JP6683640B2 - 建設機械 - Google Patents

Description

本発明は、建設機械に関する。

一般に、油圧ショベル等の建設機械では、オペレータが機械式の操作レバーを操作することにより、操作レバーの操作量に応じたパイロット圧（油圧信号）が生成される。このパイロット圧を方向制御弁に作用させることにより、油圧アクチュエータが駆動する。なお、油圧信号により方向制御弁を駆動する方式は、油圧パイロット式と称される。

建設機械は、悪路を走行して作業をすることが多く、特に、路面上の障害物を乗り越える際には車体が振動する。その際、車体の振動によりオペレータも揺らされてしまうため、操作レバーの位置を所定の位置に維持することが難しく、操作レバーを誤操作してしまう可能性がある。これに伴って、パイロット圧が大きく変動するため、ジャーキングが発生する場合がある。

安定した操作信号を出力するための技術として、例えば特許文献１では、電気パイロット式の信号波形を処理することにより、車体の走行を制御する方法が提案されている。具体的には、車体の走行を操作する電気的な操作信号の周波数をバンドエリミネーションフィルタ処理により減衰させた上で、ローパスフィルタ処理によってピーク周波数をカットして操作信号波形を滑らかにしている。

特開２０１４−６５３２４号公報

機械式の操作レバーの操作を安定させるために、例えば、機械式操作レバーのばね定数を変えることで当該レバーの操作を重くし、車体の振動によるレバーの誤操作を回避してジャーキングの発生を抑制することが考えられる。しかしながら、この方法では、ジャーキングが発生していない通常の状態であってもレバーの操作が重くなり、レバーの操作性が低下してしまう。また、特許文献１に記載の技術は電気パイロット式の操作信号に関するものであるため、上記の油圧パイロット式の建設機械に特許文献１に記載の技術をそのまま適用することはできない。

そこで、本発明の目的は、油圧パイロット式の油圧制御装置を備えた建設機械において、ジャーキングの発生を抑止することにある。

上記の目的を達成するために、油圧ポンプと、前記油圧ポンプから供給される圧油によって駆動する油圧アクチュエータと、前記油圧アクチュエータを操作するための操作装置と、パイロットポンプと、前記パイロットポンプから供給される圧油から前記操作装置の操作量に応じた油圧信号であるパイロット圧を生成する油圧パイロット弁と、前記油圧パイロット弁からの前記パイロット圧によって駆動され、前記油圧アクチュエータに供給される圧油の流れを制御するための方向制御弁と、を備えた建設機械において、前記操作装置の操作モードを通常モード又は制御モードに選択的に切り替える切替装置と、前記方向制御弁に作用させる前記パイロット圧を調整するパイロット圧調整装置と、前記パイロット圧を検出するパイロット圧検出器と、を有し、前記パイロット圧調整装置は、前記油圧パイロット弁と前記方向制御弁とを接続し、第１電磁減圧弁が設けられたパイロット管路と、前記パイロットポンプと前記方向制御弁とを、前記油圧パイロット弁をバイパスして接続し、電磁開閉弁及び第２電磁減圧弁が設けられたバイパス管路と、前記切替装置及び前記パイロット圧検出器からの信号が入力され、前記第１電磁減圧弁、前記電磁開閉弁、及び前記第２電磁減圧弁にそれぞれ駆動信号を出力するコントローラと、を有し、前記コントローラは、前記切替装置及び前記パイロット圧検出器からの信号に基づいて、所定の目標パイロット圧を設定する目標パイロット圧設定部と、前記パイロット圧検出器からの信号及び前記目標パイロット圧設定部からの情報に基づいて、前記駆動信号を出力する駆動指令部と、を含み、前記目標パイロット圧設定部は、前記切替装置の操作によって前記操作装置の操作モードが前記制御モードに切り替えられた場合に、前記制御モードに切り替えられた時点における前記パイロット圧検出器で検出された前記パイロット圧を、前記所定の目標パイロット圧に設定し、前記駆動指令部は、前記パイロット圧検出器で検出される前記パイロット圧が前記所定の目標パイロット圧よりも高いときに、前記所定の目標パイロット圧になるように前記第１電磁減圧弁に前記駆動信号を出力する一方、前記パイロット圧検出器で検出される前記パイロット圧が前記所定の目標パイロット圧よりも低いときに、前記所定の目標パイロット圧になるように前記電磁開閉弁及び前記第２電磁減圧弁にそれぞれ前記駆動信号を出力することを特徴とする建設機械を提供する。

本発明によれば、油圧信号処理によりジャーキングの発生を抑止することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の実施形態に係る油圧ショベルの一構成例を示す外観図である。 走行用油圧制御システムの一構成例を示す図である。 悪路走行中におけるパイロット圧の変化、及び所定の目標パイロット圧を示すグラフである。 走行用コントローラが有する機能を示す機能ブロック図である。 走行用コントローラで実行される処理の流れの概要を示すフローチャートである。 走行用コントローラで実行される通常モード処理の流れを示すフローチャートである。 走行用コントローラで実行される制御モード処理の流れを示すフローチャートである。 遅れ処理を実行した場合におけるパイロット圧の変化の様子を説明するグラフである。 パイロット圧と所定の目標パイロット圧との差圧が所定の第１閾値以下である場合におけるパイロット圧の様子を説明するグラフである。

以下、本発明の実施形態に係る建設機械の一態様として、クローラ式の油圧ショベルについて説明する。

＜油圧ショベル１の全体構成＞
まず、油圧ショベル１の全体構成について、図１を参照して説明する。

図１は、実施形態に係る油圧ショベル１の一構成例を示す外観図である。

油圧ショベル１は、路面を走行するための走行体２と、走行体２の上方に旋回装置３０を介して旋回可能に取り付けられた旋回体３と、旋回体３の前方に取り付けられて掘削等の作業を行うフロント作業機４と、を備えている。

走行体２は、クローラ２１と、クローラ２１を回転駆動させるための走行モータ２２と、を有しており、走行モータ２２の駆動力によりクローラ２１を路面に接触させた状態で回転させて車体を移動させる。

クローラ２１は車体の左右にそれぞれ配置されており、走行モータ２２も左右のそれぞれのクローラ２１に対応して車体の左右にそれぞれ配置されている。オペレータは、後述する走行用操作レバー３４Ｌ，３４Ｒ（図２参照）を操作して左右の走行モータ２２をそれぞれ独立して駆動させることにより、左右のクローラ２１をそれぞれ独立して正逆回転させることができる。なお、図１では、左右のクローラ２１及び左右の走行モータ２２のうち、右側のクローラ２１Ｒ及び右側の走行モータ２２Ｒを示している。

旋回体３は、車体の前部に配置されて、オペレータが搭乗する運転室３１と、車体の後部に配置されて、車体が傾倒しないようにバランスを保つためのカウンタウェイト３２と、運転室３１とカウンタウェイト３２との間に配置されて、エンジン等を内部に収容する機械室３３と、を備えている。旋回体３は、旋回装置３０の内部に収容された旋回モータ（不図示）の駆動力によって旋回する。

フロント作業機４は、基端が旋回体３に回動可能に取り付けられて、車体に対して上下方向に回動するブーム４１と、ブーム４１の先端に回動可能に取り付けられて、車体に対して上下方向に回動するアーム４２と、アーム４２の先端に回動可能に取り付けられて、車体に対して上下方向に回動するバケット４３と、を備えている。

バケット４３は、例えば、岩盤を掘削するブレーカや岩石を破砕する小割機等のアタッチメントに変更することが可能である。これにより、油圧ショベル１は、作業内容に適したアタッチメントを用いて、掘削や破砕を含む様々な作業を行うことができる。

また、フロント作業機４は、旋回体３とブーム４１とを連結し、伸縮することによってブーム４１を回動させるブームシリンダ４０ａと、ブーム４１とアーム４２とを連結し、伸縮することによってアーム４２を回動させるアームシリンダ４０ｂと、アーム４２とバケット４３とを連結し、伸縮することによってバケット４３を回動させるバケットシリンダ４０ｃと、これらの各シリンダ４０ａ，４０ｂ，４０ｃへ作動油を導く複数の配管（不図示）と、を有している。

走行モータ２２や旋回モータ、ならびにブームシリンダ４０ａ、アームシリンダ４０ｂ、及びバケットシリンダ４０ｃは、油圧ポンプ５１Ｌ，５１Ｒ（図２参照）から供給される圧油によって駆動する油圧アクチュエータの一態様である。これらの油圧アクチュエータは、油圧回路やコントローラ等で構成される油圧制御システムによって駆動が制御されている。以下では、走行モータ２２（２２Ｌ，２２Ｒ）の駆動を制御する走行用油圧制御システムについて詳しく説明する。

＜走行用油圧制御システムの構成＞
次に、走行用油圧制御システムの構成について、図２を参照して説明する。

図２は、走行用油圧制御システムの一構成例を示す図である。なお、走行用油圧制御システムは、左右の走行モータ２２Ｌ，２２Ｒについて同様の構成を有しているため、以下では、左側の走行モータ２２Ｌに係る走行用油圧制御システムを例に挙げて説明し、右側の走行モータ２２Ｒに係る走行用油圧制御システムについての詳細な説明は省略する。なお、左側の走行モータ２２Ｌに係る走行用油圧制御システムの説明において、各構成に付された符号のＬをＲに読み替えると、右側の走行モータ２２Ｒに係る走行用油圧制御システムの説明となる。

走行用油圧制御システムは、油圧ポンプ５１Ｌと、油圧ポンプ５１Ｌに吸入される作動油を貯留するための作動油タンク５２と、油圧ポンプ５１Ｌから供給される圧油によって駆動する走行モータ２２Ｌと、走行モータ２２Ｌに供給される圧油の流れ（流量及び方向）を制御するための方向制御弁５３Ｌと、パイロットポンプ５４と、走行モータ２２Ｌを操作するための操作装置としての走行用操作レバー３４Ｌと、パイロットポンプ５４から供給される圧油から走行用操作レバー３４Ｌの操作に応じた油圧信号であるパイロット圧を生成する一対の油圧パイロット弁５５Ｌａ，５５Ｌｂと、を含んで構成されている。

油圧ポンプ５１Ｌは、作動油タンク５２から作動油を吸入して走行モータ２２Ｌに供給し、パイロットポンプ５４は、作動油タンク５２から作動油を吸入して方向制御弁５３Ｌに供給する。

方向制御弁５３Ｌは、走行モータ２２Ｌを正回転させる第１切換位置Ｒと、圧油を作動油タンク５２へ直接戻す第２切換位置Ｎと、走行モータ２２Ｌを逆回転させる第３切換位置Ｌと、を有している（オープンセンタ型）。

方向制御弁５３Ｌは、左右の受圧室ａ，ｂにそれぞれ作用するパイロット圧に応じて内部のスプールが左右にストロークすることにより、第１〜第３切換位置Ｒ，Ｎ，Ｌのいずれかに切り換わる構成になっている。なお、第１切換位置Ｒ及び第３切換位置Ｌのときに走行モータ２２Ｌに導かれた圧油は、作動油タンク５２へ流出する。

一対の油圧パイロット弁５５Ｌａ，５５Ｌｂはそれぞれ、走行用操作レバー３４Ｌの操作量に応じたパイロット圧を生成する。図２において、オペレータが走行用操作レバー３４Ｌを左側（実際には前側）に倒すように操作した場合、左側の油圧パイロット弁５５Ｌａが駆動して、パイロットポンプ５４からの吐出圧を走行用操作レバー３４Ｌの操作量に応じた圧力まで減圧する。これにより、方向制御弁５３Ｌの左側の受圧室ａに作用させるためのパイロット圧が生成される。

また、オペレータが走行用操作レバー３４Ｌを右側（実際には後側）に倒すように操作した場合、右側の油圧パイロット弁５５Ｌｂが駆動して、パイロットポンプ５４からの吐出圧を走行用操作レバー３４Ｌの操作量に応じた圧力まで減圧する。これにより、方向制御弁５３Ｌの右側の受圧室ｂに作用させるためのパイロット圧が生成される。したがって、一対の油圧パイロット弁５５Ｌａ，５５Ｌｂで生成されるパイロット圧はそれぞれ、パイロットポンプ５４からの吐出圧よりも低い。

また、本実施形態に係る走行用油圧制御システムは、走行用操作レバー３４Ｌの操作モードを「通常モード」又は「制御モード」に選択的に切り替える切替装置としての切替スイッチ３５Ｌと、一対の油圧パイロット弁５５Ｌａ，５５Ｌｂで生成されたパイロット圧をそれぞれ検出する一対のパイロット圧検出器５６Ｌａ，５６Ｌｂと、切替スイッチ３５Ｌの操作に応じて方向制御弁５３Ｌに作用させるパイロット圧を調整するパイロット圧調整装置５Ｌと、を含んで構成されている。

走行用操作レバー３４Ｌの操作モードについて、「制御モード」とは、例えば悪路走行中に、オペレータの走行用操作レバー３４Ｌの誤操作によるジャーキングの発生を抑止したい、あるいはジャーキングの増幅を抑制したい場合の操作モードであり、「通常モード」とは、例えば油圧ショベル１の通常運転時等、ジャーキングの抑制を特に必要としない場合の操作モードである。本実施形態では、オペレータが切替スイッチ３５Ｌを押した状態が「制御モード」であり、オペレータが切替スイッチ３５Ｌから指を離した状態が「通常モード」である。

図２において、一対のパイロット圧検出器５６Ｌａ，５６Ｌｂのうち、左側のパイロット圧検出器５６Ｌａは左側の油圧パイロット弁５５Ｌａで生成されたパイロット圧を検出し、右側のパイロット圧検出器５６Ｌｂは右側の油圧パイロット弁５５Ｌｂで生成されたパイロット圧を検出する。したがって、左側のパイロット圧検出器５６Ｌａは、圧油の流れに対して左側の油圧パイロット弁５５Ｌａよりも下流側に設けられ、右側のパイロット圧検出器５６Ｌｂは、圧油の流れに対して右側の油圧パイロット弁５５Ｌｂよりも下流側に設けられている。

パイロット圧調整装置５Ｌにおいて、方向制御弁５３Ｌの左側の受圧室ａに作用させるパイロット圧を調整する構成と、方向制御弁５３Ｌの右側の受圧室ｂに作用させるパイロット圧を調整する構成とは、同様の構成であるため、以下では、方向制御弁５３Ｌの左側の受圧室ａに作用させるパイロット圧を調整する構成を例に挙げて説明し、方向制御弁５３Ｌの右側の受圧室ｂに作用させるパイロット圧を調整する構成の詳しい説明は省略する。

パイロット圧調整装置５Ｌは、パイロット管路６１Ｌａと、バイパス管路６２Ｌａと、パイロット管路６１Ｌａに設けられた第１電磁減圧弁６１０Ｌａと、バイパス管路６２Ｌａに設けられた電磁開閉弁６２１Ｌａ及び第２電磁減圧弁６２２Ｌａと、第１電磁減圧弁６１０Ｌａ、電磁開閉弁６２１Ｌａ、及び第２電磁減圧弁６２２Ｌａにそれぞれ駆動信号を出力する走行用コントローラ５０と、を有している。

パイロット管路６１Ｌａは、油圧パイロット弁５５Ｌａと方向制御弁５３Ｌとを接続し、油圧パイロット弁５５Ｌａで生成されたパイロット圧を方向制御弁５３Ｌ（左側の受圧室ａ）に作用させるための管路である。

第１電磁減圧弁６１０Ｌａは、パイロット管路６１Ｌａにおいて、圧油の流れに対してパイロット圧検出器５６Ｌａよりも下流側であって方向制御弁５３Ｌよりも上流側に配置されている。第１電磁減圧弁６１０Ｌａは、走行用コントローラ５０から出力される駆動信号によってその開度が調整される。

バイパス管路６２Ｌａは、パイロットポンプ５４と方向制御弁５３Ｌとを、油圧パイロット弁５５Ｌａをバイパスして接続し、パイロットポンプ５４からの吐出圧（パイロット圧）を直接的に方向制御弁５３Ｌ（左側の受圧室ａ）に作用させるための管路である。

電磁開閉弁６２１Ｌａ及び第２電磁減圧弁６２２Ｌａは、バイパス管路６２Ｌａにおいて、圧油の流れに対してパイロットポンプ５４の下流側であって方向制御弁５３Ｌの上流側に配置されている。なお、本実施形態では、バイパス管路６２Ｌａにおいて、圧油の流れに対して第２電磁減圧弁６２２Ｌａよりも上流側に電磁開閉弁６２１Ｌａが配置されている。

電磁開閉弁６２１Ｌａは、走行用コントローラ５０からの駆動信号を受けて、バイパス管路６２Ｌａを開状態にする。第２電磁減圧弁６２２Ｌａは、走行用コントローラ５０から出力される駆動信号によってその開度が調整され、パイロットポンプ５４からの吐出圧を所定の目標パイロット圧まで減圧する。

本実施形態では、パイロット管路６１Ｌａとバイパス管路６２Ｌａとは、圧油の流れに対して第１電磁減圧弁６１０Ｌａ及び第２電磁減圧弁６２２Ｌａよりも下流側においてチェック弁６０Ｌａを介して合流している。チェック弁６０Ｌａは、パイロット管路６１Ｌａを流れる圧油、及びバイパス管路６２Ｌａを流れる圧油が、互いに他方の管路へと逆流することを防いでいる。

具体的には、走行用コントローラ５０からの駆動信号を受けて電磁開閉弁６２１Ｌａが駆動し、バイパス管路６２Ｌａが開状態になった場合には、パイロット管路６１Ｌａ及びバイパス管路６２Ｌａの両管路に圧油が流れる。このとき、チェック弁６０Ｌａは、パイロット管路６１Ｌａを流れる圧油、及びバイパス管路６２Ｌａを流れる圧油のうち、圧力が高い方の圧油を方向制御弁５３Ｌに導くように機能する。

走行用コントローラ５０は、切替スイッチ３５Ｌ及びパイロット圧検出器５６Ｌａからの信号が入力され、パイロット圧を調整するための演算等が内部で行われた後、第１電磁減圧弁６１０Ｌａ、電磁開閉弁６２１Ｌａ、及び第２電磁減圧弁６２２Ｌａにそれぞれ駆動信号を出力する。

具体的には、走行用コントローラ５０は、方向制御弁５３Ｌに作用させるパイロット圧を制御するための各種の演算等を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、ＣＰＵによる演算等を実行するためのプログラムを格納するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等の記憶媒体と、ＣＰＵがプログラムを実行する際の作業領域となるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）と、パイロット管路６１Ｌａやバイパス管路６２Ｌａに設けられた各機器に対して信号の入出力を行うＩ／Ｆ（インターフェース）と、を含む。

そして、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＨＤＤ、ＲＡＭ、及びＩ／Ｆがバスを介して互いに電気的に接続されており、パイロット管路６１Ｌａやバイパス管路６２Ｌａに設けられた各機器がＩ／Ｆに電気的に接続されている。

このようなハードウェア構成において、ＲＯＭやＨＤＤ等の記憶媒体に格納された走行用制御プログラムをＣＰＵが読み出してＲＡＭ上に展開し、展開された走行制御プログラム（ソフトウェア）を実行することにより、走行制御プログラム（ソフトウェア）とハードウェアとが協働して、走行制御システムとしての機能を実現する。

なお、本実施形態では、走行用コントローラ５０の構成をソフトウェアとハードウェアとの組み合わせにより説明したが、これに限らず、例えば走行制御プログラムの機能を実現する集積回路を用いて構成してもよい。

上記では、パイロット圧調整装置５Ｌにおいて、方向制御弁５３Ｌの左側の受圧室ａに作用させるパイロット圧を調整する構成を具体的に説明したが、方向制御弁５３Ｌの右側の受圧室ｂに作用させるパイロット圧を調整する構成も同様に、パイロット管路６１Ｌｂと、バイパス管路６２Ｌｂと、第１電磁減圧弁６１０Ｌｂと、電磁開閉弁６２１Ｌｂと、第２電磁減圧弁６２２Ｌｂと、走行用コントローラ５０と、を有している。

また、右側の走行モータ２２Ｒに係る走行用油圧制御システムは、左側の走行モータ２２Ｌに係る走行用油圧制御システムと同様に、油圧ポンプ５１Ｒと、作動油タンク５２と、走行モータ２２Ｒと、方向制御弁５３Ｒと、パイロットポンプ５４と、走行用操作レバー３４Ｒと、一対の油圧パイロット弁５５Ｒａ，５５Ｒｂと、切替スイッチ３５Ｒと、一対のパイロット圧検出器５６Ｒａ，５６Ｒｂと、パイロット圧調整装置５Ｒと、を含んで構成されている。

右側の走行モータ２２Ｒに係る走行用油圧制御システムにおけるパイロット圧調整装置５Ｒは、左側の走行モータ２２Ｌに係る走行用油圧制御システムの場合と同様に、パイロット管路６１Ｒａ，６１Ｒｂと、バイパス管路６２Ｒａ，６２Ｒｂと、第１電磁減圧弁６１０Ｒａ，６１０Ｒｂと、電磁開閉弁６２１Ｒａ，６２１Ｒｂと、第２電磁減圧弁６２２Ｒａ，６２２Ｒｂと、走行用コントローラ５０と、を有している。なお、走行用コントローラ５０、作動油タンク５２、及びパイロットポンプ５４はそれぞれ、左右の走行用油圧制御システム全体で共通のものを使用している。

＜方向制御弁５３Ｌに作用させるパイロット圧の調整方法＞
次に、方向制御弁５３Ｌに作用させるパイロット圧の調整方法について、図３を参照して説明する。

図３は、悪路走行中におけるパイロット圧の変化、及びパイロット圧調整装置５Ｌにおいて設定される所定の目標パイロット圧Ｐを示すグラフである。

油圧ショベル１は悪路を走行して作業をすることが多いため車体が振動しやすく、オペレータの実際の操作による走行用操作レバー３４Ｌの操作量に応じたパイロット圧、すなわちパイロット圧検出器５６Ｌａで検出されるパイロット圧Ｐｏ（以下、単に「パイロット圧Ｐｏ」とする）は、図３において実線で示すような振動周期を有している。そして、この振動周期に同期して、オペレータが意図せず走行用操作レバー３４Ｌを誤操作してしまう場合があり、走行用操作レバー３４Ｌの誤操作に伴う操作量に応じて、パイロット圧Ｐｏが大きく変動してしまう可能性がある。

この大きく変動するパイロット圧Ｐｏを方向制御弁５３Ｌにそのまま作用させてしまうと、車体のジャーキングが発生し、あるいはジャーキングをさらに増幅させてしまうことになる。そこで、前述したパイロット圧調整装置５Ｌは、変動するパイロット圧Ｐｏを、予め設定した所定の目標パイロット圧Ｐ（以下、単に「目標パイロット圧Ｐ」とする）に減圧させて方向制御弁５３Ｌに対し操作信号として作用させる。

具体的には、パイロット圧Ｐｏが目標パイロット圧Ｐ以上の場合（Ｐｏ≧Ｐ）には、図３において破線の下矢印で示すように、パイロット圧Ｐｏを目標パイロット圧Ｐまで減圧させる。このとき、走行用コントローラ５０から出力された駆動信号を受けた第１電磁減圧弁６１０Ｌａが、パイロット圧Ｐｏを目標パイロット圧Ｐまで減圧させる。

また、パイロット圧Ｐｏが目標パイロット圧Ｐよりも低い場合（Ｐｏ＜Ｐ）には、図３において実線の下矢印で示すように、パイロットポンプ５４からの吐出圧Ｐｄ（図３において二点鎖線で示す）を目標パイロット圧Ｐまで減圧させる。このとき、走行用コントローラ５０から出力された駆動信号を受けた電磁開閉弁６２１Ｌａがバイパス管路６２Ｌａを開状態にし、かつ、駆動信号を受けた第２電磁減圧弁６２２Ｌａがパイロットポンプ５４からの吐出圧Ｐｄを目標パイロット圧Ｐまで減圧させる。

すなわち、本実施形態では、パイロット圧Ｐｏが目標パイロット圧Ｐよりも低い場合（Ｐｏ＜Ｐ）、パイロット圧Ｐｏを目標パイロット圧Ｐまで昇圧させるのではなく、パイロット圧Ｐｏよりも高圧であるパイロットポンプ５４からの吐出圧Ｐｄを目標パイロット圧Ｐまで減圧させている。

このように、方向制御弁５３Ｌに対して変動のない目標パイロット圧Ｐを作用させることができるため、走行用操作レバー３４Ｌの誤操作に伴って油圧パイロット弁５５Ｌａで生成されるパイロット圧Ｐｏが大きく変動した場合であっても、車体のジャーキングの発生を抑止でき、またジャーキングの増幅を抑制することが可能となる。以下、パイロット圧調整装置５Ｌにおける走行用コントローラ５０の詳しい機能について説明する。

＜走行用コントローラ５０の機能構成＞
次に、走行用コントローラ５０の機能構成について、図４を参照して説明する。

図４は、走行用コントローラ５０が有する機能を示す機能ブロック図である。

走行用コントローラ５０は、受信部５０１と、目標パイロット圧設定部５０２と、差圧演算部５０３と、差圧判定部５０４と、閾値記憶部５０５と、駆動指令部５０６と、を含む。

受信部５０１は、切替スイッチ３５Ｌからの信号を受信する。本実施形態では、受信部５０１が切替スイッチ３５Ｌからの信号を継続して受信している間は、走行用操作レバー３４Ｌの操作モードは「制御モード」の状態で維持されており、受信部５０１が切替スイッチ３５Ｌからの信号を受信しなくなったときは、走行用操作レバー３４Ｌの操作モードは「制御モード」から「通常モード」に切り替わる。

目標パイロット圧設定部５０２は、受信部５０１からの情報、及びパイロット圧検出器５６Ｌａからの信号に基づいて、切替スイッチ３５Ｌによって走行用操作レバー３４Ｌの操作モードが「制御モード」に切り替えられた時点におけるパイロット圧検出器５６Ｌａで検出されたパイロット圧（パイロット圧Ｐｏ）を、目標パイロット圧Ｐとして設定する。

差圧演算部５０３は、目標パイロット圧設定部５０２からの情報、及びパイロット圧検出器５６Ｌａからの信号に基づいて、パイロット圧Ｐｏと目標パイロット圧Ｐとの差圧（以下、単に「差圧」とする）を演算する。

差圧判定部５０４は、差圧演算部５０３、及び閾値記憶部５０５からの情報に基づいて、差圧と閾値との大小を比較して、閾値に対する差圧の大小関係を判定する。閾値記憶部５０５には、所定の第１閾値α及び所定の第２閾値βが予め記憶されている。

駆動指令部５０６は、差圧判定部５０４からの情報、及びパイロット圧検出器５６Ｌａからの信号に基づいて、パイロット圧Ｐｏが所定のパイロット圧（パイロット圧Ｐｏ又は目標パイロット圧）になるように、第１電磁減圧弁６１０Ｌａ、電磁開閉弁６２１Ｌａ、及び第２電磁減圧弁６２２Ｌａに対してそれぞれ駆動信号を出力する。

具体的には、パイロット圧Ｐｏをそのまま方向制御弁５３Ｌに作用させる処理においては、駆動指令部５０６は、第１電磁減圧弁６１０Ｌａに対してパイロット圧Ｐｏとなるように駆動信号を出力する。パイロット圧Ｐｏを目標パイロット圧Ｐに調整して方向制御弁５３Ｌに作用させる処理においては、駆動指令部５０６は、パイロット圧Ｐｏが目標パイロット圧Ｐ以上の場合（Ｐｏ≧Ｐ）には、第１電磁減圧弁６１０Ｌａに対して目標パイロット圧Ｐとなるように駆動信号を出力し、パイロット圧Ｐｏが目標パイロット圧Ｐよりも低い場合（Ｐｏ＜Ｐ）には、電磁開閉弁６２１Ｌａに対して「開」となるように駆動信号を出力するとともに、第２電磁減圧弁６２２Ｌａに対して目標パイロット圧Ｐとなるように駆動信号を出力する。

＜走行用コントローラ５０における処理＞
次に、走行用コントローラ５０内で実行される具体的な処理について、図５〜図９を参照して説明する。

図５は、走行用コントローラ５０で実行される処理の流れの概要を示すフローチャートである。図６は、走行用コントローラ５０で実行される通常モード処理の流れを示すフローチャートである。図７は、走行用コントローラ５０で実行される制御モード処理の流れを示すフローチャートである。図８は、遅れ処理を実行した場合におけるパイロット圧の変化の様子を説明するグラフである。図９は、パイロット圧Ｐｏと目標パイロット圧Ｐとの差圧が所定の第１閾値α以下である場合におけるパイロット圧の様子を説明するグラフである。

まず、図５に示すように、受信部５０１は、パイロット圧検出器５６Ｌａからの信号を監視し、油圧ショベル１の走行中に切替スイッチ３５Ｌからの信号の受信があるかどうか、すなわち切替スイッチ３５Ｌが押されたか否かを判定する（ステップＳ７００）。

ステップＳ７００において、受信部５０１に切替スイッチ３５Ｌからの信号の受信がない場合（ステップＳ７００／ＮＯ）には、「通常モード処理」に進み（ステップＳ８００）、処理が終了する。この場合、油圧ショベル１の通常運転時や、ジャーキングの抑止を不要としているときである。

ステップＳ７００において、受信部５０１に切替スイッチ３５Ｌからの信号の受信がある場合（ステップＳ７００／ＹＥＳ）には、「制御モード処理」に進み（ステップＳ９００）、処理が終了する。

まず、通常モード処理（ステップＳ８００）に進んだ場合について説明する。図６に示すように、走行用コントローラ５０は、パイロット圧検出器５６Ｌａからパイロット圧Ｐｏ（走行用操作レバー３４Ｌの操作量に応じて油圧パイロット弁５５Ｌａで生成されたパイロット圧）を取得する（ステップＳ８０１）。

そして、駆動指令部５０６は、第１電磁減圧弁６１０Ｌａに対し、パイロット圧Ｐｏとなるように（パイロット圧Ｐｏをそのまま作用させる）駆動信号を出力し（ステップＳ８０３）、処理が終了する。

次に、制御モード処理（ステップＳ９００）に進んだ場合について説明する。図７に示すように、目標パイロット圧設定部５０２は、パイロット圧検出器５６Ｌａからパイロット圧Ｐｏ（走行用操作レバー３４Ｌの操作量に応じて油圧パイロット弁５５Ｌａで生成されたパイロット圧）を取得し（ステップＳ９０１）、切替スイッチ３５Ｌが押された時点、すなわち走行用操作レバー３４Ｌの操作モードが「制御モード」に切り替えられた時点におけるパイロット圧Ｐｏを目標パイロット圧Ｐとして設定する（ステップＳ９０２）。

そして、受信部５０１は、切替スイッチ３５Ｌからの信号を継続して受信しているかどうか、すなわち走行用操作レバー３４Ｌの操作モードが「制御モード」の状態を維持しているかどうかを判定する（ステップＳ９０３）。

ステップＳ９０３において、受信部５０１が切替スイッチ３５Ｌからの信号を継続して受信している場合（ステップＳ９０３／ＹＥＳ）には、差圧判定部５０４は、差圧演算部５０３で演算された差圧（｜Ｐｏ−Ｐ｜）が所定の第１閾値α（α＞０）よりも大きいかどうかを比較する（ステップＳ９０４）。ここで、所定の第１閾値αは、例えば０．２ＭＰａ等の比較的０ＭＰａに近い数値である。ステップＳ９０３において、受信部５０１が切替スイッチ３５Ｌからの信号を継続して受信していない場合（ステップＳ９０３／ＮＯ）については後述する。

ステップＳ９０４において、差圧が所定の第１閾値αよりも大きいと判定された場合（｜Ｐｏ−Ｐ｜＞α）には、差圧判定部５０４は、続いて、差圧演算部５０３で演算された差圧が所定の第２閾値βよりも小さいかどうかを比較する（ステップＳ９０５）。ここで、所定の第２閾値βは、例えば１ＭＰａ等の数値であり、所定の第１閾値αに比べて大きな値である。

なお、本実施形態では、ステップＳ９０４の次にステップＳ９０５に進むような処理の流れになっているが、必ずしもその順番である必要はなく、ステップＳ９０５の次にステップＳ９０４に進んでも良いし、ステップＳ９０４及びステップＳ９０５のうちのいずれかのステップのみでもよい。

ステップＳ９０４において、差圧が所定の第１閾値α以下であると判定された場合（｜Ｐｏ−Ｐ｜≦α）には、駆動指令部５０６は、第１電磁減圧弁６１０Ｌａに対し、パイロット圧Ｐｏとなるように（パイロット圧Ｐｏをそのまま作用させる）駆動信号を出力し（ステップＳ９１０）、処理が終了する。

ここで、差圧が所定の第１閾値α以下である場合（｜Ｐｏ−Ｐ｜≦α）とは、図９に示すように、パイロット圧Ｐｏが目標パイロット圧Ｐに近似していることから、ジャーキングの抑止を特に必要としない状態である。このような場合には、走行用操作レバー３４Ｌの操作量に応じたパイロット圧（パイロット圧Ｐｏ）を方向制御弁５３Ｌに作用させる処理を行うことで、例えばオペレータが切替スイッチ３５Ｌを解除し忘れているような場合（オペレータが意図せずに切替スイッチ３５Ｌを押し続けているような場合）であっても通常運転時と同様な運転をすることができる。

ステップＳ９０５において、差圧が第２閾値βよりも小さい場合（｜Ｐｏ−Ｐ｜＜β）には、駆動指令部５０６は、ステップＳ９０１において取得したパイロット圧Ｐｏが、目標パイロット圧Ｐよりも大きいかどうかを比較する（ステップＳ９０６）。ステップＳ９０５において、差圧が所定の第２閾値β以上である場合（｜Ｐｏ−Ｐ｜≧β）については後述する。

ステップＳ９０６において、パイロット圧Ｐｏが目標パイロット圧Ｐ以上の場合（Ｐｏ≧Ｐ）には、駆動指令部５０６は、第１電磁減圧弁６１０Ｌａに対して目標パイロット圧Ｐとなるように駆動信号を出力し（ステップＳ９０７）、処理が終了する。これにより、第１電磁減圧弁６１０Ｌａは、パイロット管路６１Ｌａを流れてきた圧油の圧力（パイロット圧Ｐｏ）を目標パイロット圧Ｐまで減圧させる。

ステップＳ９０６において、パイロット圧Ｐｏが目標パイロット圧Ｐよりも小さい場合（Ｐｏ＜Ｐ）には、駆動指令部５０６は、電磁開閉弁６２１Ｌａに対して「開」となるように駆動信号を出力するとともに、第２電磁減圧弁６２２Ｌａに対して目標パイロット圧Ｐとなるように駆動信号を出力し（ステップＳ９０８）、処理が終了する。これにより、電磁開閉弁６２１Ｌａがバイパス管路６２Ｌａを開状態とし、第２電磁減圧弁６２２Ｌａは、バイパス管路６２Ｌａを流れてきたパイロットポンプ５４からの圧油の圧力（吐出圧Ｐｄ）を目標パイロット圧Ｐまで減圧させる。

次に、ステップＳ９０３において、受信部５０１が切替スイッチ３５Ｌからの信号を継続して受信していない場合、及びステップＳ９０５において、差圧が所定の第２閾値β以上である場合（｜Ｐｏ−Ｐ｜≧β）の処理について説明する。

これらの場合、図７に示すように、駆動指令部５０６は、時間的な遅れを持たせて（図８に示すｔ[sec]）走行用操作レバー３４Ｌの操作量に応じたパイロット圧（パイロット圧Ｐｏ）になるように、時間的な遅れ要素を付加した駆動信号を第１電磁減圧弁６１０Ｌａに出力し（ステップＳ９０９）、処理が終了する。

ここで、駆動指令部５０６が、時間的な遅れを持たせずに単に駆動信号を第１電磁減圧弁６１０Ｌａに出力した場合、図８において一点鎖線で示すように、方向制御弁５３Ｌに作用させるパイロット圧が急激に変化することとなり、車体が大きく振動する可能性がある。

そこで、図８において破線で示すように、駆動指令部５０６が、時間的な遅れ要素を付加した駆動信号を第１電磁減圧弁６１０Ｌａに出力することで、第１電磁減圧弁６１０Ｌａの開度が徐々に調整されることから、方向制御弁５３Ｌに作用させるパイロット圧の急激な変化を抑制して、油圧ショベル１の滑らかな走行を実現することが可能となる。図８に示すグラフでは、この時間的な遅れ要素に一次遅れ要素を用いているが、必ずしも一次遅れ要素である必要はない。

なお、ステップＳ９０３において、受信部５０１が切替スイッチ３５Ｌからの信号を継続して受信していない場合（ステップＳ９０３／Ｎｏ）は、走行用操作レバー３４Ｌの操作モードを「制御モード」から「通常モード」に切り替えた場合（オペレータが切替スイッチ３５Ｌから指を離した状態）であるので、制御モード処理から通常モード処理にモードを遷移させる処理に相当する。

また、ステップＳ９０５において、差圧が所定の第２閾値β以上である場合（｜Ｐｏ−Ｐ｜≧β）とは、オペレータは切替スイッチ３５Ｌを押したままの状態（例えば、オペレータが切替スイッチ３５Ｌを解除し忘れているような場合）ではあるが、方向制御弁５３Ｌに作用させるパイロット圧を意図して変動させたい等、オペレータによる走行用操作レバー３４Ｌの操作通りに油圧ショベル１を走行させたい場合である。

以上より、走行用コントローラ５０から出力される駆動信号にしたがって、変動のあるパイロット圧を変動のないパイロット圧（目標パイロット圧Ｐ）に制御した上で方向制御弁５３Ｌに作用させることにより、また、オペレータによる実際の走行用操作レバー３４Ｌの操作通りに油圧ショベル１を走行させたいとき等にはパイロット圧の制御状態を徐々に解除させることにより、不要な車体のジャーキングの発生の抑止、あるいはジャーキングの増幅の抑制を図り、オペレータによる操作性を向上させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明した。なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、本実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、本実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。またさらに、本実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

例えば、上記実施形態では、操作装置として走行用操作レバー３４Ｌ，３４Ｒについて説明したが、必ずしもオペレータが手で操作するレバーである必要はなく、例えば走行用操作ペダルであってもよい。

また、上記実施形態では、切替装置としての切替スイッチ３５Ｌ，３５Ｒは、オペレータが押し続けることにより「制御モード」の状態が維持されるようなスイッチであったが、切替装置の仕様については特に制限はない。

また、上記実施形態では、走行用コントローラ５０は、受信部５０１を含んでおり、切替スイッチ３５ＬのＯＮ又はＯＦＦの情報は受信部５０１からの情報に基づいたが、必ずしも受信部５０１からの情報に基づく必要なく、例えば切替スイッチ３５Ｌ，３５Ｒから直接的に走行用コントローラ５０の各部に信号が入力されてもよい。

また、上記実施形態では、油圧アクチュエータとして走行モータ２２Ｌ，２２Ｒについて説明したが、これに限らず、例えばブームシリンダ４０ａ、アームシリンダ４０ｂ、及びバケットシリンダ４０ｃ等の他の油圧アクチュエータであってもよい。

また、上記実施形態では、建設機械としてクローラ式の油圧ショベル１について説明したが、必ずしもクローラ式の建設機械である必要はなく、例えばホイール式の油圧ショベル等のホイール式の建設機械であってもよい。

また、制御モード処理（ステップＳ９００）は、少なくとも、切替スイッチ３５Ｌによって走行用操作レバー３４Ｌの操作モードが制御モードに切り替えられた時点におけるパイロット圧検出器５６Ｌａで検出したパイロット圧Ｐｏを目標パイロット圧Ｐに設定し、方向制御弁５３Ｌに作用させるパイロット圧が目標パイロット圧Ｐとなるような駆動信号を出力する処理であればよい。

５Ｌ，５Ｒ：パイロット圧調整装置
２２Ｌ，２２Ｒ：走行モータ（油圧アクチュエータ）
３４Ｌ，３４Ｒ：走行用操作レバー（操作装置）
３５Ｌ，３５Ｒ：切替スイッチ（切替装置）
５０：走行用コントローラ（コントローラ）
５１Ｌ，５１Ｒ：油圧ポンプ
５３Ｌ，５３Ｒ：方向制御弁
５４：パイロットポンプ
５５Ｌａ，５５Ｌｂ，５５Ｒａ，５５Ｒｂ：油圧パイロット弁
５６Ｌａ，５６Ｌｂ，５６Ｒａ，５６Ｒｂ：パイロット圧検出器
６１Ｌａ，６１Ｌｂ，６１Ｒａ，６１Ｒｂ：パイロット管路
６２Ｌａ，６２Ｌｂ，６２Ｒａ，６２Ｒｂ：バイパス管路
５０１：目標パイロット圧設定部
５０６：駆動指令部
６１０Ｌａ，６１０Ｌｂ，６１０Ｒａ，６１０Ｒｂ：第１電磁減圧弁
６２１Ｌａ，６２１Ｌｂ，６２１Ｒａ，６２１Ｒｂ：電磁開閉弁
６２２Ｌａ，６２２Ｌｂ，６２２Ｒａ，６２２Ｒｂ：第２電磁減圧弁
Ｐ：所定の目標パイロット圧
α：所定の第１閾値
β：所定の第２閾値

Claims (4)

1. 油圧ポンプと、前記油圧ポンプから供給される圧油によって駆動する油圧アクチュエータと、前記油圧アクチュエータを操作するための操作装置と、パイロットポンプと、前記パイロットポンプから供給される圧油から前記操作装置の操作量に応じた油圧信号であるパイロット圧を生成する油圧パイロット弁と、前記油圧パイロット弁からの前記パイロット圧によって駆動され、前記油圧アクチュエータに供給される圧油の流れを制御するための方向制御弁と、を備えた建設機械において、
   前記操作装置の操作モードを通常モード又は制御モードに選択的に切り替える切替装置と、
   前記方向制御弁に作用させる前記パイロット圧を調整するパイロット圧調整装置と、
   前記パイロット圧を検出するパイロット圧検出器と、を有し、
   前記パイロット圧調整装置は、
   前記油圧パイロット弁と前記方向制御弁とを接続し、第１電磁減圧弁が設けられたパイロット管路と、
   前記パイロットポンプと前記方向制御弁とを、前記油圧パイロット弁をバイパスして接続し、電磁開閉弁及び第２電磁減圧弁が設けられたバイパス管路と、
   前記切替装置及び前記パイロット圧検出器からの信号が入力され、前記第１電磁減圧弁、前記電磁開閉弁、及び前記第２電磁減圧弁にそれぞれ駆動信号を出力するコントローラと、を有し、
   前記コントローラは、
   前記切替装置及び前記パイロット圧検出器からの信号に基づいて、所定の目標パイロット圧を設定する目標パイロット圧設定部と、
   前記パイロット圧検出器からの信号及び前記目標パイロット圧設定部からの情報に基づいて、前記駆動信号を出力する駆動指令部と、を含み、
   前記目標パイロット圧設定部は、前記切替装置の操作によって前記操作装置の操作モードが前記制御モードに切り替えられた場合に、前記制御モードに切り替えられた時点における前記パイロット圧検出器で検出された前記パイロット圧を、前記所定の目標パイロット圧に設定し、
   前記駆動指令部は、前記パイロット圧検出器で検出される前記パイロット圧が前記所定の目標パイロット圧よりも高いときに、前記所定の目標パイロット圧になるように前記第１電磁減圧弁に前記駆動信号を出力する一方、前記パイロット圧検出器で検出される前記パイロット圧が前記所定の目標パイロット圧よりも低いときに、前記所定の目標パイロット圧になるように前記電磁開閉弁及び前記第２電磁減圧弁にそれぞれ前記駆動信号を出力する
   ことを特徴とする建設機械。
2. 請求項１に記載の建設機械において、
   前記パイロット圧検出器で検出される前記パイロット圧と前記所定の目標パイロット圧との差圧が所定の第１閾値以下である場合、前記駆動指令部は、前記操作装置の操作量に応じた前記パイロット圧になるように、前記第１電磁減圧弁に前記駆動信号を出力する
   ことを特徴とする建設機械。
3. 請求項１に記載の建設機械において、
   前記操作装置の操作モードが前記制御モードから前記通常モードに切り替わった場合、前記駆動指令部は、時間的な遅れを持たせて前記操作装置の操作量に応じた前記パイロット圧になるように、時間的な遅れ要素を付加した前記駆動信号を前記第１電磁減圧弁に出力する
   ことを特徴とする建設機械。
4. 請求項１に記載の建設機械において、
   前記パイロット圧検出器で検出される前記パイロット圧と前記所定の目標パイロット圧との差圧が所定の第２閾値以上である場合、前記駆動指令部は、時間的な遅れを持たせて前記操作装置の操作量に応じた前記パイロット圧になるように、時間的な遅れ要素を付加した前記駆動信号を前記第１電磁減圧弁に出力する
   ことを特徴とする建設機械。