特許 6860460 建設機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6860460

(24)【登録日】2021年3月30日

(45)【発行日】2021年4月14日

(54)【発明の名称】建設機械

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/26 20060101AFI20210405BHJP

   E02F 9/22 20060101ALI20210405BHJP

【ＦＩ】

   E02F9/26 B

   E02F9/22 E

【請求項の数】3

【全頁数】27

(21)【出願番号】特願2017-181793(P2017-181793)

(22)【出願日】2017年9月21日

(65)【公開番号】特開2019-56247(P2019-56247A)

(43)【公開日】2019年4月11日

【審査請求日】2019年8月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005522

【氏名又は名称】日立建機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001829

【氏名又は名称】特許業務法人開知国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】吉田 新一郎

(72)【発明者】

【氏名】泉 枝穂

(72)【発明者】

【氏名】柴田 浩一

【審査官】 田島 拳士郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−１８８７０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−０１５４８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−５５７６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６６１５１１４（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０２Ｆ ９／２６

Ｅ０２Ｆ ９／２０−９／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の被駆動部材を連結して構成された多関節型のフロント作業機と、
操作信号に基づいて前記複数の被駆動部材をそれぞれ駆動する複数の油圧アクチュエータと、
前記複数の油圧アクチュエータのうち操作者の所望する油圧アクチュエータに前記操作信号を出力する操作装置と、
前記複数の被駆動部材の姿勢に関する姿勢情報をそれぞれ検出する複数の姿勢センサと、
前記姿勢センサの検出結果と予め定めた条件とに基づいて前記フロント作業機を動作させるマシンコントロールを実行する制御装置とを備える建設機械において、
前記制御装置は、
前記姿勢センサのキャリブレーションを行うために予め定めた前記フロント作業機の少なくとも１つのキャリブレーション姿勢を記憶するキャリブレーション姿勢記憶部と、
前記キャリブレーション姿勢における前記姿勢センサの検出目標値と前記姿勢センサの検出値とが等しくなった場合に前記油圧アクチュエータを停止させるように前記マシンコントロールを実行するキャリブレーション姿勢制御部と
を有することを特徴とする建設機械。

【請求項2】

請求項１記載の建設機械において、
前記キャリブレーション姿勢記憶部は、予め定めた複数のキャリブレーション姿勢を記憶し、
前記キャリブレーション姿勢制御部は、前記キャリブレーション姿勢記憶部に記憶した複数のキャリブレーション姿勢から１つのキャリブレーション姿勢を選択的に設定することを特徴とする建設機械。

【請求項3】

請求項１記載の建設機械において、
前記複数の姿勢センサは、前記フロント作業機における前記複数の被駆動部材の連結部分に設けられる角度センサ、前記油圧アクチュエータに設けられるストロークセンサ、及び、前記複数の被駆動部材に設けられる傾斜センサの少なくとも何れか一種であることを特徴とする建設機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、建設機械に関する。

【背景技術】

【0002】

情報化施工に関する技術として、例えば、建設機械の一つである油圧ショベルにおいては、作業機（以降、「フロント作業機」とも称する）を構成するブーム、アーム、バケットなどを駆動するアクチュエータをコンピュータ（コントローラ）により自動または半自動で制御する機能（マシンコントロールと呼称する）を掘削作業に適用し、掘削動作時（アーム又はバケットの動作時）に目標面（以降、では「目標掘削面」とも称する）に沿ってバケットの先端を移動させるものがある。

【0003】

このような情報化施工に係わる建設機械においては、施工精度確保のために校正（キャリブレーション）作業が必要である。建設機械のキャリブレーションに関する技術として、例えば、特許文献１には、車両本体に対して順次、回動可能に支持される可動部と、前記車両本体と可動部との間あるいは前記可動部間に配置され前記可動部を回動可能に支持する油圧シリンダと、前記油圧シリンダに配置され前記油圧シリンダのストローク長を計測するストロークセンサと、前記ストロークセンサによる前記ストローク長の計測値をリセットするリセット基準点を計測するリセットセンサと、前記油圧シリンダのストロークエンド位置を検出するストロークエンド検出処理部と、前記リセット基準点および／または前記ストロークエンド位置を検出した場合に、前記ストローク長の計測値を校正する校正処理部と、前記油圧シリンダの初期校正作業を行う場合、前記油圧シリンダが搭載される作業機械全体の表示を行うモニタと、校正対象の油圧シリンダを駆動させるための前記可動部を強調表示するとともに駆動方向を表示する強調表示処理部とを備えた油圧シリンダのストローク初期校正作業支援装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第５６３５７０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記従来技術においては、オペレータがモニタ上の表示を見ながらブーム、アーム、及びバケットを操作することでフロント作業機が規定の姿勢となるように合わせ込む作業を行っている。しかしながら、キャリブレーションのための規定の姿勢（以降、「キャリブレーション姿勢」と称する）はフロント作業機の各部の角度について厳密な調整が必要であり、オペレータは各アクチュエータの操作の積み上げることで規定の姿勢を形作ることとなるため、フロント作業機を規定の姿勢に調整するのに時間がかかってしまい、作業工数増加の一因となっていた。

【0006】

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、キャリブレーション姿勢の調整の操作性を向上することにより、キャリブレーションに要する時間を短縮することができる建設機械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】

【0007】

本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、複数の被駆動部材を連結して構成された多関節型のフロント作業機と、操作信号に基づいて前記複数の被駆動部材をそれぞれ駆動する複数の油圧アクチュエータと、前記複数の油圧アクチュエータのうち操作者の所望する油圧アクチュエータに前記操作信号を出力する操作装置と、前記複数の被駆動部材の姿勢に関する姿勢情報をそれぞれ検出する複数の姿勢センサと、前記姿勢センサの検出結果と予め定めた条件とに基づいて前記フロント作業機を動作させるマシンコントロールを実行する制御装置とを備える建設機械において、前記制御装置は、前記姿勢センサのキャリブレーションを行うために予め定めた前記フロント作業機の少なくとも１つのキャリブレーション姿勢を記憶するキャリブレーション姿勢記憶部と、前記キャリブレーション姿勢における前記姿勢センサの検出目標値と前記姿勢センサの検出値とが等しくなった場合に前記油圧アクチュエータを停止させるように前記マシンコントロールを実行するキャリブレーション姿勢制御部とを有するものとする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、キャリブレーション姿勢の調整の操作性を向上することにより、キャリブレーションに要する時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】建設機械の一例である油圧ショベルの構成を模式的に示す側面図である。

【図2】油圧ショベルの情報化施工コントローラを油圧回路システムと共に模式的に示す図である。

【図3】オペレータが搭乗する運転席の様子を示す図である。

【図4】運転席に配置されたスイッチパネルの一例を一部抜き出して示す図である。

【図5】ブームの上部旋回体に対する連結部を拡大して示す図である。

【図6】アームのブームに対する連結部を拡大して示す図である。

【図7】バケットシリンダのアームに対する連結部を拡大して示す図である。

【図8】キャリブレーション姿勢記憶部におけるキャリブレーション姿勢設定記憶処理を示すフローチャートである。

【図9】キャリブレーション姿勢制御部におけるキャリブレーション姿勢制御処理を示すフローチャートである。

【図10】キャリブレーション姿勢制御部におけるキャリブレーション姿勢制御処理を示すフローチャートである。

【図11】キャリブレーション姿勢設定記憶処理の各処理ステップにおいてモニタに表示される画面の一例を示す図である。

【図12】キャリブレーション姿勢設定記憶処理の各処理ステップにおいてモニタに表示される画面の一例を示す図である。

【図13】キャリブレーション姿勢設定記憶処理の各処理ステップにおいてモニタに表示される画面の一例を示す図である。

【図14】キャリブレーション姿勢設定記憶処理の各処理ステップにおいてモニタに表示される画面の一例を示す図である。

【図15】キャリブレーション姿勢設定記憶処理の各処理ステップにおいてモニタに表示される画面の一例を示す図である。

【図16】キャリブレーション姿勢設定記憶処理の各処理ステップにおいてモニタに表示される画面の一例を示す図である。

【図17】キャリブレーション姿勢設定記憶処理の各処理ステップにおいてモニタに表示される画面の一例を示す図である。

【図18】キャリブレーション姿勢制御処理の各処理ステップにおいてモニタに表示される画面の一例を示す図である。

【図19】キャリブレーション姿勢制御処理の各処理ステップにおいてモニタに表示される画面の一例を示す図である。

【図20】キャリブレーション姿勢制御処理の各処理ステップにおいてモニタに表示される画面の一例を示す図である。

【図21】キャリブレーション姿勢制御処理の各処理ステップにおいてモニタに表示される画面の一例を示す図である。

【図22】外部からの測定基準となるマーカの油圧ショベルへの取り付け位置を説明する側面図である。

【図23】外部からのマーカの測定の様子を示す上面図である。

【図24】キャリブレーション姿勢の例を示す図である。

【図25】キャリブレーション姿勢の例を示す図である。

【図26】キャリブレーション姿勢の例を示す図である。

【図27】キャリブレーション姿勢の例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。なお、本実施の形態では、建設機械の一例として、フロント装置（フロント作業機）の先端に作業具（アタッチメント）としてバケットを備える油圧ショベルを例示して説明するが、ブレーカやマグネットなどのバケット以外のアタッチメントを備える油圧ショベルに本発明を適用することも可能である。また、複数の被駆動部材（ブーム、アーム、アタッチメント等）を連結して校正される多関節型の作業機を有するものであれば油圧ショベル以外の建設機械への適用も可能である。

【0011】

図１は本実施の形態に係る建設機械の一例である油圧ショベルの構成を模式的に示す側面図であり、図２は本実施の形態に係る油圧ショベルの情報化施工コントローラを油圧回路システムと共に模式的に示す図である。また、図３はオペレータが搭乗する運転席の様子を示す図であり、図４は運転席に配置されたスイッチパネルの一例を一部抜き出して示す図である。

【0012】

図１において、油圧ショベル１は、多関節型のフロント作業機３０と、フロント作業機３０を支持する上部旋回体２０と、上部旋回体２０を旋回可能に支持する下部走行体１０とで構成されている。上部旋回体２０と下部走行体１０は、油圧ショベル１の車体を構成している。

【0013】

フロント作業機３０は、垂直方向にそれぞれ回動する複数の被駆動部材（ブーム３１，アーム３３及びバケット３５）を連結して構成されている。ブーム３１の基端は上部旋回体２０の前部においてブームピン３７を介して回動可能に支持されている。ブーム３１の先端にはアームピン３８を介してアーム３３の一端が回動可能に連結されており、アーム３３の他端（先端）にはバケットピン３９を介してバケット３５が回動可能に連結されている。ブーム３１はブームシリンダ３２によって駆動され、アーム３３はアームシリンダ３４によって駆動され、バケット３５はバケットシリンダ３６によって駆動される。

【0014】

図５はブームの上部旋回体に対する連結部を、図６はアームのブームに対する連結部を、図７はバケットシリンダのアームに対する連結部をそれぞれ拡大して示す図である。

【0015】

図５において、ブーム３１と上部旋回体２０の旋回フレーム２１との連結部分には姿勢センサとしてのブーム角度センサ６３が設けられている。ブーム角度センサ６３は、旋回フレーム２１側にブームピン３７と同心状に配置されている。ブーム３１のブームピン３７近傍にはブーム角度センサレバー６４が配置されており、ブーム角度センサレバー６４から突出したロッド部６４ａの一端がブーム角度センサ６３の検出軸を貫通するよう配置されている。ブーム角度センサ６３の検出軸は、ブームピン３７と同心上に配置されており、ブームピン３７の周方向において旋回フレーム２１に対する相対的な回動角度を検出可能である。ブーム３１がブームピン３７を中心に回動すると、ブーム角度センサレバー６４のロッド部６４ａによってブーム角度センサ６３の検出軸が連動して回転するので、ブーム３１の姿勢情報として旋回フレーム２１に対するブーム３１の相対角度（以降、「ブーム角度」と称する）を検出することができる。

【0016】

図６において、アーム３３とブーム３１との連結部分には姿勢センサとしてのアーム角度センサ６５が設けられている。アーム角度センサ６５は、ブーム３１側にアームピン３８と同心状に配置されている。アーム３３のアームピン３８近傍にはアーム角度センサレバー６６が配置されており、アーム角度センサレバー６６から突出したロッド部６６ａの一端がアーム角度センサ６５の検出軸を貫通するよう配置されている。アーム角度センサ６５の検出軸は、アームピン３８と同心上に配置されており、アームピン３８の周方向においてブーム３１に対する相対的な回動角度を検出可能である。アーム３３がアームピン３８を中心に回動すると、アーム角度センサレバー６６のロッド部６６ａによってアーム角度センサ６５の検出軸が連動して回転するので、アーム３３の姿勢情報としてブーム３１に対するアーム３３の相対角度（以降、「アーム角度」と称する）を検出することができる。

【0017】

図７において、バケットシリンダ３６のボトム側端部（ブーム３１との連結部側の端部）には、姿勢センサとしてのバケットシリンダストロークセンサ６７が設けられている。バケットシリンダストロークセンサ６７は、例えば、磁歪効果を利用した磁歪式センサであり、バケットシリンダ３６におけるストローク位置を検出可能である。バケットシリンダ３６が伸縮すると、バケット３５がバケットピン３９を中心に連動して回動するので、バケットシリンダ３６のストローク位置から、バケット３５の姿勢情報としてアーム３３に対するバケット３５の相対角度（以降、「バケット角度」と称する）を算出することが可能である。

【0018】

なお、本実施の形態においては、ブーム３１及びアーム３３の姿勢センサとしてブーム角度センサ６３及びアーム角度センサ６５の各角度センサを用い、また、バケット３５の姿勢センサとしてバケットシリンダストロークセンサ６７を用いてフロント作業機３０の被駆動部材３１，３３，３５の姿勢情報を取得する場合を例示して説明したが、これに限られず、各被駆動部材３１，３３，３５のそれぞれに対応する姿勢センサとして被駆動部材３１，３３，３５の連結部分に設けられる角度センサ、油圧アクチュエータ３２，３４，３６に設けられるストロークセンサ、及び被駆動部材３１，３３，３５に設けられる傾斜センサの少なくとも何れか一種を選択して用いても良い。

【0019】

図１に戻る。

【0020】

下部走行体１０は、左右一対のクローラフレーム１２ａ（１２ｂ）にそれぞれ掛け回された一対のクローラ１１ａ（１１ｂ）と、クローラ１１ａ（１１ｂ）をそれぞれ駆動する走行油圧モータ１３ａ（１３ｂ）（図示しない減速機構を含む）とから構成されている。なお、図１において、下部走行体１０の各構成については、左右一対の構成のうちの一方のみを図示して符号を付し、他方の構成については図中に括弧書きの符号のみを示して図示を省略する。

【0021】

上部旋回体２０は、基部となる旋回フレーム２１上に各部材を配置して構成されており、上部旋回体２０を構成する旋回フレーム２１が下部走行体１０に対して旋回可能となっている。上部旋回体２０の旋回フレーム２１上には、オペレータが搭乗して操作レバー装置７２，７３，７４（図２参照）により油圧ショベル１の操作を行うための運転室１７０が配置されているほか、原動機であるエンジン２２と、エンジン２２により駆動されるメイン油圧ポンプ４１及びパイロット油圧ポンプ４２と、各油圧アクチュエータを駆動するための油圧回路システム４０が搭載されている。また、上部旋回体２０には、車体の水平面に対する傾きを検出する車体傾斜センサ６８が配置されている。

【0022】

図３において、運転室１７０内には、オペレータが着座する運転席７０と、フロント作業機３０を操作するための操作レバー７２，７３，７４と、下部走行体１０の左右の油圧走行モータ１３ａ，１３ｂを操作するための走行レバー（操作装置）９０，９１と、走行レバー９０，９１のそれぞれと互いに連動した操作が可能な左右の走行ペダル９０ａ，９１ａと、パイロット油圧ポンプ４２の吐出ライン（パイロットライン）の遮断／開通を切り換えるゲートロックレバー７１と、運転席７０の左右側方に設けられたスイッチパネル８０とが配置されている。また、運転室１７０内のオペレータから見やすい位置、かつ、外部視野確保の妨げにならない位置には、油圧ショベル１に関する種々の情報や設定画面等を表示するためのモニタ（表示装置）６１が配置されている。モニタ６１の表示は、後述する情報化施工コントローラ６０により制御されるモニタコントローラ６２により制御される。操作レバー７２ａ，７３ａは、ブームシリンダ３２（ブーム３１）及びバケットシリンダ３６（バケット３５）を操作するための操作レバー装置（操作装置）７２，７３において共有される１つの操作レバーであり、それらを特に区別する場合には、それぞれ、右操作レバー（ブーム）７２ａおよび右操作レバー（バケット）７３ａと称する。同様に、操作レバー７４ａは、アームシリンダ３４（アーム３３）及び図示しない旋回油圧モータ（上部旋回体２０）を操作するための操作レバー装置（操作装置）７４において共有される１つの操作レバーであり、それらを特に区別する場合には、左操作レバー（アーム）７４ａと称する。また、走行レバー９０，９１は、それぞれ、左走行レバー９０および右走行レバー９１と称する。

【0023】

スイッチパネル８０には、モニタ６１に表示される設定画面における画面の切換や項目の選択、決定等の操作を行うための画面切換・決定スイッチ７５と、せってい画面における前画面への戻し操作やキャンセル操作等を行うための前画面戻しスイッチ７９と、数値を入力するためのテンキー７８と、油圧ショベル１の制御装置である情報化施工コントローラ６０によるマシンコントロール（後述）の有効（オン）／無効（オフ）を切り換えるＭＣオン／オフスイッチ７７と、ＭＣオン／オフスイッチ７７を有効にするためのＭＣスタンバイスイッチ７６とを有している。

【0024】

画面切換・決定スイッチ７５や前画面戻しスイッチ７９としては、設定画面における項目の選択、決定、キャンセル等の操作を行うことができる構造であれば良いが、例えば、図４に示すように、画面切換・決定スイッチ７５として、周方向に回転させることにより選択操作を行い、押下することにより決定操作を行うスイッチを採用し、また、前画面戻しスイッチ７９として、押下することによりキャンセル操作を行うスイッチを採用しても良い。

【0025】

図２において、本実施の形態に係る油圧回路システムでは、エンジン２２により駆動されるメイン油圧ポンプ４１から各油圧アクチュエータ３２，３４，３６に供給される圧油の方向および流量をコントロールバルブ（スプール）１００，１０１，１０２により制御している。メイン油圧ポンプ４１から吐出された圧油は、コントロールバルブ（スプール）１００，１０１，１０２を介してブームシリンダ３２、アームシリンダ３４、及びバケットシリンダ３６に供給される。供給された圧油によってブームシリンダ３２、アームシリンダ３４、及びバケットシリンダ３６が伸縮することで、ブーム３１、アーム３３、及びバケット３５がそれぞれ回動し、バケット３５の位置及び姿勢が変化する。なお、図２では、メイン油圧ポンプ４１の吐出ラインと各コントロールバルブ（スプール）とを接続する油路は紙面の都合上省略している。

【0026】

なお、図２においては、油圧ショベル１の油圧アクチュエータとして、フロント作業機３０に関するブームシリンダ３２、アームシリンダ３４、及びバケットシリンダ３６のみを示し、他の油圧アクチュエータについては図示および説明を省略したが、図示しないコントロールバルブ（スプール）を介して供給された圧油によって旋回油圧モータが回転することで下部走行体１０に対して上部旋回体２０が旋回し、また、供給された圧油によって走行油圧モータ１３ａ，１３ｂが回転することで下部走行体１０が走行する。なお、本実施の形態ではメイン油圧ポンプ４１として固定容量型ポンプを例示しているが、レギュレータによって容量が制御される可変容量型ポンプを用いても良い。

【0027】

パイロット油圧ポンプ４２の吐出ライン（パイロットライン）はゲートロックレバー７１により切り換えられるゲートロック弁１３８を通った後、複数に分岐して操作レバー装置７２，７３，７４を介して対応するコントロールバルブ（スプール）１００，１０１，１０２の受圧部（油圧駆動部）１００ａ，１００ｂ，１０１ａ，１０１ｂ，１０２ａ，１０２ｂに接続されている。

【0028】

ゲートロック弁１３８は、本実施の形態では、運転室１７０内のゲートロックレバー７１の位置によって開閉を切り換える機械式の切換弁を例示したが、例えば、ゲートロックレバーに位置検出器を設け、その位置検出器と電気的に接続した電磁駆動部によって開閉を切り換える電磁切換弁としてもよい。ゲートロックレバー７１のポジションがロック位置にあればゲートロック弁１３８が閉じてパイロット油圧ポンプ４２からの吐出ライン（パイロットライン）が遮断され、ロック解除位置にあればゲートロック弁１３８が開いてパイロット油圧ポンプ４２からの吐出ラインが開通する。つまり、パイロット油圧ポンプ４２からの吐出ライン（パイロットライン）が遮断された状態では操作レバー装置７２，７３，７４による操作が無効化され、フロント作業機３０による掘削等の動作（旋回動作も含む）が禁止される。

【0029】

操作レバー装置７２，７３，７４は油圧パイロット方式であり、パイロット油圧ポンプ４２から吐出される圧油をもとに、それぞれオペレータにより操作される操作レバー７２ａ，７３ａ，７４ａの操作量（例えば，レバーストローク）と操作方向とに応じたパイロット圧（操作信号と称することがある）を発生する。このように発生したパイロット圧はパイロットラインを介して対応するコントロールバルブ（スプール）１００，１０１，１０２の油圧駆動部１００ａ，１００ｂ，１０１ａ，１０１ｂ，１０２ａ，１０２ｂに供給され、これらコントロールバルブ（スプール）１００，１０１，１０２を駆動する操作信号として利用される。

【0030】

操作レバー装置７４とコントロールバルブ（アームスプール）１００の油圧駆動部１００ａとを接続するパイロットラインには、情報化施工コントローラ６０からの制御信号に基づいて操作レバー装置７４から出力されるパイロット圧を減圧し油圧駆動部１００ａに出力する電磁比例弁（アーム押し減速弁）１０３が配置されている。また、アーム押し減速弁１０３の上流側からはアーム押し減速弁１０３を介さずに迂回して油圧駆動部１００ａに接続するパイロットラインが分岐しており、その分岐部には操作レバー装置７４から油圧駆動部１００ａへのパイロット圧の供給経路をアーム押し減速弁１０３が配置された一方のパイロットラインと他方のパイロットライン（迂回路）との何れか一方に選択的に切り換えるＭＣ油圧切換弁（アーム押し切換弁）１３２が配置されている。油圧駆動部１００ａにパイロット圧（操作信号）が印加されると、メイン油圧ポンプ４１からの圧油がアームシリンダ３４のロッド側に供給されてアームシリンダ３４が縮退駆動される方向にコントロールバルブ（アームスプール）１００が駆動され、アーム押し動作が行われる。

【0031】

操作レバー装置７４とコントロールバルブ（アームスプール）１００の油圧駆動部１００ｂとを接続するパイロットラインには、情報化施工コントローラ６０からの制御信号に基づいて操作レバー装置７４から出力されるパイロット圧を減圧し油圧駆動部１００ｂに出力する電磁比例弁（アーム引き減速弁）１０４が配置されている。また、アーム引き減速弁１０４の上流側からはアーム引き減速弁１０４を介さずに迂回して油圧駆動部１００ｂに接続するパイロットラインが分岐しており、その分岐部には操作レバー装置７４から油圧駆動部１００ｂへのパイロット圧の供給経路をアーム引き減速弁１０４が配置された一方のパイロットラインと他方のパイロットライン（迂回路）との何れか一方に選択的に切り換えるＭＣ油圧切換弁（アーム引き切換弁）１３３が配置されている。油圧駆動部１００ｂにパイロット圧（操作信号）が印加されると、メイン油圧ポンプ４１からの圧油がアームシリンダ３４のボトム側に供給されてアームシリンダ３４が伸長駆動される方向にコントロールバルブ（アームスプール）１００が駆動され、アーム引き動作が行われる。

【0032】

操作レバー装置７２とコントロールバルブ（ブームスプール）１０１の油圧駆動部１０１ａとを接続するパイロットラインには、情報化施工コントローラ６０からの制御信号に基づいて操作レバー装置７２から出力されるパイロット圧を減圧し油圧駆動部１０１ａに出力する電磁比例弁（ブーム下げ減速弁）１０５が配置されている。また、ブーム下げ減速弁１０５の上流側からはブーム下げ減速弁１０５を介さずに迂回して油圧駆動部１０１ａに接続するパイロットラインが分岐しており、その分岐部には操作レバー装置７２から油圧駆動部１０１ａへのパイロット圧の供給経路をブーム下げ減速弁１０５が配置された一方のパイロットラインと他方のパイロットライン（迂回路）との何れか一方に選択的に切り換えるＭＣ油圧切換弁（ブーム下げ切換弁）１３４が配置されている。油圧駆動部１０１ａにパイロット圧（操作信号）が印加されると、メイン油圧ポンプ４１からの圧油がブームシリンダ３２のロッド側に供給されてブームシリンダ３２が縮退駆動される方向にコントロールバルブ（ブームスプール）１０１が駆動され、ブーム下げ動作が行われる。

【0033】

操作レバー装置７２とコントロールバルブ（ブームスプール）１０１の油圧駆動部１０１ｂとを接続するパイロットラインには、操作レバー装置７２からのパイロット圧とパイロット油圧ポンプ４２の吐出ラインのパイロット圧のうち高圧側を選択して油圧駆動部１０１ｂに導くシャトル弁１１１が設けられている。シャトル弁１１１のパイロット油圧ポンプ４２の吐出ライン側には、情報化施工コントローラ６０からの制御信号に基づいてパイロット油圧ポンプ４２から出力されるパイロット圧を減圧しシャトル弁１１１に導く電磁比例弁（ブーム上げ増速弁）１０６が配置されている。油圧駆動部１０１ｂにパイロット圧（操作信号）が印加されると、メイン油圧ポンプ４１からの圧油がブームシリンダ３２のボトム側に供給されてブームシリンダ３２が伸長駆動される方向にコントロールバルブ（ブームスプール）１０１が駆動され、ブーム上げ動作が行われる。

【0034】

操作レバー装置７３とコントロールバルブ（バケットスプール）１０２の油圧駆動部１０２ａとを接続するパイロットラインには、情報化施工コントローラ６０からの制御信号に基づいて操作レバー装置７３から出力されるパイロット圧を減圧し油圧駆動部１０２ａに出力する電磁比例弁（バケット放土減速弁）１０７が配置されており、バケット放土減速弁１０７の下流側にはバケット放土減速弁１０７からのパイロット圧とパイロット油圧ポンプ４２の吐出ラインのパイロット圧のうち高圧側を選択して油圧駆動部１０２ａに導くシャトル弁１１２が設けられている。また、バケット放土減速弁１０７の上流側からはバケット放土減速弁１０７及びシャトル弁１１２を介さずに迂回して油圧駆動部１０２ａに接続するパイロットラインが分岐しており、その分岐部には操作レバー装置７３から油圧駆動部１０２ａへのパイロット圧の供給経路をバケット放土減速弁１０７及びシャトル弁１１２が配置された一方のパイロットラインと他方のパイロットライン（迂回路）との何れか一方に選択的に切り換えるＭＣ油圧切換弁（バケット放土切換弁）１３５が配置されている。また、シャトル弁１１２のパイロット油圧ポンプ４２の吐出ライン側には、情報化施工コントローラ６０からの制御信号に基づいてパイロット油圧ポンプ４２から出力されるパイロット圧を減圧しシャトル弁１１２に導く電磁比例弁（バケット放土増速弁）１０８が配置されている。油圧駆動部１０２ａにパイロット圧（操作信号）が印加されると、メイン油圧ポンプ４１からの圧油がバケットシリンダ３６のロッド側に供給されてバケットシリンダ３６が縮退駆動される方向にコントロールバルブ（バケットスプール）１０２が駆動され、バケット放土動作が行われる。

【0035】

操作レバー装置７３とコントロールバルブ（バケットスプール）１０２の油圧駆動部１０２ｂとを接続するパイロットラインには、情報化施工コントローラ６０からの制御信号に基づいて操作レバー装置７３から出力されるパイロット圧を減圧し油圧駆動部１０２ｂに出力する電磁比例弁（バケット掘削減速弁）１０９が配置されており、バケット掘削減速弁１０９の下流側にはバケット掘削減速弁１０９からのパイロット圧とパイロット油圧ポンプ４２の吐出ラインのパイロット圧のうち高圧側を選択して油圧駆動部１０２ｂに導くシャトル弁１１３が設けられている。また、バケット掘削減速弁１０９の上流側からはバケット掘削減速弁１０９及びシャトル弁１１３を介さずに迂回して油圧駆動部１０２ｂに接続するパイロットラインが分岐しており、その分岐部には操作レバー装置７３から油圧駆動部１０２ｂへのパイロット圧の供給経路をバケット掘削減速弁１０９及びシャトル弁１１３が配置された一方のパイロットラインと他方のパイロットライン（迂回路）との何れか一方に選択的に切り換えるＭＣ油圧切換弁（バケット掘削切換弁）１３６が配置されている。また、シャトル弁１１３のパイロット油圧ポンプ４２の吐出ライン側には、情報化施工コントローラ６０からの制御信号に基づいてパイロット油圧ポンプ４２から出力されるパイロット圧を減圧しシャトル弁１１３に導く電磁比例弁（バケット掘削増速弁）１１０が配置されている。油圧駆動部１０２ｂにパイロット圧が印加されると、メイン油圧ポンプ４１からの圧油がバケットシリンダ３６のボトム側に供給されてバケットシリンダ３６が伸長駆動される方向にコントロールバルブ（バケットスプール）１０２が駆動され、バケット掘削動作が行われる。

【0036】

電磁比例弁１０６，１０８，１１０の上流側（パイロット油圧ポンプ４２側）には、パイロット油圧ポンプ４２から電磁比例弁１０６，１０８，１１０にそれぞれ導かれるパイロット圧の通流／遮断を切り換えるＭＣ油圧遮断弁１３１が配置されている。ＭＣ油圧遮断弁１３１が通流側に切り換えられるとパイロット油圧ポンプ４２から電磁比例弁１０６，１０８，１１０にパイロット圧が導かれ、ＭＣ油圧遮断弁１３１が遮断側に切り換えられるとパイロット油圧ポンプ４２から電磁比例弁１０６，１０８，１１０へのパイロット圧の供給が遮断される。

【0037】

ＭＣ油圧切換弁１３２，１３３，１３４，１３５，１３６、及び、ＭＣ油圧遮断弁１３１は、パイロット油圧ポンプ４２からＭＣオン／オフ電磁弁１３０を介して導かれるパイロット圧に基づいて切り換えられるものであり、情報化施工コントローラ６０からの制御信号（電流）に基づいてＭＣ油圧切換弁１３２，１３３，１３４，１３５，１３６、及び、ＭＣ油圧遮断弁１３１を駆動するパイロット圧（制御信号）の通流／遮断を切り換えている。

【0038】

ＭＣ油圧切換弁１３２，１３３，１３４，１３５，１３６は、受圧部１３２ａ，１３３ａ，１３４ａ，１３５ａ，１３６ａに導かれるパイロット圧が遮断されている場合には、操作レバー装置７２，７３，７４からのパイロット圧の供給先を迂回路側に切り換え、受圧部１３２ａ，１３３ａ，１３４ａ，１３５ａ，１３６ａにパイロット圧が印加されている場合には、操作レバー装置７２，７３，７４からのパイロット圧の供給先を電磁比例弁１０３，１０４，１０５，１０７，１０９が配置されたパイロットライン側に切り換える。

【0039】

また、ＭＣ油圧遮断弁１３１は、受圧部１３１ａに導かれるパイロット圧が遮断されている場合には、パイロット油圧ポンプ４２から電磁比例弁１０６，１０８，１１０に供給されるパイロット圧を遮断し、受圧部１３１ａにパイロット圧が印加されている場合には、パイロット油圧ポンプ４２からのパイロット圧を電磁比例弁１０６，１０８，１１０に供給する。

【0040】

ＭＣ油圧遮断弁１３１及びＭＣ油圧切換弁１３２，１３３，１３４，１３５，１３６の受圧部１３１ａ，１３２ａ，１３３ａ，１３４ａ，１３５ａ，１３６ａには、情報化施工コントローラ６０からの制御信号に基づいて通流／遮断を切り換えるＭＣオン／オフ電磁弁１３０を介したパイロット圧が導かれている。ＭＣオン／オフ電磁弁１３０は、非通電時には開度がゼロであるとともに、通電時には開度が最大となる。したがって、情報化施工コントローラ６０から制御信号（電流）を出力してＭＣオン／オフ電磁弁１３０を駆動すると、電磁比例弁１０３，１０４，１０５，１０７，１０９によるパイロット圧（操作信号）の減圧、および、電磁比例弁１０６，１０８，１１０によるパイロット圧（操作信号）の発生を有効とすることができる。

【0041】

電磁比例弁１０３，１０４，１０５，１０７，１０９は、非通電時には開度が最大であり、情報化施工コントローラ６０からの電流（制御信号）を増大させるほど開度が小さくなる。一方、電磁比例弁１０６，１０８，１１０は、非通電時には開度がゼロであるとともに、通電時には開度を有し、情報化施工コントローラ６０からの電流（制御信号）を増大させるほど開度が大きくなる。このように各電磁比例弁の開度は情報化施工コントローラ６０からの電流（制御信号）により制御される。したがって、情報化施工コントローラ６０から制御信号（電流）を出力して電磁比例弁１０６，１０８，１１０を駆動すると、対応する操作レバー装置７２，７３がオペレータにより操作されていない場合にもパイロット圧（操作信号）を発生して油圧駆動部１０１ｂ，１０２ａ，１０２ｂに印加することができるので、ブーム上げ動作、バケットクラウド／ダンプ動作を強制的に発生することができる。また、同様に、情報化施工コントローラ６０により電磁比例弁１０３，１０４，１０５，１０７，１０９を駆動すると、操作レバー装置７２，７３，７４のオペレータの操作により発生したパイロット圧を減じたパイロット圧（操作信号）を発生して油圧駆動部１００ａ，１００ｂ，１０１ａ，１０２ａ，１０２ｂに印加することができ、ブーム下げ動作、アームクラウド／ダンプ動作、バケットクラウド／ダンプ動作の速度をオペレータによる操作レバー７２ａ，７３ａ，７４ａの操作量に基づく速度から強制的に低減することができる。

【0042】

本実施の形態においては、コントロールバルブ１００，１０１，１０２に対する操作信号（パイロット圧）のうち、操作レバー装置７２，７３，７４の操作によって発生したパイロット圧を「第１操作信号」又は「１次圧」と称する。また、コントロールバルブ１００，１０１，１０２に対する操作信号（パイロット圧）のうち、情報化施工コントローラ６０で電磁比例弁１０３，１０４，１０５，１０７，１０９を駆動することにより第１操作信号を補正（低減）して生成され油圧駆動部１００ａ，１００ｂ，１０１ａ，１０２ａ，１０２ｂに印加されるパイロット圧、および、情報化施工コントローラ６０で電磁比例弁１０６，１０８，１１０を駆動して第１制御信号とは別に新たに生成され油圧駆動部１０１ｂ，１０２ａ，１０２ｂに印加されるパイロット圧を「第２制御信号」又は「２次圧」と称する。

【0043】

情報化施工コントローラ６０は、キャリブレーション姿勢記憶部６０ａと、キャリブレーション姿勢制御部６０ｂと、マシンコントロール制御部６０ｃとを有している。

【0044】

また、情報化施工コントローラ６０には、ゲートロック弁１３８の下流側のパイロット圧を検出する遮断弁出口圧センサ１３７の検出結果と、操作レバー装置７２，７３，７４の操作によりそれぞれ出力されるパイロット圧の１次圧を検出するアーム押しパイロット圧１次圧センサ１１８、アーム引きパイロット圧１次圧センサ１１９、ブーム下げパイロット圧１次圧センサ１２０、ブーム上げパイロット圧１次圧センサ１２１、バケット放土パイロット圧１次圧センサ１２２、及びバケット掘削パイロット圧１次圧センサ１２３からの検出結果と、コントロールバルブ１００，１０１，１０２の油圧駆動部１００ａ，１００ｂ，１０１ａ，１０１ｂ，１０２ａ，１０２ｂに印加されるパイロット圧の２次圧を検出するアーム押しパイロット圧２次圧センサ１２４、アーム引きパイロット圧２次圧センサ１２５、ブーム下げパイロット圧２次圧センサ１２６、ブーム上げパイロット圧２次圧センサ１２７、バケット放土パイロット圧２次圧センサ１２８、及びバケット掘削パイロット圧２次圧センサ１２９の検出結果と、フロント作業機３０および車体の姿勢に関する姿勢情報を取得する姿勢センサとしてのブーム角度センサ６３、アーム角度センサ６５、バケットシリンダストロークセンサ６７、及び車体傾斜センサ６８の検出結果とが入力されている。また、スイッチパネル８０に設けられた画面切換・決定スイッチ７５、ＭＣスタンバイスイッチ７６、ＭＣオン／オフスイッチ７７、テンキー７８、及び前画面戻しスイッチ７９の操作信号が入力されている。

【0045】

情報化施工コントローラ６０は、ＭＣスタンバイスイッチ７６が操作（押下）されて操作信号（接点信号）が入力されると、予め定めた一定時間だけＭＣオン／オフスイッチ７７からの操作信号（接点信号）の入力を有効とする。情報化施工コントローラ６０は、ＭＣスタンバイスイッチ７６が操作（押下）されてＭＣオン／オフスイッチ７７が有効となった状態でＭＣオン／オフスイッチ７７が操作（押下）されて操作信号（接点信号）が入力されると、ＭＣオン／オフ電磁弁１３０に制御信号（電流）を出力して通流状態となるように駆動し、電磁比例弁１０３，１０４，１０５，１０７，１０９によるパイロット圧（操作信号）の減圧、および、電磁比例弁１０６，１０８，１１０によるパイロット圧（操作信号）の発生を有効とする。すなわち、ＭＣスタンバイスイッチ７６及びＭＣオン／オフスイッチ７７の操作によって油圧ショベル１におけるマシンコントロールが有効となる。

【0046】

マシンコントロール制御部６０ｃは、油圧ショベル１におけるフロント作業機３０のマシンコントロール（ＭＣ：Machine Control）に関する制御を行う。本実施の形態におけるマシンコントロールは、姿勢センサとしてのブーム角度センサ６３、アーム角度センサ６５、及びバケットシリンダストロークセンサ６７の検出結果に基づいて、ローカル座標系（油圧ショベル１に対して設定された座標系）におけるフロント作業機３０の姿勢と、バケット３５の爪先の位置を演算するとともに、操作レバー装置７２，７３，７４を介して入力される掘削操作に対してフロント作業機３０が予め定めた条件に沿って動作するように油圧アクチュエータ３２，３４，３６の少なくとも一部を強制的に動作させる、或いは、油圧アクチュエータ３２，３４，３６の少なくとも一部の動作を制限することによりオペレータの掘削操作を補助する制御のことである。このようなマシンコントロールの具体例としては、オペレータの操作による掘削動作中に自動的にブームシリンダ３２を制御してブーム上げ動作を適宜加え、バケット３５先端位置を目標面上に制限するものなどがある。

【0047】

キャリブレーション姿勢記憶部６０ａ及びキャリブレーション姿勢制御部６０ｂは、マシンコントロールの精度に関係する少なくとも一部の姿勢センサ（ブーム角度センサ６３、アーム角度センサ６５、バケットシリンダストロークセンサ６７）のキャリブレーションの実行に際して、フロント作業機３０の姿勢をキャリブレーション作業の実行に必要な姿勢（キャリブレーション姿勢）に調整する操作を半自動で行う「キャリブレーション姿勢制御」（一種のマシンコントロール）を行うものである。「キャリブレーション姿勢制御」において、キャリブレーション姿勢記憶部６０ａは、姿勢センサ６３，６５，６７のキャリブレーションを行うために予め定めたフロント作業機３０の少なくとも１つ（本実施の形態では複数）のキャリブレーション姿勢を記憶しており（キャリブレーション姿勢設定記憶処理）、キャリブレーション姿勢制御部６０ｂは、複数のキャリブレーション姿勢のうち選択的に設定された１つのキャリブレーション姿勢に対応して予め設定された各姿勢センサ６３，６５，６７の検出目標値（角度目標値）と姿勢センサ６３，６５，６７の検出値とが等しくなった場合に油圧アクチュエータ３２，３４，３６を停止させるようにマシンコントロールを実行する（キャリブレーション姿勢制御処理）。

【0048】

図８は、キャリブレーション姿勢記憶部におけるキャリブレーション姿勢設定記憶処理を示すフローチャートである。また、図１１〜図１７は、キャリブレーション姿勢設定記憶処理の各処理ステップにおいてモニタに表示される画面の一例を示す図である。

【0049】

図８において、キャリブレーション姿勢記憶部６０ａは、モニタ６１に表示されたメニュー画面１４０（図１１）が操作されてキャリブレーション姿勢制御モードに移行した場合にキャリブレーション姿勢設定記憶処理を開始する（ステップＳ１０１）。キャリブレーション姿勢制御モードへの移行は、例えば、モニタ６１上に表示されるメニュー画面１４０から画面切換・決定スイッチ７５を回してキャリブレーション姿勢制御モードを示す「キャリブレーション姿勢」の項目１４０ａを選択し、画面切換・決定スイッチ７５押下することで決定する。

【0050】

キャリブレーション姿勢制御モードに移行すると、モニタコントローラ６２を制御してモニタ６１に姿勢入力画面１４１（図１２）を表示し、オペレータに新規のキャリブレーション姿勢を記憶させるための「入力」の項目１４１ａか、過去に記憶したキャリブレーション姿勢を削除するための「削除」の項目１４１ｂの何れかを選択的に設定させ（ステップＳ１０２）、「入力」の項目１４１ａと「削除」の項目１４１ｂの何れの項目が設定されたかを判定する（ステップＳ１０３）。「入力」の項目１４１ａ又は「削除」の項目１４１ｂの設定は、モニタ６１上に表示される姿勢入力画面１４１から画面切換・決定スイッチ７５を回して「入力」の項目１４１ａ又は「削除」の項目１４１ｂを選択し、画面切換・決定スイッチ７５押下することで決定する。

【0051】

ステップＳ１０３において「入力」の項目が設定されたと判定した場合には、モニタコントローラ６２を制御してモニタ６１に姿勢番号指定画面１４２（図１３）を表示し、オペレータに新規のキャリブレーション姿勢を記憶させる姿勢番号を指定させる（ステップＳ１０４）。姿勢番号の指定は、例えば、モニタ６１上に表示される姿勢番号指定画面１４２から画面切換・決定スイッチ７５を回して姿勢番号の項目１４２ａを姿勢番号「００」〜「９９」から選択的に切り換えて選択し、或いは、テンキー７８から姿勢番号を直接入力して、画面切換・決定スイッチ７５押下することで決定する。なお、本実施の形態においては、姿勢番号として「００」〜「９９」の範囲を例示しているがこれに限られず、必要性とコントローラの記憶領域の容量に応じて任意の項目数を設定するよう構成しても良い。

【0052】

続いて、モニタコントローラ６２を制御してモニタ６１に、入力した姿勢番号に間違いが無いかどうかを確認する画面（図示せず）を表示し、指定した姿勢番号が正しいか否か（「ＯＫ」か「ＮＧ」か）を入力させ（ステップＳ１０５）、「ＯＫ」と「ＮＧ」の何れが入力されたかを判定する（ステップＳ１０６）。姿勢番号に間違いが無いかどうかの入力は、例えば、モニタ６１上に表示される確認画面に表示される「ＯＫ」／「ＮＧ」の選択肢の何れかを画面切換・決定スイッチ７５を回して選択し、画面切換・決定スイッチ７５押下して決定する。また、姿勢番号指定画面１４２（図１３）の「レ」（チェックマーク）の項目１４２ｂを画面切換・決定スイッチ７５を回して選択し、画面切換・決定スイッチ７５押下することで「ＯＫ」を入力したり、前画面戻しスイッチ７９を押下することで「ＮＧ」を入力したりしても良い。ステップＳ１０６において「ＮＧ」が入力されたと判定した場合には、「ＯＫ」が入力されるまでステップＳ１０４，Ｓ１０５の処理を繰り返す。

【0053】

ステップＳ１０６において「ＯＫ」が入力されたと判定した場合には、モニタコントローラ６２を制御してモニタ６１に姿勢目標値入力画面１４３（図１４）を表示し、オペレータに新規のキャリブレーション姿勢の姿勢情報（姿勢目標値）を入力させる（ステップＳ１０７）。ここでは、姿勢情報として被駆動部材３１，３３，３５の角度目標値を入力する場合を例示する。姿勢情報の入力は、例えば、モニタ６１上に表示される姿勢目標値入力画面１４３から画面切換・決定スイッチ７５を回して「ブーム角度」の項目１４３ａ、「アーム角度」の項目１４３ｂ、及び、「バケット角度」の項目１４３ｃの何れかを入力対象の項目として選択し、画面切換・決定スイッチ７５押下することで決定して画面１４４（図１５）を表示させた後、画面切換・決定スイッチ７５を回して入力対象の姿勢情報（角度目標値）の項目１４４ａを複数の候補値から選択的に切り換えて選択し、或いは、テンキー７８から姿勢情報（角度目標値）を項目１４４ａに直接入力して、画面切換・決定スイッチ７５押下することで決定する。

【0054】

続いて、モニタコントローラ６２を制御してモニタ６１に、入力した姿勢情報（角度目標値）に間違いが無いかどうかを確認する画面（図示せず）を表示し、入力した姿勢情報が正しいか否か（「ＯＫ」か「ＮＧ」か）を入力させ（ステップＳ１０８）、「ＯＫ」と「ＮＧ」の何れが入力されたかを判定する（ステップＳ１０９）。姿勢情報に間違いが無いかどうかの入力は、例えば、モニタ６１上に表示される確認画面に表示される「ＯＫ」／「ＮＧ」の選択肢の何れかを画面切換・決定スイッチ７５を回して選択し、画面切換・決定スイッチ７５押下して決定する。また、画面１４４（図１５）の「レ」（チェックマーク）の項目１４４ｂを画面切換・決定スイッチ７５を回して選択し、画面切換・決定スイッチ７５押下することで「ＯＫ」を入力したり、前画面戻しスイッチ７９を押下することで「ＮＧ」を入力したりしても良い。ステップＳ１０９において「ＮＧ」が入力されたと判定した場合には、「ＯＫ」が入力されるまでステップＳ１０７，Ｓ１０８の処理を繰り返す。

【0055】

ステップＳ１０９において「ＯＫ」が入力されたと判定した場合には、キャリブレーション姿勢記憶部６０ａに設けられた複数の記憶エリアのうちステップＳ１０４で選択した姿勢番号に対応する記憶エリアに入力した姿勢情報（角度目標値）を格納（記憶）する（ステップＳ１１０）。

【0056】

また、ステップＳ１０３において「削除」の項目が設定されたと判定した場合には、モニタコントローラ６２を制御してモニタ６１にキャリブレーション姿勢削除画面１４５（図１６）を表示し、オペレータに削除するキャリブレーション姿勢の姿勢番号を指定させる（ステップＳ１１１）。削除する姿勢番号の指定は、例えば、モニタ６１上に表示されるキャリブレーション姿勢削除画面１４５から画面切換・決定スイッチ７５を回して姿勢番号の項目１４５ａを姿勢番号「００」〜「９９」から選択的に切り換えて選択し、或いは、テンキー７８から姿勢番号を直接入力して、画面切換・決定スイッチ７５押下することで決定する。

【0057】

ステップＳ１１１において削除するキャリブレーション姿勢の姿勢番号が指定されると、モニタコントローラ６２を制御してモニタ６１に削除対象のキャリブレーション姿勢の現在値を表示する画面１４６（図１７）を表示し（ステップＳ１１２）、削除対象として入力した姿勢番号が正しいか否か（「ＯＫ」か「ＮＧ」か）を入力させ（ステップＳ１１３）、「ＯＫ」と「ＮＧ」の何れが入力されたかを判定する（ステップＳ１１４）。削除対象として入力した姿勢番号に間違いが無いかどうかの入力は、例えば、モニタ６１上に表示される確認画面に表示される「ＯＫ」／「ＮＧ」の選択肢の何れかを画面切換・決定スイッチ７５を回して選択し、画面切換・決定スイッチ７５押下して決定する。また、画面１４６（図１７）の「レ」（チェックマーク）の項目１４６ａを画面切換・決定スイッチ７５を回して選択し、画面切換・決定スイッチ７５押下することで「ＯＫ」を入力したり、前画面戻しスイッチ７９を押下することで「ＮＧ」を入力したりしても良い。

【0058】

ステップＳ１１４において「ＯＫ」が入力されたと判定した場合には、キャリブレーション姿勢記憶部６０ａに設けられた複数の記憶エリアのうちステップＳ１１１で削除対象として選択した姿勢番号に対応する記憶エリアに記憶されている姿勢情報（角度目標値）を消去する（ステップＳ１１５）。

【0059】

ステップＳ１１０の記憶処理、又は、ステップＳ１１５の消去処理が終了すると、前画面戻しスイッチ７９が押下されたかどうか判定し、判定結果がＮＯの場合にはステップＳ１０２〜Ｓ１１５の処理を繰り返し、判定結果がＹＥＳの場合には処理を終了する。

【0060】

図９及び図１０は、キャリブレーション姿勢制御部におけるキャリブレーション姿勢制御処理を示すフローチャートである。また、図１８〜図２１は、キャリブレーション姿勢制御処理の各処理ステップにおいてモニタに表示される画面の一例を示す図である。なお、キャリブレーション姿勢制御処理でモニタに表示される画面のうちキャリブレーション姿勢設定記憶処理でモニタに表示される画面と共通のものについてはその図面番号を示して図示を省略する。

【0061】

図９において、キャリブレーション姿勢制御部６０ｂは、モニタ６１に表示されたメニュー画面１４０（図１１）が操作されてキャリブレーション姿勢制御モードに移行した場合にキャリブレーション姿勢設定記憶処理を開始する（ステップＳ２０１）。キャリブレーション姿勢制御モードへの移行は、例えば、モニタ６１上に表示されるメニュー画面１４０から画面切換・決定スイッチ７５を回してキャリブレーション姿勢制御モードを示す「キャリブレーション姿勢」の項目１４０ａを選択し、画面切換・決定スイッチ７５押下することで決定する。

【0062】

キャリブレーション姿勢制御モードに移行すると、モニタコントローラ６２を制御してモニタ６１に姿勢入力画面１４１（図１２）を表示し、オペレータにキャリブレーション姿勢を呼び出させるための「呼出」の項目１４１ｃを選択的に入力させ（ステップＳ２０２）、「呼出」の項目１４１ｃが入力されたかどうかを判定する（ステップＳ２０３）。「呼出」の項目１４１ｃの入力は、モニタ６１上に表示される姿勢入力画面１４１から画面切換・決定スイッチ７５を回して「呼出」の項目１４１ｃを選択し、画面切換・決定スイッチ７５押下することで決定する。ステップＳ２０３での判定結果がＮＯの場合には、判定結果がＹＥＳになるまで、すなわち、姿勢入力画面１４１で「呼出」の項目１４１ｃが入力されるまで、ステップＳ２０２の処理を繰り返す。

【0063】

また、ステップＳ２０３での判定結果がＹＥＳの場合には、モニタコントローラ６２を制御してモニタ６１にキャリブレーション姿勢を呼び出すための姿勢番号指定画面１５０（図１８）を表示し、オペレータに呼び出し対象となるキャリブレーション姿勢の姿勢番号を指定させる（ステップＳ２０４）。姿勢番号の指定は、例えば、モニタ６１上に表示される姿勢番号指定画面１５０から画面切換・決定スイッチ７５を回して姿勢番号の項目１５０ａを姿勢番号「００」〜「９９」から選択的に切り換えて選択し、或いは、テンキー７８から姿勢番号を直接入力して、画面切換・決定スイッチ７５押下することで決定する。

【0064】

ステップＳ２０４において呼び出すキャリブレーション姿勢の姿勢番号が指定されると、キャリブレーション姿勢記憶部６０ａに設けられた複数の記憶エリアのうちステップＳ２０４で指定した姿勢番号に対応する記憶エリアに格納された姿勢情報（角度目標値）を呼び出し（ステップＳ２０５）、モニタコントローラ６２を制御してモニタ６１に呼び出したキャリブレーション姿勢の姿勢情報（角度目標値）の現在値を表示する画面１５１（図１９）を表示し（ステップＳ２０６）、呼び出した姿勢情報、すなわち、入力した姿勢番号が正しいか否か（「ＯＫ」か「ＮＧ」か）を入力させ（ステップＳ２０７）、「ＯＫ」と「ＮＧ」の何れが入力されたかを判定する（ステップＳ２０８）。呼び出した姿勢情報、すなわち、入力した姿勢番号に間違いが無いかどうかの入力は、例えば、モニタ６１上に表示される確認画面に表示される「ＯＫ」／「ＮＧ」の選択肢の何れかを画面切換・決定スイッチ７５を回して選択し、画面切換・決定スイッチ７５押下して決定する。また、画面１５１（図１８）の「レ」（チェックマーク）の項目１５１ａを画面切換・決定スイッチ７５を回して選択し、画面切換・決定スイッチ７５押下することで「ＯＫ」を入力したり、前画面戻しスイッチ７９を押下することで「ＮＧ」を入力したりしても良い。ステップＳ２０８において「ＮＧ」が入力されたと判定した場合には、「ＯＫ」が入力されるまでステップＳ２０４〜Ｓ２０７の処理を繰り返す。

【0065】

ステップＳ２０８において「ＯＫ」が入力されたと判定した場合には、モニタコントローラ６２を制御してモニタ６１に、ＭＣスタンバイスイッチ７６及びＭＣオン／オフスイッチ７７の操作をオペレータに促す画面（図示せず）を表示し、ＭＣスタンバイスイッチ７６及びＭＣオン／オフスイッチ７７を操作させ（ステップＳ２０９）、ＭＣスタンバイスイッチ７６及びＭＣオン／オフスイッチ７７が操作されたかどうかを判定する（ステップＳ２１０）。ステップＳ２１０での判定結果がＮＯの場合には、判定結果がＹＥＳになるまでステップＳ２０９の処理を繰り返す。

【0066】

ステップＳ２１０での判定結果がＹＥＳの場合、すなわち、ＭＣスタンバイスイッチ７６及びＭＣオン／オフスイッチ７７が操作された場合には、油圧ショベル１におけるマシンコントロールが有効となるので、モニタコントローラ６２を制御してモニタ６１の画面１５２（図２０）に、キャリブレーション姿勢制御処理のマシンコントロールを実行中であることをオペレータに報知する情報（例えば、「キャリブレーション姿勢制御動作中」の文字情報１５２ａ）を表示する（ステップＳ２１１）。

【0067】

続いて、パイロット圧１次圧センサ１１８〜１２３の検出結果から被駆動部材（ブーム３１、アーム３３、バケット３５）が操作中であるかどうか、すなわち、操作レバー装置７２，７３，７４が操作中であるかどうかを判定し（ステップＳ２１２）。判定結果がＮＯの場合には、ステップＳ２１２での判定結果がＹＥＳになるまで、ステップＳ２１２の処理を繰り返す。

【0068】

ステップＳ２１２の判定結果がＹＥＳの場合には、ブーム角度センサ６３、
アーム角度センサ６５、及びバケットシリンダストロークセンサ６７の検出結果からブーム角度、アーム角度、及びバケット角度の現在値を算出し（ステップＳ２１３）、ブーム３１、アーム３３、バケット３５のそれぞれについて、ブーム角度、アーム角度、バケット角度の現在値が、ステップＳ２０４〜Ｓ２０７で呼び出したキャリブレーション姿勢に対応する角度目標値（姿勢情報）と等しいかどうかを判定する（ステップＳ２１４ａ，Ｓ２１４ｂ，Ｓ２１４ｃ）。

【0069】

ステップＳ２１４ａでの判定結果がＹＥＳの場合には、コントロールバルブ１０２によるバケットシリンダ３６への圧油の供給が遮断されるように電磁比例弁１０７〜１１０を動作させる（ステップＳ２１５ａ）。また、ステップＳ２１４ａの判定結果がＮＯの場合、又は、ステップＳ２１５ａの処理が終了した場合には、ステップＳ２１６の処理に進む。

【0070】

同様に、ステップＳ２１４ｂでの判定結果がＹＥＳの場合には、コントロールバルブ１０１によるブームシリンダ３２への圧油の供給が遮断されるように電磁比例弁１０５，１０６を動作させる（ステップＳ２１５ｂ）。また、ステップＳ２１４ｂの判定結果がＮＯの場合、又は、ステップＳ２１５ｂの処理が終了した場合には、ステップＳ２１６の処理に進む。

【0071】

また、ステップＳ２１４ｃでの判定結果がＹＥＳの場合には、コントロールバルブ１００によるアームシリンダ３４への圧油の供給が遮断されるように電磁比例１０３，１０４を動作させる（ステップＳ２１５ｃ）。また、ステップＳ２１４ｃの判定結果がＮＯの場合、又は、ステップＳ２１５ｃの処理が終了した場合には、ステップＳ２１６の処理に進む。

【0072】

ステップＳ２１６では、ブーム３１、アーム３３、バケット３５の全てについて、ブーム角度、アーム角度、バケット角度の現在値が角度目標値と等しくなったかどうかを判定し（ステップＳ２１６）、判定結果がＮＯの場合には、ステップＳ２１１〜２１５ａ，Ｓ２１１〜２１５ｂ，Ｓ２１１〜２１５ｃの処理を繰り返す。また、ステップＳ２１６での判定結果がＹＥＳの場合には、モニタコントローラ６２を制御してモニタ６１の画面１５３（図２１）に、キャリブレーション姿勢制御処理が完了してフロント作業機３０がキャリブレーション姿勢となったことをオペレータに報知する情報（例えば、「キャリブレーション姿勢完了」の文字情報１５３ａ）を表示し（ステップＳ２１７）、処理を終了する。

【0073】

なお、本実施の形態においては、被駆動部材３１，３３，３５の姿勢情報（ブーム角度、アーム角度、バケット角度）の現在値が角度目標値と等しくなった場合に被駆動部材３１，３３，３５を駆動する油圧アクチュエータ３２，３４，３６の動作を停止する構成について説明したが、以下のような構成を併せて有することができる。

【0074】

例えば、各被駆動部材３１，３３，３５について、姿勢情報の現在値と角度目標値の差分が小さくなる方向にのみ油圧アクチュエータ３２，３４，３６を動作可能とし、大きくなる方向には油圧アクチュエータ３２，３４，３６が動作しないようにキャリブレーション姿勢制御処理を行うことができる。これにより、
また、各被駆動部材３１，３３，３５について、姿勢情報と角度目標値の差分が小さくなるのに従って油圧アクチュエータ３２，３４，３６の動作速度が小さくなり、差分が０（ゼロ）になる、すなわち、姿勢情報の現在値が角度目標値と等しくなった場合に油圧アクチュエータ３２，３４，３６の動作を停止するようにキャリブレーション姿勢制御処理を行うことができる。

【0075】

また、本実施の形態においては、ブームシリンダ３２について、操作レバー装置７２から出力されるパイロット圧を減圧して油圧駆動部１０１ａに出力する電磁比例弁（ブーム下げ減速弁）１０５のみを配置し、操作レバー装置７２から油圧駆動部１０１ｂに導かれるパイロット圧を減圧する電磁比例弁（すなわち、ブーム上げ減速弁）については設けない構成とし、ブーム下げ動作においてのみキャリブレーション姿勢制御処理が有効となる場合を例示して示している。しかしながら、これに限られず、例えば、情報化施工コントローラ６０からの制御信号に基づいて操作レバー装置７２から出力されるパイロット圧を減圧して油圧駆動部１０１ｂに出力する電磁比例弁（すなわち、ブーム上げ減速弁）を配置し、被駆動部材３１，３３，３５の全ての駆動方向についてキャリブレーション姿勢制御処理を有効に行うことができるよう構成しても良い。

【0076】

ここで、本実施の形態におけるフロント作業機３０のキャリブレーション作業の一例を説明する。

【0077】

本実施の形態の油圧ショベル１のようなマシンコントロールを行う建設機械におけるキャリブレーション(校正)作業は、例えば、フロント作業機３０や車体（上部旋回体２０及び下部走行体１０）に設置された各姿勢センサ６３，６５，６７の検出値から演算されるバケット３５の例えばローカル座標系における爪先位置と油圧ショベル１の外部からの測定による爪先位置の差分を解消することにより行う。すなわち、予め規定された複数の姿勢（キャリブレーション姿勢）を各姿勢センサ６３，６５，６７の検出値に基づいて取り、このときのバケット３５の爪先位置と外部からの測定による爪先位置の差分を算出し、この差分が無くなるように各姿勢センサ６３，６５，６７の検出値を補正することによって、マシンコントロールにおける各姿勢センサ６３，６５，６７の検出値に基づく爪先位置の精度を担保することができる。

【0078】

なお、以下に示すキャリブレーション作業はあくまで一例であり、要求される施工精度等に応じてキャリブレーション姿勢の形状、姿勢数は適宜変更するものである。

【0079】

図２２は外部からの測定基準となるマーカの油圧ショベルへの取り付け位置を説明する側面図であり、図２３は外部からのマーカの測定の様子を示す上面図である。また、図２４〜図２７は、キャリブレーション姿勢の例をそれぞれ示す図である。ここでは、説明の簡単のため、姿勢センサのうち、ブーム３１の姿勢センサ（ブーム角度センサ６３）に対するキャリブレーション作業を例示して説明する。

【0080】

（手順１）キャリブレーション作業では、まず、ブーム３１のブームピン３７の中心にマーカ３０１を、アームピン３８の中心にマーカ３０２をそれぞれ取り付ける。このとき、マーカ３０１及びマーカ３０２はフロント作業機３０の同一側面上に取り付ける（図２２参照）。

【0081】

（手順２）次に、フロント作業機３０の側面のマーカ３０１，３０２を視認できる位置にトータルステーション３０３を設置する（図２３参照）。

【0082】

（手順３）次に、フロント作業機３０に設置されたブーム角度センサ６３、アーム角度センサ６５、及びバケットシリンダストロークセンサ６７の検出値に基づいた角度（ブーム角度、アーム角度、バケット角度）に基づいてブーム３１、アーム３３、バケット３５を操作し、図２４に一例として示すキャリブレーション姿勢をとる。図２４に示すキャリブレーション姿勢は、アーム引きフル、バケット引きフル、ブーム上げフルの状態である。このとき、本願発明に係るキャリブレーション姿勢制御処理を行うことにより、フロント作業機３０を容易にキャリブレーション姿勢とすることができる。

【0083】

（手順４）次に、マーカ３０１の高さ３０４とマーカ３０２の高さ３０５をトータルステーション３０３を使用して測定する。

【0084】

（手順５）次に、マーカ３０１の高さ３０４とマーカ３０２の高さ３０５のトータルステーション３０３による測定値からマーカ３０１の高さ３０４とマーカ３０２の高さ３０５間の高さ３０６を算出する。

【0085】

（手順６）また、情報化施工コントローラ６０に記憶されているブーム３１の長さ３０７とマーカ３０１の高さ３０４とマーカ３０２の高さ３０５間の高さ３０６からブーム角度３０８を算出する。

【0086】

（手順７）次に、キャリブレーション角として、ブーム角度センサ６３の検出値と手順３で算出したブーム角度３０８の差を計算する。

【0087】

（手順８）手順３〜７を他の複数の予め定めたキャリブレーション姿勢に対して行う。他の予め定めたキャリブレーション姿勢には例えば、下記のような姿勢がある。

【0088】

・アーム引きフル、バケット引きフル、ブーム角度：−４０度±３度となるようなキャリブレーション姿勢（図２５参照）。

【0089】

・アーム引きフル、バケット引きフル、ブーム角度：−２０度±３度となるようなキャリブレーション姿勢（図２６参照）。

【0090】

・アーム引きフル、バケット引きフルでブームを可能な限り下げたキャリブレーション姿勢（図２７参照）。

【0091】

（手順９）それぞれのキャリブレーション姿勢（図２５〜図２７）で計算したキャリブレーション角の最小値と最大値の差が許容範囲内であればキャリブレーション作業の結果としては合格とする。許容範囲は例えば０．４度以内といった値が挙げられる。また、キャリブレーション角が許容範囲から外れる場合には、キャリブレーション角のうち最も外れた値を除去して再測定を行う。再測定を実施しても許容範囲内に入らない場合はブーム３１の長さ３０７を再測定のうえ再度キャリブレーション作業を行う。

【0092】

（手順１０）ブーム３１以外の被駆動部材（アーム３３、バケット３５）についてもブーム３１と同様の手順でキャリブレーション作業を実施する。

【0093】

次に上記の各実施の形態の特徴について説明する。

【0094】

（１）上記の実施の形態では、複数の被駆動部材（例えば、ブーム３１、アーム３３、バケット３５）を連結して構成された多関節型のフロント作業機３０と、操作信号に基づいて前記複数の被駆動部材をそれぞれ駆動する複数の油圧アクチュエータ（例えば、ブームシリンダ３２、アームシリンダ３４、バケットシリンダ３６）と、前記複数の油圧アクチュエータのうち操作者の所望する油圧アクチュエータに前記操作信号を出力する操作装置７２，７３，７４と、前記複数の被駆動部材の姿勢に関する姿勢情報をそれぞれ検出する複数の姿勢センサ（例えば、ブーム角度センサ６３、アーム角度センサ６５、バケットシリンダストロークセンサ６７）と、前記姿勢センサの検出結果と予め定めた条件とに基づいて前記フロント作業機を動作させるマシンコントロールを実行する制御装置（例えば、情報化施工コントローラ６０）とを備える建設機械（例えば、油圧ショベル１）において、前記制御装置は、前記姿勢センサのキャリブレーションを行うために予め定めた前記フロント作業機の少なくとも１つのキャリブレーション姿勢を記憶するキャリブレーション姿勢記憶部６０ａと、前記キャリブレーション姿勢における前記姿勢センサの検出目標値と前記姿勢センサの検出値とが等しくなった場合に前記油圧アクチュエータを停止させるように前記マシンコントロールを実行するキャリブレーション姿勢制御部６０ｂとを有するものとした。

【0095】

従来技術のように、オペレータがモニタ上の表示を見ながらブーム、アーム、及びバケットを操作することでフロント作業機がキャリブレーションを行うための規定の姿勢（キャリブレーション姿勢）となるように合わせ込む作業を行う場合において、キャリブレーション姿勢はフロント作業機の各部の角度について厳密な調整が必要であり、オペレータは各アクチュエータの操作の積み上げることで規定の姿勢を形作ることとなるため、フロント作業機を規定の姿勢に調整するのに時間がかかってしまい、作業工数増加の一因となっていた。

【0096】

これに対して本実施の形態においては、オペレータによる操作の負担を低減しつつ、オペレータが要求する作業でのみ適切に力や速度を増加させることができ、作業時の力や作業速度の無駄な増加を抑制することができる。

【0097】

（２）また、上記の実施の形態では、（１）の建設機械において、前記キャリブレーション姿勢記憶部は、予め定めた複数のキャリブレーション姿勢を記憶し、前記キャリブレーション姿勢制御部は、前記キャリブレーション姿勢記憶部に記憶した複数のキャリブレーション姿勢から１つのキャリブレーション姿勢を選択的に設定するものとした。

【0098】

（３）また、上記の実施の形態では、（１）の建設機械において、前記複数の姿勢センサは、前記フロント作業機における前記複数の被駆動部材の連結部分に設けられる角度センサ、前記油圧アクチュエータに設けられるストロークセンサ、及び、前記複数の被駆動部材に設けられる傾斜センサの少なくとも何れか一種であるものとした。

【0099】

＜付記＞
なお、上記の実施の形態においては、エンジン等の原動機で油圧ポンプを駆動する一般的な油圧ショベルを例に挙げて説明したが、油圧ポンプをエンジン及びモータで駆動するハイブリッド式の油圧ショベルや、油圧ポンプをモータのみで駆動する電動式の油圧ショベル等にも本発明が適用可能であることは言うまでもない。

【0100】

また、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内の様々な変形例や組み合わせが含まれる。また、本発明は、上記の実施の形態で説明した全ての構成を備えるものに限定されず、その構成の一部を削除したものも含まれる。また、上記の各構成、機能等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等により実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。

【符号の説明】

【0101】

１…油圧ショベル、１０…下部走行体、１１ａ，１１ｂ…クローラ、１２ａ，１２ｂ…クローラフレーム、１３ａ，１３ｂ…走行油圧モータ、２０…上部旋回体、２１…旋回フレーム、２２…エンジン、３０…フロント作業機、３１…ブーム、３２…ブームシリンダ、３３…アーム、３４…アームシリンダ、３５…バケット、３６…バケットシリンダ、３７…ブームピン、３８…アームピン、３９…バケットピン、４０…油圧回路システム、４１…メイン油圧ポンプ、４２…パイロット油圧ポンプ、６０…情報化施工コントローラ、６０ａ…キャリブレーション姿勢記憶部、６０ｂ…キャリブレーション姿勢制御部、６０ｃ…マシンコントロール制御部、６１…モニタ（表示装置）、６２…モニタコントローラ、６３…ブーム角度センサ、６４…ブーム角度センサレバー、６５…アーム角度センサ、６６…アーム角度センサレバー、６７…バケットシリンダストロークセンサ、６８…車体傾斜センサ、７０…運転席、７１…ゲートロックレバー、７２〜７４…操作レバー装置、７２ａ〜７４ａ…操作レバー、７５…画面切換・決定スイッチ、７６…スタンバイスイッチ、７７…オフスイッチ、７８…テンキー、７９…スイッチ、８０…スイッチパネル、９０，９１…走行レバー、９０ａ，９１ａ…走行ペダル、１００〜１０２…コントロールバルブ、１００ａ，１００ｂ，１０１ａ，１０１ｂ，１０２ａ，１０２ｂ…受圧部（油圧駆動部）、１０３〜１１０…電磁比例弁、１１１〜１１３…シャトル弁、１１８〜１２３…１次圧センサ、１２４１２９…２次圧センサ、１３０…ＭＣオン／オフ電磁弁、１３１…ＭＣ油圧遮断弁、１３７…遮断弁出口圧センサ、１３８…ゲートロック弁、１４０…メニュー画面、１４１…姿勢入力画面、１４２…姿勢番号指定画面、１４３…姿勢目標値入力画面、１４４…画面、１４５…キャリブレーション姿勢削除画面、１４６…画面、１５０…姿勢番号指定画面、１５１〜１５３…画面、１７０…運転室、３０１，３０２…マーカ、３０３…トータルステーション

【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】