特許 7572280 建設機械の油圧駆動システム

(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】2024-10-15

(45)【発行日】2024-10-23

(54)【発明の名称】建設機械の油圧駆動システム

(51)【国際特許分類】

   E02F 9/22 20060101AFI20241016BHJP

【ＦＩ】

E02F9/22 K

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021050588

(22)【出願日】2021-03-24

(65)【公開番号】P2022148775

(43)【公開日】2022-10-06

【審査請求日】2023-11-28

(73)【特許権者】

【識別番号】398071668

【氏名又は名称】株式会社日立建機ティエラ

(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】森 和繁

(72)【発明者】

【氏名】高橋 究

(72)【発明者】

【氏名】古東 宥輝

【審査官】小倉 宏之

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－２２７７１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２７３９１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第６４６３５３７（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】特開２０１８－１５０７２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１９７９０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１９０５８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０６８０１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０１４５４３３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０２０－１６９７０８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｆ ９／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

固定容量型で両吐出型の複数の油圧ポンプと、
前記複数の油圧ポンプのそれぞれに閉回路で接続された複数の油圧アクチュエータと、
前記複数の油圧ポンプをそれぞれ駆動する複数の電動モータと、
前記複数の油圧アクチュエータによって駆動される複数の被駆動体のそれぞれの動作を指示する複数の操作装置とを備えた建設機械の油圧駆動システムにおいて、
前記複数の油圧ポンプのそれぞれの吐出圧を検出する複数の圧力センサと、
前記複数の操作装置のそれぞれの操作量を検出する複数の操作センサと、
前記複数の電動モータを制御するコントローラとを備え、
前記コントローラは、
前記複数の油圧アクチュエータのうち、少なくとも２つの特定の油圧アクチュエータが同時に駆動されるよう前記少なくとも２つの特定の油圧アクチュエータに対応する操作装置が操作されたとき、前記複数の圧力センサによって検出された前記複数の油圧ポンプのそれぞれの吐出圧と前記複数の操作センサによって検出された前記複数の操作装置のそれぞれの操作量とに基づいて、前記複数の油圧ポンプのうち前記少なくとも２つの特定の油圧アクチュエータに対応する油圧ポンプの消費動力が予め設定したポンプ動力を超えないよう、前記複数の電動モータのうち前記少なくとも２つの特定の油圧アクチュエータに対応する電動モータの回転数を制御するとともに、
前記コントローラは、
前記ポンプ動力に加え、前記少なくとも２つの特定の油圧アクチュエータに対応する油圧ポンプの容量に等しいポンプ設定容量を予め設定しており、
前記複数の圧力センサによって検出された前記少なくとも２つの特定の油圧アクチュエータに対応する油圧ポンプの吐出圧と、前記ポンプ動力と、前記ポンプ設定容量とに基づいて、前記少なくとも２つの特定の油圧アクチュエータに対応する電動モータの回転数制限値を演算し、
前記複数の操作センサによって検出された前記少なくとも２つの特定の油圧アクチュエータに対応する操作装置の操作量に基づいて前記少なくとも２つの特定の油圧アクチュエータに対応する電動モータの第１目標回転数を演算し、
前記回転数制限値を超えないよう前記少なくとも２つの特定の油圧アクチュエータに対応する電動モータの前記第1目標回転数を補正して前記少なくとも２つの特定の油圧アクチュエータに対応する電動モータの第２目標回転数を演算し、前記第２目標回転数に基づいて前記少なくとも２つの特定の油圧アクチュエータに対応する電動モータの回転数を制御することを特徴とする建設機械の油圧駆動システム。

【請求項2】

請求項１記載の建設機械の油圧駆動システムにおいて、
前記少なくとも２つの特定の油圧アクチュエータは、前記複数の被駆動体の一部であるブームを駆動するブームシリンダと、前記複数の被駆動体の一部であるアームを駆動するアームシリンダと、前記複数の被駆動体の一部であるバケットを駆動するバケットシリンダとを含み、
前記複数の油圧ポンプは、前記ブームシリンダに圧油を供給するブームポンプと、前記アームシリンダに圧油を供給するアームポンプと、前記バケットシリンダに圧油を供給するバケットポンプとを含み、
前記複数の電動モータは、前記ブームポンプを駆動するブーム電動モータと、前記アームポンプを駆動するアーム電動モータと、前記バケットポンプを駆動するバケット電動モータとを含み、
前記複数の操作装置は、前記ブームの動作を指示するブーム操作装置と、前記アームの動作を指示するアーム操作装置と、前記バケットの動作を指示するバケット操作装置とを含み、
前記コントローラは、
前記ブームポンプの吐出圧、前記アームポンプの吐出圧及び前記バケットポンプの吐出圧と、前記ポンプ動力及び前記ポンプ設定容量とに基づいて、前記ポンプ設定容量と等しいポンプ容量を有する仮想ポンプの回転数を演算し、更にこの仮想ポンプの回転数に基づいて前記回転数制限値として第１回転数制限値を演算し、
前記ブーム操作装置の操作量と、前記アーム操作装置の操作量と、前記バケット操作装置の操作量とに基づいて、前記第１目標回転数として、前記ブーム電動モータの第１目標回転数と、前記アーム電動モータの第１目標回転数と、前記バケット電動モータの第１目標回転数とを演算し、
前記第１回転数制限値を超えないよう前記ブーム電動モータの前記第１目標回転数と、前記アーム電動モータの前記第１目標回転数と、前記バケット電動モータの前記第１目標回転数とを補正して、前記第２目標回転数として、前記ブーム電動モータの第２目標回転数と、前記アーム電動モータの第２目標回転数と、前記バケット電動モータの第２目標回転数とを演算し、前記ブーム電動モータの前記第２目標回転数と、前記アーム電動モータの前記第２目標回転数と、前記バケット電動モータの前記第２目標回転数とに基づいて、前記ブーム電動モータ、前記アーム電動モータ及び前記バケット電動モータのそれぞれの回転数を制御することを特徴とする建設機械の油圧駆動システム。

【請求項3】

請求項２記載の建設機械の油圧駆動システムにおいて、
前記コントローラは、前記ブームポンプの吐出圧及び前記バケットポンプの吐出圧と、前記ブーム操作装置の操作量及び前記バケット操作装置の操作量とのいずれかに基づいて、前記ブームシリンダ及び前記バケットシリンダが駆動されているかどうかを判定し、その判定結果に基づいて現在駆動中のアクチュエータ数を演算し、
前記ブーム電動モータの前記第２目標回転数と、前記バケット電動モータの前記第２目標回転数のそれぞれを前記アクチュエータ数で除算して前記ブーム電動モータの第３目標回転数と前記バケット電動モータの第３目標回転数とを演算し、前記ブーム電動モータの前記第３目標回転数と前記バケット電動モータの前記第３目標回転数に基づいて前記ブーム電動モータ及び前記バケット電動モータのそれぞれの回転数を制御することを特徴とする建設機械の油圧駆動システム。

【請求項4】

請求項２記載の建設機械の油圧駆動システムにおいて、
前記複数の油圧アクチュエータは、更に、前記複数の被駆動体の１つである旋回体を駆動する旋回モータを含み、
前記複数の油圧ポンプは、更に、前記旋回モータに圧油を供給する旋回ポンプを含み、
前記複数の電動モータは、更に、前記旋回ポンプを駆動する旋回電動モータを含み、
前記複数の操作装置は、更に、前記旋回体の動作を指示する旋回操作装置を含み、
前記コントローラは、
前記旋回操作装置の操作量に基づいて前記旋回電動モータの第１目標回転数を演算し、前記旋回電動モータの第１目標回転数に基づいて、前記旋回電動モータの回転数を制御し、
前記旋回ポンプの吐出圧に基づいて前記吐出圧が上昇するにしたがって減少する第１回転数低減割合を演算し、
前記仮想ポンプの回転数に前記第１回転数低減割合を乗算して前記第１回転数制限値を演算することを特徴とする建設機械の油圧駆動システム。

【請求項5】

請求項２記載の建設機械の油圧駆動システムにおいて、
前記少なくとも２つの特定の油圧アクチュエータは、更に、前記複数の被駆動体の一部であるクローラタイプの左走行装置及び右走行装置を駆動する左走行モータ及び右走行モータを含み、
前記複数の油圧ポンプは、更に、前記左走行モータに圧油を供給する左走行ポンプと、前記右走行モータに圧油を供給する右走行ポンプとを含み、
前記複数の電動モータは、更に、前記左走行ポンプを駆動する左走行電動モータと、前記右走行ポンプを駆動する右走行電動モータとを含み、
前記複数の操作装置は、更に、前記左走行装置の動作を指示する左走行操作装置と、前記右走行装置の動作を指示する右走行操作装置とを含み、
前記コントローラは、
前記左走行ポンプの吐出圧及び前記右走行ポンプの吐出圧と、前記ポンプ動力及び前記ポンプ設定容量とに基づいて、前記ポンプ設定容量に等しいポンプ容量を有する仮想ポンプの回転数を演算し、更にこの仮想ポンプの回転数に基づいて前記回転数制限値として第２回転数制限値を演算し、
前記左走行操作装置の操作量と、前記右走行操作装置の操作量とに基づいて、前記第1目標回転数として、前記左走行電動モータの第１目標回転数と、前記右走行電動モータの第１目標回転数とを演算し、
前記第２回転数制限値を超えないよう前記左走行電動モータの前記第１目標回転数と、前記右走行電動モータの前記第１目標回転数とを補正して、前記第２目標回転数として、前記左走行電動モータの第２目標回転数と、前記右走行電動モータの第２目標回転数とを演算し、前記左走行電動モータの前記第２目標回転数と前記右走行電動モータの前記第２目標回転数とに基づいて、前記左走行電動モータ及び前記右走行電動モータのそれぞれの回転数を制御することを特徴とする建設機械の油圧駆動システム。

【請求項6】

請求項５記載の建設機械の油圧駆動システムにおいて、
前記複数の油圧アクチュエータは、更に、前記複数の被駆動体の1つである旋回体を駆動する旋回モータを含み、
前記複数の油圧ポンプは、更に、前記旋回モータに圧油を供給する旋回ポンプを含み、
前記複数の電動モータは、更に、前記旋回ポンプを駆動する旋回電動モータを含み、
前記複数の操作装置は、更に、前記旋回体の動作を指示する旋回操作装置を含み、
前記コントローラは、
前記旋回操作装置の操作量に基づいて前記旋回電動モータの第１目標回転数を演算し、前記旋回電動モータの第１目標回転数に基づいて、前記旋回電動モータの回転数を制御し、
前記ブームポンプの吐出圧と前記アームポンプの吐出圧と前記バケットポンプの吐出圧と前記旋回ポンプの吐出圧のうちの最大圧力が上昇するにしたがって減少する第２回転数低減割合を演算し、
前記仮想ポンプの回転数に前記第２回転数低減割合を乗算して前記第２回転数制限値を演算することを特徴とする建設機械の油圧駆動システム。

【請求項7】

請求項２記載の建設機械の油圧駆動システムにおいて、
前記複数の油圧アクチュエータは、更に、前記複数の被駆動体の一部である旋回体、スイングポスト及びブレードを駆動する旋回モータ、スイングシリンダ及びブレードシリンダを含み、
前記複数の油圧ポンプは、更に、前記旋回モータに圧油を供給する旋回ポンプと、前記スイングシリンダに圧油を供給するスイングポンプと、前記ブレードシリンダに圧油を供給するブレードポンプとを含み、
前記複数の電動モータは、更に、前記旋回ポンプを駆動する旋回電動モータと、前記スイングポンプを駆動するスイング電動モータと、前記ブレードポンプを駆動するブレード電動モータと含み、
前記複数の操作装置は、更に、前記旋回体の動作を指示する旋回操作装置と、前記スイングポストの動作を指示するスイング操作装置と、前記ブレードの動作を指示するブレード操作装置と含み、
前記コントローラは、
前記旋回操作装置の操作量と、前記スイング操作装置の操作量と、前記ブレード操作装置の操作量とに基づいて前記旋回電動モータの第１目標回転数と、前記スイング電動モータの第1目標回転数と、前記ブレード電動モータの第1目標回転数とを演算し、前記旋回電動モータの前記第１目標回転数と、前記スイング電動モータの前記第1目標回転数と、前記ブレード電動モータの前記第1目標回転数とに基づいて、前記旋回電動モータ、前記スイング電動モータ及び前記ブレード電動モータのそれぞれの回転数を制御し、
前記旋回ポンプの吐出圧、前記スイングポンプの吐出圧及び前記ブレードポンプの吐出圧と、前記旋回操作装置の操作量、前記スイング操作装置の操作量及び前記ブレード操作装置の操作量とのいずれかに基づいて、前記旋回モータ、前記スイングシリンダ及び前記ブレードシリンダが駆動されているかどうかを判定し、その判定結果に基づいて現在駆動中のアクチュエータ数を演算し、
前記旋回電動モータの前記第１目標回転数と、前記スイング電動モータの前記第１目標回転数と、前記ブレード電動モータの前記第１目標回転数のそれぞれを前記アクチュエータ数で除算して前記旋回電動モータの第２目標回転数と前記スイング電動モータの第２目標回転数と前記ブレード電動モータの第２目標回転数とを演算し、前記旋回電動モータの第２目標回転数と前記スイング電動モータの第２目標回転数と前記ブレード電動モータの第２目標回転数と基づいて前記旋回電動モータ、前記スイング電動モータ及び前記ブレード電動モータのそれぞれの回転数を制御することを特徴とする建設機械の油圧駆動システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、油圧ショベル等の建設機械の油圧駆動システムに係わり、特に、複数の油圧アクチュエータと両吐出型で固定容量型の複数の油圧ポンプとがそれぞれ複数の閉回路を形成するように接続された建設機械の油圧駆動システムに関する。

【背景技術】

【0002】

油圧ショベル等の建設機械の油圧駆動システムとして、複数の油圧アクチュエータと両吐出型で固定容量型の複数の油圧ポンプとがそれぞれ複数の閉回路を形成するように接続され、複数の油圧ポンプがそれぞれ複数の電動モータによって駆動される閉回路型の油圧駆動システムが、例えば特許文献１の図１及び図６に記載されている。

【0003】

また、油圧ショベル等の建設機械の油圧駆動システムとして、2つの可変容量型の第１及び第２油圧ポンプと、１つの固定容量型の第３油圧ポンプの３つのポンプを備え、第１～第３油圧ポンプがそれぞれ複数のオープンセンタ型の方向切換弁を介して異なる複数の油圧アクチュエータに接続され、それぞれの複数のアクチュエータを駆動するようにした開回路型の３ポンプシステムが、例えば特許文献２に記載されている。

【0004】

特許文献２に記載の３ポンプシステムおいて、第１及び第２油圧ポンプは共通のレギュレータを備え、レギュレータは、第１及び第２油圧ポンプの吐出圧に加えて第３油圧ポンプの吐出圧も導かれ、第１～第３油圧ポンプのいずれの吐出圧が上昇した場合でも、第１及び第２油圧ポンプの流量を減少させて第１及び第２油圧ポンプのそれぞれの吸収馬力を減少させる馬力制御を行い、エンジンへの過負荷を防止するようになっている。

【文献】ＷＯ２０１３－１０５３５７号公報

【文献】特許第６６１９３１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

油圧ショベル等の建設機械には、油圧駆動システムとして、従来では一般的に、特許文献２に記載のような開回路型の３ポンプシステムが搭載されている。

【0006】

これに対し、近年、省エネルギー化の観点から、特許文献１に記載されているような閉回路型の油圧駆動システムの開発が進められている。閉回路型の油圧システムは、油圧ポンプを油圧アクチュエータに直接接続して閉回路を形成し、油圧ポンプによって油圧アクチュエータを直接駆動するため、オープンセンタ型の方向切換弁による圧損や分流リークが無く、省エネルギー化を実現することができる。

【0007】

しかし、特許文献１に記載されている閉回路型の油圧駆動システムでは、複数の油圧アクチュエータの同時駆動時に、複数の油圧アクチュエータの負荷が増大したとき、複数の油圧ポンプの吐出圧の上昇とともに、それぞれのポンプ動力が増大し、消費動力が増大してしまう。

【0008】

また、特許文献２に記載されている開回路型の３ポンプシステムでは、複数の油圧アクチュエータの同時駆動時に、複数の油圧アクチュエータのいずれかの負荷が増大し、油圧ポンプの吐出圧が上昇したとき、馬力制御により複数の油圧ポンプのそれぞれの吐出流量を減少させ、その減少した流量の圧油が複数の油圧アクチュエータに供給される。これにより、複数の油圧アクチュエータの駆動速度が共に低下し、複数の油圧アクチュエータ間の速度バランスが確保され、良好な複合操作性が得られる。

【0009】

これに対し、特許文献１に記載されている閉回路型の油圧駆動システムでは、仮に油圧ポンプの制御に馬力制御を適用したとしても、複数の油圧アクチュエータの同時駆動時に、複数の油圧アクチュエータのいずれかの油圧アクチュエータの負荷が増大し、油圧ポンプの吐出圧が上昇したとき、負荷が上昇した油圧アクチュエータの油圧ポンプの吐出流量だけが減少してしまい、複数の油圧アクチュエータ間の速度バランスが崩れ、複合操作性が悪化してしまう。

【0010】

本発明の目的は、複数の油圧アクチュエータの同時駆動時に、油圧ポンプの消費動力を低減し、かつ複数の油圧アクチュエータ間の良好な速度バランスを確保し、良好な複合操作性を得ることができる閉回路型の建設機械の油圧駆動システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記課題を解決するため、本発明は、固定容量型で両吐出型の複数の油圧ポンプと、前記複数の油圧ポンプのそれぞれに閉回路で接続された複数の油圧アクチュエータと、前記複数の油圧ポンプをそれぞれ駆動する複数の電動モータと、前記複数の油圧アクチュエータによって駆動される複数の被駆動体のそれぞれの動作を指示する複数の操作装置とを備えた建設機械の油圧駆動システムにおいて、前記複数の油圧ポンプのそれぞれの吐出圧を検出する複数の圧力センサと、前記複数の操作装置のそれぞれの操作量を検出する複数の操作センサと、前記複数の電動モータを制御するコントローラとを備え、前記コントローラは、前記複数の油圧アクチュエータのうち、少なくとも２つの特定の油圧アクチュエータが同時に駆動されるよう前記少なくとも２つの特定の油圧アクチュエータに対応する操作装置が操作されたとき、前記複数の圧力センサによって検出された前記複数の油圧ポンプのそれぞれの吐出圧と前記複数の操作センサによって検出された前記複数の操作装置のそれぞれの操作量とに基づいて、前記複数の油圧ポンプのうち前記少なくとも２つの特定の油圧アクチュエータに対応する油圧ポンプの消費動力が予め設定したポンプ動力を超えないよう、前記複数の電動モータのうち前記少なくとも２つの特定の油圧アクチュエータに対応する電動モータの回転数を制御するとともに、前記コントローラは、前記ポンプ動力に加え、前記少なくとも２つの特定の油圧アクチュエータに対応する油圧ポンプの容量に等しいポンプ設定容量を予め設定しており、前記複数の圧力センサによって検出された前記少なくとも２つの特定の油圧アクチュエータに対応する油圧ポンプの吐出圧と、前記ポンプ動力と、前記ポンプ設定容量とに基づいて、前記少なくとも２つの特定の油圧アクチュエータに対応する電動モータの回転数制限値を演算し、前記複数の操作センサによって検出された前記少なくとも２つの特定の油圧アクチュエータに対応する操作装置の操作量に基づいて前記少なくとも２つの特定の油圧アクチュエータに対応する電動モータの第１目標回転数を演算し、前記回転数制限値を超えないよう前記少なくとも２つの特定の油圧アクチュエータに対応する電動モータの前記第1目標回転数を補正して前記少なくとも２つの特定の油圧アクチュエータに対応する電動モータの第２目標回転数を演算し、前記第２目標回転数に基づいて前記少なくとも２つの特定の油圧アクチュエータに対応する電動モータの回転数を制御するものとする。

【0012】

これにより、開回路型の３ポンプシステムの馬力制御を模擬した制御を行うことが可能となり、油圧ポンプの消費動力を低減し、かつ複数の油圧アクチュエータ間の良好な速度バランスを確保し、良好な複合操作性を得ることができる。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、開回路型の３ポンプシステムの馬力制御を模擬した制御を行うことが可能となり、油圧ポンプの消費動力を低減し、かつ複数の油圧アクチュエータ間の良好な速度バランスを確保し、良好な複合操作性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の油圧駆動システムが搭載される建設機械の代表例である油圧ショベルを示す図である。

【図2】本発明の一実施形態に係わる建設機械の油圧駆動システムを示す図である。

【図3】コントローラの演算内容を示す機能ブロック図である。

【図3A】制限値演算部の演算内容の詳細を示す機能ブロック図である。

【図3B】複合操作判定部の演算内容の詳細を示す機能ブロック図である。

【図3C】回転数演算部の演算内容の詳細を示す機能ブロック図である。

【図4】テーブルに設定された回転数低減割合特性を示す図である。

【図5】テーブルに設定された目標回転数特性を示す図である。

【図6】開回路型の油圧駆動システムの一例である３ポンプシステムを示す図である。

【図7】レギュレータのトルク制御（馬力制御）とバネにより得られるトルク制御特性（馬力制御特性）を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。

【0016】

～建設機械（油圧ショベル）～
図１は、本発明の油圧駆動システムが搭載される建設機械の代表例である油圧ショベルを示す図である。

【0017】

図１において、油圧ショベルは、旋回体３００と、走行体３０１と、フロント作業機３０２とを備え、フロント作業機３０２はブーム３０６、アーム３０７、バケット３０８を有している。旋回体３００は走行体３０１の中央上部に旋回可能に搭載され、旋回モータ２２の回転によって走行体３０１上を旋回する。旋回体３００の前部にはスイングポスト３０３が取付けられ、このスイングポスト３０３にフロント作業機３０２が上下動可能に取付けられている。スイングポスト３０３はスイングシリンダ２０（図２参照）の伸縮により旋回体３００に対して水平方向に回動可能であり、フロント作業機３０２のブーム３０６、アーム３０７、バケット３０８はブームシリンダ１７、アームシリンダ１８、バケットシリンダ１９の伸縮により上下方向に回動可能である。

【0018】

走行体３０１の中央フレームには、クローラタイプの左右の走行装置３０１a，３０１bと、ブレード３０４が取付けられている。左右の走行装置３０１a，３０１bはそれぞれ左右の走行モータ２３，２４により駆動され、走行を行う。ブレード３０４はブレードシリンダ２１の伸縮により上下動作を行う。

【0019】

旋回体３００には運転室３５０が形成され、運転室３５０内には、運転席３５１と、ブーム３０６、アーム３０７、バケット３０８、旋回体３００の駆動を指示するレバー方式の左右の操作装置３０９，３１０が設けられている。

【0020】

また、運転室３５０内には、左右の走行装置３０１a，３０１bの駆動を指示するレバー／ペダル方式の左右の走行操作装置３１１，３１２と、スイングポスト３０３の駆動を指示するペダル方式のスイング操作装置３１３（図２参照）と、ブレード３０４の駆動を指示するレバー方式のブレード操作装置３１４（図２参照）とが設けられている。

【0021】

左右の操作装置３０９，３１０の操作レバーは、それぞれ、左右、前後の十字方向を基準として全方向に操作可能である。左操作装置３０９の操作レバーを左右方向に操作したとき、左操作装置３０９はアーム操作装置３０９－１（図２参照）として機能し、左操作装置３０９の操作レバーを前後方向に操作したとき、左操作装置３０９は旋回操作装置３０９－２（図２参照）として機能する。右操作装置３１０の操作レバーを前後方向に操作したとき、右操作装置３１０はブーム操作装置３１０－１（図２参照）として機能し、右操作装置３１０の操作レバーを左右方向に操作したとき、右操作装置３１０はバケット操作装置３１０－２（図２参照）として機能する。

【0022】

ここで、「左方向」及び「右方向」とは、運転席３５１に着座したオペレーターから見た左方向及び右方向を言い、「前方向」及び「後方向」とは、運転席３５１に着座したオペレーターから見た前方向及び後方向を言う。

【0023】

～油圧駆動システム１～
図２は、本発明の一実施形態に係わる建設機械の油圧駆動システムを示す図である。

【0024】

図２において、本実施形態に係わる油圧駆動システムは、ブームポンプ９、アームポンプ１０、バケットポンプ１１、スイングポンプ１２、ブレードポンプ１３、旋回ポンプ１４、走行左ポンプ１５及び走行右ポンプ１６を含む固定容量型で両吐出型の複数の油圧ポンプ９～１６と、複数の油圧ポンプ９～１６のそれぞれに閉回路Ａ～Ｈで接続された、前述したブームシリンダ１７、アームシリンダ１８、バケットシリンダ１９、スイングシリンダ２０、ブレードシリンダ２１、旋回モータ２２、走行左モータ２３及び走行右モータ２４を含む複数の油圧アクチュエータ１７～２４と、複数の油圧ポンプ９～１６をそれぞれ駆動するブーム電動モータ１、アーム電動モータ２、バケット電動モータ３、スイング電動モータ４、ブレード電動モータ５、旋回電動モータ６、走行左電動モータ７及び走行右電動モータ８を含む複数の電動モータ１～８とを備えている。

【0025】

閉回路Ａは、ブームポンプ９の２つの吐出ポートをブームシリンダ１７のロッド側室７９及びボトム側室８０に接続する第１供給ライン（ボトム側管路ライン）４１及び第２供給ライン（ロッド側管路ライン）４２を備えている。閉回路Ｂ～Ｅも、同様に、アームポンプ１０、バケットポンプ１１、スイングポンプ１２及びブレードポンプ１３のそれぞれの２つの吐出ポートをアームシリンダ１８、バケットシリンダ１９、スイングシリンダ２０及びブレードシリンダ２１のロッド側室８１，８３，８５，８７及びボトム側室８２，８４，８６，８８に接続する第１供給ライン（ボトム側管路ライン）４３，４５，４７，４９及び第２供給ライン（ロッド側管路ライン）４４，４６，４８，５０を備えている。

【0026】

閉回路Ｆは、旋回ポンプ１４の２つの吐出ポートを旋回モータ２２の第１ポート８９及び第２ポート９０に接続する第１供給ライン５１及び第２供給ライン５２を備え、閉回路Ｇ，Ｈも、同様に、走行左ポンプ１５及び走行右ポンプ１６のそれぞれの２つの吐出ポートを走行左モータ２３及び走行右モータ２４の第１ポート９１，９３及び第２ポート９２，９４に接続する第１供給ライン５３，５５及び第２供給ライン５４，５６を備えている。

【0027】

また、閉回路Ａは、第１供給ライン４１と第２供給ライン４２との間に接続されたリリーフバルブ２５，２６とシャトル弁９５を備えている。閉回路Ｂ～Ｈも、同様に、第１供給ライン４３，４５，４７，４９，５１，５３，５５と第２供給ライン４４，４６，４８，５０，５２，５４，５６との間にそれぞれ接続されたリリーフバルブ２７，２８；２９，３０；３１，３２；３３，３４；３５，３６；３７，３８；３９，４０と、シャトル弁９６，９７，９８，９９，１００，１０１，１０２とを備えている。

【0028】

リリーフバルブ２５，２６～３９，４０は、第１供給ライン４１，４３，４５，４７，４９，５１，５３，５５と第２供給ライン４２，４４，４６，４８，５０，５２，５４，５６の高圧側の供給ラインの圧力が設定圧力を超えると開弁して閉回路Ａ～Ｈの最高負荷圧が設定圧力以上にならないように回路圧力を規制する。シャトル弁９５～１０２は、第１供給ライン４１，４３，４５，４７，４９，５１，５３，５５と第２供給ライン４２，４４，４６，４８，５０，５２，５４，５６の高い方の圧力を選択して出力する。この出力圧は油圧ポンプ９～１６の吐出圧として圧力センサ１０３～１１０（後述）によって検出される。

【0029】

閉回路Ａは、更に、第１供給ライン４１から分岐してタンク７７へつながる第１タンクライン６７と、第１タンクライン６７に設けられ、タンク７７から第１供給ライン４１へ向かう流れは許容するが、その逆の流れは禁止するチェック弁５７と、第２供給ライン４２から分岐してタンク７７へつながる第２タンクライン６８と、第２タンクライン６８に設けられ、タンク７７から第２側供給ライン４２へ向かう流れは許容する一方、第２供給ライン４２からタンク７７へ向かう流れに対しては、第１供給ライン４１の圧力が設定圧力よりも小さいときは禁止し、設定圧力よりも大きいときは許容するオペレートチェック弁５８とを備えている。

【0030】

閉回路Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅも、同様に、第１タンクライン６９，７１，７３，７５、チェック弁５９，６１，６３，６５、第２タンクライン７０，７２，７４，７６、オペレートチェック弁６０，６２，６４，６６をそれぞれ備えている。

【0031】

ブームシリンダ１７、アームシリンダ１８、バケットシリンダ１９、スイングシリンダ２０、ブレードシリンダ２１はそれぞれ片ロッド式の油圧シリンダである。片ロッド式の油圧シリンダは、ロッド側室とボトム側室とで受圧面積が異なり（ロッド側＜ボトム側）、油圧ポンプからの圧油の供給により油圧シリンダを駆動するとき、その受圧面積差により、ロッド側室に流入する圧油とボトム側室から流出する圧油、或いはボトム側室に流入する圧油とロッド側室から流出する圧油に流量差が発生する。第１タンクライン６７，６９，７１，７３，７５、チェック弁５７，５９，６１，６３，６５、第２タンクライン６８，７０，７２，７４，７６、オペレートチェック弁５８，６０，６２，６４，６６は、その流量差分の余剰の圧油をタンク７７に排出し、不足分の圧油をタンクから吸引することで、その流量差を吸収する。

【0032】

なお、ブームシリンダ１７、アームシリンダ１８及びバケットシリンダ１９は、フロント作業機３０２の自重で伸長或いは収縮する場合があり、その場合でもオペレートチェック弁５８，６０，６２を開くことで、ロッド側室とボトム側室とで受圧面積差に起因する余剰の圧油をタンク７７に排出する必要がある。そのために、第１供給ライン４１，４３，４５及び第２供給ライン４２，４４，４６には、ブームシリンダ１７、アームシリンダ１８及びバケットシリンダ１９がフロント作業機３０２の自重で収縮（或いは伸長）する場合に、第１供給ライン４１，４３，４５（或いは第２供給ライン４２，４４，４６）に所定の圧力を確保し、第２供給ライン４２，４４，４６（或いは第１供給ライン４１，４３，４５）の圧力を第１供給ライン４１，４３，４５（或いは第２供給ライン４２，４４，４６）の圧力より高くならないように抑制する、絞りとオペレートチェック弁を含む圧力調整機構が設けられている。また、その圧力調整機構を設けることにより、ブームシリンダ１７、アームシリンダ１８及びバケットシリンダ１９がフロント作業機３０２の自重で収縮（或いは伸長）する場合であっても、シャトル弁９５～９７は油圧ポンプ９～１１の吐出圧を検出し、圧力センサ１０３～１０５はその油圧ポンプ９～１１の吐出圧を検出することができる。この圧力調整機構は、本出願人の日本特許出願である「特願２０２０-０５３３７６号」に詳しい。

【0033】

以上のように本実施形態の油圧駆動システムは、ブームシリンダ１７を駆動するブーム用の閉回路Ａ、アームシリンダ１８を駆動するアーム用の閉回路Ｂ、バケットシリンダ１９を駆動するバケット用の閉回路Ｃ、スイングシリンダ２０を駆動するスイング用の閉回路Ｄ、ブレードシリンダ２１を駆動するブレード用の閉回路Ｅ、旋回モータ２２を駆動する旋回用の閉回路Ｆ、走行左モータ２３を駆動する走行左用の閉回路Ｇ及び走行右モータを駆動する走行右用の閉回路Ｈを備えた閉回路型の油圧駆動システムとして構成されている。

【0034】

～油圧駆動システム２～
また、本実施形態の油圧駆動システムは、複数の油圧アクチュエータ１９～２４によって駆動される複数の被駆動体のそれぞれの動作を指示する複数の操作装置３０９－１～３１４と、複数の油圧ポンプ９～１６のそれぞれの吐出圧を検出する複数の圧力センサ１０３～１１０と、複数の操作装置３０９～３１４のそれぞれの操作量を検出する複数の操作センサ２０９－１～２１４と、コントローラ７８とを備えている。

【0035】

複数の被駆動体はブーム３０６、アーム３０７、バケット３０８、スイングポスト３０３、ブレード３０４、旋回体３００、左右の走行装置３０１ａ，３０１ｂを含み、複数の操作装置３０９－１～３１４はブーム操作装置３１０－１、アーム操作装置３０９－１、バケット操作装置３１０－２、スイング操作装置３１３、ブレード操作装置３１４、旋回操作装置３０９－２、走行左操作装置３１１及び走行右操作装置３１２を含む。

【0036】

また、複数の圧力センサ１０３～１１０は、シャトル弁９５～１０２から出力された油圧ポンプ９～１６の吐出圧を検出し、圧力信号を生成するブーム圧力センサ１０３、アーム圧力センサ１０４、バケット圧力センサ１０５、スイング圧力センサ１０６、ブレード圧力センサ１０７、旋回圧力センサ１０８、走行左圧力センサ１０９、走行右圧力センサ１１０を含む。

【0037】

複数の操作装置３０９－１～３１４は、操作レバー／ペダルの操作量に応じた電気信号を生成する電気レバー方式であり、複数の操作センサは２０９－１～２１４、その電気信号を検出し、操作信号を生成する操作センサ２０９－１，２０９－２，２１０－１，２１０－２，２１１～２１４を含む。

【0038】

操作装置３０９－１～３１４は、従来一般的な操作パイロット圧を生成する油圧パイロット方式であってもよく、その場合は、操作センサとして操作パイロット圧を検出する圧力センサを設け、この圧力センサによって操作信号を生成すればよい。

【0039】

コントローラ７８は、圧力センサ１０３～１１０からの圧力信号と、操作センサ２０９－１～２１４からの操作信号を入力し、所定の演算処理を行い、電動モータ１～８の目標回転数を演算し、電動モータ１～８の回転方向と回転数を制御する。

【0040】

本実施形態において、電動モータ１～８はサーボモータである。以下において、電動モータ１～８はサーボモータと言うことがある。

【0041】

～コントローラ７８～
図３はコントローラ７８の演算内容を示す機能ブロック図である。

【0042】

図３において、コントローラ７８には圧力センサ１０３～１１０からの圧力信号と、操作装置３０９～３１４からの操作信号とが導かれる。

【0043】

コントローラ７８は、圧力センサ１０３～１１０からの圧力信号から電動モータ１～８のうちブームシリンダ１７、アームシリンダ１８、バケットシリンダ１９、走行左モータ２３及び走行右モータ２４（少なくとも２つの特定のアクチュエータ）に対応する電動モータであるサーボモータ１～３，７，８の回転数制限値Ｎlimita，Ｎlimitbを演算する制限値演算部７８－１と、圧力センサ１０３，１０５～１０８からの圧力信号から複合操作を判定する複合操作判定部７８－２と、操作装置３０９～３１４の操作信号に基づいてサーボモータ１～８の目標回転数を演算する回転数演算部７８－３とを備えている。

【0044】

図３Ａは、制限値演算部７８－１の演算内容の詳細を示す機能ブロック図である。

【0045】

図３Ａにおいて、制限値演算部７８－１は、ブームポンプ９の吐出圧を検出する圧力センサ１０３（ブーム圧力センサ）とバケットポンプ１１の吐出圧を検出する圧力センサ１０５（バケット圧力センサ）の圧力信号の圧力のうち高いほうの圧力を最大値選択部Ｍaにおいて選択し、この選択した圧力と、アームポンプ１０の吐出圧を検出する圧力センサ１０４（アーム圧力センサ）の圧力信号の圧力との平均値を平均値演算部Ａaにおいて演算し、この平均圧力（Ｎ／ｍ^２）と、予め設定したポンプ動力Ｈset（Ｎ・ｍ／秒）と、数値「６０」を用いて下記の式（１）により、当該演算圧力で圧油を吐出して当該ポンプ動力Ｈsetを消費する仮想の油圧ポンプのポンプ流量Qa（ｍ^３／分）を演算する。次いで、そのポンプ流量Qaと、予め設定したポンプ設定容量Ｄset（Ｌ（リットル）／回転（rev））と、数値「１０００」とを用いて、下記の式（２）により、当該ポンプ設定容量Ｄsetと等しいポンプ容量を有する仮想の油圧ポンプのポンプ回転数Ｎa（rev／分）を演算する。

【0046】

ポンプ流量=(ポンプ動力Ｈset×60)÷圧力 ・ ・ ・ (１)
ポンプ回転数=(ポンプ流量×1000)÷ポンプ設定容量Ｄset ・ ・ ・(２)
ここで、本発明は、従来の３ポンプシステムの馬力制御（後述）を模擬するよう閉回路システムを動作させるものであり、「ポンプ動力Ｈset」は、その３ポンプシステムのポンプレギュレータで行う馬力制御の最大馬力Ｈ12max（ＨＰ）（後述）と等しい値に設定される。また、「ポンプ設定容量Ｄset」は、ブーム/アーム/バケットの油圧ポンプ９，１０，１１の容量と同じ値に設定される。

【0047】

制限値演算部７８－１は、また、スイングポンプ１２の吐出圧を検出する圧力センサ１０６（スイング圧力センサ）、ブレードポンプ１３の吐出圧を検出する圧力センサ１０７（ブレード圧力センサ）、旋回ポンプ１４の吐出圧を検出する圧力センサ１０８（旋回圧力センサ）のそれぞれの圧力信号の圧力のうちの最大圧力を最大値選択部Ｍabにおいて選択し、この選択した圧力（ポンプ吐出圧）とテーブル１２４を用いて第１回転数低減割合Ｒaを演算し、この第１回転数低減割合Ｒaを上記式（２）で演算したポンプ回転数Ｎaに乗算することで第１回転数制限値Ｎlimitaを演算し、この第１回転数制限値Ｎlimitaをサーボモータ１～３に出力する。

【0048】

図４は、テーブル１２４に設定された回転数低減割合特性を示す図である。テーブル１２４には、最大値選択部Ｍabで選択されたポンプ吐出圧が所定の圧力Ｐ0以下にあるとき、回転数低減割合Ｒaは１であり、ポンプ吐出圧が最高圧力Ｐmaxまで上昇すると回転数低減割合Ｒaは０．５であり、ポンプ吐出圧がＰ0からＰmaxまで高くなるにしたがって回転数低減割合Ｒaが１から０．５まで比例的に減少するように回転数低減割合特性が設定されている。

【0049】

所定の圧力Ｐ0は、操作装置が操作されたときのポンプ吐出圧範囲の最低圧力と同じか、それよりも少し高い圧力に設定され、最高圧力Ｐmaxは閉回路に設けられたリリーフバルブ（例えば旋回の閉回路Ｆのリリーフバルブ３５，３６）のリリーフ設定圧力と同じか、それよりも少し低い圧力に設定されている。

【0050】

制限値演算部７８－１は、更に、走行左ポンプ１５の吐出圧を検出する圧力センサ１０９（走行左圧力センサ）と走行右ポンプ１６の吐出圧を検出する圧力センサ１１０（走行右圧力センサ）の圧力信号の圧力の平均値を平均値演算部Ａbにおいて演算し、この演算圧力と、ポンプ動力Ｈset及びポンプ設定容量Ｄsetと、数値「６０」及び「１０００」を用いて、第１回転数制限値Ｎlimitaを演算するためにポンプ流量Qaとポンプ回転数Ｎaを演算した場合と同様、上記式（１）により、当該演算圧力で圧油を吐出して当該ポンプ動力Ｈsetを消費する仮想の油圧ポンプのポンプ流量Qbを演算し、上記式（２）により、当該ポンプ設定容量Ｄsetと等しいポンプ容量を有する仮想の油圧ポンプのポンプ回転数Ｎbを演算する。

【0051】

ここで、ポンプ流量Qbを演算するためのポンプ動力Ｈsetは、ポンプ流量Qaを演算するためのポンプ動力Ｈsetと同じ値に設定され、ポンプ回転数Ｎbを演算するためのポンプ設定容量Ｄsetは、走行左及び走行右の油圧ポンプ１５，１６の容量Ｄsetと同じ値に設定される。

【0052】

制限値演算部７８－１は、また、ブーム圧力センサ１０３、アーム圧力センサ１０４、バケット圧力センサ１０５、スイング圧力センサ１０６、ブレード圧力センサ１０７、旋回圧力センサ１０８のそれぞれの圧力信号の圧力のうちの最大圧力を最大値選択部Ｍbにおいて選択し、この選択した圧力とテーブル１２５を用いて第２回転数低減割合Ｒbを演算し、この回転数低減割合Ｒbを上記式（２）で演算したポンプ回転数Ｎbに乗算することで第２回転数制限値Ｎlimitbを演算し、この第2回転数制限値Ｎlimitbをサーボモータ７，８に出力する。

【0053】

テーブル１２５にも、図４に示したテーブル１２４と同様の回転数低減割合特性が設定されている。

【0054】

図３Ｂは、複合操作判定部７８－２の演算内容の詳細を示す機能ブロック図である。

【0055】

図３Ｂにおいて、複合操作判定部７８－２は、圧力判定部Ｊa，Ｊbにおいて圧力センサ１０３，１０５の圧力信号の圧力が予め設定された判定圧力以上であるかどうかを判定し、圧力が判定圧力以上であるときは、圧力センサ１０３，１０５の圧力信号に対応する閉回路Ａ，Ｃの油圧アクチュエータ（ブームシリンダ１７及びバケットシリンダ１９）の操作装置３１０－１，３１０－２が操作されていると判定し、加算部１２６において操作装置が操作されているアクチュエータ数をブーム/バケットの複合操作判定値Ｊnaとして演算する。

【0056】

同様に、複合操作判定部７８－２は、圧力判定部Ｊc，Ｊd，Ｊeにおいて圧力センサ１０６，１０７，１０８の圧力信号の圧力が予め設定された判定圧力以上であるかどうかを判定し、圧力が判定圧力以上であるときは、圧力センサ１０６，１０７，１０８の圧力信号に対応する閉回路Ｄ，Ｅ，Ｆの油圧アクチュエータ（スイングシリンダ２０、ブレードシリンダ２１及び旋回モータ２２）の操作装置３１４，３１５，３０９－２が操作されていると判定し、加算部１２７において操作装置が操作されているアクチュエータ数を旋回/スイング/ブレードの複合操作判定値Ｊnbとして演算する。

【0057】

予め設定された判定圧力は、例えば図４で説明した所定の圧力Ｐ0（操作装置が操作されたときのポンプ吐出圧範囲の最低圧力と同じか、それよりも少し高い圧力）に設定されている。

【0058】

また、圧力センサに代え、操作装置の操作信号を用いて操作装置が操作されているかどうかを判定してもよい。

【0059】

図３Ｃは、回転数演算部７８－３の演算内容の詳細を示す機能ブロック図である。

【0060】

図３Ｃにおいて、回転数演算部７８－３は、操作装置３０９－１～３１4の操作信号とテーブル１１６～１２３を用いてサーボモータ１～８の第１目標回転数Ｎta1～Ｎth1を演算する。

【0061】

図５は、テーブル１１６～１２３に設定された目標回転数特性を示す図である。横軸は操作装置の操作レバー／ペダルの操作量を示し、縦軸はサーボモータ１～８の第１目標回転数を示している。また、横軸と縦軸によって作られた４つの平面座標のうち、第１象限に、操作レバー／ペダルを一方向に操作したときの目標回転数特性が示され、第３象限に、操作レバー／ペダルを他方向に操作したときの目標回転数特性を示している。

【0062】

操作装置３０９～３１４は、操作レバー／ペダルを一方向に操作したとき正の値の操作信号を生成し、テーブル１１６～１２３の第１象限には、操作信号が正の値であるとき、操作量が増加するにしたがって正の値の第１目標回転数Ｎta1～Ｎth1が増加するよう目標回転数特性が設定されている。正の値の第１目標回転数Ｎta1～Ｎth1は、油圧ポンプ９～１６が第１供給ライン４１，４３，４５，４７，４９，５１，５３，５５に圧油を吐出する方向にサーボモータ１～８を回転させる目標回転数である。

【0063】

また、操作装置３０９～３１4は、操作レバー／ペダルを他方向（上記一方向の反対方向）に操作したとき負の値の操作信号を生成し、テーブル１１６～１２３の第３象限には、操作信号が負の値であるとき、操作量の絶対値が増加するにしたがって負の値の第１目標回転数Ｎta1～Ｎth1の絶対値が増加するよう目標回転数特性が設定されている。負の値の第１目標回転数Ｎta1～Ｎth1は、油圧ポンプ９～１６が第２供給ライン４２，４４，４６，４８，５０，５２，５４，５６に圧油を吐出するする方向にサーボモータ１～８が回転させる目標回転数である。

【0064】

回転数演算部７８－３は、リミッタ１１１～１１５において、テーブル１１６～１２０で演算された第１目標回転数Ｎta1～Ｎte1の上限と下限を制限し、第２目標回転数Ｎta2～Ｎte2を生成する。

【0065】

ブーム，アーム，バケットのリミッタ１１１～１１３には、前述した制限値演算部７８－１で演算されたブーム/アーム/バケットのサーボモータ１～３の第１回転数制限値Ｎlimitaが上限値として入力され、かつ第１回転数制限値Ｎlimitaが負の値に変換されて下限値として入力される。走行左、走行右のリミッタ１１４，１１５には、前述した制限値演算部７８－１で演算された走行左、走行右のサーボモータ７，８の第２回転数制限値Ｎlimitbが上限値として入力され、第２回転数制限値Ｎlimitbが負の値に変換されて下限値として入力される。

【0066】

回転数演算部７８－３は、次いで除算部Ｄa，Ｄcにおいて、ブームとバケットのリミッタ１１１，１１３によって生成された第２目標回転数Ｎta2，Ｎtc2を前述した複合操作判定部７８－２で演算されたブーム/バケットの複合操作判定値（アクチュエータ数）で除算して第３目標回転数Ｎta3，Ｎtc3を演算し、第３目標回転数Ｎta3，Ｎtc3をサーボモータ１，３の目標回転数として出力する。一方、アームのリミッタ１１２及び走行左、走行右のリミッタ１１４，１１５によって生成された第２目標回転数Ｎtb2は、そのままサーボモータ２，７，８の目標回転数として出力される。

【0067】

回転数演算部７８－３は、また、除算部Ｄf～Ｄhにおいて、テーブル１２１～１２３で演算されたサーボモータ６，４，５の第１目標回転数Ｎtf1～Ｎth1を上述した複合操作判定部７８－２で演算された旋回/スイング/ブレードの複合操作判定値（アクチュエータ数）Ｊnbで除算して第２目標回転数Ｎtf2～Ｎth2を演算し、第２目標回転数Ｎtf2～Ｎth2をサーボモータ６，４，５の目標回転数として出力する。

【0068】

～開回路型の油圧駆動システム（比較例）～
図６は、３ポンプシステムと呼ばれている開回路型の油圧駆動システムの一例を示す図である。図６において、油圧アクチュエータには図２に示した本実施形態の油圧アクチュエータと同じ符号を付している。また、操作装置は油圧パイロット式であるが、便宜上、図２に示した本実施形態の操作装置と同じ符号を付している。

【0069】

図６において、開回路型の３ポンプシステムは、原動機（例えばディーゼルエンジン、以下エンジンという）Ｅと、原動機Ｅによって駆動されるメインポンプである第１油圧ポンプＰ１、第２油圧ポンプＰ２及び第３油圧ポンプＰ３と、第１、第２及び第３油圧ポンプＰ１，Ｐ２，Ｐ３と連動してエンジンＥにより駆動されるパイロットポンプＰ４と、第１油圧ポンプＰ１から吐出された圧油により駆動される油圧アクチュエータ１７，１９，２３と、第２油圧ポンプＰ２から吐出された圧油により駆動される油圧アクチュエータ１８，２４と、第３油圧ポンプＰ３から吐出された圧油により駆動される油圧アクチュエータ２０，２１，２２と、コントロールバルブＶとを備えている。

【0070】

第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２は可変容量型の油圧ポンプである。また、第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２は共通のレギュレータＰＲを備えたスプリットフロータイプの油圧ポンプＰＷによって構成され、油圧ポンプＰＷの２つの吐出ポートが第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２を構成している。第３油圧ポンプＰ３は固定容量型の油圧ポンプである。レギュレータＰＲは、第１、第２及び第３油圧ポンプＰ１，Ｐ２，Ｐ３の吐出圧が導かれ、それらの圧力の上昇によって第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２の容量（斜板の傾転角）を減少させるトルク制御（馬力制御）ピストンＰｐ１，Ｐｐ２，Ｐｐ３と、第１、第２及び第３油圧ポンプＰ１，Ｐ２，Ｐ３が利用可能な最大トルクを設定するバネＰｓとを備えている。

【0071】

アクチュエータ２１はブレードシリンダであり、アクチュエータ２２は旋回モータであり、アクチュエータ２０はスイングシリンダであり、アクチュエータ１７はブームシリンダであり、アクチュエータ１８はアームシリンダであり、アクチュエータ１９はバケットシリンダであり、アクチュエータ２３，２４は左右の走行モータである。

【0072】

コントロールバルブＶは、第１油圧ポンプＰ１の圧油供給油路に接続され、第１油圧ポンプＰ１からアクチュエータ２３，１７，１９に供給される圧油の方向をそれぞれ制御するオープンセンタ型の複数の方向切換弁Ｖ９，Ｖ１０，Ｖ１１と、第２油圧ポンプＰ２からアクチュエータ２４，１８に供給される圧油の方向をそれぞれ制御するオープンセンタ型の複数の方向切換弁Ｖ７，Ｖ８と、第３油圧ポンプＰ３からアクチュエータ２１，２２，２０に供給される圧油の方向をそれぞれ制御するオープンセンタ型の複数の方向切換弁Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５と、第１，第２及び第３油圧ポンプＰ１，Ｐ２，Ｐ３の圧油供給油路に設けられ第１油圧ポンプＰ１の吐出圧を制限するメインリリーフ弁Ｖ２６と、第２油圧ポンプＰ２の吐出圧を制限するメインリリーフ弁Ｖ２７と、第３油圧ポンプＰ３の吐出圧を制限するメインリリーフ弁Ｖ２８とを有している。このように、図６の油圧駆動システムはオープンセンタ型の方向切換弁Ｖ３～Ｖ１１を備えた開回路型の３ポンプシステムとして構成されている。

【0073】

操作装置３１０－１，３１０－２，３１１の操作レバー／ペダルが中立にあるとき、方向切換弁Ｖ９，Ｖ１０，Ｖ１１は中立位置にあり、第１油圧ポンプＰ１の吐出油は方向切換弁Ｖ９，Ｖ１０，Ｖ１１を介してタンクＴに戻される。操作装置３１０－１，３１０－２，３１１の操作レバー／ペダルのいずれかを操作すると方向切換弁Ｖ９，Ｖ１０，Ｖ１１のいずれかが切り換えられ、第１油圧ポンプＰ１から走行モータ２３、ブームシリンダ１７、バケットシリンダ１９のいずれかに圧油が供給され、走行モータ２３、ブームシリンダ１７、バケットシリンダ１９のいずれかが駆動される。

【0074】

操作装置３０９－１，３１２の操作レバー／ペダルが中立であるとき、方向切換弁Ｖ７，Ｖ８は中立位置にあり、第２油圧ポンプＰ２の吐出油は方向切換弁Ｖ７，Ｖ８を介してタンクＴに戻される。操作装置３０９－１，３１２の操作レバー／ペダルのいずれかを操作すると、方向切換弁Ｖ７，Ｖ８が切り換えられ、第２油圧ポンプＰ２から走行モータ２４、アームシリンダ１８のいずれかに圧油が供給され、走行モータ２４、アームシリンダ１８のいずれかが駆動される。

【0075】

操作装置３１４，３０９－２，３１３の操作レバー／ペダルが中立であるとき、第３油圧ポンプＰ３の吐出油は方向切換弁Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５を介してタンクＴに戻される。操作装置３１４，３０９－２，３１３の操作レバー／ペダルのいずれかを操作すると方向切換弁Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５が切り換えられ、第３油圧ポンプＰ３からブレードシリンダ２１、旋回モータ２２、スイングシリンダ２０のいずれかに圧油が供給され、ブレードシリンダ２１、旋回モータ２２、スイングシリンダ２０のいずれかが駆動される。

【0076】

操作装置３０９－１～３１４の２つ以上の操作装置の操作レバー／ペダルを操作したときは、対応する複数の方向切換弁が切り換えられ、第１～第３油圧ポンプＰ１～Ｐ３に対応する油圧ポンプから対応する複数の油圧アクチュエータに圧油が供給され、それら油圧アクチュエータが駆動される。

【0077】

図７は、レギュレータＰＲのトルク制御（馬力制御）ピストンＰｐ１，Ｐｐ２，Ｐｐ３とバネＰｓにより得られるトルク制御特性（馬力制御特性）を示す図である。図７中、横軸は、油圧ポンプＰ１，Ｐ２の吐出圧Ｐd1，Ｐd2の平均値Ｐd12（＝（Ｐd1＋Ｐd2）／２）であり、縦軸は油圧ポンプＰ１，Ｐ２の容量（スプリットフローポンプＰＷの容量（斜板の傾転角））ｑ12であり、横軸のＰ12maxはメインリリーフ弁Ｖ２６，Ｖ２７によって得られる油圧ポンプＰ１，Ｐ２の最高吐出圧の平均値であり、縦軸のｑ12maxはスプリットフローポンプＰＷの構造で決まる油圧ポンプＰ１，Ｐ２の最大容量（最大傾転角）である。

【0078】

また、図７において、Ｃ１，Ｃ２はバネ１１２ｕによって設定される最大トルクの特性線Ｃ１，Ｃ２であり、この特性線Ｃ１，Ｃ２に接する曲線（双曲線）は油圧ポンプＰ１，Ｐ２が利用可能な最大トルクT12maxである。

【0079】

前述した操作装置の操作レバー／ペダルの操作により、油圧ポンプＰ１，Ｐ２から吐出される圧油によってアクチュエータが駆動され、油圧ポンプＰ１，Ｐ２の合計の吸収トルクが特性線Ｃ１，Ｃ２上の値まで増加すると、油圧ポンプＰ１，Ｐ２の合計の吸収トルクがそれ以上増加しないよう油圧ポンプＰ１，Ｐ２の容量ｑ12はレギュレータＰＲのトルク制御ピストンＰｐ１，Ｐｐ２によって制限され、その結果、油圧ポンプＰ１，Ｐ２の合計の吸収トルクが最大トルクT12maxを超えないよう制御される。

【0080】

図７中、符号ＴＥで示す曲線は原動機Ｅの定格トルクであり、最大トルクT12maxは定格トルクＴＥよりも小さい値に設定されている。

【0081】

また、図７において、矢印ＡＲ１，ＡＲ２は、トルク制御ピストンＰｐ３の効果を示している。第３油圧ポンプＰ３の吐出圧或いは容量が増大して第３油圧ポンプＰ３の吸収トルクが増加するとき、トルク制御ピストンＰｐ３は、図７に矢印ＡＲ１，ＡＲ２で示すように、バネＰｓによって設定された最大トルクの特性線Ｃ１，Ｃ２をシフトさせ、油圧ポンプＰ１，Ｐ２が利用可能な最大トルクＴ12maxを、第3油圧ポンプＰ３の吸収トルク分、減少させる。これにより第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２に係わるアクチュエータと第3油圧ポンプＰ３に係わるアクチュエータを同時に駆動する複合操作時においても、第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２と第3油圧ポンプＰ３の合計の吸収トルクが最大トルクT12maxを超えないように制御される（３ポンプ全トルク制御）。

【0082】

なお、油圧ポンプＰ１，Ｐ２の合計の吸収トルク（スプリットフローポンプＰＷの吸収トルク）は、油圧ポンプＰ１，Ｐ２の吐出圧の平均値Ｐ12と油圧ポンプＰ１，Ｐ２の容量ｑ12との積で表され、その吸収トルクにスプリットフローポンプＰＷの回転数を乗じた値が、油圧ポンプＰ１，Ｐ２の合計の吸収馬力（スプリットフローポンプＰＷの吸収馬力）である。言い換えると、図７の縦軸のパラメータを油圧ポンプＰ１，Ｐ２の合計の吐出流量に置き換えることで、図７は馬力制御特性を示す図となる。

【0083】

この場合、特性線Ｃ１，Ｃ２に接する曲線（双曲線）は油圧ポンプＰ１，Ｐ２が利用可能な最大馬力Ｈ12maxの特性線であり、最大馬力Ｈ12maxは原動機Ｅの定格馬力ＨＥより小さい値に設定されている。建設機械の油圧駆動システムには、原動機Ｅの目標回転数を指示すためのエンジンコントロールダイヤルが設けられており、通常の作業時には、原動機Ｅの目標回転数を最大に設定して作業を行う。最大馬力Ｈ12maxは原動機Ｅの定格トルクＴＥにその最大回転数を乗じた値である。

【0084】

このように、図７を馬力制御特性を示す図に置き換えた場合、上記のようにトルク制御を行うことで、第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２の合計の吸収馬力或いは第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２と第3油圧ポンプＰ３の合計の吸収馬力が、最大馬力Ｈ12maxを超えないように馬力制御或いは３ポンプ全馬力制御を行うことができる。

【0085】

また、ブームとアームを同時に駆動する場合など、複数のアクチュエータを駆動する複合操作時に、上記のようにいずれかの油圧ポンプの吐出圧が上昇したとき、馬力制御により油圧ポンプＰ１，Ｐ２の両方の油圧ポンプの吐出流量が特性線Ｃ１，Ｃ２沿って減少し、この減少した流量の圧油が複数のアクチュエータに供給される。これにより、複数のアクチュエータの駆動速度が共に低下し、複数のアクチュエータ間の速度バランスが確保され、良好な複合操作性が得られる。

【0086】

更に、旋回とフロントスイングを同時に行う場合など、第３ポンプＰ３に係わる複数のアクチュエータの２つ以上が同時に駆動された場合は、第３ポンプＰ３の出力馬力が当該複数の油圧アクチュエータに分配され、第３ポンプＰ３の消費馬力が予め設定したポンプ動力を超えないように制御される。

【0087】

～動作～
次に、本実施形態の油圧駆動システムの動作を説明する。

【0088】

＜ブーム上げの単独操作＞
ブーム上げを意図して、ブーム操作装置３１０－１の操作レバーを操作したとき、ブーム操作装置３１０－１の操作信号とブーム圧力センサ１０３の圧力信号がコントローラ７８へ入力される。

【0089】

コントローラ７８へ入力されたブーム操作装置３１０－１の操作信号は回転数演算部７８－３に入力され、ブーム圧力センサ１０３の圧力信号は制限値演算部７８－１と複合操作判定部７８－２へそれぞれ入力される。

【0090】

制限値演算部７８－１では、ブーム圧力センサ１０３の圧力信号の値（ブーム圧力）とバケット圧力センサ１０５の圧力信号の値（バケット圧力）の高圧側の圧力が最大値選択部Ｍaにおいて選択される。このとき、バケット操作装置３１０－２の操作レバーが操作されていないため、最大値選択部Ｍaではブーム圧力が選択される。次いで、平均値演算部Ａaにおいて、ブーム圧力と、アーム圧力センサの圧力信号の値（アーム圧力）との平均値が演算されるが、アーム操作装置３０９－１の操作レバーが操作されていないため、平均値演算部Ａaではブーム圧力の１／２の値が平均値として演算され、この平均値とポンプ動力Ｈset及びポンプ設定容量Ｄsetを用いて、前述した式（１）及び（２）によりポンプ回転数Ｎaが演算される。

【0091】

また、このときは、ブーム操作装置３１０－１以外の操作装置は操作されておらず、旋回圧力センサの圧力信号の値（旋回圧力）、スイング圧力センサの圧力信号の値（スイング圧力）、ブレード圧力センサの圧力信号の値（ブレード圧力）はほぼ０MPaである。このため、テーブル１２４において回転数低減割合Ｒaとして１が演算され、この演算値がポンプ回転数Ｎaに乗算され、第１回転数制限値Ｎlimitaが出力される。

【0092】

複合操作判定部７８－２では、圧力判定部Ｊaにおいて、ブーム圧力が判定圧力以上であると判定され、加算部１２６において、操作装置が操作されているアクチュエータ数として１が演算され、ブーム/バケットの複合操作判定値Ｊnaとして１が出力される。

【0093】

回転数演算部７８－３では、テーブル１１６において、ブーム操作装置３１０－１の操作信号の値（ブーム操作量）に応じた第１目標回転数Ｎta1が正の値として演算され、制限値演算部７８－１で演算された第１回転数制限値Ｎlimitaが上限値としてセットされたリミッタ１１１において、第１目標回転数Ｎta1が第１回転数制限値Ｎlimita以下に制限された第２目標回転数Ｎta2が演算される。更に、除算部Ｄaにおいて、複合操作判定部７８－２で演算された複合操作判定値Ｊnaのアクチュエータ数「１」により第２目標回転数Ｎta2が除算され、第３目標回転数Ｎta3が演算される。この第３目標回転数Ｎta3はサーボモータ１の目標回転数として出力され、サーボモータ１が右方向に回転する。

【0094】

サーボモータ１が右方向に回転すると、ブームポンプ９から吐出された圧油は第２供給ライン４２を通ってブームシリンダ１７のボトム側室８０に流入し、ロッド側室７９から圧油が排出されることでブームシリンダ１７が伸長する。

【0095】

ブームシリンダ１７のロッド側室７９から排出された圧油は第1供給ライン４１を通り、ブームポンプ９へと戻される。ブームシリンダ１７のロッド側室７９とボトム側室８０との面積差分の不足の圧油は第１タンクライン６７、チェック弁５７を通ってタンク７７からブームポンプ９に補給される。

【0096】

＜ブーム下げの単独操作＞
ブーム下げを意図して、ブーム操作装置３１０－１の操作レバーを操作したとき、ブーム上げの場合と同様、ブーム操作装置３１０－１の操作信号とブーム圧力センサ１０３の圧力信号がコントローラ７８へ入力され、制限値演算部７８－１及び複合操作判定部７８－２において、ブーム上げの場合と同様の演算が行われる。

【0097】

また、回転数演算部７８－３では、テーブル１１６において、第１目標回転数Ｎta1が負の値として演算され、
制限値演算部７８－１で演算された第１回転数制限値Ｎlimitaの負の値が下限値としてセットされたリミッタ１１１において、第１目標回転数Ｎta1が第１回転数制限値Ｎlimita以上に制限された負の値の第２目標回転数Ｎta2が演算され、更に、除算部Ｄaにおいて、負の値の第３目標回転数Ｎta3が演算される。この負の値の第３目標回転数Ｎta3はサーボモータ１の目標回転数として出力され、サーボモータ１は左方向に回転する。

【0098】

サーボモータ１が左方向に回転すると、ブームポンプ９から吐出された圧油は第１供給ライン４１を通ってブームシリンダ１７のロッド側室７９へ圧油が流入し、ボトム側室８０から圧油が排出されることでブームシリンダ１７が収縮する。

【0099】

ブームシリンダ１７のボトム側室８０から排出された圧油は第２供給ライン４２を通り、ブームポンプ９へと戻される。

【0100】

ブームシリンダ１７のロッド側室７９とボトム側室８０との面積差分の余剰の圧油は第２タンクライン６８、オペレートチェック弁５８を通ってタンク７７に還流する。

【0101】

＜バケットクラウドの単独操作＞
バケットクラウドを意図して、バケット操作装置３１０－２の操作レバーを操作したときは、バケット操作装置３１０－２の操作信号とバケット圧力センサ１０５の圧力信号がコントローラ７８へ入力される。

【0102】

コントローラ７８の制限値演算部７８－１では、最大値選択部Ｍaにおいて最大値としてバケット圧力が選択される点を除いて、ブーム上げの場合と同様の演算が行われ、第１回転数制限値Ｎlimitaが出力される。

【0103】

複合操作判定部７８－２では、圧力判定部Ｊbにおいて、バケット圧力が判定圧力以上であると判定され、加算部１２６において、ブーム上げの場合と同様に、操作装置が操作されているアクチュエータ数として１が演算され、ブーム/バケットの複合操作判定値Ｊnaとして１が出力される。

【0104】

また、回転数演算部７８－３では、テーブル１１８とリミッタ１１３と除算部Ｄcを用いて、ブーム上げの場合と同様に第３目標回転数Ｎtc3が演算される。この第３目標回転数Ｎtc3はサーボモータ３の目標回転数として出力され、サーボモータ３が右方向に回転する。

【0105】

サーボモータ３が右方向に回転すると、バケットポンプ１１から吐出された圧油は第２供給ライン４６を通ってバケットシリンダ１９のボトム側室８４へ流入し、ロッド側室８３から圧油が排出されることでバケットシリンダ１９が伸長する。

【0106】

バケットシリンダ１９のロッド側室８３から排出された圧油は第1供給ライン４５を通り、バケットポンプ１１へと戻される。バケットシリンダ１９のロッド側室８３とボトム側室８４との面積差分の不足の圧油は第１タンクライン７１、チェック弁６１を通ってタンク７７からバケットポンプ１１に補給される。

【0107】

＜バケットダンプの単独操作＞
バケットダンプを意図して、バケット操作装置３１０－２の操作レバーを操作したときは、バケット操作装置３１０－２の操作信号とバケット圧力センサ１０５の圧力信号がコントローラ７８へ入力され、制限値演算部７８－１及び複合操作判定部７８－２では、ブーム上げの場合と同様の演算が行われる。

【0108】

また、回転数演算部７８－３では、テーブル１１８において、第１目標回転数Ｎtc1が負の値として演算され、リミッタ１１３において負の値の第２目標回転数Ｎtc2が演算され、除算部Ｄcにおいて負の値の第３目標回転数Ｎtc3が演算される。この負の値の第３目標回転数Ｎtc3はサーボモータ３の目標回転数として出力され、サーボモータ３は左方向に回転する。

【0109】

サーボモータ３が左方向に回転すると、バケットポンプ１１から吐出された圧油は第１供給ライン４５を通ってバケットシリンダ１９のロッド側室８３へ流入し、ボトム側室８４から圧油が排出されることでバケットシリンダ１９が収縮する。

【0110】

バケットシリンダ１９のボトム側室８４から排出された圧油は第２供給ライン４６を通り、バケットポンプ１１へと戻される。バケットシリンダ１９のロッド側室８３とボトム側室８４との面積差分の余剰の圧油は第２タンクライン７２、オペレートチェック弁６２を通ってタンク７７に還流する。

【0111】

＜アームクラウドの単独操作＞
アームクラウドを意図して、アーム操作装置３０９－１の操作レバーを操作したとき、アーム操作装置３０９－１の操作信号とアーム圧力センサ１０４の圧力信号がコントローラ７８へ入力される。

【0112】

コントローラ７８へ入力された操作装置３１９－１の操作信号は回転数演算部７８－３に入力され、アーム圧力センサ１０４の圧力信号は制限値演算部７８－１に入力される。

【0113】

制限値演算部７８－１では、平均値演算部Ａaにおいて、最大値選択部Ａaで選択されたブーム圧力とバケット圧力の最大値とアーム圧力との平均値が演算されるが、ブーム操作装置３１０－１とバケット操作装置３１０－２の操作レバーが操作されていないため、平均値演算部Ａaではアーム圧力の１／２の値が平均値として演算され、この演算値とポンプ動力Ｈset及びポンプ設定容量Ｄsetを用いて、前述した式（１）及び（２）によりポンプ回転数Ｎaが演算される。このようにポンプ回転数Ｎaが演算される点を除いて、制限値演算部７８－１ではブーム上げの場合と同様に第１回転数制限値Ｎlimitaが演算され、回転数演算部７８－３に出力される。

【0114】

回転数演算部７８－３では、テーブル１１７とリミッタ１１２により上記ブーム上げの場合と同様に第１目標回転数Ｎtb1及び第２目標回転数Ｎtb2が演算される。第２目標回転数Ｎtb2はサーボモータ２の目標回転数として出力され、サーボモータ２が右方向に回転する。

【0115】

サーボモータ２が右方向に回転すると、アームポンプ１０から吐出された圧油は第２供給ライン４４を通ってアームシリンダ１８のボトム側室８２へ流入し、ロッド側室８１から圧油が排出されることでアームシリンダ１８が伸長する。

【0116】

アームシリンダ１８のロッド側室８１から排出された圧油は第1供給ライン４３を通り、アームポンプ１０へと戻される。アームシリンダ１８のロッド側室８１とボトム側室８２との面積差分の不足の圧油は第１タンクライン６９、チェック弁５９を通ってタンク７７からアームポンプ１０に補給される。

【0117】

＜アームダンプの単独操作＞
アームダンプを意図して、アーム操作装置３０９－１の操作レバーを操作したとき、アーム操作装置３０９－１の操作信号とアーム圧力センサ１０４の圧力信号がコントローラ７８へ入力され、制限値演算部７８－１及び複合操作判定部７８－２では、アームクラウドの場合と同様の演算が行われる。

【0118】

また、回転数演算部７８－３では、テーブル１１７において、第１目標回転数Ｎtb1が負の値として演算され、リミッタ１１２において負の値の第２目標回転数Ｎtb2が演算される。この負の値の第２目標回転数Ｎtb2はサーボモータ２の目標回転数として出力され、サーボモータ２が左方向に回転する。

【0119】

サーボモータ２が左方向に回転すると、アームポンプ１０から吐出された圧油は第１供給ライン４３を通ってアームシリンダ１８のロッド側室８１へ流入し、ボトム側室８２から圧油が排出されることでアームシリンダ１８が収縮する。

【0120】

アームシリンダ１８のボトム側室８２から排出された圧油は第２供給ライン４４を通り、アームポンプ１０へと戻される。アームシリンダ１８のロッド側室８１とボトム側室８２との面積差分の余剰の圧油は第２タンクライン７０、オペレートチェック弁６０を通ってタンク７７に還流する。

【0121】

＜走行前進の単独操作＞
走行前進を意図して、走行左操作装置３１１と走行右操作装置３１２の操作ペダルを操作したとき、操作装置３１１，３１２の操作信号と走行左圧力センサ１０９、走行右圧力センサ１１０の圧力信号がコントローラ７８へ入力される。

【0122】

コントローラ７８へ入力された操作装置３１１，３１２の操作信号は回転数演算部７８－３に入力され、圧力センサ１０９，１１０の圧力信号は制限値演算部７８－１に入力される。

【0123】

制限値演算部７８－１では、平均値演算部Ａaにおいて、走行左圧力センサ１０９の圧力信号の値（走行左圧力）と走行右圧力センサ１１０の圧力信号の値（走行右圧力）との平均値が演算され、この平均値とポンプ動力Ｈset及びポンプ設定容量Ｄsetを用いて、前述した式（１）及び（２）によりポンプ回転数Ｎbが演算される。

【0124】

また、このとき、ブーム操作装置３１０－１、アーム操作装置３０９－１、バケット操作装置３１０－２、旋回操作装置３０９－２、スイング操作装置３１３及びブレード操作装置３１４の操作レバー／ペダルは操作されておらず、ブーム圧力、アーム圧力、バケット圧力、旋回圧力、スイング圧力、ブレード圧力はほぼ０MPaであるため、テーブル１２５において回転数低減割合Ｒbとして１が演算され、この演算値がポンプ回転数Ｎbに乗算され、第２回転数制限値Ｎlimitbが出力される。

【0125】

回転数演算部７８－３では、テーブル１１９，１２０において、走行左操作装置３１１と走行右操作装置３１２の操作信号の値（走行左操作量及び走行右操作量）に応じた第１目標回転数Ｎtd1，Ｎte1が正の値として演算され、制限値演算部７８－１で演算された第２回転数制限値Ｎlimitbが上限値としてセットされたリミッタ１１４，１１５において、第１目標回転数Ｎtd1，Ｎte1が第２回転数制限値Ｎlimitb以下に制限された第２目標回転数Ｎtd2，Ｎte2が演算される。この第２目標回転数Ｎtd2，Ｎte2はサーボモータ７，８の目標回転数として出力され、サーボモータ７，８が右方向に回転する。

【0126】

サーボモータ７，８が右方向に回転すると、走行左ポンプ１５及び走行右ポンプ１６から吐出された圧油は第２供給ライン５４，５６を通って走行左モータ２３及び走行右モータ２４の第２ポート９４に流入し、走行左モータ２３及び走行右モータ２４の第1ポート９１から圧油が排出されることで走行左モータ２３及び走行右モータ２４が前進方向に回転する。

【0127】

走行左モータ２３及び走行右モータ２４から排出された圧油は第１供給ライン５３，５５を通り、走行左ポンプ１５及び走行右ポンプ１６に戻される。

【0128】

＜走行後進の単独操作＞
走行後進を意図して、走行左操作装置３１１と走行右操作装置３１２の操作ペダルを操作したとき、操作装置３１１，３１２の操作信号と走行左圧力センサ１０９、走行右圧力センサ１１０の圧力信号がコントローラ７８へ入力され、制限値演算部７８－１において、走行前進単独操作の場合と同様の演算が行われる。

【0129】

また、回転数演算部７８－３では、テーブル１１９，１２０において、第１目標回転数Ｎtd1，Ｎte1が負の値として演算され、リミッタ１１１において負の値の第２目標回転数Ｎtd2，Ｎte2が演算される。この負の値の第２目標回転数Ｎtd2，Ｎte2はサーボモータ７，８の目標回転数として出力され、サーボモータ７，８が左方向に回転する。

【0130】

サーボモータ７，８が左方向に回転すると、走行左ポンプ１５及び走行右ポンプ１６から吐出された圧油は第１供給ライン５３，５５を通って走行左モータ２３及び走行右モータ２４の第1ポート９１，９２に流入し、走行左モータ２３及び走行右モータ２４の第２ポート９２，９４から圧油が排出されることで走行左モータ２３及び走行右モータ２４が後進方向に回転する。

【0131】

走行左モータ２３及び走行右モータ２４から排出された圧油は第２供給ライン５４，５６を通り、走行左ポンプ１５及び走行右ポンプ１６に戻される。

【0132】

＜旋回左の単独操作＞
旋回左を意図して、旋回操作装置３０９－２の操作レバーを操作したとき、旋回操作装置３０９－２の操作信号と旋回圧力センサ１０８の圧力信号がコントローラ７８へ入力される。

【0133】

コントローラ７８へ入力された旋回操作装置３１９－２の操作信号は回転数演算部７８－３に入力され、旋回圧力センサ１０８の圧力信号は制限値演算部７８－１と複合操作判定部７８－２へそれぞれ入力される。

【0134】

制限値演算部７８－１では、最大値選択部Ｍabにおいて旋回圧力が選択され、テーブル１２４において旋回圧力に応じた第１回転数低減割合Ｒaが演算されるとともに、最大値選択部Ｍbにおいて再度旋回圧力が選択され、テーブル１２５において旋回圧力に応じた第２回転数低減割合Ｒbが演算されるが、これらの値は、回転数演算部７８－３における旋回のサーボモータ６の目標回転数の演算には影響を与えない。

【0135】

複合操作判定部７８－２では、圧力判定部Ｊcにおいて、旋回圧力が判定圧力以上であると判定され、加算部１２７において、操作装置が操作されているアクチュエータ数として１が演算され、旋回/スイング/ブレードの複合操作判定値Ｊnbとして１が出力される。

【0136】

回転数演算部７８－３では、テーブル１２１において、旋回操作量に応じた第１目標回転数Ｎtf1が正の値として演算され、除算部Ｄfにおいて、複合操作判定部７８－２で演算された複合操作判定値Ｊnbのアクチュエータ数「１」により第１目標回転数Ｎtf1が除算され、第２目標回転数Ｎtf2が演算される。この第２目標回転数Ｎtf2はサーボモータ６の目標回転数として出力され、サーボモータ６が右方向に回転する。
サーボモータ６が右方向に回転すると、旋回ポンプ１４から吐出された圧油は第２供給ライン５２を通って旋回モータ２２の第２ポート９０に流入し、旋回モータ２２の第１ポート８９から圧油が排出されることで旋回モータ２２が左方向に回転する。

【0137】

旋回モータ２２の第1ポート８９から排出された圧油は第１供給ライン５１を通り、旋回ポンプ１４に戻される。

【0138】

＜旋回右の単独操作＞
旋回右を意図して、旋回操作装置３０９－２の操作レバーを操作したとき、旋回操作装置３０９－２の操作信号と旋回圧力センサ１０８の圧力信号がコントローラ７８へ入力され、制限値演算部７８－１及び複合操作判定部７８－２では、旋回左の場合と同様の演算が行われる。

【0139】

また、回転数演算部７８－３では、テーブル１２１において、第１目標回転数Ｎtf1が負の値として演算され、除算部Ｄfにおいて負の値の第２目標回転数Ｎtf2が演算される。この負の値の第２目標回転数Ｎtf2はサーボモータ６の目標回転数として出力され、サーボモータ６は左方向に回転する。

【0140】

サーボモータ６が左方向に回転すると、旋回ポンプ１４から吐出された圧油は第１供給ライン５１を通って旋回モータ２２の第１ポート８９に流入し、旋回モータ２２の第２ポート９０から圧油が排出されることで旋回モータ２２が右方向に回転する。

【0141】

旋回モータ２２の第２ポート９０から排出された圧油は第２供給ライン５２を通り、旋回ポンプ１４に戻される。

【0142】

＜スイング、ブレードの単独操作＞
スイング左或いはスイング右を意図して、スイング操作装置３１３の操作ペダルを操作したとき、スイング操作装置３１３の操作信号とスイング圧力センサ１０６の圧力信号がコントローラ７８へ入力され、旋回左単独操作或いは旋回右単独操作の場合と同様にテーブル１２２及び除算部Ｄgにおいて第１目標回転数Ｎtg1及び第２目標回転数Ｎtg2が演算され、第２目標回転数Ｎtg2に基づいてサーボモータ４は右方向に或いは左方向に回転する。このサーボモータ４の回転によりスイングポンプ１２から圧油が吐出され、例えばブーム上げ或いはブーム上げ単独操作の場合と同様、スイングシリンダ２０が伸長或いは収縮する。また、スイングシリンダ２０から排出された圧油はスイングポンプ１２に戻されるとともに、スイングシリンダ２０の面積差分の不足の圧油はタンク７７からチェック弁６３を通ってスイングポンプ１２に補給され、余剰の圧油はオペレートチェック弁６４を通ってタンク７７に還流する。

【0143】

ブレード下げ或いはブレード上げを意図して、ブレード操作装置３１４の操作レバーを操作したときも、スイング左或いはスイング右を意図して、スイング操作装置３１３の操作ペダルを操作したときと同様、テーブル１２３及び除算部Ｄhにおいて第１目標回転数Ｎth1及び第２目標回転数Ｎth2が演算され、第２目標回転数Ｎth2に基いてサーボモータ５は右方向に或いは左方向に回転し、ブレードシリンダ２１が伸長或いは収縮する。また、ブレードシリンダ２１から排出された圧油はブレードポンプ１３に戻されるとともに、ブレードシリンダ２１の面積差分の不足の圧油はタンク７７からチェック弁６５を通ってブレードポンプ１３に補給され、余剰の圧油はオペレートチェック弁６６を通ってタンク７７に還流する。

【0144】

＜ブーム上げとアームクラウドの複合操作＞
ブーム上げとアームクラウドの複合操作を意図して、ブーム操作装置３１０－１及びアーム操作装置３０９－１の操作レバーを操作したとき、ブーム操作装置３１０－１及びアーム操作装置３０９－１の操作信号とブーム圧力センサ１０３及びアーム圧力センサ１０４の圧力信号がコントローラ７８へ入力される。

【0145】

コントローラ７８へ入力された操作装置３１０－１，３０９－１の操作信号は回転数演算部７８－３に入力され、ブーム圧力センサ１０３及びアーム圧力センサ１０４の圧力信号は制限値演算部７８－１に入力され、ブーム圧力センサ１０３の圧力信号は更に複合操作判定部７８－２に入力される。

【0146】

制限値演算部７８－１では、バケット操作装置３１０－２の操作レバーが操作されていないため、最大値選択部Ｍaではブーム圧力が選択され、平均値演算部Ａaにおいて、ブーム圧力とアーム圧力との平均値が演算され、この平均値とポンプ動力Ｈset及びポンプ設定容量Ｄsetを用いて、前述した式（１）及び（２）によりポンプ回転数Ｎaが演算される。

【0147】

また、このときは、ブーム操作装置３１０－１とアーム操作装置３０９－１以外の操作装置は操作されておらず、旋回圧力、スイング圧力、ブレード圧力はほぼ０MPaであるため、テーブル１２４において回転数低減割合Ｒaとして１が演算され、この演算値がポンプ回転数Ｎaに乗算され、第１回転数制限値Ｎlimitaが出力される。

【0148】

複合操作判定部７８－２では、圧力判定部Ｊaにおいて、ブーム圧力が判定圧力以上であると判定され、加算部１２６において、操作装置が操作されているアクチュエータ数として１が演算され、ブーム/バケットの複合操作判定値Ｊnaとして１が出力される。

【0149】

回転数演算部７８－３では、テーブル１１６とリミッタ１１１と除算部Ｄaを用いてブーム上げの単独操作の場合と同様に第３目標回転数Ｎta3が演算され、テーブル１１７とリミッタ１１２を用いてアームクラウドの単独操作の場合と同様に第２目標回転数Ｎtb2が演算される。この第３目標回転数Ｎta3と第２目標回転数Ｎtb2はサーボモータ１，２の目標回転数として出力され、サーボモータ１，２が右方向に回転し、ブームシリンダ１７及びアームシリンダ１８が伸長する。また、ブームシリンダ１７及びアームシリンダ１８から排出された圧油はブームポンプ９及びアームポンプ１０に戻されるとともに、ブームシリンダ１７及びアームシリンダ１８のそれぞれの面積差分の不足の圧油はタンク７７からチェック弁５７，５９を通ってブームポンプ９及びアームポンプ１０に補給される。

【0150】

＜ブーム上げとバケットクラウドの複合操作＞
ブーム上げとバケットクラウドの複合操作を意図して、ブーム操作装置３１０－１及びバケット操作装置３１０－２の操作レバーを操作したとき、ブーム操作装置３１０－１及びバケット操作装置３１０－２の操作信号とブーム圧力センサ１０３及びバケット圧力センサ１０５の圧力信号がコントローラ７８へ入力される。

【0151】

コントローラ７８へ入力された操作装置３１０－１，３１０－２の操作信号は回転数演算部７８－３に入力され、ブーム圧力センサ１０３及びバケット圧力センサ１０５の圧力信号は制限値演算部７８－１に入力され、バケット圧力センサ１０５の圧力信号は更に複合操作判定部７８－２に入力される。

【0152】

制限値演算部７８－１では、最大値選択部Ｍaにおいて、ブーム圧力とバケット圧力の高圧側の圧力が最大値として選択され、平均値演算部Ａaにおいて、ブーム圧力とバケット圧力の高圧側の圧力とアーム圧力との平均値が演算されるが、アーム操作装置３０９－１の操作レバーが操作されていないため、平均値演算部Ａaではブーム圧力とバケット圧力の高圧側の圧力の１／２の値が平均値として演算され、この平均値とポンプ動力Ｈset及びポンプ設定容量Ｄsetを用いて、前述した式（１）及び（２）によりポンプ回転数Ｎaが演算される。

【0153】

また、このときも、ブーム操作装置３１０－１とバケット操作装置３１０－２以外の操作装置は操作されておらず、旋回圧力、スイング圧力、ブレード圧力はほぼ０MPaであるため、テーブル１２４において回転数低減割合Ｒaとして１が演算され、この演算値がポンプ回転数Ｎaに乗算され、第１回転数制限値Ｎlimitaが出力される。

【0154】

前記複合操作判定部７８－２では、圧力判定部Ｊbにおいて、バケット圧力が判定圧力以上であると判定され、加算部１２６において、操作装置が操作されているアクチュエータ数として１が演算され、ブーム/バケットの複合操作判定値Ｊnaとして１が出力される。

【0155】

回転数演算部７８－３では、テーブル１１６，１１８とリミッタ１１１，１１３と除算部Ｄa，Ｄcを用いてブーム上げ及びバケットダンプの単独操作の場合と同様に第３目標回転数Ｎta3，Ｎtc3が演算される。この第３目標回転数Ｎta3，Ｎtc3はサーボモータ１，３の目標回転数として出力され、サーボモータ１，３が右方向に回転し、ブームシリンダ１７及びバケットシリンダ１９が伸長する。また、ブームシリンダ１７及びバケットシリンダ１９から排出された圧油はブームポンプ９及びバケットポンプ１１に戻されるとともに、ブームシリンダ１７及びバケットシリンダ１９のそれぞれの面積差分の不足の圧油はタンク７７からチェック弁５７，６１を通ってブームポンプ９及びバケットポンプ１１に補給される。

【0156】

＜アームクラウドとバケットクラウドの複合操作＞
アームクラウドとバケットクラウドの複合操作を意図して、アーム操作装置３０９－１及びバケット操作装置３１０－２の操作レバーを操作したとき、アーム操作装置３０９－１及びバケット操作装置３１０－２の操作信号とアーム圧力センサ１０４及びバケット圧力センサ１０５の圧力信号がコントローラ７８へ入力される。

【0157】

コントローラ７８へ入力された操作装置３０９－１，３１０－２の操作信号は回転数演算部７８－３に入力され、アーム圧力センサ１０４及びバケット圧力センサ１０５の圧力信号は制限値演算部７８－１に入力され、バケット圧力センサ１０５の圧力信号は更に複合操作判定部７８－２に入力される。

【0158】

制限値演算部７８－１では、ブーム操作装置３１０－１の操作レバーが操作されていないため、最大値選択部Ｍaにおいてバケット圧力が選択され、平均値演算部Ａaにおいてアーム圧力とバケット圧力との平均値が演算され、この平均値とポンプ動力Ｈset及びポンプ設定容量Ｄsetを用いて、前述した式（１）及び（２）によりポンプ回転数Ｎaが演算される。

【0159】

また、このときも、旋回圧力、スイング圧力、ブレード圧力はほぼ０MPaであるため、テーブル１２４において回転数低減割合Ｒaとして１が演算され、この演算値がポンプ回転数Ｎaに乗算され、第１回転数制限値Ｎlimitaが出力される。

【0160】

前記複合操作判定部７８－２では、圧力判定部Ｊbにおいて、バケット圧力が判定圧力以上であると判定され、加算部１２６において、操作装置が操作されているアクチュエータ数として１が演算され、ブーム/バケットの複合操作判定値Ｊnaとして１が出力される。

【0161】

回転数演算部７８－３では、テーブル１１７とリミッタ１１２を用いてアームクラウドの単独操作の場合と同様に第２目標回転数Ｎtb2が演算され、テーブル１１８とリミッタ１１３と除算部Ｄcを用いてバケットクラウドの単独操作の場合と同様に第３目標回転数Ｎtc3が演算される。この第２目標回転数Ｎtb2と第３目標回転数Ｎtc3はサーボモータ２，３の目標回転数として出力され、サーボモータ２，３が右方向に回転し、アームシリンダ１８及びバケットシリンダ１９が伸長する。また、アームシリンダ１８及びバケットシリンダ１９から排出された圧油はアームポンプ１０及びバケットポンプ１１に戻されるとともに、アームシリンダ１８及びバケットシリンダ１９のそれぞれの面積差分の不足の圧油はタンク７７からチェック弁５９，６１を通ってアームポンプ１０及びバケットポンプ１１に補給される。

【0162】

＜ブーム上げと旋回右の複合操作＞
ブーム上げと旋回右の複合操作を意図して、ブーム操作装置３１０－１及び旋回操作装置３０９－２の操作レバーを操作したとき、ブーム操作装置３１０－１及び旋回操作装置３１０－１，３０９－２の操作信号とブーム圧力センサ１０３及び旋回圧力センサ１０８の圧力信号がコントローラ７８へ入力される。

【0163】

コントローラ７８へ入力された操作装置３１０－１，３０９－２の操作信号は回転数演算部７８－３に入力され、ブーム圧力センサ１０３及び旋回圧力センサ１０８の圧力信号は制限値演算部７８－１に入力され、ブーム圧力センサ１０３と旋回圧力センサ１０８の圧力信号は更に複合操作判定部７８－２に入力される。

【0164】

制限値演算部７８－１では、バケット操作装置３１０－２の操作レバーが操作されていないため最大値選択部Ｍaにおいてブーム圧力が選択され、アーム操作装置３０９－１の操作レバーが操作されていないため、平均値演算部Ａaにおいてブーム圧力の１／２の値が平均値として演算され、この平均値とポンプ動力Ｈset及びポンプ設定容量Ｄsetを用いて、前述した式（１）及び（２）によりポンプ回転数Ｎaが演算される。

【0165】

また、スイング操作装置３１３とブレード操作装置３１４の操作レバー／ペダルが操作されておらず、スイング圧力及びブレード圧力はほぼ０MPaであるため、最大値選択部Ｍabにおいて旋回圧力が選択され、テーブル１２４において旋回圧力に応じた第１回転数低減割合Ｒaが演算され、この演算値がポンプ回転数Ｎaに乗算され、第１回転数制限値Ｎlimitaが出力される。

【0166】

複合操作判定部７８－２では、圧力判定部Ｊa，Ｊcにおいて、ブーム圧力及び旋回圧力がそれぞれ判定圧力以上であると判定され、加算部１２６，１２７において、操作装置が操作されているアクチュエータ数として１が演算され、ブーム/バケットの複合操作判定値Ｊna及び旋回/スイング/ブレードの複合操作判定値Ｊnbとしてそれぞれ１が出力される。

【0167】

回転数演算部７８－３では、テーブル１１６とリミッタ１１１と除算部Ｄaを用いて第３目標回転数Ｎta3が演算され、テーブル１２１と除算部Ｄfを用いて第２目標回転数Ｎtf2（負の値）が演算される。この第３目標回転数Ｎta3と第２目標回転数Ｎtf2はサーボモータ１，６の目標回転数として出力され、サーボモータ１が右方向に回転し、サーボモータ６が左方向に回転し、ブームシリンダ１７が伸長し、旋回モータ右方向に回転する。

【0168】

また、ブームシリンダ１７から排出された圧油はブームポンプ９に戻されるとともに、ブームシリンダ１７の面積差分の不足の圧油はタンク７７からチェック弁５７，５９を通ってブームポンプ９及びアームポンプ１０に補給される。

【0169】

＜旋回右とスイング左の複合操作＞
旋回右とスイング左の複合操作を意図して、旋回操作装置３０９－２及びスイング操作装置３１３の操作レバー／ペダルを操作したとき、旋回操作装置３０９－２及びスイング操作装置３１３の操作信号と旋回圧力センサ１０８及びスイング圧力センサ１０６の圧力信号がコントローラ７８へ入力される。

【0170】

コントローラ７８へ入力された操作装置３０９－２，３１３の操作信号は回転数演算部７８－３に入力され、旋回圧力センサ１０８及びスイング圧力センサ１０６の圧力信号は制限値演算部７８－１及び複合操作判定部７８－２に入力される。

【0171】

制限値演算部７８－１では、最大値選択部Ｍabにおいて、旋回圧力とスイング圧力の高圧側の圧力が選択され、テーブル１２４，１２５において旋回圧力とスイング圧力の高圧側の圧力に応じた第１及び第２回転数低減割合Ｒa，Ｒbが演算されるが、これらの値は、回転数演算部７８－３における旋回及びスイングのサーボモータ６，５の目標回転数の演算には影響を与えない。

【0172】

複合操作判定部７８－２では、圧力判定部Ｊc，Ｊdにおいて、旋回圧力及びスイング圧力がそれぞれ判定圧力以上であると判定され、加算部１２７において、操作装置が操作されているアクチュエータ数として２が演算され、旋回/スイング/ブレードの複合操作判定値Ｊnbとして２が出力される。

【0173】

回転数演算部７８－３では、テーブル１２１において、旋回操作量に応じた第１目標回転数Ｎtf1が負の値として演算され、除算部Ｄfにおいて、複合操作判定部７８－２で演算された複合操作判定値Ｊnbのアクチュエータ数「２」により第１目標回転数Ｎtf1が除算され、第２目標回転数Ｎtf2として第１目標回転数Ｎtf1の１／２の値が演算される。この第２目標回転数Ｎtf2はサーボモータ６の目標回転数として出力され、サーボモータ６が左方向に回転する。

【0174】

このサーボモータ６の回転により旋回ポンプ１４から圧油が吐出され、旋回モータ２２が右方向に回転する。旋回モータ２２から排出された圧油は旋回ポンプ１４に戻される
また、テーブル１２２において、スイング操作量に応じた第１目標回転数Ｎtg1が演算され、除算部Ｄgにおいて、複合操作判定部７８－２で演算された複合操作判定値Ｊnbのアクチュエータ数「２」により第１目標回転数Ｎtg1が除算され、第１目標回転数Ｎtg1の１／２の値として第２目標回転数Ｎt2が演算される。この第２目標回転数Ｎtg2はサーボモータ４の目標回転数として出力され、サーボモータ４が左方向に回転する。

【0175】

このサーボモータ４の回転によりスイングポンプ１２から圧油が吐出され、スイングシリンダ２０が収縮する。また、スイングシリンダ２０から排出された圧油はスイングポンプ１２に戻されるとともに、スイングシリンダ２０の面積差分の余剰の圧油はオペレートチェック弁６４を通ってタンク７７に還流する。

【0176】

＜ブーム上げとアームクラウドと旋回右の複合操作＞
ブーム上げとアームクラウドと旋回右の複合操作を意図して、ブーム操作装置３１０－１、アーム操作装置３０９－１、旋回操作装置３０９－２の操作レバーを操作したとき、ブーム操作装置３１０－１、アーム操作装置３０９－１、旋回操作装置３０９－２の操作信号とブーム圧力センサ１０３、アーム圧力センサ１０４及び旋回圧力センサ１０８の圧力信号がコントローラ７８へ入力される。

【0177】

コントローラ７８へ入力された操作装置３１０－１，３０９－１，３０９－２の操作信号は回転数演算部７８－３に入力され、ブーム圧力センサ１０３、アーム圧力センサ１０４及び旋回圧力センサ１０８の圧力信号は制限値演算部７８－１に入力され、ブーム圧力センサ１０３と旋回圧力センサ１０８の圧力信号は更に複合操作判定部７８－２に入力される。

【0178】

制限値演算部７８－１では、バケット操作装置３１０－２の操作レバーが操作されていないため、最大値選択部Ｍaにおいてブーム圧力が選択され、平均値演算部Ａaにおいて、ブーム圧力とアーム圧力との平均値が演算され、この平均値とポンプ動力Ｈset及びポンプ設定容量Ｄsetを用いて、前述した式（１）及び（２）によりポンプ回転数Ｎaが演算される。

【0179】

また、ブーム操作装置３１０－１、アーム操作装置３０９－１、旋回操作装置３０９－２以外の操作装置は操作されていないため、最大値選択部Ｍabにおいて旋回圧力が選択され、テーブル１２４において旋回圧力に応じた第１回転数低減割合Ｒaが演算され、この演算値がポンプ回転数Ｎaに乗算され、第１回転数制限値Ｎlimitaが出力される。

【0180】

複合操作判定部７８－２では、圧力判定部Ｊa，Ｊcにおいて、ブーム圧力及び旋回圧力がそれぞれ判定圧力以上であると判定され、加算部１２６，１２７において、操作装置が操作されているアクチュエータ数として１が演算され、ブーム/バケットの複合操作判定値Ｊna及び旋回/スイング/ブレードの複合操作判定値Ｊnbとしてそれぞれ１が出力される。

【0181】

回転数演算部７８－３では、テーブル１１６とリミッタ１１１と除算部Ｄaを用いて第３目標回転数Ｎta3が演算され、テーブル１１７とリミッタ１１２を用いて第２目標回転数Ｎtb2が演算され、テーブル１２１と除算部Ｄfを用いて第２目標回転数Ｎtf2（負の値）が演算される。この第３目標回転数Ｎta3と第２目標回転数Ｎtb2と第２目標回転数Ｎtf2はサーボモータ１，２，６の目標回転数として出力され、サーボモータ１，２が右方向に回転し、サーボモータ６が左方向に回転し、ブームシリンダ１７及びアームシリンダ１８が伸長し、旋回モータ２２が右方向に回転する。

【0182】

また、ブームシリンダ１７及びアームシリンダ１８から排出された圧油はブームポンプ９及びアームポンプ１０に戻されるとともに、ブームシリンダ１７及びアームシリンダ１８のそれぞれの面積差分の不足の圧油はタンク７７からチェック弁５７，５９を通ってブームポンプ９及びアームポンプ１０に補給される。

【0183】

～効果～
１．主たる効果
本発明は、ブームシリンダ１７、アームシリンダ１８及びバケットシリンダ１９と、走行左モータ２３及び走行右モータ２４を「少なくとも２つの特定の複数の油圧アクチュエータ」として位置づけている。

【0184】

そのような前提で、コントローラ７８は、複数の油圧アクチュエータ１９～２４のうち、少なくとも２つの特定の油圧アクチュエータが同時に駆動されるよう少なくとも２つの特定の油圧アクチュエータに対応する操作装置が操作されたとき、複数の圧力センサ１０３～１１０によって検出された複数の油圧ポンプ９～１６のそれぞれの吐出圧と複数の操作センサ２０９～２１５によって検出された複数の操作装置３０９～３１４のそれぞれの操作量とに基づいて、複数の油圧ポンプ９～１６のうち少なくとも２つの特定の油圧アクチュエータに対応する油圧ポンプの消費動力がポンプ動力Ｈsetを超えないよう、複数の電動モータ１～８のうち少なくとも２つの特定の油圧アクチュエータに対応する電動モータ１～３，７，８の回転数を制御する。

【0185】

また、コントローラ７８は、複数の圧力センサ１０３～１１０によって検出された少なくとも２つの特定の油圧アクチュエータに対応する油圧ポンプの吐出圧と、上記ポンプ動力Ｈsetと、上記ポンプ設定容量Ｄsetとに基づいて、上記少なくとも２つの特定の油圧アクチュエータに対応する電動モータ１～３，７，８の回転数制限値Ｎlimita又はＮlimitbを演算し、上記少なくとも２つの特定の油圧アクチュエータに対応する操作装置の操作量に基づいて上記少なくとも２つの特定の油圧アクチュエータに対応する電動モータ１～３，７，８の第１目標回転数を演算し、かつ上記回転数制限値Ｎlimita又はＮlimitbを超えないよう上記少なくとも２つの特定の油圧アクチュエータに対応する電動モータ１～３，７，８の第１目標回転数を補正して上記少なくとも２つの特定の油圧アクチュエータに対応する電動モータ１～３，７，８の第２目標回転数を演算し、当該第２目標回転数に基づいて上記少なくとも２つの特定の油圧アクチュエータに対応する電動モータ１～３，７，８の回転数を制御する。

【0186】

これにより、図６に示した開回路型の３ポンプシステムにおける図７に示したような馬力制御を模擬した制御を行うことが可能となり、そのような制御を模擬した制御を行わない場合に比べて油圧ポンプの消費動力を低減することができる。また、「少なくとも２つの特定の複数の油圧アクチュエータ」がブームシリンダ１７、アームシリンダ１８及びバケットシリンダ１９である場合は、更に、複数の油圧アクチュエータ間の良好な速度バランスを確保し、良好な複合操作性を得ることができる。

【0187】

以下に具体的に説明する。

【0188】

（１）「ブーム上げとアームクラウドの複合操作」
コントローラ７８の制限値演算部７８－１において、ブーム圧力とアーム圧力との平均値とポンプ動力Ｈset及びポンプ設定容量Ｄsetに基づいてブーム圧力とアーム圧力との平均値に応じた第１回転数制限値Ｎlimitaが演算される。ポンプ動力Ｈsetは、馬力制御を模擬しようとする開回路型の３ポンプシステムの図７に示す最大馬力Ｈ12maxに等しい値に設定されている。回転数演算部７８－３において、その第１回転数制限値Ｎlimita以下に制限された第３目標回転数Ｎta3と第２目標回転数Ｎtb2が演算され、この第３目標回転数Ｎta3を目標回転数としてサーボモータ１が駆動され、第２目標回転数Ｎtb2を目標回転数としてサーボモータ２が駆動され、ブームポンプ９及びアームポンプ１０が駆動される。

【0189】

これにより、ブームポンプ９及びアームポンプ１０の吐出圧が上昇してブームポンプ９及びアームポンプ１０の合計の消費馬力がポンプ動力Ｈsetを超えようとした場合、消費馬力がポンプ動力Ｈsetを超えないようにブームポンプ９及びアームポンプ１０の吐出流量を減少させる。この制御は、図６に示した開回路型の３ポンプシステムにおいて、ブームポンプ９及びアームポンプ１０の合計の消費馬力が最大馬力Ｈ12maxを超えようとした場合に、図７に示した最大馬力Ｈ12maxの特性線に沿ってブームポンプ９及びアームポンプ１０の吐出流量を減少させ、消費馬力が最大馬力Ｈ12maxを超えないようにする制御と等価である。このように、図６に示した開回路型の３ポンプシステムの馬力制御を模擬した制御が行われ、馬力制御を模擬した制御を行わない場合に比べて、ブームポンプ９及びアームポンプ１０の消費動力を低減することができる。

【0190】

また、ブーム上げとアームクラウドの複合操作時に、ブームシリンダ１７とアームシリンダ１８のいずれか一方の負荷が増大してブームポンプ９又はアームポンプ１０の吐出圧（ブーム圧力又はアーム圧力）が上昇した場合も、同様に、図６に示した開回路型の３ポンプシステムの馬力制御を模擬した制御が行われ、ブームシリンダ９及びアームシリンダの両方の駆動速度が低下する。これにより、ブームシリンダ１７及びアームシリンダ１８間の速度バランスが確保され、良好な複合操作性を得ることができる。

【0191】

（２）「アームクラウドとバケットクラウドの複合操作」
「ブーム上げとアームクラウドの複合操作」の場合と同様に、図６に示した開回路型の３ポンプシステムの馬力制御を模擬した制御が行われ、「ブーム上げとアームクラウドの複合操作」の場合と同様に消費動力低減と複合操作性確保の効果が得られる。

【0192】

（３）「アームクラウドとバケットクラウドの複合操作」
「ブーム」が「アーム」に変わり、第３目標回転数Ｎta3が第３目標回転数Ｎtc3に変わった点を除いて、コントローラ７８の制限値演算部７８－１及び回転数演算部７８－３において、「ブーム上げとアームクラウドの複合操作」の場合と同様の制御が行われる。これにより「ブーム上げとアームクラウドの複合操作」の場合と同様に、図６に示した開回路型の３ポンプシステムの馬力制御を模擬した制御が行われ、「ブーム上げとアームクラウドの複合操作」の場合と同様に消費動力低減と複合操作性確保の効果が得られる。

【0193】

（４）「ブーム上げとアームクラウドと旋回右の複合操作」
コントローラ７８の制限値演算部７８－１において、テーブル１２４で旋回圧力に応じた第１回転数低減割合Ｒaが演算され、この演１回転数低減割合Ｒaが、ブーム圧力とアーム圧力との平均値とポンプ動力Ｈset及びポンプ設定容量Ｄsetを用いて、式（１）及び（２）から演算されたポンプ回転数Ｎaに乗算され、第１回転数制限値Ｎlimitaが出力される。これにより第１回転数制限値Ｎlimitaは第１回転数低減割合Ｒaに応じた小さな値となり、リミッタ１１１，１１２によって演算される第２目標回転数Ｎta2，Ｎtb2も、第１回転数低減割合Ｒaが１である場合よりも小さな値となり、サーボモータ１，２の回転数も同様に減少し、ブームポンプ９及びアームポンプ１０の吐出流量も減少する。その結果、ブームポンプ９、アームポンプ１０及び旋回ポンプ１４の合計の消費馬力がポンプ動力Ｈsetを超えないように制御される。この制御は、図６に示した開回路型の３ポンプシステムにおいて、第３油圧ポンプＰ３の吐出圧が増大して第３油圧ポンプＰ３の消費馬力が増加するとき、図７に矢印ＡＲ１，ＡＲ２で示すように最大馬力の特性線Ｃ１，Ｃ２をシフトさせ、第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２と第３油圧ポンプＰ３の合計の消費馬力が最大馬力T12maxを超えないように、油圧ポンプＰ１，Ｐ２で消費可能な最大馬力を、第３油圧ポンプＰ３の消費馬力の分、減少させる制御と等価である。このように、図６に示した開回路型の３ポンプシステムの全馬力制御を模擬した制御が行われ、全馬力制御を行わない場合に比べて、ブームポンプ９、アームポンプ１０及び旋回ポンプ１４の消費動力を低減することができる。

【0194】

また、ブーム上げとアームクラウドの複合操作部分に対して、「ブーム上げとアームクラウドの複合操作」の場合と同様、ブームシリンダ１７及びアームシリンダ１８間の速度バランスが確保され、良好な複合操作性を得ることができる。

【0195】

（５）「走行前進の単独操作」
コントローラ７８の制限値演算部７８－１において、走行左圧力と走行右圧力との平均値とポンプ動力Ｈset及びポンプ設定容量Ｄsetに基づいて走行左圧力と走行右圧力との平均値に応じた第２回転数制限値Ｎlimitbが演算される。回転数演算部７８－３において、その第２回転数制限値Ｎlimitb以下に制限された第２目標回転数Ｎtd2，Ｎte2が演算され、この第２目標回転数Ｎtd2，Ｎte2を目標回転数としてサーボモータ７，８が駆動され、走行左ポンプ１５及び走行右ポンプ１６が駆動される。

【0196】

これにより、走行左ポンプ１５及び走行右ポンプ１６の吐出圧が上昇して走行左ポンプ１５及び走行右ポンプ１６の合計の消費馬力がポンプ動力Ｈsetを超えようとした場合、前述したブーム上げとアームクラウドの複合操作の場合と同様に、消費馬力がポンプ動力Ｈseを超えないように走行左ポンプ１５及び走行右ポンプ１６の吐出流量を減少させる。このように、この場合も、図６に示した開回路型の３ポンプシステムの馬力制御を模擬した制御が行われ、馬力制御を行わない場合に比べて、走行左ポンプ１５及び走行右ポンプ１６の消費動力を低減することができる。

【0197】

（６）「走行後進の単独操作」

【0198】

「走行前進の単独操作」の場合と同様に、図６に示した開回路型の３ポンプシステムの馬力制御を模擬した制御が行われ、「走行前進の単独操作」の場合と同様に消費動力低減と複合操作性確保の効果が得られる。

【0199】

２．その他の効果
（７）「ブーム上げと旋回右の複合操作」
「ブーム上げとアームクラウドと旋回右の複合操作」の場合と同様、コントローラ７８の制限値演算部７８－１において、テーブル１２４で旋回圧力に応じて演算された第１回転数低減割合Ｒaが、ブーム圧力の１／２の値（平均値）とポンプ動力Ｈset及びポンプ設定容量Ｄsetを用いて、式（１）及び（２）から演算されたポンプ回転数Ｎaに乗算され、第１回転数制限値Ｎlimitaが出力される。これにより第１回転数制限値Ｎlimitaは第１回転数低減割合Ｒaに応じた小さな値となり、リミッタ１１１によって演算される第２目標回転数Ｎta2も、第１回転数低減割合Ｒaが１である場合よりも小さな値となり、サーボモータ１の回転数も同様に減少し、ブームポンプ９の吐出流量も減少する。その結果、図７に矢印ＡＲ１，ＡＲ２で示したのと同様にブームポンプ９で消費可能な最大馬力を旋回ポンプ１４の消費馬力の分、減少させ、ブームポンプ９及び旋回ポンプ１４の合計の消費馬力がポンプ動力Ｈsetを超えないように制御される。このように、アームクラウドとバケットクラウドの複合操作の場合と同様、図６に示した開回路型の３ポンプシステムの全馬力制御を模擬した制御が行われ、全馬力制御を行わない場合に比べて、ブームポンプ９及び旋回ポンプ１４の消費動力を低減することができる。

【0200】

（８）「旋回右とスイング左の複合操作」
コントローラ７８の複合操作判定部７８－２では、圧力判定部Ｊc，Ｊdにおいて、旋回圧力及びスイング圧力がそれぞれ判定圧力以上であると判定され、加算部１２７において、操作装置が操作されているアクチュエータ数として２が演算され、旋回/スイング/ブレードの複合操作判定値Ｊnbとして「アクチュエータ数」２が出力される。

【0201】

回転数演算部７８－３では、除算部Ｄf，Ｄgにおいて、複合操作判定値Ｊnbのアクチュエータ数「２」により第１目標回転数Ｎtf1，Ｎtg1が除算され、第２目標回転数Ｎtf2，Ｎtg2として第１目標回転数Ｎtf1，Ｎtg1の１／２の値が演算され、サーボモータ６とサーボモータ４の回転数も第１目標回転数Ｎtf1，Ｎtg1が複合操作判定値Ｊnbで除算されない場合の半分になる。これにより旋回ポンプ１４及びスイングポンプ１２の吐出流量も同様に減少し、その減少した吐出流量で旋回モータ２２とスイングシリンダ２０が駆動される。これにより、図６に示した開回路型の３ポンプシステムで旋回とスイングの複合操作を行った場合と同様、旋回ポンプ１４及びスイングポンプ１２の合計の消費馬力がポンプ動力を超えないように制御され、そのような制御を行わない場合に比べて、旋回ポンプ１４及びスイングポンプ１２の合計の消費動力を低減することができる。

【0202】

＜その他＞
本実施形態において、コントローラ７８は、図６に示す開回路型の３ポンプシステムの馬力制御を模擬した制御を行えるように電動モータ１～３の回転数を制御する構成した。しかし、馬力制御を模擬する開回路型の３ポンプシステムは、図６に示すシステムに限られず、他の開回路型の３ポンプシステムの馬力制御を模擬するようにしてもよい。例えば、図６に示す開回路型の３ポンプシステムでは、第１及び第２油圧ポンプＰ１，Ｐ２を、共通のレギュレータＰＲを備えたスプリットフロータイプの油圧ポンプＰＷの２つの吐出ポートによって構成したが、共通のレギュレータを備えた独立した２つの可変容量型油圧ポンプであってもよい。この場合でも、コントローラ７８は図３に示した機能ブロック図の演算処理を用いることで、同様に馬力制御を模擬した制御を行うことができる。

【0203】

また、第１～第３油圧ポンプＰ１，Ｐ２，Ｐ３とそれらの吐出油によって駆動される油圧アクチュエータの組み合わせは、図６に示されたものに限らず、他の組み合わせであってもよい。この場合は、図３に示した機能ブロック図を、組み合わせの違いに応じて修正することで、その組み合わせの馬力制御を模擬した制御を行うことができる。

【符号の説明】

【0204】

１～７ サーボモータ（電動モータ）
９ ブームポンプ（油圧ポンプ）
１０ アームポンプ（油圧ポンプ）
１１ バケットポンプ（油圧ポンプ）
１２ スイングポンプ（油圧ポンプ）
１３ ブレードポンプ（油圧ポンプ）
１４ 旋回ポンプ（油圧ポンプ）
１５ 走行左ポンプ（油圧ポンプ）
１６ 走行右ポンプ（油圧ポンプ）
１７ ブームシリンダ（特定の油圧アクチュエータ）
１８ アームシリンダ（特定の油圧アクチュエータ）
１９ バケットシリンダ（特定の油圧アクチュエータ）
２０ スイングシリンダ（油圧アクチュエータ）
２１ ブレードシリンダ（油圧アクチュエータ）
２２ 旋回モータ（油圧アクチュエータ）
２３ 走行左モータ（特定の油圧アクチュエータ）
２４ 走行右モータ（特定の油圧アクチュエータ）
７８ コントローラ
７８－１ 制限値演算部
７８－２ 複合操作判定部
７８－３ 回転数演算部
１０３ （ブーム）圧力センサ
１０４ （アーム）圧力センサ
１０５ （バケット）圧力センサ
１０６ （スイング）圧力センサ
１０７ （ブレード）圧力センサ
１０８ （旋回）圧力センサ
１０９ （走行左）圧力センサ
１１０ （走行右）圧力センサ
２０９－１ （アーム）操作センサ
２０９－２ （旋回）操作センサ
２１０－１ （ブーム）操作センサ
２１０－２ （バケット）操作センサ
２１１ （走行左）操作センサ
２１２ （走行右）操作センサ
２１３ （スイング）操作センサ
２１４ （ブレード）操作センサ
３００ 旋回体
３０１ 走行体
３０１a，３０１b 左右の走行装置
３０２ フロント作業機
３０３ スイングポスト
３０４ ブレード
３０６ ブーム
３０７ アーム
３０８ バケット
３０９－１ アーム操作装置
３０９－２ 旋回操作装置
３１０－１ ブーム操作装置
３１０－２ バケット操作装置
３１１ 走行左操作装置
３１２ 走行右操作装置
３１３ スイング操作装置
３１４ ブレード操作装置
Ｈset ポンプ動力
Ｄset ポンプ設定容量
Ｎta1～Nth1 第１目標回転数
Ｎta2～Nth2 第２目標回転数
Ｎta3，Ｎtc3 第３目標回転数
Qa 仮想の油圧ポンプの流量
Ｎa 仮想の油圧ポンプの回転数
Ｒa 第１回転数低減割合
Ｒb 第２回転数低減割合
Ｎlimita 第１回転数制限値
Ｎlimitb 第２回転数制限値
Ｊna，Ｊnb 複合操作判定値

【図1】

【図2】

【図3】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】