(57)【要約】  制御システムは、第１油圧ポンプ及び第２油圧ポンプと、第１油圧ポンプと第２油圧ポンプとを接続する流路と、流路に設けられ流路を開閉する開閉装置と、開閉装置を制御して、第１油圧ポンプと第２油圧ポンプとの接続状態と非接続状態とを切り替える制御装置と、非接続状態において第１油圧ポンプから吐出された作動油が供給される第１油圧シリンダと、非接続状態において第２油圧ポンプから吐出された作動油が供給される第２油圧シリンダと、を備える。制御装置は、複数の前記油圧シリンダの配分流量が所定供給流量以下であり、油圧シリンダのロッド側空間の圧力とキャップ側空間の圧力との差を示す駆動圧が規定値以下であるとき、接続状態となるように開閉装置を制御する。
2017022866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の作業機要素を含む作業機と、複数の前記作業機要素のそれぞれを駆動する複数の油圧シリンダとを備える作業機械を制御する制御システムであって、
第１油圧ポンプ及び第２油圧ポンプと、
前記第１油圧ポンプと前記第２油圧ポンプとを接続する流路と、
前記流路に設けられ前記流路を開閉する開閉装置と、
前記開閉装置を制御して、前記第１油圧ポンプと前記第２油圧ポンプとが接続される接続状態と接続されない非接続状態とを切り替える制御装置と、
前記非接続状態において前記第１油圧ポンプから吐出された作動油が供給される第１油圧シリンダと、
前記非接続状態において前記第２油圧ポンプから吐出された作動油が供給される第２油圧シリンダと、を備え、
前記制御装置は、複数の前記油圧シリンダの配分流量が所定供給流量以下であり、前記油圧シリンダのロッド側空間の圧力とキャップ側空間の圧力との差を示す駆動圧が規定値以下であるとき、前記接続状態となるように前記開閉装置を制御する、
制御システム。
【請求項２】
前記作業機要素は、バケット、前記バケットに連結されるアーム、及び前記アームに連結されるブームを含み、
前記油圧シリンダは、前記バケットを動作させるバケットシリンダ、前記アームを動作させるアームシリンダ、及び前記ブームを動作させるブームシリンダを含み、
前記第１油圧シリンダは、前記アームシリンダを含み、
前記第２油圧シリンダは、前記バケットシリンダを含む、
請求項１に記載の制御システム。
【請求項３】
前記非接続状態において、前記第１油圧ポンプは、前記第１油圧シリンダが属する第１アクチュエータ群に前記作動油を供給し、
前記非接続状態において、前記第２油圧ポンプは、前記第２油圧シリンダが属する第２アクチュエータ群に前記作動油を供給し、
前記第１アクチュエータ群には前記バケットシリンダ及び前記アームシリンダが属し、
前記第２アクチュエータ群には前記ブームシリンダが属する、
請求項２に記載の制御システム。
【請求項４】
前記制御装置は、前記アームの動作状態に基づいて、前記接続状態及び前記非接続状態のいずれか一方を決定する、
請求項２に記載の制御システム。
【請求項５】
前記作業機械は、前記作業機を支持する旋回体を有し、
前記旋回体は、前記第１アクチュエータ群及び前記第２アクチュエータ群とは異なるアクチュエータによって駆動される、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の制御システム。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の制御システムを備える作業機械。
【請求項７】
複数の作業機要素を含む作業機と、複数の前記作業機要素のそれぞれを駆動する複数の油圧シリンダと備える作業機械を制御する制御方法であって、
第１油圧ポンプと第２油圧ポンプとが接続される接続状態と接続されていない非接続状態とを開閉装置を用いて切り替えることと、
前記非接続状態において前記第１油圧ポンプから吐出された作動油を第１油圧シリンダに供給し、前記第２油圧ポンプから吐出された作動油を第２油圧シリンダに供給することと、
複数の前記油圧シリンダの配分流量が所定供給流量以下であり、前記油圧シリンダのロッド側空間の圧力とキャップ側空間の圧力との差を示す駆動圧が規定値以下であるとき、前記接続状態となるように前記開閉装置を制御することと、
を含む制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御システム、作業機械、及び制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の作業機要素を含む作業機を備える作業機械が知られている。例えば作業機械が油圧ショベルである場合、油圧ショベルの作業機は、作業機要素として、バケット、アーム、及びブームを有する。作業機要素を駆動させるアクチュエータとして、油圧シリンダが使用される。油圧シリンダの駆動源として、作動油を吐出する油圧ポンプが使用される。油圧シリンダを駆動するための油圧ポンプを複数備える作業機械が知られている。特許文献１には、第１油圧ポンプから吐出された作動油と第２油圧ポンプから吐出された作動油との合流及び分流を切り替える合分流弁を備える油圧回路が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００６／１２３７０４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
第１油圧ポンプと第２油圧ポンプとが接続される接続状態と、第１油圧ポンプと第２油圧ポンプとが接続されない非接続状態とを切り替えるとき、油圧シリンダに供給される作動油の圧力が僅かに変動する。その結果、オペレータはショックを感じる可能性がある。例えば、作業機が掘削対象物と接触せずに空中に存在する状況においては、油圧シリンダの駆動圧が低くなり、駆動圧に対する圧量変動量は相対的に大きくなるため、オペレータはショックを感じ易くなる。【０００５】
本発明の態様は、第１油圧ポンプと第２油圧ポンプとの接続状態と非接続状態との切り替えに起因するショックの発生を抑制できる制御システム、作業機械、及び制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様に従えば、複数の作業機要素を含む作業機と、複数の前記作業機要素のそれぞれを駆動する複数の油圧シリンダとを備える作業機械を制御する制御システムであって、第１油圧ポンプ及び第２油圧ポンプと、前記第１油圧ポンプと前記第２油圧ポンプとを接続する流路と、前記流路に設けられ前記流路を開閉する開閉装置と、前記開閉装置を制御して、前記第１油圧ポンプと前記第２油圧ポンプとが接続される接続状態と接続されない非接続状態とを切り替える制御装置と、前記非接続状態において前記第１油圧ポンプから吐出された作動油が供給される第１油圧シリンダと、前記非接続状態において前記第２油圧ポンプから吐出された作動油が供給される第２油圧シリンダと、を備え、前記制御装置は、複数の前記油圧シリンダの配分流量が所定供給流量以下であり、前記油圧シリンダのロッド側空間の圧力とキャップ側空間の圧力との差を示す駆動圧が規定値以下であるとき、前記接続状態となるように前記開閉装置を制御する、制御システムが提供される。【０００７】
本発明の第２の態様に従えば、第１の態様の制御システムを備える作業機械が提供される。【０００８】
本発明の第３の態様に従えば、複数の作業機要素を含む作業機と、複数の前記作業機要素のそれぞれを駆動する複数の油圧シリンダと備える作業機械を制御する制御方法であって、第１油圧ポンプと第２油圧ポンプとが接続される接続状態と接続されていない非接続状態とを開閉装置を用いて切り替えることと、前記非接続状態において前記第１油圧ポンプから吐出された作動油を第１油圧シリンダに供給し、前記第２油圧ポンプから吐出された作動油を第２油圧シリンダに供給することと、複数の前記油圧シリンダの配分流量が所定供給流量以下であり、前記油圧シリンダのロッド側空間の圧力とキャップ側空間の圧力との差を示す駆動圧が規定値以下であるとき、前記接続状態となるように前記開閉装置を制御することと、を含む制御方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の態様によれば、第１油圧ポンプと第２油圧ポンプとの接続状態と非接続状態との切り替えに起因するショックの発生を抑制できる制御システム、作業機械、及び制御方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本実施形態に係る作業機械の一例を示す斜視図である。
【図２】図２は、本実施形態に係る油圧ショベルの駆動装置を含む制御システムを模式的に示す図である。
【図３】図３は、本実施形態に係る駆動装置の油圧回路を示す図である。
【図４】図４は、本実施形態に係るポンプコントローラの機能ブロック図である。
【図５】図５は、ポンプ及び油圧シリンダの流量、ポンプの吐出圧力及びレバーストロークが時間によって変化する一例を示す図である。
【図６】図６は、合流状態と分流状態との切り替えに起因するショックを説明するための図である。
【図７】図７は、本実施形態に係る制御方法の一例を示すフローチャートである。
【図８】図８は、本実施形態に係るアームシリンダのロッド側空間の圧力及びキャップ側空間の圧力と合流状態及び分流状態との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する各実施形態の構成要素は適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。
【００１２】
［作業機械］
図１は、本実施形態に係る作業機械１００の一例を示す斜視図である。本実施形態においては、作業機械１００がハイブリッド方式の油圧ショベルである例について説明する。以下の説明において、作業機械１００を適宜、油圧ショベル１００、と称する。
【００１３】
図１に示すように、油圧ショベル１００は、油圧により作動する作業機１と、作業機１を支持する旋回体である上部旋回体２と、上部旋回体２を支持する下部走行体３と、油圧ショベル１００を駆動する駆動装置４と、作業機１を操作するための操作装置５とを備える。
【００１４】
上部旋回体２は、旋回軸ＲＸを中心に旋回可能である。上部旋回体２は、オペレータが搭乗する運転室６と、機械室７とを有する。オペレータが着座する運転席６Ｓが運転室６に設けられる。機械室７は、運転室６の後方に配置される。エンジン及び油圧ポンプ等を含む駆動装置４の少なくとも一部は、機械室７に配置される。下部走行体３は、一対のクローラ８を有する。クローラ８の回転により、油圧ショベル１００が走行する。なお、下部走行体３が車輪（タイヤ）でもよい。
【００１５】
作業機１は、上部旋回体２に支持される。作業機１は、相対移動可能な複数の作業機要素を含む。作業機１の作業機要素は、バケット１１、バケット１１に連結されるアーム１２、及びアーム１２に連結されるブーム１３を含む。バケット１１とアーム１２とはバケットピンを介して連結される。バケット１１は、回転軸ＡＸ１を中心に回転可能にアーム１２に支持される。アーム１２とブーム１３とはアームピンを介して連結される。アーム１２は、回転軸ＡＸ２を中心に回転可能にブーム１３に支持される。ブーム１３と上部旋回体２とはブームピンを介して連結される。ブーム１３は、回転軸ＡＸ３を中心に回転可能に下部走行体３に支持される。
【００１６】
回転軸ＡＸ３と、旋回軸ＲＸと平行な軸とは直交する。以下の説明においては、回転軸ＡＸ３の軸方向を適宜、上部旋回体２の車幅方向と称し、回転軸ＡＸ３及び旋回軸ＲＸの両方と直交する方向を適宜、上部旋回体２の前後方向と称する。旋回軸ＲＸを基準として作業機１が存在する方向が前方向である。旋回軸ＲＸを基準として機械室７が存在する方向が後方向である。
【００１７】
駆動装置４は、作業機１を作動する油圧シリンダ２０と、上部旋回体２を旋回させる動力を発生する電動旋回モータ２５とを有する。油圧シリンダ２０は、作動油によって駆動される。油圧シリンダ２０は、バケット１１を作動するバケットシリンダ２１と、アーム１２を作動するアームシリンダ２２と、ブーム１３を作動するブームシリンダ２３とを含む。上部旋回体２は、下部走行体３に支持された状態で、電動旋回モータ２５が発生する動力により旋回軸ＲＸを中心に旋回可能である。
【００１８】
操作装置５は、運転室６に配置される。操作装置５は、油圧ショベル１００のオペレータに操作される操作部材を含む。操作部材は、操作レバー又はジョイスティックを含む。操作装置５が操作されることにより、作業機１が操作される。
【００１９】
［制御システム］
図２は、本実施形態に係る油圧ショベル１００の駆動装置４を含む制御システム９を模式的に示す図である。制御システム９は、複数の作業機要素を含む作業機１と、作業機１の複数の作業機要素を駆動する複数のアクチュエータとを備える油圧ショベル１００を制御するための制御システムである。本実施形態において、作業機要素を駆動するアクチュエータは、油圧シリンダ２０である。本実施形態において、油圧シリンダ２０は、バケット１１を動作させるバケットシリンダ２１、アーム１２を動作させるアームシリンダ２２、及びブーム１３を動作させるブームシリンダ２３を含む。作業機要素が異なれば、複数のアクチュエータも異なる。本実施形態において、作業機１を駆動する複数のアクチュエータは、作動油によって駆動される油圧式のアクチュエータである。作業機１を駆動する複数のアクチュエータは、油圧式のアクチュエータであればよく、油圧シリンダ２０には限定されない。複数のアクチュエータは、例えば油圧モータでもよい。
【００２０】
駆動装置４は、駆動源であるエンジン２６と、発電電動機２７と、作動油を吐出する油圧ポンプ３０とを有する。エンジン２６は、例えばディーゼルエンジンである。発電電動機２７は、例えばスイッチドリラクタンスモータである。なお、発電電動機２７は、ＰＭ（Permanent  Magnet）モータでもよい。油圧ポンプ３０は、可変容量型油圧ポンプである。実施形態において、油圧ポンプ３０は、斜板式油圧ポンプである。油圧ポンプ３０は、第１油圧ポンプ３１と第２油圧ポンプ３２とを含む。エンジン２６の出力軸は、発電電動機２７及び油圧ポンプ３０と機械的に結合される。エンジン２６が駆動することにより、発電電動機２７及び油圧ポンプ３０が作動する。なお、発電電動機２７は、エンジン２６の出力軸に機械的に直結されてもよいし、ＰＴＯ（power  take  off）のような動力伝達機構を介してエンジン２６の出力軸に接続されてもよい。
【００２１】
駆動装置４は、油圧駆動システムと電動駆動システムとを含む。油圧駆動システムは、油圧ポンプ３０と、油圧ポンプ３０から吐出された作動油が流れる油圧回路４０と、油圧回路４０を介して供給された作動油により作動する油圧シリンダ２０と、走行モータ２４とを有する。走行モータ２４は、例えば、油圧ポンプ３０から吐出される作動油によって駆動される油圧モータである。
【００２２】
電動駆動システムは、発電電動機２７と、蓄電器１４と、変圧器１４Ｃと、第１インバータ１５Ｇと、第２インバータ１５Ｒと、電動旋回モータ２５とを有する。エンジン２６が駆動すると、発電電動機２７のロータ軸が回転する。これにより、発電電動機２７は発電可能となる。蓄電器１４は、例えば電気二重層蓄電器である。
【００２３】
ハイブリッドコントローラ１７は、変圧器１４Ｃと第１インバータ１５Ｇ及び第２インバータ１５Ｒとの間で直流電力を授受させ、また変圧器１４Ｃと蓄電器１４との間で直流電力を授受させる。電動旋回モータ２５は、発電電動機２７又は蓄電器１４から供給された電力に基づいて動作し、上部旋回体２を旋回させる動力を発生する。電動旋回モータ２５は、例えば埋め込み磁石同期電動旋回モータである。電動旋回モータ２５に回転センサ１６が設けられる。回転センサ１６は、例えばレゾルバ又はロータリーエンコーダである。回転センサ１６は、電動旋回モータ２５の回転角度又は回転速度を検出する。
【００２４】
本実施形態において、電動旋回モータ２５は、減速時において回生エネルギーを発生する。蓄電器１４は、電動旋回モータ２５が発生した回生エネルギー（電気エネルギー）により充電される。なお、蓄電器１４は、先に上げた電気二重層蓄電器ではなく、ニッケル水素電池又はリチウムイオン電池のような二次電池でもよい。また、本実施形態における上部旋回体２の駆動は、油圧ポンプから供給される作動油で駆動する油圧モータを用いる方式としてもよい。
【００２５】
駆動装置４は、運転室６に設けられた操作装置５の操作に基づいて動作する。操作装置５の操作量は、操作量検出部２８で検出される。操作量検出部２８は、圧力センサを含む。操作装置５の操作量に応じて発生するパイロット油圧が操作量検出部２８に検出される。操作量検出部２８は、圧力センサの検出信号を操作装置５の操作量に換算する。なお、操作量検出部２８はポテンショメータのような電気的センサを含んでもよい。操作装置５が電気式レバーを含む場合、操作装置５の操作量に応じて発生する電気信号が操作量検出部２８で検出される。
【００２６】
運転室６には、スロットルダイヤル３３が設けられる。スロットルダイヤル３３は、エンジン２６に対する燃料供給量を設定するための操作部である。
【００２７】
制御システム９は、ハイブリッドコントローラ１７と、エンジン２６を制御するエンジンコントローラ１８と、油圧ポンプ３０を制御するポンプコントローラ１９とを含む。ハイブリッドコントローラ１７、エンジンコントローラ１８、及びポンプコントローラ１９は、コンピュータシステムを含む。ハイブリッドコントローラ１７、エンジンコントローラ１８、及びポンプコントローラ１９はそれぞれ、ＣＰＵ（central  processing  unit）のようなプロセッサと、ＲＯＭ（read  only  memory）又はＲＡＭ（random  access  memory）のような記憶装置と、入出力インターフェース装置とを有する。なお、ハイブリッドコントローラ１７、エンジンコントローラ１８、及びポンプコントローラ１９は１つのコントローラに統合されていてもよい。
【００２８】
ハイブリッドコントローラ１７は、発電電動機２７、電動旋回モータ２５、蓄電器１４、第１インバータ１５Ｇ及び第２インバータ１５Ｒのそれぞれに設けられた温度センサの検出信号に基づいて、発電電動機２７、電動旋回モータ２５、蓄電器１４、第１インバータ１５Ｇ及び第２インバータ１５Ｒの温度を調整する。ハイブリッドコントローラ１７は、蓄電器１４の充放電制御、発電電動機２７の発電制御、及び発電電動機２７によるエンジン２６のアシスト制御を行う。ハイブリッドコントローラ１７は、回転センサ１６の検出信号に基づいて、電動旋回モータ２５を制御する。
【００２９】
エンジンコントローラ１８は、スロットルダイヤル３３の設定値に基づいて指令信号を生成し、エンジン２６に設けられたコモンレール制御部２９に出力する。コモンレール制御部２９は、エンジンコントローラ１８から送信された指令信号に基づいて、エンジン２６に対する燃料噴射量を調整する。
【００３０】
ポンプコントローラ１９は、エンジンコントローラ１８、ハイブリッドコントローラ１７及び操作量検出部２８の少なくとも一つから送信された指令信号に基づいて、油圧ポンプ３０から吐出される作動油の流量を調整するための指令信号を生成する。本実施形態において、駆動装置４は、２台の油圧ポンプ３０、すなわち第１油圧ポンプ３１及び第２油圧ポンプ３２を有する。第１油圧ポンプ３１及び第２油圧ポンプ３２は、エンジン２６によって駆動される。
【００３１】
ポンプコントローラ１９は、油圧ポンプ３０の斜板３０Ａの傾転角度である傾転角度を制御して、油圧ポンプ３０からの作動油の供給量を調整する。油圧ポンプ３０には、油圧ポンプ３０の斜板角を検出する斜板角センサ３０Ｓが設けられている。斜板角センサ３０Ｓは、第１油圧ポンプ３１の斜板３１Ａの傾転角度を検出する斜板角センサ３１Ｓと、第２油圧ポンプ３２の斜板３２Ａの傾転角度を検出する斜板角センサ３２Ｓとを含む。斜板角センサ３０Ｓの検出信号は、ポンプコントローラ１９に出力される。
【００３２】
ポンプコントローラ１９は、斜板角センサ３０Ｓの検出信号に基づいて、油圧ポンプ３０のポンプ容量（ｃｃ／ｒｅｖ）を算出する。油圧ポンプ３０には、斜板３０Ａを駆動するサーボ機構が設けられている。ポンプコントローラ１９は、サーボ機構を制御して、斜板角を調整する。油圧回路４０には、油圧ポンプ３０のポンプ吐出圧力を検出するためのポンプ圧センサが設けられている。ポンプ圧センサの検出信号は、ポンプコントローラ１９に出力される。実施形態において、エンジンコントローラ１８とポンプコントローラ１９とは、ＣＡＮ（controller  area  network）のような車内ＬＡＮ（local  area  network）で接続される。車内ＬＡＮにより、エンジンコントローラ１８とポンプコントローラ１９とは、相互にデータを授受することができる。ポンプコントローラ１９は、油圧回路４０に設置される各センサの検出値を取得し、制御指令を出力する、詳細は後述する。
【００３３】
［油圧回路４０］
図３は、本実施形態に係る駆動装置４の油圧回路４０を示す図である。駆動装置４は、バケットシリンダ２１と、アームシリンダ２２と、ブームシリンダ２３と、バケットシリンダ２１及びアームシリンダ２２に供給される作動油を吐出する第１油圧ポンプ３１と、ブームシリンダ２３に供給される作動油を吐出する第２油圧ポンプ３２と、を備える。第１油圧ポンプ３１及び第２油圧ポンプ３２から吐出された作動油は、油圧回路４０を流れる。
【００３４】
油圧回路４０は、第１油圧ポンプ３１と接続される第１ポンプ流路４１と、第２油圧ポンプ３２と接続される第２ポンプ流路４２とを有する。油圧回路４０は、第１ポンプ流路４１と接続される第１供給流路４３及び第２供給流路４４と、第２ポンプ流路４２と接続される第３供給流路４５及び第４供給流路４６とを有する。
【００３５】
第１ポンプ流路４１は、第１分岐部Ｐ１において、第１供給流路４３と第２供給流路４４とに分岐される。第２ポンプ流路４２は、第４分岐部Ｐ４において、第３供給流路４５と第４供給流路４６とに分岐される。
【００３６】
油圧回路４０は、第１供給流路４３と接続される第１分岐流路４７及び第２分岐流路４８と、第２供給流路４４と接続される第３分岐流路４９及び第４分岐流路５０とを有する。第１供給流路４３は、第２分岐部Ｐ２において、第１分岐流路４７と第２分岐流路４８とに分岐される。第２供給流路４４は、第３分岐部Ｐ３において、第３分岐流路４９と第４分岐流路５０とに分岐される。油圧回路４０は、第３供給流路４５と接続される第５分岐流路５１と、第４供給流路４６と接続される第６分岐流路５２とを有する。
【００３７】
油圧回路４０は、第１分岐流路４７及び第３分岐流路４９と接続される第１主操作弁６１と、第２分岐流路４８及び第４分岐流路５０と接続される第２主操作弁６２と、第５分岐流路５１及び第６分岐流路５２と接続される第３主操作弁６３とを有する。
【００３８】
油圧回路４０は、第１主操作弁６１とバケットシリンダ２１のキャップ側空間２１Ｃとを接続する第１バケット流路２１Ａと、第１主操作弁６１とバケットシリンダ２１のロッド側空間２１Ｌとを接続する第２バケット流路２１Ｂとを有する。油圧回路４０は、第２主操作弁６２とアームシリンダ２２のロッド側空間２２Ｌとを接続する第１アーム流路２２Ａと、第２主操作弁６２とアームシリンダ２２のキャップ側空間２２Ｃとを接続する第２アーム流路２２Ｂとを有する。油圧回路４０は、第３主操作弁６３とブームシリンダ２３のキャップ側空間２３Ｃとを接続する第１ブーム流路２３Ａと、第３主操作弁６３とブームシリンダ２３のロッド側空間２３Ｌとを接続する第２ブーム流路２３Ｂとを有する。
【００３９】
油圧シリンダ２０のキャップ側空間とは、シリンダヘッドカバーとピストンとの間の空間である。油圧シリンダ２０のロッド側空間とは、ピストンロッドが配置される空間である。バケットシリンダ２１のキャップ側空間２１Ｃに作動油が供給され、バケットシリンダ２１が伸長することにより、バケット１１は掘削動作する。バケットシリンダ２１のロッド側空間２１Ｌに作動油が供給され、バケットシリンダ２１が縮退することにより、バケット１１はダンプ動作する。
【００４０】
アームシリンダ２２のキャップ側空間２２Ｃに作動油が供給され、アームシリンダ２２が伸長することにより、アーム１２は掘削動作する。アームシリンダ２２のロッド側空間２２Ｌに作動油が供給され、アームシリンダ２２が縮退することにより、アーム１２はダンプ動作する。
【００４１】
ブームシリンダ２３のキャップ側空間２３Ｃに作動油が供給され、ブームシリンダ２３が伸長することにより、ブーム１３は上げ動作する。ブームシリンダ２３のロッド側空間２３Ｌに作動油が供給され、ブームシリンダ２３が縮退することにより、ブーム１３は下げ動作する。
【００４２】
操作装置５の操作により、作業機１が動作する。実施形態において、操作装置５は、運転席６Ｓに着座したオペレータの右側に配置される右操作レバー５Ｒと、左側に配置される左操作レバー５Ｌとを含む。右操作レバー５Ｒが前後方向に動かされると、ブーム１３は下げ動作又は上げ動作する。右操作レバー５Ｒが左右方向（車幅方向）に動かされると、バケット１１は掘削動作又はダンプ動作する。左操作レバー５Ｌが前後方向に動かされると、アーム１２はダンプ動作又は掘削動作する。左操作レバー５Ｌが左右方向に動かされると、上部旋回体２は左旋回又は右旋回する。左操作レバー５Ｌが前後方向に動かされた場合に上部旋回体２が右旋回又は左旋回し、左操作レバー５Ｌが左右方向に動かされた場合にアーム１２がダンプ動作又は掘削動作してもよい。
【００４３】
第１油圧ポンプ３１の斜板３１Ａは、サーボ機構３１Ｂによって駆動される。サーボ機構３１Ｂは、ポンプコントローラ１９からの指令信号に基づいて作動して、第１油圧ポンプ３１の斜板３１Ａの傾転角度を調整する。第１油圧ポンプ３１の斜板３１Ａの傾転角度が調整されることによって、第１油圧ポンプ３１のポンプ容量（ｃｃ／ｒｅｖ）が調整される。同様に、第２油圧ポンプ３２の斜板３２Ａは、サーボ機構３２Ｂによって駆動される。第２油圧ポンプ３２の斜板３２Ａの傾転角度が調整されることによって、第２油圧ポンプ３２のポンプ容量（ｃｃ／ｒｅｖ）が調整される。
【００４４】
第１主操作弁６１は、第１油圧ポンプ３１からバケットシリンダ２１に供給される作動油の方向及び流量を調整する方向制御弁である。第２主操作弁６２は、第１油圧ポンプ３１からアームシリンダ２２に供給される作動油の方向及び流量を調整する方向制御弁である。第３主操作弁６３は、第２油圧ポンプ３２からブームシリンダ２３に供給される作動油の方向及び流量を調整する方向制御弁である。
【００４５】
第１主操作弁６１は、スライドスプール方式の方向制御弁である。第１主操作弁６１のスプールは、バケットシリンダ２１に対する作動油の供給を停止してバケットシリンダ２１を停止させる停止位置ＰＴ０と、キャップ側空間２１Ｃに作動油が供給されるように第１分岐流路４７と第１バケット流路２１Ａとを接続してバケットシリンダ２１を伸長させる第１位置ＰＴ１と、ロッド側空間２１Ｌに作動油が供給されるように第３分岐流路４９と第２バケット流路２１Ｂとを接続してバケットシリンダ２１を縮退させる第２位置ＰＴ２とを移動可能である。バケットシリンダ２１が停止状態、伸長状態、及び縮退状態の少なくとも一つになるように、第１主操作弁６１が操作される。
【００４６】
第２主操作弁６２は、第１主操作弁６１と同等の構造である。第２主操作弁６２のスプールは、アームシリンダ２２に対する作動油の供給を停止してアームシリンダ２２を停止させる停止位置と、キャップ側空間２２Ｃに作動油が供給されるように第４分岐流路５０と第２アーム流路２２Ｂとを接続してアームシリンダ２２を伸長させる第２位置と、ロッド側空間２２Ｌに作動油が供給されるように第２分岐流路４８と第１アーム流路２２Ａとを接続してアームシリンダ２２を縮退させる第１位置とを移動可能である。アームシリンダ２２が停止状態、伸長状態、及び縮退状態の少なくとも一つになるように、第２主操作弁６２が操作される。
【００４７】
第３主操作弁６３は、第１主操作弁６１と同等の構造である。第３主操作弁６３のスプールは、ブームシリンダ２３に対する作動油の供給を停止してブームシリンダ２３を停止させる停止位置と、キャップ側空間２３Ｃに作動油が供給されるように第５分岐流路５１と第１ブーム流路２３Ａとを接続してブームシリンダ２３を伸長させる第１位置と、ロッド側空間２３Ｌに作動油が供給されるように第６分岐流路５２と第２ブーム流路２３Ｂとを接続してブームシリンダ２３を縮退させる第２位置とを移動可能である。ブームシリンダ２３が停止状態、伸長状態、及び縮退状態の少なくとも一つになるように、第３主操作弁６３が操作される。
【００４８】
第１主操作弁６１は、操作装置５によって操作される。操作装置５が操作されることによってパイロット圧が第１主操作弁６１に作用し、第１主操作弁６１からバケットシリンダ２１に供給される作動油の方向及び流量が決定される。バケットシリンダ２１に供給される作動油の方向に対応する移動方向にバケットシリンダ２１が動作し、バケットシリンダ２１に供給される作動油の流量に対応するシリンダ速度でバケットシリンダ２１が動作する。
【００４９】
同様に、第２主操作弁６２は、操作装置５によって操作される。操作装置５が操作されることによって、第２主操作弁６２からアームシリンダ２２に供給される作動油の方向及び流量が決定される。アームシリンダ２２に供給される作動油の方向に対応する移動方向にアームシリンダ２２が動作し、アームシリンダ２２に供給される作動油の流量に対応するシリンダ速度でアームシリンダ２２が動作する。
【００５０】
同様に、第３主操作弁６３は、操作装置５によって操作される。操作装置５が操作されることによって、第３主操作弁６３からブームシリンダ２３に供給される作動油の方向及び流量が決定される。ブームシリンダ２３に供給される作動油の方向に対応する移動方向にブームシリンダ２３が作動し、ブームシリンダ２３に供給される作動油の流量に対応するシリンダ速度でブームシリンダ２３が動作する。
【００５１】
バケットシリンダ２１が動作することにより、バケットシリンダ２１の移動方向及びシリンダ速度に基づいてバケット１１が駆動される。アームシリンダ２２が作動することにより、アームシリンダ２２の移動方向及びシリンダ速度に基づいてアーム１２が駆動される。ブームシリンダ２３が動作することにより、ブームシリンダ２３の移動方向及びシリンダ速度に基づいてブーム１３が駆動される。
【００５２】
バケットシリンダ２１、アームシリンダ２２、及びブームシリンダ２３から排出された作動油は、排出流路５３を介して、タンク５４に排出される。
【００５３】
第１ポンプ流路４１と第２ポンプ流路４２とは、合流流路５５によって接続される。合流流路５５は、第１油圧ポンプ３１と第２油圧ポンプ３２とを接続する流路である。詳細には、合流流路５５は、第１ポンプ流路４１と第２ポンプ流路４２とを介して第１油圧ポンプ３１と第２油圧ポンプ３２とを接続する。
【００５４】
合流流路５５には、第１合分流弁６７が設けられる。第１合分流弁６７は、合流流路５５に設けられ合流流路５５を開閉する開閉装置である。第１合分流弁６７は、合流流路５５を開閉することにより、第１油圧ポンプ３１と第２油圧ポンプ３２とが接続される接続状態と、第１油圧ポンプ３１と第２油圧ポンプ３２とが接続されない非接続状態とを切り替える。第１油圧ポンプ３１と第２油圧ポンプ３２との接続状態は、合流流路５５が開けられて第１ポンプ流路４１と第２ポンプ流路４２とが接続され、第１油圧ポンプ４１から吐出された作動油と第２油圧ポンプ４２から吐出された作動油とが合流する合流状態を含む。第１油圧ポンプ３１と第２油圧ポンプ３２との非接続状態は、合流流路５５が閉じられて第１ポンプ流路４１と第２ポンプ流路４２とが分流され、第１油圧ポンプ４１から吐出された作動油と第２油圧ポンプ４２から吐出された作動油とが合流しない分流状態（分離状態）を含む。本実施形態において、第１合分流弁６７は、切替弁が用いられるが、切替弁でなくてもよい。
【００５５】
合流状態とは、第１ポンプ流路４１と第２ポンプ流路４２とが合流流路５５を介して接続され、第１ポンプ流路４１から吐出された作動油と第２ポンプ流路４２から吐出された作動油とが第１合分流弁６７において合流する状態をいう。合流状態は、第１油圧ポンプ３１及び第２油圧ポンプ３２の両方から供給される作動油を複数のアクチュエータ、すなわちバケットシリンダ２１、アームシリンダ２２、及びブームシリンダ２３に供給する第１状態である。
【００５６】
分流状態とは、第１ポンプ流路４１と第２ポンプ流路４２とを接続する合流流路５５が第１合分流弁６７によって分離され、第１ポンプ流路４１から吐出された作動油と第２ポンプ流路４２から吐出された作動油とが分離された状態をいう。分流状態は、第１油圧ポンプ３１から作動油が供給されるアクチュエータと第２油圧ポンプ３２から作動油が供給されるアクチュエータとが異なる第２状態である。分流状態において、第１油圧ポンプ３１から吐出された作動油がバケットシリンダ２１及びアームシリンダ２２に供給される。また、分流状態において、第２油圧ポンプ３２から作動油がブームシリンダ２３に供給される。
【００５７】
第１合分流弁６７のスプールは、合流流路５５を開路して第１ポンプ流路４１と第２ポンプ流路４２とを接続する合流位置と、合流流路５５を閉路して第１ポンプ流路４１と第２ポンプ流路４２とを分離する分流位置とを移動可能である。第１ポンプ流路４１と第２ポンプ流路４２とが合流状態及び分流状態のいずれか一方になるように、第１合分流弁６７が制御される。
【００５８】
第１合分流弁６７が閉弁状態になると、合流流路５５が閉じられる。合流流路５５が閉じられた分流状態において、第１油圧ポンプ３１から吐出された作動油は、少なくとも１つのアクチュエータが属する第１アクチュエータ群に供給される。また、合流流路５５が閉じられた分流状態において、第２油圧ポンプ３２から吐出された作動油は、第１アクチュエータ群に属するアクチュエータとは異なる、少なくとも１つのアクチュエータが属する第２アクチュエータ群に供給される。本実施形態において、第１アクチュエータ群には、バケットシリンダ２１、アームシリンダ２２、及びブームシリンダ２３のうち、バケットシリンダ２１及びアームシリンダ２２が属する。第２アクチュエータ群には、バケットシリンダ２１、アームシリンダ２２、及びブームシリンダ２３のうち、ブームシリンダ２３が属する。
【００５９】
第１合分流弁６７が閉弁状態になることにより合流流路５５が閉じられると、第１油圧ポンプ３１が吐出した作動油は、第１ポンプ流路４１、第１主操作弁６１、及び第２主操作弁６２を通ってバケットシリンダ２１及びアームシリンダ２２に供給される。また、第２油圧ポンプ３２が吐出した作動油は、第２ポンプ流路４２、及び第３主操作弁６３を通ってブームシリンダ２３に供給される。
【００６０】
第１合分流弁６７が開弁状態になることにより合流流路５５が開かれると、第１ポンプ流路４１と第２ポンプ流路４２とが接続される。その結果、第１油圧ポンプ３１及び第２油圧ポンプ３２から吐出された作動油は、第１ポンプ流路４１、第２ポンプ流路４２、第１主操作弁６１、第２主操作弁６２、及び第３主操作弁６３を通って、バケットシリンダ２１、アームシリンダ２２、及びブームシリンダ２３に供給される。
【００６１】
第１合分流弁６７は、前述したポンプコントローラ１９によって制御される。ポンプコントローラ１０は、第１合分流弁６７を制御して、合流流路５５が閉じられる分流状態と合流流路５５が開けられる接続状態とを切り替える。本実施形態において、ポンプコントローラ１９は、作業機１の操作状態と、油圧シリンダ２０の負荷とに基づいて、それぞれの油圧シリンダ２０に配分される作動油の配分流量を求め、得られた配分流量に基づいて第１合分流弁６７を動作させる制御装置である。ポンプコントローラ１９の詳細については後述する。
【００６２】
油圧回路４０は、第２合分流弁６８を有する。第２合分流弁６８は、第１主操作弁６１と第２主操作弁６２との間に設けられたシャトル弁８０と接続される。第１主操作弁６１と第２主操作弁６２との最大圧力がシャトル弁８０で選択され第２合分流弁６８へ出力される。また、第２合分流弁６８と第３主操作弁６３との間にシャトル弁８０が接続される。
【００６３】
第２合分流弁６８は、シャトル弁８０により、バケットシリンダ２１を示す第１軸、アームシリンダ２２を示す第２軸、及びブームシリンダ２３を示す第３軸の各軸に供給される作動油を減圧したロードセンシング圧（ＬＳ圧）の最大圧力を選択する。ロードセンシング圧とは、圧力補償に用いられるパイロット油圧である。第２合分流弁６８が合流状態のときは、第１軸から第３軸の最大ＬＳ圧が選択され、第１軸から第３軸それぞれの圧力補償弁７０と第１油圧ポンプ３１のサーボ機構３１Ｂ及び第２油圧ポンプ３２のサーボ機構３２Ｂに供給される。一方、第２合分流弁６８が分流状態のときは、第１軸と第２軸との最大ＬＳ圧が第１軸と第２軸の圧力補償弁７０と第１油圧ポンプ３１のサーボ機構３１Ｂに供給され、第３軸のＬＳ圧が第３軸の圧力補償弁７０と第２油圧ポンプ３２のサーボ機構３２Ｂに供給される。
【００６４】
シャトル弁８０は、第１主操作弁６１、第２主操作弁６２、及び第３主操作弁６３から出力されたパイロット油圧のうち、最大値を示すパイロット油圧を選択する。選択されたパイロット油圧は、圧力補償弁７０と、油圧ポンプ３０（３１，３２）のサーボ機構（３１Ｂ，３２Ｂ）に供給される。
【００６５】
［圧力センサ］
第１バケット流路２１Ａには、圧力センサ８１Ｃが取り付けられる。第２バケット流路２１Ｂには、圧力センサ８１Ｌが取り付けられる。圧力センサ８１Ｃは、バケットシリンダ２１のキャップ側空間２１Ｃ内の圧力を検出する。圧力センサ８１Ｌは、バケットシリンダ２１のロッド側空間２１Ｌ内の圧力を検出する。
【００６６】
第１アーム流路２２Ａには、圧力センサ８２Ｃが取り付けられる。第２アーム流路２２Ｂには、圧力センサ８２Ｌが取り付けられる。圧力センサ８２Ｃは、アームシリンダ２２のキャップ側空間２２Ｃ内の圧力を検出する。圧力センサ８２Ｌは、アームシリンダ２２のロッド側空間２２Ｌ内の圧力を検出する。
【００６７】
第１ブーム流路２３Ａには、圧力センサ８３Ｃが取り付けられる。第２ブーム流路２３Ｂには、圧力センサ８３Ｌが取り付けられる。圧力センサ８３Ｃは、ブームシリンダ２３のキャップ側空間２３Ｃ内の圧力を検出する。圧力センサ８３Ｌは、ブームシリンダ２３のロッド側空間２１Ｌ内の圧力を検出する。
【００６８】
第１油圧ポンプ３１の吐出口側、詳細には第１油圧ポンプ３１と第１ポンプ流路４１との間には、圧力センサ８４が取り付けられる。圧力センサ８４は、第１油圧ポンプ３１が吐出する作動油の圧力を検出する。第２油圧ポンプ３２の吐出口側、詳細には第２油圧ポンプ３２と第２ポンプ流路４２との間には、圧力センサ８５が取り付けられる。圧力センサ８５は、第２油圧ポンプ３２が吐出する作動油の圧力を検出する。それぞれの圧力センサで検出された検出値は、ポンプコントローラ１９に出力される。
【００６９】
［圧力補償弁］
油圧回路４０は、圧力補償弁７０を有する。圧力補償弁７０は、連通と絞りと遮断とを選択するための選択ポートを備える。圧力補償弁７０は、自己圧で遮断と、絞りと、連通との切り替えを可能とする、絞り弁を含む。圧力補償弁７０は、各軸の負荷圧が異なっていても、各軸のメータリング開口面積の比率に応じて流量分配を補償することを目的としている。圧力補償弁７０がない場合、低負荷側の軸にほとんどの作動油が流れてしまう。圧力補償弁７０は、低負荷圧の軸の主操作弁６０の出口圧力が、最大負荷圧の軸の主操作弁６０の出口圧力と同等になるように、低負荷圧の軸に圧力損失を作用させることで、各主操作弁６０の出口圧力が同一となるため、流量分配の機能を実現する。
【００７０】
圧力補償弁７０は、第１主操作弁６１に接続される圧力補償弁７１及び圧力補償弁７２と、第２主操作弁６２に接続される圧力補償弁７３及び圧力補償弁７４と、第３主操作弁６３に接続される圧力補償弁７５及び圧力補償弁７６とを含む。
【００７１】
圧力補償弁７１は、キャップ側空間２１Ｃに作動油が供給されるように第１分岐流路４７と第１バケット流路２１Ａとが接続された状態において第１主操作弁６１の前後差圧（メータリング差圧）を補償する。圧力補償弁７２は、ロッド側空間２１Ｌに作動油が供給されるように第３分岐流路４９と第２バケット流路２１Ｂとが接続された状態において第１主操作弁６１の前後差圧（メータリング差圧）を補償する。
【００７２】
圧力補償弁７３は、ロッド側空間２２Ｌに作動油が供給されるように第２分岐流路４８と第１アーム流路２２Ａとが接続された状態において第２主操作弁６２の前後差圧（メータリング差圧）を補償する。圧力補償弁７４は、キャップ側空間２２Ｃに作動油が供給されるように第４分岐流路５０と第２アーム流路２２Ｂとが接続された状態において第２主操作弁６２の前後差圧（メータリング差圧）を補償する。
【００７３】
なお、主操作弁の前後差圧（メータリング差圧）とは、主操作弁の油圧ポンプ側に対応する入口ポートの圧力と、油圧シリンダ側に対応する出口ポートの圧力との差をいい、流量を計測（metering）するための差圧である。
【００７４】
圧力補償弁７０により、バケットシリンダ２１及びアームシリンダ２２の一方の油圧シリンダ２０に軽負荷が作用し、他方の油圧シリンダ２０に高負荷が作用した場合においても、バケットシリンダ２１及びアームシリンダ２２のそれぞれに、操作装置５の操作量に応じた流量で作動油を分配することができる。
【００７５】
圧力補償弁７０は、複数の油圧シリンダ２０の負荷によらず、操作に基づく流量を供給可能にする。例えば、バケットシリンダ２１に高負荷が作用し、アームシリンダ２２に軽負荷が作用する場合、軽負荷側に配置された圧力補償弁７０（７３，７４）は、第１主操作弁６１からバケットシリンダ２１に作動油が供給され発生するメータリング差圧ΔＰ１にかかわらず、第２主操作弁６２からアームシリンダ２２に作動油が供給されるとき、第２主操作弁６２の操作量に基づく流量が供給されるように、軽負荷側であるアームシリンダ２２側のメータリング差圧ΔＰ２がバケットシリンダ２１側のメータリング差圧ΔＰ１とほぼ同一の圧力となるように補償する。
【００７６】
アームシリンダ２２に高負荷が作用し、バケットシリンダ２１に軽負荷が作用する場合、軽負荷側に配置された圧力補償弁７０（７１，７２）は、第２主操作弁６２からアームシリンダ２２に作動油が供給され発生するメータリング差圧ΔＰ２に関わらず、第１主操作弁６１からバケットシリンダ２１に作動油が供給されるとき、第１主操作弁６１の操作量に基づく流量が供給されるように、軽負荷側のメータリング差圧ΔＰ１を補償する。
【００７７】
［アンロード弁］
油圧回路４０は、アンロード弁９０を有する。油圧回路４０においては、油圧シリンダ２０を駆動しないときにおいても、油圧ポンプ３０からは最小容量に相当する流量の作動油が吐出される。油圧シリンダ２０を駆動しないときにおいて油圧ポンプ３０から吐出された作動油は、アンロード弁９０を介して排出（アンロード）される。
【００７８】
［ポンプコントローラ］
図４は、本実施形態に係るポンプコントローラ１９の機能ブロック図である。ポンプコントローラ１９は、処理部１９Ｃと、記憶部１９Ｍと、入出力部１９ＩＯとを有する。処理部１９Ｃはプロセッサであり、記憶部１９Ｍは記憶装置であり、入出力部１９ＩＯは入出力インターフェース装置である。処理部１９Ｃは、配分流量演算部１９Ｃａと、決定部１９Ｃｂと、制御部１９Ｃｃと、操作状態判定部１９Ｃｄとを含む。記憶部１９Ｍは、処理部１９Ｃが処理を実行する際の一時記憶部としても使用される。
【００７９】
配分流量演算部１９Ｃａは、バケットシリンダ２１、アームシリンダ２２、及びブームシリンダ２３に配分される作動油の流量である配分流量Ｑ（Ｑｂｋ，Ｑａ，Ｑｂ）を求める。決定部１９Ｃｂは、配分流量演算部１９Ｃａによって求められた配分流量Ｑに基づいて、第１合分流弁６７を開くか否かを決定する。制御部１９Ｃｃは、第１合分流弁６７を開閉する指令信号を出力する。操作状態判定部１９Ｃｄは、操作装置５に与えられた入力を用いて、作業機１の操作状態を判定する。
【００８０】
プロセッサである処理部１９Ｃは、配分流量演算部１９Ｃａ、決定部１９Ｃｂ、制御部１９Ｃｃ、及び操作状態判定部１９Ｃｄの機能を実現するためのコンピュータプログラムを記憶部１９Ｍから読み出して実行する。この処理によって、配分流量演算部１９Ｃａ、決定部１９Ｃｂ、制御部１９Ｃｃ、及び操作状態判定部１９Ｃｄの機能が実現される。これらの機能は、単一回路、複合回路、プログラム化されたプロセッサ、並列プログラム化されたプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）、ＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）、又はこれらを組み合わせた処理回路によって実現されてもよい。
【００８１】
入出力部１９ＩＯには、圧力センサ８１Ｃ，８１Ｌ，８２Ｃ，８２Ｌ，８３Ｃ，８３Ｌ，８４，８５，８６，８７，８８と、第１合分流弁６７とが接続される。圧力センサ８６，８７，８８は、操作量検出部２８が有する圧力センサである。圧力センサ８６は、バケット１１を操作するための入力が操作装置５に与えられた場合のパイロット油圧を検出する。圧力センサ８７は、アーム１２を操作するための操作装置５に与えられた場合のパイロット油圧を検出する。圧力センサ８８は、ブーム１３を操作するための入力が操作装置５に与えられた場合のパイロット油圧を検出する。
【００８２】
ポンプコントローラ１９、詳細には処理部１９Ｃは、入出力部１９ＩＯから圧力センサ８１Ｃ，８１Ｌ，８２Ｃ，８２Ｌ，８３Ｃ，８３Ｌ，８４，８５，８６，８７，８８の検出値を取得して、第１合分流弁６７を開閉する制御、すなわち分流状態と合流状態とを切り替える制御に用いる。次に、第１合分流弁６７を開閉する制御について説明する。
【００８３】
［第１合分流弁６７を開閉する制御］
ポンプコントローラ１９は、操作装置５の圧力センサ８６，８７，８８の検出値に基づいて、作業機１の操作状態を求める。また、ポンプコントローラ１９は、圧力センサ８１Ｃ，８１Ｌ，８２Ｃ，８２Ｌ，８３Ｃ，８３Ｌの検出値から、バケットシリンダ２１、アームシリンダ２２、及びブームシリンダ２３に配分される作動油の配分流量Ｑを求める。
【００８４】
ポンプコントローラ１９は、求めた配分流量Ｑと、第１合分流弁６７を動作させるか否かを決定する際に用いられる作動油の流量の閾値Ｑｓとを比較し、配分流量Ｑが閾値Ｑｓ以下である場合、第１合分流弁６７を閉じて、分流状態とする。ポンプコントローラ１９は、求めた配分流量Ｑが閾値Ｑｓよりも大きい場合、第１合分流弁６７を開いて合流状態とする。閾値Ｑｓは、第１油圧ポンプ３１が１台で供給できる作動油の流量又は第２油圧ポンプ３２が１台で供給できる作動油の流量に基づいて定められる。
【００８５】
配分流量をＱとすると、配分流量は式（１）で求めることができる。式（１）中のＱｄは要求流量、ＰＰは油圧ポンプ３０が吐出する作動油の圧力、ＬＡは油圧シリンダ２０の負荷、ΔＰＬは設定差圧である。実施形態において、第１主操作弁６１、第２主操作弁６２及び第３主操作弁６３は、入口側と出口側との差圧が一定になるようにする。この差圧が設定差圧ΔＰＬであり、第１主操作弁６１、第２主操作弁６２及び第３主操作弁６３毎に予め設定されて、ポンプコントローラ１９の記憶部１９Ｍに記憶されている。
Ｑ＝Ｑｄ×√｛（ＰＰ−ＬＡ）／ΔＰＬ｝・・・（１）
【００８６】
配分流量Ｑは、それぞれの油圧シリンダ２０、すなわちバケットシリンダ２１、アームシリンダ２２、及びブームシリンダ２３毎に求められる。バケットシリンダ２１の配分流量をＱｂｋ、アームシリンダ２２の配分流量をＱａ、ブームシリンダ２３の配分流量をＱｂとすると、配分流量Ｑｂｋ，Ｑａ及びＱｂは、式（２）から式（４）で求められる。
Ｑｂｋ＝Ｑｄｂｋ×√｛（ＰＰ−ＬＡｂｋ）／ΔＰＬ｝・・・（２）
Ｑａ＝Ｑｄａ×√｛（ＰＰ−ＬＡａ）／ΔＰＬ｝・・・（３）
Ｑｂ＝Ｑｄｂ×√｛（ＰＰ−ＬＡｂ）／ΔＰＬ｝・・・（４）
【００８７】
式（２）のＱｄｂｋはバケットシリンダ２１の要求流量、ＬＡｂｋはバケットシリンダ２１の負荷である。式（３）のＱｄａはアームシリンダ２２の要求流量、ＬＡａはアームシリンダ２２の負荷である。式（４）のＱｄｂはブームシリンダ２３の要求流量、ＬＡｂはブームシリンダ２３の負荷である。設定差圧ΔＰＬは、バケットシリンダ２１に作動油を給排油する第１主操作弁６１と、アームシリンダ２２に作動油を給排油する第２主操作弁６２と、ブームシリンダ２３に作動油を給排油する第３主操作弁６３とで、いずれも同じ値が用いられる。設定差圧ΔＰＬは、バケットシリンダ２１に作動油を給排油する第１主操作弁６１の設定差圧、アームシリンダ２２に作動油を給排油する第２主操作弁６２の設定差圧、ブームシリンダ２３に作動油を給排油する第３主操作弁６３の設定差圧であって、いずれも同じ値が用いられる。
【００８８】
要求流量Ｑｄｂｋ，Ｑｄａ，Ｑｄｂは、操作装置５の操作量検出部２８が有する圧力センサ８６，８７，８８によって検出されたパイロット油圧に基づいて求められる。圧力センサ８６，８７，８８によって検出されたパイロット油圧は、作業機１の操作状態に対応している。配分流量演算部１９Ｃａは、パイロット油圧を主操作弁６０のスプールストロークに変換し、得られたスプールストロークから、要求流量Ｑｄｂｋ，Ｑｄａ，Ｑｄｂを求める。パイロット油圧と主操作弁６０のスプールストロークとの関係、及び主操作弁６０のスプールストロークと要求流量Ｑｄｂｋ，Ｑｄａ，Ｑｄｂとの関係は、それぞれ変換テーブルに記述される。変換テーブルは、記憶部１９Ｍに記憶される。このように、要求流量Ｑｄｂｋ，Ｑｄａ，Ｑｄｂは、作業機１の操作状態に基づいて求められる。
【００８９】
配分流量演算部１９Ｃａは、バケット１１の操作に対応したパイロット油圧を検出する圧力センサ８６の検出値を取得し、第１主操作弁６１のスプールストロークに変換する。そして、配分流量演算部１９Ｃａは、得られたスプールストロークからバケットシリンダ２１の要求流量Ｑｄｂｋを求める。
【００９０】
配分流量演算部１９Ｃａは、アーム１２の操作に対応したパイロット油圧を検出する圧力センサ８７の検出値を取得し、第２主操作弁６２のスプールストロークに変換する。そして、配分流量演算部１９Ｃａは、得られたスプールストロークからアームシリンダ２２の要求流量Ｑｄａを求める。
【００９１】
配分流量演算部１９Ｃａは、ブーム１３の操作に対応したパイロット油圧を検出する圧力センサ８８の検出値を取得し、第３主操作弁６３のスプールストロークに変換する。そして、配分流量演算部１９Ｃａは、得られたスプールストロークからブームシリンダ２３の要求流量Ｑｄｂを求める。
【００９２】
第１主操作弁６１、第２主操作弁６２、及び第３主操作弁６３のスプールがストロークする方向によって、バケット１１、アーム１２、及びブーム１３が動作する方向が異なる。配分流量演算部１９Ｃａは、バケット１１、アーム１２、及びブーム１３が動作する方向によって、負荷ＬＡを求める際に、キャップ側空間２１Ｃ，２２Ｃ，２３Ｃの圧力、又はロッド側空間２１Ｌ，２２Ｌ，２３Ｌの圧力のいずれを用いるかを選択する。例えば、スプールストロークが第１の方向である場合、配分流量演算部１９Ｃａは、キャップ側空間２１Ｃ，２２Ｃ，２３Ｃの圧力を検出する圧力センサ８１Ｃ，８２Ｃ，８３Ｃの検出値を用いて負荷ＬＡｂｋ，ＬＡａ，ＬＡｂを求める。スプールストロークが第１の方向とは反対方向である第２の方向である場合、配分流量演算部１９Ｃａは、ロッド側空間２１Ｌ，２２Ｌ，２３Ｌの圧力を検出する圧力センサ８１Ｌ，８２Ｌ，８３Ｌの検出値を用いて負荷ＬＡ，ＬＡａ，ＬＡｂを求める。実施形態において、負荷ＬＡ，ＬＡａ，ＬＡｂは、バケットシリンダ２１の圧力、アームシリンダ２２の圧力、及びブームシリンダ２３の圧力である。
【００９３】
式（１）から式（４）において、油圧ポンプ３０が吐出する作動油の圧力ＰＰは未知である。配分流量演算部１９Ｃａは、次の式（５）が収束するように繰り返し数値計算を実行し、式（５）収束したときの配分流量Ｑｂｋ，Ｑａ，Ｑｂに基づいて、第１合分流弁６７を動作させる。
Ｑｌｐ＝Ｑｂｋ＋Ｑａ＋Ｑｂ・・・（５）
【００９４】
Ｑｌｐは、ポンプ制限流量であり、ポンプ最大流量Ｑｍａｘと、第１油圧ポンプ３１及び第２油圧ポンプ３２の目標とする出力から決まるポンプ目標流量Ｑｔとの最小値である。ポンプ最大流量Ｑｍａｘは、スロットルダイヤル３３の指示値から求められる流量から、電動旋回モータ２５が油圧旋回モータに置き換わった場合に油圧旋回モータへ供給される作動油の流量を減算した値である。油圧ショベル１００が電動旋回モータ２５を有さない場合、ポンプ最大流量Ｑｍａｘは、スロットルダイヤル３３の指示値から求められる流量になる。
【００９５】
第１油圧ポンプ３１及び第２油圧ポンプ３２の目標とする出力は、エンジン２６の目標とする出力から油圧ショベル１００の補機の出力を減算した値である。ポンプ目標流量Ｑｔは、第１油圧ポンプ３１及び第２油圧ポンプ３２の目標とする出力及びポンプ圧力から得られる流量である。詳細には、ポンプ圧力は、第１油圧ポンプ３１が吐出する作動油の圧力と、第２油圧ポンプ３２が吐出する作動油の圧力とのうち、大きい方である。
【００９６】
配分流量Ｑｂｋ，Ｑａ，Ｑｂが得られた後、ポンプコントローラ１９の決定部１９Ｃｂは、決定部１９Ｃｂは、配分流量Ｑｂｋ，Ｑａ，Ｑｂと閾値Ｑｓとの比較結果に基づいて、合流状態にするか分流状態にするかを決定する。制御部１９Ｃｃは、決定部１９Ｃｂが決定した合流状態又は分流状態に基づいて、第１合分流弁６７を動作させる。閾値Ｑｓは、第１油圧ポンプ３１が１台で供給できる作動油の流量を示す第１供給流量Ｑｓｆ、及び第２油圧ポンプ３２が１台で供給できる作動油の流量を示す第２供給流量Ｑｓｓに基づいて定められる。
【００９７】
第１油圧ポンプ３１が１台で供給できる作動油の流量を示す第１供給流量Ｑｓｆは、第１油圧ポンプ３１の最大容量に、スロットルダイヤル３３の指令値から決まるエンジン２６の最大回転数を乗算することにより求められる。第２油圧ポンプ３２が１台で供給できる作動油の流量を示す第２供給流量Ｑｓｓは、第２油圧ポンプ３２の最大容量に、スロットルダイヤル３３の指令値から決まるエンジン２６の最大回転数を乗算することにより求められる。第１油圧ポンプ３１及び第２油圧ポンプ３２はエンジン２６の出力シャフトに直結されているので、第１油圧ポンプ３１及び第２油圧ポンプ３２の回転速度は、エンジン２６の回転速度と等しくなる。本実施形態において、第１合分流弁６７を動作させるか否かを決定する際に用いられる作動油の閾値Ｑｓは、第１供給流量Ｑｓｆ及び第２供給流量Ｑｓｓである。
【００９８】
第１油圧ポンプ３１は、バケットシリンダ２１及びアームシリンダ２２に作動油を供給する。したがって、バケットシリンダ２１の配分流量Ｑｂｋとアームシリンダ２２の配分流量Ｑａとの和が第１供給流量Ｑｓｆ以下であれば、第１油圧ポンプ３１は、単独で、バケットシリンダ２１及びアームシリンダ２２に作動油を供給できる。第２油圧ポンプ３２は、ブームシリンダ２３に作動油を供給する。したがって、ブームシリンダ２３の配分流量Ｑｂが第２供給流量Ｑｓｓ以下であれば、第２油圧ポンプ３２は、単独で、ブームシリンダ２３に作動油を供給できる。
【００９９】
決定部１９Ｃｂは、バケットシリンダ２１の配分流量Ｑｂｋとアームシリンダ２２の配分流量Ｑａとの和が第１供給流量Ｑｓｆ以下、かつブームシリンダ２３の配分流量Ｑｂが第２供給流量Ｑｓｓ以下である場合に、分流状態とする。この場合、決定部１９Ｃｂは、第１合分流弁６７を閉弁する。決定部１９Ｃｂは、バケットシリンダ２１の配分流量Ｑｂｋとアームシリンダ２２の配分流量Ｑａとの和が第１供給流量Ｑｓｆ以下でない場合、又はブームシリンダ２３の配分流量Ｑｂが第２供給流量Ｑｓｓ以下でない場合のいずれかの場合に、合流状態とする。この場合、決定部１９Ｃｂは、第１合分流弁６７を開弁する。決定部１９Ｃｂにおける分流と合流の切り替えの判定は、配分流量以外に第１ポンプ３１及び第２ポンプ３２の圧力（圧力センサ８４，８５）の差に基づき行われてもよい。
【０１００】
図５は、ポンプ及び油圧シリンダの流量、ポンプの吐出圧力、及びレバーストロークが時間ｔによって変化する一例を示す図である。図５の横軸は時間ｔである。アームシリンダ２２に供給される作動油の流量の推定値をＱａｇ、ブームシリンダ２３に供給される作動油の流量の推定値をＱｂｇ、アームシリンダ２２に供給される作動油の流量の真値をＱａｒ、ブームシリンダ２３に供給される作動油の流量の真値をＱｂｒとする。推定値Ｑａｇは、ポンプコントローラ１９によって求められた、アームシリンダ２２の配分流量Ｑａであり、推定値Ｑｂｇは、ポンプコントローラ１９によって求められた、ブームシリンダ２３の配分流量Ｑｂである。
【０１０１】
流量Ｑｐｆは第１油圧ポンプ３１が吐出する作動油の流量であり、流量Ｑｐｓは第２油圧ポンプ３２が吐出する作動油の流量である。圧力Ｐｐｆは第１油圧ポンプ３１が吐出する作動油の圧力であり、圧力Ｐｐｓは第２油圧ポンプ３２が吐出する作動油の圧力である。圧力Ｐａはアームシリンダ２２に供給される作動油の圧力であり、圧力Ｐｂはブームシリンダ２３に供給される作動油の圧力である。レバーストロークＬｖｓａは、アーム１２を操作するために操作装置５を操作したときの、操作レバーのストロークである。レバーストロークＬｖｓｂは、ブーム１３を操作するために操作装置５を操作したときの、操作レバーのストロークである。
【０１０２】
本実施形態において、ポンプコントローラ１９は、作業機１の操作状態と、作業機１を駆動するアクチュエータである油圧シリンダ２０の負荷とに基づいて、それぞれの油圧シリンダ２０に配分される作動油の配分流量Ｑを求める。そして、ポンプコントローラ１９は、得られた配分流量Ｑと、閾値Ｑｓとに基づいて、合流状態と分流状態とを切り替える。本実施形態において、分流状態とすることができるのは、期間ＰＤＰである。
【０１０３】
これに対して、第１油圧ポンプ３１が吐出する作動油の圧力Ｐｐｆ及び第２油圧ポンプ３２が吐出する作動油の圧力Ｐｐｓに基づいて、合流状態と分流状態とを切り替える方法がある。この方法は、例えば、圧力Ｐｐｆ及びＰｐｓが閾値Ｐｓ以上の場合は油圧シリンダ２０に必要な作動油の流量が小さくなるので分流状態とし、圧力Ｐｐｆ及びＰｐｓが閾値Ｐｓよりも小さい場合は油圧シリンダ２０に必要な作動油の流量が大きくなるので合流状態とする。圧力Ｐｐｆ及びＰｐｓから油圧シリンダ２０に供給される作動油の流量を正確に推定することは困難であるため、閾値Ｐｓを高くする必要がある。この場合、分流状態とすることができるのは、期間ＰＤＵである。
【０１０４】
分流状態とすることができる期間ＰＤＩは、油圧シリンダ２０に供給される作動油の流量の真値Ｑａｒ及びＱｂｒと、閾値Ｑｓとに基づいて得られた期間である。油圧シリンダ２０に供給される作動油の流量の真値Ｑａｒ及びＱｂｒは実際に求めることはできないが、真値Ｑａｒ及びＱｂｒに基づく期間ＰＤＩは、理論上実現できる最も長い期間である。
【０１０５】
図５から分かるように、分流状態とすることができる期間は、圧力Ｐｐｆ及びＰｐｓに基づく期間ＰＤＵ、ポンプコントローラ１９を含む制御システム９による期間ＰＤＰ、真値Ｑａｒ及びＱｂｒに基づく期間ＰＤＩの順に長くなる。このように、制御システム９は、分流状態とすることができる期間ＰＤＰを、理論上実現できる期間、すなわち油圧シリンダ２０に供給される作動油の流量の真値Ｑａｒ及びＱｂｒに基づく期間ＰＤＩに近づけることができる。その結果、制御システム９は、分流状態で駆動装置４を動作させる期間を長くすることができるので、合流状態において高圧の作動油を減圧してブームシリンダ２３に供給する際の圧力損失を低減できる期間が長くなる。
【０１０６】
［制御部１９Ｃｃの処理］
制御部１９Ｃｃは、第１合分流弁６７を制御して、合流流路５５が閉じられる分流状態と合流流路５５が開けられる合流状態とを切り替える。分流状態においては、第１油圧ポンプ３１から吐出された作動油は、第１アクチュエータ群のアームシリンダ２２及びバケットシリンダ２３に供給される。また、分流状態においては、第２油圧ポンプ３２から吐出された作動油は、第２アクチュエータ群のブームシリンダ２３に供給される。
【０１０７】
制御部１９Ｃｃは、複数の油圧シリンダ２０の配分流量Ｑが所定供給流量である閾値Ｑｓ以下であり、油圧シリンダ２０のロッド側空間の圧力とキャップ側空間の圧力との差を示す駆動圧が規定値以下であるとき、第１油圧ポンプ３１と第２油圧ポンプ３２とが接続状態（合流状態）となるように、第１合分流弁６７を制御する。
【０１０８】
［合流状態と分流状態との切り替えに起因するショック］
合流状態と分流状態とを切り替えるとき、油圧シリンダ２０に供給される作動油の圧力であるシリンダ圧が僅かに変動する。シリンダ圧が変動すると、オペレータはショックを感じる可能性がある。例えば、作業機１が掘削対象物と接触せずに空中に存在する状況においては、油圧シリンダ２０のロッド側空間の圧力とキャップ側空間の圧力との差を示す駆動圧が低くなる。駆動圧が低くなると、駆動圧に対するシリンダ圧の圧力変動量は相対的に大きくなる。その結果、オペレータはショックを感じ易くなる。
【０１０９】
図６は、合流状態と分流状態との切り替えに起因するショックを説明するための図であって、油圧シリンダ２０のロッド側空間の圧力及びキャップ側空間の圧力と合流状態及び分流状態との関係を示す図である。以下の説明においては、油圧シリンダ２０のうちアームシリンダ２２のロッド側空間２２Ｌの圧力及びキャップ側空間２２Ｃの圧力を例にして説明する。また、以下の説明においては、ロッド側空間２２Ｌの圧力を適宜、ヘッド圧、と称し、キャップ側空間２２Ｃの圧力を適宜、ボトム圧、と称する。また、以下の説明においては、ボトム圧とヘッド圧との差を適宜、駆動圧、と称する。
【０１１０】
ボトム圧がヘッド圧よりも高い場合、アームシリンダ２２は伸長し、ボトム圧がヘッド圧よりも低い場合、アームシリンダ２２は縮退する。
【０１１１】
図６に示す期間Ｔａにおいては、ボトム圧はヘッド圧よりも高く、ボトム圧とヘッド圧との差は大きい。期間Ｔｂにおいては、ボトム圧とヘッド圧との差は小さい。なお、期間Ｔａのようなボトム圧とヘッド圧との差が大きい状況は、作業機１が掘削作業している状況が例示される。期間Ｔｂのようなボトム圧とヘッド圧との差が小さい状況は、作業機１が掘削対象物と接触せずに空中に存在する状況が例示される。
【０１１２】
図６に示すように、合流状態及び分流状態の一方から他方に切り替わるとき、ボトム圧が僅かに変動する現象が発生する。ボトム圧の圧力変動により、オペレータがショックを感じる可能性がある。
【０１１３】
期間Ｔａにおいては、ボトム圧とヘッド圧との差を示す駆動圧が大きい。そのため、ボトム圧の圧力変動が生じても、駆動圧に対するボトム圧の圧力変動量は相対的に小さい。したがって、オペレータはショックを感じ難い。一方、期間Ｔｂにおいては、ボトム圧とヘッド圧との差を示す駆動圧が小さい。そのため、ボトム圧の圧力変動が生じた場合、駆動圧に対するボトム圧の圧力変動量は相対的に大きい。したがって、オペレータはショックを感じ易い。
【０１１４】
そこで、本実施形態においては、制御部１９Ｃｃは、分離が可能な油圧シリンダ２０の配分流量Ｑ（配分流量Ｑｂｋ，Ｑａ，Ｑｂ）が所定供給流量である閾値Ｑｓ（Ｑｓｆ、Ｑｓｓ）以下である場合でも、油圧シリンダ２０のロッド側空間の圧力とキャップ側空間の圧力との差を示す駆動圧が規定値以下であるときには、合流状態（接続状態）となるように、第１合分流弁６７を制御する。本実施形態において、制御部１９Ｃｃは、合流状態において、ボトム圧とヘッド圧との差が大きい状態から小さい状態に変化するとき、制御部１９Ｃｃは、合流状態を維持する。ボトム圧とヘッド圧との差が大きい状態は、アームシリンダ２２が掘削状態である場合が多い。ボトム圧とヘッド圧との差が小さい状態は、アームシリンダ２２が非掘削状態である場合が多い。決定部１９Ｃｂは、アーム用レバーの操作の有無に基づいて、アーム１２の動作状態を判定可能である。決定部１９Ｃｂは、アーム１２の動作状態に基づいて、合流状態（接続状態）及び分流状態（非接続状態）のいずれか一方を決定する。本実施形態において、分離可能と判定される状況においてアームシリンダ２２が掘削状態から非掘削状態に変化する場合には、決定部１９Ｃｂは合流状態を維持する判定を行い、この判定に基づき制御部１９Ｃｃは第１合分流弁６７を制御する。
【０１１５】
［制御方法］
次に、本実施形態に係る油圧ショベル１００の制御方法について説明する。図７は、本実施形態に係る油圧ショベル１００の制御方法の一例を示すフローチャートである。本実施形態に係る制御方法は、作業機１の操作状態と、作業機１を駆動するアクチュエータである油圧シリンダ２０の負荷とに基づいて、それぞれの油圧シリンダ２０に配分される作動油の配分流量Ｑを求め、得られた配分流量Ｑと所定供給流量を示す閾値Ｑｓとに基づいて、合流状態と分流状態とを切り替える。本実施形態に係る制御方法は、制御システム９、詳細にはポンプコントローラ１９によって実現される。
【０１１６】
ポンプコントローラ１９の配分流量演算部１９Ｃａは、配分流量Ｑｂｋ，Ｑａ，Ｑｂを求める（ステップＳ１０１）。
【０１１７】
ポンプコントローラ１９の決定部１９Ｃｂは、分流状態とする条件が成立したか否かを判定する。決定部１９Ｃｂは、配分流量Ｑが閾値Ｑｓ以下である場合分流可能な状態であるかを判定する（ステップＳ１０２）。
【０１１８】
ステップＳ１０２において、配分流量Ｑが閾値Ｑｓ以下であり分流状態とする条件が成立すると判定された場合（ステップＳ１０２，Ｙｅｓ）、決定部１９Ｃｂは、さらに油圧シリンダ２０のロッド側空間の圧力とキャップ側空間の圧力との差を示す駆動圧が規定値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。
【０１１９】
ステップＳ１０３において、駆動圧が規定値以下でないと判定された場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、決定部１９Ｃｂは、合分流状態を分流状態に決定する。決定部１９Ｃｂにおいて分流状態にすることが決定された場合、制御部１９Ｃｃは、第１合分流弁６７を閉じて、分流状態に設定する（ステップＳ１０４）。この処理により、駆動装置４は、分流状態で動作する。
【０１２０】
ステップＳ１０２において、分流状態とする条件が成立しないと判定された場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、決定部１９Ｃｂは、合分流状態を合流状態に決定する。決定部１９Ｃｂにおいて合流状態にすることが決定された場合、制御部１９Ｃｃは、第１合分流弁６７を開けて、合流状態に設定する（ステップＳ１０５）。この処理により、駆動装置４は、合流状態で動作する。
【０１２１】
また、ステップＳ１０３において、駆動圧が規定値以下であると判定された場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、決定部１９Ｃｂは、合分流状態を合流状態に決定する。すなわち、本実施形態においては、決定部１９Ｃｂは、配分流量Ｑと閾値Ｑｓとに基づいて分流状態にすると判定した場合においても、駆動圧が規定値以下であれば、合流状態にすることを決定する。決定部１９Ｃｂにおいて合流状態にすることが決定された場合、制御部１９Ｃｃは、第１合分流弁６７を開けて、合流状態に設定する（ステップＳ１０５）。この処理により、駆動装置４は、合流状態で動作する。
【０１２２】
図８は、本実施形態に係るアームシリンダ２２のロッド側空間２２Ｌの圧力及びキャップ側空間２２Ｃの圧力と合流状態及び分流状態との関係を示す図である。
【０１２３】
図８に示すように、期間Ｔａにおいては、ボトム圧はヘッド圧よりも高く、ボトム圧とヘッド圧との差は大きい。期間Ｔａにおいては、アームシリンダ２２は掘削状態である。
【０１２４】
掘削状態から非掘削状態に変化する期間Ｔｂにおいて、ボトム圧とヘッド圧との差は徐々に小さくなる。合流状態において、ボトム圧とヘッド圧との差を示す駆動圧が規定値以上から規定値以下に低下するとき、制御部１９Ｃｃは、合流状態が維持されるように第１合分流弁６７を制御する。したがって、期間Ｔｂにおいても合流状態が維持される。
【０１２５】
ボトム圧とヘッド圧との差は、圧力センサ８１Ｃの検出値及び圧力センサ８１Ｌの検出値から導出される。なお、本実施形態においては、駆動圧は、［ボトム圧−（ヘッド圧×シリンダヘッド面積×シリンダボトム面積）］に基づく演算が実施されることによって導出される。合流状態を維持するための規定値は、任意に定められる。
【０１２６】
以上説明したように、本実施形態によれば、第１油圧ポンプ３１と第２油圧ポンプ３２とを接続する合流流路５５が第１合分流弁６７により分流状態と合流状態とに切り替えられる。制御部１９Ｃｃは、合流状態において、油圧シリンダ２０のロッド側空間の圧力とキャップ側空間の圧力との差を示す駆動圧が規定値以下に低下するとき、合流状態が維持されるように第１合分流弁６７を制御する。これにより、合流状態と分流状態との切り替えに起因してオペレータがショックを感じてしまうことが抑制される。
【０１２７】
例えば期間Ｔａのように駆動圧が大きい場合、上述したように、ボトム圧の圧力変動が生じても、駆動圧に対するボトム圧の圧力変動量は相対的に小さいため、オペレータはショックを感じ難い。期間Ｔｂのように駆動圧が小さい場合、ボトム圧の圧力変動が生じると、駆動圧に対するボトム圧の圧力変動量は相対的に大きいため、オペレータはショックを感じ易い。本実施形態においては、駆動圧が小さい場合において、合流状態から分流状態への切り換えを制限し、合流状態を維持する。したがって、オペレータがショックを感じてしまうことを抑制することができる。
【０１２８】
また、本実施形態においては、油圧シリンダ２０の配分流量Ｑが閾値Ｑｓ以下であっても、駆動圧が閾値であれば、決定部１９Ｃｂは、合流状態にすることを決定する。したがって、配分流量Ｑが閾値Ｑｓ以下であっても、オペレータがショックを感じてしまうことを抑制することができる。
【０１２９】
上述の制御は、特にアームシリンダ２２について実施されることが効果的である。アームシリンダ２２が掘削状態から非掘削状態に変化するとき、アームシリンダ２２の駆動圧の変化は大きい。そのため、アームシリンダ２２について上述の制御が実施されることにより、オペレータがショックを感じてしまうことを効果的に抑制することができる。
【０１３０】
なお、本実施形態においては、駆動装置４（油圧回路４０）が油圧ショベル１００に適用されることとした。駆動装置４が適用される対象は、油圧ショベルに限定されず、油圧ショベル以外の油圧駆動の作業機械に広く適用可能である。
【０１３１】
なお、本実施形態において、作業機械である油圧ショベル１００はハイブリッド方式であるが、作業機械はハイブリッド方式でなくてもよい。なお、本実施形態において、第１油圧ポンプ３１及び第２油圧ポンプ３２は斜板式のポンプであるが、これには限定されない。なお、本実施形態において、負荷ＬＡ，ＬＡａ，ＬＡｂは、バケットシリンダ２１の圧力、アームシリンダ２２の圧力、及びブームシリンダ２３の圧力であるとしたが、これに限定されない。例えば、圧力補償弁７１から７６が有する絞り弁の面積比等によって補正された、バケットシリンダ２１の圧力、アームシリンダ２２の圧力及びブームシリンダ２３の圧力を負荷ＬＡ，ＬＡａ，ＬＡｂとしてもよい。
【０１３２】
なお、本実施形態において、第１合分流弁６７を動作させるか否かを決定する際に用いられる閾値Ｑｓは、第１供給流量Ｑｓｆ及び第２供給流量Ｑｓｓであるとしたが、これに限定されない。例えば、第１供給流量Ｑｓｆ及び第２供給流量Ｑｓｓよりも小さい流量が閾値Ｑｓであってもよい。
【０１３３】
以上、本実施形態を説明したが、本実施形態において説明した事項により本実施形態が限定されるものではない。本実施形態において説明した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、及びいわゆる均等の範囲のものが含まれる。本実施形態において説明した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、本実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換及び変更のうち少なくとも１つを行うことができる。
【符号の説明】
【０１３４】
１  作業機、２  上部旋回体、３  下部走行体、４  駆動装置、５  操作装置、９  制御システム、１１  バケット、１２  アーム、１３  ブーム、１４  蓄電器、１７  ハイブリッドコントローラ、１８  エンジンコントローラ、１９  ポンプコントローラ、１９Ｃ  処理部、１９Ｍ  記憶部、１９Ｃａ  配分流量演算部、１９Ｃｂ  決定部、１９Ｃｃ  制御部、１９Ｃｄ  操作状態判定部、１９ＩＯ  入出力部、２０  油圧シリンダ、２１  バケットシリンダ、２２  アームシリンダ、２３  ブームシリンダ、２４  走行モータ、２５  電動旋回モータ、２６  エンジン、２８  操作量検出部、２９  コモンレール制御部、３０  油圧ポンプ、３１  第１油圧ポンプ、３２  第２油圧ポンプ、３３  スロットルダイヤル、４０  油圧回路、５５  合流流路、６０  主操作弁、６１  第１主操作弁、６２  第２主操作弁、６３  第３主操作弁、６７  第１合分流弁、６８  第２合分流弁、８１Ｃ，８１Ｌ，８２Ｃ，８２Ｌ，８３Ｃ，８３Ｌ，８４，８５，８６，８７，８８  圧力センサ、１００  油圧ショベル（作業機械）、ＬＡ，ＬＡａ，ＬＡｂ，ＬＡｂｋ  負荷、Ｑ，Ｑａ，Ｑｂ，Ｑｂｋ  配分流量、Ｑｓ  閾値。
【図１】
2017022866.tif 000003
【図２】
2017022866.tif 000004
【図３】
2017022866.tif 000005
【図４】
2017022866.tif 000006
【図５】
2017022866.tif 000007
【図６】
2017022866.tif 000008
【図７】
2017022866.tif 000009
【図８】
2017022866.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成29年4月7日(2017.4.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の作業機要素を含む作業機と、複数の前記作業機要素のそれぞれを駆動する複数の油圧シリンダとを備える作業機械を制御する制御システムであって、
第１油圧ポンプ及び第２油圧ポンプと、
前記第１油圧ポンプと前記第２油圧ポンプとを接続する流路と、
前記流路に設けられ前記流路を開閉する開閉装置と、
前記開閉装置を制御して、前記第１油圧ポンプと前記第２油圧ポンプとが接続される接続状態と接続されない非接続状態とを切り替える制御装置と、
前記非接続状態において前記第１油圧ポンプから吐出された作動油が供給される第１油圧シリンダと、
前記非接続状態において前記第２油圧ポンプから吐出された作動油が供給される第２油圧シリンダと、を備え、
前記制御装置は、複数の前記油圧シリンダの配分流量が所定供給流量以下であり、前記油圧シリンダのロッド側空間の圧力とキャップ側空間の圧力との差を示す駆動圧が規定値以下であるとき、前記接続状態となるように前記開閉装置を制御する、
制御システム。
【請求項２】
前記作業機要素は、バケット、前記バケットに連結されるアーム、及び前記アームに連結されるブームを含み、
前記油圧シリンダは、前記バケットを動作させるバケットシリンダ、前記アームを動作させるアームシリンダ、及び前記ブームを動作させるブームシリンダを含み、
前記第１油圧シリンダは、前記アームシリンダを含み、
前記第２油圧シリンダは、前記ブームシリンダを含む、
請求項１に記載の制御システム。
【請求項３】
前記非接続状態において、前記第１油圧ポンプは、前記第１油圧シリンダが属する第１アクチュエータ群に前記作動油を供給し、
前記非接続状態において、前記第２油圧ポンプは、前記第２油圧シリンダが属する第２アクチュエータ群に前記作動油を供給し、
前記第１アクチュエータ群には前記バケットシリンダ及び前記アームシリンダが属し、
前記第２アクチュエータ群には前記ブームシリンダが属する、
請求項２に記載の制御システム。
【請求項４】
前記制御装置は、前記アームの動作状態に基づいて、前記接続状態及び前記非接続状態のいずれか一方を決定する、
請求項２に記載の制御システム。
【請求項５】
前記作業機械は、前記作業機を支持する旋回体を有し、
前記旋回体は、前記第１アクチュエータ群及び前記第２アクチュエータ群とは異なるアクチュエータによって駆動される、
請求項３に記載の制御システム。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の制御システムを備える作業機械。 
【請求項７】
複数の作業機要素を含む作業機と、複数の前記作業機要素のそれぞれを駆動する複数の油圧シリンダと備える作業機械を制御する制御方法であって、
第１油圧ポンプと第２油圧ポンプとが接続される接続状態と接続されていない非接続状態とを開閉装置を用いて切り替えることと、
前記非接続状態において前記第１油圧ポンプから吐出された作動油を第１油圧シリンダに供給し、前記第２油圧ポンプから吐出された作動油を第２油圧シリンダに供給することと、
複数の前記油圧シリンダの配分流量が所定供給流量以下であり、前記油圧シリンダのロッド側空間の圧力とキャップ側空間の圧力との差を示す駆動圧が規定値以下であるとき、前記接続状態となるように前記開閉装置を制御することと、
を含む制御方法。
【国際調査報告】
2017022866.tif 000011
2017022866.tif 000012