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特許7242602作業機械

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(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】2023-03-10

(45)【発行日】2023-03-20

(54)【発明の名称】作業機械

(51)【国際特許分類】

E02F 9/20 20060101AFI20230313BHJP

F15B 11/024 20060101ALI20230313BHJP

F15B 11/044 20060101ALI20230313BHJP

F15B 11/08 20060101ALI20230313BHJP

【ＦＩ】

E02F9/20 Q

F15B11/024 A

F15B11/044

F15B11/08 A

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020060770

(22)【出願日】2020-03-30

(65)【公開番号】P2021161611

(43)【公開日】2021-10-11

【審査請求日】2021-12-08

(73)【特許権者】

【識別番号】000005522

【氏名又は名称】日立建機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001829

【氏名又は名称】弁理士法人開知

(72)【発明者】

【氏名】石井宏紀

(72)【発明者】

【氏名】山本慎二郎

【審査官】小倉宏之

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－００３５１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１４５８９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２０５４９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－００３５１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０５３４７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１２７７２７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｆ９／２０

Ｆ１５Ｂ１１／０２４

Ｆ１５Ｂ１１／０４４

Ｆ１５Ｂ１１／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基端を機械本体に回動可能に連結されたブーム、前記ブームの先端に一端を回動可能に連結されたアーム、及び、前記アームの他端に回動可能に連結された作業具を含む複数の被駆動部材で構成された多関節型の作業装置と、
操作信号に基づいて前記ブームを駆動するブームシリンダ、前記アームを駆動するアームシリンダ、及び、前記作業具を駆動する作業具シリンダを含む複数の油圧アクチュエータと、
複数の前記油圧アクチュエータを駆動するための圧油を吐出する油圧ポンプと、
複数の前記油圧アクチュエータのうちオペレータの所望する油圧アクチュエータを操作するための前記操作信号を出力する操作装置と、
前記操作装置からの操作信号に基づいて前記油圧ポンプから複数の前記油圧アクチュエータにそれぞれ供給される圧油の方向および流量を制御する流量制御弁と、
前記ブームシリンダのロッド側油室と前記流量制御弁とを接続するロッド側管路と、
前記ブームシリンダのボトム側油室と前記流量制御弁とを接続するボトム側管路と、
前記ブームシリンダの前記ロッド側管路と前記ボトム側管路とを前記流量制御弁を介して接続し、前記ブームを下げるブーム下げ動作時に前記ボトム側油室から前記ロッド側油室に圧油を供給する再生管路と、
前記作業装置による作業対象について設定された目標面上およびその上方の領域内で前記作業装置が動くように、複数の前記油圧アクチュエータのうち少なくとも１つに対応する前記流量制御弁を制御する制御信号を出力するか、又は、前記操作装置から出力された操作信号に基づいて、複数の前記油圧アクチュエータのうち少なくとも１つに対応する前記流量制御弁を制御する制御信号を出力する領域制限制御を実行するコントローラとを備えた作業機械において、
前記油圧ポンプから吐出される圧油を前記流量制御弁に供給する供給管路と作動油タンクとを接続するブリードオフ管路に設けられ、開口面積を変えることによって前記ブリードオフ管路における圧油の流量を制御するブリードオフ流量制御弁と、
前記領域制限制御の有効化と無効化とを切り換える領域制限制御切換装置とを備え、
前記コントローラは、前記領域制限制御切換装置によって前記領域制限制御が有効化されている場合に、前記ブームを下げるブーム下げを指示する前記制御信号が大きくなるのに応じて、前記ブリードオフ流量制御弁の開口面積が小さくなるように制御することを特徴とする作業機械。

【請求項2】

請求項１記載の作業機械において、
前記再生管路に設けられ、開口面積を変えることによって前記再生管路における圧油の流量を制御する再生流量制御弁を備え、
前記コントローラは、前記領域制限制御切換装置によって前記領域制限制御が有効化されている場合に、前記ブームを下げるブーム下げを指示する前記制御信号が大きくなるのに応じて、前記再生流量制御弁の開口面積が小さくなるように制御することを特徴とする作業機械。

【請求項3】

請求項１記載の作業機械において、
前記コントローラは、前記領域制限制御切換装置によって前記領域制限制御が有効化されている場合に、前記ブームを下げるブーム下げを指示する前記制御信号に対する前記ブリードオフ流量制御弁の開口面積を演算し、演算した前記ブリードオフ流量制御弁の開口面積を前記アームの操作信号に応じて補正することを特徴とする作業機械。

【請求項4】

請求項２記載の作業機械において、
前記コントローラは、前記領域制限制御切換装置によって前記領域制限制御が有効化されている場合に、前記ブームを下げるブーム下げを指示する前記制御信号に対する前記再生流量制御弁の開口面積を演算し、演算した前記再生流量制御弁の開口面積を前記アームの操作信号に応じて補正することを特徴とする作業機械。

【請求項5】

請求項３記載の作業機械において、
前記作業装置のブーム、アーム、バケット及び前記機械本体の姿勢に関する情報である姿勢情報を取得する姿勢検出装置を備え、
前記コントローラは、前記姿勢検出装置の姿勢情報に基づいて得られる、前記作業装置に対して予め設定した制御点と、前記作業装置による作業の基準として予め定めた目標面との距離が予め定めた距離以下である場合にのみ、前記ブリードオフ流量制御弁の開口面積を制御することを特徴とする作業機械。

【請求項6】

請求項４記載の作業機械において、
前記作業装置のブーム、アーム、バケット及び前記機械本体の姿勢に関する情報である姿勢情報を取得する姿勢検出装置を備え、
前記コントローラは、前記姿勢検出装置の姿勢情報に基づいて得られる、前記作業装置に対して予め設定した制御点と、前記作業装置による作業の基準として予め定めた目標面との距離が予め定めた距離以下である場合にのみ、前記再生流量制御弁の開口面積を制御することを特徴とする作業機械。

【請求項7】

請求項５記載の作業機械において、
前記コントローラは、前記姿勢検出装置の姿勢情報に基づいて得られる、前記作業装置の制御点の移動方向が前記目標面から遠ざかる方向である場合にのみ、前記ブリードオフ流量制御弁の開口面積を制御することを特徴とする作業機械。

【請求項8】

請求項６記載の作業機械において、
前記コントローラは、前記姿勢検出装置の姿勢情報に基づいて得られる、前記作業装置の制御点の移動方向が前記目標面から遠ざかる方向である場合にのみ、前記再生流量制御弁の開口面積を制御することを特徴とする作業機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、作業機械に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、作業機械には、油圧ショベルなどのように、基端部が機体に上下動自在に支持されるブーム、ブームの先端部に前後揺動自在に支持されるアーム、及び、アームの先端部に取り付けられるバケット等の作業具から構成される作業装置を備え、油圧シリンダの伸縮動作によって各構成部材を駆動することで作業装置を動作させるものがある。このような作業機械においては、ブームシリンダのボトム側油室からの排出油をロッド側油室に供給する再生油路を設けることで、ブームを空中で下降させる場合（ここでは、作業装置の重量がブームシリンダを縮める方向に作用する場合）に、油圧ポンプからロッド側油室へ圧油を供給することなく動作を行い、エネルギー効率を向上させる技術が知られている。

【0003】

例えば、特許文献１には、ブームシリンダの伸縮作動に基づいて上下動するブームを備えてなる建設機械において、ブーム下げ操作時に、ブームシリンダのヘッド側油室からの排出油をロッド側油室に供給する再生油路と、ブームシリンダのヘッド側油室からの排出油を油タンクに流す排出油路と、油圧ポンプの吐出油をロッド側油室に供給する供給油路とを設けるとともに、前記再生油路または排出油路の流量を制御するブーム用コントロールバルブに、前記供給油路の流量を制御する供給用弁路を設けるにあたり、ブームシリンダのヘッド側油室の圧力を検出する圧力検出手段と、ブームの操作を検出する操作検出手段と、これら圧力検出手段及び操作検出手段からの入力信号に基づいて前記ブーム用コントロールバルブを制御する制御装置とを設けるとともに、ブーム用コントロールバルブは、ブーム下げ操作時の作動位置に、供給用弁路を閉じる第一領域と、供給用弁路を開く第二領域とが設けられる一方、制御装置は、ブーム下げ操作時にヘッド側油室の圧力に基づいて機体の一部を持上げるための機体持上げ操作であるか否かを判断し、機体持上げ操作でないと判断された場合にはブーム用コントロールバルブを第一領域に位置せしめ、機体持上げ操作であると判断された場合には第二領域に位置せしめる建設機械におけるブーム制御システムが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１９－００２２４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

作業装置を有する作業機械において、作業装置を地面に接地させ機体を持ち上げるジャッキアップ動作を行う場合等には、ブームシリンダのロッド側油室に高圧の圧油を供給する必要がある。そこで上記従来技術においては、ブームを空中で下降させる場合には再生油路を介する再生油のみを用いる一方で、ジャッキアップ動作時には油圧ポンプからの圧油をブームシリンダのロッド側油室に供給することで、エネルギー効率を維持しつつ、ジャッキアップ動作を可能にするとともに、ブーム下げの急操作に対する応答性の向上を図っている。

【0006】

ところで、作業装置を備える油圧ショベルなどの作業機械の作業効率を向上する技術としてマシンコントロール（ＭＣ：Machine Control）がある。マシンコントロール（以降、単にＭＣと称する）とは、オペレータによる操作装置の操作と、予め定めた条件とに従って作業装置の動作を半自動的に制御することでオペレータの操作支援を行う技術である。例えば、油圧ショベルでＭＣ制御によって目標面に沿った水平掘削を行う場合、前半のアームクラウドとブーム上げの複合操作と後半のアームクラウドとブーム下げの複合操作とを連続的に行う必要があるため、各油圧アクチュエータに流れる油の流量を負荷によらず安定して高精度に目標速度通りの速度で制御して動作させる必要がある。

【0007】

上記従来技術において、ブームシリンダボトム側油室からロッド側油室への再生油の流量はボトム側油室の圧力とロッド側油室の圧力とブーム用コントロールバルブの再生油路の開口面積とに依存する。そのため、掘削時には作業装置が地面からの反力を受けブームシリンダボトム側油室が低下し再生流量が減少することでブームを空中で下降させる場合と比べてブーム下げ動作の速度が低下してしまう。すなわち、ＭＣによる水平掘削時には、掘削後半においてアームクラウドの速度に対してブーム下げの速度が不足し、作業装置を予め定めた目標面に沿って精度良く動作させることができない可能性がある。

【0008】

また、掘削中には地面からの反力の変動によって再生流量が変動してしまい、流量制御性が悪くなってＭＣにおける作業装置の動作精度が悪化してしまうことが考えられる。さらには、掘削中に地面からの反力が小さい場合と大きい場合とでブーム用コントロールバルブの位置が異なる領域になるよう制御されるため、地面からの反力の大きさの変動のしかたによっては、ブーム用コントロールバルブが異なる２つの領域を行き来することになり、結果的にブーム下げ動作が不安定になる可能性がある。

【0009】

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、流量制御性を向上することにより、作業装置の挙動の安定性を向上することができる作業機械を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、基端を機械本体に回動可能に連結されたブーム、前記ブームの先端に一端を回動可能に連結されたアーム、及び、前記アームの他端に回動可能に連結された作業具を含む複数の被駆動部材で構成された多関節型の作業装置と、操作信号に基づいて前記ブームを駆動するブームシリンダ、前記アームを駆動するアームシリンダ、及び、前記作業具を駆動する作業具シリンダを含む複数の油圧アクチュエータと、複数の前記油圧アクチュエータを駆動するための圧油を吐出する油圧ポンプと、複数の前記油圧アクチュエータのうちオペレータの所望する油圧アクチュエータを操作するための前記操作信号を出力する操作装置と、前記操作装置からの操作信号に基づいて前記油圧ポンプから複数の前記油圧アクチュエータにそれぞれ供給される圧油の方向および流量を制御する流量制御弁と、前記ブームシリンダのロッド側油室と前記流量制御弁とを接続するロッド側管路と、前記ブームシリンダのボトム側油室と前記流量制御弁とを接続するボトム側管路と、前記ブームシリンダの前記ロッド側管路と前記ボトム側管路とを前記流量制御弁を介して接続し、前記ブームを下げるブーム下げ動作時に前記ボトム側油室から前記ロッド側油室に圧油を供給する再生管路と、前記作業装置による作業対象について設定された目標面上およびその上方の領域内で前記作業装置が動くように、複数の前記油圧アクチュエータのうち少なくとも１つに対応する前記流量制御弁を制御する制御信号を出力するか、又は、前記操作装置から複数の前記油圧アクチュエータのうち少なくとも１つに対応する前記流量制御弁を制御するために出力された前記制御信号を補正する領域制限制御を実行するコントローラとを備えた作業機械において、前記油圧ポンプから吐出される圧油を前記流量制御弁に供給する供給管路と作動油タンクとを接続するブリードオフ管路に設けられ、開口面積を変えることによって前記ブリードオフ管路における圧油の流量を制御するブリードオフ流量制御弁と、前記領域制限制御の有効化と無効化とを切り換える領域制限制御切換装置とを備え、前記コントローラは、前記領域制限制御切換装置によって前記領域制限制御が有効化されている場合に、前記ブームを下げるブーム下げを指示する操作信号に応じて、前記ブリードオフ流量制御弁の開口面積を制御するものとする。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、エネルギー効率、ジャッキアップ動作、及び、ブーム下げ急操作時の応答性を確保しつつ、流量制御性を向上することにより、作業装置の挙動の安定性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】第１の実施の形態に係る作業機械の一例である油圧ショベルの外観を模式的に示す図である。

【図2】油圧ショベルの油圧回路システムをコントローラを含む周辺構成とともに抜き出して示す図である。

【図3】コントローラのハードウェア構成図である。

【図4】コントローラの処理機能を示す機能ブロック図である。

【図5】図４におけるＭＣ制御部の処理機能を関連構成とともに詳細に示す機能ブロック図である。

【図6】第１の実施の形態に係るコントローラによるブリードオフ流量制御弁の開口面積制御の処理内容を示すフローチャートである。

【図7】水平掘削時における作業装置の動作の一例を示す図である。

【図8】油圧ショベルについて設定するショベル座標系について示す図である。

【図9】第２の実施の形態に係る油圧ショベルの油圧回路システムをコントローラを含む周辺構成とともに抜き出して示す図である。

【図10】第２の実施の形態に係るＭＣ制御部の処理機能を関連構成とともに詳細に示す機能ブロック図である。

【図11】第２の実施の形態に係るコントローラによるブリードオフ流量制御弁の開口面積制御の処理内容を示すフローチャートである。

【図12】第２の実施の形態に係るコントローラによるブーム再生流量制御弁の開口面積制御の処理内容を示すフローチャートである。

【図13】第３の実施の形態に係るＭＣ制御部の処理機能を関連構成とともに詳細に示す機能ブロック図である。

【図14】第３の実施の形態に係るコントローラによるブリードオフ流量制御弁の開口面積制御の処理内容を示すフローチャートである。

【図15】第３の実施の形態に係るコントローラによるブリードオフ流量制御弁の開口面積制御の処理内容を示すフローチャートである。

【図16】第３の実施の形態に係るコントローラによるブーム再生流量制御弁の開口面積制御の処理内容を示すフローチャートである。

【図17】第３の実施の形態に係るコントローラによるブーム再生流量制御弁の開口面積制御の処理内容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】

【0013】

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、以下の説明においては、作業機械の一例として、作業装置の先端に作業具（アタッチメント）としてバケットを備える油圧ショベルを例示して説明するが、バケット以外のアタッチメントを備える作業機械に本発明を適用することが可能である。また、複数の被駆動部材（アタッチメント、アーム、ブーム等）を連結して構成される多関節型の作業装置を有するものであれば、油圧ショベル以外の作業機械への適用も可能である。

【0014】

また、以下の説明においては、ある形状を示す用語（例えば、目標面、設計面等）とともに用いられる「上」、「上方」又は「下方」という語の意味に関し、「上」は当該或る形状の「表面」を意味し、「上方」は当該或る形状の「表面より高い位置」を意味し、「下方」は当該或る形状の「表面より低い位置」を意味することとする。

【0015】

また、以下の説明においては、同一の構成要素が複数存在する場合、符号（数字）の末尾にアルファベットを付すことがあるが、当該アルファベットを省略して当該複数の構成要素をまとめて表記することがある。

【0016】

＜第１の実施の形態＞
図１は、本実施の形態に係る作業機械の一例である油圧ショベルの外観を模式的に示す図である。また、図２は、油圧ショベルの油圧回路システムをコントローラを含む周辺構成とともに抜き出して示す図である。

【0017】

図１において、油圧ショベル１は、多関節型の作業装置１Ａと、本体（機械本体）１Ｂで構成されている。油圧ショベル１の本体１Ｂは、左右の走行油圧モータ３ａ，３ｂにより走行する下部走行体１１と、下部走行体１１の上に取り付けられ、旋回油圧モータ４により旋回する上部旋回体１２とからなる。

【0018】

作業装置１Ａは、垂直方向にそれぞれ回動する複数の被駆動部材（ブーム８、アーム９、及び、バケット１０）を連結して構成されている。ブーム８の基端は上部旋回体１２の前部においてブームピンを介して回動可能に支持されている。ブーム８の先端にはアームピンを介してアーム９が回動可能に連結されており、アーム９の先端にはバケットピンを介してバケット１０が回動可能に連結されている。ブーム８はブームシリンダ５によって駆動され、アーム９はアームシリンダ６によって駆動され、バケット１０はバケットシリンダ７によって駆動される。なお、以降の説明において、ブームシリンダ５、アームシリンダ６、及び、バケットシリンダ７をまとめて油圧シリンダ５，６，７や油圧アクチュエータ５，６，７と称することがある。

【0019】

図８は、油圧ショベルについて設定するショベル座標系について示す図である。

【0020】

図８に示すように、本実施の形態においては、油圧ショベル１に対して、ショベル座標系（ローカル座標系）を定義する。ショベル座標系は、上部旋回体１２に対して相対的に固定で定義されるＸＹ座標系であり、上部旋回体１２に回動支持されているブーム８の基端を原点とし、上部旋回体１２の旋回軸に沿う方向に原点を通って上方を正とするＺ軸を、作業装置１Ａの稼動する平面に沿う方向であってＺ軸に垂直にブームの基端を通って前方を正とするＸ軸を有する車体座標系を設定する。

【0021】

ブーム８の長さ（両端の連結部の間の直線距離）をＬ１、アーム９の長さ（両端の連結部の間の直線距離）をＬ２、バケット１０の長さ（アームとの連結部と爪先の間の直線距離）をＬ３とし、ブーム８とＸ軸との成す角（長さ方向の直線とＸ軸との相対角度）を回動角度α、アーム９とブーム８との成す角（長さ方向の直線の相対角度）を回動角度β、バケット１０とアーム９との成す角（長さ方向の直線の相対角度）を回動角度γと定義する。これにより、ショベル座標系におけるバケット爪先位置の座標および作業装置１Ａの姿勢はＬ１，Ｌ２，Ｌ３，α，β，γで表現することができる。

【0022】

油圧ショベル１の本体１Ｂの水平面に対する前後方向の傾きを角度θとする。また、作業装置１Ａに基準となる制御点を設定し、制御点と目標面６０との距離をＤとする。目標面６０とは、掘削作業の目標として施工現場の設計情報などに基づいて設定される目標掘削面である。なお、本実施の形態では、バケット１０の爪先に制御点を設定する場合を例示して説明するが、制御点は作業装置１Ａの先端であれば設定可能であり、例えば、バケット１０の底面や、バケットリンク１３の最外部に設定することもできる。

【0023】

作業装置１Ａには、ブーム８、アーム９、バケット１０の回動角度α，β，γ（姿勢情報）を測定する姿勢検出装置として、ブームピンにブーム角度センサ３０、アームピンにアーム角度センサ３１、バケットリンク１３にバケット角度センサ３２がそれぞれ取付けられ、また、上部旋回体１２には基準面（例えば水平面）に対する上部旋回体１２（油圧ショベル１の本体１Ｂ）の傾斜角θを検出する車体傾斜角センサ３３が取付けられている。なお、本実施の形態においては、作業装置１Ａの姿勢に関する情報である姿勢情報を検出する姿勢検出装置としては、複数の被駆動部材８，９，１０の連結部における相対角度を検出する角度センサ３０，３１，３２を例示して説明するが、複数の被駆動部材８，９，１０の基準面（例えば水平面）に対する相対角度をそれぞれ検出する慣性計測装置（IMU: Inertial Measurement Unit）を用いたり、シリンダストロークセンサによりショベルの姿勢情報を算出するように構成したりしても良い。

【0024】

図１及び図２に戻る。図１及び図２において、上部旋回体１２に設けられた運転室内には、右走行操作レバー２３ａ（図１）を有し右走行油圧モータ３ａ（すなわち、下部走行体１１）を操作するための操作装置（図示せず）と、左走行操作レバー２３ｂ（図１）を有し左走行油圧モータ３ｂ（すなわち、下部走行体１１）を操作するための操作装置（図示せず）と、右操作レバー１ａを共有しブームシリンダ５（すなわち、ブーム８）及びバケットシリンダ７（すなわち、バケット１０）を操作するための操作装置４５ａ，４５ｂ，４６ａ（図２）と、左操作レバー１ｂを共有しアームシリンダ６（すなわち、アーム９）及び旋回油圧モータ４（すなわち、上部旋回体１２）を操作するための操作装置（図示せず）とが設置されている。なお、以下では、右走行操作レバー及び左走行操作レバーをまとめて単に走行操作レバー、右操作レバー１ａ及び左操作レバー１ｂをまとめて単に操作レバー１ａ，１ｂと総称することがある。

【0025】

また、運転室内には、目標面６０と作業装置１Ａの位置関係が表示可能な表示装置（例えば液晶ディスプレイ）５３と、マシンコントロール（以下、ＭＣと称する）による動作制御の有効・無効（ＯＮ／ＯＦＦ）を択一的に選択するためのＭＣ制御ＯＮ／ＯＦＦスイッチ（ＭＣ制御有効無効切換装置）９６と、目標面６０に関する情報（各目標面の位置情報や傾斜角度情報を含む）を入力可能なインタフェースである目標面設定装置５１とが配置されている（後の図４及び図５を参照）。

【0026】

目標面設定装置５１は、グローバル座標系（絶対座標系）上に規定された目標面の３次元データを格納した外部端末（図示せず）と接続されており、この外部端末からの情報に基づいて目標面６０の設定を行う。なお、目標面設定装置５１を介した目標面６０の入力は、オペレータが手動で行っても良い。

【0027】

図２に示すように、上部旋回体１２に搭載された原動機であるエンジン１８は、油圧ポンプ４９とパイロットポンプ４８を駆動する。油圧ポンプ４９は図示しないレギュレータによって容量が制御される可変容量型ポンプであり、パイロットポンプ４８は固定容量型ポンプである。油圧ポンプ４９およびパイロットポンプ４８は作動油タンク１７３より作動油を吸引する。

【0028】

操作装置４５，４６は、油圧パイロット方式であり、パイロットポンプ４８から吐出される圧油をもとに、オペレータにより操作される操作レバー１ａ，１ｂの操作量（例えば、レバーストローク）と操作方向に応じたパイロット圧（操作圧と称することがある）を油圧信号として生成する。このようにして生成されたパイロット圧（油圧信号）は、対応する流量制御弁１５ａ，１５ｂ，１５ｃの油圧駆動部１５０ａ，１５０ｂ，１５１ａ，１５１ｂ，１５２ａ，１５２ｂにパイロットライン１４４ａ，１４４ｂ，１４５ａ，１４５ｂ，１４６ａ，１４６ｂを介して供給され、これら流量制御弁１５ａ，１５ｂ，１５ｃを駆動する操作信号として利用される。

【0029】

油圧ポンプ４９から吐出された圧油は、流量制御弁１５ａ，１５ｂ，１５ｃ（図２参照）を介してブームシリンダ５、アームシリンダ６、及び、バケットシリンダ７に供給されるともに、各流量制御弁１５ａ，１５ｂ，１５ｃを結ぶセンタバイパス管路を介して作動油タンク１７３に導かれる。油圧ポンプ４９から流量制御弁１５ａを介して供給される圧油によってブームシリンダ５が、流量制御弁１５ｂを介して供給される圧油によってアームシリンダ６が、流量制御弁１５ｃを介して供給される圧油によってバケットシリンダ７がそれぞれ伸縮することにより、ブーム８、アーム９、及び、バケット１０がそれぞれ回動されて作業装置１Ａの位置及び姿勢が変化する。

【0030】

ブームシリンダ５のロッド側油室と流量制御弁１５ａとを接続するロッド側管路１７６と、ブームシリンダ５のボトム側油室と流量制御弁１５ａとを接続するボトム側管路１７７との間には、流量制御弁１５ａを介して接続され、ブーム８を下げるブーム下げ動作時（すなわち、ブームシリンダ５の縮退時）にボトム側油室からの排出油をロッド側油室に供給する再生管路１７５が設けられている。ブーム８を空中で下降させる場合には作業装置１Ａの重量がブームシリンダを縮める方向に作用するため、再生油路によって油圧ポンプ４９からロッド側油室へ圧油を供給することなく動作を行うことができるので、エネルギー効率を向上させることができる。

【0031】

油圧ポンプ４９から吐出される圧油を流量制御弁１５ａ，１５ｂ，１５ｃに供給する供給管路４９ａと作動油タンク１７３とを接続するブリードオフ管路１７３ａには、開口面積を変えることによってブリードオフ管路１７３ａにおける圧油の流量を制御するブリードオフ流量制御弁１７０が設けられている。

【0032】

ブリードオフ流量制御弁１７０の開口面積は、コントローラ４０からの制御信号を基にパイロットポンプ４８からのパイロット圧を低減してブリードオフ流量制御弁１７０に導く電磁比例弁１７１により制御される。電磁比例弁１７１は、非通電時には開度が最小で、コントローラ４０からの制御信号である電流が増大するほど開度が大きくなる。また、ブリードオフ流量制御弁１７０は、電磁比例弁１７１からの制御圧が極小である場合（すなわち、コントローラ４０から電磁比例弁への電流が最小の場合）には開度が最大であり、電磁比例弁１７１からの制御圧が制御圧が増大するにしたがって（すなわち、コントローラ４０から電磁比例弁への電流が大きくなるにしたがって）開度が小さくなる。

【0033】

＜フロント制御用油圧ユニット１６０＞
図２に示すように、フロント制御用油圧ユニット１６０は、ブーム８用の操作装置４５ａのパイロットライン１４４ａ，１４４ｂに設けられ、操作レバー１ａの操作量としてパイロット圧（第１制御信号）を検出するオペレータ操作検出装置としての圧力センサ７０ａ，７０ｂと、一次ポート側がポンプライン１４８ａを介してパイロットポンプ４８に接続され、パイロットポンプ４８からのパイロット圧を減圧して出力する電磁比例弁５４ａと、ブーム８用の操作装置４５ａのパイロットライン１４４ａと電磁比例弁５４ａの二次ポート側に接続され、パイロットライン１４４ａ内のパイロット圧と電磁比例弁５４ａから出力される制御圧のうちの高圧側を選択し、流量制御弁１５ａの油圧駆動部１５０ａに導くシャトル弁８２ａと、ブーム８用の操作装置４５ａのパイロットライン１４４ｂに設置され、コントローラ４０からの制御信号を基にパイロットライン１４４ｂ内のパイロット圧（第１制御信号）を低減して流量制御弁１５ａの油圧駆動部１５０ｂに導く電磁比例弁５４ｂと、電磁比例弁５４ｂで低減されて流量制御弁１５ａの油圧駆動部１５０ｂに導かれるブーム下げパイロット圧（第２制御信号）を検出する圧力センサ７０ｃ（流量制御弁パイロット圧検出装置）とを備えている。

【0034】

また、フロント制御用油圧ユニット１６０は、アーム９用の操作装置４５ｂのパイロットライン１４５ａ，１４５ｂに設置され、操作レバー１ｂの操作量としてパイロット圧（第１制御信号）を検出してコントローラ４０に出力するオペレータ操作検出装置としての圧力センサ７１ａ，７１ｂと、パイロットライン１４５ｂに設置され、コントローラ４０からの制御信号を基にパイロット圧（第１制御信号）を低減して流量制御弁１５ｂの油圧駆動部１５１ｂに導く電磁比例弁５５ｂと、パイロットライン１４５ａに設置され、コントローラ４０からの制御信号を基にパイロットライン１４５ａ内のパイロット圧（第１制御信号）を低減して流量制御弁１５ｂの油圧駆動部１５１ａに導く電磁比例弁５５ａとを備えている。

【0035】

また、フロント制御用油圧ユニット１６０は、バケット１０用の操作装置４６ａのパイロットライン１４６ａ，１４６ｂに設置され、操作レバー１ａの操作量としてパイロット圧（第１制御信号）を検出してコントローラ４０に出力するオペレータ操作検出装置としての圧力センサ７２ａ，７２ｂと、コントローラ４０からの制御信号を基にパイロット圧（第１制御信号）を低減して出力する電磁比例弁５６ａ，５６ｂと、一次ポート側がパイロットポンプ４８に接続されパイロットポンプ４８からのパイロット圧を減圧して出力する電磁比例弁５６ｃと、パイロットライン１４６ａの電磁比例弁５６ａで低減されたパイロット圧と電磁比例弁５６ｃから出力される制御圧の高圧側を選択し、流量制御弁１５ｃの油圧駆動部１５２ａに導くシャトル弁８３ａと、一次ポート側がパイロットポンプ４８に接続されパイロットポンプ４８からのパイロット圧を減圧して出力する電磁比例弁５６ｄと、パイロットライン１４６ｂの電磁比例弁５６ｂで低減されたパイロット圧と電磁比例弁５６ｄから出力される制御圧の高圧側を選択し、流量制御弁１５ｃの油圧駆動部１５２ｂに導くシャトル弁８３ｂとを備えている。

【0036】

このように、オペレータ操作検出装置としてはオペレータによる操作レバー１ａ、１ｂ（操作装置４５ａ、４５ｂ、４６ａ）の操作によってパイロットライン１４４、１４５、１４６に生じる操作圧（第１制御信号）を取得する圧力センサ７０ａ、７０ｂ、７１ａ、７１ｂ、７２ａ、７２ｂが設けられており、オペレータ操作検出装置によって、作業装置１Ａに係る油圧シリンダ５、６、７に対するオペレータの操作が検出される。

【0037】

なお、図２においては図示の簡単のため、圧力センサ７０，７１，７２とコントローラ４０との接続線は紙面の都合上省略している。

【0038】

電磁比例弁５４ｂ，５５ａ，５５ｂ，５６ａ，５６ｂは、非通電時には開度が最大で、コントローラ４０からの制御信号である電流が増大するほど開度が小さくなる。一方、電磁比例弁５４ａ，５６ｃ，５６ｄは、非通電時には開度がゼロであり、通電時にはコントローラ４０からの制御信号である電流が増大するほど開度が大きくなる。すなわち、各電磁比例弁５４，５５，５６の開度はコントローラ４０からの制御信号に応じたものとなる。

【0039】

以降、本実施の形態においては、流量制御弁１５ａ～１５ｅに対する制御信号のうち、操作装置４５ａ，４５ｂ，４６ａの操作によって発生したパイロット圧を「第１制御信号」と称する。また、流量制御弁１５ａ，１５ｂ，１５ｃの油圧駆動部１５０ａ，１５０ｂ，１５１ａ，１５１ｂ，１５２ａ，１５２ｂに対する制御信号のうち、コントローラ４０で電磁比例弁５４ｂ，５５ａ，５５ｂ，５６ａ，５６ｂを駆動して第１制御信号を補正（低減）して生成したパイロット圧と、コントローラ４０で電磁比例弁５４ａ，５６ｃ，５６ｄを駆動して第１制御信号とは別に新たに生成したパイロット圧を「第２制御信号」と称する。

【0040】

＜コントローラ４０＞
図３は、コントローラのハードウェア構成図である。

【0041】

図３において、コントローラ４０は、入力インタフェース９１と、プロセッサである中央処理装置（ＣＰＵ）９２と、記憶装置であるリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）９３及びランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）９４と、出力インタフェース９５とを有している。入力インタフェース９１は、姿勢検出装置（ブーム角度センサ３０、アーム角度センサ３１、バケット角度センサ３２、車体傾斜角センサ３３）からの信号、目標面設定装置５１からの信号、オペレータ操作検出装置（圧力センサ７０ａ，７０ｂ，７１ａ，７１ｂ，７２ａ，７２ｂ）からの信号、流量制御弁パイロット圧検出装置（圧力センサ７０ｃ）からの信号、ＭＣ制御有効無効切換装置（ＭＣ制御ＯＮ／ＯＦＦスイッチ９６）からのＭＣの有効化・無効化（ＯＮ／ＯＦＦ）の選択状態を示す信号を入力し、Ａ／Ｄ変換を行う。ＲＯＭ９３は、後述するフローチャートを実行するための制御プログラムと、当該フローチャートの実行に必要な各種情報等が記憶された記録媒体であり、ＣＰＵ９２は、ＲＯＭ９３に記憶された制御プログラムに従って入力インタフェース９１及びメモリ（ＲＯＭ９３、ＲＡＭ９４）から取り入れた信号に対して所定の演算処理を行う。出力インタフェース９５は、ＣＰＵ９２での演算結果に応じた出力用の信号を作成し、その信号を表示装置５３や電磁比例弁５４，５５，５６に出力することで、作業装置１Ａの油圧アクチュエータ５，６，７を駆動・制御したり、油圧ショベル１の本体１Ｂ、バケット１０及び目標面６０等の画像を表示装置５３の表示画面上に表示させたりする。なお、図３のコントローラ４０は、記憶装置(メモリ)としてＲＯＭ９３及びＲＡＭ９４という半導体メモリを備えている場合を例示しているが、記憶機能を有する装置であれば代替可能であり、例えばハードディスクドライブ等の磁気記憶装置を備える構成としても良い。

【0042】

本実施の形態におけるコントローラ４０は、マシンコントロール（ＭＣ）が有効化されている場合には、ＭＣとして、操作装置４５ａ，４５ｂ，４６ａがオペレータに操作されたとき、作業装置１Ａを予め定められた条件に基づいて制御する処理を実行する。本実施の形態におけるＭＣは、操作装置４５ａ，４５ｂ，４６ａの非操作時に作業装置１Ａの動作をコンピュータにより制御する「自動制御」に対して、操作装置４５ａ，４５ｂ，４６ａの操作時にのみ作業装置１Ａの動作をコンピュータにより制御する「半自動制御」と称することがある。

【0043】

作業装置１ＡのＭＣとしては、操作装置４５ｂ，４６ａを介して掘削操作（具体的には、アームクラウド、バケットクラウド及びバケットダンプのうち少なくとも１つの指示）が入力された場合、目標面６０と作業装置１Ａに設定した制御点（本実施形態では、作業装置１Ａの先端としてバケット１０の爪先に制御点を設定する）の位置関係に基づいて、作業装置１Ａの先端の位置が目標面６０上及びその上方の領域内に保持されるように油圧アクチュエータ５，６，７のうち少なくとも１つを強制的に動作させる制御信号（例えば、ブームシリンダ５を伸ばして強制的にブーム上げ動作を行う）を該当する流量制御弁１５ａ～１５ｅに出力する、所謂、領域制限制御を行う。

【0044】

このようなＭＣにより、バケット１０の爪先（制御点）が目標面６０の下方に侵入することが防止されるので、オペレータの技量の程度に関わらず目標面６０に沿った掘削が可能となる。なお、本実施の形態では、ＭＣ時の作業装置１Ａの制御点を、油圧ショベルのバケット１０の爪先（作業装置１Ａの先端）に設定しているが、制御点は作業装置１Ａの先端部分の点であればバケット爪先以外にも変更可能である。すなわち、例えば、バケット１０の底面や、バケットリンク１３の最外部に制御点を設定しても良い。

【0045】

フロント制御用油圧ユニット１６０において、コントローラ４０から制御信号を出力して電磁比例弁５４ａ，５６ｃ，５６ｄを駆動すると、対応する操作装置４５ａ，４６ａのオペレータ操作が無い場合にもパイロット圧（第２制御信号）を発生できるので、ブーム上げ動作（電磁比例弁５４ａが対応）、バケットクラウド動作（電磁比例弁５４ｃが対応）、バケットダンプ動作（電磁比例弁５４ｄが対応）を強制的に発生できる。また、これと同様にコントローラ４０により電磁比例弁５４ｂ，５５ａ，５５ｂ，５６ａ，５６ｂを駆動すると、操作装置４５ａ，４５ｂ，４６ａのオペレータ操作により発生したパイロット圧（第１制御信号）を減じたパイロット圧（第２制御信号）を発生することができ、ブーム下げ動作（電磁比例弁５４ｂが対応）、アームクラウド動作（電磁比例弁５５ａが対応）、アームダンプ動作（電磁比例弁５５ｂが対応）、バケットクラウド動作（電磁比例弁５６ａが対応）、及び、バケットダンプ動作（電磁比例弁５６ｂが対応）の速度をオペレータ操作の値からそれぞれ強制的に低減することができる。

【0046】

第２制御信号は、第１制御信号によって発生される作業装置１Ａの制御点の速度ベクトルが所定の条件に反するときに生成され、当該所定の条件に反しない作業装置１Ａの制御点の速度ベクトルを発生させる制御信号として生成される。なお、同一の流量制御弁１５ａ，１５ｂ，１５ｃにおける一方の油圧駆動部に対して第１制御信号が、他方の油圧駆動部に対して第２制御信号が生成される場合は、第２制御信号を優先的に油圧駆動部に作用させるものとし、第１制御信号を電磁比例弁で遮断し、第２制御信号を当該他方の油圧駆動部に入力する。したがって、流量制御弁１５ａ，１５ｂ，１５ｃのうち第２制御信号が演算されたものについては第２制御信号を基に制御され、第２制御信号が演算されなかったものについては第１制御信号を基に制御され、第１及び第２制御信号の双方が発生しなかったものについては制御（駆動）されないことになる。すなわち、本実施の形態におけるＭＣとは、第２制御信号に基づく流量制御弁１５ａ，１５ｂ，１５ｃの制御ということもできる。

【0047】

図４は、コントローラの処理機能を示す機能ブロック図である。また、図５は、図４におけるＭＣ制御部の処理機能を関連構成とともに詳細に示す機能ブロック図である。

【0048】

図４に示すように、コントローラ４０は、ＭＣ制御部４３と、電磁比例弁制御部４４と、表示制御部３７４とを備えている。

【0049】

表示制御部３７４は、ＭＣ制御部４３から出力される作業装置姿勢及び目標面を基に表示装置５３を制御する機能部である。表示制御部３７４には、作業装置１Ａの画像及びアイコンを含む表示関連データが多数格納されている表示ＲＯＭが備えられており、表示制御部３７４が、入力情報に含まれるフラグに基づいて所定のプログラムを読み出すとともに、表示装置５３における表示制御をする。

【0050】

図５に示すように、ＭＣ制御部４３は、操作量演算部４３ａと、姿勢演算部４３ｂと、目標面演算部４３ｃと、ＭＣ有効無効判定部２１５と、流量制御弁パイロット圧演算部２１７と、アクチュエータ制御部８１、ブリードオフ流量制御部８０ａとを備えている。また、アクチュエータ制御部８１は、ブーム制御部８１ａと、アーム制御部８１ｂと、バケット制御部８１ｃとを有している。

【0051】

操作量演算部４３ａは、オペレータ操作検出装置（圧力センサ７０，７１，７２）からの入力を基に操作装置４５ａ，４５ｂ，４６ａ（操作レバー１ａ，１ｂ）の操作量を算出する。すなわち、操作量演算部４３ａでは、圧力センサ７０，７１，７２の検出値から操作装置４５ａ，４５ｂ，４６ａの操作量を算出する。なお、本実施の形態で示す圧力センサ７０，７１，７２による操作量の算出は一例に過ぎず、例えば、各操作装置４５ａ，４５ｂ，４６ａの操作装置の回転変位を検出する位置センサ（例えば、ロータリーエンコーダ）で当該操作装置の操作量を検出しても良い。

【0052】

姿勢演算部４３ｂは、姿勢検出装置（ブーム角度センサ３０、アーム角度センサ３１、バケット角度センサ３２、車体傾斜角センサ３３）からの情報に基づき、ローカル座標系における作業装置１Ａの姿勢と、制御点（バケット１０の爪先）の位置を演算する。

【0053】

目標面演算部４３ｃは、目標面設定装置５１からの情報に基づき目標面６０の位置情報を演算し、これをＲＯＭ９３内に記憶する。本実施の形態では、図８に示すように、３次元の目標面を作業装置１Ａが移動する平面（作業装置１Ａの動作平面）で切断した断面形状を目標面６０（２次元の目標面）として利用する。

【0054】

なお、図８では、目標面６０が１つである場合を例示しているが、目標面が複数存在する場合もある。目標面が複数存在する場合には、例えば、作業装置１Ａから最も近いものを目標面と設定する方法や、バケット爪先の下方に位置するものを目標面とする方法、或いは、任意に選択したものを目標面とする方法等がある。

【0055】

ブーム制御部８１ａ、アーム制御部８１ｂ、及び、バケット制御部８１ｃは、操作装置４５ａ，４５ｂ，４６ａの操作時に、予め定めた条件に従って複数の油圧アクチュエータ５，６，７のうち少なくとも１つを制御するアクチュエータ制御部８１を構成する。アクチュエータ制御部８１は、各油圧シリンダ５，６，７の流量制御弁１５ａ，１５ｂ，１５ｃの目標パイロット圧を演算し、その演算した目標パイロット圧を電磁比例弁制御部４４に出力する。

【0056】

ブーム制御部８１ａは、操作装置４５ａ，４５ｂ，４６ａの操作時に、姿勢演算部４３ｂからの演算結果（作業装置１Ａの姿勢及びバケット１０の爪先の位置）と、目標面演算部４３ｃからの演算結果（目標面６０の位置）と、操作装置４５ａ，４５ｂ，４６ａの操作量（操作量演算部４３ａの演算結果）と、ＭＣ有効無効判定部２１５からの判定結果とに基づいて、目標面６０上またはその上方にバケット１０の爪先（制御点）が位置するようにブームシリンダ５（ブーム８）の動作を制御するＭＣを実行するための機能部である。ブーム制御部８１ａでは、ブームシリンダ５の流量制御弁１５ａの油圧駆動部１５０ａ，１５０ｂに導かれるパイロット圧の目標値（目標パイロット圧）が演算される。

【0057】

アーム制御部８１ｂは、操作装置４５ａ，４５ｂ，４６ａの操作時に、姿勢演算部４３ｂからの演算結果（作業装置１Ａの姿勢及びバケット１０の爪先の位置）と、目標面演算部４３ｃからの演算結果（目標面６０の位置）と、操作装置４５ａ，４５ｂ，４６ａの操作量（操作量演算部４３ａの演算結果）と、ＭＣ有効無効判定部２１５からの判定結果とに基づいて、目標面６０上またはその上方にバケット１０の爪先（制御点）が位置するようにアームシリンダ６（アーム９）の動作を制御するＭＣを実行するための機能部である。アーム制御部８１ｂでは、アームシリンダ６の流量制御弁１５ｂの油圧駆動部１５１ａ，１５１ｂに導かれるパイロット圧の目標値（目標パイロット圧）が演算される。

【0058】

バケット制御部８１ｃは、操作装置４５ａ，４５ｂ，４６ａの操作時に、ＭＣによるバケット角度制御を実行するための機能部である。具体的には、目標面６０とバケット１０の爪先の距離Ｄが予め定めた所定値以下のとき、目標面６０に対するバケット１０の角度（角度θ，φから算出可能）が目標面に対して予め設定した僕票角度となるようにバケットシリンダ７（すなわち、バケット１０）の動作を制御するＭＣが実行される。バケット制御部８１ｃでは、バケットシリンダ７の流量制御弁１５ｃの油圧駆動部１５２ａ，１５２ｂに導かれるパイロット圧の目標値（目標パイロット圧）が演算される。

【0059】

ＭＣ有効無効判定部２１５は、ＭＣ制御有効無効切換装置９６からの入力に基づいて、ＭＣ制御有効無効切換装置９６の信号がＯＮかＯＦＦか、すなわち、ＭＣの有効化が指示されているか無効化が指示されているかを判定する。

【0060】

流量制御弁パイロット圧演算部２１７は、流量制御弁パイロット圧検出装置（圧力センサ７０ｃ）からの入力に基づいて、流量制御弁１５ａの油圧駆動部１５０ｂの圧力（ブーム下げパイロット圧）を算出する。

【0061】

ブリードオフ流量制御部８０ａは、流量制御弁１５ａの油圧駆動部１５０ｂに導かれるパイロット圧の検出結果（圧力センサ７０ｃの検出結果）に基づく流量制御弁パイロット圧演算部２１７の演算結果と、ＭＣ有効無効判定部２１５からの判定結果とに基づいて、ＭＣによるブリードオフ流量制御弁１７０の制御を実行するための機能部である。ブリードオフ流量制御部８０ａでは、電磁比例弁１７１で生成されてブリードオフ流量制御弁１７０に導かれるパイロット圧の目標値（目標パイロット圧）が演算される。

【0062】

電磁比例弁制御部４４は、ＭＣ制御部４３のアクチュエータ制御部８１から出力される各流量制御弁１５ａ，１５ｂ，１５ｃについての目標パイロット圧に基づいて各電磁比例弁５４，５５，５６への制御信号（電流値）を演算して出力するとともに、ＭＣ制御部４３のブリードオフ流量制御部８０ａから出力されるブリードオフ流量制御弁１７０についての目標パイロット圧に基づいて電磁比例弁１７１への制御信号（電流値）を演算して出力する。なお、オペレータ操作に基づくパイロット圧（第１制御信号）と、アクチュエータ制御部８１で算出された目標パイロット圧が一致する場合には、該当する電磁比例弁５４，５５，５６への制御信号（電流値）はゼロとなり、該当する電磁比例弁５４，５５，５６の動作は行われない。

【0063】

＜ブリードオフ流量制御弁１７０の開口面積制御＞
ここで、ブリードオフ流量制御弁１７０の開口面積制御について説明する。

【0064】

図６は、コントローラによるブリードオフ流量制御弁の開口面積制御の処理内容を示すフローチャートである。

【0065】

コントローラ４０は、まず、ＭＣ制御有効無効切換装置９６からの設定信号（ＭＣ有効無効信号）を取得し（ステップＳ１００）、ＭＣ制御の有効化が設定されているか否かを判定する（ステップＳ１１０）。

【0066】

ステップＳ１１０での判定結果がＹＥＳの場合、すなわち、ＭＣ制御の有効化が設定されている場合には、流量制御弁パイロット圧検出装置（圧力センサ７０ｃ）の検出結果、すなわち、ブームシリンダ５に対応する流量制御弁１５ａの油圧駆動部１５０ｂに導かれるブーム下げパイロット圧を取得し（ステップＳ１２０）、ブーム下げパイロット圧が０（ゼロ）であるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。なお、ステップＳ１３０においてはブーム下げパイロット圧が０（ゼロ）であるか否かを判定しているが、より正確には、ブーム下げ操作が行われていないか否かを判定するために予め定めた基準値よりブーム下げパイロット圧が低いか否かを判定している。

【0067】

ステップＳ１３０での判定結果がＮＯの場合、すなわち、ブーム下げパイロット圧が基準値以上である場合、言い換えると、ブーム下げ操作が行われている場合には、ブーム下げパイロット圧（Ｐｉ＿ＢｍＤ）とブリードオフ流量制御弁１７０の目標パイロット圧（Ｐｉ＿Ｂｌｄ）との関係を予め定めたマップに応じてブリードオフ流量制御弁１７０の目標パイロット圧（Ｐｉ＿Ｂｌｄ）を算出する（ステップＳ１３１）。

【0068】

続いて、ステップＳ１３１で算出した目標パイロット圧（Ｐｉ＿Ｂｌｄ）に応じた制御信号を電磁比例弁１７１に出力し（ステップＳ１４０）、処理を終了する。

【0069】

また、ステップＳ１１０での判定結果がＮＯの場合、すなわち、ＭＣ制御の無効化が設定されている場合には、ブリードオフ流量制御弁１７０の目標パイロット圧（Ｐｉ＿Ｂｌｄ）に０（ゼロ）を設定し（ステップＳ１１１）、設定した目標パイロット圧（Ｐｉ＿Ｂｌｄ）に応じた制御信号を電磁比例弁１７１に出力して（ステップＳ１４０）、処理を終了する。

【0070】

同様に、ステップＳ１３０での判定結果がＮＯの場合、すなわち、ブーム下げパイロット圧が０（ゼロ）である場合、言い換えると、ブーム下げ制御が行われていない場合には、ブリードオフ流量制御弁１７０の目標パイロット圧（Ｐｉ＿Ｂｌｄ）に０（ゼロ）を設定し（ステップＳ１１１）、設定した目標パイロット圧（Ｐｉ＿Ｂｌｄ）に応じた制御信号を電磁比例弁１７１に出力して（ステップＳ１４０）、処理を終了する。

【0071】

コントローラ４０は、油圧ショベル１が稼働中には、例えば、コントローラ４０の制御サイクル毎にステップＳ１００～Ｓ１４０の処理を繰り返す。

【0072】

＜作用・効果＞
以上のように構成した本実施の形態における作用効果を説明する。

【0073】

図７は、水平掘削時における作業装置の動作の一例を示す図である。

【0074】

図７においては、ＭＣ有効時の水平掘削において、作業装置１Ａが状態Ｓ１（掘削開始姿勢）から状態Ｓ２（アーム鉛直姿勢）を介して状態Ｓ３（掘削終了姿勢）に遷移する場合を示している。また、図７には、ブームとアームの動作による制御点の移動方向及び移動速度を速度ベクトルにより示している。

【0075】

水平掘削を行う場合、オペレータは、作業装置１Ａが状態Ｓ１から状態２を経て状態Ｓ３に遷移するようにアーム９のクラウド操作を行う。

【0076】

状態Ｓ１から状態Ｓ２に遷移する場合においては、オペレータのアームクラウド操作に対してバケット１０のツメ先（制御点）が目標面６０に侵入する方向に移動しようとするため、ＭＣ制御によって制御点が目標面６０に侵入しないように（目標面６０上を移動するように）自動的にブーム８の上げ動作が行われる。したがって、状態Ｓ１から状態Ｓ２においては、オペレータが操作レバー１ａを操作しブーム下げ操作を入力したとしても、ＭＣ制御によって電磁比例弁５４ｂの開度が０（ゼロ）に制御されることで流量制御弁１５ａの油圧駆動部１５０ｂにパイロット圧が加わらない。このとき、オペレータがブーム下げ操作を入力したタイミングに関わらず圧力センサ７０ｃによって検出される流量制御弁１５ａの油圧駆動部１５０ｂの圧力はゼロとなり、ブリードオフ流量制御弁１７０の目標パイロット圧Ｐｉ_Ｂｌｄが０（ゼロ）に設定される（図６のステップＳ１１１参照）。すなわち、ブリードオフ流量制御弁１７０の開度は最大（最大開口）となる。

【0077】

状態Ｓ２から状態Ｓ３に遷移する場合においては、オペレータのアームクラウド操作に対してバケット１０のツメ先は目標面６０から離れる方向に動作するため、ＭＣ制御によるブーム８の上げ動作は行われない。一方で、オペレータはブーム８の下げ操作を継続的に行うが、ＭＣ制御によって電磁比例弁５４ｂの開口が調整されて流量制御弁１５ａの油圧駆動部１５０ｂに作用する圧力が制御されることにより、バケット１０のツメ先が目標面６０に侵入しないようにブーム下げ動作の速度が制御される。このとき、ブーム下げパイロット圧に応じたブリードオフ流量制御弁１７０の目標パイロット圧（Ｐｉ_Ｂｌｄ）が演算される（図６のステップＳ１３０参照）。すなわち、ブーム下げ動作時にブリードオフ流量制御弁１７０が閉じることになり、ブリードオフ流量が減少またはゼロになる。また、油圧ポンプ４９から吐出された油が作動油タンク１７３へ直接流れる流路（ブリードオフ管路１７３ａ）、すなわち、最も負荷の小さい流路が閉じることで油圧ポンプ４９から吐出された油を流量制御弁１５ａを介してブームシリンダ５のロッド側油室に効率良く供給することが可能となる。

【0078】

このように、水平掘削のようにＭＣ制御中にブーム８の下げ動作が行われる場合（状態Ｓ２から状態Ｓ３）において、掘削中の地面からの反力等の外的要因の影響を受けやすく流量制御性悪化の原因であるブリードオフ流量を低減またはゼロとし、さらに、掘削中の地面からの反力等の外的要因の影響を受けにくい油圧ポンプ４９からの吐出油をブームシリンダ５のロッド側油室に供給するように構成したので、ブーム８の下げ動作の流量制御性を向上させることができる。

【0079】

なお、ＭＣ制御を無効化して、オペレータが手動操作によって油圧ショベル１の作業装置１Ａを動作させる場合は、ブリードオフ流量制御弁１７０の目標パイロット圧（Ｐｉ_Ｂｌｄ）が０（ゼロ）に設定される（図６のステップＳ１１１参照）。すなわち、ブリードオフ流量制御弁１７０のパイロット圧は、操作レバー１ａ、１ｂの操作量に関わらず、常に０（ゼロ）となるので、ブリードオフ流量制御弁１７０の開口面積は常に最大開口となる。

【0080】

以上のように構成した本実施の形態においては、基端を本体Ｂ１（機械本体）に回動可能に連結されたブーム８、ブーム８の先端に一端を回動可能に連結されたアーム９、及び、アーム９の他端に回動可能に連結されたバケット１０（作業具）を含む複数の被駆動部材で構成された多関節型の作業装置１Ａと、操作信号に基づいてブーム８を駆動するブームシリンダ５、アーム９を駆動するアームシリンダ６、及び、バケット１０（作業具）を駆動するバケットシリンダ７（作業具シリンダ）を含む複数の油圧アクチュエータ５，６，７と、複数のアクチュエータ５，６，７を駆動するための圧油を吐出する少なくとも１つの油圧ポンプ４９と、複数の油圧アクチュエータ５，６，７のうちオペレータの所望する油圧アクチュエータ５，６，７を操作するための操作信号を出力する操作装置４５，４６と、操作装置４５，４６からの操作信号に基づいて油圧ポンプ４９から複数の油圧アクチュエータ５，６，７にそれぞれ供給される圧油の方向および流量を制御する流量制御弁１５ａ，１５ｂ，１５ｃと、ブームシリンダ５のロッド側油室と流量制御弁とを接続するロッド側管路１７６と、ブームシリンダ５のボトム側油室と流量制御弁とを接続するボトム側管路１７７と、ブームシリンダ５のロッド側管路１７６とボトム側管路１７７とを流量制御弁１５ａを介して接続し、ブーム８を下げるブーム下げ動作時にボトム側油室からロッド側油室に圧油を供給する再生管路１７５と、作業装置１Ａによる作業対象について設定された目標面６０上およびその上方の領域内で作業装置１Ａが動くように、複数の油圧アクチュエータ５，６，７のうち少なくとも１つに対応する流量制御弁１５ａ，１５ｂ，１５ｃを制御する制御信号を出力するか、又は、操作装置４５，４６から複数の油圧アクチュエータ５，６，７のうち少なくとも１つに対応する流量制御弁１５ａ，１５ｂ，１５ｃを制御するために出力された制御信号を補正する領域制限制御を実行するコントローラ４０とを備えた油圧ショベル１（作業機械）において、油圧ポンプ４９から吐出される圧油を流量制御弁１５ａ，１５ｂ，１５ｃに供給する供給管路４９ａと作動油タンク１７３とを接続するブリードオフ管路１７３ａに設けられ、開口面積を変えることによってブリードオフ管路１７３ａにおける圧油の流量を制御するブリードオフ流量制御弁１７０と、領域制限制御の有効化と無効化とを切り換えるＭＣ制御ＯＮ／ＯＦＦスイッチ９６（領域制限制御切換装置）とを備え、コントローラ４０は、ＭＣ制御ＯＮ／ＯＦＦスイッチ９６（領域制限制御切換装置）によって領域制限制御が有効化されている場合に、ブーム８を下げるブーム下げを指示する操作信号に応じて、ブリードオフ流量制御弁１７０の開口面積を制御するように構成したので、エネルギー効率、ジャッキアップ動作、及び、ブーム下げ急操作時の応答性を確保しつつ、流量制御性を向上することにより、作業装置の挙動の安定性を向上することができる。

【0081】

＜第２の実施の形態＞
本発明の第２の実施の形態を図９～図１２を参照しつつ説明する。

【0082】

本実施の形態は、ブリードオフ管路１７３ａに設けたブリードオフ流量制御弁１７０に加え、再生管路１７５にブーム再生流量制御弁１７８を設け、ブーム８やアーム９に対する操作装置４５，４６の操作に応じてブリードオフ流量制御弁１７０及びブーム再生流量制御弁１７８の開度を制御するように構成したものである。

【0083】

図９は、本実施の形態に係る油圧ショベルの油圧回路システムをコントローラを含む周辺構成とともに抜き出して示す図である。図中、第１の実施の形態と同様の部材には同じ符号を付し、説明を省略する。

【0084】

図９に示すように、フロント制御用油圧ユニット１６０は、ブーム８用の操作装置４５ａのパイロットライン１４４ａ，１４４ｂに設けられ、操作レバー１ａの操作量としてパイロット圧（第１制御信号）を検出するオペレータ操作検出装置としての圧力センサ７０ａ，７０ｂと、一次ポート側がポンプライン１４８ａを介してパイロットポンプ４８に接続され、パイロットポンプ４８からのパイロット圧を減圧して出力する電磁比例弁５４ａと、ブーム８用の操作装置４５ａのパイロットライン１４４ａと電磁比例弁５４ａの二次ポート側に接続され、パイロットライン１４４ａ内のパイロット圧と電磁比例弁５４ａから出力される制御圧のうちの高圧側を選択し、流量制御弁１５ａの油圧駆動部１５０ａに導くシャトル弁８２ａと、ブーム８用の操作装置４５ａのパイロットライン１４４ｂに設置され、コントローラ４０からの制御信号を基にパイロットライン１４４ｂ内のパイロット圧（第１制御信号）を低減して流量制御弁１５ａの油圧駆動部１５０ｂに導く電磁比例弁５４ｂと、電磁比例弁５４ｂで低減されて流量制御弁１５ａの油圧駆動部１５０ｂに導かれるパイロット圧（第２制御信号）を検出する圧力センサ７０ｃ（流量制御弁パイロット圧検出装置）と、電磁比例弁５５ａ，５５ｂで低減されて流量制御弁１５ｂの油圧駆動部１５１ａ，１５１ｂにそれぞれ導かれるパイロット圧（第２制御信号）を検出する圧力センサ７１ｃ，７１ｄ（流量制御弁パイロット圧検出装置）とを備えている。

【0085】

また、図９に示すように、ブームシリンダ５のロッド側油室と流量制御弁１５ａとを接続するロッド側管路１７６と、ブームシリンダ５のボトム側油室と流量制御弁１５ａとを接続するボトム側管路１７７との間には、流量制御弁１５ａを介して接続され、ブーム８を下げるブーム下げ動作時（すなわち、ブームシリンダ５の縮退時）にボトム側油室からの排出油をロッド側油室に供給する再生管路１７５が設けられている。また、再生管路１７５には、開口面積を変えることによって再生管路１７５における圧油の流量を制御するブーム再生流量制御弁１７８が設けられている。ブーム再生流量制御弁１７８は、非通電時には開度が最大で、コントローラ４０からの制御信号である電流が増大するほど開度が小さくなる。

【0086】

図１０は、本実施の形態に係るＭＣ制御部の処理機能を関連構成とともに詳細に示す機能ブロック図である。

【0087】

図１０に示すように、ＭＣ制御部４３は、操作量演算部４３ａと、姿勢演算部４３ｂと、目標面演算部４３ｃと、ＭＣ有効無効判定部２１５と、流量制御弁パイロット圧演算部２１７と、アクチュエータ制御部８１、ブリードオフ流量制御部８０ａと、ブーム再生流量制御部８０ｂとを備えている。また、アクチュエータ制御部８１は、ブーム制御部８１ａと、アーム制御部８１ｂと、バケット制御部８１ｃとを有している。

【0088】

ブーム再生流量制御部８０ｂは、流量制御弁１５ａの油圧駆動部１５０ｂに導かれるパイロット圧の検出結果（圧力センサ７０ｃの検出結果）に基づく流量制御弁パイロット圧演算部２１７の演算結果と、ＭＣ有効無効判定部２１５からの判定結果とに基づいて、ＭＣによるブーム再生流量制御弁１７８の制御を実行するための機能部である。ブーム再生流量制御部８０ｂでは、ブーム再生流量制御弁１７８の制御信号（電流値）の目標値（目標制御電流値）が演算される。

【0089】

＜ブリードオフ流量制御弁１７０の開口面積制御＞
ブリードオフ流量制御弁１７０の開口面積制御について説明する。

【0090】

図１１は、コントローラによるブリードオフ流量制御弁の開口面積制御の処理内容を示すフローチャートである。

【0091】

コントローラ４０は、まず、ＭＣ制御有効無効切換装置９６からの設定信号（ＭＣ有効無効信号）を取得し（ステップＳ２００）、ＭＣ制御の有効化が設定されているか否かを判定する（ステップＳ２１０）。

【0092】

ステップＳ２１０での判定結果がＹＥＳの場合、すなわち、ＭＣ制御の有効化が設定されている場合には、流量制御弁パイロット圧検出装置（圧力センサ７０ｃ）の検出結果、すなわち、ブームシリンダ５に対応する流量制御弁１５ａの油圧駆動部１５０ｂに導かれるブーム下げパイロット圧を取得し（ステップＳ２２０）、ブーム下げパイロット圧が０（ゼロ）であるか否かを判定する（ステップＳ２３０）。なお、ステップＳ２３０においてはブーム下げパイロット圧が０（ゼロ）であるか否かを判定しているが、より正確には、ブーム下げ操作が行われていないか否かを判定するために予め定めた基準値よりブーム下げパイロット圧が低いか否かを判定している。

【0093】

ステップＳ２３０での判定結果がＮＯの場合、すなわち、ブーム下げパイロット圧が基準値以上である場合、言い換えると、ブーム下げ操作が行われている場合には、ブーム下げパイロット圧（Ｐｉ＿ＢｍＤ）とブリードオフ流量制御弁１７０の基準パイロット圧（Ｐｉ＿ｂｌｄ）との関係を予め定めたマップに応じてブリードオフ流量制御弁１７０の基準パイロット圧（Ｐｉ＿ｂｌｄ）を算出する（ステップＳ２４０）。

【0094】

続いて、オペレータ操作検出装置（圧力センサ７１ａ）の検出結果、すなわち、アームシリンダ６に対応する流量制御弁１５ｂの油圧駆動部１５１ａに導かれるアームクラウドパイロット圧（Ｐｉ＿ＡｍＣ）を取得するとともに（ステップＳ２５０）、オペレータ操作検出装置（圧力センサ７１ｂ）の検出結果、すなわち、アームシリンダ６に対応する流量制御弁１５ｂの油圧駆動部１５１ｂに導かれるアームダンプパイロット圧（Ｐｉ＿ＡｍＤ）を取得し（ステップＳ２６０）、アームクラウドパイロット圧（Ｐｉ＿ＡｍＣ）がアームダンプパイロット圧（Ｐｉ＿ＡｍＤ）以上であるか否かを判定する（ステップＳ２７０）。

【0095】

ステップＳ２７０での判定結果がＹＥＳの場合、すなわち、アームクラウド操作が行われている場合には、アームクラウドパイロット圧（Ｐｉ＿ＡｍＣ）とブリードオフ流量制御弁１７０の制御ゲイン（Ｇ＿ｂ）との関係を予め定めたマップに応じてブリードオフ流量制御弁１７０の制御ゲイン（Ｇ＿ｂ）を算出する（ステップＳ２７１）。

【0096】

また、ステップＳ２７０での判定結果がＮＯの場合、すなわち、アームダンプ操作が行われている場合には、アームダンプパイロット圧（Ｐｉ＿ＡｍＤ）とブリードオフ流量制御弁１７０の制御ゲイン（Ｇ＿ｂ）との関係を予め定めたマップに応じてブリードオフ流量制御弁１７０の制御ゲイン（Ｇ＿ｂ）を算出する（ステップＳ２７２）。

【0097】

ステップＳ２７１又はＳ２７２の処理によってブリードオフ流量制御弁１７０の制御ゲイン（Ｇ＿ｂ）が算出されると、続いて、ブリードオフ流量制御弁１７０の基準パイロット圧（Ｐｉ＿ｂｌｄ）と制御ゲイン（Ｇ＿ｂ）とを掛け合わせて、ブリードオフ流量制御弁１７０の目標パイロット圧（Ｐｉ＿Ｂｌｄ）を算出する（ステップＳ２８０）
続いて、ステップＳ２８０で算出した目標パイロット圧（Ｐｉ＿Ｂｌｄ）に応じた制御信号を電磁比例弁１７１に出力し（ステップＳ２９０）、処理を終了する。

【0098】

また、ステップＳ２１０での判定結果がＮＯの場合、すなわち、ＭＣ制御の無効化が設定されている場合には、ブリードオフ流量制御弁１７０の目標パイロット圧（Ｐｉ＿Ｂｌｄ）に０（ゼロ）を設定し（ステップＳ２１１）、設定した目標パイロット圧（Ｐｉ＿Ｂｌｄ）に応じた制御信号を電磁比例弁１７１に出力して（ステップＳ２９０）、処理を終了する。

【0099】

同様に、ステップＳ２３０での判定結果がＮＯの場合、すなわち、ブーム下げパイロット圧が０（ゼロ）である場合、言い換えると、ブーム下げ制御が行われていない場合には、ブリードオフ流量制御弁１７０の目標パイロット圧（Ｐｉ＿Ｂｌｄ）に０（ゼロ）を設定し（ステップＳ２１１）、設定した目標パイロット圧（Ｐｉ＿Ｂｌｄ）に応じた制御信号を電磁比例弁１７１に出力して（ステップＳ２９０）、処理を終了する。

【0100】

コントローラ４０は、油圧ショベル１が稼働中には、例えば、コントローラ４０の制御サイクル毎にステップＳ２００～Ｓ２９０の処理を繰り返す。

【0101】

＜ブーム再生流量制御弁１７８の開口面積制御＞
ブーム再生流量制御弁１７８の開口面積制御について説明する。

【0102】

図１２は、コントローラによるブーム再生流量制御弁の開口面積制御の処理内容を示すフローチャートである。

【0103】

コントローラ４０は、まず、ＭＣ制御有効無効切換装置９６からの設定信号（ＭＣ有効無効信号）を取得し（ステップＳ３００）、ＭＣ制御の有効化が設定されているか否かを判定する（ステップＳ３１０）。

【0104】

ステップＳ３１０での判定結果がＹＥＳの場合、すなわち、ＭＣ制御の有効化が設定されている場合には、流量制御弁パイロット圧検出装置（圧力センサ７０ｃ）の検出結果、すなわち、ブームシリンダ５に対応する流量制御弁１５ａの油圧駆動部１５０ｂに導かれるブーム下げパイロット圧を取得し（ステップＳ３２０）、ブーム下げパイロット圧が０（ゼロ）であるか否かを判定する（ステップＳ３３０）。なお、ステップＳ３３０においてはブーム下げパイロット圧が０（ゼロ）であるか否かを判定しているが、より正確には、ブーム下げ操作が行われていないか否かを判定するために予め定めた基準値よりブーム下げパイロット圧が低いか否かを判定している。

【0105】

ステップＳ３３０での判定結果がＮＯの場合、すなわち、ブーム下げパイロット圧が基準値以上である場合、言い換えると、ブーム下げ操作が行われている場合には、ブーム下げパイロット圧（Ｐｉ＿ＢｍＤ）とブーム再生流量制御弁１７８の基準制御電流値（Ｉｃ＿ｒｅｇ）との関係を予め定めたマップに応じてブリードオフ流量制御弁１７０の基準制御電流値（Ｉｃ＿ｒｅｇ）を算出する（ステップＳ３４０）。

【0106】

続いて、オペレータ操作検出装置（圧力センサ７１ａ）の検出結果、すなわち、アームシリンダ６に対応する流量制御弁１５ｂの油圧駆動部１５１ａに導かれるアームクラウドパイロット圧（Ｐｉ＿ＡｍＣ）を取得するとともに（ステップＳ３５０）、オペレータ操作検出装置（圧力センサ７１ｂ）の検出結果、すなわち、アームシリンダ６に対応する流量制御弁１５ｂの油圧駆動部１５１ｂに導かれるアームダンプパイロット圧（Ｐｉ＿ＡｍＤ）を取得し（ステップＳ３６０）、アームクラウドパイロット圧（Ｐｉ＿ＡｍＣ）がアームダンプパイロット圧（Ｐｉ＿ＡｍＤ）以上であるか否かを判定する（ステップＳ３７０）。

【0107】

ステップＳ３７０での判定結果がＹＥＳの場合、すなわち、アームクラウド操作が行われている場合には、アームクラウドパイロット圧（Ｐｉ＿ＡｍＣ）とブーム再生流量制御弁１７８の制御ゲイン（Ｇ＿ｒ）との関係を予め定めたマップに応じてブーム再生流量制御弁１７８の制御ゲイン（Ｇ＿ｒ）を算出する（ステップＳ３７１）。

【0108】

また、ステップＳ３７０での判定結果がＮＯの場合、すなわち、アームダンプ操作が行われている場合には、アームダンプパイロット圧（Ｐｉ＿ＡｍＤ）とブーム再生流量制御弁１７８の制御ゲイン（Ｇ＿ｒ）との関係を予め定めたマップに応じてブーム再生流量制御弁１７８の制御ゲイン（Ｇ＿ｒ）を算出する（ステップＳ３７２）。

【0109】

ステップＳ３７１又はＳ３７２の処理によってブーム再生流量制御弁１７８の制御ゲイン（Ｇ＿ｒ）が算出されると、続いて、ブーム再生流量制御弁１７８の基準制御電流値（Ｉｃ＿ｒｅｇ）と制御ゲイン（Ｇ＿ｒ）とを掛け合わせて、ブーム再生流量制御弁１７８の目標制御電流値（Ｉｃ＿Ｒｅｇ）を算出する（ステップＳ３８０）
続いて、ステップＳ３８０で算出した目標制御電流値（Ｉｃ＿Ｒｅｇ）に応じた制御信号を電磁比例弁１７１に出力し（ステップＳ３９０）、処理を終了する。

【0110】

また、ステップＳ３１０での判定結果がＮＯの場合、すなわち、ＭＣ制御の無効化が設定されている場合には、ブーム再生流量制御弁１７８の目標制御電流値（Ｉｃ＿Ｒｅｇ）に０（ゼロ）を設定し（ステップＳ３１１）、設定した目標制御電流値（Ｉｃ＿Ｒｅｇ）に応じた制御信号を電磁比例弁１７１に出力して（ステップＳ３９０）、処理を終了する。

【0111】

同様に、ステップＳ３３０での判定結果がＮＯの場合、すなわち、ブーム下げパイロット圧が０（ゼロ）である場合、言い換えると、ブーム下げ制御が行われていない場合には、ブーム再生流量制御弁１７８の目標制御電流値（Ｉｃ＿Ｒｅｇ）に０（ゼロ）を設定し（ステップＳ３１１）、設定した目標制御電流値（Ｉｃ＿Ｒｅｇ）に応じた制御信号を電磁比例弁１７１に出力して（ステップＳ３９０）、処理を終了する。

【0112】

コントローラ４０は、油圧ショベル１が稼働中には、例えば、コントローラ４０の制御サイクル毎にステップＳ３００～Ｓ３９０の処理を繰り返す。

【0113】

その他の構成は第１の実施の形態と同様である。

【0114】

以上のように構成した本実施の形態においても第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、本実施の形態においては以下のような作用効果を得ることができる。

【0115】

＜作用・効果＞
第１の実施の形態で図７に示したように、水平掘削を行う場合、オペレータは、作業装置１Ａが状態Ｓ１から状態２を経て状態Ｓ３に遷移するようにアーム９のクラウド操作を行う。

【0116】

【0117】

このとき、オペレータがブーム下げ操作を入力したタイミングに関わらず圧力センサ７０ｃによって検出される流量制御弁１５ａの油圧駆動部１５０ｂの圧力はゼロとなり、ブリードオフ流量制御弁１７０の目標パイロット圧（Ｐｉ_Ｂｌｄ）が０（ゼロ）に設定される（図１１のステップＳ２１１参照）。すなわち、ブリードオフ流量制御弁１７０の開度は最大（最大開口）となる。また、同様に、ブーム再生流量制御弁１７８の目標制御電流値（Ｉｃ＿Ｒｅｇ）も０（ゼロ）に設定される（図１２のステップＳ３１１参照）。すなわち、ブーム再生流量制御弁１７８の開度は最大（最大開口）となる。

【0118】

【0119】

このとき、ブーム下げパイロット圧とアームクラウドパイロット圧（又は、アームダンプパイロット圧）に応じたブリードオフ流量制御弁１７０の目標パイロット圧（Ｐｉ_Ｂｌｄ）が演算される（図１１のステップＳ２８０参照）。同様に、ブーム下げパイロット圧とアームクラウドパイロット圧（又は、アームダンプパイロット圧）に応じたブーム再生流量制御弁１７８の目標制御電流値（Ｉｃ＿Ｒｅｇ）が演算される（図１２のステップＳ３８０参照）。

【0120】

ブーム下げ動作時かつアームクラウドパイロット圧またはアームダンプパイロット圧が高い場合すなわちバケット１０のツメ先を目標面６０に沿って動作させるためにブーム下げ動作の流量制御性がより必要となるアーム９の動作速度が速い場合にブリードオフ流量制御弁１７０が閉じることによりブリードオフ流量が減少またはゼロになり、ブーム再生流量制御弁１７８が閉じることによりブーム再生流量が減少またはゼロになる。また、油圧ポンプ４９から吐出された油が作動油タンク１７３へ直接流れる流路すなわち最も負荷の小さい流路が閉じることで油圧ポンプ４９から吐出された油を流量制御弁１５ａを介してブームシリンダ５のロッド側油室に供給することが可能となる。

【0121】

また、水平掘削のようにＭＣ制御中にブーム８の下げ動作が行われる場合（状態Ｓ２から状態Ｓ３）において、ブーム下げ動作の流量制御性があまり必要でないアーム９の動作速度が遅い場合に不必要にブリードオフ流量制御弁１７０とブーム再生流量制御弁１７８を閉じることなく、ブーム下げ動作の流量制御性がより必要となるアーム９の動作速度が速い場合に掘削中の地面からの反力等の外的要因の影響を受けやすく流量制御性悪化の原因であるブリードオフ流量とブーム再生流量を低減またはゼロとし、さらに掘削中の地面からの反力等の外的要因の影響を受けにくい油圧ポンプ４９からの吐出油をブームシリンダ５のロッド側油室に供給することでブームシリンダ５をほぼ油圧ポンプ４９からの吐出油によって動かすことができ、ブーム８の下げ動作の流量制御性を向上させることができる。

【0122】

＜第３の実施の形態＞
本発明の第３の実施の形態を図１３～図１７を参照しつつ説明する。

【0123】

本実施の形態は、ブリードオフ管路１７３ａに設けたブリードオフ流量制御弁１７０に加え、再生管路１７５にブーム再生流量制御弁１７８を設け、ブーム８やアーム９に対する操作装置４５，４６の操作と、制御点と目標面との距離Ｄに応じてブリードオフ流量制御弁１７０及びブーム再生流量制御弁１７８の開度を制御するように構成したものである。

【0124】

図１３は、本実施の形態に係るＭＣ制御部の処理機能を関連構成とともに詳細に示す機能ブロック図である。図中、第１及び第２の実施の形態と同様の部材には同じ符号を付し、説明を省略する。

【0125】

図１３に示すように、ＭＣ制御部４３は、操作量演算部４３ａと、姿勢演算部４３ｂと、目標面演算部４３ｃと、ＭＣ有効無効判定部２１５と、流量制御弁パイロット圧演算部２１７と、アクチュエータ制御部８１、ブリードオフ流量制御部８０ａと、ブーム再生流量制御部８０ｂと、速度ベクトル演算部２１８と、距離演算部４３ｄを備えている。また、アクチュエータ制御部８１は、ブーム制御部８１ａと、アーム制御部８１ｂと、バケット制御部８１ｃとを有している。

【0126】

距離演算部４３ｄは、姿勢演算部４３ｂの演算結果と、目標面演算部４３ｃの演算結果とに基づいて、バケット１０のツメ先（制御点）と目標面６０との距離Ｄを演算する。

【0127】

速度ベクトル演算部２１８は、姿勢検出装置（ブーム角度センサ３０、アーム角度センサ３１、バケット角度センサ３２、車体傾斜角センサ３３）からの情報に基づき、ローカル座標系における作業装置１Ａの制御点（バケット１０の爪先）の速度ベクトルを演算する。

【0128】

ブリードオフ流量制御部８０ａは、流量制御弁１５ａの油圧駆動部１５０ｂに導かれるパイロット圧の検出結果（圧力センサ７０ｃの検出結果）に基づく流量制御弁パイロット圧演算部２１７の演算結果と、ＭＣ有効無効判定部２１５からの判定結果と、距離演算部４３ｄの演算結果と、速度ベクトル演算部２１８の演算結果とに基づいて、ＭＣによるブリードオフ流量制御弁１７０の制御を実行するための機能部である。ブリードオフ流量制御部８０ａでは、電磁比例弁１７１で生成されてブリードオフ流量制御弁１７０に導かれるパイロット圧の目標値（目標パイロット圧）が演算される。

【0129】

ブーム再生流量制御部８０ｂは、流量制御弁１５ａの油圧駆動部１５０ｂに導かれるパイロット圧の検出結果（圧力センサ７０ｃの検出結果）に基づく流量制御弁パイロット圧演算部２１７の演算結果と、ＭＣ有効無効判定部２１５からの判定結果と、距離演算部４３ｄの演算結果と、速度ベクトル演算部２１８の演算結果とに基づいて、ＭＣによるブーム再生流量制御弁１７８の制御を実行するための機能部である。ブーム再生流量制御部８０ｂでは、ブーム再生流量制御弁１７８の制御信号（電流値）の目標値（目標制御電流値）が演算される。

【0130】

＜ブリードオフ流量制御弁１７０の開口面積制御＞
ブリードオフ流量制御弁１７０の開口面積制御について説明する。

【0131】

図１４及び図１５は、コントローラによるブリードオフ流量制御弁の開口面積制御の処理内容を示すフローチャートである。

【0132】

コントローラ４０は、まず、ＭＣ制御有効無効切換装置９６からの設定信号（ＭＣ有効無効信号）を取得し（図１４のステップＳ４００）、ＭＣ制御の有効化が設定されているか否かを判定する（図１４のステップＳ４１０）。

【0133】

ステップＳ４１０での判定結果がＹＥＳの場合、すなわち、ＭＣ制御の有効化が設定されている場合には、流量制御弁パイロット圧検出装置（圧力センサ７０ｃ）の検出結果、すなわち、ブームシリンダ５に対応する流量制御弁１５ａの油圧駆動部１５０ｂに導かれるブーム下げパイロット圧を取得し（ステップＳ４２０）、ブーム下げパイロット圧が０（ゼロ）であるか否かを判定する（図１４のステップＳ４３０）。なお、ステップＳ４３０においてはブーム下げパイロット圧が０（ゼロ）であるか否かを判定しているが、より正確には、ブーム下げ操作が行われていないか否かを判定するために予め定めた基準値よりブーム下げパイロット圧が低いか否かを判定している。

【0134】

ステップＳ４３０での判定結果がＮＯの場合、すなわち、ブーム下げパイロット圧が基準値以上である場合、言い換えると、ブーム下げ操作が行われている場合には、姿勢検出装置３０，３１，３２，３３の検出結果、すなわち、作業装置１Ａの姿勢情報と、目標面設定装置５１の設定値、すなわち、目標面６０の位置情報とを取得し（図１４のステップＳ４４０，Ｓ４５０）、バケット１０の爪先（制御点）と目標面６０との距離Ｄが予め定めた第１距離以下であるか否かを判定する（図１４のステップＳ４６０）。

【0135】

ステップＳ４６０での判定結果がＹＥＳの場合には、続いて、姿勢検出装置３０，３１，３２，３３の検出結果からバケット１０の爪先（制御点）の速度ベクトルを演算し（図１４のステップＳ４７０）、速度ベクトルの向きが目標面６０から離れる方向であるか否かを判定する（図１４のステップＳ４８０）。

【0136】

ステップＳ４８０での判定結果がＹＥＳの場合には、ブーム下げパイロット圧（Ｐｉ＿ＢｍＤ）とブリードオフ流量制御弁１７０の基準パイロット圧（Ｐｉ＿ｂｌｄ）との関係を予め定めたマップに応じてブリードオフ流量制御弁１７０の基準パイロット圧（Ｐｉ＿ｂｌｄ）を算出する（図１５のステップＳ４９０）。

【0137】

続いて、オペレータ操作検出装置（圧力センサ７１ａ）の検出結果、すなわち、アームシリンダ６に対応する流量制御弁１５ｂの油圧駆動部１５１ａに導かれるアームクラウドパイロット圧（Ｐｉ＿ＡｍＣ）を取得するとともに（図１５のステップＳ５００）、オペレータ操作検出装置（圧力センサ７１ｂ）の検出結果、すなわち、アームシリンダ６に対応する流量制御弁１５ｂの油圧駆動部１５１ｂに導かれるアームダンプパイロット圧（Ｐｉ＿ＡｍＤ）を取得し（図１５のステップＳ５１０）、アームクラウドパイロット圧（Ｐｉ＿ＡｍＣ）がアームダンプパイロット圧（Ｐｉ＿ＡｍＤ）以上であるか否かを判定する（図１５のステップＳ５２０）。

【0138】

ステップＳ５２０での判定結果がＹＥＳの場合、すなわち、アームクラウド操作が行われている場合には、アームクラウドパイロット圧（Ｐｉ＿ＡｍＣ）とブリードオフ流量制御弁１７０の制御ゲイン（Ｇ＿ｂ）との関係を予め定めたマップに応じてブリードオフ流量制御弁１７０の制御ゲイン（Ｇ＿ｂ）を算出する（図１５のステップＳ５２１）。

【0139】

また、ステップＳ５２０での判定結果がＮＯの場合、すなわち、アームダンプ操作が行われている場合には、アームダンプパイロット圧（Ｐｉ＿ＡｍＤ）とブリードオフ流量制御弁１７０の制御ゲイン（Ｇ＿ｂ）との関係を予め定めたマップに応じてブリードオフ流量制御弁１７０の制御ゲイン（Ｇ＿ｂ）を算出する（図１５のステップＳ５２２）。

【0140】

ステップＳ５２１又はＳ５２２の処理によってブリードオフ流量制御弁１７０の制御ゲイン（Ｇ＿ｂ）が算出されると、続いて、ブリードオフ流量制御弁１７０の基準パイロット圧（Ｐｉ＿ｂｌｄ）と制御ゲイン（Ｇ＿ｂ）とを掛け合わせて、ブリードオフ流量制御弁１７０の目標パイロット圧（Ｐｉ＿Ｂｌｄ）を算出する（図１５のステップＳ５３０）
続いて、ステップＳ５３０で算出した目標パイロット圧（Ｐｉ＿Ｂｌｄ）に応じた制御信号を電磁比例弁１７１に出力し（図１５のステップＳ５４０）、処理を終了する。

【0141】

また、ステップＳ４１０（図１４）での判定結果がＮＯの場合、すなわち、ＭＣ制御の無効化が設定されている場合には、ブリードオフ流量制御弁１７０の目標パイロット圧（Ｐｉ＿Ｂｌｄ）に０（ゼロ）を設定し（図１５のステップＳ４１１）、設定した目標パイロット圧（Ｐｉ＿Ｂｌｄ）に応じた制御信号を電磁比例弁１７１に出力して（図１５のステップＳ５４０）、処理を終了する。

【0142】

同様に、ステップＳ４３０（図１４）での判定結果がＮＯの場合、すなわち、ブーム下げパイロット圧が０（ゼロ）である場合、言い換えると、ブーム下げ制御が行われていない場合には、ブリードオフ流量制御弁１７０の目標パイロット圧（Ｐｉ＿Ｂｌｄ）に０（ゼロ）を設定し（図１５のステップＳ４１１）、設定した目標パイロット圧（Ｐｉ＿Ｂｌｄ）に応じた制御信号を電磁比例弁１７１に出力して（図１５のステップＳ５４０）、処理を終了する。

【0143】

また、ステップＳ４５０（図１４）での判定結果がＮＯの場合、すなわち、バケット１０の爪先（制御点）と目標面６０との距離Ｄが第１距離よりも大きい場合には、ブリードオフ流量制御弁１７０の目標パイロット圧（Ｐｉ＿Ｂｌｄ）に０（ゼロ）を設定し（図１５のステップＳ４１１）、設定した目標パイロット圧（Ｐｉ＿Ｂｌｄ）に応じた制御信号を電磁比例弁１７１に出力して（図１５のステップＳ５４０）、処理を終了する。

【0144】

また、ステップＳ４８０（図１４）での判定結果がＮＯの場合、すなわち、バケット１０の爪先（制御点）の速度ベクトルが目標面６０の方向である場合には、ブリードオフ流量制御弁１７０の目標パイロット圧（Ｐｉ＿Ｂｌｄ）に０（ゼロ）を設定し（図１５のステップＳ４１１）、設定した目標パイロット圧（Ｐｉ＿Ｂｌｄ）に応じた制御信号を電磁比例弁１７１に出力して（図１５のステップＳ５４０）、処理を終了する。

【0145】

コントローラ４０は、油圧ショベル１が稼働中には、例えば、コントローラ４０の制御サイクル毎にステップＳ４００～Ｓ５４０の処理を繰り返す。

【0146】

＜ブーム再生流量制御弁１７８の開口面積制御＞
ブーム再生流量制御弁１７８の開口面積制御について説明する。

【0147】

図１６及び図１７は、コントローラによるブーム再生流量制御弁の開口面積制御の処理内容を示すフローチャートである。

【0148】

コントローラ４０は、まず、ＭＣ制御有効無効切換装置９６からの設定信号（ＭＣ有効無効信号）を取得し（図１６のステップＳ６００）、ＭＣ制御の有効化が設定されているか否かを判定する（図１６のステップＳ６１０）。

【0149】

ステップＳ６１０での判定結果がＹＥＳの場合、すなわち、ＭＣ制御の有効化が設定されている場合には、流量制御弁パイロット圧検出装置（圧力センサ７０ｃ）の検出結果、すなわち、ブームシリンダ５に対応する流量制御弁１５ａの油圧駆動部１５０ｂに導かれるブーム下げパイロット圧を取得し（ステップＳ４２０）、ブーム下げパイロット圧が０（ゼロ）であるか否かを判定する（図１６のステップＳ６３０）。なお、ステップＳ４３０においてはブーム下げパイロット圧が０（ゼロ）であるか否かを判定しているが、より正確には、ブーム下げ操作が行われていないか否かを判定するために予め定めた基準値よりブーム下げパイロット圧が低いか否かを判定している。

【0150】

ステップＳ６３０での判定結果がＮＯの場合、すなわち、ブーム下げパイロット圧が基準値以上である場合、言い換えると、ブーム下げ操作が行われている場合には、姿勢検出装置３０，３１，３２，３３の検出結果、すなわち、作業装置１Ａの姿勢情報と、目標面設定装置５１の設定値、すなわち、目標面６０の位置情報とを取得し（図１６のステップＳ６４０，Ｓ６５０）、バケット１０の爪先（制御点）と目標面６０との距離Ｄが予め定めた第１距離以下であるか否かを判定する（図１６のステップＳ６６０）。

【0151】

ステップＳ６６０での判定結果がＹＥＳの場合には、続いて、姿勢検出装置３０，３１，３２，３３の検出結果からバケット１０の爪先（制御点）の速度ベクトルを演算し（図１６のステップＳ６７０）、速度ベクトルの向きが目標面６０から離れる方向であるか否かを判定する（図１６のステップＳ６８０）。

【0152】

ステップＳ６８０での判定結果がＹＥＳの場合には、ブーム下げパイロット圧（Ｐｉ＿ＢｍＤ）とブーム再生流量制御弁１７８の基準制御電流値（Ｉｃ＿ｒｅｇ）との関係を予め定めたマップに応じてブーム再生流量制御弁１７８の基準制御電流値（Ｉｃ＿ｒｅｇ）を算出する（図１７のステップＳ６９０）。

【0153】

続いて、オペレータ操作検出装置（圧力センサ７１ａ）の検出結果、すなわち、アームシリンダ６に対応する流量制御弁１５ｂの油圧駆動部１５１ａに導かれるアームクラウドパイロット圧（Ｐｉ＿ＡｍＣ）を取得するとともに（図１７のステップＳ７００）、オペレータ操作検出装置（圧力センサ７１ｂ）の検出結果、すなわち、アームシリンダ６に対応する流量制御弁１５ｂの油圧駆動部１５１ｂに導かれるアームダンプパイロット圧（Ｐｉ＿ＡｍＤ）を取得し（図１７のステップＳ７１０）、アームクラウドパイロット圧（Ｐｉ＿ＡｍＣ）がアームダンプパイロット圧（Ｐｉ＿ＡｍＤ）以上であるか否かを判定する（図１７のステップＳ７２０）。

【0154】

ステップＳ７２０での判定結果がＹＥＳの場合、すなわち、アームクラウド操作が行われている場合には、アームクラウドパイロット圧（Ｐｉ＿ＡｍＣ）とブーム再生流量制御弁１７８の制御ゲイン（Ｇ＿ｒ）との関係を予め定めたマップに応じてブーム再生流量制御弁１７８の制御ゲイン（Ｇ＿ｒ）を算出する（図１７のステップＳ７２１）。

【0155】

また、ステップＳ７２０での判定結果がＮＯの場合、すなわち、アームダンプ操作が行われている場合には、アームダンプパイロット圧（Ｐｉ＿ＡｍＤ）とブーム再生流量制御弁１７８の制御ゲイン（Ｇ＿ｒ）との関係を予め定めたマップに応じてブーム再生流量制御弁１７８の制御ゲイン（Ｇ＿ｒ）を算出する（図１７のステップＳ７２２）。

【0156】

ステップＳ７２１又はＳ７２２の処理によってブーム再生流量制御弁１７８の制御ゲイン（Ｇ＿ｒ）が算出されると、続いて、ブーム再生流量制御弁１７８の基準制御電流値（Ｉｃ＿ｒｅｇ）と制御ゲイン（Ｇ＿ｒ）とを掛け合わせて、ブーム再生流量制御弁１７８の目標制御電流値（Ｉｃ＿Ｒｅｇ）を算出する（図１７のステップＳ７３０）
続いて、ステップＳ７３０で算出した目標制御電流値（Ｉｃ＿Ｒｅｇ）に応じた制御信号を電磁比例弁１７１に出力し（図１７のステップＳ７４０）、処理を終了する。

【0157】

また、ステップＳ６１０（図１６）での判定結果がＮＯの場合、すなわち、ＭＣ制御の無効化が設定されている場合には、ブーム再生流量制御弁１７８の目標制御電流値（Ｉｃ＿Ｒｅｇ）に０（ゼロ）を設定し（図１７のステップＳ６１１）、設定した目標制御電流値（Ｉｃ＿Ｒｅｇ）に応じた制御信号を電磁比例弁１７１に出力して（図１７のステップＳ７４０）、処理を終了する。

【0158】

同様に、ステップＳ６３０（図１６）での判定結果がＮＯの場合、すなわち、ブーム下げパイロット圧が０（ゼロ）である場合、言い換えると、ブーム下げ制御が行われていない場合には、ブーム再生流量制御弁１７８の目標制御電流値（Ｉｃ＿Ｒｅｇ）に０（ゼロ）を設定し（図１７のステップＳ６１１）、設定した目標制御電流値（Ｉｃ＿Ｒｅｇ）に応じた制御信号を電磁比例弁１７１に出力して（図１７のステップＳ７４０）、処理を終了する。

【0159】

また、ステップＳ６５０（図１６）での判定結果がＮＯの場合、すなわち、バケット１０の爪先（制御点）と目標面６０との距離Ｄが第１距離よりも大きい場合には、ブーム再生流量制御弁１７８の目標制御電流値（Ｉｃ＿Ｒｅｇ）に０（ゼロ）を設定し（図１７のステップＳ６１１）、設定した目標制御電流値（Ｉｃ＿Ｒｅｇ）に応じた制御信号を電磁比例弁１７１に出力して（図１７のステップＳ７４０）、処理を終了する。

【0160】

また、ステップＳ６８０（図１４）での判定結果がＮＯの場合、すなわち、バケット１０の爪先（制御点）の速度ベクトルが目標面６０の方向である場合には、ブーム再生流量制御弁１７８の目標制御電流値（Ｉｃ＿Ｒｅｇ）に０（ゼロ）を設定し（図１７のステップＳ６１１）、設定した目標制御電流値（Ｉｃ＿Ｒｅｇ）に応じた制御信号を電磁比例弁１７１に出力して（図１７のステップＳ７４０）、処理を終了する。

【0161】

コントローラ４０は、油圧ショベル１が稼働中には、例えば、コントローラ４０の制御サイクル毎にステップＳ６００～Ｓ７４０の処理を繰り返す。

【0162】

その他の構成は第１及び第２の実施の形態と同様である。

【0163】

以上のように構成した本実施の形態においても第１及び第２の実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、本実施の形態においては以下のような作用効果を得ることができる。

【0164】

【0165】

状態Ｓ２から状態Ｓ３においてオペレータのアームクラウド操作に対してバケット１０のツメ先は目標面６０から離れる方向に動作するためＭＣ制御によってブーム８の上げ動作は行われない。一方でオペレータはブーム８の下げ操作を行っているためＭＣ制御によって電磁比例弁５４ｂの開口が調整され流量制御弁１５ａの油圧駆動部１５０ｂに作用する圧力が制御される。これによってバケット１０のツメ先が目標面６０に侵入しないようにブーム下げ動作の速度が制御される。

【0166】

この時ブーム下げ動作が行われているため、バケット１０のツメ先は目標面に十分に近い距離で動作している。次に、状態Ｓ２から状態Ｓ３においてアーム９はクラウド動作が行われておりアーム９のクラウド動作に対してバケット１０のツメ先の速度ベクトルは目標面６０から上方向に離れる方向となる。この時、バケット１０は動作していないため、アーム９とバケット１０の動作によるバケット１０のツメ先の速度ベクトルはアーム９の動作によって決まり目標面６０から上方向に離れる方向となる。このとき、ブーム下げパイロット圧とアームクラウドパイロット圧（又は、アームダンプパイロット圧）に応じたブリードオフ流量制御弁１７０の目標パイロット圧（Ｐｉ_Ｂｌｄ）が演算される（図１５のステップＳ５３０参照）。同様に、ブーム下げパイロット圧とアームクラウドパイロット圧（又は、アームダンプパイロット圧）に応じたブーム再生流量制御弁１７８の目標制御電流値（Ｉｃ＿Ｒｅｇ）が演算される（図１７のステップＳ７３０参照）。

【0167】

ブーム下げ動作時かつアームクラウドパイロット圧またはアームダンプパイロット圧が高い場合すなわちバケット１０のツメ先を目標面６０に沿って動作させるためにブーム下げ動作の流量制御性がより必要となるアーム９の動作速度が速い場合かつバケット１０のツメ先と目標面６０との距離Ｄが第１距離よりも小さい場合かつアーム９とバケット１０の動作によるバケット１０のツメ先の速度ベクトルが目標面６０から上方向に離れる方向となる場合すなわちバケット１０のツメ先を目標面６０に沿って動作させるためにブーム下げ動作を行う必要がある場合にブリードオフ流量制御弁１７０が閉じることによりブリードオフ流量が減少またはゼロになり、ブーム再生流量制御弁１７８が閉じることによりブーム再生流量が減少またはゼロになる。また、油圧ポンプ４９から吐出された油が作動油タンク１７３へ直接流れる流路すなわち最も負荷の小さい流路が閉じることで油圧ポンプ４９から吐出された油を流量制御弁１５ａを介してブームシリンダ５のロッド側油室に供給することが可能となる。

【0168】

これによってＭＣ制御中のブーム８の下げ動作が行われる状態Ｓ２から状態Ｓ３においてブーム下げ動作の流量制御性があまり必要でないアーム９の動作速度が遅い場合と、バケット１０のツメ先が目標面６０から離れた位置にある場合と、アーム９とバケット１０の動作によるバケット１０のツメ先の速度ベクトルが目標面６０に近づく方向である場合と目標面６０から下方向に離れる方向である場合すなわちバケット１０のツメ先を目標面６０に沿って動作させるためにブーム下げ動作が必要ない場合に不必要にブリードオフ流量制御弁１７０とブーム再生流量制御弁１７８を閉じることなく、ブーム下げ動作の流量制御性がより必要となるアーム９の動作速度が速い場合と、バケット１０のツメ先が目標面６０から近い位置にある場合と、アーム９とバケット１０の動作によるバケット１０のツメ先の速度ベクトルが目標面６０から上方向に離れる方向である場合すなわちバケット１０のツメ先を目標面６０に沿って動作させるためにブーム下げ動作の流量制御性が必要である場合に掘削中の地面からの反力等の外的要因の影響を受けやすく流量制御性悪化の原因であるブリードオフ流量とブーム再生流量を低減またはゼロとし、さらに掘削中の地面からの反力等の外的要因の影響を受けにくい油圧ポンプ４９からの吐出油をブームシリンダ５のロッド側油室に供給することでブームシリンダ５をほぼ油圧ポンプ４９からの吐出油によって動かすことができ、ブーム８の下げ動作の流量制御性を向上させることができる。

【0169】

＜付記＞
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内の様々な変形例や組み合わせが含まれる。また、本発明は、上記の実施の形態で説明した全ての構成を備えるものに限定されず、その構成の一部を削除したものも含まれる。

【0170】

例えば、上記の実施の形態においては、油圧パイロット式の油圧ショベルを例示して説明したが、電気レバー式の油圧ショベルにも適用可能であり、例えば、電気レバーから生成される指令電流を制御するような構成としても良い。また、作業装置１Ａの速度ベクトルは、オペレータ操作によるパイロット圧ではなく、ブーム８、アーム９、バケット１０の角度を微分することで算出される角速度から求めても良い。

【0171】

また、上記の各構成、機能等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等により実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。

【符号の説明】

【0172】

１…油圧ショベル、１ａ，１ｂ…操作レバー、１Ａ…作業装置、１Ｂ…本体、３ａ，３ｂ…走行油圧モータ、４…旋回油圧モータ、５…ブームシリンダ、６…アームシリンダ、７…バケットシリンダ、８…ブーム、９…アーム、１０…バケット、１１…下部走行体、１２…上部旋回体、１３…バケットリンク、１５ａ～１５ｃ…流量制御弁、１８…エンジン、２３ａ，２３ｂ…走行操作レバー、３０…ブーム角度センサ、３１…アーム角度センサ、３２…バケット角度センサ、３３…車体傾斜角センサ、４０…コントローラ、４３…ＭＣ制御部、４３ａ…操作量演算部、４３ｂ…姿勢演算部、４３ｃ…目標面演算部、４４…電磁比例弁制御部、４５，４６…操作装置、４８…パイロットポンプ、４９…油圧ポンプ、５１…目標面設定装置、５３…表示装置、５４～５６，１７１…電磁比例弁、６０…目標面、７０～７２…圧力センサ、８０ａ…ブリードオフ流量制御部、８０ｂ…ブーム再生流量制御部、８１…アクチュエータ制御部、８１ａ…ブーム制御部、８１ｂ…アーム制御部、８１ｃ…バケット制御部、８２ａ，８３ａ，８３ｂ…シャトル弁、９１…入力インタフェース、９２…中央処理装置（ＣＰＵ）、９３…リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、９４…ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、９５…出力インタフェース、９６…ＭＣ制御ＯＮ／ＯＦＦスイッチ、１４４～１４９…パイロットライン、１５０ａ～１５２ａ，１５０ｂ～１５２ｂ…油圧駆動部、１６０…フロント制御用油圧ユニット、１７０…ブリードオフ流量制御弁、１７３…作動油タンク、１７３ａ…ブリードオフ管路、１７５…再生管路、１７８…ブーム再生流量制御弁、２１５…ＭＣ有効無効判定部、２１７…流量制御弁パイロット圧演算部、３７４…表示制御部

【図1】