(57)【要約】【課題】オープンセンタ型の方向制御弁を備えた油圧システムにあって、ブリードオフ機能の持つ良好な操作性を維持しつつ、エンジンの負荷を低減できるようにする。【解決手段】本発明に係る建設機械の油圧システムは、センタバイパス通路９，１０に設けられたＳＷ弁２１、ＢＭ２弁２６等の最下流に設けられてセンタバイパス通路９，１０を遮断可能なセンタバイパスカット弁１２０，１２１と、車体制御装置６０に設けられており、ＳＷ弁２１、ＢＭ２弁２６等の切り換えに伴ってセンタバイパスカット弁１２０，１２１を動作させる信号を出力するとともに、センタバイパスカット弁１２０，１２１によってセンタバイパス通路９，１０が閉じられたときに、流体ポンプ２，３の目標流量を、演算により本来の流体ポンプ２，３の供給流量からブリードオフ流量を減じた流量とする信号を出力するポンプ流量制御部７０とを備えている。【選択図】図４
2018028357.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンにより駆動され、車体制御装置からの動作信号により供給流量の調整が可能な可変容量型の流体ポンプと、前記流体ポンプから供給される作動流体によって作動するアクチュエータと、前記流体ポンプに連なるセンタバイパス通路に設けられて前記アクチュエータに供給される作動流体の流量と方向を制御する方向制御弁とを備えた建設機械の油圧システムにおいて、
前記センタバイパス通路に設けられた前記方向制御弁の最下流に設けられて前記センタバイパス通路を遮断可能なセンタバイパスカット弁と、
前記車体制御装置に設けられており、前記方向制御弁の切り換えに伴って前記センタバイパスカット弁を動作させる信号を出力するとともに、前記センタバイパスカット弁によって前記センタバイパス通路が閉じられたときに、前記流体ポンプの目標供給流量を、演算により本来の前記流体ポンプの供給流量からブリードオフ流量を減じた流量とする信号を出力するポンプ流量制御部とを備えることを特徴とする建設機械の油圧システム。
【請求項２】
請求項１に記載の建設機械の油圧システムにおいて、
前記ポンプ流量制御部から出力された信号に応じて前記センタバイパスカット弁を動作させる電磁弁と、前記ポンプ流量制御部から出力された信号に応じて前記流体ポンプのレギュレータを動作させる電磁弁とを備えることを特徴とする建設機械の油圧システム。
【請求項３】
請求項２に記載の建設機械の油圧システムにおいて、
前記センタバイパスカット弁は油圧弁から成ることを特徴とする建設機械の油圧システム。
【請求項４】
請求項１に記載の建設機械の油圧システムにおいて、
パラレル式、タンデム式、及びタンデム・パラレル混在式のうちのいずれかから成ることを特徴とする建設機械の油圧システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オープンセンタ型の方向制御弁を備えた油圧ショベル等の建設機械の油圧システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
オープンセンタ型の方向制御弁を備えた油圧ショベルなどの建設機械の油圧システムが特許文献１に開示されている。この特許文献１に開示されているようなオープンセンタ型の方向制御弁、及び方向制御弁が配置されたセンタバイパス通路を有する油圧システムでは、通常、ブリードオフ流量を発生させており、このブリードオフ流量に相応するエネルギを必要としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−８２４１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に示されるようなオープンセンタ型の方向制御弁を備えた油圧システムは、アクチュエータの動作開始時の振動やショックを軽減して動作を滑らかにするために、ブリードオフ機能を採用している。このブリードオフ機能とは、流体ポンプからアクチュエータに供給される作動流体の一部を、ブリードオフ回路を経由してタンクへ排出することである。ブリードオフ回路からタンクへ捨てられる作動流体は、アクチュエータの仕事には使用されず、エンジンの負荷を増加させる要因となっている。これにより従来では、燃料消費量が増加する傾向にあった。
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の目的は、オープンセンタ型の方向制御弁を備えた油圧システムにあって、ブリードオフ機能の持つ良好な操作性を維持しつつ、エンジンの負荷を低減させることができる建設機械の油圧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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る建設機械の油圧システムは、エンジンにより駆動され、車体制御装置からの動作信号により供給流量の調整が可能な可変容量型の流体ポンプと、前記流体ポンプから供給される作動流体によって作動するアクチュエータと、前記流体ポンプに連なるセンタバイパス通路に設けられて前記アクチュエータに供給される作動流体の流量と方向を制御する方向制御弁とを備えた建設機械の油圧システムにおいて、前記センタバイパス通路に設けられた前記方向制御弁の最下流に設けられて前記センタバイパス通路を遮断可能なセンタバイパスカット弁と、前記車体制御装置に設けられており、前記方向制御弁の切り換えに伴って前記センタバイパスカット弁を動作させる信号を出力するとともに、前記センタバイパスカット弁によって前記センタバイパス通路が閉じられたときに、前記流体ポンプの目標供給流量を、演算により本来の前記流体ポンプの供給流量からブリードオフ流量を減じた流量するポンプ流量制御部とを備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る建設機械の油圧システムは、オープンセンタ型の方向制御弁を備えた油圧システムにあって、ブリードオフ機能の持つ良好な操作性を維持しつつ、エンジンの負荷を低減させることができる。これにより本発明は、従来に比べてエンジンの燃料消費量を低減させることができ、燃費効率を改善させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る油圧システムの第１実施形態が備えられた建設機械の一例として挙げた油圧ショベルを示す側面図である。
【図２】第１実施形態に係る油圧システムに備えられた油圧駆動装置を示す回路図である。
【図３】第１実施形態に係る油圧システムに備えられた制御システムを示す図である。
【図４】図３に示した制御システムに備えられたポンプ流量制御部を示す図である。
【図５】図４に示したポンプ流量制御部に備えられたブリードオフ流量演算システムを示す図である。
【図６】図４に示したポンプ流量制御部に備えられた別のブリードオフ流量演算システムを示す図である。
【図７】周知のブリードオフ開口面積の計算式、及びポンプ吐出流量の計算式を示す図である。
【図８】第１実施形態における演算処理手順の一部を示したフローチャートである。
【図９】図８に示したフローチャートに続くフローチャートである。
【図１０】図９に示したフローチャートに続くフローチャートである。
【図１１】本発明に係る油圧システムの第２実施形態に備えられた油圧駆動装置を示す油圧回路図である。
【図１２】本発明に係る油圧システムの第３実施形態に備えられた油圧駆動装置を示す油圧回路図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明に係る建設機械の油圧システムの実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１０】
図１は、本発明に係る油圧システムの第１実施形態が備えられた建設機械の一例として挙げた油圧ショベルを示す側面図である。
【００１１】
この図１に示す油圧ショベルは、走行体１００と、旋回体１０１と、フロント作業機１０２とを有している。走行体１００には左走行モータ１１１及び右走行モータ１１２が配置され、これらの走行モータ１１１，１１２によりクローラ１０６が回転駆動され、前方または後方に走行する。旋回体１０１には旋回モータ１１０が搭載され、この旋回モータ１１０により旋回体１０１が走行体１００に対して右方向または左方向に旋回する。フロント作業機１０２は、ブーム１０３、アーム１０４、及びバケット１０５を有している。ブーム１０３はブームシリンダ１０７により上下動し、アーム１０４はアームシリンダ１０８によりダンプ側（開く側）またはクラウド側（掻き込む側）に上下動し、バケット１０５はバケットシリンダ１０９によりダンプ側またはクラウド側に上下動する。
【００１２】
図２は、第１実施形態に係る油圧システムに備えられた油圧駆動装置を示す回路図である。
【００１３】
この図２に示すように、第１実施形態に係る油圧システムは、パラレル式であり、エンジン１と、このエンジン１によって駆動される可変容量型の流体ポンプ（P1）２、可変容量型の流体ポンプ（P2）３と、パイロットポンプ４と、P1コントロール圧（以下、Pc1と称する）、及びトルク制御圧（以下、Tcと称する）により流体ポンプ（P1）２の容量を決定するP1レギュレータ５と、P2コントロール圧（以下、Pc2と称する）、及びトルク制御圧（以下、Tcと称する）により流体ポンプ（P2）３の容量を決定するP2レギュレータ６と、流体ポンプ（P1）２に連なる回路の上限圧力を決定するP1リリーフ弁７と、流体ポンプ（P2）３に連なる回路の上限圧力を決定するP2リリーフ弁８とを備えている。
【００１４】
また、流体ポンプ（P1）２に連なるP1センタバイパス通路９と、このP1センタバイパス通路９を遮断可能な油圧弁から成るP1センタバイパスカット弁１２０と、流体ポンプ（P2）３に連なるP2センタバイパス通路１０と、このP2センタバイパス通路１０を遮断可能な油圧弁から成るP2センタバイパスカット弁１２１とを備えている。
【００１５】
また、流体ポンプ（P1）２及び流体ポンプ（P2）３から供給される作動流体により駆動される前述のブームシリンダ１０７及びアームシリンダ１０８と、流体ポンプ（P1）２から供給される作動流体により駆動される前述の旋回モータ１１０及び左走行モータ１１１と、流体ポンプ（P2）３から供給される作動流体により駆動される前述のバケットシリンダ１０９及び右走行モータ１１２とを備えている。
【００１６】
また、流体ポンプ（P1）２に連なるP1センタバイパス通路９に設けられ、流体ポンプ（P1）２から供給される作動流体のうちの、旋回モータ１１０へ供給する作動流体の流量と方向を制御する方向制御弁すなわちSW弁２１と、アームシリンダ１０８へ供給する作動流体の流量と方向を制御する方向制御弁すなわちAM2弁２２と、ブームシリンダ１０７へ供給する作動流体の流量と方向を制御する方向制御弁すなわちBM1弁２３と、左走行モータ１１１へ供給する作動流体の流量と方向を制御する方向制御弁すなわちTRL弁２４とを備えている。
【００１７】
また、流体ポンプ（P2）３に連なるP2センタバイパス通路１０に設けられ流体ポンプ（P2）３から供給される作動流体のうちの、アームシリンダ１０８へ供給する作動流体の流量と方向を制御する方向制御弁すなわちAM1弁２５と、ブームシリンダ１０７へ供給する作動流体の流量と方向を制御する方向制御弁すなわちBM2弁２６と、バケットシリンダ１０９へ供給する作動流体の流量と方向を制御するBK弁２７と、右走行モータ１１２へ供給する作動流体の流量と方向を制御する方向制御弁すなわちTRR弁２８とを備えている。
【００１８】
また、パイロットポンプ４から作動流体を供給され、各操作方向の操作量に応じた圧力の作動流体をBM1弁２３、BM2弁２６、BK弁２７へ供給し各弁を動作させブームシリンダ１０７及びバケットシリンダ１０９を作動させる操作指令装置４１と、各操作方向の操作量に応じた圧力の作動流体をAM2弁２２、AM1弁２５、SW弁２１へ供給し各弁を動作させアームシリンダ１０８及び旋回モータ１１０を作動させる操作指令装置４２と、各操作方向の操作量に応じた圧力の作動流体をTRL弁２４へ供給してTRL弁２４を動作させ、左走行モータ１１１を作動させる操作指令装置４３と、各操作方向の操作量に応じた圧力の作動流体をTRR弁２８へ供給してTRR弁２８を動作させ、右走行モータ１１２を作動させる操作指令装置４４とを備えている。
【００１９】
また、流体ポンプ（P1）２から供給される作動流体の圧力（以下、P1圧と称する）を測定する圧力センサ１３０と、流体ポンプ（P2）３から供給される作動流体の圧力（以下、P2圧と称する）を測定する圧力センサ１３１と、P1センタバイパスカット弁１２０の下流に設けられP1センタバイパス通路９の作動流体の圧力（以下、T圧と称する）を測定する圧力センサ１３２と、操作指令装置４１のBMu（ブーム上げ）操作を測定する圧力センサ１３３と、操作指令装置４１のBMd（ブーム下げ）操作圧を測定する圧力センサ１３４と、操作指令装置４１のBKc（バケットクラウド）操作圧を測定する圧力センサ１３５と、操作指令装置４１のBKd（バケットダンプ）操作圧を測定する圧力センサ１３６と、操作指令装置４２のAMc（アームクラウド）操作圧を測定する圧力センサ１３７と、操作指令装置４２のAMd（アームダンプ）操作圧を測定する圧力センサ１３８と、操作指令装置４２のSWL（旋回左）操作圧を測定する圧力センサ１３９と、操作指令装置４２のSWR（旋回右）操作圧を測定する圧力センサ１４０と、操作指令装置４３のTRLF（走行左側前進）操作圧を測定する圧力センサ１４１と、操作指令装置４３のTRLR（走行左側後退）操作圧を測定する圧力センサ１４２と、操作指令装置４４のTRRF（走行右側前進）操作圧を測定する圧力センサ１４３と、操作指令装置４４のTRRR（走行右側後退）操作圧を測定する圧力センサ１４４とを備えている。
【００２０】
ここで、方向制御弁を構成する弁２１〜２８は、操作指令装置４１〜４４から作動流体が供給されない場合に内蔵のばねの力により中立位置に戻る弁となっている。また、P1センタバイパスカット弁１２０及びP2センタバイパスカット弁１２１は、制御用の作動流体が供給されない場合に内蔵のばねの力により開位置を保つノーマルオープン型の弁となっている。
【００２１】
図３は、第１実施形態に係る油圧システムに備えられた制御システムを示す図である。
【００２２】
第１実施形態に備えられた制御システムは、車体制御装置６０と、エンジン１の回転速度指令（以下、NROと称する）を指定するエンジン速度指令装置５３と、車体制御装置６０から供給されるエンジン目標回転速度（以下、NRと称する）を受けてエンジン１の回転速度を制御するエンジン制御装置６５とを備えている。エンジン制御装置６５の内部には、入力信号を受け取る入力部６６と、演算に必要な情報を予め記憶しておく記憶部６７と、入力部６６が受け取った信号、及び記憶部６７に予め記憶された情報を基にエンジン回転速度の制御に必要な制御量を演算する演算制御部６８と、この演算制御部６８が演算した制御量を出力する出力部６９とを有する。また、エンジン制御装置６５から入力される動作信号に応じてエンジン１の燃料噴射量を調整する電子ガバナ５５と、エンジン１の回転速度（以下、NEと称する）を測定する回転速度センサ５４とを備えている。
【００２３】
車体制御装置６０の内部には、入力信号を受け取る入力部６１と、演算に必要な情報を予め記憶しておく記憶部６２と、入力部６１が受け取った信号、及び記憶部６２に予め記憶された情報を基に車体の制御に必要な制御量を演算する演算制御部６３と、この演算制御部６３が演算した制御量を出力する出力部６４とを備えている。
【００２４】
また、この車体制御装置６０の内部には、本発明の特徴的な機能であり演算制御部６３から供給される圧力センサ１３０〜１４４の値、及びＮＥの値から流体ポンプ（P1）２の流量（以下、Q1と称する）、及び流体ポンプ（P2）３の流量（以下、Q2と称する）を演算するポンプ流量制御部７０を備えている。
【００２５】
また、パイロットポンプ４から作動流体の供給を受けて車体制御装置６０から入力される動作信号に応じてP1センタバイパスカット弁１２０の開閉を制御する圧力を供給する電磁弁すなわちP1センタバイパスカット制御弁１２２と、パイロットポンプ４から作動流体の供給を受けて車体制御装置６０から入力される動作信号に応じてP2センタバイパスカット弁１２１の開閉を制御する圧力を供給する電磁弁すなわちP2センタバイパスカット制御弁１２３と、パイロットポンプ４から作動流体の供給を受けて車体制御装置６０から入力される動作信号に応じてPc1圧を供給する電磁弁すなわちP1コントロール圧制御弁１２４と、パイロットポンプ４から作動流体の供給を受けて車体制御装置６０から入力される動作信号に応じてPc2圧を供給する電磁弁すなわちP2コントロール圧制御弁１２５と、パイロットポンプ４から作動流体の供給を受けて車体制御装置６０から入力される動作信号に応じてTc圧を供給するトルク制御圧制御弁１２６とを備えている。
【００２６】
なお、P1センタバイパスカット制御弁１２２及びP2センタバイパスカット制御弁１２３は、動作信号の入力が無い場合には内蔵のばねの力により弁の下流をタンクと連通させる位置に移動する２位置切換弁である。
【００２７】
図４は、図３に示した制御システムに備えられたポンプ流量制御部を示す図である。
【００２８】
この図４に示すように、ポンプ流量制御部７０は、P1センタバイパスカット弁１２０の開閉を決定しP1センタバイパスカット制御弁１２２の動作信号（以下、SCBC1と称する）を演算するP1センタバイパスカット弁制御部７１と、流体ポンプ（P1）２のブリードオフ流量（以下、Qb1と称する）を演算するP1ブリードオフ流量演算システム８０と、車体制御装置６０の演算制御部６３から供給される流体ポンプ（P1）２からの作動流体の本来のP1流量（以下、Q1orgと称する）と、Q1orgからQb1を引いた値のどちらか一方をSCBC1に応じて選択しQ1とするP1流量選択部７２と、P1流量選択部７２が選択したQ1と車体制御装置６０の入力部６１から供給されるNEから流体ポンプ（P1）２の容量を決定しP1コントロール圧制御弁１２４の動作信号（以下、SPc1と称する）を演算するP1容量指令値演算部７３とを備えている。
【００２９】
また、ポンプ流量制御部７０は、P2センタバイパスカット弁１２１の開閉を決定しP2センタバイパスカット制御弁１２３の動作信号（以下、SCBC2と称する）を演算するP2センタバイパスカット弁制御部７４と、流体ポンプ（P2）３のブリードオフ流量（以下、Qb2と称する）を演算するP2ブリードオフ流量演算システム９０と、車体制御装置６０の演算制御部６３から供給される流体ポンプ（P2）３から供給される作動流体の本来のP2流量（以下、Q2orgと称する）と、Q2orgからQb2を引いた値のどちらか一方をSCBC2に応じて選択しQ2とするP2流量選択部７５と、このP2流量選択部７５が選択したQ2と車体制御装置６０の入力部６１から供給されるNEから流体ポンプ（P2）３の容量を決定しP2コントロール圧制御弁１２５の動作信号（以下、SPc2と称する）を演算するP2容量指令値演算部７６とを備えている。
【００３０】
すなわちポンプ流量制御部７０は、方向制御弁を構成するSW弁２１、AM2弁２２、BM1弁２３、TRL弁２４、AM1弁２５、BM2弁２６、BK弁２７、TRR弁２８のそれぞれの切り換えに伴ってP1センタバイパスカット弁１２０、P2センタバイパスカット弁１２１をそれぞれ動作させる信号を出力するとともに、P1センタバイパスカット弁１２０、P2センタバイパスカット弁１２１のそれぞれによってP1センタバイパス通路９、P2センタバイパス通路１０のそれぞれが閉じられたときに、流体ポンプ（P1）２、流体ポンプ（P2）３の目標供給流量を、演算により本来の流体ポンプの供給流量からブリードオフ流量を減じた流量とし、ブリードオフを行っている状態を仮想的に再現する信号を出力する処理を行う。
【００３１】
図５は、図４に示したポンプ流量制御部に備えられたブリードオフ流量演算システムを示す図である。
【００３２】
この図５に示すP1ブリードオフ流量演算システム８０は、演算制御部６３から供給された圧力センサ１３３が測定したBMu操作圧、及び圧力センサ１３４が測定したBMd操作圧を−１倍したものをBM操作圧とし、記憶部６２に予め記憶されているBM操作圧に対するBM1弁２３のブリードオフ面積（以下、AbBM1と称する）の関係を基にAbBM1を演算するBM1ブリードオフ面積演算部８１と、演算制御部６３から供給された圧力センサ１３７が測定したAMc操作圧、及び圧力センサ１３８が測定したAMd操作圧を−１倍したものをAM操作圧とし、記憶部６２に予め記憶されているAM操作圧に対するAM2弁２２のブリードオフ面積（以下、AbAM2と称する）の関係を基にAbAM2を演算するAM2ブリードオフ面積演算部８２と、演算制御部６３から供給された圧力センサ１３９が測定したSWL操作圧、及び圧力センサ１４０が測定したSWR操作圧を−１倍したものをSW操作圧とし、記憶部６２に予め記憶されているSW操作圧とSW弁２１のブリードオフ面積（以下、AbSWと称する）の関係を基にAbSWを演算するSWブリードオフ面積演算部８３と、演算制御部６３から供給された圧力センサ１４１が測定したTRLF操作圧、及び圧力センサ１４２が測定したTRLR操作圧を−１倍したものをTRL操作圧とし、記憶部６２に予め記憶されているTRL操作圧とTRL弁２４のブリードオフ面積（以下、AbTRLと称する）の関係を基にAbTRLを演算するTRLブリードオフ面積演算部８４と、AbBM1，AbAM2，AbSW，及びAbTRLの等価面積（以下、Ab1と称する）を演算するP1等価ブリードオフ面積演算部８５と、Ab1及び演算制御部６３から供給された圧力センサ１３０が測定したP1圧及び演算制御部６３から供給された圧力センサ１３０が測定したT圧から流体ポンプ（P1）２のブリードオフ流量（以下、Qb1と称する）を演算するP1ブリードオフ流量演算部８６とを備えている。
【００３３】
図６は、図４に示したポンプ流量制御システムに備えられた別のブリードオフ流量演算システムを示す図である。
【００３４】
この図６に示すP2ブリードオフ流量演算システム９０は、演算制御部６３から供給された圧力センサ１３３が測定したBMu操作圧、及び圧力センサ１３４が測定したBMd操作圧を−１倍したものをBM操作圧とし、記憶部６２に予め記憶されているBM操作圧に対するBM2弁２６のブリードオフ面積（以下、AbBM2と称する）の関係を基にAbBM2を演算するBM2ブリードオフ面積演算部９１と、演算制御部６３から供給された圧力センサ１３５が測定したBKc操作圧及び圧力センサ１３６が測定したBKd操作圧を−１倍したものをBK操作圧とし、記憶部６２に予め記憶されているBK操作圧に対するBK弁２７のブリードオフ面積（以下、AbBKと称する）の関係を基にAbBKを演算するBKブリードオフ面積演算部９２と、演算制御部６３から供給された圧力センサ１３７が測定したAMc操作圧、及び圧力センサ１３８が測定したAMd操作圧を−１倍したものをAM操作圧とし、記憶部６２に予め記憶されているAM操作圧とAM1弁２５のブリードオフ面積（以下、AbAM1と称する）の関係を基にAbAM1を演算するAM1ブリードオフ面積演算部９３と、演算制御部６３から供給された圧力センサ１４３が測定したTRRF操作圧、及び圧力センサ１４４が測定したTRRR操作圧を−１倍したものをTRR操作圧とし、記憶部６２に予め記憶されているTRR操作圧とTRR弁２８のブリードオフ面積（以下、AbTRRと称する）の関係を基にAbTRRを演算するTRRブリードオフ面積演算部９４と、AbBM2，AbBK，AbAM1，及びAbTRRの等価面積（以下、Ab2と称する）を演算するP2等価ブリードオフ面積演算部９５と、Ab2及び演算制御部６３から供給された圧力センサ１３１が測定したP2圧及び演算制御部６３から供給された圧力センサ１３２が測定したT圧から流体ポンプ（P2）３のブリードオフ流量（以下、Qb2と称する）を演算するP2ブリードオフ流量演算部９６とを備えている。
【００３５】
図７は、周知のブリードオフ開口面積の計算式、及びポンプ吐出流量の計算式を示す図である。
【００３６】
この図７において、式（１）はP1等価ブリードオフ面積演算部８５の演算式を示している。式（２）はP1ブリードオフ流量演算部８６の演算式を示している。式（３）はP2等価ブリードオフ面積演算部９５の演算式を示している。式（４）はP2ブリードオフ流量演算部９６の演算式を示している。式（２）及び式（４）において、α１はQb1調整用に予め任意に設定する係数、Ｃは流体力学の世界で一般的とされている流量係数、ρは作動流体の物性に基づいた密度、α２はQb2調整用に予め任意に設定する係数である。α１、Ｃ、ρ、α２は、予め記憶部６２に記憶されている数値である。式（１）〜（４）は流体力学の世界で一般的に用いられている式である。
【００３７】
図８は、第１実施形態における演算処理手順の一部を示したフローチャート、図９は、図８に示したフローチャートに続くフローチャート、図１０は、図９に示したフローチャートに続くフローチャートである。次にこれらの図８〜１０に基づいて、第１実施形態に直接係わる演算処理について説明する。
【００３８】
［ステップ２００］  車体制御装置６０の入力部６１が圧力センサ１３０〜１４４の圧力及びNEを取得する。次にステップＳ２１０へ進む。
【００３９】
［ステップＳ２１０］  演算制御部６３が操作指令装置４１〜４４の操作量、P1圧、P2圧、NE、及び記憶部６２に予め記憶されている情報からQ1org，Q2orgを演算する。次にステップＳ２２０へ進む。
【００４０】
［ステップＳ２２０］  図５に示すようP1ブリードオフ流量演算システム８０がAbBM1、AbAM2、AbSW、及びAbTRLを演算する。次にステップＳ２３０へ進む。
【００４１】
［ステップＳ２３０］  図７の式（１）を用いてP1等価ブリードオフ面積演算部８５がAb1を演算する。次にステップＳ２４０へ進む。
【００４２】
［ステップＳ２４０］  図７の式（２）を用いてP1ブリードオフ流量演算部８６がQb1を演算する。次にステップＳ２５０へ進む。
【００４３】
［ステップＳ２５０］  図６に示すようにP2ブリードオフ流量演算システム９０がAbBM2、AbAM1、AbBK、及びAbTRRを演算する。次にステップＳ２６０へ進む。
【００４４】
［ステップＳ２６０］  図７の式（３）を用いてP2等価ブリードオフ面積演算部９５がAb2を演算する。次にステップＳ２７０へ進む。
【００４５】
［ステップＳ２７０］  図７の式（４）を用いてP2ブリードオフ流量演算部９６がQb2を演算する。次にステップＳ２８０へ進む。
【００４６】
［ステップＳ２８０］  図４に示すように、P1センタバイパスカット弁制御部７１がBMu圧、BMd圧、AMc圧、AMd圧、SWL圧、SWR圧、TRLF圧、TRLR圧のうちの最大値を選択する。次にステップＳ２９０へ進む。
【００４７】
［ステップＳ２９０］  ポンプ流量制御部７０は、ステップＳ２８０で選択した最大値が予め定められた閾値以上であるか否か判定する。ステップＳ２８０で選択した最大値が閾値以上と判定されたときには、ステップＳ３００へ進む。
【００４８】
［ステップＳ３００］  P1センタバイパスカット弁制御部７１は、SCBC1を５に設定する。次にステップＳ３２０へ進む。
【００４９】
一方、ステップＳ２９０において、ステップＳ２８０で選択した最大値が閾値未満と判定されたときには、ステップＳ３１０へ進む。
【００５０】
［ステップＳ３１０］  P1センタバイパスカット弁制御部７１は、SCBC1を０に設定する、次にステップＳ３２０へ進む。
【００５１】
［ステップＳ３２０］  図４に示すようにP2センタバイパスカット弁制御部７４がBMu圧、BMd圧、AMc圧、BKc圧、BKd圧、TRRF圧、TRRR圧のうちの最大値を選択する。次にステップＳ３３０へ進む。
【００５２】
［ステップＳ３３０］  ポンプ流量制御部７０は、ステップＳ３２０で選択した最大値が予め定められた閾値以上であるか否か判定する。ステップＳ３２０で選択した最大値が閾値以上であると判定されたとき、ステップＳ３４０へ進む。
【００５３】
［ステップＳ３４０］  P2センタバイパスカット弁制御部７４は、SCBC2を５に設定する。次にステップＳ３６０へ進む。
【００５４】
一方、ステップＳ３３０において、ステップＳ３２０で選択した最大値が閾値未満と判定されたときには、ステップＳ３５０へ進む。
【００５５】
［ステップＳ３５０］  P2センタバイパスカット弁制御部７４は、SCBC2を０に設定する。次にステップＳ３６０へ進む。
【００５６】
［ステップＳ３６０］  ポンプ流量制御部７０はSCBC1が予め定められた閾値以上であるか否か判定する。SCRC１が閾値以上と判定されたときには、ステップＳ３７０へ進む。
【００５７】
［ステップＳ３７０］  P1流量選択部７２は、Q1orgからQb1を減じた値をQ1として選択する。
【００５８】
一方、ステップＳ３６０において、SCBC1が閾値未満と判定されたときには、ステップＳ３８０へ進む。
【００５９】
［ステップＳ３８０］  P1流量選択部７２は、Q1orgをQ1とする。次にステップＳ３９０へ進む。
【００６０】
［ステップＳ３９０］  ポンプ流量制御部７０はSCBC2が予め定められた閾値以上であるか否か判定する。SCBC2が閾値以上と判定されたときには、ステップＳ４００へ進む。
【００６１】
［ステップＳ４００］  Q2orgからQb2を減じた値をQ2として選択する。次にステップＳ４２０へ進む。
【００６２】
一方、ステップＳ３９０において、P2流量選択部７５は、Q2orgをQ2とする。次にステップＳ４２０へ進む。
【００６３】
［ステップＳ４２０］  P1容量指令値演算部７３は、Q1及び記憶部６２に予め記憶されているQ1に対するSPc1のマップからSPc1を演算する。次にステップＳ４３０へ進む。
【００６４】
［ステップＳ４３０］  P2容量指令値演算部７６は、Q2及び記憶部６２に予め記憶されているQ2に対するSPc2のマップからSPc2を演算する。次にステップＳ４４０へ進む。
【００６５】
［ステップＳ４４０］  出力部６４はSCBC1をP1センタバイパスカット制御弁１２２へ、SCBC2をP2センタバイパスカット制御弁１２３へ、SPc1をP1コントロール圧制御弁１２４へ、SPc2をP2コントロール圧制御弁１２５へそれぞれ出力する。
【００６６】
以上の制御処理を行うことで、第１実施形態に係る油圧システムは、操作指令装置４１〜４４による操作が行われ、その操作量が予め定められた閾値以上であるときには、操作指令装置４１〜４４の各操作に対応したP1センタバイパスカット弁１２０及び／又はP2センタバイパスカット弁１２１が閉じられるとともに、流体ポンプ（P1）２及び／または流体ポンプ（P2）３のそれぞれから供給される作動流体の流量が、本来の流量からブリードオフ流量を減じた流量に制御される。これにより流体ポンプ（P1）２及び／または流体ポンプ（P2）３を駆動するエンジン１の動力が低減される。すなわち第１実施形態によれば、ブリードオフ機能の持つ良好な操作性を維持しつつ、エンジン１の負荷を低減させることができ、エンジン１の燃料消費量が低減し、燃費効率を改善させることができる。
【００６７】
また、電気系統が故障し、ノーマルオープン型の弁であるP1センタバイパスカット制御弁１２２及び／またはP2センタバイパスカット制御弁１２３への動作信号が供給されない場合には、P1センタバイパスカット弁１２０及び／またはP2センタバイパスカット弁１２１にはタンク圧が供給され、P1センタバイパスカット弁１２０及び／またはP2センタバイパスカット弁１２１は開位置を保つので、従来の油圧システムと同様の動作を行うことができる。
【００６８】
図１１は、本発明に係る油圧システムの第２実施形態に備えられた油圧駆動装置を示す油圧回路図である。
【００６９】
この図１１に示す油圧駆動装置を備えた第２実施形態に係る油圧システムも、例えば図１に示したものと同様の油圧ショベルに備えられたものであり、流体ポンプ（P1）２に連なるSW弁２１、AM2弁２２、BM1弁２３、TRL弁２４と、流体ポンプ（P2）３に連なるAM1弁２５、BM2弁２６、BK弁２７、TRR弁２８への作動流体の供給は、全てP1センタバイパス通路９、P2センタバイパス通路１０を通して行われるタンデム式の油圧システムとなっている。他の構成は前述した第１実施形態と同等である。このようにタンデム式の油圧システムに構成した第２実施形態においても、ブリードオフ流量は第１実施形態と同様であるので、第１実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００７０】
図１２は、本発明に係る油圧システムの第３実施形態に備えられた油圧駆動装置を示す油圧回路図である。
【００７１】
この図１２に示す油圧駆動装置を備えた第３実施形態に係る油圧システムも、例えば図１に示したものと同様の油圧ショベルに備えられたものであり、流体ポンプ（P1）２に連なるSW弁２１、AM2弁２２、BM1弁２３、TRL弁２４と、流体ポンプ（P2）３に連なるAM1弁２５、BM2弁２６、BK弁２７、TRR弁２８への作動流体の供給は、全てP1センタバイパス通路９、P2センタバイパス通路１０を通して行われるタンデム・パラレル混在式の油圧システムとなっている。他の構成は前述した第１実施形態と同等である。このようにタンデム式の油圧システムに構成した第３実施形態においても、ブリードオフ流量は第１実施形態と同様であるので、第１実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００７２】
なお、本発明に係る油圧システムに備えられた油圧駆動装置の構成は、第１〜第３実施形態のものには限定されない。例えば流体ポンプの数を１つにしてもよく、または３つ以上にしてもよい。
【００７３】
また、第１〜第３の実施形態は、流体ポンプ（P1）２、流体ポンプ（P2）３の動力源としてエンジン１を備えているが、エンジン１とは異なる動力源で流体ポンプ（P1）２、流体ポンプ（P2）３を駆動してもよい。
【００７４】
また、第１実施形態〜第３実施形態では、P1センタバイパスカット弁１２０、P2センタバイパスカット弁１２１が油圧弁によって構成されているが、これらのP1センタバイパスカット弁１２０、P2センタバイパスカット弁１２１を電磁弁によって構成してもよい。
【００７５】
また、P1センタバイパスカット弁１２０、P2センタバイパスカット弁１２１の開閉のタイミング及び／または開閉速度を任意に制御することで、油圧回路内での圧力の急変によるショックを緩和し、操作者への負担を軽減し、より滑らかな操作性を得るようにしてもよい。
【００７６】
なお、各部の構成は図示の実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００７７】
１    エンジン
２    流体ポンプ（P1）
３    流体ポンプ（P2）
４    パイロットポンプ
５    P1レギュレータ
６    P2レギュレータ
７    P1リリーフ弁
８    P2リリーフ弁
９    P1センタバイパス通路
１０  P2センタバイパス通路
２１  SW弁（方向制御弁）
２２  AM2弁（方向制御弁）
２３  BM1弁（方向制御弁）
２４  TRL弁（方向制御弁）
２５  AM1弁（方向制御弁）
２６  BM2弁（方向制御弁）
２７  BK弁（方向制御弁）
２８  TRR弁（方向制御弁）
４１〜４４  操作指令装置
５３  エンジン速度指令装置
５４  回転速度センサ
５５  電子カバナ
６０  車体制御装置
６１  入力部
６２  記憶部
６３  演算制御部
６４  出力部
６５  エンジン制御装置
６６  入力部
６７  演算制御部
６８  記憶部
６９  出力部
７０  ポンプ流量制御部
７１  P1センタバイパスカット弁制御部
７２  P1流量選択部
７３  P1容量指令値演算部
７４  P2センタバイパスカット弁制御部
７５  P2流量選択部
７６  P2容量指令値演算部
８０  P1ブリードオフ流量演算システム
８１  BM1ブリードオフ面積演算部
８２  AM2ブリードオフ面積演算部
８３  SWブリードオフ面積演算部
８４  TRLブリードオフ面積演算部
８５  P1等価ブリードオフ面積演算部
８６  P1ブリードオフ流量演算部
９０  P2ブリードオフ流量演算システム
９１  BM2ブリードオフ面積演算部
９２  BKブリードオフ面積演算部
９３  AM2ブリードオフ面積演算部
９４  TRRブリードオフ面積演算部
９５  P2等価ブリードオフ面積演算部
９６  P2ブリードオフ流量演算部
１００  走行体
１０１  旋回体
１０２  フロント作業機
１０３  ブーム
１０４  アーム
１０５  バケット
１０６  クローラ
１０７  ブームシリンダ（アクチュエータ）
１０８  アームシリンダ（アクチュエータ）
１０９  バケットシリンダ（アクチュエータ）
１１０  旋回モータ（アクチュエータ）
１１１  左走行モータ（アクチュエータ）
１１２  右走行モータ（アクチュエータ）
１２０  P1センタバイパスカット弁
１２１  P2センタバイパスカット弁
１２２  P1センタバイパスカット制御弁
１２３  P2センタバイパスカット制御弁
１２４  P1コントロール圧制御弁
１２５  P2コントロール圧制御弁
１２６  トルク制御圧制御弁
１３０〜１４４  圧力センサ
【図１】
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【図２】
2018028357.tif 000004
【図３】
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【図４】
2018028357.tif 000006
【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】
2018028357.tif 000011
【図１０】
2018028357.tif 000012
【図１１】
2018028357.tif 000013
【図１２】
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