特許 6782852 建設機械

(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】6782852

(24)【登録日】2020年10月22日

(45)【発行日】2020年11月11日

(54)【発明の名称】建設機械

(51)【国際特許分類】

   F15B 11/02 20060101AFI20201102BHJP

   E02F 9/22 20060101ALI20201102BHJP

【ＦＩ】

   F15B11/02 C

   E02F9/22 R

【請求項の数】3

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2019-546407(P2019-546407)

(86)(22)【出願日】2018年3月15日

(86)【国際出願番号】JP2018010352

(87)【国際公開番号】WO2019176076

(87)【国際公開日】20190919

【審査請求日】2019年8月26日

(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】山下 亮平

(72)【発明者】

【氏名】森 和繁

(72)【発明者】

【氏名】井村 進也

【審査官】 北村 一

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１３−５４３０８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０３６４９５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１５Ｂ １１／００−１１／２２；２１／１４

Ｅ０２Ｆ ３／４２− ３／４３； ３／８４− ３／８５； ９／２０− ９／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

可変容量型の油圧ポンプと、
前記油圧ポンプの押しのけ容積を調整するレギュレータと、
前記油圧ポンプから吐出された圧油により駆動される複数の油圧アクチュエータと、
前記複数の油圧アクチュエータに対する圧油の給排を制御する複数の流量制御弁と、
前記複数の流量制御弁を操作するための複数の操作装置と、
前記複数の操作装置の各操作量を検出する操作量検出装置と、
前記操作量検出装置で検出された前記複数の操作装置の各操作量に応じて前記レギュレータを制御するコントローラとを備えた建設機械において、
前記コントローラは、
前記複数の操作装置の各操作量に対して第１目標押しのけ容積を算出し、
前記複数の操作装置の各操作量に対して、同一操作量に対する第１目標押しのけ容積よりも大きい第２目標押しのけ容積を算出し、
前記複数の操作装置の各操作量に対して算出された複数の第１目標押しのけ容積の合計値、および前記複数の操作装置の各操作量に対して算出された複数の第２目標押しのけ容積のうちの最大値のいずれか小さい方を最終目標押しのけ容積として選択し、
前記最終目標押しのけ容積に応じて前記レギュレータを制御する
ことを特徴とする建設機械。

【請求項2】

請求項１に記載の建設機械において、
前記レギュレータは、前記油圧ポンプの押しのけ容積可変部材を駆動する傾転制御ピストンと、前記コントローラから入力される指令電流に応じて前記傾転制御ピストンの操作圧を生成する比例電磁弁とを有し、
前記コントローラは、
前記複数の操作装置の各操作量を第１目標押しのけ容積に変換する複数の第１押しのけ容積変換部と、
前記複数の操作装置の各操作量を第２目標押しのけ容積に変換する複数の第２押しのけ容積変換部と、
前記複数の第１押しのけ容積変換部で変換された複数の第１目標押しのけ容積の合計値を算出する加算部と、
前記複数の第２押しのけ容積変換部で算出された複数の第２目標押しのけ容積の最大値を選択して出力する最大値選択部と、
前記加算部の出力値および前記最大値選択部の出力値のいずれか小さい方を選択し、前記最終目標押しのけ容積として出力する最小値選択部と、
前記最小値選択部の出力値に応じた指令電流を前記比例電磁弁に出力する指令電流変換部とを有する
ことを特徴とする建設機械。

【請求項3】

請求項１に記載の建設機械において、
前記複数の操作装置の各操作量に対して算出される第１目標押しのけ容積の各最大値は、前記複数の油圧アクチュエータの各要求最大速度に応じて設定されている
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、油圧ショベル等の建設機械に関し、特に、可変容量型の油圧ポンプで複数の油圧アクチュエータを駆動する油圧駆動装置が搭載された建設機械に関する。

【背景技術】

【0002】

油圧ショベル等の建設機械は、一般に、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、この油圧アクチュエータに対する圧油の給排を制御する流量制御弁とを備えている。複数の油圧アクチュエータを駆動する油圧ポンプの流量制御を行なう油圧ポンプ制御装置の従来技術を開示するものとして、例えば特許文献１がある。

【0003】

特許文献１には、可変容量油圧ポンプと、この可変容量油圧ポンプのおしのけ容積可変機構と、このおしのけ容積可変機構の傾転量を制御するレギュレータと、前記油圧ポンプにより駆動される複数の油圧アクチュエータと、これら各油圧アクチュエータの駆動を制御する各制御弁とを備えたものにおいて、前記各制御弁の操作量を検出する各操作量検出器と、これら各操作量検出器で検出される各操作量のそれぞれに応じた前記おしのけ容積可変機構の各傾転量およびこれら傾転量のそれぞれについて対応する油圧アクチュエータに最適な最大傾転量が設定されるとともに前記各操作量検出器の検出値を入力しこれら各検出値に応じた前記傾転量を出力して前記レギュレータを制御するコントローラとを設け、前記コントローラは、前記各油圧アクチュエータ毎に設けられ対応する前記操作量検出器の検出値に応じた前記傾転量を抽出する抽出手段と、これら各抽出手段で抽出された傾転量のうちの最大値を選択する最大値選択手段とを備えていることを特徴とする油圧ポンプ制御装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平７−１１９７０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載の油圧ポンプ制御装置によれば、油圧アクチュエータ毎に最適な最大傾転量が設定されているため、各油圧アクチュエータをそれぞれ単独で駆動する単独操作において、油圧アクチュエータ毎に最適な最大駆動速度を得ることができる。

【0006】

しかしながら、複数の油圧アクチュエータを同時に駆動する複合操作においては、これら複数の油圧アクチュエータに対応した各最大傾転量のうちの最大値に応じて油圧ポンプの吐出流量が制御されるため、複数の油圧アクチュエータの要求流量の合計に対して油圧ポンプの吐出流量が不足し、油圧アクチュエータ毎に最適の最大駆動速度を得ることができないという問題が生じ得る。ここで、油圧アクチュエータ毎に設定される最大傾転量を最適な最大傾転量よりも大きくすることにより、複合操作時における油圧ポンプの吐出流量の不足を解消することができると考えられるが、このような設定の下で各油圧アクチュエータをそれぞれ単独で駆動した場合、油圧ポンプの吐出流量が油圧アクチュエータの要求流量に対して過剰となり、エネルギ損失が大きくなるという課題が生じる。

【0007】

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の油圧アクチュエータをそれぞれ単独で駆動する単独動作時、および複数の油圧アクチュエータを同時に駆動する複合動作時の両方で、油圧ポンプの吐出流量を抑制しつつ、各油圧アクチュエータをそれぞれ適切な速度で駆動することが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】

【0008】

上記目的を達成するために、本発明は、可変容量型の油圧ポンプと、前記油圧ポンプの押しのけ容積を調整するレギュレータと、前記油圧ポンプから吐出された圧油により駆動される複数の油圧アクチュエータと、前記複数の油圧アクチュエータに対する圧油の給排を制御する複数の流量制御弁と、前記複数の流量制御弁を操作するための複数の操作装置と、前記複数の操作装置の各操作量を検出する操作量検出装置と、前記操作量検出装置で検出された前記複数の操作装置の各操作量に応じて前記レギュレータを制御するコントローラとを備えた建設機械において、前記コントローラは、前記複数の操作装置の各操作量に対して第１目標押しのけ容積を算出し、前記複数の操作装置の各操作量に対して、同一操作量に対する第１目標押しのけ容積よりも大きい第２目標押しのけ容積を算出し、前記複数の操作装置の各操作量に対して算出された複数の第１目標押しのけ容積の合計値、および前記複数の操作装置の各操作量に対して算出された複数の第２目標押しのけ容積のうちの最大値のいずれか小さい方を最終目標押しのけ容積として選択し、前記最終目標押しのけ容積に応じて前記レギュレータを制御するものとする。

【0009】

以上のように構成した本発明によれば、各油圧アクチュエータをそれぞれ単独で駆動する単独操作時に、油圧ポンプの押しのけ容積が油圧アクチュエータ毎に設定された押しのけ容積（第１押しのけ容積）と一致するように調整されるため、油圧ポンプの吐出流量を過剰にすることなく、各油圧アクチュエータをそれぞれ適切な速度で駆動することができる。

【0010】

また、複数の油圧アクチュエータを同時に駆動する複合操作時に、油圧ポンプの押しのけ容積が各操作量に対して算出された複数の第１押しのけ容積の合計値、および各操作量に対して算出された複数の第２押しのけ容積の最大値のいずれか小さい方（最終目標押しのけ容積）と一致するように制御されるため、油圧ポンプの吐出流量を過剰にすることなく、複数の油圧アクチュエータをそれぞれ適切な速度で駆動することができる。

【0011】

これにより、各油圧アクチュエータをそれぞれ単独で駆動する単独操作時、および複数の油圧アクチュエータを同時に駆動する複合操作時の両方で、油圧ポンプの吐出流量を抑制しつつ、各油圧アクチュエータをそれぞれ適切な速度で駆動することが可能となる。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、各油圧アクチュエータをそれぞれ単独で駆動する単独操作、および複数の油圧アクチュエータを同時に駆動する複合操作の双方において、油圧ポンプの吐出流量を抑制しつつ、各油圧アクチュエータをそれぞれ適切な速度で駆動することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施の形態に係る建設機械の一例としての油圧ショベルの側面図である。

【図2】本発明の実施の形態における油圧駆動装置の概略構成図である。

【図3】流量制御弁のスプールストローク（パイロット圧）と各絞りの開口面積との関係を模式的に示す図である。

【図4】従来技術におけるレバー操作量（パイロット圧）と油圧ポンプの目標傾転量（目標押しのけ容積）との関係を模式的に示す図である。

【図5】本発明の実施の形態におけるコントローラの機能ブロック図である。

【図6】本発明の実施の形態におけるレバー操作量（パイロット圧）と油圧ポンプの目標傾転量（目標押しのけ容積）との関係を模式的に示す図である。

【図7】本発明の実施の形態に係る油圧駆動装置において、ブーム上げ単独操作中に旋回左操作が行われた場合のレバー操作量、油圧ポンプ吐出流量、および油圧アクチュエータ速度の変化を従来技術と比較して示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

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。

【0015】

図１は、本発明の実施の形態に係る油圧ショベルの側面図である。

【0016】

図１において、油圧ショベル２００は、下部走行体２０１と、上部旋回体２０２と、フロント作業装置２０３とを備えている。下部走行体２０１は左右のクローラ式走行装置２０４ａ，２０４ｂ（片側のみ図示）を有し、左右の走行モータ２０５ａ，２０５ｂ（片側のみ図示）により駆動される。上部旋回体２０２は下部走行体２０１上に旋回可能に搭載され、旋回モータ４により旋回駆動される。フロント作業装置２０３は上部旋回体２０２の前部に上下方向に回動可能に取り付けられている。上部旋回体２０２にはキャビン（運転室）２０６が備えられ、キャビン２０６内には後述する操作レバー装置７，８（図２参照）や図示しない走行用の操作ペダル装置等の操作装置が配置されている。

【0017】

フロント作業装置２０３は、上部旋回体２０２の前部に上下方向に回動可能に取り付けられたブーム２０７と、このブーム２の先端部に上下、前後方向に回動可能に連結されたアーム２０８と、このアーム２０８の先端部に上下、前後方向に回動可能に連結されたバケット２０９と、ブーム２０７を駆動する油圧アクチュエータとしてのブームシリンダ３と、アーム２０８を駆動する油圧アクチュエータとしてのアームシリンダ２１０と、バケット２０９を駆動する油圧アクチュエータとしてのバケットシリンダ２１１とを備えている。ブーム２０７はブームシリンダ３の伸縮により上部旋回体２０２に対して上下方向に回動し、アーム２０８はアームシリンダ２１０の伸縮によりブーム２０７に対して上下、前後方向に回動し、バケット２０９はバケットシリンダ２１１の伸縮によりアーム２０８に対して上下、前後方向に回動する。

【0018】

図２は、図１に示す油圧ショベル２００に搭載された油圧駆動装置の概略構成図である。なお、説明の簡略化のため、図２では、ブームシリンダ３および旋回モータ４の駆動に関わる部分のみを示し、その他の油圧アクチュエータの駆動に関わる部分は省略している。

【0019】

図２において、油圧駆動装置３００は、原動機としてのエンジン１と、エンジン１によって駆動される可変容量型の油圧ポンプ２と、ブームシリンダ３と、旋回モータ４と、ブームシリンダ３の圧油の給排を制御するブーム用流量制御弁５と、旋回モータ４の圧油の給排を制御する旋回用流量制御弁６と、ブームシリンダ３の操作を指示するパイロット式のブーム操作レバー装置７と、旋回モータ４の操作を指示するパイロット式の旋回操作レバー装置８と、油圧ポンプ２が有する押しのけ容積可変部材（斜板）２ａの傾転を調整するレギュレータ２０と、レギュレータ２０を制御するコントローラ１３とを備えている。

【0020】

レギュレータ２０は、押しのけ容積可変部材（斜板）２ａを駆動する傾転制御ピストン２１と、コントローラ１３から入力される指令電流に応じて傾転制御ピストン２１の操作圧を生成する比例電磁弁２２とを有する。

【0021】

ブーム用流量制御弁５は、ブーム操作レバー装置７の操作レバー（ブーム操作レバー）７ａがブーム上げ側に操作されたときにブーム操作レバー装置７から出力されるパイロット圧（ブーム上げパイロット圧ＢＭＵ）によって図示右方向に駆動される。これにより、油圧ポンプ２の吐出油がブームシリンダ３のボトム側に供給されると共に、ブームシリンダ３のロッド側から排出される油がタンクに戻され、ブームシリンダ３が伸長動作する。

【0022】

また、ブーム用流量制御弁５は、ブーム操作レバー７ａがブーム下げ側に操作されたときにブーム操作レバー装置７から出力されるパイロット圧（ブーム下げパイロット圧ＢＭＤ）によって図示左方向に駆動される。これにより、油圧ポンプ２の吐出油がブームシリンダ３のロッド側に供給されると共に、ブームシリンダ３のボトム側から排出される油がタンクに戻され、ブームシリンダ３が縮退動作する。

【0023】

旋回用流量制御弁６は、旋回操作レバー装置８の操作レバー（旋回操作レバー）８ａが旋回左側に操作されたときに旋回操作レバー装置８から出力されるパイロット圧（旋回左パイロット圧ＳＷＬ）によって図示右方向に駆動される。これにより、油圧ポンプ２から吐出される圧油が旋回モータ４の図示左側のポートに供給されると共に、旋回モータ４の図示右側のポートから排出される油がタンクに戻され、旋回モータ４が左旋回方向に回転動作する。

【0024】

また、旋回用流量制御弁６は、旋回操作レバー８ａが旋回右側に操作されたときに旋回操作レバー装置８から出力されるパイロット圧（旋回右パイロット圧ＳＷＲ）によって図示左方向に駆動される。これにより、油圧ポンプ２から吐出される圧油が旋回モータ４の図示右側のポートに供給されると共に、旋回モータ４の図示左側のポートから排出される油がタンクに戻され、旋回モータ４が右旋回方向に回転動作する。

【0025】

ブーム操作レバー装置７から出力されるブーム上げパイロット圧ＢＭＵをブーム用流量制御弁５の図示左側の操作部に導くパイロットラインには、ブーム上げパイロット圧ＢＭＵを検出する圧力センサ９が設けられ、ブーム操作レバー装置７から出力されるブーム下げパイロット圧ＢＭＤをブーム用流量制御弁５の図示右側の操作部に導くパイロットラインには、ブーム下げパイロット圧ＢＭＤを検出する圧力センサ１０が設けられている。

【0026】

旋回操作レバー装置８から出力される旋回左パイロット圧ＳＷＬを旋回用流量制御弁６の図示左側の操作部に導くパイロットラインには、旋回左パイロット圧ＳＷＬを検出する圧力センサ１１が設けられ、旋回操作レバー装置８から出力される旋回右パイロット圧ＳＷＲを旋回用流量制御弁６の図示右側の操作部に導くパイロットラインには、旋回右パイロット圧ＳＷＲを検出する圧力センサ１２が設けられている。

【0027】

コントローラ１３は、圧力センサ９，１０，１１，１２の検出信号（パイロット圧）を入力して所定の演算処理を行い、レギュレータ２０の比例電磁弁２２に指令電流を出力する。

【0028】

図２に示す油圧回路は、オープンセンタ型と呼ばれる方式である。この方式では、流量制御弁５，６のスプールのストロークと各絞りの開口面積の関係を図３のように設定することで、油圧ポンプ２から油圧アクチュエータ３，４に供給される圧油の流量（以下、メータイン流量という）と、油圧ポンプ２からセンタバイパス流路を介してタンクに戻される圧油の流量（以下、ブリードオフ流量という）をスプールのストローク、すなわち操作レバー７ａ，８ａの操作量（レバー操作量）に応じて制御する。

【0029】

例えば、操作レバー７ａ，８ａが中立位置の場合にはセンタバイパス絞りのみが開いているため、すべての圧油がタンクに戻される。中間位置の場合にはセンタバイパス絞りとメータイン絞りの両方が開いているため、一部の圧油がタンクに戻される一方、残りの圧油が油圧アクチュエータ３，４に供給される。最大位置の場合にはメータイン絞りのみが開いているため，すべての圧油が油圧アクチュエータ３，４に供給される。

【0030】

ブーム用流量制御弁５および旋回用流量制御弁６のセンタバイパス絞りの開口面積が比較的大きい場合（図３の破線）、中間位置におけるブリードオフ流量も比較的多くなる。そのため従来技術では、ブームおよび旋回の操作量に対する目標傾転量特性は比較的大きく設定されている（図４の破線）。

【0031】

ここで、ブーム用流量制御弁５と旋回用流量制御弁６をそれぞれ中間位置で同時に操作（以下、複合操作という）する場合を想定する。ブーム用流量制御弁５と旋回用流量制御弁６のセンタバイパス絞りを直列絞りと見なすと、等価開口面積はブーム用流量制御弁５あるいは旋回用流量制御弁６を単独で操作（以下、単独操作という）する場合と比較して小さくなるため、ブリードオフ流量も減少する。これにより、油圧アクチュエータ３，４に供給される圧油の流量が増加し、各油圧アクチュエータ３，４をそれぞれ適切な速度で駆動することができる。

【0032】

一方で、ブーム用流量制御弁５および旋回用流量制御弁６のセンタバイパス絞りの開口面積が比較的小さい場合（図３の実線）、中間位置におけるブリードオフ流量も比較的少なくなる。そこで従来技術では、ブームおよび旋回の操作量に対する目標傾転量特性は比較的小さく設定されている（図４の実線）。このような設定は、例えばブリードオフ流量による損失を低減することを目的として行われることがある。

【0033】

この場合、ブーム用流量制御弁５と旋回用流量制御弁６をそれぞれ中間位置で複合操作すると、センタバイパス絞りの開口面積が比較的大きい場合と同様に、単独操作の場合よりもブリードオフ流量は減少するが、減少量は少なくなる。このため、油圧アクチュエータ３，４に供給される圧油の流量が十分に増加せず、各油圧アクチュエータ３，４を適切な速度で駆動することができない可能性がある。本実施の形態では、コントローラ１３が以下に説明する機能を備えることにより、複数の油圧アクチュエータ３，４をそれぞれ単独で駆動する単独操作時、および複数の油圧アクチュエータ３，４を同時に駆動する複合操作時の両方で、油圧ポンプ２の吐出流量を抑制しつつ、各油圧アクチュエータ３，４をそれぞれ適切な速度で駆動することが可能となる。

【0034】

図５は、コントローラ１３の機能ブロック図である。

【0035】

図５において、コントローラ１３は、第１押しのけ容積変換部１３１１，１３１２，・・・，１３１ｎと、第２押しのけ容積変換部１３２１，１３２２，・・・，１３２ｎと、加算部１３３と、最大値選択部１３４と、最小値選択部１３５と、指令電流変換部１３６とを備えている。

【0036】

第１押しのけ容積変換部１３１１および第２押しのけ容積変換部１３２１は、パイロット圧Ｐｉ１（レバー操作量）に対する油圧ポンプ２の目標押しのけ容積特性を記憶しており、入力されたパイロット圧Ｐｉ１をそれぞれ第１押しのけ容積Ｑｓ１および第２押しのけ容積Ｑｃ１に変換して出力する。第１押しのけ容積変換部１３１２および第２押しのけ容積変換部１３２２は、パイロット圧Ｐｉ２（レバー操作量）に対する油圧ポンプ２の目標押しのけ容積特性を記憶しており、入力されたパイロット圧Ｐｉ２をそれぞれ第１押しのけ容積Ｑｓ２および第２押しのけ容積Ｑｃ２に変換して出力する。第１押しのけ容積変換部１３１ｎおよび第２押しのけ容積変換部１３２ｎは、その他のパイロット圧Ｐｉｎ（レバー操作量）に対する油圧ポンプ２の目標押しのけ容積特性を記憶しており、入力されたパイロット圧Ｐｉｎをそれぞれ第１押しのけ容積Ｑｓｎおよび第２押しのけ容積Ｑｃｎに変換して出力する。以下、パイロット圧Ｐｉ１をブーム上げパイロット圧ＢＭＵとし、パイロット圧Ｐｉ２を旋回左パイロット圧ＳＷＬとして説明する。

【0037】

加算部１３３は、第１目標押しのけ容積変換部１３１１，１３１２，・・・，１３１ｎの各出力値Ｑｓ１，Ｑｓ２，・・・，Ｑｓｎの合計値Ｑｓｓｕｍを出力する。

【0038】

最大値選択部１３４は、第２目標押しのけ容積変換部１３２１，１３２２，・・・，１３２ｎの各出力値Ｑｃ１，Ｑｃ２，・・・，Ｑｃｎのうちの最大値Ｑｃｍａｘを選択して出力する。

【0039】

最小値選択部１３５は、加算部１３３の出力値Ｑｓｓｕｍおよび最大値選択部１３４の出力値Ｑｃｍａｘのいずれか小さい方を選択し、最終目標押しのけ容積Ｑｆｉｎとして出力する。

【0040】

指令電流変換部１３６は、最小値選択部１３５から出力された最終目標押しのけ容積Ｑｆｉｎに応じた指令電流Ｉをレギュレータ２０の比例電磁弁２２に出力する。

【0041】

図６に第１目標押しのけ容積変換部１３１１，１３１２，・・・，１３１ｎに記憶されている目標押しのけ容積特性（第１目標押しのけ容積特性）と第２目標押しのけ容積変換部１３２１，１３２２，・・・，１３２ｎに記憶されている目標押しのけ容積特性（第２の目標押しのけ容積特性）との関係を示す。

【0042】

図６に示すように、第１および第２目標押しのけ容積は、いずれもレバー操作量（パイロット圧）に応じて増加する。第２目標押しのけ容積の最大値Ｑ２ｍａｘは油圧ポンプ２の最大押しのけ容積と同等の値に設定されている。第２目標押しのけ容積の最小値Ｑ２ｍｉｎは油圧ポンプ２の最小押しのけ容積と同等の値に設定されている。第１目標押しのけ容積の最大値Ｑ１ｍａｘは第２目標押しのけ容積の最大値Ｑ２ｍａｘ以下に設定されている。ここで、第１目標押しのけ容積Ｑｓ１，Ｑｓ２，・・・，Ｑｓｎの各最大値Ｑ１ｍａｘ，Ｑ２ｍａｘ，・・・，Ｑｎｍａｘは、複数の油圧アクチュエータ３，４の各要求最大速度に応じて設定することが望ましい。これにより、各油圧アクチュエータ３，４が単独でフルレバー操作されたときに各油圧アクチュエータ３，４を最大要求速度で駆動しつつ、油圧ポンプ２の吐出流量を抑制し、エネルギ損失を抑えることが可能となる。

【0043】

第１目標押しのけ容積の最小値Ｑ１ｍｉｎは、第２目標押しのけ容積Ｑｃ１，Ｑｃ２，・・・，Ｑｃｎの最小値Ｑ１ｍｉｎのｎ分の１程度に設定されている。これにより、全ての操作レバーが中立位置にあるときに、加算部１３３から出力される合計値が第２目標押しのけ容積変換部１３２１，１３２２，・・・，１３２ｎから出力される最小値Ｑｍｉｎと等しくなり、最小値選択部１３５から出力される最終目標押しのけ容積Ｑｆｉｎを最小押しのけ容積Ｑｍｉｎと一致させることが可能となる。

【0044】

次に、本実施の形態における油圧駆動装置３００の動作を説明する。

【0045】

油圧ショベル２００のオペレータがブーム操作レバー７ａをブームシリンダ３を伸長させる方向に中間位置で操作すると、ブーム用流量制御弁５の左側の受圧部にパイロット圧が作用し、ブーム用流量制御弁５は図示右側へ移動する。このときブーム上げパイロット圧ＢＭＵは圧力センサ９で検出され、検出信号がＰｉ１としてコントローラ１３に入力される。

【0046】

コントローラ１３では、パイロット圧Ｐｉ１に応じた第１目標押しのけ容積Ｑｓ１が第１目標押しのけ容積変換部１３１１から出力される一方、ブームシリンダ３以外の油圧アクチュエータが操作されていないため、加算部１３３からは第１目標押しのけ容積Ｑｓ１がそのまま出力される。また、第２目標押しのけ容積変換部１３２１からもパイロット圧Ｐｉ１に応じた第２目標押しのけ容積Ｑｃ１が出力され、これ以外の第２目標押しのけ容積変換部１３２２，・・・，１３２ｎからは第２目標押しのけ容積の最小値Ｑｍｉｎが出力されることにより、最大値選択部１３４では第２目標押しのけ容積Ｑｃ１が選択される。操作量が中間位置では第１目標押しのけ容積Ｑｓ１の方が小さく設定されているため、最小値選択部１３５では第１目標押しのけ容積Ｑｓ１が選択され、これに応じた指令電流Ｉが指令電流変換部１３６からレギュレータ２０の比例電磁弁２２へ出力される。

【0047】

同様に、旋回操作レバー８ａを左旋回方向に中間位置で操作すると、圧力センサ１１の検出信号Ｐｉ２に応じて第１目標押しのけ容積Ｑｓ２が最小値選択部１３５で選択される。

【0048】

一方で、油圧ショベル２００のオペレータが操作レバー７ａ，８ａをそれぞれ中間位置で複合操作し、ブームシリンダ３を伸長させながら旋回モータ４を左旋回方向へ回転させると、圧力センサ９，１１の検出信号Ｐｉ１，Ｐｉ２がコントローラ１３に入力される。

【0049】

コントローラ１３では、第１目標押しのけ容積変換部１３１１，１３１２からパイロット圧Ｐｉ１，Ｐｉ２に応じた第１目標押しのけ容積Ｑｓ１，Ｑｓ２がそれぞれ出力されることで、加算部１３３からはこれらの加算値Ｑｓ１＋Ｑｓ２が出力される。また、第２目標押しのけ容積変換部１３２１，１３２２からもパイロット圧Ｐｉ１，Ｐｉ２に応じた第２目標押しのけ容積Ｑｃ１，Ｑｃ２がそれぞれ出力されるので、最大値選択部１３４ではこれらのうち最大値が選択される。従って、最小値選択部１３５では目標押しのけ容積の加算値Ｑｓ１＋Ｑｓ２と、目標押しのけ容積Ｑｃ１，Ｑｃ２のうちの最大値とを比較し、いずれか最小値が選択される。これにより、複合操作される油圧アクチュエータの組み合わせと操作量に応じて油圧アクチュエータに供給される圧油の流量を設定することができる。

【0050】

図７は、本実施の形態に係る油圧駆動装置３００において、ブーム上げ単独操作中に旋回左操作が行われた場合のレバー操作量、油圧ポンプ吐出流量、および油圧アクチュエータ速度の変化を従来技術と比較して示す図である。

【0051】

図７に示すように、ブーム上げ操作を単独で行っている間（時刻ｔ１〜ｔ２）は、従来技術および本実施の形態ともに、レバー操作量（パイロットＰｉ１）に応じた速度でブームシリンダ３が伸長動作する。

【0052】

ブーム上げ操作中に旋回左操作が行われると（時刻ｔ２〜ｔ３）、従来技術では、油圧ポンプ２の吐出流量がブームシリンダ３と旋回モータ４とに分配されることにより、ブームシリンダ３の速度はレバー操作量に応じた速度よりも小さくなる。また、旋回モータ４に十分な流量が分配されないため、旋回モータ４の速度はレバー操作量に応じた速度よりも小さくなる。

【0053】

一方、本発明の実施の形態では、ブーム上げ操作中に旋回左操作が行われると（時刻ｔ２〜ｔ３）、旋回左操作のレバー操作量が小さい間は（時刻ｔ２〜ｔ２’）、油圧ポンプ２の吐出流量は、ブーム操作レバー７ａの操作量に応じた第１押しのけ容積Ｑｓ１と旋回操作レバー８ａの操作量に応じた第１押しのけ容積Ｑｓ２の合計値Ｑｓｓｕｍと一致する。また、旋回左操作のレバー操作量が大きくなると（時刻ｔ２’〜ｔ３）、油圧ポンプ２の吐出流量は、ブーム操作レバー７ａの操作量に応じた第２押しのけ容積Ｑｃ１と旋回操作レバー８ａの操作量に応じた第２押しのけ容積Ｑｃ２の最大値Ｑｃｍａｘと一致する。これにより、従来技術と比べて油圧ポンプ２の吐出流量が増加するため、ブーム上げ旋回左複合操作時に、ブームシリンダ３をブーム操作レバー７ａの操作量に応じた速度で駆動しつつ、旋回モータ４も旋回操作レバー８ａの操作量に応じて駆動することができる。

【0054】

このように本実施の形態に係る油圧ショベル２００は、可変容量型の油圧ポンプ２と、油圧ポンプ２の押しのけ容積を調整するレギュレータ２０と、油圧ポンプ２から吐出された圧油により駆動される複数の油圧アクチュエータ３，４と、複数の油圧アクチュエータ３，４に対する圧油の給排を制御する複数の流量制御弁５，６と、複数の流量制御弁５，６を操作するための複数の操作装置７，８と、複数の操作装置７，８の各操作量を検出する操作量検出装置９，１０，１１，１２と、操作量検出装置９，１０，１１，１２で検出された複数の操作装置７，８の各操作量に応じてレギュレータ２０を制御するコントローラ１３とを備え、コントローラ１３は、複数の操作装置７，８の各操作量に対して第１目標押しのけ容積Ｑｓ１，Ｑｓ２，・・・，Ｑｓｎを算出し、複数の操作装置７，８の各操作量に対して、同一操作量に対する第１目標押しのけ容積Ｑｓ１，Ｑｓ２，・・・，Ｑｓｎよりも大きい第２目標押しのけ容積Ｑｃ１，Ｑｃ２，・・・，Ｑｃｎを算出し、複数の操作装置７，８の各操作量に対して算出された複数の第１目標押しのけ容積Ｑｓ１，Ｑｓ２，・・・，Ｑｓｎの合計値Ｑｓｓｕｍ、および複数の操作装置７，８の各操作量に対して算出された複数の第２目標押しのけ容積Ｑｃ１，Ｑｃ２，・・・，Ｑｃｎのうちの最大値Ｑｃｍａｘのいずれか小さい方を最終目標押しのけ容積Ｑｆｉｎとして選択し、最終目標押しのけ容積Ｑｆｉｎに応じてレギュレータ２０を制御する。

【0055】

また、レギュレータ２０は、押しのけ容積可変部材（斜板）２ａを駆動する傾転制御ピストン２１と、コントローラ１３から入力される指令電流に応じて傾転制御ピストン２１の操作圧を生成する比例電磁弁２２とを有し、コントローラ１３は、複数の操作装置７，８の各操作量を第１目標押しのけ容積Ｑｓ１，Ｑｓ２，・・・，Ｑｓｎに変換する複数の第１押しのけ容積変換部１３１１，１３１２，・・・，１３１ｎと、複数の操作装置７，８の各操作量を第２目標押しのけ容積Ｑｃ１，Ｑｃ２，・・・，Ｑｃｎに変換する複数の第２押しのけ容積変換部１３２１，１３２２，・・・，１３２ｎと、複数の第１押しのけ容積変換部１３１１，１３１２，・・・，１３１ｎで変換された複数の第１目標押しのけ容積Ｑｓ１，Ｑｓ２，・・・，Ｑｓｎの合計値Ｑｓｓｕｍを算出する加算部１３３と、複数の第２押しのけ容積変換部１３２１，１３２２，・・・，１３２ｎで算出された複数の第２目標押しのけ容積Ｑｃ１，Ｑｃ２，・・・，Ｑｃｎの最大値Ｑｃｍａｘを選択して出力する最大値選択部１３４と、加算部１３３の出力値Ｑｓｓｕｍおよび最大値選択部１３４の出力値Ｑｃｍａｘのいずれか小さい方を選択し、最終目標押しのけ容積Ｑｆｉｎとして出力する最小値選択部１３５と、最小値選択部１３５の出力値Ｑｆｉｎに応じた指令電流Ｉを比例電磁弁２２に出力する指令電流変換部１３６とを有する。

【0056】

以上のように構成した本実施の形態に係る油圧ショベル２００によれば、各油圧アクチュエータ３，４をそれぞれ単独で駆動する単独操作時に、油圧ポンプ２の押しのけ容積が油圧アクチュエータ３，４毎に設定された押しのけ容積（第１押しのけ容積）Ｑｓ１，Ｑｓ２，・・・，Ｑｓｎと一致するように調整されるため、油圧ポンプ２の吐出流量を過剰にすることなく、各油圧アクチュエータ３，４をそれぞれ適切な速度で駆動することができる。

【0057】

また、複数の油圧アクチュエータ３，４を同時に駆動する複合操作時に、油圧ポンプ２の押しのけ容積が各レバー操作量に対して算出された第１押しのけ容積Ｑｓ１，Ｑｓ２，・・・，Ｑｓｎの合計値Ｑｓｓｕｍ、および各レバー操作量に対して算出された第２押しのけ容積Ｑｃ１，Ｑｃ２，・・・，Ｑｃｎの最大値Ｑｃｍａｘのいずれか小さい方（最終目標押しのけ容積Ｑｆｉｎ）と一致するように制御されるため、油圧ポンプ２の吐出流量を過剰にすることなく、複数の油圧アクチュエータ３，４をそれぞれ適切な速度で駆動することができる。

【0058】

これにより、各油圧アクチュエータ３，４をそれぞれ単独で駆動する単独操作時、および複数の油圧アクチュエータ３，４を同時に駆動する複合操作時の両方で、油圧ポンプ２の吐出流量を抑制しつつ、各油圧アクチュエータ３，４をそれぞれ適切な速度で駆動することが可能となる。

【0059】

特に、操作レバー７ａ，８ａをそれぞれ微操作する複合操作時は、加算部１３３の出力値Ｑｓｓｕｍが最大値選択部１３４の出力値Ｑｃｍａｘを下回り、加算部１３３の出力値Ｑｓｓｕｍが最終目標押しのけ容積Ｑｆｉｎとして選択されるため、油圧ポンプの吐出流量を必要最小限に抑えつつ、レバー操作量に応じた速度で各油圧アクチュエータ３，４を駆動することができる。

【0060】

また、複数の第１目標押しのけ容積変換部１３１１，１３１２，１３１ｎにおける第１要求ポンプ流量Ｑ１ｍａｘ，Ｑ２ｍａｘ，・・・Ｑｎｍａｘの最大値は、複数の油圧アクチュエータ３，４の各要求最大速度に応じて設定することにより、各油圧アクチュエータ３，４が単独でフルレバー操作されたときに各油圧アクチュエータ３，４を最大要求速度で駆動しつつ、油圧ポンプ２の吐出流量を抑制し、エネルギ損失を抑えることが可能となる。

【0061】

なお、本発明は上記した実施の形態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、上記した実施の形態は本発明を分かりやす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。

【符号の説明】

【0062】

１…エンジン（原動機）、２…油圧ポンプ、２ａ…押しのけ容積可変部材（斜板）、３…ブームシリンダ、４…旋回モータ、５…ブーム用流量制御弁、６…旋回用流量制御弁、７…ブーム操作レバー装置（操作装置）、７ａ…ブーム操作レバー、８…旋回操作レバー装置（操作装置）、８ａ…旋回操作レバー、９，１０，１１，１２…圧力センサ（操作量検出装置）、１３…コントローラ、２０…レギュレータ、２１…傾転制御ピストン、２２…比例電磁弁、２００…油圧ショベル（建設機械）、２０１…下部走行体、２０２…上部旋回体、２０３…フロント作業装置、２０４ａ，２０４ｂ…クローラ式走行装置、２０５ａ，２０５ｂ…走行モータ、２０６…キャビン、２０７…ブーム、２０８…アーム、２０９…バケット、２１０…アームシリンダ、２１１…バケットシリンダ、３００…油圧駆動装置、１３１１，１３１２，１３１ｎ…第１目標押しのけ容積変換部、１３２１，１３２２，１３２ｎ…第２目標押しのけ容積変換部、１３３…加算部、１３４…最大値選択部、１３５…最小値選択部、１３６…指令電流変換部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】