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(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】P2024093944
(43)【公開日】2024-07-09
(54)【発明の名称】ショベル
(51)【国際特許分類】
E02F 9/22 20060101AFI20240702BHJP
【ＦＩ】
E02F9/22 R
E02F9/22 Q
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022210605
(22)【出願日】2022-12-27
(71)【出願人】
【識別番号】502246528
【氏名又は名称】住友建機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(72)【発明者】
【氏名】三崎 陽二
【テーマコード（参考）】
2D003
【Ｆターム（参考）】
2D003AA01
2D003AB01
2D003AB02
2D003AB03
2D003AB04
2D003BA01
2D003BA03
2D003BB07
2D003CA02
2D003DA03
2D003DB02
2D003FA02
(57)【要約】
【課題】操作性を向上するショベルを提供する。
【解決手段】下部走行体と、上部旋回体と、アタッチメントと、前記アタッチメントを動作させる油圧アクチュエータと、第１油圧ポンプと、第２油圧ポンプと、前記第２油圧ポンプから前記油圧アクチュエータに供給される作動油の流量を制御する第１方向制御弁と、前記第１油圧ポンプから前記油圧アクチュエータに供給される作動油の流量を制御する第２方向制御弁と、前記第１方向制御弁及び前記第２方向制御弁に供給される２次圧を制御する電磁比例弁と、操作レバーを有する操作装置と、前記操作レバーの操作が入力され、前記電磁比例弁を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記第１方向制御弁を介して供給される作動油と前記第２方向制御弁を介して供給される作動油とが合流して前記油圧アクチュエータに作動油が供給される状態において、前記操作レバーの操作量に対して遅れ処理を行って前記電磁比例弁を制御する、ショベル。
【選択図】図７
【解決手段】下部走行体と、上部旋回体と、アタッチメントと、前記アタッチメントを動作させる油圧アクチュエータと、第１油圧ポンプと、第２油圧ポンプと、前記第２油圧ポンプから前記油圧アクチュエータに供給される作動油の流量を制御する第１方向制御弁と、前記第１油圧ポンプから前記油圧アクチュエータに供給される作動油の流量を制御する第２方向制御弁と、前記第１方向制御弁及び前記第２方向制御弁に供給される２次圧を制御する電磁比例弁と、操作レバーを有する操作装置と、前記操作レバーの操作が入力され、前記電磁比例弁を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記第１方向制御弁を介して供給される作動油と前記第２方向制御弁を介して供給される作動油とが合流して前記油圧アクチュエータに作動油が供給される状態において、前記操作レバーの操作量に対して遅れ処理を行って前記電磁比例弁を制御する、ショベル。
【選択図】図７
【特許請求の範囲】
【請求項1】
下部走行体と、
上部旋回体と、
アタッチメントと、
前記アタッチメントを動作させる油圧アクチュエータと、
第１油圧ポンプと、
第２油圧ポンプと、
前記第２油圧ポンプから前記油圧アクチュエータに供給される作動油の流量を制御する第１方向制御弁と、
前記第１油圧ポンプから前記油圧アクチュエータに供給される作動油の流量を制御する第２方向制御弁と、
前記第１方向制御弁及び前記第２方向制御弁に供給される２次圧を制御する電磁比例弁と、
操作レバーを有する操作装置と、
前記操作レバーの操作が入力され、前記電磁比例弁を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記第１方向制御弁を介して供給される作動油と前記第２方向制御弁を介して供給される作動油とが合流して前記油圧アクチュエータに作動油が供給される状態において、前記操作レバーの操作量に対して遅れ処理を行って前記電磁比例弁を制御する、
ショベル。
上部旋回体と、
アタッチメントと、
前記アタッチメントを動作させる油圧アクチュエータと、
第１油圧ポンプと、
第２油圧ポンプと、
前記第２油圧ポンプから前記油圧アクチュエータに供給される作動油の流量を制御する第１方向制御弁と、
前記第１油圧ポンプから前記油圧アクチュエータに供給される作動油の流量を制御する第２方向制御弁と、
前記第１方向制御弁及び前記第２方向制御弁に供給される２次圧を制御する電磁比例弁と、
操作レバーを有する操作装置と、
前記操作レバーの操作が入力され、前記電磁比例弁を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記第１方向制御弁を介して供給される作動油と前記第２方向制御弁を介して供給される作動油とが合流して前記油圧アクチュエータに作動油が供給される状態において、前記操作レバーの操作量に対して遅れ処理を行って前記電磁比例弁を制御する、
ショベル。
【請求項2】
前記制御装置は、
前記操作レバーの操作量に基づいて前記第１方向制御弁及び前記第２方向制御弁に供給される２次圧を算出し、
算出した前記２次圧に基づいて、前記遅れ処理を行って前記電磁比例弁を制御する、
請求項１に記載のショベル。
前記操作レバーの操作量に基づいて前記第１方向制御弁及び前記第２方向制御弁に供給される２次圧を算出し、
算出した前記２次圧に基づいて、前記遅れ処理を行って前記電磁比例弁を制御する、
請求項１に記載のショベル。
【請求項3】
前記制御装置は、
前記第１方向制御弁を介して供給される作動油と前記第２方向制御弁を介して供給される作動油とが合流して前記油圧アクチュエータに作動油が供給される前に前記遅れ処理開始する、
請求項２に記載のショベル。
前記第１方向制御弁を介して供給される作動油と前記第２方向制御弁を介して供給される作動油とが合流して前記油圧アクチュエータに作動油が供給される前に前記遅れ処理開始する、
請求項２に記載のショベル。
【請求項4】
前記制御装置は、
算出した前記２次圧が第１基準値以上の場合、前記遅れ処理を行って前記電磁比例弁を制御する、
請求項２に記載のショベル。
算出した前記２次圧が第１基準値以上の場合、前記遅れ処理を行って前記電磁比例弁を制御する、
請求項２に記載のショベル。
【請求項5】
前記第１基準値は、
前記第１方向制御弁を介して供給される作動油と前記第２方向制御弁を介して供給される作動油とが合流して前記油圧アクチュエータに作動油が供給される直前または合流時の２次圧である、
請求項４に記載のショベル。
前記第１方向制御弁を介して供給される作動油と前記第２方向制御弁を介して供給される作動油とが合流して前記油圧アクチュエータに作動油が供給される直前または合流時の２次圧である、
請求項４に記載のショベル。
【請求項6】
前記遅れ処理は、一次遅れ処理である、
請求項１に記載のショベル。
請求項１に記載のショベル。
【請求項7】
前記第１方向制御弁と前記第２方向制御弁とは、互いに特性が異なり、
前記第１方向制御弁が前記第２方向制御弁よりも先に開口する、
請求項１に記載のショベル。
前記第１方向制御弁が前記第２方向制御弁よりも先に開口する、
請求項１に記載のショベル。
【請求項8】
前記制御装置は、
前記操作レバーの操作量の変化量が第２基準値以上の場合、前記遅れ処理を行わずに前記操作レバーの操作量に対して前記電磁比例弁を制御する、
請求項１に記載のショベル。
前記操作レバーの操作量の変化量が第２基準値以上の場合、前記遅れ処理を行わずに前記操作レバーの操作量に対して前記電磁比例弁を制御する、
請求項１に記載のショベル。
【請求項9】
前記制御装置は、
前記油圧アクチュエータの負荷圧に基づいて、前記第１基準値を決定する、
請求項４に記載のショベル。
前記油圧アクチュエータの負荷圧に基づいて、前記第１基準値を決定する、
請求項４に記載のショベル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ショベルに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、２系統の油圧ポンプと、２系統の高圧油圧ラインと、高圧油圧ラインのそれぞれに設けられた方向制御弁及びネガコン絞りと、ブームシリンダと、を備え、２系統の油圧ポンプから供給された作動油が合流してブームシリンダに供給されるショベルが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１７－１７２６３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、２系統の油圧ポンプから供給された作動油が合流する際、油圧アクチュエータに供給される作動油の流量が増加及び減少を伴って変動することにより、油圧アクチュエータの動作速度が加速及び減速を伴って変動する。これにより、ショベルに不快な振動が発生するおそれがある。
【0005】
そこで、上記課題に鑑み、操作性を向上するショベル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】
上述の目的を達成するために、本発明の実施例に係るショベルは、下部走行体と、上部旋回体と、アタッチメントと、前記アタッチメントを動作させる油圧アクチュエータと、第１油圧ポンプと、第２油圧ポンプと、前記第２油圧ポンプから前記油圧アクチュエータに供給される作動油の流量を制御する第１方向制御弁と、前記第１油圧ポンプから前記油圧アクチュエータに供給される作動油の流量を制御する第２方向制御弁と、前記第１方向制御弁及び前記第２方向制御弁に供給される２次圧を制御する電磁比例弁と、操作レバーを有する操作装置と、前記操作レバーの操作が入力され、前記電磁比例弁を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記第１方向制御弁を介して供給される作動油と前記第２方向制御弁を介して供給される作動油とが合流して前記油圧アクチュエータに作動油が供給される状態において、前記操作レバーの操作量に対して遅れ処理を行って前記電磁比例弁を制御する。
【発明の効果】
【0007】
上述の実施形態によれば、操作性を向上するショベルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】ショベルの側面図である。
【図2】ショベルに搭載される油圧システムの構成例を示す図である。
【図3】ブームシリンダの操作に関する油圧システム部分を抜き出した図である。
【図4】制御弁の特性の一例を示すグラフである。
【図5】メインポンプの圧力、流量及びトルクの関係を示すグラフの一例である。
【図6】コントローラによる比例弁の制御の一例を示すフローチャートである。
【図7】レバー操作に対する２次圧の変化の一例を示すグラフである。
【図8】メインポンプの圧力、流量及びトルクの関係を示すグラフの一例である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
【0010】
本実施形態では、ショベル１００の下部走行体１はクローラを含む。クローラは、下部走行体１に搭載されている走行アクチュエータとしての走行油圧モータ２Ｍによって駆動される。具体的には、クローラは左クローラ及び右クローラを含む。左クローラは左走行油圧モータ２ＭＬによって駆動され、右クローラは右走行油圧モータ２ＭＲによって駆動される。
【0011】
下部走行体１には旋回機構２を介して上部旋回体３が旋回可能に搭載されている。旋回機構２は、上部旋回体３に搭載されている旋回アクチュエータとしての旋回油圧モータ２Ａによって駆動される。但し、旋回アクチュエータは、電動アクチュエータとしての旋回電動発電機であってもよい。
【0012】
上部旋回体３にはブーム４が取り付けられている。ブーム４の先端にはアーム５が取り付けられ、アーム５の先端にはエンドアタッチメントとしてのバケット６が取り付けられている。ブーム４、アーム５及びバケット６は、アタッチメントの一例であるアタッチメントＡＴを構成する。ブーム４はブームシリンダ７で駆動され、アーム５はアームシリンダ８で駆動され、バケット６はバケットシリンダ９で駆動される。ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９は、アタッチメントアクチュエータを構成している。図１に示す例では、バケット６は、掘削バケットであるが、スケルトンバケット又は（除礫バケット）であってもよい。また、バケット６は、バケットチルト機構を備えていてもよい。
【0013】
上部旋回体３には、運転室としてのキャビン１０が設けられ、且つ、エンジン１１等の動力源が搭載されている。キャビン１０の内部には、操作装置２６及びコントローラ３０等が設けられている。また、上部旋回体３には、空間認識装置７０等が取り付けられている。なお、本書では、便宜上、上部旋回体３における、アタッチメントＡＴが取り付けられている側を前方とし、カウンタウェイトが取り付けられている側を後方とする。
【0014】
空間認識装置７０は、ショベル１００の周囲の三次元空間に存在する物体を認識するように構成されている。また、空間認識装置７０は、空間認識装置７０又はショベル１００から認識された物体までの距離を算出するように構成されていてもよい。空間認識装置７０は、例えば、超音波センサ、ミリ波レーダ、撮像装置、ＬＩＤＡＲ、距離画像センサ、赤外線センサ等、又はそれらの任意の組み合わせを含む。撮像装置は、例えば、単眼カメラ又はステレオカメラ等である。本実施形態では、空間認識装置７０は、キャビン１０の上面前端に取り付けられた前方センサ７０Ｆ、上部旋回体３の上面後端に取り付けられた後方センサ７０Ｂ、上部旋回体３の上面左端に取り付けられた左方センサ７０Ｌ、及び、上部旋回体３の上面右端に取り付けられた右方センサ（不図示）を含む。上部旋回体３の上方の空間に存在する物体を認識する上方センサがショベル１００に取り付けられていてもよい。
【0015】
操作装置２６は、操作者がアクチュエータの操作のために用いる装置である。操作装置２６は、例えば、操作レバー及び操作ペダルを含む。アクチュエータは、油圧アクチュエータ及び電動アクチュエータの少なくとも１つを含む。
【0016】
コントローラ３０は、ショベル１００を制御するための制御装置である。本実施形態では、コントローラ３０は、ＣＰＵ、揮発性記憶装置、及び不揮発性記憶装置等を備えたコンピュータで構成されている。そして、コントローラ３０は、各機能に対応するプログラムを不揮発性記憶装置から読み出して揮発性記憶装置にロードし、対応する処理をＣＰＵに実行させる。各機能は、例えば、操作者によるショベル１００の手動操作をガイド（案内）するマシンガイダンス機能、及び、操作者によるショベル１００の手動操作を支援したり或いはショベル１００を自動的或いは自律的に動作させたりするマシンコントロール機能を含む。コントローラ３０は、ショベル１００の周囲の監視範囲内に存在する物体とショベル１００との接触を回避するためにショベル１００を自動的或いは自律的に動作させたり或いは停止させたりする接触回避機能を含んでいてもよい。ショベル１００の周囲の物体の監視は、監視範囲内だけでなく監視範囲外に対しても実行される。
【0017】
次に、図２を参照し、ショベル１００に搭載される油圧システムの構成例について説明する。図２は、ショベル１００に搭載される油圧システムの構成例を示す図である。図２は、機械的動力伝達系、作動油ライン、パイロットライン及び電気制御系を、それぞれ、二重線、実線、破線及び点線で示している。
【0018】
ショベル１００の油圧システムは、主に、エンジン１１、レギュレータ１３、メインポンプ１４、パイロットポンプ１５、コントロールバルブユニット１７、操作装置２６、吐出圧センサ２８、操作センサ２９、及びコントローラ３０等を含む。
【0019】
図２において、油圧システムは、エンジン１１によって駆動されるメインポンプ１４から、センターバイパス管路４０又はパラレル管路４２を経て作動油タンクまで作動油を循環させることができるように構成されている。
【0020】
エンジン１１は、ショベル１００の駆動源である。本実施形態では、エンジン１１は、例えば、所定の回転数を維持するように動作するディーゼルエンジンである。エンジン１１の出力軸は、メインポンプ１４及びパイロットポンプ１５のそれぞれの入力軸に連結されている。
【0021】
メインポンプ１４は、作動油ラインを介して作動油をコントロールバルブユニット１７に供給できるように構成されている。本実施形態では、メインポンプ１４は、斜板式可変容量型油圧ポンプである。
【0022】
レギュレータ１３は、メインポンプ１４の吐出量を制御できるように構成されている。本実施形態では、レギュレータ１３は、コントローラ３０からの制御指令に応じてメインポンプ１４の斜板傾転角を調節することによってメインポンプ１４の吐出量を制御する。
【0023】
パイロットポンプ１５は、パイロット圧生成装置の一例であり、パイロットラインを介して油圧制御機器に作動油を供給できるように構成されている。本実施形態では、パイロットポンプ１５は、固定容量型油圧ポンプである。但し、パイロット圧生成装置は、メインポンプ１４によって実現されてもよい。すなわち、メインポンプ１４は、作動油ラインを介して作動油をコントロールバルブユニット１７に供給する機能に加え、パイロットラインを介して各種油圧制御機器に作動油を供給する機能を備えていてもよい。この場合、パイロットポンプ１５は、省略されてもよい。
【0024】
コントロールバルブユニット１７は、ショベル１００における油圧システムを制御する油圧制御装置である。本実施形態では、コントロールバルブユニット１７は、制御弁１７１～１７６を含む。制御弁１７５は制御弁（第２方向制御弁）１７５Ｌ及び制御弁（第１方向制御弁）１７５Ｒを含み、制御弁１７６は制御弁１７６Ｌ及び制御弁１７６Ｒを含む。コントロールバルブユニット１７は、制御弁１７１～１７６を通じ、メインポンプ１４が吐出する作動油を１又は複数の油圧アクチュエータに選択的に供給できるように構成されている。制御弁１７１～１７６は、例えば、メインポンプ１４から油圧アクチュエータに流れる作動油の流量、及び、油圧アクチュエータから作動油タンクに流れる作動油の流量を制御する。油圧アクチュエータは、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、バケットシリンダ９、左走行油圧モータ２ＭＬ、右走行油圧モータ２ＭＲ及び旋回油圧モータ２Ａを含む。
【0025】
操作装置２６は、操作者がアクチュエータを操作できるように構成されている。本実施形態では、操作装置２６は、操作者が油圧アクチュエータを操作できるように構成された油圧アクチュエータ操作装置を含む。具体的には、油圧アクチュエータ操作装置は、パイロットラインを介して、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、コントローラ３０によって制御される比例弁３１を介してコントロールバルブユニット１７内の対応する制御弁１７１～１７６のパイロットポートに供給できるように構成されている。パイロットポートのそれぞれに供給される作動油の圧力（パイロット圧）は、油圧アクチュエータのそれぞれに対応する操作装置２６の操作方向及び操作量に応じた圧力である。
【0026】
吐出圧センサ２８は、メインポンプ１４の吐出圧を検出できるように構成されている。本実施形態では、吐出圧センサ２８は、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。
【0027】
操作センサ２９は、操作者による操作装置２６の操作の内容を検出できるように構成されている。本実施形態では、操作センサ２９は、アクチュエータのそれぞれに対応する操作装置２６の操作方向及び操作量を検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。
【0028】
メインポンプ１４は、左メインポンプ１４Ｌ及び右メインポンプ１４Ｒを含む。そして、左メインポンプ１４Ｌは、左センターバイパス管路４０Ｌ又は左パラレル管路４２Ｌを経て作動油タンクまで作動油を循環させ、右メインポンプ１４Ｒは、右センターバイパス管路４０Ｒ又は右パラレル管路４２Ｒを経て作動油タンクまで作動油を循環させる。
【0029】
左センターバイパス管路４０Ｌは、コントロールバルブユニット１７内に配置された制御弁１７１、１７３、１７５Ｌ及び１７６Ｌを通る作動油ラインである。右センターバイパス管路４０Ｒは、コントロールバルブユニット１７内に配置された制御弁１７２、１７４、１７５Ｒ及び１７６Ｒを通る作動油ラインである。
【0030】
制御弁１７１は、左メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油を左走行油圧モータ２ＭＬへ供給し、且つ、左走行油圧モータ２ＭＬが吐出する作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。
【0031】
制御弁１７２は、右メインポンプ１４Ｒが吐出する作動油を右走行油圧モータ２ＭＲへ供給し、且つ、右走行油圧モータ２ＭＲが吐出する作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。
【0032】
制御弁１７３は、左メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油を旋回油圧モータ２Ａへ供給し、且つ、旋回油圧モータ２Ａが吐出する作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。
【0033】
制御弁１７４は、右メインポンプ１４Ｒが吐出する作動油をバケットシリンダ９へ供給し、且つ、バケットシリンダ９内の作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。
【0034】
制御弁１７５Ｌは、左メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油をブームシリンダ７へ供給するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。制御弁１７５Ｒは、右メインポンプ１４Ｒが吐出する作動油をブームシリンダ７へ供給し、且つ、ブームシリンダ７内の作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。
【0035】
制御弁１７６Ｌは、左メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油をアームシリンダ８へ供給し、且つ、アームシリンダ８内の作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。
【0036】
制御弁１７６Ｒは、右メインポンプ１４Ｒが吐出する作動油をアームシリンダ８へ供給し、且つ、アームシリンダ８内の作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。
【0037】
左パラレル管路４２Ｌは、左センターバイパス管路４０Ｌに並行する作動油ラインである。左パラレル管路４２Ｌは、制御弁１７１、１７３、及び１７５Ｌの何れかによって左センターバイパス管路４０Ｌを通る作動油の流れが制限或いは遮断された場合に、より下流の制御弁に作動油を供給できる。右パラレル管路４２Ｒは、右センターバイパス管路４０Ｒに並行する作動油ラインである。右パラレル管路４２Ｒは、制御弁１７２、１７４、及び１７５Ｒの何れかによって右センターバイパス管路４０Ｒを通る作動油の流れが制限或いは遮断された場合に、より下流の制御弁に作動油を供給できる。
【0038】
レギュレータ１３は、左レギュレータ１３Ｌ及び右レギュレータ１３Ｒを含む。左レギュレータ１３Ｌは、左メインポンプ１４Ｌの吐出圧に応じて左メインポンプ１４Ｌの斜板傾転角を調節することによって、左メインポンプ１４Ｌの吐出量を制御する。具体的には、左レギュレータ１３Ｌは、例えば、左メインポンプ１４Ｌの吐出圧の増大に応じて左メインポンプ１４Ｌの斜板傾転角を調節して吐出量を減少させる。右レギュレータ１３Ｒについても同様である。吐出圧と吐出量との積で表されるメインポンプ１４の吸収パワー（油圧（ポンプ）馬力）がエンジン１１の出力パワー（エンジン馬力）を超えないようにするためである。
【0039】
操作装置２６は、左操作レバー２６Ｌ、右操作レバー２６Ｒ及び走行レバー２６Ｄを含む。走行レバー２６Ｄは、左走行レバー２６ＤＬ及び右走行レバー２６ＤＲを含む。
【0040】
左操作レバー２６Ｌは、旋回操作とアーム５の操作に用いられる。左操作レバー２６Ｌは、前後方向に操作されると、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁１７６のパイロットポートに導入させる。また、左右方向に操作されると、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁１７３のパイロットポートに導入させる。
【0041】
具体的には、左操作レバー２６Ｌは、アーム閉じ方向に操作された場合に、制御弁１７６Ｌの右側パイロットポートに作動油を導入させ、且つ、制御弁１７６Ｒの左側パイロットポートに作動油を導入させる。また、左操作レバー２６Ｌは、アーム開き方向に操作された場合には、制御弁１７６Ｌの左側パイロットポートに作動油を導入させ、且つ、制御弁１７６Ｒの右側パイロットポートに作動油を導入させる。また、左操作レバー２６Ｌは、左旋回方向に操作された場合に、制御弁１７３の左側パイロットポートに作動油を導入させ、右旋回方向に操作された場合に、制御弁１７３の右側パイロットポートに作動油を導入させる。
【0042】
図２に示す例では、左操作レバー２６Ｌは、前後方向に操作されたときにアーム操作レバーとして機能し、左右方向に操作されたときに旋回操作レバーとして機能する。
【0043】
右操作レバー２６Ｒは、ブーム４の操作とバケット６の操作に用いられる。右操作レバー２６Ｒは、前後方向に操作されると、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁１７５のパイロットポートに導入させる。また、左右方向に操作されると、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁１７４のパイロットポートに導入させる。
【0044】
具体的には、右操作レバー２６Ｒは、ブーム下げ方向に操作された場合に、制御弁１７５Ｒの左側パイロットポートに作動油を導入させる。また、右操作レバー２６Ｒは、ブーム上げ方向に操作された場合には、制御弁１７５Ｌの右側パイロットポートに作動油を導入させ、且つ、制御弁１７５Ｒの左側パイロットポートに作動油を導入させる。また、右操作レバー２６Ｒは、バケット閉じ方向に操作された場合に、制御弁１７４の右側パイロットポートに作動油を導入させ、バケット開き方向に操作された場合に、制御弁１７４の左側パイロットポートに作動油を導入させる。
【0045】
図２に示す例では、右操作レバー２６Ｒは、前後方向に操作されたときにブーム操作レバーとして機能し、左右方向に操作されたときにバケット操作レバーとして機能する。
【0046】
走行レバー２６Ｄは、クローラの操作に用いられる。具体的には、左走行レバー２６ＤＬは、左クローラの操作に用いられる。左走行ペダルと連動するように構成されていてもよい。左走行レバー２６ＤＬは、前後方向に操作されると、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁１７１のパイロットポートに導入させる。右走行レバー２６ＤＲは、右クローラの操作に用いられる。右走行ペダルと連動するように構成されていてもよい。右走行レバー２６ＤＲは、前後方向に操作されると、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁１７２のパイロットポートに導入させる。
【0047】
吐出圧センサ２８は、吐出圧センサ２８Ｌ及び吐出圧センサ２８Ｒを含む。吐出圧センサ２８Ｌは、左メインポンプ１４Ｌの吐出圧を検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。吐出圧センサ２８Ｒについても同様である。
【0048】
操作センサ２９は、操作センサ２９ＬＡ、２９ＬＢ、２９ＲＡ、２９ＲＢ、２９ＤＬ、２９ＤＲを含む。操作センサ２９ＬＡは、操作者による左操作レバー２６Ｌに対する前後方向への操作の内容を検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。操作の内容は、例えば、レバー操作方向、レバー操作量（レバー操作角度）等である。
【0049】
同様に、操作センサ２９ＬＢは、操作者による左操作レバー２６Ｌに対する左右方向への操作の内容を検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。操作センサ２９ＲＡは、操作者による右操作レバー２６Ｒに対する前後方向への操作の内容を検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。操作センサ２９ＲＢは、操作者による右操作レバー２６Ｒに対する左右方向への操作の内容を検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。操作センサ２９ＤＬは、操作者による左走行レバー２６ＤＬに対する前後方向への操作の内容を検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。操作センサ２９ＤＲは、操作者による右走行レバー２６ＤＲに対する前後方向への操作の内容を検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。
【0050】
コントローラ３０は、操作センサ２９の出力を受信し、必要に応じてレギュレータ１３に対して制御指令を出力し、メインポンプ１４の吐出量を変化させる。また、コントローラ３０は、絞り１８の上流に設けられた制御圧センサ１９の出力を受信し、必要に応じてレギュレータ１３に対して制御指令を出力し、メインポンプ１４の吐出量を変化させる。絞り１８は左絞り１８Ｌ及び右絞り１８Ｒを含み、制御圧センサ１９は左制御圧センサ１９Ｌ及び右制御圧センサ１９Ｒを含む。
【0051】
左センターバイパス管路４０Ｌには、最も下流にある制御弁１７６Ｌと作動油タンクとの間に左絞り１８Ｌが配置されている。そのため、左メインポンプ１４Ｌが吐出した作動油の流れは、左絞り１８Ｌで制限される。そして、左絞り１８Ｌは、左レギュレータ１３Ｌを制御するための制御圧を発生させる。左制御圧センサ１９Ｌは、この制御圧を検出するためのセンサであり、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。コントローラ３０は、この制御圧に応じて左メインポンプ１４Ｌの斜板傾転角を調節することによって、左メインポンプ１４Ｌの吐出量を制御する。コントローラ３０は、この制御圧が大きいほど左メインポンプ１４Ｌの吐出量を減少させ、この制御圧が小さいほど左メインポンプ１４Ｌの吐出量を増大させる。右メインポンプ１４Ｒの吐出量も同様に制御される。
【0052】
具体的には、図２で示されるようにショベル１００における油圧アクチュエータが何れも操作されていない待機状態の場合、左メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油は、左センターバイパス管路４０Ｌを通って左絞り１８Ｌに至る。そして、左メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油の流れは、左絞り１８Ｌの上流で発生する制御圧を増大させる。その結果、コントローラ３０は、左メインポンプ１４Ｌの吐出量を許容最小吐出量まで減少させ、吐出した作動油が左センターバイパス管路４０Ｌを通過する際の圧力損失（ポンピングロス）を抑制する。一方、何れかの油圧アクチュエータが操作された場合、左メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油は、操作対象の油圧アクチュエータに対応する制御弁を介して、操作対象の油圧アクチュエータに流れ込む。そして、左メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油の流れは、左絞り１８Ｌに至る量を減少或いは消失させ、左絞り１８Ｌの上流で発生する制御圧を低下させる。その結果、コントローラ３０は、左メインポンプ１４Ｌの吐出量を増大させ、操作対象の油圧アクチュエータに十分な作動油を循環させ、操作対象の油圧アクチュエータの駆動を確かなものとする。なお、コントローラ３０は、右メインポンプ１４Ｒの吐出量も同様に制御する。
【0053】
上述のような構成により、図２の油圧システムは、待機状態においては、メインポンプ１４における無駄なエネルギ消費を抑制できる。無駄なエネルギ消費は、メインポンプ１４が吐出する作動油がセンターバイパス管路４０で発生させるポンピングロスを含む。また、図２の油圧システムは、油圧アクチュエータを作動させる場合には、メインポンプ１４から必要十分な作動油を作動対象の油圧アクチュエータに確実に供給できる。
【0054】
即ち、コントローラ３０は、吐出圧と吐出量との積で表されるメインポンプ１４の吸収パワー（油圧（ポンプ）馬力）がエンジン１１の出力パワー（エンジン馬力）を超えないように算出された第１の吐出量と、制御圧センサ１９で検出された制御圧に基づいて算出された第２の吐出量と、のうち、小さい方の吐出量となるようにレギュレータ１３を制御する。
【0055】
また、ブームシリンダ７にはブームロッド圧センサＳ７Ｒ及びブームボトム圧センサＳ７Ｂが取り付けられている。アームシリンダ８にはアームロッド圧センサＳ８Ｒ及びアームボトム圧センサＳ８Ｂが取り付けられている。バケットシリンダ９にはバケットロッド圧センサＳ９Ｒ及びバケットボトム圧センサＳ９Ｂが取り付けられている。ブームロッド圧センサＳ７Ｒ、ブームボトム圧センサＳ７Ｂ、アームロッド圧センサＳ８Ｒ、アームボトム圧センサＳ８Ｂ、バケットロッド圧センサＳ９Ｒ及びバケットボトム圧センサＳ９Ｂは、集合的に「シリンダ圧センサ」とも称される。また、旋回油圧モータ２Ａには左旋回圧センサＳ１０Ｌ及び右旋回圧センサＳ１０Ｒが取り付けられている。
【0056】
ブームロッド圧センサＳ７Ｒはブームシリンダ７のロッド側油室の圧力（以下、「ブームロッド圧」とする。）を検出し、ブームボトム圧センサＳ７Ｂはブームシリンダ７のボトム側油室の圧力（以下、「ブームボトム圧」とする。）を検出する。アームロッド圧センサＳ８Ｒはアームシリンダ８のロッド側油室の圧力（以下、「アームロッド圧」とする。）を検出し、アームボトム圧センサＳ８Ｂはアームシリンダ８のボトム側油室の圧力（以下、「アームボトム圧」とする。）を検出する。バケットロッド圧センサＳ９Ｒはバケットシリンダ９のロッド側油室の圧力（以下、「バケットロッド圧」とする。）を検出し、バケットボトム圧センサＳ９Ｂはバケットシリンダ９のボトム側油室の圧力（以下、「バケットボトム圧」とする。）を検出する。左旋回圧センサＳ１０Ｌは、旋回油圧モータ２Ａの左側ポートにおける作動油の圧力を検出する。右旋回圧センサＳ１０Ｒは、旋回油圧モータ２Ａの右側ポートにおける作動油の圧力を検出する。各センサで検出された値は、コントローラ３０に送信される。
【0057】
次に、図３を参照し、コントローラ３０がマシンコントロール機能によってアクチュエータを動作させるための構成について説明する。図３は、油圧システムの一部を抜き出した図である。具体的には、図３は、ブームシリンダ７の操作に関する油圧システム部分を抜き出した図である。
【0058】
図３に示すように、油圧システムは、比例弁３１を含む。比例弁３１は、比例弁３１ＢＬ及び３１ＢＲを含む。
【0059】
比例弁３１は、マシンコントロール用制御弁として機能する。比例弁３１は、パイロットポンプ１５とコントロールバルブユニット１７内の対応する制御弁のパイロットポートとを接続する管路に配置され、その管路の流路面積を変更できるように構成されている。本実施形態では、比例弁３１は、コントローラ３０が出力する制御指令に応じて動作する。そのため、コントローラ３０は、操作者による操作装置２６の操作とは無関係に、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１を介し、コントロールバルブユニット１７内の対応する制御弁のパイロットポートに供給できる。そして、コントローラ３０は、比例弁３１が生成するパイロット圧を、対応する制御弁のパイロットポートに作用させることができる。
【0060】
この構成により、コントローラ３０は、特定の操作装置２６に対する操作が行われていない場合であっても、その特定の操作装置２６に対応する油圧アクチュエータを動作させることができる。また、コントローラ３０は、特定の操作装置２６に対する操作が行われている場合であっても、その特定の操作装置２６に対応する油圧アクチュエータの動作を強制的に停止させることができる。
【0061】
例えば、図３に示すように、右操作レバー２６Ｒは、ブーム４を操作するために用いられる。具体的には、右操作レバー２６Ｒは、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用し、前後方向への操作に応じたパイロット圧を制御弁１７５のパイロットポートに作用させる。より具体的には、右操作レバー２６Ｒは、ブーム上げ方向（後方向）に操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧を制御弁１７５Ｒの左側パイロットポートに作用させる。また、右操作レバー２６Ｒは、ブーム下げ方向（前方向）に操作された場合には、操作量に応じたパイロット圧を制御弁１７５Ｒの右側パイロットポートに作用させる。
【0062】
操作センサ２９ＲＡは、操作者による右操作レバー２６Ｒに対する前後方向への操作の内容を検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。
【0063】
比例弁３１ＢＬは、コントローラ３０が出力する制御指令（電流指令）に応じて動作する。そして、パイロットポンプ１５から比例弁３１ＢＬを介して制御弁１７５Ｒの左側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁３１ＢＲは、コントローラ３０が出力する制御指令（電流指令）に応じて動作する。そして、パイロットポンプ１５から比例弁３１ＢＲを介して制御弁１７５Ｒの右側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁３１ＢＬは、制御弁１７５Ｒを任意の弁位置で停止できるようにパイロット圧を調整可能である。また、比例弁３１ＢＲは、制御弁１７５Ｒを任意の弁位置で停止できるようにパイロット圧を調整可能である。
【0064】
また、比例弁３１ＢＬと制御弁１７５の一方のポート（制御弁１７５Ｒの左側ポート）とを接続するパイロットラインには、パイロット圧を検出するパイロット圧センサ３２ＢＬが設けられている。また、比例弁３１ＢＲと制御弁１７５の他方のポート（制御弁１７５Ｒの右側ポート）とを接続するパイロットラインには、パイロット圧を検出するパイロット圧センサ３２ＢＲが設けられている。各パイロット圧センサ３２ＢＬ，３２ＢＲで検出された値は、コントローラ３０に送信される。
【0065】
この構成により、コントローラ３０は、操作者によるブーム上げ操作に応じ、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＢＬを介し、制御弁１７５Ｒの左側パイロットポートに供給できる。また、コントローラ３０は、操作者によるブーム上げ操作とは無関係に、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＢＬを介し、制御弁１７５Ｒの左側パイロットポートに供給できる。すなわち、コントローラ３０は、操作者によるブーム上げ操作に応じ、或いは、操作者によるブーム上げ操作とは無関係に、ブーム４を上げることができる。
【0066】
また、コントローラ３０は、操作者によるブーム下げ操作に応じ、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＢＲを介し、制御弁１７５Ｒの右側パイロットポートに供給できる。また、コントローラ３０は、操作者によるブーム下げ操作とは無関係に、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＢＲを介し、制御弁１７５Ｒの右側パイロットポートに供給できる。すなわち、コントローラ３０は、操作者によるブーム下げ操作に応じ、或いは、操作者によるブーム下げ操作とは無関係に、ブーム４を下げることができる。
【0067】
なお、図３においては、コントローラ３０は、比例弁３１ＢＬ，３１ＢＲを制御し、制御弁１７５Ｒにパイロット圧を供給する構成について説明した。同様に、コントローラ３０は、比例弁（図示せず）を制御し、制御弁１７５Ｌにパイロット圧を供給する。
【0068】
また、この構成により、コントローラ３０は、操作者によるブーム上げ操作が行われている場合であっても、必要に応じて、制御弁１７５のブーム上げ側のパイロットポート（制御弁１７６Ｒの左側パイロットポート及び制御弁１７５Ｌの右側パイロットポート）に作用するパイロット圧を減圧し、ブーム４の上げ動作を強制的に停止させることができる。操作者によるブーム下げ操作が行われているときにブーム４の下げ動作を強制的に停止させる場合についても同様である。
【0069】
また、詳細な説明を省略するが、操作者によるアーム開き操作又はアーム閉じ操作が行われている場合にアーム５の動作を強制的に停止させる場合、操作者によるバケット閉じ操作又はバケット開き操作が行われている場合にバケット６の動作を強制的に停止させる場合、及び、操作者による旋回操作が行われている場合に上部旋回体３の旋回動作を強制的に停止させる場合についても同様である。また、操作者による走行操作が行われている場合に下部走行体１の走行動作を強制的に停止させる場合についても同様である。
【0070】
ショベル１００は、下部走行体１を自動的に前進・後進させる構成を備えていてもよい。この場合、左走行油圧モータ２ＭＬの操作に関する油圧システム部分、及び、右走行油圧モータ２ＭＲの操作に関する油圧システム部分は、ブームシリンダ７の操作に関する油圧システム部分等と同じように構成されてもよい。
【0071】
また、操作装置２６の形態として電気式操作レバーに関する説明を記載したが、電気式操作レバーではなく油圧式操作レバーが採用されてもよい。この場合、油圧式操作レバーのレバー操作量は、圧力センサによって圧力の形で検出されてコントローラ３０へ入力されてもよい。また、油圧式操作レバーとしての操作装置２６と各制御弁のパイロットポートとの間には電磁弁が配置されてもよい。電磁弁は、コントローラ３０からの電気信号に応じて動作するように構成される。この構成により、油圧式操作レバーとしての操作装置２６を用いた手動操作が行われると、操作装置２６は、レバー操作量に応じてパイロット圧を増減させることで各制御弁を移動させることができる。また、各制御弁は電磁スプール弁で構成されていてもよい。この場合、電磁スプール弁は、電気式操作レバーのレバー操作量に対応するコントローラ３０からの電気信号に応じて動作する。
【0072】
次に、オペレータが操作装置２６の右操作レバー２６Ｒを操作することにより、ブームシリンダ７を動作させる場合を例に説明する。オペレータが操作装置２６の右操作レバー２６Ｒを操作すると、操作センサ２９ＲＡで右操作レバー２６Ｒの操作が検出され、検出された右操作レバー２６Ｒの操作がコントローラ３０に入力される。コントローラ３０は、右操作レバー２６Ｒの操作量に応じた制御弁１７５の２次圧（パイロット圧）となるように、比例弁３１の電流値（電流指令、制御指令）を制御して出力する。これにより、制御弁１７５のパイロットポートに２次圧が作用して、制御弁１７５のスプールが移動することにより、制御弁１７５のＰＴ開口（メインポンプ１４から作動油タンクへの油路の開口）、ＰＣ開口（メインポンプ１４からブームシリンダ７への油路の開口）、ＣＴ開口（ブームシリンダ７から作動油タンクへの油路の開口）の開口面積が制御される。
【0073】
ここで、ブームシリンダ７を動作させるために右操作レバー２６Ｒを中立位置から傾倒方向に操作すると、制御弁１７５のＰＴ開口の開口面積が減少し、メインポンプ１４のポンプ圧（吐出圧センサ２８の圧力）が上昇する。更に、右操作レバー２６Ｒを操作すると、制御弁１７５のＰＴ開口の開口面積が更に減少し、制御弁１７５のＰＣ開口及びＣＴ開口の開口面積が増加する。
【0074】
ポンプ圧が負荷圧よりも高圧になると、ロードチェック弁を押し開き、メインポンプ１４から制御弁１７５のＰＣ開口を通過して、ブームシリンダ７一方の室（例えば、ボトム側油室）に作動油が供給される。同時に、制御圧センサ１９で検出される制御圧（ネガコン圧ともいう。）が低下することにより、レギュレータ１３はメインポンプ１４の吐出量を増加するように制御する。そして、負荷圧がブームシリンダ７に作用することによってブームシリンダ７が作動し、ブームシリンダ７他方の室（例えば、ロッド側油室）から流出した作動油は、制御弁１７５のＣＴ開口を通過して、作動油タンクへ戻る。
【0075】
【0076】
図４（ａ）は、制御弁１７５Ｒの開口特性及び圧力特性を示すグラフである。図４（ａ）において、横軸は、スプールストロークを示す。縦軸は、開口面積または圧力を示す。具体的には、グラフ中の破線で示すＰＴは、ＰＴ開口の開口面積を示す。グラフ中の一点鎖線で示すＰＣは、ＰＣ開口の開口面積を示す。グラフ中の二点鎖線で示すＣＴは、ＣＴ開口の開口面積を示す。また、グラフ中の実線で示す圧力特性は、右メインポンプ１４Ｒから供給される作動油の圧力を示す。
【0077】
図４（ａ）に示すように、制御弁１７５Ｒは、スプールストロークが増加すると、ＰＴ開口の開口面積が減少するとともに、ＰＣ開口の開口面積及びＣＴ開口の開口面積が増加する特性を有している。また、ＰＴ開口の開口面積が減少すると、右メインポンプ１４Ｒのポンプ圧が上昇して負荷圧以上になり、作動油が制御弁１７５ＲのＰＣ開口を通ってアクチュエータ（ブームシリンダ７）に流れた場合、絞り１８に流れる流量が減少し、制御圧センサ１９Ｒで検出される制御圧（ネガコン圧）が減少する。これにより、制御圧（ネガコン圧）で制御される右メインポンプ１４Ｒの圧力特性は、スプールストロークが増加すると、右メインポンプ１４Ｒから吐出される作動油の圧力（吐出圧センサ２８Ｒで検出される圧力）が増加する。
【0078】
なお、圧力特性は、作動油の圧力がリリーフ弁（図示せず）のリリーフ圧に達すると、リリーフ弁が開くことで、作動油の圧力が一定となる。また、図４（ａ）及び後述する図４（ｂ）に示す圧力特性は、アクチュエータ（ブームシリンダ７）が停止している時の圧力特性を示す。アクチュエータに作動油が供給されアクチュエータが動作すると、作動油の圧力は、図４（ａ）及び後述する図４（ｂ）に示す圧力特性以下の圧力となる。即ち、アクチュエータの停止時において作動油の圧力が最大圧力となり、図４（ａ）及び後述する図４（ｂ）に示す圧力特性はアクチュエータ停止時の取りうる最大圧力を示す。
【0079】
図４（ｂ）は、制御弁１７５Ｌの開口特性及び圧力特性を示すグラフである。図４（ｂ）において、横軸は、スプールストロークを示す。縦軸は、開口面積または圧力を示す。具体的には、グラフ中の破線で示すＰＴは、ＰＴ開口の開口面積を示す。グラフ中の一点鎖線で示すＰＣは、ＰＣ開口の開口面積を示す。また、グラフ中の実線で示す圧力特性は、左メインポンプ１４Ｌから供給される作動油の圧力を示す。
【0080】
図４（ｂ）に示すように、制御弁１７５Ｌは、スプールストロークが増加すると、ＰＴ開口の開口面積が減少するとともに、ＰＣ開口の開口面積が増加する特性を有している。また、ＰＴ開口の開口面積が減少すると、左メインポンプ１４Ｌのポンプ圧が上昇して負荷圧以上になり、作動油が制御弁１７５ＬのＰＣ開口を通ってアクチュエータ（ブームシリンダ７）に流れた場合、絞り１８に流れる流量が減少し、制御圧センサ１９Ｌで検出される制御圧（ネガコン圧）が減少する。これにより、制御圧（ネガコン圧）で制御される左メインポンプ１４Ｌの圧力特性は、スプールストロークが増加すると、左メインポンプ１４Ｌから吐出される作動油の圧力（吐出圧センサ２８Ｌで検出される圧力）が増加しやすくなる。換言すれば、制御圧（ネガコン圧）で制御される左メインポンプ１４Ｌの圧力特性は、スプールストロークが増加すると、左メインポンプ１４Ｌから吐出される作動油の圧力（吐出圧センサ２８Ｌで検出される圧力）が増加する可能性が高くなる。さらに換言すれば、制御圧（ネガコン圧）で制御される左メインポンプ１４Ｌの圧力特性は、スプールストロークが増加すると、左メインポンプ１４Ｌから吐出される作動油の圧力（吐出圧センサ２８Ｌで検出される圧力）の取りうる最大圧力が上昇する。なお、アクチュエータ（ブームシリンダ７）の動作時における作動油の圧力は、アクチュエータの負荷に依存する。
【0081】
また、制御弁１７５Ｌの開口特性は、制御弁１７３を介して旋回油圧モータ２Ａに供給される作動油、制御弁１７６Ｌを介してアームシリンダ８に供給される作動油に与える影響を抑制するように、制御弁１７５Ｒの開口特性とは異なる特性を有している。
【0082】
また、図４（ａ）及び図４（ｂ）にブーム負荷圧の一例を示す。ここで、制御弁１７５ＲのＰＴ開口の開口面積と制御弁１７５ＬのＰＴ開口の開口面積とが等しければ、制御弁１７５Ｒの圧力特性と制御弁１７５Ｌの圧力特性とが等しくなる。また、制御弁１７５Ｒと制御弁１７５Ｌで特性が異なることにより、ブーム負荷圧とポンプ圧（圧力特性）が等しくなるスプールストロークが異なる。換言すれば、スプールストロークに対する圧力特性は、制御弁１７５Ｒと制御弁１７５Ｌとで異なっている。具体的には、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示す例において、ロードチェック弁が開くスプールストロークは、制御弁１７５Ｒの方が制御弁１７５Ｌよりも短い。即ち、ブームシリンダ７には、右メインポンプ１４Ｒから吐出された作動油が先に供給され、左メインポンプ１４Ｌから吐出された作動油が後から合流する。
【0083】
図４（ｃ）は、制御弁１７５Ｒ及び制御弁１７５Ｌのスプールストローク特性を示すグラフである。横軸は、２次圧を示す。縦軸は、スプールストロークを示す。制御弁１７５Ｒ及び制御弁１７５Ｌは、例えばスプールを中立位置に付勢するばねのばね定数が異なっている。これにより、制御弁１７５Ｒ及び制御弁１７５Ｌへの２次圧に対して、スプールストロークが異なる。
【0084】
また、図４（ｃ）において、２次圧の圧力４１１は、後述するステップＳ１０５の閾値（第１基準値）の圧力の一例を示す。また、２次圧の圧力４１２は、左メインポンプ１４Ｌから制御弁１７５Ｌを介してブームシリンダ７に作動油が供給される圧力を示す。ここで、２次圧の圧力４１１は、２次圧の圧力４１２よりも小さな値に設定される。即ち、左メインポンプ１４Ｌから制御弁１７５Ｌを介してブームシリンダ７に作動油が供給されるよりも前に、２次圧の圧力４１１に達する。
【0085】
即ち、２次圧に対して、制御弁１７５Ｒのスプールは、制御弁１７５Ｌのスプールよりも先に動作を開始する。また、制御弁１７５Ｌのスプールは、制御弁１７５Ｒよりも狭い２次圧の範囲でフルストロークまで変化する。即ち、制御弁１７５Ｌのスプールストロークの傾きは、制御弁１７５Ｒのスプールストロークの傾きよりも大きくなっている。
【0086】
オペレータがブーム上げ操作（右操作レバー２６Ｒを後方向に傾倒）すると、制御弁１７５（１７５Ｒ，１７５Ｌ）のパイロットポートに２次圧が作用する。図２（ｃ）に示すように、まず、右メインポンプ１４Ｒ側の制御弁１７５Ｒのスプールが駆動する。右メインポンプ１４Ｒのポンプ圧が負荷圧よりも高圧になると、制御弁１７５Ｒの側のロードチェック弁を押し開き、右メインポンプ１４Ｒから制御弁１７５Ｒを介してブームシリンダ７に作動油が供給される。
【0087】
そして、オペレータが更に操作（右操作レバー２６Ｒを後方向に更に傾倒）すると、制御弁１７５（１７５Ｒ，１７５Ｌ）のパイロットポートに作用する２次圧が増加し、図２（ｃ）に示すように、左メインポンプ１４Ｌ側の制御弁１７５Ｌのスプールも駆動する。左メインポンプ１４Ｌのポンプ圧が負荷圧よりも高圧になると、制御弁１７５Ｌの側のロードチェック弁を押し開き、左メインポンプ１４Ｌから制御弁１７５Ｌを介してブームシリンダ７に作動油が供給される。これにより、右メインポンプ１４Ｒから制御弁１７５Ｒを介して供給された作動油と、左メインポンプ１４Ｌから制御弁１７５Ｌを介して供給された作動油と、が合流して、ブームシリンダ７に作動油が供給される。ここで、右メインポンプ１４Ｒ及び左メインポンプ１４Ｌの吐出量は、油圧（ポンプ）馬力がエンジン馬力を超えないようにする馬力制御によって制御される。
【0088】
図５は、メインポンプ１４の圧力、流量及びトルクの関係を示すグラフの一例である。なお、図５（及び後述する図８）の説明において、左メインポンプ１４Ｌを第１油圧ポンプＰ１とも称し、右メインポンプ１４Ｒを第２油圧ポンプＰ２とも称する。横軸は、第１油圧ポンプＰ１（左メインポンプ１４Ｌ）から供給される作動油の圧力と、第２油圧ポンプＰ２（右メインポンプ１４Ｒ）から供給される作動油の圧力と、とを合計した圧力である。即ち、ブームシリンダ７に供給される作動油の圧力を示す。縦軸の一方は圧力を示し、縦軸の他方はトルクを示す。
【0089】
破線で示すグラフは、第１油圧ポンプＰ１（左メインポンプ１４Ｌ）及び第２油圧ポンプＰ２（右メインポンプ１４Ｒ）のそれぞれから供給可能な作動油の流量を示す。一点鎖線で示すグラフは、メインポンプ１４の圧力及び流量の積であるメインポンプ１４のトルクを示す。
【0090】
低圧力の領域においては、レギュレータ１３によって制御されるメインポンプ１４の斜板傾転角が最大傾転となり、メインポンプ１４の流量が一定となる。このため、破線で示す供給可能な作動油の流量は一定であり、一点鎖線で示すトルクは圧力の増加に伴って増加する。
【0091】
一方、高圧力の領域においては、油圧（ポンプ）馬力がエンジン馬力を超えないようにする馬力制御によって流量が制御される。このため、一点鎖線で示すトルクは一定に制御され、破線で示す供給可能な作動油の流量は圧力の増加に伴って減少する。
【0092】
状態５０１は、馬力制御において、第２油圧ポンプＰ２（右メインポンプ１４Ｒ）のみからブームシリンダ７に作動油が供給される状態を示す。
【0093】
状態５０２は、馬力制御において、第２油圧ポンプＰ２（右メインポンプ１４Ｒ）から供給される作動油と第１油圧ポンプＰ１（左メインポンプ１４Ｌ）から供給される作動油とが合流してブームシリンダ７に作動油が供給される状態を示す。
【0094】
なお、馬力制御において、状態５０１において第２油圧ポンプＰ２（右メインポンプ１４Ｒ）のみからブームシリンダ７に供給される作動油の流量と、状態５０２において第２油圧ポンプＰ２（右メインポンプ１４Ｒ）及び第１油圧ポンプＰ１（左メインポンプ１４Ｌ）からブームシリンダ７に供給される作動油の流量の合計と、は等しい。また、馬力制御において、第２油圧ポンプＰ２（右メインポンプ１４Ｒ）から供給される作動油の流量と、第１油圧ポンプＰ１（左メインポンプ１４Ｌ）から供給される作動油の流量と、は等しい。
【0095】
左メインポンプ１４Ｌのポンプ圧が負荷圧よりも高圧になり制御弁１７５Ｌの側のロードチェック弁が開くことで状態５０１から状態５０２に移行する場合、メインポンプ１４（１４Ｒ，１４Ｌ）の流量がコントローラ３０によって馬力制御される。ここで、メインポンプ１４（１４Ｒ，１４Ｌ）は、流量制御の応答性が低い。また、エンジン１１の回転数が低下することを防止するために、メインポンプ１４（１４Ｒ，１４Ｌ）のトルク制御は迅速に行うことが求められる。このため、図５の実線で示す軌跡５１０に示すように、メインポンプ１４（１４Ｒ，１４Ｌ）の流量が変動する。即ち、状態５０２の圧力よりも高い圧力まで上昇し、状態５０２の流量よりも低い流量まで減少した後、状態５０２の圧力及び流量に制御される。このように、メインポンプ１４（１４Ｒ，１４Ｌ）の流量が減少と増加を伴い、メインポンプ１４（１４Ｒ，１４Ｌ）の圧力が増加と減少を伴うことにより、ブーム４の動作速度が加速及び減速を伴って変動する。これにより、ショベル１００に不快な振動が発生するおそれがある。
【0096】
【0097】
ステップＳ１０１において、コントローラ３０は、操作レバーの操作量を検出する。ここでは、コントローラ３０は、オペレータによって操作された右操作レバー２６Ｒの操作量を操作センサ２９ＲＡで検出する。
【0098】
ステップＳ１０２において、コントローラ３０は、操作レバーの操作量の変化量を算出する。ここでは、コントローラ３０は、操作量の変化量として、操作速度（単位時間当たりの操作量の変化量）を算出する。また、操作量の変化量として、操作加速度（単位時間当たりの操作速度の変化量）を算出してもよい。
【0099】
ステップＳ１０３において、コントローラ３０は、ステップＳ１０２で算出した操作量の変化量は、閾値（第２基準値）以内であるか否かを判定する。ここで、閾値（第２基準値）は、後述する遅れ処理（Ｓ１０６参照）をキャンセルするか否かを判定するための閾値である。ステップＳ１０２で算出した操作量の変化量が閾値以内である場合（Ｓ１０３・ＹＥＳ）、コントローラ３０の制御はステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０２で算出した操作量の変化量が閾値以内でない場合（Ｓ１０３・ＮＯ）、コントローラ３０の制御はステップＳ１０７に進む。
【0100】
ステップＳ１０４において、コントローラ３０は、ステップＳ１０１で検出した操作量に基づいて、比例弁３１を制御した場合に制御弁１７５のパイロットポートに作用する２次圧を算出する。ここでは、コントローラ３０は、ステップＳ１０１で検出した操作量と、コントローラ３０に設定された操作量と比例弁３１への電流値（電流指令、制御指令）との特性と、比例弁３１の電流値（電流指令、制御指令）と２次圧の特性と、に基づいて、２次圧を算出する。
【0101】
ステップＳ１０５において、コントローラ３０は、ステップＳ１０４で算出した２次圧は、閾値（第１基準値）以上であるか否かを判定する。ここで、閾値（第１基準値）は、後述する遅れ処理（Ｓ１０６参照）をキャンセルするか否かを判定するための閾値である。図４（ｃ）において、閾値（第１基準値）の一例として２次圧の圧力４１１を示す。ステップＳ１０４で算出した２次圧が閾値以上である場合（Ｓ１０５・ＹＥＳ）、コントローラ３０の制御はステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０４で算出した２次圧が閾値以上でない場合（Ｓ１０５・ＮＯ）、コントローラ３０の制御はステップＳ１０７に進む。
【0102】
ここで、制御弁１７５Ｒの作動油と制御弁１７５Ｌの作動油とが合流してブームシリンダ７に供給される際の制御弁１７５のスプールストロークは、負荷圧によって変動するものの、所定の範囲が限定されている。ステップＳ１０５における２次圧の閾値（第１基準値、図４（ｃ）における２次圧の圧力４１１）は、制御弁１７５Ｒの作動油と制御弁１７５Ｌの作動油とが合流してブームシリンダ７に供給される２次圧（図４（ｃ）における２次圧の圧力４１２）よりも前の２次圧で設定される。
【0103】
ステップＳ１０６において、コントローラ３０は、操作センサ２９ＲＡで検出した操作量に対して、遅れ処理を行って比例弁３１の電流値（電流指令、制御指令）を制御する。即ち、コントローラ３０は、ブーム上げ動作時において、ステップＳ１０１で検出した操作量と、コントローラ３０に設定された操作量と比例弁３１への電流値（電流指令、制御指令）との特性と、に基づいて算出された比例弁３１への電流値の増加量よりも小さな電流値の増加量の電流値を比例弁３１へ出力する。なお、操作量に対する遅れ処理は、例えば一次遅れ処理であってもよい。なお、遅れ処理は、一次遅れ処理に限られるものではない。例えば、２次圧の増加速度に制限を設ける処理（制御）であってもよい。また、二次遅れ等であってもよい。
【0104】
ステップＳ１０７において、コントローラ３０は、操作センサ２９ＲＡで検出した操作量に基づいて、比例弁３１の電流値（電流指令、制御指令）を制御する。換言すれば、ステップＳ１０６に示す操作量に対する遅れ処理をキャンセルして、比例弁３１の電流値（電流指令、制御指令）を制御する。
【0105】
図７は、レバー操作に対する２次圧の変化の一例を示すグラフである。図７（ａ）において、参考例における２次圧７０１を実線で示す。参考例では、ステップＳ１０６に示す遅れ処理を行わずに、操作センサ２９ＲＡで検出した操作量に基づいて、比例弁３１の電流値（電流指令、制御指令）を制御する。これに対し、本制御における２次圧７０２を破線で示す。
【0106】
また、図７（ａ）において、２次圧の圧力７１１は、ステップＳ１０５の閾値（第１基準値）の圧力の一例を示し、図４（ｃ）の２次圧の圧力４１１に相当する。また、図７（ａ）において、２次圧の圧力７１２は、左メインポンプ１４Ｌから制御弁１７５Ｌを介してブームシリンダ７に作動油が供給される圧力、換言すれば、制御弁１７５Ｌの作動油と制御弁１７５Ｒの作動油とが合流してブームシリンダ７に供給開始される圧力を示し、図４（ｃ）の２次圧の圧力４１２に相当する。
【0107】
本制御では、２次圧が閾値（第１基準値）よりも小さい領域においては、操作センサ２９ＲＡで検出した操作量に基づいて、比例弁３１の電流値を制御する（Ｓ１０７参照）。即ち、実線で示す参考例の２次圧７０１と破線で示す本制御の２次圧７０２とは、一致している。なお、この領域では、制御弁１７５Ｒの作動油のみがブームシリンダ７に供給される状態である。
【0108】
２次圧が閾値（第１基準値）よりも大きい領域においては、遅れ処理を行って比例弁３１の電流値を制御する（Ｓ１０６参照）。これにより、図７に示すように、本制御の２次圧７０２は、参考例の２次圧７０１に遅れて緩やかに上昇する。そして、遅れ処理を開始した後に更に右操作レバー２６Ｒを操作して左メインポンプ１４Ｌのポンプ圧が負荷圧よりも高圧になり制御弁１７５Ｌの側のロードチェック弁が開くことで制御弁１７５Ｌの作動油が制御弁１７５Ｒの作動油に合流してブームシリンダ７に供給される。即ち、制御弁１７５Ｌの作動油が制御弁１７５Ｒの作動油に合流してブームシリンダ７に供給される状態において、遅れ処理を行って比例弁３１の電流値が制御される。
【0109】
本制御によれば、作動油が合流する際には２次圧の上昇の傾きが緩やかになるように制御されている。これにより、第１油圧ポンプＰ１の圧力上昇が緩和される。また、ポンプ流量の変化が少なくなり、ブーム４の動作速度の変動が緩和される。これにより、ショベル１００の振動を低減することができる。
【0110】
また、図７（ｂ）において、右操作レバー２６Ｒを急速に操作した場合（Ｓ１０２・ＮＯ）における２次圧の変化を実線７２１で示す。また、図７（ｂ）において、２次圧の圧力７１１は、ステップＳ１０５の閾値（第１基準値）の圧力の一例を示し、図４（ｃ）の２次圧の圧力４１１に相当する。この場合、遅れ処理（Ｓ１０６参照）をキャンセルすることにより、速やかにブームシリンダ７を動作させることができる。即ち、急速に右操作レバー２６Ｒを操作して操作量の変化量が閾値（第２基準値）以上である場合（Ｓ１０３・ＮＯ）、２次圧がステップＳ１０５の閾値（図７（ｂ）において２次圧の圧力７１１）を超えている場合であっても、遅れ処理（Ｓ１０６参照）をキャンセルすることにより、速やかにブームシリンダ７を動作させることができる。
【0111】
図８は、メインポンプ１４の圧力、流量及びトルクの関係を示すグラフの一例である。なお、図８の説明において、左メインポンプ１４Ｌを第１油圧ポンプＰ１とも称し、右メインポンプ１４Ｒを第２油圧ポンプＰ２とも称する。横軸は、第１油圧ポンプＰ１（左メインポンプ１４Ｌ）から供給される作動油の圧力と、第２油圧ポンプＰ２（右メインポンプ１４Ｒ）から供給される作動油の圧力と、とを合計した圧力である。即ち、ブームシリンダ７に供給される作動油の圧力を示す。縦軸の一方は圧力を示し、縦軸の他方はトルクを示す。
【0112】
破線で示すグラフは、第１油圧ポンプＰ１（左メインポンプ１４Ｌ）及び第２油圧ポンプＰ２（右メインポンプ１４Ｒ）のそれぞれから供給可能な作動油の流量を示す。一点鎖線で示すグラフは、メインポンプ１４の圧力及び流量の積であるメインポンプ１４のトルクを示す。
【0113】
状態５０１は、馬力制御において、第２油圧ポンプＰ２（右メインポンプ１４Ｒ）のみからブームシリンダ７に作動油が供給される状態を示す。
【0114】
状態５０２は、馬力制御において、第２油圧ポンプＰ２（右メインポンプ１４Ｒ）から供給される作動油と第１油圧ポンプＰ１（左メインポンプ１４Ｌ）から供給される作動油とが合流してブームシリンダ７に作動油が供給される状態を示す。
【0115】
左メインポンプ１４Ｌのポンプ圧が負荷圧よりも高圧になり制御弁１７５Ｌの側のロードチェック弁が開くことで状態５０１から状態５０２に移行する場合、メインポンプ１４（１４Ｒ，１４Ｌ）の流量がコントローラ３０によって馬力制御される。前述した様に、メインポンプ１４（１４Ｒ，１４Ｌ）は、流量制御の応答性が低い。また、エンジン１１の回転数が低下することを防止するために、メインポンプ１４（１４Ｒ，１４Ｌ）のトルク制御は迅速に行うことが求められる。
【0116】
これに対し、図７（ａ）に示す本制御における２次圧７０２（破線）で示すように、２次圧の上昇の傾きが緩やかになるように抑制される。これにより、図８の実線で示す軌跡５２０に示すように、メインポンプ１４（１４Ｒ，１４Ｌ）の流量が変動する。
【0117】
ここで、図７（ａ）に示す参考例における２次圧７０１（実線）の制御において、２次圧の上昇の傾きに対してメインポンプ１４（１４Ｒ，１４Ｌ）の流量制御の応答性が遅れる。このため、図５のメインポンプ１４（１４Ｒ，１４Ｌ）の流量の軌跡５１０に示すように、状態５０１から状態５０２に移行する間に、メインポンプ１４（１４Ｒ，１４Ｌ）の圧力の増加及び減少を伴い、メインポンプ１４（１４Ｒ，１４Ｌ）の流量の減少及び増加を伴う。よって、圧力及び流量の変動は双方向となる。この圧力及び流量の増加及び減少の両方を伴う変動によって、ブーム４の動作速度が加速及び減速を伴って変動する。これにより、ショベル１００に不快な振動が発生するおそれがある。
【0118】
これに対し、図７（ｂ）に示す本制御における２次圧７０２（破線）の制御において、２次圧の上昇の傾きが緩やかになるように抑制されることにより、メインポンプ１４（１４Ｒ，１４Ｌ）の流量制御の応答性の範囲内に収めることができる。このため、図８のメインポンプ１４（１４Ｒ，１４Ｌ）の流量の軌跡５２０に示すように、状態５０１から状態５０２に移行する間に、メインポンプ１４（１４Ｒ，１４Ｌ）の圧力は減少を伴うことなく単調に増加し、メインポンプ１４（１４Ｒ，１４Ｌ）の流量は増加を伴うことなく単調に減少する。よって、圧力及び流量の変動は一方向となる。また、ブーム４の動作速度が加減速を伴って変動することを抑制する。これにより、ショベル１００に不快な振動が発生することを抑制する。
【0119】
なお、本実施形態に係るコントローラ３０による比例弁３１の制御は、ブームシリンダ７を制御する制御弁１７５の比例弁３１を例に説明したが、これに限られるものではない。例えば、アームシリンダ８を制御する制御弁１７６の比例弁の制御に適用してもよい。
【0120】
なお、本実施形態に係る比例弁３１の制御において、ステップＳ１０５における閾値（第１基準値）は、固定値であるものとして説明したがこれに限られるものではない。コントローラ３０は、ブームロッド圧センサＳ７Ｒ及び／又はブームボトム圧センサＳ７Ｂを用いてブームシリンダ７の負荷圧を検出し、検出した負荷圧に基づいて閾値（第１基準値）を変更してもよい。これにより、制御弁１７５Ｒの作動油と制御弁１７５Ｌの作動油とが合流してブームシリンダ７に供給されるタイミングを好適に算出することができ、合流するタイミングの直前又は合流するタイミングと同時に遅れ処理（Ｓ１０６）を開始することができる。
【0121】
また、比例弁３１（３１ＢＲ，３１ＢＬ）は、制御弁１７５Ｒ，１７５Ｌの２次圧を制御するものとして説明した。即ち、比例弁３１の遅れ処理による制御によって、制御弁１７５Ｒの２次圧及び制御弁１７５Ｌの２次圧の両方を緩やかに上昇させるものとして説明した。本実施形態に係るショベル１００の構成は、これに限られるものではない。制御弁１７５Ｒの２次圧を制御する比例弁３１（３１ＢＲ，３１ＢＬ）とは別に、制御弁１７５Ｌの２次圧を制御する比例弁（図示せず）を設けることにより、制御弁１７５Ｒの２次圧と制御弁１７５Ｌの２次圧を個別に制御可能な構成であってもよい。この構成の場合、制御弁１７５Ｒの比例弁３１及び制御弁１７５Ｌの比例弁（図示せず）の両方において、遅れ処理を行ってもよい。また、制御弁１７５Ｌの比例弁（図示せず）にのみ、遅れ処理を行ってもよい。
【0122】
また、図６に示す遅れ処理を含む比例弁３１の制御と、遅れ処理を含まない比例弁３１の制御と、を切り替える切替スイッチを備える構成であってもよい。これにより、オペレータはショベル１００の振動を抑制する制御と、遅れ処理をキャンセルしてブーム４の動作速度を優先する制御と、を切り替えることができる。
【0123】
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。上記の実施形態は、添付の請求の範囲及びその趣旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
【符号の説明】
【0124】
１ 下部走行体
２ 旋回機構
３ 上部旋回体
４ ブーム
５ アーム
６ バケット
７ ブームシリンダ
８ アームシリンダ（油圧アクチュエータ）
９ バケットシリンダ（油圧アクチュエータ）
１３ レギュレータ
１４ メインポンプ（油圧ポンプ）
１４Ｌ，Ｐ１ 左メインポンプ（第１油圧ポンプ）
１４Ｒ，Ｐ２ 右メインポンプ（第２油圧ポンプ）
１５ パイロットポンプ
１７ コントロールバルブユニット
１８ 絞り
１９ 制御圧センサ
１７１～１７６ 制御弁
１７５Ｒ 制御弁（第１方向制御弁）
１７５Ｌ 制御弁（第２方向制御弁）
３０ コントローラ（制御装置）
２６ 操作装置
２６Ｒ 右操作レバー
２６Ｌ 左操作レバー
３１ 比例弁（電磁比例弁）
１００ ショベル
２ 旋回機構
３ 上部旋回体
４ ブーム
５ アーム
６ バケット
７ ブームシリンダ
８ アームシリンダ（油圧アクチュエータ）
９ バケットシリンダ（油圧アクチュエータ）
１３ レギュレータ
１４ メインポンプ（油圧ポンプ）
１４Ｌ，Ｐ１ 左メインポンプ（第１油圧ポンプ）
１４Ｒ，Ｐ２ 右メインポンプ（第２油圧ポンプ）
１５ パイロットポンプ
１７ コントロールバルブユニット
１８ 絞り
１９ 制御圧センサ
１７１～１７６ 制御弁
１７５Ｒ 制御弁（第１方向制御弁）
１７５Ｌ 制御弁（第２方向制御弁）
３０ コントローラ（制御装置）
２６ 操作装置
２６Ｒ 右操作レバー
２６Ｌ 左操作レバー
３１ 比例弁（電磁比例弁）
１００ ショベル
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】