WO2017213027A1 - 作業機械 - Google Patents

Abstract

操作に対する電磁弁装置の応答性を向上する。　作業機械は、油圧ポンプから油圧アクチュエータへ供給される圧油の流れを制御する電磁弁装置と、電磁弁装置を操作する操作部材と、操作部材が予め設定された中立範囲内に配置されているか否かを判定する操作位置判定部とを備えている。作業機械は、操作部材の状態の変化に基づいて、オペレータによる操作部材を操作しようとする意図があるか否かを判定する操作意図判定部と、操作部材の操作に基づいて電磁弁装置に電流を供給する電流供給部と、操作位置判定部により操作部材が中立範囲内に配置されていると判定され、かつ、操作意図判定部により操作部材を操作しようとする意図があると判定されているとき、油圧アクチュエータが駆動を開始するときの電流よりも低いスタンバイ電流が電流供給部から電磁弁装置に供給されることを許可する電流制御部と、を備えている。

Description

作業機械

　本発明は、作業機械に関する。

　操作レバーの中立位置を検出する中立位置検出手段と、この中立位置検出手段の出力信号を入力し操作レバーが中立位置にあるときに制御手段の制御本体と制御弁との間の信号の伝達を禁止する禁止手段とを設けた油圧機械の駆動制御装置が知られている（特許文献１参照）。特許文献１に記載の駆動制御装置によれば、制御手段の制御本体を含む電気機器に故障、あるいは作業に伴うノイズの混入を生じ、誤信号が発生したとしても、その誤信号が制御弁に伝達されず、制御弁を中立位置に復帰させることができる。

特開平１－９７７２９号公報

　しかしながら、特許文献１に記載の駆動制御装置では、油圧機械を動作させるために操作レバーを操作したとき、制御弁のスプールの摩擦の影響により、制御弁の応答遅れが大きいという問題がある。

　本発明の一態様による作業機械は、油圧ポンプと、前記油圧ポンプから吐出される圧油によって駆動される油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプから前記油圧アクチュエータへ供給される圧油の流れを制御する電磁弁装置と、前記電磁弁装置を操作する操作部材と、前記操作部材が予め設定された中立範囲内に配置されているか否かを判定する操作位置判定部とを備えた作業機械において、前記操作部材の状態の変化に基づいて、オペレータによる前記操作部材を操作しようとする意図があるか否かを判定する操作意図判定部と、前記操作部材の操作に基づいて前記電磁弁装置に電流を供給する電流供給部と、前記操作位置判定部により前記操作部材が中立範囲内に配置されていると判定され、かつ、前記操作意図判定部により前記操作部材を操作しようとする意図があると判定されているとき、前記油圧アクチュエータが駆動を開始するときの電流よりも低いスタンバイ電流が前記電流供給部から前記電磁弁装置に供給されることを許可する電流制御部と、を備えることを特徴とする。

　本発明によれば、操作に対する電磁弁装置の応答性を向上できる。

油圧ショベルの側面図。 本発明の第１の実施の形態に係る油圧ショベルの概略構成を示す図。 （ａ）は操作レバーの操作方向に対応する油圧ショベルの動作を説明する図、（ｂ）は操作レバーの中立範囲について説明する図。 本発明の第１の実施の形態に係るコントローラの構成を示すブロック図。 （ａ）は操作レバーの操作角θと第１電磁弁へ出力する制御電流の目標値（実線参照）との関係を示す図、（ｂ）は操作レバーの操作角θと第２電磁弁へ出力する制御電流の目標値（実線参照）との関係を示す図。 電磁弁に電流を供給するか否かを判定するための条件を説明する図。 本発明の第１の実施の形態に係るコントローラにより実行される電磁弁制御プログラムによる処理の一例を示すフローチャート。 （ａ）は本実施の形態に係るコントローラの動作を示すタイムチャート、（ｂ）は比較例に係るコントローラの動作を示すタイムチャート。 （ａ）は本実施の形態に係るコントローラの動作を示すタイムチャート、（ｂ）は比較例に係るコントローラの動作を示すタイムチャート。 本発明の第２の実施の形態に係るコントローラの構成を示すブロック図。 本発明の第２の実施の形態に係るコントローラにより実行される電磁弁制御プログラムによる処理の一例を示すフローチャート。 本発明の変形例に係る油圧ショベルの概略構成を示す図。

－第１の実施の形態－
　図１は、作業機械の一例である油圧ショベル（バックホウ）１００の側面図である。なお、説明の便宜上、図１に示したように前後および上下方向を規定する。図１に示すように、油圧ショベル１００は、走行体１０１と、走行体１０１上に旋回可能に搭載された旋回体１０２とを備える。走行体１０１は、左右一対のクローラを走行モータによって駆動することにより走行する。

　旋回体１０２の前部左側には運転室１０７が設けられ、運転室１０７の後部にはエンジン室が設けられている。エンジン室には、動力源であるエンジンや油圧機器等が収容されている。エンジン室の後部には、作業時の機体のバランスをとるためのカウンタウエイト１０９が取り付けられている。旋回体１０２の前部右側にはフロント作業装置１０３が設けられている。

　フロント作業装置１０３は、複数のフロント部材、すなわちブーム１０４、アーム１０５、および、バケット１０６を備えている。ブーム１０４は、基端部が旋回体１０２の前部に回動可能に取り付けられている。アーム１０５は、その一端がブーム１０４の先端に回動可能に取り付けられている。ブーム１０４およびアーム１０５は、ブームシリンダ１０４ａおよびアームシリンダ１０５ａによってそれぞれ駆動されて回動する。バケット１０６は、アーム１０５の先端において、アーム１０５に対して上下方向に回動可能に取り付けられ、バケットシリンダ１０６ａによって駆動されて回動する。

　図２は、本発明の第１の実施の形態に係る油圧ショベル１００の概略構成を示す図である。図２では、油圧回路の最高圧力を規定するリリーフバルブの図示は省略している。油圧ショベル１００が備える油圧回路には、ブームシリンダ１０４ａやアームシリンダ１０５ａ、バケットシリンダ１０６ａ、旋回用の油圧モータなどの複数の油圧アクチュエータや、これらの油圧アクチュエータへ供給される圧油の流れを制御する電磁弁装置等が設けられている。以下では、説明の便宜上、複数の油圧アクチュエータのうち、一の油圧アクチュエータＨＡ（たとえば、バケットシリンダ１０６ａ）を代表して示し、その他の油圧アクチュエータについては図示を省略している。つまり、図２は、一の油圧アクチュエータ（たとえば、バケットシリンダ１０６ａ）を駆動するための構成を示す図に相当する。

　油圧ショベル１００は、コントローラ１２０と、エンジン１９０と、メインポンプ１５１と、パイロットポンプ１５２と、電磁弁装置１４０と、操作装置１３０と、を備えている。コントローラ１２０は、ＣＰＵや記憶装置であるＲＯＭおよびＲＡＭ、その他の周辺回路などを有する演算処理装置を含んで構成され、油圧ショベル１００の各部の制御を行っている。

　コントローラ１２０には、操作量センサ１３３が接続されている。操作量センサ１３３は、操作装置１３０の操作レバー１３１の回動角度を操作角（操作量）θとして検出し、操作角θに相当する信号をコントローラ１２０に出力する。操作量センサ１３３としては、たとえば、操作レバー１３１の回動角度に応じた電圧を出力するポテンショメータにより構成できる。電気式の操作装置１３０は、後述の電磁弁装置１４０を操作するものであって、操作レバー１３１と、操作量センサ１３３と、戻しばね１３２を含む復帰機構とを備えている。

　操作レバー１３１は、回動可能な棒状の部材であって、先端部にはオペレータが把持する把持部１３１ａが設けられている。操作レバー１３１には戻しばね１３２が接続されており、操作レバー１３１は中立位置に向かって戻しばね１３２により弾性的に付勢されている。なお、復帰機構は、操作レバー１３１に操作反力を付与する反力付与装置としての機能も有する。運転室１０７内には、複数の操作装置１３０が配設されている。

　図３（ａ）は操作レバー１３１の操作方向に対応する油圧ショベル１００の動作を説明する図である。運転室１０７内には、操作装置１３０として、運転席の右側に位置する右側操作装置１３０Ａと、運転席の左側に位置する左側操作装置１３０Ｂとを備えている。

　図３（ｂ）は操作レバー１３１の中立範囲について説明する図である。図３（ｂ）に示すように、操作レバー１３１の中立位置（ＮＰ）は、操作レバー１３１の回動範囲を２分する位置に設定されている。操作レバー１３１の操作角θは、中立位置（ＮＰ）からの傾き角に相当する。

　本実施の形態では、中立位置（ＮＰ）に操作レバー１３１が位置しているときの操作角θは０°に設定されている。操作角θは、中立位置（ＮＰ）から一方に傾けると正の方向に大きくなる。また、操作角θは、中立位置（ＮＰ）から他方に傾けると負の方向に大きくなる、すなわち０°よりも小さくなる。

　図３（ａ）に示すように、右側操作装置１３０Ａは、旋回体１０２に対するブーム１０４の回動動作、および、アーム１０５に対するバケット１０６の回動動作を操作する操作装置である。右側操作装置１３０Ａの操作レバー（以下、右操作レバー１３１Ａと記す）を中立位置（ＮＰ）から前方に傾けると、正の操作角（θ１）が増加し、ブーム下げ動作が行われる。ブーム下げ動作とは、ブームシリンダ１０４ａが収縮し、ブーム１０４が操作角（θ１）に応じた速度で下方に回動する動作である。右操作レバー１３１Ａを中立位置（ＮＰ）から後方に傾けると、負の操作角（θ１）が減少し、ブーム上げ動作が行われる。ブーム上げ動作とは、ブームシリンダ１０４ａが伸長し、ブーム１０４が操作角（θ１）に応じた速度で上方に回動する動作である。

　右操作レバー１３１Ａを中立位置（ＮＰ）から右方に傾けると、正の操作角（θ２）が増加し、バケット放土動作（バケットダンプ動作とも呼ばれる）が行われる。バケット放土動作とは、バケットシリンダ１０６ａが収縮し、バケット１０６の爪先（先端）がアーム１０５の腹面から離れるように、バケット１０６が操作角（θ２）に応じた速度で回動する（図１において時計回りに回動する）動作である。右操作レバー１３１Ａを中立位置（ＮＰ）から左方に傾けると、負の操作角（θ２）が減少し、バケット掘削動作（バケットクラウド動作とも呼ばれる）が行われる。バケット掘削動作とは、バケットシリンダ１０６ａが伸長し、バケット１０６の爪先（先端）がアーム１０５の腹面に近づくように、バケット１０６が操作角（θ２）に応じた速度で回動する（図１において反時計回りに回動する）動作である。

　左側操作装置１３０Ｂの操作レバー（以下、左操作レバー１３１Ｂと記す）は、ブーム１０４に対するアーム１０５の回動動作、および、旋回体１０２の旋回動作を操作する操作部材である。左操作レバー１３１Ｂを中立位置（ＮＰ）から前方に傾けると、正の操作角（θ３）が増加し、アーム押し動作（アーム伸ばし動作とも呼ばれる）が行われる。アーム押し動作とは、アームシリンダ１０５ａが収縮し、ブーム１０４に対し、アーム１０５の相対角度が広がる方向に、アーム１０５が操作角（θ３）に応じた速度で回動する（図１において時計回りに回動する）動作である。左操作レバー１３１Ｂを中立位置（ＮＰ）から後方に傾けると、負の操作角（θ３）が減少し、アーム引き動作（アーム曲げ動作とも呼ばれる）が行われる。アーム引き動作とは、アームシリンダ１０５ａが伸長し、アーム１０５をブーム１０４側に折りたたむように、アーム１０５が操作角（θ３）に応じた速度で回動する（図１において反時計回りに回動する）動作である。

　左操作レバー１３１Ｂを中立位置（ＮＰ）から右方に傾けると、正の操作角（θ４）が増加し、旋回モータ（不図示）が駆動され、旋回体１０２が操作角（θ４）に応じた速度で右旋回する。左操作レバー１３１Ｂを中立位置（ＮＰ）から左方に傾けると、負の操作角（θ４）が減少し、旋回モータ（不図示）が駆動され、旋回体１０２が操作角（θ４）に応じた速度で左旋回する。なお、上述した、θ１，θ２，θ３，θ４を総称してθと記す。

　右操作レバー１３１Ａを中立位置（ＮＰ）から左斜め前方などの斜め方向に傾けると、ブーム１０４とバケット１０６を複合的に動作させることができる。左操作レバー１３１Ｂを中立位置（ＮＰ）から左斜め前方などの斜め方向に傾けると、アーム１０５と旋回体１０２を複合的に動作させることができる。このため、本実施の形態における油圧ショベル１００では、右操作レバー１３１Ａおよび左操作レバー１３１Ｂを同時に操作することで、最大、４つの動作を複合的に行わせることができる。

　図３（ｂ）に示すように、不感帯は、操作レバー１３１に対応する油圧アクチュエータＨＡが動作しない操作領域であり、操作レバー１３１が中立位置（ＮＰ）からわずかに傾動されただけで鋭敏に油圧アクチュエータＨＡが駆動されてしまうことを防止するために設けられている。不感帯は、操作角が（－θｄ）以上かつ（＋θｄ）以下の範囲に設定されており、たとえば全操作範囲の１５～２５％程度である。なお、θｄは、正の数である（θｄ＞０）。

　中立範囲は、不感帯内に予め設定される操作領域であり、制御電流を電磁弁装置１４０に供給するか否かの判定に用いるために設けられている。中立範囲は、操作角が（－θｎ）以上かつ（＋θｎ）以下の範囲に設定されており、たとえば全操作範囲の５～１０％程度である。なお、θｎは、θｄよりも小さい正の数であり、中立範囲の境界を表す角度閾値である（θｎ＜θｄ）。正の角度閾値である第１角度閾値（＋θｎ）、および、負の角度閾値である第２角度閾値（－θｎ）は、予めコントローラ１２０の記憶装置に記憶されている。

　コントローラ１２０には、左操作レバー１３１Ｂおよび右操作レバー１３１Ａの操作角θ（θ１，θ２，θ３，θ４）に相当する信号が入力される。コントローラ１２０は、操作量センサ１３３からの操作角θの信号に基づいて、左操作レバー１３１Ｂおよび右操作レバー１３１Ａの操作方向および操作角を検出する。

　図２に示すように、油圧ポンプであるメインポンプ１５１およびパイロットポンプ１５２は、エンジン１９０によって駆動され、タンク１９９内の作動油を圧油として吐出する。油圧アクチュエータＨＡは、メインポンプ１５１から吐出される圧油によって駆動される。電磁弁装置１４０は、メインポンプ１５１から油圧アクチュエータＨＡへ供給される圧油の流れを制御する油圧パイロット式の方向制御弁１４１と、方向制御弁１４１の動作を制御する２つの電磁比例減圧弁（以下、第１電磁弁１４２ｐおよび第２電磁弁１４２ｍと記す）と、を備えている。

　第１電磁弁１４２ｐは、パイロットポンプ１５２に接続され、操作レバー１３１が中立範囲外の正側に回動操作されたときに、方向制御弁１４１の第１パイロット部１４１ｐへ供給するパイロット圧を生成する。第２電磁弁１４２ｍは、パイロットポンプ１５２に接続され、操作レバー１３１が中立範囲外の負側に回動操作されたときに、方向制御弁１４１の第２パイロット部１４１ｍへ供給するパイロット圧を生成する。

　以下では、図２の油圧アクチュエータＨＡは、バケットシリンダ１０６ａであるものとして、バケット１０６の駆動を代表して説明する。コントローラ１２０は、操作レバー１３１の操作方向および操作角に応じて、電磁弁１４２ｐ，１４２ｍのソレノイド１４３ｐ，１４３ｍに制御電流（励磁電流）を出力する。操作レバー１３１が正の方向（バケット放土方向）に操作された場合、操作角（θ）に応じてコントローラ１２０から供給される制御電流によって第１電磁弁１４２ｐの減圧度が設定される。操作レバー１３１が負の方向（バケット掘削方向）に操作された場合、操作角（θ）に応じてコントローラ１２０から供給される制御電流によって第２電磁弁１４２ｍの減圧度が設定される。

　電磁弁１４２ｐ，１４２ｍの開口特性は、ソレノイド１４３ｐ，１４３ｍに入力される制御電流の増加に伴い減圧度が小さくなるように、すなわち制御電流の増加に伴い２次圧力（パイロット圧）が大きくなるように設定されている。

　方向制御弁１４１の第１パイロット部１４１ｐに電磁弁１４２ｐで生成されたパイロット圧が作用すると、方向制御弁１４１のスプールが位置（Ｄ）側に移動し、油圧アクチュエータＨＡ（バケットシリンダ１０６ａ）が収縮する。方向制御弁１４１の第２パイロット部１４１ｍに電磁弁１４２ｍで生成されたパイロット圧が作用すると、方向制御弁１４１のスプールが位置（Ｃ）側に移動し、油圧アクチュエータＨＡ（バケットシリンダ１０６ａ）が伸長する。

　方向制御弁１４１の第１パイロット部１４１ｐおよび第２パイロット部１４１ｍのそれぞれが、第１電磁弁１４２ｐおよび第２電磁弁１４２ｍのそれぞれを介してタンク１９９に接続されると、方向制御弁１４１のスプールは中立位置（Ｎ）に移動する。

　図４は、本発明の第１の実施の形態に係るコントローラ１２０の構成を示すブロック図である。コントローラ１２０は、目標電流決定部１２２と、電流供給部１２３と、操作速度演算部１２７と、条件判定部１２８と、電流制御部１２９と、を備えている。コントローラ１２０には、図示しない電源装置が接続されている。電流供給部１２３は、操作レバー１３１が正側に回動操作されたときに電磁弁装置１４０を構成する第１電磁弁１４２ｐのソレノイド１４３ｐに電流を供給する第１電流供給部１２３ａを備えている。電流供給部１２３は、操作レバー１３１が負側に回動操作されたときに電磁弁装置１４０を構成する第２電磁弁１４２ｍのソレノイド１４３ｍに電流を供給する第２電流供給部１２３ｂを備えている。電流供給部１２３は、後述する目標電流決定部１２２により設定される制御電流の目標値に基づき、制御電流の大きさを調節し、各ソレノイド１４３ｐ，１４３ｍに供給する。なお、後述する目標電流決定部１２２により決定される制御電流の目標値に相当する信号がスイッチ１２６ａ，１２６ｂにより遮断されているとき、電流供給部１２３は電磁弁１４２ｐ，１４２ｍに電流を供給しない。

　目標電流決定部１２２は、操作量センサ１３３で検出された操作レバー１３１の操作角θに基づいて、電流供給部１２３から電磁弁１４２ｐ，１４２ｍのソレノイド１４３ｐ，１４３ｍへ供給される制御電流の目標値を決定する。目標電流決定部１２２は、第１目標電流決定部１２２ａと第２目標電流決定部１２２ｂを備えている。

　図５（ａ）は操作レバー１３１の操作角θと第１電磁弁１４２ｐへ出力する制御電流の目標値（実線参照）との関係を示す図であり、図５（ｂ）は操作レバー１３１の操作角θと第２電磁弁１４２ｍへ出力する制御電流の目標値（実線参照）との関係を示す図である。コントローラ１２０の記憶装置には、図５（ａ）に示す特性Ｎ１および図５（ｂ）に示す特性Ｎ２がルックアップテーブル形式で記憶されている。

　第１目標電流決定部１２２ａは、図５（ａ）の実線で示す特性Ｎ１のテーブルを参照し、操作量センサ１３３で検出された操作角θに基づいて、第１電磁弁１４２ｐのソレノイド１４３ｐへ出力する制御電流の目標値（目標制御電流Ｉｔ）を設定する。操作レバー１３１の操作角θが０以上かつ不感帯用第１閾値（＋θｄ）以下の不感帯に位置しているときには、目標制御電流Ｉｔは最小電流Ｉｍｉｎに設定される。操作角θが不感帯用第１閾値（＋θｄ）よりも大きく、かつ正側最大操作角（＋θｍａｘ）以下の操作帯では、操作角θが増加するほど、目標制御電流Ｉｔが直線的に増加する。操作レバー１３１の操作角θが正側最大操作角（＋θｍａｘ）となっているときには、目標制御電流Ｉｔは最大電流Ｉｍａｘに設定される。

　同様に、第２目標電流決定部１２２ｂは、図５（ｂ）の実線で示す特性Ｎ２のテーブルを参照し、操作量センサ１３３で検出された操作角θに基づいて、第２電磁弁１４２ｍのソレノイド１４３ｍへ出力する制御電流の目標値（目標制御電流Ｉｔ）を設定する。操作レバー１３１の操作角θが０以下かつ不感帯用第２閾値（－θｄ）以上の不感帯に位置しているときには、目標制御電流Ｉｔは最小電流Ｉｍｉｎに設定される。操作角θが不感帯用第２閾値（－θｄ）未満、かつ負側最大操作角（－θｍａｘ）以上の操作帯では、操作角θの減少、すなわち操作角θの絶対値|θ|の増加するほど、目標制御電流Ｉｔが直線的に増加する。操作レバー１３１の操作角θが負側最大操作角（－θｍａｘ）となっているときには、目標制御電流Ｉｔは最大電流Ｉｍａｘに設定される。

　最大電流Ｉｍａｘは、電磁弁１４２ｐ，１４２ｍの減圧度を最小とするための目標値である。最小電流Ｉｍｉｎは、操作レバー１３１が中立範囲内に配置されているときに電磁弁装置１４０にスタンバイ電流を供給させるための目標値である。以下、最小電流Ｉｍｉｎをスタンバイ電流Ｉｍｉｎとも記す。

　スタンバイ電流Ｉｍｉｎは、たとえば１０ｍＡ～４００ｍＡ程度の微小電流であり、油圧アクチュエータＨＡが駆動を開始するときの電流、換言すれば方向制御弁１４１のスプールが動作を開始するときの電流よりも低い電流である。なお、スタンバイ電流は、電流供給部１２３において、所定の周波数でディザがかけられる。このため、電磁弁１４２ｐ，１４２ｍのソレノイド１４３ｐ，１４３ｍにスタンバイ電流が供給されると、電磁弁１４２ｐ，１４２ｍのスプールが微振動することにより、摺動部の摩擦が削減され、始動しやすい状態となる。

　図４に示す操作速度演算部１２７は、操作量センサ１３３で検出された操作レバー１３１の操作角θに基づいて、操作レバー１３１の操作速度（角速度）ωを演算する。操作速度演算部１２７は、所定の制御周期（たとえば、１ｍｓ～１０ｍｓ程度）ごとに繰り返し、操作速度ωを演算する。操作速度ωは、現制御周期で検出された操作角θｂと、１制御周期前に検出された操作角θａとの差Δθ（＝θｂ－θａ）を、１制御周期に対応する時間Δｔで除することで演算される（ω＝Δθ／Δｔ）。換言すれば、操作速度演算部１２７は、操作角θを時間微分して、操作角θの時間変化率である操作速度ωを演算する。

　条件判定部１２８は、操作速度演算部１２７で演算された操作速度ωおよび操作量センサ１３３で検出された操作角θに基づいて、第１電磁弁有効化条件が成立したか否か、および、第２電磁弁有効化条件が成立したか否かを判定する。図６は、電磁弁１４２ｐ，１４２ｍに電流を供給するか否かを判定するための条件を説明する図である。条件判定部１２８は、操作レバー１３１の操作角θの時間変化率である操作速度ωに基づいて、オペレータによる操作レバー１３１を操作しようとする意図があるか否かを判定する操作意図判定部としての機能を有している。さらに、条件判定部１２８は、操作レバー１３１の操作角θに基づいて、操作レバー１３１が予め設定された中立範囲内に配置されているか否かを判定する操作位置判定部としての機能を有している。以下、条件判定部１２８について詳細に説明する。

　条件判定部１２８は、操作レバー１３１が中立範囲外の正側に配置されているとき、第１電磁弁１４２ｐの使用が特定されたとして、第１電磁弁有効化条件が成立したと判定する。条件判定部１２８は、操作レバー１３１の操作角θが第１角度閾値（＋θｎ）よりも大きい場合、操作レバー１３１が中立範囲外の正側に配置されていると判定する。

　条件判定部１２８は、操作レバー１３１が中立範囲内に配置され、かつ、操作レバー１３１をバケット放土方向（正側）に操作しようとする意図があると判定されているとき、第１電磁弁１４２ｐの使用が推定されたとして、第１電磁弁有効化条件が成立したと判定する。条件判定部１２８は、操作レバー１３１の操作角θの絶対値|θ|が第１角度閾値（＋θｎ）以下である場合、操作レバー１３１が中立範囲内に配置されていると判定する。条件判定部１２８は、操作レバー１３１の操作速度ωが第１速度閾値（＋ωｉ）以上である場合、操作レバー１３１をバケット放土方向（正側）に操作しようとする意図があると判定する。

　条件判定部１２８は、操作レバー１３１が中立範囲外の負側に配置されているとき、第２電磁弁１４２ｍの使用が特定されたとして、第２電磁弁有効化条件が成立したと判定する。条件判定部１２８は、操作レバー１３１の操作角θが第２角度閾値（－θｎ）よりも小さい場合、操作レバー１３１が中立範囲外の負側に配置されていると判定する。

　条件判定部１２８は、操作レバー１３１が中立範囲内に配置され、かつ、操作レバー１３１をバケット掘削方向（負側）に操作しようとする意図があると判定されているとき、第２電磁弁１４２ｍの使用が推定されたとして、第２電磁弁有効化条件が成立したと判定する。条件判定部１２８は、操作レバー１３１の操作速度ωが第２速度閾値（－ωｉ）以下である場合、操作レバー１３１をバケット掘削方向（負側）に操作しようとする意図があると判定する。

　条件判定部１２８は、操作レバー１３１が中立範囲内に配置され、かつ、操作レバー１３１を操作しようとする意図がないと判定されると、第１電磁弁有効化条件および第２電磁弁有効化条件のいずれも成立していないと判定する。条件判定部１２８は、操作レバー１３１の操作速度ωが第２速度閾値（－ωｉ）よりも大きく、かつ第１速度閾値（＋ωｉ）よりも小さい場合、操作レバー１３１を操作しようとする意図がないと判定する。

　正の速度閾値である第１速度閾値（＋ωｉ）、および、負の速度閾値である第２速度閾値（－ωｉ）は、予めコントローラ１２０の記憶装置に記憶されている。なお、ωｉは、正の数であって、操作レバー１３１が停止しているか否かを判定するための速度閾値であり、たとえば、０よりもわずかに大きい値である（ωｉ＞０）。上述したように、条件判定部１２８は、操作速度ωの絶対値|ω|が速度閾値ωｉよりも小さい場合、操作レバー１３１を操作しようとする意図がないと判定する。条件判定部１２８は、操作速度ωの絶対値|ω|が速度閾値ωｉ以上の場合、操作レバー１３１を操作しようとする意図があると判定する。

　図４に示すように、電流制御部１２９は、第１電磁弁有効化条件が成立した場合、第１スイッチ１２６ａに有効化信号を出力し、第２スイッチ１２６ｂに無効化信号を出力する。第１スイッチ１２６ａは、有効化信号が入力されると、第１目標電流決定部１２２ａで設定した目標制御電流Ｉｔに相当する信号が第１電流供給部１２３ａに供給されることを許可する。第２スイッチ１２６ｂは、無効化信号が入力されると、第２目標電流決定部１２２ｂで設定した目標制御電流Ｉｔに相当する信号が第２電流供給部１２３ｂに供給されることを禁止する。つまり、電流制御部１２９は、使用されることが推定または特定された第１電磁弁１４２ｐに第１電流供給部１２３ａから制御電流が供給されることを許可、すなわち有効化する。電流制御部１２９は、使用されることが推定も特定もされていない第２電磁弁１４２ｍに第２電流供給部１２３ｂから制御電流が供給されることを禁止、すなわち無効化する。

　同様に、図４に示すように、電流制御部１２９は、第２電磁弁有効化条件が成立した場合、第１スイッチ１２６ａに無効化信号を出力し、第２スイッチ１２６ｂに有効化信号を出力する。第２スイッチ１２６ｂは、有効化信号が入力されると、第２目標電流決定部１２２ｂで設定した目標制御電流Ｉｔに相当する信号が第２電流供給部１２３ｂに供給されることを許可する。第１スイッチ１２６ａは、無効化信号が入力されると、第１目標電流決定部１２２ａで設定した目標制御電流Ｉｔに相当する信号が第１電流供給部１２３ａに供給されることを禁止する。つまり、電流制御部１２９は、使用されることが推定または特定された第２電磁弁１４２ｍに第２電流供給部１２３ｂから制御電流が供給されることを許可、すなわち有効化する。電流制御部１２９は、使用されることが推定も特定もされていない第１電磁弁１４２ｐに第１電流供給部１２３ａから制御電流が供給されることを禁止、すなわち無効化する。

　電流制御部１２９は、第１電磁弁有効化条件および第２電磁弁有効化条件のいずれもが成立していない場合、第１スイッチ１２６ａおよび第２スイッチ１２６ｂのそれぞれに無効化信号を出力する。これにより、第１スイッチ１２６ａおよび第２スイッチ１２６ｂによって目標制御電流Ｉｔに相当する信号が第１電流供給部１２３ａおよび第２電流供給部１２３ｂのそれぞれに供給されることが禁止される。つまり、電流制御部１２９は、使用されることが推定も特定もされていない第１電磁弁１４２ｐおよび第２電磁弁１４２ｍのそれぞれに第１電流供給部１２３ａおよび第２電流供給部１２３ｂのそれぞれから制御電流が供給されることを禁止、すなわち無効化する。

　図６に示すように、第１電磁弁有効化条件が成立すると、第１電流供給部１２３ａから第１電磁弁１４２ｐに電流が供給されることが許可され（第１電磁弁オン）、第２電流供給部１２３ｂから第２電磁弁１４２ｍに電流が供給されることが禁止される（第２電磁弁オフ）。第２電磁弁有効化条件が成立すると、第１電流供給部１２３ａから第１電磁弁１４２ｐに電流が供給されることが禁止され（第１電磁弁オフ）、第２電流供給部１２３ｂから第２電磁弁１４２ｍに電流が供給されることが許可される（第２電磁弁オン）。第１電磁弁有効化条件および第２電磁弁有効化条件のいずれも成立していない場合、第１電流供給部１２３ａから第１電磁弁１４２ｐに電流が供給されることが禁止され（第１電磁弁オフ）、第２電流供給部１２３ｂから第２電磁弁１４２ｍに電流が供給されることが禁止される（第２電磁弁オフ）。

　図７は、本発明の第１の実施の形態に係るコントローラ１２０により実行される電磁弁制御プログラムによる処理の一例を示すフローチャートである。図７のフローチャートに示す処理は、イグニッションスイッチ（不図示）のオンにより開始され、図示しない初期設定が行われた後、所定の制御周期（たとえば、１ｍｓ～１０ｍｓ程度）ごとにステップＳ１１０以降の処理が、コントローラ１２０によって繰り返し実行される。なお、図示しないが、コントローラ１２０は、操作量センサ１３３で検出された操作角θの情報を所定の制御周期ごとに取得する。フローチャートの説明において、コントローラが電磁弁にオン信号を出力するとは、コントローラが電磁弁に電流が供給されることを許可することを意味し、コントローラが電磁弁にオフ信号を出力するとは、コントローラが電磁弁に電流が供給されることを禁止することを意味する。

　図７に示すように、ステップＳ１１０において、コントローラ１２０は、操作量センサ１３３で検出された操作角θに基づいて操作速度ωを演算して、ステップＳ１２０へ進む。

　ステップＳ１２０において、コントローラ１２０は、操作角θの絶対値|θ|が第１角度閾値（＋θｎ）以下であり、かつ、ステップＳ１１０で演算された操作速度ωが第１速度閾値（＋ωｉ）以上であるか否かを判定する。ステップＳ１２０で肯定判定されるとステップＳ１２５へ進み、ステップＳ１２０で否定判定されるとステップＳ１３０へ進む。

　ステップＳ１２５において、コントローラ１２０は、第１電磁弁１４２ｐにオン信号を出力し、第２電磁弁１４２ｍにオフ信号を出力して、図７のフローチャートに示す処理を終了する。

　ステップＳ１３０において、コントローラ１２０は、操作角θの絶対値|θ|が第１角度閾値（＋θｎ）以下であり、かつ、ステップＳ１１０で演算された操作速度ωが第２速度閾値（－ωｉ）以下であるか否かを判定する。ステップＳ１３０で肯定判定されるとステップＳ１３５へ進み、ステップＳ１３０で否定判定されるとステップＳ１４０へ進む。

　ステップＳ１３５において、コントローラ１２０は、第１電磁弁１４２ｐにオフ信号を出力し、第２電磁弁１４２ｍにオン信号を出力して、図７のフローチャートに示す処理を終了する。

　ステップＳ１４０において、コントローラ１２０は、操作角θが第２角度閾値（－θｎ）よりも小さいか否かを判定する。ステップＳ１４０で肯定判定されるとステップＳ１４５へ進み、ステップＳ１４０で否定判定されるとステップＳ１５０へ進む。

　ステップＳ１４５において、コントローラ１２０は、第１電磁弁１４２ｐにオフ信号を出力し、第２電磁弁１４２ｍにオン信号を出力して、図７のフローチャートに示す処理を終了する。

　ステップＳ１５０において、コントローラ１２０は、操作角θが第１角度閾値（＋θｎ）よりも大きいか否かを判定する。ステップＳ１５０で肯定判定されるとステップＳ１５５へ進み、ステップＳ１５０で否定判定されるとステップＳ１６０へ進む。

　ステップＳ１５５において、コントローラ１２０は、第１電磁弁１４２ｐにオン信号を出力し、第２電磁弁１４２ｍにオフ信号を出力して、図７のフローチャートに示す処理を終了する。

　ステップＳ１６０において、コントローラ１２０は、第１電磁弁１４２ｐにオフ信号を出力し、第２電磁弁１４２ｍにオフ信号を出力して、図７のフローチャートに示す処理を終了する。

　図８を参照して、本実施の形態の動作を説明する。以下では、油圧ショベルで実施されるガラ振り作業を例に説明する。ガラ振り作業とは、土砂の掘削作業などの通常作業の他に、バケット１０６内の土砂、コンクリート片、鉄材等を振り分けるためにバケット１０６を素早く振る作業のことをいう。ガラ振り作業では、ダンプ動作とクラウド動作が交互に繰り返し行われる。

　図８（ａ）は本実施の形態に係るコントローラ１２０の動作を示すタイムチャートであり、図８（ｂ）は比較例に係るコントローラの動作を示すタイムチャートである。図８の横軸は、経過時間を示している。図８（ａ）の上段のグラフは操作角θの時間変化を示し、中段のグラフは操作速度ωの時間変化を示し、下段のグラフは第１電磁弁１４２ｐに対する目標制御電流Ｉｔの時間変化を示している。なお、図８（ａ）の下段のグラフでは、破線で第１電磁弁１４２ｐにより生成されるパイロット圧の時間変化を合わせて図示している。図８（ｂ）は、図８（ａ）の下段のグラフと同様の図であり、目標制御電流Ｉｔの時間変化およびパイロット圧の時間変化を示している。なお、比較例に係るコントローラは、操作速度ωにかかわらず、操作レバー１３１が中立範囲内に配置されている場合には、電磁弁へ制御電流が供給されることを禁止し、操作レバー１３１が中立範囲外に配置されている場合には、電磁弁へ制御電流が供給されることを許容する。

　時点ｔａ０では、オペレータが操作レバー１３１に手を触れておらず、操作レバー１３１は非操作状態となっている。この状態からオペレータが操作レバー１３１をバケット放土方向（正の方向）に操作すると、操作速度ωが上昇する（時点ｔａ１）。操作速度ωが上昇すると、上述の第１電磁弁有効化条件が成立するため（ステップＳ１２０でＹｅｓ）、第１電磁弁１４２ｐにスタンバイ電流Ｉｍｉｎが供給される。

　操作レバー１３１の操作位置が不感帯を超えて操作されると、目標制御電流Ｉｔが操作角θの増加にしたがって増加する（時点ｔａ３～時点ｔａ５）。第１電磁弁１４２ｐに供給される制御電流が増加するので、時点ｔａ４からパイロット圧が増加する。時点ｔａ５で最大操作角（＋θｍａｘ）まで操作レバー１３１が操作されると、操作速度ωは０となる。

　これに対して、比較例では、中立範囲内に操作レバー１３１が位置している間はスタンバイ電流Ｉｍｉｎを第１電磁弁１４２ｐに供給しない（時点ｔａ０～時点ｔａ２）。比較例では、中立範囲外であって不感帯内に操作レバー１３１が位置したときにスタンバイ電流Ｉｍｉｎを第１電磁弁１４２ｐに供給する（時点ｔａ２～時点ｔａ３）。比較例では、スタンバイ電流Ｉｍｉｎの供給の開始のタイミング（時点ｔａ２）が本実施の形態よりも遅いため、スタンバイ電流の印加時間が短い。スタンバイ電流の印加時間が短いと、第１電磁弁１４２ｐのスプールの摺動部に対する静止摩擦力の影響が残ってしまい、スプールの動きだしが遅くなる。その結果、比較例では、パイロット圧の増加開始のタイミング（時点ｔａ６）が本実施の形態に比べて遅れている。

　本実施の形態では、中立範囲内に操作レバー１３１が位置している状態であっても、オペレータが操作レバー１３１をバケット放土方向（正の方向）に操作する意図があると判定されると、第１電磁弁１４２ｐが使用されると推定され、スタンバイ電流Ｉｍｉｎが第１電磁弁１４２ｐに供給される。このため、本実施の形態では、比較例に比べて、スタンバイ電流Ｉｍｉｎの供給タイミングが早い（時点ｔａ１＜時点ｔａ２）。つまり、スタンバイ電流の印加時間を十分に確保することができ、電磁弁内部の摩擦を静止摩擦から動摩擦に移行できる。その結果、本実施の形態では、比較例に比べて、パイロット圧の増加開始のタイミングが早い（時点ｔａ４＜時点ｔａ６）。

　図９（ａ）は本実施の形態に係るコントローラ１２０の動作を示すタイムチャートであり、図９（ｂ）は比較例に係るコントローラの動作を示すタイムチャートである。図９は、図８と同様の図であり図９の横軸は、経過時間を示している。図９（ａ）の上段のグラフは操作角θの時間変化を示し、中段のグラフは操作速度ωの時間変化を示し、下段のグラフは第２電磁弁１４２ｍに対する目標制御電流Ｉｔの時間変化を示している。なお、図９（ａ）の下段のグラフでは、破線で第２電磁弁１４２ｍにより生成されるパイロット圧の時間変化を合わせて図示している。図９（ｂ）は、図９（ａ）の下段のグラフと同様の図であり、目標制御電流Ｉｔの時間変化およびパイロット圧の時間変化を示している。

　ガラ振り作業では、上述のダンプ動作（図８参照）の後、クラウド動作を行う。たとえば、オペレータは、バケット放土方向の最大操作角（＋θｍａｘ）まで操作レバー１３１を操作した後、中立位置に向かって操作レバー１３１を戻し操作する。ここで、オペレータは、中立位置を越えて操作レバー１３１をバケット掘削方向へ操作するために、操作速度ωを減速させることなく、一定の操作速度ωで操作レバー１３１を操作する。

　図９（ａ）に示すように、時点ｔｂ０では、操作レバー１３１は中立範囲外であり、中立位置（ＮＰ）よりもバケット放土方向に位置しているため、第２電磁弁１４２ｍに制御電流は供給されていない（ステップＳ１５０でＹｅｓ）。操作速度ωの絶対値|ω|が大きい状態で操作レバー１３１が中立範囲内に侵入すると、上述の第２電磁弁有効化条件が成立するため（ステップＳ１３０でＹｅｓ）、第２電磁弁１４２ｍにスタンバイ電流Ｉｍｉｎが供給される（時点ｔｂ１）。

　操作レバー１３１の操作位置が不感帯を超えてバケット掘削方向（負の方向）に操作されると、目標制御電流Ｉｔが操作角θの増加にしたがって増加する（時点ｔｂ３～時点ｔｂ５）。第２電磁弁１４２ｍに供給される制御電流が増加するので、時点ｔｂ４からパイロット圧が増加する。時点ｔｂ５で最大操作角（－θｍａｘ）まで操作レバー１３１が操作されると、操作速度ωは０となる。

　これに対して、比較例では、中立範囲内に操作レバー１３１が位置している間はスタンバイ電流Ｉｍｉｎを第２電磁弁１４２ｍに供給しない（時点ｔｂ０～時点ｔｂ２）。比較例では、中立範囲外であって不感帯内に操作レバー１３１が位置したときにスタンバイ電流Ｉｍｉｎを第２電磁弁１４２ｍに供給する（時点ｔｂ２～時点ｔｂ３）。比較例では、スタンバイ電流Ｉｍｉｎの供給の開始のタイミング（時点ｔｂ２）が本実施の形態よりも遅いため、スタンバイ電流の印加時間が短い。スタンバイ電流の印加時間が短いと、第１電磁弁１４２ｐのスプールの摺動部に対する静止摩擦力の影響が残ってしまい、スプールの動きだしが遅くなる。その結果、比較例では、パイロット圧の増加開始のタイミング（時点ｔｂ６）が本実施の形態に比べて遅れている。

　本実施の形態では、条件判定部１２８によって、操作レバー１３１が中立範囲内の正側および負側の一方に操作されている状態から正側および負側の他方に向かう操作速度ωの絶対値|ω|が予め設定された速度閾値ωｉよりも大きい場合、正側および負側の他方に操作される意図があると判定される。電流制御部１２９は、正側および負側の他方に操作される意図があると判定されているとき、電流供給部１２３から正側および負側の他方の電磁弁のソレノイドにスタンバイ電流Ｉｍｉｎを供給させる。

　このため、図９に示されるように、中立位置ＮＰよりも正側の中立範囲内に操作レバー１３１が位置している状態であっても、オペレータが操作レバー１３１をバケット掘削方向（負の方向）に操作する意図があると判定されると、第２電磁弁１４２ｍが使用されると推定され、スタンバイ電流Ｉｍｉｎが第２電磁弁１４２ｍに供給される。これにより、本実施の形態では、比較例に比べて、スタンバイ電流Ｉｍｉｎの供給タイミングが早い（時点ｔｂ１＜時点ｔｂ２）。つまり、スタンバイ電流の印加時間を十分に確保することができ、電磁弁内部の摩擦を静止摩擦から動摩擦に移行できる。その結果、本実施の形態では、比較例に比べて、パイロット圧の増加開始のタイミングが早い（時点ｔｂ４＜時点ｔｂ６）。

　油圧ショベル１００によるガラ振り作業を終了する際、オペレータが操作レバー１３１を中立位置（ＮＰ）に戻し、操作レバー１３１の把持部１３１ａから手を放すと、操作速度ωは０となり、電磁弁に対する電流の供給が停止する（ステップＳ１６０）。

　図８において、非操作状態から操作レバー１３１をバケット放土方向へ操作する場合について説明したが、非操作状態から操作レバー１３１をバケット掘削方向へ操作する場合も同様である。また、図９において、バケット放土方向への操作からバケット掘削方向への切換えし操作を行った場合について説明したが、バケット掘削方向への操作からバケット放土方向への切換えし操作を行った場合も同様である。

　バケットシリンダ１０６ａを駆動する電磁弁装置１４０を代表して説明したが、その他の油圧アクチュエータ、たとえば、アームシリンダ１０５ａ、ブームシリンダ１０４ａ、旋回モータも同様である。つまり、他の油圧アクチュエータにおいても、操作レバー１３１が中立範囲内に位置している状態で、コントローラ１２０によりオペレータの操作の意図が検出されたときにスタンバイ電流が供給される構成とすることで、操作に対する電磁弁装置および油圧アクチュエータの応答性を向上することができる。

　上述した実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）油圧ショベル１００は、メインポンプ１５１と、メインポンプ１５１から吐出される圧油によって駆動される油圧アクチュエータＨＡと、メインポンプ１５１から油圧アクチュエータＨＡへ供給される圧油の流れを制御する電磁弁装置１４０と、電磁弁装置１４０を操作する操作装置１３０と、を備えている。

　コントローラ１２０は、操作レバー１３１の操作に基づいて電磁弁装置１４０のソレノイドに電流を供給する電流供給部１２３を備えている。

　コントローラ１２０は、操作レバー１３１の状態の変化（本実施の形態では、操作角θの時間変化率である操作速度ω）に基づいて、オペレータによる操作装置１３０の操作レバー１３１を操作しようとする意図があるか否かを判定する操作意図判定部（条件判定部１２８）を備えている。

　コントローラ１２０は、操作レバー１３１の位置、および、操作意図判定部（条件判定部１２８）の判定結果に基づいて、電流供給部１２３から電磁弁装置１４０への電流の供給を制御する電流制御部１２９を備えている。オペレータの操作の意図が検出された段階で、電磁弁装置１４０に電流を供給することで、操作に対する電磁弁装置１４０の応答性を向上できる。

（２）コントローラ１２０は、操作レバー１３１が予め設定された中立範囲内に配置されているか否かを判定する操作位置判定部（条件判定部１２８）を備えている。電流制御部１２９は、操作レバー１３１が中立範囲内に配置され、かつ、操作レバー１３１を操作しようとする意図があると判定されているとき、油圧アクチュエータＨＡが駆動を開始するときの電流よりも低いスタンバイ電流Ｉｍｉｎが電流供給部１２３から電磁弁装置１４０に供給されることを許可する。このように、操作レバー１３１が中立範囲内に位置している場合に、オペレータの操作意図が検出されたときには、スタンバイ電流を供給することで、操作に対する電磁弁装置１４０および油圧アクチュエータＨＡの応答性を向上できる。

（３）コントローラ１２０は、操作レバー１３１が中立範囲内に配置され、かつ、操作レバー１３１を操作しようとする意図がないと判定されているとき、スタンバイ電流Ｉｍｉｎが電流供給部１２３から電磁弁装置１４０に供給されることを禁止する。つまり、操作レバー１３１が中立範囲内に位置している場合に、オペレータの操作意図が検出されていないときには、電磁弁装置１４０のソレノイドにスタンバイ電流を供給しない。これにより、コントローラ１２０と操作装置１３０との間のノイズの混入等を起因として目標制御電流Ｉｔの演算結果が異常値となってしまった場合であっても、オペレータが操作レバー１３１を中立位置に戻すことで油圧アクチュエータＨＡを停止させることができる。つまり、油圧アクチュエータＨＡがオペレータの意図とは異なる動作をしてしまうことを防止できる。

（４）操作速度演算部１２７は、操作レバー１３１の操作角θに基づいて、操作レバー１３１の操作速度ωを演算する。条件判定部１２８は、操作レバー１３１の操作速度ωの絶対値|ω|が予め設定された速度閾値（ωｉ）よりも大きい場合、操作レバー１３１を操作しようとする意図があると判定する。条件判定部１２８は、操作レバー１３１の操作速度ωの絶対値|ω|が予め設定された速度閾値（ωｉ）よりも小さい場合、操作レバー１３１を操作しようとする意図がないと判定する。

　オペレータが、操作レバー１３１を把持している状態で、操作レバー１３１を中立位置（ＮＰ）に保持しているような場合では、電磁弁装置１４０のソレノイドに電流が供給されない。このため、コントローラ１２０と操作装置１３０との間にノイズの混入等があり、目標制御電流Ｉｔの演算結果が異常値となったとしても、オペレータは操作レバー１３１を中立位置に戻しさえすればよく、把持部１３１ａから手を放す必要までは無い。オペレータが操作レバー１３１を中立位置に戻すことで、素早く油圧アクチュエータＨＡを停止させることができる。また、スタンバイ電流の供給時間を低減することもできる。

（５）操作レバー１３１は、中立範囲における中立位置（ＮＰ）から正側および負側に回動可能な構成とされている。電磁弁装置１４０は、方向制御弁１４１と、第１電磁弁１４２ｐと、第２電磁弁１４２ｍとを含む。方向制御弁１４１は、メインポンプ１５１から油圧アクチュエータＨＡへ供給される圧油の流れを制御する。第１電磁弁１４２ｐは、操作レバー１３１が中立範囲外の正側に回動操作されたときに、方向制御弁１４１の第１パイロット部１４１ｐへ供給するパイロット圧を生成する正側の電磁比例減圧弁である。第２電磁弁１４２ｍは、操作レバー１３１が中立範囲外の負側に回動操作されたときに、方向制御弁１４１の第２パイロット部１４１ｍへ供給するパイロット圧を生成する負側の電磁比例減圧弁である。

　電流供給部１２３は、操作レバー１３１が正側に回動操作されたときに、第１電磁弁１４２ｐのソレノイド１４３ｐに電流を供給し、操作レバー１３１が負側に回動操作されたときに、第２電磁弁１４２ｍのソレノイド１４３ｍに電流を供給する。操作意図判定部（条件判定部１２８）は、操作レバー１３１が中立範囲内における操作速度ωの絶対値|ω|が予め設定された速度閾値ωｉよりも大きい場合、操作速度ωが正であれば正側、操作速度が負であれば負側に操作する意図があると判定する。たとえば、操作レバー１３１が中立範囲の正側および負側のうちの一方に操作されている状態から、正側および負側のうちの他方に向かう操作速度ωの絶対値|ω|が速度閾値ωｉよりも大きい場合、操作意図判定部（条件判定部１２８）は、正側および負側のうちの他方に操作される意図があると判定する。なお、本実施の形態では、操作速度ωが正負によって操作される方向（バケット放土方向またはバケット掘削方向）を判定した。電流制御部１２９は、正側または負側に操作する意図があると判定されているとき、電流供給部１２３から正側および負側のうち少なくとも操作する意図があると判定された側の電磁弁のソレノイドにスタンバイ電流を供給させる。

　このように、本実施の形態では、第１の方向（正方向）および第１の方向とは反対の方向である第２の方向（負方向）に交互に操作される操作レバー１３１に対して、中立位置（ＮＰ）を越えた反対方向の操作を予測し、使用されることが推定される電磁弁にスタンバイ電流を供給する。たとえば、操作レバー１３１が中立位置（ＮＰ）よりも正の方向に位置している状態にあるときから、負の方向に操作レバー１３１を操作する意図が検出されたとき、第２電磁弁１４２ｍが使用されることを推定し、第２電磁弁１４２ｍにスタンバイ電流を供給しておくことができる。これにより、ガラ振りなどの操作レバー１３１を第１の方向と第２の方向（本実施の形態では左右）に交互に素早く操作する場合において、油圧アクチュエータＨＡの応答性を向上できる。応答性の向上は、作業効率の向上、および操作性の向上に寄与する。

－第２の実施の形態－
　図１０および図１１を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る作業機械を説明する。なお、図中、第１の実施の形態と同一もしくは相当部分には同一の参照番号を付し、相違点を主に説明する。上述した第１の実施の形態では、オペレータが操作レバー１３１を操作しようとする意図を、操作速度ωに基づいて判定する例について説明した。これに対して、第２の実施の形態では、オペレータが操作レバー１３１を操作しようとする意図を、操作レバー１３１が把持されたか否かによって判定する。

　図１０は、図４と同様の図であり、本発明の第２の実施の形態に係るコントローラ２２０の構成を示すブロック図である。図１０に示すように、コントローラ２２０は、操作レバー１３１の把持部１３１ａに設けられる把持スイッチ２３３からの信号が入力される。

　把持スイッチ２３３は、オペレータに把持されたときに把持されたことを表すオン信号を出力し、オペレータに把持されていないときに把持されていないことを表すオフ信号を出力する。条件判定部２２８は、把持スイッチ２３３からオフ信号が出力されている場合、操作レバー１３１を操作しようとする意図がないと判定する。

　条件判定部２２８は、操作レバー１３１が中立範囲内の正側に位置した状態で、把持スイッチ２３３からオン信号が出力されている場合、正方向に操作レバー１３１を操作しようとする意図があると判定する。条件判定部２２８は、操作レバー１３１が中立範囲内の負側に位置した状態で、把持スイッチ２３３からオン信号が出力されている場合、負方向に操作レバー１３１を操作しようとする意図があると判定した。

　図１１は、図７と同様の図であり、本発明の第２の実施の形態に係るコントローラ２２０により実行される電磁弁制御プログラムによる処理の一例を示すフローチャートである。図１１に示すフローチャートでは、図７のフローチャートのステップＳ１１０の処理が省略され、ステップＳ１２０，Ｓ１３０に代えてステップＳ２２０，２３０の処理が実行される。なお、図７に示す処理と同じ処理には、同じ符号を付し、図７に示す処理とは異なる処理を主に説明する。このフローチャートに示す処理は、図示しないイグニッションスイッチのオンにより開始され、図示しない初期設定が行われた後、所定の制御周期ごとにステップＳ２２０以降の処理が、コントローラ２２０によって繰り返し実行される。なお、図示しないが、コントローラ２２０は、把持スイッチ２３３から出力された信号（オン／オフ信号）の情報、および操作量センサ１３３で検出された操作角θの情報を所定の制御周期ごとに取得する。

　ステップＳ２２０において、コントローラ２２０は、操作角θが０°以上かつ第１角度閾値（＋θｎ）以下であり、かつ、把持スイッチ２３３からオン信号が出力されているか否かを判定する。ステップＳ２２０で肯定判定されるとステップＳ１２５へ進み、ステップＳ２２０で否定判定されるとステップＳ２３０へ進む。

　ステップＳ２３０において、コントローラ２２０は、操作角θが０°未満かつ第２角度閾値（－θｎ）以上であり、かつ、把持スイッチ２３３からオン信号が出力されているか否かを判定する。ステップＳ２３０で肯定判定されるとステップＳ１３５へ進み、ステップＳ２３０で否定判定されるとステップＳ１４０へ進む。

　このように、第２の実施の形態では、操作意図判定部（条件判定部２２８）が、把持スイッチ２３３からオン信号が出力されている場合、操作レバー１３１を操作しようとする意図があると判定する。操作意図判定部（条件判定部２２８）は、把持スイッチ２３３からオフ信号が出力されている場合、操作レバー１３１を操作しようとする意図がないと判定する。このような第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態で説明した（１）～（３）と同様の作用効果を奏する。

　次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。
（変形例１）
　上述した実施の形態では、油圧パイロット式の方向制御弁１４１と、方向制御弁１４１に出力するパイロット圧を生成する電磁弁１４２ｐ，１４２ｍを有する電磁弁装置１４０（図２参照）を例に説明したが、本発明はこれに限定されない。

（変形例１－１）
　図１２に示すように、小型の油圧アクチュエータＨＡを駆動させる電磁弁装置２４０として、ソレノイド２４３ｐ，２４３ｍを備える電磁駆動式の方向制御弁２４１を採用してもよい。この場合、第１電磁弁１４２ｐおよび第２電磁弁１４２ｍ（図２参照）は省略される。第１電流供給部１２３ａから方向制御弁２４１の第１ソレノイド２４３ｐに制御電流が供給され、第１ソレノイド２４３ｐが励磁されると、方向制御弁２４１のスプールが位置（Ｄ）側に移動する。第２電流供給部１２３ｂから方向制御弁２４１の第２ソレノイド２４３ｍに制御電流が供給され、第２ソレノイド２４３ｍが励磁されると、方向制御弁２４１のスプールが位置（Ｃ）側に移動する。このような変形例によれば、上述の実施の形態と同様の作用効果を奏する。

（変形例１－２）
　図示しないが、第１電磁弁１４２ｐおよび第２電磁弁１４２ｍに代えて、単一の電磁比例減圧弁および単一の電磁切換弁を設けてもよい。この場合、操作レバー１３１が一方に操作されると、操作量に応じて電磁比例減圧弁の減圧度が設定されるとともに、操作方向に応じて電磁切換弁が一方に切り換わり、方向制御弁１４１の第１パイロット部１４１ｐにパイロット圧が供給される。操作レバー１３１が他方に操作されると、操作量に応じて電磁比例減圧弁の減圧度が設定されるとともに、操作方向に応じて電磁切換弁が他方に切り換わり、方向制御弁１４１の第２パイロット部１４１ｍにパイロット圧が供給される。このような変形例では、スタンバイ電流を電磁比例減圧弁と電磁切換弁の双方に供給する。このような変形例によれば、上述の実施の形態と同様の作用効果を奏する。

（変形例２）
　上述した実施の形態では、操作量センサ１３３をポテンショメータにより構成し、操作レバー１３１の回動角度に応じた電圧を出力する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。操作量センサ１３３として、ホール素子を用いた角度センサを採用してもよい。ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）と呼ばれる油圧ショベル１００内のネットワークから操作角θに相当する情報を取得してもよい。この場合、配線数を抑えることができ、また、ノイズを低減できる。操作レバー１３１の角度に対応したＰＷＭデューティを用いて操作角θを求めてもよい。この場合、ノイズを低減できる。なお、上述した実施の形態で説明したポテンショメータなどのように、電圧や電流を出力するセンサを採用することが応答性向上の観点から好適である。

（変形例３）
　上述した角度閾値、操作速度閾値は、ヒステリシスをもたせてもよい。また、第１電磁弁有効化条件や第２電磁弁有効化条件は、上記条件（ステップＳ１２０，１３０，１４０，１５０）が満たされた状態が所定時間（たとえば、制御周期の２～３倍程度）継続したことをもって成立と判定してもよい。これにより、操作角θや操作速度ωに過渡的なノイズが重畳した場合であっても適切に使用する電磁弁を推定または特定できる。

（変形例４）
　上述した実施の形態では、戻しばね１３２を備える復帰機構を例に説明したが、本発明はこれに限定されない。戻しばね１３２に代えて、空気や窒素ガスなどの圧縮性の気体が封入され、ダンピング特性とばね特性とを備えたシリンダを備える復帰機構を採用してもよい。

（変形例５）
　上述した実施の形態では、操作レバー１３１が、中立位置（ＮＰ）から正側および負側に回動可能な構成とされている例について説明したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、中立位置（ＮＰ）から正側にのみ回動可能な構成とされていてもよい。この場合、一の油圧アクチュエータの一の動作（たとえば、作動油の供給ポートと排出ポートとが決まっている油圧ブレーカの動作）に対して、応答性を向上できる。

（変形例６）
　上述した実施の形態では、目標電流決定部１２２と電流供給部１２３との間の第１スイッチ１２６ａおよび第２スイッチ１２６ｂを電流制御部１２９で制御することで、電磁弁１４２ｐ，１４２ｍへの電流の供給と遮断を実行する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、第１スイッチ１２６ａおよび第２スイッチ１２６ｂは、電流供給部１２３と電磁弁１４２ｐ，１４２ｍとの間に設けてもよい。

（変形例７）
　上述したコントローラ１２０は、機能の一部または全部をハードウェア上で動作するソフトウェアとして実装してもよいし、集積回路等からなるハードウェアだけで実現してもよい。コントローラ１２０により実行するプログラムやテーブル、ファイルなどの情報は、上述したＲＯＭやＲＡＭなどのメモリに代えて、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｄｒｉｖｅ）などの記憶装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記憶媒体に記憶させておいてもよい。

（変形例８）
　上述した実施の形態では、予めコントローラ１２０の記憶装置に記憶されているテーブル形式で記憶された特性Ｎ１，Ｎ２に基づいて、目標制御電流Ｉｔを決定する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。関数形式で記憶された特性Ｎ１，Ｎ２に基づいて目標制御電流Ｉｔを決定してもよい。

（変形例９）
　上述した実施の形態では、目標電流決定部１２２が、操作レバー１３１が中立範囲内に配置されているときには、スタンバイ電流を供給させるための目標値を決定し、操作レバー１３１が中立範囲内に配置されていないときには、操作レバー１３１の操作量が増加するほど電流供給部１２３からソレノイド１４３ｐ，１４３ｍに供給される電流を増加させるための目標値を決定する。電流供給部１２３は、上記目標値に基づいて、電磁弁装置１４０のソレノイドに電流を供給する。

　電流制御部１２９は、操作レバー１３１が中立範囲内に配置され、かつ、操作レバー１３１を操作しようとする意図がないと判定されているとき、電流供給部１２３から電磁弁装置１４０のソレノイド１４３ｐ，１４３ｍに電流が供給されることを禁止する。電流制御部１２９は、操作レバー１３１が中立範囲内に配置され、かつ、操作レバー１３１を操作しようとする意図があると判定されているとき、電流供給部１２３から電磁弁装置１４０のソレノイド１４３ｐ，１４３ｍに電流が供給されることを許可する。

　このように、目標電流決定部１２２により決定した目標制御電流Ｉｔに基づいてソレノイド１４３ｐ，１４３ｍに電流が供給されることを許可または禁止する構成とすることで、コントローラ１２０の演算処理をシンプルにすることができるが、本発明はこれに限定されない。たとえば、操作意図の検出有無に基づいて、まず、スタンバイ電流の供給の禁止／許可の判定を行い、その後、スタンバイ電流が供給されているか否かの判定結果に基づいて、操作角θの増加に伴い増加する油圧アクチュエータ駆動用の制御電流を演算するようにしてもよい。

（変形例１０）
　上述した実施の形態では、操作レバー１３１は、中立範囲における中立位置（ＮＰ）から正側および負側に回動可能な操作部材を採用した例について説明したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、中立位置（ＮＰ）から正側および負側にスライド移動可能な操作部材を採用してもよい。この場合、操作部材の操作量センサには、たとえば、操作部材の直線移動の位置を検出するリニアポテンショメータやリニアトランスデューサを採用できる。

（変形例１１）
　速度閾値ωｉは、操作レバー１３１が停止しているか否かを判定するための速度閾値として、０よりもわずかに大きい値を採用する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。速度閾値ωｉは、バケット１０６のガラ振り作業など、素早い操作が行われる作業であって、高い応答性が要求される作業に対してスタンバイ電流を印加させるために、操作レバー１３１が急操作されたか否かを判定するための操作速度を設定することもできる。この場合、速度閾値ωｉは、ある程度大きな値が採用される。

（変形例１２）
　上述した実施の形態では、クローラ式の油圧ショベル（バックホウ）を例に説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明は、たとえば、ローディングショベルやホイール式油圧ショベルなどにも適用することができる。さらに、クレーンやホイールローダ等、種々の作業機械にも本発明を同様に適用することができる。

　上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。

１００　油圧ショベル（作業機械）、１２２　目標電流決定部、１２３　電流供給部、１２７　操作速度演算部、１２８　条件判定部（操作意図判定部、操作位置判定部）、１２９　電流制御部、１３１　操作レバー（操作部材）、１３３　操作量センサ（操作量検出装置）、１４０　電磁弁装置、１４１　方向制御弁、１４２ｐ　第１電磁弁（正側の電磁比例減圧弁）、１４２ｍ　第２電磁弁（負側の電磁比例減圧弁）、１４３ｐ，１４３ｍ　ソレノイド、１５１　メインポンプ（油圧ポンプ）、２２８　条件判定部（操作意図判定部、操作位置判定部）、２３３　把持スイッチ（スイッチ）、２４１　方向制御弁、２４３ｐ，２４３ｍ　ソレノイド、ＨＡ　油圧アクチュエータ

Claims (6)

1. 　油圧ポンプと、前記油圧ポンプから吐出される圧油によって駆動される油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプから前記油圧アクチュエータへ供給される圧油の流れを制御する電磁弁装置と、前記電磁弁装置を操作する操作部材と、前記操作部材が予め設定された中立範囲内に配置されているか否かを判定する操作位置判定部とを備えた作業機械において、
   　前記操作部材の状態の変化に基づいて、オペレータによる前記操作部材を操作しようとする意図があるか否かを判定する操作意図判定部と、
   　前記操作部材の操作に基づいて前記電磁弁装置に電流を供給する電流供給部と、
   　前記操作位置判定部により前記操作部材が中立範囲内に配置されていると判定され、かつ、前記操作意図判定部により前記操作部材を操作しようとする意図があると判定されているとき、前記油圧アクチュエータが駆動を開始するときの電流よりも低いスタンバイ電流が前記電流供給部から前記電磁弁装置に供給されることを許可する電流制御部と、を備えることを特徴とする作業機械。
2. 　請求項１に記載の作業機械において、
   　前記電流制御部は、前記操作位置判定部により前記操作部材が中立範囲内に配置されていると判定され、かつ、前記操作意図判定部により前記操作部材を操作しようとする意図がないと判定されているとき、前記スタンバイ電流が前記電流供給部から前記電磁弁装置に供給されることを禁止することを特徴とする作業機械。
3. 　請求項２に記載の作業機械において、
   　前記操作部材の操作量を検出する操作量検出装置と、
   　前記操作部材の操作量に基づいて、前記電流供給部から前記電磁弁装置に供給される電流の目標値を決定する目標電流決定部と、を備え、
   　前記目標電流決定部は、前記操作部材が前記中立範囲内に配置されているときには、前記スタンバイ電流を供給させるための目標値を決定し、前記操作部材が前記中立範囲内に配置されていないときには、前記操作部材の操作量の絶対値が増加するほど前記電流供給部から前記電磁弁装置に供給される電流を増加させるための目標値を決定し、
   　前記電流供給部は、前記目標値に基づいて、前記電磁弁装置に電流を供給し、
   　前記電流制御部は、前記操作位置判定部により前記操作部材が中立範囲内に配置されていると判定され、かつ、前記操作意図判定部により前記操作部材を操作しようとする意図がないと判定されているとき、前記電流供給部から前記電磁弁装置に電流が供給されることを禁止し、前記操作位置判定部により前記操作部材が中立範囲内に配置されていると判定され、かつ、前記操作意図判定部により前記操作部材を操作しようとする意図があると判定されているとき、前記電流供給部から前記電磁弁装置に電流が供給されることを許可することを特徴とする作業機械。
4. 　請求項２に記載の作業機械において、
   　前記操作部材の操作量に基づいて、前記操作部材の操作速度を演算する操作速度演算部を備え、
   　前記操作意図判定部は、前記操作部材の操作速度の絶対値が予め設定された値よりも大きい場合、前記操作部材を操作しようとする意図があると判定し、前記操作部材の操作速度の絶対値が前記予め設定された値よりも小さい場合、前記操作部材を操作しようとする意図がないと判定することを特徴とする作業機械。
5. 　請求項４に記載の作業機械において、
   　前記操作部材は、前記中立範囲における中立位置から正側および負側に回動またはスライド移動可能な操作レバーであり、
   　前記電磁弁装置は、前記油圧ポンプから前記油圧アクチュエータへ供給される圧油の流れを制御する方向制御弁と、前記操作部材が前記中立範囲外の正側に回動操作されたときに、前記方向制御弁の第１パイロット部へ供給するパイロット圧を生成する正側の電磁比例減圧弁と、前記操作部材が前記中立範囲外の負側に回動操作されたときに、前記方向制御弁の第２パイロット部へ供給するパイロット圧を生成する負側の電磁比例減圧弁と、を備え、
   　前記電流供給部は、前記操作部材が正側に回動操作されたときに、前記正側の電磁比例減圧弁のソレノイドに電流を供給し、前記操作部材が負側に回動操作されたときに、前記負側の電磁比例減圧弁のソレノイドに電流を供給し、
   　前記操作意図判定部は、前記操作部材が前記中立範囲内における操作速度の絶対値が前記予め設定された値よりも大きい場合、操作速度が正であれば正側、操作速度が負であれば負側に操作する意図があると判定し、
   　前記電流制御部は、前記操作意図判定部により、前記正側または前記負側に操作する意図があると判定されているとき、前記電流供給部から前記正側および前記負側のうち少なくとも前記操作する意図があると判定された側の前記電磁比例減圧弁のソレノイドに前記スタンバイ電流を供給させることを特徴とする作業機械。
6. 　請求項１に記載の作業機械において、
   　前記操作部材は、オペレータに把持されたときに把持されたことを表す第１信号を出力し、オペレータに把持されていないときに把持されていないことを表す第２信号を出力するスイッチと、を有し、
   　前記操作意図判定部は、前記スイッチから前記第１信号が出力されている場合、前記操作部材を操作しようとする意図があると判定し、前記スイッチから前記第２信号が出力されている場合、前記操作部材を操作しようとする意図がないと判定することを特徴とする作業機械。

Images