特許 7165074 作業機械

(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】

(24)【登録日】2022-10-25

(45)【発行日】2022-11-02

(54)【発明の名称】作業機械

(51)【国際特許分類】

   F15B 11/02 20060101AFI20221026BHJP

   F15B 11/16 20060101ALI20221026BHJP

   F15B 11/028 20060101ALI20221026BHJP

   F15B 11/17 20060101ALI20221026BHJP

   E02F 9/22 20060101ALI20221026BHJP

【ＦＩ】

F15B11/02 C

F15B11/16 Z

F15B11/028 G

F15B11/02 B

F15B11/17

E02F9/22 R

E02F9/22 K

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2019031036

(22)【出願日】2019-02-22

(65)【公開番号】P2020133838

(43)【公開日】2020-08-31

【審査請求日】2021-12-20

(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】弁理士法人開知

(72)【発明者】

【氏名】小川 雄一

(72)【発明者】

【氏名】井村 進也

【審査官】北村 一

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－０８３４２７（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】

下部走行体と、
前記下部走行体上に旋回可能に取り付けられた上部旋回体と、
前記上部旋回体に回動可能に取り付けられたブームを有する作業装置と、
前記ブームを駆動するブームシリンダと、
前記上部旋回体を駆動する旋回モータと、
前記ブームを操作するためのブーム操作装置と、
前記上部旋回体を操作するための旋回操作装置と、
可変容量型の油圧ポンプからなる第１ポンプおよび第２ポンプと、
前記第１ポンプの吐出流量を制御する第１レギュレータと、
前記第２ポンプの吐出流量を制御する第２レギュレータと、
前記第１ポンプから前記ブームシリンダに供給される圧油の流れを制御するブーム制御弁と、
前記第２ポンプから前記旋回モータに供給される圧油の流れを制御する旋回制御弁と、
前記ブーム操作装置の操作量に応じて前記第１レギュレータを制御し、前記旋回操作装置の操作量に応じて前記第２レギュレータを制御するコントローラとを備えた作業機械において、
前記コントローラは、
前記第１ポンプから前記ブームシリンダのボトム側室に圧油を供給する管路と前記第２ポンプとが仮想合流管路で接続されていると仮定し、
前記仮想合流管路の流量である仮想流量を計算し、
前記ブーム操作装置の操作量に基づいて前記第１ポンプの暫定的な目標流量である第１ポンプ暫定目標流量を計算し、
前記旋回操作装置の操作量に基づいて前記第２ポンプの暫定的な目標流量である第２ポンプ暫定目標流量を計算し、
前記第１ポンプ暫定目標流量に前記仮想流量を加えることにより前記第１ポンプの最終的な目標流量である第１ポンプ最終目標流量を計算し、
前記第２ポンプ暫定目標流量から前記仮想流量を引くことにより前記第２ポンプの最終的な目標流量である第２ポンプ最終目標流量を計算する
ことを特徴とする作業機械。

【請求項2】

請求項１に記載の作業機械において、
前記コントローラは、
前記第２ポンプの最小流量を記憶しており、
前記第２ポンプ最終目標流量が前記最小流量を下回る場合に、前記最小流量を前記第２ポンプ最終目標流量とする
ことを特徴とする作業機械。

【請求項3】

請求項１に記載の作業機械において、
前記コントローラは、
前記第１ポンプの最大流量を記憶しており、
前記第１ポンプ最終目標流量が前記最大流量を上回る場合に、前記最大流量を前記第１ポンプ最終目標流量とする
ことを特徴とする作業機械。

【請求項4】

請求項１に記載の作業機械において、
前記第１ポンプの吐出圧である第１ポンプ吐出圧を検出する第１ポンプ圧センサと、
前記第２ポンプの吐出圧である第２ポンプ吐出圧を検出する第２ポンプ圧センサとを更に備え、
前記コントローラは、
前記仮想合流管路の一端が前記第２ポンプに接続され、前記仮想合流管路の他端が前記第１ポンプに接続され、前記仮想合流管路に仮想絞りが設けられていると仮定し、
前記第１ポンプ吐出圧と前記第２ポンプ吐出圧と前記仮想絞りの開口量とに基づいて前記仮想流量を計算する
ことを特徴とする作業機械。

【請求項5】

請求項１に記載の作業機械において、
前記第２ポンプの吐出圧である第２ポンプ吐出圧を検出する第２ポンプ圧センサと、
前記ブームシリンダのボトム側室の圧力であるブームボトム圧を検出するブームボトム圧センサとを更に備え、
前記コントローラは、
前記仮想合流管路の一端が前記第２ポンプに接続され、前記仮想合流管路の他端が前記第１ポンプに接続され、前記仮想合流管路に仮想絞りが設けられていると仮定し、
前記ブーム操作装置の操作量に基づいて前記ブーム制御弁の開口量を計算し、
前記ブーム制御弁の開口量と前記仮想絞りの開口量との合成開口量を計算し、
前記第２ポンプ吐出圧と前記ブームボトム圧と前記合成開口量とに基づいて前記仮想流量を計算する
ことを特徴とする作業機械。

【請求項6】

請求項１に記載の作業機械において、
前記第２ポンプの吐出圧である第２ポンプ吐出圧を検出する第２ポンプ圧センサと、
前記ブームシリンダのボトム側室の圧力であるブームボトム圧を検出するブームボトム圧センサとを更に備え、
前記コントローラは、
前記仮想合流管路の一端が前記第２ポンプに接続され、前記仮想合流管路の他端が前記ブームシリンダのボトム側室と前記ブーム制御弁とを接続するブームボトム管路に接続され、前記仮想合流管路に仮想流量制御弁が設けられていると仮定し、
前記ブーム操作装置の操作量に基づいて前記仮想流量制御弁の開口量を計算し、
前記第２ポンプ吐出圧と前記ブームボトム圧と前記仮想流量制御弁の開口量とに基づいて前記仮想流量を計算する
ことを特徴とする作業機械。

【請求項7】

請求項１に記載の作業機械において、
前記第２ポンプの吐出圧である第２ポンプ吐出圧を検出する第２ポンプ圧センサと、
前記ブームシリンダのボトム側室の圧力であるブームボトム圧を検出するブームボトム圧センサとを更に備え、
前記コントローラは、
前記仮想合流管路の一端が前記第２ポンプに接続され、前記仮想合流管路の他端が前記前記第１ポンプに接続され、前記仮想合流管路に仮想流量制御弁が設けられていると仮定し、
前記ブーム操作装置の操作量に基づいて前記仮想流量制御弁の開口量を計算し、
前記第２ポンプ吐出圧と前記ブームボトム圧と前記仮想流量制御弁の開口量とに基づいて前記仮想流量を計算する
ことを特徴とする作業機械。

【請求項8】

請求項４に記載の作業機械において、
作動油の温度を検出する温度センサを更に備え、
前記コントローラは、
前記温度センサで検出した前記作動油の温度を基に作動油の密度を計算し、
前記第１ポンプ吐出圧と前記第２ポンプ吐出圧と前記仮想絞りの開口量と前記作動油の密度とに基づいて前記仮想流量を計算する
ことを特徴とする作業機械。

【請求項9】

請求項４に記載の作業機械において、
作動油の温度を検出する温度センサを更に備え、
前記コントローラは、
前記温度センサで検出した前記作動油の温度を基に作動油の粘度を計算し、
前記第１ポンプ吐出圧と前記第２ポンプ吐出圧と前記仮想絞りの開口量と前記作動油の粘度とに基づいて前記仮想流量を計算する
ことを特徴とする作業機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、油圧ショベル等の作業機械に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に油圧ショベル等の作業機械は油圧アクチュエータを駆動するために油圧ポンプから圧油を供給している。その油圧アクチュエータの中には、作業機械の上部の構造体（上部旋回体）を下部の構造体（下部走行体）に対して旋回させるための旋回モータや、ブームを動作させるためのブームシリンダがある。この旋回モータとブームシリンダを同時に動作させる旋回ブーム上げ動作は油圧ショベルでは頻繁に行われる。

【0003】

この旋回ブーム上げ動作の操作性を確保するために、ロードセンシングシステムにおいて、スプリットフローポンプの第一吐出ポートとブームシリンダを接続し、スプリットフローポンプの第二吐出ポートと旋回モータを接続した上で、第二吐出ポートからの圧油の一部をブームシリンダに供給できるように合流管路を設けることで旋回ブーム上げ時にブーム上げの速度を確保するシステムが開示されている（例えば特許文献１参照）。この文献の技術により、旋回の初期段階でアンロード弁からの無駄な圧油の排出を抑えることもでき、効率よく旋回ブーム上げを行うことができる。この文献ではロードセンシングシステムを対象としているが、オープンセンタシステムにおいても、旋回ブーム上げ時の旋回リリーフ流量を低減できるため有効である。

【0004】

旋回時の油圧損失の低減方法としては、油圧ポンプの吸収トルクを段階的に制限することで流量を抑え、旋回時のリリーフ流量を抑えるシステムも開示されている（例えば特許文献２参照）。ただしこの場合、旋回ブーム上げのように動作中に車体の慣性モーメントが連続的に変化する場合に、その都度最適なトルク制限値を決定するのが難しいという問題点がある。車体の姿勢を検知するセンサを搭載すればそれは可能となるが、コストアップにつながってしまう。特許文献１はそういった値の決定なしで旋回リリーフ流量をなくせるため、有利である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１６－６１３８７号公報

【0006】

【文献】特開２０１１－１５７７９０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、特許文献１に記載されているシステムにより、旋回ブーム上げ時に旋回リリーフ流量を低減することができる。しかし、この特許文献１に記載されているシステムでは、旋回開始初期には分流が発生し、合流管路において油圧損失が発生してしまう。

【0008】

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、第２ポンプからブームシリンダのボトム側室への圧油の供給を可能とする合流管路を設けることなく、旋回ブーム上げ動作時に前記合流管路を設けた作業機械と同等の操作性および省エネ性を実現できる作業機械を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的を達成するために、本発明は、下部走行体と、前記下部走行体上に旋回可能に取り付けられた上部旋回体と、前記上部旋回体に回動可能に取り付けられたブームを有する作業装置と、前記ブームを駆動するブームシリンダと、前記上部旋回体を駆動する旋回モータと、前記ブームを操作するためのブーム操作装置と、前記上部旋回体を操作するための旋回操作装置と、可変容量型の油圧ポンプからなる第１ポンプおよび第２ポンプと、前記第１ポンプの吐出流量を制御する第１レギュレータと、前記第２ポンプの吐出流量を制御する第２レギュレータと、前記第１ポンプから前記ブームシリンダに供給される圧油の流れを制御するブーム制御弁と、前記第２ポンプから前記旋回モータに供給される圧油の流れを制御する旋回制御弁と、前記ブーム操作装置の操作量に応じて前記第１レギュレータを制御し、前記旋回操作装置の操作量に応じて前記第２レギュレータを制御するコントローラとを備えた作業機械において、前記コントローラは、前記第１ポンプから前記ブームシリンダのボトム側室に圧油を供給する管路と前記第２ポンプとが仮想合流管路で接続されていると仮定し、前記仮想合流管路の流量である仮想流量を計算し、前記ブーム操作装置の操作量に基づいて前記第１ポンプの暫定的な目標流量である第１ポンプ暫定目標流量を計算し、前記旋回操作装置の操作量に基づいて前記第２ポンプの暫定的な目標流量である第２ポンプ暫定目標流量を計算し、前記第１ポンプ暫定目標流量に前記仮想流量を加えることにより前記第１ポンプの最終的な目標流量である第１ポンプ最終目標流量を計算し、前記第２ポンプ暫定目標流量から前記仮想流量を引くことにより前記第２ポンプの最終的な目標流量である第２ポンプ最終目標流量を計算するものとする。

【0010】

以上のように構成した本発明によれば、第２ポンプからブームシリンダのボトム側室への圧油の供給を可能とする合流管路を設けないことにより、前記合流配管を設けた作業機械と比べて分流による圧力損失を低減できる。また、旋回ブーム上げ動作時に第１ポンプの吐出流量を暫定目標流量から仮想流量分だけ増加させることより、合流配管を有する作業機械と同等の操作性を実現できる。また、旋回ブーム上げ動作時に第２ポンプの吐出流量を暫定目標流量から仮想流量分だけ低減させることにより、前記合流配管を設けた作業機械と同等の省エネ性を実現できる。

【発明の効果】

【0011】

本発明に係る作業機械によれば、第２ポンプからブームシリンダのボトム側室への圧油の供給を可能とする合流管路を設けることなく、旋回ブーム上げ動作時に前記合流管路を設けた作業機械と同等の操作性および省エネ性を実現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】第１の実施例における油圧ショベルの構成を示す図である。

【図2】第１の実施例における油圧制御システムの実体上の構成を示す図である。

【図3】第１の実施例における仮想回路を含めた油圧制御システムの構成を示す図である。

【図4】第１の実施例におけるコントローラの機能を示す図である。

【図5】第１の実施例における油圧ポンプ目標流量演算部の機能を示す図である。

【図6】第１の実施例におけるブームパイロット圧と第１ポンプの暫定目標流量との関係、および旋回パイロット圧と第２ポンプの暫定目標流量との関係を示す図である。

【図7】第１の実施例における目標流量値の演算フローを示す図である。

【図8】第１の実施例における仮想合流管路の流量の計算式を示す図である。

【図9】第１の実施例における油圧ショベルで旋回ブーム上げ動作を行った場合のブーム上げパイロット圧、旋回左パイロット圧、第１および第２ポンプの吐出圧、仮想流量、第１ポンプの暫定目標流量および最終目標流量、ならびに第２ポンプの暫定目標流量および最終目標流量の時間変化を示す図である。

【図10】第２の実施例における仮想回路を含めた油圧制御システムの構成を示す図である。

【図11】第２の実施例におけるコントローラの機能を示す図である。

【図12】第２の実施例における油圧ポンプ目標流量演算部の機能を示す図である。

【図13】第２の実施例における方向制御弁の開口量の演算方法を示す図である。

【図14】第２の実施例における目標流量値の演算フローを示す図である。

【図15】第２の実施例における合成開口量の計算式と仮想合流管路の流量の計算式を示す図である。

【図16】第３の実施例における仮想回路を含めた油圧制御システムの構成を示す図である。

【図17】第３の実施例における油圧ポンプ目標流量演算部の機能を示す図である。

【図18】第３の実施例における仮想流量制御弁の開口量の演算方法を示す図である。

【図19】第３の実施例における目標流量値の演算フローを示す図である。

【図20】第３の実施例における仮想合流管路の流量の計算式を示す図である。

【図21】第４の実施例における仮想回路を含めた油圧制御システムの構成を示す図である。

【図22】第４の実施例におけるコントローラの機能を示す図である。

【図23】第４の実施例における油圧ポンプ目標流量演算部の機能を示す図である。

【図24】第４の実施例における作動油の密度の演算方法を示す図である。

【図25】第５の実施例における油圧ポンプ目標流量演算部の機能を示す図である。

【図26】第５の実施例における作動油の粘度の演算方法を示す図である。

【図27】第５の実施例における仮想合流管路の流量の計算式を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施の形態に係る作業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。

【実施例1】

【0014】

本発明の第１の実施例について図１から図９を用いて説明する。

【0015】

第１の実施例における油圧ショベルの構成について図１を用いて説明する。

【0016】

図１において、油圧ショベル１００は、下部走行体１０１と、下部走行体１０１上に旋回可能に設けられた上部旋回体１０２と、上部旋回体１０２の前側に取り付けられた作業装置１０３とを備えている。

【0017】

下部走行体１０１は、左右のクローラ式の走行装置１０１ａ（図中、左側のみ示す）を備えている。左側の走行装置１０１ａでは、走行モータ１０１ｂの前方向又は後方向の回転により、左クローラ（履帯）が前方向又は後方向に回転する。同様に、右側の走行装置では、右走行モータの前方向又は後方向の回転により、右クローラ（履帯）が前方向又は後方向に回転する。これにより、下部走行体１０１が走行する。

【0018】

上部旋回体１０２は、旋回モータ１８の回転によって左方向又は右方向に旋回する。上部旋回体１０２の前部には運転室１０２ａが設けられ、上部旋回体１０２の後部にはエンジン３７、コントロールバルブ１０２ｂ等が搭載されている。運転室１０２ａ内には、作業装置１０３および上部旋回体１０２を操作するための操作レバー２１，２２等が配置されている。

【0019】

コントロールバルブ１０２ｂは、方向制御弁１９，２０（図２に示す）を含む複数の方向制御弁で構成され、油圧ポンプ１，２（図２に示す）からブームシリンダ１７、旋回モータ１８等のアクチュエータに供給される圧油の流れ（流量と方向）を制御する。

【0020】

作業装置１０３は、上部旋回体１０２の前側に回動可能に連結されたブーム１０４と、ブーム１０４の先端部に回動可能に連結されたアーム１０５と、アーム１０５の先端部に回動可能に連結されたバケット１０６とを備えている。ブーム１０４は、ブームシリンダ１７の伸縮により上方向又は下方向に回動する。アーム１０５は、アームシリンダ１０７の伸縮によりクラウド方向（引込み方向）又はダンプ方向（押出し方向）に回動する。バケット１０６は、バケットシリンダ１０８の伸縮によりクラウド方向又はダンプ方向に回動する。

【0021】

油圧ショベル１００に搭載された油圧制御システムの実体上の構成について図２を用いて説明する。なお、図２では、ブームシリンダ１７と旋回モータ１８の駆動に関わる部分のみを示し、その他のアクチュエータの駆動に関わる部分は省略している。

【0022】

図２において、油圧制御システム２００は、タンク３６と、エンジン３７と、
油圧ポンプ１，２と、ブームシリンダ１７と、旋回モータ１８と、方向制御弁１９，２０と、操作レバー２１，２２と、コントローラ３８とを備えている。

【0023】

油圧ポンプ１（以下適宜、第１ポンプ）は、エンジン３７によって駆動される可変容量型の油圧ポンプであり、吐出流量を制御するためのレギュレータ２９（第１レギュレータ）が接続されている。第１ポンプ１の吐出ポートには管路３が接続されている。管路４はリリーフ弁４２を介してタンク３６に接続されており、第１ポンプ１の吐出圧がリリーフ弁４２の設定圧を超える場合には、圧油はリリーフ弁４２を通ってタンク３６に流れる。管路３には第１ポンプ１の吐出圧を検出するための圧力センサ３１（第１ポンプ圧センサ）が取り付けられている。管路３の圧力センサ３１の下流には、管路７，９，４７が接続されている。管路７，４７にはチェック弁５，４６がそれぞれ取り付けられている。チェック弁５，４６は、第１ポンプ１から後述する方向制御弁１９に向かう圧油の流れを許容し、その逆方向の圧油の流れを阻止する。

【0024】

管路７，９，４７の下流には方向制御弁１９が接続されている。方向制御弁１９は、ブームボトム管路１３を介してブームシリンダ１７のボトム側室１７Ｂに接続され、ブームロッド管路１５を介してブームシリンダ１７のロッド側室１７Ｒに接続され、タンク管路１１を介してタンク３６に接続されている。

【0025】

操作レバー２１に取り付けられたパイロット弁２３は、管路２５，２７を介して方向制御弁１９の操作ポート１９ｕ，１９ｄにそれぞれ接続しており、操作レバー２１の操作量に応じた圧力（パイロット圧）がパイロット弁２３から方向制御弁１９の操作ポート１９ｕまたは操作ポート１９ｄに作用する。管路２５には、操作ポート１９ｕに作用する圧力（ブーム上げパイロット圧）を検出するための圧力センサ３３（操作量検出装置）が取り付けられている。

【0026】

油圧ポンプ２（以下適宜、第２ポンプ）は、エンジン３７によって駆動される可変容量型の油圧ポンプであり、吐出流量を制御するためのレギュレータ３０（第２レギュレータ）が接続されている。第２ポンプ２の吐出ポートには管路４が接続されている。管路４はリリーフ弁４３を介してタンク３６に接続されており、第２ポンプ２の吐出圧がリリーフ弁４３の設定圧を超える場合には、圧油はリリーフ弁４３を通ってタンク３６に流れる。管路４には第２ポンプ２の吐出圧を検出するための圧力センサ３２（第２ポンプ圧センサ）が取り付けられている。管路４の圧力センサ３２の下流には管路８，１０が接続されている。管路８にはチェック弁６が取り付けられている。チェック弁６は、第２ポンプ２から後述する方向制御弁２０に向かう方向の圧油の流れを許容し、その逆方向の圧油の流れを阻止する。

【0027】

管路８，９の下流には方向制御弁２０が接続されている。方向制御弁２０は、右回転管路１４を介して旋回モータ１８の右回転側室１８Ｒに接続され、左回転管路１６を介して旋回モータ１８の左回転側室１８Ｌに接続され、タンク管路１２を介してタンク３６に接続されている。

【0028】

操作レバー２２に取り付けられたパイロット弁２４は、管路２６，２８を介して方向制御弁２０の操作ポート２０ｒ，２０ｌにそれぞれ接続しており、操作レバー２２の操作量に応じた圧力（パイロット圧）がパイロット弁２４から方向制御弁２０の操作ポート２０ｒまたは操作ポート２０ｌに作用する。管路２６には、操作ポート２０ｒに作用する圧力（旋回右パイロット圧）を測定するための圧力センサ３５（操作量検出装置）が取り付けられている。また、管路２８には、操作ポート２０ｌに作用する圧力（旋回左パイロット圧）を検出するための圧力センサ３４（操作量検出装置）が取り付けられている。

【0029】

コントローラ３８は、圧力センサ３１～３５、およびレギュレータ２９，３０と電気的に接続されている。コントローラ３８は、圧力センサ３１～３５からの信号に基づいて油圧ポンプ１，２の各目標流量を決定し、それらに応じてレギュレータ２９，３０を制御する。

【0030】

以上が第１の実施例における油圧制御システム２００の実体上の構成である。

【0031】

次に、第１の実施例における仮想回路を含めた油圧制御システム２００の構成について図３を用いて説明する。

【0032】

本実施例における仮想合流管路４１は、管路４と管路８と管路１０の接続点と、管路７のチェック弁５より下流側の任意の点とを接続している。また、仮想合流管路４１には、仮想絞り４０と仮想チェック弁３９が設けられている。仮想チェック弁３９の働きにより、圧油は管路４から管路７の方向に圧油が仮想的に流れることはできるが、その逆方向に流れることはできない。仮想合流管路４１、仮想チェック弁３９および仮想絞り４０は、本実施例における仮想回路を構成している。

【0033】

以上が第１の実施例における仮想回路を含めた油圧制御システム２００の構成である。

【0034】

次に、第１の実施例におけるコントローラ３８の機能について図４を用いて説明する。コントローラ３８は、センサ信号受信部３８ａと、油圧ポンプ目標流量演算部３８ｂとを有する。

【0035】

センサ信号受信部３８ａは、圧力センサ３１～３５から送られてくる信号を圧力情報に変換し、油圧ポンプ目標流量演算部３８ｂに送信する。

【0036】

油圧ポンプ目標流量演算部３８ｂは、センサ信号受信部３８ａから圧力情報を受信し、第１ポンプ１の目標流量および第２ポンプ２の目標流量を演算する。そして、油圧ポンプ目標流量演算部３８ｂはレギュレータ２９，３０に各ポンプの目標流量を指令値として出力する。

【0037】

次に、第１の実施例における油圧ポンプ目標流量演算部３８ｂの機能について図５を用いて説明する。油圧ポンプ目標流量演算部３８ｂは、暫定目標流量演算部３８ｂ－１と、定数記憶部３８ｂ－２と、最終目標流量演算部３８ｂ－３とを有する。

【0038】

暫定目標流量演算部３８ｂ－１は、油圧ポンプ１，２の暫定的な目標流量（暫定目標流量）を算出する部分である。暫定目標流量演算部３８ｂ－１は、圧力センサ３３の検出値（Ｐ３３）を自身の保有するテーブル（図６（ａ）に示す）に入力し、その出力を第１ポンプ１の暫定目標流量（Ｑ１，ｏｒｇ）とする。また、圧力センサ３４，３５の検出値（Ｐ３４，Ｐ３５）のうち値の大きい方を自身の保有するテーブル（図６（ｂ）に示す）に入力し、その出力を第２ポンプ２の暫定目標流量（Ｑ２，ｏｒｇ）とする。そして暫定目標流量演算部３８ｂ－１は、第１ポンプ１の暫定目標流量（Ｑ１，ｏｒｇ）と第２ポンプ２の暫定目標流量（Ｑ２，ｏｒｇ）を最終目標流量演算部３８ｂ－３に送信する。

【0039】

定数記憶部３８ｂ－２は、最終目標流量演算部３８ｂ－３で使用する定数の情報を最終目標流量演算部３８ｂ－３に送信する。本実施例では、仮想絞り４０の開口量（Ａ４０）、流量係数（ｃ１）、作動油の密度（ρ）、第１ポンプ１の最大流量（Ｑ１，ＭＡＸ）、第２ポンプ２の最小流量（Ｑ２，ｍｉｎ）、操作圧の閾値（Ｐｔｈ）の値を、最終目標流量演算部３８ｂ－３に送信している。

【0040】

暫定目標流量演算部３８ｂ－１は、第１ポンプ１の最終的な目標流量（最終目標流量）を算出する部分である。最終目標流量演算部３８ｂ－３は、暫定目標流量演算部３８ｂ－１から第１ポンプ１の暫定目標流量（Ｑ１，ｏｒｇ）と第２ポンプ２の暫定目標流量（Ｑ２，ｏｒｇ）を受信し、定数記憶部３８ｂ－２から仮想絞り４０の開口量（Ａ４０）、流量係数（ｃ１）、作動油の密度（ρ）、第１ポンプ１の最大流量（Ｑ１，ＭＡＸ）、第２ポンプ２の最小流量（Ｑ２，ｍｉｎ）、および操作圧の閾値（Ｐｔｈ）の値を受信し、センサ信号受信部３８ａから圧力センサ３１～３５の圧力情報を受信し、レギュレータ２９，３０への指令値（Ｑ１，ｔｇｔ，Ｑ２，ｔｇｔ）を出力している。

【0041】

次に、第１の実施例における目標流量値の演算フローについて図７を用いて説明する。

【0042】

図７は、図５の最終目標流量演算部３８ｂ－３の演算フローを表しており、例えばコントローラ３８が動作している間、繰り返し実行されるものである。

【0043】

コントローラ３８が起動されると、ステップＳ１０１より最終目標流量演算部３８ｂ－３の演算がスタートされる。

【0044】

ステップＳ１０２では、方向制御弁１９の操作ポート１９ｕの圧力が閾値（Ｐｔｈ）以上か否かを判定する。操作ポート１９ｕの圧力情報は、圧力センサ３３により取得できている。操作ポート１９ｕの圧力（Ｐ３３）が閾値（Ｐｔｈ）以上であった場合、ステップＳ１０２ではＹｅｓと判定され、ステップＳ１０３の処理へと進む。操作ポート１９ｕの圧力（Ｐ３３）が閾値（Ｐｔｈ）より小さかった場合、ステップＳ１０２ではＮｏと判定され、ステップＳ１０６の処理へと進む。

【0045】

ステップＳ１０３では、方向制御弁２０の操作ポート２０ｌの圧力が閾値（Ｐｔｈ）以上か否かを判定する。操作ポート２０ｌの圧力情報は、圧力センサ３４により取得できている。操作ポート２０ｌの圧力（Ｐ３４）が閾値（Ｐｔｈ）以上であった場合、ステップＳ１０３ではＹｅｓと判定され、ステップＳ１０５の処理へと進む。操作ポート２０ｌの圧力（Ｐ３４）が閾値（Ｐｔｈ）より小さかった場合、ステップＳ１０３ではＮｏと判定され、ステップＳ１０４の処理へと進む。

【0046】

ステップＳ１０４では、方向制御弁２０の操作ポート２０ｒの圧力が閾値（Ｐｔｈ）以上か否かを判定する。操作ポート２０ｒの圧力情報は、圧力センサ３５により取得できている。操作ポート２０ｒの圧力（Ｐ３５）が閾値（Ｐｔｈ）以上であった場合、ステップＳ１０４ではＹｅｓと判定され、ステップＳ１０５の処理へと進む。操作ポート２０ｒの圧力（Ｐ３５）が閾値（Ｐｔｈ）より小さかった場合、ステップＳ１０４ではＮｏと判定され、ステップＳ１０６の処理へと進む。

【0047】

ステップＳ１０５では、仮想合流管路４１を仮想的に流れる仮想流量（Ｑｖ）の値を、後述の計算方法で計算する。計算後、ステップＳ１０７の処理へと進む。

【0048】

ステップＳ１０６では、仮想合流管路４１を仮想的に流れる仮想流量（Ｑｖ）の値を０とする。計算後、ステップＳ１０７の処理へと進む。

【0049】

ステップＳ１０７では、第２ポンプ２の暫定目標流量（Ｑ２，ｏｒｇ）から仮想流量（Ｑｖ）を引いた値（Ｑ２，ｏｒｇ―Ｑｖ）が、第２ポンプ２の最小流量（Ｑ２，ｍｉｎ）よりも小さいか否かを判定する。小さい場合、ステップＳ１０７ではＹｅｓと判定され、ステップＳ１０８の処理へと進む。小さくない場合、ステップＳ１０７ではＮｏと判定され、ステップＳ１０９の処理へと進む。

【0050】

ステップＳ１０８では、レギュレータ３０への指令値、つまり第２ポンプ２の最終目標流量（Ｑ２，ｔｇｔ）を、第２ポンプ２の最小流量（Ｑ２，ｍｉｎ）に設定する。設定後、第２ポンプ２の吐出流量を第２ポンプ２の最終目標流量（Ｑ２，ｔｇｔ）にするような信号を、最終目標流量演算部３８ｂ－３はレギュレータ３０へと出力し、ステップＳ１１０の処理へと進む。

【0051】

ステップＳ１０９では、レギュレータ３０への指令値、つまり第２ポンプ２の最終目標流量（Ｑ２，ｔｇｔ）を、第２ポンプ２の暫定目標流量（Ｑ２，ｏｒｇ）から仮想流量（Ｑｖ）を引いた値（Ｑ２，ｏｒｇ－Ｑｖ）に設定する。設定後、第２ポンプ２の吐出流量を第２ポンプ２の最終目標流量（Ｑ２，ｔｇｔ）にするような信号を、最終目標流量演算部３８ｂ－３はレギュレータ３０へと出力し、ステップＳ１１０の処理へと進む。

【0052】

ステップＳ１１０では、第１ポンプ１の暫定目標流量（Ｑ１，ｏｒｇ）に仮想流量（Ｑｖ）を足した値（Ｑ１，ｏｒｇ＋Ｑｖ）が、第１ポンプ１の最大流量（Ｑ１，ＭＡＸ）よりも大きいか否かを判定する。大きい場合、ステップＳ１１０ではＹｅｓと判定され、ステップＳ１１１の処理へと進む。大きくない場合、ステップＳ１１０ではＮｏと判定され、ステップＳ１１２の処理へと進む。

【0053】

ステップＳ１１１では、レギュレータ２９への指令値、つまり第１ポンプ１の最終目標流量（Ｑ１，ｔｇｔ）を、第１ポンプ１の最大流量（Ｑ１，ＭＡＸ）に設定する。設定後、第１ポンプ１の吐出流量を第１ポンプ１の最終目標流量（Ｑ１，ｔｇｔ）にするような信号を、最終目標流量演算部３８ｂ－３はレギュレータ２９へと出力する。

【0054】

ステップＳ１１２では、レギュレータ２９への指令値、つまり第１ポンプ１の最終目標流量（Ｑ１，ｔｇｔ）を、第１ポンプ１の暫定目標流量（Ｑ２，ｏｒｇ）に仮想流量（Ｑｖ）を足した値（Ｑ１，ｏｒｇ＋Ｑｖ）に設定する。設定後、第１ポンプ１の吐出流量を第１ポンプ１の最終目標流量（Ｑ１，ｔｇｔ）にするような信号を、最終目標流量演算部３８ｂ－３はレギュレータ２９へと出力する。

【0055】

以上が第１の実施例における目標流量値の演算フローである。

【0056】

次に、第１の実施例における仮想合流管路４１の流量の計算式を、図８を用いて説明する。

【0057】

図８は、図７のステップＳ１０５の処理で用いられる、仮想流量（Ｑｖ）の計算方法を表している。本実施例では、オリフィスの式を用いて流量を計算している。なお、仮想合流管路４１には、仮想絞り４０以外での圧力損失はないものとしている。この場合、オリフィスの式における開口量（Ａｖ）は、仮想絞り４０の開口量（Ａ４０）となる。この値は図５で示した通り、定数記憶部３８ｂ－２から受信している。また圧力差は、第２ポンプ２の吐出圧から第１ポンプ１の吐出圧を引いた値、つまり圧力センサ３２の値（Ｐ３２）から圧力センサ３１の値（Ｐ３１）を引いた値（Ｐ３２－Ｐ３１）となる。その他、定数記憶部３８ｂ－２から受信した流量係数（ｃ１）と作動油の密度（ρ）の値を用いて、仮想流量（Ｑｖ）は図８の式（１）のように求めることができる。ただし、圧力センサ３２の値（Ｐ３２）から圧力センサ３１の値（Ｐ３１）を引いた値（Ｐ３２－Ｐ３１）が負の値の場合、仮想流量（Ｑｖ）は０とする。この計算により、仮想合流管路４１を流れる仮想流量（Ｑｖ）を求めることができる。

【0058】

次に、第１の実施例における油圧ショベル１００の動作を図９を用いて説明する。

【0059】

図９は、第１の実施例における油圧ショベル１００で旋回ブーム上げ動作を行った場合のブーム上げパイロット圧（Ｐ１９ｕ）、旋回左パイロット圧（Ｐ２０ｌ）、油圧ポンプ１，２の吐出圧（Ｐｌ，Ｐ２）、仮想流量（Ｑｖ）、第１ポンプ１の暫定目標流量（Ｑ１，ｏｒｇ）および最終目標流量（Ｑ１，ｔｇｔ）、ならびに第２ポンプ２の暫定目標流量（Ｑ２，ｏｒｇ）および最終目標流量（Ｑ２，ｔｇｔ）の時間変化を示している。

【0060】

時刻ｔ１において、方向制御弁１９の操作ポート１９ｕの圧力（Ｐ１９ｕ）および方向制御弁２０の操作ポート２０ｌの圧力（Ｐ２０ｌ）が同時に上昇したとする。この時、旋回速度は０であるため、第２ポンプ２の吐出圧力（Ｐ２）は油圧ポンプ１の吐出圧力（Ｐ１）より大きくなる。その後、旋回速度が速くなるほど第２ポンプ２の吐出圧力（Ｐ２）が低下していき、時刻ｔ２において第２ポンプ２の吐出圧力（Ｐ２）は第１ポンプ１の吐出圧力（Ｐ１）より小さくなる。以上より、油圧ポンプ１，２の吐出圧の時間変化は、図９の上から２つ目のグラフのように表すことができる。なお、このグラフの実線は第１ポンプ１の吐出圧力（Ｐ１）の時間変化を、点線は第２ポンプ２の吐出圧力（Ｐ２）の時間変化を、それぞれ示している。

【0061】

この時、仮想流量（Ｑｖ）の時間変化は、図９の上から３つ目のグラフのようになる。時刻ｔ１からｔ２の間は第２ポンプ２の吐出圧力（Ｐ２）が第１ポンプ１の吐出圧力（Ｐ１）より大きいため、仮想流量（Ｑｖ）が非零の値となる。第２ポンプ２の吐出圧力（Ｐ２）と第１ポンプ１の吐出圧力（Ｐ１）の差（Ｐ２－Ｐ１）が大きいほど仮想流量（Ｑｖ）が大きくなるため、時刻ｔ１の直後に仮想流量（Ｑｖ）は最大値となり、時刻ｔ２に近づくにつれて減少していく。そして、時刻ｔ２にて仮想流量（Ｑｖ）は０となる。

【0062】

第１ポンプ１の暫定目標流量（Ｑ１，ｏｒｇ）および最終目標流量（Ｑ２，ｔｇｔ）の時間変化は、図９の下から２番目のグラフのようになる。なお、このグラフの実線は第１ポンプ１の最終目標流量（Ｑ２，ｔｇｔ）の時間変化を、点線は第１ポンプ１の暫定目標流量（Ｑ１，ｏｒｇ）の時間変化をそれぞれ示している。第１ポンプ１の暫定目標流量（Ｑ１，ｏｒｇ）は時刻ｔ１以降ずっと一定値となっているが、第１ポンプ１の最終目標流量（Ｑ１，ｔｇｔ）は時刻ｔ１からｔ２の間は仮想流量（Ｑｖ）の分だけ第１ポンプ１の暫定目標流量（Ｑ１，ｏｒｇ）よりも多くなっている。

【0063】

第２ポンプ２の暫定目標流量（Ｑ２，ｏｒｇ）および最終目標流量（Ｑ２，ｔｇｔ）の時間変化は、図９の一番下のグラフのようになる。なお、このグラフの実線は第２ポンプ２の最終目標流量（Ｑ２，ｔｇｔ）の時間変化を、点線は第２ポンプ２の暫定目標流量（Ｑ２，ｏｒｇ）の時間変化をそれぞれ示している。第２ポンプ２の暫定目標流量（Ｑ２，ｏｒｇ）は時刻ｔ１以降ずっと一定値となっているが、第２ポンプ２の最終目標流量（Ｑ２，ｔｇｔ）は時刻ｔ１からｔ２の間は仮想流量（Ｑｖ）の分だけ第２ポンプ２の暫定目標流量（Ｑ２，ｏｒｇ）よりも少なくなっている。

【0064】

本実施例では、下部走行体１０１と、下部走行体１０１上に旋回可能に取り付けられた上部旋回体１０２と、上部旋回体１０２に回動可能に取り付けられたブーム１０４を有する作業装置１０３と、ブーム１０４を駆動するブームシリンダ１７と、上部旋回体１０２を駆動する旋回モータ１８と、ブーム１０４を操作するためのブーム操作装置２１と、上部旋回体１０２を操作するための旋回操作装置２２と、可変容量型の油圧ポンプからなる第１ポンプ１および第２ポンプ２と、第１ポンプ１の吐出流量を制御する第１レギュレータ２９と、第２ポンプ２の吐出流量を制御する第２レギュレータ３０と、第１ポンプ１からブームシリンダ１７に供給される圧油の流れを制御するブーム制御弁１９と、第２ポンプ２から旋回モータ１８に供給される圧油の流れを制御する旋回制御弁２０と、ブーム操作装置２１の操作量に応じて第１レギュレータ２９を制御し、旋回操作装置２２の操作量に応じて第２レギュレータ３０を制御するコントローラ３８とを備えた作業機械１において、コントローラ３８は、第１ポンプ１からブームシリンダ１７のボトム側室１７Ｂに圧油を供給する管路７と第２ポンプ２とが仮想合流管路４１で接続されていると仮定し、仮想合流管路４１の流量である仮想流量（Ｑｖ）を計算し、ブーム操作装置２１の操作量に基づいて第１ポンプ１の暫定的な目標流量である第１ポンプ暫定目標流量（Ｑ１，ｏｒｇ）を計算し、旋回操作装置２２の操作量に基づいて第２ポンプ２の暫定的な目標流量である第２ポンプ暫定目標流量（Ｑ２，ｏｒｇ）を計算し、第１ポンプ暫定目標流量（Ｑ１，ｏｒｇ）に仮想流量（Ｑｖ）を加えることにより第１ポンプ１の最終的な目標流量である第１ポンプ最終目標流量（Ｑ１，ｔｇｔ）を計算し、第２ポンプ暫定目標流量（Ｑ２，ｏｒｇ）から仮想流量（Ｑｖ）を引くことにより第２ポンプ２の最終的な目標流量である第２ポンプ最終目標流量（Ｑ２，ｔｇｔ）を計算する。

【0065】

以上のように構成した第１の実施例によれば、第２ポンプ２からブームシリンダ１７のボトム側室１７Ｂへの圧油の供給を可能とする合流管路を設けないことにより、前記合流配管を設けた作業機械と比べて分流による圧力損失を低減できる。また、旋回ブーム上げ動作時に第１ポンプ１の吐出流量を暫定目標流量（Ｑ１，ｏｒｇ）から仮想流量（Ｑｖ）分だけ増加させることより、前記合流配管を設けた作業機械と同等の操作性を実現できる。また、旋回ブーム上げ動作時に第２ポンプ２の吐出流量を暫定目標流量（Ｑ２，ｏｒｇ）から仮想流量（Ｑｖ）分だけ低減させることにより、前記合流配管を設けた作業機械と同等の省エネ性を実現できる。

【0066】

また、コントローラ３８は、第２ポンプ２の最小流量（Ｑ２，ｍｉｎ）を記憶しており、第２ポンプ２の最終目標流量（Ｑ２，ｔｇｔ）が第２ポンプ２の最小流量（Ｑ２，ｍｉｎ）を下回る場合に、最小流量（Ｑ２，ｍｉｎ）を第２ポンプ２の最終目標流量（Ｑ２，ｔｇｔ）とする。これにより、第２ポンプ２の最終目標流量（Ｑ２，ｔｇｔ）が最大流量（Ｑ１，ｍｉｎ）を下回ることを防止することができる。

【0067】

また、コントローラ３８は、第１ポンプ１の最大流量（Ｑ１，ＭＡＸ）を記憶しており、第１ポンプ１の最終目標流量（Ｑ１，ｔｇｔ）が第１ポンプ１の最大流量（Ｑ１，ＭＡＸ）を上回る場合に、最大流量（Ｑ１，ＭＡＸ）を第１ポンプ最終目標流量（Ｑ１，ｔｇｔ）とする。これにより、第１ポンプ１の最終目標流量（Ｑ１，ｔｇｔ）が最大流量（Ｑ１，ＭＡＸ）を上回ることを防止することができる。

【0068】

なお、仮想絞り４０と仮想チェック弁３９は、どちらが上流側であっても構わない。また、本実施例では仮想流量の計算方法としてオリフィスの式を用いたが、チョークの式や、圧力差を入力すると流量を出力するテーブル等、他の方法で求めることもできる。この場合、図７のステップＳ１０５での計算時に必要な定数の値は定数記憶部３８ｂ－２から最終目標流量演算部３８ｂ－３に送信され、ステップＳ１０５の処理で用いられる流量の計算方法が、チョークの式やテーブルなどに置き換えられる。更に、暫定目標流量演算部３８ｂ－１では、圧力センサ３１の値や圧力センサ３２の値、図示されていないセンサの出力値などを用いて暫定目標流量を演算しても良い。

【実施例2】

【0069】

本発明の第２の実施例について図１０から図１５を用いて説明する。なお、第１の実施例と同様の個所については説明を省略する。

【0070】

第２の実施例における仮想回路を含めた構成について図１０を用いて説明する。

【0071】

第１の実施例（図２に示す）と異なるのは、管路３に取り付けられていた圧力センサ３１の代わりにブームボトム管路１３に圧力センサ４４が取り付けられている点である。圧力センサ４４はコントローラ３８に電気的に接続されている。

【0072】

次に、第２の実施例におけるコントローラ３８の機能について図１１を用いて説明する。

【0073】

第１の実施例（図４に示す）と異なるのは、圧力センサ３１の代わりに圧力センサ４４からセンサ信号受信部３８ａに信号が送信されている点である。センサ信号受信部３８ａは、圧力センサ３２～３５，４４から送られてくる信号を圧力情報に変換し、油圧ポンプ目標流量演算部３８ｂに送信する。

【0074】

次に、第２の実施例における油圧ポンプ目標流量演算部３８ｂの機能について図１２と図１３を用いて説明する。

【0075】

第１の実施例（図５に示す）と異なるのは、圧力センサ３１の圧力情報の代わりに圧力センサ４４の圧力情報を最終目標流量演算部３８ｂ－３が受信している点である。また、油圧ポンプ目標流量演算部３８ｂが、方向制御弁１９内部の管路７とブームボトム管路１３をつなぐ油路の開口量（Ａ１９ｕ）を演算する方向制御弁開口演算部３８ｂ－４を有する点も異なる。方向制御弁開口演算部３８ｂ－４には圧力センサ３３の圧力情報が入力され、方向制御弁開口演算部３８ｂ－４からは方向制御弁１９内部の管路７とブームボトム管路１３をつなぐ油路の開口量（Ａ１９ｕ）が出力される。最終目標流量演算部３８ｂ－３は、圧力センサ３３の圧力情報の代わりに、方向制御弁１９内部の管路７とブームボトム管路１３をつなぐ油路の開口量（Ａ１９ｕ）の情報を受信している点も、第１の実施例とは異なっている。

【0076】

方向制御弁開口演算部３８ｂ－４では、図１３に示すようなテーブルを用いて開口量（Ａ１９ｕ）を求めている。例えば時刻ｔ３において圧力センサ３３の圧力がＰ３３（ｔ３）という値だった場合、方向制御弁開口演算部３８ｂ－４はＡ１９ｕ（ｔ３）という値を出力する。

【0077】

次に、第２の実施例における目標流量値の演算フローについて図１４を用いて説明する。

【0078】

第１の実施例（図７に示す）と異なるのは、ステップＳ１０２がなくなった点と、ステップＳ１０５がステップＳ１１３とステップＳ１１４に置き換わっている点である。

【0079】

ステップＳ１１３では、仮想絞り４０の開口量（Ａ４０）と、方向制御弁１９内部の管路７とブームボトム管路１３をつなぐ油路の開口量（Ａ１９ｕ）の合成開口量（Ａｖ）の値を、後述の計算方法で計算する。計算後、ステップＳ１１４の処理へと進む。

【0080】

ステップＳ１１４では、仮想合流管路４１を仮想的に流れる仮想流量（Ｑｖ）の値を、後述の計算方法で計算する。計算後、ステップＳ１０７の処理へと進む。その後は第１の実施例と同じ処理を行う。

【0081】

次に、第２の実施例での合成開口量（Ａｖ）の計算式と仮想合流管路４１の流量の計算式について図１５を用いて説明する。

【0082】

図１５の式（２）は、図１４のステップＳ１１３の処理で用いられる、合成開口量（Ａｖ）の計算方法を表している。なお、仮想合流管路４１には、仮想絞り４０以外での圧力損失はないものとしている。この場合合成するのは、仮想絞り４０の開口（Ａ４０）と、方向制御弁１９内部の管路７とブームボトム管路１３をつなぐ油路の開口（Ａ１９ｕ）となる。

【0083】

また、図１５の式（３）は、図１４のステップＳ１１４の処理で用いられる、仮想流量（Ｑｖ）の計算方法を表している。本実施例では、オリフィスの式を用いて仮想流量（Ｑｖ）を計算している。第１の実施例と異なるのは、圧力センサ３１の値（Ｐ３２）の代わりに圧力センサ４４の値（Ｐ４４）の値が用いられている点である。この計算により、仮想合流管路４１を流れて方向制御弁１９を通過し、ブームボトム管路１３へと流れる仮想流量（Ｑｖ）を求めることができる。

【0084】

本実施例に係る作業機械１は、第２ポンプ２の吐出圧である第２ポンプ吐出圧（Ｐ３２）を検出する第２ポンプ圧センサ３２と、ブームシリンダ１７のボトム側室１７Ｂの圧力であるブームボトム圧（Ｐ４４）を検出するブームボトム圧センサ４４とを更に備え、コントローラ３８は、仮想合流管路４１の一端が第２ポンプ２に接続され、仮想合流管路４１の他端が第１ポンプ１に接続されていると仮定し、ブーム操作装置２１の操作量に基づいてブーム制御弁１９の開口量（Ａ１９ｕ）を計算し、ブーム制御弁１９の開口量（Ａ１９ｕ）と仮想絞り４０の開口量（Ａ４０）との合成開口量（Ａｖ）を計算し、第２ポンプ吐出圧（Ｐ３２）とブームボトム圧（Ｐ４４）と合成開口量（Ａｖ）とに基づいて仮想流量（Ｑｖ）を計算する。

【0085】

以上のように構成した第２の実施例においても、第１の実施例と同様の効果を達成することができる。

【実施例3】

【0086】

本発明の第３の実施例について図１６から図２０を用いて説明する。なお、本実施例は第２の実施例を基にしているため、第２の実施例と同様の個所については説明を省略する。

【0087】

第３の実施例における仮想回路を含めた構成について図１６を用いて説明する。

【0088】

第２の実施例（図１０に示す）と異なるのは、仮想合流管路４１の下流側がブームボトム管路１３上の任意の点に接続されている点である。また、仮想合流管路４１上に仮想絞り４０の代わりに仮想流量制御弁４５が設けられている点も異なる。仮想流量制御弁４５はコントローラ３８と電気的に接続されているものと仮想する。仮想合流管路４１、仮想チェック弁３９および仮想流量制御弁４５は、本実施例における仮想回路を構成している。

【0089】

次に、第３の実施例における油圧ポンプ目標流量演算部３８ｂの機能について図１７と図１８を用いて説明する。

【0090】

第２の実施例（図１２に示す）と異なるのは、定数記憶部３８ｂ－２から最終目標流量演算部３８ｂ－３に送信される定数の情報のうち、仮想絞り４０の開口量（Ａ４０）の情報が送信されていない点である。また、方向制御弁開口演算部３８ｂ－４の代わりに、仮想流量制御弁４５の開口量（Ａ４５）を演算する仮想流量制御弁開口演算部３８ｂ－５を有する点も異なる。仮想流量制御弁開口演算部３８ｂ－５には圧力センサ３３の圧力情報が入力され、仮想流量制御弁開口演算部３８ｂ－５からは仮想流量制御弁４５の開口量（Ａ４５）が出力される。最終目標流量演算部３８ｂ－３は、方向制御弁１９内部の管路７とブームボトム管路１３をつなぐ油路の開口量（Ａ１９ｕ）の情報の代わりに、仮想流量制御弁４５の開口量（Ａ４５）の情報を受信している点も、第２の実施例とは異なっている。

【0091】

仮想流量制御弁開口演算部３８ｂ－５では、図１８に示すようなテーブルを用いて開口量（Ａ４５）を求めている。例えば時刻ｔ４において圧力センサ３３の圧力がＰ３３（ｔ４）という値だった場合、仮想流量制御弁開口演算部３８ｂ－５はＡ４５（ｔ４）という値を出力する。

【0092】

次に、第３の実施例における目標流量値の演算フローについて図１９を用いて説明する。

【0093】

第２の実施例（図１４に示す）と異なるのは、ステップＳ１１３とステップＳ１１４がステップＳ１１５に置き換わっている点である。

【0094】

ステップＳ１１５では、仮想合流管路４１を仮想的に流れる仮想流量（Ｑｖ）の値を、後述の計算方法で計算する。計算後、ステップＳ１０７の処理へと進む。その後は第１の実施例および第２の実施例と同じ処理を行う。

【0095】

次に、第３の実施例における仮想合流管路４１の流量の計算式について図２０を用いて説明する。

【0096】

第２の実施例と異なるのは、合成開口量の計算がなくなり、第１の実施例（図８に示す）に近い計算式になっている点である。ただし、第１の実施例と異なるのは、仮想絞り４０の開口量（Ａ４０）の代わりに仮想流量制御弁４５の開口量（Ａ４５）が用いられている点と、圧力センサ３１の値（Ｐ３２）の代わりに圧力センサ４４の値（Ｐ４４）の値が用いられている点である。この計算により、仮想合流管路４１を通過してブームボトム管路１３へと流れる仮想流量（Ｑｖ）を求めることができる。

【0097】

本実施例に係る作業機械１は、第２ポンプ２の吐出圧である第２ポンプ圧（Ｐ３２）を検出する第２ポンプ圧センサ３２と、ブームシリンダ１７のボトム側室１７Ｂの圧力であるブームボトム圧（Ｐ４４）を検出するブームボトム圧センサ４４とを更に備え、コントローラ３８は、仮想合流管路４１の一端が第２ポンプ２に接続され、仮想合流管路４１の他端がブームシリンダ１７のボトム側室１７Ｂとブーム制御弁１９とを接続するブームボトム管路１３に接続され、仮想合流管路４１に仮想流量制御弁４５が設けられていると仮定し、ブーム操作装置２１の操作量に基づいて仮想流量制御弁４５の開口量（Ａ４５）を計算し、第２ポンプ圧（Ｐ３２）とブームボトム圧（Ｐ４４）と仮想流量制御弁４５の開口量（Ａ４５）とに基づいて仮想流量（Ｑｖ）を計算する。

【0098】

以上のように構成した第３の実施例においても、第１の実施例と同様の効果を達成することができる。

【0099】

また、例えば圧力センサ３３の値が小さい場合に仮想流量制御弁４５の開口量（Ａ４５）を０にすることで仮想流量（Ｑｖ）を０にするなど、仮想流量（Ｑｖ）の特性を任意に決定することができる。

【0100】

なお、仮想流量制御弁４５と仮想チェック弁３９は、どちらが上流側であっても構わない。また、本実施例では仮想流量制御弁開口演算部３８ｂ－５の入力は圧力センサ３３の圧力情報のみであったが、他の圧力センサの圧力情報に基づいて計算してもよい。さらに、仮想合流管路４１の下流側の接続点は第１の実施例と同じ位置であってもよい。

【実施例4】

【0101】

本発明の第４の実施例について図２１から図２４を用いて説明する。なお、本実施例は第１の実施例を基にしているため、第１の実施例と同様の個所については説明を省略する。

【0102】

第４の実施例における仮想回路を含めた油圧制御システム２００の構成について図２１を用いて説明する。

【0103】

第１の実施例（図３に示す）と異なる点は、タンク３６に作動油の温度を測定するための温度センサ４８が取り付けられている点である。温度センサ４８はコントローラ３８に電気的に接続されている。

【0104】

次に、第４の実施例におけるコントローラ３８の機能と油圧ポンプ目標流量演算部３８ｂの機能について図２２から図２４を用いて説明する。

【0105】

第１の実施例のコントローラ３８の機能（図４に示す）と異なるのは、センサ信号受信部３８ａが温度センサ４８からの信号を受信し、その信号を作動油の温度情報に変換した上で、センサ信号受信部３８ａは油圧ポンプ目標流量演算部３８ｂに温度情報を送信している点である。

【0106】

また、第１の実施例の油圧ポンプ目標流量演算部３８ｂの機能（図５に示す）と異なるのは、定数記憶部３８ｂ－２から最終目標流量演算部３８ｂ－３に送信される定数の情報のうち、作動油の密度（ρ）の情報が送信されていない点である。また、油圧ポンプ目標流量演算部３８ｂが、作動油の密度を演算する作動油密度演算部３８ｂ－６を有する点も異なる。作動油密度演算部３８ｂ－６には温度センサ４８の温度情報が入力され、作動油密度演算部３８ｂ－６からは作動油の密度（ρ）が出力される。最終目標流量演算部３８ｂ－３は、定数記憶部３８ｂ－２からではなく、作動油密度演算部３８ｂ－６から作動油の密度（ρ）の情報を受信する。

【0107】

作動油密度演算部３８ｂ－６では、図２４に示すようなテーブルを用いて作動油の密度（ρ）を求めている。例えば時刻ｔ５において温度センサ４８の温度がＴ４８（ｔ５）という値だった場合、作動油密度演算部３８ｂ－６はρ（ｔ５）という値を出力する。

【0108】

本実施例に係る作業機械１００は、作動油の温度を検出する温度センサ４８を更に備え、コントローラ３８は、温度センサ４８で検出した作動油の温度を基に作動油の密度（ρ）を計算し、第１ポンプ吐出圧（Ｐ３１）と第２ポンプ吐出圧（Ｐ３２）と仮想絞り４０の開口量と作動油の密度（ρ）とに基づいて仮想流量（Ｑｖ）を計算する。

【0109】

以上のように構成した本発明の第４の実施例によれば、第２ポンプ２からブームシリンダ１７のボトム側室１７Ｂへの圧油の供給を可能とする合流管路を設けることなく、旋回ブーム上げ動作時に前記合流管路を設けた作業機械と同等の操作性および省エネ性を作動油の密度の変化による影響も加味して実現することが可能となる。

【実施例5】

【0110】

本発明の第５の実施例について図２５から図２７を用いて説明する。なお、本実施例は第４の実施例を基にしているため、第４の実施例と同様の個所については説明を省略する。

【0111】

第５の実施例における油圧ポンプ目標流量演算部３８ｂの機能と作動油の粘度の演算方法について図２５と図２６を用いて説明する。

【0112】

第４の実施例（図２３に示す）と異なるのは、定数記憶部３８ｂ－２から最終目標流量演算部３８ｂ－３に送信される定数の情報が、仮想合流管路４１の内径（Ｄ）および長さ（Ｌ）、円周率（π）、第１ポンプ１の最大流量（Ｑ１，ＭＡＸ）、第２ポンプ２の最小流量（Ｑ２，ｍｉｎ）、操作圧の閾値（Ｐｔｈ）の値となっている点である。また、作動油密度演算部３８ｂ－６の代わりに作動油粘度演算部３８ｂ－７を有する点も異なる。作動油粘度演算部３８ｂ－７には温度センサ４８の温度情報が入力され、作動油粘度演算部３８ｂ－７からは作動油の粘度（μ）が出力される。最終目標流量演算部３８ｂ－３は作動油粘度演算部３８ｂ－７から作動油の粘度（μ）の情報を受信している。

【0113】

作動油密度演算部３８ｂ－６では、図２６に示すようなテーブルを用いて作動油の粘度（μ）を求めている。例えば時刻ｔ６において温度センサ４８の温度がＴ４８（ｔ６）という値だった場合、作動油粘度演算部３８ｂ－７はμ（ｔ６）という値を出力する。

【0114】

次に、第５の実施例における仮想合流管路４１の流量の計算式について図２７を用いて説明する。

【0115】

図２７は、図７のステップＳ１０５の処理で用いられる、流量の計算方法を表している。第４の実施例（図８に示す）と異なるのは、チョークの式を用いて仮想流量（Ｑｖ）を計算している点である。

【0116】

本実施例に係る作業機械１００は、作動油の温度を検出する温度センサ４８を更に備え、コントローラ３８は、温度センサ４８で検出した作動油の温度を基に作動油の粘度（μ）を計算し、第１ポンプ吐出圧（Ｐ３１）と第２ポンプ吐出圧（Ｐ３２）と仮想絞り４０の開口量と作動油の粘度（μ）とに基づいて仮想流量（Ｑｖ）を計算する。

【0117】

以上のように構成した本発明の第５の実施例によれば、第２ポンプ２からブームシリンダ１７のボトム側室１７Ｂへの圧油の供給を可能とする合流管路を設けることなく、旋回ブーム上げ動作時に前記合流管路を設けた作業機械と同等の操作性および省エネ性を作動油の粘度の変化による影響も加味して実現することが可能となる。

【0118】

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】

【0119】

１…油圧ポンプ（第１ポンプ）、２…油圧ポンプ（第２ポンプ）、３，４…管路、５，６…チェック弁、７，８…管路、９，１０…管路、１１，１２…タンク管路、１３…ブームボトム管路、１４…右回転管路、１５…ブームロッド管路、１６…左回転管路、１７…ブームシリンダ、１７Ｂ…ボトム側室、１７Ｒ…ロッド側室、１８…旋回モータ、１８Ｒ…右回転側室、１８Ｌ…左回転側室、１９…方向制御弁（ブーム制御弁）、１９ｕ，１９ｄ…操作ポート、２０…方向制御弁（旋回制御弁）、２０ｒ，２０ｌ…操作ポート、２１…操作レバー（ブーム操作装置）、２２…操作レバー（旋回操作装置）、２３，２４…パイロット弁、２５，２６…管路、２７，２８…管路、２９…レギュレータ（第１レギュレータ）、３０…レギュレータ（第２レギュレータ）、３１…圧力センサ（第１ポンプ圧センサ）、３２…圧力センサ（第２ポンプ圧センサ）、３３，３４，３５…圧力センサ、３６…タンク、３７…エンジン、３８…コントローラ、３８ａ…センサ信号受信部、３８ｂ…油圧ポンプ目標流量演算部、３８ｂ－１…暫定目標流量演算部、３８ｂ－２…定数記憶部、３８ｂ－３…最終目標流量演算部、３８ｂ－４…方向制御弁開口演算部、３８ｂ－５…仮想流量制御弁開口演算部、３８ｂ－６…作動油密度演算部、３９…仮想チェック弁、４０…仮想絞り、４１…仮想合流管路、４２，４３：リリーフ弁、４４…圧力センサ（ブームボトム圧センサ）、４５…仮想流量制御弁、４６…チェック弁、４７…管路、４８…温度センサ、１００…油圧ショベル（作業機械）、１０１…下部走行体、１０１ａ…走行装置、１０１ｂ…走行モータ、１０２…上部旋回体、１０２ａ…運転室、１０２ｂ…コントロールバルブ、１０３…作業装置、１０４…ブーム、１０５…アーム、１０６…バケット、１０７…アームシリンダ、１０８…バケットシリンダ、２００…油圧制御システム。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】