JPWO2019116486A1 - ショベル - Google Patents

Abstract

本発明の実施例に係るショベルは、下部走行体（１）と、下部走行体（１）上に搭載された上部旋回体（３）と、上部旋回体（３）に取り付けられたキャビン（１０）と、キャビン（１０）内に設置された、複数のアクチュエータを同時操作可能な操作レバーと、その操作レバーの感度を調整するコントローラ（３０）と、を備える。コントローラ（３０）は、例えば、操作レバーの不感帯の大きさを調整することで操作レバーの感度を調整する。

Description

本開示は、複数のアクチュエータを同時に操作できるように構成された操作レバーを備えるショベルに関する。

２つの操作レバーでブームシリンダ、アームシリンダ、バケットシリンダ及び旋回モータを動かすことができるように構成されたショベルが知られている（特許文献１参照。）。

特開２００３−５６０１１号公報

特許文献１に記載されるようなショベルで溝掘作業等を行う際に、ショベルの操作者は、ブーム下げ操作、アーム閉じ操作及びバケット閉じ操作の複合操作を行う場合がある。

しかしながら、例えば一つの操作レバーを前後方向に操作することでアームシリンダを動かし左右方向に操作することで旋回モータを動かす構成において、操作者は、アームシリンダを動かす際に誤って旋回モータを動かしてしまうおそれがある。操作レバーを前後方向に正確に操作しようとしても僅かに斜め方向に操作してしまう場合があるためである。

上述に鑑み、複数のアクチュエータを同時に操作できるように構成された操作レバーでの誤操作を抑制するショベルを提供することが望ましい。

本発明の実施例に係るショベルは、下部走行体と、前記下部走行体上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た運転室と、前記運転室内に設置された、複数のアクチュエータを同時操作可能な操作レバーと、前記操作レバーの感度を調整する制御装置と、を備える。

上述の手段により、複数のアクチュエータを同時に操作できるように構成された操作レバーでの誤操作を抑制するショベルを提供できる。

本発明の実施例に係るショベルの側面図である。 図１のショベルの駆動系の構成例を示すブロック図である。 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概略図である。 感度調整処理の流れを示すフローチャートである。 アーム操作レバーのレバー操作量とパイロット圧との関係を示す図である。 アーム操作レバーのレバー操作量とパイロット圧との関係を示す図である。 操作レバーを真上から見た図である。 利用促進処理のフローチャートである。 電気式操作装置を含む操作システムの構成例を示す図である。 電気式操作装置を含む操作システムの別の構成例を示す図である。

最初に、図１を参照して、本発明の実施例に係る建設機械としてのショベル（掘削機）について説明する。図１はショベルの側面図である。図１に示すショベルの下部走行体１には旋回機構２を介して上部旋回体３が搭載されている。上部旋回体３には作業要素としてのブーム４が取り付けられている。ブーム４の先端には作業要素としてのアーム５が取り付けられ、アーム５の先端には作業要素及び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、アタッチメントとしての掘削アタッチメントを構成する。ブーム４、アーム５及びバケット６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によりそれぞれ油圧駆動される。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。

図２は、図１のショベルの駆動系の構成例を示すブロック図であり、機械的動力伝達ライン、作動油ライン、パイロットライン、電気制御ラインをそれぞれ二重線、太実線、破線、点線で示す。

ショベルの駆動系は、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１７、操作装置２６、減圧弁２７、吐出圧センサ２８、圧力センサ２９、コントローラ３０、スイッチ３１等を含む。

エンジン１１は、ショベルの駆動源である。本実施例では、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内燃機関としてのディーゼルエンジンである。また、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１７に供給するための装置であり、例えば、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の吐出量を制御するための装置である。本実施例では、レギュレータ１３は、例えば、メインポンプ１４の吐出圧、コントローラ３０からの指令電流等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、パイロットラインを介して操作装置２６を含む各種油圧制御機器に作動油を供給する装置であり、例えば、固定容量型油圧ポンプである。

コントロールバルブ１７は、ショベルに搭載されている油圧システムを制御する油圧制御装置である。具体的には、コントロールバルブ１７は、メインポンプ１４が吐出する作動油の流れを制御する複数の制御弁を含む。そして、コントロールバルブ１７は、それら制御弁を通じ、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する。それら制御弁は、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、左側走行用油圧モータ１Ｌ、右側走行用油圧モータ１Ｒ及び旋回用油圧モータ２Ａを含む。旋回用油圧モータ２Ａは、下部走行体１に対して上部旋回体３を旋回させる旋回装置の一例であり、電動アクチュエータとしての旋回用電動モータで置き換えられてもよい。

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。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を含む。本実施例では、操作装置２６は、パイロットライン及び減圧弁２７を介して、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を油圧アクチュエータのそれぞれに対応する制御弁のパイロットポートに供給する。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（以下、「パイロット圧」とする。）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のレバー又はペダルの操作方向及び操作量に応じた圧力である。

減圧弁２７は、操作装置２６が生成したパイロット圧を減圧して出力する装置である。本実施例では、減圧弁２７は、コントローラ３０からの指令電流に応じてパイロット圧を増減させる。減圧弁２７は、例えば、指令電流が大きいほどパイロット圧を低減させる。

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。

圧力センサ２９は、操作装置２６を用いた操作者の操作内容を検出するためのセンサである。本実施例では、圧力センサ２９は、例えば、油圧アクチュエータのそれぞれに対応する操作装置２６のレバー又はペダルの操作方向及び操作量を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。操作装置２６の操作内容は、圧力センサ以外の他のセンサを用いて検出されてもよい。

コントローラ３０は、ショベルを制御するための制御装置である。本実施例では、コントローラ３０は、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＮＶＲＡＭ、ＲＯＭ等を備えたコンピュータで構成される。また、コントローラ３０は、感度調整部３００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、対応する処理をＣＰＵに実行させる。

具体的には、コントローラ３０は、圧力センサ２９、スイッチ３１等の出力に基づいて感度調整部３００による処理を実行する。そして、コントローラ３０は、感度調整部３００の処理結果に応じた指令を減圧弁２７等に対して出力する。

感度調整部３００は、操作装置２６としての操作レバーの感度を調整する機能要素である。本実施例では、キャビン１０内に設置された２本の操作レバーのうちの左操作レバーはアーム操作レバー及び旋回操作レバーとして機能し、右操作レバーはブーム操作レバー及びバケット操作レバーとして機能する。具体的には、左操作レバーの前後方向への操作がアーム操作レバーの操作に対応し、左操作レバーの左右方向への操作が旋回操作レバーの操作に対応する。より具体的には、左操作レバーの前方向への操作がアーム開き操作に対応し、前方向とは逆の後方向への操作がアーム閉じ操作に対応する。また、左操作レバーの左方向への操作が左旋回操作に対応し、左方向とは逆の右方向への操作が右旋回操作に対応する。また、右操作レバーの前後方向への操作がブーム操作レバーの操作に対応し、右操作レバーの左右方向への操作がバケット操作レバーの操作に対応する。より具体的には、右操作レバーの前方向への操作がブーム下げ操作に対応し、前方向とは逆の後方向への操作がブーム上げ操作に対応する。また、右操作レバーの左方向への操作がバケット閉じ操作に対応し、左方向とは逆の右方向への操作がバケット開き操作に対応する。操作者は、左操作レバーを利用してアーム５と旋回装置を同時に操作でき、右操作レバーを利用してブーム４とバケット６を同時に操作できる。操作レバーの前後方向と左右方向はほぼ直交する。

感度調整部３００は、例えば、左操作レバーに関し、アーム操作レバーの感度を維持し且つ旋回操作レバーの感度を下げることができる。この場合、操作者は、左操作レバーを前後方向に操作した（傾けた）つもりが僅かに斜め方向に操作して（傾けて）しまったときであっても、旋回装置を動かしてしまうことはない。旋回操作レバーの感度を下げることで、旋回操作レバーに対する操作が反映され難くなっているためである。

スイッチ３１は、ショベルの動作モードを切り替える機能要素である。本実施例では、スイッチ３１は、タッチパネル付きの車載ディスプレイ等の表示装置の画面に表示されるソフトウェアスイッチである。スイッチ３１は、キャビン１０内に設置されたハードウェアスイッチであってもよい。

ショベルの動作モードは誤操作防止モードを含む。誤操作防止モードは操作レバーの誤操作を抑制或いは防止する動作モードである。誤操作防止モードが選択されると、ショベルは、必要に応じて感度調整部３００による操作レバーの感度の調整を開始させる。この構成により、操作者は、操作レバーの感度を調整する機能の作動と停止を切り替えることができる。

次に図３を参照し、ショベルに搭載される油圧システムの詳細について説明する。図３は、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概略図である。図３は、図２と同様に、機械的動力伝達ライン、作動油ライン、パイロットライン、電気制御ラインをそれぞれ二重線、太実線、破線、点線で示す。

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１４Ｌ、１４Ｒから、センターバイパス管路４０Ｌ、４０Ｒ、パラレル管路４２Ｌ、４２Ｒを経て作動油タンクまで作動油を循環させる。メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒは、図２のメインポンプ１４に対応する。

センターバイパス管路４０Ｌは、コントロールバルブ１７内に配置された制御弁１７１Ｌ〜１７５Ｌを通る作動油ラインである。センターバイパス管路４０Ｒは、コントロールバルブ１７内に配置された制御弁１７１Ｒ〜１７５Ｒを通る作動油ラインである。

制御弁１７１Ｌは、メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油を左側走行用油圧モータ１Ｌへ供給し、且つ、左側走行用油圧モータ１Ｌ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１７１Ｒは、走行直進弁としてのスプール弁である。制御弁１７１Ｒは、下部走行体１の直進性を高めるべくメインポンプ１４Ｌから左側走行用油圧モータ１Ｌ及び右側走行用油圧モータ１Ｒのそれぞれに作動油が供給されるように作動油の流れを切り換える。具体的には、左側走行用油圧モータ１Ｌ及び右側走行用油圧モータ１Ｒと他の何れかの油圧アクチュエータとが同時に操作された場合、メインポンプ１４Ｌは、左側走行用油圧モータ１Ｌ及び右側走行用油圧モータ１Ｒの双方に作動油を供給する。他の油圧アクチュエータが何れも操作されていない場合には、メインポンプ１４Ｌが左側走行用油圧モータ１Ｌに作動油を供給し、メインポンプ１４Ｒが右側走行用油圧モータ１Ｒに作動油を供給する。

制御弁１７２Ｌは、メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油をオプション用油圧アクチュエータへ供給し、且つ、オプション用油圧アクチュエータ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。オプション用油圧アクチュエータ５０は、例えば、グラップル開閉シリンダである。

制御弁１７２Ｒは、メインポンプ１４Ｒが吐出する作動油を右側走行用油圧モータ１Ｒへ供給し、且つ、右側走行用油圧モータ１Ｒ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１７３Ｌは、メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油を旋回用油圧モータ２Ａへ供給し、且つ、旋回用油圧モータ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１７３Ｒは、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のスプール弁である。

制御弁１７４Ｌ、１７４Ｒは、メインポンプ１４Ｌ、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。本実施例では、制御弁１７４Ｌは、ブーム４の上げ操作が行われた場合にのみ作動し、ブーム４の下げ操作が行われた場合には作動しない。

制御弁１７５Ｌ、１７５Ｒは、メインポンプ１４Ｌ、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。

パラレル管路４２Ｌは、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。パラレル管路４２Ｌは、制御弁１７１Ｌ〜１７４Ｌの何れかによって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。パラレル管路４２Ｒは、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。パラレル管路４２Ｒは、制御弁１７２Ｒ〜１７４Ｒの何れかによって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１３Ｌ、１３Ｒは、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒの吐出圧に応じてメインポンプ１４Ｌ、１４Ｒの斜板傾転角を調節することによって、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒの吐出量を制御する。レギュレータ１３Ｌ、１３Ｒは、図２のレギュレータ１３に対応する。レギュレータ１３Ｌ、１３Ｒは、例えば、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒの吐出圧が所定値以上となった場合にメインポンプ１４Ｌ、１４Ｒの斜板傾転角を調節して吐出量を減少させる。吐出圧と吐出量との積で表されるメインポンプ１４の吸収馬力がエンジン１１の出力馬力を超えないようにするためである。

アーム操作レバー２６Ａは、操作装置２６の一例であり、アーム５を操作するために用いられる。また、アーム操作レバー２６Ａは、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用して、レバー操作量に応じたパイロット圧を制御弁１７５Ｌ、１７５Ｒのパイロットポートに作用させる。具体的には、アーム操作レバー２６Ａは、アーム閉じ方向に操作された場合に、制御弁１７５Ｌの右側パイロットポートにパイロット圧を作用させ、且つ、制御弁１７５Ｒの左側パイロットポートにパイロット圧を作用させる。このときのパイロット圧は、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用するリモコン弁２６ＡＶＬによって生成される。一方、アーム操作レバー２６Ａは、アーム開き方向に操作された場合には、制御弁１７５Ｌの左側パイロットポートにパイロット圧を作用させ、且つ、制御弁１７５Ｒの右側パイロットポートにパイロット圧を作用させる。このときのパイロット圧は、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用するリモコン弁２６ＡＶＲによって生成される。

減圧弁２７ＡＬ、２７ＡＲは、コントローラ３０からの指令に応じて動作する電磁弁であり、図２の減圧弁２７に対応する。減圧弁２７ＡＬは、アーム操作レバー２６Ａが閉じ方向に操作されたときにリモコン弁２６ＡＶＬが生成したパイロット圧を減圧して制御弁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作用させる。減圧弁２７ＡＲは、アーム操作レバー２６Ａが開き方向に操作されたときにリモコン弁２６ＡＶＲが生成したパイロット圧を減圧して制御弁１７５Ｌの左側パイロットポート及び制御弁１７５Ｒの右側パイロットポートに作用させる。

圧力センサ２７Ａは、減圧弁２７ＡＬ、２７ＡＲが減圧した減圧後パイロット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。

圧力センサ２９Ａは、図２の圧力センサ２９に対応する。圧力センサ２９Ａは、アーム操作レバー２６Ａに対する操作者の操作内容を圧力の形で検出し、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。

左右走行レバー（又はペダル）、ブーム操作レバー、バケット操作レバー、旋回操作レバー（何れも図示せず。）はそれぞれ、下部走行体１の走行、ブーム４の上下動、バケット６の開閉、及び、上部旋回体３の旋回を操作するための操作装置である。これらの操作装置は、アーム操作レバー２６Ａと同様に、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用して、レバー操作量（又はペダル操作量）に応じたパイロット圧を油圧アクチュエータのそれぞれに対応する制御弁の左右何れかのパイロットポートに作用させる。また、これらの操作装置のそれぞれに対する操作者の操作内容は、圧力センサ２９Ａと同様、対応する圧力センサによって圧力の形で検出され、検出値がコントローラ３０に対して出力される。

また、図３は、明瞭化のため、アーム操作レバー２６Ａ及びそのパイロットラインのみを示すが、実際には、ブーム操作レバー、バケット操作レバー、旋回操作レバー等も同様にパイロットラインを介して対応する制御弁のパイロットポートに接続されている。

ここで、図３の油圧システムで採用されるネガティブコントロール制御（以下、「ネガコン制御」とする。）について説明する。

センターバイパス管路４０Ｌ、４０Ｒは、最も下流にある制御弁１７５Ｌ、１７５Ｒのそれぞれと作動油タンクとの間にネガティブコントロール絞り１８Ｌ、１８Ｒを備える。メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒが吐出した作動油の流れは、ネガティブコントロール絞り１８Ｌ、１８Ｒで制限される。そして、ネガティブコントロール絞り１８Ｌ、１８Ｒは、レギュレータ１３Ｌ、１３Ｒを制御するための制御圧（以下、「ネガコン圧」とする。）を発生させる。

ネガコン圧センサ１９Ｌ、１９Ｒは、ネガティブコントロール絞り１８Ｌ、１８Ｒの上流で発生させたネガコン圧を検出するセンサである。本実施例では、ネガコン圧センサ１９Ｌ、１９Ｒ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、ネガコン圧に応じた指令をレギュレータ１３Ｌ、１３Ｒに対して出力する。レギュレータ１３Ｌ、１３Ｒは、指令に応じてメインポンプ１４Ｌ、１４Ｒの斜板傾転角を調節することによって、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒの吐出量を制御する。具体的には、レギュレータ１３Ｌ、１３Ｒは、ネガコン圧が大きいほどメインポンプ１４Ｌ、１４Ｒの吐出量を減少させ、ネガコン圧が小さいほどメインポンプ１４Ｌ、１４Ｒの吐出量を増大させる。

油圧アクチュエータが何れも操作されていない場合（以下、「待機モード」とする。）、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒが吐出する作動油は、センターバイパス管路４０Ｌ、４０Ｒを通ってネガティブコントロール絞り１８Ｌ、１８Ｒに至る。そして、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒが吐出する作動油の流れは、ネガティブコントロール絞り１８Ｌ、１８Ｒの上流で発生するネガコン圧を増大させる。その結果、レギュレータ１３Ｌ、１３Ｒは、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒの吐出量を許容最小吐出量まで減少させ、吐出した作動油がセンターバイパス管路４０Ｌ、４０Ｒ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、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒ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、その制御弁は、ネガティブコントロール絞り１８Ｌ、１８Ｒに至る作動油の量を減少或いは消失させ、ネガティブコントロール絞り１８Ｌ、１８Ｒの上流で発生するネガコン圧を低下させる。その結果、レギュレータ１３Ｌ、１３Ｒは、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒ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。

上述のような構成により、図３の油圧システムは、待機モードにおいては、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒ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１４Ｌ、１４Ｒが吐出する作動油がセンターバイパス管路４０Ｌ、４０Ｒ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１４Ｌ、１４Ｒ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ようにする。

次に図４を参照し、コントローラ３０が操作レバーの感度を調整する処理（以下、「感度調整処理」とする。）について説明する。図４は、感度調整処理の流れを示すフローチャートである。図４の例では、アーム操作レバー２６Ａ及び旋回操作レバーとして機能する左操作レバーの感度調整処理について説明する。但し、以下の説明は、ブーム操作レバー及びバケット操作レバーとして機能する右操作レバーにも同様に適用される。

最初に、コントローラ３０の感度調整部３００は、誤操作防止モードであるか否かを判定する（ステップＳＴ１）。誤操作防止モードは、例えば、スイッチ３１を介した操作者の操作入力によって選択される。感度調整部３００は、所定の条件が満たされた場合に誤操作防止モードを自動的に選択してもよい。

誤操作防止モードであると判定した場合（ステップＳＴ１のＹＥＳ）、感度調整部３００は、アーム操作レバー２６Ａのレバー操作量と旋回操作レバーのレバー操作量とを比較し、アーム操作レバー２６Ａのレバー操作量が旋回操作レバーのレバー操作量に所定量αを加えた量以上であるか否かを判定する（ステップＳＴ２）。所定量αは、コントローラ３０等に予め設定された量であり、例えば、アーム操作レバー２６Ａのレバー操作量が旋回操作レバーのレバー操作量よりも圧倒的に大きいか否かを判定するために用いられる。感度調整部３００は、例えば、圧力センサ２９Ａの出力に基づき、アーム操作レバー２６Ａ及び旋回操作レバーのそれぞれのレバー操作量を比較可能な値として取得する。例えば、アーム操作レバー２６Ａ及び旋回操作レバーのそれぞれのレバー操作量をパイロット圧、レバー傾斜角度等の比較可能な値の形で取得する。

そして、アーム操作レバー２６Ａのレバー操作量が旋回操作レバーのレバー操作量に所定量αを加えた量未満であると判定した場合（ステップＳＴ２のＮＯ）、感度調整部３００は、アーム操作レバー２６Ａのレバー操作量と旋回操作レバーのレバー操作量とを比較し、旋回操作レバーのレバー操作量がアーム操作レバー２６Ａのレバー操作量に所定量αを加えた量以上であるか否かを判定する（ステップＳＴ３）。ここでの所定量αは、コントローラ３０等に予め設定された量であり、例えば、旋回操作レバーのレバー操作量がアーム操作レバー２６Ａのレバー操作量よりも圧倒的に大きいか否かを判定するために用いられる。ステップＳＴ３における所定量αは、ステップＳＴ２における所定量αと異なる量であってもよい。

そして、旋回操作レバーのレバー操作量がアーム操作レバー２６Ａのレバー操作量に所定量αを加えた量以上であると判定した場合（ステップＳＴ３のＹＥＳ）、感度調整部３００は、アーム操作レバー２６Ａの感度を下げる（ステップＳＴ４）。例えば、感度調整部３００は、図３に示す減圧弁２７ＡＬ及び減圧弁２７ＡＲのそれぞれに制御指令を出力し、アーム操作レバー２６Ａが生成するパイロット圧を減圧する。

この処理により、操作者が右旋回のために左操作レバーを右方向に操作したつもりが僅かに右斜め前方向に操作してしまったときであっても、アーム５が開いてしまうのを抑制或いは防止できる。意図せず増大させてしまったアーム開き側パイロット圧を減圧できるためである。

旋回操作レバーのレバー操作量がアーム操作レバー２６Ａのレバー操作量に所定量αを加えた量未満であると判定した場合（ステップＳＴ３のＮＯ）、感度調整部３００は、操作レバーの感度を調整することなく、通常制御を実行する（ステップＳＴ５）。旋回操作レバーのレバー操作量とアーム操作レバー２６Ａのレバー操作量との差が所定量α未満、すなわち、旋回操作レバーとアーム操作レバー２６Ａとがほぼ同じレバー操作量で同時に操作されており、操作レバーの感度を調整する必要がないと判断できるためである。通常制御は、操作装置２６が生成したパイロット圧に基づく、感度調整を伴わない制御である。

一方、アーム操作レバーのレバー操作量が旋回操作レバーのレバー操作量に所定量αを加えた量以上であると判定した場合（ステップＳＴ２のＹＥＳ）、感度調整部３００は、旋回操作レバーの感度を下げる（ステップＳＴ６）。例えば、感度調整部３００は、上述のように減圧弁に制御指令を出力し、旋回操作レバーが生成するパイロット圧を減圧する。

この処理により、操作者がアーム閉じのために左操作レバーを後方（手前側）に操作したつもりが僅かに左斜め後方向に操作してしまったときであっても、上部旋回体３が左旋回してしまうのを抑制或いは防止できる。意図せず増大させてしまった左旋回側パイロット圧を減圧できるためである。

また、図４の例では、感度調整部３００は、レバー操作量が小さい方の操作レバーの感度を自動的に低減させる。しかしながら、本発明はこの構成に限定されない。例えば、操作者は、所望の操作レバーの感度が所望のレベルに低減されるようにその感度を設定してもよい。例えば、操作者は、スイッチ３１を用いて特定の操作レバーの感度のみが低減されるようにその感度を設定してもよく、その低減の程度を詳細に設定してもよい。例えば、操作者は、動かすつもりのない操作レバーの感度を大幅に低減させてもよい。

次に図５Ａ及び図５Ｂを参照し、操作レバーの感度を調整する具体的な方法について説明する。図５Ａ及び図５Ｂは何れも、アーム操作レバー２６Ａのレバー操作量を表す圧力センサ２９Ａの検出値（以下、「１次側パイロット圧」とする。）と圧力センサ２７Ａの検出値（以下、「２次側パイロット圧」とする。）との関係を示す図である。１次側パイロット圧は、減圧弁２７ＡＬ、２７ＡＲの上流側（アーム操作レバー２６Ａ側）のパイロット圧であり、２次側パイロット圧は、減圧弁２７ＡＬ、２７ＡＲの下流側（制御弁１７５Ｌ、１７５Ｒ側）のパイロット圧である。レバー操作量は、１次側パイロット圧とリモコン弁２６ＡＶの特性とに基づいて算出され得る。１次側パイロット圧は実際には正値で表されるが、図５Ａ及び図５Ｂでは、便宜上、アーム開き方向の１次側パイロット圧が正値で表され、アーム閉じ方向の１次側パイロット圧が負値で表される。横軸右側がアーム開き方向の１次側パイロット圧（正値）を示し、横軸左側がアーム閉じ方向の１次側パイロット圧（負値）を示す。また、縦軸がパイロットポートに作用する２次側パイロット圧を示す。また、実線は感度調整後の関係を示し、破線は感度調整前の関係を示す。

図５Ａは、アーム操作レバー２６Ａの不感帯を拡げることでアーム操作レバー２６Ａの感度を下げる方法を示す。具体的には、レバー操作量に基づき、減圧弁で２次側パイロット圧をシフトさせる方法を示す。不感帯は、レバー操作量が実際にはゼロでなくてもゼロと見なされる範囲を意味する。感度調整部３００は、減圧弁２７ＡＬ及び減圧弁２７ＡＲに指令を出力し、１次側パイロット圧−Ｌ１〜＋Ｌ１の範囲Ｗ１であった不感帯を、１次側パイロット圧−Ｌ２〜＋Ｌ２の範囲Ｗ２まで拡大する。そのため、アーム操作レバー２６Ａの開き側の１次側パイロット圧が０〜＋Ｌ２であれば、アーム開き側パイロットポートに作用する２次側パイロット圧は、制御弁１７５Ｌ及び制御弁１７５Ｒを中立位置から変位させないレベルで維持される。同様に、アーム操作レバー２６Ａの閉じ側の１次側パイロット圧が−Ｌ２〜０であれば、アーム閉じ側パイロットポートに作用する２次側パイロット圧は、制御弁１７５Ｌ及び制御弁１７５Ｒを中立位置から変位させないレベルで維持される。図５Ａの例では、アーム開き側とアーム閉じ側の両方で同じ幅（Ｌ２−Ｌ１）だけ不感帯を変更しているが、アーム開き側とアーム閉じ側のそれぞれで異なる幅だけ不感帯を変更してもよい。

図５Ｂは、アーム操作レバー２６Ａの１次側パイロット圧に対する２次側パイロット圧の増大率を小さくすることでアーム操作レバー２６Ａの感度を下げる方法を示す。具体的には、レバー操作量に基づき、減圧弁で２次側パイロット圧の増大率（傾き）を変える方法を示す。感度調整部３００は、減圧弁２７ＡＬ及び減圧弁２７ＡＲに指令を出力し、アーム操作レバー２６Ａを開き方向に操作したときの１次側パイロット圧に対する２次側パイロット圧の増大率をθ１からθ２に低減させる。そのため、１次側パイロット圧が＋Ｌ１のときに増大し始めて＋Ｌ２のときに最大値に達していた２次側パイロット圧は＋Ｌ２ではなく＋Ｌ３のときに遅れて最大値に達するようになる。アーム操作レバー２６Ａを閉じ方向に操作したときも同様である。図５Ｂの例では、アーム開き側とアーム閉じ側の両方で同じ傾き（θ１−θ２）だけ増大率を変更しているが、アーム開き側とアーム閉じ側のそれぞれで異なる傾きだけ増大率を変更してもよい。

このように、感度調整部３００は、減圧弁２７ＡＬ及び減圧弁２７ＡＲを制御して１次側パイロット圧と２次側パイロット圧との関係を変更することで操作レバーの感度を調整できる。したがって、操作者が左操作レバーを旋回方向のみに操作しようとした際に、意図せずアーム開き方向へ左操作レバーを傾けてしまったとしても、アーム５が開くことはない。その結果、操作者が意図しないアーム開き動作を防止することができる。また、図５Ａ及び図５Ｂでは、アーム操作レバー２６Ａに関して説明したが、他の操作レバーについても同様である。

次に図６を参照し、誤操作率について説明する。図６は、左操作レバーを真上から見た図であり、縦軸がアーム操作レバー２６Ａの操作方向に対応し、横軸が旋回操作レバーの操作方向に対応する。

図６の斜線領域は不感帯を示す。具体的には、横方向に延びる斜線領域がアーム操作レバー２６Ａの不感帯を示し、縦方向に延びる斜線領域が旋回操作レバーの不感帯を示す。図６のドットパターン領域は微操作領域を示す。具体的には、横方向に延びるドットパターン領域がアーム操作レバー２６Ａの微操作領域を示し、縦方向に延びるドットパターン領域が旋回操作レバーの微操作領域を示す。

レバー位置Ｐ０は、左操作レバーが中立位置にある状態を示し、レバー位置Ｐ１は、操作者が意図した通りに旋回操作レバーが左旋回方向に操作された状態を示す。

レバー位置Ｐ２は、操作者が意図した通りに旋回操作レバーが右旋回方向に操作され且つアーム操作レバー２６Ａが閉じ方向に操作された状態を示す。

レバー位置Ｐ３は、操作者が意図した通りに旋回操作レバーが右旋回方向に操作されたが、操作者の意図に反してアーム操作レバー２６Ａが開き方向に誤って操作されてしまった状態を示す。

レバー位置Ｐ４は、操作者が意図した通りにアーム操作レバー２６Ａが開き方向に操作されたが、操作者の意図に反して旋回操作レバーが左旋回方向に誤って操作されてしまった状態を示す。

上述の例では、レバー位置Ｐ３及びレバー位置Ｐ４のそれぞれが示す状態は、誤操作が行われている状態を示す。すなわち、上述の例では、誤操作が行われている状態は、アーム操作レバー２６Ａが微操作領域を超えて操作されているときに旋回操作レバーが微操作されている状態（レバー位置Ｐ４が示す状態）を含む。また、旋回操作レバーが微操作領域を超えて操作されているときにアーム操作レバー２６Ａが微操作されている状態（レバー位置Ｐ３が示す状態）を含む。

誤操作率は、通常制御において、所定時間内に、図６で示す微操作領域で操作された時間（誤操作が行われた時間）の統計値に基づいて算出される。例えば、左操作レバーの総操作時間に対する誤操作時間の比率として導き出される。総操作時間は、例えば、操作レバーが中立位置以外の位置に存在する時間、又は、不感帯以外の位置に存在する時間である。誤操作時間は、例えば、誤操作が行われている状態の時間である。誤操作率は、操作レバーの総操作回数に対する誤操作回数の比率として導き出されてもよく、他の方法で導き出されてもよい。操作レバーの１回の操作は、例えば、操作レバーが中立位置から出た後で中立位置に戻るまでの操作である。コントローラ３０は、誤操作率の算出だけでなく、操作者が誤操作し易いレバー操作の特徴を把握することもできる。例えば、コントローラ３０は、ある操作者はアーム閉じのみを行おうとする際に意図せず左操作レバーを右旋回方向へ傾けてしまうといった傾向を操作者毎に把握できる。この場合、コントローラ３０は、右旋回操作に対する感度のみを低減させればよい。すなわち、左旋回操作に対する感度については、通常制御からの変更は不要である。

次に図７を参照し、コントローラ３０が誤操作防止モードの利用を操作者に促す処理（以下、「利用促進処理」とする。）について説明する。図７は、利用促進処理の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利用促進処理を実行する。

最初に、コントローラ３０は、誤操作率が所定の閾値以上であるかを判定する（ステップＳＴ１１）。例えば、コントローラ３０は、操作レバーの操作内容を時系列で記憶する。そして、所定時間における操作履歴に基づいて誤操作率を導き出す。所定時間は、例えば、エンジン始動後の所定時間（例えば１時間）である。その上で、所定時間における誤操作率が閾値以上であるか否かを判定する。

誤操作率が閾値以上であると判定した場合（ステップＳＴ１１のＹＥＳ）、コントローラ３０は、誤操作防止モードの利用を促進する（ステップＳＴ１２）。例えば、コントローラ３０は、誤操作防止モードの利用を促進するテキストメッセージをソフトウェアスイッチとしてのスイッチ３１とともに表示装置の画面に表示させる。操作者は、スイッチ３１を押下することで誤操作防止モードを開始させることができる。誤操作防止モードの利用を促進する音声メッセージを車載スピーカから出力させてもよい。

コントローラ３０は、誤操作防止モードを自動的に開始させてもよい。この場合、コントローラ３０は、誤操作防止モード中であることを表す画像を表示装置の画面に表示させてもよく、誤操作防止モード中であることを表す音声メッセージを定期的に車載スピーカから出力させてもよい。誤操作防止モードが開始されたことを表す音声メッセージを車載スピーカから出力させてもよい。

誤操作防止モードが開始された場合、感度調整部３００は、誤操作率に応じて操作レバーの感度の調整内容を変更してもよい。例えば、感度調整部３００は、誤操作率が高いほど不感帯の幅を大きくしてもよい。或いは、感度調整部３００は、誤操作率が高いほどレバー操作量に対するパイロット圧の増大率を低減させてもよい。

誤操作率が閾値未満であると判定した場合（ステップＳＴ１１のＮＯ）、コントローラ３０は、誤操作防止モードの利用を促進することなく、今回の利用促進処理を終了させる。

このように、コントローラ３０は、操作レバーの操作履歴に基づいて誤操作率を導き出し、その誤操作率が所定の閾値以上の場合、誤操作防止モードの利用を操作者に促すことができ、或いは、誤操作防止モードを自動的に開始させることができる。

また、コントローラ３０は、誤操作率に応じて操作レバーの感度の調整内容を変更できる。そのため、誤操作の頻度に応じた適切な感度調整を行うことができる。更に、操作の特徴を操作者毎に把握することもでき、その特徴に応じて感度を変更すべきレバー操作方向と感度調整量とを決定できる。

以上の構成により、コントローラ３０は、例えば狭小空間での溝掘り作業等のシーケンス作業においてアーム操作中に誤って旋回操作が入ってしまうのを抑制或いは防止できる。そのため、ショベルが周囲の地物に誤って接触するのを抑制或いは防止できる。その結果、ショベルの安全性、操作性及び作業効率を向上させることができる。

以上、本発明の好ましい実施例について詳説した。しかしながら、本発明は、上述した実施例に制限されることはない。上述した実施例は、本発明の範囲を逸脱することなしに、種々の変形、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、上述の実施例では、感度調整部３００は、レバー操作量が小さい方の操作レバーの感度を自動的に低減させる。しかしながら、本発明はこの構成に限定されない。例えば、感度調整部３００は、図６に示すような微操作領域を利用して誤操作が行われている状態であるか否かを判定し、誤操作が行われていると判定した場合に限り、レバー操作量が小さい方の操作レバーの感度を自動的に低減させてもよい。すなわち、誤操作防止モードにおいても、誤操作が行われていないと判定した場合には、レバー操作量が小さい方の操作レバーの感度を低減させずに維持してもよい。

また、上述の実施例では、操作装置２６として油圧式操作装置が採用されているが、電気式操作装置が採用されてもよい。図８は、電気式操作装置を含む操作システムの構成例を示す。具体的には、図８の操作システムは、ブーム操作システムの一例であり、主に、パイロット圧作動型のコントロールバルブ１７と、電気式操作レバーとしてのブーム操作レバー２６Ｂと、コントローラ３０と、ブーム上げ操作用の電磁弁６０と、ブーム下げ操作用の電磁弁６２とで構成されている。図８の操作システムは、アーム操作システム、バケット操作システム等にも同様に適用され得る。

パイロット圧作動型のコントロールバルブ１７は、図３に示すように、ブームシリンダ７に関する制御弁１７４Ｌ、１７４Ｒを含む。電磁弁６０は、パイロットポンプ１５と制御弁１７４Ｌの右側（上げ側）パイロットポート及び制御弁１７４Ｒの左側（上げ側）パイロットポートのそれぞれとを繋ぐ油路の流路面積を調整できるように構成されている。電磁弁６２は、パイロットポンプ１５と制御弁１７４Ｒの右側（下げ側）パイロットポートとを繋ぐ油路の流路面積を調整できるように構成されている。

手動操作が行われる場合、コントローラ３０は、ブーム操作レバー２６Ｂの操作信号生成部が出力する操作信号（電気信号）に応じてブーム上げ操作信号（電気信号）又はブーム下げ操作信号（電気信号）を生成する。ブーム操作レバー２６Ｂの操作信号生成部が出力する操作信号は、ブーム操作レバー２６Ｂの操作量及び操作方向に応じて変化する電気信号である。

具体的には、コントローラ３０は、ブーム操作レバー２６Ｂがブーム上げ方向に操作された場合、レバー操作量に応じたブーム上げ操作信号（電気信号）を電磁弁６０に対して出力する。電磁弁６０は、ブーム上げ操作信号（電気信号）に応じて流路面積を調整し、制御弁１７４Ｌの右側（上げ側）パイロットポートと制御弁１７４Ｒの左側（上げ側）パイロットポートとに作用するパイロット圧を制御する。同様に、コントローラ３０は、ブーム操作レバー２６Ｂがブーム下げ方向に操作された場合、レバー操作量に応じたブーム下げ操作信号（電気信号）を電磁弁６２に対して出力する。電磁弁６２は、ブーム下げ操作信号（電気信号）に応じて流路面積を調整し、制御弁１７４Ｒの右側（下げ側）パイロットポートに作用するパイロット圧を制御する。

自動制御を実行する場合、コントローラ３０は、ブーム操作レバー２６Ｂの操作信号生成部が出力する操作信号の代わりに、補正操作信号（電気信号）に応じてブーム上げ操作信号（電気信号）又はブーム下げ操作信号（電気信号）を生成する。補正操作信号は、コントローラ３０が生成する電気信号であってもよく、コントローラ３０以外の外部の制御装置等が生成する電気信号であってもよい。

図９は、電気式操作装置を含む操作システムの別の構成例を示す。具体的には、図９の操作システムは、ブーム操作システムの別の一例であり、主に、電磁作動型のコントロールバルブ１７と、電気式操作レバーとしてのブーム操作レバー２６Ｂと、コントローラ３０とで構成されている。図９の操作システムは、アーム操作システム、バケット操作システム等にも同様に適用され得る。

電磁作動型のコントロールバルブ１７は、コントローラ３０からの指令に応じて動作する電磁スプール弁で構成されたブーム用制御弁、アーム用制御弁、バケット用制御弁等を含む。

図９のブーム操作システムは、コントローラ３０がブーム用制御弁を直接的に制御する点で、図８のブーム操作システムと異なる。図８のブーム操作システムでは、コントローラ３０は、電磁弁６０又は電磁弁６２を介して制御弁１７Ｂ（図３参照。）を間接的に制御するように構成されている。

図９の構成では、手動操作が行われる場合、コントローラ３０は、ブーム操作レバー２６Ｂの操作信号生成部が出力する操作信号（電気信号）に応じてブーム操作信号（電気信号）を生成する。

具体的には、コントローラ３０は、ブーム操作レバー２６Ｂがブーム上げ方向に操作された場合、レバー操作量に応じたブーム上げ操作信号（電気信号）をブーム用制御弁に対して出力する。ブーム用制御弁は、ブーム上げ操作信号（電気信号）に応じたスプールストローク量だけ変位し、ブームシリンダ７のボトム側油室に流入する作動油の流量を調整する。同様に、コントローラ３０は、ブーム操作レバー２６Ｂがブーム下げ方向に操作された場合、レバー操作量に応じたブーム下げ操作信号（電気信号）をブーム用制御弁に対して出力する。ブーム用制御弁は、ブーム下げ操作信号（電気信号）に応じたスプールストローク量だけ変位し、ブームシリンダ７のロッド側油室に流入する作動油の流量を調整する。

自動制御を実行する場合、コントローラ３０は、ブーム操作レバー２６Ｂの操作信号生成部が出力する操作信号の代わりに、補正操作信号（電気信号）に応じてブーム上げ操作信号（電気信号）又はブーム下げ操作信号（電気信号）を生成する。補正操作信号は、コントローラ３０が生成する電気信号であってもよく、コントローラ３０以外の外部の制御装置等が生成する電気信号であってもよい。

このように、本発明の実施例に係るショベルは、電気式操作装置が採用される場合にも、油圧式操作装置が採用される場合と同様に動作可能である。

１・・・下部走行体 １Ｌ・・・左側走行用油圧モータ １Ｒ・・・右側走行用油圧モータ ２・・・旋回機構 ２Ａ・・・旋回用油圧モータ 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、１３Ｌ、１３Ｒ・・・レギュレータ １４、１４Ｌ、１４Ｒ・・・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 １８Ｌ、１８Ｒ・・・ネガティブコントロール絞り １９Ｌ、１９Ｒ・・・ネガコン圧センサ ２６・・・操作装置 ２６Ａ・・・アーム操作レバー ２６Ｂ・・・ブーム操作レバー ２６ＡＶ、２６ＡＶＬ、２６ＡＶＲ・・・リモコン弁 ２７、２７ＡＬ、２７ＡＲ・・・減圧弁 ２７Ａ・・・圧力センサ ２８、２８Ｌ、２８Ｒ・・・吐出圧センサ ２９、２９Ａ・・・圧力センサ ３０・・・コントローラ ３１・・・スイッチ ４０Ｌ、４０Ｒ・・・センターバイパス管路 ４２Ｌ、４２Ｒ・・・パラレル管路 ５０・・・オプション用油圧アクチュエータ ６０、６２・・・電磁弁 １７１Ｌ〜１７５Ｌ、１７１Ｒ〜１７５Ｒ・・・制御弁 ３００・・・感度調整部

Claims (6)

1. 下部走行体と、
   前記下部走行体上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た運転室と、
   前記運転室内に設置された、複数のアクチュエータを同時操作可能な操作レバーと、
   前記操作レバーの感度を調整する制御装置と、を備える、
   ショベル。
2. 下部走行体と、
   前記下部走行体上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た運転室と、
   前記運転室内に設置された操作レバーと、
   前記操作レバーが中立位置から第１の方向又は該第１の方向とは逆の第２の方向へ傾けられると、前記第１の方向又は前記第２の方向に対応する方向へ駆動される第１のアクチュエータと、
   前記操作レバーが中立位置から前記第１の方向にほぼ直交する第３の方向又は該第３の方向とは逆の第４の方向へ傾けられると、前記第３の方向又は前記第４の方向に対応する方向へ駆動される第２のアクチュエータと、
   前記操作レバーの前記第１の方向、前記第２の方向、前記第３の方向及び前記第４の方向のうちの少なくとも１つの方向に関する感度を調整する制御装置と、を備える、
   ショベル。
3. 前記制御装置は、前記操作レバーの不感帯の大きさを調整することで前記操作レバーの感度を調整する、
   請求項１に記載のショベル。
4. 前記操作レバーの感度を調整する機能の作動・停止を切り替える際に用いる画面を表示する表示装置を備える、
   請求項１に記載のショベル。
5. 前記制御装置は、前記操作レバーの状態に応じて前記操作レバーの感度を調整する、
   請求項１に記載のショベル。
6. 前記制御装置は、前記操作レバーの操作履歴に基づいて前記操作レバーの感度を調整する、
   請求項１に記載のショベル。

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