JP2022156290A - ショベル - Google Patents

Abstract

【課題】より簡単な構成でバケットを自動的に振動させることができるショベルを提供すること。【解決手段】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に取り付けられる、アーム５及びバケット６を含むアタッチメントＡＴと、アタッチメントＡＴを操作するための操作装置２６と、を有する。そして、ショベル１００は、砂利撒きモードを含む振動モードで動作するように構成されている。【選択図】図１

Description

本開示は、掘削機としてのショベルに関する。

従来、掘削機のアームとバケットとの間に取り付けられて振動を発生させることができる掘削機の振動発生アダプタが知られている（例えば、特許文献１参照）。この振動発生アダプタは、例えば、振動発生機構によりバケットに振動を与え、バケットの背面を土砂に圧接させながら土砂を締め固めさせることができるように構成されている。

特開２００２－０３８５１４号公報

しかしながら、上述のような締め固め作業を実行する掘削機は、振動発生アダプタをアームとバケットとの間に取り付ける必要があるため、その構成が複雑になってしまう。

そこで、より簡単な構成でバケットを自動的に振動させることができるショベルを提供することが望ましい。

本発明の実施形態に係るショベルは、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、前記上部旋回体に取り付けられる、アーム及びバケットを含むアタッチメントと、前記アタッチメントを操作するための操作装置と、を有するショベルであって、砂利撒きモードを含む振動モードで動作するように構成されている。

上述のショベルは、より簡単な構成でバケットを自動的に振動させることができる。

本発明の実施形態に係るショベルの側面図である。 図１のショベルの上面図である。 図１のショベルに搭載される油圧システムの構成例を示す図である。 アームシリンダの操作に関する油圧システムの一部の図である。 ブームシリンダに関する油圧システムの一部の図である。 バケットシリンダに関する油圧システムの一部の図である。 旋回油圧モータに関する油圧システムの一部の図である。 コントローラの構成例を示す図である。 モード切換処理の流れの一例を示すフローチャートである。 バケット調整処理の流れの一例を示すフローチャートである。 アーム調整処理の流れの一例を示すフローチャートである。 バケットに関する開き指令及び閉じ指令とバケット角度との時間的推移を示す図である。

最初に、図１及び図２を参照して、本発明の実施形態に係る掘削機としてのショベル１００について説明する。図１はショベル１００の側面図であり、図２はショベル１００の上面図である。

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。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。

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。

上部旋回体３にはブーム４が取り付けられている。ブーム４の先端にはアーム５が取り付けられ、アーム５の先端にはエンドアタッチメントとしてのバケット６が取り付けられている。ブーム４、アーム５及びバケット６は、アタッチメントの一例であるアタッチメントＡＴを構成する。ブーム４はブームシリンダ７で駆動され、アーム５はアームシリンダ８で駆動され、バケット６はバケットシリンダ９で駆動される。ブームシリンダ７、アームシリンダ８、及びバケットシリンダ９は、アタッチメントアクチュエータを構成している。図１及び図２に示す例では、バケット６は、掘削バケットであるが、スケルトンバケット（除礫バケット）であってもよい。また、バケット６は、バケットチルト機構を備えていてもよい。

上部旋回体３には、運転室としてのキャビン１０が設けられ、且つ、エンジン１１等の動力源が搭載されている。キャビン１０の内部には、操作装置２６、コントローラ３０、及び操作方式切換装置ＳＤ等が設けられている。また、上部旋回体３には、空間認識装置７０等が取り付けられている。なお、本書では、便宜上、上部旋回体３における、アタッチメントＡＴが取り付けられている側を前方とし、カウンタウェイトが取り付けられている側を後方とする。

空間認識装置７０は、ショベル１００の周囲の三次元空間に存在する物体を認識するように構成されている。また、空間認識装置７０は、空間認識装置７０又はショベル１００から認識された物体までの距離を算出するように構成されていてもよい。空間認識装置７０は、例えば、超音波センサ、ミリ波レーダ、撮像装置、ＬＩＤＡＲ、距離画像センサ、赤外線センサ等、又はそれらの任意の組み合わせを含む。撮像装置は、例えば、単眼カメラ又はステレオカメラ等である。本実施形態では、空間認識装置７０は、キャビン１０の上面前端に取り付けられた前方センサ７０Ｆ、上部旋回体３の上面後端に取り付けられた後方センサ７０Ｂ、上部旋回体３の上面左端に取り付けられた左方センサ７０Ｌ、及び、上部旋回体３の上面右端に取り付けられた右方センサ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。

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。

操作方式切換装置ＳＤは、操作レバーの操作方式を切り換えることができるように構成される。例えば、操作方式切換装置ＳＤは、キャビン１０内の右側コンソールに設けられた押しボタンスイッチを含み、押しボタンスイッチが押される度に、第１操作方式と第２操作方式との間で操作レバーの操作方式を切り換えることができるように構成される。例えば、第１操作方式は、左操作レバー２６Ｌ（図３参照。）が前方に倒されたときにアーム５が開かれ、左操作レバー２６Ｌが後方に倒されたときにアーム５が閉じられ、左操作レバー２６Ｌが左方に倒されたときに左旋回が実行され、且つ、左操作レバー２６Ｌが右方に倒されたときに右旋回が実行されるように構成されている。また、第１操作方式は、右操作レバー２６Ｒ（図３参照。）が前方に倒されたときにブーム４が下げられ、右操作レバー２６Ｒが後方に倒されたときにブーム４が上げられ、右操作レバー２６Ｒが左方に倒されたときにバケット６が閉じられ、且つ、右操作レバー２６Ｒが右方に倒されたときにバケット６が開かれるように構成されている。一方で、第２操作方式は、左操作レバー２６Ｌ（図３参照。）が前方に倒されたときに右旋回が実行され、左操作レバー２６Ｌが後方に倒されたときに左旋回が実行され、左操作レバー２６Ｌが左方に倒されたときにアーム５が開かれ、且つ、左操作レバー２６Ｌが右方に倒されたときにアーム５が閉じられるように構成されている。

ショベル１００の操作者は、例えば、掘削バケットを用いて掘削作業を行う場合に第１操作方式を選択し、スケルトンバケット（除礫バケット）を用いて除礫作業を行う場合に第２操作方式を選択してもよい。

コントローラ３０は、ショベル１００を制御するための制御装置である。本実施形態では、コントローラ３０は、ＣＰＵ、揮発性記憶装置、及び不揮発性記憶装置等を備えたコンピュータで構成されている。そして、コントローラ３０は、各機能に対応するプログラムを不揮発性記憶装置から読み出して揮発性記憶装置にロードし、対応する処理をＣＰＵに実行させる。各機能は、例えば、操作者によるショベル１００の手動操作をガイド（案内）するマシンガイダンス機能、及び、操作者によるショベル１００の手動操作を支援したり或いはショベル１００を自動的或いは自律的に動作させたりするマシンコントロール機能を含む。コントローラ３０は、ショベル１００の周囲の監視範囲内に存在する物体とショベル１００との接触を回避するためにショベル１００を自動的或いは自律的に動作させたり或いは停止させたりする接触回避機能を含んでいてもよい。ショベル１００の周囲の物体の監視は、監視範囲内だけでなく監視範囲外に対しても実行される。

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、作動油ライン、パイロットライン及び電気制御系を、それぞれ、二重線、実線、破線及び点線で示している。

ショベル１００の油圧システムは、主に、エンジン１１、レギュレータ１３、メインポンプ１４、パイロットポンプ１５、コントロールバルブユニット１７、操作装置２６、吐出圧センサ２８、操作センサ２９、及びコントローラ３０等を含む。

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。

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。

メインポンプ１４は、作動油ラインを介して作動油をコントロールバルブユニット１７に供給できるように構成されている。本実施形態では、メインポンプ１４は、斜板式可変容量型油圧ポンプである。

レギュレータ１３は、メインポンプ１４の吐出量を制御できるように構成されている。本実施形態では、レギュレータ１３は、コントローラ３０からの制御指令に応じてメインポンプ１４の斜板傾転角を調節することによってメインポンプ１４の吐出量を制御する。

パイロットポンプ１５は、パイロット圧生成装置の一例であり、パイロットラインを介して油圧制御機器に作動油を供給できるように構成されている。本実施形態では、パイロットポンプ１５は、固定容量型油圧ポンプである。但し、パイロット圧生成装置は、メインポンプ１４によって実現されてもよい。すなわち、メインポンプ１４は、作動油ラインを介して作動油をコントロールバルブユニット１７に供給する機能に加え、パイロットラインを介して各種油圧制御機器に作動油を供給する機能を備えていてもよい。この場合、パイロットポンプ１５は、省略されてもよい。

コントロールバルブユニット１７は、ショベル１００における油圧システムを制御する油圧制御装置である。本実施形態では、コントロールバルブユニット１７は、制御弁１７１～１７６を含む。制御弁１７５は制御弁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ユニット１７は、制御弁１７１～１７６を通じ、メインポンプ１４が吐出する作動油を１又は複数の油圧アクチュエータに選択的に供給できるように構成されている。制御弁１７１～１７６は、例えば、メインポンプ１４から油圧アクチュエータに流れる作動油の流量、及び、油圧アクチュエータから作動油タンクに流れる作動油の流量を制御する。油圧アクチュエータは、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、バケットシリンダ９、左走行油圧モータ２ＭＬ、右走行油圧モータ２ＭＲ及び旋回油圧モータ２Ａを含む。

操作装置２６は、操作者がアクチュエータを操作できるように構成されている。本実施形態では、操作装置２６は、操作者が油圧アクチュエータを操作できるように構成された油圧アクチュエータ操作装置を含む。具体的には、油圧アクチュエータ操作装置は、パイロットラインを介して、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、コントロールバルブユニット１７内の対応する制御弁のパイロットポートに供給できる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。

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。

操作センサ２９は、操作者による操作装置２６の操作の内容を検出できるように構成されている。本実施形態では、操作センサ２９は、アクチュエータのそれぞれに対応する操作装置２６の操作方向及び操作量を検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。

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。

左センターバイパス管路４０Ｌは、コントロールバルブユニット１７内に配置された制御弁１７１、１７３、１７５Ｌ及び１７６Ｌを通る作動油ラインである。右センターバイパス管路４０Ｒは、コントロールバルブユニット１７内に配置された制御弁１７２、１７４、１７５Ｒ及び１７６Ｒを通る作動油ラインである。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

レギュレータ１３は、左レギュレータ１３Ｌ及び右レギュレータ１３Ｒを含む。左レギュレータ１３Ｌは、左メインポンプ１４Ｌの吐出圧に応じて左メインポンプ１４Ｌの斜板傾転角を調節することによって、左メインポンプ１４Ｌの吐出量を制御する。具体的には、左レギュレータ１３Ｌは、例えば、左メインポンプ１４Ｌの吐出圧の増大に応じて左メインポンプ１４Ｌの斜板傾転角を調節して吐出量を減少させる。右レギュレータ１３Ｒについても同様である。吐出圧と吐出量との積で表されるメインポンプ１４の吸収パワー（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。

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。

左操作レバー２６Ｌは、旋回操作とアーム５の操作に用いられる。左操作レバー２６Ｌは、前後方向に操作されると、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁１７６のパイロットポートに導入させる。また、左右方向に操作されると、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁１７３のパイロットポートに導入させる。

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。

図３に示す例では、左操作レバー２６Ｌは、前後方向に操作されたときにアーム操作レバーとして機能し、左右方向に操作されたときに旋回操作レバーとして機能する。

右操作レバー２６Ｒは、ブーム４の操作とバケット６の操作に用いられる。右操作レバー２６Ｒは、前後方向に操作されると、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁１７５のパイロットポートに導入させる。また、左右方向に操作されると、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁１７４のパイロットポートに導入させる。

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。

図３に示す例では、右操作レバー２６Ｒは、前後方向に操作されたときにブーム操作レバーとして機能し、左右方向に操作されたときにバケット操作レバーとして機能する。

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。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。

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。

操作センサ２９は、操作センサ２９ＬＡ、２９ＬＢ、２９ＲＡ、２９ＲＢ、２９ＤＬ、２９ＤＲを含む。操作センサ２９ＬＡは、操作者による左操作レバー２６Ｌに対する前後方向への操作の内容を検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。操作の内容は、例えば、レバー操作方向、レバー操作量（レバー操作角度）等である。

同様に、操作センサ２９ＬＢは、操作者による左操作レバー２６Ｌに対する左右方向への操作の内容を検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。操作センサ２９ＲＡは、操作者による右操作レバー２６Ｒに対する前後方向への操作の内容を検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。操作センサ２９ＲＢは、操作者による右操作レバー２６Ｒに対する左右方向への操作の内容を検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。操作センサ２９ＤＬは、操作者による左走行レバー２６ＤＬに対する前後方向への操作の内容を検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。操作センサ２９ＤＲは、操作者による右走行レバー２６ＤＲに対する前後方向への操作の内容を検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。

コントローラ３０は、操作センサ２９の出力を受信し、必要に応じてレギュレータ１３に対して制御指令を出力し、メインポンプ１４の吐出量を変化させる。また、コントローラ３０は、絞り１８の上流に設けられた制御圧センサ１９の出力を受信し、必要に応じてレギュレータ１３に対して制御指令を出力し、メインポンプ１４の吐出量を変化させる。絞り１８は左絞り１８Ｌ及び右絞り１８Ｒを含み、制御圧センサ１９は左制御圧センサ１９Ｌ及び右制御圧センサ１９Ｒを含む。

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。

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。

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。

次に、図４Ａ～図４Ｄを参照し、コントローラ３０がマシンコントロール機能によってアクチュエータを動作させるための構成について説明する。図４Ａ～図４Ｄは、油圧システムの一部を抜き出した図である。具体的には、図４Ａは、アームシリンダ８の操作に関する油圧システム部分を抜き出した図であり、図４Ｂは、ブームシリンダ７の操作に関する油圧システム部分を抜き出した図である。図４Ｃは、バケットシリンダ９の操作に関する油圧システム部分を抜き出した図であり、図４Ｄは、旋回油圧モータ２Ａの操作に関する油圧システム部分を抜き出した図である。

図４Ａ～図４Ｄに示すように、油圧システムは、比例弁３１を含む。比例弁３１は、比例弁３１ＡＬ～３１ＤＬ及び３１ＡＲ～３１ＤＲを含む。

比例弁３１は、マシンコントロール用制御弁として機能する。比例弁３１は、パイロットポンプ１５とコントロールバルブユニット１７内の対応する制御弁のパイロットポートとを接続する管路に配置され、その管路の流路面積を変更できるように構成されている。本実施形態では、比例弁３１は、コントローラ３０が出力する制御指令に応じて動作する。そのため、コントローラ３０は、操作者による操作装置２６の操作とは無関係に、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１を介し、コントロールバルブユニット１７内の対応する制御弁のパイロットポートに供給できる。そして、コントローラ３０は、比例弁３１が生成するパイロット圧を、対応する制御弁のパイロットポートに作用させることができる。

この構成により、コントローラ３０は、特定の操作装置２６に対する操作が行われていない場合であっても、その特定の操作装置２６に対応する油圧アクチュエータを動作させることができる。また、コントローラ３０は、特定の操作装置２６に対する操作が行われている場合であっても、その特定の操作装置２６に対応する油圧アクチュエータの動作を強制的に停止させることができる。

例えば、図４Ａに示すように、左操作レバー２６Ｌは、アーム５を操作するために用いられる。具体的には、左操作レバー２６Ｌは、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用し、前後方向への操作に応じたパイロット圧を制御弁１７６のパイロットポートに作用させる。より具体的には、左操作レバー２６Ｌは、アーム閉じ方向（後方向）に操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧を制御弁１７６Ｌの右側パイロットポートと制御弁１７６Ｒの左側パイロットポートに作用させる。また、左操作レバー２６Ｌは、アーム開き方向（前方向）に操作された場合には、操作量に応じたパイロット圧を制御弁１７６Ｌの左側パイロットポートと制御弁１７６Ｒの右側パイロットポートに作用させる。

操作装置２６の一つである操作レバーにはスイッチＮＳが設けられている。具体的には、左操作レバー２６Ｌには左スイッチＮＳＬが設けられ、右操作レバー２６Ｒには右スイッチＮＳＲが設けられている。本実施形態では、スイッチＮＳは、操作レバーの先端に設けられた押しボタンスイッチである。操作者は、スイッチＮＳを押しながら操作レバーを操作できる。なお、左スイッチＮＳＬ及び右スイッチＮＳＲの何れか一方は、省略されていてもよい。また、スイッチＮＳは、キャビン１０内の他の位置に設けられていてもよい。

操作センサ２９ＬＡは、操作者による左操作レバー２６Ｌに対する前後方向への操作の内容を検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。

比例弁３１ＡＬは、コントローラ３０が出力する制御指令（電流指令）に応じて動作する。そして、パイロットポンプ１５から比例弁３１ＡＬを介して制御弁１７６Ｌの右側パイロットポート及び制御弁１７６Ｒの左側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁３１ＡＲは、コントローラ３０が出力する制御指令（電流指令）に応じて動作する。そして、パイロットポンプ１５から比例弁３１ＡＲを介して制御弁１７６Ｌの左側パイロットポート及び制御弁１７６Ｒの右側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁３１ＡＬは、制御弁１７６Ｌ及び制御弁１７６Ｒを任意の弁位置で停止できるようにパイロット圧を調整可能である。同様に、比例弁３１ＡＲは、制御弁１７６Ｌ及び制御弁１７６Ｒを任意の弁位置で停止できるようにパイロット圧を調整可能である。

この構成により、コントローラ３０は、操作者によるアーム閉じ操作に応じ、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＡＬを介し、制御弁１７６Ｌの右側パイロットポート及び制御弁１７６Ｒの左側パイロットポートに供給できる。また、コントローラ３０は、操作者によるアーム閉じ操作とは無関係に、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＡＬを介し、制御弁１７６Ｌの右側パイロットポート及び制御弁１７６Ｒの左側パイロットポートに供給できる。すなわち、コントローラ３０は、操作者によるアーム閉じ操作に応じ、或いは、操作者によるアーム閉じ操作とは無関係に、アーム５を閉じることができる。

また、コントローラ３０は、操作者によるアーム開き操作に応じ、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＡＲを介し、制御弁１７６Ｌの左側パイロットポート及び制御弁１７６Ｒの右側パイロットポートに供給できる。また、コントローラ３０は、操作者によるアーム開き操作とは無関係に、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＡＲを介し、制御弁１７６Ｌの左側パイロットポート及び制御弁１７６Ｒの右側パイロットポートに供給できる。すなわち、コントローラ３０は、操作者によるアーム開き操作に応じ、或いは、操作者によるアーム開き操作とは無関係に、アーム５を開くことができる。

また、この構成により、コントローラ３０は、操作者によるアーム閉じ操作が行われている場合であっても、必要に応じて、制御弁１７６の閉じ側のパイロットポート（制御弁１７６Ｌの左側パイロットポート及び制御弁１７６Ｒの右側パイロットポート）に作用するパイロット圧を減圧し、アーム５の閉じ動作を強制的に停止させることができる。操作者によるアーム開き操作が行われているときにアーム５の開き動作を強制的に停止させる場合についても同様である。

或いは、コントローラ３０は、操作者によるアーム閉じ操作が行われている場合であっても、必要に応じて、比例弁３１ＡＲを制御し、制御弁１７６の閉じ側のパイロットポートの反対側にある、制御弁１７６の開き側のパイロットポート（制御弁１７６Ｌの右側パイロットポート及び制御弁１７６Ｒの左側パイロットポート）に作用するパイロット圧を増大させ、制御弁１７６を強制的に中立位置に戻すことで、アーム５の閉じ動作を強制的に停止させてもよい。操作者によるアーム開き操作が行われている場合にアーム５の開き動作を強制的に停止させる場合についても同様である。

また、以下の図４Ｂ～図４Ｄを参照しながらの説明を省略するが、操作者によるブーム上げ操作又はブーム下げ操作が行われている場合にブーム４の動作を強制的に停止させる場合、操作者によるバケット閉じ操作又はバケット開き操作が行われている場合にバケット６の動作を強制的に停止させる場合、及び、操作者による旋回操作が行われている場合に上部旋回体３の旋回動作を強制的に停止させる場合についても同様である。また、操作者による走行操作が行われている場合に下部走行体１の走行動作を強制的に停止させる場合についても同様である。

また、図４Ｂに示すように、右操作レバー２６Ｒは、ブーム４を操作するために用いられる。具体的には、右操作レバー２６Ｒは、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用し、前後方向への操作に応じたパイロット圧を制御弁１７５のパイロットポートに作用させる。より具体的には、右操作レバー２６Ｒは、ブーム上げ方向（後方向）に操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧を制御弁１７５Ｌの右側パイロットポートと制御弁１７５Ｒの左側パイロットポートに作用させる。また、右操作レバー２６Ｒは、ブーム下げ方向（前方向）に操作された場合には、操作量に応じたパイロット圧を制御弁１７５Ｒの右側パイロットポートに作用させる。

操作センサ２９ＲＡは、操作者による右操作レバー２６Ｒに対する前後方向への操作の内容を検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。

比例弁３１ＢＬは、コントローラ３０が出力する制御指令（電流指令）に応じて動作する。そして、パイロットポンプ１５から比例弁３１ＢＬを介して制御弁１７５Ｌの右側パイロットポート及び制御弁１７５Ｒの左側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁３１ＢＲは、コントローラ３０が出力する制御指令（電流指令）に応じて動作する。そして、パイロットポンプ１５から比例弁３１ＢＲを介して制御弁１７５Ｒの右側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁３１ＢＬは、制御弁１７５Ｌ及び制御弁１７５Ｒを任意の弁位置で停止できるようにパイロット圧を調整可能である。また、比例弁３１ＢＲは、制御弁１７５Ｒを任意の弁位置で停止できるようにパイロット圧を調整可能である。

この構成により、コントローラ３０は、操作者によるブーム上げ操作に応じ、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＢＬを介し、制御弁１７５Ｌの右側パイロットポート及び制御弁１７５Ｒの左側パイロットポートに供給できる。また、コントローラ３０は、操作者によるブーム上げ操作とは無関係に、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＢＬを介し、制御弁１７５Ｌの右側パイロットポート及び制御弁１７５Ｒの左側パイロットポートに供給できる。すなわち、コントローラ３０は、操作者によるブーム上げ操作に応じ、或いは、操作者によるブーム上げ操作とは無関係に、ブーム４を上げることができる。

また、コントローラ３０は、操作者によるブーム下げ操作に応じ、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＢＲを介し、制御弁１７５Ｒの右側パイロットポートに供給できる。また、コントローラ３０は、操作者によるブーム下げ操作とは無関係に、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＢＲを介し、制御弁１７５Ｒの右側パイロットポートに供給できる。すなわち、コントローラ３０は、操作者によるブーム下げ操作に応じ、或いは、操作者によるブーム下げ操作とは無関係に、ブーム４を下げることができる。

また、図４Ｃに示すように、右操作レバー２６Ｒは、バケット６を操作するためにも用いられる。具体的には、右操作レバー２６Ｒは、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用し、左右方向への操作に応じたパイロット圧を制御弁１７４のパイロットポートに作用させる。より具体的には、右操作レバー２６Ｒは、バケット閉じ方向（左方向）に操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧を制御弁１７４の左側パイロットポートに作用させる。また、右操作レバー２６Ｒは、バケット開き方向（右方向）に操作された場合には、操作量に応じたパイロット圧を制御弁１７４の右側パイロットポートに作用させる。

操作センサ２９ＲＢは、操作者による右操作レバー２６Ｒに対する左右方向への操作の内容を検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。

比例弁３１ＣＬは、コントローラ３０が出力する制御指令（電流指令）に応じて動作する。そして、パイロットポンプ１５から比例弁３１ＣＬを介して制御弁１７４の左側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁３１ＣＲは、コントローラ３０が出力する制御指令（電流指令）に応じて動作する。そして、パイロットポンプ１５から比例弁３１ＣＲを介して制御弁１７４の右側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁３１ＣＬは、制御弁１７４を任意の弁位置で停止できるようにパイロット圧を調整可能である。同様に、比例弁３１ＣＲは、制御弁１７４を任意の弁位置で停止できるようにパイロット圧を調整可能である。

この構成により、コントローラ３０は、操作者によるバケット閉じ操作に応じ、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＣＬを介し、制御弁１７４の左側パイロットポートに供給できる。また、コントローラ３０は、操作者によるバケット閉じ操作とは無関係に、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＣＬを介し、制御弁１７４の左側パイロットポートに供給できる。すなわち、コントローラ３０は、操作者によるバケット閉じ操作に応じ、或いは、操作者によるバケット閉じ操作とは無関係に、バケット６を閉じることができる。

また、コントローラ３０は、操作者によるバケット開き操作に応じ、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＣＲを介し、制御弁１７４の右側パイロットポートに供給できる。また、コントローラ３０は、操作者によるバケット開き操作とは無関係に、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＣＲを介し、制御弁１７４の右側パイロットポートに供給できる。すなわち、コントローラ３０は、操作者によるバケット開き操作に応じ、或いは、操作者によるバケット開き操作とは無関係に、バケット６を開くことができる。

また、図４Ｄに示すように、左操作レバー２６Ｌは、旋回機構２を操作するためにも用いられる。具体的には、左操作レバー２６Ｌは、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用し、左右方向への操作に応じたパイロット圧を制御弁１７３のパイロットポートに作用させる。より具体的には、左操作レバー２６Ｌは、左旋回方向（左方向）に操作された場合に、操作量に応じたパイロット圧を制御弁１７３の左側パイロットポートに作用させる。また、左操作レバー２６Ｌは、右旋回方向（右方向）に操作された場合には、操作量に応じたパイロット圧を制御弁１７３の右側パイロットポートに作用させる。

操作センサ２９ＬＢは、操作者による左操作レバー２６Ｌに対する左右方向への操作の内容を検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。

比例弁３１ＤＬは、コントローラ３０が出力する制御指令（電流指令）に応じて動作する。そして、パイロットポンプ１５から比例弁３１ＤＬを介して制御弁１７３の左側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁３１ＤＲは、コントローラ３０が出力する制御指令（電流指令）に応じて動作する。そして、パイロットポンプ１５から比例弁３１ＤＲを介して制御弁１７３の右側パイロットポートに導入される作動油によるパイロット圧を調整する。比例弁３１ＤＬは、制御弁１７３を任意の弁位置で停止できるようにパイロット圧を調整可能である。同様に、比例弁３１ＤＲは、制御弁１７３を任意の弁位置で停止できるようにパイロット圧を調整可能である。

この構成により、コントローラ３０は、操作者による左旋回操作に応じ、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＤＬを介し、制御弁１７３の左側パイロットポートに供給できる。また、コントローラ３０は、操作者による左旋回操作とは無関係に、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＤＬを介し、制御弁１７３の左側パイロットポートに供給できる。すなわち、コントローラ３０は、操作者による左旋回操作に応じ、或いは、操作者による左旋回操作とは無関係に、旋回機構２を左旋回させることができる。

また、コントローラ３０は、操作者による右旋回操作に応じ、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＤＲを介し、制御弁１７３の右側パイロットポートに供給できる。また、コントローラ３０は、操作者による右旋回操作とは無関係に、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を、比例弁３１ＤＲを介し、制御弁１７３の右側パイロットポートに供給できる。すなわち、コントローラ３０は、操作者による右旋回操作に応じ、或いは、操作者による右旋回操作とは無関係に、旋回機構２を右旋回させることができる。

ショベル１００は、下部走行体１を自動的に前進・後進させる構成を備えていてもよい。この場合、左走行油圧モータ２ＭＬの操作に関する油圧システム部分、及び、右走行油圧モータ２ＭＲの操作に関する油圧システム部分は、ブームシリンダ７の操作に関する油圧システム部分等と同じように構成されてもよい。

また、操作装置２６の形態として電気式操作レバーに関する説明を記載したが、電気式操作レバーではなく油圧式操作レバーが採用されてもよい。この場合、油圧式操作レバーのレバー操作量は、圧力センサによって圧力の形で検出されてコントローラ３０へ入力されてもよい。また、油圧式操作レバーとしての操作装置２６と各制御弁のパイロットポートとの間には電磁弁が配置されてもよい。電磁弁は、コントローラ３０からの電気信号に応じて動作するように構成される。この構成により、油圧式操作レバーとしての操作装置２６を用いた手動操作が行われると、操作装置２６は、レバー操作量に応じてパイロット圧を増減させることで各制御弁を移動させることができる。また、各制御弁は電磁スプール弁で構成されていてもよい。この場合、電磁スプール弁は、電気式操作レバーのレバー操作量に対応するコントローラ３０からの電気信号に応じて動作する。

次に、図５を参照し、コントローラ３０の構成例について説明する。図５は、コントローラ３０の構成例を示す図である。図５では、コントローラ３０は、操作装置２６、空間認識装置７０、操作方式切換装置ＳＤ、及びスイッチＮＳ等の少なくとも１つが出力する信号を受け、様々な演算を実行し、比例弁３１等に制御指令を出力できるように構成されている。そして、コントローラ３０は、モード切換部３０Ａ、バケット動作制御部３０Ｂ、及びアーム動作制御部３０Ｃを機能要素として有する。各機能要素は、ハードウェアで構成されていてもよく、ソフトウェアで構成されていてもよい。モード切換部３０Ａ、バケット動作制御部３０Ｂ、及びアーム動作制御部３０Ｃは、説明の便宜のために区別されて示されているが、物理的に区別されている必要はなく、全体的に或いは部分的に共通のソフトウェアコンポーネント若しくはハードウェアコンポーネントで構成されていてもよい。

モード切換部３０Ａは、ショベル１００の動作モードを切り換えることができるように構成されている。ショベル１００の動作モードは、振動モード及び通常モード等を含む。

通常モードは、掘削作業、整地作業（水平引き作業）、又は法面整形作業等の際に利用される動作モードである。具体的には、通常モードは、図３を参照して説明したように操作レバーの操作方向及び操作量に応じてアクチュエータが動作する動作モードである。より具体的には、第１操作方式が選択されている場合、通常モードでは、左操作レバー２６Ｌが前方に倒されたときにアーム５が開かれ、左操作レバー２６Ｌが後方に倒されたときにアーム５が閉じられ、左操作レバー２６Ｌが左方に倒されたときに左旋回が実行され、且つ、左操作レバー２６Ｌが右方に倒されたときに右旋回が実行される。また、第１操作方式が選択されている場合、通常モードでは、右操作レバー２６Ｒが前方に倒されたときにブーム４が下げられ、右操作レバー２６Ｒが後方に倒されたときにブーム４が上げられ、右操作レバー２６Ｒが左方に倒されたときにバケット６が閉じられ、且つ、右操作レバー２６Ｒが右方に倒されたときにバケット６が開かれる。

振動モードは、除礫作業又は砂利撒き作業の際に利用される動作モードである。具体的には、振動モードは、アタッチメントの自動振動が実行される動作モードである。アタッチメントの自動振動は、少なくともバケット６の自動振動を含む。アタッチメントの自動振動は、バケット６の自動振動とアーム５の自動振動との組み合わせであってもよい。なお、バケット６の自動振動とアーム５の自動振動との組み合わせは、「スケルトン動作」とも称される。また、バケット６の自動振動は、「バケットスケルトン動作」とも称され、アーム５の自動振動は、「アームスケルトン動作」とも称される。バケット６の自動振動は、バケット６の自動開閉動作の繰り返しによって実現される。バケット６の自動開閉動作の繰り返しは、バケット操作レバーに対する手動操作の有無にかかわらず、バケット６の僅かな開動作とバケット６の僅かな閉動作とが交互に且つ自動的に繰り返されることを意味する。なお、バケット６の僅かな開動作によるバケット６の開き角度と、バケット６の僅かな閉動作によるバケット６の閉じ角度とは、同じであってもよく、異なっていてもよい。開き角度が閉じ角度より大きい場合、バケット６は、開閉を繰り返しながらも徐々に開いていく。反対に、開き角度が閉じ角度より小さい場合、バケット６は、開閉を繰り返しながらも、徐々に閉じていく。

本実施形態では、モード切換部３０Ａは、左操作レバー２６Ｌの先端に設けられた押しボタンスイッチであるスイッチＮＳが押下される度に、通常モードと振動モードとを切り換えるように構成されている。但し、モード切換部３０Ａは、スイッチＮＳが押下される度に、三つ以上の動作モードを循環的に切り換えるように構成されていてもよい。

バケット動作制御部３０Ｂは、振動モードにおけるバケット６の動作を制御できるように構成されている。本実施形態では、バケット動作制御部３０Ｂは、振動モードが選択されている場合であってバケット操作レバーがバケット開き方向に操作された場合に、その操作量に応じ、バケット６の自動開閉動作を構成するバケット６の各回の自動開動作における開き角度を増大させるように構成されている。また、バケット動作制御部３０Ｂは、振動モードが選択されている場合であってバケット操作レバーがバケット閉じ方向に操作された場合に、その操作量に応じ、バケット６の各回の自動開閉動作を構成するバケット６の自動閉動作における閉じ角度を増大させるように構成されている。なお、振動モードが選択されているときにバケット操作レバーが操作されたとしても、バケット６の自動開閉動作における開閉角度の調整が行われるだけであり、通常モードが選択されているときのようにバケット６が開閉されることはない。

アーム動作制御部３０Ｃは、振動モードにおけるアーム５の動作を制御できるように構成されている。本実施形態では、アーム動作制御部３０Ｃは、振動モードが選択されている場合であってアーム操作レバーが操作されていない場合に、アーム５の自動開閉動作の繰り返しを実行するように構成されている。アーム５の自動開閉動作の繰り返しは、アーム操作レバーに対する手動操作が行われていない場合に、アーム５の僅かな開動作とアーム５の僅かな閉動作とが交互に且つ自動的に繰り返されることを意味する。なお、アーム５の僅かな開動作によるアーム５の開き角度と、アーム５の僅かな閉動作によるアーム５の閉じ角度とは、同じであってもよく、異なっていてもよい。開き角度が閉じ角度より大きい場合、アーム５は、開閉を繰り返しながらも徐々に開いていく。反対に、開き角度が閉じ角度より小さい場合、アーム５は、開閉を繰り返しながらも、徐々に閉じていく。

一方で、アーム動作制御部３０Ｃは、振動モードが選択されている場合であってアーム操作レバーが操作された場合には、アーム５の自動開閉動作の繰り返しを停止させるように構成されている。

次に、図６を参照し、コントローラ３０がショベル１００の動作モードを切り換える処理（以下、「モード切換処理」とする。）について説明する。図６は、モード切換処理の流れの一例を示すフローチャートである。コントローラ３０は、所定の制御周期で繰り返しこのモード切換処理を実行する。

最初に、コントローラ３０のモード切換部３０Ａは、モード切換スイッチとしてのスイッチＮＳが押されているか否かを判定する（ステップＳＴ１）。本実施形態では、モード切換部３０Ａは、スイッチＮＳの出力に基づいてスイッチＮＳが押されているか否かを判定する。

モード切換スイッチが押されていると判定した場合（ステップＳＴ１のＹＥＳ）、モード切換部３０Ａは、振動モードをＯＮにする（ステップＳＴ２）。具体的には、モード切換部３０Ａは、ショベル１００の動作モードが通常モードになっている場合には動作モードを振動モードに切り換える。また、モード切換部３０Ａは、ショベル１００の動作モードが既に振動モードになっている場合には動作モードを切り換えることなく振動モードを継続させる。

通常モードから振動モードへの切り換えは、比例弁３１に対する制御指令の内容を変えることによって実現される。具体的には、振動モードをＯＮにした場合、すなわち、振動モードが選択されている場合、コントローラ３０は、バケット操作レバーの操作方向及び操作量とは無関係に、比例弁３１ＣＬ（図４Ｃ参照。）に対する閉じ指令と比例弁３１ＣＲ（図４Ｃ参照。）に対する開き指令と、を交互に出力する。その結果、バケット６は、自動閉じ動作と自動開き動作とを交互に繰り返すように動作する。

一方、モード切換スイッチが押されていないと判定した場合（ステップＳＴ１のＮＯ）、モード切換部３０Ａは、振動モードをＯＦＦにする（ステップＳＴ３）。具体的には、モード切換部３０Ａは、ショベル１００の動作モードが振動モードになっている場合には動作モードを通常モードに切り換える。また、モード切換部３０Ａは、ショベル１００の動作モードが既に通常モードになっている場合には動作モードを切り換えることなく通常モードを継続させる。

振動モードから通常モードへの切り換えは、比例弁３１に対する制御指令の内容を変えることによって実現される。具体的には、振動モードをＯＦＦにした場合、すなわち、通常モードが選択されている場合、コントローラ３０は、バケット操作レバーが操作されない限り、比例弁３１ＣＬ及び比例弁３１ＣＲ（図４Ｃ参照。）に制御指令を出力することはない。一方で、コントローラ３０は、バケット操作レバーがバケット閉じ方向に操作された場合には、操作量に応じた閉じ指令を比例弁３１ＣＬに対して出力し、操作量に応じたバケット６の閉じ動作が行われるようにする。また、コントローラ３０は、バケット操作レバーがバケット開き方向に操作された場合には、操作量に応じた開き指令を比例弁３１ＣＲに対して出力し、操作量に応じたバケット６の開き動作が行われるようにする。

次に、図７を参照し、振動モード中にコントローラ３０がバケット６の自動開閉動作の内容を調整する処理（以下、「バケット調整処理」とする。）について説明する。図７は、バケット調整処理の流れの一例を示すフローチャートである。コントローラ３０は、振動モードがＯＮのときに、所定の制御周期で繰り返しこのバケット調整処理を実行する。すなわち、コントローラ３０は、振動モードがＯＮであれば、モード切換処理及びバケット調整処理を並列に且つ所定の制御周期で繰り返し実行する。

最初に、コントローラ３０のバケット動作制御部３０Ｂは、バケット操作レバーの状態を検出する（ステップＳＴ１１）。本実施形態では、バケット動作制御部３０Ｂは、操作センサ２９の出力に基づいてバケット操作レバーの操作方向及び操作量を検出する。

その後、バケット動作制御部３０Ｂは、バケット６の自動開閉動作の内容を調整する（ステップＳＴ１２）。本実施形態では、バケット動作制御部３０Ｂは、バケット操作レバーの操作方向及び操作量に応じてバケット６の自動開閉動作の内容を調整する。バケット６の自動開閉動作の内容を調整することは、例えば、比例弁３１ＣＬ及び比例弁３１ＣＲのそれぞれに対して出力される制御指令の大きさを決定することを意味する。例えば、バケット動作制御部３０Ｂは、バケット操作レバーがバケット開き方向に操作された場合、バケット６の各回の自動開動作における開き角度を増大させる。この場合、開き角度は、操作量が大きいほど大きくなるように調整される。同様に、バケット動作制御部３０Ｂは、バケット操作レバーがバケット閉じ方向に操作された場合、バケット６の各回の自動閉動作における閉じ角度を増大させる。この場合、閉じ角度は、操作量が大きいほど大きくなるように調整される。

その後、バケット動作制御部３０Ｂは、制御指令を比例弁３１ＣＬ及び比例弁３１ＣＲの少なくとも一方に対して出力する（ステップＳＴ１３）。

この構成により、ショベル１００の操作者は、バケット６の自動開閉動作が閉じ優先動作となるように手動調整したり、開き優先動作となるように手動調整したり、或いは、閉じ角度と開き角度とが同程度となるように手動調整したりすることができる。なお、「閉じ優先動作」は、バケット６が自動開閉動作を繰り返しながら徐々に閉じていく動作を意味し、「開き優先動作」は、バケット６が自動開閉動作を繰り返しながら徐々に開いていく動作を意味する。

次に、図８を参照し、振動モード中にコントローラ３０がアーム５の自動開閉動作の内容を調整する処理（以下、「アーム調整処理」とする。）について説明する。図８は、アーム調整処理の流れの一例を示すフローチャートである。コントローラ３０は、振動モードがＯＮのときに、所定の制御周期で繰り返しこのアーム調整処理を実行する。すなわち、コントローラ３０は、振動モードがＯＮであれば、モード切換処理、バケット調整処理、及びアーム調整処理を並列に且つ所定の制御周期で繰り返し実行する。

最初に、コントローラ３０のアーム動作制御部３０Ｃは、アーム操作レバーが操作されているか否かを判定する（ステップＳＴ２１）。本実施形態では、アーム動作制御部３０Ｃは、操作センサ２９の出力に基づいてアーム操作レバーが操作されているか否かを判定する。

アーム操作レバーが操作されていると判定した場合（ステップＳＴ２１のＹＥＳ）、アーム動作制御部３０Ｃは、アーム５の自動開閉動作を停止させる（ステップＳＴ２２）。このステップＳＴ２２は、例えば、砂利撒き作業が行われているときに実行される。すなわち、このステップＳＴ２２は、スイッチＮＳが押されているときにアーム操作レバーが操作されている場合に実行される。その結果、アーム５の手動開閉動作とバケット６の自動開閉動作とが実行される。

砂利撒き作業は、バケット６内に入っている砂利等を地面に撒くための作業であり、自動開閉動作を行っているバケット６をショベル１００から離れる方向に移動させることによって実現される。例えば、ショベル１００の操作者は、スイッチＮＳを押してバケット６の自動開閉動作を開始させた後、すなわち振動モード中に、ブーム下げ操作とアーム開き操作との組み合わせである複合操作を行うことによって砂利撒き作業を実行する。操作者は、振動モード中に、単独でアーム開き操作若しくはブーム下げ操作を行うことによって、或いは、ブーム上げ操作とアーム閉じ操作との複合操作等の他の複合操作を行うことによって砂利撒き作業を実行してもよい。以下では、砂利撒き作業が行われているときの振動モードは「砂利撒きモード」と称される。

アーム操作レバーが操作されていないと判定した場合（ステップＳＴ２１のＮＯ）、アーム動作制御部３０Ｃは、アーム５の自動開閉動作が実行されているか否かを判定する（ステップＳＴ２３）。本実施形態では、アーム動作制御部３０Ｃは、スイッチＮＳの出力に基づき、振動モードがＯＮとなっているか、すなわち、アーム５の自動開閉動作が実行されているか否かを判定する。

アーム５の自動開閉動作が実行されていないと判定した場合（ステップＳＴ２３のＮＯ）、アーム動作制御部３０Ｃは、アーム５の自動開閉動作を実行する（ステップＳＴ２４）。このステップＳＴ２４は、例えば、除礫作業が行われる場合に実行される。すなわち、このステップＳＴ２４は、スイッチＮＳが押されているときにアーム操作レバーが操作されていない場合に実行される。その結果、アーム５の自動開閉動作とバケット６の自動開閉動作とが実行される。

除礫作業は、バケット６内に入っている岩石等のサイズの大きい物から小石等のサイズの小さい物を篩い落とすための作業であり、アーム５の自動開閉動作とバケット６の自動開閉動作とを行うことによって実現される。例えば、ショベル１００の操作者は、スイッチＮＳを押してアーム５の自動開閉動作とバケット６の自動開閉動作とを開始させることによって除礫作業を実行する。以下では、除礫作業が行われているときの振動モードは「除礫モード」と称される。

アーム５の自動開閉動作が実行されていると判定した場合（ステップＳＴ２３のＹＥＳ）、アーム動作制御部３０Ｃは、そのまま今回のアーム調整処理を終了させる。このステップＳＴ２３でのＹＥＳ判定は、例えば、除礫作業が行われているときに行われる。この場合、アーム５の自動開閉動作とバケット６の自動開閉動作とが継続される。アーム５の自動開閉動作が改めて実行される必要は無い。ステップＳＴ２３のＮＯ判定は、例えば、砂利撒き作業が完了したときに実行される。具体的には、砂利撒き作業中に操作されていたアーム操作レバーの操作が停止したときに実行される。この場合、本実施形態では、アーム５の自動開閉動作は再開される。但し、砂利撒き作業が完了したときには、アーム５の自動開閉動作は再開されなくてもよい。この場合、バケット６の自動開閉動作は停止される。但し、バケット６の自動開閉動作は、継続されてもよい。

次に、図９を参照し、バケット調整処理が実行されるときのバケット６に関する開き指令及び閉じ指令とバケット角度との時間的推移について説明する。図９は、バケット６に関する開き指令及び閉じ指令とバケット角度との時間的推移を示す図である。具体的には、図９（Ａ）～図９（Ｃ）における実線で表される推移は、比例弁３１ＣＲに対する開き指令の時間的推移を表し、点線で表される推移は、比例弁３１ＣＬに対する閉じ指令の時間的推移を表し、一点鎖線で表される推移は、バケット角度の時間的推移を表す。

また、図９（Ａ）は、一回の開き指令が出力される第１継続時間ＤＡ１と一回の閉じ指令が出力される第２継続時間ＤＡ２とが等しい場合の時間的推移を表し、図９（Ｂ）は、一回の開き指令が出力される第１継続時間ＤＢ１が一回の閉じ指令が出力される第２継続時間ＤＢ２より短い場合の時間的推移を表し、図９（Ｂ）は、一回の開き指令が出力される第１継続時間ＤＣ１が一回の閉じ指令が出力される第２継続時間ＤＣ２より長い場合の時間的推移を表している。

第１継続時間ＤＡ１～ＤＣ１は、開き指令に対応する電流が比例弁３１ＣＲに印加される継続時間であり、比例弁３１ＣＲの二次圧が所定圧以上で維持される継続時間に相当する。同様に、第２継続時間ＤＡ２～ＤＣ２は、閉じ指令に対応する電流が比例弁３１ＣＬに印加される継続時間であり、比例弁３１ＣＬの二次圧が所定圧以上で維持される継続時間に相当する。

具体的には、図９（Ａ）における第１継続時間ＤＡ１と第２継続時間ＤＡ２との比は１：１であり、図９（Ｂ）における第１継続時間ＤＢ１と第２継続時間ＤＢ２との比は０．６：１であり、図９（Ｃ）における第１継続時間ＤＣ１と第２継続時間ＤＣ２との比は１：０．６である。

本実施形態では、図９（Ａ）に示すように、第１継続時間ＤＡ１と第２継続時間ＤＡ２とが等しい場合、バケット角度は、一回の開き動作と一回の閉じ動作とが完了する度に元の角度に戻る。一方で、図９（Ｂ）に示すように、第１継続時間ＤＢ１が第２継続時間ＤＢ２より短い場合、バケット角度は、自動開閉動作を繰り返しながら徐々に小さくなっていく。すなわち、バケット６は閉じ優先動作により徐々に閉じていく。また、図９（Ｃ）に示すように、第１継続時間ＤＣ１が第２継続時間ＤＣ２より長い場合、バケット角度は、自動開閉動作を繰り返しながら徐々に大きくなっていく。すなわち、バケット６は開き優先動作により徐々に開いていく。

このように、ショベル１００の操作者は、振動モード中に、バケット操作レバーを操作することによって、バケット６の自動開閉動作が閉じ優先動作或いは開き優先動作となるように自動開閉動作中のバケット６の動きを手動調整できる。

具体的には、ショベル１００の操作者は、バケット６を操作するほど、優先度を上げることができる。すなわち、操作者は、所望の方向へのバケット操作レバーの操作量を大きくするほど、所望の動作の優先度を高くすることができる。より具体的には、操作者は、バケット６を操作するほど、優先方向（バケット操作に対応するバケット６の可動方向）への指令値が、他方への指令値（優先方向とは逆の方向に対応する指令値）よりも長くすることができる。すなわち、操作者は、バケット操作レバーの開き方向への操作量を大きくするほど、一回の開き指令が出力される第１継続時間を長し、一回の閉じ指令が出力される第２継続時間を短くすることができる。或いは、操作者は、バケット操作レバーの閉じ方向への操作量を大きくするほど、第１継続時間を短くし、第２継続時間を長くすることができる。その結果、バケット６を操作するほど、優先方向（バケット操作に対応するバケットの可動方向）への開閉速度が速くなる。すなわち、バケット操作レバーの開き方向への操作量を大きくするほど、バケット開き速度は大きくなり、バケット操作レバーの閉じ方向への操作量を大きくするほど、バケット閉じ速度は大きくなる。

なお、図９に示す例では、バケット調整処理は、開き指令及び閉じ指令のそれぞれの継続時間を調整することによって実現されている。しかしながら、バケット調整処理は、電流指令（開き指令及び閉じ指令）の振幅等、継続時間以外のパラメータを変えることによって実現されてもよい。

上述のように、本発明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に取り付けられる、アーム５及びバケット６を含むアタッチメントＡＴと、アタッチメントＡＴを操作するための操作装置２６と、を有する。そして、ショベル１００は、砂利撒きモードを含む振動モードで動作するように構成されている。更に、ショベル１００は、除礫モードで動作するように構成されていてもよい。

振動モードは、除礫作業又は砂利撒き作業の際に利用される動作モードである。具体的には、振動モードは、アタッチメントの自動振動が実行される動作モードである。アタッチメントの自動振動は、少なくともバケット６の自動振動を含む。アタッチメントの自動振動は、バケット６の自動振動とアーム５の自動振動との組み合わせであってもよい。バケット６の自動振動は、バケット６の自動開閉動作の繰り返しによって実現される。バケット６の自動開閉動作の繰り返しは、バケット操作レバーに対する手動操作の有無にかかわらず、バケット６の僅かな開動作とバケット６の僅かな閉動作とが交互に且つ自動的に繰り返されることを意味する。なお、バケット６の僅かな開動作によるバケット６の開き角度と、バケット６の僅かな閉動作によるバケット６の閉じ角度とは、同じであってもよく、異なっていてもよい。開き角度が閉じ角度より大きい場合、バケット６は、開閉を繰り返しながらも徐々に開いていく。反対に、開き角度が閉じ角度より小さい場合、バケット６は、開閉を繰り返しながらも、徐々に閉じていく。

砂利撒きモードは、砂利撒き作業が行われているときの振動モードである。砂利撒き作業は、バケット６内に入っている砂利等を地面に撒くための作業であり、自動開閉動作を行っているバケット６をショベル１００から離れる方向に移動させることによって実現される。例えば、ショベル１００の操作者は、スイッチＮＳを押してバケット６の自動開閉動作を開始させた後、すなわち振動モード中に、ブーム下げ操作とアーム開き操作との組み合わせである複合操作を行うことによって砂利撒き作業を実行する。操作者は、振動モード中に、単独でアーム開き操作若しくはブーム下げ操作を行うことによって、或いは、ブーム上げ操作とアーム閉じ操作との複合操作等の他の複合操作を行うことによって砂利撒き作業を実行してもよい。また、砂利撒きモードは、バケット６の自動開閉動作中に、操作者によるバケット６以外の操作を許容するモードとしても定義され得る。具体的には、砂利撒きモードは、バケット自動開閉動作中に、操作者によるアーム５の操作又はブーム４の操作等を許容するモードとしても定義され得る。或いは、砂利撒きモードは、バケット６の自動開閉動作中に、操作者によるアーム５の操作及びブーム４の操作の少なくとも一方が可能なモードとしても定義され得る。或いは、砂利撒きモードは、バケット６の自動開閉動作と、操作者による操作に応じたアーム５の動作又はブーム４の動作とが両立するモードとしても定義され得る。

除礫モードは、除礫作業が行われているときの振動モードである。除礫作業は、バケット６内に入っている岩石等のサイズの大きい物から小石等のサイズの小さい物を篩い落とすための作業であり、アーム５の自動開閉動作とバケット６の自動開閉動作とを行うことによって実現される。例えば、ショベル１００の操作者は、スイッチＮＳを押してアーム５の自動開閉動作とバケット６の自動開閉動作とを開始させることによって除礫作業を実行する。なお、除礫作業は、アーム５の自動開閉動作、及び、バケット６の自動開閉動作の何れか一方を行うことによって実現されてもよい。

この構成により、ショベル１００は、従来よりも簡単な構成でバケット６を自動的に振動させることができる。

操作装置２６は、アーム５を操作するためのアーム操作レバーを含んでいてもよい。そして、砂利撒きモードでは、アーム５は、アーム操作レバーに対する操作者の手動操作に応じて動くように構成されていてもよい。

また、ショベル１００は、通常モードと振動モードとを切り換えるモード切換スイッチとして機能するスイッチＮＳを有していてもよい。この構成では、ショベル１００の操作者は、左操作レバー２６Ｌの先端に設けられたスイッチＮＳを押すだけで、バケット６の自動開閉動作を開始させることができる。そのため、操作者は、例えば、操作方式切換装置ＳＤによって第１操作方式を第２操作方式に切り換えた上で左操作レバー２６Ｌを左右に交互に傾倒させ且つ右操作レバー２６Ｒを左右に交互に傾倒させるといった煩雑な操作を行うことなく、アーム５及びバケット６を振動させることができる。したがって、ショベル１００は、除礫作業の際のレバー操作に伴う操作者の疲労を軽減でき、除礫作業の作業品質を向上させることができる。また、操作者は、例えば、操作方式切換装置ＳＤによって第１操作方式を第２操作方式に切り換えた上で右操作レバー２６Ｒを左右に交互に傾倒させるといった煩雑な操作を行うことなく、バケット６を振動させることができる。したがって、ショベル１００は、砂利撒き作業の際のレバー操作に伴う操作者の疲労を軽減でき、砂利撒き作業の作業品質を向上させることができる。

また、ショベル１００は、振動モードにおいて、アーム５が操作されると、砂利撒きモードで動作するように構成されていてもよい。

また、ショベル１００は、振動モードでは、バケット６の自動開閉動作が繰り返されるように構成されていてもよい。そして、バケット６の自動開閉動作の内容は、調整できるように構成されていてもよい。

また、操作装置２６は、バケット６を操作するためのバケット操作レバーを含んでいてもよい。そして、バケット６の自動開閉動作の内容の調整は、バケット操作レバーによって行われてもよい。なお、操作装置２６は、典型的には、電気式操作レバーである。

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。

例えば、図９に示す例では、一回の開き指令が出力される第１継続時間と一回の閉じ指令が出力される第２継続時間との合計時間ＴＤは、第１継続時間と第２継続時間との間の大小関係にかかわらず、一定となっている。しかしながら、この合計時間ＴＤは、設定画面等で変更できるように構成されていてもよい。すなわち、バケット６の自動開閉動作中におけるバケット角度の振幅は、変更可能なように構成されていてもよい。

また、上述の実施形態では、コントローラ３０は、スイッチＮＳが押されたときにアタッチメントの自動振動を実行するように構成されている。しかしながら、コントローラ３０は、スイッチＮＳが押されたときであっても、バケット６が所定の空間領域内に存在する場合には、アタッチメントの自動振動を開始させないように構成されていてもよい。例えば、コントローラ３０は、地面に対するバケット６の高さが予め設定された上限以上である場合、或いは、地面に対するバケット６の高さが予め設定された下限以下である場合、アタッチメントの自動振動を開始させないように構成されていてもよい。また、コントローラは、キャビン１０とクローラ１Ｃとの間の距離が予め設定された距離未満となる場合、或いは、キャビン１０とバケット６との間の距離が予め設定された距離未満となる場合、アタッチメントの自動振動を開始させないように構成されていてもよい。バケット６からこぼれ落ちた石等がクローラ１Ｃ又はキャビン１０等に当たってしまうのを抑制するためである。なお、地面の高さ、及び、その地面に対するバケット６の高さは、例えば、空間認識装置７０の出力に基づいて算出されてもよい。

或いは、コントローラ３０は、地面に対するバケット６の高さが所定の高さとなるようにアタッチメントを自動的に動かしてもよい。例えば、ショベル１００の前方に形成された溝の底面に砂利を撒くための砂利撒き作業が行われる場合、その溝の底面とバケット６との間の距離が予め設定された距離となるように、ブーム４の上下動及びアーム５の開閉の少なくとも一方を自動的に実行してもよい。適切な高さから砂利が撒かれるようにするためである。この場合も、溝の底面等の地面の高さは、空間認識装置７０の出力に基づいて算出されてもよい。

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 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ユニット １８・・・絞り １９・・・制御圧センサ 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・・・操作センサ ２９Ａ・・・操作センサ ３０・・・コントローラ ３０Ａ・・・モード切換部 ３０Ｂ・・・バケット動作制御部 ３０Ｃ・・・アーム動作制御部 ３１、３１ＡＬ～３１ＤＬ、３１ＡＲ～３１ＤＲ・・・比例弁 ４０・・・センターバイパス管路 ４２・・・パラレル管路 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 １７１～１７６・・・制御弁 ＡＴ・・・アタッチメント ＮＳ・・・スイッチ ＳＤ・・・操作方式切換装置

Claims (8)

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、
   前記上部旋回体に取り付けられる、アーム及びバケットを含むアタッチメントと、
   前記アタッチメントを操作するための操作装置と、を有するショベルであって、
   砂利撒きモードを含む振動モードで動作するように構成されている、
   ショベル。
2. 更に、除礫モードで動作するように構成されている、
   請求項１に記載のショベル。
3. 前記操作装置は、前記アームを操作するためのアーム操作レバーを含み、
   前記砂利撒きモードでは、前記アームは、前記アーム操作レバーに対する操作者の手動操作に応じて動く、
   請求項１又は２に記載のショベル。
4. 通常モードと前記振動モードとを切り換えるモード切換スイッチを有する、
   請求項１乃至３の何れかに記載のショベル。
5. 前記振動モードにおいて、前記アームが操作されると、前記砂利撒きモードで動作するように構成されている、
   請求項１乃至４の何れかに記載のショベル。
6. 前記振動モードでは、前記バケットの自動開閉動作が繰り返されるように構成されており、
   前記バケットの自動開閉動作の内容は、調整できるように構成されている、
   請求項１乃至５の何れかに記載のショベル。
7. 前記操作装置は、前記バケットを操作するためのバケット操作レバーを含み、
   前記バケットの自動開閉動作の内容の調整は、前記バケット操作レバーによって行われる、
   請求項６に記載のショベル。
8. 前記操作装置は、電気式操作レバーである、
   請求項１乃至７の何れかに記載のショベル。

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