JP2018169015A - 建設機械 - Google Patents

Abstract

【課題】切換弁またはその制御系の失陥により切換弁が開固着した場合でも、意図しない油圧アクチュエータの動作を抑制し、機体の稼働を継続できる油圧閉回路システムを搭載した建設機械を提供する。【解決手段】複数の切換弁３７〜４０の開閉状態を検出する第１検出装置３７ｄ〜４０ｄと、車体制御コントローラ１１による開閉制御に関わらず前記複数の切換弁を閉位置に切り換える第１強制閉弁装置５０，５１と、前記第１検出装置によって検出された前記複数の切換弁の開閉状態に基づいて前記複数の切換弁のうちの１つの切換弁が開固着したことを検出した場合に、前記１つの切換弁が接続されている前記複数の閉回路ポンプ３５，３６のうちの１つの閉回路ポンプに接続されている他の切換弁を閉じるように前記第１強制閉弁装置を制御する弁装置制御コントローラ３３とを備える。【選択図】 図２

Description

本発明は、建設機械の油圧システムに関わり、特に油圧ポンプにより直接に油圧アクチュエータを駆動する油圧閉回路を用いた建設機械の油圧システムに関する。

近年、油圧ショベルやホイールローダなどの建設機械において、省エネ化が重要な開発項目になっている。建設機械の省エネ化には油圧システム自体の省エネ化が重要であり、油圧ポンプと油圧アクチュエータとを直接接続し両者間で直接圧油を給排する油圧閉回路を用いた油圧システム（以下「油圧閉回路システム」という。）の適用が検討されている。油圧閉回路では、制御弁による圧損がなく、必要な流量のみをポンプが吐出するため流量損失もない。また、油圧アクチュエータの位置エネルギや減速時のエネルギを回生することもできる。このため、油圧閉回路システム適用することにより、建設機械の省エネ化が可能となる。

建設機械に適用した油圧閉回路システムを開示するものとして、例えば特許文献１には、複数の油圧ポンプのそれぞれを複数の油圧アクチュエータのいずれか１つに切換弁を介して選択的に閉回路接続することにより、油圧アクチュエータの複合動作と高速動作を可能にした構成が記載されている。

また、特許文献２には、１台の油圧ポンプに対して方向制御弁を介して複数の油圧アクチュエータを接続した油圧開回路を用いた油圧システム（以下「油圧開回路システム」という。）において、電磁比例弁が故障により閉止する異常状態や、コントローラが停止する異常状態が生じた場合に、油圧源の吐出圧（パイロット一次圧）を可変リリーフ弁により所定の圧力より低く設定し、方向切換弁のストロークを抑制することにより、正常状態以下の速度で油圧アクチュエータを駆動可能とする技術が記載されている。

特開２０１５―０４８８９９号公報 特開２０１６―１１４１２９号公報

特許文献１に記載の油圧閉回路システムでは、運転者によるレバー操作に応じて、１台の油圧ポンプに対していずれか１つの油圧アクチュエータが流路を介して接続されるよう、複数の切換弁がコントローラ（車体制御コントローラ）により開閉制御される。ここで、切換弁またはコントローラが故障し、同一の油圧ポンプに接続されている切換弁が２つ以上同時に開くような状況が発生した場合、これら同時に開いた２つ以上の切換弁にそれぞれ接続されている２つ以上のアクチュエータ間が流路を介して接続される。ここで、油圧閉回路では、流路内を作動油が双方向に流れるようにするため、流路内にチェック弁を入れることができない。そのため、２つ以上の切換弁が同時に開くと、圧力の高いアクチュエータから圧力の低いアクチュエータへ作動油が流れることにより、操作者が意図しない油圧アクチュエータの動作が発生し得るという課題がある。

一方、特許文献２に記載の油圧開回路システムでは、電磁比例弁を制御するコントローラ（車体制御コントローラ）が故障した場合に、電磁比例弁の故障検出機能および可変リリーフ弁の制御機能が失われるため、方向切換弁を閉状態に制御することができない。したがって、特許文献２に記載の技術を特許文献１に記載の油圧閉回路システムに適用したとしても、操作者が意図しない油圧アクチュエータの動作を抑制することはできない。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、切換弁またはその制御系の失陥により切換弁が開固着した場合でも、意図しない油圧アクチュエータの動作を抑制し、機体の稼働を継続できる油圧閉回路システムを搭載した建設機械を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、複数の閉回路ポンプと、複数の油圧アクチュエータと、前記複数の油圧アクチュエータに対応した複数の操作レバーと、前記複数の閉回路ポンプのそれぞれを複数の油圧アクチュエータのうちの１つに閉回路接続可能とした複数の切換弁と、前記複数の操作レバーの操作に応じて前記複数の切換弁の開閉制御および前記複数の閉回路ポンプの流量制御を行う車体制御コントローラとを備えた建設機械において、前記複数の切換弁の開閉状態を検出する第１開閉検出装置と、前記車体制御コントローラによる開閉制御に関わらず前記複数の切換弁を閉位置に切り換える第１強制閉弁装置と、前記複数の切換弁の開閉状態に基づき前記複数の切換弁のうちの１つの切換弁が前記車体制御コントローラによる指令に反して開位置で固着したことを検出した場合に、前記１つの切換弁が接続されている閉回路ポンプに接続された、前記１つの切換弁以外の切換弁が閉じるように前記第１強制閉弁装置を制御する弁装置制御コントローラとを備えたものとする。

以上のように構成した本発明によれば、切換弁またはその制御系の失陥により複数の切換弁のうちのいずれか１つの切換弁が開固着した場合に、開固着した切換弁が接続されている１つの閉回路ポンプに接続されている他の切換弁を強制的に閉じることにより、２つの油圧アクチュエータが流路を介して接続されることがなくなるため、意図しない油圧アクチュエータの動作を抑制し、機体の稼働を継続することができる。

本発明によれば、油圧閉回路システムを搭載した建設機械において、切換弁またはその制御系の失陥により切換弁が開固着した場合でも、意図しない油圧アクチュエータの動作を抑制し、機体の稼働を継続できる。

本発明の第１の実施例に係る油圧ショベルを示す側面図である。 本発明の第１の実施例に係る油圧システムの構成を示す概略図である。 本発明の第１の実施例に係る弁装置制御コントローラの構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施例に係る弁装置制御コントローラの故障判定部による故障判定ロジックの一例を示す図である。 本発明の第１の実施例に係る弁装置制御コントローラの故障判定部による処理を示すフロー図である。 本発明の第１の実施例に係る油圧システムにおいて切換弁が開固着した場合の作動油の流れを太線で示す図である。 本発明の第２の実施例に係る油圧システムの構成を示す概略図である。 本発明の第２の実施例に係る弁装置制御コントローラの構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施例に係る弁装置制御コントローラの故障判定部による処理を示すフロー図である。 本発明の第３の実施例に係る油圧システムの構成を示す概略図である。 本発明の第３の実施例に係る弁装置制御コントローラの構成を示すブロック図である。 本発明の第４の実施例に係る油圧システムの構成を示す概略図である。 本発明の第４の実施例に係る弁装置制御コントローラの構成を示すブロック図である。 本発明の第４の実施例に係る弁装置制御コントローラの故障判定部による処理を示すフロー図である。 本発明の第５の実施例に係る油圧システムの構成を示す概略図である。 本発明の第５の実施例に係る弁装置制御コントローラの構成を示すブロック図である。 本発明の第５の実施例に係る弁装置制御コントローラの故障判定部による処理を示すフロー図である。

以下、建設機械として大型の油圧ショベルを例に挙げ、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、各図中、同等の部材には同一の符号を付し、重複した説明は適宜省略する。

図１は、本発明の第１の実施例に係る油圧ショベルを示す側面図である。

図１において、油圧ショベル１００は、左右方向の両側にクローラ式の走行装置８ａ，８ｂを備えた下部走行体１０３と、下部走行体１０３上に旋回可能に取り付けられた本体としての上部旋回体１０２とを備えている。上部旋回体１０２上には、オペレータが搭乗する操作室としてのキャブ１０１が設けられている。下部走行体１０３と上部旋回体１０２とは、油圧アクチュエータとしての旋回モータ７を介して旋回可能とされている。

上部旋回体１０２の前側には、例えば掘削作業等を行うための作動装置であるフロント作業機１０４の基端部が回動可能に取り付けられている。ここで、前側とは、キャブ１０１に搭乗する操作者が向く方向（図１中の左方向）をいう。

フロント作業機１０４は、上部旋回体１０２の前側に基端部が俯仰動可能に連結されたブーム２を備えている。ブーム２は、片ロッド式油圧シリンダであるブームシリンダ１を介して動作する。ブームシリンダ１のシリンダロッド１ｂの先端部は上部旋回体１０２に連結され、ブームシリンダ１のシリンダヘッド１ａの基端部はブーム２に連結されている。ブーム２の先端部には、アーム４の基端部が上下方向に回動可能に連結されている。アーム４は、片ロッド式油圧シリンダである油圧アクチュエータとしてのアームシリンダ３を介して動作する。アームシリンダ３のシリンダロッド３ｂの先端部はアーム４に連結され、アームシリンダ３のシリンダヘッド３ａの基端部はブーム２に連結されている。アーム４の先端部には、バケット６の基端部が上下方向に回動可能に連結されている。バケット６は、片ロッド式油圧シリンダであるバケットシリンダ５を介して動作する。バケットシリンダ５のシリンダロッド５ｂの先端部はバケット６に連結され、バケットシリンダ５のシリンダヘッド５ａの基端部はアーム４に連結されている。

キャブ１０１には、フロント作業機１０４を構成するブーム２、アーム４およびバケット６を操作するための操作部材であるブームレバー３４ａ（図２に示す）、アームレバー３４ｂ（図２に示す）およびバケットレバー（図示せず）が配置されている。

図２は、油圧ショベル１００に搭載された油圧システムの構成を示す概略図である。なお、図２では、説明の簡略化のため、ブームシリンダ１およびアームシリンダ３の駆動に関わる部分のみを示し、その他の油圧アクチュエータの駆動に関わる部分は省略している。

図２において、油圧システム２００は、両傾転型の油圧ポンプ（以下「閉回路ポンプ」という。）３５，３６と、複数の油圧アクチュエータ１，３と、前記複数の油圧アクチュエータに対応した複数の操作レバー３４ａ，３４ｂと、複数の閉回路ポンプ３５，３６のそれぞれを複数の油圧アクチュエータ１，３のうちの１つに閉回路接続可能とした複数の切換弁３７〜４０と、複数の操作レバー３４ａ，３４ｂの操作に応じて複数の切換弁３７〜４０の開閉制御および複数の閉回路ポンプ３５，３６の流量制御を行う車体制御コントローラ１１と、後述の弁装置制御コントローラ３３とを備えている。

閉回路ポンプ３５，３６は、エンジン９からそれぞれ伝達装置１０を介して動力を受けて駆動される。閉回路ポンプ３５，３６はそれぞれ流量調整手段として一対の入出力ポートを持つ傾転斜板機構（図示せず）と、斜板の傾斜角を調整してポンプ押しのけ容積を調整するレギュレータ３５ａ，３６ａとを備えている。レギュレータ３５ａ，３６ａは、車体制御コントローラ１１から受信したポンプ吐出流量指令値に基づき、閉回路ポンプ３５，３６の吐出流量と吐出方向を制御する。

切換弁３７〜４０は、車体制御コントローラ１１から受信した制御信号に応じて開閉し、閉回路ポンプ３５，３６をそれぞれブームシリンダ１またはアームシリンダ３に閉回路接続する。

切換弁３７が開いているときは、同一の閉回路ポンプ３５に接続されている他の切換弁３８は閉じられ、閉回路ポンプ３５の一方の吐出ポートは流路２０，２１を介してブームシリンダ１のシリンダロッド１ｂに接続され、他方の吐出ポートは流路２２，２３を介してブームシリンダ１のシリンダヘッド１ａに接続されることにより、流路２０，２１，２３，２４は閉回路を形成する。一方、切換弁３８が開いているときは、同一の閉回路ポンプ３５に接続されている他の切換弁３７は閉じられ、閉回路ポンプ３５の一方の吐出ポートは流路２０，２８，２５を介してアームシリンダ３のシリンダヘッド３ａに接続され、他方の吐出ポートは流路２２，２９，２７を介してアームシリンダ３のシリンダロッド３ｂに接続されることにより、流路２０，２８，２５，２７，２９，２２は閉回路を形成する。

同様に、切換弁４０が開いているときは、同一の閉回路ポンプ３６に接続されている他の切換弁３９は閉じられ、閉回路ポンプ３６の一方の吐出ポートは流路２４，２５を介してアームシリンダ３のシリンダヘッド３ａに接続され、他方の吐出ポートは流路２６，２７を介してアームシリンダ３のシリンダロッド３ｂに接続されることにより、流路２４，２５，２７，２６は閉回路を形成する。一方、切換弁３９が開いているときは、同一の閉回路ポンプ３６に接続されている他の切換弁４０は閉じられ、閉回路ポンプ３６の一方の吐出ポートは流路２４，３０，２１を介してアームシリンダ３のシリンダロッド１ｂに接続され、他方の吐出ポートは流路２６，３１，２３を介してブームシリンダ１のシリンダヘッド１ａに接続されることにより、流路２４，３０，２１，２３，３１，２６は閉回路を形成する。

切換弁３７は、電磁弁３７ａとポペット弁３７ｂ，３７ｃとを備えている。電磁弁３７ａは、バネ力によって閉側に付勢されており、車体制御コントローラ１１から受信した制御信号（開信号または閉信号）に応じて開閉し、ポペット弁３７ｂ，３７ｃのパイロット室をパイロット油圧源４１またはタンク３２に接続する。電磁弁３７ａに閉信号が入力された場合は、ポペット弁３７ｂ，３７ｃのパイロット室がタンク３２に接続されて低圧となり、ポペット弁３７ｂ，３７ｃがバネ力によって閉側に駆動され、流路２０，２１と流路２２，２３とが切断される。電磁弁３７ａに開信号が入力された場合は、ポペット弁３７ｂ，３７ｃのパイロット室がパイロット油圧源４１に接続されて高圧となり、ポペット弁３７ｂ，３７ｃが開側に駆動され、流路２０，２１と流路２２，２３とが流通状態となる。切換弁３８〜４０については、切換弁３７と同様であるため、説明を省略する。なお、本実施例ではパイロット油圧源および電磁弁を用いてポペット弁を駆動する切換弁を一例として用いたが、電気信号で流路を開閉する電磁弁のみで構成してもよい。

車体制御コントローラ１１は、操作レバーとしてのブームレバー３４ａおよびアームレバー３４ｂに信号線を介して接続され、切換弁３７〜４０内部の電磁弁３７ａ〜４０ａに制御信号線を介して接続されている。

車体制御コントローラ１１は、情報取得部１１ａと、車体制御演算部１１ｂと、バルブ信号出力部１１ｃと、ポンプ信号出力部１１ｄとを備えている。情報取得部１１ａは、ブームレバー３４ａおよびアームレバー３４ｂの操作量を検出する。

車体制御演算部１１ｂは、ブームレバー３４ａおよびアームレバー３４ｂの操作量に基づき、閉回路ポンプ３５，３６とブームシリンダ１およびアームシリンダ３との接続を決定する。この状態で、例えばブームレバー３４ａの操作量が最大操作量の半分以下の場合は、閉回路ポンプ３５のみがブームシリンダ１に接続されるように、切換弁３７を開きかつ切換弁３８を閉じることを決定し、閉回路ポンプ３５のポンプ吐出流量指令値をブームレバー３４ａの操作量に応じた値に設定する。また、ブームレバー３４ａの操作量が最大操作量の半分を超える場合は、閉回路ポンプ３５，３６がブームシリンダ１に接続されるように、切換弁３７，３９を開くことを決定し、閉回路ポンプ３５，３６のポンプ吐出流量指令値をブームレバー３４ａの操作量に応じた値に設定する。ブームレバー３４ａおよびアームレバー３４ｂが操作された場合は、閉回路ポンプ３５がブームシリンダ１に接続されかつ閉回路ポンプ３６がアームシリンダ３に接続されるように、切換弁３７，４０を開きかつ切換弁３８，３９を閉じることを決定し、閉回路ポンプ３５，３６のポンプ吐出流量指令値をそれぞれブームレバー３４ａおよびアームレバー３４ｂの操作量に応じた値に設定する。閉回路ポンプ３５，３６の吐出方向は、ブームレバー３４ａおよびアームレバー３４ｂの操作方向によって決定される。

バルブ信号出力部１１ｃは、車体制御演算部１１ｂが決定した切換弁３７〜４０の開閉情報に基づき、切換弁３７〜４０に制御信号を出力し、切換弁３７〜４０を開閉制御する。ポンプ信号出力部１１ｄは、車体制御演算部１１ｂが設定したポンプ吐出流量指令値に基づき、レギュレータ３５ａ，３６ｂに制御信号を出力し、閉回路ポンプ３５，３６の吐出流量および吐出方向を制御する。

流路２１，２３にはフラッシング弁４６ａが接続されており、流路２１，２３のうち圧力の低い方の流路をタンク３２に接続する。また、流路２５，２７にはフラッシング弁４６ｂが接続されており、流路２５，２７のうち圧力の低い方の流路をタンク３２に接続する。フラッシング弁４６ａ，４６ｂはそれぞれの閉回路の余剰作動油をタンク３２に排出する機能と、閉回路の不足作動油をタンク３２から吸入する機能とを備える。

次に、本実施例における本発明に関わる構成について説明する。

切換弁３７〜４０には、それぞれの開閉状態を検出する第１検出装置として、第１〜第４パイロット圧センサ３７ｄ〜４０ｄが設けられている。第１〜第４パイロット圧センサ３７ｄ〜４０ｄは、弁装置制御コントローラ３３に信号線を介して接続されている。例えば切換弁３７を一例に説明すると、パイロット圧センサ３７ｄは、電磁弁３７ａとポペット弁３７ｂ，３７ｃとを接続する流路に設けられ、電磁弁３７ａから出力されるパイロット圧を検出する。電磁弁３７ａに閉信号が入力されているときは、パイロット圧センサ３７ｄはタンク３２に接続されるため、パイロット圧センサ３７ｄの低圧が検出される。一方、電磁弁３７ａに開信号が入力されているときは、パイロット圧センサ３７ｄはパイロット油圧源４１に接続されるため、パイロット圧センサ３７ｄの高圧が検出される。切換弁３８〜４０においても、第２〜第４パイロット圧センサ３８ｄ〜４０ｄは、それぞれ同様の流路に設けられている。なお、本実施例では、第１検出装置を第１〜第４パイロット圧センサ３７ｄ〜４０ｄで構成したが、例えば切換弁が電磁弁の場合、電磁弁の弁体の移動量を計測するストロークセンサなどで構成してもよい。

ブームレバー３４ａおよびアームレバー３４ｂには、それぞれ第１および第２中立検出スイッチ６２ａ，６２ｂが設けられている。第１および第２中立検出スイッチ６２ａ，６２ｂは、ブームレバー３４ａおよびアームレバー３４ｂの非操作状態（中立）または操作状態（非中立）を検出する。ブームレバー３４ａおよびアームレバー３４ｂがそれぞれ中立の場合、第１および第２中立検出スイッチ６２ａ，６２ｂはそれぞれ０を出力する。一方、ブームレバー３４ａおよびアームレバー３４ｂがそれぞれ非中立の場合、第１および第２中立検出スイッチ６２ａ，６２ｂはそれぞれ１を出力する。

弁装置制御コントローラ３３は、第１および第２中立検出スイッチ６２ａ，６２ｂおよび第１〜第４パイロット圧センサ３７ｄ〜４０ｄに信号線を介して接続され、第１および第２バルブ全閉スイッチ５０，５１に制御信号を介して接続されている。弁装置制御コントローラ３３は、操作量検出部３３ａと、バルブ状態検出部３３ｂと、故障判定部３３ｃと、信号生成部３３ｄとを備えている。

図３は、弁装置制御コントローラ３３の構成を示すブロック図である。

図３において、操作量検出部３３ａは、第１および第２中立検出スイッチ６２ａ，６２ｂからブームレバー３４ａとアームレバー３４ｂの操作（非中立）または非操作（中立）を検出する。バルブ状態検出部３３ｂは、第１〜第４パイロット圧センサ３７ｄ〜４０ｄの圧力を検出する。故障判定部３３ｃは、操作量検出部３３ａおよびバルブ状態検出部３３ｂからの情報に基づき、切換弁３７〜４０の故障を判定する。故障判定部３３ｃによる判定方法についての詳細は後述する。信号生成部３３ｄは、故障判定部３３ｃからの判定結果に基づき、第１および第２バルブ全閉スイッチ５０，５１に制御信号（開信号または閉信号）を出力する。

図４は、弁装置制御コントローラ３３の故障判定部３３ｃによる故障判定ロジックの一例を示す図であり、第１および第２中立検出スイッチ６２ａ，６２ｂの出力と、パイロット圧センサ３７ｄ〜３８ｄで検出した切換弁３７，３８の開閉状態と、故障判定部３３ｃによる判定結果と、第１バルブ全閉スイッチ５０の制御指令値との対応関係を表で示している。

図４において、まず、ブームレバー３４ａおよびアームレバー３４ｂが非操作（中立）の場合について説明する。第１および第２中立検出スイッチ６２ａ，６２ｂの出力が共に０であり、切換弁３７，３８の両方が閉じていれば、故障判定部３３ｃは切換弁３７，３８は正常であると判定し、第１バルブ全閉スイッチ５０の制御指令値を開に設定する。そして、第１および第２中立検出スイッチ６２ａ，６２ｂの出力が共に０であり、切換弁３７，３８の少なくとも一方が開いていれば、ブームレバー３４ａおよびアームレバー３４ｂが非操作であるにも関わらず、切換弁３７，３８の少なくとも一方が開いているため、故障判定部３３ｃは切換弁３７，３８の少なくとも一方が故障していると判定し、第１バルブ全閉スイッチ５０の制御指令値を閉に設定する。

次に、ブームレバー３４ａとアームレバー３４ｂの少なくとも一方が操作された場合について説明する。第１および第２中立検出スイッチ６２ａ，６２ｂの出力の少なくとも一方が１でかつ切換弁３７，３８のいずれか一方のみが開いている場合は、故障判定部３３ｃは切換弁３７，３８が正常であると判定し、第１バルブ全閉スイッチ５０の制御指令値を開に設定する。また、第１および第２中立検出スイッチ６２ａ，６２ｂの出力のいずれか一方が１でかつ切換弁３７，３８の両方が開いている場合は、故障判定部３３ｃは切換弁３７，３８の少なくとも一方が故障していると判定し、第１バルブ全閉スイッチ５０の制御指令値を閉に設定する。また、第１および第２中立検出スイッチ６２ａ，６２ｂの出力の少なくとも一方が１でかつ切換弁３７，３８の両方が閉じている場合は、故障判定部３３ｃは切換弁３７，３８の少なくとも一方が故障していると判定するが、切換弁３７，３８の両方が閉じていれば、意図しない油圧アクチュエータ１，３の動作は発生しないため、第１バルブ全閉スイッチ５０の制御指令値を開に設定する。

図５は、弁装置制御コントローラ３３の故障判定部３３ｃによる処理を示すフロー図である。なお、図５に示す故障判定部３３ｃによる処理は、レバー操作が有効になる直前（例えば、エンジン９始動後に安全レバー（図示せず）を解除した直後）に開始することが望ましい。

図５において、故障判定部３３ｃは、ステップＳ１で第１および第２中立検出スイッチ６２ａ，６２ｂの出力のいずれかが０よりも大きい（すなわち、ブームレバー３４ａまたはアームレバー３４ｂが操作されている）（Ｙｅｓ）と判定した場合はステップＳ２に進み、第１および第２中立検出スイッチ６２ａ，６２ｂの出力が共に０以下である（すなわち、ブームレバー３４ａおよびアームレバー３４ｂが操作されていない）（Ｎｏ）と判定した場合はステップＳ３に進む。

ステップＳ２で第１および第２パイロット圧センサ３７ｄ，３８ｄの圧力が共に予め設定された圧力しきい値（所定の圧力）Ｐｔｈよりも高い（Ｙｅｓ）と判定した場合は、切換弁３７，３８が同時に開いており、意図しない油圧アクチュエータ１，３の動作が発生し得るため、ステップＳ４で第１バルブ全閉スイッチ５０の制御指令値を閉に設定する。一方、第１および第２パイロット圧センサ３７ｄ，３８ｄの圧力の少なくとも一方が予め設定された圧力しきい値Ｐｔｈよりも低い（Ｎｏ）と判定した場合は、切換弁３７，３８の少なくとも一方が閉じており、意図しない油圧アクチュエータ１，３の動作は発生しないため、ステップＳ５で第１バルブ全閉スイッチ５０の制御指令値を開に設定する。ここで、ステップＳ２における圧力しきい値Ｐｔｈは、各切換弁のポペット弁のバネ室に作用する最高圧（図２に示すパイロット油圧源４１の圧力）と最低圧（図２に示すタンク３２の圧力）との間の値に設定すればよい。また、その他の例として、切換弁がポペット弁前後の圧力のうちの最高圧をパイロット室に導き、ポペット弁を閉じる力として利用するように構成され、最高圧が油圧アクチュエータの負荷によって変動する場合は、変動する最高圧のうちの最低圧を圧力しきい値Ｐｔｈとして設定すればよい。

ステップＳ３で第１および第２パイロット圧センサ３７ｄ，３８ｄの圧力が共に予め設定された圧力しきい値Ｐｔｈよりも低い（Ｙｅｓ）と判定した場合は、切換弁３７，３８の両方が閉じており、意図しない油圧アクチュエータ１，３の動作は発生しないため、ステップＳ５で第１バルブ全閉スイッチ５０の制御指令値を開に設定する。一方、第１および第２パイロット圧センサ３７ｄ，３８ｄの圧力の少なくとも一方が予め設定された圧力しきい値Ｐｔｈよりも高い（Ｎｏ）と判定した場合は、ブームレバー３４ａおよびアームレバー３４ｂが操作されていないにも関わらず切換弁３７，３８のいずれかが開いており、意図しない油圧アクチュエータ１，３の動作が発生し得るため、ステップＳ６で第１バルブ全閉スイッチ５０の制御指令値を閉に設定する。

ステップＳ４〜Ｓ６のいずれかを実行した後、ステップＳ７で第１および第２中立検出スイッチ６２ａ，６２ｂの出力のいずれかが０よりも大きい（すなわち、ブームレバー３４ａまたはアームレバー３４ｂが操作されている）（Ｙｅｓ）と判定した場合はステップＳ８に進み、第１および第２中立検出スイッチ６２ａ，６２ｂの出力が共に０以下である（すなわち、ブームレバー３４ａおよびアームレバー３４ｂが操作されていない）（Ｎｏ）と判定した場合はステップＳ９に進む。

ステップＳ８で第３および第４パイロット圧センサ３９ｄ，４０ｄの圧力が予め設定された圧力しきい値Ｐｔｈよりも高い（Ｙｅｓ）と判定した場合は、切換弁３９，４０が同時に開いており、意図しない油圧アクチュエータ１，３の動作が発生し得るため、ステップＳ１０で第２バルブ全閉スイッチ５１の制御指令値を閉に設定する。一方、第３および第４パイロット圧センサ３９ｄ，４０ｄの圧力の少なくとも一方が予め設定された圧力しきい値Ｐｔｈよりも低い（Ｎｏ）と判定した場合は、切換弁３９，４０の少なくとも一方が閉じており、意図しない油圧アクチュエータ１，３の動作は発生しないため、ステップＳ１１で第２バルブ全閉スイッチ５１の制御指令値を開に設定する。

ステップＳ９で第３および第４パイロット圧センサ３９ｄ，４０ｄの圧力が予め設定された圧力しきい値Ｐｔｈよりも低い（Ｙｅｓ）と判定した場合は、切換弁３９，４０の両方が閉じており、意図しない油圧アクチュエータ１，３の動作は発生しないため、ステップＳ１１で第２バルブ全閉スイッチ５１の制御指令値を開に設定する。一方、第３および第４パイロット圧センサ３９ｄ，４０ｄの圧力の少なくとも一方が予め設定された圧力しきい値Ｐｔｈよりも高い（Ｎｏ）と判定した場合、ブームレバー３４ａおよびアームレバー３４ｂが操作されていないにも関わらず、切換弁３９，４０の少なくとも一方が開いており、意図しない油圧アクチュエータ１，３の動作が発生し得るため、ステップＳ１２で第２バルブ全閉スイッチ５１の制御指令値を閉に設定する。

ステップＳ１０〜Ｓ１２のいずれかを実行した後は、ステップＳ１に戻り、ステップＳ１以降の処理を繰り返し実行する。

図２において、第１バルブ全閉スイッチ５０は、弁装置制御コントローラ３３と電磁弁３７ａ，３８ａとに制御信号線を介して接続されており、未接続の開放側接点５０ａと接地６０に接続された接地側接点５０ｂとを切換可能に有している。また、第２バルブ全閉スイッチ５１は、弁装置制御コントローラ３３と電磁弁３９ａ，４０ａとに制御信号線を介して接続されており、未接続の開放側接点５１ａと接地６０に接続された接地側接点５１ｂとを切換可能に有している。本実施例では第１および第２バルブ全閉スイッチ５０，５１を電気接点式のリレーで構成しているが、同様の機能を備えていれば良く、リレーに限るものではない。

第１バルブ全閉スイッチ５０は、弁装置制御コントローラ３３からの制御信号に応じて、電磁弁３７ａ，３８ａからの制御信号線を開放側接点５０ａまたは接地側接点５０ｂに接続する。また、第２バルブ全閉スイッチ５１は、弁装置制御コントローラ３３からの制御信号に応じて、電磁弁３９ａ，４０ａからの制御信号線を開放側接点５１ａまたは接地側接点５１ｂに接続する。具体的には、第１および第２バルブ全閉スイッチ５０，５１は、弁装置制御コントローラ３３から開信号を受信したときに電磁弁３７ａ〜４０ａからの制御信号線を接地側接点５０ｂ，５１ｂにそれぞれ接続し、閉信号を受信したときに開放側接点５０ａ，５１ａにそれぞれ接続する。例えば、車体制御コントローラ１１から電磁弁３７ａに開信号が出力されている状態で、弁装置制御コントローラ３３からの開信号によって第１バルブ全閉スイッチ５０が接地側接点５０ｂに接続されると、車体制御コントローラ１１から電磁弁３７ａへ制御信号が伝達される。これにより、電磁弁３７ａが開側に駆動されて開き、切換弁３７（ポペット弁３７ｂ，３７ｃ）が開く。一方、弁装置制御コントローラ３３からの閉信号によって、第１バルブ全閉スイッチ５０が開放側接点５０ａに接続されると、車体制御コントローラ１１から電磁弁３７ａへの制御信号は伝達されない。これにより、電磁弁３７ａが開側に駆動されずバネ力によって閉じ、切換弁３７（ポペット弁３７ｂ，３７ｃ）が閉じる。このように、第１および第２バルブ全閉スイッチ５０，５１は、車体制御コントローラ１１による開閉制御に関わらず切換弁３７〜４０を閉位置に切り換える第１強制閉弁装置を構成している。

次に、油圧システム２００の動作を説明する。

まず、切換弁３７〜４０および車体制御コントローラ１１が正常に機能している場合の油圧システム２００の動作を説明する。

図２において、操作者がブームレバー３４ａのみを最大操作量の半分以上の範囲内で操作し、ブームシリンダ１を伸展駆動する入力を与えると、車体制御コントローラ１１の情報取得部１１ａはブームレバー３４ａの操作量を検出する。車体制御演算部１１ｂはブームレバー３４ａの操作量に基づき、閉回路ポンプ３５，３６がブームシリンダ１に接続されるように切換弁３７，３９の制御指令値を開に設定しかつ切換弁３８，４０の制御指令値を閉に設定し、閉回路ポンプ３５，３６のポンプ吐出流量指令値をブームレバー３４ａの操作量に応じた値に設定する。

バルブ信号出力部１１ｃは、車体制御演算部１１ｂからの切換弁３７〜４０の制御指令値に基づき、切換弁３７，３９に開信号を出力し、切換弁３８，４０に閉信号を出力する。ポンプ信号出力部１１ｄは、車体制御演算部１１ｂからのポンプ吐出流量指令値に基づき、閉回路ポンプ３５，３６のレギュレータ３５ａ，３６ａに制御信号を出力する。

閉回路ポンプ３５，３６は、レギュレータ３５ａ，３６ａで設定された吐出流量で、流路２０，２４に作動油を吐出する。また、切換弁３７，３９の電磁弁３７ａ，３９ａが開信号に従って開くことにより、ポペット弁３７ｂ，３７ｃ，３９ｂ，３９ｃが開く。一方、切換弁３８，４０の電磁弁３８ａ，４０ａが閉信号に従って閉じることにより、ポペット弁３８ｂ，３８ｃ，４０ｂ，４０ｃが閉じる。閉回路ポンプ３５が吐出した作動油は、流路２０および切換弁３７のポペット弁３７ｂを介して流路２１に流れる。また、閉回路ポンプ３６が吐出した作動油は、流路２４、切換弁３９（ポペット弁３９ｂ）および流路３０を介して流路２１に流れる。閉回路ポンプ３５からの作動油と閉回路ポンプ３６からの作動油とが流路２１で合流してブームシリンダ１のシリンダヘッド１ａに流入し、ブームシリンダ１を伸展させる。ブームシリンダ１のシリンダロッド１ｂから排出される作動油の一部は、流路２３、切換弁３７（ポペット弁３７ｂ）および流路２２を介して閉回路ポンプ３５に吸入される。また、ブームシリンダ１のシリンダロッド１ｂから排出される作動油の残りの一部は、流路３１、切換弁３９（ポペット弁３９ｂ）および流路２４を介して閉回路ポンプ３６に吸入される。この時、各閉回路にて発生する作動油の過不足分は、フラッシング弁４６ａを介してタンク３２との間で給排される。

図２において、ブームレバー３４ａのみが操作されているため、第１中立検出スイッチ６２ａは１を出力し、第２中立検出スイッチ６２ｂは０を出力する。

図３において、弁装置制御コントローラ３３の操作量検出部３３ａは、第１および第２中立検出スイッチ６２ａ，６２ｂの信号を検出する。また、バルブ状態検出部３３ｂは、電磁弁３７ａ，３９ａが開くことで第１および第３パイロット圧センサ３７ｄ，３９ｄの高圧を検出し、電磁弁３８ａ，４０ａが閉じることで第２および第４パイロット圧センサ３８ｄ，４０ｄの低圧を検出する。

図５において、故障判定部３３ｃは、ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ５，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ１１の順に実行し、第１および第２バルブ全閉スイッチ５０，５１の制御指令値を開に設定する。

図３において、弁装置制御コントローラ３３の信号生成部３３ｄは、故障判定部３３ｃで設定された第１および第２バルブ全閉スイッチ５０，５１の制御指令値に基づき、第１および第２バルブ全閉スイッチ５０，５１に開信号を出力する。

図２において、第１バルブ全閉スイッチ５０は、弁装置制御コントローラ３３から開信号を受信し、電磁弁３７ａ，３８ａからの制御信号線を接地側接点５０ｂに接続する。また、第２バルブ全閉スイッチ５１は、弁装置制御コントローラ３３から開信号を受信し、電磁弁３９ａ，４０ａからの制御信号線を接地側接点５１ｂに接続する。これにより、各制御信号線の導通状態が維持され、車体制御コントローラ１１から切換弁３７〜４０への制御信号が有効となり、切換弁３７，３９の開状態と切換弁３８，４０の閉状態とが維持される。

次に、切換弁３８が開固着した場合の油圧システム２００の動作を主に図６を用いて説明する。図６は、油圧システム２００において切換弁３８が開固着した場合の作動油の流れを太線で示す図である。

図６において、操作者がブームレバー３４ａのみを最大操作量の半分以上の範囲内で操作し、ブームシリンダ１を伸展駆動する入力を与えると、車体制御コントローラ１１の情報取得部１１ａは、ブームレバー３４ａの操作量を検出する。車体制御演算部１１ｂは、ブームレバー３４ａの操作量に基づき、閉回路ポンプ３５，３６がブームシリンダ１に接続されるように切換弁３７，３９の制御指令値を開に設定しかつ切換弁３８，４０の制御指令値を閉に設定し、閉回路ポンプ３５，３６のポンプ吐出流量指令値をブームレバー３４ａの操作量に応じた値に設定する。

バルブ信号出力部１１ｃは、車体制御演算部１１ｂからの切換弁３７〜４０の制御指令値に基づき、切換弁３７，３９に開信号を出力し、切換弁３８，４０に閉信号を出力する。ポンプ信号出力部１１ｄは、車体制御演算部１１ｂからのポンプ吐出流量指令値に基づき、閉回路ポンプ３５，３６のレギュレータ３５ａ，３６ａに制御信号を出力する。

閉回路ポンプ３５，３６は、レギュレータ３５ａ，３６ａによって制御された吐出流量で、流路２０，２４に作動油を吐出する。この時、切換弁３８が失陥し、開固着したものとする。すなわち、車体制御演算部１１ｂから閉信号が入力されているにも関わらず電磁弁３８ａが閉じず、ポペット弁３８ｂ，３８ｃが開いたままになったとする。ここで、切換弁３７は車体制御コントローラ１１からの開信号によって開いているため、切換弁３８が開固着したことで切換弁３７，３８（ポペット弁３７ｂ，３７ｃ，３８ｂ，３８ｃ）が同時に開くこととなり、ブームシリンダ１のシリンダヘッド１ａが流路２１，２０，２８，２５を介してアームシリンダ３のシリンダヘッド３ａに接続され、ブームシリンダ１のシリンダロッド１ｂが流路２３，２２，２９，２７を介してアームシリンダ３のシリンダロッド３ｂに接続される。この状態で、例えばブームシリンダ１に収縮方向の負荷が作用していたとすると、ブームシリンダ１のシリンダヘッド１ａの作動油が負荷によって流出し、流路２１，２０，２８，２５を介してアームシリンダ３のシリンダヘッド３ａに流入する。その結果、アームレバー３４ｂが非操作であるにも関わらず、アームシリンダ３が伸展する。

図６において、ブームレバー３４ａのみが操作されているため、第１中立検出スイッチ６２ａは１を出力し、第２中立検出スイッチ６２ｂは０を出力する。

図３において、弁装置制御コントローラ３３の操作量検出部３３ａは、第１および第２中立検出スイッチ６２ａ，６２ｂの信号を検出する。また、バルブ状態検出部３３ｂは、電磁弁３７ａ，３９ａが開くことで第１および第３パイロット圧センサ３７ｄ，３９ｄの高圧を検出し、電磁弁４０ａが閉じることで第４パイロット圧センサ４０ｄの低圧を検出する。また、バルブ状態検出部３３ｂは、電磁弁３８ａが開固着しているため、第２パイロット圧センサ３８ｄの高圧を検出する。

図５において、故障判定部３３ｃは、ステップＳ１，Ｓ２の順に実行する。ここで、第１および第２パイロット圧センサ３７ｄ，３８ｄの圧力が共に高圧であるため、ステップＳ２で第１および第２パイロット圧センサ３７ｄ，３８ｄの圧力が共に圧力しきい値Ｐｔｈよりも高い（Ｙｅｓ）と判定し、ステップＳ４で第１バルブ全閉スイッチ５０の制御指令値を閉に設定する。その後、ステップＳ７，Ｓ８，Ｓ１１の順に実行し、第２バルブ全閉スイッチ５１の制御指令値を開に設定する。

図３において、弁装置制御コントローラ３３の信号生成部３３ｄは、故障判定部３３ｃで設定された第１および第２バルブ全閉スイッチ５０，５１の制御指令値に基づき、第１バルブ全閉スイッチ５０に閉信号を出力し、第２バルブ全閉スイッチ５１に開信号を出力する。

図２において、第１バルブ全閉スイッチ５０は、弁装置制御コントローラ３３から閉信号を受信し、電磁弁３７ａ，３８ａからの制御信号線を開放側接点５０ａに接続する。これにより、車体制御コントローラ１１から切換弁３７への制御信号が無効となるため、電磁弁３７ａは開側に駆動されずバネ力によって閉じ、切換弁３７（ポペット弁３７ｂ，３７ｃ）が閉じる。その結果、切換弁３８の開固着によってブームシリンダ１とアームシリンダ３とが流路２１，２０，２８，２５および流路２３，２２，２９，２７を介して接続されていた状態が、切換弁３７（ポペット弁３７ｂ，３７ｃ）が閉じて流路２１，２３と流路２０，２２とがそれぞれ切断されることにより解消されるため、アームシリンダ３の伸展が停止する。この時、閉回路ポンプ３５に接続されている切換弁３７，３８が第１バルブ全閉スイッチ５０によって使用不可となるが、閉回路ポンプ３６に接続されている切換弁３９，４０を使用することで、ブームシリンダ１およびアームシリンダ３を駆動することができるため、機体の稼働を継続できる。

以上のように構成した本実施例によれば、切換弁３７〜４０またはその制御系の失陥により切換弁３７〜４０のうちのいずれか１つの切換弁が開固着した場合に、開固着した切換弁が接続されている１つの閉回路ポンプに接続されている他の切換弁を強制的に閉じることにより、２つの油圧アクチュエータ１，３が流路を介して接続されることがなくなるため、操作者が意図しない油圧アクチュエータ１，３の動作を抑制し、機体の稼働を継続できる。

本発明の第２の実施例について、第１の実施例との相違点を中心に説明する。

本実施例は、開回路ポンプと比例弁とアシスト弁とを更に備え、アシスト弁を設けたアシスト流路を介して開回路ポンプおよび比例弁を片ロッド式油圧シリンダのシリンダヘッドに接続し、閉回路ポンプの作動油と開回路ポンプの作動油とを合流させてシリンダヘッドに供給することでシリンダの伸展速度を向上させ、シリンダヘッドから排出される作動油の一部を閉回路ポンプが吸入し残りの一部を比例弁を介してタンクに排出することでシリンダの収縮速度を向上させたものである。

図７は、本実施例に係る油圧システムの構成を示す概略図である。

図７において、油圧システム２００Ａは、片傾転型の油圧ポンプ（以下「開回路ポンプ」という。）１２，１３と、開回路ポンプ１２の吐出ポートに接続されたアシスト流路７０と、アシスト流路７０を流路２１に接続するアシスト流路７１ａと、アシスト流路７０を流路２５に接続するアシスト流路７１ｂと、開回路ポンプ１３の吐出ポートに接続されたアシスト流路７２と、アシスト流路７２を流路２１に接続するアシスト流路７３ａと、アシスト流路７２を流路２５に接続するアシスト流路７３ｂと、アシスト流路７１ａ，７１ｂ，７３ａ，７３ｂに設けられたアシスト弁８０〜８３と、アシスト流路７０，７１をタンク３２に接続する流路に設けられた比例弁５４，５５とを更に備えている。

開回路ポンプ１２，１３は、エンジン９からそれぞれ伝達装置１０を介して動力を受けて駆動される。開回路ポンプ１２，１３は、それぞれ流量調整手段として出力ポートを持つ傾転斜板機構（図示せず）と、斜板の傾斜角を調整してポンプ押しのけ容積を調整するレギュレータ１２ａ，１３ａとを備えている。レギュレータ１２ａ，１３ａは、車体制御コントローラ１１から受信したポンプ吐出流量指令値に基づき、開回路ポンプ１２，１３の吐出流量を制御する。開回路ポンプ１２，１３はそれぞれタンク３２から作動油を吸入し、アシスト流路７０，７２へ作動油を吐出する。

アシスト弁８０は、電磁弁８０ａとポペット弁８０ｂとを備えている。電磁弁８０ａは、車体制御コントローラ１１から受信した制御信号に応じて開閉し、ポペット弁８０ｂのパイロット受圧部をパイロット油圧源４１またはタンク３２に接続する。電磁弁８０ａに閉信号が入力された場合は、ポペット弁８０ｂのパイロット受圧部がタンク３２に接続されて低圧となり、ポペット弁８０ｂがバネ力によって閉側に駆動され、アシスト流路７０とアシスト流路７１とが切断される。電磁弁８０ａに開信号が入力された場合は、ポペット弁８０ｂのパイロット室がパイロット油圧源４１に接続され、ポペット弁８０ｂがパイロット圧によって開側に駆動され、アシスト流路７０とアシスト流路７１とが流通状態となる。なお、本実施例ではパイロット油圧源および電磁弁を用いてポペット弁を駆動するアシスト弁を一例として用いたが、電気信号でアシスト流路を開閉する電磁弁のみで構成してもよい。なお、アシスト弁８１〜８３については、アシスト弁８０と同様であるため、説明を省略する。

比例弁５４、５５は、アシスト弁８０〜８３と同様に、車体制御コントローラ１１から受信した制御信号に応じて電磁弁５４ａ，５５ａが開閉することで、ポペット弁５４ｂ，５５ｂを開閉する。ただし、電磁弁５４ａ，５５ａの弁の開度を車体制御コントローラ１１からの制御指令値に対して、連続的に制御できるため、ポペット弁５４ｂ，５５ｂの開度も連続的に制御できる点で、アシスト弁８０〜８３と異なる。

次に、本実施例における本発明に関わる構成について説明する。

アシスト弁８０〜８３には、それぞれの開閉状態を検出する第２検出装置として、第５〜第６パイロット圧センサ８０ｃ〜８３ｃが設けられている。パイロット圧センサ８０ｃ〜８３ｃは、弁装置制御コントローラ３３Ａに信号線を介して接続されている。例えばアシスト弁８０を一例に説明すると、パイロット圧センサ８０ｃは電磁弁８０ａとポペット弁８０ｂを接続する流路に設けられている。電磁弁８０ａに閉信号が入力されているときは、パイロット圧センサ８０ｃはタンク３２に接続されるため、パイロット圧センサ８０ｃから低圧が検出される。一方、電磁弁８０ａに開信号が入力されているときは、パイロット圧センサ８０ｃはパイロット油圧源４１に接続されるため、パイロット圧センサ８０ｃから高圧が検出される。アシスト弁８０〜８３においても、パイロット圧センサ８１ｃ〜８３ｃはそれぞれ同様の流路に設けられている。なお、本実施例では、アシスト弁８０〜８３の開閉状態を検出する第２検出装置を第１〜第４パイロット圧センサ３７ｄ〜４０ｄで構成したが、例えばアシスト弁が電磁弁の場合は、電磁弁の弁体の移動量を計測するストロークセンサなどで構成してもよい。

図８は、本実施例に係る弁装置制御コントローラ３３Ａの構成を示すブロック図である。

図８において、第１の実施例（図３に示す）と異なる点は、バルブ状態検出部３３ｂが第１〜第４パイロット圧センサ３７ｄ〜４０ｄに加えてパイロット圧センサ８０ｃ〜８３ｃから圧力信号を受信する点と、故障判定部３３ｃの判定ロジックである。故障判定部３３ｃは、操作量検出部３３ａおよびバルブ状態検出部３３ｂからの情報に基づき、切換弁３７〜４０またはアシスト弁８０〜８３の故障を検出する。故障判定部３３ｃの判定方法についての詳細は後述する。信号生成部３３ｄは、故障判定部３３ｃから切換弁３７〜４０のいずれかの故障を検出した場合、第１および第２バルブ全閉スイッチ５０，５１のいずれかに閉信号を出力する。

図９は、弁装置制御コントローラ３３Ａの故障判定部３３ｃによる処理を示すフロー図である。

図９において、第１の実施例（図５に示す）と異なる点は、図９のステップＳ２，Ｓ３，Ｓ８，Ｓ９である。ステップＳ２，Ｓ３では、第１および第２パイロット圧センサ３７ｄ，３８ｄによる切換弁３７，３８の開閉チェックに加え、アシスト弁８０，８１の第５および第６パイロット圧センサ８０ｃ，８１ｃによる開閉チェックを行う。また、ステップＳ８，Ｓ９では、第３および第４パイロット圧センサ３９ｄ，４０ｄによる切換弁３９，４０の開閉チェックに加え、アシスト弁８２，８３の第７および第８パイロット圧センサ８２ｃ，８３ｃによる開閉チェックを行う。

図７において、第１バルブ全閉スイッチ５０は、弁装置制御コントローラ３３Ａと電磁弁３７ａ，３８ａ，８０ａ，８１ａ，５４ａとに制御信号線を介して接続されている。また、第２バルブ全閉スイッチ５１は、弁装置制御コントローラ３３Ａと電磁弁３９ａ，４０ａ，８２ａ，８３ａ，５５ａとに制御信号線を介して接続されている。なお、第１および第２バルブ全閉スイッチ５０，５１の構成は第１の実施例と同様であるため、説明を省略する。

第１および第２バルブ全閉スイッチ５０，５１は、それぞれ弁装置制御コントローラ３３Ａからの制御信号に応じて開閉し、車体制御コントローラ１１からの電磁弁３７ａ〜４０ａ，８０ａ〜８３ａへの制御信号線を導通または遮断することにより、電磁弁３７ａ〜４０ａ，８０ａ〜８３ａを開閉する。

次に、油圧システム２００Ａの動作を説明する。

まず、切換弁３７〜４０、アシスト弁８０〜８３および車体制御コントローラ１１が正常に機能している場合の油圧システム２００Ａの動作を説明する。

図７において、操作者がブームレバー３４ａのみを最大操作量の半分以上の範囲内で操作し、ブームシリンダ１を伸展駆動する入力を与えると、車体制御コントローラ１１の情報取得部１１ａはブームレバー３４ａの操作量を受信する。車体制御演算部１１ｂは、ブームレバー３４ａの操作量に基づき、閉回路ポンプ３５，３６がブームシリンダ１に接続されるように切換弁３７，３９およびアシスト弁８０，８２の制御指令値を開に設定しかつ切換弁３８，４０およびアシスト弁８１，８３の制御指令値を閉に設定し、閉回路ポンプ３５，３６および開回路ポンプ１２，１３のポンプ吐出流量指令値をブームレバー３４ａの操作量に応じた値に設定し、比例弁５４，５５の制御指令値を閉に設定する。

バルブ信号出力部１１ｃは、車体制御演算部１１ｂからの切換弁３７〜４０、アシスト弁８０〜８３、比例弁５４，５５の制御指令値に基づき、切換弁３７，３９およびアシスト弁８０，８２に開信号を出力し、切換弁３８，４０およびアシスト弁８１，８４に閉信号を出力し、比例弁５４，５５にまたは閉信号を出力する。ポンプ信号出力部１１ｄは、車体制御演算部１１ｂからのポンプ吐出流量指令値に基づき、閉回路ポンプ３５，３６のレギュレータ３５ａ，３６ａおよび開回路ポンプ１２，１３のレギュレータ１２ａ，１３ａに制御信号を出力する。

閉回路ポンプ３５，３６は、レギュレータ３５ａ，３６ａによって制御された吐出流量で、流路２０，２４に作動油を吐出する。また、開回路ポンプ１２，１３は、レギュレータ１２ａ，１３ａによって制御された吐出流量で、アシスト流路７０，７２へそれぞれ作動油を吐出する。

車体制御コントローラ１１からの制御信号に応じて、切換弁３７，３９およびアシスト弁８０，８２は開き、切換弁３８，４０およびアシスト弁８１，８３は閉じ、比例弁５４，５５は閉じる。

閉回路ポンプ３５が吐出した作動油は、流路２０、切換弁３７を介して流路２１に流れる。閉回路ポンプ３６が吐出した作動油は、流路２４、切換弁３９および流路３０を介して流路２１に流れる。また、開回路ポンプ１２が吐出した作動油は、アシスト流路７０、アシスト弁８０（ポペット弁８０ｂ）およびアシスト流路７１ａを介して流路２１に流れる。開回路ポンプ１３が吐出した作動油は、アシスト流路７２、アシスト弁８２（ポペット弁８２ｂ）およびアシスト流路７１を介して流路２１に流れる。閉回路ポンプ３５，３６からの作動油と開回路ポンプ１２，１３からの作動油とが流路２１で合流してブームシリンダ１のシリンダヘッド１ａに流入し、ブームシリンダ１を伸展させる。ブームシリンダ１のシリンダロッド１ｂから排出される作動油の一部は、流路２３、切換弁３７のポペット弁３７ｂ、流路２２を介して閉回路ポンプ３５に吸入される。ブームシリンダ１のシリンダロッド１ｂから排出される作動油の残りの一部は、流路３１、切換弁３９（ポペット弁３９ｂ）および流路２４を介して閉回路ポンプ３６に吸入される。

図７において、ブームレバー３４ａのみが操作されているため、第１中立検出スイッチ６２ａは１を出力し、第２中立検出スイッチ６２ｂは０を出力する。

図８において、弁装置制御コントローラ３３Ａの操作量検出部３３ａは、第１および第２中立検出スイッチ６２ａ，６２ｂの信号を検出する。また、バルブ状態検出部３３ｂは、電磁弁３７ａ，３９ａ，８０ａ，８２ａが開くことで第１、第３、第５および第７パイロット圧センサ３７ｄ，３９ｄ，８０ｃ，８２ｃの高圧を検出し、電磁弁３８ａ，４０ａ，８１ａ，８３ａが閉じることで第２、第４、第６および第８パイロット圧センサ３８ｄ，４０ｄ，８１ｃ，８３ｃの低圧を検出する。

図９において、故障判定部３３ｃは、ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ５，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ１１の順に実行し、第１および第２バルブ全閉スイッチ５０，５１の制御指令値を開に設定する。

図８において、弁装置制御コントローラ３３Ａの信号生成部３３ｄは、故障判定部３３ｃの第１および第２バルブ全閉スイッチ５０，５１の制御指令値に基づき、第１および第２バルブ全閉スイッチ５０，５１に開信号を出力する。

図７において、第１バルブ全閉スイッチ５０は、弁装置制御コントローラ３３Ａから開信号を受信し、電磁弁３７ａ，３８ａ，８０ａ，８１ａからの制御信号線を接地側接点５０ｂに接続する。また、第２バルブ全閉スイッチ５１は、弁装置制御コントローラ３３Ａから開信号を受信し、電磁弁３９ａ，４０ａ，８２ａ，８３ａからの制御信号線を接地側接点５１ｂに接続する。制御信号線の導通状態を維持する。これにより、各制御信号の導通状態が維持され、車体制御コントローラ１１から切換弁３７，３９およびアシスト弁８０，８２への制御信号が有効となり、切換弁３７，３９およびアシスト弁８０，８２の開状態と切換弁３８，４０およびアシスト弁８１，８３の閉状態とが維持される。

次に、アシスト弁８１が開固着した場合の油圧システム２００Ａの動作を主に図７を用いて説明する。なお、図７中、アシスト弁８１が開固着した場合の作動油の流れを太線で示している。

図７において、操作者がブームレバー３４ａのみを最大操作量の半分以下の範囲内で操作し、ブームシリンダ１を伸展駆動する入力を与えると、車体制御コントローラ１１の情報取得部１１ａは、ブームレバー３４ａの操作量を検出する。車体制御演算部１１ｂは、ブームレバー３４ａの操作量に基づき、閉回路ポンプ３５および開回路ポンプ１２がブームシリンダ１に接続されるように切換弁３７およびアシスト弁８０の制御指令値を開に設定しかつ切換弁３８〜４０およびアシスト弁８１〜８３の制御指令値を閉に設定し、閉回路ポンプ３５および開回路ポンプ１２のポンプ吐出流量指令値をブームレバー３４ａの操作量に応じた値に設定し、比例弁５４の制御指令値を閉に設定する。

バルブ信号出力部１１ｃは、車体制御演算部１１ｂからの切換弁３７〜４０の制御指令値に基づき、切換弁３７およびアシスト弁８０に開信号を出力し、切換弁３８〜４０およびアシスト弁８１〜８３に閉信号を出力する。また、車体制御演算部１１ｂは、比例弁５４に閉信号を出力する。ポンプ信号出力部１１ｄは、車体制御演算部１１ｂからのポンプ吐出流量指令値に基づき、閉回路ポンプ３５のレギュレータ３５ａおよび開回路ポンプ１２のレギュレータ１２ａに制御信号を出力する。

閉回路ポンプ３５および開回路ポンプ１２は、レギュレータ３５ａ，１２ａによって制御された吐出流量で、流路２０およびアシスト流路７０に作動油を吐出する。切換弁３７およびアシスト弁８０は開信号に応じて開き、切換弁３８〜４０およびアシスト弁８１〜８３は閉信号に応じて閉じる。この時、アシスト弁８１が失陥し、開固着したものとする。すなわち、車体制御演算部１１ｂから閉信号が入力されているにも関わらず電磁弁８１ａが閉じず、ポペット弁８１ｂが開いたままになったとする。ここで、アシスト弁８０は車体制御コントローラ１１からの開信号によって開いているため、アシスト弁８１が開固着したことでアシスト弁８０，８１（ポペット弁８０ｂ，８１ｂ）が同時に開くこととなり、ブームシリンダ１のシリンダヘッド１ａが流路２１、アシスト流路７１ａ，７０，７１ｂおよび流路２５を介してアームシリンダ３のシリンダヘッド３ａに接続される。この状態で、例えばブームシリンダ１に収縮方向の負荷が作用していたとすると、ブームシリンダ１のシリンダヘッド１ａの作動油が負荷によって流出し、流路２１、アシスト流路７１ａ，７０，７１ｂおよび流路２５を介してアームシリンダ３のシリンダヘッド３ａに流入する。その結果、アームレバー３４ｂが非操作であるにも関わらず、アームシリンダ３が伸展する。

図７において、ブームレバー３４ａのみが操作されているため、第１中立検出スイッチ６２ａは１を出力し、第２中立検出スイッチ６２ｂは０を出力する。

図８において、弁装置制御コントローラ３３Ａの操作量検出部３３ａは、第１および第２中立検出スイッチ６２ａ，６２ｂの信号を検出する。また、バルブ状態検出部３３ｂは、電磁弁３７ａ，８０ａが開くことで第１および第５パイロット圧センサ３７ｄ，８０ｃの高圧を検出し、電磁弁３８ａ〜４０ａ，８２ａ，８３ａが閉じることで第２〜第４、第７および第８パイロット圧センサ３８ｄ〜４０ｄ，８２ｃ，８３ｃの低圧を検出する。また、バルブ状態検出部３３ｂは、電磁弁８１ａが開固着しているため、第６パイロット圧センサ８１ｃの高圧を検出する。

図９において、故障判定部３３ｃは、ステップＳ１，Ｓ２の順に実行する。ここで、第５および第６パイロット圧センサ８０ｃ，８１ｃの圧力が共に高圧であるため、ステップＳ４２で第５および第６パイロット圧センサ８０ｃ，８１ｃの圧力が共に圧力しきい値Ｐｔｈよりも高い（Ｙｅｓ）と判定し、ステップＳ４で第１バルブ全閉スイッチ５０の制御指令値を閉に設定する。その後、ステップＳ７，Ｓ８，Ｓ１１の順位実行し、第２バルブ全閉スイッチ５１の制御指令値を開に設定する。

図８において、弁装置制御コントローラ３３Ａの信号生成部３３ｄは、故障判定部３３ｃの第１および第２バルブ全閉スイッチ５０，５１の制御指令値に基づき、第１バルブ全閉スイッチ５０に閉信号を出力し、第２バルブ全閉スイッチ５１に開信号を出力する。

図７において、第１バルブ全閉スイッチ５０は、弁装置制御コントローラ３３Ａから閉信号を受信し、電磁弁３７ａ，３８ａ，８０ａ，８１ａからの信号線を開放側接点５０ａに接続する。これにより、車体制御コントローラ１１からアシスト弁８０への制御信号が伝達不能となるため、電磁弁８０ａは開側に駆動されずバネ力によって閉じ、アシスト弁８０（ポペット弁８０ｂ）が閉じる。その結果、アシスト弁８１の開固着によってブームシリンダ１のシリンダヘッド１ａとアームシリンダ３のシリンダヘッド３ａとが流路２１、アシスト流路７１ａ，７０，７１ｂおよび流路２５を介して接続されていた状態が、アシスト弁８０（ポペット弁８０ｂ）が閉じてアシスト流路７１ａとアシスト流路７０とが切断されることにより解消されるため、アームシリンダ３の伸展が停止する。この時、閉回路ポンプ３５に接続されている切換弁３７，３８および開回路ポンプ１２に接続されているアシスト弁８０，８１が第１バルブ全閉スイッチ５０によって使用不可となるが、閉回路ポンプ３６に接続されている切換弁３９，４０および開回路ポンプ１３に接続されているアシスト弁８２，８３を使用することで、ブームシリンダ１およびアームシリンダ３を駆動することができるため、機体の稼働を継続できる。

以上のように構成した本実施例によれば、第１の実施例と同様の効果に加えて、以下の効果が得られる。

アシスト弁８０〜８３またはその制御系の失陥によりアシスト弁８０〜８３のうちのいずれか１つのアシスト弁が開固着した場合に、開固着したアシスト弁が接続されている１つの開回路ポンプに接続されている他のアシスト弁を強制的に閉じることにより、２つの油圧アクチュエータ１，３が流路を介して接続されることがなくなるため、操作者が意図しない油圧アクチュエータ１，３の動作を抑制し、機体の稼働を継続できる。

なお、本実施例における第１および第２バルブ全閉スイッチ５０，５１は、車体制御コントローラ１１による開閉制御に関わらず切換弁３７〜４０を閉位置に切り換える第１強制閉弁装置であると共に、車体制御コントローラ１１による開閉制御に関わらずアシスト弁８０〜８３を閉位置に切り換える第２強制閉弁装置を構成している。また、第２強制閉弁装置としてのバルブ全閉スイッチは、第１および第２バルブ全閉スイッチ５０，５１とは別に設けてもよい。

本発明の第３の実施例について、第１の実施例との相違点を中心に説明する。

本実施例は、第１の実施例におけるアームシリンダ３（図２に示す）を旋回モータ７（図１に示す）に置き換えたものである。図１において、旋回モータ７は、上部旋回体１０２を旋回させる油圧アクチュエータであるため、例えば掘削作業等を行う際、作動装置であるフロント作業機１０４の掘削位置の調整や、掘削後の崩土位置の調整において重要な役割を果たす。しかし、切換弁３７〜４０のいずれかが開固着した場合または車体制御コントローラ１１が失陥した場合、意図しない旋回モータの動作が発生し、フロント作業機１０４の位置決めが困難となる。本実施例は、切換弁３７〜４０のいずれかが開固着した場合に、意図しない旋回モータ７の動作を抑制し、機体の稼働を継続できるようにしたものである。

図１０は、本実施例に係る油圧システムの構成を示す概略図である。

図１０において、流路２５，２７にはアームシリンダ３（図２に示す）に代えて、旋回モータ７が接続されている。また、油圧システム２００Ｂは、アームレバー３４ｂおよび第２中立検出スイッチ６２ｂ（図２に示す）に代えて、旋回レバー３４ｃおよびその中立を検出する第３中立検出スイッチ６２ｃを備えている。また、旋回モータ７は、旋回軸７ａを介して図１の上部旋回体１０２に接続されている。旋回軸７ａには、例えば摩擦ブレーキなどの旋回ブレーキ７ｂが接続されている。旋回ブレーキ７ｂは、旋回を減速（制動）する減速ブレーキと旋回を抑制するパーキングブレーキとを兼ねている。旋回ブレーキ７ｂは、例えば、車体制御コントローラ１１から制御信号が入力されていないときに作動し、車体制御コントローラ１１から制御信号が入力されているときにブレーキを解除するように構成されている。

車体制御コントローラ１１と旋回ブレーキ７ｂとを接続する制御信号線には、旋回停止スイッチ５３が設けられている。旋回停止スイッチ５３は、弁装置制御コントローラ３３Ｂと制御信号線を介して接続されており、接続側接点５３ａと開放側接点５３ｂとを切換可能に有している。旋回停止スイッチ５３は、弁装置制御コントローラ３３Ｂからの制御信号により、接続側接点５３ａまたは開放側接点５３ｂに切り替わることで、車体制御コントローラ１１から旋回ブレーキ７ｂへの制御信号を導通または遮断する。これにより、旋回停止スイッチ５３は、車体制御コントローラ１１による制御に関わらず旋回ブレーキ７ｂを作動させる強制作動装置を構成している。本実施例では一例として、旋回停止スイッチ５３の初期状態として、弁装置制御コントローラ３３Ｂからの制御信号が入力されない場合、接続側接点５３ａに接続されているものとする。また本実施例では、旋回停止スイッチ５３は電気リレーで構成しているが、これに限るものではない。

次に、切換弁３８が開固着した場合の油圧システム２００Ｂの動作を説明する。

図１０において、操作者がブームレバー３４ａのみを最大操作量の半分以下の範囲内で操作し、ブームシリンダ１を伸展駆動する入力を与えると、車体制御コントローラ１１の情報取得部１１ａは、ブームレバー３４ａの操作量を検出する。車体制御演算部１１ｂは、ブームレバー３４ａの操作量に基づき、閉回路ポンプ３５のみがブームシリンダ１に接続されるように切換弁３７の制御指令値を開に設定しかつ切換弁３８〜４０の制御指令値を閉に設定し、閉回路ポンプ３５のポンプ吐出流量指令値をブームレバー３４ａの操作量に応じた値に設定し、旋回ブレーキ７ｂへの制御指令値を解除に設定する。

バルブ信号出力部１１ｃは、車体制御演算部１１ｂからの切換弁３７〜４０の制御指令値に基づき、切換弁３７に開信号を出力し、切換弁３８〜４０に閉信号を出力する。また、バルブ信号出力部１１ｃは、旋回ブレーキ７ｂが解除されるように、旋回停止スイッチ５３に閉信号を出力する。ポンプ信号出力部１１ｄは、車体制御演算部１１ｂからのポンプ吐出流量指令値に基づき、閉回路ポンプ３５のレギュレータ３５ａに制御信号を出力する。

旋回停止スイッチ５３は初期状態で接続側接点５３ａに接続されており、車体制御コントローラ１１と旋回ブレーキ７ｂとを接続する制御信号線が導通状態にあるため、車体制御コントローラ１１からの解除信号により旋回ブレーキ７ｂは解除され、旋回軸７ａは回転可能状態にある。

閉回路ポンプ３５は、レギュレータ３５ａによって制御された吐出流量で、流路２０に作動油を吐出する。この時、切換弁３８が失陥し、開固着したものとする。ここで、切換弁３７は車体制御コントローラ１１からの開信号によって開いているため、電磁弁３８ａが開固着したことで切換弁３７，３８（ポペット弁３７ｂ，３７ｃ，３８ｂ，３８ｃ）が同時に開くこととなり、ブームシリンダ１と旋回モータ７とが流路２１，２０，２８，２５および流路２３，２２，２９，２７を介して接続される。この状態で、例えばブームシリンダ１に収縮方向の負荷が作用していたとすると、ブームシリンダ１のシリンダヘッド１ａの作動油が負荷によって流出し、流路２１，２０，２８，２５を介して旋回モータ７に流入する。その結果、旋回レバー３４ｃが非操作であるにも関わらず、旋回モータ７が回転し、上部旋回体１０２（図１に示す）が旋回する。

図１０において、ブームレバー３４ａのみが操作されているため、第１中立検出スイッチ６２ａは１を出力し、第２中立検出スイッチ６２ｂは０を出力する。

図１１において、弁装置制御コントローラ３３Ｂの操作量検出部３３ａは、第１および第３中立検出スイッチ６２ａ，６２ｃの信号を検出する。バルブ状態検出部３３ｂは、電磁弁３７ａが開くことで第１パイロット圧センサ３７ｄの高圧を検出し、電磁弁３９ａ，４０ａが閉じることで第３および第４パイロット圧センサ３９ｄ，４０ｄの低圧を検出する。また、バルブ状態検出部３３ｂは、電磁弁３８ａが開固着しているため、第２パイロット圧センサ３８ｄの高圧を検出する。

図５において、故障判定部３３ｃは、ステップＳ１，Ｓ２の順に実行する。ここで、第１および第２パイロット圧センサ３７ｄ，３８ｄの圧力が共に高圧であるため、ステップＳ２で第１および第２パイロット圧センサ３７ｄ，３８ｄの圧力が共に圧力しきい値Ｐｔｈよりも高い（Ｙｅｓ）と判定し、ステップＳ４で第１バルブ全閉スイッチ５０の制御指令値を閉に設定する。その後、ステップＳ７，Ｓ８，Ｓ１１の順に実行し、第２バルブ全閉スイッチ５１の制御指令値を開に設定する。

図１１において、弁装置制御コントローラ３３Ｂの信号生成部３３ｄは、故障判定部３３ｃで設定された第１および第２バルブ全閉スイッチ５０，５１の制御指令値に基づき、第１バルブ全閉スイッチ５０に閉信号を出力し、第２バルブ全閉スイッチ５１に開信号を出力する。また、信号生成部３３ｄは旋回停止スイッチ５３に旋回ブレーキを７ｂの解除信号を出力する。

図１０において、第１バルブ全閉スイッチ５０は、弁装置制御コントローラ３３Ｂから閉信号を受信し、電磁弁３７ａ，３８ａからの制御信号線を開放側接点５０ａに接続する。これにより、車体制御コントローラ１１からの切換弁３７への制御信号が伝達不能となるため、電磁弁３７ａは開側に駆動されずバネ力によって閉じ、切換弁３７（ポペット弁３７ｂ，３７ｃ）が閉じる。その結果、切換弁３８の開固着によってブームシリンダ１と旋回モータ７とが流路２１，２０，２８，２５および流路２３，２２，２９，２７を介して接続されていた状態が、切換弁３７（ポペット弁３７ｂ，３７ｃ）が閉じて流路２１，２３と流路２０，２２とがそれぞれ切断されることにより解消されるため、旋回モータ７の駆動が停止する。また、弁装置制御コントローラ３３Ｂからの制御信号により、車体制御コントローラ１１からの制御信号線が開放側接点５３ｂに接続されることにより、車体制御コントローラ１１から旋回ブレーキ７ｂへの解除信号が伝達不能となるため、旋回ブレーキ７ｂにより旋回軸７ａにブレーキが作用し、旋回モータ７の回転が停止する。

以上のように構成した本実施例においても、第１の実施例と同様の効果が得られる。さらに、切換弁３７〜４０またはその制御系の失陥により切換弁３７〜４０のうちのいずれか１つの切換弁が開固着した場合に、旋回ブレーキ７ｂを作動させ、旋回モータ７を確実に停止させることができる。

本発明の第４の実施例について、第１の実施例との相違点を中心に説明する。

本実施例は、第１の実施例における第１〜第４パイロット圧センサ３７ｄ〜４０ｄ（図２に示す）に代えて、閉回路ポンプのポンプ圧を検出するポンプ圧センサと油圧アクチュエータの負荷圧を検出する負荷圧センサとで第１検出装置を構成したものである。

図１２は、本実施例に係る油圧システムの構成を示す概略図である。

図１２において、油圧システム２００Ｃは、第１〜第４パイロット圧センサ３７ｄ〜４０ｄ（図２に示す）に代えて、閉回路ポンプ３５，３６のポンプ圧を検出する第１〜第４ポンプ圧センサ９０〜９３と、ブームシリンダ１およびアームシリンダ３の負荷圧を検出する第１〜第４シリンダ圧センサ（負荷圧センサ）９４〜９７とを備えている。第１〜第４ポンプ圧センサ９０〜９３および第１〜第４シリンダ圧センサ９４〜９７は、弁装置制御コントローラ３３Ｃに信号線を介して接続されている。

図１３は、本実施例に係る弁装置制御コントローラ３３Ｃの構成を示すブロック図である。

図１３において、弁装置制御コントローラ３３Ｃのバルブ状態検出部３３ｂは、第１〜第４ポンプ圧センサ９０〜９３を介して流路２０，２２，２４，２６の圧力（ポンプ圧）を検出し、第１〜第４シリンダ圧センサ９４〜９７を介して流路２１，２３，２５，２７の圧力（負荷圧）を検出する。

図１４は、弁装置制御コントローラ３３Ｃの故障判定部３３ｃによる処理を示すフロー図である。

図１４において、第１の実施例（図５に示す）と異なる点は、ステップＳ２，Ｓ３，Ｓ８，Ｓ９である。ステップＳ２，Ｓ３，Ｓ８，Ｓ９における圧力差ΔＰ１〜ΔＰ８は、第１〜第４ポンプ圧センサ９０〜９３で検出された閉回路ポンプ３５，３６のポンプ圧と、第１〜第４シリンダ圧センサ９４〜９７で検出されたブームシリンダ１およびアームシリンダ３の負荷圧との圧力差（すなわち、ポペット弁３７ｂ，３７ｃ，３８ｂ，３８ｃ，３９ｂ，３９ｃ，４０ｂ，４０ｃの前後差圧）であり、次式で計算する。

次に、切換弁３８が開固着した場合の油圧システム２００Ｃの動作を説明する。

図１２において、操作者がブームレバー３４ａのみを最大操作量の半分以下の範囲内で操作し、ブームシリンダ１を伸展駆動する入力を与えると、車体制御コントローラ１１の情報取得部１１ａはブームレバー３４ａの操作量を受信する。車体制御演算部１１ｂは、ブームレバー３４ａの操作量に基づき、閉回路ポンプ３５のみがブームシリンダ１に接続されるように切換弁３７の制御指令値を開に設定しかつ切換弁３８〜４０の制御指令値を閉に設定し、閉回路ポンプ３５のポンプ吐出流量指令値をブームレバー３４ａの操作量に応じた値に設定する。

バルブ信号出力部１１ｃは、車体制御演算部１１ｂからの切換弁３７〜４０の制御指令値に基づき、切換弁３７に開信号を出力し、切換弁３８〜４０に閉信号を出力する。ポンプ信号出力部１１ｄは、車体制御演算部１１ｂからのポンプ吐出流量指令値に基づき、閉回路ポンプ３５のレギュレータ３５ａに制御信号を出力する。

閉回路ポンプ３５は、レギュレータ３５ａによって制御された吐出流量で、流路２０に作動油を吐出する。この時、切換弁３８が失陥し、開固着したものとする。ここで、切換弁３７は車体制御コントローラ１１からの開信号によって開いているため、切換弁３８が開固着したことで切換弁３７，３８（ポペット弁３７ｂ，３７ｃ，３８ｂ，３８ｃ）が同時に開くこととなり、ブームシリンダ１のシリンダヘッド１ａは流路２１，２０，２８，２５を介してアームシリンダ３のシリンダヘッド３ａに接続され、ブームシリンダ１のシリンダロッド１ｂが流路２３，２２，２９，２７を介してアームシリンダ３のシリンダロッド３ｂに接続される。この状態で、例えばブームシリンダ１に収縮方向の負荷が作用していたとすると、ブームシリンダ１のシリンダヘッド１ａの作動油が負荷によって流出し、流路２１，２０，２８，２５を介してアームシリンダ３のシリンダヘッド３ａに流入する。その結果、アームレバー３４ｂが非操作であるにも関わらず、アームシリンダ３が伸展する。

図１２において、ブームレバー３４ａのみが操作されているため、第１中立検出スイッチ６２ａは１を出力し、第２中立検出スイッチ６２ｂは０を出力する。

図１３において、弁装置制御コントローラ３３Ｃの操作量検出部３３ａは、第１および第３中立検出スイッチ６２ａ，６２ｃの信号を検出する。また、バルブ状態検出部３３ｂは、第１〜第４ポンプ圧センサ９０〜９３および第１〜第４シリンダ圧センサ９４〜９７の圧力を検出する。

図１４において、故障判定部３３ｃは、ステップＳ１，Ｓ２の順に実行する。ここで、切換弁３７が開きかつ切換弁３８が開固着したことにより、閉回路ポンプ３５とアームシリンダ３との圧力差ΔＰ１〜ΔＰ４は小さい値となっている。したがって、ステップＳ２で圧力差ΔＰ１〜ΔＰ４が圧力差しきい値Ｄｔｈよりも小さい（Ｙｅｓ）と判定し、ステップＳ４で第１バルブ全閉スイッチ５０の制御指令値を閉に設定する。その後、ステップＳ７，Ｓ８，Ｓ１１の順に実行し、第２バルブ全閉スイッチ５１の制御指令値を開に設定する。なお、圧力差しきい値Ｄｔｈは、例えば切換弁３７〜４０の持つ圧力損失量に基づいて設定される。

図１３において、弁装置制御コントローラ３３Ｃの信号生成部３３ｄは、故障判定部３３ｃの第１および第２バルブ全閉スイッチ５０，５１の制御指令値に基づき、第１バルブ全閉スイッチ５０に閉信号を出力し、第２バルブ全閉スイッチ５１に開信号を出力する。

図１２において、バルブ全閉スイッチ５０は、弁装置制御コントローラ３３Ｃから閉信号を受信し、電磁弁３７ａ，３８ａからの制御信号線を開放側接点５０ａに接続する。これにより、車体制御コントローラ１１からの切換弁３７への制御信号が伝達不能となるため、電磁弁３７ａは開側に駆動されずバネ力によって閉じ、切換弁３７（ポペット弁３７ｂ，３７ｃ）が閉じる。その結果、切換弁３８の開固着によってブームシリンダ１とアームシリンダ３とが流路２１，２０，２８，２５および流路２３，２２，２９，２７を介して接続されていた状態が、切換弁３７（ポペット弁３７ｂ，３７ｃ）が閉じて流路２１，２３と流路２０，２２とが切断されることにより解消されるため、アームシリンダ３の伸展が停止する。

以上のように構成した本実施例によれば、第１の実施例の効果に加え、以下の効果が得られる。

第１の実施例では、切換弁ごとに第１検出装置（パイロット圧力センサ）を設けている。ここで、切換弁の数は閉回路ポンプの数と油圧アクチュエータの数とに比例して増加する。そのため、閉回路ポンプまたは油圧アクチュエータの数が増えると、第１検出装置の数が大幅に増え、コストが増加する。これに対し、本実施例では、閉回路ポンプおよび油圧アクチュエータごとに第１検出装置を設ける構成としたことにより、閉回路ポンプまたは油圧アクチュエータの数が増えたときの第１検出装置の増加数が抑制されるため、コストを低減できる。

本発明の第５の実施例について、第１の実施例との相違点を中心に説明する。

本実施例は、第１の実施例における第１および第２中立検出スイッチ６２ａ，６２ｂ（図２に示す）を用いることなく、切換弁３７〜４０が有する第１〜第４パイロット圧センサ３７ｄ〜４０ｄの圧力のみに基づいて第１および第２バルブ全閉スイッチ５０，５１を制御するようにしたものである。

図１５は、本実施例に係る油圧システムの構成を示す概略図である。

図１５において、油圧システム２００Ｄは、第１の実施例における第１および第２中立検出スイッチ６２ａ，６２ｂ（図１に示す）を備えていない。

図１６は、本実施例に係る弁装置制御コントローラ３３Ｄの構成を示すブロック図である。

図１６において、弁装置制御コントローラ３３Ｄは、図１５に示す油圧システム２００Ｄにおいて第１および第２中立検出スイッチ６２ａ，６２ｂ（図１に示す）を省略したことに伴い、操作量検出部３３ａ（図３に示す）を備えていない。

図１７は、本実施例に係る弁装置制御コントローラ３３Ｄの故障判定部３３ｃによる処理を示すフロー図である。

図１７において、故障判定部３３ｃは、ステップＳ１で第１および第２パイロット圧センサ３７ｄ，３８ｄの圧力に基づき、切換弁３７，３８が同時に開いているか否かを判定する。具体的には、第１および第２パイロット圧センサ３７ｄ，３８ｄの圧力が圧力しきい値Ｐｔｈよりも高いか否かを判定する。ステップＳ１で切換弁３７，３８が同時に開いている（Ｙｅｓ）と判定した場合は、意図しない油圧アクチュエータ１，３の動作が発生し得るため、ステップＳ２で第１バルブ全閉スイッチ５０の制御指令値を閉に設定する。一方、ステップＳ１で切換弁３７，３８のうちの少なくとも１つが閉じている（Ｎｏ）と判定した場合は、意図しない油圧アクチュエータ１，３の動作は発生しないため、ステップＳ３で第１バルブ全閉スイッチ５０の制御指令値を開に設定する。

次に、切換弁３８が開固着した場合の油圧システム２００Ｄの動作を説明する。

図１５において、操作者がブームレバー３４ａのみを最大操作量の半分以下の範囲内で操作し、ブームシリンダ１を伸展駆動する入力を与えると、車体制御コントローラ１１の情報取得部１１ａは、ブームレバー３４ａの操作量を検出する。

車体制御演算部１１ｂは、ブームレバー３４ａの操作量に基づき、閉回路ポンプ３５のみがブームシリンダ１に接続されるように切換弁３７の制御指令値を開に設定しかつ３８〜４０の制御指令値を閉に設定し、また、閉回路ポンプ３５のポンプ吐出流量指令値をブームレバー３４ａの操作量に応じた値に設定する。

バルブ信号出力部１１ｃは、車体制御演算部１１ｂからの切換弁３７〜４０の制御指令値に基づき、切換弁３７に開信号を出力し、切換弁３８〜４０に閉信号を出力する。ポンプ信号出力部１１ｄは、車体制御演算部１１ｂからのポンプ吐出流量指令値に基づき、閉回路ポンプ３５のレギュレータ３５ａに制御信号を出力する。

閉回路ポンプ３５は、レギュレータ３５ａによって制御された吐出流量で、流路２０に作動油を吐出する。この時、切換弁３８が失陥し、開固着したものとする。ここで、切換弁３７は車体制御コントローラ１１からの開信号によって開いているため、電磁弁３８ａが開固着したことで切換弁３７，３８（ポペット弁３７ｂ，３８ｂ）が同時に開くこととなり、ブームシリンダ１のシリンダヘッド１ａが流路２１，２０，２８，２５を介してアームシリンダ３のシリンダヘッド３ａに接続され、ブームシリンダ１のシリンダロッド１ｂが流路２３，２２，２９，２７を介してアームシリンダ３のシリンダロッド３ｂに接続される。この状態で、例えばブームシリンダ１に収縮方向の負荷が作用していたとすると、ブームシリンダ１のシリンダヘッド１ａの作動油が負荷によって流出し、流路２１，２０，２８，２５を介してアームシリンダ３のシリンダヘッド３ａに流入する。その結果、アームレバー３４ｂが非操作であるにも関わらず、アームシリンダ３が伸展する。

図１６において、弁装置制御コントローラ３３Ｄのバルブ状態検出部３３ｂは、電磁弁３７ａが開くことで第１パイロット圧センサ３７ｄの高圧を検出し、電磁弁３９ａ，４０ａが閉じることで第３および第４パイロット圧センサ３９ｄ，４０ｄの低圧を検出する。また、バルブ状態検出部３３ｂは、電磁弁３８ａが開固着したことで第２パイロット圧センサ３８ｄの高圧を検出する。

図１７において、故障判定部３３ｃは、ステップＳ１で第１および第２パイロット圧センサ３７ｄ，３８ｄの圧力が共に圧力しきい値Ｐｔｈよりも高い（Ｙｅｓ）と判定し、ステップＳ２で第１バルブ全閉スイッチ５０の制御指令値を閉に設定する。続くステップＳ４で、第３および第４パイロット圧センサ３９ｄ，４０ｄの圧力が共に圧力しきい値Ｐｔｈよりも低い（Ｎｏ）と判定し、ステップＳ６で第２バルブ全閉スイッチ５１の制御指令値を開に設定する。

図１６において、弁装置制御コントローラ３３Ｄの信号生成部３３ｄは、故障判定部３３ｃからの第１および第２バルブ全閉スイッチ５０，５１の制御指令値に基づき、第１バルブ全閉スイッチ５０に閉信号を出力し、第２バルブ全閉スイッチ５１に開信号を出力する。

図１５において、第１バルブ全閉スイッチ５０は、弁装置制御コントローラ３３Ｄから開信号を受信し、電磁弁３７ａ，３８ａからの信号線を開放側接点５０ａに接続する。これにより、車体制御コントローラ１１から切換弁３７への制御信号が無効となるため、電磁弁３７ａは開側に駆動されずバネ力によって閉じ、切換弁３７（ポペット弁３７ｂ，３７ｃ）が閉じる。その結果、切換弁３８の開固着によってブームシリンダ１とアームシリンダ３とが流路２１，２０，２８，２５および流路２３，２２，２９，２７を介して接続されていた状態が、切換弁３７（ポペット弁３７ｂ，３７ｃ）が閉じて流路２１，２３と流路２０，２２とがそれぞれ切断されることにより解消されるため、アームシリンダ３の伸展が停止する。

以上のように構成した本実施例においても、第１の実施例と同様の効果が得られる。さらに、第１の実施例における第１および第２中立検出スイッチ６２ａ，６２ｂ（図２に示す）を省略したことにより、コストを低減できる。

以上、本発明の実施例について詳述したが、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、本発明を油圧ショベルに適用したものであるが、本発明はこれに限られず、複数の油圧アクチュエータを油圧閉回路で駆動する建設機械全般に適用可能である。また、上記した実施例は、本発明を分かり易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。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成の一部を加えることも可能であり、ある実施例の構成の一部を削除し、あるいは、他の実施例の一部と置き換えることも可能である。

１…ブームシリンダ、１ａ…シリンダヘッド、１ｂ…シリンダロッド、２…ブーム、３…アームシリンダ、３ａ…シリンダヘッド、３ｂ…シリンダロッド、４…アーム、５…バケットシリンダ、５ａ…シリンダヘッド、５ｂ…シリンダロッド、６…バケット、７…旋回モータ、７ａ…旋回軸、７ｂ…旋回ブレーキ、８ａ，８ｂ…走行装置、９ａ，９ｂ…エンジン、１０…伝達装置、１１…車体制御コントローラ、１１ａ…情報取得部、１１ｂ…車体制御演算部、１１ｃ…バルブ信号出力部、１１ｄ…ポンプ信号出力部、１２，１３…開回路ポンプ、１２ａ，１３ａ…レギュレータ、２０〜３１…流路、３２…タンク、３３，３３Ａ〜３３Ｄ…弁装置制御コントローラ、３３ａ…操作量検出部、３３ｂ…バルブ状態検出部、３３ｃ…故障判定部、３３ｄ…信号生成部、３４ａ…ブームレバー、３４ｂ…アームレバー、３４ｃ…旋回レバー、３５，３６…閉回路ポンプ、３５ａ，３６ａ…レギュレータ、３７〜４０…切換弁、３７ａ〜４０ａ…電磁弁、３７ｂ〜４０ｂ…ポペット弁、３７ｃ〜４０ｃ…ポペット弁、３７ｄ〜４０ｄ…第１〜第４パイロット圧センサ（第１検出装置）、４１…パイロット油圧源、４６ａ，４６ｂ…フラッシング弁、５０，５１…バルブ全閉スイッチ（第１強制閉弁装置、第２強制閉弁装置）、５０ａ，５１ａ…開放側接点、５０ｂ，５１ｂ…接地側接点、５３…旋回停止スイッチ（強制作動装置）、５３ａ…接続側接点、５３ｂ…開放側接点、５４，５５…比例弁、５４ａ，５５ａ…電磁弁、５４ｂ，５５ｃ…ポペット弁、６０…接地、６２ａ，６２ｂ，６２ｃ…第１〜第３中立検出スイッチ、７０，７１ａ，７１ｂ，７２，７３ａ，７３ｂ…アシスト流路、８０〜８３…アシスト弁、８０ａ〜８３ａ…電磁弁、８０ｂ〜８３ｂ…ポペット弁、８０ｃ〜８３ｃ…第５〜第８パイロット圧センサ（第２検出装置）、９０〜９３…第１〜第４ポンプ圧センサ、９４〜９７…第１〜第４シリンダ圧センサ（負荷圧センサ）、１００…油圧ショベル、１０１…キャブ、１０２…上部旋回体、１０３…下部走行体、１０４…フロント作業機、２００，２００Ａ〜２００Ｄ…油圧システム、Ｄｔｈ…圧力差しきい値（所定の圧力差）、Ｐｔｈ…圧力しきい値（所定の圧力）、Ｓ１〜Ｓ１２…ステップ。

Claims (8)

1. 複数の閉回路ポンプと、
   複数の油圧アクチュエータと、
   前記複数の油圧アクチュエータに対応した複数の操作レバーと、
   前記複数の閉回路ポンプのそれぞれを複数の油圧アクチュエータのうちの１つに閉回路接続可能とした複数の切換弁と、
   前記複数の操作レバーの操作に応じて前記複数の切換弁の開閉制御および前記複数の閉回路ポンプの流量制御を行う車体制御コントローラとを備えた建設機械において、
   前記複数の切換弁の開閉状態を検出する第１検出装置と、
   前記車体制御コントローラによる開閉制御に関わらず前記複数の切換弁を閉位置に切り換える第１強制閉弁装置と、
   前記複数の切換弁の開閉状態に基づき前記複数の切換弁のうちの１つの切換弁が前記車体制御コントローラによる指令に反して開位置で固着したことを検出した場合に、前記１つの切換弁が接続されている閉回路ポンプに接続された、前記１つの切換弁以外の切換弁が閉じるように前記第１強制閉弁装置を制御する弁装置制御コントローラとを備えたことを特徴とする建設機械。
2. 請求項１に記載の建設機械において、
   パイロット油圧源を更に備え、
   前記複数の切換弁は、それぞれ、前記複数の閉回路ポンプと前記複数の油圧アクチュエータとを接続する流路に設けられ、バネ力によって閉側に付勢され、前記パイロット油圧源から導かれるパイロット圧によって開側に駆動されるポペット弁と、前記パイロット油圧源から前記ポペット弁にパイロット圧を導く流路に設けられ、バネ力によって閉側に付勢され、前記車体制御コントローラからの制御信号によって開側に駆動される電磁弁とを有し、
   前記第１検出装置は、前記複数の切換弁が有する電磁弁から出力されるパイロット圧を検出するパイロット圧センサを有し、
   前記パイロット圧センサで検出された圧力が所定の圧力よりも高い場合に、前記パイロット圧センサに対応した切換弁が開いていることを検出し、
   前記パイロット圧センサで検出された圧力が前記所定の圧力よりも低い場合に、前記パイロット圧センサに対応した切換弁が開いていることを検出することを特徴とする建設機械。
3. 請求項１に記載の建設機械において、
   前記第１検出装置は、
   前記複数の閉回路ポンプの圧力をそれぞれ検出するポンプ圧センサと、前記複数の油圧アクチュエータの圧力をそれぞれ検出する負荷圧センサとを有し、
   前記ポンプ圧センサで検出された圧力と前記負荷圧センサで検出された圧力との圧力差が所定の圧力差よりも大きい場合に、前記ポンプ圧センサに対応した閉回路ポンプと前記負荷圧センサに対応した油圧アクチュエータとを接続する流路に設けられている切換弁が閉じていることを検出し、
   前記ポンプ圧センサで検出された圧力と前記負荷圧センサで検出された圧力との圧力差が前記所定の圧力差よりも小さい場合に、前記ポンプ圧センサに対応した閉回路ポンプと前記負荷圧センサに対応した油圧アクチュエータとを接続する流路に設けられている切換弁が開いていることを検出することを特徴とする建設機械。
4. 請求項１に記載の建設機械において、
   前記第１検出装置を介して前記複数の閉回路ポンプのうちの１つの閉回路ポンプに接続されている切換弁のうちの２つの切換弁が同時に開いていることを検出した場合に、前記２つの切換弁のいずれか１つの切換弁が開固着していることを検出することを特徴とした建設機械。
5. 請求項１に記載の建設機械において、
   前記複数の操作レバーが中立か否かを検出する中立検出スイッチを更に備え、
   前記弁装置制御コントローラは、
   前記複数の中立検出スイッチを介して前記複数の操作レバーの全てが中立であることを検出しかつ前記第１検出装置を介して前記複数の閉回路ポンプのうちの１つの閉回路ポンプに接続されている切換弁のうちの１つの切換弁が開いていることを検出した場合に、前記１つの切換弁が開固着していることを検出し、
   前記複数の中立検出スイッチを介して前記複数の操作レバーのうちの少なくとも１つが中立でないことを検出しかつ前記第１検出装置を介して前記複数の閉回路ポンプのうちの１つの閉回路ポンプに接続されている切換弁のうちの２つの切換弁が同時に開いていることを検出した場合に、前記２つの切換弁のうちの１つの切換弁が開固着していることを検出することを特徴とした建設機械。
6. 請求項２に記載の建設機械において、
   前記第１強制閉弁装置は、前記車体制御コントローラと前記複数の切換弁がそれぞれ有する電磁弁とを接続する制御信号線に設けられ、制御信号の伝達を可能とする接地側接点と制御信号の伝達を不能とする開放側接点とを切換可能に有する電気リレーであり、
   前記弁装置制御コントローラは、前記１つの切換弁が開固着していることを検出した場合に、前記１つの切換弁以外の切換弁が有する電磁弁に接続された制御信号線に設けられた前記電気リレーを前記開放側接点に切り換えることにより前記１つの切換弁以外の切換弁を閉じることを特徴とした建設機械。
7. 請求項１に記載の建設機械において、
   前記複数の油圧アクチュエータは複数の片ロッド式油圧シリンダを含み、
   前記車体制御コントローラによって流量制御される複数の開回路ポンプと、
   前記複数の閉回路ポンプと前記複数の片ロッド式油圧シリンダのシリンダヘッドとを接続する流路に前記複数の開回路ポンプを接続する複数のアシスト流路と、
   前記複数のアシスト流路に設けられ、前記車体制御コントローラによって開閉制御される複数のアシスト弁と、
   前記複数のアシスト弁の開閉状態を検出する第２検出装置と、
   前記車体制御コントローラの開閉制御に関わらず前記複数のアシスト弁を閉位置に切り換える第２強制閉弁装置とを更に備え、
   前記弁装置制御コントローラは、前記複数のアシスト弁の開閉状態に基づき前記複数のアシスト弁のうちの１つのアシスト弁が前記車体制御コントローラによる指令に反して開位置で固着したことを検出した場合に、前記１つのアシスト弁が接続されている開回路ポンプに接続された、前記１つのアシスト弁以外のアシスト弁が閉じるように前記第２強制閉弁装置を制御することを特徴とする建設機械。
8. 請求項１に記載の建設機械において、
   下部走行体と、この下部走行体上に旋回可能に設けられた上部旋回体と、前記車体制御コントローラによって制御され、前記上部旋回体の旋回を制動する旋回ブレーキと、前記車体制御コントローラによる制御に関わらず前記旋回ブレーキを作動させる強制作動装置とを更に備え、
   前記複数の油圧アクチュエータは、前記上部旋回体を駆動する旋回モータを含み、
   前記弁装置制御コントローラは、前記第１検出装置によって検出された前記複数の切換弁の開閉状態に基づいて前記複数の切換弁のうちの１つの切換弁が開固着したことを検出した場合に、前記旋回ブレーキが作動するように前記強制作動装置を制御することを特徴とした建設機械。

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