JP2020133771A - 建設機械 - Google Patents

Abstract

【課題】閉回路ポンプと開回路ポンプを対で配置した油圧システムを搭載し、低温環境下で切替え弁の応答性が悪化した場合でも安定して動作する建設機械を提供する。【解決手段】コントローラ４０は、温度センサ４２で検出された作動油の温度Ｔが所定の温度Ｔ１よりも低い場合に、キャップ側切替え弁２１を閉じた状態で、操作装置４１の操作方向に応じて閉回路ポンプ１２の吐出方向を制御し、前記操作装置の操作量に応じて前記閉回路ポンプの吐出流量を制御する。【選択図】 図２

Description

本発明は、油圧ショベルなどの建設機械に関する。

油圧ショベル等の建設機械の分野では、油圧シリンダ等の油圧アクチュエータからの戻り油を作動油タンクに戻す油圧回路（以下、「開回路」と称する）を用いた作業機械が主流であるが、近年、燃料消費量低減のために、油圧シリンダ（以下、「シリンダ」と称する）もしくはポンプと油圧モータの油圧回路の絞り要素を減らすとともに、シリンダもしくは油圧モータからの戻り油を両傾転ポンプ（以下、「ポンプ」と称する）に戻し、ポンプとシリンダ、もしくはポンプと油圧モータとを閉回路状に接続した回路（以下、「閉回路」と称する）の開発が進められている。また、開回路と閉回路を併設する油圧回路も提案されている。油圧閉回路を搭載した油圧ショベルの先行技術文献として、特許文献１がある。

特許文献１には、両方向に作動油の流出入が可能な２つの流出入ポートを有する少なくとも１つの閉回路用作動油流出入制御部と第１作動油室および第２作動油室を有する少なくとも１つの片ロッド式油圧シリンダとを備え前記閉回路用作動油流出入制御部の２つの流出入ポートが前記第１作動油室および前記第２作動油室に閉回路状に接続された複数の閉回路と、作動油タンクから作動油を流入する流入ポートおよび作動油を流出する流出ポートを有する少なくとも１つの開回路用作動油流出入制御部と前記開回路用作動油流出入制御部から流出される作動油の供給先を切り換える開回路切替え部とを備えた複数の開回路と、前記閉回路用作動油流出入制御部、前記開回路用作動油流出入制御部および前記開回路切替え部を制御するコントローラと、を具備する作動機械の駆動装置であって、前記複数の開回路のうちの少なくとも１つの前記開回路切替え部の作動油が流出される側と、前記複数の閉回路のいずれかに接続された連結管路を具備したことを特徴とする作動機械の駆動装置が開示されている。

特開２０１５−４８８９９号公報

特許文献１では、閉回路ポンプと開回路ポンプを対で配置している。閉回路ポンプで油圧シリンダのキャップ側に作動油を供給する際に、油圧シリンダの受圧面積差分不足する作動油を、開回路ポンプによって補っている。油圧シリンダのロッド側に作動油を供給する際には、油圧シリンダのキャップ側から排出される作動油を開回路ラインに配置されるブリードオフ弁から排出することで、回路内の作動油の収支のバランスを整えている。また、閉回路ポンプと開回路ポンプを複数配置し、回路内の各切替え弁を切り替えることで、複数のアクチュエータへと作動油を供給できる。一方、低温環境下で動作させる場合には、切替え弁、およびブリードオフ弁の応答性が悪化し、各バルブの開閉タイミングがずれると、油圧シリンダから作動油が流出し、意図しない動作を行ってしまう可能性がある。

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、閉回路ポンプと開回路ポンプを対で配置した油圧システムを搭載し、低温環境下で切替え弁の応答性が悪化した場合でも安定して動作する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、作動油を貯留するタンクと、キャップ室およびロッド室を有する片ロッド式の油圧シリンダと、前記油圧シリンダに閉回路状に接続された両傾転ポンプからなる閉回路ポンプと、片傾転ポンプからなる開回路ポンプと、前記開回路ポンプの吐出ポートと前記キャップ室とを接続する流路の流通と遮断とを切り替えるキャップ側切替え弁と、前記開回路ポンプの吐出ポートと前記タンクとを接続する流路に設けられ、開口面積をゼロから所定の最大開口面積までの間で調整可能な比例弁と、前記油圧シリンダの駆動方向および駆動速度を指示するための操作装置と、前記操作装置を介して指示された前記油圧シリンダの駆動方向が伸長方向である場合に、前記キャップ側切替え弁を開きかつ前記比例弁を閉じた状態で、前記操作装置の操作量に応じて前記閉回路ポンプおよび前記開回路ポンプの吐出流量を制御し、前記操作装置を介して指示された前記油圧シリンダの駆動方向が収縮方向である場合に、前記キャップ側切替え弁を開いた状態で、前記操作装置の操作量に応じて前記閉回路ポンプの吐出流量および前記比例弁の開口面積を制御するコントローラとを備えた建設機械において、前記作動油の温度を検出する温度センサを備え、前記コントローラは、前記温度センサで検出された前記作動油の温度が所定の温度よりも低い場合に、前記キャップ側切替え弁を閉じた状態で、前記操作装置の操作方向に応じて前記閉回路ポンプの吐出方向を制御し、前記操作装置の操作量に応じて前記閉回路ポンプの吐出流量を制御するものとする。

以上のように構成した本発明によれば、閉回路ポンプと開回路ポンプとで油圧シリンダを駆動する油圧閉回路システムにおいて、油温が閾値より低い場合は、キャップ側切替え弁が閉弁状態に維持され、油圧シリンダが閉回路ポンプのみによって駆動されるため、低温環境下でのキャップ側切替え弁の応答遅れによる油圧シリンダの意図しない動作を防止することが可能となる。

本発明によれば、閉回路ポンプと開回路ポンプを対で配置した油圧システムを搭載した建設機械を、低温環境下で切替え弁の応答性が悪化した場合でも安定して動作させることが可能となる。

本発明の第１の実施例に係る油圧ショベルの側面図である。 図１に示す油圧ショベルに搭載された油圧システムの概略構成図である。 図２に示すコントローラの機能ブロックを示す図である 図２に示すコントローラの制御フローを示す図である。 作動油の粘度−温度特性図である。 油温が閾値より高い状態で図４の制御を実行した場合（通常モード）の動作結果を示す図である。 油温が閾値より低い状態で図４の制御を実行しなかった場合の動作結果を示す図である。 油温が閾値以下の状態で図４の制御を実行した場合（暖機モード）の動作結果を示す図である。 本発明の第２の実施例における油圧システムの概略構成図である。 図７に示すコントローラの制御フローを示す図（１／３）である。 図７に示すコントローラの制御フローを示す図（２／３）である。 図７に示すコントローラの制御フローを示す図（３／３）である。 油温が閾値より高い状態で図８Ａ〜図８Ｃの制御を実行した場合（通常モード）の動作結果を示す図である。 油温が閾値より低い状態で図８Ａ〜図８Ｃの制御を実行しなかった場合の動作結果を示す図である。 油温が閾値以下の状態で図８Ａ〜図８Ｃの制御を実行した場合（暖機モード）の動作結果を示す図である。

以下、本発明の実施の形態に係る建設機械として油圧ショベルを例に挙げ、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の側面図である。

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８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上部旋回体１０２とを備えている。上部旋回体１０２は、油圧モータである旋回モータ７によって駆動される。

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フロント作業機１０４が取り付けられている。フロント作業機１０４は、車体を構成する上部旋回体１０２の前側に上下方向に回動可能に連結されたブーム２と、ブーム２の先端部に上下、前後方向に回動可能に連結されたアーム４と、アーム４の先端部に上下、前後方向に回動可能に連結されたバケット６とを備えている。ブーム２、アーム４、およびバケット６は、片ロッド式油圧シリンダであるブームシリンダ１、アームシリンダ３、およびバケットシリンダ５によってそれぞれ駆動される。

上部旋回体１０２上には、オペレータが搭乗するキャブ１０１が設けられている。キャブ１０１内には、ブーム２、アーム４、バケット６および上部旋回体１０２を操作するためのレバー４１（図２に示す）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概略構成図である。なお、図２では、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、その他のアクチュエータの駆動に関わる部分は省略している。

動力源であるエンジン９は、動力を配分する動力伝達装置１０に接続されている。動力伝達装置１０には、チャージポンプ１１、閉回路ポンプ１２、および開回路ポンプ１４が接続されている。

閉回路ポンプ１２は、一対の入出力ポートを持つ両傾転斜板機構と、両傾転斜板の傾斜角を調整するレギュレータ１３とを備えている。レギュレータ１３は、コントローラ４０からの信号により、閉回路ポンプ１２の両傾転斜板の傾転角を調整する。閉回路ポンプ１２は、傾転斜板の傾転角を調整することにより、一対の入出力ポートからの作動油の吐出方向および吐出流量を制御できる。閉回路ポンプ１２は、圧油の供給を受けると油圧モータとしても機能する。

開回路ポンプ１４は、吐出ポートおよび吸込ポートを持つ片傾転斜板機構と、片傾転斜板の傾斜角を調整するレギュレータ１５とを備えている。レギュレータ１５は、コントローラ４０からの信号により、開回路ポンプ１４の片傾転斜板の傾転角を調整する。開回路ポンプ１４は、片傾転斜板の傾転角を調整することにより、吐出ポートからの作動油の吐出流量を制御できる。

チャージポンプ１１は、チャージラインとしての流路２１２に圧油を供給する。

閉回路ポンプ１２の一対の入出力ポートには流路２００，２０１が接続され、流路２００，２０１には切替え弁２０が接続されている。切替え弁２０は、コントローラ４０からの信号により、流路の連通と遮断を切り換える。コントローラ４０からの信号が無い場合は、切替え弁２０は遮断状態である。

切替え弁２０は、流路２１０を介してブームシリンダ１のキャップ室１ａに接続され、流路２１１を介してブームシリンダ１のロッド室１ｂに接続されている。コントローラ４０からの信号により切替え弁２０が連通状態になると、閉回路ポンプ１２は、流路２００，２０１、切替え弁２０、および流路２１０，２１１を介してブームシリンダ１と接続し、閉回路を構成する。

開回路ポンプ１４の吸込ポートは、タンク３３に接続されている。開回路ポンプ１４の吐出ポートは、流路２０２を介して切替え弁２１、およびリリーフ弁２５に接続されている。開回路ポンプ１４の吐出ポートをタンク３３に接続する流路２０３には、比例弁２２が設けられている。

リリーフ弁２５は、流路圧が所定の圧力以上になったときに、作動油をタンク３３に逃がし回路を保護する。

切替え弁２１は、コントローラ４０からの信号により、流路の連通と遮断を切り換える。コントローラ４０からの信号が無い場合は、切替え弁２１は遮断状態である。

切替え弁２１は、流路２０４，２１０を介してブームシリンダ１のキャップ室１ａに接続されている。

比例弁２２は、コントローラ４０からの信号により、開口面積を変化させ、通過流量を制御する。コントローラ４０からの信号が無い場合、比例弁２２は最大開口面積に保持される。また、切替え弁２１が遮断状態の時、コントローラ４０は、開回路ポンプ１４の吐出流量を最小吐出流量に制御し、この最小吐出流量の作動油がタンク３３に排出されるように比例弁２２を微小に開口させる。

チャージポンプ１１の吸込ポートは、タンク３３に接続されている。チャージポンプ１１の吐出ポートは、チャージライン２１２を介して、チャージ用リリーフ弁２８、およびチャージ用チェック弁３０，３１に接続されている。

チャージ用リリーフ弁２８は、チャージ用チェック弁３０，３１のチャージ圧力を設定する。

チャージ用チェック弁３０，３１は、流路２１０，２１１の圧力がチャージ圧力を下回った場合に開弁し、チャージライン２１２から流路２１０，２１１に圧油を補充する。

チャージ用チェック弁３２は、流路２００，２０１の圧力がタンク圧を下回った場合に開弁し、チャージライン２１２から流路２００，２０１に作動油を補充する。

流路２００，２０１に設けられたリリーフ弁２３，２４は、流路圧が所定の圧力以上になったときに、作動油をタンク３３に逃がし回路を保護する。

ブームシリンダ１は、作動油の供給を受けて伸縮作動する片ロッド式油圧シリンダである。ブームシリンダ１の伸縮方向は作動油の供給方向に依存する。

流路２１０，２１１に設けられたリリーフ弁２６，２７は、流路圧が所定の圧力以上になったときに、作動油をチャージライン２１２に逃がし回路を保護する。

流路２１０，２１１に設けられたフラッシング弁２９は、流路内の余剰油をチャージライン２１２に排出する。

レバー４１は、オペレータによるレバー操作量をコントローラ４０に入力する。

温度センサ４２は、油圧回路内の作動油の温度（以下、油温）を計測しコントローラ４０に入力する。温度センサ４２の設置箇所は特に限定されないが、本実施例では、油温が最も低くなると考えられるタンク３３に設置している。

図３にコントローラ４０の機能ブロックを示す。コントローラ４０は、動作モード判定部４０ａ、ポンプ割当演算部４０ｂ、ポンプ信号出力部４０ｃ、切替え弁信号出力部４０ｄ、比例弁信号出力部４０ｅから構成される。

動作モード判定部４０ａは、温度センサ４２からの情報をもとに動作モード（通常モード、または暖機モード）を判定し、その判定結果に応じた制御信号をポンプ割当演算部４０ｂに入力する。

ポンプ割当演算部４０ｂは、レバー４１の入力、動作モード判定部４０ａからの情報をもとに、閉回路ポンプ１２と開回路ポンプ１４を駆動対象のアクチュエータに割り当て、その割当結果に応じた制御信号をポンプ信号出力部４０ｃに入力する。同時に、各アクチュエータを駆動するための流路を形成するための制御信号を、切替え弁信号出力部４０ｄ、および比例弁信号出力部４０ｅに入力する。

ポンプ信号出力部４０ｃは、ポンプ割当演算部４０ｂからの制御信号をもとに、レギュレータ１３，１５に信号を出力する。

切替え弁信号出力部４０ｄは、ポンプ割当演算部４０ｂからの制御信号をもとに、切替え弁２０，２１に信号を出力する。

比例弁信号出力部４０ｅは、ポンプ割当演算部４０ｂからの制御信号をもとに、比例弁２２に制御信号を出力する。

図４にコントローラ４０の制御フローを示す。

コントローラ４０は、まず、ステップＳ１０１で温度センサ４２によりタンク３３の油温Ｔを検出する。続くステップＳ１０２で、油温Ｔが所定の閾値Ｔ１よりも低いか否かを判定する。閾値Ｔ１については後述する。

ステップＳ１０２で油温Ｔが閾値Ｔ１よりも低い（ＹＥＳ）と判定した場合は、ステップＳ１０３で油圧ショベル１００の動作モードを暖機モードに設定し、ステップＳ１０４に進む。

ステップＳ１０４では、閉回路ポンプ１２の傾転角をレバー操作量に応じて制御し、切替え弁２０を開口させる。続くステップＳ１０５で、開回路ポンプ１４の傾転角を最小傾転角に制御し、比例弁２２を微小に開口させ、切替え弁２１を閉口させ、当該フローを終了する。これにより、油温Ｔが閾値Ｔ１よりも低い場合は、閉回路ポンプ１２のみでブームシリンダ１が駆動される。その結果、切替え弁２１の応答遅れによりブームシリンダ１の作動油が比例弁２２を介してタンク３３に流出することがないため、ブームシリンダ１の意図しない動作を防止できる。

ステップＳ１０２で油温Ｔが閾値Ｔ１以上である（ＮＯ）と判定した場合は、ステップＳ１０６でオペレータによる通常モードへの移行指示があるか否かを判定する。ここで、モード移行指示は、キャブ１０１内に配置されたスイッチ４３（図２に示す）等の入力手段を介して行われる。

ステップＳ１０６で通常モードへの移行指示がある（ＹＥＳ）と判定された場合は、ステップＳ１０７で動作モードを通常モードに設定する。一方、通常モードへの移行指示がない（ＮＯ）と判定された場合はステップＳ１０４に進む。これにより、オペレータの許可なく暖機モードから通常モードへの切り替えが実行されることがないため、ブームシリンダ１の操作感が意図せず変化することを防止できる。

ステップＳ１０７に続き、ステップＳ１０８でレバー操作がシリンダ伸ばし操作か否かを判定する。

ステップＳ１０８でレバー操作がシリンダ伸ばし操作である（ＹＥＳ）と判定された場合は、ステップＳ１０９で、閉回路ポンプ１２の傾転角をレバー操作量に応じて制御し、切替え弁２０を開口させる。続くステップＳ１１０で、開回路ポンプ１４の傾転角をレバー操作量に応じて制御し、比例弁２２を閉口させ、切替え弁２１を開口させ、当該フローを終了する。これにより、閉回路ポンプ１２および開回路ポンプ１４の吐出油がブームシリンダ１のキャップ室１ａに供給され、ロッド室１ｂからの排出油が閉回路ポンプ１２に吸収される。

ステップＳ１０８でレバー操作がシリンダ伸ばし操作ではない（ＮＯ）と判定された場合は、ステップＳ１１１で、閉回路ポンプ１２の傾転角をレバー操作量に応じて制御し、切替え弁２０を開口させる。続くステップＳ１１２で、開回路ポンプ１４の傾転角を最小傾転角に制御し、比例弁２２をレバー操作量に応じて閉口させ、切替え弁２１を開口させ、当該フローを終了する。これにより、閉回路ポンプ１２の吐出油がブームシリンダ１のロッド室に供給され、キャップ室１ａからの排出油の一部が閉回路ポンプ１２に吸収され、残りの一部が比例弁２２を介してタンク３３に排出される。

図５は、作動油の粘度−温度特性図であり、一般的な作動油の粘度と温度の関係を示している。作動油は、温度が低くなると、粘度が大きくなる。粘度が増大すると、油圧機器の応答性が低下する。本実施例では、作動油の粘度が十分小さくなる温度Ｔ１（例えば１０℃〜３０℃）を温度閾値とする。温度閾値Ｔ１は、任意に設定できる値であり、ブームシリンダ１等の油圧アクチュエータの動作への影響が小さくなるように、バルブの応答性に合わせて設定される。

次に、図４の制御を実行した場合の動作と実行しなかった場合の動作について説明する。

図６Ａは、油温が閾値Ｔ１より高い状態で図４の制御を実行した場合（通常モード）の動作結果であり、油温、レバー４１の操作量、閉回路ポンプ１２の吐出流量、切替え弁２０の開口、開回路ポンプ１４の吐出流量、切替え弁２１の開口、比例弁２２の開口の変化を示している。

時刻ｔ１にて、ブーム上げのレバー操作が開始される。これに伴い、閉回路ポンプ１２の吐出流量が増加する。閉回路ポンプ１２とブームシリンダ１間の流路を形成するために、切替え弁２０を開口する。また、油圧シリンダの伸長動作であるため、開回路ポンプ１４の吐出流量も増加する。開回路ポンプ１４とブームシリンダ１間の流路を形成するため、切替え弁２１を開口する。比例弁２２は、回路内の作動油の流出を防ぐために、閉口状態にする。

時刻ｔ２にて、ブーム上げのレバー操作が終了する。これに伴い、閉回路ポンプ１２の吐出流量が０になる。開回路ポンプ１４の吐出流量は最小吐出流量になり、各ポンプとブームシリンダ１間に設けられる切替え弁２０，２１を閉口する。比例弁２２は、開回路ポンプ１４の最小傾転分の作動油を排出するために、開口する。

時刻ｔ３にて、ブーム下げのレバー操作が開始される。これに伴い、閉回路ポンプ１２の吐出流量が増加する。閉回路ポンプ１２とブームシリンダ１間の流路を形成するために、切替え弁２０を開口する。また、シリンダ収縮動作であるため、比例弁２２を開口するとともに、比例弁２２とブームシリンダ１間の流路を形成するために、切替え弁２１を開口する。これにより、ブームシリンダ１のキャップ室１ａからの作動油がタンク３３へ排出されるようになる。

時刻ｔ４にて、ブーム下げのレバー操作が終了する。これに伴い、閉回路ポンプ１２の吐出流量が０になる。開回路ポンプ１４の吐出流量は最小吐出流量になり、各ポンプとブームシリンダ１間に設けられる切替え弁２０，２１を閉口する。比例弁２２は、開回路ポンプ１４の最小傾転分の作動油を排出するために、開口状態を保つ。

図６Ｂに、油温が閾値Ｔ１より低い状態で図４の制御を実行しなかった場合の動作結果を示す。

時刻ｔ１にて、ブーム上げのレバー操作が開始される。これに伴い、閉回路ポンプ１２の吐出流量が増加する。閉回路ポンプ１２とブームシリンダ１間の流路を形成するために、切替え弁２０を開口する。また、シリンダ伸長動作であるため、開回路ポンプ１４の吐出流量も増加する。開回路ポンプ１４とブームシリンダ１間の流路を形成するため、切替え弁２１を開口する。このとき、油圧回路内の作動油は低温で粘度が高い。そのため、切替え弁２０，２１の応答性が悪く、暖機終了後と比べて挙動が遅くなる。比例弁２２は、回路内の作動油の流出を防ぐために、閉口状態にする。

時刻ｔ２にて、ブーム上げのレバー操作が終了する。これに伴い、閉回路ポンプ１２の吐出流量が０になる。開回路ポンプ１４の吐出流量は最小吐出流量になり、各ポンプとブームシリンダ１間に設けられる切替え弁２０，２１を閉口する。比例弁２２は、開回路ポンプ１４の最小傾転分の作動油を排出するために、開口する。油温が低いため、切替え弁２０，２１の応答性が悪く、要求開口度に対して、挙動が遅くなる。時刻ｔ２では比例弁２２も開口する。すなわち、切替え弁２１が閉口していない状態で、比例弁２２が開口する現象が発生する。このとき、ブームシリンダ１のキャップ室１ａとタンク３３が連通する状態となるため、ブームシリンダ１のキャップ室１ａから作動油が流出し、ブームシリンダ１のストロークが下がり、ブーム２が意図しない動作を行うことになる。

時刻ｔ３にて、ブーム下げのレバー操作が開始される。これに伴い、閉回路ポンプ１２の吐出流量が増加する。閉回路ポンプ１２とブームシリンダ１間の流路を形成するために、切替え弁２０を開口する。また、シリンダ収縮動作であるため、比例弁２２を開口するとともに、比例弁２２とブームシリンダ１間の流路を形成するために、切替え弁２１を開口する。これにより、ブームシリンダ１のキャップ室１ａからの作動油がタンク３３へ排出されるようになる。時刻ｔ３でも油温が低いため、切替え弁２０，２１の応答性が低下し、暖機終了後と比べて挙動が遅くなる。

時刻ｔ４にて、レバー４１の操作が終了する。これに伴い、閉回路ポンプ１２の吐出流量が０になる。開回路ポンプ１４の吐出流量は最小吐出流量になり、各ポンプとブームシリンダ１間に設けられる切替え弁２０，２１を閉口する。比例弁２２は、開回路ポンプ１４の最小傾転分の作動油を排出するために、開口状態を保つ。時刻ｔ４でも油温が低いため、切替え弁２０，２１の応答性が低下し、切替え弁２０，２１の挙動が暖機終了後と比べて遅くなる。

図６Ｃに、油温が閾値より低い状態で図４の制御を実行した場合（暖機モード）の動作結果を示す。

時刻ｔ１にて、ブーム上げのレバー操作が開始される。この時の油温は閾値Ｔ１よりも低い。レバー４１の操作量に応じて、閉回路ポンプ１２の吐出流量は大きくなる。通常の油圧シリンダの伸長動作では、受圧面積差分の流量を考慮するため、切替え弁２１を開口し、開回路ポンプ１４からも作動油を吐出するが、油温が閾値Ｔ１よりも低いため、開回路ポンプ１４の傾転角は最小傾転角に保たれ、切替え弁２１は閉口状態である。比例弁２２は開口状態であり、開回路ポンプ１４の最小吐出流量をタンク３３へ排出する。

時刻ｔ２にて、ブーム上げのレバー操作が終了する。レバー４１の操作の終了に伴い、閉回路ポンプ１２の吐出流量も０になる。時刻ｔ１，ｔ２間で油温は上昇するが閾値Ｔ１まで上昇していない。

時刻ｔ３にて、再びブーム上げのレバー操作が開始され、閉回路ポンプ１２の吐出流量が上昇する。

通常の油圧シリンダ１の収縮動作では、受圧面積差分の流量を考慮するため、切替え弁２１を開口し、比例弁２２からタンク３３へ作動油を排出するが、油温が閾値Ｔ１よりも低いため、切替え弁２１は閉口状態であり、比例弁２２は開回路ポンプの１４の最小吐出流量をタンク３３へ排出するために、開口している。

時刻ｔ４にて、ブーム下げのレバー操作が終了する。レバー４１の操作の終了に伴い、閉回路ポンプ１２の吐出流量は減少する。時刻ｔ３，ｔ４間で油温は上昇し閾値Ｔ１を上回る。

時刻ｔ５にて、再びブーム上げのレバー操作が開始され、閉回路ポンプ１２の吐出流量が増加する。時刻ｔ１の時とは異なり、油温が閾値Ｔ１まで上昇している。そのため、閉回路ポンプ１２から作動油を吐出するのと同時に、開回路ポンプ１４からも作動油を吐出する。これに伴い、切替え弁２１を開口し、比例弁２２は閉口する。

時刻ｔ６にて、ブーム上げのレバー操作が終了する。閉回路ポンプ１２の吐出流量は０になり、開回路ポンプ１４の吐出流量は最小吐出流量になる。切替え弁２０，２１は、流路を遮断するため、閉口する。比例弁２２は、開回路ポンプ１４の最小吐出流量をタンク３３へ排出するため開口する。

本実施例では、作動油を貯留するタンク３３と、キャップ室１ａおよびロッド室１ｂを有する片ロッド式の油圧シリンダ１と、油圧シリンダ１に閉回路状に接続された両傾転ポンプからなる閉回路ポンプ１２と、片傾転ポンプからなる開回路ポンプ１４と、開回路ポンプ１４の吐出ポートとキャップ室１ａとを接続する流路２０４の流通と遮断とを切り替えるキャップ側切替え弁２１と、開回路ポンプ１４の吐出ポートとタンク３３とを接続する流路２０３に設けられ、開口面積をゼロから所定の最大開口面積までの間で調整可能な比例弁２２と、油圧シリンダ１の駆動方向および駆動速度を指示するための操作装置４１と、操作装置４１を介して指示された油圧シリンダ１の駆動方向が伸長方向である場合に、キャップ側切替え弁２１を開きかつ比例弁２２を閉じた状態で、操作装置４１の操作量に応じて閉回路ポンプ１２および開回路ポンプ１４の吐出流量を制御し、操作装置４１を介して指示された油圧シリンダ１の駆動方向が収縮方向である場合に、キャップ側切替え弁２１を開いた状態で、操作装置４１の操作量に応じて閉回路ポンプ１２の吐出流量および比例弁２２の開口面積を制御するコントローラ４０とを備えた建設機械１００において、前記作動油の温度Ｔを検出する温度センサ４２を備え、コントローラ４０は、温度センサ４２で検出された前記作動油の温度Ｔが所定の温度Ｔ１よりも低い場合に、キャップ側切替え弁２１を閉じた状態で、操作装置４１の操作方向に応じて閉回路ポンプ１２の吐出方向を制御し、操作装置４１の操作量に応じて閉回路ポンプ１２の吐出流量を制御する。

以上のように構成した本実施例によれば、閉回路ポンプ１２と開回路ポンプ１４とで油圧シリンダ１を駆動する油圧閉回路システムにおいて、油温が閾値Ｔ１より低い場合は、キャップ側切替え弁２１が閉弁状態に維持され、油圧シリンダ１が閉回路ポンプ１２のみによって駆動されるため、低温環境下でのキャップ側切替え弁２１の応答遅れによる油圧シリンダ１の意図しない動作を防止することが可能となる。

また、本実施例では、温度センサ４２を油温が最も低くなると考えられるタンク３３に設けている。これにより、暖機終了を確実に判定することが可能となる。

本発明の第２の実施例に係る油圧ショベルについて、第１の実施例との相違点を中心に説明する。

図７は、本実施例における油圧システムの概略構成図である。なお、図７では、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、その他のアクチュエータの駆動に関わる部分は省略している。

動力源であるエンジン９は、動力を配分する動力伝達装置１０に接続されている。動力伝達装置１０には、チャージポンプ１１、閉回路ポンプ１２ａ，１２ｂ、および開回路ポンプ１４ａ，１４ｂが接続されている。

閉回路ポンプ１２ａ，１２ｂは、一対の入出力ポートを持つ両傾転斜板機構と、両傾転斜板の傾斜角を調整するレギュレータ１３ａ，１３ｂとを備えている。レギュレータ１３ａ，１３ｂは、コントローラ４０Ａからの信号により、閉回路ポンプ１２ａ，１２ｂの両傾転斜板の傾転角を調整する。閉回路ポンプ１２ａ，１２ｂは、傾転斜板の傾転角を調整することにより、一対の入出力ポートからの作動油の吐出方向および吐出流量を制御できる。閉回路ポンプ１２ａ，１２ｂは、圧油の供給を受けると油圧モータとしても機能する。

開回路ポンプ１４ａ，１４ｂは、吐出ポートおよび吸込ポートを持つ片傾転斜板機構と、片傾転斜板の傾斜角を調整するレギュレータ１５ａ，１５ｂとを備えている。レギュレータ１５ａ，１５ｂは、コントローラ４０Ａからの信号により、開回路ポンプ１４ａ，１４ｂの片傾転斜板の傾転角を調整する。開回路ポンプ１４ａ，１４ｂは、片傾転斜板の傾転角を調整することにより、吐出ポートからの作動油の吐出流量を制御できる。

チャージポンプ１１は、チャージラインとしての流路３４０に圧油を供給する。

閉回路ポンプ１２ａの一対の入出力ポートには流路３００，３０１が接続され、流路３００，３０１には切替え弁２０ａ，２０ｂが接続されている。切替え弁２０ａ，２０ｂは、コントローラ４０Ａからの信号により、流路の連通と遮断を切り換える。コントローラ４０Ａからの信号が無い場合は、切替え弁２０ａ，２０ｂは遮断状態である。

切替え弁２０ａは、流路３１０，３３６を介してブームシリンダ１のキャップ室１ａに接続され、流路３１１，３３７を介してブームシリンダ１のロッド室１ｂに接続されている。コントローラ４０Ａからの信号により切替え弁２０ａが連通状態になると、閉回路ポンプ１２ａは、流路３００，３０１、切替え弁２０ａ、流路３１０，３１１、および流路３３６，３３７を介してブームシリンダ１と接続し、閉回路を構成する。

切替え弁２０ｂは、流路３１２，３３８を介してアームシリンダ３のキャップ室３ａに接続され、流路３１３，３３９を介してアームシリンダ３のロッド室３ｂに接続されている。コントローラ４０Ａからの信号により切替え弁２０ｂが連通状態になると、閉回路ポンプ１２ａは、流路３００，３０１、切替え弁２０ｂ、流路３１２，３１３、および流路３３８，３３９を介してアームシリンダ３と接続し、閉回路を構成する。

閉回路ポンプ１２ｂの一対の入出力ポートには流路３０２，３０３が接続され、流路３０２，３０３には切替え弁２０ｃ，２０ｄが接続されている。切替え弁２０ｃ，２０ｄは、コントローラ４０Ａからの信号により、流路の連通と遮断を切り換える。コントローラ４０Ａからの信号が無い場合は、切替え弁２０ｃ，２０ｄは遮断状態である。

切替え弁２０ｃは、流路３１４，３３６を介してブームシリンダ１のキャップ室１ａに接続され、流路３１５，３３７を介してブームシリンダ１のロッド室１ｂに接続されている。コントローラ４０Ａからの信号により切替え弁２０ｃが連通状態になると、閉回路ポンプ１２ｂは、流路３０２，３０３、切替え弁２０ｃ、流路３１４，３１５、および流路３３６，３３７を介してブームシリンダ１と接続し、閉回路を構成する。

切替え弁２０ｄは、流路３１６，３３８を介してアームシリンダ３のキャップ室３ａに接続され、流路３１７，３３９を介してアームシリンダ３のロッド室３ｂに接続されている。コントローラ４０Ａからの信号により切替え弁２０ｄが連通状態になると、閉回路ポンプ１２ｂは、流路３０２，３０３、切替え弁２０ｄ、流路３１６，３１７、および流路３３８，３３９を介してアームシリンダ３と接続し、閉回路を構成する。

開回路ポンプ１４ａの吸込ポートは、タンク３３に接続されている。開回路ポンプ１４ａの吐出ポートは、流路３３０を介して切替え弁２１ａ，２１ｂ、およびリリーフ弁２５ａに接続されている。開回路ポンプ１４ａの吐出ポートをタンク３３に接続する流路３４１には、比例弁２２ａが設けられている。

リリーフ弁２５ａは、流路圧が所定の圧力以上になったときに、作動油をタンク３３に逃がし回路を保護する。

切替え弁２１ａ，２１ｂは、コントローラ４０Ａからの信号により、流路の連通と遮断を切り換える。コントローラ４０Ａからの信号が無い場合は、切替え弁２１ａ，２１ｂは遮断状態である。

切替え弁２１ａは、流路３３２，３３６を介してブームシリンダ１のキャップ室１ａに接続されている。

切替え弁２１ｂは、流路３３３，３３８を介してアームシリンダ３のキャップ室３ａに接続されている。

比例弁２２ａは、コントローラ４０Ａからの信号により、開口面積を変化させ、通過流量を制御する。コントローラ４０Ａからの信号が無い場合、比例弁２２ａは最大開口面積に保持される。また、切替え弁２１ａ，２１ｂが遮断状態の時、コントローラ４０Ａは、開回路ポンプ１４ａの吐出流量を最小吐出流量に制御し、この最小吐出流量の作動油がタンク３３に排出されるように比例弁２２ａを微小に開口する。

開回路ポンプ１４ｂの吸込ポートは、タンク３３に接続されている。開回路ポンプ１４ｂの吐出ポートは、流路３３０を介して切替え弁２１ｃ，２１ｄ、およびリリーフ弁２５ｂに接続されている。開回路ポンプ１４ｂの吐出ポートをタンク３３に接続する流路３４２には、比例弁２２ｂが設けられている。

リリーフ弁２５ｂは、流路圧が所定の圧力以上になったときに、作動油をタンク３３に逃がし回路を保護する。

切替え弁２１ｃ，２１ｄは、コントローラ４０Ａからの信号により、流路の連通と遮断を切り換える。コントローラ４０Ａからの信号が無い場合は、切替え弁２１ｃ，２１ｄは遮断状態である。

切替え弁２１ｃは、流路３３４，３３６を介してブームシリンダ１のキャップ室１ａに接続されている。

切替え弁２１ｄは、流路３３５，３３８を介してアームシリンダ３のキャップ室３ａに接続されている。

比例弁２２ｂは、コントローラ４０Ａからの信号により、開口面積を変化させ、通過流量を制御する。コントローラ４０Ａからの信号が無い場合、比例弁２２ｂは最大開口面積に保持される。また、切替え弁２１ｃ，２１ｄが遮断状態の時、コントローラ４０Ａは、開回路ポンプ１４ｂの吐出流量を最小吐出流量に制御し、この最小吐出流量の作動油がタンク３３に排出されるように比例弁２２ｂを微小に開口する。

チャージポンプ１１の吸込ポートは、タンク３３に接続されている。チャージポンプ１１の吐出ポートは、チャージライン３４０を介して、チャージ用リリーフ弁２８、およびチャージ用チェック弁３０ａ，３１ａ，３０ｂ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂに接続されている。

チャージ用リリーフ弁２８は、チャージ用チェック弁３０ａ，３１ａ，３０ｂ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂのチャージ圧力を設定する。

チャージ用チェック弁３０ａ，３１ａは、流路３３６，３３７の圧力がチャージ圧力を下回った場合に開弁し、チャージライン３４０から流路３３６，３３７に圧油を補充する。

チャージ用チェック弁３０ｂ，３１ｂは、流路３３８，３３９の圧力がチャージ圧力を下回った場合に開弁し、チャージライン３４０から流路３３８，３３９に圧油を補充する。

チャージ用チェック弁３２ａは、流路３００，３０１の圧力がチャージ圧力を下回った場合に開弁し、チャージライン３４０から流路３００，３０１に圧油を補充する。

チャージ用チェック弁３２ｂは、流路３０２，３０３の圧力がチャージ圧力を下回った場合に開弁し、チャージライン３４０から流路３０２，３０３に圧油を補充する。

流路３００，３０１に設けられたリリーフ弁２３ａ，２４ａは、流路圧が所定の圧力以上になったときに、作動油をチャージライン３４０に逃がし回路を保護する。

流路３０２，３０３に設けられたリリーフ弁２３ｂ，２４ｂは、流路圧が所定の圧力以上になったときに、作動油をチャージライン３４０に逃がし回路を保護する。

ブームシリンダ１は、作動油の供給を受けて伸縮作動する片ロッド式油圧シリンダである。ブームシリンダ１の伸縮方向は作動油の供給方向に依存する。

流路３３６，３３７に設けられたリリーフ弁２６ａ，２７ａは、流路圧が所定の圧力以上になったときに、作動油をチャージライン３４０に逃がし回路を保護する。

流路３３６，３３７に設けられたフラッシング弁２９ａは、流路内の余剰油をチャージライン３４０に排出する。

アームシリンダ３は、作動油の供給を受けて伸縮作動する片ロッド式油圧シリンダである。アームシリンダ３の伸縮方向は作動油の供給方向に依存する。

流路３３８，３３９に設けられたリリーフ弁２６ｂ，２７ｂは、流路圧が所定の圧力以上になったときに、作動油をチャージライン３４０に逃がし回路を保護する。

流路３３８，３３９に設けられたフラッシング弁２９ｂは、流路内の余剰油をチャージライン３４０に排出する。

図８Ａ〜図８Ｃにコントローラ４０Ａの制御フローを示す。

コントローラ４０Ａは、まず、ステップＳ２０１で温度センサ４２によりタンク３３の油温Ｔを検出する。続くステップＳ２０２で、油温Ｔが所定の閾値Ｔ１よりも低いか否かを判定する。

ステップＳ２０２で油温Ｔが閾値Ｔ１よりも低い（ＹＥＳ）と判定した場合は、ステップＳ２０３で油圧ショベル１００の動作モードを暖機モードに設定し、続くステップＳ２０４で、レバー操作がブーム操作を含むか否かを判定する。

ステップＳ２０４でレバー操作がブーム操作を含む（ＹＥＳ）と判定した場合はステップＳ２０５で、閉回路ポンプ１２ａの傾転角をレバー操作量に応じて制御し、切替え弁２０ａを開口させる。続くステップＳ２０６で、開回路ポンプ１４ａの傾転角を最小傾転角に制御し、比例弁２２ａを微小に開口させ、切替え弁２１ａを閉口させ、当該フローを終了する。これにより、ブームシリンダ１は閉回路ポンプ１２ａだけで駆動される。

ステップＳ２０４でレバー操作がブーム操作を含まない（ＮＯ）と判定した場合は、ステップＳ２０７で、レバー操作がアーム操作を含むか否かを判定する。

ステップＳ２０７でレバー操作がアーム操作を含む（ＹＥＳ）と判定した場合は、ステップＳ２０８で、閉回路ポンプ１２ｂの傾転角をレバー操作量に応じて制御し、切替え弁２０ｄを開口させる。続くステップＳ２０９で、開回路ポンプ１４ｂの傾転角を最小傾転角に制御し、比例弁２２ｂを微小に開口させ、切替え弁２１ｄを閉口させ、当該フローを終了する。これにより、アームシリンダ１は閉回路ポンプ１２ｂだけで駆動される。

ステップＳ２０７でレバー操作がアーム操作を含まない（ＮＯ）と判定した場合は当該フローを終了する。

ステップＳ２０２で油温Ｔが閾値Ｔ１以上である（ＮＯ）と判定した場合は、ステップＳ２１０で動作モードを通常モードに設定し、続くステップＳ２１１で、レバー操作がブーム単独操作であるか否かを判定する。

ステップＳ２１１でレバー操作がブーム単独操作である（ＹＥＳ）と判定した場合は、ステップＳ２１２で、レバー操作がシリンダ伸ばし操作であるか否かを判定する。

ステップＳ２１２でレバー操作がシリンダ伸ばし操作である（ＹＥＳ）と判定された場合は、ステップＳ２１３で、閉回路ポンプ１２ａ，１２ｂの傾転角をレバー操作量に応じて制御し、切替え弁２０ａ，２０ｃを開口させる。続くステップＳ２１４で、開回路ポンプ１４ａ，１４ｂの傾転角をレバー操作量に応じて制御し、比例弁２２ａ，２２ｂを閉口させ、切替え弁２１ａ，２１ｃを開口させ、当該フローを終了する。これにより、閉回路ポンプ１２ａ，１２ｂおよび開回路ポンプ１４ａ，１４ｂの吐出油がブームシリンダ１のキャップ室１ａに供給され、ロッド室１ｂからの排出油が閉回路ポンプ１２ａ，１２ｂに吸収される。

ステップＳ２１２でレバー操作がシリンダ伸ばし操作ではない（ＮＯ）と判定された場合は、ステップＳ２１５で、閉回路ポンプ１２ａ，１２ｂの傾転角をレバー操作量に応じて制御し、切替え弁２０ａ，２０ｃを開口させる。続くステップＳ２１６で、開回路ポンプ１４ａ，１４ｂの傾転角を最小傾転角に制御し、比例弁２２ａ，２２ｂをレバー操作量に応じて開口させ、切替え弁２１ａ，２１ｃを開口させ、当該フローを終了する。これにより、閉回路ポンプ１２ａ，１２ｂの吐出油がブームシリンダ１のロッド室１ｂに供給され、キャップ室１ａからの排出油の一部が閉回路ポンプ１２ａ，１２ｂに吸収され、残りの一部が比例弁２２ａ，２２ｂを介してタンク３３に排出される。

ステップＳ２１１でレバー操作がブーム単独操作ではない（ＮＯ）と判定された場合は、ステップＳ２１７でレバー操作がアーム単独操作であるか否かを判定する。

ステップＳ２１７でレバー操作がアーム単独操作である（ＹＥＳ）と判定された場合は、ステップＳ２１８でレバー操作がアーム伸ばし操作であるか否かを判定する。

ステップＳ２１８でレバー操作がアーム伸ばし操作である（ＹＥＳ）と判定された場合は、ステップＳ２１９で、閉回路ポンプ１２ａ，１２ｂの傾転角をレバー操作量に応じて制御し、切替え弁２０ｂ，２０ｄを開口させる。続くステップＳ２２０で、開回路ポンプ１４ａ，１４ｂの傾転角を最小傾転角に制御し、比例弁２２ａ，２２ｂを閉口させ、切替え弁２１ｂ，２１ｄを開口させ、当該フローを終了する。これにより、閉回路ポンプ１２ａ，１２ｂおよび開回路ポンプ１４ａ，１４ｂの吐出油がアームシリンダ３のキャップ室３ａに供給され、ロッド室３ｂからの排出油が閉回路ポンプ１２ａ，１２ｂに吸収される。

ステップＳ２１８でレバー操作がアーム伸ばし操作ではない（ＮＯ）と判定された場合は、ステップＳ２２１で、閉回路ポンプ１２ａ，１２ｂの傾転角をレバー操作量に応じて制御し、切替え弁２０ｂ，２０ｄを開口させる。続くステップＳ２２２で、開回路ポンプ１４ａ，１４ｂの傾転角を最小傾転角に制御し、比例弁２２ａ，２２ｂをレバー操作量に応じて開口させ、切替え弁２１ｂ，２１ｄを開口させ、当該フローを終了する。これにより、閉回路ポンプ１２ａ，１２ｂの吐出油がアームシリンダ３のロッド室３ｂに供給され、キャップ室３ａからの排出油の一部が閉回路ポンプ１２ａ，１２ｂに吸収され、残りの一部が比例弁２２ａ，２２ｂを介してタンク３３に排出される。

ステップＳ２１７でアーム単独操作ではない（ＮＯ）と判定された場合は、ステップＳ２２３で、レバー操作が複数のアクチュエータを駆動する操作（複合操作）であるか否かを判定する。

ステップＳ２２３でレバー操作が複合操作である（ＹＥＳ）と判定された場合は、ステップＳ２２４でレバー操作がブーム伸ばし操作かつアーム伸ばし操作であるか否かを判定する。

ステップＳ２２４でレバー操作がブーム伸ばし操作かつアーム伸ばし操作である（ＹＥＳ）と判定された場合は、ステップＳ２２５で、閉回路ポンプ１２ａ，１２ｂの傾転角をレバー操作量に応じて制御し、切替え弁２０ａ，２０ｄを開口させる。続くステップＳ２２６で、開回路ポンプ１４ａの傾転角をレバー操作量に応じて制御し、比例弁２２ａ，２２ｂを閉口させ、切替え弁２１ａ，２１ｄを開口させ、当該フローを終了する。これにより、閉回路ポンプ１２ａおよび開回路ポンプ１４ａの吐出油がブームシリンダ１のキャップ室１ａに供給され、ロッド室１ｂからの排出油が閉回路ポンプ１２ａに吸収される。また、閉回路ポンプ１２ｂおよび開回路ポンプ１４ｂの吐出油がアームシリンダ３のキャップ室３ａに供給され、ロッド室３ｂからの排出油が閉回路ポンプ１２ｂに吸収される。

ステップＳ２２４でレバー操作がブーム伸ばし操作かつアーム伸ばし操作ではない（ＮＯ）と判定された場合は、ステップＳ２２７でレバー操作がブーム伸ばし操作かつアーム縮め操作であるか否かを判定する。

ステップＳ２２７でレバー操作がブーム伸ばし操作かつアーム縮め操作である（ＹＥＳ）と判定された場合は、ステップＳ２２８で、閉回路ポンプ１２ａ，１２ｂの傾転角をレバー操作量に応じて制御し、切替え弁２０ａ，２０ｄを開口させる。続くステップＳ２２９で、開回路ポンプ１４ａの傾転角をレバー操作量に応じて制御し、比例弁２２ａを閉口させ、切替え弁２１ａを開口させ、開回路ポンプ１４ｂの傾転角を最小傾転角に制御し、比例弁２２ｂをレバー操作量に応じて開口させ、切替え弁２１ｄを開口させ、当該フローを終了する。これにより、閉回路ポンプ１２ａおよび開回路ポンプ１４ａの吐出油がブームシリンダ１のキャップ室１ａに供給され、ロッド室１ｂからの排出油が閉回路ポンプ１２ａに吸収される。また、閉回路ポンプ１２ｂの吐出油がアームシリンダ３のロッド室３ｂに供給され、キャップ室３ａからの排出油の一部が閉回路ポンプ１２ｂに吸収され、残りの一部が比例弁２２ｂを介してタンク３３に排出される。

ステップＳ２２７でレバー操作がブーム伸ばし操作かつアーム縮め操作ではない（ＮＯ）と判定された場合は、ステップＳ２３０でレバー操作がブーム縮め操作かつアーム伸ばし操作であるか否かを判定する。

ステップＳ２３０でレバー操作がブーム縮め操作かつアーム伸ばし操作である（ＹＥＳ）と判定された場合は、ステップＳ２３１で、閉回路ポンプ１２ａ，１２ｂの傾転角をレバー操作量に応じて制御し、切替え弁２０ａ，２０ｄを開口させる。続くステップＳ２３２で、開回路ポンプ１４ａの傾転角を最小傾転角に制御し、比例弁２２ａをレバー操作量に応じて開口させ、切替え弁２１ａを開口させ、開回路ポンプ１４ｂの傾転角をレバー操作量に応じて制御し、比例弁２２ｂを閉口させ、切替え弁２１ｄを開口させ、当該フローを終了する。これにより、閉回路ポンプ１２ａの吐出油がブームシリンダ１のロッド室１ｂに供給され、キャップ室１ａからの排出油の一部が閉回路ポンプ１２ａに吸収され、残りの一部が比例弁２２ａを介してタンク３３に排出される。また、閉回路ポンプ１２ｂおよび開回路ポンプ１４ｂの吐出油がアームシリンダ３のキャップ室３ａに供給され、ロッド室３ｂからの排出油が閉回路ポンプ１２ｂに吸収される。

ステップＳ２３０でレバー操作がブーム縮め操作かつアーム伸ばし操作ではない（ＮＯ）と判定された場合は、ステップＳ２３３でレバー操作がブーム縮め操作かつアーム縮め操作であるか否かを判定する。

ステップＳ２３３でレバー操作がブーム縮め操作かつアーム縮め操作である（ＹＥＳ）と判定された場合は、ステップＳ２３４で、閉回路ポンプ１２ａ，１２ｂの傾転角をレバー操作量に応じて制御し、切替え弁２０ａ，２０ｄを開口させる。続くステップＳ２３５で、開回路ポンプ１４ａ，１４ｂの傾転角を最小傾転角に制御し、比例弁２２ａ，２２ｂをレバー操作量に応じて開口させ、切替え弁２１ａ，２１ｄを開口させ、当該フローを終了する。これにより、閉回路ポンプ１２ａの吐出油がブームシリンダ１のロッド室１ｂに供給され、キャップ室１ａからの排出油の一部が閉回路ポンプ１２ａに吸収され、残りの一部が比例弁２２ａを介してタンク３３に排出される。また、閉回路ポンプ１２ｂの吐出油がアームシリンダ３のロッド室３ｂに供給され、キャップ室３ａからの排出油の一部が閉回路ポンプ１２ｂに吸収され、残りの一部が比例弁２２ｂを介してタンク３３に排出される。

ステップＳ２３３でレバー操作がブーム縮め操作かつアーム縮め操作ではない（ＮＯ）と判定された場合、または、ステップＳ２２３でレバー操作が複合操作ではない（ＮＯ）と判定された場合は、当該フローを終了する。

次に、図８Ａ〜図８Ｃの制御を実行した場合の動作と実行しなかった場合の動作を説明する。

図９Ａに、油温が閾値Ｔ１より高い状態で図８Ａ〜図８Ｃの制御を実行した場合の動作結果を示す。

時刻ｔ１にて、ブーム上げのレバー操作が開始される。これに伴い、閉回路ポンプ１２ａ，１２ｂの吐出流量が増加する。閉回路ポンプ１２ａ，１２ｂとブームシリンダ１間の流路を形成するために、切替え弁２０ａ，２０ｃを開口する。また、シリンダ伸長動作であるため、開回路ポンプ１４ａ，１４ｂの吐出流量も増加する。開回路ポンプ１４ａ，１４ｂとブームシリンダ１間の流路を形成するため、切替え弁２１ａ，２１ｃを開口する。比例弁２２ａ，２２ｂは、回路内の作動油の流出を防ぐために、閉口状態にする。

時刻ｔ２にて、アームクラウドのレバー操作が開始される。この時、閉回路ポンプおよび開回路ポンプは全てブームシリンダ１に接続されているため、閉回路ポンプ１２ｂおよび開回路ポンプ１４ｂをアームシリンダ３に接続するために、閉回路ポンプ１２ｂの吐出流量を０にし、開回路ポンプ１４ｂの吐出流量を最小吐出流量にし、切替え弁２０ｃ，２１ｃを閉口する。

時刻ｔ３にて、比例弁２２ｂは、開回路ポンプ１４ｂの最小吐出流量をタンク３３へ排出するため開口する。その後、アームシリンダ３を駆動するため、閉回路ポンプ１２ｂの吐出流量を増加し、閉回路ポンプ１２ｂとアームシリンダ３間の流路を形成するために、切替え弁２０ｄを開口する。シリンダ伸長動作であるため、開回路ポンプ１４ｂの吐出流量を増加し、開回路ポンプ１４ｂとアームシリンダ３間の流路を形成するため、切替え弁２１ｄを開口し、比例弁２２ｂを閉口する。

時刻ｔ４にて、ブーム上げのレバー操作が終了する。これに伴い、閉回路ポンプ１２ａの吐出流量を０にし、切替え弁２０ａを閉口する。また、開回路ポンプ１４ａの吐出流量を最小吐出流量にし、切替え弁２１ａを閉口し、比例弁２２ａを開口する。アームクラウドのレバー操作が継続しているため、閉回路ポンプ１２ａの吐出流量を増加し、切替え弁２０ｂを開口する。シリンダ伸長動作であるため、開回路ポンプ１４ａの吐出流量を増加し、切替え弁２１ｂを開口し，比例弁２２ａを閉口する。

時刻ｔ５にて、アームクラウドのレバー操作が終了する。これに伴い、閉回路ポンプ１２ａ，１２ｂの吐出流量を０にし、切替え弁２０ｂ，２０ｄを閉口する。開回路ポンプ１４ａ，１４ｂの吐出流量を最小吐出流量にし、切替え弁２１ｂ，２１ｄを閉口する。比例弁２２ａ，２２ｂは、開回路ポンプ１４ａ，１４ｂの最小吐出流量をタンク３３へ排出するため開口する。

以上の制御により、単独操作、複合操作時に、閉回路ポンプ、開回路ポンプを最大限使用して、油圧ショベル１００を動作させることが可能となる。

図９Ｂに、油温が閾値Ｔ１より低い状態で図８Ａ〜図８Ｃの制御を実行しなかった場合の動作結果を示す。

時刻ｔ１にて、ブーム上げのレバー操作が開始される。これに伴い、閉回路ポンプ１２ａ，１２ｂの吐出流量が増加する。閉回路ポンプ１２ａ，１２ｂとブームシリンダ１間の流路を形成するために、切替え弁２０ａ，２０ｃを開口する。このとき、油圧回路内の作動油は低温で粘度が高い。そのため、切替え弁２０ａ，２０ｃの応答性が低下し、暖機終了後と比べて切替え弁２０ａ，２０ｃの挙動が遅くなる。また、シリンダ伸長動作であるため、開回路ポンプ１４ａ，１４ｂの吐出流量も増加する。開回路ポンプ１４ａ，１４ｂとブームシリンダ１間の流路を形成するため、切替え弁２１ａ，２１ｃを開口する。切替え弁２１ａ，２１ｃは、作動油が低温で粘度が高いため応答性が低下し、暖機終了後と比べて挙動が遅くなる。比例弁２２ａ，２２ｂから回路内の作動油が流出するのを防ぐために、比例弁２２ａ，２２ｂは閉口にする。

時刻ｔ２にて、アームクラウドのレバー操作が開始される。このとき、閉回路ポンプおよび開回路ポンプは全てブームシリンダ１に接続されているため、閉回路ポンプ１２ｂおよび開回路ポンプ１４ｂをアームシリンダ３に接続するために、閉回路ポンプ１２ｂの吐出流量を０にし、開回路ポンプ１４ｂの吐出流量を最小吐出流量にし、切替え弁２０ｃ，２１ｃを閉口する。このとき、作動油は低温で粘度が高いため、切替え弁２０ｃ，２１ｃの挙動が暖機終了後と比べて遅くなる。

時刻ｔ３にて、比例弁２２ｂは、開回路ポンプ１４ｂの最小吐出流量をタンク３３へ排出するため開口する。しかし、切替え弁２１ｃが完全に閉じきっていないため、ブームシリンダ１のキャップ室１ａから比例弁２２ｂを介してタンク３３へ作動油が流出し、ブームシリンダ１が意図しない動作を行ってしまう。

時刻ｔ３では、アームシリンダ３を駆動するため、閉回路ポンプ１２ｂの吐出流量を増加し、閉回路ポンプ１２ｂとアームシリンダ３間の流路を形成するために、切替え弁２０ｄを開口する。シリンダ伸長動作であるため、開回路ポンプ１４ｂの吐出流量を増加し、開回路ポンプ１４ｂとアームシリンダ３間の流路を形成するため、切替え弁２１ｄを開口する。このとき、切替え弁２０ｃ，２０ｄ，２１ｃ，２１ｄの応答性が悪く、ブームシリンダ１とアームシリンダ３が連通する。これにより、ブームシリンダ１の圧力がアームシリンダ３の圧力よりも高い場合、ブームシリンダ１からアームシリンダ３へ作動油が流入する。ブームシリンダ１はストローク量が減少し、アームシリンダ３はストローク量が増加し、意図しない動作を行ってしまう。

時刻ｔ４にて、比例弁２２ｂからタンク３３へ作動油が流出することを防ぐために、比例弁２２ｂを閉口する。切替え弁２０ｃ，２１ｃが閉口状態になることで、ブームシリンダ１とアームシリンダ３が連通しなくなり、意図しないシリンダストローク量の増減がなくなる。

時刻ｔ５にて、ブーム上げのレバー操作が終了する。これに伴い、閉回路ポンプ１２ａの吐出流量を０にし、切替え弁２０ａを閉口する。また、開回路ポンプ１４ａの吐出流量を最小吐出流量にし、切替え弁２１ａを閉口し、比例弁２２ａを開口する。作動油は温度が低く粘度が高いため、切替え弁２０ａ，２１ａの挙動が暖機終了後と比べて遅くなり、時刻ｔ５’で切替え弁２０ａ，２１ａは閉口する。切替え弁２０ａ，２１ａが閉口する前に、比例弁２２ａが開口することにより、ブームシリンダ１のキャップ室１ａから比例弁２２ａを介してタンク３３へ作動油が流出し、ブームシリンダ１が意図しない動作を行ってしまう。

時刻ｔ５では、アームクラウド操作が継続しているため、閉回路ポンプ１２ａは、アームシリンダ３に接続するように制御される。切替え弁２１ｂが開口し、閉回路ポンプ１２ａとアームシリンダ３とが接続される。

時刻ｔ６にて、アームクラウドのレバー操作が終了し、閉回路ポンプ１２ａ，１２ｂの吐出流量が減少し、切替え弁２０ｂ，２０ｄは閉口する。開回路ポンプ１４ａ，１４ｂの吐出流量は最小吐出流量になり、切替え弁２１ｃ，２１ｄは閉口する。比例弁２２ａ，２２ｂは、開回路ポンプ１４ａ，１４ｂの最小吐出流量をタンク３３へ排出するため開口する。作動油は温度が低く粘度が高いため、切替え弁２０ｂ，２１ｄの挙動が暖機終了後と比べて遅くなり、時刻ｔ６’で切替え弁２０ｂ，２１ｄが閉口する前に、比例弁２２ａ，２２ｂが開口してしまう。その結果、アームシリンダ３のキャップ室３ａから比例弁２２ａ，２２ｂを介してタンク３３へ作動油が流出し、ブームシリンダ３が意図しない動作を行ってしまう。

図９Ｃに、油温が閾値Ｔ１より低い状態で図８Ａ〜図８Ｃの制御を実行した場合の動作結果を示す。

時刻ｔ１にて、ブーム上げのレバー操作が開始される。これに伴い、閉回路ポンプ１２ａの吐出流量が上昇する。閉回路ポンプ１２ａとブームシリンダ１を接続するため、切替え弁２０ａを開口する。油温は閾値Ｔ１以下であるため、開回路ポンプ１４ａは最小吐出流量、切替え弁２１ａ，２１ｂは閉口状態であり、比例弁２２ａは開口状態である。

時刻ｔ２にて、アームクラウドのレバー操作が開始される。これに伴い，閉回路ポンプ１２ｂの吐出流量が上昇する。閉回路ポンプ１２ｂとアームシリンダ３を接続するため，切替え弁２０ｄを開口する。油温は閾値Ｔ１以下であるため、開回路ポンプ１４ｂの吐出流量は最小吐出流量、切替え弁２１ｃ，２１ｄは閉口状態であり、比例弁２２ｂは開口状態である。

時刻ｔ３にて、ブーム上げのレバー操作が終了する。これに伴い、閉回路ポンプの吐出流量は減少し、切替え弁２０ａを閉口する。

時刻ｔ４にて、アームクラウドのレバー操作が終了し、閉回路ポンプ１２ｂの吐出流量が減少し，切替え弁２０ｄを閉口する。

本実施例に係る建設機械１００は、複数の閉回路ポンプ１２ａ，１２ｂと、複数のアクチュエータ１，３と、複数の閉回路ポンプ１２ａ，１２ｂを複数のアクチュエータ１，３に閉回路状に接続する複数の閉回路切替え弁２０ａ〜２０ｄとを備え、コントローラ４０Ａは、温度センサ４２で検出された作動油の温度が所定の温度Ｔ１よりも低い場合に、複数の閉回路ポンプ１２ａ，１２ｂのそれぞれが複数のアクチュエータ１，３のいずれか１つに限定して接続されるように複数の閉回路切替え弁２０ａ〜２０ｄを開閉制御する。

具体的には、閉回路ポンプ１２ａに接続されている２以上の閉回路切替え弁２０ａ，２０ｂのうちいずれか１つ（閉回路切替え弁２０ａ）のみを開くことにより、閉回路ポンプ１２ａをブームシリンダ１に限定して接続し、閉回路ポンプ１２ｂに接続されている２以上の閉回路切替え弁２０ｃ，２０ｄのうちいずれか１つ（閉回路切替え弁２０ｄ）のみを開くことにより、閉回路ポンプ１２ｂをアームシリンダ３に限定して接続する。

以上のように構成した本実施例によれば、複数の閉回路ポンプ１２ａ，１２ｂと複数の開回路ポンプ１４ａ，１４ｂとで複数のアクチュエータ１，３を駆動する油圧閉回路システムにおいて、タンク３３内の油温Ｔが閾値Ｔ１より低い場合に、複数の油圧シリンダ１，３が閉回路ポンプ１２ａ，１２ｂのみで駆動されると共に、複数のアクチュエータ１，３に対する閉回路ポンプ１２ａ，１２ｂの繋ぎかえが発生しないため、キャップ側切替え弁２１ａ〜２１ｄおよび閉回路切替え弁２０ａ〜２０ｄの応答遅れによる油圧シリンダ１，３の意図しない動作を防止することができる。

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。さらに、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（油圧シリンダ）、１ａ…キャップ室、１ｂ…ロッド室、２…ブーム、３…アームシリンダ（油圧シリンダ）、３ａ…キャップ室、３ｂ…ロッド室、４…アーム、５…バケットシリンダ、６…バケット、７…旋回モータ、８…走行装置、１０…動力伝達装置、１１…チャージポンプ、１２，１２ａ，１２ｂ…閉回路ポンプ、１３，１３ａ，１３ｂ…レギュレータ、１４，１４ａ，１４ｂ…開回路ポンプ、１５，１５ａ，１５ｂ…レギュレータ、２０，２０ａ〜２０ｄ…閉回路切替え弁、２１，２１ａ〜２１ｄ…キャップ側切替え弁、２２，２２ａ，２２ｂ…比例弁、２３，２３ａ，２３ｂ，２４，２４ａ，２４ｂ，２５，２５ａ，２５ｂ，２６，２６ａ，２６ｂ，２７，２７ａ，２７ｂ…リリーフ弁、２９，２９ａ，２９ｂ…フラッシング弁、３０，３０ａ，３０ｂ，３１，３１ａ，３１ｂ，３２，３２ａ，３２ｂ…チャージ用チェック弁、３３…タンク、４０…コントローラ、４０ａ…動作モード判定部、４０ｂ…ポンプ割当演算部、４０ｃ…ポンプ信号出力部、４０ｄ…切替え弁信号出力部、４０ｅ…比例弁信号出力部、４１…レバー（操作装置）、４２…温度センサ、４３…スイッチ、１００…油圧ショベル（建設機械）、１０１…キャブ、１０２…上部旋回体（車体）、１０３…下部走行体、１０４…フロント作業機、２００〜２０３，２１０〜２１２，３００〜３０３，３１０，３１１〜３１７，３３０〜３４２…流路。

Claims (5)

1. 作動油を貯留するタンクと、
   キャップ室およびロッド室を有する片ロッド式の油圧シリンダと、
   前記油圧シリンダに閉回路状に接続された両傾転ポンプからなる閉回路ポンプと、
   片傾転ポンプからなる開回路ポンプと、
   前記開回路ポンプの吐出ポートと前記キャップ室とを接続する流路の流通と遮断とを切り替えるキャップ側切替え弁と、
   前記開回路ポンプの吐出ポートと前記タンクとを接続する流路に設けられ、開口面積をゼロから所定の最大開口面積までの間で調整可能な比例弁と、
   前記油圧シリンダの駆動方向および駆動速度を指示するための操作装置と、
   前記操作装置を介して指示された前記油圧シリンダの駆動方向が伸長方向である場合に、前記キャップ側切替え弁を開きかつ前記比例弁を閉じた状態で、前記操作装置の操作量に応じて前記閉回路ポンプおよび前記開回路ポンプの吐出流量を制御し、前記操作装置を介して指示された前記油圧シリンダの駆動方向が収縮方向である場合に、前記キャップ側切替え弁を開いた状態で、前記操作装置の操作量に応じて前記閉回路ポンプの吐出流量および前記比例弁の開口面積を制御するコントローラとを備えた建設機械において、
   前記作動油の温度を検出する温度センサを備え、
   前記コントローラは、前記温度センサで検出された前記作動油の温度が所定の温度よりも低い場合に、前記キャップ側切替え弁を閉じ、前記操作装置の操作方向に応じて前記閉回路ポンプの吐出方向を制御し、前記操作装置の操作量に応じて前記閉回路ポンプの吐出流量を制御する
   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、
   前記第１閉回路ポンプを含む複数の閉回路ポンプと、
   前記油圧シリンダを含む複数のアクチュエータと、
   前記複数の閉回路ポンプを前記複数のアクチュエータに閉回路状に接続する複数の閉回路切替え弁とを備え、
   前記コントローラは、前記温度センサで検出された前記作動油の温度が所定の温度よりも低い場合に、前記複数の閉回路ポンプのそれぞれが前記複数のアクチュエータのいずれか１つに限定して接続されるように前記複数の閉回路切替え弁を開閉制御する
   ことを特徴とする建設機械。
3. 請求項２に記載の建設機械において、
   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２以上の閉回路切替え弁のうちいずれか１つの閉回路切替え弁のみを開くことにより、前記１つの閉回路ポンプを前記複数のアクチュエータのいずれか１つに限定して接続する
   ことを特徴とする建設機械。
4. 請求項２に記載の建設機械において、
   車体と、
   前記車体に上下方向に回動可能に連結されたブームと、
   前記ブームの先端部に上下、前後方向に回動可能に連結されたアームとを備え、
   前記複数のアクチュエータは、前記ブームを駆動するブームシリンダと、前記アームを駆動するアームシリンダとを含む
   ことを特徴とする建設機械。
5. 請求項１に記載の建設機械において、
   前記温度センサは、前記タンクに設けられている
   ことを特徴とする建設機械。

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