特許 7523290 液圧駆動システム

(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】2024-07-18

(45)【発行日】2024-07-26

(54)【発明の名称】液圧駆動システム

(51)【国際特許分類】

   F15B 11/05 20060101AFI20240719BHJP

   F15B 11/042 20060101ALI20240719BHJP

   F15B 11/044 20060101ALI20240719BHJP

   F15B 11/02 20060101ALI20240719BHJP

【ＦＩ】

F15B11/05 Z

F15B11/042

F15B11/044

F15B11/02 M

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020153515

(22)【出願日】2020-09-14

(65)【公開番号】P2022047627

(43)【公開日】2022-03-25

【審査請求日】2023-05-23

(73)【特許権者】

【識別番号】000000974

【氏名又は名称】川崎重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100135220

【弁理士】

【氏名又は名称】石田 祥二

(72)【発明者】

【氏名】能勢 知道

(72)【発明者】

【氏名】川▲崎▼ 勇人

(72)【発明者】

【氏名】村岡 英泰

(72)【発明者】

【氏名】木下 敦之

【審査官】高吉 統久

(56)【参考文献】

【文献】特開平１１－３０３８１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－１２３３０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２６６００９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１９０２６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２２－０１７８３３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１５Ｂ １１／０５

Ｆ１５Ｂ １１／０４２

Ｆ１５Ｂ １１／０４４

Ｆ１５Ｂ １１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

前記第１液圧アクチュエータを含む少なくとも１つ以上の液圧アクチュエータに対する作動液の給排を制御する第１回路系統と、
前記第１回路系統に作動液を供給する第１液圧ポンプと、
第２液圧アクチュエータに対する作動液の給排を制御する第２回路系統と、
前記第２回路系統に作動液を供給する第２液圧ポンプと、
前記第１液圧ポンプと前記第２液圧ポンプとを繋ぐ合流通路を開閉する合流弁と、
前記第１液圧アクチュエータ及び前記第２液圧アクチュエータの作動量を指示する操作量に応じた操作指令を出力する操作装置と、
前記操作装置からの操作指令に応じて前記合流弁の動作を制御する制御装置と、を備え、
前記第１回路系統は、
前記第１液圧アクチュエータに流れる作動液のメータイン流量を制御する第１メータイン制御弁と、
前記第１液圧アクチュエータからタンクに排出される作動液のメータアウト流量を制御する第１メータアウト制御弁と、を有し、
前記制御装置は、前記第１メータイン制御弁及び前記第１メータアウト制御弁の開度を夫々制御し、前記第１回路系統から前記少なくとも１つ以上の液圧アクチュエータに供給される流量の総流量である第１総流量と前記第１液圧ポンプの最大吐出流量との差分に基づいて、前記合流弁の開度を制御する、液圧駆動システム。

【請求項2】

前記第２回路系統は、
前記第２液圧アクチュエータに流れる作動液のメータイン流量を制御する第２メータイン制御弁と、
前記第２液圧アクチュエータから前記タンクに排出される作動液のメータアウト流量を制御する第２メータアウト制御弁と、を有し、
前記制御装置は、前記第２メータイン制御弁及び前記第２メータアウト制御弁の開度を夫々制御する、請求項１に記載の液圧駆動システム。

【請求項3】

前記制御装置は、操作量に応じて前記合流弁の開度を制御する、請求項１又は２に記載の液圧駆動システム。

【請求項4】

前記第１液圧ポンプの吐出圧を検出する吐出圧センサと、
前記第１液圧アクチュエータの流入圧を検出する流入圧センサとを更に備え、
前記制御装置は、前記操作装置から出力される前記第１液圧アクチュエータに対応する操作指令に応じた目標メータイン流量と、前記吐出圧センサで検出される吐出圧及び前記流入圧センサで検出される流入圧の差圧とに基づいて前記第１メータイン制御弁の開度を制御する、請求項１乃至３の何れか１つに記載の液圧駆動システム。

【請求項5】

前記制御装置は、前記第２液圧アクチュエータに対して小さい負荷となる前記第１液圧アクチュエータに供給する流量を抑制する前記第１メータイン制御弁に対して開度制御をする、請求項４に記載の液圧駆動システム。

【請求項6】

前記第２回路系統は、前記第２液圧アクチュエータを含む少なくとも１つ以上の液圧アクチュエータに対する作動液の給排を制御し、
前記制御装置は、前記第２回路系統から前記少なくとも１つ以上の液圧アクチュエータに供給される流量の総流量である第２総流量と前記第２液圧ポンプの最大吐出流量との差分、及び第１総流量と前記第１液圧ポンプの最大吐出流量との差分の何れかに基づいて、前記合流弁の開度を制御する請求項１乃至５の何れか１つに記載の液圧駆動システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液圧アクチュエータを駆動する液圧駆動システムに関する。

【背景技術】

【0002】

液圧駆動システムとして、例えば特許文献１のような液圧制御装置が知られている。液圧制御装置は、２つの回路系統を有している。各回路系統には、別々の液圧ポンプが接続されている。また、２つの液圧ポンプは、合流弁によって互いに接続されている。これにより、２つの液圧ポンプから吐出される作動液が合流弁によって合流されて２つの回路系統又は何れか一方に流すことができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平６－１２３３０２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の液圧制御装置では、液圧アクチュエータ毎に圧力補償弁が設けられている。これにより、複数の液圧アクチュエータを同時に動かす際に、流量が負荷の小さい液圧アクチュエータに偏ることを抑制している。他方、圧力補償弁を設けることによって圧力損失が生じる。そうすると、液圧制御装置、即ち液圧駆動システムのエネルギーの消費を抑制することができない。

【0005】

そこで本発明は、エネルギーの消費を抑制することができる液圧駆動システムを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の液圧駆動システムは、第１液圧アクチュエータに対する作動液の給排を制御する第１回路系統と、前記第１回路系統に作動液を供給する第１液圧ポンプと、第２液圧アクチュエータに対する作動液の給排を制御する第２回路系統と、
前記第２回路系統に作動液を供給する第２液圧ポンプと、前記第１液圧ポンプと前記第２液圧ポンプとを繋ぐ合流通路を開閉する合流弁と、前記第１液圧アクチュエータ及び前記第２液圧アクチュエータの作動量を指示する操作量に応じた操作指令を出力する操作装置と、前記操作装置からの操作指令に応じて前記合流弁の動作を制御する制御装置と、を備え、前記第１回路系統は、前記第１液圧アクチュエータに流れる作動液のメータイン流量を制御する第１メータイン制御弁と、前記第１液圧アクチュエータからタンクに排出される作動液のメータアウト流量を制御する第１メータアウト制御弁と、を有し、前記制御装置は、前記第１メータイン制御弁及び前記第１メータアウト制御弁の開度を夫々制御するものである。

【0007】

本発明に従えば、第１液圧アクチュエータ及び第２液圧アクチュエータが同時操作され、且つ第２液圧アクチュエータに対して第１液圧アクチュエータの負荷が小さい場合において、制御装置は、第１メータイン制御弁の開度を制御することによって、第１液圧アクチュエータの流量を確保することができる。これにより、第１液圧アクチュエータに対して設けられる圧力補償弁を廃止することができるので、第１液圧アクチュエータ及び第２液圧アクチュエータが同時操作された際のエネルギーの消費を抑えることができる。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、エネルギーの消費を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の第１実施形態に係る液圧駆動システムを示す液圧回路図である。

【図2】図１の液圧駆動システムに備わる制御装置において合流弁の開度制御に関するブロック図である。

【図3】図１の液圧駆動システムに備わる制御装置において制御弁の開度制御に関するブロック図である。

【図4】本発明の第２実施形態に係る液圧駆動システムの制御装置において合流弁の開度制御に関するブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明に係る第１及び第２実施形態の液圧駆動システム１，１Ａについて前述する図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明で用いる方向の概念は、説明する上で便宜上使用するものであって、発明の構成の向き等をその方向に限定するものではない。また、以下に説明する液圧駆動システム１，１Ａは、本発明の一実施形態に過ぎない。従って、本発明は実施形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で追加、削除、変更が可能である。

【0011】

［第１実施形態］
＜液圧駆動機械＞
建設機械、産業機械、及び産業車両等の液圧駆動機械は、複数の液圧アクチュエータ２～５及び液圧駆動システム１を備えている。そして、液圧駆動機械は、液圧アクチュエータ２～５を作動させることによって各種構成を動かすことができる。液圧アクチュエータ２～５は、例えば液圧シリンダ及び液圧モータである。本実施形態において、液圧駆動機械は、例えば液圧ショベルである。そして、複数の液圧アクチュエータ２～５は、例えばアームシリンダ２、ブームシリンダ３、バケットシリンダ４、及び旋回モータ５である。

【0012】

液圧シリンダ２～４の各々は、伸縮することによって各種構成であるアーム、ブーム、及びバケット（共に図示せず）の各々を動かすことができる。更に詳細に説明すると、液圧シリンダ２～４の各々は、第１液圧アクチュエータの一例であるアームシリンダ２、第２液圧アクチュエータの一例であるブームシリンダ３、及びバケットシリンダ４である。また、液圧シリンダ２～４には、シリンダチューブ２ａ～４ａにロッド２ｂ～４ｂが進退可能に夫々挿入されている。シリンダチューブ２ａ～４ａには、ロッド側ポート２ｃ～４ｃ及びヘッド側ポート２ｄ～４ｄが夫々形成されている。そして、各ポート２ｃ～４ｃ，２ｄ～４ｄに対して作動液を給排することによってシリンダチューブ２ａ～４ａに対してロッド２ｂ～４ｂが夫々進退する、即ち液圧シリンダ２～４が夫々伸縮する。

【0013】

旋回モータ５は、回転することによって旋回体（図示せず）を旋回させることができる。更に詳細に説明すると、旋回モータ５は、液圧モータである。即ち、旋回モータ５は、２つの吸排ポート５ｃ，５ｄを有している。そして、旋回モータ５は、一方の吸排ポート５ｃに作動液を供給すると、旋回体を所定の回転方向一方に回転させる。他方、他方の吸排ポート５ｄに作動液を供給すると、旋回モータ５は、旋回体を所定の回転方向他方に回転させる。

【0014】

＜液圧駆動システム＞
液圧駆動システム１は、液圧アクチュエータ２～５に対して作動液を給排することによって液圧アクチュエータ２～５を作動させる。更に詳細に説明すると、液圧駆動システム１には、液圧アクチュエータ２～５が並列的に接続されている。即ち、液圧駆動システム１には、液圧アクチュエータ２～５の各ポート２ｃ～５ｃ，２ｄ～５ｄが個別に接続されている。そして、液圧駆動システム１は、液圧アクチュエータ２～５の各ポート２ｃ～５ｃ，２ｄ～５ｄに対して作動液を吸排することができる。これにより、液圧アクチュエータ２～５を作動させることができる。

【0015】

液圧駆動システム１は、第１液圧ポンプ１１と、第１回路系統１２と、第２液圧ポンプ１３と、第２回路系統１４と、合流弁１５と、複数の圧力センサ１７，１８，１９Ｒ～２１Ｒ，１９Ｈ～２１Ｈ，２２Ｌ，２２Ｒと、操作装置２３と、制御装置２４とを備えている。

【0016】

第１液圧ポンプ１１は、駆動源に接続されている。駆動源は、エンジンＥ又は電気モータである。なお、駆動源は、本実施形態においてエンジンＥである。そして、第１液圧ポンプ１１は、駆動源に回転駆動されることによって作動液を吐出する。そして、吐出された作動液は、主に第１回路系統１２に供給される。第１液圧ポンプ１１は、吐出容量を変えることができる。第１液圧ポンプ１１は、本実施形態において斜板ポンプ又は斜軸ポンプである。

【0017】

第１回路系統１２は、第１液圧ポンプ１１に接続されている。また、第１回路系統１２には、アームシリンダ２及び旋回モータ５が夫々並列的に接続されている。そして、第１回路系統１２は、アームシリンダ２及び旋回モータ５に対する作動液の給排を制御する。更に詳細に説明すると、第１回路系統１２は、アーム用メータイン制御弁３１、アーム用メータアウト制御弁３２、旋回用メータイン制御弁３３、及び旋回用メータアウト制御弁３４とを有している。

【0018】

第１メータイン制御弁の一例であるアーム用メータイン制御弁３１は、第１液圧ポンプ１１及びアームシリンダ２に接続されている。そして、アーム用メータイン制御弁３１は、第１液圧ポンプ１１からアームシリンダ２に流れる作動液のメータイン流量を制御する。更に詳細に説明すると、アーム用メータイン制御弁３１は、第１ポンプ通路１１ａを介して第１液圧ポンプ１１に接続されている。そして、アーム用メータイン制御弁３１は、ロッド側通路２ｅを介してアームシリンダ２のロッド側ポート２ｃに接続され、またヘッド側通路２ｆを介してアームシリンダ２のヘッド側ポート２ｄに接続されている。また、アーム用メータイン制御弁３１は、入力されるアーム用メータイン指令に応じて、第１液圧ポンプ１１からアームシリンダ２に供給される作動液の方向及びメータイン流量を制御することができる。即ち、アーム用メータイン制御弁３１は、作動液を第１液圧ポンプ１１からアームシリンダ２のポート２ｃ，２ｄの何れか一方に供給し、且つメータイン流量を制御することができる。本実施形態において、アーム用メータイン制御弁３１は、電磁比例制御弁及び電動アクチュエータ等によってスプールを駆動する電子制御式のスプール弁である。即ち、アーム用メータイン制御弁３１は、アーム用メータイン指令に基づいてスプール３１ａを移動させることによって作動液の流れる方向を切換え、またアーム用メータイン制御弁３１の開度を制御する。

【0019】

第１メータアウト制御弁の一例であるアーム用メータアウト制御弁３２は、アームシリンダ２とタンク１０とに接続されている。そして、アーム用メータアウト制御弁３２は、アームシリンダ２からタンク１０に排出される作動液のメータアウト流量を制御する。更に詳細に説明すると、アーム用メータアウト制御弁３２は、アーム用メータイン制御弁３１に対を成すように設けられている。そして、アーム用メータアウト制御弁３２は、対応するアーム用メータイン制御弁３１に並列するようにロッド側通路２ｅ及びヘッド側通路２ｆの各々に接続されている。また、アーム用メータアウト制御弁３２は、入力されるアーム用メータアウト指令に応じて、アームシリンダ２からタンク１０に排出される作動液の方向及びメータアウト流量を制御することができる。即ち、アーム用メータアウト制御弁３２は、アーム用メータイン制御弁３１が接続されるポート２ｃ，２ｄと異なるポート２ｄ，２ｃをタンク１０に接続し、且つメータアウト流量を制御する。なお、アーム用メータアウト制御弁３２は、アーム用メータアウト制御弁３２を流れるメータアウト流量を、アーム用メータイン制御弁３１を介してアームシリンダ２に供給されるメータイン流量から独立して制御することができる。更に詳細に説明すると、アーム用メータアウト制御弁３２及びアーム用メータイン制御弁３１は、各々のスプールを別々の動きをする構成されている。それ故、アーム用メータアウト制御弁３２及びアーム用メータイン制御弁３１は、個別に制御可能である。アーム用メータアウト制御弁３２は、本実施形態において電子制御式のスプール弁である。即ち、アーム用メータアウト制御弁３２は、アーム用メータアウト指令に基づいてスプール３２ａを移動させる。そして、アーム用メータアウト制御弁３２は、スプール３２ａを移動させることによって作動液の流れる方向を切換え、またアーム用メータアウト制御弁３２の開度を制御することができる。

【0020】

旋回用メータイン制御弁３３は、アーム用メータイン制御弁３１に並列するように第１液圧ポンプ１１に接続され、且つ旋回モータ５に接続されている。そして、旋回用メータイン制御弁３３は、第１液圧ポンプ１１から旋回モータ５に流れる作動液のメータイン流量を制御する。更に詳細に説明すると、旋回用メータイン制御弁３３は、アーム用メータイン制御弁３１に並列するように第１ポンプ通路１１ａに接続されている。旋回用メータイン制御弁３３は、第１旋回用通路５ｅを介して旋回モータ５の第１吸排ポート５ｃに接続され、また第２旋回用通路５ｆを介して旋回モータ５の第２吸排ポート５ｄに接続されている。また、旋回用メータイン制御弁３３は、入力される旋回用メータイン指令に応じて、第１液圧ポンプ１１から旋回モータ５に供給される作動液の方向及びメータイン流量を制御することができる。旋回用メータイン制御弁３３は、本実施形態において電子制御式のスプール弁である。即ち、旋回用メータイン制御弁３３は、アーム用メータイン指令に基づいてスプール３３ａを移動させることによって作動液の流れる方向を切換え、また旋回用メータイン制御弁３３の開度を制御する。

【0021】

旋回用メータアウト制御弁３４は、旋回モータ５とタンク１０とに接続されている。そして、旋回用メータアウト制御弁３４は、旋回モータ５からタンク１０に排出される作動液のメータアウト流量を制御する。更に詳細に説明すると、旋回用メータアウト制御弁３４は、旋回用メータイン制御弁３３に対を成すように設けられている。そして、旋回用メータアウト制御弁３４は、対応する旋回用メータイン制御弁３３に並列するように第１旋回用通路５ｅ及び第２旋回用通路５ｆの各々に接続されている。また、旋回用メータアウト制御弁３４は、入力される旋回用メータアウト指令に応じて、旋回モータ５からタンク１０に排出される作動液の方向及び流量（メータアウト流量）を制御することができる。なお、旋回用メータアウト制御弁３４は、旋回用メータアウト制御弁３４を流れるメータアウト流量を、旋回用メータイン制御弁３３を介して旋回モータ５に供給されるメータイン流量から独立して制御することができる。更に詳細に説明すると、旋回用メータアウト制御弁３４及び旋回用メータイン制御弁３３は、各々のスプールを別々の動きをするように構成されている。それ故、旋回用メータアウト制御弁３４及び旋回用メータイン制御弁３３は、個別に制御可能である。旋回用メータアウト制御弁３４は、本実施形態において電子制御式のスプール弁である。即ち、旋回用メータアウト制御弁３４は、旋回用メータアウト指令に基づいてスプール３４ａを移動させることによって作動液の流れる方向を切換え、また旋回用メータアウト制御弁３４の開度を制御することができる。

【0022】

第２液圧ポンプ１３は、第１液圧ポンプ１１と同様に駆動源に接続されている。即ち、第２液圧ポンプ１３は、駆動源によって回転駆動されることによって作動液を吐出する。そして、吐出された作動液は、主に第２回路系統１４に供給される。第２液圧ポンプ１３もまた、吐出容量を変えることができる。第２液圧ポンプ１３は、本実施形態において斜板ポンプ又は斜軸ポンプである。また、第２液圧ポンプ１３の駆動源は、第１液圧ポンプ１１の駆動源と同一又は別体であってもよい。

【0023】

第２回路系統１４は、第２液圧ポンプ１３に接続されている。また、第２回路系統１４には、ブームシリンダ３及びバケットシリンダ４が夫々並列的に接続されている。そして、第２回路系統１４は、ブームシリンダ３及びバケットシリンダ４に対する作動液の給排を制御する。更に詳細に説明すると、第２回路系統１４は、ブーム用メータイン制御弁３５、ブーム用メータアウト制御弁３６、バケット用メータイン制御弁３７、及びバケット用メータアウト制御弁３８とを有している。

【0024】

第２メータイン制御弁の一例であるブーム用メータイン制御弁３５は、第２液圧ポンプ１３及びブームシリンダ３に接続されている。そして、ブーム用メータイン制御弁３５は、第２液圧ポンプ１３からブームシリンダ３に流れる作動液のメータイン流量を制御する。更に詳細に説明すると、ブーム用メータイン制御弁３５は、第２ポンプ通路１３ａを介して第２液圧ポンプ１３に接続されている。そして、ブーム用メータイン制御弁３５は、ロッド側通路３ｅを介してブームシリンダ３のロッド側ポート３ｃに接続され、またヘッド側通路３ｆを介してブームシリンダ３のヘッド側ポート３ｄに接続されている。また、ブーム用メータイン制御弁３５は、入力されるブーム用メータイン指令に応じて、第２液圧ポンプ１３からブームシリンダ３に供給される作動液の方向及びメータイン流量を制御することができる。即ち、ブーム用メータイン制御弁３５は、作動液を第２液圧ポンプ１３からブームシリンダ３のポート３ｃ，３ｄの何れか一方に供給し、且つメータイン流量を制御することができる。ブーム用メータイン制御弁３５は、本実施形態において電子制御式のスプール弁である。即ち、ブーム用メータイン制御弁３５は、ブーム用メータイン指令に基づいてスプール３５ａを移動させることによって作動液の流れる方向を切換え、またブーム用メータイン制御弁３５の開度を制御する。

【0025】

第２メータアウト制御弁の一例であるブーム用メータアウト制御弁３６は、ブームシリンダ３とタンク１０とに接続されている。そして、ブーム用メータアウト制御弁３６は、ブームシリンダ３からタンク１０に排出される作動液のメータアウト流量を制御する。更に詳細に説明すると、ブーム用メータアウト制御弁３６は、ブーム用メータイン制御弁３５に対を成すように設けられている。そして、ブーム用メータアウト制御弁３６は、対応するブーム用メータイン制御弁３５に並列するようにロッド側通路３ｅ及びヘッド側通路３ｆの各々に接続されている。また、ブーム用メータアウト制御弁３６は、入力されるブーム用メータアウト指令に応じて、ブームシリンダ３からタンク１０に排出される作動液の方向及びメータアウト流量を制御することができる。即ち、ブーム用メータアウト制御弁３６は、ブーム用メータイン制御弁３５が接続されるポート３ｃ，３ｄと異なるポート３ｄ，３ｃをタンク１０に接続し、且つメータアウト流量を制御する。なお、ブーム用メータアウト制御弁３６は、ブーム用メータアウト制御弁３６を流れるメータアウト流量を、ブーム用メータイン制御弁３５を介してブームシリンダ３に供給されるメータイン流量から独立して制御することができる。更に詳細に説明すると、ブーム用メータアウト制御弁３６及びブーム用メータイン制御弁３５は、各々のスプールを別々の動きをするように構成されている。それ故、ブーム用メータアウト制御弁３６及びブーム用メータイン制御弁３５は、個別に制御可能である。ブーム用メータアウト制御弁３６は、本実施形態において電子制御式のスプール弁である。即ち、ブーム用メータアウト制御弁３６は、ブーム用メータアウト指令に基づいてスプール３６ａを移動させることによって作動液の流れる方向を切換え、またブーム用メータアウト制御弁３６の開度を制御することができる。

【0026】

バケット用メータイン制御弁３７は、ブーム用メータイン制御弁３５に並列するように第２液圧ポンプ１３に接続され、且つバケットシリンダ４に接続されている。そして、バケット用メータイン制御弁３７は、第２液圧ポンプ１３からバケットシリンダ４に流れる作動液のメータイン流量を制御する。更に詳細に説明すると、バケット用メータイン制御弁３７は、ブーム用メータイン制御弁３５に並列するように第２ポンプ通路１３ａに接続されている。バケット用メータイン制御弁３７は、ロッド側通路４ｅを介してバケットシリンダ４のロッド側ポート４ｃに接続され、またヘッド側通路４ｆを介してバケットシリンダ４のヘッド側ポート４ｄに接続されている。また、バケット用メータイン制御弁３７は、入力されるバケット用メータイン指令に応じて、第２液圧ポンプ１３からバケットシリンダ４に供給される作動液の方向及びメータイン流量を制御することができる。バケット用メータイン制御弁３７は、本実施形態において電子制御式のスプール弁である。即ち、バケット用メータイン制御弁３７は、バケット用メータイン指令に基づいてスプール３７ａを移動させることによって作動液の流れる方向を切換え、またバケット用メータイン制御弁３７の開度を制御する。

【0027】

バケット用メータアウト制御弁３８は、バケットシリンダ４とタンク１０とに接続されている。そして、バケット用メータアウト制御弁３８は、バケットシリンダ４からタンク１０に排出される作動液のメータアウト流量を制御する。更に詳細に説明すると、バケット用メータアウト制御弁３８は、バケット用メータイン制御弁３７に対を成すように設けられている。そして、バケット用メータアウト制御弁３８は、対応するバケット用メータイン制御弁３７に並列するようにロッド側通路４ｅ及びヘッド側通路４ｆの各々に接続されている。また、バケット用メータアウト制御弁３８は、入力されるバケット用メータアウト指令に応じて、バケットシリンダ４からタンク１０に排出される作動液の方向及びメータアウト流量を制御することができる。なお、バケット用メータアウト制御弁３８もまた、バケット用メータアウト制御弁３８を流れるメータアウト流量を、バケット用メータイン制御弁３７を介してバケットシリンダ４に供給されるメータイン流量から独立して制御することができる。更に詳細に説明すると、バケット用メータアウト制御弁３８及びバケット用メータイン制御弁３７は、各々のスプールを別々の動きをするように構成されている。それ故、バケット用メータアウト制御弁３８及びバケット用メータイン制御弁３７は、個別に制御可能である。バケット用メータアウト制御弁３８は、本実施形態において電子制御式のスプール弁である。即ち、バケット用メータアウト制御弁３８は、バケット用メータアウト指令に基づいてスプール３８ａを移動させることによって作動液の流れる方向を切換え、またバケット用メータアウト制御弁３８の開度を制御することができる。

【0028】

合流弁１５は、合流通路１５ａを開閉する。合流通路１５ａは、第１液圧ポンプ１１と第２液圧ポンプ１３とを繋いでいる。より詳細に説明すると、合流通路１５ａは、第１及び第２ポンプ通路１１ａ，１３ａに接続されている。本実施形態において、合流通路１５ａは、第１ポンプ通路１１ａにおいて液圧アクチュエータ２，５より上流側の部分に接続され、且つ第２ポンプ通路１３ａにおいて液圧アクチュエータ３，４より上流側の部分に接続されている。そして、合流通路１５ａは、第１液圧ポンプ１１から吐出される作動液を第２ポンプ通路１３ａに合流させ、また第２液圧ポンプ１３から吐出される作動液を第１ポンプ通路１１ａに合流させることができる。合流弁１５は、合流通路１５ａに介在している。そして、合流弁１５は、入力させる合流指令に基づいて合流通路１５ａを開閉する。更に、合流弁１５は、入力される合流指令に基づいて合流弁１５の開度を制御することができる。本実施形態において合流弁１５は、電磁比例制御弁である。

【0029】

複数の圧力センサ１７，１８，１９Ｒ～２１Ｒ，１９Ｈ～２１Ｈ，２２Ｌ，２２Ｒの各々は、各所を流れる作動液の圧力を検出する。そして、複数の圧力センサ１７，１８，１９Ｒ～２１Ｒ，１９Ｈ～２１Ｈ，２２Ｌ，２２Ｒの各々は、検出した圧力を制御装置２４に出力する。更に詳細に説明すると、第１吐出圧センサ１７及び第２吐出圧センサ１８は、第１ポンプ通路１１ａ及び第２ポンプ通路１３ａに夫々接続されている。そして、第１吐出圧センサ１７及び第２吐出圧センサ１８は、第１液圧ポンプ１１の吐出圧及び第２液圧ポンプ１３の吐出圧を夫々検出する。また、ロッド側圧力センサ１９Ｒ～２１Ｒは、ロッド側通路２ｅ～４ｅに夫々接続されている。そして、ロッド側圧力センサ１９Ｒ～２１Ｒは、アームシリンダ２、ブームシリンダ３、及びバケットシリンダ４のロッド側ポート２ｃ～４ｃの圧力（ロッド圧）を検出する。更に、ヘッド側圧力センサ１９Ｈ～２１Ｈは、ヘッド側通路２ｆ～４ｆに夫々接続されている。そして、ヘッド側圧力センサ１９Ｈ～２１Ｈは、アームシリンダ２、ブームシリンダ３、及びバケットシリンダ４のヘッド側ポート２ｄ～４ｄの圧力（ヘッド圧）を検出する。第１旋回用圧力センサ２２Ｌ及び第２旋回用圧力センサ２２Ｒは、第１旋回用通路５ｅ及び第２旋回用通路５ｆに夫々接続されている。そして、第１旋回用圧力センサ２２Ｌ及び第２旋回用圧力センサ２２Ｒは、２つの吸排ポート５ｃ，５ｄの圧力（ポート圧）を検出する。

【0030】

操作装置２３は、液圧アクチュエータ２～５の作動量を指示する操作量に応じた操作指令を制御装置２４に出力する。本実施形態において、操作装置２３は、例えば操作弁又は電気ジョイスティック等である。そして、操作装置２３は、２つの操作レバー２３ａ，２３ｂを有している。操作レバー２３ａ，２３ｂは、操作者によって操作可能に構成されている。操作レバー２３ａ，２３ｂは、その操作量によって液圧アクチュエータ２～５の作動量を指示するための操作具である。即ち、操作装置２３は、操作レバー２３ａ，２３ｂの操作量に応じた操作指令を制御装置２４に出力する。本実施形態において、２つの操作レバー２３ａ，２３ｂの各々は、互いに交差する２方向（例えば、前後方向及び左右方向）を含む３６０度全方向に揺動可能に構成されている。そして、操作装置２３は、操作レバー２３ａ，２３ｂの操作方向及び操作量に応じた操作指令を制御装置２４に出力する。本実施形態において、第１操作レバー２３ａが平面視で第１方向に操作されると操作量に応じたアーム操作指令が出力され、また平面視で第２方向に操作されると操作量に応じた旋回操作指令が出力される。更に、操作レバー２３ａを平面視で斜め方向（例えば、平面視で第１方向に角度αを成す方向）に操作されると、アーム操作指令及び旋回操作指令の両方が出力される。そして、操作レバー２３ａの操作量のうち第１方向成分（即ち、第１方向への操作量）に応じたアーム操作指令が出力され、また第２方向成分に応じた旋回操作指令が出力される。また、第２操作レバー２３ｂが第３方向に操作されると操作量に応じたブーム操作指令が出力され、第４方向に操作されると操作量に応じたバケット操作指令が出力される。更に、操作レバー２３ｂを平面視で斜め方向（例えば、平面視で第３方向に角度βを成す方向）に操作されると、ブーム操作指令及びバケット操作指令の両方が出力される。そして、操作レバー２３ｂの操作量のうち第３方向成分（即ち、第３方向への操作量）に応じたブーム操作指令が出力され、また第４方向成分に応じたバケット操作指令が出力される。アーム操作指令は、アームシリンダ２を作動させる操作指令である。また、旋回操作指令は、旋回モータ５を作動させる操作指令である。ブーム操作指令は、ブームシリンダ３を作動させる操作指令である。バケット操作指令は、バケットシリンダ４を作動させる操作指令である。

【0031】

制御装置２４は、各液圧ポンプ１１，１３、各制御弁３１～３８、合流弁１５、各圧力センサ１７，１８，１９Ｒ～２１Ｒ，１９Ｈ～２１Ｈ，２２Ｌ，２２Ｒ、及び操作装置２３に接続されている。そして、制御装置２４は、各液圧ポンプ１１，１３の吐出流量を制御する。本実施形態において、制御装置２４は、吐出圧センサ１７，１８で検出される圧力に基づいて、液圧ポンプ１１，１３の吐出流量を馬力制御する。なお、液圧ポンプ１１，１３の吐出流量の制御方式は、馬力制御に限定されず、ロードセンシング制御であってもよい。また、制御装置２４は、操作装置２３からの各操作指令及び各圧力センサ１７，１８，１９Ｒ～２１Ｒ，１９Ｈ～２１Ｈ，２２Ｌ，２２Ｒで検出される圧力に応じて、合流弁１５及び各制御弁３１～３８の開度を制御する。更に詳細に説明すると、制御装置２４は、操作装置２３からの各操作指令及び液圧アクチュエータ２～５の負荷に応じて合流弁１５の動作を制御する。即ち、制御装置２４は、操作装置２３からの各操作指令及び液圧アクチュエータ２～５の負荷に応じて合流弁１５に合流通路１５ａを開閉させる。これにより、第１液圧ポンプ１１及び第２液圧ポンプ１３の一方から吐出される作動液を他方から吐出される作動液に合流させることができる。更に、制御装置２４は、操作装置２３からの各操作指令及び液圧アクチュエータ２～５の負荷に応じて合流弁１５の開度を制御する。制御装置２４は、合流弁１５の開度を制御することによって操作レバー２３ａ，２３ｂの操作量に応じた合流流量の作動液を合流させることができる。また、制御装置２４は、メータイン制御弁３１，３３，３５，３７の開度を制御することによって各液圧アクチュエータ２～５に供給される作動液のメータイン流量を制御する。また、制御装置２４は、メータアウト制御弁３２，３４，３６，３８の開度を制御することによって液圧アクチュエータ２～５から排出される作動液のメータアウト流量を制御する。

【0032】

更に詳細に説明すると、制御装置２４は、合流弁１５の動作を制御すべく以下のような機能を有する。即ち、制御装置２４は、図２に示すように合流判定部４１と、合流弁開度演算部４２と、合流切替部４３と、乗算器４４とを有している。また、制御装置２４は、メータイン流量及びメータアウト流量を調整すべく以下のような構成を有する。即ち、制御装置２４は、図３に示すようにメータイン制御弁開度演算部（Ｍ／Ｉ制御弁開度演算部）４５、圧力補償付きＭ／Ｉ制御弁開度演算部４６、及びメータアウト制御弁開度演算部（Ｍ／Ｏ制御弁開度演算部）４７を有している。

【0033】

図２に示す合流判定部４１は、第１液圧ポンプ１１及び第２液圧ポンプ１３の一方から吐出される作動液を他方から吐出される作動液に合流させるか否か（即ち、合流の有無）を判定する。より詳細に説明すると、制御装置２４は、操作装置２３からの各操作指令及び液圧アクチュエータ２～５の負荷に基づいて合流条件を充足するか否かを判定する。本実施形態において、制御装置２４では、液圧アクチュエータ２～５の作動状態に応じた複数の合流条件が設定されている。例えば、制御装置２４では、第１合流条件及び第２合流条件が設定されている。第１合流条件（アーム及びブーム同時操作）は、第１操作レバー２３ａの第１方向への操作量及び第２操作レバー２３ｂの第３方向への操作量の各々が第１及び第２所定量以上で、且つアームシリンダ２の負荷が所定値以上あるという条件である。ここで、アームシリンダ２の負荷とは、アームシリンダ２の流入側受圧面積に流入圧を乗算した値からアームシリンダ２の流出側受圧面積に流出圧を乗算した値を減算した値である。また、第２合流条件（アーム単独操作）は、第１操作レバー２３ａの第１方向への操作量が第３所定量以上で且つアームシリンダ２の負荷が所定値以上であるという条件である。即ち、制御装置２４は、第１合流条件によってアームシリンダ２及びブームシリンダ３の同時操作時における合流判定を行い、また第２合流条件によってアームシリンダ２の単独操作時における合流判定を行う。その他、制御装置２４には、操作装置２３からの各操作指令及び液圧アクチュエータ２～５の負荷に基づいて判定可能な複数の合流条件が設定される。そして、制御装置２４は、第１合流条件及び第２合流条件を含む複数の合流条件の充足の有無を夫々判定する。なお、合流条件は、前述するものに限定されず、操作レバー２３ａ，２３ｂの各々に対する単独操作、及び複合動作に応じて設定される。なお、制御装置２４は、操作レバー２３ａ，２３ｂの各々の操作量に基づいて複数の合流条件の有無を判定しているが、各制御弁３１～３８のスプール３１ａ～３８ａに与えられるパイロット圧が操作量として用いられてもよい。

【0034】

合流弁開度演算部４２は、合流弁１５の開度を演算する。更に詳細に説明すると、合流弁開度演算部４２には、前述する複数の合流条件毎に対応させた複数の合流開度マップ又は複数の演算式が設定されている。そして、合流開度マップ又は演算式では、操作量と合流弁１５の開度とが対応付けられている。そして、合流弁開度演算部４２は、操作量と合流開度マップ又は演算式とに基づいて合流弁１５の開度を演算する。合流弁開度演算部４２は、充足する全ての合流条件に対して合流弁１５の開度を演算する。そして、合流弁開度演算部４２は演算された複数の開度のうち最も大きい開度を合流弁１５の合流開度として選択する。

【0035】

合流切替部４３は、合流判定部４１の判定結果に応じて、合流指令の出力の有無を切替える。更に詳細に説明すると、合流切替部４３は、合流判定部４１の判定結果に応じて切替係数を出力する。本実施形態において、制御装置２４は、複数の合流条件の充足に応じて合流可否状態を切り替える。即ち、合流不可の状態に設定されると、合流切替部４３は０の値を出力する。他方、切替指令によって合流可の状態に設定されると、合流切替部４３は１の値を出力する。

【0036】

乗算器４４は、合流弁開度演算部４２にて選択された合流開度に合流切替部４３から出力される切替係数を乗算することによって合流指令を作成する。そして、乗算器４４は、作成した合流指令を合流弁１５に出力する。このようにして合流可の状態において合流判定部４１の結果に応じて合流弁１５の開度が制御される。他方、合流不可の状態において、合流弁１５によって合流通路１５ａが閉じられている状態が維持される。

【0037】

図３に示すＭ／Ｉ制御弁開度演算部４５は、操作装置２３からの各操作指令に基づいてメータイン制御弁３３，３５，３７の各々の開度を演算する。更に詳細に説明すると、Ｍ／Ｉ制御弁開度演算部４５は、各操作指令とそれに対応するメータイン制御弁３３，３５，３７の開度との関係を示す開度マップ又は演算式を有している。そして、Ｍ／Ｉ制御弁開度演算部４５は、取得する操作指令と開度マップ又は演算式とに基づいてメータイン制御弁３３，３５，３７の開度を演算する。Ｍ／Ｉ制御弁開度演算部４５は、演算された開度に応じたメータイン指令を対応するメータイン制御弁３３，３５，３７に出力する。これにより、Ｍ／Ｉ制御弁開度演算部４５は、メータイン制御弁３３，３５，３７の開度を制御して、操作装置２３からの操作指令に応じたメータイン流量を対応する液圧アクチュエータ３～５に供給する。

【0038】

圧力補償付きＭ／Ｉ制御弁開度演算部（以下、「圧力補償演算部」という）４６は、操作装置２３からのアーム操作指令及びアーム用メータイン制御弁３１の前後圧に基づいてアーム用メータイン制御弁３１の開度を演算する。アーム用メータイン制御弁３１の前後圧は、第１吐出圧センサ１７で検出される吐出圧及びロッド側圧力センサ１９Ｒ又はヘッド側圧力センサ１９Ｈ（流入圧センサ）で検出されるアームシリンダ２の流入圧の差圧である。更に詳細に説明すると、圧力補償演算部４６は、アーム操作指令とメータイン流量との関係を示す流量マップ又は演算式を有している。そして、圧力補償演算部４６は、取得するアーム操作指令及び流量マップ又は演算式に基づいてアーム目標メータイン流量を演算する。ここで、アーム目標メータイン流量は、アームシリンダ２のメータイン流量の目標値である。次に、圧力補償演算部４６は、第１吐出圧センサ１７、ロッド側圧力センサ１９Ｒ、及びヘッド側圧力センサ１９Ｈに基づいてアーム用メータイン制御弁３１の前後圧を算出する。そして、圧力補償演算部４６は、演算された前後圧及び目標メータイン流量並びに演算式（例えば、ベルヌーイの定理）に基づいてアーム用メータイン制御弁３１の開度を演算する。圧力補償演算部４６は、演算された開度に応じたアーム用メータイン指令をアーム用メータイン制御弁３１に出力する。これにより、圧力補償演算部４６は、アームシリンダ２のメータイン流量に対して圧力補償を行うことができる。それ故、アーム操作指令に応じた目標メータイン流量の作動液をアームシリンダ２に供給することができる。また、圧力補償を行うことによって、同時操作される他の液圧アクチュエータ３～５に流れる作動液のメータイン流量を確保することができる。

【0039】

Ｍ／Ｏ制御弁開度演算部４７は、操作装置２３からの各操作指令に基づいてメータアウト制御弁３２，３４，３６，３８の各々の開度を演算する。そして、Ｍ／Ｏ制御弁開度演算部４７は、演算された開度に応じたメータアウト指令を対応するメータアウト制御弁３２，３４，３６，３８に出力する。これにより、メータアウト制御弁３２，３４，３６，３８の開度が制御され、操作装置２３からの操作指令に応じたメータアウト流量が液圧アクチュエータ２～５の各々から排出される。

【0040】

＜液圧駆動システムの動作＞
液圧駆動システム１は、操作レバー２３ａ，２３ｂが操作されると、操作方向及び操作量に応じた操作指令が操作装置２３から制御装置２４に出力される。そして、Ｍ／Ｉ制御弁開度演算部４５及び圧力補償演算部４６は、操作指令に基づいてメータイン制御弁３１，３３，３５，３７にメータイン指令を出力する。また、Ｍ／Ｏ制御弁開度演算部４７は、操作指令に基づいてメータアウト制御弁３２，３４，３６，３８にメータアウトン指令を出力する。これにより、液圧アクチュエータ２～５の一方のポート２ｃ～５ｃ，２ｄ～５ｄに操作指令に応じたメータイン流量の作動液が供給され、且つ他方のポート２ｄ～５ｄ，２ｃ～５ｃから操作指令に応じたメータアウト流量の作動液が排出される。それ故、液圧アクチュエータ２～５が操作指令に応じた速度にて作動する。

【0041】

また、液圧駆動システム１は、前述する何れかの合流条件を充足する場合、２つの液圧ポンプ１１，１３の作動液を合流させる。更に詳細に説明すると、制御装置２４は、操作装置２３から出力される操作指令に基づいて何れかの合流条件を充足するか否かを判定する。例えば、アームシリンダ２とブームシリンダ３とを同時に作動させるために第１操作レバー２３ａが第１方向に且つ第２操作レバー２３ｂが第３方向に同時に操作された場合について以下で説明する。

【0042】

まず、制御装置２４の合流判定部４１は、アーム操作指令及びブーム操作指令に基づいて第１合流判定の充足の有無を判定する。そして、第１操作レバー２３ａの第１方向の操作量が第１操作量以上で且つ第２操作レバー２３ｂの第３方向の操作量が第２操作量以上であって、センサ１９Ｈ，１９Ｒの何れかが所定圧力以上である場合、合流判定部４１は第１合流条件を充足すると判定する。また、合流判定部４１は、アーム操作指令に基づいて第２合流判定の充足の有無を判定する。そして、第２操作レバー２３ｂの第３方向の操作量が第３操作量以上であり、且つアームシリンダ２の負荷が所定値以上である場合、合流判定部４１は、第２合流条件を充足すると判定する。そして、合流切替部４３は、少なくとも１つの合流条件を充足すると、切替係数として１の値を乗算器４４に出力する。

【0043】

次に、合流弁開度演算部４２は、充足する合流条件に対応する合流開度マップ又は演算式に基づいて合流弁１５の開度を演算する。そして、合流弁開度演算部４２は、演算された複数の開度のうち最も大きい開度を合流開度として選択する。即ち、合流弁開度演算部４２は、第１合流条件及び第２合流条件に夫々対応する合流開度マップ又は演算式に基づいて２つの開度を演算する。そして、合流弁開度演算部４２は、２つの開度のうち大きい方の開度を合流開度として選択する。乗算器４４は、選択される合流開度に合流切替部４３からの切替係数を乗算させた合流指令を出力する。切替指令によって合流可の状態に設定されている場合、合流指令が合流弁１５に出力される。これにより、合流弁１５によって合流通路１５ａが開かれる。それ故、第１液圧ポンプ１１及び第２液圧ポンプ１３の作動液を合流させることができる。そうすると、１つの液圧ポンプ１１，１３の最大吐出流量を超えるメータイン流量の作動液を液圧シリンダ２，３（本実施形態において、ブームシリンダ３）に供給することができる。本実施形態において、最大吐出流量とは、馬力制御されている液圧ポンプ１１，１３が夫々吐出可能な最大値である。即ち、各液圧ポンプ１１，１３の最大吐出流量は、各液圧ポンプ１１，１３に対する馬力線図と各ポンプ１１，１３の吐出圧に基づいて算出される。但し、最大吐出流量は、前述する最大値に限らず、他の制御によって制限される吐出流量の最大値であってもよい。

【0044】

また、Ｍ／Ｉ制御弁開度演算部４５は、操作装置２３からのブーム操作指令及び開度マップ又は演算式に基づいてブーム用メータイン制御弁３５の開度を制御する。これにより、ブームシリンダ３にブーム操作指令に応じたメータイン流量の作動液が供給される。即ち、ブームシリンダ３が操作レバー２３ｂの第３方向の操作量に応じた速度にて作動する。他方、圧力補償演算部４６は、操作装置２３からのアーム操作指令及びアーム用メータイン制御弁３１の前後圧に基づいてアーム用メータイン制御弁３１の開度を制御する。即ち、圧力補償演算部４６は、圧力補償しながらアーム操作指令に応じたメータイン流量の作動液をアームシリンダ２に供給させる。更に、Ｍ／Ｏ制御弁開度演算部４７は、操作装置２３からのアーム操作指令及びブーム操作指令に基づいてメータアウト制御弁３２，３６の各々の開度を制御する。これにより、アーム操作指令に応じたメータアウト流量の作動液をアームシリンダ２から排出させ、且つブーム操作指令に応じたメータアウト流量の作動液をブームシリンダ３から排出させることができる。

【0045】

液圧駆動システム１では、アームシリンダ２の負荷がブームシリンダ３の負荷より小さい場合、制御装置２４がアーム用メータイン制御弁３１の開度を制御することによってアームシリンダ２に流れる作動液の流量を制限することができる。これにより、アームシリンダ２に対して設けられる圧力補償弁を廃止することができるので、アームシリンダ２及びブームシリンダ３が同時操作された際のエネルギーの消費を抑えることができる。本実施形態において、エンジンＥの燃費を向上させることができる。

【0046】

更に詳細に説明すると、液圧駆動システム１では、アームシリンダ２のアーム用メータイン制御弁３１及びアーム用メータアウト制御弁３２の開度を別々に制御することができる。即ち、制御装置２４は、アーム用メータアウト制御弁３２の開度をアーム操作指令に応じた開度に維持し、且つ合流通路１５ａの開閉及びアーム操作指令に応じてアーム用メータイン制御弁３１の開度を制御することができる。これにより、アーム用メータイン制御弁３１によってアームシリンダ２へのメータイン流量に対して圧力補償を行うことができる。それ故、合流通路１５ａが開いている状態においても、第１操作レバー２３ａの第１方向の操作量に応じた速度にてアームシリンダ２を作動させ、且つ第２操作レバー２３ｂの第３方向の操作量に応じた速度にてブームシリンダ３を作動させることができる。

【0047】

また、液圧駆動システム１では、各液圧ポンプ１１，１３の作動液を合流させることによって１つの液圧ポンプ１１，１３の最大吐出流量を超えるメータイン流量の作動液を液圧シリンダ２，３に供給することができる。これにより、第１液圧ポンプ１１及び第２液圧ポンプ１３の小型化を図ることができる。

【0048】

更に詳細に説明すると、制御装置２４は、ブーム用メータイン制御弁３５の開度を制御することによって、ブームシリンダ３に流れる作動液の流量を確保することができる。即ち、液圧駆動システム１は、ブームシリンダ３のブーム用メータイン制御弁３５及びブーム用メータアウト制御弁３６の開度もまた別々に制御することができる。つまり、メータアウト流量を確保すべくブーム用メータアウト制御弁３６の開度を維持しつつ、メータイン流量を調整するためにブーム用メータイン制御弁３５の開度を変えることができる。これにより、合流通路１５ａが開いて大きな流量の作動液が第２ポンプ通路１３ａに供給されても、第２操作レバー２３ｂの第３方向の操作量に応じた速度にてブームシリンダ３を作動させることができる。即ち、アームシリンダ２及びブームシリンダ３が同時に操作される場合において、アームシリンダ２及びブームシリンダ３を共に対応する操作量に応じた速度にて作動させることができる。

【0049】

更に、液圧駆動システム１では、アームシリンダ２及びブームシリンダ３が同時に操作された際、２つの操作レバー２３ａ，２３ｂの各々の操作量に応じて合流弁１５の開度が制御される。そうすると、適量の作動液を第１液圧ポンプ１１から第２回路系統１４（又は第２液圧ポンプ１３から第１回路系統１２）に流すことができる。これにより、第２回路系統１４（又は第１回路系統１２）において、作動液の流量が絞られることによって必要以上にアクチュエータ４，５（又はアクチュエータ２，３）に導かれることを抑制できる。例えば、アームシリンダ２及びブームシリンダ３が同時に操作される場合、第２回路系統１４に適量の作動油が導かれることによってブーム用メータイン制御弁３５の開度を大きく設定することができる。これにより、ブーム用メータイン制御弁３５の開度を絞ってエネルギーが消費されることを抑制することができる。即ち、ブーム用メータイン制御弁３５における圧力損失を低減することができ、第２回路系統１４においてエネルギーが消費されることを抑制できる。

【0050】

また、液圧駆動システム１では、圧力補償演算部４６がアーム操作指令に応じた目標メータイン流量とアーム用メータイン制御弁３１の前後圧とに基づいて前記アーム用メータイン制御弁３１の開度を制御する。即ち、圧力補償演算部４６は、アームシリンダ２のメータイン流量に対して圧力補償を行っている。それ故、同時に操作される際に２つの操作レバー２３ａ，２３ｂの各々の操作量に応じた流量の作動液をアームシリンダ２に供給することができる。これにより、同時操作された際のアームシリンダ２の操作性へ影響を抑えることができる。また、液圧駆動システム１ではアームシリンダ２の負荷とブームシリンダ３の負荷との差が大きい場合において、ブームシリンダ３に導かれる作動液の流量が減少する。それ故、圧力補償演算部４６がアームシリンダ２のメータイン流量を抑制するようにアーム用メータイン制御弁３１に対して開度制御をすることが、液圧駆動システム１では特に有用である。

【0051】

また、液圧駆動システム１では、ブーム操作指令に応じたメータイン流量に対して第２液圧ポンプ１３の吐出流量が不足する場合において、制御装置２４が合流弁１５を開くことによって合流弁１５を介して第１液圧ポンプ１１の作動液を第２液圧ポンプ１３の作動液に合流させることができる。これにより、ブームシリンダ３に対してブーム操作指令に応じたメータイン流量が確保することができる。他方、ブーム操作指令に応じたメータイン流量に対して第２液圧ポンプ１３によって十分な流量が確保できる場合には、合流通路１５ａを合流弁１５によって閉じることによってエネルギー消費を抑えることができる。本実施形態において、エンジンＥの燃費を向上させることができる。

【0052】

［第２実施形態］
第２実施形態の液圧駆動システム１Ａは、第１実施形態の液圧駆動システム１と構成が類似している。従って、第２実施形態の液圧駆動システム１Ａの構成については、主に第１実施形態の液圧駆動システム１と異なる点について説明し、同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。

【0053】

第２実施形態の液圧駆動システム１Ａは、図１に示すように第１液圧ポンプ１１と、第１回路系統１２と、第２液圧ポンプ１３と、第２回路系統１４と、合流弁１５と、複数の圧力センサ１７，１８，１９Ｒ～２１Ｒ，１９Ｈ～２１Ｈ，２２Ｌ，２２Ｒと、操作装置２３と、制御装置２４Ａを備えている。

【0054】

制御装置２４Ａは、第１実施形態の制御装置２４と同様の機能を有する。そして、制御装置２４Ａは、更に以下のようにして合流弁１５の開度を制御する。即ち、制御装置２４Ａは、第１総流量と第１液圧ポンプ１１の最大吐出流量との差分である第１流量差分、及び第２総流量と第２液圧ポンプ１３の最大吐出流量との差分である第２流量差分の何れかに基づいて、合流弁１５の開度を制御する。第１総流量は、第１回路系統１２から液圧アクチュエータ２，５に供給される目標メータイン流量（以下、「目標Ｍ／Ｉ流量」という）の総流量である。また、第２総流量は、第２回路系統１４から液圧アクチュエータ３，４に供給される目標Ｍ／Ｉ流量の総流量である。また、各液圧アクチュエータ２～５の目標Ｍ／Ｉ流量は、各液圧アクチュエータ２～５のメータイン流量の目標値である。

【0055】

更に詳細に説明すると、制御装置２４Ａは、図４に示すように第１合流開度演算部５１と、第２合流開度演算部５２と、合流開度選択部５３と、合流指令出力部５４とを有している。第１合流開度演算部５１は、合流弁１５の開度である第１合流開度を第１流量差分に基づいて演算する。更に詳細に説明すると、第１合流開度演算部５１は、アーム用マップ又は演算式とアーム操作指令とに基づいてアーム目標Ｍ／Ｉ流量（アームシリンダ２の目標Ｍ／Ｉ流量）を演算する。また、第１合流開度演算部５１は、旋回用マップ又は演算式と旋回操作指令とに基づいて旋回目標Ｍ／Ｉ流量（旋回モータ５の目標Ｍ／Ｉ流量）を演算する。そして、第１合流開度演算部５１は、演算されたアーム目標Ｍ／Ｉ流量及び旋回目標Ｍ／Ｉ流量を加算して第１総流量を演算する。また、第１合流開度演算部５１は、第１液圧ポンプ１１の馬力線図と第１吐出圧センサ１７で検出される吐出圧とに基づいて第１液圧ポンプ１１の最大吐出流量を演算する。そして、第１合流開度演算部５１は、第１液圧ポンプ１１の最大吐出流量から第１総流量を減算する（即ち、第１流量差分を算出する）。そして、第１合流開度演算部５１は、開度マップ及び第１流量差分に基づいて第１合流開度を演算する。

【0056】

第２合流開度演算部５２もまた第１合流開度演算部５１の演算方法と同様の方法によって合流弁１５の開度である第２合流開度を第２流量差分に基づいて演算する。更に詳細に説明すると、第２合流開度演算部５２は、ブーム用マップ又は演算式とブーム操作指令とに基づいてブーム目標Ｍ／Ｉ流量（ブームシリンダ３の目標Ｍ／Ｉ流量）を演算する。また、第２合流開度演算部５２は、バケット用マップ又は演算式とバケット操作指令とに基づいてバケット目標Ｍ／Ｉ流量（バケットシリンダ４の目標Ｍ／Ｉ流量）を演算する。第２総流量演算部分７３は、演算されたブーム目標Ｍ／Ｉ流量及びバケット目標Ｍ／Ｉ流量を加算して第２総流量を演算する。また、第２合流開度演算部５２は、第２液圧ポンプ１３の馬力線図と第２吐出圧センサ１８で検出される吐出圧とに基づいて第２液圧ポンプ１３の最大吐出流量を演算する。そして、第２合流開度演算部５２は、第２液圧ポンプ１３の最大吐出流量から第２総流量を減算する（即ち、第２流量差分を算出する）。そして、第２合流開度演算部５２は、開度マップ及び第２流量差分に基づいて第２合流開度を演算する。

【0057】

合流開度選択部５３は、第１合流開度演算部５１で演算された第１合流開度及び第２合流開度演算部５２で演算された第２合流開度の何れかを選択する。より詳細に説明すると、合流開度選択部５３は、第１合流開度及び第２合流開度のうち何れか大きい方を選択する。

【0058】

合流指令出力部５４は、合流開度選択部５３で選択された合流開度に基づいて合流指令を出力する。更に詳細に説明すると、合流指令出力部５４は、合流開度と合流指令との関係を示す指令マップを有している。合流指令出力部５４は、選択された合流開度と指令マップとに基づいて合流指令を作成する。そして、合流指令出力部５４は、作成された合流指令を合流弁１５に出力する。これにより、合流弁１５の開度が第１流量差分及び第２流量差分の何れかに基づいて制御される。

【0059】

＜液圧駆動システムの動作＞
液圧駆動システム１Ａの制御装置２４Ａは、操作レバー２３ａ，２３ｂが操作されると、操作指令に基づいてメータイン制御弁３１，３３，３５，３７を制御すると共に合流弁１５の開度を制御する。即ち、制御装置２４Ａでは、第１合流開度演算部５１が第１合流開度を演算し、また第２合流開度演算部５２が第２合流開度を演算する。そして、合流開度選択部５３は、演算される第１合流開度及び第２合流開度の大きい方を選択する。更に、合流指令出力部５４は、選択された合流開度に応じた合流指令を合流弁１５に出力する。

【0060】

例えば、操作レバー２３ａ，２３ｂが操作されて第１総流量が第１液圧ポンプ１１の最大吐出流量以上であって、第１合流開度が第２合流開度より大きい場合、合流開度選択部５３が合流開度として第１合流開度を選択する。制御装置２４Ａは、選択された第１合流開度に応じた合流指令を合流弁１５に出力する。これにより、合流弁１５の開度が第１流量差分に基づいて制御される。同様に、第２総流量が第２液圧ポンプ１３の最大吐出流量以上であって、第１合流開度が第２合流開度より大きい場合、合流開度選択部５３が合流開度として第２合流開度を選択する。制御装置２４Ａは、選択された第２合流開度に応じた合流指令を合流弁１５に出力する。これにより、合流弁１５の開度が第２流量差分に基づいて制御される。

【0061】

このように構成されている液圧駆動システム１Ａは、第１総流量に対して第１液圧ポンプ１１の最大吐出流量が小さい場合において、合流弁１５を介して第２液圧ポンプ１３の作動液を第１液圧ポンプ１１に合流させることができる。これにより、液圧アクチュエータ２，５において作動液の流量が不足することを抑制できる。同様に、第２総流量に対して第２液圧ポンプ１３の最大吐出流量が小さい場合もまた、合流弁１５を介して第１液圧ポンプ１１の作動液を第２液圧ポンプ１３に合流させることができる。これにより、液圧アクチュエータ３，４において作動液の流量が不足することを抑制できる。

【0062】

その他、第２実施形態の液圧駆動システム１Ａは、第１実施形態の液圧駆動システム１と同様の作用効果を奏する。

【0063】

［その他の実施形態］
本実施形態の液圧駆動システム１，１Ａでは、主にアームシリンダ２とブームシリンダ３とが同時に操作された場合について説明したが、第３乃至第５合流条件を充足する際も同じように前述する方法によって合流弁１５によって合流通路１５ａが開かれる。また、液圧駆動システム１は、アームシリンダ２、ブームシリンダ３、バケットシリンダ４、及び旋回モータ５以外の液圧アクチュエータを備えていてもよく、それら以外の液圧アクチュエータの同時操作についても同様に適用可能である。

【0064】

また、本実施形態の液圧駆動システム１，１Ａでは、合流弁１５が電磁比例制御弁であるが、合流通路１５ａの開閉だけを切り替える開閉切替弁であってもよい。また、液圧駆動システム１は、３つ以上の液圧ポンプを備えていてもよく、各回路系統１２，１４に少なくとも１つ以上の液圧ポンプが備わっていればよい。また、液圧駆動システム１は、３つ以上の回路系統を備えていてもよい。更に、液圧駆動システム１は、アームシリンダ２、ブームシリンダ３、バケットシリンダ４、及び旋回モータ５以外の液圧アクチュエータを備えていてもよい。

【0065】

更に本実施形態の液圧駆動システム１，１Ａでは、メータアウト制御弁３２，３４，３６，３８の開度が対応するメータイン制御弁３１，３３，３５，３７の開度に応じて制御されてもよい。即ち、メータイン流量に応じてメータアウト流量が制御されてもよい。また、メータアウト制御弁３２，３４，３６，３８の開度は、操作装置２３からの各操作指令と液圧アクチュエータ２～５の負荷とに基づいて制御されてもよい。その他、メータアウト制御弁３２，３４，３６，３８の開度の制御方法は、前述する方法に限定されない。

【0066】

更に本実施形態の液圧駆動システム１では、アームシリンダ２だけが圧力補償されているが、Ｍ／Ｉ制御弁開度演算部４５が各液圧アクチュエータ３～５に対して圧力補償を行ってもよい。なお、アームシリンダ２は、ブームシリンダ３に比べて圧力変動が大きい。それ故、アームシリンダ２に対して圧力補償を行うことは特に有用である。また、液圧駆動システム１において、全てのアクチュエータに対して圧力補償弁が廃止されているが、必ずしも全てのアクチュエータに対して圧力補償弁が廃止されている必要はない。例えば、バケットシリンダ４に圧力補償弁が接続されていてもよい。更に、操作装置２３の操作レバーの数は、２つではなく１つ及び３つ以上であってもよい。例えば、操作レバーは、液圧アクチュエータ２～５毎に１つずつ設けられてもよい。

【0067】

また、本実施形態の液圧駆動システム１，１Ａでは、液圧アクチュエータ２～５に対してメータイン流量を制御する制御弁３１，３３，３５，３７とメータアウト流量を制御する制御弁３２，３４，３６，３８とが夫々設けられているが必ずしもこのような構成に限定されない。例えば、液圧シリンダ２～４には、ロッド側ポート２ｃ～４ｃに対する作動液の給排を制御するロッド側制御弁と、ヘッド側ポート２ｄ～４ｄに対する作動液の給排を制御するヘッド側制御弁が設けられる。そして、ロッド側ポート２ｃ～４ｃに作動液が供給される場合、ロッド側制御弁がメータイン制御弁として機能し、ヘッド側制御弁がメータアウト制御弁として機能する。他方、ヘッド側ポート２ｄ～４ｄに作動液が供給される場合、ヘッド側制御弁がメータイン制御弁として機能し、ロッド側制御弁がメータイン制御弁として機能する。このように構成されている液圧駆動システムであっても液圧駆動システム１と同様の作用効果を奏する。

【0068】

また、本実施形態の液圧駆動システム１，１Ａにおいて、液圧アクチュエータ２～５は自動運転を実現すべく操作装置２３から出力される操作指令に基づいて液圧アクチュエータ２～５を作動させてもよい。即ち、操作装置は、種々のセンサやプログラム等に基づいて液圧アクチュエータ２～５の作動量を決める。更に、操作装置は、決められた作動量に基づいて操作量を設定し、操作量に応じた操作指令を制御装置２１に出力する。これにより、液圧アクチュエータ２～５の自動運転を実現することができる。なお、前述する操作装置は、制御装置２１と一体的に構成されてもよい。

【符号の説明】

【0069】

１，１Ａ 液圧駆動システム
２ アームシリンダ（第１液圧アクチュエータ）
３ ブームシリンダ（第２液圧アクチュエータ）
４ バケットシリンダ（液圧アクチュエータ）
５ 旋回モータ（液圧アクチュエータ）
１０ タンク
１１ 第１液圧ポンプ
１１ａ 第１ポンプ通路
１２ 第１回路系統
１３ 第２液圧ポンプ
１３ａ 第２ポンプ通路
１４ 第２回路系統
１５ 合流弁
１５ａ 合流通路
１７ 第１吐出圧センサ（吐出圧センサ）
１９Ｈ ヘッド側圧力センサ（流入圧センサ）
１９Ｒ ロッド側圧力センサ（流入圧センサ）
２３ 操作装置
２４，２４Ａ 制御装置
３１ アーム用メータイン制御弁（第１メータイン制御弁）
３２ アーム用メータアウト制御弁（第１メータアウト制御弁）
３５ ブーム用メータイン制御弁（第２メータイン制御弁）
３６ ブーム用メータアウト制御弁（第２メータアウト制御弁）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】