JP2022157896A - 作業機械 - Google Patents

Abstract

【課題】操作性を向上する作業機械を提供することを目的とする。【解決手段】操作装置と、作動油を供給する油圧ポンプと、油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプから前記油圧アクチュエータに流れる作動油を制御する方向切換弁と、前記操作装置の操作量に基づいて前記方向切換弁を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記操作装置の操作量と油圧アクチュエータの動作速度との動作特性の基準となる基準動作特性を有し、前記動作特性が前記基準動作特性に近づくように、前記操作装置の操作量と前記方向切換弁の制御との操作特性を変更する、作業機械。【選択図】図７

Description

本開示は、作業機械に関する。

下部走行体と、下部走行体に対し旋回可能な上部旋回体と、上部旋回体に取り付けられるアタッチメントと、上部旋回体を旋回させる旋回油圧モータと、アタッチメントを駆動する油圧アクチュエータと、を備える作業機械が知られている（特許文献１）。

特開平９－２７９６３７号公報

ところで、例えば、旋回動作単独時における油圧回路の回路圧と、旋回動作及びアタッチメント動作の複合動作時における油圧回路の回路圧とは、異なっている。このため、旋回レバーの操作量が同じであっても、旋回動作単独時と複合動作時で旋回油圧モータに流入する作動油の流量が異なり、上部旋回体の旋回速度が異なる。

そこで、本発明は、操作性を向上する作業機械を提供することを目的とする。

本発明の実施形態に係る作業機械は、操作装置と、作動油を供給する油圧ポンプと、油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプから前記油圧アクチュエータに流れる作動油を制御する方向切換弁と、前記操作装置の操作量に基づいて前記方向切換弁を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記操作装置の操作量と前記油圧アクチュエータの動作速度との動作特性の基準となる基準動作特性を有し、前記動作特性が前記基準動作特性に近づくように、前記操作装置の操作量と前記方向切換弁の制御との操作特性を変更する。

本発明によれば、操作性を向上する作業機械を提供することができる。

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。 電気式操作システムの構成例を示す図である。 レバー操作量と方向切換弁の開口面積との特性を示すグラフである。 参考例に係るショベルにおける制御を説明する図である。 本実施形態に係るショベルにおける制御を説明する図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。各図面において、同一の又は対応する構成については同一の又は対応する符号を付して説明を省略する。

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（作業機械）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。

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掘削アタッチメント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。

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。そのため、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。

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。そのため、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。

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、例えば、バケット６を最も閉じた状態からの開き角度である。そのため、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。

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。

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。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、機体傾斜センサＳ４、及び旋回角速度センサＳ５等が取り付けられている。キャビン１０の内部には、操作装置２６、コントローラ３０、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。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。

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。図１及び図２に示される例では、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。

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。

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。そして、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。この場合、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。

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。

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。

機体傾斜センサＳ４は、所定の平面に対する上部旋回体３の傾斜を検出す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及び左右軸回りの傾斜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は、例えば、互いに直交してショベル１００の旋回軸上の一点であるショベル中心点を通る。

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す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。

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。

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。

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。

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、運転席に着座する操作者が利用できるようにキャビン１０内に設置されている。

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、ＲＡＭ、ＮＶＲＡＭ、及びＲＯＭ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、情報取得部３０ａ及び制御部３０ｂ等の機能要素に対応するプログラムをＲＯＭから読み出してＲＡＭにロードし、各機能要素に対応する処理をＣＰＵに実行させる。このように、各機能要素は、ソフトウェアで実現される。但し、各機能要素の少なくとも１つは、ハードウェア又はファームウェアで実現されてもよい。なお、各機能要素は、説明の便宜のために区別されたものであり、コントローラ３０の一部であることに変わりはなく、物理的に区別可能に構成されている必要はない。

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、パイロットライン２５（後述する図４参照）を介して油圧制御機器（例えば、後述する方向切換弁１７１～１７６のパイロットポート）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。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ユニット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。

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、方向切換弁１７１～１７６を含む。方向切換弁１７５は方向切換弁１７５Ｌ及び方向切換弁１７５Ｒを含み、方向切換弁１７６は方向切換弁１７６Ｌ及び方向切換弁１７６Ｒを含む。コントロールバルブユニット１７は、方向切換弁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。方向切換弁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、電気式操作レバーを含む電気式操作システムを用いることができる。電気式操作レバーのレバー操作量は、電気信号としてコントローラ３０へ入力される。また、パイロットポンプ１５と各制御弁のパイロットポートとの間には電磁弁（図４で後述する油圧制御弁３１Ｘ１，３１Ｘ２）が配置される。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、電気式操作レバーを用いた手動操作が行われると、コントローラ３０は、レバー操作量に対応する電気信号によって電磁弁を制御してパイロット圧を増減させることで各制御弁をコントロールバルブユニット１７内で移動させることができる。なお、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。

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。例えば、操作センサ２９は、操作レバーの操作角度を検出する角度センサである。操作装置２６の操作の内容は、角度センサ以外の他のセンサを用いて検出されてもよい。

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内に配置された方向切換弁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内に配置された方向切換弁１７２、１７４、１７５Ｒ、及び１７６Ｒを通る作動油ラインである。

方向切換弁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。

方向切換弁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。

方向切換弁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。

方向切換弁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。

方向切換弁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。方向切換弁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。

方向切換弁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。

方向切換弁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、方向切換弁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、より下流の方向切換弁に作動油を供給できるように構成されている。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、方向切換弁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、より下流の方向切換弁に作動油を供給できるように構成されている。

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（例えば吸収馬力）がエンジン１１の出力パワー（例えば出力馬力）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方向切換弁１７６のパイロットポートに作用させる。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方向切換弁１７３のパイロットポートに作用させる。

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、方向切換弁１７６Ｌの右側パイロットポートに作動油を導入させ、且つ、方向切換弁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、方向切換弁１７６Ｌの左側パイロットポートに作動油を導入させ、且つ、方向切換弁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、方向切換弁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、方向切換弁１７３の右側パイロットポートに作動油を導入させる。

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方向切換弁１７５のパイロットポートに作用させる。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方向切換弁１７４のパイロットポートに作用させる。

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、方向切換弁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、方向切換弁１７５Ｌの右側パイロットポートに作動油を導入させ、且つ、方向切換弁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、方向切換弁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、方向切換弁１７４の左側パイロットポートに作動油を導入させる。

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。左走行レバー２６ＤＬ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方向切換弁１７１のパイロットポートに作用させる。右走行レバー２６ＤＲは、右クローラ１ＣＲの操作に用いられる。右走行レバー２６ＤＲは、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方向切換弁１７２のパイロットポートに作用させる。

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、及び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、レバー操作方向及びレバー操作量（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、最も下流にある方向切換弁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、油圧システムが、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、左メインポンプ１４Ｌが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方向切換弁を介して、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、コントローラ３０が有する機能要素である情報取得部３０ａ及び制御部３０ｂについて説明する。情報取得部３０ａは、ショベル１００に関する情報を取得するように構成されている。本実施形態では、情報取得部３０ａ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、旋回角速度センサＳ５、シリンダ圧センサ、旋回圧センサ（図４で後述する旋回圧センサ２７Ｘ１、２７Ｘ２）、走行圧センサ、ブームシリンダストロークセンサ、アームシリンダストロークセンサ、バケットシリンダストロークセンサ、吐出圧センサ２８、操作センサ２９、空間認識装置７０、向き検出装置７１、情報入力装置７２、測位装置７３、及び通信装置のうちの少なくとも１つから、ショベル１００に関する情報を取得するように構成されている。シリンダ圧センサは、例えば、ブームロッド圧センサ、ブームボトム圧センサ、アームロッド圧センサ、アームボトム圧センサ、バケットロッド圧センサ、及びバケットボトム圧センサのうちの少なくとも１つを含む。

情報取得部３０ａは、例えば、ショベル１００に関する情報として、ブーム角度、アーム角度、バケット角度、機体傾斜角度、旋回角速度、ブームロッド圧、ブームボトム圧、アームロッド圧、アームボトム圧、バケットロッド圧、バケットボトム圧、旋回圧、走行圧、ブームストローク量、アームストローク量、バケットストローク量、メインポンプ１４の吐出圧、操作装置２６の操作圧、ショベル１００の周囲の三次元空間に存在する物体に関する情報、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、コントローラ３０に対して入力された情報、及び、現在位置に関する情報のうちの少なくとも１つを取得する。

また、情報取得部３０ａは、取得したショベル１００に関する情報に基づいて、ショベル１００の動作に関する情報を取得する。ショベル１００の動作に関する情報は、例えば、ショベル１００が行っている動作に関する情報を含む。ショベル１００が行っている動作は、例えば、上部旋回体３を旋回させる旋回単独動作、ブーム４を上げながら上部旋回体３を旋回させるブーム上げ旋回複合動作、ブーム４を下げながら上部旋回体３を旋回させるブーム下げ旋回複合動作、アーム５を開きながら上部旋回体３を旋回させるアーム開き旋回複合動作、アーム５を閉じながら上部旋回体３を旋回させるアーム閉じ旋回複合動作、バケット６を開きながら上部旋回体３を旋回させるバケット開き旋回複合動作、バケット６を閉じながら上部旋回体３を旋回させるバケット閉じ旋回複合動作等を含む。

制御部３０ｂは、情報取得部３０ａで取得した情報に基づいてショベル１００の動きを制御できるように構成されている。

次に、ショベル１００の操作システムについて、図４を用いて説明する。図４は、電気式操作システムの構成例を示す図である。具体的には、図４の電気式操作システムは、旋回操作システムの一例である。なお、図４の電気式操作システムは、ブーム操作システム、アーム操作システム、バケット操作システム、及び走行操作システム等にも同様に適用され得る。

電気式操作システムは、主に、パイロット圧作動型のコントロールバルブユニット１７の方向切換弁１７３（併せて図３参照）と、電気式操作レバーとしての操作装置２６と、左旋回操作用の油圧制御弁３１Ｘ１と、右旋回操作用の油圧制御弁３１Ｘ２と、圧力センサ３２Ｘ１と、圧力センサ３２Ｘ２と、コントローラ３０と、で構成されている。

方向切換弁１７３は、メインポンプ１４から油圧アクチュエータである旋回油圧モータ２Ａに流れる作動油の流量を制御する。具体的には、方向切換弁１７３は、パイロットポートＰ１，Ｐ２を有し、パイロットポートＰ１，Ｐ２に作動油（パイロット圧）を供給することでスプールを移動させる。

電気式操作レバーとしての操作装置２６は、操作者による操作装置２６の操作の内容（操作方向、操作量）を検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する操作センサ２９を有する。

電磁比例弁としての油圧制御弁３１Ｘ１は、パイロットポンプ１５と方向切換弁１７３のパイロットポートＰ１とを接続するパイロットライン２５上に設けられ、方向切換弁１７３のパイロットポートＰ１に作動油（パイロット圧）を供給する。これにより、油圧制御弁３１Ｘ１は、方向切換弁１７３のスプールを中立位置から軸方向で一端側（図４において右側）に移動させる。メインポンプ１４から供給された作動油は、旋回油圧モータ２Ａの左側ポートに供給され、上部旋回体３を左旋回させることができる。

電磁比例弁としての油圧制御弁３１Ｘ２は、パイロットポンプ１５と方向切換弁１７３のパイロットポートＰ２とを接続するパイロットライン２５上に設けられ、方向切換弁１７３のパイロットポートＰ２に作動油（パイロット圧）を供給する。これにより、油圧制御弁３１Ｘ１は、方向切換弁１７３のスプールを中立位置から軸方向で他端側（図４において左側）に移動させる。メインポンプ１４から供給された作動油は、旋回油圧モータ２Ａの右側ポートに供給され、上部旋回体３を右旋回させることができる。

圧力センサ３２Ｘ１は、油圧制御弁３１Ｘ１の二次側の作動油の圧力を検出する。圧力センサ３２Ｘ１は、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。

圧力センサ３２Ｘ２は、油圧制御弁３１Ｘ２の二次側の作動油の圧力を検出する。圧力センサ３２Ｘ２は、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。

旋回圧センサ２７Ｘ１は、油圧アクチュエータである旋回油圧モータ２Ａの左側ポートにおける作動油の圧力（左旋回時の負荷圧）を検出する。旋回圧センサ２７Ｘ１は、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。

旋回圧センサ２７Ｘ２は、油圧アクチュエータである旋回油圧モータ２Ａの右側ポートにおける作動油の圧力（右旋回時の負荷圧）を検出する。旋回圧センサ２７Ｘ２は、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２８は、メインポンプ１４の吐出圧を検出する。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。

コントローラ３０は、旋回操作レバーのレバー操作量（左操作レバー２６Ｌの左旋回方向の操作）を検出する操作センサ２９ＬＢの出力に基づいて、油圧制御弁３１Ｘ１を制御することにより、方向切換弁１７３のポートＰ１に供給するパイロット圧を制御することができる。このとき、コントローラ３０は、油圧制御弁３１Ｘ１の二次側の作動油の圧力を検出する圧力センサ３２Ｘ１の出力を監視しながら、油圧制御弁３１Ｘ１を制御する。また、コントローラ３０は、旋回操作レバーのレバー操作量（左操作レバー２６Ｌの右旋回方向の操作）を検出する操作センサ２９ＬＢの出力に基づいて、油圧制御弁３１Ｘ２を制御することにより、方向切換弁１７３のポートＰ２に供給するパイロット圧を制御することができる。このとき、コントローラ３０は、油圧制御弁３１Ｘ２の二次側の作動油の圧力を検出する圧力センサ３２Ｘ２の出力を監視しながら、油圧制御弁３１Ｘ２を制御する。即ち、コントローラ３０は、油圧制御弁３１Ｘ１，３１Ｘ２を制御することで、方向切換弁１７３のスプールストローク量を制御することができるように構成されている。

コントローラ３０は、操作センサ２９で検出した操作装置２６の操作の内容（操作方向、操作量）に基づいて、油圧制御弁３１Ｘ１，３１Ｘ２を制御し、方向切換弁１７３のスプールストローク量を制御する。また、コントローラ３０は、操作センサ２９で検出した操作装置２６の操作の内容（操作方向、操作量）及び吐出圧センサ２８で検出したメインポンプ１４の吐出圧に基づいて、油圧制御弁３１Ｘ１，３１Ｘ２を制御し、方向切換弁１７３のスプールストローク量を制御する。また、コントローラ３０は、操作センサ２９で検出した操作装置２６の操作の内容（操作方向、操作量）及び吐出圧センサ２８で検出したメインポンプ１４の吐出圧と油圧アクチュエータの負荷圧との差圧に基づいて、油圧制御弁３１Ｘ１，３１Ｘ２を制御し、方向切換弁１７３のスプールストローク量を制御する。

次に、レバー操作量と方向切換弁の開口面積との特性について、図５を用いて説明する。図５は、レバー操作量と方向切換弁の開口面積との特性を示すグラフである。図５において、横軸はレバー操作量を示し、縦軸は方向切換弁のＰＴ開口面積（メインポンプ１４と接続されるポートと作動油タンクと接続されるポートとの間における開口面積）を示す。また、旋回操作レバー（左操作レバー２６Ｌの左右方向の操作）のレバー操作量と旋回油圧モータ２Ａを制御する方向切換弁１７３のＰＴ開口面積との開口特性（旋回開口特性）５１０を実線で示す。また、ブーム操作レバー（右操作レバー２６Ｒのブーム上げ方向への操作）のレバー操作量とブームシリンダ７を制御する方向切換弁１７５のＰＴ開口面積との開口特性（ブーム開口特性）５２０を破線で示す。

図５に示すように、旋回開口特性５１０とブーム開口特性５２０とは、異なっている。具体的には、旋回開口特性５１０は、レバー操作量に対してＰＴ開口面積が減少する曲線で表される。一方、ブーム開口特性５２０は、レバー操作量に対してＰＴ開口面積が急に（傾きが大きく）減少する開口特性５２１と、レバー操作量に対してＰＴ開口面積が緩やかに(傾きが小さく)減少する開口特性５２２と、を有している。このため、図５に示すように、レバー操作量に対するＰＴ開口面積の減少率は、ブーム開口特性５２０の方が、旋回開口特性５１０に比較して大きくなっている。

ここで、図３に示すように、センターバイパス管路４０上に方向切換弁１７３及び方向切換弁１７５が配置されている。また、図５に示すように、レバー操作量に対するＰＴ開口面積の減少率は、旋回動作時に比べてブーム動作時の方が大きくなっている。これにより、例えば、ブーム動作のレバー操作量が入力されると、方向切換弁１７５のＰＴ開口面積が開口特性５２０に沿って速やかに減少し、回路圧（吐出圧センサ２８で検出するメインポンプ１４の吐出圧）が立ち上がる。したがって、ブーム動作と旋回動作の複合動作における回路圧は、旋回単独動作における回路圧よりも高くなる。

このため、旋回操作レバーの操作量が同じ操作量（換言すれば、方向切換弁１７３のＰＴ開口面積が等しい場合）であっても、旋回単独動作時よりもブーム旋回複合動作時の方が回路圧が高くなり、旋回油圧モータ２Ａに流入する作動油の流量が増加する。即ち、旋回操作レバーの操作量が同じ操作量であっても、旋回単独動作時よりもブーム旋回複合動作時の方が、上部旋回体３の旋回速度が速くなる。

これに対し、ショベル１００の操作者は、例えば、ブーム旋回複合動作時において、旋回操作レバーの操作量を少なくするように調整し、上部旋回体３の旋回速度を調整する。また、ショベル１００の操作者は、レバー操作量を調整する必要が生じるため、操作者の疲労につながるおそれがある。

図６は、参考例に係るショベルにおける制御を説明する図である。

図６（ａ）は、旋回操作レバーのレバー操作量と方向切換弁１７３のスプールストローク量とのレバー操作特性６１０を示すグラフである。図６（ａ）において、横軸は旋回操作レバーのレバー操作量を示し、縦軸は、方向切換弁１７３のスプールストローク量を示す。参考例に係るショベルにおいては、後述する回路圧と負荷圧との差圧に関わらず、レバー操作量に対してスプールストローク量を１つのレバー操作特性６１０で制御する。

図６（ｂ）は、旋回操作レバーのレバー操作量と旋回油圧モータ２Ａに供給される作動油の流量との特性を示すグラフである。図６（ｂ）において、横軸は旋回操作レバーのレバー操作量を示し、縦軸は旋回油圧モータ２Ａに供給される作動油の流量を示す。ここで、旋回油圧モータ２Ａに供給される作動油の流量は、旋回油圧モータ２Ａの回転速度、上部旋回体３の旋回速度に対応する。即ち、図６（ｂ）に示す流量特性は、旋回油圧モータ２Ａの動作特性に対応する。

また、回路圧（吐出圧センサ２８で検出するメインポンプ１４の吐出圧）と油圧アクチュエータ（図４の例では、旋回油圧モータ２Ａ）の負荷圧（図４の例では、旋回圧センサ２７Ｘ１で検出する旋回油圧モータ２Ａの左側ポートの作動油の圧力）との差圧について、差圧が通常状態の場合（例えば、旋回単独動作時）におけるレバー操作量と流量との流量特性６２１を実線で示す。

また、例えばブーム旋回複合動作時において、旋回単独動作時と比較して回路圧が高くなり、回路圧と負荷圧との差圧も大きくなる。このような差圧が通常状態よりも大きくなる場合（例えば、ブーム旋回複合動作時）におけるレバー操作量と流量との流量特性６２２を破線で示す。差圧が通常状態の流量特性６２１と差圧が大きい状態の流量特性６２２とを対比して示すように、旋回操作レバーの操作量が同じ操作量であっても、差圧が大きい状態の方が通常状態と比較して、旋回油圧モータ２Ａに流入する作動油の流量が増加し、上部旋回体３の旋回速度が速くなる。

また、例えばアーム旋回複合動作時において、旋回油圧モータ２Ａよりも負荷の小さいアームシリンダ８に作動油が流れることで、旋回単独動作時と比較して回路圧が低くなり、回路圧と負荷圧との差圧も小さくなる。このような差圧が通常状態よりも小さくなる場合（例えば、アーム旋回複合動作時）におけるレバー操作量と流量との流量特性６２３を一点鎖線で示す。差圧が通常状態の流量特性６２１と差圧が小さい状態の流量特性６２３とを対比して示すように、旋回操作レバーの操作量が同じ操作量であっても、差圧が小さい状態の方が通常状態と比較して、旋回油圧モータ２Ａに流入する作動油の流量が減少し、上部旋回体３の旋回速度が遅くなる。

このように、旋回操作レバーの操作量が同じ操作量であっても、回路圧の違いによって、上部旋回体３の旋回速度が変化する。換言すれば、旋回操作レバーの操作量が同じ操作量であっても、回路圧と負荷圧との差圧の違いによって、上部旋回体３の旋回速度が変化する。さらに換言すれば、ショベルの動作（旋回単独動作、ブーム旋回複合動作、アーム旋回複合動作等）の違いによって、上部旋回体３の旋回速度が変化する。このため、ショベルの操作者に違和感を抱かせるおそれがある。

図６（ｃ）は、操作レバーの操作範囲の一例を示す模式図である。矢印は、操作レバーの操作可能範囲を示す。ここで、スプールストローク量が最大となる操作レバーの操作位置６３１の一例を示す。参考例に係るショベルにおいて、操作位置６３１は、操作レバーの操作可能範囲と一致するように設定されている。即ち、操作レバーを操作可能範囲最大まで操作すると、スプールストローク量が最大となる。

図７は、本実施形態に係るショベル１００における制御を説明する図である。

図７（ａ）は、旋回操作レバーのレバー操作量と方向切換弁１７３のスプールストローク量との特性を示すグラフである。図７（ａ）において、横軸は旋回操作レバーのレバー操作量を示し、縦軸は、方向切換弁１７３のスプールストローク量を示す。本実施形態に係るショベル１００においては、回路圧と負荷圧との差圧に応じて、レバー操作量に対するスプールストローク量のレバー操作特性７１１～７１３を異ならせて制御する。

回路圧と負荷圧との差圧が通常状態の場合（例えば、旋回単独動作時）におけるレバー操作量とスプールストローク量のレバー操作特性７１１を実線で示す。

回路圧と負荷圧との差圧が通常状態よりも大きい場合（例えば、ブーム旋回複合動作時）におけるレバー操作量とスプールストローク量のレバー操作特性７１２を破線で示す。また、差圧が大きいほど、レバー操作量に対するスプールストローク量を小さくする。

回路圧と負荷圧との差圧が通常状態よりも小さい場合（例えば、アーム旋回複合動作時）におけるレバー操作量とスプールストローク量のレバー操作特性７１３を一点鎖線で示す。また、差圧が小さいほど、レバー操作量に対するスプールストローク量を大きくする。

図７（ｂ）は、旋回操作レバーのレバー操作量と旋回油圧モータ２Ａに供給される作動油の流量との特性を示すグラフである。図７（ｂ）において、横軸は旋回操作レバーのレバー操作量を示し、縦軸は旋回油圧モータ２Ａに供給される作動油の流量を示す。ここで、旋回油圧モータ２Ａに供給される作動油の流量は、旋回油圧モータ２Ａの回転速度、上部旋回体３の旋回速度に対応する。即ち、図７（ｂ）に示す流量特性は、旋回油圧モータ２Ａの動作特性に対応する。

また、回路圧と負荷圧との差圧が通常状態の場合（例えば、旋回単独動作時）におけるレバー操作量と流量との流量特性７２１を実線で示す。回路圧と負荷圧との差圧が通常状態よりも大きい場合（例えば、ブーム旋回複合動作時）におけるレバー操作量と流量との流量特性７２２を破線で示す。回路圧と負荷圧との差圧が通常状態よりも小さい場合（例えば、アーム旋回複合動作時）におけるレバー操作量と流量との流量特性７２３を一点鎖線で示す。

このように、回路圧と負荷圧との差圧が通常状態である場合（例えば、旋回単独動作時）、図７（ａ）に示すように、コントローラ３０は、通常状態のレバー操作特性７１１を用いて、方向切換弁１７３のスプールストローク量を制御する。これにより、図７（ｂ）に示すように、レバー操作量と旋回油圧モータ２Ａに供給される作動油の流量との流量特性は、通常状態の流量特性７２１となる。

また、回路圧と負荷圧との差圧が通常状態よりも大きい場合（例えば、ブーム旋回複合動作時）、図７（ａ）に示すように、コントローラ３０は、通常状態のレバー操作特性７１１と比較して、レバー操作量に対するスプールストローク量が小さいレバー操作特性７１２を用いて、方向切換弁１７３のスプールストローク量を制御する。これにより、図７（ｂ）に示すように、レバー操作量と旋回油圧モータ２Ａに供給される作動油の流量との流量特性は、流量特性７２２となり、通常状態の流量特性７２１に近づけることができる。

また、回路圧と負荷圧との差圧が通常状態よりも小さい場合（例えば、アーム旋回複合動作時）、図７（ａ）に示すように、コントローラ３０は、通常状態のレバー操作特性７１１と比較して、レバー操作量に対するスプールストローク量が大きいレバー操作特性７１３を用いて、方向切換弁１７３のスプールストローク量を制御する。これにより、図７（ｂ）に示すように、レバー操作量と旋回油圧モータ２Ａに供給される作動油の流量との流量特性は、流量特性７２３となり、通常状態の流量特性７２１に近づけることができる。

このように、本実施形態に係るショベル１００によれば、旋回単独動作時や旋回動作と他の動作（ブーム動作、アーム動作）との複合動作時であっても、旋回操作レバーの操作量に対する上部旋回体３の旋回速度を略等しくすることができるので、操作者の操作性が向上する。

図７（ｃ）は、操作レバーの操作範囲の一例を示す模式図である。矢印は、操作レバーの操作可能範囲を示す。

ここで、差圧が通常状態におけるスプールストローク量が最大となる操作レバーの操作位置７３１の一例を示す。ここでは、操作位置７３１は、操作レバーの操作可能範囲と一致するように設定されている。即ち、差圧が通常状態において、操作レバーを操作可能範囲最大まで操作すると、スプールストローク量が最大となる。

また、差圧が通常状態よりも大きい場合におけるスプールストローク量が最大となる操作レバーの操作位置７３２の一例を示す。ここでは、操作位置７３２は、操作レバーの操作可能範囲よりも外側に設定されている。即ち、差圧が通常状態よりも大きい場合において、操作レバーを操作可能範囲最大まで操作しても、スプールストローク量は最大に到達しないようになっている。

また、差圧が通常状態よりも小さい場合におけるスプールストローク量が最大となる操作レバーの操作位置７３３の一例を示す。ここでは、操作位置７３３は、操作レバーの操作可能範囲よりも内側に設定されている。即ち、差圧が通常状態よりも小さい場合において、操作レバーを操作可能範囲最大まで操作する前に、操作レバーを操作位置７３３まで操作すると、スプールストローク量が最大となる。

即ち、スプールストローク量が最大となる操作レバーの操作位置（７３１～７３３）は、差圧が大きいほど操作レバーの中立位置から遠ざけ、差圧が小さいほど操作レバーの中立位置に近づける。

なお、コントローラ３０は、回路圧と負荷圧との差圧に基づいて、レバー操作特性７１１～７１３を変更するものとして説明したが、これに限られるものではない。

コントローラ３０は、回路圧に基づいて、レバー操作特性７１１～７１３を変更してもよい。即ち、回路圧が通常状態である場合（例えば、旋回単独動作時）、コントローラ３０は、通常状態のレバー操作特性７１１を用いて、方向切換弁１７３のスプールストローク量を制御する。また、回路圧が通常状態よりも大きい場合（例えば、ブーム旋回複合動作時）、コントローラ３０は、レバー操作特性７１２を用いて、方向切換弁１７３のスプールストローク量を制御する。また、回路圧が通常状態よりも小さい場合（例えば、アーム旋回複合動作時）、コントローラ３０は、レバー操作特性７１３を用いて、方向切換弁１７３のスプールストローク量を制御する。この様な制御によっても、旋回操作レバーの操作量に対する上部旋回体３の旋回速度を略等しくすることができるので、操作者の操作性が向上する。

また、コントローラ３０は、ショベル１００の動作（旋回単独動作、ブーム旋回複合動作、アーム旋回複合動作等）に基づいて、レバー操作特性７１１～７１３を変更してもよい。即ち、コントローラ３０は、操作センサ２９で検出した操作装置２６の操作の内容に基づいて、ショベル１００が行っている動作（旋回単独動作、ブーム旋回複合動作、アーム旋回複合動作等）を判定する。そして、ショベル１００が行っている動作が旋回単独動作と判定した場合、コントローラ３０は、レバー操作特性７１１を用いて、方向切換弁１７３のスプールストローク量を制御する。また、ショベル１００が行っている動作がブーム旋回複合動作と判定した場合、コントローラ３０は、レバー操作特性７１２を用いて、方向切換弁１７３のスプールストローク量を制御する。また、ショベル１００が行っている動作がアーム旋回複合動作と判定した場合、コントローラ３０は、レバー操作特性７１３を用いて、方向切換弁１７３のスプールストローク量を制御する。この様な制御によっても、旋回操作レバーの操作量に対する上部旋回体３の旋回速度を略等しくすることができるので、操作者の操作性が向上する。

また、図７（ｂ）に示す旋回油圧モータ２Ａに供給される作動油の流量は、旋回油圧モータ２Ａの回転速度（油圧アクチュエータの動作速度）に対応する。コントローラ３０は、レバー操作量と油圧アクチュエータの動作速度との動作特性（流量特性）として、基準となる基準動作特性（例えば流量特性７２１）を有している。そして、コントローラ３０は、動作特性が基準動作特性に近づくように、レバー操作特性７１１～７１３を変更する。この様な制御によっても、旋回操作レバーの操作量に対する上部旋回体３の旋回速度を略等しくすることができるので、操作者の操作性が向上する。

以上、ショベル１００の実施形態等について説明したが、本発明は上記実施形態等に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。

本実施形態に係るショベル１００では、旋回単独動作時を通常状態（基準となる状態）とし、旋回動作と他の動作（ブーム動作、アーム動作等）との複合動作時において、旋回操作レバーの操作量に対する上部旋回体３の旋回速度が、旋回単独動作時の旋回速度と略等しくなるように、レバー操作特性７１２，７１３を変更する場合を例に説明したが、これに限られるものではない。例えば、ブーム旋回複合動作時を通常状態（基準となる状態）として、旋回単独動作時において、旋回操作レバーの操作量に対する上部旋回体３の旋回速度が、ブーム旋回複合動作時の旋回速度と略等しくなるように、レバー操作特性を変更する構成であってもよい。或いは、アーム旋回複合動作時を通常状態（基準となる状態）として、旋回単独動作時において、旋回操作レバーの操作量に対する上部旋回体３の旋回速度が、アーム旋回複合動作時の旋回速度と略等しくなるように、レバー操作特性を変更する構成であってもよい。何れの動作時を通常状態（基準となる状態）としても、同じ操作感が実現されればよいだけであり、基準となる状態を何れの動作時とするかは操作感には関係が無いためである。

本実施形態に係るショベル１００では、旋回単独動作や旋回動作と他の動作（ブーム動作、アーム動作等）との複合動作において、旋回油圧モータ２Ａを制御する方向切換弁１７３のレバー操作特性７１１～７１３を変更する場合を例に説明したが、これに限られるものではない。

例えば、バケット単独動作やバケット動作と他の動作（ブーム動作、アーム動作等）との複合動作において、バケットシリンダ９を制御する方向切換弁１７４のレバー操作特性を変更する構成であってもよい。バケット操作レバーの操作量が同じ操作量であっても、バケット動作とブーム動作の複合動作では、バケット単独動作の場合と比較して、バケット６の開閉速度が増加する。また、バケット操作レバーの操作量が同じ操作量であっても、バケット動作とアーム動作の複合動作では、バケット単独動作の場合と比較して、バケット６の開閉速度が減少する。これに対し、バケットシリンダ９を制御する方向切換弁１７４のレバー操作特性を変更することにより、バケット操作レバーの操作量に対するバケット６の開閉速度を略等しくすることができるので、操作者の操作性が向上する。

同様に、走行油圧モータ２Ｍを制御する方向切換弁１７１，１７２、ブームシリンダ７を制御する方向切換弁１７５、アームシリンダ８を制御する方向切換弁１７６のレバー操作特性を変更する構成であってもよい。

また、遠隔操作されるショベル１００に適用してもよい。遠隔操作されるショベル１００において、操作者は、例えば空間認識装置７０（例えば、カメラ）で取得された映像を見て、ショベル１００を操作する。このため、作業者は、振動や加速度等のショベル１００の情報を体感することはできない。このため、操作レバーの操作量に対する油圧アクチュエータの動作速度が異なると、ショベル１００の操作者に違和感をより抱かせるおそれがある。これに対し、本実施形態に係るショベル１００によれば、操作レバーの操作量に対する油圧アクチュエータの動作速度を略等しくすることができるので、操作者の操作性を向上することができる。

なお、旋回単独動作時においては、メインポンプ１４が吐出する作動油は、旋回油圧モータ２Ａには供給されるが、他の油圧アクチュエータには供給されない。一方で、例えば、ブーム上げ旋回複合動作時においては、メインポンプ１４が吐出する作動油は、旋回油圧モータ２Ａ及びブームシリンダ７のそれぞれに供給される。そのため、メインポンプ１４の吐出圧が同じであれば、旋回単独動作時に旋回油圧モータ２Ａに供給される作動油の流量は、ブーム上げ旋回複合動作時に旋回油圧モータ２Ａに供給される作動油の流量よりも多くなる。ブーム上げ旋回複合動作時においては、旋回油圧モータ２Ａの負荷圧は、ブームシリンダ７の負荷圧、及び、メインポンプ１４の吐出圧よりも低いためである。すなわち、メインポンプ１４が吐出する作動油は、圧力が低い側に流れやすいため、ブームシリンダ７よりも旋回油圧モータ２Ａに流入されやすいためである。また、メインポンプ１４の吐出圧が同じであれば、旋回単独動作時に旋回油圧モータ２Ａに供給される作動油の流量は、アーム閉じ旋回複合動作時に旋回油圧モータ２Ａに供給される作動油の流量よりも少なくなる。アーム閉じ旋回複合動作時においては、アームシリンダ８の負荷圧は、旋回油圧モータ２Ａの負荷圧、及び、メインポンプ１４の吐出圧よりも低いためである。すなわち、メインポンプ１４が吐出する作動油は、圧力が低い側に流れやすいため、旋回油圧モータ２Ａよりもアームシリンダ８に流入されやすいためである。

そこで、コントローラ３０は、メインポンプ１４の吐出圧と旋回油圧モータ２Ａの負荷圧との差圧に基づいて旋回油圧モータ２Ａに流入する作動油の量を把握するように構成されている。なお、コントローラ３０は、差圧ではなく、操作装置２６の操作量に基づいて旋回油圧モータ２Ａに流入する作動油の量を把握するように構成されていてもよい。コントローラ３０は、操作装置２６の操作量に基づき、メインポンプ１４の吐出圧と旋回油圧モータ２Ａの負荷圧との差圧を推定でき、更には、旋回油圧モータ２Ａに流入する作動油の量を推定できるためである。なお、操作装置２６の操作量は、例えば、左操作レバー２６Ｌ及び右操作レバー２６Ｒのそれぞれの操作量である。

２Ａ 旋回油圧モータ（油圧アクチュエータ）
１４ メインポンプ（油圧ポンプ）
２６ 操作装置
３０ コントローラ（制御装置）
１００ ショベル
１７１～１７６ 方向切換弁
５１０ 旋回開口特性
５２０ ブーム開口特性
６１０ レバー操作特性
６２１～６２３ 流量特性
６３１ 操作位置
７１１～７１３ レバー操作特性（操作特性）
７２１～７２３ 流量特性（動作特性）
７３１～７３１ 操作位置

Claims (7)

1. 操作装置と、
   作動油を供給する油圧ポンプと、
   油圧アクチュエータと、
   前記油圧ポンプから前記油圧アクチュエータに流れる作動油を制御する方向切換弁と、
   前記操作装置の操作量に基づいて前記方向切換弁を制御する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、
   前記操作装置の操作量と前記油圧アクチュエータの動作速度との動作特性の基準となる基準動作特性を有し、
   前記動作特性が前記基準動作特性に近づくように、前記操作装置の操作量と前記方向切換弁の制御との操作特性を変更する、
   作業機械。
2. 前記制御装置は、
   前記油圧ポンプの吐出圧に基づいて、前記操作装置の操作量と前記方向切換弁の制御との操作特性を変更する、
   請求項１に記載の作業機械。
3. 前記制御装置は、
   前記油圧ポンプの吐出圧と前記油圧アクチュエータの負荷圧との差圧に基づいて、前記操作装置の操作量と前記方向切換弁の制御との操作特性を変更する、
   請求項２に記載の作業機械。
4. 前記方向切換弁は、スプール弁であり、
   前記制御装置は、
   前記差圧が大きいほど、前記操作装置の操作量に対する前記方向切換弁のスプールのストローク量を小さくする、
   請求項３に記載の作業機械。
5. 前記方向切換弁は、スプール弁であり、
   前記制御装置は、
   前記差圧が小さいほど、前記操作装置の操作量に対する前記方向切換弁のスプールのストローク量を大きくする、
   請求項３または請求項４に記載の作業機械。
6. 前記制御装置は、
   前記操作装置の操作に基づいて、前記操作装置の操作量と前記方向切換弁の制御との操作特性を変更する、
   請求項１に記載の作業機械。
7. 前記制御装置は、
   前記操作装置の操作に基づいて、前記作業機械の動作を判定し、
   前記動作に基づいて、前記操作装置の操作量と前記方向切換弁の制御との操作特性を変更する、
   請求項６に記載の作業機械。

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