JP6438312B2 - 油圧作業機械の電気式操作装置 - Google Patents

Description

本発明は、油圧作業機械に搭載された油圧アクチュエータの駆動を制御する電気式操作装置に関する。

従来の油圧ショベルに搭載された油圧アクチュエータの駆動を制御する操作装置として油圧式操作装置及び電気式操作装置がある。

油圧式操作装置では、オペレータが操作レバーを操作すると、操作レバーに機械的に連結されたパイロット弁の出力ポートが開き、パイロット圧力源から入力ポートに導かれたパイロット一次圧が操作レバーの操作量に応じて減圧され、パイロット圧として出力される。パイロット圧は、コントロールバルブ内のメインスプールをストロークさせる。これにより、油圧ポンプから油圧アクチュエータに圧油が供給され、油圧アクチュエータからの戻り油がタンクへ排出される。

一方、電気式操作レバーを備えた電気式操作装置では、操作レバーの操作量を電気信号に変換してコントローラに入力し、コントローラは、当該操作量に対応した電流をメインスプールの両端に付設されたパイロットポートのそれぞれにパイロット圧を導くための電磁比例弁に印加することによって、メインスプールに作用するパイロット圧を制御する。電気式操作装置は、油圧式操作装置に対し、パイロット圧を伝達する油圧配管を削減できるという利点に加えて、マシンコントロールなどとの親和性が高いという利点を有する。このような電気式操作装置として、特許文献１及び特許文献２に記載のものがある。

特許文献１には、１つのアクチュエータへの圧油の流れを制御する複数個のメインスプールの開度を個別に制御できるようにすることで、複合操作される各アクチュエータのマッチングの自由度を高め、油圧建設機械の操作性を良くする制御装置が開示されている。特許文献１に記載の油圧建設機械では、個別のメインスプールの両端に付設されたパイロットポートにパイロット圧を供給する比例弁が設けられており、コントローラは、電気式操作レバーの操作量と、電気式操作レバーの操作量と各メインスプールの開度との関係を示すマップとから制御信号を求め、これによって比例弁を制御する。

特許文献２には、電気式操作レバー又は制御部に故障が発生したときに、ブームなどの作業装置の誤作動を防止できる建設機械が開示されている。特許文献２に記載の建設機械は、電気式操作レバーの操作信号に対応する電流値が電子比例弁に印加されるように電流を制御する電流駆動部を備えており、電気式操作レバーまたは制御部に故障が発生した状態で操作ロックレバーを操作すると電流駆動部から電子比例弁に印加される電流を遮断する。

特開平７−１９０００９号公報 特開２０１０−２８６１１６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の油圧建設機械の制御装置では、ブーム用制御弁を切換駆動する比例弁のいずれかが故障した場合に、ブーム用制御弁がブームレバー操作に応じて切り換わらず、意図せずブームシリンダに圧油が供給され、あるいは意図せずブームシリンダへの圧油の供給が遮断されることにより、ブームシリンダの操作性が損なわれる恐れがある。同様に、アーム用制御弁を切換駆動する比例弁のいずれかが故障した場合は、アームシリンダの操作性が損なわれる恐れがある。

一方、特許文献２に記載の電気式操作レバーが備えられた建設機械では、電子式流量制御弁を切換駆動する２つの電子比例弁のいずれかが故障した場合に、ロックレバーを操作して電子比例弁に印加される駆動電流を遮断すると、油圧アクチュエータの動作が停止し、当該油圧アクチュエータの操作が不能となる。あるいは、電子比例弁が異物を噛み込み、メインスプールにパイロット圧を作用させた状態で固着していた場合は、ロックレバーを操作して電子比例弁に印加される電流を遮断してもメインスプールにパイロット圧が作用し続け、油圧アクチュエータの動作を停止できない恐れがある。この場合、パイロット圧力源から導かれるパイロット一次圧を遮断することにより当該油圧アクチュエータの動作を停止させることはできるが、それにより他の油圧アクチュエータも操作不能となる。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、共通の油圧アクチュエータに供給される圧油の方向及び流量を制御する複数の方向制御弁を切換駆動する複数の切換駆動装置のいずれかが故障した場合でも、油圧アクチュエータの操作性を確保できる油圧作業機械の電気式操作装置を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明は、少なくとも１つの油圧ポンプを有する油圧ポンプ装置とこの油圧ポンプ装置から供給される圧油によって駆動される油圧アクチュエータとを備えた油圧作業機械に搭載され、前記油圧アクチュエータの駆動を制御する油圧作業機械の電気式操作装置において、前記油圧アクチュエータの駆動方向及び駆動速度を指示する操作装置と、前記油圧ポンプ装置と前記油圧アクチュエータとを接続する第１油路に設けられた第１スプールを有し、前記第１油路を介して前記油圧アクチュエータに供給される圧油の方向及び流量を制御する第１方向切換弁と、前記油圧ポンプ装置と前記油圧アクチュエータとを接続する第２油路に設けられた第２スプールを有し、前記第２油路を介して前記油圧アクチュエータに供給される圧油の方向及び流量を制御する第２方向切換弁と、前記操作装置の操作に応じて、前記第１スプールに対して互いに対向する駆動力を出力する第１及び第２切換駆動装置と、前記操作装置の操作に応じて、前記第２スプールに対して互いに対向する駆動力を出力する第３及び第４切換駆動装置と、前記第１及び第２方向切換弁の切換状態を検出する切換状態検出装置と、前記切換状態検出装置の検出結果に基づいて前記第１及び第２切換駆動装置のいずれか一方が故障状態にあると判定した場合は、前記操作装置の操作に関わらず前記第１方向切換弁が中立位置に保持されるように他方の切換駆動装置を制御し、前記切換状態検出装置の検出結果に基づいて前記第３及び第４切換駆動装置のいずれか一方が故障状態にあると判定した場合は、前記操作装置の操作に関わらず前記第２方向切換弁が中立位置に保持されるように他方の切換駆動装置を制御する制御装置とを備えるものとする。

本発明によれば、共通の油圧アクチュエータに供給される圧油の方向及び流量を制御する複数の方向切換弁を切換駆動する複数の切換駆動装置のいずれかが故障した場合でも、油圧アクチュエータの操作性を確保できる。

本発明の第１の実施形態における電気式操作装置を備えた油圧作業機械の一例としての油圧ショベルの外観図である。 図１に示す油圧ショベルに搭載された油圧駆動装置の構成図である。 本発明の第１の実施形態における電気式操作装置の構成図である。 本発明の第１の実施形態におけるコントローラの機能ブロック図である。 本発明の第１の実施形態におけるアーム操作信号と各目標パイロット圧との対応関係を示す図である。 本発明の第１の実施形態における電磁比例弁故障判定部による故障判定処理を示すフロー図である。 本発明の第１の実施形態におけるメインスプール制御部による制御処理を示すフロー図である。 本発明の第２の実施形態における電気式操作装置の構成図である。 本発明の第２の実施形態におけるコントローラの機能ブロック図である。 本発明の第２の実施形態における電磁比例弁故障判定部による故障判定処理を示すフロー図である。 本発明の第３の実施形態における電気式操作装置の構成図である。 本発明の第４の実施形態における電気式操作装置の構成図である。 本発明の第４の実施形態における電磁比例弁故障判定部による故障判定処理を示すフロー図である。 本発明の第４の実施形態におけるメインスプール制御部による制御処理を示すフロー図である。 本発明の第５の実施形態における電気式操作装置の構成図である。 本発明の第５の実施形態における電磁比例弁故障判定部による故障判定処理を示すフロー図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。

本発明の第１の実施形態について、図１〜図７を用いて説明する。

図１は、第１の実施形態における電気式操作装置を備えた油圧作業機械の一例としての油圧ショベルの外観図である。油圧ショベルは、下部走行体１１と、上部旋回体１２と、フロント作業装置１３とを備えている。

下部走行体１１は、走行右油圧モータ（図示せず）及び走行左モータ３ｂを駆動することにより走行する。

上部旋回体１２には、エンジン１５、油圧ポンプ装置２、旋回油圧モータ４、コントロールバルブ２０等が搭載されている。また、上部旋回体１２の前方左側に配置された運転室１４には、走行右レバー１ａ、走行左レバー１ｂ、操作右レバー装置１ｃ、操作左レバー装置１ｄ等の操作装置が設けられている。上部旋回体１２は、旋回油圧モータ４を駆動することにより、下部走行体１１に対して旋回する。コントロールバルブ２０は、各操作装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの操作に応じて、油圧ポンプ装置２の吐出油を各油圧アクチュエータ３ａ，３ｂ，４，５，６，７に分配して供給し、各油圧アクチュエータ３ａ，３ｂ，４，５，６，７を駆動する。

フロント作業装置１３は、上部旋回体１２に上下方向に回動可能に取り付けられたブーム８と、ブーム８の先端に回動可能に取り付けられたアーム９と、アーム９の先端に回動可能に取り付けられたバケット１０とを有している。ブーム８はブームシリンダ５の伸縮により上下方向に回動し、アーム９はアームシリンダ６の伸縮により上下・前後方向に回動し、バケット１０はバケットシリンダ７の伸縮により上下・前後方向に回動する。

図２は、図１に示す油圧ショベルに搭載された油圧駆動装置の構成図である。図２において、油圧駆動装置は、油圧ポンプ装置２と、複数の油圧アクチュエータ３ａ，３ｂ，４〜７と、コントロールバルブ２０と、複数の操作装置１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄと、コントローラ１００と、電磁比例弁４３〜５４とを備えている。

油圧ポンプ装置２は、第１〜第３油圧ポンプ２ａ，２ｂ，２ｃ及びパイロットポンプ２ｇを備えている。第１〜第３油圧ポンプ２ａ，２ｂ，２ｃ及びパイロットポンプ２ｇは、エンジン１５によって駆動され、それぞれ第１〜第３ポンプラインＬ１〜Ｌ３（後述）及びパイロットポンプラインＬ４に圧油を吐出する。第１〜第３油圧ポンプ２ａ，２ｂ，２ｃは可変容量型の油圧ポンプであり、それぞれ第１〜第３レギュレータ２ｄ，２ｅ，２ｆによって容量を調節することができる。パイロットポンプ２ｇの吐出圧は、パイロットポンプラインＬ４に設けられたパイロットリリーフ弁２ｈによって所定の圧力（以下、パイロット一次圧という）Ｐ０に設定される。パイロット一次圧Ｐ０は、パイロットポンプラインＬ４に設けられたゲートロック弁３０を介して、パイロット弁４１，４２及び電磁比例弁４３〜５４に導かれる。ゲートロック弁３０は、ロックレバー２９によって切換操作される。

コントロールバルブ２０には、第１〜第３ポンプラインＬ１〜Ｌ３が形成されており、第１〜第３ポンプラインＬ１〜Ｌ３には第１〜第３油圧ポンプ２ａ，２ｂ，２ｃがそれぞれ接続されている。第１ポンプラインＬ１には、走行右方向切換弁２１、バケット方向切換弁２２及びブーム第１方向切換弁２３が設けられており、各々を切換操作することにより、第１ポンプラインＬ１が走行右油圧モータ３ａ、バケットシリンダ７又はブームシリンダ５と連通する。第２ポンプラインには、旋回方向切換弁２６、アーム第２方向切換弁２５及び走行左方向切換弁２４が設けられており、各々を切換操作することにより、第２ポンプラインＬ２が旋回油圧モータ４、アームシリンダ６又は走行左油圧モータ３ｂと連通する。第３ポンプラインＬ３には、ブーム第２方向切換弁２８及びアーム第１方向切換弁２７が設けられており、各々を切換操作することにより、第３ポンプラインＬ３がブームシリンダ５又はアームシリンダ６と連通する。

電磁比例弁４３〜５４は、コントローラ１００から印加される駆動電流に応じてパイロット一次圧Ｐ０を減圧し、それぞれパイロット圧Ｐ５〜Ｐ１６として出力する。パイロット圧Ｐ５，Ｐ６は、旋回方向切換弁２６に導かれ、旋回方向切換弁２６を切換操作する。パイロット圧Ｐ７，Ｐ９は、ブーム第１方向切換弁２３に導かれ、ブーム第１方向切換弁２３を切換操作する。パイロット圧Ｐ８，Ｐ１０は、ブーム第２方向切換弁２８に導かれ、ブーム第２方向切換弁２８を切換操作する。パイロット圧Ｐ１１，Ｐ１３は、アーム第１方向切換弁２７に導かれ、アーム第１方向切換弁２７を切換操作する。パイロット圧Ｐ１２，Ｐ１４は、アーム第２方向切換弁２５に導かれ、アーム第２方向切換弁２５を切換操作する。パイロット圧Ｐ１５，Ｐ１６は、バケット方向切換弁２２に導かれ、バケット方向切換弁２２を切換操作する。パイロット圧Ｐ７〜Ｐ１４は、パイロット圧センサＳ３〜Ｓ１０によってそれぞれ検出され、それらの検出信号はコントローラ１００に入力される。

走行右レバー１ａに機械的に連結された走行右パイロット弁４１は、走行右レバー１ａの操作に応じてパイロット一次圧Ｐ０を減圧し、走行右前進パイロット圧Ｐ１又は走行右後進パイロット圧Ｐ２として出力する。パイロット圧Ｐ１，Ｐ２は、走行右方向切換弁２１に導かれ、走行右方向切換弁２１を切換操作する。これにより、第１ポンプラインＬ１が走行右油圧モータ３ａに連通し、第１油圧ポンプ２ａから供給される圧油によって走行右油圧モータ３ａが駆動される。パイロット圧Ｐ１，Ｐ２は、最大圧を選択するシャトル弁３１にも導かれており、シャトル弁３１で選択された最大圧（走行右パイロット圧）は、走行右パイロット圧センサＳ１によって検出され、その検出信号はコントローラ１００に入力される。

走行左レバー１ｂ機械的に連結された走行左パイロット弁４２は、走行左レバー１ｂの操作に応じてパイロット一次圧Ｐ０を減圧し、走行左前進パイロット圧Ｐ３又は走行左後進パイロット圧Ｐ４として出力する。パイロット圧Ｐ３，Ｐ４は、走行左方向切換弁２４に導かれ、走行右方向切換弁２４を切換操作する。これにより、第３ポンプラインＬ３が走行左油圧モータ３ｂに連通し、第３油圧ポンプ２ａから供給される圧油によって走行左油圧モータ３ｂが駆動される。パイロット圧Ｐ３，Ｐ４は、最大圧を選択するシャトル弁３２にも導かれており、シャトル弁３１で選択された最大圧（走行左パイロット圧）は、走行左パイロット圧センサＳ２によって検出され、その検出信号はコントローラ１００に入力される。

操作右レバー装置１ｃは、前後左右方向に揺動可能に支持された操作レバーを有し、この操作レバーのレバー操作に応じてブーム操作信号及びバケット操作信号を出力する（以下、ブーム操作信号を生じさせるレバー操作をブームレバー操作といい、バケット操作信号を生じさせるレバー操作をバケットレバー操作という）。ブーム操作信号及びバケット操作信号は、コントローラ１００に入力される。

操作左レバー装置１ｄは、前後左右方向に揺動可能に支持された操作レバーを有し、この操作レバーのレバー操作に応じて旋回操作信号及びアーム操作信号を出力する（以下、旋回操作信号を生じさせるレバー操作を旋回レバー操作といい、アーム操作信号を生じさせるレバー操作をアームレバー操作という）。ブーム操作信号及びバケット操作信号は、コントローラ１００に入力される。

コントローラ１００は、操作右レバー装置１ｃ及び操作左レバー装置１ｄから入力される各操作信号及びセンサＳ１〜Ｓ１０から入力される各検出信号に基づいて、レギュレータ２ｄ，２ｅ，２ｆ及び電磁比例弁４３〜５４に制御信号を出力し、これらを制御する。また、コントローラ１００は、電磁比例弁４５〜５２の故障を検出したときに、その故障情報を表示装置６０に出力し、オペレータに通知する。

図２において、ブームシリンダ５の駆動に関わる方向切換弁２３，２８、電磁比例弁４５〜４８、パイロット圧センサＳ３〜Ｓ６及びコントローラ１００は、ブームシリンダ５に適用した第１の実施形態における電気式操作装置を構成し、アームシリンダ６の駆動に関わる方向切換弁２７，２５、電磁比例弁４９〜５２、パイロット圧センサＳ７〜Ｓ１０及びコントローラ１００は、アームシリンダ６に適用した第１の実施形態における電気式操作装置を構成している。以下、第１の実施形態における電気式操作装置の詳細について説明する。

図３は、アームシリンダ６に適用した第１の実施形態における電気式操作装置の構成図である。なお、ブームシリンダ５に適用した電気式操作装置の構成は、アームシリンダ６に適用した場合と同様であるため、説明は省略する。図３において、電気式操作装置２００は、アームシリンダ６に供給される圧油の方向及び流量をそれぞれ制御するアーム第１方向切換弁２７及びアーム第２方向切換弁２５と、方向切換弁２７，２５を切換操作する切換駆動装置としての電磁比例弁４９〜５２と、方向切換弁２７，２５の切換状態を検出する切換状態検出装置としてのパイロット圧センサＳ７〜Ｓ１０と、制御装置としてのコントローラ１００とを備えている。

電磁比例弁４９〜５２は、図２に示すパイロットポンプ２ｇ及びパイロットリリーフ弁２ｈ等で構成されたパイロット圧力源４０から入力されるパイロット一次圧Ｐ０を、それぞれコントローラ１００から印加される駆動電流に応じて減圧し、パイロット圧Ｐ１１〜Ｐ１４として出力する。

アーム第１方向切換弁２７が有するスプール２７１の両端面には、電磁比例弁４９（以下適宜「アーム第１ダンプ電磁比例弁」という）から出力されるパイロット圧Ｐ１１（以下適宜「アーム第１ダンプパイロット圧」という）、及び電磁比例弁５１（以下適宜「アーム第１クラウド電磁比例弁」という）から出力されるパイロット圧Ｐ１３（以下適宜「アーム第１クラウドパイロット圧」という）がそれぞれ導かれる。アーム第２方向切換弁２５が有するスプール２５１の両端面には、電磁比例弁５０（以下適宜「アーム第２ダンプ電磁比例弁」という）から出力されるパイロット圧Ｐ１２（以下適宜「アーム第２ダンプパイロット圧」という）、及び電磁比例弁５２（以下適宜「アーム第２クラウド電磁比例弁」という）から出力されるパイロット圧Ｐ１４（以下適宜「アーム第２クラウドパイロット圧」という）が導かれる。

アームシリンダ６を縮小方向（ダンプ方向）に駆動する場合は、アーム第１ダンプ電磁比例弁４９を駆動してアーム第１ダンプパイロット圧Ｐ１１をスプール２７１の図示右側端面に作用させ、第３ポンプラインＬ３をアームシリンダ６のロッド側油室に連通させるとともに、アーム第２ダンプ電磁弁比例弁５０を駆動してアーム第２ダンプパイロット圧Ｐ１２をスプール２５１の図示右側の端面に作用させ、第２ポンプラインＬ２をアームシリンダ６のロッド側油室に連通させる。これにより、第２油圧ポンプ２ｂ及び第３油圧ポンプ２ｃの吐出油が合流してアームシリンダ６のロッド側油室に供給され、アームシリンダ６がダンプ方向に駆動される。

一方、アームシリンダ６を伸長方向（クラウド方向）に駆動する場合は、アーム第１クラウド電磁比例弁５１を駆動してアーム第１クラウドパイロット圧Ｐ１３をスプール２７１の図示左側の端面に作用させ、第３ポンプラインＬ３をアームシリンダ６のボトム側油室に連通させるとともに、アーム第２クラウド電磁弁比例弁５２を駆動してアーム第２クラウドパイロット圧Ｐ１４をスプール２５１の図示左側の端面に作用させ、第２ポンプラインＬ２をアームシリンダ６のボトム側油室に連通させる。これにより、第２油圧ポンプ２ｂ及び第３油圧ポンプ２ｃの吐出油が合流してアームシリンダ６のボトム側油室に供給され、アームシリンダ６がクラウド方向に駆動される。

なお、必ずしも２つの油圧ポンプ２ｂ，２ｃの吐出油を合流させてアームシリンダ６に供給する必要はなく、アーム第１方向切換弁２７のスプール２７１を中立位置に保持し、第３油圧ポンプ２ｃからアームシリンダ６への圧油の供給を遮断するとともに、アーム第２方向切換弁２５のスプール２５１のみを切換操作し、第２油圧ポンプ２ｂからのみ圧油を供給してもよく、あるいは、アーム第２方向切換弁２５のスプール２５１を中立位置に保持し、第２油圧ポンプ２ｂからアームシリンダ６への圧油の供給を遮断するとともに、アーム第１方向切換弁２７のスプール２７１のみを切換操作し、第３油圧ポンプ２ｃからのみ圧油を供給してもよい。

図４は、第１の実施形態におけるコントローラ１００の機能ブロック図である。コントローラ１００は、電磁比例弁故障判定部１２０とメインスプール制御部１１０とで構成される。

電磁比例弁故障判定部１２０には、パイロット圧センサＳ３〜Ｓ１０からそれぞれブーム第１下げパイロット圧信号、ブーム第１上げパイロット圧信号、ブーム第２下げパイロット圧信号、ブーム第２上げパイロット圧信号、アーム第１ダンプパイロット圧信号、アーム第１クラウドパイロット圧信号、アーム第２ダンプパイロット圧信号及びアーム第２クラウドパイロット圧信号が入力され、操作右レバー装置１ｃ及び操作左レバー装置１ｄからそれぞれブーム操作信号及びアーム操作信号が入力される。電磁比例弁故障判定部１２０は、これらの入力信号に基づいて電磁比例弁４５〜５２の故障状態を判定し、それらの判定結果をメインスプール制御部１１０に出力する。

メインスプール制御部１１０は、操作右レバー装置１ｃから入力されるブーム操作信号及びバケット操作信号と、操作左レバー装置１ｄから出力されるアーム操作信号及び旋回操作信号と、電磁比例弁故障判定部１２０から入力される判定結果とに基づいて、旋回右パイロット圧Ｐ５、旋回左パイロット圧Ｐ６、ブーム第１下げパイロット圧Ｐ７、ブーム第１上げパイロット圧Ｐ９、ブーム第２下げパイロット圧Ｐ８、ブーム第２上げパイロット圧Ｐ１０、アーム第１ダンプパイロット圧Ｐ１１、アーム第１クラウドパイロット圧Ｐ１３、アーム第２ダンプパイロット圧Ｐ１２、アーム第２クラウドパイロット圧Ｐ１４、バケットダンプパイロット圧Ｐ１５及びバケットクラウドパイロット圧Ｐ１６の目標値（以下、目標パイロット圧という）を演算し、これら目標パイロット圧に応じた制御信号（駆動電流）を電磁比例弁４３〜５４に出力する。

次に、アーム操作信号とパイロット圧Ｐ１１〜Ｐ１４の目標値との対応関係について、図５を用いて説明する。

図５（ａ）は、第１の実施形態におけるアーム操作信号とアーム第１ダンプパイロット圧Ｐ１１の目標値（以下適宜「アーム第１ダンプ目標パイロット圧」という）との対応関係を示す図であり、図５（ｂ）は、アーム操作信号とアーム第１クラウドパイロット圧Ｐ１３の目標値（以下適宜「アーム第１クラウド目標パイロット圧」という）との関係を示す図であり、図５（ｃ）は、アーム操作信号とアーム第２ダンプパイロット圧Ｐ１２の目標値（以下適宜「アーム第２ダンプ目標パイロット圧」という）との関係を示す図であり、図５（ｄ）は、アーム操作信号とアーム第２クラウドパイロット圧Ｐ１４の目標値（以下適宜「アーム第２クラウド目標パイロット圧」という）との関係を示す図である。

図５（ａ）〜図５（ｄ）における実線部分Ｍａ１，Ｍｂ１，Ｍｃ１，Ｍｄ１は２つの油圧ポンプ２ｂ，２ｃの吐出油を合流してアームシリンダ６に供給する場合の対応関係（以下適宜「複合パイロット圧マップ」という）である。図５（ａ）及び図５（ｂ）における破線部分Ｍａ２，Ｍｂ２は、アーム第２方向切換弁２５を中立位置に保持した状態でアーム第１方向切換弁２７を切換操作し、油圧ポンプ２ｂの吐出油のみをアームシリンダ６に供給する場合の対応関係（以下適宜「アーム第１単独パイロット圧マップ」又は「単独パイロット圧マップ」という）であり、図５（ｃ）及び図５（ｄ）における破線部分Ｍｃ２，Ｍｄ２は、アーム第１方向切換弁２７を中立位置に保持した状態でアーム第１方向切換弁２５を切換操作し、油圧ポンプ２ｃの吐出油のみをアームシリンダ６に供給する場合の対応関係（以下適宜「アーム第２単独パイロット圧マップ」又は「単独パイロット圧マップ」という）である。図５（ａ）〜図５（ｄ）に示すように、アーム第１単独パイロット圧マップＭａ２，Ｍｂ２及びアーム第２単独パイロット圧マップＭｃ２，Ｍｄ２における各目標パイロットを複合パイロット圧マップＭａ１，Ｍｂ１，Ｍｃ１，Ｍｄ１おけるそれらより高く設定することにより、方向切換弁２７，２５の双方を切換操作し、２つの油圧ポンプ２ｂ，２ｃの吐出油をアームシリンダ６に供給する状態から、方向切換弁２７，２５のいずれか一方のみを切換操作し、油圧ポンプ２ｂ，２ｃのいずれか一方の吐出油のみをアームシリンダ６に供給する状態に移行した際に、アームシリンダ６への供給流量の低下、すなわちアームシリンダ６の速度低下を抑えることができる。

図６は、第１の実施形態における電磁比例弁故障判定部１２０による故障判定処理を示すフロー図である。なお、図６においては、アーム第１ダンプ電磁比例弁４９に対する故障判定処理のみを図示しているが、電磁比例弁故障判定部１２０は、アーム第１クラウド電磁比例弁５１、アーム第２ダンプ電磁比例弁５０、アーム第２クラウド電磁比例弁５２に対しても同様の故障判定処理を行う。以下、図６のフローを構成する各ステップについて順に説明する。

電磁比例弁故障判定部１２０は、ステップＳ１２０１にて、アーム第１ダンプのパイロット圧マップＭａ１又はＭａ２を参照し、アーム操作信号に応じたアーム第１ダンプ目標パイロット圧を演算する。続くステップＳ１２０２にて、パイロット圧センサＳ７から入力されたアーム第１ダンプパイロット圧Ｐ１１とアーム第１ダンプ目標パイロット圧との圧力差を演算する。続くステップＳ１２１０にて、圧力差が許容範囲内（閾値ΔＰ以下）であるか否かを判定する。

ステップＳ１２１０でＹＥＳ（圧力差が閾値ΔＰ以下）と判定した場合、ステップＳ１２１１にて、アーム第１ダンプ電磁比例弁４９の故障状態を示すフラグ（以下「アーム第１ダンプ故障フラグ」という）に正常状態であることを示すフラグ値（以下「正常」という）を設定する。一方、ステップＳ１２１０でＮＯ（圧力差が閾値ΔＰより大きい）と判定した場合、ステップＳ１２２０にて、アーム第１ダンプパイロット圧Ｐ１１がアームシリンダ６を駆動可能な最小パイロット圧Ｐｍｉｎ以下であるか否かを判定する。

ステップＳ１２２０でＹＥＳ（アーム第１ダンプパイロット圧Ｐ１１≦Ｐｍｉｎ）の場合は、ステップＳ１２２１にて、アーム第１ダンプ故障フラグにパイロット圧を出力できない故障状態であることを示すフラグ値（以下「クローズ故障」という）を設定する。一方、ステップＳ１２２０でＮＯ（アーム第１ダンプパイロット圧Ｐ１１＞Ｐｍｉｎ）と判定した場合は、ステップＳ１２２２にて、アーム第１ダンプ故障フラグに意図しないパイロット圧を出力する故障状態であることを示すフラグ値（以下「オープン故障」という）を設定し、続くステップＳ１２２３にて、アーム第１クラウド目標パイロット圧にアーム第１ダンプパイロット圧Ｐ１１を設定し、続くステップＳ１２２４にて、アーム第１クラウド目標パイロット圧をメインスプール制御部１１０に出力する。

ステップＳ１２１１，Ｓ１２２１，Ｓ１２２４に続いて、ステップＳ１２３０にて、アーム第１ダンプ故障フラグをメインスプール制御部１１０に出力する。

図７は、第１の実施形態におけるメインスプール制御部１１０による制御処理を示すフロー図である。なお、図７においては、アーム第１方向切換弁２７を切換駆動する電磁比例弁４９，５１に対する制御処理のみを図示しているが、メインスプール制御部１１０は、アーム第２方向切換弁２５を切換駆動する電磁比例弁５０，５２に対しても同様の制御処理を行う。以下、図７のフローを構成する各ステップについて順に説明する。

メインスプール制御部１１０は、ステップＳ１１００にて、電磁比例弁故障判定部１２０から入力されたアーム第１ダンプ故障フラグ及びアーム第１クラウド故障フラグがともに「正常」であるか否かを判定する。

ステップＳ１１００でＹＥＳ（アーム第１ダンプ故障フラグ及びアーム第１クラウド故障フラグがともに「正常」）と判定した場合は、ステップＳ１１１０にて、アーム第２クラウド故障フラグ及びアーム第２ダンプ故障フラグがともに「正常」であるか否かを判定する。ステップＳ１１１０でＮＯ（アーム第１ダンプ故障フラグ又はアーム第１クラウド故障フラグが「正常」でない）と判定した場合は、ステップＳ１１１１にて、アーム第１ダンプのパイロット圧マップ及びアーム第１クラウドのパイロット圧マップをそれぞれアーム第２正常時のマップＭａ１，Ｍｂ１からアーム第２故障時のマップＭａ２，Ｍｂ２に切り換える。ステップＳ１１１０でＹＥＳ（アーム第２クラウド故障フラグ及びアーム第２ダンプ故障フラグがともに「正常」）と判定された場合、又はステップＳ１１１１に続いて、ステップＳ１１１２にて、アーム第１ダンプのパイロット圧マップＭａ１／Ｍａ２、及びアーム第１クラウドのパイロット圧マップＭｂ１／Ｍｂ２を参照し、アーム操作信号に対応するアーム第１ダンプ目標パイロット圧及びアーム第１クラウド目標パイロット圧を演算する。

ステップＳ１１００でＮＯ（アーム第１ダンプ故障フラグ又はアーム第１クラウド故障フラグが「正常」でない）と判定した場合は、ステップＳ１１２０にて、アーム第１ダンプ故障フラグ又はアーム第１クラウド故障フラグが「クローズ故障」であるか否かを判定する。ステップＳ１１２０でＹＥＳ（アーム第１ダンプ故障フラグ又はアーム第１クラウド故障フラグが「クローズ故障」）の場合は、ステップＳ１１２１にて、アーム第１ダンプ目標パイロット圧及びアーム第１クラウド目標パイロット圧にパイロット油圧遮断時の制御圧を設定する。

ステップＳ１１１２，Ｓ１１２１に続いて、又はステップＳ１１２０でＮＯ（アーム第１ダンプ故障フラグ又はアーム第１クラウド故障フラグが「オープン故障」）と判定した場合は、ステップＳ１１３０にて、アーム第１ダンプ目標パイロット圧及びアーム第１クラウド目標パイロット圧に応じた駆動電流をそれぞれ電磁比例弁４９，５１に出力する。

以上のように構成した第１の実施形態によれば、電磁比例弁４９〜５２の１つが固着や断線等によりパイロット圧を出力できない故障状態となった場合、アームレバー操作に関わらず、この故障した電磁比例弁とスプール２７１又は２５１を挟んで対向する電磁比例弁から出力されるパイロット圧を遮断することにより、当該スプールは中立位置に保持され、もう一方のスプール２５１又は２７１のみがアームレバー操作に応じて切換操作される。

一方、電磁比例弁４９〜５２の１つが固着や短絡等により意図しないパイロット圧を出力する故障状態となった場合、アームレバー操作に関わらず、この故障状態にある電磁比例弁とスプール２７１又は２５１を挟んで対向する電磁比例弁を、この故障状態にある電磁比例弁から出力されるパイロット圧と同程度のパイロット圧を出力する状態に制御することにより、当該スプールは中立位置に保持され、もう一方のスプールのみがアームレバー操作に応じて切換操作される。

このように、電磁比例弁４９〜５２の１つが故障した場合も、アームレバー操作に応じた切換操作が不能な方向切換弁２７又は２５を介したアームシリンダ６への圧油の供給を遮断し、アームレバー操作に応じた切換操作が可能なもう一方の方向切換弁２５又は２７のみを介してアームシリンダ６に圧油を供給することにより、アームシリンダ６の操作性を確保することができる。同様に、電磁比例弁４５〜４８の１つが故障した場合も、ブームシリンダ５の操作性を確保することができる。

また、電磁比例弁４９〜５２のいずれかが故障状態にあり、方向切換弁２７又は２５の一方が中立位置に保持されている間も、アーム操作信号と各目標パイロット圧との対応関係を規定するパイロット圧マップを複合パイロット圧マップから単独パイロット圧マップに切り換え、アーム操作信号に対する目標パイロット圧を高く設定することにより、アームシリンダ６の速度低下を抑えることができる。同様に、電磁比例弁４５〜４８のいずれかが故障状態にあり、方向切換弁２３又は２８の一方が中立位置に保持されている間も、ブームシリンダ５の速度低下を抑えることができる。

本発明の第２の実施形態について、図８〜図１０を用いて説明する。なお、図８〜図１０において、図１〜図７と同一の構成要素には同一の符号を付し、再度の説明は省略する。第２の実施形態を第１の実施形態と比較した場合の主な相違点は、第１の実施形態では、パイロット圧センサＳ７〜Ｓ１０を用いて電磁比例弁４９〜５２の故障状態を判定するのに対し、第２の実施形態では、方向制御弁２７，２５が有するスプール２７１，２５１にそれぞれ付設されたスプールストロークセンサＳ２７，Ｓ２５を用いて判定する点である。

図８は、アームシリンダ６に適用された第２の実施形態における電気式操作装置の構成図である。図８において、電気式操作装置２００ｂは、アーム第１方向切換弁２７のスプール２７１に付設されたスプールストロークセンサＳ２７と、アーム第１方向切換弁２５のスプール２５１に付設されたスプールストロークセンサＳ２５とを備えており、スプールストロークセンサＳ２７，Ｓ２５で検出したスプールストローク信号は、コントローラ１００に入力される。スプールストロークセンサＳ２７，Ｓ２５は、方向切換弁２７，２５の切換状態を検出する切換状態検出装置を構成する。

図９は、第２の実施形態におけるコントローラ１００の機能ブロック図である。電磁比例弁故障判定部１２０には、ブーム第１方向切換弁２３のスプールに付設されたスプールストロークセンサＳ２３で検出したブーム第１スプールストローク信号と、ブーム第２方向切換弁２８のスプールに付設されたスプールストロークセンサＳ２８で検出したブーム第２スプールストローク信号と、アーム第１方向切換弁２７のスプール２７１に付設されたスプールストロークセンサＳ２７ｂで検出したアーム第１スプールストローク信号と、アーム第２方向切換弁２５のスプール２５１に付設されたスプールストロークセンサＳ２５で検出したアーム第２スプールストローク信号とが入力される。電磁比例弁故障判定部１２０は、これらの入力信号に基づいて電磁比例弁４５〜５２の故障状態を判定し、それらの判定結果をメインスプール制御部１１０に出力する。

図１０は、第２の実施形態における電磁比例弁故障判定部１２０による故障判定処理を示すフロー図である。電磁比例弁故障判定部１２０は、ステップＳ１２０１ｂにて、アーム操作信号からアーム第１スプール目標開口を演算する。続くステップＳ１２０２ｂにて、アーム第１スプール目標開口とアーム第１スプール開口の面積差を演算する。続くステップＳ１２１０ｂにて、面積差が許容誤差範囲内（閾値ΔＡ以下）か否かを判定する。

ステップＳ１２１０ｂでＹＥＳ（面積差が許容誤差ΔＡ以下）と判定した場合は、ステップＳ１２１１以降の処理を実行する。一方、ステップＳ１２１０ｂでＮＯ（面積差が許容誤差ΔＡより大きい）と判定した場合は、ステップＳ１２２０ｂにて、アーム第１スプール開口が、方向切換弁２７を駆動可能な最小開口Ａｍｉｎ以下か否かを判定する。

ステップＳ１２２０ｂでＹＥＳ（アーム第１スプール開口が最小開口Ａｍｉｎ以下）と判定した場合は、ステップＳ１２２１以降の処理を実行する。一方、ステップＳ１２２０ｂでＮＯ（アーム第１スプール開口が最小開口Ａｍｉｎより大きい）と判定した場合は、ステップＳ１２３２以降の処理を実行する。

以上のように構成した第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、第１の実施形態における電気式操作装置（図３）が４つのパイロット圧センサＳ７〜Ｓ１０を用いて電磁比例弁４９〜５２の故障状態を判定するのに対し、第２の実施形態における電気式操作装置（図８）は、２つのスプールストロークセンサＳ２７，Ｓ２５を用いて故障状態を判定するため、第１の実施形態よりも構成が簡便となる。

本発明の第３の実施形態について、図１１を用いて説明する。図１１は、アームシリンダ６に適用された第３の実施形態における電気式操作装置の構成図である。図１１において、図１〜図１０と同一の構成要素には同一の符号を付し、再度の説明は省略する。第３の実施形態を第２の実施形態と比較した場合の主な相違点は、第２の実施形態では、アーム第１方向切換弁及びアーム第２方向切換弁としてパイロット油圧式の方向切換弁２７，２５を用いているのに対し、第３の実施形態では、電磁式の方向切換弁２７ｂ，２５ｂを用いている点である。

図１１において、アーム第１方向切換弁２７ｂが有するスプール２７１の両端面には、切換駆動装置としてのソレノイド４９ｂ，５１ｂがそれぞれ付設されている。ソレノイド４９ｂは、コントローラ１００から印加された駆動電流に比例する力をスプール２７１の図示右側から作用させ、第３ポンプラインＬ３をアームシリンダ６のロッド側油室に連通させる。一方、ソレノイド５１ｂは、コントローラ１００から印加された駆動電流に比例する力をスプール２７１の図示左側から作用させ、第３ポンプラインＬ３をアームシリンダ６のボトム側油室に連通させる。

アーム第２方向切換弁２５が有するスプール２５１の両端面には、切換駆動装置としてのソレノイド５０ｂ，５２ｂがそれぞれ付設されている。ソレノイド５０ｂは、コントローラ１００から印加された電流に比例する力をスプール２５１の図示右側から作用させ、第２ポンプラインＬ２をアームシリンダ６のロッド側油室に連通させる。一方、ソレノイド５２ｂは、コントローラ１００から印加された駆動電流に比例する力をスプール２５１の図示左側から作用させ、第２ポンプラインＬ２をアームシリンダ６のボトム側油室に連通させる。

第３の実施形態における電磁比例弁故障判定部１２０の故障判定処理は、図２のパイロット圧に関わる処理（ステップＳ１２２２ｂ，Ｓ１２２３，Ｓ１２２４）がソレノイドの駆動電流に関わる処理に置き換わる点を除き、第２の実施形態と同様である。

以上のように構成した第３の実施形態によれば、ソレノイド４９ｂ，５０ｂ，５１ｂ，５２ｂのいずれかが断線等によりスプール２７１又は２５１に駆動力を出力できない故障状態となった場合、アームレバー操作に関わらず、この故障したソレノイドとスプール２７１又は２５１を挟んで対向するソレノイドをスプールに駆動力を出力しない状態に制御することにより、スプール２７１又は２５１が中立位置に保持され、他方のスプール２５１又は２７１のみがアームレバー操作に応じて切換操作される。

また、ソレノイド４９ｂ，５０ｂ，５１ｂ，５２ｂのいずれかが短絡等によりスプール２７１又は２５１に対して力をアームレバー操作に対応しない駆動力を出力している状態で制御不能となった場合、アームレバー操作に関わらず、この故障したソレノイドとスプール２７１又は２５１を挟んで対向するソレノイドを駆動させ、故障したソレノイドと同程度の力をスプール２７１又は２５１に作用させることにより、スプール２７１又は２５１が中立位置に保持され、他方のスプール２５１又は２７１のみがアームレバー操作に応じて切換操作される。

これにより、ソレノイド４９ｂ，５０ｂ，５１ｂ，５２ｂのいずれかが故障した場合でも、アームレバー操作に応じた切換操作が不能な一方のスプール２７１又は２５１を中立位置に保持し、この一方のスプール２７１又は２５１を有する方向切換弁２７又は２５を介したアームシリンダ６への圧油の供給を停止するとともに、アームレバー操作に応じた切換操作が可能な他方のスプール２５１又は２７１を有する方向切換弁２５又は２７のみを介してアームシリンダ６に圧油を供給することにより、アームシリンダ６の操作性を確保することができる。

本発明の第４の実施形態について、図１２〜図１４を用いて説明する。なお、図１２〜図１４において、図１〜図１１と同一の構成要素には同一の符号を付し、再度の説明は省略する。第４の実施形態を第１の実施形態と比較した場合の相違点は、第１の実施形態ではパイロット圧センサＳ７〜Ｓ１０を用いて電磁比例弁４９〜５２の故障判定を行うのに対し、第４の実施形態では、アームシリンダ６に付設されたシリンダストロークセンサＳ６０を用いて故障判定を行う点である。

図１２は、アームシリンダ６に適用された第４の実施形態における電気式操作装置の構成図である。図１２において、電気式操作装置２００ｄは、アームシリンダ６に付設されたシリンダストロークセンサＳ６０を備えており、シリンダストロークセンサＳ６０で検出したアームシリンダストローク信号は、コントローラ１００に入力される。シリンダストロークセンサＳ６０は、方向切換弁２７，２５の切換状態を検出する切換状態検出装置を構成する。

図１３は、第４の実施形態における電磁比例弁故障判定部１２０による故障判定処理を示すフロー図である。以下、図１３のフローを構成する各ステップについて順に説明する。

電磁比例弁故障判定部１２０は、ステップＳ１２０１ｄにて、操作左レバー装置１ｄから入力されたアーム操作信号からアームシリンダ６の目標速度を演算する。続くステップＳ１２０２ｄにて、アームシリンダストロークセンサＳ６０から入力されたアームシリンダストローク信号に基づいて、アームシリンダ６の動作速度を演算する。続くステップＳ１２１０ｄにて、アームレバー操作が無いか否かを判定する。

ステップＳ１２１０ｄでＹＥＳ（アームレバー操作無し）と判定した場合は、ステップＳ１２２０ｄにて、アームシリンダ６の動作速度に基づき、アームシリンダ６の動作方向がクラウド側か否かを判定する。ステップＳ１２２０ｄでＹＥＳ（クラウド動作）と判定した場合は、ステップＳ１２２１ｄにて、アームクラウド故障フラグに「オープン故障」を設定する。一方、ステップＳ１２２０ｄでＮＯ（非クラウド動作）と判定した場合は、ステップＳ１２３０ｄにて、アームシリンダ６の動作速度に基づき、アームシリンダ６の動作方向がダンプ側か否かを判定する。ステップＳ１２３０ｄでＹＥＳ（ダンプ側）と判定した場合は、ステップＳ１２３１ｄにて、アームダンプ故障フラグに「オープン故障」を設定する。

一方、ステップＳ１２１０ｄでＮＯ（アームレバー操作有り）と判定した場合は、ステップＳ１２４０ｄにて、アーム操作信号に基づき、操作方向がクラウド側か否かを判定する。

ステップＳ１２４０ｄでＹＥＳ（クラウド側）と判定した場合は、ステップＳ１２５０ｄにて、アームシリンダ６の動作速度がステップＳ１２０１で演算した目標速度より低いか否かを判定する。ステップＳ１２５０ｄでＹＥＳ（動作速度が目標速度より低い）と判定した場合は、ステップＳ１２５１ｄにて、アームクラウド故障フラグに「クローズ故障」を設定する。

ステップＳ１２４０ｄでＮＯ（ダンプ操作）と判定した場合は、ステップＳ１２６０ｄにて、アームシリンダ６の動作速度がステップＳ１２０１で演算した目標速度より低いか否かを判定する。ステップＳ１２６０ｄでＹＥＳ（動作速度が目標速度より低い）と判定した場合は、ステップＳ１２６１ｄにて、アームダンプ故障フラグに「クローズ故障」を設定する。

ステップＳ１２２１ｄ，Ｓ１２３１ｄ，Ｓ１２５１ｄ，Ｓ１２６１に続いて、又はステップＳ１２３０ｄ，Ｓ１２５０ｄ，Ｓ１２６０ｄの判定処理でＮＯと判定した場合は、ステップＳ１２７０ｄにて、アームダンプ故障フラグ及びアームクラウド故障フラグをメインスプール制御部１１０に出力する。

図１４は、第４の実施形態のメインスプール制御部１１０による制御処理を示すフロー図である。以下、図１４のフローを構成する各ステップについて順に説明する。

メインスプール制御部１１０は、ステップＳ１１００ｄにて、アームレバー操作が有るか否かを判定する。ステップＳ１１００ｄでＹＥＳ（アームレバー操作有り）と判定した場合は、ステップＳ１１０１ｄにて、アーム第１パイロット圧マップＭａ１，Ｍｂ１又はＭａ２，Ｍｂ２、及びアーム第２パイロット圧マップＭｃ１，Ｍｄ２又はＭｃ２，Ｍｄ２（図５）を参照し、アーム操作信号に応じた目標パイロット圧を演算する。続くステップＳ１１０２ｄにて、各目標パイロット圧に応じた駆動電流を演算する。

ステップＳ１１００ｄでＮＯ（アームレバー操作無し）と判定した場合は、ステップＳ１１１０ｄにて、アームクラウド故障フラグ又はアームダンプ故障フラグに「オープン故障」が設定されているか否かを判定する。ステップＳ１１１０ｄでＹＥＳ（オープン故障の設定有り）と判定した場合は、ステップＳ１１２０ｄにて、アームダンプ故障フラグに「クローズ故障」が設定されているか否かを判定する。ステップＳ１１２０ｄでＹＥＳ（アームダンプ故障フラグにオープン故障の設定有り）と判定した場合は、ステップＳ１１２１ｄにて、電磁比例弁５１又は５２の駆動電流を増加させる。続くステップＳ１１２２ｄにて、アームダンプ動作が停止したか否かを判定する。ステップＳ１１２２ｄでＹＥＳ（アームダンプ動作停止）と判定した場合は、この時のクラウド電磁比例弁５１又は５２の駆動電流を、クラウド電磁比例弁５１又は５２の故障時駆動電流に設定する。一方、ステップＳ１１２２ｄでＮＯ（アームダンプ動作継続中）と判定した場合は、ステップＳ１１２１ｄに戻る。ステップＳ１１２１，Ｓ１１２２の処理を繰り返すことにより、オープン故障を起こした電磁比例弁４９又は５０が出力するパイロット圧と、対向する電磁比例弁５１又は５２から出力されるパイロット圧とが相殺し、オープン故障を起こした電磁比例弁４９又は５０が切換駆動する方向切換弁２７又は２５が中立位置に保持される。

ステップＳ１１２０ｄでＮＯ（クラウドオープン故障の設定有り）と判定した場合は、ステップＳ１１２４ｄにて、電磁比例弁４９又は５０の駆動電流を増加させる。続くステップＳ１１２５ｄにて、アームクラウド動作が停止したか否かを判定する。ステップＳ１１２５ｄでＹＥＳ（アームクラウド動作停止）と判定した場合は、この時のダンプ電磁比例弁４９又は５０の駆動電流を、電磁比例弁４９又は５０の故障時駆動電流に設定する。ステップＳ１１２５ｄでＮＯ（アームクラウド動作継続中）と判定した場合は、ステップＳ１１２４ｄに戻る。ステップＳ１１２４，Ｓ１１２５の処理を繰り返すことにより、オープン故障を起こした電磁比例弁５１又は５２が出力するパイロット圧と、対向する電磁比例弁４９又は５０から出力されるパイロット圧とが相殺し、オープン故障を起こした電磁比例弁５１又は５２が切換駆動する方向切換弁２７又は２５が中立位置に保持される。

ステップＳ１１１０ｄでＮＯ（アームオープン故障の設定無し）と判定した場合は、ステップＳ１１３０ｄにて、アームクラウド故障フラグ又はアームダンプ故障フラグに「クローズ故障」が設定されているか否かを判定する。ステップＳ１１３０ｄでＹＥＳ（「クローズ故障」の設定有り）と判定した場合は、ステップＳ１１３１ｄにて、「クローズ故障」の電磁比例弁を特定する。具体的には、アームシリンダ６の動作を監視しながら電磁比例弁４９〜５２に個別に駆動電流を印加し、駆動電流が印加されたにもかかわらずアームシリンダ６が動作しなかった場合、その電磁比例弁を「クローズ故障」の電磁比例弁と特定する。ステップＳ１１３１ｄに続いて、ステップＳ１１３２ｄにて、「クローズ故障」の電磁比例弁と対向する電磁比例弁のパイロット圧遮断時の駆動電流を故障時駆動電流に設定する。ステップＳ１１３０ｄでＮＯ（「クローズ故障」の設定無し）と判定した場合は、ステップＳ１１０１ｄ以降の処理を実行する。

ステップＳ１１２３ｄ，Ｓ１１２６ｄ，Ｓ１１３２ｄに続いて、ステップＳ１１４０ｄにて、アーム第１方向切換弁２７及びアーム第２方向切換弁２５のうち操作可能な一方のパイロット圧マップを複合パイロット圧マップＭａ１，Ｍｂ１又はＭｃ１，Ｍｄ１から単独パイロット圧マップＭａ２，Ｍｂ２又はＭｃ２，Ｍｄ２に切り換える。

ステップＳ１１０２ｄ，Ｓ１１４０ｄに続いて、ステップＳ１１５０ｄにて、故障時駆動電流の設定が有るか否かを判定する。ステップＳ１１５０ｄでＹＥＳ（故障時駆動電流の設定有り）と判定した場合は、ステップＳ１１５１ｄにて、ステップＳ１１０２ｄで演算した各駆動電流のいずれかを、ステップＳ１１２３，Ｓ１１２６又はＳ１１３２で設定した故障時駆動電流で更新する。

ステップＳ１１５１ｄに続いて、又はステップＳ１１５０ｄでＮＯ（故障時駆動電流の設定無し）と判定した場合は、ステップＳ１１６０ｄにて、各駆動電流を電磁比例弁４９〜５２に出力する。

以上のように構成した第４の実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果を達成することができる。さらに、第１の実施形態における電気式操作装置２００（図３）が４つのパイロット圧センサＳ７〜Ｓ１０を用いて電磁比例弁４９〜５２の故障判定を行うのに対し、第４の実施形態における電気式操作装置２００ｄ（図１２）は、１つのシリンダストロークセンサＳ６０を用いて電磁比例弁４９〜５２の故障判定を行うため、第１の実施形態よりも構成が簡便となる。

本発明の第５の実施形態について、図１５及び図１６を用いて説明する。なお、図１５及び図１６において、図１〜図１４と同一の構成要素には同一の符号を付し、再度の説明は省略する。第５の実施形態を第４の実施形態と比較した場合の相違点は、第４の実施形態では、アームシリンダ６に付設されたシリンダストロークセンサＳ６０を用いて電磁比例弁４９〜５２の故障を判定するのに対し、第５の実施形態では、アームシリンダ６のボトム側油室に連通する圧油管路に付設された圧力センサＳ６１と、アームシリンダ６のロッド側油室に連通する圧油管路に付設された圧力センサＳ６２とを用いて電磁比例弁４９〜５２の故障を判定する点である。

図１５は、アームシリンダ６に適用された第５の実施形態における電気式操作装置の構成図である。電気式操作装置２００ｅは、アームシリンダ６のボトム側油室に連通する圧油管路に付設された圧力センサＳ６１と、アームシリンダ６のロッド側油室に連通する圧油管路に付設された圧力センサＳ６２とを備えており、圧力センサＳ６１，Ｓ６２で検出したボトム圧信号及びロッド圧信号は、コントローラ１００に入力される。圧力センサＳ６１，Ｓ６２は、方向切換弁２７，２５の切換状態を検出する切換状態検出装置を構成する。

図１６は、第５の実施形態における電磁比例弁故障判定部１２０による故障判定処理を示すフロー図である。第５の実施形態を第４の実施形態と比較した場合の相違点は、第４の実施形態（図１３）では、ステップＳ１２０２ｄにて、アームシリンダストローク信号からアーム動作速度を演算するのに対し、第５の実施形態では、ステップＳ１２０２ｅにて、ボトム圧とロッド圧の圧力差からアーム動作速度を推定する点である。

以上のように構成した第５の実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果を達成することができる。さらに、第１の実施形態における電気式操作装置２００（図３）が４つのパイロット圧センサＳ７〜Ｓ１０を用いて電磁比例弁４９〜５２の故障判定を行うのに対し、第５の実施形態における電気式操作装置２００ｅ（図１５）は、２つの圧力センサＳ６１，Ｓ６２を用いて電磁比例弁４９〜５２の故障判定を行うため、第１の実施形態よりも構成が簡便となる。

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、上記した実施形態では、ブームシリンダ５及びアームシリンダ６に本発明を適用した例を説明したが、複数の方向制御弁を介して圧油を供給するように構成された油圧アクチュエータであれば、これらに限らず適用可能である。また、上記した実施形態では、２つの油圧ポンプ２ｂ，２ｃの吐出油をそれぞれ方向切換弁２７，２５を介して共通の油圧アクチュエータ６に供給する構成に本発明を適用した例を説明したが、単一の油圧ポンプの吐出油を分流させ、それぞれ２つの方向制御弁を介して共通の油圧アクチュエータに供給する構成にも適用可能である。

さらに、上記した実施形態は本発明を分かり易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、ある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、ある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、各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。

１ｃ…操作右レバー装置（操作装置）、１ｄ…操作左レバー装置（操作装置）、２ａ，２ｂ，２ｃ…油圧ポンプ、５…ブームシリンダ（油圧アクチュエータ）、６…アームシリンダ（油圧アクチュエータ）、２３，２８…方向切換弁（第１及び第２方向切換弁）、２５，２７…方向切換弁（第１及び第２方向切換弁）、２５ｂ，２７ｂ…方向切換弁（第１及び第２方向切換弁）、４０…パイロット圧力源、４５〜４８…電磁比例弁（第１〜第４切換駆動装置）、４９〜５２…電磁比例弁（第１〜第４切換駆動装置）、４９ｂ，５０ｂ，５１ｂ，５２ｂ…ソレノイド（第１〜第４切換駆動装置）、１００…コントローラ（制御装置）、２００，２００ｂ，２００ｃ，２００ｄ，２００ｅ…電気式操作装置、２５１，２７１…スプール、Ｐ０…パイロット一次圧、Ｐ７〜Ｐ１４…パイロット圧（駆動力）、Ｓ３〜Ｓ６…パイロット圧センサ（切換状態検出装置）、Ｓ７〜Ｓ１０…パイロット圧センサ（切換状態検出装置）、Ｓ６１，Ｓ６２…圧力センサ（切換状態検出装置）、Ｓ２３，Ｓ２５，Ｓ２７，Ｓ２８…スプールストロークセンサ（切換状態検出装置）、Ｓ６０…シリンダストロークセンサ（切換状態検出装置）

Claims (9)

1. 少なくとも１つの油圧ポンプを有する油圧ポンプ装置とこの油圧ポンプ装置から供給される圧油によって駆動される油圧アクチュエータとを備えた油圧作業機械に搭載され、前記油圧アクチュエータの駆動を制御する油圧作業機械の電気式操作装置において、
   前記油圧アクチュエータの駆動方向及び駆動速度を指示する操作装置と、
   前記油圧ポンプ装置と前記油圧アクチュエータとを接続する第１油路に設けられた第１スプールを有し、前記第１油路を介して前記油圧アクチュエータに供給される圧油の方向及び流量を制御する第１方向切換弁と、
   前記油圧ポンプ装置と前記油圧アクチュエータとを接続する第２油路に設けられた第２スプールを有し、前記第２油路を介して前記油圧アクチュエータに供給される圧油の方向及び流量を制御する第２方向切換弁と、
   前記操作装置の操作に応じて、前記第１スプールに対して互いに対向する駆動力を出力する第１及び第２切換駆動装置と、
   前記操作装置の操作に応じて、前記第２スプールに対して互いに対向する駆動力を出力する第３及び第４切換駆動装置と、
   前記第１及び第２方向切換弁の切換状態を検出する切換状態検出装置と、
   前記切換状態検出装置の検出結果に基づいて前記第１及び第２切換駆動装置のいずれか一方が故障状態にあると判定した場合は、前記操作装置の操作に関わらず前記第１方向切換弁が中立位置に保持されるように他方の切換駆動装置を制御し、前記切換状態検出装置の検出結果に基づいて前記第３及び第４切換駆動装置のいずれか一方が故障状態にあると判定した場合は、前記操作装置の操作に関わらず前記第２方向切換弁が中立位置に保持されるように他方の切換駆動装置を制御する制御装置と
   を備えたことを特徴とする油圧作業機械の電気式操作装置。
2. 請求項１に記載の油圧作業機械の電気式操作装置において、
   前記制御装置は、前記切換状態検出装置の検出結果に基づいて前記第１及び第２切換駆動装置のいずれか一方が前記第１スプールに対して駆動力を出力できない故障状態にあると判定した場合は、前記第１スプールに対して駆動力を出力しないように他方の切換駆動装置を制御し、前記切換状態検出装置の検出結果に基づいて前記第３及び第４切換駆動装置のいずれか一方が前記第２スプールに対して駆動力を出力できない故障状態にあると判定した場合は、前記第２スプールに対して駆動力を出力しないように他方の切換駆動装置を制御することを特徴とする油圧作業機械の電気式操作装置。
3. 請求項１に記載の油圧作業機械の電気式操作装置において、
   前記制御装置は、前記切換状態検出装置の検出結果に基づいて前記第１及び第２切換駆動装置のいずれか一方が前記第１スプールに対して前記操作装置の操作に対応しない駆動力を出力する故障状態にあると判定した場合は、前記第１スプールに対して同程度の駆動力を出力するように他方の切換駆動装置を制御し、前記切換状態検出装置の検出結果に基づいて前記第３及び第４切換駆動装置のいずれか一方が前記第２スプールに対して前記操作装置の操作に対応しない駆動力を出力する故障状態にあると判定した場合は、前記第２スプールに対して同等の駆動力を出力するように他方の切換駆動装置を制御することを特徴とする油圧作業機械の電気式操作装置。
4. 請求項１に記載の油圧作業機械の電気式操作装置において、
   前記制御装置は、前記切換状態検出装置の検出結果に基づいて前記第１及び第２切換駆動装置のいずれか一方が故障状態にあると判定した場合は、前記操作装置の操作に対応する前記第２方向切換弁への駆動力を増加させ、前記切換状態検出装置の検出結果に基づいて前記第３及び第４切換駆動装置のいずれか一方が故障状態にあると判定した場合は、前記操作装置の操作に対応する前記第１方向切換弁への駆動力を増加させることを特徴とする油圧作業機械の電気式操作装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の油圧作業機械の電気式操作装置において、
   前記油圧作業機械は、パイロット圧力源を更に備え、
   前記第１及び第２方向切換弁は、それぞれ油圧パイロット式の方向切換弁であり、
   前記第１〜第４切換駆動装置は、それぞれ前記パイロット圧力源から入力されたパイロット一次圧を前記操作装置の操作量に応じて減圧し、パイロット圧として出力する第１〜第４電磁比例弁であり、
   前記切換状態検出装置は、前記第１〜第４電磁比例弁から出力されるパイロット圧をそれぞれ検出する第１〜第４圧力センサを有すること
   を特徴とする油圧作業機械の電気式操作装置。
6. 請求項１〜４のいずれかに記載の油圧作業機械の電気式操作装置において、
   前記第１及び第２方向切換弁は、それぞれ電磁式の方向切換弁であり、
   前記第１〜第４切換駆動装置は、それぞれ印加された駆動電流に比例した駆動力を出力する第１〜第４ソレノイドであること
   を特徴とする油圧作業機械の電気式操作装置。
7. 請求項１〜４のいずれかに記載の油圧作業機械の電気式操作装置において、
   前記切換状態検出装置は、前記第１スプールに付設されたストロークセンサと、前記第２スプールに付設されたストロークセンサとを有すること
   を特徴とする油圧作業機械の電気式操作装置。
8. 請求項１〜４のいずれかに記載の油圧作業機械の電気式操作装置において、
   前記油圧アクチュエータは油圧シリンダであり、
   前記切換状態検出装置は、前記油圧シリンダに付設されたストロークセンサを有すること
   を特徴とする油圧作業機械の電気式操作装置。
9. 請求項１〜４のいずれかに記載の油圧作業機械の電気式操作装置において、
   前記油圧アクチュエータは油圧シリンダであり、
   前記切換状態検出装置は、前記油圧シリンダのボトム側油室の圧力を検出する第５圧力センサと、前記油圧シリンダのロッド側油室の圧力を検出する第６圧力センサとを有すること
   を特徴とする油圧作業機械の電気式操作装置。

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