特許 5984165 作業機械の油圧制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5984165

(24)【登録日】2016年8月12日

(45)【発行日】2016年9月6日

(54)【発明の名称】作業機械の油圧制御装置

(51)【国際特許分類】

   F15B 11/00 20060101AFI20160823BHJP

   F15B 11/08 20060101ALI20160823BHJP

   E02F 9/22 20060101ALI20160823BHJP

【ＦＩ】

   F15B11/00 P

   F15B11/08 A

   E02F9/22 R

【請求項の数】9

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2014-545716(P2014-545716)

(86)(22)【出願日】2013年11月5日

(86)【国際出願番号】JP2013079930

(87)【国際公開番号】WO2014073541

(87)【国際公開日】20140515

【審査請求日】2015年8月28日

(31)【優先権主張番号】特願2012-245746(P2012-245746)

(32)【優先日】2012年11月7日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000005522

【氏名又は名称】日立建機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001829

【氏名又は名称】特許業務法人開知国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】宇田川 勉

(72)【発明者】

【氏名】中山 晃

(72)【発明者】

【氏名】山下 亮平

(72)【発明者】

【氏名】泉 枝穂

(72)【発明者】

【氏名】枝村 学

(72)【発明者】

【氏名】石川 広二

(72)【発明者】

【氏名】佐竹 英敏

【審査官】 加藤 昌人

(56)【参考文献】

【文献】 特許第４０９６９００（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特許第３７４５０３８（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特許第４４３４１５９（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２０１１−２１６９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平９−４１４２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平８−２１９１０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／１７１８０１（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１５Ｂ １１／００

Ｆ１５Ｂ １１／０８

Ｅ０２Ｆ ９／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

原動機と、
この原動機により駆動される可変容量型油圧ポンプと、
この油圧ポンプから吐出される圧油により駆動される油圧アクチュエータと、
前記油圧ポンプから前記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方向制御弁と、
オペレータが操作指令を入力する操作レバー装置と、
前記操作レバー装置の操作量を検出する操作量検出器と、
前記油圧ポンプの吐出圧力を検出する圧力検出器と、
前記油圧ポンプの傾転量を制御するポンプ制御装置とを備えた作業機械の油圧制御装置において、
前記ポンプ制御装置は、
前記操作量検出器からの操作量信号に基づいて、前記操作量検出器からの操作量信号が増加するにしたがって増加する目標ポンプ吐出圧力を算出する目標ポンプ圧力設定部と、
前記操作量検出器からの操作量信号に基づいて、前記操作量検出器からの操作量信号が増加するにしたがって増加するポンプ流量上限値を算出するポンプ流量上限設定部と、
前記目標ポンプ圧力設定部で算出した目標ポンプ吐出圧力と、前記ポンプ流量上限設定部で算出したポンプ流量上限値と、前記圧力検出器で検出した前記油圧ポンプの吐出圧力とに基づいて前記油圧ポンプの傾転量を制御する傾転量制御部とを有することを特徴とする作業機械の油圧制御装置。

【請求項2】

請求項１記載の作業機械の油圧制御装置において、
前記原動機の回転数を検出する原動機回転検出器と、
前記ポンプ制御装置は、前記ポンプ流量上限設定部で算出したポンプ流量上限値を前記原動機回転検出器で検出した前記原動機の回転数で補正したポンプ傾転上限値を算出する回転数補正部を更に備え、
前記傾転量制御部は、前記回転数補正部で算出した前記ポンプ傾転上限値に基づいて前記油圧ポンプの傾転量の上限を制限する制御量制限部を有することを特徴とする作業機械の油圧制御装置。

【請求項3】

請求項１又は２記載の作業機械の油圧制御装置において、
前記油圧ポンプの吸収動力量を制限するための動力制限値を設定するポンプ動力上限設定装置と、
前記ポンプ動力上限設定装置で設定した動力制限値を前記圧力検出器で検出した前記油圧ポンプの吐出圧力で補正してポンプ流量上限値を算出する流量上限値補正部と、
前記ポンプ流量上限設定部で算出したポンプ流量上限値と前記流量上限値補正部で算出したポンプ流量上限値とを比較し、それらの小さい方を選択する選択部とを更に備え、
前記傾転量制御部は、前記選択部で選択したポンプ流量上限値に基づいて前記油圧ポンプの傾転量を制御することを特徴とする作業機械の油圧制御装置。

【請求項4】

請求項３記載の作業機械の油圧制御装置において、
前記ポンプ動力上限設定装置は、オペレータが操作装置を操作することで前記動力制限値を変更できるように構成したことを特徴とする作業機械の油圧制御装置。

【請求項5】

請求項１〜３のいずれか１項記載の作業機械の油圧制御装置において、
前記目標ポンプ圧力設定部は、予め複数の目標ポンプ圧力特性を設定し、オペレータが操作装置を操作することで所望の１つを選択できるように構成したことを特徴とする作業機械の油圧制御装置。

【請求項6】

請求項１〜３のいずれか１項記載の作業機械の油圧制御装置において、
前記ポンプ流量上限設定部は、予め複数のポンプ流量上限値特性を設定し、オペレータが操作装置を操作することで所望の１つを選択できるように構成したことを特徴とする作業機械の油圧制御装置。

【請求項7】

請求項１〜３のいずれか１項記載の作業機械の油圧制御装置において、
前記目標ポンプ圧力設定部と前記ポンプ流量上限設定部は、
前記目標ポンプ圧力設定部での前記操作量信号に対する目標ポンプ圧力を大きい設定値とした特性と前記ポンプ流量上限設定部での前記操作量信号に対するポンプ流量上限値を大きい設定値とした特性とを組み合わせたハイパワーモードと、
前記目標ポンプ圧力設定部での前記操作量信号に対する目標ポンプ圧力を中間付近の設定値とした特性と前記ポンプ流量上限設定部での前記操作量信号に対するポンプ流量上限値を中間付近の設定値とした特性とを組み合わせたスタンダードモードと、
前記目標ポンプ圧力設定部での前記操作量信号に対する目標ポンプ圧力を小さい設定値とした特性と前記ポンプ流量上限設定部での前記操作量信号に対するポンプ流量上限値を小さい設定値とした特性とを組み合わせた微操作モードとを備え、
オペレータが操作装置を操作することで所望のモードを選択できるように構成したことを特徴とする作業機械の油圧制御装置。

【請求項8】

請求項１〜３のいずれか１項記載の作業機械の油圧制御装置において、
前記油圧ポンプと前記方向制御弁とを接続するポンプ吐出油路に接続され、前記ポンプ吐出油路の圧力の上限を規定するメインリリーフバルブを更に備え、
前記目標ポンプ圧力設定部は、前記目標ポンプ圧力の最高圧力として、前記メインリリーフバルブの開放圧力より低い圧力Ｐｐｍａｘ１と前記メインリリーフバルブの開放圧力より高い圧力Ｐｐｍａｘ２を設定し、オペレータが操作装置を操作することでそのうちの一方を選択できるように構成したことを特徴とする作業機械の油圧制御装置。

【請求項9】

請求項１〜３のいずれか１項記載の作業機械の油圧制御装置において、
前記ポンプ制御装置は、前記傾転量制御部以外の機能をコントローラに持たせ、前記傾転量制御部の機能をメカニカルなレギュレータに持たせたことを特徴とする作業機械の油圧制御装置。

【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作業機械の油圧制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の作業機械の油圧制御装置としては、油圧ポンプから吐出され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方向制御弁にブリードオフ通路を設け、このブリードオフ通路をバイパスラインに配置したブリードオフ方式の油圧システムが古くから良く用いられている。ブリードオフ方式の油圧システムは、方向制御弁の操作量（ストローク）に応じてブリードオフ通路を介して油圧ポンプの吐出流量の一部をタンクへ戻すブリードオフ制御を行うことで、アクチュエータへの流量を制御している。

【0003】

このようなブリードオフ方式の油圧システムに対し、エネルギー効率向上の観点から、ブリードオフ通路を介してタンクに戻される流量（ブリードオフ流量）を削減もしくは低減する方向での技術開発がなされており、その一例として特許文献１記載のものがある。

【0004】

特許文献１記載の油圧システムでは、クローズドセンタタイプの制御バルブ（方向制御弁）を用い、コントローラで油圧ポンプの吐出流量を制御することで、実際にタンクへ油圧ポンプの吐出流量の一部を逃がすことなく、ブリードオフ通路を備えた制御バルブ（方向制御弁）と同等のブリードオフ制御を再現している。

【0005】

また、作業機械の油圧制御装置には、通常、油圧機器保護のためリリーフ弁が設けられ、油圧アクチュエータの駆動時、油圧ポンプの吐出圧がリリーフ弁の設定圧以上に高くなろうとすると、リリーフ弁が動作して油圧ポンプの吐出流量の一部をタンクへ戻し、油圧ポンプの吐出圧がリリーフ弁の設定圧以上に高くならないようにしている。しかし、この場合も、リリーフ弁からタンクに戻るリリーフ流量はエネルギーロスとなり、リリーフ流量を低減する技術開発がなされている。その一例として特許文献２及び特許文献３記載のものがある。

【0006】

特許文献２記載の油圧システムでは、ポジティブポンプ流量制御と圧力フィードバック制御とＰＱ制御のそれぞれでポンプ流量指令値を演算し、それらのポンプ流量指令値のうちポンプ流量を最も小さくするポンプ流量指令値を選択して油圧ポンプの吐出流量を制御している。ここで、圧力フィードバック制御とは、油圧ポンプの吐出圧力と圧力設定値との偏差に基づいてポンプ流量指令値を演算する制御（カットオフ圧力制御）であり、これにより油圧ショベルの旋回体の駆動時のように油圧ポンプの吐出圧力が急上昇する場合であっても、リリーフ流量(損失)を低減してエネルギー効率を向上させている。

【0007】

また、特許文献３記載の油圧システムでは、上記特許文献２において、圧力フィードバック制御のポンプ流量指令値が選択されたとき、その選択時点から、時間の経過とともに流量指令値を増加させる流量増加制御を行うようにしており、これにより圧力フィードバック制御の後半で油圧ポンプの吐出圧を高めて駆動力（坂道での登坂力や旋回力）を確保している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特許３７４５０３８号公報

【特許文献2】特許４０９６９００号公報

【特許文献3】特許４４３４１５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

特許文献１に記載の油圧システムは、クローズドセンタタイプの制御バルブ（方向制御弁）を用いてコントローラで油圧ポンプの吐出流量を制御しているが、制御の内容はブリードオフ制御の再現であり、ブリードオフ通路を設けた方向制御弁のブリードオフ制御による油圧ポンプの吐出流量の絞り捨ての損失を低減することはできても、ブリードオフ制御の再現以上の特性や性能の改善は期待できない。

【0010】

例えば、油圧ショベルの掘削作業はアームシリンダを伸長させることでアームをクラウド方向に回動させてバケットの刃先を地面に食い込ませ、バケットシリンダを伸長させることでバケット内に土砂を掻き込む作業である。アームシリンダの伸長動作及びバケットシリンダの伸長動作はそれぞれの操作レバー装置をオペレータが操作することで行う。この掘削作業では、操作レバー装置の操作量に応じて油圧ポンプの吐出圧力を制御することで掘削力を調整できると掘削し易くなり、操作性能（オペレータの操作のし易さ、操作フィーリング、作業効率等）が向上し、便利である。しかし、特許文献１記載の油圧システムでは油圧ポンプの吐出圧力は操作レバー装置の操作量に応じて一義的に決まらないため、そのような制御はできなかった。

【0011】

特許文献２及び特許文献３に記載の油圧システムにおいても、操作レバー装置の操作量に応じて油圧ポンプの吐出圧力を制御することができない点は同じであり、同様の課題があった。

【0012】

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、ブリードオフ制御による油圧ポンプの吐出流量の絞り捨ての損失を低減して、エネルギー効率を向上させるとともに、油圧ポンプの吐出圧力を操作レバー装置の操作量に応じて制御可能とし、操作性能も向上できる作業機械の油圧制御装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0013】

（１）上記課題を解決するため、本発明は、原動機と、この原動機により駆動される可変容量型油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油により駆動される油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプから前記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方向制御弁と、オペレータが操作指令を入力する操作レバー装置と、前記操作レバー装置の操作量を検出する操作量検出器と、前記油圧ポンプの吐出圧力を検出する圧力検出器と、前記油圧ポンプの傾転量を制御するポンプ制御装置とを備えた作業機械の油圧制御装置において、前記ポンプ制御装置は、前記操作量検出器からの操作量信号に基づいて、前記操作量検出器からの操作量信号が増加するにしたがって増加する目標ポンプ吐出圧力を算出する目標ポンプ圧力設定部と、前記操作量検出器からの操作量信号に基づいて、前記操作量検出器からの操作量信号が増加するにしたがって増加するポンプ流量上限値を算出するポンプ流量上限設定部と、前記目標ポンプ圧力設定部で算出した目標ポンプ吐出圧力と、前記ポンプ流量上限設定部で算出したポンプ流量上限値と、前記圧力検出器で検出した前記油圧ポンプの吐出圧力とに基づいて前記油圧ポンプの傾転量を制御する傾転量制御部とを有するものとする。

【0014】

このように本発明においては、傾転量制御部がポンプ流量上限設定部で算出したポンプ流量上限値に基づいて油圧ポンプの傾転量を制御することで、ブリードオフ制御による油圧ポンプの吐出流量の絞り捨ての損失を低減して、エネルギー効率を向上させることができる。また、傾転量制御部が目標ポンプ圧力設定部で算出した目標ポンプ吐出圧力と圧力検出器で検出した油圧ポンプの吐出圧力とに基づいて油圧ポンプの傾転量を制御することで、油圧ポンプの吐出圧力を操作レバー装置の操作量に応じて制御可能となり、操作性能を向上させることができる。

【0015】

（２）上記（１）の作業機械の油圧制御装置は、好ましくは、前記原動機の回転数を検出する原動機回転検出器と、前記ポンプ制御装置は、前記ポンプ流量上限設定部で算出したポンプ流量上限値を前記原動機回転検出器で検出した前記原動機の回転数で補正したポンプ傾転上限値を算出する回転数補正部を更に備え、前記傾転量制御部は、前記回転数補正部で算出した前記ポンプ傾転上限値に基づいて前記油圧ポンプの傾転量の上限を制限する制御量制限部を有する。

【0016】

このように本発明においては、原動機の回転数でポンプ流量上限値を補正してポンプ傾転上限値を算出し、油圧ポンプの傾転量の上限を制限することで、原動機の回転数が変化しても、油圧ポンプの吐出流量の上限が常に算出したポンプ流量上限値となるよう制御されるため、操作レバー装置の操作量に応じた正確な油圧ポンプの吐出流量制御が可能となる。

【0017】

（３）上記（１）又は（２）の作業機械の油圧制御装置は、また好ましくは、前記油圧ポンプの吸収動力量を制限するための動力制限値を設定するポンプ動力上限設定装置と、前記ポンプ動力上限設定装置で設定した動力制限値を前記圧力検出器で検出した前記油圧ポンプの吐出圧力で補正してポンプ流量上限値を算出する流量上限値補正部と、前記ポンプ流量上限設定部で算出したポンプ流量上限値と前記流量上限値補正部で算出したポンプ流量上限値とを比較し、それらの小さい方を選択する選択部とを更に備え、前記傾転量制御部は、前記選択部で選択したポンプ流量上限値に基づいて前記油圧ポンプの傾転量を制御する。

【0018】

このように本発明においては、ポンプ流量上限設定部で算出したポンプ流量上限値と流量上限値補正部で算出したポンプ流量上限値の小さい方を選択して油圧ポンプの傾転量を制御することで、油圧ポンプの動力制限値をも制約に加えた制御を行うことができ、更にシステムの操作性能が向上できる。

【0019】

（４）上記（３）の作業機械の油圧制御装置において、好ましくは、前記ポンプ動力上限設定装置は、オペレータが操作装置を操作することで前記動力制限値を変更できるように構成する。

【0020】

これによりオペレータの意志で動力制限値を自由に設定できるので、更にシステムの操作性能が向上できる。

【0021】

（５）上記（１）〜（３）の作業機械の油圧制御装置において、好ましくは、前記目標ポンプ圧力設定部は、予め複数の目標ポンプ圧力特性を設定し、オペレータが操作装置を操作することで所望の１つを選択できるように構成する。

【0022】

これによりオペレータの意志で自由に目標ポンプ圧力特性を調整することが可能になり、操作性能が更に向上する。

【0023】

（６）上記（１）〜（３）の作業機械の油圧制御装置において、また好ましくは、前記ポンプ流量上限設定部は、予め複数のポンプ流量上限値特性を設定し、オペレータが操作装置を操作することで所望の１つを選択できるように構成する。

【0024】

これによりオペレータの意志で自由にポンプ流量上限値の特性を調整することが可能になり、操作性能が更に向上する。

【0025】

（７）上記（１）〜（３）の作業機械の油圧制御装置において、また好ましくは、前記目標ポンプ圧力設定部と前記ポンプ流量上限設定部は、前記目標ポンプ圧力設定部での前記操作量信号に対する目標ポンプ圧力を大きい設定値とした特性と前記ポンプ流量上限設定部での前記操作量信号に対するポンプ流量上限値を大きい設定値とした特性とを組み合わせたハイパワーモードと、 前記目標ポンプ圧力設定部での前記操作量信号に対する目標ポンプ圧力を中間付近の設定値とした特性と前記ポンプ流量上限設定部での前記操作量信号に対するポンプ流量上限値を中間付近の設定値とした特性とを組み合わせたスタンダードモードと、前記目標ポンプ圧力設定部での前記操作量信号に対する目標ポンプ圧力を小さい設定値とした特性と前記ポンプ流量上限設定部での前記操作量信号に対するポンプ流量上限値を小さい設定値とした特性とを組み合わせた微操作モードとを備え、オペレータが操作装置を操作することで所望のモードを選択できるように構成する。

【0026】

これにより目標ポンプ圧力設定部及びポンプ流量上限設定部に特性の組み合わせが多く存在する中で、煩雑な設定を代表的な組合わせ（モード）に置き換えて選択することができるようになり、組み合わせの選択操作が簡素化され、オペレータの労力低減が図れ、使い勝手が向上する。

【0027】

（８）上記（１）〜（３）の作業機械の油圧制御装置は、また好ましくは、前記油圧ポンプと前記方向制御弁とを接続するポンプ吐出油路に接続され、前記ポンプ吐出油路の圧力の上限を規定するメインリリーフバルブを更に備え、前記目標ポンプ圧力設定部は、前記目標ポンプ圧力の最高圧力として、前記メインリリーフバルブの開放圧力より低い圧力Ｐｐｍａｘ１と前記メインリリーフバルブの開放圧力より高い圧力Ｐｐｍａｘ２を設定し、オペレータが操作装置を操作することでそのうちの一方を選択できるように構成する。

【0028】

これにより通常使用時は、目標ポンプ圧力設定部に目標ポンプ圧力の最高圧力として圧力Ｐｐｍａｘ１を設定することで、油圧ポンプの最大吐出圧力をメインリリーフバルブのクラッキング圧力より低くすることができ、これによりメインリリーフバルブの開放によるエネルギ損失が低減され、エネルギ効率が向上する。また、低温時などでは、目標ポンプ圧力設定部に目標ポンプ圧力の最高圧力として圧力Ｐｐｍａｘ２を設定することで、油圧ポンプの最大吐出圧力をメインリリーフバルブのクラッキング圧力より高くすることができ、これにより油圧ポンプの吐出圧力がリリーフ圧に達し、油圧ポンプの吐出流量の一部がメインリリーフバルブにて放出されて、熱に変換され作動油を暖気することができる。

【0029】

（９）上記（１）〜（３）の作業機械の油圧制御装置において、また好ましくは、前記ポンプ制御装置は、前記傾転量制御部以外の機能をコントローラに持たせ、前記傾転量制御部の機能をメカニカルなレギュレータに持たせる。

【0030】

これにより圧力制御などの高応答高精度な制御はメカニカルなレギュレータにて行うので、コントローラが高速な制御演算性能を有していなくても高応答の制御が可能となる。また、部品構成の組み合わせ自由度が向上し、システムの構成が容易となり好適である。

【発明の効果】

【0031】

本発明によれば、ブリードオフ制御による油圧ポンプの吐出流量の絞り捨ての損失を低減して、エネルギー効率を向上させるとともに、油圧ポンプの吐出圧力を操作レバー装置の操作量に応じて制御可能とし、操作性能も向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】本発明に係る油圧制御装置を備える作業機械の一例である油圧ショベルを示す側面図である。

【図2】本発明の第１の実施の形態における油圧制御装置の一部分を示す図である。

【図3】第１の実施の形態におけるコントローラの制御ロジックを示す図である。

【図3A】目標ポンプ圧力設定部に設定される操作量信号に対する目標ポンプ圧力の関係を示す図である。

【図3B】ポンプ流量上限設定部に設定される操作量信号に対するポンプ流量上限値の関係を示す図である。

【図3C】リミッタに設定される目標傾転量に対する制限値の関係と、回転数補正部で算出したポンプ傾転上限値による目標傾転量制限値の変化を示す図である。

【図4】操作レバー装置のレバー入力（操作量）に対する目標ポンプ圧力設定部とポンプ流量上限設定部の算出状況を分かりやすく示した図である。

【図5】レバー入力（操作量）と、そのレバー入力に対する油圧ポンプ２の吐出流量（ポンプ流量）、油圧ポンプの吐出圧力（ポンプ庄力）、油圧シリンダの駆動速度（シリンダ速度）を説明する図である。

【図6】本発明の第２の実施の形態における油圧制御装置のコントローラの制御ロジックを示す図である。

【図7】第１及び第２の実施の形態における目標ポンプ圧力設定部及びポンプ流量上限設定部の変形例を示す図である。

【図8】第１及び第２の実施の形態における目標ポンプ圧力設定部及びポンプ流量上限設定部の他の変形例を示す図である。

【図9】第１及び第２の実施の形態における目標ポンプ圧力設定部の更に他の変形例を示す図である。

【図10】本発明の第３の実施の形態における油圧制御装置のポンプ制御装置の構成とコントローラの制御ロジックを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0033】

本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。

【0034】

図１は、本発明に係る油圧制御装置を備える作業機械の一例である油圧ショベルを示す側面図である。

【0035】

この図１に示す油圧ショベルは、走行体１０１と、この走行体１０１上に配置される旋回体１０２と、この旋回体１０２に取り付けられる作業装置（フロント作業機）１０３とを備えている。旋回体１０２は運転室１１０を備え、運転室１１０内にはオペレータが着座する座席と、オペレータが操作する操作レバー装置５（図２参照）等の操作装置が配置されている。作業装置１０３は、旋回体１０２に上下方向に回動可能に取り付けられたブーム１０４と、このブームの先端に上下方向に回動可能に取り付けられたアーム１０５と、このアーム１０５の先端に上下方向に回動可能に取り付けられたバケット１０６とを備えている。

【0036】

走行体１０１は左右の履帯１１１ａ，１１１ｂと、左右の履帯を駆動して走行を行わせる左右の走行モータ１１２ａ，１１２ｂを備え、旋回体１０２は旋回輪（図示せず）を駆動して走行体１０１に対して旋回体１０２を旋回させる旋回モータ１１３を備えている。作業装置１０３は、ブーム１０４を作動させるブームシリンダ１０７と、アーム１０５を作動させるアームシリンダ１０８と、バケット１０６を作動させるバケットシリンダ１０９とを備えている。

【0037】

〜第１の実施の形態〜
図２は、本発明の第１の実施の形態における油圧制御装置の一部分を示す図である。

【0038】

本実施の形態の油圧制御装置は、原動機（例えばディーゼルエンジン）１と、この原動機１により駆動される可変容量型の油圧ポンプ２と、この油圧ポンプ２から吐出される圧油により駆動される油圧アクチュエータ４と、油圧ポンプ２から油圧アクチュエータ４に供給される圧油の流れを制御する方向制御弁３と、オペレータが操作指令を入力する操作レバー装置５と、油圧ポンプ２と方向制御弁３とを接続するポンプ吐出油路７に接続され、ポンプ吐出油路７の圧力（油圧ポンプ２の吐出圧力）の上限を規定するメインリリーフバルブ８と、油圧ポンプ２と、方向制御弁３と、メインリリーフバルブ８等に接続されるタンク１５とを備えている。

【0039】

油圧ポンプ２は例えば可変容量型の斜板ポンプであり、斜板の傾転量を変化させることで吐出流量を変化させるレギュレータ２ａを備えている。

【0040】

方向制御弁３は、中立位置でポンプ吐出油路７をブロックするクローズドタイプのバルブである。また、方向制御弁３のスプール両端には受圧部３ａ，３ｂが設けられ、受圧部３ａ，３ｂはパイロット油路５ａ，５ｂを介して操作レバー装置５と接続され、操作レバー装置５から操作パイロット圧が受圧部３ａ，３ｂのいずれかに導かれることで、中立位置から図示左右の作動位置のいずれかに切り換えられる。

【0041】

油圧アクチュエータ４は、上述した油圧ショベルのブームシリンダ１０７、アームシリンダ１０８、バケットシリンダ１０９、左右の走行モータ１１２ａ，１１２ｂ、旋回モータ１１３の１つを代表するものであり、好ましくは、作業装置１０３の油圧アクチュエータであるブームシリンダ１０７、アームシリンダ１０８、バケットシリンダ１０９のいずれかである。

【0042】

方向制御弁３の２つのアクチュエータポートの一方は油圧管路９Ａを介して油圧アクチュエータ（以下適宜油圧シリンダという）４のボトム側室４ａに接続され、他方のアクチュエータポートは油圧管路９Ｂを介して油圧シリンダ４のロッド側室４ｂに接続されている。油圧管路９Ａ，９Ｂ間にはオーバロードリリーフバルブ１０Ａ，１０Ｂと補給用チェックバルブ１１Ａ，１１Ｂが配置されている。

【0043】

また、この油圧制御装置は、操作レバー装置５の操作量を検出する操作量検出器２０Ａ，２０Ｂと、油圧ポンプ２の吐出圧力を検出する圧力検出器２１と、原動機１の回転数を検出する回転検出器２２と、油圧ポンプ２の傾転量を制御するコントローラ６とを備えている。操作量検出器２０Ａ，２０Ｂはパイロット油路５ａ，５ｂの圧力（操作パイロット圧）を検出する圧力検出器である。操作量検出器２０Ａ，２０Ｂは操作レバー装置５のレバーストロークを検出する位置検出器であってもよい。

【0044】

図３はコントローラ６の制御ロジックを示す図である。

【0045】

コントローラ６は、操作量検出器２０Ａ，２０Ｂからの操作量信号を入力し、操作量検出器２０Ａからの操作量信号を正の値として出力し、操作量検出器２０Ｂからの操作量信号を負の値として出力する減算器から構成される操作量検出部３１と、操作量検出器２０Ａ，２０Ｂからの操作量信号に対する目標ポンプ圧力の関係が予め設定されており、操作量検出部３１からの操作量信号に基づいて対応する目標ポンプ圧力を算出する目標ポンプ圧力設定部３２と、操作量検出器２０Ａ，２０Ｂからの操作量信号に対するポンプ流量上限値の関係が予め設定されており、演算部３１からの操作量信号に基づいて対応するポンプ流量上限値を算出するポンプ流量上限設定部３３と、目標ポンプ圧力設定部３２で算出した目標ポンプ圧力から圧力検出器２１で検出した油圧ポンプ２の吐出圧力を減算して圧力偏差ΔＰを算出するフィードバック減算部３４と、フィードバック減算部３４で算出した圧力偏差ΔＰに対してＰＩ演算／ＰＩＤ演算を行い、油圧ポンプ２の目標傾転量を算出する制御量演算部３５と、ポンプ流量上限設定部３３で算出したポンプ流量上限値を回転検出器２２によって検出した原動機１の回転数Ｎengで除した値に補正係数Ｋ１をかけることで、ポンプ流量上限値を原動機１の回転数で補正したポンプ傾転上限値を算出する回転数補正部３６と、制御量演算部３５で演算した目標傾転量の上限を回転数補正部３６で算出したポンプ傾転上限値に制限し、目標傾転量の下限を負の微少な一定値に制限するリミッタ（制御量制限部）３７とを有している。リミッタ３７で得られた値は油圧ポンプ２のレギュレータ２ａに対する傾転指令として出力される。

【0046】

ここで、フィードバック減算部３４と制御量演算部３５は、圧力検出器２１で検出した油圧ポンプ２の吐出圧力を目標ポンプ圧力設定部３２で算出した目標ポンプ圧力に一致させるための目標傾転量を算出する制御量演算部を構成する。

【0047】

フィードバック減算部３４、制御量演算部３５及びリミッタ３７と、油圧ポンプ２のレギュレータ２ａは、目標ポンプ圧力設定部３２で算出した目標ポンプ圧力と、ポンプ流量上限設定部３３で算出したポンプ流量上限値と、圧力検出器２１で検出した油圧ポンプ２の吐出圧力とに基づいて、油圧ポンプ２の吐出流量がポンプ流量上限値に達するまでは油圧ポンプ２の吐出圧力が目標ポンプ圧力となるよう油圧ポンプ２の傾転量を制御し、油圧ポンプ２の吐出流量がポンプ流量上限値に達した後は、油圧ポンプ２の吐出流量がポンプ流量上限値を超えないように油圧ポンプ２の傾転量を制御する傾転量制御部を構成する。

【0048】

図３Ａは、目標ポンプ圧力設定部３２に設定される操作量信号に対する目標ポンプ圧力の関係を示す図である。

【0049】

目標ポンプ圧力設定部３２は、図３Ａに示すように、操作量検出器２０Ａ，２０Ｂからの操作量信号（操作レバー装置５の操作量）が増加するにしたがって油圧ポンプ２の吐出圧力が上昇するように設定してあり、操作レバー装置５のフルレバー操作付近以上では最大の回路圧力が確保できるように構成し、逆に中立付近においては回路圧力を小さく抑えるように構成する(回路圧力をゼロとしても良い)。

【0050】

ここで、操作レバー装置５のフルレバー操作付近以上で設定される最大の回路圧力は、エネルギ効率向上の観点から、油圧ポンプ２の吐出圧力を制限するメインリリーフバルブ８の開放圧力（クラッキング圧力）よりも小さく設定されている。これにより回路圧力の制限は基本的に目標ポンプ圧力設定部３２の設定に基づく油圧ポンプ２の吐出流量の制御にて行われるようになるので、メインリリーフバルブ８の開放によるエネルギ損失が低減され、エネルギ効率が向上する。

【0051】

図３Ｂは、ポンプ流量上限設定部３３に設定される操作量信号に対するポンプ流量上限値の関係を示す図である。

【0052】

ポンプ流量上限設定部３３は、図３Ｂに示すように、操作量検出器２０Ａ，２０Ｂからの操作量信号（操作レバー装置５の操作量）が増加するにしたがって油圧ポンプ２の吐出流量が増加するように設定してあり、操作レバー装置５のフルレバー操作付近以上では最大の流量が確保できるように構成し、逆に中立付近においてはポンプ流量上限値を小さく抑えるように構成する。

【0053】

また、油圧シリンダによる作業装置１０３の駆動などでは操作レバー装置５の操作レバーの押し引き操作は中立に対して非対称な異なる特性が必要である場合が多いので、目標ポンプ圧力設定部３２とポンプ流量上限設定部３３は、それぞれ、操作量検出器２０Ａからの操作量信号と操作量検出器２０Ｂからの操作量信号に対し、その異なる特性に応じた特性を予め設定しておくことで、操作レバー装置５の操作方向に見合った特性とすることができる。

【0054】

図３Ｃは、リミッタ３７に設定される目標傾転量に対する制限値の関係と、回転数補正部３６で算出したポンプ傾転上限値による目標傾転量制限値の変化を示す図である。

【0055】

リミッタ３７は、図３Ｃに示すように、目標傾転量の上限値は回転数補正部３６で算出したポンプ傾転上限値に制限され、目標傾転量の下限値は負の微少な一定値に制限されるよう、制御量演算部３５で算出した目標傾転量と目標傾転量の制限値との関係が設定されている。目標傾転量の上限値を回転数補正部３６で算出したポンプ傾転上限値に制限するのは、操作レバー装置５の操作量（要求流量）に応じて油圧ポンプ２の最大吐出流量を調整するためであり、目標傾転量の下限値を負の微少な一定値に制限するのは、操作レバー装置５の非操作時（レバー中立時）にポンプ吐出油路７内の圧油をタンク１５に戻せるようにすることで、油圧ポンプ２の吐出圧力の上昇を抑えるためである。

【0056】

次に動作について説明する。

【0057】

オペレータの操作レバー装置５のレバー入力（操作量）が中立のとき、レバー入力が微小であるときのＡ操作、レバー入力がそれより大きめであるときのＢ操作に分けて説明する。図４は、操作レバー装置５のレバー入力（操作量）に対する目標ポンプ圧力設定部３２とポンプ流量上限設定部３３の算出状況を分かりやすく示した図である。また、図５はそのときのレバー入力（操作量）と、そのレバー入力に対する油圧ポンプ２の吐出流量（ポンプ流量）、油圧ポンプ２の吐出圧力（ポンプ庄力）、油圧シリンダ４の駆動速度（シリンダ速度）を説明する図である。

【0058】

まず、操作レバー装置５のレバー入力が中立のときは、オペレータの操作量はゼロであり、目標ポンプ圧力設定部３２よりポンプ目標ポンプ圧力として小さい値ｎｐが算出される。さらに、圧力検出器２１で検出した油圧ポンプ２の吐出圧力をフィードバックし（フィードバック減算部３４）、ポンプ圧力が目標ポンプ圧力となるような目標傾転量を算出する（制御量演算部３５）。また、ポンプ流量上限設定部３３よりポンプ流量上限値として小さい値ｎｑが算出され（図示の例ではｎｑ≒０）、その値を回転検出器２２で検出した原動機１の回転数で補正してポンプ傾転上限値を求める（回転数補正部３６）。先の目標傾転量に対し、そのポンプ傾転上限値にてリミッタ３７によってリミッタ処理が施され、油圧ポンプ２のレギュレータ２ａに傾転指令が算出され、油圧ポンプ２の傾転量が制御される。一方、図２に示す方向制御弁３は中立であり、従って油圧ポンプ２の吐出流量は方向制御弁３で止められる。また、油圧シリンダ４は油圧管路９Ａ，９Ｂが閉じられていることから動作せず、停止状態が維持される。更に、油圧ポンプ２の吐出流量は方向制御弁３で止められるため、ポンプ吐出油路７の圧力は上昇しようとするが、フィードバック制御の圧力偏差が負の値になるとリミッタ３７で演算される値は下限値（負の微少な一定値）となるため、油圧ポンプ２は傾転量を０傾転より少し低め、すなわち、ポンプ吐出油路７内の圧油を吸い込み、タンク１５に戻すよう動作する。この結果、ポンプ吐出油路７の圧力上昇（油圧ポンプ２の吐出圧力の上昇）は抑えられる。なお、油圧ショベルの作業中断時など、中立状態の時間が長くなる場合には、ポンプ吐出油路７の圧力が負圧となり、キャビテーションが生じる可能性を抑えるため、ポンプ吐出油路７とタンク１５との間に図示しないメイクアップバルブを設けてもよい。

【0059】

次に、操作レバー装置５の入力が微小であるＡ操作では、オペレータの操作量がわずかにあり、目標ポンプ圧力設定部３２よりポンプ目標圧力としてｎｐより大きい、小さめの値ａｐが算出される。更に、圧力検出器２１で検出した油圧ポンプ２の吐出圧力をフィードバックし（フィードバック減算部３４）、ポンプ圧力が目標ポンプ圧力ａｐとなるような目標傾転量を算出する（制御量演算部３５）。また、ポンプ流量上限設定部３３よりポンプ流量上限値としてｎｑより大きい、小さめの値ａｑが算出され、その値を回転検出器２２で検出した原動機１の回転数で補正してポンプ傾転上限値を求める（回転数補正部３６）。先の目標傾転量に対し、そのポンプ傾転上限値にてリミッタ３７によってリミッタ処理が施され、油圧ポンプ２のレギュレータ２ａに傾転指令が算出され、油圧ポンプ２の傾転量が制御される。一方、図２に示す方向制御弁３は微小ではあるが変位しており、従って油圧ポンプ２の吐出流量は方向制御弁３のメータイン絞りを通り、更に油圧管路９Ａを通って油圧シリンダ４のボトム側室４ａに導かれる。また、油圧シリンダ４のロッド側室４ｂの排出油は油圧管路９Ｂを通り、更に方向制御弁３のメータアウト絞りを通ってタンク１５に排出される。

【0060】

このとき、レバー入力に対するポンプ流量、ポンプ圧力とシリンダ速度は図５のＡ操作に示すように変化する。すなわち、ポンプ流量は油圧シリンダ４のポンプ流量上限値ａｑ（要求流量）に応じた流量に制御されつつ、ポンプ圧力は流量が飽和していない領域では目標ポンプ圧力設定部３２のポンプ目標圧力ａｐに制御されている。これにより操作レバー装置５の入力が微小であるＡ操作では、ポンプ流量がポンプ流量上限値ａｑ（要求流量）に達しない状態では、ポンプ圧力はレバー操作量に応じた目標ポンプ圧力ａｐ（一定値）となり、ポンプ流量がポンプ流量上限値ａｑの要求流量に達すると、ポンプ圧力はその要求流量を維持するのに必要な圧力へと低下し、シリンダ速度はポンプ流量上限値ａｑに対応した速度となる。これによりシリンダ速度がポンプ流量上限値ａｑに対応した速度となるまでは、油圧シリンダ４はレバー操作量に応じた力で駆動され、シリンダ速度がポンプ流量上限値ａｑに対応した速度になると、ポンプ流量はポンプ流量上限値ａｑに保たれ、無駄なポンプ流量を吐出させずに希望する性能を得ることができる。なお、制御量演算部３５に含まれる積分演算において、積分された蓄積分により応答性に影響が出る可能性が有る場合には、リミッタ３７にて飽和状態を別途検出して積分演算を一次停止し、その時の値を保持するなどの公知技術（アンチワインドアップ方法とも呼ばれる）を用いてもよい。

【0061】

更に、操作レバー装置５の入力がＡ操作より大きいＢ操作では、オペレータの操作量が大きめであり、目標ポンプ圧力設定部３２よりポンプ目標圧力としてａｐより大きい値ｂｐが算出される。更に、ポンプ圧力検出器２１で検出した油圧ポンプ２の吐出圧力をフィードバックし（フィードバック減算部３４）、ポンプ圧力が目標ポンプ圧力ｂｐとなるような目標傾転量を算出する（制御量演算部３５）。また、ポンプ流量上限設定部３３よりポンプ流量上限値としてａｑより大きい値ｂｑが算出され、その値を回転検出器２２で検出した原動機１の回転数で補正してポンプ傾転上限値を求める（回転数補正部３６）。先の目標傾転量に対し、そのポンプ傾転上限値にてリミッタ３７によってリミッタ処理が施され、油圧ポンプ２のレギュレータ２ａに傾転指令が算出され、油圧ポンプ２の傾転量が制御される。一方、図２に示す方向制御弁３は変位しており、従って油圧ポンプ２の吐出流量は方向制御弁３のメータイン絞りを通り、更に油圧管路９Ａを通って油圧シリンダ４のボトム側室４ａに導かれる。また、油圧シリンダ４のロッド側室４ｂの排出油は油圧管路９Ｂを通り、更に方向制御弁３のメータアウト絞りを通ってタンク１５に排出される。

【0062】

このとき、レバー入力に対するポンプ流量、ポンプ圧力とシリンダ速度は図５のＢ操作に示すように変化する。すなわち、ポンプ流量は油圧シリンダ４のポンプ流量上限値ｂｑ（要求流量）に応じた流量に制御されつつ、ポンプ圧力は流量が飽和していない領域では目標ポンプ圧力設定部３２のポンプ目標圧力ｂｐに制御されている。これにより操作レバー装置５の入力が大きめであるＢ操作では、ポンプ流量がポンプ流量上限値ｂｑ（要求流量）に達しない状態では、ポンプ圧力はレバー操作量に応じた目標ポンプ圧力ｂｐ（一定値）となり、ポンプ流量がポンプ流量上限値ｂｑの要求流量に達すると、ポンプ圧力はその要求流量を維持するのに必要な圧力へと低下し、シリンダ速度はポンプ流量上限値ｂｑに対応した速度となる。これによりシリンダ速度がポンプ流量上限値ｂｑに対応した速度となるまでは、油圧シリンダ４はレバー操作量に応じた力で駆動され、シリンダ速度がポンプ流量上限値ｂｑに対応した速度になると、ポンプ流量はポンプ流量上限値ｂｑに保たれ、無駄なポンプ流量を吐出させずに希望する性能を得ることができる。なお、前述のＡ操作と同様、制御量演算部３５に含まれる積分演算において、積分された蓄積分により応答性に影響が出る可能性が有る場合には、リミッタ３７にて飽和状態を別途検出して積分演算を一次停止し、その時の値を保持するなどの公知技術（アンチワインドアップ方法とも呼ばれる）を用いてもよい。

【0063】

ここでは、Ａ操作とＢ操作の２つの操作量について説明したが、全ての操作領域において同様にそれぞれ無駄なポンプ流量を吐出させずに希望する性能を得ることができる。

【0064】

このように本実施の形態によれば、ブリードオフ制御での油圧ポンプ２の吐出流量の排出を抑制し、油圧ポンプ２の吐出流量の絞り捨ての損失を低減して、エネルギー効率を向上させることができるとともに、油圧ポンプ２の吐出圧力を操作レバー装置５の操作量に応じて制御可能とし、操作性能をも向上させることができる。

【0065】

〜第２の実施の形態〜
図６は、本発明の第２の実施の形態における油圧制御装置のコントローラの制御ロジックを示す図である。図中、第１の実施の形態と同一のものは同一の符号を付し、説明を省略する。

【0066】

図６において、本実施の形態では、コントローラ６Ａは、図３に示すものに加えて、新たに、油圧ポンプ２の吸収動力量を制限するための動力制限値Ｐwr_refを設定するポンプ動力上限設定装置４１と、ポンプ動力上限設定装置４１で設定した動力制限値Ｐwr_refを圧力検出器２１で検出した油圧ポンプ２の吐出圧力（現在圧力）で除した値に補正係数Ｋ２をかけることで、ポンプ流量上限値を算出する流量補正部４２（流量上限値補正部）と、ポンプ流量上限設定部３３で算出されたポンプ流量上限値と流量補正部４２で算出されたポンプ流量上限値の小さい方を選択する小側選択部４３（選択部）とを備え、小側選択部４３で選択されたポンプ流量上限値が回転数補正部３６に入力され、ポンプ傾転上限値が算出される。

【0067】

ポンプ動力上限設定装置４１は操作装置４１ａを有し、オペレータが操作装置４１ａを操作することで、動力制限値Ｐwr_refを自由に変更可能である。

【0068】

このように操作量検出器２０Ａ，２０Ｂからの操作量信号（レバー操作量）によるポンプ流量上限値とポンプ動力上限設定装置４１からのポンプ流量上限値の小さい方が選択され、選択されたポンプ流量上限値に基づいて油圧ポンプの傾転量を制御することにより、第１の実施の形態に対して更に油圧ポンプ２の動力をも制約に加えた制御を行うことができる。

【0069】

これによりブリードオフ等のポンプ吐出流量の排出を抑制するので、エネルギ効率的には好適でありながら、そのポンプ吐出流量や圧力を制御でき、操作性能も向上できる上、さらには油圧ポンプ２の動力を制限することも可能となるので、更にシステムの操作性能が向上できる。

【0070】

図７は、第１及び第２の実施の形態における目標ポンプ圧力設定部及びポンプ流量上限設定部の変形例を示す図である。第１及び第２の実施の形態においては、目標ポンプ圧力設定部３２及びポンプ流量上限設定部３３に操作量信号に対する目標ポンプ圧力の関係（以下目標ポンプ圧力特性という）と操作量信号に対するポンプ流量上限値の関係（以下ポンプ流量上限値特性という）をそれぞれ１つずつ設定したが、図７に示す変形例では、目標ポンプ圧力設定部３２Ａ及びポンプ流量上限設定部３３Ａのそれぞれに複数の目標ポンプ圧力特性Ａｐ，Ｂｐ，Ｃｐ及びポンプ流量上限値特性Ａｑ，Ｂｑ，Ｃｑを設定し、オペレータが操作装置４６，４７を操作することでそれらの特性の所望の１つを選択できるように構成したものである。

【0071】

これによりオペレータの意志で自由に目標ポンプ圧力特性とポンプ流量上限値特性を調整することが可能になり、操作性能が更に向上する。

【0072】

図８は、第１及び第２の実施の形態における目標ポンプ圧力設定部及びポンプ流量上限設定部の他の変形例を示す図である。この変形例は、図７に示す変形例において、目標ポンプ圧力設定部３２Ａ及びポンプ流量上限設定部３３Ａは、目標ポンプ圧力設定部３２Ａにおける操作量信号に対する目標ポンプ圧力を大きい設定値とした特性Ａｐとポンプ流量上限設定部３３Ａにおける操作量信号に対するポンプ流量上限値を大きい設定値とした特性Ａｑとを組み合わせることで力と速度を比較的高めた設定としたハイパワーモードと、目標ポンプ圧力設定部３２Ａにおける操作量信号に対する目標ポンプ圧力を中間付近の設定値とした特性Ｂｐとポンプ流量上限設定部３３Ａにおける操作量信号に対するポンプ流量上限値を中間付近の設定値とした特性Ｂｑとを組み合わせたスタンダードモードと、目標ポンプ圧力設定部３２Ａにおける操作量信号に対する目標ポンプ圧力を小さい設定値とした特性Ｃｐとポンプ流量上限設定部３３Ａにおける操作量信号に対するポンプ流量上限値を小さい設定値とした特性Ｃｑとを組み合わせた微操作モードとを備え、オペレータが操作装置４８を操作することで所望のモードを選択できるように構成したものである。

【0073】

これにより目標ポンプ圧力設定部３２Ａ及びポンプ流量上限設定部３３Ａに特性の組み合わせが多く存在する中で、煩雑な設定を代表的な組合わせ（モード）に置き換えて選択することができるようになり、組み合わせの選択操作が簡素化され、オペレータの労力低減が図れ、使い勝手が向上する。

【0074】

図９は、第１及び第２の実施の形態における目標ポンプ圧力設定部の更に他の変形例を示す図である。この変形例では、目標ポンプ圧力設定部３２Ｂに目標ポンプ圧力の最高圧力として、メインリリーフバルブ８の開放圧力（クラッキング圧力）より低い圧力Ｐｐｍａｘ１とメインリリーフバルブ８の開放圧力（クラッキング圧力）より高い圧力Ｐｐｍａｘ２を設定しておき、オペレータが操作装置４９を操作することでそのうちの一方を選択できるように構成したものである。

【0075】

第１及び第２の実施の形態における目標ポンプ圧力設定部３２は、図３Ａを参照して説明したように、操作量検出器２０Ａ，２０Ｂからの操作量信号（操作レバー装置５の操作量）が増加するにしたがって油圧ポンプ２の吐出圧力が上昇するように設定してあり、操作レバー装置５のフルレバー操作付近以上では最大の回路圧力が確保できるように構成し、逆に中立付近においては回路圧力を小さく抑えるように構成した。ここで、操作レバー装置５のフルレバー操作付近以上で設定される最大の回路圧力の設定値は、エネルギ効率向上の観点から、油圧ポンプ２の吐出圧力を制限するメインリリーフバルブ８の開放圧力（クラッキング圧力）よりも小さく設定されている。これにより回路圧力の制限は基本的に油圧ポンプ２の吐出流量の制御にて行われるようになるので、メインリリーフバルブ８の開放によるエネルギ損失が低減され、エネルギ効率が向上する。

【0076】

一方、冬場等の気温の低いときにエンジン１を始動して油圧回路の作動油、機器類を暖気したい場合においては、最大の回路圧力の設定値は油圧ポンプ２の吐出圧力を制限するメインリリーフバルブ８の開放圧力（クラッキング圧力）よりも高くすることが有効である。これは油圧シリンダ４のストロークエンドに押し当てて操作レバー装置５を入力することで、油圧ポンプ２の吐出流量がリリーフ圧に達し、油圧ポンプ２の吐出流量の一部がメインリリーフバルブ８にて放出されて、熱に変換され作動油が暖気されることになるからである。

【0077】

本変形例はこのような２つの課題を達成するものである。すなわち、通常使用時は、目標ポンプ圧力設定部３２に目標ポンプ圧力の最高圧力として圧力Ｐｐｍａｘ１を設定することで、油圧ポンプ２の最大吐出圧力をメインリリーフバルブ８のクラッキング圧力より低くすることができ、これによりメインリリーフバルブ８の開放によるエネルギ損失が低減され、エネルギ効率が向上する。また、低温時などでは、目標ポンプ圧力設定部３２に目標ポンプ圧力の最高圧力として圧力Ｐｐｍａｘ２を設定することで、油圧ポンプ２の最大吐出圧力をメインリリーフバルブ８のクラッキング圧力より高くすることができ、これにより油圧ポンプ２の吐出圧力がリリーフ圧に達し、油圧ポンプ２の吐出流量の一部がメインリリーフバルブ８にて放出されて、熱に変換され作動油が暖気することができる。

【0078】

〜第３の実施の形態〜
図１０は、本発明の第３の実施の形態における油圧制御装置のポンプ制御装置の構成とコントローラの制御ロジックを示す図である。図中、第１の実施の形態と同一のものは同一の符号を付し、説明を省略する。

【0079】

第１の実施の形態では、油圧ポンプ２の目標傾転量を決定するまでの機能の全てをコントローラ６に持たせてソフトウエアで行い、コントローラ６で決定した目標傾転量とする機能をメカニカルなレギュレータ２ａに持たせたが、本実施の形態では、目標ポンプ圧力設定部３２とポンプ流量上限設定部３３の機能をコントローラ６Ｂに持たせ、それ以外の処理機能（フィードバック減算部３４、制御量演算部３５、リミッタ３７の機能）である圧力制御系の機能をメカニカルなレギュレータ２ａＡに持たせたものである。

【0080】

図１０において、本実施の形態では、ポンプ制御装置はコントローラ６Ｂと、レギュレータ２ａＡと、電磁比例弁６２，６３とを備えている。

【0081】

コントローラ６Ｂは、操作量検出部３１と、目標ポンプ圧力設定部３２と、ポンプ流量上限設定部３３と、反転部６４とを備えている。操作量検出部３１と目標ポンプ圧力設定部３２とポンプ流量上限設定部３３は第１の実施の形態のコントローラ６に備えられるものと同じである。反転部６４は目標ポンプ圧力設定部３２で算出された目標ポンプ圧力が増加するにしたがって小さくなる値を演算し、その演算値を電磁比例弁６２の制御信号として出力する。また，ポンプ流量上限設定部３３は算出したポンプ流量上限値を電磁比例弁６３の制御信号として出力する。

【0082】

コントローラ６Ｂは、図３のコントローラ６と同様に、回転数補正部３６を更に備え、ポンプ流量上限設定部３３で算出したポンプ流量上限値を回転検出器２２によって検出した原動機１の回転数Ｎengで除した値に補正係数Ｋ１をかけることで、ポンプ流量上限値を原動機１の回転数で補正してもよい。また、コントローラ６Ｂは、図６のコントローラ６Ａと同様に、流量補正部４２及び小側選択部４３を更に備え、ポンプ流量上限設定部３３で算出されたポンプ流量上限値とポンプ動力上限設定装置４１で設定した動力制限値Ｐwr_refから算出したポンプ流量上限値の小さい方を選択し、ポンプ傾転上限値を算出してもよい。

【0083】

レギュレータ２ａＡは、サーボピストン装置７１と、圧力制御スプール弁７２と、流量制御スプール弁７３とを有している。サーボピストン装置７１は、ピストン７１ａ、大径シリンダ室７１ｂ、小径シリンダ室７１ｃとを備え、ピストン７１ａは油圧ポンプ２の斜板にリンク結合され、大径シリンダ室７１ｂは圧力制御スプール弁７２と流量制御スプール弁７３を介してパイロット油圧源７４とタンク１５に接続され、小径シリンダ室７１ｃはパイロット油圧源７４に直接接続されている。圧力制御スプール弁７２は、スプール７２ａと、バルブポートを形成するスリーブ７２ｂと、油圧ポンプ２の吐出圧力（自己圧）が導かれる受圧室７２ｃと、電磁比例弁６２が出力する制御圧力が外部パイロット信号として導かれる受圧室７２ｄとを備えている。流量制御スプール弁７３は、スプール７３ａと、バルブポートを形成するスリーブ７３ｂと、バネ７３ｃと、電磁比例弁６３が出力する制御圧力が外部パイロット信号として導かれる受圧室７３ｄとを備えている。圧力制御スプール弁７２のスリーブ７２ｂと流量制御スプール弁７３のスリーブ７３ｂはサーボピストン装置７１のピストン７１ａとリンク結合され、メカニカルな構成にてピストン７１ａの変位がフィードバックされるように構成されている。したがって、レギュレータ２ａＡは、メカニカルな構成でありながら、スプール７２ａ，７３ａの変位に対して高い位置制御性能を有している。

【0084】

このように構成したコントローラ６Ｂとレギュレータ２ａＡとを組み合わせは、機能的には、回転数補正部３６の原動機回転数補正の機能がない点を除いて、第１及び第２の実施の形態と同等であり、しかも第１及び第２の実施の形態のコントローラ６の圧力制御系の機能をメカニカルなレギュレータ２ａＡにて実現することができる。

【0085】

本実施の形態によれば、圧力制御などの高応答高精度な制御はメカニカルなレギュレータ２ａＡにて行うので，コントローラ６Ｂが高速な制御演算性能を有していなくても高応答の制御が可能となる。また、部品構成の組み合わせ自由度が向上し、システムの構成が容易となり好適である。

【符号の説明】

【0086】

１ 原動機（ディーゼルエンジン）
２ 可変容量型の油圧ポンプ
２ａ，２ａＡ レギュレータ
３ 方向制御弁
４ アクチュエータ
５ 操作レバー装置
６，６Ａ，６Ｂ コントローラ
７ ポンプ吐出油路
８ メインリリーフバルブ
９Ａ，９Ｂ 油圧管路
１０Ａ，１０Ｂ オーバロードリリーフバルブ
１１Ａ，１１Ｂ 補給用チェックバルブ
１５ タンク
２０Ａ，２０Ｂ 操作量検出器（圧力検出器）
２１ 圧力検出器
２２ 回転検出器
３１ 操作量検出部
３２ 目標ポンプ圧力設定部
３３ ポンプ流量上限設定部
３４ フィードバック減算部
３５ 制御量演算部
３６ 回転数補正部
３７ リミッタ（制御量制限部）
４１ ポンプ動力上限設定装置
４２ 流量補正部
４３ 小側選択部
６２，６３ 電磁比例弁
６４ 反転部
７１ サーボピストン装置
７１ａ ピストン
７１ｂ 大径シリンダ室
７１ｃ 小径シリンダ室
７２ 圧力制御スプール弁
７２ａ スプール
７２ｂ スリーブ
７２ｃ 受圧室
７２ｄ 受圧室
７３ 流量制御スプール弁
７３ａ スプール
７３ｂ スリーブ
７３ｃ バネ
７３ｄ 受圧室
７４ パイロット油圧源
１０１ 走行体
１０２ 旋回体
１０３ 作業装置（フロント作業機）
１０４ ブーム
１０５ アーム
１０６ バケット
１０７ ブームシリンダ
１０８ アームシリンダ
１０９ バケットシリンダ
１１０ 運転室
１１１ａ，１１１ｂ 履帯
１１２ａ，１１２ｂ 走行モータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】