特許 7209602 建設機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-01-12

(45)【発行日】2023-01-20

(54)【発明の名称】建設機械

(51)【国際特許分類】

   F15B 11/02 20060101AFI20230113BHJP

   F15B 11/08 20060101ALI20230113BHJP

   E02F 9/22 20060101ALI20230113BHJP

【ＦＩ】

F15B11/02 M

F15B11/08 C

F15B11/02 C

E02F9/22 E

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2019154133

(22)【出願日】2019-08-26

(65)【公開番号】P2021032361

(43)【公開日】2021-03-01

【審査請求日】2021-12-09

(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】▲杉▼木 昭平

(72)【発明者】

【氏名】平工 賢二

(72)【発明者】

【氏名】高橋 宏政

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 哲平

(72)【発明者】

【氏名】清水 自由理

【審査官】中村 大輔

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－４８８９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２４５７８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－２０３４５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－２２７５４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１１８２８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－１４１５０４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１５Ｂ １１／０２

Ｆ１５Ｂ １１／０８

Ｅ０２Ｆ ９／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

走行体と、
作業装置と、
前記走行体を駆動する走行用油圧モータと、
前記作業装置を駆動する少なくとも１つの片ロッド式油圧シリンダと、
前記走行用油圧モータの動作を指示するための走行用操作レバーと、
前記片ロッド式油圧シリンダの動作を指示するための作業用操作レバーと、
前記片ロッド式油圧シリンダに閉回路接続された閉回路ポンプと、
前記閉回路ポンプの一方の吐出ポートを前記片ロッド式油圧シリンダのキャップ側室に接続するキャップ側流路と、
前記閉回路ポンプの他方の吐出ポートを前記片ロッド式油圧シリンダのロッド側室に接続するロッド側流路と、
開回路ポンプと、
前記開回路ポンプから前記走行用油圧モータに供給される流量を制御する走行用流量制御弁と、
前記開回路ポンプの吐出ポートを前記走行用流量制御弁に接続する走行用流路を開閉可能な走行用切換弁と、
前記開回路ポンプの吐出ポートを前記キャップ側流路に接続するアシスト用流路を開閉可能なアシスト用切換弁と、
前記走行用操作レバーおよび前記作業用操作レバーの操作に応じて、前記閉回路ポンプの吐出方向および吐出流量を制御すると共に、前記走行用切換弁および前記アシスト用切換弁を開閉し、前記開回路ポンプの吐出流量を制御するコントローラとを備えた建設機械において、
前記コントローラは、前記走行用操作レバーが操作された場合には、前記作業用操作レバーの操作の有無に関わらず、前記アシスト用切換弁を閉位置に保持する
ことを特徴とする建設機械。

【請求項2】

請求項１に記載の建設機械において、
チャージポンプと、
前記チャージポンプの吐出ポートに接続されたチャージ流路と、
前記チャージ流路に設けられたチャージリリーフ弁と、
前記キャップ側流路および前記ロッド側流路と前記チャージ流路との間に設けられたチェック弁と、
前記キャップ側流路および前記ロッド側流路と前記チャージ流路との間に設けられたフラッシング弁とを備え、
前記コントローラは、前記片ロッド式油圧シリンダが前記チャージ流路から吸収する流量から前記片ロッド式油圧シリンダが前記チャージ流路に排出する流量を差し引いたチャージ流量が前記チャージポンプの吐出流量以下となるように前記閉回路ポンプの吐出流量を補正する
ことを特徴とする建設機械。

【請求項3】

請求項１に記載の建設機械において、
チャージポンプと、
前記チャージポンプの吐出ポートに接続されたチャージ流路と、
前記チャージ流路に設けられたチャージリリーフ弁と、
前記キャップ側流路および前記ロッド側流路と前記チャージ流路との間に設けられたチェック弁と、
前記キャップ側流路および前記ロッド側流路と前記チャージ流路との間に設けられたフラッシング弁とを備え、
前記コントローラは、前記片ロッド式油圧シリンダが前記チャージ流路に排出する流量と前記チャージポンプの吐出流量との合計から前記片ロッド式油圧シリンダが前記チャージ流路から吸収する流量を差し引いた前記チャージリリーフ弁の通過流量が所定の流量以下となるように前記閉回路ポンプの吐出流量を補正する
ことを特徴とする建設機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、油圧ポンプにより直接に油圧アクチュエータを駆動する油圧閉回路を用いた建設機械に関し、特に油圧シリンダを油圧閉回路で駆動する建設機械に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、油圧ショベルやホイールローダなどの建設機械において、省エネ化が重要な開発項目になっている。建設機械の省エネ化には油圧システム自体の省エネ化が重要であり、油圧ポンプにより油圧アクチュエータを閉回路接続して直接に制御する油圧閉回路システムの適用が検討されている。このシステムは、制御弁による圧損がなく、必要な流量のみをポンプが吐出するため流量損失もない。また、アクチュエータの位置エネルギや減速時のエネルギを回生することもできる。このため省エネ化が可能となる。

【0003】

油圧閉回路を組み合わせた建設機械の背景技術として、特許文献１には、油圧閉回路システムを搭載し、複数のアクチュエータを同時に複合動作させても、良好な操作性を確保できる構成が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１５－４８８９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に記載の油圧駆動システムでは、片ロッド式油圧シリンダを駆動させる際、閉回路ポンプと開回路ポンプを組み合わせて使用することで良好な操作性が得られるとなっているが、走行用油圧モータを開回路ポンプで駆動している際に片ロッド式油圧シリンダを駆動することで生じる走行操作性への影響については言及されていない。

【0006】

特許文献１に記載の油圧駆動システムは、片ロッド式油圧シリンダを閉回路ポンプと開回路ポンプを対で使用することで駆動し、走行用油圧モータは開回路ポンプのみで駆動する構成としている。

【0007】

この構成で、走行用油圧モータを複数の開回路ポンプで駆動している最中に、片ロッド式油圧シリンダを駆動した場合、走行用油圧モータを駆動していた開回路ポンプの一部が片ロッド式油圧シリンダを駆動するために使用されるため、走行速度が大きく低下してしまい、走行操作性に悪影響が生じてしまう課題がある。

【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、走行動作中に片ロッド式油圧シリンダを駆動する複合動作時に走行操作性が損なわれない建設機械を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的を達成するために、本発明は、走行体と、作業装置と、前記走行体を駆動する走行用油圧モータと、前記作業装置を駆動する少なくとも１つの片ロッド式油圧シリンダと、前記走行用油圧モータの動作を指示するための走行用操作レバーと、前記片ロッド式油圧シリンダの動作を指示するための作業用操作レバーと、前記片ロッド式油圧シリンダに閉回路接続された閉回路ポンプと、前記閉回路ポンプの一方の吐出ポートを前記片ロッド式油圧シリンダのキャップ側室に接続するキャップ側流路と、前記閉回路ポンプの他方の吐出ポートを前記片ロッド式油圧シリンダのロッド側室に接続するロッド側流路と、開回路ポンプと、前記開回路ポンプから前記走行用油圧モータに供給される流量を制御する走行用流量制御弁と、前記開回路ポンプの吐出ポートを前記走行用流量制御弁に接続する走行用流路を開閉可能な走行用切換弁と、前記開回路ポンプの吐出ポートを前記キャップ側流路に接続するアシスト用流路を開閉可能なアシスト用切換弁と、前記走行用操作レバーおよび前記作業用操作レバーの操作に応じて、前記閉回路ポンプの吐出方向および吐出流量を制御すると共に、前記走行用切換弁および前記アシスト用切換弁を開閉し、前記開回路ポンプの吐出流量を制御するコントローラとを備えた建設機械において、前記コントローラは、前記走行用操作レバーが操作された場合には、前記作業用操作レバーの操作の有無に関わらず、前記アシスト用切換弁を閉位置に保持するものとする。

【0010】

以上のように構成した本発明によれば、片ロッド式油圧シリンダを閉回路ポンプと開回路ポンプの組み合わせで駆動する構成の建設機械において、走行動作中に片ロッド式油圧シリンダを駆動する際に、片ロッド式油圧シリンダを閉回路ポンプのみで駆動するように制限することにより、開回路ポンプが走行用油圧モータの駆動に占有される。これにより、走行動作中に片ロッド式油圧シリンダを駆動しても走行速度は低下しないため、走行操作性が損なわれることがなくなる。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、片ロッド式油圧シリンダを閉回路ポンプと開回路ポンプの組み合わせで駆動する構成の建設機械において、走行動作中に片ロッド式油圧シリンダを駆動する複合動作時に走行操作性が損なわれることがなくなる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施の形態に係る油圧ショベルの側面図である。

【図2】図１に示す油圧ショベルの油圧回路図である。

【図3】従来のコントローラの機能ブロック図である。

【図4】図２に示すコントローラの機能ブロック図である。

【図5】図２に示すコントローラのフローチャートである。

【図6】図２に示すチャージリリーフ弁圧力オーバーライド特性を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、建設機械として大型の油圧ショベルを例にとって、本発明の実施の形態を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。

【0014】

図１は、本実施の形態に係る油圧ショベルの側面図である。

【0015】

図１において、油圧ショベル１００は、左右両側にクローラ式の走行装置を有する下部走行体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とを備えている。下部走行体１０１は、走行用油圧モータ１６ａ，１６ｂ（図２に示す）によって駆動される。上部旋回体１０２は、旋回用油圧モータ（図示せず）によって駆動される。

【0016】

上部旋回体１０２の前側には、掘削作業等を行う作業装置としてのフロント装置１０３が取り付けられている。フロント装置１０３は、上部旋回体１０２の前側に上下方向に回動可能に連結されたブーム１と、ブーム１の先端部に上下、前後方向に回動可能に連結されたアーム２と、アーム２の先端部に上下、前後方向に回動可能に連結されたバケット３とを備えている。ブーム１、アーム２、およびバケット３は、片ロッド式油圧シリンダであるブームシリンダ４、アームシリンダ５、およびバケットシリンダ６によってそれぞれ駆動される。

【0017】

上部旋回体１０２上には、オペレータが搭乗するキャブ１０４が設けられている。キャブ１０４内には、下部走行体１０１の動作を指示するための走行用操作レバー２５ｂ（図２に示す）、ブーム１、アーム２、バケット３、および上部旋回体１０２の動作を指示するための作業用操作レバー２５ａ（図２に示す）等が配設されている。

【0018】

図２は、油圧ショベル１００の油圧回路図である。なお、図２では、油圧シリンダ４，５，６（図中、油圧シリンダ１３で代表して示す）および走行用油圧モータ１６ａ，１６ｂの駆動に関わる部分のみを図示し、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。

【0019】

図２において、両傾転可変容量ポンプである閉回路ポンプ７、片傾転可変容量ポンプである開回路ポンプ８，９、および片傾転固定容量ポンプであるチャージポンプ１０は、動力源１１から伝達装置１２を介して動力を受け、駆動される。

【0020】

閉回路ポンプ７は、一方の吐出ポートがキャップ側流路４１を介して油圧シリンダ１３のキャップ側室１３ａに接続され、他方の吐出ポートがロッド側流路４２を介して油圧シリンダ１３のロッド側室１３ｂに接続され、閉回路を構成する。閉回路ポンプ７は、キャップ側流路４１およびロッド側流路４２の一方から油を吸い込み、他方に吐出する。

【0021】

開回路ポンプ８，９は、油タンク１４から油を吸い込み、アシスト用流路４３，４５およびアシスト用切換弁１５ａ，１５ｃを介して油圧シリンダ１３のキャップ側室１３ａに吐出し、また、走行用流路４４，４６および走行用切換弁１５ｂ，１５ｄを介して走行用油圧モータ１６ａ，１６ｂに吐出する。

【0022】

走行用流量制御弁１７ａ，１７ｂは、走行用切換弁１５ｂ，１５ｄと走行用油圧モータ１６ａ，１６ｂとを接続する流路上に設けられ、開回路ポンプ８，９から走行用油圧モータ１６ａ，１６ｂに供給される流量を制御する。

【0023】

リリーフ弁１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄは、走行用油圧モータ１６ａ，１６ｂと走行用流量制御弁１７ａ，１７ｂを接続する流路上に設けられ、走行用油圧モータ１６ａ，１６ｂがそれぞれ有する２つのポートの圧力差が所定の圧力以上になったときに、油を高圧側の流路から低圧側の流路へ逃がし回路を保護する。

【0024】

ブリードオフ弁１９ａ，１９ｂは、開回路ポンプ８，９の吐出流路から分岐した流路に設けられ、開度に応じて開回路ポンプ８，９が吐出した油を油タンク１４に排出する。

【0025】

チャージポンプ１０は、油タンク１４から油を吸い込み、チャージ流路４０に吐出する。

【0026】

チェック弁２０ａ，２０ｂは、キャップ側流路４１およびロッド側流路４２とチャージ流路４０との間に設けられ、チャージ流路４０からキャップ側流路４１およびロッド側流路４２に油を補充する。

【0027】

フラッシング弁２１は、キャップ側流路４１およびロッド側流路４２とチャージ流路４０との間に設けられ、キャップ側流路４１およびロッド側流路４２のいずれか低圧側の余剰油をチャージ流路４０に排出する。

【0028】

メインリリーフ弁２２ａ，２２ｂは、キャップ側流路４１およびロッド側流路４２とチャージ流路４０との間に設けられ、キャップ側流路４１およびロッド側流路４２の最大圧力を設定する。

【0029】

チャージリリーフ弁２３は、チャージ流路４０と油タンク１４との間に設けられ、チャージポンプ１０の最大圧力を設定する。

【0030】

圧力センサ５１，５２は、キャップ側流路４１およびロッド側流路４２にそれぞれ設けられ、油圧シリンダ１３のキャップ側室１３ａおよびロッド側室１３ｂの圧力を検出し、コントローラ２４に出力する。

【0031】

コントローラ２４は、操作レバー２５ａ，２５ｂの操作量や圧力センサ５１，５２の圧力情報などに基づき、閉回路ポンプ７、開回路ポンプ８、９、切換弁１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ、走行用流量制御弁１７ａ，１７ｂ、およびブリードオフ弁１９ａ，１９ｂへの指令を演算し、出力する。

【0032】

図２に示す通り、待機状態において切換弁１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄおよび走行用流量制御弁１７ａ，１７ｂは閉位置にあり、回路内の圧力を保持する。また、ブリードオフ弁１９ａ，１９ｂは開位置にあり、開回路ポンプ８，９の待機流量を油タンク１４に逃がして圧力の上昇を防止する。

【0033】

図３は、従来のコントローラの機能ブロック図である。図３に示すように、従来のコントローラ２４Ｘは、ポンプ・バルブ指令生成部２６を備えている。ポンプ・バルブ指令生成部２６は、操作レバー２５ａ，２５ｂの入力情報に応じて各ポンプおよび各バルブの指令（ポンプ・バルブ指令）を演算し、各ポンプおよび各バルブに出力する。

【0034】

図４は、本実施の形態におけるコントローラ２４の機能ブロック図である。図４に示すように、本実施の形態におけるコントローラ２４は、ポンプ・バルブ指令生成部２６に加えて、走行複合指令演算部２７を備えている。走行複合指令演算部２７は、ポンプ・バルブ指令生成部２６が演算したポンプ・バルブ指令を操作レバー情報および油圧シリンダ１３の圧力情報に基づいて補正し、各ポンプおよび各バルブに出力する。走行複合指令演算部２７は、ポンプ・バルブ指令補正部２８と、チャージ流量演算部２９と、チャージリリーフ弁通過流量演算部３０と、ポンプ流量指令補正部３１と、閾値記憶部３２とを備えている。

【0035】

ポンプ・バルブ指令補正部２８は、走行用操作レバー２５ｂの操作を検出した場合に、ポンプ・バルブ指令のうちアシスト用切換弁１５ａ，１５ｃの指令を閉位置に補正し、補正後のポンプ・バルブ指令をチャージ流量演算部２９、チャージリリーフ弁通過流量演算部３０、およびポンプ流量指令補正部３１に出力する。

【0036】

チャージ流量演算部２９は、ポンプ・バルブ指令および油圧シリンダ１３の圧力情報に基づいてチャージ流量を演算し、ポンプ流量指令補正部３１に出力する。ここでいうチャージ流量は、油圧シリンダ１３（４，５，６）がチャージ流路４０から吸収する流量から油圧シリンダ１３（４，５，６）がチャージ流路４０に吐き出す流量を差し引いた流量（油圧シリンダ１３（４，５，６）が全体としてチャージ流路４０から吸収する流量）である。

【0037】

チャージリリーフ弁通過流量演算部３０は、ポンプ・バルブ指令および油圧シリンダ１３の圧力情報に基づいてチャージリリーフ弁通過流量を演算し、ポンプ流量指令補正部３１に出力する。ここでいうチャージリリーフ弁通過流量は、チャージリリーフ弁２３を介して油タンク１４に排出される流量であり、チャージポンプ１０の吐出流量と油圧シリンダ１３（４，５，６）がチャージ流路４０に吐き出す流量との合計から油圧シリンダ１３（４，５，６）がチャージ流路４０から吸収する流量を差し引いた流量である。

【0038】

ポンプ流量指令補正部３１は、チャージ流量が閾値を超えた場合、または、チャージリリーフ弁通過流量が閾値を超えた場合に、ポンプ・バルブ指令のうち閉回路ポンプ７の吐出流量を減少側に補正し、補正後のポンプ・バルブ指令を各ポンプおよび各バルブに出力する。ここでいう各閾値は、閾値記憶部３２に記憶されている。

【0039】

図５は、走行複合指令演算部２７の一制御周期における処理を示すフローチャートである。以下、各処理を順に説明する。

【0040】

まず、走行用操作レバー２５ｂの入力情報に基づいて走行動作中が否かを判定する（処理Ｆ１）。

【0041】

処理Ｆ１で走行動作中でない（ＮＯ）と判定した場合は、フローを終了する。

【0042】

処理Ｆ１で走行動作中である（ＹＥＳ）と判定した場合は、アシスト用切換弁１５ａ，１５ｃを閉じる（処理Ｆ２）。

【0043】

処理Ｆ２に続き、作業用操作レバー２５ａの入力情報に基づいてシリンダ伸長動作か否かを判定する（処理Ｆ３）。

【0044】

処理Ｆ３でシリンダ伸長動作である（ＹＥＳ）と判定した場合は、チャージ流量を演算する（処理Ｆ４）。

【0045】

処理Ｆ４に続き、チャージ流量がチャージポンプ１０の吐出流量以下であるか否かを判定する（処理Ｆ５）。

【0046】

処理Ｆ５でチャージ流量がチャージポンプ１０の吐出流量以下である（ＹＥＳ）と判定した場合は、フローを終了する。

【0047】

処理Ｆ５でチャージ流量がチャージポンプ１０の吐出流量よりも大きい（ＮＯ）と判定した場合は、チャージ流量がチャージポンプ１０の吐出流量以下となるように、油圧シリンダ１３を駆動している閉回路ポンプ７の吐出流量を制限し、フローを終了する。

【0048】

処理Ｆ３でシリンダ伸長動作でない（ＮＯ）と判定した場合は、チャージリリーフ弁通過流量を演算する（処理Ｆ７）
処理Ｆ７に続き、チャージリリーフ弁通過流量が閾値以下であるか否かを判定する（処理Ｆ８）。閾値の設定方法については後述する。

【0049】

処理Ｆ８でチャージリリーフ弁通過流量が閾値以下である（ＹＥＳ）と判定した場合は、フローを終了する。

【0050】

処理Ｆ８でチャージリリーフ弁通過流量が閾値よりも大きい（ＮＯ）と判定した場合は、チャージリリーフ流量が閾値以下となるように、油圧シリンダ１３を駆動している閉回路ポンプ７の吐出流量を制限し、フローを終了する。

【0051】

次に図２ないし図５を用いて、油圧ショベル１００の基本動作および本発明の効果について説明する。

【0052】

（シリンダ単独駆動）
図２において、作業用操作レバー２５ａを動かし、油圧シリンダ１３のみを単独で動作させる場合、作業用操作レバー２５ａの操作量に応じて、コントローラ２４は閉回路ポンプ７と開回路ポンプ８の流量指令、切換弁１５ａの開指令およびブリードオフ弁１９ａの閉指令をそれぞれ出力し、油圧シリンダ１３を駆動する。このとき、閉回路ポンプ７の吐出流量をＱｃｐ、開回路ポンプ８の吐出流量をＱｏｐとし、油圧シリンダ１３のキャップ側室の受圧面積をＡｃａｐ、ロッド側室の受圧面積をＡｒｏｄとすると、ポンプの流量比（Ｑｃｐ＋Ｑｏｐ）：Ｑｃｐが受圧面積比Ａｃａｐ：Ａｒｏｄと等しくなるように、ＱｃｐとＱｏｐを決定する。コントローラ２４は、閉回路ポンプ７と開回路ポンプ８の吐出流量比がＱｃｐ：Ｑｏｐを維持しながら変化するよう制御する。このように、油圧シリンダ１３を駆動する際には、閉回路ポンプ７と開回路ポンプ８を組み合わせて使用する。

【0053】

（走行単独駆動）
図２において、走行用操作レバー２５ｂを動かし、走行用油圧モータ１６ａ，１６ｂを駆動して走行動作させる場合、走行用操作レバー２５ｂの操作量に応じて、コントローラ２４は開回路ポンプ８，９の流量指令、走行用切換弁１５ｂ，１５ｄの開指令およびブリードオフ弁１９ａ，１９ｂの閉指令、走行用流量制御弁１７ａ，１７ｂの開口指令をそれぞれ出力し、走行用油圧モータ１６ａ，１６ｂを駆動する。このように、走行動作をする際には、開回路ポンプ８，９のみを使用する。

【0054】

（走行＋シリンダ駆動）
図２において、走行用操作レバー２５ｂを動かし、走行動作をしているときに、作業用操作レバー２５ａを動かし、油圧シリンダ１３をさらに動作させる場合、従来のコントローラ２４Ｘ（図３に示す）は、開回路ポンプ８の流量指令を０にし、走行用切換弁１５ｂに閉指令、ブリードオフ弁１９ａに開指令を出力した後、作業用操作レバー２５ａの操作量に応じて、閉回路ポンプ７、開回路ポンプ８の流量指令、アシスト用切換弁１５ａの開指令およびブリードオフ弁１９ａの閉指令を出力し、油圧シリンダ１３と走行用油圧モータ１６ａ，１６ｂの制御を行う。

【0055】

このように、走行動作中にシリンダ操作を行う場合、油圧シリンダ１３を閉回路ポンプ７と開回路ポンプ８で、走行を開回路ポンプ９で同時に動かすことで複合操作性を確保している。しかしながら、走行用油圧モータ１６ａ，１６ｂをもともと２つの開回路ポンプ８，９で駆動していたところに、油圧シリンダ１３が操作されたことで、走行で使用していた開回路ポンプ８が油圧シリンダ１３を駆動するために使用される。その結果、走行で使用可能なポンプが開回路ポンプ９のみとなり、走行速度が大きく低下し、走行操作性を著しく損なうことになる。

【0056】

そこで、図４に示す本実施の形態に係るコントローラ２４に備えられる走行複合指令演算部２７による処理を行う。図５の処理Ｆ１において、走行用操作レバー２５ｂの操作量を基に走行動作中であるかを判定する。処理Ｆ２では、処理Ｆ１で走行動作中であると判定した場合に、油圧シリンダ１３を駆動するポンプを閉回路ポンプ７のみに制限する。これにより、走行動作中は開回路ポンプ８，９を走行用油圧モータ１６ａ，１６ｂの駆動に占有することが可能となり、走行動作中に油圧シリンダ１３を動作させても、走行速度が低下することなく、走行操作性を損なうことがなくなる。

【0057】

ここで、油圧シリンダ１３を閉回路ポンプ７のみで駆動する場合について説明する。

【0058】

油圧シリンダ１３を伸長方向に動かす場合、油圧シリンダ１３の受圧面積比をＡｃａｐ：Ａｒｏｄ＝２：１とすると、油圧シリンダ１３のキャップ側室に流入する流量Ｑｃａｐとロッド側室から流出する流量Ｑｒｏｄの関係はＱｃａｐ＝２Ｑｒｏｄとなり、閉回路内の流量収支が取れなくなり、キャップ側流路４１とロッド側流路４２のどちらか低圧側の流路で流量不足が生じてしまう。このとき、流量不足が生じた流路へチャージポンプ１０からチェック弁２０ａまたはチェック弁２０ｂを介して油が補充されるが、補充される流量がチャージ流路４０に流入する流量よりも多い場合、チャージ流路４０の圧力（以下、チャージ圧力）が低下してしまい、キャビテーションが発生し機器にダメージを与えるなど、信頼性が低下してしまう恐れがある。

【0059】

そこで、処理Ｆ４で作業用操作レバー２５ａの操作量や圧力センサ５１，５２の圧力情報などからチャージ流量を演算し、処理Ｆ５でチャージ流量（油圧シリンダ１３（４，５，６）が全体としてチャージ流路４０から吸収する流量）がチャージポンプ吐出流量以下であるか否かを判定する。処理Ｆ５でチャージ流量がチャージポンプ吐出流量よりも多いと判定された場合には、処理Ｆ６で閉回路ポンプ７の吐出流量をチャージ流量がチャージポンプ吐出流量以下になるまで制限する。これにより、チャージ圧力の低下を抑制することができ、信頼性の低下を防止することが可能となる。

【0060】

油圧シリンダ１３を収縮方向に動かす場合、伸長方向に動かす場合と同様に、閉回路内の流量収支が取れなくなるが、この場合は、油圧シリンダ１３のキャップ側流路４１とロッド側流路４２のどちらか低圧側の流路で余剰油は発生し、フラッシング弁２１を介して閉回路内の余剰油がチャージ流路４０に排出される。このとき、チャージライン流入流量が増えることで、チャージリリーフ弁２３の通過流量が増加し、チャージリリーフ弁２３の圧力オーバーライド特性によりチャージ圧力が上昇してしまう。チャージ圧力が上昇すると、チャージポンプ１０の負荷が増え、燃費に悪影響を及ぼすとともに、油圧シリンダ１３の最大圧力はメインリリーフ弁２２ａ、２２ｂで規定されるので、油圧シリンダ１３のキャップ側室１３ａとロッド側室１３ｂの圧力差が減少するため油圧シリンダ１３の推力が低下し、操作性も悪化してしまう。

【0061】

そこで、処理Ｆ８でチャージリリーフ弁通過流量が閾値以下であるか判定し、閾値を超えていた場合は、処理Ｆ９で閉回路ポンプ７の吐出流量をチャージリリーフ弁通過流量が閾値以下になるように制限する。これにより、チャージ圧力の上昇を抑制し、燃費や操作性の悪化を防ぐことが可能となる。ここでの閾値は、図６に示すチャージリリーフ弁２３の圧力オーバーライド特性に基づいて決定される。具体的には、チャージ圧力が最大許容圧力Ｐｍａｘに達するときのチャージリリーフ弁通過流量Ｆｍａｘ以下の値に設定される。最大許容圧力Ｐｍａｘは、燃費や操作性への影響が出ない範囲で定められる。例えば、チャージ圧力の目標値が２ＭＰａであった場合は３ＭＰａ程度に設定される。

【0062】

（まとめ）
本実施の形態では、走行体１０１と、作業装置１０３と、走行体１０１を駆動する走行用油圧モータ１６ａ，１６ｂと、作業装置１０３を駆動する少なくとも１つの片ロッド式油圧シリンダ１３（４，５，６）と、走行用油圧モータ１６ａ，１６ｂの動作を指示するための走行用操作レバー２５ｂと、片ロッド式油圧シリンダ１３（４，５，６）の動作を指示するための作業用操作レバー２５ａと、片ロッド式油圧シリンダ１３（４，５，６）に閉回路接続された閉回路ポンプ７と、閉回路ポンプ７の一方の吐出ポートを片ロッド式油圧シリンダ１３（４，５，６）のキャップ側室１３ａに接続するキャップ側流路４１と、閉回路ポンプ７の他方の吐出ポートを片ロッド式油圧シリンダ１３（４，５，６）のロッド側室１３ｂに接続するロッド側流路４２と、開回路ポンプ８，９と、開回路ポンプ８，９から走行用油圧モータ１６ａ，１６ｂに供給される流量を制御する走行用流量制御弁１７ａ，１７ｂと、開回路ポンプ８，９の吐出ポートを走行用流量制御弁１７ａ，１７ｂに接続する走行用流路４４，４６を開閉可能な走行用切換弁１５ｂ，１５ｄと、開回路ポンプ８，９の吐出ポートをキャップ側流路４１に接続するアシスト用流路４３，４５を開閉可能なアシスト用切換弁１５ａ，１５ｃと、走行用操作レバー２５ｂおよび作業用操作レバー２５ａの操作に応じて、閉回路ポンプの吐出方向および吐出流量を制御すると共に、走行用切換弁１５ｂ，１５ｄおよびアシスト用切換弁１５ａ，１５ｃを開閉し、開回路ポンプ８，９の吐出流量を制御するコントローラ２４とを備えた油圧ショベル１００において、コントローラ２４は、走行用操作レバー２５ｂが操作された場合には、作業用操作レバー２５ａの操作の有無に関わらず、アシスト用切換弁１５ａ，１５ｃを閉位置に保持する。

【0063】

以上のように構成した本実施の形態によれば、片ロッド式油圧シリンダ１３（４，５，６）を閉回路ポンプ７と開回路ポンプ８，９の組み合わせで駆動する構成の油圧ショベル１００において、走行動作中に片ロッド式油圧シリンダ１３（４，５，６）を駆動する際に、片ロッド式油圧シリンダ１３（４，５，６）を閉回路ポンプ７のみで駆動するように制限することにより、開回路ポンプ８，９が走行用油圧モータ１６ａ，１６ｂの駆動に占有される。これにより、走行動作中に片ロッド式油圧シリンダ１３（４，５，６）を駆動しても走行速度は低下しないため、走行操作性が損なわれることがなくなる。

【0064】

また、本実施の形態に係る油圧ショベル１００は、チャージポンプ１０と、チャージポンプ１０の吐出ポートに接続されたチャージ流路４０と、チャージ流路４０に設けられたチャージリリーフ弁２３と、キャップ側流路４１およびロッド側流路４２とチャージ流路４０との間に設けられたチェック弁２０ａ，２０ｂと、キャップ側流路４１およびロッド側流路４２とチャージ流路４０との間に設けられたフラッシング弁２１とを備え、コントローラ２４は、片ロッド式油圧シリンダ１３（４，５，６）がチャージ流路４０から吸収する流量から片ロッド式油圧シリンダ１３（４，５，６）がチャージ流路４０に排出する流量を差し引いたチャージ流量がチャージポンプ１０の吐出流量以下となるように閉回路ポンプ７の吐出流量を補正する。これにより、チャージ圧力の低下が抑制されるため、キャビテーションによる信頼性の低下を防止することが可能となる。

【0065】

また、コントローラ２４は、片ロッド式油圧シリンダ１３（４，５，６）がチャージ流路４０に排出する流量とチャージポンプ１０の吐出流量との合計から片ロッド式油圧シリンダ１３（４，５，６）がチャージ流路４０から吸収する流量を差し引いたチャージリリーフ弁２３の通過流量が所定の流量以下となるように閉回路ポンプ７の吐出流量を補正する。これにより、チャージ圧力の上昇が抑制されるため、油圧シリンダ１３（４，５，６）の推力低下による操作性の悪化や、チャージポンプ１０の負荷増大による燃費の悪化を防ぐことが可能となる。

【0066】

以上、本発明の実施の形態について詳述したが、本発明は、上記した実施の形態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、上記した実施の形態は、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。

【符号の説明】

【0067】

１…ブーム、２…アーム、３…バケット、４…ブームシリンダ（片ロッド式油圧シリンダ）、５…アームシリンダ（片ロッド式油圧シリンダ）、６…バケットシリンダ（片ロッド式油圧シリンダ）、７…閉回路ポンプ、８，９…開回路ポンプ、１０…チャージポンプ、１１…動力源、１２…伝達装置、１３…油圧シリンダ（片ロッド式油圧シリンダ）、１３ａ…キャップ側室、１３ｂ…ロッド側室、１４…油タンク、１５ａ，１５ｃ…アシスト用切換弁、１５ｂ，１５ｄ…走行用切換弁、１６ａ，１６ｂ…走行用油圧モータ、１７ａ，１７ｂ…走行用流量制御弁、１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ…リリーフ弁、１９ａ，１９ｂ…ブリードオフ弁、２０ａ，２０ｂ…チェック弁、２１…フラッシング弁、２２ａ，２２ｂ…メインリリーフ弁、２３…チャージリリーフ弁、２４…コントローラ、２５ａ…作業用操作レバー、２５ｂ…走行用操作レバー、２８…ポンプ・バルブ指令補正部、２９…チャージ流量演算部、３０…チャージリリーフ弁通過流量演算部、３１…ポンプ流量指令補正部、３２…閾値記憶部、４０…チャージ流路、４１…キャップ側流路、４２…ロッド側流路、４３，４５…アシスト用流路、４４，４６…走行用流路、５１，５２…圧力センサ、１００…油圧ショベル（建設機械）、１０１…下部走行体（走行体）、１０２…上部旋回体、１０３…フロント装置（作業装置）、１０４…キャブ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】