JP7182579B2 - 作業機械 - Google Patents

Description

本発明は、油圧ショベル等の作業機械に関する。

油圧ショベル等の作業機械は、旋回体を含む車体と、旋回体に取り付けられる作業装置（フロント装置）とを備え、作業装置が、旋回体に回動可能に接続されるブーム（フロント部材）と、このブームの先端に回動可能に接続されるアーム（フロント部材）と、このブームの先端に回動可能に接続されるアーム（フロント部材）と、このアームの先端に回動可能に接続されるバケット（フロント部材）と、ブームを駆動するブームシリンダ（アクチュエータ）と、アームを駆動するアームシリンダ（アクチュエータ）と、バケットを駆動するバケットシリンダ（アクチュエータ）を含む。このような作業機械において、作業機のフロント部材をそれぞれの手動操作レバーによって操作する場合、その車体には良好な操作性が求められる。そのため、特許文献１に示されるようなオープンセンタ型の方向制御弁を備えた油圧システムは、アクチュエータの動作開始時の振動やショックを軽減して動作を滑らかにするために、ブリードオフ機能を採用している。このブリードオフ機能とは、流体ポンプからアクチュエータに供給される作動流体の一部を、ブリードオフ回路を経由してタンクへ排出することである。

一方で、作業機械のフロント部材をそれぞれの手動操作レバーによって操作し、所定の領域を掘削することは容易では無く、オペレータには習熟した操作技術が必要とされる。そこで、このような作業を容易にするための技術が提案されている（特許文献２）。

特許文献２に記載の建設機械の領域制限掘削制御装置は、フロント装置の位置を検出する検出手段と、この検出手段からの信号によりフロント装置の位置を演算する演算部と、フロント装置の進入を禁止する侵入不可領域の設定部と、侵入不可領域とフロント装置位置から操作レバー信号の制御ゲインを算出する演算部とを備えるコントローラと、算出された制御ゲインからアクチュエータの動きを制御するアクチュエータ制御手段とを備えている。このような構成によると、侵入不可領域の境界線までの距離に応じてレバー操作信号が制御されるため，オペレータが誤って侵入不可領域にバケット先端を移動させようとしても、自動的にバケット先端の軌跡が境界上を沿うように制御される。これによって、オペレータの操作技術の習熟度に左右されること無く、誰でも精度良く安定した作業を行うことができる。

特許第５５７２５８６号公報 特許第３０５６２５４号公報

しかしながら、車体または作業装置を手動操作を行う場合の良好な操作性と、コントローラが自動制御を行う場合の車体または作業装置の制御精度とを両立させるために、特許文献２に記載の建設機械に特許文献１のブリードオフ機能を実装した場合、以下の課題がある。

コントローラからの指令によって車体の自動制御を行う場合は、フロント装置の先端が目標とする軌跡に沿って正確に移動することが重要であり、そのためにはアクチュエータに目標流量を正確に供給する必要がある。しかし、ブリードオフ機能によってポンプから吐出された流量の一部はタンクへ排出されるため、アクチュエータの目標流量に対して供給される流量の不足や目標流量に達するまでの遅れ時間が生じてしまい、アクチュエータの位置や速度の制御精度の低下を招く恐れがある。また、ブリードオフ流量は圧力に依存するため、アクチュエータの負荷が変動するとブリードオフ流量も変化してしまいアクチュエータへの流量供給が不安定になる恐れがある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、オペレータが車体または作業装置を手動操作する場合の良好な操作性と、コントローラが自動制御を行う場合の車体または作業装置の制御精度とを両立させることが可能な作業機械を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、車体と、前記車体に取り付けられた作業装置と、前記車体または前記作業装置を駆動する複数のアクチュエータと、作動油タンクと、前記作動油タンクから作動油を吸入し、前記複数のアクチュエータへ供給する油圧ポンプと、前記油圧ポンプの吐出ラインにパラレルに接続されており、前記油圧ポンプから前記複数のアクチュエータに供給される作動油の流量を制御する複数の流量制御装置と、前記複数のアクチュエータの動作を指示するための操作レバーと、パイロットポンプと、前記パイロットポンプから供給される圧油を減圧し、前記複数の流量制御装置の操作圧を生成する複数の電磁比例弁と、前記操作レバーの操作量に応じて前記複数の電磁比例弁への指令信号を出力するコントローラと、前記車体または前記作業装置の自動制御機能の有効化または無効化を指示するための自動制御機能切替スイッチとを備え、前記コントローラは、前記自動制御機能切替スイッチにより前記自動制御機能の有効化が指示された場合に、前記複数の電磁比例弁への指令信号を補正することにより前記自動制御機能を実行する作業機械において、前記吐出ラインと前記作動油タンクとを接続する油路に設けられ、前記吐出ラインから前記作動油タンクへ戻る作動油の流量を調整するブリードオフ弁を備え、前記コントローラは、前記自動制御機能切替スイッチにより前記自動制御機能の無効化が指示された場合に、前記ブリードオフ弁の開口量を最大開口量または前記操作レバーの入力量に応じた開口量に調整し、前記自動制御機能切替スイッチにより前記自動制御機能の有効化が指示された場合に、前記操作レバーの少なくとも一部の操作領域において、前記ブリードオフ弁の開口量を前記自動制御機能の無効化が指示された場合の開口量よりも小さくなるように調整するものとする。

以上のように構成した本発明によれば、領域制限制御機能が無効とされた場合（オペレータが車体または作業装置を手動操作する場合）は、ブリードオフ機能によってアクチュエータの動作開始時の振動やショックを軽減して動作を滑らかにすることにより、良好な操作性を確保することができる。一方、領域制限制御機能が有効とされた場合（コントローラが自動制御を行う場合）は、ブリードオフ機能を抑制することにより、アクチュエータの目標流量に対して油圧ポンプから供給される流量の不足や目標流量に達するまでの遅れが解消されるため、アクチュエータの制御精度を確保することができる。これにより、オペレータが車体または作業装置を手動操作する場合の良好な操作性と、コントローラが自動制御を行う場合の車体または作業装置の制御精度とを両立させることが可能となる。

本発明に係る作業機械によれば、オペレータが車体または作業装置を手動操作する場合の良好な操作性と、コントローラが自動制御を行う場合の車体または作業装置の制御精度とを両立させることが可能となる。

本発明の実施の形態に係る油圧ショベルの側面図である。 図１に示す油圧ショベルに搭載される油圧駆動装置の回路図（１／２）である。 図１に示す油圧ショベルに搭載される油圧駆動装置の回路図（２／２）である。 図２Ｂに示すコントローラの機能ブロック図である。 図２Ｂに示すコントローラのブリードオフ弁の制御に関わる処理を示すフロー図である。 操作レバー入力量とブリードオフ弁目標開口量との関係を示す図である。 図２Ｂに示すコントローラのポンプ流量制御に関わる処理を示すフロー図（１／２）である。 図２Ｂに示すコントローラのポンプ流量制御に関わる処理を示すフロー図（２／２）である。 ブリードオフ弁目標開口量と推定ブリードオフ流量との関係を示す図である。 図２Ｂに示すコントローラの方向制御弁の制御に関わる処理を示すフロー図である。 図２Ｂに示すコントローラの補助流量制御弁の制御に関わる処理を示すフロー図である。

以下、本発明の実施の形態に係る作業機械として油圧ショベルを例に挙げ、図面を参照して説明する。なお、各図中、同等の部材には同一の符号を付し、重複した説明は適宜省略する。

図１は、本実施の形態に係る油圧ショベルの側面図である。

図１に示すように、油圧ショベル３００は、走行体２０１と、走行体２０１上に旋回可能に配置され、車体を構成する旋回体２０２と、旋回体２０２に上下方向に回動可能に取り付けられ、土砂の掘削作業等を行う作業装置２０３とを備えている。旋回体２０２は、旋回モータ２１１によって駆動される。

作業装置２０３は、旋回体２０２に上下方向に回動可能に取り付けられるブーム２０４と、ブーム２０４の先端に上下方向に回動可能に取り付けられるアーム２０５と、アーム２０５の先端に上下方向に回動可能に取り付けられるバケット２０６とを含んでいる。ブーム２０４はブームシリンダ２０４ａによって駆動され、アーム２０５はアームシリンダ２０５ａによって駆動され、バケット２０６はバケットシリンダ２０６ａによって駆動される。

旋回体２０２上の前側位置には運転室２０７を設けてあり、後側位置には重量バランスを確保するカウンタウエイト２０９を設けてある。運転室２０７とカウンタウエイト２０９の間には機械室２０８を設けてある。機械室２０８には、エンジン、油圧ポンプ、コントロールバルブ２１０等が収容される。コントロールバルブ２１０は、油圧ポンプから各アクチュエータへ供給される作動油の流れを制御する。

本実施の形態に係る油圧ショベル３００には、以下の各実施例で説明する油圧駆動装置が搭載される。

図２Ａおよび図２Ｂは、本発明の第１の実施例における油圧駆動装置の回路図である。
（１）構成
第１の実施例における油圧駆動装置４００は、エンジン（図示せず）によって駆動される３つの主油圧ポンプ、例えばそれぞれ可変容量形油圧ポンプからなる第１油圧ポンプ１、第２油圧ポンプ２、および第３油圧ポンプ３を備えている。また、エンジンによって駆動されるパイロットポンプ９１を備えると共に、油圧ポンプ１～３およびパイロットポンプ９１に油を供給する作動油タンク５を備えている。

第１油圧ポンプ１の傾転角は、第１油圧ポンプ１に付設したレギュレータによって制御される。第１油圧ポンプ１のレギュレータは、流量制御指令圧ポート１ａ、第１油圧ポンプ自己圧ポート１ｂ、および第２油圧ポンプ自己圧ポート１ｃを含んでいる。第２油圧ポンプ２の傾転角は、第２油圧ポンプ２に付設したレギュレータによって制御される。第２油圧ポンプ２のレギュレータは、流量制御指令圧ポート２ａ、第２油圧ポンプ自己圧ポート２ｂ、および第１油圧ポンプ自己圧ポート２ｃを含んでいる。第３油圧ポンプ３の傾転角は、第３油圧ポンプ３に付設したレギュレータによって制御される。第３油圧ポンプ３のレギュレータは、流量制御指令圧ポート３ａおよび第３油圧ポンプ自己圧ポート３ｂを含んでいる。

第１油圧ポンプ１の吐出ライン４０は、センターバイパス油路４１を介して作動油タンク５に接続される。センターバイパス油路４１には、上流側から順に、走行体２０１を駆動する一対の走行モータのうちの図示しない右走行モータの駆動を制御する右走行用方向制御弁６、バケットシリンダ２０６ａへ供給される圧油の流れを制御するバケット用方向制御弁７、アームシリンダ２０５ａに供給される圧油の流れを制御する第２アーム用方向制御弁８、ブームシリンダ２０４ａに供給される圧油の流れを制御する第１ブーム用方向制御弁９、およびブリードオフ弁３５が配置される。バケット用方向制御弁７、第２アーム用方向制御弁８、および第１ブーム用方向制御弁９の各供給ポートは、右走行用方向制御弁６とバケット用方向制御弁７とを接続するセンターバイパス油路４１の一部に、それぞれ油路４２，４３、油路４４，４５、および油路４６，４７を介してパラレルに接続される。また、吐出ライン４０は、過剰な圧力上昇から回路を保護するために、メインリリーフ弁１８を介して作動油タンク５に接続される。吐出ライン４０には、第１油圧ポンプ１の圧力を検出する圧力センサ（図示せず）が設けられ、センターバイパス油路４１のブリードオフ弁３５の上流には、ブリードオフ弁３５の前後差圧を検出する圧力センサ８７が設けられる。

第２油圧ポンプ２の吐出ライン５０は、センターバイパス油路５１を介して作動油タンク５に接続されると共に、合流弁１７を介して第１油圧ポンプ１の吐出ライン４０に接続される。センターバイパス油路５１には、上流側から順に、ブームシリンダ２０４ａに供給される圧油の流れを制御する第２ブーム用方向制御弁１０、アームシリンダ２０５ａに供給される圧油の流れを制御する第１アーム用方向制御弁１１、例えばバケット２０６に代えて設けられる小割機等の第１特殊アタッチメントを駆動する図示しない第１アクチュエータに供給される圧油の流れを制御する第１アタッチメント用方向制御弁１２、走行体２０１を駆動する一対の走行モータのうちの図示しない左走行モータの駆動を制御する左走行用方向制御弁１３、およびブリードオフ弁３６が配置される。第２ブーム用方向制御弁１０、第１アーム用方向制御弁１１、第１アタッチメント用方向制御弁１２、および左走行用方向制御弁１３の各供給ポートは、第２油圧ポンプ２の吐出ライン５０に、それぞれ油路５２，５３、油路５４，５５、油路５６，５７、および油路５８を介してパラレルに接続される。また、吐出ライン５０は、過剰な圧力上昇から回路を保護するために、メインリリーフ弁１９を介して作動油タンク５に接続される。吐出ライン５０には、第２油圧ポンプ２の圧力を検出する圧力センサ８１が設けられ、センターバイパス油路５１のブリードオフ弁３６の上流には、ブリードオフ弁３６の前後差圧を検出する圧力センサ８８が設けられる。

第３油圧ポンプ３の吐出ライン６０は、センターバイパス油路６１を介して作動油タンク５に接続される。センターバイパス油路６１には、上流側から順に、旋回体２０２を駆動する旋回モータ２１１に供給される圧油の流れを制御する旋回用方向制御弁１４、ブームシリンダ２０４ａに供給される圧油の流れを制御する第３ブーム用方向制御弁１５、第２アタッチメント用方向制御弁１６、およびブリードオフ弁３７が配置される。第２アタッチメント用方向制御弁１６は、第１特殊アタッチメントに加えて第２アクチュエータを備えた第２特殊アタッチメントが装着された際、または、第１特殊アクチュエータに代えて第１アクチュエータと第２アクチュエータの２つのアクチュエータを備えた第２特殊アタッチメントが装着された際に、第２アクチュエータに供給される圧油の流れを制御するために使用される。旋回用方向制御弁１４、第３ブーム用方向制御弁１５、および第２アタッチメント用方向制御弁１６の各供給ポートは、第３油圧ポンプ３の吐出ライン６０に、それぞれ油路６２，６３、油路６４，６５、および油路６６，６７を介してパラレルに接続される。また、吐出ライン６０は、過剰な圧力上昇から回路を保護するために、メインリリーフ弁２０を介して作動油タンク５に接続される。吐出ライン６０には、第３油圧ポンプ３の圧力を検出する圧力センサ（図示せず）が設けられ、センターバイパス油路６１のブリードオフ弁３７の上流には、ブリードオフ弁３７の前後差圧を検出する圧力センサ８９が設けられる。

ブームシリンダ２０４ａ、アームシリンダ２０５ａ、およびバケットシリンダ２０６ａには、油圧ショベル３００の動作状態を取得することを目的として、ストローク量を検出するストロークセンサ８４，８５，８６がそれぞれ設けられる。なお、油圧ショベル３００の動作状態を取得する手段は傾斜センサ、回転角センサ、ＩＭＵなど多様であり、上述したストロークセンサに限られない。

バケット用方向制御弁７に接続される油路４２，４３、第２アーム用方向制御弁８に接続される油路４４，４５、および第１ブーム用方向制御弁９に接続される油路４６，４７には、複合操作時に第１油圧ポンプ１から各方向制御弁に供給される圧油の流量を制限する補助流量制御弁２１，２２，２３がそれぞれ設けられる。第２ブーム用方向制御弁１０の供給ポートに接続される油路５２，５３、第１アーム用方向制御弁１１の供給ポートに接続される油路５４，５５、および第１アタッチメント用方向制御弁１２の供給ポートに接続される油路５６，５７には、複合操作時に第２油圧ポンプ２から各方向制御弁に供給される圧油の流量を制限する補助流量制御弁２４，２５，２６がそれぞれ設けられる。旋回用方向制御弁１４の供給ポートに接続される油路６２，６３、第３ブーム用方向制御弁１５の供給ポートに接続される油路６４，６５、および第２アタッチメント用方向制御弁１６の供給ポートに接続される油路６６，６７には、複合操作時に第３油圧ポンプ３から各方向制御弁に供給される圧油の流量を制限する補助流量制御弁２７，２８，２９がそれぞれ設けられる。

パイロットポンプ９１の吐出ポートは、パイロット１次圧生成用のパイロットリリーフ弁９２を介して作動油タンク５に接続されると共に、油路９７を介して、電磁弁ユニット９３に内蔵される電磁比例弁９３ａ～９３ｊの一方の入力ポートに接続される。電磁比例弁９３ａ～９３ｊの他方の入力ポートは、作動油タンク５に接続される。電磁比例弁９３ａ～９３ｊは、それぞれ、コントローラ９４からの指令信号に応じてパイロット１次圧を減圧し、パイロット指令圧を生成する。

電磁比例弁９３ａの出力ポートは第２油圧ポンプ２のレギュレータの流量制御指令圧ポート２ａに接続され、電磁比例弁９３ｂ，９３ｃの出力ポートは第２ブーム用方向制御弁１０のパイロットポートに接続され、電磁比例弁９３ｄ，９３ｅの出力ポートは第１アーム用方向制御弁１１のパイロットポートに接続される。電磁比例弁９３ｆは油路７１を介してブリードオフ弁３５のパイロットポートに接続され、電磁比例弁９３ｇは油路７２を介してブリードオフ弁３６のパイロットポートに接続され、電磁比例弁９３ｈは油路７３を介してブリードオフ弁３７のパイロットポートに接続され、電磁比例弁９３ｉは油路７４を介して補助流量制御弁２４に接続され、電磁比例弁９３ｊは油路７５を介して補助流量制御弁２５に接続される。

なお、説明を簡略化するため、第１油圧ポンプ１および第３油圧ポンプ３のレギュレータの流量制御指令圧ポート１ａ，３ａ用の電磁比例弁、右走行用方向制御弁６用の電磁比例弁、バケット用方向制御弁７用の電磁比例弁、第２アーム用方向制御弁８用の電磁比例弁、第１ブーム用方向制御弁９用の電磁比例弁、第１アタッチメント用方向制御弁１２用の電磁比例弁、左走行用方向制御弁１３用の電磁比例弁、旋回用方向制御弁１４用の電磁比例弁、第３ブーム用方向制御弁１５用の電磁比例弁、第２アタッチメント用方向制御弁１６用の電磁比例弁、および補助流量制御弁２１～２３，２６～２９用の電磁比例弁については、図示を省略してある。

補助流量制御弁２４は、補助可変絞りを形成するシート形の主弁３１と、主弁３１の弁体３１ａに設けられ、弁体３１ａの移動量に応じて開口量を変化させる制御可変絞り３１ｂと、パイロット可変絞り３２とで構成される。主弁３１が内蔵されるハウジングは、主弁３１と油路５２の接続部に形成された第１圧力室３１ｃと、主弁３１と油路５３の接続部に形成された第２圧力室３１ｄと、第１圧力室３１ｃと制御可変絞り３１ｂを介して連通するように形成された第３圧力室３１ｅとを有する。第３圧力室３１ｅとパイロット可変絞り３２とは油路６８ａで接続され、パイロット可変絞り３２と油路５３とは油路６８ｂで接続される。パイロット可変絞り３２のパイロットポート３２ａは、電磁比例弁９３ｉの出力ポートに接続される。第２ブーム用方向制御弁１０と補助流量制御弁２４（主弁３３）とを接続する油路５３には圧力センサ８２が設けられる。なお、説明を簡便にするため一部図示を省略しているが、補助流量制御弁２１～２９および周辺の機器、配管、配線は全て同じ構成である。

油圧駆動装置４００は、第１ブーム用方向制御弁９、第２ブーム用方向制御弁１０、および第３ブーム用方向制御弁１５を切り換え操作可能な操作レバー９５ａと、第１アーム用方向制御弁１１および第２アーム用方向制御弁８を切り換え操作可能な操作レバー９５ｂとを備えている。なお、説明を簡略化するため、右走行用方向制御弁６を切り換え操作する右走行用操作レバー、バケット用方向制御弁７切り換え操作するバケット用操作レバー、第１アタッチメント用方向制御弁１２を切り換え操作する第１アタッチメント用操作レバー、左走行用方向制御弁１３を切り換え操作する左走行用操作レバー、旋回用方向制御弁１４を切り換え操作する旋回用操作レバー、第２アタッチメント用方向制御弁１６を切り換え操作する第２アタッチメント用操作レバーについては、図示を省略してある。

油圧駆動装置４００は、コントローラ９４を備え、操作レバー９５ａ，９５ｂの出力信号、圧力センサ８１～８３，８７～８９の出力信号、およびストロークセンサ８４～８６の出力信号はコントローラ９４へ入力される。また、コントローラ９４は、電磁弁ユニット９３が有する電磁比例弁９３ａ～９３ｊ（図示されない電磁比例弁を含む）へ指令信号を出力する。

図３は、コントローラ９４の機能ブロック図である。図３において、コントローラ９４は、制御有効化判定部９４ａと、目標ブリードオフ弁開口演算部９４ｂと、要求アクチュエータ流量演算部９４ｃと、制限アクチュエータ流量演算部９４ｄと、目標アクチュエータ流量演算部９４ｅと、推定ブリードオフ流量演算部９４ｆと、目標ポンプ流量演算部９４ｇと、目標方向制御弁開口演算部９４ｈと、圧力状態判定部９４ｉと、目標流量制御弁開口演算部９４ｊとを有する。

制御有効化判定部９４ａは、領域制限制御機能切替スイッチ９６の信号を基に領域制限制御機能が有効か無効かを判定する。目標ブリードオフ弁開口演算部９４ｂは、制御有効化判定部９４ａの判定結果および操作レバー９５ａ，９５ｂの信号を基にブリードオフ弁３５～３７の目標開口量を算出し、当該目標開口量に応じた指令信号を電磁比例弁９３ｆ～９３ｈへ出力する。

要求アクチュエータ流量演算部９４ｃは、操作レバー９５ａ，９５ｂの信号を基にアクチュエータの要求流量を演算する。制限アクチュエータ流量演算部９４ｄは、ストロークセンサ８４～８６の信号などから得られる車体２０２または作業装置１０４の姿勢情報および予め設定された設計面情報を基に、車体２０２または作業装置１０４が設定された制限領域を逸脱しないように制御するためのアクチュエータ流量を制限流量として演算する。

目標アクチュエータ流量演算部９４ｅは、制御有効化判定部９４ａの判定結果、要求アクチュエータ流量演算部９４ｃからのアクチュエータの要求流量、および制限アクチュエータ流量演算部９４ｄからのアクチュエータの制限流量を基に、アクチュエータに供給する目標流量を演算する。推定ブリードオフ流量演算部９４ｆは、目標ブリードオフ弁開口演算部９４ｂからのブリードオフ弁３５～３７の目標開口量と圧力センサ８７～８９の出力信号から得たブリードオフ弁３５～３７の前後差圧とを基にブリードオフ弁３５～３７の通過流量（推定ブリードオフ流量）を算出する。

目標ポンプ流量演算部９４ｇは、制御有効化判定部９４ａの判定結果、目標アクチュエータ流量演算部９４ｅからのアクチュエータの目標流量、操作レバー９５ａ，９５ｂの信号から得たレバー操作量、および推定ブリードオフ流量演算部９４ｆからの推定ブリードオフ流量を基に油圧ポンプ１～３の目標流量（目標ポンプ流量）を算出し、当該目標ポンプ流量に応じた指令信号を電磁比例弁９３ａへ出力する。目標方向制御弁開口演算部９４ｈは、操作レバー９５ａ，９５ｂの信号から得たレバー操作量を基に方向制御弁の目標開口量を算出し、当該目標開口量に応じた指令信号を９３ｂ～９３ｅへ出力する。

圧力状態判定部９４ｉは、操作レバー９５ａ，９５ｂおよび圧力センサ８１～８３の信号を基に、操作対象のアクチュエータに対応する補助流量制御弁（主弁）の前後差圧を算出し、それらの最小値（最小前後差圧）を選択する。目標流量制御弁開口演算部９４ｊは、制御有効化判定部９４ａの判定結果、目標アクチュエータ流量演算部９４ｅからのアクチュエータの目標流量、操作レバー９５ａ，９５ｂの信号、圧力センサ８１～８３の信号、圧力状態判定部９４ｉからの操作対象のアクチュエータに対応する補助流量制御弁（主弁）の前後差圧、および最小前後差圧を基に補助流量制御弁（主弁）の目標開口量を算出し、当該目標開口量に応じた指令信号を電磁比例弁９３ｉ，９３ｊへ出力する。

図４は、コントローラ９４のブリードオフ弁３５～３７の制御に関わる処理を示すフロー図である。以下では、ブリードオフ弁３６に関わる処理のみを説明する。その他のブリードオフ弁に関わる処理はこれと同様であるため、説明は省略する。

コントローラ９４は、まず、操作レバーの入力が無いか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ここでいう操作レバーは、ブリードオフ弁３６の上流に配置された方向制御弁１０～１３に対応する操作レバーを指す。ステップＳ１０１で操作レバー入力が無い（ＹＥＳ）と判定した場合は、当該フローを終了する。これにより、ブリードオフ弁３６は全開状態となる。

ステップＳ１０１で操作レバー入力が有る（ＮＯ）と判定した場合は、領域制限制御機能が有効か否かを判定する（ステップＳ１０２）。

ステップＳ１０２で領域制限制御機能が無効（ＮＯ）と判定した場合は、コントローラ９４の目標ブリードオフ弁開口演算部９４ｂにて、操作レバー入力量に応じたブリードオフ弁３６の目標開口量Ａｂｏ＿Ｍを算出する（Ｓ１０３）。ここでいう操作レバー入力量は、ブリードオフ弁３６の上流に配置された方向制御弁１０～１３に対応する操作レバー入力量の最大値を指す。

ステップＳ１０３に続き、コントローラ９４からブリードオフ弁３６用の電磁比例弁９３ｇに目標開口量Ａｂｏ＿Ｍに応じた指令信号を出力し（Ｓ１０４）、電磁比例弁９３ｇにブリードオフ弁３６のパイロット指令圧を生成させ（Ｓ１０５）、パイロット指令圧に応じてブリードオフ弁３６を開口させ（Ｓ１０６）、当該フローを終了する。

ステップＳ１０２で領域制限制御機能が有効（ＹＥＳ）と判定した場合は、コントローラ９４の目標ブリードオフ弁開口演算部９４ｂにて、操作レバー入力量に応じたブリードオフ弁３６の目標開口量Ａｂｏ＿Ａを算出する（Ｓ１０７）。

ステップＳ１１０に続き、コントローラ９４からブリードオフ弁３６用の電磁比例弁９３ｇに目標開口量Ａｂｏ＿Ａに応じた指令信号を出力し（Ｓ１０８）、ステップＳ１０５，Ｓ１０６の処理を実行した後、当該フローを終了する。

図５に操作レバー入力量とブリードオフ弁３５～３７の目標開口量Ａｂｏ＿Ｍ，Ａｂｏ＿Ａとの関係を示す。図５において、領域制限制御機能が無効な場合の目標開口量Ａｂｏ＿Ｍは、操作レバー入力量が所定の入力量以下のときは最大開口量となり、所定の入力量を超えると入力量の増加に応じて減少するように設定されている。領域制限制御機能が有効な場合の目標開口量Ａｂｏ＿Ａも同様に、操作レバー入力量が所定の入力量以下のときは最大開口量となり、所定の入力量を超えると入力量の増加に応じて減少するように設定されている。ここで、操作レバー入力量が所定の入力量を超えた場合の目標開口量Ａｂｏ＿Ａは、領域制限制御機能が無効な場合の目標開口量Ａｂｏ＿Ｍよりも小さくなるように設定される。なお、ブリードオフ弁の操作レバー入力量に対する開口特性は設計者が所望する油圧システム制御特性を得るために、図示した開口特性以外にも様々な開口特性が用いられる。

図６Ａおよび図６Ｂは、コントローラ９４の油圧ポンプ１～３の流量制御に関わる処理を示すフロー図である。以下では、第２油圧ポンプ２の流量制御に関わる処理のみを説明する。その他の油圧ポンプの流量制御に関わる処理はこれと同様であるため、説明は省略する。

コントローラ９４は、まず、操作レバー入力が無いか否かを判定する（ステップＳ２０１）。ステップＳ２０１で操作レバー入力が無い（ＹＥＳ）と判定した場合は、当該フローを終了する。

ステップＳ２０１で操作レバー入力が有る（ＮＯ）と判定した場合は、領域制限制御機能が有効か否かを判定する（ステップＳ２０２）。

ステップＳ２０２で領域制限制御機能が無効（ＮＯ）と判定した場合は、コントローラ９４の目標ポンプ流量演算部９４ｇにて、操作レバー入力量に応じた第２油圧ポンプ２の目標流量Ｑｐｍｐ＿Ｍを算出し（Ｓ２０３）、目標流量Ｑｐｍｐ＿Ｍに応じた指令信号を第２油圧ポンプ２の流量制御用の電磁比例弁９３ａに出力し（Ｓ２０４）、電磁比例弁９３ａに第２油圧ポンプ２の流量制御指令圧を生成させ（Ｓ２０５）、流量制御指令圧に応じて第２油圧ポンプ２の傾転を変化させ（Ｓ２０６）、当該フローを終了する。

ステップＳ２０２で領域制限制御機能が有効（ＹＥＳ）と判定した場合は、コントローラ９４の要求アクチュエータ流量演算部９４ｃにて、操作レバー入力量に応じたアクチュエータａの要求流量Ｑａｃｔ＿Ｒａを演算する（Ｓ２０７ａ）。同時にコントローラ９４の制限アクチュエータ流量演算部９４ｄにて、姿勢情報や設計面情報からアクチュエータの制限流量Ｑａｃｔ＿Ｌａを演算する（Ｓ２０８ａ）。続いて、アクチュエータの要求流量Ｑａｃｔ＿Ｒａが制限流量Ｑａｃｔ＿Ｌａよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ２０９ａ）。

ステップＳ２０９ａでアクチュエータの要求流量Ｑａｃｔ＿Ｒａが制限流量Ｑａｃｔ＿Ｌａ以下である（ＮＯ）と判定した場合は、コントローラ９４の目標アクチュエータ流量演算部９４ｅにて、アクチュエータの要求流量Ｑａｃｔ＿Ｒａを基にアクチュエータの目標流量Ｑａｃｔ＿Ａａを演算する（ステップＳ２１０ａ）。

ステップＳ２０９ａでアクチュエータの要求流量Ｑａｃｔ＿Ｒａが制限流量Ｑａｃｔ＿Ｌａよりも大きい（ＹＥＳ）と判定した場合は、コントローラ９４の目標アクチュエータ流量演算部９４ｅにて、アクチュエータの制限流量Ｑａｃｔ＿Ｌａを基にアクチュエータの目標流量Ｑａｃｔ＿Ａａを演算する（ステップＳ２１１ａ）。

なお、図６Ｂにおいて一部表記を省略しているが、上記の演算処理を第２油圧ポンプ２から作動油が供給される全てのアクチュエータａ，ｂ，…について実行し、各アクチュエータの目標流量Ｑａｃｔ＿Ａａ，Ｑａｃｔ＿Ａｂ，…を算出する。

また、上記処理と並行して、コントローラ９４の推定ブリードオフ流量演算部９４ｆにて、ブリードオフ弁３６の目標開口量Ａｂｏ＿Ａと圧力センサ８８の信号から得たブリードオフ弁３６の前後差圧とを基に推定ブリードオフ流量Ｑｂｏ＿Ａを算出する（ステップＳ２１２）。

図７にブリードオフ弁３５～３７の目標開口量と推定ブリードオフ流量との関係を示す。ブリードオフ弁３５～３７の流量特性は、ブリードオフ弁３５～３７の前後差圧に応じて複数設定されており、推定ブリードオフ流量を算出する際に適切な流量特性が選択される。図７では、前後差圧ΔＰｂｏ１，ΔＰｂｏ２，ΔＰｂｏ３（ΔＰｂｏ１＜ΔＰｂｏ２＜ΔＰｂｏ３）に対する流量特性を示している。推定ブリードオフ流量は、ブリードオフ弁３５～３７の目標開口量が大きくなるに従って大きくなる。また、ブリードオフ弁３５～３７の前後差圧が大きくなるに従って、目標開口量に対する推定ブリードオフ流量の増加の度合いが大きくなる。ここで、推定ブリードオフ流量のブリードオフ弁の目標開口量に対する特性は設計者が所望する油圧システム制御特性を得るために、図示した流量特性以外にも様々な流量特性が用いられる。また、推定ブリードオフ流量の特性は、油温などブリードオフ弁の流量特性に影響を及ぼす別の因子に対する影響を加味して設定してもよい。加えて、推定ブリードオフ流量の演算においては、予め設定された複数の流量特性のいずれかを選択する方法以外に、予め設定された複数の流量特性に対して内挿または外挿を行うことにより新たな流量特性を生成する方法を採用してもよい。

ステップＳ２１０ａ，Ｓ２１１ａ，…，Ｓ２１２に続き、コントローラ９４の目標ポンプ流量演算部９４ｇにて、各アクチュエータの目標流量Ｑａｃｔ＿Ａａ，Ｑａｃｔ＿Ａｂ，…、および推定ブリードオフ流量Ｑｂｏ＿Ａの合計を目標ポンプ流量Ｑｐｍｐ＿Ａとして算出する（ステップＳ２１３）。

ステップＳ２１３に続き、コントローラ９４から第２油圧ポンプ２の流量制御用の電磁比例弁９３ａに目標ポンプ流量Ｑｐｍｐ＿Ａに応じた指令信号を出力し（Ｓ２１４）、ステップＳ２０５，Ｓ２０６の処理を実行した後、当該フローを終了する。

図８は、コントローラ９４の方向制御弁６～１６の制御に関わる処理を示すフロー図である。以下では、第２ブーム用方向制御弁１０に関わる処理のみを説明する。その他の方向制御弁に関わる処理はこれと同様であるため、説明は省略する。

コントローラ９４は、まず、ブーム用操作レバー９５ａの入力が無いか否かを判定する（ステップＳ３０１）。ステップＳ３０１でブーム用操作レバー９５ａの入力が無い（ＹＥＳ）と判定した場合は、当該フローを終了する。

ステップＳ３０１でブーム用操作レバー９５ａの入力が有る（ＮＯ）と判定した場合は、コントローラ９４の目標方向制御弁開口演算部９４ｈにて、ブーム用操作レバー９５ａの入力量に応じた方向制御弁１０の目標開口量Ａｍｓを算出する（ステップＳ３０２）。

ステップＳ３０２に続き、コントローラ９４から方向制御弁１０用の電磁比例弁９３ｂ，９３ｃに目標開口量Ａｍｓに応じた指令信号を出力し（Ｓ３０３）、電磁比例弁９３ｂ，９３ｃに方向制御弁１０のパイロット指令圧を生成させ（Ｓ３０４）、パイロット指令圧に応じて方向制御弁１０を開口させ（Ｓ３０５）、当該フローを終了する。

図９は、コントローラ９４の補助流量制御弁２１～２９の制御に関わる処理を示すフロー図である。以下では、第２ブーム用方向制御弁１０に対応する補助流量制御弁２４の制御に関わる処理のみを説明する。その他の補助流量制御弁の制御に関わる処理はこれと同様であるため、説明は省略する。

コントローラ９４は、まず、ブーム用操作レバー９５ａの入力が無いか否かを判定する（ステップＳ４０１）。ステップＳ４０１でブーム用操作レバー９５ａの入力が無い（ＹＥＳ）と判定した場合は、当該フローを終了する。

ステップＳ４０１でブーム用操作レバー９５ａの入力が有る（ＮＯ）と判定した場合は、領域制限制御機能が有効か否かを判定する（ステップＳ４０２）。

ステップＳ４０２で領域制限制御機能が無効（ＮＯ）と判定した場合は、コントローラ９４の目標流量制御弁開口演算部９４ｊにて、ブーム用操作レバー９５ａの入力量に応じた補助流量制御弁２４（主弁３１）の目標開口量Ａｆｃｖ＿Ｍを算出し（ステップＳ４０３）、目標開口量Ａｆｃｖ＿Ｍに応じた指令信号を補助流量制御弁２４用の電磁比例弁９３ｉに出力し（Ｓ４０４）、電磁比例弁９３ｉにパイロット可変絞り３２のパイロット指令圧を生成させ（Ｓ４０５）、パイロット指令圧に応じて補助流量制御弁２４（主弁３１）を開口させ（Ｓ４０６）、当該フローを終了する。

ステップＳ４０２で領域制限制御機能が有効（ＹＥＳ）と判定した場合は、コントローラ９４の圧力状態判定部９４ｉにて、操作対象の全てのアクチュエータに対応する補助流量制御弁（主弁）の前後差圧ΔＰｆｃｖａ，ΔＰｆｃｖｂ，…を取得し、それらの最小値（最小前後差圧ΔＰｍｉｎ）を選択する（ステップＳ４１１）。

ステップＳ４１１に続き、補助流量制御弁２４（主弁３１）の前後差圧ΔＰｆｃｖが最小前後差圧ΔＰｍｉｎと等しいか否かを判定する（ステップＳ４１２）。

ステップＳ４１２で補助流量制御弁２４（主弁３１）の前後差圧ΔＰｆｃｖが最小前後差圧ΔＰｍｉｎと等しい（ＹＥＳ）と判定した場合は、ステップＳ４０３以降の処理を実行する。これにより、ブーム用操作レバー９５ａの入力量に応じて補助流量制御弁２４（主弁３１）が開口することとなり、方向制御弁１０に対する通過流量の制限が解除される。

ステップＳ４１２で主弁３１の前後差圧ΔＰｆｃｖが最小前後差圧ΔＰｍｉｎと等しくない（ＮＯ）と判定した場合は、コントローラ９４の目標流量制御弁開口演算部９４ｊにて、アクチュエータ２０４ａの目標流量Ｑａｃｔ＿Ａと主弁３１の前後差圧ΔＰｆｃｖとを基に、主弁３１の目標開口量Ａｆｃｖ＿Ａを算出し（ステップＳ４１３）、目標開口量Ａｆｃｖ＿Ａに応じた指令信号を電磁比例弁９３ｉに出力し（Ｓ４１４）、ステップＳ４０５，Ｓ４０５の処理を実行した後、当該フローを終了する。これにより、アクチュエータ２０４ａの目標流量に応じて補助流量制御弁２４（主弁３１）が開口することとなり、方向制御弁１０の通過流量が制限される。

なお、上記の構成では、コントローラ９４による自動制御機能の一例として、車体２０２および作業装置２０３が予め設定された領域へ侵入することを防止する領域制限制御機能を取り上げたが、本発明の自動制御機能は上記で説明した領域制限制御機能に限られず、例えば、バケット２０６の先端が予め設定した目標軌跡に沿うようにコントローラ９４が指令を出力する自動制御なども含まれる。
（２）動作
油圧駆動装置４００の動作について、第２油圧ポンプ２に関わる部分を取り上げて説明する。他の油圧ポンプに関わる部分の動作についてはこれと同様であるため、説明は省略する。
（２－１）「オペレータによる手動操作」かつ「分流なし」の場合
領域制限制御機能が無効な状態でアーム用操作レバー９５ｂのみが操作された場合（すなわち、オペレータによる手動操作において第２油圧ポンプ２から複数のアクチュエータへの分流が生じない場合）の各機器の動作を説明する。
・ブリードオフ弁
コントローラ９４は、アーム用操作レバー９５ｂの入力量に応じたブリードオフ弁３６の目標開口量Ａｂｏ＿Ｍを算出し、目標開口量Ａｂｏ＿Ｍに応じた指令信号を電磁比例弁９３ｇへ出力する。電磁比例弁９３ｇは、指令信号に応じてパイロット指令圧を生成し、ブリードオフ弁３６の開口量を制御する。
・油圧ポンプ
コントローラ９４は、アーム用操作レバー９５ｂの入力量に応じた第２油圧ポンプの目標流量Ｑｐｍｐ＿Ｍを算出し、目標流量Ｑｐｍｐ＿Ｍに応じた指令信号を電磁比例弁９３ａへ出力する。電磁比例弁９３ａは、指令信号に応じてパイロット指令圧ＰｉＰ２を生成し、第２油圧ポンプ２の流量を制御する。
・方向制御弁
コントローラ９４は、アーム用操作レバー９５ｂの入力量に応じた第１アーム用方向制御弁１１の目標開口量Ａｍｓを算出し、目標開口量Ａｍｓに応じた指令信号を電磁比例弁９３ｄ，９３ｅへ出力する。電磁比例弁９３ｄ，９３ｅは、指令信号に応じてパイロット指令圧ＰｉＡｍ１Ｕ，ＰｉＡｍ１Ｄを生成し、第１アーム用方向制御弁１１の開口量を制御する。
・補助流量制御弁
コントローラ９４は、アーム用操作レバー９５ｂの入力量に応じた補助流量制御弁２５（主弁３３）の目標開口量Ａｆｃｖ＿Ｍを算出し、目標開口量Ａｆｃｖ＿Ｍに応じた指令信号を電磁比例弁９３ｊへ出力する。電磁比例弁９３ｊは、指令信号に応じてパイロット指令圧を生成し、主弁３３の開口量を制御する。本動作例では、補助流量制御弁２５（主弁３３）の開口量が最大となる（補助流量制御弁２５（主弁３３）が全開となる）ように制御する。

以上の動作により、オペレータのレバー操作に応じてアクチュエータ２０５ａを駆動させることが可能となる。このとき、ブリードオフ機能によってアクチュエータ２０５ａの動作開始時の振動やショックを軽減して動作を滑らかにすることができ、良好な操作性が確保される。
（２－２）「オペレータによる手動操作」かつ「分流あり」の場合
領域制限制御機能が無効な状態でブーム用操作レバー９５ａおよびアーム用操作レバー９５ｂが操作された場合（すなわち、オペレータによる手動操作において第２油圧ポンプ２から２つのアクチュエータ２０４ａ，２０５ａへの分流が生じる場合）の各機器の動作を説明する。
・ブリードオフ弁
コントローラ９４は、ブーム用操作レバー９５ａまたはアーム用操作レバー９５ｂの入力量に応じたブリードオフ弁３６の目標開口量Ａｂｏ＿Ｍを算出し、目標開口量Ａｂｏ＿Ｍに応じた指令信号を電磁比例弁９３ｇへ出力する。電磁比例弁９３ｇは、指令信号に応じてパイロット指令圧を生成し、ブリードオフ弁３６の開口量を制御する。
・油圧ポンプ
コントローラ９４は、ブーム用操作レバー９５ａおよびアーム用操作レバー９５ｂの入力量に応じた第２油圧ポンプの目標ポンプ流量Ｑｐｍｐ＿Ｍを算出し、目標流量Ｑｐｍｐ＿Ｍに応じた指令信号を電磁比例弁９３ａへ出力する。電磁比例弁９３ａは、指令信号に応じてパイロット指令圧ＰｉＰ２を生成し、第２油圧ポンプ２の流量を制御する。本動作例では、第２油圧ポンプ２の流量が少なくともアーム用操作レバー９５ｂの入力量に応じたアーム２０５の動きに必要となる流量より多くなるように制御する。
・方向制御弁
コントローラ９４は、アーム用操作レバー９５ｂの入力量に応じた第１アーム用方向制御弁１１の目標開口量Ａｍｓを算出し、目標開口量Ａｍｓに応じた指令信号を電磁比例弁９３ｄ，９３ｅへ出力する。電磁比例弁９３ｄ，９３ｅは、指令信号に応じてパイロット指令圧ＰｉＡｍ１Ｕ，ＰｉＡｍ１Ｄを生成し、第１アーム用方向制御弁１１の開口量を制御する。同時に、コントローラ９４は、ブーム用操作レバー９５ａ入力量に応じた第２ブーム用方向制御弁１０の目標開口量Ａｍｓを算出し、目標開口量Ａｍｓに応じた指令信号を電磁比例弁９３ｂ，９３ｃへ出力する。電磁比例弁９３ｂ，９３ｃは、指令信号に応じてパイロット指令圧ＰｉＢｍ２Ｕ，ＰｉＢｍ２Ｄを生成し、第２ブーム用方向制御弁１０の開口量を制御する。
・補助流量制御弁
コントローラ９４は、ブーム用操作レバー９５ａおよびアーム用操作レバー９５ｂの入力量に応じた補助流量制御弁２５（主弁３３）の目標開口量Ａｆｃｖ＿Ｍを算出し、目標開口量Ａｆｃｖ＿Ｍに応じた指令信号を電磁比例弁９３ｊへ出力する。電磁比例弁９３ｊは、指令信号に応じてパイロット指令圧を生成し、補助流量制御弁２５（主弁３３）の開口量を制御する。同時に、コントローラ９４は、ブーム用操作レバー９５ａおよびアーム用操作レバー９５ｂの入力量に応じた補助流量制御弁２４（主弁３１）の目標開口量Ａｆｃｖ＿Ｍを算出し、目標開口量Ａｆｃｖ＿Ｍに応じた指令信号を電磁比例弁９３ｉへ出力する。電磁比例弁９３ｉは、指令信号に応じてパイロット指令圧を生成し、補助流量制御弁２４の主弁３１の開口量を制御する。本動作例では、第２ブーム用方向制御弁１０に対応する補助流量制御弁２４（主弁３１）を全開とし、かつ第１アーム用方向制御弁１１に対応する補助流量制御弁２５（主弁３３）の開口を絞るように制御する。

以上の動作により、オペレータのレバー操作に応じてアクチュエータ２０４ａ，２０５ａを駆動させることが可能となる。このとき、ブリードオフ機能によってアクチュエータ２０４ａ，２０５ａの動作開始時の振動やショックが軽減され動作が滑らかになるため、良好な操作性が確保される。
（２－３）「領域制限制御による自動操作」かつ「分流なし」の場合
領域制限制御機能が有効な状態でアーム用操作レバー９５ｂのみが操作された場合（すなわち、領域制限制御による自動操作において第２油圧ポンプ２から複数のアクチュエータへの分流が生じない場合）の各機器の動作を説明する。
・ブリードオフ弁
コントローラ９４は、アーム用操作レバー９５ｂの入力量に応じたブリードオフ弁３６の目標開口量Ａｂｏ＿Ａを算出し、目標開口量Ａｂｏ＿Ａに応じた指令信号を電磁比例弁９３ｇへ出力する。電磁比例弁９３ｇは、指令信号に応じてパイロット指令圧を生成し、ブリードオフ弁３６の開口量を制御する。本動作例では、ブリードオフ弁３６の目標開口量Ａｂｏ＿Ａがゼロとなる（すなわち、ブリードオフ弁３６が全閉となる）ように制御する。
・油圧ポンプ
コントローラ９４は、第２油圧ポンプの目標ポンプ流量Ｑｐｍｐ＿Ａを算出し、目標ポンプ流量Ｑｐｍｐ＿Ａに応じた指令信号を電磁比例弁９３ａへ出力する。電磁比例弁９３ａは、指令信号に応じてパイロット指令圧ＰｉＰ２を生成し、第２油圧ポンプ２の流量を制御する。本動作例では、ブリードオフ弁３６が全閉となる（すなわち、推定ブリードオフ流量がゼロとなる）ため、目標ポンプ流量Ｑｐｍｐ＿Ａが、アーム用操作レバー９５ｂの入力量に応じて、または、領域制限制御機能によって演算されるアクチュエータの目標流量Ｑａｃｔ＿Ａと等しくなるように制御する。
・方向制御弁
コントローラ９４は、アーム用操作レバー９５ｂの入力量に応じた第１アーム用方向制御弁１１の目標開口量Ａｍｓを算出し、目標開口量Ａｍｓに応じた指令信号を電磁比例弁９３ｄ，９３ｅへ出力する。電磁比例弁９３ｄ，９３ｅは、指令信号に応じてパイロット指令圧ＰｉＡｍ１Ｕ，ＰｉＡＭ１Ｄを生成し、第１アーム用方向制御弁１１の開口量を制御する。
・補助流量制御弁
コントローラ９４は、アームシリンダ２０５ａに対応する補助流量制御弁２５（主弁３３）の前後差圧ΔＰｆｃｖを最小前後差圧ΔＰｍｉｎとして選択する。コントローラ９４は、補助流量制御弁２５（主弁３３）の前後差圧ΔＰｆｃｖと最小前後差圧ΔＰｍｉｎとが一致するため、アーム用操作レバー９５ｂの入力量に応じた補助流量制御弁２５（主弁３３）の目標開口量Ａｆｃｖ＿Ｍを算出し、目標開口量Ａｆｃｖ＿Ｍに応じた指令信号を電磁比例弁９３ｊへ出力する。電磁比例弁９３ｊは、指令信号に応じてパイロット指令圧を生成し、補助流量制御弁２５（主弁３３）の開口量を制御する。本動作例では、補助流量制御弁２５の開口量が最大開口量となるように制御する。

これにより、コントローラ９４の制御によってアクチュエータを駆動させることが可能となり、油圧ショベル３００の領域制限制御が行える。このとき、ブリードオフ弁３６が全閉となることでブリードオフ弁３６から作動油タンク５へ排出されるブリードオフ流量が無くなる。そのため、第２油圧ポンプ２から吐出された作動油をブリードオフ流量の影響を受けることなくアクチュエータへ供給することで、アクチュエータの目標流量に対して供給される流量の不足や目標流量に達するまでの遅れ時間の増大が解消され、アクチュエータの位置や速度の制御精度の低下を招くことなくアクチュエータを駆動させることができる。

なお、上記ではブリードオフ弁３６を全閉とした場合の動作を説明をしたが、ブリードオフ弁３６は必ずしも全閉となる必要は無く、少なくとも一部の操作領域で、領域制限制御機能が無効化された場合（オペレータが手動で操作する場合）の操作レバー入力量に対するブリードオフ弁３６の開口量よりも小さくなるように調整されれば、領域制限制御機能が有効とされた場合のブリードオフ流量がアクチュエータ制御へ与える影響を低減でき、アクチュエータ制御精度を向上させる効果を得ることができる。
（２－４）「領域制限制御による自動操作」かつ「分流あり」の場合
領域制限制御機能が有効な状態でブーム用操作レバー９５ａおよびアーム用操作レバー９５ｂが操作された場合（すなわち、領域制限制御による自動操作において第２油圧ポンプ２から複数のアクチュエータへの分流が生じる場合）の各機器の動作を説明する。
・ブリードオフ弁
コントローラ９４は、ブーム用操作レバー９５ａまたはアーム用操作レバー９５ｂの入力量に応じたブリードオフ弁３６の目標開口量Ａｂｏ＿Ａを算出し、目標開口量Ａｂｏ＿Ａに応じた指令信号を電磁比例弁９３ｇへ出力する。電磁比例弁９３ｇは、指令信号に応じてパイロット指令圧を生成し、ブリードオフ弁３６の開口量を制御する。本動作例では、ブリードオフ弁３６の目標開口量Ａｂｏ＿Ａがゼロとなる（すなわち、ブリードオフ弁３６が全閉となる）ように制御する。
・油圧ポンプ
コントローラ９４は、第２油圧ポンプ２の目標ポンプ流量Ｑｐｍｐ＿Ａを算出し、目標ポンプ流量Ｑｐｍｐ＿Ａに応じた指令信号を電磁比例弁９３ａへ出力する。電磁比例弁９３ａは、指令信号に応じてパイロット指令圧ＰｉＰ２を生成し、第２油圧ポンプ２の流量を制御する。本動作例では、ブリードオフ弁３６が全閉となる（すなわち、推定ブリードオフ流量がゼロとなる）ため、目標ポンプ流量Ｑｐｍｐ＿Ａは、ブーム用操作レバー９５ａおよびアーム用操作レバー９５ｂの入力量に応じて、または、領域制限制御機能によって演算される目標アクチュエータ流量Ｑａｃｔ＿Ａａ，Ｑａｃｔ＿Ａｂの合計と等しくなるように制御される。
・方向制御弁
コントローラ９４は、アーム用操作レバー９５ｂの入力量に応じた第１アーム用方向制御弁１１の目標開口量Ａｍｓを算出し、目標開口量Ａｍｓに応じた指令信号を電磁比例弁９３ｄ，９３ｅへ出力する。電磁比例弁９３ｄ，９３ｅは、指令信号に応じてパイロット指令圧ＰｉＡｍ１Ｕ，ＰｉＡＭ１Ｄを生成し、第１アーム用方向制御弁１１の開口量を制御する。同時に、コントローラ９４は、ブーム用操作レバー９５ａ入力量に応じた第２ブーム用方向制御弁１０の目標開口量Ａｍｓを算出し、目標開口量Ａｍｓに応じた指令信号を電磁比例弁９３ｂ，９３ｃへ出力する。電磁比例弁９３ｂ，９３ｃは、指令信号に応じてパイロット指令圧ＰｉＢｍ２Ｕ，ＰｉＢｍ２Ｄを生成し、第２ブーム用方向制御弁１０の開口量を制御する。
・補助流量制御弁
コントローラ９４は、ブームシリンダ２０４ａに対応する補助流量制御弁２４（主弁３１）の前後差圧ΔＰｆｃｖａ、およびアームシリンダ２０５ａに対応する補助流量制御弁２５（主弁３３）の前後差圧ΔＰｆｃｖｂの最小値を最小前後差圧ΔＰｍｉｎとして選択する。本動作例では、補助流量制御弁２４（主弁３１）の前後差圧ΔＰｆｃｖａを最小前後差圧ΔＰｍｉｎとする。

コントローラ９４は、補助流量制御弁２４（主弁３１）の前後差圧ΔＰｆｃｖａと最小前後差圧ΔＰｍｉｎとが一致するため、ブーム用操作レバー９５ａの入力量に応じた補助流量制御弁２４（主弁３１）の目標開口量Ａｆｃｖ＿Ｍを算出し、目標開口量Ａｆｃｖ＿Ｍに応じた指令信号を電磁比例弁９３ｉへ出力する。電磁比例弁９３ｉは、指令信号に応じてパイロット指令圧を生成し、補助流量制御弁２４（主弁３１）の開口量を制御する。本動作例では、補助流量制御弁２４（主弁３１）の開口量が最大開口量となるように制御する。

同時に、コントローラ９４は、補助流量制御弁２５（主弁３３）の前後差圧ΔＰｆｃｖａと最小前後差圧ΔＰｍｉｎとが一致しないため、アーム用操作レバー９５ｂの入力量に応じて、または、領域制限制御機能によって演算されるアクチュエータの目標流量Ｑａｃｔ＿Ａと圧力センサ８１，８３の信号から得た補助流量制御弁２５（主弁３３）の前後差圧ΔＰｆｃｖとを基に補助流量制御弁２５（主弁３３）の目標開口量Ａｆｃｖ＿Ｍを算出し、目標開口量Ａｆｃｖ＿Ｍに応じた指令信号を電磁比例弁９３ｊへ出力する。電磁比例弁９３ｊは、指令信号に応じてパイロット指令圧を生成し、補助流量制御弁２５（主弁３３）の開口量を制御する。

これにより、補助流量制御弁２５の流量制御機能が有効となり、補助流量制御弁２５（主弁３３）の前後差圧に応じて補助流量制御弁２５（主弁３３）の開口量が調整されるため、アームシリンダ２０５ａの負荷変動によるアームシリンダ２０５ａへの供給流量の不安定化を防ぐことができる。
（３）効果
本実施の形態では、車体２０２と、車体２０２に取り付けられた作業装置２０３と、車体２０２または作業装置２０３を駆動する複数のアクチュエータ２０４ａ，２０５ａ，２０６ａ，２１１と、作動油タンク５と、作動油タンク５から作動油を吸入し、複数のアクチュエータ２０４ａ，２０５ａ，２０６ａ，２１１へ供給する油圧ポンプ１～３と、油圧ポンプ１～の吐出ライン４０，５０，６０にパラレルに接続されており、油圧ポンプ１～３から複数のアクチュエータ２０４ａ，２０５ａ，２０６ａ，２１１に供給される作動油の流量を制御する複数の流量制御装置６～１６，２１～２９と、複数のアクチュエータ２０４ａ，２０５ａ，２０６ａ，２１１の動作を指示するための操作レバー９５ａ，９５ｂと、パイロットポンプ９１と、パイロットポンプ９１から供給される圧油を減圧し、複数の流量制御装置６～１６，２１～２９の操作圧を生成する複数の電磁比例弁９３ａ～９３ｊと、操作レバー９５ａ，９５ｂの操作量に応じて複数の電磁比例弁９３ａ～９３ｊへの指令信号を出力するコントローラ９４と、車体２０２または作業装置２０３の自動制御機能の有効化または無効化を指示するための自動制御機能切替スイッチ９６とを備え、コントローラ９４は、自動制御機能切替スイッチ９６により自動制御機能の有効化が指示された場合に、複数の電磁比例弁９３ａ～９３ｊへの指令信号を補正することにより自動制御機能を実行する作業機械３００において、吐出ライン４０，５０，６０と作動油タンク５とを接続する油路４１，５１，６１に設けられ、吐出ライン４０，５０，６０から作動油タンク５へ戻る作動油の流量を調整するブリードオフ弁３５～３７を備え、コントローラ９４は、自動制御機能切替スイッチ９６により自動制御機能の無効化が指示された場合に、ブリードオフ弁３５～３７の開口量を最大開口量または操作レバー９５ａ，９５ｂの入力量に応じた開口量Ａｂｏ＿Ｍに調整し、自動制御機能切替スイッチ９６により自動制御機能の有効化が指示された場合に、操作レバー９５ａ，９５ｂの少なくとも一部の操作領域において、ブリードオフ弁３５～３７の開口量Ａｂｏ＿Ａを自動制御機能の無効化が指示された場合の開口量Ａｂｏ＿Ｍよりも小さくなるように調整する。

以上のように構成した本実施の形態によれば、領域制限制御機能が無効とされた場合（オペレータが車体２０２または作業装置２０３を手動操作する場合）は、ブリードオフ機能によってアクチュエータの動作開始時の振動やショックを軽減して動作を滑らかにすることにより、良好な操作性を確保することができる。一方、領域制限制御機能が有効とされた場合（コントローラ９４が自動制御を行う場合）は、ブリードオフ機能を抑制することにより、アクチュエータの目標流量に対して油圧ポンプ１～３から供給される流量の不足や目標流量に達するまでの遅れが解消されるため、アクチュエータの制御精度を確保することができる。これにより、オペレータが車体２０２または作業装置２０３を手動操作する場合の良好な操作性と、コントローラ９４が自動制御を行う場合の車体２０２または作業装置２０３の制御精度とを両立させることが可能となる。

また、本実施の形態に係る作業機械３００は、ブリードオフ弁３５～３７の前後差圧を検出する第１圧力センサ８７～８９を備え、コントローラ９４は、領域制限制御機能切替スイッチ（自動制御機能切替スイッチ）９６により領域制限制御機能（自動制御機能）の有効化が指示された場合に、操作レバー９５ａ，９５ｂの入力量に応じた複数のアクチュエータ２０４ａ，２０５ａ，２０６ａ，２１１の各目標流量を算出し、ブリードオフ弁３５～３７の開口量Ａｂｏ＿Ａと第１圧力センサ８７～８９で検出したブリードオフ弁３５～３７の前後差圧とを基にブリードオフ弁３５～３７の通過流量（推定ブリードオフ流量Ｑｂｏ＿Ａ）を算出し、油圧ポンプ１～３の吐出流量を複数のアクチュエータ２０４ａ，２０５ａ，２０６ａ，２１１の各目標流量とブリードオフ弁３５～３７の通過流量（推定ブリードオフ流量Ｑｂｏ＿Ａ）との合計と等しくなるように調整する。これにより、油圧ポンプ１～３の吐出流量を最小限に抑えつつ、ブリードオフ流量の影響を受けることなく各アクチュエータへ目標流量を供給することが可能となる。

また、本実施の形態において、複数の流量制御装置６～１６，２１～２９は、複数のアクチュエータ２０４ａ，２０５ａ，２０６ａ，２１１に供給される作動油の方向を制御する複数の方向制御弁６～１６と、複数の方向制御弁６～１６に供給される作動油の流量を制御する複数の補助流量制御弁２１～２９とを有し、作業機械３００は、複数の補助流量制御弁２１～２９（主弁３１，３３）の各前後差圧を検出する第２圧力センサ８１～８３を備え、コントローラ９４は、第２圧力センサ８１～８３で検出した複数の補助流量制御弁２１～２９の各前後差圧に応じて複数の補助流量制御弁２１～２９（主弁３１，３３）の各開口量を調整することで複数の方向制御弁６～１６の各通過流量を制限する流量制限機能を有し、領域制限制御機能切替スイッチ（自動制御機能切替スイッチ）９６により領域制限制御機能（自動制御機能）の無効化が指示された場合に、前記流量制限機能を無効化し、自動制御機能切替スイッチ９６により自動制御機能の有効化が指示された場合に、前記流量制限機能を有効化する。これにより、流量制御装置６～１６，２１～２９が方向制御弁６～１６と補助流量制御弁２１～２９とで構成された油圧駆動装置４００において、オペレータが車体２０２または作業装置２０３を手動操作する場合の良好な操作性と、コントローラ９４が自動制御を行う場合の車体２０２または作業装置２０３の制御精度とを両立することが可能となる。

また、コントローラ９４は、領域制限制御機能切替スイッチ（自動制御機能切替スイッチ）９６により領域制限制御機能（自動制御機能）の有効化が指示され、かつ操作レバー９５ａ，９５ｂを介して複数のアクチュエータ２０４ａ，２０５ａ，２０６ａ，２１１のうち２以上のアクチュエータの動作が同時に指示された場合は、複数の補助流量制御弁２１～２９に含まれる、前記２以上のアクチュエータに対応する２以上の補助流量制御弁のうち、前後差圧が最も小さい補助流量制御弁による通過流量の制限を解除する。これにより、油圧ポンプ１～３の吐出流量と目標ポンプ流量Ｑｐｍｐ＿Ａとで誤差が生じた場合に、前後差圧がもっとも小さい補助流量制御弁に対する流量制限を解除し、油圧ポンプ１～３の吐出流量の誤差を最大負荷が作用するアクチュエータへの供給流量に含ませることで、油圧ポンプ１～３の吐出流量の誤差による油圧システムの不安定化（例えば、油圧ポンプ１～３の吐出流量が多すぎて吐出ライン４０，５０，６０の圧力がメインリリーフ圧まで上昇してしまうなど）を防止することができる。

以上、本発明の実施の形態について詳述したが、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施の形態は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。

１…第１油圧ポンプ、１ａ…流量制御指令圧ポート（レギュレータ）、１ｂ…第１油圧ポンプ自己圧ポート（レギュレータ）、１ｃ…第２油圧ポンプ自己圧ポート（レギュレータ）、２…第２油圧ポンプ、２ａ…流量制御指令圧ポート（レギュレータ）、２ｂ…第２油圧ポンプ自己圧ポート（レギュレータ）、２ｃ…第１油圧ポンプ自己圧ポート（レギュレータ）、３…第３油圧ポンプ、３ａ…流量制御指令圧ポート（レギュレータ）、３ｂ…第３油圧ポンプ自己圧ポート（レギュレータ）、５…作動油タンク、６…右走行用方向制御弁（流量制御装置）、７…バケット用方向制御弁（流量制御装置）、８…第２アーム用方向制御弁（流量制御装置）、９…第１ブーム用方向制御弁（流量制御装置）、１０…第２ブーム用方向制御弁（流量制御装置）、１１…第１アーム用方向制御弁（流量制御装置）、１２…第１アタッチメント用方向制御弁（流量制御装置）、１３…左走行用方向制御弁（流量制御装置）、１４…旋回用方向制御弁（流量制御装置）、１５…第３ブーム用方向制御弁（流量制御装置）、１６…第２アタッチメント用方向制御弁（流量制御装置）、１７…合流弁、１８～２０…メインリリーフ弁、２１～２９…補助流量制御弁（流量制御装置）、３１…主弁、３１ａ…弁体、３１ｂ…制御可変絞り、３１ｃ…第１圧力室、３１ｄ…第２圧力室、３１ｅ…第３圧力室、３２…パイロット可変絞り、３２ａ…パイロットポート、３３…主弁、３３ａ…弁体、３３ｂ…制御可変絞り、３３ｃ…第１圧力室、３３ｄ…第２圧力室、３３ｅ…第３圧力室、３４…パイロット可変絞り、３４ａ…パイロットポート、３５～３７…ブリードオフ弁、４１…センターバイパス油路、４２～４７…油路、５１…センターバイパス油路、５２～５８…油路、６１…センターバイパス油路、６２～６７，６８ａ，６８ｂ，６９ａ，６９ｂ，７１～７５…油路、８１～８３…圧力センサ（第２圧力センサ）、８４～８６…ストロークセンサ、８７～８９…圧力センサ（第１圧力センサ）、９１…パイロットポンプ、９２…パイロットリリーフ弁、９３…電磁弁ユニット、９３ａ～９３ｊ…電磁比例弁、９４…コントローラ、９４ａ…制御有効化判定部、９４ｂ…目標ブリードオフ弁開口演算部、９４ｃ…要求アクチュエータ流量演算部、９４ｄ…制限アクチュエータ流量演算部、９４ｅ…目標アクチュエータ流量演算部、９４ｆ…推定ブリードオフ流量演算部、９４ｇ…目標ポンプ流量演算部、９４ｈ…目標方向制御弁開口演算部、９４ｉ…圧力状態判定部、９４ｊ…目標流量制御弁開口演算部、９５ａ…ブーム用操作レバー、９５ｂ…アーム用操作レバー、９６…領域制限制御機能切替スイッチ（自動制御機能切替スイッチ）、９７…油路、２０１…走行体、２０２…旋回体（車体）、２０３…作業装置、２０４…ブーム、２０４ａ…ブームシリンダ（アクチュエータ）、２０５…アーム、２０５ａ…アームシリンダ（アクチュエータ）、２０６…バケット、２０６ａ…バケットシリンダ（アクチュエータ）、２０７…運転室、２０８…機械室、２０９…カウンタウエイト、２１０…コントロールバルブ、２１１…旋回モータ（アクチュエータ）、３００…油圧ショベル（作業機械）、４００…油圧駆動装置。

Claims (4)

1. 車体と、
   前記車体に取り付けられた作業装置と、
   前記車体または前記作業装置を駆動する複数のアクチュエータと、
   作動油タンクと、
   前記作動油タンクから作動油を吸入し、前記複数のアクチュエータへ供給する油圧ポンプと、
   前記油圧ポンプの吐出ラインにパラレルに接続されており、前記油圧ポンプから前記複数のアクチュエータに供給される作動油の流量を制御する複数の流量制御装置と、
   前記複数のアクチュエータの動作を指示するための操作レバーと、
   パイロットポンプと、
   前記パイロットポンプから供給される圧油を減圧し、前記複数の流量制御装置の操作圧を生成する複数の電磁比例弁と、
   前記操作レバーの操作量に応じて前記複数の電磁比例弁への指令信号を出力するコントローラと、
   前記車体または前記作業装置の自動制御機能の有効化または無効化を指示するための自動制御機能切替スイッチとを備え、
   前記コントローラは、前記自動制御機能切替スイッチにより前記自動制御機能の有効化が指示された場合に、前記複数の電磁比例弁への指令信号を補正することにより前記自動制御機能を実行する作業機械において、
   前記吐出ラインと前記作動油タンクとを接続する油路に設けられ、前記吐出ラインから前記作動油タンクへ戻る作動油の流量を調整するブリードオフ弁を備え、
   前記コントローラは、
   前記自動制御機能切替スイッチにより前記自動制御機能の無効化が指示された場合に、前記ブリードオフ弁の開口量を最大開口量または前記操作レバーの入力量に応じた開口量に調整し、
   前記自動制御機能切替スイッチにより前記自動制御機能の有効化が指示された場合に、前記操作レバーの少なくとも一部の操作領域において、前記ブリードオフ弁の開口量を前記自動制御機能の無効化が指示された場合の開口量よりも小さくなるように調整する
   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、
   前記ブリードオフ弁の前後差圧を検出する第１圧力センサを備え、
   前記コントローラは、前記自動制御機能切替スイッチにより前記自動制御機能の有効化が指示された場合に、前記操作レバーの入力量に応じた前記複数のアクチュエータの各目標流量を算出し、前記ブリードオフ弁の開口量と前記第１圧力センサで検出した前記ブリードオフ弁の前後差圧とを基に前記ブリードオフ弁の通過流量を算出し、前記油圧ポンプの吐出流量を前記複数のアクチュエータの各目標流量と前記ブリードオフ弁の通過流量との合計と等しくなるように調整する
   ことを特徴とする作業機械。
3. 請求項２に記載の作業機械において、
   前記複数の流量制御装置は、前記複数のアクチュエータに供給される作動油の方向を制御する複数の方向制御弁と、前記複数の方向制御弁に供給される作動油の流量を制御する複数の補助流量制御弁とを有し、
   前記作業機械は、前記複数の補助流量制御弁の各前後差圧を検出する第２圧力センサを備え、
   前記コントローラは、
   前記第２圧力センサで検出した前記複数の補助流量制御弁の各前後差圧に応じて前記複数の補助流量制御弁の各開口量を調整することで前記複数の方向制御弁の各通過流量を制限する流量制限機能を有し、
   前記自動制御機能切替スイッチにより前記自動制御機能の無効化が指示された場合に、前記流量制限機能を無効化し、
   前記自動制御機能切替スイッチにより前記自動制御機能の有効化が指示された場合に、前記流量制限機能を有効化する
   ことを特徴とする作業機械。
4. 請求項３に記載の作業機械において、
   前記コントローラは、前記自動制御機能切替スイッチにより前記自動制御機能の有効化が指示され、かつ前記操作レバーを介して前記複数のアクチュエータのうち２以上のアクチュエータの動作が同時に指示された場合は、前記複数の補助流量制御弁に含まれる、前記２以上のアクチュエータに対応する２以上の補助流量制御弁のうち、前後差圧が最も小さい補助流量制御弁による通過流量の制限を解除する
   ことを特徴とする作業機械。

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