JP2016061307A - 作業機械の油圧制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】連動による油圧アクチュエータの速度低下を軽減しつつ、分流による損失を低減することのできる作業機械の油圧制御装置を提供する。
【解決手段】第１の油圧アクチュエータと、一方の油圧ポンプと、第２の油圧アクチュエータと、他方の油圧ポンプとを備え、第１の油圧アクチュエータおよび第２の油圧アクチュエータの動作指示が出ていることを検出する動作指示検出手段と、第１の油圧アクチュエータおよび第２の油圧アクチュエータの動作指示量に応じて、一方の油圧ポンプの吐出流量と他方の油圧ポンプの吐出流量とをそれぞれ個別に調節可能なポンプ流量制御手段を備え、ポンプ流量制御手段は、第１の油圧アクチュエータと第２の油圧アクチュエータとが同時に作動している場合、第１の油圧アクチュエータが作動して第２の油圧アクチュエータが作動していない場合よりも一方の油圧ポンプの吐出流量を増加させる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、作業機械の油圧制御装置に関する。

ショベルなどの作業機械の油圧制御装置においては、操作装置の操作量に応じてポンプ吐出流量が増加すると同時に、操作量に応じたパイロット圧によってコントロールバルブ内のスプールが動作し、油圧シリンダ、油圧モータなどの油圧アクチュエータと油圧ポンプとが連通する。コントロールバルブ内のスプールにはストロークに応じた開口が切られているので、パイロット圧によって油圧アクチュエータと油圧ポンプとの連通の度合いを変えることができる。

このため、複数の油圧アクチュエータを同時に動作させる連動操作時には、それぞれの操作装置の操作量に応じて、ポンプ吐出流量が分流して複数のアクチュエータを連動させることができる。

アタッチメント用油圧アクチュエータと他の油圧アクチュエータとの連動時に作動速度の低下を回避することを目的として、第１ポンプからアタッチメント用油圧アクチュエータと他のいずれかの油圧アクチュエータへ、第２ポンプからアタッチメント用油圧アクチュエータと他のいずれかの油圧アクチュエータへ、それぞれのスプールを介して作動流体を供給可能に構成して、アタッチメント用油圧アクチュエータと他の油圧アクチュエータとの連動時に、アタッチメント用油圧アクチュエータ流量に他の油圧アクチュエータ用流量を追加した流量になるように、第１ポンプ、第２ポンプをそれぞれ制御する建設機械における油圧制御回路がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−２３６６０７号公報

上述した従来技術の油圧制御回路によれば、連動時にポンプ流量が不足して油圧アクチュエータの作動速度が低下してしまうことを回避できて、作業効率の向上に貢献できると共に、必要以上にポンプ流量を増加させてしまう無駄をなくすことができる。

しかしながら、上述した従来技術の油圧制御回路において、連動する油圧アクチュエータの負荷圧がアタッチメント用油圧アクチュエータと異なる場合、その差圧と流量に応じた分流損失が発生し、油圧ポンプの流量を増加させるほど、分流損失が増加する可能性がある。

本発明は上述の事柄に基づいてなされたもので、その目的は、連動による油圧アクチュエータの速度低下を軽減しつつ、分流による損失を低減することのできる作業機械の油圧制御装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、第１の発明は、第１の油圧アクチュエータと、前記第１の油圧アクチュエータへ第１の油圧アクチュエータ用プライマリスプールを介して作動流体を供給可能な一方の油圧ポンプと、第２の油圧アクチュエータと、前記第２の油圧アクチュエータへ第２の油圧アクチュエータ用プライマリスプールを介して作動流体を供給可能な他方の油圧ポンプと、前記第１の油圧アクチュエータと前記他方の油圧ポンプを連通可能な第１の油圧アクチュエータ用セカンダリスプールとを備える作業機械の油圧制御装置であって、前記第１の油圧アクチュエータおよび前記第２の油圧アクチュエータの動作指示が出ていることを検出する動作指示検出手段と、前記動作指示検出手段で検出した前記第１の油圧アクチュエータおよび前記第２の油圧アクチュエータの動作指示量に応じて、前記一方の油圧ポンプの吐出流量と前記他方の油圧ポンプの吐出流量とをそれぞれ個別に調節可能なポンプ流量制御手段を更に備え、前記ポンプ流量制御手段は、前記第１の油圧アクチュエータと前記第２の油圧アクチュエータとが同時に作動している場合、前記第１の油圧アクチュエータが作動して前記第２の油圧アクチュエータが作動していない場合よりも前記一方の油圧ポンプの吐出流量を増加させるものとする。

また、第２の発明は、第１の発明において、前記第１の油圧アクチュエータと前記他方の油圧ポンプとの連通開口を調節可能な連通制御手段を更に備え、前記連通制御手段は、前記第１の油圧アクチュエータと前記第２の油圧アクチュエータとが同時に作動している場合、前記連通開口を遮断することを特徴とする。

更に、第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記第１の油圧アクチュエータはブームシリンダであって、前記第２の油圧アクチュエータはアームシリンダまたはバケットシリンダであることを特徴とする。

また、第４の発明は、第２の発明において、前記第１の油圧アクチュエータはアームシリンダであって、前記第２の油圧アクチュエータは旋回油圧モータまたはブームシリンダであることを特徴とする。

本発明によれば、第１の油圧アクチュエータと、前記第１の油圧アクチュエータへ第１の油圧アクチュエータ用プライマリスプールを介して作動流体を供給可能な一方の油圧ポンプと、第２の油圧アクチュエータと、前記第２の油圧アクチュエータへ第２の油圧アクチュエータ用プライマリスプールを介して作動流体を供給可能な他方の油圧ポンプと、前記第１の油圧アクチュエータと前記他方の油圧ポンプを連通可能な第１の油圧アクチュエータ用セカンダリスプールとを備える作業機械の油圧制御装置において、第１の油圧アクチュエータと第２の油圧アクチュエータとが同時に作動している場合、第１の油圧アクチュエータが作動して第２の油圧アクチュエータが作動していない場合よりも一方の油圧ポンプの吐出流量を増加させるため、第２の油圧アクチュエータの作動による第１の油圧アクチュエータの速度低下を軽減することができる。また、このとき、第１の油圧アクチュエータと他方の油圧ポンプとの連通開口を遮断するため、他方の油圧ポンプの吐出流量の分流量を小さくし、分流損失を低減することができる。

本発明の作業機械の油圧制御装置の一実施の形態を備えた作業機械を示す斜視図である。 本発明の作業機械の油圧制御装置の一実施の形態を示す油圧制御回路図である。 本発明の作業機械の油圧制御装置の一実施の形態を構成するコントローラの構成を示す概念図である。 本発明の作業機械の油圧制御装置の一実施の形態を構成するコントローラの目標動作演算部のマップの一例を示す特性図である。 本発明の作業機械の油圧制御装置の一実施の形態を構成するコントローラの連通制御部の演算内容の一例を示す制御ブロック図である。 本発明の作業機械の油圧制御装置の一実施の形態を構成するコントローラの流量制御部の構成を示す概念図である。 本発明の作業機械の油圧制御装置の一実施の形態を構成するコントローラのブーム流量配分演算部の演算内容の一例を示す制御ブロック図である。 本発明の作業機械の油圧制御装置の一実施の形態を構成するコントローラのアーム目標流量配分演算部の演算内容の一例を示す制御ブロック図である。 本発明の作業機械の油圧制御装置の一実施の形態を構成するコントローラのポンプ流量指令演算部の演算内容の一例を示す制御ブロック図である。 本発明の作業機械の油圧制御装置の一実施の形態におけるポンプ流量制御手段に関わる動作の一例を説明する特性図である。 本発明の作業機械の油圧制御装置の一実施の形態におけるポンプ流量制御手段に関わる動作の他の例を説明する特性図である。 本発明の作業機械の油圧制御装置の一実施の形態におけるポンプ流量制御手段と連通制御手段に関わる動作の一例を説明する特性図である。 本発明の作業機械の油圧制御装置の一実施の形態におけるポンプ流量制御手段と連通制御手段に関わる動作の他の例を説明する特性図である。

以下、本発明の作業機械の油圧制御装置の実施形態を図に基づいて説明する。図１は本発明の作業機械の油圧制御装置の一実施の形態を備えた作業機械を示す斜視図、図２は本発明の作業機械の油圧制御装置の一実施の形態を示す油圧制御回路図である。

図１に示すように、本発明の作業機械の油圧制御装置の一実施の形態を備えた油圧ショベルは、下部走行体１と、この下部走行体１上に配置される上部旋回体２と、この上部旋回体２に上下方向の回動可能に接続されるフロント作業機と原動機としてのエンジン２Ａとを備えている。フロント作業機は、上部旋回体２に取り付けられるブーム３と、このブーム３の先端に取り付けられるアーム４と、このアーム４の先端に取り付けられるバケット５とを備えている。また、このフロント作業機は、ブーム３を駆動する一対のブームシリンダ６と、アーム４を駆動するアームシリンダ７と、バケット５を駆動するバケットシリンダ８とを備えている。

また、この油圧ショベルは、上部旋回体１の運転室に設けた第１操作レバー９ａ、第２操作レバー９ｂの操作に応じて、図示しない油圧ポンプ装置が吐出した圧油を、コントロールバルブ１０を介してブームシリンダ６、アームシリンダ７、バケットシリンダ８および旋回油圧モータ１１へ供給する。ブームシリンダ６、アームシリンダ７、バケットシリンダ８の各シリンダロッドが圧油によって伸縮することで、バケット５の位置と姿勢とを変化させることができる。また、旋回油圧モータ１１が圧油によって回転することで、下部走行体１に対して上部旋回体２が旋回する。

コントロールバルブ１０は後述する走行右用方向制御弁１２ａと、走行左用方向制御弁１２ｂと、ブーム用第１方向制御弁１３ａと、ブーム用第２方向制御弁１３ｃと、アーム用第１方向制御弁１４ｃと、アーム用第２方向制御弁１４ｂと、バケット用方向制御弁１５ａと、旋回用方向制御弁１６ｂとを備えている。

エンジン２Ａには、エンジン回転数を検出する回転数センサ２Ａｘが設けられている。ブームシリンダ６には、ボトム側油室の圧力を検出する圧力センサＡ６と、ロッド側油室の圧力を検出する圧力センサＢ６とが設けられている。また、アームシリンダ７には、ボトム側油室の圧力を検出する負荷取得手段としての圧力センサＡ７と、ロッド側油室の圧力を検出する圧力センサＢ７とが設けられている。同様に、バケットシリンダ８には、ボトム側油室の圧力を検出する圧力センサＡ８と、ロッド側油室の圧力を検出する圧力センサＢ８とが設けられている。また、旋回油圧モータ１１は、左右の旋回圧を検出するための圧力センサＡ１１と、Ｂ１１とを備えている。これらの圧力センサＡ６〜８、Ｂ６〜８、Ａ１１、Ｂ１１が検出した圧力信号と回転数センサ２Ａｘが検出したエンジン回転数は、後述するコントローラ１００に入力されている。

本発明の作業機械の油圧制御装置の一実施の形態を構成するポンプ装置２０は、図２に示すように、第１乃至第４操作レバー９ａ〜９ｄの操作に応じて後述するコントロールバルブ１０内のスプールとしての各方向制御弁へパイロット圧を供給し、コントロールバルブ１０内の各方向制御弁を動作させる。本実施の形態における油圧制御装置のポンプ装置２０は、可変容量型の油圧ポンプである第１油圧ポンプ２０ａと第２油圧ポンプ２０ｂと第３油圧ポンプ２０ｃとを備えている。第１〜第３油圧ポンプ２０ａ〜２０ｃは、エンジン２Ａにより駆動されている。

第１油圧ポンプ２０ａは、後述するコントローラ１００からの指令信号で駆動するレギュレータ２０ｄを備え、制御された圧油の吐出流量を第１ポンプライン２１ａへ供給する。同様に、第２油圧ポンプ２０ｂは、後述するコントローラ１００からの指令信号で駆動するレギュレータ２０ｅを備え、制御された圧油の吐出流量を第２ポンプライン２１ｂへ供給する。また、第３油圧ポンプ２０ｃは、後述するコントローラ１００からの指令信号で駆動するレギュレータ２０ｆを備え、制御された圧油の吐出流量を第３ポンプライン２１ｃへ供給する。

本実施の形態と直接的に関係しないリリーフ弁、リターン回路、ロードチェック弁などは説明の簡略化のため省略している。また、本実施の形態においては、公知のオープンセンタ式の油圧制御装置に適用した例を説明するが、本発明をこれに限定するものではない。

第１油圧ポンプ２０ａの吐出口に連通する第１ポンプライン２１ａには、走行右用方向制御弁１２ａと、バケット用方向制御弁１５ａと、ブーム用第１方向制御弁１３ａとを配置している。走行右用方向制御弁１２ａを優先するタンデム回路として構成しており、残りのバケット用方向制御弁１５ａとブーム用第１方向制御弁１３ａとはパラレル回路として構成している。

第２油圧ポンプ２０ｂの吐出口に連通する第２ポンプライン２１ｂには、旋回用方向制御弁１６ｂと、アーム用第２方向制御弁１４ｂと、走行左用方向制御弁１２ｂとを配置している。旋回用方向制御弁１６ｂとアーム用第２方向制御弁１４ｂとはパラレル回路として、走行左用方向制御弁１２ｂはパラレル−タンデム回路として構成しているが、走行左用方向制御弁１２ｂのパラレル回路には、第２油圧ポンプ２０ｂ側からの流入のみを許容する逆止弁１７と絞り１８とを配置している。また、走行左用方向制御弁１２ｂは、走行連通弁１９を介して第１油圧ポンプ２０と連通できる。

また、第２ポンプライン２１ｂのパラレル回路には、アーム２流量制御弁２３が配置されていて、コントローラ１００からの指令で駆動する。

第３油圧ポンプ２０ｃの吐出口に連通する第３ポンプライン２１ｃには、ブーム用第２方向制御弁１３ｃと、アーム用第１方向制御弁１４ｃとを配置している。ブーム用第２方向制御弁１３ｃとアーム用第１方向制御弁１４ｃとはパラレル回路として構成している。また、第３ポンプライン２１ｃのパラレル回路には、アーム１流量制御弁２２が配置されていて、コントローラ１００からの指令で駆動する。

なお、ブーム用第１方向制御弁１３ａの出口ポートとブーム用第２方向制御弁１３ｃの出口ポートとは、図示しない合流通路を介してブームシリンダ６に連通している。また、アーム用第１方向制御弁１４ｃの出口ポートとアーム用第２方向制御弁１４ｂの出口ポートとは、図示しない合流通路を介してアームシリンダ７に連通している。また、バケット用方向制御弁１５ａの出口ポートはバケットシリンダ５に連通し、旋回用方向制御弁１６ｃの出口ポートは旋回油圧モータ１１に連通している。

図２において、第１操作レバー９ａ〜第４操作レバー９ｄは、それぞれ内部に図示しないパイロット弁を備えていて、各操作レバーの傾動操作の操作量に応じたパイロット圧を発生させている。各操作レバーからのパイロット圧は、各方向制御弁の操作部へ供給されている。

第１操作レバー９ａからは、破線ＢｋＣとＢｋＤで示すパイロットラインがバケット用方向制御弁１５ａの操作部に接続されていて、それぞれバケットクラウドパイロット圧、バケットダンプパイロット圧が供給されている。また、第１操作レバー９ａからは、破線ＢｍＤとＢｍＵで示すパイロットラインがブーム用第１方向制御弁１３ａとブーム用第２方向制御弁１３ｃの各操作部に接続されていて、それぞれブーム上げパイロット圧、ブーム下げパイロット圧が供給されている。

破線ＢｋＣとＢｋＤで示すパイロットラインには、バケットクラウドパイロット圧力を検出する圧力センサ１０５とバケットダンプパイロット圧力を検出する圧力センサ１０６とが設けられている。また、破線ＢｍＤとＢｍＵで示すパイロットラインには、ブーム上げパイロット圧力を検出する圧力センサ１０１とブーム下げパイロット圧力を検出する圧力センサ１０２とが設けられている。これらの圧力センサ１０１、１０２、１０５及び１０６は、それぞれ動作指示検出手段であり、これらの圧力センサ１０１、１０２、１０５及び１０６が検出した圧力信号は、コントローラ１００に入力されている。

第２操作レバー９ｂからは、破線ＡｍＣとＡｍＤで示すパイロットラインが、アーム用第１方向制御弁１４ｃとアーム用第２方向制御弁１４ｂの各操作部に接続されていて、それぞれアームクラウドパイロット圧、アームダンプパイロット圧が供給されている。また、第２操作レバー９ｂからは、破線ＳｗＲとＳｗＬで示すパイロットラインが旋回用方向制御弁１６ｂの操作部に接続されていて、それぞれ旋回右パイロット圧、旋回左パイロット圧が供給されている。

破線ＡｍＣとＡｍＤで示すパイロットラインには、アームクラウドパイロット圧力を検出する圧力センサ１０３とアームダンプパイロット圧力を検出する圧力センサ１０４とが設けられている。また、破線ＳｗＲとＳｗＬで示すパイロットラインには、旋回右パイロット圧力を検出する圧力センサ１０８と旋回左パイロット圧力を検出する圧力センサ１０７とが設けられている。これらの圧力センサ１０３、１０４、１０７及び１０８は、それぞれ動作指示検出手段であり、これらの圧力センサ１０３、１０４、１０７及び１０８が検出した圧力信号は、コントローラ１００に入力されている。

第３レバー装置９ｃからは、破線ＴｒＲＦとＴｒＲＲで示すパイロットラインが、走行右用方向制御弁１２ａの操作部に接続されていて、走行右前進パイロット圧、走行右後進パイロット圧が供給されている。

第４レバー装置９ｄからは、破線ＴｒＬＦとＴｒＬＲで示すパイロットラインが、走行左用方向制御弁１２ｂの操作部に接続されていて、走行左前進パイロット圧、走行左後進パイロット圧が供給されている。

本実施の形態における油圧制御装置は、コントローラ１００を備えている。コントローラ１００は、図１に示す回転数センサ２Ａｘからエンジン回転数を入力し、上述した圧力センサ１０１〜１０８から各パイロットラインのパイロット圧力信号を入力する。また、図１に示す圧力センサＡ６〜８、Ｂ６〜８、Ａ１１、Ｂ１１から、各アクチュエータの圧力信号を入力する。

また、コントローラ１００は、第１油圧ポンプ２０ａのレギュレータ２０ｄと、第２油圧ポンプ２０ｂのレギュレータ２０ｅと、第３油圧ポンプ２０ｃのレギュレータ２０ｆとへ、それぞれ指令信号を出力して、各油圧ポンプ２０ａ〜２０ｃの吐出流量を制御する。また、コントローラ１００は、アーム１流量制御弁２２の操作部へ指令信号を出力して、第３油圧ポンプ２０ｃとアームシリンダ７との連通開口を指令増加で絞るように制御する。同様に、コントローラ１００は、アーム２流量制御弁２３の操作部へ指令信号を出力して、第２油圧ポンプ２０ｂとアームシリンダ７との連通開口を指令増加で絞るように制御する。

なお、動作指示検出手段として圧力センサ１０１〜１０８を用いた場合を例に説明したがこれに限るものではない。例えば、操作レバー９ａ〜９ｄを電気レバーとして、この信号を動作指示検出手段としても良い。

次に、本発明の作業機械の油圧制御装置の一実施の形態を構成するコントローラについて図を用いて説明する。図３は本発明の作業機械の油圧制御装置の一実施の形態を構成するコントローラの構成を示す概念図、図４は本発明の作業機械の油圧制御装置の一実施の形態を構成するコントローラの目標動作演算部のマップの一例を示す特性図、図５は本発明の作業機械の油圧制御装置の一実施の形態を構成するコントローラの連通制御部の演算内容の一例を示す制御ブロック図である。

図３に示すように、コントローラ１００は、各パイロット圧および各負荷圧から各目標流量を演算する目標動作演算部１１０と、コントロールバルブ１０の連通状態を制御するアーム１流量制御弁２２の指令信号とアーム２流量制御弁２３の指令信号とを演算する連通制御手段としての連通制御部１２０と、目標動作演算部１１０が算出した各目標流量と連通制御部１２０が算出した指令信号と回転数センサ２Ａｘからのエンジン回転数を基に、第１〜３油圧ポンプ２０ａ〜２０ｃの各流量指令信号を算出するポンプ流量制御手段としての流量制御部１３０とを備えている。流量制御部１３０からは、各油圧ポンプのレギュレータ２０ｄ〜２０ｆへ指令信号が出力され、第１〜３油圧ポンプ２０ａ〜２０ｃの吐出流量がそれぞれ制御される。

目標動作演算部１１０は、入力される各パイロット圧力の増加に応じて、それぞれの目標流量を増加させ、入力される各負荷圧力の増加に応じて、それぞれの目標流量を減少させるように、各目標流量を演算している。また、連動操作時は、各目標流量が、単独操作の場合と比較して少なくなるような演算が行われる。

目標動作演算部１１０で行う演算の一例を図４と数式を用いて説明する。目標動作演算部１１０には、図４に示すパイロット圧から基準流量を演算するマップが、アクチュエータ毎に記憶されている。例えば旋回目標流量Ｑｓｗは、旋回右パイロット圧力と旋回左パイロット圧力の最大値を選択した値である旋回パイロット圧力から算出される。同様に、アームクラウド基準流量Ｑａｍｃ０は、アームクラウドパイロット圧力から、アームダンプ基準流量Ｑａｍｄ０はアームダンプパイロット圧力からそれぞれ算出される。

また、ブーム上げ基準流量Ｑｂｍｕ０は、ブーム上げパイロット圧力から算出される。さらに、バケットクラウド基準流量Ｑｂｋｃ０は、バケットクラウドパイロット圧力から、バケットダンプ基準流量Ｑｂｋｄ０は、バケットダンプパイロット圧力からそれぞれ算出される。

目標動作演算部１１０は、旋回目標流量Ｑｓｗから、演算式数１を用いてブーム目標流量Ｑｂｍを算出する。

ここで、Ｑｂｍｍａｘはブーム流量の上限値であって、ブーム上げの最大速度に合わせて設定する。また、ｋｓｗｂｍは、ブーム流量低減係数であって、旋回目標流量Ｑｓｗが増加すれば、するほどブーム目標流量Ｑｂｍは小さくなる。なお、ブーム流量低減係数ｋｓｗｂｍを用いる替わりに、旋回目標流量Ｑｓｗが増加するほどブーム流量の上限値Ｑｂｍｍａｘが小さくなるようなマップを用いても良い。

目標動作演算部１１０は、演算式数２と数３とを用いて、旋回動力Ｌｓｗとブーム動力Ｌｂｍとをそれぞれ算出する。

ここで、Ｐｓｗは旋回圧であって、圧力センサＡ１１とＢ１１とが検出した旋回左圧と旋回右圧からメータイン側の圧力を選択した値である。また、Ｐｂｍｂはブームボトム圧であって、圧力センサＡ６が検出したブームシリンダ６のボトム側油室の圧力である。

目標動作演算部１１０は、演算式数４と数５とを用いて、バケット動力上限値Ｌｂｋｍａｘとアーム動力上限値Ｌａｍｍａｘとをそれぞれ算出する。

ここで、Ｌｍａｘはシステムの総動力上限値である。また、ｋｂｋはバケット動力係数を、ｋａｍはアーム動力係数をそれぞれ示している。バケット動力係数ｋｂｋとアーム動力係数ｋａｍは、バケットクラウドパイロット圧ＢｋＣ、バケットダンプパイロット圧ＢｋＤ、アームクラウドパイロット圧ＡｍＣ、アームダンプパイロット圧ＡｍＤと演算式数６を用いて算出する。

目標動作演算部１１０は、バケットクラウド基準流量Ｑｂｋｃ０とバケットダンプ基準流量Ｑｂｋｄ０とバケット動力上限Ｌｂｋｍａｘと演算式数７とを用いてバケット目標流量Ｑｂｋを算出する。また、目標動作演算部１１０は、アームクラウド基準流量Ｑａｍｃ０とアームダンプ基準流量Ｑａｍｄ０とアーム動力上限Ｌａｍｍａｘと演算式数８とを用いてアーム目標流量Ｑａｍを算出する。

ここで、Ｐｂｋは、圧力センサＡ８とＢ８とが検出したバケットシリンダ８のボトム側油室の圧力とロッド側油室の圧力からメータイン側の圧力を選択した値である。また、Ｐａｍは、圧力センサＡ７とＢ７とが検出したアームシリンダ７のボトム側油室の圧力とロッド側油室の圧力からメータイン側の圧力を選択した値である。

次に、図５を用いて連通制御部１２０で行う演算の一例について説明する。連通制御部１２０は、第１関数発生器１２０ａと第２関数発生器１２０ｂと第３関数発生器１２０ｃと最小値選択部１２０ｄと最大値選択部１２０ｅとを備えている。

第１関数発生器１２０ａと第２関数発生器１２０ｂとは、図５に示すように、圧力センサ１０７と１０８とが検出した旋回右パイロット圧力と旋回左パイロット圧力の内の最大値を旋回パイロット圧力として入力する。第１関数発生器１２０ａには、旋回パイロット圧力に対するアーム２流量制御弁２３の指令圧が予めテーブルにマップＭ１ａとして記憶されている。

マップＭ１ａは、旋回パイロット圧が増加するほどアーム２流量制御弁指令圧を増加させる特性になっている。このため、旋回パイロット圧が増加するほどアーム２流量制御弁２３の開口が小さくなって、第２油圧ポンプ２０ｂとアームシリンダ７との連通が遮断される。このことにより、旋回パイロット圧が増加すれば、第２油圧ポンプ２０ｂは、旋回油圧モータ１１のみを駆動することになるので、アームシリンダ７と旋回油圧モータ１１との負荷圧差による分流損失の発生を回避することができる。
なお、本実施の形態の説明において、連通の遮断とは、通過流量を略０にすることを意味し、開口面積を完全に閉じない場合も含むものとする。

第２関数発生器１２０ｂには、旋回パイロット圧力に対するアーム１流量制御弁２２の指令圧が予めテーブルにマップＭ１ｃとして記憶されている。マップＭ１ｃは、旋回パイロット圧が増加するほどアーム１流量制御弁指令圧を減少させる特性になっている。第２関数発生器１２０ｂは算出したアーム１流量制御弁指令圧を最小値選択部１２０ｄへ出力する。

最大値選択部１２０ｅは、圧力センサ１０５と１０６とが検出したバケットクラウドパイロット圧力とバケットダンプパイロット圧力とを入力し、これらの内の最大値を演算し、その最大値を最小値選択部１２０ｄへ出力する。

最小値選択部１２０ｄは、第２関数発生器１２０ｂからのアーム１流量制御弁指令圧と、最大値選択部１２０ｅからのバケットクラウドパイロット圧力とバケットダンプパイロット圧力のうちの最大値の信号と、圧力センサ１０１が検出したブーム上げパイロット圧力とを入力し、これらの内の最小値を演算し、その最小値を第３関数発生器１２０ｃへ出力する。

第３関数発生器１２０ｃには、バケットクラウドパイロット圧とバケットダンプパイロット圧の最大値と、ブーム上げパイロット圧との内の最小値に対するアーム１流量制御弁２２の指令圧が予めテーブルにマップＭ１ｂとして記憶されている。

マップＭ１ｂは、バケットクラウドパイロット圧とバケットダンプパイロット圧の最大値と、ブーム上げパイロット圧との内の最小値が増加するほどアーム１流量制御弁指令圧を増加させる特性になっている。このため、バケットクラウドパイロット圧とバケットダンプパイロット圧の最大値と、ブーム上げパイロット圧との内の最小値が増加するほどアーム１流量制御弁２２の開口が小さくなって、第３油圧ポンプ２０ｃとアームシリンダ７との連通が遮断される。

このことにより、アーム４、ブーム３の空中複合動作時においてバケット５を複合動作しない場合には、アーム１流量制御弁２２の開口は、最大方向になり、アームシリンダ７の負荷圧よりもブームシリンダ６の負荷圧が大きいことから、第３油圧ポンプ２０ｃの吐出流量はアームシリンダ７のみへ供給され、第１油圧ポンプ２０ａでブームシリンダ６のみを、第２油圧ポンプ２０ｂおよび第３油圧ポンプ２０ｃでアームシリンダ７のみを駆動できる。

また、アーム４、ブーム３の空中複合動作時においてバケット５を複合動作する場合には、バケットシリンダ８の負荷圧よりもブームシリンダ６の負荷圧が大きいことから、第１油圧ポンプ２０ａの吐出流量はバケットシリンダ８のみへ供給され、第１油圧ポンプ２０ａでバケットシリンダ８を、第２油圧ポンプ２０ｂでアームシリンダ７を、第３油圧ポンプ２０ｃでブームシリンダ６をそれぞれ個別で駆動することができる。この結果、負荷圧差による分流損失の発生を回避することができる。

ただし、旋回操作時は、第２関数発生器１２０ｂのマップＭ１ｃにより、旋回パイロット圧に応じて第３関数発生器１２０ｃのマップＭ１ｂへの入力値を小さく制限するので、アーム１流量制御弁２２の開口指令圧を増加させない。このことにより、アーム１流量制御弁２２の開口は小さくならない。この結果、第３油圧ポンプ２０ｃの吐出流量は分流されてブームシリンダ６とアームシリンダ７とに供給されるので、アームシリンダ７の動作が確保される。

次に、ポンプ流量制御手段としての流量制御部１３０について図を用いて説明する。図６は本発明の作業機械の油圧制御装置の一実施の形態を構成するコントローラの流量制御部の構成を示す概念図、図７は本発明の作業機械の油圧制御装置の一実施の形態を構成するコントローラのブーム流量配分演算部の演算内容の一例を示す制御ブロック図、図８は本発明の作業機械の油圧制御装置の一実施の形態を構成するコントローラのアーム目標流量配分演算部の演算内容の一例を示す制御ブロック図、図９は本発明の作業機械の油圧制御装置の一実施の形態を構成するコントローラのポンプ流量指令演算部の演算内容の一例を示す制御ブロック図である。図６乃至図９において、図１乃至図５に示す符号と同符号のものは同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。

流量制御部１３０は図６に示すように、ブーム３の複数の方向制御弁毎の目標流量を配分演算するブーム流量配分演算部１３１と、アーム４の複数の方向制御弁毎の目標流量を配分演算するアーム流量配分演算部１３２と、配分演算した各目標流量を基に各ポンプの流量を算出して、各油圧ポンプのレギュレータ２０ｄ〜２０ｆへ指令信号を出力して、第１〜３油圧ポンプ２０ａ〜２０ｃの吐出流量を制御するポンプ流量指令演算部１３３とを備えている。

図７を用いてブーム流量配分演算部１３１で行う演算の一例について説明する。ブーム流量配分演算部１３１は、可変ゲイン乗算器１３１ａと第１最大値選択部１３１ｂと第１関数発生器１３１ｃと第１最小値選択部１３１ｄと減算器１３１ｅと第２関数発生器１３１ｆと第３関数発生器１３１ｇと第４関数発生器１３１ｈと第５関数発生器１３１ｉと第２最大値選択部１３１ｊと第２最小値選択部１３１ｋと第６関数発生器１３１Ｌを備えている。

可変ゲイン乗算器１３１ａは、目標動作演算部１１０からのブーム目標流量を入力し、第１関数発生器１３１ｃの出力のゲインＫｂｍ２を乗算することで、ブーム２スプール目標流量を演算する。算出したブーム２スプール目標流量信号を第１最小値選択部１３１ｄへ出力する。

第１最大値選択部１３１ｂは、圧力センサ１０５と１０６とが検出したバケットクラウドパイロット圧力とバケットダンプパイロット圧力とを入力し、これらの内の最大値を演算し、その最大値を第１関数発生器１３１ｃへ出力する。

第１関数発生器１３１ｃには、バケットクラウドパイロット圧力とバケットダンプパイロット圧力の最大値に応じたゲインＫｂｍ２が予めテーブルにマップＭ２ａとして記憶されている。例えば、バケットクラウドパイロット圧とバケットダンプパイロット圧とのいずれも最低圧である場合にゲインＫｂｍ２を０．５とし、バケットクラウドとバケットダンプパイロット圧とのいずれかが最高圧である場合にゲインＫｂｍ２を１としても良い。

第１最小値選択部１３１ｄは、可変ゲイン乗算器１３１ａからのブーム２スプール目標流量信号と、後述する第２関数発生器１３１ｆからの制限信号と、第６関数発生器１３１Ｌからの制限信号とを入力し、これらの内の最小値を演算し、その最小値をブーム２スプール目標流量として減算器１３１ｅとポンプ流量指令演算部１３３とへ出力する。

減算器１３１ｅは、目標動作演算部１１０からのブーム目標流量と第１最小値選択部１３１ｄからのブーム２スプール目標流量とを入力し、ブーム目標流量からブーム２スプール目標流量を減算することで、ブーム１スプール目標流量を演算する。算出したブーム１スプール目標流量信号をポンプ流量指令演算部１３３へ出力する。

第２関数発生器１３１ｆは、圧力センサ１０１が検出したブーム上げパイロット圧力を入力し、制限信号を第１最小値選択部１３１ｄへ出力する。第２関数発生器１３１ｆには、ブーム上げパイロット圧に対するブーム２スプール目標流量の上限値が予めテーブルにマップＭ２ｃとして記憶されている。マップＭ２ｃはブーム用第２方向制御弁１３ｃの開口面積に略比例していて、ブーム上げパイロット圧に応じて増加する。すなわちブーム用第２方向制御弁１３ｃの開口面積に応じてブーム２スプール目標流量の上限値を増加する。

第３関数発生器１３１ｇは、圧力センサ１０３が検出したアームクラウドパイロット圧力を入力し、予めテーブルに記憶されているマップＭ２ｄから得られる信号を第２最大値選択部１３１ｊへ出力する。ここで、マップＭ２ｄはアームクラウドパイロット圧力に対するアーム用第１方向制御弁１４ｃのクラウド側開口面積を示す。

第４関数発生器１３１ｈは、圧力センサ１０４が検出したアームダンプパイロット圧力を入力し、予めテーブルに記憶されているマップＭ２ｅから得られる信号を第２最大値選択部１３１ｊへ出力する。ここで、マップＭ２ｅはアームダンプパイロット圧力に対するアーム用第１方向制御弁１４ｃのダンプ側開口面積を示す。

第２最大値選択部１３１ｊは、第３関数発生器１３１ｇの出力と第４関数発生器１３１ｈの出力とを入力し、これらの内の最大値を演算し、その最大値を第２最小値選択部１３１ｋへ出力する。

第５関数発生器１３１ｉは、連通制御部１２０からのアーム１流量制御弁指令圧信号を入力し、予めテーブルに記憶されているマップＭ２ｆから得られる信号を第２最小値選択部１３１ｋへ出力する。ここで、マップＭ２ｆはアーム１流量制御弁指令圧に対するアーム１流量制御弁２２の開口面積を示す。

第２最小値選択部１３１ｋは、第２最大値選択部１３１ｊからの第３関数発生器１３１ｇの出力と第４関数発生器１３１ｈの出力の内の最大値信号と、第５関数発生器１３１ｉの出力信号とを入力し、これらの内の最小値を演算し、その最小値を第６関数発生器１３１Ｌへ出力する。

第６関数発生器１３１Ｌは、第２最小値選択部１３１ｋからの信号を入力し、制限信号を第１最小値選択部１３１ｄへ出力する。第６関数発生器１３１Ｌには、アームクラウドパイロット圧、アームダンプパイロット圧からそれぞれマップＭ２ｄ、Ｍ２ｅを用いて演算した値の最大値と、アーム１流量制御弁指令圧からマップＭ２ｆを用いて演算した値との最小値に対するブーム２スプール目標流量の制限値が予めテーブルにマップＭ２ｇとして記憶されている。

すなわち、マップＭ２ｇを用いて演算した値をもってブーム２スプール目標流量を小さく制限する。これは、第３油圧ポンプ２０ｃとアームシリンダ７の連通度合いに応じて、ブーム２スプール目標流量を制限することになる。

次に、図８を用いてアーム流量配分演算部１３２で行う演算の一例について説明する。アーム流量配分演算部１３２は、可変ゲイン乗算器１３２ａと第１関数発生器１３２ｂと最小値選択部１３２ｃと減算器１３２ｄと第２関数発生器１３２ｅと第３関数発生器１３２ｆと最大値選択部１３２ｇと第４関数発生器１３２ｈとを備えている。

可変ゲイン乗算器１３２ａは、目標動作演算部１１０からのアーム目標流量を入力し、第１関数発生器１３２ｂの出力のゲインＫａｍ２を乗算することで、アーム２スプール目標流量を演算する。算出したアーム２スプール目標流量信号を最小値選択部１３２ｃへ出力する。

第１関数発生器１３２ｂは、連通制御部１２０からのアーム１流量制御弁指令圧信号を入力し、予めテーブルに記憶されているマップＭ３ａから得られる信号をゲインＫａｍ２として、可変ゲイン乗算器１３２ａへ出力する。例えば、アーム１流量制御弁指令圧信号が最低圧である場合にゲインＫａｍ２を０．５とし、アーム１流量制御弁指令圧信号が最高圧である場合にゲインＫａｍ２を１としても良い。

最小値選択部１３２ｃは、可変ゲイン乗算器１３２ａからのアーム２スプール目標流量信号と、後述する最大値選択部１３２ｇからの制限信号と、第４関数発生器１３２ｈからの制限信号とを入力し、これらの内の最小値を演算し、その最小値をアーム２スプール目標流量として減算器１３２ｄとポンプ流量指令演算部１３３とへ出力する。

減算器１３２ｄは、目標動作演算部１１０からのアーム目標流量と最小値選択部１３２ｃからのアーム２スプール目標流量とを入力し、アーム目標流量からアーム２スプール目標流量を減算することで、アーム１スプール目標流量を演算する。算出したアーム１スプール目標流量信号をポンプ流量指令演算部１３３へ出力する。

第２関数発生器１３２ｅは、圧力センサ１０３が検出したアームクラウドパイロット圧力を入力し、予めテーブルに記憶されているマップＭ３ｂから得られる信号を最大値選択部１３２ｇへ出力する。ここで、マップＭ３ｂはアームクラウドパイロット圧力に対するアーム用第２方向制御弁１４ｂのクラウド側開口面積に略比例している。

第３関数発生器１３２ｆは、圧力センサ１０４が検出したアームダンプパイロット圧力を入力し、予めテーブルに記憶されているマップＭ３ｃから得られる信号を最大値選択部１３２ｇへ出力する。ここで、マップＭ３ｃはアームダンプパイロット圧力に対するアーム用第２方向制御弁１４ｂのダンプ側開口面積に略比例している。

最大値選択部１３２ｇは、第２関数発生器１３２ｅの出力と第３関数発生器１３２ｆの出力とを入力し、これらの内の最大値を演算し、その最大値を最小値選択部１３２ｃへ出力する。

第４関数発生器１３２ｈは、連通制御部１２０からのアーム２流量制御弁指令圧信号を入力し、予めテーブルに記憶されているマップＭ３ｄから得られる信号を最小値選択部１３２ｃへ出力する。ここで、マップＭ３ｄはアーム２流量制御弁指令圧に対するアーム２流量制御弁２３の開口面積に略比例している。

すなわち、アームクラウドパイロット圧、アームダンプパイロット圧からそれぞれマップＭ３ｂ、Ｍ３ｃを用いて演算した値の最大値と、アーム２流量制御弁指令圧からマップＭ３ｄを用いて演算した値とをもって、アーム２スプール目標流量を制限する。これは、第２油圧ポンプ２０ｂとアームシリンダ７の連通度合いに応じて、アーム２スプール目標流量の上限値を増加させることになる。

次に、図９を用いてポンプ流量指令演算部１３３で行う演算の一例について説明する。ポンプ流量指令演算部１３３は、第１最大値選択部１３３ａと第１除算器１３３ｂと第１関数発生器１３３ｃと第２最大値選択部１３３ｄと第２除算器１３３ｅと第２関数発生器１３３ｆと減算器１３３ｇと第３除算器１３３ｈと第３関数発生器１３３ｉとを備えている。

第１最大値選択部１３３ａは、目標動作演算部１１０からのバケット目標流量信号とブーム流量配分演算部１３１からのブーム１スプール目標流量信号とを入力し、これらの内の最大値を演算し、その最大値を第１ポンプ目標流量として第１除算器１３３ｂへ出力する。

第１除算器１３３ｂは、第１最大値選択部１３３ａからの第１ポンプ目標流量と、回転数センサ２Ａｘが検出したエンジン回転数とを入力し、第１ポンプ目標流量をエンジン回転数で除算することで、第１ポンプ目標指令を演算する。算出した第１ポンプ目標指令信号を第１関数発生器１３３ｃへ出力する。

第１関数発生器１３３ｃは、第１除算器１３３ｂが算出した第１ポンプ目標指令信号を入力し、予めテーブルに記憶されているマップＭ４ａから得られる信号を第１ポンプ流量指令信号としてレギュレータ２０ｄへ出力する。このことにより、第１油圧ポンプ２０ａの吐出流量が制御される。

第２最大値選択部１３３ｄは、目標動作演算部１１０からの旋回目標流量信号とアーム流量配分演算部１３２からのアーム２スプール目標流量信号とを入力し、これらの内の最大値を演算し、その最大値を第２ポンプ目標流量として第２除算器１３３ｅへ出力する。

第２除算器１３３ｅは、第２最大値選択部１３３ｄからの第２ポンプ目標流量と、回転数センサ２Ａｘが検出したエンジン回転数とを入力し、第２ポンプ目標流量をエンジン回転数で除算することで、第２ポンプ目標指令を演算する。算出した第２ポンプ目標指令信号を第２関数発生器１３３ｆへ出力する。

第２関数発生器１３３ｆは、第２除算器１３３ｅが算出した第２ポンプ目標指令信号を入力し、予めテーブルに記憶されているマップＭ４ｂから得られる信号を第２ポンプ流量指令信号としてレギュレータ２０ｅへ出力する。このことにより、第２油圧ポンプ２０ｂの吐出流量が制御される。

減算器１３３ｇは、ブーム流量配分演算部１３１からのブーム２スプール目標流量信号とアーム流量配分演算部１３２からのアーム１スプール目標流量信号とを入力し、ブーム２スプール目標流量信号とアーム１スプール目標流量信号とを加算することで、第３ポンプ目標流量を演算する。算出した第３ポンプ目標流量信号を第３除算器１３３ｈへ出力する。

第３除算器１３３ｈは、減算器１３３ｇからの第３ポンプ目標流量と、回転数センサ２Ａｘが検出したエンジン回転数とを入力し、第３ポンプ目標流量をエンジン回転数で除算することで、第３ポンプ目標指令を演算する。算出した第３ポンプ目標指令信号を第３関数発生器１３３ｉへ出力する。

第３関数発生器１３３ｉは、第３除算器１３３ｂが算出した第３ポンプ目標指令信号を入力し、予めテーブルに記憶されているマップＭ４ｃから得られる信号を第３ポンプ流量指令信号としてレギュレータ２０ｆへ出力する。このことにより、第３油圧ポンプ２０ｃの吐出流量が制御される。

なお、本実施の形態においては、エンジン２Ａから各油圧ポンプへの減速比を１とした場合について説明している。減速比が１以外の場合には、減速比に応じた演算を行う必要がある。

次に、本発明の作業機械の油圧制御装置の一実施の形態の動作について図を用いて説明する。図１０は本発明の作業機械の油圧制御装置の一実施の形態におけるポンプ流量制御手段に関わる動作の一例を説明する特性図、図１１は本発明の作業機械の油圧制御装置の一実施の形態におけるポンプ流量制御手段に関わる動作の他の例を説明する特性図、図１２は本発明の作業機械の油圧制御装置の一実施の形態におけるポンプ流量制御手段と連通制御手段に関わる動作の一例を説明する特性図、図１３は本発明の作業機械の油圧制御装置の一実施の形態におけるポンプ流量制御手段と連通制御手段に関わる動作の他の例を説明する特性図である。

図１０は、ブーム上げ動作中にアームクラウドを行った場合の動作の一例を示す特性図である。
図１０において、横軸は時間を示していて、縦軸は、（ａ）パイロット圧力、（ｂ）油圧ポンプの吐出流量、（ｃ）アクチュエータ速度、（ｄ）アクチュエータ圧力をそれぞれ示している。また、（ａ）における実線はブーム上げパイロット圧力の特性を示し、破線はアームクラウドパイロット圧力の特性を示している。（ｂ）における実線は第１油圧ポンプ２０ａの吐出流量の特性を示し、破線は第３油圧ポンプ２０ｃの吐出流量の特性を示している。（ｃ）における実線はブームシリンダ６のアクチュエータ速度の特性を示し、破線はアームシリンダ７のアクチュエータ速度の特性を示している。（ｄ）における実線はブームシリンダ６のボトム側油室の圧力の特性を示し、破線はアームシリンダ７のボトム側油室の圧力の特性を示している。また、時刻Ｔ１は、ブーム上げ動作を開始した時刻を、時刻Ｔ２は、アームクラウド動作を開始した時刻をそれぞれ示している。

まず、時刻Ｔ１からブーム上げ動作を開始すると、（ａ）に示すようにブーム上げパイロット圧力が立ちあがる。そして、第１油圧ポンプ２０ａと第３油圧ポンプ２０ｃとが、ブームシリンダ６のボトム側油室と連通し、（ｂ）で示すようにブーム上げパイロット圧力に応じて第１油圧ポンプ２０ａと第３油圧ポンプ２０ｃの吐出流量が増加してブーム３が動作する。このことにより、（ｃ）で示すブームシリンダ６のアクチュエータ速度が増加すると共に、（ｄ）で示すようにブームシリンダ６のボトム側油室の圧力が増加する。

次に、時刻Ｔ２からアームクラウド動作を開始すると、（ａ）に示すようにアームクラウドパイロット圧力が立ち上がる。そして、第２油圧ポンプ２０ｂと第３油圧ポンプ２０ｃとが、アームシリンダ７のボトム側油室と連通する。空中動作においては、（ｄ）に示すようにブームシリンダ６のボトム側油室の圧力の方がアームシリンダ７のボトム側油室の圧力よりも高いため、第３油圧ポンプ２０ｃの吐出流量はほぼ分流することなくアームシリンダ７へ供給される。

このとき、本実施形態の油圧制御装置の流量制御部１３０は、図７に示すようにアームクラウドパイロット圧に応じてブーム２スプール目標流量を減少させ、ブーム１スプール目標流量を増加させる。この結果、時刻Ｔ２以前よりも第１油圧ポンプ２０ａの吐出流量が（ｂ）で示すように増加するため、第３油圧ポンプ２０ｃの吐出流量を分流させることなく、ブーム上げ速度の低下を（ｃ）で示すように軽減することができる。このとき、（ｄ）で示すようにアームシリンダ７のボトム側油室の圧力が増加する。

なお、ここで、連動操作する２つの油圧アクチュエータ（ブームシリンダ６とアームシリンダ７）において、ブームシリンダ６を第１の油圧アクチュエータとした場合、第１の油圧アクチュエータと第２の油圧アクチュエータとに異なるスプールを介して連通する油圧ポンプを他方の油圧ポンプと定義する。上述した動作においては、第３油圧ポンプ２０ｃが他方の油圧ポンプに該当する。

また、第１の油圧アクチュエータ（ブームシリンダ６）に第１の油圧アクチュエータ用プライマリースプール（ブーム用第１方向制御弁）１３ａを介して連通する油圧ポンプを一方の油圧ポンプと定義する。上述した動作においては、第１油圧ポンプ２０ａが一方の油圧ポンプに該当する。

また、一方の油圧ポンプ２０ａに連通せずに他方の油圧ポンプ２０ｃのみに連通する油圧アクチュエータであるアームシリンダ７を第２の油圧アクチュエータと定義する。

つまり、連動操作する２つの油圧アクチュエータのうち、一方の油圧ポンプ２０ａに第１の油圧アクチュエータ用プライマリースプール（ブーム用第１方向制御弁）１３ａを介して、他方の油圧ポンプ２０ｃに第１の油圧アクチュエータ用セカンダリースプール（ブーム用第２方向制御弁）１３ｃを介して、それぞれ連通する油圧アクチュエータが第１の油圧アクチュエータとなる。

このように定義した場合、本実施の形態におけるコントローラのポンプ流量制御手段（流量制御部１３０）は、第１の油圧アクチュエータ（ブームシリンダ６）と第２の油圧アクチュエータ（アームシリンダ７）とが同時に作動している場合、第１の油圧アクチュエータ（ブームシリンダ６）が作動して第２の油圧アクチュエータ（アームシリンダ７）が作動していない場合よりも一方の油圧ポンプ（第１油圧ポンプ２０ａ）の吐出流量を増加させる制御を行うことを特徴とする。

次に、ブーム上げ動作中にバケットダンプを行った場合の動作を図１１を用いて説明する。
図１１において、横軸は時間を示していて、縦軸は、（ａ）パイロット圧力、（ｂ）油圧ポンプの吐出流量、（ｃ）アクチュエータ速度、（ｄ）アクチュエータ圧力をそれぞれ示している。また、（ａ）における実線はブーム上げパイロット圧力の特性を示し、破線はバケットダンプパイロット圧力の特性を示している。（ｂ）における実線は第３油圧ポンプ２０ｃの吐出流量の特性を示し、破線は第１油圧ポンプ２０ａの吐出流量の特性を示している。（ｃ）における実線はブームシリンダ６のアクチュエータ速度の特性を示し、破線はバケットシリンダ８のアクチュエータ速度の特性を示している。（ｄ）における実線はブームシリンダ６のボトム側油室の圧力の特性を示し、破線はバケットシリンダ８のロッド側油室の圧力の特性を示している。また、時刻Ｔ１は、ブーム上げ動作を開始した時刻を、時刻Ｔ２は、バケットダンプ動作を開始した時刻をそれぞれ示している。図１１において、時刻Ｔ２までは、図１０と同様の動作であるため説明は省略する。

時刻Ｔ２からバケットダンプ動作を開始すると、（ａ）に示すようにバケットダンプパイロット圧力が立ち上がる。そして、第１油圧ポンプ２０ａが、バケットシリンダ８のロッド側油室と連通する。空中動作においては、（ｄ）に示すようにブームシリンダ６のボトム側油室の圧力の方がバケットシリンダ８のロッド側油室の圧力よりも高いため、第１油圧ポンプ２０ａの吐出流量はほぼ分流することなくバケットシリンダ８へ供給される。

このとき、本実施形態の油圧制御装置の流量制御部１３０は、図７に示すように、バケットダンプパイロット圧に応じてブーム２スプール目標流量を増加させ、ブーム１スプール目標流量を減少させる。この結果、時刻Ｔ２以前よりも第３油圧ポンプ２０ｃの吐出流量が（ｂ）で示すように増加するため、第１油圧ポンプ２０ａの吐出流量を分流させることなく、ブーム上げ速度の低下を（ｃ）で示すように軽減することができる。このとき、（ｄ）で示すようにバケットシリンダ８のロッド側油室の圧力が増加する。

なお、ここで、連動操作する２つの油圧アクチュエータ（ブームシリンダ６とバケットシリンダ８）において、ブームシリンダ６を第１の油圧アクチュエータとした場合、第１の油圧アクチュエータと第２の油圧アクチュエータとに異なるスプールを介して連通する油圧ポンプを他方の油圧ポンプと定義する。上述した動作においては、第１油圧ポンプ２０ａが他方の油圧ポンプに該当する。

また、第１の油圧アクチュエータ（ブームシリンダ６）に第１の油圧アクチュエータ用プライマリースプール（ブーム用第２方向制御弁）１３ｃを介して連通する油圧ポンプを一方の油圧ポンプと定義する。上述した動作においては、第３油圧ポンプ２０ｃが一方の油圧ポンプに該当する。

また、一方の油圧ポンプ２０ｃに連通せずに他方の油圧ポンプ２０ａのみに連通する油圧アクチュエータであるバケットシリンダ８を第２の油圧アクチュエータと定義する。

つまり、連動操作する２つの油圧アクチュエータのうち、一方の油圧ポンプ２０ｃに第１の油圧アクチュエータ用プライマリースプール（ブーム用第１方向制御弁）１３ａを介して、他方の油圧ポンプ２０ｃに第１の油圧アクチュエータ用セカンダリースプール（ブーム用第２方向制御弁）１３ｃを介して、それぞれ連通する油圧アクチュエータが第１の油圧アクチュエータとなる。

このように定義した場合、本実施の形態におけるコントローラのポンプ流量制御手段（流量制御部１３０）は、第１の油圧アクチュエータ（ブームシリンダ６）と第２の油圧アクチュエータ（バケットシリンダ８）とが同時に作動している場合、第１の油圧アクチュエータ（ブームシリンダ６）が作動して第２の油圧アクチュエータ（バケットシリンダ８）が作動していない場合よりも一方の油圧ポンプ（第３油圧ポンプ２０ｃ）の吐出流量を増加させる制御を行うことを特徴とする。

次に、アームダンプ動作中に旋回を行った場合の動作を図１２を用いて説明する。
図１２において、横軸は時間を示していて、縦軸は、（ａ）パイロット圧力、（ｂ）開口面積、（ｃ）油圧ポンプの吐出流量、（ｄ）アクチュエータ速度、（ｅ）アクチュエータ圧力をそれぞれ示している。また、（ａ）における実線はアームダンプパイロット圧力の特性を示し、破線は旋回パイロット圧力の特性を示している。（ｂ）における実線はアーム２流量制御弁の開口面積の特性を示し、（ｃ）における実線は第３油圧ポンプ２０ｃの吐出流量の特性を示し、破線は第２油圧ポンプ２０ｂの吐出流量の特性を示している。（ｄ）における実線はアームシリンダ７のアクチュエータ速度の特性を示し、破線は旋回油圧モータ１１のアクチュエータ速度の特性を示している。（ｅ）における実線はアームシリンダ７のロッド側油室の圧力の特性を示し、破線は旋回油圧モータの供給圧力の特性を示している。また、時刻Ｔ１は、アームダンプ動作を開始した時刻を、時刻Ｔ２は、旋回動作を開始した時刻をそれぞれ示している。

まず、時刻Ｔ１からアームダンプ動作を開始すると、（ａ）に示すようにアームダンプパイロット圧力が立ちあがる。そして、第３油圧ポンプ２０ｃと第２油圧ポンプ２０ｂとが、アームシリンダ７のロッド側油室と連通し、（ｃ）で示すようにアームダンプパイロット圧力に応じて第２油圧ポンプ２０ｂと第３油圧ポンプ２０ｃの吐出流量が増加してアーム４が動作する。このことにより、（ｄ）で示すアームシリンダ７のアクチュエータ速度が増加すると共に、（ｅ）で示すようにアームシリンダ７のロッド側油室の圧力が増加する。

次に、時刻Ｔ２から旋回動作を開始すると、（ａ）に示すように旋回パイロット圧力が立ち上がる。そして、第２油圧ポンプ２０ｂが、旋回油圧モータ１１と連通する。
このとき、本実施形態の油圧制御装置の連通制御部１２０は、図５に示すように旋回パイロット圧に応じてアーム２流量制御弁指令圧を増加させ、図１２（ｂ）で示すようにアーム２流量制御弁２３の開口を遮断する。このことにより、第２油圧ポンプ２０ｂの吐出流量はほぼ分流することなく旋回油圧モータ１１へ供給される。

また、本実施形態の油圧制御装置の流量制御部１３０は、図８に示すようにアーム２流量制御弁指令圧に応じてアーム２スプール目標流量を減少させ、アーム１スプール目標流量を増加させる。この結果、時刻Ｔ２以前よりも第３油圧ポンプ２０ｃの吐出流量が（ｃ）で示すように増加するため、第２油圧ポンプ２０ｂの吐出流量を分流させることなく、アームダンプ速度の低下を（ｄ）で示すように軽減することができる。このとき、（ｅ）で示すように旋回油圧モータ１１の圧力が増加する。

なお、ここで、連動操作する２つの油圧アクチュエータ（アームシリンダ７と旋回油圧モータ１１）において、アームシリンダ７を第１の油圧アクチュエータとした場合、第１の油圧アクチュエータと第２の油圧アクチュエータとに異なるスプールを介して連通する油圧ポンプを他方の油圧ポンプと定義する。上述した動作においては、第２油圧ポンプ２０ｂが他方の油圧ポンプに該当する。

また、第１の油圧アクチュエータ（アームシリンダ７）に第１の油圧アクチュエータ用プライマリースプール（アーム用第１方向制御弁）１４ｃを介して連通する油圧ポンプを一方の油圧ポンプと定義する。上述した動作においては、第３油圧ポンプ２０ｃが一方の油圧ポンプに該当する。

また、一方の油圧ポンプ２０ｃに連通せずに他方の油圧ポンプ２０ｂのみに連通する油圧アクチュエータである旋回油圧モータ１１を第２の油圧アクチュエータと定義する。

つまり、連動操作する２つの油圧アクチュエータのうち、一方の油圧ポンプ２０ｃに第１の油圧アクチュエータ用プライマリースプール（アーム用第１方向制御弁）１４ｃを介して、他方の油圧ポンプ２０ｂに第１の油圧アクチュエータ用セカンダリースプール（アーム用第２方向制御弁）１４ｂを介して、それぞれ連通する油圧アクチュエータが第１の油圧アクチュエータとなる。

このように定義した場合、本実施の形態におけるコントローラのポンプ流量制御手段（流量制御部１３０）は、第１の油圧アクチュエータ（アームシリンダ７）と第２の油圧アクチュエータ（旋回油圧モータ１１）とが同時に作動している場合、第１の油圧アクチュエータ（アームシリンダ７）が作動して第２の油圧アクチュエータ（旋回油圧モータ１１）が作動していない場合よりも一方の油圧ポンプ（第３油圧ポンプ２０ｃ）の吐出流量を増加させる制御を行うことを特徴とする。

次に、アームクラウド、バケットクラウドの複合動作中にブーム上げを行った場合の動作を図１３を用いて説明する。
図１３において、横軸は時間を示していて、縦軸は、（ａ）パイロット圧力、（ｂ）開口面積、（ｃ）油圧ポンプの吐出流量、（ｄ）アクチュエータ速度、（ｅ）アクチュエータ圧力をそれぞれ示している。また、（ａ）における実線はアームクラウドパイロット圧力とバケットダンプパイロット圧力の特性を示し、破線はブーム上げパイロット圧力の特性を示している。（ｂ）における実線はアーム１流量制御弁の開口面積の特性を示し、（ｃ）における実線は第２油圧ポンプ２０ｂの吐出流量の特性を示し、破線は第３油圧ポンプ２０ｃの吐出流量の特性を示している。なお、説明の簡略化のため第１油圧ポンプ２０ａの吐出流量の特性は省略している。（ｄ）における実線はアームシリンダ７のアクチュエータ速度の特性を示し、破線はブームシリンダ６のアクチュエータ速度の特性を示している。（ｅ）における実線はアームシリンダ７のボトム側油室の圧力の特性を示し、破線はブームシリンダ６のボトム側油室の圧力の特性を示している。また、時刻Ｔ１は、アームクラウドとバケットクラウドの複合動作を開始した時刻を、時刻Ｔ２は、ブーム上げ動作を開始した時刻をそれぞれ示している。

まず、時刻Ｔ１からアームクラウドとバケットクラウドの複合動作を開始すると、（ａ）に示すようにアームクラウドパイロット圧力とバケットクラウドパイロット圧力とが立ちあがる。そして、第１油圧ポンプ２０ａとバケットシリンダ８のボトム側油室が連通し、第３油圧ポンプ２０ｃと第２油圧ポンプ２０ｂとが、アームシリンダ７のボトム側油室と連通し、（ｃ）で示すようにアームクラウドパイロット圧力とバケットクラウドパイロット圧力に応じて第２油圧ポンプ２０ｂと第３油圧ポンプ２０ｃの吐出流量が増加してアーム４とバケット５が動作する。このことにより、（ｄ）で示すアームシリンダ７のアクチュエータ速度が増加すると共に、（ｅ）で示すようにアームシリンダ７のボトム側油室の圧力が増加する。

次に、時刻Ｔ２からブーム上げ動作を開始すると、（ａ）に示すようにブーム上げパイロット圧力が立ち上がる。そして、第１油圧ポンプ２０ａと第３油圧ポンプ２０ｃとが、ブームシリンダ６のボトム側油室と連通する。バケットシリンダ８のボトム側油室の圧力が低い場合、第１油圧ポンプ２０ａの吐出流量はほぼ分流することなくバケットシリンダ８へ供給される。

このとき、本実施形態の油圧制御装置の連通制御部１２０は、図５に示すようにブーム上げパイロット圧に応じてアーム１流量制御弁指令圧を増加させ、図１３（ｂ）で示すようにアーム１流量制御弁２２の開口を遮断する。このことにより、第３油圧ポンプ２０ｃの吐出流量はほぼ分流することなくブームシリンダ６へ供給される。

また、本実施形態の油圧制御装置の流量制御部１３０は、図８に示すようにアーム１流量制御弁指令圧に応じてアーム２スプール目標流量を増加させ、アーム１スプール目標流量を減少させる。この結果、時刻Ｔ２以前よりも第２油圧ポンプ２０ｂの吐出流量が（ｃ）で示すように増加するため、各油圧ポンプの吐出流量を分流させることなく、アームクラウド速度の低下を（ｄ）で示すように軽減することができる。このとき、（ｅ）で示すようにブームシリンダ６のボトム側油室の圧力が増加する。

なお、ここで、連動操作する２つの油圧アクチュエータ（アームシリンダ７とブームシリンダ６）において、アームシリンダ７を第１の油圧アクチュエータとした場合、第１の油圧アクチュエータと第２の油圧アクチュエータとに異なるスプールを介して連通する油圧ポンプを他方の油圧ポンプと定義する。上述した動作においては、第３油圧ポンプ２０ｃが他方の油圧ポンプに該当する。

また、第１の油圧アクチュエータ（アームシリンダ７）に第１の油圧アクチュエータ用プライマリースプール（アーム用第２方向制御弁）１４ｂを介して連通する油圧ポンプを一方の油圧ポンプと定義する。上述した動作においては、第２油圧ポンプ２０ｂが一方の油圧ポンプに該当する。

また、一方の油圧ポンプ２０ｂに連通せずに他方の油圧ポンプ２０ｃのみに連通する油圧アクチュエータであるブームシリンダ６を第２の油圧アクチュエータと定義する。

つまり、連動操作する２つの油圧アクチュエータのうち、一方の油圧ポンプ２０ｂに第１の油圧アクチュエータ用プライマリースプール（アーム用第２方向制御弁）１４ｂを介して、他方の油圧ポンプ２０ｃに第１の油圧アクチュエータ用セカンダリースプール（アーム用第１方向制御弁）１４ｃを介して、それぞれ連通する油圧アクチュエータが第１の油圧アクチュエータとなる。

このように定義した場合、本実施の形態におけるコントローラのポンプ流量制御手段（流量制御部１３０）は、第１の油圧アクチュエータ（アームシリンダ７）と第２の油圧アクチュエータ（ブームシリンダ）とが同時に作動している場合、第１の油圧アクチュエータ（アームシリンダ７）が作動して第２の油圧アクチュエータ（ブームシリンダ６）が作動していない場合よりも一方の油圧ポンプ（第２油圧ポンプ２０ｂ）の吐出流量を増加させる制御を行うことを特徴とする。

上述した本発明の作業機械の油圧制御装置の一実施の形態によれば、第１の油圧アクチュエータと、前記第１の油圧アクチュエータへ第１の油圧アクチュエータ用プライマリスプールを介して作動流体を供給可能な一方の油圧ポンプと、第２の油圧アクチュエータと、前記第２の油圧アクチュエータへ第２の油圧アクチュエータ用プライマリスプールを介して作動流体を供給可能な他方の油圧ポンプと、前記第１の油圧アクチュエータと前記他方の油圧ポンプを連通可能な第１の油圧アクチュエータ用セカンダリスプールとを備える作業機械の油圧制御装置において、第１の油圧アクチュエータと第２の油圧アクチュエータとが同時に作動している場合、第１の油圧アクチュエータが作動して第２の油圧アクチュエータが作動していない場合よりも一方の油圧ポンプの吐出流量を増加させるため、第２の油圧アクチュエータの作動による第１の油圧アクチュエータの速度低下を軽減することができる。また、このとき、第１の油圧アクチュエータと第２の油圧ポンプとの連通開口を遮断するため、第２の油圧ポンプの吐出流量の分流量を小さくし、分流損失を低減することができる。

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。

１ 下部走行体
２ 上部旋回体
２Ａ エンジン
３ ブーム
４ アーム
５ バケット
６ ブームシリンダ
７ アームシリンダ
８ バケットシリンダ
９ 操作レバー（操作装置）
１０ コントロールバルブ
１１ 旋回油圧モータ
１３ａ ブーム用第１方向制御弁（スプール）
１３ｃ ブーム用第２方向制御弁（スプール）
１４ｂ アーム用第２方向制御弁（スプール）
１４ｃ アーム用第１方向制御弁（スプール）
１５ａ バケット用方向制御弁（スプール）
１６ｂ 旋回用方向制御弁（スプール）
２０ 油圧ポンプ装置
２０ａ 第１油圧ポンプ
２０ｂ 第２油圧ポンプ
２０ｃ 第３油圧ポンプ
２０ｄ 第１油圧ポンプ用レギュレータ
２０ｅ 第２油圧ポンプ用レギュレータ
２０ｆ 第３油圧ポンプ用レギュレータ
２１ａ 第１ポンプライン
２１ｂ 第２ポンプライン
２１ｃ 第３ポンプライン
２２ アーム１流量制御弁
２３ アーム２流量制御弁
１００ コントローラ
１０１〜１０８ パイロット圧力センサ（動作指示検出手段）
１１０ 目標動作演算部
１２０ 連通制御部（連通制御手段）
１３０ 流量制御部（ポンプ流量制御手段）

Claims (4)

1. 第１の油圧アクチュエータと、前記第１の油圧アクチュエータへ第１の油圧アクチュエータ用プライマリスプールを介して作動流体を供給可能な一方の油圧ポンプと、
   第２の油圧アクチュエータと、前記第２の油圧アクチュエータへ第２の油圧アクチュエータ用プライマリスプールを介して作動流体を供給可能な他方の油圧ポンプと、
   前記第１の油圧アクチュエータと前記他方の油圧ポンプを連通可能な第１の油圧アクチュエータ用セカンダリスプールとを備える作業機械の油圧制御装置であって、
   前記第１の油圧アクチュエータおよび前記第２の油圧アクチュエータの動作指示が出ていることを検出する動作指示検出手段と、前記動作指示検出手段で検出した前記第１の油圧アクチュエータおよび前記第２の油圧アクチュエータの動作指示量に応じて、前記一方の油圧ポンプの吐出流量と前記他方の油圧ポンプの吐出流量とをそれぞれ個別に調節可能なポンプ流量制御手段を更に備え、
   前記ポンプ流量制御手段は、前記第１の油圧アクチュエータと前記第２の油圧アクチュエータとが同時に作動している場合、前記第１の油圧アクチュエータが作動して前記第２の油圧アクチュエータが作動していない場合よりも前記一方の油圧ポンプの吐出流量を増加させる
   ことを特徴とする作業機械の油圧制御装置。
2. 請求項１に記載の作業機械の油圧制御装置において、
   前記第１の油圧アクチュエータと前記他方の油圧ポンプとの連通開口を調節可能な連通制御手段を更に備え、
   前記連通制御手段は、前記第１の油圧アクチュエータと前記第２の油圧アクチュエータとが同時に作動している場合、前記連通開口を遮断する
   ことを特徴とする作業機械の油圧制御装置。
3. 請求項１又は２に記載の作業機械の油圧制御装置において、
   前記第１の油圧アクチュエータはブームシリンダであって、前記第２の油圧アクチュエータはアームシリンダまたはバケットシリンダである
   ことを特徴とする作業機械の油圧制御装置。
4. 請求項２に記載の作業機械の油圧制御装置において、
   前記第１の油圧アクチュエータはアームシリンダであって、前記第２の油圧アクチュエータは旋回油圧モータまたはブームシリンダである
   ことを特徴とする作業機械の油圧制御装置。

Images