(57)【要約】【課題】閉回路ポンプと開回路ポンプおよび比例弁を対で配置した油圧システムが搭載され、片ロッド式油圧シリンダと油圧モータを同時に駆動する際に、未使用の開回路ポンプまたは比例弁を用いて片ロッド式油圧シリンダの速度を増速できる建設機械を提供する。【解決手段】コントローラ５１は、片ロッド式油圧シリンダ３と油圧モータ７とを同時に駆動する場合に、前記片ロッド式油圧シリンダに接続されていない特定の開回路ポンプ１５が前記片ロッド式油圧シリンダに接続されるようにキャップ側切換弁４６およびロッド側切換弁４７を制御し、前記特定の開回路ポンプの吐出ポートと前記タンクとを接続する流路に設けられた特定の比例弁４９の開口面積を制御する。【選択図】  図２
2020139574.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動油を貯留するタンクと、
両傾転型の油圧ポンプからなる複数の閉回路ポンプと、
前記複数の閉回路ポンプと同数の片傾転型の油圧ポンプからなる複数の開回路ポンプと、
少なくとも１つの片ロッド式油圧シリンダおよび少なくとも1つの油圧モータを含む複数の油圧アクチュエータと、
前記複数の油圧アクチュエータの動作を指示するための操作装置と、
前記複数の閉回路ポンプを前記複数の油圧アクチュエータに閉回路状に接続する複数の閉回路切換弁と、
前記複数の開回路ポンプの吐出ポートを前記片ロッド式油圧シリンダのキャップ室に接続する複数のキャップ側切換弁と、
前記複数の開回路ポンプの吐出ポートと前記タンクとを接続する流路に設けられた複数の比例弁と、
前記キャップ室の圧力を検出するキャップ圧力センサと、
前記片ロッド式油圧シリンダのロッド室の圧力を検出するロッド圧力センサと、
前記操作装置、前記キャップ圧力センサ、および前記ロッド圧力センサからの入力に基づいて、前記複数の閉回路切換弁および前記複数のキャップ側切換弁を制御すると共に、前記複数の閉回路ポンプおよび前記複数の開回路ポンプの各吐出流量、ならびに前記複数の比例弁の開口面積を制御するコントローラとを備えた建設機械において、
前記複数の開回路ポンプの吐出ポートを前記ロッド室に接続する複数のロッド側切換弁を備え、
前記コントローラは、
前記片ロッド式油圧シリンダと前記油圧モータとを同時に駆動する場合に、前記複数の開回路ポンプのうち前記片ロッド式油圧シリンダに接続されていない特定の開回路ポンプが前記片ロッド式油圧シリンダに接続されるように前記複数のキャップ側切換弁および前記複数のロッド側切換弁を制御し、前記特定の開回路ポンプの吐出ポートと前記タンクとを接続する流路に設けられた特定の比例弁の開口面積を制御する
ことを特徴とする建設機械。
【請求項２】
請求項１に記載の建設機械において、
前記キャップ室と前記タンクとを接続するキャップ側排出流路と、
前記キャップ側排出流路に設けられたメータアウト弁とを更に備え、
前記コントローラは、
前記片ロッド式油圧シリンダを縮み側に操作すると同時に前記油圧モータを駆動する場合に、
前記特定の開回路ポンプが前記ロッド室に接続されるように前記複数のキャップ側切換弁および前記複数のロッド側切換弁を制御し、
前記特定の比例弁を閉口し、
前記メータアウト弁を開口する
ことを特徴とする建設機械。
【請求項３】
請求項２に記載の建設機械において、
チャージポンプと、
前記チャージポンプの吐出ポートに接続されたチャージラインと、
前記チャージラインに設けられたチャージ用リリーフ弁と、
前記チャージラインの圧力を検出するチャージ圧力センサと、
前記コントローラは、
前記キャップ室の圧力が前記ロッド室の圧力より高い状態で前記片ロッド式油圧シリンダを縮み側に駆動すると同時に前記油圧モータを駆動する場合に、
前記特定の開回路ポンプが前記ロッド室に接続されるように前記複数のキャップ側切換弁および前記複数のロッド側切換弁を制御し、
前記特定の比例弁を閉口し、
前記メータアウト弁を開口し、
前記チャージラインの圧力が前記チャージ用リリーフ弁の設定圧よりも低く設定された所定の圧力を下回ったときに、前記メータアウト弁の開口面積を縮小させる
ことを特徴とする建設機械。
【請求項４】
請求項２に記載の建設機械において、
チャージポンプと、
前記チャージポンプの吐出ポートに接続されたチャージラインと、
前記チャージラインに設けられたチャージ用リリーフ弁と、
前記チャージラインの圧力を検出するチャージ圧力センサと、
前記コントローラは、
前記キャップ室の圧力が前記ロッド室の圧力より高い状態で前記片ロッド式油圧シリンダを縮み側に駆動すると同時に前記油圧モータを駆動する場合に、
前記特定の開回路ポンプが前記ロッド室に接続されるように前記複数のキャップ側切換弁および前記複数のロッド側切換弁を制御し、
前記特定の比例弁を閉口し、
前記メータアウト弁を開口し、
前記チャージラインの圧力が前記チャージ用リリーフ弁の設定圧よりも低く設定された所定の圧力を下回ったときに、前記特定の開回路ポンプの吐出流量を減少させる
ことを特徴とする建設機械。
【請求項５】
請求項１に記載の建設機械において、
チャージポンプと、
前記チャージポンプの吐出ポートに接続されたチャージラインと、
前記チャージラインに設けられたチャージ用リリーフ弁と、
前記チャージラインの圧力を検出するチャージ圧力センサとを更に備え、
前記コントローラは、
前記ロッド室の圧力が前記キャップ室の圧力より高い状態で前記片ロッド式油圧シリンダを伸び側に駆動すると同時に前記油圧モータを駆動する場合に、
前記特定の開回路ポンプが前記ロッド室に接続されるように前記複数のキャップ側切換弁および前記複数のロッド側切換弁を制御し、
前記特定の比例弁を開口し、
前記チャージラインの圧力が前記チャージ用リリーフ弁の設定圧よりも低く設定された所定の圧力を下回ったときに、前記特定の比例弁の開口面積を縮小させる
ことを特徴とする建設機械。
【請求項６】
請求項１に記載の建設機械において、
チャージポンプと、
前記チャージポンプの吐出ポートに接続されたチャージラインと、
前記チャージラインに設けられたチャージ用リリーフ弁と、
前記チャージラインの圧力を検出するチャージ圧力センサとを更に備え、
前記コントローラは、
前記キャップ室の圧力が前記ロッド室の圧力より高い状態で前記片ロッド式油圧シリンダを縮み側に駆動すると同時に前記油圧モータを駆動する場合に、
前記特定の開回路ポンプが前記キャップ室に接続されるように前記複数のキャップ側切換弁および前記複数のロッド側切換弁を制御し、
前記特定の比例弁を開口し、
前記チャージラインの圧力が前記チャージ用リリーフ弁の設定圧よりも低く設定された所定の圧力を下回ったときに、前記特定の比例弁の開口面積を縮小させる
ことを特徴とする建設機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧ショベルなどの建設機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧ショベル等の建設機械の分野では、油圧シリンダ等の油圧アクチュエータからの戻り油を作動油タンクに戻す油圧回路（以下、「開回路」と称する）を用いたものが主流であるが、近年、燃料消費量低減のために、油圧シリンダ（以下、「シリンダ」と称する）もしくはポンプと油圧モータの油圧回路の絞り要素を減らすとともに、シリンダもしくは油圧モータからの戻り油を両傾転ポンプ（以下、「ポンプ」と称する）に戻し、ポンプとシリンダ、もしくはポンプと油圧モータとを閉回路状に接続した回路（以下、「閉回路」と称する）の開発が進められている。また、開回路と閉回路を併設する油圧回路も提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
特許文献１には、両方向に作動油の流出入が可能な２つの流出入ポートを有する少なくとも１つの閉回路用作動油流出入制御部と第１作動油室および第２作動油室を有する少なくとも１つの片ロッド式油圧シリンダとを備え前記閉回路用作動油流出入制御部の２つの流出入ポートが前記第１作動油室および前記第２作動油室に閉回路状に接続された複数の閉回路と、作動油タンクから作動油を流入する流入ポートおよび作動油を流出する流出ポートを有する少なくとも１つの開回路用作動油流出入制御部と前記開回路用作動油流出入制御部から流出される作動油の供給先を切り換える開回路切換部とを備えた複数の開回路と、前記閉回路用作動油流出入制御部、前記開回路用作動油流出入制御部および前記開回路切換部を制御するコントローラと、を具備する作動機械の駆動装置であって、前記複数の開回路のうちの少なくとも１つの前記開回路切換部の作動油が流出される側と、前記複数の閉回路のいずれかに接続された連結管路を具備したことを特徴とする作業機械の駆動装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−４８８９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では、閉回路ポンプと開回路ポンプおよび比例弁とを対で配置することで、閉回路ポンプで油圧シリンダを伸長方向に駆動する際に、油圧シリンダの受圧面積差によって生じる不足分の作動油を開回路ポンプから補充することができ、閉回路ポンプで油圧シリンダを縮小方向に駆動する際に、油圧シリンダの受圧面積差によって生じる余剰分の作動油を比例弁を介してタンクに排出することができる。一方、油圧モータには油圧シリンダのような受圧面積差がないため、油圧モータを駆動する際には、閉回路ポンプのみが使用され、当該閉回路ポンプと対をなす開回路ポンプおよび比例弁は未使用の状態となる。しかしながら、油圧シリンダと油圧モータを同時に駆動する複合動作時に油圧シリンダの速度を増速したい場合、未使用の開回路ポンプおよび比例弁が存在するにも関わらず、それらを使用することができない。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、閉回路ポンプと開回路ポンプおよび比例弁とを対で配置した油圧システムが搭載され、油圧シリンダと油圧モータを同時に駆動する際に未使用の開回路ポンプまたは比例弁を用いて油圧シリンダの速度を増速できる建設機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、作動油を貯留するタンクと、両傾転型の油圧ポンプからなる複数の閉回路ポンプと、前記複数の閉回路ポンプと同数の片傾転型の油圧ポンプからなる複数の開回路ポンプと、少なくとも１つの片ロッド式油圧シリンダおよび少なくとも1つの油圧モータを含む複数の油圧アクチュエータと、前記複数の油圧アクチュエータの動作を指示するための操作装置と、前記複数の閉回路ポンプを前記複数の油圧アクチュエータに閉回路状に接続する複数の閉回路切換弁と、前記複数の開回路ポンプの吐出ポートを前記片ロッド式油圧シリンダのキャップ室に接続する複数のキャップ側切換弁と、前記複数の開回路ポンプの吐出ポートと前記タンクとを接続する流路に設けられた複数の比例弁と、前記キャップ室の圧力を検出するキャップ圧力センサと、前記片ロッド式油圧シリンダのロッド室の圧力を検出するロッド圧力センサと、前記操作装置、前記キャップ圧力センサ、および前記ロッド圧力センサからの入力に基づいて、前記複数の閉回路切換弁および前記複数のキャップ側切換弁を制御すると共に、前記複数の閉回路ポンプおよび前記複数の開回路ポンプの各吐出流量、ならびに前記複数の比例弁の開口面積を制御するコントローラとを備えた建設機械において、前記複数の開回路ポンプの吐出ポートを前記ロッド室に接続する複数のロッド側切換弁を備え、前記コントローラは、前記片ロッド式油圧シリンダと前記油圧モータとを同時に駆動する場合に、前記複数の開回路ポンプのうち前記片ロッド式油圧シリンダに接続されていない特定の開回路ポンプが前記片ロッド式油圧シリンダに接続されるように前記複数のキャップ側切換弁および前記複数のロッド側切換弁を制御し、前記特定の開回路ポンプの吐出ポートと前記タンクとを接続する流路に設けられた特定の比例弁の開口面積を制御するものとする。
【０００８】
以上のように構成した本発明によれば、片ロッド式油圧シリンダと油圧モータを同時に駆動する場合に、片ロッド式油圧シリンダに接続されていない特定の開回路ポンプおよび特定の比例弁が片ロッド式油圧シリンダに接続され、特定の開回路ポンプの吐出ポートとタンクとを接続する流路に設けられた特定の比例弁（未使用の比例弁）の開口面積が制御される。これにより、片ロッド式油圧シリンダと油圧モータを同時に駆動する際に、未使用の開回路ポンプまたは未使用の比例弁を用いて片ロッド式油圧シリンダの速度を増速することが可能となる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、閉回路ポンプと開回路ポンプおよび比例弁とを対で配置した油圧システムが搭載された建設機械において、片ロッド式油圧シリンダと油圧モータを同時に駆動する際に、未使用の開回路ポンプまたは未使用の比例弁を用いて片ロッド式油圧シリンダの速度を増速することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施例に係る建設機械の一例としての油圧ショベルの側面図である。
【図２】図１に示す油圧ショベルに搭載された油圧システムの概略構成図である。
【図３】図２に示すコントローラの機能ブロック図である。
【図４Ａ】図３に示すアクチュエータ割り当て流量演算部の制御フローを示す図（１／２）である。
【図４Ｂ】図３に示すアクチュエータ割り当て流量演算部の制御フローを示す図（２／２）である。
【図５】図４Ａおよび図Ｂに示す制御を実行した場合の油圧システムの動作を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施例における油圧システムの概略構成図である。
【図７Ａ】本発明の第２の実施例におけるアクチュエータ流量割り当て演算部の制御フローを示す図（１／２）である。
【図７Ｂ】本発明の第２の実施例におけるアクチュエータ流量割り当て演算部の制御フローを示す図（２／２）である。
【図８】図７Ａおよび図７Ｂに示す制御を実行した場合の油圧システムの動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態に係る建設機械として油圧ショベルを例に挙げ、図面を参照して説明する。なお、各図中、同等の部材には同一の符号を付し、重複した説明は適宜省略する。
【実施例１】
【００１２】
本発明の第１の実施例に係る油圧ショベルについて、図１〜図５を用いて説明する。
【００１３】
図１は、本発明の第１の実施例に係る油圧ショベルの側面図である。
【００１４】
図１において、油圧ショベル１００は、左右方向の両側にクローラ式の走行装置８を備えた下部走行体１０３と、下部走行体１０３上に旋回可能に取り付けられた上部旋回体１０２とを備えている。上部旋回体１０２は、油圧モータである旋回モータ７によって駆動される。
【００１５】
上部旋回体１０２の前側には、例えば掘削作業等を行うための作動装置であるフロント作業機１０４の基端部が回動可能に取り付けられている。フロント作業機１０４は、上部旋回体１０２の前側に上下方向に回動可能に連結されたブーム２と、ブーム２の先端部に上下、前後方向に回動可能に連結されたアーム４と、アーム４の先端部に上下、前後方向に回動可能に連結されたバケット６とを備えている。ブーム２、アーム４、およびバケット６は、片ロッド式油圧シリンダであるブームシリンダ１、アームシリンダ３、およびバケットシリンダ５によってそれぞれ駆動される。
【００１６】
上部旋回体１０２上には、オペレータが搭乗するキャブ１０１が設けられている。キャブ１０１内には、ブーム２、アーム４、バケット６および上部旋回体１０２を操作するためのレバー５２（図２に示す）が配置されている。
【００１７】
図２は、図１に示す油圧ショベル１００に搭載された油圧システムの概略構成図である。なお、説明の簡略化のため、図２では、アームシリンダ３および旋回モータ７の駆動に関わる部分のみを示し、その他のアクチュエータの駆動に関わる部分は省略している。
【００１８】
図２において、油圧システム３００は、アームシリンダ３と、旋回モータ７と、アームシリンダ３および旋回モータの各動作方向および各要求速度を指示する操作装置としてのレバー５２と、動力源であるエンジン９と、エンジン９の動力を配分する動力伝達装置１０と、動力伝達装置１０によって配分された動力で駆動される両傾転型の油圧ポンプ（以下、閉回路ポンプ）１２，１３、片傾転型の油圧ポンプ（以下、開回路ポンプ）１４，１５、およびチャージポンプ１１と、油圧ポンプ１２〜１５と油圧アクチュエータ３，７との接続を切換可能な切換弁４０〜４７と、比例弁４８，４９と、コントローラ５１とを備えている。
【００１９】
動力源であるエンジン９は、動力を配分する動力伝達装置１０に接続されている。動力伝達装置１０には、チャージポンプ１１、閉回路ポンプ１２，１３、および開回路ポンプ１４，１５が接続されている。
【００２０】
閉回路ポンプ１２，１３は、一対の入出力ポートを持つ両傾転斜板機構と、両傾転斜板の傾斜角を調整するレギュレータ１２ａ，１３ａとを備えている。レギュレータ１２ａ，１３ａは、コントローラ５１からの信号により、閉回路ポンプ１２，１３の両傾転斜板の傾転角を調整する。閉回路ポンプ１２，１３は、傾転斜板の傾転角を調整することにより、一対の入出力ポートからの作動油の吐出方向および吐出流量を制御できる。閉回路ポンプ１２，１３は、圧油の供給を受けると油圧モータとしても機能する。
【００２１】
開回路ポンプ１４，１５は、吐出ポートおよび吸込ポートを持つ片傾転斜板機構と、片傾転斜板の傾斜角を調整するレギュレータ１４ａ，１５ａとを備えている。レギュレータ１４ａ，１５ａは、コントローラ５１からの信号により、開回路ポンプ１４，１５の片傾転斜板の傾転角を調整する。開回路ポンプ１４，１５は、片傾転斜板の傾転角を調整することにより、吐出ポートからの作動油の吐出流量を制御できる。
【００２２】
チャージポンプ１１は、チャージラインとしての流路２１２に圧油を補充する。
【００２３】
閉回路ポンプ１２の一対の入出力ポートには流路２００，２０１が接続され、流路２００，２０１には切換弁４０，４１が接続されている。切換弁４０，４１は、コントローラ５１からの信号により、流路の連通と遮断を切り換える。コントローラ５１からの信号が無い場合は、切換弁４０，４１は遮断状態である。
【００２４】
切換弁４０は、流路２１０を介してアームシリンダ３のキャップ室３ａに接続され、流路２１１を介してアームシリンダ３のロッド室３ｂに接続されている。コントローラ５１からの信号により切換弁４０が連通状態になると、閉回路ポンプ１２は、流路２００，２０１、切換弁４０、および流路２１０，２１１を介して、アームシリンダ３と接続されることにより閉回路を構成する。
【００２５】
切換弁４１は、流路２１３を介して旋回モータ７の一側の入出力ポートに接続され、流路２１４を介して旋回モータ７の他側の入出力ポートに接続されている。コントローラ５１からの信号により切換弁４１が連通状態になると、閉回路ポンプ１２は、流路２００，２０１、切換弁４１、および流路２１３，２１４を介して、旋回モータ７と接続されることにより閉回路を構成する。
【００２６】
閉回路ポンプ１３の一対の入出力ポートには流路２０２，２０３が接続され、流路２０２，２０３には切換弁４２，４３が接続されている。切換弁４２，４３は、コントローラ５１からの信号により、流路の連通と遮断を切り換える。コントローラ５１からの信号が無い場合は、切換弁４２，４３は遮断状態である。
【００２７】
切換弁４２は、流路２１０を介してアームシリンダ３のキャップ室３ａに接続され、流路２１１を介してアームシリンダ３のロッド室３ｂに接続されている。コントローラ５１からの信号により切換弁４２が連通状態になると、閉回路ポンプ１３は、流路２０２，２０３、切換弁４２、および流路２１０，２１１を介して、アームシリンダ３と接続されることにより閉回路を構成する。
【００２８】
切換弁４３は、流路２１３を介して旋回モータ７の一側の入出力ポートに接続され、流路２１４を介して旋回モータ７の他側の入出力ポートに接続されている。コントローラ５１からの信号により切換弁４３が連通状態になると、閉回路ポンプ１３は、流路２０２，２０３、切換弁４３、および流路２１３，２１４を介して、旋回モータ７と接続されることにより閉回路を構成する。
【００２９】
開回路ポンプ１４の吐出ポートは、流路２０４を介して切換弁４４，４５、およびリリーフ弁２１に接続されている。開回路ポンプ１４の吐出ポートをタンク２５に接続する流路２１５には、比例弁４８が設けられている。開回路ポンプ１４の吸込ポートは、タンク２５に接続されている。
【００３０】
リリーフ弁２１は、流路圧が所定の圧力以上になったときに、作動油をタンク２５に逃がし回路を保護する。
【００３１】
切換弁４４，４５は、コントローラ５１からの信号により、流路の連通と遮断を切り換える。コントローラ５１からの信号が無い場合は、切換弁４４，４５は遮断状態である。
【００３２】
切換弁４４は、流路２１０を介してアームシリンダ３のキャップ室３ａに接続されている。
【００３３】
切換弁４５は、流路２１１を介してアームシリンダ３のロッド室３ｂに接続されている。
【００３４】
比例弁４８は、コントローラ５１からの信号により、開口面積を変化させ、通過流量を制御する。コントローラ５１からの信号が無い場合、比例弁４８は最大開口面積に保持される。また、切換弁４４，４５が遮断状態の時、コントローラ５１は、開回路ポンプ１４の吐出流量を最小流量に制御し、この最小流量の作動油がタンク２５に排出されるように比例弁４９を微小に開口する。
【００３５】
開回路ポンプ１５の吐出ポートは、流路２０５を介して切換弁４６，４７、およびリリーフ弁２２に接続されている。開回路ポンプ１５の吐出ポートをタンク２５に接続する流路２１６には、比例弁４９が設けられている。開回路ポンプ１５の吸込ポートは、タンク２５に接続されている。
【００３６】
リリーフ弁２２は、流路圧が所定の圧力以上になったときに、作動油をタンク２５に逃がし回路を保護する。
【００３７】
切換弁４６，４７は、コントローラ５１からの信号により、流路の連通と遮断を切り換える。コントローラ５１からの信号が無い場合は、切換弁４６，４７は遮断状態である。
【００３８】
切換弁４６は、流路２１０を介してアームシリンダ３のキャップ室３ａに接続されている。
【００３９】
切換弁４７は、流路２１３を介してアームシリンダ３のロッド室３ｂに接続されている。
【００４０】
比例弁４９は、コントローラ５１からの信号により、開口面積を変化させ、通過流量を制御する。コントローラ５１からの信号が無い場合、比例弁４９は最大開口面積に保持される。また、切換弁４６，４７が遮断状態の時、コントローラ５１は、開回路ポンプ１５の吐出流量を最小流量に制御し、この最小流量の作動油がタンク２５に排出されるように比例弁４９を微小に開口する。
【００４１】
チャージポンプ１１の吐出ポートは、チャージライン２１２を介して、チャージ用リリーフ弁２０、およびチャージ用チェック弁２６，２７，２８ａ，２８ｂ，２９ａ，２９ｂに接続されている。
【００４２】
チャージポンプ１１の吸込ポートは、タンク２５に接続されている。
【００４３】
チャージ用リリーフ弁２０は、チャージ用チェック弁２６，２７，２８ａ，２８ｂ，２９ａ，２９ｂのチャージ圧力を設定する。
【００４４】
チャージ用チェック弁２６は、流路２００，２０１の圧力がチャージ用リリーフ弁２０で設定したチャージ圧力を下回った場合に開弁し、流路２００，２０１にチャージポンプ１１の圧油を補充する。
【００４５】
チャージ用チェック弁２７は、流路２０２，２０３の圧力がチャージ用リリーフ弁２０で設定したチャージ圧力を下回った場合に開弁し、流路２０２，２０３にチャージポンプ１１の圧油を補充する。
【００４６】
チャージ用チェック弁２８ａ，２８ｂは、流路２１０，２１１の圧力がチャージ用リリーフ弁２０で設定したチャージ圧力を下回った場合に開弁し、流路２１０，２１１にチャージポンプ１１の圧油を補充する。
【００４７】
チャージ用チェック弁２９ａ，２９ｂは、流路２１３，２１４の圧力がチャージ用リリーフ弁２０で設定したチャージ圧力を下回った場合に開弁し、流路２１３，２１４にチャージポンプ１１の圧油を補充する。
【００４８】
流路２００，２０１に設けられたリリーフ弁３０ａ，３０ｂは、流路圧が所定の圧力以上になったときに、作動油をチャージライン２１２に逃がし回路を保護する。
【００４９】
流路２０２，２０３に設けられたリリーフ弁３１ａ，３１ｂは、流路圧が所定の圧力以上になったときに、作動油をチャージライン２１２に逃がし回路を保護する。
【００５０】
アームシリンダ３は、作動油の供給を受けて伸縮作動する片ロッド式油圧シリンダである。アームシリンダ３の伸縮方向は作動油の供給方向に依存する。
【００５１】
流路２１０，２１１に設けられたリリーフ弁３２ａ，３２ｂは、流路圧が所定の圧力以上になったときに、作動油をチャージライン２１２に逃がし回路を保護する。
【００５２】
流路２１０，２１１に設けられたフラッシング弁３４は、流路内の余剰油をチャージライン２１２に排出する。
【００５３】
旋回モータ７は、作動油の供給を受けて回動する油圧モータである。旋回モータ７の回動方向は作動油の供給方向に依存する。
【００５４】
流路２１３，２１４に設けられたリリーフ弁３３ａ，３３ｂは、流路圧が所定の圧力以上になったときに、作動油をチャージライン２１２に逃がし回路を保護する。
【００５５】
流路２１０，２１１に設けられたフラッシング弁３５は、流路内の余剰油をチャージライン２１２に排出する。
【００５６】
流路２１０に接続された圧力センサ６０ａは、流路２１０の圧力を検出し、コントローラ５１に入力する。圧力センサ６０ａは、流路２１０の圧力を検出することにより、アームシリンダ３のキャップ室３ａの圧力を検出する。
【００５７】
流路２１１に接続された圧力センサ６０ｂは、流路２１１の圧力を検出し、コントローラ５１に入力する。圧力センサ６０ｂは、流路２１１の圧力を検出することにより、アームシリンダ３のロッド室３ｂの圧力を検出する。
【００５８】
流路２１３に接続された圧力センサ６１ａは、流路２１３の圧力を検出し、コントローラ５１に入力する。圧力センサ６１ａは、流路２１３の圧力を検出することにより、旋回モータ７の一側の入出力ポートの圧力を検出する。
【００５９】
流路２１４に接続された圧力センサ６１ｂは、流路２１４の圧力を検出し、コントローラ５１に入力する。圧力センサ６１ｂは、流路２１４の圧力を検出することにより、旋回モータ７の他側の入出力ポートの圧力を検出する。
【００６０】
レバー５２は、オペレータによるレバー操作量をコントローラ５１に入力する。
【００６１】
図３にコントローラ５１の機能ブロックを示す。コントローラ５１は、要求速度演算部５１ａ、チャージ圧力演算部５１ｂ、アクチュエータ割り当て流量演算部５１ｃ、ポンプ信号出力部５１ｄ、切換弁信号出力部５１ｅ、比例弁信号出力部５１ｆ、メータアウト弁信号出力部５１ｇから構成される。
【００６２】
要求速度演算部５１ａは、レバー５２の入力から、アクチュエータの動作方向および要求速度を演算し、アクチュエータ割り当て流量演算部５１ｃに制御信号を入力する。
【００６３】
チャージ圧力演算部５１ｂは、圧力センサ６０ａ，６０ｂ，６１ａ，６１ｂの値を基に、チャージ圧力を演算し、アクチュエータ割り当て流量演算部５１ｃに制御信号を入力する。
【００６４】
アクチュエータ割り当て流量演算部５１ｃは、要求速度演算部５１ａからの制御信号、圧力センサ６０ａ，６０ｂ，６１ａ，６１ｂの値、およびチャージ圧力演算部５１ｂからの制御信号を基に、各アクチュエータの駆動に必要なポンプ数を演算し、ポンプ信号出力部５１ｄに制御信号を入力する。同時に、各アクチュエータを駆動するための流路を形成するために、切換弁信号出力部５１ｅ、比例弁信号出力部５１ｆ、メータアウト弁信号出力部５１ｇに制御信号を入力する。
【００６５】
ポンプ信号出力部５１ｄは、アクチュエータ割り当て流量演算部５１ｃからの制御信号を基に、レギュレータ１２ａ〜１５ａに信号を出力する。
【００６６】
切換弁信号出力部５１ｅは、アクチュエータ割り当て流量演算部５１ｃからの制御信号を基に、切換弁４０〜４７に信号を出力する。
【００６７】
比例弁信号出力部５１ｆは、アクチュエータ割り当て流量演算部５１ｃからの制御信号を基に、比例弁４８，４９に信号を出力する。
【００６８】
メータアウト弁信号出力部５１ｇは、アクチュエータ割り当て流量演算部５１ｃからの制御信号を基に、メータアウト弁５０に信号を出力する。
【００６９】
図４Ａおよび図４Ｂにアクチュエータ割り当て流量演算部５１ｃ内の制御フローを示す。
【００７０】
レバー５２の入力が開始されると、ステップ１１１にて単独動作か否かを判定する。単独動作の場合、ステップ１１２にてアーム操作か否かを判定する。アーム操作の場合、ステップ１１３にてアームの伸ばし操作か否かを判定する。アーム伸ばし操作の場合、ステップ１１４にて、閉回路ポンプ１２，１３、開回路ポンプ１４，１５の吐出流量を制御する。ステップ１１５では、切換弁４０，４２，４４，４６を開口し、切換弁４１，４３，４５，４７を閉口する。ステップ１１６では、比例弁４８，４９を閉口し、ステップ１１７にてフローを終了する。
【００７１】
ステップ１１４〜１１６により、閉回路ポンプ１２，１３および開回路ポンプ１４，１５から吐出された作動油がアームシリンダ３のキャップ室３ａに供給され、アームシリンダ３のロッド室３ｂから排出された作動油が閉回路ポンプ１２，１３に吸収され、アームシリンダ３が伸長動作する。
【００７２】
ステップ１１３にてアーム伸ばし操作ではない（すなわち、アーム縮め操作）と判定した場合、ステップ１１８にて閉回路ポンプ１２，１３の吐出流量を制御し、開回路ポンプ１４，１５の吐出流量を最小傾転に制御する。ステップ１１９では、切換弁４０，４２，４４，４６を開口し、切換弁４１，４３，４５，４７を閉口する。ステップ１２０では、比例弁４８，４９の開口面積を制御し、ステップ１１７にてフローを終了する。
【００７３】
ステップ１１８〜１２０により、閉回路ポンプ１２，１３から吐出された作動油がアームシリンダ３のロッド室３ｂに供給され、アームシリンダ３のキャップ室３ａから排出された作動油の一部が閉回路ポンプ１２，１３に吸収され、残りの一部が比例弁４８，４９を介してタンク２５に排出され、アームシリンダ３が縮小動作する。
【００７４】
ステップ１１２にてアーム操作ではない（すなわち、旋回単独操作）と判定した場合、ステップ１２１にて、閉回路ポンプ１２，１３の吐出流量を制御し、開回路ポンプ１４，１５の吐出流量を最小傾転に制御する。ステップ１２２では、切換弁４１，４３を開口し、切換弁４０，４２，４４，４５，４６，４７を閉口する。ステップ１２３では、比例弁４８，４９を微小に開口し、ステップ１１７にてフローを終了する。
【００７５】
ステップ１２１〜１２３により、閉回路ポンプ１２，１３から吐出された作動油が旋回モータ７の一側の入出力ポートに供給され、旋回モータ７の他側の入出力ポートから排出された作動油が閉回路ポンプ１２，１３に吸収され、旋回モータ７が回転動作する。
【００７６】
ステップ１１１にて単独操作ではない（すなわち、複合操作）と判定した場合、ステップ１２４にてアーム伸ばし操作を含んでいるか否かを判定する。アーム伸ばし操作を含んでいる場合、ステップ１２５にてチャージ圧力が所定の圧力Ｐよりも高いか否かを判定する。ここで、所定の圧力Ｐとは、任意に設定できるチャージ圧力の下限値であり、０よりも大きく、かつチャージ用リリーフ弁２０の設定圧未満の値に設定する。より具体的には、チャージ用チェック弁２６，２７，２８ａ，２８ｂ，２９ａ，２９ｂを介して流路２００〜２０３，２１０，２１１，２１３，２１４に圧油を補充する際にキャビテーションが発生しない程度の圧力（例えばチャージ用リリーフ弁２０の設定圧の６０〜９０％）に設定することが望ましい。チャージ圧力が所定の圧力Ｐよりも高い場合、アームシリンダ３のロッド室３ｂの圧力がキャップ室３ａの圧力よりも高いか否かを判定する。ロッド室３ｂの圧力の方が高いと判定した場合、ステップ１２７にて閉回路ポンプ１２，１３、開回路ポンプ１４の吐出流量を制御し、開回路ポンプ１５の吐出流量を最小傾転に制御する。ステップ１２８では、切換弁４０，４３，４４，４７を開口し、切換弁４１，４２，４５，４６を閉口する。ステップ１２９では、比例弁４８を閉口し、比例弁４９の開口面積を制御し、ステップ１１７にてフローを終了する。
【００７７】
ステップ１２７〜１２９により、閉回路ポンプ１２および開回路ポンプ１４からアームシリンダ３のキャップ室３ａに作動油が供給され、アームシリンダ３のロッド室３ｂから排出された作動油の一部が閉回路ポンプ１２に吸収され、残りの一部が比例弁４９を介してタンク２５に排出され、アームシリンダ３が伸長動作する。同時に、閉回路ポンプ１３から旋回モータ７の一側の入出力ポートに作動油が供給され、旋回モータ７の他側の入出力ポートから排出された作動油が閉回路ポンプ１３に吸収され、旋回モータ７が回転動作する。このとき、アームシリンダ３の高圧側のロッド室３ｂの作動油が未使用の開回路ポンプ１５に対応する特定の比例弁４９を介してタンク２５に排出されるため、アームシリンダ３の伸長速度を増速することが可能となる。
【００７８】
ステップ１２６にてロッド室３ｂの圧力がキャップ室３ａの圧力よりも高くないと判定した場合、または、ステップ１２５にてチャージ圧力が所定の圧力Ｐよりも高くないと判定した場合、ステップ１３０にて閉回路ポンプ１２，１３、開回路ポンプ１４の吐出流量を制御し、開回路ポンプ１５の吐出流量を最小傾転に制御する。ステップ１３１では、切換弁４０，４３，４４を開口し、切換弁４１，４２，４５，４６，４７を閉口する。ステップ１３２では、比例弁４８を閉口し、比例弁４９を微小に開口し、ステップ１１７にてフローを終了する。これにより、閉回路ポンプ１２および開回路ポンプ１４からアームシリンダ３の低圧側のキャップ室３ａに作動油が供給され、アームシリンダ３のロッド室３ｂから排出された作動油が閉回路ポンプ１２に吸収され、アームシリンダ３が伸長動作する。同時に、閉回路ポンプ１３から旋回モータ７の一側の入出力ポートに作動油が供給され、旋回モータ７の他側の入出力ポートから排出された作動油が閉回路ポンプ１３に吸収され、旋回モータ７が回転動作する。
【００７９】
ステップ１２４にてアーム伸ばし操作を含んでいないと判定した場合、ステップ１３３にて、閉回路ポンプ１２，１３の吐出流量を制御し、開回路ポンプ１４，１５の吐出流量を最小傾転に制御する。ステップ１３４では、切換弁４０，４３，４４を開口し、切換弁４１，４２，４５，４６，４７を閉口する。ステップ１３５では、比例弁４８の開口面積を制御し、比例弁４９を微小に開口し、ステップ１１７にてフローを終了する。
【００８０】
ステップ１３３〜１３５により、閉回路ポンプ１２からアームシリンダ３のロッド室３ｂに作動油が供給され、アームシリンダ３のキャップ室３ａから排出された作動油の一部が閉回路ポンプ１２に吸収され、残りの一部が比例弁４８を介してタンク２５に排出され、アームシリンダ３が縮小動作する。同時に、閉回路ポンプ１３から旋回モータ７の一側の入出力ポートに作動油が供給され、旋回モータ７の他側の入出力ポートから排出された作動油が閉回路ポンプ１３に吸収され、旋回モータ７が回転動作する。
【００８１】
図５に、図４Ａおよび図４Ｂに示した制御フローを実行した場合の油圧システム３００の動作を示す。図５は、アーム操作と旋回操作の２複合操作を行う際の、レバー５２の入力、閉回路ポンプ１２，１３の吐出流量、切換弁４０，４３の開閉状態、開回路ポンプ１４，１５の吐出流量、切換弁４４，４６の開閉状態、比例弁４８，４９の開度、アームシリンダ３の圧力、旋回モータ７の圧力、アームシリンダ３の速度、旋回モータ７の速度をそれぞれ示している。
【００８２】
時刻Ｔ１にて、オペレータによりレバー５２に対してアーム４を伸ばす操作、上部旋回体１０２を回動する操作が開始される。レバー５２の入力から、要求速度が演算され、要求速度通りに動作するために、閉回路ポンプ１２，１３の吐出流量が上昇する。閉回路ポンプ１２，１３の吐出流量をアクチュエータへと導くために、切換弁４０，４３が開口される。アーム４を伸ばす動作では、アームシリンダ３のキャップ室に作動油を供給し、ロッド室から作動油を排出する。油圧シリンダの受圧面積差による作動油の減少を補うために、開回路ポンプ１４の吐出流量を制御する。開回路ポンプ１５は最小傾転に保たれている。開回路ポンプ１４の吐出する作動油をアクチュエータへと導くために、切換弁４４を開口する。アームシリンダ３キャップ側圧力は作動油の供給に伴い上昇する。
【００８３】
時刻Ｔ２にて、閉回路ポンプ１２，１３の吐出流量が最大になるが、アームシリンダ３の速度は、要求速度よりも低い。アームシリンダ３の速度を上昇させるためには、アームシリンダ３のロッド室から排出する作動油を増加する必要がある。このとき、アームシリンダ３のロッド室３ｂ内の圧力がキャップ室３ａ内の圧力よりも高いため、ロッド室３ｂ内の作動油をタンク２５に排出することができれば、アームシリンダ３の速度を増速することができる。
【００８４】
時刻Ｔ２にて切換弁４６を開口するとともに、比例弁４９の開口面積を制御し、アームシリンダ３のロッド室から排出される作動油を、比例弁４９を介してタンク２５へと排出する。アームシリンダ３のロッド室から排出する流量が増加することによる、チャージ圧力の低下を防止するため、開回路ポンプ１４の吐出流量を増加させる。
【００８５】
時刻Ｔ３にて開回路ポンプ１４の吐出流量が最大になる。開回路ポンプ１４による吐出流量を増やすことができないため、比例弁４９の開口面積を制御し、チャージ圧力がチャージ下限圧Ｐを下回らないようにする。
【００８６】
時刻Ｔ４にて比例弁４９の開度を一定にすることで、チャージ圧力が下限圧Ｐを下回らないように制御する。
【００８７】
以上のように制御することで、アームシリンダ３の速度を増加することができるとともに、回路内の作動油の排出流量が増加する場合でも、チャージ圧力が負圧になることを防止することができる。
【００８８】
本実施例では、作動油を貯留するタンク２５と、両傾転型の油圧ポンプからなる複数の閉回路ポンプ１２，１３と、複数の閉回路ポンプ１２，１３と同数の片傾転型の油圧ポンプからなる複数の開回路ポンプ１４，１５と、少なくとも１つの片ロッド式油圧シリンダ３および少なくとも1つの油圧モータ７を含む複数の油圧アクチュエータ３，７と、複数の油圧アクチュエータ３，７の動作を指示するための操作装置５２と、複数の閉回路ポンプ１２，１３を複数の油圧アクチュエータ３，７に閉回路状に接続する複数の閉回路切換弁４０〜４３と、複数の開回路ポンプ１４，１５の吐出ポートを片ロッド式油圧シリンダ３のキャップ室３ａに接続する複数のキャップ側切換弁４４，４６と、複数の開回路ポンプ１４，１５の吐出ポートとタンク２５とを接続する流路２１５，２１６に設けられた複数の比例弁４８，４９と、キャップ室３ａの圧力を検出するキャップ圧力センサ６０ａと、片ロッド式油圧シリンダ３のロッド室３ｂの圧力を検出するロッド圧力センサ６０ｂと、操作装置５２、キャップ圧力センサ６０ａ、およびロッド圧力センサ６０ｂからの入力に基づいて、複数の閉回路切換弁４０〜４３および複数のキャップ側切換弁４４，４６を制御すると共に、複数の閉回路ポンプ１２，１３および複数の開回路ポンプ１４，１５の各吐出流量、ならびに複数の比例弁４８，４９の開口面積を制御するコントローラ５１とを備えた建設機械１００において、複数の開回路ポンプ１４，１５の吐出ポートをロッド室３ｂに接続する複数のロッド側切換弁４５，４７を備え、コントローラ５１は、片ロッド式油圧シリンダ３と油圧モータ７とを同時に駆動する場合に、複数の開回路ポンプ１４，１５のうち片ロッド式油圧シリンダ３に接続されていない特定の開回路ポンプ１５が前記片ロッド式油圧シリンダに接続されるようにキャップ側切換弁４６および複数のロッド側切換弁４７を制御し、特定の開回路ポンプ１５の吐出ポートとタンク２５とを接続する流路に設けられた特定の比例弁４９の開口面積を制御する。
【００８９】
以上のように構成した本実施例によれば、片ロッド式油圧シリンダ３と油圧モータ７とを同時に駆動する場合に、片ロッド式油圧シリンダ３に接続されていない特定の開回路ポンプ１５および特定の比例弁４９が片ロッド式油圧シリンダ３に接続され、特定の開回路ポンプ１５の吐出ポートとタンク２５とを接続する流路に設けられた特定の比例弁４９の開口面積が制御される。これにより、片ロッド式油圧シリンダ３と油圧モータ７を同時に駆動する際に、未使用の開回路ポンプ１５または未使用の比例弁４９を用いて片ロッド式油圧シリンダ３の速度を増速することが可能となる。
【００９０】
また、本実施例に係る油圧ショベル１００は、チャージポンプ１１と、チャージポンプ１１の吐出ポートに接続されたチャージライン２１２と、チャージライン２１２に設けられたチャージ用リリーフ弁２０と、チャージライン２１２の圧力を検出するチャージ圧力センサ６２とを更に備え、コントローラ５１は、ロッド室３ｂの圧力がキャップ室３ａの圧力より高い状態で片ロッド式油圧シリンダ３を伸び側に駆動すると同時に油圧モータ７を駆動する場合に、特定の開回路ポンプ１５がロッド室３ｂに接続されるようにキャップ側切換弁４６およびロッド側切換弁４７を制御し、特定の比例弁４９を開口し、チャージライン２１２の圧力がチャージ用リリーフ弁２０の設定圧よりも低く設定された所定の圧力Ｐを下回ったときに、特定の比例弁４９の開口面積を縮小させる。これにより、片ロッド式油圧シリンダ３の低圧側のキャップ室３ａに開回路ポンプ１４から作動油が供給されると共に、チャージライン２１２の圧力を所定の圧力Ｐ以上に保持しつつ、片ロッド式油圧シリンダ３の高圧側のロッド室３ｂの作動油が未使用の比例弁４９を介してタンク２５に排出されるため、キャップ室３ａが負圧になることを防ぎつつ片ロッド式油圧シリンダ３の伸長速度を増速することが可能となる。
【実施例２】
【００９１】
本発明の第２の実施例に係る油圧ショベルについて、図６〜図８を用いて説明する。
【００９２】
図６は、本実施例における油圧システムの概略構成図である。
【００９３】
図６において、本実施例における油圧システムは、片ロッド式油圧シリンダ３のキャップ室３ａとタンク２５とを接続するキャップ側排出流路２１７と、キャップ側排出流路２１７に設けられたメータアウト弁５０とを更に備えている。
【００９４】
図７Ａおよび図７Ｂに、本実施例におけるアクチュエータ割り当て流量演算部５１ｃ（図３に示す）の制御フローを示す。
【００９５】
レバー５２の入力が開始されると、ステップ３０１にて単独操作か否かを判定する。単独操作の場合、ステップ３０２にてアーム操作か否かを判定する。アーム操作の場合、ステップ３０３にてアームの縮め操作か否かを判定する。アーム縮め操作の場合、ステップ３０４にて閉回路ポンプ１２，１３の吐出流量を制御し、開回路ポンプ１４，１５の吐出流量を最小傾転に制御する。ステップ３０５では、切換弁４０，４２，４４，４６を開口し、切換弁４１，４３，４５，４７を閉口する。ステップ３０６では、比例弁４８，４９の開口面積を制御し、ステップ３０７にてフローを終了する。
【００９６】
ステップ３０４〜３０６により、閉回路ポンプ１２，１３からアームシリンダ３のロッド室３ｂに作動油が供給され、アームシリンダ３のキャップ室３ａから排出された作動油の一部が閉回路ポンプ１２，１３に吸収され、残りの一部が比例弁４８，４９を介してタンク２５に排出され、アームシリンダ３が縮小動作する。
【００９７】
ステップ３０３にてアーム縮め操作ではないと判定した場合、ステップ３０８にて閉回路ポンプ１２，１３、開回路ポンプ１４，１５の吐出流量を制御する。ステップ３０９では、切換弁４０，４２，４４，４６を開口し、切換弁４１，４３，４５，４７を閉口する。ステップ３１０では、比例弁４８，４９を閉口し、ステップ３０７にてフローを終了する。
【００９８】
ステップ３０８〜３１０により、閉回路ポンプ１２，１３および開回路ポンプ１４，１５から吐出された作動油がアームシリンダ３のキャップ室３ａに供給され、アームシリンダ３のロッド室３ｂから排出された作動油が閉回路ポンプ１２，１３に吸収され、アームシリンダ３が伸長動作する。
【００９９】
ステップ３０２でアーム操作ではない（すなわち、旋回単独操作）と判定した場合、ステップ３１１にて、閉回路ポンプ１２，１３の吐出流量を制御し、開回路ポンプ１４，１５の吐出流量を最小傾転に制御する。ステップ３１２では、切換弁４１，４３を開口し、切換弁４０，４２，４４，４５，４６，４７を閉口する。ステップ３１３では、比例弁４８，４９を微小に開口し、ステップ３０７にてフローを終了する。
【０１００】
ステップ３１１〜３１３により、閉回路ポンプ１２，１３から吐出された作動油が旋回モータ７の一側の入出力ポートに供給され、旋回モータ７の他側の入出力ポートから排出された作動油が閉回路ポンプ１２，１３に吸収され、旋回モータ７が回転動作する。
【０１０１】
ステップ３０１にて単独操作ではない（すなわち、複合操作）と判定した場合、ステップ３１４にてアームの縮め操作を含んでいるか否かを判定する。アーム縮め操作を含んでいると判定した場合、ステップ３１５にてチャージ圧力が所定の圧力Ｐよりも高いか否かを判定する。ステップ３１５にてチャージ圧力が所定の圧力Ｐよりも高いと判定した場合、ステップ３１６にてアームシリンダ３のキャップ室３ａの圧力がロッド室３ｂの圧力よりも高いか否かを判定する。キャップ室３ａの圧力の方が高いと判定した場合、ステップ３１７にて閉回路ポンプ１２，１３、開回路ポンプ１５の吐出流量を制御し、開回路ポンプ１４の吐出流量を最小傾転に制御する。ステップ３１８では、切換弁４０，４３，４４，４７を開口し、切換弁４１，４２，４５，４６を閉口する。ステップ３１９では、比例弁４８の開口面積を制御し、比例弁４９を閉口する、ステップ３２０では、メータアウト弁５０の開口面積を制御し、ステップ３０７にてフローを終了する。
【０１０２】
ステップ３１７〜３２０により、閉回路ポンプ１２および開回路ポンプ１５からアームシリンダ３のロッド室３ｂに作動油が供給され、アームシリンダ３のキャップ室３ａから排出された作動油の一部が閉回路ポンプ１２に吸収され、残りの一部が比例弁４８およびメータアウト弁５０を介してタンク２５に排出され、アームシリンダ３が縮小動作する。同時に、閉回路ポンプ１３から旋回モータ７の一側の入出力ポートに作動油が供給され、旋回モータ７の他側の入出力ポートから排出された作動油が閉回路ポンプ１３に吸収され、旋回モータ７が回転動作する。このとき、アームシリンダ３の高圧側のキャップ室３ａの作動油が比例弁４８およびメータアウト弁５０を介してタンク２５に排出されると共に、低圧側のロッド室３ｂに未使用の開回路ポンプ１５から作動油が補充されるため、ロッド室３ｂが負圧になることを防ぎつつアームシリンダ３の縮小速度を増速することが可能となる。
【０１０３】
ステップ３１６にてキャップ室３ａの圧力がロッド室３ｂの圧力よりも高くないと判定した場合、または、ステップ３１５にてチャージ圧力が所定の圧力Ｐよりも高くないと判定した場合、ステップ３２２にて閉回路ポンプ１２，１３の吐出流量を制御し、開回路ポンプ１４，１５の吐出流量を最小傾転に制御する。ステップ３２３では、切換弁４０，４３，４４を開口し、切換弁４１，４２，４５，４６，４７を閉口する。ステップ３２４では、比例弁４８の開口面積を制御し、比例弁４９を微小に開口し、ステップ３０７にてフローを終了する。これにより、閉回路ポンプ１２からアームシリンダ３のロッド室３ｂに作動油が供給され、アームシリンダ３のキャップ室３ａから排出された作動油の一部が閉回路ポンプ１２に吸収され、残りの一部が比例弁４８を介してタンク２５に排出され、アームシリンダ３が縮小動作する。同時に、閉回路ポンプ１３から旋回モータ７の一側の入出力ポートに作動油が供給され、旋回モータ７の他側の入出力ポートから排出された作動油が閉回路ポンプ１３に吸収され、旋回モータ７が回転動作する。
【０１０４】
ステップ３１４にてアーム縮め操作を含んでいないと判定した場合、ステップ３２５にて閉回路ポンプ１２，１３の吐出流量を制御し、開回路ポンプ１４，１５の吐出流量を最小傾転に制御する。ステップ３２６では、切換弁４０，４３，４５を開口し、切換弁４１，４２，４４，４５，４６，４７を閉口する。ステップ３２７では、比例弁４８の開口面積を制御し、比例弁４９を微小に閉口し、ステップ３０７にてフローを終了する。
【０１０５】
ステップ３２５〜３２７により、閉回路ポンプ１２からアームシリンダ３のキャップ室３ａに作動油が供給され、アームシリンダ３のロッド室３ｂから排出された作動油の一部が閉回路ポンプ１２に吸収され、残りの一部が比例弁４８を介してタンク２５に排出され、アームシリンダ３が伸長動作する。同時に、閉回路ポンプ１３から旋回モータ７の一側の入出力ポートに作動油が供給され、旋回モータ７の他側の入出力ポートから排出された作動油が閉回路ポンプ１３に吸収され、旋回モータ７が回転動作する。
【０１０６】
図８に図７Ａおよび図７Ｂに示した制御フローを実行した場合の油圧システム３００の動作を示す。第１の実施形態と同様に、アーム４と上部旋回体１０２を同時に動作する複合動作を例に説明する。
【０１０７】
図８は、アームと旋回動作の２複合操作（アームダンプ、旋回）を行う際の、レバー５２の入力、閉回路ポンプ１２，１３の吐出流量、切換弁４０，４３の開閉状態、開回路ポンプ１４，１５の吐出流量、切換弁４４，４６の開閉状態、比例弁４８，４９の開度、メータアウト弁５０の開度、チャージ圧力、アームシリンダ３の圧力、旋回モータ７の圧力、アームシリンダ３の速度、旋回モータ７の速度をそれぞれ示している。
【０１０８】
時刻Ｔ１にて、オペレータによりレバー５２の操作が開始されると、レバー５２からの入力に応じて、閉回路ポンプ１２，１３の吐出流量が増加する。このとき、切換弁４０はアームシリンダ３との流路を形成するために、開状態となり、切換弁４３は旋回モータ７との流路を形成するために開状態となる。閉回路ポンプ側のこの他の切換弁４１，４２は閉状態である。アームシリンダ３を縮める動作であるため、開回路ポンプ１４は吐出しておらず、切換弁４４を開口し、比例弁４８の開口面積を制御し、アームシリンダ３から排出される作動油を比例弁４８からタンク２５へと排出している。旋回モータ７には開回路ポンプ１５を使用しないため、吐出流量は最小傾転に制御されており、この開回路ポンプ１５の最小吐出流量分の作動油をタンク２５に排出するため、比例弁４９は微小に開口する。
【０１０９】
時刻Ｔ２にて、閉回路ポンプ１２，１３の吐出流量が最大になる。この時、アームシリンダ３の速度は、要求速度を満たしていない。アームシリンダ３のキャップ室３ａの圧力は、ロッド室３ｂよりも高圧であるため、アームシリンダ３の速度を上昇させるためには、アームシリンダ３のキャップ室３ａから排出する作動油の流量を増やす必要がある。
【０１１０】
時刻Ｔ２で、メータアウト弁５０を開口してアームシリンダ３のキャップ室３ａとタンク２５間に流路を形成し、キャップ室３ａからの作動油をタンク２５へと排出する。このとき、回路内の作動油が不足し、チャージ圧力が下がることを防ぐために、切換弁４７を開口し、開回路ポンプ１５からアームシリンダ３のロッド室３ｂへと作動油を吐出する。
【０１１１】
本実施例に係る建設機械１００は、片ロッド式油圧シリンダ３のキャップ室３ａとタンク２５とを接続するキャップ側排出流路２１７と、キャップ側排出流路２１７に設けられたメータアウト弁５０とを更に備え、コントローラ５１は、キャップ室３ａの圧力がロッド室３ｂの圧力より高い状態でアームシリンダ３を縮み側に駆動すると同時に旋回モータ７を駆動する場合に、特定の開回路ポンプ１５がロッド室３ｂに接続されるようにキャップ側切換弁４６およびロッド側切換弁４７を制御し、特定の開回路ポンプ１５に対応する特定の比例弁４９を閉口し、メータアウト弁５０を開口し、チャージライン２１２の圧力がチャージ用リリーフ弁２０の設定圧よりも低く設定された所定の圧力Ｐを下回ったときに、メータアウト弁５０の開口面積を縮小させる、または、特定の開回路ポンプ１５の吐出流量を減少させる。
【０１１２】
以上のように構成した本実施例によれば、チャージライン２１２の圧力を所定の圧力Ｐ以上に保持しつつ、片ロッド式油圧シリンダ３の高圧側のキャップ室３ａの作動油が比例弁４８およびメータアウト弁５０を介してタンク２５に排出されると共に、低圧側のロッド室３ｂに未使用の開回路ポンプ１５から作動油が補充されるため、ロッド室３ｂが負圧になることを防ぎつつ片ロッド式油圧シリンダ３の縮小速度を増速することが可能となる。
【０１１３】
なお、本実施例では、片ロッド式油圧シリンダ３のキャップ室３ａからの排出をメータアウト弁５０で行い、開回路ポンプ１５の吐出流量を片ロッド式油圧シリンダ３のロッド室３ｂに導くよう制御したが、メータアウト弁５０がない場合には、以下のように構成しても良い。
【０１１４】
コントローラ５１は、キャップ室３ａの圧力がロッド室３ｂの圧力より高い状態で片ロッド式油圧シリンダ３を縮み側に駆動すると同時に油圧モータ７を駆動する場合に、特定の比例弁４９がキャップ室３ａに接続されるようにキャップ側切換弁４６およびロッド側切換弁４７を制御し、特定の比例弁４９を開口し、チャージライン２１２の圧力がチャージ用リリーフ弁２０の設定圧よりも低く設定された所定の圧力Ｐを下回ったときに、特定の比例弁４９の開口面積を縮小させる。これにより、チャージライン２１２の圧力を所定の圧力Ｐ以上に保持しつつ、片ロッド式油圧シリンダ３の高圧側のキャップ室３ａの作動油が未使用の比例弁４９を介してタンク２５に排出されるため、ロッド室３ｂが負圧になることを防ぎつつ片ロッド式油圧シリンダ３の縮小速度を増速することが可能となる。
【０１１５】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は、上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。さらに、ある実施例の構成に他の実施例の構成の一部を加えることも可能であり、ある実施例の構成の一部を削除し、あるいは、他の実施例の一部と置き換えることも可能である。
【符号の説明】
【０１１６】
１…ブームシリンダ、２…ブーム、３…アームシリンダ、３ａ…キャップ室、３ｂ…ロッド室、４…アーム、５…バケットシリンダ、６…バケット、７…旋回モータ、８…走行装置、１０…動力伝達装置、１１…チャージポンプ、１２…閉回路ポンプ、１２ａ…レギュレータ、１３…閉回路ポンプ、１３ａ…レギュレータ、１４…開回路ポンプ、１４ａ…レギュレータ、１５…開回路ポンプ、１５ａ…レギュレータ、２０…チャージ用リリーフ弁、２５…タンク、２６，２７，２８ａ，２８ｂ，２９ａ，２９ｂ…チャージ用チェック弁、３０ａ，３０ｂ，３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂ…リリーフ弁、３４，３５…フラッシング弁、４０〜４３…閉回路切換弁、４４，４６…キャップ側切換弁、４５，４７…ロッド側切換弁、４８，４９…比例弁、５０…メータアウト弁、５１…コントローラ、５１ａ…要求速度演算部、５１ｂ…チャージ圧力演算部、５１ｃ…アクチュエータ割り当て流量演算部、５１ｄ…ポンプ信号出力部、５１ｅ…切換弁信号出力部、５１ｆ…比例弁信号出力部、５１ｇ…メータアウト弁信号出力部、５２…レバー（操作装置）、６０ａ…圧力センサ（キャップ圧力センサ）、６０ｂ…圧力センサ（ロッド圧力センサ）、６１ａ，６１ｂ…圧力センサ、６２…チャージ圧力センサ、１００…油圧ショベル（建設機械）、１０１…キャブ、１０２…上部旋回体、１０３…下部走行体、１０４…フロント作業機、２００〜２０５，２１０，２１１…流路、２１２…流路（チャージライン）、２１３〜２１６…流路、２１７…キャップ側排出流路、３００…油圧システム。
【図１】
2020139574.tif 000003
【図２】
2020139574.tif 000004
【図３】
2020139574.tif 000005
【図４Ａ】
2020139574.tif 000006
【図４Ｂ】
2020139574.tif 000007
【図５】
2020139574.tif 000008
【図６】
2020139574.tif 000009
【図７Ａ】
2020139574.tif 000010
【図７Ｂ】
2020139574.tif 000011
【図８】
2020139574.tif 000012