(57)【要約】【課題】本発明の課題は、大容量の油圧ポンプを使用しなくても作業機の下降速度を増大させることができる油圧駆動システムを提供することにある。【解決手段】第１室１４ｃから作動油が排出され、且つ、第２室１４ｄに作動油が供給されることによって、油圧シリンダ１４が作業機を下降させる。作動油流路１５は、第１流路１５ａと第２流路１５ｂとを有する。第１流路１５ａは、第１ポンプポート１２ａと第１室１４ｃとを接続する。第２流路１５ｂは、第２ポンプポート１２ｂと第２室１４ｄとを接続する。作動油流路１５は、油圧ポンプ１２と油圧シリンダ１４との間で閉回路を構成する。ブリードオフ流路３７は、第１流路１５ａから分岐している。ブリードオフ流路３７には、作業機の下降時に第１室１４ｃから排出された作動油の一部が流れる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ポンプポートと第２ポンプポートとを有し、前記第２ポンプポートから作動油を吸入して前記第１ポンプポートから作動油を吐出する状態と、前記第１ポンプポートから作動油を吸入して前記第２ポンプポートから作動油を吐出する状態と、に切り換え可能な油圧ポンプと、
前記油圧ポンプを駆動する駆動源と、
作業機と、
前記油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動され、第１室と第２室とを有し、前記第１室から作動油が排出され、且つ、前記第２室に作動油が供給されることによって前記作業機を下降させ、前記第１室に作動油が供給され、且つ、前記第２室から作動油が排出されることによって前記作業機を上昇させる油圧シリンダと、
前記第１ポンプポートと前記第１室とを接続する第１流路と、前記第２ポンプポートと前記第２室とを接続する第２流路とを有し、前記油圧ポンプと前記油圧シリンダとの間で閉回路を構成する作動油流路と、
前記第１流路から分岐しており、前記作業機の下降時に前記第１室から排出された作動油の一部が流れるブリードオフ流路と、
を備える油圧駆動システム。
【請求項２】
前記油圧シリンダの動作を操作するための操作部材をさらに備え、
前記作業機の下降時に、前記操作部材の操作量に応じた操作パラメータが、所定値よりも小さいときには、前記第１室から排出された作動油の全量が、前記第１流路を介して前記第１ポンプポートに戻され、
前記作業機の下降時に、前記操作パラメータが、前記所定値以上であるときには、前記第１室から排出された作動油の一部が、前記ブリードオフ流路に流れ、前記第１ポンプポートに戻される作動油の流量は、前記第１室から排出された作動油の全量よりも少ない、
請求項１に記載の油圧駆動システム。
【請求項３】
前記操作パラメータは、前記操作部材の操作量であり、
前記所定値は、前記操作部材の最大操作量よりも小さい所定操作量である、
請求項２に記載の油圧駆動システム。
【請求項４】
前記第１流路から前記ブリードオフ流路に流れる作動油の流量を制御する制御弁をさらに備え、
前記制御弁の前記ブリードオフ流路に接続する開口は、前記操作部材の操作量が前記所定操作量となったときに開き始め、前記操作部材の操作量の増大に応じて開口面積を増大させる、
請求項３に記載の油圧駆動システム。
【請求項５】
前記油圧ポンプは、可変容量型ポンプであり、
前記操作パラメータは、前記油圧ポンプの容量であり、
前記所定値は、前記油圧ポンプの最大容量である、
請求項２に記載の油圧駆動システム。
【請求項６】
前記第１流路から前記ブリードオフ流路に流れる作動油の流量を制御する制御弁をさらに備え、
前記制御弁の前記ブリードオフ流路に接続する開口は、前記油圧ポンプの容量が前記最大容量となったときに開き始め、前記操作部材の操作量の増大に応じて開口面積を増大させる、
請求項５に記載の油圧駆動システム。
【請求項７】
前記油圧ポンプは、可変容量型ポンプであり、
前記操作パラメータは、前記油圧ポンプの容量であり、
前記所定値は、前記油圧ポンプの最大容量よりも小さい所定容量である、
請求項２に記載の油圧駆動システム。
【請求項８】
前記第１流路から前記ブリードオフ流路に流れる作動油の流量を制御する制御弁をさらに備え、
前記制御弁の前記ブリードオフ流路に接続する開口は、前記油圧ポンプの容量が前記所定容量となったときに開き始め、前記操作部材の操作量の増大に応じて開口面積を増大させる、
請求項７に記載の油圧駆動システム。
【請求項９】
前記第１流路から前記ブリードオフ流路に流れる作動油の流量を制御する制御弁と、
前記油圧ポンプ又は前記駆動源の回転速度を検出する回転速度センサと、
をさらに備え、
前記油圧ポンプ又は前記駆動源の回転速度が、所定の許容回転速度よりも小さい所定値より大きくなったときに、前記制御弁の前記ブリードオフ流路に接続する開口が開き始め、前記回転速度の増大に応じて開口面積を増大させる、
請求項１に記載の油圧駆動システム。
【請求項１０】
前記作動油流路に作動油を補充するためのチャージ回路をさらに備え、
前記ブリードオフ流路は、前記チャージ回路に接続されている、
請求項１から９のいずれかに記載の油圧駆動システム。
【請求項１１】
作動油を貯留する作動油タンクをさらに備え、
前記ブリードオフ流路は、前記作動油タンクに接続されている、
請求項１から９のいずれかに記載の油圧駆動システム。
【請求項１２】
前記第１流路から分岐しており、前記第１室から排出された作動油の一部を前記第２流路に戻す戻し流路をさらに備える、
請求項１から１１のいずれかに記載の油圧駆動システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧駆動システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧ショベルやホイールローダ等の作業機械は、油圧シリンダによって駆動される作業機を備えている。油圧シリンダには、油圧ポンプから吐出された作動油が供給される。作動油は、油圧回路を介して油圧シリンダに供給される。例えば、特許文献１では、油圧シリンダに作動油を供給するための油圧閉回路を備える作業機械が提案されている。油圧回路が閉回路であることにより、作業機の位置エネルギーが回生される。その結果、油圧ポンプを駆動する原動機の燃費を低減することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２１１０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、油圧ショベルは、ブームと、ブームシリンダとを有している。ブームは、ブームシリンダによって駆動される。ブームシリンダは、第１室と第２室とを有している。第１室に作動油が供給され、第２室から作動油が排出されることにより、ブームシリンダが伸張する。逆に、第１室から作動油が排出され、第２室に作動油が供給されることにより、ブームシリンダが収縮する。
【０００５】
油圧ショベルでは、作業効率を高めるために、ブームの下降速度をブームの上昇速度よりも速く設定することが要求される。例えば、バケットが接地している状態からブームシリンダが伸びきった状態となるまでの作動時間で比較すると、ブーム上げの所要時間を“１”とした場合、ブーム下げの所要時間はおよそ“０．７〜０．８”程度であることが好ましい。ブームの上昇速度は、第１室に供給される作動油の流量によって定められる。従って、ブームの上昇速度は、駆動源によって駆動される油圧ポンプの吐出容量により定められる。ブームの下降速度は、第１室から排出される作動油の流量によって定められる。従って、ブームの下降速度は、油圧ポンプとブームシリンダとの間に配置された制御弁のメータアウト絞りにより定められる。
【０００６】
上述した油圧閉回路ではなく、いわゆる油圧開回路では、ブームが下降する場合、第１室から排出された作動油は、メータアウト絞りを介して、タンク回路に送られる。従って、メータアウト絞りの度合いを調整することにより、ブームの下降速度を調整することができる。しかし、上記のようなブームの下降速度の調整を、油圧閉回路に適用しようとすると次のような問題を生じる。
【０００７】
油圧閉回路では、ブームを下降させるときには、ブームシリンダの第１室から排出された作動油が、油圧ポンプに戻る。これにより、油圧ポンプが駆動される。そして、油圧ポンプはモータ作用をすることにより、作業機の位置エネルギーが回生される。従って、ブームの下降速度を大きくするためには、油圧ポンプが吸収できる作動油の流量を大きくする必要がある。このため、大容量の油圧ポンプが必要となる。このような問題は、ホイールローダのリフトアームを駆動する油圧閉回路やブルドーザのブレードを駆動する油圧閉回路においても同様に生じる。
【０００８】
本発明の課題は、大容量の油圧ポンプを使用しなくても作業機の下降速度を増大させることができる油圧駆動システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様に係る油圧駆動システムは、油圧ポンプと、駆動源と、作業機と、油圧シリンダと、作動油流路と、ブリードオフ流路とを備える。油圧ポンプは、第１ポンプポートと第２ポンプポートとを有する。油圧ポンプは、第１状態と第２状態とに切り換え可能である。油圧ポンプは、第１状態で、第２ポンプポートから作動油を吸入して第１ポンプポートから作動油を吐出する。油圧ポンプは、第２状態で、第１ポンプポートから作動油を吸入して第２ポンプポートから作動油を吐出する。駆動源は、油圧ポンプを駆動する。油圧シリンダは、油圧ポンプから吐出された作動油によって駆動される。油圧シリンダは、第１室と第２室とを有する。第１室から作動油が排出され、且つ、第２室に作動油が供給されることによって、油圧シリンダが作業機を下降させる。第１室に作動油が供給され、且つ、第２室から作動油が排出されることによって、油圧シリンダが作業機を上昇させる。作動油流路は、第１流路と第２流路とを有する。第１流路は、第１ポンプポートと第１室とを接続する。第２流路は、第２ポンプポートと第２室とを接続する。作動油流路は、油圧ポンプと油圧シリンダとの間で閉回路を構成する。ブリードオフ流路は、第１流路から分岐している。ブリードオフ流路には、作業機の下降時に第１室から排出された作動油の一部が流れる。
【００１０】
本発明の第２の態様に係る油圧駆動システムは、第１の態様の油圧駆動システムであって、油圧シリンダの動作を操作するための操作部材をさらに備える。作業機の下降時に、操作部材の操作量に応じた操作パラメータが、所定値よりも小さいときには、第１室から排出された作動油の全量が、第１流路を介して第１ポンプポートに戻される。作業機の下降時に、操作パラメータが、所定値以上であるときには、第１室から排出された作動油の一部が、ブリードオフ流路に流れる。この場合、第１ポンプポートに戻される作動油の流量は、第１室から排出された作動油の全量よりも少ない。
【００１１】
本発明の第３の態様に係る油圧駆動システムは、第２の態様の油圧駆動システムであって、操作パラメータは、操作部材の操作量である。所定値は、操作部材の最大操作量よりも小さい所定操作量である。
【００１２】
本発明の第４の態様に係る油圧駆動システムは、第３の態様の油圧駆動システムであって、制御弁をさらに備える。制御弁は、第１流路からブリードオフ流路に流れる作動油の流量を制御する。制御弁のブリードオフ流路に接続する開口は、操作部材の操作量が所定操作量となったときに開き始め、操作部材の操作量の増大に応じて開口面積を増大させる。
【００１３】
本発明の第５の態様に係る油圧駆動システムは、第２の態様の油圧駆動システムであって、油圧ポンプは、可変容量型ポンプである。操作パラメータは、油圧ポンプの容量である。所定値は、油圧ポンプの最大容量である。
【００１４】
本発明の第６の態様に係る油圧駆動システムは、第５の態様の油圧駆動システムであって、制御弁をさらに備える。制御弁は、第１流路からブリードオフ流路に流れる作動油の流量を制御する。制御弁のブリードオフ流路に接続する開口は、油圧ポンプの容量が最大容量となったときに開き始め、操作部材の操作量の増大に応じて開口面積を増大させる。
【００１５】
本発明の第７の態様に係る油圧駆動システムは、第２の態様の油圧駆動システムであって、油圧ポンプは、可変容量型ポンプである。操作パラメータは、油圧ポンプの容量である。所定値は、油圧ポンプの最大容量よりも小さい所定容量である。
【００１６】
本発明の第８の態様に係る油圧駆動システムは、第７の態様の油圧駆動システムであって、制御弁をさらに備える。制御弁は、第１流路からブリードオフ流路に流れる作動油の流量を制御する。制御弁のブリードオフ流路に接続する開口は、油圧ポンプの容量が所定容量となったときに開き始め、操作部材の操作量の増大に応じて開口面積を増大させる。
【００１７】
本発明の第９の態様に係る油圧駆動システムは、第１の態様の油圧駆動システムであって、制御弁と回転速度センサとをさらに備える。制御弁は、第１流路からブリードオフ流路に流れる作動油の流量を制御する。回転速度センサは、油圧ポンプ又は駆動源の回転速度を検出する。油圧ポンプ又は駆動源の回転速度が、所定の許容回転速度よりも小さい所定値より大きくなったときに、制御弁のブリードオフ流路に接続する開口が開き始め、回転速度の増大に応じて開口面積を増大させる。
【００１８】
本発明の第１０の態様に係る油圧駆動システムは、第１から第９の態様のいずれかの油圧駆動システムであって、作動油流路に作動油を補充するためのチャージ回路をさらに備える。ブリードオフ流路は、チャージ回路に接続されている。
【００１９】
本発明の第１１の態様に係る油圧駆動システムは、第１から第９の態様のいずれかの油圧駆動システムであって、作動油を貯留する作動油タンクをさらに備える。ブリードオフ流路は、作動油タンクに接続されている。
【００２０】
本発明の第１２の態様に係る油圧駆動システムは、第１から第１１の態様のいずれかの油圧駆動システムであって、戻し流路をさらに備える。戻し流路は、第１流路から分岐している。戻し流路は、第１室から排出された作動油の一部を第２流路に戻す。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の第１の態様に係る油圧駆動システムでは、作業機の下降時に、第１室から排出された作動油の一部がブリードオフ流路に流れる。このため、大容量の油圧ポンプを用いなくても、第１室から排出される作動油の流量を大きくすることができる。これにより、大容量の油圧ポンプを使用しなくても作業機の下降速度を増大させることができる。
【００２２】
本発明の第２の態様に係る油圧駆動システムでは、作業機を迅速に下降させたいというオペレータの意図が操作パラメータに反映される。従って、操作パラメータを用いてブリードオフ流路への作動油の流れを制御することによって、作業機の操作感を向上させることができる。
【００２３】
本発明の第３の態様に係る油圧駆動システムでは、操作部材の操作量が、操作部材の最大操作量よりも小さい所定操作量以上となったときに、第１室から排出された作動油の一部が、ブリードオフ流路に流れる。
【００２４】
本発明の第４の態様に係る油圧駆動システムでは、油圧ポンプの吸込み油量がほぼ一定のままでも、作業機の下降速度を増大させることができる。
【００２５】
本発明の第５の態様に係る油圧駆動システムでは、油圧ポンプの容量が、油圧ポンプの最大容量となったときに、第１室から排出された作動油の一部が、ブリードオフ流路に流れる。
【００２６】
本発明の第６の態様に係る油圧駆動システムでは、油圧ポンプの吸込み油量が最大容量に達しても、作業機の下降速度を増大させることができる。
【００２７】
本発明の第７の態様に係る油圧駆動システムでは、油圧ポンプの容量が、油圧ポンプの最大容量よりも小さい所定容量以上となったときに、第１室から排出された作動油の一部が、ブリードオフ流路に流れる。
【００２８】
本発明の第８の態様に係る油圧駆動システムでは、油圧ポンプの吸込み油量がほぼ一定のままでも、作業機の下降速度を増大させることができる。
【００２９】
本発明の第９の態様に係る油圧駆動システムでは、作業機の下降速度を増大させることができると共に、油圧ポンプ又は原動機を許容回転速度よりも小さい回転速度で駆動することができる。
【００３０】
本発明の第１０の態様に係る油圧駆動システムでは、作業機の下降時に第１室から排出された作動油の一部がブリードオフ流路を通ってチャージ回路に送られる。
【００３１】
本発明の第１１の態様に係る油圧駆動システムでは、作業機の下降時に第１室から排出された作動油の一部がブリードオフ流路を通って作動油タンクに送られる。
【００３２】
本発明の第１２の態様に係る油圧駆動システムでは、作業機の下降時に、第１室から排出された作動油の一部が、ブリードオフ流路に送られ、且つ、第１室から排出された作動油の他の一部が戻し流路を通って第２流路に戻される。これにより、作業機の下降速度をさらに増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る油圧駆動システムが搭載された油圧ショベルの外観図。
【図２】第１実施形態に係る油圧駆動システムの構成を示すブロック図。
【図３】ポンプ容量情報とブリードオフ開口面積情報とを示す図。
【図４】作業機の下降時に油圧シリンダの第１室から排出される作動油の流量とブーム操作量との関係と、作業機の上昇時に第１室に供給される作動油の流量とブーム操作量との関係とを示す図。
【図５】第２実施形態に係る油圧駆動システムの構成を示すブロック図。
【図６】第３実施形態に係る油圧駆動システムの構成を示すブロック図。
【図７】第４実施形態に係る油圧駆動システムの構成を示すブロック図。
【図８】第５実施形態に係る油圧駆動システムの構成を示すブロック図。
【図９】第６実施形態に係る油圧駆動システムの構成を示すブロック図。
【図１０】第７実施形態に係る油圧駆動システムの構成を示すブロック図。
【図１１】第８実施形態に係る油圧駆動システムにおけるポンプ容量情報とブリードオフ開口面積情報とを示す図。
【図１２】第９実施形態に係る油圧駆動システムにおけるポンプ容量情報とブリードオフ開口面積情報とを示す図。
【図１３】第１０実施形態に係る油圧駆動システムにおける制御フローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る油圧駆動システムについて説明する。
【００３５】
１．第１実施形態
図１は、本発明の第１実施形態に係る油圧駆動システムが搭載された油圧ショベル１００の斜視図である。油圧ショベル１００は、車両本体１と作業機２とを有する。車両本体１は、上部旋回体３と運転室４と下部車体５とを有する。上部旋回体３は、下部車体５上に載置されている。上部旋回体３は、下部車体５に対して旋回可能に設けられる。上部旋回体３は、後述するエンジンや油圧ポンプなどの装置を収容している。運転室４は上部旋回体３の前部に載置されている。運転室４内には、後述する操作装置が配置される。下部車体５は履帯５ａ，５ｂを有しており、履帯５ａ，５ｂが回転することにより油圧ショベル１００が走行する。
【００３６】
作業機２は、車両本体１の前部に取り付けられており、ブーム９０とアーム９１とバケット９２とを有する。ブーム９０の基端部は、ブームピン９６を介して上部旋回体３に揺動可能に取り付けられている。アーム９１の基端部は、アームピン９７を介してブーム９０の先端部に揺動可能に取り付けられている。アーム９１の先端部には、バケットピン９８を介してバケット９２が揺動可能に取り付けられている。ブーム９０は、油圧シリンダ１４によって駆動される。アーム９１は、油圧シリンダ９４によって駆動される。バケット９２は、油圧シリンダ９５によって駆動される。
【００３７】
図２は、油圧駆動システムの構成を示すブロック図である。この油圧駆動システムは、ブーム９０を駆動するためのシステムである。油圧駆動システムは、エンジン１１と、メインポンプ１０と、油圧シリンダ１４と、作動油流路１５と、制御弁１６と、ポンプコントローラ２４とを有する。
【００３８】
エンジン１１は、メインポンプ１０を駆動する。エンジン１１は、本発明の駆動源の一例である。エンジン１１は、例えば、ディーゼルエンジンであり、燃料噴射装置２１からの燃料の噴射量が調整されることにより、エンジン１１の出力が制御される。燃料噴射量の調整は、燃料噴射装置２１がエンジンコントローラ２２によって制御されることで行われる。なお、エンジン１１の実回転速度は、回転速度センサ２３にて検出され、その検出信号は、エンジンコントローラ２２およびポンプコントローラ２４にそれぞれ入力される。
【００３９】
メインポンプ１０は、第１油圧ポンプ１２と第２油圧ポンプ１３とを有する。第１油圧ポンプ１２及び第２油圧ポンプ１３は、エンジン１１によって駆動され、作動油を吐出する。メインポンプ１０から吐出された作動油は、制御弁１６を介して油圧シリンダ１４に供給される。
【００４０】
第１油圧ポンプ１２は、可変容量型の油圧ポンプである。第１油圧ポンプ１２の傾転角が制御されることにより、第１油圧ポンプ１２の容量が制御される。第１油圧ポンプ１２の傾転角は、第１ポンプ流量制御部２５によって制御される。第１ポンプ流量制御部２５は、ポンプコントローラ２４からの指令信号に基づいて、第１油圧ポンプ１２の傾転角を制御することにより、第１油圧ポンプ１２から吐出される作動油の流量を制御する。
【００４１】
第１油圧ポンプ１２は、２方向吐出型の油圧ポンプである。具体的には、第１油圧ポンプ１２は、第１ポンプポート１２ａと第２ポンプポート１２ｂとを有する。第１油圧ポンプ１２は、第１吐出状態と第２吐出状態とに切り換え可能である。第１油圧ポンプ１２は、第１吐出状態では、第２ポンプポート１２ｂから作動油を吸入して第１ポンプポート１２ａから作動油を吐出する。第１油圧ポンプ１２は、第２吐出状態では、第１ポンプポート１２ａから作動油を吸入して第２ポンプポート１２ｂから作動油を吐出する。
【００４２】
第２油圧ポンプ１３は、可変容量型の油圧ポンプである。第２油圧ポンプ１３の傾転角が制御されることにより、第２油圧ポンプ１３の容量が制御される。第２油圧ポンプ１３の傾転角は、第２ポンプ流量制御部２６によって制御される。第２ポンプ流量制御部２６は、ポンプコントローラ２４からの指令信号に基づいて第２油圧ポンプ１３の傾転角を制御することにより、第２油圧ポンプ１３から吐出される作動油の流量を制御する。
【００４３】
第２油圧ポンプ１３は、２方向吐出型の油圧ポンプである。具体的には、第２油圧ポンプ１３は、第１ポンプポート１３ａと第２ポンプポート１３ｂとを有する。第２油圧ポンプ１３は、第１油圧ポンプ１２と同様に、第１吐出状態と第２吐出状態とに切り換え可能である。第２油圧ポンプ１３は、第１吐出状態では、第２ポンプポート１３ｂから作動油を吸入して第１ポンプポート１３ａから作動油を吐出する。第２油圧ポンプ１３は、第２吐出状態では、第１ポンプポート１３ａから作動油を吸入して第２ポンプポート１３ｂから作動油を吐出する。
【００４４】
油圧シリンダ１４は、第１油圧ポンプ１２及び第２油圧ポンプ１３から吐出された作動油によって駆動される。上述したように、油圧シリンダ１４はブーム９０を駆動する。油圧シリンダ１４が伸長することにより、ブーム９０の先端が上昇する。すなわち、作業機２が上昇する。油圧シリンダ１４が収縮することにより、ブーム９０の先端が下降する。すなわち、作業機２が下降する。なお、油圧シリンダ１４の取付状態によっては、油圧シリンダ１４が伸長することにより、作業機２が下降してもよい。この場合、油圧シリンダ１４が収縮することにより、作業機２が上昇する。油圧シリンダ１４は、シリンダロッド１４ａとシリンダチューブ１４ｂとを有する。シリンダチューブ１４ｂの内部は、シリンダロッド１４ａによって第１室１４ｃと第２室１４ｄとに区画されている。
【００４５】
油圧シリンダ１４は、第１室１４ｃと第２室１４ｄに対する作動油の供給と排出とが切り換えられることにより伸縮する。具体的には、第１室１４ｃに作動油が供給され、第２室１４ｄから作動油が排出されることによって、油圧シリンダ１４は伸張する。第２室１４ｄに作動油が供給され、第１室１４ｃから作動油が排出されることによって、油圧シリンダ１４は収縮する。なお、シリンダロッド１４ａの第１室１４ｃにおける受圧面積は、シリンダロッド１４ａの第２室１４ｄにおける受圧面積よりも大きい。従って、油圧シリンダ１４を伸張させるときには、第２室１４ｄから排出される作動油よりも多量の作動油が第１室１４ｃに供給される。また、油圧シリンダ１４を収縮させるときには、第２室１４ｄに供給される作動油よりも多量の作動油が第１室１４ｃから排出される。
【００４６】
作動油流路１５は、第１油圧ポンプ１２と、第２油圧ポンプ１３と、油圧シリンダ１４とに接続されている。作動油流路１５は、第１流路１５ａと第２流路１５ｂとを有する。第１流路１５ａは、第１油圧ポンプ１２の第１ポンプポート１２ａと、油圧シリンダ１４の第１室１４ｃとを接続している。第２油圧ポンプ１３の第１ポンプポート１３ａは、第１流路１５ａに接続されている。第２流路１５ｂは、第１油圧ポンプ１２の第２ポンプポート１２ｂと、油圧シリンダ１４の第２室１４ｄとを接続している。第２油圧ポンプ１３の第２ポンプポート１３ｂは、作動油タンク２７に接続されている。
【００４７】
第１流路１５ａは、第１シリンダ流路３１と第１ポンプ流路３３とを有する。第２流路１５ｂは、第２シリンダ流路３２と第２ポンプ流路３４とを有する。第１シリンダ流路３１は、油圧シリンダ１４の第１室１４ｃに接続される。第２シリンダ流路３２は、油圧シリンダ１４の第２室１４ｄに接続される。第１ポンプ流路３３は、第１シリンダ流路３１を介して油圧シリンダ１４の第１室１４ｃに作動油を供給する、或いは、第１シリンダ流路３１を介して油圧シリンダ１４の第１室１４ｃから作動油を回収するための流路である。
【００４８】
第１ポンプ流路３３は、第１油圧ポンプ１２の第１ポンプポート１２ａに接続される。また、第１ポンプ流路３３は、第２油圧ポンプ１３の第１ポンプポート１３ａに接続される。従って、第１ポンプ流路３３には、第１油圧ポンプ１２と第２油圧ポンプ１３との両方からの作動油が供給される。第２ポンプ流路３４は、第２シリンダ流路３２を介して油圧シリンダ１４の第２室１４ｄに作動油を供給する、或いは、第２シリンダ流路３２を介して油圧シリンダ１４の第２室１４ｄから作動油を回収するための流路である。
【００４９】
第２ポンプ流路３４は、第１油圧ポンプ１２の第２ポンプポート１２ｂに接続される。第２油圧ポンプ１３の第２ポンプポート１３ｂは、作動油タンク２７に接続される。従って、第２ポンプ流路３４には、第１油圧ポンプ１２からの作動油が供給される。以上のように、作動油流路１５は、第１流路１５ａと第２流路１５ｂとによって、メインポンプ１０と油圧シリンダ１４との間で閉回路を構成している。
【００５０】
油圧駆動システムは、チャージポンプ２８をさらに備える。チャージポンプ２８は、第１流路１５ａ又は第２流路１５ｂに作動油を補充するための油圧ポンプである。チャージポンプ２８は、エンジン１１によって駆動されることにより作動油を吐出する。チャージポンプ２８は、固定容量型の油圧ポンプである。作動油流路１５は、チャージ回路３５をさらに有する。チャージ回路３５は、チェック弁４１ａを介して第１ポンプ流路３３に接続されている。チェック弁４１ａは、第１ポンプ流路３３の油圧がチャージ回路３５の油圧よりも低くなったときに開かれる。
【００５１】
チャージ回路３５は、チェック弁４１ｂを介して第２ポンプ流路３４に接続されている。チェック弁４１ｂは、第２ポンプ流路３４の油圧がチャージ回路３５の油圧よりも低くなったときに開かれる。また、チャージ回路３５は、チャージリリーフ弁４２を介して作動油タンク２７に接続されている。チャージリリーフ弁４２は、チャージ回路３５の油圧を所定のチャージ圧に維持する。第１ポンプ流路３３又は第２ポンプ流路３４の油圧がチャージ回路３５の油圧よりも低くなると、チャージポンプ２８からの作動油がチャージ回路３５を介して第１ポンプ流路３３又は第２ポンプ流路３４に供給される。これにより、第１ポンプ流路３３及びは第２ポンプ流路３４の油圧が所定値以上に維持される。
【００５２】
作動油流路１５は、リリーフ流路３６をさらに有する。リリーフ流路３６は、チェック弁４１ｃを介して第１ポンプ流路３３に接続されている。チェック弁４１ｃは、第１ポンプ流路３３の油圧がリリーフ流路３６の油圧よりも高くなったときに開かれる。リリーフ流路３６は、チェック弁４１ｄを介して第２ポンプ流路３４に接続されている。チェック弁４１ｄは、第２ポンプ流路３４の油圧がリリーフ流路３６の油圧よりも高くなったときに開かれる。また、リリーフ流路３６は、リリーフ弁４３を介してチャージ回路３５に接続されている。リリーフ弁４３は、リリーフ流路３６の圧力を所定のリリーフ圧以下に維持する。これにより、第１ポンプ流路３３及び第２ポンプ流路３４の油圧が所定のリリーフ圧以下に維持される。
【００５３】
油圧駆動システムは、ブリードオフ流路３７を有する。ブリードオフ流路３７は、チャージ回路３５に接続されている。ブリードオフ流路３７には、油圧シリンダ１４の微小速度制御時に、第１ポンプ流路３３及び第２ポンプ流路３４からの余剰な作動油が供給される。また、作業機２の下降時には、第１室１４ｃから排出された作動油の一部がブリードオフ流路３７に流れる。油圧シリンダ１４の微小速度制御及び作業機２の下降時の制御については後に詳細に説明する。
【００５４】
制御弁１６は、ポンプコントローラ２４からの指令信号に基づいて制御される電磁制御弁である。制御弁１６は、ポンプコントローラ２４からの指令信号に基づいて、油圧シリンダ１４に供給される作動油の流量を制御する。制御弁１６は、作動油流路１５においてメインポンプ１０と油圧シリンダ１４との間に配置される。後述する油圧シリンダ１４の微小速度制御によって油圧シリンダ１４を伸張させるときには、制御弁１６は、第１ポンプ流路３３から油圧シリンダ１４に供給される作動油の流量と、第１ポンプ流路３３からブリードオフ流路３７に供給される作動油の流量とを制御する。また、微小速度制御によって油圧シリンダ１４を収縮させるときには、制御弁１６は、第２ポンプ流路３４から油圧シリンダ１４に供給される作動油の流量と、第２ポンプ流路３４からブリードオフ流路３７に供給される作動油の流量とを制御する。
【００５５】
なお、制御弁１６はパイロット油圧により制御される油圧制御弁であってもよい。この場合には、ポンプコントローラ２４と油圧制御弁との間には電磁比例減圧弁が配置される。電磁比例減圧弁はポンプコントローラ２４からの指令信号により制御される。電磁比例減圧弁は指令信号に応じたパイロット油圧を油圧制御弁へ供給する。油圧制御弁はパイロット油圧により切換制御される。電磁比例減圧弁はパイロットポンプの吐出する作動油を減圧してパイロット油圧を発生させる。パイロットポンプの代わりにチャージポンプ２８の吐出する作動油が用いられてもよい。
【００５６】
制御弁１６は、第１ポンプ用ポート１６ａと第１シリンダ用ポート１６ｂと第１ブリードオフポート１６ｃと第１バイパスポート１６ｄとを有する。第１ポンプ用ポート１６ａは、第１方向制御部４４を介して第１ポンプ流路３３に接続される。第１方向制御部４４は、作動油の流れを一方向に規制するチェック弁である。第１シリンダ用ポート１６ｂは、第１シリンダ流路３１に接続される。第１ブリードオフポート１６ｃは、ブリードオフ流路３７に接続される。上述した第１方向制御部４４は、制御弁１６によって作動油が第１ポンプ流路３３から第１シリンダ流路３１に供給される際に、第１ポンプ流路３３から第１シリンダ流路３１への作動油の流れを許容し、第１シリンダ流路３１から第１ポンプ流路３３への作動油の流れを禁止する。
【００５７】
制御弁１６は、第２ポンプ用ポート１６ｅと第２シリンダ用ポート１６ｆと第２ブリードオフポート１６ｇと第２バイパスポート１６ｈとをさらに有する。第２ポンプ用ポート１６ｅは、第２方向制御部４５を介して第２ポンプ流路３４に接続される。第２方向制御部４５は、作動油の流れを一方向に規制するチェック弁である。第２シリンダ用ポート１６ｆは、第２シリンダ流路３２に接続される。第２ブリードオフポート１６ｇは、ブリードオフ流路３７に接続される。
【００５８】
上述した第２方向制御部４５は、制御弁１６によって作動油が第２ポンプ流路３４から第２シリンダ流路３２に供給される際に、第２ポンプ流路３４から第２シリンダ流路３２への作動油の流れを許容し、第２シリンダ流路３２から第２ポンプ流路３４への作動油の流れを禁止する。
【００５９】
制御弁１６は、第１位置状態Ｐ１と第２位置状態Ｐ２と中立位置状態Ｐｎと第３位置状態Ｐ３とに切り換え可能である。制御弁１６は、第１位置状態Ｐ１では、第１ポンプ用ポート１６ａと第１シリンダ用ポート１６ｂとを連通させ、且つ、第２シリンダ用ポート１６ｆと第２バイパスポート１６ｈとを連通させる。従って、制御弁１６は、第１位置状態Ｐ１では、第１ポンプ流路３３を、第１方向制御部４４を介して第１シリンダ流路３１に接続し、且つ、第２シリンダ流路３２を、第２方向制御部４５を介さずに第２ポンプ流路３４に接続する。なお、制御弁１６が第１位置状態Ｐ１であるときには、第１バイパスポート１６ｄと第１ブリードオフポート１６ｃと第２ポンプ用ポート１６ｅと第２ブリードオフポート１６ｇとは、何れのポートに対しても遮断されている。
【００６０】
油圧シリンダ１４を伸張させるときには、第１油圧ポンプ１２と第２油圧ポンプ１３とが第１吐出状態で駆動されると共に、制御弁１６が第１位置状態Ｐ１に設定される。これにより、第１油圧ポンプ１２の第１ポンプポート１２ａと、第２油圧ポンプ１３の第１ポンプポート１３ａとから吐出された作動油が、第１ポンプ流路３３、第１方向制御部４４、第１シリンダ流路３１を通って、油圧シリンダ１４の第１室１４ｃに供給される。また、油圧シリンダ１４の第２室１４ｄの作動油が、第２シリンダ流路３２、第２ポンプ流路３４を通って、第１油圧ポンプ１２の第２ポンプポート１２ｂに回収される。これにより、油圧シリンダ１４が伸長する。
【００６１】
制御弁１６は、第２位置状態Ｐ２では、第２ポンプ用ポート１６ｅと第２シリンダ用ポート１６ｆとを連通させ、且つ、第１シリンダ用ポート１６ｂと第１バイパスポート１６ｄとを連通させる。従って、制御弁１６は、第２位置状態Ｐ２では、第１シリンダ流路３１を、第１方向制御部４４を介さずに第１ポンプ流路３３に接続し、且つ、第２ポンプ流路３４を、第２方向制御部４５を介して第２シリンダ流路３２に接続する。なお、制御弁１６が第２位置状態Ｐ２であるときには、第１ポンプ用ポート１６ａと第１ブリードオフポート１６ｃと第２バイパスポート１６ｈと第２ブリードオフポート１６ｇとは、何れのポートに対しても遮断されている。
【００６２】
油圧シリンダ１４を収縮させるときには、第１油圧ポンプ１２と第２油圧ポンプ１３とが第２吐出状態で駆動されると共に、制御弁１６が第２位置状態Ｐ２に設定される。これにより、第１油圧ポンプ１２の第２ポンプポート１２ｂから吐出された作動油が、第２ポンプ流路３４、第２方向制御部４５、第２シリンダ流路３２を通って、油圧シリンダ１４の第２室１４ｄに供給される。また、油圧シリンダ１４の第１室１４ｃの作動油が、第１シリンダ流路３１、第１ポンプ流路３３を通って、第１油圧ポンプ１２の第１ポンプポート１２ａ及び第２油圧ポンプ１３の第１ポンプポート１３ａに回収される。これにより、油圧シリンダ１４が収縮する。
【００６３】
制御弁１６は、中立位置状態Ｐｎでは、第１バイパスポート１６ｄと第１ブリードオフポート１６ｃとを連通させ、且つ、第２バイパスポート１６ｈと第２ブリードオフポート１６ｇとを連通させる。従って、制御弁１６は、中立位置状態Ｐｎでは、第１ポンプ流路３３を、第１方向制御部４４を介さずにブリードオフ流路３７に接続し、且つ、第２ポンプ流路３４を、第２方向制御部４５を介さずにブリードオフ流路３７に接続する。なお、制御弁１６が中立位置状態Ｐｎであるときには、第１ポンプ用ポート１６ａと第１シリンダ用ポート１６ｂと第２ポンプ用ポート１６ｅと第２シリンダ用ポート１６ｆとは、何れのポートに対しても遮断されている。
【００６４】
制御弁１６は、第３位置状態Ｐ３では、第２ポンプ用ポート１６ｅと第２シリンダ用ポート１６ｆとを連通させ、且つ、第１シリンダ用ポート１６ｂと第１バイパスポート１６ｄとを連通させる。従って、制御弁１６は、第３位置状態Ｐ３では、第１シリンダ流路３１を、第１方向制御部４４を介さずに第１ポンプ流路３３に接続し、且つ、第２ポンプ流路３４を、第２方向制御部４５を介して第２シリンダ流路３２に接続する。さらに、制御弁１６は、第３位置状態Ｐ３では、第１ブリードオフポート１６ｃと第１シリンダ用ポート１６ｂとを絞り１７を介して連通させる。従って、制御弁１６は、第３位置状態Ｐ３では、第１シリンダ流路３１を絞り１７を介してブリードオフ流路３７に接続する。
【００６５】
これにより、ブリードオフ流路３７は、第１流路１５ａから分岐するように第１流路１５ａに接続される。なお、制御弁１６が第３位置状態Ｐ３であるときには、第１ポンプ用ポート１６ａと第２バイパスポート１６ｈと第２ブリードオフポート１６ｇとは、何れのポートに対しても遮断されている。
【００６６】
制御弁１６は、第１位置状態Ｐ１と中立位置状態Ｐｎとの間の任意の位置状態に設定されることができる。これにより、制御弁１６は、第１ポンプ流路３３から第１方向制御部４４を介して第１シリンダ流路３１に供給される作動油の流量と、第１ポンプ流路３３からブリードオフ流路３７に供給される作動油の流量とを制御することができる。すなわち、制御弁１６は、第１油圧ポンプ１２及び第２油圧ポンプ１３から油圧シリンダ１４の第１室１４ｃに供給される作動油の流量と、第１油圧ポンプ１２及び第２油圧ポンプ１３からブリードオフ流路３７に供給される作動油の流量とを制御することができる。
【００６７】
制御弁１６は、第２位置状態Ｐ２と中立位置状態Ｐｎとの間の任意の位置状態に設定されることができる。これにより、制御弁１６は、第２ポンプ流路３４から第２方向制御部４５を介して第２シリンダ流路３２に供給される作動油の流量と、第２ポンプ流路３４からブリードオフ流路３７に供給される作動油の流量とを制御することができる。すなわち、制御弁１６は、第１油圧ポンプ１２から油圧シリンダ１４の第２室１４ｄに供給される作動油の流量と、第１油圧ポンプ１２からブリードオフ流路３７に供給される作動油の流量とを制御することができる。
【００６８】
制御弁１６は、第２位置状態Ｐ２と第３位置状態Ｐ３との間の任意の位置状態に設定されることができる。これにより、制御弁１６は、第１シリンダ流路３１からブリードオフ流路３７にブリードオフされる作動油の流量を制御することができる。なお、制御弁１６が、第２位置状態Ｐ２と第３位置状態Ｐ３との間の位置状態であるときには、第１シリンダ用ポート１６ｂと第１バイパスポート１６ｄとの間の開口は全開である。また、第２ポンプ用ポート１６ｅと第２シリンダ用ポート１６ｆとの間の開口は全開である。
【００６９】
油圧駆動システムは、操作装置４６をさらに備える。操作装置４６は、操作部材４６ａと、操作検出部４６ｂとを有する。操作部材４６ａは、油圧シリンダ１４の動作を操作するための部材である。例えば、操作部材４６ａは、ブーム操作レバーである。操作部材４６ａは、中立位置から油圧シリンダ１４を伸長させる方向と、油圧シリンダ１４を収縮させる方向との２方向に操作可能である。
【００７０】
操作検出部４６ｂは、操作部材４６ａの操作量（以下「ブーム操作量」と呼ぶ）及び操作方向を検出する。操作検出部４６ｂは、例えば操作部材４６ａの位置を検出するセンサである。操作部材４６が中立位置に位置しているときには、ブーム操作量はゼロである。ブーム操作量及び操作方向を示す検出信号が、操作検出部４６ｂからポンプコントローラ２４に入力される。ポンプコントローラ２４は、ブーム操作量に応じて油圧シリンダ１４に供給される作動油の目標流量を演算する。
【００７１】
エンジンコントローラ２２は、燃料噴射装置２１を制御することによりエンジン１１の出力を制御する。エンジンコントローラ２２には、設定された目標エンジン回転速度および作業モードに基づいて設定されるエンジン出力トルク特性がマップ化されて記憶されている。エンジン出力トルク特性は、エンジン１１の出力トルクと回転速度との関係を示す。エンジンコントローラ２２は、エンジン出力トルク特性に基づいて、エンジン１１の出力を制御する。
【００７２】
ポンプコントローラ２４は、操作部材４６ａによって設定された目標流量が所定範囲内であるときには、制御弁１６によって油圧シリンダ１４へ供給される作動油の流量を制御する。また、ポンプコントローラ２４は、操作部材４６ａによって設定された目標流量が所定範囲より大きいときには、第１ポンプ流量制御部２５及び第２ポンプ流量制御部２６によって油圧シリンダ１４へ供給される作動油の流量を制御する。具体的には、ポンプコントローラ２４は、ブーム操作量が所定の微速操作範囲内であるときには、制御弁１６によって油圧シリンダ１４へ供給される作動油の流量を制御する。また、油圧シリンダ１４を伸張させる場合、ポンプコントローラ２４は、ブーム操作量が所定の微速操作範囲より大きいときには、第１ポンプ流量制御部２５及び第２ポンプ流量制御部２６によって油圧シリンダ１４へ供給される作動油の流量を制御する。油圧シリンダ１４を収縮させる場合、ポンプコントローラ２４は、ブーム操作量が所定の微速操作範囲より大きいときには、第１ポンプ流量制御部２５によって油圧シリンダ１４へ供給される作動油の流量を制御する。
【００７３】
所定の微速操作範囲は、上述した目標流量の所定範囲に対応する操作部材４６ａの操作範囲である。詳細には「所定の微速操作範囲」とは、油圧シリンダ１４を微小速度で制御するときの操作部材４６ａの操作範囲である。すなわち、「所定の微速操作範囲」とは、油圧ポンプの吐出流量の最小制御可能流量を下回るような微小流量の制御を必要とする操作部材４６ａの操作範囲である。例えば、所定の微速操作範囲は、中立位置から油圧シリンダ１４の伸長方向に最大操作量の１５〜２０％程度の範囲である。また、所定の微速操作範囲は、中立位置から油圧シリンダ１４の収縮方向に最大操作量の１５〜２０％程度の範囲である。以下、ブーム操作量が所定の微速操作範囲内であるときの油圧シリンダ１４の制御を「微小速度制御」と呼ぶ。また、ブーム操作量が所定の微速操作範囲より大きいときの油圧シリンダ１４の制御を「通常制御」と呼ぶ。なお、以下の説明では、油圧シリンダ１４を伸長させるときの制御について説明する。
【００７４】
油圧シリンダ１４の微小速度制御時には、ポンプコントローラ２４は、制御弁１６を制御することにより、油圧シリンダ１４への作動油の流量を制御する。ブーム操作量が所定の微速操作範囲より小さいときは、ポンプコントローラ２４は、制御弁１６を中立位置状態Ｐｎに設定する。このため、ブーム操作量が所定の微速操作範囲より小さいときには、第１ポンプ流路３３と第１シリンダ流路３１との間の開口面積はゼロである。また、ブーム操作量が大きくなるほど、第１ポンプ流路３３とブリードオフ流路３７との間の開口面積が小さくなるように、制御弁１６が制御される。なお、ブーム操作量がゼロであるときには、ポンプコントローラ２４は、第１油圧ポンプ１２の傾転角と第２油圧ポンプ１３の傾転角とをゼロにする。
【００７５】
ブーム操作量が所定の微速操作範囲（図３のｂ１〜ｂ２参照）内であるときには、ポンプコントローラ２４は、制御弁１６を第１位置状態Ｐ１と中立位置状態Ｐｎとの間で制御する。具体的には、ブーム操作量が所定の微速操作範囲内であるときには、ブーム操作量が大きくなるほど、第１ポンプ流路３３と第１シリンダ流路３１との間の開口面積が大きくなるように、制御弁１６が制御される。また、ブーム操作量が大きくなるほど、第１ポンプ流路３３とブリードオフ流路３７との間の開口面積が小さくなるように、制御弁１６が制御される。
【００７６】
また、ブーム操作量が微速操作範囲の最大操作量（図３のｂ２参照）のときに第１ポンプ流路３３とブリードオフ流路３７との間の開口面積がゼロになるように、制御弁１６が制御される。さらに、ブーム操作量が所定の微速操作範囲内であるときには、第１油圧ポンプ１２と第２油圧ポンプ１３との合計吐出流量は、所定の吐出流量に維持される。具体的には、第１油圧ポンプ１２と第２油圧ポンプ１３との合計吐出流量が所定の吐出流量に維持されるように、第１油圧ポンプ１２と第２油圧ポンプ１３とが所定の傾転角に維持される。所定の吐出流量は、ブーム操作量に対応した目標流量よりも大きい。従って、第１油圧ポンプ１２及び第２油圧ポンプ１３からの作動油は、油圧シリンダ１４とブリードオフ流路３７とに分流して供給される。すなわち、第１油圧ポンプ１２及び第２油圧ポンプ１３からの作動油のうち、油圧シリンダ１４の微小速度制御に必要な流量の作動油が、第１シリンダ流路３１を介して、油圧シリンダ１４に供給される。また、余剰な作動油が、ブリードオフ流路３７を介してチャージ回路３５に送られる。余剰な作動油は、チャージ回路３５から第１ポンプ流路３３又は第２ポンプ流路３４に戻されるか、或いは、チャージリリーフ弁４２を介して作動油タンク２７へ送られる。
【００７７】
油圧シリンダ１４の通常制御時には、ポンプコントローラ２４は、第１ポンプ流量制御部２５と第２ポンプ流量制御部２６とを制御することにより、油圧シリンダ１４への作動油の流量を制御する。具体的には、ポンプコントローラ２４は、ブーム操作量が所定の微速操作範囲より大きいときには、制御弁１６を第１位置状態Ｐ１に設定する。従って、第１ポンプ流路３３とブリードオフ流路３７との間の開口面積がゼロにされる。すなわち、第１ポンプ流路３３とブリードオフ流路３７との間が閉鎖される。
【００７８】
また、ポンプコントローラ２４は、ブーム操作量が所定の微速操作範囲より大きいときには、第１ポンプ流路３３と第１シリンダ流路３１との間の開口面積を全開にする。また、ブーム操作量が所定の微速操作範囲より大きいときには、第１油圧ポンプ１２と第２油圧ポンプ１３の合計吐出流量が、ブーム操作量に対応した目標流量になるように、第１ポンプ流量制御部２５と第２ポンプ流量制御部２６とが制御される。
【００７９】
これにより、第１ポンプ流路３３から制御弁１６に送られる作動油の全量が、油圧シリンダ１４に供給される。油圧シリンダ１４の通常制御時には、ポンプコントローラ２４は、ポンプ吸収トルク特性に基づいて第１油圧ポンプ１２の吸収トルクと第２油圧ポンプ１３の吸収トルクが制御されるように、第１油圧ポンプ１２の吐出流量と第２油圧ポンプ１３の吐出流量とを制御する。ポンプ吸収トルク特性は、ポンプ吸収トルクとエンジン回転速度との関係を示す。ポンプ吸収トルク特性は、作業モードや運転状況に基づいて予め設定されており、ポンプコントローラ２４に記憶されている。
【００８０】
油圧シリンダ１４が収縮する場合の油圧シリンダ１４の制御は、上述した微小速度制御と通常制御とに加えて、高速度制御とを含む。油圧シリンダ１４が収縮する場合の微小速度制御は、上述した油圧シリンダ１４が伸長する場合の微小速度制御と同様である。ただし、油圧シリンダ１４が収縮する場合には、油圧シリンダ１４には、第２油圧ポンプ１３からの作動油が供給されずに第１油圧ポンプ１２からの作動油が供給される。従って、第１油圧ポンプ１２から吐出された作動油の一部が第２ポンプ流路３４及び第２シリンダ流路３２を介して油圧シリンダ１４に供給される。
【００８１】
また、第１油圧ポンプ１２から吐出された作動油のうち余剰な作動油が、ブリードオフ流路３７を介してチャージ回路３５に送られる。このとき、ポンプコントローラ２４は、制御弁１６を制御することにより、第１油圧ポンプ１２から油圧シリンダ１４に供給される作動油の流量と、第１油圧ポンプ１２からブリードオフ流路３７に供給される作動油の流量とを制御する。
【００８２】
油圧シリンダ１４が収縮する場合の通常制御は、上述した油圧シリンダ１４が伸長する場合の通常制御と同様である。ただし、油圧シリンダ１４が収縮する場合の通常制御時には、第１油圧ポンプ１２から吐出された作動油が第２ポンプ流路３４及び第２シリンダ流路３２を介して油圧シリンダ１４に供給される。このとき、ポンプコントローラ２４は、第１ポンプ流量制御部２５を制御することにより、第１油圧ポンプ１２の吐出流量を制御する。
【００８３】
次に、高速度制御について説明する。高速度制御では、油圧シリンダ１４の収縮時すなわち、作業機２の下降時に、油圧シリンダ１４の第１室１４ｃから排出された作動油の一部がブリードオフ流路３７に送られる。具体的には、ポンプコントローラ２４は、図３に示すブリードオフ開口面積情報Ｌ２に基づいて、ブーム操作量に応じて制御弁１６を制御する。図３は、ポンプ容量情報Ｌ１とブリードオフ開口面積情報Ｌ２とを示す図である。ポンプ容量情報Ｌ１は、ブーム操作量と第１油圧ポンプ１２の容量との関係を規定する。ポンプ容量情報Ｌ１では、ブーム操作量の増大に応じて、ポンプ容量が増大する。ブーム操作量が所定値Ａ１において、第１油圧ポンプ１２の容量は最大容量Ｄｍａｘとなる。
【００８４】
ブリードオフ開口面積情報Ｌ２は、高速度制御でのブーム操作量とブリードオフ開口面積との関係を規定する。ブリードオフ開口面積は、制御弁１６におけるブリードオフ流路３７に接続する開口の面積である。なお、図３において、Ｌ３は上述した微小速度制御でのブリードオフ開口面積情報を示している。高速度制御において、ブリードオフ開口面積は、制御弁１６が、第２位置状態Ｐ２と第３位置状態Ｐ３との間の位置状態に設定されることによって制御される。
【００８５】
ブリードオフ開口面積情報Ｌ２では、ブーム操作量が所定値Ａ１より小さいときには、ブリードオフ開口面積は０である。すなわち、ブーム操作量が所定値Ａ１より小さいときには、ブリードオフ流路３７と第１流路１５ａとの間は閉じられている。従って、作業機２の下降時に、ブーム操作量が、所定値Ａ１よりも小さいときには、第１室１４ｃから排出された作動油の全量が、第１流路１５ａを介して第１油圧ポンプ１２の第１ポンプポート１２ａと第２油圧ポンプ１３の第１ポンプポート１３ａとに戻される。ブーム操作量が所定値Ａ１以上では、ブーム操作量の増大に応じてブリードオフ開口面積が増大する。従って、制御弁１６のブリードオフ流路３７に接続する開口は、ブーム操作量が所定値Ａ１となったときに開き始める。すなわち、制御弁１６のブリードオフ流路３７に接続する開口は、第１油圧ポンプ１２の容量が最大容量Ｄｍａｘとなったときに開き始める。そして、ブリードオフ開口面積は、ブーム操作量の増大に応じて増大する。これにより、作業機２の下降時に、ブーム操作量が、所定値Ａ１以上であるときには、第１室１４ｃから排出された作動油の一部が、ブリードオフ流路３７に流れる。このため、第１ポンプポート１２ａ，１３ａに戻される作動油の流量は、第１室１４ｃから排出された作動油の全量よりも少なくなる。
【００８６】
なお、操作検出部４６ｂが検出したブーム操作量によって、第１油圧ポンプ１２の傾転角を検出するセンサが設けられ、ポンプコントローラ２４は、センサが検出した第１油圧ポンプ１２の傾転角に基づいて、第１油圧ポンプ１２の容量が最大容量Ｄｍａｘになったか否かを判定してもよい。
【００８７】
高速度制御時の作動油の流れの一例について、図２に基づいて説明する。なお、シリンダロッド１４ａの第１室１４ｃにおける受圧面積と第２室１４ｄにおける受圧面積との比は、２：１であるものとする。作業機２の下降時には、油圧シリンダ１４を収縮させるために、第２室１４ｄに作動油が供給される。第２シリンダ流路３２から第２室１４ｄへの流入流量が“１．０”である場合、第１室１４ｃから第１シリンダ流路３１への排出流量は、“２．０”である。
【００８８】
ポンプコントローラ２４は、ブリードオフ開口面積がブーム操作量に応じた値となるように、制御弁１６を第２位置状態と第３位置状態Ｐ３との間に設定する。これにより、第１シリンダ流路３１の作動油のうち例えば“０．４”の作動油が、ブリードオフ流路３７に送られる。ブリードオフ流路３７に送られる作動油の量はブリードオフ開口面積により定められる。また、残りの“１．６”の作動油が第１ポンプ流路３３に送られる。第１油圧ポンプ１２と第２油圧ポンプ１３とは同じ容量に設定されているため、第１ポンプ流路３３に供給された作動油の“０．８”ずつが第１油圧ポンプ１２と第２油圧ポンプ１３とに戻る。第２ポンプ流路３４には、第１油圧ポンプ１２から吐出された“０．８”の作動油と、チャージ回路３５からの“０．２”の作動油との合計“１．０”の作動油が供給される。
【００８９】
なお、チャージ回路３５からの“０．２”の作動油は、ブリードオフ流路３７に送られた作動油の一部である。残りの“０．２”の作動油は、チャージ回路３５からチャージリリーフ弁４２を通って作動油タンク２７に送られる。第２ポンプ流路３４の“１．０”の作動油は、制御弁１６を通って油圧シリンダ１４の第２室１４ｄに供給される。
【００９０】
本実施形態に係る油圧駆動システムは、以下の特徴を有する。
【００９１】
作業機２の下降時に、第１室１４ｃから排出される作動油の一部がブリードオフ流路３７に流れる。図４は、作業機２の下降時に第１室１４ｃから排出される作動油の流量とブーム操作量との関係Ｌ１１と、作業機２の上昇時に第１室１４ｃに供給される作動油の流量とブーム操作量との関係Ｌ１２とを示す図である。図４に示すように、作業機２の下降時に第１室１４ｃから排出される作動油の流量は、作業機２の上昇時に第１室１４ｃに供給される作動油の流量よりも大きい。これにより、作業機２の下降速度を上昇速度よりも大きくすることができる。
【００９２】
また、図４においてハッチングを付した部分ΔＱは、作業機２の下降速度を上昇速度よりも大きくするために必要な、第１室１４ｃからの排出流量の増分である。この増分に相当する作動油は、ブリードオフ流路３７に送られる。このため、第１油圧ポンプ１２及び第２油圧ポンプ１３の容量を大型化させずに、作業機２の下降速度を増大させることができる。
【００９３】
ブリードオフ開口面積は、ブーム操作量に応じて決定される。ブーム操作量には、作業機２を迅速に下降させたいというオペレータの意図が反映される。従って、ブーム操作量を用いてブリードオフ流路３７への作動油の流れを制御することによって、作業機２の操作感を向上させることができる。
【００９４】
ブーム操作量が、操作部材４６ａの最大操作量よりも小さい所定操作量Ａ１以上となったときに、ブリードオフ流路３７に接続された開口が開かれる。このため、第１油圧ポンプ１２及び第２油圧ポンプ１３の吸込み油量がほぼ一定のままでも、作業機２の下降速度を増大させることができる。また、所定操作量Ａ１は、第１油圧ポンプ１２の容量が最大容量Ｄｍａｘとなるブーム操作量である。従って、ポンプコントローラ２４は、第１油圧ポンプ１２の容量が最大容量Ｄｍａｘとなったときに制御弁１６のブリードオフ流路３７に接続する開口を開き始め、その後、ブーム操作量の増大に応じて制御弁１６のブリードオフ開口面積を増大させる。これにより、第１油圧ポンプ１２の吸込み油量が最大容量Ｄｍａｘに達しても、作業機２の下降速度を増大させることができる。
【００９５】
２．第２実施形態
本発明の第２実施形態に係る油圧駆動システムを図５に示す。第２実施形態に係る油圧駆動システムでは、制御弁１６は、第３位置状態Ｐ３において、第１シリンダ用ポート１６ｂと第２シリンダ用ポート１６ｆとを連通させる戻し流路１８を有する。制御弁１６が第３位置状態Ｐ３であるときに、戻し流路１８は、第１流路１５ａから分岐しており、第１室１４ｃから排出された作動油の一部を第２流路１５ｂに戻す。戻し流路１８には、チェック弁１９と絞り２０とが配置されている。チェック弁１９は、第１流路１５ａから第２流路１５ｂへの作動油の流れを許容する。チェック弁１９は、第２流路１５ｂから第１流路１５ａへの作動油の流れを禁止する。
【００９６】
制御弁１６は、第３位置状態Ｐ３において、第１ブリードオフポート１６ｃと第１シリンダ用ポート１６ｂとを絞り１７を介して連通させると共に、第１シリンダ用ポート１６ｂと第２シリンダ用ポート１６ｆとをチェック弁１９及び絞り２０を介して連通させる。すなわち、制御弁１６は、第３位置状態Ｐ３では、第１シリンダ流路３１を絞り１７を介してブリードオフ流路３７に接続すると共に、第１シリンダ流路３１をチェック弁１９及び絞り２０を介して第２シリンダ流路３２に接続する。第２実施形態に係る油圧駆動システムの他の構成は、第１実施形態に係る油圧駆動システムの構成と同様である。
【００９７】
次に、第２実施形態に係る油圧駆動システムにおける高速度制御時の作動油の流れの一例について、図５に基づいて説明する。作業機２の下降時に、第２シリンダ流路３２から第２室１４ｄへの流入流量が例えば“１．０”である場合、第１室１４ｃから第１シリンダ流路３１への排出流量は、“２．０”である。ポンプコントローラ２４は、ブリードオフ開口面積がブーム操作量に応じた値となるように、制御弁１６を第２位置状態と第３位置状態Ｐ３との間に設定する。これにより、第１シリンダ流路３１の作動油のうち“０．２”の作動油が、ブリードオフ流路３７に送られる。また、第１シリンダ流路３１の作動油のうち“０．２”の作動油が、戻し流路１８を通って第２シリンダ流路３２に送られる。
【００９８】
ブリードオフ流路３７に送られた“０．２”の作動油は、チャージ回路３５及びチャージリリーフ弁４２を介して作動油タンク２７へ送られる。第１シリンダ流路３１の残りの“１．６”の作動油は、第１ポンプ流路３３に送られ“０．８”ずつの作動油が第１油圧ポンプ１２と第２油圧ポンプ１３とに戻る。第１油圧ポンプ１２から“０．８”の作動油が第２ポンプ流路３４に吐出され、戻し流路１８からの“０．２”の作動油と合流する。そして、合計“１．０”の作動油が、油圧シリンダ１４の第２室１４ｄに供給される。
【００９９】
以上のように、第２実施形態に係る油圧駆動システムにおいても、第１実施形態に係る油圧駆動システムと同様の効果を奏することができる。また、第２実施形態に係る油圧駆動システムでは、作業機２の下降時に、第１室１４ｃから排出された作動油の一部が、ブリードオフ流路３７に送られ、且つ、第１室１４ｃから排出された作動油の他の一部が戻し流路１８を通って第２流路１５ｂに戻される。これにより、作業機２の下降速度をさらに増大させることができる。
【０１００】
３．第３実施形態
本発明の第３実施形態に係る油圧駆動システムを図６に示す。第３実施形態に係る油圧駆動システムは、ブリードオフ流路３８を備える。制御弁１６は、第３ブリードオフポート１６ｉを有する。ブリードオフ流路３８は、第３ブリードオフポート１６ｉと作動油タンク２７とに接続されている。制御弁１６は、第３位置状態Ｐ３において、第１シリンダ用ポート１６ｂと第２シリンダ用ポート１６ｆとを連通させる戻し流路１８を有する。制御弁１６が第３位置状態Ｐ３であるときに、戻し流路１８は、第１流路１５ａから分岐しており、第１室１４ｃから排出された作動油の一部を第２流路１５ｂに戻す。戻し流路１８には、チェック弁１９と絞り２０とが配置されている。
【０１０１】
制御弁１６は、第３位置状態Ｐ３において、第１シリンダ用ポート１６ｂと第３ブリードオフポート１６ｉとを絞り２０，１７を介して連通させると共に、第１シリンダ用ポート１６ｂと第２シリンダ用ポート１６ｆとを絞り２０及びチェック弁１９を介して連通させる。すなわち、制御弁１６は、第３位置状態Ｐ３では、第１シリンダ流路３１を絞り２０，１７を介してブリードオフ流路３８に接続すると共に、第１シリンダ流路３１を絞り２０及びチェック弁１９を介して第２シリンダ流路３２に接続する。第３実施形態に係る油圧駆動システムの他の構成は、第１実施形態に係る油圧駆動システムの構成と同様である。
【０１０２】
次に、第３実施形態に係る油圧駆動システムにおける高速度制御時の作動油の流れの一例について、図６に基づいて説明する。作業機２の下降時に、第２シリンダ流路３２から第２室１４ｄへの流入流量が例えば“１．０”である場合、第１室１４ｃから第１シリンダ流路３１への排出流量は、“２．０”である。ポンプコントローラ２４は、ブリードオフ開口面積がブーム操作量に応じた値となるように、制御弁１６を第２位置状態と第３位置状態Ｐ３との間に設定する。これにより、第１シリンダ流路３１の作動油のうち“０．２”の作動油が、ブリードオフ流路３８を通って作動油タンク２７に送られる。
【０１０３】
また、第１シリンダ流路３１の作動油のうち“０．２”の作動油が、戻し流路１８を通って第２シリンダ流路３２に送られる。第１シリンダ流路３１の残りの“１．６”の作動油は、第１ポンプ流路３３に送られ“０．８”ずつの作動油が第１油圧ポンプ１２と第２油圧ポンプ１３とに戻る。第１油圧ポンプ１２から“０．８”の作動油が第２ポンプ流路３４に吐出され、戻し流路１８からの“０．２”の作動油と合流する。そして、合計“１．０”の作動油が、油圧シリンダ１４の第２室１４ｄに供給される。
【０１０４】
以上のように、第３実施形態に係る油圧駆動システムにおいても、第１実施形態に係る油圧駆動システムと同様の効果を奏することができる。また、第３実施形態に係る油圧駆動システムでは、作業機２の下降時に、第１室１４ｃから排出された作動油の一部が、ブリードオフ流路３８に送られ、且つ、第１室１４ｃから排出された作動油の他の一部が戻し流路１８を通って第２流路１５ｂに戻される。これにより、作業機２の下降速度をさらに増大させることができる。
【０１０５】
４．第４実施形態
本発明の第４実施形態に係る油圧駆動システムを図７に示す。第４実施形態に係る油圧駆動システムでは、制御弁１６は、第３位置状態Ｐ３において、第１シリンダ用ポート１６ｂと第３ブリードオフポート１６ｉとをチェック弁１９及び絞り１７を介して連通させると共に、第１シリンダ用ポート１６ｂと第２シリンダ用ポート１６ｆとをチェック弁１９及び絞り２０を介して連通させる。すなわち、制御弁１６は、第３位置状態Ｐ３では、第１シリンダ流路３１をチェック弁１９及び絞り１７を介してブリードオフ流路３８に接続すると共に、第１シリンダ流路３１をチェック弁１９及び絞り２０を介して第２シリンダ流路３２に接続する。第４実施形態に係る油圧駆動システムの他の構成及び高速度制御時の作動油の流れは、第３実施形態に係る油圧駆動システムの構成と同様であるため、説明を省略する。第４実施形態に係る油圧駆動システムにおいても、第３実施形態に係る油圧駆動システムと同様の効果を奏することができる。
【０１０６】
５．第５実施形態
本発明の第５実施形態に係る油圧駆動システムを図８に示す。第５実施形態に係る油圧駆動システムでは、第１実施形態の油圧駆動システムにおいて第２油圧ポンプ１３が省略されている。従って、メインポンプ１０は、１つの油圧ポンプ（第１油圧ポンプ１２）によって構成されている。また、第５実施形態に係る油圧駆動システムは、シャトル弁５１を備えている。
【０１０７】
シャトル弁５１は、第１入力ポート５１ａと、第２入力ポート５１ｂと、ドレンポート５１ｃと、第１受圧部５１ｄと、第２受圧部５１ｅとを有する。第１入力ポート５１ａは、第１流路１５ａに接続される。第２入力ポート５１ｂは、第２流路１５ｂに接続されている。具体的には、第１入力ポート５１ａは、第１ポンプ流路３３に接続されている。第２入力ポート５１ｂは、第２ポンプ流路３４に接続されている。ドレンポート５１ｃは、ドレン流路５２に接続されている。ドレン流路５２は、ブリードオフ流路３７を介してチャージ回路３５に接続されている。第１受圧部５１ｄは、第１パイロット流路５３を介して、第１流路１５ａに接続されている。これにより、第１受圧部５１ｄには、第１流路１５ａの油圧が印加される。第１パイロット流路５３には、絞り５４が配置されている。第２受圧部５１ｅは、第２パイロット流路５５を介して、第２流路１５ｂに接続される。これにより、第２受圧部５１ｅには、第２流路１５ｂの油圧が印加される。第２パイロット流路５５には、絞り５６が配置されている。
【０１０８】
シャトル弁５１は、第１流路１５ａの油圧と第２流路１５ｂの油圧とに応じて、第１位置状態Ｑ１と第２位置状態Ｑ２と中立位置状態Ｑｎとに切り換えられる。シャトル弁５１は、第１位置状態Ｑ１において、第２入力ポート５１ｂとドレンポート５１ｃとを連通させる。これにより、第２流路１５ｂがドレン流路５２に接続される。シャトル弁５１は、第２位置状態Ｑ２において、第１入力ポート５１ａとドレンポート５１ｃとを連通させる。これにより、第１流路１５ａがドレン流路５２に接続される。シャトル弁５１は、中立位置状態Ｑｎにおいて、第１入力ポート５１ａと第２入力ポート５１ｂとドレンポート５１ｃとの間を閉塞する。
【０１０９】
シャトル弁５１は、スプール５７と、第１弾性部材５８と、第２弾性部材５９とを有する。第１弾性部材５８は、第１受圧部５１ｄ側から第２受圧部５１ｅ側に向かってスプール５７を押圧する。第２弾性部材５９は、第２受圧部５１ｅ側から第１受圧部５１ｄ側に向かってスプール５７を押圧する。第１弾性部材５８は自然長よりも圧縮された状態で、スプール５７に取り付けられている。第１弾性部材５８は、スプール５７が中立位置であるときに第１の取付荷重でスプール５７を押圧するように取り付けられている。第２弾性部材５９は自然長よりも圧縮された状態で、スプール５７に取り付けられている。第２弾性部材５９は、スプール５７が中立位置であるときに第２の取付荷重でスプール５７を押圧するように取り付けられている。
【０１１０】
第１受圧部５１ｄの受圧面積と第２受圧部５１ｅの受圧面積との比は、第１室１４ｃの受圧面積と第２室１４ｄの受圧面積との比に等しい。例えば、第１室１４ｃの受圧面積と第２室１４ｄの受圧面積との比が２：１であるときには、第１受圧部５１ｄの受圧面積と第２受圧部５１ｅの受圧面積との比は、２：１である。
【０１１１】
第１流路１５ａの油圧によって第１受圧部５１ｄに加えられる力が、第２流路１５ｂの油圧によって第２受圧部５１ｅに加えられる力よりも大きいときには、シャトル弁５１は、第１位置状態Ｑ１となる。これにより、第２流路１５ｂとドレン流路５２とが接続される。その結果、第２流路１５ｂの作動油の一部が、ドレン流路５２及びブリードオフ流路３７を介してチャージ回路３５へ流れる。第２流路１５ｂの油圧によって第２受圧部５１ｅに加えられる力が、第１流路１５ａの油圧によって第１受圧部５１ｄに加えられる力よりも大きいときには、シャトル弁５１は、第２位置状態Ｑ２となる。これにより、第１流路１５ａとドレン流路５２とが接続される。その結果、第１流路１５ａの作動油の一部が、ドレン流路５２及びブリードオフ流路３７を介してチャージ回路３５へ流れる。
【０１１２】
第５実施形態に係る油圧駆動システムの他の構成は、第１実施形態に係る油圧駆動システムの構成と同様である。次に、第５実施形態に係る油圧駆動システムにおける高速度制御時の作動油の流れの一例について、図８に基づいて説明する。
【０１１３】
上述したように、シャトル弁５１において、第１受圧部５１ｄの受圧面積と第２受圧部５１ｅの受圧面積との比は、第１室１４ｃの受圧面積と第２室１４ｄの受圧面積との比に等しい。従って、作業機２を下降させるために油圧シリンダ１４を収縮させる場合に、シリンダロッド１４ａに作用する外部からの負荷を考慮しない場合の第１室１４ｃの油圧をＰ１、第２室１４ｄの油圧をＰ２、シリンダロッド１４ａに作用する外部からの負荷に対抗するための第１室１４ｃの油圧をα、第１受圧部５１ｄの受圧面積をＳ１、第２受圧部５１ｅの受圧面積をＳ２とすると、（Ｐ１+α）×Ｓ１＞Ｐ２×Ｓ２となる。従って、作業機２を下降させるために油圧シリンダ１４を収縮させる場合には、シャトル弁５１は第１位置状態Ｑ１に切り換えられる。
【０１１４】
作業機２の下降時に、第２シリンダ流路３２から第２室１４ｄへの流入流量が例えば“１．０”である場合、第１室１４ｃから第１シリンダ流路３１への排出流量は、“２．０”である。ポンプコントローラ２４は、ブリードオフ開口面積がブーム操作量に応じた値となるように、制御弁１６を第２位置状態と第３位置状態Ｐ３との間に設定する。これにより、第１シリンダ流路３１の作動油のうち“０．４”の作動油が、ブリードオフ流路３７に送られる。また、残りの“１．６”の作動油が第１ポンプ流路３３に送られる。従って、“１．６”の作動油が、第１油圧ポンプ１２に戻る。このため、“１．６”の作動油が、第１油圧ポンプ１２から第２ポンプ流路３４に吐出される。
【０１１５】
第２ポンプ流路３４の“１．６”の作動油のうち“０．６”の作動油は、シャトル弁５１及びドレン流路５２を通ってブリードオフ流路３７に送られる。第２ポンプ流路３４の残りの“１．０”の作動油は、制御弁１６を通って油圧シリンダ１４の第２室１４ｄに供給される。なお、シャトル弁５１からの“０．６”の作動油は、ブリードオフ流路３７において第１シリンダ流路３１からの“０．４”の作動油と合流する。ブリードオフ流路３７の合計“１．０”の作動油は、チャージ回路３５及びチャージリリーフ弁４２を通って作動油タンク２７に送られる。
【０１１６】
以上のように、第５実施形態に係る油圧駆動システムにおいても、第１実施形態に係る油圧駆動システムと同様の効果を奏することができる。
【０１１７】
６．第６実施形態
本発明の第６実施形態に係る油圧駆動システムを図９に示す。第６実施形態に係る油圧駆動システムは、第１実施形態の油圧駆動システムの制御弁１６に代えて、制御弁２９を備えている。制御弁２９は、ポンプコントローラ２４からの指令信号に基づいて制御される電磁制御弁である。制御弁２９は、第１流路１５ａとブリードオフ流路３７との間に配置される。制御弁２９は、ポンプコントローラ２４からの指令信号に基づいて、第１流路１５ａからブリードオフ流路３７に流れる作動油の流量を制御する。
【０１１８】
制御弁２９は、開位置状態Ｐｏと閉位置状態Ｐｃとの切換可能である。制御弁２９は、開位置状態Ｐｏにおいて、第１シリンダ流路３１を絞り１７を介してブリードオフ流路３７に接続する。これにより、ブリードオフ流路３７は、第１流路１５ａから分岐するように第１流路１５ａに接続される。制御弁２９は、閉位置状態Ｐｃにおいて、第１シリンダ流路３１とブリードオフ流路３７との間を閉じる。制御弁２９は、開位置状態Ｐｏと閉位置状態Ｐｃとの間の任意の位置状態に設定されることができる。これにより、制御弁２９は、第１実施形態の制御弁１６と同様に、ブーム操作量に応じてブリードオフ開口面積を変更するように制御される。第６実施形態に係る油圧駆動システムの他の構成は、第１実施形態に係る油圧駆動システムの構成と同様である。次に、第６実施形態に係る油圧駆動システムにおける高速度制御時の作動油の流れの一例について、図９に基づいて説明する。
【０１１９】
作業機２の下降時に、第２シリンダ流路３２から第２室１４ｄへの流入流量が例えば“１．０”である場合、第１室１４ｃから第１シリンダ流路３１への排出流量は、“２．０”である。ポンプコントローラ２４は、制御弁２９のブリードオフ開口面積がブーム操作量に応じた値となるように、制御弁２９を開位置状態Ｐｏと閉位置状態Ｐｃとの間に設定する。これにより、第１シリンダ流路３１の作動油のうち“０．４”の作動油が、ブリードオフ流路３７に送られる。また、残りの“１．６”の作動油が第１ポンプ流路３３に送られる。
【０１２０】
第１油圧ポンプ１２と第２油圧ポンプ１３とは同じ容量に設定されているため、第１ポンプ流路３３に供給された作動油の“０．８”ずつが第１油圧ポンプ１２と第２油圧ポンプ１３とに戻る。第２ポンプ流路３４には、第１油圧ポンプ１２から吐出された“０．８”の作動油と、チャージ回路３５からの“０．２”の作動油との合計“１．０”の作動油が供給される。なお、チャージ回路３５からの“０．２”の作動油は、ブリードオフ流路３７に送られた作動油の一部である。残りの“０．２”の作動油は、チャージ回路３５からチャージリリーフ弁４２を通って作動油タンク２７に送られる。第２ポンプ流路３４の“１．０”の作動油は、第２シリンダ流路３２を通って、油圧シリンダ１４の第２室１４ｄに供給される。
【０１２１】
以上のように、第６実施形態に係る油圧駆動システムにおいても、第１実施形態に係る油圧駆動システムと同様の効果を奏することができる。
【０１２２】
７．第７実施形態
本発明の第７実施形態に係る油圧駆動システムを図１０に示す。第７実施形態に係る油圧駆動システムは、第１実施形態の油圧駆動システムのエンジン１１に代えて、電動モータ６０を備えている。また、第７実施形態に係る油圧駆動システムでは、第１油圧ポンプ１２及び第２油圧ポンプ１３は、固定容量型のポンプである。回転速度センサ２３は、電動モータ６０の実回転速度を検出する。ポンプコントローラ２４は、電動モータ６０の回転速度を制御することにより、第１油圧ポンプ１２及び第２油圧ポンプ１３からの吐出流量を制御する。第７実施形態に係る油圧駆動システムの他の構成は、第１実施形態に係る油圧駆動システムの構成と同様である。また、第７実施形態に係る油圧駆動システムにおける高速度制御時の作動油の流れについても、第１実施形態に係る油圧駆動システムと同様である。第７実施形態に係る油圧駆動システムにおいても、第１実施形態に係る油圧駆動システムと同様の効果を奏することができる。
【０１２３】
８．第８実施形態
第１実施形態に係る油圧駆動システムでは、制御弁１６のブリードオフ流路３７に接続する開口は、ブーム操作量が所定値Ａ１になったときに開き始めている。しかし、図１１に示すように、制御弁１６のブリードオフ流路３７に接続する開口は、ブーム操作量が所定値Ａｔｈになったときに開き始めてもよい。所定値Ａｔｈは、操作部材４６ａの最大操作量よりも小さい。操作部材４６ａの最大操作量を１００％として、所定値Ａｔｈは例えば８５％である。所定値Ａｔｈは、第１油圧ポンプ１２の容量が最大容量Ｄｍａｘとなるブーム操作量の所定値Ａ１より大きい。本実施形態に係る油圧駆動システムにおいても第１実施形態と同様に、第１油圧ポンプ１２及び第２油圧ポンプ１３の吸込み油量がほぼ一定のままでも、作業機２の下降速度を増大させることができる。
【０１２４】
９．第９実施形態
第１実施形態に係る油圧駆動システムでは、制御弁１６のブリードオフ流路３７に接続する開口は、ブーム操作量が所定値Ａ１になったときに開き始めている。すなわち、制御弁１６のブリードオフ流路３７に接続する開口は、第１油圧ポンプ１２の容量が最大容量Ｄｍａｘとなったときに開き始める。しかし、図１２に示すように、制御弁１６のブリードオフ流路３７に接続する開口は、第１油圧ポンプ１２の容量が最大容量Ｄｍａｘより小さい所定容量Ｄ１となったときに開き始めてもよい。図１２において、Ａ２は、第１油圧ポンプ１２の容量が所定容量Ｄ１となったときのブーム操作量である。
【０１２５】
例えば、ポンプコントローラ２４は、センサが検出した第１油圧ポンプ１２の傾転角に基づいて、第１油圧ポンプ１２の容量が所定容量Ｄ１になったか否かを判定する。ポンプコントローラ２４は、第１油圧ポンプ１２の容量が所定容量Ｄ１となったときに制御弁１６のブリードオフ流路３７に接続する開口を開き始め、その後、ブーム操作量の増大に応じて制御弁１６のブリードオフ開口面積を増大させる。これにより、第１油圧ポンプ１２の吸込み油量がほぼ一定のままでも、作業機２の下降速度を増大させることができる。
【０１２６】
１０．第１０実施形態
第１実施形態に係る油圧駆動システムでは、ポンプコントローラ２４は、ブーム操作量に応じて制御弁１６のブリードオフ開口面積を制御している。しかし、エンジン回転速度に応じて、ブリードオフ開口面積を制御してもよい。図１３は、第１０実施形態に係る油圧駆動システムにおけるブリードオフ開口面積の制御の処理を示すフローチャートである。
【０１２７】
ステップＳ１において、ポンプコントローラ２４は、エンジン回転速度Ｎａを検出する。ポンプコントローラ２４は、回転速度センサ２３からの検出信号によってエンジン回転速度Ｎａを検出する。ステップＳ２において、ポンプコントローラ２４は、現在のエンジン回転速度Ｎａが、第１の閾値“Ｎ０−ΔＮ１”よりも大きいか否かを判定する。Ｎ０は、エンジン１１の許容回転速度である。ΔＮ１は、所定の正の定数である。従って、第１の閾値“Ｎ０−ΔＮ１”は、許容回転速度Ｎ０よりも小さい。現在のエンジン回転速度Ｎａが、第１の閾値“Ｎ０−ΔＮ１”以下であるときには、ステップＳ１へ戻る。現在のエンジン回転速度Ｎａが、第１の閾値“Ｎ０−ΔＮ１”よりも大きいときには、ステップＳ３に進む。
【０１２８】
ステップＳ３において、ポンプコントローラ２４は、制御弁１６を制御して、ブリードオフ流路３７に接続された開口（ブリードオフ開口）を開く。ステップＳ４において、ポンプコントローラ２４は、エンジン回転速度Ｎａを検出する。ステップＳ５において、ポンプコントローラ２４は、現在のエンジン回転速度Ｎａが、第２の閾値“Ｎ０−ΔＮ２”よりも大きいか否かを判定する。ΔＮ２は、所定の正の定数である。従って、第２の閾値“Ｎ０−ΔＮ２”は、許容回転速度よりも小さい。また、第２の閾値“Ｎ０−ΔＮ２”は、第１の閾値“Ｎ０−ΔＮ１”よりも大きい。現在のエンジン回転速度Ｎａが、第２の閾値“Ｎ０−ΔＮ２”よりも大きいときには、ステップＳ６に進む。ステップＳ６では、ポンプコントローラ２４は、制御弁１６を制御して、ブリードオフ開口面積を増大させて、ステップＳ４に戻る。
【０１２９】
ステップＳ５において、現在のエンジン回転速度Ｎａが、第２の閾値“Ｎ０−ΔＮ２”以下であるときには、ステップＳ７に進む。ステップＳ７では、ポンプコントローラ２４は、ブリードオフ開口面積を現在の大きさに保持する。次に、ステップＳ８において、ポンプコントローラ２４は、エンジン回転速度Ｎａを検出する。ステップＳ９において、ポンプコントローラ２４は、現在のエンジン回転速度Ｎａが、第１の閾値“Ｎ０−ΔＮ１”より小さいか否かを判定する。現在のエンジン回転速度Ｎａが、第１の閾値“Ｎ０−ΔＮ１”より小さくないときには、ステップＳ５に戻る。現在のエンジン回転速度Ｎａが、第１の閾値“Ｎ０−ΔＮ１”より小さいときには、ステップＳ１０に進む。ステップＳ１０では、ポンプコントローラ２４は、制御弁１６を制御して、ブリードオフ流路３７に接続された開口（ブリードオフ開口）を閉じ、その後、ステップＳ１へ戻る。
【０１３０】
第１０実施形態に係る油圧駆動システムでは、エンジン回転速度が、第１の閾値“Ｎ０−ΔＮ１”より大きくなったときに、制御弁１６のブリードオフ流路３７に接続する開口が開き始める。そして、エンジン回転速度がさらに増大して、第２の閾値“Ｎ０−ΔＮ２”よりも大きくなったときに、ブリードオフ開口面積を増大させる。これにより、ブリードオフ流路３７に送られる作動油の流量が増大する。すなわち、第１油圧ポンプ１２及び第２油圧ポンプ１３に戻る作動油の流量が減少する。これにより、第１油圧ポンプ１２及び第２油圧ポンプ１３の回転速度の上昇を抑えることができる。このため、第１０実施形態に係る油圧駆動システムでは、作業機２の下降速度を増大させることができると共に、エンジン１１を許容回転速度よりも小さい回転速度で駆動することができる。
【０１３１】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【０１３２】
油圧駆動システムは、油圧ショベルのブームを駆動するためのシステムに限らず、他の作業車両の作業機を駆動するためのシステムであってもよい。例えば、油圧駆動システムは、ホイールローダのリフトアームを駆動するシステムであってもよい。或いは、油圧駆動システムは、ブルドーザのブレードを駆動するシステムであってもよい。
【０１３３】
第１０実施形態において、ポンプコントローラ２４は、エンジン回転速度に代えて第１油圧ポンプ１２の回転速度に応じて、ブリードオフ開口面積を制御してもよい。この場合、ポンプコントローラ２４は、第１油圧ポンプ１２の回転速度を検出するセンサからの検出信号によって、第１油圧ポンプ１２の回転速度を検出する。或いは、エンジン１１に代えて電動モータが用いられる場合には、ポンプコントローラ２４は、エンジン回転速度に代えて電動モータの回転速度に応じてブリードオフ開口面積を制御してもよい。この場合、ポンプコントローラ２４は、電動モータの回転速度を検出するセンサからの検出信号によって、電動モータの回転速度を検出する。
【０１３４】
第７実施形態に係る油圧駆動システムは、第１実施形態の油圧駆動システムのエンジン１１に代えて、電動モータ６０を備えている。第２〜第６，第８〜第１０実施形態に係る油圧駆動システムにおいても、エンジン１１に代えて、電動モータ６０を備えてもよい。
【０１３５】
上記の実施形態においてブリードオフ流路３７は、チャージ回路３５に接続されているが、作動油タンク２７などの他の回路に接続されてもよい。上記の実施形態において、微小速度制御が省略されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１３６】
本発明によれば、大容量の油圧ポンプを使用しなくても作業機の下降速度を増大させることができる油圧駆動システムを提供することができる。
【符号の説明】
【０１３７】
１２        第１油圧ポンプ
１２ａ      第１ポンプポート
１２ｂ      第２ポンプポート
１１        エンジン
２          作業機
１４        油圧シリンダ
１４ｃ      第１室
１４ｄ      第２室
１５        作動油流路
１５ａ      第１流路
１５ｂ      第２流路
３７，３８  ブリードオフ流路
４６ａ      操作部材
１６        制御弁
２３        回転速度センサ
３５        チャージ回路
２７        作動油タンク
１８        戻し流路
【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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【図１３】
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