特許 7184725 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】2022-11-28

(45)【発行日】2022-12-06

(54)【発明の名称】作業機械

(51)【国際特許分類】

   F15B 11/044 20060101AFI20221129BHJP

   E02F 9/22 20060101ALI20221129BHJP

   F15B 11/00 20060101ALI20221129BHJP

【ＦＩ】

F15B11/044

E02F9/22 Q

F15B11/00 Q

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2019177340

(22)【出願日】2019-09-27

(65)【公開番号】P2021055703

(43)【公開日】2021-04-08

【審査請求日】2021-11-24

(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】鈴木 大輔

【審査官】北村 一

(56)【参考文献】

【文献】特許第５８８６９７６（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特開平１０－１４７９５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０４８５０３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１５Ｂ １１／００－１１／２２；２１／１４

Ｅ０２Ｆ ３／４３－ ３／４３； ３／８４－ ３／８５； ９／２０－ ９／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

油圧アクチュエータと、
原動機によって駆動される可変容量型の油圧ポンプと、
前記油圧ポンプから前記油圧アクチュエータへの圧油の流れを制御するオープンセンタ型の制御弁と、
前記制御弁を操作する操作装置と、
前記操作装置の操作量を検出する操作量検出器と、
前記油圧ポンプの容量を可変制御するレギュレータと、
前記油圧ポンプから前記制御弁に供給された圧油をタンクに戻すブリードオフ管路に配置されたブリードオフ弁と、
前記操作量検出器で検出された前記操作装置の操作量に応じて、前記油圧ポンプの容量を制御するための第１指令電流を出力すると共に、前記ブリードオフ弁の開度を制御するための第２指令電流を出力するコントローラとを備えた作業機械において、
前記コントローラからの前記第２指令電流によって作動してブリードオフ制御圧を生成する電磁比例弁を備え、
前記ブリードオフ弁は、前記電磁比例弁からのブリードオフ制御圧によって作動し、前記ブリードオフ制御圧が大きくなるのに従って開口面積が減少しており、
前記コントローラは、
前記操作量検出器で検出された前記操作装置の操作量を用いて、前記操作量の減少速度を演算し、
前記操作量の減少速度が予め設定された所定値より大きい場合、前記操作量の減少速度が前記所定値以下である場合と比べて前記ブリードオフ制御圧が小さくなるように、１より小さい減係数を乗算して前記第２指令電流を補正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、前記操作量の減少速度が前記所定値より大きい場合、前記操作量の減少速度と前記所定値との差分が大きくなるのに従って前記減係数を低下させることを特徴とする作業機械。

【請求項3】

請求項２に記載の作業機械において、
前記コントローラは、前記減係数が上昇するときの速度を制限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、
走行体と、前記走行体の上側に旋回可能に設けられた旋回体と、前記旋回体に連結された作業装置とを備え、
前記油圧アクチュエータは、複数であって、前記旋回体を旋回させる旋回モータを含む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】

油圧ショベル等の作業機械は、油圧アクチュエータと、原動機によって駆動される油圧ポンプと、油圧ポンプから油圧アクチュエータへの圧油の流れを制御する制御弁と、制御弁を操作する操作装置とを備える。操作装置は、例えば、オペレータが操作可能な操作レバーと、操作レバーの中立位置からの操作量に応じてパイロット圧を生成するパイロット弁とを有し、パイロット弁で生成されたパイロット圧を制御弁の受圧部に出力する。これにより、制御弁を中立位置から切換位置へ切換える。その結果、油圧アクチュエータは、制御弁を介し圧油が給排されて駆動する。

【0003】

オープンセンタ型の制御弁は、油圧ポンプからの圧油を油圧アクチュエータに供給するためのメータイン開口と、油圧アクチュエータからの圧油をタンクに排出するためのメータアウト開口と、油圧ポンプからの圧油をタンクに戻すためのブリードオフ開口とを有する。制御弁の中立位置では、例えば、メータイン開口及びメータアウト開口が閉じると共に、ブリードオフ開口が開いて、油圧ポンプからの圧油をタンクに戻す。制御弁の切換位置では、例えば、上述したパイロット圧（すなわち、操作レバーの操作量）が大きくなるのに従って、メータイン開口及びメータアウト開口の面積が増加すると共に、ブリードオフ開口の面積が減少する。これにより、油圧アクチュエータに圧油を給排すると共に、その流量を制御する。

【0004】

特許文献１に記載の作業機械は、制御弁のブリードオフ開口からタンクに圧油を戻すブリードオフ管路に配置されたブリードオフ弁と、油圧ポンプの容量を可変制御するレギュレータと、パイロット圧（すなわち、操作装置の操作量）を検出する圧力センサと、圧力センサで検出されたパイロット圧に応じてブリードオフ弁及びレギュレータを制御するコントローラとを備える。

【0005】

コントローラは、パイロット圧が大きくなるのに従ってブリードオフ弁の開度（開口面積）が小さくなるように、ブリードオフ弁を制御する。また、コントローラは、パイロット圧に基づいて基準ポンプ流量を演算し、ブリードオフ弁の開度に基づいて基準ポンプ流量を補正し、補正した基準ポンプ流量に対応する油圧ポンプの容量となるように、レギュレータを制御する。これにより、基準ポンプ流量を補正しない場合と比べ、ポンプ流量が減少して、省エネルギを図ることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特許第５８８６９７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、上記従来技術には次のような改善の余地があった。例えば操作レバーを中立位置に素早く戻した場合に、制御弁のメータイン開口及びメータアウト開口面積が減少すると共にブリードオフ開口面積が増加し、これに遅れて、ブリードオフ弁の開口面積が増加する。そのため、ブリードオフ弁の開口面積が一時的に不十分となり、ポンプ圧のとじ込みが発生する。

【0008】

本発明は、上記事柄に鑑みてなされたものであり、その目的は、ポンプ圧のとじ込みを防ぐことが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、油圧アクチュエータと、原動機によって駆動される可変容量型の油圧ポンプと、前記油圧ポンプから前記油圧アクチュエータへの圧油の流れを制御するオープンセンタ型の制御弁と、前記制御弁を操作する操作装置と、前記操作装置の操作量を検出する操作量検出器と、前記油圧ポンプの容量を可変制御するレギュレータと、前記油圧ポンプから前記制御弁に供給された圧油をタンクに戻すブリードオフ管路に配置されたブリードオフ弁と、前記操作量検出器で検出された前記操作装置の操作量に応じて、前記油圧ポンプの容量を制御するための第１指令電流を出力すると共に、前記ブリードオフ弁の開度を制御するための第２指令電流を出力するコントローラとを備えた作業機械において、前記コントローラからの前記第２指令電流によって作動してブリードオフ制御圧を生成する電磁比例弁を備え、前記ブリードオフ弁は、前記電磁比例弁からのブリードオフ制御圧によって作動し、前記ブリードオフ制御圧が大きくなるのに従って開口面積が減少しており、前記コントローラは、前記操作量検出器で検出された前記操作装置の操作量を用いて、前記操作量の減少速度を演算し、前記操作量の減少速度が予め設定された所定値より大きい場合、前記操作量の減少速度が前記所定値以下である場合と比べて前記ブリードオフ制御圧が小さくなるように、１より小さい減係数を乗算して前記第２指令電流を補正する。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、ポンプ圧のとじ込みを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の一実施形態における油圧ショベルの構造を表す側面図である。

【図2】本発明の一実施形態における油圧駆動装置の構成のうちの油圧ポンプ、油圧アクチュエータ、及び制御弁等を表す図である。

【図3】本発明の一実施形態における油圧駆動装置の構成のうちの操作装置等を表す図である。

【図4】本発明の一実施形態におけるコントローラの機能的構成を表すブロック図である。

【図5】本発明の一実施形態におけるコントローラのブリードオフ制御部の演算テーブルであって、パイロット圧とブリードオフ制御圧との関係を表す図である。

【図6】本発明の一実施形態におけるブリードオフ弁の動作特性であって、ブリードオフ制御圧とブリードオフ弁の開口面積の関係を表す図である。

【図7】本発明の一実施形態におけるコントローラの減係数演算部の演算テーブルであって、パイロット圧の減少速度と減係数との関係を表す図である。

【図8】第１比較例の動作を表すタイムチャートであり、操作レバーが中立位置に戻された場合を示す。

【図9】本発明の一実施形態の動作を表すタイムチャートであり、操作レバーが中立位置に戻された場合を示す。

【図10】第２比較例の動作を表すタイムチャートであり、操作レバーが中立位置に戻された場合、且つ、減係数が一時的に上昇する場合を示す。

【図11】本発明の一実施形態の動作を説明するための図であり、操作レバーが中立位置に戻された場合、且つ、減係数が一時的に上昇する場合を示す。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本発明の一実施形態を、図面を参照しつつ説明する。

【0013】

図１は、本実施形態における油圧ショベルの構造を表す側面図である。なお、以降、油圧ショベルのキャブに搭乗したオペレータの前側（図１の左側）、後側（図１の右側）、左側（図１の紙面に対して手前側）、右側（図１の紙面に対して奥側）を、単に前側、後側、左側、右側と称する。

【0014】

本実施形態の油圧ショベルは、走行可能な走行体１と、走行体１の上側に旋回可能に設けられた旋回体２と、旋回体２の前側に連結された作業装置３とを備える。走行体１は、左側の走行モータ４Ａ及び右側の走行モータ４Ｂ（後述の図２参照）の駆動によって走行する。旋回体２は、旋回モータ５（後述の図２参照）の駆動によって旋回する。

【0015】

作業装置３は、旋回体２の前部に回動可能に連結されたブーム６と、ブーム６の先端部に回動可能に連結されたアーム７と、アーム７の先端部に回動可能に連結されたバケット８とを備える。ブーム６、アーム７、及びバケット８は、ブームシリンダ９、アームシリンダ１０、及びバケットシリンダ１１の駆動によってそれぞれ回動する。

【0016】

旋回体２の前部左側には、オペレータが搭乗するキャブ１２が設けられている。キャブ１２内には、オペレータが操作する複数の操作装置（詳細は後述）が設けられている。

【0017】

油圧ショベルは、複数の操作装置の操作に応じて複数の油圧アクチュエータ（詳細には、上述した走行モータ４Ａ，４Ｂ、旋回モータ５、ブームシリンダ９、アームシリンダ１０、及びバケットシリンダ１１等）を駆動する油圧駆動装置を備える。この油圧駆動装置の構成を、図２及び図３を用いて説明する。図２は、本実施形態における油圧駆動装置の構成のうちの油圧ポンプ、油圧アクチュエータ、及び制御弁等を表す図である。図３は、本実施形態における油圧駆動装置の構成のうちの操作装置等を表す図である。

【0018】

本実施形態の油圧駆動装置は、原動機１３（詳細には、エンジン又は電動モータ）と、原動機１３によって駆動される可変容量型の油圧ポンプ１４Ａ，１４Ｂと、油圧ポンプ１４Ａからの圧油によって駆動される走行モータ４Ａ及びバケットシリンダ１１と、油圧ポンプ１４Ｂからの圧油によって駆動される走行モータ４Ｂ、旋回モータ５、及びオプション用油圧アクチュエータ１５と、油圧ポンプ１４Ａ，１４Ｂからの圧油によって駆動されるブームシリンダ９及びアームシリンダ１０と、油圧ポンプ１４Ａから走行モータ４Ａ、バケットシリンダ１１、アームシリンダ１０、及びブームシリンダ９への圧油の流れをそれぞれ制御する走行用制御弁１６Ａ、バケット用制御弁１７、アーム用制御弁１８Ａ、及びブーム用制御弁１９Ａと、油圧ポンプ１４Ｂから旋回モータ５、ブームシリンダ９、アームシリンダ１０、オプション用油圧アクチュエータ１５、及び走行モータ４Ｂへの圧油の流れをそれぞれ制御する旋回用制御弁２０、ブーム用制御弁１９Ｂ、アーム用制御弁１８Ｂ、オプション用制御弁２１、及び走行用制御弁１６Ｂとを備える。

【0019】

各制御弁は、オープンセンタ型であって、油圧ポンプからの圧油を油圧アクチュエータに供給するためのメータイン開口と、油圧アクチュエータからの圧油をタンクに排出するためのメータアウト開口と、油圧ポンプからの圧油をタンクに戻すためのブリードオフ開口とを有する。制御弁の中立位置では、例えば、メータイン開口及びメータアウト開口が閉じると共に、ブリードオフ開口が開いて、油圧ポンプからの圧油をタンクに戻す。制御弁の切換位置では、例えば、後述するパイロット圧が大きくなるのに従って、メータイン開口及びメータアウト開口の面積が増加すると共に、ブリードオフ開口の面積が減少する。これにより、油圧アクチュエータに圧油を給排すると共に、その流量を制御する。

【0020】

本実施形態の油圧駆動装置は、走行用制御弁１６Ａを操作する走行用操作装置２２Ａと、走行用制御弁１６Ｂを操作する走行用操作装置２２Ｂと、ブーム用制御弁１９Ａ，１９Ｂ及びバケット用制御弁１７を操作する作業用操作装置２３Ａと、アーム用制御弁１８Ａ，１８Ｂ及び旋回用制御弁２０を操作する作業用操作装置２３Ｂと、オプション用制御弁２１を操作するオプション用操作装置２４とを備える。

【0021】

走行用操作装置２２Ａは、図示しないものの、オペレータが前後方向に操作可能な操作レバーと、操作レバーの中立位置から前側の操作量に応じてパイロット圧を生成する第１パイロット弁と、操作レバーの中立位置から後側の操作量に応じてパイロット圧を生成する第２パイロット弁とを有する。そして、第１パイロット弁で生成されたパイロット圧を走行用制御弁１６Ａの一方側の受圧部に出力して、走行用制御弁１６Ａを中立位置から一方側の切換位置に切換える。あるいは、第２パイロット弁で生成されたパイロット圧を走行用制御弁１６Ａの他方側の受圧部に出力して、走行用制御弁１６Ａを中立位置から他方側の切換位置に切換える。その結果、走行モータ４Ａは、圧油が給排されて駆動する。圧力センサ２５Ａ，２５Ｂ（操作量検出器）は、走行用操作装置２２Ａの前側及び後側の操作量に対応する、第１パイロット弁及び第２パイロット弁のパイロット圧をそれぞれ検出する。

【0022】

走行用操作装置２２Ｂは、図示しないものの、オペレータが前後方向に操作可能な操作レバーと、操作レバーの中立位置から前側の操作量に応じてパイロット圧を生成する第３パイロット弁と、操作レバーの中立位置から後側の操作量に応じてパイロット圧を生成する第４パイロット弁とを有する。そして、第３パイロット弁で生成されたパイロット圧を走行用制御弁１６Ｂの一方側の受圧部に出力して、走行用制御弁１６Ｂを中立位置から一方側の切換位置に切換える。あるいは、第４パイロット弁で生成されたパイロット圧を走行用制御弁１６Ｂの他方側の受圧部に出力して、走行用制御弁１６Ｂを中立位置から他方側の切換位置に切換える。その結果、走行モータ４Ｂは、圧油が給排されて駆動する。圧力センサ２５Ｃ，２５Ｄ（操作量検出器）は、走行用操作装置２２Ｂの前側及び後側の操作量に対応する、第３パイロット弁及び第４パイロット弁のパイロット圧をそれぞれ検出する。

【0023】

作業用操作装置２３Ａは、図示しないものの、オペレータが前後方向及び左右方向に操作可能な操作レバーと、操作レバーの中立位置から前側の操作量に応じてパイロット圧を生成する第５パイロット弁と、操作レバーの中立位置から後側の操作量に応じてパイロット圧を生成する第６パイロット弁と、操作レバーの中立位置から左側の操作量に応じてパイロット圧を生成する第７パイロット弁と、操作レバーの中立位置から右側の操作量に応じてパイロット圧を生成する第８パイロット弁とを有する。そして、第５パイロット弁で生成されたパイロット圧をアーム用制御弁１８Ａ，１８Ｂの一方側の受圧部に出力して、アーム用制御弁１８Ａ，１８Ｂを中立位置から一方側の切換位置に切換える。あるいは、第６パイロット弁で生成されたパイロット圧をアーム用制御弁１８Ａ，１８Ｂの他方側の受圧部に出力して、アーム用制御弁１８Ａ，１８Ｂを中立位置から他方側の切換位置に切換える。その結果、アームシリンダ１０は、圧油が給排されて駆動する。圧力センサ２５Ｅ，２５Ｆ（操作量検出器）は、作業用操作装置２３Ａの前側及び後側の操作量に対応する、第５パイロット弁及び第６パイロット弁のパイロット圧をそれぞれ検出する。

【0024】

作業用操作装置２３Ａは、第７パイロット弁で生成されたパイロット圧を旋回用制御弁２０の一方側の受圧部に出力して、旋回用制御弁２０を中立位置から一方側の切換位置に切換える。あるいは、第８パイロット弁で生成されたパイロット圧を旋回用制御弁２０の他方側の受圧部に出力して、旋回用制御弁２０を中立位置から他方側の切換位置に切換える。その結果、旋回モータ５は、圧油が給排されて駆動する。圧力センサ２５Ｇ，２５Ｈ（操作量検出器）は、作業用操作装置２３Ａの左側及び右側の操作量に対応する、第１１パイロット弁及び第１２パイロット弁のパイロット圧をそれぞれ検出する。

【0025】

作業用操作装置２３Ｂは、図示しないものの、オペレータが前後方向及び左右方向に操作可能な操作レバーと、操作レバーの中立位置から前側の操作量に応じてパイロット圧を生成する第９パイロット弁と、操作レバーの中立位置から後側の操作量に応じてパイロット圧を生成する第１０パイロット弁と、操作レバーの中立位置から左側の操作量に応じてパイロット圧を生成する第１１パイロット弁と、操作レバーの中立位置から右側の操作量に応じてパイロット圧を生成する第１２パイロット弁とを有する。そして、第９パイロット弁で生成されたパイロット圧をブーム用制御弁１９Ａ，１９Ｂの一方側の受圧部に出力して、ブーム用制御弁１９Ａ，１９Ｂを中立位置から一方側の切換位置に切換える。あるいは、第１０パイロット弁で生成されたパイロット圧をブーム用制御弁１９Ａ，１９Ｂの他方側の受圧部に出力して、ブーム用制御弁１９Ａ，１９Ｂを中立位置から他方側の切換位置に切換える。その結果、ブームシリンダ９は、圧油が給排されて駆動する。圧力センサ２５Ｉ，２５Ｊ（操作量検出器）は、作業用操作装置２３Ｂの前側及び後側の操作量に対応する、第９パイロット弁及び第１０パイロット弁のパイロット圧をそれぞれ検出する。

【0026】

作業用操作装置２３Ｂは、第１１パイロット弁で生成されたパイロット圧をバケット用制御弁１７の一方側の受圧部に出力して、バケット用制御弁１７を中立位置から一方側の切換位置に切換える。あるいは、第１２パイロット弁で生成されたパイロット圧をバケット用制御弁１７の他方側の受圧部に出力して、バケット用制御弁１７を中立位置から他方側の切換位置に切換える。その結果、バケットシリンダ１１は、圧油が給排されて駆動する。圧力センサ２５Ｋ，２５Ｌ（操作量検出器）は、作業用操作装置２３Ｂの左側及び右側の操作量に対応する、第１１パイロット弁及び第１２パイロット弁のパイロット圧をそれぞれ検出する。

【0027】

オプション用操作装置２４は、図示しないものの、オペレータが操作可能な操作レバーと、操作レバーの中立位置から一方側の操作量に応じてパイロット圧を生成する第１３パイロット弁と、操作レバーの中立位置から他方側の操作量に応じてパイロット圧を生成する第１４パイロット弁とを有する。そして、第１３パイロット弁で生成されたパイロット圧をオプション用制御弁２１の一方側の受圧部に出力して、オプション用制御弁２１を中立位置から一方側の切換位置に切換える。あるいは、第１４パイロット弁で生成されたパイロット圧をオプション用制御弁２１の他方側の受圧部に出力して、オプション用制御弁２１を中立位置から他方側の切換位置に切換える。その結果、オプション用油圧アクチュエータは、圧油が給排されて駆動する。圧力センサ２５Ｍ，２５Ｎ（操作量検出器）は、オプション用操作装置２４の一方側及び他方側の操作量に対応する、第１３パイロット弁及び第１４パイロット弁のパイロット圧をそれぞれ検出する。

【0028】

本実施形態の油圧駆動装置は、油圧ポンプ１４Ａ，１４Ｂの容量を可変制御するレギュレータ２６Ａ，２６Ｂと、油圧ポンプ１４Ａから制御弁１６Ａ，１７，１８Ａ，１９Ａに供給された圧油をタンクに戻すブリードオフ管路２７Ａに配置されたブリードオフ弁２８Ａと、油圧ポンプ１４Ｂから制御弁２０，１９Ｂ，１８Ｂ，２１，１６Ｂに供給された圧油をタンクに戻すブリードオフ管路２７Ｂに配置されたブリードオフ弁２８Ｂと、レギュレータ２６Ａ，２６Ｂを制御すると共に、電磁比例弁２９Ａ，２９Ｂを介しブリードオフ弁２８Ａ，２８Ｂを制御するコントローラ３０とを備える。

【0029】

レギュレータ２６Ａは、図示のように、油圧ポンプ１４Ａの斜板の傾転角を可変させる傾転シリンダと、電磁弁とを有する。この電磁弁は、コントローラ３０からのポンプ指令電流（第１指令電流）によって作動し、傾転シリンダの作動圧を制御する。これにより、油圧ポンプ１４Ａの容量を可変するようになっている。

【0030】

レギュレータ２６Ｂは、図示のように、油圧ポンプ１４Ｂの斜板の傾転角を可変させる傾転シリンダと、電磁弁とを有する。この電磁弁は、コントローラ３０からのポンプ指令電流（第１指令電流）によって作動し、傾転シリンダの作動圧を制御する。これにより、油圧ポンプ１４Ｂの容量を可変するようになっている。

【0031】

電磁比例弁２９Ａは、コントローラ３０からのブリードオフ指令電流（第２指令電流）によって作動し、ブリードオフ制御圧を生成して出力する。ブリードオフ弁２８Ａは、電磁比例弁２９Ａからのブリードオフ制御圧によって作動し、開度（開口面積）が可変するようになっている。

【0032】

電磁比例弁２９Ｂは、コントローラ３０からのブリードオフ指令電流（第２指令電流）によって作動し、ブリードオフ制御圧を生成して出力する。ブリードオフ弁２８Ｂは、電磁比例弁２９Ｂからのブリードオフ制御圧によって作動し、開度（開口面積）が可変するようになっている。

【0033】

本実施形態の要部であるコントローラ３０について、図４を用いて説明する。図４は、本実施形態におけるコントローラの機能的構成を表すブロック図である。

【0034】

コントローラ３０は、図示しないものの、プログラムに基づいて演算処理や制御処理を実行する制御部（例えばＣＰＵ）と、プログラムや処理結果を記憶する記憶部（例えばＲＯＭ、ＲＡＭ）とを有する。コントローラ３０は、機能的構成として、油圧ポンプ１４Ａに係わるポンプ制御部３１Ａ、ブリードオフ制御部３２Ａ、減係数演算部３３Ａ、及び出力部３４Ａと、油圧ポンプ１４Ｂに係わるポンプ制御部３１Ｂ、ブリードオフ制御部３２Ｂ、減係数演算部３３Ｂ、及び出力部３４Ｂとを有する。

【0035】

まず、油圧ポンプ１４Ａに係わるポンプ制御部３１Ａ、ブリードオフ制御部３２Ａ、減係数演算部３３Ａ、及び出力部３４Ａについて説明する。

【0036】

ポンプ制御部３１Ａは、圧力センサ２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｋ，２５Ｌ及び圧力センサ２５Ｅ，２５Ｆ，２５Ｉ，２５Ｊで検出されたパイロット圧に基づいてポンプの目標流量（但し、ブリードオフ弁２８Ａの開度を考慮して補正されたポンプの目標流量）を演算し、演算した目標流量のうちの最大のものを選択し、このポンプ目標流量に対応するポンプ指令電流を生成してレギュレータ２６Ａの電磁弁に出力する。

【0037】

ブリードオフ制御部３２Ａは、圧力センサ２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｋ，２５Ｌ及び圧力センサ２５Ｅ，２５Ｆ，２５Ｉ，２５Ｊで検出されたパイロット圧に基づいて、例えば図５で示す演算テーブルを用いて、パイロット圧からブリードオフ制御圧を演算する。そして、演算したブリードオフ制御圧のうちの最大のものを選択し、このブリードオフ制御圧に対応するブリードオフ指令電流を演算する。

【0038】

出力部３４Ａは、ブリードオフ制御部３２Ａで演算されたブリードオフ指令電流に対し、減係数演算部３３Ａで演算された減係数Ｃを乗算して補正する。例えば減係数Ｃ＝１であれば、ブリードオフ制御部３２Ａで演算されたブリードオフ指令電流をそのままとして、電磁比例弁２９Ａに出力する。この場合、電磁比例弁２９Ａは、ブリードオフ制御部３２Ａで演算されたブリードオフ制御圧を生成する。ブリードオフ制御圧が大きくなるのに従って、ブリードオフ弁２８Ａの開口面積が減少する（図６参照）。

【0039】

減係数演算部３３Ａは、圧力センサ２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｋ，２５Ｌ及び圧力センサ２５Ｅ，２５Ｆ，２５Ｉ，２５Ｊで検出されたパイロット圧のうちの最大のものを選択し、パイロット圧の減少速度（すなわち、操作装置の操作量の減少速度）を演算する。前回の時間ｔａにてパイロット圧Ｐａが選択され、今回の時間ｔｂにてパイロット圧Ｐｂ（但し、Ｐｂ＜Ｐａ）が選択された場合、パイロット圧の減少速度は（Ｐａ－Ｐｂ）／（ｔｂ－ｔａ）となる。

【0040】

減係数演算部３３Ａは、例えば図７で示す演算テーブルを用いて、パイロット圧の減少速度から減係数Ｃを演算する。詳しく説明すると、パイロット圧の減少速度が予め設定された所定値Ｄ以下である場合（言い換えれば、ブリードオフ弁２８Ａの応答遅れが大きくなる可能性がない場合）、減係数Ｃ＝１となる。一方、パイロット圧の減少速度が所定値Ｄより大きい場合（言い換えれば、ブリードオフ弁２８Ａの応答遅れが大きくなる可能性がある場合）、０＜Ｃ＜１（本実施形態では、０．２≦Ｃ＜１）となる。また、パイロット圧の減少速度と所定値Ｄとの差分が大きくなるのに従って減係数Ｃを低下させる。これにより、出力部３４Ａから電磁比例弁２９Ａに出力するブリードオフ指令電流を小さくして、電磁比例弁２９Ａで生成されるブリードオフ制御圧を小さくする。その結果、ブリードオフ弁２８Ａの応答遅れを補うように、ブリードオフ弁２８Ａの開度を大きくすることができる。

【0041】

減係数演算部３３Ａは、更に、減係数Ｃが上昇するときの速度を制限する。詳細には、減係数Ｃが上昇するときにローパスフィルタを使用し、減係数Ｃの上昇率が所定値以下となるように、減係数Ｃを制限する。これにより、ブリードオフ弁２８Ａの開度制御を安定させることができる。

【0042】

次に、油圧ポンプ１４Ｂに係わるポンプ制御部３１Ｂ、ブリードオフ制御部３２Ｂ、減係数演算部３３Ｂ、及び出力部３４Ｂについて説明する。

【0043】

ポンプ制御部３１Ｂは、圧力センサ２５Ｃ，２５Ｄ，２５Ｇ，２５Ｈ，２５Ｍ，２５Ｎ及び圧力センサ２５Ｅ，２５Ｆ，２５Ｉ，２５Ｊで検出されたパイロット圧に基づいてポンプの目標流量（但し、ブリードオフ弁２８Ａの開度を考慮して補正されたポンプの目標流量）を演算し、演算した目標流量のうちの最大のものを選択し、このポンプ目標流量に対応するポンプ指令電流を生成してレギュレータ２６Ｂの電磁弁に出力する。

【0044】

ブリードオフ制御部３２Ｂは、圧力センサ２５Ｃ，２５Ｄ，２５Ｇ，２５Ｈ，２５Ｍ，２５Ｎ及び圧力センサ２５Ｅ，２５Ｆ，２５Ｉ，２５Ｊで検出されたパイロット圧に基づいて、例えば図５で示す演算テーブルを用いて、パイロット圧からブリードオフ制御圧を演算する。そして、演算したブリードオフ制御圧のうちの最大のものを選択し、このブリードオフ制御圧に対応するブリードオフ指令電流を演算する。

【0045】

出力部３４Ｂは、ブリードオフ制御部３２Ｂで演算されたブリードオフ指令電流に対し、減係数演算部３３Ｂで演算された減係数Ｃを乗算して補正する。例えば減係数Ｃ＝１であれば、ブリードオフ制御部３２Ｂで演算されたブリードオフ指令電流をそのままとして、電磁比例弁２９Ｂに出力する。この場合、電磁比例弁２９Ｂは、ブリードオフ制御部３２Ｂで演算されたブリードオフ制御圧を生成する。ブリードオフ制御圧が大きくなるのに従って、ブリードオフ弁２８Ｂの開口面積が減少する（図６参照）。

【0046】

減係数演算部３３Ｂは、圧力センサ２５Ｃ，２５Ｄ，２５Ｇ，２５Ｈ，２５Ｍ，２５Ｎ及び圧力センサ２５Ｅ，２５Ｆ，２５Ｉ，２５Ｊで検出されたパイロット圧のうちの最大のものを選択し、パイロット圧の減少速度（すなわち、操作装置の操作量の減少速度）を演算する。そして、例えば図７で示す演算テーブルを用いて、パイロット圧の減少速度から減係数Ｃを演算する。詳しく説明すると、パイロット圧の減少速度が予め設定された所定値Ｄ以下である場合、減係数Ｃ＝１となる。一方、パイロット圧の減少速度が所定値Ｄより大きい場合、０＜Ｃ＜１（本実施形態では、０．２≦Ｃ＜１）となる。また、パイロット圧の減少速度と所定値Ｄとの差分が大きくなるのに従って減係数Ｃを低下させる。これにより、出力部３４Ｂから電磁比例弁２９Ｂに出力するブリードオフ指令電流を小さくして、電磁比例弁２９Ｂで生成されるブリードオフ制御圧を小さくする。その結果、ブリードオフ弁２８Ｂの応答遅れを補うように、ブリードオフ弁２８Ｂの開度を大きくすることができる。

【0047】

減係数演算部３３Ｂは、更に、減係数Ｃが上昇するときの速度を制限する。詳細には、減係数Ｃが上昇するときにローパスフィルタを使用し、減係数Ｃの上昇率が所定値以下となるように、減係数Ｃを制限する。これにより、ブリードオフ弁２８Ｂの開度制御を安定させることができる。

【0048】

以上のように本実施形態では、パイロット圧の減少速度（すなわち、操作装置の操作量の減少速度）が所定値より大きい場合、パイロット圧の減少速度が所定値以下である場合と比べてブリードオフ弁の開度が大きくなるように、ブリードオフ指令電流を補正する。これにより、ブリードオフ弁の応答遅れを改善して、ポンプ圧のとじ込みを防ぐことができる。その結果、油圧ポンプ等の油圧機器の耐久性を向上させることができる。また、油圧アクチュエータ（特に、旋回モータ５）の減速又は停止に対する悪影響を抑えることができる。

【0049】

また、減係数Ｃが上昇するときの速度を制限することにより、ブリードオフ弁の開度制御を安定させることができる。

【0050】

上述した本実施形態の効果を補足説明する。まず、ブリードオフ弁の応答遅れを改善して、ポンプ圧のとじ込みを防ぐことができる点について、図８及び図９を用いて説明する。図８は、第１比較例（ブリードオフ指令電流を補正しない場合）におけるパイロット圧、ブリードオフ制御圧、及びブリードオフ弁の開度の経時変化を表す図である。図９は、本実施形態におけるパイロット圧、ブリードオフ制御圧、及びブリードオフ弁の開度の経時変化を表す図である。

【0051】

時間ｔ１～ｔ２の間にて操作レバーが中立位置に戻されると、パイロット圧が減少する。コントローラ３０のブリードオフ制御部で演算されるブリードオフ制御圧も、パイロット圧に比例して減少する。そして、図８で示すように、ブリードオフ制御圧に対応する指令電流をそのままとして（言い換えれば、図示のように、ブリードオフ制御圧をそのままとして）、コントローラ３０から電磁比例弁に出力すると、ブリードオフ弁の実開度がかなり遅れて増加する。そのため、ブリードオフ弁の開度（開口面積）が一時的に不十分となり、ポンプ圧のとじ込みが発生する。

【0052】

一方、図９で示すように、時間ｔ１～ｔ３の間のパイロット圧の減少速度を演算し、このパイロット圧の減少速度に基づいて減係数を演算し、この減係数を用いてブリードオフ指令電流を補正して（言い換えれば、図示のように、ブリードオフ制御圧を補正して）、コントローラ３０から電磁比例弁に指令電流を出力すると、ブリードオフ弁の応答遅れを改善することができる。そのため、ポンプ圧のとじ込みを防ぐことができる。

【0053】

次に、ブリードオフ弁の開度制御を安定させることができる点について、図１０及び図１１を用いて説明する。図１０は、第２比較例（減係数が上昇するときの速度を制限しない場合）におけるパイロット圧、減係数、ブリードオフ制御圧、及びブリードオフ弁の理論開度の経時変化を表す図である。図１１は、本実施形態におけるパイロット圧、減係数、ブリードオフ制御圧、及びブリードオフ弁の理論開度の経時変化を表す図である。

【0054】

時間ｔ１～ｔ３の間のパイロット圧の減少速度に基づいて減係数Ｃ１が演算され、時間ｔ３～ｔ４の間のパイロット圧の減少速度に基づいて減係数Ｃ２が演算され、時間ｔ４～ｔ５の間のパイロット圧の減少速度に基づいて減係数Ｃ３が演算され、時間ｔ５～ｔ６の間のパイロット圧の減少速度に基づいて減係数Ｃ４が演算され、Ｃ２＞Ｃ４＞Ｃ３＞Ｃ１の関係となる場合を想定する。この場合、特に、時間ｔ４にて、減係数Ｃ１から減係数Ｃ２へ著しく上昇する。そのため、図１０で示すように、減係数Ｃ２をそのまま用いてブリード指令電流を補正して、コントローラ３０から電磁比例弁に出力すると、ブリードオフ弁の開度が不安定となる。一方、図１１で示すように、減係数Ｃ１から減係数Ｃ２へ上昇するときの速度を抑えることにより、ブリードオフ弁の開度を安定させることができる。

【0055】

なお、上記一実施形態において、コントローラ３０は、パイロット圧の減少速度（すなわち、操作装置の操作量の減少速度）が所定値Ｄより大きい場合、１より小さい減係数Ｃを乗算してブリードオフ指令電流を補正する場合を例にとって説明したが、これに限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で変形が可能である。例えば、コントローラは、パイロット圧の減少速度（すなわち、操作装置の操作量の減少速度）が所定値より大きい場合、０より大きい補正量を減算してブリードオフ指令電流を補正してもよい。この変形例では、パイロット圧の減少速度と所定値との差分が大きくなるのに従って補正量を増加させてもよい。また、補正量が減少するときの速度を制限してもよい。

【0056】

また、上記一実施形態において、油圧ショベルは、コントローラ３０からのブリードオフ指令電流によって作動してブリードオフ制御圧を生成する電磁比例弁２９Ａ，２９Ｂを備え、ブリードオフ弁２８Ａ，２８Ｂは、電磁比例弁２９Ａ，２９Ｂからのブリードオフ制御圧によって作動する場合を例にとって説明したが、これに限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で変形が可能である。例えば、ブリードオフ弁は、コントローラからの指令電流によって作動してもよい。

【0057】

また、上記一実施形態において、油圧ショベルは、操作量検出器として、操作装置の操作量に対応するパイロット圧を検出する圧力センサを備えた場合を例にとって説明したが、これに限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で変形が可能である。油圧ショベルは、操作量検出器として、例えば、操作レバーの操作量を検出する変位センサを備えてもよい。

【0058】

なお、以上においては、本発明の適用対象として油圧ショベルを例にとって説明したが、これに限られず、ホイールローダ等の他の作業機械であってもよい。

【符号の説明】

【0059】

１ 走行体
２ 旋回体
３ 作業装置
４Ａ，４Ｂ 走行モータ
５ 旋回モータ
９ ブームシリンダ
１０ アームシリンダ
１１ バケットシリンダ
１３ 原動機
１４Ａ，１４Ｂ 油圧ポンプ
１５ オプション用油圧アクチュエータ
１６Ａ，１６Ｂ 走行用制御弁
１７ バケット用制御弁
１８Ａ，１８Ｂ アーム用制御弁
１９Ａ，１９Ｂ ブーム用制御弁
２０ 旋回用制御弁
２１ オプション用制御弁
２２Ａ，２２Ｂ 走行用操作装置
２３Ａ，２３Ｂ 作業用操作装置
２４ オプション用操作装置
２５Ａ～２５Ｎ 圧力センサ（操作量検出器）
２６Ａ，２６Ｂ レギュレータ
２７Ａ，２７Ｂ ブリードオフ管路
２８Ａ，２８Ｂ ブリードオフ弁
２９Ａ，２９Ｂ 電磁比例弁
３０ コントローラ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】