(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクチュエータと、このアクチュエータに作動流体を供給するポンプと、このポンプから上記アクチュエータを経由せずに作動流体をタンクに戻すためのブリードオフ流路の開口面積を変化させるブリードオフ絞り手段と、上記アクチュエータを作動させるために操作される操作手段と、上記ポンプの吐出流量を検出する吐出流量検出手段と、この吐出流量検出手段により検出された吐出流量と上記操作手段の操作量とに基づき、上記操作手段の操作量と上記ブリードオフ絞り手段の前後の差圧との関係が予め定められた関係となるように上記ブリードオフ絞り手段を作動させる制御手段とを備えたことを特徴とするアクチュエータのブリードオフ制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のブリードオフ制御装置において、上記アクチュエータとポンプとの間に、内部にブリードオフ流路をもつ方向流量制御弁を設けたことを特徴とするアクチュエータのブリードオフ制御装置。
【請求項３】
請求項２記載のブリードオフ制御装置において、上記方向流量制御弁をパイロット圧に応じてブリードオフ流路の開口面積が変化するパイロット切換弁とするとともに、上記吐出流量検出手段により検出された吐出流量と上記操作手段の操作量とに基づいて上記方向流量制御弁のパイロット圧を変化させるように上記制御手段を構成したことを特徴とするアクチュエータのブリードオフ制御装置。
【請求項４】
請求項１記載のブリードオフ制御装置において、上記アクチュエータとポンプとの間に方向流路制御弁を設けるとともに、この方向流路制御弁とは別に、このポンプから上記アクチュエータを経由せずにタンクに戻る作動流体の流量を変化させるブリードオフ制御弁を設けたことを特徴とするアクチュエータのブリードオフ制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載のアクチュエータのブリードオフ制御装置において、上記吐出流量検出手段は、上記ポンプの駆動源の作動速度に相当する値とポンプ容量に相当する値とに基づいてポンプの吐出流量を演算するものであることを特徴とするアクチュエータのブリードオフ制御装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のアクチュエータのブリードオフ制御装置において、上記制御手段は、操作手段の操作量と上記ブリードオフ絞り手段の前後の差圧との関係が異なる複数種の制御パターンを記憶し、このうち選択された制御パターンに基づいてブリードオフ絞り手段の作動を制御することを特徴とするアクチュエータのブリードオフ制御装置。
【請求項７】
請求項６記載のアクチュエータのブリードオフ制御装置において、上記制御手段は、操作手段の操作量の増加に対応して上記ブリードオフ絞り手段の前後の差圧を増大させる流量制御パターンと、ブリードオフ絞り手段の前後の差圧を十分に高く維持しながら制御手段の操作量の増加に対応してリリーフ圧を増大させる圧力制御パターンとを記憶することを特徴とするアクチュエータのブリードオフ制御装置。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれかに記載のアクチュエータのブリードオフ制御装置において、上記アクチュエータが作業機械における旋回モータであることを特徴とするアクチュエータのブリードオフ制御装置。
【請求項９】
請求項７記載のアクチュエータのブリードオフ制御装置において、上記アクチュエータが作業機械における旋回モータであり、上記操作手段が中立位置に操作された状態で旋回モータの両ポート同士とポンプポート及びタンクポートを連通するように構成されるとともに、上記制御手段は、上記圧力制御パターンとして、リリーフ圧立上り時の当該リリーフ圧の増加率が高い第１の圧力制御パターンと、リリーフ圧立上り時の当該リリーフ圧の増加率が低い第２の圧力制御パターンとを記憶し、操作手段の操作方向に対応する旋回方向が現在の旋回方向と同じ方向である場合には上記第１の圧力制御パターンを実行し、操作手段の操作方向に対応する旋回方向が現在の旋回方向と逆の方向である場合には上記第２の圧力制御パターンを実行することを特徴とするアクチュエータのブリードオフ制御装置。
【請求項１０】
請求項７記載のアクチュエータのブリードオフ制御装置において、上記アクチュエータが作業機械における旋回モータであり、上記操作手段が中立位置に操作された状態で旋回モータの両ポート同士とポンプポート及びタンクポートを連通するように構成されるとともに、上記制御手段は、上記流量制御パターンとして、ブリードオフ絞り手段の前後の差圧の立上り時の当該差圧の増加率が高い第１の流量制御パターンと、ブリードオフ絞り手段の前後の差圧の立上り時の当該差圧の増加率が低い第２の流量制御パターンとを記憶し、操作手段の操作方向に対応する旋回方向が現在の旋回方向と同じ方向である場合には上記第１の流量制御パターンを実行し、操作手段の操作方向に対応する旋回方向が現在の旋回方向と逆の方向である場合には上記第２の流量制御パターンを実行することを特徴とするアクチュエータのブリードオフ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、作業船その他の油圧クレーンや油圧ショベル等に用いられるアクチュエータのブリードオフ制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、作動流体の供給を受けて作動するアクチュエータの速度制御方式として、当該アクチュエータを経由せずにポンプからタンクに戻る流体の流量を制御するブリードオフ制御が良く知られている。例えば、特公平７−６５２５号公報には、内部にブリードオフ通路をもつ方向流量制御弁を油圧モータと油圧ポンプとの間に設け、作業者により操作されるレバーの操作量に対応して上記方向流量制御弁のパイロット圧を変化させて、ブリードオフ流路の開口面積を制御するようにしたものが開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報にかかる装置では、レバー操作とブリードオフ流路の開口面積とが一対一で対応づけられているため、同じレバー操作量でも、ポンプ吐出流量によって当該操作量に対応するブリードオフ圧（ブリードオフ流路の前後の差圧）が異なることになる。換言すれば、レバー操作とブリードオフ流路の開口面積との関係が一定しておらず、このため、適切な操作を行いにくい不都合がある。
【０００４】
なお、上記公報では、操作レバーの操作量に応じ、加速時にはポンプ吐出圧力、減速時にはモータ排出側流路の圧力をそれぞれ制御する圧力制御を実行し、スムーズな減速停止や荷振れ防止の実現を図ったものが開示されているが、このような圧力制御においても、ポンプ吐出流量によって圧力関係が変動するため、操作者が同じ操作をしたつもりであっても加速感、減速感が変わってしまうおそれがある。
【０００５】
また、この公報に示される装置では、パイロット圧とバネ反力との関係で流量特性・圧力特性が決まってしまうので、その特性の設定自由度が低い。従って、多種の特性を設定するためにはその数だけ油圧機器を追加しなければならず、コスト高となる不都合が生じる。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑み、安定した操作フィーリングが得られ、しかもその制御特性の設定の自由度が高いアクチュエータのブリードオフ制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための手段として、本発明は、アクチュエータと、このアクチュエータに作動流体を供給するポンプと、このポンプから上記アクチュエータを経由せずに作動流体をタンクに戻すためのブリードオフ流路の開口面積を変化させるブリードオフ絞り手段と、上記アクチュエータを作動させるために操作される操作手段と、上記ポンプの吐出流量を検出する吐出流量検出手段と、この吐出流量検出手段により検出された吐出流量と上記操作手段の操作量とに基づき、上記操作手段の操作量と上記ブリードオフ絞り手段の前後の差圧との関係が予め定められた関係となるように上記ブリードオフ絞り手段を作動させる制御手段とを備えたものである。
【０００８】
この構成では、上記操作手段の操作量と上記ブリードオフ絞り手段の前後の差圧との関係が予め定められており、この関係を保つようにポンプ吐出流量に応じてブリードオフ流路の開口面積が決定されるので、従来のようにポンプ吐出流量の変化に伴って操作量−ブリードオフ圧の特性が大きく変動するといったことがなく、安定した操作フィーリングを得ることができるとともに、高い自由度で上記特性の設定ができる。
【０００９】
なお、ここでいう「ブリードオフ絞り手段の前後の差圧」とは、ポンプ吐出全量が通過すると仮定した場合の差圧を意味し、アクチュエータが動き出した後も、実際のつうか流量と関係なくポンプ吐出全量がブリードオフ絞り手段を通過したと仮定して演算した差圧とするものである。
【００１０】
このブリードオフ絞り手段としては、上記アクチュエータとポンプとの間に、内部にブリードオフ流路をもつ方向流量制御弁を設けるようにしてもよいし、この方向流路制御弁とは別に、このポンプから上記アクチュエータを経由せずにタンクに戻る作動流体の流量を変化させるブリードオフ制御弁を設けるようにしてもよい。
【００１１】
前者のように方向流量制御弁の内部にブリードオフ通路を設けるものとしては、上記方向流量制御弁をパイロット圧に応じてブリードオフ流路の開口面積が変化するパイロット切換弁とするとともに、上記吐出流量検出手段により検出された吐出流量と上記操作手段の操作量とに基づいて上記方向流量制御弁のパイロット圧を変化させるように上記制御手段を構成したものが好適である。後者のように方向流量制御弁とは別にブリードオフ制御弁を設ければ、方向流量制御弁の作動とは独立してブリードオフ制御ができるため、当該ブリードオフ制御の特性の設定自由度がさらに高くなる。また、方向流量制御弁の作動方向によってブリードオフ流量がばらつくといった不都合も回避できる。
【００１２】
上記吐出流量を直接検出することは非常に難しいが、その検出手段として、上記ポンプの駆動源の作動速度に相当する値とポンプ容量に相当する値とに基づいてポンプの吐出流量を演算するものを備えれば、容易にポンプ吐出流量を割り出すことができる。
【００１３】
上述のように、本発明では操作手段の操作量とブリードオフ絞り手段の前後の差圧との特性を自由に設定できるため、例えばその特性が互いに異なる複数種の制御パターンを記憶し、このうち選択された制御パターンに基づいてブリードオフ絞り手段の作動を制御するといったことも可能になる。このような構成によれば、運転状況等に応じて適当な制御パターンを選択することにより、さらに適正なアクチュエータ制御が可能になる。
【００１４】
例えば、操作手段の操作量の増加に対応して上記ブリードオフ絞り手段の前後の差圧を増大させる流量制御パターンと、ブリードオフ絞り手段の前後の差圧を十分に高く維持しながら制御手段の操作量の増加に対応してリリーフ圧（例えばブリードオフ絞り手段と並列に設置されるリリーフ弁の設定圧）を増大させる圧力制御パターンとを用意すれば、速度重視の操作と、作動力重視の操作のいずれをも行うことが可能になる。また、上記流量制御パターンには、操作手段の操作量の増加に対応して上記ブリードオフ絞り手段の前後の差圧とリリーフ圧の双方を増大させる複合制御パターンを含めるようにしてもよい。
【００１５】
上記アクチュエータとしては、例えば作業機械における旋回モータが好適である。この場合、上記圧力制御パターンとして、リリーフ圧立上り時の当該リリーフ圧の増加率が高い第１の圧力制御パターンと、リリーフ圧立上り時の当該リリーフ圧の増加率が低い第２の圧力制御パターンとを記憶し、操作手段の操作方向に対応する旋回方向が現在の旋回方向と同じ方向である場合には上記第１の圧力制御パターンを実行し、操作手段の操作方向に対応する旋回方向が現在の旋回方向と逆の方向である場合には上記第２の圧力制御パターンを実行するように制御手段を構成すれば、前者の場合には加速性を高めて早い段階でトップスピードに到達するのを可能にしながら、後者の場合には減速ショックを緩和して当該ショックに起因する荷振れ等の不都合を回避することが可能になる。
【００１６】
この作用効果は、上記流量制御パターンとして、ブリードオフ絞り手段の前後の差圧の立上り時の当該差圧の増加率が高い第１の流量制御パターンと、ブリードオフ絞り手段の前後の差圧の立上り時の当該差圧の増加率が低い第２の流量制御パターンとを記憶し、操作手段の操作方向に対応する旋回方向が現在の旋回方向と同じ方向である場合には上記第１の流量制御パターンを実行し、操作手段の操作方向に対応する旋回方向が現在の旋回方向と逆の方向である場合には上記第２の流量制御パターンを実行するようにしても、同様に得ることが可能である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態を図１〜図５に基づいて説明する。
【００１８】
図１に示す油圧回路は、タンク１０と、油圧ポンプ１２と、旋回モータ１４とを備えている。油圧ポンプ１２は、その駆動源として、作業機械等に搭載されているエンジン１６に連結されており、旋回モータ１４の出力軸は、上記作業機械等に設けられた旋回体１８に連結されている。
【００１９】
なお、本発明において作動制御の対象となるアクチュエータは旋回モータ１４に限らず、例えば油圧シリンダの速度制御にも本発明を適用することが可能である。
【００２０】
上記油圧ポンプ１２と旋回モータ１４との間には、方向流量制御弁２０が設けられている。図例では、この方向流量制御弁２０として、左旋回用のパイロット部２１と右旋回用のパイロット部２２とをもつ３位置パイロット切換弁が用いられている。この方向流量制御弁２０は、入口ポートとして、２つのＰポート（ポンプポート）と１つのＴポート（タンクポート）を有し、出口ポートとして、ＴポートとＡポートとＢポートとを有しており、Ａポートが上記旋回モータ１４のＭＡポートに、Ｂポートが同モータ１４のＭＢポートにそれぞれ接続されている。
【００２１】
この方向流量制御弁２０は、図の中立位置の他、右旋回位置（ＰポートとＡポートとを主に連通する位置）や左旋回位置（ＰポートとＢポートとを主に連通する位置）でも一部の作動油を旋回モータ１４を経由せずにタンク１０に戻すブリードオフ流路を有しており、このブリードオフ流路も含めた各流路の開口面積とスプールストローク（中立位置からのスプール移動量）との関係は図２のように設定されている。すなわち、スプールストロークが一定未満の中立範囲（Ｐ→Ａ流路もＰ→Ｂ流路も完全に開いていない範囲）では、Ｐ→Ｔ流路の開口面積が大きく、スプールストロークが一定以上の旋回範囲（Ｐ→Ａ流路またはＰ→Ｂ流路が完全に開いている範囲）では、Ｐ→Ｔ流路（ブリードオフ流路）の開口面積が小さく、かつ当該開口面積がスプールストロークの増大に伴って減少するように、方向流量制御弁２０のスプール及びスリーブの形状が設定されている。
【００２２】
この方向流量制御弁２０の両パイロット部２１，２２には、共通のパイロット油圧源３０が接続されており、このパイロット油圧源３０と各パイロット部２１，２２との間にそれぞれ電磁比例減圧弁３１，３２が設けられている。従って、これら電磁比例減圧弁３１，３２に入力されるソレノイド励磁電流によって、各パイロット部２１，２２に入力されるパイロット圧が調節可能となっている。
【００２３】
油圧ポンプ１２の吐出側とタンク戻り油路との間には、リリーフ圧を可変にするための電磁比例リリーフ弁４０が設けられている。また、方向流量制御弁２０のＡポート、Ｂポートと旋回モータ１４のＭＡポート、ＭＢポートとをそれぞれつなぐ流路は、当該流路が負圧となるのを防ぐため、逆止弁４２を介してタンクに接続されている。
【００２４】
この油圧回路が搭載される作業機械の運転室には、運転者等により操作される電気レバー（操作手段）４４が設けられている。この電気レバー４４は、その操作量に応じた電気信号を出力するように構成されている。また、この装置には、旋回モータ１４の旋回方向を検出する旋回方向検出センサ４６や、エンジン１６の回転数を検出するエンジン回転数センサ４８等のセンサ類が設けられ、これらセンサの出力する検出信号や、上記電気レバー４４の出力する電気信号が、コントローラ５０に入力されるようになっている。
【００２５】
このコントローラ５０は、上記各入力信号に基づき、上記電磁比例減圧弁３１，３２及び電磁比例リリーフ弁４０のソレノイドに制御信号を出力するように構成されている。具体的に、このコントローラ５０は、図３に示すような差圧算出手段５１、吐出流量算出手段５２、パイロット圧制御手段５３、及びリリーフ圧制御手段５４を備えている。
【００２６】
差圧算出手段５１は、レバー入力信号（レバー操作量に対応する信号）Ｖｉｎと、上記ブリードオフ流路の前後差圧の目標値（目標差圧）Ｐｂとの関係について、２種類のパターン、すなわち、流量制御用のパターン▲１▼と圧力制御用のパターン▲２▼とを記憶しており、これらパターン▲１▼，▲２▼のうち選択されたパターンと前記レバー入力信号Ｖｉｎとに基づいて、当該レバー入力信号Ｖｉｎに対応する目標差圧Ｐｂを算出するものである。
【００２７】
上記流量制御用のパターン▲１▼（図４（ａ）に示すパターン）は、図４（ｄ）に示すように、ポンプ吐出流量Ｑｐの大小にかかわらず、レバー入力信号Ｖｉｎにほぼ比例して定常旋回速度を増減させるように設定されたパターンである。これに対して圧力制御用のパターン▲２▼（同図（ｂ）に示すパターン）は、レバー入力信号Ｖｉｎが一定以上となった時点で上記目標差圧Ｐｂをリリーフ圧の最高値よりも十分高い圧力まで立ち上げるように設定されたパターンであり、この範囲において、図５（ｄ）に示すように定常旋回速度はレバー入力信号Ｖｉｎにかかわらず一定となる。
【００２８】
なお、上記パターンの選択は、運転者が備付けのスイッチを操作することにより行うようにしてもよいし、コントローラ５０が運転状態に応じて自動的に判断して行うようにしてもよい。例えば、加速度、減速度が低い定常運転時には流量制御パターン▲１▼を選択し、加速度、減速度が大きい作業時には圧力制御パターン▲２▼を選択するようにコントローラ５０を構成してもよい。
【００２９】
吐出流量算出手段５２は、エンジン回転数センサ４８により検出されたエンジン回転数Ｎｅと、次式とに基づき、ポンプ１２の吐出流量Ｑｐを算出するものである。
【００３０】
【数１】
Ｑｐ＝ηｖ・ｑｐ・Ｎｅ
ただし、ηｖ：容積効率  ｑｐ：ポンプ容積
ここで、ポンプ容積ｑｐには、使用するポンプ１２の固有の値を用いる。容積効率ηｖの求め方は吐出流量Ｑｐの算出に要求される精度によって定められばよい。例えば、高い精度が要求される場合には、ポンプ回転数に対応するエンジン回転数Ｎｅとポンプ吐出圧とを時々刻々センサによって検出し、これをコントローラ５０に取り込んでポンプの容積効率特性に基づいて容積効率ηｖを算出するようにすればよい。さほど高い精度が要求されない場合には、エンジン回転数Ｎｅとポンプ吐出圧とのいずれか一方のみを検出してこれをパラメータとし、他方を固定値として容積効率ηｖを算出するようにしてもよいし、容積効率ηｖそのものを固定値として取扱ってもよい。
【００３１】
パイロット圧制御手段５３は、上記設定圧力Ｐｂとポンプ吐出流量Ｑｐとに対応するブリードオフ流路の開口面積Ａｂを演算し、この開口面積Ａｂが得られるスプールストロークを割り出し、このスプールストロークに対応するパイロット圧が得られるように電磁比例減圧弁３１もしくは３２に制御信号を出力するものである。
【００３２】
ここで、上記ブリードオフ流路の開口面積Ａｂは、次式により求められる。
【００３３】
【数２】
Ａｂ＝Ｑｐ／（Ｃ√Ｐｂ）
ただし、Ｃはオリフィスの式にかかる係数である。この式により演算される開口面積Ａｂと電気レバー入力Ｖｉｎとの関係は、流量制御パターン▲１▼の場合には図４（ｅ）のように、圧力制御パターン▲２▼の場合には図５（ｅ）のようになる。すなわち、この装置では、従来装置と違い、電気レバー入力Ｖｉｎとブリードオフ流路開口面積Ａｂとの関係はポンプ吐出流量Ｑｐによって異なることになる。
【００３４】
リリーフ圧制御手段５４は、レバー入力信号Ｖｉｎに対応する目標リリーフ圧Ｐｒを算出し、この目標リリーフ圧Ｐｒが得られるように電磁比例リリーフ弁４０に制御信号を出力するものである。具体的に、このリリーフ圧制御手段５４は、上記制御パターンのうち流量制御パターン▲１▼が選択された場合には、図４（ｂ）に示すように電気レバー入力Ｖｉｎに関わらず目標リリーフ圧Ｐｒを最高値に設定する。これに対し、圧力制御パターン▲２▼が選択された場合には、図３に示すような３つのパターンａ，ｂ，ｃのうち選択されたパターンを採用し、このパターンとレバー入力信号Ｖｉｎとに基づいて目標リリーフ圧Ｐｒの算出を行う。ここに示すパターンａ，ｂ，ｃのうち、パターンａは、レバー入力信号Ｖｉｎが一定以上の範囲で、このレバー入力信号Ｖｉｎと目標リリーフ圧Ｐｒとが比例するパターンである。パターンｂは、レバー入力信号Ｖｉｎが比較的小さい領域（リリーフ圧立上り時）での当該レバー入力信号Ｖｉｎの増加に対する目標リリーフ圧Ｐｒの増加率が比較的高いパターン（第１の圧力制御パターン）であり、パターンｃは、レバー入力信号Ｖｉｎが比較的小さい領域での当該レバー入力信号Ｖｉｎの増加に対する目標リリーフ圧Ｐｒの増加率が第１の圧力制御パターンよりも低いパターン（第２の圧力制御パターン）である。
【００３５】
これらのパターンａ〜ｃも、運転者が備付けのスイッチを操作することにより行うようにしてもよいし、コントローラ５０が運転状態に応じて自動的に判断して行うようにしてもよい。例えば、旋回方向検出センサ４６により検出される旋回方向と、電気レバー４４の操作方向に対応する旋回方向（指令旋回方向）とが同じである場合には、レバー操作開始時から比較的早い段階で最高速度に近い速度が得られるようにパターンｂを自動的に選択し、旋回方向検出センサ４６により検出される旋回方向と、電気レバー４４の操作方向に対応する旋回方向（指令旋回方向）とが逆である場合には、急激な減速によるショックで荷振れが起こるのを防ぐためにパターンｃを自動的に選択するように、コントローラ５０を構成するようにしてもよい。
【００３６】
このことは、例えば流量制御パターンについても同様にいえる。すなわち、流量制御パターンにおいて、レバー入力信号Ｖｉｎが比較的小さい領域での当該レバー入力信号Ｖｉｎの増加に対する目標差圧Ｐｂの増加率が比較的高いパターン（第１の流量制御パターン）と、レバー入力信号Ｖｉｎが比較的小さい領域での当該レバー入力信号Ｖｉｎの増加に対する目標差圧Ｐｂの増加率が第１の流量制御パターンよりも低いパターン（第２の流量制御パターン）とを用意し、旋回方向検出センサ４６により検出される旋回方向と、電気レバー４４の操作方向に対応する旋回方向（指令旋回方向）とが同じである場合には、第１の流量制御パターンを選択することにより、レバー操作開始時から比較的早い段階で最高速度に近い速度を得ることが可能になり、電気レバー４４の操作方向に対応する旋回方向（指令旋回方向）とが逆である場合には、第２の流量制御パターンを選択することにより、急激な減速によるショックで荷振れが起こるのを防ぐことが可能になる。
【００３７】
次に、この装置の作用を説明する。
【００３８】
電気レバー４４が操作されると、その操作方向及び操作量に応じたレバー入力信号Ｖｉｎがコントローラ５０に入力される。この信号を受け、コントローラ５０は、電磁比例減圧弁３１，３２に制御信号を出力して方向流量制御弁２０のパイロット圧を制御するとともに、電磁比例リリーフ弁４０に制御信号を出力してリリーフ圧の制御を行う。
【００３９】
ここで、流量制御パターン▲１▼が選択されている場合には、図４（ａ）に示す関係に基づいて目標差圧（ブリードオフ流路の前後差圧の目標値）Ｐｂが演算され、この演算値に基づいて同図（ｅ）に示されるブリードオフ流路の開口面積Ａｂが演算され、この開口面積Ａｂに対応するスプールストロークが得られるように方向流量制御弁２０のパイロット圧が制御される。
【００４０】
一方、同図（ｂ）に示すように、目標リリーフ圧Ｐｒはレバー入力信号Ｖｉｎにかかわらず最高値に設定される。旋回モータ１４の作動圧力、すなわち、実際の加速力、減速力は、上記ブリードオフ流路の前後差圧と目標リリーフ圧のうちの低い方の圧力に支配されるので、結局、上記加速力及び減速力の特性は、同図（ｃ）に示すように、ほとんどの領域においてブリードオフ流路前後差圧Ｐｂの特性と等しくなる。従って、この流量制御時には、同図（ｄ）に示すように、ポンプ吐出流量Ｑｐに対応した割合でレバー入力信号Ｖｉｎにほぼ比例して定常旋回速度が増減することになる。
【００４１】
圧力制御パターン▲２▼が選択されている場合には、図５（ａ）に示す関係に基づいて目標差圧Ｐｂが演算され、この演算値に基づいて同図（ｅ）に示されるブリードオフ流路の開口面積Ａｂが演算され、この開口面積Ａｂに対応するスプールストロークが得られるように方向流量制御弁２０のパイロット圧が制御される。
【００４２】
一方、同図（ｂ）に示すように、目標リリーフ圧Ｐｒはレバー入力信号Ｖｉｎにほぼ比例した値に設定される。前記と同様、実際の加速力及び減速力は、上記ブリードオフ流路の前後差圧と目標リリーフ圧のうちの低い方の圧力に支配されるので、当該加速力及び減速力の特性は、同図（ｃ）に示すように、ほとんどの領域においてリリーフ圧Ｐｒの特性と等しくなる。すなわち、この圧力制御時には、レバー入力信号Ｖｉｎにほぼ比例する加速力・減速力が得られることになる。
【００４３】
以上のように、この実施の形態にかかる装置では、予めレバー入力信号Ｖｉｎとブリードオフ流路前後差圧Ｐｂとの関係を定めておき、この関係を維持するようにポンプ吐出流量Ｑｐに応じてブリードオフ流路開口面積Ａｂを調節するようにしているので、従来のようにポンプ吐出流量Ｑｐによってレバー入力信号Ｖｉｎとブリードオフ流路前後差圧Ｐｂとの関係が大きく変化してしまうといったことがない。よって、常に安定した操作フィーリングを得ることができる効果が得られる。
【００４４】
さらに、この実施の形態では、レバー入力信号Ｖｉｎとブリードオフ流路前後差圧Ｐｂとの関係として流量制御用のパターンと圧力制御用のパターンの２種を用意しておき、これらのパターンを適宜選択できるようにしているので、より運転状態に見合ったブリードオフ制御を行うことが可能となっている。
【００４５】
なお、このように複数種のパターンを用意する場合、その種類数は２種に限らず、３種以上に設定してもよい。また、流量制御用のパターンについて複数種設定するようにしてもよいし、リリーフ圧の特性の設定によっては、流量制御用のパターン及び圧力制御用のパターン以外のパターンを設定することも可能である。例えば、図６（ａ）に示すようにレバー入力信号Ｖｉｎと目標差圧Ｐｂとの関係は前記図４（ａ）に示したものと同様に設定し、図６（ｂ）に示すようにレバー入力信号Ｖｉｎと目標リリーフ圧Ｐｒとの関係は前記図５（ｂ）に示した圧力制御パターンと同様に設定すれば、最終的に得られる加速力及び減速力は、図６（ｃ）に示されるように流量制御と圧力制御とを複合した特性を有することになる。このような複合制御パターンも流量制御パターンに含めるようにすれば、より多彩な制御が可能になる。
【００４６】
次に、第２の実施の形態を図７及び図８に基づいて説明する。
【００４７】
図７（ａ）に示すように、スリーブ２６内にスプール２５が装填されてなる方向流量制御弁２０において、例えばスプール２５の表面に左旋回用切欠２５ａ及び右旋回用切欠２５ｂが加工され、左旋回用切欠２５ａによって左旋回時のブリードオフ通路が確保され、右旋回用切欠２５ｂによって右旋回時のブリードオフ通路が確保されるような場合、両旋回用切欠２５ａ，２５ｂの加工には必ず誤差があるので、両切欠２５ａ，２５ｂの形状を全く同一にすることはきわめて困難であり、実際には、例えば同図二点鎖線に示すように左旋回用切欠２５ａの方が右旋回用切欠２５ｂよりも大きくなったりすることが生じ得る。このような場合、同じスプールストロークであっても、左旋回時と右旋回時とではブリードオフ流路の開口面積に差が生じることになり、図例では、左旋回時の方が当該開口面積が増えてブリードオフ流路前後差圧は低くなることになる。
【００４８】
一方、図７（ｂ）に示すように、旋回範囲でのレバーストロークをＳｏ、ポンプ吐出流量Ｑｐが比較的大きい時の旋回範囲におけるスプールストロークをＳ１、ポンプ吐出流量Ｑｐが比較的小さい時の旋回範囲におけるスプールストロークをＳ２（＜Ｓ１）とすると、スプールストロークに対するレバーストロークの拡大率Ｒは、大吐出流量時でＲ１＝Ｓｏ／Ｓ１、小吐出流量時でＲ２＝Ｓｏ／Ｓ２（＞Ｒ１）となる。従って、レバーストロークでみた場合、上記ブリードオフ流路の開口面積の差までも上記拡大率Ｒだけ拡大されてしまうことになり、特に小吐出流量時には、大きい比率で拡大されてしまうことになる。このような不都合は、スプール２５の外面にブリードオフ流路を形成する場合に限らず、スリーブ２６の内面にブリードオフ流路を形成する場合にも同様に生じ得る。
【００４９】
そこで、この実施の形態では、前記実施の形態のように方向流量制御弁２０の内部にブリードオフ流路を形成するのに代え、もしくはこれに加え、図８に示すように、方向流量制御弁２０の外部にこれとは別のブリードオフ制御弁６０を電磁比例リリーフ弁４０と並列に設け、このブリードオフ制御弁６０によってブリードオフ制御を方向流量制御弁２０とは独立して行うようにしている。このようにすれば、左旋回時と右旋回時とでブリードオフ流量に差が生じるといった不都合を防止し、もしくは抑制することができる。
【００５０】
しかも、図示のように、上記ブリードオフ制御弁６０として、パイロット部６３に入力されるパイロット圧によって流路開口面積が変わる流量可変のパイロット切換弁を用いるとともに、電磁比例減圧弁３１，３２の二次側のパイロット回路にシャトル弁６３を設け、パイロット部２１，２２に入力されるパイロット圧のうち高い側の圧力を選択してパイロット部６３に入力するようにすれば、方向流量制御弁２０を作動させるためのパイロット回路をそのまま利用してブリードオフ制御も実行できる効果が得られる。
【００５１】
勿論、ブリードオフ制御については方向流量制御弁２０のパイロット圧以外の手段を用いて行うことも自由である。例えば、第３の実施の形態として図９に示すように、ブリードオフ制御専用の電磁比例減圧弁３３を前記電磁比例減圧弁３１，３２と並列に共通のパイロット油圧源３０に接続し、この電磁比例減圧弁３３にコントローラ５０から制御信号を入力することにより、ブリードオフ制御弁６０のパイロット圧を制御するようにしてもよい。この構成では、メータイン・メータアウトの絞り開度に影響されずにブリードオフ絞りを独立して制御できるので、当該制御の自由度がさらに高くなる利点も得られる。
【００５２】
第４の実施の形態を図１０に示す。この実施の形態では、操作手段として、前記電気レバー４４に代え、操作量に応じて二次圧が変化するリモコン弁６４が装備されており、その二次側圧力が圧力センサ６６，６８により検出され、その検出信号すなわちリモコン弁６４の操作量に対応する信号がコントローラ５０に入力されるようになっている。
【００５３】
一方、各パイロット部２１，２２と電磁比例減圧弁３１，３２との間には、それぞれ電磁切換弁７１，７２が設けられており、これら電磁切換弁７１，７２にコントローラ５０から制御信号が入力される時には、電磁比例減圧弁３１，３２とパイロット部２１，２２とを結ぶパイロット油路が確保され、電磁切換弁７１，７２にコントローラ５０から制御信号が入力されない時には、リモコン弁６４の二次圧をそのままパイロット圧としてパイロット部２１，２２に入力するパイロット油路が確保されるようになっている。
【００５４】
このような装置によれば、コントローラ５０が正常に作動して電磁切換弁７１，７２に制御信号を入力している時には、前記第１の実施の形態と同様の制御を実行できる一方、例えばコントローラ５０が故障して作動しなくなった非常時には、電磁切換弁７１，７２への制御信号の入力が停止して自動的にリモコン弁６４がパイロット部２１，２２に接続されるため、コントローラ５０を経由することなく油圧回路のみで最低限の操縦を行うことができる。従って、コントローラ５０の異常時に全く機械が作動しなくなるといった不都合を回避することができ、とりあえず安全な場所へ避難するといった緊急の安全処理を迅速に行うことが可能になる。
【００５５】
なお、以上の各実施形態では、中立位置で方向流量制御弁２０が旋回モータ１４の両ポートＭＡ，ＭＢとポンプポート及びタンクポートを連通する、いわゆる中立フリー式のものを用いたが、本発明は、例えば第５の実施の形態として図１１に示すように、中立位置で両ポートＭＡ，ＭＢをブロックする中立ブロック式のものにも有効に適用できる（ただし、同図では便宜上オーバーロードリリーフ弁を省略している。）。
【００５６】
これを具体的に説明すると、まず従来の装置では、ポンプ吐出流量に関係なく、電気レバー入力Ｖｉｎに対応するブリードオフ流路の開口面積Ａｂ（図１２（ａ）の実線Ｌ１）及びメータイン及びメータアウトの流路の開口面積（同図（ａ）の実線Ｌ２）が固定されていたため、同図（ｂ）に示すように、同じ電気レバー入力Ｖｉｎでも、ポンプ吐出流量が低いときの前後差圧（曲線ＣＬ）よりも、ポンプ吐出流量が高いときの前後差圧（曲線ＣＨ）とが高くなってしまい、特に後者の場合、メータインあるいはメータアウトの流路が開き始める時点でのブリードオフ差圧は、アクチュエータの起動抵抗よりも必要以上に高い圧力となって、その分だけ余計にエネルギーを消費してしまう不都合が生じる。また、このエネルギー消費を抑えるため、ポンプ吐出流量が高いときの前後差圧を低く設定すると、逆にポンプ吐出流量が低いときの前後差圧が足りなくなってしまい、所定の操作位置までレバー操作してもアクチュエータが立ち上がらなくなるおそれがある。
【００５７】
これに対して本発明では、ポンプ吐出流量が高い場合、ポンプ吐出流量が低い場合よりもブリードオフ流路の開口面積Ａｂを大きくし（図１２（ａ）の二点鎖線Ｌ１´）、ポンプ吐出流量にかかわらず電気レバー入力Ｖｉｎとブリードオ前後差圧Ｐｂとの関係が予め定められた関係となるようにしているので（同図（ｃ）の曲線Ｃ）、良好なアクチュエータの始動を確保しながら、無駄なエネルギーの消費を防ぐことが可能になる。
【００５８】
【発明の効果】
以上のように本発明は、ポンプの吐出流量を検出し、この吐出流量検出手段により検出された吐出流量と上記操作手段の操作量とに基づき、上記操作手段の操作量と上記ブリードオフ絞り手段の前後の差圧との関係が予め定められた関係となるように上記ブリードオフ絞り手段を作動させるようにしたものであるので、従来のようにポンプ吐出流量の変化に伴って操作量−ブリードオフ圧の特性が大きく変動するといった不都合を防ぎ、安定した操作フィーリングを得ることができるとともに、高い自由度で上記特性の設定ができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す油圧回路図である。
【図２】図１に示される方向流量制御弁のスプールストロークと各流路の開口面積との関係を示すグラフである。
【図３】図１に示されるコントローラの機能構成を示すブロック図である。
【図４】（ａ）〜（ｅ）は上記コントローラにおいて流量制御パターンが選択された時の各パラメータの特性を示すグラフである。
【図５】（ａ）〜（ｅ）は上記コントローラにおいて圧力制御パターンが選択された時の各パラメータの特性を示すグラフである。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は上記コントローラにおいて複合制御パターンが選択された時の各パラメータの特性を示すグラフである。
【図７】（ａ）は方向流量制御弁のスプールにブリードオフ流路用の切欠が設けられた例を示す正面図、（ｂ）は当該方向流量制御弁のレバーストロークとスプールストロークとの関係を示すグラフである。
【図８】本発明の第２の実施の形態を示す油圧回路図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態を示す油圧回路図である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態を示す油圧回路図である。
【図１１】本発明の第５の実施の形態を示す油圧回路図である。
【図１２】（ａ）は第５の実施の形態において設定される電気レバー入力とブリードオフ流路開口面積との関係を示すグラフ、（ｂ）は従来の装置において得られる電気レバー入力と実際のブリードオフ前後差圧との関係を示すグラフ、（ｃ）は第５の実施の形態において設定される電気レバー入力とブリードオフ前後差圧との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１０  タンク
１２  油圧ポンプ
１４  旋回モータ
１６  エンジン（ポンプ駆動源）
１８  旋回体
２０  方向流量制御弁
２１，２２  パイロット部
３０  パイロット油圧源
３１，３２  電磁比例減圧弁
４０  電磁比例リリーフ弁
４４  電気レバー（操作手段）
４８  エンジン回転数センサ
５０  コントローラ（制御手段）
６０  ブリードオフ制御弁
６２  シャトル弁（パイロット圧入力手段）
６３  パイロット部
６４  リモコン弁（操作手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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