(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧源と、この油圧源から供給される圧油によって駆動する複数のアクチュエータと、これら複数のアクチュエータへ供給される圧油の流れをそれぞれ制御するセンタバイパス型の複数の方向切換弁とを有し、前記複数の方向切換弁は前記油圧源に互いにパラレルに接続された第１及び第２の方向切換弁を含み、前記第２の方向切換弁は、前記第１の方向切換弁と第２の方向切換弁との間のセンタバイパス管路から分岐した第１の分岐管路と前記第１の方向切換弁の上流側のセンタバイパス管路から分岐した第２の分岐管路とから圧油を取り込む入力ポートを有し、前記第１及び第２の分岐管路には第１及び第２の逆止弁がそれぞれ設けられており、前記第１の分岐管路は前記第１の逆止弁の下流側で第１の入力ラインを介して前記第２の方向切換弁の入力ポートに接続され、前記第２の分岐管路は前記第２の逆止弁の下流側で第２の入力ライン及び前記第１の入力ラインを介して前記第２の方向切換弁の入力ポートに接続され、前記第２の入力ライン上には、前記入力ポートに入力される圧油の流量を制御する補助流量制御手段を備えた油圧作業機の油圧制御システムにおいて、
前記油圧源から供給される圧油の圧力を検出する圧力検出手段と、
前記第１の方向切換弁の操作量を検出する操作量検出手段と、
前記圧力検出手段と操作量検出手段からの信号に基づき、前記油圧源から供給される圧油の圧力が高くかつ前記第１の方向切換弁の操作量が大きくなると前記第２の入力ラインを流れる圧油の流量を減らすように前記補助流量制御手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする油圧作業機の油圧制御システム。
【請求項２】
請求項１記載の油圧作業機の油圧制御システムにおいて、前記第１及び第２の方向切換弁の操作量を検出する第１及び第２の操作量検出手段を更に備え、前記制御手段は、前記圧力検出手段と前記第１及び第２の操作量検出手段からの信号に基づき、前記油圧源から供給される圧油の圧力が高くかつ前記第１の方向切換弁の操作量が大きくなり、しかも前記第２の方向切換弁の操作量が小さくないときに前記第２の入力ラインを流れる圧油の流量を減らすように前記補助流量制御手段を制御することを特徴とする油圧作業機の油圧制御システム。
【請求項３】
請求項１記載の油圧作業機の油圧制御システムにおいて、前記補助流量制御手段は可変絞りであり、前記制御手段は、前記圧力検出手段により検出された圧油の圧力から前記可変絞りの目標開口面積を求める演算手段を有し、その目標開口面積に対応する指令信号を出力する特徴とする油圧作業機の油圧制御システム。
【請求項４】
請求項１記載の油圧作業機の油圧制御システムにおいて、前記補助流量制御手段は可変絞りであり、前記制御手段は、前記圧力検出手段により検出された圧油の圧力から前記可変絞りの目標開口面積を求め、前記操作量検出手段により検出された操作量から前記可変絞りの目標開口面積を求めるとともに、前記２つの目標開口面積の大きい方を選択する演算手段を有し、その選択した目標開口面積に対する指令信号を出力することを特徴とする油圧作業機の油圧制御システム。
【請求項５】
請求項２記載の油圧作業機の油圧制御システムにおいて、前記補助流量制御手段は可変絞りであり、前記制御手段は、前記圧力検出手段により検出された圧油の圧力から前記可変絞りの目標開口面積を求め、前記第１及び第２の操作量検出手段により検出された操作量から前記可変絞りの目標開口面積をそれぞれ求めるとともに、前記３つの目標開口面積の最大のものを選択する演算手段を有し、その選択した目標開口面積に対する指令信号を出力することを特徴とする油圧作業機の油圧制御システム。
【請求項６】
請求項３記載の油圧作業機の油圧制御システムにおいて、前記演算手段は、前記圧油の圧力が低いときは前記目標開口面積が大きく、前記圧油の圧力が高くなると前記目標開口面積が小さくなるように前記目標開口面積を演算することを特徴とする油圧作業機の油圧制御システム。
【請求項７】
請求項４記載の油圧作業機の油圧制御システムにおいて、前記演算手段は、前記圧油の圧力が低いときは前記目標開口面積が大きく、前記圧油の圧力が高くなると前記目標開口面積が小さくなる圧力と目標開口面積との関係と、前記操作量が小さいときは前記目標開口面積が大きく、前記操作量が大きくなると前記目標開口面積が小さくなる操作量と目標開口面積との関係が設定されており、これらの関係に基づいて前記目標開口面積を演算することを特徴とする油圧作業機の油圧制御システム。
【請求項８】
請求項５記載の油圧作業機の油圧制御システムにおいて、前記演算手段は、前記圧油の圧力が低いときは前記目標開口面積が大きく、前記圧油の圧力が高くなると前記目標開口面積が小さくなる圧力と目標開口面積との関係が設定され、前記第１及び第２の操作量検出手段により検出されたそれぞれの操作量について、前記操作量が小さいときは前記目標開口面積が大きく、前記操作量が大きくなると前記目標開口面積が小さくなる操作量と目標開口面積との関係が設定されており、これらの関係に基づいて前記目標開口面積を演算することを特徴とする油圧作業機の油圧制御システム。
【請求項９】
請求項１〜８いずれか１項記載の油圧作業機の油圧制御システムにおいて、前記複数のアクチュエータは油圧ショベルの旋回モータとアームシリンダを含み、前記第１及び第２の方向切換弁はそれぞれ前記旋回モータ及びアームシリンダ用の方向切換弁であることを特徴とする油圧作業機の油圧制御システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は油圧ショベル等の油圧作業機の油圧制御システムに係り、特に、油圧作業機に備えられる複数のアクチュエータを同時に操作する際、良好な複合操作を可能とする油圧作業機の油圧制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
油圧作業機の複合操作に関する油圧制御システムの従来技術には特開平５−３３２３２０公報に記載のものがある。この制御システムを図１０〜図１２により説明する。
【０００３】
図１０において、従来の油圧制御システムは、油圧源２から供給される圧油を旋回モータ５０へと導くための第１の方向切換弁２１と、アームシリンダ４０へと導くための第２の方向切換弁２３とを備えている。方向切換弁２１，２３は、センタバイパス型であり、中立時にセンタバイパス管路ｂ，ｒとタンク１００とを連通するセンタバイパス通路１１０，１２０と、センタバイパス管路ｂ，ｒから分岐した管路ｘ，ｙ，ｚ上に設けた逆止弁１１１，１２３，Ｆを介して圧油を取り込む第１の入力ポート５１ａ，５１ｂ、第２の入力ポート５２ａ，５２ｂ、タンク１００へ導くタンクポート５４ａ，５４ｂ、旋回モータ５０へ導く出力ポート５５ａ，５７ａ及びアームシリンダ４０へ導く出力ポート５５ｂ，５７ｂとを備えている。一方、方向切換弁２３の第１の入力ポート５１ｂに接続される入力ライン１２１と第２の入力ポート５２ｂに接続される入力ライン１２２とを結ぶ入力ライン１５１上には、補助流量制御手段としての可変絞り３００ａを有する制御弁３００を設けている。
【０００４】
また、方向切換弁２１は、パイロットバルブ３０３の操作量に応じ、パイロットポンプ３０１、リリーフ弁３０２で設定されるパイロット圧が供給され、このパイロット圧により位置が切り換わる。更に、パイロットバルブ３０３は、旋回用操作レバーの操作量（旋回レバー操作量）に応じてパイロット圧を調整する減圧弁３０３Ａ，３０３Ｂを備えている。この減圧弁３０３Ａ及び３０３Ｂによって導かれるパイロット圧のうち高圧側のパイロット圧がシャトル弁３０４により選択される。
【０００５】
また、分岐管路ｚにつながる入力ライン１５１上に設けられた制御弁３００と、この制御弁３００に対し指令パイロット圧を供給する電磁比例弁５９０と、シャトル弁３０４によって導かれる高圧側のパイロット圧を検出する旋回パイロット圧力検出器６００とを備えており、更に、複合操作時にアーム動作を優先するか又は旋回動作を優先するかを指定する選択スイッチ５００と、この選択スイッチ５００からの信号及び旋回パイロット圧力検出器６００からの検出信号を入力し、この入力信号に基づき制御弁３００への指令パイロット圧を演算し、この演算結果に応じた指令信号を電磁比例弁５９０へ出力するコントローラ５１０と備えている。
【０００６】
図１１に示すように、コントローラ５１０は、入力スイッチ５００からの信号及び旋回パイロット圧力検出器６００からの検出信号を取り込む入力部５１０ａと、アーム動作と旋回動作のいずれかを優先するかによって、旋回パイロット圧力検出器６００からの検出信号（旋回レバー操作量）と制御弁３００の可変絞り３００ａの目標開口面積との異なる関係を予め設定してあるデータ部５１０ｃと、入力部５１０ａからの検出信号を入力し、更に、データ部５１０ｃのデータを読み込み制御弁３００への指令パイロット圧を演算する演算部５１０ｂと、この演算部５１０ｂからの演算値を入力し電磁比例弁５９０への指令信号に変換、出力する出力部５１０ｄとからなる。
【０００７】
旋回レバー操作量と方向切換弁に供給されるパイロット圧とはほぼ比例関係となる。すなわち、旋回パイロット圧力検出器６００によって検出されるパイロット圧は旋回レバー操作量に対応するものとなる。このため、データ部５１０ｃには、図１２に示すように、アーム動作を優先する場合（アーム優先）に対応する目標開口面積のデータとしては、旋回レバー操作量に対し傾きが緩やかなデータが、旋回動作を優先する場合（旋回優先）に対応する目標開口面積のデータとしては、旋回レバー操作量に対し傾きが急峻なデータが設定されている。コントローラ５１０では、選択スイッチ５００によってアーム優先又は旋回優先のいずれかが指示されると、旋回パイロット圧力検出器６００からのパイロット圧を読み込むとともに、データ部５１０ｃのデータに応じ、制御弁３００への指令パイロット圧を算出し、この算出結果に応じた指令信号を電磁比例弁５９０に対し出力する。
【０００８】
電磁比例弁５９０は、コントローラ５１０からの指令信号を入力すると、この入力信号に応じて制御弁３００への指令パイロット圧を生成し、制御弁３００の可変絞り３００ａの開口面積を制御する。
【０００９】
以上のように構成した従来の油圧制御システムにおいては、旋回優先作業、例えば、旋回でフロントを押しつけながら掘削作業を行うときは、オペレータが選択スイッチ５００によって旋回優先の指示をすると、コントローラにおいて図１２に実線で示す旋回優先用の傾きが急峻なデータが選択され、旋回レバー操作量に応じて制御弁３００の可変絞り３００ａの開口面積が大きく絞られ、旋回モータ５０に十分な流量の圧油が供給され、旋回優先作業に必要な駆動力、すなわち旋回押し付け力を得ることができる。
【００１０】
一方、アーム優先作業、例えば旋回均し作業を行うときは、オペレータが選択スイッチ５００によってアーム優先の指示をすると、コントローラにおいて図１２に破線で示すアーム優先用の傾きの緩やかなデータが選択され、制御弁３００の可変絞り３００ａの開口面積が大きくなるよう制御され、アームシリンダにアーム優先作業に必要な流量の圧油を供給することができる。
【００１１】
以上のように従来技術によれば、選択スイッチ５００の操作により制御弁３００の制御量を変え、作業内容に応じて旋回モータの駆動力やアームシリンダへの圧油の供給量を変えることができる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来技術では、アクチュエータに加わる負荷の状況が頻繁に変わる場合に、それに応じて旋回優先及びアーム優先の指示を変更しないと各アクチュエータに対し適切な駆動力や圧油の流量を与えることができず、作業効率が悪化するという問題があった。
【００１３】
例えば、旋回優先を指示したまま、旋回しながらの均し作業（アーム優先作業）を行うと、可変絞り３００ａは図１２に実線で示す旋回優先時の急峻に傾きのデータにより大きく絞られるため、アームシリンダ４０への圧油の流量が不足し、アーム速度が低下し、作業効率が悪化する。
【００１４】
また、アーム優先を指示したまま、旋回でフロントを押しつけながら掘削作業（旋回優先作業）を行うと、可変絞り３００ａは図１２に破線で示すアーム優先時の緩やかな傾きのデータにより少ししか絞られず、アームシリンダ４０への圧油の流量が過剰となり、旋回モータ５０への圧油の流量が不足する。よって、旋回体に十分な旋回力が得られず、作業効率が悪化する。
【００１５】
従って、従来技術では、作業内容が頻繁に変わる場合に、それに応じて旋回優先及びアーム優先の指示を変更しなければならず、オペレータに大きな負担がかかる。
【００１６】
本発明の目的は、アクチュエータに加わる負荷の状況が変わっても、優先指示をすることなく、各アクチュエータに対し適切な駆動力や圧油の流量を与えることができる油圧作業機の油圧制御システムを提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するため、本発明は、油圧源と、この油圧源から供給される圧油によって駆動する複数のアクチュエータと、これら複数のアクチュエータへ供給される圧油の流れをそれぞれ制御するセンタバイパス型の複数の方向切換弁とを有し、前記複数の方向切換弁は前記油圧源に互いにパラレルに接続された第１及び第２の方向切換弁を含み、前記第２の方向切換弁は、前記第１の方向切換弁と第２の方向切換弁との間のセンタバイパス管路から分岐した第１の分岐管路と前記第１の方向切換弁の上流側のセンタバイパス管路から分岐した第２の分岐管路とから圧油を取り込む入力ポートを有し、前記第１及び第２の分岐管路には第１及び第２の逆止弁がそれぞれ設けられており、前記第１の分岐管路は前記第１の逆止弁の下流側で第１の入力ラインを介して前記第２の方向切換弁の入力ポートに接続され、前記第２の分岐管路は前記第２の逆止弁の下流側で第２の入力ライン及び前記第１の入力ラインを介して前記第２の方向切換弁の入力ポートに接続され、前記第２の入力ライン上には、前記入力ポートに入力される圧油の流量を制御する補助流量制御手段を備えた油圧作業機の油圧制御システムにおいて、前記油圧源から供給される圧油の圧力を検出する圧力検出手段と、前記第１の方向切換弁の操作量を検出する操作量検出手段と、前記圧力検出手段と操作量検出手段からの信号に基づき、前記油圧源から供給される圧油の圧力が高くかつ前記第１の方向切換弁の操作量が大きくなると前記第２の入力ラインを流れる圧油の流量を減らすように前記補助流量制御手段を制御する制御手段とを備える構成とする。
【００１８】
以上のように圧力検出手段と操作量検出手段と制御手段とを設け、油圧源から供給される圧油の圧力が高くかつ第１の方向切換弁の操作量が大きくなると第２の入力ラインを流れる圧油の流量を減らすように補助流量制御手段を制御することにより、第１及び第２の方向切換弁を同時に操作する複合操作で第１の方向切換弁のアクチュエータの負荷圧が高くなりかつ第１の方向切換弁を大きく操作する作業では、油圧源の供給圧力が高くなり、補助流量制御手段は第２の入力ラインを流れる圧油の流量を大きく減らすように制御されるため、第１の方向切換弁のアクチュエータに当該作業に必要な駆動圧力が確保され、適切な駆動力が得られる。一方、第１の方向切換弁のアクチュエータの負荷圧が高くならない作業では、補助流量制御手段は第２の入力ラインを流れる圧油の流量を少しだけ減らすように制御されるため、第２の方向切換弁のアクチュエータには十分な流量の圧油が供給される。このようにアクチュエータに加わる負荷の状況が変わっても、優先指示をすることなく、各アクチュエータに対し適切な駆動力や圧油の流量を与えることができ、作業効率を大幅に改善することができる。また、第１の方向切換弁のアクチュエータの負荷圧が高くなっても、第１の方向切換弁の操作量を小さくした場合や、第１の方向切換弁を操作しない場合は、第２の入力ラインを流れる圧油の流量が不要に減らされることがなくなり、第２の方向切換弁のアクチュエータに十分な流量の圧油を供給できる。
【００２１】
（２）前記（１）において、好ましくは、前記第１及び第２の方向切換弁の操作量を検出する第１及び第２の操作量検出手段を更に備え、前記制御手段は、前記圧力検出手段と前記第１及び第２の操作量検出手段からの信号に基づき、前記油圧源から供給される圧油の圧力が高くかつ前記第１の方向切換弁の操作量が大きくなり、しかも前記第２の方向切換弁の操作量が小さくなくなると前記第２の入力ラインを流れる圧油の流量を減らすように前記補助流量制御手段を制御する。
【００２２】
このように第１及び第２の操作量検出手段を設け、制御手段で、油圧源から供給される圧油の圧力が高くかつ第１の方向切換弁の操作量が大きくなり、しかも第２の方向切換弁の操作量が大きくなると第２の入力ラインを流れる圧油の流量を減らすように補助流量制御手段を制御することにより、第２の方向切換弁を操作したときは、上記（１）と同様に、アクチュエータに加わる負荷の状況が変わっても、優先指示をすることなく、各アクチュエータに対し適切な駆動力や圧油の流量を与えることができ、かつ第２の入力ラインを流れる圧油の流量が不要に減らされることがなくなるとともに、第２の方向切換弁が操作されたときにのみ第２の入力ラインを流れる圧油の流量を減らすことができ、補助流量制御手段の不要な動作をなくし、安定した制御が可能となる。
【００２３】
（３）前記（１）において、好ましくは、前記補助流量制御手段は可変絞りであり、前記制御手段は、前記圧力検出手段により検出された圧油の圧力から前記可変絞りの目標開口面積を求める演算手段を有し、その目標開口面積に対応する指令信号を出力する。
【００２４】
（４）前記（１）において、好ましくは、前記補助流量制御手段は可変絞りであり、前記制御手段は、前記圧力検出手段により検出された圧油の圧力から前記可変絞りの目標開口面積を求め、前記操作量検出手段により検出された操作量から前記可変絞りの目標開口面積を求めるとともに、前記２つの目標開口面積の大きい方を選択する演算手段を有し、その選択した目標開口面積に対する指令信号を出力する。
【００２５】
（５）前記（２）において、好ましくは、前記補助流量制御手段は可変絞りであり、前記制御手段は、前記圧力検出手段により検出された圧油の圧力から前記可変絞りの目標開口面積を求め、前記第１及び第２の操作量検出手段により検出された操作量から前記可変絞りの目標開口面積をそれぞれ求めるとともに、前記３つの目標開口面積の最大のものを選択する演算手段を有し、その選択した目標開口面積に対する指令信号を出力する。
【００２６】
（６）前記（３）において、好ましくは、前記演算手段は、前記圧油の圧力が低いときは前記目標開口面積が大きく、前記圧油の圧力が高くなると前記目標開口面積が小さくなるように前記目標開口面積を演算する。
【００２７】
（７）前記（４）において、好ましくは、前記演算手段は、前記圧油の圧力が低いときは前記目標開口面積が大きく、前記圧油の圧力が高くなると前記目標開口面積が小さくなる圧力と目標開口面積との関係と、前記操作量が小さいときは前記目標開口面積が大きく、前記操作量が大きくなると前記目標開口面積が小さくなる操作量と目標開口面積との関係が設定されており、これらの関係に基づいて前記目標開口面積を演算する。
【００２８】
（８）前記（５）において、好ましくは、前記演算手段は、前記圧油の圧力が低いときは前記目標開口面積が大きく、前記圧油の圧力が高くなると前記目標開口面積が小さくなる圧力と目標開口面積との関係が設定され、前記第１及び第２の操作量検出手段により検出されたそれぞれの操作量について、前記操作量が小さいときは前記目標開口面積が大きく、前記操作量が大きくなると前記目標開口面積が小さくなる操作量と目標開口面積との関係が設定されており、これらの関係に基づいて前記目標開口面積を演算する。
【００２９】
（９）前記（１）〜（８）の複数のアクチュエータは油圧ショベルの旋回モータとアームシリンダを含み、前記第１及び第２の方向切換弁はそれぞれ前記旋回モータ及びアームシリンダ用の方向切換弁であってもよい。
【００３０】
【発明の実施の形態】
まず、本発明の基本構成例を図１〜図３により説明する。
【００３１】
図１において、本発明の基本構成例による油圧制御システムは、油圧源２（油圧ポンプ）から供給される圧油を旋回モータ５０へと導くための第１の方向切換弁２１と、アームシリンダ４０へと導く第２の方向切換弁２３とを備えている。方向切換弁２１，２３は、中立時にセンタバイパス管路ｂ，ｒとタンク１００とを連通するセンタバイパス通路１１０，１２０と、センタバイパス管路ｂ，ｒから分岐した管路上ｘ，ｙ，ｚに設けた逆止弁１１１，１２３，Ｆを介して圧油を取り込む第１の入力ポート５１ａ，５１ｂ、第２の入力ポート５２ａ，５２ｂと、タンク１００へ導くタンクポート５４ａ，５４ｂ、旋回モータ５０へ導く出力ポート５５ａ，５７ａ及びアームシリンダ４０へ導く出力ポート５５ｂ，５７ｂとを備えている。また、方向切換弁２３の第１の入力ポート５１ｂは入力ライン１２１を介して分岐管路ｚに接続され、第２の入力ポート５２ｂは入力ライン１２２、１５１を介して分岐管路ｚに接続されるとともに入力ライン１２２を介して分岐管路ｙに接続され、入力ライン１５１上には補助流量制御手段としての可変絞り３００ａを有する制御弁３００を設けている。
【００３２】
また、方向切換弁２１には、パイロットバルブ３０３の操作量に応じ、パイロットポンプ３０１、リリーフ弁３０２で設定されるパイロット圧が供給され、このパイロット圧により位置が切り換わる。更に、パイロットバルブ３０３は、旋回用操作レバーの操作量（旋回レバー操作量）に応じてパイロット圧を調整する減圧弁３０３Ａ，３０３Ｂを備えている。
【００３３】
また、制御弁３００に対し指令パイロット圧を供給する電磁比例弁（電気式比例減圧弁）５９０と、油圧源２から吐出される圧油の圧力を検出するポンプ圧力検出器７００と、ポンプ圧力検出器７００からの検出信号を入力し、この入力信号に基づき制御弁３００への指令パイロット圧を演算し、この演算結果に応じた指令信号を電磁比例弁５９０へ出力するコントローラ５２０と備えている。
【００３４】
コントローラ５２０は、図２に示すように、ポンプ圧力検出器７００の検出信号を取り込む入力部５２０ａと、ポンプ圧力検出器７００からの検出信号（ポンプ吐出圧）と可変絞り３００ａの目標開口面積との関係が予め設定してあるデータ部５２０ｃと、入力部５２０ａからの検出信号を入力し、データ部５２０ｃのデータを読み込み、制御弁３００への指令パイロット圧を演算する演算部５２０ｂと、演算部５２０ｂからの演算値を入力し、電磁比例弁５９０への指令信号に変換し、出力する出力部５２０ｄとを備えている。
【００３５】
また、データ部５２０ｃにおいては、図３に示すように、ポンプ吐出圧が低くかつ所定圧以上に高くないときは、可変絞り３００ａの目標開口面積が大きく、ポンプ吐出圧が高いときは可変絞り３００ａの目標開口面積が小さくなるようにポンプ吐出圧と目標開口面積の関係が設定されている。演算部５２０ｂでは、図３に示すブロック５２１において、そのデータ部５２０ｃに設定してある関係を用い、ポンプ圧力検出器７００の検出信号が示すポンプ吐出圧に応じた可変絞り３００ａの目標開口面積を演算し、制御弁３００への指令パイロット圧を算出し、この算出結果に応じた指令信号が電磁比例弁５９０に出力される。
【００３６】
電磁比例弁５９０は、コントローラ５２０からの指令信号を入力すると、この入力信号に応じて制御弁３００への指令パイロット圧を生成し、制御弁３００の可変絞り３００ａの開口面積を制御する。
【００３７】
次に本基本構成例の動作を説明する。
【００３８】
旋回でフロントを押しつけながら掘削作業（旋回優先作業）を行うため、旋回モータ５０に圧油を供給するべく方向切換弁２１を操作すると、方向切換弁２１のセンタバイパス通路１１０の入力ポート５３ａがブロックされるため、圧油は逆止弁１１１を介し第１の入力ポート５１ａ又は第２の入力ポート５２ａより出力ポート５５ａ又は５７ａに導かれ、管路ｍ又は管路ｎによって旋回モータ５０へと供給される。このとき、フロントは溝の側面に押しつけられているのでポンプ吐出圧が高くなる。よって、ポンプ圧力検出器７００によって検出され、コントローラ５２０に入力されるポンプ吐出圧は高い値Ｐｄ１になり、図３に示すブロック５２１において、ポンプ吐出圧Ｐｄ１に対応した可変絞り３００ａの目標開口面積として小さな値Ａ１を算出する。このため、制御弁３００の可変絞り３００ａの開口面積は小さくなるように制御される。
【００３９】
この状態で、アームクラウド動作を行うべく方向切換弁２３をアームシリンダ４０の伸び方向の切換位置２３ａ側に操作すると、第１の入力ポート５１ｂがブロックされるため、分岐管路ｚに流入した圧油が逆止弁１２３、制御弁３００を介し第２の入力ポート５２ｂに至り、通路１２４ａおよび出力ポート５７ｂによって管路ｆに導かれ、アームシリンダボトム側の油室に供給される。また、アームシリンダ４０のロッド側の油室から排出される作動油は、管路ｓを介し方向切換弁２３のタンクポート５４ｂによってタンク１００に戻される。その際、上述したように制御弁３００の可変絞り３００ａの開口面積は小さくなっており、ポンプ吐出圧が高いまま保持されるので、旋回モータ５０の駆動圧力が確保でき、旋回優先作業である旋回押し付け掘削に必要な駆動力を得ることができる。
【００４０】
一方、旋回しながらの均し作業（アーム優先作業）を行うため、前記と同じ操作をした場合、均し作業の旋回力は小さいため、前記の旋回押しつけ作業に比べポンプ吐出圧は小さくなる。よって、ポンプ圧力検出器７００によって検出され、コントローラ５２０に入力されるポンプ吐出圧は比較的低い値Ｐｄ２となり、コントローラ５２０の演算部５２０ｂではポンプ吐出圧Ｐｄ２に対応した可変絞り３００ａの目標開口面積としては大きな値Ａ２を算出する。このため、制御弁３００の可変絞り３００ａの開口面積は大きくなるように制御される。
【００４１】
この状態でアームクラウド動作を行うべく方向切換弁２３を切換位置２３ａ側に操作すると、第１の入力ポート５１ｂがブロックされるため、分岐管路ｚに流入した圧油が逆止弁１２３、制御弁３００を介し第２の入力ポート５２ｂに至り、通路１２４ａ及び出力ポート５７ｂによって管路ｆに導かれ、アームシリンダボトム側の油室に供給される。また、アームシリンダ４０のロッド側の油室から排出される作動油は、管路ｓを介し方向切換弁２３のタンクポート５４ｂによってタンク１００に戻される。その際、制御弁３００の開口面積は大きくなっているので、アームシリンダボトム側の油室に供給される圧油の流量としてアーム優先作業である旋回均し作業に必要な流量が確保され、アームクラウド速度が遅くならない。
【００４２】
以上のように、本基本構成例では、旋回優先作業である旋回押しつけ掘削作業を行うときは、可変絞り３００ａが大きく絞られ、旋回モータ５０の駆動圧力が確保され、適切な駆動力すなわち旋回押し付け力が得られると共に、アーム優先作業である旋回均し作業では、可変絞り３００ａの絞り量が少なくなり、アームシリンダ４０に十分な流量の圧油が供給される。このため、優先指示することなく、自動的に旋回優先、アーム優先動作を行うことができ、作業効率が大幅に向上する。
【００４３】
本発明の第１の実施形態を図４〜図６により説明する。図中、図１〜図３に示す部材及び部分と同等なものには同じ記号を付している。
【００４４】
図４において、本実施形態では、基本構成例の油圧制御システムに、更にパイロットバルブ３０３の減圧弁３０３Ａ及び３０３Ｂによって導かれるパイロット圧のうち、高圧側のパイロット圧を選択するシャトル弁３０４と、シャトル弁３０４によって導かれる高圧側のパイロット圧を検出する旋回パイロット圧力検出器６００とを備え、その検出信号もコントローラ５３０に送られる。
【００４５】
コントローラ５３０は、図５に示すように、ポンプ圧力検出器７００からの検出信号と旋回パイロット圧力検出器６００からの検出信号を取り込む入力部５３０ａと、ポンプ圧力検出器７００からの検出信号（ポンプ吐出圧）と可変絞り３００ａの目標開口面積との関係と、旋回パイロット圧力検出器６００からの検出信号（旋回レバー操作量）と可変絞り３００ａの目標開口面積との関係を予め設定するデータ部５３０ｃと、入力部５３０ａからの信号を入力し、データ部５３０ｃのデータを読み込み、制御弁３００への指令パイロット圧を演算する演算部５３０ｂと、演算部５３０ｂからの演算値を入力し、電磁比例弁５９０への指令信号に変換、出力する出力部５３０ｄとを備えている。
【００４６】
データ部５３０ｃにおいては、図６のブロック５２１に示すように、第１の実施形態のデータ部５２０ｃと同様なポンプ吐出圧と目標開口面積の関係が設定されている。また、データ部５３０ｃには、図６のブロック５３１に示すように、旋回レバー操作量が小さいときは、可変絞り３００ａの目標開口面積が大きく、旋回レバー操作量が大きくなると可変絞り３００ａの目標開口面積が小さくなるとともに、旋回レバー操作量が大きくなるに従って目標開口面積が小さくなるよう旋回レバー操作量と可変絞り３００ａの目標開口面積の関係が設定されている。
【００４７】
演算部５３０ｂでは、ブロック５２１，５３１において、上記のように設定してある関係を用い、旋回レバーの操作量に対する目標開口面積とポンプ吐出圧に対する目標開口面積をそれぞれ演算し、最大値選択部５３２においてそれらの大きい方の目標開口面積を選択し、その選択された目標開口面積に応じた制御弁３００への指令パイロット圧を算出し、この算出結果に応じた指令信号が電磁比例弁５９０に出力される。
【００４８】
以下に本実施形態の動作を説明する。
【００４９】
旋回でフロントを押しつけながら掘削作業（旋回優先作業）を行うため、旋回モータ５０に圧油を供給するべく方向切換弁２１を操作すると、第１の実施形態で説明したようにコントローラ５３０に入力されるポンプ吐出圧は高い値Ｐｄ１になり、演算部５３０ｂのブロック５２１において可変絞り３００ａの目標開口面積としては小さな値Ａ１が算出される。また、このとき、大きな旋回押し付け力を確保すべく旋回操作レバーを大きく操作したときには、旋回レバー操作量は大きな値Ｐｓ１となり、演算部５３０ｂのブロック５３１において旋回レバー操作量に対する可変絞り３００ａの目標開口面積としても小さな値Ａ１が算出される。このため、最大値選択部５３２では、目標開口面積としてＡ１が選択され、制御弁３００の可変絞り３００ａの開口面積は小さくなるように制御される。
【００５０】
この状態で、アームクラウド操作を行うべく方向切換弁２３を切換位置２３ａ側に操作すると、第１の実施形態で説明したように、可変絞り３００ａの開口面積がＡ１と小さくなっているのでポンプ吐出圧が高いまま保持され、旋回モータ５０の駆動圧力が確保でき、旋回優先作業である旋回押し付け掘削に必要な駆動力が得られる。
【００５１】
また、上記の旋回押し付け掘削作業において、大きな旋回押し付け力が必要のないときは旋回レバー操作量を小さくすれば、その旋回操作レバー量が小さくなるに従ってブロック５３１で算出される目標開口面積はＡ１からＡ２へと大きくなり、制御弁３００の可変絞り３００ａの開口面積はそれに応じて大きくなるように制御される。このため、ポンプ吐出圧は低下し、旋回押し付け力も小さくなる。すなわち、旋回レバー操作量に応じて旋回押し付け力が調整され、オペレータの意図通りの旋回押し付け掘削作業が行える。
【００５２】
一方、旋回しながらの均し作業（アーム優先作業）を行うため、上記と同様に方向切換弁２１を操作した場合、均し作業の旋回力は小さいため、コントローラ５３０に入力されるポンプ吐出圧は比較的低い値Ｐｄ２となり、演算部５３０ｂのブロック５２１ではポンプ吐出圧に対応した可変絞り３００ａの目標開口面積としては大きな値Ａ２を算出する。また、旋回レバー操作量は例えば大きな値Ｐｓ１となり、演算部５３０ｂのブロック５３１において旋回レバー操作量に対する可変絞り３００ａの目標開口面積としては小さな値Ａ１が算出される。このため、最大値選択部５３２では、目標開口面積としてＡ２が選択され、制御弁３００の可変絞り３００ａの開口面積は大きくなるように制御される。
【００５３】
この状態で、アームクラウド操作を行うべく方向切換弁２３を切換位置２３ａ側に操作すると、第１の実施形態と同様に、制御弁３００の開口面積は大きくなっているので、アームシリンダボトム側の油室に供給される圧油としてはアーム優先作業である旋回均し作業に必要な流量が確保され、アームクラウド速度が遅くならない。
【００５４】
更に、アームクラウドの単独操作や、アームクラウドと旋回以外の作業機との複合操作では、旋回レバー操作量は０になっているので、コントローラ５３０の演算部５３０ｂのブロック５３１においては、旋回レバー操作量に対する可変絞り３００ａの目標開口面積として大きな値Ａ２が算出され、最大値選択部５３２では、目標開口面積としてＡ２が選択され、制御弁３００の可変絞り３００ａの開口面積は大きくなるように制御される。このため、アームクラウドの単独操作や、アームクラウドと旋回以外の作業機との複合操作で可変絞り３００ａが不要に絞られることがなくなり、操作性が低下することはない。
【００５５】
以上のように、本実施形態でも、基本構成例と同様な効果が得られる。
また、本実施形態によれば、旋回レバー操作量に対する可変絞り３００ａの目標開口面積を算出し、ポンプ吐出圧に対する目標開口面積との大きい方を選択して制御弁３００の開口面積を制御しているので、旋回押し付け掘削作業等、旋回とアームクラウドの複合操作において、旋回レバー操作量に応じて旋回力を調整することができ、良好な複合操作が得られる。また、旋回動作をしない掘削作業では制御弁３００の可変絞り３００ａの開口面積は絞られず、アームシリンダ４０への圧油の流量が不足することなく、アームクラウド速度が遅くならず、良好な操作性が得られる。
【００５６】
本発明の第２の実施形態を図７〜図９により説明する。図中、図１〜図３に示す部材及び部分と同等なものには同じ記号を付している。
図７において、３０７は方向切換弁２３を切り換えるためのパイロット圧を発生させるパイロットバルブであり、パイロットバルブ３０７は、アーム操作操作レバーの操作量（アームレバー操作量）に応じてパイロット圧を調整する減圧弁３０７Ａ，３０７Ｂを備えている。
【００５７】
本実施形態では、第１の実施形態の油圧制御システムに、更にパイロットバルブ３０７の減圧弁３０７Ａ側、つまりアームクラウド側のパイロット圧を検出するアームクラウドパイロット圧力検出器８００を備え、その検出信号もコントローラ５４０に送られる。
【００５８】
コントローラ５４０は、図８に示すように、ポンプ圧力検出器７００、旋回パイロット圧力検出器６００及びアームクラウドパイロット圧力検出器８００からの検出信号を取り込む入力部５４０ａと、ポンプ圧力検出器７００からの検出信号（ポンプ吐出圧）と可変絞り３００ａの目標開口面積との関係と、旋回パイロット圧力検出器６００からの検出信号（旋回レバー操作量）と可変絞り３００ａの目標開口面積との関係と、アームクラウドパイロット圧力検出器８００からの検出信号（アームクラウド操作量）と可変絞り３００ａの目標開口面積との関係が予め設定してあるデータ部５４０ｃと、入力部５４０ａからの検出信号を入力し、更に、データ部５４０ｃのデータを読み込み制御弁３００への指令パイロット圧を演算する演算部５４０ｂと、この演算部５４０ｂからの演算値を入力し電磁比例弁５９０への指令信号に変換、出力する出力部５４０ｄとを備えている。
【００５９】
データ部５４０ｃにおいては、図９のブロック５２１，５３１に示すように、第２の実施形態のデータ部５３０ｃと同様なポンプ吐出圧と目標開口面積の関係及び旋回レバー操作量と可変絞り３００ａの目標開口面積の関係が設定されている。また、データ部５４０ｃには、ブロック５４１に示すように、アームクラウド操作量が小さいときは可変絞り３００ａの目標開口面積が大きく、アームクラウド操作量が大きくかつ所定値以下に低くないときは可変絞り３００ａの目標開口面積が小さくなるようにアームクラウド操作量と可変絞り３００ａの目標開口面積が設定されている。
【００６０】
演算部５４０ｂでは、ブロック５２１，５３１，５４１において、上記のように設定してある関係を用い、旋回レバーの操作量に対する目標開口面積、ポンプ吐出圧に対する目標開口面積、アームクラウド操作量に対する目標開口面積をそれぞれ演算し、最大値選択部５４２においてそれらの最も大きな目標開口面積を選択し、その選択された目標開口面積に応じた制御弁３００への指令パイロット圧を算出し、この算出結果に応じた指令信号が電磁比例弁５９０に出力される。
【００６１】
以下に本実施形態の動作について説明する。
【００６２】
旋回でフロントを押しつけながら掘削作業（旋回優先作業）を行うため、旋回モータ５０に圧油を供給するべく方向切換弁２１を操作すると、第２の実施形態で説明したように、コントローラ５４０に入力されるポンプ吐出圧は高い値Ｐｄ１になり、演算部５４０ｂのブロック５２１において可変絞り３００ａの目標開口面積としては小さな値Ａ１が算出されるとともに、旋回操作レバーを大きく操作したときには、旋回レバー操作量は大きな値Ｐｓ１となり、演算部５４０ｂのブロック５３１において旋回レバー操作量に対する可変絞り３００ａの目標開口面積としても小さな値Ａ１が算出される。また、このときは、まだアームクラウド操作がされていないのであるから、演算部５４０ｂのブロック５４１におてアームクラウド操作量に対する可変絞り３００ａの目標開口面積としては大きな値Ａ２が算出される。このため、最大値選択部５４２では目標開口面積としてＡ２が選択され、制御弁３００の可変絞り３００ａの開口面積は大きくなるように制御される。
【００６３】
この状態で、アームクラウド操作を行うべく方向切換弁２３を切換位置２３ａ側に操作すると、演算部５４０ｂのブロック５４１においては、例えばアームクラウド操作量はＰａ１になり、アームクラウド操作量に対する可変絞り３００ａの目標開口面積としては小さな値Ａ１が算出され、ブロック５２１，５３１，５４１で算出される目標開口面積は全て小さな値Ａ１となるので、最大値選択部５４２では、目標開口面積としてＡ１が選択され、制御弁３００の可変絞り３００ａの開口面積は小さくなるように制御される。このため、旋回モータ５０の駆動圧力が確保でき、旋回優先作業である旋回押し付け掘削に必要な駆動力を得ることができる。
【００６４】
また、上記の旋回押し付け掘削作業において、大きな旋回押し付け力が必要のないときは旋回レバー操作量を小さくすれば、第２の実施形態で説明したように制御弁３００の可変絞り３００ａの開口面積はそれに応じて大きくなるように制御され、ポンプ吐出圧は低下し、旋回押し付け力も小さくなる。
【００６５】
一方、旋回しながらの均し作業（アーム優先作業）を行うため、上記と同様に方向切換弁２１を操作した場合、第２の実施形態で説明したように、均し作業の旋回力は小さいため演算部５４０ｂのブロック５２１では比較的低いポンプ吐出圧Ｐｄ２に対応した大きな目標開口面積Ａ２が算出されると共に、演算部５４０ｂのブロック５３１において旋回レバー操作量Ｐｓ１に対する小さな目標開口面積Ａ１が算出される。また、このときは、まだアームクラウド操作がされていないのであるから、演算部５４０ｂのブロック５４１におてアームクラウド操作量に対する可変絞り３００ａの目標開口面積としては大きな値Ａ２が算出される。このため、最大値選択部５４２では目標開口面積としてＡ２が選択され、制御弁３００の可変絞り３００ａの開口面積は大きくなるように制御される。
【００６６】
この状態で、アームクラウド操作を行うべく方向切換弁２３を切換位置２３ａ側に操作すると、演算部５４０ｂのブロック５４１においては、例えばアームクラウド操作量はＰａ１になり、アームクラウド操作量に対する可変絞り３００ａの目標開口面積としては小さな値Ａ１が算出され、最大値選択部５４２で選択される目標開口面積はブロック５２１で算出されるＡ２のままで、制御弁３００の可変絞り３００ａの開口面積は大きいままである。このため、アームシリンダボトム側の油室に供給される圧油としてはアーム優先作業である旋回均し作業に必要な流量が確保され、アームクラウド速度が遅くならない。
【００６７】
更に、アームクラウドの単独操作や、アームクラウドと旋回以外の作業機との複合操作では、旋回レバー操作量は０になっているので、第２の実施形態で説明したように制御弁３００の可変絞り３００ａの開口面積は大きくなるように制御され、可変絞り３００ａが不要に絞られることがなくなり、操作性が低下することはない。
【００６８】
以上のように、本実施形態でも、第１の実施形態と同様な効果が得られる。
また、アームクラウド動作をして初めて制御弁３００の可変絞り３００ａの開口面積が絞られるので、制御弁３００の不要な動作をなくし、安定した制御が可能となる。
【００６９】
なお、以上の実施形態では、旋回モータとアームシリンダを有す油圧制御システムに本発明を適用した場合について説明したが、アクチュエータに加わる負荷の状況が変わり、それに応じて流量供給の優先順位が変わるような複数のアクチュエータを含む油圧制御システムであれば、本発明を同様に適用し、同様の効果が得られる。
【００７０】
【発明の効果】
本発明によれば、アクチュエータに加わる負荷の状況が変わっても、優先指示をすることなく、各アクチュエータに対し適切な駆動力や圧油の流量を与えることができ、しかも、第１の方向切換弁の操作量を小さくした場合や、第１の方向切換弁を操作しない場合は、第２の入力ラインを流れる圧油の流量が不要に減らされることがなくなり、第２の方向切換弁のアクチュエータに十分な流量の圧油を供給でき、作業効率を大幅に改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基本構成例における油圧作業機の油圧回路図である。
【図２】コントローラの構成図である。
【図３】演算部における演算内容を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態における油圧作業機の油圧回路図である。
【図５】コントローラの構成図である。
【図６】演算部における演算内容を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施形態における油圧作業機の油圧回路図である。
【図８】コントローラの構成図である。
【図９】演算部における演算内容を示す図である。
【図１０】従来技術における油圧作業機の油圧回路図である。
【図１１】コントローラの構成図である。
【図１２】データ部に記憶されるデータを示す図である。
【符号の説明】
２  油圧源（油圧ポンプ）
２１，２３  方向切換弁
４０  アームシリンダ
５０  旋回モータ
５１ａ，５１ｂ  第１の入力ポート
５２ａ，５２ｂ  第２の入力ポート
５４ａ，５４ｂ  タンクポート
５５ａ，５５ｂ，５７ａ，５７ｂ  出力ポート
１００  タンク
１１０，１２０  センタバイパス通路
１１１  逆止弁
１２１〜１２２  入力ライン
１２３  逆止弁
１５１  入力ライン
３００  制御弁
３００ａ  可変絞り
３０１  パイロットポンプ
３０２  リリーフ弁
３０３，３０７  パイロットバルブ
３０３Ａ，３０３Ｂ，３０７Ａ，３０８Ｂ  減圧弁
３０４  シャトル弁
５００  選択スイッチ
５１０，５２０，５３０，５４０  コントローラ
５１０ａ，５２０ａ，５３０ａ，５４０ａ  入力部
５１０ｂ，５２０ｂ，５３０ｂ，５４０ｂ  演算部
５１０ｃ，５２０ｃ，５３０ｃ，５４０ｃ  データ部
５１０ｄ，５２０ｄ，５３０ｄ，５４０ｄ  出力部
５２１，５３１，５４１  ブロック
５３２，５４２  最大値選択手段
５９０  電磁比例弁
６００  旋回パイロット圧力検出器
７００  ポンプ圧力検出器
８００  アームクラウドパイロット圧力検出器
Ｆ  逆止弁
ｂ，ｒ  センタバイパス管路
ｍ，ｎ，ｓ，ｆ，ｘ，ｙ，ｚ  管路
【図１】
0003606976.tif 000002
【図２】
0003606976.tif 000003
【図３】
0003606976.tif 000004
【図４】
0003606976.tif 000005
【図５】
0003606976.tif 000006
【図６】
0003606976.tif 000007
【図７】
0003606976.tif 000008
【図８】
0003606976.tif 000009
【図９】
0003606976.tif 000010
【図１０】
0003606976.tif 000011
【図１１】
0003606976.tif 000012
【図１２】
0003606976.tif 000013