(57)【要約】【課題】縮退方向に負荷が作用した状態での油圧シリンダの引込み動作の微操作時における操作性を向上させることができる油圧駆動装置を提供する。【解決手段】油圧駆動装置は、両傾転型の油圧ポンプ２、キャップ室１ｅとロッド室１ｆを有する油圧シリンダ１、油圧ポンプ２とキャップ室１ｅを接続する第１流路１１、油圧ポンプ２とロッド室１ｆを接続する第２流路１２、第１流路１１から分岐する排出流路１６、排出流路１６に設けられてキャップ室１ｅから排出流路１６への作動油の排出流量を制御する排出弁３２、油圧シリンダ１の動作を指示する操作装置５４、制御装置５６を備える。制御装置５６は、縮退方向に負荷が作用した状態での油圧シリンダ１の引込動作であって操作装置５４の操作量が微操作領域内の場合、キャップ室１ｅから排出される作動油の少なくとも一部が排出流路１６に排出されるように油圧ポンプ２及び排出弁３２を制御する。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１ポート及び第２ポートを有する両方向吐出型で両方向可変容量型の油圧ポンプと、
第１作動油室及び第２作動油室を有し、前記第１作動油室から作動油が排出される場合に引込み動作を行い前記第２作動油室から作動油が排出される場合に押し動作を行う油圧シリンダと、
前記油圧ポンプの前記第１ポートと前記油圧シリンダの前記第１作動油室とを接続する第１流路と、
前記油圧ポンプの前記第２ポートと前記油圧シリンダの前記第２作動油室とを接続する第２流路と、
前記第１流路から分岐する排出流路と、
前記排出流路に設けられ、前記油圧シリンダの前記第１作動油室から前記排出流路に排出される作動油の流量を制御する排出弁と、
前記油圧シリンダの動作を指示する操作装置と、
前記操作装置の指示に基づき前記油圧ポンプ及び前記排出弁を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記油圧シリンダの縮退方向に外部負荷が作用した状態での前記油圧シリンダの引込み動作であって、前記操作装置の操作量が微操作領域内である場合、前記油圧シリンダの前記第１作動油室から排出される作動油の少なくとも一部が前記操作装置の操作量に応じて前記排出流路に排出されるように前記油圧ポンプ及び前記排出弁を制御する
ことを特徴とする油圧駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の油圧駆動装置において、
前記制御装置は、前記微操作領域の全範囲において、前記油圧シリンダの前記第１作動油室から排出される作動油の全量が前記排出流路に排出されるように前記油圧ポンプ及び前記排出弁を制御する
ことを特徴とする油圧駆動装置。
【請求項３】
請求項１に記載の油圧駆動装置において、
前記制御装置は、
前記微操作領域の初期範囲では、前記油圧シリンダの前記第１作動油室から排出される作動油の全量が前記排出流路に排出されるように前記油圧ポンプ及び前記排出弁を制御し、
前記微操作領域内における初期範囲を越えた領域では、前記油圧シリンダの前記第１作動油室から排出される作動油の一部が前記排出流路に排出され、残りの作動油が前記油圧ポンプの第１ポート側に排出されるように前記油圧ポンプ及び前記排出弁を制御する
ことを特徴とする油圧駆動装置。
【請求項４】
請求項１に記載の油圧駆動装置において、
前記制御装置は、前記微操作領域の全範囲において、前記油圧シリンダの前記第１作動油室から排出される作動油の一部が前記排出流路に排出され、残りの作動油が前記油圧ポンプの第１ポート側に排出されるように前記油圧ポンプ及び前記排出弁を制御する
ことを特徴とする油圧駆動装置。
【請求項５】
請求項１に記載の油圧駆動装置において、
前記第１流路と前記第２流路とを接続する再生流路と、
前記再生流路に設けられ、前記再生流路に流通する作動油の流量を制御する再生弁とを更に備え、
前記制御装置は、外部負荷が前記油圧シリンダの縮退方向に作用した状態での前記油圧シリンダの引込み動作であって、前記油圧ポンプのポンプ吐出容積又は回生量が所定の条件に達した場合、前記油圧シリンダの前記第１作動油室から排出される作動油の一部が前記排出流路及び前記油圧ポンプの第１ポート側に排出されるように前記油圧ポンプ及び前記排出弁を制御すると共に、残りの作動油が前記再生流路を介して前記油圧シリンダの前記第２作動油室に供給されるように前記再生弁を制御する
ことを特徴とする油圧駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧ショベルなどの建設機械の油圧アクチュエータを駆動する油圧駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧ショベルやホイールローダ等の建設機械の分野では、両傾転油圧ポンプと油圧アクチュエータとを閉回路状に接続して、両傾転油圧ポンプから吐出された作動油を油圧アクチュエータへ送り、油圧アクチュエータからの戻り油を両傾転油圧ポンプに戻す油圧閉回路の開発が進められている。油圧閉回路を備えたシステムでは、両傾転油圧ポンプの吐出流量を制御することで油圧アクチュエータの駆動速度を制御する。
【０００３】
このような油圧閉回路を備えたシステムには、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を目的とした油圧駆動装置がある（特許文献１参照）。特許文献１に記載の油圧駆動装置では、両傾転油圧ポンプと油圧シリンダとを作動油流路で接続して油圧閉回路が構成されており、油圧シリンダの引込み動作により作業機を高速度に下降させる場合、油圧シリンダから排出される作動油の一部を、油圧ポンプに戻さずに、作動油流路から分岐したブリードオフ流路に排出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−２０４３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この特許文献１に記載の油圧駆動装置では、作業機の自重が油圧シリンダに作用した状態で作業機を微小速度で下降させる場合、油圧ポンプから吐出された作動油を制御弁を介して又は制御弁を介さずに油圧シリンダに供給し、油圧シリンダから排出される作動油をブリードオフ流路に排出させずに油圧ポンプに戻している。この場合、油圧シリンダの動作速度は、油圧ポンプが油圧シリンダから吸入する作動油の流量により決定される。油圧シリンダに供給される作動油の流量は、油圧ポンプから吐出された作動油を制御弁により油圧シリンダとブリードオフ流路とに分流することで調整されるか、又は、ポンプ容量を制御することで調整される。
【０００６】
ところで、両方向に作動油を吐出可能な両傾転油圧ポンプでは、傾転角が小さいとき、すなわち吸吐出流量が少ないとき、油圧ポンプからの漏れ量が多いので、ポンプ流量の制御の精度が低いという問題がある。
【０００７】
したがって、特許文献１に記載の油圧駆動装置では、作業機の位置、例えばバケットの爪先位置を下方向に細かく制御する場合、つまり油圧ポンプの傾転角を小さく制御する場合、吐出流量の高精度な制御を行うことは難しく、油圧シリンダに供給される作動油の流量も高い精度で制御することはできない。その結果、油圧シリンダを意図した動作速度で駆動することができず、バケットの爪先位置の細かな制御を良好に行うことができない。つまり、油圧シリンダの引込み動作の微操作時における操作性について改善の余地がある。
【０００８】
本発明は、上記の問題点を解消するためになされたものであり、その目的は、油圧シリンダの縮退方向に外部負荷が作用している状態での油圧シリンダの引込み動作の微操作時における操作性を向上させることができる油圧駆動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
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、第１ポート及び第２ポートを有する両方向吐出型で両方向可変容量型の油圧ポンプと、第１作動油室及び第２作動油室を有し、前記第１作動油室から作動油が排出される場合に引込み動作を行い前記第２作動油室から作動油が排出される場合に押し動作を行う油圧シリンダと、前記油圧ポンプの前記第１ポートと前記油圧シリンダの前記第１作動油室とを接続する第１流路と、前記油圧ポンプの前記第２ポートと前記油圧シリンダの前記第２作動油室とを接続する第２流路と、前記第１流路から分岐する排出流路と、前記排出流路に設けられ、前記油圧シリンダの前記第１作動油室から前記排出流路に排出される作動油の流量を制御する排出弁と、前記油圧シリンダの動作を指示する操作装置と、前記操作装置の指示に基づき前記油圧ポンプ及び前記排出弁を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記油圧シリンダの縮退方向に外部負荷が作用した状態での前記油圧シリンダの引込み動作であって、前記操作装置の操作量が微操作領域内である場合、前記油圧シリンダの前記第１作動油室から排出される作動油の少なくとも一部が前記操作装置の操作量に応じて前記排出流路に排出されるように前記油圧ポンプ及び前記排出弁を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、油圧シリンダの縮退方向に外部負荷が作用している状態で油圧シリンダの引込み動作の微操作を行う際、油圧シリンダの第１作動油室から排出された作動油の少なくとも一部を、油圧閉回路から分岐した排出流路に排出弁を用いて排出させるので、油圧シリンダの微操作時の動作速度を排出弁により制御することができる。したがって、油圧シリンダの縮退方向に外部負荷が作用している状態での油圧シリンダの引込み動作の微操作時における操作性を向上させることができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の油圧駆動装置を適用する油圧ショベルを示す側面図である。
【図２】本発明の油圧駆動装置の第１の実施の形態の構成を示す油圧回路図である。
【図３】図２に示すコントローラの機能を示すブロック図である。
【図４】図３に示すコントローラによるブームシリンダの押し動作（ブーム上げ）時の排出弁、第１油圧ポンプ、再生弁の制御方法の一例を示す特性図である。
【図５】図３に示すコントローラによるブームシリンダの引込み動作（ブーム下げ）時の排出弁、第１油圧ポンプ、再生弁の制御方法の一例を示す特性図であって、操作量が最大となる前に第１油圧ポンプのポンプ吐出容積が最大に達する場合の図である。
【図６】図３に示すコントローラによるブームシリンダの引込み動作（ブーム下げ）時の排出弁、第１油圧ポンプ、再生弁の制御方法の一例を示す特性図であって、操作量が最大となる前に第１油圧ポンプの回生量が最大に達する場合の図である。
【図７】図３に示すコントローラの制御手順の一例を示すフローチャート図である。
【図８】本発明の油圧駆動装置の第２の実施の形態を構成するコントローラの機能を示すブロック図である。
【図９】本発明の油圧駆動装置の第２の実施の形態を構成するコントローラによるブームシリンダの引込み動作（ブーム下げ）時の排出弁、第１油圧ポンプ、再生弁の制御方法の一例を示す特性図であって、操作量が最大となる前に第１油圧ポンプのポンプ吐出容積が最大に達する場合の図である。
【図１０】本発明の油圧駆動装置の第２の実施の形態を構成するコントローラによるブームシリンダの引込み動作（ブーム下げ）時の排出弁、第１油圧ポンプ、再生弁の制御方法の一例を示す特性図であって、操作量が最大となる前に第１油圧ポンプの回生量が最大に達する場合の図である。
【図１１】本発明の油圧駆動装置の第２の実施の形態を構成するコントローラの制御手順の一例を示すフローチャート図である。
【図１２】本発明の油圧駆動装置の第３の実施の形態を構成するコントローラの機能を示すブロック図である。
【図１３】本発明の油圧駆動装置の第３の実施の形態を構成するコントローラによるブームシリンダの引込み動作（ブーム下げ）時の排出弁、第１油圧ポンプ、再生弁の制御方法の一例を示す特性図であって、操作量が最大となる前に第１油圧ポンプのポンプ吐出容積が最大に達する場合の図である。
【図１４】本発明の油圧駆動装置の第３の実施の形態を構成するコントローラによるブームシリンダの引込み動作（ブーム下げ）時の排出弁、第１油圧ポンプ、再生弁の制御方法の一例を示す特性図であって、操作量が最大となる前に第１油圧ポンプの回生量が最大に達する場合の図である。
【図１５】本発明の油圧駆動装置の第３の実施の形態を構成するコントローラの制御手順の一例を示すフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の油圧駆動装置の実施の形態を図面を用いて説明する。
［第１の実施の形態］
まず、本発明の油圧駆動装置を適用する作業機械の一例として、油圧ショベルの構成を図１を用いて説明する。図１は本発明の油圧駆動装置を適用する油圧ショベルを示す側面図である。なお、本明細書において「前方」とは、後述のキャブの搭乗者が向く方向（図１中、左方向）をいう。
【００１３】
図１において、油圧ショベル１００は、左右両側にクローラ式の走行装置１０１ａ（図１中、一方側のみ図示）を有する下部走行体１０１と、下部走行体１０１上に旋回可能に取り付けられた本体としての上部旋回体１０２とを備えている。上部旋回体１０２は、原動機（図示せず）や後述の油圧ポンプ、複数の弁等の各種の機器を収容している。上部旋回体１０２上には、オペレータが搭乗するキャブ１０３が設けられている。下部走行体１０１と上部旋回体１０２は、油圧モータ（図示せず）を介して旋回可能とされている。
【００１４】
上部旋回体１０２の前側には、フロント作業機１０４が取り付けられている。フロント作業機１０４は、例えば、掘削作業等を行うための作動装置であり、ブーム１０６と、アーム１０７と、バケット１０８とを備えている。ブーム１０６は、その基端部が上部旋回体１０２の前側に俯仰可能に連結されている。ブーム１０６の先端部には、アーム１０７の基端部が回動可能に連結されている。アーム１０７の先端部には、バケット１０８の基端部が回動可能に連結されている。
【００１５】
ブーム１０６は、作動油の供給により駆動する油圧アクチュエータとしてのブームシリンダ１によって駆動される。ブームシリンダ１は、シリンダチューブ１ａと、シリンダチューブ１ａ内を滑動するピストン１ｂ（図２参照）と、基端部がピストン１ｂに連結され、先端部がシリンダチューブ１ａの外部に延在するロッド１ｃ（図２も参照）とを有し、ロッド１ｃが一方向に突出する片ロッド型の油圧シリンダである。ブームシリンダ１は、例えば、ロッド１ｃの先端部が上部旋回体１０２に連結され、シリンダチューブ１ａの基端部がブーム１０６に連結されている。
【００１６】
アーム１０７は、油圧アクチュエータとしてのアームシリンダ１１２によって駆動される。アームシリンダ１１２は、ブームシリンダ１と同様に、シリンダチューブ１１２ａ、ピストン（図示せず）、一方向に突出するロッド１１２ｃを有する片ロッド型の油圧シリンダである。アームシリンダ１１２は、例えば、シリンダチューブ１１２ａの基端部がブーム１０６に連結され、ロッド１１２ｃの先端部がアーム１０７に連結されている。
【００１７】
バケット１０８は、油圧アクチュエータとしてのバケットシリンダ１１３によって駆動される。バケットシリンダ１１３は、ブームシリンダ１と同様に、シリンダチューブ１１３ａ、ピストン（図示せず）、一方向に突出するロッド１１３ｃを有する片ロッド型の油圧シリンダである。バケットシリンダ１１３は、例えば、シリンダチューブ１１３ａの基端部がアーム１０７に連結され、ロッド１１３ｃの先端部がリンク１１５を介してバケット１０８に連結されている。
【００１８】
フロント作業機１０４を構成するブーム１０６、アーム１０７、バケット１０８はそれぞれ、後述の油圧駆動装置（図２参照）により駆動される。
【００１９】
次に、本発明の油圧駆動装置の第１の実施の形態の構成を図２を用いて説明する。図２は本発明の油圧駆動装置の第１の実施の形態の構成を示す油圧回路図である。なお、図２はブームを駆動する油圧駆動装置を示しているが、アーム及びバケットを駆動する油圧駆動装置も同様の構成であるので、その説明を省略する。また、図２において、図１に示す符号と同符号のものは、同一部分であるので、その詳細な説明を省略する。
【００２０】
図２において、油圧駆動装置は、ブームシリンダ１と、ブームシリンダ１と閉回路状に接続された両方向吐出型で両方向可変容量型の第１油圧ポンプ２と、ブームシリンダ１に作動油を供給する第２油圧ポンプ３と、第１油圧ポンプ２及び第２油圧ポンプ３を駆動する原動機（図示せず）とを備えている。原動機は、例えば、エンジンや電動機であり、第１油圧ポンプ２の動力を回収可能である。
【００２１】
ブームシリンダ１は、シリンダチューブ１ａの内部がピストン１ｂによって、シリンダチューブ１ａの基端側に位置するキャップ側の第１作動油室（以下、キャップ室という）１ｅと、シリンダチューブ１ａの先端側に位置するロッド１ｃ側の第２作動油室（以下、ロッド室という）１ｆとに区画されている。ブームシリンダ１は、キャップ室１ｅから作動油が排出されると共にロッド室１ｆに作動油が供給される場合に、ロッド１ｃが縮退移動することで引込み動作（ブーム下げ）を行う。一方、ロッド室１ｆから作動油が排出されると共にキャップ室１ｅに作動油が供給される場合に、ロッド１ｃが伸張移動することで押し動作（ブーム上げ）を行う。
【００２２】
ブームシリンダ１のキャップ室１ｅの受圧面積は、ロッド１ｃの断面積分、ロッド室１ｆの受圧面積よりも大きい。このため、ブームシリンダ１を伸張させるには、ロッド室１ｆから排出される作動油よりも多量の作動油をキャップ室１ｅに供給する必要がある。また、ブームシリンダ１を縮退させるには、ロッド室１ｆに供給される作動油よりも多量の作動油をキャップ室１ｅから排出する必要がある。
【００２３】
第１油圧ポンプ２は、例えば、両傾転油圧ポンプであり、一対の入出力ポートである第１ポート２ａ及び第２ポート２ｂを有する、流量調整手段としての両傾転斜板機構と、斜板の傾転方向及び傾斜角を調整するレギュレータ２ｃとを備えている。斜板の傾転方向及び傾斜角を変えることで、吐出と吸込の方向の切換え及びポンプ押しのけ容積（ポンプ容量）の調整が行われる。第１油圧ポンプ２は、吸込側に吐出側よりも高圧の作動油が供給されると油圧モータとして機能する。第１油圧ポンプ２には、第１油圧ポンプ２の斜板の傾転角を検出する傾転角センサ５３が設けられている。
【００２４】
第２油圧ポンプ３は、一方向に吐出する可変容量型の油圧ポンプ、例えば片傾転ポンプである。第２油圧ポンプ３は、吸込ポート３ａ及び吐出ポート３ｂを有する、流量調整手段としての片傾転斜板機構と、斜板の傾斜角を調整するレギュレータ３ｃとを備えている。斜板の傾斜角の調整により、ポンプ押しのけ容積が調整される。
【００２５】
ブームシリンダ１のキャップ室１ｅと第１油圧ポンプ２の第１ポート２ａは、第１流路１１を介して接続されている。ブームシリンダ１のロッド室１ｆと第１油圧ポンプの第２ポート２ｂは、第２流路１２を介して接続されている。このように、ブームシリンダ１、第１油圧ポンプ２、第１流路１１、第２流路１２によって油圧閉回路が構成されている。第１流路１１における第１油圧ポンプ２の第１ポート２ａ側には、第１油圧ポンプ２の吸込圧又は吐出圧を検出する圧力検出器としての第１圧力センサ５１が設けられている。第２流路１２における第１油圧ポンプ２の第２ポート２ｂ側には、第１油圧ポンプの吸込圧又は吐出圧を検出する圧力検出器としての第２圧力センサ５２が設けられている。
【００２６】
第１流路１１から第３流路１３が分岐している。第３流路１３の他端には、補給流路１４の一端が接続されており、補給流路１４の他端は第２油圧ポンプ３の吐出ポート３ｂに接続されている。これにより、第２油圧ポンプ３は、補給流路１４、第３流路１３及び第１流路１１を介してブームシリンダ１のキャップ室１ｅに接続されている。第２油圧ポンプ３の吸込ポート３ａは、第４流路１５を介して作動油タンク６に接続されている。補給流路１４及び第３流路１３は、ブームシリンダ１の押し動作時に、第２油圧ポンプ３から吐出された作動油をブームシリンダ１のキャップ室１ｅに供給する補給流路として機能する。また、第３流路１３の他端には、排出流路１６の一端も接続されており、排出流路１６の他端は、作動油タンク６に接続されている。すなわち、排出流路１６は、第３流路１３を介して油圧閉回路の第１流路１１から分岐した流路である。排出流路１６及び第３流路１３は、ブームシリンダ１の引込み動作時に、ブームシリンダ１のキャップ室１ｅから排出された作動油の一部又は全量を油圧閉回路から排出させる排出流路として機能する。このように、第３流路１３は、ブームシリンダ１の押し動作時の補給流路及び引込み動作時の排出流路の両機能を有する。
【００２７】
排出流路１６には、排出弁３２が設けられている。排出弁３２は、ブームシリンダ１のキャップ室１ｅから排出流路１６に排出される作動油の流量を制御するものである。例えば、電磁駆動式の比例弁であり、ソレノイド３２ａに入力される指令信号に応じて開度が調整される。排出弁３２が開口すると、ブームシリンダ１のキャップ室１ｅと作動油タンク６が第１流路１１、第３流路１３及び排出流路１６を介して連通する。
【００２８】
油圧駆動装置は、また、油圧閉回路に作動油を供給するチャージポンプ４を備えている。チャージポンプ４は、固定容量型の油圧ポンプであり、作動油タンク６から作動油を吸入する。チャージポンプ４の吐出側は、チャージ流路１８及びチャージ流路１８から分岐した第５流路１９を介して第１流路１１に接続されると共に、チャージ流路１８から分岐した第６流路２０を介して第２流路１２に接続されている。
【００２９】
第５流路１９及び第６流路２０にはそれぞれ、第１チェック弁３４及び第２チェック弁３５が設けられている。第１チェック弁３４及び第２チェック弁３５はそれぞれ、作動油の流通方向をチャージ流路１８から第１流路１１及び第２流路１２に向かう方向に制限し、第１流路１１及び第２流路１２からチャージ流路１８に作動油が排出されることを禁止するように設定されている。
【００３０】
第１流路１１内の油圧がチャージ流路１８内の油圧よりも低くなったときには、第１チェック弁３４が開いてチャージポンプ４から吐出された作動油が第１流路１１に吸い込まれる。第２流路１２内の油圧がチャージ流路１８内の油圧よりも低くなったときには、第２チェック弁３５が開いてチャージポンプ４からの作動油が第２流路１２に吸い込まれる。これにより、油圧閉回路内のキャビテーションの発生が防止される。
【００３１】
チャージポンプ４の吐出側は、さらに、チャージ流路１８から分岐した第１リリーフ流路２１を介して作動油タンク６に接続されている。第１リリーフ流路２１には、第１リリーフ弁３７が設けられている。第１リリーフ弁３７は、チャージ流路１８内の作動油圧が設定圧以上になった場合に、チャージ流路１８から作動油タンク６に作動油を逃がして回路を保護するものである。
【００３２】
油圧駆動装置は、また、油圧閉回路の第１流路１１及び第２流路１２のいずれかの低圧側をチャージ流路１８に接続するフラッシング弁３９を備えている。フラッシング弁３９は、３つの位置に切換可能で、第１流路１１及び第２流路１２から導かれるパイロット圧で駆動し、バネにて中立保持する構成となっている。中立位置では、油圧閉回路とチャージ流路１８の接続が遮断される。フラッシング弁３９は、位置の切換により、第１流路１１又は第２流路１２を第７流路２３又は第８流路２４を介してチャージ流路１８に接続する。第１油圧ポンプ２と第２油圧ポンプ３の流量比のバランスが過渡的に崩れて油圧閉回路内に流量の余剰が生じた場合には、フラッシング弁３９が駆動されて油圧閉回路の第１流路１１及び第２流路１２のいずれかの低圧側から余剰流量をチャージ流路１８に排出するので、油圧閉回路内の圧力上昇が防止される。この場合、低圧側から余剰流量が排出されるので、エネルギーロスを低減することができる。また、油圧閉回路内に流量の不足が生じた場合には、フラッシング弁３９が駆動されて油圧閉回路の第１流路１１及び第２流路１２のいずれかの低圧側にチャージ流路１８から作動油が補充されるので、油圧閉回路内の負圧の発生が防止される。
【００３３】
油圧駆動装置は、油圧閉回路を保護するリリーフ回路を備えている。リリーフ回路は、第１流路１１とチャージ流路１８とを接続する第２リリーフ流路２６と、第２流路１２とチャージ流路１８とを接続する第３リリーフ流路２７とを有する。第２リリーフ流路２６及び第３リリーフ流路２７にはそれぞれ、第２リリーフ弁４１及び第３リリーフ弁４２が設けられている。第２リリーフ弁４１及び第３リリーフ弁４２はそれぞれ、第１流路１１及び第２流路１２内の圧力が設定圧以上となった場合に、第１流路１１及び第２流路１２内の作動油をチャージ流路１８に逃がし、油圧閉回路を保護するものである。
【００３４】
油圧駆動装置は、さらに、第１流路１１と第２流路１２とを接続する再生流路２９と、再生流路２９に設けられた再生弁４４とを備えている。再生弁４４は、油圧閉回路内の高圧側の作動油を低圧側に導くものであり、再生流路２９に流通する作動油の流量を制御する。例えば、電磁駆動式の比例弁であり、ソレノイド４４ａに入力される指令信号に応じて開度が調整される。再生弁４４が開口すると、ブームシリンダ１のキャップ室１ｅとロッド室１ｆが第１流路１１、再生流路２９、第２流路１２を介して連通する。
【００３５】
油圧駆動装置は、また、ブームシリンダ１の動作を指示する操作装置である操作レバー装置５４を備えている。操作レバー装置５４のレバーの操作方向及び操作角度（操作量）により、ブームシリンダ１の動作方向及び動作速度が指示される。
【００３６】
油圧駆動装置は、さらに、操作レバー装置５４の指示や各種センサの情報に基づき、第１油圧ポンプ２、第２油圧ポンプ３、排出弁３２、再生弁４４を制御する制御装置としてのコントローラ５６を備えている。コントローラ５６は、操作信号線５６ａを介して操作レバー装置５４に接続されている。また、圧力信号線５６ｂ、５６ｃを介して第１圧力センサ５１及び第２圧力センサ５２に接続されている。さらに、第１レギュレータ信号線５６ｄを介して第１油圧ポンプ２のレギュレータ２ｃに接続されていると共に、第２レギュレータ信号線５６ｅを介して第２油圧ポンプ３のレギュレータ３ｃに接続されている。また、第１流量信号線５６ｆを介して排出弁３２のソレノイド３２ａに接続されていると共に、第２流量信号線５６ｇを介して再生弁４４のソレノイド４４ａに接続されている。さらに、傾転角信号線５６ｈを介して傾転角センサ５３に接続されている。
【００３７】
次に、本発明の油圧駆動装置の第１の実施の形態の一部を構成するコントローラの機能を図３を用いて説明する。図３は図２に示すコントローラの機能を示すブロック図である。なお、図３において、図１及び図２に示す符号と同符号のものは、同一部分であるので、その詳細な説明を省略する。
【００３８】
コントローラ５６は、操作レバー装置５４のレバーの操作方向及び操作量に応じた操作信号を入力する。また、第１圧力センサ５１及び第２圧力センサ５２の圧力検出信号を入力する。さらに、傾転角センサ５３の傾転角検出信号を入力する。コントローラ５６は、アクチュエータ動作判定部５７と、レバー操作領域判定部５８と、ポンプ吐出容積判定部５９と、ポンプ回生量判定部６０と、指令演算部６１とで構成されている。
【００３９】
アクチュエータ動作判定部５７は、操作レバー装置５４のレバーの操作信号に基づき、ブームシリンダ１の引込み動作（ブーム下げ）か又は押し動作（ブーム上げ）かを判定し、この判定結果を指令演算部６１へ出力する。
【００４０】
レバー操作領域判定部５８は、操作レバー装置５４のレバーの操作信号に基づき、レバーの操作量が「微操作領域」内か否かを判定し、この判定結果を指令演算部６１へ出力する。微操作領域とは、ブームシリンダ１を微小速度で制御するときのレバーの操作範囲である。微操作領域は、例えば、第１油圧ポンプ２の吸吐出流量が微小で高精度な流量制御が難しい操作範囲として設定される。具体的には、例えば、レバーの操作量（操作角度）が中立の０％（０°）よりも大きく全操作領域の２５％程度までの領域である（後述の図５及び図６参照）。
【００４１】
ポンプ吐出容積判定部５９は、傾転角センサ５３の傾転角検出信号に基づき、第１油圧ポンプ２のポンプ吐出容積を演算する。さらに、この演算結果が最大の吐出容積であるか否かを判定し、判定結果を指令演算部６１へ出力する。
【００４２】
ポンプ回生量判定部６０は、傾転角センサ５３の傾転角検出信号に基づき第１油圧ポンプ２のポンプ吐出容積を演算し、この演算結果と第１圧力センサ５１及び第２圧力センサ５２の圧力検出信号とに基づき第１油圧ポンプ２の回生量を演算する。さらに、第１油圧ポンプ２の回生量の演算結果が第１油圧ポンプ２の最大回生量であるか否かを判定し、判定結果を指令演算部６１へ出力する。
【００４３】
指令演算部６１は、アクチュエータ動作判定部５７、レバー操作領域判定部５８、ポンプ吐出容積判定部５９、及びポンプ回生量判定部６０の判定結果に基づいて、第１油圧ポンプ２の吸吐出方向及び吸吐出流量を指令する指令信号を生成し、この指令信号を第１油圧ポンプ２のレギュレータ２ｃへ出力する。また、アクチュエータ動作判定部５７、レバー操作領域判定部５８、ポンプ吐出容積判定部５９、及びポンプ回生量判定部６０の判定結果に基づいて、第２油圧ポンプ３の吐出流量を指令する指令信号を生成し、この指令信号を第２油圧ポンプ３のレギュレータ３ｃへ出力する。
【００４４】
指令演算部６１は、アクチュエータ動作判定部５７、レバー操作領域判定部５８、ポンプ吐出容積判定部５９、及びポンプ回生量判定部６０の判定結果に基づいて、排出弁３２の開度を指令する指令信号を生成し、その指令信号を排出弁３２のソレノイド３２ａへ出力する。これにより、ブームシリンダ１のキャップ室１ｅから排出流路１６を介して作動油タンク６に排出される作動油の流量が制御される。また、アクチュエータ動作判定部５７、レバー操作領域判定部５８、ポンプ吐出容積判定部５９、及びポンプ回生量判定部６０の判定結果に基づいて、再生弁４４の開度を指令する指令信号を生成し、その指令信号を再生弁４４のソレノイド４４ａへ出力する。これにより、ブームシリンダ１のキャップ室１ｅから再生流路２９を介してブームシリンダ１のロッド室１ｆに流入する作動油の流量が制御される。
【００４５】
次に、本発明の油圧駆動装置の第１の実施の形態を構成するコントローラの排出弁、第１油圧ポンプ、再生弁に対する制御内容を図２乃至図６を用いて説明する。図４は図３に示すコントローラによるブームシリンダの押し動作（ブーム上げ）時の排出弁、第１油圧ポンプ、再生弁の制御方法の一例を示す特性図、図５は図３に示すコントローラによるブームシリンダの引込み動作（ブーム下げ）時の排出弁、第１油圧ポンプ、再生弁の制御方法の一例を示す特性図であって、操作量が最大となる前に第１油圧ポンプのポンプ吐出容積が最大に達する場合の図、図６は図３に示すコントローラによるブームシリンダの引込み動作（ブーム下げ）時の排出弁、第１油圧ポンプ、再生弁の制御方法の一例を示す特性図であって、操作量が最大となる前に第１油圧ポンプの回生量が最大に達する場合の図である。
【００４６】
図４乃至図６中、横軸Ｌは操作レバー装置５４のレバー操作量を示している。縦軸Ｑ１（Ｖ１）は排出弁３２を介した作動油タンク６への排出流量（排出弁の開度）を、縦軸Ｑ２（Ｐ１）はキャップ室１ｅから第１油圧ポンプ２への排出流量（第１油圧ポンプの傾転角）を、縦軸Ｑ３（Ｖ２）はキャップ室１ｅから再生弁４４を介した再生流路２９への排出流量（再生弁の開度）を、縦軸Ｒは第１油圧ポンプ２の回生量をそれぞれ示している。なお、図４乃至図６において、図１乃至図３に示す符号と同符号のものは、同一部分であるので、その詳細な説明も省略する。
【００４７】
まず、操作レバー装置５４の指示がブームシリンダ１の押し動作（ブーム上げ）の場合について説明する。コントローラ５６の指令演算部６１は、ブームシリンダ１の動作速度が操作レバー装置５４の操作量に応じた速度となるように、ブームシリンダ１のキャップ室１ｅに供給される作動油の流量及びロッド室１ｆから排出される作動油の流量を制御する。具体的には、排出弁３２、第１油圧ポンプ２、再生弁４４を以下のように制御する。
【００４８】
コントローラ５６は、図４の実線Ｃｘ１に示すように、排出弁３２を常時閉止する。これにより、図２に示す作動油タンク６と第１流路１１の接続が常時遮断される。すなわち、コントローラ５６は、排出弁３２を介して作動油タンク６に排出される作動油の流量がレバー操作量によらず０となるように制御する。
【００４９】
また、コントローラ５６は、図４の実線Ｃｘ２に示すように、第１油圧ポンプ２の斜板の傾転角をレバー操作量の増加に応じて増加するように制御する。すなわち、図２に示す第１油圧ポンプ２からキャップ室１ｅへの供給流量及びロッド室１ｆから第１油圧ポンプ２への排出流量（第１油圧ポンプ２の吸吐出流量）がレバー操作量の増加に応じて増加するように制御する。この場合、キャップ室１ｅとロッド室１ｆの受圧面積差により生じるキャップ室１ｅへの作動油の供給不足は、第２油圧ポンプ３から作動油を供給することで解消する必要がある。そのため、コントローラ５６は、第１油圧ポンプ２と第２油圧ポンプ３のポンプ容量がキャップ室１ｅとロッド室１ｆの受圧面積差に応じた所定の関係となるように制御する。
【００５０】
また、コントローラ５６は、図４の実線Ｃｘ３に示すように、再生弁４４を常時閉止する。これにより、図２に示す第１流路１１と第２流路１２の再生流路２９を介した接続が常時遮断される。すなわち、コントローラ５６は、高圧側の第１流路１１から低圧側の第２流路１２に再生弁４４を介して流れる作動油の流量がレバー操作量によらず０となるように制御する。
【００５１】
次に、外部負荷がブームシリンダの縮退方向に作用した状態において、操作レバー装置５４の指示がブームシリンダ１の引込み動作（例えば、フロント作業機１０４の自重が作用する条件下でのブーム下げ）の場合について説明する。コントローラ５６の指令演算部６１は、ブームシリンダ１の動作速度がレバー操作量に応じた速度となるように、ブームシリンダ１のキャップ室１ｅから排出される作動油の流量を制御する。具体的には、排出弁３２、第１油圧ポンプ２、再生弁４４を以下のように制御する。
【００５２】
コントローラ５６は図５及び図６の実線Ｃｙ１に示すように、排出弁３２の開度をレバー操作量の増加に応じて増加するように制御する。これにより、図２に示すキャップ室１ｅと作動油タンク６が第３流路１３及び排出流路１６を介して連通する。すなわち、コントローラ５６は、キャップ室１ｅから排出弁３２を介した作動油タンク６への排出流量がレバー操作量の増加に応じて増加するように排出弁３２を制御する。
【００５３】
また、コントローラ５６は、図５及び図６の実線Ｃｙ２に示すように、レバー操作量が微操作領域内である場合、第１油圧ポンプ２の斜板の傾転角をレバー操作量によらず０になるように制御する。すなわち、キャップ室１ｅから第１油圧ポンプ２への排出流量及び第１油圧ポンプ２からロッド室１ｆへの供給流量（第１油圧ポンプ２の吸吐出流量）がレバー操作量によらず０となるように第１油圧ポンプ２のポンプ吐出容積を制御する。
【００５４】
一方、レバー操作量が微操作領域を超えている場合、コントローラ５６は、第１油圧ポンプ２の斜板の傾斜角をレバー操作量の増加に応じて増加するように制御する。すなわち、キャップ室１ｅから第１油圧ポンプ２への排出流量及び第１油圧ポンプ２からロッド室１ｆへの供給流量（第１油圧ポンプ２の吸吐出流量）がレバー操作量の増加に応じて増加するように第１油圧ポンプ２のポンプ吐出容積を制御する。
【００５５】
ただし、レバー操作量が最大（１００％）となる前に第１油圧ポンプ２のポンプ吐出容積が最大に達する場合、コントローラ５６は、図５の実線Ｃｙ２に示すように、レバー操作量のそれ以降の増加に対して、第１油圧ポンプ２の斜板の傾転角を一定（最大）に維持するように制御する。すなわち、レバー操作量の増加に対して、キャップ室１ｅから第１油圧ポンプ２への排出流量及び第１油圧ポンプ２からロッド室１ｆへの供給流量（第１油圧ポンプ２の吸吐出流量）が一定量（最大）に維持されるように第１油圧ポンプ２のポンプ吐出容積を制御する。
【００５６】
また、レバー操作量が最大（１００％）となる前に第１油圧ポンプ２の回生量が最大に達する場合、コントローラ５６は、図６の実線Ｃｙ２に示すように、レバー操作量のそれ以降の増加に対して、第１油圧ポンプ２の斜板の傾転角を一定に維持するように制御する。すなわち、レバー操作量の増加に対して、キャップ室１ｅから第１油圧ポンプ２への排出流量及び第１油圧ポンプ２からロッド室１ｆへの供給流量（第１油圧ポンプ２の吸吐出流量）が一定量に維持されるように第１油圧ポンプ２のポンプ吐出容積を制御する。
【００５７】
また、コントローラ５６は、図５及び図６の実線Ｃｙ３に示すように、第１油圧ポンプ２のポンプ吐出容積又は回生量が最大に達するまでは、再生弁４４を閉止する。これにより、図２に示す第１流路１１と第２流路１２の再生流路２９を介した接続が遮断される。すなわち、コントローラ５６は、高圧側の第１流路１１から再生弁４４を介した低圧側の第２流路１２への排出流量がレバー操作量によらず０となるように再生弁４４を制御する。
【００５８】
第１油圧ポンプ２のポンプ吐出容積又は回生量が最大に達した場合、再生弁４４を開口し、再生弁４４の開度をレバー操作量のそれ以降の増加に応じて増加するように制御する。これにより、図２に示すキャップ室１ｅとロッド室１ｆが再生流路２９を介して接続される。すなわち、コントローラ５６は、高圧側のキャップ室１ｅから再生弁４４を介した低圧側のロッド室１ｆへの供給流量がレバー操作量の増加に応じて増加するように再生弁４４を制御する。
【００５９】
このように、本実施の形態においては、レバー操作量が微操作領域内の全範囲において、コントローラ５６は、キャップ室１ｅから排出される作動油の全量が排出流路１６に排出されるように排出弁３２、第１油圧ポンプ２及び再生弁４４を制御する。したがって、ブームシリンダ１の動作速度は、排出流路１６への排出流量に対応したものとなる。
【００６０】
また、レバー操作量が微操作領域を超えている場合であって、第１油圧ポンプ２のポンプ吐出容積及び回生量がその最大値より小さい場合（以下、通常操作領域と称す場合がある）、キャップ室１ｅから排出される作動油の一部が排出流路１６を介して作動油タンク６に排出され、残りの作動油が第１油圧ポンプ２の第１ポート２ａ側に排出されるように排出弁３２、第１油圧ポンプ２及び再生弁４４を制御する。したがって、ブームシリンダ１の動作速度は、排出流路１６への排出流量及び第１油圧ポンプ２の吸込流量の合計流量に対応したものとなる。
【００６１】
さらに、第１油圧ポンプ２のポンプ吐出容積又は回生量が最大に達した場合（以下、高速操作領域と称す場合がある）、コントローラ５６は、キャップ室１ｅから排出される作動油の一部が排出流路１６及び第１油圧ポンプ２の第１ポート２ａ側に排出されるように排出弁３２及び第１油圧ポンプ２を制御すると共に、残りの作動油が再生流路２９を介してロッド室１ｆに供給されるように再生弁４４を制御する。したがって、ブームシリンダ１の動作速度は、排出流路１６への排出流量、第１油圧ポンプ２の吸込流量、再生流路２９への排出流量の合計流量に対応したものとなる。
【００６２】
なお、外部負荷がブームシリンダ１の縮退方向に作用していない状態でのブームシリンダ１の引込み動作（ブーム下げ）の場合についての制御内容の詳細は省略するが、基本的には、コントローラ５６は、レバー操作の全領域において、第１油圧ポンプ２からロッド室１ｆへの供給流量を制御することでブームシリンダ１の動作速度を制御する。すなわち、レバー操作量が微操作領域内であっても、第１油圧ポンプ２の吐出流量をレバー操作量に応じて増減させる。
【００６３】
次に、本発明の油圧駆動装置の第１の実施の形態を構成するコントローラの制御フローを図７を用いて説明する。図７は図３に示すコントローラの制御手順の一例を示すフローチャート図である。なお、本説明では、外部負荷がブームシリンダ１の縮退方向に作用していない状態でのブームシリンダ１の引込み動作時の制御フローを省略している。
【００６４】
コントローラ５６は、エンジンの始動により起動して制御フローを開始する（スタート）。コントローラ５６は、まず、操作レバー装置５４の操作信号、第１圧力センサ５１及び第２圧力センサ５２の圧力検出信号、傾転角センサ５３の傾転角検出信号を入力する（ステップＳ２１０）。次に、入力された操作信号に基づき、コントローラ５６のアクチュエータ動作判定部５７が操作レバー装置５４の指示がブームシリンダ１の引込み動作（ブーム下げ）か否かを判定する（ステップＳ２２０）。
【００６５】
ステップＳ２２０において、ブームシリンダ１の引込み動作の指示でないと判定した場合（ＮＯの場合）、すなわちブームシリンダ１の押し動作（ブーム上げ）の指示の場合、ステップＳ２３０に進み、コントローラ５６の指令演算部６１は、次のように、排出弁３２、第１油圧ポンプ２、再生弁４４を制御する。コントローラ５６は、図４に示す実線Ｃｘ１のように、排出弁３２を常時閉止する。また、図４に示す実線Ｃｘ２のように、第１油圧ポンプ２のポンプ吐出容積をレバー操作量に応じて制御する。さらに、図４に示す実線Ｃｘ３のように、再生弁４４を常時閉止する。
【００６６】
ブーム上げの操作が継続される間、コントローラ５６は上記ステップＳ２１０〜Ｓ２３０の処理を繰り返す。
【００６７】
それに対して、ステップＳ２２０において、ブームシリンダ１の引込み動作の指示の場合（ＹＥＳの場合）、ステップＳ２４０に進み、コントローラ５６のレバー操作領域判定部５８は、入力された操作信号に基づきレバー操作量が微操作領域内か否かを判定する。レバー操作量が微操作領域内である場合（ＹＥＳの場合）には、ステップＳ２５０に進み、コントローラ５６の指令演算部６１は、次のように、排出弁３２、第１油圧ポンプ２、再生弁４４の制御を行う。コントローラ５６は、図５及び図６に示す実線Ｃｙ１の微操作領域のように、排出弁３２の開度をレバー操作量に応じて制御する。また、図５及び図６に示す実線Ｃｙ２の微操作領域のように、第１油圧ポンプ２の吐出容積を０にする。さらに、図５及び図６に示す実線Ｃｙ３の微操作領域のように、再生弁４４を閉止する。
【００６８】
ブーム下げの微操作領域の操作が継続される間、コントローラ５６は上記ステップＳ２１０、Ｓ２２０、Ｓ２４０、Ｓ２５０の処理を繰り返す。
【００６９】
一方、ステップＳ２４０において、操作量が微操作領域を超えている場合（ＮＯの場合）、ステップＳ２６０に進み、コントローラ５６のポンプ吐出容積判定部５９が入力された傾転角検出信号に基づき第１油圧ポンプ２のポンプ吐出容積が最大か否かを判定する。第１油圧ポンプ２のポンプ吐出容積が最大でない場合（ＮＯの場合）には、ステップＳ２７０に進み、コントローラ５６のポンプ回生量判定部６０が入力された傾転角検出信号及び圧力検出信号に基づき第１油圧ポンプ２の回生量が最大か否かを判定する。
【００７０】
ステップＳ２７０において、第１油圧ポンプ２の回生量が最大でない場合（ＮＯの場合）、ステップＳ２８０に進み、コントローラ５６の指令演算部６１は、次のように、排出弁３２、第１油圧ポンプ２、再生弁４４の制御を行う。コントローラ５６は、図５及び図６に示す実線Ｃｙ１の通常操作領域のように、排出弁３２の開度を操作量に応じて制御する。また、図５及び図６に示す実線Ｃｙ２の通常操作領域のように、第１油圧ポンプ２の吐出容積を操作量に応じて制御する。さらに、図５及び図６に示す実線Ｃｙ３の通常操作領域のように、再生弁４４を閉止する。
【００７１】
ブーム下げの通常操作領域の操作が継続される間、コントローラ５６は上記ステップＳ２１０、Ｓ２２０、Ｓ２４０、Ｓ２６０〜Ｓ２８０の処理を繰り返す。
【００７２】
また、ステップＳ２６０又はステップＳ２７０において、第１油圧ポンプ２のポンプ吐出容積又は回生量が最大である場合（ＹＥＳの場合）、ステップＳ２９０に進み、コントローラ５６の指令演算部６１は、次のように、排出弁３２、第１油圧ポンプ２、再生弁４４の制御を行う。コントローラ５６は、図５及び図６に示す実線Ｃｙ１の高速操作領域のように、排出弁３２の開度を操作量に応じて制御する。また、図５及び図６に示す実線Ｃｙ２の高速操作領域のように、第１油圧ポンプ２の吐出容積を操作量によらずに一定に制御する。さらに、図５及び図６に示す実線Ｃｙ３の高速操作領域のように、再生弁４４の開度を操作量に応じて制御する。
【００７３】
第１油圧ポンプ２のポンプ吐出容積又は回生量が最大の状況下でブーム下げの操作が継続される間、コントローラ５６は、上記処理を繰り返す。
【００７４】
次に、本発明の油圧駆動装置の第１の実施の形態の動作を図２乃至図７を用いて説明する。ここでは、ブーム上げを行い、その後、フロント作業機１０４の自重がブームシリンダ１の縮退方向に作用している状態でブーム下げを行うという２種類の動作に分けて説明する。さらに、ブーム下げでは、レバー操作量が微操作領域内の場合、通常操作領域内の場合、第１油圧ポンプ２のポンプ吐出容積が最大の領域（高速操作領域）内の場合、第１油圧ポンプ２の回生量が最大の領域（高速操作領域）内の場合の４つの場面に分けて説明する。なお、ブームシリンダ１の縮退方向に負荷が作用していない状態でのブーム下げ時の動作説明は省略する。
【００７５】
オペレータが図２に示す操作レバー装置５４のレバーを中立位置からブーム上げ（ブームシリンダ１の押し動作）に操作すると、レバーの操作方向及び操作量に応じた操作信号や第１及び第２圧力センサ５１、５２の圧力検出信号、傾転角センサ５３の傾転角検出信号がコントローラ５６に入力される（図７に示すステップＳ２１０）。コントローラ５６は、操作レバー装置５４の指示がブームシリンダ１の引込み動作でないと判定し（ステップＳ２２０でＮＯの判定）、ブームシリンダ１の押し動作に対応した指令信号を、排出弁３２、第１油圧ポンプ２、再生弁４４に出力する（ステップＳ２３０）。
【００７６】
これにより、排出弁３２は閉止された状態であり、作動油タンク６と第１流路１１の連通が遮断されている。再生弁４４は閉止された状態であり、第１流路１１と第２流路１２の再生流路２９を介した接続が遮断されている。第１油圧ポンプ２のポンプ吐出容積がレバー操作量に応じた容積となり、第１油圧ポンプ２から操作量に応じた流量の作動油が吐出される。この場合、コントローラ５６からの指令信号により、第１油圧ポンプ２のキャップ室１ｅへの供給不足分（キャップ室１ｅとロッド室１ｆの受圧面積差による不足分）の流量の作動油が第２油圧ポンプ３から吐出される。
【００７７】
したがって、排出弁３２を介した作動油タンク６への排出流量は図４に示す実線Ｃｘ１のように０となり、再生弁４４による再生流路２９の流量は図４に示す実線Ｃｘ３のように０となる。また、図４の実線Ｃｘ２に示すように、ロッド室１ｆから第１油圧ポンプ２の第２ポート２ｂ側にレバー操作量に応じた流量が排出されると共に、第１油圧ポンプ２及び第２油圧ポンプ３からキャップ室１ｅにレバー操作量に応じた流量が供給される。これにより、ブームシリンダ１が第１油圧ポンプ２及び第２油圧ポンプ３の合計吐出流量に応じた速度で伸張し、ブーム上げが行われる。
【００７８】
ブーム上げが終了すると、ブーム１０６、アーム１０７及びバケット１０８を含めたフロント作業機１０４の自重が外部負荷としてブームシリンダ１の縮退方向に作用する。この状態において、操作レバー装置５４のレバーをブーム下げ（ブームシリンダ１の引込み動作）の微操作領域に操作する場合について説明する。
【００７９】
コントローラ５６は、操作信号等を入力し（ステップＳ２１０）、操作レバー装置５４の指示がブームシリンダ１の引込み動作であると判定する（ステップＳ２２０でＹＥＳの判定）。続いて、レバー操作量が微操作領域内であると判定し（ステップＳ２４０でＹＥＳの判定）、図５及び図６に示す微操作領域に対応した指令信号を、排出弁３２、第１油圧ポンプ２、再生弁４４に出力する（ステップＳ２５０）。
【００８０】
これにより、再生弁４４は閉止された状態である。また、第１油圧ポンプ２のポンプ吐出容積は０であり、第１油圧ポンプ２の吸吐出流量は０となる。さらに、排出弁３２はレバー操作量に応じた開度となり、キャップ室１ｅと作動油タンク６が第３流路１３及び排出流路１６を介して連通された状態となる。
【００８１】
したがって、再生弁４４への排出流量は、図５及び図６に示す実線Ｃｙ３の微操作領域のように０となる。また、キャップ室１ｅから第１油圧ポンプ２の第１ポート２ａ側への排出流量及び第１油圧ポンプ２からロッド室１ｆへの供給流量は、図５及び図６に示す実線Ｃｙ２の微操作領域のように０となる。また、図５及び図６に示す実線Ｃｙ１の微操作領域のように、キャップ室１ｅから排出弁３２を介して作動油タンク６にレバー操作量に応じた流量の作動油が排出される。これにより、ブームシリンダ１が排出流路１６への排出流量に応じた速度で縮退し、ブーム下げが行われる。なお、第１油圧ポンプ２の吐出流量が０なので、ロッド室１ｆにはチャージポンプ４からチャージ流路１８を介して必要量の作動油が供給される。
【００８２】
この場合、キャップ室１ｅから第１油圧ポンプ２の第１ポート２ａ側への排出流量が０であるので、第１油圧ポンプ２の回生量は、図５及び図６に示す実線Ｗｙの微操作領域のように０となる。
【００８３】
次に、レバーを通常操作領域に操作した場合について説明する。コントローラ５６は、微操作領域に操作した場合と同様にステップＳ２１０、Ｓ２２０の処理を行い、ステップＳ２４０において、レバー操作量が微操作領域内でない（ＮＯ）と判定する。続いて、コントローラ５６は、第１油圧ポンプ２のポンプ吐出容積及び回生量が最大でないと判定し（ステップＳ２６０及びＳ２７０でＮＯの判定）、図５及び図６に示す通常操作領域に対応した指令信号を、排出弁３２、第１油圧ポンプ２、再生弁４４に出力する（ステップＳ２８０）。
【００８４】
これにより、再生弁４４は閉止された状態である。排出弁３２はレバー操作量に応じた開度となる。また、第１油圧ポンプ２のポンプ吐出容積はレバー操作量に応じた容積となり、第１油圧ポンプ２の吸吐出流量がレバー操作量に応じた流量となる。
【００８５】
したがって、再生弁４４への排出流量は、図５及び図６に示す実線Ｃｙ３の通常操作領域のように０である。また、図５及び図６に示す実線Ｃｙ１の通常操作領域のように、キャップ室１ｅから排出弁３２を介して作動油タンク６にレバー操作量に応じた流量の作動油が排出される。さらに、図５及び図６に示す実線Ｃｙ２の通常操作領域のように、キャップ室１ｅから第１油圧ポンプ２の第１ポート２ａ側にレバー操作量に応じた流量の作動油が排出されると共に、第１油圧ポンプ２からロッド室１ｆにレバー操作量に応じた流量の作動油が供給される。これにより、ブームシリンダ１が排出弁３２への排出流量及び第１油圧ポンプ２の吸込流量に応じた速度で縮退し、ブーム下げが行われる。
【００８６】
この場合、キャップ室１ｅから第１油圧ポンプ２の第１ポート２ａ側にレバー操作量に応じた流量が排出され、第１油圧ポンプ２が回生駆動する。したがって、第１油圧ポンプ２の回生量は、図５及び図６に示す実線Ｗｙの通常操作領域のように、レバー操作量に応じた量となる。
【００８７】
次に、レバー操作量を通常操作領域から増加させ、第１油圧ポンプ２のポンプ吐出容積が最大に達している領域（高速操作領域）に操作する場合について説明する。コントローラ５６は、通常操作領域に操作する場合と同様にステップＳ２１０、Ｓ２２０、Ｓ２４０の処理を行う。続いて、ステップＳ２６０に進み、第１油圧ポンプ２のポンプ吐出容積が最大である（ＹＥＳ）と判定し、図５に示す高速操作領域に対応した指令信号を、排出弁３２、第１油圧ポンプ２、再生弁４４に出力する（ステップＳ２９０）。
【００８８】
これにより、排出弁３２がレバー操作量に応じた開度となる。また、第１油圧ポンプ２のポンプ吐出容積は最大であり、第１油圧ポンプ２の吸吐出流量は最大となる。さらに、再生弁４４は閉止状態から開口してレバー操作量の増加量に応じた開度となり、キャップ室１ｅとロッド室１ｆが再生流路２９を介して接続される。
【００８９】
したがって、図５に示す実線Ｃｙ１の高速操作領域のように、キャップ室１ｅから排出弁３２を介して作動油タンク６にレバー操作量に応じた流量の作動油が排出される。さらに、図５に示す実線Ｃｙ２の高速操作領域のように、キャップ室１ｅから第１油圧ポンプ２の第１ポート２ａ側に第１油圧ポンプ２の最大吸込流量分の作動油が排出されると共に、第１油圧ポンプ２からロッド室１ｆに第１油圧ポンプ２の最大吐出流量分の作動油が供給される。さらに、図５に示す実線Ｃｙ３の高速操作領域のように、キャップ室１ｅから再生流路２９を介してロッド室１ｆにレバー操作量に応じた流量の作動油が流入する。これにより、ブームシリンダ１は、排出弁３２への排出流量及び第１油圧ポンプ２の吸込流量に加えて、キャップ室１ｅから再生流路２９への排出流量に応じた速度で縮退し、ブーム下げが行われる。
【００９０】
この場合、キャップ室１ｅから第１油圧ポンプ２の第１ポート２ａ側への排出流量（第１油圧ポンプ２の吸込流量）がレバー操作量によらず一定であるので、第１油圧ポンプ２の回生量も、図５に示す実線Ｗｙの高速操作領域のように、レバー操作量によらず一定となる。
【００９１】
また、レバー操作量を通常操作領域から増加させ、第１油圧ポンプ２の回生量が最大に達している領域（高速操作領域）に操作する場合について説明する。コントローラ５６は、通常操作領域の場合と同様にステップＳ２１０、Ｓ２２０、Ｓ２４０の処理を行い、ステップＳ２６０において、第１油圧ポンプ２のポンプ吐出容積が最大でない（ＮＯ）と判定する。続いて、第１油圧ポンプ２の回生量が最大であると判定し（ステップＳ２７０でＹＥＳの判定）、図６に示す高速操作領域に対応した指令信号を、排出弁３２、第１油圧ポンプ２、再生弁４４に出力する（ステップＳ２９０）。
【００９２】
これにより、排出弁３２がレバー操作量に応じた開度となる。また、第１油圧ポンプ２のポンプ吐出容積は回生量が最大のときの容積となり、第１油圧ポンプ２の吸吐出流量が回生量最大のときの流量となる。さらに、再生弁４４は閉止状態から開口してレバー操作量に応じた開度となり、キャップ室１ｅとロッド室１ｆが再生流路２９を介して接続される。
【００９３】
したがって、図６に示す実線Ｃｙ１の高速操作領域のように、キャップ室１ｅから排出弁３２を介して作動油タンク６にレバー操作量に応じた流量の作動油が排出される。さらに、図６に示す実線Ｃｙ２の高速操作領域のように、キャップ室１ｅから第１油圧ポンプ２の第１ポート２ａ側に回生量最大のときの流量の作動油が排出され、第１油圧ポンプ２からロッド室１ｆに回生量最大のときの流量の作動油が供給される。さらに、図６に示す実線Ｃｙ３の高速操作領域のように、キャップ室１ｅから再生流路２９を介してレバー操作量に応じた流量の作動油がロッド室１ｆに流入する。これにより、ブームシリンダ１は、排出弁３２への排出流量及び第１油圧ポンプ２の吸込流量に加えて、キャップ室１ｅから再生流路２９への排出流量に応じた速度で縮退し、ブーム下げが行われる。この場合、第１油圧ポンプ２の回生量は、図６に示す実線Ｗｙの高速操作領域のように最大である。
【００９４】
上述した本発明の油圧駆動装置の第１の実施の形態によれば、外部負荷がブームシリンダ１の縮退方向に作用している状態でブームシリンダ１の引込み動作の微操作を行う場合、ブームシリンダ１のキャップ室１ｅから排出される作動油の全量を排出流路１６に排出させ、第１油圧ポンプ２には排出させないように排出弁３２及び第１油圧ポンプ２を制御するので、ブームシリンダ１の微操作時の動作速度を、第１油圧ポンプ２の吸吐出流量によらず、キャップ室１ｅから排出流路１６への排出流量により制御することができる。すなわち、微小流量の高精度な流量制御が困難な油圧ポンプよりも流量制御に優れた排出弁３２のみを用いて、ブームシリンダ１の動作速度を微速に制御することができる。したがって、ブームシリンダ１の動作速度を油圧ポンプの吸吐出流量により制御する構成のものより、ブームシリンダ１の縮退方向に外部負荷が作用している状態でのブームシリンダ１の引込み動作の微操作時における操作性を向上させることができる。
【００９５】
また、本実施の形態によれば、ブームシリンダ１の引込み動作時に第１油圧ポンプ２のポンプ吐出容積が最大に達した場合、キャップ室１ｅから排出される作動油の一部を再生弁４４の制御により再生流路２９を介してロッド室１ｆに供給するので、第１油圧ポンプ２の最大吸吐出流量に制限されずに、ブームシリンダ１の動作速度を高めることができる。換言すると、第１油圧ポンプ２が大容量の油圧ポンプでなくとも、オペレータの要求する高速な動作速度でブームシリンダ１を駆動させることができる。
【００９６】
さらに、本実施の形態によれば、ブームシリンダ１の引込み動作において第１油圧ポンプ２の回生量が最大に達した場合、キャップ室１ｅから排出される作動油の一部を再生弁４４の制御により再生流路２９を介してロッド室１ｆに供給することができるので、キャップ室１ｅから第１油圧ポンプ２に排出される作動油の流量（第１油圧ポンプ２の吸込流量）を制限しつつ、キャップ室１ｅから排出される作動油の流量を増加させることができる。したがって、第１油圧ポンプ２の過回生を防止しつつ、ブームシリンダ１の動作速度を高めることができる。
【００９７】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の油圧駆動装置の第２の実施の形態を図８乃至図１１を用いて説明する。図８は本発明の油圧駆動装置の第２の実施の形態を構成するコントローラの機能を示すブロック図、図９は第２の実施の形態に係るコントローラによるブームシリンダの引込み動作（ブーム下げ）時の排出弁、第１油圧ポンプ、再生弁の制御方法の一例を示す特性図であって、操作量が最大となる前に第１油圧ポンプのポンプ吐出容積が最大に達する場合の図、図１０は第２の実施の形態に係るコントローラによるブームシリンダの引込み動作（ブーム下げ）時の排出弁、第１油圧ポンプ、再生弁の制御方法の一例を示す特性図であって、操作量が最大となる前に第１油圧ポンプの回生量が最大に達する場合の図、図１１は第２の実施の形態に係るコントローラの制御手順の一例を示すフローチャート図である。なお、図８乃至図１１において、図１乃至図７に示す符号と同符号のものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。
【００９８】
本発明の油圧駆動装置の第２の実施の形態が第１の実施の形態に対して相違する点は、外部負荷がブームシリンダ１の縮退方向に作用している状態でのブーム下げの微操作時において、第２の実施の形態に係るコントローラ５６Ａが第１油圧ポンプ２のポンプ吐出容積（吸吐出流量）を、第１の実施の形態の場合のような０ではなく、レバー操作量に応じて制御することである。この制御により、キャップ室１ｅから排出される作動油の一部が排出流路１６を介して作動油タンク６に排出され、残りの作動油が第１油圧ポンプ２の第１ポート２ａ側に排出される。したがって、ブームシリンダ１の動作速度は、排出弁３２への排出流量及び第１油圧ポンプ２の吸込流量の合計流量に対応したものとなる。
【００９９】
具体的には、コントローラ５６Ａは、図８に示すように、第１の実施の形態に係るコントローラ５６が備えていたレバー操作領域判定部５８を省略している。すなわち、コントローラ５６Ａは、操作レバー装置５４のレバー操作量が微操作領域内か否かの判定を行わない。
【０１００】
次に、レバー操作がブーム下げの微操作領域内である場合におけるコントローラ５６Ａの指令演算部６１Ａの排出弁、第１油圧ポンプ、再生弁に対する制御内容を説明する。コントローラ５６Ａの排出弁３２に対する制御は、図９及び図１０の実線Ｃｙ１Ａに示すように、第１の実施の形態に係るコントローラ５６と同様である（図５及び図６の実線Ｃｙ１を参照）。また、コントローラ５６Ａの再生弁４４に対する制御は、図９及び図１０の実線Ｃｙ３Ａに示すように、第１の実施の形態に係るコントローラ５６と同様である（図５及び図６の実線Ｃｙ３を参照）。
【０１０１】
一方、コントローラ５６Ａの第１油圧ポンプ２に対する制御は、図９及び図１０の実線Ｃｙ２Ａに示すように、第１油圧ポンプ２のポンプ吐出容積又は回生量が最大に達するまで（微操作領域及び通常操作領域の範囲まで）、第１油圧ポンプ２の斜板の傾転角をレバー操作量の増加に応じて増加させるものである。すなわち、コントローラ５６Ａは、キャップ室１ｅから第１油圧ポンプ２への排出流量及び第１油圧ポンプ２からロッド室１ｆへの供給流量（第１油圧ポンプ２の吸吐出流量）がレバー操作量の増加に応じて増加するように第１油圧ポンプ２の吐出容積を制御する。なお、第１油圧ポンプ２のポンプ吐出容積又は回生量が最大の場合におけるコントローラ５６Ａの第１油圧ポンプ２に対する制御は、第１の実施の形態に係るコントローラ５６と同様である（図５及び図６の実線Ｃｙ２を参照）。
【０１０２】
このように、本実施の形態においては、レバー操作量が微操作領域内の全範囲において、コントローラ５６Ａは、キャップ室１ｅから排出される作動油の一部がレバー操作量に応じて排出流路１６に排出され、残りの作動油が第１油圧ポンプ２の第１ポート２ａ側に排出されるように排出弁３２、第１油圧ポンプ２及び再生弁４４を制御する。
【０１０３】
次に、外部負荷がブームシリンダ１の縮退方向に作用している状態でのブーム下げについての第２の実施の形態に係るコントローラ５６Ａの制御フローを図１１を用いて説明する。第２の実施の形態に係るコントローラ５６Ａの制御フローは、次の点で第１の実施の形態に係るコントローラ５６の制御フロー（図７参照）と異なる。第１に、第１の実施の形態のステップＳ２４０に相当する「レバー操作量が微操作領域内か否かを判定する」ことを要しない。第２に、ステップＳ２４０の削除に伴い、後続の第１の実施の形態のステップＳ２５０（レバー操作量が微操作領域内の場合における排出弁３２等に対する制御の処理に相当）も削除される。このため、レバー操作量が微操作領域内の場合におけるコントローラ５６Ａの排出弁３２等に対する制御は、ステップＳ２８０Ａにおいて行われる。
【０１０４】
次に、本発明の油圧駆動装置の第２の実施の形態におけるブーム下げ時の動作を図９乃至図１１を用いて説明する。ここでは、レバー操作量が微操作領域内の場合についてのみ説明する。レバー操作量が通常操作領域内の場合、第１油圧ポンプ２のポンプ吐出容積が最大に達している領域（高速操作領域）内の場合、第１油圧ポンプ２の回生量が最大に達している領域（高速操作領域）内の場合についての動作説明は、第１の実施の形態の場合と同様なので省略する。
【０１０５】
レバーの操作量が微操作領域内の場合、コントローラ５６Ａは、図１１に示すステップＳ２１０、Ｓ２２０、Ｓ２６０、Ｓ２７０の処理を行い、指令演算部６１Ａが図９及び図１０の微操作領域に対応した指令信号を、排出弁３２、第１油圧ポンプ２、再生弁４４にそれぞれ出力する（ステップＳ２８０Ａ）。
【０１０６】
この場合、第１の実施の形態の場合と同様に、再生弁４４は閉止された状態であり、排出弁３２はレバー操作量に応じた開度となる。一方、第１の実施の形態の場合と異なり、第１油圧ポンプ２のポンプ吐出容積はレバー操作量に応じた容積となり、第１油圧ポンプ２の吸吐出流量がレバー操作量に応じた流量となる。
【０１０７】
したがって、第１の実施の形態の場合と同様に、再生弁４４への排出流量は、図９及び図１０に示す実線Ｃｙ３Ａの微操作領域のように０である。また、図９及び図１０に示す実線Ｃｙ１Ａの微操作領域のように、キャップ室１ｅから排出弁３２を介して作動油タンク６にレバー操作量に応じた流量の作動油が排出される。一方、第１の実施の形態の場合と異なり、図９及び図１０に示す実線Ｃｙ２Ａの微操作領域のように、キャップ室１ｅから第１油圧ポンプ２の第１ポート２ａ側にレバー操作量に応じた流量の作動油が排出されると共に、第１油圧ポンプ２からロッド室１ｆにレバー操作量に応じた流量の作動油が供給される。これにより、ブームシリンダ１が排出弁３２への排出流量及び第１油圧ポンプ２の吸込流量に応じた速度で縮退し、ブーム下げが行われる。
【０１０８】
本実施の形態においては、レバー操作量が微操作領域内の場合でも、キャップ室１ｅから第１油圧ポンプ２の第１ポート２ａ側にレバー操作量に応じた流量が排出され、第１油圧ポンプが回生駆動する。したがって、第１油圧ポンプ２の回生量は、図９及び図１０示す実線ＷｙＡの微操作領域のように、レバー操作量に応じた量となる。
【０１０９】
上述した第２の実施の形態においては、ブームシリンダ１の縮退方向に外部負荷が作用している状態でブームシリンダ１の引込み動作の微操作を行う場合、ブームシリンダ１のキャップ室１ｅから排出される作動油の一部が排出流路１６に排出され、残りの作動油が第１油圧ポンプ２の第１ポート２ａ側に排出されるように排出弁３２及び第１油圧ポンプ２を制御する。したがって、ブームシリンダ１の微操作時の動作速度を、油圧ポンプよりも微小流量を高精度に制御することが可能な排出弁３２を用いて制御することができる。したがって、ブームシリンダ１の動作速度を油圧ポンプの吸吐出流量により制御する構成のものより、ブームシリンダ１の引込み動作の微操作時における操作性を向上させることができる。
【０１１０】
また、本実施の形態によれば、レバー操作量が微操作領域内の場合でも、通常操作領域に操作した場合と同様に、第１油圧ポンプ２を回生駆動するように制御するので、第１の実施の形態の場合と比較してより多くの回生エネルギーを得ることができる。
【０１１１】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の油圧駆動装置の第３の実施の形態を図１２乃至図１５を用いて説明する。図１２は本発明の油圧駆動装置の第３の実施の形態を構成するコントローラの機能を示すブロック図、図１３は第３の実施の形態に係るコントローラによるブームシリンダの引込み動作（ブーム下げ）時の排出弁、第１油圧ポンプ、再生弁の制御方法の一例を示す特性図であって、操作量が最大となる前に第１油圧ポンプのポンプ吐出容積が最大に達する場合の図、図１４は第３の実施の形態に係るコントローラによるブームシリンダの引込み動作（ブーム下げ）時の排出弁、第１油圧ポンプ、再生弁の制御方法の一例を示す特性図であって、操作量が最大となる前に第１油圧ポンプの回生量が最大に達する場合の図、図１５は第３の実施の形態に係るコントローラの制御手順の一例を示すフローチャート図である。なお、図１２乃至図１５において、図１乃至図１１に示す符号と同符号のものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。
【０１１２】
本発明の油圧駆動装置の第３の実施の形態が第１の実施の形態に対して相違する点は、外部負荷がブームシリンダ１の縮退方向に作用している状態でのブーム下げの微操作時において、レバー操作量が微操作領域内における初期範囲を超えた領域では、第３の実施の形態に係るコントローラ５６Ｂが第１油圧ポンプ２のポンプ吐出容積（吸吐出流量）を、第１の実施の形態の場合のような０ではなく、レバー操作量に応じて制御することである。微操作領域の初期範囲とは、ブームシリンダ１の微操作性を重視する領域である。それに対して、微操作領域内における初期範囲を超えた領域は、例えば、ブームシリンダ１の微操作性よりもエネルギー効率を考慮した領域である。この初期範囲として、例えば、レバー操作量（操作角度）が全操作領域の１０％程度までの領域が設定される。
【０１１３】
具体的には、図１２に示すコントローラ５６Ｂのレバー操作領域判定部５８Ｂは、第１の実施の形態に係るコントローラ５６のレバー操作領域判定部５８とは異なり、操作レバー装置５４のレバー操作量が微操作領域内における初期範囲か否かの判定を行う。
【０１１４】
次に、レバー操作がブーム下げの微操作領域内である場合におけるコントローラ５６Ｂの指令演算部６１Ｂの排出弁、第１油圧ポンプ、再生弁に対する制御内容を説明する。コントローラ５６Ｂの排出弁３２に対する制御は、図１３及び図１４の実線Ｃｙ１Ｂに示すように、第１の実施の形態に係るコントローラ５６と同様である（図５及び図６の実線Ｃｙ１を参照）。また、コントローラ５６Ｂの再生弁４４に対する制御は、図１３及び図１４の実線Ｃｙ３Ｂに示すように、第１の実施の形態に係るコントローラ５６と同様である（図５及び図６の実線Ｃｙ３を参照）。
【０１１５】
一方、コントローラ５６Ｂの第１油圧ポンプ２に対する制御は、図１３及び図１４の実線Ｃｙ２Ｂに示すように、レバー操作量が微操作領域の初期範囲内では、斜板の傾転角をレバー操作量によらず０になるように制御し、レバー操作量が微操作領域内における初期範囲を超えた領域では、斜板の傾斜角をレバー操作量の増加に応じて増加するように制御するものである。すなわち、コントローラ５６Ｂは、微操作領域の初期範囲内では、キャップ室１ｅから第１油圧ポンプ２への排出流量及び第１油圧ポンプ２からロッド室１ｆへの供給流量（第１油圧ポンプ２の吸吐出流量）がレバー操作量によらず０となるように第１油圧ポンプ２の吐出容積を制御する。一方、微操作領域内における初期範囲を超えた領域では、第１油圧ポンプ２の吸吐出流量がレバー操作量の増加に応じて増加するように第１油圧ポンプ２のポンプ吐出容積を制御する。
【０１１６】
このように、本実施の形態においては、操作量が微操作領域の初期範囲内の場合、コントローラ５６Ｂは、キャップ室１ｅから排出される作動油の全量が排出流路１６に排出されるように排出弁３２、第１油圧ポンプ２及び再生弁４４を制御する。また、操作量が微操作領域内における初期範囲を越えた領域の場合、キャップ室１ｅから排出される作動油の一部がレバー操作量に応じて排出流路１６に排出され、残りの作動油が第１油圧ポンプ２の第１ポート２ａ側に排出されるように排出弁３２、第１油圧ポンプ２及び再生弁４４を制御する。
【０１１７】
次に、外部負荷がブームシリンダ１の縮退方向に作用している状態でのブーム下げについての第３の実施の形態に係るコントローラ５６Ｂの制御フローを図１５を用いて説明する。第３の実施の形態に係るコントローラ５６Ｂの制御フローは、第１の実施の形態に係るコントローラ５６の制御フロー（図７参照）のステップＳ２４０「レバー操作量が微操作領域か否かを判定する」をＳ２４０Ｂ「レバー操作量が微操作領域の初期範囲か否かを判定する」に置き換えたものである。このため、ステップＳ２４０Ｂの後続のステップＳ２５０Ｂでは、コントローラ５６Ｂの排出弁３２等に対する制御は、レバー操作量が微操作領域の初期範囲である場合のみに対応したものとなる。また、第３の実施の形態において、レバー操作量が微操作領域内における初期範囲を超えた領域の場合におけるコントローラ５６Ｂの排出弁３２等に対する制御は、ステップＳ２８０Ｂにおいて行われる。
【０１１８】
次に、本発明の油圧駆動装置の第３の実施の形態におけるブーム下げ時の動作を図１３乃至図１５を用いて説明する。ここでは、レバー操作量が微操作領域の場合についてのみ説明する。レバー操作量が微操作領域を超えた場合の動作説明は、第１の実施の形態の場合と同様なので、省略する。
【０１１９】
レバーの操作量が微操作領域の初期範囲内の場合、コントローラ５６Ｂは、図１５に示すステップＳ２１０、Ｓ２２０の処理を行い、Ｓ２４０Ｂにおいてコントローラ５６Ｂのレバー操作領域判定部５８Ｂは操作量が微操作領域の初期範囲である（ＹＥＳ）と判定する。続いて、コントローラ５６Ｂの指令演算部６１Ｂが、図１３及び図１４の微操作領域の初期範囲に対応した指令信号を、排出弁３２、第１油圧ポンプ２、再生弁４４にそれぞれ出力する（ステップＳ２５０Ｂ）。この場合、排出弁３２、第１油圧ポンプ２、再生弁４４に対する制御は、第１の実施の形態の場合と同様と同様であり、油圧駆動装置の動作は第１の実施の形態の場合と同様になる。
【０１２０】
一方、レバーの操作量が微操作領域内における初期範囲を超えた領域である場合、コントローラ５６Ｂは、Ｓ２４０Ｂにおいて、操作量が微操作領域の初期範囲でない（ＮＯ）と判定し、第１油圧ポンプ２のポンプ吐出容積及び回生量が最大でないと判定する（ステップＳ２６０及びＳ２７０でＮＯ）。次に、指令演算部６１Ｂが微操作領域内における初期範囲を超えた領域に対応した指令信号を、排出弁３２、第１油圧ポンプ２、再生弁４４に出力する（ステップＳ２８０Ｂ）。
【０１２１】
これにより、レバーの操作量が微操作領域の初期範囲の場合と同様に、再生弁４４は閉止され、再生流路２９を流れる作動油の流量は０となる。また、排出弁３２の開度がレバー操作量に応じた開度となり、キャップ室１ｅから作動油タンク６にレバー操作量に応じた流量の作動油が排出される。一方、操作量が微操作領域の初期範囲の場合とは異なり、図１３及び図１４に示す実線Ｃｙ２Ｂの微操作領域内における初期範囲を超えた領域のように、キャップ室１ｅから第１油圧ポンプ２の第１ポート２ａ側にレバー操作量に応じた流量の作動油が排出されると共に、第１油圧ポンプ２からロッド室１ｆにレバー操作量に応じた流量の作動油が供給される。したがって、ブームシリンダ１の動作速度は、排出流路１６への排出流量及び第１油圧ポンプ２の吸込流量により制御される。
【０１２２】
本実施の形態においては、レバー操作量が微操作領域内における初期範囲を超えた領域の場合、キャップ室１ｅから第１油圧ポンプ２の第１ポート２ａ側にレバー操作量に応じた流量が排出され、第１油圧ポンプ２が回生駆動する。したがって、第１油圧ポンプ２の回生量は、図１３及び図１４示す実線ＷｙＢの微操作領域内における初期範囲を超えた領域のように、レバー操作量に応じた量となる。
【０１２３】
上述した第３の実施の形態によれば、ブームシリンダ１の縮退方向に外部負荷が作用している状態でブームシリンダ１の引込み動作の微操作を行う場合、操作量が微操作領域の初期範囲の場合では、ブームシリンダ１のキャップ室１ｅから排出される作動油の全量が排出流路１６に排出されるように排出弁３２及び第１油圧ポンプ２を制御するので、ブームシリンダ１の微操作時の動作速度を、油圧ポンプよりも微小流量を高精度に制御可能な排出弁３２のみを用いて制御することができる。したがって、ブームシリンダ１の微操作時の動作速度を油圧ポンプのみで制御する構成よりも、ブームシリンダ１の引込み動作の微操作時における操作性を向上させることができる。
【０１２４】
また、本実施の形態によれば、操作量が微操作領域内における初期範囲を超えた領域の場合、ブームシリンダ１のキャップ室１ｅから排出される作動油の一部を排出弁３２により排出流路１６に排出させ、残りの作動油を第１油圧ポンプ２の第１ポート２ａ側に排出させるようにしたので、ブームシリンダ１の微操作時の動作速度を排出弁３２及び第１油圧ポンプ２の両方を用いて制御することができる。したがって、ブームシリンダ１の微操作時の動作速度を油圧ポンプのみで制御する構成よりも、ブームシリンダ１の引込み動作の微操作時における操作性を向上させることができる。
【０１２５】
さらに、本実施の形態によれば、レバー操作量が微操作領域内における初期範囲を超えた領域の場合では、操作量が微操作領域の初期範囲の場合と異なり、第１油圧ポンプ２を回生駆動するように制御するので、第１の実施の形態の場合と比較してより多くの回生エネルギーを得ることができる。
【０１２６】
以上のように、上述した本発明の油圧駆動装置の第１乃至第３の実施の形態によれば、ブームシリンダ（油圧シリンダ）１の縮退方向に外部負荷が作用している状態でブームシリンダ（油圧シリンダ）１の引込み動作の微操作を行う際、ブームシリンダ（油圧シリンダ）１のキャップ室（第１作動油室）１ｅから排出される作動油の少なくとも一部を、油圧閉回路から分岐した排出流路１６に排出弁３２を用いて排出させるので、ブームシリンダ（油圧シリンダ）１の微操作時の動作速度を排出弁３２により制御することができる。したがって、ブームシリンダ（油圧シリンダ）１の縮退方向に外部負荷が作用している状態でのブームシリンダ（油圧シリンダ）１の引込み動作の微操作時における操作性を向上させることができる。
【０１２７】
［その他の実施の形態］
なお、上述した第１乃至第３実施の形態においては、本発明を適用する作業機械として油圧ショベル１００を例に説明したが、ホイールローダや油圧クレーン等の作業機械に広く本発明を適用することができる。
【０１２８】
また、本発明は上述した第１乃至３の実施の形態に限られるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記した実施形態は本発明をわかり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。例えば、ある実施形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。
【０１２９】
例えば、上述した第１乃至第３実施の形態においては、再生流路２９及び再生弁４４を備えた油圧駆動装置の構成例を示したが、再生流路２９及び再生弁４４を削除した油圧駆動装置の構成も可能である。
【０１３０】
また、上述した実施の形態においては、微操作領域として、レバーの操作量が全操作領域の２５％程度までの領域である例を示したが、全操作範領域の５０％までの任意の領域に設定することが可能である。また、微操作を優先するモードとして、微操作領域を全操作領域の５０％超に広げ、排出弁３２のみでブームシリンダ１を駆動する領域を広げた操作モードを用意してもよい。
【０１３１】
また、上述した実施の形態においては、第１油圧ポンプ２のポンプ吐出容積又は回生量が最大に達する場合に、再生弁を開口するように制御する構成の例を示したが、ポンプ吐出容積又は回生量が予め設定した所定の条件、例えば、第１油圧ポンプ２のポンプ吐出容積又は回生量の９０％の量に達する場合に、再生弁を開口するように制御する構成も可能である。
【０１３２】
また、上述した実施の形態においては、コントローラ５６、５６Ａ、５６Ｂの排出弁３２に対する制御について、レバー操作量の増加量に対する排出弁３２への排出流量の増加量の比率（傾き）が微操作領域から高速操作領域までの全操作領域において一定となるように制御する例を示した（図５及び図６のＣｙ１、図９及び図１０のＣｙ１Ａ、図１３及び図１４のＣｙ１Ｂを参照）。それに対して、例えば、通常操作領域におけるレバー操作量に対する排出弁３２への排出流量の傾きを他の操作領域よりも小さくなるように制御することも可能である。この場合、この傾きを小さくした分、通常操作領域におけるレバー操作量に対する第１油圧ポンプ２への排出流量の傾きを大きくするように制御することで、通常操作領域におけるブームシリンダ１の操作性を担保することができる。さらに、通常操作領域において、レバー操作量に対する第１油圧ポンプ２への排出流量の傾きを大きくしているので、通常操作領域における第１油圧ポンプ２の回生効率を上述した実施の形態の場合よりも向上させることができる。
【０１３３】
また、上述した実施の形態においては、コントローラ５６、５６Ａ、５６Ｂの排出弁３２、第１油圧ポンプ２、再生弁４４に対する制御について、レバー操作量の増加量に対する、排出弁３２、第１油圧ポンプ２、再生弁４４への排出流量を合算したブームシリンダ１の総排出流量の増加量の比率（傾き）が微操作領域から通常操作領域、高速操作領域へと移行するにしたがって大きくなるように制御する例を示した。例えば、図５及び図６を参照すると、レバー操作量に対する排出弁３２への排出流量の傾きが全操作領域で一定であるのに対して、通常操作領域では第１ポンプ２への排出が開始されるので、通常操作領域におけるブームシリンダ１の総排出流量の傾きが微操作領域での傾き（排出弁３２への排出流量の傾き）よりも大きくなる。すなわち、通常操作領域におけるブームシリンダ１の加速度が微操作領域よりも大きくなる。さらに、高速操作領域では再生弁４４への排出が開始されるので、高速操作領域におけるブームシリンダ１の総排出流量の傾きが通常操作領域での傾きよりも大きくなる。すなわち、高速操作領域におけるブームシリンダ１の加速度が通常操作領域よりも大きくなる。それに対して、レバー操作の全操作領域において、レバー操作量に対するブームシリンダ１の総排出流量の傾きが一定となるように、排出弁３２、第１油圧ポンプ２、再生弁４４を制御することも可能である。すなわち、ブームシリンダ１の加速度がレバー操作の全操作領域において一定となるように制御する。これにより、ブームシリンダ１の操作性を向上させることができる。
【０１３４】
また、上述した実施の形態においては、ポンプ吐出容積判定部５９が傾転角センサ５３の傾転角検出信号に基づき、第１油圧ポンプ２のポンプ吐出容積が最大であるか否かを判定する例を示したが、例えば、操作レバー装置５４の操作信号に基づき、第１油圧ポンプ２のポンプ吐出容積を演算し、この演算結果が第１油圧ポンプ２の最大のポンプ吐出容積であるか否かを判定するようにしてもよい。
【０１３５】
また、上述した実施の形態においては、ポンプ回生量判定部６０が第１圧力センサ５１及び第２圧力センサ５２の圧力検出信号と傾転角センサ５３の傾転角検出信号に基づき、第１油圧ポンプ２の回生量を演算する例を示したが、例えば、操作レバー装置５４の操作信号に基づき第１油圧ポンプ２のポンプ吐出容積を演算し、この演算結果と第１圧力センサ５１及び第２圧力センサ５２の圧力検出信号に基づき、第１油圧ポンプ２の回生量を演算することも可能である。
【０１３６】
なお、上述した実施の形態においては、排出流路１６が第３流路１３を介して油圧閉回路の第１流路１１に接続された構成の例を示したが、排出流路１６を第１流路１１に直接的に接続する構成も可能である。この場合、第３流路１３は補給流路としての機能のみを有するものとなる。
【符号の説明】
【０１３７】
１…ブームシリンダ（油圧シリンダ）、  １ｅ…キャップ室（第１作動室）、  １ｆ…ロッド室（第２作動室）、  ２…第１油圧ポンプ（油圧ポンプ）、  ２ａ…第１ポート、２ｂ…第２ポート、  １１…第１流路、  １２…第２流路、  １３…第３流路、  １６…排出流路、  ２９…再生流路、  ３２…排出弁、  ４４…再生弁、  ５４…操作装置、  ５６、５６Ａ、５６Ｂ…コントローラ（制御装置）  １１２…アームシリンダ（油圧シリンダ）、  １１３…バケットシリンダ（油圧シリンダ）
【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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【図１４】
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【図１５】
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