(57)【要約】【課題】閉回路ポンプと開回路ポンプにより油圧シリンダの動作を増速させた場合に、チャージリリーフ弁の通過流量の変化によるチャージ圧力の変動を抑制し、燃費の悪化を防ぎかつ良好な操作性を得ることができる建設機械を提供する。【解決手段】閉回路に補給チェック弁１５a，１５b及びチャージ流路９aを介して接続されたチャージポンプ９と、チャージ流路９aの圧力を調整するチャージリリーフ弁１７とを備えた建設機械において、チャージリリーフ弁１７を設定圧力が変更可能な可変リリーフ弁とし、コントローラ２２は、チャージリリーフ弁１７の通過流量Qrが増大するに従い、チャージリリーフ弁１７の設定圧力が減少するように、チャージリリーフ弁１７の開度を調整するチャージリリーフ弁制御部２２Ａを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャップ室とロッド室を有する片ロッド式の油圧シリンダと、
両方向吐出が可能な２つの吐出ポートを有し、前記２つの吐出ポートを前記油圧シリンダのキャップ室及びロッド室にそれぞれ閉回路を構成するよう接続した閉回路ポンプと、
油タンクから作動油を吸入する吸入ポートと作動油を吐出する吐出ポートを有し、前記吐出ポートを前記油圧シリンダのキャップ室及びロッド室の少なくとも一方に切換弁を介して接続した開回路ポンプと、
前記閉回路に補給チェック弁及びチャージ流路を介して接続されたチャージポンプと、
前記チャージ流路の圧力を調整するチャージリリーフ弁と、
前記閉回路に接続され、前記閉回路内の余剰油を前記チャージ流路に排出するフラッシング弁と、
前記油圧シリンダの動作を指令する操作レバー装置と、
前記操作レバー装置のレバー操作量に応じて前記閉回路ポンプ、前記開回路ポンプ及び前記切換弁を制御するコントローラとを備えた建設機械において、
前記チャージリリーフ弁は設定圧力を変更可能な可変リリーフ弁であり、
前記コントローラは、前記チャージリリーフ弁の通過流量が増大するに従い、前記チャージリリーフ弁の設定圧力が減少するように前記チャージリリーフ弁の開度を調整するチャージリリーフ弁制御部を有することを特徴とする建設機械。
【請求項２】
請求項１記載の建設機械において、
前記チャージリリーフ弁制御部は、
前記操作レバー装置のレバー操作量に基づいて前記チャージ流路に流入するチャージ流量を演算するチャージ流量演算部と、
前記チャージ流量演算部で演算された前記チャージ流量に対して前記チャージ流路の圧力を目標圧力に保持するための、前記チャージリリーフ弁の指令電流の演算に用いる少なくとも１つのマップを記憶した設定情報記憶部と、
前記チャージ流量演算部で演算された前記チャージ流量と前記設定情報記憶部に記憶された前記マップに基づいて前記チャージ流路の圧力を前記目標圧力に保持するための前記チャージリリーフ弁の指令電流を演算し、この指令電流により前記チャージリリーフ弁の開度を調整し前記チャージリリーフ弁の設定圧力を変更するリリーフ弁指令演算部とを有することを特徴とする建設機械。
【請求項３】
請求項１記載の建設機械において、
前記前記チャージ流路の圧力を検出する圧力センサを更に備え、
前記チャージリリーフ弁制御部は、
前記チャージ流路の目標圧力の許容範囲の閾値である上限値と下限値を記憶した設定情報記憶部と、
前記圧力センサで検出された前記チャージ流路の圧力と前記設定情報記憶部に記憶された前記目標圧力の許容範囲の閾値とに基づいて前記チャージ流路の圧力を前記目標圧力に保持するための前記チャージリリーフ弁の指令電流を演算し、この指令電流により前記チャージリリーフ弁の開度を調整し前記チャージリリーフ弁の設定圧力を変更するリリーフ弁指令演算部とを有することを特徴とする建設機械。
【請求項４】
請求項１記載の建設機械において、
前記前記チャージ流路の圧力を検出する圧力センサを更に備え、
前記チャージリリーフ弁制御部は、
前記操作レバー装置のレバー操作量に基づいて前記チャージ流路に流入するチャージ流量を演算するチャージ流量演算部と、
前記チャージ流量演算部で演算された前記チャージ流量に対して前記チャージ流路の圧力を目標圧力に保持するための、前記チャージリリーフ弁の指令電流の演算に用いる少なくとも１つのマップと、前記チャージ流路の目標圧力の許容範囲の閾値である上限値と下限値を記憶した設定情報記憶部と、
前記チャージ流量演算部で演算された前記チャージ流量と前記設定情報記憶部に記憶された前記マップに基づいて前記チャージ流路の圧力を前記目標圧力に保持するための前記チャージリリーフ弁の設定圧力又は指令電流を演算するとともに、前記圧力センサで検出された前記チャージ流路の圧力と前記設定情報記憶部に記憶された前記目標圧力の許容範囲の閾値とに基づいて前記チャージ流路の圧力を前記目標圧力に保持するための前記チャージリリーフ弁の設定圧力又は指令電流の補正値を演算し、前記チャージリリーフ弁の設定圧力又は指令電流を前記補正値で補正して前記チャージリリーフ弁の指令電流を演算し、この指令電流により前記チャージリリーフ弁の開度を調整し前記チャージリリーフ弁の設定圧力を変更するリリーフ弁指令演算部とを有することを特徴とする建設機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧ポンプにより直接に油圧アクチュエータを駆動する油圧閉回路を用いた油圧システムを備えた油圧ショベル等の建設機械に係わり、特に油圧シリンダを油圧閉回路で駆動する油圧システムを備えた建設機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、油圧ショベルやホイールローダなどの建設機械において、省エネルギー化が重要な開発項目になっている。建設機械の省エネルギー化には油圧システム自体の省エネルギー化が重要であり、油圧ポンプにより油圧アクチュエータを閉回路接続して直接に油圧アクチュエータを駆動する油圧閉回路を備えた油圧システムの適用が検討されている。この油圧システムは、制御弁による圧損がなく、必要な流量のみをポンプが吐出するため流量損失もない。また、アクチュエータの位置エネルギーや減速時のエネルギーを回生することもできる。このため省エネルギー化が可能となる。
【０００３】
油圧閉回路を組み合わせた建設機械の従来技術として、特許文献１及び特許文献２に記載されたものがある。
【０００４】
特許文献１には、両傾転ポンプと油圧シリンダを閉回路接続し、片傾転ポンプを油圧シリンダのキャップ室に切換弁を介して接続する油圧システムが記載されている。閉回路には、閉回路の漏れ油を補充するためのチャージポンプがチャージ流路を介して接続され、チャージ流路にチャージ圧力を規定するためのチャージリリーフ弁が配置されている。また、閉回路には余剰油をタンクに排出するフラッシング弁が設けられ、フラッシング弁の排出側はチャージ流路及びチャージリリーフ弁を介してタンクに接続されている。
【０００５】
特許文献２には、両傾転ポンプと油圧シリンダを閉回路接続し、両傾転ポンプとは別に設けた片傾転ポンプを当該油圧シリンダのキャップ室とロッド室の両方に切換弁を介して接続可能とした油圧システムが記載されている。閉回路には余剰油をタンクに排出するフラッシング弁が設けられ、フラッシング弁の排出側は低圧リリーフ弁を介してタンクに接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−４８８９９号公報
【０００７】
【特許文献２】特開２００５−０７６７８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載の油圧システムでは、片傾転ポンプを油圧シリンダのキャップ室に接続可能となっており、これにより油圧シリンダの伸び動作を行うときに、油圧シリンダを両傾転ポンプのみで駆動させる場合よりもシリンダ速度を増速することができる。
【０００９】
特許文献２に記載の油圧システムでは、片傾転ポンプを油圧シリンダのキャップ室とロッド室の両方に切換弁を介して接続しているため、油圧シリンダの縮み動作を行うとき、片傾転ポンプを油圧シリンダのロッド室に接続することにより、シリンダ速度を増速することができる。
【００１０】
特許文献１においても、特許文献２に記載のように、油圧シリンダのキャップ室とロッド室の両方に切換弁を介して接続することのできる構成にすれば、油圧シリンダの縮み動作を行うときにもシリンダ速度を増速させることができる。しかし、この場合は、片傾転ポンプを油圧シリンダのロッド室に接続した際に生じるキャップ室から吐出される余剰油の増加によるチャージ圧力の上昇が問題となる。
【００１１】
すなわち、特許文献１において、片傾転ポンプを油圧シリンダのロッド室に接続した場合、油圧シリンダの縮み動作を両傾転ポンプのみで油圧シリンダを駆動した場合よりも増速することができるが、一方で、キャップ室から排出される余剰油がフラッシング弁を介して大量にチャージ流路に流入し、チャージリリーフ弁を通過するため、チャージリリーフ弁の圧損によりチャージ圧力が上昇してしまう。このチャージ圧力の上昇は、閉回路の低圧側の圧力（油圧シリンダのキャップ室からの排出側の圧力）を上昇させる。油圧シリンダの背圧が上昇すると油圧シリンダの押し込み圧力が上昇し、片傾転ポンプやチャージポンプの負荷が増え、片傾転ポンプを駆動するエンジンの燃費に悪影響を及ぼす。また、油圧シリンダの最大圧力はメインリリーフ圧力で規定されるので、油圧シリンダのキャップ室とロッド室の圧力差が減少するため油圧シリンダの推力が低下し、操作性も悪化してしまう。
【００１２】
大流量が流れる際のチャージ圧力の上昇を抑制するためにチャージリリーフ弁を大流量のものに変更することも考えられるが、油圧シリンダの駆動速度に応じてチャージリリーフ弁を通過する流量が大きく変動することには変わりはなく、チャージ圧力の変化を抑えようとしても、チャージリリーフ弁の圧力オーバーライド特性によりチャージ圧力の変動は避けられない。
【００１３】
また、チャージ圧力が上昇した際の燃費や操作性への影響を抑えるために、チャージリリーフ圧力を低く設定することも考えられるが、チャージリリーフ弁を通過する流量が少ないときにはチャージ圧が低くなるため、キャビテーションが発生し機器にダメージを与えるなど、信頼性が低下してしまう可能性がある。また、低圧側の作動油の体積弾性係数が低下するため、負荷反転時の動作において応答性が悪化してしまう。
【００１４】
特許文献２においても、フラッシング弁の排出圧は低圧リリーフ弁によって制限されるため、油圧シリンダの縮み動作において特許文献１のチャージリリーフ弁と同様の問題がある。
【００１５】
なお、特許文献１の油圧システムにおいて、油圧シリンダのキャップ室に両傾転ポンプと片傾転ポンプに加えて、追加の片傾転ポンプを接続可能とすることで、油圧シリンダの伸び動作を増速することができる。上述した問題はこのような油圧システムにおいて油圧シリンダの伸び動作を増速させて場合にも発生する。
【００１６】
本発明は以上問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、閉回路ポンプと開回路ポンプにより油圧シリンダの動作を増速させた場合に、チャージリリーフ弁の通過流量の変化によるチャージ圧力の変動を抑制し、燃費の悪化を防ぎかつ良好な操作性を得ることのできる建設機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
この課題を解決するために、本発明は、キャップ室とロッド室を有する片ロッド式の油圧シリンダと、両方向吐出が可能な２つの吐出ポートを有し、前記２つの吐出ポートを前記油圧シリンダのキャップ室及びロッド室にそれぞれ閉回路を構成するよう接続した閉回路ポンプと、油タンクから作動油を吸入する吸入ポートと作動油を吐出する吐出ポートを有し、前記吐出ポートを前記油圧シリンダのキャップ室及びロッド室の少なくとも一方に切換弁を介して接続した開回路ポンプと、前記閉回路に補給チェック弁及びチャージ流路を介して接続されたチャージポンプと、前記チャージ流路の圧力を調整するチャージリリーフ弁と、前記閉回路に接続され、前記閉回路内の余剰油を前記チャージ流路に排出するフラッシング弁と、前記油圧シリンダの動作を指令する操作レバー装置と、前記操作レバー装置のレバー操作量に応じて前記閉回路ポンプ、前記開回路ポンプ及び前記切換弁を制御するコントローラとを備えた建設機械において、前記チャージリリーフ弁は設定圧力を変更可能な可変リリーフ弁であり、前記コントローラは、前記チャージリリーフ弁の通過流量が増大するに従い、前記チャージリリーフ弁の設定圧力が減少するように前記チャージリリーフ弁の開度を調整するチャージリリーフ弁制御部を有するものとする。
【００１８】
このようにチャージリリーフ弁を可変リリーフ弁とし、コントローラに、チャージリリーフ弁の通過流量が増大するに従い、チャージリリーフ弁の設定圧力が減少するようにチャージリリーフ弁の開度を調整するチャージリリーフ弁制御部を設けることにより、閉回路ポンプと開回路ポンプにより油圧シリンダの動作を増速させた場合に、チャージリリーフ弁の通過流量の変化によるチャージ圧力の変動を抑制し、燃費の悪化を防ぎかつ良好な操作性を得ることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、閉回路ポンプと開回路ポンプにより油圧シリンダの動作を増速させた場合に、チャージリリーフ弁の通過流量の変化によるチャージ圧力の変動を抑制し、燃費の悪化を防ぎかつ良好な操作性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明が適用される建設機械である油圧ショベルの外観を示す側面図である。
【図２】図１に示す油圧ショベルに備えられる本発明の第１の実施の形態に係わる建設機械の油圧システムを示す図である。
【図３】アームシリンダを閉回路ポンプの圧油で駆動しアームダンプ動作を行うときの回路状態を示す図である。
【図４】アームシリンダを閉回路ポンプの圧油と開回路ポンプの圧油とで増速駆動しアームダンプ動作を行うときの回路状態を示す図である。
【図５Ａ】チャージリリーフ弁の通過流量が増加するときのチャージリリーフ弁の設定圧力とチャージ圧力との関係を示す図であり、一点鎖線はチャージリリーフ弁の設定圧力が一定である場合（従来）のチャージ圧力の変化を示し、実線はチャージリリーフ弁の設定圧力を調整した場合（本発明）のチャージ圧力の変化を示す図である。
【図５Ｂ】チャージリリーフ弁の通過流量が減少するときのチャージリリーフ弁の設定圧力とチャージ圧力との関係を示す図であり、一点鎖線はチャージリリーフ弁の設定圧力が一定である場合（従来）のチャージ圧力の変化を示し、実線はチャージリリーフ弁の設定圧力を調整した場合（本発明）のチャージ圧力の変化を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係わるコントローラの処理内容を示す機能ブロック図である。
【図７】コントローラの処理の流れを示すフローチャートである。
【図８Ａ】チャージリリーフ弁の通過流量とチャージリリーフ弁の設定圧力のマップを示す図である。
【図８Ｂ】チャージリリーフ弁の設定圧力とチャージリリーフ弁の指令電流のマップを示す図である。
【図９Ａ】チャージリリーフ弁の通過流量とチャージリリーフ弁の指令電流のマップを示す図である。
【図９Ｂ】図９Ａに示すマップを用いる場合のコントローラの処理の流れを示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第２の本実施形態に係わる建設機械の油圧システムを示す図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係わるコントローラの処理内容を示す機能ブロック図である。
【図１２】コントローラの処理の流れを示すフローチャートである。
【図１３】チャージリリーフ弁の指令電流を直接算出する変形例におけるコントローラの処理の流れを示すフローチャートである。
【図１４】本発明の第３の実施の形態に係わる建設機械のコントローラの処理内容を示す機能ブロック図である。
【図１５】コントローラの処理の流れを示すフローチャートである。
【図１６】本発明の第４の本実施形態に係わる建設機械の油圧システムを示す図である。
【図１７】アームシリンダを閉回路ポンプの圧油と２つの開回路ポンプの圧油とで増速駆動しアームクラウド動作を行うときの回路状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。
【００２２】
＜第１の実施の形態＞
本発明の第１の実施の形態について説明する。
【００２３】
図１は、本発明が適用される建設機械である油圧ショベルの外観を示す側面図である。
【００２４】
図１において、本実施の形態の油圧ショベルは、フロント装置１０１A、上部旋回体１０１B、及び下部走行体１０１Cを備えている。フロント装置１０１Aはブーム１０２、アーム１０３、及びバケット１０４を備えている。また、ブーム１０２を動作させるためのブームシリンダ１０５、アーム１０３を動作させるためのアームシリンダ１０６、及びバケット１０４を動作させるためのバケットシリンダ１０７、上部旋回体１０１Bを旋回させるための図示しない旋回モータ、下部走行体１０１Cを走行させるための図示しない走行モータが備えられる。
【００２５】
上部旋回体１０１Bには運転室を形成するキャビン１１０が設けられ、キャビン１１０内には、オペレータによって操作され、ブーム１０２、アーム１０３、バケット１０４及び上部旋回体１０１Bの動作を指令する電気レバー方式の操作レバー装置１１１，１１２（図２参照）が設けられている。
【００２６】
図２は、本実施の形態の図１に示す油圧ショベルに備えられる油圧システムを示す図である。
【００２７】
本実施の形態に係わる油圧システムは、両方向吐出が可能な２つの吐出ポートを有する両傾転可変容量ポンプである閉回路ポンプ７と、油タンク１１から作動油を吸入する吸入ポートと作動油を吐出する吐出ポートを有する片傾転可変容量ポンプである開回路ポンプ８と、片傾転固定容量ポンプであるチャージポンプ９と、片ロッド式油圧シリンダ１０とを備えている。閉回路ポンプ７と開回路ポンプ８とチャージポンプ９は図示しない原動機（例えばディーゼルエンジン）により駆動される。
【００２８】
閉回路ポンプ７は、油圧シリンダ１０のキャップ室又はロッド室の一方から圧油を吸込み、他方に吐出するよう、２つの吐出ポートを油圧シリンダ１０のキャップ室及びロッド室にそれぞれ接続され、油圧シリンダ１０に対して閉回路を構成している。開回路ポンプ８は、油タンク１１から圧油を吸込み、オンオフ動作を行う切換弁１２a，１２bを介して吸い込んだ圧油を油圧シリンダのキャップ室又はロッド室に吐出するよう、吐出ポートを油圧シリンダ１０のキャップ室及びロッド室に切換弁１２a，１２bを介して接続され、油圧シリンダ１０に対して開回路を構成している。
【００２９】
本実施の形態において、油圧シリンダ１０は例えばアーム１０３を動作させるアームシリンダ１０６であり、アーム１０３の動作は操作レバー装置１１２によって指示される。
【００３０】
本実施の形態に係わる油圧システムは、また、開回路ポンプ８の吐出流路から分岐した流路に設けられたブリードオフ弁１３と、閉回路の圧油の過不足を調整するフラッシング弁１４、補給弁としてのチェック弁（補給チェック弁）１５a，１５b、メインリリーフ弁１６a，１６b及びチャージリリーフ弁１７を備えている。
【００３１】
ブリードオフ弁１３は、操作レバー装置１１１のレバー操作量に応じて開口面積を連続的に変化させることで油圧シリンダ１０の増速などを行う。チャージポンプ９はチャージ流路９aを介してフラッシング弁１４、チェック弁１５a，１５b及びメインリリーフ弁１６a，１６bに接続されており、チャージリリーフ弁１７はチャージ流路９aに接続されている。チャージポンプ９は油タンク１１から油を吸込み、チャージ流路９a及びチェック弁１５a，１５bを介して閉回路に圧油を補充する。フラッシング弁１４は閉回路に余剰油が発生した場合に、その余剰油をチャージ流路９a及びチャージリリーフ弁１７を介して油タンク１１に排出する。メインリリーフ弁１６a、１６bは閉回路の最大圧力を設定し、チャージリリーフ弁１７はチャージ流路９aの圧力（チャージ圧力）、すなわちチャージポンプ９の最大吐出圧力を設定する。
【００３２】
操作レバー装置１１１，１１２の操作信号（電気信号）はコントローラ２２に入力される。コントローラ２２は、操作レバー装置１１２の操作信号（操作量）に応じて閉回路ポンプ７のレギュレータ３７、開回路ポンプ８のレギュレータ３８、切換弁１２a，１２b及びブリードオフ弁１３を制御する。
【００３３】
閉回路ポンプ７及び開回路ポンプ８のレギュレータ３７，３８は、それぞれ、コントローラ２２からの制御信号により動作し、レギュレータ３７は閉回路ポンプ７の吐出方向と吐出流量を制御し、レギュレータ３８は開回路ポンプ８の吐出流量を制御する。
【００３４】
切換弁１２a，１２b及びブリードオフ弁１３は電磁弁であり、切換弁１２a，１２bはコントローラ２２からの制御信号によりオンオフ動作（開閉動作）し、ブリードオフ弁１３はコントローラ２２からの制御信号により開口面積を変化させる。
【００３５】
図２に示す通り、待機状態において切換弁１２a，１２bは閉位置にあり、油圧シリンダ１０のキャップ室及びロッド室の圧力を保持する。また、待機状態においてブリードオフ弁１３は開位置にあり、開回路ポンプ８の待機流量を油タンク１１に逃がして圧力の上昇を防止する。
【００３６】
また、チャージリリーフ弁１７は設定圧力を変更可能な可変リリーフ弁であり、設定圧力を変更するための設定調整部１７aを有している。コントローラ２２はチャージリリーフ弁１７の設定調整部１７aに指令電流を出力し、チャージリリーフ弁１７の通過流量が増大するに従いチャージリリーフ弁１７の設定圧力が減少するようにチャージリリーフ弁１７の開度を調整する。
【００３７】
次に、本実施の形態に係わる油圧システムの動作を、アーム１０３を前方に向けて駆動し回動させるアームダンプ動作を例として説明する。
【００３８】
アームダンプ動作は、操作レバー装置１１２の操作レバーをアームダンプ方向に操作し、アームシリンダ１０（図１では１０６）を縮ませることによって行われる。また、アームダンプ動作を行うとき、閉回路ポンプ７が圧油をアームシリンダ１０のキャップ室側の流路から吸込み、ロッド室側の流路へ吐出する。このとき、開回路ポンプ８とアームシリンダ１０のキャップ室とを接続する切換弁１２aを開き、開回路ポンプ８とロッド室とを接続する切換弁１２bを閉じ、操作レバー装置１１２のレバー操作量に応じてブリードオフ弁１３を開く。また、アームシリンダ１０のキャップ室側の流路よりもロッド室側の流路の方が高圧になる場合、フラッシング弁１４は図示左側の位置に切り換わり、チャージ流路９aはアームシリンダ１０の低圧側の流路に接続される。これにより、図３で示す回路状態となり、閉回路ポンプ７の吐出流量をQcp、アームシリンダ１０のロッド室の受圧面積をArとすると、アームシリンダ１０のロッド室に流入する圧油の流量はQcpであり、ロッド室がキャップ室よりも高圧であるので、シリンダ速度v1は、v1=Qcp／Arとなる。このとき、アームシリンダ１０のキャップ室から流出する圧油のうち閉回路ポンプ８が吸い込む分を除いた量がブリードオフ弁１３を通って油タンク１１に戻るため、フラッシング弁１４を介してチャージリリーフ弁１７を通過する流量はほとんどゼロである。
【００３９】
次に、操作レバー装置１１２のレバー操作量を増やし、シリンダ速度を増速させる場合、開回路ポンプ８とアームシリンダ１０のキャップ室とを接続する切換弁１２aを閉じ、開回路ポンプ８とアームシリンダ１０のロッド室とを接続する切換弁１２bを開き、ブリードオフ弁１３を閉じ、開回路ポンプ８は油タンク１１から圧油を吸込み、アームシリンダ１０のロッド室側の流路へ吐出する。これにより、図４で示す回路状態となり、開回路ポンプ８の吐出流量をQopとすると、アームシリンダ１０のロッド室に流入する圧油の流量はQcp+Qopであり、シリンダ速度v２は、v2=(Qcp+Qop)／Arとなる。このとき、アームシリンダ１０のキャップ室から流出する圧油は、閉回路ポンプ７に吸い込まれる圧油を除いて、フラッシング弁１４を介してチャージリリーフ弁１７を通過し、油タンク１１へと戻る。アームシリンダ１０のキャップ室から流出する圧油の流量はAc／Ar(Qcp+Qop)であるので、フラッシング弁１４を介してチャージリリーフ弁１７を通過する流量は(Ac-Ar)／Ar×Qcp＋Ac／Ar×Qopとなる。なお、チャージポンプ９の吐出流量は微量であるので、ここでは無視できるものとした。チャージポンプ９の吐出流量を考慮する場合は、(Ac-Ar)／Ar×Qcp＋Ac／Ar×Qopにその吐出流量を加算すればよい。
【００４０】
このように、開回路ポンプ８をアームシリンダ１０のロッド室に接続し、ブリードオフ弁１３を閉じ、開回路ポンプ８の吐出流量を増やしていくと、シリンダ速度はv1からv2へと増速するが、フラッシング弁１４を介してチャージリリーフ弁１７を通過する流量も増大していく。このとき、図５Ａに一点鎖線Ａ１で示すようにチャージリリーフ弁１７の設定圧力Psが一定値であると、チャージリリーフ弁１７の圧力オーバーライド特性によりチャージリリーフ弁１７の通過流量Qrの増加に伴い、チャージリリーフ弁１７の上流圧力、すなわちチャージ流路９aの圧力（チャージ圧力）Pcは一点鎖線Ｂ１で示すように上昇していく。ここで、チャージリリーフ弁１７の設定圧力Psとは、ある決まった流量をチャージリリーフ弁１７に流した場合におけるチャージリリーフ弁１７の上流圧力とする。チャージ圧力Pcは閉回路ポンプ７及び開回路ポンプ８を駆動する図示しないエンジンの燃費や操作レバー装置１１２によるアーム１０３の操作性に悪影響を与えないために予め定めた目標圧力に保つ必要がある。しかし、チャージリリーフ弁１７の設定圧力Psが一定である場合は、上述のようにチャージリリーフ弁１７の通過流量Qrが増加するとチャージ圧力Pcも上昇し、通過流量Qrの増加量が大きくなるとチャージ圧力Pcも大きく上昇してしまう。このため、燃費の悪化を生じることになる。また、アームシリンダ１０の最大圧力はメインリリーフ弁１６a，１６bの設定圧力で規定されるので、チャージ圧力Pcが上昇すると、アームシリンダ１０のキャップ室とロッド室の圧力差が減少し、これによりアームシリンダ１０の推力が低下して、操作性も悪化してしまう。
【００４１】
本実施の形態は、このような課題を解決するため、チャージリリーフ弁１７を設定圧力が変更可能な可変リリーフ弁とし、コントローラ２２によってチャージリリーフ弁１７の開度を調整し設定圧力Psを変更することで、チャージ流路９aの圧力Pcが予め定められた目標圧力を超えないよう制御するものである。
【００４２】
図６は、本実施の形態に係わるコントローラ２２の処理内容を示す機能ブロック図である。図７はコントローラ２２の処理の流れを示すフローチャートである。
【００４３】
コントローラ２２は、バルブ／ポンプ指令生成部２２aとチャージリリーフ弁制御部２２Ａの機能を有している。チャージリリーフ弁制御部２２Ａはチャージ流路９aの圧力Pcが目標圧力を超えないよう、すなわちチャージリリーフ弁１７の通過流量Qrが増大するに従い、チャージリリーフ弁１７の設定圧力Psが減少するように、チャージリリーフ弁１７の開度を調整しチャージリリーフ弁１７の設定圧力を変更するものであり、チャージ流量演算部２２bと、設定情報記憶部２２cと、リリーフ弁指令演算部２２dの機能を有している。また、本実施の形態において、チャージリリーフ弁制御部２２Ａは、フィードフォワード制御によりチャージ流路９aの圧力Pcが目標圧力を超えないようチャージリリーフ弁１７の設定圧力Psを調整する。
【００４４】
設定情報記憶部２２cには、チャージリリーフ弁１７の通過流量Qrの変動に対してチャージ流路９aの圧力を目標圧力に保持するためのチャージリリーフ弁１７の通過流量Qrとチャージリリーフ弁１７の設定圧力Psのマップ（テーブル）と、チャージリリーフ弁１７の設定圧力Psとチャージリリーフ弁１７の指令電流（リリーフ弁指令電流）iのマップ（テーブル）が記憶されている。リリーフ弁指令演算部２２dはそれらのマップを用いて、フィードフォワード制御によりチャージリリーフ弁１７の設定圧力Psを調整する。
【００４５】
以下に、コントローラ２２の機能の詳細を、図７を用いて説明する。
【００４６】
コントローラ２２において、バルブ／ポンプ指令生成部２２aは操作レバー装置１１２の操作信号（電気信号）を入力し、レバー操作量に応じてバルブ指令とポンプ指令を生成する（図７のステップF1）。生成されたバルブ指令は切換弁１２a，１２bとブリードオフ弁１３に出力され、ポンプ指令は閉回路ポンプ７及び開回路ポンプ８のレギュレータ３７，３８に出力される。これによりレバー操作量に応じた動作が得られるよう切換弁１２a，１２bと閉回路ポンプ７及び開回路ポンプ８を制御する。
【００４７】
チャージ流量演算部２２bは、バルブ／ポンプ指令生成部２２aの処理結果を基に、フラッシング弁１４を介してチャージ流路９aに流入し、チャージリリーフ弁１７を通過する圧油の流量（チャージ流量）Qrを演算する（図７のステップF2）。チャージリリーフ弁１７の通過流量Qrは、前述した如く、(Ac-Ar)／Ar×Qcp＋Ac／Ar×Qopで表される値であり、バルブ／ポンプ指令生成部２２aにおいて演算したポンプ指令から閉回路ポンプ７の吐出流量Qcpと開回路ポンプ８の吐出流量Qopを求めることで、チャージリリーフ弁１７の通過流量Qrを算出することができる。
【００４８】
リリーフ弁指令演算部２２dは、まず、設定情報記憶部２２cに記憶されているチャージリリーフ弁１７の通過流量Qrとチャージリリーフ弁１７の設定圧力Psのマップを読み込み、そのマップに基づいてチャージ流量演算部２２bにて演算されたチャージリリーフ弁１７の通過流量に対応するチャージリリーフ弁１７の設定圧力Psを演算する（図７のステップF3）。
【００４９】
図８Ａは、設定情報記憶部２２cに記憶されたチャージリリーフ弁１７の通過流量（リリーフ弁通過流量）Qrとチャージリリーフ弁１７の設定圧力（リリーフ弁設定圧力）Psのマップを示す図である。このマップにおいて、チャージリリーフ弁１７の通過流量Qrと設定圧力Psの関係は、チャージリリーフ弁１７の通過流量Qrが増加するにしたがって設定圧力Psが減少する（チャージリリーフ弁１７の開度が増加する）ように設定されている。
【００５０】
次いで、リリーフ弁指令演算部２２dは、設定情報記憶部２２cに記憶されているチャージリリーフ弁１７の設定圧力Psとチャージリリーフ弁１７の指令電流（リリーフ弁指令電流）iのマップを読み込み、そのマップに基づいてステップF3で演算されたチャージリリーフ弁１７の設定圧力Psに対応するリリーフ弁指令電流iを演算し、このリリーフ弁指令電流iをチャージリリーフ弁１７の設定調整部１７aに出力する（図７のステップF4）。
【００５１】
図８Ｂは、設定情報記憶部２２cに記憶されたチャージリリーフ弁１７の設定圧力Psとチャージリリーフ弁１７の指令電流（リリーフ弁指令電流）iのマップを示す図である。このマップにおいて、チャージリリーフ弁１７の設定圧力Psとリリーフ弁指令電流iの関係は、設定圧力が増加するにしたがってリリーフ弁指令電流iが増加するよう設定されている。
【００５２】
このように図８Ａ及び図８Ｂに示すマップを用い、チャージリリーフ弁１７を制御することにより、図５Ａの実線Ａ２で示すようにチャージリリーフ弁１７の通過流量Qrが増加するにしたがってチャージリリーフ弁１７の設定圧力Psを下げ（チャージリリーフ弁１７の開度を増加させ）、図５Ａの実線Ｂ２で示すようにチャージ流路９aの圧力（チャージ圧力）Pcをほぼ一定となるように制御し、チャージ圧力Pcの上昇を抑制することができる。
【００５３】
また、アームシリンダ１０が増速した状態から操作レバー装置１１２の操作を止めた場合、閉回路ポンプ７と開回路ポンプ８の吐出流量は徐々に減少しゼロとなる。このとき、図５Ｂに一点鎖線Ｃ１で示すように、チャージ圧力Pcの上昇を抑制するためにリリーフ弁の設定圧力Psを下げた状態のままであると、図５Ｂに一点鎖線Ｄ１で示すようにチャージリリーフ弁１７の通過流量Qrの減少に伴いチャージ圧力Pcが低下してしまう。
【００５４】
本実施の形態では、図８Ａ及び図８Ｂに示すマップを用いてチャージリリーフ弁１７を制御するため、図５Ｂの実線Ｃ２で示すようにチャージリリーフ弁１７の通過流量Qrが減少するにしたがってチャージリリーフ弁１７の設定圧力Psを上げ（チャージリリーフ弁１７の開度を減少させ）、図５Ｂの実線Ｄ２で示すようにチャージ流路９aの圧力（チャージ圧力）Pcをほぼ一定となるように制御し、チャージ圧力Pcの低下を抑制することができる。
【００５５】
以上のように本実施の形態によれば、アームダンプ動作時に、閉回路ポンプ７が吐出する圧油だけでなく、開回路ポンプ８が吐出する圧油もアームシリンダ１０のロッド室に供給することができ、アームシリンダ１０（油圧シリンダ）の伸び動作だけでなく縮み動作をも増速することができる。また、そのときチャージリリーフ弁１７の通過流量Qrの増加によるチャージ圧力の上昇を抑制することができ、これにより燃費の悪化を防ぎかつアームシリンダ１０の推力を低下させずに良好な操作性を得ることができる。また、チャージリリーフ弁１７の通過流量Qrが減少する動作の場合には、チャージリリーフ弁１７の開度が減少し設定圧力が高くなるように制御されるので、チャージ圧力の低下が抑制され、チャージ圧力が低下することによる信頼性の低下や応答性の悪化を抑えることができる。
【００５６】
なお、上記実施の形態では、２つのマップを用いてチャージリリーフ弁１７の指令電流iを算出したが、２つのマップを１つにまとめ、そのマップを用いてチャージリリーフ弁１７の指令電流iを算出してもよい。図９Ａはそのマップを示す図であり、このマップにおいて、チャージ流量Qrとリリーフ弁指令電流iの関係は、チャージ流量Qrが増加するにしたがってリリーフ弁指令電流iが減少する（チャージリリーフ弁１７の開度が増加する）ように設定されている。図９Ｂはその場合のコントローラ２２の処理の流れを示すフローチャートである。コントローラ２２において、リリーフ弁指令演算部２２dは図９Ａに示すマップを用い、チャージ流量演算部２２bにて演算されたチャージリリーフ弁１７の通過流量Qrからその流量Qrに対応するチャージリリーフ弁１７の指令電流iをダイレクトに演算し、この指令電流iをチャージリリーフ弁１７の設定調整部１７aに出力する（図９ＢのステップF34）。このような構成においても、上述した実施の形態と同様の作用と効果が得られる。
【００５７】
＜第２の実施の形態＞
本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００５８】
図１０は本発明の第２の本実施形態に係わる油圧システムを示す図である。図２に示す第１の実施の形態に係わる油圧システムとの相違は、チャージ流路９aにチャージ流路９aの圧力を検出する圧力センサ２１が設けられ、この圧力センサ２１の検出信号と操作レバー装置１１１，１１２の操作信号（電気信号）がコントローラ１２２に入力され、コントローラ１２２はその圧力センサ２１の検出信号（圧力センサ情報）を用いチャージリリーフ弁１７の設定圧力を調整する点である。
【００５９】
図１１は、本実施の形態に係わるコントローラ１２２の処理内容を示す機能ブロック図である。図１２はコントローラ１２２の処理の流れを示すフローチャートである。
【００６０】
コントローラ１２２は、バルブ／ポンプ指令生成部２２aとチャージリリーフ弁制御部１２２Ａの機能を有している。チャージリリーフ弁制御部１２２Ａは設定情報記憶部１２２cとリリーフ弁指令演算部１２２dの機能を有している。また、本実施の形態において、チャージリリーフ弁制御部１２２Ａは、フィードバック制御によりチャージ流路９aの圧力が目標圧力を超えないよう、すなわちチャージリリーフ弁１７の通過流量Qrが増大するに従い、チャージリリーフ弁１７の設定圧力Psが減少するように、チャージリリーフ弁１７の開度を調整しチャージリリーフ弁１７の設定圧力を変更する。
【００６１】
設定情報記憶部１２２cには、チャージ流路９aの目標圧力を例えば中央値とした目標圧力の許容範囲の閾値である上限値E1と下限値E2と、前述した図８Ｂに示す、チャージリリーフ弁１７の設定圧力Psとチャージリリーフ弁１７の指令電流（リリーフ弁指令電流）iのマップ（テーブル）が記憶されている。リリーフ弁指令演算部１２２dはその目標圧力の上限値E1と下限値E2を用いて、フィードバック制御によりチャージリリーフ弁１７の開度を調整し設定圧力を変更する。
【００６２】
以下に、コントローラ１２２の機能の詳細を、図１２を用いて説明する。
【００６３】
コントローラ１２２において、バルブ／ポンプ指令生成部２２aの機能は第１の実施の形態と同じであり、操作レバー装置１１２の操作信号（電気信号）を入力し、第１の実施の形態で説明したように、レバー操作量に応じてバルブ指令とポンプ指令を生成し、このバルブ指令とポンプ指令によりレバー操作量に応じた動作が得られるよう切換弁１２a，１２bと閉回路ポンプ７及び開回路ポンプ８を制御する。
【００６４】
リリーフ弁指令演算部１２２dは圧力センサ２１の検出信号（電気信号）を入力し、設定情報記憶部１２２cに記憶したチャージ流路９aの目標圧力の上限値E1と下限値E2を読み込み、圧力センサ２１によって検出されたチャージ流路９aの圧力（チャージ圧力）Pcが目標圧力の上限値E1と下限値E2の範囲内に収まっているかどうかを判定する（図１２のステップF10）。
【００６５】
リリーフ弁指令演算部１２２dは、チャージ圧力Pcが目標圧力の上限値E1と下限値E2の範囲内に収まっていなければ、チャージ圧力Pcを目標圧力の上限値E1と下限値E2の範囲内に収めるためのチャージリリーフ弁１７の設定圧力Psを演算する（図１２のステップF11）。この演算は、例えば次のように行うことができる。チャージ圧力Pcの現在値と上限値E1或いは下限値E2との偏差ΔP（＝チャージ圧力Pc（現在値）−上限値E1或いは下限値E2）を演算し、この圧力偏差ΔPをチャージリリーフ弁１７の設定圧力Psの増分ΔPsに変換し、この増分を１制御サイクル前の設定圧力Psに加算して新たな設定圧力Psを算出する。次いで、リリーフ弁指令演算部１２２dは、設定情報記憶部１２２cに記憶されている図８Ｂに示したチャージリリーフ弁１７の設定圧力Psとチャージリリーフ弁１７の指令電流（リリーフ弁指令電流）iのマップを読み込み、そのマップに基づいてステップF11で演算されたチャージリリーフ弁１７の設定圧力Psに対応するリリーフ弁指令電流iを演算し、このリリーフ弁指令電流iをチャージリリーフ弁１７の設定調整部１７aに出力する（図１２のステップF12）。
【００６６】
このように構成することにより、閉回路ポンプ７と開回路ポンプ８の両方の吐出油をアームシリンダ１０のロッド室に供給するアームシリンダ１０の増速時に、チャージリリーフ弁１７の通過流量Qrが増加してチャージ圧力Pcが目標圧力の上限値E1を超えようとする場合は、図５Ａの実線Ａ２で示すようにチャージリリーフ弁１７の設定圧力Psが小さな値に補正され、図５Ａの実線B２で示すようにチャージ圧力Pcが目標圧力の上限値E1を超えないように抑制することができる。
【００６７】
また、シリンダ速度が増速した状態から操作レバー装置１１２の操作を止めた場合、閉回路ポンプ７と開回路ポンプ８の吐出流量は徐々に減少しゼロとなる。このとき、図５Ｂに一点鎖線Ｃ１で示すように、チャージ圧力Pcの上昇を抑制するためにリリーフ弁の設定圧力Psを下げた状態のままであると、図５Ｂに一点鎖線Ｄ１で示すようにチャージリリーフ弁１７の通過流量Qrの減少に伴いチャージ圧力Pcが低下してしまう。そこで、チャージ圧力Pcの上昇を抑制するときと同じようにリリーフ弁指令演算部１２２dによる処理を行う。
【００６８】
すなわち、圧力センサ２１の情報からチャージ圧力Pcが目標圧力の下限値E2を下回っていないか判断し、下回っていた場合は図５Ｂの実線Ｃ２で示すようにチャージリリーフ弁１７の設定圧力Psが大きな値に補正され、図５Ｂの実線D２で示すようにチャージ圧力Pcが目標圧力の下限値E2を下回らないように抑制することができる。
【００６９】
ここで、目標圧力の上下限値E1，E2は、以下の考えに基づいて定められる。
【００７０】
チャージ圧力つまり閉回路の低圧側の圧力が上昇した場合、開回路ポンプ８やチャージポンプ９の負荷が増え、燃費に悪影響を及ぼす。また、油圧シリンダ１０の最大圧力はメインリリーフ弁１６a又は１６bのリリーフ圧力で規定されるので、油圧シリンダ１０のキャップ室とロッド室の圧力差が減少するため油圧シリンダ１０の推力が低下し、操作性も悪化してしまう。目標圧力の上限値E1は上記の燃費や操作性への影響が出ない範囲で定められる。また、チャージ圧力Pcが低くなると、キャビテーションが発生し機器にダメージを与えるなど、信頼性が低下してしまう。また、閉回路の低圧側の作動油の体積弾性係数が低下するため、負荷反転時の動作において応答性が悪化してしまう。目標圧力の下限値E2は上記の信頼性や操作性への影響を最小限にする範囲で予め定められメモリに記憶されている。例えば、上限値E1は３MPa、下限値E2は１MPaである。
【００７１】
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が得られる。また、本実施の形態においては、フィードバック制御によりチャージ流路９aの圧力が目標圧力を超えないよう制御するので、チャージ圧力をより精度良く制御することができる。
【００７２】
なお、上記実施の形態では、２つのステップF11，F12を用いてチャージリリーフ弁１７の指令電流iを算出したが、２つのステップF11，F12を１つにまとめ、チャージリリーフ弁１７の指令電流iを算出してもよい。図１３はその場合のコントローラ１２２の処理の流れを示すフローチャートである。コントローラ１２２において、リリーフ弁指令演算部１２２dは、チャージ圧力Pcの現在値と上限値E1或いは下限値E2との偏差ΔP（＝チャージ圧力Pc（現在値）−上限値E1或いは下限値E2）を演算し、この圧力偏差ΔPをチャージリリーフ弁１７の指令電流iの増分Δiに直接変換し、この増分Δiを１制御サイクル前の指令電流iに加算して新たな指令電流iを算出し、この指令電流iをチャージリリーフ弁１７の設定調整部１７aに出力する（図１３のステップF112）。このように構成しても、上述した実施の形態と同様の作用と効果が得られる。
【００７３】
＜第３の実施の形態＞
本発明の第３の実施の形態について説明する。
【００７４】
本発明の第３の実施の形態に係わる油圧システムの構成は、図１０においてコントローラ２２がコントローラ２２２に置き換わった点を除いて、図１０に示した第２の実施の形態に係わる油圧システムと同じである。
【００７５】
図１４は、本実施の形態に係わるコントローラ２２２の処理内容を示す機能ブロック図である。図１５はコントローラ２２２の処理の流れを示すフローチャートである。
【００７６】
コントローラ２２２は、バルブ／ポンプ指令生成部２２aとチャージリリーフ弁制御部２２２Ａの機能を有している。チャージリリーフ弁制御部２２２Ａは、チャージ流量演算部２２bと、設定情報記憶部２２２cと、リリーフ弁指令演算部２２２dの機能を有している。また、本実施の形態において、チャージリリーフ弁制御部２２２Ａは、フィードフォワード制御とフィードバック制御の組み合わせによりチャージ流路９aの圧力が目標圧力を超えないよう、すなわちチャージリリーフ弁１７の通過流量Qrが増大するに従い、チャージリリーフ弁１７の設定圧力Psが減少するように、チャージリリーフ弁１７の開度を調整しチャージリリーフ弁１７の設定圧力を変更する。バルブ／ポンプ指令生成部２２aの機能は第１の実施の形態と同じである。
【００７７】
以下に、コントローラ２２２のチャージリリーフ弁制御部２２２Ａの機能の詳細を、図１５を用いて説明する。
【００７８】
チャージリリーフ弁制御部２２２Ａにおいて、チャージ流量演算部２２bは図１５におけるステップF2の処理を行い、リリーフ弁指令演算部２２２dは図１５におけるステップF3，F10，F20，F21，F22の処理を行う。ステップF2，F3の処理は図７に示した第１の実施の形態におけるステップF2，F3の処理と同じであり、ステップF10の処理は図１２に示したステップF10の処理と同じである。設定情報記憶部２２２cには、第１の実施の形態の設定情報記憶部２２c（図６）に記憶した設定情報と第２の実施の形態の設定情報記憶部１２２c（図１１）に記憶した設定情報が記憶されている。
【００７９】
リリーフ弁指令演算部２２２dは、チャージ圧力Pcが目標圧力の上限値E1と下限値E2の範囲内に収まっている場合は、ステップF10の処理を繰り返す。リリーフ弁指令演算部２２２dは、チャージ圧力Pcが目標圧力の上限値E1と下限値E2の範囲内に収まっていなければ、チャージ圧力Pcの現在値と上限値E1或いは下限値E2との偏差ΔP（＝チャージ圧力Pc（現在値）−上限値E1或いは下限値E2）を演算し、この圧力偏差ΔPをチャージリリーフ弁１７の設定圧力Psの増分ΔPsに変換する（図１５のステップF21）。
【００８０】
また、リリーフ弁指令演算部２２２dは、ステップF21で求めたフィードバック制御のチャージリリーフ弁１７の設定圧力Psの増分ΔPsを補正値として用い、ステップF3で求めたフィードフォワード制御のチャージリリーフ弁１７の設定圧力Psを補正し、制御用の設定圧力Psを算出する。この補正は例えば設定圧力Psに増分ΔPsを加算することにより行うことができる。
【００８１】
なお、ステップF21においてフィードバック制御の設定圧力Psの増分ΔPsを求める代わりに、第２の実施の形態における図１２に示すステップF11のようにチャージ圧力Pcを目標圧力の上限値E1と下限値E2の範囲内に収めるためのチャージリリーフ弁１７の設定圧力Psを演算し、この設定圧力PsとステップF3で求めたフィードフォワード制御のチャージリリーフ弁１７の設定圧力Psを合成して制御用の設定圧力Psを算出してもよい。この合成は、例えば、フィードフォワード制御の設定圧力Psとフィードバック制御の設定圧力Psの平均値（（フィードフォワード制御の設定圧力Ps＋フィードバック制御の設定圧力Ps）／２）を求めることによって行うことができる。
【００８２】
次いで、リリーフ弁指令演算部２２２dは、設定情報記憶部２２２cから読み込んだ図８Ｂに示したマップを用い、ステップF20で演算されたチャージリリーフ弁１７の制御用の設定圧力Psに対応するリリーフ弁指令電流iを演算し、このリリーフ弁指令電流iをチャージリリーフ弁１７の設定調整部１７aに出力する（図１５のステップF22）。
【００８３】
このように構成した本実施の形態によれば、フィードフォワード制御の応答性の良さとフィードバック制御の制御精度の向上の両方の効果が得られる。
【００８４】
なお、本実施の形態においても、第１及び第２の実施の形態の図９Ａ、図９Ｂ及び図１７に示す変形例と同様、チャージリリーフ弁１７の設定圧力Ps或いは設定圧力Psの増分ΔPsを求めずに、チャージリリーフ弁１７の指令電流i或いは指令電流iの増分Δiを直接演算し、チャージリリーフ弁１７の指令電流iを算出してもよい。このように構成しても、上述した実施の形態と同様の作用と効果が得られる。
【００８５】
＜第４の実施の形態＞
本発明の第４の実施の形態について説明する。
【００８６】
図１６は本発明の第４の本実施形態に係わる油圧システムを示す図である。図中、図２及び図１０に示す第１〜第３の実施の形態に係わる要素と同じものには同じ符号を付している。
【００８７】
本実施の形態に係わる油圧システムは、それぞれレギュレータ３７，５７を備えた２台の閉回路ポンプ７，４７と、それぞれレギュレータ３８，５８を備えた２台の開回路ポンプ８，４８を有し、これらポンプ７，４７，８，４８がそれぞれ切換弁１２a〜１２lを介して２台の油圧シリンダ１０，５０に接続されている。
【００８８】
本実施の形態において、油圧シリンダ１０は例えばアーム１０３（図１参照）を動作させるアームシリンダ１０６であり、油圧シリンダ５０は例えばブーム１０２（図１参照）を動作させるブームシリンダである。アーム１０３の動作は操作レバー装置１１２（図２参照）によって指示され、ブーム１０２の動作は操作レバー装置１１１（図２参照）によって指示される。図１６においては、操作レバー装置１１１，１１２、コントローラを含む制御系は図示を省略している。
【００８９】
本実施の形態に係わる油圧システムは、また、開回路ポンプ８，４８の吐出流路から分岐した流路に設けられたブリードオフ弁１３，５３と、閉回路の圧油の過不足を調整するフラッシング弁１４，５４、補給弁としてのチェック弁１５a，１５b，１５c，１５d、メインリリーフ弁１６a，１６b，１６c，１６dと、１台のチャージポンプ９及び１台のチャージリリーフ弁１７（可変リリーフ弁）を備えている。チャージポンプ９はチェック弁１５a〜１５dを介して２台の油圧シリンダ１０，５０のいずれにも接続され、１台のチャージリリーフ弁１７によりチャージ流路９aの圧力（チャージ圧力）が保たれている。
【００９０】
このような構成において、操作レバー装置１１２の操作レバーをアームクラウド方向に操作し、２台の油圧シリンダ１０，５０のうち一方の油圧シリンダ１０のキャップ室に圧油を供給して油圧シリンダ１０を伸ばすアームクラウド動作がなされたとする。このとき、閉回路ポンプ７と油圧シリンダ１０とを接続する切換弁１２iと、開回路ポンプ８と油圧シリンダ１０のキャップ室とを接続する切換弁１２aが開き、その他の切換弁は閉じる。閉回路ポンプ７の吐出流量をQcp1とすると、開回路ポンプ８の吐出流量を油圧シリンダ１０のロッド室とキャップ室の受圧面積差を補償する流量Qop1とすることにより閉回路内の流量収支がとれ、フラッシング弁１４を介してチャージリリーフ弁１７を通過する流量はゼロとなる。
【００９１】
ここで、油圧シリンダ１０のロッド室の受圧面積をAr1、キャップ室の受圧面積をAc1とすると、キャップ室が高圧である場合、シリンダ速度v1はv1=(Qcpl+Qop1)／Ac1となる。
【００９２】
次に、操作レバーの操作量を増やし、シリンダ速度を増速させるとき、図１７に示すように、開回路ポンプ４８と油圧シリンダ１０のキャップ室とを接続する切換弁１２hも開く動作パターンがある。このとき、閉回路ポンプ７の吐出流量をQcpl、開回路ポンプ８の吐出流量をQop1、開回路ポンプ４８の吐出流量をQop2とすると、油圧シリンダ１０のキャップ室の流入流量がQcp1+Qop1+Qop2、油圧シリンダ１０のロッド室からの流出流量がAr1／Ac1×(Qcp1+Qop1+Qop2)となり、余剰流量(Ar1／Ac1−1)×Qcp1+Ar1／Ac1×Qop1+Ar1／Ac1×Qop2がフラッシング弁１４を介してチャージリリーフ弁１７から排出される。このとき、シリンダ速度v2はv2=(Qcp1+Qop1+Qop2)／Ac1となる。
【００９３】
このように、１台の閉回路ポンプ７と２台の開回路ポンプ８，４８を油圧シリンダ１０のキャップ室に接続し、吐出流量を増やしていくと、シリンダ速度はv1からv2へと増速するが、フラッシング弁１４を介してチャージリリーフ弁１７を通過する流量も増大していく。このとき、第１の実施の形態と同じく、図５Ａで示すように、チャージリリーフ弁１７の設定圧力が一定１８であると、チャージリリーフ弁１７の圧力オーバーライド特性により通過流量の増加に伴い、チャージ圧力２０は上昇していく。
【００９４】
そこで、本実施の形態においても、第１〜第３の実施の形態と同様にリリーフ弁指令演算部２２ｄ、１２２d，２２２dによる処理を行うことで、チャージ圧力の上昇を抑制することができる。
【００９５】
また、操作レバーの操作を止めた場合においても、第１〜第３の実施の形態と同様にリリーフ弁指令演算部２２ｄ、１２２d，２２２dによる処理を行うことで、チャージ圧力の低下を抑制することができる。
【００９６】
なお、第１の実施の形態〜第４の実施の形態で示した動作例以外においても、チャージリリーフ弁１７を通過する流量の変化に伴うチャージ圧力の変動による燃費、操作性、信頼性への悪影響に対して、本発明を同様に適用することで、それらを改善する効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００９７】
１０１A…フロント装置
１０１B…上部旋回体
１０１C…下部走行体
１０２…ブーム
１０３…アーム
１０４…バケット
１０５…ブームシリンダ
１０６…アームシリンダ
１０７…バケットシリンダ
１１１，１１２…操作レバー装置
７，４７…閉回路ポンプ
８，４８…開回路ポンプ
９…チャージポンプ
９a…チャージ流路
１０，５０…油圧シリンダ
１１…油タンク
１２a，１２b，１２c〜１２l…切換弁
１３，５３…ブリードオフ弁
１４，５４…フラッシング弁
１５a，１５b，１５c，１５d，…チェック弁（補給チェック弁）
１６a，１６b，１６c，１６d…メインリリーフ弁
１７…チャージリリーフ弁
１７a…設定調整部
２１…圧力センサ
２２，１２２，２２２…コントローラ
２２a…バルブ／ポンプ指令生成部
２２Ａ，１２２Ａ，２２２Ａ…チャージリリーフ弁制御部
２２b…チャージ流量演算部
２２c，１２２c，２２２c…設定情報記憶部
２２d，１２２d，２２２d…リリーフ弁指令演算部
【図１】
2019178760.tif 000003
【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６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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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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