特開 2024-53412 作業機械における油圧制御システム

(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】P2024053412

(43)【公開日】2024-04-15

(54)【発明の名称】作業機械における油圧制御システム

(51)【国際特許分類】

   F15B 11/17 20060101AFI20240408BHJP

   F15B 11/02 20060101ALI20240408BHJP

   F15B 11/00 20060101ALI20240408BHJP

   E02F 9/20 20060101ALI20240408BHJP

【ＦＩ】

F15B11/17

F15B11/02 M

F15B11/00 E

E02F9/20 Q

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022159681

(22)【出願日】2022-10-03

(71)【出願人】

【識別番号】505236469

【氏名又は名称】キャタピラー エス エー アール エル

(74)【代理人】

【識別番号】100085394

【弁理士】

【氏名又は名称】廣瀬 哲夫

(74)【代理人】

【識別番号】100128392

【弁理士】

【氏名又は名称】服部 秀一

(74)【代理人】

【識別番号】100165456

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 佑子

(72)【発明者】

【氏名】中嶌 秀樹

(72)【発明者】

【氏名】古賀 寿和

【テーマコード（参考）】

2D003

3H089

【Ｆターム（参考）】

2D003AA01

2D003AB05

2D003BA01

2D003BB02

2D003BB12

2D003CA04

2D003CA09

2D003DA02

2D003FA02

3H089AA22

3H089AA60

3H089AA74

3H089BB27

3H089CC01

3H089CC08

3H089CC11

3H089DA03

3H089DA07

3H089DA13

3H089DA14

3H089DB33

3H089DB44

3H089DB46

3H089DB48

3H089DB49

3H089EE36

3H089GG02

3H089JJ02

(57)【要約】

【課題】原動機と、該原動機により駆動される複数の可変容量型の油圧ポンプと、これら油圧ポンプを油圧供給源として駆動する複数の油圧アクチュエータとを備えた油圧制御システムにおいて、油圧ポンプの吐出油の合流を減らして、合流に起因する効率や操作性の低下を低減する。
【解決手段】油圧ポンプＰ１、Ｐ２のポンプ容量および原動機Ｍの回転数を制御するコントローラ１０を設けるとともに、該コントローラ１０に、基準ポンプ流量を設定する基準ポンプ流量設定部６１と、操作具操作に応じて各油圧ポンプＰ１、Ｐ２の目標ポンプ流量を油圧ポンプ別に設定する目標ポンプ流量設定部６４と、何れかの油圧ポンプＰ１、Ｐ２の目標ポンプ流量が基準ポンプ流量を超える場合に、該油圧ポンプＰ１、Ｐ２のポンプ容量を最大するとともに原動機Ｍの回転数を増加させてポンプ流量を基準ポンプ流量よりも増加させるポンプ流量制御部６５とを設けた。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

原動機と、該原動機により駆動される複数の可変容量型の油圧ポンプと、これら油圧ポンプの少なくとも一つを油圧供給源として駆動する複数の油圧アクチュエータと、各油圧アクチュエータを駆動させるべく操作される各油圧アクチュエータ用操作手段と、油圧ポンプから各油圧アクチュエータへの圧油供給を制御する複数の制御弁とを備えた作業機械の油圧制御システムにおいて、
前記制御弁の作動、油圧ポンプのポンプ容量および原動機の回転数を制御する制御装置を設けるとともに、
該制御装置は、
油圧ポンプのポンプ容量が最大で原動機の回転数が予め設定される基準回転数のときの油圧ポンプのポンプ流量を基準ポンプ流量として設定する基準ポンプ流量設定手段と、
各油圧ポンプのポンプ流量が予め設定される最大ポンプ流量を超えない範囲で、各油圧アクチュエータ用の操作手段の操作に応じて各油圧ポンプの目標ポンプ流量を油圧ポンプ別に設定する目標ポンプ流量設定手段と、
前記目標ポンプ流量設定手段により設定された何れかの油圧ポンプの目標ポンプ流量が前記基準ポンプ流量を超える場合に、該何れかの油圧ポンプのポンプ容量を最大にするとともに原動機の回転数を基準回転数よりも増加させて当該油圧ポンプのポンプ流量を基準ポンプ流量よりも増加させるポンプ流量制御手段と、を備えることを特徴とする作業機械における油圧制御システム。

【請求項2】

請求項１において、油圧ポンプとして第一、第二油圧ポンプを備え、油圧アクチュエータとして最大流量供給時に第一、第二の両方の油圧ポンプから圧油供給される大流量油圧アクチュエータを備える一方、
前記大流量油圧アクチュエータ用操作手段が単独で操作された場合に、制御装置は、大流量油圧アクチュエータへの供給流量が、基準ポンプ流量を超えるように設定された設定流量に達するまでは、第一、第二のうち何れか一方の油圧ポンプをメインポンプとして該メインポンプからのみ圧油供給され、設定流量を超える場合に第一、第二の両方の油圧ポンプから圧油供給されるように制御するとともに、
目標ポンプ流量設定手段は、メインポンプから大流量油圧アクチュエータへの供給流量に応じてメインポンプの目標ポンプ流量を基準ポンプ流量を超えるよう設定することを特徴とする作業機械における油圧制御システム。

【請求項3】

請求項２において、第一油圧ポンプをメインポンプとする第一大流量油圧アクチュエータと、第二油圧ポンプをメインポンプとする第二大流量油圧アクチュエータとを備える一方、
第一、第二大流量油圧アクチュエータ用操作手段が同時に操作された場合に、制御装置は、第一、第二大流量油圧アクチュエータにそれぞれメインポンプからのみ圧油供給されるように制御するとともに、
目標ポンプ流量設定手段は、第一、第二大流量油圧アクチュエータ用操作手段の操作量に応じて第一、第二油圧ポンプの目標ポンプ流量を油圧ポンプ別に設定することを特徴とする作業機械における油圧制御システム。

【請求項4】

請求項１において、作業機械は、左右の走行体を備えた走行機体と、該走行機体に装着される作業装置とを具備するとともに、油圧ポンプとして第一、第二油圧ポンプを備え、油圧アクチュエータとして、左右の走行体をそれぞれ駆動させる左右の走行モータと、作業装置を駆動させる複数の作業用油圧アクチュエータとを備える一方、
前記左右の走行モータと作業用油圧アクチュエータ用の操作手段が同時に操作された場合に、制御装置は、第一油圧ポンプから左右の走行油圧モータに圧油供給し、第二油圧ポンプから作業用油圧アクチュエータに圧油供給するよう制御弁を制御するとともに、
目標ポンプ流量設定手段は、第二油圧ポンプの目標ポンプ流量を基準ポンプ流量よりも多く設定することを特徴とする作業機械における油圧制御システム。

【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における油圧制御システムの技術分野に関するものである。

【背景技術】

【0002】

一般に、例えば油圧ショベル等の作業機械には、エンジンや電気モータ等の原動機と、該原動機により駆動される複数の油圧ポンプと、これら油圧ポンプを油圧供給源とする複数の油圧アクチュエータとを備えたものがある。このような油圧システムでは、油圧アクチュエータが複数の油圧ポンプからの圧油供給を必要とする大流量油圧アクチュエータの場合や、複数の油圧アクチュエータが同時に操作される複合操作の場合に、複数の油圧ポンプからの圧油を合流して油圧アクチュエータに供給することがあるが、この場合に合流による油圧干渉によって効率の低下や操作性の悪化が招来されることがある。例えば、負荷圧の異なる油圧アクチュエータに二つの油圧ポンプからの圧油を合流して供給する場合、低負荷側の油圧アクチュエータに圧油が流れてしまうことを回避するべく、高負荷側の油圧アクチュエータ圧まで両方の油圧ポンプの吐出圧を上昇させる必要があるため、効率が低下することになる。
一方、複合操作時の操作性を向上させるための技術として、従来、同時に操作された油圧アクチュエータの組み合わせに応じて第一、第二油圧ポンプ（フロントポンプ、リアポンプ）から各油圧アクチュエータへの圧油供給順位に優先付けを行って、圧油供給タイミングおよび圧油供給量を各別に制御するようにした技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、エンジンにより駆動され、第一の油圧アクチュエータに圧油供給する可変容量型の第一油圧ポンプと、無段変速機を介してエンジンにより駆動され、第二、第三の油圧アクチュエータにそれぞれ圧油供給する第二、第三油圧ポンプと、操作量に応じて第一油圧ポンプの容量および各無段変速機の変速比を変えるコントローラとを設けた技術もある（例えば、特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特公平８－２３７６８号公報

【特許文献2】特開２０１６－２０５４５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかるに、前記特許文献１のものは、複合操作時に、同時に操作された何れかの油圧アクチュエータに第一、第二の両方の油圧ポンプから圧油供給されるようになっているとともに、単独操作時には第一油圧ポンプからのみ圧油供給されるバケットシリンダに対して、複合操作時には第二油圧ポンプから圧油供給されたり第一、第二の両方の油圧ポンプから圧油供給されたりするように構成されている。また、大流量油圧アクチュエータであるブームシリンダ、アームシリンダに対しては、単独操作時に、供給流量が最大流量の半分の流量を超えると第一、第二の両方の油圧ポンプから圧油供給されるようになっている。つまり、特許文献１のものでは、頻繁に第一、第二油圧ポンプの吐出油の合流が行われるようになっており、このため、合流に起因する効率や操作性の低下を回避できないともに、大流量アクチュエータでない油圧アクチュエータに対しても合流油を供給するための回路が必要となって、回路が複雑となるという問題がある。
一方、特許文献２のものは、基本的に一つの油圧ポンプが一つ、あるいは二つの油圧アクチュエータの油圧供給源となっている、つまり、各々の油圧ポンプ単体で一つあるいは二つの油圧アクチュエータの最大供給流量を供給可能に構成されている。このため、大容量の油圧ポンプが必要であって、コストやスペースの点で不利になるという問題があり、これらに本発明の解決すべき課題がある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、原動機と、該原動機により駆動される複数の可変容量型の油圧ポンプと、これら油圧ポンプの少なくとも一つを油圧供給源として駆動する複数の油圧アクチュエータと、各油圧アクチュエータを駆動させるべく操作される各油圧アクチュエータ用操作手段と、油圧ポンプから各油圧アクチュエータへの圧油供給を制御する複数の制御弁とを備えた作業機械の油圧制御システムにおいて、前記制御弁の作動、油圧ポンプのポンプ容量および原動機の回転数を制御する制御装置を設けるとともに、該制御装置は、油圧ポンプのポンプ容量が最大で原動機の回転数が予め設定される基準回転数のときの油圧ポンプのポンプ流量を基準ポンプ流量として設定する基準ポンプ流量設定手段と、各油圧ポンプのポンプ流量が予め設定される最大ポンプ流量を超えない範囲で、各油圧アクチュエータ用の操作手段の操作に応じて各油圧ポンプの目標ポンプ流量を油圧ポンプ別に設定する目標ポンプ流量設定手段と、前記目標ポンプ流量設定手段により設定された何れかの油圧ポンプの目標ポンプ流量が前記基準ポンプ流量を超える場合に、該何れかの油圧ポンプのポンプ容量を最大にするとともに原動機の回転数を基準回転数よりも増加させて当該油圧ポンプのポンプ流量を基準ポンプ流量よりも増加させるポンプ流量制御手段と、を備えることを特徴とする作業機械における油圧制御システムである。
請求項２の発明は、請求項１において、油圧ポンプとして第一、第二油圧ポンプを備え、油圧アクチュエータとして最大流量供給時に第一、第二の両方の油圧ポンプから圧油供給される大流量油圧アクチュエータを備える一方、前記大流量油圧アクチュエータ用操作手段が単独で操作された場合に、制御装置は、大流量油圧アクチュエータへの供給流量が、基準ポンプ流量を超えるように設定された設定流量に達するまでは、第一、第二のうち何れか一方の油圧ポンプをメインポンプとして該メインポンプからのみ圧油供給され、設定流量を超える場合に第一、第二の両方の油圧ポンプから圧油供給されるように制御するとともに、目標ポンプ流量設定手段は、メインポンプから大流量油圧アクチュエータへの供給流量に応じてメインポンプの目標ポンプ流量を基準ポンプ流量を超えるよう設定することを特徴とする作業機械における油圧制御システムである。
請求項３の発明は、請求項２において、第一油圧ポンプをメインポンプとする第一大流量油圧アクチュエータと、第二油圧ポンプをメインポンプとする第二大流量油圧アクチュエータとを備える一方、第一、第二大流量油圧アクチュエータ用操作手段が同時に操作された場合に、制御装置は、第一、第二大流量油圧アクチュエータにそれぞれメインポンプからのみ圧油供給されるように制御するとともに、目標ポンプ流量設定手段は、第一、第二大流量油圧アクチュエータ用操作手段の操作量に応じて第一、第二油圧ポンプの目標ポンプ流量を油圧ポンプ別に設定することを特徴とする作業機械における油圧制御システムである。
請求項４の発明は、請求項１において、作業機械は、左右の走行体を備えた走行機体と、該走行機体に装着される作業装置とを具備するとともに、油圧ポンプとして第一、第二油圧ポンプを備え、油圧アクチュエータとして、左右の走行体をそれぞれ駆動させる左右の走行モータと、作業装置を駆動させる複数の作業用油圧アクチュエータとを備える一方、前記左右の走行モータと作業用油圧アクチュエータ用の操作手段が同時に操作された場合に、制御装置は、第一油圧ポンプから左右の走行油圧モータに圧油供給し、第二油圧ポンプから作業用油圧アクチュエータに圧油供給するよう制御弁を制御するとともに、目標ポンプ流量設定手段は、第二油圧ポンプの目標ポンプ流量を基準ポンプ流量よりも多く設定することを特徴とする作業機械における油圧制御システムである。

【発明の効果】

【0006】

請求項１の発明とすることにより、合流に起因する効率や操作性の低下、回路の複雑化を低減できるとともに、大容量の油圧ポンプを用意する必要もなくなる。
請求項２の発明とすることにより、最大流量供給時に第一、第二油圧ポンプの両方の油圧ポンプから圧油供給される大流量油圧アクチュエータであっても、合流が行われる頻度を低減することができる。
請求項３の発明とすることにより、第一、第二の大流量油圧アクチュエータを同時に駆動させる場合には、これらが最大流量供給時には第一、第二の両方の油圧ポンプから圧油供給される大流量油圧アクチュエータであっても、第一、第二油圧ポンプの吐出油の合流をなくすことができる。
請求項４の発明とすることにより、左右の走行モータと作業用油圧アクチュエータとを、互いに油圧干渉のない独立した状態で圧油供給できるとともに、作業用油圧アクチュエータへの供給流量を基準ポンプ流量よりも多くすることができて、作業効率の向上に寄与できる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】第一の実施の形態を示す油圧回路図である。

【図2】油圧ショベルの側面図である。

【図3】コントローラの入出力を示すブロック図である。

【図4】目標ポンプ流量の設定例を示す表図である。

【図5】スティック用操作具が単独操作された場合の操作具操作量と油圧ポンプＰ１、Ｐ２からスティックシリンダへの目標供給流量、スティック用流量制御弁の開口面積、スティック用方向切換弁供給用弁路の開口面積との関係を示す図である。

【図6】第二の実施の形態を示す油圧回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
まず、図１は、本発明が実施された油圧ショベル１の油圧制御システムの第一の実施の形態を示す油圧回路図であって、該図１において、Ｍは原動機、Ｐ１、Ｐ２は原動機Ｍにより駆動される可変容量型の油圧ポンプ、Ｐ１ａ、Ｐ２ａは後述するコントローラ１０からの制御信号に基づいて油圧ポンプＰ１、Ｐ２の容量を可変する容量可変手段、３は油タンク、４は左走行モータ、５は右走行モータ、６はブームシリンダ、７は旋回モータ、８はスティックシリンダ、９はバケットシリンダである。上記左走行モータ４、右走行モータ５、ブームシリンダ６、旋回モータ７、スティックシリンダ８、バケットシリンダ９は、油圧ポンプＰ１、Ｐ２を油圧供給源とする油圧アクチュエータであるが、これら油圧アクチュエータのうち、ブームシリンダ６およびスティックシリンダ８は、油圧ポンプＰ１、Ｐ２の両方の油圧ポンプを油圧供給源とする油圧アクチュエータであって、本発明の大流量油圧アクチュエータに相当する。また、本実施の形態では、前記原動機Ｍとしては、バッテリ（図示せず）からの電力供給で駆動する電気モータが用いられており、該電気モータの出力軸に油圧ポンプＰ１、Ｐ２の駆動軸が接続されている。
尚、前記油圧ショベル１は本発明の作業機械の一例であって、図２に図示するように、前記左右の走行モータ４、５によってそれぞれ駆動される左右の走行体を備えた下部走行体７１と、該下部走行体７１に旋回自在に支持され、前記旋回モータ７によって旋回駆動される上部旋回体７２と、該上部旋回体７２に装着されるフロント作業機７３とを具備して構成されており、該フロント作業機７３は、上部旋回体７２に上下動自在に支持され、前記ブームシリンダ６によって駆動されるブーム７４、該ブーム７４の先端部に揺動自在に軸支され、前記スティックシリンダ８によって駆動されるスティック７５、該スティック７５の先端部に装着され、前記バケットシリンダ９によって駆動されるバケット７６等を備えて構成されている。前記下部走行体７１および上部旋回体７２は本発明の走行機体を構成する。また、フロント作業機７３は本発明の作業装置に相当し、ブームシリンダ６、スティックシリンダ８、バケットシリンダ９は、本発明の作業用油圧アクチュエータに相当する。

【0009】

前記油圧ポンプＰ１は、後述する第一位置Ｘの走行直進弁１１を介してポンプラインＣに接続されると共に、左走行用方向切換弁１３に接続されている。一方、油圧ポンプＰ２は、ポンプラインＤに接続されると共に、第一位置Ｘの走行直進弁１１を介して右走行用方向切換弁１４に接続されている。

【0010】

前記走行直進弁１１は、コントローラ１０から出力される制御信号に基づいて第一位置Ｘと第二位置Ｙとに切換る２位置切換弁であって、該走行直進弁１１が第一位置Ｘに位置している状態では、油圧ポンプＰ１の吐出油はポンプラインＣおよび左走行用方向切換弁１３に供給され、油圧ポンプＰ２の吐出油はポンプラインＤおよび右走行用方向切換弁１４に供給されるようになっており、また、走行直進弁１１が第二位置Ｙに位置している状態では、油圧ポンプＰ１の吐出油は左右両方の走行用方向切換弁１３、１４に供給され、油圧ポンプＰ２の吐出油は両方のポンプラインＣ、Ｄに供給されるようになっている。そして、コントローラ１０は、左右の走行用操作具（図示せず）のみが操作されている場合、或いは走行用操作具以外の他の油圧アクチュエータ用操作具（ブーム用、旋回用、スティック用、バケット用の操作具、何れも図示せず）のみが操作されている場合には、走行直進弁１１を第一位置Ｘに位置するように制御する。一方、直進走行を行うべく左右両方の走行用操作具が操作され、同時に他の油圧アクチュエータ用操作具が操作された場合には、制御信号を出力して走行直進弁１１を第二位置Ｙに切換える。これにより、左右の走行用操作具のみが操作されている場合には、第一位置Ｘに位置している走行直進弁１１によって、油圧ポンプＰ１、Ｐ２の吐出油が左右の走行用方向切換弁１３、１４を介して左右の走行モータ４、５にそれぞれ供給されることになって、両走行モータ４、５への供給流量を同等にすることができる一方、左右両方の走行用操作具と同時に他の油圧アクチュエータ用操作具が操作された場合には、油圧ポンプＰ１の吐出流量を左右の走行モータ４、５のみで分配して両走行モータ４、５への供給流量を同等にすることができるとともに、油圧ポンプＰ２の吐出流量を他の油圧アクチュエータに供給することができるようになっている。尚、以下の説明において、特に断り書きがない場合は、走行直進弁１１が第一位置Ｘに位置している、つまり、油圧ポンプＰ１の吐出油がポンプラインＣおよび左走行用方向切換弁１３に供給され、油圧ポンプＰ２の吐出油がポンプラインＤおよび右走行用方向切換弁１４に供給されるとして説明する。また、前記左右の走行用、ブーム用、旋回用、スティック用、バケット用の操作具は、本発明の操作手段に相当する。

【0011】

また、前記左右の走行用方向切換弁１３、１４は、左右の走行モータ４、５に対する給排流量制御を行うと共に給排方向を切換えるクローズドセンタ型のスプール弁であって、コントローラ１０から出力される制御信号に基づいてパイロット圧を出力する左走行用前進側電磁比例弁４７ａ、左走行用後進側電磁比例弁４７ｂ、右走行用前進側電磁比例弁４８ａ、右走行用後進側電磁比例弁４８ｂ（図３に図示）に接続される前進側、後進側のパイロットポート１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂを備えている。そして、該左右の走行用方向切換弁１３、１４は、前進側、後進側の両パイロットポート１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂにパイロット圧が入力されていない状態では、左右の走行モータ４、５に対する給排制御を行わない中立位置Ｎに位置しているが、前進側パイロットポート１３ａ、１４ａにパイロット圧が入力されることにより前進側作動位置Ｘに切換わって、油圧ポンプＰ１、油圧ポンプＰ２の吐出油を左走行モータ４、右走行モータ５の前進側ポート４ａ、５ａに供給する供給用弁路１３ｅ、１４ｅを開くと共に、後進側ポート４ｂ、５ｂからの排出油を油タンク３に流す排出用弁路１３ｆ、１４ｆを開き、また、後進側パイロットポート１３ｂ、１４ｂにパイロット圧が入力されることにより後進側作動位置Ｙに切換わって、油圧ポンプＰ１、油圧ポンプＰ２の吐出油を左走行モータ４、右走行モータ５の後進側ポート４ｂ、５ｂに供給する供給用弁路１３ｅ、１４ｅを開くと共に、前進側ポート４ａ、５ａからの排出油を油タンク３に流す排出用弁路１３ｆ、１４ｆを開くように構成されている。そして、前進側作動位置Ｘまたは後進側作動位置Ｙに位置しているときの左走行モータ４、右走行モータ５に対する供給流量および排出流量は、供給用弁路１３ｅ、１４ｅ、排出用弁路１３ｆ、１４ｆの開口面積により制御されるようになっていると共に、該開口面積は、走行用電磁比例弁から前進側または後進側パイロットポート１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂに出力されるパイロット圧の増減に伴うスプール移動位置に応じて増減制御されるようになっている。そして、コントローラ１０は、左右の走行用操作具が操作された場合に、該走行用操作具の操作量に応じて増減するパイロット圧を出力するように左走行用前進側電磁比例弁４７ａ、左走行用後進側電磁比例弁４７ｂ、右走行用前進側電磁比例弁４８ａ、右走行用後進側電磁比例弁４８ｂを制御するようになっており、これにより走行用操作具の操作量に応じた速度で左右の走行モータ４、５を駆動させることができるようになっている。

【0012】

一方、前記油圧ポンプＰ１に接続されるポンプラインＣからは、ブーム用メイン側供給油路１７、スティック用サブ側供給油路１８、バケット用供給油路１９が互いにパラレルとなる状態で分岐形成されており、また、油圧ポンプＰ２に接続されるポンプラインＤからは、ブーム用サブ側供給油路２０、旋回用供給油路２１、スティック用メイン側供給油路２２が互いにパラレルとなる状態で分岐形成されている。前記ブーム用メイン側供給油路１７およびブーム用サブ側供給油路２０は、後述するブーム用方向切換弁２３のポンプポート２３ｐに油圧ポンプＰ１、Ｐ２をそれぞれ接続する油路であり、また、スティック用メイン側供給油路２２およびスティック用サブ側供給油路１８は、スティック用方向切換弁２５のポンプポート２５ｐに油圧ポンプＰ２、Ｐ１をそれぞれ接続する油路であり、また、旋回用供給油路２１は、旋回用方向切換弁２４のポンプポート２４ｐに油圧ポンプＰ２を接続する油路であり、バケット用供給油路１９は、バケット用方向切換弁２６のポンプポート２６ｐに油圧ポンプＰ１を接続する油路である。

【0013】

前記スティック用サブ側供給油路１８には、油圧ポンプＰ１からスティック用方向切換弁２５への供給流量を制御するスティック用流量制御弁２８が配設されており、また、ブーム用サブ側供給油路２０には、油圧ポンプＰ２からブーム用方向切換弁２３への供給流量を制御するブーム用流量制御弁２９が配設されている。これらスティック用流量制御弁２８、ブーム用流量制御弁２９は、コントローラ１０から出力される制御信号に基づいて作動するスティック流量制御用電磁比例弁４５、ブーム流量制御用電磁比例弁４６（図３に図示）によりパイロット操作されて流量制御を行うポペット弁であって、逆流防止機能を有しており、油圧ポンプＰ１、Ｐ２からスティック用方向切換弁２５、ブーム用方向切換弁２３への油の流れは許容するが、逆流は阻止されるようになっている。

【0014】

一方、前記ブーム用メイン側供給油路１７、バケット用供給油路１９、旋回用供給油路２１、スティック用メイン側供給油路２２には、前述したスティック用流量制御弁２８、ブーム用流量制御弁２９のような流量制御弁は配設されておらず、これらブーム用メイン側供給油路１７、バケット用供給油路１９、旋回用供給油路２１、スティック用メイン側供給油路２２を経由する油圧ポンプＰ１あるいは油圧ポンプＰ２からの供給流量は、流量制御されることなくそのままブーム用方向切換弁２３、バケット用方向切換弁２６、旋回用方向切換弁２４、スティック用方向切換弁２５に供給されるようになっている。また、これらブーム用メイン側供給油路１７、バケット用供給油路１９、旋回用供給油路２１、スティック用メイン側供給油路２２にはそれぞれチェック弁３０が配設されていて、油圧ポンプＰ１、Ｐ２からブーム用方向切換弁２３、バケット用方向切換弁２６、旋回用方向切換弁２４、スティック用方向切換弁２５への油の流れは許容するが、逆流は阻止されるようになっている。

【0015】

而して、前記ブーム用方向切換弁２３のポンプポート２３ｐには、ブーム用メイン側供給油路１７を経由する油圧ポンプＰ１からの圧油と、ブーム用サブ側供給油路２０を経由する油圧ポンプＰ２からの圧油とを供給できるようになっていると共に、油圧ポンプＰ２からの圧油は、ブーム用サブ側供給油路２０に配設のブーム用流量制御弁２９によって流量制御された状態（遮断状態を含む）でブーム用方向切換弁２３に供給されるようになっている。また、スティック用方向切換弁２５のポンプポート２５ｐには、スティック用メイン側供給油路２２を経由する油圧ポンプＰ２からの圧油と、スティック用サブ側供給油路１８を経由する油圧ポンプＰ１からの圧油とを供給できるようになっていると共に、油圧ポンプＰ１からの圧油は、スティック用サブ側供給油路１８に配設のスティック用流量制御弁２８によって流量制御された状態（遮断状態を含む）でスティック用方向切換弁２５に供給されるようになっている。

【0016】

次に、前記ブーム用、旋回用、スティック用、バケット用の方向切換弁２３～２６について説明する。
まず、油圧ポンプＰ１、Ｐ２の何れか一方の油圧ポンプから圧油供給される旋回用、バケット用の方向切換弁２４、２６について説明する。旋回用方向切換弁２４は、旋回モータ７に対する給排流量制御を行うと共に給排方向を切換えるクローズドセンタ型のスプール弁であって、コントローラ１０から出力される制御信号に基づいてパイロット圧を出力する旋回用左旋回側、右旋回側電磁比例弁４２ａ、４２ｂ（図３に図示）にそれぞれ接続される左旋回側、右旋回側のパイロットポート２４ａ、２４ｂと、旋回用供給油路２１に接続されるポンプポート２４ｐと、油タンク３に至るタンクラインＴに接続されるタンクポート２４ｔと、旋回モータ７の左旋回側ポート７ａに接続される一方のアクチュエータポート２４ｃと、旋回モータ７の右旋回側ポート７ｂに接続される他方のアクチュエータポート２４ｄとを備えている。そして、旋回用方向切換弁２４は、左旋回側、右旋回側の両パイロットポート２４ａ、２４ｂにパイロット圧が入力されていない状態では、旋回モータ７に対する給排制御を行わない中立位置Ｎに位置しているが、左旋回側パイロットポート２４ａにパイロット圧が入力されることにより左旋回側作動位置Ｘに切換わって、ポンプポート２４ｐから一方のアクチュエータポート２４ｃに至る供給用弁路２４ｅと、他方のアクチュエータポート２４ｄからタンクポート２４ｔに至る排出用弁路２４ｆとを開き、また、右旋回側パイロットポート２４ｂにパイロット圧が入力されることにより右旋回側作動位置Ｙに切換わって、ポンプポート２４ｐから他方のアクチュエータポート２４ｄに至る供給用弁路２４ｅと、一方のアクチュエータポート２４ｃからタンクポート２４ｔに至る排出用弁路２４ｆとを開くように構成されている。そして、左旋回側作動位置Ｘまたは右旋回側作動位置Ｙに位置しているときの旋回モータ７に対する供給流量および排出流量は、供給用弁路２４ｅ、排出用弁路２４ｆの開口面積によって制御されるようになっていると共に、該開口面積は、旋回用左旋回側、右旋回側電磁比例弁４２ａ、４２ｂから左旋回側、右旋回側パイロットポート２４ａ、２４ｂに出力されるパイロット圧の増減に伴うスプール移動位置に応じて増減制御されるようになっている。

【0017】

また、バケット用方向切換弁２６は、バケットシリンダ９に対する給排流量制御を行うと共に給排方向を切換えるクローズドセンタ型のスプール弁であって、コントローラ１０から出力される制御信号に基づいてパイロット圧を出力するバケット用伸長側、縮小側電磁比例弁４４ａ、４４ｂ（図３に図示）にそれぞれ接続される伸長側、縮小側のパイロットポート２６ａ、２６ｂと、バケット用供給油路１９に接続されるポンプポート２６ｐと、タンクラインＴに接続されるタンクポート２６ｔと、バケットシリンダ９のヘッド側ポート９ａに接続される一方のアクチュエータポート２６ｃと、バケットシリンダ９のロッド側ポート９ｂに接続される他方のアクチュエータポート２６ｄとを備えている。該バケット用方向切換弁２６は、前述した旋回用方向切換弁２４と同様の構造のものであって、中立位置Ｎから伸長側作動位置Ｘ、縮小側作動位置Ｙに切換わることで、ポンプポート２６ｐからアクチュエータポート２６ｃまたは２６ｄに至る供給用弁路２６ｅと、アクチュエータポート２６ｄまたは２６ｃからタンクポート２６ｔに至る排出用弁路２６ｆとを開くように構成されており、そして、これら供給用弁路２６ｅ、排出用弁路２６ｆの開口面積によってバケットシリンダ９に対する供給流量および排出流量が制御されるようになっていると共に、該開口面積は、バケット側伸長側、縮小側電磁比例弁４４ａ、４４ｂから出力されるパイロット圧の増減に伴うスプール移動位置に応じて増減制御されるようになっている。

【0018】

次いで、油圧ポンプＰ１、Ｐ２の両方の油圧ポンプから圧油供給されるスティック用、ブーム用の方向切換弁２５、２３について説明する。スティック用方向切換弁２５は、スティックシリンダ８に対する給排流量制御を行うと共に給排方向を切換えるクローズドセンタ型のスプール弁であって、コントローラ１０から出力される制御信号に基づいてパイロット圧を出力するスティック用伸長側、縮小側電磁比例弁４３ａ、４３ｂ（図３に図示）にそれぞれ接続される伸長側、縮小側のパイロットポート２５ａ、２５ｂと、スティック用メイン側供給油路２２およびスティック用サブ側供給油路１８に接続されるポンプポート２５ｐと、タンクラインＴに接続されるタンクポート２５ｔと、スティックシリンダ８のヘッド側ポート８ａに接続される一方のアクチュエータポート２５ｃと、スティックシリンダ８のロッド側ポート８ｂに接続される他方のアクチュエータポート２５ｄとを備えている。そして、スティック用方向切換弁２５は、伸長側、縮小側の両パイロットポート２５ａ、２５ｂにパイロット圧が入力されていない状態では、スティックシリンダ８に対する給排制御を行わない中立位置Ｎに位置しているが、伸長側パイロットポート２５ａにパイロット圧が入力されることにより伸長側作動位置Ｘに切換わって、ポンプポート２５ｐから一方のアクチュエータポート２５ｃに至る供給用弁路２５ｅと、他方のアクチュエータポート２５ｄからタンクポート２５ｔに至る排出用弁路２５ｆとを開き、また、縮小側パイロットポート２５ｂにパイロット圧が入力されることにより縮小側作動位置Ｙに切換わって、ポンプポート２５ｐから他方のアクチュエータポート２５ｄに至る供給用弁路２５ｅと、一方のアクチュエータポート２５ｃからタンクポート２５ｔに至る排出用弁路２５ｆとを開くように構成されている。そして、前記供給用弁路２５ｅ、排出用弁路２５ｆの開口面積は、スティック用伸長側、縮小側電磁比例弁４３ａ、４３ｂから出力されるパイロット圧によって移動するスプールの移動位置に応じて増減制御されるようになっていると共に、スティックシリンダ８からの排出流量は、前記排出用弁路２５ｆの開口面積によって制御されるようになっている。また、スティックシリンダ８に対する供給流量は、スティック用流量制御弁２８がスティック用サブ側供給油路１８を閉じている場合には、スティック用方向切換弁２５の供給用弁路２５ｅの開口面積によって制御される一方、スティック用流量制御弁２８がスティック用サブ側供給油路１８を開いている場合には、該スティック用流量制御弁２８の開口面積およびスティック用方向切換弁２５の供給用弁路２５ｅの開口面積によって制御されるようになっている。

【0019】

また、ブーム用方向切換弁２３は、ブーシリンダ６に対する給排流量制御を行うと共に給排方向を切換えるクローズドセンタ型のスプール弁であって、コントローラ１０から出力される制御信号に基づいてパイロット圧を出力するブーム用伸長側、縮小側電磁比例弁４１ａ、４１ｂ（図３に図示）にそれぞれ接続される伸長側、縮小側のパイロットポート２３ａ、２３ｂと、ブーム用メイン側供給油路１７およびブーム用サブ側供給油路２０に接続されるポンプポート２３ｐと、タンクラインＴに接続されるタンクポート２３ｔと、ブームシリンダ６のヘッド側ポート６ａに接続される一方のアクチュエータポート２３ｃと、ブームシリンダ６のロッド側ポート６ｂに接続される他方のアクチュエータポート２３ｄとを備えている。該ブーム用方向切換弁２３は、前述したスティック用方向切換弁２５と同様の構造のものであって、中立位置Ｎから伸長側作動位置Ｘ、縮小側作動位置Ｙに切換わることで、ポンプポート２３ｐからアクチュエータポート２３ｃまたは２３ｄに至る供給用弁路２３ｅと、アクチュエータポート２３ｄまたは２３ｃからタンクポート２３ｔに至る排出用弁路２４ｆを開くように構成されている。そして、供給用弁路２３ｅ、排出用弁路２３ｆの開口面積は、ブーム用伸長側、縮小側電磁比例弁４１ａ、４１ｂから出力されるパイロット圧によって移動するスプールの移動位置に応じて増減制御されるようになっていると共に、ブームシリンダ６からの排出流量は、排出用弁路２３ｆの開口面積によって制御されるようになっている。また、ブームシリンダ６に対する供給流量は、ブーム用流量制御弁２９がブーム用サブ側供給油路２０を閉じている場合には、ブーム用方向切換弁２３の供給用弁路２３ｅの開口面積によって制御される一方、ブーム用流量制御弁２９がブーム用サブ側供給油路２０を開いている場合には、該ブーム用流量制御弁２９の開口面積およびブーム用方向切換弁２３の供給用弁路２３ｅの開口面積によって制御されるようになっている。
尚、前記走行直進弁１１、左右の走行用、ブーム用、旋回用、スティック用、バケット用方向切換弁１３、１４、２３～２６、ブーム用、スティック用流量制御弁２８、２９は、本発明の制御弁に相当する。
さらに、本実施の形態において、油圧ポンプＰ１、Ｐ２は本発明の油圧ポンプあるいは第一、第二油圧ポンプに相当し、また、ブームシリンダ６、スティックシリンダ８は、前述したように本発明の大流量油圧アクチュエータあるいは第一、第二大流量油圧アクチュエータ）に相当する油圧アクチュエータであって、本発明の第一、第二の両方の油圧ポンプを油圧供給源とする。また、本発明のメインポンプは、メイン側供給油路（ブーム用メイン側供給油路１７、スティック用メイン側供給油路２２）が接続される油圧ポンプであって、本実施の形態では、ブームシリンダ６のメインポンプは油圧ポンプＰ１であり、スティックシリンダ８のメインポンプは油圧ポンプＰ２である。

【0020】

一方、前記コントローラ１０（本発明の制御装置に相当する）は、図３のブロック図に示す如く、入力側に、ブーム用操作具の操作方向および操作量を検出するブーム用操作検出手段５０、旋回用操作具の操作方向および操作量を検出する旋回用操作検出手段５１、スティック用操作具の操作方向および操作量を検出するスティック用操作検出手段５２、バケット用操作具の操作方向および操作量を検出するバケット用操作検出手段５３、走行用操作具の操作方向および操作量を検出する走行用操作検出手段５４、図示しないが油圧ポンプＰ１、Ｐ２の吐出圧や各油圧アクチュエータ（ブームシリンダ６、旋回モータ７、スティックシリンダ８、バケットシリンダ９、左右の走行モータ４、５）の負荷圧をそれぞれ検出する複数の圧力センサ等が接続され、出力側に、前記ブーム用、旋回用、スティック用、バケット用方向切換弁２３～２６、左右の走行用方向切換弁１３、１４のパイロットポート２３ａ、２３ｂ～２６ａ、２６ｂ、１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂにパイロット圧をそれぞれ出力するブーム用伸長側、縮小側電磁比例弁４１ａ、４１ｂ、旋回用左旋回側、右旋回側電磁比例弁４２ａ、４２ｂ、スティック用伸長側、縮小側電磁比例弁４３ａ、４３ｂ、バケット用伸長側、縮小側電磁比例弁４４ａ、４４ｂ、左走行用前進側、後進側電磁比例弁４７ａ、４７ｂ、右走行用前進側、後進側電磁比例弁４８ａ、４８ｂ、前記スティック用サブ側供給油路１８に配設のスティック用流量制御弁２８にパイロット圧を出力するスティック流量制御用電磁比例弁４５、ブーム用サブ側供給油路２０に配設のブーム用流量制御弁２９にパイロット圧を出力するブーム流量制御用電磁比例弁４６、走行直進弁１１、油圧ポンプＰ１、Ｐ２の容量可変手段Ｐ１ａ、Ｐ２ａ等が接続されているとともに、原動機制御装置６０に入出力自在に制御されている。さらに、コントローラ１０は、後述する基準ポンプ流量設定部（本発明の基準ポンプ流量設定手段に相当する）６１、目標供給流量設定部６２、供給流量制御部６３、目標ポンプ流量設定部（本発明の目標ポンプ流量設定手段に相当する）６４、ポンプ流量制御部（ポンプ容量制御部６５ａおよび原動機回転数制御部６５ｂを含み、本発明のポンプ流量制御手段に相当する）６５等の各種設定部、制御部を備えており、これら設定部、制御部によって各油圧アクチュエータ４～９の油給排制御や油圧ポンプＰ１、Ｐ２の容量制御、原動機Ｍの回転数制御等が行われるように構成されている。

【0021】

次いで、前記コントローラ１０の各設定部、制御部６１～６５で行う制御について説明する。
まず、コントローラ１０は、基準ポンプ流量設定部６１において、油圧ポンプＰ１、Ｐ２のポンプ容量が最大で原動機Ｍの回転数が予め設定される基準回転数Ｎｓのときの油圧ポンプＰ１、Ｐ２のポンプ流量を基準ポンプ流量Ｌｓとして設定する。この場合、油圧ショベルの通常作業時における原動機Ｍの使用回転数範囲は予め設定されており、前記基準回転数Ｎｓは、該使用回転数範囲内で、且つ、使用回転数範囲内の最大回転数Ｎｍよりも少ない回転数に設定される。前記基準ポンプ流量Ｌｓは、制御パラメータとして基準ポンプ流量設定部６１に組込まれるようになっていて、例えば、油圧ショベル１の運転室に配設のモニタ装置（図示せず）等を用いて変更することができるようになっている。
さらに、油圧ポンプＰ１、Ｐ２の容量が最大で原動機Ｍの回転数が前記最大回転数Ｎｍのときの油圧ポンプＰ１、Ｐ２のポンプ流量を、各油圧ポンプＰ１、Ｐ２の最大ポンプ流量Ｌｍとして設定する。

【0022】

さらに、コントローラ１０は、ブーム用、旋回用、スティック用、バケット用、走行用の各操作検出手段５０～５４から検出信号が入力されると、目標供給流量設定部６２において各油圧アクチュエータに対する目標供給流量を設定するとともに、目標ポンプ流量設定部６４において油圧ポンプＰ１、Ｐ２の目標ポンプ流量Ｌｔを設定する。
目標供給流量設定部６２は、操作された油圧アクチュエータの組み合わせや各操作具の操作量に応じて、各油圧ポンプＰ１、Ｐ２から各油圧アクチュエータに供給する目標供給流量を設定する。この場合、各油圧ポンプＰ１、Ｐ２からそれぞれ供給される目標供給流量の合計が、それぞれ各油圧ポンプＰ１、Ｐ２の最大ポンプ流量Ｌｍを超えない範囲で、油圧ポンプＰ１、Ｐ２のポンプ流量を、該油圧ポンプＰ１、Ｐ２を油圧供給源とする各油圧アクチュエータの操作具操作量に応じて各油圧アクチュエータに分配するように設定される。

【0023】

また、目標ポンプ流量設定部６４は、各油圧ポンプＰ１、Ｐ２がそれぞれ担う各油圧アクチュエータへの目標供給流量の合計に基づいて、各油圧ポンプＰ１、Ｐ２の目標ポンプ流量Ｌｔを設定する。この場合、各油圧ポンプＰ１、Ｐ２の目標ポンプ流量Ｌｔは、前記予め設定された各油圧ポンプＰ１、Ｐ２の最大ポンプ流量Ｌｍを超えないように設定される。

【0024】

さらにコントローラ１０は、供給流量制御部６３において、前記目標供給流量設定部６２によって設定された目標供給流量が各油圧ポンプＰ１、Ｐ２から各油圧アクチュエータに供給されるように、目標供給流量に対応するブーム用、旋回用、スティック用、バケット用、左右の走行用方向切換弁２３～２６、１３、１４の供給用弁路２３ｅ～２６ｅ、１３ｅ、１４ｅ、およびスティック用、ブーム用流量制御弁２８、２９の開口面積を求め、該開口面積にするためのパイロット圧を出力するよう各電磁比例弁４１ａ、４１ｂ～４４ａ、４４ｂ、４７ａ、４７ｂ～４８ａ、４８ｂ、４５、４６に対して制御信号を出力する。

【0025】

さらに、コントローラ１０は、ポンプ流量制御部６５（油圧ポンプＰ１、Ｐ２のポンプ容量を制御するポンプ容量制御部６５ａと、原動機Ｍの回転数を制御するべく原動機制御装置６０に制御信号を出力する原動機回転数制御部６５ｂとを含む）において、油圧ポンプＰ１、Ｐ２のポンプ流量が、前記目標ポンプ流量設定部６４で設定された目標ポンプ流量Ｌｔとなるように、油圧ポンプＰ１、Ｐ２のポンプ容量および原動機Ｍの回転数を制御する。この場合に、ポンプ流量制御部６５は、前記目標ポンプ流量設定部６４で設定された両方の油圧ポンプＰ１、Ｐ２の目標ポンプ流量Ｌｔが前記基準ポンプ流量Ｌｓ以下の場合には、原動機Ｍの回転数を基準回転数Ｎｓとなるように制御するとともに、油圧ポンプＰ１、Ｐ２のポンプ流量が目標ポンプ流量Ｌｔとなるようにポンプ容量を制御する。一方、何れかの油圧ポンプＰ１またはＰ２の目標ポンプ流量Ｌｔが基準ポンプ流量Ｌｓを超える場合には、該何れかの油圧ポンプＰ１またはＰ２のポンプ容量を最大にするとともに、原動機Ｍの回転数を前記最大回転数Ｎｍを上限として基準回転数Ｎｓよりも増加させて、何れかの油圧ポンプＰ１、Ｐ２のポンプ流量が基準ポンプ流量Ｌｓを超えた目標ポンプ流量Ｌｔとなるように制御する。また、何れか以外の油圧ポンプＰ２またはＰ１は、前記増加させた原動機Ｍ回転数に応じてポンプ容量を調整することで、目標ポンプ流量Ｌｔとなるように制御する。

【0026】

次に、コントローラ１０の行う制御について具体的に説明する。
例えば、油圧ポンプＰ１、Ｐ２の最大ポンプ容量を１２５ｃｃ／ｒｅｖ、原動機Ｍの基準回転数Ｎｓを１６００ｒｐｍとしたとき、基準ポンプ流量Ｌｓは２００Ｌ／ｍに設定される。さらに、原動機Ｍの通常使用回転数範囲内の最大回転数Ｎｍを２４００ｒｐｍとすると、油圧ポンプＰ１、Ｐ２の最大ポンプ流量Ｌｍは３００Ｌ／ｍに設定される。

【0027】

図４の表に、上記のように基準ポンプ流量Ｌｓを２００Ｌ／ｍ、最大ポンプ流量Ｌｍを３００Ｌ／ｍに設定された場合に、各油圧アクチュエータ用操作具が操作された場合に設定される油圧ポンプＰ１、Ｐ２の目標ポンプ流量Ｌｔの一例を示すが、表中の「Ａ」～「Ｆ」は、左走行用操作具、右走行用操作具、ブーム用操作具、スティック用操作具、バケット用操作具、旋回用操作具が単独でフル操作された場合の目標ポンプ流量Ｌｔ、「Ｇ」は左右の走行用操作具とブーム用、スティック用、バケット用操作具とが同時にフル操作された場合の目標ポンプ流量Ｌｔである。尚、走行直進弁１１は、「Ａ」～「Ｆ」の場合には第一位置Ｘに位置し、「Ｇ」の場合には第二位置に位置するように制御される。

【0028】

ここで、前記基準ポンプ流量Ｌｓは、本実施の形態では、左右の各走行モータ４、５への最大供給流量と同流量となるように設定されている。該左右の走行モータ４、５への最大供給流量は、油圧ショベル１を直進走行させる場合に走行曲がりが起こらないように左右の走行モータ４、５への供給流量の最大値を制限するために設定されている。そして、基準ポンプ流量Ｌｓを走行モータ４、５への最大供給流量にするとともに、前記図４の「Ａ」に示すように、左右の走行用操作具がフル操作された場合の目標ポンプ流量Ｌｔを基準ポンプ流量Ｌｓ（２００Ｌ／ｍ）とすることで、左右の走行用操作具のみが同時にフル操作された場合に、油圧ポンプＰ１、Ｐ２から左右のモータ４、５に最大供給流量を同等に供給できることになる。

【0029】

また、前記図４の「Ｃ」、「Ｄ」に、ブーム用、スティック用操作具が単独でフル操作された場合の油圧ポンプＰ１、Ｐ２の目標ポンプ流量Ｌｔの一例を示したが、ブームシリンダ６、スティックシリンダ８は、前述したように油圧ポンプＰ１、Ｐ２の両方を油圧供給源とする大流量油圧アクチュエータであって、ブーム用、スティック用操作具が単独操作された場合には、目標供給流量、目標ポンプ流量Ｌｔは油圧ポンプＰ１、Ｐ２別に設定される。この場合の制御について、ブームシリンダ６の場合もスティックシリンダ８の場合も同様であるためスティックシリンダ８を例にとって図５に基づいて説明すると、コントローラ１０は、スティック用操作具が単独で操作されると、該スティック用操作具の操作量が予め設定される設定値Ｄ以下の場合には、スティック用サブ側供給油路１８が接続される油圧ポンプＰ１からの目標供給流量は設定せず（目標供給流量がゼロ）、スティック用メイン側供給油路２２が接続される油圧ポンプ（メインポンプ）Ｐ２からの目標供給流量のみを操作具操作量が増加するにつれて増加するように設定するとともに、スティック用方向切換弁２５の供給用弁路２５ｅの開口面積を操作具操作量が増加するにつれて増加するように制御し、スティック用流量制御弁２８は閉じるように制御する。一方、操作具操作量が設定値Ｄを超える場合には、油圧ポンプＰ２、Ｐ１の両方の油圧ポンプからの目標供給流量を設定するとともに、スティック用方向切換弁２５の供給用弁路２５ｅに加えてスティック用流量制御弁２８も開くように制御する。前記操作具操作量の設定値Ｄは、フル操作された場合の操作具操作量を１００％とすると操作量５０％を超える値、例えば操作量７０％～９０％に設定されるとともに、操作具操作量が設定値Ｄのときの目標供給流量を設定流量Ｌｄとすると、該設定流量Ｌｄは、油圧ポンプＰ２の基準ポンプ流量Ｌｓを超えて最大ポンプ流量Ｌｍ近くとなるように設定される。これにより、スティックシリンダ８への供給流量が、基準ポンプ流量Ｌｓを超えるように設定された設定流量Ｌｄ以下の場合には、油圧ポンプＰ２からのみ圧油供給され、設定流量Ｌｄを超える場合には両方の油圧ポンプＰ１、Ｐ２から圧油供給されるように制御される。さらに、コントローラ１０は、上記目標供給流量を供給できるように油圧ポンプＰ２、Ｐ１の目標ポンプ流量Ｌｔを設定するが、この場合に、油圧ポンプＰ２の目標ポンプ流量Ｌｔは、目標供給流量に応じて基準ポンプ流量Ｌｓを超えるように設定されることになる。そして、このように目標供給流量、目標ポンプ流量Ｌｔを設定することによって、操作具操作量が設定値Ｄを超えたとき、つまり、スティックシリンダ８への供給流量が基準ポンプ流量Ｌｓを超えるように設定された設定流量Ｌｄを超えるときのみ、油圧ポンプＰ２、Ｐ１の両方の油圧ポンプからの圧油が合流してスティックシリンダ８に供給されることになり、これにより、合流が行われる頻度を低減することができるようになっている。

【0030】

一方、ブーム用操作具とスティック用操作具とが同時に操作された場合、つまり、大流量油圧アクチュエータであるブームシリンダ６とスティックシリンダ８とを同時に駆動させる場合、コントローラ１０は、操作具操作量に応じてブームシリンダ６、スティックシリンダ８への分配流量を求めるとともに、該分配流量が、ブームシリンダ６、スティックシリンダ８に、それぞれメインの油圧ポンプＰ１、Ｐ２からのみ圧油供給されるように目標供給流量を設定し、さらに該目標供給流量に応じて目標ポンプ流量Ｌｔを設定する。つまり、ブームシリンダ６には油圧ポンプＰ１からの目標供給流量のみが設定されるとともに、該ブームシリンダ６への目標供給流量に応じて油圧ポンプＰ１の目標ポンプ流量Ｌｔが設定され、また、スティックシリンダ８には油圧ポンプＰ２からの目標供給流量のみが設定されるとともに、該スティックシリンダ８への目標供給流量に応じて油圧ポンプＰ２の目標ポンプ流量Ｌｔが設定される。そして、ブーム用、スティック用方向切換弁２３、２５は目標供給流量に応じた開口面積で供給用弁路２３ｅ、２５ｅを開くように制御される一方、ブーム用、スティック用流量制御弁２９、２８は閉じるように制御される。また、油圧ポンプＰ１、Ｐ２のポンプ流量がそれぞれ目標ポンプ流量Ｌｔとなるように、油圧ポンプＰ１、Ｐ２のポンプ容量制御、原動機Ｍの回転数制御が行われる。これにより、ブームシリンダ６とスティックシリンダ８とを同時に駆動させる場合には、これらが最大流量供給時には両方の油圧ポンプＰ１、Ｐ２から圧油供給される大流量油圧アクチュエータであっても、油圧ポンプＰ１、Ｐ２の吐出油の合流をなくすことができる。

【0031】

また、前記図４の「Ｅ」に、バケット用操作具が単独でフル操作された場合の油圧ポンプＰ１の目標ポンプ流量Ｌｔの一例を示したが、該目標ポンプ流量Ｌｔは、油圧ポンプＰ１の基準ポンプ流量Ｌｓを超えて設定されている。これにより、バケット用操作具が単独でフル操作された場合に、基準ポンプ流量Ｌｓを超えた流量をバケットシリンダ９に供給できることになって、一つの油圧ポンプＰ１のみを油圧供給源とするバケットシリンダ９であっても、該油圧ポンプＰ１の容量を大型化することなく供給流量を増加させて作業効率を向上させることができる。

【0032】

また、前記図４の「Ｇ」に、左右の走行用操作具とブーム用、スティック用、バケット用操作具とが同時にフル操作された場合の油圧ポンプＰ１、Ｐ２の目標ポンプ流量Ｌｔの一例を示したが、この場合、走行直進弁１１は、前述したように第二位置Ｙに位置するように制御され、これにより、左右の走行モータ４、５には油圧ポンプＰ１から圧油供給され、ブームシリンダ６、スティックシリンダ８、バケットシリンダ９には油圧ポンプＰ２から圧油供給される。そして、この場合に、図４の「Ｇ」に示すように、油圧ポンプＰ２の目標ポンプ流量Ｌｔを基準ポンプ流量Ｌｓよりも大きく設定することで、ブームシリンダ６、スティックシリンダ８、バケットシリンダ９への供給流量を多くすることができて、作業効率の向上に寄与できる。

【0033】

叙述の如く構成された本形態において、油圧ショベル１の油圧制御システムは、原動機Ｍと、該原動機Ｍにより駆動される複数の可変容量型の油圧ポンプＰ１、Ｐ２と、これら油圧ポンプＰ１、Ｐ２の少なくとも一つを油圧供給源として駆動する複数の油圧アクチュエータ４～９（左右の走行モータ４、５、ブームシリンダ６、旋回モータ７、スティックシリンダ８、バケットシリンダ９）と、各油圧アクチュエータ４～９を駆動させるべく操作される各油圧アクチュエータ用操作手段（左右の走行用、ブーム用、旋回用、スティック用、バケット用操作具）と、油圧ポンプＰ１、Ｐ２から各油圧アクチュエータ４～９への圧油供給を制御する複数の制御弁（走行直進弁１１、左右の走行用、ブーム用、旋回用、スティック用、バケット用方向切換弁１３、１４、２３～２６、ブーム用、スティック用流量制御弁２８、２９）等を備えて構成されているが、さらにこのものに、前記制御弁の作動、油圧ポンプＰ１、Ｐ２のポンプ容量および原動機Ｍの回転数を制御するコントローラ１０を設けるとともに、該コントローラ１０は、油圧ポンプＰ１、Ｐ２のポンプ容量が最大で原動機Ｍの回転数が予め設定される基準回転数Ｎｓのときの油圧ポンプＰ１、Ｐ２のポンプ流量を基準ポンプ流量Ｌｓとして設定する基準ポンプ流量設定部６１と、各油圧ポンプＰ１、Ｐ２のポンプ流量が予め設定される最大ポンプ流量Ｌｍを超えない範囲で、各油圧アクチュエータ用の操作手段の操作に応じて各油圧ポンプＰ１、Ｐ２の目標ポンプ流量Ｌｔを油圧ポンプ別に設定する目標ポンプ流量設定部６４と、該目標ポンプ流量設定部６４により設定された何れかの油圧ポンプＰ１またはＰ２の目標ポンプ流量Ｌｔが前記基準ポンプ流量Ｌｓを超える場合に、該何れかの油圧ポンプＰ１またはＰ２のポンプ容量を最大するとともに原動機Ｍの回転数を基準回転数Ｎｓよりも増加させて当該油圧ポンプＰ１またはＰ２のポンプ流量を基準ポンプ流量Ｌｓよりも増加させるポンプ流量制御部６５とを備えている。

【0034】

しかして、コントローラ１０に設けられた基準ポンプ流量設定部６１、目標ポンプ流量設定部６４、ポンプ流量制御部６５に行う制御によって、操作具操作された油圧アクチュエータの油圧供給源となる油圧ポンプＰ１またはＰ２のポンプ流量を、ポンプ容量が最大で原動機Ｍの回転数が基準回転数Ｎｓのときの基準ポンプ流量Ｌｓよりも増加させることができることになり、この結果、操作された油圧アクチュエータへの供給流量を確保するために油圧ポンプＰ１、Ｐ２の吐出油を合流させる必要性や頻度を確実に減らすことができて、合流に起因する効率や操作性の低下、回路の複雑化を低減できる。しかも、原動機Ｍの回転数を基準回転数Ｎｓよりも増加させることで油圧ポンプＰ１、Ｐ２のポンプ流量を基準ポンプ流量Ｌｓよりも増加させる構成であるから、大容量の油圧ポンプを用意する必要もなくなる。

【0035】

さらに本実施の形態のものでは、油圧ポンプとして油圧ポンプＰ１と油圧ポンプＰ２（第一、第二油圧ポンプ）とを備え、油圧アクチュエータとして最大流量供給時に油圧ポンプＰ１、Ｐ２の両方の油圧ポンプから圧油供給されるブームシリンダ６、スティックシリンダ８（大流量油圧アクチュエータ）を備える一方、ブーム用、スティック用操作具が単独で操作された場合に、コントローラ１０は、ブームシリンダ６、スティックシリンダ８への供給流量が、基準ポンプ流量Ｌｓを超えるように設定された設定流量Ｌｄに達するまでは、油圧ポンプＰ１、Ｐ２のうち何れか一方の油圧ポンプをメインポンプとして該メインポンプからのみ圧油供給され、設定流量Ｌｄを超える場合に両方の油圧ポンプＰ１、Ｐ２から圧油供給されるように制御するとともに、目標ポンプ流量設定部６４は、メインポンプからブームシリンダ６、スティックシリンダ８への供給流量に応じて該メインポンプの目標ポンプ流量Ｌｔを基準ポンプ流量Ｌｓを超えるよう設定することになる。これにより、ブームシリンダ６、スティックシリンダ８への供給流量が基準ポンプ流量Ｌｓを超えるように設定された設定流量Ｌｄを超えるときのみ、油圧ポンプＰ１、Ｐ２からの両方の油圧ポンプからの圧油が合流してブームシリンダ６、スティックシリンダ８に供給されることになって、最大流量供給時に油圧ポンプＰ１、Ｐ２の両方の油圧ポンプから圧油供給される大流量油圧アクチュエータであっても、合流が行われる頻度を低減することができることになる。

【0036】

さらに、本実施の形態において、前記ブームシリンダ６は油圧ポンプＰ１をメインポンプとし、スティックシリンダ８は油圧ポンプＰ２をメインポンプとするが、ブーム用、スティック用操作具が同時に操作された場合に、コントローラ１０は、ブームシリンダ６、スティックシリンダ８にメインポンプからのみ圧油供給されるように制御するとともに、目標ポンプ流量設定部６４は、ブーム用、スティック用操作具の操作量に応じて油圧ポンプＰ１、Ｐ２の目標ポンプ流量Ｌｔを油圧ポンプ別に設定することになる。この結果、ブームシリンダ６とスティックシリンダ８とを同時に駆動させる場合には、これらが最大流量供給時には両方の油圧ポンプＰ１、Ｐ２を圧油供給源とする大流量油圧アクチュエータであっても、油圧ポンプＰ１、Ｐ２の吐出油の合流をなくすことができる。

【0037】

さらに、油圧ショベル１は、左右の走行体を備えた走行機体（下部走行体７１および上部旋回体７２）と、該走行機体に装着される作業装置（フロント作業機７３）とを具備するとともに、油圧ポンプとして油圧ポンプＰ１と油圧ポンプＰ２とを備え、油圧アクチュエータとして、左右の走行体をそれぞれ駆動させる左右の走行モータ４、５と、作業装置を駆動させる複数の作業用油圧アクチュエータとしてのブームシリンダ６、スティックシリンダ８、バケットシリンダ９を備える一方、左右の走行用操作具とブーム用、スティック用、バケット用操作具とが同時に操作された場合に、コントローラ１０は、左右の走行モータ４、５には油圧ポンプＰ１から圧油供給し、ブームシリンダ６、スティックシリンダ８、バケットシリンダ９には油圧ポンプＰ２から圧油供給するよう走行直進弁１１を制御するとともに、目標ポンプ流量設定部６４は、油圧ポンプＰ２の目標ポンプ流量Ｌｔを基準ポンプ流量Ｌｓよりも多く設定する。これにより、左右の走行モータ４、５と作業用油圧アクチュエータ（ブームシリンダ６、スティックシリンダ８、バケットシリンダ９）とを、互いに油圧干渉のない独立した状態で圧油供給できるとともに、油圧ポンプＰ２の目標ポンプ流量Ｌｔを基準ポンプ流量Ｌｓよりも多く設定することで、作業用油圧アクチュエータへの供給流量を多くすることができて、作業効率の向上に寄与できる。

【0038】

次に、本発明の第二の実施の形態について、図６に基づいて説明する。尚、第二の実施の形態のものにおいて、第一の実施の形態と共通するものは同一の符号を付すとともに説明を省略する。
第二の実施のものでは、原動機Ｍにより駆動される油圧ポンプとして、油圧ポンプＰ１、Ｐ２、Ｐ３の三つの油圧ポンプが設けられている。そして、油圧ポンプＰ１は、第一の実施の形態と同様に、第一位置Ｘの走行直進弁１１を介してポンプラインＣに接続されると共に、左走行用方向切換弁１３に接続されている。また、油圧ポンプＰ２は、ポンプラインＤに接続されると共に、第一位置Ｘの走行直進弁１１を介して右走行用方向切換弁１４に接続されている。一方、油圧ポンプＰ３は、ブーム用メイン側供給油路１７に接続されている。

【0039】

前記油圧ポンプＰ１に接続されるポンプラインＣからは、スティック用サブ側供給油路１８、バケット用供給油路１９が互いにパラレルとなる状態で分岐形成されており、また、油圧ポンプＰ２に接続されるポンプラインＤからは、ブーム用サブ側供給油路２０、旋回用供給油路２１、スティック用メイン側供給油路２２が互いにパラレルとなる状態で分岐形成されている。前記スティック用サブ側供給油路１８、ブーム用サブ側供給油路２０には、第一の実施の形態と同様に、スティック用流量制御弁２８、ブーム用流量制御弁２９がそれぞれ配設されている。

【0040】

そして、ブーム用方向切換弁２３のポンプポート２３ｐには、ブーム用メイン側供給油路１７を経由する油圧ポンプＰ３からの圧油と、ブーム用サブ側供給油路２０を経由する油圧ポンプＰ２からの圧油とを供給できるようになっていると共に、油圧ポンプＰ２からの圧油は、ブーム用サブ側供給油路２０に配設のブーム用流量制御弁２９によって流量制御された状態（遮断状態を含む）でブーム用方向切換弁２３に供給されるようになっている。また、スティック用方向切換弁２５のポンプポート２５ｐには、スティック用メイン側供給油路２２を経由する油圧ポンプＰ２からの圧油と、スティック用サブ側供給油路１８を経由する油圧ポンプＰ１からの圧油とを供給できるようになっていると共に、油圧ポンプＰ１からの圧油は、スティック用サブ側供給油路１８に配設のスティック用流量制御弁２８によって流量制御された状態（遮断状態を含む）でスティック用方向切換弁２５に供給されるようになっている。また、バケット用方向切換弁２６のポンプポート２６ｐには、バケット用供給油路１９を経由する油圧ポンプＰ１からの圧油が供給されるようになっており、また、旋回用方向切換弁２４のポンプポート２４ｐには、旋回用供給油路２１を経由する油圧ポンプＰ２からの圧油が供給されるようになっている。尚、前記ブーム用、旋回用、スティック用、バケット用の各方向切換弁２３～２６、ブーム用、スティック用の流量制御弁２９、２８は、第一の実施の形態と同様のものである。

【0041】

そして、第二の実施の形態のものにおいても、第一の実施の形態と同様に、コントローラ１０による各油圧アクチュエータ４～９の油給排制御や油圧ポンプＰ１、Ｐ２、Ｐ３の容量制御、原動機Ｍの回転数制御等が行われることになるが、第二の実施の形態のものでは、油圧ポンプＰ３はブームシリンダ６のみの油圧供給源となっている。そして、ブーム用操作具、スティック用操作具、バケット用操作具が同時に操作される、所謂フロント三連動の複合操作時に、コントローラ１０は、ブーム用、スティック用流量制御弁２９、２８をそれぞれ閉じるように制御するようになっている。これにより、フロント三連動の複合操作時は、ブームシリンダ６には油圧ポンプＰ３からのみ、スティックシリンダ８には油圧ポンプＰ２からのみ、バケットシリンダ９には油圧ポンプＰ１からのみ圧油供給されることになって、ブームシリンダ６、スティックシリンダ８、バケットシリンダ９に互いに油圧干渉のない独立した回路での圧油供給を行えることになる。そして、この場合においても、ブーム用、スティック用、バケット用操作具の操作量に応じて、ポンプ容量制御および原動機Ｍの回転数制御によって油圧ポンプＰ３、Ｐ２、Ｐ１のポンプ流量を増減制御することで、各油圧ポンプＰ３、Ｐ２、Ｐ１のポンプ流量をブームシリンダ６、スティックシリンダ８、バケットシリンダ９に操作具操作量に応じた流量とすることができる。

【0042】

尚、本発明は前記第一、第二の実施の形態に限定されないことは勿論であって、例えば、各油圧ポンプの目標ポンプ流量を設定するにあたり、全ての油圧ポンプの目標ポンプ流量の総和に上限を設ける構成にすることもできる。この場合、目標ポンプ流量の総和の上限は、各油圧ポンプの最大ポンプ流量の総和を超えない範囲で任意に設定できる。
また、上記実施の形態では、原動機として電気モータが用いられているが、原動機としてエンジンが用いられていても本発明を実施できる。
さらに、本発明は、油圧ショベルに限定されることなく、原動機により駆動される複数の油圧ポンプが設けられている各種作業機械に実施できることは勿論である。

【産業上の利用可能性】

【0043】

本発明は、油圧ショベル等の作業機械の油圧制御システムに利用することができる。

【符号の説明】

【0044】

１ 油圧ショベル
４ 左走行モータ
５ 右走行モータ
６ ブームシリンダ
７ 旋回モータ
８ スティックシリンダ
９ バケットシリンダ
１０ コントローラ
１１ 走行直進弁
１４ 左走行用方向切換弁
１５ 右走行用方向切換弁
２３ ブーム用方向切換弁
２４ 旋回用方向切換弁
２５ スティック用方向切換弁
２６ バケット用方向切換弁
２８ スティック用流量制御弁
２９ ブーム用流量制御弁
６１ 基準ポンプ流量設定部
６４ 目標ポンプ流量設定部
６５ ポンプ流量制御部
７１ 下部走行体
７２ 上部旋回体
７３ フロント作業機
Ｍ 原動機
Ｐ１、Ｐ２ 油圧ポンプ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】