JP6873808B2 - 作業機 - Google Patents

Description

本発明は、バックホー等の作業機に関するものである。

従来、特許文献１に開示された作業機が知られている。
特許文献１に開示された作業機は、油圧アクチュエータを制御する制御弁と、操作レバーの操作量に応じた電流を供給して制御弁の開度を設定する制御装置を備えている。制御装置は、操作レバーの中立位置からの操作開始時には、操作レバーの操作量に対応する目標電流よりも大きな電流（ワンショット電流）を制御弁に対して短時間だけ供給し、その後、制御弁に供給する電流を目標電流まで降下させる。

特許第２６９５３３５号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、操作レバーの操作量の大小に関わらず、操作開始時にワンショット電流が制御弁に供給される。即ち、特許文献１では、操作レバーの操作量が小さくても制御弁にワンショット電流が供給される。このため、油圧アクチュエータがオペレータの意図よりも敏感に反応してしまうことがあった。
そこで、本発明は、前記問題点に鑑み、オペレータによる操作部材の操作速度に応じて油圧アクチュエータの動作速度を適切に制御することができる作業機を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る作業機は、作動油によって作動する油圧アクチュエータと、前記油圧アクチュエータに流れる作動油の流量を制御する電磁制御弁と、前記油圧アクチュエータに対するオペレータの操作を受け付ける操作部材と、前記操作部材の操作量に応じて前記電磁制御弁の開度を制御する制御装置と、前記作動油の油温を検出する測定装置と、を備え、前記制御装置は、前記操作部材の操作速度が閾値未満である場合には前記電磁制御弁を前記操作部材の操作量に対応する第１制御値で制御し、前記操作速度が前記閾値以上である場合には前記電磁制御弁を前記第１制御値よりも前記電磁制御弁の開度が大きくなる第２制御値で制御し、且つ、前記閾値を前記油温に応じて設定する閾値設定部を有している。

上記構成によれば、操作部材に対する操作速度が閾値以上である場合には、電磁制御弁を第２制御値で制御することにより油圧アクチュエータを迅速に動作させ、操作部材に対する操作速度が閾値未満である場合には電磁制御弁を第１制御値で制御することにより閾値以上よりも緩やかに油圧アクチュエータを動作させることができる。これにより、オペレータによる操作部材の操作速度に応じて油圧アクチュエータの動作速度を適切に制御することができる。

第１実施形態に係る作業機の油圧システム及び制御システムの概略構成図である。 標準制御モードにおける負荷と目標エンジン回転数との関係を示す図である。 統合制御モードにおける負荷と目標エンジン回転数との関係を示す図である。 油圧アタッチメント毎にエンジン回転数を設定する設定画面を示す図である。 作業毎にエンジン回転数を設定する設定画面を示す図である。 油圧アタッチメントのエンジン回転数を異なる値に設定する設定画面を示す図である。 グループ毎にエンジン回転数を設定する設定画面を示す図である。 第２実施形態に係る作業機の油圧システム及び制御システムの概略構成図である。 操作部材の操作量とエンジン回転数との関係を示す図である。 第２実施形態における第１の制御フローチャートを示す図である。 第２実施形態における第２の制御フローチャートを示す図である。 第３実施形態に係る作業機の油圧システム及び制御システムの概略構成図である。 制御弁を制御する第１の制御フローチャートを示す図である。 操作部材の操作量、第１制御値、第２制御値の関係を示した図である。 操作部材の操作開始からの時間、操作量、閾値との関係を示す図である。 制御弁を制御する第２の制御フローチャートを示す図である。 制御弁を制御する第３の制御フローチャートを示す図である。 油圧アタッチメントの設定を示す設定画面を示す図である。 油圧アクチュエータの設定を示す設定画面を示す図である。 制御弁を制御する第４の制御フローチャートを示す図である。 第４実施形態に係る作業機の油圧システム及び制御システムの概略構成図である。 作業操作部材の操作量と旋回速度との関係を示す図である。 旋回装置の第１の制御フローチャートを示す図である。 旋回装置の第２の制御フローチャートを示す図である。 バックホーの全体側面図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。
［第１実施形態］
図２０は、作業機１の全体構成を示す概略側面図である。本実施形態では、作業機１としてバックホーが例示されている。なお、作業機１は、フロントローダ、スキッドステアローダ、コンパクトトラックローダ等であってもよい。

先ず、作業機１の全体構成を説明する。
図２０に示すように、作業機１は、機体（旋回台）２と、第１走行装置３Ｒ、第２走行装置３Ｌと、作業装置４とを備えている。機体２上にはキャビン５が搭載されている。キャビン５の室内には、運転者（オペレータ）が着座する運転席（座席）６が設けられている。

本実施形態においては、作業機１の運転席６に着座した運転者の前側（図２０の矢印Ａ１方向）を前方、運転者の後側（図２０の矢印Ａ２方向）を後方、運転者の左側（図２０の手前側）を左方、運転者の右側（図２０奥側）を右方として説明する。また、前後方向Ｋ１に直交する方向である水平方向を機体幅方向として説明する。
図２０に示すように、第１走行装置３Ｒは機体２に対して右側に設けられ、第２走行装置３Ｌは機体２に対して左側に設けられている。第１走行装置３Ｒ及び第２走行装置３Ｌは、本実施形態では、クローラ式の走行機構（クローラ式走行装置）である。第１走行装置３Ｒ及び第２走行装置３Ｌは、走行油圧アクチュエータである走行モータＭＲ，ＭＬによって駆動される。第１走行装置３Ｒ及び第２走行装置３Ｌの前部には、ドーザ装置７が装着されている。ドーザ装置７は、後述するドーザシリンダＣ３を伸縮することにより昇降（ブレードを上げ下げ）させることができる。

機体２は、走行フレーム上に旋回ベアリング８を介して縦軸（上下の方向に延伸する軸心）回りに旋回可能に支持されている。機体２は、油圧モータ（油圧アクチュエータ）からなる旋回モータＭＴによって旋回駆動される。機体２は、縦軸回りに旋回する基板（以下、旋回基板という）９と、ウエイト１０とを有している。旋回基板９は、鋼板等から形成されており、旋回ベアリング８に連結されている。ウエイト１０は、機体２の後部に設けられている。機体２の後部には、原動機Ｅ１が搭載されている。原動機Ｅ１は、エンジンである。なお、原動機Ｅ１は、電動モータであってもよいし、エンジン及び電動モータを有するハイブリッド型であってもよい。

機体２は、機体幅方向の中央のやや右寄りの前部に支持ブラケット１３を有している。支持ブラケット１３には、スイングブラケット１４が、縦軸回りに揺動可能に取り付けられている。スイングブラケット１４には、作業装置４が取り付けられている。
作業装置４は、ブーム１５と、アーム１６と、バケット（作業具）１７とを有している。ブーム１５の基部は、スイングブラケット１４に横軸（機体幅方向に延伸する軸心）回りに回動可能に枢着されている。これによって、ブーム１５が上下に揺動可能とされている。アーム１６は、ブーム１５の先端側に横軸回りに回動可能に枢着されている。これによって、アーム１６が前後或いは上下に揺動可能とされている。バケット１７は、アーム１６の先端側にスクイ動作及びダンプ動作可能に設けられている。作業機１は、バケット１７に代えて或いは加えて、油圧アクチュエータにより駆動可能な他の作業具（油圧アタッチメント）を装着することが可能である。他の作業具としては、油圧ブレーカ、油圧圧砕機、アングルブルーム、アースオーガ、パレットフォーク、スイーパー、モア、スノウブロア等が例示できる。

スイングブラケット１４は、機体２内に備えられたスイングシリンダＣ４の伸縮によって揺動可能とされている。ブーム１５は、ブームシリンダＣ１の伸縮によって揺動可能とされている。アーム１６は、アームシリンダＣ９の伸縮によって揺動可能とされている。バケット１７は、バケットシリンダ（作業具シリンダ）Ｃ２の伸縮によってスクイ動作及びダンプ動作可能とされている。スイングシリンダＣ４、ブームシリンダＣ１、アームシリンダＣ９、バケットシリンダＣ２等の作業系油圧アクチュエータは、油圧シリンダによって構成されている。

図１は作業機１の油圧システム及び制御システムを示している。作業機１の油圧システムは、第１油圧ポンプＰ１と、第２油圧ポンプＰ２と、第３油圧ポンプＰ３と、複数の制御弁Ｖ１〜Ｖ１０を有している。第１油圧ポンプＰ１及び第２油圧ポンプＰ２は、可変容量型の油圧ポンプである。第３油圧ポンプＰ３は、定容量型の油圧ポンプである。第１油圧ポンプＰ１、第２油圧ポンプＰ２及び第３油圧ポンプＰ３は、エンジンＥ１の動力によって駆動して、作動油タンクに貯留された作動油を吐出する。この実施形態では、作業機１の油圧システムは、３つの油圧ポンプ（第１油圧ポンプＰ１、第２油圧ポンプＰ２、第３油圧ポンプＰ３）を備えているが、台数は限定されない。

複数の制御弁Ｖ１〜Ｖ１０は、それぞれ油圧アクチュエータ（作業系油圧アクチュエータ、走行系油圧アクチュエータ）に供給する作動油の流量を制御する弁（電磁制御弁）である。複数の制御弁Ｖ１〜Ｖ１０は、第３油圧ポンプＰ３から供給された作動油（パイロット油）によって、スプールの位置が切り換わる電磁式の３位置切換弁である。即ち、複数の制御弁Ｖ１〜Ｖ１０は、電磁弁を有していて当該電磁弁の開度によってスプールへ作用するパイロット油の圧力が変化し、スプールの位置を変更することができる。なお、この実施形態では、電磁弁を組み込んだ電磁式の３位置切換弁を示しているが、電磁弁は別体に構成されていてもよい。また、複数の制御弁Ｖ１〜Ｖ１０は、３位置切換弁以外の２位置切換弁、４位置切換弁などであってもよく限定されない。

複数の制御弁Ｖ１〜Ｖ１０は、ブームシリンダＣ１を制御するブーム制御弁Ｖ１、バケットシリンダＣ２を制御するバケット制御弁Ｖ２、ドーザシリンダＣ３を制御するドーザ制御弁Ｖ３、スイングシリンダＣ４を制御するスイング制御弁Ｖ４、第１走行装置３Ｒの走行系油圧アクチュエータ（走行モータＭＲ）を制御する右走行制御弁Ｖ５、第２走行装置３Ｌの走行系走行油圧アクチュエータ（走行モータＭＬ）を制御する左走行制御弁Ｖ６、予備アクチュエータを制御する第１ＳＰ制御弁Ｖ７、予備アクチュエータを制御する第２ＳＰ制御弁Ｖ８、アームシリンダＣ９を制御するアーム制御弁Ｖ９、旋回モータＭＴを制御する旋回制御弁Ｖ１０を有している。

ブーム制御弁Ｖ１、バケット制御弁Ｖ２、ドーザ制御弁Ｖ３、スイング制御弁Ｖ４及び右走行制御弁Ｖ５は、第１油圧ポンプＰ１に接続された第１吐出油路４１が接続されている。左走行制御弁Ｖ６、第１ＳＰ制御弁Ｖ７、第２ＳＰ制御弁Ｖ８、アーム制御弁Ｖ９及び旋回制御弁Ｖ１０は、第２油圧ポンプＰ２に接続された第２吐出油路４２が接続されている。

以降、説明の便宜上、ブーム制御弁Ｖ１、バケット制御弁Ｖ２、ドーザ制御弁Ｖ３、スイング制御弁Ｖ４及び右走行制御弁Ｖ５のグループを第１ブロックＢ１といい、左走行制御弁Ｖ６、第１ＳＰ制御弁Ｖ７、第２ＳＰ制御弁Ｖ８、アーム制御弁Ｖ９及び旋回制御弁Ｖ１０のグループを第２ブロックＢ２ということがある。
第１ブロックＢ１と第２ブロックＢ２との間には、連通弁Ｖ１１が設けられている。連通弁Ｖ１１は、第１位置と第２位置とに切り換わる切換弁であって、第１吐出油路４１と第２吐出油路４２とがそれぞれ接続されている。連通弁Ｖ１１が第１位置である場合には、第１吐出油路４１と第２吐出油路４２とが連通弁Ｖ１１を介して繋がり、連通弁Ｖ１１が第２位置である場合には、第１吐出油路４１と第２吐出油路４２との連通が連通弁Ｖ１１によって遮断される。なお、連通弁Ｖ１１は、２位置切換弁以外の３位置切換弁、４位置切換弁などであってもよく限定されない。

作業機１は旋回装置を備えている。旋回装置は、機体（旋回台）２、旋回モータＭＴ、油圧ポンプ（第１油圧ポンプＰ１、第２油圧ポンプＰ２）を含む装置である。
次に、作業機１の制御システムの構成について説明する。
図１に示すように、作業機１の制御システムは、複数の制御装置５１、５２を有している。制御装置５１は、主に油圧システムを制御する作業制御装置であって、油圧制御部５３を有している。油圧制御部５３は、制御装置５１に設けられた電子電気回路、プログラム等から構成されている。油圧制御部５３は、作業機１に設けられた油圧機器、例えば、複数の制御弁Ｖ１〜Ｖ１０、連通弁Ｖ１１、油圧ポンプ（第１油圧ポンプＰ１、第２油圧ポンプＰ２）を制御する。なお、油圧制御部５３は、油圧機器を制御するものであれば何でもよく、制御対象はこの実施形態に限定されない。制御装置５２は、エンジンＥ１を制御するエンジン制御装置５２である。この実施形態では、制御システムは、複数の制御装置５１、５２を有しているが、制御装置５１、５２を１つの制御装置で構成してもよいし、台数は限定されない。

制御装置５１には、作業操作部材（作業操作部材１９Ｌ、作業操作部材１９Ｒ、作業操作部材１９Ｄ）が接続されている。作業操作部材１９Ｌは、運転席６の左側に配置され、作業操作部材１９Ｒは、運転席６の右側に配置され、作業操作部材１９Ｄは、作業操作部材１９Ｒとは別に運転席６の右側に配置されている。作業操作部材１９Ｌ及び作業操作部材１９Ｒは、揺動量（操作量）を検出するポテンションメータ（検出装置）を有するレバーであって、前、後、右、左に揺動自在なレバーである。作業操作部材１９Ｄは、揺動量（操作量）を検出するポテンションメータ（検出装置）を有するレバーであって、前、後に揺動可能なレバーである。

作業操作部材１９Ｌを作業者（オペレータ）等が操作すると、作業操作部材１９Ｌの操作量及び操作方向がポテンションメータにより検出され、検出された操作量及び操作方向は制御装置５１に入力される。油圧制御部５３は、作業操作部材１９Ｌの操作量及び操作方向に応じて、旋回制御弁Ｖ１０の旋回電磁弁のソレノイドを励磁し、当該旋回電磁弁の開度を制御するか、あるいはアーム制御弁Ｖ９のアーム電磁弁のソレノイドを励磁し、当該アーム電磁弁の開度を制御する。その結果、旋回制御弁Ｖ１０の受圧部にパイロット圧が作用し、当該旋回制御弁Ｖ１０の位置が切り換えられ、当該位置に応じて旋回モータＭＴの回転方向が切り換えられるか、あるいは、アーム制御弁Ｖ９の受圧部にパイロット圧が作用し、当該アーム制御弁Ｖ９の位置が切り換えられ、位置に応じてアームシリンダＣ９が伸縮する。

作業操作部材１９Ｒをオペレータ等が操作すると、作業操作部材１９Ｒの操作量及び操作方向がポテンションメータにより検出され、検出された操作量及び操作方向は制御装置５１に入力される。油圧制御部５３は、作業操作部材１９Ｒの操作量及び操作方向に応じて、ブーム制御弁Ｖ１のブーム電磁弁のソレノイドを励磁し、当該ブーム電磁弁の開度を制御するか、あるいは、作業操作部材１９Ｒの操作量及び操作方向に応じて、バケット制御弁Ｖ２のバケット電磁弁のソレノイドを励磁し、当該バケット電磁弁の開度を制御する。その結果、ブーム制御弁Ｖ１の受圧部にパイロット圧が作用し、当該ブーム制御弁Ｖ１の位置が切り換えられ、当該位置に応じてブームシリンダＣ１が伸縮するか、あるいはバケット制御弁Ｖ２の受圧部にパイロット圧が作用し、当該バケット制御弁Ｖ２の位置が切り換えられ、位置に応じてバケットシリンダＣ２が伸縮する。

作業操作部材１９Ｄをオペレータ等が操作すると、作業操作部材１９Ｄの操作量及び操作方向がポテンションメータにより検出され、検出された操作量及び操作方向は制御装置５１に入力される。油圧制御部５３は、作業操作部材１９Ｄの操作量及び操作方向に応じて、ドーザ制御弁Ｖ３のドーザ電磁弁のソレノイドを励磁し、当該ドーザ電磁弁の開度を制御する。その結果、ドーザ制御弁Ｖ３の受圧部にパイロット圧が作用し、当該ドーザ制御弁Ｖ３の位置が切り換えられ、当該位置に応じてドーザシリンダＣ３が伸縮する。

以上のように、作業操作部材（作業操作部材１９Ｌ、作業操作部材１９Ｒ、作業操作部材１９Ｄ）を操作することによって、機体２、ブーム１５、アーム１６、バケット（作業具）１７、ドーザ装置７を操作することができる。
制御装置５１には、走行操作部材（走行操作部材２０Ｌ、走行操作部材２０Ｒ）が接続されている。走行操作部材２０Ｌ及び走行操作部材２０Ｒは、運転席６の前方に配置されている。走行操作部材２０Ｌ及び走行操作部材２０Ｒは、揺動量（操作量）を検出するポテンションメータ（検出装置）を有するレバーであって、前、後に揺動自在なレバーである。

走行操作部材２０Ｌ及び走行操作部材２０Ｒをオペレータ等が操作すると、走行操作部材２０Ｌ及び走行操作部材２０Ｒの操作量及び操作方向がポテンションメータにより検出され、検出された操作量及び操作方向は制御装置５１に入力される。油圧制御部５３は、走行操作部材２０Ｌの操作量及び操作方向に応じて、左走行制御弁Ｖ６の左走行電磁弁のソレノイドを励磁すると共に、走行操作部材２０Ｒの操作量及び操作方向に応じて、右走行制御弁Ｖ５の右走行電磁弁のソレノイドを励磁する。その結果、右走行制御弁Ｖ５及び左走行制御弁Ｖ６の受圧部にパイロット圧が作用し、当該右走行制御弁Ｖ５及び左走行制御弁Ｖ６がそれぞれが切り換えられ、走行モータＭＲ及び走行モータＭＬの回転方向が決定される。

以上のように、作業操作部材（作業操作部材１９Ｌ、作業操作部材１９Ｒ、作業操作部材１９Ｄ）及び走行操作部材（走行操作部材２０Ｌ、走行操作部材２０Ｒ）の操作時には、制御装置５１がソレノイドの励磁及び消磁の制御信号を出力することによって、機体２、ブーム１５、アーム１６、バケット（作業具）１７、ドーザ装置７、第１走行装置３Ｒ及び第２走行装置３Ｌを制御することができる。

さて、制御装置５１は、２つの制御モード（第１制御モード、第２制御モード）を有しており、制御モードに応じて、作業機１の制御形態が異なる。
制御装置５１には、切換部材６５が接続されている。切換部材６５は、例えば、ＯＮ／ＯＦＦスイッチであって、運転席６の近傍に設けられ、作業者（オペレータ）が手動操作によって切り換えることが可能なスイッチである。なお、切換部材６５は、オペレータによる手動操作ができないように、制御装置５１の内部に設けてもよい。

制御装置５１は、切換部材６５の切換に応じて作動する切換部（モード切換部）５４が設けられている。切換部５４は、制御装置５１に設けられた電子電気回路、プログラム等から構成されている。切換部材６５をＯＮにすると、制御装置５１の切換部５４は当該制御装置５１を第１モードに設定し、切換部材６５をＯＦＦにすると、制御装置５１の切換部５４は当該当該制御装置５１を第２モードに設定する。即ち、切換部５４は、制御装置５１の切換部材６５の切換に応じて、後述する回転数制御部５５Ａによって負荷に応じてエンジン回転数の増減を行う第１状態（統合制御モード）と、負荷に応じてエンジン回転数の増減を行わない第２状態（標準制御モード）とに切換る。

制御装置５１は、第２モード（標準制御モード）に設定されると、エンジン回転数は予め定められたエンジン回転数（制御装置５１に接続されたアクセル設定部材６４で設定された目標エンジン回転数）を維持する制御信号を制御装置５２に出力する。また、標準制御モードでは、制御装置５１（油圧制御部５３）は、上述したように、作業操作部材及び走行操作部材の操作量等に応じて、複数の制御弁Ｖ１〜Ｖ１０等の制御を行う。

さらに、標準制御モードでは、制御装置５１（油圧制御部５３）は、作業操作部材及び走行操作部材の操作量等に基づいて、油圧ポンプ（第１油圧ポンプＰ１及び第２油圧ポンプ）から吐出する作動油の流量を求め、求めた流量を吐出するように、油圧ポンプ（第１油圧ポンプＰ１及び第２油圧ポンプ）の斜板角度を制御する。
なお、標準制御モードにおいて、油圧制御部５３が作業操作部材及び走行操作部材の操作量等に基づいて油圧ポンプから吐出する作動油を求め、求めた作動油に基づいて斜板角度を制御する例を示しているが、これに代えて、圧力補償弁を有するロードセンシングシステムを作業機１の油圧システムに設けることにより、制御弁Ｖ１〜Ｖ１１から検出された負荷圧等を検出油路で検出して、検出油路によって検出されたＰＰＳ信号，ＰＬＳ信号に基づいて、油圧ポンプの斜板角度をレギュレータによって制御してもよい。その他の方法によって油圧ポンプの斜板角度の制御を行ってもよく、油圧ポンプの斜板角度の制御については限定されない。上述したアクセル設定部材６４は、例えば、運転席６の近傍に設けられたレバー、ボリュームスイッチ等であり、オペレータの操作によって、目標エンジン回転数が設定される。

図２Ａは、標準制御モードにおける負荷（油圧ポンプに作用する負荷）を示す負荷ラインＬ１と、目標エンジン回転数を示す目標ラインＬ２との関係を示している。図２Ａに示すように、標準制御モードでは、油圧アクチュエータ（作業系油圧アクチュエータ、走行系油圧アクチュエータ）の作動時における負荷ラインＬ１が変動したとしても負荷に応じて目標エンジン回転数の変更は行わず、即ち、制御装置５２に出力する目標エンジン回転数は一定（目標ラインＬ２が一定）に固定する。

つまり、制御装置５１は、標準制御モードでは、アクセル設定部材６４によって指示された固定値である目標エンジン回転数（指令回転数）を、そのまま目標エンジン回転数（目標ラインＬ２：出力回転数）として出力し、実エンジン回転数を目標エンジン回転数に一致させるフィードバック制御を行いながら、走行系油圧アクチュエータや作業系油圧アクチュエータの制御を実行する。

一方、図２Ｂに示すように、制御装置５１は、第１モード（統合制御モード）に設定されると、アクセル設定部材６４で設定された目標エンジン回転数（指令回転数）は無視して、負荷ラインＬ１に応じて、制御装置５２に出力する目標エンジン回転数（出力回転数）を変更する。
統合制御モードによるエンジン回転の制御は、制御装置５１に設けられた回転数制御部５５Ａにより行う。回転数制御部５５Ａは、制御装置５１に設けられた電子電気回路、プログラム等から構成されている。回転数制御部５５Ａは、少なくとも油圧ポンプ（第１油圧ポンプＰ１、第２油圧ポンプＰ２）に作用する負荷に応じて目標エンジン回転数を増減させる。具体的には、回転数制御部５５Ａは、作業操作部材の操作量及び走行操作部材の操作量に基づいて、油圧ポンプ（第１油圧ポンプＰ１、第２油圧ポンプＰ２）から吐出する作動油の流量、即ち、必要流量を求め、必要流量から目標エンジン回転数を演算する。

具体的には、回転数制御部５５Ａは、第１ブロックＢ１（ブーム制御弁Ｖ１、バケット制御弁Ｖ２、ドーザ制御弁Ｖ３、スイング制御弁Ｖ４及び右走行制御弁Ｖ５）に対応する油圧アクチュエータ（ブームシリンダＣ１、バケットシリンダＣ２、ドーザシリンダＣ３、スイングシリンダＣ４、走行モータＭＲ）に供給する必要流量Ｑ１を求める。必要流量Ｑ１は、例えば、作業操作部材及び走行操作部材の操作量に基づいて制御弁Ｖ１〜Ｖ５のそれぞれの開度を演算し、制御弁Ｖ１〜Ｖ５のそれぞれの開度とＣｖ値（容量係数）との関係に基づいて各制御弁Ｖ１〜Ｖ５の流量を求め、各制御弁Ｖ１〜Ｖ５の流量を総合計することにより求めてもよいし、制御弁Ｖ１〜Ｖ５の前後差圧ΔＰに基づいて、各制御弁Ｖ１〜Ｖ５の流量を求め、各制御弁Ｖ１〜Ｖ５の流量を総合計することにより求めてもよいし、その他の方法によって、必要流量Ｑ１を求めてもよい。

また、回転数制御部５５Ａは、第２ブロックＢ２（左走行制御弁Ｖ６、第１ＳＰ制御弁Ｖ７、第２ＳＰ制御弁Ｖ８、アーム制御弁Ｖ９及び旋回制御弁Ｖ１０）に対応する油圧アクチュエータ（走行モータＭＬ、予備アクチュエータ、旋回モータＭＴ）に供給する必要流量Ｑ２を求める。必要流量Ｑ２は、必要流量Ｑ１と同様に、例えば、作業操作部材及び走行操作部材の操作量に基づいて制御弁Ｖ６〜Ｖ１０のそれぞれの開度を演算し、制御弁Ｖ６〜Ｖ１０それぞれの開度とＣｖ値との関係に基づいて各制御弁Ｖ６〜Ｖ１０の流量を求め、各制御弁Ｖ６〜Ｖ１０の流量を総合計することにより求めてもよいし、制御弁Ｖ６〜Ｖ１０の前後差圧ΔＰに基づいて、各制御弁Ｖ６〜Ｖ１０の流量を求め、各制御弁Ｖ６〜Ｖ１０の流量を総合計することにより求めてもよいし、その他の方法によって、必要流量Ｑ２を求めてもよい。

次に、回転数制御部５５Ａは、必要流量Ｑ１、Ｑ２及び油圧ポンプの斜板角（第１油圧ポンプＰ１の斜板角、第２油圧ポンプＰ２の斜板角）に基づいて、目標エンジン回転数（必要回転数）を求める。具体的には、回転数制御部５５Ａは、連通弁Ｖ１１によって第１吐出油路４１と第２吐出油路４２とを連通している場合、式（１）を用いて、目標エンジン回転数を求める。また、回転数制御部５５Ａは、連通弁Ｖ１１によって第１吐出油路４１と第２吐出油路４２とを遮断している場合、式（２）、式（３）を用いて、目標エンジン回転数を求める。

なお、目標エンジン回転数を求めるにあたって、油圧ポンプ（第１油圧ポンプＰ１の斜板角、第２油圧ポンプＰ２の斜板角）の斜板角を用いている。油圧アクチュエータに作用する負荷が所定よりも大きくなった場合、油圧ポンプの所定よりも斜板角は小さくなる。油圧アクチュエータに作用する負荷が大きくなっている状態（油圧ポンプの斜板角が負荷の影響により小さくなった状態）から負荷が小さくなった場合は、油圧ポンプの斜板角は所定の角度に戻る。したがって、上述した目標エンジン回転数の式（１）〜（３）では、油圧ポンプの斜板角に応じて変更することが可能であり、作業の負荷に応じて、目標エンジン回転数を変化させることができる。式（１）〜（３）において、斜板角は最大値を用いてもよい。

そして、回転数制御部５５Ａは、連通弁Ｖ１１によって第１吐出油路４１と第２吐出油路４２とを連通している場合は、式（１）で求めた目標エンジン回転数を制御装置５２に出力する。また、回転数制御部５５Ａは、連通弁Ｖ１１によって第１吐出油路４１と第２吐出油路４２とを遮断している場合は、式（２）で求めた目標エンジン回転数と、式（３）で求めた目標エンジン回転数とのいずれか大きい方の目標エンジン回転数を制御装置５２に出力する。なお、連通弁Ｖ１１における切換操作は、作業機１の作業状態又は走行状態に基づいて、制御装置５１によって切り換えられる。連通弁Ｖ１１における切換操作は、運転席６の周囲に設けられたスイッチ等の切換により行ってもよいし、その他の方法で行ってもよい。

以上のように、統合制御モードでは、制御装置５１の回転数制御部５５Ａによって、作業の負荷に応じて、目標エンジン回転数を変化することにより、実エンジン回転数を負荷に応じて増減することができる。このように、統合制御モードによれば、作業の負荷に応じてエンジン回転数を増減させることによって、油圧アクチュエータの速度は下げることなく同一の速度で作業を行うことができる一方で、省エネ化を図ることができる。

なお、統合制御モードにおいて、負荷に応じて目標エンジン回転数を変更しているが、制御弁Ｖ１〜Ｖ１１の制御及び油圧ポンプの斜板角度の制御は、標準制御モードと同様である。
さて、作業機１では、油圧アクチュエータ（油圧アタッチメント）毎又は作業毎（作業内容毎）に、エンジン回転数を制限可能である。図３に示すように、エンジン回転数の制限は、制御装置５１及び制御装置５１に接続された表示装置７０によって行う。

制御装置５１は、第１設定部５６を有している。第１設定部５６は、制御装置５１に設けられた電子電気回路、プログラム等から構成されている。第１設定部５６は、表示装置７０と協同して、エンジン回転数の制限値（エンジン回転数の上限値及び／又は下限値）を設定する。
図３Ａ及び図３Ｂに示すように、表示装置７０は、作業機１に関する様々な情報を表示可能な表示部７１と、表示部７１等の操作を行う操作部（操作具）７２とを有している。表示部７１は、液晶等のパネルから構成されている。操作部７２は、複数のスイッチ等で構成されていて、第１スイッチ７２ａと、第２スイッチ７２ｂと、第３スイッチ７３ｃとを含んでいる。なお、操作部７２は、表示装置７０の操作を行えるものであれば、何でもよくスイッチに限定されない。

図３Ａに示すように、制御装置５１の第１設定部５６は、操作部７２において所定の操作が行われると、表示装置７０の表示部７１に設定画面Ｍ１を表示させる。設定画面Ｍ１は、油圧アクチュエータ（油圧アタッチメント）毎にエンジン回転数の制限を行う画面である。第１設定部５６は、作業機１に装着可能な油圧アタッチメント（ブーム、バケット、アーム等）を示す文字や図形を設定画面Ｍ１に表示させる。また、第１設定部５６は、各油圧アタッチメントに対応するエンジン回転数の上限値及び／又は下限値を数字又は図形（バー）等により設定画面Ｍ１に表示する。設定画面Ｍ１において、オペレータが第１スイッチ７２ａを選択すると、第１設定部５６は、設定画面Ｍ１に表示された複数の油圧アタッチメントのうち、エンジン回転数の設定を行う油圧アタッチメントを決定する。また、設定画面Ｍ１において、エンジン回転数の設定を行う油圧アタッチメントの決定後、オペレータが第２スイッチ７２ｂ、第３スイッチ７２ｃを選択すると、第１設定部５６は、油圧アタッチメントに対応するエンジン回転数の上限値及び／又は下限値を増減し、オペレータが再び第１スイッチ７２ａを選択すると、エンジン回転数の上限値及び／又は下限値を選択時の値に決定する。

このように、制御装置５１の第１設定部５６によって、作業機１に装着可能な油圧アタッチメント毎にエンジン回転数の制限値（上限値及び／又は下限値）を設定することができる。
図３Ｂに示すように、制御装置５１の第１設定部５６は、操作部７２において所定の操作が行われると、表示装置７０の表示部７１に設定画面Ｍ２を表示させる。設定画面Ｍ２では、作業毎にエンジン回転数の制限を行う。第１設定部５６は、作業機１で行うことができる作業（掘削、走行、旋回等）を示す文字や図形を設定画面Ｍ２に表示させる。また、第１設定部５６は、各作業に対応するエンジン回転数の上限値及び／又は下限値が数字又は図形（バー）等により設定画面Ｍ２に表示する。設定画面Ｍ２において、オペレータが第１スイッチ７２ａを選択すると、設定画面Ｍ２に表示された複数の作業のうち、第１設定部５６は、エンジン回転数の設定を行う作業を決定する。また、設定画面Ｍ２において、エンジン回転数の設定を行う作業の決定後、オペレータが第２スイッチ７２ｂ、第３スイッチ７２ｃを選択すると、第１設定部５６は、作業に対応するエンジン回転数の上限値及び／又は下限値を増減し、オペレータが再び第１スイッチ７２ａを選択すると、エンジン回転数の上限値及び／又は下限値を選択時の値に決定する。

このように、制御装置５１の第１設定部５６によって、作業機１によって行うことができる作業毎にエンジン回転数の制限値（上限値及び／又は下限値）を設定することができる。なお、上述した実施形態では制御装置５１（第１設定部５６）が表示装置７０における表示の制御を行っているが、表示装置７０に制御装置５１（第１設定部５６）を設けてもよく、表示装置７０と制御装置５１（第１設定部５６）とを一体化してもよい。

上述した実施形態では、油圧アクチュエータ（油圧アタッチメント）毎に任意にエンジン回転数の制限値の設定を行うことができるようにしているが、少なくとも２つの油圧アクチュエータ（油圧アタッチメント）について、油圧アクチュエータ（油圧アタッチメント）毎に制限値をそれぞれ異なる値に設定するようにしてもよい。
図３Ｃは、制限値をそれぞれ異なる値に設定可能な設定画面Ｍ３を示している。設定画面Ｍ３は、上述した設定画面Ｍ１と同様に、作業機１に装着可能な油圧アタッチメント（ブーム、バケット、アーム等）を示す文字や図形を表示する。図３Ｃに示すように、例えば、アームのエンジン回転数を設定した後、ブーム等の他の油圧アタッチメントのエンジン回転数において、第１設定部５６は、設定可能範囲（制限値を設定できる幅）Ｆ１を設定画面Ｍ３に表示する。設定可能範囲Ｆ１は、アーム等のように先に設定した油圧アタッチメントのエンジン回転数によって変更される。

したがって、オペレータは、第２スイッチ７２ｂ、第３スイッチ７２ｃを操作して、ブームのエンジン回転数の設定値を設定可能範囲Ｆ１に収めることにより、アームのエンジン回転数とは異なる制限値を設定することができる。なお、図３Ｃの設定画面Ｍ３は、少なくとも２つの油圧アタッチメントに応じて制限値をそれぞれ異なる値に設定する例、即ち、先に設定したエンジン回転数が、後に設定するエンジン回転数の設定可能範囲Ｆ１を可変にする例であり、例示した油圧アタッチメント及びエンジン回転数は、図３Ｃに示したものに限定されない。

或いは、第１設定部５６は、複数の油圧アタッチメントのうち、所定の油圧アタッチメントのセット値が他の油圧アタッチメントのセット値を超えないように、各油圧アタッチメントのセット値を設定してもよい。例えば、アーム、ブーム、バケットのうち、アームのセット値を高くした場合は、第１設定部５６は、ブーム及びバケットのセット値の上限をアームのセット値未満にする。

また、上述した実施形態では、油圧アクチュエータ（油圧アタッチメント）毎、又は、作業毎にエンジン回転数の制限値の設定を行えるようにしているが、油圧アクチュエータ又は作業をグループ化して、グループ毎に制限値の設定を行えるようにしてもよい。図４に示すように、第１設定部５６は、表示装置７０の表示部７１の設定画面Ｍ４を表示させる。設定画面Ｍ４では、例えば、アーム、ブーム、バケットの第１グループと、カッター、クラップルの第２グループと、ブレーカの第３グループとを表示する。第１設定部５６は、設定画面Ｍ４に表示されたグループ毎（第１グループ、第２グループ、第３グループ）に、エンジン回転数の上限値及び／又は下限値を設定する。なお、グループの設定は、表示装置７０を操作して任意に設定することが好ましい。

上述した実施形態では、少なくとも２つの油圧アクチュエータ（油圧アタッチメント）について、油圧アクチュエータ（油圧アタッチメント）毎に制限値をそれぞれ異なる値に設定するようにしているが、これに代えて、少なくとも２つの作業について作業毎に制限値をそれぞれ異なる値に設定するようにしてもよい。例えば、掘削の作業の場合の制限値を２１００ｒｐｍとした場合に、走行の作業の制限値を１６００ｒｐｍに設定する。なお、上述した制限値の数値は例であり限定されない。

ここで、統合制御モードでは、第１設定部５６によって設定された制限値（上限値、下限値）を超えないようにエンジン回転数の制限が行われる。制御装置５１は、エンジン回転数を第１設定部５６で設定された制限値に制限する回転数制限部５８を有している。回転数制限部５８は、制御装置５１に設けられた電子電気回路、プログラム等から構成されている。

回転数制限部５８は、回転数制御部５５Ａによって演算された必要回転数がセット値（上限値）以下である場合、エンジン回転数の制限を行わない。即ち、回転数制限部５８は、回転制御部５５Ａによって求められた必要回転数に対応してエンジン回転数を増減させることを許容する。一方、回転数制限部５８は、回転数制御部５５Ａによって演算された必要回転数がセット値（上限値）を超えている場合、エンジン回転数の制限を行う。

例えば、アーム１６を操作した場合の必要回転数が１６００ｒｐｍである場合において、アーム１６のセット値が１８００ｒｐｍの場合、回転数制限部５８はエンジン回転数の制限を行わないが、アーム１６のセット値が１４００ｒｐｍである場合、エンジン回転数の制限を行う。つまり、回転数制限部５８は、必要回転数＜セット値である場合、制御装置５２に出力する目標エンジン回転数（出力回転数）をセット値に制限する。

以上のように、制御装置５１の回転数制限部５８によって統合制御モードであったとしても、制御装置５１が回転数制限部５８を有しているため、燃費の向上を行いつつエンジン回転数の制限によって騒音の軽減を行うことができる。また、上述したように、オペレータが作業時に必要なエンジン回転数を設定しながら、作業に応じてエンジン回転数を柔軟に変化させることができる。

さて、制御装置５１は、標準制御モードである場合では、アクセル設定部材６４の指令値に基づいて目標エンジン回転数を設定するが、統合制御モードである場合は、アクセル設定部材６４の指令値に基づいて、目標エンジン回転数ではなく、作業機１に関する別のパラメータを設定する。即ち、アクセル設定部材６４は、標準制御モードでは目標エンジン回転数を設定するために用いられているが、統合制御モードでは目標エンジン回転数とは異なる別のパラメータを設定するために用いる。

具体的には、制御装置５１は、アクセル設定部材６４で設定された指令値を決める第２設定部５９を有している。第２設定部５９は、制御装置５１に設けられた電子電気回路、プログラム等から構成されている。第２設定部５９は、標準制御モードである場合、アクセル設定部材６４で指令された指令値が制御装置５１に入力されると、入力された指令値に基づいて目標エンジン回転数としてセットする。即ち、標準制御モードである場合に、アクセル設定部材６４を操作して指令値を変えれば、第２設定部５９は、目標エンジン回転数をアイドリング回転数〜最大回転数まで変更できるようにする。

一方で、第２設定部５９は、統合制御モード、即ち、負荷に応じてエンジン回転数を増減させる場合には、アクセル設定部材６４で指令された指令値が制御装置５１に入力されると、入力された指令値に基づいて作動油の流量を増減させる作動油変更値を設定する。そして、制御装置５１は、作動油変更値に応じて、油圧ポンプ（第１油圧ポンプＰ１、第２油圧ポンプＰ２）の斜板角度を現在の斜板角度よりも増減させる。例えば、統合制御モードである場合に、アクセル設定部材６４を操作して指令値を変えれば、第２設定部５９は、油圧ポンプ（第１油圧ポンプＰ１、第２油圧ポンプＰ２）の斜板角度を±１０％の範囲で増減することができる。つまり、統合制御モードでは、エンジン回転数の増減を回転制御部５５Ａが自動的に行うため、エンジン回転数を増減するアクセル設定部材６４は不要になるが、統合制御モードによって不要になったアクセル設定部材６４を作動油の調整をする別の設定部材として使用することができる。これにより、統合制御モードにおいても、油圧ポンプの斜板角度を変更できるため、油圧アクチュエータの速度を微調整することができる。なお、上述した実施形態では、第２設定部５９によって、アクセル設定部材６４を、作動油を増減させるための設定部材に変更していたが、これに限らず、作業機１に関する設定を行う設定部材に変更するものであれば何でもよい。
［第２実施形態］
図５は、第２実施形態の油圧システム及び制御システムを示している。なお、第１実施形態と同様の構成については説明を省略する。

図５に示すように、制御装置５１は、油圧制御部５３と、回転制御部５５Ｂ、記憶部６０とを有している。油圧制御部５３及び回転制御部５５Ｂは、制御装置５１に設けられた電子電気回路、プログラム等から構成されている。油圧制御部５３は、上述した実施形態と同様に、例えば、複数の制御弁Ｖ１〜Ｖ１１、油圧ポンプ等を制御する。回転制御部５５Ｂは、操作部材（作業操作部材、走行操作部材）の操作量に基づいてエンジン回転数を設定する。即ち、回転数制御部５５Ｂは、油圧制御部５５Ｂによる油圧ポンプの制御前に操作部材の操作量に基づいてエンジンの回転数を増減させる。

図６は、回転制御部５５Ｂによってエンジン回転数の設定に用いられる作業操作部材の操作量とエンジン回転数との関係を示す制御線Ｌの一例を示している。まず、制御線Ｌについて説明する。作業操作部材の操作量とエンジン回転数との関係（制御線Ｌ）は、制御装置５１の記憶部６０に記憶している。作業操作部材の操作量とエンジン回転数との関係は、作業操作部材の操作量を示す値とエンジン回転数を示す値とを対応付けたデータであってもよいし、作業操作部材の操作量からエンジン回転数を求める関数であってもよいし、その他に操作量とエンジン回転数とを関係付けるものであればなんでもよい。

図６に示すように、制御線Ｌは操作量が０〜３８％未満ではエンジン回転数がアイドリング回転数（最低回転数）であり、操作量が３８％を超えて操作量が増加するにしたがってエンジン回転数が増加し、操作量が略８０％以上を超えた時点でエンジン回転数は最大になる。制御線Ｌは、操作部材の操作量から必要流量Ｑ３を求め、必要流量Ｑ３をエンジン回転数に換算したものである。即ち、制御線Ｌ１は、作業操作部材の操作量に対応する作動油の流量（必要流量）に基づいてエンジン回転数の設定するものである。また、制御線Ｌ１は、油圧ポンプの斜板角に基づいてエンジン回転数を設定するものである。言い換えれば、回転制御部５５Ｂは、作業操作部材の操作量に対応する作動油の流量（必要流量）に基づいてエンジン回転数の設定をすると共に、油圧ポンプの斜板角に基づいてエンジン回転数を設定する。なお、制御線Ｌの算出方法は、一例であって限定されない。

制御線Ｌは、作業操作部材１９Ｌ、作業操作部材１９Ｒ、作業操作部材１９Ｄの操作方向（前、後、右、左）のそれぞれに割り当てられている。言い換えれば、制御線Ｌは、作業機１において作業毎に割り当てられている。例えば、作業操作部材１９Ｌ、作業操作部材１９Ｒ、作業操作部材１９Ｄによって、１０方向に操作する（作業が１０種類である）ため、１０方向に対応する１０個の制御線Ｌ１が記憶部６０に記憶している。なお、制御弁Ｖ１〜Ｖ１０において、流量特性が同じである場合は、同じ流量特性の制御線Ｌは兼用してもよい。

図７は、第２実施形態における第１の制御フローチャートを示している。図７に示すように、作業操作部材の操作が行われると（Ｓ１、Ｙｅｓ）、回転制御部５５Ｂは作業操作部材の操作方向及び操作量に基づいて、記憶部６０に記憶されている所定の制御線Ｌを参照し（Ｓ２）、参照した制御線Ｌ及び操作量からエンジン回転数を演算する（Ｓ３）。演算したエンジン回転数を制御装置５２に出力する（Ｓ４）。例えば、アームを上昇させる方向に作業操作部材を操作した場合、回転制御部５５Ｂは、アームを操作する作業操作部材の操作方向に対応する制御線Ｌを参照し、当該制御線Ｌ及び作業操作部材の操作量と制御線Ｌからエンジン回転数（目標エンジン回転数）を求め、エンジン回転数（目標エンジン回転数）を制御装置５２に出力する。なお、エンジン回転数（目標エンジン回転数）を制御装置５２に出力するのと略同時に、制御装置５１（回転制御部５５Ｂ）は、作業操作部材の操作量に対応する制御信号を制御弁Ｖ１〜Ｖ１０の電磁弁に出力して当該制御弁Ｖ１〜Ｖ１０を制御すると共に、油圧ポンプの斜板角度を最大にする。

回転制御部５５Ｂによって作業操作部材の操作量に応じてエンジン回転数を制御した後（回転数制御部５５Ｂによるエンジン回転数の設定後）は、油圧制御部５３による油圧ポンプの制御を実行する（Ｓ５）。例えば、油圧制御部５３は、作業操作部材の操作量及び操作方向に応じて、制御弁Ｖ１〜Ｖ１０の電磁弁の開度を制御すると共に、操作量等に応じて油圧ポンプの斜板の角度を制御する。

以上によれば、作業操作部材を中立位置から操作した場合には、当該作業操作部材の操作量に応じてエンジン回転数を上昇させることにより、素早く油圧アクチュエータの作動に必要な出力を得ることができる。即ち、操作部材の操作に対する応答性を向上させることができる。なお、上述した実施形態では作業操作部材の操作量に基づいてエンジン回転数を求めていたが、走行操作部材の操作量に基づいてエンジン回転数を求めてもよい。即ち、制御線Ｌ１を走行操作部材に適用してもよいし、走行状態に適用してもよい。

図８は、第２実施形態における第２の制御フローチャートを示している。図８において、Ｓ１〜Ｓ４は操作部材であることを除き、図７と同様である。
図８に示すように、回転制御部５５Ｂにおけるエンジン回転数の出力後（Ｓ４後）、油圧制御部５３に対応する必要流量（想定流量）Ｑ４を演算すると共に、回転数制御部５５Ｂに対応する必要流量（想定流量）Ｑ３を演算する（Ｓ６）。油圧制御部５３は、例えば、作業操作部材及び走行操作部材の操作量に基づいて制御弁Ｖ１〜Ｖ１０のそれぞれの開度を演算し、制御弁Ｖ１〜Ｖ１０のそれぞれの開度とＣｖ値との関係に基づいて各制御弁Ｖ１〜Ｖ１０の流量を求め、各制御弁Ｖ１〜Ｖ１０の流量を総合計することにより必要流量Ｑ４を求めたり、制御弁Ｖ１〜Ｖ１０の前後差圧ΔＰ等に基づいて各制御弁Ｖ１〜Ｖ１０の流量を求め、各制御弁Ｖ１〜Ｖ１０の流量を総合計することにより必要流量Ｑ４を求めてもよいし、その他の方法によって、必要流量Ｑ４を求めてもよい。

次に、油圧制御部５３によって演算した必要流量Ｑ４と、回転数制御部５５Ｂによって演算した必要流量Ｑ３とを比較する（Ｓ７）。必要流量Ｑ３が必要流量Ｑ４以下である場合（Ｓ７、Ｙｅｓ）、油圧制御部５３は、作動油の流量が回転数制御部５５Ｂにより設定されたエンジン回転数により得られないとして、エンジン回転数を上昇させる（Ｓ８）。例えば、油圧制御部５３は、必要流量Ｑ４を式（２）、式（３）等を用いてエンジン回転数に換算した値以上になるまで、エンジン回転数を上昇させる。

なお、図８では、必要流量Ｑ４と必要流量Ｑ３とを比較しているが、これに代え、油圧制御部５３が必要流量Ｑ４をエンジン回転数に換算し、回転数制御部５５Ｂが必要流量Ｑ３をエンジン回転数に換算して、それぞれ換算したエンジン回転数を比較してもよい。
以上によれば、回転数制御部５５Ｂによってエンジン回転数を上昇させた後、当該エンジン回転数によって十分な出力が得られない場合だけ、油圧制御部５３の制御に移行することができる。なお、第２実施形態においても第1実施形態に示した回転制御部５５Ａ等を適用して、標準制御モードだけでなく統合制御モードを行えるようにしてもよいし、表示装置７０によって油圧アクチュエータ毎、作業毎にエンジン回転数を設定してもよい。即ち、第２実施形態と第１実施形態とを任意に組み合わせた作業機の油圧システムを構築してもよい。
［第３実施形態］
図９は、第３実施形態の油圧システム及び制御システムを示している。なお、第１実施形態又は第２実施形態と同様の構成については説明を省略する。第３実施形態は、制御装置５１の油圧制御部５３が操作部材の操作量に基づいて、制御弁Ｖ１〜Ｖ１０の電磁弁に制御値を出力する場合に、操作部材の操作量の変化、即ち、操作速度が速い場合に制御値を大きくする実施形態である。以下、油圧制御部５３について詳しく説明する。

制御装置５１は、油圧制御部５３、記憶部６０及び閾値設定部８４を備えている。油圧制御部５３は、速度演算部８１と、制御部８２と、を有している。速度演算部８１、制御部８２は、制御装置５１に設けられた電子電気回路、プログラム等から構成されている。速度演算部８１は、操作部材が操作された場合にポテンションメータ（検出装置）により検出された揺動量（操作量）に基づいて、当該操作部材の操作速度を演算する。言い換えれば、速度演算部８１は、操作部材の操作速度を検出する速度検出部である。

制御部８２は、操作速度が閾値ＳＬ未満である場合には制御弁Ｖ１〜Ｖ１０に対して操作部材の操作量に対応する第１制御値で制御を行い、閾値ＳＬ以上である場合には第１制御値よりも制御弁Ｖ１〜Ｖ１０の開度が大きくなる第２制御値による制御を行う。即ち、本実施形態では、記憶部６０に、各油圧アクチュエータに対応する操作部材について、操作部材の操作量と、当該油圧アクチュエータに対応する制御弁Ｖ１〜Ｖ１０に供給する電流値を示す第１制御値及び第２制御値とを予め対応付けて記憶させている。

図１１Ａは、記憶部６０に記憶されている操作部材の操作量と、第１制御値Ｗ１及び第２制御値Ｗ２との関係の一例を示した図である。図１１Ａに示すように、第１制御値Ｗ１及び第２制御値Ｗ２は、操作部材の操作量が大きくなるにしたがって大きな値になる。第２制御値Ｗ２は、同一の操作量において第１制御値Ｗ１よりも大きく、第２制御値Ｗ２＞第１制御値Ｗ１である。なお、油圧制御部５３は、電磁弁のソレノイドの励磁によって開度を変化させるため、第１制御値及び第２制御値は電流値である。なお、第１制御値及び第２制御値は電圧値であってもよい。

図１０は、制御弁Ｖ１〜Ｖ１０の第１の制御フローチャートを示し、図１１Ｂは、操作部材の操作開始からの時間と操作量との関係に閾値ＳＬとの関係を示している。
図１０に示すように、操作部材が操作されると、速度演算部８１は当該操作部材から制御装置５１へ入力された操作信号（操作量）に基づいて、操作速度（所定時間当たりの操作量の変化）を演算する（Ｓ１０）。具体的には、本実施形態では、操作部材の操作位置（あるいは操作角度）を所定時間毎（例えば、０．５ｍｓｅｃ毎）にサンプリングしており、所定時間のサンプリング結果に基づいて操作速度を演算する。なお、操作速度の検出方法は特に限定されるものではなく、他の方法を用いてもよい。

制御部８２は、操作速度が予め定められた閾値ＳＬ以上であるか否かを判断し（Ｓ１１）、操作速度が閾値ＳＬ以上である場合（Ｓ１１、Ｙｅｓ）は、操作部材の操作量に対応する第１制御値に応じた第１電流よりも開度が大きくなる第２制御値に応じた第２電流（≒ワンショット電流）を制御弁Ｖ１〜Ｖ１０の電磁弁に出力する（Ｓ１２）。図１１Ｂに示すように、閾値ＳＬは、オペレータが操作部材を急峻に操作したか否かを判断するための値であって、例えば、数十ｍｓに設定される。第１制御値は、操作部材の操作量に対応して設定される電流値（第１電流値）を示す値であって、当該操作部材の操作量と制御弁Ｖ１〜Ｖ１０の開度との関係によって設定される値である。第２制御値は、第１電流値よりも制御弁Ｖ１〜Ｖ１０の開度が大きくなる第２電流値を示す値であって、制御弁Ｖ１〜Ｖ１０（電磁弁）を素早く操作するために設定される値である。

制御部８２は、第２電流を出力した経過時間が所定以上であるか否かを判断し（Ｓ１３）、経過時間が所定以上であれば（Ｓ１３、Ｙｅｓ）、第２電流の出力を停止して（Ｓ１４）、続けて第１電流を出力する（Ｓ１５）。第２電流を出力する時間（経過時間）は、例えば、数ｍｓ〜２０ｍｓである。なお、経過時間は上述した数値に限定されない。
一方、制御部８２は、操作速度が予め定められた閾値ＳＬ未満である場合（Ｓ１１、Ｎｏ）は、第２電流ではなく第１電流を出力する（Ｓ１５）。

以上によれば、オペレータが操作部材を閾値ＳＬ以上の操作速度で急峻に操作した場合だけ、当該操作部材の急峻な操作速度に応じて油圧アクチュエータを素早く動かすことができ、オペレータが操作部材を閾値ＳＬ未満の操作速度でゆっくりと操作した場合には当該操作部材の操作速度に応じてゆっくりと油圧アクチュエータを操作することができる。例えば、バケット１７で掬った土を下方に落下させる場合等は、当該バケット１７の素早い動きが必要である。このような場合には、バケット１７を操作する操作部材を急峻に操作することによってバケット１７を素早くダンプすることができる。

また、操作部材の操作速度が遅い場合には、油圧アクチュエータはゆっくりと動作することから、急峻な動きと、ゆっくりとした動きとを両立させることができ、作業機１の全体では騒音低減や燃費の低減を図ることができる。
なお、上記の閾値ＳＬは、オペレータ或いは作業機１の管理者が、上述した第１設定部５６や表示装置７０を用いて任意に設定できるようにしてもよい。また、制御装置５１が予め設定した条件（例えば、作動油の油温或いは気温など）に応じて閾値ＳＬを変更するようにしてもよい。

図９に示すように、制御装置５１には作動油の温度を検出する測定装置８３が接続されている。また、制御装置５１は、閾値ＳＬを油温に応じて設定する閾値設定部８４を有している。閾値設定部８４は、制御装置５１に設けられた電子電気回路、プログラム等から構成されている。
図１２は、制御弁Ｖ１〜Ｖ１０の第２の制御フローチャートを示している。図１２に示すように、Ｓ１０〜Ｓ１５は、図１０と同様である。図１２に示すように、制御装置５１が測定装置８３によって測定された油温を取得すると（Ｓ１６）、閾値設定部８４は、油温に基づいて閾値ＳＬを設定させる（Ｓ１７）。例えば、閾値設定部８４は、油温が−１０℃未満の低温であり作動油の粘性が高い場合、図１１Ｂに示すように閾値ＳＬを短くする（閾値ＳＬを示す直線の傾きを小さくする）。また、閾値設定部８４は、油温が−１０℃以上であって作動油の粘性が低い場合、図１１Ｂに示すように閾値ＳＬを高くする（閾値ＳＬを示す直線の傾きを大きくする）。なお、油温と閾値との関係は一例であって、数値は限定されない。また、閾値設定部８４は油温の高低によって閾値ＳＬを２段階に設定しているが、油温の値に応じて閾値ＳＬを２段階よりも大きな多段階に設定してもよい。閾値設定部８４によって閾値ＳＬを設定した後は、Ｓ１０〜Ｓ１５に進む。

なお、制御部８２は、操作部材の操作パターン（例えば複数の油圧アクチュエータを同時に操作する複合操作であるか否か）に基づいて第２電流値にて制御するか否かの判断を行ってもよい。図１３は、制御弁Ｖ１〜Ｖ１０の第３の制御フローチャートを示している。図１３に示すように、Ｓ１０〜Ｓ１５は、図１０と同様である。
図１３に示すように、制御部８２は、複数の油圧アクチュエータが複合操作されたか否かの判断を行う（Ｓ１８：複合操作判定）。複合操作判定では、制御部８２は、例えば、操作部材１９Ｌと操作部材１９Ｒとが同時に複合操作されたか否かを判断する。ここで、複合操作とは、２つの操作部材が中立位置である状態から略同時に揺動した場合（揺動量が略同時に制御装置５１に入力された場合）、又は、２つの操作部材のうち一方の操作部材が中立位置で操作されておらず且つ他方の操作部材が操作されている状況下で一方の操作部材が中立位置から操作された場合等である。

制御部８２は、複数の油圧アクチュエータが複合操作された場合（Ｓ１８、Ｙｅｓ）、Ｓ１５に進み、第２制御値による制御を行わず第１制御値による操作を行う。また、制御部８２は、複数の油圧アクチュエータが複合操作されていない場合（Ｓ１８、Ｎｏ）、即ち、１つの油圧アクチュエータのみが操作された場合にはＳ１０に進む。１つの油圧アクチュエータの操作時における操作部材の操作量が閾値ＳＬを超える場合（Ｓ１１、Ｙｅｓ）、Ｓ１２に示すように、制御部８２は、第２制御値による制御を行う。

つまり、制御装置５１は、操作部材の操作パターンが所定パターンである場合（Ｓ１８、Ｎｏ）には、操作部材の操作速度が閾値未満であるか否かに応じて制御弁Ｖ１〜Ｖ１０を第１制御値で制御するか第２制御値で制御するかを判断する（Ｓ１１）、一方、操作部材の操作パターンが所定パターンと異なる場合（Ｓ１８、Ｙｅｓ）には、操作部材の操作速度が閾値未満であるか否かに関わらず制御弁Ｖ１〜Ｖ１０を第１制御値で制御する。なお、上述した実施形態では、操作パターンが所定パターンとして複合操作を例にとり説明したが、操作パターンは複合操作に限定されない。

制御部８２は、１つの油圧アクチュエータのみが操作された場合にはＳ１０に進むようにしていたが、これに代えて、Ｓ１２に進むようにしてもよい。即ち、制御部８２は、複数の油圧アクチュエータが複合操作されていない場合（Ｓ１８、Ｎｏ）、操作部材の操作速度に関係なく、第２制御値による制御を行ってもよい。
なお、第２制御値による制御を行う油圧アクチュエータを制御装置５１に設定しておき、設定した油圧アクチュエータが操作された場合であって操作速度が閾値ＳＬ以上である場合に第２制御値による制御を行い、設定していない油圧アクチュエータについては操作速度が閾値ＳＬ以上であっても第２制御値を用いずに第１制御値による制御を行うようにしてもよい。

図１４Ａは、油圧アタッチメントに対する油圧アクチュエータの設定を示す設定画面Ｍ４を示している。設定画面Ｍ４は、複数の油圧アタッチメントが表示され、複数の油圧アタッチメントに対応してＯＮ／ＯＦＦが表示されている。操作具７２（第１スイッチ７２ａと、第２スイッチ７２ｂと、第３スイッチ７３ｃ）の操作によって、各油圧アタッチメントのＯＮ／ＯＦＦが設定できる。設定画面Ｍ４で設定された各油圧アタッチメントとＯＮ／ＯＦＦ（第２制御値を用いるか否か）との関係は記憶部６０に記憶される。

図１４Ｂは、油圧アクチュエータの設定を示す設定画面Ｍ５を示している。設定画面Ｍ５は、複数の油圧アクチュエータが表示され、複数の油圧アクチュエータに対応してＯＮ／ＯＦＦが表示されている。操作具７２（第１スイッチ７２ａと、第２スイッチ７２ｂと、第３スイッチ７３ｃ）の操作によって、各油圧アクチュエータのＯＮ／ＯＦＦが設定できる。設定画面Ｍ５で設定された各油圧アクチュエータとＯＮ／ＯＦＦとの関係は記憶部６０に記憶される。設定画面Ｍ４、Ｍ５の「ＯＮ」は、第２制御値による制御を行うことを示し、設定画面Ｍ４、Ｍ５の「ＯＦＦ」は、第２制御値による制御を行わないことを示している。

図１５は、制御弁Ｖ１〜Ｖ１０の第４の制御フローチャートを示している。図１５に示すように、Ｓ１０〜Ｓ１５は、図１０と同様である。
図１５に示すように、制御部８２は、操作部材が操作されると記憶部６０を参照し（Ｓ２１）、操作された操作部材に対応する油圧アクチュエータが第２制御値による制御対象になっているか否かを判断する（Ｓ２１）。油圧アクチュエータが制御対象になっている場合（Ｓ２１、Ｙｅｓ）、制御部８４はＳ１０に進み、その後、操作部材の操作速度が閾値ＳＬ以上である場合（Ｓ１１、Ｙｅｓ）、Ｓ１２に示すように、制御部８２は、第２制御値による制御を行う。一方、油圧アクチュエータが制御対象になっていない場合（Ｓ２１、Ｎｏ）、制御部８４はＳ１５に進み、第１制御値による制御を行う。

つまり、図１５に示すように、制御装置５１は、所定の油圧アクチュエータに対応する操作部材が操作された場合（Ｓ２１、Ｙｅｓ）には、操作部材の操作速度が閾値未満であるか否かに応じて制御弁Ｖ１〜Ｖ１０を第１制御値で制御するか第２制御値で制御するかを判断する一方、所定の油圧アクチュエータに対応する操作部材とは異なる操作部材が操作された場合（Ｓ２１、Ｎｏ）には、操作部材の操作速度が閾値未満であるか否かに関わらず制御弁Ｖ１〜Ｖ１０を第１制御値で制御する。

なお、第３実施形態においても回転制御部５５Ａ、回転制御部５５Ｂ等を適用して、標準制御モードだけでなく統合制御モードを行えるようにしてもよいし、表示装置７０によって油圧アクチュエータ毎、作業毎にエンジン回転数を設定してもよい。即ち、第３実施形態、第２実施形態、第１実施形態を任意に組み合わせた作業機１の油圧システムを構築してもよい。
［第４実施形態］
図１６は、第４実施形態の油圧システム及び制御システムを示している。なお、第１実施形態と同様の構成については説明を省略する。

図１６に示すように、制御装置５１は、第１旋回制御部８５と、第２旋回制御部８６とを有している。第１旋回制御部８５及び第２旋回制御部８６は、制御装置５１に設けられた電子電気回路、プログラム等から構成されている。
第１旋回制御部８５は、作業操作部材１９Ｌの操作量に対応する目標旋回速度を設定して旋回装置を制御する。第２旋回制御部８６は、目標旋回速度よりも高い高速旋回速度を設定して旋回装置を制御する。

図１７は、作業操作部材１９Ｌの操作量と旋回速度との関係を示したものである。図１７に示すように、第１旋回制御部８５は操作量が大きくなるにしたがって目標旋回速度を示す旋回制御線Ｎ１を大きな値に設定する。第２旋回制御部８６は操作量が大きくなるにしたがって高速旋回速度を示す旋回制御線Ｎ２を大きな値に設定する。旋回制御線Ｎ２で示される旋回速度は、旋回制御線Ｎ１で示される旋回速度よりも高く、同じ操作量である場合には、高速旋回速度（旋回制御線Ｎ２）＞目標旋回速度（旋回制御線Ｎ１）である。図１７に示す作業操作部材１９Ｌの操作量と旋回速度（目標旋回速度及び高速旋回速度）の関係は記憶部６０に記憶されている。

図１８は、旋回装置の第１の制御フローチャートを示している。
制御装置５１は、作業操作部材１９Ｌが操作されたか否かを判断する（Ｓ３０）。作業操作部材１９Ｌが操作されると（Ｓ３０、Ｙｅｓ）、第２旋回制御部８６は、記憶部６０を参照して、作業操作部材１９Ｌの操作量と旋回制御線Ｎ２とに基づいて、高速旋回速度を算出する（Ｓ３１）。第２旋回制御部８６は、高速旋回速度に対応する油圧ポンプの高速出力、即ち、斜板角（高速斜板角）を設定する（Ｓ３２）。第２旋回制御部８６は、高速斜板角を示す制御信号を油圧ポンプに出力する（Ｓ３３：高速出力）。制御装置５１（第１旋回制御部８５）は、第２旋回制御部８６による制御を開始してから、即ち、Ｓ３３による高速出力を行ってから所定時間経過したか否かを判断し（Ｓ３４）、所定時間経過している場合（Ｓ３４、Ｙｅｓ）は、目標旋回速度に基づいて旋回装置の制御を開始する（Ｓ３５）。第１旋回制御部８５は、記憶部６０を参照して作業操作部材１９Ｌの操作量と旋回制御線Ｎ１とに基づいて、目標旋回速度を算出する（Ｓ３６）。

第１旋回制御部８５は、目標旋回速度に対応する油圧ポンプの目標出力、即ち、斜板角（目標斜板角）を設定する（Ｓ３７）。第１旋回制御部８５は、目標斜板角を示す制御信号を油圧ポンプに出力する（Ｓ３８：目標斜板角）。即ち、第１旋回制御部８５は、第２旋回制御部８６による旋回装置の制御後に、目標旋回速度に基づいて旋回装置の制御を行うことで、旋回速度を目標旋回速度に収束させる。

第１旋回制御部８５において旋回速度を目標旋回速度に収束する制御は、旋回装置、即ち、旋回台２の実際の旋回速度（実旋回速度）に基づいて行うことが好ましい。例えば、制御装置５１に旋回装置（旋回台２）の実旋回速度を測定する測定装置８７を接続する。第１旋回制御部８５は、測定装置８７で測定された実旋回速度と目標旋回速度との差（速度差）を求め、速度差が零となるように目標斜板角を補正することにより、実旋回速度を目標旋回速度に一致させる。

以上によれば、制御装置５１は、第１旋回制御部８５及び第２旋回制御部８６を有している。また、第１旋回制御部８５は、第２旋回制御部８６による旋回装置の制御後に、目標旋回速度に基づいて旋回装置の制御を行っている。そのため、作業操作部材１９Ｌを操作すれば、第１旋回制御部８５及び第２旋回制御部８６によって旋回台２の旋回速度を素早く目標の旋回速度に到達させることができる。また、測定装置８７によって測定した実旋回速度と目標旋回速度とに基づいて高速旋回速度から目標旋回速度に収束させているため、旋回速度の収束を安定的に行うことができる。また、油圧ポンプが可変容量ポンプの場合、応答性が遅いため、旋回台２の初動段階で旋回台２の旋回速度が遅くなることがある。しかしながら、第２旋回制御部８６が旋回台２の初動段階での旋回制御を高速旋回速度で行っているため、初動段階における旋回速度の低下を抑制して旋回台２の旋回動作を素早く行わせることができる。

なお、作業操作部材の操作速度に基づいて、旋回装置の制御を行ってもよい。図１６に示すように、速度検出部８１が設けられている。速度検出部８１は上述した実施形態と同じである。
図１９は、旋回装置の第２の制御フローチャートを示している。図１９において、Ｓ３０、Ｓ３１〜Ｓ３８は、図１８と同様である。図１９に示すように、作業操作部材１９Ｌが操作されると（Ｓ３０、Ｙｅｓ）、速度検出部８１は、作業操作部材１９Ｌの操作速度を検出する（Ｓ４０）。制御装置５１は、作業操作部材１９Ｌの操作速度が閾値以上であるか否かを判断する（Ｓ４１）。制御装置５１は、操作速度が閾値以上である場合（Ｓ４１、Ｙｅｓ）、処理をＳ３１に移行させ、第２旋回制御部８６による高速旋回速度を用いた制御を実行する（Ｓ３１〜Ｓ３４）。一方、制御装置５１は、操作速度が閾値未満である場合（Ｓ４１、Ｎｏ）、処理をＳ３５に移行させ、第１旋回制御部８５による目標旋回速度を用いた制御を実行する（Ｓ３５〜Ｓ３８）。

以上によれば、作業操作部材の操作が急峻である場合に、旋回台２の旋回速度を素早く目標旋回速度に到達させることができる。
以上、今回開示した実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 作業機
５１ 制御装置（作業制御装置）
５２ 制御装置（エンジン制御装置）
８３ 測定装置
８４ 閾値設定部

Claims (5)

1. 作動油によって作動する油圧アクチュエータと、
   前記油圧アクチュエータに流れる作動油の流量を制御する電磁制御弁と、
   前記油圧アクチュエータに対するオペレータの操作を受け付ける操作部材と、
   前記操作部材の操作量に応じて前記電磁制御弁の開度を制御する制御装置と、
   前記作動油の油温を検出する測定装置と、
   を備え、
   前記制御装置は、前記操作部材の操作速度が閾値未満である場合には前記電磁制御弁を前記操作部材の操作量に対応する第１制御値で制御し、前記操作速度が前記閾値以上である場合には前記電磁制御弁を前記第１制御値よりも前記電磁制御弁の開度が大きくなる第２制御値で制御し、且つ、前記閾値を前記油温に応じて設定する閾値設定部を有している作業機。
2. 前記制御装置は、前記操作速度が前記閾値以上である場合に前記電磁制御弁を第２制御値で所定時間制御し、前記所定時間が経過した後は前記電磁制御弁を第１制御値で制御する請求項１に記載の作業機。
3. 前記制御装置は、前記操作部材の操作パターンが所定パターンである場合には、前記操作部材の操作速度が閾値未満であるか否かに応じて前記電磁制御弁を第１制御値で制御するか第２制御値で制御するかを判断する一方、前記操作部材の操作パターンが所定パターンと異なる場合には、前記操作部材の操作速度が閾値未満であるか否かに関わらず前記電磁制御弁を第１制御値で制御する請求項１又は２に記載の作業機。
4. 複数の油圧アクチュエータを備えており、
   前記制御装置は、前記操作部材によって複数の油圧アクチュエータが複合操作された場合には前記操作部材の操作速度が閾値未満であるか否かに関わらず前記電磁制御弁を第１制御値で制御し、１の油圧アクチュエータのみが操作された場合であって前記操作部材の操作速度が閾値以上である場合には前記電磁制御弁を前記第２制御値で制御する請求項３に記載の作業機。
5. 複数の油圧アクチュエータを備えており、
   前記制御装置は、所定の油圧アクチュエータに対応する操作部材が操作された場合には、前記操作部材の操作速度が閾値未満であるか否かに応じて前記電磁制御弁を第１制御値で制御するか第２制御値で制御するかを判断する一方、前記所定の油圧アクチュエータに対応する操作部材とは異なる操作部材が操作された場合には、前記操作部材の操作速度が閾値未満であるか否かに関わらず前記電磁制御弁を第１制御値で制御する請求項１〜４のいずれか１項に記載の作業機。

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