作業機
【課題】様々なアタッチメントに対応した制御を行うことができ、アタッチメントの操作が行い易い。
【解決手段】操作部材２５の操作量θに対応した作動信号を前記電磁弁３５に出力する制御部２８とを備えた作業機であって、制御部２８は、操作部材２５の操作量θとこの操作量θに対応して作動信号とは別に仮想的に定められた仮想制御量との関係が示された仮想制御量変換マップと、仮想制御量の上限値を多段のレベルに分けた制御量上限変換マップと、仮想制御量を作動信号に変換する実制御変換マップとを備えており、当該制御部２８は、仮想制御量変換マップと制御量上限変換マップ及び実制御変換マップに基づいて操作部材２５の操作量θに応じた作動信号を出力する。
【解決手段】操作部材２５の操作量θに対応した作動信号を前記電磁弁３５に出力する制御部２８とを備えた作業機であって、制御部２８は、操作部材２５の操作量θとこの操作量θに対応して作動信号とは別に仮想的に定められた仮想制御量との関係が示された仮想制御量変換マップと、仮想制御量の上限値を多段のレベルに分けた制御量上限変換マップと、仮想制御量を作動信号に変換する実制御変換マップとを備えており、当該制御部２８は、仮想制御量変換マップと制御量上限変換マップ及び実制御変換マップに基づいて操作部材２５の操作量θに応じた作動信号を出力する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックホー等の作業機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ブレーカやグラップル等のアタッチメントが装着される作業装置を備えたバックホーが開示されている（例えば、特許文献１）。アタッチメントは、油圧シリンダ等のアクチュエータを運転席に設けられた操作部材で動かすことによって動作させることができる。
操作部材を操作すると、その操作量に対応して電磁弁が開閉することで制御弁のパイロット圧が制御され、当該制御弁からアクチュエータに所定の作動油が供給されることで、アタッチメントは動作するようになっている。制御弁のパイロット圧を制御する際、操作部材の操作量を電磁弁が作動する作動信号の値（例えば、電流値）に置き換えることでなされている。
【特許文献１】特開２００２−３９３７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の作業機では、パイロット圧の制御において操作部材の操作量を直接電磁弁の電流値に変換しているため、ブレーカやグラップル等の様々なアタッチメントに対応した制御を行うことは非常に大変であった。
本発明は上記問題点に鑑み、様々なアタッチメントに対応した制御を簡単に行うことができ、アタッチメントの操作が行い易い作業機を提供するようにしたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この技術的課題を解決するための本発明の技術的手段は、アクチュエータによって動作するアタッチメントと、このアタッチメントが動作するようにアクチュエータに作動油を供給する制御弁と、作動信号により作動して前記制御弁のパイロット圧を調整可能な電磁弁と、操作部材の操作量に対応した作動信号を前記電磁弁に出力する制御部とを備えた作業機であって、前記制御部は、操作部材の操作量とこの操作量に対応して前記作動信号とは別に仮想的に定められた仮想制御量との関係が示された仮想制御量変換マップと、前記仮想制御量の上限値を多段のレベルに分けた制御量上限変換マップと、前記仮想制御量を作動信号に変換する実制御変換マップとを備えており、当該制御部は、仮想制御量変換マップと制御量上限変換マップ及び実制御変換マップに基づいて操作部材の操作量に応じた作動信号を出力する点にある。
【０００５】
これによれば、操作量を直接的に電磁弁を開閉させるための作動信号（例えば、電流値）でなく、仮想制御量を介して作動信号に変換しているので、様々なアタッチメントの特性を含めた制御を簡単に行うことができる。即ち、仮想制御量は中間変数であって、当該仮想制御量をファクタとして有する制御量上限変換マップにより制御を行っているので、アタッチメントが異なっても当該アタッチメントの動作速度の上限を自在に制御することができる。
前記仮想制御量変換マップでの仮想制御量の上限値のレベルを選択する上限値設定手段を有しており、前記制御部は、操作量により定められた仮想制御量が前記上限値設定手段で設定された仮想制御量の上限値を超えないように前記作動信号を出力することが好ましい。
【０００６】
これによれば、アタッチメントの種類に対応してアタッチメントの動作速度の上限を簡単に制御することができる。
前記制御部は、制御量上限変換マップでの仮想制御量の上限値のレベルに、操作部材の操作量と前記仮想制御量との関係を示した複数の仮想制御量変換マップを有し、当該制御部は、前記レベルに応じた前記仮想制御量変換マップ及び実制御変換マップに基づいて作動信号の出力をすることが好ましい。
前記仮想制御量変換マップの仮想制御量は、前記操作部材の操作量に応じた作動油の流量とされており、前記実制御変換マップは前記作動油の流量を作動信号に変換するものであることが好ましい。
【０００７】
これによれば、アタッチメントを制御するにあたって流量を仮想制御量とすれば、アタッチメントの動特性を考慮した制御を行い易い。
前記制御部は、エンジン回転に応じて実制御変換マップでの前記仮想制御量と作動信号との関係を変換する作動信号変換手段を有していることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、様々なアタッチメントに対応した制御を行うことができ、アタッチメントの操作が行い易い。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１〜図１３は、本発明のバックホー等の作業機を示している。
図１２に示すように、作業機（バックホー）１は、下部の走行装置２と、上部の旋回体３とから構成されている。
走行装置２は、ゴム製覆帯を有する左右一対の走行体４を備え、両走行体４を走行モータＭで駆動するようにしたクローラ式走行装置が採用されている。また、該走行装置２の前部にはドーザ５が設けられている。
【００１０】
旋回体３は、走行装置２上に旋回ベアリング１１を介して上下方向の旋回軸回りに左右旋回自在に支持された旋回台１２と、該旋回台１２の前部に備えられた作業装置１３（掘削装置）とを有している。旋回台１２上には、エンジン７，ラジエータ８，運転席９，燃料タンク，作動油タンク等が設けられている。また、旋回台１２上には運転席９を囲むキャビン１４が設けられ、前記エンジン７は左右方向右側に配置されて開閉ボンネット等で覆われている。
エンジン７は、エンジン始動キーで図示しないイグニッションスイッチ（キースイッチ）をオフ位置からオン位置に切り換えた後に、キースイッチをスタート位置にすることで始動するようになっている。
【００１１】
作業装置１３は、旋回台１２の前部に左右方向の中央部よりやや右寄りにオフセットして設けられた支持ブラケット１６に上下方向の軸心回りに左右揺動自在に支持されたスイングブラケット１７と、該スイングブラケット１７に基部側を左右方向の軸心廻りに回動自在に枢着されて上下揺動自在に支持されたブーム１８と、該ブーム１８の先端側に左右方向の軸心廻りに回動自在に枢着されて前後揺動自在に支持されたアーム１９と、該アーム１９の先端側にスクイ・ダンプ動作可能に設けられたバケット２０とを備えている。
スイングブラケット１７は、旋回台１２内に備えられたスイングシリンダの伸縮によって揺動され、ブーム１８は、該ブーム１８とスイングブラケット１７との間に介装されたブームシリンダ２２の伸縮によって揺動され、アーム１９は、該アーム１９とブーム１８との間に介装されたアームシリンダ２３の伸縮によって揺動され、バケット２０は、該バケット２０とアーム１９との間に介装されたバケットシリンダ２１の伸縮によってスクイ・ダンプ動作される。
【００１２】
アーム１９の先端部には、バケット２０の代わりにグラップル，サム，ブレーカ，ブラッシュカッタ，チルトバケット，ロータリーグラーブル等の各種アタッチメント（以降、バケット２０の代わりにアーム１９の先端部に装着されるアタッチメントをＳＰ用アタッチメントということがある）が装着できるようになっている。
また、アーム１９の先端部には、ＳＰ用アタッチメントを動作させるためのアクチューエータ３３（以降、ＳＰ用アクチュエータということがある）に対し、作動油を供給する作動油供給部（図示省略）が設けられている（ＳＰ用アクチュエータ３３については図１，２参照）。運転席９の近傍又はキャビン１４内には、ＳＰ用アタッチメントを操作する操作部材２５が左右方向又は前後方向に揺動自在に支持されている。
【００１３】
図１は、ＳＰ用アクチュエータを動作させるシステム構成図を示している。図２はＳＰ用アクチュエータの油圧回路図を示している。
操作部材２５の操作量（操作角度）θは、ポジションメータやセンサ等で検出され、キャビン１４内等に設けられた制御部２８（例えば、ＣＰＵ）に入力されるようになっている。この制御部２８には、電磁弁３５（３５ａ，３５ｂ）が電気的に接続されている。
図２に示すように、各電磁弁３５には第１油路３８ａを介して第１ポンプ３７からパイロット油が供給されるようになっており、ＳＰ用アクチュエータ３３に作動油を供給する制御弁２４には第２油路３８ｂを介して第２ポンプ３９から作動油が供給されるようになっている。
【００１４】
図１、２に示すように、操作部材２５を中立位置より一方（左側）に揺動させると、制御部２８は操作部材２５の操作量θに応じて左ＳＰ用電磁弁３５ａのソレノイド３６ａに所定値の電流Ｉ（作動信号）を出力する。そうすると、左ＳＰ用電磁弁３５ａは電流値Ｉに応じて開き、その結果、ＳＰ用制御弁２４のパイロット圧が制御される。また、一方に揺動させた操作部材２５を中立位置側に戻すと、制御部２８は操作部材２５の操作量θに応じて左ＳＰ用電磁弁３５ａのソレノイド３６ａに所定値の電流Ｉを出力する。そうすると、左ＳＰ用電磁弁３５ａは電流値Ｉに応じて開き、その結果、ＳＰ用制御弁２４のパイロット圧が制御される。
【００１５】
このように、操作部材２５の操作量θに応じて左ＳＰ用電磁弁３５ａを操作することで、ＳＰ用制御弁２４のパイロット圧が制御され、ＳＰ用アクチュエータ３３が動作し、ＳＰ用アタッチメントが一方向に動く。
なお、操作部材２５を中立位置より他方（右側）に揺動させると、制御部２８、左ＳＰ用電磁弁３５ｂのソレノイド３６ｂを介してＳＰ用制御弁２４のパイロット圧が制御され、ＳＰ用アクチュエータ３３が動作し、ＳＰ用アタッチメントが他方向に動く。操作部材２５を他方に揺動させたときの右ＳＰ用電磁弁３５ｂのソレノイド３６ｂ動作は左ＳＰ用電磁弁３５ａのソレノイド３６ａと同様である。
【００１６】
図３〜５は、制御部によって電磁弁を制御するにあたっての制御マップを示している。 図３は、操作部材２５を中立位置から揺動させたときの操作部材２５の操作量θと当該操作量θに対応して電磁弁３５を動作させる作動信号（例えば、電流値Ｉ）とは別に予め仮想的に定められた仮想制御量との関係をマッピングした仮想制御量変換マップである。
図４は、仮想制御量の上限値を多段のレベルに分けた制御量上限変換マップである。図５は、仮想制御量を作動信号に変換する実制御変換マップである。制御部２８は、仮想制御量変換マップ、制御量上限変換マップ及び実制御変換マップをプログラムとして有している。
【００１７】
仮想制御量変換マップの横軸は操作部材２５の操作量θを示しており、横軸の原点は操作部材２５の中立位置を示しており、横軸の最大値は操作部材２５を最大に揺動させたときの最大位置を示している。仮想制御量変換マップの縦軸は電磁弁３５（アクチュエータ）を制御するために用いられる仮想制御量を示したもので、具体的には、操作部材２５を揺動させたときの作動油の流量Ｑ（仮想流量ということがある）を示している。
仮想制御量変換マップの縦軸おいては、操作部材２５を中立位置から最大位置に向けて揺動させた際（後述する行き側の操作の際）に作動油が流れ始める起動点の流量Ｑを基準値としている。そして、同仮想制御量変換マップでは、基準値に対して作動油の流量Ｑが増加する側を百分率でプラス側とし、基準値に対して作動油が減少する側を百分率でマイナス側としている。
【００１８】
図６は、電磁弁３５に流した電流値Ｉと作動油の流量Ｑとの関係をまとめたものである。仮想制御量変換マップの基準値について図６を用いて説明する。
図６に示すように、操作部材２５を中立位置から傾けて、操作部材２５の操作量θに応じて電磁弁３５に付加する電流Ｉを増加させると、電磁弁３５の開閉度が電流値Ｉに応じて徐々に増加し、作動油の流量Ｑは増加する。このときの電流値Ｉと作動油の流量Ｑとの関係は曲線ａのようになる。
一方で、操作部材２５を操作した状態から徐々に中立位置に戻すと、電流値Ｉに応じて電磁弁３５の開閉度は減少するが、電流値Ｉと作動油の流量Ｑとの関係は曲線ａのようにならず曲線ｂのようになり、操作部材２５を起動点に戻したときの作動油の流量Ｑは操作部材２５を揺動させる前と比べてΔＱだけ増加する。即ち、操作部材２５を最大側へ向けて傾けた場合（行き側）と、操作部材２５を中立位置側へ戻した場合（帰り側）とでは、電流値Ｉと作動油の流量Ｑとの関係が異なり、ヒステリシス特性が存在することとなる。
【００１９】
本発明の作業機では、このようなヒステリシス特性を考慮し、図３に示すように、操作部材２５の行き側（言い換えれば、電磁弁３５の開側）と帰り側（言い換えれば、電磁弁３５の閉側）とで生じる作動油の流量Ｑ差ΔＱを基準値に対する割合（百分率）で表して、制御量変換マップの縦軸に、その値（−Ａ％）をマイナス側として示している。
このように、制御量変換マップにおいては、起動点の流量Ｑを基準値として、当該基準値から−Ａ％（ΔＱ）〜＋Ｂ％[例えば、−２０％〜１２０％]までの作動油の流量範囲（仮想流量範囲）を縦軸に示している。
【００２０】
制御量変換マップにおいて、仮想流量Ｑと操作部材の操作量θとの関係を示す制御線Ｌは、操作部材の操作量θが増加する毎に作動油の流量Ｑが徐々に増加する右肩上がりの直線状であって、当該制御線Ｌにおいて起動点よりも中立位置側に操作部材を傾けた際は、仮想流量Ｑはマイナス側に推移し、起動点よりも最大位置側に操作部材を傾けた際は、仮想流量Ｑはプラス側に推移するようになっている。図３に示す不感体の領域は、操作部材２５を中立位置から最大位置へと操作した際（行き側）に作動油が流れない領域である。 図４に示すように、制御量上限変換マップは、仮想流量Ｑの流量範囲を１５分割することで１５種類の仮想流量Ｑの上限を設定したものである。この制御量上限変換マップでは縦軸を仮想流量Ｑとしていて当該縦軸の範囲は、仮想制御量変換マップの縦軸と同じである。また、制御量上限変換マップでは、仮想流量Ｑの流量範囲を略均等に１５分割したものである。
【００２１】
図１に示すように、作業機は、仮想制御量変換マップでの仮想流量Ｑの上限値のレベル（以降、上限レベルということがある）を選択する上限値設定手段３０を有している。
具体的には、上限値設定手段３０は制御部２８に電気的に接続された選択スイッチ（選択ボタン）で構成されており、この選択スイッチ３０を１回押す毎に上限レベルが１段階上がるようになっている。また、選択スイッチ３０で選択された上限レベルが最高レベル（レベル１４）になった後に、選択スイッチ３０を押すと上限レベルが最低レベル（レベル０）に戻るようになっている。なお、選択スイッチ３０は運転席９の周囲に設けられた表示装置に具備されており、選択スイッチ３０を押す毎で運転者が適宜上限レベルを変更することができる。
【００２２】
図５に示すように、実制御変換マップでは、縦軸を電磁弁に流す電流Ｉとし、横軸を仮想流量Ｑとしていて、当該横軸の範囲は仮想制御量変換マップの縦軸と同じである。
図３〜５及び図７を用いて制御部２８の動作を説明する。
作業者が操作部材２５を操作すると、制御部２８は、操作部材２５の操作量θを操作信号により読み取り（Ｓ１：読み取り工程）、仮想制御量変換マップより読み取った操作量θから仮想流量Ｑを割り出す（Ｓ２：割り出し工程）。制御部２８は、割り出し工程で割り出した仮想流量Ｑが、選択スイッチ３０により予め設定された仮想流量Ｑの上限値よりも超えていないか否かを制御量上限変換マップにより判断する（Ｓ３：仮想制御量判定工程）。
【００２３】
制御部２８は、割り出し工程で割り出した仮想流量Ｑが制御量上限変換マップによる上限値よりも超えていれば、割り出し工程で割り出した仮想流量Ｑを、制御量上限変換マップで求められる上限値に変える（Ｓ４：上限値決定工程）。制御部２８は、仮想制御量変換マップより割り出した仮想流量Ｑが制御量上限変換マップによる上限値より超えていなければ、次の処理に進む。
制御部２８は、割り出し工程又は上限値決定工程で求めた仮想流量Ｑから電磁弁３５に掛ける電流値Ｉを実制御変換マップに決定して、当該電流値Ｉを電磁弁３５に出力する（Ｓ５：実制御工程）。
【００２４】
例えば、操作部材２５を操作したときの操作量θがＮであるとき、割り出し工程で仮想流量Ｑは５０％となる。ここで、選択スイッチ３０により上限レベルがレベル８に設定されている場合は、割り出し工程で割り出された仮想流量Ｑが、上限レベルにおける仮想流量Ｑの上限を超えているため、上限値決定工程で仮想流量Ｑはレベル８の上限値、即ち、４２％に変換される。
一方で、選択スイッチ３０により上限レベルがレベル１１に設定されている場合は、割り出し工程で割り出された仮想流量Ｑが、上限レベルにおける仮想流量Ｑの上限を超えていないため、仮想流量Ｑは割り出し工程で割り出した５０％となる。
【００２５】
そして、実制御工程において、割り出し工程又は上限値決定工程で求めた仮想流量Ｑの５０％又は４２％から電磁弁３５に出力する電流値Ｉが決められて当該電流値Ｉが出力される。
このように、制御部２８は、仮想制御量変換マップと制御量上限変換マップ及び実制御変換マップに基づいて操作部材２５の操作量θに応じた電流値Ｉを出力する。また、この制御部２８は、操作部材２５の操作量θによって定められた仮想流量Ｑが選択スイッチ３０で設定された仮想流量Ｑの上限値を超えないように電流Ｉを出力する。
【００２６】
上記では、制御部２８は、１つの仮想制御量変換マップと１つの仮想制御量変換マップと１つの実制御変換マップとにより電磁弁３５の制御を行っているが、１つの仮想制御量変換マップではなく、複数の仮想制御量変換マップ（言い換えれば、複数の制御線Ｌを有するマップ）を有していて、この複数の仮想制御量変換マップで電磁弁３５の制御を行ってもよい。
以下、複数の仮想制御量変換マップで電磁弁３５を制御する場合について説明する。
図８は、複数の仮想制御量変換マップを１つの制御マップにまとめたものである。即ち図８では、横軸は操作部材２５の操作量θ、縦軸は仮想流量Ｑであり、当該図は仮想流量Ｑの上限値を定めたレベル毎に、複数の制御線Ｌをマッピングしたものである。
【００２７】
各仮想制御量変換マップ、即ち、各仮想制御量変換マップをまとめた図８では、操作部材２５を最大位置に操作した際に、仮想流量Ｑがレベルにより定められた値よりも大きくならないように制御線Ｌが設定されている。同図において、レベル１４に対応する制御線Ｌの傾き（操作量θに対する仮想流量Ｑの増加度）が一番大きく、レベルの数値が小さくなるほど制御線Ｌの傾きは小さくなっている。
図８，９を用いて複数の仮想制御量変換マップでの制御部２８の動作を説明する。
作業者が操作部材２５を操作すると、制御部２８は、操作部材２５の操作量θを操作信号により読み取る（Ｓ１０：読み取り工程）。制御部２８は、選択スイッチ３０で設定された上限レベル（レベル）に基づいて、制御を行うにあたっての仮想制御量変換マップを複数の仮想制御量変換マップから決定する（Ｓ１１：マップ決定工程）。制御部２８は、選択された仮想制御量変換マップより、読み取り工程で読み取った操作量θから仮想流量Ｑを割り出す（Ｓ１２：割り出し工程）。
【００２８】
制御部２８は、割り出し工程で求めた仮想流量Ｑから電磁弁３５に掛ける電流値Ｉを実制御変換マップに決定して、当該電流値Ｉを電磁弁３５に出力する（Ｓ１３：実制御工程）。
例えば、選択スイッチ３０により仮想流量Ｑの上限レベルが「５」に設定されている場合、制御部２８はマップ決定工程でレベル５に対応する仮想制御量変換マップを決定する（言い換えれば、図８に示すように、レベル５に対応する制御線Ｌを用いて制御を行う）。
【００２９】
制御部２８は、レベルに応じた仮想制御量変換マップと実制御変換マップに基づいて電磁弁３５に電流Ｉを出力する。
例えば、仮想流量Ｑの上限レベルが最高であるレベル１４を設定した状態で、操作部材２５を操作すると、操作部材２５の操作量θに対応する電流値Ｉの大きさ及びその変化量（制御線Ｌで言うと傾き）が大きいので、操作部材２５を少しだけ揺動させても出力される電流値Ｉ及びその変化量は大きくなる。その結果、電磁弁３５の開度が大きくなるとともに電磁弁３５の開くスピードが早くなるので、アクチュエータの動作速度は速くなると共に、操作部材２５の操作に対する反応速度（素早く反応する）が速くなる。
【００３０】
一方で、仮想流量Ｑの上限レベルが最低であるレベル０を設定した状態で、操作部材２５を操作すると、操作量θに対応する電流値Ｉの大きさ及びその変化量が小さく、レベル１５と同じように操作部材２５を揺動させてもその操作量θに対して出力される電流値Ｉ及びその変化量は小さくなる。その結果、電磁弁３５の開度が小さくなるとともに、電磁弁３５の開くスピードは遅くなり、アクチュエータの動作速度は遅くなると共に、操作部材２５の操作に対してゆっくりと動作する（ゆっくり反応する）。
したがって、上限レベルが高いもので制御を行うと、アタッチメント（アクチュエータ）の動作速度を速くできると共に、操作量θに対する反応速度を速くすることができる。また、上限レベルが低いもので制御を行うと、アタッチメントの動作速度を遅くできると共に、操作量θに対する反応速度を遅くすることができる。
【００３１】
制御部２８は、エンジン回転に応じて実制御変換マップでの仮想流量Ｑと電流値Ｉとの関係を変換する作動信号変換手段３４を有することが好ましい。
作動信号変換手段３４は、仮想流量Ｑを電流値Ｉに置き換える実制御工程の際に、実制御変換マップを変更するもので、エンジンをアイドリング状態としたときの実制御変換マップ（図１０（ａ）：アイドリング制御マップということがある）と、エンジンを最高回転にしたときの実制御変換マップ（図１０（ｂ）：高回転制御マップということがある）と、式（１）とを用いて、エンジン回転に応じて仮想流量Ｑと電流値Ｉとの関係を変換するものである。
【００３２】
なお、制御部２８は、予めアイドリング制御マップ、高回転制御マップ及び式（１）をプログラムとして有している。アイドリング制御マップは、アタッチメントを操作していない無負荷状態においてエンジンをアイドリングにした場合の仮想流量Ｑと電流Ｉとの関係を示したものである。高回転制御マップは、無負荷状態においてエンジンの回転数を最高回転にした場合の仮想流量Ｑと電流Ｉとの関係を示したものである。
【００３３】
【数１】
【００３４】
図１０〜１１を用いて作動信号変換手段３４を有する場合の制御部の動作を説明する。なお、説明の便宜上、仮想流量ＱはＰ値であるとする。
まず、制御部２８は、実制御工程において、仮想流量ＱのＰ値からアイドリング制御マップでの電流値Ｉを算出して当該電流値Ｉを式（１）のＩminとする（Ｓ２０）と共に、仮想流量Ｑから高回転制御マップでの電流値Ｉを算出して当該電流値Ｉを式（１）のＩmaxとする（Ｓ２１）。
そして、制御部２８は、現在のエンジンの回転を読み込んでその値を式（１）のＲnowとする（Ｓ２２）と共に、アイドリング状態のときのエンジンの回転を読み込んで式（１）のＲminとする（Ｓ２３）。制御部２８は、Ｉmin、Ｉmax、Ｒnow及びＲminを式（１）に代入して、エンジンの回転に応じた電流値Ｉを求め、当該電流Ｉを電磁弁３５に出力する（Ｓ２４）。
【００３５】
作動信号変換手段３４によれば、エンジン回転、即ち、エンジンの負荷に応じてＳＰ用アクチュエータ３３を作動させることができる。
本発明の作業機は、上記で示した実施形態に限定されない。即ち、上記の実施の形態では、仮想制御量変換マップの制御において、操作部材２５を最大位置側へ向けて傾けた場合（行き側）と、操作部材２５を中立位置側へ戻した場合（帰り側）とでは、同じ制御線Ｌ（ルート）を用いていたが、図１３に示すように、行き側と帰り側との制御線Ｌのルートを別々にしてもよい。例えば、図１３の操作部材２５を最大位置側に傾けたとき（行き側）は制御線Ｌ１を用い、操作部材２５を中立位置側に傾けたとき（帰り側）は制御線Ｌ２を用いる。
【００３６】
また、仮想制御量変換マップにおいて、操作部材２５を揺動させた際に作動油が流れ始める起動点の流量Ｑを基準値として縦軸の値をプラス側とマイナス側に分けているが、縦軸を作動油の流量Ｑ（実質値）としてもよい。
また、仮想制御量を作動油の流量としたが、電磁弁３５の開閉度にしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】アクチュエータを動作させるシステム構成図である。
【図２】アクチュエータを作動させる油圧回路図である。
【図３】仮想制御量変換マップを示す図である。
【図４】制御量上限変換マップを示す図である。
【図５】実制御変換マップを示す図である。
【図６】仮想制御量変換マップを導出した過程を説明する図である。
【図７】制御部の制御動作フローチャートを示す図である。
【図８】複数の仮想制御量変換マップをまとめた図である。
【図９】複数の仮想制御量変換マップを用いて制御する制御部の制御動作を示すフローチャート図である。
【図１０】（ａ）はアイドリング制御マップを示す図で、（ｂ）は高回転制御マップを示す図である。
【図１１】作動信号変換手段における制御部の制御動作を示すフローチャート図である。
【図１２】バックホーの側面全体を示す全体図である。
【図１３】仮想制御量変換マップの変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１ 作業機
２５ 操作部材
２８ 制御部
２４ 制御弁
３５ 電磁弁
θ 操作量
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バックホー等の作業機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ブレーカやグラップル等のアタッチメントが装着される作業装置を備えたバックホーが開示されている（例えば、特許文献１）。アタッチメントは、油圧シリンダ等のアクチュエータを運転席に設けられた操作部材で動かすことによって動作させることができる。
操作部材を操作すると、その操作量に対応して電磁弁が開閉することで制御弁のパイロット圧が制御され、当該制御弁からアクチュエータに所定の作動油が供給されることで、アタッチメントは動作するようになっている。制御弁のパイロット圧を制御する際、操作部材の操作量を電磁弁が作動する作動信号の値（例えば、電流値）に置き換えることでなされている。
【特許文献１】特開２００２−３９３７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の作業機では、パイロット圧の制御において操作部材の操作量を直接電磁弁の電流値に変換しているため、ブレーカやグラップル等の様々なアタッチメントに対応した制御を行うことは非常に大変であった。
本発明は上記問題点に鑑み、様々なアタッチメントに対応した制御を簡単に行うことができ、アタッチメントの操作が行い易い作業機を提供するようにしたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この技術的課題を解決するための本発明の技術的手段は、アクチュエータによって動作するアタッチメントと、このアタッチメントが動作するようにアクチュエータに作動油を供給する制御弁と、作動信号により作動して前記制御弁のパイロット圧を調整可能な電磁弁と、操作部材の操作量に対応した作動信号を前記電磁弁に出力する制御部とを備えた作業機であって、前記制御部は、操作部材の操作量とこの操作量に対応して前記作動信号とは別に仮想的に定められた仮想制御量との関係が示された仮想制御量変換マップと、前記仮想制御量の上限値を多段のレベルに分けた制御量上限変換マップと、前記仮想制御量を作動信号に変換する実制御変換マップとを備えており、当該制御部は、仮想制御量変換マップと制御量上限変換マップ及び実制御変換マップに基づいて操作部材の操作量に応じた作動信号を出力する点にある。
【０００５】
これによれば、操作量を直接的に電磁弁を開閉させるための作動信号（例えば、電流値）でなく、仮想制御量を介して作動信号に変換しているので、様々なアタッチメントの特性を含めた制御を簡単に行うことができる。即ち、仮想制御量は中間変数であって、当該仮想制御量をファクタとして有する制御量上限変換マップにより制御を行っているので、アタッチメントが異なっても当該アタッチメントの動作速度の上限を自在に制御することができる。
前記仮想制御量変換マップでの仮想制御量の上限値のレベルを選択する上限値設定手段を有しており、前記制御部は、操作量により定められた仮想制御量が前記上限値設定手段で設定された仮想制御量の上限値を超えないように前記作動信号を出力することが好ましい。
【０００６】
これによれば、アタッチメントの種類に対応してアタッチメントの動作速度の上限を簡単に制御することができる。
前記制御部は、制御量上限変換マップでの仮想制御量の上限値のレベルに、操作部材の操作量と前記仮想制御量との関係を示した複数の仮想制御量変換マップを有し、当該制御部は、前記レベルに応じた前記仮想制御量変換マップ及び実制御変換マップに基づいて作動信号の出力をすることが好ましい。
前記仮想制御量変換マップの仮想制御量は、前記操作部材の操作量に応じた作動油の流量とされており、前記実制御変換マップは前記作動油の流量を作動信号に変換するものであることが好ましい。
【０００７】
これによれば、アタッチメントを制御するにあたって流量を仮想制御量とすれば、アタッチメントの動特性を考慮した制御を行い易い。
前記制御部は、エンジン回転に応じて実制御変換マップでの前記仮想制御量と作動信号との関係を変換する作動信号変換手段を有していることが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、様々なアタッチメントに対応した制御を行うことができ、アタッチメントの操作が行い易い。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１〜図１３は、本発明のバックホー等の作業機を示している。
図１２に示すように、作業機（バックホー）１は、下部の走行装置２と、上部の旋回体３とから構成されている。
走行装置２は、ゴム製覆帯を有する左右一対の走行体４を備え、両走行体４を走行モータＭで駆動するようにしたクローラ式走行装置が採用されている。また、該走行装置２の前部にはドーザ５が設けられている。
【００１０】
旋回体３は、走行装置２上に旋回ベアリング１１を介して上下方向の旋回軸回りに左右旋回自在に支持された旋回台１２と、該旋回台１２の前部に備えられた作業装置１３（掘削装置）とを有している。旋回台１２上には、エンジン７，ラジエータ８，運転席９，燃料タンク，作動油タンク等が設けられている。また、旋回台１２上には運転席９を囲むキャビン１４が設けられ、前記エンジン７は左右方向右側に配置されて開閉ボンネット等で覆われている。
エンジン７は、エンジン始動キーで図示しないイグニッションスイッチ（キースイッチ）をオフ位置からオン位置に切り換えた後に、キースイッチをスタート位置にすることで始動するようになっている。
【００１１】
作業装置１３は、旋回台１２の前部に左右方向の中央部よりやや右寄りにオフセットして設けられた支持ブラケット１６に上下方向の軸心回りに左右揺動自在に支持されたスイングブラケット１７と、該スイングブラケット１７に基部側を左右方向の軸心廻りに回動自在に枢着されて上下揺動自在に支持されたブーム１８と、該ブーム１８の先端側に左右方向の軸心廻りに回動自在に枢着されて前後揺動自在に支持されたアーム１９と、該アーム１９の先端側にスクイ・ダンプ動作可能に設けられたバケット２０とを備えている。
スイングブラケット１７は、旋回台１２内に備えられたスイングシリンダの伸縮によって揺動され、ブーム１８は、該ブーム１８とスイングブラケット１７との間に介装されたブームシリンダ２２の伸縮によって揺動され、アーム１９は、該アーム１９とブーム１８との間に介装されたアームシリンダ２３の伸縮によって揺動され、バケット２０は、該バケット２０とアーム１９との間に介装されたバケットシリンダ２１の伸縮によってスクイ・ダンプ動作される。
【００１２】
アーム１９の先端部には、バケット２０の代わりにグラップル，サム，ブレーカ，ブラッシュカッタ，チルトバケット，ロータリーグラーブル等の各種アタッチメント（以降、バケット２０の代わりにアーム１９の先端部に装着されるアタッチメントをＳＰ用アタッチメントということがある）が装着できるようになっている。
また、アーム１９の先端部には、ＳＰ用アタッチメントを動作させるためのアクチューエータ３３（以降、ＳＰ用アクチュエータということがある）に対し、作動油を供給する作動油供給部（図示省略）が設けられている（ＳＰ用アクチュエータ３３については図１，２参照）。運転席９の近傍又はキャビン１４内には、ＳＰ用アタッチメントを操作する操作部材２５が左右方向又は前後方向に揺動自在に支持されている。
【００１３】
図１は、ＳＰ用アクチュエータを動作させるシステム構成図を示している。図２はＳＰ用アクチュエータの油圧回路図を示している。
操作部材２５の操作量（操作角度）θは、ポジションメータやセンサ等で検出され、キャビン１４内等に設けられた制御部２８（例えば、ＣＰＵ）に入力されるようになっている。この制御部２８には、電磁弁３５（３５ａ，３５ｂ）が電気的に接続されている。
図２に示すように、各電磁弁３５には第１油路３８ａを介して第１ポンプ３７からパイロット油が供給されるようになっており、ＳＰ用アクチュエータ３３に作動油を供給する制御弁２４には第２油路３８ｂを介して第２ポンプ３９から作動油が供給されるようになっている。
【００１４】
図１、２に示すように、操作部材２５を中立位置より一方（左側）に揺動させると、制御部２８は操作部材２５の操作量θに応じて左ＳＰ用電磁弁３５ａのソレノイド３６ａに所定値の電流Ｉ（作動信号）を出力する。そうすると、左ＳＰ用電磁弁３５ａは電流値Ｉに応じて開き、その結果、ＳＰ用制御弁２４のパイロット圧が制御される。また、一方に揺動させた操作部材２５を中立位置側に戻すと、制御部２８は操作部材２５の操作量θに応じて左ＳＰ用電磁弁３５ａのソレノイド３６ａに所定値の電流Ｉを出力する。そうすると、左ＳＰ用電磁弁３５ａは電流値Ｉに応じて開き、その結果、ＳＰ用制御弁２４のパイロット圧が制御される。
【００１５】
このように、操作部材２５の操作量θに応じて左ＳＰ用電磁弁３５ａを操作することで、ＳＰ用制御弁２４のパイロット圧が制御され、ＳＰ用アクチュエータ３３が動作し、ＳＰ用アタッチメントが一方向に動く。
なお、操作部材２５を中立位置より他方（右側）に揺動させると、制御部２８、左ＳＰ用電磁弁３５ｂのソレノイド３６ｂを介してＳＰ用制御弁２４のパイロット圧が制御され、ＳＰ用アクチュエータ３３が動作し、ＳＰ用アタッチメントが他方向に動く。操作部材２５を他方に揺動させたときの右ＳＰ用電磁弁３５ｂのソレノイド３６ｂ動作は左ＳＰ用電磁弁３５ａのソレノイド３６ａと同様である。
【００１６】
図３〜５は、制御部によって電磁弁を制御するにあたっての制御マップを示している。 図３は、操作部材２５を中立位置から揺動させたときの操作部材２５の操作量θと当該操作量θに対応して電磁弁３５を動作させる作動信号（例えば、電流値Ｉ）とは別に予め仮想的に定められた仮想制御量との関係をマッピングした仮想制御量変換マップである。
図４は、仮想制御量の上限値を多段のレベルに分けた制御量上限変換マップである。図５は、仮想制御量を作動信号に変換する実制御変換マップである。制御部２８は、仮想制御量変換マップ、制御量上限変換マップ及び実制御変換マップをプログラムとして有している。
【００１７】
仮想制御量変換マップの横軸は操作部材２５の操作量θを示しており、横軸の原点は操作部材２５の中立位置を示しており、横軸の最大値は操作部材２５を最大に揺動させたときの最大位置を示している。仮想制御量変換マップの縦軸は電磁弁３５（アクチュエータ）を制御するために用いられる仮想制御量を示したもので、具体的には、操作部材２５を揺動させたときの作動油の流量Ｑ（仮想流量ということがある）を示している。
仮想制御量変換マップの縦軸おいては、操作部材２５を中立位置から最大位置に向けて揺動させた際（後述する行き側の操作の際）に作動油が流れ始める起動点の流量Ｑを基準値としている。そして、同仮想制御量変換マップでは、基準値に対して作動油の流量Ｑが増加する側を百分率でプラス側とし、基準値に対して作動油が減少する側を百分率でマイナス側としている。
【００１８】
図６は、電磁弁３５に流した電流値Ｉと作動油の流量Ｑとの関係をまとめたものである。仮想制御量変換マップの基準値について図６を用いて説明する。
図６に示すように、操作部材２５を中立位置から傾けて、操作部材２５の操作量θに応じて電磁弁３５に付加する電流Ｉを増加させると、電磁弁３５の開閉度が電流値Ｉに応じて徐々に増加し、作動油の流量Ｑは増加する。このときの電流値Ｉと作動油の流量Ｑとの関係は曲線ａのようになる。
一方で、操作部材２５を操作した状態から徐々に中立位置に戻すと、電流値Ｉに応じて電磁弁３５の開閉度は減少するが、電流値Ｉと作動油の流量Ｑとの関係は曲線ａのようにならず曲線ｂのようになり、操作部材２５を起動点に戻したときの作動油の流量Ｑは操作部材２５を揺動させる前と比べてΔＱだけ増加する。即ち、操作部材２５を最大側へ向けて傾けた場合（行き側）と、操作部材２５を中立位置側へ戻した場合（帰り側）とでは、電流値Ｉと作動油の流量Ｑとの関係が異なり、ヒステリシス特性が存在することとなる。
【００１９】
本発明の作業機では、このようなヒステリシス特性を考慮し、図３に示すように、操作部材２５の行き側（言い換えれば、電磁弁３５の開側）と帰り側（言い換えれば、電磁弁３５の閉側）とで生じる作動油の流量Ｑ差ΔＱを基準値に対する割合（百分率）で表して、制御量変換マップの縦軸に、その値（−Ａ％）をマイナス側として示している。
このように、制御量変換マップにおいては、起動点の流量Ｑを基準値として、当該基準値から−Ａ％（ΔＱ）〜＋Ｂ％[例えば、−２０％〜１２０％]までの作動油の流量範囲（仮想流量範囲）を縦軸に示している。
【００２０】
制御量変換マップにおいて、仮想流量Ｑと操作部材の操作量θとの関係を示す制御線Ｌは、操作部材の操作量θが増加する毎に作動油の流量Ｑが徐々に増加する右肩上がりの直線状であって、当該制御線Ｌにおいて起動点よりも中立位置側に操作部材を傾けた際は、仮想流量Ｑはマイナス側に推移し、起動点よりも最大位置側に操作部材を傾けた際は、仮想流量Ｑはプラス側に推移するようになっている。図３に示す不感体の領域は、操作部材２５を中立位置から最大位置へと操作した際（行き側）に作動油が流れない領域である。 図４に示すように、制御量上限変換マップは、仮想流量Ｑの流量範囲を１５分割することで１５種類の仮想流量Ｑの上限を設定したものである。この制御量上限変換マップでは縦軸を仮想流量Ｑとしていて当該縦軸の範囲は、仮想制御量変換マップの縦軸と同じである。また、制御量上限変換マップでは、仮想流量Ｑの流量範囲を略均等に１５分割したものである。
【００２１】
図１に示すように、作業機は、仮想制御量変換マップでの仮想流量Ｑの上限値のレベル（以降、上限レベルということがある）を選択する上限値設定手段３０を有している。
具体的には、上限値設定手段３０は制御部２８に電気的に接続された選択スイッチ（選択ボタン）で構成されており、この選択スイッチ３０を１回押す毎に上限レベルが１段階上がるようになっている。また、選択スイッチ３０で選択された上限レベルが最高レベル（レベル１４）になった後に、選択スイッチ３０を押すと上限レベルが最低レベル（レベル０）に戻るようになっている。なお、選択スイッチ３０は運転席９の周囲に設けられた表示装置に具備されており、選択スイッチ３０を押す毎で運転者が適宜上限レベルを変更することができる。
【００２２】
図５に示すように、実制御変換マップでは、縦軸を電磁弁に流す電流Ｉとし、横軸を仮想流量Ｑとしていて、当該横軸の範囲は仮想制御量変換マップの縦軸と同じである。
図３〜５及び図７を用いて制御部２８の動作を説明する。
作業者が操作部材２５を操作すると、制御部２８は、操作部材２５の操作量θを操作信号により読み取り（Ｓ１：読み取り工程）、仮想制御量変換マップより読み取った操作量θから仮想流量Ｑを割り出す（Ｓ２：割り出し工程）。制御部２８は、割り出し工程で割り出した仮想流量Ｑが、選択スイッチ３０により予め設定された仮想流量Ｑの上限値よりも超えていないか否かを制御量上限変換マップにより判断する（Ｓ３：仮想制御量判定工程）。
【００２３】
制御部２８は、割り出し工程で割り出した仮想流量Ｑが制御量上限変換マップによる上限値よりも超えていれば、割り出し工程で割り出した仮想流量Ｑを、制御量上限変換マップで求められる上限値に変える（Ｓ４：上限値決定工程）。制御部２８は、仮想制御量変換マップより割り出した仮想流量Ｑが制御量上限変換マップによる上限値より超えていなければ、次の処理に進む。
制御部２８は、割り出し工程又は上限値決定工程で求めた仮想流量Ｑから電磁弁３５に掛ける電流値Ｉを実制御変換マップに決定して、当該電流値Ｉを電磁弁３５に出力する（Ｓ５：実制御工程）。
【００２４】
例えば、操作部材２５を操作したときの操作量θがＮであるとき、割り出し工程で仮想流量Ｑは５０％となる。ここで、選択スイッチ３０により上限レベルがレベル８に設定されている場合は、割り出し工程で割り出された仮想流量Ｑが、上限レベルにおける仮想流量Ｑの上限を超えているため、上限値決定工程で仮想流量Ｑはレベル８の上限値、即ち、４２％に変換される。
一方で、選択スイッチ３０により上限レベルがレベル１１に設定されている場合は、割り出し工程で割り出された仮想流量Ｑが、上限レベルにおける仮想流量Ｑの上限を超えていないため、仮想流量Ｑは割り出し工程で割り出した５０％となる。
【００２５】
そして、実制御工程において、割り出し工程又は上限値決定工程で求めた仮想流量Ｑの５０％又は４２％から電磁弁３５に出力する電流値Ｉが決められて当該電流値Ｉが出力される。
このように、制御部２８は、仮想制御量変換マップと制御量上限変換マップ及び実制御変換マップに基づいて操作部材２５の操作量θに応じた電流値Ｉを出力する。また、この制御部２８は、操作部材２５の操作量θによって定められた仮想流量Ｑが選択スイッチ３０で設定された仮想流量Ｑの上限値を超えないように電流Ｉを出力する。
【００２６】
上記では、制御部２８は、１つの仮想制御量変換マップと１つの仮想制御量変換マップと１つの実制御変換マップとにより電磁弁３５の制御を行っているが、１つの仮想制御量変換マップではなく、複数の仮想制御量変換マップ（言い換えれば、複数の制御線Ｌを有するマップ）を有していて、この複数の仮想制御量変換マップで電磁弁３５の制御を行ってもよい。
以下、複数の仮想制御量変換マップで電磁弁３５を制御する場合について説明する。
図８は、複数の仮想制御量変換マップを１つの制御マップにまとめたものである。即ち図８では、横軸は操作部材２５の操作量θ、縦軸は仮想流量Ｑであり、当該図は仮想流量Ｑの上限値を定めたレベル毎に、複数の制御線Ｌをマッピングしたものである。
【００２７】
各仮想制御量変換マップ、即ち、各仮想制御量変換マップをまとめた図８では、操作部材２５を最大位置に操作した際に、仮想流量Ｑがレベルにより定められた値よりも大きくならないように制御線Ｌが設定されている。同図において、レベル１４に対応する制御線Ｌの傾き（操作量θに対する仮想流量Ｑの増加度）が一番大きく、レベルの数値が小さくなるほど制御線Ｌの傾きは小さくなっている。
図８，９を用いて複数の仮想制御量変換マップでの制御部２８の動作を説明する。
作業者が操作部材２５を操作すると、制御部２８は、操作部材２５の操作量θを操作信号により読み取る（Ｓ１０：読み取り工程）。制御部２８は、選択スイッチ３０で設定された上限レベル（レベル）に基づいて、制御を行うにあたっての仮想制御量変換マップを複数の仮想制御量変換マップから決定する（Ｓ１１：マップ決定工程）。制御部２８は、選択された仮想制御量変換マップより、読み取り工程で読み取った操作量θから仮想流量Ｑを割り出す（Ｓ１２：割り出し工程）。
【００２８】
制御部２８は、割り出し工程で求めた仮想流量Ｑから電磁弁３５に掛ける電流値Ｉを実制御変換マップに決定して、当該電流値Ｉを電磁弁３５に出力する（Ｓ１３：実制御工程）。
例えば、選択スイッチ３０により仮想流量Ｑの上限レベルが「５」に設定されている場合、制御部２８はマップ決定工程でレベル５に対応する仮想制御量変換マップを決定する（言い換えれば、図８に示すように、レベル５に対応する制御線Ｌを用いて制御を行う）。
【００２９】
制御部２８は、レベルに応じた仮想制御量変換マップと実制御変換マップに基づいて電磁弁３５に電流Ｉを出力する。
例えば、仮想流量Ｑの上限レベルが最高であるレベル１４を設定した状態で、操作部材２５を操作すると、操作部材２５の操作量θに対応する電流値Ｉの大きさ及びその変化量（制御線Ｌで言うと傾き）が大きいので、操作部材２５を少しだけ揺動させても出力される電流値Ｉ及びその変化量は大きくなる。その結果、電磁弁３５の開度が大きくなるとともに電磁弁３５の開くスピードが早くなるので、アクチュエータの動作速度は速くなると共に、操作部材２５の操作に対する反応速度（素早く反応する）が速くなる。
【００３０】
一方で、仮想流量Ｑの上限レベルが最低であるレベル０を設定した状態で、操作部材２５を操作すると、操作量θに対応する電流値Ｉの大きさ及びその変化量が小さく、レベル１５と同じように操作部材２５を揺動させてもその操作量θに対して出力される電流値Ｉ及びその変化量は小さくなる。その結果、電磁弁３５の開度が小さくなるとともに、電磁弁３５の開くスピードは遅くなり、アクチュエータの動作速度は遅くなると共に、操作部材２５の操作に対してゆっくりと動作する（ゆっくり反応する）。
したがって、上限レベルが高いもので制御を行うと、アタッチメント（アクチュエータ）の動作速度を速くできると共に、操作量θに対する反応速度を速くすることができる。また、上限レベルが低いもので制御を行うと、アタッチメントの動作速度を遅くできると共に、操作量θに対する反応速度を遅くすることができる。
【００３１】
制御部２８は、エンジン回転に応じて実制御変換マップでの仮想流量Ｑと電流値Ｉとの関係を変換する作動信号変換手段３４を有することが好ましい。
作動信号変換手段３４は、仮想流量Ｑを電流値Ｉに置き換える実制御工程の際に、実制御変換マップを変更するもので、エンジンをアイドリング状態としたときの実制御変換マップ（図１０（ａ）：アイドリング制御マップということがある）と、エンジンを最高回転にしたときの実制御変換マップ（図１０（ｂ）：高回転制御マップということがある）と、式（１）とを用いて、エンジン回転に応じて仮想流量Ｑと電流値Ｉとの関係を変換するものである。
【００３２】
なお、制御部２８は、予めアイドリング制御マップ、高回転制御マップ及び式（１）をプログラムとして有している。アイドリング制御マップは、アタッチメントを操作していない無負荷状態においてエンジンをアイドリングにした場合の仮想流量Ｑと電流Ｉとの関係を示したものである。高回転制御マップは、無負荷状態においてエンジンの回転数を最高回転にした場合の仮想流量Ｑと電流Ｉとの関係を示したものである。
【００３３】
【数１】
【００３４】
図１０〜１１を用いて作動信号変換手段３４を有する場合の制御部の動作を説明する。なお、説明の便宜上、仮想流量ＱはＰ値であるとする。
まず、制御部２８は、実制御工程において、仮想流量ＱのＰ値からアイドリング制御マップでの電流値Ｉを算出して当該電流値Ｉを式（１）のＩminとする（Ｓ２０）と共に、仮想流量Ｑから高回転制御マップでの電流値Ｉを算出して当該電流値Ｉを式（１）のＩmaxとする（Ｓ２１）。
そして、制御部２８は、現在のエンジンの回転を読み込んでその値を式（１）のＲnowとする（Ｓ２２）と共に、アイドリング状態のときのエンジンの回転を読み込んで式（１）のＲminとする（Ｓ２３）。制御部２８は、Ｉmin、Ｉmax、Ｒnow及びＲminを式（１）に代入して、エンジンの回転に応じた電流値Ｉを求め、当該電流Ｉを電磁弁３５に出力する（Ｓ２４）。
【００３５】
作動信号変換手段３４によれば、エンジン回転、即ち、エンジンの負荷に応じてＳＰ用アクチュエータ３３を作動させることができる。
本発明の作業機は、上記で示した実施形態に限定されない。即ち、上記の実施の形態では、仮想制御量変換マップの制御において、操作部材２５を最大位置側へ向けて傾けた場合（行き側）と、操作部材２５を中立位置側へ戻した場合（帰り側）とでは、同じ制御線Ｌ（ルート）を用いていたが、図１３に示すように、行き側と帰り側との制御線Ｌのルートを別々にしてもよい。例えば、図１３の操作部材２５を最大位置側に傾けたとき（行き側）は制御線Ｌ１を用い、操作部材２５を中立位置側に傾けたとき（帰り側）は制御線Ｌ２を用いる。
【００３６】
また、仮想制御量変換マップにおいて、操作部材２５を揺動させた際に作動油が流れ始める起動点の流量Ｑを基準値として縦軸の値をプラス側とマイナス側に分けているが、縦軸を作動油の流量Ｑ（実質値）としてもよい。
また、仮想制御量を作動油の流量としたが、電磁弁３５の開閉度にしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】アクチュエータを動作させるシステム構成図である。
【図２】アクチュエータを作動させる油圧回路図である。
【図３】仮想制御量変換マップを示す図である。
【図４】制御量上限変換マップを示す図である。
【図５】実制御変換マップを示す図である。
【図６】仮想制御量変換マップを導出した過程を説明する図である。
【図７】制御部の制御動作フローチャートを示す図である。
【図８】複数の仮想制御量変換マップをまとめた図である。
【図９】複数の仮想制御量変換マップを用いて制御する制御部の制御動作を示すフローチャート図である。
【図１０】（ａ）はアイドリング制御マップを示す図で、（ｂ）は高回転制御マップを示す図である。
【図１１】作動信号変換手段における制御部の制御動作を示すフローチャート図である。
【図１２】バックホーの側面全体を示す全体図である。
【図１３】仮想制御量変換マップの変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１ 作業機
２５ 操作部材
２８ 制御部
２４ 制御弁
３５ 電磁弁
θ 操作量
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクチュエータによって動作するアタッチメントと、このアタッチメントが動作するようにアクチュエータに作動油を供給する制御弁と、作動信号により作動して前記制御弁のパイロット圧を調整可能な電磁弁と、操作部材の操作量に対応した作動信号を前記電磁弁に出力する制御部とを備えた作業機であって、
前記制御部は、操作部材の操作量とこの操作量に対応して前記作動信号とは別に仮想的に定められた仮想制御量との関係が示された仮想制御量変換マップと、前記仮想制御量の上限値を多段のレベルに分けた制御量上限変換マップと、前記仮想制御量を作動信号に変換する実制御変換マップとを備えており、当該制御部は、仮想制御量変換マップと制御量上限変換マップ及び実制御変換マップに基づいて操作部材の操作量に応じた作動信号を出力することを特徴とする作業機。
【請求項２】
前記仮想制御量変換マップでの仮想制御量の上限値のレベルを選択する上限値設定手段を有しており、前記制御部は、前記操作量により定められた仮想制御量が前記上限値設定手段で設定された仮想制御量の上限値を超えないように、前記作動信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の作業機。
【請求項３】
前記制御部は、制御量上限変換マップでの仮想制御量の上限値のレベル毎に、操作部材の操作量と前記仮想制御量との関係を示した複数の前記仮想制御量変換マップを有し、当該制御部は、前記レベルに応じた前記仮想制御量変換マップ及び実制御変換マップに基づいて作動信号の出力をすることを特徴とする請求項２に記載の作業機。
【請求項４】
前記仮想制御量変換マップの仮想制御量は、前記操作部材の操作量に応じた作動油の流量とされており、前記実制御変換マップは前記作動油の流量を作動信号に変換するものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の作業機。
【請求項５】
前記制御部は、エンジン回転に応じて実制御変換マップでの前記仮想制御量と作動信号との関係を変換する作動信号変換手段を有していることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の作業機。
【請求項１】
アクチュエータによって動作するアタッチメントと、このアタッチメントが動作するようにアクチュエータに作動油を供給する制御弁と、作動信号により作動して前記制御弁のパイロット圧を調整可能な電磁弁と、操作部材の操作量に対応した作動信号を前記電磁弁に出力する制御部とを備えた作業機であって、
前記制御部は、操作部材の操作量とこの操作量に対応して前記作動信号とは別に仮想的に定められた仮想制御量との関係が示された仮想制御量変換マップと、前記仮想制御量の上限値を多段のレベルに分けた制御量上限変換マップと、前記仮想制御量を作動信号に変換する実制御変換マップとを備えており、当該制御部は、仮想制御量変換マップと制御量上限変換マップ及び実制御変換マップに基づいて操作部材の操作量に応じた作動信号を出力することを特徴とする作業機。
【請求項２】
前記仮想制御量変換マップでの仮想制御量の上限値のレベルを選択する上限値設定手段を有しており、前記制御部は、前記操作量により定められた仮想制御量が前記上限値設定手段で設定された仮想制御量の上限値を超えないように、前記作動信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の作業機。
【請求項３】
前記制御部は、制御量上限変換マップでの仮想制御量の上限値のレベル毎に、操作部材の操作量と前記仮想制御量との関係を示した複数の前記仮想制御量変換マップを有し、当該制御部は、前記レベルに応じた前記仮想制御量変換マップ及び実制御変換マップに基づいて作動信号の出力をすることを特徴とする請求項２に記載の作業機。
【請求項４】
前記仮想制御量変換マップの仮想制御量は、前記操作部材の操作量に応じた作動油の流量とされており、前記実制御変換マップは前記作動油の流量を作動信号に変換するものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の作業機。
【請求項５】
前記制御部は、エンジン回転に応じて実制御変換マップでの前記仮想制御量と作動信号との関係を変換する作動信号変換手段を有していることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の作業機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００８−２３１６９６（Ｐ２００８−２３１６９６Ａ）
【公開日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−６９４６６（Ｐ２００７−６９４６６）
【出願日】平成１９年３月１６日（２００７．３．１６）
【出願人】（０００００１０５２）株式会社クボタ (4,415)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月１６日（２００７．３．１６）
【出願人】（０００００１０５２）株式会社クボタ (4,415)
【Ｆターム（参考）】
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