(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動油を吐出する第１油圧ポンプ及び第２油圧ポンプを有するメインポンプと、
前記メイン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と、
前記油圧シリンダを操作するための操作部材と、
前記第１油圧ポンプと前記第２油圧ポンプとを前記油圧シリンダに接続し、前記第１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、
前記作動油流路において前記メインポンプと前記油圧シリンダとの間に配置され、前記メインポンプから前記油圧シリンダへの作動油の流れを許容し、前記油圧シリンダから前記メインポンプへの作動油の流れを禁止するチェック弁と、
前記作動油流路において前記チェック弁と前記油圧シリンダとの間に配置され、前記操作部材の操作に応じて、前記チェック弁を介して前記油圧シリンダと前記メインポンプとを接続する状態と、前記チェック弁を介さずに前記油圧シリンダと前記メインポンプとを接続する状態と、に切り換えられる流路切換弁と、
前記作動油流路において前記メインポンプと前記チェック弁との間に接続されるチャージ流路と、前記チャージ流路に作動油を吐出するチャージポンプと、を有し、前記作動油流路の油圧が前記チャージ流路の油圧より小さくなったときに前記作動油流路へ作動油を補充するチャージ回路と、
前記油圧シリンダが操作中であるのか非操作中であるのかを判定する操作状態判定部と、
前記チャージポンプの吐出圧を低減させる吐出圧低減部と、
前記油圧シリンダが非操作中であるときには、前記吐出圧低減部を制御して、前記チャージポンプの吐出圧を、前記油圧シリンダが操作中であるときの前記チャージポンプの吐出圧である通常圧力よりも低い低圧力に低減させる吐出圧制御部と、
前記チャージ流路に接続されるアキュムレータと、
前記アキュムレータと前記チャージポンプとの間に配置され、前記チャージポンプから前記アキュムレータへの作動油の流れを許容し、前記アキュムレータから前記チャージポンプへの作動油の流れを禁止する一方向弁と、
を備える油圧駆動システム。
【請求項２】
作動油を吐出する第１油圧ポンプ及び第２油圧ポンプを有するメインポンプと、
前記メイン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と、
前記油圧シリンダを操作するための操作部材と、
前記第１油圧ポンプと前記第２油圧ポンプとを前記油圧シリンダに接続し、前記第１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、
前記作動油流路において前記メインポンプと前記油圧シリンダとの間に配置され、前記操作部材の操作に応じて規制状態と開放状態とに切り換えられ、前記規制状態では、前記メインポンプから前記油圧シリンダへの作動油の流れを許容し、且つ、前記油圧シリンダから前記メインポンプへの作動油の流れを禁止し、前記開放状態では、前記油圧シリンダから前記メインポンプへの作動油の流れを許容するパイロットチェック弁と、
前記作動油流路において前記メインポンプと前記パイロットチェック弁との間に接続されるチャージ流路と、前記チャージ流路に作動油を吐出するチャージポンプと、を有し、前記作動油流路の油圧が前記チャージ流路の油圧より小さくなったときに前記作動油流路へ作動油を補充するチャージ回路と、
前記油圧シリンダが操作中であるのか非操作中であるのかを判定する操作状態判定部と、
前記チャージポンプの吐出圧を低減させる吐出圧低減部と、
前記油圧シリンダが非操作中であるときには、前記吐出圧低減部を制御して、前記チャージポンプの吐出圧を、前記油圧シリンダが操作中であるときの前記チャージポンプの吐出圧である通常圧力よりも低い低圧力に低減させる吐出圧制御部と、
前記チャージ流路に接続されるアキュムレータと、
前記アキュムレータと前記チャージポンプとの間に配置され、前記チャージポンプから前記アキュムレータへの作動油の流れを許容し、前記アキュムレータから前記チャージポンプへの作動油の流れを禁止する一方向弁と、
を備える油圧駆動システム。
【請求項３】
前記アキュムレータの蓄圧力を検出する蓄圧力検出部と、
前記アキュムレータの蓄圧力が第１の設定圧以下であるか否かを判定する蓄圧力判定部と、
をさらに備え、
前記吐出圧制御部は、前記油圧シリンダの非操作中に、前記アキュムレータの蓄圧力が第１の設定圧以下になったときには、前記チャージポンプの吐出圧を前記低圧力から前記通常圧力に変更する、
請求項１又は２に記載の油圧駆動システム。
【請求項４】
前記蓄圧力判定部は、前記アキュムレータの蓄圧力が、前記第１の設定圧より大きい第２の設定圧以上であるか否かを判定し、
前記吐出圧制御部は、前記油圧シリンダの非操作中に、前記アキュムレータの蓄圧力が、前記第１の設定圧以下の圧力から、前記第２の設定圧以上の圧力に回復したときには、前記チャージポンプの吐出圧を前記通常圧力から前記低圧力に戻す、
請求項３に記載の油圧駆動システム。
【請求項５】
前記操作部材の操作位置に基づいて前記メインポンプの吐出流量を制御するポンプ制御部をさらに備え、
前記操作状態判定部は、前記操作部材の操作位置に基づいて、前記油圧シリンダが操作中であるのか非操作中であるのかを判定し、
前記蓄圧力判定部は、前記アキュムレータの蓄圧力が第３の設定圧以下であるか否かを判定し、
前記アキュムレータの蓄圧力が第３の設定圧以下であるときに前記操作部材によって前記メインポンプからの作動油の吐出を開始させる操作が行われても、前記ポンプ制御部は、前記アキュムレータの蓄圧力が前記第３の設定圧より大きくなるまでは前記メインポンプからの作動油の吐出を開始させない待機制御を行う、
請求項３又は４に記載の油圧駆動システム。
【請求項６】
前記第３の設定圧は、前記第１の設定圧以上の圧力である、
請求項５に記載の油圧駆動システム。
【請求項７】
前記待機制御の実行中であることを表示する表示装置をさらに備える、
請求項５又は６のいずれかに記載の油圧駆動システム。
【請求項８】
前記操作状態判定部は、前記操作部材が所定時間以上、中立位置に保持されているときに、前記油圧シリンダが非操作中であると判定する、
請求項１から７のいずれかに記載の油圧駆動システム。
【請求項９】
前記チャージ流路は、前記チャージポンプに接続される第１チャージ流路と、前記一方向弁を介して前記第１チャージ流路に接続される第２チャージ流路とを有し、
前記吐出圧低減部は、前記第１チャージ流路の油圧を低減させる、
請求項１から８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ー等の作業機械は、油圧シリンダを備えている。油圧シリンダには、油圧回路を介して油圧ポンプから吐出された作動油が供給される。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、油圧シリンダによって駆動される部材の運動エネルギーや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。
【０００３】
油圧閉回路には、チャージ回路が併設されることが多い。チャージ回路は、例えば、油圧ポンプからの漏れ油に相当する量の作動油の補充を行うために設けられる。チャージ回路には、チャージポンプと、リリーフ弁などが設けられる。チャージポンプは、通常、固定容量ポンプであり、エンジンなどの駆動源によって駆動される。リリーフ弁は、チャージ回路の油圧（以下、「チャージ圧」と呼ぶ）を規定する。油圧ポンプに供給される作動油の流量が不足して、油圧閉回路の油圧がチャージ圧よりも低下すると、作動油がチャージ回路から油圧閉回路に供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００９−５１１８３１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したような油圧閉回路は、運動エネルギーや位置エネルギーの回生が十分に見込まれる油圧回路に設けられることが好ましい。このため、油圧閉回路は、通常の油圧回路から独立して設けられることが多い。例えば、油圧ショベルの場合には、油圧閉回路によって、ブームシリンダが駆動される。或いは、ホイールローダーの場合には、油圧閉回路によって、リフトシリンダが駆動される。これらの場合、車両が走行中であるときには、油圧閉回路は作動していない。このため、チャージポンプでの消費動力は殆どロスとなる。
【０００６】
上記のようなチャージポンプでの消費動力のロスを低減するためには、可変容量型ポンプをチャージポンプとして用いることが考えられる。この場合、油圧閉回路の非作動時には、チャージポンプの吐出流量をゼロに変更することによって、チャージポンプでの消費動力のロスを低減することができる。しかし、可変容量型ポンプは、固定容量型ポンプと比べて高価である。このため、可変容量型ポンプをチャージポンプとして用いた場合には、作業機械のコストが増大するという問題がある。
【０００７】
また、上述したような油圧閉回路には、作動油の逆流を防止するために、チェック弁が設けられる。チェック弁は、油圧閉回路において油圧ポンプと油圧シリンダとの間に配置される。例えば、油圧シリンダが油圧ショベルのブームシリンダである場合、チェック弁は、油圧閉回路において油圧ポンプとブームシリンダとの間に配置される。ブームシリンダには、バケットの積載荷重、或いは、作業機の自重による荷重が作用しているため、ブームシリンダとチェック弁との間の流路には、この荷重を支えるための油圧（以下、「保持圧」という）が発生している。この状態で、ブームシリンダに作動油を供給する場合、油圧ポンプから吐出された作動油は、まず油圧ポンプとチェック弁と間の流路の油圧を保持圧まで昇圧させるために使われる。そして、油圧ポンプとチェック弁との間の流路の油圧が保持圧以上になると、チェック弁が開いて、ブームシリンダに作動油が供給される。これにより、ブームシリンダが作動を開始する。ブームシリンダが作動を開始するまでの間は、ブームシリンダから油圧ポンプへの戻り油は無いため、油圧ポンプに供給される作動油の全てが、チャージ回路から供給されることになる。従って、チャージポンプは、このような昇圧時の作動油の流量を供給できるだけの容量を有することが必要となる。一方、ブームシリンダの作動中には、既に油圧ポンプとブームシリンダとの間の油圧は、ブームシリンダを駆動するために必要な圧力に達している。このため、チャージポンプは、上述した昇圧時の流量よりも少ない流量の作動油を供給できればよい。従って、チャージポンプの容量が、上述した昇圧時を基準にして設定されると、ブームシリンダの作動中には、余剰流量の作動油が生じる。余剰流量の作動油は、チャージ流路から作動油タンクへ排出される。このように、チャージポンプの容量が、上述した昇圧時を基準にして設定されると、多くの流量の作動油がチャージ流路から無駄に排出されることになる。また、チャージポンプの容量が大きいと、上述した油圧閉回路が作動していない状態でのチャージポンプでの消費動力のロスも大きくなる。
【０００８】
本発明の課題は、チャージポンプでの消費動力のロスを低減す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、メインポンプと、油圧シリンダと、作動油流路と、チェック弁と、チャージ回路と、操作部材と、操作状態判定部と、吐出圧低減部と、吐出圧制御部と、アキュムレータと、一方向弁と、を備える。メインポンプは、作動油を吐出する第１油圧ポンプ及び第２油圧ポンプを有する。油圧シリンダは、メインポンプから吐出された作動油によって駆動される。作動油流路は、第１油圧ポンプと第２油圧ポンプとを油圧シリンダに接続する。作動油流路は、第１油圧ポンプと油圧シリンダとの間で閉回路を構成する。チェック弁は、作動油流路においてメインポンプと油圧シリンダとの間に配置される。チェック弁は、メインポンプから油圧シリンダへの作動油の流れを許容するが、油圧シリンダからメインポンプへの作動油の流れを禁止する。チャージ回路は、チャージ流路と、チャージポンプとを有する。チャージ流路は、作動油流路においてメインポンプとチェック弁との間に接続される。チャージポンプは、チャージ流路に作動油を吐出する。チャージ回路は、作動油流路の油圧がチャージ圧より小さくなったときに作動油流路へ作動油を補充する。操作部材は、油圧シリンダを操作するための部材である。操作状態判定部は、油圧シリンダが操作中であるのか非操作中であるのかを判定する。吐出圧低減部は、チャージポンプの吐出圧を低減させる。吐出圧制御部は、油圧シリンダが非操作中であるときには、吐出圧低減部を制御して、チャージポンプの吐出圧を、通常圧力よりも低い低圧力に低減させる。通常圧力は、油圧シリンダが操作中であるときのチャージポンプの吐出圧である。アキュムレータは、チャージ流路に接続される。一方向弁は、アキュムレータとチャージポンプとの間に配置される。一方向弁は、チャージポンプからアキュムレータへの作動油の流れを許容するが、アキュムレータからチャージポンプへの作動油の流れを禁止する。
【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、蓄圧力検出部と蓄圧力判定部とをさらに備える。蓄圧力検出部は、アキュムレータの蓄圧力を検出する。蓄圧力判定部は、アキュムレータの蓄圧力が第１の設定圧以下であるか否かを判定する。吐出圧制御部は、油圧シリンダの非操作中に、アキュムレータの蓄圧力が第１の設定圧以下になったときには、チャージポンプの吐出圧を低圧力から通常圧力に変更する。
【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、蓄圧力判定部は、アキュムレータの蓄圧力が、第２の設定圧以上であるか否かを判定する。第２の設定圧は、第１の設定圧より大きい。吐出圧制御部は、油圧シリンダの非操作中に、アキュムレータの蓄圧力が、第１の設定圧以下の圧力から第２の設定圧以上の圧力に回復したときには、チャージポンプの吐出圧を通常圧力から低圧力に戻す。
【００１２】
本発明の第４の態様に係る油圧駆動システムは、第２又は第３の態様の油圧駆動システムであって、ポンプ制御部をさらに備える。ポンプ制御部は、操作部材の操作位置に基づいてメインポンプの吐出流量を制御する。操作状態判定部は、操作部材の操作位置に基づいて、油圧シリンダが操作中であるのか非操作中であるのかを判定する。蓄圧力判定部は、アキュムレータの蓄圧力が第３の設定圧以下であるか否かを判定する。アキュムレータの蓄圧力が第３の設定圧以下であるときに操作部材によってメインポンプからの作動油の吐出を開始させる操作が行われても、ポンプ制御部は待機制御を行う。待機制御は、アキュムレータの蓄圧力が第３の設定圧より大きくなるまではメインポンプからの作動油の吐出を開始させない制御である。
【００１３】
本発明の第５の態様に係る油圧駆動システムは、第４の態様の油圧駆動システムであって、第３の設定圧は、第１の設定圧以上の圧力である。
【００１４】
本発明の第６の態様に係る油圧駆動システムは、第４又は第５の態様の油圧駆動システムであって、待機制御の実行中であることを表示する表示装置をさらに備える。
【００１５】
本発明の第７の態様に係る油圧駆動システムは、第１から第６の態様のいずれかの油圧駆動システムであって、操作状態判定部は、操作部材が所定時間以上、中立位置に保持されているときに、油圧シリンダが非操作中であると判定する。
【００１６】
本発明の第８の態様に係る油圧駆動システムは、第１から第７の態様のいずれかの油圧駆動システムであって、チャージ流路は、第１チャージ流路と第２チャージ流路とを有する。第１チャージ流路はチャージポンプに接続される。第２チャージ流路は、一方向弁を介して第１チャージ流路に接続される。吐出圧低減部は、第１チャージ流路の油圧を低減させる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の第１の態様に係る油圧駆動システムでは、油圧シリンダが非操作中であるときには、チャージポンプの吐出圧が、低圧力に低減される。このため、チャージポンプでの消費動力のロスを低減することができる。また、メインポンプとチェック弁との間の作動油流路の圧力を保持圧まで昇圧させる時には、チャージポンプから吐出された作動油と共に、アキュムレータに蓄えられた作動油によって、作動油流路への作動油の補充を行うことができる。このため、チャージポンプのみによって作動油流路に作動油が補充される場合と比べて、チャージポンプを小型化することができる。これにより、チャージポンプでの消費動力のロスをさらに低減することができる。また、一方向弁によって、チャージポンプの停止時に、アキュムレータに蓄積された作動油がチャージポンプに流れることが防止される。これにより、アキュムレータの蓄圧力の低下を抑えることができる。
【００１８】
一方、油圧シリンダが非操作中であっても、アキュムレータに蓄積された作動油は、第１油圧ポンプの摺動部などから少しずつ漏れる。このため、チャージポンプの吐出圧が長時間、低圧力に維持されると、アキュムレータに蓄積された作動油が時間の経過に伴って減少することにより、アキュムレータの蓄圧力が低下する。このような状態で、油圧シリンダが操作されると、チャージ回路から作動油流路に補充される油量が不足することにより、第１油圧ポンプにエアレーション、或いは、キャビテーションが発生する虞がある。そこで、本発明の第２の態様に係る油圧駆動システムでは、吐出圧制御部は、油圧シリンダの非操作中に、アキュムレータの蓄圧力が第１の設定圧以下になったときには、チャージポンプの吐出圧を低圧力から通常圧力に変更する。これにより、油圧シリンダが長時間、非操作状態に維持されても、アキュムレータの蓄圧力の低下を抑えることができる。すなわち、油圧シリンダの操作開始時に、第１油圧ポンプにエアレーション、或いは、キャビテーションが発生することを抑えることができる。
【００１９】
本発明の第３の態様に係る油圧駆動システムでは、アキュムレータの蓄圧力が、第２の設定圧以上に回復したときには、チャージポンプの吐出圧が通常圧力から低圧力に戻される。これにより、アキュムレータの蓄圧力の低下を抑えると共に、チャージポンプでの消費動力のロスを低減することができる。
【００２０】
本発明の第４の態様に係る油圧駆動システムでは、操作部材の操作が行われても、アキュムレータの蓄圧力が第３の設定圧より大きくなるまでは、メインポンプからの作動油の吐出が開始されない。このため、第１油圧ポンプにエアレーション、或いは、キャビテーションが発生することを抑えることができる。
【００２１】
本発明の第５の態様に係る油圧駆動システムでは、アキュムレータに必要な油量の作動油が蓄積された状態で、メインポンプからの作動油の吐出を開始させることができる。
【００２２】
本発明の第６の態様に係る油圧駆動システムでは、待機制御が実行されていることを原因としてメインポンプが起動しないことをオペレータに知らせることができる。
【００２３】
本発明の第７の態様に係る油圧駆動システムでは、操作部材が一時的に中立位置を通過するときなど、油圧シリンダが非操作中ではないときに、油圧シリンダが非操作中であると誤って判定されることを防止することができる。
【００２４】
本発明の第８の態様に係る油圧駆動システムでは、吐出圧低減部は、第１チャージ流路の油圧を低減させる。これにより、チャージポンプの吐出圧が低減される。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第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である。
【図２】チャージポンプの吐出圧制御の処理を示すフローチャートである。
【図３】待機制御の処理を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第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である。
【図５】本発明の他の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である。
【図６】本発明の他の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である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
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。
【００２７】
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１の構成を示すブロック図である。油圧駆動システム１は、例えば油圧ショベル、ホイールローダー、ブルドーザなどの作業機械に搭載される。油圧駆動システム１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、流路切換弁１６と、エンジンコントローラ２２と、ポンプコントローラ２４とを有する。
【００２８】
エンジン１１は、メインポンプ１０を駆動する。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。
【００２９】
メインポンプ１０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は、第１油圧ポンプ１２と第２油圧ポンプ１３とを有する。メインポンプ１０から吐出された作動油は、流路切換弁１６を介して油圧シリンダ１４に供給される。
【００３０】
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の吐出流量が制御される。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の吐出流量を制御する。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。
【００３１】
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の吐出流量が制御される。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の吐出流量を制御する。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。
【００３２】
油圧シリンダ１４は、メインポンプ１０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１４は、例えば、ブーム、アーム、或いはバケットなどの作業機を駆動する。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。油圧シリンダ１４は、第１シリンダポート１４ｅと第２シリンダポート１４ｆとを有する。第１シリンダポート１４ｅは、第１室１４ｃに連通している。第２シリンダポート１４ｆは、第２室１４ｄに連通している。油圧シリンダ１４は、第２シリンダポート１４ｆに作動油が供給され第１シリンダポート１４ｅから作動油が排出される状態と、第１シリンダポート１４ｅに作動油が供給され第２シリンダポート１４ｆから作動油が排出される状態と、に切り換え可能である。すなわち、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シリンダポート１４ｅを介して第１室１４ｃに作動油が供給され、第２シリンダポート１４ｆを介して第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シリンダポート１４ｆを介して第２室１４ｄに作動油が供給され、第１シリンダポート１４ｅを介して第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。
【００３３】
作動油流路１５は、第１油圧ポンプ１２と第２油圧ポンプ１３とを油圧シリンダ１４に接続している。作動油流路１５は、第１流路１７と第２流路１８とを有する。第１流路１７は、第１油圧ポンプ１２の第１ポンプポート１２ａと第１シリンダポート１４ｅとを接続する。また、第１流路１７は、第２油圧ポンプ１３の第１ポンプポート１３ａと第１シリンダポート１４ｅとを接続する。第２流路１８は、第１油圧ポンプ１２の第２ポンプポート１２ｂと第２シリンダポート１４ｆとを接続する。第１流路１７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１８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、第１シリンダポート１４ｅを介して油圧シリンダ１４の第１室１４ｃに接続される。第２シリンダ流路３２は、第２シリンダポート１４ｆを介して油圧シリンダ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。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。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。作動油流路１５は、第１ポンプ流路３３と第１シリンダ流路３１と第２シリンダ流路３２と第２ポンプ流路３４とによって、第１油圧ポンプ１２と油圧シリンダ１４との間で閉回路を構成している。また、作動油流路１５は、第１ポンプ流路３３と第１シリンダ流路３１とによって第２油圧ポンプ１３と油圧シリンダ１４との間で開回路を構成している。
【００３４】
油圧駆動システム１は、チャージ回路１９をさらに備える。チャージ回路１９は、チャージ流路３５と、チャージポンプ２８とを有する。チャージポンプ２８は、作動油流路１５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って、作動油をチャージ流路３５に吐出する。チャージポンプ２８は、固定容量型の油圧ポンプである。チャージ流路３５は、チャージポンプ２８と作動油流路１５とを接続する。チャージ流路３５は、作動油流路１５においてメインポンプ１０と第１チェック弁４４との間に接続されている。具体的には、チャージ流路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の油圧がチャージ流路３５のチャージ圧よりも低くなったときに開かれる。チャージ流路３５は、作動油流路１５においてメインポンプ１０と第２チェック弁４５との間に接続されている。具体的には、チャージ流路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の油圧がチャージ圧よりも低くなったときに開かれる。これにより、チャージ回路１９は、作動油流路１５の油圧が、チャージ圧より小さくなったときに、作動油流路１５へ作動油を補充する。チャージ流路３５は、第１チャージ流路３５ａと第２チャージ流路３５ｂとを有する。第１チャージ流路３５ａは、チャージポンプ２８に接続されている。第２チャージ流路３５ｂは、後述する第３チェック弁４９を介して第１チャージ流路３５ａに接続されている。第２チャージ流路３５ｂは、上述したチェック弁４１ａを介して第１ポンプ流路３３に接続されている。第２チャージ流路３５ｂは、上述したチェック弁４１ｂを介して第２ポンプ流路３４に接続されている。また、チャージ流路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。より詳細には、第１チャージ流路３５ａが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、チャージ圧を所定の設定圧に維持する。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流路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及び第２ポンプ流路３４の油圧が所定値以上に維持される。
【００３５】
また、チャージ流路３５には、吐出圧低減部３９が接続されている。より詳細には、吐出圧低減部３９は、第１チャージ流路３５ａに接続されている。吐出圧低減部３９は、所謂、バイパス弁であり、接続状態Ｐａと閉塞状態Ｐｂとに切換可能である。吐出圧低減部３９は、接続状態Ｐａでは、第１チャージ流路３５ａを作動油タンク２７に接続する。従って、吐出圧低減部３９は、接続状態Ｐａでは、第１チャージ流路３５ａの油圧を低減させる。すなわち、吐出圧低減部３９は、接続状態Ｐａでは、チャージポンプ２８の吐出圧を低減させる。吐出圧低減部３９は、閉塞状態Ｐｂでは、第１チャージ流路３５ａと作動油タンク２７との間を閉じる。吐出圧低減部３９は、電磁切換弁であり、ポンプコントローラ２４からの指令信号により、接続状態Ｐａと閉塞状態Ｐｂとに切り換えられる。具体的には、吐出圧低減部３９は、ポンプコントローラ２４からの指令信号がＯＦＦであるときには、付勢部材３９ａの付勢力により閉塞状態Ｐｂに設定される。吐出圧低減部３９は、ポンプコントローラ２４からの指令信号がＯＮであるときには、接続状態Ｐａに設定される。
【００３６】
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を介してチャージ流路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。また、作動油流路１５は、調整流路３７をさらに有する。調整流路３７は、チャージ流路３５に接続されている。
【００３７】
チャージ流路３５には、アキュムレータ３８が接続されている。具体的には、アキュムレータ３８は、第２チャージ流路３５ｂに接続されている。また、チャージ流路３５には、第３チェック弁４９が配置されている。第３チェック弁４９は、第１チャージ流路３５ａと第２チャージ流路３５ｂとの間に配置されている。すなわち、第３チェック弁４９は、アキュムレータ３８とチャージポンプ２８との間に配置されている。第３チェック弁４９は、第１チャージ流路３５ａから第２チャージ流路３５ｂへの流れを許容し、第２チャージ流路３５ｂから第１チャージ流路３５ａへの流れを禁止する。すなわち、第３チェック弁４９は、チャージポンプ２８からアキュムレータ３８への作動油の流れを許容し、アキュムレータ３８からチャージポンプ２８への作動油の流れを禁止する。第３チェック弁４９は、本発明の一方向弁の一例である。アキュムレータ３８には、蓄圧力検出部４８が接続されている。蓄圧力検出部４８は、アキュムレータ３８の蓄圧力を検出する。蓄圧力検出部４８は、検出した蓄圧力を示す検出信号をポンプコントローラ２４に送る。
【００３８】
流路切換弁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。流路切換弁１６は、ポンプコントローラ２４からの指令信号に基づいて、流路の接続を切り換える。流路切換弁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。流路切換弁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調整用ポート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チェック弁４４を介して第１ポンプ流路３３に接続される。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調整用ポート１６ｃは、調整流路３７に接続される。
【００３９】
第１チェック弁４４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。第１チェック弁４４は、メインポンプ１０から油圧シリンダ１４への作動油の流れを許容する。第１チェック弁４４は、油圧シリンダ１４からメインポンプ１０への作動油の流れを禁止する。具体的には、第１チェック弁４４は、流路切換弁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。
【００４０】
流路切換弁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調整用ポート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チェック弁４５を介して第２ポンプ流路３４に接続される。第２チェック弁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調整用ポート１６ｇは、調整流路３７に接続される。
【００４１】
第２チェック弁４５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。第２チェック弁４５は、メインポンプ１０から油圧シリンダ１４への作動油の流れを許容する。第２チェック弁４５は、油圧シリンダ１４からメインポンプ１０への作動油の流れを禁止する。具体的には、第２チェック弁４５は、流路切換弁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。
【００４２】
流路切換弁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に切り換え可能である。流路切換弁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、流路切換弁１６は、第１位置状態Ｐ１では、第１ポンプ流路３３を、第１チェック弁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チェック弁４５を介さずに第２ポンプ流路３４に接続する。なお、流路切換弁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調整用ポート１６ｃと第２ポンプ用ポート１６ｅと第２調整用ポート１６ｇとは、何れのポートに対しても遮断されている。
【００４３】
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、流路切換弁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チェック弁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。
【００４４】
流路切換弁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、流路切換弁１６は、第２位置状態Ｐ２では、第１シリンダ流路３１を、第１チェック弁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チェック弁４５を介して第２シリンダ流路３２に接続する。なお、流路切換弁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調整用ポート１６ｃと第２バイパスポート１６ｈと第２調整用ポート１６ｇとは、何れのポートに対しても遮断されている。
【００４５】
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、流路切換弁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チェック弁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。
【００４６】
流路切換弁１６は、中立位置状態Ｐｎでは、第１バイパスポート１６ｄと第１調整用ポート１６ｃとを連通させ、且つ、第２バイパスポート１６ｈと第２調整用ポート１６ｇとを連通させる。従って、流路切換弁１６は、中立位置状態Ｐｎでは、第１ポンプ流路３３を、第１チェック弁４４を介さずに調整流路３７に接続し、且つ、第２ポンプ流路３４を、第２チェック弁４５を介さずに調整流路３７に接続する。なお、流路切換弁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。
【００４７】
油圧駆動システム１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、作業機械の各種の動作を指令するためにオペレータによって操作される。例えば、油圧シリンダ１４が、ブームを駆動するブームシリンダである場合には、操作部材４６ａは、ブームを操作するための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。操作検出部４６ｂは、操作部材４６ａの操作量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４６ａが中立位置に位置しているときには、操作部材４６ａの操作量はゼロである。操作部材４６ａの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、操作部材４６ａの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。
【００４８】
油圧駆動システム１は、表示装置４７をさらに備える。表示装置４７は、例えば、液晶モニタなどのディスプレイ装置である。表示装置４７は、ポンプコントローラ２４からの指令信号に応じて、作業機械に関する各種の情報を表示する。
【００４９】
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。
【００５０】
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に応じて、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を伸張させる場合には、ポンプコントローラ２４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、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。
【００５１】
また、ポンプコントローラ２４は、操作部材４６ａの操作方向に応じて、流路切換弁１６を制御する。操作部材４６ａが、中立位置から油圧シリンダ１４を伸長させる方向に操作されたときには、ポンプコントローラ２４は、流路切換弁１６を第１位置状態Ｐ１に設定する。これにより、第１ポンプ流路３３と第１シリンダ流路３１とが第１チェック弁４４を介して接続される。また、第２ポンプ流路３４と第２シリンダ流路３２とが第２チェック弁４５を介さずに接続される。そして、作動油が、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とから第１ポンプ流路３３に吐出される。しかし、第１ポンプ流路３３の油圧が、第１シリンダ流路３１の保持圧を超えるまでは、第１チェック弁４４は開かれず、油圧シリンダ１４は作動しない。一方、第２ポンプ流路３４の作動油は、第１油圧ポンプ１２の第２ポンプポート１２ｂに吸込まれる。このため、第２ポンプ流路３４の油圧が低下する。第２ポンプ流路３４の油圧が、チャージ圧以下になると、チェック弁４１ｂが開かれて、チャージ流路３５と第２ポンプ流路３４とが連通する。これにより、チャージ流路３５から第２ポンプ流路３４に作動油が補充される。このとき、チャージポンプ２８からの作動油と共に、予めチャージポンプ２８により畜圧されたアキュムレータ３８からの作動油が、チャージ流路３５を介して第２ポンプ流路３４に補充される。そして、第１ポンプ流路３３の油圧が、第１シリンダ流路３１の保持圧を超えると、第１チェック弁４４が開いて、第１ポンプ流路３３と第１シリンダ流路３１とが連通する。これにより、油圧シリンダ１４の第１室１４ｃに作動油が供給され、油圧シリンダ１４が伸長する。また、油圧シリンダ１４の伸長動作中には、油圧シリンダ１４の第２室１４ｄから作動油が排出され、第２シリンダ流路３２および第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へと戻る。このとき、第１油圧ポンプ１２内において作動油を圧縮するために必要な流量の作動油と、第１油圧ポンプ１２での作動油の漏れ量を補充できる程度の流量の作動油とが、チャージ流路３５から第２ポンプ流路３４へ補充される。
【００５２】
操作部材４６ａが、中立位置から油圧シリンダ１４を収縮させる方向に操作されたときには、ポンプコントローラ２４は、流路切換弁１６を第２位置状態Ｐ２に設定する。これにより、第２ポンプ流路３４と第２シリンダ流路３２とが第２チェック弁４５を介して接続される。また、第１ポンプ流路３３と第１シリンダ流路３１とが第１チェック弁４４を介さずに接続される。そして、作動油が、第１油圧ポンプ１２の第２ポンプポート１２ｂから第２ポンプ流路３４に吐出される。しかし、第２ポンプ流路３４の油圧が、第２シリンダ流路３２の保持圧を超えるまでは、第２チェック弁４５は開かれず、油圧シリンダ１４は作動しない。一方、第１ポンプ流路３３の作動油は、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とに吸込まれる。このため、第１ポンプ流路３３の油圧が低下する。第１ポンプ流路３３の油圧が、チャージ圧以下になると、チェック弁４１ａが開いて、チャージ流路３５と第１ポンプ流路３３とが連通する。これにより、チャージ流路３５から第１ポンプ流路３３に作動油が補充される。このとき、チャージポンプ２８からの作動油と共に、予めチャージポンプ２８により畜圧されたアキュムレータ３８からの作動油が、チャージ流路３５を介して第１ポンプ流路３３に補充される。そして、第２ポンプ流路３４の油圧が、第２シリンダ流路３２の保持圧を超えると、第２チェック弁４５が開いて、第２ポンプ流路３４と第２シリンダ流路３２とが連通する。これにより、油圧シリンダ１４の第２室１４ｄに作動油が供給され、油圧シリンダ１４が収縮する。また、油圧シリンダ１４の収縮動作中には、油圧シリンダ１４の第１室１４ｃから作動油が排出され、第１シリンダ流路３１および第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と第２油圧ポンプ１３の第１ポンプポート１３ａへ戻る。このとき、第１油圧ポンプ１２内において作動油を圧縮するために必要な流量の作動油と、第１油圧ポンプ１２での作動油の漏れ量を補充できる程度の流量の作動油とが、チャージ流路３５から第１ポンプ流路３３へ補充される。
【００５３】
次に、ポンプコントローラ２４によって実行されるチャージポンプ２８の吐出圧制御について説明する。ポンプコントローラ２４は、ポンプ制御部２４ａと、記憶部２４ｂと、操作状態判定部２４ｃと、吐出圧制御部２４ｄと、蓄圧力判定部２４ｅとを有する。ポンプ制御部２４ａと操作状態判定部２４ｃと吐出圧制御部２４ｄと蓄圧力判定部２４ｅとは、例えばＣＰＵなどの演算装置によって実現される。記憶部２４ｂは、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスク、フラッシュメモリなどの記録装置によって実現される。ポンプ制御部２４ａは、操作部材４６ａの操作位置に基づいてメインポンプ１０の吐出流量を制御する。具体的には、ポンプ制御部２４ａは、操作部材４６ａの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。記憶部２４ｂは、第１油圧ポンプ１２と第２油圧ポンプ１３との制御のための情報を記憶している。
【００５４】
図２は、ポンプコントローラ２４によって実行されるチャージポンプ２８の吐出圧制御の処理を示すフローチャートである。チャージポンプ２８の吐出圧制御は、油圧シリンダ１４が非操作中であるときにチャージポンプ２８の吐出圧を制御する制御である。なお、油圧シリンダ１４が操作中であるときには、吐出圧制御部２４ｄは、吐出圧低減部３９への指令信号をＯＦＦにすることにより、吐出圧低減部３９を閉塞状態Ｐｂに設定する。これにより、第１チャージ流路３５ａの油圧は、チャージリリーフ弁４２の設定圧によって規定される。すなわち、チャージポンプ２８の吐出圧は、チャージリリーフ弁４２の設定圧によって規定される。従って、油圧シリンダ１４が操作中であるときのチャージポンプ２８の吐出圧（以下、「通常圧力」と呼ぶ）は、チャージリリーフ弁４２の設定圧に相当する。
【００５５】
ステップＳ１０１において、操作検出部４６ｂが、操作部材４６ａの操作位置を検出する。ステップＳ１０２では、操作状態判定部２４ｃが、操作位置が中立位置であるか否かを判定する。操作位置が中立位置であるときには、ステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３では、操作状態判定部２４ｃが、経過時間ｔを検出する。経過時間ｔは、操作部材４６ａが中立位置に切り換えられた時点から現在までの時間である。ステップＳ１０４では、操作状態判定部２４ｃが、経過時間ｔが所定時間ｔ０以上であるか否かを判定する。経過時間ｔが所定時間ｔ０以上であるときには、ステップＳ１０５に進む。このように、ステップＳ１０１〜Ｓ１０４では、操作状態判定部２４ｃは、操作検出部４６ｂからの検出信号に基づいて、油圧シリンダ１４が操作中であるのか非操作中であるのかを判定する。具体的には、操作状態判定部２４ｃは、操作部材４６ａが所定時間ｔ０以上、中立位置に保持されているときに、油圧シリンダ１４が非操作中であると判定する。また、操作状態判定部２４ｃは、操作部材４６ａの中立位置での保持時間が所定時間ｔ０より少ないときには、油圧シリンダ１４が操作中であると判定する。また、操作状態判定部２４ｃは、操作部材４６ａが中立位置以外の位置にあるときには、油圧シリンダ１４が操作中であると判定する。
【００５６】
ステップＳ１０５では、吐出圧制御部２４ｄが、吐出圧低減部３９を接続状態Ｐａに設定する。具体的には、吐出圧制御部２４ｄは、吐出圧低減部３９への指令信号をＯＮにすることにより、吐出圧低減部３９を閉塞状態Ｐｂから接続状態Ｐａに切り換える。これにより、チャージポンプ２８の吐出圧が、通常圧力よりも低い低圧力に低減される。
【００５７】
ステップＳ１０２において、操作位置が中立位置ではないときには、ステップＳ１０１に戻る。ステップＳ１０４において、経過時間ｔが所定時間ｔ０より小さいときには、ステップＳ１０３に戻る。すなわち、操作状態判定部２４ｃが、油圧シリンダ１４が操作中であると判定したときには、吐出圧制御部２４ｄは、吐出圧低減部３９を閉塞状態Ｐｂに維持する。これにより、油圧シリンダ１４が操作中であるときには、チャージポンプ２８の吐出圧が通常圧力に維持される。
【００５８】
ステップＳ１０６では、蓄圧力検出部４８が、アキュムレータ３８の蓄圧力Ｐａｃｃを検出する。ステップＳ１０７では、蓄圧力判定部２４ｅが、蓄圧力Ｐａｃｃが第１の設定圧以下であるか否かを判定する。第１の設定圧は、アキュムレータ３８に必要とされる蓄圧力の下限に相当する。蓄圧力Ｐａｃｃが第１の設定圧以下であるときには、ステップＳ１０８に進む。
【００５９】
ステップＳ１０８では、吐出圧制御部２４ｄは、吐出圧低減部３９を閉塞状態Ｐｂに設定する。これにより、アキュムレータ３８にはチャージポンプ２８の吐出する作動油が蓄圧される。その結果、チャージポンプ２８の吐出圧が、低圧力から通常圧力に回復する。
【００６０】
ステップＳ１０９では、蓄圧力判定部２４ｅが、蓄圧力Ｐａｃｃが第２の設定圧以上であるか否かを判定する。第２の設定圧は、第１の設定圧よりも大きい。蓄圧力Ｐａｃｃが第２の設定圧以上であるときには、ステップＳ１０９に進む。
【００６１】
ステップＳ１１０では、吐出圧制御部２４ｄは、吐出圧低減部３９を接続状態Ｐａに設定する。これにより、チャージポンプ２８の吐出圧が通常圧力から低圧力に変更される。すなわち、油圧シリンダ１４の非操作中に、アキュムレータ３８の蓄圧力が、第１の設定圧以下の圧力から第２の設定圧以上の圧力に回復したときには、吐出圧制御部２４ｄは、チャージポンプ２８の吐出圧を通常圧力から低圧力に戻す。
【００６２】
ステップＳ１０９において、蓄圧力Ｐａｃｃが第２の設定圧以上ではないときには、ステップＳ１０８に戻る。これにより、チャージポンプ２８の吐出圧が、通常圧力に維持される。すなわち、アキュムレータ３８の蓄圧力が、第１の設定圧以下の圧力から第２の設定圧以上の圧力に回復するまで、吐出圧制御部２４ｄは、チャージポンプ２８の吐出圧を通常圧力に維持する。
【００６３】
図３は、ポンプコントローラ２４によって実行される待機制御の処理を示すフローチャートである。待機制御は、操作部材４６ａによる起動操作が検出されたときに実行される。起動操作は、メインポンプ１０からの作動油の吐出を開始させる操作である。ステップＳ２０１では、操作状態判定部２４ｃが、起動操作が行われたか否かを判定する。操作状態判定部２４ｃは、操作部材４６ａの操作位置に基づいて、起動操作が行われたか否かを判定する。例えば、メインポンプ１０の容量を０から所定容量まで増大させるための操作が行われたときに、操作状態判定部２４ｃは、起動操作が行われたと判定する。起動操作が行われたときには、ステップＳ２０２に進む。
【００６４】
ステップＳ２０２では、蓄圧力検出部４８が、アキュムレータ３８の蓄圧力Ｐａｃｃを検出する。ステップＳ２０３では、蓄圧力判定部２４ｅが、蓄圧力Ｐａｃｃが第３の設定圧より大きいか否かを判定する。第３の設定圧は、第１の設定圧以上である。第３の設定圧は、第１の設定圧と同じであってもよい。蓄圧力Ｐａｃｃが第３の設定圧より大きいときには、ステップＳ２０４に進む。
【００６５】
ステップＳ２０４では、ポンプ制御部２４ａが、メインポンプ１０からの吐出を開始させる。具体的には、ポンプ制御部２４ａ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を制御することによって、第１油圧ポンプ１２及び第２油圧ポンプ１３の容量を増大させる。
【００６６】
ステップＳ２０３において、蓄圧力Ｐａｃｃが第３の設定圧以下であるときには、ステップＳ２０５において、ポンプ制御部２４ａは、待機表示を表示装置４７に表示させる。待機表示は、待機制御の実行中であることを示す表示である。すなわち、待機表示は、待機制御の実行によってメインポンプ１０からの吐出が開始されないことをオペレータに報知するための表示である。
【００６７】
ステップＳ２０３〜Ｓ２０５に示すように、アキュムレータ３８の蓄圧力が第３の設定圧以下であるときには、操作部材４６ａによって起動操作が行われても、ポンプ制御部２４ａは、アキュムレータ３８の蓄圧力が第３の設定圧より大きくなるまでは、メインポンプ１０からの作動油の吐出を開始させない。
【００６８】
本実施形態に係る油圧駆動システム１は、以下の特徴を有する。
【００６９】
上述したチャージポンプ２８の吐出圧制御では、油圧シリンダ１４が非操作中であるときには、チャージポンプ２８の吐出圧が、低圧力に低減される。このため、チャージポンプ２８での消費動力のロスを低減することができる。また、メインポンプ１０とチェック弁４４，４５との間の作動油流路１５の圧力を保持圧まで昇圧させる時には、チャージポンプ２８から吐出された作動油と共に、アキュムレータ３８に蓄えられた作動油によって、作動油流路１５への作動油の補充を行うことができる。このため、チャージポンプ２８のみによって作動油流路１５に作動油が補充される場合と比べて、チャージポンプ２８を小型化することができる。これにより、チャージポンプ２８での消費動力のロスをさらに低減することができる。
【００７０】
第３チェック弁４９によって、チャージポンプ２８の停止時に、アキュムレータ３８に蓄積された作動油がチャージポンプ２８に流れることが防止される。これにより、アキュムレータ３８の蓄圧力の低下を抑えることができる。
【００７１】
吐出圧制御部２４ｄは、油圧シリンダ１４の非操作中に、アキュムレータ３８の蓄圧力が第１の設定圧以下になったときには、チャージポンプ２８の吐出圧を低圧力から通常圧力に変更する。これにより、油圧シリンダ１４が長時間、非操作状態に維持されても、アキュムレータ３８の蓄圧力の低下を抑えることができる。すなわち、油圧シリンダ１４の操作開始時に、第１油圧ポンプ１２にエアレーション、或いは、キャビテーションが発生することを抑えることができる。
【００７２】
アキュムレータ３８の蓄圧力が第２の設定圧以上に回復したときには、チャージポンプ２８の吐出圧が通常圧力から低圧力に戻される。これにより、チャージポンプ２８での消費動力のロスを低減することができる。
【００７３】
上述した待機制御では、操作部材４６ａによって起動操作が行われても、アキュムレータ３８の蓄圧力が第３の設定圧より大きくなるまでは、メインポンプ１０からの作動油の吐出が開始されない。このため、第１油圧ポンプ１２にエアレーション、或いは、キャビテーションが発生することを抑えることができる。また、第３の設定圧は、第１の設定圧以上である。このため、アキュムレータ３８に必要な油量の作動油が蓄積された状態で、メインポンプ１０からの作動油の吐出を開始させることができる。
【００７４】
待機制御によってメインポンプ１０からの作動油の吐出が停止されているときには、表示装置４７に待機表示が表示される。これにより、オペレータは、待機制御が実行されていることを原因としてメインポンプ１０が起動しないことを知ることができる。
【００７５】
チャージポンプ２８の吐出圧制御では、操作状態判定部２４ｃは、操作部材４６ａが所定時間ｔ０以上、中立位置に保持されているときに、油圧シリンダ１４が非操作中であると判定する。このため、操作部材４６ａが一時的に中立位置を通過するときなど、油圧シリンダ１４が非操作中ではないときに、油圧シリンダ１４が非操作中であると誤って判定されることを防止することができる。
【００７６】
２．第２実施形態
油圧シリンダ１４への作動油の流れの方向の切換は、第１実施形態の流路切換弁１６に限らず、他の構成によって行われてもよい。図４は、本発明の第２実施形態に係る油圧駆動システム２の構成を示すブロック図である。油圧駆動システム２では、第１実施形態の流路切換弁１６に替えて、第１パイロットチェック弁５１と第２パイロットチェック弁５２が用いられている。第１パイロットチェック弁５１は、ポンプコントローラ２４からの指令信号によって規制状態と開放状態とに切り換えられる。第１パイロットチェック弁５１は、規制状態では、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。第１パイロットチェック弁５１は、開放状態では、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許容する。第２パイロットチェック弁５２は、ポンプコントローラ２４からの指令信号によって規制状態と開放状態とに切り換えられる。第２パイロットチェック弁５２は、規制状態では、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。第２パイロットチェック弁５２は、開放状態では、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許容する。
【００７７】
操作部材４６ａが、中立位置から油圧シリンダ１４を伸長させる方向に操作されたときには、ポンプコントローラ２４は、第１パイロットチェック弁５１を規制状態に設定し、第２パイロットチェック弁５２を開放状態に設定する。従って、第１ポンプ流路３３の油圧が、第１シリンダ流路３１の保持圧を超えると、第１パイロットチェック弁５１が開き、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が、第１ポンプ流路３３と第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、作動油が、油圧シリンダ１４の第２室１４ｄから排出され、第２シリンダ流路３２と第２ポンプ流路３４とを通って、第１油圧ポンプ１２に戻される。
【００７８】
操作部材４６ａが、中立位置から油圧シリンダ１４を収縮させる方向に操作されたときには、ポンプコントローラ２４は、第１パイロットチェック弁５１を開放状態に設定し、第２パイロットチェック弁５２を規制状態に設定する。従って、第２ポンプ流路３４の油圧が、第２シリンダ流路３２の保持圧を超えると、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と第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、作動油が、油圧シリンダ１４の第１室１４ｃから排出され、第１シリンダ流路３１と第１ポンプ流路３３とを通って、第１油圧ポンプ１２及び第２油圧ポンプ１３に戻される。
【００７９】
油圧駆動システム２の他の構成は、第１実施形態の油圧駆動システム１と同様である。また、第２実施形態の油圧駆動システム２も、第１実施形態の油圧駆動システム１と同様の特徴を有する。
【００８０】
以上、本発明の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。
【００８１】
上記の第１実施形態及び第２実施形態では、ポンプ流量制御部２５，２６が、油圧ポンプ１２，１３の傾転角を制御することにより、油圧ポンプ１２，１３の吐出流量を制御している。しかし、油圧ポンプ１２，１３の回転速度を制御することにより、油圧ポンプ１２，１３の吐出流量が制御されてもよい。例えば、図５に示すように、駆動源として電動機５７が用いられてもよい。図５では、第１実施形態の油圧駆動システム１において、エンジン１１に替えて、電動機５７が用いられている。また、油圧ポンプ１２，１３は、固定容量型の油圧ポンプである。この場合、ポンプコントローラ２４は、電動機５７の回転速度を制御することにより、油圧ポンプ１２，１３の吐出流量が、操作部材４６ａの操作量に対応する目標流量になるように、油圧ポンプ１２，１３の回転速度を制御する。或いは、図６に示すように、第２実施形態の油圧駆動システム２において、エンジン１１に替えて、駆動源として電動機５７が用いられてもよい。なお、駆動源として電動機５７が用いられる場合には、待機制御における起動操作は、油圧ポンプ１２，１３の回転速度を０から所定の回転速度まで増大させる操作であってもよい。
【００８２】
上記の実施形態では、吐出圧低減部３９は、ポンプコントローラ２４からの指令信号がＯＦＦであるときには、閉塞状態Ｐｂに設定される。また、吐出圧低減部３９は、ポンプコントローラ２４からの指令信号がＯＮであるときには、接続状態Ｐａに設定される。しかし、上記とは逆に、吐出圧低減部３９は、ポンプコントローラ２４からの指令信号がＯＦＦであるときに、付勢部材３９ａの付勢力によって接続状態Ｐａに設定されてもよい。吐出圧低減部３９は、ポンプコントローラ２４からの指令信号がＯＮであるときに、ソレノイド推力によって閉塞状態Ｐｂに設定されてもよい。
【００８３】
吐出圧低減部は、バイパス弁に限らず、チャージポンプ２８の吐出圧をチャージリリーフ弁４２の設定圧よりも低減可能な装置であればよい。例えば、チャージリリーフ弁４２が吐出圧低減部として用いられてもよい。この場合、チャージリリーフ弁４２のリリーフ圧は、第１リリーフ圧と第２リリーフ圧とに切換可能である。第１リリーフ圧は、上述した通常圧力に相当する。第２リリーフ圧は、上述した低圧力に相当する。チャージリリーフ弁４２は、ポンプコントローラ２４からの指令信号に基づいて、リリーフ圧を第１リリーフ圧から第２リリーフ圧に切り換えることにより、チャージポンプ２８の吐出圧を低減させる。
【００８４】
第３チェック弁４９に代えて、チェック弁以外の一方向弁が用いられてもよい。表示装置４７としては、ディスプレイ装置に限らず、警告灯などの他の表示装置が用いられてもよい。油圧シリンダ１４が操作中であるのか非操作中であるのかの判定は、操作部材４６ａの操作に限らず、他の方法によって判定されてもよい。例えば、油圧シリンダ１４の動作が検出されることにより、油圧シリンダ１４が操作中であるのか非操作中であるのかの判定が行われてもよい。ただし、上述した待機制御を実行するためには、操作状態判定部２４ｃは、操作部材４６ａの操作に基づいて判定を行うことが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明によれば、チャージポンプでの消費動力のロスを低減す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】
【００８６】
１，２          油圧駆動システム
１０            メインポンプ
１４            油圧シリンダ
１５            作動油流路
１９            チャージ回路
２４ａ          ポンプ制御部
２４ｃ          操作状態判定部
２４ｄ          吐出圧制御部
２４ｅ          蓄圧力判定部
２８            チャージポンプ
３５            チャージ流路
３８            アキュムレータ
３９            吐出圧低減部
４４            第１チェック弁
４５            第２チェック弁
４６ａ          操作部材
４７            表示装置
４８            蓄圧力検出部
４９            第３チェック弁
【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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