6989548 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】6989548

(24)【登録日】2021年12月6日

(45)【発行日】2022年1月5日

(54)【発明の名称】建設機械

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/22 20060101AFI20211220BHJP

   F15B 11/00 20060101ALI20211220BHJP

   F04B 49/10 20060101ALI20211220BHJP

【ＦＩ】

   E02F9/22 L

   F15B11/00 M

   F04B49/10 311

【請求項の数】6

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2019-45223(P2019-45223)

(22)【出願日】2019年3月12日

(65)【公開番号】特開2020-147963(P2020-147963A)

(43)【公開日】2020年9月17日

【審査請求日】2020年11月6日

(73)【特許権者】

【識別番号】398071668

【氏名又は名称】株式会社日立建機ティエラ

(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】中村 夏樹

(72)【発明者】

【氏名】吉田 肇

(72)【発明者】

【氏名】竹林 圭文

(72)【発明者】

【氏名】岡 大輔

(72)【発明者】

【氏名】桑原 拓真

【審査官】 山崎 仁之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−１６２９１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−２０６４２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１８−０５４０１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１５−５１４９４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２６９９４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１８−１４５９８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２５６６２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／０８０８２５（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０２Ｆ ９／２２

Ｆ１５Ｂ １１／００

Ｆ０４Ｂ ４９／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

可変容量型の油圧ポンプと、
前記油圧ポンプから吐出された圧油により駆動される複数のアクチュエータと、
パイロット一次圧を供給するパイロット油圧源と、
前記油圧ポンプから前記複数のアクチュエータへ供給される圧油の流量を制御する複数の流量・方向制御弁と、
前記複数のアクチュエータの最高負荷圧を検出する最高負荷圧検出回路と、
前記油圧ポンプの吐出圧が前記複数のアクチュエータの最高負荷圧より目標差圧だけ高くなるよう制御するロードセンシング制御部を有するポンプ制御装置と、
前記油圧ポンプを前記複数の流量・方向制御弁に接続する管路に設けられ、前記油圧ポンプの吐出圧が前記最高負荷圧に設定圧を加算した圧力よりも高くなると開状態になって前記油圧ポンプの吐出油をタンクに戻し、前記油圧ポンプの吐出圧の上昇を制限するアンロード弁とを備え、
前記ロードセンシング制御部は前記油圧ポンプの容量を変化させるＬＳ制御傾転ピストンと、
前記ＬＳ制御傾転ピストンを前記パイロット油圧源とタンクとに選択的に連通させ、前記ＬＳ制御傾転ピストンの駆動を制御するＬＳ制御弁を有する建設機械において、
前記ＬＳ制御弁と前記ＬＳ制御傾転ピストンとを連絡する油路に設けられ、前記最高負荷圧に基づいて絞り位置と連通位置との間で切り換わる応答制御切換弁を備え、
前記応答制御切換弁は、前記最高負荷圧がタンク圧以下の場合は連通位置となり、前記最高負荷圧がタンク圧より高い圧力の場合は絞り位置に切り換わる
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、
前記応答制御切換弁は、前記最高負荷圧が導かれ前記最高負荷圧を受圧し前記応答制御切換弁を絞り位置に切り換える最高負荷圧受圧部と、前記最高負荷圧受圧部の逆側に前記応答制御切換弁を連通位置に切り換えるバネとを有し、前記最高負荷圧受圧部にタンク圧が受圧している場合は連通位置となり、前記最高負荷圧受圧部にタンク圧より高い圧力が加わると絞り位置に切り換わる油圧切換弁である
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、
前記最高負荷圧を検出する最高負荷圧検出装置と、
前記最高負荷圧検出装置の検出結果に基づき前記応答制御切換弁を切り換えるコントローラとを更に備え、
前記応答制御切換弁は、前記コントローラからの制御信号により切り換わる電磁切換弁である
ことを特徴とする建設機械。

【請求項4】

請求項１に記載の建設機械において、
前記パイロット一次圧を前記応答制御切換弁に供給可能な電磁切換弁と、
前記最高負荷圧を検出する最高負荷圧検出装置と、
前記最高負荷圧検出装置の検出結果に基づき前記電磁切換弁を切り換えるコントローラとを更に備え、
前記応答制御切換弁は、前記電磁切換弁から出力される圧力により切り換わる油圧切換弁である
ことを特徴とする建設機械。

【請求項5】

請求項１に記載の建設機械において、
前記パイロット一次圧を前記応答制御切換弁に供給可能な電磁切換弁と、
前記最高負荷圧を検出する最高負荷圧検出装置と、
前記複数の流量・方向制御弁が中立位置にあるか否かを検出する操作検出装置と、
前記操作検出装置と前記最高負荷圧検出装置の検出結果に基づき前記電磁切換弁を切り換えるコントローラとを更に備え、
前記応答制御切換弁は、前記電磁切換弁から出力される圧力により切り換わる油圧切換弁であり、
前記コントローラは、前記複数の流量・方向制御弁が作動位置で、かつ前記最高負荷圧がタンク圧以下の場合に前記油圧切換弁が連通位置となり、前記最高負荷圧がタンク圧より高い圧力の場合に前記油圧切換弁が絞り位置となるよう前記電磁切換弁を制御する
ことを特徴とする建設機械。

【請求項6】

請求項１に記載の建設機械において、
前記最高負荷圧を検出する最高負荷圧検出装置と、
前記複数の流量・方向制御弁が中立位置にあるか否かを検出する操作検出装置と、
前記操作検出装置と前記最高負荷圧検出装置の検出結果に基づき前記応答制御切換弁を切り換えるコントローラとを更に備え、
前記応答制御切換弁は、前記コントローラからの制御信号により切り換わる電磁切換弁であり、
前記コントローラは、前記複数の流量・方向制御弁が作動位置で、かつ前記最高負荷圧がタンク圧以下の場合に前記電磁切換弁が連通位置となり、前記最高負荷圧がタンク圧より高い圧力の場合に前記電磁切換弁が絞り位置となるよう前記電磁切換弁を制御する
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、油圧ショベル等の建設機械に関し、特に、油圧ポンプの吐出圧が複数のアクチュエータの最高負荷圧だけ高くなるようにロードセンシング制御を行う油圧駆動システムが搭載された建設機械に関する。

【背景技術】

【0002】

油圧ポンプの吐出圧が複数のアクチュエータの最高負荷圧より目標差圧だけ高くなるようにロードセンシング制御を行う油圧駆動システムはロードセンシングシステムと呼ばれており、例えば特許文献１に記載されている。

【0003】

特許文献１に記載の油圧駆動システムは、エンジンと、このエンジンにより駆動される可変容量型の油圧ポンプと、この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アクチュエータと、油圧ポンプから複数のアクチュエータへ供給される圧油の流量を制御する複数の流量・方向制御弁と、複数のアクチュエータの最高負荷圧を検出する検出回路と、油圧ポンプの吐出圧と複数のアクチュエータの最高負荷圧との差を絶対圧として出力する差圧減圧弁を設け、油圧ポンプの吐出圧が前記複数のアクチュエータの最高負荷圧より目標差圧だけ高くなるようロードセンシング制御する制御手段と、油圧ポンプを複数の流量・方向制御弁に接続する管路に設けられ、油圧ポンプの吐出圧が最高負荷圧に設定圧を加算した圧力よりも高くなると開状態になって油圧ポンプの吐出油をタンクに戻し、油圧ポンプの吐出圧の上昇を制限するアンロード弁とを備えている。

【0004】

ロードセンシングする制御手段としては、ＬＳ制御弁とＬＳ制御傾転ピストンとを有し、前記差圧減圧弁の出力圧はＬＳ制御弁の受圧部に導かれる。ＬＳ制御弁は差圧減圧弁の出力圧に応じて出力圧を変化させ、ＬＳ制御傾転ピストンはその出力圧に応じて油圧ポンプの傾転角（容量）を変化させる。ＬＳ制御弁の出力圧をＬＳ制御傾転ピストンに導く油路には固定絞りが設けられことが多く、この固定絞りは、アクチュエータを操作する操作装置の操作レバーを中立位置から急操作したときなど、油圧ポンプの傾転角が増える際に、ＬＳ制御傾転ピストンより排出される油の流れを抑制し、油圧ポンプの傾転角の増大を緩やかにする役割を有する。

【0005】

油圧ショベルの場合、油圧アクチュエータは、フロント作業装置のブームを駆動するブームシリンダ、アームを駆動するアームシリンダ、バケットを駆動するバケットシリンダ、旋回体を旋回させるための旋回油圧モータ、走行体を走行させるための走行油圧モータ等であり、それぞれのアクチュエータに対して流量・方向制御弁が設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００１−１９３７０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上記のように油圧アクチュエータを備える建設機械では、油圧アクチュエータの支持対象物（例えば、アームシリンダであればアームおよびバケット（アタッチメント）が主な支持対象となる）の自重が、当該油圧アクチュエータの動作方向と同一の方向の負荷（以下、「負の負荷」と称することがある）として作用することにより、当該油圧アクチュエータのメータイン側の圧油の流量が不足する場合がある。

【0008】

また、建設機械の油圧アクチュエータの支持対象物の重量は変化することが多い。例えば、油圧ショベルのフロント作業装置の先端（アームの先端）に装着されるアタッチメント（作業具）の交換により重量が変化することがある。油圧ショベルで利用されるアタッチメントは、標準バケットの他に、大型バケット、破砕機および小割機等、重量の異なる種々のものが存在しており、標準バケットより重いものが多い。このため、開発時に標準バケットを装着した状態を想定してアームシリンダのメータアウト絞りの開口面積が調整された油圧ショベルにおいて、標準バケットの代わりに他の重いアタッチメントがユーザーによって装着された場合には、そのフロント作業装置のアームを地面より上（すなわち空中）でクラウドするとき、アームとアタッチメントの合計重量が標準バケットを装着した状態よりも増加することによってアームシリンダの速度が標準バケットを装着した状態よりも速くなり、アームシリンダのメータイン側の圧油の流量が不足する場合がある。

【0009】

このように油圧アクチュエータのメータイン側の圧油の流量が不足すると、息継ぎ現象（キャビテーション）が発生して操作性が悪化し、オペレータが操作に違和感を覚えるおそれがある。

【0010】

しかし、特許文献１に記載の油圧駆動システムでは、油圧ポンプ傾転が最小になっているところにアクチュエータが駆動され負の負荷を受けている場合において、上述のように油圧ポンプのＬＳ制御弁の出力圧をＬＳ制御傾転ピストンに導く油路に設けられた固定絞りがある場合、この固定絞りの影響により油圧ポンプの傾転角の増大が遅れ、メータイン側の圧油の供給が遅れてしまう。従って、油圧ポンプのＬＳ制御弁の出力圧をＬＳ制御傾転ピストンに導く油路に設けられた固定絞りを持つロードセンシング方式では息継ぎ現象（キャビテーション）の発生が顕著になりやすい。

【0011】

そのため、例えば油圧ショベルのように、オペレータが実機に乗って操作している場合、不快に感じる上に操作自体やりづらくなり、オペレータの負担が大きくなるという問題があった。

【0012】

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、ロードセンシング制御を行う油圧駆動システムを搭載し、油圧ポンプの良好な操作性を確保しつつ、メータイン側の圧油の流量が不足することによる息継ぎ現象（キャビテーション）を抑え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】

【0013】

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、前記油圧ポンプから吐出された圧油により駆動される複数のアクチュエータと、パイロット一次圧を供給するパイロット油圧源と、前記油圧ポンプから前記複数のアクチュエータへ供給される圧油の流量を制御する複数の流量・方向制御弁と、前記複数のアクチュエータの最高負荷圧を検出する最高負荷圧検出回路と、前記油圧ポンプの吐出圧が前記複数のアクチュエータの最高負荷圧より目標差圧だけ高くなるよう制御するロードセンシング制御部を有するポンプ制御装置と、前記油圧ポンプを前記複数の流量・方向制御弁に接続する管路に設けられ、前記油圧ポンプの吐出圧が前記最高負荷圧に設定圧を加算した圧力よりも高くなると開状態になって前記油圧ポンプの吐出油をタンクに戻し、前記油圧ポンプの吐出圧の上昇を制限するアンロード弁とを備え、前記ロードセンシング制御部は前記油圧ポンプの容量を変化させるＬＳ制御傾転ピストンと、前記ＬＳ制御傾転ピストンを前記パイロット油圧源とタンクとに選択的に連通させ、前記ＬＳ制御傾転ピストンの駆動を制御するＬＳ制御弁を有する建設機械において、前記ＬＳ制御弁と前記ＬＳ制御傾転ピストンとを連絡する油路に設けられ、前記最高負荷圧に基づいて絞り位置と連通位置との間で切り換わる応答制御切換弁を備え、前記応答制御切換弁は、前記最高負荷圧がタンク圧以下の場合は連通位置となり、前記最高負荷圧がタンク圧より高い圧力の場合は絞り位置に切り換わるものとする。

【発明の効果】

【0014】

流量・方向制御弁を操作しアクチュエータが通常の負荷動作を行っておりメータイン側の圧油の流量が不足していない場合、最高負荷圧がタンク圧以上であるため、前記応答制御切換弁は絞り位置となる。これによりＬＳ制御傾転ピストンからタンクへ排出される圧油の流れは、応答制御切換弁の絞り作用によって抑制され、油圧ポンプの傾転角の増減が緩やかになるため、従来通り旋回モータ、左右の走行モータ、ブームシリンダの様な被駆動体の慣性の影響を大きく受けるアクチュエータの起動時に体感する衝撃を緩和することができる。

【0015】

一方、流量・方向制御弁を操作してアクチュエータに負の負荷が掛かり息継ぎ現象（キャビテーション）が発生しうる場合、当該アクチュエータのメータイン側の圧油の流量が不足することで最高負荷圧がタンク圧のままとなるため、前記応答制御切換弁は連通位置に切り換わる。これによりＬＳ制御傾転ピストンからタンクへ排出される圧油は、絞り作用が働かず速やかに排出され、油圧ポンプの傾転角が応答良く増加する。

【0016】

この結果、アームシリンダのような自重落下の影響により負の負荷を受け、圧油の供給流量が不足しているアクチュエータへの圧油の供給を素早く補うことができ、息継ぎ現象（キャビテーション）を速やかに解消もしくは未然に防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の実施の形態に係る油圧ショベルの外観を示す図である。

【図2】本発明の第１の実施例における油圧駆動システムの構成を示す図である。

【図3】本発明の第１の実施例におけるコントローラの処理を示すフローチャートである。

【図4】本発明の第２の実施例における油圧駆動システムの構成を示す図である。

【図5】本発明の第３の実施例における油圧駆動システムの構成を示す図である。

【図6】本発明の第３の実施例におけるコントローラの処理を示すフローチャートである。

【図7】本発明の第４の実施例における油圧駆動システムの構成を示す図である。

【図8】本発明の第４の実施例におけるコントローラの処理を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0018】

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。

【0019】

図１は、本実施の形態における油圧ショベルの外観を示す図である。本実施の形態は、本発明をフロントスイング式の油圧ショベルに適用したものである。

【0020】

図１において、油圧ショベルは、下部走行体１０１と、この下部走行体１０１上に旋回可能に搭載された上部旋回体１０２と、この上部旋回体１０２の先端部分にスイングポスト１０３を介して上下及び左右方向に回動可能に連結されたフロント作業機１０４とを備えている。下部走行体１０１はクローラ式であり、トラックフレーム１０５の前方側に上下動可能な排土用のブレード１０６が設けられている。上部旋回体１０２は基礎下部構造をなす旋回台１０７と、旋回台１０７上に設けられたキャノピタイプの運転室１０８とを備えている。フロント作業機１０４はブーム１１１と、アーム１１２と、バケット１１３とを備え、ブーム１１１の基端はスイングポスト１０３にピン結合され、ブーム１１１の先端はアーム１１２の基端にピン結合され、アーム１１２の先端はバケット１１３にピン結合されている。

【0021】

上部旋回体１０２は下部走行体１０１に対して旋回モータ３ａにより旋回駆動され、ブーム１１１、アーム１１２、バケット１１３は、それぞれ、ブームシリンダ３ｂ、アームシリンダ３ｃ、バケットシリンダ３ｄを伸縮することにより回動する。下部走行体１０１は左右の走行モータ３ｆ，３ｇにより駆動される。ブレード１０６はブレードシリンダ３ｈにより上下に駆動される。

【0022】

運転室１０８には、運転席１２１、操作レバー装置１２２，１２３（図１では右側のみ図示）及びゲートロックレバー２４が設けられている。

【実施例1】

【0023】

図２は、本発明の第１の実施例１に係る油圧ショベルに搭載された油圧駆動システムの構成を示す図である。

【0024】

図２において、本実施例における油圧駆動システムは、エンジン１と、エンジン１により駆動されるメインポンプとしての可変容量型の油圧ポンプ（以下メインポンプという）２及び固定容量型のパイロットポンプ３０と、メインポンプ２から吐出された圧油により駆動される複数のアクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃ…と、メインポンプ２と複数のアクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃ…との間に位置するコントロールバルブ４と、メインポンプ２の吐出圧が高くなるにしたがってメインポンプ２の容量を減らし、メインポンプ２の吸収トルクが予め設定した最大トルクを超えないように制御する吸収トルク一定制御を行うトルク制御部１７−１及びメインポンプ２の吐出圧が複数のアクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃ…の最高負荷圧より目標差圧（目標ＬＳ差圧）だけ高くなるようロードセンシング制御を行うロードセンシング制御部１７−２を有するポンプ制御装置１７と、パイロットポンプ３０にパイロット油路３１を介して接続され、パイロットポンプ３０の吐出圧を一定（パイロット一次圧）に保持するパイロットリリーフ弁３２と、パイロットリリーフ弁３２とパイロットポンプ３０との間に位置し、エンジン１の回転数に比例するパイロットポンプ３０の吐出流量に基づいて、エンジン回転数に依存する油圧信号を絶対圧Ｐｇｒとして出力するエンジン回転数検出弁１３と、エンジン回転数検出弁１３の下流側に位置し、ゲートロックレバー２４によって操作される安全弁としてのゲートロック弁１００とを備えている。

【0025】

アクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃは例えば油圧ショベルの旋回モータ、ブームシリンダ及びアームシリンダであり、流量・方向制御弁６ａ，６ｂ，６ｃはそれぞれ例えば旋回用、ブーム用、アーム用の流量・方向制御弁である。なお、図２では、バケットシリンダ、ブームスイングシリンダ、走行モータ等のその他のアクチュエータ及びこれらアクチュエータに係わる流量・方向制御弁の図示は省略している。

【0026】

コントロールバルブ４は、メインポンプ２の吐出油が供給される第１圧油供給油路５（配管）に接続された第２圧油供給油路４ａ（内部通路）と、第２圧油供給油路４ａから分岐する油路８ａ，８ｂ，８ｃ…に接続され、メインポンプ２からアクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃ…に供給される圧油の流量と方向をそれぞれ制御するクローズドセンタ型の複数の流量・方向制御弁６ａ，６ｂ，６ｃ…と、流量・方向制御弁６ａ，６ｂ，６ｃ…の上流側において油路８ａ，８ｂ，８ｃ…に接続され、流量・方向制御弁６ａ，６ｂ，６ｃ…のメータイン絞り部の前後差圧を制御する圧力補償弁７ａ，７ｂ，７ｃ…と、アクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃ…の負荷圧のうちの最高圧力（最高負荷圧）を選択して出力するシャトル弁９ａ，９ｂ，９ｃ…と、メインポンプ２の吐出圧と最高負荷圧との差圧を絶対圧として信号油路１２ａ，１２ｂに出力する差圧減圧弁１１と、第２圧油供給油路４ａに接続され、第２圧油供給油路４ａの圧力（メインポンプ２の吐出圧）が設定圧力以上にならないように制限するメインリリーフ弁１４と、メインポンプ２の吐出油が導かれる油路である第２圧油供給油路４ａに接続され、メインポンプ２の吐出圧が最高負荷圧にアンロード設定圧を加算した圧力よりも高くなると開状態になってメインポンプ２の吐出油をタンクＴに戻し、メインポンプ２の吐出圧の上昇を制限するアンロード弁１５とを有している。

【0027】

流量・方向制御弁６ａ，６ｂ，６ｃ…はそれぞれ負荷ポート２６ａ，２６ｂ，２６ｃ…を有し、これらの負荷ポート２６ａ，２６ｂ，２６ｃ…は、流量・方向制御弁６ａ，６ｂ，６ｃ…が中立位置にあるときはタンクＴに連通し、負荷圧としてタンク圧を出力し、流量・方向制御弁６ａ，６ｂ，６ｃ…が中立位置から図示左右の操作位置に切り換えられたときは、それぞれのアクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃ…に連通し、アクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃ…の負荷圧を出力する。

【0028】

シャトル弁９ａ，９ｂ，９ｃ…はトーナメント形式に接続され、負荷ポート２６ａ，２６ｂ，２６ｃ…とともに最高負荷圧検出回路を構成する。すなわち、シャトル弁９ａは、流量・方向制御弁６ａの負荷ポート２６ａの圧力と流量・方向制御弁６ｂの負荷ポート２６ｂの圧力との高圧側を選択して出力し、シャトル弁９ｂは、シャトル弁９ａの出力圧と流量・方向制御弁６ｃの負荷ポート２６ｃの圧力との高圧側を選択して出力し、シャトル弁９ｃは、シャトル弁９ｂの出力圧と図示しない他の同様なシャトル弁の出力圧との高圧側を選択して出力する。シャトル弁９ｃは最後段のシャトル弁であり、その出力圧は最高負荷圧として信号油路２７，２７ａを介して差圧減圧弁１１及びアンロード弁１５に導かれる。

【0029】

差圧減圧弁１１は、パイロットリリーフ弁３２の圧力（パイロット一次圧）が油路３３，３４を介して導かれ、その圧力を元圧（一次圧）としてメインポンプ２の吐出圧と最高負荷圧との差圧をロードセンシング用制御圧として生成するバルブであり、メインポンプ２の吐出圧が導かれる受圧部１１ａと、最高負荷圧が導かれる受圧部１１ｂと、自身の出力圧が導かれる受圧部１１ｃとを有している。

【0030】

圧力補償弁７ａ，７ｂ，７ｃ…は、その目標補償差圧として差圧減圧弁１１の出力圧が信号油路１２ａを介して導かれる開方向作動の受圧部２１ａ，２１ｂ，２１ｃ…と、流量・方向制御弁６ａ，６ｂ，６ｃ…のメータイン絞り部の前後差圧を検出する受圧部２２ａ，２３ａ、２２ｂ，２３ｂ，２２ｃ，２３ｃ…を有し、流量・方向制御弁６ａ，６ｂ，６ｃ…のメータイン絞り部の前後差圧が差圧減圧弁１１の出力圧（メインポンプ２の吐出圧とアクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃ…の最高負荷圧との差圧）に等しくなるように制御する。

【0031】

アンロード弁１５は、アンロード弁のクラッキング圧Ｐｕｎを設定する閉方向作動の上述したバネ１５ａと、第１圧油供給油路５の圧力（メインポンプ２の吐出圧）が導かれる開方向作動の受圧部１５ｂと、最高負荷圧が信号油路２７ａを介して導かれる閉方向作動の受圧部１５ｃとを有し、第１圧油供給油路５の圧力が最高負荷圧にバネ１５ａの設定圧Ｐｕｎを加算した圧力よりも高くなると、開状態になって第１圧油供給油路５の圧油をタンクＴに戻し、第１圧油供給油路５の圧力の上昇を制限する。アンロード弁１５のバネ１５ａの設定圧は、一般的に、エンジン１が定格最高回転数にあるときのロードセンシング制御の目標差圧と概ね同じ値か、それよりも少し高い圧力に設定されており、本実施の形態では、エンジン１が定格最高回転数にあるときの通常のロードセンシング制御の目標差圧と同じ値（たとえば２ＭＰａ）に設定されている。

【0032】

パイロット油路３１は、パイロットポンプ３０とエンジン回転数検出弁１３とを接続する油路部分３１ａと、エンジン回転数検出弁１３とゲートロック弁１００とを接続する油路部分３１ｂと、ゲートロック弁１００の下流側に位置する油路部分３１ｃとから構成されている。以下、油路部分３１ａ，３１ｂ，３１ｃを適宜パイロット油路３１ａ，３１ｂ，３１ｃという。

【0033】

パイロット油路３１ｂは、パイロット油路３１ｂの圧力を一定に保つパイロットリリーフ弁３２を有している。ゲートロック弁１００は、ゲートロックレバー２４を操作することによりパイロット油路３１ｃをパイロット油路３１ｂに接続する位置と、パイロット油路３１ｃをタンクＴに接続する位置とに切り換え可能である。

【0034】

パイロット油路３１ｃには、流量・方向制御弁６ａ，６ｂ，６ｃ…を操作して対応するアクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃ…を動作させるための指令パイロット圧（指令信号）を生成する操作レバー装置１２２，１２３（図１参照）が接続されている。この操作レバー装置１２２，１２３は、ゲートロックレバー２４がパイロット油路３１ｃをパイロット油路３１ｂに接続する位置に切り換えられているとき、それぞれの操作レバーの操作量に応じてパイロット油路３１ｃの油圧を一次圧として指令パイロット圧（指令信号）を生成する。一方、ゲートロック弁１００がパイロット油路３１ｃをタンクＴに接続する位置に切り換えられると、操作レバー装置１２２，１２３は、操作レバーを操作しても指令パイロット圧を生成不能な状態となる。

【0035】

エンジン回転数検出弁１３は、入側がパイロット油路３１ａに接続され、出側がパイロット油路３１ｂに接続され、パイロットポンプ３０からの吐出流量に応じてその絞り量が可変である可変絞り弁１３ａと、その可変絞り弁１３ａの前後差圧を絶対圧Ｐｇｒとして出力する差圧減圧弁１３ｂとから構成されている。パイロットポンプ３０の吐出流量はエンジン回転数に依存して変化するため、可変絞り弁１３ａの前後差圧もエンジン回転数に依存して変化し、その結果、差圧減圧弁１３ｂが出力する絶対圧Ｐｇｒもエンジン回転数に依存して変化する。差圧減圧弁１３ｂの出力圧（可変絞り弁１３ａの前後差圧の絶対圧）は、信号油路４０を介してロードセンシング制御の目標差圧（目標ＬＳ差圧）としてメインポンプ２の傾転角（容量或いは押しのけ容積）を制御するポンプ制御装置１７に導かれる。これによりエンジン回転数に応じたサチュレーション現象の改善が図れ、エンジン回転数を低く設定した場合に良好な微操作性が得られる。この点は特開平１０−１９６６０４号公報に詳しい。

【0036】

ポンプ制御装置１７において、トルク制御部１７−１はメインポンプ２の吐出圧が導かれるトルク制御傾転ピストン１７ａを有している。トルク制御傾転ピストン１７ａはメインポンプ２の吐出圧が高くなるにしたがってメインポンプ２の傾転角を減らして、メインポンプ２の吸収トルク（入力トルク）が図示しないバネによって予め設定した最大トルクを超えないように制御する。これによりメインポンプ２の吸収トルクがエンジン１の制限トルクを越えないように制御され、メインポンプ２の消費馬力を制限し、過負荷によるエンジン１の停止（エンジンストール）が防止される。

【0037】

ロードセンシング制御部１７−２はＬＳ制御弁１７ｂとＬＳ制御傾転ピストン１７ｃとを有している。ＬＳ制御弁１７ｂは対向するポンプ容量増加方向作動の受圧部１７ｄ及びポンプ容量減少方向作動の受圧部１７ｅを有し、受圧部１７ｄには信号油路４０を介してエンジン回転数検出弁１３の差圧減圧弁１３ｂの出力圧がロードセンシング制御の目標差圧（目標ＬＳ差圧）として導かれ、受圧部１７ｅに信号油路１２ｂを介して差圧減圧弁１１の出力圧（メインポンプ２の吐出圧と最高負荷圧との差圧の絶対圧）が導かれる。ＬＳ制御弁１７ｂは、差圧減圧弁１１の出力圧が差圧減圧弁１３ｂの出力圧よりも高くなると、パイロットリリーフ弁３２の圧力（パイロット一次圧）を油路３３を介してＬＳ制御傾転ピストン１７ｃに導いてメインポンプ２の傾転角を減らし、差圧減圧弁１１の出力圧が差圧減圧弁１３ｂの出力圧よりも低くなると、ＬＳ制御傾転ピストン１７ｃをタンクＴに連通してメインポンプ２の傾転角を増やし、これによりメインポンプ２の吐出圧が最高負荷圧よりも差圧減圧弁１３ｂの出力圧（目標差圧）だけ高くなるようにメインポンプ２の傾転角を制御する。このようにＬＳ制御弁１７ｂ及びＬＳ制御傾転ピストン１７ｃは、メインポンプ２の吐出圧Ｐdが複数のアクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃ…の最高負荷圧ＰLmaxよりも目標差圧だけ高くなるようロードセンシング制御を行う。

【0038】

本実施の形態の油圧駆動システムは、上述した構成に加えて下記の構成を更に備えている。

【0039】

電磁切換弁７０はパイロットリリーフ弁３２の圧力（パイロット一次圧）を応答制御切換弁１７ｆ（後述）に導く油路３８上に設置される。コントローラ４９（後述）の出力する電気信号を受けて、パイロットリリーフ弁３２の圧力（パイロット一次圧）とタンク圧とを切り換えて応答制御切換弁１７ｆに出力する。

【0040】

応答制御切換弁１７ｆはＬＳ制御弁１７ｂとＬＳ制御傾転ピストン１７ｃとの間の油路に設けられ、連通位置と絞り位置と有し、電磁切換弁７０がタンクＴと連通している場合は連通位置にあり、電磁切換弁７０が切り換わりパイロット油圧源３３と連通すると絞り位置に切り換えられる。

【0041】

圧力センサ４７は信号油路３５に設置される。流量・方向制御弁６ａ，６ｂ，６ｃ…が中立位置にあるときは信号油路３５がタンクＴに連通するので、圧力センサ４７はタンクＴの圧力を検知し、流量・方向制御弁６ａ，６ｂ，６ｃ…が中立位置にあり、アクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃ…が停止していることを検出する。流量・方向制御弁６ａ，６ｂ，６ｃ…が切り換えられたときは信号油路３５が遮断され、圧力センサ４７は信号油路３５内の圧力がタンクＴの圧力よりも高いことを検知し、流量・方向制御弁６ａ，６ｂ，６ｃ…が中立位置になく、アクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃ…が動作していることを検出する。圧力センサ４７から出力される信号により、アクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃ…が停止した無作業時であるか否かをコントローラ４９（後述）により判別できるようにする。

【0042】

圧力センサ４８は信号油路２７に設置される。流量・方向制御弁６ａ，６ｂ，６ｃ…が中立位置にあり、アクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃ…が停止しているときは信号油路２７がタンクＴに連通するので、圧力センサ４８はタンクＴの圧力を検知し、流量・方向制御弁６ａ，６ｂ，６ｃ…が中立位置にあり、アクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃ…が停止していることを検出する。流量・方向制御弁６ａ，６ｂ，６ｃ…が切り換えられアクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃ…が作動し作動負荷が掛かるときは、信号油路２７はタンクＴと遮断されアクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃ…の負荷圧が掛かり、圧力センサ４８はアクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃ…の負荷圧を検出し、アクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃ…が通常の負荷動作を行っていることを検出する。流量・方向制御弁６ａ，６ｂ，６ｃ…が切り換えられアクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃ…が作動しているがアクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃ…に負の負荷が掛かりメータイン側の圧油の流量が不足するときは、圧力センサ４８はタンク圧もしくはタンク圧以下の圧力を検知し、アクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃ…が負の負荷が掛かって作動していることを検出する。圧力センサ４８から出力される信号により、アクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃ…が通常の作動負荷が掛かった状態で動作しているか否かを、コントローラ４９（後述）により判別できるようにする。

【0043】

コントローラ４９は入力側には圧力センサ４７，４８が接続され、出力側には電磁切換弁７０が接続されている。

【0044】

図３は、コントローラ４９の処理機能を示すフローチャートである。コントローラ４９によるメインポンプ２の容量上昇制御手順を図３に従って説明する。

【0045】

コントローラ４９は、圧力センサ４７の測定値に基づいて、コントロールバルブ４の流量・方向制御弁６ａ，６ｂ，６ｃ…が作動位置にあるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。

【0046】

ステップＳ１０１で圧力センサ４７の測定値がタンク圧以下である（コントロールバルブ４の流量・方向制御弁６ａ，６ｂ，６ｃ…が中立位置にある）と判定した場合は、電磁切換弁７０をＯＦＦにして応答制御切換弁１７ｆにタンク圧を導き、応答制御切換弁１７ｆを絞り位置に切り換える（ステップＳ１０２）。

【0047】

ステップＳ１０１で圧力センサ４７の測定値がタンク圧より大きい（コントロールバルブ４の流量・方向制御弁６ａ，６ｂ，６ｃ…が作動位置にある）と判定した場合は、圧力センサ４８の測定値に基づいて、アクチュエータに負の負荷圧が掛かっている（メータイン側の圧油の流量が不足する可能性がある）か否かを判定する（ステップＳ１０３）。

【0048】

ステップＳ１０３で圧力センサ４８の測定値がタンク圧より大きい（アクチュエータに正の負荷圧が掛かっている）と判定した場合は、電磁切換弁７０をＯＦＦにして応答制御切換弁１７ｆにタンク圧を導き、応答制御切換弁１７ｆを絞り位置に切り換える（ステップＳ１０２）。

【0049】

ステップＳ１０３で圧力センサ４８の測定値がタンク圧以下である（アクチュエータに負の負荷圧が掛かっている）と判定した場合は、電磁切換弁７０をＯＮにして応答制御切換弁１７ｆにパイロット一次圧を導き、応答制御切換弁１７ｆを連通位置に切り換える（ステップＳ１０４）。
（２）動作
１．全操作レバー中立の場合
まず、全ての操作レバー（操作レバー装置１２２，１２３等の操作レバー）が中立にある場合、流量・方向制御弁６ａ，６ｂ，６ｃ…は図示の中立位置に保持され、それらの負荷ポート２６ａ，２６ｂ，２６ｃ…の圧力もタンク圧となる。このため、シャトル弁９ａ，９ｂ，９ｃ…によって検出される最高負荷圧はタンク圧（０ＭＰａと仮定）となり、メインポンプ２の吐出圧は、アンロード弁１５により、アンロード弁１５のアンロード設定圧とアンロード弁１５のオーバーライド特性により生じる圧力を加算した圧力に制御され、差圧減圧弁１１の出力圧は、メインポンプ２の吐出圧と同じ圧力（アンロード弁１５のアンロード設定圧とアンロード弁１５のオーバーライド特性により生じる圧力を加算した圧力）となり、この出力圧がＬＳ制御弁１７ｂの受圧部１７ｅに導かれる。

【0050】

上述したようにアンロード弁１５の目標アンロード圧（アンロード設定圧）が２ＭＰａである場合、メインポンプ２の吐出圧は２ＭＰａより少し高い圧力となり、ＬＳ制御弁１７ｂの受圧部１７ｅに導かれる差圧減圧弁１１の出力圧も２ＭＰａより少し高い圧力となる。

【0051】

この状態では、ＬＳ制御弁１７ｂの受圧部１７ｅに導かれる圧力（２ＭＰａより少し高い圧力）はＬＳ制御弁１７ｂの受圧部１７ｄに導かれる差圧減圧弁１３ｂの出力圧Ｐｇｒであるロードセンシング制御の目標差圧（２ＰＭａ）よりも高く、ＬＳ制御弁１７ｂは図示右側の位置に切り換わる。

【0052】

流量・方向制御弁６ａ，６ｂ，６ｃ…は図示の中立位置にあるため信号油路３５はタンクＴに連通するので、圧力センサ４７はタンクＴの圧力を検知し、図３のフローチャートにてステップＳ１０１が否定され、コントローラ４９から電磁切換弁７０への切換信号は出力されず、電磁切換弁７０は図１の図示の位置にあり、応答制御切換弁１７ｆは図１の図示の絞り位置にある。ＬＳ制御弁１７ｂと応答制御切換弁１７ｆの絞りを通過したパイロットリリーフ弁３２の圧力（パイロット一次圧）はＬＳ制御傾転ピストン１７ｃに導かれ、メインポンプ２の傾転角（容量）は最小となり、吐出流量も最少となる。また、メインポンプ２の吐出圧はアンロード弁１５により制御された最小圧力となる。その結果、メインポンプ２の吸収トルクも最小となる。

【0053】

２．操作レバーを操作しアクチュエータに通常負荷が掛かっている場合
通常負荷が掛かるアクチュエータ、例えばブーム上げ用の操作レバーを操作した場合は、信号油路３５は流量・方向制御弁６ｂで遮断され、信号油路３５の圧力はパイロットリリーフ弁３２で決められた圧力（パイロット一次圧）まで上昇し、圧力センサ４７はパイロットリリーフ圧を検知する。流量・方向制御弁６ｂが切り換わり、ブームシリンダ３ｂに圧油が供給され、ブームシリンダ３ｂが駆動される。このとき、流量・方向制御弁６ｂの負荷ポート２６ｂはブームシリンダ３ｂの負荷圧となる。このためシャトル弁９ａ，９ｂ，９ｃ…によって検出される最高負荷圧はブームシリンダ３ｂの負荷圧となり、この負荷圧が圧力センサ４８に検知される。これにより図３のフローチャートにてステップＳ１０３が否定され、コントローラ４９から電磁切換弁７０への切換信号は出力されず、電磁切換弁７０は図１の図示の位置にあり、応答制御切換弁１７ｆは図１の図示の絞り位置にある。メインポンプ２の傾転角（容量）はメインポンプ２の吐出圧がアクチュエータ（ブームシリンダ）３ｂの負荷圧よりも差圧減圧弁１３ｂの出力圧Ｐｇｒであるロードセンシング制御の目標差圧（２ＭＰａ）だけ高くなるように制御される。

【0054】

応答制御切換弁１７ｆが絞り位置にあるときは上述した基本動作においてＬＳ制御弁１７ｂが図示左側の位置に切り換わりメインポンプ２の傾転角が増加されるとき、ＬＳ制御傾転ピストン１７ｃからタンクＴへ排出される圧油の流れは、応答制御切換弁１７ｆが絞り位置にある絞り作用によって抑制され、メインポンプ２の傾転角の増加を緩やかにする。同様に、ＬＳ制御弁１７ｂが図示右側の位置に切り換わりメインポンプ２の傾転角が減少するよう制御されるとき、ＬＳ制御傾転ピストン１７ｃへパイロットリリーフ弁３２で決められた圧力（パイロット一次圧）の供給は抑制され、メインポンプ２の傾転角の減少を緩やかにする。これにより被駆動体の慣性を大きく受けるアクチュエータを急操作した場合でも、アクチュエータへの圧油の流入が緩やかになり、アクチュエータ起動時の衝撃を緩和し良好な操作性が得られる。

【0055】

３．操作レバーを操作しアクチュエータに負の負荷が掛かってメータイン側の圧油の流量が不足している場合
自重落下するアクチュエータ、例えば重アタッチメントが付いたアームクラウド用の操作レバーを操作した場合、信号油路３５は流量・方向制御弁６ｃで遮断され、信号油路３５の圧力はパイロットリリーフ弁３２で決められた圧力（パイロット一次圧）まで上昇し、圧力センサ４７はパイロットリリーフ圧を検知する。流量・方向制御弁６ｃが切り換わり、アームシリンダ３ｃを支えていたメータアウト側の圧油がタンクに戻り、アームシリンダ３ｃが自重落下する。このとき、流量・方向制御弁６ｃの負荷ポート２６ｃはアームシリンダ３ｃにかかる負の負荷圧となる。このためシャトル弁９ａ，９ｂ，９ｃ…によって検出される最高負荷圧はタンク圧以下となり、圧力センサ４８はタンク圧以下の圧力を検知する。これにより図３のフローチャートにてステップＳ１０３が肯定され、コントローラ４９から電磁切換弁７０へ切換信号が出力され、電磁切換弁７０は図1の図示の位置から切り換わり、応答制御切換弁１７ｆにはパイロットリリーフ弁３２で決められた圧力（パイロット一次圧）が導かれ、応答制御切換弁１７ｆは連通位置となる。

【0056】

最高負荷圧がタンク圧以下の圧力が信号油路２７を介して差圧減圧弁１１に導かれ、ポンプ圧も負の負荷が掛かるアクチュエータ３ｃによってタンク圧以下となった油路８ｃへ圧油が流れ込むためタンク圧以下まで落ち込み、差圧減圧弁１１の出力するロードセンシング用制御圧は０ＭＰａに近くなる。これにより、ＬＳ制御弁１７ｂの受圧部１７ｄに導かれる差圧減圧弁１３ｂの出力圧Ｐｇｒであるロードセンシング制御の目標差圧（２ＭＰａ）よりも低く、ＬＳ制御弁１７ｂは図示左側の位置に切り換わる。この結果、ＬＳ制御傾転ピストン１７ｃにはタンク圧が導かれ、メインポンプ２の傾転角（容量）はメインポンプ２の吐出圧がアクチュエータ（アームシリンダ）３ｃの負荷圧よりも差圧減圧弁１３ｂの出力圧Ｐｇｒであるロードセンシング制御の目標差圧（２ＭＰａ）だけ高くなるように制御されメインポンプ２の傾転角が増加する。

【0057】

応答制御切換弁１７ｆが連通位置にあるときは、上述した基本動作において、ＬＳ制御弁１７ｂが図示左側の位置に切り換わりメインポンプ２の傾転角が増加されるとき、ＬＳ制御傾転ピストン１７ｃからタンクＴへ排出される圧油は、絞り作用が働かず速やかに排出され、メインポンプ２の傾転角が応答良く増加し、負の負荷が掛かるアクチュエータ３ｃへの圧油の供給を速やかに行う。アクチュエータ３ｃのメータイン側の圧油の供給が満たされ、最高負荷圧がタンク圧より高くなった後は、応答制御切換弁１７ｆが連通位置に切り換わり、アクチュエータへの圧油の流入が緩やかになり、アクチュエータ起動時の衝撃を緩和し良好な操作性が得られる。
（３）効果
本実施例では、可変容量型の油圧ポンプ２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アクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃ…と、パイロット一次圧を供給するパイロット油圧源３３と、油圧ポンプ２から複数のアクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃ…へ供給される圧油の流量を制御する複数の流量・方向制御弁６ａ，６ｂ，６ｃ…と、複数のアクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃ…の最高負荷圧を検出する最高負荷圧検出回路９ａ，９ｂ，９ｃ…，２６ａ，２６ｂ，２６ｃ…と、油圧ポンプ２の吐出圧が複数のアクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃ…の最高負荷圧より目標差圧だけ高くなるよう制御するロードセンシング制御部１７−２を有するポンプ制御装置１７と、油圧ポンプ２を複数の流量・方向制御弁６ａ，６ｂ，６ｃ…に接続する管路に設けられ、油圧ポンプ２の吐出圧が前記最高負荷圧に設定圧を加算した圧力よりも高くなると開状態になって油圧ポンプ２の吐出油をタンクＴに戻し、油圧ポンプ２の吐出圧の上昇を制限するアンロード弁１５とを備え、ロードセンシング制御部１７−２は油圧ポンプ２の容量を変化させるＬＳ制御傾転ピストン１７ｃと、ＬＳ制御傾転ピストン１７ｃをパイロット油圧源３３とタンクＴとに選択的に連通させ、ＬＳ制御傾転ピストン１７ｃの駆動を制御するＬＳ制御弁１７ｂを有する油圧ショベルにおいて、ＬＳ制御弁１７ｂとＬＳ制御傾転ピストン１７ｃとを連絡する油路に設けられ、前記最高負荷圧に基づいて絞り位置と連通位置との間で切り換わる応答制御切換弁１７ｆを備え、応答制御切換弁１７ｆは前記最高負荷圧がタンク圧以下の場合は連通位置となり、前記最高負荷圧がタンク圧より高い圧力の場合は絞り位置に切り換わる。

【0058】

また、本実施例に係る油圧ショベルは、パイロット一次圧を応答制御切換弁１７ｆに供給可能な電磁切換弁７０と、前記最高負荷圧を検出する最高負荷圧検出装置４８と、最高負荷圧検出装置４８の検出結果に基づき電磁切換弁７０を切り換えるコントローラ４９とを備え、応答制御切換弁１７ｆは、電磁切換弁７０から出力される圧力により切り換わる油圧切換弁１７ｆであり、コントローラ４９は、複数の流量・方向制御弁６ａ，６ｂ，６ｃ…が作動位置で、かつ前記最高負荷圧がタンク圧以下の場合に油圧切換弁１７ｆが連通位置となり、前記最高負荷圧がタンク圧より高い圧力の場合に油圧切換弁１７ｆが絞り位置となるよう電磁切換弁７０を制御する。

【0059】

以上のように構成した本実施例によれば、ロードセンシング制御方式油圧駆動システムを搭載した油圧ショベルにおいて、アクチュエータの負荷に応じてメインポンプ２の応答性を可変とし、被駆動体の慣性を大きく受けるアクチュエータを急操作した場合、アクチュエータへの圧油の流入が緩やかになり、アクチュエータ起動時の衝撃を緩和し良好な操作性を確保しつつ、負の負荷が掛かることで圧油の供給流量が不足しているアクチュエータを操作した場合、圧油の供給を素早く補うことで息継ぎ現象（キャビテーション）を速やかに解消もしくは未然に防ぐことができる。

【実施例2】

【0060】

図４は本発明の第２の実施例に係る油圧ショベルに搭載された油圧駆動システムの構成を示す図である。以下、第１の実施例との相違点を中心に説明する。
（１）構成
図４において、本実施例における油圧駆動システムは、圧力センサ４７，４８、コントローラ４９、および電磁切換弁７０（図２参照）を備えていない。応答制御切換弁１７ｆは、信号油路２７ｂにより最高負荷圧が導かれ、複数のアクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃ…の最高負荷圧がタンク圧以下の場合は連通位置にあり、最高負荷圧がタンク圧より大きくなると絞り位置に切り換えられる。
（２）動作
１．全操作レバー中立の場合
応答制御切換弁１７ｆは図４の図示の連通位置にある。ＬＳ制御弁１７ｂと応答制御切換弁１７ｆの絞られていない油路を通過したパイロットリリーフ弁３２の圧力（パイロット一次圧）はＬＳ制御傾転ピストン１７ｃに導かれ、メインポンプ２の傾転角（容量）は最小となり、吐出流量も最少となる。

【0061】

２．操作レバーを操作しアクチュエータに通常負荷が掛かっている場合
通常負荷が掛かるアクチュエータ、例えばブーム上げ用の操作レバーを操作した場合は、流量・方向制御弁６ｂが切り換わり、ブームシリンダ３ｂに圧油が供給され、ブームシリンダ３ｂが駆動される。このとき、流量・方向制御弁６ｂの負荷ポート２６ｂはブームシリンダ３ｂの負荷圧となる。このためシャトル弁９ａ，９ｂ，９ｃ…によって検出される最高負荷圧はブームシリンダ３ｂの負荷圧となり、この負荷圧が圧力センサ４８に検知される。これにより信号油路２７ｂにより導かれた最高負荷圧により、応答制御切換弁１７ｆは図４の図示の絞り位置にある。メインポンプ２の傾転角（容量）はメインポンプ２の吐出圧がアクチュエータ（ブームシリンダ）３ｂの負荷圧よりも差圧減圧弁１３ｂの出力圧Ｐｇｒであるロードセンシング制御の目標差圧（２ＭＰａ）だけ高くなるように制御される。

【0062】

応答制御切換弁１７ｆが絞り位置にあるときは上述した基本動作においてＬＳ制御弁１７ｂが図示左側の位置に切り換わりメインポンプ２の傾転角が増加されるとき、ＬＳ制御傾転ピストン１７ｃからタンクＴへ排出される圧油の流れは、応答制御切換弁１７ｆが絞り位置にある絞り作用によって抑制され、メインポンプ２の傾転角の増加を緩やかにする。同様に、ＬＳ制御弁１７ｂが図示右側の位置に切り換わりメインポンプ２の傾転角が減少するよう制御されるとき、ＬＳ制御傾転ピストン１７ｃへパイロットリリーフ弁３２で決められた圧力（パイロット一次圧）の供給は抑制され、メインポンプ２の傾転角の減少を緩やかにする。これにより被駆動体の慣性を大きく受けるアクチュエータを急操作した場合でも、アクチュエータへの圧油の流入が緩やかになり、アクチュエータ起動時の衝撃を緩和し良好な操作性が得られる。

【0063】

３．操作レバーを操作しアクチュエータに負の負荷が掛かってメータイン側の圧油の流量が不足している場合
自重落下するアクチュエータ、例えば重アタッチメントが付いたアームクラウド用の操作レバーを操作した場合、流量・方向制御弁６ｃが切り換わり、アームシリンダ３ｃを支えていたメータアウト側の圧油がタンクに戻り、アームシリンダ３ｃが自重落下する。このとき、流量・方向制御弁６ｃの負荷ポート２６ｃはアームシリンダ３ｃにかかる負の負荷圧となる。このためシャトル弁９ａ，９ｂ，９ｃ…によって検出される最高負荷圧はタンク圧以下となり、圧力センサ４８はタンク圧以下の圧力を検知する。これにより、応答制御切換弁１７ｆには信号油路２７よりタンク圧が導かれ、応答制御切換弁１７ｆは連通位置のままとなる。

【0064】

最高負荷圧がタンク圧以下の圧力が信号油路２７を介して差圧減圧弁１１に導かれ、ポンプ圧も負の負荷が掛かるアクチュエータ３ｃによってタンク圧以下となった油路８ｃへ圧油が流れ込むためタンク圧以下まで落ち込み、差圧減圧弁１１の出力するロードセンシング用制御圧は０ＭＰａに近くなる。これにより、ＬＳ制御弁１７ｂの受圧部１７ｄに導かれる差圧減圧弁１３ｂの出力圧Ｐｇｒであるロードセンシング制御の目標差圧（２ＭＰａ）よりも低く、ＬＳ制御弁１７ｂは図示左側の位置に切り換わる。この結果、ＬＳ制御傾転ピストン１７ｃにはタンク圧が導かれ、メインポンプ２の傾転角（容量）はメインポンプ２の吐出圧がアクチュエータ（アームシリンダ）３ｃの負荷圧よりも差圧減圧弁１３ｂの出力圧Ｐｇｒであるロードセンシング制御の目標差圧（２ＭＰａ）だけ高くなるように制御されメインポンプ２の傾転角が増加する。

【0065】

応答制御切換弁１７ｆが連通位置にあるときは、上述した基本動作において、ＬＳ制御弁１７ｂが図示左側の位置に切り換わりメインポンプ２の傾転角が増加されるとき、ＬＳ制御傾転ピストン１７ｃからタンクＴへ排出される圧油は、絞り作用が働かず速やかに排出され、メインポンプ２の傾転角が応答良く増加し、負の負荷が掛かるアクチュエータ３ｃへの圧油の供給を速やかに行う。

【0066】

アクチュエータ３ｃのメータイン側の圧油の供給が満たされ、最高負荷圧がタンク圧より高くなった後は、応答制御切換弁１７ｆが連通位置に切り換わり、アクチュエータへの圧油の流入が緩やかになり、アクチュエータ起動時の衝撃を緩和し良好な操作性が得られる。
（３）効果
本実施例では、応答制御切換弁１７ｆは、複数のアクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃ…の最高負荷圧が導かれ前記最高負荷圧を受圧し応答制御切換弁１７ｆを絞り位置に切り換える最高負荷圧受圧部１７ｇと、最高負荷圧受圧部１７ｇの逆側に応答制御切換弁１７ｆを連通位置に切り換えるバネ１７ｈとを有し、最高負荷圧受圧部１７ｇにタンク圧が受圧している場合は連通位置となり、最高負荷圧受圧部１７ｇにタンク圧より高い圧力が加わると絞り位置に切り換わる油圧切換弁１７ｆである。

【0067】

以上のように構成した本実施例においても、第１の実施例と同様の効果が得られる。

【実施例3】

【0068】

図５は本発明の第３の実施例に係る油圧ショベルに搭載された油圧駆動システムの構成を示す図である。以下、第１の実施例との相違点を中心に説明する。

【0069】

図５において、応答制御切換弁１７ｋは、コントローラ４９からの制御信号により切り換わる電磁切換弁である。コントローラ４９は、圧力センサ４７，４８の検出結果に応じて応答制御切換弁１７ｋへ切換信号を出力する。応答制御切換弁１７ｋは、コントローラ４９から切換信号が出力されていない場合は絞り位置にあり、コントローラ４９から切換信号が出力されると連通位置に切り換えられる。

【0070】

図６はコントローラ４９の処理機能を示すフローチャートである。コントローラ４９によるメインポンプ２の容量上昇制御手順を図６に従って説明する。

【0071】

コントローラ４９は、圧力センサ４７の測定値に基づいて、コントロールバルブ４の流量・方向制御弁６ａ，６ｂ，６ｃ…が作動位置にあるか否かを判定する（ステップＳ３０１）。

【0072】

ステップＳ３０１で圧力センサ４７の測定値がタンク圧以下である（コントロールバルブ４の流量・方向制御弁６ａ，６ｂ，６ｃ…が中立位置にある）と判定した場合は、応答制御切換弁１７ｋをＯＦＦにして絞り位置に切り換える（ステップＳ３０２）。

【0073】

ステップＳ３０１で圧力センサ４７の測定値がタンク圧より大きい（コントロールバルブ４の流量・方向制御弁６ａ，６ｂ，６ｃ…が作動位置にある）と判定した場合は、圧力センサ４８の測定値に基づいて、アクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃ…に負の負荷圧が掛かっている（メータイン側の圧油の流量が不足する可能性がある）か否かを判定する（ステップＳ３０３）。

【0074】

ステップＳ３０３で圧力センサ４８の測定値がタンク圧より大きい（アクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃ…に正の負荷圧が掛かっている）と判定した場合は、応答制御切換弁１７ｋをＯＦＦにして絞り位置に切り換える（ステップＳ３０２）。

【0075】

ステップＳ３０３で圧力センサ４８の測定値がタンク圧以下である（アクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃ…に負の負荷圧が掛かっている）と判定した場合は、応答制御切換弁１７ｋをＯＮにして連通位置に切り換える（ステップＳ３０４）。
（２）動作
本実施例に係る油圧ショベルの動作は、応答制御切換弁１７ｋがコントローラ４９からの制御信号で切り換えられる点を除き、第１の実施例と同様である。
（３）効果
本実施例に係る油圧ショベルは、複数のアクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃ…の最高負荷圧を検出する最高負荷圧検出装置４８と、複数の流量・方向制御弁６ａ，６ｂ，６ｃ…が中立位置にあるか否かを検出する操作検出装置４７と、操作検出装置４７と最高負荷圧検出装置４８の検出結果に基づき応答制御切換弁１７ｋを切り換えるコントローラ４９とを備え、応答制御切換弁１７ｋは、コントローラ４９からの制御信号により切り換わる電磁切換弁であり、コントローラ４９は、複数の流量・方向制御弁６ａ，６ｂ，６ｃ…が作動位置で、かつ前記最高負荷圧がタンク圧以下の場合に電磁切換弁１７ｋが連通位置となり、前記最高負荷圧がタンク圧より高い圧力の場合に電磁切換弁１７ｋが絞り位置となるよう電磁切換弁１７ｋを制御する。

【0076】

以上のように構成した本実施例においても、第１の実施例と同様の効果が得られる。

【実施例4】

【0077】

図７は、本発明の第４の実施例に係る油圧ショベルに搭載された油圧駆動システムの構成を示す図である。以下、第２の実施例との相違点を中心に説明する。

【0078】

図７において、応答制御切換弁１７ｋは、コントローラ４９からの制御信号により切り換わる電磁切換弁である。コントローラ４９は、圧力センサ４８の検出結果に応じて応答制御切換弁１７ｋへ切換信号を出力する。応答制御切換弁１７ｆは、コントローラ４９から切換信号が出力されていない場合は絞り位置にあり、コントローラ４９から切換信号が出力されると連通位置に切り換えられる。

【0079】

図８はコントローラ４９の処理機能を示すフローチャートである。コントローラ４９によるメインポンプ２の容量上昇制御手順を図８に従って説明する。

【0080】

コントローラ４９は、圧力センサ４８の測定値に基づいて、アクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃ…に負の負荷圧が掛かっている（メータイン側の圧油の流量が不足する可能性がある）か否かを判定する（ステップＳ４０１）。

【0081】

ステップＳ４０１で圧力センサ４８の測定値がタンク圧より大きい（アクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃ…に正の負荷圧が掛かっている）と判定した場合は、電磁切換弁７０をＯＦＦにして応答制御切換弁１７ｆにタンク圧を導き、応答制御切換弁１７ｆを絞り位置に切り換える（ステップＳ４０２）。

【0082】

ステップＳ４０１で圧力センサ４８の測定値がタンク圧以下である（アクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃ…に負の負荷圧が掛かっている）と判定した場合は、電磁切換弁７０をＯＮにして応答制御切換弁１７ｆにパイロット一次圧を導き、応答制御切換弁１７ｆを連通位置に切り換える（ステップＳ４０３）。
（２）動作
本実施例に係る油圧ショベルの動作は、応答制御切換弁１７ｋがコントローラ４９からの制御信号で切り換えられる点を除き、第２の実施例と同様である。
（３）効果
本実施例に係る油圧ショベルは、複数のアクチュエータ３ａ，３ｂ，３ｃ…の最高負荷圧を検出する最高負荷圧検出装置４８と、最高負荷圧検出装置４８の検出結果に基づき応答制御切換弁１７ｋを切り換えるコントローラ４９とを備え、応答制御切換弁１７ｋは、コントローラ４９からの制御信号により切り換わる電磁切換弁である。

【0083】

以上のように構成した本実施例においても、第２の実施例と同様の効果が得られる。

【0084】

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は、上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成の一部を加えることも可能であり、ある実施例の構成の一部を削除し、あるいは、他の実施例の一部と置き換えることも可能である。

【符号の説明】

【0085】

１…エンジン、２…メインポンプ（油圧ポンプ）、３ａ…旋回モータ（アクチュエータ）、３ｂ…ブームシリンダ（アクチュエータ）、３ｃ…アームシリンダ（アクチュエータ）、３ｄ…バケットシリンダ（アクチュエータ）、３ｆ，３ｇ…走行モータ（アクチュエータ）、３ｈ…ブレードシリンダ（アクチュエータ）、４…コントロールバルブ、４ａ…第２圧油供給油路、５…第１圧油供給油路、６ａ，６ｂ，６ｃ…流量・方向制御弁、７ａ，７ｂ，７ｃ…圧力補償弁、８ａ，８ｂ，８ｃ…油路、９ａ，９ｂ，９ｃ…シャトル弁（最高負荷圧検出回路）、１１…差圧減圧弁、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ…受圧部、１２ａ，１２ｂ…信号油路、１３…エンジン回転数検出弁、１３ａ…可変絞り弁、１３ｂ…差圧減圧弁、１４…メインリリーフ弁、１５…アンロード弁、１５ａ…バネ、１５ｂ，１５ｃ…受圧部、１７…ポンプ制御装置、１７−１…トルク制御部、１７−２…ロードセンシング制御部、１７ａ…トルク制御傾転ピストン、１７ｂ…ＬＳ制御弁、１７ｃ…ＬＳ制御傾転ピストン、１７ｄ，１７ｅ…受圧部、１７ｆ…応答制御切換弁（油圧切換弁）、１７ｇ…最高負荷圧受圧部、１７ｈ…バネ、１７ｋ…応答制御切換弁（電磁切換弁）、２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２３ａ，２３ｂ，２３ｃ…受圧部、２４…ゲートロックレバー、２６ａ，２６ｂ，２６ｃ…負荷ポート（最高負荷圧検出回路）、２７，２７ａ，２７ｂ…信号油路、３０…パイロットポンプ、３１…パイロット油路、３１ａ，３１ｂ，３１ｃ…パイロット油路、３２…パイロットリリーフ弁、３３…油路（パイロット油圧源）、３４…油路、３５…信号油路、３８…油路、４０…信号油路、４７…圧力センサ（操作検出装置）、４８…圧力センサ（最高負荷圧検出装置）、４９…コントローラ、７０…電磁切換弁、１００…ゲートロック弁、１０１…下部走行体、１０２…上部旋回体、１０３…スイングポスト、１０４…フロント作業機、１０５…トラックフレーム、１０６…ブレード、１０７…旋回台、１０８…運転室、１１１…ブーム、１１２…アーム、１１３…バケット、１２１…運転席、１２２，１２３…操作レバー装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】