(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】
(24)【登録日】2023-02-14
(45)【発行日】2023-02-22
(54)【発明の名称】作業機械
(51)【国際特許分類】
E02F 9/22 20060101AFI20230215BHJP
【ＦＩ】
E02F9/22 C
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2019059335
(22)【出願日】2019-03-26
(65)【公開番号】P2020159048
(43)【公開日】2020-10-01
【審査請求日】2021-11-16
(73)【特許権者】
【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】湯澤 良充
【審査官】彦田 克文
(56)【参考文献】
【文献】特開平１１－１７３３０２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特許第５９０９０２９（ＪＰ，Ｂ１）
【文献】特開２０００－００８４２３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－２０２４７８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特許第３７３０８０１（ＪＰ，Ｂ２）
【文献】特開平１０－０３７９０５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－１７２３８２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０９－２７３５０２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－２１１０７５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特許第５８７２３６３（ＪＰ，Ｂ２）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｅ０２Ｆ ９／２２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
下部走行体と、前記下部走行体に旋回可能に搭載された上部旋回体と、
前記上部旋回体に設けられた運転室と、
前記上部旋回体を旋回させる旋回アクチュエータと、
前記上部旋回体に搭載された制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記旋回アクチュエータに関する操作装置の操作量が同じであっても、旋回方向における前記運転室の揺れを検出しているときと検出していないときとで、前記旋回アクチュエータに関する操作装置が生成するパイロット圧、前記旋回アクチュエータとしての旋回油圧モータを駆動する油圧ポンプの押し退け容積、又は、前記旋回アクチュエータとしての旋回電動発電機に供給される電気エネルギが異なるように制御することで、前記運転室の揺れを抑制する、
作業機械。
【請求項2】
前記制御装置は、前記パイロット圧を検出する操作圧センサの出力に基づき、旋回方向における前記運転室の揺れを検出する、請求項１に記載の作業機械。
【請求項3】
前記制御装置は、前記上部旋回体又は前記運転室に取り付けられた慣性計測装置の出力に基づき、旋回方向における前記運転室の揺れを検出する、請求項１に記載の作業機械。
【請求項4】
前記制御装置は、前記パイロット圧の変化を相殺するように、前記パイロット圧、前記押し退け容積、又は、前記電気エネルギを制御する、請求項１乃至３の何れかに記載の作業機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、作業機械に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、運転室内に設置された運転席に着座する操作者による旋回レバーに対する操作の乱れに起因する上部旋回体の不安定な動きの発生を抑制するショベルが知られている（特許文献１参照。）。
【0003】
旋回レバーに対する操作の乱れは、典型的には、上部旋回体の旋回中に旋回速度が急変したときに発生する。例えば、上部旋回体の右旋回中に操作者が旋回レバーを左方向に倒したために旋回速度が急減すると、操作者は、身体全体が慣性によって旋回方向（右方向）に移動し続けようとするため、意図せずに旋回レバーを右方向に倒してしまう。この場合、急減中であった旋回速度は逆に急増し、操作者は、今度は身体全体が慣性によってその場に留まろうとするため、意図せずに旋回レバーを左方向に倒してしまう。その後も、操作者は、このような旋回レバーの右方向への傾倒と左方向への傾倒とを意図せずに繰り返してしまう。その結果、操作者は、所望の旋回速度を挟んで実際の旋回速度が上下する現象（旋回速度のハンチング）によってもたらされる上部旋回体の不安定な動きを発生させてしまう場合がある。
【0004】
特許文献１に開示されているショベルは、このような不安定な動きの発生を抑制するために、旋回用油圧モータの吐出側の作動油の圧力を調節するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特許第５８７２３６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、旋回用油圧モータの吐出側の作動油の圧力の調節は、上部旋回体の旋回の制動力に悪影響を及ぼすおそれがある。
【0007】
そこで、操作レバーに対する操作の乱れに起因する上部旋回体の不安定な動きの発生をより適切に抑制できる作業機械を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の実施形態に係る作業機械は、下部走行体と、前記下部走行体に旋回可能に搭載された上部旋回体と、前記上部旋回体に設けられた運転室と、前記上部旋回体を旋回させる旋回アクチュエータと、前記上部旋回体に搭載された制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記旋回アクチュエータに関する操作装置の操作量が同じであっても、旋回方向における前記運転室の揺れを検出しているときと検出していないときとで、前記旋回アクチュエータに関する操作装置が生成するパイロット圧、前記旋回アクチュエータとしての旋回油圧モータを駆動する油圧ポンプの押し退け容積、又は、前記旋回アクチュエータとしての旋回電動発電機に供給される電気エネルギが異なるように制御することで、前記運転室の揺れを抑制する。
【発明の効果】
【0009】
上述の作業機械は、操作レバーに対する操作の乱れに起因する上部旋回体の不安定な動きの発生をより適切に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の実施形態に係るショベルの側面図である。
【図4】パイロット回路の構成例を示す図である。
【図5】ハンチング抑制処理の一例のフローチャートである。
【図6】パイロット圧、旋回加速度及び旋回油圧モータ流入量の時間的推移の一例を示す図である。
【図7】パイロット圧及び旋回油圧モータ流入量の時間的推移の一例を示す図である。
【図8】旋回加速度及び旋回油圧モータ流入量の時間的推移の一例を示す図である。
【図9】パイロット圧、旋回加速度及び旋回油圧モータ流入量の時間的推移の別の一例を示す図である。
【図10】パイロット回路の別の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
【0012】
本実施形態では、ショベル１００の下部走行体１はクローラ１Ｃを含む。クローラ１Ｃ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１Ｃは左クローラ１ＣＬ及び右クローラ１ＣＲを含む。走行油圧モータ２Ｍは、左走行油圧モータ２ＭＬ及び右走行油圧モータ２ＭＲを含む。左クローラ１ＣＬは左走行油圧モータ２ＭＬによって駆動され、右クローラ１ＣＲは右走行油圧モータ２ＭＲによって駆動される。但し、走行アクチュエータは、電動アクチュエータとしての走行電動発電機であってもよい。
【0013】
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。
【0014】
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が取り付けられている。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。バケット６は、着脱可能に構成され、必要に応じてグラップル、ブレーカ、又はリフティングマグネット等と取り換えられる。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掘削アタッチメントＡＴを構成している。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。
【0015】
ブーム４は、上部旋回体３に対して上下に回動可能に支持されている。そして、ブーム４にはブーム角度センサＳ１が取り付けられている。ブーム角度センサＳ１は、ブーム４の回動角度であるブーム角度θ１を検出できる。ブーム角度θ１は、例えば、ブーム４を最も下降させた状態からの上昇角度である。この場合、ブーム角度θ１は、ブーム４を最も上昇させたときに最大となる。
【0016】
アーム５は、ブーム４に対して回動可能に支持されている。そして、アーム５にはアーム角度センサＳ２が取り付けられている。アーム角度センサＳ２は、アーム５の回動角度であるアーム角度θ２を検出できる。アーム角度θ２は、例えば、アーム５を最も閉じた状態からの開き角度である。この場合、アーム角度θ２は、アーム５を最も開いたときに最大となる。
【0017】
バケット６は、アーム５に対して回動可能に支持されている。そして、バケット６にはバケット角度センサＳ３が取り付けられている。バケット角度センサＳ３は、バケット６の回動角度であるバケット角度θ３を検出できる。バケット角度θ３は、バケット６を最も閉じた状態からの開き角度である。この場合、バケット角度θ３は、バケット６を最も開いたときに最大となる。
【0018】
図１の実施形態では、ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２及びバケット角度センサＳ３のそれぞれは、加速度センサとジャイロセンサの組み合わせで構成されている。但し、加速度センサのみで構成されていてもよい。また、ブーム角度センサＳ１は、ブームシリンダ７に取り付けられたストロークセンサであってもよく、ロータリエンコーダ、ポテンショメータ又は慣性計測装置等であってもよい。アーム角度センサＳ２及びバケット角度センサＳ３についても同様である。
【0019】
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。本実施形態では、キャビン１０は、制振ダンパを介して上部旋回体３に取り付けられている。制振ダンパは、ゴムダンパであってもよく、シリコンオイル等が封入されたオイルダンパであってもよい。
【0020】
また、上部旋回体３には、空間認識装置７０、向き検出装置７１、測位装置７３及び慣性計測装置５０等が取り付けられている。本実施形態では、慣性計測装置５０は、機体傾斜センサＳ４及び旋回角速度センサＳ５を含む慣性計測ユニット（Inertial Measurement Unit （IMU））である。慣性計測装置５０は、加速度センサのみで構成されていてもよい。慣性計測装置５０は、典型的には、キャビン１０のフロアパネルの下側に取り付けられている。但し、慣性計測装置５０は、操作装置２６等、キャビン１０の内側に設置されている他の部材に取り付けられていてもよく、キャビン１０の外部にある旋回フレーム又はセンターフレーム（Ａフレーム）等、上部旋回体３を構成する部材に取り付けられていてもよい。この場合、慣性計測装置５０は、望ましくは、上部旋回体３の重心位置の近傍に取り付けられる。
【0021】
キャビン１０の内部には、操作装置２６、コントローラ３０、情報入力装置７２、表示装置Ｄ１及び音声出力装置Ｄ２等が設けられている。
【0022】
なお、本書では、便宜上、上部旋回体３における、掘削アタッチメント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。
【0023】
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から空間認識装置７０によって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る。空間認識装置７０は、例えば、超音波センサ、ミリ波レーダ、単眼カメラ、ステレオカメラ、ＬＩＤＡＲ、距離画像センサ又は赤外線センサ等である。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７０Ｒ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。
【0024】
向き検出装置７１は、上部旋回体３の向きと下部走行体１の向きとの相対的な関係に関する情報を検出するように構成されている。向き検出装置７１は、例えば、下部走行体１に取り付けられた地磁気センサと上部旋回体３に取り付けられた地磁気センサの組み合わせで構成されていてもよい。或いは、向き検出装置７１は、下部走行体１に取り付けられたＧＮＳＳ受信機と上部旋回体３に取り付けられたＧＮＳＳ受信機の組み合わせで構成されていてもよい。向き検出装置７１は、ロータリエンコーダ又はロータリポジションセンサ等であってもよい。旋回電動発電機で上部旋回体３が旋回駆動される構成では、向き検出装置７１は、レゾルバで構成されていてもよい。向き検出装置７１は、例えば、下部走行体１と上部旋回体３との間の相対回転を実現する旋回機構２に関連して設けられるセンタージョイントに取り付けられていてもよい。
【0025】
向き検出装置７１は、上部旋回体３に取り付けられたカメラで構成されていてもよい。この場合、向き検出装置７１は、上部旋回体３に取り付けられているカメラが撮像した画像（入力画像）に既知の画像処理を施して入力画像に含まれる下部走行体１の画像を検出する。そして、向き検出装置７１は、既知の画像認識技術を用いて下部走行体１の画像を検出することで、下部走行体１の長手方向を特定する。また、向き検出装置７１は、上部旋回体３の前後軸の方向と下部走行体１の長手方向との間に形成される角度を導き出す。上部旋回体３の前後軸の方向は、カメラの取り付け位置から導き出される。クローラ１Ｃは上部旋回体３から突出しているため、向き検出装置７１は、クローラ１Ｃの画像を検出することで下部走行体１の長手方向を特定できる。向き検出装置７１は、コントローラ３０に統合されていてもよい。
【0026】
情報入力装置７２は、ショベルの操作者がコントローラ３０に対して情報を入力できるように構成されている。本実施形態では、情報入力装置７２は、表示装置Ｄ１の表示部に近接して設置されるスイッチパネルである。但し、情報入力装置７２は、表示装置Ｄ１の表示部の上に配置されるタッチパネルであってもよく、キャビン１０内に配置されているマイクロフォン等の音声入力装置であってもよい。また、情報入力装置７２は、通信装置であってもよい。この場合、操作者は、スマートフォン等の通信端末を介してコントローラ３０に情報を入力できる。
【0027】
測位装置７３は、現在位置を測定するように構成されている。本実施形態では、測位装置７３は、ＧＮＳＳ受信機であり、上部旋回体３の位置を検出し、検出値をコントローラ３０に対して出力する。測位装置７３は、ＧＮＳＳコンパスであってもよい。この場合、測位装置７３は、上部旋回体３の位置及び向きを検出できる。
【0028】
機体傾斜センサＳ４は、所定の平面に対する上部旋回体３の傾斜を検出できるように構成されている。本実施形態では、機体傾斜センサＳ４は、水平面に関する上部旋回体３の前後軸回りの傾斜角（ロール角）及び左右軸回りの傾斜角（ピッチ角）を検出する加速度センサである。上部旋回体３の前後軸及び左右軸のそれぞれは、例えば、ショベル１００の旋回軸上の一点であるショベル中心点を通り、且つ、互いに直交している。
【0029】
旋回角速度センサＳ５は、上部旋回体３の旋回角速度を検出できるように構成されている。本実施形態では、旋回角速度センサＳ５は、ジャイロセンサである。旋回角速度センサＳ５は、レゾルバ又はロータリエンコーダ等であってもよい。旋回角速度センサＳ５は、旋回速度を検出してもよい。旋回速度は、旋回角速度から算出されてもよい。
【0030】
以下では、ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、バケット角度センサＳ３、機体傾斜センサＳ４及び旋回角速度センサＳ５の少なくとも１つは、姿勢検出装置とも称される。掘削アタッチメントＡＴの姿勢は、例えば、ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２及びバケット角度センサＳ３のそれぞれの出力に基づいて検出される。
【0031】
表示装置Ｄ１は、情報を表示する装置である。本実施形態では、表示装置Ｄ１は、キャビン１０内に設置された液晶ディスプレイである。但し、表示装置Ｄ１は、スマートフォン等の通信端末のディスプレイであってもよい。
【0032】
音声出力装置Ｄ２は、音声を出力する装置である。音声出力装置Ｄ２は、キャビン１０内の操作者に向けて音声を出力する装置、及び、キャビン１０外の作業者に向けて音声を出力する装置の少なくとも１つを含む。音声出力装置Ｄ２は、通信端末に付属しているスピーカであってもよい。
【0033】
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等を含む。
【0034】
次に、図３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３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３は、機械的動力伝達系を二重線で示し、作動油ラインを実線で示し、パイロットラインを破線で示し、電気制御系を点線で示している。
【0035】
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１７、操作装置２６、吐出圧センサ２８、操作圧センサ２９及びコントローラ３０等を含む。
【0036】
図３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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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の押し退け容積を制御する。
【0040】
パイロットポンプ１５は、パイロットラインを介して操作装置２６を含む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、パイロットポンプ１５は、省略されてもよい。この場合、パイロットポンプ１５が担っていた機能は、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、コントロールバルブ１７に作動油を供給する機能とは別に、絞り等により作動油の圧力を低下させた後で操作装置２６等に作動油を供給する機能を備えていてもよい。
【0041】
コントロールバルブ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１７は、制御弁１７１～１７６を含む。制御弁１７５は制御弁１７５Ｌ及び制御弁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。
【0042】
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。本実施形態では、操作装置２６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、コントロールバルブ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。但し、操作装置２６は、上述のようなパイロット圧式ではなく、電気制御式であってもよい。この場合、コントロールバルブ１７内の制御弁は、電磁ソレノイド式スプール弁であってもよい。
【0043】
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。
【0044】
操作圧センサ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、操作圧センサ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圧力（操作圧）の形で検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。操作装置２６の操作の内容は、操作圧センサ以外の他のセンサを用いて検出されてもよい。
【0045】
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。
【0046】
左センターバイパス管路４０Ｌは、コントロールバルブ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。
【0047】
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。
【0048】
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。
【0049】
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。
【0050】
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。
【0051】
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。
【0052】
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。
【0053】
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。
【0054】
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。
【0055】
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の押し退け容積を制御する。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押し退け容積を減少させる。右レギュレータ１３Ｒについても同様である。吐出圧と押し退け容積との積で表されるメインポンプ１４の吸収パワー（吸収馬力）がエンジン１１の出力パワー（出力馬力）を超えないようにするためである。
【0056】
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。
【0057】
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、左操作レバー２６Ｌは、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。
【0058】
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。
【0059】
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、右操作レバー２６Ｒは、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。
【0060】
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。
【0061】
走行レバー２６Ｄは、クローラ１Ｃ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１ＣＬの操作に用いられる。走行レバー２６Ｄは、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１ＣＲ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。
【0062】
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。
【0063】
操作圧センサ２９は、操作圧センサ２９ＬＡ、２９ＬＢ、２９ＲＡ、２９ＲＢ、２９ＤＬ、２９ＤＲを含む。操作圧センサ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圧力の形で検出し、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、レバー操作方向及びレバー操作量（レバー操作角度）等である。
【0064】
同様に、操作圧センサ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圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。操作圧センサ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圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。操作圧センサ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圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。操作圧センサ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圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。操作圧センサ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圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。
【0065】
コントローラ３０は、操作圧センサ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。
【0066】
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。
【0067】
具体的には、図３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。
【0068】
上述のような構成により、図３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３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。
【0069】
次に、図４を参照し、操作装置２６が生成するパイロット圧を制御弁のパイロットポートに伝えるためのパイロット回路の構成例について説明する。図４は、パイロット回路の構成例を示す図である。具体的には、図４は、左操作レバー２６Ｌが生成するパイロット圧を制御弁１７３のパイロットポートに伝えるためのパイロット回路を示している。
【0070】
図４に示すように、油圧システムは、制御弁１７３と旋回油圧モータ２Ａの第１ポート２ＡＬとを接続する作動油ライン２１Ｌと、制御弁１７３と旋回油圧モータ２Ａの第２ポート２ＡＲとを接続する作動油ライン２１Ｒと、作動油ライン２１Ｌ及び作動油ライン２１Ｒのそれぞれと作動油タンクとを接続する作動油ライン２１Ｔとを含む。
【0071】
作動油ライン２１Ｌと作動油ライン２１Ｔと間にはリリーフ弁２２Ｌが設けられている。作動油ライン２１Ｌにおける作動油の圧力がリリーフ弁２２Ｌのリリーフ圧以上になると、作動油は、作動油ライン２１Ｌからリリーフ弁２２Ｌを介して作動油ライン２１Ｔに流れて作動油タンクに戻される。
【0072】
また、作動油ライン２１Ｌと作動油ライン２１Ｔとの間にはチェック弁２３Ｌが設けられている。作動油ライン２１Ｌにおける作動油の圧力が、作動油タンクにおける作動油の圧力を下回ると、作動油タンクにおける作動油は、チェック弁２３Ｌを介して作動油ライン２１Ｔから作動油ライン２１Ｌに流れ込む。これにより、作動油ライン２１Ｌにおける作動油は作動油ライン２１Ｔからの作動油により補われる。
【0073】
同様に、作動油ライン２１Ｒと作動油ライン２１Ｔとの間にはリリーフ弁２２Ｒが設けられている。作動油ライン２１Ｒにおける作動油の圧力がリリーフ弁２２Ｒのリリーフ圧以上になると、作動油は、作動油ライン２１Ｒからリリーフ弁２２Ｒを介して作動油ライン２１Ｔに流れて作動油タンクに戻される。
【0074】
また、作動油ライン２１Ｒと作動油ライン２１Ｔとの間にはチェック弁２３Ｒが設けられている。作動油ライン２１Ｒにおける作動油の圧力が、作動油タンクにおける作動油の圧力を下回ると、作動油タンクにおける作動油は、チェック弁２３Ｒを介して作動油ライン２１Ｔから作動油ライン２１Ｒに流れ込む。これにより、作動油ライン２１Ｒにおける作動油は作動油ライン２１Ｔからの作動油により補われる。
【0075】
旋回操作が行われた場合、左メインポンプ１４Ｌから吐出される作動油は、制御弁１７３を介して作動油ライン２１Ｌ又は作動油ライン２１Ｒに供給される。そして、作動油ライン２１Ｌに作動油が供給されるように制御弁１７３が動かされると、作動油ライン２１Ｒは作動油タンクに接続される。したがって、左メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油は、旋回油圧モータ２Ａの第１ポート２ＡＬに供給され、旋回油圧モータ２Ａを駆動した後、作動油ライン２１Ｒを介して作動油タンクに戻される。この場合、上部旋回体３は、旋回油圧モータ２Ａが駆動されることにより旋回機構２が駆動されると左方向に旋回する。
【0076】
一方、作動油ライン２１Ｒに作動油が供給されるように制御弁１７３が動かされると、作動油ライン２１Ｌは作動油タンクに接続される。したがって、左メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油は、旋回油圧モータ２Ａの第２ポート２ＡＲに供給され、旋回油圧モータ２Ａを駆動した後、作動油ライン２１Ｌを介して作動油タンクに戻される。この場合、上部旋回体３は、旋回油圧モータ２Ａが駆動されることにより旋回機構２が駆動されると右方向に旋回する。
【0077】
制御弁１７３は、左操作レバー２６Ｌから供給されるパイロット圧により動かされる。左操作レバー２６Ｌは、パイロットポンプ１５から作動油の供給を受け、この作動油を用いて制御弁１７３を動かすためのパイロット圧を生成する。
【0078】
操作者が上部旋回体３を右旋回させるために左操作レバー２６Ｌを右側に倒すと、左操作レバー２６Ｌは、パイロットライン２４Ｒを介して制御弁１７３の右側パイロットポートにパイロット圧を供給する。図４の例では、パイロットライン２４Ｒには減圧弁３１Ｒが配置されている。そのため、コントローラ３０は、必要に応じ、左操作レバー２６Ｌが生成したパイロット圧を減圧弁３１Ｒで調節し、制御弁１７３の右側パイロットポートに調節後のパイロット圧を作用させることができる。この調節後パイロット圧により制御弁１７３は左方に動かされ、作動油ライン２１Ｌが左メインポンプ１４Ｌに接続され且つ作動油ライン２１Ｒが作動油タンクに接続される。
【0079】
操作者が上部旋回体３を左旋回させるために左操作レバー２６Ｌを左側に倒すと、左操作レバー２６Ｌは、パイロットライン２４Ｌを介して制御弁１７３の左側パイロットポートにパイロット圧を供給する。図４の例では、パイロットライン２４Ｌには減圧弁３１Ｌが配置されている。そのため、コントローラ３０は、必要に応じ、左操作レバー２６Ｌが生成したパイロット圧を減圧弁３１Ｌで調節し、制御弁１７３の左側パイロットポートに調節後のパイロット圧を作用させることができる。この調節後パイロット圧により制御弁１７３は右方に動かされ、作動油ライン２１Ｒが左メインポンプ１４Ｌに接続され且つ作動油ライン２１Ｌが作動油タンクに接続される。
【0080】
次に、図５を参照し、キャビン１０内に設置された運転席に着座する操作者による旋回レバーとしての左操作レバー２６Ｌに対する操作の乱れに起因する旋回速度のハンチングの発生をコントローラ３０が抑制する処理（以下、「ハンチング抑制処理」とする。）について説明する。図５は、ハンチング抑制処理の一例のフローチャートである。コントローラ３０は、例えば、旋回操作が行われているときに、所定の制御周期で繰り返しこのハンチング抑制処理を実行する。
【0081】
最初に、コントローラ３０は、旋回速度のハンチングが発生しているか否かを判定する（ステップＳＴ１）。本実施形態では、コントローラ３０は、慣性計測装置５０の出力と、操作圧センサ２９ＬＢの出力とに基づいて旋回速度のハンチングが発生しているか否かを判定する。具体的には、コントローラ３０は、例えば、上部旋回体３の加速方向と左操作レバー２６Ｌの操作方向が互いに逆向きになっている場合に、旋回速度のハンチングが発生していると判定してもよい。より具体的には、コントローラ３０は、上部旋回体３が右旋回方向に加速しているときに左操作レバー２６Ｌが左方向に操作されていることを検知した場合に、旋回速度のハンチングが発生していると判定してもよい。
【0082】
或いは、コントローラ３０は、右方向への旋回操作を表すパイロット圧の所定の増減幅以上の増減が所定回数にわたって繰り返された場合で、且つ、右方向への旋回加速度の増大と左方向への旋回加速度の増大とが所定回数にわたって繰り返された場合に、旋回速度のハンチングが発生していると判定してもよい。
【0083】
このように、コントローラ３０は、慣性計測装置５０の出力と、操作圧センサ２９ＬＢの出力という２つの出力に基づいて旋回速度のハンチングが発生しているか否かを判定する。そのため、それらのうちの１つの出力に基づく場合に比べ、旋回速度のハンチングが発生しているか否かをより正確に判定できる。
【0084】
但し、コントローラ３０は、慣性計測装置５０の出力のみに基づいて旋回速度のハンチングが発生しているか否かを判定してもよく、操作圧センサ２９ＬＢの出力のみに基づいて旋回速度のハンチングが発生しているか否かを判定してもよい。或いは、コントローラ３０は、慣性計測装置５０及び操作圧センサ２９ＬＢ以外の別の１又は複数のセンサの出力に基づいて旋回速度のハンチングが発生しているか否かを判定してもよい。
【0085】
なお、コントローラ３０は、上述のような上部旋回体３の不安定な動きが意図せず発生してしまった場合と、旋回加速度の増大と減少とを繰り返すための操作が操作者によって意図的に行われた場合とを区別できるように構成されていてもよい。この場合、コントローラ３０は、上部旋回体３の不安定な動きを引き起こすおそれがある操作が行われている場合であっても、すなわち、旋回速度のハンチングが発生していると判定できる場合であっても、その操作が操作者の意図的な操作であると判定できる場合には、ハンチング抑制処理を実行しないように構成されていてもよい。
【0086】
旋回速度のハンチングが発生していると判定した場合（ステップＳＴ１のＹＥＳ）、コントローラ３０は、ハンチングを抑制する（ステップＳＴ２）。本実施形態では、コントローラ３０は、旋回油圧モータ２Ａに流入する作動油の流量を目標値に調節することでハンチングを抑制する。そして、コントローラ３０は、各種装置の検出値、又は、その検出値から算出される値等の基本データに基づいて目標値を決定するように構成されている。基本データは、例えば、左メインポンプ１４Ｌの斜板傾転角、押し退け容積及び吐出量、制御弁１７３に作用するパイロット圧、並びに、旋回加速度等の少なくとも１つである。本実施形態では、コントローラ３０は、操作圧センサ２９ＬＢが検出した制御弁１７３に作用するパイロット圧に基づいて目標値を決定する。
【0087】
そして、コントローラ３０は、制御弁１７３に作用するパイロット圧、及び、左メインポンプ１４Ｌの押し退け容積等の少なくとも１つを調節することで、旋回油圧モータ２Ａに流入する作動油の流量を目標値に調節する。
【0088】
コントローラ３０は、例えば、減圧弁３１Ｌに制御指令を与えることで、左操作レバー２６Ｌが左方向に操作されたときに左操作レバー２６Ｌが生成する調整前パイロット圧（一次圧）を減圧し、制御弁１７３の左側パイロットポートに作用する調整後パイロット圧（二次圧）を生成する。この調整後パイロット圧は、制御弁１７３を通過して旋回油圧モータ２Ａの第１ポート２ＡＬに流入する作動油の流量を目標値に一致させるためのパイロット圧である。
【0089】
同様に、コントローラ３０は、例えば、減圧弁３１Ｒに制御指令を与えることで、左操作レバー２６Ｌが右方向に操作されたときに左操作レバー２６Ｌが生成する調整前パイロット圧（一次圧）を減圧し、制御弁１７３の右側パイロットポートに作用する調整後パイロット圧（二次圧）を生成する。この調整後パイロット圧は、制御弁１７３を通過して旋回油圧モータ２Ａの第２ポート２ＡＲに流入する作動油の流量を目標値に一致させるためのパイロット圧である。
【0090】
また、コントローラ３０は、左レギュレータ１３Ｌに制御指令を与えることで、左メインポンプ１４Ｌの押し退け容積を増減させ、制御弁１７３を通過して旋回油圧モータ２Ａに流入する作動油の流量を目標値に一致させてもよい。
【0091】
次に、図６を参照し、制御弁１７３のパイロットポートに作用するパイロット圧の調節を利用したハンチング抑制処理による効果について説明する。図６は、上部旋回体３が右旋回しているときに旋回速度を低減させるために左操作レバー２６Ｌが操作されたときの３つの物理量（パイロット圧、旋回加速度、及び、旋回油圧モータ流入量）の時間的推移を示す。図６の実線は、ハンチング抑制処理が実行されたときの各物理量の時間的推移を示し、図６の破線は、ハンチング抑制処理が実行されないときの各物理量の時間的推移を示す。
【0092】
図６の例では、パイロット圧は、左操作レバー２６Ｌが右方向に操作されているときに制御弁１７３の右側パイロットポートに作用するパイロット圧を意味する。また、旋回油圧モータ流入量は、旋回油圧モータ２Ａの第２ポート２ＡＲに流入する作動油の流量を意味する。
【0093】
時刻ｔ１において、左操作レバー２６Ｌが右方向にフルレバー操作されると、パイロット圧は、時刻ｔ２で最大圧力Ｐｍａｘに達する。フルレバー操作は、例えば、左操作レバー２６Ｌを最大限倒したときの操作量を１００％とし、左操作レバー２６Ｌが中立位置にあるときの操作量を０％とした場合に、操作量が８０％以上となる操作である。この場合、旋回加速度は、時刻ｔ１から時刻ｔ２にかけて増大し、時刻ｔ２以降は、ほぼ一定値を維持する。
【0094】
その後、時刻ｔ３において、実際の旋回速度が所望の旋回速度を上回っていると判断した操作者が左操作レバー２６Ｌの操作量を低減させると、パイロット圧は減少し、旋回加速度も減少する。操作者は、例えば、上部旋回体３の右旋回を停止させたいときに、左操作レバー２６Ｌの操作量を低減させる。
【0095】
旋回油圧モータ流入量は、時刻ｔ１で増大し始め、時刻ｔ３で左操作レバー２６Ｌの操作量が低減されるまで増大し続け、時刻ｔ３で減少に転じる。
【0096】
その後、時刻ｔ４において、実際の旋回速度が所望の旋回速度を下回ると判断した操作者が左操作レバー２６Ｌの操作量を増大させると、パイロット圧は増大に転じ、旋回加速度も増大に転じる。操作者は、例えば、上部旋回体３の右旋回が思ったよりも早く止まってしまうと判断した場合に、左操作レバー２６Ｌの操作量を増大させる。
【0097】
その後、時刻ｔ５において、旋回加速度の増大と慣性とによって操作者の身体全体が左側に揺れると、左操作レバー２６Ｌを握る操作者の左手も左側に揺れてしまい、操作者の意思とは無関係に左操作レバー２６Ｌの操作量が再び減少に転じ、パイロット圧も再び減少に転じる。旋回加速度は、パイロット圧の減少の開始から僅かに遅れて減少を開始する。
【0098】
その後、時刻ｔ６において、旋回加速度の減少と慣性とによって操作者の身体全体が右側に揺れると、左操作レバー２６Ｌを握る操作者の左手も右側に揺れてしまい、操作者の意思とは無関係に左操作レバー２６Ｌの操作量が再び増大に転じ、パイロット圧も再び増大に転じる。旋回加速度は、パイロット圧の増大の開始から僅かに遅れて増大を開始する。
【0099】
その後、ハンチング抑制処理が実行されない場合、パイロット圧、旋回加速度及び旋回油圧モータ流入量の増減は、図６の破線で示すように、上部旋回体３の旋回が停止するまで繰り返される。
【0100】
一方で、ハンチング抑制処理が実行される場合、コントローラ３０は、時刻ｔ６において旋回速度のハンチングが発生していると判定すると、時刻ｔ４でのパイロット圧に対応する旋回油圧モータ流入量を目標値Ｑｔとして決定する。
【0101】
具体的には、コントローラ３０は、例えば、時刻ｔ６において、上部旋回体３が右旋回方向に加速しているときに左操作レバー２６Ｌが左方向に操作されていることを検知し、旋回速度のハンチングが発生していると判定する。その上で、コントローラ３０は、時刻ｔ４での旋回油圧モータ流入量によって実現される旋回速度が、操作者の望む旋回速度であると判定し、その旋回油圧モータ流入量を目標値Ｑｔとして決定する。コントローラ３０は、時刻ｔ４で旋回速度が所望の旋回速度に達しつつあったので操作者が左操作レバー２６Ｌの操作方向を左方から右方へ反転させたと推定できるためである。
【0102】
但し、コントローラ３０は、他の方法で目標値Ｑｔを決定するように構成されていてもよい。例えば、コントローラ３０は、時刻ｔ４以降に所定の制御周期毎に検出されたパイロット圧の平均値を算出し、その平均値に対応する旋回油圧モータ流入量を目標値Ｑｔとして決定してもよい。
【0103】
その後、コントローラ３０は、例えば、減圧弁３１Ｒに対して制御指令を出力し、旋回油圧モータ流入量が目標値Ｑｔになるようにパイロット圧を調節する。具体的には、コントローラ３０は、制御弁１７３の右側パイロットポートに作用する調整後パイロット圧が、時刻ｔ４における値Ｐｔと同じになるように、左操作レバー２６Ｌが生成した調整前パイロット圧が値Ｐｔを上回る場合には、その調整前パイロット圧を減圧弁３１Ｒで低減させる。これは、操作者の意図しない手動操作による左操作レバー２６Ｌの往復動作に起因するパイロット圧の変動が打ち消されることを意味する。
【0104】
その結果、図６の実線で示すように、パイロット圧は値Ｐｔに収束し、旋回油圧モータ流入量は目標値Ｑｔに収束し、旋回加速度はゼロに収束する。このようにして、コントローラ３０は、ハンチング抑制処理を実行することで、旋回減速中に左操作レバー２６Ｌを加速方向に操作した後に続く左操作レバー２６Ｌに対する操作の乱れに起因する上部旋回体３の不安定な動きの発生を抑制できる。
【0105】
次に、図７を参照し、制御弁１７３のパイロットポートに作用するパイロット圧の調節を利用した別のハンチング抑制処理による効果について説明する。図７は、上部旋回体３が右旋回しているときに旋回速度を低減させるために左操作レバー２６Ｌが操作されたときのパイロット圧及び旋回油圧モータ流入量のそれぞれの時間的推移を示す。これらの時間的推移は、図６における実線で示すパイロット圧及び旋回油圧モータ流入量のそれぞれの時間的推移と同じである。
【0106】
図７のハンチング抑制処理は、コントローラ３０がパイロット圧のみに基づいて旋回速度のハンチングが発生しているか否かを判定する点において、図６のハンチング抑制処理と異なるが、その他の点では図６のハンチング抑制処理と同じである。そのため、図７のハンチング抑制処理に関する以下の記載では、判定が行われるまでのパイロット圧及び旋回油圧モータ流入量のそれぞれの推移等の共通部分の説明が省略され、相違部分が詳説される。
【0107】
コントローラ３０は、時刻ｔ６において旋回速度のハンチングが発生していると判定すると、時刻ｔ４でのパイロット圧に対応する旋回油圧モータ流入量を目標値Ｑｔとして決定する。
【0108】
コントローラ３０は、例えば、時刻ｔ６において、操作圧センサ２９ＬＢが検出した直近の数秒間のパイロット圧の推移に基づいて左操作レバー２６Ｌの左方向への操作と右方向への操作が所定回数にわたって繰り返されたことを検知した場合に、旋回速度のハンチングが発生していると判定する。その上で、コントローラ３０は、時刻ｔ４での旋回油圧モータ流入量によって実現される旋回速度が、操作者の望む旋回速度であると判定し、その旋回油圧モータ流入量を目標値Ｑｔとして決定する。
【0109】
その後、コントローラ３０は、減圧弁３１Ｒに対して制御指令を出力し、旋回油圧モータ流入量が目標値Ｑｔになるようにパイロット圧を調節する。
【0110】
その結果、図７の実線で示すように、パイロット圧は値Ｐｔに収束し、旋回油圧モータ流入量は目標値Ｑｔに収束する。このようにして、コントローラ３０は、ハンチング抑制処理を実行することで、旋回減速中に左操作レバー２６Ｌを加速方向に操作した後に続く左操作レバー２６Ｌに対する操作の乱れに起因する上部旋回体３の不安定な動きの発生を抑制できる。
【0111】
次に、図８を参照し、制御弁１７３のパイロットポートに作用するパイロット圧の調節を利用した更に別のハンチング抑制処理による効果について説明する。図８は、上部旋回体３が右旋回しているときに旋回速度を低減させるために左操作レバー２６Ｌが操作されたときの旋回加速度及び旋回油圧モータ流入量のそれぞれの時間的推移を示す。これらの時間的推移は、図６における実線で示す旋回加速度及び旋回油圧モータ流入量のそれぞれの時間的推移と同じである。
【0112】
図８のハンチング抑制処理は、コントローラ３０が旋回加速度のみに基づいて旋回速度のハンチングが発生しているか否かを判定する点において、図６のハンチング抑制処理と異なるが、その他の点では図６のハンチング抑制処理と同じである。そのため、図８のハンチング処理に関する以下の記載では、判定が行われるまでの旋回加速度及び旋回油圧モータ流入量のそれぞれの推移等の共通部分の説明が省略され、相違部分が詳説される。
【0113】
コントローラ３０は、時刻ｔ６において旋回速度のハンチングが発生していると判定すると、時刻ｔ４でのパイロット圧に対応する旋回油圧モータ流入量を目標値Ｑｔとして決定する。
【0114】
コントローラ３０は、例えば、時刻ｔ６において、慣性計測装置５０が検出した直近の数秒間の旋回加速度の推移に基づいて旋回加速度の増大と減少とが所定回数にわたって繰り返されたことを検知した場合に、旋回速度のハンチングが発生していると判定する。その上で、コントローラ３０は、時刻ｔ４での旋回油圧モータ流入量によって実現される旋回速度が、操作者の望む旋回速度であると判定し、その旋回油圧モータ流入量を目標値Ｑｔとして決定する。
【0115】
その後、コントローラ３０は、減圧弁３１Ｒに対して制御指令を出力し、旋回油圧モータ流入量が目標値Ｑｔになるようにパイロット圧を調節する。
【0116】
その結果、図８の実線で示すように、旋回油圧モータ流入量は目標値Ｑｔに収束し、旋回加速度はゼロに収束する。このようにして、コントローラ３０は、ハンチング抑制処理を実行することで、旋回減速中に左操作レバー２６Ｌを加速方向に操作した後に続く左操作レバー２６Ｌに対する操作の乱れに起因する上部旋回体３の不安定な動きの発生を抑制できる。
【0117】
次に、図９を参照し、左メインポンプ１４Ｌの吐出量の調節を利用したハンチング抑制処理による効果について説明する。図９は、上部旋回体３の右旋回速度を所望の旋回速度まで増大させるために左操作レバー２６Ｌが操作されたときの３つの物理量（パイロット圧、旋回加速度、及び、旋回油圧モータ流入量）の時間的推移を示す。図９の実線は、ハンチング抑制処理が実行されたときの各物理量の時間的推移を示し、図９の破線は、ハンチング抑制処理が実行されないときの各物理量の時間的推移を示す。
【0118】
図９の例では、パイロット圧は、左操作レバー２６Ｌが右方向に操作されているときに制御弁１７３の右側パイロットポートに作用するパイロット圧を意味する。また、旋回油圧モータ流入量は、旋回油圧モータ２Ａの第２ポート２ＡＲに流入する作動油の流量を意味する。
【0119】
時刻ｔ１において、左操作レバー２６Ｌが右方向にフルレバー操作されると、パイロット圧は増大し、旋回加速度も増大する。
【0120】
その後、時刻ｔ２において、実際の旋回速度が所望の旋回速度を上回っていると判断した操作者が左操作レバー２６Ｌの操作量を低減させると、パイロット圧は減少し、旋回加速度も減少する。
【0121】
旋回油圧モータ流入量は、時刻ｔ１で増大し始め、時刻ｔ２で左操作レバー２６Ｌの操作量が低減されるまで増大し続け、時刻ｔ２で減少に転じる。
【0122】
その後、時刻ｔ３において、実際の旋回速度が所望の旋回速度を下回ると判断した操作者が左操作レバー２６Ｌの操作量を増大させると、パイロット圧は増大に転じ、旋回油圧モータ流入量も増大に転じる。旋回加速度は、パイロット圧の増大の開始から僅かに遅れて増大を開始する。
【0123】
その後、時刻ｔ４において、旋回加速度の増大と慣性とによって操作者の身体全体が左側に揺れると、左操作レバー２６Ｌを握る操作者の左手も左側に揺れてしまい、操作者の意思とは無関係に左操作レバー２６Ｌの操作量が再び減少に転じ、パイロット圧も再び減少に転じる。旋回加速度は、パイロット圧の減少の開始から僅かに遅れて減少を開始する。
【0124】
その後、ハンチング抑制処理が実行されない場合、パイロット圧、旋回加速度及び旋回油圧モータ流入量の増減は、図９の破線で示すように、操作者による左操作レバー２６Ｌの操作量の調節によって上部旋回体３の旋回加速度がゼロに収束するまで繰り返される。
【0125】
一方で、ハンチング抑制処理が実行される場合、コントローラ３０は、時刻ｔ４において旋回速度のハンチングが発生していると判定すると、時刻ｔ２でのパイロット圧に対応する旋回油圧モータ流入量を目標値Ｑｔとして決定する。
【0126】
具体的には、コントローラ３０は、例えば、時刻ｔ４において、上部旋回体３が右旋回方向に加速しているときに左操作レバー２６Ｌが左方向に操作されていることを検知し、旋回速度のハンチングが発生していると判定する。その上で、コントローラ３０は、時刻ｔ２での旋回油圧モータ流入量によって実現される旋回速度が、操作者の望む旋回速度であると判定し、その旋回油圧モータ流入量を目標値Ｑｔとして決定する。コントローラ３０は、時刻ｔ２で旋回速度が所望の旋回速度に達しつつあったので操作者が左操作レバー２６Ｌの操作方向を右方から左方へ反転させたと推定できるためである。
【0127】
その後、コントローラ３０は、左レギュレータ１３Ｌに対して制御指令を出力し、旋回油圧モータ流入量が目標値Ｑｔになるように、左メインポンプ１４Ｌの押し退け容積を調節する。具体的には、コントローラ３０は、制御弁１７３の右側パイロットポートに作用するパイロット圧が増大するにつれて左メインポンプ１４Ｌの押し退け容積が小さくなるように、左メインポンプ１４Ｌの押し退け容積を制御する。
【0128】
その結果、図９の実線で示すように、旋回油圧モータ流入量は目標値Ｑｔに収束し、旋回加速度はゼロに収束する。そして、パイロット圧も値Ｐｔに収束する。上部旋回体３の揺れが収まると、操作者の身体全体の揺れも収まり、左操作レバー２６Ｌを握る操作者の左手の揺れも収まるためである。このようにして、コントローラ３０は、ハンチング抑制処理を実行することで、旋回加速中に左操作レバー２６Ｌを減速方向に操作した後に続く左操作レバー２６Ｌに対する操作の乱れに起因する上部旋回体３の不安定な動きの発生を抑制できる。
【0129】
次に、図１０を参照し、パイロット回路の別の構成例について説明する。図１０は、パイロット回路の別の構成例を示す図である。具体的には、図１０は、左操作レバー２６Ｌが生成するパイロット圧を制御弁１７３のパイロットポートに伝えるためのパイロット回路の一部と、左走行レバー２６ＤＬが生成するパイロット圧を制御弁１７１のパイロットポートに伝えるためのパイロット回路の別の一部とを示している。なお、左操作レバー２６Ｌが生成するパイロット圧を制御弁１７６のパイロットポートに伝えるためのパイロット回路の別の一部等、図１０では図示されていないパイロット回路の他の部分は、図示されている部分と同様に構成され且つ動作する。
【0130】
図１０のパイロット回路は、主に、操作装置２６から油圧的に分離されている点で、図４のパイロット回路と異なるが、その他の点では図４のパイロット回路と同じである。そのため、図１０のパイロット回路に関する以下の記載では、共通部分の説明が省略され、相違部分が詳説される。
【0131】
図１０のパイロット回路が搭載されるショベルには、電気制御式の操作装置２６が搭載されている。電気制御式の操作装置２６は、例えば、左操作レバー２６Ｌ、右操作レバー２６Ｒ、左走行レバー２６ＤＬ及び右走行レバー２６ＤＲを含む。
【0132】
図１０のパイロット回路は、減圧弁３１ＡＬ、減圧弁３１ＡＲ、減圧弁３１ＢＬ及び減圧弁３１ＢＲ等を含む。
【0133】
減圧弁３１ＡＬは、パイロットポンプ１５と制御弁１７３の左側パイロットポートとを接続するパイロットラインに配置される電磁弁である。減圧弁３１ＡＬは、コントローラ３０からの制御指令に応じて動作し、パイロットポンプ１５が吐出する作動油の圧力（一次圧）を利用し、制御弁１７３の左側パイロットポートに作用するパイロット圧（二次圧）を生成する。
【0134】
減圧弁３１ＡＲは、パイロットポンプ１５と制御弁１７３の右側パイロットポートとを接続するパイロットラインに配置される電磁弁である。減圧弁３１ＡＲは、コントローラ３０からの制御指令に応じて動作し、パイロットポンプ１５が吐出する作動油の圧力（一次圧）を利用し、制御弁１７３の右側パイロットポートに作用するパイロット圧（二次圧）を生成する。
【0135】
減圧弁３１ＢＬは、パイロットポンプ１５と制御弁１７１の左側パイロットポートとを接続するパイロットラインに配置される電磁弁である。減圧弁３１ＢＬは、コントローラ３０からの制御指令に応じて動作し、パイロットポンプ１５が吐出する作動油の圧力（一次圧）を利用し、制御弁１７１の左側パイロットポートに作用するパイロット圧（二次圧）を生成する。
【0136】
減圧弁３１ＢＲは、パイロットポンプ１５と制御弁１７１の右側パイロットポートとを接続するパイロットラインに配置される電磁弁である。減圧弁３１ＢＲは、コントローラ３０からの制御指令に応じて動作し、パイロットポンプ１５が吐出する作動油の圧力（一次圧）を利用し、制御弁１７１の右側パイロットポートに作用するパイロット圧（二次圧）を生成する。
【0137】
図１０では図示されていない他の減圧弁は、上述の減圧弁３１ＡＬ、減圧弁３１ＡＲ、減圧弁３１ＢＬ及び減圧弁３１ＢＲと同様に配置され且つ動作する。
【0138】
コントローラ３０は、例えば、左操作レバー２６Ｌが右旋回方向に操作されると、減圧弁３１ＡＲに対して制御指令を出力する。左操作レバー２６Ｌの右旋回方向への操作量に応じたパイロット圧が制御弁１７３の右側パイロットポートに作用するように減圧弁３１ＡＲを動作させるためである。
【0139】
この構成により、コントローラ３０は、必要に応じ、操作者の手動操作による操作装置２６の操作量に対応する調整前パイロット圧よりも低い調整後パイロット圧ばかりでなく、調整前パイロット圧よりも高い調整後パイロット圧をも、制御弁のパイロットポートに作用させることができる。すなわち、コントローラ３０は、制御弁のパイロットポートに作用するパイロット圧を、図４に示すパイロット回路を利用する場合よりも柔軟に制御できる。
【0140】
そのため、コントローラ３０は、図９の例で示すように、旋回油圧モータ流入量の目標値Ｑｔに対応するパイロット圧の値Ｐｔが、操作装置２６の実際の操作量に対応するパイロット圧の値よりも高い場合であっても、左メインポンプ１４Ｌの吐出量を増大させずに、調整前パイロット圧を増大させることで、旋回油圧モータ流入量を目標値Ｑｔに近づけることができる。
【0141】
上述のように、本願の実施形態に係るショベル１００は、下部走行体１と、下部走行体１に旋回可能に搭載された上部旋回体３と、上部旋回体３に設けられた運転室としてのキャビン１０と、上部旋回体３を旋回させる旋回アクチュエータとしての旋回油圧モータ２Ａと、上部旋回体３に搭載された制御装置としてのコントローラ３０と、を備えている。そして、コントローラ３０は、旋回方向におけるキャビン１０の揺れに応じ、左操作レバー２６Ｌが生成するパイロット圧、又は、旋回油圧モータ２Ａを駆動する左メインポンプ１４Ｌの押し退け容積を制御することで旋回油圧モータ２Ａの動きを制御するように構成されている。
【0142】
なお、旋回アクチュエータが旋回電動発電機である場合には、コントローラ３０は、旋回方向におけるキャビン１０の揺れに応じ、左操作レバー２６Ｌが生成するパイロット圧、又は、旋回電動発電機に供給される電気エネルギを制御することで、旋回電動発電機の動きを制御するように構成されていてもよい。
【0143】
また、コントローラ３０は、パイロット圧を検出する操作圧センサ２９の出力に基づき、旋回方向におけるキャビン１０の揺れを検出するように構成されていてもよい。
【0144】
或いは、コントローラ３０は、上部旋回体３又はキャビン１０に取り付けられた慣性計測装置５０の出力に基づき、旋回方向におけるキャビン１０の揺れを検出するように構成されていてもよい。
【0145】
また、コントローラ３０は、パイロット圧の変化を相殺するように、パイロット圧、押し退け容積、又は、電気エネルギを制御することで、旋回油圧モータ２Ａ又は旋回電動発電機の動きを安定化させるように構成されていてもよい。
【0146】
上述の構成により、ショベル１００は、操作装置２６に対する操作の乱れに起因する上部旋回体３の不安定な動きの発生をより適切に抑制できる。例えば、ショベル１００は、上部旋回体の旋回の制動力に悪影響を及ぼすことなく、上部旋回体３の不安定な動きの発生を抑制できる。
【0147】
以上、本発明の好ましい実施形態について詳説した。しかしながら、本発明は、上述した実施形態に制限されることはない。上述した実施形態は、本発明の範囲を逸脱することなしに、種々の変形又は置換等が適用され得る。また、別々に説明された特徴は、技術的な矛盾が生じない限り、組み合わせが可能である。
【0148】
例えば、コントローラ３０は、アタッチメントの操作が行われているときに、アタッチメントの回動速度に関するハンチングが発生しているか否かを判定してもよい。例えば、コントローラ３０は、ブーム上げ操作が行われているときに、ブーム回動方向におけるブーム４の加速度に基づいてブーム４の回動速度に関するハンチングが発生しているか否かを判定してもよい。そして、ブーム４の回動速度に関するハンチングが発生していると判定した場合、コントローラ３０は、例えば、上部旋回体３の左右軸回りのキャビン１０の揺れ（ピッチング）に応じ、右操作レバー２６Ｒが生成する制御弁１７５に関するパイロット圧、又は、ブームシリンダ７に作動油を供給するメインポンプ１４の押し退け容積等を制御することでブームシリンダ７の動きを制御するように構成されていてもよい。この構成により、コントローラ３０は、例えば、ブーム上げ加速中に右操作レバー２６Ｒを減速方向に操作した後に続く右操作レバー２６Ｒに対する操作の乱れに起因する上部旋回体３の不安定な動きの発生を抑制できる。
【符号の説明】
【0149】
１・・・下部走行体 １Ｃ・・・クローラ １ＣＬ・・・左クローラ １ＣＲ・・・右クローラ ２・・・旋回機構 ２Ａ・・・旋回油圧モータ ２ＡＬ・・・第１ポート ２ＡＲ・・・第２ポート ２Ｍ・・・走行油圧モータ ２ＭＬ・・・左走行油圧モータ ２ＭＲ・・・右走行油圧モータ 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 ９・・・バケットシリンダ １０・・・キャビン １１・・・エンジン １３・・・レギュレータ １４・・・メインポンプ １５・・・パイロットポンプ １７・・・コントロールバルブ １８・・・絞り １９・・・制御圧センサ ２１Ｌ、２１Ｒ、２１Ｔ・・・作動油ライン ２２Ｌ、２２Ｒ・・・リリーフ弁 ２３Ｌ、２３Ｒ・・・チェック弁 ２４Ｌ、２４Ｒ・・・パイロットライン ２６・・・操作装置 ２６Ｄ・・・走行レバー ２６ＤＬ・・・左走行レバー ２６ＤＲ・・・右走行レバー ２６Ｌ・・・左操作レバー ２６Ｒ・・・右操作レバー ２８・・・吐出圧センサ ２９、２９ＤＬ、２９ＤＲ、２９ＬＡ、２９ＬＢ、２９ＲＡ、２９ＲＢ・・・操作圧センサ ３０・・・コントローラ ３０Ｂ・・・自律制御部 ３１、３１ＡＬ、３１ＡＲ、３１ＢＬ、３１ＢＲ・・・減圧弁 ４０・・・センターバイパス管路 ４２・・・パラレル管路 ５０・・・慣性計測装置 ７０・・・空間認識装置 ７０Ｆ・・・前方センサ ７０Ｂ・・・後方センサ ７０Ｌ・・・左方センサ ７０Ｒ・・・右方センサ １００・・・ショベル ７１・・・向き検出装置 ７２・・・情報入力装置 ７３・・・測位装置 １７１～１７６・・・制御弁 ＡＴ・・・掘削アタッチメント Ｄ１・・・表示装置 Ｄ２・・・音声出力装置 Ｓ１・・・ブーム角度センサ Ｓ２・・・アーム角度センサ Ｓ３・・・バケット角度センサ Ｓ４・・・機体傾斜センサ Ｓ５・・・旋回角速度センサ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】