WO2018092582A1 - 作業機械 - Google Patents

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WO2018092582A1
WO2018092582A1 PCT/JP2017/039400 JP2017039400W WO2018092582A1 WO 2018092582 A1 WO2018092582 A1 WO 2018092582A1 JP 2017039400 W JP2017039400 W JP 2017039400W WO 2018092582 A1 WO2018092582 A1 WO 2018092582A1
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signal
unit
line
valve
switching
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弘樹 武内
石川　広二
枝穂 泉
修一 廻谷
太郎 秋田
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日立建機株式会社
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    • F15B21/02—Servomotor systems with programme control derived from a store or timing device; Control devices therefor

Definitions

  • the present invention relates to a work machine that performs front control that performs, for example, area-limited excavation control.
  • work machines such as hydraulic excavators operate a front work machine by operating multiple operating lever devices in combination, but skillfully operate the front work machine within a specified area so that it does not dig beyond the excavation target surface. It is difficult for an unfamiliar operator to operate the lever device.
  • responsiveness to lever operation is required at the time of so-called glass swinging work in which the bucket is shaken in small increments to distribute contents such as earth and sand.
  • earth feathering operation which is a slope molding operation, there is a case where responsiveness is required for efficiency in the operation of quickly raising and lowering the boom.
  • An object of the present invention is to provide a work machine that can achieve both the response of an actuator to an operation and a front control function.
  • the present invention provides a vehicle body, a front work machine provided on the vehicle body, a plurality of actuators for driving the front work machine, a posture detector for detecting the posture of the front work machine, and the actuator.
  • a hydraulic pump that discharges hydraulic fluid to be driven, a plurality of control valves that control the flow of hydraulic fluid supplied from the hydraulic pump to a corresponding actuator, and a plurality of hydraulic signals that are output to the corresponding control valve according to an operation
  • the pilot line is a signal output valve of a corresponding operation lever device.
  • the direct connection of the signal input line is cut off and the operation signal line is connected to the signal input line via the corresponding decompression line.
  • both the response of the actuator to the operation and the front control function can be achieved.
  • FIG. 2 is a hydraulic circuit diagram of a front control hydraulic unit provided in the hydraulic excavator shown in FIG. 1.
  • FIG. 2 is a functional block diagram of a controller unit provided in the hydraulic excavator shown in FIG. 1.
  • It is a functional block diagram of the switching valve control part with which the hydraulic excavator shown in FIG. 1 was equipped. It is a flowchart showing the control procedure of the switching valve by the switching valve control part shown in FIG.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of a work machine according to the first embodiment of the present invention.
  • a hydraulic excavator equipped with a bucket 23 as an attachment at the tip of a front work machine will be described as an example of a work machine.
  • the present invention can also be applied to other types of work machines such as hydraulic excavators and bulldozers equipped with attachments other than buckets.
  • the front side upper left side in FIG. 1
  • the rear side lower right side
  • the right side upper right side
  • viewed from the operator seated in the driver's seat are the front and rear of the excavator.
  • Left and right respectively, simply referred to as front, back, left and right.
  • the hydraulic excavator shown in the figure includes a vehicle body 10 and a front work machine 20.
  • the vehicle body 10 includes a traveling body 11 and a revolving body 12.
  • the traveling body 11 includes left and right crawlers (traveling drive bodies) 13 having endless track tracks in the present embodiment, and travels by driving the left and right crawlers 13 by left and right traveling motors 35, respectively.
  • a hydraulic motor is used as the travel motor 35.
  • the turning body 12 is provided on the traveling body 11 so as to be turnable via a turning device (not shown).
  • a driver's cab 14 in which an operator is boarded is provided at the front of the revolving structure 12 (the front left side in the present embodiment).
  • a power chamber 15 that houses a prime mover 17 (FIG. 2), a hydraulic drive device, and the like is mounted on the rear side of the cab 14 in the revolving structure 12, and a counterweight 16 that adjusts the balance in the front-rear direction of the body is mounted at the rearmost portion.
  • the prime mover 17 is an engine (internal combustion engine) or an electric motor.
  • a turning device that connects the turning body 12 to the traveling body 11 includes a turning motor 34 (FIG. 2), and the turning body 12 is driven to turn relative to the traveling body 11 by the turning motor 34.
  • the swing motor 34 in this embodiment is a hydraulic motor, but an electric motor may be used, or both a hydraulic motor and an electric motor may be used.
  • the front work machine 20 is a device for performing work such as excavation of earth and sand, and is provided in the front part of the swivel body 12 (right side of the cab 14 in this embodiment).
  • the front work machine 20 is an articulated work device including a boom 21, an arm 22, and a bucket 23.
  • the boom 21 is connected to the frame of the revolving structure 12 by pins (not shown) extending in the left and right directions, and is also connected to the revolving structure 12 by the boom cylinder 31.
  • the boom 21 is configured to rotate up and down with respect to the revolving structure 12 as the boom cylinder 31 expands and contracts.
  • the arm 22 is connected to the tip of the boom 21 by a pin (not shown) extending left and right, and is also connected to the boom 21 by an arm cylinder 32.
  • the arm 22 rotates with respect to the boom 21 as the arm cylinder 32 expands and contracts.
  • the bucket 23 is connected to the tip of the arm 22 by a pin (not shown) extending horizontally and horizontally, and is connected to the arm 22 via a bucket cylinder 33 and a link.
  • the bucket 23 rotates with respect to the arm 22 as the bucket cylinder 33 expands and contracts.
  • the boom cylinder 31, the arm cylinder 32 and the bucket cylinder 33 are hydraulic cylinders that drive the front work machine 20.
  • the hydraulic excavator is provided with a detector for detecting information related to the position and orientation in place.
  • angle detectors 8a to 8c are provided at the respective rotation fulcrums of the boom 21, the arm 22 and the bucket 23.
  • the angle detectors 8a to 8c are used as posture detectors that detect information related to the position and posture of the front work machine 20, and detect the rotation angles of the boom 21, the arm 22, and the bucket 23, respectively.
  • the revolving structure 12 includes an inclination detector 8d, positioning devices 9a and 9b (FIG. 4), a radio device 9c (FIG. 4), a hydraulic drive device 30 (FIG. 2), and a controller unit 100 (FIG. 2 and the like). It has been.
  • the inclination detector 8d is used as a posture detection unit of the revolving structure 12 that detects at least one inclination of the revolving structure 12 in the front-rear direction and the left-right direction.
  • RTK-GNSS Real Time Kinematic-Global Navigation Satellite System
  • the wireless device 9c receives correction information from a reference station GNSS (not shown).
  • the positioning devices 9a and 9b and the wireless device 9c are means for detecting the position and orientation of the revolving unit 12.
  • at least one lever portion of the operation panel (not shown) in the cab 14 and the operation lever devices 51 to 54 is a switch 7 (see FIG. 3).
  • the hydraulic drive device 30 and the controller unit 100 will be described next.
  • FIG. 2 is a view showing a hydraulic drive device provided in the hydraulic excavator shown in FIG. 1 together with a controller unit.
  • FIG. 2 is a view showing a hydraulic drive device provided in the hydraulic excavator shown in FIG. 1 together with a controller unit.
  • the hydraulic drive device 30 is a device that drives a driven member of a hydraulic excavator and is accommodated in the power chamber 15.
  • the driven members include the front work machine 20 (the boom 21, the arm 22, and the bucket 23) and the vehicle body 10 (the crawler 13 and the swivel body 12).
  • the hydraulic drive device 30 includes actuators 31 to 34, a hydraulic pump 36, control valves 41 to 44, a pilot pump 37, operation lever devices 51 to 54, a front control hydraulic unit 60, and the like.
  • Actuators 31 to 34 refer to the boom cylinder 31, the arm cylinder 32, the bucket cylinder 33, and the turning motor 34, respectively.
  • the travel motor 35 is not shown in FIG.
  • actuators 31 to 35 When a plurality of the boom cylinder 31, the arm cylinder 32, the bucket cylinder 33, the turning motor 34, and the traveling motor 35 are listed, they may be described as “actuators 31 to 35”, “actuators 31 and 32”, and the like.
  • the actuators 31 to 35 are driven by hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 36.
  • the hydraulic pump 36 is a variable displacement pump that discharges hydraulic fluid that drives the actuators 31 to 35 and the like, and is driven by the prime mover 17.
  • the prime mover 17 in this embodiment is an engine that converts combustion energy into power, such as an internal combustion engine.
  • a plurality of hydraulic pumps 36 may be provided.
  • the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 36 flows through the discharge pipe 36a and is supplied to the actuators 31 to 34 via the control valves 41 to 44, respectively.
  • the return oils from the actuators 31 to 34 flow into the return oil pipe 36b through the control valves 41 to 44, respectively, and are returned to the tank 38.
  • the discharge pipe 36a is provided with a relief valve (not shown) that regulates the maximum pressure of the discharge pipe 36a.
  • the traveling motor 35 is also driven with a similar circuit configuration.
  • earthing plates are provided on at least one of the front and rear sides of the traveling body 11, when an attachment having an actuator such as a breaker is attached to the front work machine 20 in place of the bucket 23, the same applies to the earthing plates and attachment actuators. It is driven by the circuit configuration.
  • Control valves 41 to 44 are hydraulically driven flow rate control valves that control the flow (direction and flow rate) of hydraulic oil supplied to the corresponding actuators from the hydraulic pump 36, and are hydraulically driven to which hydraulic signals are respectively input. Parts 45 and 46 are provided.
  • the control valve 41 is for a boom cylinder
  • the control valve 42 is for an arm cylinder
  • the control valve 43 is for a bucket cylinder
  • the control valve 44 is for a swing motor.
  • a control valve for the travel motor is not shown.
  • the hydraulic drive units 45 or 46 of the control valves 41 to 44 are connected to corresponding operation lever devices via the pilot line 50.
  • the pilot line 50 includes operation signal lines 51a1, 51b1, 52a1, 52b1, 53a1, 53b1, 54a1, 54b1, signal input lines 51a2, 51b2, 52a2, 52b2, 53a2, 53b2, 54a2, 54b2, decompression lines 51b3, 52a3, 52b3. , 53a3, 53b3.
  • the control valves 41 to 44 move to the right or left in the figure when a hydraulic signal is input (excited) to the hydraulic drive unit 45 or 46, and are neutralized by the spring force when the input of the hydraulic signal is stopped (demagnetized). It is the structure which returns to a position.
  • the pilot pump 37 is a fixed displacement pump that discharges hydraulic oil that drives control valves such as the control valves 41 to 44, and is driven by the prime mover 17 as with the hydraulic pump 36.
  • the pilot pump 37 may be driven by a power source different from the prime mover 17.
  • the pump line 37 a is a discharge pipe of the pilot pump 37, passes through the lock valve 39, branches into a plurality, and is connected to the operation lever devices 51 to 54 and the front control hydraulic unit 60.
  • a pump line 37 a is connected to a system connected to a hydraulic drive unit of a specific control valve (control valves 41 and 43 in this example).
  • the hydraulic oil discharged from the pilot pump 37 is supplied to the operation lever devices 51 to 54 and the hydraulic drive unit of a specific control valve via the pump line 37a.
  • the lock valve 39 is an electromagnetic switching valve in this example, and its electromagnetic drive unit is electrically connected to a position detector of a gate lock lever (not shown) disposed in the cab 14 (FIG. 1). .
  • the gate lock lever is a bar installed on the driver's boarding side of the driver's seat so as to prevent the operator from getting off in the closed position, so that the gate lock lever can be lifted to release the entrance / exit part for the driver's seat It has become.
  • the position of the gate lock lever the laid position is described as the “lock release position” of the operation system, and the raised position is described as the “lock position” of the operation system.
  • the position of the gate lock lever is detected by a position detector, and a signal corresponding to the position of the gate lock lever is input to the lock valve 39 from the position detector. If the gate lock lever is in the locked position, the lock valve 39 is closed and the pump line 37a is shut off. If the gate lock lever is in the unlocked position, the lock valve 39 is opened and the pump line 37a is opened. Since the original pressure of the hydraulic pressure signal is cut off when the pump line 37a is cut off, the hydraulic pressure signal is not input to the control valves 41 to 44 regardless of whether or not an operation is performed. That is, the operations by the operation lever devices 51 to 54 are invalidated, and operations such as turning and excavation are prohibited.
  • the operation lever devices 51 to 54 are lever operation type operation devices that generate and output hydraulic signals in response to operations to instruct the operations of the corresponding actuators 31 to 34, respectively. Is provided.
  • the operation lever device 51 is for boom operation
  • the operation lever device 52 is for arm operation
  • the operation lever device 53 is for bucket operation
  • the operation lever device 54 is for turning operation.
  • the operation lever devices 51 to 54 are generally cross-operated lever devices, which instruct the operation of one actuator by tilting in the front-rear direction and the operation of another actuator by tilting in the left-right direction. It can be configured. Accordingly, the four operating lever devices 51 to 54 are divided into two groups of two, and each group shares one lever portion.
  • the operation lever device 51 for boom operation includes a signal output valve 51a for boom raising command and a signal output valve 51b for boom lowering command.
  • a pump line 37a is connected to the input ports (primary ports) of the signal output valves 51a and 51b.
  • the output port (secondary port) of the boom output command signal output valve 51a is connected to the hydraulic drive unit 45 of the boom cylinder control valve 41 via the operation signal line 51a1 and the signal input line 51a2.
  • the output port of the boom output command signal output valve 51b is connected to the hydraulic drive unit 46 of the control valve 41 via the operation signal line 51b1 and the signal input line 51b2.
  • the signal output valve 51a opens at an opening corresponding to the operation amount.
  • the operation signal lines 51a1 and 51b1 are provided with pressure detectors 6a and 6b, respectively, and the magnitudes (pressure values) of the hydraulic signals output from the signal output valves 51a and 51b are detected by the pressure detectors 6a and 6b. It has come to be.
  • the arm operating lever device 52 includes an arm cloud command signal output valve 52a and an arm dump command signal output valve 52b.
  • the bucket operation lever device 53 includes a bucket cloud command signal output valve 53a and a bucket dump command signal output valve 53b.
  • the operation lever device 54 for turning operation includes a signal output valve 54a for a right turn command and a signal output valve 54b for a left turn command.
  • the input ports of the signal output valves 52a, 52b, 53a, 53b, 54a, 54b are connected to the pump line 37a.
  • the output port of the signal output valve 52a of the arm operating lever device 52 is connected to the hydraulic drive unit 45 of the arm cylinder control valve 42 via the operation signal line 52a1 and the signal input line 52a2.
  • the output port of the signal output valve 52b of the arm operating lever device 52 is connected to the hydraulic drive unit 46 of the arm cylinder control valve 42 via the operation signal line 52b1 and the signal input line 52b2.
  • the output port of the bucket cloud command signal output valve 53a is connected to the hydraulic drive unit 45 of the bucket cylinder control valve 43 via the operation signal line 53a1 and the signal input line 53a2.
  • the output port of the bucket dump command signal output valve 53b is connected to the hydraulic drive unit 46 of the control valve 43 via the operation signal line 53b1 and the signal input line 53b2.
  • the output port of the signal output valve 54a of the operation lever device 54 for turning operation is connected to the hydraulic drive unit 45 of the control valve 44 for turning motor through the operation signal line 54a1 and the signal input line 54a2.
  • the output port of the signal output valve 54b of the operation lever device 54 for turning operation is connected to the hydraulic drive part 46 of the control valve 44 for turning motor through the operation signal line 54b1 and the signal input line 54b2.
  • the hydraulic signal output principle of the operation lever devices 52 to 54 is the same as that of the operation lever device 51 for boom operation.
  • the shuttle block 47 is provided in the middle of the signal input lines 51a2, 51b2, 52a2, 52b2, 53a2, 53b2, 54a2, and 54b2.
  • the hydraulic signals output from the operation lever devices 51 to 54 are also input to the regulator 48 of the hydraulic pump 36 via the shuttle block 47.
  • the discharge flow rate of the hydraulic pump 36 is controlled in accordance with the hydraulic pressure signal by inputting the hydraulic pressure signal to the regulator 48 via the shuttle block 47.
  • FIG. 3 is a hydraulic circuit diagram of the front control hydraulic unit.
  • the elements denoted by the same reference numerals as those in the other drawings are the same as the elements illustrated in the other drawings.
  • the front control hydraulic unit 60 includes a switching valve unit 60A and a proportional electromagnetic valve unit 60B, and is driven by a signal from the controller unit 100.
  • the proportional solenoid valve unit 60B is hardware for increasing or decreasing the hydraulic pressure signal output from the operation lever devices 51 to 53 according to the situation so that the front work machine 20 does not excavate beyond the excavation target surface.
  • the switching valve unit 60A is hardware for switching whether or not the path of the hydraulic signal output from the operation lever devices 51 to 53 to the control valves 41 to 43 is routed through the proportional electromagnetic valve unit 60B.
  • the proportional solenoid valve unit 60B includes proportional solenoid valves 61b, 62a, 62b, 63a, 63b for pressure reduction, proportional solenoid valves 71a, 73a, 73b for pressure increase, a shutoff valve 70, and shuttle valves 92, 93.
  • the switching valve unit 60A includes switching valves 81b, 82a, 82b, 83a, 83b. Hereinafter, these elements will be described sequentially.
  • the proportional solenoid valves 61b, 62a, 62b, 63a, 63b are the maximum of the hydraulic signal output from the corresponding signal output valve in order to suppress excavation below the target excavation surface. It serves to limit the value according to the signal from the controller unit 100. These are normally open type proportional valves, which have a maximum opening when demagnetized, and reduce (close) the opening in proportion to the magnitude of the signal when excited by a signal from the controller unit 100.
  • Proportional solenoid valves 61b, 62a, 62b, 63a, 63b are provided in the pressure reducing lines 51b3, 52a3, 52b3, 53a3, 53b3, respectively, and are located between corresponding control valves and operating lever devices in the pilot line 50. Yes.
  • Both ends of the decompression line 51b3 are connected to an operation signal line 51b1 and a signal input line 51b2 for a boom lowering operation via a switching valve 81b.
  • a hydraulic pressure signal generated by the signal output valve 51b for boom lowering operation is guided to the pressure reducing line 51b3.
  • the proportional solenoid valve 61b is driven by the signal S61b of the controller unit 100, and limits the maximum value of the hydraulic signal for boom lowering operation.
  • both ends of the decompression line 52a3 are connected to the operation signal line 52a1 and the signal input line 52a2 for arm cloud operation via the switching valve 82a.
  • the hydraulic pressure signal generated by the signal output valve 52a for arm cloud operation is guided to the decompression line 52a3.
  • Both ends of the decompression line 52b3 are connected to the operation signal line 52b1 and the signal input line 52b2 for arm dump operation via the switching valve 82b.
  • a hydraulic pressure signal generated by the signal output valve 52b for arm dump operation is guided to the decompression line 52b3.
  • Both ends of the decompression line 53a3 are connected to an operation signal line 53a1 and a signal input line 53a2 for bucket cloud operation via a switching valve 83a.
  • the decompression line 53a3 is guided with a hydraulic pressure signal generated by the bucket cloud operation signal output valve 53a. Both ends of the decompression line 53b3 are connected to an operation signal line 53b1 and a signal input line 53b2 for bucket dump operation via a switching valve 83b. A hydraulic signal generated by the signal output valve 53b for bucket dump operation is guided to the decompression line 53b3.
  • the proportional solenoid valves 62a, 62b, 63a, 63b are driven by signals S62a, S62b, S63a, S63b of the controller unit 100, and limit the maximum value of the corresponding hydraulic signal.
  • the shuttle valve 91 is used outside the front control hydraulic unit 60 in this embodiment.
  • the shuttle valves 91 to 93 are high pressure selection valves, each having two inlet ports and one outlet port.
  • One inlet port of the shuttle valve 91 is connected to the operation signal line 51a1 for boom raising operation, and the other inlet port is connected to the pump line 37a without passing through the signal output valve.
  • the outlet port of the shuttle valve 91 is connected to a signal input line 51a2 for boom raising operation.
  • the shuttle valve 92 is provided in the pressure reducing line 53a3 for bucket cloud operation. That is, one inlet port of the shuttle valve 92 is connected to the operation signal line 53a1 for operating the bucket cloud, and the outlet port is connected to the signal input line 53a2 for operating the bucket cloud. The other inlet port of the shuttle valve 92 is connected to the pump line 37a without passing through the signal output valve.
  • the shuttle valve 93 is provided in the decompression line 53b3 for bucket dump operation. That is, one inlet port of the shuttle valve 93 is connected to the operation signal line 53b1 for bucket dump operation, and the outlet port is connected to the signal input line 53b2 for bucket dump operation. The other inlet port of the shuttle valve 93 is connected to the pump line 37a without passing through the signal output valve.
  • the proportional solenoid valves 71a, 73a, 73b serve to bypass the operation lever device and output a hydraulic signal that does not depend on the operation of the operation lever device according to the signal of the controller unit 100. These are normally closed type proportional valves, and when demagnetized, they have a minimum opening (zero opening), and when excited by a signal from the controller unit 100, the opening increases in proportion to the magnitude of the signal ( Open).
  • the proportional solenoid valves 71a, 73a, and 73b are provided in a pump line 37a that branches and connects to the shuttle valves 91 to 93, respectively.
  • Hydraulic pressure signals input from the proportional solenoid valves 71a, 73a, 73b to the other inlet ports of the shuttle valves 91-93 are transmitted from the operating lever devices 51, 53 input to the one inlet port of the shuttle valves 91-93. Interferes with the hydraulic signal.
  • the proportional solenoid valves 71a, 73a, and 73b are referred to as pressure-increasing proportional solenoid valves in that a hydraulic pressure signal that is higher than the hydraulic pressure signal output from the operation lever devices 51 and 53 can be output.
  • the proportional solenoid valve 71a is driven by a signal S71a of the controller unit 100, and outputs a hydraulic pressure command for instructing a boom automatic raising operation.
  • a close command signal is normally output to the proportional solenoid valve 61b for pressure reduction, and when the proportional solenoid valve 71a is opened, the proportional solenoid valve 61b is closed.
  • a hydraulic pressure signal is input only to the hydraulic drive unit 45 with respect to the control valve 41, and the boom raising operation is forcibly performed.
  • This proportional solenoid valve 71a functions when excavating below the target excavation surface.
  • the proportional solenoid valve 73a is driven by the signal S73a of the controller unit 100, and outputs a hydraulic pressure signal that instructs the bucket cloud operation.
  • the proportional solenoid valve 73b is driven by a signal S73b of the controller unit 100, and outputs a hydraulic pressure signal that instructs a bucket dump operation.
  • the hydraulic signal output from the proportional solenoid valves 73 a and 73 b is a signal for correcting the attitude of the bucket 23.
  • These hydraulic pressure signals are selected by the shuttle valves 92 and 93 and input to the control valve 43, whereby the posture of the bucket 23 is corrected so as to have a constant angle with respect to the excavation target surface.
  • the shut-off valve 70 is a normally closed type electromagnetically driven on-off valve that is fully closed when the magnet is demagnetized (opens to zero) and opens when excited by receiving a signal from the controller unit 100.
  • the shutoff valve 70 is provided between the branch portion of the tributary connected to the shuttle valves 91 to 93 in the pump line 37a and the lock valve 39 (FIG. 2). When the shutoff valve 70 is closed by a command signal from the controller unit 100, generation and output of a hydraulic pressure signal that is not caused by operation of the operation lever devices 51 and 53 is prohibited.
  • Switching valve 81b, 82a, 82b, 83a, 83b plays the role which switches the connection and interruption
  • the switching valves 81b, 82a, 82b, 83a, 83b are provided between the corresponding operation signal lines, signal input lines, and pressure reducing lines, respectively. These valves have two switching positions, a first position A and a second position B. When the valves are switched to the first position A in the demagnetized state and excited by receiving a signal from the controller unit 100, the second position is set. Switch to position B.
  • the first position A is a position where the operation signal line and the corresponding decompression line are disconnected and the operation signal line is directly connected to the corresponding signal input line.
  • the switching valve 81b, 82a, 82b, 83a, 83b has a corresponding operation signal line and a pressure reducing line connected to one side, and a corresponding pressure reducing line connected to the other side. That is, a folded channel is formed at the first position A.
  • a hydraulic pressure signal input from one side to the switching valve is output from one side, and the pressure reducing line and therefore the proportional solenoid valve unit 60B that are cut off in a circuit manner. No hydraulic signal is input to.
  • the second position B is a position where the direct connection between the operation signal line and the corresponding signal input line is cut off and the operation signal line is connected to the signal input line via the corresponding decompression line.
  • the second position B there are formed two flow paths that are connected to the ends of the corresponding decompression lines and allow the working oil to flow in opposite directions.
  • a hydraulic signal input from one side to the switching valve is output to the pressure reducing line on the other side.
  • the hydraulic signal input to the pressure reducing line passes through the pressure reducing proportional solenoid valve, returns, and is input to the switching valve again from the other side and output to the corresponding signal input line.
  • the switching valves 81b, 82a, 82b, 83a, 83b are connected in series with the corresponding proportional solenoid valves for pressure reduction.
  • the switching valves 81b, 82a, 82b, 83a, 83b are switched to the second position B, the hydraulic signal is transmitted through the corresponding pressure reducing line, and when switched to the first position A, the hydraulic signal transmission path is at the first position A. It is a configuration that is shortcut.
  • the switching valve unit 60A is a valve unit including the switching valves 81b, 82a, 82b, 83a, 83b. As shown in FIG. 3, one side of the joint J1 in the path of the operation signal line, the joint J2 in the path of the signal input line, and the joint J3 in the path of the pressure reducing line is provided in the switching valve unit 60A. When the connection of the joints J1 to J3 is released, the switching valve unit 60A can be detached from the circuit of FIG. 3 independently.
  • the proportional solenoid valve unit 60B is a valve unit including proportional solenoid valves 61b, 62a, 62b, 63a, 63b, 71a, 73a, 73b, a shutoff valve 70, and shuttle valves 92, 93. As shown in FIG. 3, one side of the joint J4 in the path of the pump line and the joint J5 in the path of the pressure reduction line is provided in the proportional solenoid valve unit 60B.
  • the proportional solenoid valve unit 60B can also be detached from the circuit of FIG. 3 independently by disconnecting the joints J4 and J5.
  • FIG. 4 is a functional block diagram of the controller unit. As shown in the figure, the controller unit 100 includes functional units such as an input unit 110, a front control unit 120, a switching valve control unit 130, and an output unit 170. Hereinafter, each functional unit will be described.
  • the input unit 110 is a functional unit that inputs signals from sensors and the like. Signals from the pressure detectors 6a and 6b, the switch 7, the angle detectors 8a to 8c, the inclination detector 8d, the positioning devices 9a and 9b, the wireless device 9c, and the like are input to the input unit 110.
  • the output unit 170 is a functional unit that outputs the command signal generated by the front control unit 120 and the switching valve control unit 130 to the front control hydraulic unit 60 and controls the corresponding valve.
  • the valves that can be controlled are the proportional solenoid valves 61b, 62a, 62b, 63a, 63b, 71a, 73a, 73b, the switching valves 81b, 82a, 82b, 83a, 83b, and the shutoff valve 70.
  • Front control unit 120 based on the signals from the angle detectors 8a to 8c and the inclination detector 8d, prevents the front working machine 20 from excavating beyond the excavation target surface (under the excavation target surface). It is a function part which calculates the restriction
  • the front control is a general term for control for controlling the front control hydraulic unit 60 by the distance between the excavation target surface and a specific point of the bucket 23, the expansion / contraction speed of the actuators 31 to 33, and the like.
  • At least one of the proportional solenoid valves 61b, 62a, 62b, 63a, 63b for pressure reduction is controlled, and the control for decelerating the operation of at least one of the actuators 31 to 33 in the vicinity of the excavation target surface is also front-controlled. It is one of. Automatic boom raising control for controlling at least one of the pressure increasing proportional solenoid valves 71a, 73a, 73b and forcibly raising the boom in a scene where the lower side of the excavation target surface has been excavated, Control for keeping the angle of the bucket 23 constant is also included in the front control. In addition, so-called boom lowering stop control and bucket pressure increase control are included.
  • the one that controls at least one of the proportional solenoid valves 61b, 62a, 62b, 63a, and 63b for pressure reduction and at least one of the proportional solenoid valves 71a, 73a, and 73b for pressure increase is also the front. Included in control. Furthermore, in the present specification, so-called trajectory control for controlling the trajectory drawn by the front work machine 20 to a constant trajectory is also one of the front controls. Although details of the front control unit 120 are not described, known techniques described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 8-333768 and 2016-003442 can be applied to the front control unit 120 as appropriate.
  • FIG. 5 is a functional block diagram of the switching valve control unit.
  • the switching valve control unit 130 is a functional unit that controls the switching valves 81b, 82a, 82b, 83a, 83b, and includes an on / off determination unit 131 and a switching command unit 137.
  • the on / off determination unit 131 is a functional unit that determines whether the signal from the switch 7 input via the input unit 110 is an on signal for turning on the control by the front control unit 120 or a turning signal for turning off.
  • the switching command unit 137 is a functional unit that selectively generates a command signal for switching the switching valves 81b, 82a, 82b, 83a, 83b to the first position A and a command signal for switching to the second position B. Specifically, when the on / off determination unit 131 determines that the signal input from the switch 7 is a cut signal, the switch command unit 137 generates a signal S70 for switching all the switching valves to the first position A. . On the contrary, when the on / off determination unit 131 determines that the signal input from the switch 7 is an input signal, the switching command unit 137 generates a signal S70 for switching all the switching valves to the second position B.
  • the command signal S70 output to the switching valves 81b, 82a, 82b, 83a, 83b and the shutoff valve 70 is a signal having the same value.
  • the command signal S70 is a demagnetizing signal (excitation current stop), and the normally closed shutoff valve 70 is in the shutoff position.
  • the command signal S70 is an excitation signal (excitation current output), and the normally closed shut-off valve 70 is in the open position. .
  • FIG. 6 is a flowchart showing the control procedure of the switching valve by the switching valve control unit.
  • the switching valve control unit 130 repeatedly executes the procedure of FIG. 6 in a predetermined processing cycle (for example, 0.1 s).
  • a predetermined processing cycle for example, 0.1 s.
  • the signal of the switch 7 is input via the input unit 110 (step S101), and the on / off determination unit 131 determines whether the signal is an input signal or a cut signal (step S102). If the signal of the switch 7 is a cut signal, the switching valve control unit 130 generates a signal for switching each switching valve to the first position A by the switching command unit 137 and outputs it through the output unit 170.
  • each operation signal line is directly connected to the corresponding signal input line without going through the decompression line, and the procedure of FIG. 6 is ended (step S103).
  • the switching valve control unit 130 If the signal of the switch 7 is an incoming signal, the switching valve control unit 130 generates a signal for switching each switching valve to the second position B by the switching command unit 137 and outputs it through the output unit 170.
  • each operation signal line is connected to the corresponding signal input line via the decompression line, and the procedure of FIG. 6 is completed (step S104).
  • the switching valves 81b, 82a, 82b, 83a, 83b are switched to the second position B, and the operation signal lines corresponding to the respective decompression lines are switched. Connect to.
  • the switching valves 81b, 82a, 82b, 83a, 83b are switched to the first position A, and each decompression line is disconnected from the corresponding operation signal line.
  • the decompression line is connected to the operation signal line and the signal input line via the switching valve so that the decompression line is disconnected from the operation signal line and the signal input line when the front control function is in the off state.
  • the front control function is in the cut-off state, the operation signal line and the signal input line are directly connected without going through the pressure reducing line, so that the loss of the hydraulic signal due to the proportional solenoid valve can be avoided. Therefore, while providing a proportional solenoid valve for front control, it is possible to ensure responsiveness equivalent to or close to that of a standard machine. Therefore, it is possible to achieve both the responsiveness of the operation of the actuators 31 to 33 with respect to the operation of the operation lever devices 51 to 53 and the front control function. Since the loss of the hydraulic signal is reduced, it can contribute to the improvement of energy efficiency.
  • a switching valve having a return flow path at the first position A was used, and a pressure reducing line was connected to the opposite side of the operation signal line and the signal input line across the switching valve with respect to the switching valve.
  • the switching valves 81b, 82a, 82b, 83a, 83b are unitized as the switching valve unit 60A, it is easy to attach and detach the piping work or the working machine.
  • the unitization also leads to the suppression of the pipe length and the number of pipes, contributing to further improvement of responsiveness and the number of parts.
  • the entire front control hydraulic unit 60 is not made into one unit, but is divided into a switching valve unit 60A and a proportional solenoid valve unit 60B, so that only one unit including a valve to be replaced when a malfunction occurs is replaced. Can be maintained and has good maintainability.
  • the unitization of the valve facilitates the work of remodeling the circuit of the standard machine and the conventional work machine having the front control function as shown in FIG.
  • the switching valves 81b, 82a, 82b, 83a, 83b are switched by turning on / off the switch 7 for turning on / off the front control function, the pressure reducing line can be automatically disconnected by turning off the front control function. .
  • the switch 7 is provided in the lever portion of the operation lever device, the switching valve 81b and the like can be easily switched while operating the front work machine 20 while confirming the situation from the driver's seat 14.
  • This embodiment is different from the first embodiment in that the switching valves 81b, 82a, 82b, 83a, 83b are automatically operated when the front work machine 20 is separated from the excavation target surface even when the front control function is on. Therefore, it is configured to switch to the first position A. In order to realize this control, a change is made to the switching valve control unit in this embodiment. Next, the switching valve control unit of the present embodiment will be described.
  • FIG. 7 is a functional block diagram of the switching valve control unit provided in the work machine according to the second embodiment of the present invention.
  • the switching valve control unit 130A illustrated in FIG. 7 includes a storage unit 132, a distance calculation unit 133, a distance determination unit 134, a speed calculation unit 135, and a speed determination unit 136 in addition to the on / off determination unit 131 and the switching command unit 137. Yes.
  • the switching command unit 137 includes an automatic switching command unit 138.
  • the storage unit 132 is a functional unit that stores various types of information, and includes a set distance storage unit 141, a set speed storage unit 142, an excavation target surface storage unit 143, and a body size storage unit 144.
  • the set distance storage unit 141 is a storage area that stores a preset set distance D0 (> 0) for a distance D between the specific point P of the front work machine 20 and the excavation target surface S.
  • the set speed storage unit 142 is a storage area that stores a set speed V0 (> 0) that is predetermined for the operating speed V of a specific actuator (for example, the boom cylinder 31).
  • the excavation target surface storage unit 143 is a storage area in which the excavation target surface S is stored.
  • the excavation target surface S is a target terrain to be excavated (modeled) by a hydraulic excavator, and may be stored manually set in a coordinate system with the swivel body 12 as a reference, or may be a three-dimensional earth coordinate system. In some cases, the position information is stored in advance.
  • the three-dimensional position information of the excavation target surface S is information obtained by adding position data to terrain data representing the excavation target surface S with polygons, and is created in advance.
  • the machine body dimension storage unit 144 is a storage area that stores the dimensions of each part of the front work machine 20 and the revolving body 12.
  • the distance calculation unit 133 calculates the distance D between the specific point P of the front work machine 20 and the excavation target surface S based on the detection signals of the angle detectors 8a to 8c input via the input unit 110. It is a functional part to do. An example of the calculation of the distance D will be described later.
  • the distance determination unit 134 determines whether the distance D between the specific point P calculated by the distance calculation unit 133 and the excavation target surface S is larger than the set distance D0 read from the set distance storage unit 141. It is a functional part to do.
  • the speed calculation unit 135 calculates the operation speed V (extension / contraction speed) of a specific actuator, in this example, the boom cylinder 31, based on the signals of the pressure detectors 6a and 6b input via the input unit 110. It is a functional part to do.
  • the speed calculation unit 135 includes a storage unit that stores the flow rate characteristics of the boom cylinder control valve 41 (such as the relationship between the flow rate of hydraulic fluid to circulate and the opening degree).
  • the opening degree of the control valve 41 has a relationship corresponding to the magnitude of the hydraulic signal to the control valve 41 detected by the pressure detectors 6a and 6b.
  • the operation speed V of the boom cylinder 31 is calculated by the speed calculation unit 135 based on the flow characteristics of the control valve 41 and the signals of the pressure detectors 6a and 6b.
  • the speed calculator 135 selects the larger one of the signals from the pressure detectors 6a and 6b and calculates the operating speed of the boom cylinder 31 as the basis of the calculation.
  • the calculated operation speed V is the extension speed or the contraction speed of the boom cylinder 31.
  • the operation speed V calculated based on the signal of the pressure detector 6b that detects the pressure signal for the boom lowering command is the contraction speed of the boom cylinder 31 corresponding to the boom lowering operation.
  • the contraction direction of the boom cylinder 31 is taken as the positive direction of the operation speed V, and the extension speed is handled as a negative speed component.
  • the speed determination unit 136 is a functional unit that determines whether the operating speed V of the boom cylinder 31 calculated by the speed calculation unit 135 is higher than the set speed V0 read from the set speed storage unit 142. .
  • the automatic switching command unit 138 included in the switching command unit 137 of the present embodiment is a functional unit that generates a signal for switching each switching valve to the first position A under certain conditions even when the front control function is on. is there. There are the following three conditions for the automatic switching command unit 138 to generate a signal for switching each switching valve to the first position A.
  • the signal of the switch 7 is an incoming signal;
  • (2nd condition) The determination signal input from the distance determination part 134 is a signal showing the determination result that the distance D of the specific point P and the excavation target surface S is larger than the setting distance D0;
  • the determination signal input from the speed determination unit 136 is a signal representing a determination result that the operating speed V of the specific actuator (the boom cylinder 31 in this example) is smaller than the set speed V1:
  • the automatic switching command unit 138 when the second condition and the third condition are satisfied, the automatic switching command unit 138 generates a signal for switching each switching valve to the first position A.
  • the switching command unit 137 sets each switching valve to the first position when the first to third conditions are satisfied at the same time and when the front control function is off. A signal to switch to A is generated. Otherwise, a signal for switching each switching valve to the second position B is generated.
  • the work machine of the present embodiment has the same configuration as the work machine of the first embodiment.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram of a method for calculating the distance between the specific point of the front work machine and the excavation target surface by the distance calculation unit.
  • the operation plane of the front work machine 20 (plane perpendicular to the rotation axis of the boom 21 etc.) is viewed from the orthogonal direction (extension direction of the rotation axis of the boom 21 etc.).
  • the actuators 31 to 33 are not shown in order to prevent congestion.
  • the specific point P is set at the position of the tip (toe) of the bucket 23.
  • the specific point P is typically set at the tip of the bucket 23, but may be set at another part of the front work machine 20.
  • Signals from the angle detectors 8a to 8c are input to the distance calculation unit 133 via the input unit 110, and information on the excavation target surface S is input from the excavation target surface storage unit 143.
  • the detection signal of the inclination detector 8d, the position information of the vehicle body 10 acquired by the positioning devices 9a and 9b, and the correction information received by the wireless device 9c are also input.
  • the data is input to the distance calculation unit 133 via the unit 110.
  • the distance calculation unit 133 corrects the position information of the positioning devices 9a and 9b with the correction information to calculate the position and orientation of the vehicle body 10, and uses the signal from the inclination detector 8d to calculate the vehicle body 10 Calculate the slope of.
  • the excavation target plane S is defined by the intersection line between the operation plane of the front work machine 20 and the target topography, and is combined with information on the position, orientation, inclination, etc. of the vehicle body 10 in the earth coordinate system. The positional relationship is grasped.
  • the area above the excavation target surface S is defined as the excavation area where the specific point P is supposed to move.
  • the excavation target surface S is once defined by at least one linear expression in an XY coordinate system with a hydraulic excavator as a reference, for example.
  • the XY coordinate system is, for example, an orthogonal coordinate system having the rotation fulcrum of the boom 21 as the origin.
  • the axis extending parallel to the turning center axis of the revolving structure 12 through the origin is the Y axis (upward is the positive direction).
  • the axis that is orthogonal to the axis at the origin and extends forward is the X axis (the forward direction is the positive direction).
  • the excavation target surface S defined in the XY coordinate system is defined again in the XaYa coordinate system, which is an orthogonal coordinate system of the origin O with the self as one axis (Xa axis).
  • the XaYa coordinate system and the XY coordinate system are the same plane.
  • the Ya axis is an axis at the origin O and orthogonal to the Xa axis.
  • the forward direction is the positive direction
  • the Ya axis the upward direction is the positive direction.
  • the dimension data (L1, L2, L3) of the front work machine 20 read from the machine body dimension storage unit 144, and the rotation angles ⁇ , ⁇ , ⁇ detected by the angle detectors 8a to 8c. Is used to calculate the position of the specific point P.
  • the position of the specific point P is obtained, for example, as a coordinate value (X, Y) in an XY coordinate system based on a hydraulic excavator.
  • the coordinate value (X, Y) of the specific point P is obtained from the following equations (1) and (2).
  • X L1 ⁇ sin ⁇ + L2 ⁇ sin ( ⁇ + ⁇ ) + L3 ⁇ sin ( ⁇ + ⁇ + ⁇ ) (1)
  • Y L 1 ⁇ cos ⁇ + L 2 ⁇ cos ( ⁇ + ⁇ ) + L 3 ⁇ cos ( ⁇ + ⁇ + ⁇ ) (2)
  • L1 is the distance between the pivot fulcrum of the boom 21 and the arm 22
  • L2 is the distance between the pivot fulcrum of the arm 22 and the bucket
  • L3 is the distance between the pivot fulcrum of the bucket 23 and the specific point P.
  • ⁇ is the included angle between the Y axis (the portion extending upward from the origin) and the straight line 11 passing through the rotation fulcrum of the boom 21 and the arm 22 (the portion extending from the origin toward the rotation fulcrum of the arm 22).
  • ⁇ is a straight line l1 (a portion extending from the rotation fulcrum of the arm 22 to the side opposite to the origin) and a straight line l2 passing through the rotation fulcrum of the arm 22 and the bucket 23 (from the rotation fulcrum of the arm 22 to the rotation fulcrum of the bucket 23).
  • the included angle. ⁇ is an included angle between the straight line 12 (the portion extending from the rotation fulcrum of the bucket 23 to the side opposite to the rotation fulcrum of the arm 22) and the straight line 13 passing through the specific point P.
  • the distance calculation unit 133 converts the coordinate value (X, Y) of the specific point P defined in the XY coordinate system as described above into the coordinate value (Xa, Ya) of the XaYa coordinate system.
  • the Ya value of the specific point P thus obtained is the value of the distance D between the specific point P and the excavation target surface S.
  • the distance D is a distance from the intersection of the straight line perpendicular to the excavation target surface S through the specific point P and the excavation target surface S to the specific point P, and distinguishes between positive and negative values of Ya (that is, the distance in the excavation region). D becomes a positive value, and becomes a negative value in the region below the excavation target surface S).
  • FIG. 9 is a flowchart showing a switching valve control procedure by the switching valve control unit in the present embodiment. During operation, the switching valve control unit 130A repeatedly executes the procedure of FIG. 9 in a predetermined processing cycle (for example, 0.1 s).
  • a predetermined processing cycle for example, 0.1 s.
  • Step S201 When the procedure of FIG. 9 is started, the switching valve control unit 130A first inputs the signals of the switch 7, the angle detectors 8a to 8c, and the pressure detectors 6a and 6b via the input unit 110 in step S201.
  • the positional relationship between the excavation target surface S and the aircraft is described as known information.
  • positioning is performed together. Signals from the devices 9a and 9b, the wireless device 9c, and the inclination detector 8d are also input.
  • Steps S202 ⁇ S205 the switching valve control unit 130A determines whether or not the signal of the switch 7 is a turn-off signal (step S202). If it is a turn-off signal, the switching valve control unit 130A outputs a signal for switching to the first position A by the switching command unit 137 (step S205), and switches the switching valves 81b, 82a, 82b, 83a, 83b to the first position A. Switch. Steps S202 and S205 are the same as steps S102 and S103 in FIG.
  • Steps S202 ⁇ S203 ⁇ S204 ⁇ S205 When the signal of the switch 7 is an incoming signal, the switching valve control unit 130A moves the procedure to step S203, the distance calculation unit 133 calculates the distance D between the excavation target surface S and the specific point P, and the speed calculation unit 135 To calculate the operating speed V of the boom cylinder 31.
  • step S204 the switching valve control unit 130A determines whether the distance D is larger than the set distance D0 read from the set distance storage unit 141 by the distance determination unit 134. Since the set distance D0 is a positive value and the sign of the distance D is also distinguished as described above, it is determined here whether the specific point P is in the excavation area and is farther from the excavation target surface S than the set distance D0. .
  • the switching valve control unit 130A determines whether or not the operation speed V is lower than the set speed V0 read from the set speed storage unit 142 by using the speed determination unit 136. Since the set speed V0 is a positive value and the sign of the operating speed V is also distinguished as described above, it is determined here whether the boom cylinder 31 is not contracted at a speed exceeding the set speed V0. As a result of the determination, if D> D0 and V ⁇ V0 (when the first to third conditions are satisfied in steps S202 and S204), the switching valve control unit 130A shifts the procedure to step S205 and performs an automatic switching command. The unit 138 outputs a signal for switching each switching valve to the first position A.
  • Steps S202 ⁇ S203 ⁇ S204 ⁇ S206 When the procedure of steps S202, S203, and S204 is executed and the condition of D> D0 and V ⁇ V0 is not satisfied, the switching valve control unit 130A moves the procedure from step S204 to step S206. When the procedure proceeds to step S206, the switching valve control unit 130A outputs a command signal by the automatic switching command unit 138, and switches the switching valves 81b, 82a, 82b, 83a, 83b to the second position B.
  • Step S206 is a procedure corresponding to step S104 of FIG.
  • the set distance D0 is adjusted to the threshold value for determining whether to execute control of the proportional solenoid valve 61b and the like by the front control unit 120. That is, when the distance D is equal to or less than the set distance D0, the shutoff valve 70 is opened at the same time as the switching valve 81b or the like is switched to the second position B, and the proportional solenoid valve 61b or the like is excited according to the distance D or the like by the front controller 120 (The opening degree is changed).
  • the shutoff valve 70 is closed at the same time when the switching valve 81b and the like are switched to the first position A, and the proportional electromagnetic valve 61b and the like are also demagnetized.
  • step S204 when D> D0 and V ⁇ V0, the first to third conditions are satisfied in step S204, and the switching valve 81b and the like are switched to the first position A even when the front control function is on.
  • the configuration to be replaced is illustrated.
  • the third condition regarding the operating speed V may be omitted. That is, even when the front control function is on, if the distance D exceeds the set distance D0 (if the first condition and the second condition are satisfied), the operating speed V depends on the operating speed V as shown in FIG.
  • the switching valve 81b or the like may be switched to the first position A.
  • FIG. 10 shows the relationship between the command signal for the switching valve 81b and the distance D. In the example of FIG.
  • each switching valve switches to the first position A regardless of the operating speed V, and when the distance D is less than the set distance D0, the operating speed V Each switching valve is switched to the second position B. Even in this case, it is possible to improve the work efficiency in a situation where the specific point P is away from the excavation target surface S and the bucket 23 is not likely to deviate from the excavation area, and there is an advantage that the control can be simplified. Further, the set speed storage unit 142, the speed calculation unit 135, and the speed determination unit 136 can be omitted.
  • the expansion / contraction speed of the boom cylinder 31 is calculated as the operation speed V of the actuator.
  • the expansion / contraction speed of the arm cylinder 32 or the bucket cylinder 33 is set as the operation speed V. It may be considered in the switching judgment.
  • a configuration may be adopted in which a plurality of actuators 31-33 are selected and their operating speed V is taken into account.
  • the moving speed of the specific point P is calculated from the operating speed V of one or a plurality of actuators, the component perpendicular to the excavation target surface S is extracted, and the approach speed of the specific point P in the excavation area to the excavation target surface S is calculated. It can be calculated.
  • the operating speed V of the actuator it is conceivable that this is converted into an approaching speed of the specific point P to the excavation target surface S and used as a basis for judgment.
  • the distance D and the operation speed V calculated by the front control unit 120 may be input to the distance determination unit 134 and the speed determination unit 136 of the switching valve control unit 130A.
  • FIG. 11 shows only the signal line for the boom lowering operation, and the relationship between the reference numerals and elements in FIG. 11 corresponds to FIG.
  • FIG. 11 shows only the signal line for the boom lowering operation, and the relationship between the reference numerals and elements in FIG. 11 corresponds to FIG.
  • the pressure reducing line 51b3 merges with the signal input line 51b2, and when the front control function is turned off, the loss of the hydraulic signal at the junction of the pressure reducing line 51b3 does not necessarily occur.
  • the circuit configuration FIG.
  • the switching distances 81b, 82a, 82b, 83a, 83b may be divided into a plurality of groups and the set distance D0 may be set to a different value. Further, all of the switching valves 81b, 82a, 82b, 83a, 83b are not necessarily required, and at least one of them may be selected and mounted.
  • the operation signal line 51a1 for the boom raising command is not connected to the proportional solenoid valve or the switching valve. However, if necessary, the operation signal line 51a1 is also connected to the operation signal line 51a1 via the switching valve. Can connect the valve.
  • the switching valves 81b, 82a, 82b, 83a, 83b may be hydraulically driven switching valves instead of electromagnetic valves.
  • the switching valves 81b, 82a, 82b, 83a, 83b may be hydraulically driven switching valves instead of electromagnetic valves.
  • the switching valve 81b and the like are provided.
  • the circuit is also established as a hydraulically driven switching valve.
  • the proportional solenoid valves 61b, 62a, 62b, 63a, 63b for pressure reduction and the proportional solenoid valves 71a, 73a, 73b for pressure increase are provided for front control.
  • all of these are necessary. Not necessarily. If at least one of these (for example, the proportional solenoid valve 61b and the pressure reducing line 51b3 for reducing the hydraulic pressure signal for the boom lowering command) is present, a kind of front control can be executed.
  • the present invention can be applied to any work machine that uses at least one proportional solenoid valve that reduces the hydraulic signal of the operation lever devices 51 to 54.
  • the operation speed V of the actuator is calculated based on the magnitude of the pressure signal.
  • the operation speed V of the actuator is also based on the rate of change of the signals of the angle detectors 8a to 8c.
  • the expansion / contraction speed of the boom cylinder 31 can be obtained based on the rate of change of the signal of the angle detector 8a.
  • the operating speed V of the actuator can also be obtained by using a stroke detector that detects the stroke amount of the actuators 31 to 33 and an inclination angle detector that detects the inclination angles of the boom 21, arm 22, and bucket 23.
  • a general hydraulic excavator that uses an engine as the prime mover 17 and drives the hydraulic pump 36 and the like by the engine has been described as an example.
  • a hybrid hydraulic excavator that drives the hydraulic pump 36 and the like using the engine and the electric motor as a prime mover has been described.
  • the present invention is applicable.
  • the present invention can be applied to an electric excavator that drives a hydraulic pump using an electric motor as a prime mover.

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Abstract

アクチュエータ（３１～３３）に供給される作動油の流れを制御するコントロールバルブ（４１～４３）、対応するコントロールバルブに出力する油圧信号を操作に応じて生成する操作レバー装置（５１～５３）、対応する操作レバー装置で生成された油圧信号を減圧する比例電磁弁（６１ｂ…）及び比例電磁弁を制御するフロント制御部を備えた作業機械において、操作レバー装置に接続した操作信号ライン（５１ａ１，５１ｂ１…）と、コントロールバルブに接続した信号入力ライン（５１ａ２，５１ｂ２…）と、比例電磁弁を設けた減圧ライン（５１ｂ３…）と、操作信号ライン及び減圧ラインの接続を遮断して操作信号ラインを信号入力ラインに直接接続する第１位置（Ａ）、並びに減圧ラインを介して操作信号ラインを信号入力ラインに接続する第２位置（Ｂ）を有する切換弁（８１ｂ…）とを設ける。

Description

作業機械
　本発明は、例えば領域制限掘削制御をするフロント制御を行う作業機械に関する。
　油圧ショベル等の作業機械では一般に複数の操作レバー装置を複合操作してフロント作業機を動作させるが、所定領域内でフロント作業機を動作させて掘削目標面を越えて掘削しないように巧みに操作レバー装置を操ることは不慣れな操作者には難度が高い。
　近年、バケット位置等を基にフロント作業機の動作を制限するフロント制御を実施する作業機械の活躍の場が広がりつつある。フロント制御が働くと、掘削目標面の下側を掘削しないようにフロント作業機の動作が制限される。関連技術として、操作レバー装置の操作信号ラインに比例電磁弁を設け、フロント作業機の速度が制限値を超えないように操作レバー装置から出力された油圧信号を比例電磁弁で減圧する技術が提唱されている（特許文献１等参照）。
特許第３０９１６６７号公報
　例えば油圧ショベルでは、バケットを小刻みに振って土砂等の内容物を振り分けるいわゆるガラ振り作業時にレバー操作に対する応答性が要求される。法面の成型作業であるいわゆる土羽打ち作業でも、ブームを素早く上げ下げする作業について効率化のために応答性が要求される場合がある。
　しかし、特許文献１に記載された技術では操作信号ライン上に比例電磁弁が存在する。比例電磁弁は最大開度でも圧力損失を伴う。そのため、フロント制御機能を持つ作業機械は当該機能を持たない作業機械に比べて、フロント制御が働かない場合でも比例電磁弁の圧力損失に起因してレバー操作に対するアクチュエータの応答性が低下し得る。
　本発明の目的は、操作に対するアクチュエータの応答性とフロント制御機能を両立させることができる作業機械を提供することにある。
　上記目的を達成するために、本発明は、車体、前記車体に設けたフロント作業機、前記フロント作業機を駆動する複数のアクチュエータ、前記フロント作業機の姿勢を検出する姿勢検出器、前記アクチュエータを駆動する作動油を吐出する油圧ポンプ、前記油圧ポンプから対応するアクチュエータに供給される作動油の流れを制御する複数のコントロールバルブ、対応するコントロールバルブに出力する油圧信号を操作に応じて生成する複数の操作レバー装置、前記操作レバー装置と対応するコントロールバルブとを接続するパイロットライン、前記操作レバー装置に作動油を供給するパイロットポンプ、前記パイロットラインに設けられ対応する操作レバー装置で生成された油圧信号を減圧する少なくとも１つの比例電磁弁、及び前記姿勢検出器の検出信号を基に前記比例電磁弁を制御して前記フロント作業機の動作を制限するフロント制御部を備えた作業機械において、前記パイロットラインは、対応する操作レバー装置の信号出力弁に接続した複数の操作信号ラインと、対応するコントロールバルブの油圧駆動部に接続した複数の信号入力ラインと、前記比例電磁弁を設けた少なくとも１つの減圧ラインとを含み、前記操作信号ラインと対応する減圧ラインとの間に設けられ、前記操作信号ライン及び対応する減圧ラインの接続を遮断して当該操作信号ラインを対応する信号入力ラインに直接接続する第１位置、並びに前記操作信号ライン及び対応する信号入力ラインの直接の接続を遮断して当該操作信号ラインを対応する減圧ラインを介して当該信号入力ラインに接続する第２位置を有する少なくとも１つの切換弁を備えたことを特徴とする。
　本発明によれば、操作に対するアクチュエータの応答性とフロント制御機能を両立させることができる。
本発明の第１実施形態に係る作業機械の外観を表す斜視図である。 図１に示した油圧ショベルに備えられた油圧駆動装置をコントローラユニットとともに示す図である。 図１に示した油圧ショベルに備えられたフロント制御用油圧ユニットの油圧回路図である。 図１に示した油圧ショベルに備えられたコントローラユニットの機能ブロック図である。 図１に示した油圧ショベルに備えられた切換弁制御部の機能ブロック図である。 図５に示した切換弁制御部による切換弁の制御手順を表すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る作業機械に備えられた切換弁制御部の機能ブロック図である。 図７に示した切換弁制御部に備えられた距離演算部によるフロント作業機の特定点と掘削目標面との距離の演算方法の説明図である。 図７に示した切換弁制御部による切換弁の制御手順を表すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る作業機械に備えられた切換弁制御部の他の例による切換弁の制御の説明図である。 変形例に係る作業機械に備えられたフロント制御用油圧ユニットの要部を抜き出した油圧回路図である。
　以下に図面を用いて本発明の実施形態を説明する。
　（第１実施形態）
　１－１．作業機械
　図１は本発明の第１実施形態に係る作業機械の外観を表す斜視図である。本実施形態ではフロント作業機の先端のアタッチメントとしてバケット２３を装着した油圧ショベルを作業機械の例として説明する。但し、バケット以外のアタッチメントを備える油圧ショベルやブルドーザ等の他種の作業機械にも本発明は適用され得る。以降、運転席に座った操作者から見て前側（図１中の左上側）、後側（同右下側）、左側（同左下側）、右側（同右上側）を油圧ショベルの前、後、左、右とし、それぞれ単に前側、後側、左側、右側と記載する。
　同図に示した油圧ショベルは、車体１０及びフロント作業機２０を備えている。車体１０は、走行体１１及び旋回体１２を備えている。
　走行体１１は、本実施形態では無限軌道履帯を有する左右のクローラ（走行駆動体）１３を備えており、左右の走行モータ３５により左右のクローラ１３をそれぞれ駆動することで走行する。走行モータ３５には例えば油圧モータが用いられる。
　旋回体１２は、走行体１１上に旋回装置（不図示）を介して旋回可能に設けられている。旋回体１２の前部（本実施形態では前部左側）には、操作者が搭乗する運転室１４が設けられている。旋回体１２における運転室１４の後側には、原動機１７（図２）や油圧駆動装置等を収容した動力室１５が、最後部には機体の前後方向のバランスを調整するカウンタウェイト１６が搭載されている。原動機１７はエンジン（内燃機関）又は電動機である。旋回体１２を走行体１１に対して連結する旋回装置には旋回モータ３４（図２）が含まれており、旋回モータ３４によって走行体１１に対して旋回体１２が旋回駆動される。本実施形態における旋回モータ３４は油圧モータであるが、電動モータを用いることもあれば、油圧モータ及び電動モータの双方を用いることもある。
　フロント作業機２０は土砂の掘削等の作業を行うための装置であり、旋回体１２の前部（本実施形態では運転室１４の右側）に設けられている。このフロント作業機２０は、ブーム２１、アーム２２及びバケット２３を備えた多関節型の作業装置である。ブーム２１は、左右に延びるピン（不図示）によって旋回体１２のフレームに連結され、またブームシリンダ３１によっても旋回体１２と連結されている。ブームシリンダ３１の伸縮に伴って旋回体１２に対してブーム２１が上下に回動する構成である。アーム２２は、左右に延びるピン（不図示）によってブーム２１の先端に連結され、またアームシリンダ３２によってもブーム２１と連結されている。アームシリンダ３２の伸縮に伴ってブーム２１に対してアーム２２が回動する構成である。バケット２３は、水平左右に延びるピン（不図示）によってアーム２２の先端に連結され、またバケットシリンダ３３及びリンクを介してアーム２２と連結されている。バケットシリンダ３３の伸縮に伴ってアーム２２に対してバケット２３が回動する構成である。ブームシリンダ３１、アームシリンダ３２及びバケットシリンダ３３はフロント作業機２０を駆動する油圧シリンダである。
　また、油圧ショベルには、位置や姿勢に関する情報を検出する検出器が適所に設けられている。例えば、ブーム２１、アーム２２及びバケット２３の各回動支点にはそれぞれ角度検出器８ａ～８ｃが設けられている。角度検出器８ａ～８ｃは、フロント作業機２０の位置と姿勢に関する情報を検出する姿勢検出器として用いられ、それぞれブーム２１、アーム２２及びバケット２３の回動角を検出する。その他、旋回体１２には、傾斜検出器８ｄ、測位装置９ａ，９ｂ（図４）、無線機９ｃ（図４）、油圧駆動装置３０（図２）、コントローラユニット１００（図２等）が備えられている。傾斜検出器８ｄは、旋回体１２の前後方向及び左右方向の少なくとも一方の傾斜を検出する旋回体１２の姿勢検出手段として用いられる。測位装置９ａ，９ｂには例えばＲＴＫ－ＧＮＳＳ（Real Time Kinematic - Global Navigation Satellite System）が用いられ、測位装置９ａ，９ｂによって車体１０の位置情報が取得される。無線機９ｃは、基準局ＧＮＳＳ（不図示）からの補正情報を受信するものである。測位装置９ａ，９ｂ及び無線機９ｃは旋回体１２の位置や向きを検出する手段である。更には、運転室１４内の操作パネル（不図示）や操作レバー装置５１～５４（図２等）のうちの少なくとも１つのレバー部には、フロント制御部１２０の制御を入り切りするスイッチ７（図３参照）が設けられている。油圧駆動装置３０やコントローラユニット１００については次に説明する。
　１－２．油圧駆動装置
　図２は図１に示した油圧ショベルに備えられた油圧駆動装置をコントローラユニットとともに示す図である。説明済みのものについては、同図において既出図面と同符号を付して説明を省略する。
　油圧駆動装置３０は、油圧ショベルの被駆動部材を駆動する装置であって動力室１５に収容されている。被駆動部材には、フロント作業機２０（ブーム２１、アーム２２及びバケット２３）並びに車体１０（クローラ１３及び旋回体１２）が含まれる。この油圧駆動装置３０は、アクチュエータ３１～３４、油圧ポンプ３６、コントロールバルブ４１～４４、パイロットポンプ３７、操作レバー装置５１～５４、フロント制御用油圧ユニット６０等を含んでいる。
　１－２．１．アクチュエータ
　アクチュエータ３１～３４は、ブームシリンダ３１、アームシリンダ３２、バケットシリンダ３３及び旋回モータ３４をそれぞれ指している。走行モータ３５は図２では図示省略してある。ブームシリンダ３１、アームシリンダ３２、バケットシリンダ３３、旋回モータ３４及び走行モータ３５のうち複数を挙げる場合に、「アクチュエータ３１～３５」、「アクチュエータ３１，３２」等と記載する場合がある。アクチュエータ３１～３５は、油圧ポンプ３６から吐出される作動油により駆動される。
　１－２．２．油圧ポンプ
　油圧ポンプ３６はアクチュエータ３１～３５等を駆動する作動油を吐出する可変容量型のポンプであり、原動機１７により駆動される。本実施形態における原動機１７は内燃機関等の燃焼エネルギーを動力に変換するエンジンである。図２では油圧ポンプ３６を１個のみ図示しているが、複数個設けられる場合もある。油圧ポンプ３６から吐出された作動油は吐出配管３６ａを流れ、コントロールバルブ４１～４４を経由してそれぞれアクチュエータ３１～３４に供給される。アクチュエータ３１～３４からの各戻り油は、それぞれコントロールバルブ４１～４４を介して戻り油配管３６ｂに流れ込んでタンク３８に戻される。吐出配管３６ａには、この吐出配管３６ａの最高圧力を規制するリリーフ弁（不図示）が設けられている。図２では図示していないが走行モータ３５も同様の回路構成で駆動される。走行体１１の前後の少なくとも一方に排土板を設けた場合、ブレーカ等のアクチュエータを持つアタッチメントをバケット２３に代えてフロント作業機２０に装着した場合には、排土板やアタッチメントのアクチュエータも同様の回路構成で駆動される。
　１－２．３．コントロールバルブ
　コントロールバルブ４１～４４は油圧ポンプ３６から対応するアクチュエータに供給される作動油の流れ（方向及び流量）を制御する油圧駆動式の流量制御弁であり、それぞれ油圧信号が入力される油圧駆動部４５，４６を備えている。コントロールバルブ４１はブームシリンダ用、コントロールバルブ４２はアームシリンダ用、コントロールバルブ４３はバケットシリンダ用、コントロールバルブ４４は旋回モータ用である。走行モータ用のコントロールバルブは図示省略してある。コントロールバルブ４１～４４の油圧駆動部４５又は４６はパイロットライン５０を介して対応する操作レバー装置に接続されている。パイロットライン５０は、操作信号ライン５１ａ１，５１ｂ１，５２ａ１，５２ｂ１，５３ａ１，５３ｂ１，５４ａ１，５４ｂ１、信号入力ライン５１ａ２，５１ｂ２，５２ａ２，５２ｂ２，５３ａ２，５３ｂ２，５４ａ２，５４ｂ２、減圧ライン５１ｂ３，５２ａ３，５２ｂ３，５３ａ３，５３ｂ３を含んでいる。コントロールバルブ４１～４４は油圧駆動部４５又は４６に油圧信号が入力（励磁）されると図中で右行又は左行し、油圧信号の入力が停止（消磁）されるとバネの力で中立位置に復帰する構成である。例えばブームシリンダ用のコントロールバルブ４１の油圧駆動部４５に油圧信号が入力されると、図２においてコントロールバルブ４１のスプールが油圧信号の大きさに応じた距離だけ右行する。これにより、油圧信号に応じた流量の作動油がブームシリンダ３１のボトム側油室に供給され、油圧信号の大きさに応じた速度でブームシリンダ３１が伸長しブーム２１が上がる。
　１－２．４．パイロットポンプ
　パイロットポンプ３７はコントロールバルブ４１～４４等の制御弁を駆動する作動油を吐出する固定容量型ポンプであり、油圧ポンプ３６と同じく原動機１７により駆動される。原動機１７とは別の動力源でパイロットポンプ３７を駆動する構成とすることもできる。ポンプライン３７ａはパイロットポンプ３７の吐出配管であり、ロック弁３９を通った後複数に分岐し、操作レバー装置５１～５４及びフロント制御用油圧ユニット６０に接続している。図３で後述するが、フロント制御用油圧ユニット６０内では、特定のコントロールバルブ（本例ではコントロールバルブ４１，４３）の油圧駆動部に繋がる系統にポンプライン３７ａが接続される。このポンプライン３７ａを介して、パイロットポンプ３７から吐出された作動油が操作レバー装置５１～５４や特定のコントロールバルブの油圧駆動部に供給される。
　なお、ロック弁３９は本例では電磁切換弁であり、その電磁駆動部は運転室１４（図１）に配置されたゲートロックレバー（不図示）の位置検出器と電気的に接続している。ゲートロックレバーは寝かせた閉鎖姿勢で操作者の降車を妨げるように運転席の乗降側に設置されたバーであり、ゲートロックレバーを引き上げて運転席に対する乗降部を開放しなければ降車できないようになっている。ゲートロックレバーのポジションとして、寝かせた姿勢を操作系の「ロック解除位置」、引き上げた姿勢を操作系の「ロック位置」と記載する。ゲートロックレバーのポジションは位置検出器で検出され、位置検出器からロック弁３９に対してゲートロックレバーのポジションに応じた信号が入力される。ゲートロックレバーがロック位置にあればロック弁３９が閉じてポンプライン３７ａが遮断され、ロック解除位置にあればロック弁３９が開いてポンプライン３７ａが開通する。ポンプライン３７ａが遮断された状態では油圧信号の元圧が断たれるので、操作の有無に関わらずコントロールバルブ４１～４４には油圧信号が入力されなくなる。つまり操作レバー装置５１～５４による操作が無効化され、旋回や掘削等の動作が禁止される。
　１－２．５．操作レバー装置
　操作レバー装置５１～５４は、それぞれ対応するアクチュエータ３１～３４の動作を指示する油圧信号を操作に応じて生成し出力するレバー操作式の操作装置であり、運転室１４（図１）に備えられている。操作レバー装置５１はブーム操作用、操作レバー装置５２はアーム操作用、操作レバー装置５３はバケット操作用、操作レバー装置５４は旋回操作用である。油圧ショベルの場合、一般に操作レバー装置５１～５４は十字操作式のレバー装置であり、前後方向への傾倒操作で１つのアクチュエータの動作を、左右方向への傾倒操作で別のアクチュエータの動作を指示できる構成となっている。従って、４つの操作レバー装置５１～５４は各２つの２グループに区分され、各グループで１本のレバー部を共用する。従って、操作レバー装置５１～５４のレバー部は右手操作用と左手操作用の合計２本であり、前述したスイッチ７をレバー部に設ける場合、２本のレバー部のうちの少なくとも一方に設けることになる。走行用の操作レバー装置は図示省略してある。
　ブーム操作用の操作レバー装置５１は、ブーム上げ指令用の信号出力弁５１ａ及びブーム下げ指令用の信号出力弁５１ｂを備えている。信号出力弁５１ａ，５１ｂの入力ポート（一次側ポート）にはポンプライン３７ａが接続している。ブーム上げ指令用の信号出力弁５１ａの出力ポート（二次側ポート）は操作信号ライン５１ａ１及び信号入力ライン５１ａ２を介してブームシリンダ用のコントロールバルブ４１の油圧駆動部４５に接続している。ブーム下げ指令用の信号出力弁５１ｂの出力ポートは操作信号ライン５１ｂ１及び信号入力ライン５１ｂ２を介してコントロールバルブ４１の油圧駆動部４６に接続している。例えば操作レバー装置５１をブーム上げ指令側に倒すと信号出力弁５１ａが操作量に応じた開度で開く。これによりポンプライン３７ａから入力されたパイロットポンプ３７の吐出油が、信号出力弁５１ａで操作量に応じて減圧されてコントロールバルブ４１の油圧駆動部４５に対する油圧信号として出力される。なお、操作信号ライン５１ａ１，５１ｂ１にはそれぞれ圧力検出器６ａ，６ｂが設けられており、信号出力弁５１ａ，５１ｂが出力する油圧信号の大きさ（圧力値）が圧力検出器６ａ，６ｂで検出されるようになっている。
　同様に、アーム操作用の操作レバー装置５２は、アームクラウド指令用の信号出力弁５２ａ及びアームダンプ指令用の信号出力弁５２ｂを備えている。バケット操作用の操作レバー装置５３は、バケットクラウド指令用の信号出力弁５３ａ及びバケットダンプ指令用の信号出力弁５３ｂを備えている。旋回操作用の操作レバー装置５４は、右旋回指令用の信号出力弁５４ａ及び左旋回指令用の信号出力弁５４ｂを備えている。
　信号出力弁５２ａ，５２ｂ，５３ａ，５３ｂ，５４ａ，５４ｂの入力ポートは、ポンプライン３７ａに接続している。アーム操作用の操作レバー装置５２の信号出力弁５２ａの出力ポートは、操作信号ライン５２ａ１及び信号入力ライン５２ａ２を介してアームシリンダ用のコントロールバルブ４２の油圧駆動部４５に接続している。アーム操作用の操作レバー装置５２の信号出力弁５２ｂの出力ポートは、操作信号ライン５２ｂ１及び信号入力ライン５２ｂ２を介してアームシリンダ用のコントロールバルブ４２の油圧駆動部４６に接続している。バケットクラウド指令用の信号出力弁５３ａの出力ポートは、操作信号ライン５３ａ１及び信号入力ライン５３ａ２を介してバケットシリンダ用のコントロールバルブ４３の油圧駆動部４５に接続している。バケットダンプ指令用の信号出力弁５３ｂの出力ポートは、操作信号ライン５３ｂ１及び信号入力ライン５３ｂ２を介してコントロールバルブ４３の油圧駆動部４６に接続している。旋回操作用の操作レバー装置５４の信号出力弁５４ａの出力ポートは、操作信号ライン５４ａ１及び信号入力ライン５４ａ２を介して旋回モータ用のコントロールバルブ４４の油圧駆動部４５に接続している。旋回操作用の操作レバー装置５４の信号出力弁５４ｂの出力ポートは、操作信号ライン５４ｂ１及び信号入力ライン５４ｂ２を介して旋回モータ用のコントロールバルブ４４の油圧駆動部４６に接続している。操作レバー装置５２～５４の油圧信号の出力原理はブーム操作用の操作レバー装置５１と同様である。
　なお、本実施形態においては、信号入力ライン５１ａ２，５１ｂ２，５２ａ２，５２ｂ２，５３ａ２，５３ｂ２，５４ａ２，５４ｂ２の途中にシャトルブロック４７が設けられている。操作レバー装置５１～５４から出力された油圧信号がシャトルブロック４７を介して油圧ポンプ３６のレギュレータ４８にも入力されるようになっている。シャトルブロック４７の詳細構成は省略するが、油圧信号がシャトルブロック４７を介してレギュレータ４８に入力されることにより、油圧ポンプ３６の吐出流量が油圧信号に応じて制御されるようになっている。
　１－２．６．フロント制御用油圧ユニット
　図３はフロント制御用油圧ユニットの油圧回路図である。同図において他図面と同符号を付した要素は、他図面で図示された要素と同様の要素である。同図に示したように、フロント制御用油圧ユニット６０は切換弁ユニット６０Ａ及び比例電磁弁ユニット６０Ｂを備え、コントローラユニット１００からの信号で駆動される。比例電磁弁ユニット６０Ｂは、操作レバー装置５１～５３から出力される油圧信号を状況に応じて増減圧し、フロント作業機２０が掘削目標面を越えて掘削等しないようにするためのハードウェアである。切換弁ユニット６０Ａは、操作レバー装置５１～５３からコントロールバルブ４１～４３に出力される油圧信号の経路を比例電磁弁ユニット６０Ｂを経由させるか否かを切り換えるためのハードウェアである。
　比例電磁弁ユニット６０Ｂは、減圧用の比例電磁弁６１ｂ，６２ａ，６２ｂ，６３ａ，６３ｂ、増圧用の比例電磁弁７１ａ，７３ａ，７３ｂ、遮断弁７０及びシャトル弁９２，９３を備えている。切換弁ユニット６０Ａは、切換弁８１ｂ，８２ａ，８２ｂ，８３ａ，８３ｂを備えている。以下、これら要素について順次説明してゆく。
　・減圧用比例電磁弁
　比例電磁弁６１ｂ，６２ａ，６２ｂ，６３ａ，６３ｂは、掘削目標面よりも下側を掘削することを抑制するために、対応する信号出力弁から出力された油圧信号の最大値をコントローラユニット１００からの信号に従って制限する役割を果たす。これらはノーマルオープンタイプの比例弁であり、消磁されると最大開度となり、コントローラユニット１００からの信号により励磁されると信号の大きさに比例して開度を低下させる（閉じてゆく）。比例電磁弁６１ｂ，６２ａ，６２ｂ，６３ａ，６３ｂはそれぞれ減圧ライン５１ｂ３，５２ａ３，５２ｂ３，５３ａ３，５３ｂ３に設けられており、パイロットライン５０における対応するコントロールバルブと操作レバー装置との間に位置している。
　減圧ライン５１ｂ３の両端は切換弁８１ｂを介してブーム下げ操作用の操作信号ライン５１ｂ１及び信号入力ライン５１ｂ２に接続している。減圧ライン５１ｂ３にはブーム下げ操作用の信号出力弁５１ｂで生成された油圧信号が導かれる。比例電磁弁６１ｂはコントローラユニット１００の信号Ｓ６１ｂで駆動され、ブーム下げ操作用の油圧信号の最大値を制限する。
　同じように、減圧ライン５２ａ３の両端は切換弁８２ａを介してアームクラウド操作用の操作信号ライン５２ａ１及び信号入力ライン５２ａ２に接続している。減圧ライン５２ａ３にはアームクラウド操作用の信号出力弁５２ａで生成された油圧信号が導かれる。減圧ライン５２ｂ３の両端は切換弁８２ｂを介してアームダンプ操作用の操作信号ライン５２ｂ１及び信号入力ライン５２ｂ２に接続している。減圧ライン５２ｂ３にはアームダンプ操作用の信号出力弁５２ｂで生成された油圧信号が導かれる。減圧ライン５３ａ３の両端は切換弁８３ａを介してバケットクラウド操作用の操作信号ライン５３ａ１及び信号入力ライン５３ａ２に接続している。減圧ライン５３ａ３にはバケットクラウド操作用の信号出力弁５３ａで生成された油圧信号が導かれる。減圧ライン５３ｂ３の両端は切換弁８３ｂを介してバケットダンプ操作用の操作信号ライン５３ｂ１及び信号入力ライン５３ｂ２に接続している。減圧ライン５３ｂ３にはバケットダンプ操作用の信号出力弁５３ｂで生成された油圧信号が導かれる。比例電磁弁６２ａ，６２ｂ，６３ａ，６３ｂはコントローラユニット１００の信号Ｓ６２ａ，Ｓ６２ｂ，Ｓ６３ａ，Ｓ６３ｂで駆動され、それぞれ対応する油圧信号の最大値を制限する。
　・シャトル弁
　比例電磁弁ユニット６０Ｂに組み込まれたシャトル弁９２，９３の他、本実施形態ではフロント制御用油圧ユニット６０の外部にもシャトル弁９１が用いられている。シャトル弁９１～９３は高圧選択弁であり、それぞれ２つの入口ポートと１つの出口ポートとを備えている。
　シャトル弁９１の一方の入口ポートはブーム上げ操作用の操作信号ライン５１ａ１に、他方の入口ポートは信号出力弁を介さずポンプライン３７ａに接続している。シャトル弁９１の出口ポートは、ブーム上げ操作用の信号入力ライン５１ａ２に接続している。
　シャトル弁９２はバケットクラウド操作用の減圧ライン５３ａ３に設けられている。つまりシャトル弁９２の一方の入口ポートはバケットクラウド操作用の操作信号ライン５３ａ１に、出口ポートはバケットクラウド操作用の信号入力ライン５３ａ２に接続している。シャトル弁９２の他方の入口ポートは信号出力弁を介さずポンプライン３７ａに接続している。
　シャトル弁９３はバケットダンプ操作用の減圧ライン５３ｂ３に設けられている。つまりシャトル弁９３の一方の入口ポートはバケットダンプ操作用の操作信号ライン５３ｂ１に、出口ポートはバケットダンプ操作用の信号入力ライン５３ｂ２に接続している。シャトル弁９３の他方の入口ポートは信号出力弁を介さずポンプライン３７ａに接続している。
　・増圧用比例電磁弁
　比例電磁弁７１ａ，７３ａ，７３ｂは操作レバー装置をバイパスして操作レバー装置の操作に依存しない油圧信号をコントローラユニット１００の信号に従って出力する役割を果たす。これらはノーマルクローズタイプの比例弁であり、消磁されると最小開度（ゼロ開度）となり、コントローラユニット１００からの信号により励磁されると信号の大きさに比例して開度を上昇させる（開いてゆく）。比例電磁弁７１ａ，７３ａ，７３ｂは、分岐してそれぞれシャトル弁９１～９３に繋がるポンプライン３７ａに設けられている。比例電磁弁７１ａ，７３ａ，７３ｂからシャトル弁９１～９３の他方側の入口ポートに入力される油圧信号は、シャトル弁９１～９３の一方側の入口ポートに入力される操作レバー装置５１，５３からの油圧信号に干渉する。操作レバー装置５１，５３から出力される油圧信号よりも高圧の油圧信号を出力し得る点で、本願明細書では比例電磁弁７１ａ，７３ａ，７３ｂを増圧用の比例電磁弁と称する。
　具体的には、比例電磁弁７１ａはコントローラユニット１００の信号Ｓ７１ａで駆動され、ブーム自動上げ動作を指令する油圧信号を出力する。比例電磁弁７１ａに開指令信号が出力される場合には通常減圧用の比例電磁弁６１ｂに閉指令信号が出力され、比例電磁弁７１ａが開くときには比例電磁弁６１ｂが閉じるようになっている。この場合、仮にブーム下げ操作が行われていても、コントロールバルブ４１に対して油圧駆動部４５にのみ油圧信号が入力され、強制的にブーム上げ動作が行われる。この比例電磁弁７１ａは、掘削目標面より下側を掘削している際等に機能する。
　比例電磁弁７３ａはコントローラユニット１００の信号Ｓ７３ａで駆動され、バケットクラウド動作を指令する油圧信号を出力する。比例電磁弁７３ｂはコントローラユニット１００の信号Ｓ７３ｂで駆動され、バケットダンプ動作を指令する油圧信号を出力する。比例電磁弁７３ａ，７３ｂの出力する油圧信号はバケット２３の姿勢を補正する信号である。これら油圧信号がシャトル弁９２，９３で選択されてコントロールバルブ４３に入力されることで、掘削目標面に対して一定の角度となるようにバケット２３の姿勢が補正される。
　・遮断弁
　遮断弁７０はノーマルクローズタイプの電磁駆動式の開閉弁であり、消磁されると全閉し（ゼロ開度となり）、コントローラユニット１００からの信号を受けて励磁されると開く。この遮断弁７０はポンプライン３７ａにおけるシャトル弁９１～９３に繋がる支流の分岐部とロック弁３９（図２）との間に設けられている。コントローラユニット１００からの指令信号により遮断弁７０が閉じると、操作レバー装置５１，５３の操作によらない油圧信号の生成、出力が禁止される。
　・切換弁
　切換弁８１ｂ，８２ａ，８２ｂ，８３ａ，８３ｂは対応する操作信号ライン及び信号入力ラインに対する減圧ラインの接続及び遮断を切り換える役割を果たす。切換弁８１ｂ，８２ａ，８２ｂ，８３ａ，８３ｂは、それぞれ対応する操作信号ライン、信号入力ライン及び減圧ラインの間に設けられている。これらの弁は第１位置Ａ及び第２位置Ｂの各２つの切換位置を備えており、消磁状態で第１位置Ａに切り換わり、コントローラユニット１００からの信号を受けて励磁されると第２位置Ｂに切り換わる。
　第１位置Ａは、操作信号ライン及び対応する減圧ラインの接続を遮断して当該操作信号ラインを対応する信号入力ラインに直接接続するポジションである。切換弁８１ｂ，８２ａ，８２ｂ，８３ａ，８３ｂには、対応する操作信号ライン及び減圧ラインが一方側に接続し、対応する減圧ラインが他方側に接続している。つまり、第１位置Ａには折り返し流路が形成されている。切換弁が第１位置Ａに切り換わっている場合には、切換弁に対して一方側から入力される油圧信号が一方側から出力され、回路的に遮断された減圧ラインひいては比例電磁弁ユニット６０Ｂには油圧信号は全く入力されない。
　第２位置Ｂは、操作信号ライン及び対応する信号入力ラインの直接の接続を遮断して当該操作信号ラインを対応する減圧ラインを介して当該信号入力ラインに接続するポジションである。第２位置Ｂには、対応する減圧ラインの端部に接続され、互いに反対方向に作動油を流通させる２本の流路が形成されている。切換弁が第２位置Ｂに切り換わっている場合には、切換弁に対して一方側から入力される油圧信号が他方側の減圧ラインに出力される。減圧ラインに入力された油圧信号は、減圧用の比例電磁弁を通過して戻り、他方側から再び切換弁に入力され対応する信号入力ラインに出力される。
　以上のように、切換弁８１ｂ，８２ａ，８２ｂ，８３ａ，８３ｂは対応する減圧用の比例電磁弁と直列に接続している。切換弁８１ｂ，８２ａ，８２ｂ，８３ａ，８３ｂを第２位置Ｂに切り換えると油圧信号が対応する減圧ラインを通って伝達され、第１位置Ａに切り換えると油圧信号の伝達経路が第１位置Ａでショートカットされる構成である。
　・切換弁ユニット、比例電磁弁ユニット
　前述したように切換弁ユニット６０Ａは切換弁８１ｂ，８２ａ，８２ｂ，８３ａ，８３ｂを備えたバルブユニットである。図３のように操作信号ラインの経路中の継手Ｊ１、信号入力ラインの経路中の継手Ｊ２及び減圧ラインの経路中の継手Ｊ３のそれぞれ片側が切換弁ユニット６０Ａに備えられている。継手Ｊ１～Ｊ３の連結を解くと、切換弁ユニット６０Ａは図３の回路に対して独立して脱着できるようになっている。
　比例電磁弁ユニット６０Ｂは比例電磁弁６１ｂ，６２ａ，６２ｂ，６３ａ，６３ｂ，７１ａ，７３ａ，７３ｂ、遮断弁７０及びシャトル弁９２，９３を備えたバルブユニットである。図３のようにポンプラインの経路中の継手Ｊ４及び減圧ラインの経路中の継手Ｊ５の片側が比例電磁弁ユニット６０Ｂに備えられている。比例電磁弁ユニット６０Ｂも、継手Ｊ４，Ｊ５の連結を解くことで図３の回路に対して独立して脱着できるようになっている。
　１－２．７．コントローラユニット
　図４はコントローラユニットの機能ブロック図である。同図に示したように、コントローラユニット１００は、入力部１１０、フロント制御部１２０、切換弁制御部１３０及び出力部１７０等の機能部を備えている。以下、各機能部について説明する。
　・入力部／出力部
　入力部１１０はセンサ類等からの信号を入力する機能部である。この入力部１１０には、圧力検出器６ａ，６ｂ、スイッチ７、角度検出器８ａ～８ｃ、傾斜検出器８ｄ、測位装置９ａ，９ｂ、無線機９ｃ等からの信号が入力される。
　出力部１７０は、フロント制御部１２０及び切換弁制御部１３０で生成された指令信号をフロント制御用油圧ユニット６０に出力し、対応する弁を制御する機能部である。制御対象となり得る弁は、比例電磁弁６１ｂ，６２ａ，６２ｂ，６３ａ，６３ｂ，７１ａ，７３ａ，７３ｂ、切換弁８１ｂ，８２ａ，８２ｂ，８３ａ，８３ｂ及び遮断弁７０である。
　・フロント制御部
　フロント制御部１２０は、角度検出器８ａ～８ｃ及び傾斜検出器８ｄの信号を基に、掘削目標面を越えて（掘削目標面の下側を）掘削しないようにフロント作業機２０の動作を制限する制限指令値を演算する機能部である。フロント制御とは、掘削目標面とバケット２３の特定点との距離やアクチュエータ３１～３３の伸縮速度等によってフロント制御用油圧ユニット６０を制御する制御の総称である。例えば、減圧用の比例電磁弁６１ｂ，６２ａ，６２ｂ，６３ａ，６３ｂのうちの少なくとも１つを制御し、掘削目標面近傍でアクチュエータ３１～３３のうちの少なくとも１つの動作を減速させる制御もフロント制御の１つである。増圧用の比例電磁弁７１ａ，７３ａ，７３ｂのうちの少なくとも１つを制御し、掘削目標面の下側を掘削してしまっている場面で強制的にブーム上げ動作をするブーム自動上げ制御や、バケット２３の角度を一定に保ったりする制御もフロント制御に含まれる。その他いわゆるブーム下げ停止制御やバケット増圧制御等も含まれる。また、減圧用の比例電磁弁６１ｂ，６２ａ，６２ｂ，６３ａ，６３ｂのうちの少なくとも１つと、増圧用の比例電磁弁７１ａ，７３ａ，７３ｂのうちの少なくとも１つとを複合的に制御するものもフロント制御に含まれる。更には、本願明細書では、フロント作業機２０の描く軌跡を一定の軌跡に制御するいわゆる軌跡制御もフロント制御の１つとする。フロント制御部１２０の詳細については説明を省略するが、このフロント制御部１２０には、例えば特開平８－３３３７６８号公報や特開２０１６－００３４４２号公報等に記載された公知技術が適宜適用できる。
　・切換弁制御部
　図５は切換弁制御部の機能ブロック図である。同図に示したように、切換弁制御部１３０は切換弁８１ｂ，８２ａ，８２ｂ，８３ａ，８３ｂを制御する機能部であり、入り切り判定部１３１及び切換指令部１３７を備えている。
　入り切り判定部１３１は、入力部１１０を介して入力されたスイッチ７からの信号がフロント制御部１２０による制御を入り状態とする入り信号か切り状態とする切り信号かを判定する機能部である。
　切換指令部１３７は切換弁８１ｂ，８２ａ，８２ｂ，８３ａ，８３ｂを第１位置Ａに切り換える指令信号、及び第２位置Ｂに切り換える指令信号を選択的に生成する機能部である。具体的には、スイッチ７から入力された信号が切り信号であると入り切り判定部１３１で判定された場合、全ての切換弁を第１位置Ａに切り換える信号Ｓ７０が切換指令部１３７で生成される。反対に、スイッチ７から入力された信号が入り信号であると入り切り判定部１３１で判定された場合、全ての切換弁を第２位置Ｂに切り換える信号Ｓ７０が切換指令部１３７で生成される。
　なお、本実施形態では切換弁８１ｂ，８２ａ，８２ｂ，８３ａ，８３ｂと遮断弁７０に出力される指令信号Ｓ７０は同じ値の信号である。信号Ｓ７０が切換弁を第１位置Ａに切り換えるものであるとき、本実施形態では指令信号Ｓ７０は消磁信号（励磁電流の停止）であり、ノーマルクローズタイプの遮断弁７０は遮断位置となる。反対に信号Ｓ７０が切換弁を第２位置Ｂに切り換えるものであるとき、本実施形態では指令信号Ｓ７０は励磁信号（励磁電流の出力）であり、ノーマルクローズタイプの遮断弁７０は開通位置となる。
　１－３　動作
　図６は切換弁制御部による切換弁の制御手順を表すフローチャートである。運転中、切換弁制御部１３０は図６の手順を所定の処理サイクル（例えば０．１ｓ）で繰り返し実行するものとする。まず、入力部１１０を介してスイッチ７の信号を入力し（ステップＳ１０１）、それが入り信号であるか切り信号であるかを入り切り判定部１３１で判定する（ステップＳ１０２）。スイッチ７の信号が切り信号であれば、切換弁制御部１３０は切換指令部１３７で各切換弁を第１位置Ａに切り換える信号を生成し、出力部１７０を介して出力する。これにより減圧ラインを介さずに各操作信号ラインを対応する信号入力ラインに直接接続させ、図６の手順を終了する（ステップＳ１０３）。スイッチ７の信号が入り信号であれば、切換弁制御部１３０は切換指令部１３７で各切換弁を第２位置Ｂに切り換える信号を生成し、出力部１７０を介して出力する。これにより各操作信号ラインが減圧ラインを介して対応する信号入力ラインに接続し、図６の手順が終了する（ステップＳ１０４）。図６の手順により、スイッチ７を操作してフロント制御の機能を入り状態にすると切換弁８１ｂ，８２ａ，８２ｂ，８３ａ，８３ｂが第２位置Ｂに切り換わり、各減圧ラインが対応する操作信号ラインに接続する。反対に、スイッチ７を操作してフロント制御の機能を切り状態にすると切換弁８１ｂ，８２ａ，８２ｂ，８３ａ，８３ｂが第１位置Ａに切り換わり、各減圧ラインが対応する操作信号ラインから遮断される。
　１－３．１．フロント制御の有効時
　例えば操作レバー装置５１でブーム下げ操作が行われた場合、ブーム下げ指令用の信号出力弁５１ｂが操作量に応じて開き、操作信号ライン５１ｂ１を介してブームシリンダ用のコントロールバルブ４１の油圧駆動部４６に油圧信号が入力される。これによりブームシリンダ３１が収縮し、ブーム下げ動作が実行される。フロント制御の機能が入り状態の場合、バケット２３の掘削目標面との距離や下降速度によっては、フロント制御部１２０から出力される制限指令値により比例電磁弁６１ｂの開度が抑えられ、油圧信号の最大値が制限される。比例電磁弁６１ｂの開度で規定される制限値を超えている場合、油圧信号は減圧ライン５１ｂ３を流通する過程で比例電磁弁６１ｂにより制限値に減圧される。その結果、操作量に応じた本来の速度よりもブーム下げ動作が減速され、掘削目標面よりも下側にバケット２３が進入することが抑制される。
　切換弁を経由する他の操作信号ラインに圧力信号を出力する操作（アームクラウド、アームダンプ、バケットクラウド、バケットダンプの各操作）についても同様である。
　１－３．２．フロント制御の無効時
　例えば操作レバー装置５１でブーム下げ操作が行われた場合、ブーム下げ指令用の信号出力弁５１ｂが操作量に応じて開く。フロント制御機能が切り状態の場合、バケット２３の位置等によらず比例電磁弁６１ｂは最大開度となるが、操作信号ライン５１ｂ１と減圧ライン５１ｂ３との間は遮断される。従って信号出力弁５１ｂから出力される油圧信号は全て、減圧ライン５１ｂ３には流入せず信号入力ライン５１ｂ２に直接流入し、ブームシリンダ用のコントロールバルブ４１の油圧駆動部４６に入力される。
　切換弁を経由する他の操作信号ラインに圧力信号を出力する操作（アームクラウド、アームダンプ、バケットクラウド、バケットダンプの各操作）についても同様である。
　１－４．効果
　仮に切換弁を介さずに減圧ラインを操作信号ライン及び信号入力ラインに接続した場合、これら配管では必ず油圧信号が比例電磁弁を通ることになる。この場合、フロント制御の機能をオフにして通常の掘削作業を行うとき、フロント制御機能を搭載しない油圧ショベル（ここでは便宜的に「標準機」と記載する）と比較して比例電磁弁の圧力損失の分だけ油圧信号の損失が増す。そのため、操作レバー装置５１～５３の操作に対するアクチュエータ３１～３３の動作の応答性が標準機より低下する。
　そこで本実施形態においては、切換弁を介して減圧ラインを操作信号ライン及び信号入力ラインに接続し、フロント制御の機能が切り状態の時には減圧ラインが操作信号ライン及び信号入力ラインから切り離されるように構成した。フロント制御の機能が切り状態の場合、減圧ラインを介さず操作信号ラインと信号入力ラインが直接繋がるので、比例電磁弁に起因する油圧信号の損失を回避することができる。従ってフロント制御用の比例電磁弁を備えながら、標準機と同等又はそれに近い応答性を確保することができる。よって、操作レバー装置５１～５３の操作に対するアクチュエータ３１～３３の動作の応答性とフロント制御機能を両立させることができる。油圧信号の損失が軽減されるのでエネルギー効率の向上にも貢献し得る。
　また、第１位置Ａが折り返し流路を有する切換弁を用い、切換弁に対してこの切換弁を挟んで操作信号ラインと信号入力ラインの反対側に減圧ラインを接続した。これにより、フロント制御を行わない場合には油圧信号が一切減圧ラインを介することなくショートカットして信号入力ラインに伝わる。この点も応答性の向上に寄与する。
　また、本実施形態の場合、切換弁８１ｂ，８２ａ，８２ｂ，８３ａ，８３ｂを切換弁ユニット６０Ａとしてユニット化しているので、配管作業や作業機械に対する脱着が容易である。比例電磁弁ユニット６０Ｂも同様である。ユニット化は配管の管路長や配管数の抑制にも繋がり、応答性の更なる向上や部品点数の抑制にも貢献する。また、フロント制御用油圧ユニット６０の全体を１つのユニットとせず、切換弁ユニット６０Ａと比例電磁弁ユニット６０Ｂに分けたことにより、不具合発生時に交換対象となるバルブを含むいずれかのユニットのみを交換することができ、メンテナンス性が良い。バルブの上記ユニット化により、上記標準機、フロント制御機能を有する従来の作業機械の回路を図３のように改造する作業も容易となる。
　加えて、フロント制御機能を入り切りするスイッチ７の入り切りで切換弁８１ｂ，８２ａ，８２ｂ，８３ａ，８３ｂが切換制御されるので、フロント制御機能をオフにすれば自動的に減圧ラインを切り離すことができる。また、操作レバー装置のレバー部にスイッチ７が設けられているので、運転席１４から状況を確認しつつフロント作業機２０の操作をしながら切換弁８１ｂ等を容易に切り換え操作することができる。
　（第２実施形態）
　本実施形態が第１実施形態と相違する点は、フロント制御機能が入り状態でもフロント作業機２０が掘削目標面から一定距離離れている場合に切換弁８１ｂ，８２ａ，８２ｂ，８３ａ，８３ｂが自動的に第１位置Ａに切り換わるように構成した点である。この制御を実現するために、本実施形態では切換弁制御部に変更が加えられている。本実施形態の切換弁制御部について次に説明する。
　２－１　切換弁制御部
　図７は本発明の第２実施形態に係る作業機械に備えられた切換弁制御部の機能ブロック図である。図７において既出の要素には既出図面と同符号を付して説明を省略する。図７に示した切換弁制御部１３０Ａは、入り切り判定部１３１及び切換指令部１３７に加え、記憶部１３２、距離演算部１３３、距離判定部１３４、速度演算部１３５及び速度判定部１３６を備えている。また、切換指令部１３７には自動切換指令部１３８が含まれている。
　・記憶部
　記憶部１３２は各種情報を記憶する機能部であり、設定距離記憶部１４１、設定速度記憶部１４２、掘削目標面記憶部１４３及び機体寸法記憶部１４４を含んでいる。設定距離記憶部１４１は、フロント作業機２０の特定点Ｐと掘削目標面Ｓとの距離Ｄについて予め定めた設定距離Ｄ０（＞０）を記憶した記憶領域である。設定速度記憶部１４２は、特定のアクチュエータ（例えばブームシリンダ３１）の動作速度Ｖについて予め定めた設定速度Ｖ０（＞０）を記憶した記憶領域である。掘削目標面記憶部１４３は、掘削目標面Ｓを記憶した記憶領域である。掘削目標面Ｓは、油圧ショベルで掘削形成する（造形する）目標地形であり、旋回体１２を基準とする座標系で手動設定したものが記憶される場合もあるし、地球座標系の三次元位置情報で予め記憶されている場合もある。掘削目標面Ｓの三次元位置情報は、掘削目標面Ｓをポリゴンで表した地形データに位置データを付した情報であり、予め作成されたものである。機体寸法記憶部１４４は、フロント作業機２０及び旋回体１２の各部寸法を記憶した記憶領域である。
　・距離演算部
　距離演算部１３３は、入力部１１０を介して入力された角度検出器８ａ～８ｃの検出信号を基にフロント作業機２０の特定点Ｐと掘削目標面Ｓとの距離Ｄを演算する機能部である。距離Ｄの演算の例については後で説明する。
　・距離判定部
　距離判定部１３４は、距離演算部１３３で演算された特定点Ｐと掘削目標面Ｓとの距離Ｄが設定距離記憶部１４１から読み出した設定距離Ｄ０よりも大きいか否かを判定する機能部である。
　・速度演算部
　速度演算部１３５は、入力部１１０を介して入力された圧力検出器６ａ，６ｂの信号を基に特定のアクチュエータ、本例ではブームシリンダ３１の動作速度Ｖ（伸縮速度）を演算する機能部である。例えば、速度演算部１３５には、ブームシリンダ用のコントロールバルブ４１の流量特性（流通させる作動油の流量と開度の関係等）を記憶した記憶部が含まれている。コントロールバルブ４１の開度は圧力検出器６ａ，６ｂで検出されたコントロールバルブ４１への油圧信号の大きさと対応する関係にある。このことに基づき、コントロールバルブ４１の流量特性と圧力検出器６ａ，６ｂの信号とを基にブームシリンダ３１の動作速度Ｖが速度演算部１３５で演算される。なお、速度演算部１３５では、圧力検出器６ａ，６ｂの信号のうち大きい方を選択して演算の基礎としてブームシリンダ３１の動作速度を演算する。どちらの信号を演算の基礎としたかにより、演算される動作速度Ｖが、ブームシリンダ３１の伸長速度であるのか収縮速度であるのかが区別される。言うまでもないが、例えばブーム下げ指令用の圧力信号を検出する圧力検出器６ｂの信号を基に演算された動作速度Ｖは、ブーム下げ動作に対応するブームシリンダ３１の収縮速度である。そして、ブームシリンダ３１の収縮方向を動作速度Ｖの正方向にとり、伸長速度は負の速度成分として扱う。
　・速度判定部
　速度判定部１３６は、速度演算部１３５で演算されたブームシリンダ３１の動作速度Ｖが設定速度記憶部１４２から読み出した設定速度Ｖ０よりも大きいか否かを判定する機能部である。
　・切換指令部
　本実施形態の切換指令部１３７に含まれる自動切換指令部１３８は、フロント制御機能が入り状態でも一定条件下で各切換弁を第１位置Ａに切り換える信号を生成する機能部である。自動切換指令部１３８が各切換弁を第１位置Ａに切り換える信号を生成する条件は次の３つである。
（第１条件）スイッチ７の信号が入り信号であること；
（第２条件）距離判定部１３４から入力される判定信号が特定点Ｐと掘削目標面Ｓとの距離Ｄが設定距離Ｄ０より大きいとの判定結果を表す信号であること；
（第３条件）速度判定部１３６から入力される判定信号が特定のアクチュエータ（本例ではブームシリンダ３１）の動作速度Ｖが設定速度Ｖ１より小さいとの判定結果を表す信号であること：
　第１条件を満たすことで切換指令部１３７において自動切換指令部１３８の機能が入り状態となり、自動切換指令部１３８の処理が実行される。その上で第２条件及び第３条件が満たされると、自動切換指令部１３８で各切換弁を第１位置Ａに切り換える信号が生成される。要するに、自動切換指令部１３８による処理と合わせて、切換指令部１３７では、第１～第３の条件が同時に満たされる場合及びフロント制御の機能が切り状態である場合に各切換弁を第１位置Ａに切り換える信号が生成される。それ以外の場合には各切換弁を第２位置Ｂに切り換える信号が生成される。
　その他のハードウェアについては、本実施形態の作業機械は第１実施形態の作業機械と同様の構成である。
　２－２　特定点と掘削目標面との距離の演算例
　図８は距離演算部によるフロント作業機の特定点と掘削目標面との距離の演算方法の説明図である。図８ではフロント作業機２０の動作平面（ブーム２１等の回動軸に直交する平面）を直交方向（ブーム２１等の回動軸の延在方向）から見ている。アクチュエータ３１～３３については繁雑防止のため図示省略してある。
　図８において特定点Ｐはバケット２３の先端（爪先）の位置に設定してある。特定点Ｐは代表的にはバケット２３の先端に設定されるが、フロント作業機２０における他部位に設定しても良い。距離演算部１３３には、角度検出器８ａ～８ｃからの信号が入力部１１０を介して入力され、掘削目標面記憶部１４３から掘削目標面Ｓの情報が入力される。その他、地球座標系で距離Ｄを演算する場合には、傾斜検出器８ｄの検出信号、測位装置９ａ，９ｂによって取得された車体１０の位置情報、及び無線機９ｃで受信された補正情報も入力部１１０を介して距離演算部１３３に入力される。地球座標系で距離Ｄを求める場合、距離演算部１３３では、測位装置９ａ，９ｂの位置情報を補正情報で補正して車体１０の位置や向きを演算し、傾斜検出器８ｄの信号により車体１０の傾斜を演算する。
　掘削目標面Ｓはフロント作業機２０の動作平面と目標地形との交線で定義され、車体１０の位置、向き、傾斜等の情報と合わせて地球座標系で掘削目標面Ｓと車体１０との位置関係が把握される。掘削目標面Ｓから上側の領域が、特定点Ｐが移動することが是とされる掘削領域として規定される。掘削目標面Ｓは、例えば油圧ショベルを基準とするＸＹ座標系における少なくとも１本の直線式で一旦規定される。ＸＹ座標系は例えばブーム２１の回動支点を原点とする直交座標系であり、原点を通って旋回体１２の旋回中心軸に平行に延びる軸をＹ軸（上方向が正方向）、このＹ軸に対して原点で直交して前方に延びる軸をＸ軸としている（前方向が正方向）。なお、掘削目標面Ｓを手動設定した場合には、掘削目標面Ｓと車体１０との位置関係は既知である。
　ＸＹ座標系で規定された掘削目標面Ｓは、自己を一軸（Ｘａ軸）とする原点Ｏの直交座標系であるＸａＹａ座標系で改めて規定される。ＸａＹａ座標系とＸＹ座標系は同一平面である。言うまでもないが、Ｙａ軸は原点ＯでＸａ軸に直交する軸である。Ｘａ軸は前方向を正方向、Ｙａ軸は上方向を正方向とする。
　距離演算部１３３では、機体寸法記憶部１４４から読み出したフロント作業機２０の寸法データ（Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）、角度検出器８ａ～８ｃで検出された回動角α，β，γの各値を用いて特定点Ｐの位置を計算する。特定点Ｐの位置は、例えば油圧ショベルを基準とするＸＹ座標系の座標値（Ｘ，Ｙ）として求める。特定点Ｐの座標値（Ｘ，Ｙ）は下記の式（１）と式（２）より求まる。
　Ｘ＝Ｌ１・ｓｉｎα＋Ｌ２・ｓｉｎ（α＋β）＋Ｌ３・ｓｉｎ（α＋β＋γ）…（１）
　Ｙ＝Ｌ１・ｃｏｓα＋Ｌ２・ｃｏｓ（α＋β）＋Ｌ３・ｃｏｓ（α＋β＋γ）…（２）
　Ｌ１はブーム２１とアーム２２の回動支点間の距離、Ｌ２はアーム２２とバケット２３の回動支点間の距離、Ｌ３はバケット２３の回動支点と特定点Ｐとの距離である。αはＹ軸（原点から上側に延びる部分）とブーム２１とアーム２２の回動支点を通る直線ｌ１（原点からアーム２２の回動支点側に延びる部分）との挟角である。βは直線ｌ１（アーム２２の回動支点から原点と反対側に延びる部分）とアーム２２とバケット２３の回動支点を通る直線ｌ２（アーム２２の回動支点からバケット２３の回動支点側に延びる部分）との挟角である。γは直線ｌ２（バケット２３の回動支点からアーム２２の回動支点と反対側に延びる部分）と特定点Ｐを通る直線ｌ３との挟角である。
　距離演算部１３３は、以上のようにＸＹ座標系で規定した特定点Ｐの座標値（Ｘ，Ｙ）をＸａＹａ座標系の座標値（Ｘａ，Ｙａ）に変換する。こうして求められた特定点ＰのＹａの値が、特定点Ｐと掘削目標面Ｓとの距離Ｄの値である。距離Ｄは、特定点Ｐを通って掘削目標面Ｓに直交する直線と掘削目標面Ｓとの交点から特定点Ｐまでの距離であり、Ｙａの値の正負を区別する（つまり掘削領域で距離Ｄは正の値となり、掘削目標面Ｓより下側の領域では負の値となる）。
　２－３　切換弁制御
　図９は本実施形態における切換弁制御部による切換弁の制御手順を表すフローチャートである。運転中、切換弁制御部１３０Ａは図９の手順を所定の処理サイクル（例えば０．１ｓ）で繰り返し実行する。
　・ステップＳ２０１
　切換弁制御部１３０Ａは図９の手順を開始すると、まずステップＳ２０１で入力部１１０を介してスイッチ７、角度検出器８ａ～８ｃ、圧力検出器６ａ，６ｂの各信号を入力する。この例では掘削目標面Ｓと機体との位置関係は既知の情報として説明するが、例えば前述したように地球座標系で機体と掘削目標面Ｓの位置関係を演算する場合には、合わせて測位装置９ａ，９ｂや無線機９ｃ、傾斜検出器８ｄの信号も入力する。
　・ステップＳ２０２→Ｓ２０５
　続いて、切換弁制御部１３０Ａは、スイッチ７の信号が切り信号であるかどうかを判定し（ステップＳ２０２）する。切り信号である場合、切換弁制御部１３０Ａは、切換指令部１３７により第１位置Ａに切り換える信号を出力し（ステップＳ２０５）、切換弁８１ｂ，８２ａ，８２ｂ，８３ａ，８３ｂを第１位置Ａに切り換える。ステップＳ２０２，Ｓ２０５は、図６のステップＳ１０２，Ｓ１０３と同様の手順である。
　・ステップＳ２０２→Ｓ２０３→Ｓ２０４→Ｓ２０５
　スイッチ７の信号が入り信号である場合、切換弁制御部１３０Ａは、ステップＳ２０３に手順を移し、距離演算部１３３で掘削目標面Ｓと特定点Ｐとの距離Ｄを演算し、速度演算部１３５でブームシリンダ３１の動作速度Ｖを演算する。ステップＳ２０４に手順を移すと、切換弁制御部１３０Ａは、設定距離記憶部１４１から読み出した設定距離Ｄ０よりも距離Ｄが大きいかどうかを距離判定部１３４で判定する。設定距離Ｄ０は正の値で距離Ｄの正負も前述したように区別されるので、ここでは特定点Ｐが掘削領域内にあって掘削目標面Ｓから設定距離Ｄ０より離れているかが判定される。同時に、切換弁制御部１３０Ａは、設定速度記憶部１４２から読み出した設定速度Ｖ０よりも動作速度Ｖが小さいかどうかを速度判定部１３６で判定する。設定速度Ｖ０は正の値で動作速度Ｖの正負も前述したように区別されるので、ここではブームシリンダ３１が設定速度Ｖ０を超える速度で収縮していないかが判定される。判定の結果、Ｄ＞Ｄ０でかつＶ＜Ｖ０の場合（ステップＳ２０２，Ｓ２０４で上記第１～第３条件が満たされた場合）、切換弁制御部１３０ＡはステップＳ２０５に手順を移して自動切換指令部１３８により各切換弁を第１位置Ａに切り換える信号を出力する。
　・ステップＳ２０２→Ｓ２０３→Ｓ２０４→Ｓ２０６
　ステップＳ２０２，Ｓ２０３，Ｓ２０４の手順を実行し、Ｄ＞Ｄ０でかつＶ＜Ｖ０の条件が満たされない場合、切換弁制御部１３０ＡはステップＳ２０４からステップＳ２０６に手順を移す。ステップＳ２０６に手順を移すと、切換弁制御部１３０Ａは自動切換指令部１３８により指令信号を出力し、切換弁８１ｂ，８２ａ，８２ｂ，８３ａ，８３ｂを第２位置Ｂに切り換える。ステップＳ２０６は、図６のステップＳ１０４に対応する手順である。
　なお、本実施形態では、設定距離Ｄ０はフロント制御部１２０による比例電磁弁６１ｂ等の制御の実行判断の閾値に合わせてある。つまり、距離Ｄが設定距離Ｄ０以下の場合、切換弁８１ｂ等が第２位置Ｂに切り換わると同時に遮断弁７０が開き、フロント制御部１２０により比例電磁弁６１ｂ等が距離Ｄ等に応じて励磁される（開度が変更される）。反対に、距離Ｄが設定距離Ｄ０を超えている場合、切換弁８１ｂ等が第１位置Ａに切り換わると同時に遮断弁７０が閉じ、比例電磁弁６１ｂ等も消磁される。
　２－４　効果
　本実施形態においても第１実施形態と同様の効果が得られる。加えて、特定点Ｐが掘削目標面Ｓから設定距離Ｄ０を超えて離れていて、ブームシリンダ３１が設定速度Ｖ０を超える速度で収縮していない場合には、フロント制御の機能が入り状態でも切換弁８１ｂ，８２ａ，８２ｂ，８３ａ，８３ｂが第１位置Ａに切り換わる。つまり、掘削目標面Ｓからバケット２３が遠く、フロント作業機２０の動作状況を考慮しても、直ちにバケット２３が掘削領域外に進入する恐れがないような場合には、フロント制御の機能が入り状態でも自動的に応答性が優先される。これにより作業効率の更なる向上が期待できる。
　（変形例）
　第２実施形態においては、Ｄ＞Ｄ０でかつＶ＜Ｖ０の場合にステップＳ２０４で第１～第３条件が満たされ、フロント制御の機能が入り状態でも切換弁８１ｂ等が第１位置Ａに切り換わる構成を例示した。しかし、動作速度Ｖに関する上記第３条件は省略しても良い。つまり、フロント制御の機能が入り状態でも、距離Ｄが設定距離Ｄ０を超えていれば（第１条件及び第２条件が満たされていれば）、図１０に示したように動作速度Ｖによらず切換弁８１ｂ等が第１位置Ａに切り換わる構成としても良い。図１０は切換弁８１ｂ等に対する指令信号と距離Ｄとの関係を表している。図１０の例では、距離Ｄが設定距離Ｄ０を超えている場合には動作速度Ｖによらず各切換弁が第１位置Ａに切り換わり、設定距離Ｄ０以下の場合には動作速度Ｖによらず各切換弁が第２位置Ｂに切り換わる。この場合でも特定点Ｐが掘削目標面Ｓから離れていてバケット２３が掘削領域外に逸脱する可能性が低い状況で作業効率を向上させることができ、制御が簡略化できるメリットもある。また、設定速度記憶部１４２、速度演算部１３５、速度判定部１３６を省略し得る。
　また、第２実施形態ではブームシリンダ３１の伸縮速度をアクチュエータの動作速度Ｖとして演算する場合を例に挙げて説明したが、アームシリンダ３２やバケットシリンダ３３の伸縮速度を動作速度Ｖとして切換弁８１ｂ等の切換判断に加味しても良い。勿論、アクチュエータ３１－３３のうち複数を選択してその動作速度Ｖを加味する構成としても良い。また、一又は複数のアクチュエータの動作速度Ｖから特定点Ｐの移動速度を演算し、掘削目標面Ｓに垂直な成分を抽出して掘削領域における特定点Ｐの掘削目標面Ｓへの接近速度を演算することができる。単にアクチュエータの動作速度Ｖを考慮するのではなく、これを特定点Ｐの掘削目標面Ｓへの接近速度に変換して判断の基礎とすることも考えられる。
　なお、距離演算部１３３や速度演算部１３５に相当する機能部はフロント制御部１２０にも備えられ得る。その場合には、フロント制御部１２０で演算された距離Ｄや動作速度Ｖを切換弁制御部１３０Ａの距離判定部１３４や速度判定部１３６に入力するように構成しても良い。
　また、切換弁、減圧ライン及び比例電磁弁は図１１のように接続することもできる。図１１はブーム下げ操作用の信号ラインのみを抜き出したものであり、同図中の符号と要素の関係は図３に対応している。図１１の構成でもフロント制御機能をオフにした際に油圧信号が比例電磁弁６１ｂを通過しないようにすることができる。但し、同図の回路構成では減圧ライン５１ｂ３が信号入力ライン５１ｂ２に合流しており、フロント制御機能をオフにした際に減圧ライン５１ｂ３の合流点における油圧信号の損失が発生しないとも限らない。その点、このような合流点のない第１実施形態の回路構成（図３）は応答性の面でより有利である。また、図１１の回路構成では、フロント制御をオフにした際でも油圧信号が比例電磁弁ユニット６０Ｂを通るのに対し、信号経路が比例電磁弁ユニット６０Ｂを通らずにショートカットする点でも第１実施形態の回路構成（図３）は応答性の面で有利である。
　また、切換弁８１ｂ，８２ａ，８２ｂ，８３ａ，８３ｂについて、複数のグループに分けてそれぞれ設定距離Ｄ０を異なる値に設定しても良い。また、切換弁８１ｂ，８２ａ，８２ｂ，８３ａ，８３ｂは全てが必要なわけでは必ずしもなく、これらのうちから必要なものを少なくとも１つ選択して実装すれば良い。また、説明した例ではブーム上げ指令用の操作信号ライン５１ａ１には比例電磁弁及び切換弁を接続していないが、必要があれば操作信号ライン５１ａ１にも切換弁を介して減圧ライン及び比例電磁弁を接続できる。
　また、切換弁８１ｂ，８２ａ，８２ｂ，８３ａ，８３ｂは電磁弁ではなく油圧駆動式の切換弁であっても良い。例えば切換弁８１ｂ，８２ａ，８２ｂ，８３ａ，８３ｂの油圧駆動部にスイッチ７を経由してポンプライン３７ａを導き、スイッチ７でポンプライン３７ａが開閉されるように構成すれば、切換弁８１ｂ等を油圧駆動式の切換弁としても回路は成立する。
　減圧用の比例電磁弁６１ｂ，６２ａ，６２ｂ，６３ａ，６３ｂをノーマルオープンタイプ、増圧用の比例電磁弁７１ａ，７３ａ，７３ｂ及び遮断弁７０をノーマルクローズタイプとした場合を例示した。このノーマルオープンタイプ及びノーマルクローズタイプの適用を逆にしても、励磁及び消磁のタイミングを逆転させれば回路は成立する。
　また、フロント制御用に減圧用の比例電磁弁６１ｂ，６２ａ，６２ｂ，６３ａ，６３ｂ及び増圧用の比例電磁弁７１ａ，７３ａ，７３ｂを設けた場合を例示して説明したが、これら全てが必要なわけでは必ずしもない。これらのうち少なくとも１つ（例えばブーム下げ指令用の油圧信号を減圧する比例電磁弁６１ｂ及び減圧ライン５１ｂ３が）あればフロント制御の一種が実行され得る。操作レバー装置５１～５４の油圧信号を減圧する比例電磁弁を少なくとも１つ用いた作業機械であれば、本発明を適用することができる。
　また、アクチュエータの動作速度Ｖを圧力信号の大きさを基に演算する場合を例に挙げて説明したが、例えば角度検出器８ａ～８ｃの信号の変化率を基にしてもアクチュエータの動作速度Ｖを求めることができる。例えば角度検出器８ａの信号の変化率を基にしてブームシリンダ３１の伸縮速度を求めることができる。アクチュエータ３１～３３のストローク量を検出するストローク検出器やブーム２１、アーム２２及びバケット２３の傾斜角を検出する傾斜角検出器を利用してもアクチュエータの動作速度Ｖは求められる。
　また、原動機１７にエンジンを用い、エンジンで油圧ポンプ３６等を駆動する一般的な油圧ショベルを例に挙げて説明したが、エンジン及び電動機を原動機として油圧ポンプ３６等を駆動するハイブリッド式の油圧ショベルにも本発明は適用可能である。その他、電動機を原動機として油圧ポンプを駆動する電動式の油圧ショベル等にも本発明は適用可能である。
６ａ，６ｂ…圧力検出器、７…スイッチ、８ａ～８ｃ…角度検出器（姿勢検出器）、１０…車体、２０…フロント作業機、３１…ブームシリンダ（アクチュエータ）、３２…アームシリンダ（アクチュエータ）、３３…バケットシリンダ（アクチュエータ）、３６…油圧ポンプ、３７…パイロットポンプ、４１～４４…コントロールバルブ、５１～５４…操作レバー装置、５１ａ１，５１ｂ１，５２ａ１，５２ｂ１，５３ａ１，５３ｂ１，５４ａ１，５４ｂ１…操作信号ライン、５１ａ２，５１ｂ２，５２ａ２，５２ｂ２，５３ａ２，５３ｂ２，５４ａ２，５４ｂ２…信号入力ライン、５１ｂ３，５２ａ３，５２ｂ３，５３ａ３，５３ｂ３…減圧ライン、６１ｂ，６２ａ，６２ｂ，６３ａ，６３ｂ…比例電磁弁、８１ｂ，８２ａ，８２ｂ，８３ａ，８３ｂ…切換弁、１００…コントローラユニット、１１０…入力部、１２０…フロント制御部、１３０，１３０Ａ…切換弁制御部、１３１…入り切り判定部、１３３…距離演算部、１３４…距離判定部、１３５…速度演算部、１３６…速度判定部、１３７…切換指令部、１３８…自動切換指令部、１４１…設定距離記憶部、１４２…設定速度記憶部、Ｄ…特定点と掘削目標面との距離、Ｄ０…設定距離、１７０…出力部、Ｐ…特定点、Ｓ…掘削目標面、Ｖ…アクチュエータの動作速度、Ｖ０…設定速度

Claims (6)

  1. 　車体、前記車体に設けたフロント作業機、前記フロント作業機を駆動する複数のアクチュエータ、前記フロント作業機の姿勢を検出する姿勢検出器、前記アクチュエータを駆動する作動油を吐出する油圧ポンプ、前記油圧ポンプから対応するアクチュエータに供給される作動油の流れを制御する複数のコントロールバルブ、対応するコントロールバルブに出力する油圧信号を操作に応じて生成する複数の操作レバー装置、前記操作レバー装置と対応するコントロールバルブとを接続するパイロットライン、前記操作レバー装置に作動油を供給するパイロットポンプ、前記パイロットラインに設けられ対応する操作レバー装置で生成された油圧信号を減圧する少なくとも１つの比例電磁弁、及び前記姿勢検出器の検出信号を基に前記比例電磁弁を制御して前記フロント作業機の動作を制限するフロント制御部を備えた作業機械において、
    　前記パイロットラインは、対応する操作レバー装置の信号出力弁に接続した複数の操作信号ラインと、対応するコントロールバルブの油圧駆動部に接続した複数の信号入力ラインと、前記比例電磁弁を設けた少なくとも１つの減圧ラインとを含み、
    　前記操作信号ラインと対応する減圧ラインとの間に設けられ、前記操作信号ライン及び対応する減圧ラインの接続を遮断して当該操作信号ラインを対応する信号入力ラインに直接接続する第１位置、並びに前記操作信号ライン及び対応する信号入力ラインの直接の接続を遮断して当該操作信号ラインを対応する減圧ラインを介して当該信号入力ラインに接続する第２位置を有する少なくとも１つの切換弁を備えたことを特徴とする作業機械。
  2. 　前記切換弁を含む切換弁ユニットと、
    　前記比例電磁弁を含む比例電磁弁ユニットと
    を備えたことを特徴とする請求項１に記載の作業機械。
  3. 　前記切換弁には、前記操作信号ライン及び前記信号入力ラインが一方側に、前記減圧ラインが他方側に接続することを特徴とする請求項１に記載の作業機械。
  4. 　前記フロント制御部の制御を入り切りする信号を出力するスイッチと、
    　前記切換弁ユニット及び前記比例電磁弁ユニットを制御するコントローラユニットとを備え、
    　前記コントローラユニットは、
    　前記スイッチからの信号を入力する入力部と、
    　前記切換弁を制御する切換弁制御部と、
    　前記切換弁制御部で生成した指令信号を前記切換弁に出力する出力部とを備え、
    　前記切換弁制御部は、
    　前記入力部を介して入力された前記スイッチからの信号が前記フロント制御部による制御を入り状態とする入り信号か切り状態とする切り信号かを判定する入り切り判定部と、
    　前記入り切り判定部で前記スイッチから入力された信号が前記切り信号であると判定された場合に前記切換弁を前記第１位置に切り換える指令信号を生成し、前記入り信号であると判定された場合に前記切換弁を前記第２位置に切り換える指令信号を生成する切換指令部とを備えたことを特徴とする請求項２に記載の作業機械。
  5. 　前記切換弁制御部は、
    　前記入力部を介して入力された前記姿勢検出器の検出信号を基に前記フロント作業機の特定点と掘削目標面との距離を演算する距離演算部と、
    　前記特定点と掘削目標面との距離について予め定めた設定距離を記憶した設定距離記憶部を有する記憶部と、
    　前記距離演算部で演算された前記特定点と掘削目標面との距離が前記設定距離よりも大きいか否かを判定する距離判定部とを備え、
    　前記切換指令部は、前記特定点と掘削目標面との距離が前記設定距離より大きいと前記距離判定部で判定された場合、前記スイッチからの信号が前記入り信号であるか前記切り信号であるかに関わらず前記切換弁を前記第１位置に切り換える指令信号を生成する自動切換指令部を備えたことを特徴とする請求項４に記載の作業機械。
  6. 　前記記憶部は、特定のアクチュエータの動作速度について予め定めた設定速度を記憶した設定速度記憶部を備え、
    　前記切換弁制御部は、
    　前記操作レバー装置の油圧信号の圧力又は前記姿勢検出器の検出信号を基に前記特定のアクチュエータの動作速度を演算する速度演算部と、
    　前記速度演算部で演算された前記特定のアクチュエータの動作速度が前記設定速度よりも大きいか否かを判定する速度判定部とを備え、
    　前記自動切換指令部は、前記特定点と掘削目標面との距離が前記設定距離より大きいと前記距離判定部で判定され、且つ前記特定のアクチュエータの動作速度が前記設定速度より小さいと前記速度判定部で判定された場合に、前記スイッチからの信号が前記入り信号であるか前記切り信号であるかに関わらず前記切換弁を前記第１位置に切り換える指令信号を生成することを特徴とする請求項５に記載の作業機械。
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