作業機械の油圧制御装置
【課題】作業機械の油圧制御装置に関し、簡素な構成でクレーン作業時におけるフロント作業機の操作性を向上させる。
【解決手段】フロント作業機の駆動に係る油圧回路と、油圧ポンプ及び該フロント作業機を駆動するアクチュエータ間に介装された制御弁と、フロント作業機に設けられた吊具と備えた作業機械の油圧制御装置において、荷重算出手段５３で吊具に作用する吊り上げ荷重を算出し、該吊り上げ荷重が整定した時点での荷重値に基づき、負荷率算出手段５４で該吊り上げ荷重の負荷率を算出する。
また、制御弁のスプールに接続されるリモコン回路にリモコン圧減圧弁３８，４０，４２，４４を設け、該負荷率が高いほど、リモコン圧変更制御手段６０でリモコン圧減圧弁３８，４０，４２，４４の出力圧力を制御する。
【解決手段】フロント作業機の駆動に係る油圧回路と、油圧ポンプ及び該フロント作業機を駆動するアクチュエータ間に介装された制御弁と、フロント作業機に設けられた吊具と備えた作業機械の油圧制御装置において、荷重算出手段５３で吊具に作用する吊り上げ荷重を算出し、該吊り上げ荷重が整定した時点での荷重値に基づき、負荷率算出手段５４で該吊り上げ荷重の負荷率を算出する。
また、制御弁のスプールに接続されるリモコン回路にリモコン圧減圧弁３８，４０，４２，４４を設け、該負荷率が高いほど、リモコン圧変更制御手段６０でリモコン圧減圧弁３８，４０，４２，４４の出力圧力を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フロント作業機に吊具を備えたクレーン仕様の作業機械の油圧制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、油圧ショベルをはじめとする作業機械において、フロント作業機に吊具を設けてクレーン機能を付加したものが知られている。クレーン仕様の作業機械では、例えば吊具がバケットの基端部に対して格納自在に取り付けられており、クレーン作業や掘削作業といった作業の種類に応じてフックの位置を変更することで、それぞれの作業に適した形態が提供される。
【０００３】
ところで、一般的な掘削作業では運搬対象物がバケットの内部に保持されるのに対して、クレーン作業では吊り荷がフロント作業機の下方へ吊り下げられた状態となる。そのため、作業中に荷ぶれが生じやすく、吊り荷の重量に応じてフロント作業機や旋回装置の繊細な操作が要求される。
そこで、吊り荷の状態に基づいて旋回モータの動作を制御する技術が知られている。例えば、特許文献１には、フロント作業機に設けられた各種センサ情報から吊り荷の重さや吊り荷の位置（作業機械の旋回中心からの距離）を算出し、これらの情報に基づいて旋回速度を制御する技術が開示されている。この技術では、吊り荷の重量に関わらず適切な旋回速度で緩やかな動作が可能になるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１２２５８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の特許文献では、バケットシリンダに作用する負荷圧力に基づいて吊り荷の重さを算出し、これに基づいて旋回モータのパイロット圧を制御している。しかしながら、クレーン作業時に吊り荷が揺れると、その重さが変化していなくても、負荷圧力が変動する場合がある。この場合、吊り荷の重さの算出結果が変動し、この変動が旋回モータのパイロット圧の制御に影響を与える。つまり、クレーン作業中に旋回操作特性が変化することになり、良好な操作性が得られないという課題がある。
【０００６】
また、上述の特許文献の制御では、複数のレバー操作量に対応するパイロット圧を減圧弁で一括して減少させている。そのため、操作性の確保が難しく、特に連動操作が難しいという課題もある。
本件の目的の一つは、このような課題に鑑み創案されたもので、簡素な構成でクレーン作業時におけるフロント作業機の操作性を向上させることである。
【０００７】
なお、前記目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的として位置づけることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
開示の作業機械の油圧制御装置は、フロント作業機の駆動に係る油圧回路と、該油圧回路における油圧ポンプ及び該フロント作業機を駆動するアクチュエータ間に介装された制御弁と、該フロント作業機に設けられた吊具と備えた作業機械の油圧制御装置であって、該吊具に作用する吊り上げ荷重を算出する荷重算出手段と、該荷重算出手段で検出された該吊り上げ荷重が整定した時点での荷重値に基づき、該フロント作業機に対する該吊り上げ荷重の負荷率を算出する負荷率算出手段と、該制御弁のスプールに接続され、操作入力に応じたリモコン圧を伝達するリモコン回路と、該リモコン回路上に介装され、該操作入力に応じたリモコン圧を減圧するリモコン圧減圧弁と、該負荷率算出手段で算出された該負荷率に基づき、該リモコン圧減圧弁の出力圧力を制御するリモコン圧変更制御手段とを備えたことを特徴としている。
【０００９】
また、開示の作業機械の油圧制御装置は、該リモコン圧変更制御手段が、該負荷率が高いほど、該リモコン圧が低下するように、該リモコン圧減圧弁を制御することを特徴としている。
また、開示の作業機械の油圧制御装置は、該油圧ポンプとして第一油圧ポンプ及び第二油圧ポンプを備え、該アクチュエータとしてブーム及びアームを備え、該制御弁が、該第一油圧ポンプ及び該ブーム間に介装された第一ブーム制御弁と、該第二油圧ポンプ及び該ブーム間に介装された第二ブーム制御弁と、該第二油圧ポンプ及び該アーム間に介装された第一アーム制御弁と、該第一油圧ポンプ及び該アーム間に介装された第二アーム制御弁とを備えた作業機械の油圧制御装置であって、該リモコン圧減圧弁が、該第二ブーム制御弁のスプールに伝達される該リモコン圧を減圧するブーム減圧弁と、該第二アーム制御弁のスプールに伝達される該リモコン圧を減圧するアーム減圧弁とを有することを特徴としている。
【００１０】
また、開示の作業機械の油圧制御装置は、該制御弁よりもセンタバイパスの下流側の作動油圧をネガコン圧として該油圧ポンプへ伝達するネガコン回路と、該ネガコン回路に介装され、該センタバイパスから導入される該ネガコン圧と減圧弁から導入されるパイロット作動油圧とのうちの何れか高圧側を選択して該油圧ポンプのレギュレータに伝達する高圧選択弁と、該負荷率算出手段で算出された該負荷率に基づき、該減圧弁の出力圧力を制御するポンプ流量変更手段とをさらに備えたことを特徴としている。
【００１１】
また、開示の作業機械の油圧制御装置は、該ポンプ流量変更手段が、該負荷率が高いほど該油圧ポンプの吐出流量が減少するように、該減圧弁を制御することを特徴としている。
また、開示の作業機械の油圧制御装置は、該フロント作業機を駆動するアクチュエータを複数備えた作業機械の油圧制御装置であって、該ポンプ流量変更手段が、該複数のアクチュエータのうちの一つの単動操作時と比較して、該複数のアクチュエータの連動操作時における該油圧ポンプの吐出流量が減少するように、該減圧弁を制御することを特徴としている。
【００１２】
また、開示の作業機械の油圧制御装置は、該制御弁よりもセンタバイパスの下流側の作動油圧をネガコン圧として該油圧ポンプへ伝達するネガコン回路と、該ネガコン回路に介装され、該センタバイパスから導入される該ネガコン圧と減圧弁から導入されるパイロット作動油圧とのうちの何れか高圧側を選択して該油圧ポンプのレギュレータに伝達する高圧選択弁と、該負荷率算出手段で算出された該負荷率に基づき、該減圧弁の出力圧力を制御するポンプ流量変更手段とをさらに備え、該減圧弁が、該第一油圧ポンプに伝達されるネガコン圧を制御するための左ネガコン回路に介装された左減圧弁と、該第二油圧ポンプに伝達されるネガコン圧を制御するための右ネガコン回路に介装された右減圧弁とを有し、該ポンプ流量変更手段が、該アームの操作入力時において、該負荷率が高いほど該第一油圧ポンプの吐出流量が減少するように該左減圧弁の出力圧力を制御し、該ブームの操作入力時において、該負荷率が高いほど該第二油圧ポンプの吐出流量が減少するように該右減圧弁の出力圧力を制御することを特徴としている。
【００１３】
また、開示の作業機械の油圧制御装置は、該制御弁と該センタバイパスにおける該ネガコン回路との分岐点との間に介装され、該センタバイパスを開閉制御するバイパスカット弁と、重力に逆らって作動する該アクチュエータについて、該負荷率が高いほど、該バイパスカット弁の開度が減少するように、該バイパスカット弁を制御するバイパスカット制御手段とをさらに備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
開示の作業機械の油圧制御装置によれば、吊り上げ荷重の変動に対しても一定の操作特性を与えることができ、フロント作業機の動作を安定させることができる。
また、開示の作業機械の油圧制御装置によれば、リモコン圧変更手段において、負荷率に応じてリモコン圧を制御することにより、制御弁のスプールの挙動を安定させることができ、吊り荷の重量に応じた適切なアクチュエータへの作動油流量を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】一実施形態に係る油圧制御装置を備えた作業機械の構成を示す模式図である。
【図２】本油圧制御装置に係る操作回路の油圧回路図である。
【図３】本油圧制御装置に係るメイン回路及びネガコン回路の油圧回路図である。
【図４】本油圧制御装置のブロック構成図である。
【図５】本油圧制御装置で吊り荷状態を判定する手順を示すフローチャートである。
【図６】本油圧制御装置のリモコン圧減圧弁を制御するためのブロック図である。
【図７】本油圧制御装置の第一減圧弁を制御するためのブロック図である。
【図８】本油圧制御装置の第二減圧弁を制御するためのブロック図である。
【図９】本油圧制御装置の吊り上げフラグを説明するための模式図である。
【図１０】本油圧制御装置のリモコン圧減圧弁及び第一減圧弁の制御特性図である。
【図１１】本油圧制御装置の第二減圧弁の制御特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して作業機械の油圧制御装置の実施形態を説明する。ただし、以下に示す実施形態は、あくまでも例示に過ぎず、以下に示す実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。すなわち、その趣旨を逸脱しない範囲で本実施形態を種々変形して実施してもよい。
【００１７】
［１．油圧ショベル構成］
本発明は、図１に示す油圧ショベル１（作業機械）に適用されている。この油圧ショベル１は、クローラ式の走行装置を装備した下部走行体２ａと、下部走行体２ａに搭載された上部旋回体２ｂとを備えて構成される。上部旋回体２ｂは、旋回装置を介して下部走行体２ａの上に旋回自在に設置される。上部旋回体２ｂの車両前方側には車両前方へ延出するように設けられたフロント作業機が設けられ、その車体左側に操作者が搭乗するキャブ２ｃが設けられる。
【００１８】
フロント作業機は、上部旋回体２ｂに基端部を軸支されたブーム３と、ブーム３の先端に軸支されたアーム４と、さらにアーム４の先端に軸支されたバケット５とを有する。ブーム３及び上部旋回体２ｂの間には一対のブームシリンダ３ａが介装され、伸縮動作によりブーム３を上下方向に駆動する。同様に、アームシリンダ４ａ及びバケットシリンダ５ａは、伸縮動作によりアーム４及びバケット５をそれぞれ駆動する。これらの油圧アクチュエータの作動量を入力するための操作レバーはキャブ２ｃ内に配置される。
【００１９】
バケット５の基端部には、クレーン作業用の吊りフック１００（吊具）が設けられる。この吊りフック１００は、リンク１０２に対して格納自在に取り付けられる。通常作業時には、オペレータが手動で吊りフック１００をリンク１０２に格納する。また、クレーン作業時には、オペレータが吊りフック１００をリンク１０２から引き出して使用する。なお、図１に示すように、吊りフック１００が吊り荷１０１を吊り上げた状態では、吊りフック１００が下方に垂れ下がった姿勢となる。
【００２０】
キャブ２ｃ内には、クレーン作業時にオン操作されるクレーンモードスイッチ５６（図４参照）が設けられている。クレーンモードスイッチ５６はオン／オフの二種類の操作位置を有する二位置スイッチである。
本油圧ショベル１では、オペレータがバケット５の巻き込み操作（バケット５を手前側に移動させる操作）を行いバケットシリンダ５ａが最大まで伸びた状態（伸びエンド状態）であるときに、クレーンモードスイッチ５６がオンに操作されると、クレーン作業モードとなる。このとき、バケットシリンダ５ａがロックされ、バケット５の位置が固定される。一方、クレーンモードスイッチ５６がオフに操作されると通常作業モードに戻り、バケットシリンダ５ａのロックが解除されるようになっている。
【００２１】
ブームシリンダ３ａには、上方のブーム３側に位置するロッド室の油圧（ロッド圧Ｐr）を検出する圧力センサ７ｒが設けられるとともに、下方の上部旋回体２ｂ側に位置するヘッド室の油圧（ヘッド圧Ｐh）を検出する圧力センサ７ｈが設けられる。また、ブーム３の基端部には、上部旋回体２ｂに対するブーム３の角度（仰角θ）を検出する角度センサ６が設けられる。
【００２２】
上部旋回体の後端部にはカウンタウェイトが配され、その車体前方にエンジンルーム及びポンプルームが形成される。エンジンルーム内には油圧ショベル１の駆動源であるエンジン８が設置され、ポンプルーム内には旋回装置やフロント作業機の作動油供給源である油圧ポンプ９Ｌ，９Ｒが設置されている。
【００２３】
［２．油圧回路構成］
図２及び図３に、油圧ショベル１の駆動に係る油圧回路の全体構成を示す。ここでは、便宜的に油圧回路をその機能毎に分類して順番に説明する。本油圧回路は、図２に示す操作回路Ｃ３と、図３に示すメイン回路Ｃ１及びネガコン回路Ｃ２とを備えて構成される。なお、図２では、各種油圧アクチュエータの作動量を入力するための操作レバーの記載を省略する。
【００２４】
［２−１．操作回路Ｃ３］
操作回路Ｃ３（リモコン回路）は、各種操作レバーへの入力操作に応じたリモコン圧を出力するための回路である。各種操作レバーの下端部には、図２に示すように、リモコン弁３０，３１，３２，３３が固設される。ブームリモコン弁３０はブーム３の上下それぞれの方向への操作量に対応するリモコン圧を生成し、アームリモコン弁３１はアーム４の上下それぞれの方向へと操作量に対応するリモコン圧を生成する。また、旋回リモコン弁３２は旋回装置の右旋回及び左旋回の操作量に対応するリモコン圧を生成し、バケットリモコン弁３３はバケット５の開閉それぞれの方向への操作量に対応するリモコン圧を生成する。各リモコン弁３０，３１，３２，３３は、パイロットポンプ２０及び作動油タンク１９に対して並列に接続される。
【００２５】
［２−１−１．ブーム用操作回路］
ブーム３の駆動に係る操作回路について詳述する。ブームリモコン弁３０の内部には、ブーム３を上昇させる方向への操作量に対応するリモコン圧Ｒ1を生成するブーム上げリモコン弁３０ａと、ブーム３を下降させる方向への操作量に対応するリモコン圧Ｒ2を生成するブーム下げリモコン弁３０ｂとが設けられる。
【００２６】
パイロットポンプ２０を操作回路Ｃ３の上流側として、ブーム上げリモコン弁３０ａ及びブーム下げリモコン弁３０ｂのそれぞれの下流側には、リモコン圧センサ３４ａ，３４ｂが介装される。これらのリモコン圧センサ３４ａ，３４ｂで検出されたリモコン圧Ｒ1，Ｒ2は、後述するコントローラ５０へ入力される。
また、ブーム上げリモコン弁３０ａの下流側は二本の流路に分岐形成され、それぞれ後述する第一ブーム制御弁１３及び第二ブーム制御弁１４のスプールの一端に接続される。これらの二本の流路のうち、第二ブーム制御弁１４に接続される流路上には、ブーム上げリモコン圧減圧弁３８（リモコン圧減圧弁，ブーム減圧弁）及びチェック弁３９が並列に介装される。ブーム上げリモコン圧減圧弁３８は、コントローラ５０での圧力制御によりリモコン圧Ｒ1を減少させる機能を有する減圧弁である。ブーム上げリモコン圧減圧弁３８の出力圧力は、コントローラ５０によって制御される。また、チェック弁３９は、リモコン圧Ｒ1を作動油タンク１９に開放するための一方向弁である。例えば、操作レバーの非操作時には、チェック弁３９を介してリモコン圧Ｒ1が低減される。
【００２７】
ブーム下げリモコン弁３０ｂの下流側は、第一ブーム制御弁１３のスプールの他端のみに接続される。また、この流路上にはブーム下げリモコン圧減圧弁４０（リモコン圧減圧弁）及びチェック弁４１が並列に介装される。ブーム下げリモコン圧減圧弁４０は、コントローラ５０での圧力制御によりリモコン圧Ｒ2を減少させる機能を有する減圧弁である。ブーム下げリモコン圧減圧弁４０の出力圧力は、コントローラ５０によって制御される。また、チェック弁４１は、チェック弁３９と同様に、リモコン圧Ｒ2を作動油タンク１９に開放するための一方向弁である。
【００２８】
［２−１−２．アーム用操作回路］
続いて、アーム４の駆動に係る操作回路について詳述する。図２に示すように、アームリモコン弁３１はブームリモコン弁３０と同様の構成であり、アーム上げリモコン弁３１ａとアーム下げリモコン弁３１ｂとを有する。アーム上げリモコン弁３１ａは、アーム４の先端側を上昇させる方向への操作量に対応するリモコン圧Ｒ3を生成する。また、アーム下げリモコン弁３１ｂは、アーム４の先端側を下降させる方向への操作量に対応するリモコン圧Ｒ4を生成する。これらのリモコン圧Ｒ3，Ｒ4は、リモコン圧センサ３５ａ，３５ｂで検出されてコントローラ５０へ入力される。
【００２９】
また、アーム上げリモコン弁３１ａの下流側は二本の流路に分岐形成され、それぞれ後述する第一アーム制御弁１５及び第二アーム制御弁１６のスプールの一端に接続される。ブーム用の操作回路と同様に、第二アーム制御弁１６に接続される流路上にアーム上げリモコン圧減圧弁４２（リモコン圧減圧弁，アーム減圧弁）及びチェック弁４３が並列に介装される。さらに、アーム下げリモコン弁３１ｂの下流側も同様に二本の流路に分岐形成され、それぞれ第一アーム制御弁１５及び第二アーム制御弁１６のスプールの他端に接続される。第二アーム制御弁１６に接続される流路上には、アーム下げリモコン圧減圧弁４４（リモコン圧減圧弁，アーム減圧弁）及びチェック弁４５が並列に介装される。
上記のリモコン圧減圧弁３８，４０，４２，４４はそれぞれ、リモコン圧Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，Ｒ4を減圧するように機能する。
【００３０】
［２−１−３．旋回装置，バケット用操作回路］
旋回リモコン弁３２の内部構成はブームリモコン弁３０やアームリモコン弁３１と同様であり、右旋回リモコン弁３２ａと左旋回リモコン弁３２ｂとが設けられる。右旋回リモコン弁３２ａの下流側は後述する旋回制御弁１７のスプールの一端に接続され、左旋回リモコン弁３２ｂの下流側は他端に接続される。また、旋回に係るリモコン圧を検出すべく、上記の二本の流路間を接続する流路上に高圧選択弁３６及びリモコン圧センサ３７が介装される。高圧選択弁３６は、右旋回リモコン弁３２ａの下流側のリモコン圧と左旋回リモコン弁３２ｂの下流側のリモコン圧とのうち、高圧である一方をリモコン圧センサ３７へ導入する。したがって、リモコン圧センサ３７は、旋回方向に関わらず、旋回操作量に応じたリモコン圧Ｒ5を検出し、これをコントローラ５０に伝達する。リモコン圧Ｒ5は、油圧ポンプ９Ｒの流量制御に用いられる。
【００３１】
同様に、バケットリモコン弁３３には、バケット閉リモコン弁３３ａ及びバケット開リモコン弁３３ｂが設けられる。これらのリモコン弁３３ａ，３３ｂの下流側はそれぞれ、バケット制御弁２４のスプールの両端に接続される。また、これらのリモコン弁３３ａ，３３ｂとパイロットポンプ２０との間には、流路を開閉する二位置式の切換弁４６が介装される。
【００３２】
図２に示すように、切換弁４６のスプールがａ位置の時には流路が開放され、ｂ位置の時には閉鎖される。切換弁４６のスプール位置はコントローラ５０によって切換制御され、バケット５の操作に係るリモコン圧の生成（すなわち、バケット５の動作）を許可又は禁止するように機能する。
【００３３】
［２−２．メイン回路Ｃ１］
メイン回路Ｃ１は、一対の油圧ポンプ９Ｌ，９Ｒから各種アクチュエータへの作動油流路を構成する回路である。各種アクチュエータの一例として、図３中にブームシリンダ３ａ，アームシリンダ４ａ，バケットシリンダ５ａ，左走行モータ１１Ｌ，右走行モータ１１Ｒ及び旋回モータ１２を示す。左走行モータ１１Ｌ及び右走行モータ１１Ｒはそれぞれ、下部走行体２ａの左右の走行装置に内装されたものである。
【００３４】
油圧ポンプ９Ｌ，９Ｒと各種アクチュエータとの間の油圧回路上には、複数の制御弁を内蔵したコントロールバルブ１０が設けられる。また、油圧ポンプ９Ｌ，９Ｒのそれぞれには、傾転斜板の傾斜角を調整することにより吐出流量及び吐出圧を制御するレギュレータ２９Ｌ，２９Ｒ（斜板制御機構）が併設される。
図３に示すように、メイン回路Ｃ１は、おもに一方の油圧ポンプ９Ｌ（第一油圧ポンプ）から吐出される作動油が流通する第一メイン回路Ｃ１Ｌと、おもに他方の油圧ポンプ９Ｒ（第二油圧ポンプ）から吐出される作動油が流通する第二メイン回路Ｃ１Ｒとに大別される。
【００３５】
メイン回路Ｃ１には、ブームシリンダ３ａ及びアームシリンダ４ａへの作動油流量を制御するための制御弁がそれぞれ二本用意されている。ブームシリンダ３ａは、第一ブーム制御弁１３及び第二ブーム制御弁１４の双方から作動油を受けて伸縮作動する。また、アームシリンダ４ａは、第一アーム制御弁１５及び第二アーム制御弁１６の双方から作動油を受けて伸縮作動する。
【００３６】
第一メイン回路Ｃ１Ｌには、第一ブーム制御弁１３，第二アーム制御弁１６，バケット制御弁２４及び第一走行制御弁２５が介装される。また、第二メイン回路Ｃ１Ｒには、第二ブーム制御弁１４，第一アーム制御弁１５，旋回制御弁１７及び第二走行制御弁２６が介装される。これらの各制御弁は、一端又は両端に導入されるリモコン圧に応じてスプール（流量制御スプール）の位置を切り替え、作動油の流通方向及び流量を制御する弁である。
【００３７】
第一ブーム制御弁１３及び第二ブーム制御弁１４はそれぞれ、ブームシリンダ３ａへ供給される作動油流量及び流通方向を制御する。ブームシリンダ３ａへ供給される作動油のうち、一方の油圧ポンプ９Ｌから吐出される作動油の流量を制御するのが第一ブーム制御弁１３であり、他方の油圧ポンプ９Ｒから吐出される作動油の流量を制御するのが第二ブーム制御弁１４である。
【００３８】
また、第一アーム制御弁１５及び第二アーム制御弁１６はそれぞれ、アームシリンダ４ａへ供給される作動油流量及び流通方向を制御する。第二アーム制御弁１６は、アームシリンダ４ａへ供給される作動油のうち、一方の油圧ポンプ９Ｌから吐出される作動油の流量を制御する。また、第一アーム制御弁１５は、他方の油圧ポンプ９Ｒから吐出される作動油の流量を制御する。
【００３９】
旋回制御弁１７は、旋回装置を回転駆動する旋回モータ１２へ供給される作動油流量及び流通方向を制御するものである。同様に、バケット制御弁２４はバケットシリンダ５ａへ供給される作動油流量及び流通方向を制御し、第一走行制御弁２５及び第二走行制御弁２６はそれぞれ、左走行モータ１１Ｌ及び右走行モータ１１Ｒへ供給される作動油流量及び流通方向を制御する。
【００４０】
油圧ポンプ９Ｌ，９Ｒをメイン回路Ｃ１の上流側として、第一メイン回路Ｃ１Ｌ及び第二メイン回路Ｃ１Ｒのそれぞれのセンタバイパスの下流側の端部には、リリーフ弁２８Ｌ，２８Ｒが介装される。リリーフ弁２８Ｒ，２８Ｌは、センタバイパスの作動油圧をネガコン圧として油圧ポンプ９Ｌ，９Ｒのレギュレータ２９Ｌ，２９Ｒへ導入するための弁である。ネガコン圧を伝達するネガコン回路Ｃ２は、各リリーフ弁２８Ｒ，２８Ｌの上流側から分岐形成されている。
【００４１】
さらに、左右それぞれのセンタバイパス上におけるネガコン回路Ｃ２の分岐点よりも上流側には、バイパスカット弁１８Ｌ，１８Ｒが介装される。バイパスカット弁１８Ｌ，１８Ｒは流量制御弁であり、スプールに導入されるパイロット圧に応じてセンタバイパスの開口面積を制御して、ネガコン回路Ｃ２のネガコン圧を変更する機能を有する。
【００４２】
［２−３．ネガコン回路Ｃ２］
ネガコン回路Ｃ２は、油圧ポンプ９Ｌ，９Ｒのレギュレータ２９Ｌ，２９Ｒにおけるネガティブコントロール用の回路である。ネガティブコントロールとは、ネガコン回路Ｃ２の作動油圧の高低に対応するように油圧ポンプ９Ｌ，９Ｒでの吐出流量を減少又は増加させる制御である。以下、ネガコン回路Ｃ２を介してレギュレータ２９Ｌ，２９Ｒへ導入される作動油圧のことをネガコン圧とも呼ぶ。なお、第一メイン回路Ｃ１Ｌ側から分岐したものを第一ネガコン回路Ｃ２Ｌとし、そのネガコン圧を第一ネガコン圧Ｇ1とする。また、第二メイン回路Ｃ１Ｒ側から分岐したものを第二ネガコン回路Ｃ２Ｒとし、そのネガコン圧を第二ネガコン圧Ｇ2と呼ぶ。
【００４３】
第一ネガコン回路Ｃ２Ｌ及び第二ネガコン回路Ｃ２Ｒのそれぞれには、第一ネガコン圧Ｇ1及び第二ネガコン圧Ｇ2を変更するための回路構成として、第一減圧弁２１Ｌ，２１Ｒ（減圧弁）及びシャトル弁２２Ｌ，２２Ｒ（高圧選択弁）が設けられる。
第一減圧弁２１Ｌは、コントローラ５０での制御によりパイロットポンプ２０から供給されるパイロット圧を制御して、シャトル弁２２Ｌの一端へと導入するものである。また、シャトル弁２２Ｌの他端は第一ネガコン回路Ｃ２Ｌに接続される。シャトル弁２２Ｌは、第一減圧弁２１Ｌから導入されるパイロット圧と第一ネガコン圧Ｇ1とのうち、高圧である一方を選択してレギュレータ２９Ｌ側に伝達する。なお、第一減圧弁２１Ｒ及びシャトル弁２２Ｒも同様に機能するものであり、第一減圧弁２１Ｒから導入されるパイロット圧と第二ネガコン圧Ｇ2とのうち、高圧である一方がレギュレータ２９Ｒへ伝達される。
【００４４】
また、パイロットポンプ２０からのパイロット圧は、第一減圧弁２１Ｌ，２１Ｒだけでなく分岐回路Ｃ４にも供給されている。この分岐回路Ｃ４は、メイン回路Ｃ１のバイパスカット弁１８Ｌ，１８Ｒの開度を制御するための回路である。
パイロットポンプ２０を分岐回路Ｃ４の上流側として、分岐回路Ｃ４の下流端部には、第二減圧弁２３Ｌ，２３Ｒが並列に設けられる。第二減圧弁２３Ｌ，２３Ｒは、コントローラ５０での制御により、パイロットポンプ２０から供給されるパイロット圧を制御して、バイパスカット弁１８Ｌ，１８Ｒのスプールに伝達する。
【００４５】
例えば、第二減圧弁２３Ｌ，２３Ｒの出力圧が最小であるときには、バイパスカット弁１８Ｌ，１８Ｒのスプールが全開となり、メイン回路Ｃ１のセンタバイパスは開放された状態となる。一方、第二減圧弁２３Ｌ，２３Ｒの出力圧が上昇するに連れてバイパスカット弁１８Ｌ，１８Ｒのスプールが徐々に閉じて、メイン回路Ｃ１のセンタバイパスが遮断される。
このように、分岐回路Ｃ４及び第二減圧弁２３Ｌ，２３Ｒは、バイパスカット弁１８Ｌ，１８Ｒにセンタバイパスを開閉させる機能を有する。
【００４６】
［３．制御の種類］
油圧ショベル１にはコントローラ５０（制御手段）が設けられる。コントローラ５０のブロック構成を図４に示す。コントローラ５０は、上述の油圧回路に介装された各種制御弁の動作を制御する電子制御装置であり、周知のマイクロプロセッサやＲＯＭ，ＲＡＭ等を集積したＬＳＩデバイスとして提供されている。コントローラ５０の入力側には、クレーンモードスイッチ５６，角度センサ６，圧力センサ７ｈ，７ｒ，リモコン圧センサ３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂ，３７が接続される。また、出力側には、切換弁４６，第一減圧弁２１Ｌ，２１Ｒ，第二減圧弁２３Ｌ，２３Ｒ，ブーム上げリモコン圧減圧弁３８，ブーム下げリモコン圧減圧弁４０，アーム上げリモコン圧減圧弁４２，アーム下げリモコン圧減圧弁４４が接続されるほか、キャブ２ｃ内に設けられたモニタ１０４及びブザー１０３が接続される。
【００４７】
コントローラ５０は、以下に示す五種類の制御を実施する。
〔Ａ〕クレーン作業判定制御
〔Ｂ〕吊り荷状態判定制御
〔Ｃ〕リモコン圧変更制御
〔Ｄ〕ポンプ流量変更制御
〔Ｅ〕バイパスカット制御
クレーン作業判定制御とは、クレーン作業モードに入る条件が成立しているか否かを判定して、モード切換を実施する制御である。クレーン作業モードの開始条件は、バケット５の巻き込み操作によってバケットシリンダ５ａが伸びエンド状態となっているときにクレーンモードスイッチ５６がオン操作されることとする。また、クレーン作業モードの終了条件は、クレーンモードスイッチ５６がオフ操作されることとする。ここでは、例えばバケットを閉方向に操作したときに生じるパイロット圧（バケット閉リモコン弁３３ａで生成されるリモコン圧）を検出する図示しないリモコン圧センサと、油圧ポンプ９Ｌの吐出圧を検出する図示しない吐出圧センサと、クレーンモードスイッチ５６とから伝達される各信号に基づいて、上記の条件判定が行われる。
【００４８】
吊り荷状態判定制御とは、吊りフック１００に吊下された吊り荷１０１の状態を判定して、吊り上げ荷重Ｗの整定時に負荷率Ｍを算出する制御である。ここで算出される負荷率Ｍは、上記の〔Ｃ〕〜〔Ｅ〕の各制御に用いられる。
この吊り荷判定制御では、吊りフック１００に吊り荷１０１が吊されているか否かを判断する。
【００４９】
まず、吊り荷１０１が吊された状態でないと判断するのは、以下の条件が成立する場合である。
〔Ａ−１〕吊り上げ荷重Ｗの算出値が規定値Ｗ1未満である
一方、吊り荷１０１が吊された状態であると判断するのは、以下の条件が成立する場合である。
〔Ａ−２〕吊り上げ荷重Ｗの算出値が規定値Ｗ2以上（ただし、Ｗ1＜Ｗ2）である
また、吊り荷判定制御では、吊り荷１０１が吊された状態である場合に、吊り上げ荷重Ｗが整定しているか否かを判断する。吊り上げ荷重Ｗが整定していると判断されるのは、以下の条件が成立する場合である。
〔Ａ−３〕吊り上げ荷重Ｗの経時変動が所定幅未満で所定時間が経過した
【００５０】
リモコン圧変更制御とは、吊り荷状態判定制御で算出された負荷率Ｍに基づく操作回路Ｃ３のリモコン圧減圧弁３８，４０，４２，４４の圧力制御である。この制御では、負荷率Ｍが高いほど、その時のレバー操作に応じたリモコン圧が低下するように各リモコン圧減圧弁３８，４０，４２，４４が制御される。例えば、ブーム３の下げ操作時に負荷率Ｍが高ければ、ブームシリンダ３ａを下げ方向に駆動する作動油流路を形成すべく、第一ブーム制御弁１３のスプールの開度を下げ方向へ移動させるためのリモコン圧Ｒ2が低減される。
【００５１】
また、本実施形態では、各リモコン圧を均一に低下させるのではなく、各リモコン圧に対応する制御弁に作用する吊り上げ荷重Ｗが、第一メイン回路Ｃ１Ｌ及び第二メイン回路Ｃ１Ｒのそれぞれに分散するように、リモコン圧減圧弁３８，４０，４２，４４の配置が定められている。
図２，図３に示すように、ブーム上げ操作に係るリモコン圧Ｒ1を減圧するブーム上げリモコン圧減圧弁３８は、第二メイン回路Ｃ１Ｒ側に配置された第二ブーム制御弁１４のスプール開度を下げるように作用し、アーム上げ操作に係るリモコン圧Ｒ3及びアーム下げ操作に係るリモコン圧Ｒ4を減圧するアーム上げリモコン圧減圧弁４２及びアーム下げリモコン圧減圧弁４４は、第一メイン回路Ｃ１Ｌ側に配置された第二アーム制御弁１６のスプール開度を下げるように作用する。
【００５２】
ポンプ流量変更制御とは、吊り荷状態判定制御で算出された負荷率Ｍに基づく第一減圧弁２１Ｌ，２１Ｒの圧力制御である。この制御では、負荷率Ｍが高いほど、油圧ポンプ９Ｌ，９Ｒから吐出される作動油流量が低減される。本実施形態では、第一減圧弁２１Ｌ，２１Ｒの出力圧が上昇するように制御されて、レギュレータ２９Ｌ，２９Ｒに伝達されるネガコン圧が増大するような制御がなされる。
バイパスカット制御とは、吊り荷状態判定制御で算出された負荷率Ｍに基づくバイパスカット弁１８Ｌ，１８Ｒの開度制御である。この制御では、負荷率Ｍが高いほど、バイパスカット弁１８Ｌ，１８Ｒの開度を下げるように制御される。
【００５３】
［４．制御装置の構成］
上記のクレーン作業における各制御を実施するためのソフトウェア構成を図４に示す。コントローラ５０は、クレーン作業判定部５７，吊り荷状態判定部５１，リモコン圧変更部６０，ポンプ流量変更部６６及びバイパスカット制御部８１を備えている。ここに示された各ソフトウェアは図示しないメモリや記憶装置に記録されおり、随時マイクロプロセッサに読み込まれることによって以下に説明する機能を実現する。なお、これらの機能をハードウェア（例えば、電子回路）で実現する構成としてもよい。
【００５４】
［４−１．クレーン作業判定部］
クレーン作業判定部５７は、クレーン作業判定制御を実施するものであり、前述のクレーン作業モードの開始条件を判定してモード切換を実施する。クレーン作業モードの開始条件の成立時には、クレーン作業判定部５７が切換弁４６を室ａから室ｂに切り換えてバケット５のリモコン弁３３ａ，３３ｂの供給圧を遮断し、バケット５の操作をロックする。また同時に、クレーン作業判定部５７はモニタ１０４及びブザー１０３を制御して、モード切換がなされたことをオペレータに報知する。
【００５５】
［４−２．吊り荷状態判定部］
吊り荷状態判定部５１は、吊り荷状態判定制御を実施するものである。ここには、判定部５２，荷重算出部５３及び負荷率算出部５４が設けられている。
判定部５２は、吊り荷状態判定制御に関する上記の条件判定を実施するものである。ここでは、判定の結果に基づき、吊り上げフラグＦ1及び荷重設定フラグＦ2の二種類のフラグが設定される。吊り上げフラグＦ1は、上記の条件〔Ａ−２〕の成立時にオン（Ｆ1＝１）に設定されるフラグである。このフラグの解除条件は、上記の条件〔Ａ−１〕が成立することである。
【００５６】
荷重設定フラグＦ2は、吊り上げフラグＦ1がオンであり、かつ、上記の条件〔Ａ−３〕の成立時にオン（Ｆ2＝１）に設定されるフラグである。このフラグの解除条件も、吊り上げフラグＦ1と同様に、上記の条件〔Ａ−１〕が成立することである。
荷重算出部５３（荷重算出手段）は、フロント作業機を構成するブーム３，アーム４及びバケット５等の部材データと、角度センサ６で検出されたブーム３の角度θと、圧力センサ７ｒ，７ｈで検出されたブームシリンダ３ａのロッド圧Ｐr及びヘッド圧Ｐhに基づいて、吊り上げ荷重Ｗを算出するものである。荷重算出部５３は、吊り上げフラグＦ1及び荷重設定フラグＦ2の状態に関わらず、クレーンモードスイッチ５６がオン操作されている限り、常時吊り上げ荷重Ｗを算出する。ここで検出された吊り上げ荷重Ｗは、負荷率算出部５４へと入力される。
【００５７】
負荷率算出部５４（負荷率算出手段）は、吊り上げフラグＦ1及び荷重設定フラグＦ2がともにオンに設定されている場合に、荷重算出部５３で算出された吊り上げ荷重Ｗと予め記憶された定格荷重ＷMAXとに基づき、以下の式１に従って負荷率Ｍを算出するものである。
【００５８】
【数１】
【００５９】
［４−３．クレーン作業モードのフローチャート］
図５はクレーン作業モードの制御フローチャートの一例である。本フローは、クレーン作業判定部５７によるクレーン作業モードの判定や、バケット５の操作ロックといったクレーン作業判定制御から独立して実施されているものとする。したがってここでは、クレーン作業判定制御での具体的な制御内容についての説明を省略している。
【００６０】
ステップＳ１では、図示しないメモリから荷重算出部５３にフロント作業機の部材データが読み込まれる。また、ステップＳ２では、吊り上げフラグＦ1及び荷重設定フラグＦ2の初期値として、Ｆ1＝Ｆ2＝０（オフ）に設定される。
続くステップＳ３では、荷重算出部５３にブーム３の角度θと、ブームシリンダ３ａのロッド圧Ｐr及びヘッド圧Ｐhとが入力される。
【００６１】
ステップＳ４では、クレーン作業判定部５７において、クレーンモードスイッチ５６の信号が判定される。ここでクレーンモードスイッチ５６がオン操作されている場合には、ステップＳ５へ進む。一方、オフ操作の場合にはステップＳ１８へ進む。
ステップＳ５では、荷重算出部５３において、ステップＳ２で入力された情報に基づいて吊り上げ荷重Ｗが算出される。また、続くステップＳ６では、ステップＳ５で算出された吊り上げ荷重Ｗにフィルタ処理が施され、荷重の経時変動の交流成分（ノイズ成分）が除去される。
【００６２】
ステップＳ７では、判定部５２において、吊り上げフラグＦ1がオンであるか否かが判定される。ここで、吊り上げフラグＦ1がＦ1＝１（オン）である場合にはステップＳ１０へ進む。一方、吊り上げフラグＦ1がＦ1＝０（オフ）である場合には、ステップＳ８へ進む。
ステップＳ８では、判定部５２において、上記の条件〔Ａ−２〕が成立するか否かが判定される。ここで、吊り上げ荷重Ｗが規定値Ｗ2未満であると判定された場合には、まだ吊りフック１００に吊り荷１０１が吊り下げられていないものとしてステップＳ２０へ進み、通常制御タスクが実施される。なお、ここでいう通常制御タスクとは、上記のリモコン圧変更制御，ポンプ流量変更制御，バイパスカット制御といったクレーン作業時の制御以外の、一般的な制御を実施するタスクである。
【００６３】
一方、ステップＳ８で、吊り上げ荷重Ｗが所定値Ｗ2以上であると判定された場合には、ステップＳ９へ進み、吊り上げフラグＦ1がオン（Ｆ1＝１）に設定される。その後、ステップＳ２１で負荷率Ｍが５０％に設定され、その後ステップＳ１７へ進んでクレーン制御タスクが実施される。クレーン制御タスクとは、上記のリモコン圧変更制御，ポンプ流量変更制御，バイパスカット制御を実施するタスクである。
【００６４】
ステップＳ７において吊り上げフラグＦ1がオン（Ｆ1＝１）の場合にはステップＳ１０へ進み、判定部５２において荷重設定フラグＦ2の状態が判定される。ここで荷重設定フラグＦ2がオフ（Ｆ2＝０）の場合にはステップＳ１１へ進み、荷重設定フラグＦ2がオン（Ｆ2＝１）の場合にはステップＳ１４へ進む。
ステップＳ１１では、判定部５２において上記の条件〔Ａ−３〕が成立するか否か判定される。つまりここでは、吊り上げ荷重Ｗが整定しているか否かが判定される。ここで、吊り上げ荷重Ｗが整定していると判定された場合には、ステップＳ１２へ進む。一方、整定していないと判定された場合には、ステップＳ１７へ進む。
【００６５】
ステップＳ１２では、判定部５２において荷重設定フラグＦ2がオン（Ｆ2＝１）に設定される。また、続くステップＳ１３では、負荷率算出部５４において、吊り上げ荷重Ｗ及び定格荷重ＷMAXに基づき、負荷率Ｍが算出される。
荷重設定フラグＦ2がオンに設定された状態で実行されるステップＳ１４では、判定部５２において上記の条件〔Ａ−１〕が成立するか否かが判定される。ここで、吊り上げ荷重Ｗが規定値Ｗ1未満であると判定された場合には、吊り荷１０１が吊りフック１００から降ろされたものと判断され、ステップＳ１５で吊り上げフラグＦ1と荷重設定フラグＦ2とがともにオフ（Ｆ1＝Ｆ2＝０）に設定されてステップＳ２０へと進む。
【００６６】
また、ステップＳ１４で吊り上げ荷重Ｗが規定値Ｗ1以上であると判定された場合には、まだ吊り荷１０１が降ろされていないと判断され、ステップＳ１７へ進む。
この制御では、吊り荷１０１を吊り上げた状態で荷重が整定すると負荷率Ｍが算出され、吊り荷１０１が降ろされるまで負荷率Ｍが一定に保持される。ここで算出された負荷率Ｍは、ステップＳ１７におけるクレーン制御タスクで使用される。なお、本フローで使用される吊り上げフラグＦ1は、図９に示すように、吊り上げ荷重Ｗの変動に対して異なるしきい値でオンからオフへ、あるいはオフからオンへと変更される。このようにヒステリシスを設けることで、フラグＦ1の切り換えに係る判定の揺れ（制御ハンチング）が防止される。
【００６７】
ステップＳ４でクレーンモードスイッチ５６がオフ操作されている場合には、ステップＳ１８で吊り上げフラグＦ1の状態が判定される。ここで、吊り上げフラグＦ1がＦ1＝１（オン）の場合には、吊り荷１０１を吊り上げた状態でクレーン作業モードを解除しようとしているものと考えられるため、ステップＳ１０に進んでクレーン作業モードでの制御を継続する。一方、吊り上げフラグＦ1がＦ1＝０（オフ）の場合には、吊り荷１０１を下ろした状態と考えられるため、ステップＳ２０へ進んでクレーン作業モードの制御を抜け出して本フローを終了する。
なおこの場合、クレーン作業判定制御の終了条件が成立するため、本フローとは別個にクレーン作業判定部５７においてモードの切換制御が実施される。
【００６８】
［４−４．リモコン圧変更部］
図６は、リモコン圧変更制御に係るリモコン圧変更部６０（リモコン圧変更手段）の制御内容を概念的に示すブロック図である。図６に示すように、リモコン圧変更部６０は、負荷率算出部５４で算出された負荷率Ｍ，操作回路Ｃ３に介装されたリモコン圧センサ３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂで検出されたリモコン圧Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，Ｒ4に基づき、ブーム上げリモコン圧減圧弁３８，ブーム下げリモコン圧減圧弁４０，アーム上げリモコン圧減圧弁４２，アーム下げリモコン圧減圧弁４４を制御する。
【００６９】
リモコン圧変更部６０には、ブーム上げ関数テーブル６２，ブーム下げ関数テーブル６３，アーム上げ関数テーブル６４及びアーム下げ関数テーブル６５が記憶される。これらの関数テーブル６２，６３，６４，６５は、負荷率Ｍ毎に、各リモコン圧減圧弁３８，４０，４２，４４の上流側のリモコン圧（すなわち、リモコン圧Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，Ｒ4）と下流側のリモコン圧（すなわち、実際に制御弁へ伝達されるリモコン圧）との関係を規定したものである。ここには、図６中及び図１０に示すように、上流側のリモコン圧Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，Ｒ4を一定としたときに、負荷率Ｍが高いほど下流側のリモコン圧が低下する特性が定められている。
【００７０】
上記の四種類の関数テーブル６２，６３，６４，６５は、四種類のリモコン圧Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，Ｒ4及び四つのリモコン圧減圧弁３８，４０，４２，４４のそれぞれに対して一対一に対応するように設けられており、各リモコン圧減圧弁３８，４０，４２，４４はそれぞれ個別に制御される。例えば、ブーム上げ関数テーブル６２は、負荷圧Ｍ及びブーム上げリモコン圧Ｒ1の入力を受けて、ブーム上げリモコン圧減圧弁３８の特性を制御する。同様に、関数テーブル６３，６４，６５は、リモコン圧減圧弁４０，４２，４４の特性を制御する。
【００７１】
［４−５．ポンプ流量変更部］
図７は、ポンプ流量変更制御に係るポンプ流量制御部６６（ポンプ流量変更手段）の制御内容を概念的に示すブロック図である。図７に示すように、ポンプ流量変更部６６は、第一ネガコン回路Ｃ２Ｌに配された第一減圧弁２１Ｌと、第二ネガコン回路Ｃ２Ｒに配された第一減圧弁２１Ｒとを別個に制御するものである。一方の第一減圧弁２１Ｌは、負荷率算出部５４で算出された負荷率Ｍと、リモコン圧Ｒ1，Ｒ3，Ｒ4，Ｒ5とに基づいてそのネガコン圧（第一減圧弁２１Ｌから出力される圧力）を制御される。また、他方の第一減圧弁２１Ｒは、負荷率算出部５４で算出された負荷率Ｍと、リモコン圧Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，Ｒ4とに基づいてそのネガコン圧（第一減圧弁２１Ｒから出力される圧力）を制御される。ここで、前者の制御に係るものを第一ポンプ流量変更部６６Ａ，後者の制御に係るものを第二ポンプ流量変更部６６Ｂとする。
【００７２】
第一ポンプ流量変更部６６Ａは、旋回関数テーブル６７，ブーム上げ関数テーブル６８，加算器６９，最大流量設定器７０，論理和演算器７１，信号選択器７２及び信号変換器７３を備えて構成される。
旋回関数テーブル６７は、負荷率Ｍ毎に、旋回操作に係るリモコン圧Ｒ5に対する油圧ポンプ９Ｒの吐出流量の関係を規定したものである。ここには、図７中及び図１０に示すように、リモコン圧Ｒ5を一定としたときに、負荷率Ｍが高いほど油圧ポンプ９Ｒの吐出流量が減少する特性が定められている。旋回関数テーブル６７は、負荷率Ｍ及びリモコン圧Ｒ5の入力を受けて、吐出流量Ｎ1を設定する。
【００７３】
ブーム上げ関数テーブル６８は、負荷率Ｍ毎に、ブーム上げ操作に係るリモコン圧Ｒ1に対する油圧ポンプ９Ｒの吐出流量の関係を規定したものである。ここには、旋回関数テーブル６７と同様に、リモコン圧Ｒ1を一定としたときに、負荷率Ｍが高いほど油圧ポンプ９Ｒの吐出流量が減少する特性が定められている。ブーム上げ関数テーブル６８は、負荷率Ｍ及びリモコン圧Ｒ1の入力を受けて、吐出流量Ｎ2を設定する。
【００７４】
加算器６９は、旋回関数テーブル６７で設定された吐出流量Ｎ1とブーム上げ関数テーブル６８で設定された吐出流量Ｎ2とを加算するものである。ここで加算された流量を吐出流量Ｎ3とする。また、最大流量設定器７０は、予め設定された油圧ポンプ９Ｒの最大流量Ｎ9RMAXを記憶するものである。これらの吐出流量Ｎ3及び最大流量Ｎ9RMAXは、信号選択器７２での選択の対象となる流量である。
【００７５】
論理和演算器７１は、リモコン圧Ｒ3，Ｒ4の入力を受けて、少なくとも何れか一方が所定圧力以上である場合（すなわち、アーム上げ操作かアーム下げ操作されている場合）に、信号選択器７２に制御信号を出力するものである。
信号選択器７２は、論理和演算器７１からの制御信号の有無に応じて、吐出流量Ｎ3及び最大流量Ｎ9RMAXの何れか一方を選択するものである。ここでは、論理和演算器７１から制御信号を受けている場合には、油圧ポンプ９Ｒの制御目標となる吐出流量として最大流量Ｎ9RMAXが選択される。一方、制御信号を受けていない場合には、吐出流量Ｎ3が選択される。
【００７６】
信号変換器７３は、信号選択器７２で選択された流量を第一減圧弁２１Ｒへの指令信号に変換するものである。ここでは、レギュレータ２９Ｒへ導入されるネガコン圧が、選択された流量を油圧ポンプ９Ｒから吐出させるのに要する大きさとなるように、第一減圧弁２１Ｒの出力圧力が制御される。
第一ポンプ流量変更部６６Ａの制御により、アーム４が操作されているときには最大流量Ｎ9RMAXに対応する最小圧のパイロット圧が第一減圧弁２１Ｒから出力される。つまり、第二ネガコン回路Ｃ２Ｒのシャトル弁２２Ｒでは高圧側の第二ネガコン圧Ｇ2が選択されて、レギュレータ２９Ｒへ伝達される。したがって、油圧ポンプ９Ｒは通常のネガコン制御によってその吐出流量が制御される。
【００７７】
一方、アーム４以外が操作されているときには、吐出流量Ｎ3に対応するパイロット圧が第一減圧弁２１Ｒの下流側に生じる。つまり、このパイロット圧が第二ネガコン圧Ｇ2よりも高圧であれば、このパイロット圧によって油圧ポンプ９Ｒの吐出流量が減少するように制御される。このとき、負荷率Ｍが大きいほど、吐出流量の減少量も増大し、ブーム３の移動速度や旋回速度が抑制される。
【００７８】
なお、ここでブーム３の単動操作時に吐出流量が減少するのは油圧ポンプ９Ｒであるから、ブームシリンダ３ａに作動油を供給する二つの制御弁１３，１４のうち、第二ブーム制御弁１４からの供給量だけが抑制されることになる。つまり、ブームシリンダ３ａへの作動油供給に関して、負荷率Ｍが増大するほど、第二ブーム制御弁１４の流量が減少する。
【００７９】
第二ポンプ流量変更部６６Ｂは、第一ポンプ流量変更部６６Ａと同様に、アーム上げ関数テーブル７４，アーム下げ関数テーブル７５，加算器７６，最大流量設定器７７，論理和演算器７８，信号選択器７９及び信号変換器８０を備えて構成される。
アーム上げ関数テーブル７４、前述のブーム上げ関数テーブル６８と同様に、負荷率Ｍ毎に、アーム上げ操作に係るリモコン圧Ｒ3に対する油圧ポンプ９Ｌの吐出流量の関係を規定したものであり、負荷率Ｍ及びリモコン圧Ｒ3の入力を受けて吐出流量Ｎ4を設定する。また、アーム下げ関数テーブル７５は、負荷率Ｍ毎に、アーム下げ操作に係るリモコン圧Ｒ4に対する油圧ポンプ９Ｌの吐出流量の関係を規定したものであり、負荷率Ｍ及びリモコン圧Ｒ4の入力を受けて吐出流量Ｎ5を設定する。
【００８０】
加算器７６は、アーム上げ関数テーブル７４で設定された吐出流量Ｎ4とブアーム下げ関数テーブル７５で設定された吐出流量Ｎ5とを加算するものである。ここで加算された流量を吐出流量Ｎ6とする。また、最大流量設定器７７は、予め設定された油圧ポンプ９Ｌの最大流量Ｎ9LMAXを記憶するものである。これらの吐出流量Ｎ6及び最大流量Ｎ9LMAXは、信号選択器７９での選択の対象となる流量である。
【００８１】
論理和演算器７８は、リモコン圧Ｒ1，Ｒ2の入力を受けて、少なくとも何れか一方が所定圧力以上である場合（すなわち、ブーム上げ操作かブーム下げ操作されている場合）に、信号選択器７９に制御信号を出力するものである。
信号選択器７９は、論理和演算器７８からの制御信号の有無に応じて、吐出流量Ｎ6及び最大流量Ｎ9LMAXの何れか一方を選択するものである。ここでは、論理和演算器７８から制御信号を受けている場合には、油圧ポンプ９Ｌの制御目標となる吐出流量として最大流量Ｎ9LMAXが選択される。一方、制御信号を受けていない場合には、吐出流量Ｎ6が選択される。
【００８２】
信号変換器８０は、信号選択器７９で選択された流量を第一減圧弁２１Ｌへの指令信号に変換するものである。ここでは、レギュレータ２９Ｌへ導入されるネガコン圧が、選択された流量を油圧ポンプ９Ｌから吐出させるのに要する大きさとなるように、第一減圧弁２１Ｌの出力圧が制御される。
第二ポンプ流量変更部６６Ｂの制御により、ブーム３が操作されているときには最大流量Ｎ9LMAXに対応する最小圧のパイロット圧が第一減圧弁２１Ｌから出力される。したがって、油圧ポンプ９Ｌは通常のネガコン制御によってその吐出流量が制御される。
【００８３】
一方、ブーム３以外が操作されているときには、吐出流量Ｎ6に対応するパイロット圧が第一減圧弁２１Ｌの下流側に生じる。つまり、このパイロット圧が第一ネガコン圧Ｇ1よりも高圧であれば、このパイロット圧によって油圧ポンプ９Ｌの吐出流量が減少するように制御される。このとき、負荷率Ｍが大きいほど、吐出流量の減少量も増大し、アーム４の移動速度が抑制される。
【００８４】
なお、ここでアーム４の単動操作時に吐出流量が減少するのは油圧ポンプ９Ｌであるから、アームシリンダ４ａに作動油を供給する二つの制御弁１５，１６のうち、第二アーム制御弁１６からの供給量だけが抑制されることになる。つまり、アームシリンダ４ａへの作動油供給に関して、負荷率Ｍが増大するほど、第二アーム制御弁１６の流量が減少する。
【００８５】
［４−６．バイパスカット制御部］
図８は、バイパスカット制御に係るバイパスカット制御部８１（バイパスカット制御手段）の制御内容を概念的に示すブロック図である。図８に示すように、バイパスカット制御部８１は、負荷率算出部５４で算出された負荷率Ｍとリモコン圧センサ３４ａ，３５ａで検出されたリモコン圧Ｒ1，Ｒ3に基づき、第二減圧弁２３Ｌ，２３Ｒを制御する。
【００８６】
バイパスカット制御部８１には、ブーム上げ関数テーブル８２及びアーム上げ関数テーブル８３が記憶される。これらの関数テーブル８２，８３は、負荷率Ｍ毎に、リモコン圧Ｒ1，Ｒ3と各第二減圧弁２３Ｌ，２３Ｒの下流側のパイロット圧との関係を規定したものである。ここには、図８中及び図１１に示すように、リモコン圧Ｒ1，Ｒ3を一定としたときに、負荷率Ｍが高いほど下流側のパイロット圧が上昇する特性が定められている。
【００８７】
なお、第二減圧弁２３Ｌ，２３Ｒの下流側のパイロット圧は、図３に示すように、バイパスカット弁１８Ｌ，１８Ｒの開閉制御に用いられる。また、バイパスカット弁１８Ｌ，１８Ｒは、センタバイパスからネガコン回路Ｃ２側に導入される作動油圧を変更するものであり、パイロット圧に応じて開度が調整される特性を有する。つまり、関数テーブル８２，８３には、負荷率Ｍが高いほど、より小さなリモコン圧Ｒ1，Ｒ3で、バイパスカット弁１８Ｌ，１８Ｒに与えられるパイロット圧が大きくなるような開口特性が定められている。
【００８８】
例えば、負荷率Ｍが低い場合には、リモコン圧Ｒ1，Ｒ3に対して第二減圧弁２３Ｌ，２３Ｒの出力圧が低く設定される。そのため、レバー操作が比較的深い位置でセンタバイパスが閉まり始める。一方、負荷率Ｍが高まると、リモコン圧Ｒ1，Ｒ3に対して第二減圧弁２３Ｌ，２３Ｒの出力圧が高く設定される。そのため、レバー操作が比較的浅い位置からセンタバイパスが閉まり始める。つまり、バイパスカット弁１８Ｌ，１８Ｒがセンタバイパスを閉め始めるのに必要なレバー操作量が、負荷率に応じて変更されることになる。
【００８９】
このように、ブーム上げ関数テーブル８２は、負荷率Ｍ及びブーム上げリモコン圧Ｒ1の入力を受けて、第二減圧弁２３Ｌの出力圧力を制御する。また、アーム上げ関数テーブル８３は、負荷率Ｍ及びアーム上げリモコン圧Ｒ3の入力を受けて、第二減圧弁２３Ｒの出力圧力を制御する。
【００９０】
［５．作用，効果］
［５−１．吊り荷状態判定制御］
荷重算出部５３では、吊具１００に作用する吊り上げ荷重Ｗが随時算出される。一方、負荷率算出部５４では、荷重が整定するまでの間は負荷率Ｍが算出されず、整定した後で算出される。ここで算出された負荷率Ｍは、判定部５２で条件〔Ａ−１〕が成立するまでの間は保持される。
【００９１】
つまり、吊り荷１０１が吊具１００に吊り下げられている間は、負荷率Ｍの値が一定となる。したがって、例えば、吊り荷１０１が空中で揺れて、あるいは、壁面，養生ネット等に接触して吊り上げ荷重Ｗの算出値が変動したとしても、その変動がコントローラ５０での制御に影響を及ぼすことがなく、一定の操作特性を与えることができ、安定したクレーン作業を実現できる。
【００９２】
［５−２．リモコン圧変更制御］
リモコン圧変更制御では、操作されたレバーに対応するリモコン圧が負荷率Ｍに応じて減圧され、負荷率Ｍが高いほどリモコン圧がより低減される。これにより、同一のレバー操作量に対するフロント作業機の移動速度が抑制される。したがって、フロント作業機の移動時に吊り荷１０１へ与えられる慣性力を小さくすることができ、吊り荷１０１の揺れを抑制することができる。また、フロント作業機の急作動が抑制されるため、クレーン操作を安定させることができる。
【００９３】
特に、ブーム下げ操作に対応するリモコン圧Ｒ2とアーム下げ操作に対応するリモコン圧Ｒ4とが負荷率Ｍに応じて減圧されるため、負荷の大きさに関わらず、レバー操作量に応じてフロント作業機の移動速度（下降速度）を一定にすることができ、操作性を向上させることができる。
また、リモコン圧変更制御で減圧されるリモコン圧は、ブーム上げ操作においては第二ブーム制御弁１４の開度を減少させるように作用し、アーム上げ操作及びアーム下げ操作においては第二アーム制御弁１６の開度を減少させるように作用する。さらに、図３に示すように、第二ブーム制御弁１４は第二メイン回路Ｃ１Ｒ側に介装されており、第二アーム制御弁１６は第一メイン回路Ｃ１Ｌ側に介装されている。
【００９４】
これにより、負荷率Ｍが高くなるほど、一方の油圧ポンプ９Ｌから吐出される作動油がアームシリンダ４ａよりもブームシリンダ３ａに多く供給されやすくなり、他方の油圧ポンプ９Ｒから吐出される作動油がブームシリンダ３ａよりもアームシリンダ４ａに多く供給されやすくなる。つまり、負荷率Ｍが高くなるほど、ブーム３及びアーム４を駆動する油圧回路があたかもそれぞれ独立したかのように、負荷が二つの油圧ポンプ９Ｌ，９Ｒに対して徐々に分散される。
【００９５】
ここで、ブーム３及びアーム４の負荷を二つの油圧ポンプ９Ｌ，９Ｒに分散させることの利点を説明する。図３に示す油圧回路では、ブームシリンダ３ａに供給される作動油流量を制御する二つの制御弁が第一メイン回路Ｃ１Ｌと第二メイン回路Ｃ１Ｒとの両方に配置され、アームシリンダ４ｂに供給される作動油流量を制御する二つの制御弁も第一メイン回路Ｃ１Ｌと第二メイン回路Ｃ１Ｒとの両方に配置されている。このような油圧回路で、ブーム上げ操作とアーム上げ操作（又は、アーム下げ操作）とが同時に行われると、吊り荷１０１の負荷が増大するほど、負荷の小さい一方のアクチュエータに作動油が流入しやすくなり、負荷の大きいアクチュエータに作動油が流入しにくくなる。
【００９６】
例えば、アームシリンダ４ｂの負荷が小さい場合、第一メイン回路Ｃ１Ｌでは第一ブーム制御弁１３よりも第二アーム制御弁１６に対して作動油が供給されやすくなり、第二メイン回路Ｃ１Ｒでは第二ブーム制御弁１４よりも第一アーム制御弁１５に対して作動油が供給されやすくなる。つまり、第一メイン回路Ｃ１Ｌでは、本来第一ブーム制御弁１３に流入すべき作動油が第二アーム制御弁１６側へ移動してしまう。第二メイン回路Ｃ１Ｒにおいても同様である。その結果、負荷の小さいアーム４の動作速度が加速されるとともにブーム３の動作速度が緩慢となり、連動操作性が低下する。
一方、ブーム３及びアーム４を駆動する油圧回路を独立させれば、このような作動油の移動を抑制することができる。したがって、クレーン作業時におけるブーム３及びアーム４の連動操作性を飛躍的に向上させることができる。
【００９７】
［５−３．ポンプ流量変更制御］
ポンプ流量変更制御では、レバー操作に応じて油圧ポンプ９Ｌ，９Ｒの吐出流量が制御され、負荷率Ｍが大きいほど油圧ポンプ９Ｌ，９Ｒから吐出される作動油流量が低減される。例えば、旋回操作のみがなされた場合には、負荷率Ｍが高いほど旋回操作に係るリモコン圧Ｒ5に対する油圧ポンプ９Ｒの吐出流量Ｎ1が低減され、その吐出流量Ｎ1に応じたネガコン圧が生成されるように第一減圧弁２１Ｒが制御される。したがって、負荷率Ｍが高いほど旋回速度を抑制することができ、操作性を向上させることができる。
【００９８】
ブーム上げ操作のみがなされた場合には、第二ポンプ流量変更部６６Ｂにおいて第一減圧弁２１Ｌが最大流量Ｎ9LMAXに対応する極低圧のパイロット圧を生成するため、第一メイン回路Ｃ１Ｌの油圧ポンプ９Ｌは通常のネガコン制御で吐出流量を制御される。一方、第一ポンプ流量変更部６６Ａでは第一減圧弁２１Ｒが開放され、負荷率Ｍが高いほど油圧ポンプ９Ｒの吐出流量が抑制される。これにより、第二メイン回路Ｃ１Ｒでは、油圧ポンプ９Ｒから第二ブーム制御弁１４の開度に応じた流量の作動油が供給される。
【００９９】
ブーム上げ操作とアーム上げ操作（又はアーム下げ操作）との連動操作時には、二つの第一減圧弁２１Ｌ，２１Ｒがともに最大流量Ｎ9LMAX，Ｎ9RMAXに対応する極低圧のパイロット圧を生成するため、二つの油圧ポンプ９Ｌ，９Ｒの双方が通常のネガコン回路で吐出流量を制御される。
アーム上げ操作又はアーム下げ操作のみがなされた場合は、第一ポンプ流量変更部６６Ａにおいて第一減圧弁２１Ｒが最大流量Ｎ9RMAXに対応する極低圧のパイロット圧を生成し、第二メイン回路Ｃ１Ｒの油圧ポンプ９Ｒは通常のネガコン制御で吐出流量を制御される。一方、第二ポンプ流量変更部６６Ｂでは第一減圧弁２１Ｌが開放され、負荷率Ｍが高いほど油圧ポンプ９Ｌの吐出流量が抑制される。これにより、第一メイン回路Ｃ１Ｌでは、油圧ポンプ９Ｒから第二アーム制御弁１６の開度に応じた流量の作動油が供給される。
【０１００】
このように、負荷率Ｍに応じてレギュレータ２９Ｌ，２９Ｒへ導入されるネガコン圧を制御することにより、それぞれの油圧ポンプ９Ｌ，９Ｒからの適切な流量を確保することができる。また、ブーム３，アーム４及び旋回装置のそれぞれの単動時における油圧ポンプ９Ｌ，９Ｒの吐出流量を抑制することにより、荷吊り時の旋回速度やフロント作業機の移動速度を制限することができ、操作性を向上させることができる。このような制御は、特に慎重な操作が要求されている場合に有効である。
【０１０１】
また、ブーム３及びアーム４の連動操作時には、二つの第一減圧弁２１Ｌ，２１Ｒが極低圧のパイロット圧を生成して通常のネガコンが実施されるため、フロント作業機の移動速度が遅くなりすぎるようなことがなく、速やかに旋回速度やフロント作業機を作動させることができる。
【０１０２】
［５−４．バイパスカット制御］
バイパスカット制御では、負荷率Ｍに基づいて第二減圧弁２３Ｌ，２３Ｒを制御することにより、バイパスカット弁１８Ｌ，１８Ｒの特性が変更される。この制御では、ブーム上げ操作又はアーム上げ操作がなされると、負荷率Ｍが大きいほど第二減圧弁２３Ｌ，２３Ｒの下流側のパイロット圧より増大するように、第二減圧弁２３Ｌ，２３Ｒの圧力が制御される。つまり、負荷率Ｍが高いほど、ブーム上げ操作又はアーム上げ操作に係る操作量に対するバイパスカット弁１８Ｌ，１８Ｒの開口面積が下げられる。
【０１０３】
したがって、フロント作業機に移動を開始させるのに要するレバー操作量をほぼ一定にすることができる。例えば、重い吊り荷１０１を移動させる場合にフロント作業機を動かし始めるには、通常はレバー操作量を大きくする必要がある。一方、バイパスカット制御を実施することにより、油圧ポンプ９Ｌ，９Ｒから供給される作動油流量を負荷率Ｍに応じて増大させることができるため、小さなレバー操作でフロント作業機を動かし始めることができ、吊り上げ荷重Ｗに左右されない安定した操作性を獲得することができる。
【０１０４】
［６．その他］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
上述の実施形態では、コントローラ５０において、〔Ｂ〕吊り荷状態判定制御、〔Ｃ〕リモコン圧変更制御、〔Ｄ〕ポンプ流量変更制御、及び〔Ｅ〕バイパスカット制御、の四種類の制御が実施されているが、これらの制御の組み合わせに関して、最小構成は制御〔Ｂ〕を実施するものである。したがって、少なくとも制御〔Ｂ〕に対して制御〔Ｃ〕〜〔Ｅ〕のうちの任意の制御を適宜組み合わせて実施することができる。
【０１０５】
制御〔Ｂ〕に関して、上述の実施形態では、ブーム３の角度θと、ブームシリンダ３ａのロッド圧Ｐr及びヘッド圧Ｐhとに基づいて吊り上げ荷重Ｗを算出する構成を例示したが、具体的な荷重の算定式はこれに限定されず、公知の算定式を利用することができる。
また、上述の実施形態の判定部５２で判定される各種条件〔Ａ−１〕〜〔Ａ−３〕や負荷率Ｍの算定式に関しても同様であり、適宜変更することができる。なお、条件〔Ａ−３〕は、少なくとも吊り上げ荷重Ｗの整定状態が把握される条件であることが好ましい。
【０１０６】
制御〔Ｃ〕〜〔Ｅ〕に関して、図６〜図８，図１０及び図１１に示された関数テーブルは、概念的な説明のために模式化されたものであり、実制御に際しては適宜変更することが好ましい。例えば、入力される情報（リモコン圧）の信号特性や制御対象（第一減圧弁，第二減圧弁等）の開口特性に応じて、パラメータ間の対応関係を調整すればよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明は、油圧回路によりフロント作業機を駆動し、そのフロント作業機に吊具を有するクレーン仕様の作業機械（例えば、油圧ショベルやホイールローダ，油圧式クレーン等）全般に適用することができる。
【符号の説明】
【０１０８】
１ 油圧ショベル（作業機械）
３ａ ブームシリンダ
４ａ アームシリンダ
５ａ バケットシリンダ
６ 角度センサ
７ｈ，７ｒ 圧力センサ
８ エンジン
９Ｌ 油圧ポンプ（第一油圧ポンプ）
９Ｒ 油圧ポンプ（第二油圧ポンプ）
１０ コントロールバルブ
１３ 第一ブーム制御弁（制御弁）
１４ 第二ブーム制御弁（制御弁）
１５ 第一アーム制御弁（制御弁）
１６ 第二アーム制御弁（制御弁）
１８Ｌ，１８Ｒ バイパスカット弁
２１Ｌ，２１Ｒ 第一減圧弁（減圧弁）
２２Ｌ，２２Ｒ シャトル弁（高圧選択弁）
２３Ｌ，２３Ｒ 第二減圧弁
２８Ｌ，２８Ｒ リリーフ弁
３０ ブームリモコン弁
３１ アームリモコン弁
３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂ リモコン圧センサ
３６ 高圧選択弁
３７ リモコン圧センサ
３８ ブーム上げリモコン圧減圧弁（リモコン圧減圧弁，ブーム減圧弁）
４０ ブーム下げリモコン圧減圧弁（リモコン圧減圧弁）
４２ アーム上げリモコン圧減圧弁（リモコン圧減圧弁，アーム減圧弁）
４４ アーム下げリモコン圧減圧弁（リモコン圧減圧弁，アーム減圧弁）
４６ 切換弁
５０ コントローラ（制御手段）
５１ 吊り荷状態判定部
６０ リモコン圧変更部（リモコン圧変更手段）
６６ ポンプ流量変更部（ポンプ流量変更手段）
６７ 旋回関数テーブル
６９，７６ 加算器
７０，７７ 最大流量設定器
７１，７８ 論理和演算器
７２，７９ 信号選択器
７３，８０ 信号変換器
８１ バイパスカット制御部（バイパスカット制御手段）
Ｃ１ メイン回路
Ｃ１Ｌ 第一メイン回路
Ｃ１Ｒ 第二メイン回路
Ｃ２ ネガコン回路
Ｃ２Ｌ 第一ネガコン回路
Ｃ２Ｒ 第二ネガコン回路
Ｃ３ 操作回路（リモコン回路）
Ｃ４ 分岐回路
θ 仰角
Ｐr ロッド圧
Ｐh ヘッド圧
ＰBP 所定圧力
Ｇ1 第一ネガコン圧
Ｇ2 第二ネガコン圧
Ｒ1〜Ｒ5 リモコン圧
Ｗ 吊り上げ荷重
ＷMAX 定格荷重
Ｗ1，Ｗ2 規定値
Ｍ 負荷率
Ｎ1〜Ｎ6 吐出流量
Ｎ9RMAX，Ｎ9LMAX 最大流量
Ｆ1 吊り上げフラグ
Ｆ2 荷重設定フラグ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フロント作業機に吊具を備えたクレーン仕様の作業機械の油圧制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、油圧ショベルをはじめとする作業機械において、フロント作業機に吊具を設けてクレーン機能を付加したものが知られている。クレーン仕様の作業機械では、例えば吊具がバケットの基端部に対して格納自在に取り付けられており、クレーン作業や掘削作業といった作業の種類に応じてフックの位置を変更することで、それぞれの作業に適した形態が提供される。
【０００３】
ところで、一般的な掘削作業では運搬対象物がバケットの内部に保持されるのに対して、クレーン作業では吊り荷がフロント作業機の下方へ吊り下げられた状態となる。そのため、作業中に荷ぶれが生じやすく、吊り荷の重量に応じてフロント作業機や旋回装置の繊細な操作が要求される。
そこで、吊り荷の状態に基づいて旋回モータの動作を制御する技術が知られている。例えば、特許文献１には、フロント作業機に設けられた各種センサ情報から吊り荷の重さや吊り荷の位置（作業機械の旋回中心からの距離）を算出し、これらの情報に基づいて旋回速度を制御する技術が開示されている。この技術では、吊り荷の重量に関わらず適切な旋回速度で緩やかな動作が可能になるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１２２５８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の特許文献では、バケットシリンダに作用する負荷圧力に基づいて吊り荷の重さを算出し、これに基づいて旋回モータのパイロット圧を制御している。しかしながら、クレーン作業時に吊り荷が揺れると、その重さが変化していなくても、負荷圧力が変動する場合がある。この場合、吊り荷の重さの算出結果が変動し、この変動が旋回モータのパイロット圧の制御に影響を与える。つまり、クレーン作業中に旋回操作特性が変化することになり、良好な操作性が得られないという課題がある。
【０００６】
また、上述の特許文献の制御では、複数のレバー操作量に対応するパイロット圧を減圧弁で一括して減少させている。そのため、操作性の確保が難しく、特に連動操作が難しいという課題もある。
本件の目的の一つは、このような課題に鑑み創案されたもので、簡素な構成でクレーン作業時におけるフロント作業機の操作性を向上させることである。
【０００７】
なお、前記目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的として位置づけることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
開示の作業機械の油圧制御装置は、フロント作業機の駆動に係る油圧回路と、該油圧回路における油圧ポンプ及び該フロント作業機を駆動するアクチュエータ間に介装された制御弁と、該フロント作業機に設けられた吊具と備えた作業機械の油圧制御装置であって、該吊具に作用する吊り上げ荷重を算出する荷重算出手段と、該荷重算出手段で検出された該吊り上げ荷重が整定した時点での荷重値に基づき、該フロント作業機に対する該吊り上げ荷重の負荷率を算出する負荷率算出手段と、該制御弁のスプールに接続され、操作入力に応じたリモコン圧を伝達するリモコン回路と、該リモコン回路上に介装され、該操作入力に応じたリモコン圧を減圧するリモコン圧減圧弁と、該負荷率算出手段で算出された該負荷率に基づき、該リモコン圧減圧弁の出力圧力を制御するリモコン圧変更制御手段とを備えたことを特徴としている。
【０００９】
また、開示の作業機械の油圧制御装置は、該リモコン圧変更制御手段が、該負荷率が高いほど、該リモコン圧が低下するように、該リモコン圧減圧弁を制御することを特徴としている。
また、開示の作業機械の油圧制御装置は、該油圧ポンプとして第一油圧ポンプ及び第二油圧ポンプを備え、該アクチュエータとしてブーム及びアームを備え、該制御弁が、該第一油圧ポンプ及び該ブーム間に介装された第一ブーム制御弁と、該第二油圧ポンプ及び該ブーム間に介装された第二ブーム制御弁と、該第二油圧ポンプ及び該アーム間に介装された第一アーム制御弁と、該第一油圧ポンプ及び該アーム間に介装された第二アーム制御弁とを備えた作業機械の油圧制御装置であって、該リモコン圧減圧弁が、該第二ブーム制御弁のスプールに伝達される該リモコン圧を減圧するブーム減圧弁と、該第二アーム制御弁のスプールに伝達される該リモコン圧を減圧するアーム減圧弁とを有することを特徴としている。
【００１０】
また、開示の作業機械の油圧制御装置は、該制御弁よりもセンタバイパスの下流側の作動油圧をネガコン圧として該油圧ポンプへ伝達するネガコン回路と、該ネガコン回路に介装され、該センタバイパスから導入される該ネガコン圧と減圧弁から導入されるパイロット作動油圧とのうちの何れか高圧側を選択して該油圧ポンプのレギュレータに伝達する高圧選択弁と、該負荷率算出手段で算出された該負荷率に基づき、該減圧弁の出力圧力を制御するポンプ流量変更手段とをさらに備えたことを特徴としている。
【００１１】
また、開示の作業機械の油圧制御装置は、該ポンプ流量変更手段が、該負荷率が高いほど該油圧ポンプの吐出流量が減少するように、該減圧弁を制御することを特徴としている。
また、開示の作業機械の油圧制御装置は、該フロント作業機を駆動するアクチュエータを複数備えた作業機械の油圧制御装置であって、該ポンプ流量変更手段が、該複数のアクチュエータのうちの一つの単動操作時と比較して、該複数のアクチュエータの連動操作時における該油圧ポンプの吐出流量が減少するように、該減圧弁を制御することを特徴としている。
【００１２】
また、開示の作業機械の油圧制御装置は、該制御弁よりもセンタバイパスの下流側の作動油圧をネガコン圧として該油圧ポンプへ伝達するネガコン回路と、該ネガコン回路に介装され、該センタバイパスから導入される該ネガコン圧と減圧弁から導入されるパイロット作動油圧とのうちの何れか高圧側を選択して該油圧ポンプのレギュレータに伝達する高圧選択弁と、該負荷率算出手段で算出された該負荷率に基づき、該減圧弁の出力圧力を制御するポンプ流量変更手段とをさらに備え、該減圧弁が、該第一油圧ポンプに伝達されるネガコン圧を制御するための左ネガコン回路に介装された左減圧弁と、該第二油圧ポンプに伝達されるネガコン圧を制御するための右ネガコン回路に介装された右減圧弁とを有し、該ポンプ流量変更手段が、該アームの操作入力時において、該負荷率が高いほど該第一油圧ポンプの吐出流量が減少するように該左減圧弁の出力圧力を制御し、該ブームの操作入力時において、該負荷率が高いほど該第二油圧ポンプの吐出流量が減少するように該右減圧弁の出力圧力を制御することを特徴としている。
【００１３】
また、開示の作業機械の油圧制御装置は、該制御弁と該センタバイパスにおける該ネガコン回路との分岐点との間に介装され、該センタバイパスを開閉制御するバイパスカット弁と、重力に逆らって作動する該アクチュエータについて、該負荷率が高いほど、該バイパスカット弁の開度が減少するように、該バイパスカット弁を制御するバイパスカット制御手段とをさらに備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
開示の作業機械の油圧制御装置によれば、吊り上げ荷重の変動に対しても一定の操作特性を与えることができ、フロント作業機の動作を安定させることができる。
また、開示の作業機械の油圧制御装置によれば、リモコン圧変更手段において、負荷率に応じてリモコン圧を制御することにより、制御弁のスプールの挙動を安定させることができ、吊り荷の重量に応じた適切なアクチュエータへの作動油流量を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】一実施形態に係る油圧制御装置を備えた作業機械の構成を示す模式図である。
【図２】本油圧制御装置に係る操作回路の油圧回路図である。
【図３】本油圧制御装置に係るメイン回路及びネガコン回路の油圧回路図である。
【図４】本油圧制御装置のブロック構成図である。
【図５】本油圧制御装置で吊り荷状態を判定する手順を示すフローチャートである。
【図６】本油圧制御装置のリモコン圧減圧弁を制御するためのブロック図である。
【図７】本油圧制御装置の第一減圧弁を制御するためのブロック図である。
【図８】本油圧制御装置の第二減圧弁を制御するためのブロック図である。
【図９】本油圧制御装置の吊り上げフラグを説明するための模式図である。
【図１０】本油圧制御装置のリモコン圧減圧弁及び第一減圧弁の制御特性図である。
【図１１】本油圧制御装置の第二減圧弁の制御特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して作業機械の油圧制御装置の実施形態を説明する。ただし、以下に示す実施形態は、あくまでも例示に過ぎず、以下に示す実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。すなわち、その趣旨を逸脱しない範囲で本実施形態を種々変形して実施してもよい。
【００１７】
［１．油圧ショベル構成］
本発明は、図１に示す油圧ショベル１（作業機械）に適用されている。この油圧ショベル１は、クローラ式の走行装置を装備した下部走行体２ａと、下部走行体２ａに搭載された上部旋回体２ｂとを備えて構成される。上部旋回体２ｂは、旋回装置を介して下部走行体２ａの上に旋回自在に設置される。上部旋回体２ｂの車両前方側には車両前方へ延出するように設けられたフロント作業機が設けられ、その車体左側に操作者が搭乗するキャブ２ｃが設けられる。
【００１８】
フロント作業機は、上部旋回体２ｂに基端部を軸支されたブーム３と、ブーム３の先端に軸支されたアーム４と、さらにアーム４の先端に軸支されたバケット５とを有する。ブーム３及び上部旋回体２ｂの間には一対のブームシリンダ３ａが介装され、伸縮動作によりブーム３を上下方向に駆動する。同様に、アームシリンダ４ａ及びバケットシリンダ５ａは、伸縮動作によりアーム４及びバケット５をそれぞれ駆動する。これらの油圧アクチュエータの作動量を入力するための操作レバーはキャブ２ｃ内に配置される。
【００１９】
バケット５の基端部には、クレーン作業用の吊りフック１００（吊具）が設けられる。この吊りフック１００は、リンク１０２に対して格納自在に取り付けられる。通常作業時には、オペレータが手動で吊りフック１００をリンク１０２に格納する。また、クレーン作業時には、オペレータが吊りフック１００をリンク１０２から引き出して使用する。なお、図１に示すように、吊りフック１００が吊り荷１０１を吊り上げた状態では、吊りフック１００が下方に垂れ下がった姿勢となる。
【００２０】
キャブ２ｃ内には、クレーン作業時にオン操作されるクレーンモードスイッチ５６（図４参照）が設けられている。クレーンモードスイッチ５６はオン／オフの二種類の操作位置を有する二位置スイッチである。
本油圧ショベル１では、オペレータがバケット５の巻き込み操作（バケット５を手前側に移動させる操作）を行いバケットシリンダ５ａが最大まで伸びた状態（伸びエンド状態）であるときに、クレーンモードスイッチ５６がオンに操作されると、クレーン作業モードとなる。このとき、バケットシリンダ５ａがロックされ、バケット５の位置が固定される。一方、クレーンモードスイッチ５６がオフに操作されると通常作業モードに戻り、バケットシリンダ５ａのロックが解除されるようになっている。
【００２１】
ブームシリンダ３ａには、上方のブーム３側に位置するロッド室の油圧（ロッド圧Ｐr）を検出する圧力センサ７ｒが設けられるとともに、下方の上部旋回体２ｂ側に位置するヘッド室の油圧（ヘッド圧Ｐh）を検出する圧力センサ７ｈが設けられる。また、ブーム３の基端部には、上部旋回体２ｂに対するブーム３の角度（仰角θ）を検出する角度センサ６が設けられる。
【００２２】
上部旋回体の後端部にはカウンタウェイトが配され、その車体前方にエンジンルーム及びポンプルームが形成される。エンジンルーム内には油圧ショベル１の駆動源であるエンジン８が設置され、ポンプルーム内には旋回装置やフロント作業機の作動油供給源である油圧ポンプ９Ｌ，９Ｒが設置されている。
【００２３】
［２．油圧回路構成］
図２及び図３に、油圧ショベル１の駆動に係る油圧回路の全体構成を示す。ここでは、便宜的に油圧回路をその機能毎に分類して順番に説明する。本油圧回路は、図２に示す操作回路Ｃ３と、図３に示すメイン回路Ｃ１及びネガコン回路Ｃ２とを備えて構成される。なお、図２では、各種油圧アクチュエータの作動量を入力するための操作レバーの記載を省略する。
【００２４】
［２−１．操作回路Ｃ３］
操作回路Ｃ３（リモコン回路）は、各種操作レバーへの入力操作に応じたリモコン圧を出力するための回路である。各種操作レバーの下端部には、図２に示すように、リモコン弁３０，３１，３２，３３が固設される。ブームリモコン弁３０はブーム３の上下それぞれの方向への操作量に対応するリモコン圧を生成し、アームリモコン弁３１はアーム４の上下それぞれの方向へと操作量に対応するリモコン圧を生成する。また、旋回リモコン弁３２は旋回装置の右旋回及び左旋回の操作量に対応するリモコン圧を生成し、バケットリモコン弁３３はバケット５の開閉それぞれの方向への操作量に対応するリモコン圧を生成する。各リモコン弁３０，３１，３２，３３は、パイロットポンプ２０及び作動油タンク１９に対して並列に接続される。
【００２５】
［２−１−１．ブーム用操作回路］
ブーム３の駆動に係る操作回路について詳述する。ブームリモコン弁３０の内部には、ブーム３を上昇させる方向への操作量に対応するリモコン圧Ｒ1を生成するブーム上げリモコン弁３０ａと、ブーム３を下降させる方向への操作量に対応するリモコン圧Ｒ2を生成するブーム下げリモコン弁３０ｂとが設けられる。
【００２６】
パイロットポンプ２０を操作回路Ｃ３の上流側として、ブーム上げリモコン弁３０ａ及びブーム下げリモコン弁３０ｂのそれぞれの下流側には、リモコン圧センサ３４ａ，３４ｂが介装される。これらのリモコン圧センサ３４ａ，３４ｂで検出されたリモコン圧Ｒ1，Ｒ2は、後述するコントローラ５０へ入力される。
また、ブーム上げリモコン弁３０ａの下流側は二本の流路に分岐形成され、それぞれ後述する第一ブーム制御弁１３及び第二ブーム制御弁１４のスプールの一端に接続される。これらの二本の流路のうち、第二ブーム制御弁１４に接続される流路上には、ブーム上げリモコン圧減圧弁３８（リモコン圧減圧弁，ブーム減圧弁）及びチェック弁３９が並列に介装される。ブーム上げリモコン圧減圧弁３８は、コントローラ５０での圧力制御によりリモコン圧Ｒ1を減少させる機能を有する減圧弁である。ブーム上げリモコン圧減圧弁３８の出力圧力は、コントローラ５０によって制御される。また、チェック弁３９は、リモコン圧Ｒ1を作動油タンク１９に開放するための一方向弁である。例えば、操作レバーの非操作時には、チェック弁３９を介してリモコン圧Ｒ1が低減される。
【００２７】
ブーム下げリモコン弁３０ｂの下流側は、第一ブーム制御弁１３のスプールの他端のみに接続される。また、この流路上にはブーム下げリモコン圧減圧弁４０（リモコン圧減圧弁）及びチェック弁４１が並列に介装される。ブーム下げリモコン圧減圧弁４０は、コントローラ５０での圧力制御によりリモコン圧Ｒ2を減少させる機能を有する減圧弁である。ブーム下げリモコン圧減圧弁４０の出力圧力は、コントローラ５０によって制御される。また、チェック弁４１は、チェック弁３９と同様に、リモコン圧Ｒ2を作動油タンク１９に開放するための一方向弁である。
【００２８】
［２−１−２．アーム用操作回路］
続いて、アーム４の駆動に係る操作回路について詳述する。図２に示すように、アームリモコン弁３１はブームリモコン弁３０と同様の構成であり、アーム上げリモコン弁３１ａとアーム下げリモコン弁３１ｂとを有する。アーム上げリモコン弁３１ａは、アーム４の先端側を上昇させる方向への操作量に対応するリモコン圧Ｒ3を生成する。また、アーム下げリモコン弁３１ｂは、アーム４の先端側を下降させる方向への操作量に対応するリモコン圧Ｒ4を生成する。これらのリモコン圧Ｒ3，Ｒ4は、リモコン圧センサ３５ａ，３５ｂで検出されてコントローラ５０へ入力される。
【００２９】
また、アーム上げリモコン弁３１ａの下流側は二本の流路に分岐形成され、それぞれ後述する第一アーム制御弁１５及び第二アーム制御弁１６のスプールの一端に接続される。ブーム用の操作回路と同様に、第二アーム制御弁１６に接続される流路上にアーム上げリモコン圧減圧弁４２（リモコン圧減圧弁，アーム減圧弁）及びチェック弁４３が並列に介装される。さらに、アーム下げリモコン弁３１ｂの下流側も同様に二本の流路に分岐形成され、それぞれ第一アーム制御弁１５及び第二アーム制御弁１６のスプールの他端に接続される。第二アーム制御弁１６に接続される流路上には、アーム下げリモコン圧減圧弁４４（リモコン圧減圧弁，アーム減圧弁）及びチェック弁４５が並列に介装される。
上記のリモコン圧減圧弁３８，４０，４２，４４はそれぞれ、リモコン圧Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，Ｒ4を減圧するように機能する。
【００３０】
［２−１−３．旋回装置，バケット用操作回路］
旋回リモコン弁３２の内部構成はブームリモコン弁３０やアームリモコン弁３１と同様であり、右旋回リモコン弁３２ａと左旋回リモコン弁３２ｂとが設けられる。右旋回リモコン弁３２ａの下流側は後述する旋回制御弁１７のスプールの一端に接続され、左旋回リモコン弁３２ｂの下流側は他端に接続される。また、旋回に係るリモコン圧を検出すべく、上記の二本の流路間を接続する流路上に高圧選択弁３６及びリモコン圧センサ３７が介装される。高圧選択弁３６は、右旋回リモコン弁３２ａの下流側のリモコン圧と左旋回リモコン弁３２ｂの下流側のリモコン圧とのうち、高圧である一方をリモコン圧センサ３７へ導入する。したがって、リモコン圧センサ３７は、旋回方向に関わらず、旋回操作量に応じたリモコン圧Ｒ5を検出し、これをコントローラ５０に伝達する。リモコン圧Ｒ5は、油圧ポンプ９Ｒの流量制御に用いられる。
【００３１】
同様に、バケットリモコン弁３３には、バケット閉リモコン弁３３ａ及びバケット開リモコン弁３３ｂが設けられる。これらのリモコン弁３３ａ，３３ｂの下流側はそれぞれ、バケット制御弁２４のスプールの両端に接続される。また、これらのリモコン弁３３ａ，３３ｂとパイロットポンプ２０との間には、流路を開閉する二位置式の切換弁４６が介装される。
【００３２】
図２に示すように、切換弁４６のスプールがａ位置の時には流路が開放され、ｂ位置の時には閉鎖される。切換弁４６のスプール位置はコントローラ５０によって切換制御され、バケット５の操作に係るリモコン圧の生成（すなわち、バケット５の動作）を許可又は禁止するように機能する。
【００３３】
［２−２．メイン回路Ｃ１］
メイン回路Ｃ１は、一対の油圧ポンプ９Ｌ，９Ｒから各種アクチュエータへの作動油流路を構成する回路である。各種アクチュエータの一例として、図３中にブームシリンダ３ａ，アームシリンダ４ａ，バケットシリンダ５ａ，左走行モータ１１Ｌ，右走行モータ１１Ｒ及び旋回モータ１２を示す。左走行モータ１１Ｌ及び右走行モータ１１Ｒはそれぞれ、下部走行体２ａの左右の走行装置に内装されたものである。
【００３４】
油圧ポンプ９Ｌ，９Ｒと各種アクチュエータとの間の油圧回路上には、複数の制御弁を内蔵したコントロールバルブ１０が設けられる。また、油圧ポンプ９Ｌ，９Ｒのそれぞれには、傾転斜板の傾斜角を調整することにより吐出流量及び吐出圧を制御するレギュレータ２９Ｌ，２９Ｒ（斜板制御機構）が併設される。
図３に示すように、メイン回路Ｃ１は、おもに一方の油圧ポンプ９Ｌ（第一油圧ポンプ）から吐出される作動油が流通する第一メイン回路Ｃ１Ｌと、おもに他方の油圧ポンプ９Ｒ（第二油圧ポンプ）から吐出される作動油が流通する第二メイン回路Ｃ１Ｒとに大別される。
【００３５】
メイン回路Ｃ１には、ブームシリンダ３ａ及びアームシリンダ４ａへの作動油流量を制御するための制御弁がそれぞれ二本用意されている。ブームシリンダ３ａは、第一ブーム制御弁１３及び第二ブーム制御弁１４の双方から作動油を受けて伸縮作動する。また、アームシリンダ４ａは、第一アーム制御弁１５及び第二アーム制御弁１６の双方から作動油を受けて伸縮作動する。
【００３６】
第一メイン回路Ｃ１Ｌには、第一ブーム制御弁１３，第二アーム制御弁１６，バケット制御弁２４及び第一走行制御弁２５が介装される。また、第二メイン回路Ｃ１Ｒには、第二ブーム制御弁１４，第一アーム制御弁１５，旋回制御弁１７及び第二走行制御弁２６が介装される。これらの各制御弁は、一端又は両端に導入されるリモコン圧に応じてスプール（流量制御スプール）の位置を切り替え、作動油の流通方向及び流量を制御する弁である。
【００３７】
第一ブーム制御弁１３及び第二ブーム制御弁１４はそれぞれ、ブームシリンダ３ａへ供給される作動油流量及び流通方向を制御する。ブームシリンダ３ａへ供給される作動油のうち、一方の油圧ポンプ９Ｌから吐出される作動油の流量を制御するのが第一ブーム制御弁１３であり、他方の油圧ポンプ９Ｒから吐出される作動油の流量を制御するのが第二ブーム制御弁１４である。
【００３８】
また、第一アーム制御弁１５及び第二アーム制御弁１６はそれぞれ、アームシリンダ４ａへ供給される作動油流量及び流通方向を制御する。第二アーム制御弁１６は、アームシリンダ４ａへ供給される作動油のうち、一方の油圧ポンプ９Ｌから吐出される作動油の流量を制御する。また、第一アーム制御弁１５は、他方の油圧ポンプ９Ｒから吐出される作動油の流量を制御する。
【００３９】
旋回制御弁１７は、旋回装置を回転駆動する旋回モータ１２へ供給される作動油流量及び流通方向を制御するものである。同様に、バケット制御弁２４はバケットシリンダ５ａへ供給される作動油流量及び流通方向を制御し、第一走行制御弁２５及び第二走行制御弁２６はそれぞれ、左走行モータ１１Ｌ及び右走行モータ１１Ｒへ供給される作動油流量及び流通方向を制御する。
【００４０】
油圧ポンプ９Ｌ，９Ｒをメイン回路Ｃ１の上流側として、第一メイン回路Ｃ１Ｌ及び第二メイン回路Ｃ１Ｒのそれぞれのセンタバイパスの下流側の端部には、リリーフ弁２８Ｌ，２８Ｒが介装される。リリーフ弁２８Ｒ，２８Ｌは、センタバイパスの作動油圧をネガコン圧として油圧ポンプ９Ｌ，９Ｒのレギュレータ２９Ｌ，２９Ｒへ導入するための弁である。ネガコン圧を伝達するネガコン回路Ｃ２は、各リリーフ弁２８Ｒ，２８Ｌの上流側から分岐形成されている。
【００４１】
さらに、左右それぞれのセンタバイパス上におけるネガコン回路Ｃ２の分岐点よりも上流側には、バイパスカット弁１８Ｌ，１８Ｒが介装される。バイパスカット弁１８Ｌ，１８Ｒは流量制御弁であり、スプールに導入されるパイロット圧に応じてセンタバイパスの開口面積を制御して、ネガコン回路Ｃ２のネガコン圧を変更する機能を有する。
【００４２】
［２−３．ネガコン回路Ｃ２］
ネガコン回路Ｃ２は、油圧ポンプ９Ｌ，９Ｒのレギュレータ２９Ｌ，２９Ｒにおけるネガティブコントロール用の回路である。ネガティブコントロールとは、ネガコン回路Ｃ２の作動油圧の高低に対応するように油圧ポンプ９Ｌ，９Ｒでの吐出流量を減少又は増加させる制御である。以下、ネガコン回路Ｃ２を介してレギュレータ２９Ｌ，２９Ｒへ導入される作動油圧のことをネガコン圧とも呼ぶ。なお、第一メイン回路Ｃ１Ｌ側から分岐したものを第一ネガコン回路Ｃ２Ｌとし、そのネガコン圧を第一ネガコン圧Ｇ1とする。また、第二メイン回路Ｃ１Ｒ側から分岐したものを第二ネガコン回路Ｃ２Ｒとし、そのネガコン圧を第二ネガコン圧Ｇ2と呼ぶ。
【００４３】
第一ネガコン回路Ｃ２Ｌ及び第二ネガコン回路Ｃ２Ｒのそれぞれには、第一ネガコン圧Ｇ1及び第二ネガコン圧Ｇ2を変更するための回路構成として、第一減圧弁２１Ｌ，２１Ｒ（減圧弁）及びシャトル弁２２Ｌ，２２Ｒ（高圧選択弁）が設けられる。
第一減圧弁２１Ｌは、コントローラ５０での制御によりパイロットポンプ２０から供給されるパイロット圧を制御して、シャトル弁２２Ｌの一端へと導入するものである。また、シャトル弁２２Ｌの他端は第一ネガコン回路Ｃ２Ｌに接続される。シャトル弁２２Ｌは、第一減圧弁２１Ｌから導入されるパイロット圧と第一ネガコン圧Ｇ1とのうち、高圧である一方を選択してレギュレータ２９Ｌ側に伝達する。なお、第一減圧弁２１Ｒ及びシャトル弁２２Ｒも同様に機能するものであり、第一減圧弁２１Ｒから導入されるパイロット圧と第二ネガコン圧Ｇ2とのうち、高圧である一方がレギュレータ２９Ｒへ伝達される。
【００４４】
また、パイロットポンプ２０からのパイロット圧は、第一減圧弁２１Ｌ，２１Ｒだけでなく分岐回路Ｃ４にも供給されている。この分岐回路Ｃ４は、メイン回路Ｃ１のバイパスカット弁１８Ｌ，１８Ｒの開度を制御するための回路である。
パイロットポンプ２０を分岐回路Ｃ４の上流側として、分岐回路Ｃ４の下流端部には、第二減圧弁２３Ｌ，２３Ｒが並列に設けられる。第二減圧弁２３Ｌ，２３Ｒは、コントローラ５０での制御により、パイロットポンプ２０から供給されるパイロット圧を制御して、バイパスカット弁１８Ｌ，１８Ｒのスプールに伝達する。
【００４５】
例えば、第二減圧弁２３Ｌ，２３Ｒの出力圧が最小であるときには、バイパスカット弁１８Ｌ，１８Ｒのスプールが全開となり、メイン回路Ｃ１のセンタバイパスは開放された状態となる。一方、第二減圧弁２３Ｌ，２３Ｒの出力圧が上昇するに連れてバイパスカット弁１８Ｌ，１８Ｒのスプールが徐々に閉じて、メイン回路Ｃ１のセンタバイパスが遮断される。
このように、分岐回路Ｃ４及び第二減圧弁２３Ｌ，２３Ｒは、バイパスカット弁１８Ｌ，１８Ｒにセンタバイパスを開閉させる機能を有する。
【００４６】
［３．制御の種類］
油圧ショベル１にはコントローラ５０（制御手段）が設けられる。コントローラ５０のブロック構成を図４に示す。コントローラ５０は、上述の油圧回路に介装された各種制御弁の動作を制御する電子制御装置であり、周知のマイクロプロセッサやＲＯＭ，ＲＡＭ等を集積したＬＳＩデバイスとして提供されている。コントローラ５０の入力側には、クレーンモードスイッチ５６，角度センサ６，圧力センサ７ｈ，７ｒ，リモコン圧センサ３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂ，３７が接続される。また、出力側には、切換弁４６，第一減圧弁２１Ｌ，２１Ｒ，第二減圧弁２３Ｌ，２３Ｒ，ブーム上げリモコン圧減圧弁３８，ブーム下げリモコン圧減圧弁４０，アーム上げリモコン圧減圧弁４２，アーム下げリモコン圧減圧弁４４が接続されるほか、キャブ２ｃ内に設けられたモニタ１０４及びブザー１０３が接続される。
【００４７】
コントローラ５０は、以下に示す五種類の制御を実施する。
〔Ａ〕クレーン作業判定制御
〔Ｂ〕吊り荷状態判定制御
〔Ｃ〕リモコン圧変更制御
〔Ｄ〕ポンプ流量変更制御
〔Ｅ〕バイパスカット制御
クレーン作業判定制御とは、クレーン作業モードに入る条件が成立しているか否かを判定して、モード切換を実施する制御である。クレーン作業モードの開始条件は、バケット５の巻き込み操作によってバケットシリンダ５ａが伸びエンド状態となっているときにクレーンモードスイッチ５６がオン操作されることとする。また、クレーン作業モードの終了条件は、クレーンモードスイッチ５６がオフ操作されることとする。ここでは、例えばバケットを閉方向に操作したときに生じるパイロット圧（バケット閉リモコン弁３３ａで生成されるリモコン圧）を検出する図示しないリモコン圧センサと、油圧ポンプ９Ｌの吐出圧を検出する図示しない吐出圧センサと、クレーンモードスイッチ５６とから伝達される各信号に基づいて、上記の条件判定が行われる。
【００４８】
吊り荷状態判定制御とは、吊りフック１００に吊下された吊り荷１０１の状態を判定して、吊り上げ荷重Ｗの整定時に負荷率Ｍを算出する制御である。ここで算出される負荷率Ｍは、上記の〔Ｃ〕〜〔Ｅ〕の各制御に用いられる。
この吊り荷判定制御では、吊りフック１００に吊り荷１０１が吊されているか否かを判断する。
【００４９】
まず、吊り荷１０１が吊された状態でないと判断するのは、以下の条件が成立する場合である。
〔Ａ−１〕吊り上げ荷重Ｗの算出値が規定値Ｗ1未満である
一方、吊り荷１０１が吊された状態であると判断するのは、以下の条件が成立する場合である。
〔Ａ−２〕吊り上げ荷重Ｗの算出値が規定値Ｗ2以上（ただし、Ｗ1＜Ｗ2）である
また、吊り荷判定制御では、吊り荷１０１が吊された状態である場合に、吊り上げ荷重Ｗが整定しているか否かを判断する。吊り上げ荷重Ｗが整定していると判断されるのは、以下の条件が成立する場合である。
〔Ａ−３〕吊り上げ荷重Ｗの経時変動が所定幅未満で所定時間が経過した
【００５０】
リモコン圧変更制御とは、吊り荷状態判定制御で算出された負荷率Ｍに基づく操作回路Ｃ３のリモコン圧減圧弁３８，４０，４２，４４の圧力制御である。この制御では、負荷率Ｍが高いほど、その時のレバー操作に応じたリモコン圧が低下するように各リモコン圧減圧弁３８，４０，４２，４４が制御される。例えば、ブーム３の下げ操作時に負荷率Ｍが高ければ、ブームシリンダ３ａを下げ方向に駆動する作動油流路を形成すべく、第一ブーム制御弁１３のスプールの開度を下げ方向へ移動させるためのリモコン圧Ｒ2が低減される。
【００５１】
また、本実施形態では、各リモコン圧を均一に低下させるのではなく、各リモコン圧に対応する制御弁に作用する吊り上げ荷重Ｗが、第一メイン回路Ｃ１Ｌ及び第二メイン回路Ｃ１Ｒのそれぞれに分散するように、リモコン圧減圧弁３８，４０，４２，４４の配置が定められている。
図２，図３に示すように、ブーム上げ操作に係るリモコン圧Ｒ1を減圧するブーム上げリモコン圧減圧弁３８は、第二メイン回路Ｃ１Ｒ側に配置された第二ブーム制御弁１４のスプール開度を下げるように作用し、アーム上げ操作に係るリモコン圧Ｒ3及びアーム下げ操作に係るリモコン圧Ｒ4を減圧するアーム上げリモコン圧減圧弁４２及びアーム下げリモコン圧減圧弁４４は、第一メイン回路Ｃ１Ｌ側に配置された第二アーム制御弁１６のスプール開度を下げるように作用する。
【００５２】
ポンプ流量変更制御とは、吊り荷状態判定制御で算出された負荷率Ｍに基づく第一減圧弁２１Ｌ，２１Ｒの圧力制御である。この制御では、負荷率Ｍが高いほど、油圧ポンプ９Ｌ，９Ｒから吐出される作動油流量が低減される。本実施形態では、第一減圧弁２１Ｌ，２１Ｒの出力圧が上昇するように制御されて、レギュレータ２９Ｌ，２９Ｒに伝達されるネガコン圧が増大するような制御がなされる。
バイパスカット制御とは、吊り荷状態判定制御で算出された負荷率Ｍに基づくバイパスカット弁１８Ｌ，１８Ｒの開度制御である。この制御では、負荷率Ｍが高いほど、バイパスカット弁１８Ｌ，１８Ｒの開度を下げるように制御される。
【００５３】
［４．制御装置の構成］
上記のクレーン作業における各制御を実施するためのソフトウェア構成を図４に示す。コントローラ５０は、クレーン作業判定部５７，吊り荷状態判定部５１，リモコン圧変更部６０，ポンプ流量変更部６６及びバイパスカット制御部８１を備えている。ここに示された各ソフトウェアは図示しないメモリや記憶装置に記録されおり、随時マイクロプロセッサに読み込まれることによって以下に説明する機能を実現する。なお、これらの機能をハードウェア（例えば、電子回路）で実現する構成としてもよい。
【００５４】
［４−１．クレーン作業判定部］
クレーン作業判定部５７は、クレーン作業判定制御を実施するものであり、前述のクレーン作業モードの開始条件を判定してモード切換を実施する。クレーン作業モードの開始条件の成立時には、クレーン作業判定部５７が切換弁４６を室ａから室ｂに切り換えてバケット５のリモコン弁３３ａ，３３ｂの供給圧を遮断し、バケット５の操作をロックする。また同時に、クレーン作業判定部５７はモニタ１０４及びブザー１０３を制御して、モード切換がなされたことをオペレータに報知する。
【００５５】
［４−２．吊り荷状態判定部］
吊り荷状態判定部５１は、吊り荷状態判定制御を実施するものである。ここには、判定部５２，荷重算出部５３及び負荷率算出部５４が設けられている。
判定部５２は、吊り荷状態判定制御に関する上記の条件判定を実施するものである。ここでは、判定の結果に基づき、吊り上げフラグＦ1及び荷重設定フラグＦ2の二種類のフラグが設定される。吊り上げフラグＦ1は、上記の条件〔Ａ−２〕の成立時にオン（Ｆ1＝１）に設定されるフラグである。このフラグの解除条件は、上記の条件〔Ａ−１〕が成立することである。
【００５６】
荷重設定フラグＦ2は、吊り上げフラグＦ1がオンであり、かつ、上記の条件〔Ａ−３〕の成立時にオン（Ｆ2＝１）に設定されるフラグである。このフラグの解除条件も、吊り上げフラグＦ1と同様に、上記の条件〔Ａ−１〕が成立することである。
荷重算出部５３（荷重算出手段）は、フロント作業機を構成するブーム３，アーム４及びバケット５等の部材データと、角度センサ６で検出されたブーム３の角度θと、圧力センサ７ｒ，７ｈで検出されたブームシリンダ３ａのロッド圧Ｐr及びヘッド圧Ｐhに基づいて、吊り上げ荷重Ｗを算出するものである。荷重算出部５３は、吊り上げフラグＦ1及び荷重設定フラグＦ2の状態に関わらず、クレーンモードスイッチ５６がオン操作されている限り、常時吊り上げ荷重Ｗを算出する。ここで検出された吊り上げ荷重Ｗは、負荷率算出部５４へと入力される。
【００５７】
負荷率算出部５４（負荷率算出手段）は、吊り上げフラグＦ1及び荷重設定フラグＦ2がともにオンに設定されている場合に、荷重算出部５３で算出された吊り上げ荷重Ｗと予め記憶された定格荷重ＷMAXとに基づき、以下の式１に従って負荷率Ｍを算出するものである。
【００５８】
【数１】
【００５９】
［４−３．クレーン作業モードのフローチャート］
図５はクレーン作業モードの制御フローチャートの一例である。本フローは、クレーン作業判定部５７によるクレーン作業モードの判定や、バケット５の操作ロックといったクレーン作業判定制御から独立して実施されているものとする。したがってここでは、クレーン作業判定制御での具体的な制御内容についての説明を省略している。
【００６０】
ステップＳ１では、図示しないメモリから荷重算出部５３にフロント作業機の部材データが読み込まれる。また、ステップＳ２では、吊り上げフラグＦ1及び荷重設定フラグＦ2の初期値として、Ｆ1＝Ｆ2＝０（オフ）に設定される。
続くステップＳ３では、荷重算出部５３にブーム３の角度θと、ブームシリンダ３ａのロッド圧Ｐr及びヘッド圧Ｐhとが入力される。
【００６１】
ステップＳ４では、クレーン作業判定部５７において、クレーンモードスイッチ５６の信号が判定される。ここでクレーンモードスイッチ５６がオン操作されている場合には、ステップＳ５へ進む。一方、オフ操作の場合にはステップＳ１８へ進む。
ステップＳ５では、荷重算出部５３において、ステップＳ２で入力された情報に基づいて吊り上げ荷重Ｗが算出される。また、続くステップＳ６では、ステップＳ５で算出された吊り上げ荷重Ｗにフィルタ処理が施され、荷重の経時変動の交流成分（ノイズ成分）が除去される。
【００６２】
ステップＳ７では、判定部５２において、吊り上げフラグＦ1がオンであるか否かが判定される。ここで、吊り上げフラグＦ1がＦ1＝１（オン）である場合にはステップＳ１０へ進む。一方、吊り上げフラグＦ1がＦ1＝０（オフ）である場合には、ステップＳ８へ進む。
ステップＳ８では、判定部５２において、上記の条件〔Ａ−２〕が成立するか否かが判定される。ここで、吊り上げ荷重Ｗが規定値Ｗ2未満であると判定された場合には、まだ吊りフック１００に吊り荷１０１が吊り下げられていないものとしてステップＳ２０へ進み、通常制御タスクが実施される。なお、ここでいう通常制御タスクとは、上記のリモコン圧変更制御，ポンプ流量変更制御，バイパスカット制御といったクレーン作業時の制御以外の、一般的な制御を実施するタスクである。
【００６３】
一方、ステップＳ８で、吊り上げ荷重Ｗが所定値Ｗ2以上であると判定された場合には、ステップＳ９へ進み、吊り上げフラグＦ1がオン（Ｆ1＝１）に設定される。その後、ステップＳ２１で負荷率Ｍが５０％に設定され、その後ステップＳ１７へ進んでクレーン制御タスクが実施される。クレーン制御タスクとは、上記のリモコン圧変更制御，ポンプ流量変更制御，バイパスカット制御を実施するタスクである。
【００６４】
ステップＳ７において吊り上げフラグＦ1がオン（Ｆ1＝１）の場合にはステップＳ１０へ進み、判定部５２において荷重設定フラグＦ2の状態が判定される。ここで荷重設定フラグＦ2がオフ（Ｆ2＝０）の場合にはステップＳ１１へ進み、荷重設定フラグＦ2がオン（Ｆ2＝１）の場合にはステップＳ１４へ進む。
ステップＳ１１では、判定部５２において上記の条件〔Ａ−３〕が成立するか否か判定される。つまりここでは、吊り上げ荷重Ｗが整定しているか否かが判定される。ここで、吊り上げ荷重Ｗが整定していると判定された場合には、ステップＳ１２へ進む。一方、整定していないと判定された場合には、ステップＳ１７へ進む。
【００６５】
ステップＳ１２では、判定部５２において荷重設定フラグＦ2がオン（Ｆ2＝１）に設定される。また、続くステップＳ１３では、負荷率算出部５４において、吊り上げ荷重Ｗ及び定格荷重ＷMAXに基づき、負荷率Ｍが算出される。
荷重設定フラグＦ2がオンに設定された状態で実行されるステップＳ１４では、判定部５２において上記の条件〔Ａ−１〕が成立するか否かが判定される。ここで、吊り上げ荷重Ｗが規定値Ｗ1未満であると判定された場合には、吊り荷１０１が吊りフック１００から降ろされたものと判断され、ステップＳ１５で吊り上げフラグＦ1と荷重設定フラグＦ2とがともにオフ（Ｆ1＝Ｆ2＝０）に設定されてステップＳ２０へと進む。
【００６６】
また、ステップＳ１４で吊り上げ荷重Ｗが規定値Ｗ1以上であると判定された場合には、まだ吊り荷１０１が降ろされていないと判断され、ステップＳ１７へ進む。
この制御では、吊り荷１０１を吊り上げた状態で荷重が整定すると負荷率Ｍが算出され、吊り荷１０１が降ろされるまで負荷率Ｍが一定に保持される。ここで算出された負荷率Ｍは、ステップＳ１７におけるクレーン制御タスクで使用される。なお、本フローで使用される吊り上げフラグＦ1は、図９に示すように、吊り上げ荷重Ｗの変動に対して異なるしきい値でオンからオフへ、あるいはオフからオンへと変更される。このようにヒステリシスを設けることで、フラグＦ1の切り換えに係る判定の揺れ（制御ハンチング）が防止される。
【００６７】
ステップＳ４でクレーンモードスイッチ５６がオフ操作されている場合には、ステップＳ１８で吊り上げフラグＦ1の状態が判定される。ここで、吊り上げフラグＦ1がＦ1＝１（オン）の場合には、吊り荷１０１を吊り上げた状態でクレーン作業モードを解除しようとしているものと考えられるため、ステップＳ１０に進んでクレーン作業モードでの制御を継続する。一方、吊り上げフラグＦ1がＦ1＝０（オフ）の場合には、吊り荷１０１を下ろした状態と考えられるため、ステップＳ２０へ進んでクレーン作業モードの制御を抜け出して本フローを終了する。
なおこの場合、クレーン作業判定制御の終了条件が成立するため、本フローとは別個にクレーン作業判定部５７においてモードの切換制御が実施される。
【００６８】
［４−４．リモコン圧変更部］
図６は、リモコン圧変更制御に係るリモコン圧変更部６０（リモコン圧変更手段）の制御内容を概念的に示すブロック図である。図６に示すように、リモコン圧変更部６０は、負荷率算出部５４で算出された負荷率Ｍ，操作回路Ｃ３に介装されたリモコン圧センサ３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂで検出されたリモコン圧Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，Ｒ4に基づき、ブーム上げリモコン圧減圧弁３８，ブーム下げリモコン圧減圧弁４０，アーム上げリモコン圧減圧弁４２，アーム下げリモコン圧減圧弁４４を制御する。
【００６９】
リモコン圧変更部６０には、ブーム上げ関数テーブル６２，ブーム下げ関数テーブル６３，アーム上げ関数テーブル６４及びアーム下げ関数テーブル６５が記憶される。これらの関数テーブル６２，６３，６４，６５は、負荷率Ｍ毎に、各リモコン圧減圧弁３８，４０，４２，４４の上流側のリモコン圧（すなわち、リモコン圧Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，Ｒ4）と下流側のリモコン圧（すなわち、実際に制御弁へ伝達されるリモコン圧）との関係を規定したものである。ここには、図６中及び図１０に示すように、上流側のリモコン圧Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，Ｒ4を一定としたときに、負荷率Ｍが高いほど下流側のリモコン圧が低下する特性が定められている。
【００７０】
上記の四種類の関数テーブル６２，６３，６４，６５は、四種類のリモコン圧Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，Ｒ4及び四つのリモコン圧減圧弁３８，４０，４２，４４のそれぞれに対して一対一に対応するように設けられており、各リモコン圧減圧弁３８，４０，４２，４４はそれぞれ個別に制御される。例えば、ブーム上げ関数テーブル６２は、負荷圧Ｍ及びブーム上げリモコン圧Ｒ1の入力を受けて、ブーム上げリモコン圧減圧弁３８の特性を制御する。同様に、関数テーブル６３，６４，６５は、リモコン圧減圧弁４０，４２，４４の特性を制御する。
【００７１】
［４−５．ポンプ流量変更部］
図７は、ポンプ流量変更制御に係るポンプ流量制御部６６（ポンプ流量変更手段）の制御内容を概念的に示すブロック図である。図７に示すように、ポンプ流量変更部６６は、第一ネガコン回路Ｃ２Ｌに配された第一減圧弁２１Ｌと、第二ネガコン回路Ｃ２Ｒに配された第一減圧弁２１Ｒとを別個に制御するものである。一方の第一減圧弁２１Ｌは、負荷率算出部５４で算出された負荷率Ｍと、リモコン圧Ｒ1，Ｒ3，Ｒ4，Ｒ5とに基づいてそのネガコン圧（第一減圧弁２１Ｌから出力される圧力）を制御される。また、他方の第一減圧弁２１Ｒは、負荷率算出部５４で算出された負荷率Ｍと、リモコン圧Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3，Ｒ4とに基づいてそのネガコン圧（第一減圧弁２１Ｒから出力される圧力）を制御される。ここで、前者の制御に係るものを第一ポンプ流量変更部６６Ａ，後者の制御に係るものを第二ポンプ流量変更部６６Ｂとする。
【００７２】
第一ポンプ流量変更部６６Ａは、旋回関数テーブル６７，ブーム上げ関数テーブル６８，加算器６９，最大流量設定器７０，論理和演算器７１，信号選択器７２及び信号変換器７３を備えて構成される。
旋回関数テーブル６７は、負荷率Ｍ毎に、旋回操作に係るリモコン圧Ｒ5に対する油圧ポンプ９Ｒの吐出流量の関係を規定したものである。ここには、図７中及び図１０に示すように、リモコン圧Ｒ5を一定としたときに、負荷率Ｍが高いほど油圧ポンプ９Ｒの吐出流量が減少する特性が定められている。旋回関数テーブル６７は、負荷率Ｍ及びリモコン圧Ｒ5の入力を受けて、吐出流量Ｎ1を設定する。
【００７３】
ブーム上げ関数テーブル６８は、負荷率Ｍ毎に、ブーム上げ操作に係るリモコン圧Ｒ1に対する油圧ポンプ９Ｒの吐出流量の関係を規定したものである。ここには、旋回関数テーブル６７と同様に、リモコン圧Ｒ1を一定としたときに、負荷率Ｍが高いほど油圧ポンプ９Ｒの吐出流量が減少する特性が定められている。ブーム上げ関数テーブル６８は、負荷率Ｍ及びリモコン圧Ｒ1の入力を受けて、吐出流量Ｎ2を設定する。
【００７４】
加算器６９は、旋回関数テーブル６７で設定された吐出流量Ｎ1とブーム上げ関数テーブル６８で設定された吐出流量Ｎ2とを加算するものである。ここで加算された流量を吐出流量Ｎ3とする。また、最大流量設定器７０は、予め設定された油圧ポンプ９Ｒの最大流量Ｎ9RMAXを記憶するものである。これらの吐出流量Ｎ3及び最大流量Ｎ9RMAXは、信号選択器７２での選択の対象となる流量である。
【００７５】
論理和演算器７１は、リモコン圧Ｒ3，Ｒ4の入力を受けて、少なくとも何れか一方が所定圧力以上である場合（すなわち、アーム上げ操作かアーム下げ操作されている場合）に、信号選択器７２に制御信号を出力するものである。
信号選択器７２は、論理和演算器７１からの制御信号の有無に応じて、吐出流量Ｎ3及び最大流量Ｎ9RMAXの何れか一方を選択するものである。ここでは、論理和演算器７１から制御信号を受けている場合には、油圧ポンプ９Ｒの制御目標となる吐出流量として最大流量Ｎ9RMAXが選択される。一方、制御信号を受けていない場合には、吐出流量Ｎ3が選択される。
【００７６】
信号変換器７３は、信号選択器７２で選択された流量を第一減圧弁２１Ｒへの指令信号に変換するものである。ここでは、レギュレータ２９Ｒへ導入されるネガコン圧が、選択された流量を油圧ポンプ９Ｒから吐出させるのに要する大きさとなるように、第一減圧弁２１Ｒの出力圧力が制御される。
第一ポンプ流量変更部６６Ａの制御により、アーム４が操作されているときには最大流量Ｎ9RMAXに対応する最小圧のパイロット圧が第一減圧弁２１Ｒから出力される。つまり、第二ネガコン回路Ｃ２Ｒのシャトル弁２２Ｒでは高圧側の第二ネガコン圧Ｇ2が選択されて、レギュレータ２９Ｒへ伝達される。したがって、油圧ポンプ９Ｒは通常のネガコン制御によってその吐出流量が制御される。
【００７７】
一方、アーム４以外が操作されているときには、吐出流量Ｎ3に対応するパイロット圧が第一減圧弁２１Ｒの下流側に生じる。つまり、このパイロット圧が第二ネガコン圧Ｇ2よりも高圧であれば、このパイロット圧によって油圧ポンプ９Ｒの吐出流量が減少するように制御される。このとき、負荷率Ｍが大きいほど、吐出流量の減少量も増大し、ブーム３の移動速度や旋回速度が抑制される。
【００７８】
なお、ここでブーム３の単動操作時に吐出流量が減少するのは油圧ポンプ９Ｒであるから、ブームシリンダ３ａに作動油を供給する二つの制御弁１３，１４のうち、第二ブーム制御弁１４からの供給量だけが抑制されることになる。つまり、ブームシリンダ３ａへの作動油供給に関して、負荷率Ｍが増大するほど、第二ブーム制御弁１４の流量が減少する。
【００７９】
第二ポンプ流量変更部６６Ｂは、第一ポンプ流量変更部６６Ａと同様に、アーム上げ関数テーブル７４，アーム下げ関数テーブル７５，加算器７６，最大流量設定器７７，論理和演算器７８，信号選択器７９及び信号変換器８０を備えて構成される。
アーム上げ関数テーブル７４、前述のブーム上げ関数テーブル６８と同様に、負荷率Ｍ毎に、アーム上げ操作に係るリモコン圧Ｒ3に対する油圧ポンプ９Ｌの吐出流量の関係を規定したものであり、負荷率Ｍ及びリモコン圧Ｒ3の入力を受けて吐出流量Ｎ4を設定する。また、アーム下げ関数テーブル７５は、負荷率Ｍ毎に、アーム下げ操作に係るリモコン圧Ｒ4に対する油圧ポンプ９Ｌの吐出流量の関係を規定したものであり、負荷率Ｍ及びリモコン圧Ｒ4の入力を受けて吐出流量Ｎ5を設定する。
【００８０】
加算器７６は、アーム上げ関数テーブル７４で設定された吐出流量Ｎ4とブアーム下げ関数テーブル７５で設定された吐出流量Ｎ5とを加算するものである。ここで加算された流量を吐出流量Ｎ6とする。また、最大流量設定器７７は、予め設定された油圧ポンプ９Ｌの最大流量Ｎ9LMAXを記憶するものである。これらの吐出流量Ｎ6及び最大流量Ｎ9LMAXは、信号選択器７９での選択の対象となる流量である。
【００８１】
論理和演算器７８は、リモコン圧Ｒ1，Ｒ2の入力を受けて、少なくとも何れか一方が所定圧力以上である場合（すなわち、ブーム上げ操作かブーム下げ操作されている場合）に、信号選択器７９に制御信号を出力するものである。
信号選択器７９は、論理和演算器７８からの制御信号の有無に応じて、吐出流量Ｎ6及び最大流量Ｎ9LMAXの何れか一方を選択するものである。ここでは、論理和演算器７８から制御信号を受けている場合には、油圧ポンプ９Ｌの制御目標となる吐出流量として最大流量Ｎ9LMAXが選択される。一方、制御信号を受けていない場合には、吐出流量Ｎ6が選択される。
【００８２】
信号変換器８０は、信号選択器７９で選択された流量を第一減圧弁２１Ｌへの指令信号に変換するものである。ここでは、レギュレータ２９Ｌへ導入されるネガコン圧が、選択された流量を油圧ポンプ９Ｌから吐出させるのに要する大きさとなるように、第一減圧弁２１Ｌの出力圧が制御される。
第二ポンプ流量変更部６６Ｂの制御により、ブーム３が操作されているときには最大流量Ｎ9LMAXに対応する最小圧のパイロット圧が第一減圧弁２１Ｌから出力される。したがって、油圧ポンプ９Ｌは通常のネガコン制御によってその吐出流量が制御される。
【００８３】
一方、ブーム３以外が操作されているときには、吐出流量Ｎ6に対応するパイロット圧が第一減圧弁２１Ｌの下流側に生じる。つまり、このパイロット圧が第一ネガコン圧Ｇ1よりも高圧であれば、このパイロット圧によって油圧ポンプ９Ｌの吐出流量が減少するように制御される。このとき、負荷率Ｍが大きいほど、吐出流量の減少量も増大し、アーム４の移動速度が抑制される。
【００８４】
なお、ここでアーム４の単動操作時に吐出流量が減少するのは油圧ポンプ９Ｌであるから、アームシリンダ４ａに作動油を供給する二つの制御弁１５，１６のうち、第二アーム制御弁１６からの供給量だけが抑制されることになる。つまり、アームシリンダ４ａへの作動油供給に関して、負荷率Ｍが増大するほど、第二アーム制御弁１６の流量が減少する。
【００８５】
［４−６．バイパスカット制御部］
図８は、バイパスカット制御に係るバイパスカット制御部８１（バイパスカット制御手段）の制御内容を概念的に示すブロック図である。図８に示すように、バイパスカット制御部８１は、負荷率算出部５４で算出された負荷率Ｍとリモコン圧センサ３４ａ，３５ａで検出されたリモコン圧Ｒ1，Ｒ3に基づき、第二減圧弁２３Ｌ，２３Ｒを制御する。
【００８６】
バイパスカット制御部８１には、ブーム上げ関数テーブル８２及びアーム上げ関数テーブル８３が記憶される。これらの関数テーブル８２，８３は、負荷率Ｍ毎に、リモコン圧Ｒ1，Ｒ3と各第二減圧弁２３Ｌ，２３Ｒの下流側のパイロット圧との関係を規定したものである。ここには、図８中及び図１１に示すように、リモコン圧Ｒ1，Ｒ3を一定としたときに、負荷率Ｍが高いほど下流側のパイロット圧が上昇する特性が定められている。
【００８７】
なお、第二減圧弁２３Ｌ，２３Ｒの下流側のパイロット圧は、図３に示すように、バイパスカット弁１８Ｌ，１８Ｒの開閉制御に用いられる。また、バイパスカット弁１８Ｌ，１８Ｒは、センタバイパスからネガコン回路Ｃ２側に導入される作動油圧を変更するものであり、パイロット圧に応じて開度が調整される特性を有する。つまり、関数テーブル８２，８３には、負荷率Ｍが高いほど、より小さなリモコン圧Ｒ1，Ｒ3で、バイパスカット弁１８Ｌ，１８Ｒに与えられるパイロット圧が大きくなるような開口特性が定められている。
【００８８】
例えば、負荷率Ｍが低い場合には、リモコン圧Ｒ1，Ｒ3に対して第二減圧弁２３Ｌ，２３Ｒの出力圧が低く設定される。そのため、レバー操作が比較的深い位置でセンタバイパスが閉まり始める。一方、負荷率Ｍが高まると、リモコン圧Ｒ1，Ｒ3に対して第二減圧弁２３Ｌ，２３Ｒの出力圧が高く設定される。そのため、レバー操作が比較的浅い位置からセンタバイパスが閉まり始める。つまり、バイパスカット弁１８Ｌ，１８Ｒがセンタバイパスを閉め始めるのに必要なレバー操作量が、負荷率に応じて変更されることになる。
【００８９】
このように、ブーム上げ関数テーブル８２は、負荷率Ｍ及びブーム上げリモコン圧Ｒ1の入力を受けて、第二減圧弁２３Ｌの出力圧力を制御する。また、アーム上げ関数テーブル８３は、負荷率Ｍ及びアーム上げリモコン圧Ｒ3の入力を受けて、第二減圧弁２３Ｒの出力圧力を制御する。
【００９０】
［５．作用，効果］
［５−１．吊り荷状態判定制御］
荷重算出部５３では、吊具１００に作用する吊り上げ荷重Ｗが随時算出される。一方、負荷率算出部５４では、荷重が整定するまでの間は負荷率Ｍが算出されず、整定した後で算出される。ここで算出された負荷率Ｍは、判定部５２で条件〔Ａ−１〕が成立するまでの間は保持される。
【００９１】
つまり、吊り荷１０１が吊具１００に吊り下げられている間は、負荷率Ｍの値が一定となる。したがって、例えば、吊り荷１０１が空中で揺れて、あるいは、壁面，養生ネット等に接触して吊り上げ荷重Ｗの算出値が変動したとしても、その変動がコントローラ５０での制御に影響を及ぼすことがなく、一定の操作特性を与えることができ、安定したクレーン作業を実現できる。
【００９２】
［５−２．リモコン圧変更制御］
リモコン圧変更制御では、操作されたレバーに対応するリモコン圧が負荷率Ｍに応じて減圧され、負荷率Ｍが高いほどリモコン圧がより低減される。これにより、同一のレバー操作量に対するフロント作業機の移動速度が抑制される。したがって、フロント作業機の移動時に吊り荷１０１へ与えられる慣性力を小さくすることができ、吊り荷１０１の揺れを抑制することができる。また、フロント作業機の急作動が抑制されるため、クレーン操作を安定させることができる。
【００９３】
特に、ブーム下げ操作に対応するリモコン圧Ｒ2とアーム下げ操作に対応するリモコン圧Ｒ4とが負荷率Ｍに応じて減圧されるため、負荷の大きさに関わらず、レバー操作量に応じてフロント作業機の移動速度（下降速度）を一定にすることができ、操作性を向上させることができる。
また、リモコン圧変更制御で減圧されるリモコン圧は、ブーム上げ操作においては第二ブーム制御弁１４の開度を減少させるように作用し、アーム上げ操作及びアーム下げ操作においては第二アーム制御弁１６の開度を減少させるように作用する。さらに、図３に示すように、第二ブーム制御弁１４は第二メイン回路Ｃ１Ｒ側に介装されており、第二アーム制御弁１６は第一メイン回路Ｃ１Ｌ側に介装されている。
【００９４】
これにより、負荷率Ｍが高くなるほど、一方の油圧ポンプ９Ｌから吐出される作動油がアームシリンダ４ａよりもブームシリンダ３ａに多く供給されやすくなり、他方の油圧ポンプ９Ｒから吐出される作動油がブームシリンダ３ａよりもアームシリンダ４ａに多く供給されやすくなる。つまり、負荷率Ｍが高くなるほど、ブーム３及びアーム４を駆動する油圧回路があたかもそれぞれ独立したかのように、負荷が二つの油圧ポンプ９Ｌ，９Ｒに対して徐々に分散される。
【００９５】
ここで、ブーム３及びアーム４の負荷を二つの油圧ポンプ９Ｌ，９Ｒに分散させることの利点を説明する。図３に示す油圧回路では、ブームシリンダ３ａに供給される作動油流量を制御する二つの制御弁が第一メイン回路Ｃ１Ｌと第二メイン回路Ｃ１Ｒとの両方に配置され、アームシリンダ４ｂに供給される作動油流量を制御する二つの制御弁も第一メイン回路Ｃ１Ｌと第二メイン回路Ｃ１Ｒとの両方に配置されている。このような油圧回路で、ブーム上げ操作とアーム上げ操作（又は、アーム下げ操作）とが同時に行われると、吊り荷１０１の負荷が増大するほど、負荷の小さい一方のアクチュエータに作動油が流入しやすくなり、負荷の大きいアクチュエータに作動油が流入しにくくなる。
【００９６】
例えば、アームシリンダ４ｂの負荷が小さい場合、第一メイン回路Ｃ１Ｌでは第一ブーム制御弁１３よりも第二アーム制御弁１６に対して作動油が供給されやすくなり、第二メイン回路Ｃ１Ｒでは第二ブーム制御弁１４よりも第一アーム制御弁１５に対して作動油が供給されやすくなる。つまり、第一メイン回路Ｃ１Ｌでは、本来第一ブーム制御弁１３に流入すべき作動油が第二アーム制御弁１６側へ移動してしまう。第二メイン回路Ｃ１Ｒにおいても同様である。その結果、負荷の小さいアーム４の動作速度が加速されるとともにブーム３の動作速度が緩慢となり、連動操作性が低下する。
一方、ブーム３及びアーム４を駆動する油圧回路を独立させれば、このような作動油の移動を抑制することができる。したがって、クレーン作業時におけるブーム３及びアーム４の連動操作性を飛躍的に向上させることができる。
【００９７】
［５−３．ポンプ流量変更制御］
ポンプ流量変更制御では、レバー操作に応じて油圧ポンプ９Ｌ，９Ｒの吐出流量が制御され、負荷率Ｍが大きいほど油圧ポンプ９Ｌ，９Ｒから吐出される作動油流量が低減される。例えば、旋回操作のみがなされた場合には、負荷率Ｍが高いほど旋回操作に係るリモコン圧Ｒ5に対する油圧ポンプ９Ｒの吐出流量Ｎ1が低減され、その吐出流量Ｎ1に応じたネガコン圧が生成されるように第一減圧弁２１Ｒが制御される。したがって、負荷率Ｍが高いほど旋回速度を抑制することができ、操作性を向上させることができる。
【００９８】
ブーム上げ操作のみがなされた場合には、第二ポンプ流量変更部６６Ｂにおいて第一減圧弁２１Ｌが最大流量Ｎ9LMAXに対応する極低圧のパイロット圧を生成するため、第一メイン回路Ｃ１Ｌの油圧ポンプ９Ｌは通常のネガコン制御で吐出流量を制御される。一方、第一ポンプ流量変更部６６Ａでは第一減圧弁２１Ｒが開放され、負荷率Ｍが高いほど油圧ポンプ９Ｒの吐出流量が抑制される。これにより、第二メイン回路Ｃ１Ｒでは、油圧ポンプ９Ｒから第二ブーム制御弁１４の開度に応じた流量の作動油が供給される。
【００９９】
ブーム上げ操作とアーム上げ操作（又はアーム下げ操作）との連動操作時には、二つの第一減圧弁２１Ｌ，２１Ｒがともに最大流量Ｎ9LMAX，Ｎ9RMAXに対応する極低圧のパイロット圧を生成するため、二つの油圧ポンプ９Ｌ，９Ｒの双方が通常のネガコン回路で吐出流量を制御される。
アーム上げ操作又はアーム下げ操作のみがなされた場合は、第一ポンプ流量変更部６６Ａにおいて第一減圧弁２１Ｒが最大流量Ｎ9RMAXに対応する極低圧のパイロット圧を生成し、第二メイン回路Ｃ１Ｒの油圧ポンプ９Ｒは通常のネガコン制御で吐出流量を制御される。一方、第二ポンプ流量変更部６６Ｂでは第一減圧弁２１Ｌが開放され、負荷率Ｍが高いほど油圧ポンプ９Ｌの吐出流量が抑制される。これにより、第一メイン回路Ｃ１Ｌでは、油圧ポンプ９Ｒから第二アーム制御弁１６の開度に応じた流量の作動油が供給される。
【０１００】
このように、負荷率Ｍに応じてレギュレータ２９Ｌ，２９Ｒへ導入されるネガコン圧を制御することにより、それぞれの油圧ポンプ９Ｌ，９Ｒからの適切な流量を確保することができる。また、ブーム３，アーム４及び旋回装置のそれぞれの単動時における油圧ポンプ９Ｌ，９Ｒの吐出流量を抑制することにより、荷吊り時の旋回速度やフロント作業機の移動速度を制限することができ、操作性を向上させることができる。このような制御は、特に慎重な操作が要求されている場合に有効である。
【０１０１】
また、ブーム３及びアーム４の連動操作時には、二つの第一減圧弁２１Ｌ，２１Ｒが極低圧のパイロット圧を生成して通常のネガコンが実施されるため、フロント作業機の移動速度が遅くなりすぎるようなことがなく、速やかに旋回速度やフロント作業機を作動させることができる。
【０１０２】
［５−４．バイパスカット制御］
バイパスカット制御では、負荷率Ｍに基づいて第二減圧弁２３Ｌ，２３Ｒを制御することにより、バイパスカット弁１８Ｌ，１８Ｒの特性が変更される。この制御では、ブーム上げ操作又はアーム上げ操作がなされると、負荷率Ｍが大きいほど第二減圧弁２３Ｌ，２３Ｒの下流側のパイロット圧より増大するように、第二減圧弁２３Ｌ，２３Ｒの圧力が制御される。つまり、負荷率Ｍが高いほど、ブーム上げ操作又はアーム上げ操作に係る操作量に対するバイパスカット弁１８Ｌ，１８Ｒの開口面積が下げられる。
【０１０３】
したがって、フロント作業機に移動を開始させるのに要するレバー操作量をほぼ一定にすることができる。例えば、重い吊り荷１０１を移動させる場合にフロント作業機を動かし始めるには、通常はレバー操作量を大きくする必要がある。一方、バイパスカット制御を実施することにより、油圧ポンプ９Ｌ，９Ｒから供給される作動油流量を負荷率Ｍに応じて増大させることができるため、小さなレバー操作でフロント作業機を動かし始めることができ、吊り上げ荷重Ｗに左右されない安定した操作性を獲得することができる。
【０１０４】
［６．その他］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
上述の実施形態では、コントローラ５０において、〔Ｂ〕吊り荷状態判定制御、〔Ｃ〕リモコン圧変更制御、〔Ｄ〕ポンプ流量変更制御、及び〔Ｅ〕バイパスカット制御、の四種類の制御が実施されているが、これらの制御の組み合わせに関して、最小構成は制御〔Ｂ〕を実施するものである。したがって、少なくとも制御〔Ｂ〕に対して制御〔Ｃ〕〜〔Ｅ〕のうちの任意の制御を適宜組み合わせて実施することができる。
【０１０５】
制御〔Ｂ〕に関して、上述の実施形態では、ブーム３の角度θと、ブームシリンダ３ａのロッド圧Ｐr及びヘッド圧Ｐhとに基づいて吊り上げ荷重Ｗを算出する構成を例示したが、具体的な荷重の算定式はこれに限定されず、公知の算定式を利用することができる。
また、上述の実施形態の判定部５２で判定される各種条件〔Ａ−１〕〜〔Ａ−３〕や負荷率Ｍの算定式に関しても同様であり、適宜変更することができる。なお、条件〔Ａ−３〕は、少なくとも吊り上げ荷重Ｗの整定状態が把握される条件であることが好ましい。
【０１０６】
制御〔Ｃ〕〜〔Ｅ〕に関して、図６〜図８，図１０及び図１１に示された関数テーブルは、概念的な説明のために模式化されたものであり、実制御に際しては適宜変更することが好ましい。例えば、入力される情報（リモコン圧）の信号特性や制御対象（第一減圧弁，第二減圧弁等）の開口特性に応じて、パラメータ間の対応関係を調整すればよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明は、油圧回路によりフロント作業機を駆動し、そのフロント作業機に吊具を有するクレーン仕様の作業機械（例えば、油圧ショベルやホイールローダ，油圧式クレーン等）全般に適用することができる。
【符号の説明】
【０１０８】
１ 油圧ショベル（作業機械）
３ａ ブームシリンダ
４ａ アームシリンダ
５ａ バケットシリンダ
６ 角度センサ
７ｈ，７ｒ 圧力センサ
８ エンジン
９Ｌ 油圧ポンプ（第一油圧ポンプ）
９Ｒ 油圧ポンプ（第二油圧ポンプ）
１０ コントロールバルブ
１３ 第一ブーム制御弁（制御弁）
１４ 第二ブーム制御弁（制御弁）
１５ 第一アーム制御弁（制御弁）
１６ 第二アーム制御弁（制御弁）
１８Ｌ，１８Ｒ バイパスカット弁
２１Ｌ，２１Ｒ 第一減圧弁（減圧弁）
２２Ｌ，２２Ｒ シャトル弁（高圧選択弁）
２３Ｌ，２３Ｒ 第二減圧弁
２８Ｌ，２８Ｒ リリーフ弁
３０ ブームリモコン弁
３１ アームリモコン弁
３４ａ，３４ｂ，３５ａ，３５ｂ リモコン圧センサ
３６ 高圧選択弁
３７ リモコン圧センサ
３８ ブーム上げリモコン圧減圧弁（リモコン圧減圧弁，ブーム減圧弁）
４０ ブーム下げリモコン圧減圧弁（リモコン圧減圧弁）
４２ アーム上げリモコン圧減圧弁（リモコン圧減圧弁，アーム減圧弁）
４４ アーム下げリモコン圧減圧弁（リモコン圧減圧弁，アーム減圧弁）
４６ 切換弁
５０ コントローラ（制御手段）
５１ 吊り荷状態判定部
６０ リモコン圧変更部（リモコン圧変更手段）
６６ ポンプ流量変更部（ポンプ流量変更手段）
６７ 旋回関数テーブル
６９，７６ 加算器
７０，７７ 最大流量設定器
７１，７８ 論理和演算器
７２，７９ 信号選択器
７３，８０ 信号変換器
８１ バイパスカット制御部（バイパスカット制御手段）
Ｃ１ メイン回路
Ｃ１Ｌ 第一メイン回路
Ｃ１Ｒ 第二メイン回路
Ｃ２ ネガコン回路
Ｃ２Ｌ 第一ネガコン回路
Ｃ２Ｒ 第二ネガコン回路
Ｃ３ 操作回路（リモコン回路）
Ｃ４ 分岐回路
θ 仰角
Ｐr ロッド圧
Ｐh ヘッド圧
ＰBP 所定圧力
Ｇ1 第一ネガコン圧
Ｇ2 第二ネガコン圧
Ｒ1〜Ｒ5 リモコン圧
Ｗ 吊り上げ荷重
ＷMAX 定格荷重
Ｗ1，Ｗ2 規定値
Ｍ 負荷率
Ｎ1〜Ｎ6 吐出流量
Ｎ9RMAX，Ｎ9LMAX 最大流量
Ｆ1 吊り上げフラグ
Ｆ2 荷重設定フラグ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フロント作業機の駆動に係る油圧回路と、該油圧回路における油圧ポンプ及び該フロント作業機を駆動するアクチュエータ間に介装された制御弁と、該フロント作業機に設けられた吊具と備えた作業機械の油圧制御装置であって、
該吊具に作用する吊り上げ荷重を算出する荷重算出手段と、
該荷重算出手段で検出された該吊り上げ荷重が整定した時点での荷重値に基づき、該フロント作業機に対する該吊り上げ荷重の負荷率を算出する負荷率算出手段と、
該制御弁のスプールに接続され、操作入力に応じたリモコン圧を伝達するリモコン回路と、
該リモコン回路上に介装され、該操作入力に応じたリモコン圧を減圧するリモコン圧減圧弁と、
該負荷率算出手段で算出された該負荷率に基づき、該リモコン圧減圧弁の出力圧力を制御するリモコン圧変更制御手段とを備えた
ことを特徴とする、作業機械の油圧制御装置。
【請求項２】
該リモコン圧変更制御手段が、該負荷率が高いほど、該リモコン圧が低下するように、該リモコン圧減圧弁を制御する
ことを特徴とする、請求項１記載の作業機械の油圧制御装置。
【請求項３】
該油圧ポンプとして第一油圧ポンプ及び第二油圧ポンプを備え、該アクチュエータとしてブーム及びアームを備え、該制御弁が、該第一油圧ポンプ及び該ブーム間に介装された第一ブーム制御弁と、該第二油圧ポンプ及び該ブーム間に介装された第二ブーム制御弁と、該第二油圧ポンプ及び該アーム間に介装された第一アーム制御弁と、該第一油圧ポンプ及び該アーム間に介装された第二アーム制御弁とを備えた作業機械の油圧制御装置であって、
該リモコン圧減圧弁が、該第二ブーム制御弁のスプールに伝達される該リモコン圧を減圧するブーム減圧弁と、該第二アーム制御弁のスプールに伝達される該リモコン圧を減圧するアーム減圧弁とを有する
ことを特徴とする、請求項１又は２記載の作業機械の油圧制御装置。
【請求項４】
該制御弁よりもセンタバイパスの下流側の作動油圧をネガコン圧として該油圧ポンプへ伝達するネガコン回路と、
該ネガコン回路に介装され、該センタバイパスから導入される該ネガコン圧と減圧弁から導入されるパイロット作動油圧とのうちの何れか高圧側を選択して該油圧ポンプのレギュレータに伝達する高圧選択弁と、
該負荷率算出手段で算出された該負荷率に基づき、該減圧弁の出力圧力を制御するポンプ流量変更手段とをさらに備えた
ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載の作業機械の油圧制御装置。
【請求項５】
該ポンプ流量変更手段が、該負荷率が高いほど該油圧ポンプの吐出流量が減少するように、該減圧弁を制御する
ことを特徴とする、請求項４記載の作業機械の油圧制御装置。
【請求項６】
該フロント作業機を駆動するアクチュエータを複数備えた作業機械の油圧制御装置であって、
該ポンプ流量変更手段が、該複数のアクチュエータのうちの一つの単動操作時と比較して、該複数のアクチュエータの連動操作時における該油圧ポンプの吐出流量が減少するように、該減圧弁を制御する
ことを特徴とする、請求項４又は５記載の作業機械の油圧制御装置。
【請求項７】
該制御弁よりもセンタバイパスの下流側の作動油圧をネガコン圧として該油圧ポンプへ伝達するネガコン回路と、
該ネガコン回路に介装され、該センタバイパスから導入される該ネガコン圧と減圧弁から導入されるパイロット作動油圧とのうちの何れか高圧側を選択して該油圧ポンプのレギュレータに伝達する高圧選択弁と、
該負荷率算出手段で算出された該負荷率に基づき、該減圧弁の出力圧力を制御するポンプ流量変更手段とをさらに備え、
該減圧弁が、該第一油圧ポンプに伝達されるネガコン圧を制御するための左ネガコン回路に介装された左減圧弁と、該第二油圧ポンプに伝達されるネガコン圧を制御するための右ネガコン回路に介装された右減圧弁とを有し、
該ポンプ流量変更手段が、
該アームの操作入力時において、該負荷率が高いほど該第一油圧ポンプの吐出流量が減少するように該左減圧弁の出力圧力を制御し、
該ブームの操作入力時において、該負荷率が高いほど該第二油圧ポンプの吐出流量が減少するように該右減圧弁の出力圧力を制御する
ことを特徴とする、請求項３記載の作業機械の油圧制御装置。
【請求項８】
該制御弁と該センタバイパスにおける該ネガコン回路との分岐点との間に介装され、該センタバイパスを開閉制御するバイパスカット弁と、
重力に逆らって作動する該アクチュエータについて、該負荷率が高いほど、該バイパスカット弁の開度が減少するように、該バイパスカット弁を制御するバイパスカット制御手段とをさらに備えた
ことを特徴とする、請求項４〜６の何れか１項に記載の作業機械の油圧制御装置。
【請求項１】
フロント作業機の駆動に係る油圧回路と、該油圧回路における油圧ポンプ及び該フロント作業機を駆動するアクチュエータ間に介装された制御弁と、該フロント作業機に設けられた吊具と備えた作業機械の油圧制御装置であって、
該吊具に作用する吊り上げ荷重を算出する荷重算出手段と、
該荷重算出手段で検出された該吊り上げ荷重が整定した時点での荷重値に基づき、該フロント作業機に対する該吊り上げ荷重の負荷率を算出する負荷率算出手段と、
該制御弁のスプールに接続され、操作入力に応じたリモコン圧を伝達するリモコン回路と、
該リモコン回路上に介装され、該操作入力に応じたリモコン圧を減圧するリモコン圧減圧弁と、
該負荷率算出手段で算出された該負荷率に基づき、該リモコン圧減圧弁の出力圧力を制御するリモコン圧変更制御手段とを備えた
ことを特徴とする、作業機械の油圧制御装置。
【請求項２】
該リモコン圧変更制御手段が、該負荷率が高いほど、該リモコン圧が低下するように、該リモコン圧減圧弁を制御する
ことを特徴とする、請求項１記載の作業機械の油圧制御装置。
【請求項３】
該油圧ポンプとして第一油圧ポンプ及び第二油圧ポンプを備え、該アクチュエータとしてブーム及びアームを備え、該制御弁が、該第一油圧ポンプ及び該ブーム間に介装された第一ブーム制御弁と、該第二油圧ポンプ及び該ブーム間に介装された第二ブーム制御弁と、該第二油圧ポンプ及び該アーム間に介装された第一アーム制御弁と、該第一油圧ポンプ及び該アーム間に介装された第二アーム制御弁とを備えた作業機械の油圧制御装置であって、
該リモコン圧減圧弁が、該第二ブーム制御弁のスプールに伝達される該リモコン圧を減圧するブーム減圧弁と、該第二アーム制御弁のスプールに伝達される該リモコン圧を減圧するアーム減圧弁とを有する
ことを特徴とする、請求項１又は２記載の作業機械の油圧制御装置。
【請求項４】
該制御弁よりもセンタバイパスの下流側の作動油圧をネガコン圧として該油圧ポンプへ伝達するネガコン回路と、
該ネガコン回路に介装され、該センタバイパスから導入される該ネガコン圧と減圧弁から導入されるパイロット作動油圧とのうちの何れか高圧側を選択して該油圧ポンプのレギュレータに伝達する高圧選択弁と、
該負荷率算出手段で算出された該負荷率に基づき、該減圧弁の出力圧力を制御するポンプ流量変更手段とをさらに備えた
ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載の作業機械の油圧制御装置。
【請求項５】
該ポンプ流量変更手段が、該負荷率が高いほど該油圧ポンプの吐出流量が減少するように、該減圧弁を制御する
ことを特徴とする、請求項４記載の作業機械の油圧制御装置。
【請求項６】
該フロント作業機を駆動するアクチュエータを複数備えた作業機械の油圧制御装置であって、
該ポンプ流量変更手段が、該複数のアクチュエータのうちの一つの単動操作時と比較して、該複数のアクチュエータの連動操作時における該油圧ポンプの吐出流量が減少するように、該減圧弁を制御する
ことを特徴とする、請求項４又は５記載の作業機械の油圧制御装置。
【請求項７】
該制御弁よりもセンタバイパスの下流側の作動油圧をネガコン圧として該油圧ポンプへ伝達するネガコン回路と、
該ネガコン回路に介装され、該センタバイパスから導入される該ネガコン圧と減圧弁から導入されるパイロット作動油圧とのうちの何れか高圧側を選択して該油圧ポンプのレギュレータに伝達する高圧選択弁と、
該負荷率算出手段で算出された該負荷率に基づき、該減圧弁の出力圧力を制御するポンプ流量変更手段とをさらに備え、
該減圧弁が、該第一油圧ポンプに伝達されるネガコン圧を制御するための左ネガコン回路に介装された左減圧弁と、該第二油圧ポンプに伝達されるネガコン圧を制御するための右ネガコン回路に介装された右減圧弁とを有し、
該ポンプ流量変更手段が、
該アームの操作入力時において、該負荷率が高いほど該第一油圧ポンプの吐出流量が減少するように該左減圧弁の出力圧力を制御し、
該ブームの操作入力時において、該負荷率が高いほど該第二油圧ポンプの吐出流量が減少するように該右減圧弁の出力圧力を制御する
ことを特徴とする、請求項３記載の作業機械の油圧制御装置。
【請求項８】
該制御弁と該センタバイパスにおける該ネガコン回路との分岐点との間に介装され、該センタバイパスを開閉制御するバイパスカット弁と、
重力に逆らって作動する該アクチュエータについて、該負荷率が高いほど、該バイパスカット弁の開度が減少するように、該バイパスカット弁を制御するバイパスカット制御手段とをさらに備えた
ことを特徴とする、請求項４〜６の何れか１項に記載の作業機械の油圧制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−１５７１６３（Ｐ２０１１−１５７１６３Ａ）
【公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９０３７（Ｐ２０１０−１９０３７）
【出願日】平成２２年１月２９日（２０１０．１．２９）
【出願人】（５０５２３６４６９）キャタピラー エス エー アール エル (144)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月１８日（２０１１．８．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２９日（２０１０．１．２９）
【出願人】（５０５２３６４６９）キャタピラー エス エー アール エル (144)
【Ｆターム（参考）】
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