(57)【要約】      （修正有）【課題】旋回・フロント駆動時及び上り坂走行時の燃費悪化を防止しつつ、下り坂走行時のキャビテーションの発生を防止することができる建設機械の油圧駆動装置を提供する。【解決手段】複数の方向制御弁３ｂ〜３ｄから排出された作動油をタンク１１に排出する排出油路１３に設けられ、前記排出油路を開放する開放位置１８ａと前記排出油路を絞る絞り位置１８ｂとに切り換えられる電磁弁１８と、下部走行体の走行状態を検出する走行状態検出装置１７，１４と、前記走行状態検出装置で検出された前記下部走行体の走行状態が下り坂走行状態であるか否かを判定し、下り坂走行状態であると判定した場合は、前記電磁弁を絞り位置側に切り換え、下り坂走行状態でないと判定した場合は、前記電磁弁を開放位置側に切り換える制御装置４０とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部走行体と、
前記下部走行体上に旋回可能に搭載された上部旋回体と、
前記上部旋回体の前側に上下方向に回動可能に取り付けられたフロント装置と、
原動機と、
作動油を貯留するタンクと、
前記原動機によって駆動され、前記タンクから吸入した作動油を圧油として吐出するメインポンプと、
前記下部走行体を駆動する走行モータを含む複数の油圧アクチュエータと、
前記メインポンプから前記複数の油圧アクチュエータに供給される圧油の流れを制御する複数の方向制御弁と、
前記複数の方向制御弁を操作する複数の操作装置とを備えた建設機械の油圧駆動装置において、
前記複数の方向制御弁から排出された作動油を前記タンクに排出する排出油路に設けられ、前記排出油路を開放する開放位置と前記排出油路を絞る絞り位置とに切り換えられる電磁弁と、
前記下部走行体の走行状態を検出する走行状態検出装置と、
前記走行状態検出装置で検出された前記下部走行体の走行状態が下り坂走行状態であるか否かを判定し、下り坂走行状態であると判定した場合は、前記電磁弁を絞り位置側に切り換え、下り坂走行状態でないと判定した場合は、前記電磁弁を開放位置側に切り換える制御装置とを備えることを特徴とした建設機械の油圧駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の建設機械の油圧駆動装置において、
前記走行状態検出装置は、前記複数の操作装置に含まれる走行操作装置の操作を検出する走行操作検出装置と、前記メインポンプの吐出圧を検出するポンプ圧センサとを有し、
前記制御装置は、前記走行操作検出装置によって前記走行操作装置の操作が検出されかつ前記ポンプ圧センサで検出された前記メインポンプの吐出圧が所定の圧力よりも低い場合に、前記下部走行体の走行状態が下り坂走行状態であると判定し、前記走行操作検出装置によって前記走行操作装置の操作が検出されなかった場合又は前記ポンプ圧センサで検出された前記メインポンプの吐出圧が所定の圧力よりも高い場合に、前記下部走行体の走行状態が下り坂走行状態でないと判定することを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。
【請求項３】
請求項１に記載の建設機械の油圧駆動装置において、
前記走行状態検出装置は、前記複数の操作装置に含まれる走行操作装置の操作を検出する走行操作検出装置と、前記走行モータの負荷圧を検出する負荷圧センサとを有し、
前記制御装置は、前記走行操作検出装置によって前記走行操作装置の操作が検出されかつ前記負荷圧センサで検出された前記走行モータの負荷圧が所定の圧力よりも低い場合に、前記下部走行体の走行状態が下り坂走行状態であると判定し、前記走行操作検出装置によって前記走行操作装置の操作が検出されなかった場合又は前記負荷圧センサで検出された前記走行モータの負荷圧が所定の圧力よりも高い場合に、前記下部走行体の走行状態が下り坂走行状態でないと判定することを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。
【請求項４】
請求項１に記載の建設機械の油圧駆動装置において、
前記作動油の温度を検出する作動油温度検出装置を更に備え、
前記制御装置は、前記作動油温度検出装置で検出された前記作動油の温度の低下に応じて前記電磁弁の位置を開放位置側に補正することを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧ショベル等の建設機械の油圧駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、レバー中立時や微操作時においては排出管路側に圧力を立てるようにすることができるとともに、速度を優先するフルレバーなど大流量が要求される操作時には排出管路側の圧力を立てないようにすることができる建設機械の油圧駆動装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１４１９９３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に記載の建設機械の油圧駆動装置では、レバー中立時や微操作時（レバー操作量が小さいとき）に排出管路側に圧力を立てるようにすることで旋回・フロント制動時のキャビテーションの発生を防止し、速度を優先するフルレバーなど大流量が要求される操作時（レバー操作量が大きいとき）に排出管路側の圧力を立てないようにすることで燃費悪化を防止している。
【０００５】
しかしながら、上述の制御を走行操作レバーに適用した場合、下り坂走行時に走行操作レバーが大きく操作されると、排出管路側がタンク圧となり、走行モータの圧油供給側がタンク圧を下回る（負圧になる）まで排出油路側から走行モータの圧油供給側に作動油が補充されないため、キャビテーションが発生するおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、旋回・フロント駆動時及び上り坂走行時の燃費悪化を防止しつつ、下り坂走行時のキャビテーションの発生を防止することができる建設機械の油圧駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は、下部走行体と、前記下部走行体上に旋回可能に搭載された上部旋回体と、前記上部旋回体の前側に上下方向に回動可能に取り付けられたフロント装置と、原動機と、作動油を貯留するタンクと、前記原動機によって駆動され、前記タンクから吸入した作動油を圧油として吐出するメインポンプと、前記下部走行体を駆動する走行モータを含む複数の油圧アクチュエータと、前記メインポンプから前記複数の油圧アクチュエータに供給される圧油の流れを制御する複数の方向制御弁と、前記複数の方向制御弁を操作する複数の操作装置とを備えた建設機械の油圧駆動装置において、前記複数の方向制御弁から排出された作動油を前記タンクに排出する排出油路に設けられ、前記排出油路を開放する開放位置と前記排出油路を絞る絞り位置とに切り換えられる電磁弁と、前記下部走行体の走行状態を検出する走行状態検出装置と、前記走行状態検出装置で検出された前記下部走行体の走行状態が下り坂走行状態であるか否かを判定し、下り坂走行状態であると判定した場合は、前記電磁弁を絞り位置側に切り換え、下り坂走行状態でないと判定した場合は、前記電磁弁を開放位置側に切り換える制御装置とを備えるものとする。
【０００８】
以上のように構成した本発明によれば、走行操作検出装置によって走行操作が検出されかつメインポンプ圧が所定の圧力よりも低いとき（下部走行体が下り坂走行状態にあるとき）は、排出油路に設けられた電磁弁が絞り位置側に操作されて排出油路の圧力が上昇する。これにより、走行モータの圧油供給側がタンク圧を下回る（負圧になる）以前に排出油路から走行モータの圧油供給側に作動油が補充されるため、下り坂走行時のキャビテーションの発生を防止することができる。一方、走行操作検出装置によって走行操作が検出されなかったとき又はメインポンプ圧が所定の圧力よりも高いとき（下部走行体が下り坂走行状態にないとき）は、電磁弁が開放位置側に操作されて排出油路の圧力が低下するため、旋回・フロント駆動時又は上り坂走行時の燃費悪化を防止することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、旋回・フロント駆動時及び上り坂走行時の燃費悪化を防止しつつ、下り坂走行時のキャビテーションの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施例に係る油圧ショベルの側面図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係る油圧駆動装置の構成図である。
【図３】本発明の第１の実施例に係るコントローラの制御ブロック図である。
【図４】本発明の第２の実施例に係る油圧駆動装置の構成図である。
【図５】本発明の第２の実施例に係るコントローラの制御ブロック図である。
【図６】本発明の第３の実施例に係る油圧駆動装置の構成図である。
【図７】本発明の第３の実施例に係るコントローラの制御ブロック図である。
【図８】本発明の第４の実施例に係る油圧駆動装置の構成図である。
【図９】本発明の第４の実施例に係るコントローラの制御ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態に係る建設機械として油圧ショベルを例に挙げ、図面を参照して説明する。なお、各図中、同等の部材には同一の符号を付し、重複した説明は適宜省略する。
【実施例１】
【００１２】
本発明の第１の実施例について、図１〜図３を用いて説明する。図１は、本発明の第１の実施例に係る油圧ショベルの側面図である。図２は、図１に示す油圧ショベルに搭載された油圧駆動装置の構成図である。図３は、図２に示すコントローラの制御ブロック図である。
【００１３】
図１に示すように、油圧ショベル１００は、クローラ式の左右の走行装置１０１ａ，１０１ｂ（左側のみ図示）を装備した下部走行体１０１と、この下部走行体１０１上に旋回可能に搭載された上部旋回体１０２と、この上部旋回体１０２の前側に上下方向に回動可能に取り付けられたフロント装置１０３とを備えている。左右の走行装置１０１ａ，１０１ｂは左右の走行モータ４ａ，４ｂ（左側のみ図示）によって駆動される。
【００１４】
上部旋回体１０２は、基礎下部構造をなす旋回フレーム１０２ａを有する。旋回フレーム１０２ａの前部には、フロント装置１０３が上下方向に回動可能に取り付けられている。旋回フレーム１０２ａ上には、原動機としてのエンジン１０、エンジン１０により駆動されるメインポンプ１、下部走行体１０１に対して上部旋回体１０２（旋回フレーム１０２ａ）を旋回駆動する旋回モータ６、メインポンプ１から複数の油圧アクチュエータ４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂ，５ｃ，６に供給される圧油の流れを制御するコントロールバルブユニット３等が搭載されている。
【００１５】
フロント装置１０３は、基端部が旋回フレーム１０２ａの前部に上下方向に回動可能に取り付けられたブーム１０３ａと、このブーム１０３ａの先端部に上下、前後方向に回動可能に取り付けられたアーム１０３ｂと、このアーム１０３ｂの先端部に上下、前後方向に回動可能に取り付けられたバケット１０３ｃを備えている。ブーム１０３ａはブームシリンダ５ａによって駆動され、アーム１０３ｂはアームシリンダ５ｂによって駆動され、バケット１０３ｃはバケットシリンダ５ｃによって駆動される。
【００１６】
図２に示すように、油圧駆動装置２００は、可変容量型のメインポンプ１と、固定容量型のパイロットポンプ２と、メインポンプ１から吐出される圧油の流れを制御するコントロールバルブユニット３と、メインポンプ１からの圧油がコントロールバルブユニット３を介して供給されることにより駆動される複数の油圧アクチュエータ４〜６と、コントロールバルブユニット３を操作する複数の操作装置７〜９とを備えている。なお、図２では、説明の簡略化のため、左右の走行モータ４ａ，４ｂを走行モータ４で表し、ブームシリンダ５ａ、アームシリンダ５ｂ及びバケットシリンダ５ｃをフロントシリンダ５で表している（後述する走行操作装置９、フロント操作装置８、走行用方向制御弁３ｂ及びフロント用方向制御弁３ｃについても同様）。
【００１７】
メインポンプ１は、エンジン１０によって駆動され、タンク１１に貯留された作動油を吸入し、メイン吐出油路１２に圧油を吐出する。メイン吐出油路１２は、コントロールバルブユニット３内に設けられた第１供給油路３１に接続されている。
【００１８】
第１供給油路３１の上流側は、メインリリーフ弁３ａを介してタンク１１に接続されている。メインリリーフ弁３ａは、メインポンプ１からの圧油が最大吐出圧に達すると開弁し、タンク１１に圧油を排出する。
【００１９】
第１供給油路３１には、メインポンプ１から複数の油圧アクチュエータ４〜６に供給される圧油の流れ方向及び流量を制御することにより、複数の油圧アクチュエータ４〜６の駆動方向及び駆動速度を制御する複数の方向制御弁３ｂ〜３ｄがタンデム接続されている。また、複数の方向制御弁３ｂ〜３ｄの各メータイン側は、チェック弁３ｅ〜３ｇを介して第１供給油路３１に接続されると共に、第１供給油路３１の上流から分岐した第２供給油路３２に接続されている。複数の方向制御弁３ｂ〜３ｄの各メータアウト側は、排出油路３９に接続されている。排出油路３９及び第１供給油路３１の各下流側は、タンク１１に通じる排出油路１３に接続されている。これにより、第１供給油路３１を通過した作動油は、排出油路１３を介してタンク１１に戻され、複数のアクチュエータ４〜６から排出された作動油は、排出油路３９，１３を介してタンク１１に戻される。
【００２０】
方向制御弁３ｂは、一対の給排油路３３，３４を介して走行モータ４に接続されており、方向制御弁３ｃは、一対の給排油路３５，３６を介してフロントシリンダ５に接続されており、方向制御弁３ｄは、一対の給排油路３７，３８を介して旋回モータ６に接続されている。給排油路３３〜３８は、メイクアップ弁３ｈ〜３ｍを介して排出油路３９に接続されている。メイクアップ弁３ｈ〜３ｍは、給排油路３３〜３８の圧力が排出油路３９の圧力を下回ったときに開弁し、排出油路３９の作動油を給排油路３３〜３８に補充する。
【００２１】
パイロットポンプ２は、エンジン１０によって駆動され、タンク１１から作動油を吸入し、パイロット吐出油路２１を介して各操作装置７〜９に含まれる減圧弁に圧油を供給する。また、パイロット吐出油路２１は、パイロットリリーフ弁２２を介してタンク１１に接続されている。パイロットリリーフ弁２２は、パイロットポンプ２からの圧油が最大吐出圧（パイロット一次圧）に到達すると開弁し、タンク１１に圧油を排出する。
【００２２】
旋回操作に対応する操作装置（以下「旋回操作装置」という。）７は、操作レバーの傾転方向と操作量に応じてパイロット一次圧を減圧弁で減圧し、パイロット圧Ａ，Ｂを出力する。操作装置７から出力されたパイロット圧Ａ，Ｂは、パイロット油路２３，２４を介して旋回用方向制御弁３ｄの各パイロット部に作用する。旋回用方向制御弁３ｄは、各パイロット部に作用するパイロット圧Ａ，Ｂに応じてメータイン側の油路及びメータアウト側の油路を開口し、一対の給排油路３３，３４を介して旋回モータ６に給排される圧油の流れ方向及び流量を制御する。
【００２３】
フロント操作に対応する操作装置（以下「フロント操作装置」という。）８は、操作レバーの傾転方向と操作量に応じてパイロット一次圧を減圧弁で減圧し、パイロット圧Ｃ，Ｄを出力する。フロント操作装置８から出力されたパイロット圧Ｃ，Ｄは、パイロット油路２５，２６を介して走行用方向制御弁４３の各パイロット部に作用する。フロント用方向制御弁３ｃは、各パイロット部に作用するパイロット圧Ｃ，Ｄに応じてメータイン側の油路及びメータアウト側の油路を開口し、一対の給排油路３５，３６を介してフロントシリンダ５に給排される圧油の流れ方向及び流量を制御する。
【００２４】
走行操作に対応する操作装置（以下「走行操作装置」という。）９は、操作レバーの傾転方向と操作量に応じてパイロット一次圧を減圧弁で減圧し、パイロット圧Ｅ，Ｆを出力する。走行操作装置９から出力されたパイロット圧Ｅ，Ｆは、パイロット油路２７，２８を介して走行用方向制御弁４２の各パイロット部に作用する。走行用方向制御弁３ｂは、各パイロット部に作用するパイロット圧Ｅ，Ｆに応じてメータイン側の油路及びメータアウト側の油路を開口し、一対の給排油路３７，３８を介して走行モータ４に給排される圧油の流れ方向及び流量を制御する。
【００２５】
本実施例に係る油圧駆動装置２００は、更に、メイン吐出油路１２に設けられたポンプ圧センサ１４と、パイロット油路２３〜２８に設けられたシャトル弁ブロック１５と、シャトル弁ブロック１５に設けられたパイロット圧センサ１６，１７と、排出油路１３に設けられた電磁弁１８と、電磁弁１８を制御する制御装置としてのコントローラ４０とを備えている。
【００２６】
ポンプ圧センサ１４は、メインポンプ１から吐出された圧油の圧力（以下「メインポンプ圧」という。）を電気信号（メインポンプ圧信号）に変換し、コントローラ４０に出力する。
【００２７】
シャトル弁ブロック１５は、複数のシャトル弁１５ａ〜１５ｃを有する。シャトル弁１５ａは、旋回操作装置７から出力されたパイロット圧Ａ，Ｂのうち大きい方のパイロット圧（以下「旋回パイロット圧」という。）を出力する。シャトル弁１５ｂは、フロント操作装置８から出力されたパイロット圧Ｃ，Ｄのうち大きい方のパイロット圧（以下「フロントパイロット圧」という。）を出力する。シャトル弁１５ｃは、シャトル弁１５ａから出力された旋回パイロット圧とシャトル弁１５ｂから出力されたフロントパイロット圧のうち大きい方のパイロット圧（以下「旋回・フロントパイロット圧」という。）を出力する。シャトル弁１５ｄは、走行操作装置９から出力されたパイロット圧Ｅ，Ｆのうち大きい方のパイロット圧（以下「走行パイロット圧」という。）を出力する。
【００２８】
パイロット圧センサ１６は、シャトル弁１５ｃの出力側に設けられており、シャトル弁１５ｃから出力された旋回・フロントパイロット圧を電気信号（旋回・フロントパイロット圧信号）に変換し、コントローラ４０に出力する。パイロット圧センサ１７は、シャトル弁１５ｄの出力側に設けられており、シャトル弁１５ｃから出力された走行パイロット圧を電気信号（走行パイロット圧信号）に変換し、コントローラ４０に出力する。パイロット圧センサ１７は、走行操作を検出する走行操作検出装置を構成している。
【００２９】
電磁弁１８は、排出油路１３を開放する開放位置１８ａと排出油路１３を絞る絞り位置１８ｂとを有し、ソレノイド部に駆動電流が印加されていないときはバネ力によって開放位置１８ａに保持され、ソレノイド部に駆動電流が印加されるとその駆動電流の大きさに応じて絞り位置１８ｂ側に操作される。
【００３０】
コントローラ４０は、パイロット圧センサ１６で検出した旋回・フロントパイロット圧（旋回・フロント操作量）と、パイロット圧センサ１７で検出した走行パイロット圧（走行操作量）と、ポンプ圧センサ１４で検出したメインポンプ圧とを用いて所定の演算処理を実行し、その結果に応じた駆動電流を電磁弁１８のソレノイド部に出力する。
【００３１】
図３に示すように、コントローラ４０は、旋回・フロント操作量−開度変換部４０ａと、走行操作量−開度変換部４０ｂと、スイッチ４０ｃと、最小値選択部４０ｄと、メインポンプ圧−開度変換部４０ｅと、最大値選択部４０ｆと、開度−駆動電流変換部４０ｇとを有する。
【００３２】
旋回・フロント操作量−開度変換部４０ａは、パイロット圧センサ１６で検出した旋回・フロント操作量を電磁弁１８の開度に変換して出力する。本実施例に係る旋回・フロント操作量−開度変換部４０ａは、旋回・フロント操作量の大小を問わず、所定の大きい開度（１００）を出力するように構成されている。旋回・フロント操作量−開度変換部４０ａから出力された開度（１００）は、最小値選択部４０ｄに入力される。
【００３３】
走行操作量−開度変換部４０ｂは、パイロット圧センサ１７で検出した走行操作量を電磁弁１８の開度に変換して出力する。本実施例に係る走行操作量−開度変換部４０ｂは、走行操作量が所定の操作量Ｓ０以下のときは開度が所定の大きい開度（８０）となり、走行操作量が所定の操作量Ｓ０よりも大きいときは所定の操作量Ｓ０との差分に応じて開度が所定の大きい開度（８０）から所定の低い開度（２０）まで減少するように構成されている。走行操作量−開度変換部４０ｂから出力された開度は、スイッチ４０ｃがオン状態のときに最小値選択部４０ｄに入力され、スイッチ４０ｃがオフ状態のときは最小値選択部４０ｄに入力されない。ここで、スイッチ４０ｃは、走行操作が検出された場合にオン状態に切り替わり、走行操作が検出されなかった場合にオフ状態に切り替わるように構成されている。
【００３４】
最小値選択部４０ｄは、旋回・フロント操作量−開度変換部４０ａから入力された開度と走行操作量−開度変換部４０ｂから入力された開度のいずれか小さい方を出力する。ただし、スイッチ４０ｃがオフ状態にあるときは、走行操作量−開度変換部４０ｂから出力された開度が入力されないため、旋回・フロント操作量−開度変換部４０ａから入力された開度を無条件に出力する。最小値選択部４０ｄから出力された開度は、最大値選択部４０ｆに入力される。
【００３５】
メインポンプ圧−開度変換部４０ｅは、ポンプ圧センサ１４で検出したメインポンプ圧を電磁弁１８の開度に変換して出力する。本実施例に係るメインポンプ圧−開度変換部４０ｅは、メインポンプ圧が所定の圧力Ｐ０よりも低いときは開度が所定の小さい開度（２０）を出力し、メインポンプ圧が所定の圧力Ｐ０よりも高いときは所定の大きい開度（８０）を出力するように構成されている。ここで、所定の圧力Ｐ０は、下り坂走行時のメインポンプ圧よりも高くかつ上り坂走行時のメインポンプ圧よりも低い圧力に設定されている。これにより、メインポンプ圧−開度変換部４０ｅは、下部走行体１０１が下り坂走行状態にあるか否かを判定する機能を有する。メインポンプ圧−開度変換部４０ｅから出力された開度は、最大値選択部４０ｆに入力される。
【００３６】
ここで、パイロット圧センサ１７によって走行操作が検出されないときは、下部走行体１０１は停止状態にある。一方、パイロット圧センサ１７によって走行操作が検出されたときは、下部走行体１０１は走行状態にある。そして、パイロット圧センサ１７によって走行操作が検出されかつポンプ圧センサ１４で検出されたメインポンプ圧が所定の圧力Ｐ０よりも高いときは、下部走行体１０１は上り坂走行状態にある。一方、パイロット圧センサ１７によって走行操作が検出されかつメインポンプ圧が所定の圧力Ｐ０よりも低いときは、下部走行体１０１は下り坂走行状態にある。このように、パイロット圧センサ１７及びポンプ圧センサ１４は、下部走行体１０１の走行状態を検出する走行状態検出装置を構成している。
【００３７】
最大値選択部４０ｆは、最小値選択部４０ｄから入力された開度とメインポンプ圧−開度変換部４０ｅから入力された開度のいずれか大きい方を出力する。最大値選択部４０ｆから出力された開度は、開度−駆動電流変換部４０ｇに入力される。
【００３８】
開度−駆動電流変換部４０ｇは、最大値選択部４０ｆから入力された開度を電磁弁１８の駆動電流に変換し、電磁弁１８のソレノイド部に出力する。これにより、電磁弁１８の開度は、最大値選択部４０ｆから入力された開度と一致するように制御される。
【００３９】
次に、上述した油圧駆動装置の動作を、（ａ）走行操作有り＋旋回・フロント操作無し、（ｂ）走行操作無し＋旋回・フロント操作有り、（ｃ）走行操作有り＋旋回・フロント操作有りの３通りの操作パターンに分けて説明する。
【００４０】
（ａ）走行操作有り＋旋回・フロント操作無し
旋回・フロント操作量−開度変換部４０ａは、旋回・フロント操作量（０）に応じた開度（１００）を出力する。旋回・フロント操作量−開度変換部４０ａから出力された開度（１００）は、最小値選択部４０ｄに入力される。
【００４１】
走行操作量−開度変換部４０ｂは、走行操作量に応じた開度（８０〜２０）を出力する。ここで、本操作パターンでは走行操作が検出されるため、スイッチ４０ｃはオン状態にある。これにより、走行操作量−開度変換部４０ｂから出力された開度（８０〜２０）が最小値選択部４０ｄに入力される。
【００４２】
最小値選択部４０ｄは、旋回・フロント操作量−開度変換部４０ａから入力された開度（１００）と走行操作量−開度変換部４０ｂから入力された開度（８０〜２０）のうちの小さい方の開度（８０〜２０）を出力する。最小値選択部４０ｄから出力された開度（８０〜２０）は、最大値選択部４０ｆに入力される。
【００４３】
メインポンプ圧−開度変換部４０ｅは、メインポンプ圧に応じた開度（２０又は１００）を出力する。
【００４４】
ここで、下り坂走行時は、走行モータ４の負荷圧が小さくメインポンプ圧が所定の圧力Ｐ０よりも低くなるため、メインポンプ圧−開度変換部４０ｅは、所定の小さい開度（２０）を出力する。メインポンプ圧−開度変換部４０ｅから出力された開度（２０）は、最大値選択部４０ｆに入力される。
【００４５】
最大値選択部４０ｆは、最小値選択部４０ｄから入力された開度（８０〜２０）とメインポンプ圧−開度変換部４０ｅから入力された開度（２０）のいずれか大きい方の開度（８０〜２０）を出力する。最大値選択部４０ｆから出力された開度（８０〜２０）は、開度−駆動電流変換部４０ｇに入力される。
【００４６】
開度−駆動電流変換部４０ｇは、最大値選択部４０ｆから入力された開度（８０〜２０）に応じた駆動電流を出力する。これにより、電磁弁１８の開度が走行操作量に応じた開度（８０〜２０）に制御される。その結果、走行操作量が小さいとき（走行モータ４の要求流量が小さいとき）は、電磁弁１８が開放位置１８ａ側に操作されて排出油路１３，３９の圧力が低下するため、燃費悪化を防止することができる。一方、走行操作量が大きいとき（走行モータ４の要求流量が大きいとき）は、電磁弁１８が絞り位置１８ｂ側に操作されて排出油路１３，３９の圧力が上昇するため、キャビテーションの発生を防止することができる。
【００４７】
一方、上り坂走行時は、走行モータ４の負荷圧が大きくメインポンプ圧が所定の圧力Ｐ０よりも高くなるため、メインポンプ圧−開度変換部４０ｅは、所定の大きい開度（例えば１００）を出力する。メインポンプ圧−開度変換部４０ｅから出力された開度（１００）は、最大値選択部４０ｆに入力される。
【００４８】
最大値選択部４０ｆは、最小値選択部４０ｄから入力された開度（８０〜２０）とメインポンプ圧−開度変換部４０ｅから入力された開度（１００）のいずれか大きい方の開度（１００）を出力する。最大値選択部４０ｆから出力された開度（１００）は、開度−駆動電流変換部４０ｇに入力される。
【００４９】
開度−駆動電流変換部４０ｇは、最大値選択部４０ｆから出力された開度（１００）に応じた駆動電流を出力する。これにより、上り坂走行時に、電磁弁１８が開放位置１８ａ側に操作されて排出油路１３，３９の圧力が低下するため、燃費悪化を防止することができる。
【００５０】
（ｂ）走行操作無し＋旋回・フロント操作有り
旋回・フロント操作量−開度変換部４０ａは、旋回・フロント操作量に応じた開度（１００）を出力する。旋回・フロント操作量−開度変換部４０ａから出力された開度（１００）は、最小値選択部４０ｄに入力される。
【００５１】
走行操作量−開度変換部４０ｂは、走行操作量（０）に応じた開度（８０）を出力する。ここで、本操作パターンでは走行操作が検出されないため、スイッチ４０ｃはオフ状態にある。これにより、走行操作量−開度変換部４０ｂから出力された開度（８０）は最小値選択部４０ｄに入力されない。
【００５２】
最小値選択部４０ｄは、走行操作量−開度変換部４０ｂから開度が入力されないため、旋回・フロント操作量−開度変換部４０ａから入力された開度（１００）を無条件で出力する。最小値選択部４０ｄから出力された開度（１００）は、最大値選択部４０ｆに入力される。
【００５３】
メインポンプ圧−開度変換部４０ｅは、メインポンプ応じた開度（２０又は１００）を出力する。メインポンプ圧−開度変換部４０ｅから出力された開度（２０又は１００）は、最大値選択部４０ｆに入力される。
【００５４】
最大値選択部４０ｆは、最小値選択部４０ｄから入力された開度（１００）とメインポンプ圧−開度変換部４０ｅから入力された開度（２０又は１００）のいずれか大きい方の開度（１００）を出力する。最大値選択部４０ｆから出力された開度（１００）は、開度−駆動電流変換部４０ｇに入力される。開度−駆動電流変換部４０ｇは、最大値選択部４０ｆから入力された開度（１００）に応じた駆動電流を電磁弁１８に出力する。これにより、旋回・フロント駆動時に、電磁弁１８が開放位置１８ａ側に操作されて排出油路１３，３９の圧力が低下するため、燃費悪化を防止することができる。
【００５５】
（ｃ）走行操作有り＋旋回・フロント操作有り
旋回・フロント操作量−開度変換部４０ａは、旋回・フロント操作量に応じた開度（１００）を出力する。旋回・フロント操作量−開度変換部４０ａから出力された開度（１００）は、最小値選択部４０ｄに入力される。
【００５６】
走行操作量−開度変換部４０ｂは、走行操作量に応じた開度（８０〜２０）を出力する。ここで、本操作パターンでは走行操作が検出されるため、スイッチ４０ｃはオン状態にある。これにより、走行操作量−開度変換部４０ｂから出力された開度（８０〜２０）が最小値選択部４０ｄに入力される。
【００５７】
最小値選択部４０ｄは、旋回・フロント操作量−開度変換部４０ａから入力された開度（１００）と走行操作量−開度変換部４０ｂから入力された開度（８０〜２０）のうちの小さい方の開度（８０〜２０）を出力する。最小値選択部４０ｄから出力された開度（８０〜２０）は、最大値選択部４０ｆに入力される。
【００５８】
メインポンプ圧−開度変換部４０ｅは、メインポンプ圧に応じた開度（２０又は１００）を出力する。
【００５９】
ここで、旋回・フロント及び走行の駆動負荷が小さい場合は、メインポンプ圧が所定の圧力Ｐ０よりも低くなるため、メインポンプ圧−開度変換部４０ｅは所定の小さい開度（２０）を出力する。メインポンプ圧−開度変換部４０ｅから出力された開度（２０）は、最大値選択部４０ｆに入力される。
【００６０】
最大値選択部４０ｆは、最小値選択部４０ｄから入力された開度（８０〜２０）とメインポンプ圧−開度変換部４０ｅから入力された開度（２０）のいずれか大きい方の開度（８０〜２０）を出力する。最大値選択部４０ｆから出力された開度（８０〜２０）は、開度−駆動電流変換部４０ｇに入力される。
【００６１】
開度−駆動電流変換部４０ｇは、最大値選択部４０ｆから入力された開度（８０〜２０）に応じた駆動電流を出力する。これにより、電磁弁１８の開度は、走行操作量に応じた開度（８０〜２０）と一致するように制御される。その結果、走行操作量が小さいとき（走行モータ４の要求流量が小さいとき）は、電磁弁１８が開放位置１８ａ側に操作されて排出油路１３，３９の圧力が低下するため、燃費悪化を防止することができる。一方、走行操作量が大きいとき（走行モータ４の要求流量が大きいとき）は、電磁弁１８が絞り位置１８ｂ側に操作されて排出油路１３，３９の圧力が上昇するため、キャビテーションの発生を防止することができる。
【００６２】
一方、旋回・フロント又は走行の駆動負荷が大きい場合は、メインポンプ圧が所定の圧力Ｐ０よりも高くなるため、メインポンプ圧−開度変換部４０ｅは、所定の大きい開度（１００）を出力する。メインポンプ圧−開度変換部４０ｅから出力された開度（１００）は、最大値選択部４０ｆに入力される。
【００６３】
最大値選択部４０ｆは、最小値選択部４０ｄから入力された開度（８０〜２０）とメインポンプ圧−開度変換部４０ｅから入力された開度（１００）のいずれか大きい方の開度（１００）を出力する。最大値選択部４０ｆから出力された開度（１００）は、開度−駆動電流変換部４０ｇに入力される。
【００６４】
開度−駆動電流変換部４０ｇは、最大値選択部４０ｆから出力された開度（１００）に応じた駆動電流を出力する。これにより、旋回・フロント又は走行の駆動負荷が大きい場合は、電磁弁１８が開放位置１８ａ側に操作されて排出油路１３，３９の圧力が低下するため、燃費悪化を防止することができる。
【００６５】
以上のように構成した本実施例に係る油圧ショベル１００によれば、パイロット圧センサ１７によって走行操作が検出されかつメインポンプ圧が所定の圧力Ｐ０よりも低いとき（下部走行体１０１が下り坂走行状態にあると判定したとき）は、排出油路１３に設けられた電磁弁１８が絞り位置１８ｂ側に操作されて排出油路１３，３９の圧力が上昇する。これにより、走行モータ４の圧油供給側がタンク圧を下回る（負圧になる）以前にメイクアップ弁３ｈ又は３ｉが開弁して排出油路３９から走行モータ４の圧油供給側に作動油が補充されるため、下り坂走行時のキャビテーションの発生を防止することができる。一方、パイロット圧センサ１７によって走行操作が検出されなかったとき又はメインポンプ圧が所定の圧力Ｐ０よりも高いとき（下部走行体１０１が下り坂走行状態にないと判定したとき）は、電磁弁１８が開放位置１８ａ側に操作されて排出油路１３，３９の圧力が低下するため、旋回・フロント駆動時又は上り坂走行時の燃費悪化を防止することができる。
【実施例２】
【００６６】
本発明の第２の実施例について、図４及び図５を用いて説明する。図４は、本実施例に係る油圧ショベル１００に搭載された油圧駆動装置の構成図である。図５は、図４に示すコントローラの制御ブロック図である。
【００６７】
第１の実施例では、走行パイロット圧を検出するパイロット圧センサ１７とメインポンプ圧を検出するポンプ圧センサ１４とで走行状態検出装置を構成し、走行操作が検出されかつメインポンプ圧が所定の圧力Ｐ０よりも低いときに下部走行体１０１が下り坂走行状態にあると判定している。そのため、下り坂走行中に何らかの理由でメインポンプ圧が所定の圧力Ｐ０を上回っていた場合、下り坂走行状態であることを正しく判定できない。本実施例は、メインポンプ圧に代えて走行モータ４の負荷圧を検出することにより、下部走行体１０１が下り坂走行状態にあるか否かをより確実に判定できるようにしたものである。以下、第１の実施例との相違点を中心に説明する。
【００６８】
図４において、本実施例に係る油圧駆動装置２００Ａは、第１の実施例（図２に示す）のポンプ圧センサ１４に代えて、走行モータ４に接続された一対の給排油路３３，３４のいずれか高負荷側の圧力（以下「走行モータ負荷圧」という。）を出力するシャトル弁５１と、このシャトル弁５１の出力側に設けられた負荷圧センサ５２とを備えている。負荷圧センサ５２は、走行モータ負荷圧を電気信号（走行モータ負荷圧信号）に変換し、コントローラ４０Ａに出力する。
【００６９】
図５において、コントローラ４０Ａは、第１の実施例（図３に示す）に示すメインポンプ圧−開度変換部４０ｅに代えて、走行モータ負荷圧−開度変換部４０ｈを備えている。
【００７０】
走行モータ負荷圧−開度変換部４０ｈは、負荷圧センサ５２で検出した走行モータ負荷圧を電磁弁１８の開度に変換して出力する。走行モータ負荷圧−開度変換部４０ｈは、走行モータ負荷圧が所定の圧力Ｐ１よりも低いときは所定の小さい開度（２０）を出力し、走行モータ負荷圧が所定の圧力Ｐ１よりも高いときは所定の大きい開度（８０）を出力するように構成されている。ここで、所定の圧力Ｐ１は、下り坂走行時の走行モータ負荷圧よりも高くかつ上り坂走行時の走行モータ負荷圧よりも低い圧力に設定されている。これにより、走行モータ負荷圧−開度変換部４０ｈは、下部走行体１０１が下り坂走行状態にあるか否かを判定する機能を有する。
【００７１】
ここで、パイロット圧センサ１７によって走行操作が検出されかつ負荷圧センサ５２で検出された走行モータ負荷圧が所定の圧力Ｐ１よりも高いときは、下部走行体１０１は上り坂走行状態にある。一方、パイロット圧センサ１７によって走行操作が検出されかつ走行モータ負荷圧が所定の圧力Ｐ１よりも低いときは、下部走行体１０１は下り坂走行状態にある。このように、パイロット圧センサ１７及び負荷圧センサ５２は、下部走行体１０１の走行状態を検出する走行状態検出装置を構成している。
【００７２】
以上のように構成した本実施例においても、第１の実施例と同様の効果が得られる。
【００７３】
更に、走行操作量と走行モータ負荷圧とに基づいて下部走行体１０１の走行状態を検出することにより、下部走行体１０１が下り坂走行状態にあるか否かをより確実に判定することができる。これにより、下り坂走行時のキャビテーションの発生をより確実に防止することができる。
【実施例３】
【００７４】
本発明の第３の実施例について、図６及び図７を用いて説明する。図６は、本実施例に係る油圧ショベル１００に搭載された油圧駆動装置の構成図である。図７は、図６に示すコントローラの制御ブロック図である。
【００７５】
一般に、作動油は温度が低下すると粘性が高くなり、絞りを通過する際の圧損が増加する。本実施例は、第１の実施例に係る油圧駆動装置２００において、本実施例は、第１の実施例に係る油圧駆動装置２００において、作動油温度の低下に応じて電磁弁１８の位置を開放位置１８ａ側に補正する構成を追加することにより、電磁弁１８による圧損の増大を防止するものである。以下、第２の実施例との相違点を中心に説明する。以下、第１の実施例との相違点を中心に説明する。
【００７６】
図６において、本実施例に係る油圧駆動装置２００Ｂは、メインポンプ１の吸入油路に設けられた油温センサ１９を更に備えている。油温センサ１９は、作動油温度を電気信号に変換し、コントローラ４０Ｂに出力する。油温センサ１９は、作動油の温度を検出する作動油温度検出装置を構成している。なお、油温センサ１９は、排出油路１３に設けても良い。
【００７７】
図７において、コントローラ４０Ｂは、作動油温度−補正係数変換部４０ｉと乗算部４０ｊとを更に備えている。
【００７８】
本実施例に係る最大値選択部４０ｆから出力された開度は、開度−駆動電流変換部４０ｇに代えて、乗算部４０ｊに入力される。
【００７９】
作動油温度−補正係数変換部４０ｉは、作動油温度に応じた補正係数を出力する。本実施例に係る作動油温度−補正係数変換部４０ｉは、作動油温度が所定の温度Ｔ０以上のとき（作動油の粘性が十分低いとき）は補正係数が１．０となり、作動油温度が所定の温度Ｔ０より低いときは所定の温度Ｔ０との差分に応じて補正係数が１．０から１．２まで増加するように構成されている。作動油温度−補正係数変換部４０ｉから出力された補正係数は、乗算部４０ｊに入力される。
【００８０】
乗算部４０ｊは、最大値選択部４０ｆから入力された開度に作動油温度−補正係数変換部４０ｉから入力された補正係数（１．０〜１．２）を乗算して出力する。これにより、作動油温度が低くなるに従って、最大値選択部４０ｆから出力される開度が上方に補正される。乗算部４０ｊから出力された補正後の開度は、開度−駆動電流変換部４０ｇに入力される。開度−駆動電流変換部４０ｇは、乗算部４０ｊから入力された補正後の開度に応じた駆動電流を電磁弁１８に出力する。これにより、作動油温度の低下に応じて電磁弁１８の位置が開放位置１８ａ側に補正される。
【００８１】
以上のように構成した本実施例においても、第１の実施例と同様の効果が得られる。
【００８２】
更に、作動油温度の低下に応じて電磁弁１８の位置が開放位置１８ａ側に補正されるため、作動油温度の低下に伴って作動油の粘性が高くなった場合に、電磁弁１８による圧損の増加を防止することができる。
【実施例４】
【００８３】
本発明の第４の実施例について、図８及び図９を用いて説明する。図８は、本実施例に係る油圧ショベル１００に搭載された油圧駆動装置の構成図である。図９は、図８に示すコントローラの制御ブロック図である。
【００８４】
本実施例は、第２の実施例に係る油圧駆動装置２００Ａにおいて、作動油温度の低下に応じて電磁弁１８の位置を開放位置１８ａ側に補正する構成を追加することにより、電磁弁１８による圧損の増大を防止するものである。以下、第２の実施例との相違点を中心に説明する。
【００８５】
図８において、本実施例に係る油圧駆動装置２００Ｃは、メインポンプ１の吸入油路に設けられた油温センサ１９を更に備えている。油温センサ１９の機能は、第３の実施例で説明した通りである。
【００８６】
図９において、コントローラ４０Ｃは、作動油温度−補正係数変換部４０ｉと乗算部４０ｊとを更に備えている。作動油温度−補正係数変換部４０ｉ及び乗算部４０ｊの機能は、第３の実施例で説明した通りである。
【００８７】
以上のように構成した本実施例においても、第２の実施例と同様の効果が得られる。
【００８８】
更に、第３の実施例で説明した通り、作動油温度の低下に応じて電磁弁１８の位置が開放位置１８ａ側に補正されるため、作動油温度の低下に伴って作動油の粘性が高くなった場合に、電磁弁１８による圧損の増加を防止することができる。
【００８９】
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は、上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は、本発明を油圧ショベルに適用したものであるが、本発明はこれに限られず、クレーン等の建設機械にも適用できる。また、上記した実施例は、本発明を分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。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成の一部を加えることも可能であり、ある実施例の構成の一部を削除し、あるいは、他の実施例の一部と置き換えることも可能である。
【符号の説明】
【００９０】
１…メインポンプ、２…パイロットポンプ、３…コントロールバルブユニット、３ａ…メインリリーフ弁、３ｂ〜３ｄ…方向制御弁、３ｅ〜３ｇ…チェック弁、３ｈ〜３ｍ…メイクアップ弁、４，４ａ，４ｂ…走行モータ、５…フロントシリンダ、５ａ…ブームシリンダ、５ｂ…アームシリンダ、５ｃ…バケットシリンダ、６…旋回モータ、７…旋回操作装置、８…フロント操作装置、９…走行操作装置、１０…エンジン、１１…タンク、１２…メイン吐出油路、１３…排出油路、１４…ポンプ圧センサ（走行状態検出装置）、１５…シャトル弁ブロック、１５ａ，１５ｂ，１５ｃ…シャトル弁、１６…パイロット圧センサ、１７…パイロット圧センサ（走行操作検出装置、走行状態検出装置）、１８…電磁弁、１９…油温センサ、２１…パイロット吐出油路、２２…パイロットリリーフ弁、２３…パイロット油路、３１…第１供給油路、３２…第２供給油路、３３〜３８…給排油路、３９…排出油路、４０，４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ…コントローラ（制御装置）、４０ａ…旋回・フロント操作量−開度変換部、４０ｂ…走行操作量−開度変換部、４０ｃ…スイッチ、４０ｄ…最小値選択部、４０ｅ…メインポンプ圧−開度変換部、４０ｆ…最大値選択部、４０ｇ…開度−駆動電流変換部、４０ｈ…走行モータ負荷圧−開度変換部、４０ｉ…作動油温度−補正係数変換部、４０ｊ…乗算部、５１…シャトル弁、５２…負荷圧センサ（走行状態検出装置）、１００…油圧ショベル、１０１…下部走行体、１０１ａ，１０１ｂ…走行装置、１０２…上部旋回体、１０２ａ…旋回フレーム、１０３…フロント装置、１０３ａ…ブーム、１０３ｂ…アーム、１０３ｃ…バケット、２００，２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃ…油圧駆動装置。
【図１】
2018159395.tif 000003
【図２】
2018159395.tif 000004
【図３】
2018159395.tif 000005
【図４】
2018159395.tif 000006
【図５】
2018159395.tif 000007
【図６】
2018159395.tif 000008
【図７】
2018159395.tif 000009
【図８】
2018159395.tif 000010
【図９】
2018159395.tif 000011