特許 5873217 建設機械の制御システム、建設機械、及び建設機械の制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】5873217

(24)【登録日】2016年1月22日

(45)【発行日】2016年3月1日

(54)【発明の名称】建設機械の制御システム、建設機械、及び建設機械の制御方法

(51)【国際特許分類】

   E02F 3/43 20060101AFI20160216BHJP

   E02F 9/22 20060101ALI20160216BHJP

   E02F 9/26 20060101ALI20160216BHJP

【ＦＩ】

   E02F3/43 C

   E02F9/22 E

   E02F9/26 B

【請求項の数】8

【全頁数】81

(21)【出願番号】特願2015-519126(P2015-519126)

(86)(22)【出願日】2015年3月24日

(86)【国際出願番号】JP2015058999

【審査請求日】2015年7月2日

(31)【優先権主張番号】PCT/JP2014/064884

(32)【優先日】2014年6月4日

(33)【優先権主張国】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000001236

【氏名又は名称】株式会社小松製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100089118

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 宏明

(72)【発明者】

【氏名】池上 勝博

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 慧

(72)【発明者】

【氏名】馬場 昭典

【審査官】 石川 信也

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−３４９５０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２３７３３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−３５１００７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−３２８７８５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０２Ｆ ３／４３

Ｅ０２Ｆ ９／２２

Ｅ０２Ｆ ９／２６

Ｆ１５Ｂ １１／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ブームとアームとバケットとを含む作業機を備える建設機械の制御システムであって、
第１動作方向への動作により前記作業機について上げ動作及び下げ動作の一方の動作を実行させ、第２動作方向への動作により前記作業機について他方の動作を実行させる複数の油圧シリンダと、
前記油圧シリンダのそれぞれに配置され、移動可能なスプールを有し、前記スプールの移動により前記油圧シリンダに作動油を供給して前記油圧シリンダを動作させる複数の方向制御弁と、
前記第１動作方向への動作のために前記スプールを移動させるための第１動作方向用操作指令、及び前記第２動作方向への動作のために前記スプールを移動させるための第２動作方向用操作指令に基づいて前記スプールを移動可能とする複数の制御弁と、
前記油圧シリンダのそれぞれに配置され、前記油圧シリンダのシリンダ速度を検出する複数のシリンダ速度センサと、
前記制御弁を制御する制御部と、
前記油圧シリンダを動作させる操作指令が出力された状態で、前記操作指令の値を示す操作指令値及び前記シリンダ速度を示すデータを取得するデータ取得部と、
前記データ取得部で取得した前記データに基づいて、前記第１動作方向用操作指令を示す操作指令値と前記油圧シリンダの前記シリンダ速度との関係、及び前記第２動作方向用操作指令を示す操作指令値と前記油圧シリンダの前記シリンダ速度との関係を示す動作特性を規定し、複数の前記油圧シリンダのそれぞれの第１動作方向及び第２動作方向についての前記動作特性を導出する導出部と、
を備え、
前記制御部は、前記動作特性の導出を含む前記油圧シリンダの較正のための前記データ取得部による前記データの取得において、複数の前記制御弁のうち、前記データが取得される取得対象の１つの制御弁を制御して前記１つの制御弁を有効化し、他の制御弁を制御して前記他の制御弁を無効化する建設機械の制御システム。

【請求項2】

前記制御弁は、パイロット油が流れるパイロット油路に配置され、前記パイロット油路の圧力を調整可能な制御弁を含み、
操作量に応じて前記パイロット油の圧力を調整可能な操作装置を備え、
前記データ取得部は、前記操作指令の第１の値を示す第１操作指令値及び前記第１操作指令値についてのシリンダ速度を示す第１データと、第１の値とは異なる前記操作指令の第２の値を示す第２操作指令値及び前記第２操作指令値についてのシリンダ速度を示す第２データとを取得し、
前記導出部は、前記第１データに基づいて前記油圧シリンダの前記動作方向についての第１動作特性を導出し、前記第２データに基づいて前記油圧シリンダの前記動作方向についての第２動作特性を導出し、
前記制御弁制御部は、前記制御弁を制御して、前記第１データの取得が終了してから前記第２データの取得が開始されるまでの間に、複数の前記パイロット油路を開ける請求項１に記載の建設機械の制御システム。

【請求項3】

前記第１操作指令値は、前記油圧シリンダが微速度領域における前記シリンダ速度で動作する操作指令値を含み、
前記第２操作指令値は、前記油圧シリンダが通常速度領域における前記シリンダ速度で動作する操作指令値を含み、
前記第１、第２データは、前記第１、第２操作指令値に対する前記シリンダ速度が零より大きく所定速度よりも小さい速度領域である微速度領域と、前記第１、第２操作指令値に対する前記シリンダ速度が前記所定速度以上の速度領域で前記第１、第２操作指令値に対する前記シリンダ速度の変化量が前記微速度領域よりも大きい通常速度領域とを含み、
前記第１動作特性は、前記第１操作指令値と微速度領域における前記シリンダ速度との関係を示す微速度動作特性を含み、
前記第２動作特性は、前記第２操作指令値と通常速度領域における前記シリンダ速度との関係を示す通常速度動作特性を含む請求項２に記載の建設機械の制御システム。

【請求項4】

停止状態の前記油圧シリンダが動作を開始するときの前記操作指令値に対する前記シリンダ速度の動作開始点である動作開始操作指令値を導出するためのデータの取得と、前記微速度動作特性を導出するためのデータの取得と、前記通常速度動作特性を導出するためのデータの取得とを連続して実行するシーケンス制御部を備える請求項３に記載の建設機械の制御システム。

【請求項5】

前記パイロット油の圧力を検出する圧力センサと、
前記パイロット油により移動する前記スプールの移動量を検出するスプールストロークセンサと、を備え、
前記操作指令値は、前記制御弁制御部によって決定された前記制御弁に供給する電流値、前記圧力値、及び前記移動量値の少なくとも一つを含む請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の建設機械の制御システム。

【請求項6】

入力部及び表示部を有するマンマシンインターフェース部を備え、
前記表示部は、前記作業機の姿勢の調整を要求する姿勢調整要求情報を表示し、
前記入力部は、前記油圧シリンダを動作させる前記操作指令を出力させるための指令信号を生成する請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の建設機械の制御システム。

【請求項7】

下部走行体と、
前記下部走行体に支持される上部旋回体と、
ブームとアームとバケットとを含み、前記上部旋回体に支持される作業機と、
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の建設機械の制御システムと、
を備える建設機械。

【請求項8】

ブームとアームとバケットとを含む作業機を備える建設機械の制御方法であって、
前記建設機械は、
第１動作方向への動作により前記作業機について上げ動作及び下げ動作の一方の動作を実行させ、第２動作方向への動作により前記作業機について他方の動作を実行させる複数の油圧シリンダと、
移動可能なスプールを有し、前記スプールの移動により前記油圧シリンダに作動油を供給して前記油圧シリンダを動作させる複数の方向制御弁と、
前記第１動作方向への動作のために前記スプールを移動させるための第１動作方向用操作指令、及び前記第２動作方向への動作のために前記スプールを移動させるための第２動作方向用操作指令に基づいて前記スプールを移動可能とする複数の制御弁と、
前記油圧シリンダのそれぞれに配置され、前記油圧シリンダのシリンダ速度を検出する複数のシリンダ速度センサと、
外部からの入力を受け付ける入力部と、外部への表示出力を行う表示部と
を有し、
前記表示部に前記作業機の姿勢の調整を要求する姿勢調整要求情報を表示して、前記作業機の姿勢を調整することと、
前記作業機の姿勢が調整された後、前記入力部の操作により、複数の前記シリンダのうち、１つの油圧シリンダを前記第１動作方向及び前記第２動作方向に動作させるための操作指令を生成することと、
前記油圧シリンダを動作させる操作指令が出力された状態で、前記操作指令を示す操作指令値及び前記１つの油圧シリンダのシリンダ速度を示すデータを取得することと、
取得した前記データに基づいて、前記第１動作方向用操作指令の値を示す操作指令値と前記油圧シリンダの前記シリンダ速度との関係、及び前記第２動作方向用操作指令を示す操作指令値と前記油圧シリンダの前記シリンダ速度との関係を示す動作特性を導出することと、
前記動作特性の導出を含む前記油圧シリンダの較正のための前記データの取得において、前記１つの油圧シリンダについての第１動作方向用制御弁が有効化され、前記１つの油圧シリンダについての第２動作方向用制御弁、及び他の油圧シリンダについての制御弁が無効化されるように、前記制御弁を制御することと、
を含む建設機械の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、建設機械の制御システム、建設機械、及び建設機械の制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

油圧ショベルのような建設機械は、ブームとアームとバケットとを含む作業機を備える。特許文献１に開示されているように、作業機は油圧アクチュエータ（油圧シリンダ）によって駆動される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１１−３５０５３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

作業機を制御する場合、油圧シリンダの動作特性が十分に把握されていないと、作業機による掘削精度が低下する可能性がある。そのため、油圧シリンダの動作特性を円滑に導出できる技術の案出が要望される。

【0005】

本発明の態様は、油圧シリンダの動作特性を円滑に導出できる建設機械の制御システム、建設機械、及び建設機械の制御方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の第１の態様は、ブームとアームとバケットとを含む作業機を備える建設機械の制御システムであって、第１動作方向への動作により前記作業機について上げ動作及び下げ動作の一方の動作を実行させ、第２動作方向への動作により前記作業機について他方の動作を実行させる複数の油圧シリンダと、前記油圧シリンダのそれぞれに配置され、移動可能なスプールを有し、前記スプールの移動により前記油圧シリンダに作動油を供給して前記油圧シリンダを動作させる複数の方向制御弁と、前記第１動作方向への動作のために前記スプールを移動させるためのパイロット油が流れる第１動作方向用パイロット油路、及び前記第２動作方向への動作のために前記スプールを移動させるためのパイロット油が流れる第２動作方向用パイロット油路を含む複数のパイロット油路と、前記パイロット油の圧力を調整可能な制御弁と、前記油圧シリンダのシリンダ速度を検出する複数のシリンダ速度センサと、前記制御弁を制御する制御弁制御部と、前記油圧シリンダを動作させる操作指令が出力された状態で、前記操作指令値及び前記シリンダ速度に関するデータを取得するデータ取得部と、前記データ取得部で取得したデータに基づいて、前記操作指令値に対する複数の前記油圧シリンダのそれぞれの動作方向についての動作特性を導出する導出部と、を備え、前記制御弁制御部は、前記データ取得部による前記データの取得において、複数の前記パイロット油路のうち、前記データが取得される取得対象の１つのパイロット油路の前記制御弁を制御して前記１つのパイロット油路を開き、他のパイロット油路の前記制御弁を制御して前記他のパイロット油路を閉じる建設機械の制御システムを提供する。

【0007】

操作量に応じて前記パイロット油の圧力を調整可能な操作装置を備え、前記データ取得部は、第１操作指令値及び前記第１操作指令値についてのシリンダ速度に関する第１データと、第２操作指令値及び前記第２操作指令値についてのシリンダ速度に関する第２データとを取得し、前記導出部は、前記第１データに基づいて第１動作特性を導出し、前記第２データに基づいて第２動作特性を導出し、前記制御弁制御部は、前記制御弁を制御して、前記第１データの取得が終了してから前記第２データの取得が開始されるまでの間に、複数の前記パイロット油路を開けることが好ましい。

【0008】

前記第１操作指令値は、前記油圧シリンダが微速度領域における前記シリンダ速度で動作する操作指令値を含み、前記第２操作指令値は、前記油圧シリンダが通常速度領域における前記シリンダ速度で動作する操作指令値を含み、前記通常速度領域は、前記微速度領域よりも高い速度領域であって、操作指令値に対する前記シリンダ速度の変化量が前記微速度領域よりも大きく、前記第１動作特性は、前記第１操作指令値と微速度領域における前記シリンダ速度との関係を示す微速度動作特性を含み、前記第２動作特性は、前記第２操作指令値と通常速度領域における前記シリンダ速度との関係を示す通常速度動作特性を含むことが好ましい。

【0009】

停止状態の前記油圧シリンダが動作を開始するときの動作開始操作指令値を導出するためのデータの取得と、前記微速度動作特性を導出するためのデータの取得と、前記通常速度動作特性を導出するためのデータの取得とを連続して実行するシーケンス制御部を備えることが好ましい。

【0010】

前記パイロット油の圧力を検出する圧力センサと、前記パイロット油により移動する前記スプールの移動量を検出するスプールストロークセンサと、を備え、前記操作指令値は、前記制御弁制御部によって決定された前記制御弁に供給する電流値、前記圧力値、及び前記移動量値の少なくとも一つを含むことが好ましい。

【0011】

入力部及び表示部を有するマンマシンインターフェース部を備え、前記表示部は、前記作業機の姿勢調整要求情報を表示し、前記入力部は、前記油圧シリンダを動作させる前記操作指令を出力させるための指令信号を生成することが好ましい。

【0012】

本発明の第２の態様は、下部走行体と、前記下部走行体に支持される上部旋回体と、ブームとアームとバケットとを含み、前記上部旋回体に支持される作業機と、第１の態様の制御システムと、を備える建設機械を提供する。

【0013】

本発明の第３の態様は、ブームとアームとバケットとを含む作業機を備える建設機械の制御方法であって、前記建設機械は、第１動作方向への動作により前記作業機について上げ動作及び下げ動作の一方の動作を実行させ、第２動作方向への動作により前記作業機について他方の動作を実行させる複数の油圧シリンダと、移動可能なスプールを有し、前記スプールの移動により前記油圧シリンダに作動油を供給して前記油圧シリンダを動作させる複数の方向制御弁と、前記第１動作方向への動作のために前記スプールを移動させるためのパイロット油が流れる第１動作方向用パイロット油路、及び前記第２動作方向への動作のために前記スプールを移動させるためのパイロット油が流れる第２動作方向用パイロット油路を含む複数のパイロット油路と、前記パイロット油の圧力を調整可能な制御弁と、前記油圧シリンダのシリンダ速度を検出する複数のシリンダ速度センサと、入力部及び表示部を有するマンマシンインターフェース部と、を有し、前記表示部に姿勢調整要求情報を表示して、前記作業機の姿勢を調整することと、前記作業機の姿勢が調整された後、前記入力部の操作により、複数の前記シリンダのうち、１つの油圧シリンダを第１動作方向に動作させる操作指令を出力させるための指令信号を生成することと、前記１つの油圧シリンダについての第１動作方向用パイロット油路が開き、前記１つの油圧シリンダについての第２動作方向用パイロット油路、及び他の油圧シリンダについてのパイロット油路が閉じるように、前記制御弁を制御することと、前記操作指令が出力された状態で、前記操作指令値及び前記１つの油圧シリンダのシリンダ速度に関するデータを取得することと、取得した前記データに基づいて、前記操作指令値に対する前記１つの油圧シリンダの前記第１動作方向についての動作特性を導出することと、を含む建設機械の制御方法を提供する。

【発明の効果】

【0014】

本発明の態様によれば、油圧シリンダの動作特性を円滑に導出できる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１は、建設機械の一例を示す斜視図である。

【図2】図２は、建設機械の一例を模式的に示す側面図である。

【図3】図３は、建設機械の一例を模式的に示す背面図である。

【図4】図４は、制御システムの一例を示すブロック図である。

【図5】図５は、制御システムの一例を示すブロック図である。

【図6】図６は、目標施工情報の一例を示す模式図である。

【図7】図７は、制限掘削制御の一例を示すフローチャートである。

【図8】図８は、制限掘削制御の一例を説明するための図である。

【図9】図９は、制限掘削制御の一例を説明するための図である。

【図10】図１０は、制限掘削制御の一例を説明するための図である。

【図11】図１１は、制限掘削制御の一例を説明するための図である。

【図12】図１２は、制限掘削制御の一例を説明するための図である。

【図13】図１３は、制限掘削制御の一例を説明するための図である。

【図14】図１４は、制限掘削制御の一例を説明するための図である。

【図15】図１５は、制限掘削制御の一例を説明するための図である。

【図16】図１６は、油圧シリンダの一例を示す図である。

【図17】図１７は、ストロークセンサの一例を示す図である。

【図18】図１８は、制御システムの一例を示す図である。

【図19】図１９は、制御システムの一例を示す図である。

【図20】図２０は、建設機械の動作の一例を説明するための図である。

【図21】図２１は、建設機械の動作の一例を説明するための図である。

【図22】図２２は、建設機械の動作の一例を説明するための図である。

【図23】図２３は、建設機械の動作の一例を示す模式図である。

【図24】図２４は、制御システムの一例を示す機能ブロック図である。

【図25】図２５は、制御システムの一例を示す機能ブロック図である。

【図26】図２６は、作業機コントローラの処理の一例を示すフローチャートである。

【図27】図２７は、較正方法の一例を示すフローチャートである。

【図28】図２８は、表示部の一例を示す図である。

【図29】図２９は、表示部の一例を示す図である。

【図30】図３０は、表示部の一例を示す図である。

【図31】図３１は、表示部の一例を示す図である。

【図32】図３２は、表示部の一例を示す図である。

【図33】図３３は、表示部の一例を示す図である。

【図34】図３４は、較正処理の一例を説明するためのタイミングチャートである。

【図35】図３５は、表示部の一例を示す図である。

【図36】図３６は、較正処理の一例を説明するためのフローチャートである。

【図37】図３７は、スプールストロークとシリンダ速度との関係を示す図である。

【図38】図３８は、図３７の一部を拡大した図である。

【図39】図３９は、スプールストロークとシリンダ速度との関係を示す図である。

【図40】図４０は、図３７の一部を拡大した図である。

【図41】図４１は、較正処理の一例を説明するためのタイミングチャートである。

【図42】図４２は、較正方法の一例を示すフローチャートである。

【図43】図４３は、表示部の一例を示す図である。

【図44】図４４は、表示部の一例を示す図である。

【図45】図４５は、表示部の一例を示す図である。

【図46】図４６は、表示部の一例を示す図である。

【図47】図４７は、表示部の一例を示す図である。

【図48】図４８は、表示部の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する各実施形態の要件は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。

【0017】

［油圧ショベルの全体構成］
図１は、本実施形態に係る建設機械１００の一例を示す斜視図である。本実施形態においては、建設機械１００が、油圧により作動する作業機２を備える油圧ショベル１００である例について説明する。

【0018】

図１に示すように、油圧ショベル１００は、車両本体１と、作業機２と、作業機２を駆動する油圧シリンダ（ブームシリンダ１０、アームシリンダ１１、及びバケットシリンダ１２）とを備える。後述するように、油圧ショベル１００には掘削制御を実行する制御システム２００が搭載されている。

【0019】

車両本体１は、旋回体３と、運転室４と、走行装置５とを有する。旋回体３は、走行装置５の上に配置される。走行装置５は、旋回体３を支持する。旋回体３を、上部旋回体３、と称してもよい。走行装置５を、下部走行体５、と称してもよい。旋回体３は、旋回軸ＡＸを中心に旋回可能である。運転室４に、オペレータが着座する運転席４Ｓが設けられる。オペレータは、運転室４において油圧ショベル１００を操作する。走行装置５は、一対の履帯５Ｃｒを有する。履帯５Ｃｒの回転により、油圧ショベル１００が走行する。なお、走行装置５が車輪（タイヤ）を含んでもよい。

【0020】

本実施形態においては、運転席４Ｓを基準として各部の位置関係について説明する。前後方向とは、運転席４Ｓを基準とした前後方向をいう。左右方向とは、運転席４Ｓを基準とした左右方向をいう。運転席４Ｓが正面に正対する方向を前方向とし、前方向の反対の方向を後方向とする。運転席４Ｓが正面に正対したときの側方向の一方向（右側）及び他方向（左側）をそれぞれ右方向及び左方向とする。

【0021】

旋回体３は、エンジンが収容されるエンジンルーム９と、旋回体３の後部に設けられるカウンタウェイトとを有する。旋回体３において、エンジンルーム９の前方に手すり１９が設けられる。エンジンルーム９に、エンジン及び油圧ポンプなどが配置される。

【0022】

作業機２は、旋回体３に支持される。作業機２は、旋回体３に接続されるブーム６と、ブーム６に接続されるアーム７と、アーム７に接続されるバケット８とを含む。作業機２は、油圧シリンダによって駆動される。作業機２を駆動するための油圧シリンダは、ブーム６を駆動するブームシリンダ１０と、アーム７を駆動するアームシリンダ１１と、バケット８を駆動するバケットシリンダ１２とを含む。ブームシリンダ１０、アームシリンダ１１、及びバケットシリンダ１２のそれぞれは、作動油によって駆動される。

【0023】

ブーム６の基端部は、ブームピン１３を介して旋回体３に接続される。アーム７の基端部は、アームピン１４を介してブーム６の先端部に接続される。バケット８は、バケットピン１５を介してアーム７の先端部に接続される。ブーム６は、ブームピン１３を中心に回転可能である。アーム７は、アームピン１４を中心に回転可能である。バケット８は、バケットピン１５を中心に回転可能である。アーム７及びバケット８のそれぞれは、ブーム６の先端側で移動可能な可動部材である。

【0024】

図２は、本実施形態に係る油圧ショベル１００を模式的に示す側面図である。図３は、本実施形態に係る油圧ショベル１００を模式的に示す背面図である。図２に示すように、ブーム６の長さＬ１は、ブームピン１３とアームピン１４との距離である。アーム７の長さＬ２は、アームピン１４とバケットピン１５との距離である。バケット８の長さＬ３は、バケットピン１５とバケット８の先端部８ａとの距離である。本実施形態において、バケット８は、複数の刃を有する。以下の説明において、バケット８の先端部８ａを適宜、刃先８ａ、と称する。

【0025】

なお、バケット８は、刃を有していなくてもよい。バケット８の先端部は、ストレート形状の鋼板で形成されてもよい。

【0026】

図２に示すように、油圧ショベル１００は、ブームシリンダ１０に配置されたブームシリンダストロークセンサ１６と、アームシリンダ１１に配置されたアームシリンダストロークセンサ１７と、バケットシリンダ１２に配置されたバケットシリンダストロークセンサ１８とを有する。ブームシリンダストロークセンサ１６の検出結果に基づいて、ブームシリンダ１０のストローク長が求められる。アームシリンダストロークセンサ１７の検出結果に基づいて、アームシリンダ１１のストローク長が求められる。バケットシリンダストロークセンサ１８の検出結果に基づいて、バケットシリンダ１２のストローク長が求められる。

【0027】

以下の説明においては、ブームシリンダ１０のストローク長を適宜、ブームシリンダ長、と称し、アームシリンダ１１のストローク長を適宜、アームシリンダ長、と称し、バケットシリンダ１２のストローク長を適宜、バケットシリンダ長、と称する。また、以下の説明において、ブームシリンダ長、アームシリンダ長、及びバケットシリンダ長を適宜、シリンダ長データＬ、と総称する。

【0028】

油圧ショベル１００は、油圧ショベル１００の位置を検出可能な位置検出装置２０を備えている。位置検出装置２０は、アンテナ２１と、グローバル座標演算部２３と、ＩＭＵ（Inertial Measurement Unit）２４とを有する。

【0029】

アンテナ２１は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite Systems：全地球航法衛星システム）用のアンテナである。アンテナ２１は、ＲＴＫ−ＧＮＳＳ（Real Time Kinematic-Global Navigation Satellite Systems）用アンテナである。アンテナ２１は、旋回体３に設けられる。本実施形態において、アンテナ２１は、旋回体３の手すり１９に設けられる。なお、アンテナ２１は、エンジンルーム９の後方向に設けられてよい。例えば、旋回体３のカウンタウェイトにアンテナ２１が設けられてもよい。アンテナ２１は、受信した電波（ＧＮＳＳ電波）に応じた信号をグローバル座標演算部２３に出力する。

【0030】

グローバル座標演算部２３は、グローバル座標系におけるアンテナ２１の設置位置Ｐ１を検出する。グローバル座標系は、作業エリアに設置した基準位置Ｐｒを元にした３次元座標系（Ｘｇ，Ｙｇ，Ｚｇ）である。図２及び図３に示すように、本実施形態において、基準位置Ｐｒは、作業エリアに設定された基準杭の先端の位置である。またローカル座標系とは、油圧ショベル１００を基準とした、（Ｘ、Ｙ、Ｚ）で示される３次元座標系である。ローカル座標系の基準位置は、旋回体３の旋回軸（旋回中心）ＡＸに位置する基準位置Ｐ２を示すデータである。

【0031】

本実施形態において、アンテナ２１は、車幅方向に離れるように旋回体３に設けられた第１アンテナ２１Ａ及び第２アンテナ２１Ｂを含む。グローバル座標演算部２３は、第１アンテナ２１Ａの設置位置Ｐ１ａ及び第２アンテナ２１Ｂの設置位置Ｐ１ｂを検出する。

【0032】

グローバル座標演算部２３は、グローバル座標で表される基準位置データＰを取得する。本実施形態において、基準位置データＰは、旋回体３の旋回軸（旋回中心）ＡＸに位置する基準位置Ｐ２を示すデータである。なお、基準位置データＰは、設置位置Ｐ１を示すデータでもよい。本実施形態において、グローバル座標演算部２３は、２つの設置位置Ｐ１ａ及び設置位置Ｐ１ｂに基づいて旋回体方位データＱを生成する。旋回体方位データＱは、設置位置Ｐ１ａと設置位置Ｐ１ｂとで決定される直線がグローバル座標の基準方位（例えば北）に対してなす角度に基づいて決定される。旋回体方位データＱは、旋回体３（作業機２）が向いている方位を示す。グローバル座標演算部２３は、後述する表示コントローラ２８に基準位置データＰ及び旋回体方位データＱを出力する。

【0033】

ＩＭＵ２４は、旋回体３に設けられる。本実施形態において、ＩＭＵ２４は、運転室４の下部に配置される。旋回体３において、運転室４の下部に高剛性のフレームが配置される。ＩＭＵ２４は、そのフレーム上に配置される。なお、ＩＭＵ２４は、旋回体３の旋回軸ＡＸ（基準位置Ｐ２）の側方（右側又は左側）に配置されてもよい。ＩＭＵ２４は、車両本体１の左右方向に対する傾斜角θ４と、車両本体１の前後方向に対する傾斜角θ５とを検出する。

【0034】

［制御システムの構成］
次に、本実施形態に係る制御システム２００の概要について説明する。図４は、本実施形態に係る制御システム２００の機能構成を示すブロック図である。

【0035】

制御システム２００は、作業機２を用いる掘削処理を制御する。掘削処理の制御は、制限掘削制御を含む。図４に示すように、制御システム２００は、ブームシリンダストロークセンサ１６と、アームシリンダストロークセンサ１７と、バケットシリンダストロークセンサ１８と、アンテナ２１と、グローバル座標演算部２３と、ＩＭＵ２４と、操作装置２５と、作業機コントローラ２６と、圧力センサ６６と、圧力センサ６７と、圧力センサ６８と、制御弁２７と、方向制御弁６４と、表示コントローラ２８と、表示部２９と、センサコントローラ３０と、マンマシンインターフェース部３２とを備えている。

【0036】

操作装置２５は、運転室４に配置される。オペレータにより操作装置２５が操作される。操作装置２５は、作業機２を駆動するためのオペレータの操作指令の入力を受け付ける。本実施形態において、操作装置２５は、パイロット油圧方式の操作装置である。

【0037】

以下の説明においては、油圧シリンダ（ブームシリンダ１０、アームシリンダ１１、及びバケットシリンダ１２）を作動するためにその油圧シリンダに供給される油を適宜、作動油、と称する。本実施形態においては、方向制御弁６４により、油圧シリンダに対する作動油の供給量が調整される。方向制御弁６４は、供給される油によって作動する。以下の説明においては、方向制御弁６４を作動するためにその方向制御弁６４に供給される油を適宜、パイロット油、と称する。また、パイロット油の圧力を適宜、パイロット油圧、と称する。

【0038】

作動油及びパイロット油は、同一の油圧ポンプから送出されてもよい。例えば、メイン油圧ポンプから送出された作動油の一部が減圧弁で減圧され、その減圧された作動油がパイロット油として使用されてもよい。また、作動油を送出する油圧ポンプ（メイン油圧ポンプ）と、パイロット油を送出する油圧ポンプ（パイロット油圧ポンプ）とが別の油圧ポンプでもよい。

【0039】

操作装置２５は、パイロット油が流れるパイロット油路５０およびパイロット油路４５０と接続され、操作量に応じてパイロット油圧を調整可能な圧力調整弁２５０を有する。操作装置２５は、第１操作レバー２５Ｒと、第２操作レバー２５Ｌとを有する。本実施形態において、操作装置２５の操作量は、操作レバー（２５Ｒ、２５Ｌ）を傾ける角度を含む。オペレータが操作レバー（２５Ｒ、２５Ｌ）を操作することによって、その操作量（角度）に応じてパイロット油圧が調整されパイロット油路５０のパイロット油がパイロット油路４５０へ供給される。

【0040】

第１操作レバー２５Ｒは、例えば運転席４Ｓの右側に配置される。第２操作レバー２５Ｌは、例えば運転席４Ｓの左側に配置される。第１操作レバー２５Ｒ及び第２操作レバー２５Ｌでは、前後左右の動作が２軸の動作に対応している。

【0041】

第１操作レバー２５Ｒにより、ブーム６及びバケット８が操作される。第１操作レバー２５Ｒの前後方向の操作は、ブーム６の上下方向の動作に対応する。第１操作レバー２５Ｒが前後方向に操作されることにより、ブーム６の下げ動作及び上げ動作が実行される。ブーム６を操作するために第１操作レバー２５Ｒが操作され、パイロット油路４５０にパイロット油が供給されたときの圧力センサ６６に発生する検出圧力を検出圧力ＭＢとする。第１操作レバー２５Ｒの左右方向の操作は、バケット８の上下方向の動作に対応する。第１操作レバー２５Ｒが左右方向に操作されることにより、バケット８の下げ動作及び上げ動作が実行される。バケット８を操作するために第１操作レバー２５Ｒが操作され、パイロット油路４５０にパイロット油が供給されたときの圧力センサ６６に発生する検出圧力を検出圧力ＭＴとする。

【0042】

第２操作レバー２５Ｌにより、アーム７及び旋回体３が操作される。第２操作レバー２５Ｌの前後方向の操作は、アーム７の上下方向の動作に対応する。第２操作レバー２５Ｌが前後方向に操作されることにより、アーム７の下げ動作及び上げ動作が実行される。アーム７を操作するために第２操作レバー２５Ｌが操作され、パイロット油路４５０にパイロット油が供給されたときの圧力センサ６６に発生する検出圧力を検出圧力ＭＡとする。第２操作レバー２５Ｌの左右方向の操作は、旋回体３の旋回動作に対応する。第２操作レバー２５Ｌが左右方向に操作されることにより、旋回体３の右旋回動作及び左旋回動作が実行される。

【0043】

本実施形態において、ブーム６の上げ動作は、ダンプ動作に相当する。ブーム６の下げ動作は、掘削動作に相当する。アーム７の上げ動作は、ダンプ動作に相当する。アーム７の下げ動作は、掘削動作に相当する。バケット８の上げ動作は、ダンプ動作に相当する。バケット８の下げ動作は、掘削動作に相当する。なお、アーム７の下げ動作を曲げ動作と称してもよい。アーム７の上げ動作を伸長動作と称してもよい。

【0044】

メイン油圧ポンプから送出され、減圧弁によってパイロット油圧に減圧されたパイロット油が操作装置２５に供給される。操作装置２５の操作量に基づいてパイロット油圧が調整され、そのパイロット油圧に応じて、油圧シリンダ（ブームシリンダ１０、アームシリンダ１１、及びバケットシリンダ１２）に供給される作動油が流れる方向制御弁６４が駆動される。

【0045】

第１操作レバー２５Ｒは、ブーム６の駆動のために前後方向に操作される。前後方向に関する第１操作レバー２５Ｒの操作量（ブーム操作量）に応じて、ブーム６を駆動するためのブームシリンダ１０に供給される作動油が流れる方向制御弁６４が駆動される。

【0046】

第１操作レバー２５Ｒは、バケット８の駆動のために左右方向に操作される。左右方向に関する第１操作レバー２５Ｒの操作量（バケット操作量）に応じて、バケット８を駆動するためのバケットシリンダ１２に供給される作動油が流れる方向制御弁６４が駆動される。

【0047】

第２操作レバー２５Ｌは、アーム７の駆動のために前後方向に操作される。前後方向に関する第２操作レバー２５Ｌの操作量（アーム操作量）に応じて、アーム７を駆動するためのアームシリンダ１１に供給される作動油が流れる方向制御弁６４が駆動される。

【0048】

第２操作レバー２５Ｌは、旋回体３の駆動のために左右方向に操作される。左右方向に関する第２操作レバー２５Ｌの操作量に応じて、旋回体３を駆動するための油圧アクチュエータに供給される作動油が流れる方向制御弁６４が駆動される。

【0049】

第１操作レバー２５Ｒは、中立状態（ニュートラル状態）、中立状態から前方向に傾くように操作される前方操作状態、中立状態から後方向に傾くように操作される後方操作状態、中立状態から右方向に傾くように操作される右方操作状態、及び中立状態から左方向に傾くように操作される左方操作状態の少なくとも一つの状態になるように、オペレータに操作される。第１操作レバー２５Ｒが前方操作状態及び後方操作状態の少なくとも一方に操作されることによって、ブームシリンダ１０の方向制御弁６４が駆動される。第１操作レバー２５Ｒが右方操作状態及び左方操作状態に操作されることによって、バケットシリンダ１２の方向制御弁６４が駆動される。第１操作レバー２５Ｒが中立状態に維持されることによって、ブームシリンダ１０の方向制御弁６４及びバケットシリンダ１２の方向制御弁６４は、駆動されない。

【0050】

第２操作レバー２５Ｌは、中立状態（ニュートラル状態）、中立状態から前方向に傾くように操作される前方操作状態、中立状態から後方向に傾くように操作される後方操作状態、中立状態から右方向に傾くように操作される右方操作状態、及び中立状態から左方向に傾くように操作される左方操作状態の少なくとも一つの状態になるように、オペレータに操作される。第２操作レバー２５Ｌが前方操作状態及び後方操作状態の少なくとも一方に操作されることによって、アームシリンダ１１の方向制御弁６４が駆動される。第２操作レバー２５Ｌが右方操作状態及び左方操作状態に操作されることによって、旋回体３を駆動するための油圧アクチュエータが駆動される。第２操作レバー２５Ｌが中立状態に維持されることによって、アームシリンダ１１の方向制御弁６４及び旋回体３を駆動するための油圧アクチュエータは、駆動されない。

【0051】

第１操作レバー２５Ｒが前後方向の可動範囲において最も前方向の端部又は最も後方向の端部に操作されることによって、ブームシリンダ１０のシリンダ速度は、最大値を示す。第１操作レバー２５Ｒが左右方向の可動範囲において最も右方向の端部又は最も左方向の端部に操作されることによって、バケットシリンダ１２のシリンダ速度は、最大値を示す。第１操作レバー２５Ｒが中立状態に維持されることによって、ブームシリンダ１０のシリンダ速度及びバケットシリンダ１２のシリンダ速度は、最小値（零）を示す。

【0052】

第２操作レバー２５Ｌが前後方向の可動範囲において最も前方向の端部又は最も後方向の端部に操作されることによって、アームシリンダ１１のシリンダ速度は、最大値を示す。第２操作レバー２５Ｌが左右方向の可動範囲において最も右方向の端部又は最も左方向の端部に操作されることによって、旋回体３を駆動するための油圧アクチュエータの駆動速度は、最大値を示す。第２操作レバー２５Ｌが中立状態に維持されることによって、アームシリンダ１１のシリンダ速度及び旋回体３を駆動するための油圧アクチュエータの駆動速度は、最小値（零）を示す。

【0053】

以下の説明において、第１操作レバー２５Ｒ及び第２操作レバー２５Ｌが可動範囲の端部に配置される状態を適宜、フルレバー状態、と称する。フルレバー状態において、油圧シリンダ（ブームシリンダ１０、アームシリンダ１１、及びバケットシリンダ１２）のシリンダ速度は、最大値を示す。

【0054】

なお、第１操作レバー２５Ｒの左右方向の操作がブーム６の操作に対応し、前後方向の操作がバケット８の操作に対応してもよい。なお、第２操作レバー２５Ｌの左右方向がアーム７の操作に対応し、前後方向の操作が旋回体３の操作に対応してもよい。

【0055】

圧力センサ６６及び圧力センサ６７は、パイロット油路４５０に配置される。圧力センサ６６及び圧力センサ６７は、パイロット油圧を検出する。圧力センサ６６及び圧力センサ６７の検出結果は、作業機コントローラ２６に出力される。

【0056】

制御弁２７は、パイロット油路４５０に配置される。制御弁２７は、パイロット油圧を調整可能である。制御弁２７は、作業機コントローラ２６からの制御信号に基づいて作動する。制御弁２７が作動することにより、その制御弁２７によって調整されたパイロット油圧が方向制御弁６４に作用する。方向制御弁６４は、パイロット油圧に基づいて作動して、油圧シリンダ（ブームシリンダ１０、アームシリンダ１１、及びバケットシリンダ１２）に対する作動油の供給量を調整する。

【0057】

すなわち、本実施形態において、パイロット油圧は、操作装置２５のみならず、制御弁２７によっても調整される。パイロット油圧が調整されることによって、方向制御弁６４を介して油圧シリンダに対する作動油の供給量が調整される。

【0058】

マンマシンインターフェース部３２は、入力部３１及び表示部（モニタ）３２２を有する。本実施形態において、入力部３２１は、表示部３２２の周囲に配置される操作ボタンを含む。なお、入力部３２１がタッチパネルを含んでもよい。マンマシンインターフェース部３２を、マルチモニタ３２、と称してもよい。入力部３２１は、オペレータによって操作される。入力部３２１の操作により生成された指令信号は、作業機コントローラ２６に出力される。作業機コントローラ２６は、表示部３２２を制御して、その表示部３２２に所定の情報を表示させる。

【0059】

ロックレバー（不図示）は、パイロット油路５０の遮断を機械的に行うためにオペレータに操作される。ロックレバーは、運転室４に配置される。ロックレバーの操作により、パイロット油路５０が閉じる。ロックレバーが操作され、パイロット油路５０が遮断されると、パイロット油路５０に設置される圧力センサ６８の検出圧力が低下し、低下した圧力センサ６８の検出値が作業機コントローラ２６に出力され、遮断状態と判断される。例えば、オペレータが運転室４から離れるとき、パイロット油路５０が閉じるように、ロックレバーが操作される。これにより、オペレータが運転室４に居ないにもかかわらず、パイロット油圧が方向制御弁６４に作用したり、作業機２が動いたりすることが抑制される。作業機２（油圧ショベル１００）を作動させるとき、ロックレバーによるパイロット油路５０の遮断が解除され、パイロット油路５０が開く。これにより、作業機２は駆動可能な状態となる。また、ロックレバーの操作を検出するスイッチ等の電気信号により遮断状態を判断してもよい。

【0060】

図５は、作業機コントローラ２６、表示コントローラ２８、及びセンサコントローラ３０を示すブロック図である。センサコントローラ３０は、ブームシリンダストロークセンサ１６の検出結果に基づいて、ブームシリンダ長を算出する。ブームシリンダストロークセンサ１６は、周回動作に伴う位相変位のパルスをセンサコントローラ３０に出力する。センサコントローラ３０は、ブームシリンダストロークセンサ１６から出力された位相変位のパルスに基づいて、ブームシリンダ長を算出する。同様に、センサコントローラ３０は、アームシリンダストロークセンサ１７の検出結果に基づいて、アームシリンダ長を算出する。センサコントローラ３０は、バケットシリンダストロークセンサ１８の検出結果に基づいて、バケットシリンダ長を算出する。

【0061】

センサコントローラ３０は、ブームシリンダストロークセンサ１６の検出結果に基づいて取得されたブームシリンダ長から、旋回体３の垂直方向に対するブーム６の傾斜角θ１（図２参照）を算出する。センサコントローラ３０は、アームシリンダストロークセンサ１７の検出結果に基づいて取得されたアームシリンダ長から、ブーム６に対するアーム７の傾斜角θ２（図２参照）を算出する。センサコントローラ３０は、バケットシリンダストロークセンサ１８の検出結果に基づいて取得されたバケットシリンダ長を取得から、アーム７に対するバケット８の刃先８ａの傾斜角θ３（図２参照）を算出する。

【0062】

なお、ブーム６の傾斜角θ１、アーム７の傾斜角θ２、及びバケット８の傾斜角θ３は、シリンダストロークセンサで検出されなくてもよい。ロータリーエンコーダのような角度検出器でブーム６の傾斜角θ１が検出されてもよい。角度検出器は、旋回体３に対するブーム６の屈曲角度を検出して、傾斜角θ１を検出する。同様に、アーム７の傾斜角θ２がアーム７に取り付けられた角度検出器で検出されてもよい。バケット８の傾斜角θ３がバケット８に取り付けられた角度検出器で検出されてもよい。

【0063】

センサコントローラ３０は、各シリンダストロークセンサ１６、１７、１８の検出結果からシリンダ長データＬを取得する。センサコントローラ３０は、ＩＭＵ２４から出力される傾斜角θ４のデータ及び傾斜角θ５のデータを出力する。センサコントローラ３０は、シリンダ長データＬ、傾斜角θ４のデータ、及び傾斜角θ５のデータを、表示コントローラ２８及び作業機コントローラ２６のそれぞれに出力する。

【0064】

上述のように、本実施形態においては、シリンダストロークセンサ（１６、１７、１８）の検出結果、及びＩＭＵ２４の検出結果がセンサコントローラ３０に出力され、センサコントローラ３０が所定の演算処理を行う。本実施形態において、センサコントローラ３０の機能が、作業機コントローラ２６で代用されてもよい。例えば、シリンダストロークセンサ（１６、１７、１８）の検出結果が作業機コントローラ２６に出力され、作業機コントローラ２６が、シリンダストロークセンサ（１６、１７、１８）の検出結果に基づいて、シリンダ長（ブームシリンダ長、アームシリンダ長、及びバケットシリンダ長）を算出してもよい。ＩＭＵ２４の検出結果が、作業機コントローラ２６に出力されてもよい。

【0065】

表示コントローラ２８は、目標施工情報格納部２８Ａと、バケット位置データ生成部２８Ｂと、目標掘削地形データ生成部２８Ｃとを有する。表示コントローラ２８は、グローバル座標演算部２３から、基準位置データＰ及び旋回体方位データＱを取得する。表示コントローラ２８は、センサコントローラ３０から傾斜角θ１、θ２、θ３を示すシリンダ傾斜データを取得する。

【0066】

作業機コントローラ２６は、表示コントローラ２８から、基準位置データＰ、旋回体方位データＱ、及びシリンダ長データＬを取得する。作業機コントローラ２６は、基準位置データＰ、旋回体方位データＱ、及び傾斜角θ１、θ２、θ３に基づいて、バケット８の３次元の位置Ｐ３を示すバケット位置データを生成する。本実施形態において、バケット位置データは、刃先８ａの３次元位置を示す刃先位置データＳである。

【0067】

バケット位置データ生成部２８Ｂは、基準位置データＰ、旋回体方位データＱ、及び傾斜角θ１〜θ３に基づいて、バケット８の３次元位置を示すバケット位置データ（刃先位置データＳ）を生成する。すなわち、本実施形態において、作業機コントローラ２６及び表示コントローラ２８のそれぞれが、刃先位置データＳを生成する。なお、表示コントローラ２８は、作業機コントローラ２６から刃先位置データＳを取得してもよい。

【0068】

バケット位置データ生成部２８Ｂは、刃先位置データＳと目標施工情報格納部２８Ａに格納する後述する目標施工情報Ｔを用いて、掘削対象の目標形状を示す目標掘削地形Ｕを生成する。また、表示コントローラ２８は、表示部２９に目標掘削地形Ｕ及び刃先位置データＳを表示させる。表示部２９は、例えばモニタであり、油圧ショベル１００の各種の情報を表示する。本実施形態において、表示部２９は、情報化施工用のガイダンスモニタとしてのＨＭＩ（Human Machine Interface）モニタを含む。

【0069】

目標施工情報格納部２８Ａは、作業エリアの目標形状である立体設計地形を示す目標施工情報（立体設計地形データ）Ｔを格納している。目標施工情報Ｔは、掘削対象の目標形状である設計地形を示す目標掘削地形（設計地形データ）Ｕを生成するために必要とされる座標データ及び角度データを含む。目標施工情報Ｔは、例えば無線通信装置を介して表示コントローラ２８に供給されてもよい。なお、刃先８ａの位置情報は、メモリ等の接続式記録装置から転送されてもよい。

【0070】

目標掘削地形データ生成部２８Ｃは、目標施工情報Ｔと刃先位置データＳとに基づいて、図６に示すように、旋回体３の前後方向で規定する作業機２の作業機動作平面ＭＰと立体設計地形との交線Ｅを目標掘削地形Ｕの候補線として取得する。目標掘削地形データ生成部２８Ｃは、目標掘削地形Ｕの候補線において刃先８ａの直下点を目標掘削地形Ｕの基準点ＡＰとする。表示コントローラ２８は、目標掘削地形Ｕの基準点ＡＰの前後の単数又は複数の変曲点とその前後の線を掘削対象となる目標掘削地形Ｕとして決定する。目標掘削地形データ生成部２８Ｃは、掘削対象の目標形状である設計地形を示す目標掘削地形Ｕを生成する。目標掘削地形データ生成部２８Ｃは、目標掘削地形Ｕに基づいて、表示部２９に目標掘削地形Ｕを表示させる。目標掘削地形Ｕは、掘削作業に使用される作業用データである。表示部２９の表示に使用される表示用の設計地形データに基づいて、表示部２９に目標掘削地形Ｕが表示される。

【0071】

表示コントローラ２８は、位置検出装置２０による検出結果に基づいて、グローバル座標系で見たときのローカル座標の位置を算出可能である。ローカル座標系とは、油圧ショベル１００を基準とする３次元座標系である。ローカル座標系の基準位置は、例えば、旋回体３の旋回中心ＡＸに位置する基準位置Ｐ２である。

【0072】

作業機コントローラ２６は、目標速度決定部５２と、距離取得部５３と、制限速度決定部５４と、作業機制御部５７を有する。作業機コントローラ２６は検出圧力ＭＢ、ＭＡ、ＭＴを取得し、センサコントローラ３０より傾斜角θ１、θ２、θ３、θ５を取得し、表示コントローラ２８から目標掘削地形Ｕを取得し、制御弁２７への制御信号ＣＢＩを出力する。

【0073】

目標速度決定部５２は、車両本体１の前後方向に対する傾斜角θ５と、圧力センサ６６より取得される検出圧力ＭＢ、ＭＡ、ＭＴをブーム６、アーム７、バケット８の各作業機の駆動の為のレバー操作に対応した目標速度Ｖｃ＿ｂｍ、Ｖｃ＿ａｍ、Ｖｃ＿ｂｋとして算出する。

【0074】

距離取得部５３は、表示コントローラ２８よりも短い周期（例えば１０ｍｓｅｃ．毎）でバケット８の刃先８ａの距離のピッチ補正を行うとき、傾斜角θ１、θ２、θ３に加えて、ＩＭＵ２４から出力される角度θ５も使用する。ローカル座標系の基準位置Ｐ２とアンテナ２１の設置位置Ｐ１との位置関係は既知である。作業機コントローラ２６は、位置検出装置２０による検出結果とアンテナ２１の位置情報とから、ローカル座標系における刃先８ａの位置Ｐ３を示す刃先位置データＳを算出する。

【0075】

距離算出部５３は、表示コントローラ２８より目標掘削地形Ｕを取得する。作業機コントローラ２６は、取得したローカル座標系における刃先８ａの位置Ｐ３を示す刃先位置データＳ及び目標掘削地形Ｕに基づいて、目標掘削地形Ｕに垂直な方向におけるバケット８の刃先８ａと目標掘削地形Ｕとの距離ｄを算出する。

【0076】

制限速度決定部５４は、距離ｄに応じた目標掘削地形Ｕに対する垂直方向の制限速度を取得する。制限速度は、作業機コントローラ２６の記憶部２６Ｇ（図２４参照）に予め記憶（格納）されたテーブル情報又はグラフ情報を含む。また、制限速度決定部５４は、目標速度決定部５２から取得した刃先８ａの目標速度Ｖｃ＿ｂｍ、Ｖｃ＿ａｍ、Ｖｃ＿ｂｋに基づいて、刃先８ａの目標掘削地形Ｕに対する垂直方向の相対速度を算出する。作業機コントローラ２６は、距離ｄに基づいて刃先８ａの制限速度Ｖｃ＿ｌｍｔを算出する。制限速度決定部５４は、距離ｄと目標速度Ｖｃ＿ｂｍ、Ｖｃ＿ａｍ、Ｖｃ＿ｂｋと制限速度Ｖｃ＿ｌｍｔとに基づいて、ブーム６の移動を制限するブーム制限速度Ｖｃ＿ｂｍ＿ｌｍｔを算出する。

【0077】

作業機制御部５７は、ブーム制限速度Ｖｃ＿ｂｍ＿ｌｍｔを取得し、刃先８ａの相対速度が制限速度以下になるように、ブーム制限速度Ｖｃ＿ｂｍ＿ｌｍｔに基づいて、ブームシリンダ１０へ上げ指令を行うための制御弁２７Ｃへの制御信号ＣＢＩを生成する。作業機コントローラ２６は、ブーム６の速度を行うための制御信号をブームシリンダ１０に接続された制御弁２７Ｃに出力する。

【0078】

以下、図７のフローチャート、及び図８から図１５の模式図を参照して、本実施形態に係る制限掘削制御の一例について説明する。図７は、本実施形態に係る制限掘削制御の一例を示すフローチャートである。

【0079】

上述のように、目標掘削地形Ｕが設定される（ステップＳＡ１）。目標掘削地形Ｕが設定された後、作業機コントローラ２６は、作業機２の目標速度Ｖｃを決定する（ステップＳＡ２）。作業機２の目標速度Ｖｃは、ブーム目標速度Ｖｃ＿ｂｍ、アーム目標速度Ｖｃ＿ａｍ、及びバケット目標速度Ｖｃ＿ｂｋｔを含む。ブーム目標速度Ｖｃ＿ｂｍは、ブームシリンダ１０のみが駆動されるときの刃先８ａの速度である。アーム目標速度Ｖｃ＿ａｍは、アームシリンダ１１のみが駆動されるときの刃先８ａの速度である。バケット目標速度Ｖｃ＿ｂｋｔは、バケットシリンダ１２のみが駆動されるときの刃先８ａの速度である。ブーム目標速度Ｖｃ＿ｂｍは、ブーム操作量に基づいて算出される。アーム目標速度Ｖｃ＿ａｍは、アーム操作量に基づいて算出される。バケット目標速度Ｖｃ＿ｂｋｔは、バケット操作量に基づいて算出される。

【0080】

作業機コントローラ２６の記憶部２６Ｇに、ブーム操作量とブーム目標速度Ｖｃ＿ｂｍとの関係を規定する目標速度情報が記憶されている。作業機コントローラ２６は、目標速度情報に基づいて、ブーム操作量に対応するブーム目標速度Ｖｃ＿ｂｍを決定する。目標速度情報は、例えば、ブーム操作量に対するブーム目標速度Ｖｃ＿ｂｍの大きさが記述されたマップである。目標速度情報は、テーブル又は数式等の形態でもよい。目標速度情報は、アーム操作量とアーム目標速度Ｖｃ＿ａｍとの関係を規定する情報を含む。目標速度情報は、バケット操作量とバケット目標速度Ｖｃ＿ｂｋｔとの関係を規定する情報を含む。作業機コントローラ２６は、目標速度情報に基づいて、アーム操作量に対応するアーム目標速度Ｖｃ＿ａｍを決定する。作業機コントローラ２６は、目標速度情報に基づいて、バケット操作量に対応するバケット目標速度Ｖｃ＿ｂｋｔを決定する。

【0081】

図８に示すように、作業機コントローラ２６は、ブーム目標速度Ｖｃ＿ｂｍを、目標掘削地形Ｕの表面に垂直な方向の速度成分（垂直速度成分）Ｖｃｙ＿ｂｍと、目標掘削地形Ｕの表面に平行な方向の速度成分（水平速度成分と）Ｖｃｘ＿ｂｍとに変換する（ステップＳＡ３）。

【0082】

作業機コントローラ２６は、基準位置データＰ及び目標掘削地形Ｕなどから、グローバル座標系の垂直軸に対するローカル座標系の垂直軸（旋回体３の旋回軸ＡＸ）の傾きと、グローバル座標系の垂直軸に対する目標掘削地形Ｕの表面の垂直方向における傾きとを求める。作業機コントローラ２６は、これらの傾きからローカル座標系の垂直軸と目標掘削地形Ｕの表面の垂直方向との傾きを表す角度β１を求める。

【0083】

図９に示すように、作業機コントローラ２６は、ローカル座標系の垂直軸とブーム目標速度Ｖｃ＿ｂｍの方向とのなす角度β２とから、三角関数により、ブーム目標速度Ｖｃ＿ｂｍを、ローカル座標系の垂直軸方向の速度成分ＶＬ１＿ｂｍと、水平軸方向の速度成分ＶＬ２＿ｂｍとに変換する。

【0084】

図１０に示すように、作業機コントローラ２６は、ローカル座標系の垂直軸と目標掘削地形Ｕの表面の垂直方向との傾きβ１から、三角関数により、ローカル座標系の垂直軸方向における速度成分ＶＬ１＿ｂｍと、水平軸方向における速度成分ＶＬ２＿ｂｍとを、目標掘削地形Ｕに対する垂直速度成分Ｖｃｙ＿ｂｍ及び水平速度成分Ｖｃｘ＿ｂｍに変換する。同様に、作業機コントローラ２６は、アーム目標速度Ｖｃ＿ａｍを、ローカル座標系の垂直軸方向における垂直速度成分Ｖｃｙ＿ａｍ及び水平速度成分Ｖｃｘ＿ａｍに変換する。作業機コントローラ２６は、バケット目標速度Ｖｃ＿ｂｋｔを、ローカル座標系の垂直軸方向における垂直速度成分Ｖｃｙ＿ｂｋｔ及び水平速度成分Ｖｃｘ＿ｂｋｔに変換する。

【0085】

図１１に示すように、作業機コントローラ２６は、バケット８の刃先８ａと目標掘削地形Ｕとの間の距離ｄを取得する（ステップＳＡ４）。作業機コントローラ２６は、刃先８ａの位置情報及び目標掘削地形Ｕなどから、バケット８の刃先８ａと目標掘削地形Ｕの表面との間の最短となる距離ｄを算出する。本実施形態においては、バケット８の刃先８ａと目標掘削地形Ｕの表面との間の最短となる距離ｄに基づいて、制限掘削制御が実行される。

【0086】

作業機コントローラ２６は、バケット８の刃先８ａと目標掘削地形Ｕの表面との間の距離ｄに基づいて、作業機２全体の制限速度Ｖｃｙ＿ｌｍｔを算出する（ステップＳＡ５）。作業機２全体の制限速度Ｖｃｙ＿ｌｍｔは、バケット８の刃先８ａが目標掘削地形Ｕに接近する方向において許容できる刃先８ａの移動速度である。作業機コントローラ２６の記憶部２６１には、距離ｄと制限速度Ｖｃｙ＿ｌｍｔとの関係を規定する制限速度情報が記憶されている。

【0087】

図１２は、本実施形態に係る制限速度情報の一例を示す。本実施形態において、刃先８ａが目標掘削地形Ｕの表面の外方、すなわち油圧ショベル１００の作業機２側に位置しているときの距離ｄは正の値であり、刃先８ａが目標掘削地形Ｕの表面の内方、すなわち目標掘削地形Ｕよりも掘削対象の内部側に位置しているときの距離ｄは負の値である。図１１に示したように、刃先８ａが目標掘削地形Ｕの表面の上方に位置しているときの距離ｄは正の値である。刃先８ａが目標掘削地形Ｕの表面の下方に位置しているときの距離ｄは負の値である。また、刃先８ａが目標掘削地形Ｕに対して侵食しない位置にあるときの距離ｄは正の値である。刃先８ａが目標掘削地形Ｕに対して侵食する位置にあるときの距離ｄは負の値である。刃先８ａが目標掘削地形Ｕ上に位置しているとき、すなわち刃先８ａが目標掘削地形Ｕと接しているときの距離ｄは０である。

【0088】

本実施形態において、刃先８ａが目標掘削地形Ｕの内方から外方に向かうときの速度を正の値とし、刃先８ａが目標掘削地形Ｕの外方から内方に向かうときの速度を負の値とする。すなわち、刃先８ａが目標掘削地形Ｕの上方に向かうときの速度を正の値とし、刃先８ａが目標掘削地形Ｕの下方に向かうときの速度を負の値とする。

【0089】

制限速度情報において、距離ｄがｄ１とｄ２との間であるときの制限速度Ｖｃｙ＿ｌｍｔの傾きは、距離ｄがｄ１以上又はｄ２以下のときの傾きより小さい。ｄ１は０より大きい。ｄ２は０より小さい。目標掘削地形Ｕの表面付近の操作においては制限速度をより詳細に設定するために、距離ｄがｄ１とｄ２との間であるときの傾きを、距離ｄがｄ１以上又はｄ２以下であるときの傾きよりも小さくする。距離ｄがｄ１以上のとき、制限速度Ｖｃｙ＿ｌｍｔは負の値であり、距離ｄが大きくなるほど制限速度Ｖｃｙ＿ｌｍｔは小さくなる。つまり、距離ｄがｄ１以上のとき、目標掘削地形Ｕより上方において刃先８ａが目標掘削地形Ｕの表面から遠いほど、目標掘削地形Ｕの下方へ向かう速度が大きくなり、制限速度Ｖｃｙ＿ｌｍｔの絶対値は大きくなる。距離ｄが０以下のとき、制限速度Ｖｃｙ＿ｌｍｔは正の値であり、距離ｄが小さくなるほど制限速度Ｖｃｙ＿ｌｍｔは大きくなる。つまり、バケット８の刃先８ａが目標掘削地形Ｕより遠ざかる距離ｄが０以下のとき、目標掘削地形Ｕより下方において刃先８ａが目標掘削地形Ｕから遠いほど、目標掘削地形Ｕの上方へ向かう速度が大きくなり、制限速度Ｖｃｙ＿ｌｍｔの絶対値は大きくなる。

【0090】

距離ｄが所定値ｄｔｈ１以上では、制限速度Ｖｃｙ＿ｌｍｔは、Ｖｍｉｎとなる。所定値ｄｔｈ１は正の値であり、ｄ１より大きい。Ｖｍｉｎは、目標速度の最小値よりも小さい。つまり、距離ｄが所定値ｄｔｈ１以上では、作業機２の動作の制限が行われない。したがって、刃先８ａが目標掘削地形Ｕの上方において目標掘削地形Ｕから大きく離れているときには、作業機２の動作の制限、すなわち制限掘削制御が行われない。距離ｄが所定値ｄｔｈ１より小さいときに、作業機２の動作の制限が行われる。距離ｄが所定値ｄｔｈ１より小さいときに、ブーム６の動作の制限が行われる。

【0091】

作業機コントローラ２６は、作業機２全体の制限速度Ｖｃｙ＿ｌｍｔとアーム目標速度Ｖｃ＿ａｍとバケット目標速度Ｖｃ＿ｂｋｔとからブーム６の制限速度の垂直速度成分（制限垂直速度成分）Ｖｃｙ＿ｂｍ＿ｌｍｔを算出する（ステップＳＡ６）。

【0092】

図１３に示すように、作業機コントローラ２６は、作業機２全体の制限速度Ｖｃｙ＿ｌｍｔから、アーム目標速度の垂直速度成分Ｖｃｙ＿ａｍと、バケット目標速度の垂直速度成分Ｖｃｙ＿ｂｋｔとを減算することにより、ブーム６の制限垂直速度成分Ｖｃｙ＿ｂｍ＿ｌｍｔを算出する。

【0093】

図１４に示すように、作業機コントローラ２６は、ブーム６の制限垂直速度成分Ｖｃｙ＿ｂｍ＿ｌｍｔを、ブーム６の制限速度（ブーム制限速度）Ｖｃ＿ｂｍ＿ｌｍｔに変換する（ステップＳＡ７）。作業機コントローラ２６は、ブーム６の回転角度θ１、アーム７の回転角度θ２、バケット８の回転角度θ３、車両本体位置データＰ、及び目標掘削地形Ｕなどから、目標掘削地形Ｕの表面に垂直な方向とブーム制限速度Ｖｃ＿ｂｍ＿ｌｍｔの方向との間の関係を求め、ブーム６の制限垂直速度成分Ｖｃｙ＿ｂｍ＿ｌｍｔを、ブーム制限速度Ｖｃ＿ｂｍ＿ｌｍｔに変換する。この場合の演算は、前述したブーム目標速度Ｖｃ＿ｂｍから目標掘削地形Ｕの表面に垂直な方向の垂直速度成分Ｖｃｙ＿ｂｍを求めた演算と逆の手順により行われる。その後、ブーム介入量に対応するシリンダ速度が決定され、シリンダ速度に対応した開放指令が制御弁２７Ｃに出力される。

【0094】

レバー操作に基づくパイロット圧が油路４５１Ｂに充填され、ブーム介入に基づくパイロット圧が油路５０２に充填される。その圧力の大きい方をシャトル弁５１が選択する（ステップＳＡ８）。

【0095】

例えば、ブーム６を下降させる場合、ブーム６の下方へのブーム制限速度Ｖｃ＿ｂｍ＿ｌｍｔの大きさが、下方へのブーム目標速度Ｖｃ＿ｂｍの大きさよりも小さいときには、制限条件が満たされている。また、ブーム６を上昇させる場合、ブーム６の上方へのブーム制限速度Ｖｃ＿ｂｍ＿ｌｍｔの大きさが、上方へのブーム目標速度Ｖｃ＿ｂｍの大きさよりも大きいときには、制限条件が満たされている。

【0096】

作業機コントローラ２６は、作業機２を制御する。ブーム６を制御する場合、作業機コントローラ２６は、ブーム指令信号を制御弁２７Ｃに送信することによって、ブームシリンダ１０を制御する。ブーム指令信号は、ブーム指令速度に応じた電流値を有する。必要に応じて、作業機コントローラ２６は、アーム７及びバケット８を制御する。作業機コントローラ２６は、アーム指令信号を制御弁２７に送信することによって、アームシリンダ１１を制御する。アーム指令信号は、アーム指令速度に応じた電流値を有する。作業機コントローラ２６は、バケット指令信号を制御弁２７に送信することによって、バケットシリンダ１２を制御する。バケット指令信号は、バケット指令速度に応じた電流値を有する。

【0097】

制限条件が満たされていない場合、シャトル弁５１では油路４５１Ｂからの作動油の供給が選択され、通常運転が行われる（ステップＳＡ９）。作業機コントローラ２６は、ブーム操作量とアーム操作量とバケット操作量とに応じて、ブームシリンダ１０とアームシリンダ１１とバケットシリンダ１２とを作動させる。ブームシリンダ１０は、ブーム目標速度Ｖｃ＿ｂｍで作動する。アームシリンダ１１は、アーム目標速度Ｖｃ＿ａｍで作動する。バケットシリンダ１２はバケット目標速度Ｖｃ＿ｂｋｔで作動する。

【0098】

制限条件が満たされている場合、シャトル弁５１では油路５０２からの作動油の供給が選択され、制限掘削制御が実行される（ステップＳＡ１０）。

【0099】

作業機２全体の制限速度Ｖｃｙ＿ｌｍｔから、アーム目標速度の垂直速度成分Ｖｃｙ＿ａｍとバケット目標速度の垂直速度成分Ｖｃｙ＿ｂｋｔとを減算することにより、ブーム６の制限垂直速度成分Ｖｃｙ＿ｂｍ＿ｌｍｔが算出される。したがって、作業機２全体の制限速度Ｖｃｙ＿ｌｍｔが、アーム目標速度の垂直速度成分Ｖｃｙ＿ａｍとバケット目標速度の垂直速度成分Ｖｃｙ＿ｂｋｔとの和よりも小さいときには、ブーム６の制限垂直速度成分Ｖｃｙ＿ｂｍ＿ｌｍｔは、ブームが上昇する負の値となる。

【0100】

したがって、ブーム制限速度Ｖｃ＿ｂｍ＿ｌｍｔは、負の値となる。この場合、作業機コントローラ２７は、ブーム６を下降させるが、ブーム目標速度Ｖｃ＿ｂｍよりも減速させる。このため、オペレータの違和感を小さく抑えながらバケット８が目標掘削地形Ｕを侵食すること防止することができる。

【0101】

作業機２全体の制限速度Ｖｃｙ＿ｌｍｔが、アーム目標速度の垂直速度成分Ｖｃｙ＿ａｍとバケット目標速度の垂直速度成分Ｖｃｙ＿ｂｋｔとの和よりも大きいときには、ブーム６の制限垂直速度成分Ｖｃｙ＿ｂｍ＿ｌｍｔは、正の値となる。したがって、ブーム制限速度Ｖｃ＿ｂｍ＿ｌｍｔは、正の値となる。この場合、操作装置２５がブーム６を下降させる方向に操作されていても、作業機コントローラ２６は、ブーム６を上昇させる。このため、目標掘削地形Ｕの侵食の拡大を迅速に抑えることができる。

【0102】

刃先８ａが目標掘削地形Ｕより上方に位置しているときには、刃先８ａが目標掘削地形Ｕに近づくほど、ブーム６の制限垂直速度成分Ｖｃｙ＿ｂｍ＿ｌｍｔの絶対値が小さくなるとともに、目標掘削地形Ｕの表面に平行な方向へのブーム６の制限速度の速度成分（制限水平速度成分）Ｖｃｘ＿ｂｍ＿ｌｍｔの絶対値も小さくなる。したがって、刃先８ａが目標掘削地形Ｕより上方に位置しているときには、刃先８ａが目標掘削地形Ｕに近づくほど、ブーム６の目標掘削地形Ｕの表面に垂直な方向への速度と、ブーム６の目標掘削地形Ｕの表面に平行な方向への速度とがともに減速される。油圧ショベル１００のオペレータによって左操作レバー２５Ｌ及び右操作レバー２５Ｒが同時に操作されることにより、ブーム６とアーム７とバケット８とが同時に動作する。このとき、ブーム６とアーム７とバケット８との各目標速度Ｖｃ＿ｂｍ、Ｖｃ＿ａｍ、Ｖｃ＿ｂｋｔが入力されたとして、前述した制御を説明すると次の通りである。

【0103】

図１５は、目標掘削地形Ｕとバケット８の刃先８ａとの間の距離ｄが所定値ｄｔｈ１より小さく、バケット８の刃先８ａが位置Ｐｎ１から位置Ｐｎ２に移動する場合のブーム６の制限速度の変化の一例を示している。位置Ｐｎ２での刃先８ａと目標掘削地形Ｕとの間の距離は、位置Ｐｎ１での刃先８ａと目標掘削地形Ｕとの間の距離よりも小さい。このため、位置Ｐｎ２でのブーム６の制限垂直速度成分Ｖｃｙ＿ｂｍ＿ｌｍｔ２は、位置Ｐｎ１でのブーム６の制限垂直速度成分Ｖｃｙ＿ｂｍ＿ｌｍｔ１よりも小さい。したがって、位置Ｐｎ２でのブーム制限速度Ｖｃ＿ｂｍ＿ｌｍｔ２は、位置Ｐｎ１でのブーム制限速度Ｖｃ＿ｂｍ＿ｌｍｔ１よりも小さくなる。また、位置Ｐｎ２でのブーム６の制限水平速度成分Ｖｃｘ＿ｂｍ＿ｌｍｔ２は、位置Ｐｎ１でのブーム６の制限水平速度成分Ｖｃｘ＿ｂｍ＿ｌｍｔ１よりも小さくなる。ただし、このとき、アーム目標速度Ｖｃ＿ａｍ及びバケット目標速度Ｖｃ＿ｂｋｔに対しては、制限は行われない。このため、アーム目標速度の垂直速度成分Ｖｃｙ＿ａｍ及び水平速度成分Ｖｃｘ＿ａｍと、バケット目標速度の垂直速度成分Ｖｃｙ＿ｂｋｔ及び水平速度成分Ｖｃｘ＿ｂｋｔに対しては、制限は行われない。

【0104】

前述したように、アーム７に対して制限を行わないことにより、オペレータの掘削意思に対応するアーム操作量の変化は、バケット８の刃先８ａの速度変化として反映される。このため、本実施形態は、目標掘削地形Ｕの侵食の拡大を抑制しながらオペレータの掘削時の操作における違和感を抑えることができる。

【0105】

このように、本実施形態においては、作業機コントローラ２６は、掘削対象の目標形状である設計地形を示す目標掘削地形Ｕとバケット８の刃先８ａの位置を示す刃先位置データＳとに基づいて、目標掘削地形Ｕとバケット８の刃先８ａとの距離ｄに応じてバケット８が目標掘削地形Ｕに近づく相対速度が小さくなるように、ブーム６の速度を制限する。作業機コントローラ２６は、掘削対象の目標形状である設計地形を示す目標掘削地形Ｕとバケット８の刃先８ａの位置を示す刃先位置データＳとに基づいて、目標掘削地形Ｕとバケット８の刃先８ａとの距離ｄに応じて制限速度を決定し、作業機２が目標掘削地形Ｕに接近する方向の速度が制限速度以下になるように、作業機２を制御する。これにより、刃先８ａに対する掘削制限制御が実行され、目標掘削地形Ｕに対する刃先８ａの位置が制御される。

【0106】

以下の説明において、目標掘削地形Ｕに対する刃先８ａの侵入が抑制されるように、ブームシリンダ１０に接続された制御弁２７に制御信号を出力して、ブーム６の位置を制御することを適宜、介入制御、と称する。

【0107】

介入制御は、目標掘削地形Ｕに対する垂直方向の刃先８ａの相対速度が制限速度よりも大きいときに実行される。介入制御は、刃先８ａの相対速度が制限速度よりも小さいときに実行されない。刃先８ａの相対速度が制限速度よりも小さいことは、バケット８と目標掘削地形Ｕとが離れるように目標掘削地形Ｕに対してバケット８が移動することを含む。

【0108】

［シリンダストロークセンサ］
次に、図１６及び図１７を参照して、ブームシリンダストロークセンサ１６について説明する。以下の説明においては、ブームシリンダ１０に取り付けられたブームシリンダストロークセンサ１６について説明する。アームシリンダ１１に取付けられたアームシリンダストロークセンサ１７なども同様である。

【0109】

ブームシリンダ１０には、ブームシリンダストロークセンサ１６が取り付けられている。ブームシリンダストロークセンサ１６は、ピストンのストロークを計測する。図１６に示すように、ブームシリンダ１０は、シリンダチューブ１０Ｘと、シリンダチューブ１０Ｘ内においてシリンダチューブ１０Ｘに対して相対的に移動可能なシリンダロッド１０Ｙとを有する。シリンダチューブ１０Ｘには、ピストン１０Ｖが摺動自在に設けられている。ピストン１０Ｖには、シリンダロッド１０Ｙが取り付けられている。シリンダロッド１０Ｙは、シリンダヘッド１０Ｗに摺動自在に設けられている。シリンダヘッド１０Ｗとピストン１０Ｖとシリンダ内壁とによって画成された室は、ロッド側油室４０Ｂである。ピストン１０Ｖを介してロッド側油室４０Ｂとは反対側の油室がキャップ側油室４０Ａである。なお、シリンダヘッド１０Ｗには、シリンダロッド１０Ｙとの隙間を密封し、塵埃等がロッド側油室４０Ｂに入り込まないようにするシール部材が設けられている。

【0110】

シリンダロッド１０Ｙは、ロッド側油室４０Ｂに作動油が供給され、キャップ側油室４０Ａから作動油が排出されることによって縮退する。また、シリンダロッド１０Ｙは、ロッド側油室４０Ｂから作動油が排出され、キャップ側油室４０Ａに作動油が供給されることによって伸張する。すなわち、シリンダロッド１０Ｙは、図中左右方向に直動する。

【0111】

ロッド側油室４０Ｂの外部にあって、シリンダヘッド１０Ｗに密接した場所には、ブームシリンダストロークセンサ１６を覆い、ブームシリンダストロークセンサ１６を内部に収容するケース１６４が設けられている。ケース１６４は、シリンダヘッド１０Ｗにボルト等によって締結等されて、シリンダヘッド１０Ｗに固定されている。

【0112】

ブームシリンダストロークセンサ１６は、回転ローラ１６１と、回転中心軸１６２と、回転センサ部１６３とを有している。回転ローラ１６１は、その表面がシリンダロッド１０Ｙの表面に接触し、シリンダロッド１０Ｙの直動に応じて回転自在に設けられている。すなわち、回転ローラ１６１によってシリンダロッド１０Ｙの直線運動が回転運動に変換される。回転中心軸１６２は、シリンダロッド１０Ｙの直動方向に対して、直交するように配置されている。

【0113】

回転センサ部１６３は、回転ローラ１６１の回転量（回転角度）を電気信号として検出可能に構成されている。回転センサ部１６３で検出された回転ローラ１６１の回転量（回転角度）を示す電気信号は、電気信号線を介して、センサコントローラ３０に出力される。センサコントローラ３０は、その電気信号を、ブームシリンダ１０のシリンダロッド１０Ｙの位置（ストローク位置）に変換する。

【0114】

図１７に示すように、回転センサ部１６３は、磁石１６３ａと、ホールＩＣ１６３ｂとを有している。検出媒体である磁石１６３ａは、回転ローラ１６１と一体に回転するように回転ローラ１６１に取り付けられている。磁石１６３ａは回転中心軸１６２を中心とした回転ローラ１６１の回転に応じて回転する。磁石１６３ａは、回転ローラ１６１の回転角度に応じて、Ｎ極、Ｓ極が交互に入れ替わるように構成されている。磁石１６３ａは、回転ローラ１６１の一回転を一周期として、ホールＩＣ１６３ｂで検出される磁力（磁束密度）が周期的に変動するように構成されている。

【0115】

ホールＩＣ１６３ｂは、磁石１６３ａによって生成される磁力（磁束密度）を電気信号として検出する磁力センサである。ホールＩＣ１６３ｂは、回転中心軸１６２の軸方向に沿って、磁石１６３ａから所定距離、離間された位置に設けられている。

【0116】

ホールＩＣ１６３ｂで検出された電気信号（位相変位のパルス）は、センサコントローラ３０に出力される。センサコントローラ３０は、ホールＩＣ１６３ｂからの電気信号を、回転ローラ１６１の回転量、つまりブームシリンダ１０のシリンダロッド１０Ｙの変位量（ブームシリンダ長）に変換する。

【0117】

ここで、図１７を参照して、回転ローラ１６１の回転角度と、ホールＩＣ１６３ｂで検出される電気信号（電圧）との関係を説明する。回転ローラ１６１が回転し、その回転に応じて磁石１６３ａが回転すると、回転角度に応じて、ホールＩＣ１６３ｂを透過する磁力（磁束密度）が周期的に変化し、センサ出力である電気信号（電圧）が周期的に変化する。このホールＩＣ１６３ｂから出力される電圧の大きさから回転ローラ１６１の回転角度を計測することができる。

【0118】

また、ホールＩＣ１６３ｂから出力される電気信号（電圧）の１周期が繰り返される数をカウントすることで、回転ローラ１６１の回転数を計測することができる。そして、回転ローラ１６１の回転角度と、回転ローラ１６１の回転数とに基づいて、ブームシリンダ１０のシリンダロッド１０Ｙの変位量（ブームシリンダ長）が算出される。

【0119】

また、センサコントローラ３０は、回転ローラ１６１の回転角度と、回転ローラ１６１の回転数とに基づいて、シリンダロッド１０Ｙの移動速度（シリンダ速度）を算出することができる。

【0120】

このように、本実施形態において、各シリンダストロークセンサ（１６、１７、１８）は、油圧シリンダのシリンダ速度を検出するシリンダ速度センサとして機能する。ブームシリンダ１０に取付けられたブームシリンダストロークセンサ１６は、ブームシリンダ１０のシリンダ速度を検出するブームシリンダ速度センサとして機能する。アームシリンダ１１に取付けられたアームシリンダストロークセンサ１７は、アームシリンダ１１のシリンダ速度を検出するアームシリンダ速度センサとして機能する。バケットシリンダ１２に取付けられたバケットシリンダストロークセンサ１８は、バケットシリンダ１２のシリンダ速度を検出するバケットシリンダ速度センサとして機能する。

【0121】

［油圧シリンダ］
次に、本実施形態に係る油圧シリンダについて説明する。ブームシリンダ１０、アームシリンダ１１、及びバケットシリンダ１２のそれぞれは、油圧シリンダである。以下の説明においては、ブームシリンダ１０、アームシリンダ１１、及びバケットシリンダ１２を適宜、油圧シリンダ６０、と総称する。

【0122】

図１８は、本実施形態に係る制御システム２００の一例を示す模式図である。図１９は、図１８の一部を拡大した図である。

【0123】

図１８及び図１９に示すように、油圧システム３００は、ブームシリンダ１０、アームシリンダ１１、及びバケットシリンダ１２を含む油圧シリンダ６０と、旋回体３を旋回させる旋回モータ６３とを備える。油圧シリンダ６０は、メイン油圧ポンプから供給された作動油によって作動する。旋回モータ６３は、油圧モータであり、メイン油圧ポンプから供給された作動油によって作動する。

【0124】

制御弁２７は、油圧シリンダ６０の両側に配置される制御弁２７Ａ及び制御弁２７Ｂを含む。以下の説明において、制御弁２７Ａを適宜、減圧弁２７Ａ、と称し、制御弁２７Ｂを適宜、減圧弁２７Ｂ、と称する。

【0125】

本実施形態においては、作動油が流れる方向を制御する方向制御弁６４が設けられる。方向制御弁６４は、複数の油圧シリンダ６０（ブームシリンダ１０、アームシリンダ１１、及びバケットシリンダ１２）のそれぞれに配置される。方向制御弁６４は、ロッド状のスプールを動かして作動油が流れる方向を切り替えるスプール方式である。方向制御弁６４は、移動可能なロッド状のスプールを有する。スプールは、供給されたパイロット油により移動する。方向制御弁６４は、スプールの移動により油圧シリンダ６０に作動油を供給して油圧シリンダ６０を動作させる。メイン油圧ポンプから供給された作動油は、方向制御弁６４を介して、油圧シリンダ６０に供給される。スプールが軸方向に移動することにより、キャップ側油室４０Ａ（油路４８）に対する作動油の供給と、ロッド側油室４０Ｂ（油路４７）に対する作動油の供給とが切り替わる。また、スプールが軸方向に移動することにより、油圧シリンダ６０に対する作動油の供給量（単位時間当たりの供給量）が調整される。油圧シリンダ６０に対する作動油の供給量が調整されることにより、油圧シリンダ６０のシリンダ速度が調整される。

【0126】

図２０は、方向制御弁６４の一例を模式的に示す図である。方向制御弁６４は、作動油が流れる方向を制御する。方向制御弁６４は、ロッド状のスプール８０を動かして作動油が流れる方向を切り替えるスプール方式である。図２１及び図２２に示すように、スプール８０が軸方向に移動することにより、キャップ側油室４０Ａ（油路４８）に対する作動油の供給と、ロッド側油室４０Ｂ（油路４７）に対する作動油の供給とが切り替わる。図２１は、作動油が油路４８を介してキャップ側油室４０Ａに供給されるようにスプール８０が移動した状態を示す。図２２は、作動油が油路４７を介してロッド側油室４０Ｂに供給されるようにスプール８０が移動した状態を示す。

【0127】

また、スプール８０が軸方向に移動することにより、油圧シリンダ６０に対する作動油の供給量（単位時間当たりの供給量）が調整される。図２０に示すように、スプール８０が初期位置（原点）に存在するとき、油圧シリンダ６０に作動油が供給されない。原点から軸方向に関してスプール８０が移動することによって、その移動量に応じた供給量で作動油が油圧シリンダ６０に供給される。油圧シリンダ６０に対する作動油の供給量が調整されることにより、シリンダ速度が調整される。

【0128】

操作装置２５又は減圧弁２７Ａにより圧力（パイロット油圧）が調整されたパイロット油が方向制御弁６４に供給されることにより、スプール８０は軸方向に関して一側に移動する。操作装置２５又は減圧弁２７Ｂにより圧力（パイロット油圧）が調整されたパイロット油が方向制御弁６４に供給されることにより、スプール８０は軸方向に関して他側に移動する。これにより、軸方向に関するスプールの位置が調整される。

【0129】

方向制御弁６４の駆動は、操作装置２５によって調整される。本実施形態において、操作装置２５は、パイロット油圧方式の操作装置である。メイン油圧ポンプから送出され、減圧弁によって減圧されたパイロット油が操作装置２５に供給される。なお、メイン油圧ポンプとは別のパイロット油圧ポンプから送出されたパイロット油が操作装置２５に供給されてもよい。操作装置２５は、パイロット油圧を調整可能な圧力調整弁２５０を含む。操作装置２５の操作量に基づいて、パイロット油圧が調整される。そのパイロット油圧によって、方向制御弁６４が駆動される。操作装置２５によりパイロット油圧が調整されることによって、軸方向に関するスプールの移動量及び移動速度が調整される。

【0130】

方向制御弁６４は、ブームシリンダ１０、アームシリンダ１１、バケットシリンダ１２及び旋回モータ６３のそれぞれに設けられる。以下の説明において、ブームシリンダ１０に接続される方向制御弁６４を適宜、方向制御弁６４０、と称する。アームシリンダ１１に接続される方向制御弁６４を適宜、方向制御弁６４１、と称する。バケットシリンダ１２に接続される方向制御弁６４を適宜、方向制御弁６４２、と称する。

【0131】

ブーム用の方向制御弁６４０とアーム用の方向制御弁６４１には、スプールの移動量（移動距離）を検出するスプールストロークセンサ６５が設けられている。スプールストロークセンサ６５の検出信号は、作業機コントローラ２６に出力される。

【0132】

操作装置２５と方向制御弁６４とは、パイロット油路４５０を介して接続される。方向制御弁６４のスプールを移動するためのパイロット油は、パイロット油路４５０を流れる。本実施形態において、パイロット油路４５０に、制御弁２７、圧力センサ６６、及び圧力センサ６７が配置されている。

【0133】

以下の説明において、パイロット油路４５０のうち、操作装置２５と制御弁２７との間のパイロット油路４５０を適宜、パイロット油路４５１、と称し、制御弁２７と方向制御弁６４との間のパイロット油路４５０を適宜、パイロット油路４５２、と称する。

【0134】

方向制御弁６４に、パイロット油路４５２が接続される。パイロット油路４５２を介して、パイロット油が方向制御弁６４に供給される。方向制御弁６４は、第１受圧室及び第２受圧室を有する。パイロット油路４５２は、第１受圧室に接続されるパイロット油路４５２Ａと、第２受圧室に接続されるパイロット油路４５２Ｂとを含む。

【0135】

パイロット油路４５２Ａを介して方向制御弁６４の第１受圧室にパイロット油が供給されると、そのパイロット油圧に応じてスプールが移動し、方向制御弁６４を介してロッド側油室４０Ｂに作動油が供給される。ロッド側油室４０Ｂに対する作動油の供給量は、操作装置２５の操作量（スプールの移動量）により調整される。

【0136】

パイロット油路４５２Ｂを介して方向制御弁６４の第２受圧室にパイロット油が供給されると、そのパイロット油圧に応じてスプールが移動し、方向制御弁６４を介してキャップ側油室４０Ａに作動油が供給される。キャップ側油室４０Ａに対する作動油の供給量は、操作装置２５の操作量（スプールの移動量）により調整される。

【0137】

すなわち、操作装置２５によりパイロット油圧が調整されたパイロット油が方向制御弁６４に供給されることにより、スプールは軸方向に関して一側に移動する。操作装置２５によりパイロット油圧が調整されたパイロット油が方向制御弁６４に供給されることにより、スプールは軸方向に関して他側に移動する。これにより、軸方向に関するスプールの位置が調整される。

【0138】

パイロット油路４５１は、パイロット油路４５２Ａと操作装置２５とを接続するパイロット油路４５１Ａと、パイロット油路４５２Ｂと操作装置２５とを接続するパイロット油路４５１Ｂとを含む。

【0139】

以下の説明において、ブームシリンダ１０に対する作動油の供給を行う方向制御弁６４０に接続されるパイロット油路４５２Ａを適宜、ブーム調整用油路４５２０Ａ、と称し、方向制御弁６４０に接続されるパイロット油路４５２Ｂを適宜、ブーム調整用油路４５２０Ｂ、と称する。

【0140】

以下の説明において、アームシリンダ１１に対する作動油の供給を行う方向制御弁６４１に接続されるパイロット油路４５２Ａを適宜、アーム調整用油路４５２１Ａ、と称し、方向制御弁６４１に接続されるパイロット油路４５２Ｂを適宜、アーム調整用油路４５２１Ｂ、と称する。

【0141】

以下の説明において、バケットシリンダ１２に対する作動油の供給を行う方向制御弁６４２に接続されるパイロット油路４５２Ａを適宜、バケット調整用油路４５２２Ａ、と称し、方向制御弁６４２に接続されるパイロット油路４５２Ｂを適宜、バケット調整用油路４５２２Ｂ、と称する。

【0142】

以下の説明において、ブーム調整用油路４５２０Ａに接続されるパイロット油路４５１Ａを適宜、ブーム操作用油路４５１０Ａ、と称し、ブーム調整用油路４５２０Ｂに接続されるパイロット油路４５１Ｂを適宜、ブーム操作用油路４５１０Ｂ、と称する。

【0143】

以下の説明において、アーム調整用油路４５２１Ａに接続されるパイロット油路４５１Ａを適宜、アーム操作用油路４５１１Ａ、と称し、アーム調整用油路４５２１Ｂに接続されるパイロット油路４５１Ｂを適宜、アーム操作用油路４５１１Ｂ、と称する。

【0144】

以下の説明において、バケット調整用油路４５２２Ａに接続されるパイロット油路４５１Ａを適宜、バケット操作用油路４５１２Ａ、と称し、バケット調整用油路４５２２Ｂに接続されるパイロット油路４５１Ｂを適宜、バケット操作用油路４５１２Ｂ、と称する。

【0145】

ブーム操作用油路（４５１０Ａ、４５１０Ｂ）及びブーム調整用油路（４５２０Ａ、４５２０Ｂ）は、パイロット油圧方式の操作装置２５と接続される。ブーム操作用油路（４５１０Ａ、４５１０Ｂ）に、操作装置２５の操作量に応じて圧力が調整されたパイロット油が流れる。

【0146】

アーム操作用油路（４５１１Ａ、４５１１Ｂ）及びアーム調整用油路（４５２１Ａ、４５２１Ｂ）は、パイロット油圧方式の操作装置２５と接続される。アーム操作用油路（４５１１Ａ、４５１１Ｂ）に、操作装置２５の操作量に応じて圧力が調整されたパイロット油が流れる。

【0147】

バケット操作用油路（４５１２Ａ、４５１２Ｂ）及びバケット調整用油路（４５２２Ａ、４５２２Ｂ）は、パイロット油圧方式の操作装置２５と接続される。バケット操作用油路（４５１２Ａ、４５１２Ｂ）に、操作装置２５の操作量に応じて圧力が調整されたパイロット油が流れる。

【0148】

ブーム操作用油路４５１０Ａ、ブーム操作用油路４５１０Ｂ、ブーム調整用油路４５２０Ａ、及びブーム調整用油路４５２０Ｂは、ブーム６を動作させるためのパイロット油が流れるブーム用油路である。

【0149】

アーム操作用油路４５１１Ａ、アーム操作用油路４５１１Ｂ、アーム調整用油路４５２１Ａ、及びアーム調整用油路４５２１Ｂは、アーム７を動作させるためのパイロット油が流れるアーム用油路である。

【0150】

バケット操作用油路４５１２Ａ、バケット操作用油路４５１２Ｂ、バケット調整用油路４５２２Ａ、及びバケット調整用油路４５２２Ｂは、バケット８を動作させるためのパイロット油が流れるバケット用油路である。

【0151】

上述のように、操作装置２５の操作により、ブーム６は、下げ動作及び上げ動作の２種類の動作を実行する。ブーム６の下げ動作が実行されるように操作装置２５が操作されることにより、ブームシリンダ１０に接続された方向制御弁６４０に、ブーム操作用油路４５１０Ａ及びブーム調整用油路４５２０Ａを介して、パイロット油が供給される。方向制御弁６４０はパイロット油圧に基づいて作動する。これにより、メイン油圧ポンプからの作動油がブームシリンダ１０に供給され、ブーム６の下げ動作が実行される。

【0152】

ブーム６の上げ動作が実行されるように操作装置２５が操作されることにより、ブームシリンダ１０に接続された方向制御弁６４０に、ブーム操作用油路４５１０Ｂ及びブーム調整用油路４５２０Ｂを介して、パイロット油が供給される。方向制御弁６４０はパイロット油圧に基づいて作動する。これにより、メイン油圧ポンプからの作動油がブームシリンダ１０に供給され、ブーム６の上げ動作が実行される。

【0153】

すなわち、本実施形態において、ブーム操作用油路４５１０Ａ及びブーム調整用油路４５２０Ａは、方向制御弁６４０の第１受圧室と接続され、ブーム６を下げ動作させるためのパイロット油が流れるブーム下げ用油路である。ブーム操作用油路４５１０Ｂ及びブーム調整用油路４５２０Ｂは、方向制御弁６４０の第２受圧室と接続され、ブーム６を上げ動作させるためのパイロット油が流れるブーム上げ用油路である。

【0154】

また、操作装置２５の操作により、アーム７は、下げ動作及び上げ動作の２種類の動作を実行する。アーム７の上げ動作が実行されるように操作装置２５が操作されることにより、アームシリンダ１１に接続された方向制御弁６４１に、アーム操作用油路４５１１Ａ及びアーム調整用油路４５２１Ａを介して、パイロット油が供給される。方向制御弁６４１はパイロット油圧に基づいて作動する。これにより、メイン油圧ポンプからの作動油がアームシリンダ１１に供給され、アーム７の上げ動作が実行される。

【0155】

アーム７の下げ動作が実行されるように操作装置２５が操作されることにより、アームシリンダ１１に接続された方向制御弁６４１に、アーム操作用油路４５１１Ｂ及びアーム調整用油路４５２１Ｂを介して、パイロット油が供給される。方向制御弁６４１はパイロット油圧に基づいて作動する。これにより、メイン油圧ポンプからの作動油がアームシリンダ１１に供給され、アーム７の下げ動作が実行される。

【0156】

すなわち、本実施形態において、アーム操作用油路４５１１Ａ及びアーム調整用油路４５２１Ａは、方向制御弁６４１の第１受圧室と接続され、アーム７を上げ動作させるためのパイロット油が流れるアーム上げ用油路である。アーム操作用油路４５１１Ｂ及びアーム調整用油路４５２１Ｂは、方向制御弁６４１の第２受圧室と接続され、アーム７を上げ動作させるためのパイロット油が流れるアーム上げ用油路である。

【0157】

また、操作装置２５の操作により、バケット８は、下げ動作及び上げ動作の２種類の動作を実行する。バケット８の上げ動作が実行されるように操作装置２５が操作されることにより、バケットシリンダ１２に接続された方向制御弁６４２に、バケット操作用油路４５１２Ａ及びバケット調整用油路４５２２Ａを介して、パイロット油が供給される。方向制御弁６４２はパイロット油圧に基づいて作動する。これにより、メイン油圧ポンプからの作動油がバケットシリンダ１２に供給され、バケット８の上げ動作が実行される。

【0158】

バケット８の下げ動作が実行されるように操作装置２５が操作されることにより、バケットシリンダ１２に接続された方向制御弁６４２に、バケット操作用油路４５１２Ｂ及びバケット調整用油路４５２２Ｂを介して、パイロット油が供給される。方向制御弁６４２はパイロット油圧に基づいて作動する。これにより、メイン油圧ポンプからの作動油がバケットシリンダ１２に供給され、バケット８の下げ動作が実行される。

【0159】

すなわち、本実施形態において、バケット操作用油路４５１２Ａ及びバケット調整用油路４５２２Ａは、方向制御弁６４２の第１受圧室と接続され、バケット８を下げ動作させるためのパイロット油が流れるバケット下げ用油路である。バケット操作用油路４５１２Ｂ及びバケット調整用油路４５２２Ｂは、方向制御弁６４２の第２受圧室と接続され、バケット８を上げ動作させるためのパイロット油が流れるバケット上げ用油路である。

【0160】

また、操作装置２５の操作により、旋回体３は、右旋回動作及び左旋回動作の２種類の動作を実行する。旋回体３の右旋回動作が実行されるように操作装置２５が操作されることにより、作動油が旋回モータ６３に供給される。旋回体３の左旋回動作が実行されるように操作装置２５が操作されることにより、作動油が旋回モータ６３に供給される。

【0161】

［較正概要］
本実施形態においては、ブームシリンダ１０が伸長することにより、ブーム６が上げ動作し、ブームシリンダ１０が縮退することにより、ブーム６が下げ動作する。したがって、ブームシリンダ１０のキャップ側油室４０Ａに作動油が供給されることにより、ブームシリンダ１０が伸長し、ブーム６が上げ動作する。ブームシリンダ１０のロッド側油室４０Ｂに作動油が供給されることにより、ブームシリンダ１０が縮退し、ブーム６が下げ動作する。

【0162】

本実施形態においては、アームシリンダ１１が伸長することにより、アーム７が下げ動作（掘削動作）し、アームシリンダ１１が縮退することにより、アーム７が上げ動作（ダンプ動作）する。したがって、ブームシリンダ１１のキャップ側油室４０Ａに作動油が供給されることにより、アームシリンダ１１が伸長し、アーム７が下げ動作する。アームシリンダ１１のロッド側油室４０Ｂに作動油が供給されることにより、アームシリンダ１１が縮退し、アーム７が上げ動作する。

【0163】

本実施形態においては、バケットシリンダ１２が伸長することにより、バケット８が下げ動作（掘削動作）し、バケットシリンダ１２が縮退することにより、バケット８が上げ動作（ダンプ動作）する。したがって、バケットシリンダ１２のキャップ側油室４０Ａに作動油が供給されることにより、バケットシリンダ１２が伸長し、バケット８が下げ動作する。バケットシリンダ１２のロッド側油室４０Ｂに作動油が供給されることにより、バケットシリンダ１２が縮退し、バケット８が上げ動作する。

【0164】

制御弁２７は、作業機コントローラ２６からの制御信号（電流）に基づいて、パイロット油圧を調整する。制御弁２７は、電磁比例制御弁であり、作業機コントローラ２６からの制御信号に基づいて制御される。制御弁２７は、方向制御弁６４の第１受圧室に供給されるパイロット油のパイロット油圧を調整して、方向制御弁６４を介してキャップ側油室４０Ａに供給される作動油の供給量を調整可能な制御弁２７Ｂと、方向制御弁６４の第２受圧室に供給されるパイロット油のパイロット油圧を調整して、方向制御弁６４を介してロッド側油室４０Ｂに供給される作動油の供給量を調整可能な制御弁２７Ａとを含む。

【0165】

制御弁２７の両側に、パイロット油圧を検出する圧力センサ６６及び圧力センサ６７が設けられる。本実施形態において、圧力センサ６６は、パイロット油路４５１において操作装置２５と制御弁２７との間に配置される。圧力センサ６７は、パイロット油路４５２において制御弁２７と方向制御弁６４との間に配置される。圧力センサ６６は、制御弁２７によって調整される前のパイロット油圧を検出可能である。圧力センサ６７は、制御弁２７によって調整されたパイロット油圧を検出可能である。圧力センサ６６は、操作装置２５の操作によって調整されるパイロット油圧を検出可能である。圧力センサ６６及び圧力センサ６７の検出結果は、図示しないが作業機コントローラ２６に出力される。

【0166】

以下の説明において、ブームシリンダ１０に対する作動油の供給を行う方向制御弁６４０に対するパイロット油圧を調整可能な制御弁２７を適宜、ブーム用減圧弁２７０、と称する。また、ブーム用減圧弁２７０のうち、一方のブーム用減圧弁（減圧弁２７Ａに相当）を適宜、ブーム用減圧弁２７０Ａ、と称し、他方のブーム用減圧弁（減圧弁２７Ｂに相当）を適宜、ブーム用減圧弁２７０Ｂ、と称する。ブーム用減圧弁２７０（２７０Ａ、２７０Ｂ）は、ブーム操作用油路に配置される。

【0167】

以下の説明において、アームシリンダ１１に対する作動油の供給を行う方向制御弁６４１に対するパイロット油圧を調整可能な制御弁２７を適宜、アーム用減圧弁２７１、と称する。また、アーム用減圧弁２７１のうち、一方のアーム用減圧弁（減圧弁２７Ａに相当）を適宜、アーム用減圧弁２７１Ａ、と称し、他方のアーム用減圧弁（減圧弁２７Ｂに相当）を適宜、アーム用減圧弁２７１Ｂ、と称する。アーム用減圧弁２７１（２７１Ａ，２７１Ｂ）は、アーム操作用油路に配置される。

【0168】

以下の説明において、バケットシリンダ１２に対する作動油の供給を行う方向制御弁６４２に対するパイロット油圧を調整可能な制御弁２７を適宜、バケット用減圧弁２７２、と称する。また、バケット用減圧弁２７２のうち、一方のバケット用減圧弁（減圧弁２７Ａに相当）を適宜、バケット用減圧弁２７２Ａ、と称し、他方のバケット用減圧弁（減圧弁２７Ｂに相当）を適宜、バケット用減圧弁２７２Ｂ、と称する。バケット用減圧弁２７２（２７２Ａ，２７２Ｂ）は、バケット操作用油路に配置される。

【0169】

[圧力センサ]
以下の説明において、ブームシリンダ１０に対する作動油の供給を行う方向制御弁６４０に接続されるパイロット油路４５１のパイロット油圧を検出する圧力センサ６６を適宜、ブーム用圧力センサ６６０、と称し、方向制御弁６４０に接続されるパイロット油路４５２のパイロット油圧を検出する圧力センサ６７を適宜、ブーム用圧力センサ６７０、と称する。

【0170】

また、以下の説明において、ブーム操作用油路４５１０Ａに配置されるブーム用圧力センサ６６０を適宜、ブーム用圧力センサ６６０Ａ、と称し、ブーム操作用油路４５１０Ｂに配置されるブーム用圧力センサ６６０を適宜、ブーム用圧力センサ６６０Ｂ、と称する。また、ブーム調整用油路４５２０Ａに配置されるブーム用圧力センサ６７０を適宜、ブーム用圧力センサ６７０Ａ、と称し、ブーム調整用油路４５２０Ｂに配置されるブーム用圧力センサ６７０を適宜、ブーム用圧力センサ６７０Ｂ、と称する。

【0171】

以下の説明において、アームシリンダ１１に対する作動油の供給を行う方向制御弁６４１に接続されるパイロット油路４５１のパイロット油圧を検出する圧力センサ６６を適宜、アーム用圧力センサ６６１、と称し、方向制御弁６４１に接続されるパイロット油路４５２のパイロット油圧を検出する圧力センサ６７を適宜、アーム用圧力センサ６７１、と称する。

【0172】

また、以下の説明において、アーム操作用油路４５１１Ａに配置されるアーム用圧力センサ６６１を適宜、アーム用圧力センサ６６１Ａ、と称し、アーム操作用油路４５１１Ｂに配置されるアーム用圧力センサ６６１を適宜、アーム用圧力センサ６６１Ｂ、と称する。また、アーム調整用油路４５２１Ａに配置されるアーム用圧力センサ６７１を適宜、アーム用圧力センサ６７１Ａ、と称し、アーム調整用油路４５２１Ｂに配置されるアーム用圧力センサ６７１を適宜、アーム用圧力センサ６７１Ｂ、と称する。

【0173】

以下の説明において、バケットシリンダ１２に対する作動油の供給を行う方向制御弁６４２に接続されるパイロット油路４５１のパイロット油圧を検出する圧力センサ６６を適宜、バケット用圧力センサ６６２、と称し、方向制御弁６４２に接続されるパイロット油路４５２のパイロット油圧を検出する圧力センサ６７を適宜、バケット用圧力センサ６７２、と称する。

【0174】

また、以下の説明において、バケット操作用油路４５１２Ａに配置されるバケット用圧力センサ６６２を適宜、バケット用圧力センサ６６２Ａ、と称し、バケット操作用油路４５１２Ｂに配置されるバケット用圧力センサ６６２を適宜、バケット用圧力センサ６６２Ｂ、と称する。また、バケット調整用油路４５２２Ａに配置されるバケット用圧力センサ６７２を適宜、バケット用圧力センサ６７２Ａ、と称し、バケット調整用油路４５２２Ｂに配置されるバケット用圧力センサ６７２を適宜、バケット用圧力センサ６７２Ｂ、と称する。

【0175】

[制御弁]
制限掘削制御を実行しない場合、作業機コントローラ２６は、制御弁２７を制御して、パイロット油路４５０を開ける（全開にする）。パイロット油路４５０が開くことにより、パイロット油路４５１のパイロット油圧とパイロット油路４５２のパイロット油圧とは等しくなる。制御弁２７によりパイロット油路４５０が開いた状態で、パイロット油圧は、操作装置２５の操作量に基づいて調整される。

【0176】

制御弁２７によりパイロット油路４５０が全開のとき、圧力センサ６６に作用するパイロット油圧と圧力センサ６７に作用するパイロット油圧とは等しい。制御弁２７の開度が小さくなることによって、圧力センサ６６に作用するパイロット油圧と圧力センサ６７に作用するパイロット油圧とは異なる。

【0177】

制限掘削制御など、作業機２が作業機コントローラ２６によって制御される場合、作業機コントローラ２６は、制御弁２７に制御信号を出力する。パイロット油路４５１は、例えばパイロットリリーフ弁の作用により所定の圧力（パイロット油圧）を有する。作業機コントローラ２６から制御弁２７に制御信号が出力されると、制御弁２７は、その制御信号に基づいて作動する。パイロット油路４５１のパイロット油は、制御弁２７を介して、パイロット油路４５２に供給される。パイロット油路４５２のパイロット油圧は、制御弁２７により調整（減圧）される。パイロット油路４５２のパイロット油圧が、方向制御弁６４に作用する。これにより、方向制御弁６４は、制御弁２７で制御されたパイロット油圧に基づいて作動する。本実施形態において、圧力センサ６６は、制御弁２７によって調整される前のパイロット油圧を検出する。圧力センサ６７は、制御弁２７によって調整された後のパイロット油圧を検出する。

【0178】

減圧弁２７Ａにより圧力が調整されたパイロット油が方向制御弁６４に供給されることにより、スプールは軸方向に関して一側に移動する。減圧弁２７Ｂにより圧力が調整されたパイロット油が方向制御弁６４に供給されることにより、スプールは軸方向に関して他側に移動する。これにより、軸方向に関するスプールの位置が調整される。

【0179】

例えば、作業機コントローラ２６は、ブーム用減圧弁２７０Ａ及びブーム用減圧弁２７０Ｂの少なくとも一方に制御信号を出力して、ブームシリンダ１０に接続された方向制御弁６４０に対するパイロット油圧を調整することができる。

【0180】

また、作業機コントローラ２６は、アーム用減圧弁２７１Ａ及びアーム用減圧弁２７１Ｂの少なくとも一方に制御信号を出力して、アームシリンダ１１に接続された方向制御弁６４１に対するパイロット油圧を調整することができる。

【0181】

また、作業機コントローラ２６は、バケット用減圧弁２７２Ａ及びバケット用減圧弁２７２Ｂの少なくとも一方に制御信号を出力して、バケットシリンダ１２に接続された方向制御弁６４２に対するパイロット油圧を調整することができる。

【0182】

作業機コントローラ２６は、掘削対象の目標形状である設計地形を示す目標掘削地形Ｕとバケット８の位置を示すバケット位置データ（刃先位置データＳ）とに基づいて、目標掘削地形Ｕとバケット８との距離ｄに応じてバケット８が目標掘削地形Ｕに近づく速度が小さくなるように、ブーム６の速度を制限する。作業機コントローラ２６は、ブーム６の速度を制限するための制御信号を出力するブーム制限部を有する。本実施形態においては、操作装置２５の操作に基づいて作業機２が駆動する場合において、バケット８の刃先８ａが目標掘削地形Ｕに侵入しないように、作業機コントローラ２６のブーム制限部から出力される制御信号に基づいて、ブーム６の動きが制御（介入制御）される。バケット８による掘削において、刃先８ａが目標掘削地形Ｕに侵入しないように、ブーム６は、作業機コントローラ２６により、上げ動作を実行される。

【0183】

［介入制御時の介入弁］
本実施形態においては、介入制御のために、作業機コントローラ２６から出力された、介入制御に関する制御信号に基づいて作動する制御弁２７Ｃにパイロット油路５０２が接続される。介入制御において、パイロット油路５０２に、圧力（パイロット油圧）が調整されたパイロット油が流れる。制御弁２７Ｃは、パイロット油路５０１に接続され、パイロット油路５０１からのパイロット油圧を調整可能である。

【0184】

以下の説明において、介入制御において圧力が調整されたパイロット油が流れるパイロット油路５０を適宜、介入用油路５０１、５０２と称し、介入用油路５０１に接続される制御弁２７Ｃを適宜、介入弁２７Ｃ、と称する。

【0185】

介入用油路５０１に、ブームシリンダ１０に接続された方向制御弁６４０に供給されるパイロット油が流れる。介入用油路５０２は、方向制御弁６４０と接続されたブーム操作用油路４５１０Ｂ及びブーム調整用油路４５２０Ｂにシャトル弁５１を介して接続されている。

【0186】

シャトル弁５１は、２つの入口と、１つの出口とを有する。一方の入口は、介入用油路５０２と接続される。他方の入口は、ブーム操作用油路４５１０Ｂと接続される。出口は、ブーム調整用油路４５２０Ｂと接続される。シャトル弁５１は、介入用油路５０２及びブーム操作用油路４５１０Ｂのうち、パイロット油圧が高い方の油路と、ブーム調整用油路４５２０Ｂとを接続する。例えば、介入用油路５０２のパイロット油圧がブーム操作用油路４５１０Ｂのパイロット油圧よりも高い場合、シャトル弁５１は、介入用油路５０１とブーム調整用油路４５２０Ｂとを接続し、ブーム操作用油路４５１０Ｂとブーム調整用油路４５２０Ｂとを接続しないように作動する。これにより、介入用油路５０２のパイロット油がシャトル弁５１を介してブーム調整用油路４５２０Ｂに供給される。ブーム操作用油路４５１０Ｂのパイロット油圧が介入用油路５０２のパイロット油圧よりも高い場合、シャトル弁５１は、ブーム操作用油路４５１０Ｂとブーム調整用油路４５２０Ｂとを接続し、介入用油路５０２とブーム調整用油路４５２０Ｂとを接続しないように作動する。これにより、ブーム操作用油路４５１０Ｂのパイロット油がシャトル弁５１を介してブーム調整用油路４５２０Ｂに供給される。

【0187】

介入用油路５０１には介入用油路５０１のパイロット油のパイロット油圧を検出する圧力センサ６８が設けられている。介入用油路５０１は、制御弁２７Ｃを通過する前のパイロット油が流れる介入用油路５０１と、介入弁２７Ｃを通過した後のパイロット油が流れる介入用油路５０２とを含む。介入弁２７Ｃは、介入制御を実行するために作業機コントローラ２６から出力された制御信号に基づいて制御される。

【0188】

介入制御を実行しないとき、操作装置２５の操作によって調整されたパイロット油圧に基づいて方向制御弁６４が駆動されるように、作業機コントローラ２６は、制御弁２７に対して制御信号を出力しない。例えば、作業機コントローラ２６は、操作装置２５の操作によって調整されたパイロット油圧に基づいて方向制御弁６４０が駆動されるように、ブーム用減圧弁２７０Ｂによりブーム操作用油路４５１０Ｂを開ける（全開にする）とともに、介入弁２７Ｃにより介入用油路５０１を閉じる。

【0189】

介入制御を実行するとき、作業機コントローラ２６は、介入弁２７Ｃによって調整されたパイロット油圧に基づいて方向制御弁６４が駆動されるように、各制御弁２７を制御する。例えば、ブーム６の移動を制限する介入制御を実行する場合、作業機コントローラ２６は、介入弁２７Ｃによって調整された介入用油路５０１のパイロット油圧が、操作装置２５によって調整されるブーム操作用油路４５１０Ｂのパイロット油圧よりも高くなるように、介入弁２７Ｃを制御する。これにより、介入弁２７Ｃからのパイロット油が介入用油路５０２を経由しシャトル弁５１を介して方向制御弁６４０に供給される。

【0190】

バケット８が目標掘削地形Ｕに侵入しないように操作装置２５によりブーム６が高速で上げ動作される場合、介入制御は実行されない。ブーム６が高速で上げ動作されるように操作装置２５が操作され、その操作量に基づいてパイロット油圧が調整されることにより、操作装置２５の操作によって調整されるブーム操作用油路４５１０Ｂのパイロット油圧は、介入弁２７Ｃによって調整される介入用油路５０２のパイロット油圧よりも高くなる。これにより、操作装置２５の操作によってパイロット油圧が調整されたブーム操作用油路４５１０Ｂのパイロット油がシャトル弁５１を介して方向制御弁６４０に供給される。

【0191】

以下の説明においては、便宜上、制御弁２７の作動によりパイロット油路４５０を開けることを単に、制御弁２７を開ける（開放状態にする）、といい、制御弁２７の作動によりパイロット油路４５０を閉じることを単に、制御弁２７を閉じる（閉塞状態にする）、という。なお、制御弁２７の開けた状態とは、全開状態のみならず、僅かに開いた状態も含む。すなわち、制御弁２７を開けた状態とは、制御弁２７を閉じた状態以外の状態を含む。制御弁２７が開くことにより、パイロット油路４５０が減圧状態となる。

【0192】

例えば、介入弁２７Ｃの作動により介入用流路５０１を開けることを単に、介入弁２７Ｃを開ける、といい、介入弁２７Ｃの作動により介入用流路５０１を閉じることを単に、介入弁２７Ｃを閉じる、という。

【0193】

同様に、ブーム用減圧弁２７０Ａの作動によりブーム操作用油路４５１０Ａを開けること（ブーム操作用油路４５１０Ａとブーム調整用油路４５２０Ａとを接続状態にすること）を単に、ブーム用減圧弁２７０Ａを開ける、といい、ブーム用減圧弁２７０Ａの作動によりブーム操作用油路４５１０Ａを閉じること（ブーム操作用油路４５１０Ａとブーム調整用油路４５２０Ａとを非接続状態にすること）を単に、ブーム用減圧弁２７０Ａを閉じる、という。また、ブーム用減圧弁２７０Ｂの作動によりブーム操作用油路４５１０Ｂを開けること（ブーム操作用油路４５１０Ｂとブーム調整用油路４５２０Ｂとを接続状態にすること）を単に、ブーム用減圧弁２７０Ｂを開ける、といい、ブーム用減圧弁２７０Ｂの作動によりブーム操作用油路４５１０Ｂを閉じること（ブーム操作用油路４５１０Ｂとブーム調整用油路４５２０Ｂとを非接続状態にすること）を単に、ブーム用減圧弁２７０Ｂを閉じる、という。

【0194】

同様に、アーム用減圧弁２７１Ａの作動によりアーム操作用油路４５１１Ａを開けること（アーム操作用油路４５１１Ａとアーム調整用油路４５２１Ａとを接続状態にすること）を単に、アーム用減圧弁２７１Ａを開ける、といい、アーム用減圧弁２７１Ａの作動によりアーム操作用油路４５１１Ａを閉じること（アーム操作用油路４５１１Ａとアーム調整用油路４５２１Ａとを非接続状態にすること）を単に、アーム用減圧弁２７１Ａを閉じる、という。また、アーム用減圧弁２７１Ｂの作動によりアーム操作用油路４５１１Ｂを開けること（アーム操作用油路４５１１Ｂとアーム調整用油路４５２１Ｂとを接続状態にすること）を単に、アーム用減圧弁２７１Ｂを開ける、といい、アーム用減圧弁２７１Ｂの作動によりアーム操作用油路４５１１Ｂを閉じること（アーム操作用油路４５１１Ｂとアーム調整用油路４５２１Ｂとを非接続状態にすること）を単に、アーム用減圧弁２７１Ｂを閉じる、という。

【0195】

同様に、バケット用減圧弁２７２Ａの作動によりバケット操作用油路４５１２Ａを開けること（バケット操作用油路４５１２Ａとバケット調整用油路４５２２Ａとを接続状態にすること）を単に、バケット用減圧弁２７２Ａを開ける、といい、バケット用減圧弁２７２Ａの作動によりバケット操作用油路４５１２Ａを閉じること（バケット操作用油路４５１２Ａとバケット調整用油路４５２２Ａとを非接続状態にすること）を単に、バケット用減圧弁２７２Ａを閉じる、という。また、バケット用減圧弁２７２Ｂの作動によりバケット操作用油路４５１２Ｂを開けること（バケット操作用油路４５１２Ｂとバケット調整用油路４５２２Ｂとを接続状態にすること）を単に、バケット用減圧弁２７２Ｂを開ける、といい、バケット用減圧弁２７２Ｂの作動によりバケット操作用油路４５１２Ｂを閉じること（バケット操作用油路４５１２Ｂとバケット調整用油路４５２２Ｂとを非接続状態にすること）を単に、バケット用減圧弁２７２Ｂを閉じる、という。

【0196】

減圧弁２７Ａ及び減圧弁２８Ｂは、例えば、作業機２を停止させる停止制御のときに使用される。例えば、ブーム６の下げ動作を停止するとき、ブーム用減圧弁２７０Ａが閉じられる。これにより、操作装置２５が操作されても、ブーム６は下げ動作しない。同様に、アーム７の下げ動作を停止するとき、アーム用減圧弁２７１Ｂが閉じられる。バケット８の下げ動作を停止するとき、バケット用減圧弁２７２Ｂが閉じられる。ブーム６の上げ動作を停止するとき、ブーム用減圧弁２７０Ｂが閉じられる。アーム７の上げ動作を停止するとき、アーム用減圧弁２７１Ａが閉じられる。バケット８の上げ動作を停止するとき、バケット用減圧弁２７２Ａが閉じられる。

【0197】

本実施形態において、ブームシリンダ１０は、第１動作方向（例えば縮退方向）への動作により、ブーム６について下げ動作を実行させ、第１動作方向とは反対の第２動作方向（例えば伸長方向）への動作により、ブーム６について上げ動作を実行させる。

【0198】

本実施形態において、アームシリンダ１１は、第１動作方向（例えば縮退方向）への動作により、アーム７について上げ動作を実行させ、第１動作方向とは反対の第２動作方向（例えば伸長方向）への動作により、アーム７について下げ動作を実行させる。

【0199】

本実施形態において、バケットシリンダ１２は、第１動作方向（例えば縮退方向）への動作により、バケットについてダンプ動作を実行させ、第１動作方向とは反対の第２動作方向（例えば伸長方向）への動作により、バケットについて掘削動作を実行させる。

【0200】

ブーム操作用油路４５１０Ａ、ブーム操作用油路４５１０Ｂ、ブーム調整用油路４５２０Ａ、及びブーム調整用油路４５２０Ｂは、方向制御弁６４０に接続するように配置される。ブームシリンダ１０の第１動作方向への動作のために方向制御弁６４０のスプール８０を移動させるためのパイロット油は、ブーム操作用油路４５１０Ａ及びブーム調整用油路４５２０Ａを流れる。ブームシリンダ１０の第２動作方向への動作のために方向制御弁６４０のスプール８０を移動させるためのパイロット油は、ブーム操作用油路４５１０Ｂ及びブーム調整用油路４５２０Ｂを流れる。

【0201】

アーム操作用油路４５１１Ａ、アーム操作用油路４５１１Ｂ、アーム調整用油路４５２１Ａ、及びアーム調整用油路４５２１Ｂは、方向制御弁６４１に接続するように配置される。アームシリンダ１１の第１動作方向への動作のために方向制御弁６４１のスプール８０を移動させるためのパイロット油は、アーム操作用油路４５１１Ａ及びアーム調整用油路４５２１Ａを流れる。アームシリンダ１１の第２動作方向への動作のために方向制御弁６４１のスプール８０を移動させるためのパイロット油は、アーム操作用油路４５１１Ｂ及びアーム調整用油路４５２１Ｂを流れる。

【0202】

バケット操作用油路４５１２Ａ、バケット操作用油路４５１２Ｂ、バケット調整用油路４５２２Ａ、及びバケット調整用油路４５２２Ｂは、方向制御弁６４２に接続するように配置される。バケットシリンダ１２の第１動作方向への動作のために方向制御弁６４２のスプール８０を移動させるためのパイロット油は、バケット操作用油路４５１２Ａ及びバケット調整用油路４５２２Ａを流れる。バケットシリンダ１２の第２動作方向への動作のために方向制御弁６４２のスプール８０を移動させるためのパイロット油は、バケット操作用油路４５１２Ｂ及びバケット調整用油路４５２２Ｂを流れる。

【0203】

ブーム減圧弁２７０Ａは、ブームシリンダ１０を第１動作方向に動作させるため（ブーム６を下げ動作させるため）のパイロット油が流れるパイロット油路（４５１０Ａ、４５２０Ａ）に配置されている。ブーム減圧弁２７０Ａは、減圧弁を調整することで減圧し、動作を制限する。

【0204】

ブーム減圧弁２７０Ｂは、ブームシリンダ１０を第２動作方向に動作させるため（ブーム６を上げ動作させるため）のパイロット油が流れるパイロット油路（４５１０Ｂ、４５２０Ｂ）に配置されている。ブーム減圧弁２７０Ｂは、パイロット油路を遮断する機能を有する。

【0205】

アーム減圧弁２７１Ａは、アームシリンダ１１を第１動作方向に動作させるため（アーム７を上げ動作させるため）のパイロット油が流れるパイロット油路（４５１１Ａ、４５２１Ａ）に配置されている。アーム減圧弁２７１Ａは、アーム７を動作制限させるためのパイロット油圧を調整可能である。

【0206】

アーム減圧弁２７１Ｂは、アームシリンダ１１を第２動作方向に動作させるため（アーム７を下げ動作させるため）のパイロット油が流れるパイロット油路（４５１１Ｂ、４５２１Ｂ）に配置されている。アーム減圧弁２７１Ｂは、アーム７を下げ動作（掘削動作）させるためのパイロット油圧を調整可能である。

【0207】

バケット減圧弁２７２Ａは、バケットシリンダ１２を第１動作方向に動作させるため（バケット８を上げ動作させるため）のパイロット油が流れるパイロット油路（４５１２Ａ、４５２２Ａ）に配置されている。バケット減圧弁２７２Ａは、バケット８を上げ動作（ダンプ動作）させるためのパイロット油圧を調整可能である。

【0208】

バケット減圧弁２７２Ｂは、バケットシリンダ１２を第２動作方向に動作させるため（バケット８を下げ動作させるため）のパイロット油が流れるパイロット油路（４５１２Ｂ、４５２２Ｂ）に配置されている。バケット減圧弁２７２Ｂは、バケット８を下げ動作（掘削動作）させるためのパイロット油圧を調整可能である。

【0209】

［制御システム］
図２３は、制限掘削制御が行われているときの作業機２の動作の一例を模式的に示す図である。上述のように、油圧システム３００は、ブーム６を駆動するためのブームシリンダ１０と、アーム７を駆動するためのアームシリンダ１１と、バケット８を駆動するためのバケットシリンダ１２とを有する。

【0210】

図２３に示すように、アーム７の操作による掘削において、ブーム６が上がり、アーム７が下がるように、油圧システム３００が作動する。制限掘削制御において、バケット８が目標掘削地形Ｕに侵入しないように、ブーム６の上げ動作を含む介入制御が実行される。

【0211】

例えば、掘削対象物（地面、山など）の掘削作業のために、アーム７及びバケット８の少なくとも一方が下げ動作されるように、オペレータにより操作装置２５が操作される。そのオペレータの操作により、バケット８の刃先８ａが目標掘削地形Ｕに侵入しようとする場合、作業機コントローラ２６は、バケット８の刃先８ａが目標掘削地形Ｕに侵入しないように、介入弁２７Ｃを制御して、介入用油路５０２のパイロット油圧を増大させることによって、ブーム６の上げ動作を実行する。

【0212】

図２４及び図２５は、本実施形態に係る制御システム２００の一例を示す機能ブロック図である。図２４及び図２５に示すように、制御システム２００は、作業機コントローラ２６と、センサコントローラ３０と、スプールストロークセンサ６５と、圧力センサ６６と、圧力センサ６７と、圧力センサ６８と、入力部３２１及び表示部３２２を含むマンマシンインターフェース部３２と、減圧弁２７Ａと、減圧弁２７Ｂと、介入弁２７Ｃとを有する。

【0213】

作業機コントローラ２６は、データ取得部２６Ａと、導出部２６Ｂと、制御弁制御部２６Ｃと、作業機制御部５７と、補正部２６Ｅと、更新部２６Ｆと、記憶部２６Ｇと、シーケンス制御部２６Ｈとを有する。導出部２６Ｂは、判定部２６Ｂａと、演算部２６Ｂｂとを含む。

【0214】

［較正方法］
図２６は、本実施形態に係る作業機コントローラ２６の処理の一例を示すフローチャートである。本実施形態において、作業機コントローラ２６は、制御システム２００の少なくとも一部を較正（キャリブレーション）する。

【0215】

図２６に示すように、本実施形態において、作業機コントローラ２６は、較正モードの選択（ステップＳＢ０）と、油圧シリンダ６０の較正（ステップＳＢ１）と、圧力センサ６６及び圧力センサ６７の較正（ステップＳＢ２）と、作業機２の制御（ステップＳＢ３）と、を実行する。マンマシンインターフェース部からの操作指令に基づいて、較正モードが油圧シリンダの較正か圧力センサの較正から判断される（ステップＳＢ０）。ステップＳＢ０において、較正モードが油圧シリンダの較正であると判断された場合（ステップＳＢ０でＹｅｓの場合）、ステップＳＢ１に進む。ステップＳＢ０において、較正モードが油圧シリンダの較正でないと判断された場合（ステップＳＢ０でＮｏの場合）、ステップＳＢ２に進む。

【0216】

図２５を基に説明を行う。油圧シリンダ６０の較正は、油圧シリンダ６０を動作させる操作指令を出力し、その操作指令に基づく駆動力を油圧シリンダ６０に与えたときの油圧シリンダ６０の動作特性を取得することを含む。本実施形態において、作業機コントローラ２６のデータ取得部２６Ａは、油圧シリンダ６０を動作させる操作指令が出力された状態で、その操作指令値及び油圧シリンダ６０のシリンダ速度に関するデータを取得する。作業機コントローラ２６の導出部２６Ｂは、データ取得部２６Ａで取得したデータに基づいて、出力された操作指令値に対する油圧シリンダ６０の動作特性を導出する。

【0217】

操作装置２５の操作に基づいて、パイロット油路４５０へパイロット油が供給される。パイロット油の供給により圧力センサ６６では圧力が検出される。圧力センサ６６の検出された圧力は作業機コントローラ２６に送信され、作業機コントローラ２６でパイロット油圧が求められる。スプールストロークＳｓｔは、スプールストロークセンサ６５によりストロークの変化が検出され作業機コントローラ２６へ送信される。シリンダストロークセンサ１６〜１８の検出値はセンサコントローラ３０にて求められるシリンダストロークＬ１〜Ｌ３として作業機コントローラ２６へ出力され、作業機コントローラ２６にてシリンダ速度が求められる。これにより、操作装置２５の操作に対するシリンダ速度が算出される。

【0218】

油圧シリンダ６０の動作特性の導出は、油圧シリンダ６０のシリンダ速度と方向制御弁６４のスプール８０の移動量との関係を示す第１相関データ、スプール８０の移動量と制御弁２７によって制御されるパイロット油圧との関係を示す第２相関データ、及びパイロット油圧と制御弁２７に出力される制御信号との関係を示す第３相関データを導出することを含む。

【0219】

また、油圧シリンダ６０の動作特性の導出は、複数の油圧シリンダ６０（ブームシリンダ１０、アームシリンダ１１、及びバケットシリンダ１２）のうち、ブームシリンダ１０のシリンダ速度と介入弁２７Ｃに出力される制御信号との関係を導出することを含む。本実施形態において、介入弁２７Ｃを含む制御弁２７は、作業機コントローラ２６からの指令値となる指令電流によって作動する。制御弁２７に電流が供給されることによって、制御弁２７が作動する。本実施形態において、ブームシリンダ１０の動作特性の導出は、ブームシリンダ１０のシリンダ速度と、介入弁２７Ｃに供給される電流値との関係を導出することを含む。

【0220】

圧力センサ６６及び圧力センサ６７の較正は、圧力センサ６６の検出値が圧力センサ６７の検出値に一致するように、圧力センサ６６の検出値を補正することを含む。本実施形態において、作業機コントローラ２６のデータ取得部２６Ａは、制御弁２７によりパイロット油路４５０が開いた状態で、圧力センサ６６の検出値及び圧力センサ６７の検出値に関するデータを取得する。作業機コントローラ２６の補正部２６Ｅは、データ取得部２６Ａで取得したデータに基づいて、圧力センサ６６の検出値が圧力センサ６７の検出値に一致するように、圧力センサ６６の検出値を補正する。

【0221】

オペレータの操作に基づきマンマシンインターフェース部３２の入力部３２１では作業機コントローラ２６への各較正指令を出力する。作業機コントローラの制御弁制御部２６Ｃは較正指令に基づき制御弁２７（２７Ｃ）に各作業機を駆動する指令を出力する。制御弁制御部２６Ｃの指令に基づき各作業機が駆動され、その時のストロークセンサ６５からの検出値とセンサコントローラ３０からのシリンダストロークＬ１〜Ｌ３の出力をデータ取得部２６Ａは取得する。データ取得部２６Ａで取得したデータに基づき導出部２６Ｂでは検出値の判定を２６Ｂaで行い、シリンダストロークからシリンダ速度への演算を演算部２６Ｂbで行う。又、データ取得部２６Ａで取得した圧力センサ６６より取得したパイロット圧Ｐｐｐｃと、スプールストロークセンサ６５より取得したスプールストロークＳｓｔと、演算部２６Ｂbで算出したシリンダストロークシリンダ速度より導出部２６Ｂは第１〜第３相関図を作成する。

【0222】

導出部２６Ｂで作成された第１〜第３の相関データは更新部２６Ｆにより記憶部２６Ｇに記憶・更新する。

【0223】

［油圧シリンダの較正方法］
油圧シリンダ６０の較正方法について説明する。まず、ブームシリンダ１０の較正方法（動作特性の導出）について説明する。

【0224】

図２７は、本実施形態に係るブームシリンダ１０の較正方法の一例を示すフローチャートである。本実施形態において、ブームシリンダ１０の較正は、ブームシリンダ１０の上げ動作についての動作特性を導出することを含む。ブームシリンダ１０の上げ動作についての動作特性の導出は、介入弁２７Ｃに供給される電流値とブームシリンダ１０のシリンダ速度との関係を導出することを含む。以下の説明においては、較正対象が介入弁２７Ｃである例について説明する。

【0225】

図２７に示すように、本実施形態に係るブームシリンダ１０の較正方法は、作業機２の姿勢を含む油圧ショベル１００の較正条件を判定すること（ステップＳＣ１）と、複数の制御弁２７を閉じること（ステップＳＣ２）と、判定後、ブームシリンダ１０を上げ動作させる操作指令を出力すること（ステップＳＣ３）と、ブームシリンダ１０を上げ動作させる操作指令が出力された状態で、操作指令値及び上げ動作におけるブームシリンダ１０のシリンダ速度に関するデータを取得すること（ステップＳＣ４）と、ステップＳＣ４で取得したデータ（操作指令値及びブームシリンダ１０のシリンダ速度）に基づいて、停止状態のブームシリンダ１０が上げ動作を開始するときの動作開始操作指令値を導出すること（ステップＳＣ５）と、動作開始操作指令値の導出後、ステップＳＣ３よりも高い操作指令値の操作指令を出力すること（ステップＳＣ６）と、ブームシリンダ１０を上げ動作させる操作指令が出力された状態で、操作指令値及び上げ動作におけるブームシリンダ１０のシリンダ速度に関するデータを取得すること（ステップＳＣ７）と、ステップＳＣ７で取得したデータ（操作指令値及びブームシリンダ１０のシリンダ速度）に基づいて、操作指令値と微速度領域におけるシリンダ速度との関係を示す微速度動作特性を導出すること（ステップＳＣ８）と、微速度動作特性の導出後、再び、作業機２の姿勢を判定すること（ステップＳ９）と、複数の制御弁２７を閉じること（ステップＳＣ１０）と、作業機２の姿勢の判定後、ステップＳＣ６よりも高い操作指令値の操作指令を出力すること（ステップＳＣ１１）と、ブームシリンダ１０を上げ動作させる操作指令が出力された状態で、操作指令値及び上げ動作におけるブームシリンダ１０のシリンダ速度に関するデータを取得すること（ステップＳＣ１２）と、ステップＳＣ１２で取得したデータ（操作指令値及びブームシリンダ１０のシリンダ速度）に基づいて、操作指令値と微速度領域よりも高い通常速度領域におけるシリンダ速度との関係を示す通常速度動作特性を導出すること（ステップＳＣ１３）と、導出された動作開始操作指令値、微速度動作特性、及び通常速度動作特性を記憶部２６Ｇに記憶すること（ステップＳＣ１４）と、を含む。

【0226】

本実施形態において、動作開始操作指令値を導出するためのデータの取得（ステップＳＣ４）、動作開始操作指令値の導出（ステップＳＣ５）、微速度動作特性を導出するためのデータの取得（ステップＳＣ７）、微速度動作特性の導出（ステップＳＣ８）、通常速度動作特性を導出するためのデータの取得（ステップＳＣ１２）、及び通常速度動作特性の導出（ステップＳＣ１３）を含むステップＳＣ１からステップＳＣ１４の処理は、シーケンス制御部２６Ｈの制御に基づいて、シーケンス的に連続して実行される。

【0227】

本実施形態において、較正処理は、動作開始操作指令値及び微速度動作特性の導出を行う第１導出シーケンスと、通常速度動作特性の導出を行う第２導出シーケンスとを含む。第１導出シーケンスは、ステップＳＣ１からステップＳＣ８の処理を含む。第２導出シーケンスは、ステップＳＣ９からステップＳＣ１３の処理を含む。第２導出シーケンスは、異なる条件（操作指令値）のそれぞれにおいて、複数回実行される。すなわち、ステップＳＣ９からステップＳＣ１３の処理が複数回実行される。本実施形態においては、第２導出シーケンスは、異なる条件で３回実行されることとする。以下の説明においては、第１導出シーケンスを適宜、第１シーケンス、と称する。３回実行される第２導出シーケンスのうち、第１回目の第２導出シーケンスを適宜、第２シーケンス、と称し、第２回目の第２導出シーケンスを適宜、第３シーケンス、と称し、第３回目の第２導出シーケンスを適宜、第４シーケンス、と称する。

【0228】

較正に際し、マンマシンインターフェース部３２の表示部３２２にメニューが表示される。図２８及び図２９は、表示部３２２の画面の一例を示す図である。図２８に示すように、較正のメニューとして、「ＰＰＣ圧力センサ較正」と「制御マップ較正」とが用意されている。図２６を参照して説明したように、本実施形態において、作業機コントローラ２６は、マンマシンインターフェース部３２から較正シートのデータより油圧シリンダ６０の較正（ステップＳＢ１）又は圧力センサ６６及び圧力センサ６７の較正（ステップＳＢ２）を実行する。圧力センサ６６及び圧力センサ６７の較正を行う場合、「ＰＰＣ圧力センサ較正」を選択する。油圧シリンダ６０の較正を行う場合、「制御マップ較正」が選択される。ここでは、油圧シリンダ６０のうち、ブームシリンダの較正（動作特性の導出）を実行するため、「制御マップ較正」を選択する。

【0229】

「制御マップ較正」が選択されると、図２９に示す画面が表示部３２２に表示される。ここでは、「介入弁２７Ｃに供給される電流値とブームシリンダ１０のシリンダ速度との関係」を導出するとオペレータは、「ブーム上げ介入制御マップ」を選択する。

【0230】

本実施形態においては、「介入弁２７Ｃに供給される電流値とブームシリンダ１０のシリンダ速度との関係」のみならず、「ブーム用減圧弁２７０Ａに供給される電流値とブームシリンダ１０のシリンダ速度との関係」、「ブーム用減圧弁２７０Ｂに供給される電流値とブームシリンダ１０のシリンダ速度との関係」、「アーム用減圧弁２７１Ａに供給される電流値とアームシリンダ１１のシリンダ速度との関係」、「アーム用減圧弁２７１Ｂに供給される電流値とアームシリンダ１１のシリンダ速度との関係」、「バケット用減圧弁２７２Ａに供給される電流値とバケットシリンダ１２のシリンダ速度との関係」、及び「バケット用減圧弁２７２Ｂに供給される電流値とバケットシリンダ１２のシリンダ速度との関係」も導出可能である。

【0231】

「ブーム用減圧弁２７０Ａに供給される電流値とブームシリンダ１０のシリンダ速度との関係」を導出する場合、「ブーム下げ減圧制御マップ」が選択される。「ブーム用減圧弁２７０Ｂに供給される電流値とブームシリンダ１０のシリンダ速度との関係」を導出する場合、「ブーム上げ減圧制御マップ」が選択される。「アーム用減圧弁２７１Ａに供給される電流値とアームシリンダ１１のシリンダ速度との関係」を導出する場合、「アームダンプ減圧制御マップ」が選択される。「アーム用減圧弁２７１Ｂに供給される電流値とアームシリンダ１１のシリンダ速度との関係」を導出する場合、「アーム掘削減圧制御マップ」が選択される。「バケット用減圧弁２７２Ａに供給される電流値とバケットシリンダ１２のシリンダ速度との関係」を導出する場合、「バケットダンプ減圧制御マップ」が選択される。「バケット用減圧弁２７２Ｂに供給される電流値とバケットシリンダ１２のシリンダ速度との関係」を導出する場合、「バケット掘削減圧制御マップ」が選択される。

【0232】

介入弁２７Ｃに供給される電流値とブームシリンダ１０のシリンダ速度との関係の導出のために、マンマシンインターフェース部３２が操作された後、シーケンス制御部２６Ｈは較正条件を判定する（ステップＳＣ１）。較正条件は、例えば、メイン油圧ポンプの出力圧、作動油の温度条件、制御弁２７の故障条件、及び作業機２の姿勢条件を含む。本実施形態においては、較正に際し、パイロット油路５０２に作動油を供給するように、ロックレバーが操作される。また、メイン油圧ポンプの出力が所定値（一定値）になるように調整される。本実施形態においては、メイン油圧ポンプの出力が最大（フルスロットル、油圧ポンプのポンプ斜板は最大傾倒角度の状態）になるように調整される。介入用油路５０１におけるパイロット油圧の許容範囲においてそのパイロット油圧が最大値を示すように、メイン油圧ポンプの出力が調整される。また、作動油の温度が所定値（一定値）になるように調整される。

【0233】

較正条件の判定は、作業機２の姿勢の調整を含む。本実施形態においては、マンマシンインターフェース部３２の表示部３２２に、作業機２の姿勢の調整を要求する姿勢調整要求情報が表示される。この情報が表示されている場合、制御弁制御部２６Ｃは全制御弁２７０Ａ、２７０Ｂ、２７１Ａ、２７１Ｂ、２７２Ａ、２７２Ｂに指令電流を出力し、操作装置２５による作業機操作が可能な状態とする。オペレータは、その表示部３２２の表示に従って操作装置２５を操作して、作業機２の姿勢を姿勢調整要求情報が表示された姿勢（初期姿勢）に調整する。作業機２を初期姿勢にした後、較正処理を行うことにより、常に同一条件で較正処理を行うことができる。例えば、作業機２の姿勢によって、ブーム６に作用するモーメントが変化する。ブーム６に作用するモーメントが変化すると、較正結果が変動する可能性がある。本実施形態においては、作業機２を初期姿勢にした後、較正処理を行うため、例えばブーム６に作用するモーメントの変化をもたらすことなく、常に同一条件で較正処理を行うことができる。

【0234】

図３０は、本実施形態に係る表示部３２２に表示される姿勢調整要求情報の一例を示す図である。図３０に示すように、作業機２を初期姿勢に調整するためのガイダンス（ライン）２Ｇが表示部３２２に表示される。オペレータは、表示部３２２を見ながら、作業機２（アーム７）がガイダンス２Ｇに沿って配置されるように、操作装置２５を操作して、作業機２の姿勢を調整する。判定部２６Ｂａは、例えば、シリンダストロークセンサ１６、１７、１８からの入力に基づいて、作業機２の姿勢を把握（検出）することができる。これにより、オペレータは、表示部３２２を見ながら、アーム７がガイダンス２Ｇに沿って配置されるように、操作装置２５を操作して、作業機２の姿勢を調整する。判定部２６Ｂａは実姿勢が姿勢要求情報通りになっているかを判定することができる。

【0235】

ここで、較正作業を行うのはメンテナンスを行うサービスマンとオペレータが可能である。ただしオペレータはブーム上げ介入の立ち上り較正（第１シーケンス）の較正作業を行う事が可能である。これにより、バケットが交換された時に正確な指令特性に較正することが可能となる。

【0236】

また、作業機２の姿勢の調整において、制御弁制御部２６Ｃの指令に基づき複数の制御弁２７のそれぞれが開放状態となる。そのため、オペレータは、操作装置２５を操作することによって、作業機２を駆動することができる。操作装置２５の操作により、作業機２が初期姿勢になるように駆動される。

【0237】

図３０に示すように、本実施形態において、ガイダンス２Ｇは、油圧ショベル１００が配置される地面に対して垂直である。作業機２の初期姿勢は、油圧ショベル１００が配置される地面に対してアーム７が垂直に配置される姿勢である。

【0238】

掘削作業において、作業機２を水平にして所定姿勢を作ることは作業機２の標準的な姿勢（各シリンダの中心位置）を較正の初期姿勢として設定する。その掘削作業において、バケット８の刃先８ａが目標掘削地形Ｕに侵入しないように介入制御が実行される場合、作業機２が図３０に示すような姿勢の状態で、介入弁２７Ｃが作動する。そのため、作業機２を図３０に示すような姿勢（初期姿勢）にした後、介入弁２７Ｃに供給される電流値とブームシリンダ１０のシリンダ速度との関係の導出のための較正処理が行われることにより、頻度が最も高い作業機２の姿勢において、介入弁２７Ｃに供給される電流値とブームシリンダ１０のシリンダ速度との関係を導出することができる。

【0239】

作業機２の姿勢が初期姿勢に調整された後、較正処理の開始のために、マンマシンインターフェース部３２の入力部３２１がオペレータによって操作される。本実施形態において、入力部３２１は、操作ボタン又はタッチパネルを含み、図３０に示す「ＮＥＸＴ」スイッチに対応する入力スイッチを含む。「ＮＥＸＴ」スイッチは、入力部３２１として機能する。

【0240】

図３０に示す「ＮＥＸＴ」スイッチが操作されることによって、表示部３２２に、図３１に示すような画面が表示される。図３１において、表示部３２２には、入力部３２１として機能する「ＳＴＡＲＴ」スイッチが表示される。その「ＳＴＡＲＴ」スイッチが操作されることによって、較正処理が開始される。入力部３２１の操作により生成された指令信号は、作業機コントローラ２６に出力される。

【0241】

本実施形態においては、較正処理の進捗率に応じて、表示部３２２の表示内容が変化する。図３１は、較正処理の進捗率が０％であるときの表示部３２２の画面の一例を示す。

【0242】

図３２は、較正処理の進捗率が１％以上９９％以下であるときの表示部３２２の画面の一例を示す。較正処理が開始され、その較正処理の進捗率が１％以上９９％以下のとき、表示部３２２に、図３２に示すような表示内容が表示される。図３２において、表示部３２２には、入力部３２１として機能する「ＣＬＥＡＲ」スイッチが表示される。オペレータが較正を中断する必要がある場合、その「ＣＬＥＡＲ」スイッチが操作されることによって、較正処理が中断され、データ取得部２６Ａによって取得されたデータが前回較正した値に戻るとともに、進捗率が０％に戻る（リセットされる）。

【0243】

図３３は、較正処理の進捗率が１００％のときの表示部３２２の画面の一例を示す。図３３において、表示部３２２には、入力部３２１として機能する「ＣＬＥＡＲ」スイッチが表示される。その「ＣＬＥＡＲ」スイッチが操作されることによって、較正処理が中断され、データ取得部２６Ａによって取得されたデータが前回較正した値に戻されるとともに、進捗率が０％に戻る（リセットされる）。また、図３３に示す表示部３２２においては、「ＮＥＸＴ」スイッチが表示される。

【0244】

作業機コントローラ２６の制御弁制御部２６Ｃは、複数の制御弁２７のそれぞれを制御する。制御弁制御部２６Ｃは、較正処理の開始のための指令信号を入力部３２１から取得した後、複数の制御弁２７の全部を閉じる（ステップＳＣ２）。

【0245】

上述した、較正処理の開始のための入力部３２１の操作は、ブームシリンダ１０を動作させる操作指令を作業機コントローラ２６から出力させるための指令信号の生成を含む。制御弁制御部２６Ｃは、較正処理の開始のための指令信号を入力部３２１から取得し、操作指令を介入弁２７Ｃに出力する（ステップＳＣ３）。

【0246】

すなわち、本実施形態においては、オペレータによる入力部３２１の操作により、複数の油圧シリンダ６０（ブームシリンダ１０、アームシリンダ１１、及びバケットシリンダ１２）のうち、ブームシリンダ１０を伸長方向に動作させる（ブーム６を上げ動作させる）操作指令を制御弁制御部２６から出力させるための指令信号が生成される。制御弁制御部２６Ｃは、入力部３２１の操作により生成された指令信号を取得して、複数の油圧シリンダ６０（ブームシリンダ１０、アームシリンダ１１、及びバケットシリンダ１２）のうち、ブームシリンダ１０を伸長方向に動作させる（ブーム６を上げ動作させる）操作指令を介入弁２７Ｃに出力する。

【0247】

制御弁制御部２６Ｃは、較正対象の介入弁２７Ｃが開くように、その介入弁２７Ｃに操作指令を出力する。すなわち、制御弁制御部２６Ｃは、ブームシリンダ１０を伸長方向に動作させる（ブーム６を上げ動作させる）ためのパイロット油が流れる介入用油路５０１が開くように、介入弁２７Ｃを制御する。また、制御弁制御部２６Ｃは、ブーム操作用油路４５１０Ｂが閉じるように、ブーム用減圧弁２７０Ｂを制御する。また、制御弁制御部２６Ｃは、ブームシリンダ１０を伸長方向に動作させる（ブーム６を下げ動作させる）ためのパイロット油が流れるブーム操作用油路４５１０Ａが閉じるように、ブーム用減圧弁２７０Ａを制御する。また、制御弁制御部２６Ｃは、アームシリンダ１１についてのパイロット油路（４５１１Ａ、４５１１Ｂ、４５２１Ａ、４５２１Ｂ）が閉じるように、アーム用制御弁２７１（２７１Ａ、２７１Ｂ）を制御する。また、制御弁制御部２６Ｃは、バケットシリンダ１２についてのパイロット油路（４５１２Ａ、４５１２Ｂ、４５２２Ａ、４５２２Ｂ）が閉じるように、バケット用制御弁２７２（２７２Ａ、２７２Ｂ）を制御する。

【0248】

すなわち、制御弁制御部２６Ｃは、較正対象の介入弁２７Ｃが開き、非較正対象の制御弁２７の全部（ブーム用減圧弁２７０Ａ、ブーム用減圧弁２７０Ｂ、アーム用減圧弁２７１Ａ、アーム用減圧弁２７１Ｂ、バケット用減圧弁２７２Ａ、及びバケット用減圧弁２７２Ｂ）が閉じるように、操作指令（ＥＰＣ電流）の指令電流を出力する。

【0249】

本実施形態において、介入弁２７Ｃに対する操作指令は、電流を含む。制御弁制御部２６Ｃは、介入弁２７Ｃに供給される電流値（操作指令値）を決定し、その決定された電流値を介入弁２７Ｃに供給（出力）する。

【0250】

介入弁２７Ｃに操作指令（ＥＰＣ電流）が出力された状態で、データ取得部２６Ａは、その操作指令値（電流値）及び上げ動作を行うブームシリンダ１０のシリンダ速度に関するデータを取得する（ステップＳＣ４）。

【0251】

作業機コントローラ２６の導出部２６Ｂは、データ取得部２６Ａで取得したデータに基づいて、操作指令値に対するブームシリンダ１０の伸長方向についての動作特性を導出する。本実施形態において、導出部２６Ｂは、ブームシリンダ１０の動作特性として、データ取得部２６Ａで取得したデータに基づいて、停止状態のブームシリンダ１０が動作を開始するときの動作開始操作指令値（動作開始操作電流値）、及び操作指令値と微速度領域におけるブームシリンダ１０のシリンダ速度との関係を示す微速度動作特性を導出する。

【0252】

図３４は、本実施形態に係る較正処理の一例を説明するためのタイミングチャートである。図３４において、下のグラフの横軸は、時間であり、縦軸は、マンマシンインターフェース部の入力部３２１の操作により、マンマシンインターフェース部の入力部３２１から制御弁制御部２６Ｃに出力された指令信号を示す。図３４において、上のグラフの横軸は、時間であり、縦軸は、作業機コントローラ２６からの介入弁２７Ｃに出力（供給）される操作指令値（電流値）を示す。

【0253】

図３４に示すように、時点ｔ０ａにおいて、較正処理の開始のために入力部３２１が操作され、入力部３２１から制御弁制御部２６Ｃに指令信号が出力される。制御弁制御部２６Ｃは、時点ｔ０ａにおいて、複数の制御弁２７の全てを閉じた後、介入弁２７Ｃに操作指令（ＥＰＣ電流）を出力（供給）する。介入弁２７Ｃ以外の制御弁２７に対して操作指令（ＥＰＣ電流）は出力されない。また、時点ｔ０ａにおいて、ブームシリンダ１０は動作を開始していない。アームシリンダ１１及びバケットシリンダ１２も動いていない。

【0254】

まず、制御弁制御部２６Ｃは、介入弁２７Ｃに、操作指令値Ｉ０の操作指令を出力する。操作指令値Ｉ０は、動き出しより低い点を予め設定しておく。制御弁制御部２６Ｃは、時点ｔ０ａから時点ｔ２ａまでの所定時間の間、その操作指令値Ｉ０を介入弁２７Ｃに出力し続ける。

【0255】

操作指令値Ｉ０が出力されている状態で、ブームシリンダ１０のシリンダ速度がブームシリンダストロークセンサ１６によって検出される。より詳細には、シリンダストロークセンサは、シリンダの変位を検出し、センサコントローラへ出力する。センサコントローラでシリンダストロークを導出し、作業機コントローラへ出力する。作業機コントローラは、シリンダストロークと経過時間からシリンダ速度を導出する。ブームシリンダストロークセンサ１６の検出結果は、作業機コントローラ２６に出力される。作業機コントローラ２６のデータ取得部２６Ａは、操作指令値Ｉ０及び操作指令値Ｉ０が出力されているときのブームシリンダ１０のシリンダ速度に関するデータを取得する。

【0256】

導出部２６Ｂは、介入弁２７Ｃに操作指令値Ｉ０が出力されている状態で、停止状態のブームシリンダ１０が動作を開始したか否か（動き出したか否か）を判定する。導出部２６Ｂは、ブームシリンダ１０のシリンダストロークに関するデータに基づいて、停止状態のブームシリンダ１０が動作を開始したか否かを判断する判定部２６Ｂａを有する。

【0257】

本実施形態において、判定部２６Ｂａは、時点ｔ１ａにおけるブームシリンダ１０のシリンダストロークと、時点ｔ２ａにおけるブームシリンダ１０のシリンダストロークとを比較する。時点ｔ１ａは、例えば時点ｔ０ａから第１の所定時間経過した時点である。時点ｔ２ａは、例えば時点ｔ０ａから第３の所定時間経過した時点（時点ｔ１ａから第２の所定時間経過した時点）である。但し、第２の所定時間は、第１の所定時間よりも長い時間とする。第３の所定時間は、第１の所定時間と第２の所定時間とを足し合わせた時間とする。

【0258】

判定部２６Ｂａは、時点ｔ１ａにおけるシリンダストロークの検出値と、時点ｔ２ａにおけるシリンダストロークの検出値との差を導出する。判定部２６Ｂａは、導出した差の値が、予め定められた閾値よりも小さいと判断したとき、ブームシリンダ１０は動作を開始していないと判断する。判定部２６Ｂａは、導出した差の値が、予め定められた閾値以上であると判断したとき、ブームシリンダ１０は動作を開始したと判断する。

【0259】

操作指令値Ｉ０が出力されているときに、判定部２６Ｂａによりブームシリンダ１０が動作を開始したと判断された場合、操作指令値Ｉ０が、停止状態のブームシリンダ１０が動作を開始するときの動作開始操作指令値（動作開始操作電流値）となる。

【0260】

操作指令値Ｉ０においてブームシリンダ１０が動作を開始していない判断された場合、制御弁制御部２６Ｃは、介入弁２７Ｃに出力する操作指令値を増大する。制御弁制御部２６Ｃは、操作指令値Ｉ０を低減することなく、時点ｔ２ａにおいて、操作指令値Ｉ０から操作指令値Ｉ１に増大し、その操作指令値Ｉ１を介入弁２７Ｃに出力する。制御弁制御部２６Ｃは、時点ｔ２ａから時点ｔ２ｂまで、その操作指令値Ｉ１を介入弁２７Ｃに出力し続ける。時点ｔ２ａから時点ｔ２ｂまでの時間は、例えば第３の所定時間である。

【0261】

操作指令値Ｉ１が出力されている状態で、ブームシリンダ１０のシリンダストロークがシリンダストロークセンサ１６によって検出される。シリンダストロークセンサ１６の検出結果は、作業機コントローラ２６に入力される。作業機コントローラ２６のデータ取得部２６Ａは、操作指令値Ｉ１及び操作指令値Ｉ１が出力されているときのブームシリンダ１０のシリンダストロークに関するデータを取得する。

【0262】

導出部２６Ｂの判定部２６Ｂａは、介入弁２７Ｃに操作指令値Ｉ１が出力されている状態で、停止状態のブームシリンダ１０が動作を開始したか否か（動き出したか否か）を判定する。

【0263】

判定部２６Ｂａは、時点ｔ１ｂにおけるブームシリンダ１０のシリンダストロークと、時点ｔ２ｂにおけるブームシリンダ１０のシリンダストロークとを比較する。時点ｔ１ｂは、例えば時点ｔ２ａから第１の所定時間経過した時点である。時点ｔ２ｂは、例えば時点ｔ２ａから第３の所定時間経過した時点（時点ｔ１ｂから第２の所定時間経過した時点）である。

【0264】

判定部２６Ｂａは、時点ｔ１ｂにおけるシリンダストロークの検出値と、時点ｔ２ｂにおけるシリンダストロークの検出値との差を導出する。判定部２６Ｂａは、導出した差の値が、予め定められた閾値よりも小さいと判断したとき、ブームシリンダ１０は動作を開始していないと判断する。判定部２６Ｂａは、導出した差の値が、予め定められた閾値以上であると判断したとき、ブームシリンダ１０は動作を開始したと判断する。

【0265】

操作指令値Ｉ１が出力されているときに、判定部２６Ｂａによりブームシリンダ１０が動作を開始したと判断された場合、操作指令値Ｉ１が、停止状態のブームシリンダ１０が動作を開始するときの動作開始操作指令値（動作開始操作電流値）となる。

【0266】

以下、同様の処理が行われ、動作開始操作指令値が導出される。すなわち、操作指令値Ｉ１から操作指令値Ｉ２に増大された後、判定部２６Ｂａは、時点ｔ１ｃにおけるブームシリンダ１０のシリンダストロークと、時点ｔ２ｃにおけるブームシリンダ１０のシリンダストロークとを比較する。時点ｔ１ｃは、例えば時点ｔ２ｂから第１の所定時間経過した時点である。時点ｔ２ｃは、例えば時点ｔ２ｂから第３の所定時間経過した時点（時点ｔ１ｃから第２の所定時間経過した時点）である。本実施形態では操作指令値Ｉ０から操作指令値Ｉ１までの電流の増加分と、操作指令値Ｉ１から操作指令値Ｉ２までの電流の増加分は同じとする。

【0267】

判定部２６Ｂａは、時点ｔ１ｃにおけるシリンダストロークの検出値と、時点ｔ２ｃにおけるシリンダストロークの検出値との差を導出する。判定部２６Ｂａは、導出した差の値が、予め定められた閾値よりも小さいと判断したとき、ブームシリンダ１０は動作を開始していないと判断する。判定部２６Ｂａは、導出した差の値が、予め定められた閾値以上であると判断したとき、ブームシリンダ１０は動作を開始したと判断する。

【0268】

本実施形態においては、動作開始操作指令値は、操作指令値Ｉ２であることとする。以上により、動作開始操作指令値が導出される（ステップＳＣ５）。

【0269】

動作開始操作指令値が導出された後、制御弁制御部２６Ｃは、介入弁２７Ｃに出力する操作指令値を更に増大する。制御弁制御部２６Ｃは、操作指令値Ｉ２を低減することなく、時点ｔ２ｃにおいて、操作指令値Ｉ２から操作指令値Ｉ３に増大し、その操作指令値Ｉ３を介入弁２７Ｃに出力する（ステップＳＣ６）。操作指令値Ｉ３は、動作開始操作指令値Ｉ２よりも大きい。制御弁制御部２６Ｃは、時点ｔ２ｃから時点ｔ０ｄまで、その操作指令値Ｉ３を介入弁２７Ｃに出力し続ける。時点ｔ２ｃから時点ｔ０ｄまでの時間は、例えば第３の所定時間である。

【0270】

操作指令値Ｉ３が出力されている状態で、ブームシリンダ１０のシリンダストロークがシリンダストロークセンサ１６によって検出される。シリンダストロークの検出結果は、センサコントローラ３０を介して作業機コントローラ２６に入力される。作業機コントローラ２６のデータ取得部２６ＡはシリンダストロークＬ１を取得する。演算部２６Ｂbは操作指令値Ｉ３及び操作指令値Ｉ３が出力されているときのブームシリンダ１０のシリンダ速度に関するデータを取得する（ステップＳＣ７）。

【0271】

操作指令値Ｉ３は、動作開始操作指令値Ｉ２よりも大きい。操作指令値Ｉ３が出力されている状態において、ブームシリンダ１０は、動作し続ける（伸長し続ける）。

【0272】

導出部２６Ｂは、介入弁２７Ｃに操作指令値Ｉ３が出力されている状態で、操作指令値Ｉ３とブームシリンダ１０のシリンダ速度との関係を示す動作特性を導出する演算部２６Ｂｂを有する。演算部２６Ｂｂは、介入弁２７Ｃに操作指令値Ｉ３が出力されている状態で、操作指令値Ｉ３とブームシリンダ１０のシリンダストロークとの関係を導出する。

【0273】

演算部２６Ｂｂは、時点ｔ１ｄから時点ｔ０ｄまでのシリンダストロークの平均値を算出する。時点ｔ１ｄは、時点ｔ２ｃから第１の所定時間経過した時点である。時点ｔ１ｄから時点ｔ０ｄまでの時間は、第２の所定時間である。本実施形態においては、操作指令値Ｉ３が出力されているときのシリンダストロークを、時点ｔ１ｄから時点ｔ０ｄまでのシリンダストロークの平均値とする。

【0274】

操作指令値Ｉ３から入力したときのシリンダストロークが導出された後、制御弁制御部２６Ｃは、介入弁２７Ｃに出力する操作指令値を更に増大する。制御弁制御部２６Ｃは、操作指令値Ｉ３を低減することなく、時点ｔ０ｄにおいて、操作指令値Ｉ３から操作指令値Ｉ４に増大し、その操作指令値Ｉ４を介入弁２７Ｃに出力する（ステップＳＣ６）。操作指令値Ｉ４は、操作指令値Ｉ３よりも大きい。制御弁制御部２６Ｃは、時点ｔ０ｄから時点ｔ２ｄまで、その操作指令値Ｉ４を介入弁２７Ｃに出力し続ける。時点ｔ０ｄから時点ｔ２ｄまでの時間は、例えば第３の所定時間である。

【0275】

操作指令値Ｉ４が出力されている状態で、ブームシリンダ１０のシリンダストロークがシリンダストロークセンサ１６によって検出される。シリンダストロークセンサ１６の検出結果は、センサコントローラ３０を介して作業機コントローラ２６に出力される。作業機コントローラ２６のデータ取得部２６Ａは、操作指令値Ｉ４及び操作指令値Ｉ４が出力されているときのブームシリンダ１０のシリンダストロークに関するデータを取得する（ステップＳＣ７）。

【0276】

操作指令値Ｉ４が出力されている状態において、ブームシリンダ１０は、動作し続ける（伸長し続ける）。

【0277】

演算部２６Ｂｂは、介入弁２７Ｃに操作指令値Ｉ４が出力されている状態で、操作指令値Ｉ４とブームシリンダ１０のシリンダストロークとの関係を導出する。本実施形態においては、操作指令値Ｉ４が出力されているときのシリンダストロークを、時点ｔ１ｅから時点ｔ２ｄまでのシリンダストロークの平均値とする。時点ｔ１ｅは、時点ｔ０ｄから第１の所定時間経過した時点である。時点ｔ１ｅから時点ｔ２ｄまでの時間は、第２の所定時間である。

【0278】

以下、操作指令値Ｉ４よりも大きい操作指令値Ｉ５、操作指令値Ｉ５よりも大きい操作指令値Ｉ６、及び操作指令値Ｉ６よりも大きい操作指令値Ｉ７について、同様の処理が行われる。

【0279】

操作指令値Ｉ５は、時点ｔ２ｄから時点ｔ２ｅまで出力される。操作指令値Ｉ５が出力されているときのシリンダストロークは、時点ｔ１ｆから時点ｔ２ｅまでのシリンダストロークの平均値である。時点ｔ１ｆは、時点ｔ２ｄから第１の所定時間経過した時点である。時点ｔ２ｅは、時点ｔ２ｄから第３の所定時間経過した時点（時点ｔ１ｆから第２の所定時間経過した時点）である。演算部２６Ｂｂは、操作指令値Ｉ５とブームシリンダ１０のシリンダストロークとの関係を導出する。

【0280】

操作指令値Ｉ６は、時点ｔ２ｅから時点ｔ２ｆまで出力される。操作指令値Ｉ６が出力されているときのシリンダ速度は、時点ｔ１ｇから時点ｔ２ｆまでのシリンダストロークの平均値である。時点ｔ１ｇは、時点ｔ２ｅから第１の所定時間経過した時点である。時点ｔ２ｆは、時点ｔ２ｅから第３の所定時間経過した時点（時点ｔ１ｇから第２の所定時間経過した時点）である。演算部２６Ｂｂは、操作指令値Ｉ６とブームシリンダ１０のシリンダ速度との関係を導出する。

【0281】

操作指令値Ｉ７は、時点ｔ２ｆから時点ｔ２ｇまで出力される。操作指令値Ｉ７が出力されているときのシリンダストロークは、時点ｔ１ｈから時点ｔ２ｇまでにシリンダストロークセンサ１６から出力された検出値の平均値である。時点ｔ１ｈは、時点ｔ２ｆから第１の所定時間経過した時点である。時点ｔ２ｇは、時点ｔ２ｆから第３の所定時間経過した時点（時点ｔ１ｈから第２の所定時間経過した時点）である。演算部２６Ｂｂは、操作指令値Ｉ７とブームシリンダ１０のシリンダ速度との関係を導出する。

【0282】

操作指令値（Ｉ３、Ｉ４、Ｉ５、Ｉ６、Ｉ７）が出力されている状態において、ブームシリンダ１０は、微速度で動作する。すなわち、操作指令値（Ｉ３、Ｉ４、Ｉ５、Ｉ６、Ｉ７）が出力されている状態において、ブームシリンダ１０のシリンダ速度は、微速度（低速度）である。

【0283】

導出部２６Ｂは、ステップＳＣ７において取得した、複数の操作指令値（Ｉ３、Ｉ４、Ｉ５、Ｉ６、Ｉ７）と、それら操作指令値（Ｉ３、Ｉ４、Ｉ５、Ｉ６、Ｉ７）が出力されたときのブームシリンダ１０の複数のシリンダストロークとに基づいて、操作指令値（Ｉ３、Ｉ４、Ｉ５、Ｉ６、Ｉ７）と微速度領域におけるシリンダ速度との関係を示す微速度動作特性を導出する（ステップＳＣ８）。

【0284】

上述のように、本実施形態においては、ステップＳＣ１からステップＳＣ８が、較正処理の第１シーケンスとなる。第１シーケンスにおいて、動作開始操作指令値及び微速度動作特性が導出される。

【0285】

第１シーケンスにおいて、進捗率が０％のときは、図３１に示した表示内容が表示部３２２に表示される。第１シーケンスにおいて、進捗率が１％以上９９％以下のときは、図３２に示した表示内容が表示部３２２に表示される。第１シーケンスにおいて、進捗率が１００％のときは、図３３に示した表示内容が表示部３２２に表示される。

【0286】

第１シーケンスの進捗率が１００％に到達し、微速度動作特性が導出された後、オペレータは、通常速度動作特性を導出するための処理を開始するために、図３３に示した「ＮＥＸＴ」スイッチを操作する。上述のように、本実施形態においては、通常速度動作特性を導出するための処理は、較正処理の第２シーケンス、第３シーケンス、及び第４シーケンスを含む。第１シーケンスが終了した後、第２シーケンスが開始される。

【0287】

第２シーケンスから第４シーケンスの開始において、作業機２の姿勢の含む油圧ショベル１００の較正条件が判定される（ステップＳＣ９）。制御弁制御部２６Ｃは、操作装置２５の操作により作業機２が駆動可能な状態となるように、複数の制御弁２７を開ける。

【0288】

このように、本実施形態においては、制御弁制御部２６Ｃは、複数の制御弁２７を制御して、微速度動作特性（第１動作特性）を導出するためのデータの取得（ステップＳＣ７）及び微速度動作特性の導出（ステップＳＣ８）が終了してから、通常速度動作特性（第２動作特性）を導出するためのデータの取得（ステップＳＣ１１）が開始されるまでの間の較正条件の判定時（ステップＳＣ９）に、複数のパイロット油路４５０を開ける。

【0289】

図３０を参照して説明したように、マンマシンインターフェース部３２の表示部３２２に、作業機２の姿勢の調整を要求する姿勢調整要求情報が表示される。本実施形態においては、図３３の「ＮＥＸＴ」スイッチの操作により、図３０に示した表示内容が表示される。オペレータは、その表示部３２２の表示に従って操作装置２５を操作して、作業機２の姿勢を姿勢調整要求情報が表示された姿勢（初期姿勢）に調整する。オペレータは、表示部３２２を見ながら、アーム７がガイダンス２Ｇに沿って配置されるように、操作装置２５を操作して、作業機２の姿勢を調整する。

【0290】

作業機２の姿勢の調整において、複数の制御弁２７の全ての減圧弁が開放状態となる。そのため、オペレータは、操作装置２５を操作することによって、作業機２を駆動することができる。操作装置２５の操作により、作業機２が初期姿勢になるように駆動される。

【0291】

作業機２の姿勢が初期姿勢に調整された後、通常速度動作特性を導出するための処理が開始される。オペレータにより、図３０の「ＮＥＸＴ」スイッチが操作されることにより、表示部３２２に、図３１に示した表示内容が表示される。オペレータは、図３１に示した「ＳＴＡＲＴ」スイッチを操作する。これにより、通常速度動作特性を導出するための処理を開始するための指令信号から生成される。制御弁制御部２６Ｃは、その指令信号を入力部３２１から取得した後、複数の制御弁２７の全部を閉じる（ステップＳＣ１０）。ここで、図３１に表示されている「レバーフル」は、操作装置２５を最大傾倒角に倒した状態を意味する。また「エンジン回転Ｈｉ」は、エンジンのスロットル設定を最大回転数に設定した状態を意味する。

【0292】

制御弁制御部２６Ｃは、非較正対象の制御弁２７（介入弁２７Ｃ以外の制御弁２７）を閉じた状態で、介入弁２７Ｃに操作指令を出力する（ステップＳＣ１１）。

【0293】

制御弁制御部２６Ｃは、操作指令値Ｉ７よりも十分に大きい操作指令値Ｉａを出力する。これにより、介入弁２７Ｃが十分に開き、初期姿勢のブーム６が大きく上げ動作する。

【0294】

データ取得部２６Ａは、シリンダストロークＬ１を取得する。演算部２６Ｂbは操作指令値Ｉａ、及びその操作指令値Ｉａが出力されたときのブームシリンダ１０のシリンダ速度に関するデータを取得する（ステップＳＣ１２）。

【0295】

本実施形態においては、作業機２が初期姿勢に調整された後、操作指令値Ｉａを出力して、操作指令値Ｉａ及びその操作指令値Ｉａが出力されたときのシリンダストロークに関するデータを取得するまでの処理が、較正処理の第２シーケンスとなる。

【0296】

第２シーケンスおいて、進捗率が０％のときは、図３１にブーム６の上げる旨の内容の表示を加えた画像が表示部３２２に表示される。第２シーケンスにおいて、進捗率が１％以上９９％以下のときは、図３２に示した表示内容が表示部３２２に表示される。第２シーケンスにおいて、進捗率が１００％のときは、図３３に示した表示内容が表示部３２２に表示される。

【0297】

第２シーケンスの進捗率が１００％に到達し、操作指令値Ｉａ及びシリンダストロークに関するデータが取得された後、通常速度動作特性を導出するための処理のうち、較正処理の第３シーケンスが開始される。オペレータは、第３シーケンスを開始するために、図３３に示した「ＮＥＸＴ」スイッチを操作する。

【0298】

図３３の「ＮＥＸＴ」スイッチの操作により、図３０を参照して説明したように、マンマシンインターフェース部３２の表示部３２２に、作業機２の姿勢の調整を要求する姿勢調整要求情報が表示される。制御弁制御部２６Ｃは、操作装置２５の操作により作業機２が駆動可能な状態となるように、複数の制御弁２７のうち全ての減圧弁を開ける。オペレータは、その表示部３２２の表示に従って操作装置２５を操作して、作業機２の姿勢を初期姿勢に調整する。これにより、作業機２の姿勢が初期姿勢に調整される（ステップＳ９）。

【0299】

作業機２の姿勢が初期姿勢に調整された後、通常速度動作特性を導出するための処理が開始される。オペレータにより、図３０に示した「ＮＥＸＴ」スイッチが操作されることにより、表示部３２２に、図３１に示した表示内容が表示される。オペレータは、図３１に示した「ＳＴＡＲＴ」スイッチを操作する。これにより、通常速度動作特性を導出するための処理を開始するための指令信号から生成される。制御弁制御部２６Ｃは、その指令信号をマンマシンインターフェース部３２の入力部３２１から取得した後、複数の制御弁２７の全部を閉じる（ステップＳＣ１０）。

【0300】

制御弁制御部２６Ｃは、非較正対象の制御弁２７（介入弁２７Ｃ以外の制御弁２７）を閉じた状態で、介入弁２７Ｃに操作指令を出力する（ステップＳＣ１１）。

【0301】

制御弁制御部２６Ｃは、操作指令値Ｉａよりも大きい操作指令値Ｉｂを出力する。これにより、介入弁２７Ｃが十分に開き、初期姿勢のブーム６が大きく上げ動作する。

【0302】

データ取得部２６Ａは、シリンダストロークＬ１を取得する。演算部２６Ｂbは操作指令値Ｉｂ、及びその操作指令値Ｉｂが出力されたときのブームシリンダ１０のシリンダ速度に関するデータを取得する（ステップＳＣ１２）。

【0303】

本実施形態においては、作業機２が初期姿勢に調整された後、操作指令値Ｉｂを出力して、操作指令値Ｉｂ及びその操作指令値Ｉｂが出力されたときのシリンダストロークに関するデータを取得するまでの処理が、較正処理の第３シーケンスとなる。

【0304】

第３シーケンスにおいて、進捗率が０％のときは、図３１にブーム６の上げる旨の内容の表示を加えた画像が表示部３２２に表示される。第３シーケンスにおいて、進捗率が１％以上９９％以下のときは、図３２に示した表示内容が表示部３２２に表示される。第３シーケンスにおいて、進捗率が１００％のときは、図３３に示した表示内容が表示部３２２に表示される。

【0305】

第３シーケンスの進捗率が１００％に到達し、操作指令値Ｉｂ及びシリンダストロークに関するデータが取得された後、通常速度動作特性を導出するための処理のうち、較正処理の第４シーケンスが開始される。オペレータは、第４シーケンスを開始するために、図３３に示した「ＮＥＸＴ」スイッチを操作する。

【0306】

図３３の「ＮＥＸＴ」スイッチの操作により、図３０を参照して説明したように、マンマシンインターフェース部３２の表示部３２２に、作業機２の姿勢の調整を要求する姿勢調整要求情報が表示される。制御弁制御部２６Ｃは、操作装置２５の操作により作業機２が駆動可能な状態となるように、全ての制御弁２７を開ける。オペレータは、その表示部３２２の表示に従って操作装置２５を操作して、作業機２の姿勢を初期状態（初期姿勢）に調整する。これにより、作業機２の姿勢が初期姿勢に調整される（ステップＳＣ９）。

【0307】

作業機２の姿勢が初期姿勢に調整された後、通常速度動作特性を導出するための処理が開始される。オペレータにより、図３０に示した「ＮＥＸＴ」スイッチが操作されることにより、表示部３２２に、図３１に示した表示内容が表示される。オペレータは、通常速度動作特性を導出するための処理を開始するために、図３１に示した「ＳＴＡＲＴ」スイッチを操作する。これにより、通常速度動作特性を導出するための処理を開始するための指令信号から生成される。制御弁制御部２６Ｃは、その指令信号を入力部３２１から取得した後、全ての制御弁２７を閉じる（ステップＳＣ１０）。

【0308】

制御弁制御部２６Ｃは、非較正対象の制御弁２７（介入弁２７Ｃ以外の制御弁２７）を閉じた状態で、介入弁２７Ｃに操作指令を出力する（ステップＳＣ１１）。

【0309】

制御弁制御部２６Ｃは、操作指令値Ｉｂよりも大きい操作指令値Ｉｃを出力する。これにより、介入弁２７Ｃが十分に開き、初期姿勢のブーム６が大きく上げ動作する。

【0310】

データ取得部２６Ａは、シリンダストロークＬ１を取得する。演算部２６Ｂbは操作指令値Ｉｃ、及びその操作指令値Ｉｃが出力されたときのブームシリンダ１０のシリンダ速度に関するデータを取得する（ステップＳＣ１２）。

【0311】

本実施形態においては、作業機２が初期姿勢に調整された後、操作指令値Ｉｃを出力して、操作指令値Ｉｃ及びその操作指令値Ｉｃが出力されたときのシリンダ速度に関するデータを取得するまでの処理が、較正処理の第４シーケンスとなる。

【0312】

第４シーケンスにおいて、進捗率が０％のときは、図３１にブーム６の上げる旨の内容の表示を加えた画像が表示部３２２に表示される。第４シーケンスにおいて、進捗率が１％以上９９％以下のときは、図３２に示した表示内容が表示部３２２に表示される。第４シーケンスにおいて、進捗率が１００％のときは、図３３に示した表示内容が表示部３２２に表示される。図３３では図示されていないが、実際はシーケンス１〜４の計測結果に基づきＰＰＣ圧力、スプールストロークの各指令値Ｉｃでの数値が記載される。

【0313】

導出部２６Ｂは、較正処理の第２シーケンスで取得した、操作指令値Ｉａとシリンダ速度との関係、較正処理の第３シーケンスで取得した、操作指令値Ｉｂとシリンダ速度との関係、及び較正処理の第４シーケンスで取得した、操作指令値Ｉｃとシリンダ速度との関係に基づいて、操作指令値（Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃ）と通常速度領域におけるシリンダストロークとの関係を示す通常速度動作特性を導出する（ステップＳＣ１３）。

【0314】

通常速度領域は、微速度領域よりも高い速度領域である。微速度領域を、低速度領域、と称してもよいし、通常速度領域を、高速度領域、と称してもよい。微速度領域は、シリンダ速度が例えば所定速度よりも低い速度領域である。通常速度領域は、シリンダ速度が例えば前記所定速度以上の速度領域である。

【0315】

図３５は、導出部２６Ｂにおいて動作開始操作指令値、微速度動作特性、及び通常速度動作特性が導出された後の表示部３２２の一例を示す。動作開始操作指令値、微速度動作特性、及び通常速度動作特性が導出された後、図３５に示すスイッチ３２１Ｐが表示される。スイッチ３２１Ｐの操作により、導出部２６Ｂにおいて導出された動作開始操作指令値、微速度動作特性、及び通常速度動作特性が確定される。以下の説明において、スイッチ３２１Ｐを適宜、最終確定スイッチ３２１Ｐ、と称する。

【0316】

導出部２６Ｂで導出された動作開始操作指令値、微速度動作特性、及び通常速度動作特性が、記憶部２６Ｇに記憶される（ステップＳＣ１４）。本実施形態においては、図３５に示したスイッチ３２１Ｐが操作されることにより、動作開始操作指令値、微速度動作特性、及び通常速度動作特性が記憶部２６Ｇに記憶される。

【0317】

特性が既に記憶されている場合、更新部２６Ｆにより新たに導出された動作開始操作指令値、微速度動作特性、及び通常速度動作特性が、記憶部２６Ｇより読み出され導出部２６Ｂの各相関データが更新される。

【0318】

本実施形態においては、操作指令値及びシリンダ速度に関するデータの取得（ステップＳＣ４、ＳＣ７、ＳＣ１２）において、データ取得部２６Ａは、制御弁制御部２６Ｃから出力される操作指令値（電流値）に関するデータ、及びシリンダ速度センサから入力したされるシリンダ速度に関するデータのみならず、方向制御弁６４０のスプールストロークセンサ６５から入力したスプールストロークに関するデータ、及びブーム用圧力センサ６７０Ｂから入力したパイロット油圧に関するデータも取得する。

【0319】

シリンダ速度と、スプールストロークと、パイロット油圧と、操作指令値とは相関する。操作指令値が変化することによって、パイロット油圧、スプールストローク、及びシリンダ速度のそれぞれが変化する。

【0320】

導出部２６Ｂは、それらデータ取得部２６Ａが取得したデータに基づいて、ブームシリンダ１０のシリンダ速度と方向制御弁６４０のスプールストロークとの関係を示す第１相関データ、方向制御弁６４０のスプールストロークと介入弁２７Ｃによって調整されるパイロット油圧との関係を示す第２相関データ、及び介入弁２７Ｃによって調整されるパイロット油圧と介入弁２７Ｃに出力される操作指令値（電流値）との関係を示す第３相関データを導出して、記憶部２６Ｇに記憶させる。

【0321】

なお、本実施形態においては、操作指令値が、制御弁２７に出力される電流値であることとするが、操作指令値は、制御弁２７によって調整されるパイロット油圧値（パイロット油の圧力値）、及びスプールストローク値（スプール８０の移動量値）を含む概念である。例えば、パイロット油圧値及びシリンダ速度に関するデータがデータ取得部２６Ａに取得され、その取得されたデータに基づいて、導出部２６Ｂが、停止状態の油圧シリンダ６０が動作を開始するときの動作開始パイロット油圧値、及びパイロット油圧値とシリンダ速度との関係を示す動作特性（微速度動作特性及び通常速度動作特性を含む）を導出してもよい。例えば、スプールストローク値及びシリンダ速度に関するデータがデータ取得部２６Ａに取得され、その取得されたデータに基づいて、導出部２６Ｂが、停止状態の油圧シリンダ６０が動作を開始するときの動作開始スプールストローク値、及びスプールストローク値とシリンダ速度との関係を示す動作特性（微速度動作特性及び通常速度動作特性を含む）を導出してもよい。以下の実施形態においても同様である。

【0322】

図３６は、動作開始操作指令値、微速度動作特性、及び通常速度動作特性を導出するための作業機コントローラ２６の処理をより具体的に示したフローチャートである。本実施形態において、マンマシンインターフェース部３２は、作業機コントローラ２６に対して、表示部３２２の表示内容（画面）に応じた識別信号（ＩＤ）を出力する。第１シーケンスを実行するための表示内容が表示部３２２に表示される場合、作業機コントローラ２６はマンマシンインターフェース３２からＩＤとして「１」が出力される。第２シーケンスを実行するための表示内容が表示部３２２に表示される場合、ＩＤとして「２」が入力される。第３シーケンスを実行するための表示内容が表示部３２２に表示される場合、ＩＤとして「３」が入力される。第４シーケンスを実行するための表示内容が表示部３２２に表示される場合、ＩＤとして「４」が出力される。

【0323】

作業機コントローラ２６は、マンマシンインターフェース部３２から入力したＩＤを取得し、そのＩＤの種類を判別する（ステップＳＤ０１）。

【0324】

ステップＳＤ０１において、取得したＩＤが「０」であると判断した場合（ステップＳＤ０１においてＹｅｓの場合）、作業機コントローラ２６は、較正モードでないと判断し、シリンダ速度センサ等から取得したデータをクリア（初期化）し、進捗率を０％にリセットする（ステップＳＤ０２）。また、作業機コントローラ２６は、進歩率をマンマシンインターフェース部３２に出力する（ステップＳＤ０３）。

【0325】

ステップＳＤ０１において、取得したＩＤが「０」でないいずれかの較正モードであると判断した場合（ステップＳＤ０１においてＮｏの場合）、作業機コントローラ２６は、取得したＩＤが「１」であるか否かを判断する（ステップＳＤ１１）。

【0326】

ステップＳＤ１１において、取得したＩＤが「１」であると判断した場合（ステップＳＤ１１においてＹｅｓの場合）、作業機コントローラ２６は、図３１に示した「ＳＴＡＲＴ」スイッチが操作されたか否かを判断する（ステップＳＤ１２）。すなわち、作業機コントローラ２６は、第１シーケンスを開始するための入力部３２１（「ＳＴＡＲＴ」スイッチ）が操作され、その「ＳＴＡＲＴ」スイッチにより第１シーケンスを開始するための指令信号が入力したか否かを判断する。

【0327】

ステップＳＤ１２において、「ＳＴＡＲＴ」スイッチが操作されていないと判断した場合（ステップＳＤ１２においてＮｏの場合）、ステップＳＤ０２及びステップＳＤ０３の処理が行われる。

【0328】

ステップＳＤ１２において、「ＳＴＡＲＴ」スイッチが操作されたと判断した場合（ステップＳＤ１２においてＹｅｓの場合）、作業機コントローラ２６（制御弁制御部２６Ｃ）は、介入弁２７Ｃ以外の制御弁２７を閉じた後、介入弁２６Ｃに操作指令を出力する（ステップＳＤ１３）。ステップＳＤ１３の処理は、図２７のステップＳＣ３の処理に相当する。

【0329】

作業機コントローラ２６（データ取得部２６Ａ）は、シリンダストロークセンサ１６の検出値、方向制御弁６４０のスプールストロークセンサ６５の検出値、ブーム用圧力センサ６７０Ｂの検出値、及び介入弁２６Ｃに出力される電流値を含むデータを取得する（ステップＳＤ１４）。ステップＳＤ１４の処理は、図２７のステップＳＣ４に相当する。

【0330】

また、作業機コントローラ２６は、第１シーケンスの進捗率を算出する（ステップＳＤ１５）。進捗率は、「取得したデータ数／目標取得データ数」により算出される。

【0331】

また、作業機コントローラ２６は、図３２に示した「ＣＬＥＡＲ」スイッチが操作されたか否かを判断する（ステップＳＤ１６）。すなわち、作業機コントローラ２６は、第１シーケンスを中断（終了）するための入力部３２１（「ＣＬＥＡＲ」スイッチ）が操作され、その「ＣＬＥＡＲ」スイッチにより第１シーケンスを中断するための指令信号が出力されたか否かを判断する。

【0332】

ステップＳＤ１６において、「ＣＬＥＡＲ」スイッチが操作されていないと判断した場合（ステップＳＤ１６においてＮｏの場合）、ステップＳＤ０２及びステップＳＤ０３の処理が行われる。

【0333】

ステップＳＤ１６において、「ＣＬＥＡＲ」スイッチが操作されたと判断した場合（ステップＳＤ１６においてＹｅｓの場合）、作業機コントローラ２６は、シリンダ速度センサ等から取得したデータをクリア（初期化）し、進捗率を０％にリセットする（ステップＳＤ１７）。また、作業機コントローラ２６は、進歩率をマンマシンインターフェース部３２に出力する（ステップＳＤ０３）。

【0334】

ステップＳＤ１１において、取得したＩＤが「１」でないと判断した場合（ステップＳＤ１１においてＮｏの場合）、作業機コントローラ２６は、取得したＩＤが「２」であるか否かを判断する（ステップＳＤ２１）。

【0335】

ステップＳＤ２１において、取得したＩＤが「２」であると判断した場合（ステップＳＤ２１においてＹｅｓの場合）、作業機コントローラ２６は、図３１に示した「ＳＴＡＲＴ」スイッチが操作されたか否かを判断する（ステップＳＤ２２）。すなわち、作業機コントローラ２６は、第２シーケンスを開始するための入力部３２１（「ＳＴＡＲＴ」スイッチ）が操作され、その「ＳＴＡＲＴ」スイッチにより第２シーケンスを開始するための指令信号が出力されたか否かを判断する。

【0336】

ステップＳＤ２２において、「ＳＴＡＲＴ」スイッチが操作されていないと判断した場合（ステップＳＤ２２においてＮｏの場合）、ステップＳＤ０２及びステップＳＤ０３の処理が行われる。

【0337】

ステップＳＤ２２において、「ＳＴＡＲＴ」スイッチが操作されたと判断した場合（ステップＳＤ２２においてＹｅｓの場合）、作業機コントローラ２６（制御弁制御部２６Ｃ）は、介入弁２７Ｃ以外の制御弁２７を閉じた後、介入弁２６Ｃに操作指令を出力する（ステップＳＤ２３）。ステップＳＤ２３の処理は、図２７のステップＳＣ１１の処理に相当する。

【0338】

作業機コントローラ２６（データ取得部２６Ａ）は、シリンダストロークセンサ１６の検出値、方向制御弁６４０のスプールストロークセンサ６５の検出値、ブーム用圧力センサ６７０Ｂの検出値、及び介入弁２６Ｃに出力される電流値を含むデータを取得する（ステップＳＤ２４）。ステップＳＤ２４の処理は、図２７のステップＳＣ１２に相当する。

【0339】

また、演算部２６Ｂｂは、第２シーケンスの進捗率を算出する（ステップＳＤ２５）。進捗率は、「取得したデータ数／目標取得データ数」により算出される。

【0340】

また、シーケンス制御部２６Ｈは、図３２に示した「ＣＬＥＡＲ」スイッチが操作されたか否かを判断する（ステップＳＤ２６）。すなわち、シーケンス制御部２６Ｈは、第２シーケンスを中断（終了）するための入力部３２１（「ＣＬＥＡＲ」スイッチ）が操作され、その「ＣＬＥＡＲ」スイッチにより第２シーケンスを中断するための指令信号が出力されたか否かを判断する。

【0341】

ステップＳＤ２６において、シーケンス制御部２６Ｈ「ＣＬＥＡＲ」スイッチが操作されていないと判断した場合（ステップＳＤ２６においてＮｏの場合）、ステップＳＤ０２及びステップＳＤ０３の処理が行われる。

【0342】

ステップＳＤ２６において、「ＣＬＥＡＲ」スイッチが操作されたと判断した場合（ステップＳＤ２６においてＹｅｓの場合）、シーケンス制御部２６Ｈは、シリンダ速度センサ等から取得したデータをクリア（初期化）し、進捗率を０％にリセットする（ステップＳＤ２７）。また、シーケンス制御部２６Ｈは、進捗率をマンマシンインターフェース部３２に出力する（ステップＳＤ０３）。

【0343】

ステップＳＤ２１において、取得したＩＤが「２」でないと判断した場合（ステップＳＤ２１においてＮｏの場合）、シーケンス制御部２６Ｈは、取得したＩＤが「３」であるか否かを判断する（ステップＳＤ３１）。

【0344】

ステップＳＤ３１において、取得したＩＤが「３」であると判断した場合（ステップＳＤ３１においてＹｅｓの場合）、シーケンス制御部２６Ｈは、図３１に示した「ＳＴＡＲＴ」スイッチが操作されたか否かを判断する（ステップＳＤ３２）。すなわち、シーケンス制御部２６Ｈは、第３シーケンスを開始するための入力部３２１（「ＳＴＡＲＴ」スイッチ）が操作され、その「ＳＴＡＲＴ」スイッチにより第３シーケンスを開始するための指令信号が入力されたか否かを判断する。

【0345】

ステップＳＤ３２において、「ＳＴＡＲＴ」スイッチが操作されていないと判断した場合（ステップＳＤ３２においてＮｏの場合）、シーケンス制御部２６ＨはステップＳＤ０２及びステップＳＤ０３の処理が行われる。

【0346】

ステップＳＤ３２において、シーケンス制御部２６Ｈは「ＳＴＡＲＴ」スイッチが操作されたと判断した場合（ステップＳＤ３２においてＹｅｓの場合）、作業機コントローラ２６（制御弁制御部２６Ｃ）は、介入弁２７Ｃ以外の制御弁２７を閉じた後、介入弁２６Ｃに操作指令を出力する（ステップＳＤ３３）。ステップＳＤ３３の処理は、図２７のステップＳＣ１１の処理に相当する。

【0347】

作業機コントローラ２６（データ取得部２６Ａ）は、シリンダ速度センサ１６の検出値、方向制御弁６４０のスプールストロークセンサ６５の検出値、ブーム用圧力センサ６７０Ｂの検出値、及び介入弁２６Ｃに出力される電流値を含むデータを取得する（ステップＳＤ３４）。ステップＳＤ３４の処理は、図２７のステップＳＣ１２に相当する。

【0348】

また、シーケンス制御部２６Ｈは、第３シーケンスの進捗率を算出する（ステップＳＤ３５）。進捗率は、「取得したデータ数／目標取得データ数」により算出される。

【0349】

また、シーケンス制御部２６Ｈは、図３２に示した「ＣＬＥＡＲ」スイッチが操作されたか否かを判断する（ステップＳＤ３６）。すなわち、作業機コントローラ２６は、第３シーケンスを中断（終了）するための入力部３２１（「ＣＬＥＡＲ」スイッチ）が操作され、その「ＣＬＥＡＲ」スイッチにより第３シーケンスを中断するための指令信号が入力されたか否かを判断する。

【0350】

ステップＳＤ３６において、「ＣＬＥＡＲ」スイッチが操作されていないと判断した場合（ステップＳＤ３６においてＮｏの場合）、シーケンス制御部２６ＨステップＳＤ０２及びステップＳＤ０３の処理が行われる。

【0351】

ステップＳＤ３６において、「ＣＬＥＡＲ」スイッチが操作されたと判断した場合（ステップＳＤ３６においてＹｅｓの場合）、シーケンス制御部２６Ｈは、シリンダ速度センサ等から取得したデータをクリア（初期化）し、進捗率を０％にリセットする（ステップＳＤ３７）。また、シーケンス制御部２６Ｈは、進捗率をマンマシンインターフェース部３２に出力する（ステップＳＤ０３）。

【0352】

ステップＳＤ３１において、取得したＩＤが「３」でないと判断した場合（ステップＳＤ３１においてＮｏの場合）、シーケンス制御部２６Ｈは、取得したＩＤが「４」であるか否かを判断する（ステップＳＤ４１）。

【0353】

ステップＳＤ４１において、取得したＩＤが「４」であると判断した場合（ステップＳＤ４１においてＹｅｓの場合）、シーケンス制御部２６Ｈは、図３１に示した「ＳＴＡＲＴ」スイッチが操作されたか否かを判断する（ステップＳＤ４２）。すなわち、作業機コントローラ２６は、第４シーケンスを開始するための入力部３２１（「ＳＴＡＲＴ」スイッチ）が操作され、その「ＳＴＡＲＴ」スイッチにより第４シーケンスを開始するための指令信号が入力されたか否かを判断する。

【0354】

ステップＳＤ４２において、「ＳＴＡＲＴ」スイッチが操作されていないとシーケンス制御部２６Ｈが判断した場合（ステップＳＤ４２においてＮｏの場合）、ステップＳＤ０２及びステップＳＤ０３の処理が行われる。

【0355】

ステップＳＤ４２において、「ＳＴＡＲＴ」スイッチが操作されたとシーケンス制御部２６Ｈは判断した場合（ステップＳＤ４２においてＹｅｓの場合）、作業機コントローラ２６（制御弁制御部２６Ｃ）は、介入弁２７Ｃ以外の制御弁２７を閉じた後、介入弁２６Ｃに操作指令を出力する（ステップＳＤ４３）。ステップＳＤ４３の処理は、図２７のステップＳＣ１１の処理に相当する。

【0356】

作業機コントローラ２６（データ取得部２６Ａ）は、シリンダ速度センサ１６の検出値、方向制御弁６４０のスプールストロークセンサ６５の検出値、ブーム用圧力センサ６７０Ｂの検出値、及び介入弁２６Ｃに出力される電流値を含むデータを取得する（ステップＳＤ４４）。ステップＳＤ４４の処理は、図２７のステップＳＣ１２に相当する。

【0357】

また、シーケンス制御部２６Ｈは、第４シーケンスの進捗率を算出する（ステップＳＤ４５）。進捗率は、「取得したデータ数／目標取得データ数」により算出される。

【0358】

また、シーケンス制御部２６Ｈは、図３２に示した「ＣＬＥＡＲ」スイッチが操作されたか否かを判断する（ステップＳＤ４６）。すなわち、シーケンス制御部２６Ｈは、第４シーケンスを中断（終了）するための入力部３２１（「ＣＬＥＡＲ」スイッチ）が操作され、その「ＣＬＥＡＲ」スイッチにより第４シーケンスを中断するための指令信号が入力されたか否かを判断する。

【0359】

ステップＳＤ４６において、「ＣＬＥＡＲ」スイッチが操作されていないと判断した場合（ステップＳＤ４６においてＮｏの場合）、シーケンス制御部２６ＨはステップＳＤ０２及びステップＳＤ０３の処理が行われる。

【0360】

ステップＳＤ４６において、「ＣＬＥＡＲ」スイッチが操作されたと判断した場合（ステップＳＤ４６においてＹｅｓの場合）、シーケンス制御部２６Ｈは、シリンダ速度センサ等から取得したデータをクリア（初期化）し、進捗率を０％にリセットする（ステップＳＤ４７）。また、作業機コントローラ２６は、進捗率をマンマシンインターフェース部３２に出力する（ステップＳＤ０３）。

【0361】

ステップＳＤ４１において、取得したＩＤが「４」でないと判断した場合（ステップＳＤ４１においてＮｏの場合）、シーケンス制御部２６Ｈは、他の処理を実行する。

【0362】

第１シーケンス、第２シーケンス、第３シーケンス、及び第４シーケンスが終了し、動作開始操作指令値、微速度動作特性、及び通常動作特性が導出された後、シーケンス制御部２６Ｈは、図３５に示した最終確定スイッチ３２１Ｐが操作されたか否かを判断する（ステップＳＤ０４）。

【0363】

ステップＳＤ０４において、最終確定スイッチ３２１Ｐが所定時間操作されていないとシーケンス制御部２６Ｈが判断した場合（ステップＳＤ０４においてＮｏの場合）、ステップＳＤ０３の処理が行われる。

【0364】

ステップＳＤ０４において、最終確定スイッチ３２１Ｐが操作されたとシーケンス制御部２６Ｈが判断した場合（ステップＳＤ０４においてＹｅｓの場合）、作業機コントローラ２６（更新部２６Ｆ）は、導出された動作開始操作指令値、微速度動作特性、及び通常動作特性を記憶部２６Ｇに記憶する。

【0365】

図３７は、ブーム介入により決定されたスプールの移動量（スプールストローク）とシリンダ速度との関係を示す第１相関データの一例を示す図である。図３８は、図３７のＡ部分を拡大した図である。図３７及び図３８において、横軸は、操作指令値としてのスプールストローク値であり、縦軸は、シリンダ速度である。スプールストローク値が零（原点）である状態は、スプールが初期位置に存在する状態である。

【0366】

図３７において、Ａ部分は、ブームシリンダ１０のシリンダ速度が微速度である微速度領域を示す。Ｂ部分は、ブームシリンダ１０のシリンダ速度が微速度よりも高い通常速度である通常速度領域を示す。Ｂ部分で示す通常速度領域は、Ａ部分で示す微速度領域よりも高い速度領域である。

【0367】

図３７に示すように、Ａ部分におけるグラフの傾きは、Ｂ部分におけるグラフの傾きよりも小さい。すなわち、スプールストローク値（操作指令値）に対するシリンダ速度の変化量は、通常速度領域のほうが、微速度領域よりも大きい。

【0368】

図３８において、スプールストローク値Ｔ２は、介入弁２７Ｃに動作開始指令値である操作指令Ｉ２（図３４等参照）が出力されたときのスプールストローク値である。スプールストローク値Ｔ３は、介入弁２７Ｃに操作指令Ｉ３が出力されたときのスプールストローク値である。スプールストローク値Ｔ４は、介入弁２７Ｃに操作指令Ｉ４が出力されたときのスプールストローク値である。スプールストローク値Ｔ５は、介入弁２７Ｃに操作指令Ｉ５が出力されたときのスプールストローク値である。スプールストローク値Ｔ６は、介入弁２７Ｃに操作指令Ｉ６が出力されたときのスプールストローク値である。スプールストローク値Ｔ７は、介入弁２７Ｃに操作指令Ｉ７が出力されたときのスプールストローク値である。

【0369】

図３７において、スプールストローク値Ｔａは、介入弁２７Ｃに操作指令Ｉａが出力されたときのスプールストローク値である。スプールストローク値Ｔｂは、介入弁２７Ｃに電流値Ｉｂが出力されたときのスプールストローク値である。スプールストローク値Ｔｃは、介入弁２７Ｃに操作指令Ｉｃが出力されたときのスプールストローク値である。

【0370】

このように、作業機コントローラ２６は、上述のステップＳＣ１からステップＳＣ１４を参照して説明した較正処理によって、Ａ部分のラインＬ２で示す、微速度動作特性と、Ｂ部分のラインＬ２で示す、通常速度特性とを導出することができる。

【0371】

シリンダ速度は、バケット８の重量に応じて変化する。例えば、油圧シリンダ６０に対する作動油の供給量が同じでも、バケット８の重量が変化すると、シリンダ速度は変化する。

【0372】

図３９は、ブーム６におけるスプールの移動量（スプールストローク）とシリンダ速度との関係を示す第１相関データの一例を示す図である。図４０は、図３９のＡ部分を拡大した図である。図３９及び図４０において、横軸は、スプールストロークであり、縦軸は、シリンダ速度である。スプールストロークが零（原点）である状態は、スプールが初期位置に存在する状態である。ラインＬ１は、バケット８が大重量である場合の第１相関データを示す。ラインＬ２は、バケット８が中重量である場合の第１相関データを示す。ラインＬ３は、バケット８が小重量である場合の第１相関データを示す。

【0373】

図３９及び図４０に示すように、バケット８の重量が異なると、第１相関データは、バケット８の重量に応じて変化する。

【0374】

油圧シリンダ６０は、作業機２の上げ動作及び下げ動作が実行されるように作動する。図３９において、スプールストロークがプラスになるようにスプールが移動することにより、作業機２は上げ動作する。スプールストロークがマイナスになるようにスプールが移動することにより、作業機２は下げ動作する。図３９及び図４０に示すように、第１相関データは、上げ動作及び下げ動作のそれぞれにおけるシリンダ速度とスプールストロークとの関係を含む。

【0375】

図３９に示すように、作業機２の上げ動作と下げ動作とで、シリンダ速度の変化量が異なる。すなわち、上げ動作が実行されるようにスプールストロークが原点から所定量Ｓｔｒだけ変化したときのシリンダ速度の変化量Ｖｕと、下げ動作が実行されるようにスプールストロークが原点から所定量Ｓｔｒだけ変化したときのシリンダ速度の変化量Ｖｄとは、異なる。図３９に示す例では、所定値Ｓｔｒとした場合、変化量Ｖｕは、バケット８が大、中、小のそれぞれにおいて、同一の値となるのに対し、変化量Ｖｄ（絶対値）は、バケット８が大、中、小のそれぞれにおいて、異なる値となる。

【0376】

油圧シリンダ６０は、作業機２の下げ動作において、作業機２の重力作用（自重）により、その作業機２を高速で移動可能である。一方、油圧シリンダ６０は、作業機２の上げ動作において、作業機２の自重に打ち勝って作動する必要がある。そのため、上げ動作と下げ動作とにおいて、スプールストロークが同じである場合、下げ動作におけるシリンダ速度のほうが、上げ動作におけるシリンダ速度よりも速い。

【0377】

図３９に示すように、作業機２の下げ動作において、バケット８の重力が大きくなるほど、シリンダ速度は高くなる。また、下げ動作においてスプールが原点から所定量Ｓｔｇを移動したときの中重量のバケット８に関するシリンダ速度と小重量のバケット８に関するシリンダ速度との差ΔＶｄは、上げ動作においてスプールが原点から所定量Ｓｔｇを移動したときの中重量のバケット８に関するシリンダ速度と小重量のバケット８に関するシリンダ速度との差ΔＶｕよりも大きい。図３９に示す例においては、ΔＶｕは、ほぼ零である。同様に、下げ動作においてスプールが原点から所定量Ｓｔｇを移動したときの大重量のバケット８に関するシリンダ速度と中重量のバケット８に関するシリンダ速度との差は、上げ動作においてスプールが原点から所定量Ｓｔｇを移動したときの大重量のバケット８に関するシリンダ速度と中重量のバケット８に関するシリンダ速度とのよりも大きい。

【0378】

油圧シリンダ６０に作用する負荷は、作業機２の上げ動作と下げ動作とで異なる。作業機２の下げ動作におけるシリンダ速度は、特にブーム６においてバケット８の重量に応じて大きく変化する。バケット８の重量が大きくなるほど、下げ動作におけるシリンダ速度は高くなる。したがって、ブーム６（作業機２）での下げ動作において、シリンダ速度の速度プロファイルは、バケット８の重量に応じて大きく変化する。

【0379】

図４０に示すように、油圧シリンダ６０のシリンダ速度が零の初期状態から作業機２の上げ動作が実行されるように作動する場合において、大重量のバケット８に関する初期状態からのシリンダ速度の変化量Ｖ１と、中重量のバケット８に関する初期状態からのシリンダ速度の変化量Ｖ２とは、異なる。すなわち、シリンダ速度が零の初期状態から、作業機２の上げ動作が実行されるように油圧シリンダ６０が作動される場合において、スプールストロークが原点から所定量Ｓｔｐだけ変化したときの大重量のバケット８に関するシリンダ速度の変化量（速度零からの変化量）Ｖ１と、スプールストロークが原点から所定量Ｓｔｐだけ変化したときの中重量のバケット８に関するシリンダ速度の変化量（速度零からの変化量）Ｖ２とは、異なる。同様に、油圧シリンダ６０のシリンダ速度が零の初期状態から作業機２の上げ動作が実行されるように作動する場合において、中重量のバケット８に関する初期状態からのシリンダ速度の変化量Ｖ２と、小重量のバケット８に関する初期状態からのシリンダ速度の変化量Ｖ３とは、異なる。

【0380】

介入制御が実行される場合、上述のように、ブームシリンダ１０は、ブーム６の上げ動作を実行する。したがって、図４０に示すような第１相関データに基づいてブームシリンダ１０が制御されることにより、バケット８の重量が変化しても、そのバケット８を設計地形Ｕａに基づいて精度良く移動させることができる。すなわち、油圧シリンダ６０の動き出し時に、バケット８の重量が変更された場合でも油圧シリンダ６０がきめ細やかに制御されることによって、高精度な制限掘削制御が実行される。

【0381】

上述したように、本実施形態においては、介入弁２７Ｃについて、動作開始操作指令値、微速度動作特性、及び通常速度動作特性が導出される。一方、減圧弁２７Ａ（２７０Ａ、２７１Ａ、２７２Ａ）、及び減圧弁２７Ｂ（２７０Ｂ、２７１ＡＢ、２７２Ｂ）については、動作開始操作指令値は導出されるものの、微速度動作特性は導出されない。なお、減圧弁２７Ａ及び減圧弁２７Ｂについて、通常速度動作特性は導出される。

【0382】

[減圧弁較正]
図４１は、減圧弁２７Ａ及び減圧弁２７Ｂについての動作開始操作指令値を導出する手順を説明するためのタイミングチャートである。図４１において、下のグラフの横軸は、時間であり、縦軸は、入力部３２１の操作により、入力部３２１から制御弁制御部２６Ｃに出力された指令信号を示す。図４１において、上のグラフの横軸は、時間であり、縦軸は、減圧弁２７Ａ及び減圧弁２７Ｂに出力（供給）される操作指令値（電流値）を示す。

【0383】

以下、一例として、減圧弁２７Ａ及び減圧弁２７Ｂのうち、アームシリンダ１１を縮退方向に動作させる（アーム７を上げ動作させる）ようにパイロット油が流れるアーム操作用油路４５１１Ａに配置されるアーム用減圧弁２７１Ａに操作指令（電流）を出力（供給）する。アーム用減圧弁２７１Ａ以外の制御弁２７に対して操作指令（電流）は出力されない。また、時点ｔ０ａにおいて、アームシリンダ１１は動作を開始していない。ブームシリンダ１０及びバケットシリンダ１２も動いていない。

【0384】

図４１に示すように、時点ｔ０ａにおいて、入力部３２１が操作され、入力部３２１から制御弁制御部２６Ｃに指令信号が出力される。制御弁制御部２６Ｃは、時点ｔ０ａにおいて、複数の制御弁２７の全てを閉じた後、アーム用減圧弁２７１Ａに操作指令（電流）を出力（供給）する。アーム用減圧弁２７１Ａ以外の制御弁２７に対して操作指令（電流）は出力されない。また、時点ｔ０ａにおいて、アームシリンダ１１は動作を開始していない。ブームシリンダ１０及びバケットシリンダ１２も動いていない。

【0385】

本実施形態においては、電流が供給されたアーム用減圧弁２７１Ａが開くことによってアーム操作用油路４５１１Ａのパイロット油圧が増大するように、パイロット油圧方式の操作装置２５の第２操作レバー２５Ｌは、フルレバー状態に操作されている。例えば、第２操作レバー２５Ｌが後方向に傾くように操作されることによってアーム７が上げ動作する場合（アーム操作用油路４５１１Ａのパイロット油圧が増大する場合）、第２操作レバー２５Ｌは、後方向に関してフルレバー状態になるように操作されている。

【0386】

まず、制御弁制御部２６Ｃは、アーム用減圧弁２７１Ａに、操作指令値Ｉ０の操作指令を出力する。制御弁制御部２６Ｃは、時点ｔ０ａから時点ｔ２ａまで、その操作指令値Ｉ０をアーム用減圧弁２７１Ａに出力し続ける。時点ｔ０ａから時点ｔ２ａまでの時間は、例えば第３の所定時間である。

【0387】

操作指令値Ｉ０が出力されている状態で、アームシリンダ１１のシリンダストロークがシリンダストロークセンサ１７の検出値に基づきセンサコントローラ３０より作業機コントローラ２６に出力される。作業機コントローラ２６のデータ取得部２６Ａは、操作指令値Ｉ０及び操作指令値Ｉ０が出力されているときのアームシリンダ１１のシリンダに関するシリンダストロークＬ２を取得する。

【0388】

導出部２６Ｂは、アーム用減圧弁２７１Ａに操作指令値Ｉ０が出力されている状態で、停止状態のアームシリンダ１１が動作を開始したか否か（動き出したか否か）を判定する。導出部２６Ｂの判定部２６Ｂａは、アームシリンダ１１のシリンダ速度に関するデータに基づいて、停止状態のアームシリンダ１１が動作を開始したか否かを判断する。

【0389】

判定部２６Ｂａは、時点ｔ１ａにおけるアームシリンダ１１のシリンダ速度と、時点ｔ２ａにおけるアームシリンダ１１のシリンダ速度とを比較する。時点ｔ１ａは、例えば時点ｔ０ａから第１の所定時間経過した時点である。時点ｔ２ａは、例えば時点ｔ０ａから第３の所定時間経過した時点（時点ｔ１ａから第２の所定時間経過した時点）である。

【0390】

判定部２６Ｂａは、時点ｔ１ａにおけるシリンダストロークセンサ１７の検出値と、時点ｔ２ａにおけるシリンダストロークセンサ１７の検出値とに基づくシリンダストロークの差を導出する。判定部２６Ｂａは、導出した差の値が、予め定められた閾値よりも小さいと判断したとき、アームシリンダ１１は動作を開始していないと判断する。判定部２６Ｂａは、導出した差の値が、予め定められた閾値以上であると判断したとき、アームシリンダ１１は動作を開始したと判断する。

【0391】

操作指令値Ｉ０が出力されているときに、判定部２６Ｂａによりアームシリンダ１１が動作を開始したと判断された場合、操作指令値Ｉ０が、停止状態のアームシリンダ１１が下げ動作を開始するときの動作開始操作指令値（動作開始操作電流値）となる。

【0392】

操作指令値Ｉ０においてアームシリンダ１１が動作を開始していない判断された場合、制御弁制御部２６Ｃは、アーム用減圧弁２７１Ａに出力する操作指令値を増大する。制御弁制御部２６Ｃは、操作指令値Ｉ０を低減することなく、時点ｔ２ａにおいて、操作指令値Ｉ０から操作指令値Ｉ１に増大し、その操作指令値Ｉ１をアーム用減圧弁２７１Ａに出力する。制御弁制御部２６Ｃは、時点ｔ２ａから時点ｔ２ｂまで、その操作指令値Ｉ１をアーム用減圧弁２７１Ａに出力し続ける。時点ｔ２ａから時点ｔ２ｂまでの時間は、例えば第３の所定時間である。

【0393】

操作指令値Ｉ１が出力されている状態で、アームシリンダ１１のシリンダストロークがシリンダストロークセンサ１７の検出値に基づきセンサコントローラ３０より作業機コントローラ２６に出力される。作業機コントローラ２６のデータ取得部２６Ａは、操作指令値Ｉ１及び操作指令値Ｉ１が出力されているときのアームシリンダ１１のシリンダ速度に関するシリンダストロークＬ２を取得する。

【0394】

導出部２６Ｂの判定部２６Ｂａは、アーム用減圧弁２７１Ａに操作指令値Ｉ１が出力されている状態で、停止状態のアームシリンダ１１が動作を開始したか否か（動き出したか否か）を判定する。

【0395】

判定部２６Ｂａは、時点ｔ１ｂにおけるアームシリンダ１１のシリンダ速度と、時点ｔ２ｂにおけるアームシリンダ１１のシリンダ速度とを比較する。時点ｔ１ｂは、例えば時点ｔ２ａから第１の所定時間経過した時点である。時点ｔ２ｂは、例えば時点ｔ２ａから第３の所定時間経過した時点（時点ｔ１ｂから第２の所定時間経過した時点）である。

【0396】

判定部２６Ｂａは、時点ｔ１ｂにおけるシリンダストロークセンサ１７の検出値と、時点ｔ２ａにおけるシリンダストロークセンサ１７の検出値とに基づくシリンダストロークの差を導出する。判定部２６Ｂａは、導出した差の値が、予め定められた閾値よりも小さいと判断したとき、アームシリンダ１１は動作を開始していないと判断する。判定部２６Ｂａは、導出した差の値が、予め定められた閾値以上であると判断したとき、アームシリンダ１１は動作を開始したと判断する。

【0397】

操作指令値Ｉ１が出力されているときに、判定部２６Ｂａによりアームシリンダ１１が動作を開始したと判断された場合、操作指令値Ｉ１が、停止状態のアームシリンダ１１が動作を開始するときの動作開始操作指令値（動作開始操作電流値）となる。

【0398】

以下、同様の処理が行われ、動作開始操作指令値が導出される。すなわち、操作指令値Ｉ１から操作指令値Ｉ２に増大された後、判定部２６Ｂａは、時点ｔ１ｃにおけるアームシリンダ１１のシリンダ速度と、時点ｔ２ｃにおけるアームシリンダ１１のシリンダ速度とを比較する。時点ｔ１ｃは、例えば時点ｔ２ｂから第１の所定時間経過した時点である。時点ｔ２ｃは、例えば時点ｔ２ｂから第３の所定時間経過した時点（時点ｔ１ｃから第２の所定時間経過した時点）である。

【0399】

判定部２６Ｂａは、時点ｔ１ｃにおけるシリンダストロークセンサ１７の検出値と、時点ｔ２ｃにおけるシリンダ速度センサ１７の検出値との差を導出する。判定部２６Ｂａは、導出した差の値が、予め定められた閾値よりも小さいと判断したとき、アームシリンダ１１は動作を開始していないと判断する。判定部２６Ｂａは、導出した差の値が、予め定められた閾値以上であると判断したとき、アームシリンダ１１は動作を開始したと判断する。

【0400】

本実施形態においては、動作開始操作指令値は、操作指令値Ｉ２であることとする。操作指令値Ｉ２は、例えば３２０［ｍＡ］である。以上により、動作開始操作指令値が導出される。ここで、本実施形態における較正条件は、他の較正条件と同じ様に例えば、メイン油圧ポンプの出力圧、作動油の温度条件、制御弁２７の故障条件が無いこと、及び作業機２の姿勢条件を含む。本実施形態においては、較正に際し、パイロット油路５０に作動油を供給するように、ロックレバーが操作される。また較正作業開始時の作業機の姿勢は図３１に示す作業姿勢と同様の姿勢とすればよい。

【0401】

以上、減圧弁２７Ａ及び減圧弁２８Ｂのうち、アーム用減圧弁２７１Ａについての動作開始操作指令値を導出する手順について説明した。他の減圧弁についての動作開始操作指令値を導出する手順は同様であるため、説明を省略する。

【0402】

［圧力センサの較正方法］
次に、圧力センサ６６及び圧力センサ６７の較正方法について、図４２を参照して説明する。図４２は、本実施形態に係る較正方法の一例を示すフローチャートである。

【0403】

図２５において、圧力センサ６６は、操作装置２５によって調整されたパイロット油圧を検出する。すなわち、圧力センサ６６は、操作装置２５の操作量に応じたパイロット油圧を検出する。制御弁２７が閉じられたとき、圧力センサ６７は、制御弁２７によって調整されたパイロット油圧を検出する。制御弁２７が開けられたとき（全開のとき）、圧力センサ６６に作用するパイロット油圧と圧力センサ６７に作用するパイロット油圧とは等しい。そのため、制御弁２７が全開のとき、圧力センサ６６の検出値と圧力センサ６７との検出値は同じ値になるはずである。しかし、圧力センサ毎の検出値にはバラつきがあるので、制御弁２７が全開のときでも、圧力センサ６６の検出値と圧力センサ６７との検出値とが異なる値になる可能性がある。

【0404】

制御弁２７が全開のときにおいて、圧力センサ６６の検出値と圧力センサ６７との検出値とが異なる値を放置しておくと、掘削制御の精度が低下する可能性がある。具体的には、圧力センサ６７は、制御弁２７に操作指令値が出力されたときの方向制御弁６４に作用するパイロット油圧を検出する。作業機コントローラ２６は、圧力センサ６７の検出値に基づいて、制御弁２７に対して出力される操作指令値と、方向制御弁６４に作用するパイロット油圧との関係を導出することができる。作業機コントローラ２６は、制御弁２７を使って方向制御弁６４に作用するパイロット油圧を調整する場合、導出した関係（相関データ）に基づいて、目標のパイロット油圧が方向制御弁６４に作用するように、操作指令値を決定して、制御弁２７に出力する。圧力センサ６６は、操作装置２５の操作量に応じたパイロット油圧を検出する。例えば、アーム７を駆動するために操作装置２５が操作された場合、その操作量に応じたパイロット油圧は、圧力センサ６６（６６１Ａ）に検出される。その圧力センサ６６の検出結果に基づいて、掘削制御（介入制御、停止制御など）のために作業機コントローラ２６が操作指令を出力する場合、圧力センサ６６の検出値と圧力センサ６７の検出値とが異なると、操作装置２５の操作量と上述の相関データに含まれるパラメータ（パイロット油圧）との間に差異が生じることとなる。その結果、作業機コントローラ２６は、適切な操作指令値を出力することができず、掘削精度が低下する可能性がある。

【0405】

本実施形態においては、制御弁２７の減圧弁が全開の時、圧力センサ６６の検出値が圧力センサ６７の検出値に一致するように、圧力センサ６６の検出値を補正する。すなわち、圧力センサ６７の検出値に基づいて導出された相関データに含まれるパラメータ（パイロット油圧）に、圧力センサ６６の検出値（パイロット油圧）が一致するように、圧力センサ６６の検出値を補正する。

【0406】

本実施形態においては、一例として、ブーム６を上げ動作するためのパイロット油が流れるブーム操作用油路４５１０Ｂ及びブーム調整用油路４５２０Ｂにされるブーム用圧力センサ６６０Ｂ及びブーム用圧力センサ６７０Ｂを較正する例について説明する。

【0407】

図２８に示したように、較正のメニューとして、「ＰＰＣ圧力センサ較正」と「制御マップ較正」とが用意されている。ブーム用圧力センサ６６０Ｂ及びブーム用圧力センサ６７０Ｂの較正を行う場合、「ＰＰＣ圧力センサ較正」を選択する。

【0408】

「ＰＰＣ圧力センサ較正」を選択すると、図４３に示す画面が表示部３２２に表示される。ここでは、ブーム６を上げ動作するためのパイロット油のパイロット油圧を検出するブーム用圧力センサ６６０Ｂ及びブーム用圧力センサ６７０Ｂが較正対象であるため、「ブーム上げＰＰＣ圧力センサ」を選択する。

【0409】

本実施形態においては、ブーム６を上げ動作するためのパイロット油圧を検出する「ブーム用圧力センサ６６０Ｂとブーム用圧力センサ６７０Ｂとの較正」のみならず、ブーム６を下げ動作するためのパイロット油圧を検出する「ブーム用圧力センサ６６０Ａとブーム用圧力センサ６７０Ａとの較正」、アーム７を上げ動作（掘削動作）するためのパイロット油圧を検出する「アーム用圧力センサ６６１Ａとアーム用圧力センサ６７１Ａとの較正」、アーム７を下げ動作（ダンプ動作）するためのパイロット油圧を検出する「アーム用圧力センサ６６１Ｂとアーム用圧力センサ６７１Ｂとの較正」、バケット８を上げ動作（ダンプ動作）するためのパイロット油圧を検出する「バケット用圧力センサ６６２Ａとバケット用圧力センサ６７２Ａとの較正」、及びバケット８を下げ動作（掘削動作）するためのパイロット油圧を検出する「バケット用圧力センサ６６２Ｂとバケット用圧力センサ６７２Ｂとの較正」も実行可能である。

【0410】

「ブーム用圧力センサ６６０Ａとブーム用圧力センサ６７０Ａとの較正」を実行する場合、「ブーム下げＰＰＣ圧力センサ」を選択する。「アーム用圧力センサ６６１Ｂとアーム用圧力センサ６７１Ｂとの較正」を実行する場合、「アーム掘削ＰＰＣ圧力センサ」が選択される。「アーム用圧力センサ６６１Ａとアーム用圧力センサ６７１Ａとの較正」を実行する場合、「アームダンプＰＰＣ圧力センサ」を選択する。「バケット用圧力センサ６６２Ｂとアーム用圧力センサ６７２Ｂとの較正」を実行する場合、「バケット掘削ＰＰＣ圧力センサ」を選択する。「バケット用圧力センサ６６２Ａとバケット用圧力センサ６７２Ａとの較正」を実行する場合、「バケットダンプＰＰＣ圧力センサ」を選択する。

【0411】

ブーム用圧力センサ６６０Ｂ及びブーム用圧力センサ６７０Ｂとの較正のために、マンマシンインターフェース部３２が操作された後、シーケンス制御部２６Ｈで較正条件が判定される（ステップＳＥ１）。較正条件は、例えば、メイン油圧ポンプの圧力、作動油の温度条件、制御弁２７の故障条件、及び作業機２の姿勢条件等を含む。本実施形態においては、較正に際し、パイロット油路４５０が開くように、ロックレバーが操作される。また、メイン油圧ポンプの出力が所定値（一定値）になるように調整される。本実施形態においては、メイン油圧ポンプの出力が最大（フルスロットル、ポンプ斜板最大傾倒角状態）になるように調整される。また、ブーム操作用油路４５１０Ｂ及びブーム調整用油路４５２０Ｂにおけるパイロット油圧の許容範囲においてブームシリンダ１０への作動油の吐出量が最大値を示すように、図示しないエンジンを駆動するエンジンコントローラと油圧ポンプを駆動するポンプコントローラに指令を出力し、エンジンコントローラとポンプコントローラの指令に基づきメイン油圧ポンプの出力が調整される。

【0412】

較正条件の調整は、作業機２の姿勢の調整を含む。本実施形態においては、マンマシンインターフェース部３２の表示部３２２に、作業機２の姿勢の調整を要求する姿勢調整要求情報が表示される。オペレータは、その表示部３２２の表示に従って操作装置２５を操作して、作業機２の姿勢を所定状態（所定姿勢）に調整する。

【0413】

図４４は、本実施形態に係る表示部３２２に表示される姿勢調整要求情報の一例を示す図である。図４４に示すように、作業機２を所定姿勢に調整するためのガイダンスが表示部３２２に表示される。

【0414】

本実施形態においては、ブーム６を上げ動作するためのパイロット油圧を検出するブーム用圧力センサ６６０Ｂブーム用圧力センサ６７０Ｂを較正する場合、上げ方向に関してブーム６の可動範囲の端部（上端部）にブーム６が配置されるように、オペレータの操作により作業機２の姿勢が調整される。ここで図４４中に記載する「ストエン」とは、シリンダのストロークエンドを意味する。

【0415】

ブームシリンダ１０の動作により、ブーム６は、作業機動作平面ＭＰにおいて上下方向に移動する。上述のように、ブームシリンダ１０の第１動作方向（例えば伸長方向）への動作により、ブーム６は上げ動作され、第１動作方向とは反対の第２動作方向（例えば縮退方向）への動作により、ブーム６は下げ動作される。本実施形態においては、ブーム６を上げ動作するため（ブームシリンダ１０を第１動作方向に動作させるため）のパイロット油圧を検出するブーム用圧力センサ６６０Ｂ及びブーム用圧力センサ６７０Ｂを較正する場合、上方向に関してブーム６の可動範囲の端部（上端部）にブーム６が配置された状態で、ブーム用圧力センサ６６０Ｂ及びブーム用圧力センサ６７０Ｂの較正が行われる。

【0416】

オペレータは、表示部３２２を見て、ブーム６の可動範囲の上端部にブーム６が配置されるように、操作装置２５を操作する。作業機２の姿勢の調整において、制御弁制御部２６Ｃからの操作指令に基づき複数の制御弁２７の全ての減圧弁それぞれが開放状態となる。そのため、オペレータは、操作装置２５を操作することによって、作業機２を駆動することができる。操作装置２５の操作により、作業機２（ブーム６）が所定姿勢になるように駆動される。

【0417】

作業機２の姿勢が所定姿勢に調整された後、較正処理の開始のために、マンマシンインターフェース部３２の入力部３２１がオペレータによって操作される。例えば、図４４に示す「ＮＥＸＴ」スイッチが操作されることによって、較正処理が開始される。「ＮＥＸＴ」スイッチは、入力部３２１として機能する。

【0418】

入力部３２１が操作されることによって、較正処理が開始される。入力部３２１の操作により生成された指令信号は、作業機コントローラ２６に入力される。

【0419】

作業機コントローラ２６の制御弁制御部２６Ｃは、複数の制御弁２７のそれぞれを制御する。制御弁制御部２６Ｃは、較正処理の開始のための指令信号を入力部３２１から取得した後、較正対象のブーム用圧力センサ６６０Ｂ及びブーム用圧力センサ６７０Ｂが配置されているパイロット油路（ブーム操作用油路４５１０Ｂ及びブーム調整用油路４５２０Ｂ）のブーム用減圧弁２７０Ｂを制御してそのパイロット油路を開き、他のパイロット油路（ブーム操作用油路４５１０Ａ、ブーム調整用油路４５２０Ａ、アーム操作用油路４５１１Ａ、アーム操作用油路４５１１Ｂ、アーム調整用油路４５２１Ａ、アーム調整用油路４５２１Ｂ、バケット操作用油路４５１２Ａ、バケット操作用油路４５１２Ｂ、バケット調整用油路４５２２Ａ、バケット調整用油路４５２２Ｂ、及び介入用油路５０１）の制御弁２７を制御して、それら他のパイロット油路を閉じる。すなわち、制御弁制御部２６Ｃは、較正対象のブーム用圧力センサ６６０Ｂとブーム用圧力センサ６７０Ｂとの間のブーム用減圧弁２７０Ｂのみ開き、他の制御弁２７を閉じる(ステップＳＥ２)。

【0420】

次に、ブーム用減圧弁２７０Ｂによりブーム操作用油路４５１０Ｂ及びブーム調整量油路４５２０Ｂが開いた状態（全開状態）で、そのブーム操作用油路４５１０Ｂ及びブーム調整量油路４５２０Ｂのパイロット油圧が最大値を示すように、オペレータにより操作装置２５の第１操作レバー２５Ｒを最大に傾倒した状態であるフルレバー状態（第１状態）に操作される（ステップＳＥ３）。

【0421】

例えば、第１操作レバー２５Ｒが後方向に傾くように操作されることによってブーム６が上げ動作する場合（ブーム操作用油路４５１０Ｂのパイロット油圧が増大する場合）、第１操作レバー２５Ｒは、後方向に関してフルレバー状態になるように操作される。

【0422】

作業機コントローラ２６のデータ取得部２６Ａは、ブーム用減圧弁２７０Ｂによりブーム操作用油路４５１０Ｂ及びブーム調整量油路４５２０Ｂが開いた状態（全開状態）で、ブーム用圧力センサ６６０Ｂの検出値及びブーム用圧力センサ６７０Ｂの検出値に関するデータを取得する（ステップＳＥ４）。

【0423】

ステップＳＥ４において、データ取得部２６Ａは、第１操作レバー２５Ｒがフルレバー状態であり、上下方向に関してブーム６の可動範囲の上端部にブーム６が配置された状態で、データを取得する。ブーム６は可動範囲の上端部に配置されているため、第１操作レバー２５Ｒがフルレバー状態でブーム用減圧弁２７０Ｂが開いても、ブーム６が上方向に移動することが抑制される。

【0424】

次に、ブーム用減圧弁２７０Ｂによりブーム操作用油路４５１０Ｂ及びブーム調整量油路４５２０Ｂが開いた状態（全開状態）で、そのブーム操作用油路４５１０Ｂ及びブーム調整量油路４５２０Ｂのパイロット油圧が最小値を示すように、操作装置２５の第１操作レバー２５Ｒがニュートラル状態（第２状態）に維持される（ステップＳＥ５）。

【0425】

作業機コントローラ２６のデータ取得部２６Ａは、ブーム用減圧弁２７０Ｂによりブーム操作用油路４５１０Ｂ及びブーム調整量油路４５２０Ｂが開いた状態（全開状態）で、ブーム用圧力センサ６６０Ｂの検出値及びブーム用圧力センサ６７０Ｂの検出値に関するデータを取得する（ステップＳＥ６）。ステップＳＥ６において、データ取得部２６Ａは、第１操作レバー２５Ｒがニュートラル状態であり、上下方向に関してブーム６の可動範囲の上端部にブーム６が配置された状態で、データを取得する。

【0426】

なお、本実施形態において、データ取得部２６Ａは、所定時間（例えば第２の所定時間）、圧力センサ６６の検出値を取得し、その所定時間の検出値の平均値を、圧力センサ６６の検出値とする。同様に、データ取得部２６Ａは、所定時間（例えば第２の所定時間）、圧力センサ６７の検出値を取得し、その所定時間の検出値の平均値を、圧力センサ６７の検出値とする。

【0427】

次に、作業機コントローラ２６の補正部２６Ｅは、データ取得部２６Ａで取得したデータに基づいて、ブーム用圧力センサ６６０Ｂの検出値がブーム用圧力センサ６７０Ｂの検出値に一致するように、ブーム用圧力センサ６６０Ｂの検出値を補正（較正、調整）する（ステップＳＥ７）。すなわち、補正部２６Ｅは、ブーム用圧力センサ６７０Ｂの検出値を調整せず、そのブーム用圧力センサ６７０Ｂの検出値に一致するように、ブーム用圧力センサ６６０Ｂの検出値を調整する。

【0428】

本実施形態においては、第１操作レバー２５Ｒがフルレバー状態及びニュートラル状態のそれぞれにおいて、ブーム用圧力センサ６６０Ｂの検出値がブーム用圧力センサ６７０Ｂの検出値に一致するように、ブーム用圧力センサ６６０Ｂの検出値が補正される。

【0429】

本実施形態においては、補正部２６Ｅは、ブーム用圧力センサ６６０Ｂの検出値とブーム用圧力センサ６７０Ｂの検出値との差を求める。補正部２６Ｅは、その差を補正値として導出する。補正部２６Ｅは、ブーム用圧力センサ６０Ｂの検出値を補正値で補正することによって、ブーム用圧力センサ６６０Ｂの検出値（補正後の検出値）と、ブーム用圧力センサ６７０Ｂの検出値とを一致させる。取得された補正後のデータは更新部２６Ｆにより記憶部２６Ｇに記憶・更新される（ステップＳＥ８）。

【0430】

以上により、ブーム用圧力センサ６６０Ｂ及びブーム用圧力センサ６７０Ｂが終了する。

【0431】

本実施形態においては、較正対象の圧力センサ６６と圧力センサ６７との間のパイロット油路（減圧弁）が開いた状態で、それら圧力センサ６６及び圧力センサ６７の較正が行われる。上述の例では、ブーム６を上げ動作するためのパイロット油圧を検出するブーム用圧力センサ６６０Ｂ及びブーム用圧力センサ６７０Ｂの較正が行われる。そのため、ブーム用圧力センサ６６０Ｂとブーム用圧力センサ６７０Ｂとの間のブーム用減圧弁２７０Ｂが開けられる。

【0432】

ブーム用減圧弁２７０Ｂが開いているため、較正処理において、予期せずにブーム６が動いてしまう可能性がある。例えば、オペレータが意図せずに操作装置２５を触ってしまい、その結果、予期せずにブーム６が上方向に動いてしまう可能性がある。本実施形態においては、例えば、ブーム６を上げ動作するためのパイロット油圧を検出するブーム用圧力センサ６６０Ｂ及びブーム用圧力センサ６７０Ｂを較正する場合、上げ方向に関してブーム６の可動範囲の端部（上端部）にブーム６が配置されるため、ブーム６が予期せずに上方向に動いてしまうことが抑制される。

【0433】

「ブーム用圧力センサ６６０Ａとブーム用圧力センサ６７０Ａとの較正」、「アーム用圧力センサ６６１Ａとアーム用圧力センサ６７１Ａとの較正」、「アーム用圧力センサ６６１Ｂとアーム用圧力センサ６７１Ｂとの較正」、「バケット用圧力センサ６６２Ａとアーム用圧力センサ６７２Ａとの較正」、及び「バケット用圧力センサ６６２Ｂとバケット用圧力センサ６７２Ｂとの較正」は、上述の「ブーム用圧力センサ６６０Ｂとブーム用圧力センサ６７０Ｂとの較正」と同様の手順で実行可能である。

【0434】

例えば、アーム７を下げ動作（掘削動作）するためのパイロット油圧を検出する「アーム用圧力センサ６６１Ｂとアーム用圧力センサ６７１Ｂとの較正」を実行する場合、図４３に示した表示部３２２の表示内容において、「アーム掘削ＰＰＣ圧力センサ」が選択される。その選択により、図４５に示すような、姿勢調整要求情報が表示部３２２に表示される。

【0435】

アーム７を下げ動作するためのパイロット油圧を検出するアーム用圧力センサ６６１Ｂ及びアーム用圧力センサ６７１Ｂを較正する場合、下げ方向に関してアーム７の可動範囲の端部（下端部）にアーム７が配置されるように、作業機２の姿勢が調整される。これにより、アーム７が予期せずに下方向に動いてしまうことが抑制される。

【0436】

作業機２の姿勢が所定姿勢に調整された後、制御弁制御部２６Ｃは、較正対象のアーム用圧力センサ６６１Ｂとアーム用圧力センサ６７１Ｂとの間のアーム用減圧弁２７１Ｂのみを開き、他の制御弁２７を閉じる。アーム７は可動範囲の下端部に配置されているため、第２操作レバー２５Ｌがフルレバー状態でアーム用減圧弁２７１Ｂが開いても、アーム７が下方向に移動することが抑制される。

【0437】

アーム用減圧弁２７１Ｂが開いた状態で、アーム７を操作可能な第２操作レバー２５Ｌが、パイロット油路の圧力が最大値を示すフルレバー状態及び最小値を示すニュートラル状態のそれぞれに変化するように操作される。データ取得部２６Ａは、第２操作レバー２５Ｌがフルレバー状態及びニュートラル状態のそれぞれにおいて、アーム用圧力センサ６６１Ｂの検出値とアーム用圧力センサ６７１Ｂの検出値に関するデータを取得する。補正部２６Ｅは、フルレバー状態及びニュートラル状態のそれぞれにおいて、アーム用圧力センサ６６１Ｂの検出値がアーム用圧力センサ６７１Ｂ検出値に一致するように、アーム用圧力センサ６６１Ｂの検出値を補正する。

【0438】

アーム７を上げ動作（ダンプ動作）するためのパイロット油圧を検出する「アーム用圧力センサ６６１Ａとアーム用圧力センサ６７１Ａとの較正」を実行する場合、図４３に示した表示部３２２の表示内容において、「アームダンプＰＰＣ圧力センサ」が選択される。その選択により、図４６に示すような、姿勢調整要求情報が表示部３２２に表示される。

【0439】

アーム７を上げ動作するためのパイロット油圧を検出するアーム用圧力センサ６６１Ａ及びアーム用圧力センサ６７１Ａを較正する場合、上げ方向に関してアーム７の可動範囲の端部（上端部）にアーム７が配置されるように、作業機２の姿勢が調整される。これにより、アーム７が予期せずに上方向に動いてしまうことが抑制される。

【0440】

作業機２の姿勢が所定姿勢に調整された後、制御弁制御部２６Ｃは、較正対象のアーム用圧力センサ６６１Ａとアーム用圧力センサ６７１Ａとの間のアーム用減圧弁２７１Ａのみを開き、他の制御弁２７を閉じる。アーム７は可動範囲の上端部に配置されているため、第２操作レバー２５Ｌがフルレバー状態でアーム用減圧弁２７１Ａが開いても、アーム７が上方向に移動することが抑制される。

【0441】

アーム用減圧弁２７１Ａが開いた状態で、アーム７を操作可能な第２操作レバー２５Ｌが、パイロット油路の圧力が最大値を示すフルレバー状態及び最小値を示すニュートラル状態のそれぞれに変化するように操作される。データ取得部２６Ａは、第２操作レバー２５Ｌがフルレバー状態及びニュートラル状態のそれぞれにおいて、アーム用圧力センサ６６１Ａの検出値とアーム用圧力センサ６７１Ａの検出値に関するデータを取得する。補正部２６Ｅは、フルレバー状態及びニュートラル状態のそれぞれにおいて、アーム用圧力センサ６６１Ａの検出値がアーム用圧力センサ６７１Ａ検出値に一致するように、アーム用圧力センサ６６１Ａの検出値を補正する。

【0442】

バケット８を下げ動作（掘削動作）するためのパイロット油圧を検出する「バケット用圧力センサ６６２Ｂとバケット用圧力センサ６７２Ｂとの較正」を実行する場合、図４３に示した表示部３２２の表示内容において、「バケット掘削ＰＰＣ圧力センサ」が選択される。その選択により、図４７に示すような、姿勢調整要求情報が表示部３２２に表示される。

【0443】

バケット８を下げ動作するためのパイロット油圧を検出するバケット用圧力センサ６６２Ｂ及びバケット用圧力センサ６７２Ｂを較正する場合、下げ方向に関してバケット８の可動範囲の端部（下端部）にバケット８が配置されるように、作業機２の姿勢が調整される。これにより、バケット８が予期せずに下方向に動いてしまうことが抑制される。

【0444】

作業機２の姿勢が所定姿勢に調整された後、制御弁制御部２６Ｃは、較正対象のバケット用圧力センサ６６２Ｂとバケット用圧力センサ６７２Ｂとの間のバケット用減圧弁２７２Ｂのみを開き、他の制御弁２７を閉じる。バケット８は可動範囲の下端部に配置されているため、第１操作レバー２５Ｒがフルレバー状態でバケット用減圧弁２７２Ｂが開いても、バケット８が下方向に移動することが抑制される。

【0445】

バケット用減圧弁２７２Ｂが開いた状態で、バケット８を操作可能な第１操作レバー２５Ｒが、パイロット油路の圧力が最大値を示すフルレバー状態及び最小値を示すニュートラル状態のそれぞれに変化するように操作される。データ取得部２６Ａは、第１操作レバー２５Ｒがフルレバー状態及びニュートラル状態のそれぞれにおいて、バケット用圧力センサ６６２Ｂの検出値とバケット用圧力センサ６７２Ｂの検出値に関するデータを取得する。補正部２６Ｅは、フルレバー状態及びニュートラル状態のそれぞれにおいて、バケット用圧力センサ６６２Ｂの検出値がバケット用圧力センサ６７２Ｂ検出値に一致するように、バケット用圧力センサ６６２Ｂの検出値を補正する。

【0446】

バケット８を上げ動作（ダンプ動作）するためのパイロット油圧を検出する「バケット用圧力センサ６６２Ａとバケット用圧力センサ６７２Ａとの較正」を実行する場合、図４３に示した表示部３２２の表示内容において、「バケットダンプＰＰＣ圧力センサ」が選択される。その選択により、図４８に示すような、姿勢調整要求情報が表示部３２２に表示される。

【0447】

バケット８を上げ動作するためのパイロット油圧を検出するバケット用圧力センサ６６２Ａ及びバケット用圧力センサ６７２Ａを較正する場合、上げ方向に関してバケット８の可動範囲の端部（上端部）にバケット８が配置されるように、作業機２の姿勢が調整される。これにより、バケット８が予期せずに上方向に動いてしまうことが抑制される。

【0448】

作業機２の姿勢が所定姿勢に調整された後、制御弁制御部２６Ｃは、較正対象のバケット用圧力センサ６６２Ａとバケット用圧力センサ６７２Ａとの間のバケット用減圧弁２７２Ａのみを開き、他の制御弁２７を閉じる。バケット８は可動範囲の上端部に配置されているため、第１操作レバー２５Ｒがフルレバー状態でバケット用減圧弁２７２Ａが開いても、バケット８が上方向に移動することが抑制される。

【0449】

バケット用減圧弁２７２Ａが開いた状態で、バケット８を操作可能な第１操作レバー２５Ｒが、パイロット油路の圧力が最大値を示すフルレバー状態及び最小値を示すニュートラル状態のそれぞれに変化するように操作される。データ取得部２６Ａは、第１操作レバー２５Ｒがフルレバー状態及びニュートラル状態のそれぞれにおいて、バケット用圧力センサ６６２Ａの検出値とバケット用圧力センサ６７２Ａの検出値に関するデータを取得する。補正部２６Ｅは、フルレバー状態及びニュートラル状態のそれぞれにおいて、バケット用圧力センサ６６２Ａの検出値がバケット用圧力センサ６７２Ａの検出値に一致するように、バケット用圧力センサ６６２Ａの検出値を補正する。

【0450】

ブーム６を下げ動作（掘削動作）するためのパイロット油圧を検出する「ブーム用圧力センサ６６０Ａとブーム用圧力センサ６７０Ａとの較正」を実行する場合、図４３に示した表示部３２２の表示内容において、「ブーム下げＰＰＣ圧力センサ」が選択される。

【0451】

ブーム６を下げ動作するためのパイロット油圧を検出するブーム用圧力センサ６６０Ａ及びブーム用圧力センサ６７０Ａを較正する場合、ブーム６は、ブーム６の可動範囲の下端部よりも上方に配置される。すなわち、作業機２が地面に接触しないように、較正処理を開始するときの上下方向に関するブーム６の位置が定められる。ブーム用圧力センサ６６０Ａ及びブーム用圧力センサ６７０Ａの較正処理の開始において、ブーム６は、ブーム６の可動範囲の上端部に配置されてもよいし、上端部と下端部との間の中間部に配置されてもよい。

【0452】

作業機２と地面との接触により、ブーム６を可動範囲の下端部に配置することが困難である可能性がある。そのため、本実施形態においては、ブーム用圧力センサ６６０Ａ及びブーム用圧力センサ６７０Ａの較正処理の開始において、ブーム６は可動範囲の下端部に配置されず、上端部又は中間部に配置される。

【0453】

作業機２の姿勢が調整された後、制御弁制御部２６Ｃは、較正対象のブーム用圧力センサ６６０Ａとブーム用圧力センサ６７０Ａとの間のブーム用減圧弁２７０Ａのみを開き、他の制御弁２７を閉じる。ブーム６は可動範囲の上端部又は中間部に配置されているため、第１操作レバー２５Ｒがフルレバー状態でブーム用減圧弁２７０Ａが開くと、ブーム６は下方向に移動する（下げ動作する）。

【0454】

ブーム用減圧弁２７０Ａが開いた状態で、ブーム６を操作可能な第１操作レバー２５Ｒが、パイロット油路の圧力が最大値を示すフルレバー状態及び最小値を示すニュートラル状態のそれぞれに変化するように操作される。データ取得部２６Ａは、第１操作レバー２５Ｒがフルレバー状態及びニュートラル状態のそれぞれにおいて、ブーム用圧力センサ６６０Ａの検出値とブーム用圧力センサ６７０Ａの検出値に関するデータを取得する。補正部２６Ｅは、フルレバー状態及びニュートラル状態のそれぞれにおいて、ブーム用圧力センサ６６０Ａの検出値がブーム用圧力センサ６７０Ａ検出値に一致するように、ブーム用圧力センサ６６０Ａの検出値を補正する。

【0455】

すなわち、本実施形態において、データ取得部２６Ａは、ブーム６の可動範囲の上端部にブーム６が配置された状態で、ブーム上げ用油路のブーム用圧力センサ６６０Ｂの検出値及びブーム用圧力センサ６７０Ｂの検出値に関するデータを取得し、ブーム６の下げ動作が行われている状態で、ブーム下げ用油路のブーム用圧力センサ６６０Ａの検出値及びブーム用圧力センサ６７０Ａの検出値に関するデータを取得する。

【0456】

［制御方法］
次に、本実施形態に係る油圧ショベル１００の動作の一例について説明する。上述のように、動作開始操作指令値、微速度動作特性、及び通常速度動作特性が記憶部２６Ｇに記憶される。また、第１相関データ、第２相関データ、及び第３相関データが、記憶部２６Ｇに記憶される。作業機コントローラ２６の作業機制御部５７は、記憶部２６Ｇの記憶情報に基づいて、作業機２を制御する。

【0457】

掘削作業のため、オペレータにより操作装置２５が操作される。作業機制御部５７は、例えば介入制御において、油圧シリンダ６０が目標シリンダ速度で移動するように、記憶部２６Ｇに記憶されている記憶情報（動作開始操作指令値、微速度動作特性、通常速度動作特性、第１相関データ、第２相関データ、及び第３相関データ）に基づいて、操作指令（制御信号）を生成し、制御弁２７に出力する。これにより、スプールの移動量を含む作業機２の制御が行われる。

【0458】

例えば図２５を基に説明を行うと、作業機制御部５７は、第３相関データに基づいて、制御弁２７に出力される操作指令に基づいてパイロット油圧を決定する。作業機制御部５７は、第２相関データに基づいて、決定されたパイロット油圧によって駆動されるスプール８０のスプールストローク量を決定する。制御装置は、第1相関データに基づいて、決定されたスプール８０のスプールストローク量となる時のシリンダ速度を決定する。これにより、操作指令値に対応したシリンダ速度で油圧シリンダ６０が作動する特性を把握できるようになる。本実施形態では操作指令からシリンダ速度を求める説明を行ったが、シリンダ速度から操作指令を導出する場合は逆の手順により行われればよい。

【0459】

油圧シリンダ６０の駆動において、シリンダストロークセンサ（１６など）の検出値が作業機コントローラ２６に出力される。シリンダストロークセンサ（１６など）は、シリンダ速度を検出する。また、スプールストロークセンサ６５の検出値が作業機コントローラ２６に入力される。スプールストロークセンサ６５は、スプールストロークを検出する。

【0460】

作業機制御部５７は、シリンダストロークセンサの検出値（シリンダ速度）と、第１相関データとに基づいて、目標シリンダ速度が得られるようにスプールストロークを決定する。制御弁制御部２６Ｃは、スプールストロークセンサ６５の検出値（スプールストローク）と、第２相関データとに基づいて、目標スプールストロークが得られるようにパイロット油圧を決定する。制御弁制御部２６Ｃは、第３相関データに基づいて、目標パイロット油圧が得られるように、操作指令値（電流値）を決定し、制御弁２７に出力する。

【0461】

なお、バケット８がアーム７に対して交換される可能性がある。例えば、掘削作業内容に応じて、適切なバケット８が選択され、その選択されたバケット８がアーム７に接続される。重量が異なるバケット８がアーム７に接続されると、作業機２を駆動する油圧シリンダ６０に作用する負荷が変わる可能性がある。油圧シリンダ６０に作用する負荷が変わると、油圧シリンダ６０が想定された動作を実行できず、介入制御が精度良く行われない可能性がある。その結果、バケット８が設計地形データＵに基づいて移動できず、掘削精度が低下する可能性がある。

【0462】

本実施形態においては、バケット８の重量に応じた、油圧シリンダ６０のシリンダ速度と方向制御弁６４のスプール８０の移動量との関係を示す複数の第１相関データが予め求められる。作業機コントローラ２６は、その第１相関データに基づいて、方向制御弁６４のスプール８０の移動量を制御する。

【0463】

［効果］
以上説明したように、本実施形態によれば、油圧シリンダ６０の動作特性を導出する較正処理において、較正対象の制御弁２７のみを開けて、非較正対象である他の制御弁２７を閉じるようにしたので、予期しない作業機２の動作を抑制でき、較正処理を円滑に行うことができる。

【0464】

また、本実施形態においては、圧力センサ６６及び圧力センサ６７の較正処理において、較正対象の圧力センサ６６及び圧力センサ６７が配置されているパイロット油路４５０の制御弁２７を開き、他のパイロット油路４５０の制御弁２７を閉じるようにしたので、予期しない作業機２の動作を抑制でき、較正処理を円滑に行うことができる。

【0465】

また、本実施形態においては、介入弁２７Ｃについて、動作開始操作指令値及び前記微速度動作特性が導出される。減圧弁２７Ａ及び減圧弁２７Ｂについては、動作開始操作指令値及び通常速度動作特性が導出され、微速度動作特性は導出されない。上述のように、介入制御においては、動き出しの特性及び微速度領域における動作特性が重要であるため、介入弁２７Ｃについて、動作開始操作指令値及び前記微速度動作特性を導出することによって、介入制御を精度良く行うことができる。一方、上述したように、減圧弁２７Ａ及び減圧弁２７Ｂは、専ら、停止制御で使用される場面が多い。そのため、減圧弁２７Ａ及び減圧弁２７Ｂについては、動作開始操作指令値及び通常速度動作特性を導出し、微速度動作特性は導出しないようにすることで、較正処理に要する時間を短縮することができる。

【0466】

また、本実施形態において、介入制御は、ブーム６の上げ動作を制御することを含む。本実施形態において、アーム７及びバケット８は、介入制御されず、オペレータ（操作装置２５）の操作に委ねられる。そのため、ブーム用油路に配置される介入弁２７Ｃについては、動作開始操作指令値及び前記微速度動作特性を導出し、アーム用油路及びバケット用油路のそれぞれに配置される減圧弁２７Ａ及び減圧弁２７Ｂについては、動作開始操作指令値を導出し、微速度動作特性を導出しないようにすることで、較正処理に要する時間を短縮することができる。

【0467】

また、本実施形態によれば、動作開始操作指令値及び微速度動作特性を導出し、その導出した結果に基づいて作業機２を制御するようにしたので、掘削精度の低下が抑制される。例えば、機種に応じて、油圧シリンダ６０（作業機２）の動作特性が異なる可能性がある。特に、油圧シリンダ６０の動作開始（動き出し）及び微速度領域における動作特性は、機種間での差異が大きい可能性がある。また、バケット８の種類（重量）が変更されたときにおいても、油圧シリンダ６０の動作開始（動き出し）及び微速度領域における動作特性が大きく変化する可能性がある。動作開始操作指令値及び微速度動作特性を導出し、その導出した結果を記憶部２６Ｇに記憶し、その記憶部２６Ｇの記憶情報を使って油圧シリンダ６０を制御するため、異なる機種においても、あるいはバケット８の重量が変更されても、掘削精度の低下が抑制される。

【0468】

特に、介入制御を精度良く行うためには、油圧シリンダ６０の動き出しの特性及び微速度領域における動作特性が重要である。すなわち、介入制御は、例えば、目標掘削地形Ｕに沿って作業機２を低速で移動する場面において実行される可能性が高い。また、介入制御は、作業機２の停止と駆動とを繰り返しながら、目標掘削地形Ｕに沿って作業機２を移動する場面において実行される可能性が高い。そのため、油圧シリンダ６０の動き出しの特性及び微速度領域における動作特性を予め把握しておくことによって、介入制御を精度良く行うことができる。

【0469】

また、本実施形態においては、圧力センサ６６の検出値が圧力センサ６７の検出値に一致するように、圧力センサ６６の検出値を補正するようにしたので、操作装置２５の操作量に応じた圧力センサ６６の検出値と、圧力センサ６７の検出値に基づいて導出される相関データのパイロット油圧との間に差異が生じることを抑制できる。したがって、その相関データに基づいて、掘削制御を精度良く行うことができる。

【0470】

また、本実施形態によれば、操作指令値として、制御弁２７に供給される電流値についての動作特性が求められる。操作指令値は、パイロット油圧の圧力値でもよいし、スプールストローク値（スプール８０の移動量値）でもよい。これにより、電流値、パイロット油圧値、スプールストローク値、及びシリンダ速度値の少なくとも２つの値の相関データを取得して、掘削制御を精度良く行うことができる。

【0471】

また、本実施形態においては、動作開始操作指令値及び微速度動作特性のみならず、通常速度動作特性も導出される。したがって、油圧シリンダ６０の動き出し、微速度領域での油圧シリンダ６０の特性、及び通常速度領域での油圧シリンダ６０の特性のそれぞれを把握して、掘削制御を精度良く行うことができる。

【0472】

また、本実施形態においては、マンマシンインターフェース部３２を介して、較正処理の実施が油圧ショベル１００のユーザ（オペレータ）に開放されている。そのため、ユーザは、必要なタイミングで較正処理を実施することができる。例えば、バケット（アタッチメント）８を交換したタイミングで、較正処理を実施することができる。また、較正処理においては、表示部３２２に作業機２の姿勢調整要求情報が表示されるため、オペレータは、較正作業を円滑に行うことができる。

【0473】

また、本実施形態によれば、フルレバー状態及びニュートラル状態それぞれにおいて、圧力センサ６６の検出値が圧力センサ６７の検出値に一致するように、圧力センサ６６の検出値が補正される。これにより、操作装置２５のフルレバー状態及びニュートラル状態のそれぞれにおいて、圧力センサ６６の検出値と圧力センサ６７の検出値とを一致させることができる。

【0474】

また、本実施形態においては、作業機２の可動範囲の端部に作業機２が配置された様態で、圧力センサ６６及び圧力センサ６７の較正処理が行われる。したがって、例えば、フルレバー状態で圧力センサ６６及び圧力センサ６７の較正処理を行うときにおいても、作業機２が動いてしまうことが抑制される。

【0475】

また、本実施形態においては、ブーム６の可動範囲の上端部にブーム６が配置された状態で、ブーム上げ用油路の圧力センサ６６の検出値及び圧力センサ６７の検出値に関するデータを取得し、ブーム７の下げ動作が行われている状態で、ブーム下げ用油路の圧力センサ６６の検出値及び圧力センサ６７の検出値に関するデータを取得する。これにより、ブーム７が地面に接触することを抑制しつつ、較正処理を円滑に行うことができる。

【0476】

また、本実施形態においては、制御弁制御部２７Ｃは、例えば、第１シーケンスが終了してから第２シーケンスが開始されるまでの間、第２シーケンスが終了してから第３シーケンスが開始されるまでの間、及び第３シーケンスが終了してから第４シーケンスが開始されるまでの間のそれぞれにおいて、複数の制御弁２７を開ける。これにより、オペレータは、操作装置２５を使って、作業機２を初期姿勢（所定姿勢）に調整することができる。

【0477】

また、本実施形態によれば、ブーム６の介入制御（掘削制限制御）において、バケット８の複数の重量のそれぞれに対応した第１相関データを複数求め、バケット８が交換されたとき、使用する第１相関データを選択し、その選択された第１相関データに基づいて、スプール８０の移動量を制御するようにしたので、掘削精度の低下が抑制される。すなわち、バケット８の交換などによる作業機２の重量の変化が考慮されないと、当初想定していた操作装置２５の操作量に基づいて出力された電流値に対応するように油圧シリンダ６０が作動せず、油圧シリンダ６０が想定された動作を実行できない可能性がある。特に、油圧シリンダ６０の動き出しの微操作局面では、油圧シリンダ６０の動き出しが遅くなり、ひどい場合にはハンチングを起こす可能性がある。

【0478】

本実施形態によれば、作業機２の重量の変化を考慮して、目標シリンダ速度で油圧シリンダ６０が作動するように、第１相関データが活用される。また、その第１相関データは、上げ動作を実行するための油圧シリンダ６０の動き出しの速度プロファイルを、バケット８の重量に応じて設定している。これにより、掘削精度が低下を抑制することができる。

【0479】

また、本実施形態によれば、油圧シリンダ６０は、作業機２の上げ動作及び下げ動作が実行されるように作動する。作業機２の上げ動作と下げ動作とで、油圧シリンダ６０に作用する負荷が変わり、シリンダ速度の変化量が異なる。本実施形態によれば、第１相関データは、上げ動作及び下げ動作のそれぞれにおけるシリンダ速度とスプールストロークとの関係を含むため、上げ動作及び下げ動作のそれぞれにおいて、スプール８０の移動量が適切に制御され、掘削精度の低下が抑制される。

【0480】

また、本実施形態によれば、作業機２の下げ動作においてスプール８０が原点から所定量を移動したときの第１重量のバケット８に関するシリンダ速度と第２重量のバケット８に関するシリンダ速度との差は、作業機２の上げ動作においてスプール８０が原点から所定量を移動したときの第１重量のバケット８に関するシリンダ速度と第２重量のバケット８に関するシリンダ速度との差よりも大きい。下げ動作における差、及び上げ動作における差を考慮して、スプール８０の移動量を適切に制御することにより、掘削精度の低下が抑制される。

【0481】

また、本実施形態によれば、油圧シリンダ６０は、シリンダ速度が零の初期状態から作業機２の上げ動作が実行されるように作動し、第１重量のバケット８に関する初期状態からのシリンダ速度の変化量と、第２重量のバケット８に関する前記初期状態からのシリンダ速度の変化量とは、異なる。バケット８の重量の違いによる初期状態から上げ動作が実行されるときのシリンダ速度の変化量を考慮して、スプール８０の移動量を適切に制御することにより、掘削精度の低下が抑制される。

【0482】

また、本実施形態によれば、作業機制御部５７は、制御弁２７に制御信号を出力する。すなわち、制限掘削制御において、制御信号は、電磁比例制御弁である制御弁２７に出力される。これにより、パイロット油圧を調整して、油圧シリンダ６０に対する作動油の供給量の調整を高速で精確に行うことができる。

【0483】

また、本実施形態においては、シリンダ速度とスプール８０の移動量との関係を示す第１相関データのみならず、スプール８０の移動量とパイロット油圧との関係を示す第２相関データと、パイロット油圧と制御部２６２から制御弁２７に出力される制御信号との関係を示す第３相関データとが予め求められ、記憶部２６１に記憶される。したがって、制御部２６２は、第１相関データ、第２相関データ、及び第３相関データに基づいて、制御弁２７に制御信号を出力することによって、油圧シリンダ６０を目標シリンダ速度でより正確に移動することができる。

【0484】

なお、本実施形態においては、シリンダ速度とスプールストロークとの関係を示す第１相関データ、スプールストロークとパイロット油圧との関係を示す第２相関データ、及びパイロット油圧と電流値との関係を示す第３相関データを使う例について説明した。記憶部２６Ｇに、シリンダ速度とパイロット油圧との関係を示す相関データが記憶され、その相関データを使って作業機２が制御されてもよい。すなわち、第１相関データと第２相関データとを合わせた相関データが実験又はシミュレーションによって予め求められ、その相関データに基づいて、パイロット油圧が制御されてもよい。

【0485】

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

【0486】

例えば、上述の実施形態においては、操作装置２５は、パイロット油圧方式であることとした。操作装置２５は、電気レバー方式でもよい。例えば、操作装置２５の操作レバーの操作量をポテンショメータ等で検出し、その操作量に応じた電圧値を作業機コントローラ２６に出力する操作レバー検出部が設けられてもよい。作業機コントローラ２６は、その操作レバー検出部の検出結果に基づいて、制御弁２７に制御信号を出力して、パイロット油圧を調整してもよい。

【0487】

上記の実施形態では、建設機械の一例として油圧ショベルを挙げているが油圧ショベルに限らず、他の種類の建設機械に本発明が適用されてもよい。

【0488】

グローバル座標系における油圧ショベルＣＭの位置の取得は、ＧＮＳＳに限らず、他の測位手段によって行われてもよい。従って、刃先８ａと設計地形との距離ｄの取得は、ＧＮＳＳに限らず、他の測位手段によって行われてもよい。

【符号の説明】

【0489】

１ 車両本体
２ 作業機
３ 旋回体
４ 運転室
５ 走行装置
５Ｃｒ 履帯
６ ブーム
７ アーム
８ バケット
８ａ 先端部（刃先）
９ エンジンルーム
１０ 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 ブームピン
１４ アームピン
１５ バケットピン
１６ ブームシリンダストロークセンサ
１７ アームシリンダストロークセンサ
１８ バケットシリンダストロークセンサ
１９ 手すり
２０ 位置検出装置
２１ アンテナ
２３ グローバル座標演算部
２４ ＩＭＵ
２５ 操作装置
２５Ｌ 第２操作レバー
２５Ｒ 第１操作レバー
２６ 作業機コントローラ
２７ 制御弁
２７Ａ 減圧弁
２７Ｂ 減圧弁
２７Ｃ 介入弁
２８ 表示コントローラ
２９ 表示部
３０ センサコントローラ
３２ マンマシンインターフェース部
３４ ロックレバー
４０Ａ キャップ側油室
４０Ｂ ロッド側油室
４７ 油路
４８ 油路
５１ シャトル弁
６０ 油圧シリンダ
６３ 旋回モータ
６４ 方向制御弁
６５ スプールストロークセンサ
６６ 圧力センサ
６７ 圧力センサ
１００ 建設機械（油圧ショベル）
１６１ 回転ローラ
１６２ 回転中心軸
１６３ 回転センサ部
１６４ ケース
２００ 制御システム
２５０ 圧力制御弁
２７０（２７０Ａ、２７０Ｂ） ブーム用減圧弁
２７１（２７１Ａ、２７１Ｂ） アーム用減圧弁
２７２（２７２Ａ、２７２Ｂ） バケット用減圧弁
３００ 油圧システム
３２１ 入力部
３２２ 表示部
４５０ パイロット油路
４５１ パイロット油路
４５２ パイロット油路
４５１０Ａ、４５１０Ｂ ブーム操作用油路
４５１１Ａ、４５１１Ｂ アーム操作用油路
４５１２Ａ、４５１２Ｂ バケット操作用油路
４５２０Ａ、４５２０Ｂ ブーム調整用油路
４５２１Ａ、４５２１Ｂ アーム調整用油路
４５２２Ａ、４５２２Ｂ バケット調整用油路
５０１ 介入用油路
６６０（６６０Ａ、６６０Ｂ） ブーム用圧力センサ
６７０（６７０Ａ、６７０Ｂ） ブーム用圧力センサ
６６１（６６１Ａ、６６１Ｂ） アーム用圧力センサ
６７１（６７１Ａ、６７１Ｂ） アーム用圧力センサ
６６２（６６２Ａ、６６２Ｂ） バケット用圧力センサ
６７２（６７２Ａ、６７２Ｂ） バケット用圧力センサ
ＡＸ 旋回軸
Ｑ 旋回体方位データ
Ｓ 刃先位置データ
Ｔ 目標施工情報
Ｕ 目標掘削地形データ

【要約】

制御システムは、制御弁を制御する制御弁制御部と、油圧シリンダを動作させる操作指令が出力された状態で、操作指令値及びシリンダ速度に関するデータを取得するデータ取得部と、データ取得部で取得したデータに基づいて、操作指令値に対する複数の油圧シリンダのそれぞれの動作方向についての動作特性を導出する導出部と、を備える。制御弁制御部は、データ取得部によるデータの取得において、複数のパイロット油路のうち、データが取得される取得対象の１つのパイロット油路の制御弁を制御して１つのパイロット油路を開き、他のパイロット油路の制御弁を制御して他のパイロット油路を閉じる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【図35】

【図36】

【図37】

【図38】

【図39】

【図40】

【図41】

【図42】

【図43】

【図44】

【図45】

【図46】

【図47】

【図48】