特開 2024-179286 ポンプ制御装置及び流体圧制御システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024179286

(43)【公開日】2024-12-26

(54)【発明の名称】ポンプ制御装置及び流体圧制御システム

(51)【国際特許分類】

   F15B 11/028 20060101AFI20241219BHJP

   F15B 11/02 20060101ALI20241219BHJP

【ＦＩ】

F15B11/028 A

F15B11/02 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023098011

(22)【出願日】2023-06-14

(71)【出願人】

【識別番号】000000929

【氏名又は名称】カヤバ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002468

【氏名又は名称】弁理士法人後藤特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】田中 勇多

(72)【発明者】

【氏名】江川 祐弘

(72)【発明者】

【氏名】小島 正成

【テーマコード（参考）】

3H089

【Ｆターム（参考）】

3H089AA03

3H089AA24

3H089AA60

3H089BB01

3H089BB14

3H089BB15

3H089BB17

3H089CC01

3H089DA03

3H089DB03

3H089DB13

3H089DB43

3H089DB55

3H089EE36

3H089FF07

3H089FF08

3H089GG02

(57)【要約】

【課題】流体圧制御システムによる多様な制御を実現する。
【解決手段】ポンプ制御装置３０の排出制御部３１は、排出通路１５に設けられ排出通路１５の圧力が所定の開弁圧に達すると開弁するリリーフ弁４０と、供給通路１１から排出通路１５に導かれリリーフ弁４０を通過した作動油の流れに抵抗を付与する下流絞り３２と、リリーフ弁４０から抵抗部に導かれる作動油の圧力を測定する圧力センサ３５ａと、を有し、コントローラ５０は、操作入力の増加に伴ってポンプＰの吐出流量を増加させ、下流絞り３２における圧力損失と通過流量との関係である圧力流量特性を予め記憶し、下流絞り３２の圧力流量特性と圧力センサ３５ａが測定した圧力とに基づいて下流絞り３２を通過する作動油の流量を取得し、下流絞り３２を通過する作動油の流量に応じてポンプＰの吐出容量及びリリーフ弁４０の開弁圧を制御する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

供給通路を通じて流体圧アクチュエータに作動流体を吐出する可変容量型のポンプと、前記流体圧アクチュエータを駆動する作業者の操作入力に応じて前記流体圧アクチュエータに給排される作動流体の流れを制御する制御弁と、を備える流体圧制御システムにおける前記ポンプの吐出容量を制御するポンプ制御装置であって、
前記供給通路の作動流体をタンクに導く排出通路と、
前記排出通路を通じて前記タンクに排出される作動流体の流れを制御する排出制御部と、
作業者の前記操作入力に応じて前記ポンプの前記吐出容量及び前記排出制御部の作動を制御するコントローラと、を備え、
前記排出制御部は、
前記排出通路に設けられ前記排出通路の圧力が所定の開弁圧に達すると開弁し、入力される電気信号によって前記開弁圧が可変となるように構成されるリリーフ弁と、
前記供給通路から前記排出通路に導かれ前記リリーフ弁を通過した作動流体の流れに抵抗を付与する抵抗部と、
前記抵抗部の前後差圧を取得するための圧力測定部と、を有し、
前記コントローラは、
前記抵抗部における圧力と通過流量との関係である圧力流量特性を予め記憶し、
前記抵抗部の前記圧力流量特性と前記圧力測定部によって取得した前記前後差圧とに基づいて前記抵抗部を通過する作動流体の流量を取得し、
前記抵抗部を通過する作動流体の流量に応じて前記ポンプの前記吐出容量及び前記リリーフ弁の前記開弁圧の少なくとも一方を変更することを特徴とするポンプ制御装置。

【請求項2】

請求項１に記載のポンプ制御装置であって、
前記排出制御部は、前記排出通路に設けられ前記供給通路から前記リリーフ弁に向かう作動流体の流れに抵抗を付与する追加抵抗部を有することを特徴とするポンプ制御装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載のポンプ制御装置であって、
前記コントローラは、前記抵抗部を通過する作動流体の流量の増加に伴い、前記リリーフ弁の前記開弁圧を増加させると共に前記ポンプの前記吐出容量を減少させることを特徴とするポンプ制御装置。

【請求項4】

請求項１又は２に記載のポンプ制御装置であって、
前記圧力測定部は、
前記リリーフ弁から前記抵抗部に導かれる作動流体の圧力を測定する上流圧測定部と、
前記タンクの圧力を測定するタンク圧測定部をさらに備え、
前記コントローラは、前記上流圧測定部と前記タンク圧測定部前記圧力測定部が測定した圧力と前記タンク圧測定部が測定した圧力との差圧に基づいて前記抵抗部を通過する作動流体の流量を取得することを特徴とするポンプ制御装置。

【請求項5】

流体圧アクチュエータの作動を制御する流体圧制御システムであって、
供給通路を通じて作動流体を吐出する可変容量型のポンプと、
作業者による操作入力がない中立時に前記ポンプから吐出される作動流体をタンクに導く中立ポジションを有し、前記操作入力に応じて前記流体圧アクチュエータに給排される作動流体の流れを制御する制御弁と、
前記ポンプの吐出容量を制御するポンプ制御装置と、を備え、
前記ポンプ制御装置は、
前記供給通路の作動流体を前記タンクに導く排出通路と、
前記排出通路を通じて前記タンクに排出される作動流体の流れを制御する排出制御部と、
前記流体圧アクチュエータを作動させる作業者の前記操作入力に応じて前記ポンプの前記吐出容量及び前記排出制御部の作動を制御するコントローラと、を有し、
前記排出制御部は、
前記排出通路に設けられ前記排出通路の圧力が所定の開弁圧に達すると開弁し、入力される電気信号によって前記開弁圧が可変となるように構成されるリリーフ弁と、
前記供給通路から前記排出通路に導かれ前記リリーフ弁を通過した作動流体の流れに抵抗を付与する抵抗部と、
前記抵抗部の前後差圧を取得するための圧力測定部と、を有し、
前記コントローラは、
前記抵抗部における圧力損失と通過流量との関係である圧力流量特性を予め記憶し、
前記抵抗部の前記圧力流量特性と前記圧力測定部によって取得した前記前後差圧とに基づいて前記抵抗部を通過する作動流体の流量を取得し、
前記抵抗部を通過する作動流体の流量に応じて前記ポンプの前記吐出容量及び前記リリーフ弁の前記開弁圧の少なくとも一方を変更することを特徴とする流体圧制御システム。

【請求項6】

請求項５に記載の流体圧制御システムであって、
前記制御弁は、前記供給通路と前記流体圧アクチュエータとを連通させる作動ポジションを有し、
前記作動ポジションにおいては、前記供給通路と前記タンクとの連通は遮断されることを特徴とする流体圧制御システム。

【請求項7】

供給通路を通じて流体圧アクチュエータに作動流体を吐出する可変容量型のポンプと、前記流体圧アクチュエータを駆動する作業者の操作入力に応じて前記流体圧アクチュエータに給排される作動流体の流れを制御する制御弁と、を備える流体圧制御システムにおける前記ポンプの吐出容量を制御するポンプ制御装置であって、
前記供給通路の作動流体をタンクに導く排出通路と、
前記排出通路を通じて前記タンクに排出される作動流体の流れを制御する排出制御部と、
作業者の前記操作入力に応じて前記ポンプの前記吐出容量及び前記排出制御部の作動を制御するコントローラと、を備え、
前記排出制御部は、
前記排出通路に設けられ前記排出通路の圧力が所定の開弁圧に達すると開弁し、入力される電気信号によって前記開弁圧が可変となるように構成されるリリーフ弁と、
前記排出通路に設けられ前記供給通路から前記リリーフ弁に向かう作動流体の流れに抵抗を付与する抵抗部と、
前記抵抗部の前後差圧を取得するための圧力測定部と、を有し、
前記コントローラは、
前記抵抗部における圧力と通過流量との関係である圧力流量特性を予め記憶し、
前記抵抗部の前記圧力流量特性と前記圧力測定部によって取得した前記前後差圧とに基づいて前記抵抗部を通過する作動流体の流量を取得し、
前記抵抗部を通過する作動流体の流量に応じて前記ポンプの前記吐出容量及び前記リリーフ弁の前記開弁圧の少なくとも一方を変更することを特徴とするポンプ制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ポンプ制御装置及び流体圧制御システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

建設機械の流体圧制御装置では、作業者の操作レバー等の操作入力に応じてポンプから流体圧アクチュエータに導かれる作動流体の流れを制御弁によって制御すると共に、流体圧回路内の圧力信号を取得して当該圧力信号に基づいてポンプの吐出容量を制御するものが知られている（例えば特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１１－３０３８０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来の流体圧制御システムでは、流体圧アクチュエータに供給される作動流体の流量とポンプの吐出圧とは、それぞれ制御弁の開口面積とポンプの吐出容量とによって定められる。このため、制御弁の開口面積とポンプの吐出容量とのいずれかが変更されると、これに応じて流体圧アクチュエータに供給される作動流体の流量及びポンプの吐出圧がそれぞれ変更される。これに対し、流体圧制御システムにおいては、流体圧アクチュエータに供給される作動流体の流量とポンプの吐出圧とに対して多様な制御を実現したいとのニーズがある。

【0005】

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、制御の多様性を向上させるポンプ制御装置及び流体圧制御システム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】

本発明は、流体圧制御システムにおけるポンプの吐出容量を制御するポンプ制御装置であって、供給通路の作動流体をタンクに導く排出通路と、排出通路を通じてタンクに排出される作動流体の流れを制御する排出制御部と、作業者の操作入力に応じてポンプの吐出容量を制御するコントローラと、を備え、排出制御部は、排出通路に設けられ排出通路の圧力が所定の開弁圧に達すると開弁し、入力される電気信号によって開弁圧が可変となるように構成されるリリーフ弁と、供給通路から排出通路に導かれリリーフ弁を通過した作動流体の流れに抵抗を付与する抵抗部と、抵抗部の前後差圧を取得するための圧力測定部と、を有し、コントローラは、抵抗部における圧力と通過流量との関係である圧力流量特性を予め記憶し、抵抗部の圧力流量特性と圧力測定部によって取得した圧力とに基づいて抵抗部を通過する作動流体の流量を取得し、抵抗部を通過する作動流体の流量に応じてポンプの吐出容量及びリリーフ弁の開弁圧の少なくとも一方を変更することを特徴とする。

【0007】

また、本発明は、流体圧制御システムにおけるポンプの吐出容量を制御するポンプ制御装置であって、供給通路の作動流体をタンクに導く排出通路と、排出通路を通じてタンクに排出される作動流体の流れを制御する排出制御部と、作業者の操作入力に応じてポンプの吐出容量を制御するコントローラと、を備え、排出制御部は、排出通路に設けられ排出通路の圧力が所定の開弁圧に達すると開弁し、入力される電気信号によって開弁圧が可変となるように構成されるリリーフ弁と、排出通路に設けられ供給通路からリリーフ弁に向かう作動流体の流れに抵抗を付与する抵抗部と、抵抗部の前後差圧を取得するための圧力測定部と、を有し、コントローラは、抵抗部における圧力と通過流量との関係である圧力流量特性を予め記憶し、抵抗部の圧力流量特性と圧力測定部によって取得した前後差圧とに基づいて抵抗部を通過する作動流体の流量を取得し、抵抗部を通過する作動流体の流量に応じてポンプの吐出容量及びリリーフ弁の開弁圧を制御することを特徴とする。

【0008】

これらの発明では、排出制御部の抵抗部を通過する作動流体の流量に応じてリリーフ弁の開弁圧及びポンプの吐出容量の少なくとも一方が変更される。抵抗部の圧力流量特性に基づきリリーフ弁の開弁圧およびポンプの吐出容量を、独立または協調させて調整できる。このため、制御弁の開口面積と作業者による操作入力が同じ場合であっても、抵抗部を通過する流量増加に応じてリリーフ弁の開弁圧を高くすることで、アクチュエータへ導く作動油の圧力および流量を増加させることができる。また、リリーフ弁の開弁圧を増加させた分だけポンプの吐出容量を減少させて、流体圧アクチュエータへ導く作動流体の圧力および流量を維持し、抵抗部を通過する流量のみを減少させることもできる。このように、作業者による操作入力が同じ場合であっても、流体圧アクチュエータの作動に対して多様な制御を実現することができる。

【0009】

また、本発明は、排出制御部が、排出通路に設けられ供給通路からリリーフ弁に向かう作動流体の流れに抵抗を付与する追加抵抗部を有することを特徴とする。

【0010】

この発明では、排出制御部全体としての圧力流量特性は、追加抵抗部による圧力流量特性の影響を受ける。追加抵抗部の圧力流量特性を調整することで排出制御部全体としての圧力流量特性を調整できるため、排出制御部の圧力流量特性の設計自由度が向上する。

【0011】

また、本発明は、コントローラが、抵抗部を通過する作動流体の流量の増加に伴い、リリーフ弁の開弁圧を増加させると共にポンプの吐出容量を減少させることを特徴とする。

【0012】

この発明では、リリーフ弁の開弁圧を増加させることで排出通路を通じてタンクに排出される作動流体の流量を減少させることができる。また、排出通路を通じてタンクに排出される作動流体の流量を減少させることで、ポンプから流体圧アクチュエータに供給される作動流体の流量が増加するため、ポンプの吐出容量を減少させても流体圧アクチュエータに供給される流量を確保することができる。よって、ポンプによって行われる仕事量を維持しつつ消費されるエネルギーを減少させることができる。

【0013】

また、本発明は、圧力測定部が、リリーフ弁から抵抗部に導かれる作動流体の圧力を測定する上流圧測定部と、タンクの圧力を測定するタンク圧測定部をさらに備え、コントローラは、上流圧測定部が測定した圧力とタンク圧測定部が測定した圧力との差圧に基づいて抵抗部を通過する作動流体の流量を取得することを特徴とする。

【0014】

この発明では、タンク圧の実測値に基づいて抵抗部を通過する作動流体の流量が取得されるため、タンク圧が変動する場合であっても、流量を精度よく取得することができる。

【0015】

また、本発明は、流体圧アクチュエータの作動を制御する流体圧制御システムであって、供給通路を通じて作動流体を吐出する可変容量型のポンプと、作業者による操作入力がない中立時に前記ポンプから吐出される作動流体をタンクに導く中立ポジションを有し、操作入力に応じて流体圧アクチュエータに給排される作動流体の流れを制御する制御弁と、ポンプの吐出容量を制御するポンプ制御装置と、を備え、ポンプ制御装置は、供給通路の作動流体をタンクに導く排出通路と、排出通路を通じてタンクに排出される作動流体の流れを制御する排出制御部と、流体圧アクチュエータを作動させる作業者の操作入力に応じてポンプの容量を制御するコントローラと、を有し、排出制御部は、排出通路に設けられ排出通路の圧力が所定の開弁圧に達すると開弁し、入力される電気信号によって開弁圧が可変となるように構成されるリリーフ弁と、供給通路から排出通路に導かれリリーフ弁を通過した作動流体の流れに抵抗を付与する抵抗部と、抵抗部の前後差圧を取得するための圧力測定部と、を有し、コントローラは、抵抗部における圧力損失と通過流量との関係である圧力流量特性を予め記憶し、抵抗部の圧力流量特性と圧力測定部によって取得した前後差圧とに基づいて抵抗部を通過する作動流体の流量を取得し、抵抗部を通過する作動流体の流量に応じてポンプの吐出容量及びリリーフ弁の開弁圧を制御することを特徴とする。

【0016】

従来、ポンプの吐出容量を制御する方法として、制御弁の下流に設けられる絞りの前後差圧に応じてポンプの吐出容量を制御するネガコン制御が知られている。これに対し、この発明では、作業者の操作入力に応じてポンプの吐出容量を制御するため、ネガコン制御においてポンプの吐出容量を制御するために設けられる絞りを廃止することができる。よって、中立時にポンプから吐出される作動流体は、ネガコン制御のような制御弁の下流の絞りを通過することがないため、エネルギーロスを抑制することができる。また、排出制御部の抵抗部を通過する作動流体の流量に応じてリリーフ弁の開弁圧またはポンプの吐出容量が制御されることで、ポンプから吐出され排出通路を通じてタンクに排出される作動流体の流量を減少させることができる。

【0017】

また、本発明は、制御弁が、供給通路と流体圧アクチュエータとを連通させる一または複数の作動ポジションを有し、いずれの前記作動ポジションにおいても、供給通路とタンクとの連通は遮断されることを特徴とする。

【0018】

流体圧アクチュエータの作動を制御する制御弁には、作動ポジションにおいて供給通路とタンクとを絞り等によって抵抗を付与しながら連通させて流体圧アクチュエータへ供給される作動流体の流量を制御するものもある。このような従来の制御弁と比較して、本発明では、排出制御部のリリーフ弁の開弁圧を制御することで、流体圧アクチュエータに供給される作動流体の流量を制御できるため、作動ポジションでは供給通路とタンクとが遮断するように構成される。よって、作動ポジションにおいて供給通路からタンクに向かう流量を制御する絞り等を制御弁に設ける必要がなく、制御弁の構成を簡素化できる。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、ポンプ制御装置及び流体圧制御システムによる多様な制御を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の第１実施形態に係る流体圧制御システムの油圧回路図である。

【図2】本発明の第１実施形態に係る流体圧制御システムのブロック図である。

【図3】本発明の第１実施形態に係るリリーフ弁の構成を示す油圧回路図である。

【図4】本発明の第１実施形態における下流絞りの圧力流量特性を示すグラフ図である。

【図5】本発明の第１実施形態における排出制御部の圧力流量特性を示すグラフ図である。

【図6】本発明の第１実施形態に係る制御方法を示すフローチャート図である。

【図7】本発明の第２実施形態に係る流体圧制御システムの油圧回路図である。

【図8】本発明の比較例に係る流体圧システムの油圧回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

（第１実施形態）
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係るポンプ制御装置３０及びこれを備える流体圧制御システム１００について説明する。以下では、建設機械（例えば油圧ショベル）に用いられるポンプ制御装置３０及び流体圧制御システム１００を例に説明する。

【0022】

流体圧制御システム１００は、作業者によって操作される操作部としての操作レバー１と、駆動対象を駆動する流体圧アクチュエータとしての油圧シリンダ２と、作動流体としての作動油を吐出する可変容量型のポンプＰと、作動油を貯留するタンクＴと、油圧シリンダ２の作動を制御する流体圧制御装置１０と、を備える。

【0023】

操作レバー１は、油圧シリンダ２を駆動するために作業者によって操作されるものであり、その操作方向及び操作量に応じた操作入力が電気信号（操作信号）として流体圧制御装置１０に入力される。また、操作レバー１の操作方向及び操作量に応じて、後述する流体圧制御装置１０の制御弁２０にパイロット圧が供給される。

【0024】

ポンプＰは、エンジン（図示省略）又はモータ（図示省略）によって駆動されて、作動油を吐出する。ポンプＰは、例えば、斜板式の可変容量型ピストンポンプであり、レギュレータＲにより斜板の傾きが変更されることで吐出容量が変化する。レギュレータＲは、後述するポンプ制御装置３０のコントローラ５０から送信される制御信号に基づいて、ポンプＰの斜板の傾きを制御する。ポンプＰは、斜板の傾転角が最小となった状態でも、一定の流量を吐出するように構成される。つまり、ポンプＰの最小吐出容量は、ゼロより大きい値（以下、「スタンバイ流量」と称する。）となる。ポンプＰ及びレギュレータＲの構成は、公知の構成を採用できるため、詳細な説明は省略する。

【0025】

油圧シリンダ２は、シリンダチューブ３の内部をロッド側室６とボトム側室７とに区画するピストン４を有する複動形シリンダである。ピストン４にはピストンロッド５が連結される。油圧シリンダ２のロッド側室６には、ロッド側通路１３を通じて作動油が給排される。油圧シリンダ２のボトム側室７には、ボトム側通路１４を通じて作動油が給排される。

【0026】

ボトム側室７に作動油が供給されロッド側室６から作動油が排出されることにより、油圧シリンダ２は伸長作動する。反対に、ロッド側室６に作動油が供給されボトム側室７から作動油が排出されることにより、油圧シリンダ２は収縮作動する。

【0027】

流体圧制御装置１０は、ポンプＰから吐出される作動油の流れを制御して、油圧シリンダ２の伸縮作動を制御する。油圧シリンダ２は、ポンプＰから吐出される作動油が供給されることで、伸縮作動する。

【0028】

流体圧制御装置１０は、ポンプＰから吐出される作動油を導く供給通路１１に設けられ油圧シリンダ２に給排される作動油の流れを制御する制御弁２０と、供給通路１１の圧力が所定の開弁圧（クラッキング圧）となると開弁して供給通路１１の作動油をタンクＴに排出する安全弁２７と、供給通路１１を通じてポンプＰから制御弁２０へ向かう作動油の流れを制御すると共にポンプＰの吐出容量を制御するポンプ制御装置３０と、を備える。

【0029】

制御弁２０は、スプール（図示省略）を有し、スプールが移動することによってポジションが切り換わるスプール弁である。

【0030】

制御弁２０は、一対のパイロット室２１ａ，２１ｂと、付勢部材としてのスプリング２２ａ，２２ｂと、を有し、一対のパイロット室２１ａ，２１ｂの圧力差に応じて作動する。

【0031】

制御弁２０には、供給通路１１、タンクＴに連通するタンク通路１２、供給通路１１から分岐する分岐供給通路１１ａ、タンク通路１２から分岐する分岐タンク通路１２ａ、ロッド側通路１３、及びボトム側通路１４が接続される。供給通路１１及びタンク通路１２によって、ポンプＰから吐出される作動油をタンクＴに導くセンターバイパス通路が構成される。分岐供給通路１１ａには、ポンプＰから制御弁２０へ向かう作動油の流れを許容し、その反対を規制する逆止弁２５が設けられる。

【0032】

制御弁２０は、供給通路１１とタンク通路１２とを連通してセンターバイパス通路を開放する中立ポジション２０Ａと、分岐供給通路１１ａとボトム側通路１４とを連通すると共に分岐タンク通路１２ａとロッド側室６とを連通する作動ポジションとしての伸長ポジション２０Ｂと、分岐供給通路１１ａとロッド側通路１３とを連通すると共に分岐タンク通路１２ａとボトム側通路１４とを連通する作動ポジションとしての収縮ポジション２０Ｃと、を有する。

【0033】

作業者によって操作レバー１が操作されていない状態では、制御弁２０の一対のパイロット室２１ａ，２１ｂにはパイロット圧が導かれず、制御弁２０は、一対のスプリング２２ａ，２２ｂによって中立ポジション２０Ａに保持される。中立ポジション２０Ａでは、ロッド側通路１３、ボトム側通路１４、分岐供給通路１１ａ、及び分岐タンク通路１２ａがそれぞれ遮断される。よって、油圧シリンダ２は、伸縮作動せず、負荷保持状態に維持される。また、ポンプＰから吐出される作動油は、供給通路１１から制御弁２０を通じてタンク通路１２に導かれてタンクＴに導かれる。

【0034】

作業者によって操作レバー１が一方向に操作されると、その操作量に応じて制御弁２０の一方のパイロット室２１ａにパイロット圧が導かれ、制御弁２０は、伸長ポジション２０Ｂに切り換わる。伸長ポジション２０Ｂでは、供給通路１１とタンク通路１２との連通は遮断され、センターバイパス通路が閉じられる。制御弁２０が伸長ポジション２０Ｂに切り換わると、ポンプＰから吐出された作動油が分岐供給通路１１ａ及びボトム側通路１４を通じてボトム側室７に供給される。ロッド側室６の作動油は、ロッド側通路１３及び分岐タンク通路１２ａを通じてタンクＴに排出される。これにより、油圧シリンダ２は伸長作動する。

【0035】

作業者によって操作レバー１が他方向に操作されると、その操作量に応じて制御弁２０の他方のパイロット室２１ｂにパイロット圧が導かれ、制御弁２０は、収縮ポジション２０Ｃに切り換わる。収縮ポジション２０Ｃでは、供給通路１１とタンク通路１２との連通は遮断され、センターバイパス通路が閉じられる。制御弁２０が収縮ポジション２０Ｃに切り換わると、ポンプＰから吐出された作動油が分岐供給通路１１ａ及びロッド側通路１３を通じてロッド側室６に供給される。ボトム側室７の作動油は、ボトム側通路１４及び分岐タンク通路１２ａを通じてタンクＴに排出される。これにより、油圧シリンダ２は収縮作動する。

【0036】

ポンプ制御装置３０は、供給通路１１の作動油をタンクＴに導く排出通路１５と、排出通路１５を通じてタンクＴに排出される作動流体の流れを制御する排出制御部３１と、油圧シリンダ２を作動させる作業者の操作入力に応じてポンプＰの吐出容量及び排出制御部３１の作動を制御するコントローラ５０と、を備える。

【0037】

排出制御部３１は、排出通路１５に設けられ排出通路１５の圧力が所定の開弁圧に達すると開弁し、開弁圧が可変であるリリーフ弁４０と、供給通路１１から排出通路１５に導かれリリーフ弁４０を通過した作動油の流れに抵抗を付与する抵抗部としての下流絞り３２と、排出通路１５に設けられ供給通路１１からリリーフ弁４０に向かう作動油の流れに抵抗を付与する追加抵抗部としての上流絞り３３と、下流絞り３２の前後差圧を取得するための圧力測定部３４と、を有する。

【0038】

リリーフ弁４０は、開弁圧を設定するための付勢部材としてのセットスプリング４０ａと、通電によって電磁力を発生させるソレノイド４０ｂと、を有する電磁リリーフ弁である。コントローラ５０から入力される電気信号（開弁圧信号）に応じてソレノイド４０ｂが発生する電磁力によりプランジャ（図示省略）が移動してセットスプリング４０ａが伸縮することで、リリーフ弁４０の開弁圧が調整される。リリーフ弁４０の開弁圧は、少なくともタンク圧より大きく設定される。リリーフ弁４０には、上流絞り３３を通過した作動油と下流絞り３２を通過した作動油（タンク圧）とがそれぞれパイロット圧として導かれる。リリーフ弁４０は、上流絞り３３とリリーフ弁４０との間の圧力（上流絞り３３の下流圧、つまりリリーフ弁４０の上流圧）とタンク圧の差圧（以下、リリーフ弁４０の「前後差圧」と称する。）が開弁圧に達すると開弁して、排出通路１５を開放する。なお、リリーフ弁４０が閉じた状態では、リリーフ弁４０の上流圧は、上流絞り３３の上流圧（ひいては、供給通路１１の圧力）と等しいため、リリーフ弁４０は、実質的には上流絞り３３の上流圧とタンク圧との差圧が開弁圧に達すると開弁する。リリーフ弁４０が開いた状態では、上流絞り３３の下流であってリリーフ弁４０の上流の圧力とタンク圧の差圧をパイロット圧として作動する。

【0039】

図３を参照して、リリーフ弁４０の構成を詳細に説明する。図３に示すように、リリーフ弁４０は、ハウジング４１と、ハウジング４１内に設けられるメインポペット４２及びパイロットポペット４６と、メインポペット４２を閉弁方向に付勢する付勢部材としてメインスプリング４４ａと、パイロットポペット４６を閉弁方向に付勢するセットスプリング４０ａと、セットスプリング４０ａを伸縮させるソレノイド４０ｂと、を有する。

【0040】

メインポペット４２は、第１上流室４３ａ、第１下流室４３ｂ、及び第１パイロット室４３ｃをハウジング４１内に区画する。第１上流室４３ａは、上流絞り３３の下流側において排出通路１５に連通しており、上流絞り３３を通過した排出通路１５の作動油が導かれる。第１下流室４３ｂは、下流絞り３２の上流側において排出通路１５に連通しており、第１下流室４３ｂの作動油が下流絞り３２に導かれる。メインポペット４２が閉弁状態にあるときは、第１上流室４３ａと第１下流室４３ｂとの連通がメインポペット４２によって遮断され、メインポペット４２が開弁すると第１上流室４３ａと第１下流室４３ｂとが連通する。第１パイロット室４３ｃは、ポペット絞り４４ｂを通じて第１上流室４３ａと常時連通する。第１上流室４３ａに対するメインポペット４２が閉弁しているときの受圧面積は、第１パイロット室４３ｃに対する受圧面積と同じか小さく形成されている。

【0041】

パイロットポペット４６は、第２上流室４７ａ、第２下流室４７ｂ、及び第２パイロット室４７ｃをハウジング４１内に区画する。第２上流室４７ａは、メインポペット４２が区画する第１パイロット室４３ｃに常時連通する。第２下流室４７ｂは、下流絞り３２の下流側において排出通路１５に連通しており、排出通路１５を通じてタンクＴに連通する。パイロットポペット４６が閉弁状態にあるときは、第２上流室４７ａと第２下流室４７ｂとの連通がパイロットポペット４６によって遮断され、パイロットポペット４６が開弁すると第２上流室４７ａと第２下流室４７ｂとが連通する。第２パイロット室４７ｃは、第２下流室４７ｂと常時連通している。第２上流室４７ａに対するパイロットポペット４６の受圧面積は、第２パイロット室４７ｃに対するパイロットポペット４６の受圧面積よりも小さく形成されている。第２パイロット室４７ｃには、セットスプリング４０ａ及びソレノイド４０ｂが収容される。パイロットポペット４６は、セットスプリング４０ａの付勢力及びソレノイド４０ｂの推力によって閉弁方向に付勢されている。

【0042】

排出通路１５の上流絞り３３を通過した作動油は、ポペット絞り４４ｂを通じて第２上流室４７ａに導かれる。第２下流室４７ｂは、排出通路１５を通じてタンクＴに連通する。第２上流室４７ａに導かれる圧力によってパイロットポペット４６に発揮される推力が、第２パイロット室４７ｃの圧力（タンク圧）によって発揮される推力とソレノイド４０ｂ及びセットスプリング４０ａによって発揮される推力との合力以下であると、パイロットポペット４６は閉弁する。パイロットポペット４６が閉弁した状態であると、第１パイロット室４３ｃ内の作動油がタンクＴに排出されないため、メインポペット４２も閉弁した状態となる。

【0043】

第２上流室４７ａの圧力によりパイロットポペット４６に発揮される推力が、第２パイロット室４７ｃの圧力（タンク圧）によって発揮される推力とソレノイド４０ｂ及びセットスプリング４０ａによって発揮される推力との合力を上回ると、パイロットポペット４６が開弁する。これにより、第１パイロット室４３ｃの作動油が第２上流室４７ａから第２下流室４７ｂに導かれ、排出通路１５からタンクＴに排出される。これに伴い、第１上流室４３ａの圧力によってメインポペット４２（ひいてはリリーフ弁４０）が開弁し、排出通路１５の作動油が、リリーフ弁４０を通じてタンクＴに排出される。このようにして、リリーフ弁４０は、排出通路１５における上流絞り３３の下流側の圧力と下流絞り３２の下流側の圧力（タンク圧）との差圧（前後差圧）が所定の開弁圧に達すると開弁して、排出通路１５の作動油をタンクＴに排出する。

【0044】

以上のように、リリーフ弁４０の開弁圧は、セットスプリング４０ａ及びソレノイド４０ｂの推力に加えて、メインポペット４２に対する第１上流室４３ａ及び第１パイロット室４３ｃとの受圧面積差、パイロットポペット４６に対する第２上流室４７ａ及び第２パイロット室４７ｃの受圧面積差、ポペット絞り４４ｂ、メインスプリング４４ａ等に応じて定められる。

【0045】

なお、リリーフ弁４０の構成は、図３に示すものに限定されない。本明細書に記載のリリーフ弁４０の機能を実現できるものであって、図１に示すような回路記号であらわすことが可能な任意の構成をリリーフ弁４０として採用することができる。

【0046】

上流絞り３３及び下流絞り３２は、例えば、オリフィス等によって構成される固定絞りである。上流絞り３３及び下流絞り３２は、固定絞りとして、排出通路１５を構成する流路（配管）によって形成される流路抵抗（配管抵抗）であってもよい。

【0047】

圧力測定部３４は、リリーフ弁４０から下流絞り３２に導かれる作動油の圧力を測定する上流圧測定部としての圧力センサ３５ａと、下流絞り３２の下流側における排出通路１５の圧力を測定するタンク圧測定部としてのタンク圧センサ３５ｂと、を有する。圧力センサ３５ａは、排出通路１５におけるリリーフ弁４０と下流絞り３２との間の圧力（言い換えると、下流絞り３２の上流圧）を測定する。圧力センサ３５ａの測定結果は、コントローラ５０に入力される。

【0048】

タンク圧センサ３５ｂは、パイロット圧としてリリーフ弁４０に導かれる下流絞り３２の下流側の圧力を測定する。タンク圧センサ３５ｂの測定結果は、コントローラ５０に入力される。なお、タンク圧センサ３５ｂは、タンク通路１２またはタンクＴの内部の圧力を測定するものでもよい。圧力センサ３５ａが測定する圧力とタンク圧センサ３５ｂが測定する圧力との差分が、下流絞り３２の前後差圧となる。

【0049】

また、供給通路１１には、供給通路１１の圧力を取得する第２圧力センサ２６が設けられる。第２圧力センサ２６の測定結果は、コントローラ５０に入力される。

【0050】

コントローラ５０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、及びＩ／Ｏインターフェース（入出力インターフェース）を備えたコンピュータで構成される。ＲＡＭはＣＰＵの処理におけるデータを記憶し、ＲＯＭはＣＰＵの制御プログラム等を予め記憶し、Ｉ／Ｏインターフェースは接続された機器との情報の入出力に使用される。コントローラ５０は、少なくとも、本実施形態や変形例に係る制御を実行するために必要な処理を実行可能にプログラムされている。なお、コントローラ５０は一つの装置として構成されていても良いし、複数の装置に分けられ、各制御を当該複数の装置で分散処理するように構成されていてもよい。また、コントローラ５０は、建設機械に備えられる他のコントローラと共通に使用されてもよい。

【0051】

コントローラ５０は、図２に示すように、ポンプＰの吐出容量を制御するために必要な情報を予め記憶する記憶部５１と、ポンプＰの吐出容量を制御する処理を実行する処理部５２と、を有する。

【0052】

記憶部５１には、操作レバー１の操作量とポンプＰの吐出容量との関係（図示省略）、下流絞り３２単体の通過する作動油の圧力と流量との関係を示す圧力流量特性（図４）、及び排出制御部３１全体としての圧力流量特性（図５）、が予め記憶される。通常、リリーフ弁４０の圧力流量特性は、開弁圧に達すると通過流量が急激に増加する特性となる。これに対し、排出制御部３１の圧力流量特性は、リリーフ弁４０の上流及び下流に絞り（上流絞り３３、下流絞り３２）が設けられることで、図５に示すように、リリーフ弁４０の開弁圧以上の圧力領域においては、圧力増加に対して通過流量が徐々に増加するような特性となる。つまり、排出制御部３１の圧力流量特性は、一般的なリリーフ弁の圧力流量特性よりも、圧力変化に対する流量変化の傾きが小さくなる。このように、排出制御部３１の圧力流量特性は、リリーフ弁４０、下流絞り３２、及び上流絞り３３のそれぞれの圧力流量特性に応じて定められる。操作レバー１の操作量とポンプＰの吐出容量との関係、排出制御部３１及び下流絞り３２の圧力流量特性は、例えばマップ等の形式により記憶部５１に記憶されている。

【0053】

コントローラ５０には、作業者による操作レバー１の操作入力に応じて操作レバー１から送信される操作信号と、圧力センサ３５ａ、タンク圧センサ３５ｂ、及び第２圧力センサ２６から入力されるそれぞれの測定値を示す圧力信号と、が入力される。処理部５２は、圧力センサ３５ａ及びタンク圧センサ３５ｂの圧力信号から、リリーフ弁４０の前後差圧を算出する。また、処理部５２は、操作レバー１の操作信号、圧力センサ３５ａ、タンク圧センサ３５ｂ、及び第２圧力センサ２６の圧力信号に基づいて、ポンプＰの吐出容量及びリリーフ弁４０の開弁圧を制御する。

【0054】

以下、本実施形態におけるポンプＰの吐出容量の制御方法について説明する。

【0055】

以下では、図６に示すフローチャートを参照して、本実施形態の制御方法について説明する。コントローラ５０は、図６に示す処理を所定の実行間隔によって実行する。

【0056】

ステップＳ１０では、作業者による操作レバー１の操作信号を取得する。

【0057】

ステップＳ１１では、排出制御部３１の圧力センサ３５ａ及びタンク圧センサ３５ｂの測定結果である圧力信号を取得する。

【0058】

ここで、作業者によって操作レバー１が操作されず制御弁２０が中立ポジション２０Ａにある状態では、ポンプＰから吐出される作動油は、センターバイパス通路（供給通路１１、タンク通路１２）を通じてタンクＴに導かれる。よって、排出通路１５の圧力は、リリーフ弁４０の開弁圧に達しないため、リリーフ弁４０は閉じた状態となり、ポンプＰから吐出される作動油は下流絞り３２を通過しない。

【0059】

供給通路１１の圧力は、油圧シリンダ２に必要な作動油の圧力（負荷圧）に応じて定められる。作業者によって操作レバー１が操作され、制御弁２０が作動ポジション（伸長ポジション２０Ｂ、収縮ポジション２０Ｃ）に切り換わっても、油圧シリンダ２の負荷圧が比較的低い場合には、供給通路１１の圧力は排出制御部３１のリリーフ弁４０の開弁圧に達しない。このため、リリーフ弁４０は閉じた状態となり、ポンプＰから吐出される作動油は下流絞り３２を通過しない。

【0060】

よって、操作レバー１が非操作時である場合と油圧シリンダ２の必要圧が低い場合（必要圧がリリーフ弁４０の開弁圧よりも低い場合）とでは、ステップＳ１１において、タンク圧を示す圧力信号が圧力センサ３５ａからコントローラ５０に入力される。

【0061】

作業者によって操作レバー１が操作されることでポンプＰから油圧シリンダ２に作動油が供給されると、駆動対象から油圧シリンダ２に作用する負荷に応じた駆動圧で供給通路１１の圧力が上昇する。供給通路１１の圧力がリリーフ弁４０の開弁圧に達すると、リリーフ弁４０が開弁し、ポンプＰから吐出される作動油の一部がリリーフ弁４０から下流絞り３２を通過して（余剰流量が生じて）タンクＴに排出される。このようにして、油圧シリンダ２への余剰流量がタンクＴに排出される。よって、この場合には、ステップＳ１１では、余剰流量分の作動油の圧力を示す圧力信号が圧力センサ３５ａからコントローラ５０に入力される。

【0062】

ステップＳ１２では、ステップＳ１１で取得した圧力信号に基づいて下流絞り３２を通過する流量（余剰流量）を算出する。余剰流量は、ステップＳ１１で取得した圧力センサ３５ａ及びタンク圧センサ３５ｂの圧力信号からリリーフ弁４０の前後差圧Ｐ１を算出し、前後差圧Ｐ１における下流絞り３２の通過流量Ｌ１を図４に示す圧力流量特性から読み取ることで算出することができる。

【0063】

タンクＴの内部の圧力は、油圧シリンダ２から排出される作動油がタンクＴに導かれるため、ある程度の圧力変動が生じることがある。これに対し、本実施形態では、下流絞り３２の下流側における排出通路１５の圧力をタンク圧として測定し、測定したタンク圧からリリーフ弁４０の前後差圧を算出して下流絞り３２の通過流量を算出する。実際に測定したタンク圧に基づいて下流絞り３２の通過流量を算出するため、算出精度を向上させることができる。なお、タンク圧センサ３５ｂは必須の構成ではなく、タンク圧センサ３５ｂを設けずに、予め把握されるタンク圧に基づいて下流絞り３２の通過流量を算出してもよい。

【0064】

操作レバー１が非操作時である場合と油圧シリンダ２の必要圧が低い場合とでは、上述のようにリリーフ弁４０は開弁せず、タンク圧に相当する圧力信号がコントローラ５０に入力される。よって、これらの場合には、ステップＳ１２では、余剰流量がゼロとして算出される。

【0065】

リリーフ弁４０が開弁する場合には、タンク圧よりも大きい圧力を示す圧力信号が圧力センサ３５ａから入力される。このため、ステップＳ１２では、当該圧力信号と下流絞り３２の圧力流量特性に基づいて、下流絞り３２を通過した作動油の流量（つまり、タンクＴに排出される余剰流量）を算出する（図４参照）。

【0066】

ステップＳ１３では、リリーフ弁４０に入力される開弁圧信号を、ステップＳ１２で求めた余剰流量に応じて制御する。

【0067】

ステップＳ１２で余剰流量がゼロと算出された場合には、ステップＳ１３では、リリーフ弁４０の開弁圧を維持する（変更しない）ような制御が行われる。

【0068】

ステップＳ１２でゼロよりも大きい余剰流量が算出された場合には、ステップＳ１３では、例えば図５に示すように、リリーフ弁４０の開弁圧を、余剰流量に応じた分だけＰｃ１からＰｃ２へと増加させる。

【0069】

ステップＳ１４では、ステップＳ１０で取得した操作信号とステップＳ１２で算出した余剰流量に応じてポンプＰの吐出容量を制御する。

【0070】

操作レバー１が操作されておらず、余剰流量がゼロである場合には、ステップＳ１４では、ポンプＰの吐出容量を最小となるように制御する。このように、制御弁２０が中立ポジション２０Ａにある状態では、ポンプＰからスタンバイ流量の作動油が吐出されセンターバイパス通路を通じてタンクＴに導かれる。

【0071】

操作レバー１が操作されているもののステップＳ１２で余剰流量がゼロと算出された場合には、ステップＳ１４では操作レバー１の操作量のみに応じてポンプＰの吐出容量が決定される。つまり、リリーフ弁４０が閉弁している状態では、コントローラ５０は、操作レバー１の操作入力が増加するにつれて、ポンプＰの吐出容量を大きくするように制御する。

【0072】

操作レバー１が操作されゼロよりも大きい余剰流量が排出通路１５を通じてタンクＴに排出されると、ステップＳ１４では、操作レバー１の操作量から算出されるポンプＰの吐出容量を余剰流量に応じて補正する。そして、余剰流量に応じて補正した吐出容量となるようにポンプＰを制御する。具体的には、現在の操作レバー１の操作量に対応するポンプＰの吐出容量から、余剰流量に対応する分だけ吐出容量を減少させるようにポンプＰを制御する。

【0073】

ステップＳ１３ではリリーフ弁４０の開弁圧を増加させ、ステップＳ１４でポンプＰの吐出流量を減少させることで、油圧シリンダ２に供給される作動油の流量を維持しつつ（供給される流量の変化を防止しつつ）排出通路１５を通じて排出される余剰流量を減少させることができる。つまり、ポンプＰの余剰流量を減少させつつ、油圧シリンダ２への供給流量を維持し、リリーフ弁４０の開弁圧の増加に伴う油圧シリンダ２の作動状態の変化を防止することができる。

【0074】

より詳細に説明すると、例えば、図５に示すように、本実施形態の制御が未実施の状態において、リリーフ弁４０の開弁圧をＰｃ１、ポンプＰの吐出圧（供給通路１１の圧力）をＰ２とすると、リリーフ弁４０が開弁して流量Ｌ２だけ作動油が排出通路１５を通じてタンクＴに排出される。本実施形態の制御が実行され、ステップＳ１３でリリーフ弁４０の開弁圧をＰｃ１からＰｃ２に増加させると（Ｐｃ２＞Ｐｃ１）、リリーフ弁４０の圧力流量特性が破線の状態から実線の状態となる。この際、油圧シリンダ２の負荷が変化しないとすれば、ポンプＰの吐出容量を維持したままだと、余剰流量分がＬ２からＬ３へと減少した分だけ、油圧シリンダ２へ供給される作動油の流量が増加する。その結果、操作レバー１の操作や油圧シリンダ２の負荷の変化がないにも関わらず、油圧シリンダ２の速度が上昇する。

【0075】

そこで、本実施形態では、リリーフ弁４０の開弁圧を増加させるのに伴いポンプＰの吐出容量を減少させることで、リリーフ弁４０の開弁圧の増加に伴う油圧シリンダ２への作動油の供給流量の増加を抑制することが出来る。具体的には、ポンプＰの吐出圧がＰ２である場合、制御実施前の流量Ｌ２と、制御実施後の流量Ｌ３との差分だけポンプＰの吐出容量を減少させる（Ｌ２＞Ｌ３）ことで、油圧シリンダ２への供給流量を維持することができる。このように、本実施形態による制御によれば、ポンプＰによって行われる仕事量を維持しつつ排出通路１５を通じて排出される余剰流量を削減してポンプＰで消費されるエネルギーを減少させることができる。

【0076】

なお、発生した余剰流量に対してリリーフ弁４０の開弁圧をどの程度増加させるかは、任意に設定することができる。例えば、リリーフ弁４０の開弁圧を制御開始時の圧力（図５の例でいうとＰ２）以上にしてリリーフ弁４０が閉弁されるようにしてもよいし、図５で説明したように、制御開始時の圧力Ｐ２よりも小さくして制御後でも所定の余剰流量（流量Ｌ３）が生じるようにしてもよい。

【0077】

以上のようにして、本実施形態では、操作レバー１の操作量に加えて、排出制御部３１を通過する流量（余剰流量）に基づいて、リリーフ弁４０の開弁圧とポンプＰの吐出容量を制御する。

【0078】

なお、供給通路１１の圧力がリリーフ弁４０の開弁圧よりも高い安全弁２７の開弁圧にまで達すると、安全弁２７が開弁して供給通路１１の作動油の一部をタンク通路１２に排出する。これにより、リリーフ弁４０の開弁圧に関わらず、システム全体を保護することができる。

【0079】

また、コントローラ５０は、上記の制御に加えて、ポンプＰを駆動するエンジン等の負荷が許容限度を超えないように、第２圧力センサ２６の圧力信号に基づいてポンプＰの吐出容量を制御する馬力制御を実行する。馬力制御は、公知の構成であるため、詳細な説明は省略する。

【0080】

ここで、本発明の理解を容易にするために、図８を参照して、本発明の比較例について説明する。なお、比較例では、上記実施形態と同様の構成については、上記実施形態と同様の符号を付して説明を省略する。

【0081】

比較例に係る流体圧制御システム３００は、いわゆるネガコン制御によってポンプＰの吐出容量を制御するものである。流体圧制御システム３００は、本実施形態の排出制御部３１に代えて、制御弁２２０の下流に設けられるネガコン制御部２１０を有する。

【0082】

ネガコン制御部２１０は、制御弁２２０の下流のタンク通路１２に設けられるネガコンリリーフ弁２１１と、ネガコンリリーフ弁２１１に対して並列に設けられるネガコン絞り２１２と、ネガコン絞り２１２の上流圧（制御弁２２０とネガコン絞り２１２との間の圧力）を測定する圧力センサ２１３と、を有する。

【0083】

また、比較例の流体圧制御システム３００では、制御弁２２０の収縮ポジション２２０Ｃでは、センターバイパス通路は制御弁２２０によって遮断されず制御絞り２１４を通じて開放される。つまり、制御弁２２０が収縮ポジション２２０Ｃとなると、ポンプＰから吐出される作動油の一部は、供給通路１１から制御弁２２０の制御絞り２１４を通じてタンク通路１２に導かれ、タンクＴに排出される。なお、図示は省略するが、制御絞り２１４は、例えば、制御弁２２０のスプールのランド部の外周に溝状のノッチを加工することで形成される。

【0084】

制御弁２２０を収縮ポジション２２０Ｃとして油圧シリンダ２を作動させる場合、センターバイパス通路が遮断される伸長ポジション２０Ｂと異なり、ポンプＰの吐出流量の一部が制御弁２２０の制御絞り２１４を通過し、ネガコン制御部２１０に導かれる。このため、ネガコン絞り２１２の上流圧は高くなる。ここで、油圧シリンダ２の負荷が変化すると、制御絞り２１４の絞り量が一定であっても、油圧シリンダ２に供給される流量と、制御絞り２１４を通過する流量は変化し、ネガコン絞り２１２の上流圧も変化する。このように制御絞り２１４を通過する作動油の流量は、油圧シリンダ２の作動に使用されない流量であり、エネルギーロスの一部である。

【0085】

コントローラ５０は、ネガコン制御部２１０の圧力センサ２１３から入力されるネガコン絞り２１２の上流圧に基づいて、ポンプＰの吐出容量を制御する（ネガコン制御）。コントローラ５０には、ネガコン絞り２１２の圧力流量特性が予め記憶されており、圧力センサ２１３の圧力とネガコン絞り２１２の圧力流量特性とからネガコン絞り２１２の通過流量を算出することができる。

【0086】

制御弁２２０が中立ポジション２０Ａにある状態では、ポンプＰから吐出される作動油は、センターバイパス通路のネガコン絞り２１２を通じてタンクＴに排出される。

【0087】

制御弁２２０が収縮ポジション２２０Ｃに切り換えられると、ポンプＰから吐出される作動油の一部は、制御弁２２０を通じて油圧シリンダ２に供給される。これにより、ネガコン絞り２１２を通過する流量は低下する。よって、コントローラ５０は、ネガコン絞り２１２を通過する流量の低下に応じて低下するネガコン絞り２１２の上流圧に基づいてポンプＰの吐出容量を増加させる。

【0088】

また、ネガコン制御では、タンク通路１２にネガコン制御部２１０が設けられることで、制御弁２２０が中立ポジション２０Ａにある状態でもポンプＰから吐出される作動油はネガコン絞り２１２を通じてタンクＴに排出される。よって、制御弁２２０が中立ポジション２０Ａの状態であってポンプＰがスタンバイ流量分の作動油を吐出する状態であっても、スタンバイ流量分の作動油をネガコン絞り２１２に通過させるだけのエネルギーが消費される。

【0089】

これに対し、本実施形態では、ポンプ制御装置３０のリリーフ弁４０の開弁圧が調整可能であると共に、下流絞り３２を通過する流量に応じてポンプＰの吐出容量が制御可能である。このため、油圧シリンダ２の必要圧と操作レバー１の操作量とが同じ場合であっても、リリーフ弁４０の開弁圧を調整することで、供給通路１１の圧力と、排出通路１５を通じてタンクＴに排出される作動油の流量、ひいては油圧シリンダ２に供給される流量とを調整できる。したがって、油圧シリンダ２に対して多様な制御を実現することができる。

【0090】

また、本実施形態は、ネガコン制御を行わず、ポンプＰの余剰流量は、制御弁２０の上流で供給通路１１から分岐する排出通路１５を通じてタンクＴに排出され、排出制御部３１によって余剰流量を制御する。制御弁２０が中立ポジション２０Ａの状態では、ポンプＰから吐出される作動油は、ネガコン絞り２１２が設けられていないセンターバイパス通路を通じてタンクＴに排出される。このため、本実施形態によれば、作動油がネガコン絞り２１２を通過することで生じるエネルギーロスを抑制することができる。

【0091】

また、本実施形態では、制御弁２０は、作動ポジション（伸長ポジション２０Ｂ、収縮ポジション２０Ｃ）においてセンターバイパス通路を遮断する構成であり、比較例のように、作動ポジションにおいて制御絞り２１４を通じてセンターバイパス通路を開放する構成ではない。本実施形態では、比較例のような制御弁２２０の制御絞り２１４に代えて、リリーフ弁４０の開弁圧を制御することで、ポンプＰから油圧シリンダ２に供給される作動油の急激な圧力変化を緩和することができる。よって、本実施形態では、制御弁２０において制御絞り２１４を廃止することができるため、制御弁２０の構造の簡素化、制御絞り２１４を形成する工数の削減、低コスト化をすることができる。

【0092】

なお、エネルギーロスを削減するという観点でいうと、中立ポジション２０Ａから作動ポジションに切り換わる過程では、供給通路１１とタンク通路１２とが遮断（センターバイパス通路が遮断）するタイミングは、分岐供給通路１１ａとロッド側通路１３またはボトム側通路１４とが連通するタイミングよりも先（早い）または同時であることが望ましい。これにより、安全弁２７の開弁圧以下において、油圧シリンダ２の作動以外でポンプＰからタンクＴに排出される作動油の漏れ量を、制御弁２０を介して制御（減少）することが可能となり、エネルギーロスを最大限削減できる。また、このような場合には、比較例の制御絞り２１４を形成するノッチ等の構成を、供給通路１１とタンク通路１２との連通を遮断する制御弁２０のスプールのランド部に形成する必要がないため、制御弁２０の構造の簡素化等を行うことができる。

【0093】

一方、供給通路１１とタンク通路１２とが、分岐供給通路１１ａとロッド側通路１３またはボトム側通路１４とが連通するタイミングよりも先または同時に遮断されると、瞬間的に供給通路１１の圧力上昇が避けられない場合ある。このような供給通路１１の圧力上昇を避けたい場合には、供給通路１１とタンク通路１２とが遮断されるタイミングは、分岐供給通路１１ａとロッド側通路１３またはボトム側通路１４とが連通するタイミングより後であってもよい。言い換えると、制御弁２０が中立ポジション２０Ａであって供給通路１１とタンク通路１２とが連通する状態から、作動ポジションに切り換わって供給通路１１とタンク通路１２とが遮断された状態となる間の遷移状態として、供給通路１１とタンク通路１２とが連通し、分岐供給通路１１ａとロッド側通路１３またはボトム側通路１４とが連通する状態が一時的に生じてもよい。これによれば、油圧シリンダ２の作動状態においても、リリーフ弁４０の開弁圧に関わらず供給通路１１の急激な圧力上昇が抑制され、緩やかな圧力上昇とすることができる。遷移状態では、油圧シリンダ２は、作動せずに停止した状態か、わずかに作動した状態となる。そして、供給通路１１とタンク通路１２とが完全に遮断されると、供給通路１１、ひいては油圧シリンダ２に導かれる作動油の圧力が上昇し、油圧シリンダ２が作動する。

【0094】

また、このような遷移状態では、供給通路１１とタンク通路１２とをノッチ等の絞り（以下、「連通絞り」と称する。）を介して連通させてもよい。このような連通絞りは、例えば、作動ポジションにおいて供給通路１１とタンク通路１２との連通を遮断する制御弁２０のスプールのランド部に形成される。これによれば、供給通路１１の急激な圧力上昇を抑制すると共に油圧シリンダ２に供給するための作動油のタンクＴへの漏れを抑制することができる。

【0095】

連通絞りは、制御弁２０のスプールにおいて形成される位置は、比較例の制御絞り２１４と同様の位置となるが、作動ポジションで供給通路１１（分岐供給通路１１ａ）とタンク通路１２とを連通するものではなく、油圧シリンダ２の作動中にポンプＰからタンクＴに排出される作動油の流量を制御するものではない。このため、比較例の制御絞り２１４と比較して、スプールの加工範囲（ノッチの長さ、幅、深さ等）は小さく、加工量は少ない。よって、連通絞りを設けても、比較例と比較して、制御弁２０の構成の簡素化や加工工数の削減をすることが可能である。

【0096】

次に、本実施形態の変形例について説明する。以下のような変形例も本発明の範囲内であり、変形例に示す構成と上述の実施形態で説明した構成を組み合わせたり、以下の異なる変形例で説明する構成同士を組み合わせたりすることも可能である。

【0097】

上記実施形態では、コントローラ５０は、排出制御部３１全体及び下流絞り３２の圧力流量特性を記憶する。これに対し、コントローラ５０は、排出制御部３１及び下流絞り３２の圧力流量特性を所定の温度範囲ごとに記憶し、作動油の温度に応じた排出制御部３１及び下流絞り３２の圧力流量特性を使用するようにしてもよい。この場合、温度センサによって作動油の温度を測定し、コントローラ５０に入力するように構成すればよい。作動油の温度に応じた圧力流量特性を利用することで、下流絞り３２を通過する流量を精度良く算出することができる。

【0098】

また、上記実施形態では、コントローラ５０は、排出制御部３１を通過する余剰流量が多くなると、リリーフ弁４０の開弁圧を増加させると共にポンプＰの吐出容量を減少させる。これにより、油圧シリンダ２に必要な圧力を維持したまま余剰流量を減少させて省エネルギー化を図ることができる。これに対し、コントローラ５０によるリリーフ弁４０の開弁圧とポンプＰの吐出容量の制御は、上記実施形態の構成に限定されない。コントローラ５０は、余剰流量に応じてリリーフ弁４０の開弁圧の変更とポンプＰの吐出容量の変更とを同時に行う構成に限定されず、少なくとも一方を変更するように構成してもよい。

【0099】

つまり、本明細書では、リリーフ弁４０の開弁圧（排出制御部３１の作動）及びポンプＰの吐出容量を制御するとは、リリーフ弁４０の開弁圧及びポンプＰの吐出容量を変更することに加えて、変化させずに維持することも含む意味である。さらにいえば、下流絞り３２を通過する作動油の流量に応じてポンプＰの吐出容量及びリリーフ弁４０の開弁圧を制御するとは、下流絞り３２を通過する作動油の流量に応じてポンプＰの吐出容量またはリリーフ弁４０の開弁圧を変更せずに維持することも含む意味である。

【0100】

例えば、コントローラ５０は、排出制御部３１を通過する余剰流量に応じてリリーフ弁４０の開弁圧またはポンプＰの吐出容量の一方を変更し、他方を維持するように制御するものでもよい。

【0101】

また、コントローラ５０は、切り換え可能な複数の制御モードを実行可能に構成されてもよい。例えば、コントローラ５０は、上記実施形態の制御を「省エネモード」として設定し、当該省エネモードに加えて、余剰流量に応じたリリーフ弁４０の開弁圧及びポンプＰの吐出容量の制御を行わない「高応答モード」を実行するように構成されてもよい。高応答モードでは、ポンプＰの吐出容量は、余剰流量には依存せず、操作レバー１の操作量に応じて制御される。上記実施形態のような省エネモードは、余剰流量が増加すると余剰流量を減少させるようにリリーフ弁４０の開弁圧及びポンプＰの吐出容量が制御されるため、省エネルギー化することができる。これに対し、高応答モードは、余剰流量を減少させないため、油圧シリンダ２の負荷状態が変動して必要圧力（または必要流量）が増加した際には、余剰流量分を即座に油圧シリンダ２への供給に回すことができ、負荷変動に対する応答性に優れる。作業者によるボタン等の操作によって省エネモードと高応答モードとを切り換えられるように構成することで、状況に応じて適切な制御を行うことができる。

【0102】

また、上記実施形態では、追加抵抗部である上流絞り３３は、リリーフ弁４０とは別体として排出通路１５に設けられる。これに対し、追加抵抗部は、例えば、リリーフ弁４０のメインポペット４２やメインポペット４２が着座するシート部（図示省略）に形成されるスリット等によって構成されてもよい。つまり、追加抵抗部は、リリーフ弁４０とは別体ではなく、リリーフ弁４０の構成の一部に設けられ、リリーフ弁４０に内蔵されるものでもよい。また、排出制御部３１が所望の圧力流量特性を実現できる場合には、追加抵抗部を廃止することもできる。

【0103】

また、上記実施形態では、流体圧制御システム１００は、操作レバー１の非操作時において、制御弁２０が中立ポジション２０Ａとなってセンターバイパス通路が開放される、いわゆるオープンセンタ型のシステムであり、操作レバー１の操作量に応じてポンプＰの吐出容量を制御するポジティブコントロールを実行するものである。これに対し、ポンプ制御装置３０は、操作レバー１の非操作時に制御弁２０によって供給通路１１とタンク通路１２とが連通されない、クローズドセンタ型のシステムに適用されてもよい。この場合であっても、排出通路１５を通過する作動油の流量に基づいてリリーフ弁４０の開弁圧とポンプＰの吐出容量との少なくとも一方を制御することで、油圧シリンダ２に供給される作動油の制御において多様な制御を実現することができる。また、クローズドセンタ型の場合には、操作レバー１の非操作時（操作レバー１のレバー角が中立位置から所定の角度範囲内）には、リリーフ弁４０への通電を遮断してリリーフ弁４０の開弁圧を最小として、リリーフ弁４０を介して供給通路１１をタンクＴに開放するようにしてもよい。

【0104】

また、ポンプ制御装置３０は、流体圧制御装置１０の内部に組み込まれるものでもよいし、ポンプＰの内部に組み込まれるものでもよい。また、ポンプ制御装置３０は、流体圧制御装置１０及びポンプＰのそれぞれに対して別体として設けられるものでもよい。

【0105】

次に、図７を参照して、本発明の第２実施形態に係る流体圧制御システム２００及びポンプ制御装置１３０について説明する。

【0106】

上記第１実施形態では、抵抗部は、リリーフ弁４０の下流に設けられる下流絞り３２である。圧力測定部３４は、圧力センサ３５ａ及びタンク圧センサ３５ｂを有し、下流絞り３２の前後差圧を測定する。そして、コントローラ５０は、下流絞り３２の前後差圧から排出通路１５を通過する作動油の流量を取得し、当該流量に基づいてポンプＰの吐出容量及びリリーフ弁４０の開弁圧を制御する。

【0107】

これに対し、第２実施形態では、抵抗部は、リリーフ弁４０の上流側に設けられる上流絞り３３である。第２実施形態は、第１実施形態における追加抵抗部である上流絞り３３の機能と抵抗部である下流絞り３２の機能とを互いに入れ換えたものである。これに伴い、圧力測定部１３４は、上流絞り３３の前後差圧を測定するように構成される。以下、第２実施形態の具体的構成について説明する。

【0108】

第２実施形態では、下流絞り３２は、リリーフ弁４０の圧力流量特性を調整するための追加抵抗部として機能する。第２実施形態では、下流絞り３２は必須の構成ではなく、設けられなくてもよい。

【0109】

第２実施形態の圧力測定部１３４は、第１実施形態の圧力センサ３５ａ及びタンク圧センサ３５ｂに代えて、上流絞り３３の上流側の圧力を測定する上流圧測定部としての第２圧力センサ２６と、上流絞り３３の下流側の圧力（上流絞り３３とリリーフ弁４０との間の圧力）を測定する下流圧測定部としての第３圧力センサ３５ｃと、を有する。第２圧力センサ２６及び第３圧力センサ３５ｃの測定結果は、コントローラ５０に入力される。

【0110】

第２圧力センサ２６は、上記第１実施形態の第２圧力センサと同一の構成であり、本実施形態では圧力測定部１３４の一部として設けられる。上流絞り３３の上流側における排出通路１５の圧力は、供給通路１１と略同圧であるため、第２圧力センサ２６によって上流絞り３３の上流圧を測定することができる。なお、第２圧力センサ２６は、上流絞り３３の上流側における排出通路１５の圧力を直接測定するように設けられてもよい。

【0111】

コントローラ５０は、上流絞り３３の圧力流量特性を予め記憶する。コントローラ５０は、第２圧力センサ２６と第３圧力センサ３５ｃの測定結果から上流絞り３３の前後差圧を取得し、当該前後差圧と上流絞り３３の圧力流量特性とに基づいて排出通路１５の通過流量（余剰流量）を取得する。

【0112】

このような第２実施形態においても、上流絞り３３の前後差圧及び圧力流量特性から排出通路１５を通じてタンクＴに排出される余剰流量が取得できるため、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。

【0113】

ここで、第１実施形態と第２実施形態とを比較して説明する。第１実施形態では、抵抗部はリリーフ弁４０の下流側に設けられる下流絞り３２である。よって、排出通路１５を通過する流量が同じ場合であっても、上流絞り３３及びリリーフ弁４０での圧力損失が生じることにより、圧力センサ３５ａが測定する圧力は、第２実施形態の第３圧力センサ３５ｃが測定する圧力よりも低くなる。このため、圧力センサ３５ａは、第３圧力センサ３５ｃよりも測定レンジが低いセンサを利用できる。一般に、同じ値の圧力を測定する場合であっても、測定レンジが低いほうが測定の分解能を細かくできる。よって、第１実施形態は、第２実施形態と比較して、抵抗部の前後差圧の測定精度、ひいては、排出通路１５を通過する余剰流量の算出精度を高くしやすい。また、第１実施形態では、リリーフ弁４０の第２下流室４７ｂは、下流絞り３２の下流において排出通路１５に接続されてタンクＴに連通する。このため、例えば、リリーフ弁４０に高いサージ圧が入力されたとしても、第２下流室４７ｂの圧力は排出通路１５を通じてタンクＴに排出されて、第２下流室４７ｂ、ひいては第２パイロット室４７ｃが高圧になることは抑制される。よって、第２パイロット室４７ｃに収容されるソレノイド４０ｂの耐久性を確保できるため、ソレノイド４０ｂに対して高い耐圧性が要求されない。

【0114】

一方、第１実施形態では、図３に示すように、圧力センサ３５ａは、リリーフ弁４０のメインポペット４２を開弁して第１上流室４３ａから下流絞り３２に導かれる作動油の圧力を測定する。これに対し、リリーフ弁４０が開弁する際には、第２上流室４７ａに導かれ、パイロットポペット４６を開弁して下流絞り３２を通過せずに排出通路１５に導かれる作動油の流れも生じる。つまり、第１実施形態では、下流絞り３２を通過する作動油の流量は、排出通路１５を通過する作動油の全流量とは一致せず、パイロットポペット４６（第２上流室４７ａ）を通過する分だけわずかに少なくなる。通常、このような余剰流量の測定誤差は、ポンプＰの吐出容量及びリリーフ弁４０の開弁圧の制御に対して影響を及ぼす程度のものではないため、制御上の問題は生じない。

【0115】

第２実施形態では、リリーフ弁４０の上流側の上流絞り３３を抵抗部とするため、下流絞り３２を抵抗部とする第１実施形態のように、パイロットポペット４６を一部の作動油が通過することによる余剰流量の測定誤差は生じない。よって、第２実施形態は、ポンプＰの吐出容量及びリリーフ弁４０の開弁圧に対して余剰流量の測定誤差が影響するほど高精度の制御を行う場合には、好適である。

【0116】

以下、本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。

【0117】

本実施形態のポンプ制御装置３０は、供給通路１１の作動油をタンクＴに導く排出通路１５と、排出通路１５を通じてタンクＴに排出される作動油の流れを制御する排出制御部３１と、油圧シリンダ２を作動させる作業者の操作入力に応じてポンプＰの容量を制御するコントローラ５０と、を備え、排出制御部３１は、排出通路１５に設けられ排出通路１５の圧力が所定の開弁圧に達すると開弁し、入力される電気信号によって開弁圧が可変となるように構成されるリリーフ弁４０と、供給通路１１から排出通路１５に導かれリリーフ弁４０を通過した作動油の流れに抵抗を付与する下流絞り３２と、下流絞り３２の前後差圧を取得するための圧力測定部３４と、を有し、コントローラ５０は、操作入力の増加に伴ってポンプＰの吐出流量を増加させ、下流絞り３２における圧力と通過流量との関係である圧力流量特性を予め記憶し、下流絞り３２の圧力流量特性と圧力測定部３４が測定した前後差圧とに基づいて下流絞り３２を通過する作動油の流量を取得し、下流絞り３２を通過する作動油の流量に応じてポンプＰの吐出容量及びリリーフ弁４０の開弁圧の少なくとも一方を変更する。

【0118】

本実施形態のポンプ制御装置３０は、供給通路１１の作動油をタンクＴに導く排出通路１５と、排出通路１５を通じてタンクＴに排出される作動油の流れを制御する排出制御部３１と、油圧シリンダ２を作動させる作業者の操作入力に応じてポンプＰの容量を制御するコントローラ５０と、を備え、排出制御部３１は、排出通路１５に設けられ排出通路１５の圧力が所定の開弁圧に達すると開弁し、入力される電気信号によって開弁圧が可変となるように構成されるリリーフ弁４０と、リリーフ弁４０からタンクＴに向かう作動油の流れに抵抗を付与する上流絞り３３と、上流絞り３３の前後差圧を取得するための圧力測定部１３４と、を有し、コントローラ５０は、操作入力の増加に伴ってポンプＰの吐出流量を増加させ、上流絞り３３における圧力と通過流量との関係である圧力流量特性を予め記憶し、上流絞り３３の圧力流量特性と圧力測定部１３４が測定した前後差圧とに基づいて上流絞り３３を通過する作動油の流量を取得し、上流絞り３３を通過する作動油の流量に応じてポンプＰの吐出容量及びリリーフ弁４０の開弁圧の少なくとも一方を変更する。

【0119】

これらの構成では、排出制御部３１の下流絞り３２または上流絞り３３を通過する作動油の流量に応じてリリーフ弁４０の開弁圧及びポンプＰの吐出容量の少なくとも一方が変更される。下流絞り３２または上流絞り３３の圧力流量特性に基づきリリーフ弁４０の開弁圧およびポンプＰの吐出容量を、独立または協調させて調整できる。このため、制御弁２０の開口面積と作業者による操作入力が同じ場合であっても、下流絞り３２または上流絞り３３を通過する流量増加に応じてリリーフ弁４０の開弁圧を高くすることで、油圧シリンダ２へ導く作動油の圧力および流量を増加させることができる。また、リリーフ弁４０の開弁圧を増加させた分だけポンプＰの吐出容量を減少させて、油圧シリンダ２へ導く作動流体の圧力および流量を維持し、下流絞り３２または上流絞り３３を通過する流量のみを減少させることもできる。このように、作業者による操作入力が同じ場合であっても、油圧シリンダ２アクチュエータの作動に対して多様な制御を実現することができる。

【0120】

また、これらの構成では、コントローラ５０は、ネガコン制御ではなく作業者の操作入力に応じてポンプＰの吐出容量を制御するため、ネガコン制御においてポンプＰの吐出容量を制御するために設けられる絞りを廃止することができる。よって、中立時にポンプＰから吐出される作動油は、ネガコン制御のような制御弁２０の下流の絞りを通過することがないため、エネルギーロスを抑制することができる。また、排出制御部３１の下流絞り３２を通過する作動油の流量に応じてリリーフ弁４０の開弁圧またはポンプＰの吐出容量が制御されることで、ポンプＰから吐出され排出通路１５を通じてタンクＴに排出される作動油の流量を減少させることができる。

【0121】

また、ポンプ制御装置３０では、排出制御部３１が、排出通路１５に設けられ供給通路１１からリリーフ弁４０に向かう作動油の流れに抵抗を付与する上流絞り３３を有することを特徴とする。

【0122】

この構成では、排出制御部３１全体としての圧力流量特性は、上流絞り３３および下流絞り３２による圧力流量特性の影響を受ける。上流絞り３３および下流絞り３２の圧力流量特性を調整することで排出制御部３１全体としての圧力流量特性を調整できるため、排出制御部３１の圧力流量特性の設計自由度が向上する。

【0123】

また、ポンプ制御装置３０では、コントローラ５０が、抵抗部を通過する作動油の流量の増加に伴い、リリーフ弁４０の開弁圧を増加させると共にポンプＰの吐出容量を減少させる。

【0124】

この構成では、リリーフ弁４０の開弁圧を増加させることで排出通路１５を通じてタンクＴに排出される作動油の流量を減少させることができる。また、排出通路１５を通じてタンクＴに排出される作動油の流量を減少させることで、ポンプＰから油圧シリンダ２に供給される作動油の流量が増加するため、ポンプＰの吐出容量を減少させても油圧シリンダ２に供給される流量を確保することができる。よって、ポンプＰによって行われる仕事量を維持しつつ消費されるエネルギーを減少させることができる。

【0125】

また、ポンプ制御装置３０では、圧力測定部３４は、リリーフ弁４０から下流絞り３２に導かれる作動油の圧力を測定する圧力センサ３５ａと、タンクＴの圧力を測定するタンク圧センサ３５ｂと、をさらに備え、コントローラ５０は、圧力センサ３５ａが測定した圧力とタンク圧センサ３５ｂが測定した圧力との差圧に基づいて下流絞り３２を通過する作動油の流量を取得する。

【0126】

この構成では、タンク圧の実測値に基づいて下流絞り３２を通過する作動油の流量が取得されるため、タンク圧が変動する場合であっても、流量を精度よく取得することができる。

【0127】

また、流体圧制御システム１００では、制御弁２０が、供給通路１１と油圧シリンダ２とを連通させる二つの作動ポジション（伸長ポジション２０Ｂ、収縮ポジション２０Ｃ）を有し、いずれの作動ポジションにおいても、供給通路１１とタンクＴとの連通が遮断される。

【0128】

油圧シリンダの作動を制御する制御弁には、作動ポジションにおいて供給通路とタンクとを作動油の流れを絞り等によって抵抗を付与しながら連通させて油圧シリンダへ供給される作動油の流量を制御するものもある。このような従来の制御弁と比較して、上記構成では、排出制御部３１のリリーフ弁４０の開弁圧を制御することで、油圧シリンダ２に供給される作動油の流量を制御できるため、作動ポジションでは供給通路とタンクＴとが遮断するように構成される。よって、作動ポジションにおいて供給通路１１からタンクＴに向かう流量を制御する絞り等を制御弁２０に設ける必要がなく、制御弁２０の構成を簡素化できる。

【0129】

また、本実施形態の流体圧制御システム１００は、供給通路１１を通じて作動油を吐出する可変容量型のポンプＰと、ポンプＰから吐出される作動油によって作動する油圧シリンダ２と、作業者による操作入力に応じて流体圧アクチュエータに給排される作動油の流れを制御する制御弁２０と、ポンプＰの吐出容量を制御するポンプ制御装置３０と、を備え、ポンプ制御装置３０は、供給通路１１の作動油をタンクＴに導く排出通路１５と、排出通路１５を通じてタンクＴに排出される作動油の流れを制御する排出制御部３１と、流体圧アクチュエータを作動させる作業者の操作入力に応じてポンプＰの容量を制御するコントローラ５０と、を有し、排出制御部３１は、排出通路１５に設けられ排出通路１５の圧力が所定の開弁圧に達すると開弁し、入力される電気信号によって開弁圧が可変となるように構成されるリリーフ弁４０と、供給通路１１から排出通路１５に導かれリリーフ弁４０を通過した作動油の流れに抵抗を付与する下流絞り３２と、下流絞り３２の前後差圧を取得するための圧力測定部３４と、を有し、コントローラ５０は、操作入力の増加に伴ってポンプＰの吐出流量を増加させ、下流絞り３２における圧力損失と通過流量との関係である圧力流量特性を予め記憶し、下流絞り３２の圧力流量特性と圧力測定部３４が測定した圧力とに基づいて下流絞り３２を通過する作動油の流量を取得し、下流絞り３２を通過する作動油の流量に応じてポンプＰの吐出容量及びリリーフ弁４０の開弁圧の少なくとも一方を制御する。

【0130】

この構成では、作業者の操作入力に応じてポンプＰの吐出容量を制御するため、ネガコン制御においてポンプＰの吐出容量を制御するために設けられる絞りを廃止することができる。よって、制御弁２０が中立時にポンプＰから吐出される作動油は、ネガコン制御のような制御弁の下流の絞りを通過することがないため、エネルギーロスを抑制することができる。また、下流絞り３２を通過する作動油の流量に応じてリリーフ弁４０の開弁圧またはポンプＰの吐出容量が変更されることで、ポンプＰから吐出され排出通路１５を通じてタンクＴに排出される作動油の流量を減少させることができる。

【0131】

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

【符号の説明】

【0132】

３０，１３０…ポンプ制御装置、１００，２００…流体圧制御システム、２…油圧シリンダ（流体圧アクチュエータ）、１１…供給通路、１５…排出通路、２０…制御弁、２０Ａ…中立ポジション、２０Ｂ…伸長ポジション（作動ポジション）、２０Ｃ…収縮ポジション（作動ポジション）、３１…排出制御部、３２…下流絞り（抵抗部、追加抵抗部）、３３…上流絞り（追加抵抗部、抵抗部）、３４，１３４…圧力測定部、３５ａ…圧力センサ（上流圧測定部）、３５ｂ…タンク圧センサ（タンク圧測定部）、４０…リリーフ弁、５０…コントローラ、Ｐ…ポンプ、Ｔ…タンク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】