(57)【要約】【課題】各油圧アクチュエータに対する配分流量を適切に制御することができ、オペレータによる操作性を向上することができる建設機械の駆動装置を提供すること。【解決手段】複数の油圧アクチュエータ４〜７の要求流量に基づいて複数の油圧アクチュエータに供給される圧油の配分流量を演算する流量配分部３２において、複数の油圧アクチュエータのうち複合操作で駆動される少なくとも２つの油圧アクチュエータについて、複数のポンプ装置から少なくとも２つの油圧アクチュエータに供給可能な圧油の流量である配分可能流量の範囲を演算する為に設定した配分可能領域５２内に、少なくとも２つの油圧アクチュエータに実際に供給される圧油の配分流量の範囲を演算するための配分領域５３を設定し、配分流量が配分領域に含まれ、かつ、複数の油圧アクチュエータ間の配分流量の比率が要求流量の比率と等しくなるように配分流量を演算する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の油圧アクチュエータと、
前記複数の油圧アクチュエータのそれぞれと複数の油路を介して接続され、操作装置の操作量に応じた圧油を吐出する複数のポンプ装置と、
前記複数の油路にそれぞれ設けられ、前記複数のポンプ装置から吐出される圧油がそれぞれ前記複数の油圧アクチュエータに選択的に供給されるように前記複数の油路の流れを切り換える複数の油圧バルブと、
前記操作装置の操作量に応じて前記ポンプ装置および前記油圧バルブを制御するコントローラとを備え、
前記コントローラは、
前記操作装置の操作量に応じて前記複数の油圧アクチュエータの要求流量を演算する要求流量演算部と、
前記要求流量に基づいて前記複数の油圧アクチュエータに供給される圧油の配分流量を演算する流量配分部と、
前記配分流量に応じて前記複数のポンプ装置のそれぞれの吐出流量を演算するポンプ割当演算部とを備えた建設機械の駆動装置において、
前記流量配分部は、さらに、
前記複数の油圧アクチュエータのうち複合操作で駆動される少なくとも２つの油圧アクチュエータについて、前記複数のポンプ装置から前記少なくとも２つの油圧アクチュエータに供給可能な圧油の流量である配分可能流量の範囲を演算する為に配分可能領域を設定し、前記配分可能領域内に、前記少なくとも２つの油圧アクチュエータに実際に供給される圧油の配分流量の範囲を演算するための配分領域を設定する配分領域設定部と、
少なくとも前記要求流量が前記配分可能領域の範囲外にある場合に、前記配分流量が前記配分領域に含まれ、かつ、前記少なくとも２つの油圧アクチュエータ間の配分流量の比率が前記要求流量の比率と等しくなるように前記配分流量を演算する比率配分部と
を備えたことを特徴とする建設機械の駆動装置。
【請求項２】
請求項１記載の建設機械の駆動装置において、
前記配分領域設定部は、前記配分領域を前記配分可能領域と同じ範囲に設定することを特徴とする建設機械の駆動装置。
【請求項３】
請求項１記載の建設機械の駆動装置において、
前記配分領域設定部は、前記少なくとも２つの油圧アクチュエータに設定された配分流量の和の前記配分領域の範囲内における最大値が前記少なくとも２つの油圧アクチュエータ間の前記要求流量の比率によらず一定となるように前記配分領域を設定することを特徴とする建設機械の駆動装置。
【請求項４】
請求項１記載の建設機械の駆動装置において、
前記配分領域設定部は、前記少なくとも２つの油圧アクチュエータのうちの１つの要求流量が微操作を示す値から増加するのに伴って、他の少なくとも１つの油圧アクチュエータの配分流量の減少率が増加するように前記配分領域を設定することを特徴とする建設機械の駆動装置。
【請求項５】
請求項１に記載の建設機械の駆動装置において、
前記流量配分部は、前記要求流量の増加または減少に伴って前記配分流量が増加または減少するように前記要求流量と前記配分流量の比率を設定し、この比率に基づいて前記比率配分部で演算された前記配分流量の縮小を行うスケーリング部をさらに備えたことを特徴とする建設機械の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は建設機械の駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境意識の高まりから建設機械の省エネルギー化が求められている。特に建設機械を駆動するための油圧システムの省エネルギー化は重要視されており、例えば、旋回モータの制動動力を回収し再利用するハイブリッドシステムなどの様々な油圧システムが提案されている。
【０００３】
また、油圧システムのコントロールバルブ等で発生する絞り圧損に配慮したものとして、例えば特許文献１に記載の技術がある。これは、複数の油圧ポンプと複数の油圧アクチュエータをコントロールバルブではなく流路の連通又は遮断を行う電磁切換弁を介して閉回路接続し、操作装置で生成された油圧アクチュエータへの操作信号に基づいて複数の油圧ポンプと複数の油圧アクチュエータの電磁切換弁による接続を設定するとともに油圧ポンプの吐出流量を変化させることによって各油圧アクチュエータの速度を制御するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−２０５９７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来技術においては、オペレータによるレバー操作量に応じて各油圧アクチュエータの必要流量（要求流量）を算出し、各油圧アクチュエータと各油圧ポンプとの接続の優先順位を予め定めた接続パターンと必要流量とに基づいて複数の油圧アクチュエータと複数の油圧ポンプの接続を設定している。
【０００６】
しかしながら、例えば、複数の油圧アクチュエータを同時に操作する場合、操作状況によっては各油圧アクチュエータに必要流量を供給可能な数の油圧ポンプが接続されるとは限らない。このため、ある油圧アクチュエータに接続された油圧ポンプに予め設定された最大の吐出量よりも必要流量が上回った状態で操作装置を操作しても、その油圧アクチュエータへの供給流量が必要流量に追従して変化しない。したがって、各油圧アクチュエータの動作速度やその変化がオペレータの意図と必ずしも一致せず、オペレータによる操作性が低下してしまうという問題があった。
【０００７】
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、各油圧アクチュエータに対する配分流量を適切に制御することによってオペレータによる操作性を向上することができる建設機械の駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、複数の油圧アクチュエータと、前記複数の油圧アクチュエータのそれぞれと複数の油路を介して接続され、操作装置の操作量に応じた圧油を吐出する複数のポンプ装置と、前記複数の油路にそれぞれ設けられ、前記複数のポンプ装置から吐出される圧油がそれぞれ前記複数の油圧アクチュエータに選択的に供給されるように前記複数の油路の流れを切り換える複数の油圧バルブと、前記操作装置の操作量に応じて前記ポンプ装置および前記油圧バルブを制御するコントローラとを備え、前記コントローラは、前記操作装置の操作量に応じて前記複数の油圧アクチュエータの要求流量を演算する要求流量演算部と、前記要求流量に基づいて前記複数の油圧アクチュエータに供給される圧油の配分流量を演算する流量配分部と、前記配分流量に応じて前記複数のポンプ装置のそれぞれの吐出流量を演算するポンプ割当演算部とを備えた建設機械の駆動装置において、前記流量配分部は、さらに、前記複数の油圧アクチュエータのうち複合操作で駆動される少なくとも２つの油圧アクチュエータについて、前記複数のポンプ装置から前記少なくとも２つの油圧アクチュエータに供給可能な圧油の流量である配分可能流量の範囲を演算する為に配分可能領域を設定し、前記配分可能領域内に、前記少なくとも２つの油圧アクチュエータに実際に供給される圧油の配分流量の範囲を演算するための配分領域を設定する配分領域設定部と、少なくとも前記要求流量が前記配分可能領域の範囲外にある場合に、前記配分流量が前記配分領域に含まれ、かつ、前記少なくとも２つの油圧アクチュエータ間の配分流量の比率が前記要求流量の比率と等しくなるように前記配分流量を演算する比率配分部とを備えたものとする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、各油圧アクチュエータに対する配分流量を適切に制御することができ、オペレータによる操作性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施の形態に係る油圧ショベルの駆動装置をその制御装置とともに示す図である。
【図２】本発明が適用される建設機械の一例としての油圧ショベルの外観を示す図である。
【図３】コントローラの制御機能を示す機能ブロック図である。
【図４】コントローラの流量配分部の処理機能を示す機能ブロック図である。
【図５Ａ】要求流量演算部で用いられるブームの操作レバーの操作量と要求流量との関係を示す図である。
【図５Ｂ】要求流量演算部で用いられるアームの操作レバーの操作量と要求流量との関係を示す図である。
【図５Ｃ】要求流量演算部で用いられるバケットの操作レバーの操作量と要求流量との関係を示す図である。
【図５Ｄ】要求流量演算部で用いられる旋回の操作レバーの操作量と要求流量との関係を示す図である。
【図６】ポンプ割当演算部で用いられる優先接続テーブルの一例を示す図である。
【図７】流量配分部による一連の処理を示すフローチャートである。
【図８】ポンプ割当演算部による一連の処理を示すフローチャートである。
【図９】要求流量と配分流量の関係を概念的に説明する図である。
【図１０】要求流量と配分流量の関係を概念的に説明する図である。
【図１１】アームシリンダ、ブームシリンダ、及びバケットシリンダの複合動作における要求流量と配分流量の関係を概念的に示す図である。
【図１２】流量配分部による処理を示すフローチャートである。
【図１３】第２の実施の形態における流量配分部の処理機能を示す機能ブロック図である。
【図１４】スケーリング部によるスケーリング処理を示すフローチャートである。
【図１５】要求流量と配分流量の関係を概念的に説明する図である。
【図１６】要求流量と配分流量の関係を概念的に説明する図である。
【図１７】第２の実施の形態の変形例における流量配分部による処理を示すフローチャートである。
【図１８】要求流量と配分流量の関係を概念的に説明する図である。
【図１９】第１の実施の形態の変形例における要求流量と配分流量の関係を概念的に説明する図である。
【図２０】従来技術の一例として示す流量配分処理及びポンプ割当処理のフローチャートである。
【図２１】従来技術における要求流量と配分流量の関係を概念的に説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。なお、本実施の形態では、建設機械として作業機（フロント作業装置）の先端にバケット３を備える油圧ショベルを例示するが、バケット以外のアタッチメントを備える油圧ショベルに本発明を適用することも可能である。また、複数の油圧アクチュエータと複数の油圧ポンプとの接続関係を制御する油圧システムを有するものであれば油圧ショベル以外の建設機械への適用も可能である。
【００１２】
なお、以下の説明では、同一の構成要素が複数存在する場合、符号（数字）の末尾にアルファベットを付すことがあるが、当該アルファベットを省略して当該複数の構成要素をまとめて表記することがある。すなわち、例えば、４つの油圧ポンプ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、及び１０ｃが存在するとき、これらをまとめて油圧ポンプ１０と表記することがある。また、説明により接続関係が明らかな信号線等については簡単のために図示を省略することがある。
【００１３】
＜第１の実施の形態＞
本発明の第１の実施の形態を図１〜図１２を参照しつつ説明する。
【００１４】
図１は、油圧ショベルの駆動装置をその制御装置とともに示す図である。また、図２は、本発明が適用される建設機械の一例としての油圧ショベルの外観を示す図である。なお、図１では待機状態（レバー操作が無い場合）を示している。
【００１５】
図１において、本発明が適用される油圧ショベルは、軸８ａに入力されるトルク及び回転数からなる駆動力を複数の軸９ａ〜９ｄに伝達するギアボックス９と、ギアボックス９を介してエンジンや電動モータ等の原動機８により駆動される両傾転可変容量型で２つの入出力ポートを有する油圧ポンプ１０ａ〜１０ｄと、図示しない動力伝達機構を介して原動機８により駆動される片傾転固定容量型のチャージポンプ２１と、制御信号（ポンプ指令）に基づいて油圧ポンプ１０ａ〜１０ｄの斜板角度を制御して吐出容量を制御するレギュレータ１１ａ〜１１ｄと、油圧ポンプ１０ａ〜１０ｄからの作動油により駆動されるブームシリンダ４、アームシリンダ５、バケットシリンダ６、旋回モータ７などの複数の油圧アクチュエータと、複数の油圧ポンプ１０ａ〜１０ｄと複数の油圧アクチュエータ４〜７とをそれぞれ接続する複数の管路（油路）上にそれぞれ設けられ、複数の油圧アクチュエータ４〜７に対して複数の油圧ポンプ１０ａ〜１０ｄから吐出される圧油の供給先を制御信号（バルブ指令）に基づいて切り換える複数の油圧バルブ群１２ａ〜１２ｄと、複数の油圧アクチュエータ４〜７を操作するための複数の操作レバー（操作装置）Ｌ１，Ｌ２と、オペレータにより操作される操作レバーＬ１，Ｌ２の操作量（レバー操作量）や図示しない圧力センサの検出結果などに基づいて油圧バルブ群１２ａ〜１２ｄ及びレギュレータ１１ａ〜１１ｄを制御するコントローラ２７と、図示しない走行モータとを備えており、これらは油圧ショベルの被駆動部材を駆動する油圧駆動装置を構成している。また、油圧ポンプ１０ａ〜１０ｄとレギュレータ１１ａ〜１１ｄは、オペレータにより操作される操作装置Ｌ１，Ｌ２の操作量に応じて圧油を吐出する複数のポンプ装置を構成している。なお、簡単のために油圧ポンプ１０ａ〜１０ｄの最大吐出流量はすべて等しいものとして説明する。
【００１６】
油圧バルブ群１２ａ〜１２ｄは、複数の油圧アクチュエータ４〜７と少なくとも一つ以上の油圧ポンプ１０ａ〜１０ｄとを油圧閉回路接続するためのものであり、コントローラ２７からの制御信号（バルブ指令）に基づいて、油圧ポンプ１０ａ〜１０ｄから吐出される圧油がそれぞれ複数の油圧アクチュエータのいずれか１つに供給されるように管路の接続状態を切り換える。
【００１７】
油圧バルブ群１２ａは、油圧ポンプ１０ａが複数の油圧アクチュエータ４〜７のいずれか１つと閉回路を構成するように接続を選択的に切り換えるものであり、複数の油圧バルブ１３ａ〜１６ａから構成されている。油圧バルブ１３ａ〜１６ａは、コントローラ２７からの制御信号に基づいて管路の遮断または連通を切り換える電磁切換弁であり、油圧バルブ１３ａ〜１６ａはそれぞれ油圧ポンプ１０ａと複数の油圧アクチュエータ４〜７との閉回路接続の遮断または連通を切り換える。すなわち、油圧バルブ１３ａは油圧ポンプ１０ａとブームシリンダ４、油圧バルブ１４ａは油圧ポンプ１０ａとアームシリンダ５、油圧バルブ１５ａは油圧ポンプ１０ａとバケットシリンダ６、油圧バルブ１６ａは油圧ポンプ１０ａと旋回モータ７の閉回路接続の遮断または連通を切り換える。例えば、油圧バルブ１３ａが開状態に制御されて他の油圧バルブ１４ａ〜１６ａが閉状態に制御された場合には、油圧ポンプ１０ａとブームシリンダ４が閉回路接続される。油圧バルブ１３ａ〜１６ａは、制御信号が入力されない待機状態では管路を遮断するノーマルクローズ型の電磁切換弁であり、コントローラ２７から開弁指令としての制御信号が入力された場合に管路を連通する。
【００１８】
他の油圧バルブ群１２ｂ〜１２ｄについても油圧バルブ群１２ａと同様である。すなわち、油圧バルブ群１２ｂ〜１２ｄは電磁切換弁である複数の油圧バルブ１３ｂ〜１６ｂ，１３ｃ〜１６ｃ，１３ｄ〜１６ｄから構成されており、コントローラ２７からの制御信号に基づいて、油圧ポンプ１０ｂ〜１０ｄのそれぞれと複数の油圧アクチュエータ４〜７との閉回路接続の遮断または連通を切り換える。
【００１９】
油圧アクチュエータ４〜７の油圧閉回路の油圧バルブ群１２ａ〜１２ｄより下流側には、チャージポンプ２１からチャージ管路２１ａに供給される圧油を油圧閉回路に補充するメイクアップ弁２３ａ〜２３ｈと、油圧閉回路の圧力が設定圧以上になるとチャージ管路２１ａに圧油を逃がすメインリリーフ弁２５ａ〜２５ｈと、油圧アクチュエータ４〜７の例えば油圧シリンダ４〜６であればヘッド室とロッド室の受圧面積差などによって生じる油圧閉回路の余剰油をチャージ管路２１ａに排出するフラッシング弁２４ａ〜２４ｄとが設けられている。メインリリーフ弁２５ａ〜２５ｈによって各油圧閉回路の最大圧力が決定されている。チャージポンプ２１から圧油が供給されるチャージ管路２１ａには、チャージ管路２１ａの圧力を設定圧に保持しつつ余剰の圧油を圧油タンク２２に逃がすチャージリリーフ弁２６が設けられており、チャージリリーフ弁２６によりチャージ管路２１ａの最大圧力が決定される。
【００２０】
図２に示すように、油圧ショベルは、垂直方向にそれぞれ回動するブーム１、アーム２、およびバケット３を連結して構成された多関節型のフロント装置１Ａと、上部旋回体１Ｂと、下部走行体１Ｃとで構成されている。フロント装置１Ａのブーム１の基端は上部旋回体１Ｂの前部に回動可能に支持されており、アーム２の一端はブーム１の基端とは異なる端部（先端）に回動可能に支持されており、アーム２の他端にはバケット３が回動可能に支持されている。ブーム１、アーム２、バケット３、上部旋回体１Ｂ、及び下部走行体Ｃはそれぞれブームシリンダ４、アームシリンダ５、バケットシリンダ６、旋回モータ７、及び図示しない左右の走行モータによりそれぞれ駆動される。
【００２１】
オペレータが搭乗する運転室１０１には、油圧アクチュエータ４〜７を操作するための操作信号を出力する操作レバー（操作装置）Ｌ１，Ｌ２が設けられている。図示はしないが操作レバーＬ１，Ｌ２は前後左右に傾倒可能であり、操作信号であるレバーの傾倒量、すなわちレバー操作量を電気的に検知する図示しない検出装置を含み、検出装置が検出したレバー操作量を制御装置であるコントローラ２７に電気配線を介して出力する。つまり、本実施の形態では、操作レバーＬ１，Ｌ２の前後方向または左右方向に、油圧アクチュエータ４〜７の操作がそれぞれ割り当てられている。
【００２２】
図３は、コントローラの制御機能を示す機能ブロック図である。また、図４は、コントローラの流量配分部の処理機能を示す機能ブロック図である。
【００２３】
図３において、コントローラ２７は、操作レバーＬ１，Ｌ２から入力されるレバー操作量に応じて複数の油圧アクチュエータ４〜７の要求流量（言い換えると要求速度）を演算する要求流量演算部３１と、要求流量に基づいて複数の油圧アクチュエータ４〜７に供給される圧油の流量（以降、配分流量と称する）を演算する流量配分部３２と、配分流量に応じて複数の油圧ポンプ１０ａ〜１０ｄのそれぞれの吐出流量を演算し、複数の油圧ポンプ１０ａ〜１０ｄへの制御信号（ポンプ指令）および油圧バルブ群１２ａ〜１２ｄへの制御信号（バルブ指令）として出力するポンプ割当演算部３３とを備えている。
【００２４】
図４において、流量配分部３２は、複数の油圧アクチュエータ４〜７のうち複合操作で駆動される少なくとも２つの油圧アクチュエータ（例えば、ブームシリンダ４及びアームシリンダ５）について、複数の油圧ポンプ１０ａ〜１０ｄから少なくとも２つの油圧アクチュエータに供給可能な圧油の流量である配分可能流量の範囲を演算するために配分可能領域５２を設定し、その配分可能領域５２内に、少なくとも２つの油圧アクチュエータに供給される圧油の配分流量を演算するための配分領域５３を設定する配分領域設定部４１と、少なくとも要求流量が配分可能領域５２の範囲外にある場合に、配分流量が配分領域５３に含まれ、かつ、前記少なくとも２つの油圧アクチュエータ間の配分流量の比率が要求流量の比率と等しくなるように配分流量を演算する比率配分部４２とを備えている。
【００２５】
図５Ａ〜図５Ｄは、要求流量演算部で用いられる操作レバーの操作量と要求流量との関係を示す図である。
【００２６】
図５Ａ〜図５Ｄはそれぞれ、ブームシリンダ４に対応する方向へのレバー操作量とブームシリンダ４の要求流量との関係を、図５Ｂはアームシリンダ５に対応する方向へのレバー操作量とアームシリンダ５の要求流量との関係を、図５Ｃはバケットシリンダ６に対応する方向へのレバー操作量とバケットシリンダ６の要求流量との関係を、図５Ｄは旋回モータ７に対応する方向へのレバー操作量と旋回モータの要求流量７との関係をそれぞれ示している。図５Ａ〜図５Ｄに示した操作レバーＬ１，Ｌ２の操作量（レバー操作量）と要求流量との関係３１ａ〜３１ｄは、予め要求流量演算部３１に記憶されており、操作レバーＬ１，Ｌ２から入力されるレバー操作量に応じて油圧アクチュエータ４〜７の要求流量を演算する際に用いられる。
【００２７】
図５Ａ〜図５Ｄでは、操作レバーＬ１，Ｌ２の操作量が０（％）の場合（すなわち、操作していない場合）には油圧アクチュエータ４〜７の要求流量は０であり、操作レバーＬ１，Ｌ２の操作量が０（％）から大きくなるのに伴って要求流量も大きくなり、操作レバーＬ１，Ｌ２の操作量が１００（％）になると要求流量は４になる。ここで、要求流量が４であるとは、流量最大吐出の油圧ポンプ１０ａ〜１０ｄの４つ分の流量を要求することを表す。
【００２８】
配分可能領域は、理論上アクチュエータに供給可能な圧油の流量の範囲を演算するために設定するものであり、実際にアクチュエータに供給される配分流量の範囲を演算するための配分領域は、その配分可能領域に含まれるように設定する。配分領域設定部４１に設定される配分領域は、複数の油圧アクチュエータ４〜７に供給される圧油の配分流量を演算するためのものであり、各油圧アクチュエータ４〜７の配分流量を各座標軸（例えば、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸、ｗ軸）に設定した座標系において、複数の油圧アクチュエータ４〜７の配分流量により決まる点を配分流量＝（ｘ，ｙ，ｚ，ｗ）とした場合に、比率配分部４２での演算において配分流量＝（ｘ，ｙ，ｚ，ｗ）がとる値の範囲を設定するものである。つまり、比率配分部４２での演算において配分流量＝（ｘ，ｙ，ｚ，ｗ）は配分領域の範囲に制限される。なお、配分領域は配分可能領域の範囲内となるように設定するものであり、必要に応じて配分可能領域の任意の範囲を予め設定しておくことができる。本実施の形態では、配分領域設定部４１に配分可能領域と同じ範囲の配分領域を設定した場合を例示している。なお、配分領域設定部４１に設定する配分領域としては他にも種々の範囲が考えられるが、例えば、複数の油圧アクチュエータに設定された配分流量の和の配分領域の範囲内における最大値が複数の油圧アクチュエータ間の要求流量の比率によらず一定となるように配分領域を設定したり、ブームシリンダ４に係るレバー操作量（要求流量）が微操作を示す値から増加するのに伴って、アームシリンダ５の速度が落ちやすくなる（言い換えると、配分流量の減少率が増加する）ように配分領域を設定したりすることができる。配分可能領域は、複数の油圧ポンプ１０ａ〜１０ｂから複数の油圧アクチュエータ４〜７に供給可能な圧油の流量である配分可能流量に基づいて規定される配分流量の領域である。つまり、配分可能領域は、複数の油圧ポンプ１０ａ〜１０ｂと複数の油圧アクチュエータ４〜７が油圧バルブ群１２ａ〜１２ｄによって閉回路接続され得る組み合わせと、複数の油圧ポンプ１０ａ〜１０ｂの吐出可能な流量（最少吐出流量〜最大吐出流量）とを考慮した場合に、複数の油圧アクチュエータ４〜７に供給可能な配分流量＝（ｘ，ｙ，ｚ，ｗ）の範囲を表している。
【００２９】
ポンプ割当演算部３３における油圧ポンプ１０ａ〜１０ｄの吐出流量の演算は、同時に、油圧アクチュエータ４〜７に圧油を供給する油圧ポンプ１０ａ〜１０ｄの割り当てであるポンプ割当を含んでいる。
【００３０】
図６は、ポンプ割当演算部で用いられる優先接続テーブルの一例を示す図である。
【００３１】
図６において、優先接続テーブル３３ａは、油圧アクチュエータ４〜７に対する油圧ポンプ１０ａ〜１０ｄの接続の優先順位を定めたものであり、流量配分部３２で演算された油圧アクチュエータ４〜７の配分流量をどの油圧ポンプ１０ａ〜１０ｄから供給するかを定めるための基準である。優先接続テーブル３３ａは、油圧アクチュエータ側から見た油圧ポンプの優先順位を示すものであるとともに、油圧ポンプ側から見た油圧アクチュエータの優先順位を示すものでもある。例えば、油圧アクチュエータ側から見ると、ブームシリンダ４から見た油圧ポンプ１０ａの優先順位は１位であり、油圧ポンプ１０ｄの優先順位は４位である。また、油圧ポンプ側から見ると、例えば、油圧ポンプ１０ａから見たブームシリンダ４の優先順位は１位であり、旋回モータ７の優先順位は４位である。
【００３２】
ポンプ割当演算部３３は、流量配分部３２で演算された配分流量と優先接続テーブルとに基づいて、油圧ポンプ１０ａ〜１０ｄのポンプ割当および吐出流量を演算し、油圧ポンプ１０ａ〜１０ｄのそれぞれの吐出流量を制御信号（ポンプ指令）として出力するとともに、ポンプ割当に応じた油圧アクチュエータ４〜７と油圧ポンプ１０ａ〜１０ｄの閉回路接続の接続設定を油圧バルブ群１２ａ〜１２ｄへの制御信号（バルブ指令）として出力する。
【００３３】
図７及び図８は、流量配分部及びポンプ割当演算部による一連の処理を示すフローチャートである。また、図９及び図１０は、要求流量と配分流量の関係を概念的に説明する図であり、一例としてアームシリンダとブームシリンダの複合動作を考える場合を示す図である。なお、図９は要求流量が配分領域の範囲内（境界を含む）の値をとる場合を示しており、図１０は要求流量が配分領域の範囲外の値をとる場合を示している。
【００３４】
図９及び図１０では、座標系の各軸に油圧アクチュエータごとの要求流量および配分流量を示しており、縦軸にアームシリンダ５の要求流量および配分流量を、横軸にブームシリンダ４の要求流量および配分流量をそれぞれ示している。また、要求流量及び配分流量の値は、流量最大吐出の油圧ポンプのいくつ分の流量であるかということを表している。例えば、要求流量（又は配分流量）の値が１．５である場合は、要求流量（又は配分流量）として流量最大吐出の油圧ポンプの１．５台分の流量を表している。また、図９及び図１０には、各油圧シリンダの要求流量がとりうる値の範囲である要求可能領域５１と、配分可能領域５２（ハッチングの領域）と、配分領域５３（太線で囲んだ領域）とを示している。ここでは、前述のように、配分領域５３を配分可能領域５２と同じ範囲に設定した場合を示している。なお、図９および図１０はアームシリンダとブームシリンダの複合動作を考えるために図示しないが、油圧アクチュエータ４〜７の単独操作を考慮すると縦軸上および横軸上の値３〜４の範囲も該当する油圧アクチュエータに圧油が供給される領域となる。
【００３５】
図７において、流量配分部３２はまず、アームシリンダとブームシリンダの複合動作による要求流量Ｆｉｎが配分領域５３の範囲内（境界を含む）にあるかどうかを判定する（ステップＳ１００）。ステップＳ１００での判定結果がＹＥＳの場合は、配分流量Ｆｏｕｔの演算結果として要求流量Ｆｉｎを用い（ステップＳ１０１）、処理を終了する。また、ステップＳ１００での判定結果がＮＯの場合、すなわち、要求流量Ｆｉｎが配分領域５３の範囲外に有る場合には、座標系の原点と要求流量Ｆｉｎを通る直線Ｌを演算し（ステップＳ１１０）、直線Ｌと配分領域５３の境界との交点を配分流量Ｆｏｕｔの演算結果として用い（ステップＳ１２０）、処理を終了する。
【００３６】
図８において、ポンプ割当演算部３３は、まず、残り配分流量に流量配分部３２で演算された配分流量を設定する（ステップＳ１３０）。続いて、残り配分流量を油圧アクチュエータ側から見た優先順位に従って油圧ポンプの仮割り当てを行い（ステップＳ１４０）、その後、油圧ポンプ側から見た優先順位に従って油圧ポンプの割り当ての調整を行い、割り当ての重複する油圧ポンプは油圧ポンプ側から見た優先順位の高い油圧アクチュエータ側に割り当てられる（ステップＳ１５０）。続いて、残り配分流量から割当流量（油圧ポンプの割り当てが終了した分の配分流量）を除いたものを新たに残り配分流量として更新する（ステップＳ１６０）。ここで、残り配分流量が全てゼロかどうかを判定し（ステップＳ１７０）、判定結果がＹＥＳの場合には、処理を終了する。また、ステップＳ１７０での判定結果がＮＯの場合には、残りポンプ（割り当ての確定していない油圧ポンプ）が有るかどうかを判定し（ステップＳ１８０）、判定結果がＮＯの場合にはステップＳ１４０の処理に戻り、判定結果がＹＥＳの場合には処理を終了する。
【００３７】
ここで、要求流量演算部３１、流量配分部３２、及びポンプ割当演算部３３による処理の内容をさらに具体的に説明する。
【００３８】
例えば、要求流量演算部３１では、ブームのレバー操作量が４０％、アームのレバー操作量が３０％である操作が行われたとすると、ブームシリンダの要求流量は４×０．４＝１．６（図５Ａ参照）となり、アームシリンダの要求流量は４×０．３＝１．２（図５Ｂ参照）と演算される。以降、このような複合動作における要求流量を、要求流量Ｆｉｎ＝（１．６，１．２）のように表記する。流量配分部３２では、この要求流量Ｆｉｎ＝（１．６，１．２）は、配分領域５３の範囲内（境界を含む）にあるので（図９参照）、要求流量Ｆｉｎをそのまま配分流量Ｆｏｕｔとして出力する。ポンプ割当演算部３３では、まず、配分流量Ｆｉｎ＝（１．６，１．２）に対して優先接続テーブル３３ａ（図６参照）を用い、油圧アクチュエータ側からみた優先順位に従って仮割り当てする。ブームシリンダの配分流量は１．６であるので油圧ポンプが２個要求され、油圧ポンプ１０ａと油圧ポンプ１０ｂ（ブームシリンダ４について油圧アクチュエータ側からみた優先順位１位と２位）が仮割り当てされる。また、アームシリンダの配分流量は１．２であるので油圧ポンプが２個要求され、油圧ポンプ１０ｄと油圧ポンプ１０ａ（アームシリンダ５について油圧アクチュエータ側からみた優先順位１位と２位）が仮割り当てされる。続いて、油圧ポンプ側から見た優先順位に基づく割り当ての調整が行われ、割当流量＝（１．６，１）となり、残り配分流量＝（１．６，１．２）−（１．６，１）＝（０，０．２）に更新される。残り配分流量は全てゼロではないので、残りポンプとして油圧ポンプ１０ｃがアームシリンダの残り配分流量に仮割り当てされ、仮割り当てされた油圧ポンプの重複がないため、油圧ポンプ側から見た優先順位に基づく割り当ての調整は不要となり、割り当てが確定される。演算結果は、油圧ポンプ１０ａ〜１０ｄへの制御信号（ポンプ指令）および油圧バルブ群１２ａ〜１２ｄへの制御信号（バルブ指令）として出力される。
【００３９】
また、要求流量演算部３１では、ある時刻ｔ１でのブームのレバー操作量が３５％、アームのレバー操作量が８５％である操作が行われたとすると、ブームシリンダの要求流量は４×０．３５＝１．４（図５Ａ参照）となり、アームシリンダの要求流量は４×０．８５＝３．４（図５Ｂ参照）と演算され、要求流量Ｆｉｎ（ｔ１）＝（１．４，３．４）となる。流量配分部３２では、この要求流量Ｆｉｎ（ｔ１）＝（１．４，３．４）は、配分領域５３の範囲外にあるので（図１０参照）、座標系の原点と要求流量Ｆｉｎ（ｔ１）＝（１．４，３．４）を通る直線Ｌ（ｔ１）を演算する。例えば、アームシリンダの要求流量をｙ軸、ブームシリンダの要求流量をｘ軸として考えると、直線Ｌ（ｔ１）は、ｙ＝（３．４／１．４）ｘで表される。ここで、直線Ｌ（ｔ１）と配分領域５３の境界との交点、すなわち演算結果は配分流量Ｆｏｕｔ（ｔ１）＝（１，１７／７）となる（図１０参照）。ポンプ割当演算部３３では、まず、配分流量Ｆｉｎ（ｔ１）＝（１，１７／７）に対して優先接続テーブル３３ａ（図６参照）を用い、油圧アクチュエータ側からみた優先順位に従って仮割り当てする。ブームシリンダの配分流量は（１）であるので油圧ポンプが１個要求され、油圧ポンプ１０ａ（ブームシリンダ４について油圧アクチュエータ側からみた優先順位１位）が仮割り当てされる。また、アームシリンダの配分流量は（１７／７）であるので油圧ポンプが３個要求され、油圧ポンプ１０ｄと油圧ポンプ１０ａと油圧ポンプ１０ｂ（アームシリンダ５について油圧アクチュエータ側からみた優先順位１位と２位と３位）が仮割り当てされる。続いて、油圧ポンプ側から見た優先順位に基づく割り当ての調整が行われ、割当流量＝（１，２）となり、残り配分流量＝（１，１７／７）−（１，２）＝（０，３／７）に更新される。残り配分流量は全てゼロではないので、残りポンプとして油圧ポンプ１０ｃがアームシリンダの残り配分流量に仮割り当てされ、仮割り当てされた油圧ポンプの重複がないため、油圧ポンプ側から見た優先順位に基づく割り当ての調整は不要となり、割り当てが確定される。演算結果は、油圧ポンプ１０ａ〜１０ｄへの制御信号（ポンプ指令）および油圧バルブ群１２ａ〜１２ｄへの制御信号（バルブ指令）として出力される。
【００４０】
また、要求流量演算部３１では、ある時刻ｔ２でのブームのレバー操作量が８５％、アームのレバー操作量が３２．５％である操作が行われたとすると、ブームシリンダの要求流量は４×０．８５＝３．４（図５Ａ参照）となり、アームシリンダの要求流量は４×０．３２５＝１．３（図５Ｂ参照）と演算され、要求流量Ｆｉｎ（ｔ２）＝（３．４，１．３）となる。流量配分部３２では、この要求流量Ｆｉｎ（ｔ２）＝（３．４，１．３）は、配分領域５３の範囲外にあるので（図１０参照）、座標系の原点と要求流量Ｆｉｎ（ｔ２）＝（３．４，１．３）を通る直線Ｌ（ｔ２）を演算する。例えば、アームシリンダの要求流量をｙ軸、ブームシリンダの要求流量をｘ軸として考えると、直線Ｌ（ｔ２）は、ｙ＝（１．３／３．４）ｘで表される。ここで、直線Ｌ（ｔ２）と配分領域５３の境界との交点、すなわち演算結果は配分流量Ｆｏｕｔ（ｔ２）＝（３４／１３，１）となる（図１０参照）。ポンプ割当演算部３３では、まず、配分流量Ｆｉｎ（ｔ２）＝（３４／１３，１）に対して優先接続テーブル３３ａ（図６参照）を用い、油圧アクチュエータ側からみた優先順位に従って仮割り当てする。ブームシリンダの配分流量は（３４／１３）であるので油圧ポンプが３個要求され、油圧ポンプ１０ａと油圧ポンプ１０ｂと油圧ポンプ１０ｃ（ブームシリンダ４について油圧アクチュエータ側からみた優先順位１位と２位と３位）が仮割り当てされる。また、アームシリンダの配分流量は（１）であるので油圧ポンプが１個要求され、油圧ポンプ１０ｄ（アームシリンダ５について油圧アクチュエータ側からみた優先順位１位）が仮割り当てされる。仮割り当てされた油圧ポンプの重複がないため、油圧ポンプ側から見た優先順位に基づく割り当ての調整は不要となり、割り当てが確定される。演算結果は、油圧ポンプ１０ａ〜１０ｄへの制御信号（ポンプ指令）および油圧バルブ群１２ａ〜１２ｄへの制御信号（バルブ指令）として出力される。演算結果は、油圧ポンプ１０ａ〜１０ｄへの制御信号（ポンプ指令）および油圧バルブ群１２ａ〜１２ｄへの制御信号（バルブ指令）として出力される。
【００４１】
なお、図９及び図１０においては、アームシリンダとブームシリンダの複合動作を例示して要求流量と配分流量の関係を概念的に説明したが、３つの油圧アクチュエータの複合動作についても同様に考えることができる。例えば、図１１は、アームシリンダ、ブームシリンダ、及びバケットシリンダの複合動作を考える場合について要求流量と配分流量の関係を概念的に示す図である。すなわち、図１１に示すような複合動作においても、図７で説明した場合と同様に、要求流量Ｆｉｎが配分領域５３の範囲内（境界を含む）にある場合には配分流量Ｆｏｕｔの演算結果として要求流量Ｆｉｎを用い（図７のステップＳ１００，Ｓ１０１参照）、要求流量Ｆｉｎが配分領域５３の範囲外に有る場合には、座標系の原点と要求流量Ｆｉｎを通る直線Ｌと配分領域５３の境界との交点を配分流量Ｆｏｕｔの演算結果として用いる。また、同様に、要求流量と配分流量の関係は４つの油圧アクチュエータの複合動作についても考えることができる。
【００４２】
ここで、流量配分部３２による一連の処理を油圧アクチュエータ及び油圧ポンプの数が４つ以上の場合について一般化した具体的を用いて説明する。なお、本実施の形態では、複合動作に係る油圧アクチュエータに圧油を供給可能な油圧ポンプの数が複合動作に係る油圧アクチュエータの数と同数である場合を例示する。
【００４３】
図１２は、流量配分部による処理を示すフローチャートである。
【００４４】
図１２では、油圧ポンプの台数がＮ＿ｐｕｍｐ、油圧アクチュエータの複合動作数がＮ＿ｃｏｍｂｉである場合に一般化し、かつ、配分領域を配分可能領域と同じに設定した場合の処理について示している。油圧アクチュエータの複合動作数とは、適用対象の駆動装置において同時に動作させることが出来る油圧アクチュエータの数である。すなわち、本実施の形態の図１で示した油圧ショベルの駆動装置の場合は、Ｎ＿ｐｕｍｐ＝４およびＮ＿ｃｏｍｂｉ＝４の場合である。なお、一般化した場合の処理では、要求流量演算部３１に入力されるレバー操作量の種類数、及び要求流量演算部３１で用いられるレバー操作量と要求流量との関係の数は油圧アクチュエータの数と同じであって図５Ａ〜図５Ｄに倣って適宜設定され、要求流量演算部３１で演算されて流量配分部３２に出力される要求流量の数は複合動作数と同じとなる。
【００４５】
図１２において、流量配分部３２はまず、油圧アクチュエータの配分流量及び要求流量を各座標軸に設定した座標系（以降、流量座標系と称する）の各座標軸の設定、演算に用いる直線Ｌの設定、各変数の初期値の設定などを行う（ステップＳ２００）。ステップＳＳ００では、流量座標系において、複合動作される各アクチュエータ毎の要求／配分流量に対応する各座標軸を規定する変数（軸（１），軸（２），軸（３），・・・）に（ｘ，ｙ，ｚ，・・・）を設定し、直線Ｌとして、要求流量演算部３１で演算された要求流量と原点を通る直線を設定する。また、変数Ｎ＿ｐｕｍｐに制御対象となる油圧ポンプ台数、変数Ｎ＿ｃｏｍｂｉに複合動作数を設定する。また、演算における暫定的なポンプの出力値を表す変数Ｐｔｅｍｐに、まず０（ゼロ）を設定する。次に、整数の変数ｉ＝１を設定し（ステップＳ２１０）、整数の変数ｊ＝１を設定する（ステップＳ２２０）。続いて、軸（ｉ）＝ｊと直線Ｌとの交点Ｐｉｊを演算し（ステップＳ２２１）、｜Ｐｉｊ｜＞｜Ｐｔｅｍｐ｜であるかどうかを判定する。すなわち、Ｐｉｊにおけるポンプの総吐出量が、前回の演算における総吐出量よりも大きいか否か判定する。そして、Ｐｉｊは配分領域の範囲内（境界を含む）かどうかを判定する（ステップＳ２２２，Ｓ２２３）。換言すると、軸（ｉ）に対応するアクチュエータに対し、ポンプをｊ個使用したと仮定した場合に、要求流量の比率と同じ比率で他のアクチュエータに他のポンプを使用したとしても、使用するポンプの総数が、使用可能なポンプの総数を上回らないか判定する。ステップＳ２２２，Ｓ２２３での判定結果がともにＹＥＳである場合は、ＰｔｅｍｐにＰｉｊを設定し（ステップＳ２２４）、続いて変数ｊ＝ｊ＋１を設定する（ステップＳ２２５）。また、ステップＳ２２２，Ｓ２２３の判定結果の何れか一方でもＮＯである場合は、変数ｊ＝ｊ＋１を設定する（ステップＳ２２５）。続いて、ｊ＞Ｎ＿ｐｕｍｐ−（Ｎ＿ｃｏｍｂｉ−１）であるかどうかを判定する（ステップＳ２２６）。ステップＳ２２０〜Ｓ２２６はループ処理を構成しており、ステップＳ２２６の条件を満たさない場合（判定結果がＮＯである場合）には、ステップＳ２２６の条件を満たすまで（判定結果がＹＥＳになるまで）ステップＳ２２１〜Ｓ２２５の処理を繰り返す。
【００４６】
ステップＳ２２６の条件を満たしてループ処理を抜けた場合（判定結果がＹＥＳの場合）には、変数ｉ＝ｉ＋１を設定し（ステップＳ２３０）、ｊ＞Ｎ＿ｃｏｍｂｉであるかどうかを判定する（ステップＳ２３１）。ステップＳ２２０〜Ｓ２３１は、ステップＳ２２０〜Ｓ２２６のループ処理を入れ子的に内包するループ処理を構成しており、ステップＳ２３１の条件を満たさない場合（判定結果がＮＯである場合）には、ステップＳ２３１の条件を満たすまで（判定結果がＹＥＳになるまで）ステップＳ２２０〜Ｓ２３０の処理を繰り返す。すなわち、複合動作に使用される各アクチュエータに割り当てられた各ポンプの吐出量の合計が最も多く、尚且つ要求流量と比率が同じで、配分可能領域内に含まれる各ポンプの吐出量を算出する。
【００４７】
ステップＳ２３１の条件を満たしてループ処理を抜けた場合（判定結果がＹＥＳの場合）には、出力ＰｏｕｔにＰｔｅｍｐを設定し（ステップＳ２４０）、処理を終了する。出力Ｐｏｕｔは配分流量Ｆｏｕｔとして流量配分部３２から出力される。
【００４８】
以上のように構成した本実施の形態の効果を従来技術と比較しつつ説明する。
【００４９】
図２０は、従来技術の一例として示す流量配分処理及びポンプ割当処理のフローチャートである。また、図２１は、従来技術における要求流量と配分流量の関係を概念的に説明する図であり、一例としてアームシリンダとブームシリンダの複合動作を考える場合を示す図である。なお、従来技術においても、要求流量が配分領域の範囲内（境界を含む）にある場合には要求流量＝配分流量となる。したがって、図２０は、要求流量が配分領域の範囲外にある場合を示すものである。また、従来技術においても、本実施の形態における図６に示す優先接続テーブル３３ａを用いるものとする。
【００５０】
図２０において、従来技術では、まず、残り要求流量に要求流量を設定する（ステップＳ３００）。続いて、残り要求流量を油圧アクチュエータ側から見た優先順位に従って油圧ポンプの仮割り当てを行い（ステップＳ３１０）、その後、油圧ポンプ側から見た優先順位に従って油圧ポンプの割り当ての調整を行い、割り当ての重複する油圧ポンプは油圧ポンプ側から見た優先順位の高い油圧アクチュエータ側に割り当てられる（ステップＳ３２０）。続いて、残り要求流量から割当流量（油圧ポンプの割り当てが終了した分の要求流量）を除いたものを新たに残り要求流量として更新する（ステップＳ３３０）。ここで、残り要求流量が全てゼロかどうかを判定し（ステップＳ３４０）、判定結果がＹＥＳの場合には、処理を終了する。また、ステップＳ３４０での判定結果がＮＯの場合には、残りポンプ（割り当ての確定していない油圧ポンプ）が有るかどうかを判定し（ステップＳ３５０）、判定結果がＮＯの場合にはステップＳ３１０の処理に戻り、判定結果がＹＥＳの場合には処理を終了する。
【００５１】
ここで、従来技術における処理の内容を具体的に説明すると、例えば、時刻ｔ１において要求流量Ｆｉｎ（ｔ１）＝（１．４，３．４）であるとすると、配分流量Ｆｏｕｔ（ｔ１）＝（１．４，２．０）と演算される。また、時刻ｔ２において要求流量Ｆｉｎ（ｔ２）＝（３．４，１．３）であるとすると、配分流量Ｆｏｕｔ（ｔ２）＝（３．０，１．０）と演算される。図２１において、点（４，０）、（３，０）、（３，１）、（１，２）、（２，２）、（２，４）で囲まれる領域をＤ１、点（２，４）、（２，２）、（４，２）、（４，４）で囲まれる領域をＤ２、点（２，２）、（２，１）、（３，１）、（３，０）、（４，０）、（４，４）で囲まれる領域をＤ３とすると、要求流量がＦｉｎ（ｔ１）からＦｉｎ（ｔ２）に変化する際、要求流量は領域Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３の順に通過する。
【００５２】
ここで、図２１に示すように、要求流量が領域Ｄ１にあるときには、ブームシリンダの配分流量は変化するが、アームシリンダの配分流量は２のままで変化しない。また、要求流量が領域Ｄ２にあるときには、ブームシリンダおよびアームシリンダの配分流量はいずれも２のままで変化しない。そして、要求流量がＤ３にあるときには、ブームシリンダの配分流量が３のまま、アームシリンダの配分流量が１のままで変化しない場合がある。
【００５３】
このように、従来技術においては、複数の油圧アクチュエータを同時に操作する場合、操作状況によっては各油圧アクチュエータに必要流量を供給可能な数の油圧ポンプが接続されるとは限らない。このため、ある油圧アクチュエータに接続された油圧ポンプに予め設定された最大の吐出量よりも必要流量が上回った状態で操作装置を操作しても、その油圧アクチュエータへの供給流量が必要流量に追従して変化しない。
【００５４】
また、時刻ｔ１における要求流量を見てみると、要求流量Ｆｉｎ（ｔ１）＝（１．４，３．４）であるのでブームシリンダとアームシリンダにおける要求流量の比率は１．４／３．４≒０．４である。一方で、時刻ｔ１における配分流量を見てみると、配分流量Ｆｏｕｔ（ｔ１）＝（１．４，２．０）であるのでブームシリンダとアームシリンダにおける要求流量の比率は１．４／２．０＝０．７である。このように、油圧アクチュエータ間の要求流量の比と配分流量の比が大きく異なり、オペレータによる操作性を著しく損なうものである。
【００５５】
このように、従来技術においては、各油圧アクチュエータの動作速度やその変化がオペレータの意図と必ずしも一致せず、オペレータによる操作性が低下してしまうという問題があった。
【００５６】
これに対して本実施の形態においては、操作レバーＬ１，Ｌ２の操作量に応じて複数の油圧アクチュエータ４〜７の要求流量Ｆｉｎを演算する要求流量演算部３１と、複数の油圧ポンプ１０ａ〜１０ｄから複数の油圧アクチュエータ４〜７に供給可能な圧油の流量である配分可能流量に基づいて規定される配分可能領域５２を設定した場合に、複数の油圧アクチュエータ４〜７の要求流量が配分可能領域５２の範囲外にある場合においても、複数の油圧アクチュエータ４〜７間の配分流量Ｆｏｕｔの比率が要求流量Ｆｉｎの比率と等しくなるように配分流量Ｆｏｕｔを演算する流量配分部３２と、配分流量Ｆｏｕｔに応じて複数の油圧ポンプ１０ａ〜１０ｄのそれぞれの吐出流量を演算するポンプ割当演算部３３とを備えて構成したので、各油圧アクチュエータに対する配分流量を適切に制御することができ、オペレータによる操作性を向上することができる。
【００５７】
すなわち、複数の油圧アクチュエータの配分流量の比率が要求流量の比率と等しくなるように配分流量を演算するので、油圧アクチュエータ間の速度バランスを損なうことなく操作することができ、オペレータによる操作性を向上することができる。
【００５８】
＜第２の実施の形態＞
本発明の第２の実施の形態を図１３〜図１６を参照しつつ説明する。図中、第１の実施の形態と同様の部材には同じ符号を付し、説明を省略する。
【００５９】
本実施の形態は、比率配分部で演算された配分流量にスケーリング処理を施す場合を示すものである。
【００６０】
図１３は、本実施の形態における流量配分部の処理機能を示す機能ブロック図であり、図１４はスケーリング部によるスケーリング処理を示すフローチャートである。また、図１５及び図１６は、要求流量と配分流量の関係を概念的に説明する図であり、一例としてアームシリンダとブームシリンダの複合動作を考える場合を示す図である。なお、図１５は要求流量が配分領域の範囲外の値をとる場合のスケーリング処理の様子を、図１６は要求流量及び配分流量が変化する場合のスケーリング処理の様子をそれぞれ示している。
【００６１】
図１３において、流量配分部３２Ａは、複数の油圧アクチュエータ４〜７のうち複合操作で駆動される少なくとも２つの油圧アクチュエータ（例えば、ブームシリンダ４及びアームシリンダ５）について、複数の油圧ポンプ１０ａ〜１０ｄから少なくとも２つの油圧アクチュエータに供給可能な圧油の流量である配分可能流量の範囲を演算するために配分可能領域５２を設定し、その配分可能領域５２内に、少なくとも２つの油圧アクチュエータに供給される圧油の配分流量を演算するための配分領域５３を設定する配分領域設定部４１と、少なくとも要求流量が配分可能領域５２の範囲外にある場合に、配分流量が配分領域５３に含まれ、かつ、前記少なくとも２つの油圧アクチュエータ間の配分流量の比率が要求流量の比率と等しくなるように配分流量を演算する比率配分部４２と、要求流量の増加または減少に伴って配分流量が増加または減少するように要求流量と配分流量の比率を設定し、この比率に基づいて比率配分部４２で演算された配分流量の縮小（スケーリング処理）を行うスケーリング部４３とを備えている。
【００６２】
図１４において、スケーリング部４３は、まず、流量座標系の原点と要求流量Ｆｉｎとを通る直線Ｌと要求可能領域５１の境界との交点Ｆｍａｘを演算する（ステップＳ４００）。続いて、要求流量Ｆｉｎの大きさとＦｍａｘの大きさの比率であるスケーリング係数ｒ＝｜Ｆｉｎ｜／｜Ｆｍａｘ｜を演算する（ステップＳ４１０）。そして、比率配分部４２で演算された配分流量Ｆｏｕｔとスケーリング係数ｒを乗じたものを新たな配分流量Ｆｏｕｔ＿ｓ（スケーリング処理後の配分流量）として演算する（ステップＳ４２０）。
【００６３】
ここで、スケーリング部４３によるスケーリング処理の内容を具体的に説明する。
【００６４】
例えば、図１５及び図１６に示すように、時刻ｔ１において要求流量Ｆｉｎ（ｔ１）＝（１．４，３．４）であるとした場合、流量座標系の原点と要求流量Ｆｉｎ（ｔ１）＝（１．４，３．４）を通る直線Ｌ（ｔ１）を演算する。ブームシリンダの要求流量をｘ、アームシリンダの要求流量をｙとすると、直線Ｌ（ｔ１）は、ｙ＝（３．４／１．４）ｘで表される。続いて、直線Ｌ（ｔ１）と要求可能領域５１の境界との交点Ｆｍａｘ（ｔ１）＝（２８／１７，４）を用い、スケーリング係数ｒ（ｔ１）＝｜Ｆｉｎ（ｔ１）｜／｜Ｆｍａｘ（ｔ１）｜＝１７／２０を演算する。そして、比率配分部４２で演算した配分流量Ｆｏｕｔ（ｔ１）とスケーリング係数ｒ（ｔ１）とを用いて、Ｆｏｕｔ＿ｓ（ｔ１）＝（１７／２０，２８９／４０）を演算する。
【００６５】
その他の構成は第１の実施の形態と同様である。
【００６６】
以上のように構成した本実施の形態においても第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００６７】
また、本実施の形態のようなスケーリング処理を行うことで、要求流量Ｆｉｎの増加および減少に伴って、スケーリング処理後の配分流量Ｆｏｕｔ＿ｓも必ず増加および減少することができるようになる。また、図１６に示すように、要求流量がＦｉｎ（ｔ１）からＦｉｎ（ｔ２）に変化するのに伴って、配分流量もＦｏｕｔ＿ｓ（ｔ１）からＦｏｕｔ＿ｓ（ｔ２）に変化するので、要求流量の変化に対して配分流量が変化しない不感帯がなくなり、操作性を大幅に向上させることができる。
【００６８】
＜第２の実施の形態の変形例＞
本発明の第２の実施の形態の変形例を図１７及び図１８を参照しつつ説明する。図中、第１及び第２の実施の形態と同様の部材には同じ符号を付し、説明を省略する。
【００６９】
本変形例は、第２の実施の形態において配分可能領域と同じ範囲に設定した配分領域に代えて、複数の油圧アクチュエータに設定された配分流量の和の配分領域の範囲内における最大値が複数の油圧アクチュエータ間の要求流量の比率によらず一定となるような配分領域を配分領域設定部に設定し、さらに、スケーリング処理を行うように構成したものである。ここでは、流量配分部による一連の処理を油圧アクチュエータ及び油圧ポンプの数が４つ以上の場合について一般化した具体的を用いて説明する。なお、本変形例で設定される配分領域においても配分可能領域の範囲内となるように設定される。
【００７０】
図１７は、流量配分部による処理を示すフローチャートである。また、図１８は、要求流量と配分流量の関係を概念的に説明する図であり、一例としてアームシリンダとブームシリンダの複合動作を考える場合を示す図である。なお、本変形例においても、要求流量が配分領域の範囲内（境界を含む）にある場合には要求流量＝配分流量となる。したがって、図１８は、要求流量が配分領域の範囲外にある場合を示すものである。
【００７１】
図１７では、油圧ポンプの台数がＮ＿ｐｕｍｐ、油圧アクチュエータの複合動作数がＮ＿ｃｏｍｂｉである場合に一般化した場合の処理について示している。油圧アクチュエータの複合動作数とは、適用対象の駆動装置において同時に動作させることが出来る油圧アクチュエータの数である。すなわち、本変形例の場合は、Ｎ＿ｐｕｍｐ＝４およびＮ＿ｃｏｍｂｉ＝４の場合である。
【００７２】
図１７において、本変形例における比率配分部４２（図１３参照）はまず、流量座標系の原点と要求流量演算部３１（図４参照）で演算された要求流量Ｆｉｎとを通る直線Ｌを設定するとともに、変数Ｎ＿ｐｕｍｐに制御対象となる油圧ポンプ台数、変数Ｎ＿ｃｏｍｂｉに複合動作数を設定する（ステップＳ５００）。続いて、配分領域設定部４１（図１３参照）に設定された本変形例の配分領域５４（図１８参照）の境界に相当する関数：軸（ｉ）＋軸（ｊ）＋・・・＋軸（Ｎ＿ｃｏｍｂｉ）＝Ｎｐｕｍｐ−（Ｎｃｏｍｂｉ−１）と直線Ｌとの交点Ｐｏｕｔを演算し（ステップＳ５１０）、処理を終了する。
【００７３】
以上の処理により、本変形例で設定した配分領域５４において、油圧ポンプの台数がＮ＿ｐｕｍｐ、油圧アクチュエータの複合動作数がＮ＿ｃｏｍｂｉである場合に一般化した配分流量Ｆｏｕｔ（出力Ｐｏｕｔ）の演算結果を得ることができる。そして、得られた配分流量Ｆｏｕｔに対してスケーリング部４３でスケーリング処理を行い、スケーリング処理後の配分流量Ｆｏｕｔ＿ｓとしてポンプ割当演算部３３に出力する。
【００７４】
ここで、本変形例における比率配分部４２及びスケーリング部４３での処理の内容を具体的に説明する。
【００７５】
例えば、図１８に示すように、点（０，０）、（３，０）、（０，３）を結ぶ直線で囲まれた三角形の領域を配分領域５４に設定し、要求流量がＦｉｎ（ｔ１）＝（１，４）からＦｉｎ（ｔ２）＝（３，４）まで変化した場合を考える。時刻ｔ１において、流量座標系の原点と要求流量Ｆｉｎ（ｔ１）＝（１，４）とを通る直線Ｌ（ｔ１）を演算する。ブームシリンダの要求流量をｘ、アームシリンダの要求流量をｙとすると、直線Ｌ（ｔ１）は、ｙ＝４ｘで表される。ここで、直線Ｌ（ｔ１）と配分領域５４の境界との交点はＦｏｕｔ（ｔ１）＝（３／５，１２／５）となる。続いて、直線Ｌ（ｔ１）と要求可能領域５１の境界との交点Ｆｍａｘ（ｔ１）＝Ｆｉｎ（ｔ１）＝（１，４）を用い、スケーリング係数ｒ（ｔ１）＝｜Ｆｉｎ（ｔ１）｜／｜Ｆｍａｘ（ｔ１）｜＝１を演算する。そして、比率配分部４２で演算した配分流量Ｆｏｕｔ（ｔ１）とスケーリング係数ｒ（ｔ１）とを用いて、Ｆｏｕｔ＿ｓ（ｔ１）＝（３／５，１２／５）を演算する。
【００７６】
また、時刻ｔ２においては、配分流量Ｆｏｕｔ（ｔ２）＝（９／７，１２／７）となり、比率配分部４２で演算した配分流量Ｆｏｕｔ（ｔ２）とスケーリング係数ｒ（ｔ２）＝１とを用いて、Ｆｏｕｔ＿ｓ（ｔ２）＝（９／７，１２／７）を演算する。
【００７７】
その他の構成は第２の実施の形態と同様である。
【００７８】
以上のように構成した本変形例においても第１及び第２の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００７９】
また、本変形例のように処理を行うことにより、図１８で示したように、配分流量Ｆｏｕｔ＿ｓ（ｔ１）におけるブームシリンダとアームシリンダの配分流量の合計が３／５＋１２／５＝３、配分流量Ｆｏｕｔ＿ｓ（ｔ２）におけるブームシリンダとアームシリンダの配分流量の合計が９／７＋１２／７＝３と等しくなるので、ある一定の流量をブームシリンダとアームシリンダで常に分け合うような操作感を得ることができる。
【００８０】
＜第１の実施の形態の変形例＞
本発明の第１の実施の形態の変形例を図１９を参照しつつ説明する。図中、第１及び第２の実施の形態と同様の部材には同じ符号を付し、説明を省略する。
【００８１】
本変形例は、配分可能領域と同じ範囲に設定した配分領域に代えて、ブームシリンダ４に係るレバー操作量が予め定めた一定値以上の場合にアームシリンダ５の速度が落ちやすくなるような範囲に配分領域を設定したものである。なお、本変形例で設定される配分領域においても配分可能領域の範囲内となるように設定する。
【００８２】
図１９は、本変形例における要求流量と配分流量の関係を概念的に説明する図であり、一例としてアームシリンダとブームシリンダの複合動作を考える場合を示す図である。
【００８３】
図１９に示すように、配分領域５５は、ブームシリンダ４に係る要求流量（又は配分流量）が０に近い場合（すなわち、ブームの操作レバーが微操作の場合：時刻ｔ１）にはアームシリンダ５に係る配分流量Ｆｏｕｔ（ｔ１）が配分可能領域５２の境界に近い値（すなわち、配分可能領域５２により規定される配分流量の最大値に近い値）をとることができるように設定され、ブームの操作レバーの微操作以降（例えば時刻ｔ１→ｔ２）はブームシリンダ４に係る要求流量（又は配分流量）が増加するのに伴って配分流量Ｆｏｕｔ（ｔ２）が配分可能領域５２の境界から離れるような設定、すなわち、アームシリンダ５の速度（配分流量）が落ちやすくなるように設定されている。
【００８４】
その他の構成は第１の実施の形態と同様である。
【００８５】
以上のように構成した本変形例においても第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００８６】
また、例えば、本変形例のようにブームシリンダとアームシリンダに係る操作レバーの操作を考えたとき、ブームの操作レバーの微操作以降は、ブームシリンダの要求流量（又は配分流量）が増加するのに伴って、アームシリンダの速度（配分流量）の減少率が増加するように（すなわち、速度が落ちやすくなるように）配分領域を設定することができ、この場合には、ブームの操作レバーの操作を開示するとレバー操作量の増加に伴ってアームの速度が減少する操作感、すなわち、ブームを優先的に駆動しつつアームの駆動を抑制するような作業に適した操作感を得ることができる。
【００８７】
次に上記の各実施の形態の特徴について説明する。
【００８８】
（１）上記の実施の形態では、複数の油圧アクチュエータ（例えば、ブームシリンダ４、アームシリンダ５、バケットシリンダ６、旋回モータ７）と、前記複数の油圧アクチュエータ５〜７のそれぞれと複数の油路を介して接続され、操作装置（例えば、操作レバーＬ１，Ｌ２）の操作量に応じた圧油を吐出する複数のポンプ装置（例えば、油圧ポンプ１０ａ〜１０ｄ）と、前記複数の油路にそれぞれ設けられ、前記複数のポンプ装置から吐出される圧油がそれぞれ前記複数の油圧アクチュエータに選択的に供給されるように前記複数の油路の流れを切り換える複数の油圧バルブ（例えば、油圧バルブ群１２ａ〜１２ｄ）と、前記操作装置の操作量に応じて前記ポンプ装置および前記油圧バルブを制御するコントローラ２７とを備え、前記コントローラは、前記操作装置の操作量に応じて前記複数の油圧アクチュエータの要求流量を演算する要求流量演算部３１と、前記要求流量に基づいて前記複数の油圧アクチュエータに供給される圧油の配分流量を演算する流量配分部３２と、前記配分流量に応じて前記複数のポンプ装置のそれぞれの吐出流量を演算するポンプ割当演算部３３とを備えた建設機械の駆動装置において、前記流量配分部は、さらに、前記複数の油圧アクチュエータのうち複合操作で駆動される少なくとも２つの油圧アクチュエータについて、前記複数のポンプ装置から前記少なくとも２つの油圧アクチュエータに供給可能な圧油の流量である配分可能流量の範囲を演算する為に配分可能領域５２を設定し、前記配分可能領域内に、前記少なくとも２つの油圧アクチュエータに実際に供給される圧油の配分流量の範囲を演算するための配分領域５３を設定する配分領域設定部４１と、少なくとも前記要求流量が前記配分可能領域の範囲外にある場合に、前記配分流量が前記配分領域に含まれ、かつ、前記少なくとも２つの油圧アクチュエータ間の配分流量の比率が前記要求流量の比率と等しくなるように前記配分流量を演算する比率配分部４２とを備えたものとした。
【００８９】
配分流量の各油圧アクチュエータ間における比率を要求流量の比率と等しくすることにより、常にオペレータが意図する速度バランスのまま油圧アクチュエータを駆動することができる。
【００９０】
（２）また、上記の実施の形態では、（１）の建設機械の駆動装置において、前記配分領域設定部は、前記配分領域を前記配分可能領域と同じ範囲に設定するものとした。
【００９１】
配分領域を配分可能領域と等しい領域として設定することにより、配分流量の合計を可能な限り大きくすることができ、油圧アクチュエータの速度を稼ぎつつオペレータが意図する速度バランスのまま油圧アクチュエータを駆動することができる。
【００９２】
（３）また、上記の実施の形態では、（１）の建設機械の駆動装置において、前記配分領域設定部は、前記少なくとも２つの油圧アクチュエータに設定された配分流量の和の前記配分領域の範囲内における最大値が前記少なくとも２つの油圧アクチュエータ間の前記要求流量の比率によらず一定となるように前記配分領域を設定するものとした。
【００９３】
配分領域を各油圧アクチュエータの配分領域の和の最大値が一定となる領域に設定することにより、配分流量の合計の上限値が一定値となるので、ある一定の流量を各油圧アクチュエータで分け合う分流操作感を得つつ、オペレータが意図する速度バランスのまま油圧アクチュエータを駆動することができる。
【００９４】
（４）また、上記の実施の形態では、（１）の建設機械の駆動装置において、前記配分領域設定部は、前記少なくとも２つの油圧アクチュエータのうちの１つの要求流量が微操作を示す値から増加するのに伴って、他の少なくとも１つの油圧アクチュエータの配分流量の減少率が増加するように前記配分領域を設定するものとした。
【００９５】
例えば、ブームシリンダとアームシリンダに係る操作レバーの操作を考えたとき、ブームの操作レバーの微操作以降は、ブームシリンダの要求流量（又は配分流量）が増加するのに伴って、アームシリンダの速度（配分流量）が落ちやすくなる（減少率が増加する）ように配分領域を設定することができ、この場合には、ブームの操作レバーの操作を開始するとレバー操作量の増加に伴ってアームの速度が減少する操作感、すなわち、ブームを優先的に駆動しつつアームの駆動を抑制するような作業に適した操作感を得ることができる。
【００９６】
（５）また、上記の実施の形態では、（１）の建設機械の駆動装置において、前記流量配分部は、前記要求流量の増加または減少に伴って前記配分流量が増加または減少するように前記要求流量と前記配分流量の比率を設定し、この比率に基づいて前記比率配分部で演算された前記配分流量の縮小を行うスケーリング部をさらに備えたものとした。
【００９７】
配分領域と要求可能領域とを１：１で対応させることにより、要求流量の増加にともなって配分流量を増加させ、かつ、要求流量の減少に伴って配分流量を減少させることができるので、オペレータが意図する速度バランスのまま要求流量の変化に対して配分流量を追従して変化させることができる。
【００９８】
＜付記＞
なお、上記の実施の形態においては、スケーリング係数ｒ＝｜Ｆｍｉｎ｜／｜Ｆｍａｘ｜として演算したが、これに限られず、変数Ｆｍｉｎ及びＦｍａｘにより規定されるスケーリング関数ｒ（Ｆｍｉｎ，Ｆｍａｘ）が０≦ｒ（Ｆｍｉｎ，Ｆｍａｘ）≦１を満たす場合であれば、スケーリング係数（スケーリング関数）ｒを任意に設定することができる。例えば、スケーリング関数ｒ＝（｜Ｆｍｉｎ｜／｜Ｆｍａｘ｜）＾２と設定することも可能であり、このように設定した場合には、ブームシリンダとアームシリンダの２複合動作においてブームとアームのレバー操作量を一定の比率のまま増加させると、操作後半になるにつれて加速度的に速度が増加するような操作感を得ることができる。
【００９９】
また、ポンプ割当の処理に優先接続テーブルを用いる場合を例示したが、これに限られず、例えば、空いている油圧ポンプを適宜選択して割り当てるような構成としても良い。
【０１００】
また、スケーリング処理において、要求可能領域と直線Ｌとの交点をＦｍａｘとする場合を例示したが、これに限られず、要求可能領域の別の領域と直線Ｌとの交点をＦｍａｘとしてスケーリング処理を行うことも考えられる。例えば、図１５におけるｙ＝３（つまり、ブーム要求流量＝３）と直線Ｌとの交点をＦｍａｘとした場合には、アームシリンダの要求流量が３以下の領域ではアームシリンダの要求流量の変化に対して配分流量が追従するが、アームシリンダの要求流量が３以上の領域ではアームシリンダの要求流量の変化に対して配分流量が追従しないような構成とすることができる。これは、配分流量が飽和する（飽和させる）要求流量を、油圧アクチュエータの単独操作時のものとは別に設定できるということである。
【０１０１】
また、上記の実施の形態においては、油圧ショベルの駆動装置として閉回路ポンプを用いた油圧回路システムに本発明を適用する場合を例示したが、これに限られず、片傾転ポンプである開回路ポンプや油圧アクチュエータの駆動方向を制御するための方向切換弁などを用いた油圧回路システムにも本発明を適用することができる。
【０１０２】
また、上記の実施の形態においては、複数の油圧ポンプと複数の油圧アクチュエータの数が同数である場合を例示したが、これに限られず、複数の油圧アクチュエータと同数以上の油圧ポンプ用いる場合においても、油圧アクチュエータに圧油を供給する油圧ポンプの数を油圧アクチュエータと同数に適宜調整するように構成することにより、本発明を適用することができる。
【０１０３】
また、上記の実施の形態においては、エンジン等の原動機で油圧ポンプを駆動する一般的な油圧ショベルを例に挙げて説明したが、油圧ポンプをエンジン及びモータで駆動するハイブリッド式の油圧ショベルや、油圧ポンプをモータのみで駆動する電動式の油圧ショベル等にも本発明が適用可能であることは言うまでもない。
【０１０４】
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内の様々な変形例や組み合わせが含まれる。例えば、第２の実施の形態の変形例で示した配分領域を第１の実施の形態の配分領域として設定したり、第１の実施の形態の変形例で示した配分領域を第２の実施の形態の配分領域として設定したりすることができる。また、本発明は、上記の実施の形態で説明した全ての構成を備えるものに限定されず、その構成の一部を削除したものも含まれる。
【符号の説明】
【０１０５】
１…ブーム、１Ａ…フロント装置、１Ｂ…上部旋回体、１Ｃ…下部走行体、２…アーム、３…バケット、４…ブームシリンダ、５…アームシリンダ、６…バケットシリンダ、７…旋回モータ、８…原動機、９…ギアボックス、９ａ〜９ｄ…軸、１０（１０ａ〜１０ｄ）…油圧ポンプ、１１（１１ａ〜１１ｄ）…レギュレータ、１２（１２ａ〜１２ｄ）…油圧バルブ群、１３（１３ａ〜１３ｄ），１４（１４ａ〜１４ｄ），１５（１５ａ〜１５ｄ），１６（１６ａ〜１６ｄ）…油圧バルブ、２１…チャージポンプ、２１ａ…チャージ管路、２２…圧油タンク、２３（２３ａ〜２３ｈ）…メイクアップ弁、２４（２４ａ〜２４ｄ）…フラッシング弁、２５（２５ａ〜２５ｈ）…メインリリーフ弁、２６…チャージリリーフ弁、２７…コントローラ、３１…要求流量演算部、３２，３２Ａ…流量配分部、３３…ポンプ割当演算部、３３ａ…優先接続テーブル、４１…配分領域設定部、４２…比率配分部、４３…スケーリング部、５１…要求可能領域、５２…配分可能領域、５３〜５５…配分領域、１０１…運転室
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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