特開 2023-15627 ショベルおよび制御システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023015627

(43)【公開日】2023-02-01

(54)【発明の名称】ショベルおよび制御システム

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/20 20060101AFI20230125BHJP

【ＦＩ】

E02F9/20 H

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021119531

(22)【出願日】2021-07-20

(71)【出願人】

【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】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】吉野 隼生

【テーマコード（参考）】

2D003

【Ｆターム（参考）】

2D003AA01

2D003AB02

2D003BA02

2D003DA04

2D003DB02

2D003DB03

2D003FA02

(57)【要約】

【課題】精度の高い旋回制御を可能とする。
【解決手段】ショベルは、旋回可能な旋回体と、旋回体を旋回させる旋回電動機と、旋回体に搭載された作業機と、旋回体の旋回動作のために操作される旋回操作装置とを備えている。ショベルはさらに、作業機の慣性を検知する慣性検知部と、コントローラとを備えている。コントローラは、旋回操作装置の操作量に応じた旋回体の旋回加速度を設定する。コントローラは、設定した旋回加速度を、慣性検知部が検知した慣性によって、補正する。コントローラは、補正された旋回加速度に従って、旋回電動機を制御する。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

旋回可能な旋回体と、
前記旋回体を旋回させる旋回電動機と、
前記旋回体に搭載された作業機と、
前記旋回体の旋回動作のために操作される旋回操作装置と、
前記作業機の慣性を検知する慣性検知部と、
コントローラとを備え、
前記コントローラは、前記旋回操作装置の操作量に応じた前記旋回体の旋回加速度を設定し、設定した前記旋回加速度を前記慣性検知部が検知した前記慣性によって補正し、補正された前記旋回加速度に従って前記旋回電動機を制御する、ショベル。

【請求項2】

前記コントローラは、前記旋回操作装置の操作量に応じて設定した前記旋回加速度を、前記作業機が運搬する荷の量によって補正する、請求項１に記載のショベル。

【請求項3】

前記ショベルは、前記作業機の駆動に用いる圧油を吐出する油圧ポンプをさらに備え、
前記慣性検知部は、前記圧油の圧力を検知する圧力センサを含み、
前記コントローラは、前記圧油の圧力が閾値以上と判断すると、前記旋回操作装置の操作量に応じて設定した前記旋回加速度を減少させる、請求項２に記載のショベル。

【請求項4】

前記旋回体の旋回動作以外の前記ショベルの動作のために操作される第２操作装置が設けられ、
前記コントローラは、前記第２操作装置の操作量が閾値以上と判断すると、前記旋回操作装置の操作量に応じて設定した前記旋回加速度を減少させる、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のショベル。

【請求項5】

前記作業機は、前記旋回体に回転可能に連結されたブームを含み、
前記第２操作装置は、前記ブームの動作のために操作される、請求項４に記載のショベル。

【請求項6】

前記旋回体の旋回動作の動作モードの選択入力を受け付けるモード選択入力受付部をさらに備え、
前記コントローラは、選択された前記動作モードと、前記旋回操作装置の操作量とに応じて、前記旋回加速度を設定する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のショベル。

【請求項7】

前記作業機の先端に複数種類のアタッチメントを選択的に取付可能であり、
前記コントローラは、取り付けられた前記アタッチメントの種類と、前記旋回操作装置の操作量とに応じて、前記旋回加速度を設定する、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のショベル。

【請求項8】

前記作業機の駆動源であるエンジンをさらに備える、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のショベル。

【請求項9】

旋回可能な旋回体と、
前記旋回体を旋回させる旋回電動機と、
前記旋回体に搭載された作業機と、
前記旋回体の旋回動作のために操作される旋回操作装置と、
前記作業機の慣性を検知する慣性検知部と、
コントローラとを備え、
前記コントローラは、前記旋回操作装置の操作量に応じた前記旋回体の旋回加速度を設定し、設定した前記旋回加速度を前記作業機の慣性によって補正し、補正された前記旋回加速度に従って前記旋回電動機を制御する、制御システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ショベルおよび制御システムに関する。

【背景技術】

【0002】

特開２００９－１７４４４７号公報（特許文献１）には、内燃機関と電動モータとを併用するハイブリッドショベルが開示されている。上記文献に記載されたハイブリッドショベルは、旋回用電動機によって旋回する旋回機構を備えている。旋回用電動機は、メインコントローラによる制御の下、発電電動機またはバッテリから供給される電気エネルギーを利用しながら、旋回操作レバーの操作量に応じて旋回機構を旋回させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９－１７４４４７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

旋回体と旋回体に搭載された作業機とを備えるショベルにおいては、作業機を動かしながら旋回体を旋回させる動作をする場合に、旋回体の旋回速度の変動を少なくし、旋回を高精度に制御することが求められる。

【0005】

本開示では、旋回速度の変動が少ない精度の高い旋回制御が可能な、ショベルおよび制御システムが提案される。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示のある局面に従うショベルは、旋回可能な旋回体と、旋回体を旋回させる旋回電動機と、旋回体に搭載された作業機と、旋回体の旋回動作のために操作される旋回操作装置とを備えている。ショベルはさらに、作業機の慣性を検知する慣性検知部と、コントローラとを備えている。コントローラは、旋回操作装置の操作量に応じた旋回体の旋回加速度を設定する。コントローラは、設定した旋回加速度を、慣性検知部が検知した慣性によって、補正する。コントローラは、補正された旋回加速度に従って、旋回電動機を制御する。

【0007】

本開示のある局面に従う制御システムは、旋回可能な旋回体と、旋回体を旋回させる旋回電動機と、旋回体に搭載された作業機と、旋回体の旋回動作のために操作される旋回操作装置とを備えている。制御システムはさらに、作業機の慣性を検知する慣性検知部と、コントローラとを備えている。コントローラは、旋回操作装置の操作量に応じた旋回体の旋回加速度を設定する。コントローラは、設定した旋回加速度を、慣性検知部が検知した慣性によって、補正する。コントローラは、補正された旋回加速度に従って、旋回電動機を制御する。

【発明の効果】

【0008】

本開示のショベルおよび制御システムは、旋回速度の変動が少ない精度の高い旋回制御が可能である。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施形態に基づくハイブリッドショベルの斜視図である。

【図2】実施形態に基づくハイブリッドショベルのシステム構成を概念的に示す概略ブロック図である。

【図3】ハイブリッドショベルによる掘削積込作業を示す概略図である。

【図4】作業機に取り付けられたセンサの構成を示す、ハイブリッドショベルの側面図である。

【図5】モーメントの釣り合いを説明するための作業機の模式図である。

【図6】演算装置の機能構成を説明するブロック図である。

【図7】記憶部に記憶されている複数のマップの概念図である。

【図8】ホイスト旋回時の旋回体の旋回加速度の制御の一例を示すフローチャートである。

【図9】ダウン旋回時の旋回体の旋回加速度の制御の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、明細書および図面において、同一の構成要素または対応する構成要素には、同一の符号を付し、重複する説明を繰り返さない。また、図面では、説明の便宜上、構成を省略または簡略化している場合もある。

【0011】

＜全体構成＞
実施形態においては、ショベルの一例としてハイブリッドショベル１００について説明する。図１は、実施形態に基づくショベルの一例としてのハイブリッドショベル１００の斜視図である。

【0012】

図１に示されるように、ハイブリッドショベル１００は、本体１と、油圧により作動する作業機２とを有している。本体１は、旋回体３と、走行体５とを有している。走行体５は、一対の履帯５Ｃｒと、走行モータ５Ｍとを有している。ハイブリッドショベル１００は、履帯５Ｃｒの回転により走行可能である。走行モータ５Ｍは、走行体５の駆動源として設けられている。走行モータ５Ｍは、油圧により作動する油圧モータである。走行体５は車輪（タイヤ）を有していてもよい。

【0013】

旋回体３は、走行体５の上に配置され、かつ走行体５により支持されている。旋回体３は、旋回軸ＲＸを中心として走行体５に対して旋回可能である。旋回軸ＲＸは、旋回体３の旋回中心となる、上下方向に延びる仮想の直線である。旋回体３は、旋回軸ＲＸを中心として地面に対して旋回可能である。

【0014】

旋回体３は、運転室４（キャブ）を有している。運転室４内には、オペレータが着座する運転席４Ｓが設けられている。オペレータ（乗員）は、運転室４に搭乗して、作業機２の操作、走行体５に対する旋回体３の旋回操作、および走行体５によるハイブリッドショベル１００の走行操作が可能である。

【0015】

旋回体３は、外装カバー９を有している。外装カバー９は、機械室を覆っている。機械室には、図２に示されるエンジン２０、油圧ポンプ２５、発電電動機２１、インバータ２２、キャパシタ２３などが配置されている。

【0016】

作業機２は、旋回体３に搭載されている。作業機２は、ブーム６と、アーム７と、バケット８とを有している。ブーム６は、本体１（走行体５および旋回体３）に回転可能に接続されている。具体的にはブーム６の基端部は、ブームフートピン１３を支点として旋回体３に回転可能に接続されている。

【0017】

アーム７は、ブーム６に回転可能に接続されている。具体的にはアーム７の基端部は、ブームトップピン１４を支点としてブーム６の先端部に回転可能に接続されている。

【0018】

バケット８は、アーム７に回転可能に接続されている。具体的にはバケット８の基端部は、アームトップピン１５を支点としてアーム７の先端部に回転可能に接続されている。バケット８は、作業機２の先端に取付可能なアタッチメントの一例である。作業の種類に応じて、アタッチメントが、ブレーカ、グラップル、またはリフティングマグネットなどに付け替えられる。ハイブリッドショベル１００は、作業機２の先端に、複数種類のアタッチメントを選択的に取付可能とされている。

【0019】

実施形態のハイブリッドショベル１００においては、作業機２を基準として各部の位置関係について説明する。

【0020】

作業機２のブーム６は、旋回体３に対して、ブームフートピン１３を中心に回転移動する。旋回体３に対して回転するブーム６の特定の部分、たとえばブーム６の先端部が移動する軌跡は円弧状であり、その円弧を含む平面が特定される。ハイブリッドショベル１００を平面視した場合に、当該平面は直線として表される。この直線の延びる方向が、本体１の前後方向、または旋回体３の前後方向であり、以下では単に前後方向ともいう。本体１の左右方向（車幅方向）、または旋回体３の左右方向とは、平面視において前後方向と直交する方向であり、以下では単に左右方向ともいう。ブームフートピン１３は、左右方向に延びている。本体１の上下方向、または旋回体３の上下方向とは、前後方向および左右方向によって定められる平面に直交する方向であり、以下では単に上下方向ともいう。

【0021】

前後方向において、本体１から作業機２が突き出している側が前方向であり、前方向と反対方向が後方向である。前方向を視て左右方向の右側、左側がそれぞれ右方向、左方向である。上下方向において地面のある側が下側、空のある側が上側である。

【0022】

前後方向とは、キャブ４内の運転席４Ｓに着座したオペレータの前後方向である。左右方向とは、運転席４Ｓに着座したオペレータの左右方向である。上下方向とは、運転席４Ｓに着座したオペレータの上下方向である。運転席４Ｓに着座したオペレータに正対する方向が前方向であり、運転席４Ｓに着座したオペレータの背後方向が後方向である。運転席４Ｓに着座したオペレータが正面に正対したときの右側、左側がそれぞれ右方向、左方向である。運転席４Ｓに着座したオペレータの足元側が下側、頭上側が上側である。

【0023】

作業機２は、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とをさらに有している。ブームシリンダ１０の一端は旋回体３に接続され、他端はブーム６に接続されている。ブーム６は、ブームシリンダ１０により本体１に対して駆動可能である。この駆動により、ブーム６は、ブームフートピン１３を支点として旋回体３に対して上下方向に回転可能である。

【0024】

アームシリンダ１１の一端はブーム６に接続され、他端はアーム７に接続されている。アーム７は、アームシリンダ１１によりブーム６に対して駆動可能である。この駆動により、アーム７は、ブームトップピン１４を支点としてブーム６に対して上下方向または前後方向に回転可能である。

【0025】

バケットシリンダ１２の一端はアーム７に接続され、他端はバケットリンク１７に接続されている。バケット８は、バケットシリンダ１２によりアーム７に対して駆動可能である。この駆動により、バケット８は、アームトップピン１５を支点としてアーム７に対して上下方向に回転可能である。

【0026】

ブームシリンダ１０、アームシリンダ１１およびバケットシリンダ１２の各々は、油圧シリンダであり、油圧により駆動する。

【0027】

＜システム構成＞
図２は、実施形態に基づくハイブリッドショベル１００のシステム構成を概念的に示す概略ブロック図である。図２に示されるように、ハイブリッドショベル１００は、エンジン２０、発電電動機２１、インバータ２２、キャパシタ２３、旋回電気モータ２４、油圧ポンプ２５、コントロールバルブ２８、およびコントローラ３０を備えている。

【0028】

エンジン２０は、作業機２の動作の駆動源である。エンジン２０は、走行体５によるハイブリッドショベル１００の走行の駆動源である。エンジン２０は、内燃機関であり、たとえばディーゼルエンジンである。エンジン２０の出力の制御は、シリンダ内に噴射する燃料量を調整することで行われる。この調整は、エンジン２０の燃料噴射ポンプに付設されたガバナ２０Ａがコントローラ３０によって制御されることで行われる。エンジン２０の出力軸は、発電電動機２１の駆動軸に連結されている。

【0029】

発電電動機２１は、エンジン２０で発生した駆動力で発電する発電機として作動する。発電電動機２１は、キャパシタ２３への蓄電補充と、旋回加速時の旋回電気モータ２４への電力供給とを行う。また、発電電動機２１は、キャパシタ２３に蓄えられた電気エネルギーで駆動される電動機（モータ）として作動する。発電電動機２１は、キャパシタ２３から放電された電気エネルギーを、作業中にエンジン２０を加速するときのアシストに活用する。発電電動機２１は、たとえば、構造が簡素で耐熱性に優れるＳＲ（Switched Reluctance）モータであってもよい。

【0030】

インバータ２２は、発電電動機２１、キャパシタ２３および旋回電気モータ２４間の電流および電圧を変換し制御する。インバータ２２は、コントローラ３０から出力される制御指令値に従って、発電電動機２１、キャパシタ２３および旋回電気モータ２４を制御する。インバータ２２は、直流電源線を介して、キャパシタ２３に電気的に接続されている。

【0031】

キャパシタ２３は、電力を蓄える蓄電装置である。キャパシタ２３は、たとえば電気二重層キャパシタである。キャパシタ２３は、発電電動機２１が発電した電力を蓄電し、また発電電動機２１に電力を供給する。電気エネルギーを効率よく瞬時に蓄電および放電することを可能にするために、キャパシタ２３が採用されている。蓄電装置は、ニッケル水素電池、リチウム水素電池などの二次電池であってもよい。

【0032】

インバータ２２は、キャパシタ２３から放電される電力を、旋回電気モータ２４に供給する。旋回電気モータ２４は、キャパシタ２３に蓄えられた電気エネルギーで、旋回体３を駆動する。キャパシタ２３に蓄えられた電気エネルギー、および発電電動機２１で発生した電力で、旋回体３を駆動している。旋回電気モータ２４は、旋回体３の旋回が減速するときに発生するエネルギーを電気エネルギーとして回収し、キャパシタ２３に蓄電する。旋回電気モータ２４は、たとえば、ＰＭ（Permanent Magnet）モータであってもよい。旋回電気モータ２４は、実施形態の旋回電動機に相当する。

【0033】

油圧ポンプ２５の駆動軸は、発電電動機２１を介して、エンジン２０の出力軸に連結されている。エンジン２０で発生した駆動力により、油圧ポンプ２５が駆動する。油圧ポンプ２５は、圧油を吐出する。油圧ポンプ２５は、作業機２の駆動および走行体５の走行に用いる作動油を供給する。油圧ポンプ２５は、駆動源としてのエンジン２０に接続され、エンジン２０によって駆動される油圧機器の一例である。油圧機器はまた、図１にも示されるブームシリンダ１０、アームシリンダ１１、バケットシリンダ１２および走行モータ５Ｍを含んでいる。

【0034】

油圧ポンプ２５は、可変容量型油圧ポンプであってもよい。油圧ポンプ２５は、可変斜板を有する斜板式油圧ポンプであってもよい。可変斜板の角度は、コントローラ３０から出力される制御指令値に従って、斜板駆動部２５Ａにより無段階で連続的に制御される。斜板駆動部２５Ａは、たとえばソレノイドである。

【0035】

タンク２６は、油圧ポンプ２５が利用する油を蓄えるタンクである。タンク２６内に貯留された油が、油圧ポンプ２５の駆動によってタンク２６から吸い出され、コントロールバルブ２８に供給される。圧力センサ２７は、油圧ポンプ２５の吐出する作動油の圧力（ポンプ吐出圧）を検知する。圧力センサ２７の検知したポンプ吐出圧を示す検知信号が、圧力センサ２７からコントローラ３０に入力される。

【0036】

コントロールバルブ２８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および走行モータ５Ｍのそれぞれの作動油の供給量を調整するそれぞれの操作弁を有している。コントローラ３０から出力される制御指令値に従って各操作弁が作動することにより、油圧アクチュエータ、すなわちブームシリンダ１０、アームシリンダ１１、バケットシリンダ１２および走行モータ５Ｍに対する作動油の供給量が調整される。作動油は、油圧アクチュエータを作動するために、その油圧アクチュエータに供給される油である。

【0037】

ハイブリッドショベル１００は、オペレータによって操作される操作装置を備えている。具体的には、操作装置は、旋回操作装置４１と、作業機操作装置４２と、走行操作装置４３とを含んでいる。旋回操作装置４１と、作業機操作装置４２と、走行操作装置４３とは、運転室４内に配置されている。

【0038】

旋回操作装置４１は、旋回体３の旋回動作のために操作される。旋回操作装置４１は、たとえば操作レバーである。旋回操作検出部４１Ａは、旋回操作装置４１の操作量を検出する。旋回操作装置４１が操作レバーの場合、旋回操作検出部４１Ａは、操作レバーの中立位置からの傾きの方向および角度を検出する。旋回操作検出部４１Ａは、検出信号をコントローラ３０に出力する。検出信号に基づいてコントローラ３０がインバータ２２を制御することにより、旋回電気モータ２４が駆動して、旋回体３が旋回動作する。

【0039】

作業機操作装置４２は、作業機２の動作のために操作される。作業機操作装置４２は、たとえば操作レバーである。作業機操作検出部４２Ａは、作業機操作装置４２の操作量を検出する。作業機操作装置４２が操作レバーの場合、作業機操作検出部４２Ａは、操作レバーの中立位置からの傾きの方向および角度を検出する。作業機操作検出部４２Ａは、検出信号をコントローラ３０に出力する。検出信号に基づいてコントローラ３０がコントロールバルブ２８を制御することにより、ブームシリンダ１０、アームシリンダ１１およびバケットシリンダ１２が適宜伸縮して、作業機２が動作する。

【0040】

走行操作装置４３は、走行体５の動作のために操作される。走行操作装置４３は、たとえば操作ペダルである。走行操作検出部４３Ａは、走行操作装置４３の操作量を検出する。走行操作装置４３が操作ペダルの場合、走行操作検出部４３Ａは、操作ペダルの踏み込み量を検出する。走行操作検出部４３Ａは、検出信号をコントローラ３０に出力する。検出信号に基づいてコントローラ３０がコントロールバルブ２８を制御することにより、走行モータ５Ｍが駆動して、走行体５が走行する。

【0041】

作業機操作装置４２と走行操作装置４３とは、旋回体３の旋回制御以外のハイブリッドショベル１００の動作のために操作される第２操作装置を構成している。第２操作装置は、作業機２、すなわちブーム６、アーム７およびバケット８の動作のために操作される。第２操作装置は、走行体５の動作のために操作される。

【0042】

運転室４内において、運転席４Ｓの右方に右側操作レバーが配置され、運転席４Ｓの左方に左側操作レバーが配置される。右側操作レバーの前後方向への操作に応じてブーム６の下げ動作および上げ動作が行われ、右側操作レバーの左右方向への操作に応じてバケット８の掘削方向およびダンプ方向への動作が行われてもよい。左側操作レバーの左右方向への操作に応じてアーム７のダンプ方向および掘削方向への動作が行われ、左側操作レバーの前後方向への操作に応じて旋回体３の右旋回および左旋回が行なわれてもよい。

【0043】

１つの操作レバーが、旋回操作装置４１としての機能と、作業機操作装置４２の一部機能とを有していてもよい。旋回操作装置４１と作業機操作装置４２とは、別々の操作装置であってもよく、一体の操作装置であってもよい。つまり、旋回操作装置４１と、第２操作装置とは、必ずしも別々の操作装置として設けられなくてもよい。同じ一つの操作装置が、旋回体３の旋回動作のために操作され、かつ、旋回体３の旋回以外の動作のために操作されてもよい。

【0044】

旋回操作検出部４１Ａ、作業機操作検出部４２Ａおよび走行操作検出部４３Ａは、たとえばポテンショメータなどの変位センサであってもよい。旋回操作装置４１、作業機操作装置４２および走行操作装置４３は、図２においては電気方式の操作装置として例示されるが、パイロット油圧方式の操作装置であってもよい。

【0045】

入力部４５は、オペレータによって操作される。入力部４５の操作により生成された信号は、コントローラ３０に出力される。入力部４５は、操作ボタン、操作スイッチ、タッチパネルなどを有していてもよい。入力部４５に入力される情報は、たとえば、作業機２の先端に取り付けられたアタッチメントの種類を含み、また、旋回体３の旋回動作の動作モードを含む。旋回動作の動作モードには、作業効率を向上させるために高速で旋回するモードと、吊り荷の揺れを低減させるために低速で旋回するモードとが含まれる。

【0046】

コントローラ３０は、ハイブリッドショベル１００全体の動作を制御するコントローラであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、不揮発性メモリ、タイマなどを含んで構成されている。コントローラ３０は、ハイブリッドショベル１００に搭載されている。コントローラ３０は、ハイブリッドショベル１００の外部に配置されていてもよい。コントローラ３０は、ハイブリッドショベル１００の作業現場に配置されてもよく、ハイブリッドショベル１００の作業現場から離れた遠隔地に配置されてもよい。ハイブリッドショベル１００と、ハイブリッドショベル１００の外部に配置されたコントローラ３０とが、ハイブリッドショベル１００の制御システムを構成してもよい。

【0047】

＜掘削積込作業＞
次に、ショベルによって実行される代表的な作業である、掘削積込作業について説明する。図３は、ハイブリッドショベル１００による掘削積込作業を示す概略図である。

【0048】

ハイブリッドショベル１００は、土砂などの掘削対象物をバケット８内に掬い取る掘削動作を実行する。図３に示される点Ｐ１０は、掘削動作が終了した時点でのバケット８の位置を示す。すなわち点Ｐ１０は、旋回動作を開始する位置を示す。

【0049】

掘削動作の終了後、ハイブリッドショベル１００は、ブーム６を上げながら旋回体３が旋回し、バケット８内の掘削対象物を排土する、ホイスト旋回動作を実行する。図３に示される点Ｐ１３は、旋回動作を終了する時点でのバケット８の位置を示す。すなわち点Ｐ１３は、ダンプトラック２００の荷台２０２にバケット８内の掘削対象物を排土する位置を示す。旋回体３が旋回を停止した姿勢で、ダンプトラック２００の荷台２０２に、作業機２が向いている。点Ｐ１０から点Ｐ１３まで、旋回体３の旋回動作が実行される。点Ｐ１３は、ホイスト旋回動作を終了する時点でのバケット８の位置を示す。点Ｐ１０から点Ｐ１３まで、ホイスト旋回動作が実行される。

【0050】

ハイブリッドショベル１００は、旋回体３を旋回動作させながら、バケット８が排土する高さに到達するまでブーム６を上昇させ、その後、旋回体３に対する作業機２の相対移動を停止して、旋回体３を旋回動作させて、バケット８を排土位置に到達させる。図３中に破線で示される掘削動作のときの旋回体３の位置から、図３中に実線で示される旋回動作の終了時の旋回体３の位置まで、旋回体３は、９０°旋回している。掘削動作を実行するとき、作業機２は、履帯５Ｃｒの延びる方向と平行に延びるように配置されている。旋回動作を終了する時点で、作業機２は、履帯５Ｃｒの延びる方向と直交する方向に延びている。

【0051】

バケット８が排土位置まで移動した後、ハイブリッドショベル１００は、排土位置において、バケット８に抱え込まれた掘削対象物をダンプトラック２００の荷台２０２に排土する排土動作を実行する。

【0052】

掘削対象物をバケット８から排土した後、ハイブリッドショベル１００は、ブーム６を下げながら旋回体３が旋回するダウン旋回動作を実行する。ハイブリッドショベル１００は、ホイスト旋回動作時のバケット８の軌跡を逆向きに辿って、点Ｐ１３から点Ｐ１０まで、バケット８を移動させる。ハイブリッドショベル１００は、旋回体３に対する作業機２の相対移動を停止した状態で旋回体３を旋回動作させ、その後、旋回体３を旋回動作させながらブーム６を下降させて、排土動作後の空になったバケット８を掘削動作の開始位置、すなわち点Ｐ１０まで移動させる。

【0053】

実施形態に基づくハイブリッドショベル１００は、掘削動作、ホイスト旋回動作、排土動作、ダウン旋回動作の一連の処理を繰り返し実行することで、ダンプトラック２００へ掘削対象物を積み込む作業を実行する。

【0054】

＜計算荷重値Ｗの演算＞
次に、バケット８内の現在の荷の重量を求める手法の一例について説明する。図４は、作業機２に取り付けられたセンサの構成を示す、ハイブリッドショベル１００の側面図である。

【0055】

ブームシリンダ１０のヘッド側には、シリンダ圧センサ１０Ａが取り付けられている。シリンダ圧センサ１０Ａは、ブームシリンダ１０のシリンダヘッド側油室内の作動油の圧力（ヘッド圧）を検出することができる。ブームシリンダ１０のボトム側には、シリンダ圧センサ１０Ｂが取り付けられている。シリンダ圧センサ１０Ｂは、ブームシリンダ１０のシリンダボトム側油室内の作動油の圧力（ボトム圧）を検出することができる。

【0056】

ブームシリンダ１０、アームシリンダ１１およびバケットシリンダ１２のそれぞれには、ストロークセンサ（検知部）１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃが取り付けられている。

【0057】

ストロークセンサ１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃと、シリンダ圧センサ１０Ａ，１０Ｂとの各々は、コントローラ３０の演算装置３１に電気的に接続されている。

【0058】

演算装置３１は、ブームシリンダ１０におけるストロークセンサ１８Ａのセンサ出力に基づいて、ブーム角θ１を算出する。演算装置３１は、アームシリンダ１１におけるストロークセンサ１８Ｂのセンサ出力に基づいて、アーム角θ２を算出する。演算装置３１は、バケットシリンダ１２におけるストロークセンサ１８Ｃのセンサ出力に基づいて、バケット角θ３を算出する。ブーム角θ１、アーム角θ２およびバケット角θ３は、ブーム６、アーム７、バケット８に取り付けた慣性計測装置（ＩＭＵ：inertial measurement unit）を用いて算出されてもよく、または、ブームフートピン１３、ブームトップピン１４、アームトップピン１５に取り付けた角度センサ、たとえばポテンショメータ、ロータリーエンコーダなど、を用いて算出されてもよい。

【0059】

演算装置３１は、ブームシリンダ１０のヘッド圧およびボトム圧と、ブーム角θ１と、アーム角θ２と、バケット角θ３とを取得する。

【0060】

コントローラ３０は、演算装置３１に加えて、記憶部３２を有している。記憶部３２には、ブーム６、アーム７、バケット８の重量、形状などの情報が記憶されている。これらの情報は、記憶部３２に当初から記憶されていてもよく、またオペレータによる入力部４５（図２）の操作によって記憶部３２に入力されてもよい。

【0061】

コントローラ３０（演算装置３１）は、ブームシリンダ１０の負荷に基づいてバケット８内の現在の荷の重量の値（計算荷重値）Ｗを演算する機能を有している。具体的には、コントローラ３０（演算装置３１）は、ブーム６、アーム７およびバケット８のモーメントの釣り合いから、計算荷重値Ｗを演算する。ブームシリンダ１０の負荷とは、ブームシリンダ１０のヘッド圧およびボトム圧から得られる、いわゆる軸力である。

【0062】

図５は、計算荷重値Ｗを演算するためのモーメントの釣り合いを説明するための作業機２の模式図である。

【0063】

図５に示されるように、実施形態においては、ブームフートピン１３回りの各モーメントの釣り合いからバケット８内の現在の計算荷重値Ｗが演算される。ここで、ブームフートピン１３回りの各モーメントの釣り合いは以下の式（１）により表される。

【0064】

Ｍboomcyl＝Ｍboom＋Ｍarm＋Ｍbucket＋Ｗ×Ｌ ・・・式（１）
式（１）において、Ｍboomcylは、ブームシリンダ１０の負荷によるブームフートピン１３回りのモーメントである。Ｍboomcylは、ブームシリンダ１０の負荷（ヘッド圧およびボトム圧）から算出される。シリンダ圧センサ１０Ａによりブームシリンダ１０のヘッド圧が検出される。シリンダ圧センサ１０Ｂによりブームシリンダ１０のボトム圧が検出される。このブームシリンダ１０のヘッド圧とボトム圧とに基づいて、ブームシリンダ１０の負荷によるブームフートピン１３回りのモーメントＭboomcylが算出される。

【0065】

Ｍboomは、ブーム６の自重によるブームフートピン１３回りのモーメントである。Ｍboomは、ブーム６の重心Ｃ１の位置およびブームフートピン１３の間の距離ｒ１と、ブーム６の重量Ｍ１との積（ｒ１×Ｍ１）により算出される。ブーム６の重心Ｃ１の位置は、ブーム角θ１などから算出される。ブーム６の重量Ｍ１などは、記憶部３２に記憶されている。

【0066】

Ｍarmは、アーム７の自重によるブームフートピン１３回りのモーメントである。Ｍarmは、アーム７の重心Ｃ２の位置およびブームフートピン１３の間の距離ｒ２と、アーム７の重量Ｍ２との積（ｒ２×Ｍ２）により算出される。アーム７の重心Ｃ２の位置は、アーム角θ２などから算出される。アーム７の重量Ｍ２などは、記憶部３２に記憶されている。

【0067】

Ｍbucketは、バケット８の自重によるブームフートピン１３回りのモーメントである。Ｍbucketは、バケット８の重心Ｃ３の位置およびブームフートピン１３の間の距離ｒ３と、バケット８の重量Ｍ３との積（ｒ３×Ｍ３）により算出される。バケットの重心Ｃ３の位置は、バケット角θ３などから算出される。バケット８の重量Ｍ３などは、記憶部３２に記憶されている。

【0068】

Ｗは、バケット８内の現在の荷の重量の値である。Ｌは、ブームフートピン１３からアームトップピン１５（バケット８がアーム７に支持される部分）までの水平方向の距離である。算出されたブーム角θ１、アーム角θ２、ブーム６の長さおよびアーム７の長さに基づいて、ブームフートピン１３からアームトップピン１５までの水平方向の距離Ｌが算出される。

【0069】

上記により算出された各モーメントＭboomcyl、Ｍboom、Ｍarm、Ｍbucketおよび距離Ｌを上式（１）に代入することにより、計算荷重値Ｗがコントローラ３０（演算装置３１）により算出される。

【0070】

上記のように、計算荷重値Ｗは、各シリンダ１０，１１，１２の変位量、ヘッド圧、ボトム圧などを用いて算出される。

【0071】

＜旋回加速度制御＞
以下に、実施形態に基づくハイブリッドショベル１００における、旋回体３の旋回加速度の制御について説明する。図６は、演算装置３１の機能構成を説明するブロック図である。実施形態に基づく演算装置３１は、図６に示されるように、旋回加速度設定部５２と、旋回加速度補正部５４と、旋回動作制御部５６と、荷重演算部５８とを含んでいる。

【0072】

旋回加速度設定部５２は、旋回操作装置４１の操作量に応じた旋回体３の旋回加速度を設定する。旋回加速度補正部５４は、旋回加速度設定部５２が設定した旋回体３の旋回加速度を、作業機２の慣性によって補正する。旋回動作制御部５６は、旋回加速度補正部５４により補正された旋回体３の旋回加速度に従って、旋回電気モータ２４を制御する。荷重演算部５８は、たとえば図４，５を参照して説明した手法により、計算荷重値Ｗを算出する。旋回体３の旋回加速度を制御することにより、旋回体３の旋回速度の変動を少なくして旋回体３を滑らかに増減させることができ、また旋回体３の旋回速度の単位時間当たりの増加量を任意に設定することが可能である。

【0073】

図７は、記憶部３２に記憶されている複数のマップＭＰ１～ＭＰ３の概念図である。記憶部３２には、時間に対する旋回体３の旋回加速度の変化と、時間に対する旋回電気モータ２４の回転数の変化とを示す、複数のマップＭＰ１～ＭＰ３が記憶されている。図７には３通りのマップＭＰ１～ＭＰ３が例示されているが、実際には記憶部３２には、４通り以上の多数のマップが記憶されている。

【0074】

各マップＭＰ１～ＭＰ３において、旋回体３の旋回加速度が、ゼロから次第に増加して最大値に至り、最大値から次第に減少してゼロに戻る。各マップＭＰ１～ＭＰ３において、旋回体３の旋回加速度がゼロから増加を開始する時刻ｔ１から、旋回体３の旋回加速度が減少してゼロに戻る時刻ｔ２までの時間は、同じになっている。マップＭＰ２における旋回体３の旋回加速度の最大値ｇ２が、マップＭＰ３における旋回体３の旋回加速度の最大値ｇ３より大きい。マップＭＰ１における旋回体３の旋回加速度の最大値ｇ１が、マップＭＰ２における旋回体３の旋回加速度の最大値ｇ２より大きい。

【0075】

マップＭＰ１～ＭＰ３のうち、マップＭＰ１における旋回電気モータ２４の回転数の最大値ｖ１が最も大きい。マップＭＰ１～ＭＰ３のうち、マップＭＰ３における旋回電気モータ２４の回転数の最大値ｖ３が最も小さい。マップＭＰ２における旋回電気モータ２４の回転数の最大値ｖ２は、マップＭＰ１における最大値ｖ１とマップＭＰ３における最大値ｖ３との間の値となっている。

【0076】

図７に示される例では、旋回体３の旋回加速度が増加または減少するときの単位時間あたりの加速度の変化率（すなわち、加加速度）が、各マップＭＰ１～ＭＰ３で等しくなっている。加加速度は、横軸を時間、縦軸を加速度とするグラフの傾きで示される。各マップＭＰ１～ＭＰ３における、旋回加速度が増加するときの加加速度Ｊａ１が互いに等しくなっている。各マップＭＰ１～ＭＰ３における、旋回加速度が減少するときの加加速度Ｊａ２が互いに等しくなっている。

【0077】

旋回体３が旋回するときの加加速度が、各マップＭＰ１～ＭＰ３で異なっていてもよい。たとえば、旋回加速度の最大値が最も大きいマップＭＰ１において、他のマップＭＰ２，ＭＰ３よりも加加速度を大きくしてよい。旋回加速度の最大値が最も小さいマップＭＰ３において、他のマップＭＰ１，ＭＰ２よりも加加速度を小さくしてよい。

【0078】

図８は、ホイスト旋回時の旋回体３の旋回加速度の制御の一例を示すフローチャートである。図８に示されるように、ステップＳ１において、作業機２の先端に取り付けられるアタッチメントの選択が行われる。ハイブリッドショベル１００を操作するオペレータが、現時点で作業機２の先端に取り付けられている、または、今後の作業のために作業機２の先端に付け替えられるアタッチメントを選択する。

【0079】

オペレータは、入力部４５（図２）を用いて、アタッチメントの選択をコントローラ３０に入力する。入力部４５は、作業機２の先端に取り付け可能な複数種類のアタッチメントのうち、どの種類のアタッチメントが作業機２の先端に取り付けられるのかの選択入力を受け付ける、アタッチメント選択入力部としての機能を有している。

【0080】

ステップＳ２において、旋回体３の旋回動作に係る動作モードの選択が行われる。旋回体３の旋回動作に係る複数の動作モードが記憶部３２に記憶されており、作業の内容に応じて複数の動作モードからいずれか１つの動作モードを選択可能である。旋回動作の動作モードは、たとえば、旋回電気モータ２４の発生する旋回トルクを増大させて旋回動作を高速で行う第１の動作モードと、旋回電気モータ２４の発生する旋回トルクを減少させて旋回動作を低速で行う第２の動作モードとを含んでいる。

【0081】

たとえば、ハイブリッドショベル１００が掘削積込作業をするときに第１の動作モードを選択して、高速で旋回することで、サイクルタイムを短縮でき、作業性を向上できる。ハイブリッドショベル１００が吊り荷作業をするときに第２の動作モードを選択して、低速で旋回することで、荷を揺らさずに旋回できるので安全性を向上できる。また第２の動作モードを選択することで、旋回動作中の作業機２の操作性を向上できる。

【0082】

オペレータは、入力部４５を用いて、動作モードの選択をコントローラ３０に入力する。入力部４５は、旋回体の旋回動作の動作モードの選択入力を受け付けるモード選択入力受付部としての機能を有している。

【0083】

ステップＳ３において、オペレータが、旋回操作装置４１を操作する。旋回操作装置４１の操作量は、旋回操作検出部４１Ａにより検出され、コントローラ３０に入力される。

【0084】

ステップＳ４において、旋回加速度設定部５２が、旋回操作装置４１の操作量に応じた旋回体３の旋回加速度を設定する。図７に示されるマップＭＰ１は、たとえば、旋回操作装置４１の操作量が比較的大きい場合のマップに相当する。典型的にはマップＭＰ１は、旋回操作装置４１の操作量が最大の場合のマップに相当する。マップＭＰ２は、たとえば、旋回操作装置４１の操作量が中程度のマップに相当する。マップＭＰ３は、たとえば、旋回操作装置４１の操作量が比較的小さい場合のマップに相当する。

【0085】

旋回加速度設定部５２は、旋回操作装置４１の操作量に応じた適切なマップを記憶部３２から読み出す。旋回加速度設定部５２は、その読み出したマップに従った旋回加速度を、旋回体３を旋回動作させるときの加速度の指令値として設定する。

【0086】

旋回加速度設定部５２は、ステップＳ２で選択された旋回体３の旋回動作の動作モードと、旋回操作装置４１の操作量とに応じて、旋回体３の旋回加速度を設定してもよい。たとえば、旋回動作を低速で行う第２の動作モードが選択されている場合には、旋回加速度設定部５２は、旋回操作装置４１の操作量が最大のときに、図７に示されるマップＭＰ２を読み出してマップＭＰ２に従った旋回加速度を設定し、旋回操作装置４１の操作量が中程度のときに、マップＭＰ３を読み出してマップＭＰ３に従った旋回加速度を設定してもよい。

【0087】

旋回加速度設定部５２は、ステップＳ１で選択されたアタッチメントの種類と、旋回操作装置４１の操作量とに応じて、旋回体３の旋回加速度を設定してもよい。たとえば、旋回操作装置４１の操作量がある所定の値のときに、旋回加速度設定部５２は、アタッチメントがバケット８である場合と、ハイブリッドショベル１００が解体仕様車であってアタッチメントが小割機またはグラップルなどである場合とで、異なるマップを記憶部３２から読み出して、旋回体３の旋回加速度を設定してもよい。

【0088】

ステップＳ５において、油圧ポンプ２５の吐出する圧油の圧力が閾値以上であるか否かの判断が行われる。圧油の圧力は、圧力センサ２７により検知され、コントローラ３０に入力される。コントローラ３０は、圧油の圧力が増大したことを示す検知信号の入力を、圧力センサ２７から受ける。

【0089】

圧油の圧力が増加して油圧ポンプ２５の負荷が増加しているときには、バケット８内の現在の荷の重量が大きいと想定される。圧油の圧力が大きいと、作業機２が運搬する荷の重量が大きく、したがって作業機２の慣性が大きいと想定される。圧力センサ２７は、作業機２の慣性を検知する実施形態の慣性検知部に相当する。図４，５を参照して説明した計算荷重値Ｗの増加に従って油圧ポンプ２５の吐出する圧油の圧力が増加する関係を示すマップまたはテーブルが、記憶部３２に予め記憶されていてもよい。

【0090】

図３を参照して説明した通り、ホイスト旋回時には、旋回体３を旋回させながら、作業機２を上昇させる動作が行われる。作業機２が運搬する荷の重量が大きく、作業機２の慣性が大きいと、バケット８内が空のときと比較して、作業機２を上昇させる動作が遅くなる。このような作業機２の動作速度の低下に関わらず旋回体３を設定された旋回加速度で旋回させると、旋回体３の旋回に比べて作業機２の上昇が遅れ、バケット８内の掘削対象物をバケット８から排土する位置である点Ｐ１３（図３）にバケット８を到達させられないことがある。

【0091】

そのため、ステップＳ５の判断において油圧ポンプ２５の吐出する圧油の圧力が閾値以上であると判断されると（ステップＳ５においてＹＥＳ）、ステップＳ６において、旋回加速度補正部５４が、旋回加速度設定部５２が設定した旋回加速度を補正する。具体的には、圧力センサ２７が検知した圧油の圧力が閾値以上であると判断されると、旋回加速度補正部５４は、旋回操作装置４１の操作量に応じて設定された旋回加速度を減少させる。

【0092】

ステップＳ４における設定で、図７に示されるマップＭＰ１に従った旋回加速度が設定された場合に、ステップＳ６における補正によって、図７に示されるｇ１よりも小さい旋回加速度の最大値が再設定されてもよい。たとえば、ステップＳ４における設定で、図７に示されるマップＭＰ１に従った旋回加速度が設定された場合に、ステップＳ６における補正によって、マップＭＰ２に従った旋回加速度に再設定されてもよい。

【0093】

作業機２が運搬する荷の量によって旋回加速度を低下させ、ハイブリッドショベル１００ではない従来の油圧ショベルと同様のホイスト旋回が実現できるようにされている。これにより、オペレータの違和感なく作業が可能になる。

【0094】

ステップＳ７において、旋回動作制御部５６は、旋回加速度補正部５４が補正した旋回加速度に従って、旋回電気モータ２４を制御する。ステップＳ５の判断において油圧ポンプ２５の吐出する圧油の圧力が閾値未満であると判断されると（ステップＳ５においてＮＯ）、ステップＳ６の処理はスキップされ、旋回動作制御部５６は、ステップＳ４で旋回加速度設定部５２が設定した旋回加速度に従って、旋回電気モータ２４を制御する。そして、処理を終了する（エンド）。

【0095】

図９は、ダウン旋回時の旋回体３の旋回加速度の制御の一例を示すフローチャートである。図９に示されるステップＳ１１～ステップＳ１４の処理は、図８を参照して説明したステップＳ１～ステップＳ４と同じであるので、その説明を省略する。

【0096】

ステップＳ１５において、ブーム６の下げ動作のために操作される作業機操作装置４２の操作量が閾値以上であるか否かの判断が行われる。作業機操作装置４２の操作量は、作業機操作検出部４２Ａにより検出され、コントローラ３０に入力される。

【0097】

ハイブリッドショベル１００ではない従来の油圧ショベルにおいては、油圧ポンプから供給される作動油が、ブームシリンダ１０と旋回油圧モータとに分流する。作業機２が動作せずに旋回体３の旋回動作のみを行うときに旋回油圧モータに供給される作動油の流量と、ダウン旋回を行うときに旋回油圧モータに供給される作動油の流量とを比較すると、後者のほうが、旋回油圧モータに供給される作動油の流量が小さくなることがある。そのため、従来の油圧ショベルでは、ダウン旋回を行うときに旋回体の速度が低下することがある。実施形態のハイブリッドショベル１００において、ダウン旋回時に、旋回操作装置４１の操作量に応じた旋回加速度で旋回体３を旋回させると、旋回体３の旋回速度が大きいことで掘削の開始位置である点Ｐ１０（図３）にバケット８を到達させられないことがある。

【0098】

そのため、ステップＳ１５の判断においてブーム６の動作のために操作される作業機操作装置４２の操作量が閾値以上であると判断されると（ステップＳ１５においてＹＥＳ）、ステップＳ１６において、旋回加速度補正部５４が、旋回加速度設定部５２が設定した旋回加速度を補正する。具体的には、作業機操作装置４２の操作量が閾値以上であると判断されると、旋回加速度補正部５４は、旋回操作装置４１の操作量に応じて設定された旋回加速度を減少させる。

【0099】

ステップＳ１４における設定で、図７に示されるマップＭＰ１に従った旋回加速度が設定された場合に、ステップＳ１６における補正によって、図７に示されるｇ１よりも小さい旋回加速度の最大値が再設定されてもよい。たとえば、ステップＳ１４における設定で、図７に示されるマップＭＰ１に従った旋回加速度が設定された場合に、ステップＳ１６における補正によって、マップＭＰ２に従った旋回加速度に再設定されてもよい。

【0100】

旋回加速度を低下させることで、ハイブリッドショベル１００ではない従来の油圧ショベルと同様のダウン旋回を実現できるようにされている。これにより、オペレータの違和感なく作業が可能になる。

【0101】

ステップＳ１７において、旋回動作制御部５６は、旋回加速度補正部５４が補正した旋回加速度に従って、旋回電気モータ２４を制御する。ステップＳ１５の判断において作業機操作装置４２の操作量が閾値未満であると判断されると（ステップＳ１５においてＮＯ）、ステップＳ１６の処理はスキップされ、旋回動作制御部５６は、ステップＳ１４で旋回加速度設定部５２が設定した旋回加速度に従って、旋回電気モータ２４を制御する。そして、処理を終了する（エンド）。

【0102】

図９を参照した上記の説明では、作業機操作装置４２の操作、典型的にはブーム６を下げる動作のための作業機操作装置４２の操作に応じて、旋回体３の旋回加速度を下げることとした。アーム７またはバケット８の動作のために作業機操作装置４２が操作される場合においても同様に、旋回体３の旋回加速度を低下させる制御が行われる。走行体５の走行のために走行操作装置４３が操作される場合においても、旋回体３の旋回加速度を低下させる制御が行われる。したがって、旋回体３の旋回動作以外のハイブリッドショベル１００の動作のために操作される第２操作装置の操作量が閾値以上と判断されると、旋回加速度を低下させる制御が行われる。

【0103】

＜作用および効果＞
上述した説明と一部重複する記載もあるが、本実施形態の特徴的な構成および作用効果についてまとめて記載すると、以下の通りである。

【0104】

図８，９に示されるように、コントローラ３０は、旋回加速度に従って旋回電気モータ２４を制御する。これにより、旋回体３の旋回速度の変動を少なくして旋回体３を波打たせず滑らかに増減させることができ、また旋回体３の旋回速度の単位時間当たりの増加量を任意に設定することが可能である。

【0105】

図８に示されるように、コントローラ３０は、旋回操作装置４１の操作量に応じた旋回体３の旋回加速度を設定する。コントローラ３０は、慣性検知部が検知した作業機２の慣性によって、設定した旋回加速度を補正する。作業機２の慣性が大きいと、作業機２を上昇させる動作が遅くなる。旋回加速度を補正することによって、ハイブリッドショベル１００が、従来の油圧ショベルと同様の動作をすることが可能となる。これによりオペレータの違和感なく作業が可能になるので、精度の高い旋回制御が可能になる。

【0106】

図８に示されるように、コントローラ３０は、旋回操作装置４１の操作量に応じて設定した旋回体３の旋回加速度を、作業機２が運搬する荷の量によって補正する。作業機２が運搬する荷の量が大きいと、作業機２を上昇させる動作が遅くなる。旋回加速度を補正することによって、ハイブリッドショベル１００が、従来の油圧ショベルと同様の動作をすることが可能となる。これによりオペレータの違和感なく作業が可能になるので、精度の高い旋回制御が可能になる。

【0107】

図２に示されるように、圧力センサ２７は、油圧ポンプ２５の吐出する圧油の圧力を検知する。図８に示されるように、コントローラ３０は、油圧ポンプ２５の吐出する圧油の圧力が閾値以上と判断すると、旋回操作装置４１の操作量に応じて設定した旋回加速度を減少させる。圧油の圧力が増加して油圧ポンプ２５の負荷が増加しているときには、バケット８内の現在の荷の重量が大きいと想定される。旋回加速度を減少させることによって、ハイブリッドショベル１００が、従来の油圧ショベルと同様の動作をすることが可能となる。これによりオペレータの違和感なく作業が可能になるので、精度の高い旋回制御が可能になる。

【0108】

図９に示されるように、コントローラ３０は、作業機操作装置４２の操作量が閾値以上と判断すると、旋回操作装置４１の操作量に応じて設定した旋回加速度を減少させる。従来の油圧ショベルにおいては、油圧ポンプから供給される作動油が、ブームシリンダ１０と旋回油圧モータとに分流する。ハイブリッドショベル１００が、従来の油圧ショベルを模した動作をすることが可能となることで、オペレータの違和感なく作業が可能になるので、精度の高い旋回制御が可能になる。

【0109】

図９に示されるように、コントローラ３０は、ブーム６の動作のための作業機操作装置４２の操作量が閾値以上と判断すると、旋回操作装置４１の操作量に応じて設定した旋回加速度を減少させる。ハイブリッドショベル１００が、従来の油圧ショベルを模した動作をすることが可能となることで、オペレータの違和感なく作業が可能になるので、精度の高い旋回制御が可能になる。

【0110】

図８，９に示されるように、コントローラ３０は、旋回体３の旋回動作の動作モードと、旋回操作装置４１の操作量とに応じて、旋回加速度を設定する。旋回体３を高速で旋回させるか低速で旋回させるかの動作モードに応じた適切な旋回加速度の設定をすることで、作業性を向上することができる。

【0111】

図８，９に示されるように、コントローラ３０は、作業機２の先端に取り付けられたアタッチメントの種類と、旋回操作装置４１の操作量とに応じて、旋回加速度を設定する。アタッチメントの種類に応じた適切な旋回加速度の設定をすることで、作業性を向上することができる。

【0112】

図２に示されるように、ハイブリッドショベル１００は、作業機２の駆動源であるエンジン２０をさらに備えている。旋回体３を旋回電気モータ２４で旋回させ、作業機２をエンジンで駆動させるハイブリッドショベル１００が、ホイスト旋回動作時に従来の油圧ショベルと同様の動作をすることが可能となるので、オペレータの違和感なく作業が可能になり、精度の高い旋回制御が可能になる。

【0113】

上記の実施形態では、油圧ポンプ２５の吐出する圧油の圧力を検知する圧力センサ２７が作業機２の慣性を検知する慣性検知部としての機能を有する例について説明した。この例に限られず、作業機２の慣性を任意の構成で検知してもよい。たとえば、作業機シリンダの圧力を検知して、作業機２の慣性を判断してもよい。図４に示されるシリンダ圧センサ１０Ａ，１０Ｂが、慣性検知部としての機能を有してもよい。またたとえば、作業機２の姿勢を検知して、作業機２の慣性を判断してもよい。図４を参照して説明した、ブーム６、アーム７、バケット８に取り付けた慣性計測装置、または、ブームフートピン１３、ブームトップピン１４、アームトップピン１５に取り付けた角度センサが、慣性検知部としての機能を有してもよい。

【0114】

上記の実施形態では、ショベルの一例として、油圧機器の駆動源としてエンジン２０を備えるとともに旋回体３を旋回電気モータ２４で駆動させるハイブリッドショベル１００について説明した。ショベルは、エンジン（内燃機関）を備えなくてもよい。ショベルは、旋回体３の旋回、走行体５による走行、および作業機２の動作の駆動源がいずれも電動機であり、当該電動機はバッテリに蓄えられた電気エネルギーにより駆動される、電動ショベルであってもよい。

【0115】

以上のように実施形態について説明を行ったが、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0116】

１ 本体、２ 作業機、３ 旋回体、４ 運転室、４Ｓ 運転席、５ 走行体、５Ｃｒ 履帯、５Ｍ 走行モータ、６ ブーム、７ アーム、８ バケット、９ 外装カバー、１０ ブームシリンダ、１０Ａ，１０Ｂ シリンダ圧センサ、１１ アームシリンダ、１２ バケットシリンダ、１３ ブームフートピン、１４ ブームトップピン、１５ アームトップピン、１７ バケットリンク、１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ ストロークセンサ、２０ エンジン、２０Ａ ガバナ、２１ 発電電動機、２２ インバータ、２３ キャパシタ、２４ 旋回電気モータ、２５ 油圧ポンプ、２５Ａ 斜板駆動部、２６ タンク、２７ 圧力センサ、２８ コントロールバルブ、３０ コントローラ、３１ 演算装置、３２ 記憶部、４１ 旋回操作装置、４１Ａ 旋回操作検出部、４２ 作業機操作装置、４２Ａ 作業機操作検出部、４３ 走行操作装置、４３Ａ 走行操作検出部、４５ 入力部、５２ 旋回加速度設定部、５４ 旋回加速度補正部、５６ 旋回動作制御部、５８ 荷重演算部、１００ ハイブリッドショベル、２００ ダンプトラック、２０２ 荷台。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】