JP2013163959A - 油圧制御装置及びこれを備えた建設機械 - Google Patents

油圧制御装置及びこれを備えた建設機械 Download PDF

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Abstract

【課題】ブーム下げ及びアーム押しの複合動作時におけるポンプの動力のロスを低減すること。
【解決手段】コントローラ３０は、ブーム下げの単独動作時に、ブーム操作部材１９の操作量の増加に応じて第１ポンプ１４の容量を増加させる単独制御を実行する一方、ブーム下げ及びアーム押し複合動作が検出され、かつ、ブーム操作部材１９の操作量が規定操作量以上である制限制御期間中に、単独制御と比較して第１ポンプ１４の容量を制限する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ブームとアームとを有する建設機械に設けられる油圧制御装置に関する。
ブームとアームとを有する建設機械として、例えば特許文献１に記載の油圧ショベルが知られている。
特許文献１に記載の油圧ショベルは、ブームを上げ動作又は下げ動作させるブームシリンダと、アームの押し動作又は引き動作させるアームシリンダと、第１油圧ポンプ及び第２油圧ポンプとを備えている。
また、前記油圧ショベルは、第１油圧ポンプからブームシリンダ及びアームシリンダに対する作動油の給排を制御するための第１のグループに属するコントロールバルブと、第２油圧ポンプからブームシリンダ及びアームシリンダに対する作動油の給排を制御するための第２のグループに属するコントロールバルブとを備えている。
具体的に、第１及び第２のグループは、ブームシリンダに対する作動油の給排を制御するためのブーム用コントロールバルブと、アームシリンダに対する作動油の給排を制御するためのアーム用コントロールバルブと、をそれぞれ備えている。
ブーム用コントロールバルブ及びアーム用コントロールバルブは、それぞれタンデムラインにより直列に接続されたセンターバイパス通路をそれぞれ有する。また、ブーム用コントロールバルブ及びアーム用コントロールバルブは、パラレル回路を通じて第１ポンプに対して並列に接続されている。
前記油圧ショベルでは、アーム引きと、これよりも相対的に高負荷の動作であるブーム上げとが複合して操作される場合がある。この複合動作時にポンプからの作動油が低負荷側のアームシリンダのみに供給されるのを抑制するために、第１のグループに属するパラレル回路には、絞りが設けられている。
これにより、アーム引きとブーム上げの複合動作時に、第１ポンプからの作動油を優先的にブームシリンダに導くことができる。
特開２００７−２３６０６号公報
しかしながら、特許文献１に記載の油圧ショベルでは、アーム押しと、これよりも相対的に低負荷の動作であるブーム下げとが複合して操作された場合に、第１ポンプの動力をロスする、という問題がある。
具体的に、ブーム下げ操作が行なわれると、ブーム用コントロールバルブのセンターバイパス通路の開口が絞られる。その結果、ポンプからの作動油は、パラレル回路を介してアーム用コントロールバルブに導かれる。しかし、このパラレル回路には、絞りが設けられているため、アームシリンダよりも低負荷側のブームシリンダに優先的に作動油が導かれる。したがって、ブームシリンダに対して余分な作動油を供給することにより、第１ポンプの動力が浪費される。
特に、ブーム下げ操作量の増加に応じてポンプの容量が大きくなるように、ポンプの容量を制御することが一般である。そのため、ブーム下げ操作量が大きくなるほど、前記動力のロスは、大きくなる。
本発明の目的は、ブーム下げ及びアーム押しの複合動作時におけるポンプの動力のロスを低減することにある。
上記課題を解決するために、本発明は、ブームとアームとを有する建設機械に設けられる油圧制御装置であって、前記ブームを上げ動作又は下げ動作させるブームシリンダと、前記ブームに対しアームを押し動作又は引き動作させるアームシリンダと、可変容量式の第１ポンプと、前記アームシリンダに対して作動油を供給可能な第２ポンプと、前記ブームを駆動するための操作を受けるブーム操作部材と、前記アームを駆動するための操作を受けるアーム操作部材と、ブームシリンダに対して作動油を供給する供給位置と、ブームシリンダに対する作動油の供給を停止させるとともに作動油を通過させる開口が設けられた中立位置との間で前記ブーム操作部材の操作量に応じて切換可能なブーム側制御弁と、前記アーム操作部材の操作量に応じた切換動作により前記アームシリンダに対する作動油の給排を制御するアーム側制御弁と、前記アーム側制御弁が前記ブーム側制御弁の下流に位置するように、前記第１ポンプに対して前記ブーム側制御弁と前記アーム側制御弁とを直列に接続するタンデム回路と、前記第１ポンプに対して前記ブーム側制御弁と前記アーム側制御弁とを並列に接続するパラレル回路と、前記第１ポンプからの作動油を前記アーム側制御弁よりも前記ブーム側制御弁に対して優先的に導くために前記パラレル回路に設けられた絞りと、前記ブーム操作部材の操作量を検出可能なブーム操作検出部材と、前記アーム操作部材の操作量を検出可能なアーム操作検出部材と、前記ブーム下げの単独動作時に、前記ブーム操作部材の操作量の増加に応じて前記第１ポンプの容量を増加させる単独制御を実行する制御部と、を備え、前記制御部は、前記各検出部材によりブーム下げ及びアーム押し複合動作が検出され、かつ、前記ブーム操作部材の操作量が規定操作量以上である制限制御期間中に、前記単独制御と比較して第１ポンプの容量を制限する、油圧制御装置を提供する。
本発明では、ブーム下げ及びア−ム押し複合動作が検出され、かつ、ブーム操作部材の操作量が規定操作量以上である制限制御期間中に、単独制御と比較して第１ポンプの容量を制限する。これにより、第１ポンプからの作動油の大半がブームシリンダに優先的に供給される状況において、ブームシリンダに対して作動油が余分に供給されるのを抑制することにより、第１ポンプの動力のロスを低減することができる。
したがって、本発明によれば、ブーム下げ及びアーム押しの複合動作時におけるポンプの動力のロスを低減することができる。
なお、前記規定操作量は、第１ポンプからの作動油のうち、ブーム側制御弁の開口を通してアーム側制御弁に導くことができる作動油の割合が所定値以下となる操作量として予め設定されたものである。
前記油圧制御装置において、前記制御部は、前記制限制御期間中に、前記単独制御よりも第１ポンプの容量が小さくなるように予め設定された規定上限容量以下となるように、前記第１ポンプの容量を制御することが好ましい。
この態様では、予め設定された規定上限容量以下となるように第１ポンプの容量を制御する。したがって、ブーム下げ操作量が変更される度に、この操作量に応じた第１ポンプの容量を算出する場合と比較して、制御部により実行される制御を簡素化することができる。
前記油圧制御装置において、前記規定上限容量は、前記規定操作量以上の範囲において、前記ブーム操作部材の操作量の増加に応じて減少するように設定されていることが好ましい。
ブーム操作部材の操作量の増加に応じて、ブーム側制御弁の開口が絞られることにより第１ポンプからアームシリンダに導くことができる作動油の流量が制限される。ここで、前記態様では、ブーム操作部材の操作量の増加に応じて減少する規定上限容量以下となるように第１ポンプの容量が制御される。そのため、第１ポンプの動力のロスをブーム操作部材の操作量の変化に応じて有効に低減することができる。
前記油圧制御装置において、前記制御部は、前記アーム操作部材の操作量の増加に応じて増加するように設定された第１ポンプの容量の特性であるアーム必要容量を記憶するとともに、前記制限制御期間中に、前記アーム必要容量、前記規定上限容量のうちの小さい容量となるように前記第１ポンプの容量を制御することが好ましい。
この態様では、アーム必要容量、規定上限容量のうちの小さい容量となるように第１ポンプの容量を制御する。これにより、アーム必要容量が規定上限容量の範囲内である場合に、規定上限容量からさらに第１ポンプの容量を減じて、より有効に第１ポンプの動力のロスを低減することができる。
前記油圧制御装置において、前記規定上限容量は、前記規定操作量未満の範囲においても、ブーム操作部材の操作量の増加に応じて減少するように設定され、前記制御部は、前記ブーム操作部材の全操作範囲において、前記アーム必要容量、前記規定上限容量のうちの小さい容量となるように前記第１ポンプの容量を制御することが好ましい。
この態様によれば、ブーム操作部材の操作量が小さい状況、つまり、ブーム用制御弁の開口があまり絞られていない状況において、アームシリンダに対して有効に作動油を供給することができる。そのため、例えば、アーム操作部材の操作量が最大の状態で、ブーム操作部材が非操作の状態から少し操作された場合に、第１ポンプの容量が急激に減少するのを抑制することができる。
前記油圧制御装置において、前記規定上限容量の最大値は、前記アーム必要容量の最大値と同等又はこれよりも大きく設定されていることが好ましい。
この態様によれば、ブーム操作部材の操作量が最小の状態において、第１ポンプの容量をアーム必要容量の最大値に設定することができる。
また、本発明は、機体と、前記機体に対して上げ動作又は下げ動作を行なうことが可能なブームと、前記ブームに対して押し動作又は引き動作を行なうことが可能なアームと、前記ブーム及び前記アームの駆動を制御する、前記油圧制御装置と、を備えている、建設機械を提供する。
本発明によれば、ブーム下げ及びアーム押しの複合動作時におけるポンプの動力のロスを低減することができる。
本発明の第１実施形態に係る油圧ショベルの全体構成を示す左側面図である。 図１に示す油圧ショベルに設けられた油圧制御装置を示す回路図である。 図２に示すコントローラによる第１ポンプのポンプ容量の制御を示すグラフであり、ブーム下げ単独操作時の制御を示す。 図２に示すコントローラによる第１ポンプのポンプ容量の制御を示すグラフであり、アーム押し単独操作時の制御を示す。 図２に示すコントローラによる第１ポンプのポンプ容量の制御を示すグラフであり、ブーム下げ操作量に応じた規定上限容量を示す。 図２に示すコントローラにより実行される処理を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る図５相当図である。 本発明の第２実施形態に係る図６相当図である。
以下添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
［第１実施形態（図１〜図６）］
第１実施形態に係る油圧ショベル１は、図１に示すように、クローラ２ａを有する下部走行体２と、地面と垂直な軸回りに旋回可能な状態で前記下部走行体２に設けられた上部旋回体３と、図２に示す油圧制御装置４とを備えている。
上部旋回体３は、下部走行体２に対して旋回可能に設けられた旋回フレーム３ａと、旋回フレーム３ａに対して起伏可能な作業アタッチメント５を有する。
作業アタッチメント５は、前記旋回フレーム３ａに対して起伏可能に取り付けられた基端部を有するブーム６と、ブーム６の先端部に対して揺動可能に取り付けられた基端部を有するアーム７と、アーム７の先端部に対して揺動可能に取り付けられたバケット８とを有する。
また、作業アタッチメント５は、旋回フレーム３ａに対してブーム６を起伏させるブームシリンダ９と、ブーム６に対してアーム７を揺動させるアームシリンダ１０と、アーム７に対してバケット８を揺動させるバケットシリンダ１１とを備えている。具体的に、ブームシリンダ９が伸長することによりブーム６の上げ動作が実行される一方、ブームシリンダ９が縮小することによりブーム６の下げ動作が実行される。また、アームシリンダ１０が伸張することによりアーム７の引き動作が実行される一方、アームシリンダ１０が縮小することによりアーム７の押し動作が実行される。
図２を参照して、油圧制御装置４は、前記ブームシリンダ９と、前記アームシリンダ１０と、図外のエンジンにより駆動される第１ポンプ１４及び第２ポンプ１５と、第１ポンプ１４とブームシリンダ９との間に設けられたブーム側制御弁１６と、第１ポンプ１４とアームシリンダ１０との間に設けられた第１アーム側制御弁１７と、第２ポンプ１５とアームシリンダ１０との間に設けられた第２アーム側制御弁１８と、ブーム側制御弁１６を切換操作するためのブーム操作部材１９と、各アーム側制御弁１７、１８を切換操作するためのアーム操作部材２０と、第１ポンプ１４に対してブーム側制御弁１６と第１アーム側制御弁１７とを直列に接続するタンデム回路Ｒ１と、第１ポンプ１４に対してブーム側制御弁１６と第１アーム側制御弁１７とを並列に接続する後述のパラレル回路と、パラレル回路に設けられた絞り２７と、第２ポンプ１５と第２アーム側制御弁１８とを接続するメインラインＲ５と、ブーム操作部材１９の操作量を検出可能なブーム操作センサ（ブーム操作検出部材）２１と、アーム操作部材２０の操作量を検出可能なアーム操作センサ（アーム操作検出部材）２２と、コントローラ３０と、第３パイロット弁２５と、第４パイロット弁２６と、第１切換弁２８と、第２切換弁２９とを備えている。
第１ポンプ１４及び第２ポンプ１５は、可変容量式のポンプである。具体的に、第１ポンプ１４は、その容量を調整可能なレギュレータ１４ａを有する。同様に、第２ポンプ１５は、その容量を調整可能なレギュレータ１５ａを有する。
ブーム側制御弁１６は、ブームシリンダ９に対する作動油の給排を制御する。具体的に、ブーム側制御弁１６は、ブーム操作部材１９が操作されていない状態で中立位置Ａに付勢されているとともに、中立位置Ａからブーム下げ位置Ｂ又はブーム上げ位置Ｃへ向けてブーム操作部材１９の操作量に応じて切換可能である。中立位置Ａには、センターバイパス開口が設けられている。ブーム側制御弁１６が中立位置Ａとされた状態において、第１ポンプ１４からの作動油は、ブームシリンダ９に対して供給されずに、センターバイパス開口を通過する。ブーム側制御弁１６がブーム下げ位置Ｂに切り換えられると、ブームシリンダ９が縮小することにより、ブーム６は、倒伏する。ブーム側制御弁１６がブーム上げ位置Ｃに切り換えられると、ブームシリンダ９が伸長することにより、ブーム６は、起立する。
第１アーム側制御弁１７は、アームシリンダ１０に対する第１ポンプ１４からの作動油の給排を制御する。具体的に、第１アーム側制御弁１７は、アーム操作部材２０が操作されていない状態で中立位置Ｄに付勢されているとともに、中立位置Ｄからアーム押し位置Ｅ又はアーム引き位置Ｆへ向けてアーム操作部材２０の操作量に応じて切換可能である。中立位置Ｄには、センターバイパス開口が設けられている。アーム側制御弁１７が中立位置Ｄとされた状態において、第１ポンプ１４からの作動油は、アームシリンダ１０に対して供給されずに、センターバイパス開口を通過する。アーム側制御弁１７がアーム押し位置Ｅに切り換えられると、アームシリンダ１０が縮小することにより、アーム７は、押し方向に揺動する。アーム側制御弁１７がアーム引き位置Ｆに切り換えられると、アームシリンダ１０が伸張することにより、アーム７は、引き方向に揺動する。
第２アーム側制御弁１８は、アームシリンダ１０に対する第２ポンプ１５からの作動油の給排を制御する。具体的に、第２アーム側制御弁１８は、アーム操作部材２０が操作されていない状態で中立位置Ｇに付勢されているとともに、中立位置Ｇからアーム押し位置Ｈ又はアーム引き位置Ｉへ向けてアーム操作部材２０の操作量に応じて切換可能である。中立位置Ｇには、センターバイパス開口が設けられている。第２アーム側制御弁１８の切換位置に応じたアーム７の動作は、第１アーム側制御弁１７の場合と同様である。
タンデム回路Ｒ１は、第１アーム側制御弁１７がブーム側制御弁１６の下流に位置するように、第１ポンプ１４に対してブーム側制御弁１６と第１アーム側制御弁１７とを直列に接続する。これにより、ブーム側制御弁１６が中立位置Ａに付勢された状態において、第１ポンプ１４からの作動油は、ブーム側制御弁１６のセンターバイパス開口を通じて第１アーム側制御弁１７に導かれる。さらに、第１アーム側制御弁１７が中立位置Ｄに付勢された状態において、第１ポンプ１４からの作動油は、第１アーム側制御弁１７のセンターバイパス開口を通じてタンクＴに導かれる。なお、タンクＴに導かれる作動油の流量は、第１アーム側制御弁１７よりも下流側に設けられた第１切換弁２８により調整される。
パラレル回路は、第１ポンプ１４からブーム側制御弁１６を介さずに第１アーム側制御弁１７に接続された第１パラレルラインＲ２と、第１パラレルラインＲ２とブーム側制御弁１６とを接続する第２パラレルラインＲ３と、第１パラレルラインＲ２に設けられた第１パイロット弁２３と、第２パラレルラインＲ３に設けられた第２パイロット弁２４とを備えている。第１パラレルラインＲ２は、ブーム側制御弁１６よりも上流側でタンデム回路Ｒ１から分岐して第１アーム側制御弁１７のポンプポートに接続されている。第２パラレルラインＲ３は、第１パイロット弁２３よりも下流側で第１パラレルラインＲ２から分岐してブーム側制御弁１６のポンプポートに接続されている。第１パイロット弁２３は、第１ポンプ１４から各制御弁１６、１７へ向けた作動油の流れを許容する一方、逆向きの流れを規制する。第２パイロット弁２３は、第１ポンプ１４からブーム側制御弁１６へ向けた作動油の流れを許容する一方、逆向きの流れを規制する。
絞り２７は、第１ポンプからの作動油を第１アーム側制御弁１７よりもブーム側制御弁１６に対して優先的に導くための圧損を生じさせるようにパラレル回路に設けられている。具体的に、絞り２７は、第１パラレルラインＲ２における第２パラレルラインＲ３の分岐点よりも下流側に設けられている。
なお、第１パラレルラインＲ２における絞り２７の下流位置と、タンデム回路Ｒ１におけるブーム側制御弁１６と第１アーム側制御弁１７との間の位置とは、供給ラインＲ４によって接続されている。この供給ラインＲ４には、第３パイロット弁２５が設けられている。第３パイロット弁２５は、タンデム回路Ｒ１から第１パラレルラインＲ２へ向けた作動油の流れを許容する一方、逆向きの流れを規制する。したがって、タンデム回路Ｒ１を流れる作動油を第１アーム側制御弁１７のポンプポートに導くことができる。
また、第２ポンプ１５に接続されたメインラインＲ５における第２アーム側制御弁１８よりも上流側の位置と第２アーム側制御弁１８のポンプポートとの間には、供給ラインＲ６が設けられている。供給ラインＲ６には、第４パイロット弁２６が設けられている。第４パイロット弁２６は、メインラインＲ５から第２アーム側制御弁１８に向けた作動油の流れを許容する一方、逆向きの流れを規制する。さらに、供給ラインＲ６における第２アーム側制御弁１８よりも下流側の位置には、第２切換弁２９が設けられている。第２切換弁２９は、メインラインＲ５を通じてタンクＴに導かれる作動油の流量を調整可能である。
ブーム操作センサは、ブーム操作部材１９の操作量を検出可能である。図２では、ブーム６を下げ動作させるためのパイロット圧を検出し、その検出信号Ｓｉ１をコントローラ３０に出力するブーム操作センサ２１のみを図示し、ブーム６を上げ動作させるためのパイロット圧を検出するブーム操作センサの図示を省略する。
アーム操作センサは、アーム操作部材２０の操作量を検出可能である。図２では、アーム７を押し動作させるためのパイロット圧を検出し、その検出信号Ｓｉ２をコントローラ３０に出力するアーム操作センサ２２のみを図示し、アーム７を引き動作させるためのパイロット圧を検出するアーム操作センサの図示を省略する。
コントローラ３０は、各ポンプ１４、１５の容量、及び、各切換弁２８、２９の操作量を制御可能である。具体的に、コントローラ３０は、各操作センサ２１、２２から検出信号Ｓｉ１、Ｓｉ２に基づいて、各レギュレータ１４ａ、１５ａ及び各切換弁２８、２９のソレノイドに対して制御信号Ｓｉ３〜Ｓｉ６を出力する。
また、コントローラ３０は、図３〜図５に示す第１ポンプ１４の容量特性を記憶する。
図３は、ブーム下げの単独操作が行なわれた場合における、ブーム操作部材１９の操作量に応じた第１ポンプ１４の容量特性Ｔ１を示す。容量特性Ｔ１では、ブーム下げの操作量の増加に応じて容量が増加する。具体的に、ブーム操作部材１９の最小操作量から所定の範囲において、第１ポンプ１４の容量は、ブーム操作部材１９の操作量にかかわらず最小値ｍｉｎで一定であり、ブーム操作部材１９の最大操作量から手前の所定の範囲において、第１ポンプ１４の容量は、ブーム操作部材１９の操作量にかかわらず最大値ｍａｘで一定である。これらの範囲を除き、第１ポンプ１４の容量は、ブーム操作部材１９の操作量の増加に応じて増加する。なお、前記各範囲は、省略することもできる。つまり、『ブーム下げ操作量の増加に応じて容量が増加する』容量特性Ｔ１には、容量が最小値ｍｉｎで一定となる前記範囲、及び、容量が最大値ｍａｘで一定となる前記範囲が設定されている場合も含まれる。
図４は、アーム押しの単独操作が行なわれた場合における、アーム操作部材２０の操作量に応じた第１ポンプ１４の容量特性（アーム必要容量）Ｔ２を示す。容量特性Ｔ２では、アーム押しの操作量の増加に応じて容量が増加する。具体的に、アーム操作部材２０の最小操作量から所定の範囲において、第１ポンプ１４の容量は、アーム操作部材２０の操作量にかかわらず最小値ｍｉｎで一定であり、アーム操作部材２０の最大操作量から手前の所定の範囲において、第１ポンプ１４の容量は、アーム操作部材２０の操作量にかかわらず最大値ｍａｘで一定である。これらの範囲を除き、第１ポンプ１４の容量は、アーム操作部材２０の操作量の増加に応じて増加する。なお、前記各範囲は、省略することもできる。つまり、『アーム押し操作量の増加に応じて容量が増加する』容量特性Ｔ２には、容量が最小値ｍｉｎで一定となる前記範囲、及び、容量が最大値ｍａｘで一定となる前記範囲が設定されている場合も含まれる。
図５は、アーム押しとブーム下げとの複合動作が行なわれた場合における、ブーム操作部材１９の操作量に応じた第１ポンプ１４の容量特性（規定上限容量）Ｔ３を示す。容量特性Ｔ３は、ブーム下げの操作量の増加に応じて容量が減少する。具体的に、ブーム操作部材１９の最小操作量から所定の範囲において、第１ポンプ１４の容量は、ブーム操作部材１９の操作量にかかわらず最大値ｍａｘで一定であり、ブーム操作部材１９の最大操作量から手前の所定の範囲において、第１ポンプ１４の容量は、ブーム操作部材１９の操作量にかかわらず最小値ｍｉｎで一定である。これらの範囲を除き、第１ポンプ１４の容量は、ブーム操作部材１９の操作量の増加に応じて減少する。なお、前記各範囲は、省略することもできる。つまり、『ブーム下げ操作量の増加に応じて容量が増加する』容量特性Ｔ３には、容量が最小値ｍｉｎで一定となる前記範囲、及び、容量が最大値ｍａｘで一定となる前記範囲が設定されている場合も含まれる。
そして、コントローラ３０は、アーム押しとブーム下げとの複合動作が行なわれた場合に、容量特性Ｔ３以下となるように第１ポンプ１４の容量を制御する。これにより、ブーム下げ単独操作時の容量特性Ｔ１と複合動作時の容量特性Ｔ３との交点（規定操作量）Ａ１よりもブーム下げ操作量が大きい範囲において、第１ポンプ１４の容量は、ブーム下げ単独操作時の容量よりも制限される。そのため、アーム押しとブーム下げとの複合動作時においても容量特性Ｔ１に基づく制御を行なう場合と比較して、図５のハッチングで示す範囲で第１ポンプ１４の容量を低減することができる。したがって、第１ポンプ１４の動力のロスを低減することができる。
さらに、コントローラ３０は、容量特性Ｔ２により特定される容量、容量特性Ｔ３により特定される容量のうち小さい容量となるように第１ポンプ１４の容量を制御する。これにより、容量特性Ｔ３により特定される容量よりも容量特性Ｔ２により特定される容量が小さい場合、つまり、ブーム下げにより定義される容量の上限値よりもアーム押しに必要な容量が小さい場合に、さらに、第１ポンプ１４の容量を低減することができる。
以下、図６を参照して、コントローラ３０により実行される処理を説明する。
コントローラ３０による処理が開始されると、ブーム操作センサ２１による検出結果に基づいてブーム操作部材１９によりブーム下げの操作が行なわれたか否かが判定される（ステップＳ１）。ここで、ブーム下げ操作が行なわれたと判定されると、アーム操作センサ２２による検出結果に基づいてアーム操作部材２０によりアーム押し操作が行なわれたか否かが判定される（ステップＳ２）。
ステップＳ２において、アーム押し操作が行なわれたと判定された場合、つまり、ブーム下げとアーム押しとの複合動作が行なわれていると判定された場合、図４に示す容量特性Ｔ２と図５に示す容量特性Ｔ３との低位選択が行なわれる（ステップＳ３）。これにより、容量特性Ｔ３で定義される容量の上限値、又は、容量特性Ｔ２で定義されるアーム押しに必要な容量に、第１ポンプ１４の容量を制限することができる。
前記ステップＳ１においてブーム下げ操作が行なわれていないと判定された場合、アーム操作部材２０によりアーム押し操作が行なわれているか否かが判定される（ステップＳ５）。ここで、アーム押し操作が行なわれていないと判定されると、前記ステップＳ１にリターンする。一方、アーム押し操作が行なわれていると判定された場合、つまり、アーム押しの単独操作が行なわれていると判定された場合、図４に示す容量特性Ｔ２とアーム押し操作量とに基づいて容量を特定する（ステップＳ６）。
また、前記ステップＳ２においてアーム押し操作が行なわれていないと判定された場合、つまり、ブーム下げの単独操作が行なわれていると判定された場合、図３に示す容量特性Ｔ１とブーム下げ操作量とに基づいて容量を特定する（ステップＳ４）。
そして、前記ステップＳ３、Ｓ４、又はＳ６において特定された容量に基づく制御信号Ｓｉ３を第１ポンプ１４のレギュレータ１４ａに出力して（ステップＳ７）、処理が終了する。
以上説明したように、前記実施形態では、ブーム下げ及びアーム押し複合動作が検出され（ステップＳ１及びＳ２でＹＥＳ）、かつ、ブーム操作部材１９の操作量が規定操作量Ａ１（図５参照）以上である制限制御期間中に、ブーム下げ単独動作時の容量特性Ｔ１と比較して第１ポンプ１４の容量を制限する。これにより、第１ポンプ１４から作動油の大半がブームシリンダ９に優先的に供給される状況において、ブームシリンダ９に対して作動油が余分に供給されるのを抑制することにより、第１ポンプ１４の動力のロスを低減することができる。
したがって、前記実施形態によれば、ブーム下げ及びアーム押しの複合動作時における第１ポンプ１４の動力のロスを低減することができる。
前記実施形態では、予め設定された容量特性Ｔ３以下となるように第１ポンプ１４の容量を制御する。したがって、ブーム下げ操作量が変更される度に、この操作量に応じた第１ポンプ１４の容量を算出する場合と比較して、コントローラ３０により実行される制御を簡素化することができる。
ブーム操作部材１９の操作量の増加に応じて、ブーム側制御弁１６のセンターバイパス開口が絞られることにより第１ポンプ１４からアームシリンダ１０に導くことができる作動油の流量が制限される。ここで、前記実施形態では、ブーム操作部材１９の操作量の増加に応じて減少する容量特性Ｔ３以下となるように第１ポンプ１４の容量が制御される。そのため、第１ポンプ１４の動力のロスをブーム操作部材１９の操作量の変化に応じて有効に低減することができる。
前記実施形態では、アーム押し操作量に応じた容量特性Ｔ２、ブーム下げ操作量に応じた容量特性Ｔ３のうちの小さい容量となるように第１ポンプ１４の容量を制御する（ステップＳ３、Ｓ７）。これにより、アーム押しに必要な容量が容量特性Ｔ３により特定される容量の範囲内である場合に、容量特性Ｔ３からさらに第１ポンプ１４の容量を減じて、より有効に第１ポンプ１４の動力のロスを低減することができる。
前記実施形態では、ブーム操作部材１９の全操作範囲において、容量特性Ｔ２により特定される容量、容量特性Ｔ３により特定される容量のうちの小さい容量となるように第１ポンプ１４の容量を制御する。これにより、ブーム操作部材１９の操作量が小さい状況、つまり、ブーム側制御弁１６のセンターバイパス開口があまり絞られていない状況において、アームシリンダ１０に対して有効に作動油を供給することができる。そのため、例えば、アーム操作部材２０の操作量が最大の状態で、ブーム操作部材１９が非操作の状態から少し操作された場合に、第１ポンプ１４の容量が急激に減少するのを抑制することができる。
前記実施形態において、容量特性Ｔ３の最大値（ｍａｘ）は、容量特性Ｔ２の最大値（ｍａｘ）と同等とされている。これにより、ブーム操作部材１９の操作量が最小の状態において、第１ポンプ１４の容量をアーム押しに必要な容量（容量特性Ｔ２により特定される容量）の最大値に設定することができる。
［第２実施形態（図７、図８）]
第１実施形態では、図５に示すように、ブーム下げ操作量の増加に応じて減少する容量特性Ｔ３以下となるように、第１ポンプ１４の容量を制御しているが、これに限定されない。具体的に、後述する第２実施形態のように、ブーム下げ操作量が予め設定された操作量Ａ１以上の範囲において、ブーム下げ単独操作時における容量特性Ｔ１により特定される容量よりも容量を制限すればよい。
第２実施形態に係るコントローラ３０は、図７に示す容量特性Ｔ４を予め記憶している。容量特性Ｔ４は、ブーム下げの最小操作量から操作量Ａ１までの範囲については、ブーム下げ単独操作時の容量特性Ｔ１（図３参照）と同一である。一方、操作量Ａ１よりも大きな範囲について、容量特性Ｔ４は、ブーム下げ操作量にかかわらず一定とされている。そのため、容量特性Ｔ４に基づいて容量を特定することにより、ブーム下げ単独操作時の容量特性Ｔ１を用いる場合と比較して、ハッチングに示す範囲だけ容量を制限することができる。なお、容量特性Ｔ４では、操作量Ａ１以上の範囲の容量が一定に設定されているが、操作量Ａ１以上の範囲の容量が容量特性Ｔ１よりも緩やかな勾配で操作量に応じて増加するように設定されていてもよい。
以下、図８を参照して、第２実施形態に係るコントローラ３０により実行される処理を説明する。なお、図６に示す処理と異なる部分のみについて説明する。
前記ステップＳ２においてアーム押し操作が行なわれると判定された場合、つまり、ブーム下げとアーム押しとの複合動作が行なわれていると判定された場合、ブーム下げ操作量が操作量Ａ１以上であるか否かが判定される（ステップＳ２１）。
ステップＳ２１でブーム下げ操作量が操作量Ａ１以上であると判定されると、図７に示す容量特性Ｔ４とブーム下げ操作量とに基づいて容量を特定する（ステップＳ３１）。これにより、ブーム下げの単独操作時における容量特性Ｔ１に基づき特定される容量と比較して第１ポンプ１４の容量を制限することができる。
一方、ステップＳ２１でブーム下げ操作量が操作量Ａ１未満であると判定されると、図７に示す容量特性Ｔ４と図４に示す容量特性Ｔ２との高位選択により容量を特定する（ステップＳ３２）。これにより、ブーム下げの操作量が比較的小さい場合、つまり、ブーム側制御弁１６のセンターバイパス開口があまり絞られていない場合に、アーム押し動作に必要な作動油を有効に第１アーム側制御弁１７に導くことができる。
なお、前記各実施形態において、操作量Ａ１は、第１ポンプ１４からの作動油のうち、ブーム側制御弁１６のセンターバイパス開口を通して第１アーム側制御弁１７に導くことができる作動油の割合が所定値以下となる操作量として予め設定されたものである。
Ａ１ 操作量（規定操作量）
Ｒ１ タンデム回路
Ｒ２ パラレルライン（パラレル回路の一例）
Ｒ３ パラレルライン（パラレル回路の一例）
Ｔ１ 容量特性（ブーム下げ単独操作時の容量特性）
Ｔ２ 容量特性（アーム押し単独操作時の容量特性）
Ｔ３ 容量特性（ブーム下げ及びアーム押し複合動作時の容量特性）
Ｔ４ 容量特性（ブーム下げ及びアーム押し複合動作時の容量特性）
１ 油圧ショベル（建設機械の一例）
４ 油圧制御装置
９ ブームシリンダ
１０ アームシリンダ
１４ 第１ポンプ
１５ 第２ポンプ
１６ ブーム側制御弁
１７ 第１アーム側制御弁（アーム側制御弁の一例）
１９ ブーム操作部材
２０ アーム操作部材
２１ ブーム操作センサ（ブーム操作検出部材）
２２ アーム操作センサ（アーム操作検出部材）
３０ コントローラ（制御部）
前記油圧制御装置において、前記規定上限容量は、前記規定操作量未満の範囲においても、ブーム操作部材の操作量の増加に応じて減少するように設定され、前記制御部は、前記アーム操作部材の操作量の増加に応じて増加するように設定された第１ポンプの容量の特性であるアーム必要容量を記憶するとともに、前記ブーム下げ及びアーム押し複合動作が検出された場合に前記ブーム操作部材の全操作範囲において、前記アーム必要容量、前記規定上限容量のうちの小さい容量となるように前記第１ポンプの容量を制御することが好ましい。
また、第２ポンプ１５に接続されたメインラインＲ５における第２アーム側制御弁１８よりも上流側の位置と第２アーム側制御弁１８のポンプポートとの間には、供給ラインＲ６が設けられている。供給ラインＲ６には、第４パイロット弁２６が設けられている。第４パイロット弁２６は、メインラインＲ５から第２アーム側制御弁１８に向けた作動油の流れを許容する一方、逆向きの流れを規制する。さらに、メインラインＲ５における第２アーム側制御弁１８よりも下流側の位置には、第２切換弁２９が設けられている。第２切換弁２９は、メインラインＲ５を通じてタンクＴに導かれる作動油の流量を調整可能である。

Claims (7)

  1. ブームとアームとを有する建設機械に設けられる油圧制御装置であって、
    前記ブームを上げ動作又は下げ動作させるブームシリンダと、
    前記ブームに対しアームを押し動作又は引き動作させるアームシリンダと、
    可変容量式の第１ポンプと、
    前記アームシリンダに対して作動油を供給可能な第２ポンプと、
    前記ブームを駆動するための操作を受けるブーム操作部材と、
    前記アームを駆動するための操作を受けるアーム操作部材と、
    ブームシリンダに対して作動油を供給する供給位置と、ブームシリンダに対する作動油の供給を停止させるとともに作動油を通過させる開口が設けられた中立位置との間で前記ブーム操作部材の操作量に応じて切換可能なブーム側制御弁と、
    前記アーム操作部材の操作量に応じた切換動作により前記アームシリンダに対する作動油の給排を制御するアーム側制御弁と、
    前記アーム側制御弁が前記ブーム側制御弁の下流に位置するように、前記第１ポンプに対して前記ブーム側制御弁と前記アーム側制御弁とを直列に接続するタンデム回路と、
    前記第１ポンプに対して前記ブーム側制御弁と前記アーム側制御弁とを並列に接続するパラレル回路と、
    前記第１ポンプからの作動油を前記アーム側制御弁よりも前記ブーム側制御弁に対して優先的に導くために前記パラレル回路に設けられた絞りと、
    前記ブーム操作部材の操作量を検出可能なブーム操作検出部材と、
    前記アーム操作部材の操作量を検出可能なアーム操作検出部材と、
    前記ブーム下げの単独動作時に、前記ブーム操作部材の操作量の増加に応じて前記第１ポンプの容量を増加させる単独制御を実行する制御部と、を備え、
    前記制御部は、前記各検出部材によりブーム下げ及びアーム押し複合動作が検出され、かつ、前記ブーム操作部材の操作量が規定操作量以上である制限制御期間中に、前記単独制御と比較して第１ポンプの容量を制限する、油圧制御装置。
  2. 前記制御部は、前記制限制御期間中に、前記単独制御よりも第１ポンプの容量が小さくなるように予め設定された規定上限容量以下となるように、前記第１ポンプの容量を制御する、請求項１に記載の油圧制御装置。
  3. 前記規定上限容量は、前記規定操作量以上の範囲において、前記ブーム操作部材の操作量の増加に応じて減少するように設定されている、請求項２に記載の油圧制御装置。
  4. 前記制御部は、前記アーム操作部材の操作量の増加に応じて増加するように設定された第１ポンプの容量の特性であるアーム必要容量を記憶するとともに、前記制限制御期間中に、前記アーム必要容量、前記規定上限容量のうちの小さい容量となるように前記第１ポンプの容量を制御する、請求項２又は３に記載の油圧制御装置。
  5. 前記規定上限容量は、前記規定操作量未満の範囲においても、ブーム操作部材の操作量の増加に応じて減少するように設定され、
    前記制御部は、前記ブーム操作部材の全操作範囲において、前記アーム必要容量、前記規定上限容量のうちの小さい容量となるように前記第１ポンプ容量を制御する、請求項４に記載の油圧制御装置。
  6. 前記規定上限容量の最大値は、前記アーム必要容量の最大値と同等又はこれよりも大きく設定されている、請求項５に記載の油圧制御装置。
  7. 機体と、
    前記機体に対して上げ動作又は下げ動作を行なうことが可能なブームと、
    前記ブームに対して押し動作又は引き動作を行なうことが可能なアームと、
    前記ブーム及び前記アームの駆動を制御する、請求項１〜６の何れか１項に記載の油圧制御装置と、を備えている、建設機械。
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