弁５４ａ〜５６ｂによって制御パイロット圧を発生し，その制御パイロット圧を流量制御弁１５ａ，１５ｂ，１５ｃの油圧駆動部１５０ａ〜１５２ｂに導くことで，ブーム上げ動作，ブーム下げ動作，アームクラウド動作，アームダンプ動作，バケットクラウド動作，バケットダンプ動作を強制的に発生させることができる。また，これと同様に、操作装置４５ａ，４５ｂ，４６ａをオペレータが操作しているときに、比例電磁弁５４ａ〜５６ｂによって制御パイロット圧を発生し，その制御パイロット圧を流量制御弁１５ａ，１５ｂ，１５ｃの油圧駆動部１５０ａ〜１５２ｂに導くことで、ブーム上げ動作，ブーム下げ動作，アームクラウド動作，アームダンプ動作，バケットクラウド動作，バケットダンプ動作の速度をオペレータ操作の値から強制的に低減することができる。さらに切換弁２０３ａ〜２０５ｂが，第１位置にあるときは，操作装置４５ａ，４５ｂ，４６ａで生成された操作パイロット圧は比例電磁弁５４ａ〜５６ｂを通過せずに，流量制御弁１５ａ，１５ｂ，１５ｃの油圧駆動部１５０ａ〜１５２ｂに導かれるため、操作パイロット圧が比例電磁弁を通過する従来の場合のような圧力損失は発生しない。このため操作装置４５ａ，４６ａ，４５ｂの操作に対する油圧アクチュエータ５，６，７の応答性を改善し，ＭＣ機能を持たない作業機械と同等の操作性を確保することができる。

ここで，作業機械のＭＣ機能として水平掘削への適用がある。この場合，操作装置４５ｂ，４６ａを介して掘削操作信号（具体的には，アームクラウド，バケットクラウド及びバケットダンプの少なくとも１つの指示）が入力された場合，目標面６０（図８参照）と作業装置１Ａの制御点，例えばバケット１０の先端（本実施形態ではバケット１０の爪先）の位置関係に基づいて，作業装置１Ａの特定点の位置が目標面６０上及びその上方の領域内に保持されるように油圧アクチュエータ５，６，７のうち少なくとも１つを強制的に動作させる制御信号（例えば，ブームシリンダ５を伸ばして強制的にブーム上げ動作を行う）を該当する流量制御弁１５ａ，１５ｂ，１５ｃに出力する。このＭＣ機能によりバケット１０の爪先が目標面６０の下方に侵入することが防止されるので，オペレータの技量の程度に関わらず目標面６０に沿った掘削が可能となる。なお，本実施形態では，ＭＣ時のフロント作業装置１Ａの制御点を，油圧ショベルのバケット１０の爪先（作業装置１Ａの先端）に設定しているが，制御点は作業装置１Ａの先端部分の点であればバケット爪先以外にも変更可能である。例えば，バケット１０の底面や，バケットリンク１３の最外部も選択可能である。

＜コントローラ４０＞
図４は，コントローラ４０の機能ブロック図である。

コントローラ４０は，ＭＣ制御部４３と，比例電磁弁制御部４４と，切換弁制御部２１３と，表示制御部３７４とを有している。

ＭＣ制御部４３は，作業装置姿勢検出装置５０，目標面設定装置５１，操作装置２次圧検出装置５２，比例電磁弁２次圧検出装置２１０から信号を入力し，それらの信号に基づいて所定の演算を行い，比例電磁弁制御部４４，切換弁制御部２１３，表示制御部３７４に演算情報を送る。比例電磁弁制御部４４，切換弁制御部２１３，表示制御部３７４は，その演算情報に基づいて比例電磁弁５４ａ〜５６ｂ，切換弁２０３ａ〜２０５ｂ及び表示装置５３に制御信号と表示情報を出力する。

作業装置姿勢検出装置５０は，ブーム角度センサ３０，アーム角度センサ３１，バケット角度センサ３２，車体傾斜角センサ３３から構成される。これらのセンサ３０，３１，３２，３３は作業装置１Ａの姿勢センサとして機能している。

目標面設定装置５１は，目標面６０（図８参照）に関する情報（各目標面の位置情報や傾斜角度情報を含む）を入力可能なインターフェースである。目標面設定装置５１は，グローバル座標系（絶対座標系）上に規定された目標面の３次元データを格納した外部端末（図示せず）と接続されている。なお，目標面設定装置５１を介した目標面の入力は，オペレータが手動で行ってもよい。

操作装置２次圧検出装置５２ａは，操作レバー１ａ，１ｂ（操作装置４５ａ，４５ｂ，４６ａ）の操作によって操作パイロットライン１４４ａ，１４４ｂ，１４５ａ，１４５ｂ，１４６ａ，１４６ｂに生じる操作パイロット圧を検出する圧力センサ７０ａ〜７２ｂから構成されている。

比例電磁弁２次圧検出装置２１０は，比例電磁弁５４ａ〜５６ｂの２次ポート側の制御パイロットライン１５４ｃ，１５４ｄ，１５５ｃ，１５５ｄ，１５６ｃ，１５６ｄに生じる制御パイロット圧を検出する圧力センサ２００ａ〜２０２ｂから構成されている。

図５は，図４に示されるＭＣ制御部４３の機能ブロック図である。

ＭＣ制御部４３は，操作装置２次圧演算部４３ａと，姿勢演算部４３ｂと，目標面演算部４３ｃと，ブーム制御部８１ａ，アーム制御部８１ｂ及びバケット制御部８１ｃを含むアクチュエータ制御部８１と，比例電磁弁２次圧演算部２１１と，切換弁動作演算部２１２とを有している。

操作装置２次圧演算部４３ａは，操作装置２次圧検出装置５２ａ（圧力センサ７０ａ〜７２ｂ）の検出値から操作装置４５ａ，４５ｂ，４６ａの２次ポート側の圧力である操作パイロット圧を算出する。

姿勢演算部４３ｂは，作業装置姿勢検出装置５０（ブーム角度センサ３０，アーム角度センサ３１，バケット角度センサ３２，車体傾斜角センサ３３）からの検出値に基づいて，ローカル座標系（例えば図１の車体１Ｂに設定した車体座標系）におけるフロント作業装置１Ａの姿勢と，バケット１０の爪先の位置を演算する。

目標面演算部４３ｃは，目標面設定装置５１からの情報に基づいて目標面６０（図８参照）の位置情報を演算する。

比例電磁弁２次圧演算部２１１は，比例電磁弁２次圧検出装置２１０（圧力センサ２００ａ〜２０２ｂ）からの検出値に基づいて比例電磁弁５４ａ〜５６ｂの２次ポート側の圧力である制御パイロット圧を算出する。

アクチュエータ制御部８１（ブーム制御部８１ａ，アーム制御部８１ｂ及びバケット制御部８１ｃ）は，操作装置２次圧演算部４３ａ，姿勢演算部４３ｂ，目標面演算部４３ｃ，比例電磁弁２次圧演算部２１１，切換弁動作演算部２１２のそれぞれの出力に基づいて，操作装置４５ａ，４５ｂ，４６ａの操作時に，予め定めた条件（例えばオペレータにより入力されたフロント操作の作業モード）に従って油圧アクチュエータ５，６，７に対する流量制御弁１５ａ，１５ｂ，１５ｃの目標パイロット圧を演算し，その演算した目標パイロット圧を比例電磁弁制御部４４に出力する。

ここで，ブーム制御部８１ａは，操作装置４５ａ，４５ｂ，４６ａの操作時に，ＭＣによるブーム８の動作制御を実行するための部分である。例えばコントローラ４０に作業モードとして水平掘削及びバケット１０の爪先位置合わせ（後述）が設定されているとき，ブーム制御部８１ａは，操作装置４５ａ，４５ｂ，４６ａの操作時に，目標面６０（図８参照）の位置と，フロント作業装置１Ａの姿勢及びバケット１０の爪先の位置と，操作装置４５ａ，４５ｂ，４６ａの操作量と，比例電磁弁５４ａ，５４ｂの２次ポート側の圧力と，切換弁２０３ａ，２０３ｂの切り換え位置とに基づいて，目標面６０上またはその上方にバケット１０の爪先（制御点）が位置するようにブームシリンダ５（ブーム８）の動作を制御するＭＣを実行する。ブーム制御部８１ａは，そのＭＣを実行するためのブームシリンダ５に係わる流量制御弁１５ａの目標パイロット圧（制御パイロット圧の目標値）を演算する。

アーム制御部８１ｂは，操作装置４５ａ，４５ｂ，４６ａの操作時に，ＭＣによるアーム９の動作制御を実行するための部分である。アーム制御部８１ｂは，そのＭＣを実行するためのアームシリンダ６に係わる流量制御弁１５ｂの目標パイロット圧（制御パイロット圧の目標値）を演算する。

バケット制御部８１ｃは，操作装置４５ａ，４５ｂ，４６ａの操作時に，ＭＣによるバケット角度制御を実行するための部分である。バケット制御部８１ｃは，そのＭＣを実行するためのバケットシリンダ７に係わる流量制御弁１５ｃの目標パイロット圧（制御パイロット圧の目標値）を演算する。

比例電磁弁制御部４４は，アクチュエータ制御部８１から出力される各流量制御弁１５ａ，１５ｂ，１５ｃの目標パイロット圧に基づいて比例電磁弁５４ａ〜５６ｂに対する指令値を演算する。

切換弁動作演算部２１２は，操作装置２次圧演算部４３ａの出力と比例電磁弁２次圧演算部２１１の出力とに基づいて，操作装置４５ａ，４５ｂ，４６ａの操作時に，予め定めた条件（例えばフロント操作の作業モード）に従って切換弁２０３ａ〜２０５ｂの目標切り換え位置を演算する。

切換弁制御部２１３は，切換弁動作演算部２１２から出力される切換弁２０３ａ〜２０５ｂの目標切り換え位置に基づいて，切換弁２０３ａ〜２０５ｂに対する指令値を演算する。

表示制御部３７４は，姿勢演算部４３ｂ及び目標面演算部４３ｃから出力される作業装置姿勢及び目標面に基づいて表示装置５３を制御する。表示制御部３７４には，作業装置１Ａの画像及びアイコンを含む表示関連データが多数格納されている表示ＲＯＭが備えられており，表示制御部３７４が，入力情報に含まれるフラグに基づいて所定のプログラムを読み出すとともに，表示装置５３における表示制御をする。

＜切換弁動作演算部２１２の切換弁制御フロー＞
図６は，図５に示される切換弁動作演算部２１２における切換弁２０３ａ〜２０５ｂの制御フローを示す図である。コントローラ４０には，切換弁２０３ａ〜２０５ｂに対して，予め定めた条件（例えばフロント操作の作業モード）に従って目標位置を設定するための目標動作が予め設定されている。

図６のステップＳ１１０において，切換弁動作演算部２１２は，操作装置２次圧演算部４３ａで演算された操作装置４５ａ，４５ｂ，４６ａの２次ポート側の圧力である操作パイロット圧を取得する。

ステップＳ１２０において，切換弁動作演算部２１２は，比例電磁弁２次圧演算部２１１で演算された比例電磁弁５４ａ〜５６ｂの２次ポート側の圧力である制御パイロット圧を取得する。

ステップＳ１３０において，切換弁動作演算部２１２は，切換弁２０３ａ〜２０５ｂの予め設定された目標動作が第１位置保持か否かを判定する。ステップＳ１３０で目標動作が第１位置保持と判定された場合はステップＳ１４０に進み，目標動作が第１位置保持以外の場合はステップＳ１５０に進む。

ステップＳ１４０において，切換弁動作演算部２１２は，切換弁２０３ａ〜２０５ｂの目標位置を第１位置に設定する。

ステップＳ１５０において，切換弁動作演算部２１２は，切換弁２０３ａ〜２０５ｂの予め設定された目標動作が第２位置保持か否かを判定する。ステップＳ１５０で目標動作が第２位置保持と判定された場合はステップＳ１６０に進み，目標動作が第２位置保持以外の場合はステップＳ１７０に進む。

ステップＳ１６０において，切換弁動作演算部２１２は，切換弁２０３ａ〜２０５ｂの目標位置を第２位置に設定する。

ステップＳ１７０において，切換弁動作演算部２１２は，ステップＳ１１０とステップＳ１２０で取得した操作装置４５ａ，４５ｂ，４６ａの２次ポート側の圧力と対応する比例電磁弁５４ａ〜５６ｂの２次ポート側の圧力とをそれぞれ比較し，操作装置４５ａ，４５ｂ，４６ａの２次ポート側の圧力の方が大きいか否かを判定する。ステップＳ１７０で比例電磁弁５４ａ〜５６ｂの２次ポート側の圧力よりも操作装置４５ａ，４５ｂ，４６ａの２次ポート側の圧力の方が大きいと判定された場合はステップＳ１８０に進み，操作装置４５ａ，４５ｂ，４６ａの２次ポート側の圧力が比例電磁弁５４ａ〜５６ｂの２次ポート側の圧力以下と判定された場合はステップＳ１９０に進む。

ステップＳ１８０において，切換弁動作演算部２１２は，切換弁２０３ａ〜２０５ｂの目標位置を第１位置に設定する。

ステップＳ１９０において，切換弁動作演算部２１２は，切換弁２０３ａ〜２０５ｂの目標位置を第２位置に設定する。

ステップＳ２７０において，切換弁動作演算部２１２は，切換弁２０３ａ〜２０５ｂの目標位置を切換弁制御部２１３に出力する。

切換弁制御部２１３は，切換弁２０３ａ〜２０５ｂの目標位置に基づいて切換弁２０３ａ〜２０５ｂに対する指令値を演算し、切換弁２０３ａ〜２０５ｂの位置が目標位置となるように制御信号を出力する。

＜アクチュエータ制御部８１の比例電磁弁制御フロー＞
図７は，図５に示されるアクチュエータ制御部８１（ブーム制御部８１ａ，アーム制御部８１ｂ及びバケット制御部８１ｃ）における比例電磁弁５４ａ〜５６ｂの制御フローを示す図である。コントローラ４０には，比例電磁弁５４ａ〜５６ｂに対して，予め定めた条件（例えばフロント操作の作業モード）に従って目標パイロット圧を設定するための目標動作が予め設定されている。

ステップＳ４１０において，アクチュエータ制御部８１は，操作装置２次圧演算部４３ａで演算された操作装置４５ａ，４５ｂ，４６ａの２次ポート側の圧力である操作パイロット圧を取得する。

ステップＳ４２０において，アクチュエータ制御部８１は，比例電磁弁２次圧演算部２１１で演算された比例電磁弁５４ａ〜５６ｂの２次ポート側の圧力である制御パイロット圧を取得する。

ステップＳ４３０において，アクチュエータ制御部８１は，切換弁動作演算部２１２で演算された切換弁２０３ａ〜２０５ｂの目標位置を取得する。

ステップＳ４４０において，アクチュエータ制御部８１は，切換弁２０３ａ〜２０５ｂの位置が第２位置か否かを判定する。ステップＳ４４０で切換弁２０３ａ〜２０５ｂの位置が第２位置と判定された場合はステップＳ４５０に進み，切換弁２０３ａ〜２０５ｂの位置が第２位置以外すなわち第１位置と判定された場合はステップＳ４７０に進む。

ステップＳ４５０において，アクチュエータ制御部８１は，姿勢演算部４３ｂで演算されたブーム８，アーム９，バケット１０の姿勢を取得する。

ステップＳ４６０において，アクチュエータ制御部８１は，予め設定された目標動作に基づいて，比例電磁弁５４ａ〜５６ｂが生成すべきＭＣによる流量制御弁１５ａ，１５ｂ，１５ｃの目標パイロット圧を演算し設定する。

ステップＳ４７０において，アクチュエータ制御部８１は，ステップＳ４１０で取得した取得した操作装置４５ａ，４５ｂ，４６ａの２次ポート側の圧力（操作パイロット圧）に基づいて，それらの操作パイロット圧に等しい目標パイロット圧を設定する。

ステップＳ４８０において，アクチュエータ制御部８１は，油圧アクチュエータ５，６，７の流量制御弁１５ａ，１５ｂ，１５ｃに対する目標パイロット圧を比例電磁弁制御部４４に出力する。

比例電磁弁制御部４４は，油圧アクチュエータ５，６，７に係わる流量制御弁１５ａ，１５ｂ，１５ｃに目標パイロット圧に等しい制御パイロット圧が作用するように比例電磁弁５４ａ〜５６ｂを制御する。これにより，例えばオペレータが操作装置４５ａを操作してブーム下げ動作を行っていてもバケット１０の爪先が目標面６０に侵入しないように制御パイロット圧を生成することで，ブーム８の動作を制限することができる。また，水平掘削などでバケット１０の爪先を目標面６０に沿って動作させるためにブーム下げ動作を行う必要がある場合に，制御パイロット圧を生成することでオペレータが操作装置４５ａを操作することなく，自動でブーム下げ動作を行わせることができる。

＜切換弁及び比例電磁弁の目標動作の設定＞
以下に，作業モードとして水平掘削とバケット爪先位置合わせを設定した場合を例にとり，切換弁及び比例電磁弁の目標動作の設定例を説明する。

図８は，上記のように構成される油圧ショベルにおいて，ＭＣ時の水平掘削の動作と，ブーム８とアーム９との動作による速度ベクトルの合成のイメージを示す図である。

水平掘削において，フロント作業装置１Ａは，状態Ｓ１（図８：掘削開始姿勢）から状態Ｓ２（図８：アーム鉛直姿勢），状態Ｓ３（図８：掘削終了姿勢）へと遷移する。

図９は，ＭＣ時の目標面６０に対するバケット１０の爪先位置合わせの動作を示す図である。

バケット１０の爪先位置合わせにおいて，フロント作業装置１Ａは，状態Ｓ４（図９：バケット１０爪先高さ高）から状態Ｓ５（図９：バケット１０爪先高さ中），状態Ｓ６（図９：バケット１０爪先高さ０）へと遷移する。

コントローラ４０は，図８に示す水平掘削において，ブーム制御部８１ａによる比例電磁弁５４ａ，５４ｂの制御と切換弁動作演算部２１２による切換弁２０３ａ，２０４ｂの制御を組み合わせることでブーム上げ制御とブーム下げ制御をＭＣとして実行する。

また，コントローラ４０は，図９に示すバケット１０の爪先位置合わせ動作において，ブーム制御部８１ａによる比例電磁弁５４ｂの制御と切換弁動作演算部２１２による切換弁２０４ｂの制御を組み合わせることでブーム下げ制御をＭＣとして実行する。

ここで，ＭＣによる水平掘削及びバケット爪先位置合わせを行うとき，コントローラ４０にはオペレータの操作により水平掘削及びバケット爪先位置合わせの作業モードが設定され，コントローラ４０には，その作業モードに基づいて切換弁２０３ａ〜２０５ｂと比例電磁弁５４ａ〜５６ｂの目標動作が予め設定される。

切換弁２０３ａ〜２０５ｂの予め設定した目標動作は，各切換弁を第１位置に保持する第１目標動作と，各切換弁を第２位置に保持する第２目標動作と，圧力センサ７０ａ〜７２ｂによって検出された操作パイロット圧と圧力センサ２００ａ〜２０２ｂによって検出された制御パイロット圧の高圧側を対応する流量制御弁に導くよう各切換弁を第１位置と第２位置のいずれかに切り換える（以下「高圧選択位置への切換え」という）第３目標動作を含む。

比例電磁弁５４ａ〜５６ｂの予め設定した目標動作は，切換弁２０３ａ〜２０５ｂが第１位置にあるときは，圧力センサ２００ａ〜２０２ｂによって検出された制御パイロット圧を圧力センサ７０ａ〜７２ｂによって検出された操作パイロット圧に等しくする目標パイロット圧を生成する第１目標動作と，切換弁２０３ａ〜２０５ｂが第２位置にあるときは，ＭＣによる目標パイロット圧を生成する第２目標動作を含む。

コントローラ４０の切換弁動作演算部２１２は，上述した予め設定した目標動作に基づいて，切換弁２０３ａ〜２０５ｂの目標動作を第１位置と第２位置のいずれかに設定する。

コントローラ４０のアクチュエータ制御部８１は，上述した予め設定した目標動作に基づいて，比例電磁弁５４ａ〜５６ｂの目標パイロット圧を演算し設定する。

オペレータがコントローラ４０に入力し設定した作業モードが図８に示す水平掘削と図９に示すバケット１０の爪先位置合わせである場合，切換弁２０３ａ〜２０５ｂに設定される目標動作は以下のようである。

１．切換弁２０４ａ，２０４ｂ，２０５ａ，２０５ｂ
第１位置保持（第１目標動作）
２．切換弁２０３ｂ
第２位置保持（第２目標動作）
３．切換弁２０３ａ
高圧選択位置への切換え（第３目標動作）
なお，コントローラ４０は，図８に示す水平掘削と図９に示すバケット１０の爪先位置合わせ以外，オペレータの操作により所望の作業モードを設定することができる。また，切換弁２０３ａ〜２０５ｂには，その作業モードに応じて，上記第１目標動作，第２目標動作，第３目標動作のいずれかが設定される。

＜本実施形態の特徴の要約＞
以上のように本実施形態の作業機械において，駆動システムは，操作装置４５ａ（第１操作装置）の二次ポート１３４ａ（第１出力ポート）と流量制御弁１５ａ（第１流量制御弁）との間でかつ比例電磁弁５４ａ（第１比例電磁弁）と流量制御弁１５ａとの間に設けられた切換弁２０３ａ（第１切換弁）と，操作装置４５ａの二次ポート１３４ｂ（第２出力ポート）と流量制御弁１５ａとの間でかつ比例電磁弁５４ｂ（第２比例電磁弁）と流量制御弁１５ａとの間に設けられた切換弁２０３ｂ（第２切換弁）を備えている。

また，切換弁２０３ａ（第１切換弁）は，比例電磁弁５４ａ（第１比例電磁弁）と流量制御弁１５ａとの接続を遮断して操作装置４５ａ（第１操作装置）の二次ポート１３４ａ（第１出力ポート）と流量制御弁１５ａとを接続する第１位置，及び操作装置４５ａの二次ポート１３４ａと流量制御弁１５ａとの接続を遮断して比例電磁弁５４ａと流量制御弁１５ａとを接続する第２位置を有し，切換弁２０３ｂ（第２切換弁）は，比例電磁弁５４ｂ（第２比例電磁弁）と流量制御弁１５ａとの接続を遮断して操作装置４５ａの二次ポート１３４ｂ（第２出力ポート）と流量制御弁１５ａとを接続する第１位置，及び操作装置４５ａの二次ポート１３４ｂと流量制御弁１５ａとの接続を遮断して比例電磁弁５４ｂと流量制御弁１５ａとを接続する第２位置を有している。

コントローラ４０は，圧力センサ７０ａ，７０ｂ（第１及び第２操作圧力センサ）と圧力センサ２００ａ，２００ｂ（第１及び第２制御圧力センサ）からの信号と，切換弁２０３ａ，２０３ｂ（第１及び第２切換弁）の予め設定された目標動作に基づいて，切換弁２０３ａ，２０３ｂを第１位置と第２位置のいずれか一方に切り換える。

また，コントローラ４０は，切換弁２０３ａ，２０３ｂ（第１及び第２切換弁）の予め設定された目標動作として，第１位置に保持する第１目標動作と，第２位置に保持する第２目標動作と，操作装置４５ａ（第１操作装置）の二次ポート１３４ａ（第１出力ポート）から出力される操作パイロット圧（第１操作パイロット圧）と比例電磁弁５４ａ（第１比例電磁弁）によって生成される制御パイロット圧（第１制御パイロット圧）の高圧側及び操作装置４５ａの二次ポート１３４ｂ（第２出力ポート）から出力される操作パイロット圧（第２操作パイロット圧）と比例電磁弁５４ｂ（第２比例電磁弁）によって生成される制御パイロット圧（第２制御パイロット圧）の高圧側を流量制御弁１５ａに導くように第１位置及び第２位置の一方に切り換える第３目標動作の１つを設定し，この設定した目標動作に基づいて切換弁２０３ａ，２０３ｂの目標位置を設定し，切換弁２０３ａ，２０３ｂを第１位置と第２位置のいずれか一方に切り換える。

更に，コントローラ４０は，比例電磁弁５４ａ，５４ｂ（第１及び第２比例電磁弁）の目標動作として，切換弁２０３ａ，２０３ｂ（第１及び第２切換弁）が第１位置にあるときは，圧力センサ２００ａ，２００ｂ（第１及び第２制御圧力センサ）によって検出された制御パイロット圧（第１及び第２制御パイロット圧）をそれぞれ圧力センサ７０ａ，７０ｂ（第１及び第２操作圧力センサ）によって検出された操作パイロット圧（第１及び第２操作パイロット圧）に等しくする第１目標動作を設定し，切換弁２０３ａ，２０３ｂが第２位置にあるときは，自動制御による第２目標動作を予め設定し，この設定した目標動作に基づいて比例電磁弁５４ａ，５４ｂ（第１及び第２比例電磁弁）の目標パイロット圧を設定し，比例電磁弁５４ａ，５４ｂを制御する。

また，本実施形態においては，操作装置４５ａ，４６ａ，４５ｂ（複数の操作装置）のそれぞれに対して，圧力センサ７０ａ，７０ｂ（第１及び第２操作圧力センサ），圧力センサ７１ａ，７１ｂ（第１及び第２操作圧力センサ），圧力センサ７２ａ，７２ｂ（第１及び第２操作圧力センサ）と，比例電磁弁５４ａ，５４ｂ（第１及び第２比例電磁弁），比例電磁弁５５ａ，５５ｂ（第１及び第２比例電磁弁），比例電磁弁５ｇａ，５４ｂ（第１及び第２比例電磁弁）と，圧力センサ２００ａ，２００ｂ（第１及び第２制御圧力センサ），圧力センサ２０１ａ，２０１ｂ（第１及び第２制御圧力センサ），圧力センサ２０２ａ，２０２ｂ（第１及び第２制御圧力センサ）と，切換弁２０３ａ，２０３ｂ（第１及び第２切換弁），切換弁２０４ａ，２０４ｂ（第１及び第２切換弁），切換弁２０５ａ，２０５ｂ（第１及び第２切換弁）とが設けられ，コントローラ４０は，圧力センサ７０ａ，７０ｂ，圧力センサ７１ａ，７１ｂ，圧力センサ７２ａ，７２ｂと圧力センサ２００ａ，２００ｂ，圧力センサ２０１ａ，２０１ｂ，圧力センサ２０２ａ，２０２ｂからの信号と，切換弁２０３ａ，２０３ｂ，切換弁２０４ａ，２０４ｂ，切換弁２０５ａ，２０５ｂの予め設定された目標動作に基づいて，切換弁２０３ａ，２０３ｂ，切換弁２０４ａ，２０４ｂ，切換弁２０５ａ，２０５ｂを第１位置と第２位置のいずれか一方に切り換える。

コントローラ４０は，操作装置４５ａ，４６ａ，４５ｂ（複数の操作装置）のそれぞれに対して，切換弁２０３ａ，２０３ｂ（第１及び第２切換弁），切換弁２０４ａ，２０４ｂ（第１及び第２切換弁），切換弁２０５ａ，２０５ｂ（第１及び第２切換弁）の予め設定された目標動作として，第１位置に保持する第１目標動作と，第２位置に保持する第２目標動作と，圧力センサ７０ａによって検出された操作パイロット圧（第１操作パイロット圧）と圧力センサ２００ａによって検出された制御パイロット圧（第１制御パイロット圧）の高圧側及び圧力センサ７０ｂによって検出された操作パイロット圧（第２操作パイロット圧）と圧力センサ２００ｂによって検出された制御パイロット圧（第２制御パイロット圧）の高圧側を流量制御弁１５ａ，１５ｂ，１５ｃ（複数の流量制御弁）に導くように第１位置及び第２位置の一方に切り換える第３目標動作の１つを設定し，この設定した目標動作に基づいて切換弁２０３ａ，２０３ｂ，切換弁２０４ａ，２０４ｂ，切換弁２０５ａ，２０５ｂの目標位置を決定し，切換弁２０３ａ，２０３ｂ，切換弁２０４ａ，２０４ｂ，切換弁２０５ａ，２０５ｂを第１位置と第２位置のいずれか一方に切り換える。

＜動作＞
次に，図８に示す水平掘削において，フロント作業装置１Ａが状態Ｓ１（図８：掘削開始姿勢）から状態Ｓ２（図８：アーム鉛直姿勢），状態Ｓ３（図８：掘削終了姿勢）に遷移する場合のオペレータ操作とコントローラ４０（アクチュエータ制御部８１，切換弁動作演算部２１２）の動作について説明する。

図８の状態Ｓ１から状態Ｓ３の間，オペレータは操作レバー１ｂのみを操作し，アームクラウド動作を入力する。

図８の状態Ｓ１において，上述した切換弁２０３ａの予め設定した第３目標動作（高圧選択位置への切換え）に基づいて，切換弁２０３ａは図６のステップＳ１３０でＮＯと判定され，ステップＳ１５０でもＮＯと判定される。また，ステップＳ１７０において，オペレータが操作装置４５ａを操作していないため操作装置４５ａの２次ポート側圧力（操作パイロット圧）は０であるためＮＯと判定される。その結果，ステップＳ１９０で切換弁２０３ａの目標位置が第２位置に設定され，切換弁制御部２１３で切換弁２０３ａが第２位置になるように制御される。

また，切換弁２０３ａの位置が第２位置であるため，図７のステップＳ４４０においてＹＥＳと判定され，ステップＳ４６０において，比例電磁弁５４ａの予め設定した第２目標動作（ＭＣによる目標パイロット圧の生成）に基づいてＭＣによるブーム８の上げ操作の目標パイロット圧が演算され，比例電磁弁制御部４４において、流量制御弁１５ａに対する目標パイロット圧に基づいて比例電磁弁５４ａに対する指令値が演算され，比例電磁弁５４ａが制御される。これによりバケット１０の爪先が目標面６０に侵入しないようにＭＣによって自動的にブーム８の上げ動作が行われる。

以上の動作は図８の状態Ｓ２に遷移するまで行われる。

図８の状態Ｓ２において，上述した切換弁２０３ａの予め設定した第３目標動作（高圧選択位置への切換え）に基づいて，切換弁２０３ａは図６のステップＳ１３０でＮＯと判定され，ステップＳ１５０でＮＯと判定され，ステップＳ１７０においてオペレータが操作装置４５ａを操作していないため操作装置４５ａの２次ポート側圧力は０であるためＮＯと判定される。その結果，ステップＳ１９０で切換弁２０３ａの目標位置が第２位置に設定され，切換弁制御部２１３で切換弁２０３ａが第２位置になるように制御される。

また，切換弁２０３ａの位置が第２位置であるため，図７のステップＳ４４０においてＹＥＳと判定され，ステップＳ４６０において，比例電磁弁５４ａの予め設定した第２目標動作に基づいてＭＣによるブーム上げ操作の目標パイロット圧が演算され，比例電磁弁制御部４４で流量制御弁１５ａに対する目標パイロット圧に基づいて比例電磁弁５４ａに対する指令値が演算され，比例電磁弁５４ａが制御される。ただし状態Ｓ２においては，アーム９がほぼ水平に動作するため，ＭＣによって演算されるブーム上げ操作の目標パイロット圧はほぼ０となる。

図８の状態Ｓ２の後，状態Ｓ３までにおいて，上述した切換弁２０３ｂの予め設定した第２目標動作（第２位置保持）に基づいて，切換弁２０３ｂは図６の１３０でＮＯと判定され，ステップＳ１５０でＹＥＳと判定され，ステップＳ１６０で切換弁２０３ｂの目標位置が第２位置に設定され，切換弁制御部２１３で切換弁２０３ｂが第２位置に保持されるように制御される。また，切換弁２０３ｂの位置が第２位置であるため，図７のステップＳ４４０でＹＥＳと判定され，ステップＳ４６０において，比例電磁弁５４ｂの予め設定した第２目標動作に基づいてＭＣによるブーム下げ操作の目標パイロット圧が演算され，比例電磁弁制御部４４において，流量制御弁１５ｂに対する目標パイロット圧に基づいて比例電磁弁５４ｂに対する指令値が演算され，比例電磁弁５４ｂが制御される。これによってバケット１０の爪先が目標面６０から離れないようにＭＣによって自動的にブーム８の下げ動作が行われる。

また，図８の状態Ｓ１から状態Ｓ３の間，上述した切換弁２０３ａの予め設定した第３目標動作（高圧選択位置への切換え）に基づいて，切換弁２０３ａは，操作パイロット圧と制御パイロット圧の高圧側を流量制御弁１５ａの油圧駆動部１５０ａに導くように設定されている。このため操作レバー１ａを操作し，ブーム上げ動作を入力した場合は，図６のステップＳ１７０でＹＥＳと判定され，ステップＳ１８０で切換弁２０３ａの目標位置が第１位置に設定され，切換弁制御部２１３で切換弁２０３ａが第１位置になるように制御される。切換弁２０３ａが第１位置になることで，操作装置４５ａの操作パイロットライン１４４ａと流量制御弁１５ａの油圧駆動部１５０ａとが接続され，ブーム上げ動作は通常のオペレータによる操作が有効になる。これによってＭＣ動作中であっても，掘削途中でバケット１０が土砂で一杯になった場合などにはオペレータの意思でブーム８を上げ，バケット１０の爪先を目標面６０から離すこともできる。

また，このとき，操作装置４５ａの２次ポート側圧力（操作パイロット圧）は比例電磁弁５４ａを経由せずに流量制御弁１５ａの油圧駆動部１５０ａに導かれる。このため，操作パイロット圧が比例電磁弁を通過する従来の場合のような圧力損失は発生せず，操作装置４５ａの操作に対する油圧アクチュエータ５の応答性を改善し，ＭＣ機能を持たない作業機械と同等の操作性を確保することができる。

更に，図８の状態Ｓ１から状態Ｓ３の間，切換弁２０４ａ，２０４ｂ，２０５ａ，２０５ｂは予め設定された第１目標動作（第１位置保持）に基づいて常に第１位置に制御されているため，オペレータが操作装置４５ｂ，４５ｃを操作したときも，操作パイロット圧は比例電磁弁を経由せずに流量制御弁１５ｂ，１５ｃの油圧駆動部１５１ａ，１５１ｂ，１５２ａ，１５２ｂに導かれる。このため，この場合も，操作パイロット圧が比例電磁弁を通過する従来の場合のような圧力損失は発生せず，アームクラウド動作，アームダンプ動作，バケットクラウド動作，バケットダンプ動作はＭＣ機能を搭載していない機体と同等の操作性を確保することができる。

次に，図９に示す目標面６０に対するバケット１０の爪先位置合わせ動作において，フロント作業装置１Ａが状態Ｓ４（図９：バケット１０爪先高さ高）から状態Ｓ５（図９：バケット１０爪先高さ中），状態Ｓ６（図９：バケット１０爪先高さ０）に遷移する場合のオペレータ操作とコントローラ４０（アクチュエータ制御部８１，切換弁動作演算部２１２）の動作について説明する。

図９の状態Ｓ４から状態Ｓ６の間，オペレータは操作レバー１ａのみを操作し，ブーム下げ動作を入力する。

図９の状態Ｓ４から状態Ｓ６において，上述した切換弁２０３ｂの予め設定した第２目標動作（第２位置保持）に基づいて，切換弁２０３ｂは図６のステップＳ１３０でＮＯと判定され，ステップＳ１５０でＹＥＳと判定され，ステップＳ１６０で切換弁２０３ｂの目標位置が第２位置に設定される。このため切換弁制御部２１３で切換弁２０３ｂが第２位置になるように制御される。また，切換弁２０３ｂの位置が第２位置であるため，図７のステップＳ４４０でＹＥＳと判定され，ステップＳ４６０において，比例電磁弁５４ｂの予め設定した第２目標動作に基づいてＭＣによるブーム８の下げ操作の目標パイロット圧が演算され，比例電磁弁制御部４４で流量制御弁１５ａに対する目標パイロット圧に基づいて，比例電磁弁５４ｂに対する指令値が演算され，比例電磁弁５４ｂが制御される。

ここで，状態Ｓ４では目標面６０とバケット１０の爪先との距離が離れているため，ＭＣによるブーム下げ動作の制限は行われず，操作装置２次圧演算部４３ａで演算されたブーム下げ動作の操作パイロット圧に等しい制御パイロット圧が目標パイロット圧として演算され，ブーム制御部８１ａからその目標パイロット圧が出力される。

以上の動作は状態Ｓ５に遷移するまで行われる。

状態Ｓ５では目標面６０とバケット１０の爪先との距離が近いため，ＭＣでは目標面６０への侵入を防ぐためにブーム下げ動作の制限（減速）を開始する。ブーム制御部８１ａでは目標面６０とバケット１０の爪先との距離に応じて，操作装置２次圧演算部４３ａで演算されたブーム下げ動作の操作パイロット圧を減圧した値を目標パイロット圧として出力する。

状態Ｓ６では目標面６０にバケット１０の爪先が達しているため，ＭＣでは目標面６０への侵入を防ぐためにブーム下げ動作の制限（停止）を行う。ブーム制御部８１ａでは，０を目標パイロット圧として出力する。

これによってオペレータが操作レバー１ａを操作し，ブーム下げ動作を入力し続けている場合でも自動的にバケット１０の爪先を目標面６０で停止することができ，位置合わせを行うことができる。

＜効果＞
本実施形態によれば，以下の効果が得られる。

１．上述した図９に示すバケット爪先位置合わせの動作例のように，作業装置１Ａが状態Ｓ５からＳ６にある間，切換弁２０３ｂを第２位置に切り換え，圧力センサ７０ｂによって検出された操作パイロット圧を減圧した制御パイロット圧を生成するよう比例電磁弁５４ｂを制御することにより，ブームシリンダ５のブーム下げ方向の動作を制限することができ，ＭＣにより作業装置１Ａの動作が制限可能となる。他の作業モードにおいて，切換弁２０３ａ，２０４ａ，２０４ｂ，２０５ａ，２０５ｂを第２位置に切り換え，比例電磁弁５５ａ，５５ｂ，５６ａ，５６ｂを同様に制御した場合も，同様にＭＣにより作業装置１Ａの動作が制限可能となる。

２．作業モードを設定せず，ＭＣを行わない場合は，全ての比例電磁弁５４ａ〜５６ｂは非励磁となり，第１位置に切り換わる。オペレータ操作による通常の作業を行う場合も，オペレータ操作に対する油圧アクチュエータ５，６，７の応答性を改善し，ＭＣ機能を持たない作業機械と同等の操作性を確保することができる。

また，上述した図８に示す水平掘削の動作例のように，作業装置１Ａが状態Ｓ１からＳ３にある間のＭＣ動作中に，オペレータが第１操作装置を操作したとき，切換弁２０３ａを第１位置に切り換えることにより，操作装置４５ａの二次ポート１３４ａから出力された操作パイロット圧は比例電磁弁５４ａを経由せず，流量制御弁１５ａに導かれる。このため，操作パイロット圧が比例電磁弁を通過する従来の場合のような圧力損失は発生せず，オペレータの操作装置４５ａの操作に対するブームシリンダ５の応答性を改善し，ＭＣ機能を持たない作業機械と同等の操作性を確保することができる。他の作業モードにおいて，オペレータが操作装置を操作したとき切換弁２０３ｂ，２０４ａ，２０４ｂ，２０５ａ，２０５ｂを第１位置に切り換えた場合も，同様にオペレータの操作装置４５ａ，４６ａ，４５ｂの操作に対する油圧アクチュエータ５，６，７の応答性を改善し，ＭＣ機能を持たない作業機械と同等の操作性を確保することができる。

更に，ＭＣによる図８に示す水平掘削の動作例において，図８の状態Ｓ１から状態Ｓ３の間，切換弁２０４ａ，２０４ｂ，２０５ａ，２０５ｂは予め設定された第１目標動作（第１位置保持）に基づいて常に第１位置に制御される。このため，オペレータが操作装置４５ｂ，４５ｃを操作したときも，操作パイロット圧は比例電磁弁を経由せずに流量制御弁１５ｂ，１５ｃの油圧駆動部１５１ａ，１５１ｂ，１５２ａ，１５２ｂに導かれるため，この場合も，操作パイロット圧が比例電磁弁を通過する従来の場合のような圧力損失は発生せず，アームクラウド動作，アームダンプ動作，バケットクラウド動作，バケットダンプ動作はＭＣ機能を搭載していない機体と同等の操作性を確保することができる。

３．上述した図８に示す水平掘削の動作例のように，切換弁２０３ａを第２位置に切り換え，ＭＣによる制御パイロット圧を生成するよう比例電磁弁５４ａを制御することにより，ブームシリンダ５を自動でブーム上げ方向に動作させることができるとともに，切換弁２０３ｂを第２位置に切り換え，ＭＣによる第２制御パイロット圧を生成するよう比例電磁弁５４ｂを制御することにより，ブームシリンダを自動でブーム下げ方向に動作させることができる。これにより操作装置４５ａが操作されていない油圧アクチュエータであるブームシリンダ５をブーム上げ方向，ブーム下げ方向のいずれの方向にも自動で動作させることが可能となる。他の作業モードにおいて，操作装置が操作されていない切換弁２０４ａ，２０４ｂ，２０５ａ，２０５ｂを第２位置に切り換えた場合も，同様に油圧アクチュエータ５，６，７をその動作方向のいずれの方向にも動作させることができる。

＜変形例＞
第１の実施形態においては，操作装置４５ａ，４６ａ，４５ｂのそれぞれに対して，圧力センサ７０ａ，７０ｂ；７１ａ，７１ｂ；７２ａ，７２ｂと，比例電磁弁５４ａ，５４ｂ；５５ａ，５５ｂ；５４ａ，５４ｂと，圧力センサ２００ａ，２００ｂ；２０１ａ，２０１ｂ；２０２ａ，２０２ｂと，切換弁２０３ａ，２０３ｂ；２０４ａ，２０４ｂ；２０５ａ，２０５ｂとを設け，コントローラ４０は，圧力センサ７０ａ〜７２ｂと圧力センサ２００ａ〜２０２ｂからの信号と，切換弁２０３ａ，２０３ｂ；２０４ａ，２０４ｂ；２０５ａ，２０５ｂの予め設定された目標動作に基づいて，切換弁２０３ａ〜２０５ｂを第１位置と第２位置のいずれか一方に切り換えるようにした。

これにより駆動システムを汎用化し，コントローラ４０にどのような作業モードを設定した場合でも，ＭＣによるフロント操作を行うことができる。

これに対し，駆動システムを上述した図８に示す水平掘削及びバケット１０の爪先位置合わせに特化した構成とすることもできる。この場合は，操作装置４５ａに対してのみ，圧力センサ７０ａ，７０ｂ，比例電磁弁５４ａ，５４ｂ，圧力センサ２００ａ，２００ｂ，切換弁２０３ａ，２０３ｂを設け，コントローラ４０は，圧力センサ７０ａ，７０ｂ，圧力センサ２００ａ，２００ｂからの信号と，切換弁２０３ａ，２０３ｂの予め設定された目標動作に基づいて，切換弁２０３ａ，２０３ｂを第１位置と第２位置のいずれか一方に切り換えるようにすればよい。

これによっても上記１〜３の切換弁２０３ａ，２０３ｂに係わる効果を得ることができる。

＜第２実施形態＞
図１０及び図１１を参照して，本発明の第２の実施形態を説明する。

第２の実施形態は，図５の切換弁動作演算部２１２の構成が第１の実施形態と異なっている。それ以外の構成は第１の実施形態と同じである。

図１０は，本実施形態における図５と同様なＭＣ制御部４３の機能ブロック図である。

図１１は，本実施形態における切換弁動作演算部２１２における切換弁２０３ａ〜２０５ｂの制御フローを示す，図６と同様な図である。

以下に図５及び図６との相違点について説明する。

＜コントローラ＞
図１０において，コントローラ４０の切換弁動作演算部２１２には，操作装置２次圧演算部４３ａ及び比例電磁弁２次圧演算部２１１の出力に加え，姿勢演算部４３ｂ及び目標面演算部４３ｃの出力が入力され，切換弁動作演算部２１２は，操作装置４５ａ，４５ｂ，４６ａの操作時に，予め定めた条件（例えばフロント操作の作業モード）に従って，図１１に示すように切換弁２０３ａ〜２０５ｂの目標切り換え位置を演算する。

＜切換弁動作演算部２１２の切換弁制御フロー＞
図１１において，ステップＳ１１０〜Ｓ１９０の処理は図６に示した第１の実施形態と同じである。本実施形態では，ステップＳ１４０，Ｓ１６０，Ｓ１８０，Ｓ１９０において切換弁２０３ａ〜２０５ｂの目標位置を設定した後，更に以下の処理が行われる。

まず，ステップＳ２３０において，切換弁動作演算部２１２は，姿勢演算部４３ｂで演算されたブーム８，アーム９，バケット１０の姿勢を取得する。

ステップＳ２４０において，切換弁動作演算部２１２は，目標面演算部４３ｃで演算された目標面の位置情報を取得する。

ステップＳ２５０において，切換弁動作演算部２１２は，姿勢演算部４３ｂの出力と目標面演算部４３ｃの出力とから目標面６０とバケット１０の爪先の距離が予め設定された第１距離よりも小さいか否かを判定する。ステップＳ２５０で目標面６０とバケット１０の爪先の距離が予め設定された第１距離以下と判定された場合はステップＳ２７０に進み，ステップＳ２５０で目標面６０とバケット１０の爪先の距離が予め設定された第１距離よりも大きいと判定された場合はステップＳ２６０に進む。

ステップＳ２６０において，切換弁動作演算部２１２は，切換弁２０３ａ〜２０５ｂの目標位置を第１位置に設定する。すなわち，ＭＣが有効な状態であってもバケット１０の爪先が目標面６０から予め設定された第１距離以上に離れている場合は切換弁２０３ａ〜２０５ｂの目標位置は第１位置に設定される。

ステップＳ２７０において，切換弁動作演算部２１２は，切換弁２０３ａ〜２０５ｂの目標位置を切換弁制御部２１３に出力する。

このように本実施形態において，コントローラ４０は，作業装置姿勢検出装置５０（ブーム角度センサ３０，アーム角度センサ３１，バケット角度センサ３２，車体傾斜角センサ３３）からの信号に基づいて作業装置１Ａの制御点（例えばバケット１０の爪先）と掘削目標面との距離を演算し，制御点と掘削目標面との距離が予め設定された第１距離よりも大きいときは切換弁２０３ｂ（第２切換弁）を第１位置に保持し，制御点と掘削目標面との距離が第１距離以下になると切換弁２０３ｂ（第２切換弁）を第２位置に切り換える。

＜動作＞
第１の実施形態と同様に，図９のＭＣによる目標面６０に対するバケット１０の爪先位置合わせ動作においてフロント作業装置１Ａが状態Ｓ４（図９：バケット１０爪先-目標面６０距離＞第１距離）から状態Ｓ５（図９：バケット１０爪先-目標面６０距離＝第１距離），状態Ｓ６（図９：バケット１０爪先-目標面６０距離＜第１距離）に遷移する場合のオペレータ操作とコントローラ４０（アクチュエータ制御部８１，切換弁動作演算部２１２）の動作について説明する。

図９の状態Ｓ４から状態Ｓ６の間，オペレータは操作レバー１ａのみを操作し，ブーム下げ動作を入力する。

図９の状態Ｓ４から状態Ｓ６において，切換弁２０３ｂの予め設定した第２目標動作（第２位置保持）に基づいて，切換弁２０３ｂは図１１のステップＳ１３０でＮＯと判定され，ステップＳ１５０でＹＥＳと判定され，ステップＳ１６０で切換弁２０３ｂの目標位置が第２位置に設定される。

状態Ｓ４では，目標面６０とバケット１０の爪先との距離が第１距離よりも大きいため，図１１のステップＳ２５０でＮＯと判定され，ステップＳ２６０で切換弁２０３ｂの目標位置が第１位置に書き換えられる。これによりバケット１０の爪先が目標面６０に侵入する恐れのない，バケット１０爪先-目標面６０距離＞第１距離となる状態では，切換弁２０３ｂが第１位置に制御されるため，操作装置４５ａの２次ポート側圧力（操作パイロット圧）は比例電磁弁５４ｂを経由せずに流量制御弁１５ａの油圧駆動部１５０ｂに導かれる。このため，操作パイロット圧が比例電磁弁を通過する従来の場合のような圧力損失は発生せず，操作装置４５ａの操作に対する油圧アクチュエータ５の応答性を改善し，ＭＣ機能を持たない作業機械と同等の操作性を確保することができる。

また，状態Ｓ４では，切換弁２０３ｂの位置は第１位置であるため，図７のステップＳ４４０でＮＯと判定され，ステップＳ４７０において，予め設定した比例電磁弁５４ｂの目標動作１に基づいて操作装置２次圧演算部４３ａで演算されたブーム下げ動作の操作パイロット圧に等しい制御パイロット圧が目標パイロット圧として演算され，ブーム制御部８１ａからその目標パイロット圧が出力される。これにより比例電磁弁５４ｂの２次ポート側の圧力（制御パイロット圧）が操作装置４５ａの操作パイロットライン１４４ａの操作パイロット圧と等しくなるよう制御される。

状態Ｓ５では，目標面６０とバケット１０の爪先との距離が第１距離であるため，図１１のステップＳ２５０でＹＥＳと判定され，切換弁２０３ｂの目標位置はステップＳ１６０で設定された第２位置のままとなる。そのため状態Ｓ５で切換弁２０３ｂは第１位置から第２位置に切り換わる。このとき，比例電磁弁５４ｂの２次ポート側の圧力（制御パイロット圧）が操作装置４５ａの操作パイロットライン１４４ａの操作パイロット圧と等しくなっているため，切換弁２０３ｂが切り替わる瞬間に流量制御弁１５ａの油圧駆動部１５０ｂに作用する圧力の急変動が発生せず，フロント作業装置１Ａへのショックを抑えることができる。

＜効果＞
本実施形態によれば，バケット１０の爪先が目標面６０に侵入する恐れのない状態ではＭＣ機能を搭載していない機体と同等の操作性を確保しつつ，バケット１０の爪先が目標面６０に侵入するおそれのある状態ではＭＣを行うことができ，さらにその切り換えをオペレータがスイッチ等を操作することなく自動で行うことができる。また，切換弁２０３ａ〜２０５ｂが切り換わる瞬間のショックの発生を抑えることができ，フロント作業装置１Ａを滑らかに動かし続けることができる。

＜第３実施形態＞
図１２，図１３及び図１４を参照して，本発明の第３の実施の形態を説明する。図１２，図１３及び図１４は図４，図５及び図６の一部を変更した図であり，以下にその相違点について説明する。

＜基本構成＞
第３の実施形態に係る油圧ショベルはＭＣの有効・無効（ＯＮ・ＯＦＦ）を択一的に選択するためのＭＣ有効・無効切換装置２１４を備えている。

＜コントローラ４０＞
図１２は，コントローラ４０の機能ブロック図である。ＭＣ有効・無効切換装置２１４からの出力はコントローラ４０のＭＣ制御部４３に入力される。
図１３は，図１２中のＭＣ制御部４３の機能ブロック図である。

ＭＣ制御部４３は，操作装置２次圧演算部４３ａと，姿勢演算部４３ｂと，目標面演算部４３ｃと，ブーム制御部８１ａと，アーム制御部８１ｂ，バケット制御部８１ｃと，比例電磁弁２次圧演算部２１１と，切換弁動作演算部２１２とに加え，ＭＣ有効・無効判定部２１５を備えている。切換弁動作演算部２１２には，操作装置２次圧演算部４３ａ，比例電磁弁２次圧演算部２１１，姿勢演算部４３ｂ及び目標面演算部４３ｃの出力に加え，ＭＣ有効・無効判定部２１５の出力が入力される。

ＭＣ有効・無効判定部２１５は，ＭＣ有効・無効切換装置２１４からの入力を基にＭＣ有効・無効切換装置２１４の信号が有効（ＯＮ）か無効（ＯＦＦ）かを判定する。

切換弁動作演算部２１２は，操作装置２次圧演算部４３ａ，姿勢演算部４３ｂ，目標面演算部４３ｃ，比例電磁弁２次圧演算部２１１及びＭＣ有効・無効判定部２１５の出力に基づいて，予め定めた条件（例えばフロント操作の作業モード）に従って切換弁２０３ａ〜２０５ｂの目標位置を演算する。

＜切換弁動作演算部２１２の切換弁制御フロー＞
図１４は，本実施形態における切換弁動作演算部２１２における切換弁２０３ａ〜２０５ｂの制御フローを示す図である。

図１４において，ステップＳ１１０〜Ｓ１９０の処理は図６に示した第１の実施形態と同じであり，ステップＳ２１０〜ステップＳ２７０の処理は図１１に示した第２の実施形態と同じである。本実施形態では，ステップＳ１４０，Ｓ１６０，Ｓ１８０，Ｓ１９０において切換弁２０３ａ〜２０５ｂの目標位置を設定した後，ステップＳ２１０〜ステップＳ２７０の処理を実施する前に以下の処理が行われる。

ステップＳ２００において，切換弁動作演算部２１２は，ＭＣ有効・無効判定部２１５で判定されたＭＣ有効・無効切換装置２１４の信号を取得する。

ステップＳ２１０において，切換弁動作演算部２１２は，ステップＳ２００で取得したＭＣ有効・無効切換装置２１４の信号が有効か否かを判定する。ステップＳ２１０で有効と判定された場合はステップＳ２３０に進み，ステップＳ２１０で有効以外と判定された場合はステップＳ２２０に進む。

ステップＳ２２０において，切換弁動作演算部２１２は，切換弁２０３ａ〜２０５ｂの目標位置を第１位置に設定する。すなわち，ＭＣ有効・無効切換装置２１４の信号が有効以外の場合には予め設定された目標動作に係わらず，切換弁２０３ａ〜２０５ｂの目標位置は第１位置に設定される。

このように本実施形態の作業機械は，コントローラ４０の制御の有効・無効を切り換える信号を出力するＭＣ有効・無効切換装置２１４（切換装置）を更に備え，コントローラ４０は，ＭＣ有効・無効切換装置２１４からコントローラ４０の制御を無効にする信号を入力したとき，切換弁２０３ａ，２０３ｂ（第１及び第２切換弁）の目標位置を第１位置に書き換える。

＜動作・効果＞
上記のように構成される油圧ショベルにおいて，コントローラ４０にフロント操作の作業モードが設定されている場合でも、オペレータがＭＣ有効・無効切換装置２１４を無効（ＯＦＦ）にすることで切換弁２０３ａ〜２０５ｂの位置が第１位置となり，操作装置４５ａ，４５ｂ，４６ａの２次ポート側圧力（操作パイロット圧）は比例電磁弁５４ａ〜５６ｂを経由せずに流量制御弁１５ａ，１５ｂ，１４ｃの油圧駆動部１５０ａ〜１５２ｂに導かれる。このため，ＭＣを行わないときは，ブーム上げ動作，ブーム下げ動作，アームクラウド動作，アームダンプ動作，バケットクラウド動作，バケットダンプ動作の全てにおいて，操作パイロット圧が比例電磁弁を通過する従来の場合のような圧力損失は発生せず，操作装置４５ａ，４５ｂ，４６ａの操作に対する油圧アクチュエータ５，６，７の応答性を改善し，ＭＣ機能を持たない作業機械と同等の操作性を確保することができる。

なお，本実施形態は、第２の実施形態に係る油圧ショベルにＭＣの有効・無効（ＯＮ・ＯＦＦ）を択一的に選択するためのＭＣ有効・無効切換装置２１４を設けたが，第１の実施形態に係わる油圧ショベルにＭＣ有効・無効切換装置２１４を設けてもよく，これによっても同様の効果が得られる。

１Ａ フロント作業装置（作業装置）
５ ブームシリンダ（油圧アクチュエータ）
６ アームシリンダ（油圧アクチュエータ）
７ バケットシリンダ（油圧アクチュエータ）
８ ブーム
９ アーム
１０ バケット
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ 流量制御弁
３０ ブーム角度センサ（作業装置姿勢検出装置５０）
３１ アーム角度センサ（作業装置姿勢検出装置５０）
３２ バケット角度センサ（作業装置姿勢検出装置５０）
４０ コントローラ
４３ ＭＣ制御部
４３ａ 操作装置２次圧演算部
４３ｂ 姿勢演算部
４３ｃ 目標面演算部
４４ 比例電磁弁制御部
４５ａ ブーム用の操作装置
４５ｂ バケット用の操作装置
４６ａ アーム用の操作装置
５０ 作業装置姿勢検出装置
５１ 目標面設定装置
５２ａ 操作装置２次圧検出装置
５４ａ〜５６ｂ 比例電磁弁
７０ａ〜７２ｂ 圧力センサ（操作圧力センサ）
２００ａ〜２０２ｂ 圧力センサ（制御圧力センサ）
８１ アクチュエータ制御部
８１ａ ブーム制御部
８１ｂ アーム制御部
８１ｃ バケット制御部
１３４ａ〜１３６ｂ 二次ポート（出力ポート）
２０３ａ〜２０５ｂ 切換弁
２１０ 比例電磁弁２次圧検出装置
２１１ 比例電磁弁２次圧演算部
２１２ 切換弁動作演算部
２１３ 切換弁制御部
２１４ ＭＣ有効・無効切換装置（切換装置）
２１５ ＭＣ有効・無効判定部
３７４ 表示制御部

Claims (7)

1. 作業装置と，
   前記作業装置を駆動する複数の油圧アクチュエータと，
   前記複数の油圧アクチュエータ作業装置の動作を指示する複数の操作パイロット圧を生成する複数の操作装置と，
   前記複数の操作パイロット圧よって駆動され，前記複数の油圧アクチュエータに供給される圧油の流量を制御する複数の流量制御弁と，
   前記複数の操作装置とは独立して複数の制御パイロット圧を生成する複数の比例電磁弁と，
   前記複数の操作装置によって生成される前記複数の操作パイロット圧を検出する複数の操作圧力センサと，
   前記作業装置の姿勢を検出する作業装置姿勢検出装置と，
   前記複数の操作圧力センサと前記作業装置姿勢検出装置からの信号に基づいて前記複数の比例電磁弁を制御するコントローラとを備え，
   前記複数の操作装置は，前記複数の油圧アクチュエータのうちの第１油圧アクチュエータの動作を指示する第１操作装置を含み，
   前記複数の流量制御弁は，前記第１操作装置によって生成される操作パイロット圧よって駆動され，前記第１油圧アクチュエータに供給される圧油の流量を制御する第１流量制御弁を含み，
   前記第１操作装置は，前記第１油圧アクチュエータの第１方向の動作を指示する第１操作パイロット圧を出力する第１出力ポートと，前記第１油圧アクチュエータの第２方向の動作を指示する第２操作パイロット圧を出力する第２出力ポートとを有し，
   前記複数の操作圧力センサは，前記第１操作パイロット圧を検出する第１操作圧力センサと，前記第２操作パイロット圧を検出する第２操作圧力センサとを有する作業機械において，
   前記複数の比例電磁弁は，前記第１油圧アクチュエータの前記第１方向の動作を指示する第１制御パイロット圧を生成する第１比例電磁弁と，前記第１油圧アクチュエータの前記第２方向の動作を指示する第２制御パイロット圧を生成する第２比例電磁弁とを有し，
   前記複数の比例電磁弁によって生成される前記複数の制御パイロット圧を検出する複数の制御圧力センサであって，前記第１比例電磁弁によって生成される前記第１制御パイロット圧を検出する第１制御圧力センサと，前記第２比例電磁弁によって生成される前記第２制御パイロット圧を検出する第２制御圧力センサとを含む複数の制御圧力センサと，
   前記第１操作装置の前記第１出力ポートと前記第１流量制御弁との間でかつ前記第１比例電磁弁と前記第１流量制御弁との間に設けられた第１切換弁と，
   前記第１操作装置の前記第２出力ポートと前記第１流量制御弁との間でかつ前記第２比例電磁弁と前記第１流量制御弁との間に設けられた第２切換弁とを更に備え，
   前記第１切換弁は，前記第１比例電磁弁と前記第１流量制御弁との接続を遮断して前記第１操作装置の前記第１出力ポートと前記第１流量制御弁とを接続する第１位置，及び前記第１操作装置の前記第１出力ポートと前記第１流量制御弁との接続を遮断して前記第１比例電磁弁と前記第１流量制御弁とを接続する第２位置を有し，
   前記第２切換弁は，前記第２比例電磁弁と前記第１流量制御弁との接続を遮断して前記第１操作装置の前記第２出力ポートと前記第１流量制御弁とを接続する第１位置，及び前記第１操作装置の前記第２出力ポートと前記第１流量制御弁との接続を遮断して前記第２比例電磁弁と前記第１流量制御弁とを接続する第２位置を有し，
   前記コントローラは，前記第１及び第２操作圧力センサと前記第１及び第２制御圧力センサからの信号と，前記第１及び第２切換弁の予め設定された目標動作に基づいて，前記第１及び第２切換弁を前記第１位置と前記第２位置のいずれか一方に切り換えることを特徴とする作業機械。
2. 請求項１に記載の作業機械において，
   前記コントローラは，前記第１及び第２切換弁の前記予め設定された目標動作として，前記第１位置に保持する第１目標動作と，前記第２位置に保持する第２目標動作と，前記第１操作パイロット圧と前記第１制御パイロット圧の高圧側及び前記第２操作パイロット圧と前記第２制御パイロット圧の高圧側を前記第１流量制御弁に導くように前記第１位置及び前記第２位置の一方に切り換える第３目標動作の１つを設定し，この設定した目標動作に基づいて前記第１及び第２切換弁の目標位置を設定し，前記第１及び第２切換弁を前記第１位置と前記第２位置のいずれか一方に切り換えることを特徴とする作業機械。
3. 請求項１に記載の作業機械において，
   前記コントローラは，前記第１及び第２比例電磁弁の目標動作として，前記第１及び第２切換弁が前記第１位置にあるときは，前記第１及び第２制御圧力センサによって検出された前記第１及び第２制御パイロット圧をそれぞれ前記第１及び第２操作圧力センサによって検出された前記第１及び第２操作パイロット圧に等しくする第１目標動作を設定し，前記第１及び第２切換弁が前記第２位置にあるときは，自動制御による第２目標動作を予め設定し，この設定した目標動作に基づいて前記第１及び第２比例電磁弁の目標パイロット圧を設定し，前記第１及び第２比例電磁弁を制御することを特徴とする作業機械。
4. 請求項１に記載の作業機械において，
   前記コントローラは，
   前記作業装置姿勢検出装置からの信号に基づいて前記作業装置の制御点と掘削目標面との距離を演算し，前記制御点と前記掘削目標面との距離が予め設定された第１距離よりも大きいときは前記第２切換弁を前記第１位置に保持し，前記制御点と前記掘削目標面との距離が前記第１距離以下になると前記第２切換弁を前記第２位置に切り換え，かつ
   前記第２比例電磁弁の目標動作として，前記第２切換弁が前記第１位置にあるときは，前記第２制御圧力センサによって検出された前記第２制御パイロット圧を前記第２操作圧力センサによって検出された前記第２操作パイロット圧に等しくする第１目標動作を設定し，前記第２切換弁が前記第２位置にあるときには、自動制御による第２目標動作を設定し、この設定した目標動作に基づいて前記第２比例電磁弁の目標パイロット圧を設定し，前記第２比例電磁弁を制御することを特徴とする作業機械。
5. 請求項１に記載の作業機械において，
   前記複数の操作装置のそれぞれに対して，前記第１及び第２操作圧力センサ，前記第１及び第２比例電磁弁，前記第１及び第２制御圧力センサ，前記第１及び第２切換弁が設けられ，
   前記コントローラは，前記第１及び第２操作圧力センサと前記第１及び第２制御圧力センサからの信号と，前記第１及び第２切換弁の予め設定された目標動作に基づいて，前記第１及び第２切換弁を前記第１位置と前記第２位置のいずれか一方に切り換えることを特徴とする作業機械。
6. 請求項５に記載の作業機械において，
   前記コントローラは，前記複数の操作装置のそれぞれに対して，前記第１及び第２切換弁の前記予め設定された目標動作として，前記第１位置に保持する第１目標動作と，前記第２位置に保持する第２目標動作と，前記第１操作パイロット圧と前記第１制御パイロット圧の高圧側及び前記第２操作パイロット圧と前記第２制御パイロット圧の高圧側を前記複数の流量制御弁のそれぞれに導くように前記第１位置及び前記第２位置の一方に切り換える第３目標動作の１つを設定し，この設定した目標動作に基づいて前記第１及び第２切換弁の目標位置を設定し，前記第１及び第２切換弁を前記第１位置と前記第２位置のいずれか一方に切り換えることを特徴とする作業機械。
7. 請求項１に記載の作業機械において，
   前記コントローラの制御の有効・無効を切り換える信号を出力する切換装置を更に備え，
   前記コントローラは，前記切換装置から前記コントローラの制御を無効にする信号を入力したとき，前記第１及び第２切換弁の目標位置を前記第１位置に書き換えることを特徴とする作業機械。

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