JP2016156393A - 建設機械の油圧駆動システム - Google Patents

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哲弘 近藤
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英泰 村岡
藤本　浩明
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Abstract

【課題】簡単な構成で旋回単独操作またはこれに準じた操作が行われたことを検出でき、それが検出されたときに旋回開始時におけるリリーフ量を低減させることができる建設機械の油圧駆動システムを提供する。【解決手段】建設機械の油圧駆動システムは、第１ポンプ１５から延びる第１循環ライン２１上に配置された旋回制御弁４１と、第２ポンプ１７から延びる第２循環ライン３１上に配置されたブーム制御弁５１と、第１および第２ポンプの傾転角を変更する第１および第２レギュレータ１６，１８と、第１および第２レギュレータへ二次圧を出力する１つまたは複数の電磁比例弁６１，６２を制御する制御装置８と、を備え、制御装置は、旋回操作中であって、第１ポンプの吐出圧が第１設定値よりも大きく、かつ、第２ポンプの吐出圧が第２設定値よりも小さいときに、第１および第２ポンプの吐出流量を制限する第１および第２馬力制御線を低下させる。【選択図】図１

Description

本発明は、建設機械の油圧駆動システムに関する。
油圧ショベルや油圧クレーンのような建設機械では、油圧駆動システムによって各種の動作が実行される。例えば、特許文献１には、第１ポンプおよび第２ポンプから複数の制御弁を介して複数のアクチュエータに作動油を供給するように構成された油圧ショベルの油圧駆動システムが開示されている。
具体的に、特許文献１に開示された油圧駆動システムでは、第１ポンプからタンクまで延びる第１循環ライン上に、ブーム制御弁を含む複数の制御弁が配置され、第２ポンプからタンクまで延びる第２循環ライン上に、旋回制御弁を含む複数の制御弁が配置されている。第１ポンプおよび第２ポンプは可変容量型のポンプであり、第１ポンプの傾転角は第１レギュレータにより変更され、第２ポンプの傾転角は第２レギュレータにより変更される。
第１レギュレータおよび第２レギュレータのそれぞれは、ポジティブ傾転制御用の第１サーボ弁と、全馬力制御用の第２サーボ弁を含む。第１サーボ弁は、第１電磁比例弁から出力される二次圧に応じて作動し、第２サーボ弁は、第１ポンプの吐出圧、第２ポンプの吐出圧および第２電磁比例弁から出力される二次圧に応じて作動する。
また、特許文献２には、旋回開始時におけるリリーフ量を低減させるように構成された建設機械の油圧駆動システムが開示されている。具体的に、この油圧駆動システムでは、単一の可変容量型のポンプからタンクまで延びる循環ライン上に、走行制御弁、旋回制御弁、アーム制御弁、ブーム制御弁およびバケット制御弁が配置されている。また、循環ラインには、ポンプの吐出圧を計測する圧力計が設けられている。ポンプの傾転角は、レギュレータにより変更され、このレギュレータには、高圧選択弁が接続されている。高圧選択弁は、循環ラインに設けられた絞りの上流側の圧力であるネガティブコントロール圧と、電磁比例弁からの二次圧の高い方の圧力をレギュレータへ導く。電磁比例弁は、制御装置により制御される。制御装置は、旋回操作が行われたときであってポンプの吐出圧の変化量が急激に増加したときに所定の時間だけ指令電流を電磁比例弁へ送給し、これにより電磁比例弁から高い二次圧が出力され、ポンプの吐出流量が一時的に抑制される。その結果、旋回モータの起動時におけるリリーフ量が低減する。
特開平１１−１０１１８３号公報 特開２００８−３９０６３号公報
特許文献２に開示された油圧駆動システムでは、旋回操作が行われたときには、常にポンプの吐出流量を抑制する制御が行われる。この技術を、特許文献１に開示された油圧駆動システムに適用するには、旋回操作が行われたときには常に、第１ポンプおよび第２ポンプの吐出流量が抑制されるように第１レギュレータおよび第２レギュレータへ二次圧を出力する電磁比例弁を制御すればよい。しかしながら、このような構成では、例えば旋回とブーム上げの同時操作が行われたときなどのブーム側の第２ポンプでは吐出流量を抑制したくないときにも吐出流量が抑制されてしまう。
そこで、本発明は、第１ポンプおよび第２ポンプを用いた構成において、簡単な構成で旋回単独操作またはこれに準じた操作が行われたことを検出でき、それが検出されたときに旋回開始時におけるリリーフ量を低減させることができる建設機械の油圧駆動システムを提供することを目的とする。
前記課題を解決するために、本発明の建設機械の油圧駆動システムは、可変容量型の第１ポンプと、前記第１ポンプからタンクまで延びる第１循環ライン上に配置された、旋回モータに対する作動油の供給および排出を制御する旋回制御弁と、可変容量型の第２ポンプと、前記第２ポンプからタンクまで延びる第２循環ライン上に配置された、ブームシリンダに対する作動油の供給および排出を制御するブーム制御弁と、前記第１ポンプの傾転角を変更する第１レギュレータと、前記第２ポンプの傾転角を変更する第２レギュレータと、前記第１レギュレータおよび前記第２レギュレータへ二次圧を出力する１つまたは複数の電磁比例弁と、前記第１ポンプの吐出圧を計測する第１ポンプ圧力計と、前記第２ポンプの吐出圧を計測する第２ポンプ圧力計と、前記１つまたは複数の電磁比例弁を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、旋回操作中であって、前記第１ポンプ圧力計で計測される前記第１ポンプの吐出圧が第１設定値よりも大きく、かつ、前記第２ポンプ圧力計で計測される前記第２ポンプの吐出圧が第２設定値よりも小さいときに、前記第１ポンプの吐出流量を制限する第１馬力制御線および前記第２ポンプの吐出流量を制限する第２馬力制御線が低下するように、前記１つまたは複数の電磁比例弁へ指令電流を送給する、ことを特徴とする。
上記の構成によれば、第１ポンプ圧力計および第２ポンプ圧力計を用いた簡単な構成で、旋回単独操作またはこれに準じた操作が行われたことを検出できる（「これに準じた操作」については、後述の「発明を実施するための形態」の欄を参照）。そして、旋回単独操作またはこれに準じた操作が行われたことが検出されたときには、第１馬力制御線が低下するので、旋回開始時におけるリリーフ量を低減させることができる。さらに、旋回単独操作またはこれに準じた操作が行われたことが検出されたときには、第２馬力制御線も低下するので、場合によっては第２ポンプの駆動に要するエネルギーを節約することができる。
前記第１レギュレータおよび前記第２レギュレータのそれぞれは、前記電磁比例弁から出力される二次圧を受けるマルチ制御ピストンを含み、前記制御装置には、前記第１馬力制御線として、第１主馬力制御線と、前記第１主馬力制御線よりも馬力の低い第１副馬力制御線が格納されているとともに、前記第２馬力制御線として、第２主馬力制御線と、前記第２主馬力制御線よりも馬力の低い第２副馬力制御線が格納されており、前記制御装置は、旋回操作中であって、前記第１ポンプの吐出圧が第１設定値よりも大きく、かつ、前記第２ポンプの吐出圧が第２設定値よりも小さいときに、前記第１副馬力制御線および前記第２副馬力制御線に基づいて決定される指令電流を前記１つまたは複数の電磁比例弁へ送給してもよい。この構成によれば、第１ポンプの吐出流量および第２ポンプの吐出流量を電気ポジティブコントロール方式で制御する場合に、上記の効果を得ることができる。
前記第１レギュレータは、前記第１循環ラインに設けられた絞りの上流側の圧力である第１ネガティブコントロール圧を受ける流量制御ピストンと、前記第１ポンプの吐出圧および前記電磁比例弁から出力される二次圧を受ける、前記第１馬力制御線を決定する馬力制御ピストンと、を含み、前記第２レギュレータは、前記第２循環ラインに設けられた絞りの上流側の圧力である第２ネガティブコントロール圧を受ける流量制御ピストンと、前記第２ポンプの吐出圧および前記電磁比例弁から出力される二次圧を受ける、前記第２馬力制御線を決定する馬力制御ピストンと、を含み、前記制御装置は、旋回操作中であって、前記第１ポンプの吐出圧が第１設定値よりも大きく、かつ、前記第２ポンプの吐出圧が第２設定値よりも小さいときに、前記１つまたは複数の電磁比例弁から出力される二次圧が上昇するように前記電磁比例弁へ指令電流を送給してもよい。この構成によれば、第１ポンプの吐出流量および第２ポンプの吐出流量を油圧ネガティブコントロール方式で制御する場合に、上記の効果を得ることができる。
例えば、上記の油圧駆動システムは、旋回操作弁から前記旋回制御弁へ出力される旋回パイロット圧を計測する旋回圧力計をさらに備え、前記制御装置は、前記旋回圧力計で計測される旋回パイロット圧が閾値よりも大きいときに旋回操作中であると判定してもよい。
本発明によれば、第１ポンプおよび第２ポンプを用いた構成において、簡単な構成で旋回単独操作またはこれに準じた操作が行われたことを検出でき、それが検出されたときに旋回開始時におけるリリーフ量を低減させることができる。
本発明の第１実施形態に係る油圧駆動システムの概略構成図である。 建設機械の一例である油圧ショベルの側面図である。 第１実施形態で用いられる第１レギュレータおよび第２レギュレータの概略構成図である。 第１実施形態で制御装置が行う制御のフローチャートである。 （ａ）および（ｂ）は、それぞれ第１実施形態における第１ポンプの吐出流量を制限する第１馬力制御線および第２ポンプの吐出流量を制限する第２馬力制御線を示すグラフである。 本発明の第２実施形態に係る油圧駆動システムの概略構成図である。 本発明の第３実施形態に係る油圧駆動システムの概略構成図である。 （ａ）および（ｂ）は、それぞれ第３実施形態における第１ポンプの吐出流量を制限する第１馬力制御線および第２ポンプの吐出流量を制限する第２馬力制御線を示すグラフである。 本発明の第４実施形態に係る油圧駆動システムの概略構成図である。 第４実施形態で用いられる第１レギュレータおよび第２レギュレータの概略構成図である。 第４実施形態で制御装置が行う制御のフローチャートである。 （ａ）および（ｂ）は、それぞれ第４実施形態における第１ポンプの吐出流量を制限する第１馬力制御線および第２ポンプの吐出流量を制限する第２馬力制御線を示すグラフである。
（第１実施形態）
図１に、本発明の第１実施形態に係る建設機械の油圧駆動システム１Ａを示し、図２に、その油圧駆動システム１Ａが搭載された建設機械１０を示す。図２に示す建設機械１０は油圧ショベルであるが、本発明は、油圧クレーンなどの他の建設機械にも適用可能である。
油圧駆動システム１Ａは、油圧アクチュエータとして、図２に示すブームシリンダ１１、アームシリンダ１２およびバケットシリンダ１３を含むとともに、図１に示す旋回モータ１４および図示しない左右一対の走行モータを含む。また、油圧駆動システム１Ａは、それらのアクチュエータへ作動油を供給する第１ポンプ１５および第２ポンプ１７と、第１ポンプ１５および第２ポンプ１７を駆動する図略のエンジンを含む。なお、図１では、図面の簡略化のために、ブームシリンダ１１および旋回モータ１４以外のアクチュエータを省略している。
本実施形態では、建設機械１０が自走式の油圧ショベルであるが、建設機械１０が船舶に搭載される油圧ショベルである場合には、運転室を含む旋回体が船体に旋回可能に支持される。
第１ポンプ１５からは、第１循環ライン２１がタンクまで延びている。第１循環ライン２１上には、旋回制御弁４１を含む複数の制御弁（旋回制御弁４１以外は図示せず）が配置されている。旋回制御弁４１以外の制御弁は、例えば、アーム制御弁、走行左制御弁である。旋回制御弁４１は、旋回モータ１４に対する作動油の供給および排出を制御し、その他の制御弁も個々のアクチュエータに対する作動油の供給および排出を制御する。第１循環ライン２１からはパラレルライン２４が分岐しており、このパラレルライン２４を通じて第１循環ライン２１上の全ての制御弁へ第１ポンプ１５から吐出される作動油が導かれる。
同様に、第２ポンプ１７からは、第２循環ライン３１がタンクまで延びている。第２循環ライン３１上には、ブーム制御弁５１を含む複数の制御弁（ブーム制御弁５１以外は図示せず）が配置されている。ブーム制御弁５１以外の制御弁は、例えば、バケット制御弁、走行右制御弁である。ブーム制御弁５１は、ブームシリンダ１１に対する作動油の供給および排出を制御し、その他の制御弁も個々のアクチュエータに対する作動油の供給および排出を制御する。第２循環ライン３１からはパラレルライン３４が分岐しており、このパラレルライン３４を通じて第２循環ライン３１上の全ての制御弁へ第２ポンプ１７から吐出される作動油が導かれる。
旋回制御弁４１は、左旋回供給ライン４ａおよび右旋回供給ライン４ｂにより旋回モータ１４と接続されている。左旋回供給ライン４ａおよび右旋回供給ライン４ｂには、逃し路（図示せず）が接続されており、これらの逃し路にはリリーフ弁（図示せず）が設けられる。また、旋回制御弁４１には、タンクライン２５が接続されている。旋回制御弁４１は、一対のパイロットポートを有しており、これらのパイロットポートは、左旋回パイロットライン４３および右旋回パイロットライン４４により旋回操作弁４２と接続されている。旋回操作弁４２は、操作レバーを有し、操作レバーの傾倒角（操作量）に応じた大きさの旋回パイロット圧（左旋回パイロット圧または右旋回パイロット圧）を旋回制御弁４１へ出力する。
ブーム制御弁５１は、ブーム上げ供給ライン５ａおよびブーム下げ供給ライン５ｂによりブームシリンダ１１と接続されている。また、ブーム制御弁５１には、タンクライン３５が接続されている。ブーム制御弁５１は、一対のパイロットポートを有しており、これらのパイロットポートは、ブーム上げパイロットライン５３およびブーム下げパイロットライン５４によりブーム操作弁５２と接続されている。ブーム操作弁５２は、操作レバーを有し、操作レバーの傾倒角（操作量）に応じた大きさのブームパイロット圧（ブーム上げパイロット圧またはブーム下げパイロット圧）をブーム制御弁５１へ出力する。
第１ポンプ１５および第２ポンプ１７のそれぞれは、傾転角が変更可能な可変容量型のポンプ（斜板ポンプまたは斜軸ポンプ）である。第１ポンプ１５の傾転角は、第１レギュレータ１６により変更され、第２ポンプ１７の傾転角は、第２レギュレータ１８により変更される。本実施形態では、第１ポンプ１５および第２ポンプ１７の吐出流量が油圧ネガティブコントロール方式で制御される。
具体的に、第１循環ライン２１には、全ての制御弁の下流側に絞り２２が設けられている。また、第１循環ライン２１には、絞り２２をバイパスするバイパスラインが接続されており、このバイパスライン上にリリーフ弁２３が配置されている。同様に、第２循環ライン３１には、全ての制御弁の下流側に絞り３２が設けられている。また、第２循環ライン３１には、絞り３２をバイパスするバイパスラインが接続されており、このバイパスライン上にリリーフ弁３３が配置されている。
上述した第１レギュレータ１６には、第１流量制御ライン２７を通じて、第１循環ライン２１における絞り２２の上流側の圧力である第１ネガティブコントロール圧が導かれる。また、第１レギュレータ１６には、第１馬力制御ライン２６を通じて、第１ポンプ１５の吐出圧が導かれる。本実施形態では、クロスセンシングが採用されておらず、第１レギュレータ１６に第２ポンプ１７の吐出圧は導かれない。さらに、第１レギュレータ１６へは、第１パワーシフトライン７１を通じて、第１電磁比例弁６１から二次圧が第１パワーシフト圧Ｐf1として出力される。
同様に、第２レギュレータ１８には、第２流量制御ライン３７を通じて、第２循環ライン３１における絞り３２の上流側の圧力である第２ネガティブコントロール圧が導かれる。また、第２レギュレータ１８には、第２馬力制御ライン３６を通じて、第２ポンプ１７の吐出圧が導かれる。本実施形態では、クロスセンシングが採用されておらず、第２レギュレータ１８に第１ポンプ１５の吐出圧は導かれない。さらに、第２レギュレータ１８へは、第２パワーシフトライン７２を通じて、第２電磁比例弁６２から二次圧が第２パワーシフト圧Ｐf2として出力される。
第１レギュレータ１６は、流量制御として、第１ネガティブコントロール圧が高ければ第１ポンプ１５の傾転角を小さくし、第１ネガティブコントロール圧が低ければ第１ポンプ１５の傾転角を大きくする。また、第１レギュレータ１６は、馬力制御として、第１ポンプ１５の吐出圧および第１パワーシフト圧Ｐf1が高ければ第１ポンプ１５の傾転角を小さくし、第１ポンプ１５の吐出圧および第１パワーシフト圧Ｐf1が低ければ第１ポンプ１５の傾転角を大きくする。第１ポンプ１５の傾転角が小さくなると、第１ポンプ１５の吐出流量が減少し、第１ポンプ１５の傾転角が大きくなると、第１ポンプ１５の吐出流量が増加する。
同様に、第２レギュレータ１８は、流量制御として、第２ネガティブコントロール圧が高ければ第２ポンプ１７の傾転角を小さくし、第２ネガティブコントロール圧が低ければ第２ポンプ１７の傾転角を大きくする。また、第２レギュレータ１８は、馬力制御として、第２ポンプ１７の吐出圧および第２パワーシフト圧Ｐf2が高ければ第２ポンプ１７の傾転角を小さくし、第２ポンプ１７の吐出圧および第２パワーシフト圧Ｐf2が低ければ第２ポンプ１７の傾転角を大きくする。第２ポンプ１７の傾転角が小さくなると、第２ポンプ１７の吐出流量が減少し、第２ポンプ１７の傾転角が大きくなると、第２ポンプ１７の吐出流量が増加する。
第１レギュレータ１６および第２レギュレータ１８は、図３に示す互いに同様の構成を有している。このため、以下では第１レギュレータ１６の構成を代表して説明する。
第１レギュレータ１６は、第１ポンプ１５の傾転角を調整するサーボシリンダ９２と、サーボシリンダ９２を操作する切換弁９４を含む。例えば、第１ポンプ１５が斜板ポンプである場合、サーボシリンダ９２は第１ポンプ１５の斜板９１と連結される。サーボシリンダ９２の小径側には第１ポンプ１５の吐出圧が作用し、サーボシリンダ９２の大径側には切換弁９４から出力される制御圧が作用する。切換弁９４は、レバー９３によりサーボシリンダ９２と連結されたスリーブ９６と、スリーブ９６に収容されたスプール９５を有し、サーボシリンダ９２の両側から作用する力（圧力×サーボシリンダ受圧面積）が釣り合うように、スプール９５に対するスリーブ９６の相対位置が調整される。
切換弁９４のスプール９５は、流量制御ピストン９７および馬力制御ピストン９８により駆動される。流量制御ピストン９７は、第１ネガティブコントロール圧を受け、第１ネガティブコントロール圧が上昇したときにスプール９５を流量減少方向（第１ポンプ１５の吐出流量が減少する方向）に移動させ、第１ネガティブコントロール圧が低下したときにスプール９５を流量増加方向（第１ポンプ１５の吐出流量が増加する方向）に移動させる。馬力制御ピストン９８は、第１ポンプ１５の吐出圧および第１パワーシフト圧Ｐf1を受け、第１ポンプ１５の吐出圧および第１パワーシフト圧Ｐf1が上昇したときにスプール９５を流量低減方向に移動させ、第１ポンプ１５の吐出圧および第１パワーシフト圧Ｐf1が低下したときにスプール９５を流量増加方向に移動させる。なお、流量制御ピストン９７および馬力制御ピストン９８は、そのうちの第１ポンプ１５の吐出流量を制限する方（低減させる方）が優先して機能するように構成される。
図１に戻って、上述した第１電磁比例弁６１および第２電磁比例弁６２は、一次圧ライン６３により補助ポンプ１９と接続されている。補助ポンプ１９は、第１および第２ポンプ１５，１７を駆動する図略のエンジンにより駆動される。第１電磁比例弁６１および第２電磁比例弁６２は、制御装置８により制御される。すなわち、制御装置８は、第１電磁比例弁６１および第２電磁比例弁６２へ指令電流を送給する。
第１レギュレータ１６の馬力制御ピストン９８は、図５（ａ）に示すような、第１ポンプ１５の吐出圧に応じて第１ポンプ１５の吐出流量を制限する第１馬力制御線を決定する。上述したように、馬力制御ピストン９８は、第１電磁比例弁６１から出力される第１パワーシフト圧Ｐf1を受けるため、第１パワーシフト圧Ｐf1が大きくなれば第１馬力制御線が低下し、第１パワーシフト圧Ｐf1が小さくなれば第１馬力制御線が上昇する。このため、通常時は、第１馬力制御線の上昇が可能となるように、第１パワーシフト圧Ｐf1がある程度高い基準圧Ｐf0に設定される。なお、第１馬力制御線の上昇が必要ない場合には、基準圧Ｐf0はゼロであってもよい。
同様に、第２レギュレータ１８の馬力制御ピストンは、図５（ｂ）に示すような、第２ポンプ１７の吐出圧に応じて第２ポンプ１７の吐出流量を制限する第２馬力制御線を決定する。上述したように、馬力制御ピストン９８は、第２電磁比例弁６２から出力される第２パワーシフト圧Ｐf2を受けるため、第２パワーシフト圧Ｐf2が大きくなれば第２馬力制御線が低下し、第２パワーシフト圧Ｐf2が小さくなれば第２馬力制御線が上昇する。このため、通常時は、第２馬力制御線の上昇が可能となるように、第２パワーシフト圧Ｐf2がある程度高い基準圧Ｐf0に設定される。第２馬力制御線の基準圧Ｐf0は、第１馬力制御線の基準圧Ｐf0と同じであってもよいし、異なっていてもよい。なお、第２馬力制御線の上昇が必要ない場合には、基準圧Ｐf0はゼロであってもよい。
本実施形態では、第１電磁比例弁６１および第２電磁比例弁６２のそれぞれは、指令電流とパワーシフト圧（第１パワーシフト圧Ｐf1または第２パワーシフト圧Ｐf2）が正の相関を示す正比例型である。ただし、第１電磁比例弁６１および第２電磁比例弁６２のそれぞれは、指令電流とパワーシフト圧が負の相関を示す逆比例型であってもよい。
第１電磁比例弁６１および第２電磁比例弁６２に指令電流を送給する制御装置８は、旋回圧力計８１、第１ポンプ圧力計８２および第２ポンプ圧力計８３と接続されている。旋回圧力計８１は、旋回操作弁４２から出力される旋回パイロット圧（左旋回パイロット圧または右旋回パイロット圧）を計測する。本実施形態では、旋回圧力計８１が、左旋回パイロットライン４３および右旋回パイロットライン４４のうちでパイロット圧が高い方のパイロット圧を選択的に計測できるように構成されている。ただし、旋回圧力計８１は、左旋回パイロットライン４３および右旋回パイロットライン４４のそれぞれに設けられていてもよい。
第１ポンプ圧力計８２は、第１循環ライン２１に設けられており、第１ポンプ１５の吐出圧を計測する。第２ポンプ圧力計８３は、第２循環ライン３１に設けられており、第２ポンプ１７の吐出圧を計測する。
制御装置８は、旋回操作中であって、第１ポンプ１５の吐出圧が第１設定値αよりも大きく、かつ、第２ポンプ１７の吐出圧が第２設定値βよりも小さいときに、第１ポンプ１５の吐出流量を制限する第１馬力制御線および第２ポンプ１７の吐出流量を制限する第２馬力制御線を低下させる。具体的に、制御装置８は、図４に示すフローチャートに従った制御を行う。
まず、制御装置８は、旋回圧力計８１で計測される旋回パイロット圧Ｐswを閾値γと比較する（ステップＳ１）。閾値γは、例えば０．１〜０．６ＭＰａである。旋回パイロット圧Ｐswが閾値γ以下のときは（ステップＳ１でＮＯ）、制御装置８は旋回操作中でないと判定し、ステップＳ５に進む。ステップＳ５では、制御装置８は、第１パワーシフト圧Ｐf1が基準圧Ｐf0となる指令電流を第１電磁比例弁６１へ送給するとともに、第２パワーシフト圧Ｐf2が基準圧Ｐf0となる指令電流を第２電磁比例弁６２へ送給する。これにより、図５（ａ）中に破線で示すように第１馬力制御線が高く設定されるとともに、図５（ｂ）中に破線で示すように第２馬力制御線が高く設定される。
一方、旋回パイロット圧Ｐswが閾値γよりも大きいときは（ステップＳ１でＹＥＳ）、制御装置８は旋回操作中であると判定し、ステップＳ２に進む。ステップＳ２では、制御装置８は、第１ポンプ圧力計８２で計測される第１ポンプ１５の吐出圧Ｐ１を第１設定値αと比較する。第１設定値αは、第１循環ライン２１上の制御弁のうちで旋回制御弁４１以外が操作されていないか否かを把握するための指標である。旋回制御弁４１のみが操作されているときは、第１循環ライン２１の吐出圧が、上述したリリーフ弁のリリーフ圧まで上昇するからである。例えば、第１設定値αは１０〜２５ＭＰａである。
第１ポンプ１５の吐出圧Ｐ１が第１設定値α以下のときは（ステップＳ２でＮＯ）、第１ポンプ１５から吐出された作動油が旋回モータ１４以外のアクチュエータにも供給されるため、制御装置８は旋回モータ１４のリリーフ量の低減を回避するためにステップＳ５に進む。逆に、第１ポンプ１５の吐出圧Ｐ１が第１設定値αよりも大きいときは（ステップＳ２でＹＥＳ）、制御装置８は旋回モータ１４のリリーフ量の低減を実行するためにステップＳ３に進む。
ステップＳ３では、制御装置８は、第２ポンプ圧力計８３で計測される第２ポンプ１７の吐出圧Ｐ２を第２設定値βと比較する。第２設定値βは、第２ポンプ１７にかかる負荷が小さいか否かを判定するための指標である。すなわち、第１ポンプ１５の吐出圧Ｐ１が第１設定値αよりも大きく、第２ポンプ１７の吐出圧Ｐ２が小さい場合には、旋回単独操作かこれに準じた操作が行われたと判定できる。例えば、第２設定値βは８〜２７ＭＰａである。
第２循環ライン３１上の制御弁には、バケットシリンダ１３に対する作動油の供給および排出を制御するバケット制御弁（図示せず）も含まれる。第２ポンプ１７にかかる負荷が小さい場合とは、第２循環ライン３１上の全ての制御弁が作動しないときか、ブーム下げ操作時か、バケット操作時である。
第２ポンプ１７の吐出圧Ｐ２が第２設定値β以上のときは（ステップＳ３でＮＯ）、制御装置８は旋回モータ１４のリリーフ量の低減を回避するためにステップＳ５に進む。逆に、第２ポンプ１７の吐出圧Ｐ２が第２設定値βよりも小さいときは（ステップＳ３でＹＥＳ）、旋回モータ１４のリリーフ量の低減を実行するためにステップＳ４に進む。
ステップＳ４では、制御装置８は、第１パワーシフト圧Ｐf1が基準圧Ｐf0よりも高い抑制圧ＰfLとなる指令電流を第１電磁比例弁６１へ送給するとともに、第２パワーシフト圧Ｐf2が基準圧Ｐf0よりも高い抑制圧ＰfLとなる指令電流を第２電磁比例弁６２へ送給する。具体的には、第１電磁比例弁６１および第２電磁比例弁６２へ送給している指令電流を上昇させる。これにより、第１電磁比例弁６１から出力される第１パワーシフト圧Ｐf1が上昇し、図５（ａ）中に実線で示すように第１馬力制御線が低下するとともに、第２電磁比例弁６２から出力される第２パワーシフト圧Ｐf2が上昇し、図５（ｂ）中に実線で示すように第２馬力制御線が低下する。なお、第２馬力制御線の抑制圧ＰfLは、第１馬力制御線の抑制圧ＰfLと同じであってもよいし、異なっていてもよい。
以上説明したように、本実施形態の油圧駆動システム１Ａでは、第１ポンプ圧力計８２および第２ポンプ圧力計８３を用いた簡単な構成で、旋回単独操作またはこれに準じた操作が行われたことを検出できる。そして、旋回単独操作またはこれに準じた操作が行われたことが検出されたときには、第１馬力制御線が低下するので、旋回開始時におけるリリーフ量を低減させることができる。さらに、旋回単独操作またはこれに準じた操作が行われたことが検出されたときには、第２馬力制御線も低下するので、旋回単独操作に準じた操作（例えば、旋回とブーム下げの同時操作、または旋回とバケットの同時操作）が行われたときの第２ポンプ１７の駆動に要するエネルギーを節約することができる。
また、既存の建設機械の油圧駆動システムに本実施形態の構成を適用するには、多くの場合、旋回圧力計８１を設けるだけでよく（多くの場合、第１ポンプ圧力計８２および第２ポンプ圧力計８３は標準装備品）、油圧回路自体は変更する必要がないので、既存の油圧駆動システムを簡単に改良することができる。
（第２実施形態）
次に、図６を参照して、本発明の第２実施形態に係る建設機械の油圧駆動システム１Ｂを説明する。なお、本実施形態ならびに後述する第３および第４実施形態において、第１実施形態と同一構成要素には同一符号を付し、重複した説明は省略する。
本実施形態では、第１レギュレータ１６および第２レギュレータ１８が、パワーシフトライン７３により、１つの電磁比例弁６４と接続されている。すなわち、電磁比例弁６４は、第１レギュレータ１６および第２レギュレータ１８へ二次圧をパワーシフト圧として出力する。電磁比例弁６４は、一次圧ライン６３により補助ポンプ１９と接続されている。
制御装置８は、電磁比例弁６４へ、第１実施形態と同様に指令電流を送給する。具体的に、制御装置８は、図４に示すステップＳ５では、電磁比例弁６４から第１レギュレータ１６および第２レギュレータ１８へ出力されるパワーシフト圧が基準圧Ｐf0となり、ステップＳ４ではパワーシフト圧が抑制圧ＰfLとなるように、電磁比例弁６４へ指令電流を送給する。これにより、ステップＳ３でＹＥＳとなったときに電磁比例弁６４から出力されるパワーシフト圧が上昇し、第１馬力制御線および第２馬力制御線が低下する。
本実施形態でも、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
（第３実施形態）
次に、図７ならびに図８（ａ）および（ｂ）を参照して、本発明の第３実施形態に係る建設機械の油圧駆動システム１Ｃを説明する。
本実施形態の油圧駆動システム１Ｃが第２実施形態の油圧駆動システム１Ｂと異なる点は、クロスセンシングが採用されている点だけである。具体的には、第２ポンプ１７の吐出圧がクロスセンシングライン２８を通じて第１レギュレータ１６へ導かれ、第１ポンプ１５の吐出圧がクロスセンシングライン３８を通じて第２レギュレータ１８へ導かれる。より詳しくは、第１レギュレータ１６の馬力制御ピストン９８（図３参照）が第２ポンプ１７の吐出圧を受け、第２レギュレータ１８の馬力制御ピストン９８（図３参照）が第１ポンプ１５の吐出圧を受ける。
このため、図８（ａ）および（ｂ）に示すように、第１ポンプ１５の吐出流量と第２ポンプ１７の吐出流量が常に等しくなる。この点以外は、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。ただし、第１実施形態および第２実施形態のようにクロスセンシングが採用されていなければ、第１ポンプ１５の吐出流量と第２ポンプ１７の吐出流量とを別々に制御することができる。
（第４実施形態）
次に、図９、図１０、図１１ならびに図１２（ａ）および（ｂ）を参照して、本発明の第４実施形態に係る建設機械の油圧駆動システム１Ｄを説明する。本実施形態では、第１ポンプ１５および第２ポンプ１７の吐出流量が電気ポジティブコントロール方式で制御される。
また、電気ポジティブコントロール方式であるために、ブーム上げパイロットライン５３およびブーム下げパイロットライン５４には、ブーム操作弁５２から出力されるブームパイロット圧を計測するブーム圧力計８４，８５がそれぞれ設けられている。
第１レギュレータ１６および第２レギュレータ１８は、図１０に示す互いに同様の構成を有している。本実施形態では、第１レギュレータ１６が、図３に示す流量制御ピストン９７および馬力制御ピストン９８の代わりに、第１電磁比例弁６１から出力される二次圧を受けるマルチ制御ピストン９９のみを含み、第２レギュレータ１８が、図３に示す流量制御ピストン９７および馬力制御ピストン９８の代わりに、第２電磁比例弁６２から出力される二次圧を受けるマルチ制御ピストン９９のみを含む。
制御装置８は、演算部と記憶部とを有し、記憶部には、第１ポンプ１５の吐出流量を制限する第１馬力制御線として、互いに馬力の異なる複数の第１設定線が格納されているとともに、第２ポンプ１７の吐出流量を制限する第２馬力制御線として、互いに馬力の異なる複数の第２設定線が格納されている。制御装置８は、図１２（ａ）に示すように、第１設定線のうちの１つを通常使用する第１主馬力制御線Ｌ１として選定し、第１主馬力制御線Ｌ１よりも馬力の低い第１設定線を第１副馬力制御線Ｌ２として選定している。また、制御装置８は、図１２（ｂ）に示すように、第２設定線のうちの１つを通常使用する第２主馬力制御線Ｌ３として選定し、第２主馬力制御線Ｌ３よりも馬力の低い第２設定線を第２副馬力制御線Ｌ４として選定している。なお、第２主馬力制御線Ｌ３は、第１主馬力制御線Ｌ１と同じであってもよいし、異なっていてもよい。また、第２副馬力制御線Ｌ４は、第１副馬力制御線Ｌ２と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
本実施形態では、制御装置８は、図１１に示すように、第１実施形態と同様のステップＳ１〜Ｓ３の処理を行う。しかし、制御装置８は、ステップＳ３でＹＥＳとなったときはステップＳ６に進み、それ以外（ステップＳ１〜Ｓ３でＮＯ）はステップＳ７に進む。
ステップＳ１で旋回操作中でないと判断されたときなどに進むステップＳ７では、制御装置８は、第１電磁比例弁６１へ第１主馬力制御線Ｌ１に基づいて決定される指令電流を送給するとともに、第２電磁比例弁６２へ第２主馬力制御線Ｌ３に基づいて決定される指令電流を送給する。一方、旋回操作中であり（ステップＳ１でＹＥＳ）、第１ポンプ１５の吐出圧Ｐ１が第１設定値αよりも大きく（ステップＳ２でＹＥＳ）、第２ポンプ１７の吐出圧Ｐ２が第２設定値βよりも小さい（ステップＳ３でＹＥＳ）ときに進むステップＳ６では、制御装置８は、第１電磁比例弁６１へ第１副馬力制御線Ｌ２に基づいて決定される指令電流を送給するとともに、第２電磁比例弁６２へ第２副馬力制御線Ｌ４に基づいて決定される指令電流を送給する。これにより、ステップＳ６では、図１２（ａ）に示すように第１馬力制御線が低下するとともに、図１２（ｂ）に示すように第２馬力制御線が低下する。
本実施形態でも、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、図６に示す第２実施形態と同様に、第１電磁比例弁６１および第２電磁比例弁６２に代えて、第１レギュレータ１６および第２レギュレータ１８へ二次圧を出力する共通の電磁比例弁６４が用いられてもよい。
（その他の実施形態）
本発明は上述した第１〜第４実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
例えば、旋回操作中の判定は、必ずしも旋回圧力計８１で計測される旋回パイロット圧Ｐswに基づいて行われる必要はない。例えば、旋回操作弁４２から制御装置８へ操作レバーの傾倒角を表す電気信号が直接的に入力され、制御装置８はこの電気信号に基づいて旋回操作中であるか否かを判定してもよい。
１Ａ〜１Ｄ 油圧駆動システム
１１ ブームシリンダ
１４ 旋回モータ
１５ 第１ポンプ
１６ 第１レギュレータ
１７ 第２ポンプ
１８ 第２レギュレータ
２１ 第１循環ライン
２２ 絞り
３１ 第２循環ライン
３２ 絞り
４１ 旋回制御弁
４２ 旋回操作弁
５１ ブーム制御弁
５２ ブーム操作弁
６１ 第１電磁比例弁
６２ 第２電磁比例弁
６４ 電磁比例弁
８ 制御装置
８１ 旋回圧力計
８２ 第１ポンプ圧力計
８３ 第２ポンプ圧力計
９７ 流量制御ピストン
９８ 馬力制御ピストン
９９ マルチ制御ピストン

Claims (4)

  1. 可変容量型の第１ポンプと、
    前記第１ポンプからタンクまで延びる第１循環ライン上に配置された、旋回モータに対する作動油の供給および排出を制御する旋回制御弁と、
    可変容量型の第２ポンプと、
    前記第２ポンプからタンクまで延びる第２循環ライン上に配置された、ブームシリンダに対する作動油の供給および排出を制御するブーム制御弁と、
    前記第１ポンプの傾転角を変更する第１レギュレータと、
    前記第２ポンプの傾転角を変更する第２レギュレータと、
    前記第１レギュレータおよび前記第２レギュレータへ二次圧を出力する１つまたは複数の電磁比例弁と、
    前記第１ポンプの吐出圧を計測する第１ポンプ圧力計と、
    前記第２ポンプの吐出圧を計測する第２ポンプ圧力計と、
    前記１つまたは複数の電磁比例弁を制御する制御装置と、を備え、
    前記制御装置は、旋回操作中であって、前記第１ポンプ圧力計で計測される前記第１ポンプの吐出圧が第１設定値よりも大きく、かつ、前記第２ポンプ圧力計で計測される前記第２ポンプの吐出圧が第２設定値よりも小さいときに、前記第１ポンプの吐出流量を制限する第１馬力制御線および前記第２ポンプの吐出流量を制限する第２馬力制御線が低下するように、前記１つまたは複数の電磁比例弁へ指令電流を送給する、建設機械の油圧駆動システム。
  2. 前記第１レギュレータおよび前記第２レギュレータのそれぞれは、前記電磁比例弁から出力される二次圧を受けるマルチ制御ピストンを含み、
    前記制御装置には、前記第１馬力制御線として、第１主馬力制御線と、前記第１主馬力制御線よりも馬力の低い第１副馬力制御線が格納されているとともに、前記第２馬力制御線として、第２主馬力制御線と、前記第２主馬力制御線よりも馬力の低い第２副馬力制御線が格納されており、
    前記制御装置は、旋回操作中であって、前記第１ポンプの吐出圧が第１設定値よりも大きく、かつ、前記第２ポンプの吐出圧が第２設定値よりも小さいときに、前記第１副馬力制御線および前記第２副馬力制御線に基づいて決定される指令電流を前記１つまたは複数の電磁比例弁へ送給する、請求項１に記載の建設機械の油圧駆動システム。
  3. 前記第１レギュレータは、前記第１循環ラインに設けられた絞りの上流側の圧力である第１ネガティブコントロール圧を受ける流量制御ピストンと、前記第１ポンプの吐出圧および前記電磁比例弁から出力される二次圧を受ける、前記第１馬力制御線を決定する馬力制御ピストンと、を含み、
    前記第２レギュレータは、前記第２循環ラインに設けられた絞りの上流側の圧力である第２ネガティブコントロール圧を受ける流量制御ピストンと、前記第２ポンプの吐出圧および前記電磁比例弁から出力される二次圧を受ける、前記第２馬力制御線を決定する馬力制御ピストンと、を含み、
    前記制御装置は、旋回操作中であって、前記第１ポンプの吐出圧が第１設定値よりも大きく、かつ、前記第２ポンプの吐出圧が第２設定値よりも小さいときに、前記１つまたは複数の電磁比例弁から出力される二次圧が上昇するように前記電磁比例弁へ指令電流を送給する、請求項１に記載の建設機械の油圧駆動システム。
  4. 旋回操作弁から前記旋回制御弁へ出力される旋回パイロット圧を計測する旋回圧力計をさらに備え、
    前記制御装置は、前記旋回圧力計で計測される旋回パイロット圧が閾値よりも大きいときに旋回操作中であると判定する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の建設機械の油圧駆動システム。
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