(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】2024-02-16
(45)【発行日】2024-02-27
(54)【発明の名称】作業用車両の作動制御装置
(51)【国際特許分類】
F15B 11/00 20060101AFI20240219BHJP
F15B 11/16 20060101ALI20240219BHJP
F15B 11/042 20060101ALI20240219BHJP
F15B 11/05 20060101ALI20240219BHJP
F15B 11/02 20060101ALI20240219BHJP
E02F 9/20 20060101ALI20240219BHJP
【ＦＩ】
F15B11/00 B
F15B11/16 B
F15B11/042
F15B11/05 A
F15B11/02 E
E02F9/20 C
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2021178942
(22)【出願日】2021-11-01
(65)【公開番号】P2023067566
(43)【公開日】2023-05-16
【審査請求日】2023-06-15
(73)【特許権者】
【識別番号】000150154
【氏名又は名称】株式会社竹内製作所
(74)【代理人】
【識別番号】100092897
【弁理士】
【氏名又は名称】大西 正悟
(74)【代理人】
【識別番号】100157417
【弁理士】
【氏名又は名称】並木 敏章
(74)【代理人】
【識別番号】100218095
【弁理士】
【氏名又は名称】山崎 一夫
(72)【発明者】
【氏名】粂内 健吾
(72)【発明者】
【氏名】小林 佑太
(72)【発明者】
【氏名】奥谷 俊平
(72)【発明者】
【氏名】清水 宏一
【審査官】藤原 弘
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２０－１６９７０８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－２２７１０３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１０５４８７（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１５／０３６１９９５（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ１５Ｂ １１／００－１１／２２
Ｆ１５Ｂ ２１／１４
Ｅ０２Ｆ ９／２０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
油圧作動装置を備えた作業用車両において、前記油圧作動装置を駆動するための油圧アクチュエータと、
前記油圧アクチュエータを作動させて前記油圧作動装置を駆動させるために作業者により操作される操作装置と、
前記油圧アクチュエータの駆動のために必要な作動油を送り出す作動油供給源と、
前記操作装置の操作に応じて前記作動油供給源から送り出す油量を制御する送出油量制御装置と、を備え、
前記作動油供給源は油圧ポンプを備え、
前記送出油量制御装置は、前記油圧ポンプ側の油圧と前記油圧アクチュエータ側の油圧との差圧を生じさせるロードセンシング用絞りを用いることなく、前記操作装置の操作に応じて前記油圧ポンプの吐出油量制御を行い、前記油圧アクチュエータを前記操作装置の操作に応じた速度で作動させるために必要な油量を前記油圧ポンプから送り出すように供給油量制御を行う構成であり、
前記油圧ポンプから前記油圧アクチュエータに至る流路中に設けられ、前記操作装置の操作に応じてその流路面積を制御する作動油供給制御装置を備え、
前記作動油供給制御装置は、前記必要な油量の作動油を制限無く通すが、前記必要な油量を超える作動油の供給を制限するように前記操作装置の操作に応じて前記流路面積を設定する制御を行うことを特徴とする作業用車両の作動制御装置。
【請求項2】
前記作動油供給制御装置は、前記油圧ポンプから前記油圧アクチュエータに至る油路中に設けられた作動油供給制御バルブから構成されることを特徴とする請求項１に記載の作業用車両の作動制御装置。
【請求項3】
複数の作動を行う油圧作動装置を備えた作業用車両において、前記油圧作動装置による複数の作動を行わせるための複数の油圧アクチュエータと、
前記複数の油圧アクチュエータを選択的にもしくは複合的に作動させて前記油圧作動装置を駆動させるために作業者により操作される複数の操作が可能な操作装置と、
前記複数の油圧アクチュエータの駆動のために必要な作動油を送り出す作動油供給源と、
前記操作装置の操作に応じて前記作動油供給源から送り出す油量を制御する送出油量制御装置と、を備え、
前記作動油供給源は油圧ポンプを備え、
前記送出油量制御装置は、前記油圧ポンプ側の油圧と前記油圧アクチュエータ側の油圧との差圧を生じさせるロードセンシング用絞りを用いることなく、前記操作装置の操作に応じて前記油圧ポンプの吐出油量制御を行い、前記複数の油圧アクチュエータをそれぞれ前記操作装置の操作に応じた速度で作動させるために必要な油量の合計油量に対応する油量を、前記油圧ポンプから送り出すように供給油量制御を行い、
前記作動油供給源から前記複数の油圧アクチュエータのそれぞれに至る複数の流路中にそれぞれ設けられ、前記操作装置の対応する操作に応じてその流路面積を制御する複数の作動油供給制御装置を備え、
前記複数の作動油供給制御装置はそれぞれ、前記操作装置の対応する操作に応じてその流路面積を制御し、前記操作装置の対応する操作に応じた前記油圧アクチュエータの作動速度とするための必要油量の作動油を制限無く通すが、前記必要油量を超える作動油の供給を制限するように前記流路面積を前記操作装置の操作に応じて制御することを特徴とする作業用車両の作動制御装置。
【請求項4】
前記操作装置が複合的に操作されて前記複数の油圧アクチュエータが複合的に作動される制御が行われたときに、前記複数の油圧アクチュエータに供給される作動油圧が低い方の前記油圧アクチュエータへの供給油量を制限して供給油量バランスをとる圧力補償弁が、前記複数の作動油供給制御装置にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項３に記載の作業用車両の油圧制御装置。
【請求項5】
前記作動油供給制御装置は、前記油圧ポンプから前記複数の油圧アクチュエータに至る複数の油路中にそれぞれ設けられた複数の作動油供給制御バルブから構成されることを特徴とする請求項３もしくは４に記載の作業用車両の作動制御装置。
【請求項6】
前記作動油供給源が、前記油圧ポンプを駆動する電気モータを備え、
前記送出油量制御装置は、前記電気モータの回転数制御を行って前記油圧ポンプの吐出油量制御を行うことを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の作業用車両の作動制御装置。
【請求項7】
前記油圧ポンプは固定容量型の油圧ポンプであることを特徴とする請求項６に記載の作業用車両の作動制御装置。
【請求項8】
前記油圧ポンプは可変容量型の油圧ポンプであることを特徴とする請求項６に記載の作業用車両の作動制御装置。
【請求項9】
前記作動油供給源が前記油圧ポンプを駆動するエンジンを備え、前記油圧ポンプが前記エンジンにより駆動される可変容量型の油圧ポンプから構成され、前記送出油量制御装置は、前記油圧ポンプの可変容量制御を行って前記油圧ポンプの吐出油量制御を行うことを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の作業用車両の作動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、作業用車両の作動制御装置、特に油圧アクチュエータを備えた作業用車両の作動制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
昨今、温暖化対策として、内燃機関を電気モータに代えて用いて二酸化炭素の排出量を減らす対応が採られている。油圧ショベル（エクスカベータ）などの作業用車両においても、電気モータ駆動を用いたものが開発されており、徐々に市場に投入されつつある。このような状況下において、電気モータはバッテリ容量との関係で決まる運転時間が内燃機関に比べて短いという問題があり、電気モータの駆動必要電力をできる限り小さくすることが求められる。
【0003】
例えば、本出願人の出願に係る特許文献１には、２個の電動モータを備え、第１電動モータにより駆動される油圧ポンプからの作動油を用いて走行モータおよびショベル装置の油圧シリンダ（ブームシリンダ等）を作動させ、第２電動モータにより駆動される油圧ポンプからの作動油を用いて旋回モータおよびブレードシリンダを作動させるとともにパイロット圧を生成するように構成された油圧ショベルが開示されている。この油圧ショベルでは、走行およびショベル装置の作動だけのときには第２電動モータ（旋回等のための電動モータ）の回転速度（単位時間当たりの回転数）を低く抑え、旋回およびブレードの作動だけのときには第１電動モータ（走行等のための電動モータ）の回転速度を低く抑えることが可能であるため、２個の電動モータでのエネルギー消費を抑えることができるようになっている。
【0004】
このような従来の油圧ショベルに用いられている作動制御装置では、油圧ポンプ側の油圧と油圧アクチュエータ側の油圧との差に基づいて油圧ポンプからの吐出流量を決めるというフィードバック制御により油圧ポンプからの吐出流量を制御しているので、制御応答性が比較的遅いという傾向がある。そのため、吐出流量の制御において、差圧が急に変化する状況では制御遅れが生じてハンチングが起こり易く、差圧が僅かしか変化しない状況では応答性が悪くなり易いという課題がある。このようなことに鑑みて、これも本出願人の出願に係るものであるが、特許文献２には、油圧ポンプからの吐出流量の制御においてハンチングや応答性の低下を防止しつつ吐出流量を制御することができる作動制御装置を用いた油圧ショベルが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特許第５０９６４１７号公報
【文献】特開２０２０－１６９７０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献２に開示の作動制御装置では、操作装置の操作量に応じて油圧ポンプから送り出す油量制御を行って応答性の低下を防止しているが、この作動制御装置を提案したときの油圧ショベルにおいては、油圧ポンプ側の油圧と油圧アクチュエータ側の油圧との差に基づいて油圧ポンプからの吐出流量を制御するフィードバック制御を行うことができる構成となっていた。すなわち、上記差圧を発生させるためのロードセンシング用絞り機能を用いた油圧制御バルブを用いていた。このため、ロードセンシング用絞りにより上記油圧差が生じるため、この油圧差に対応して油圧ポンプの側の吐出油圧が高くなり、それだけ
油圧ポンプの必要駆動力が高くなって、油圧ポンプを駆動する電気モータの必要電力が大きくなるという問題があった。
油圧ポンプの必要駆動力が高くなって、油圧ポンプを駆動する電気モータの必要電力が大きくなるという問題があった。
【0007】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、ロードセンシング用絞り機能を廃止しつつ、操作装置の操作量に応じて油圧ポンプの吐出油量制御を適切に行うことができ、油圧ポンプ駆動のための必要エネルギーを抑えることができるような構成の作業用車両の作動制御装置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】
【0008】
上記目的を達成するため、第１の本発明に係る作動制御装置は、油圧作動装置（例えば、実施形態におけるクローラ機構１５、上部旋回体２０、ショベル装置３０）を備えた作業用車両（例えば、実施形態における油圧ショベル１）において、前記油圧作動装置を駆動するための油圧アクチュエータ（例えば、実施形態における走行モータ１６Ｌ，１６Ｒ、スイングシリンダ３４、ブームシリンダ３６、アームシリンダ３７、バケットシリンダ３８、ブレードシリンダ１９）と、前記油圧アクチュエータを作動させて前記油圧作動装置を駆動させるために作業者（オペーレータ）により操作される操作装置（例えば、操作装置１６０）と、前記油圧アクチュエータの駆動のために必要な作動油を送り出す作動油供給源（例えば、実施形態における第１油圧ポンプＰ１および第１電動モータＭ１）と、前記操作装置の操作に応じて前記作動油供給源から送り出す油量を制御する送出油量制御装置（例えば、第１電動モータＭ１の回転制御を行うコントローラ１５０）と、を備える。さらに、前記作動油供給源は油圧ポンプを備え、前記送出油量制御装置は前記油圧ポンプ側の油圧と前記油圧アクチュエータ側の油圧との差圧を生じさせるロードセンシング用絞りを用いることなく、前記操作装置の操作に応じて前記油圧ポンプの吐出油量制御を行い、前記油圧アクチュエータを前記操作装置の操作に応じた速度で作動させるために必要な油量を前記油圧ポンプから送り出すように供給油量制御を行う構成であり、前記油圧ポンプから前記油圧アクチュエータに至る流路中に設けられ、前記操作装置の操作に応じてその流路面積を制御する作動油供給制御装置を備え、前記作動油供給制御装置は、前記必要な油量の作動油を制限無く通すが、前記必要な油量を超える作動油の供給を制限するように前記操作装置の操作に応じて前記流路面積を設定する制御を行う。
【0010】
さらに、上記構成の作動制御装置において、好ましくは、前記作動油供給制御装置は、前記油圧ポンプから前記油圧アクチュエータに至る油路中に設けられた作動油供給制御バルブから構成される。
【0011】
第２の本発明に係る作動制御装置は、複数の作動を行う油圧作動装置を備えた作業用車両において、前記油圧作動装置による複数の作動を行わせるための複数の油圧アクチュエータと、前記複数の油圧アクチュエータを選択的にもしくは複合的に作動させて前記油圧作動装置を駆動させるために作業者（オペーレータ）により操作される複数の操作が可能な操作装置と、前記複数の油圧アクチュエータの駆動のために必要な作動油を送り出す作動油供給源と、前記操作装置の操作に応じて前記作動油供給源から送り出す油量を制御する送出油量制御装置と、を備える。さらに、前記作動油供給源は油圧ポンプを備え、前記送出油量制御装置は、前記油圧ポンプ側の油圧と前記油圧アクチュエータ側の油圧との差圧を生じさせるロードセンシング用絞りを用いることなく、前記操作装置の操作に応じて前記油圧ポンプの吐出油量制御を行い、前記複数の油圧アクチュエータをそれぞれ前記操作装置の操作に応じた速度で作動させるために必要な油量の合計油量に対応する油量を、前記油圧ポンプから送り出すように供給油量制御を行い、前記作動油供給源から前記複数の油圧アクチュエータのそれぞれに至る複数の流路中にそれぞれ設けられ、前記操作装置の対応する操作に応じてその流路面積を制御する複数の作動油供給制御装置を備え、前記複数の作動油供給制御装置はそれぞれ、前記操作装置の対応する操作に応じてその流路面積を制御し、前記操作装置の対応する操作に応じた前記油圧アクチュエータの作動速度とするための必要油量の作動油を制限無く通すが、前記必要油量を超える作動油の供給を制限するように前記操作装置の操作に応じて前記流路面積を設定する制御を行う。
【0012】
上記構成の作動制御装置において、好ましくは、前記複数の操作装置が複合的に操作されて前記複数の油圧アクチュエータが複合的に作動される制御が行われたときに、前記複数の油圧アクチュエータに供給される作動油圧が低い方の前記油圧アクチュエータへの供給油量を制限して供給油量バランスをとる圧力補償弁が、前記複数の作動油供給制御装置にそれぞれ設けられている。
【0013】
上記構成の作動制御装置において、好ましくは、前記作動油供給制御装置は、前記油圧ポンプから前記複数の油圧アクチュエータに至る複数の油路中にそれぞれ設けられた複数の作動油供給制御バルブから構成される。
【0014】
上記構成の作動制御装置において、好ましくは、前記作動油供給源が、前記油圧ポンプを駆動する電気モータを備え、前記送出油量制御装置は、前記電気モータの回転数制御を行って前記油圧ポンプの吐出油量制御を行う。この場合において、前記油圧ポンプは固定容量型の油圧ポンプであることが好ましい。また、前記油圧ポンプは可変容量型の油圧ポンプであっても良い。
【0015】
上記構成の作動制御装置において、前記作動油供給源が、前記油圧ポンプを駆動するエンジンを備え、前記油圧ポンプが前記エンジンにより駆動される可変容量型の油圧ポンプから構成され、前記送出油量制御装置は、前記油圧ポンプの可変容量制御を行って前記油圧ポンプの吐出油量制御を行うようにしても良い。
【発明の効果】
【0016】
第１の本発明に係る作業用車両の作動制御装置によれば、前記送出油量制御装置は、前記操作装置の操作に応じて前記作動油供給源から送り出す油量を制御し、前記操作装置の操作に応じた前記油圧アクチュエータの作動速度とするための必要油量を前記作動油供給源から送り出すように供給油量制御を行うので、ロードセンシング用絞りを廃止することができるとともに、操作装置の操作量に応じて油圧ポンプの吐出油量制御を適切に行うことができ、油圧ポンプ駆動のための必要エネルギーを必要最小限に抑えることができる。
【0017】
第２の本発明に係る作業用車両の作動制御装置によれば、前記送出油量制御装置は、前記複数の油圧アクチュエータをそれぞれ前記操作装置の操作に応じた速度で作動させるために必要な油量の合計油量に対応する油量を、前記作動油供給源から送り出すように供給油量制御を行い、前記複数の作動油供給制御装置はそれぞれ、前記操作装置の対応する操作に応じてその流路面積を制御し、前記操作装置の対応する操作に応じた前記油圧アクチュエータの作動速度とするための必要油量の作動油を制限無く通すが、前記必要油量を超える作動油の供給を制限するように前記操作装置の操作に応じて前記流路面積を設定する制御を行うので、ロードセンシング用絞りを廃止することができるとともに、操作装置の操作量に応じて油圧ポンプの吐出油量制御を適切に行うことができ、油圧ポンプ駆動のための必要エネルギーを必要最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本発明に係る作動制御装置を備えた油圧ショベルの斜視図である。
【図2】本発明に係る作動制御装置を示す油圧回路図である。
【図3】本発明に係る作動制御装置の具体例として、ブームシリンダおよびバケットシリンダの作動制御を行う部分の作動制御装置を示す油圧回路図である。
【図6】ブーム制御バルブにおけるスプールストローク（ＳＴ１）とバルブ開口面積（Ａ１）との関係を示すグラフである。
【図7】バケット制御バルブにおけるスプールストローク（ＳＴ２）とバルブ開口面積（Ａ２）との関係を示すグラフである。
【図8】ブーム制御バルブおよびバケット制御バルブの複合作動の場合におけるスプールストローク（ＳＴ１、ＳＴ２）とバルブ開口面積（Ａ１、Ａ２）との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。本実施形態では、本発明に係る作動制御装置を備えた作業用車両として、クローラ式の油圧ショベル（エクスカベータ）を例にして説明する。まず、油圧ショベル１の全体構成について主に図１を参照して説明する。
【0020】
油圧ショベル１は、図１に示すように、走行可能に構成された下部走行体１０と、下部走行体１０の上部に水平旋回可能に設けられた上部旋回体２０と、上部旋回体２０の前部に設けられたショベル装置３０とを有して構成される。下部走行体１０、上部旋回体２０およびショベル装置３０は油圧アクチュエータにより駆動される。
【0021】
下部走行体１０は、駆動輪、複数の従動輪および、これらの車輪に掛け回された履帯１３を有する左右一対のクローラ機構１５を、走行体フレーム１１の左右両側にそれぞれ備える。左右のクローラ機構１５は、駆動輪を回転駆動する左右の走行モータ１６Ｌ，１６Ｒ（油圧アクチュエータ）を有する。下部走行体１０は、左右の走行モータ１６Ｌ，１６Ｒの回転方向および回転速度を制御することにより任意の方向および速度で走行可能である。走行体フレーム１１の前部には、上下揺動自在にブレード１８が設けられている。ブレード１８は、走行体フレーム１１との間に跨設されたブレードシリンダ１９（油圧アクチュエータ）を伸縮作動させることにより上下揺動可能である。
【0022】
走行体フレーム１１の上部中央には旋回機構が設けられている。この旋回機構は、走行体フレーム１１に固定された内輪と、上部旋回体２０に固定された外輪と、上部旋回体２０に設けられた旋回モータ２６（油圧アクチュエータ、図２を参照）と、上部旋回体２０に設けられた油圧ポンプから下部走行体１０に設けられた左右の走行モータ１６Ｌ，１６Ｒおよびブレードシリンダ１９に作動油を供給するための配管類およびスイベルジョイントとを有する。上部旋回体２０は、この旋回機構を介して走行体フレーム１１に水平旋回自在に取り付けられ、旋回モータ２６を正転または逆転作動させることにより、下部走行体１０に対して左右方向に旋回可能である。
【0023】
上部旋回体２０の前部には、前方に突出する本体側ブラケット２２が設けられている。ショベル装置３０は、本体側ブラケット２２に上下軸を中心に左右方向に揺動自在に取り付けられたブームブラケット３９と、ブームブラケット３９に第１揺動ピン３５ａにより上下揺動自在（起伏動自在）に取り付けられたブーム３１と、ブーム３１の先端部に第２揺動ピン３５ｂにより上下揺動自在（屈伸動自在）に取り付けられたアーム３２と、アーム３２の先端部に設けられたリンク機構３３とにより構成されている。ショベル装置３０は、さらに、上部旋回体２０とブームブラケット３９の間に跨設されたスイングシリンダ３４（油圧アクチュエータ）と、ブームブラケット３９とブーム３１の間に跨設されたブームシリンダ３６（油圧アクチュエータ）と、ブーム３１とアーム３２の間に跨設されたアームシリンダ３７（油圧アクチュエータ）と、アーム３２とリンク機構３３の間に跨設されたバケットシリンダ３８（油圧アクチュエータ）とにより構成されている。
【0024】
ブームブラケット３９は、スイングシリンダ３４を伸縮作動させることにより上部旋回体２０（本体側ブラケット２２）に対して左右方向に揺動可能である。ブーム３１は、ブームシリンダ３６を伸縮作動させることにより本体側ブラケット２２（上部旋回体２０）に対して上下方向に揺動可能（起伏動可能）である。アーム３２は、アームシリンダ３７
を伸縮作動させることによりブーム３１に対して上下方向に揺動可能（屈伸動可能）である。
を伸縮作動させることによりブーム３１に対して上下方向に揺動可能（屈伸動可能）である。
【0025】
アーム３２およびリンク機構３３の先端部には、バケット、ブレーカ、圧砕機、カッター、オーガ装置等の油圧作動装置としての各種アタッチメントを上下方向に揺動自在に取り付けることが可能になっている。アーム３２の先端部に取り付けられたアタッチメントは、バケットシリンダ３８を伸縮作動させることによりリンク機構３３を介してアーム３２に対して上下揺動可能である。これらのアタッチメントの油圧アクチュエータに作動油を供給するための油圧ホースを接続可能な第１～第３アタッチメント接続ポート４１～４３が、アーム３２の左右両側面に配設されている。なお、以下においては、アーム３２およびリンク機構３３の先端部にバケットを取り付け、バケットシリンダ３８によりバケットを揺動作動させるように構成したショベル装置３０を例にして説明する。
【0026】
上部旋回体２０は、前部に本体側ブラケット２２が設けられる旋回フレーム２１と、旋回フレーム２１上に設けられるオペレータキャビン２３とにより構成される。オペレータキャビン２３は、略矩形箱状に形成されて内部にオペレータ（作業者）が搭乗可能な操作室を形成し、左側部に横開き開閉可能なキャビンドア２４が設けられている。オペレータキャビン２３の内部には、オペレータが前方側を向いて着座するオペレータシートと、油圧ショベル１における各種の車両情報を表示するディスプレイ装置と、オペレータによって操作される各種の操作スイッチとが設けられている。また、オペレータキャビン２３の内部には、油圧アクチュエータを作動させるためにオペーレータが操作する操作装置１６０（図２を参照）が設けられている。操作装置１６０は、オペレータにより操作される際の操作部として、下部走行体１０の走行操作を行う左右の走行操作レバーまたは走行操作ペダル（いずれも図示略）と、上部旋回体２０およびショベル装置３０の作動操作を行う左右の作業操作レバー１６１,１６２（図２を参照）と、ブレード１８の作動操作を行う
ブレード操作レバー（図示略）を有している。
ブレード操作レバー（図示略）を有している。
【0027】
油圧ショベル１においては、オペレータがオペレータキャビン２３内に搭乗し、左右の走行操作レバー（もしくは走行操作ペダル）を前後に傾動操作することにより、その操作方向および操作量に応じて左右のクローラ機構１５（走行モータ１６Ｌ，１６Ｒ）を駆動させて油圧ショベル１を走行させることができる。また、左右の作業操作レバー１６１,
１６２を前後左右に傾動操作することにより、その操作方向および操作量に応じて上部旋回体２０およびショベル装置３０を駆動させて掘削等の作業を行うことができる。
１６２を前後左右に傾動操作することにより、その操作方向および操作量に応じて上部旋回体２０およびショベル装置３０を駆動させて掘削等の作業を行うことができる。
【0028】
旋回フレーム２１の前部には、ホーン装置２８が設けられている。オペレータキャビン２３内のホーンスイッチを押圧操作することにより、ホーン装置２８から油圧ショベル１の周囲に注意を促す警告音を発生させることができるようになっている。旋回フレーム体２０の後部には、オペレータキャビン２３の後方の位置に、後述する作動制御装置１００の主要部が搭載される搭載室が設けられている。この搭載室の後壁を形成するように曲面形状のカウンターウエイト２９が設けられている。
【0029】
作動制御装置１００は、図２に示すように、作動油タンクＴと、左右の走行モータ１６Ｌ，１６Ｒ、ショベル装置３０の作動用の油圧アクチュエータ等を作動させるための作動油を吐出する固定容量型の第１油圧ポンプＰ１と、旋回モータ２６を作動させるための作動油を吐出する固定容量型の旋回用油圧ポンプＰ２と、第１油圧ポンプＰ１から吐出された作動油を左右の走行モータ１６Ｌ，１６Ｒ、ショベル装置３０の作動用の油圧アクチュエータ等に供給するときにおける作動油の供給方向および流量を制御する制御バルブユニット１１０と、旋回用油圧ポンプＰ２から吐出されて旋回モータ２６に供給する作動油の供給方向を制御する旋回制御バルブ１２１と、制御バルブユニット１１０および旋回制御バルブ１２１の作動をそれぞれ制御するためのパイロット圧を供給するパイロット圧供給
バルブユニット１３０を備えている。
バルブユニット１３０を備えている。
【0030】
制御バルブユニット１１０は、左右の走行モータ１６Ｌ，１６Ｒ、ブームシリンダ３６、アームシリンダ３７、バケットシリンダ３８、スイングシリンダ３４、ブレードシリンダ１９、および第１～第３アタッチメント接続ポート４１～４３にそれぞれ供給する作動油の給排及び供給方向並びに流量を制御する制御バルブ類を備える。これら制御バルブ類として、左右の走行制御バルブ１１１，１１２と、ブーム制御バルブ１１３と、アーム制御バルブ１１４と、バケット制御バルブ１１５と、スイング制御バルブ１１６と、ブレード制御バルブ１１７と、アタッチメント制御バルブ１１８とを有している。これらの制御バルブ１１１～１１８はそれぞれ、パイロット圧供給バルブユニット１３０から供給されるパイロット圧により内蔵されたスプールが移動され、そのスプールの移動により各油圧アクチュエータに供給する作動油の給排及び供給方向並びに流量を制御可能となっている。
【0031】
旋回制御バルブ１２１においては、制御バルブ１１１～１１８と同様に、パイロット圧供給バルブユニット１３０から供給されるパイロット圧により内蔵されたスプールが移動される。旋回制御バルブ１２１においては、そのスプールの移動により旋回モータ２６に供給する作動油の給排及び供給方向のみを切替制御する。旋回モータ２６に供給する作動油の流量制御（すなわち上部旋回体２０の旋回速度制御）は、第２電動モータＭ２の回転制御によって行われる。
【0032】
パイロット圧供給バルブユニット１３０は、第１油圧ポンプＰ１の吐出口から制御バルブユニット１１０に繋がるポンプ油路Ｌ１から分岐した分岐油路Ｌ２に設けられている。分岐油路Ｌ２には、パイロット圧供給バルブユニット１３０によってパイロット圧を生成するために必要な油圧を保つためのチェックバルブ１３５が設けられている。パイロット圧供給バルブユニット１３０は、第１油圧ポンプＰ１から吐出される作動油を用いて、オペレータキャビン２３内に設けられた走行操作レバー（走行操作ペダル）、作業操作レバー１６１,１６２およびブレード操作レバーのそれぞれの操作方向および操作量に応じた
パイロット圧を生成し、対応する制御バルブに供給する。パイロット圧供給バルブユニット１３０は、対応する制御バルブにパイロット圧を供給するための電磁比例式の複数のパイロット圧供給バルブを有する。
パイロット圧を生成し、対応する制御バルブに供給する。パイロット圧供給バルブユニット１３０は、対応する制御バルブにパイロット圧を供給するための電磁比例式の複数のパイロット圧供給バルブを有する。
【0033】
作動制御装置１００は、さらに、第１油圧ポンプＰ１を駆動する第１電動モータＭ１と、旋回用油圧ポンプＰ２を駆動する第２電動モータＭ２と、外部電源等によって充電可能なバッテリ１０５（蓄電池）と、バッテリ１０５からの直流電力を交流電力に変換して周波数および電圧の大きさを変えるインバータ１０６と、第１油圧ポンプＰ１から吐出される作動油圧（ポンプ圧）を検出する第１圧力センサＳ１と、各種の制御（詳細後述）を行うコントローラ１５０と、上述の操作装置１６０を備えている。
【0034】
第１および旋回用油圧ポンプＰ１，Ｐ２はそれぞれ、固定容量型の油圧ポンプであり、第１および第２電動モータＭ１，Ｍ２の回転速度に応じた流量の作動油を吐出する。すなわち、第１および第２電動モータＭ１，Ｍ２の回転速度を制御して、第１および旋回用油圧ポンプＰ１，Ｐ２の吐出油量制御が可能である。なお、これらポンプとして可変容量型の油圧ポンプを用いても良い。
【0035】
次に、コントローラ１５０による制御内容について説明する。上述したように、オペレータキャビン２３内に搭乗したオペレータが、操作装置１６０を構成する作業操作レバー１６１,１６２を前後左右に傾動操作することにより、その操作方向および操作量に応じ
て上部旋回体２０およびショベル装置３０を駆動させて掘削等の作業を行うことができるようになっている。以下においては、作業操作レバー１６１,１６２において、ブーム作
動レバー操作およびバケット作動レバー操作を行う制御を、図２に加えて図３を参照して説明する。なお、図３は、コントローラ１５０がブームシリンダ３６およびバケットシリンダ３８の作動制御を行う際の制御内容を説明するための油圧回路図である。図３では図２の制御装置からブームシリンダ３６およびバケットシリンダ３８の作動制御の説明に必要な構成要素を抜粋して示している。
て上部旋回体２０およびショベル装置３０を駆動させて掘削等の作業を行うことができるようになっている。以下においては、作業操作レバー１６１,１６２において、ブーム作
動レバー操作およびバケット作動レバー操作を行う制御を、図２に加えて図３を参照して説明する。なお、図３は、コントローラ１５０がブームシリンダ３６およびバケットシリンダ３８の作動制御を行う際の制御内容を説明するための油圧回路図である。図３では図２の制御装置からブームシリンダ３６およびバケットシリンダ３８の作動制御の説明に必要な構成要素を抜粋して示している。
【0036】
作業操作レバー１６１,１６２は、ジョイスティックタイプの操作レバーであり、ブー
ム作動レバー操作（例えば、作業操作レバー１６１を前後傾動させる操作）およびバケット作動レバー操作（例えば、作業操作レバー１６２を左右傾動させる操作）が行われると、これらの操作に対応する操作出力信号をコントローラ１５０に出力する。具体的には、ブーム作動レバー操作が行われた場合にはブームシリンダ３６を作動させるための操作出力信号を出力し、バケット作動レバー操作が行われた場合にはバケットシリンダ３８を作動させるための操作出力信号を出力する。これらレバー操作は、その操作量（操作ストローク）に応じて操作量が大きいほど信号レベル（例えば電圧値や電流値）が高い操作出力信号を出力するように構成されている。
ム作動レバー操作（例えば、作業操作レバー１６１を前後傾動させる操作）およびバケット作動レバー操作（例えば、作業操作レバー１６２を左右傾動させる操作）が行われると、これらの操作に対応する操作出力信号をコントローラ１５０に出力する。具体的には、ブーム作動レバー操作が行われた場合にはブームシリンダ３６を作動させるための操作出力信号を出力し、バケット作動レバー操作が行われた場合にはバケットシリンダ３８を作動させるための操作出力信号を出力する。これらレバー操作は、その操作量（操作ストローク）に応じて操作量が大きいほど信号レベル（例えば電圧値や電流値）が高い操作出力信号を出力するように構成されている。
【0037】
このようにブームおよびバケット作動レバー操作に応じて出力される操作出力信号はコントローラ１５０に送られ、インバータ１０６を介して第１電動モータＭ１の駆動回転数制御が行われる。さらに、この操作出力信号を受けたコントローラ１５０により、パイロット圧供給バルブユニット１３０の作動制御も行われる。これにより、パイロット圧供給バルブユニット１３０によるパイロット圧の供給を受けて、ブーム制御バルブ１１３およびバケット制御バルブ１１５の作動制御が行われ、ブームシリンダ３６およびバケットシリンダ３８の作動が制御される。これらの制御を、以下図３～図５を参照して、詳しく説明する。
【0038】
まず、図３の油圧回路図に示す作動制御装置について説明する。ここに示す作動制御装置においては、図２に示すように、コントローラ１５０がインバータ１０６を介して第１電動モータＭ１の回転駆動制御を行う。このようにして第１電動モータＭ１により回転駆動制御が行われと、第１油圧ポンプＰ１により、タンクＴの作動油がポンプ油路Ｌ１に吐出される。ポンプ油路Ｌ１は第１分岐ポンプ油路Ｌ１１と第２分岐ポンプ油路Ｌ１２に分岐して繋がっており、第２分岐ポンプ油路Ｌ１２はフィードバック油路Ｌ２０の油圧を受けて作動されるアンロード弁６０と繋がる。このため、ポンプ油路Ｌ１、第１および第２分岐ポンプ油路Ｌ１１、Ｌ１２内の油圧はアンロード弁６０によりフィードバック油路Ｌ２０の油圧に応じて設定される。なお、フィードバック油路Ｌ２０の油圧については後述する。アンロード弁６０から排出される油はタンク油路ＬＴに流れ出し、タンク油路ＬＴを通ってタンクＴに戻される。
【0039】
第１分岐ポンプ油路Ｌ１１に繋がってブーム第１油路Ｌ３１が設けられており、このブーム第１油路Ｌ３１はブーム制御バルブ１１３に繋がる。ブーム制御バルブ１１３は、６つのライン（ブーム第１～ブーム第６油路Ｌ３１～Ｌ３６）が繋がる６つのポートを有した３ポジション切換バルブである。ブーム第２油路Ｌ３２はブーム圧力補償弁７０の入口ポートに繋がり、ブーム第３油路Ｌ３３はブーム圧力補償弁７０の出口ポートに繋がり、ブーム第４油路Ｌ３４はブームシリンダ３６のボトム側油室に繋がり、ブーム第５油路Ｌ３５はブームシリンダ３６のロット側油室に繋がり、ブーム第６油路Ｌ３６はタンク油路ＬＴに繋がる。ブーム第２油路Ｌ３２はチェック弁７３を有したブームパイロット油路Ｌ３７を介してフィードバック油路Ｌ２０と繋がる。このチェック弁７３は、フィードバック油路Ｌ２０内の油圧がブーム第２油路Ｌ３２内の油圧より高いときには閉止され、逆の圧力関係のときに開放される。ブーム第３油路Ｌ３３にはチェック弁７４が設けられており、逆流が防止される。
【0040】
ブーム制御バルブ１１３は、その両端（図３における上下端）にパイロットポート１１３ａ、１１３ｂが設けられており、これらパイロットポート１１３ａ、１１３ｂにパイロット圧供給油路Ｌ４１、Ｌ４２が繋がる。パイロット圧供給油路Ｌ４１、Ｌ４２には、パイロット圧供給バルブユニット１３０から、ブーム作動レバー操作に応じてブーム用パイロット油圧が供給され、ブーム制御バルブ１１３の作動が制御される。図３には、ブーム作動レバー操作が行われず、ブーム作動レバーが中立位置で、パイロット圧供給油路Ｌ４１、Ｌ４２にパイロット圧が供給されず、ブーム制御バルブ１１３が中立位置に位置した状態を示している。この状態では図示のように、６つのライン（ブーム第１～ブーム第６油路Ｌ３１～Ｌ３６）が繋がる６つのポートは全て閉止状態となる。
【0041】
次に、ブーム作動レバー操作が行われてパイロット圧供給バルブユニット１３０からパイロット圧供給油路Ｌ４１を介してパイロットポート１１３ａにパイロット圧が供給された場合について説明する。パイロットポート１１３ａにパイロット圧が供給されると、ブーム制御バルブ１１３は図３において下動される。この状態を図４および図５に示しており、ブーム第１油路Ｌ３１がブーム第２油路Ｌ３２と連通する。このときの連通開度はパイロット圧の大きさ（すなわち、ブーム作動レバー操作の操作量の大きさ）に応じて変化するように設定されている。すなわち、ブーム制御バルブ１１３において、パイロット圧を受けてスプールが移動し、その開口面積（ブーム第１油路Ｌ３１とブーム第２油路Ｌ３２とが連通する面積）がスプール移動量（スプールストローク）に応じて変化する。
【0042】
この開口面積Ａ１は、スプールストロークＳＴ１に対して図６において実線で示すように設定されている。なお、スプールストロークＳＴ１は、パイロット圧の大きさ（すなわち、ブーム作動レバー操作の操作量の大きさ）に応じて変化する。従来のブーム制御バルブにおいて設定されていた関係を図６において破線で示している。このように従来においては、スプールストロークに対する開口面積を小さくしてこの部分で所定の差圧が生じるようにロードセンシング用絞り機能を持たせていた。しかし、本実施例のブーム制御バルブ１１３では、後述するように、ブーム作動レバー操作の操作量の大きさに対応したポンプ吐出量となるように制御するため、この部分で差圧を生じさせる必要性がなく、開口面積を大きくしてロードセンシング用絞り機能を用いない構成としている。すなわち、図６に示す開口面積Ａ１は、ブーム作動レバー操作の操作量の大きさに対応して吐出量が制御される第１ポンプＰ１からの吐出油量をそのまま通過させることができるがそれ以上の流量は制限するような面積に設定されている。この意味から、ブーム制御バルブは油路切換機能が有れば良く、開口面積Ａ１を可変設定する必要性が無い。しかし、複数のバルブ作動が行われるようなとき（例えば、ブームおよびバケット作動レバー操作が同時に行われるようなとき）に、それぞれ対応するアクチュエータ（ブームシリンダ３６およびバケットシリンダ３８）にレバー操作量に応じた所望の流量の供給を行わせることができるように、図６に示すような設定としている。
【0043】
なお、ブーム制御バルブ１１３が下動された状態ではさらに、ブーム第３油路Ｌ３３がブーム第４油路Ｌ３４と連通し、ブーム第５油路Ｌ３５がブーム第６油路Ｌ３６と連通する。
【0044】
一方、上記とは逆方向のブーム作動レバー操作が行われてパイロット圧供給バルブユニット１３０からパイロット圧供給油路Ｌ４２を介してパイロットポート１１３ｂにパイロット圧が供給されると、ブーム制御バルブ１１３は図３において上動される。この結果、ブーム第１油路Ｌ３１がブーム第２油路Ｌ３２と連通し、ブーム第３油路Ｌ３３がブーム第５油路Ｌ３５と連通し、ブーム第４油路Ｌ３４がブーム第６油路Ｌ３６と連通する。
【0045】
ブーム圧力補償弁７０は２位置切換バルブであり、フィードバック油路Ｌ２０内の油圧を上端側に受け、ブーム第２油路Ｌ３２内の油圧を下端側に受ける。また、ブーム圧力補
償弁７０を上方に付勢するバネを有する。このため、フィードバック油路Ｌ２０内の油圧力が、ブーム第２油路Ｌ３２内の油圧にバネ付勢力を合わせた力より小さいときには、図示のように上動した状態となり、ブーム第２油路Ｌ３２とブーム第３油路Ｌ３３をそのまま連通させる。フィードバック油路Ｌ２０内の油圧が、ブーム第２油路Ｌ３２内の油圧にバネ付勢力を合わせた力より大きくなると、ブーム圧力補償弁７０は下動し、ブーム第２油路Ｌ３２とブーム第３油路Ｌ３３は、ブーム圧力補償絞り７１により絞られた状態で連通する。
償弁７０を上方に付勢するバネを有する。このため、フィードバック油路Ｌ２０内の油圧力が、ブーム第２油路Ｌ３２内の油圧にバネ付勢力を合わせた力より小さいときには、図示のように上動した状態となり、ブーム第２油路Ｌ３２とブーム第３油路Ｌ３３をそのまま連通させる。フィードバック油路Ｌ２０内の油圧が、ブーム第２油路Ｌ３２内の油圧にバネ付勢力を合わせた力より大きくなると、ブーム圧力補償弁７０は下動し、ブーム第２油路Ｌ３２とブーム第３油路Ｌ３３は、ブーム圧力補償絞り７１により絞られた状態で連通する。
【0046】
さらに、第１分岐ポンプ油路Ｌ１１に繋がってバケット第１油路Ｌ５１が設けられており、このバケット第１油路Ｌ５１はバケット制御バルブ１１５に繋がる。バケット制御バルブ１１５は、６つのライン（バケット第１～バケット第６油路Ｌ５１～Ｌ５６）が繋がる６つのポートを有した３ポジション切換バルブである。バケット第２油路Ｌ５２はバケット圧力補償弁８０の入口ポートに繋がり、バケット第３油路Ｌ５３はバケット圧力補償弁８０の出口ポートに繋がり、バケット第４油路Ｌ５４はバケットシリンダ３８のボトム側油室に繋がり、バケット第５油路Ｌ５５はバケットシリンダ３８のロット側油室に繋がり、バケット第６油路Ｌ５６はタンク油路ＬＴに繋がる。バケット第２油路Ｌ５２はチェック弁８３を有したバケットパイロット油路Ｌ５７を介してフィトーバック油路Ｌ２０と繋がる。このチェック弁８３は、フィードバック油路Ｌ２０内の油圧がバケット第２油路Ｌ５２内の油圧より高いときには閉止され、逆の圧力関係のときに開放される。バケット第３油路Ｌ５３にはチェック弁８４が設けられており、逆流が防止される。
【0047】
バケット制御バルブ１１５は、その両端（図３における上下端）にパイロットポート１１５ａ、１１５ｂが設けられており、これらパイロットポート１１５ａ、１１５ｂにパイロット圧供給油路Ｌ４５、Ｌ４６が繋がる。パイロット圧供給油路Ｌ４５、Ｌ４６には、パイロット圧供給バルブユニット１３０から、バケット作動レバー操作に応じてバケット用パイロット油圧が供給され、バケット制御バルブ１１５の作動が制御される。図３には、バケット作動レバー操作が行われず、バケット作動レバーが中立位置で、パイロット圧供給油路Ｌ４５、Ｌ４６にパイロット圧が供給されず、バケット制御バルブ１１５が中立位置に位置した状態を示している。この状態では図示のように、６つのライン（バケット第１～バケット第６油路Ｌ５１～Ｌ５６）が繋がる６つのポートは全て閉止状態となる。
【0048】
次に、バケット作動レバー操作が行われてパイロット圧供給バルブユニット１３０からパイロット圧供給油路Ｌ４５を介してパイロットポート１１５ａにパイロット圧が供給された場合について説明する。パイロット圧供給バルブユニット１３０からパイロット圧供給油路Ｌ４５を介してパイロットポート１１５ａにパイロット圧が供給されると、バケット制御バルブ１１５は図３において下動される（図５参照）。この結果、バケット第１油路Ｌ５１がバケット第２油路Ｌ５２と連通する。このときの連通開度はパイロット圧の大きさに（すなわち、バケット作動レバー操作の操作量の大きさ）応じて変化するように設定されている。すなわち、バケット制御バルブ１１５においてパイロット圧を受けてスプールが移動し、その開口面積（バケット第１油路Ｌ５１とバケット第２油路Ｌ５２とが連通する面積）がスプール移動量（スプールストローク）に応じて変化する。
【0049】
この開口面積Ａ２は、スプールストロークＳＴ２に対して図７において実線で示すように設定されている。なお、スプールストロークＳＴ２は、パイロット圧の大きさ（すなわち、バケット作動レバー操作の操作量の大きさ）に応じて変化する。従来のバケット制御バルブにおいて設定されていた関係を図７において破線で示している。このように従来においては、スプールストロークに対する開口面積を小さくしてこの部分で所定の差圧が生じるようにロードセンシング用絞り機能を持たせていた。しかし、本実施例のバケット制御バルブ１１５では、後述するように、バケット作動レバー操作の操作量の大きさに対応したポンプ吐出量となるように制御するため、この部分で差圧を生じさせる必要性がなく
、開口面積を大きくしてロードセンシング用絞り機能を用いない構成としている。すなわち、図７に示す開口面積Ａ２は、バケット作動レバー操作の操作量の大きさに対応して吐出量が制御される第１ポンプＰ１からの吐出油量をそのまま通過させることができるがそれ以上の流量は制限するような面積に設定されている。この意味から、バケット制御バルブは油路切換機能が有れば良く、開口面積Ａ２を可変設定する必要性が無い。しかし、複数のバルブ作動が行われるようなとき（例えば、ブームおよびバケット作動レバー操作が同時に行われるようなとき）に、それぞれ対応するアクチュエータ（ブームシリンダ３６およびバケットシリンダ３８）にレバー操作量に応じた所望の流量の供給を行わせることができるように、図８に示すような設定としている。
、開口面積を大きくしてロードセンシング用絞り機能を用いない構成としている。すなわち、図７に示す開口面積Ａ２は、バケット作動レバー操作の操作量の大きさに対応して吐出量が制御される第１ポンプＰ１からの吐出油量をそのまま通過させることができるがそれ以上の流量は制限するような面積に設定されている。この意味から、バケット制御バルブは油路切換機能が有れば良く、開口面積Ａ２を可変設定する必要性が無い。しかし、複数のバルブ作動が行われるようなとき（例えば、ブームおよびバケット作動レバー操作が同時に行われるようなとき）に、それぞれ対応するアクチュエータ（ブームシリンダ３６およびバケットシリンダ３８）にレバー操作量に応じた所望の流量の供給を行わせることができるように、図８に示すような設定としている。
【0050】
なお、バケット制御バルブ１１５が下動された状態ではさらに、バケット第３油路Ｌ５３がバケット第４油路Ｌ５４と連通し、バケット第５油路Ｌ５５がバケット第６油路Ｌ５６と連通する。
【0051】
一方、上記とは逆方向のバケット作動レバー操作が行われてパイロット圧供給バルブユニット１３０からパイロット圧供給油路Ｌ４６を介してパイロットポート１１５ｂにパイロット圧が供給されると、バケット制御バルブ１１５は図３において上動される。この結果、バケット第１油路Ｌ５１がバケット第２油路Ｌ５２と連通し、バケット第３油路Ｌ５３がバケット第５油路Ｌ５５と連通し、バケット第４油路Ｌ５４がバケット第６油路Ｌ５６と連通する。
【0052】
バケット圧力補償弁８０は２位置切換バルブであり、フィードバック油路Ｌ２０内の油圧を上端側に受け、バケット第２油路Ｌ５２内の油圧を下端側にうける。また、バケット圧力補償弁８０を上方に付勢するバネを有する。このため、フィードバック油路Ｌ２０内の油圧力が、バケット第２油路Ｌ５２内の油圧にバネ付勢力を合わせた力より小さいときには、図示のように上動した状態となり、バケット第２油路Ｌ５２とバケット第３油路Ｌ５３をそのまま連通させる。フィードバック油路Ｌ２０内の油圧が、バケット第２油路Ｌ５２内の油圧にバネ付勢力を合わせた力より大きくなると、バケット圧力補償弁８０は下動し、バケット第２油路Ｌ５２とバケット第３油路Ｌ５３は、バケット圧力補償絞り８１を介して絞られた状態で連通する。
【0053】
以上のように構成された作動制御装置１００の作動を以下に説明する。オペレータがブーム作動レバー操作を行うと、操作装置１６０から、その操作方向および操作量信号がコントローラ１５０に送られる。コントローラ１５０は、この操作情報に基づき、インバータ１０６を介して第１電気モータＭ１の回転駆動制御を行い、第１油圧ポンプＰ１からの吐出量制御を行う。この回転駆動制御は、レバー操作量に応じたアクチュエータ（例えば、ブームシリンダ３６、バケットシリンダ３８）の作動速度とするために必要な第１油圧ポンプＰ１の吐出量を設定し、この設定したポンプ吐出量となるように、第１電気モータＭ１の回転駆動制御を行う。なお、第１油圧ポンプＰ１を可変容量タイプのポンプから構成し、この可変容量制御により、レバー操作量に応じたアクチュエータ（例えば、ブームシリンダ３６、バケットシリンダ３８）の作動速度となるように第１油圧ポンプＰ１の吐出量制御を行うようにしても良い。コントローラ１５０はこの制御と並行して、パイロット圧供給バルブユニット１３０の作動制御も行う。
【0054】
コントローラ１５０による制御は、レバー操作が行われていない状態でも行われる。オペレータによるレバー操作が行われていない状態では、ブーム制御バルブ１１３およびバケット制御バルブ１１５はともに中立状態で、図３に示すようになる。中立状態では、上述したように、ブーム制御バルブ１１３において、６つのライン（ブーム第１～ブーム第６油路Ｌ３１～Ｌ３６）が繋がる６つのポートは全て閉止状態となり、同様に、バケット制御バルブ１１５において、６つのライン（バケット第１～ブーム第６油路Ｌ５１～Ｌ５
６）が繋がる６つのポートは全て閉止状態となる。この結果、ブーム第２油路Ｌ３２およびバケット第２油路Ｌ５２内は低圧となり、これら油路にブームおよびバケットパイロット油路Ｌ３７、Ｌ５７を介して繋がるフィードバック油路Ｌ２０内も低圧となる。このため、フィードバック油路Ｌ２０の油圧を受けて作動されるアンロード弁６０により、ポンプ油路Ｌ１（および第１および第２分岐ポンプ油路Ｌ１１、Ｌ１２）内の油圧も低圧に設定される。この状態では、第１油圧ポンプＰ１からの吐出油量は必要が無い、もしくは必要最小限でよく、コントローラ１５０により第１電気モータＭ１を停止する制御もしくは最小回転数で回転駆動する制御を行う。これにより、第１電気モータＭ１の駆動に必要な電力消費を最小限に抑えることができる。
６）が繋がる６つのポートは全て閉止状態となる。この結果、ブーム第２油路Ｌ３２およびバケット第２油路Ｌ５２内は低圧となり、これら油路にブームおよびバケットパイロット油路Ｌ３７、Ｌ５７を介して繋がるフィードバック油路Ｌ２０内も低圧となる。このため、フィードバック油路Ｌ２０の油圧を受けて作動されるアンロード弁６０により、ポンプ油路Ｌ１（および第１および第２分岐ポンプ油路Ｌ１１、Ｌ１２）内の油圧も低圧に設定される。この状態では、第１油圧ポンプＰ１からの吐出油量は必要が無い、もしくは必要最小限でよく、コントローラ１５０により第１電気モータＭ１を停止する制御もしくは最小回転数で回転駆動する制御を行う。これにより、第１電気モータＭ１の駆動に必要な電力消費を最小限に抑えることができる。
【0055】
次に、オペレータが作業操作レバー１６１、１６２を操作し、ブーム作動レバー操作や、バケット作動レバー操作が行われる場合の作動を以下に説明する。まず、ブーム作動レバー操作のみ（単動操作）が行われた場合について、図４を参照して説明する。
【0056】
この場合、まず、コントローラ１５０による第１電気モータＭ１の回転駆動制御が行われる。オペレータがブーム作動レバー操作を行うと、コントローラ１５０はレバー操作量に応じたアクチュエータ（ブームシリンダ３６）の作動速度とするために必要な第１油圧ポンプＰ１の吐出量を設定し、この設定したポンプ吐出量となるように、第１電気モータＭ１の回転駆動制御を行う。さらにこれと併行して、パイロット圧供給バルブユニット１３０の作動制御も行われる。コントローラ１５０によりパイロット圧供給バルブユニット１３０の作動が制御されて、例えば、パイロット圧供給バルブユニット１３０からパイロット圧供給油路Ｌ４１を介してパイロットポート１１３ａにパイロット圧が供給される。すると、ブーム制御バルブ１１３は下動され、図４に示す状態となる。これとは逆のブーム作動レバー操作が行われたときには、パイロットポート１１３ｂにパイロット圧が供給され、ブーム制御バルブ１１３は上動される。なお、バケット作動レバー操作は行われていないので、バケット制御バルブ１１５は図示のように中立位置となり、６つのポートが閉止されている。
【0057】
図４の状態では、ブーム制御バルブ１１３により、ブーム第１油路Ｌ３１がブーム第２油路Ｌ３２と連通し、ブーム第３油路Ｌ３３がブーム第４油路Ｌ３４と連通し、ブーム第５油路Ｌ３５がブーム第６油路Ｌ３６と連通する。また、この状態では、ブーム第２油路Ｌ３２とフィードバック油路Ｌ２０がブームパイロット油路Ｌ３７を介して連通し、ブーム第２油路Ｌ３２内の油圧とフィードバック油路Ｌ２０内の油圧が等しくなる。このため、ブーム圧力補償弁７０はバネ付勢力により上動され、ブーム第２油路Ｌ３２とブーム第３油路Ｌ３３とがそのまま連通する。
【0058】
この結果、第１油圧ポンプＰ１の吐出油は、ブーム第１油路Ｌ３１からブーム第２油路Ｌ３２に流れるが、上述したように、この部分の連通開口面積Ａ１はパイロット圧の大きさに応じて変化するように設定されており、図６において実線で示すようになる。このため、ブーム第２油路Ｌ３２に流れる流量は、図６に実線で示す開口面積に対応する流量となる。但し、図６に実線で示す開度は、前述したように、ブーム作動レバー操作の操作量の大きさに対応して吐出量が制御される第１ポンプＰ１からの吐出油量をそのまま通過させることができるような面積に設定されている。このため、第１油圧ポンプＰ１からの吐出油は制限されることなくそのままブーム第１油路Ｌ３１からブーム第２油路Ｌ３２に流れる。この結果、従来のフィードバック制御において必要とされた差圧をブーム制御バルブ１１３において発生させる必要がなく、その差圧分に対応してポンプ吐出圧を下げることができ、ポンプ駆動動力を従来より低減させることができる。
【0059】
このようにしてブーム第２油路Ｌ３２に流れた作動油は、ブーム圧力補償弁７０を通ってブーム第３油路Ｌ３３からチェック弁７４を通り、ブーム制御バルブ１１３を通ってブ
ーム第４油路Ｌ３４に送られ、ブームシリンダ３６のボトム側油室に供給される。この結果、ブームシリンダ３６は伸長作動する。なお、これによりブームシリンダ３６のロッド側油室からブーム第５油路Ｌ３５から作動油が排出され、ブーム制御バルブ１１３を通ってブーム第６油路Ｌ３６からタンク油路ＬＴに流れてタンクＴに戻る。
ーム第４油路Ｌ３４に送られ、ブームシリンダ３６のボトム側油室に供給される。この結果、ブームシリンダ３６は伸長作動する。なお、これによりブームシリンダ３６のロッド側油室からブーム第５油路Ｌ３５から作動油が排出され、ブーム制御バルブ１１３を通ってブーム第６油路Ｌ３６からタンク油路ＬＴに流れてタンクＴに戻る。
【0060】
なお、ブーム第２油路Ｌ３２内の油圧（これはブームシリンダ３６のボトム側油室の油圧に等しい）がチェック弁７３を介してフィードバック油路Ｌ２０に伝わり、アンロード弁６０に作用する。このため、アンロード弁６０は、ポンプ油路Ｌ１、第１および第２分岐ポンプ油路Ｌ１１、Ｌ１２内の油圧を、フィードバック油路Ｌ２０の油圧（すなわち、ブームシリンダ３６のボトム側油室の油圧）に対応するように設定する。
【0061】
次に、オペレータが作業操作レバー１６１、１６２を操作し、ブーム作動レバー操作およびバケット作動レバー操作を同時に行った場合（複合操作を行った場合）について、図５を参照して説明する。
【0062】
ブーム作動レバー操作およびバケット作動レバー操作を同時に行う複合操作が行われると、コントローラ１５０による第１電気モータＭ１の回転駆動制御が行われる。コントローラ１５０は、ブーム作動レバー操作に応じたブームシリンダ３６の作動速度とするために必要な油量と、バケット作動レバー操作に応じたバケットシリンダ３８の作動速度とするために必要な油量とを求める。そして、これら両方の油量を合計した油量を第１油圧ポンプＰ１の吐出量として設定し、この設定したポンプ吐出量となるように、第１電気モータＭ１の回転駆動制御を行う。
【0063】
さらにこれと併行して、パイロット圧供給バルブユニット１３０の作動制御も行われる。例えば、パイロット圧供給バルブユニット１３０からパイロット圧供給油路Ｌ４１を介してパイロットポート１１３ａにパイロット圧が供給され、ブーム制御バルブ１１３は下動される。さらにこれと同時に、バケット制御バルブ１１５において、パイロット圧供給バルブユニット１３０からパイロット圧供給油路Ｌ４５を介してパイロットポート１１５ａにパイロット圧が供給され、バケット制御バルブ１１５は下動される。その結果、両バルブ１１３、１１５は図５に示す状態となる。
【0064】
このときにおけるブーム制御バルブ１１３によるブームシリンダ３６の作動は、ブーム圧力補償弁７０の作動を除き、図４を参照して上述したとおりであるので、その作動説明は省略し、バケット制御バルブ１１５によるバケットシリンダの作動について説明する。なお、ブーム圧力補償弁７０の作動については、バケット圧力補償弁８０の作動の説明とともに後述する。
【0065】
バケット制御バルブ１１５が図５に示す状態となると、バケット第１油路Ｌ５１がバケット第２油路Ｌ５２と連通し、バケット第３油路Ｌ５３がバケット第４油路Ｌ５４と連通し、バケット第５油路Ｌ５５がバケット第６油路Ｌ５６と連通する。この結果、第１油圧ポンプＰ１の吐出油は、バケット第１油路Ｌ５１からバケット第２油路Ｌ５２に流れるが、上述したように、この部分の連通開口面積Ａ２はパイロット圧の大きさに応じて変化するように設定されており、図７において実線で示すようになる。
【0066】
図７に実線で示す開口面積Ａ２は、バケット作動レバー操作の操作量の大きさに対応して吐出量が制御される第１ポンプＰ１からの吐出油量をそのまま通過させることができるような面積に設定されている。但し、ブーム作動レバー操作およびバケット作動レバー操作が同時に行われており、ブーム作動レバー操作に応じたブームシリンダ３６の作動速度とするために必要な油量と、バケット作動レバー操作に応じたバケットシリンダ３８の作動速度とするために必要な油量との合計油量が第１油圧ポンプＰ１から供給される。この
とき、図７に実線で示す開口面積Ａ２はバケット作動レバー操作に応じたバケットシリンダ３８の作動速度とするために必要な油量を制限すること無く流すが、それ以上の流量を制限するように設定される。一方、ブーム制御バルブ１１３におけるブーム第１油路Ｌ３１とブーム第２油路Ｌ３２との連通開口面積Ａ１は、ブーム作動レバー操作に応じたブームシリンダ３６の作動速度とするために必要な油量を制限すること無く流すが、それ以上の流量を制限するように設定される。このように、ブーム制御バルブ１１３およびバケット制御バルブ１１５の開口面積Ａ１およびＡ２を図６および図７に示すように設定する制御を行うことにより、ブームシリンダ３６およびバケットシリンダ３８に、それぞれブーム作動レバー操作およびバケット作動レバー操作に応じた必要流量をバランス良く供給させる制御となる。
とき、図７に実線で示す開口面積Ａ２はバケット作動レバー操作に応じたバケットシリンダ３８の作動速度とするために必要な油量を制限すること無く流すが、それ以上の流量を制限するように設定される。一方、ブーム制御バルブ１１３におけるブーム第１油路Ｌ３１とブーム第２油路Ｌ３２との連通開口面積Ａ１は、ブーム作動レバー操作に応じたブームシリンダ３６の作動速度とするために必要な油量を制限すること無く流すが、それ以上の流量を制限するように設定される。このように、ブーム制御バルブ１１３およびバケット制御バルブ１１５の開口面積Ａ１およびＡ２を図６および図７に示すように設定する制御を行うことにより、ブームシリンダ３６およびバケットシリンダ３８に、それぞれブーム作動レバー操作およびバケット作動レバー操作に応じた必要流量をバランス良く供給させる制御となる。
【0067】
このようにしてバケット第２油路Ｌ５２に流れた作動油は、バケット圧力補償弁８０を通ってバケット第３油路Ｌ５３からチェック弁８４を通り、バケット制御バルブ１１５を通ってバケット第４油路Ｌ５４に送られ、バケットシリンダ３８のボトム側油室に供給される。この結果、バケットシリンダ３８は伸長作動する。なお、これによりバケットシリンダ３８のロッド側油室からバケット第５油路Ｌ５５から作動油が排出され、バケット制御バルブ１１５を通ってバケット第６油路Ｌ５６からタンク油路ＬＴに流れてタンクＴに戻る。
【0068】
ここで、ブーム圧力補償弁７０およびバケット圧力補償弁８０の作動について説明する。ブーム圧力補償弁７０およびバケット圧力補償弁８０はともに、フィードバック油路Ｌ２０の油圧を上端側に受け、ブーム第２油路Ｌ３２およびバケット第２油路Ｌ５２の油圧を下端側に受けて作動制御される。ブームシリンダ３６およびバケットシリンダ３８の作動負荷は作業内容に応じて変動するものであり、その作動負荷に応じた油圧が各油路内に発生する。そこで、一例として、ブームシリンダ３６の負荷が大きく、バケットシリンダ３８の負荷が小さく、ブーム第１～第４油路Ｌ３１～Ｌ３４内の油圧がバケット第１～第４油路Ｌ５１～Ｌ５４内の油圧より高い場合を考える。
【0069】
ブーム第２油路Ｌ３２内の油圧はブームパイロット油路Ｌ３７を介してフィードバック油路Ｌ２０に伝わり、バケット第２油路Ｌ５２内の油圧はバケットパイロット油路Ｌ５７を介してフィードバック油路Ｌ２０に伝わる。このとき、両パイロット油路Ｌ３７、Ｌ５７内にはチェック弁７３、８３が設けられているため、高圧側であるブーム第２油路Ｌ３２内の油圧がフィードバック油路Ｌ２０に伝わるが、低圧側のバケット第２油路Ｌ５２内の油圧はチェック弁８３に遮断されて伝わらない。この結果、ブーム圧力補償弁７０は上動してブーム第２油路Ｌ３２とブーム第３油路Ｌ３３をそのまま連通させる。一方、バケット圧力補償弁８０は、フィードバック油路Ｌ２０内の油圧がバケット第２油路Ｌ５２内の油圧より高いため、下動されてバケット圧力補償絞り８１を通る油路となる。
【0070】
このように、ブームおよびバケットの複合操作が行われたときには、その操作に応じて作動するブームシリンダ３６およびバケットシリンダ３８の内の負荷圧が高くなる側、例えば、上述の場合はブームシリンダ側においてはブーム圧力補償弁７０の油路は開放状態のまま制限されない。しかし、低くなる側においては、例えば、バケットシリンダ側においては、バケット圧力補償弁８０の油路はバケット圧力補償絞り８１により制限される。本装置では、両シリンダ３６、３８に同一の油圧供給源である第１油圧ポンプＰ１から作動油供給を行うものであるため、負荷が低い方に作動油が多く流れて負荷が高い方の供給油量が低下する問題がある。そこで、圧力補償絞り８１により負荷が低い方の流量を制限して、この問題を防止している。また、これにより、ブームシリンダ３６およびバケットシリンダ３８の分流比を設定できる。例えば、バケット圧力補償絞り８１を広くすればバケットの作動を優先でき、狭くすればブームの作動を優先できる。ブーム圧力補償絞り７１も同様であり、ブーム圧力補償絞り７１を広くすればブームの作動を優先でき、狭くす
ればバケットの作動を優先できる。
ればバケットの作動を優先できる。
【0071】
以上の説明から分かるように、複合操作のときには、ブーム制御バルブ１１３により流量制御されて、ブームシリンダ３６をレバー操作に対応する速度で作動させるために必要な油量の作動油がブームシリンダ３６に供給され、同時に、バケット制御バルブ１１５により流量制御されて、バケットシリンダ３８をレバー操作に対応する速度で作動させるために必要な油量の作動油がバケットシリンダ３８に供給される。このときのブーム制御バルブ１１３におけるスプーストロークＳＴ１とバルブ開口面積Ａ１との関係と、バケット制御バルブ１１５におけるスプーストロークＳＴ２とバルブ開口面積Ａ２との関係を図８に示している。
【0072】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の範囲は上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、上述の実施形態では、パイロット圧供給バルブユニット１３０から供給されるパイロット圧により制御バルブ１１１～１１８の開度が制御される構成であるが、制御バルブ１１１～１１８を電磁比例式の制御バルブで構成し、制御バルブ１１１～１１８の開度を電磁的に制御するように構成してもよい。また、制御バルブ１１１～１１８の開度を、電動モータ等の駆動装置を用いて制御するようにしてもよい。
【0073】
上記の実施形態において、第１油圧ポンプＰ１および旋回用油圧ポンプＰ２を固定容量型の油圧ポンプから構成しているが、これを可変容量型の油圧ポンプとしても良い。また、エンジンにより駆動される可変容量型の油圧ポンプから構成し、この油圧ポンプの可変容量制御を行うようにしても良い。
【0074】
操作レバーの操作に対する油圧アクチュエータの作動特性の設定を、油圧アクチュエータごとに変更できるように構成してもよい。例えば、操作レバーの操作量と、対応する油圧アクチュエータの作動速度（供給油量）との対応関係の設定を変更するために、必要吐出流量：操作量比率の設定を変更したりすることができるようにしてもよい。この設定の変更は、例えば、コントローラ１５０に電気的に接続される携行タイプのコンピュータ（設定変更のためのプログラムを搭載）等を介して行うようにすることができる。
【符号の説明】
【0075】
１ 油圧ショベル １０ 下部走行体
１６Ｌ，１６Ｒ 走行モータ ２０ 上部旋回体
２６ 旋回モータ ３０ ショベル装置
３６ ブームシリンダ ３７ アームシリンダ
３８ バケットシリンダ １００ 作動制御装置
１１０ 制御バルブユニット １１３ ブーム制御バルブ
１１５ バケット制御バルブ １３０ パイロット圧供給バルブユニット
１５０ コントローラ １６０ 操作装置
Ｍ１ 第１電動モータ Ｍ２ 第２電動モータ
Ｐ１ 第１油圧ポンプ Ｐ２ 旋回用油圧ポンプ
１６Ｌ，１６Ｒ 走行モータ ２０ 上部旋回体
２６ 旋回モータ ３０ ショベル装置
３６ ブームシリンダ ３７ アームシリンダ
３８ バケットシリンダ １００ 作動制御装置
１１０ 制御バルブユニット １１３ ブーム制御バルブ
１１５ バケット制御バルブ １３０ パイロット圧供給バルブユニット
１５０ コントローラ １６０ 操作装置
Ｍ１ 第１電動モータ Ｍ２ 第２電動モータ
Ｐ１ 第１油圧ポンプ Ｐ２ 旋回用油圧ポンプ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】