(57)【要約】【課題】マシンコントロールの実行中に圧油再生に伴う油圧アクチュエータの速度変動を抑えることにより、マシンコントロールの制御精度を確保しつつ、作業効率を向上させることができる作業機械を提供する。【解決手段】制御装置１００は、パイロットライン４１〜４３の各パイロット圧を補正する領域制限制御部１１０と、アームシリンダ１２のタンク側油路２８ａからポンプ側流路２８ｂに合流させる圧油の流量をゼロから所定の上限値までの間で調整する再生制御部１２０と、前記領域制限制御部の機能が無効な場合に再生制御部１２０に対して前記所定の上限値を第１の設定値Ｆ１とするように指示し、前記領域制限制御部の機能が有効な場合に再生制御部１２０に対して前記所定の上限値を前記第１の設定値よりも小さい第２の設定値Ｆ２とするように指示する再生制御切替部１３０とを有する。【選択図】  図３
2018003516.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体と、
前記車体に設けられたフロント作業装置と、
前記フロント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に圧油を供給する油圧ポンプと、
前記油圧ポンプから前記複数の油圧アクチュエータに供給される圧油の流れを制御する複数の流量制御弁と、
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装置と、
前記複数の操作装置と前記複数の流量制御弁のパイロット部とを接続する複数のパイロットラインと、
前記複数のパイロットラインのうちの少なくとも１つの所定のパイロットラインに設けられた電磁比例弁と、
前記電磁比例弁を制御して前記所定のパイロットラインのパイロット圧を補正することにより前記フロント作業装置の駆動を制御する制御装置とを備えた作業機械において、
前記複数の油圧アクチュエータのうちの所定の油圧アクチュエータのタンク側流路の圧油をポンプ側流路に合流させる再生回路を更に備え、
前記制御装置は、
前記フロント作業装置が目標掘削面の下方に侵入しないように前記電磁比例弁を制御する領域制限制御部と、
前記再生回路を介して前記ポンプ側流路に合流させる圧油の流量をゼロから所定の上限値までの間で調整する再生制御部と、
前記領域制限制御部の機能が無効な場合に前記再生制御部に対して前記所定の上限値を第１の設定値とするように指示し、前記領域制限制御部の機能が有効な場合に前記再生制御部に対して前記所定の上限値を前記第１の設定値よりも小さい第２の設定値とするように指示する再生制御切替部とを有することを特徴とする作業機械。
【請求項２】
請求項１に記載の作業機械において、
前記領域制限制御部を機能させるための領域制限スイッチを更に備え、
前記再生制御切替部は、
前記領域制限スイッチがＯＦＦ位置にある場合に、前記再生制御部に対して前記所定の上限値を前記第１の設定値とするように指示し、
前記領域制限スイッチがＯＮ位置にある場合に、前記再生制御部に対して前記所定の上限値を前記第２の設定値とするように指示することを特徴とする作業機械。
【請求項３】
請求項１に記載の作業機械において、
前記領域制限制御部を機能させるための領域制限スイッチを更に備え、
前記再生制御切替部は、
前記領域制限スイッチがＯＦＦ位置にある場合に、前記再生制御部に対して前記所定の上限値を前記第１の設定値とするように指示し、
前記領域制限スイッチがＯＮ位置にあり、かつ、前記フロント作業装置の所定の位置から目標掘削面までの距離が所定の距離よりも小さい場合に、前記再生制御部に対して前記所定の上限値を前記第２の設定値とするように指示し、
前記領域制限スイッチがＯＮ位置にあり、かつ、前記フロント作業装置の所定の位置から前記目標掘削面までの距離が所定の距離よりも小さくない場合に、前記再生制御部に対して前記所定の上限値を前記第１の設定値とするように指示することを特徴とする作業機械。
【請求項４】
請求項１に記載の作業機械において、
前記領域制限制御部を機能させるための領域制限スイッチを更に備え、
前記フロント作業装置は、アームを有し、
前記電磁比例弁は、前記アームを駆動するアームシリンダのパイロットラインに設けられ、
前記再生制御切替部は、
前記領域制限スイッチがＯＦＦ位置にある場合に、前記再生制御部に対して前記所定の上限値を前記第１の設定値とするように指示し、
前記領域制限スイッチがＯＮ位置にあり、かつ、前記領域制限制御部による補正後のアーム操作圧が所定の操作圧よりも小さい場合に、前記再生制御部に対して前記所定の上限値を前記第２の設定値とするように指示し、
前記領域制限スイッチがＯＮ位置にあり、かつ、前記領域制限制御部による補正後のアーム操作圧が所定の操作圧よりも小さくない場合に、前記再生制御部に対して前記所定の上限値を前記第１の設定値とするように指示することを特徴とする作業機械。
【請求項５】
請求項１に記載の作業機械において、
前記領域制限制御部を機能させるための領域制限スイッチを更に備え、
前記フロント作業装置は、ブームを有し、
前記電磁比例弁は、前記ブームを駆動するブームシリンダのパイロットラインに設けられ、
前記再生制御切替部は、
前記領域制限スイッチがＯＦＦ位置にある場合に、前記再生制御部に対して前記所定の上限値を前記第１の設定値とするように指示し、
前記領域制限スイッチがＯＮ位置にあり、かつ、前記領域制限制御部による補正後のブーム操作圧が所定の操作圧よりも小さい場合に、前記再生制御部に対して前記所定の上限値を前記第２の設定値とするように指示し、
前記領域制限スイッチがＯＮ位置にあり、かつ、前記領域制限制御部による補正後のブーム操作圧が所定の操作圧よりも小さくない場合に、前記再生制御部に対して前記所定の上限値を前記第１の設定値とするように指示することを特徴とする作業機械。
【請求項６】
請求項１に記載の作業機械において、
前記領域制限制御部を機能させるための領域制限スイッチを更に備え、
前記領域制限制御部は、精度優先モードと速度優先モードと切替可能に備え、
前記領域制限制御部に対して前記精度優先モードから前記速度優先モードへの切替を指示するモード切替手段を更に備え、
前記再生制御切替部は、
前記領域制限スイッチがＯＦＦ位置にある場合に、前記再生制御部に対して前記所定の上限値を前記第１の設定値とするように指示し、
前記領域制限スイッチがＯＮ位置にあり、かつ、前記モード切替手段を介して前記精度優先モードへの切替が指示された場合に、前記再生制御部に対して前記所定の上限値を前記第２の設定値とするように指示し、
前記領域制限スイッチがＯＮ位置にあり、かつ、前記モード切替手段を介して前記速度優先モードへの切替が指示された場合に、前記再生制御部に対して前記所定の上限値を前記第１の設定値とするように指示す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、自動又は半自動で油圧アクチュエータの駆動を制御する機能を備えた作業機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧ショベルでは、フロント作業装置を構成するブーム、アーム及びバケットはそれぞれ回動可能に支持されており、ブーム、アーム又はバケットを単独で動かしたときにバケット先端は円弧上の軌跡を描く。そのため、例えばアームを引く動作によってバケット先端で直線状の仕上げ面を形成する場合においては、オペレータはブーム、アーム及びバケットを複合的に操作する必要があり、オペレータには熟練した技術が要求される。
【０００３】
そこで、コンピュータ（コントローラ）により自動又は半自動で油圧アクチュエータの駆動を制御する機能（マシンコントロール）を掘削作業に適用し、掘削動作時（アーム又はバケットの動作時）に設計面（目標掘削面）に沿ってバケット先端を移動させる技術がある（特許文献１）。
【０００４】
一方、従来の油圧ショベルの中には、油圧アクチュエータのタンク側流路の圧油をポンプ側流路に合流させること（圧油再生）により、当該油圧アクチュエータの動作速度を増速させることができる油圧再生装置を備えたものがある（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３０５６２５４号
【特許文献２】特許第３５９４６８０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
アームシリンダの伸縮速度を増速させることができる油圧再生装置を備えた油圧ショベルにマシンコントロールを適用した場合、マシンコントロールによってバケット先端を目標掘削面に沿って移動させている最中に、アームシリンダにおいて圧油再生が行われ、アームの動作速度が変動することにより、バケット先端が目標掘削面よりも深く地中に食い込むおそれがある。
【０００７】
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、マシンコントロールの実行中に圧油再生に伴う油圧アクチュエータの速度変動を抑えることにより、マシンコントロールの制御精度を確保しつつ、作業効率を向上させることができる作業機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、車体と、前記車体に設けられたフロント作業装置と、前記フロント作業装置を駆動する複数の油圧アクチュエータと、油圧ポンプと、前記油圧ポンプから前記複数の油圧アクチュエータに供給される圧油の流れを制御する複数の流量制御弁と、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装置と、前記複数の操作装置と前記複数の流量制御弁のパイロット部とを接続する複数のパイロットラインと、前記複数のパイロットラインのうちの少なくとも１つの所定のパイロットラインに設けられた電磁比例弁と、前記電磁比例弁を制御して前記所定のパイロットラインのパイロット圧を補正することにより前記フロント作業装置の駆動を制御する制御装置とを備えた作業機械において、前記複数の油圧アクチュエータのうちの所定の油圧アクチュエータのタンク側流路の圧油をポンプ側流路に合流させる再生回路を更に備え、前記制御装置は、前記フロント作業装置が目標掘削面の下方に侵入しないように前記電磁比例弁を制御する領域制限制御部と、前記再生回路を介して前記ポンプ側流路に合流させる圧油の流量をゼロから所定の上限値までの間で調整する再生制御部と、前記領域制限制御部の機能が無効な場合に前記再生制御部に対して前記所定の上限値を第１の設定値とするように指示し、前記領域制限制御部の機能が有効な場合に前記再生制御部に対して前記所定の上限値を前記第１の設定値よりも小さい第２の設定値とするように指示する再生制御切替部とを有するものとする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、マシンコントロールの実行中に圧油再生に伴う油圧アクチュエータの速度変動を抑えることにより、マシンコントロールの制御精度を確保しつつ、作業効率を向上させることできる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施例に係る作業機械の一例としての油圧ショベルの外観図である。
【図２】図１に示した油圧ショベルが備える油圧駆動装置を制御装置と共に示す図である。
【図３】図２に示した制御装置の機能ブロック図である。
【図４】図１に示した油圧ショベルの水平掘削動作を示す図である。
【図５】図１に示した油圧ショベルの基準座標を示す図である。
【図６】図２に示す再生回路の詳細を示す図である。
【図７】油圧ポンプの吐出圧と電磁比例弁の駆動電流との関係を示す図である。
【図８】電磁比例弁の駆動電流と可変絞りの絞り量との関係、及び、電磁比例弁の駆動電流とタンク側流路からポンプ側流路に合流する圧油の流量（再生流量）との関係を示す図である。
【図９】図４に示す再生制御切替部の処理を示すフロー図である。
【図１０】本発明の第２の実施例に係る油圧ショベルが備える制御装置の機能ブロック図である。
【図１１】図１０に示す再生制御切替部の処理を示すフロー図である。
【図１２】本発明の第３の実施例に係る油圧ショベルが備える制御装置の機能ブロック図である。
【図１３】図１２に示す再生制御切替部の処理を示すフロー図である。
【図１４】本発明の第４の実施例に係る油圧ショベルが備える制御装置の機能ブロック図である。
【図１５】図１４に示す再生制御切替部の処理を示すフロー図である。
【図１６】本発明の第５の実施例に係る油圧ショベルが備える制御装置の機能ブロック図である。
【図１７】図１６に示す再生制御切替部の処理を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。なお、各図中、同一の部分には同一の符号を付し、重複した説明は適宜省略する。また、以下では、フロント作業装置の先端のアタッチメントとしてバケット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油圧ショベルに本発明を適用しても構わない。また、以下の説明では、同種の構成要素が複数存在する場合、符号（数字）の末尾にアルファベットを付すことがあるが、当該アルファベットを省略して当該複数の構成要素をまとめて表記することがある。例えば、４つの操作レバー２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄが存在するとき、これらをまとめて操作レバー２３と表記することがある。
【実施例１】
【００１２】
図１は、本発明の第１の実施例に係る作業機械の一例としての油圧ショベルの外観図であり、図２は、図１に示した油圧ショベルが備える油圧駆動装置を制御装置と共に示す図である。
【００１３】
図１において、油圧ショベル１は、フロント作業装置１Ａと車体１Ｂで構成されている。車体１Ｂは、下部走行体５と、下部走行体５の上に旋回可能に取り付けられた上部旋回体６とからなる。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２、アーム３及びバケット４）を連結して構成されており、フロント作業装置１Ａのブーム２の基端は上部旋回体６の前部に支持されている。
【００１４】
ブーム２、アーム３、バケット４、上部旋回体６及び下部走行体５はそれぞれブームシリンダ１１、アームシリンダ１２、バケットシリンダ１３、旋回油圧モータ８及び左右の走行油圧モータ７ａ，７ｂによりそれぞれ駆動される被駆動部材を構成する。これら被駆動部材２〜６への動作指示は、上部旋回体６上の運転室内に搭載された左走行レバー２３ｃ、右走行レバー２３ｄ、左操作レバー２３ａ及び右操作レバー２３ｂ（これらを操作レバー２３と総称することがある）のオペレータによる操作に応じて出力される。
【００１５】
運転室内には、左走行レバー２３ｃを有する操作装置３３ａ（図２に示す）と、右走行レバー２３ｄを有する操作装置３３ｂ（図２に示す）と、左操作レバー２３ａを共有する操作装置３１ａ，３２ａと、右操作レバー２３ｂを共有する操作装置３１ｂ、３２ｂが設置されている。操作装置３１〜３３は油圧パイロット方式であり、それぞれオペレータにより操作される操作レバー２３の操作量（例えば、レバーストローク）と操作方向に応じたパイロット圧（操作圧と称することがある）を制御信号として、パイロットライン４１〜４６（図２に示す）を介して対応する流量制御弁５１〜５６（図２に示す）のパイロット部５１ａ，５１ｂ，…５６ａ，５６ｂに供給し、これら流量制御弁５１〜５６を駆動する。
【００１６】
油圧ポンプ２１から吐出した圧油がコントロールバルブユニット２２内の流量制御弁５１〜５６（図２に示す）を介して左走行油圧モータ７ａ、右走行油圧モータ７ｂ、旋回油圧モータ８、ブームシリンダ１１、アームシリンダ１２及びバケットシリンダ１３に供給される。供給された圧油によってブームシリンダ１１、アームシリンダ１２及びバケットシリンダ１３が伸縮することで、ブーム２、アーム３及びバケット４がそれぞれ回動し、バケット４の位置及び姿勢が変化する。また、供給された圧油によって旋回油圧モータ８が回転することで、下部走行体５に対して上部旋回体６が旋回する。さらに、供給された圧油によって左右の走行油圧モータ７ａ，７ｂが回転することで、下部走行体５が走行する。
【００１７】
ブーム２のブームピン、アーム３のアームピン及びバケットリンク１４には、ブーム２、アーム３及びバケット４の回動角度α，β，γ（図５に示す）を測定できるように、ブーム角度センサ６１、アーム角度センサ６２及びバケット角度センサ６３がそれぞれ取り付けられ、上部旋回体６には、基準面（例えば水平面）に対する上部旋回体６（車体１Ｂ）の前後方向の傾斜角θ（図５に示す）を検出する車体傾斜角センサ６４が取り付けられている。
【００１８】
図１の油圧ショベル１は、図２に示すように、油圧ポンプ２１と、この油圧ポンプ２１からの圧油により駆動されるブームシリンダ１１、アームシリンダ１２、バケットシリンダ１３、旋回油圧モータ８及び左右の走行油圧モータ７ａ，７ｂを含む複数の油圧アクチュエータと、これら油圧アクチュエータ７，８，１１〜１３のそれぞれに対応して設けられた左走行レバー２３ｃ、右走行レバー２３ｄ、左操作レバー２３ａ、右操作レバー２３ｂと、油圧ポンプ２１と複数の油圧アクチュエータ７，８，１１〜１３間に接続され、操作レバー２３の操作量及び操作方向に応じて操作装置３１〜３３から出力される制御信号によって制御され、油圧アクチュエータ７，８，１１〜１３に供給される圧油の流量及び方向を制御する複数の流量制御弁５１〜５６と、油圧ポンプ２１と流量制御弁５１〜５６の間の圧力が設定値以上になった場合に開弁して圧油をタンク２７に逃がすリリーフ弁２５と、アームシリンダ１２のタンク側流路２８ａの圧油をポンプ側流路２８ｂに合流させる再生回路９０とを有している。これらは、油圧ショベル１の被駆動部材２〜６を駆動する油圧駆動装置を構成している。
【００１９】
本実施例の油圧ショベル１は、オペレータの掘削操作を補助する制御システム（以下「掘削制御システム」という。）を備えている。掘削制御システムは、例えば、水平掘削動作中にバケット先端（バケット４の爪先）が目標掘削面２００（図４に示す）よりも深く地中に食い込まないよう、ブーム２を強制的に上昇させる等の制御（以下「領域制限制御」という。）を行う。
【００２０】
本実施例における掘削制御システムは、運転室内の操作パネルの上方などオペレータの視界を遮らない位置に設置され領域制限制御の有効／無効を切り替える領域制限スイッチ３４と、ブーム２用の操作装置３１ａのパイロットライン４１ａ，４１ｂに設けられ、操作レバー２３ａのブーム上げ方向又はブーム下げ方向の操作量としてパイロット圧（制御信号）を検出する圧力センサ７１ａ，７１ｂと、アーム３用の操作装置３１ｂのパイロットライン４２ａ，４２ｂに設けられ、操作レバー２３ｂのアーム引き方向又はアーム押し方向の操作量としてパイロット圧（制御信号）を検出する圧力センサ７２ａ，７２ｂと、バケット４用の操作装置３２ａのパイロットライン４３ａ，４３ｂに設けられ、操作レバー２３ａのバケットクラウド方向又はバケットダンプ方向の操作量としてパイロット圧（制御信号）を検出する圧力センサ７３ａ，７３ｂと、一次ポート側がパイロットポンプ２４に接続されパイロットポンプ２４からのパイロット圧を減圧して出力する電磁比例弁８１ａと、ブーム２用の操作装置３１ａのパイロットライン４１ａと電磁比例弁８１ａの二次ポート側に接続され、パイロットライン４１ａ内のパイロット圧と電磁比例弁８１ａから出力される制御圧の高圧側を選択し、流量制御弁５１のパイロット部５１ａに導くシャトル弁２６と、ブーム２用の操作装置３１ａのパイロットライン４１ｂに設置され、電気信号に応じてパイロットライン４１ｂ内のパイロット圧を減圧して出力する電磁比例弁８１ｂと、アーム３用の操作装置３１ｂのパイロットライン４２ａ，４２ｂに設置され、電気信号に応じてパイロットライン４２ａ，４２ｂ内のパイロット圧を減圧して出力する電磁比例弁８２ａ，８２ｂと、バケット４用の操作装置３２ｂのパイロットライン４３ａ，４３ｂに設置され、電気信号に応じてパイロットライン４３ａ，４３ｂ内のパイロット圧を減圧して出力する電磁比例弁８３ａ，８３ｂと、各種演算を実行可能なコンピュータ等からなる制御装置１００とを備えている。
【００２１】
制御装置１００は、領域制限スイッチ３４からの切替信号と、後述する目標掘削面設定装置３５によって設定された目標掘削面２００の形状情報及び位置情報と、角度センサ６１〜６３及び傾斜角センサ６４からの検出信号と、圧力センサ７１〜７３からの検出信号とに基づいて各種演算を行い、パイロットライン４１〜４３の各パイロット圧を補正するための作動信号を電磁比例弁８１〜８３に出力する。
【００２２】
図３は、制御装置１００の機能ブロック図である。制御装置１００は、領域制限制御部１１０と、再生制御部１２０と、再生制御切替部１３０とを備えている。制御装置１００には、作業機姿勢検出装置６０、目標掘削面設定装置３５、オペレータ操作検出装置７０及び電磁比例弁８１〜８３がそれぞれ接続されている。
【００２３】
作業機姿勢検出装置６０は、ブーム角度センサ６１、アーム角度センサ６２、バケット角度センサ６３及び車体傾斜角センサ６４から構成される。
【００２４】
目標掘削面設定装置３５は、目標掘削面２００に関する情報（目標掘削面の位置情報も含む）を入力可能なインターフェースである。目標掘削面設定装置３５への入力は、オペレータが手動で行っても、ネットワーク等を介して外部から取り込んでも良い。また、目標掘削面設定装置３５には、衛星通信アンテナが接続され、ショベルのグローバル座標を演算しても良い。
【００２５】
オペレータ操作検出装置７０は、オペレータによる操作レバー２３の操作によって生じる操作圧を取得する圧力センサ７１〜７３から構成される。
【００２６】
領域制限制御部１１０は、作業機姿勢演算部１１１と、目標掘削面演算部１１２と、目標動作演算部１１３と、電磁比例弁制御部１１４とを備えている。
【００２７】
作業機姿勢演算部１１１は、作業機姿勢検出装置６０からの情報に基づき、フロント作業装置１Ａの姿勢を演算する。フロント作業装置１Ａの姿勢は、図５のショベル基準座標に基づいて定義できる。図５のショベル基準座標は、上部旋回体６に設定された座標であり、上部旋回体６に回動可能に支持されているブーム２の基底部を原点とし、上部旋回体６における鉛直方向にＺ軸、水平方向にＸ軸を設定した。Ｘ軸に対するブーム２の傾斜角をブーム角α、ブーム２に対するアーム３の傾斜角をアーム角β、アーム３に対するバケット４の傾斜角をバケット角γとした。水平面（基準面）に対する車体１Ｂ（上部旋回体６）の傾斜角を傾斜角θとした。ブーム角αはブーム角度センサ６１により、アーム角βはアーム角度センサ６２により、バケット角γはバケット角度センサ６３により、傾斜角θは車体傾斜角センサ６４によりそれぞれ検出される。ブーム角αは、ブーム２を最も上昇させたとき（ブームシリンダ１１が上げ方向のストロークエンドのとき、すなわちブームシリンダ長が最長のとき）に最大となり、ブーム２を最も下降させたとき（ブームシリンダ１１が下げ方向のストロークエンドのとき、すなわちブームシリンダ長が最短のとき）に最小となる。アーム角βは、アームシリンダ長が最短のときに最小となり、アームシリンダ長が最長のときに最大となる。バケット角γは、バケットシリンダ長が最短（図５にしめす状態）のときに最小となり、バケットシリンダ長が最長のときに最大となる。
【００２８】
図３に戻り、目標掘削面演算部１１２は、目標掘削面設定装置３５からの情報に基づき、目標掘削面２００を演算する。目標動作演算部１１３は、作業機姿勢演算部１１１、目標掘削面演算部１１２及びオペレータ操作検出装置７０からの情報に基づき、目標掘削面２００上及びその上方の領域内をバケット４が移動するようフロント作業装置１Ａの目標動作を演算する。電磁比例弁制御部１１４は、目標動作演算部１１３からの指令に基づき、電磁比例弁８１〜８３への指令を演算する。電磁比例弁８１〜８３は、電磁比例弁制御部１１４からの指令に基づき制御される。
【００２９】
領域制限制御による水平掘削動作の例を図４に示す。オペレータが操作レバー２３を操作して、矢印Ａ方向へのアーム３の引き動作によって水平掘削を行う場合には、バケット４の爪先が目標掘削面２００の下方に侵入しないように、電磁比例弁８１ａが制御され、ブーム上げ操作が自動で行われる。また、オペレータが要求する掘削速度又は掘削精度が達成されるように、電磁比例弁８２ａ，８２ｂ，８３ａ，８３ｂを制御することにより、アーム３又はバケット４の動作速度を減速させても良い。このように、オペレータによる操作レバー２３の操作量を自動又は半自動で補正することにより、被駆動部材に所望の動作を実現する制御をマシンコントロールと総称する。本実施例における領域制限制御は、マシンコントロールの一種である。
【００３０】
次に、図２の再生回路９０について説明する。図６は、再生回路９０の詳細を示す図である。
【００３１】
図６において、再生回路９０は、アームシリンダ１２とタンク２７とを接続するタンク側流路２８ａに配置され、タンク２７に導かれる圧油の流量を制御する油圧操作式の可変絞り９１と、ポンプ側流路２８ｂとタンク側流路２８ａとを接続する連絡流路９２と、この連絡流路９２に設けられ、タンク側流路２８ａ内の圧力がポンプ側流路２８ｂ内の圧力よりも高いときに、タンク側流路２８ａからポンプ側流路２８ｂへの圧油の流れを許容し、ポンプ側流路２８ｂからタンク側流路２８ａへの圧油の流れを阻止するチェック弁９３と、油圧ポンプ２１の吐出圧Ｐｄを検出する圧力センサ９４と、可変絞り９１のパイロット部にパイロット圧Ｐｉを出力する電磁比例弁９５とを備えている。
【００３２】
再生回路９０は、制御装置１００の再生制御部１２０（図３に示す）によって制御され、アームシリンダ１２のタンク側流路２８ａの戻り油をポンプ側流路２８ｂに合流させることにより、アームシリンダ１２の伸縮速度を増速させることができる。
【００３３】
図３において、再生制御部１２０は、ポンプ吐出圧Ｐｄと電磁比例弁９５を駆動するための駆動電流ｉとの関係関数１２１ａ（図７に示す）を記憶する記憶部１２１と、圧力センサ９４から出力されるポンプ吐出圧Ｐｄと関係関数１２１ａとに基づいて電磁比例弁９５を駆動するための駆動電流ｉを求める駆動電流演算部１２２と、この駆動電流演算部１２２で求めた駆動電流ｉに相当する作動信号ｉｓを電磁比例弁９５に出力する電磁比例弁制御部１２３とを有する。
【００３４】
図７に、油圧ポンプ２１の吐出圧Ｐｄと電磁比例弁９５の駆動電流ｉとの関係を示す。図７に示すように、関係関数１２１ａでは、第１の設定圧力Ｐｄ１未満のポンプ吐出圧Ｐｄには、最大の駆動電流ｉ１が対応づけられ、第１の設定圧力Ｐｄ１以上でかつ第２の設定圧力Ｐｄ２未満のポンプ吐出圧Ｐｄには、ポンプ吐出圧Ｐｄに比例して減少する駆動電流ｉ（ｉ０＜ｉ＜ｉ１）が対応づけられ、第２の設定圧力Ｐｄ２以上のポンプ吐出圧Ｐｄには、最小の駆動電流ｉ０が対応づけられる。
【００３５】
図８（ａ）に、電磁比例弁９５の駆動電流ｉと可変絞り９１の絞り量との関係を示し、図８（ｂ）に、電磁比例弁９５の駆動電流ｉとタンク側流路２８ａからポンプ側流路２８ｂに合流する圧油の流量（再生流量）との関係を示す。図８（ａ）に示すように、駆動電流ｉに比例して可変絞り９１の絞り量は増加する。また、図８（ｂ）に示すように、駆動電流ｉに比例して再生流量は増加する。
【００３６】
次に、再生回路９０の動作を説明する。
【００３７】
図６において、右操作レバー２３ｂを例えばアーム引き方向に操作すると、パイロット圧Ｐａが発生し、このパイロット圧Ｐａが流量制御弁５２の図示左側に位置するパイロット部５２ａに作用し、流量制御弁５２が中立位置５２Ｎから左側切換位置５２Ｌに切り換えられる。これにより、油圧ポンプ２１から吐出される圧油は、ポンプ側流路２８ｂ及び流量制御弁５２の左側切換位置５２Ｌを経てアームシリンダ１２のボトム側室１２ａに供給され、ロッド側室１２ｂからの戻り油は流量制御弁５２の左側切換位置５２Ｌ、タンク側流路２８ａ及び可変絞り９１を介してタンク２７に戻される。
【００３８】
このとき、圧力センサ９４によって検出されるポンプ吐出圧Ｐｄが、制御装置１００の記憶部１２１（図３に示す）に記憶された関係関数１２１ａ（図７に示す）の第１の設定圧力Ｐｄ１よりも低い間は、駆動電流演算部１２２で高い一定の駆動電流（ｉ＝ｉ１）が求められ、この駆動電流（ｉ＝ｉ１）に相当する作動信号（ｉｓ＝ｉ１）が再生制御部１２０の電磁比例弁制御部１２３から電磁比例弁９５のパイロット部に出力される。これにより、電磁比例弁９５から出力されるパイロット圧Ｐｉは最小となり、可変絞り９１はバネの付勢力により絞り量が最大となる絞り位置９１ｂに保持され、タンク側流路２８ａには可変絞り９１の絞り量に応じた圧力が発生する。そして、このタンク側流路２８ａ内の圧力が、ポンプ側流路２８ｂの圧力を超えると、アームシリンダ１２のロッド側室１２ｂからの戻り油の一部は、連絡流路９２及びチェック弁９３を介してポンプ側流路２８ｂに流れ、この戻り油が油圧ポンプ２１から吐出される圧油と合流してアームシリンダ１２のボトム側室１２ａに供給される。このとき、アームシリンダ１２のボトム側室１２ａに流入する流量は、連絡流路９２から流れ込んだ図８（ｂ）に示す最大の再生流量分だけ増加し、それに応じてアームシリンダ１２の伸長速度が増速する。
【００３９】
上述のように再生流量が最大の状態から、バケット先端に当る土砂等の抵抗によりアームシリンダ１２にかかる負荷が大きくなると、油圧ポンプ２１の吐出圧Ｐｄが大きくなる。このポンプ吐出圧Ｐｄの値が図３の関係関数１２１ａの第１の設定圧力Ｐｄ１と第２の設定圧力Ｐｄ２の間にあるときには、再生制御部１２０の駆動電流演算部１２２で求められる駆動電流ｉは、ｉ０＜ｉ＜ｉ１の値をとり、再生制御部１２０の電磁比例弁制御部１２３から出力される作動信号ｉｓも、ｉ０＜ｉｓ＝ｉ＜ｉ１の値となり、これにより電磁比例弁９５から出力されるパイロット圧Ｐｉの値が増加し、可変絞り９１は、図８（ａ）で示すように絞り量が小さく（開度が大きく）なるように駆動され、タンク２７に戻される油量が増加し、再生流量が図８（ｂ）で示すように減少する。このとき、アームシリンダ１２の伸縮速度は低下するものの、タンク側流路２８ａの圧力が低下し、アームシリンダ１２のロッド側室１２ｂの圧力が低下することにより、大きな推力を得ることができる。
【００４０】
そして、バケット４の爪先が土砂に食い込むなどしてポンプ吐出圧Ｐｄの値が関係関数１２１ａ（図７に示す）の第２の設定圧力Ｐｄ２以上になると、再生制御部１２０の駆動電流演算部１２２で求められる駆動電流ｉは、ｉ＝ｉ０となり、電磁比例弁制御部１２３から出力される作動信号ｉｓも、ｉｓ＝ｉ＝ｉ０となる。これにより電磁比例弁９５から出力されるパイロット圧Ｐｉの値は最大となり、可変絞り９１は、絞り量がゼロ（全開）となる連通位置９１ａに切り換えられる。これにより、再生流量がゼロとなって、タンク側流路２８ａの全量がタンク２７に戻される再生解除状態となる。このようにポンプ吐出圧Ｐｄの増加に応じて可変絞り９１の絞り量を調整することにより、アーム３の動作を停止させることなく作業を継続することができる。
【００４１】
なお、本実施例では、図６に示すように、油圧ポンプ２１の吐出圧Ｐｄを検出する圧力センサ９４を設け、この圧力センサ９４から出力されるポンプ吐出圧Ｐｄに基づいて、再生操作及び再生解除操作を行うように構成したが、本発明はこれに限られず、例えば流量制御弁５２とアームシリンダ１２との間に位置する主管路に負荷圧を検出する圧力センサを設け、その圧力センサから出力される圧力信号に基づいて、再生操作及び再生解除操作を行うように構成にしてもよい。また、本実施例では、アームクラウド側（アームシリンダ１２が伸長する側）で圧油再生を行う例を説明したが、アームダンプ側（アームシリンダ１２の収縮する側）についても同様に説明できる。また、本実施例では、図２及び図６に示すように、再生回路９０をアームシリンダ１２に適用した例を示したが、本発明はこれに限られず、その他の油圧アクチュエータ（ブームシリンダ１１又はバケットシリンダ１３）に適用することも可能である。
【００４２】
上述のように構成された油圧ショベル１において、例えば領域制限制御の下で水平掘削動作を行っている最中に、アームシリンダ１２において圧油再生が行われた場合、アーム３の動作速度が変動することにより、バケット４の爪先が目標掘削面２００よりも深く地中に食い込むおそれがある。そこで、本実施例における制御装置１００は、領域制限制御の実行中に圧油再生に伴うアームシリンダ１２の速度変動を抑制するため、アームシリンダ１２における再生流量を制限するための再生制御切替部１３０を備えている。
【００４３】
図３において、再生制御切替部１３０は、領域制限スイッチ３４からの切替信号に基づき、再生制御部１２０に対して再生流量の上限値を変更するように指示する。
【００４４】
図９は、再生制御切替部１３０の処理を示すフロー図である。以下、各ステップを順に説明する。
【００４５】
再生制御切替部１３０は、まず、領域制限スイッチ３４がＯＮ位置にあるか否かを判定する（ステップＳ１０）。
【００４６】
ステップＳ１０において、領域制限スイッチ３４がＯＮ位置にある（ＹＥＳ）と判定した場合は、再生制御部１２０に対して再生流量の上限値を第１の設定値Ｆ１よりも小さい第２の設定値Ｆ２（図８（ｂ）に示す）とするように指示する（ステップＳ２０）。これ以降、再生制御部１２０は、図７に示すように、ポンプ吐出圧Ｐｄに応じて駆動電流をｉ０からｉ２までの間で調整し、再生流量をゼロから第２の上限値Ｆ２までの間で調整する。なお、第２の設定値Ｆ２はゼロ以上の値に設定されている。これにより、領域制限制御の実行中は、アームシリンダ１２における再生流量が制限される。ここで、第２の設定値Ｆ２をゼロとした場合は、アームシリンダ２における再生流量がポンプ吐出圧Ｐｄに関わらず常にゼロとなり、圧油再生が不能となる。
【００４７】
一方、ステップＳ１０において、領域制限スイッチ３４がＯＮ位置にない（ＮＯ）と判定した場合は、再生制御部１２０に対して再生流量の上限値を第１の設定値Ｆ１とするように指示する（ステップＳ２０）。これにより、領域制限制御の非実行中は、アームシリンダ１２における再生流量は制限されない。
【００４８】
なお、本実施例では、領域制限スイッチ３４がＯＦＦ位置にある場合（すなわち、領域制限制御の非実行中）を「領域制限制御部１１０の機能が無効な場合」と定義し、領域制限スイッチ３４がＯＮ位置にある場合（すなわち、領域制限制御の実行中）を「領域制限制御部１１０の機能が有効な場合」と定義する。
【００４９】
本実施例に係る油圧ショベル１によれば、領域制限制御部１１０の機能が有効な場合（すなわち、領域制限制御の実行中）に、アームシリンダ１２における再生流量が制限されることにより、アームシリンダ１２の速度変動が抑制されるため、領域制限制御の制御精度を確保することが可能となる。一方、領域制限制御部１１０の機能が無効な場合（すなわち、領域制限制御の非実行中）は、再生流量が制限されることなくアームシリンダ１２の伸縮速度が増速するため、領域制限制御を伴わない作業における作業効率を向上させることが可能となる。
【実施例２】
【００５０】
本発明の第２の実施例に係る油圧ショベル１について、図１０及び図１１を用いて説明する。図１０は、本実施例に係る油圧ショベル１が備える制御装置１００の機能ブロック図であり、図１１は、図１０に示す再生制御切替部１３０Ａの処理を示すフロー図である。
【００５１】
第１の実施例に係る油圧ショベル１では、領域制限スイッチ３４がＯＮ位置にある場合（すなわち、領域制限制御の実行中）は、アームシリンダ１２における再生流量を制限することとした。しかしながら、領域制限制御の実行中であっても、バケット４が目標掘削面２００から大きく離れている場合は、アームシリンダ１２における圧油再生に伴ってアーム３の動作速度が変動しても、バケット４の爪先が目標掘削面２００よりも深く地中に食い込むおそれはない。
【００５２】
本実施例に係る油圧ショベル１は、領域制限制御の実行中でかつバケット４の爪先位置から目標掘削面２００までの距離が所定の距離以上である（バケット４の爪先が例えば仕上げ掘削領域外にある場合）に、再生流量を制限することなくアームシリンダ１２の伸縮速度を増速させることにより、領域制限制御の制御精度を確保しつつ、領域制限制御を伴う作業における作業効率の向上を図ったものである。
【００５３】
図１０において、第１の実施例（図３に示す）との相違点は、再生制御切替部１３０が、領域制限スイッチ３４からの切替信号と、作業機姿勢演算部１１１から入力された作業機姿勢情報と、目標掘削面演算部１１２から入力された目標掘削面情報とに基づき、再生制御部１２０に対して再生流量の上限値を変更するように指示する点である。
【００５４】
図１１において、第１の実施例（図９に示す）との相違点は、ステップＳ１０で領域制限スイッチ３４がＯＮ位置にある（ＹＥＳ）と判定した場合に、バケット４の爪先位置から目標掘削面２００までの距離が所定の距離Ｄ０よりも小さいか否かを判定し（ステップＳ１１）、所定の距離Ｄ０よりも小さい（ＹＥＳ）と判定した場合に、再生制御部１２０に対して再生流量の上限値を第２の設定値Ｆ２とするように指示し（ステップＳ２０）、所定の距離Ｄ０よりも小さくない（ＮＯ）と判定した場合に、再生制御部１２０に対して再生流量の上限値を第１の設定値Ｆ１とするように指示する（ステップＳ３０）点である。
【００５５】
なお、本実施例では、領域制限スイッチ３４がＯＦＦ位置にある場合、又は、領域制限スイッチ３４がＯＮ位置にありかつバケット４の爪先位置から目標掘削面２００までの距離が所定の距離Ｄ０よりも小さくない場合（すなわち、領域制限制御の効果が顕著に現れない場合）を「領域制限制御部１１０の機能が無効な場合」と定義し、領域制限スイッチ３４がＯＮ位置にありかつバケット４の爪先位置から目標掘削面２００までの距離が所定の距離Ｄ０よりも小さい場合（すなわち、領域制限制御の効果が顕著に現れる場合）を「領域制限制御部１１０の機能が有効な場合」と定義する。
【００５６】
本実施例に係る油圧ショベル１においても、第１の実施例と同様の効果が得られる。
【００５７】
さらに、本実施例に係る油圧ショベル１では、領域制限制御部１１０の機能が有効な場合（すなわち、領域制限制御の実行中でかつバケット４の爪先位置から目標掘削面２００までの距離が所定の距離Ｄ０以上である場合（バケット４の爪先が例えば仕上げ掘削領域外にある場合））に、再生流量が制限されることなくアームシリンダ１２の伸長速度が増速する。これにより、領域制限制御の制御精度を確保しつつ、領域制限制御を伴う作業における作業効率を向上させることが可能となる。
【実施例３】
【００５８】
本発明の第３の実施例に係る油圧ショベル１について、図１２及び図１３を用いて説明する。図１２は、本実施例に係る油圧ショベル１が備える制御装置１００の機能ブロック図であり、図１３は、図１２に示す再生制御切替部１３０Ｂの処理を示すフロー図である。
【００５９】
第１の実施例に係る油圧ショベル１では、領域制限スイッチ３４がＯＮ位置にある場合（すなわち、領域制限制御の実行中）は、アームシリンダ１２における再生流量を制限することとした。ここで、領域制限制御の実行中において、バケット４の爪先位置から目標掘削面２００までの距離が小さい場合は、制御精度を確保するため、パイロットライン４２ａ，４２ｂの操作圧（アーム操作圧）が所定の操作圧よりも小さくなるように電磁比例弁８２ａ，８２ｂを介して減圧（補正）され、アーム３の動作速度が制限される。すなわち、電磁比例弁８２ａ，８２ｂによって補正されたアーム操作圧（以下「補正後アーム操作圧」という。）が所定の操作圧以上となるのは、バケット４が目標掘削面２００から大きく離れている場合に限られる。そのため、領域制限制御の実行中でかつ補正後アーム操作圧が所定の操作圧以上である場合に、アームシリンダ１２における圧油再生に伴ってアーム３の動作速度が変動しても、バケット４の爪先が目標掘削面２００よりも深く地中に食い込むおそれはない。
【００６０】
本実施例に係る油圧ショベル１は、領域制限制御の実行中でかつ補正後アーム操作圧が所定の操作圧以上である場合に、再生流量を制限することなくアームシリンダ１２の伸縮速度を増速させることにより、領域制限制御による制御精度を確保しつつ、領域制限制御を伴う作業における作業効率の向上を図ったものである。
【００６１】
図１２において、第１の実施例（図３に示す）との相違点は、再生制御切替部１３０Ｂが、領域制限スイッチ３４からの切替信号と、目標動作演算部１１３からの補正後アーム操作圧とに基づき、再生制御部１２０に対して再生流量の上限値を変更するように指示する点である。
【００６２】
図１３において、第１の実施例（図９に示す）との相違点は、ステップＳ１０で領域制限スイッチ３４がＯＮ位置にある（ＹＥＳ）と判定した場合に、補正後アーム操作圧が所定の操作圧ＰＡ０よりも小さいか否かを判定し（ステップＳ１２）、所定の操作圧ＰＡ０よりも小さい（ＹＥＳ）と判定した場合に、再生制御部１２０に対して再生流量の上限値を第２の設定値Ｆ２とするように指示し（ステップＳ２０）、所定の操作圧ＰＡ０よりも小さくない（ＮＯ）と判定した場合に、再生制御部１２０に対して再生流量の上限値を第１の設定値Ｆ１とするように指示する（ステップＳ３０）点である。
【００６３】
なお、本実施例では、領域制限スイッチ３４がＯＦＦ位置にある場合、又は、領域制限スイッチ３４がＯＮ位置にありかつ補正後アーム操作圧が所定の操作圧ＰＡ０よりも小さくない場合（すなわち、領域制限制御の効果が顕著に現れない場合）を「領域制限制御部１１０の機能が無効な場合」と定義し、領域制限スイッチ３４がＯＮ位置にありかつ補正後アーム操作圧が所定の操作圧ＰＡ０よりも小さい場合（すなわち、領域制限制御の効果が顕著に現れる場合）を「領域制限制御部１１０の機能が有効な場合」と定義する。
【００６４】
本実施例に係る油圧ショベル１においても、第１の実施例と同様の効果が得られる。
【００６５】
さらに、本実施例に係る油圧ショベル１では、領域制限制御部１１０の機能が有効な場合（すなわち、領域制限制御の実行中でかつ補正後アーム操作圧が所定の操作圧ＰＡ０以上である（バケット４が目標掘削面２００から大きく離れているとみなされる）場合）に、再生流量が制限されることなくアームシリンダ１２の伸長速度が増速する。これにより、領域制限制御の制御精度を確保しつつ、領域制限制御を伴う作業における作業効率を向上させることができる。
【００６６】
なお、本実施例では、目標動作演算部１１３から補正後アーム操作圧を取得する構成としたが、パイロットライン４２ａの電磁比例弁８２ａとパイロット部５２ａとの間及びパイロットライン４２ｂの電磁比例弁８２ｂとパイロット部５２ｂとの間にそれぞれ圧力センサを設け、これらで補正後アーム操作圧を検出する構成としても良い。
【実施例４】
【００６７】
本発明の第４の実施例に係る油圧ショベル１について、図１４及び図１５を用いて説明する。図１４は、本実施例に係る油圧ショベル１が備える制御装置１００の機能ブロック図であり、図１５は、図１４に示す再生制御切替部１３０Ｃの処理を示すフロー図である。
【００６８】
第１の実施例に係る油圧ショベル１では、領域制限スイッチ３４がＯＮ位置にある場合（すなわち、領域制限制御の実行中）は、アームシリンダ１２における再生流量を制限することとした。ここで、領域制限制御の実行中において、バケット４の爪先位置から目標掘削面２００までの距離が小さい場合は、電磁比例弁８１ａにより生成される補正後ブーム上げ操作圧、電磁比例弁８１ｂによって生成される補正後ブーム下げ操作圧が、ともに所定の操作圧以下となる。そのため、領域制限制御の実行中でかつ補正後ブーム上げ操作圧又は補正後ブーム下げ操作圧（以下まとめて「補正後ブーム操作圧」という。）が所定の操作圧以上である場合に、アームシリンダ１２における圧油再生に伴ってアーム３の動作速度が変動しても、バケット４の爪先が目標掘削面２００よりも深く地中に食い込むおそれはない。
【００６９】
本実施例に係る油圧ショベル１は、領域制限制御の実行中でかつ補正後ブーム操作圧が所定の操作圧以上である場合に、再生流量を制限することなくアームシリンダ１２の伸縮速度を増速させることにより、領域制限制御の制御精度を確保しつつ、領域制限制御を伴う作業における作業効率の向上を図ったものである。
【００７０】
図１４において、第１の実施例（図３に示す）との相違点は、再生制御切替部１３０Ｃが、領域制限スイッチ３４からの切替信号と、目標動作演算部１１３からの補正後ブーム操作圧とに基づき、再生制御部１２０に対して再生流量の上限値を変更するように指示する点である。
【００７１】
図１５において、第１の実施例（図９に示す）との相違点は、ステップＳ１０で領域制限スイッチ３４がＯＮ位置にある（ＹＥＳ）と判定した場合に、補正後ブーム操作圧が所定の操作圧ＰＢ０よりも小さいか否かを判定し（ステップＳ１３）、所定の操作圧ＰＢ０よりも小さい（ＹＥＳ）と判定した場合に、再生制御部１２０に対して再生流量の上限値を第２の設定値Ｆ２とするように指示し（ステップＳ２０）、所定の操作圧ＰＢ０よりも小さくない（ＮＯ）と判定した場合に、再生制御部１２０に対して再生流量の上限値を第１の設定値Ｆ１とするように指示する（ステップＳ３０）点である。
【００７２】
なお、本実施例では、領域制限スイッチ３４がＯＦＦ位置にある場合、又は、領域制限スイッチ３４がＯＮ位置にありかつ補正後ブーム操作圧が所定の操作圧ＰＢ０よりも小さくない場合（すなわち、領域制限制御の効果が顕著に現れない場合）を「領域制限制御部１１０の機能が無効な場合」と定義し、領域制限スイッチ３４がＯＮ位置にありかつ補正後ブーム操作圧が所定の操作圧ＰＢ０よりも小さい場合（すなわち、領域制限制御の効果が顕著に現れる場合）を「領域制限制御部１１０の機能が有効な場合」と定義する。
【００７３】
本実施例に係る油圧ショベル１においても、第１の実施例と同様の効果が得られる。
【００７４】
さらに、本実施例に係る油圧ショベル１では、領域制限制御部１１０の機能が有効な場合（すなわち、領域制限制御の実行中でかつ補正後ブーム操作圧が所定の操作圧ＰＢ０以上である（バケット４が目標掘削面２００から大きく離れているとみなされる）場合）に、再生流量が制限されることなくアームシリンダ１２の伸長速度が増速する。これにより、領域制限制御の制御精度を確保しつつ、領域制限制御を伴う作業における作業効率を向上させることが可能となる。
【００７５】
なお、本実施例では、目標動作演算部１１３から補正後ブーム操作圧を取得する構成としたが、パイロットライン４１ａのシャトル弁２６とパイロット部５１ａとの間及びパイロットライン４１ｂの電磁比例弁８１ｂとパイロット部５１ｂとの間にそれぞれ圧力センサを設け、これらで補正後ブーム操作圧を検出する構成としても良い。
【実施例５】
【００７６】
本発明の第５の実施例に係る油圧ショベル１について、図１６及び図１７を用いて説明する。図１６は、本実施例に係る油圧ショベル１が備える制御装置１００の機能ブロック図であり、図１７は、図１６に示す再生制御切替部１３０Ｄの処理を示すフロー図である。
【００７７】
本実施例に係る領域制限制御部１１０は、フロント作業装置１Ａの制御精度を優先する通常の制御モード（以下「精度優先モード」という。）と、フロント作業装置１Ａの動作速度を優先する制御モード（以下「速度優先モード」という。）とを切替可能に備えている。また、本実施例に係る油圧ショベル１は、領域制限制御部１１０に対して精度優先モードから速度優先モードへの切替を指示するモード切替手段として、運転室内の操作パネルの上方などオペレータの視界を遮らない位置に設置された粗掘削スイッチ３６（図１６に示す）を更に備えている。
【００７８】
オペレータは、領域制限制御の実行中に掘削面２０１（図４に示す）が目標掘削面２００から大きく離れていると判断した場合は、粗掘削スイッチをＯＮ位置に操作し、精度優先モードから速度優先モードに切り替える。これにより、フロント作業装置１Ａの動作速度を大きくすることができ、粗掘削時の作業効率を向上させることが可能となる。なお、モード切替手段は、粗掘削スイッチ３６に限られず、例えば目標掘削面との距離やシリンダ負荷圧力に応じて切り替える構成としても良い。
【００７９】
本実施例に係る油圧ショベル１において、オペレータは、掘削面２０１から目標掘削面２００までの距離が小さいと判断した場合は、粗掘削スイッチ３６をＯＦＦ位置に操作し、速度優先モードから精度優先モードに切り替える。すなわち、粗掘削スイッチ３６がＯＮ位置にあるのは、掘削面２０１が目標掘削面２００から大きく離れている場合に限られる。そのため、領域制限制御の実行中でかつ粗掘削スイッチ３６がＯＮ位置にある場合に、アームシリンダ１２における圧油再生に伴ってアーム２の動作速度が変動しても、バケット４の爪先が目標掘削面２００よりも深く地中に食い込むおそれはない。
【００８０】
本実施例に係る油圧ショベル１は、領域制限制御の実行中でかつ粗掘削スイッチ３６がＯＮ位置にある場合に、再生流量を制限することなくアームシリンダ１２の伸縮速度を増速させることにより、領域制限制御の制御精度を確保しつつ、領域制限制御を伴う作業における作業効率の向上を図ったものである。
【００８１】
図１６において、第１の実施例（図３に示す）との相違点は、再生制御切替部１３０Ｄが、領域制限スイッチ３４からの切替信号と、粗掘削スイッチ３６からの切替信号とに基づき、再生制御部１２０に対して再生流量の上限値を変更するように指示する点である。
【００８２】
図１７において、第１の実施例（図９に示す）との相違点は、ステップＳ１０で領域制限スイッチ３４がＯＮ位置にある（ＹＥＳ）と判定した場合に、粗掘削スイッチ３６がＯＦＦ位置にあるか否かを判定し（ステップＳ１４）、ＯＦＦ位置にある（ＹＥＳ）と判定した場合に、再生制御部１２０に対して再生流量の上限値を第２の設定値Ｆ２とするように指示し（ステップＳ２０）、ＯＦＦ位置にない（ＮＯ）と判定した場合に、再生制御部１２０に対して再生流量の上限値を第１の設定値Ｆ１とするように指示する（ステップＳ３０）点である。
【００８３】
なお、本実施例では、領域制限スイッチ３４がＯＦＦ位置にある場合、又は、領域制限スイッチ３４がＯＮ位置にありかつ粗掘削スイッチ３６がＯＮ位置にある場合（すなわち、領域制限制御の効果が顕著に現れない場合）を「領域制限制御部１１０の機能が無効な場合」と定義し、領域制限スイッチ３４がＯＮ位置にありかつ粗掘削スイッチ３６がＯＦＦ位置にある場合（すなわち、領域制限制御の効果が顕著に現れる場合）を「領域制限制御部１１０の機能が有効な場合」と定義する。
【００８４】
本実施例に係る油圧ショベル１においても、第１の実施例と同様の効果が得られる。
【００８５】
さらに、本実施例に係る油圧ショベル１では、領域制限制御部１１０の機能が有効な場合（すなわち、領域制限制御の実行中でかつ粗掘削スイッチ３６がＯＮ位置にある（掘削面２０１が目標掘削面２００から大きく離れているとみなされる）場合）に、再生流量が制限されることなくアームシリンダ１２の伸長速度が増速する。これにより、領域制限制御の制御精度を確保しつつ、領域制限制御を伴う作業における作業効率を向上させることが可能となる。
【００８６】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は、上記した実施例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、上記した実施例は、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。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成の一部を加えることも可能であり、ある実施例の構成の一部を削除し、あるいは、他の実施例の一部と置き換えることも可能である。
【符号の説明】
【００８７】
１…油圧ショベル（作業機械）、１Ａ…フロント作業装置、１Ｂ…車体、２…ブーム、３…アーム、４…バケット、５…下部走行体、６…上部旋回体、７ａ…左走行油圧モータ、７ｂ…右走行油圧モータ、８…旋回油圧モータ、１１…ブームシリンダ、１２…アームシリンダ、１２ａ…ボトム側室、１２ｂ…ロッド側室、１３…バケットシリンダ、１４…バケットリンク、２１…油圧ポンプ、２２…コントロールバルブユニット、２３ａ…左操作レバー、２３ｂ…右操作レバー、２３ｃ…左走行レバー、２３ｄ…右走行レバー、２４…パイロットポンプ、２５…リリーフ弁、２６…シャトル弁、２７…タンク、２８ａ…タンク側流路、２８ｂ…ポンプ側流路、２９…チェック弁、３１ａ…操作装置（ブーム）、３１ｂ…操作装置（アーム）、３２ａ…操作装置（バケット）、３２ｂ…操作装置（旋回）、３３ａ…操作装置（左走行）、３３ｂ…操作装置（右走行）、３４…領域制限スイッチ、３５…目標掘削面設定装置、３６…粗掘削スイッチ、４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂ，４４ａ，４４ｂ，４５ａ，４５ｂ，４６ａ，４６ｂ…パイロットライン、５１〜５６…流量制御弁、５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂ，５３ａ，５３ｂ，５４ａ，５４ｂ，５５ａ，５５ｂ，５６ａ，５６ｂ…パイロット部、５２Ｌ…左側切換位置、５２Ｎ…中立位置、５２Ｒ…右側切換位置、６０…作業機姿勢検出装置、６１…ブーム角度センサ、６２…アーム角度センサ、６３…バケット角度センサ、６４…車体傾斜角センサ、７０…オペレータ操作検出装置、７１ａ，７１ｂ，７２ａ，７２ｂ，７３ａ，７３ｂ…圧力センサ、８１ａ，８１ｂ，８２ａ，８２ｂ，８３ａ，８３ｂ…電磁比例弁、９０…再生回路、９１…可変絞り、９１ａ…連通位置、９１ｂ…絞り位置、９２…連絡流路、９３…チェック弁、９４…圧力センサ、９５…電磁比例弁、１００…制御装置、１１０…領域制限制御部、１１１…作業機姿勢演算部、１１２…目標掘削面演算部、１１３…目標動作演算部、１１４…電磁比例弁制御部、１２０…再生制御部、１２１…記憶部、１２１ａ…関係関数、１２２…駆動電流演算部、１２３…電磁比例弁制御部、１３０，１３０Ａ，１３０Ｂ，１３０Ｃ，１３０Ｄ…再生制御切替部、２００…目標掘削面、２０１…掘削面。
【図１】
2018003516.tif 000003
【図２】
2018003516.tif 000004
【図３】
2018003516.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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