特開 2025-19519 制御装置、建設機械、及びプログラム

(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】P2025019519

(43)【公開日】2025-02-07

(54)【発明の名称】制御装置、建設機械、及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/22 20060101AFI20250131BHJP

   E02F 9/00 20060101ALI20250131BHJP

【ＦＩ】

E02F9/22 E

E02F9/00 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023123168

(22)【出願日】2023-07-28

(71)【出願人】

【識別番号】000246273

【氏名又は名称】コベルコ建機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100120167

【弁理士】

【氏名又は名称】木田 博

(74)【代理人】

【識別番号】100189186

【弁理士】

【氏名又は名称】大石 敏弘

(72)【発明者】

【氏名】廣澤 允紀

(72)【発明者】

【氏名】井原 駿也

(72)【発明者】

【氏名】井上 皓二

(72)【発明者】

【氏名】石田 晃暉

【テーマコード（参考）】

2D003

2D015

【Ｆターム（参考）】

2D003AA01

2D003AB00

2D003BA02

2D003CA02

2D003DA04

2D003DB06

2D015CA00

(57)【要約】

【課題】 アクチュエータの動作に対する暖機運転の影響を抑制できる制御装置等を提供する。
【解決手段】 油路を流れる作動油の油圧に基づき動作可能な１つ以上のアクチュエータを備える建設機械を制御する制御装置であって、作動油の油圧負荷を高めることで暖機制御を行う暖機制御部と、１つ以上のアクチュエータのうちの、少なくとも１つの第１アクチュエータを、動作指示に基づいて動作させるアクチュエータ制御部と、動作指示を検出又は予測する検出予測部とを備え、暖機制御部は、暖機制御中に検出予測部により動作指示が検出又は予測された場合に、暖機制御を制限し、アクチュエータ制御部は、検出予測部による検出又は予測結果に基づき暖機制御部により暖機制御が制限された場合、所定の制限解除条件が成立するまで、動作指示に応じた第１アクチュエータの動作を制限する。
【選択図】 図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

油路を流れる作動油の油圧に基づき動作可能な１つ以上のアクチュエータを備える建設機械を制御する制御装置であって、
前記作動油の油圧負荷を高めることで暖機制御を行う暖機制御部と、
前記１つ以上のアクチュエータのうちの、少なくとも１つの第１アクチュエータを、動作指示に基づいて動作させるアクチュエータ制御部と、
前記動作指示を検出又は予測する検出予測部とを備え、
前記暖機制御部は、暖機制御中に前記検出予測部により前記動作指示が検出又は予測された場合に、前記暖機制御を制限し、
前記アクチュエータ制御部は、前記検出予測部による検出又は予測結果に基づき前記暖機制御部により前記暖機制御が制限された場合、所定の制限解除条件が成立するまで、前記動作指示に応じた前記第１アクチュエータの動作を制限する、制御装置。

【請求項2】

前記第１アクチュエータの動作の制限は、前記第１アクチュエータの動作の禁止、又は、前記動作指示に応じた前記第１アクチュエータの出力レベルの増加量又は増加速度に対する制限を含む、請求項１に記載の制御装置。

【請求項3】

前記アクチュエータ制御部は、前記第１アクチュエータの動作の制限度合いを、前記暖機制御が制限される際の前記作動油の油圧が高いほど強くなる態様で、変化させる、請求項１に記載の制御装置。

【請求項4】

前記所定の制限解除条件は、前記暖機制御が制限されてからの時間の経過、及び、前記暖機制御が制限された後の前記作動油の油圧の低下のうちの、少なくともいずれか一方に関連する、請求項１に記載の制御装置。

【請求項5】

前記暖機制御部は、前記作動油の温度情報、及び、前記油路内を流れる前記作動油から受熱可能な昇温対象物の温度情報の少なくともいずれか一方に基づいて、前記作動油及び前記昇温対象物の少なくともいずれか一方の温度が所定範囲内に保たれるように、前記暖機制御を実行する、請求項１に記載の制御装置。

【請求項6】

前記暖機制御部は、前記建設機械に備わる油圧ポンプ、エンジン、及び前記油路に設けられる比例弁の少なくともいずれかを用いて、２段階以上の暖機目標値に基づいて、前記暖機制御を実行する、請求項１に記載の制御装置。

【請求項7】

前記アクチュエータ制御部は、前記第１アクチュエータの動作の制限度合いを、前記暖機制御が制限される時点の直近の前記暖機目標値が高いほど強くなる態様で、変化させる、請求項６に記載の制御装置。

【請求項8】

前記１つ以上のアクチュエータのうちの、前記第１アクチュエータとは異なる少なくとも１つの第２アクチュエータを、前記第１アクチュエータに連動して半自動又は自動的に動作させる自動制御部と、
ユーザからのモード入力に基づいて、前記自動制御部が動作可能な半自動又は自動モードを形成するモード切替部とを更に含み、
前記暖機制御部は、前記半自動又は自動モード中、前記暖機制御を実行する、請求項１から７のうちのいずれか１項に記載の制御装置。

【請求項9】

前記動作指示は、前記建設機械に設けられる操作部材に対する操作に応じて生成され、
前記暖機制御部は、前記半自動又は自動モード中、前記操作部材を操作不能にロックするロック機構の状態とは無関係に、前記暖機制御を実行する、請求項８に記載の制御装置。

【請求項10】

前記暖機制御部は、前記半自動又は自動モードが解除された場合に、前記暖機制御を停止する、請求項８に記載の制御装置。

【請求項11】

前記１つ以上のアクチュエータは、前記第１アクチュエータとは異なる第３アクチュエータであって、前記建設機械の走行に係る第３アクチュエータを含み、
前記アクチュエータ制御部は、前記第１アクチュエータ及び前記第３アクチュエータのうちの、前記第１アクチュエータに対してのみ、動作を制限する、請求項１に記載の制御装置。

【請求項12】

油路を流れる作動油の油圧に基づき動作可能な１つ以上のアクチュエータを備える建設機械本体と、
前記建設機械本体を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記作動油の油圧負荷を高めることで暖機制御を行う暖機制御部と、
前記１つ以上のアクチュエータのうちの、少なくとも１つの第１アクチュエータを、動作指示に基づいて動作させるアクチュエータ制御部と、
前記動作指示を検出又は予測する検出予測部とを備え、
前記暖機制御部は、暖機制御中に前記検出予測部により前記動作指示が検出又は予測された場合に、前記暖機制御を制限し、
前記アクチュエータ制御部は、前記検出予測部による検出又は予測結果に基づき前記暖機制御部による前記暖機制御が制限された場合、所定の制限解除条件が成立するまで、前記動作指示に応じた前記第１アクチュエータの動作を制限する、建設機械。

【請求項13】

油路を流れる作動油の油圧に基づき動作可能な１つ以上のアクチュエータを備える建設機械を制御する制御プログラムであって、
前記作動油の油圧負荷を高めることで暖機制御を行う暖機制御処理と、
前記１つ以上のアクチュエータのうちの、少なくとも１つの第１アクチュエータを、動作指示に基づいて動作させるアクチュエータ制御処理と、
前記動作指示を検出又は予測する検出予測処理とを、コンピュータに実行させ、
前記暖機制御処理は、暖機制御中に前記検出予測処理により前記動作指示が検出又は予測された場合に、前記暖機制御を制限し、
前記アクチュエータ制御処理は、前記検出予測処理による検出又は予測結果に基づき前記暖機制御処理により前記暖機制御が制限された場合、所定の制限解除条件が成立するまで、前記動作指示に応じた前記第１アクチュエータの動作を制限する、プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、制御装置、建設機械、及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

引用文献１には、低温時の暖機のため、作動油温度又はエンジン冷却水温度が所定値よりも低い時に暖機運転を開始する暖機運転装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０００－０７４０１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記の従来技術では、レバー操作が検出されると、油圧負荷を切って暖機運転を解除すると同時にレバー操作に従った動作を許容している。このため、暖機運転を解除した後も暖機運転の影響が一時的に残り、施工の精度が低下するおそれがある。

【0005】

そこで、１つの側面では、本発明は、アクチュエータの動作に対する暖機運転の影響を抑制できる制御装置等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】

１つの側面では、
油路を流れる作動油の油圧に基づき動作可能な１つ以上のアクチュエータを備える建設機械を制御する制御装置であって、
前記作動油の油圧負荷を高めることで暖機制御を行う暖機制御部と、
前記１つ以上のアクチュエータのうちの、少なくとも１つの第１アクチュエータを、動作指示に基づいて動作させるアクチュエータ制御部と、
前記動作指示を検出又は予測する検出予測部とを備え、
前記暖機制御部は、暖機制御中に前記検出予測部により前記動作指示が検出又は予測された場合に、前記暖機制御を制限し、
前記アクチュエータ制御部は、前記検出予測部による検出又は予測結果に基づき前記暖機制御部により前記暖機制御が制限された場合、所定の制限解除条件が成立するまで、前記動作指示に応じた前記第１アクチュエータの動作を制限する、制御装置が提供される。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、アクチュエータの動作に対する暖機運転の影響を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本実施例の制御装置を備える建設機械の構成を例示する図である。

【図2】本実施例の制御装置の構成を機能的に示す図である。

【図3】検出予測部における許可フラグ設定処理を例示するフローチャートである。

【図4】暖機制御部における暖機制御処理を例示するフローチャートである。

【図5】マシンコントロールモードが選択されている場合の動作例を示す図である。

【図6】アクチュエータ制御部における動作制限フラグ設定処理を例示するフローチャートである。

【図7】アクチュエータ制御部における動作制限処理を例示するフローチャートである。

【図8】レバーの操作量の補正によりアクチュエータの出力レベルの増加量に対する制限を行う方法を例示する図である。

【図9】レバーの操作量の補正によりアクチュエータの出力レベルの増加速度に対する制限を行う方法を例示する図である。

【図10】図６に示す処理に代わる動作制限フラグ設定処理を示すフローチャートである。

【図11】図７に示す処理に代わる動作制限処理を示すフローチャートである。

【図12】ステップＳ４０６Ａにおけるレバーの操作量の補正の方法を例示する図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、添付図面を参照しながら各実施例について説明する。

【0010】

図１は、本実施例の制御装置を備える建設機械の構成を例示する図、図２は、本実施例の制御装置の構成を機能的に示す図である。

【0011】

図１に示すように、本実施例の制御装置１０を備える建設機械は、作動油タンク２１、エンジン２２、エンジン２２により駆動される油圧ポンプ２３、油圧ポンプ２３の傾転を制御する傾転比例弁２４、比例弁２５ａとアンロード弁２５ｂを有するコントロールバルブ２５、及び冷却器２７を含んで構成される。作動油は、作動油タンク２１から、油圧ポンプ２３、コントロールバルブ２５、冷却器２７を順次、経由し、作動油タンク２１に戻るように循環する。作動油タンク２１には、温度センサ３１が取り付けられ、作動油タンク２１内の作動油の温度を検出温度として出力する。

【0012】

なお、建設機械としての電気ショベルに対して、本開示に係る制御装置を適用して暖機運転を行うこともできる。この場合、作動油だけではなく、バッテリーセルの温度で出力が制限される可能性がある。したがって、バッテリーセルの温度を温度センサで検出し、この検出温度を作動油等の温度と併せて管理してもよい。

【0013】

制御装置１０は、温度センサ３１からの検出温度、レバーロック信号、操作レバー３２からのレバー操作信号、モード切替部３３からの運転モード信号、及びその他の信号に基づいて、エンジン２２、傾転比例弁２４、比例弁２５ａ及びアンロード弁２５ｂを制御する。

【0014】

なお、レバーロック信号は、レバー操作信号に対応する操作レバー３２への操作をロックするロック機構に係る信号であり、ロック機構は、作業機械の動作を確実に停止させるという安全面を考慮して設けられている。具体的には、操作レバー３２自体を機構的に操作不能にする方法、及び操作用パイロットバルブの圧力源をカットする方法などがある。後者の場合、操作レバー３２は動かせるが、操作用パイロットバルブの圧力源をカット（油圧回路を遮断）するので、動作指示が伝わらない状態となる。

【0015】

なお、図１では、コントロールバルブ２５のみを示しているが、実際には、建設機械の種類に応じた複数のコントロールバルブを設けることができる。本開示は、任意の建設機械に適用可能である。

【0016】

図２に示すように、制御装置１０は、作動油の油圧負荷を高めることで暖機制御を行う暖機制御部１１と、建設機械の動作に係るアクチュエータ（第１のアクチュエータ、第２のアクチュエータを含む）を動作指示に基づいて動作させるアクチュエータ制御部１２と、動作指示を検出又は予測する検出予測部１３とを備える。

【0017】

図３は、検出予測部における許可フラグ設定処理を例示するフローチャートである。

【0018】

図３のステップＳ１０２では、検出予測部１３は、操作タイマーのカウント時間をゼロにリセットし、操作タイマーによるカウントを開始する。

【0019】

ステップＳ１０４では、検出予測部１３は、レバー操作信号、レバーロック信号、その他の信号に基づき、所定の操作があったか否か判断し、判断が肯定されれば処理をステップＳ１０６へ進め、判断が否定されれば処理をステップＳ１０８へ進める。

【0020】

ここで、上記の所定の操作には、建設機械に対する動作指示に対応する操作、又は、建設機械に対する動作指示が予測される操作が含まれる。動作指示が予測される操作は、その後に、オペレータの建設機械に対する動作指示が行われる蓋然性が認められる操作である。

【0021】

例えば、レバーロック信号が、操作レバー３２への操作に対するロックの解除操作を示す場合には、当該操作を操作レバー３２を用いた動作指示が予測される操作として取り扱うことができる。また、建設機械に対する動作指示に対応する操作又は動作指示が予測される操作として、各種操作レバーへの操作、走行ペダル（または操作レバー）への操作、先端アタッチを操作するための種々のレバーやペダルへの操作、建設機械に対する遠隔操作、などを含めることができる。さらに、通常、作業開始前に行なわれるホーンスイッチへの操作を、動作指示が予測される操作に含めてもよい。

【0022】

さらに、建設機械に対する動作指示に対応する操作、又は、建設機械に対する動作指示が予測される操作は、手動操作に限定されず、これらの操作に自動操作を含めてもよい。

【0023】

ステップＳ１０６では、検出予測部１３は、許可フラグをオフし、処理をステップＳ１０２へ進める。

【0024】

ステップＳ１０８では、検出予測部１３は、操作タイマーのカウント時間が所定値Ｔを超えたか否か判断し、判断が肯定されれば、処理をステップＳ１１０へ進め、判断が否定されれば処理をステップＳ１０４へ進める。

【0025】

ステップＳ１１０では、検出予測部１３は、許可フラグをオンにし、処理をステップＳ１０４へ進める。

【0026】

図４は、暖機制御部における暖機制御処理を例示するフローチャートである。

【0027】

図４のステップＳ２０２では、暖機制御部１１は、運転モード信号に基づき、運転モードとしてマシンコントロールモード（半自動又は自動モード）が選択されているか否か判断し、判断が肯定されれば処理をステップＳ２０４へ進め、判断が否定されれば処理をステップＳ２３０へ進める。

【0028】

図５は、マシンコントロールモードが選択されている場合の動作例を示す図である。

【0029】

図５では、油圧ショベルにおける動作を例示する。この油圧ショベルは、地面Ｇの上を走行可能な下部走行体４１と、下部走行体４１に搭載される上部旋回体４２と、上部旋回体４２に搭載される作業装置５０とを備える。

【0030】

上部旋回体４２は、旋回フレーム４２ａと、その上に搭載される複数の要素と、を有する。当該複数の要素は、エンジン２２（図１）を収容するエンジンルーム４２ｂや運転室であるキャブ４２ｃを含む。

【0031】

作業装置５０は、掘削作業その他の必要な作業のための動作を行うことが可能であり、ブーム５１、アーム５２及びバケット５３を含む。ブーム５１は、旋回フレーム４２ａの前端に起伏可能すなわち水平軸回りに回動可能に支持される。アーム５２は、ブーム５１の先端部に水平軸回りに回動可能に取付けられる。バケット５３は、アーム５２の先端部に回動可能に取付けられる。また、ブーム５１、アーム５２及びバケット５３のそれぞれに対応して、複数の伸縮可能なアクチュエータとしての油圧シリンダ、具体的には、少なくとも一つのブームシリンダ６１、アームシリンダ６２及びバケットシリンダ６３が設けられる。

【0032】

ブームシリンダ６１、アームシリンダ６２及びバケットシリンダ６３の収縮により、それぞれブーム上げ、アーム引き、バケット開きの動作が行われる。他方、ブームシリンダ６１、アームシリンダ６２及びバケットシリンダ６３の伸長により、それぞれブーム下げ、アーム押し、バケット閉じの動作が行われる。

【0033】

マシンコントロールモードが選択されている場合、簡単な手動操作だけで、例えば、目標施工面Ｇ１に対応する自動制御が実行される。例えば、手動によるレバー操作により、アーム引きを行うと、ブームの上げ下げ動作及びバケットの開閉動作が自動制御される。すなわち、手動操作に従うアームシリンダ６２（第１のアクチュエータ）の伸縮動作に応じて、ブームシリンダ６１（第２のアクチュエータ）及びバケットシリンダ６３（第２のアクチュエータ）の伸縮動作を制御する。これにより、例えば、アーム５２を引き付ける手動操作をするだけで、バケット５３の先端（下端）が目標施工面Ｇ１に沿って地面Ｇを掘削する自動制御（半自動制御）が実行される。

【0034】

なお、自動制御（半自動制御）における制御の内容は任意であり、自動制御（半自動制御）が適用される建設機械の種類も任意である。自動制御（半自動制御）としては、あらかじめ掘削動作のティーチングが行われ、ティーチングに応じた動きを指定回数や指定期間の間行う制御が一例としてあげられる。

【0035】

次に、図４のステップＳ２０４では、暖機制御部１１は、許可フラグがオンしているか否か判断し、判断が肯定されれば処理をステップＳ２０６へ進め、判断が否定されれば処理をステップＳ２０２へ進める。

【0036】

ステップＳ２０６では、暖機制御部１１は、温度センサ３１から検出温度を取得する。

【0037】

ステップＳ２０８では、暖機制御部１１は、検出温度が所定値Ｔｈ１（例えば３０℃）未満か否か判断し、判断が肯定されれば処理をステップＳ２０８Ａへ進め、判断が否定されれば処理をステップＳ２１０へ進める。

【0038】

ステップＳ２０８Ａでは、暖機制御部１１は、暖機運転の暖機目標馬力を馬力Ｆ１に設定し、処理をステップＳ２２０へ進める。ここで、暖機運転は、作動油の流量を増加させ、あるいは作動油の圧力を上昇させることにより実行される。作動油の流量は、油圧ポンプ２３の傾転を上昇させることにより、あるいはエンジン２２の回転数を上昇させることにより増加させることができる。また、作動油の圧力は、アンロード弁（アンロード弁２５ｂなど）を絞り、スプール開口を狭めた部位に作動油を流すことにより上昇させることができる。なお、暖機運転において、油圧負荷を高めることに加えて冷却ファンの回転数を下げる又は停止させる等の制御により、暖機を行うこととしてもよい。このようにすれば、油圧負荷のみを制御する場合よりも暖機の効果を高めることができる。

【0039】

ステップＳ２１０では、暖機制御部１１は、検出温度が所定値Ｔｈ２（例えば、６０℃）未満か否か判断し、判断が肯定されれば処理をステップＳ２１０Ａへ進め、判断が否定されれば処理をステップＳ２３０へ進める。ここで、所定値Ｔｈ２は、所定値Ｔｈ１よりも高い値（温度）である。

【0040】

ステップＳ２１０Ａでは、暖機制御部１１は、暖機運転の暖機目標馬力を馬力Ｆ２に設定し、処理をステップＳ２２０へ進める。ここで、馬力Ｆ２は、馬力Ｆ１よりも低い値（馬力）である。

【0041】

ステップＳ２２０では、暖機制御部１１は、暖機フラグをオンし、処理をステップＳ２０２へ進める。

【0042】

ステップＳ２３０では、暖機制御部１１は、暖機運転を制限する。ここでは、例えば、暖機運転を停止することができる。

【0043】

また、暖機運転の継続が必要な場合、ステップＳ２３０において、暖機運転の停止に代えて、暖機目標馬力を馬力Ｆ２より小さな値に抑制することができる。本実施例では、暖機運転の制限は、マシンコントロールモードにおいて、アクチュエータを適切に動作させることを目的としている。このため、ステップＳ２３０における暖機運転の制限は、マシンコントロールモードに適合したアクチュエータの適切な動作が可能となる状態が得られる条件に対応している。

【0044】

ステップＳ２３２では、暖機制御部１１は、暖機フラグをオフし、処理をステップＳ２０２へ進める。

【0045】

このように、本実施例では、暖機制御中に動作指示が検出又は予測された場合に、暖機制御を制限している。このため、暖機運転の有無や強度を自動的に制御することができる。例えば、ロック機構により特定の動作を禁止しているか否かにかかわりなく、暖機運転を行わせることが可能となる。

【0046】

また、本実施例では、正確な動作が要求されるマシンコントロールモードが選択されている場合には、暖機運転が行われる。ここで、マシンコントロールモードが選択されている際には、想定した軌跡どおりにアタッチメントを動かす必要がある。例えば、比例弁が低温の場合に比例弁の動特性が常温時とは変化し、コントローラの指示に対する応答の速い／遅いが発生し、動き出しのアタッチメントの挙動が狙いどおりにならない。例えば、低温時に作動油の粘度が高くなり、応答が速くなる可能性がある。本実施例では、暖機制御により、作動油温度を所定値以上に制御することにより、動作を安定させることが可能になる。したがって、マシンコントロールモードにおける作業の精度を高めることができる。

【0047】

また、マシンコントロールモードが選択されていない場合には、暖機運転を停止ないし抑制することにより、エネルギー消費（燃料消費）を抑制することができる。

【0048】

また、本実施例では、マシンコントロールモードが選択されている場合には、検出温度に応じて複数の段階の暖機目標馬力を設定している。このため、作動油の温度の安定化を図ることができる。例えば、図４の例では、例えば、作動油の温度を３０～６０℃の間で安定させることができる。また、暖機目標馬力が馬力Ｆ２に設定されている間、作動油の温度を、例えば３０～６０℃の間でいわば保温する動作となるため、暖機運転のオン・オフにより油圧負荷が大きく変動することがなく、継続的に油圧負荷をかけることができる。
図４の例では、作動油の温度を検出しているが、油路内を流れる作動油から受熱可能な昇温対象物の温度に基づく制御を実行してもよい。例えば、図１に示すように、油圧ポンプ２３に取り付けられた温度センサ３１Ａ、エンジン２２に取り付けられた温度センサ３１Ｂ、比例弁２５ａに取り付けられた温度センサ３１Ｃの検出温度に基づいて、同様の制御を実行してもよい。とくに、比例弁（比例弁２５ａなど）はレイアウトによって温まりやすさに差がでやすく、かつ温度差が応答性などに影響を及ぼす。例えば、作動油の粘性（温度依存）が高まると、スプールが動きにくいが、油圧は立ちやすくなる。また、比例弁本体の電磁力（導体の温度依存）の影響もある。これにより、仮に、ブーム上げ比例弁は適温だが、ブーム下げ比例弁は低温のままであれば、上げ下げの動的挙動が大きく異なるなどの現象が起こりうる。したがって、このような場合には、例えば、すべての比例弁の検出温度に基づく制御を行うことにより、比例弁の温度差に起因する不具合を回避できる。

【0049】

図６は、アクチュエータ制御部における動作制限フラグ設定処理を例示するフローチャートである。本実施例において、動作制限フラグがオンからオフに移行することが、制限解除条件の成立に対応する。

【0050】

図６のステップＳ３０２では、アクチュエータ制御部１２は、経過時間カウンタのカウント時間をゼロにリセットし、経過時間カウンタによるカウントを開始する。

【0051】

ステップＳ３０４では、アクチュエータ制御部１２は、暖機フラグがオンしているか否か判断し、判断が肯定されれば処理をステップＳ３０６へ進め、判断が否定されれば処理をステップＳ３０８へ進める。

【0052】

ステップＳ３０６では、アクチュエータ制御部１２は、動作制限フラグをオンし、処理をステップＳ３０２へ進める。

【0053】

ステップＳ３０８では、アクチュエータ制御部１２は、経過時間カウンタのカウント時間が所定時間Ｔ０を超えたか否か判断し、判断が肯定されれば処理をステップＳ３１０へ進め、判断が否定されれば処理をステップＳ３０４へ進める。

【0054】

ステップＳ３１０では、アクチュエータ制御部１２は、動作制限フラグをオフし、処理をステップＳ３０２へ進める。

【0055】

このように、図６に示す動作制限フラグ設定処理では、暖機フラグがオンしている場合には、動作制限フラグをオンする（ステップＳ３０６）。また、動作制限フラグがオフしており、かつ動作制限フラグがオンからオフに切り替わってから所定時間Ｔ０が経過した場合に、動作制限フラグをオフ（ステップＳ３１０）している。

【0056】

図７は、アクチュエータ制御部における動作制限処理を例示するフローチャートである。

【0057】

図７のステップＳ４０２では、アクチュエータ制御部１２は、レバー操作信号に基づき、レバー操作がされたか否か判断し、判断が肯定されるのを待って処理をステップＳ４０４へ進める。判断が否定されればステップＳ４０２をくり返す。

【0058】

ステップＳ４０４では、アクチュエータ制御部１２は、動作制限フラグがオンしているか否か判断し、判断が肯定されれば処理をステップＳ４０６へ進め、判断が否定されれば処理をステップＳ４０８へ進める。

【0059】

ステップＳ４０６では、アクチュエータ制御部１２は、レバー操作信号が示す操作量を補正する。

【0060】

ステップＳ４０８では、アクチュエータ制御部１２は、操作量に対応するアクチュエータの動作を実行させ、処理をステップＳ４０２へ進める。

【0061】

このように、図７に示す動作制限処理において、動作制限フラグがオンしている場合には、レバー操作信号が示す操作量を補正する（ステップＳ４０６）ことにより、アクチュエータの動作が制限される（ステップＳ４０８）。例えば、図５を参照して例示したように、アーム５２を引き付けるレバー操作を行っても、動作制限フラグがオンしている場合には、レバー操作信号が示す操作量が補正される。これにより、オペレータが意図しない急激な動作が発生することを回避できる。すなわち、暖機制御（暖機運転）により高まった油圧が暖機運転がされない通常状態時の圧力まで低下しない間にレバー操作が行われた場合、通常時よりも大きな動きが発生する可能性がある。しかし、本実施例によれば、動作制限フラグがオンからオフに切り替わってから所定時間Ｔ０が経過するまでの間は、動作が制限される。このため、油圧が通常状態時の圧力まで低下しない間におけるオペレータの意図に反する急激な動作が効果的に抑制される。

【0062】

他方、動作制限フラグがオフしている場合には、レバー操作信号が示す操作量を補正することなく、アクチュエータの動作はレバー操作信号に従う（ステップＳ４０８）。すなわち、アクチュエータの動作は制限されない。

【0063】

図８は、レバーの操作量の補正によりアクチュエータの出力レベルの増加量に対する制限を行う方法を例示する図である。図８において、横軸は手動でレバーを実際に動かした幅（量）を示すレバー操作量を、縦軸はレバー操作量を補正（ステップＳ４０６）した後の補正後操作量を示している。

【0064】

図８において、動作制限フラグがオフしており、したがってレバー操作量を補正（ステップＳ４０６）しない場合には、直線７０に示すように補正後操作量は、レバー操作量に一致する。例えば、レバー操作量が１００％であれば、補正後操作量も１００％となる。

【0065】

一方、動作制限フラグがオンしている場合に、図８の折れ線７１に示すように、補正後操作量に上限値７１ａを設けることで動作を制限することができる。この態様では、レバー操作量が上限値７１ａ以下であれば、補正後操作量はレバー操作量に一致する。しかし、レバー操作量が上限値７１ａを超えると、補正後操作量は上限値７１ａに維持される。この場合、例えば、レバー操作量が１００％であっても、補正後操作量は１００％未満となる。

【0066】

また、動作制限フラグがオンしている場合に、図８の直線７２に示すように、補正後操作量のレバー操作量に対する比率（操作感度）を抑制することにより、動作を制限してもよい。この場合も、例えば、レバー操作量が１００％であっても、補正後操作量は１００％未満となる。

【0067】

さらに、動作制限フラグがオンしている場合に、図８の直線７３に示すように、レバー操作を無効とし、レバー操作量に係わらず補正後操作量をゼロとしてもよい。

【0068】

なお、動作制限フラグがオフした後に、動作の制限の度合いを段階的に、あるいは連続的に弱めながら補正後操作量をレバー操作量に一致させる状態に移行させてもよい。例えば、図８において、操作感度を、直線７３で示す値から、直線７２で示す状態及び直線７２Ａで示す値を順次、経由した後に、直線７０で示す値に移行させてもよい。動作の制限の度合いを段階的又は連続的に移行させることにより、操作性を向上させることができる。上限値７１ａを段階的又は連続的に上昇させる場合も、同様の効果を得ることができる。

【0069】

図９は、レバーの操作量の補正によりアクチュエータの出力レベルの増加速度に対する制限を行う方法を例示する図である。図９において、横軸は時間経過を、縦軸はレバー操作量及び補正後操作量を示している。

【0070】

図９において、曲線８０はレバー操作量を、直線８１及び折れ線８２は補正後操作量を示している。

【0071】

図９の曲線８０に示すような急激なレバー操作が行われた場合、直線８１に示すように、補正後操作量の増加速度を一定値以下に抑制することにより、アクチュエータの出力レベルの増加速度を制限することができる。また、折れ線８２に示すように、補正後操作量の増加速度を一定値以下に抑制するとともに、補正後操作量に上限値８２ａを設けてもよい。

【0072】

このように、補正後操作量の増加速度を抑制することにより、アクチュエータの出力レベルの増加速度に対する制限を行うことができる。

【0073】

図１０は、図６に示す処理に代わる動作制限フラグ設定処理を示すフローチャートである。以下、図６の処理と異なる部分について説明する。

【0074】

図１０のステップＳ３０８Ａでは、油圧ポンプ２３の出力ポート側の油圧が、所定の圧力値Ｐ０よりも小さいか否か判断し、判断が肯定されれば処理をステップＳ３１０へ進め、判断が否定されれば処理をステップＳ３０４へ進める。油圧ポンプ２３の出力ポート側の油圧は、油圧ポンプ２３の出力ポート側に圧力センサを取り付けることにより取得できる。

【0075】

ここで、圧力値Ｐ０は、マシンコントロールモードに適合したアクチュエータの適切な動作が可能となる油圧の上限値に対応している。

【0076】

図６に示す動作制限フラグ設定処理では、暖機フラグがオンからオフに切り換えられてからの経過時間が所定時間Ｔ０を超えること（図６のステップＳ３０８）を条件として動作制限フラグをオフしている。これに対し、図１０に示す動作制限フラグ設定処理では、油圧ポンプ２３の出力ポート側の油圧の低下（油圧が圧力値Ｐ０まで低下すること）を条件として（図１０のステップＳ３０８Ａ）、動作制限フラグをオフしている。これにより、図１０に示す動作制限フラグ設定処理では、図６の処理と比較して、より適切なタイミングで動作制限フラグをオフすることができる。

【0077】

図１１は、図７に示す処理に代わる動作制限処理を示すフローチャートである。図１１に示す動作制限処理は、図１０に示す動作制限フラグ設定処理と組み合わせることが効果的であるが、図６に示す動作制限フラグ設定処理と組み合わせることも可能である。

【0078】

以下、図１１の動作制限処理について図７の処理と異なる部分について説明する。

【0079】

図１１のステップＳ４０６Ａでは、アクチュエータ制御部１２は、油圧ポンプ２３の出力ポート側の油圧に基づいて、レバー操作信号が示す操作量を補正する。

【0080】

図１２は、ステップＳ４０６Ａにおけるレバーの操作量の補正の方法を例示する図である。図１２において、横軸は手動でレバーを実際に動かした幅（量）を示すレバー操作量を、縦軸はレバー操作量を補正（ステップＳ４０６Ａ）した後の補正後操作量を示している。

【0081】

図１２において、動作制限フラグがオフしており、したがってレバー操作量を補正（ステップＳ４０６）しない場合には、直線７０に示すように補正後操作量は、レバー操作量に一致する。例えば、レバー操作量が１００％であれば、補正後操作量も１００％となる。

【0082】

一方、動作制限フラグがオンしている場合には、例えば、油圧ポンプ２３の出力ポート側の油圧に応じて、図１２のグラフにおける傾き（操作感度）が異なる直線７４、７５、７６のうちの１つが選択される。

【0083】

この例では、例えば、油圧ポンプ２３の出力ポート側の油圧が圧力値Ｐ１以上である場合に直線７４に従う補正が行われる。ここで、圧力値Ｐ１＞圧力値Ｐ０である。また、油圧ポンプ２３の出力ポート側の油圧が圧力値Ｐ２以上である場合に直線７５に従う補正が行われる。ここで、圧力値Ｐ２＞圧力値Ｐ１である。また、油圧ポンプ２３の出力ポート側の油圧が圧力値Ｐ３以上である場合に直線７６に従う補正が行われる。ここで、圧力値Ｐ３＞圧力値Ｐ２である。

【0084】

このように、油圧ポンプ２３の出力ポート側の油圧が高いほど、操作感度が低下し、すなわちアクチュエータの動作の制限度合いが強くなる。このため、油圧ポンプ２３の出力ポート側の油圧に応じた適切な補正後操作量が得られるため、アクチュエータの出力レベルを適正化することができる。

【0085】

アクチュエータの動作の制限度合いを油圧ポンプ２３の出力ポート側の油圧の実測値に応じて可変する代りに、直前の暖機目標馬力に応じてアクチュエータの動作の制限度合いを可変としてもよい。例えば、図４に示す暖機制御処理において、暖機目標馬力を馬力Ｆ１に設定した場合（ステップＳ２０８Ａ）には、暖機目標馬力を馬力Ｆ２に設定した場合（ステップＳ２１０Ａ）よりもアクチュエータの動作の制限度合いを強めることができる。これにより、アクチュエータの動作の制限度合いを適正化することができる。

【0086】

以上のように、本実施例では、暖機制御中に動作指示が検出又は予測された場合に、暖機制御を制限している。このため、暖機運転の有無や強度を自動的に制御することができる。例えば、ロック機構により特定の動作を禁止しているか否かにかかわりなく、暖機運転を行わせることが可能となる。また、本実施例では、暖機制御が制限された場合、所定の制限解除条件が成立するまで、動作指示に応じた第１アクチュエータの動作を制限している。このため、第１アクチュエータの動作に対する暖機運転の影響を効果的に抑制することができる。

【0087】

本発明において、動作が制限される第１アクチュエータの種類（機能）と、動作の制限対象とならないアクチュエータの種類（機能）の組み合わせは任意である。例えば、第１アクチュエータとして、ブーム、アーム、バケットの角度を制御する各アクチュエータの動作を制限する一方で、建設機械の走行（すなわち下部走行体４１の動作）に係るアクチュエータ（第３アクチュエータ）の動作は制限しないように制御してもよい。この場合、ブーム、アーム、バケットの角度に係る第１アクチュエータの動作を制限することにより作業に要求される精度を確保しつつ、走行動作に対するオペレータの違和感を抑制することができる。また、第１アクチュエータは、前述の通り、１つに限られるものではない。

【0088】

以上、各実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。

【符号の説明】

【0089】

１０ 制御装置
１１ 暖機制御部
１２ アクチュエータ制御部
１３ 検出予測部
６１ ブームシリンダ
６２ アームシリンダ
６３ バケットシリンダ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】