JP4331151B2 - 建設機械の作動流体冷却制御システム - Google Patents

Description

本発明は、可変容量式油圧ポンプと、この油圧ポンプで駆動される複数の被駆動体と、駆動媒体である作動流体（作動油）を冷却するための熱交換器とを備えた建設機械の作動流体冷却制御システムに関する。

従来の建設機械、特に油圧ショベル等の建設機械においては、バケットによる標準作業に基づいて、原動機、油圧システム等のヒートバランスが成立するように作動油の冷却器である熱交換器を含む冷却系の仕様が最適化されている。この場合、標準作業に対して高負荷作業の連続稼動、トンネル内のように雰囲気温度が非常に高い場所での稼動、建設機械が劣化した状態での稼動等の標準作業に比較して厳しい条件での稼動状態では、ヒートバランスが悪化して、油圧システムの温度が上昇し、油圧機器の寿命等に対し悪影響を与えることになる。

しかしながら、高負荷作業の連続稼動等、標準作業に比較して厳しい条件で予めヒートバランスが成立するように冷却系の仕様を最適化すると、一般使用時に最も多い標準作業に対しては、オーバースペックになる上に、不経済である。また、熱交換器の容量を増加して対応する場合は、冷却系全体が大型化し、コストアップや建設機械の大型化につながったり、冷却風量を増加させる必要があるため騒音が悪化するといった問題が発生する。

このような問題に対し、特開２０００−１１０５６０号公報では、冷却ファンの回転数を可変制御することによって、標準作業時の騒音を抑えつつ、標準作業に比較して厳しい条件で稼動する場合には、冷却器の放熱量を増加する技術が開示されている。

実用新案登録第２５６５１１３号公報には、操作レバーの中立時（無操作状態時）にオペレータの手動操作で冷却ファンを回転させて、冷却器により作動油を冷却する作業機において、操作レバーの中立とオペレータの手動操作を検出することで可変容量式油圧ポンプの容量を最大にし、冷却器を通過する作動油の流量を増加させ、冷却器の放熱量を最大化する技術が開示されている。

特開２０００−１１０５６０号公報 実用新案登録第２５６５１１３号公報

しかしながら、上記従来技術は、いずれも基本的には、作動油の油温が上昇した後で冷却器によりその上昇した油温を下げるものであり、一時的にしろ油温の上昇による影響が不可避である。このため油温の上昇によるシール部品の劣化や、作動油の低粘性化による摺動部の摩耗の増加を発生し、油圧機器の故障や寿命低下の問題が生じる。

また、特開２０００−１１０５６０号公報に記載の従来技術にあっては、冷却能力を風量の増加により向上させるものであり、標準作業に比較して厳しい条件で連続稼動する場合には、恒常的に騒音が悪化することが避けられない。

実用新案登録第２５６５１１３号公報に記載の従来技術にあっては、操作レバーの中立時（無操作状態時）に可変容量式油圧ポンプの容量を最大に切替えるものであり、無操作状態における圧損増加による燃費の悪化、発熱量の増大といった問題もある。また、オペレータがうっかり冷却器を非使用状態に切り換えずに操作レバーを操作した場合には、油圧ポンプの容量が最大に切り換えられた状態での起動となるため、起動ショックが生じる問題がある。更に、オペレータの手動操作により冷却器を使用状態に切り換えるものであり、使い勝手（操作性）にも問題がある。

本発明の目的は、作動流体の温度上昇前に冷却性能をアップすることで作動流体の温度上昇を未然に防止し、油圧機器の故障低減や寿命向上を可能とし、かつ騒音の悪化や燃費の悪化の問題を発生させない建設機械の作動流体冷却制御システムを提供することである。

（１）上記目的を達成するために、本発明は、可変容量式油圧ポンプと、この油圧ポンプで駆動される複数の被駆動体と、前記油圧ポンプから吐出される駆動媒体である作動流体を冷却するための熱交換器と、前記油圧ポンプから吐出される作動流体の流れを制御し、前記複数の被駆動体の駆動を制御する複数のコントロールバルブと、前記複数のコントロールバルブに対して設けられた複数の操作手段とを備え、前記複数の操作手段の操作量が増加するにしたがって前記油圧ポンプの容量を増大させるとともに、前記複数の操作手段が操作されない無操作状態になると前記油圧ポンプの容量を予め設定された最小容量に減少させる建設機械の作動流体冷却制御システムにおいて、前記複数の被駆動体に係わる運転パターンのうち、前記作動流体の温度が上昇する運転パターンを検出する第１検出手段と、前記第１検出手段により前記作動流体の温度が上昇する運転パターンが検出されたときに、前記油圧ポンプの最小容量を増加させ前記熱交換器を通過する作動流体の平均流量を増加させるポンプ流量増加手段とを備え、前記第１検出手段は、前記作動流体の温度が上昇する運転パターンとして、前記複数の被駆動体のうち負荷頻度が高い被駆動体の操作状態である前記被駆動体の駆動速度を検出する操作状態検出手段と、前記複数の被駆動体に係わる運転モードのうち負荷頻度が高い運転モードが選択されたことを検出する運転モード検出手段の少なくとも一方を有するものとする。

このように第１検出手段とポンプ流量増加手段とを設け、作動流体の温度が上昇する運転パターンを検出して油圧ポンプの最小容量を増加させ熱交換器を通過する作動流体の平均流量を増加させることにより、作動流体の温度上昇を予測して事前に（作動流体の温度上昇前に）熱交換器の平均放熱量を増加させ（冷却性能をアップし）、作動流体の平衡温度を下げることが可能となり、これにより作動流体の温度上昇を未然に防止し、油圧機器の故障低減や寿命向上が可能となる。また、油圧ポンプの最小容量を増加させて熱交換器を通過する作動流体の平均流量を増加させることで冷却性能をアップするので、騒音の悪化が生じず、燃費の悪化を最小限に抑えることができる。
また、作動流体の温度が上昇する運転パターンとして、複数の被駆動体のうち負荷頻度が高い被駆動体の操作状態である被駆動体の駆動速度を検出することにより、例えば下り坂での走行等、作動流体の温度が上昇する運転パターンになると、そのことを検出し、事前に冷却性能をアップすることが可能となる。
更に、作動流体の温度が上昇する運転パターンとして、複数の被駆動体に係わる運転モードのうち負荷頻度が高い運転モードが選択されたことを検出することにより、クラッシャーを使用する運転モード等、作動流体の温度が上昇する運転パターンになると、そのことを検出し、事前に冷却性能をアップすることが可能となる。

（２）上記（１）において、前記建設機械は、クラッシャー等のアタッチメントを用いる運転モードとそれ以外の運転モードを選択する選択手段を更に有し、前記運転モード検出手段は、前記負荷頻度が高い運転モードとして、前記クラッシャーを用いる運転モードが選択されたことを検出する。

これにより作動流体の温度が上昇する運転パターンとしてクラッシャーを使用する運転モードになると、そのことを検出し、事前に冷却性能をアップすることが可能となる。

（３）また、上記（１）において、前記作動流体の温度を検出する第２検出手段を更に備え、前記ポンプ流量増加手段は、前記第１検出手段により検出した運転パターンと前記第２検出手段により検出した作動流体の温度に基づいて前記油圧ポンプの最小容量を増加させる。

これにより作動流体の温度が上昇する運転パターンでない場合に、周囲環境の悪化等により、万一、作動流体の温度が上昇してしまった場合にも、熱交換器の冷却性能をアップし、上昇した作動流体の温度を下げることができる。

（４）上記（３）において、前記ポンプ流量増加手段は、前記第１検出手段により検出した運転パターンに基づいて第１最小容量を計算する手段、前記第２検出手段により検出した作動流体の温度に基づいて第２最小容量を計算する手段、前記第１最小容量と第２最小容量の大きい方を選択する手段と、その選択した最小容量に基づいて前記油圧ポンプの最小容量を変更する手段とを有する。

これにより、作動流体の温度上昇前に熱交換器の冷却性能をアップし、作動流体の温度上昇を未然に防止するとともに、作動流体の温度が上昇する運転パターンでない場合に、周囲環境の悪化等により、万一、作動流体の温度が上昇してしまった場合にも、熱交換器の冷却性能をアップし、上昇した作動流体の温度を下げることができる。

（５）また、上記目的を達成するために、本発明は、複数の可変容量式油圧ポンプと、この複数の油圧ポンプのそれぞれで駆動される複数の被駆動体と、前記複数の油圧ポンプから吐出される駆動媒体である作動流体を冷却するための熱交換器と、前記複数の油圧ポンプから吐出される作動流体の流れを制御し、前記複数の被駆動体の駆動を制御する複数のコントロールバルブと、前記複数のコントロールバルブに対して設けられた複数の操作手段とを傭え、前記複数の操作手段の操作量が増加するにしたがって前記複数の油圧ポンプの容量を増大させるとともに、前記複数の操作手段が操作されない無操作状態になると前記複数の油圧ポンプの容量を予め設定された最小容量に減少させる建設機械の作動流体冷却制御システムにおいて、前記複数の被駆動体に係わる運転パターンのうち、前記作動流体の温度が上昇する運転パターンを検出する第１検出手段と、前記第１検出手段により前記作動流体の温度が上昇する運転パターンが検出されたときに、前記複数の油圧ポンプのうちの少なくとも一部の油圧ポンプの最小容量を増加させ前記熱交換器を通過する作動流体の平均流量を増加させるポンプ流量増加手段とを備え、前記第１検出手段は、前記作動流体の温度が上昇する運転パターンとして、前記複数の被駆動体のうち負荷頻度が高い第１被駆動体の操作状態である前記被駆動体の駆動速度を検出する操作状態検出手段と、前記複数の被駆動体に係わる運転モードのうち負荷頻度が高い運転モードが選択されたことを検出する運転モード検出手段の少なくとも一方を有し、前記ポンプ流量増加手段は、前記複数の油圧ポンプのうち、前記作動流体の温度が上昇する運転パターンで使用される油圧ポンプの最小容量を増加させる。

これにより複数の油圧ポンプを備えた油圧システムにおいて、上記（１）で述べたのと同様の作用により、作動流体の温度上昇を予測して事前に（作動流体の温度上昇前に）熱交換器の平均放熱量を増加させ（冷却性能をアップし）、作動流体の平衡温度を下げることが可能となり、これにより作動流体の温度上昇を未然に防止し、油圧機器の故障低減や寿命向上が可能となる。また、油圧ポンプの最小容量を増加させて熱交換器を通過する作動流体の平均流量を増加させることで冷却性能をアップするので、騒音の悪化や燃費の悪化が生じない。

（６）上記（５）において、前記ポンプ流量増加手段は更に、、前記第１被駆動体に係わる運転パターンに基づいて、前記作動流体の温度が上昇する運転パターンで使用される油圧ポンプ以外の油圧ポンプの最小容量を増加させる。

これにより複数の油圧ポンプがある場合は、空いている油圧ポンプ（前記作動流体の温度が上昇する運転パターンで使用される油圧ポンプ以外の油圧ポンプ）を効果的に利用して熱交換器の冷却性能をアップし、作動流体の温度上昇を未然に防止することができる。

本発明によれば、作動流体の温度上昇前に冷却性能をアップすることで作動流体の温度上昇を未然に防止し、油圧機器の故障低減と寿命向上が可能となる。また、油圧ポンプの最小容量を増加させて熱交換器を通過する作動流体の平均流量を増加させることにより冷却性能をアップするので、騒音の悪化が生じず、燃費の悪化を最小限に抑えることができる。

以下、本発明の一実施形態を図面を参照しつつ説明する。

図１は、本実施の形態による建設機械の作動流体冷却制御システムを油圧駆動装置（油圧システム）と共に示す図である。

図１において、油圧駆動装置は２つの可変容量型油圧ポンプ１１，１２と２つのコントロールバルブ群２０，２１とを備えている。油圧ポンプ１１，１２にはそれぞれの傾転角を制御する傾転制御機構１３，１４が備えられている。

コントロールバルブ群２０はセンタバイパスタイプのコントロールバルブ２２，２３，２４を含む複数のコントロールバルブにより構成され、油圧ポンプ１１に接続されている。コントロールバルブ群２１はセンタバイパスタイプのコントロールバルブ２６，２７，２８を含む複数のコントロールバルブにより構成され、油圧ポンプ１２に接続されている。それぞれのコントロールバルブは被駆動体を構成する各種の油圧アクチュエータに接続され、油圧ポンプ１１，１２から吐出される圧油の流れを制御し、対応する油圧アクチュエータを駆動制御する。

コントロールバルブ群２０のコントロールバルブ２２は例えばブーム用であり、対応する油圧アクチュエータとして、ブームシリンダ２１４（図５参照）に接続されている。

コントロールバルブ群２１のコントロールバルブ２６は走行用であり、対応する油圧アクチュエータとして、油圧モータ３２と接続されている。コントロールバルブ２６と油圧モータ３２をつなぐ管路上には、カウンタバランス弁３４とクロスオーバーリリーフ弁３３，３３が設けられている。

コントロールバルブ群２０のコントロールバルブ２３とコントロールバルブ群２１のコントロールバルブ２７は予備のコントロールバルブであり、バケット以外の作業機アタッチメント（以下オプションアタッチメントという）を装着した場合に使用されるバルブである。オプションアタッチメントとしてはクラッシャー（破砕機）、ブレーカ等種々のものがある。これらのオプションアタッチメントを装着するときは、コネクタ２９，３０を用いて各オプションアタッチメントの油圧アクチュエータをコントロールバルブ２３，２７に接続する。図１では、コントロールバルブ２３，２７にクラッシャーの油圧シリンダ２１８が接続されている場合を示している。クラッシャーは大流量、高馬力を必要とするアタッチメントであり、このようなクラッシャー等の大流量、高馬力を必要とするアタッチメントを用いる場合のためにオプション選択スイッチ１０３が設けられている。また、コントロールバルブ２３，２７のアクチュエータライン側には合流切替弁３６が設けられている。オプション選択スイッチ１０３は運転モードの切換手段であり、オプション選択スイッチ１０３が押されると破砕モードが選択され、図示しないモード切換コントロールから合流切替弁３６に切り換え信号が送られ、合流切替弁３６は合流位置（開位置）に切り換わり、クラッシャーの油圧シリンダ２１８には油圧ポンプ１１，１２の吐出圧が合流して供給される。同時にモード切換コントロールからエンジン１０の燃料噴射量制御装置（図示せず）に信号が送られ、エンジン１０の回転数がアップする。

ブーム用のコントロールバルブ２２に対する操作手段として、操作レバー装置５０が設けられ、走行用のコントロールバルブ２６に対する操作手段として、走行ペダル装置５１が設けられ、クラッシャー用に使用される予備のコントロールバルブ２３，２７に対する操作手段として、クラッシャー用の操作レバー装置５２が設けられている。

操作レバー装置５０は操作レバー５０ａとパイロットバルブ部５０ｂとを有し、操作レバー５０ａの操作方向と操作量に応じて、パイロットライン５０ｃ，５０ｄのいずれかに操作パイロット圧を発生させ、コントロールバルブ２２はその操作パイロット圧により切り換えられる。

走行ペダル装置５１は走行ペダル５１ａとパイロットバルブ部５１ｂを有し、走行ペダル５１ａの踏込量に応じてパイロットライン５１ｃ、５１ｄのいずれかに操作パイロット圧を発生させ、コントロールバルブ２６はその操作パイロット圧により切り換えられる。

クラッシャー用の操作レバー装置５２は操作レバー５２ａとパイロットバルブ部５２ｂとを有し、操作レバー５２ａの操作方向と操作量に応じて、パイロットライン５２ｃ，５２ｄのいずれかに操作パイロット圧を発生させ、コントロールバルブ２３，２７はそのパイロット圧により切り換えられる。

他のコントロールバルブ２４・・・，２８・・・に対しても操作レバー装置５０と同様な操作レバー装置が設けられている。

操作レバー装置５０のパイロット圧が出力されるパイロットライン５０ｃ，５０ｄにはブーム操作量の検出手段としてシャトル弁６０が設けられ、走行ペダル装置５１のパイロット圧が出力されるパイロットライン５１ｃ，５１ｄには走行操作量の検出手段としてシャトル弁６１が設けられ、操作レバー装置５２のパイロット圧が出力されるパイロットライン５２ｃ，５２ｄにはクラッシャー操作量の検出手段としてシャトル弁６２が設けられている。他の操作レバー装置にも同様のシャトル弁が設けられている。

上記シャトル弁６０，６１，６２・・・のうち、コントロールバルブ群２０に係わるシャトル弁６０，６２・・・により検出されたパイロット圧は信号油路７１を介して高圧選択弁ブロック６３に導かれ、高圧選択弁ブロック６３でそれらの圧力のうち最高圧力が選択され、その最高圧力がポジティブ制御のポンプ指令圧力Ｐ１Ｐとして、信号油路７３に出力される。

同様に、コントロールバルブ群２１に係わるシャトル弁２６，２７・・・により検出されたパイロット圧は信号油路７２を介して高圧選択弁ブロック６４に導かれ、高圧選択弁ブロック６４でそれらの圧力のうち最高圧力が選択され、その最高圧力がポジティブ制御のポンプ指令圧力Ｐ２Ｐとして、信号油路７４に出力される。

傾転制御機構１３は信号油路７５からポジティブ制御の指令圧力Ｐ１Ｐを入力し、その指令圧力が上昇するに従って油圧ポンプ１１の傾転角（押しのけ容積）が増大するように油圧ポンプ１１の傾転角を制御する。また、傾転制御機構１３は信号油路７６から自身に係わる油圧ポンプ１１の吐出圧力を入力し、信号油路７７から他方の油圧ポンプ１２の吐出圧力を入力し、油圧ポンプ１１，１２の平均吐出圧力が設定値を超えるとその平均吐出圧力が上昇するに従って油圧ポンプ１１の傾転角を減少させ、油圧ポンプ１１，１２の吸収トルクを一定に保つように油圧ポンプ１１の傾転角を制御する。

傾転制御機構１４も同様であり、信号油路７８からポジティブ制御の指令圧力Ｐ２Ｐを入力し、その指令圧力が上昇するに従って油圧ポンプ１２の傾転角（押しのけ容積）が増大するように油圧ポンプ１２の傾転角を制御する。また、傾転制御機構１４は信号油路７９から自身に係わる油圧ポンプ１２の吐出圧力を入力し、信号油路８０から他方の油圧ポンプ１１の吐出圧力を入力し、油圧ポンプ１１，１２の平均吐出圧力が設定値を超えるとその平均吐出圧力が上昇するに従って油圧ポンプ１２の傾転角を減少させ、油圧ポンプ１１，１２の吸収トルクを一定に保つように油圧ポンプ１２の傾転角を制御する。

油圧ポンプ１１，１２から吐出されコントロールバルブ群２０，２１を通過した圧油（作動油流体）は直接又は油圧モータ３２、ブームシリンダ２１８等の油圧アクチュエータからの戻り油として、排出ライン４３から作動油タンク４２に戻される。排出ライン４３には作動油タンク４２に戻される圧油を冷却するためのオイルクーラ４０が設けられている。オイルクーラ４０は冷却ファン４１により冷却される。冷却ファン４１は油圧ポンプ１１，１２とともにエンジン１０により回転駆動される。

以上のような油圧駆動装置に本実施の形態の作動流体冷却制御システムが設けられている。このシステムは、走行モータ回転数ピックアップ１０１と、圧力センサ１０２と、オプション選択スイッチ１０３の信号取り込みライン１０３ａと、温度センサ１０４とを備えている。走行モータ回転数ピックアップ１０１と、圧力センサ１０２と、オプション選択スイッチ１０３の信号取込ライン１０３ａは回路中の作動油流体の温度が高くなる運転パターンを検出する検出手段として設けられているものであり、走行モータ回転数ピックアップ１０１は油圧モータ３２の回転数を検出することで車速を検出し、圧力センサ１０２は信号油路７２のパイロット圧を検出することで、走行ペダル５１ａの操作量（踏込量）を検出し、オプション選択スイッチ１０３の信号取込ライン１０３ａはオプション選択スイッチ１０３のモード切換信号を取込むことで大流量、高馬力を必要とするアタッチメント（例えばクラッシャー）を使用する運転パターンであることを検出する。温度センサ１０４は作動油タンク４２に設けられ、回路中の作動油流体の温度（油温）を検出する。

また、本実施の形態の作動流体冷却制御システムはコントローラ１００と、比例電磁弁１０５，１０６と、シャトル弁１０９，１１０とを備えている。コントローラ１００は走行モータ回転数ピックアップ１０１、圧力センサ１０２、オプション選択スイッチ１０３の信号取込ライン１０３ａ、温度センサ１０４の各検出信号を入力し、所定の処理を行い、比例電磁弁１０５，１０６のソレノイド部１０５ａ，１０６ａに制御電流Ｉ１ｃ，Ｉ２ｃ（制御信号）を出力する。比例電磁弁１０５，１０６はその制御信号に応じた制御圧力Ｐ１Ｃ，Ｐ２Ｃを信号油路１０７，１０８に出力する。シャトル弁１０９は高圧選択弁ブロック６３の出力側の信号油路７３と上記信号油路１０７との間に設けられ、高圧選択弁ブロック６３で選択されたポジティブ制御のポンプ指令圧力Ｐ１Ｐと、比例電磁弁１０５から出力された制御圧力Ｐ１Ｃとの高圧側を選択し、傾転制御機構１３の信号油路７５に出力する。

同様に、シャトル弁１１０は高圧選択弁ブロック６４の出力側の信号油路７４と上記信号油路１０８との間に設けられ、高圧選択弁ブロック６４で選択されたポジティブ制御のポンプ指令圧力Ｐ２Ｐと、比例電磁弁１０６から出力された制御圧力Ｐ２Ｃとの高圧側を選択し、傾転制御機構１４の信号油路７８に出力する。
図２は操作レバー装置５０、走行ペダル装置５１、クラッシャー用の操作レバー装置５２等の操作手段における操作レバーあるいはペダルの操作量と出力パイロット圧（操作パイロット圧）との関係を示す図である。
図２において、操作量が不感帯のＡ１にある間は操作パイロット圧はゼロ（タンク圧）であり、操作量がＡ１を超えると、操作量がＡ２になるまでは最小のパイロット圧ＰｍｉｎＯＰから、最大のパイロット圧ＰｍａｘＯＰまで出力パイロット圧が上昇し、操作量がＡ２を超えると、操作パイロット圧は最大圧ＰｍａｘＯＰで一定となる。

図３は傾転制御機構１３，１４のポジティブ制御機能を示す図であり、横軸に傾転制御機構１３，１４に入力される圧力を示し、縦軸に傾転制御機構１３，１４により制御される油圧ポンプ１１，１２の傾転角を示している。

図３において、入力圧力がＰｍｉｎ１（Ｐ１ｍｉｎ１，Ｐ２ｍｉｎ１）までの間は、油圧ポンプ１１，１２の傾転角はｑｍｉｎ１（ｑ１ｍｉｎ１，ｑ２ｍｉｎ１）で一定であり、入力圧力がＰｍｉｎ１を超えると、入力圧力がＰｍａｘになるまでは最小の傾転角ｑｍｉｎ１から最大の傾転角ｑｍａｘ（ｑ１ｍａｘ，ｑ２ｍａｘ）まで傾転角が増大し、入力圧力がＰｍａｘを超えると、傾転角は最大値ｑｍａｘで一定となる。

最小傾転角ｑｍｉｎ１は油圧ポンプ１１，１２の自己潤滑性確保の目的で設定される最小傾転角であり、最大傾転角ｑｍａｘは油圧ポンプ１１，１２の仕様で決まる最大傾転角である。

図４は傾転制御機構１３，１４の吸収トルク制限制御機能を示す図であり、横軸に油圧ポンプ１１，１２の吐出圧力の平均値を示し、縦軸は油圧ポンプ１１，１２の最大傾転角（最大押しのけ容積）を示している。最大傾転角とは傾転角の制限値を意味する。

図４において、油圧ポンプ１１，１２の吐出圧力の平均値がＰａまでの間は油圧ポンプ１１，１２の最大傾転角はｑｍａｘ（ｑ１ｍａｘ，ｑ２ｍａｘ）で最大であり、油圧ポンプ１１，１２の吐出圧力の平均値がＰａを超えると、油圧ポンプ１１，１２の吐出圧力の上昇に応じて、油圧ポンプ１１，１２の傾転角が減少する。Ｐｍａｘは油圧ポンプ１１，１２の吐出油路に接続された図示しないメインリリーフ弁のリリーフ圧である。

傾転制御機構１３，１４は図３のポジティブ制御機能による目標傾転角が図４の吸収トルク制限制御機能による、そのときのポンプ圧平均値に対応する最大傾転角より小さいときは、油圧ポンプ１１，１２の傾転角がポジティブ制御機能による傾転角となるよう油圧ポンプ１１，１２の傾転角を制御し、ポジティブ制御機能による傾転角が吸収トルク制限制御機能による最大傾転角を越えると、油圧ポンプ１１，１２の傾転角がその最大傾転角に制限されるよう油圧ポンプ１１，１２の傾転角を制御する。その結果、油圧ポンプ１１，１２の合計の吸収トルクは図４のトルク曲線Ｔｎを超えないよう制御される。図４のトルク曲線Ｔｎはエンジン１０のレギュレーション領域の最大出力トルク付近を示す曲線である。これにより、エンジン１０の過負荷によるエンジンストールが防止できる。

なお、図４の縦軸をポンプ流量に置き換えると馬力制御となり、Ｔｎは馬力曲線となる。また、図４の横軸を油圧ポンプ１１，１２の吐出圧力の平均値とした制御は全馬力制御と呼ばれる。

図５は、本実施の形態に係わる油圧駆動装置が搭載されるホイールショベルの側面図である。
図５において、ホイールショベル２０１は、下部走行体２０２と、下部走行体２０２の上部に回転可能に搭載された上部旋回体２０３と、フロント作業機２０４とを備えている。下部走行体２０２は前輪２０５と後輪２０６を備え、後輪２０６は図１に示した油圧モータ３２により駆動される。

上部旋回体２０３はいわゆるキャビンタイプの運転室２０９と、上部旋回体２０３の運転室２０９以外の大部分を覆う外装カバー２１０とを備えている。外装カバー２１０の内部には、図１に示したエンジン１０、油圧ポンプ２１，２２等が搭載されている。

フロント作業機２０４はブーム２１１と、ブーム２１１に回動可能に結合されたアーム２１２と、アーム２１２に回動可能に結合されたバケット２１３を備え、ブーム２１１、アーム２１２、及びバケット２１３は、それぞれブームシリンダ２１４、アームシリンダ２１５、及びバケットシリンダ２１６により駆動される。

図６は作業機アタッチメントとしてバケット２１３の代わりにクラッシャー２１７を装着したフロント作業機２０４の一部を示す図である。
クラッシャー２１７は作業機アタッチメントの一つであり、作業機の先端にバケット２１３の代わりに装着され、図１に示したアクチュエータ２１８を内臓している。図１に示したアクチュエータ２１８はバケットシリンダ２１６に比較して、大流量（例えば２ポンプ分）、高馬力を必要とする。

図７及び図８はコントローラ１００の演算処理の詳細を示す機能ブロック図である。

コントローラ１００は、図７に示すように、走行モータ回転数ピックアップ１０１、圧力センサ１０２、オプション選択スイッチ１０３の信号取り込みライン１０３ａ、温度センサ１０４からの各検出信号を入力し、油圧ポンプ１１の最小傾転角を増加させるための制御信号を比例電磁弁１０５に出力する第１最小ポンプ傾転演算部１１１と、図８に示すように、走行モータ回転数ピックアップ１０１、オプション選択スイッチ１０３の信号取り込みライン１０３ａ、温度センサ１０４からの各検出信号を入力し、油圧ポンプ１２の最小傾転角を増加させるための制御信号を比例電磁弁１０６に出力する第２最小ポンプ傾転演算部１１２とを有している。

図７において、第１最小ポンプ傾転演算部１１１は、車速による最小傾転演算部１１１ａと、走行操作量による最小傾転演算部１１１ｂと、モード切換信号による最小傾転演算部１１１ｃと、油温による最小傾転演算部１１１ｄと、最大値選択部１１１ｅと、制御信号生成部１１１ｆとを有している。

車速による最小傾転演算部１１１ａは、走行モータ回転数ピックアップ１０１から油圧モータ３２の回転数を車速情報として入力し、この情報を予めメモリに記憶されたテーブルに参照し、そのときの車速に対応した油圧ポンプ１１の最小傾転角ｑ１ｍｉｎａを算出する。メモリに記憶されたテーブルには、図７に示すように、車速が遅いＶ１までの間は、最小傾転角ｑ１ｍｉｎａは傾転制御機構１３に設定された図３に示す最小傾転角ｑ１ｍｉｎ１と同じ一定の値であり、車速がＶ１からＶ２に増加するに従って最小傾転角ｑ１ｍｉｎａはｑ１ｍｉｎ１からｑ１ｍｉｎ２まで増加し、車速がＶ２以上の高速になると最小傾転角ｑ１ｍｉｎａはｑ１ｍｉｎ２で一定となるように、車速と最小傾転角ｑ１ｍｉｎａとの関係が設定されている。

走行操作量による最小傾転演算部１１１ｂは、圧力センサ１０２から信号油路７２のパイロット圧を走行ペダル５１ａのペダル操作量（踏込量）情報として入力し、この情報を予めメモリに記憶されたテーブルに参照し、そのときのペダル操作量に対応した油圧ポンプ１１の最小傾転角ｑ１ｍｉｎｂを算出する。メモリに記憶されたテーブルには、図７に示すように、ペダル操作量が少ないＡ１までの間は、最小傾転角ｑ１ｍｉｎｂは傾転制御機構１３に設定された図３に示す最小傾転ｑ１ｍｉｎ１と同じ一定の値であり、ペダル操作量がＡ１からＡ２に増加するに従って最小傾転ｑ１ｍｉｎｂはｑ１ｍｉｎ１からｑ１ｍｉｎ２まで増加し、ペダル操作量がＡ２以上になると最小傾転角ｑ１ｍｉｎｂはｑ１ｍｉｎ２で一定となるように、ペダル操作量と最小傾転角ｑ１ｍｉｎｂとの関係が設定されている。

モード切換信号による最小傾転演算部１１１ｃは、オプション選択スイッチ１０３の信号取込ライン１０３ａからモード切換信号（オプションスイッチ信号）を入力し、この信号を予めメモリに記憶されたテーブルに参照し、モード切換信号情報に対応した油圧ポンプ１１の最小傾転角ｑ１ｍｉｎｃを算出する。メモリに記憶されたテーブルには、図７に示すように、オプション選択スイッチ１０３の信号がＯＦＦの時には、最小傾転角ｑ１ｍｉｎｃは傾転制御機構１３に設定された図３に示す最小傾転角ｑ１ｍｉｎ１と同じ値であり、オプション選択スイッチ１０３の信号がＯＮの時には、最小傾転角ｑ１ｍｉｎｃがｑ１ｍｉｎ２となるようにモード切換信号と最小傾転角ｑ１ｍｉｎｃとの関係が設定されている。

油温による最小傾転演算部１１１ｄは、温度センサ１０４から作動油タンク４２の油温情報を入力し、この情報を予めメモリに記憶されたテーブルに参照し、そのときの油温に対応した油圧ポンプ１１の最小傾転角ｑ１ｍｉｎｄを算出する。メモリに記憶されたテーブルには、図７に示すように、油温が正常温度範囲の上限であるＴ１までの間は、最小傾転角ｑ１ｍｉｎｄは傾転制御機構１３に設定された図３に示す最小傾転角ｑ１ｍｉｎ１と同じ一定の値であり、油温がＴ１からＴ２に増加するに従って最小傾転角ｑ１ｍｉｎｄはｑ１ｍｉｎ１からｑ１ｍｉｎ２まで増加し、油温がＴ２以上の高温になると、最小傾転角ｑ１ｍｉｎｄはｑ１ｍｉｎ２で一定となるように、油温と最小傾転角ｑ１ｍｉｎｄとの関係が設定されている。

最大値選択部１１１ｅは、車速による最小傾転演算部１１１ａ、走行操作量による最小傾転演算部１１１ｂ、モード切換信号による最小傾転演算部１１１ｃ、油温による最小傾転演算部１１１ｄのそれぞれで算出された油圧ポンプ１１の最小傾転角ｑ１ｍｉｎａ，ｑ１ｍｉｎｂ，ｑ１ｍｉｎｃ，ｑ１ｍｉｎｄを入力し、それらのうちの最大値をｑ１ｍｉｎｘとして選択し、制御信号生成部１１１ｆに出力する。

図９は制御信号生成部１１１ｆの演算処理の詳細を示す機能ブロック図である。制御信号生成部１１１ｆは制御圧力演算部１５１と、制御電流演算部１５２と、増幅部１５３とを有している。制御圧力演算部１５１は最大値ｑ１ｍｉｎｘを入力し、この情報を予めメモリに記憶されたテーブルに参照し、対応した目標制御圧力Ｐ１ＣＯを算出する。メモリに記載されたテーブルには、図９に示すような最大値ｑ１ｍｉｎｘと目標制御圧力Ｐ１ＣＯの関係が設定されている。この関係は、図３に示す、操作パイロット圧と制御される油圧ポンプ１１，１２の傾転角との関係の逆関数である。

制御電流演算部１５２は、目標制御圧力Ｐ１ＣＯを入力し、この情報を予めメモリに記憶されたテーブルに参照し、そのときの目標制御圧力Ｐ１ＣＯに対応した目標制御電流Ｉ１ＣＯを算出する。メモリのテーブルには目標制御圧力Ｐ１ＣＯが増加するに従って目標制御電流Ｉ１ＣＯも増加するよう目標制御圧力Ｐ１ＣＯと目標制御電流Ｉ１ＣＯとの関係が設定されている。

増幅部１５３は目標制御電流Ｉ１ＣＯを増幅して制御電流Ｉ１Ｃとし、これを比例電磁弁１０５のソレノイド１０５ａに出力する。

比例電磁弁１０５はソレノイド１０５ａに入力された制御電流Ｉ１Ｃにより作動し、対応する制御圧力Ｐ１Ｃを出力する。この制御圧力Ｐ１Ｃは、そのとき制御圧力演算部１５１で演算された目標制御圧力Ｐ１ＣＯに対応する圧力である。

図８において、第２最小ポンプ傾転演算部１１２は、車速による最小傾転演算部１１２ａと、モード切換信号による最小傾転演算部１１２ｃと、油温による最小傾転演算部１１２ｄと、最大値選択部１１２ｅと、制御信号生成部１１２ｆとを有している。

車速による最小傾転演算部１１２ａは、走行モータ回転数ピックアップ１０１から油圧モータ３２の回転数を車速情報として入力し、この情報を予めメモリに記憶されたテーブルに参照し、そのときの車速情報に対応した油圧ポンプ１２の最小傾転角ｑ２ｍｉｎａを算出する。メモリに記憶されたテーブルには、図８に示すように、車速が遅いＶ１までの間は、最小傾転角ｑ２ｍｉｎａは傾転制御機構１４に設定された図３に示す最小傾転角ｑ２ｍｉｎ１と同じ一定の値であり、車速がＶ１からＶ２に増加するに従って最小傾転角ｑ２ｍｉｎａはｑ２ｍｉｎ１からｑ２ｍｉｎ２まで増加し、車速がＶ２以上の高速になると最小傾転角ｑ２ｍｉｎａはｑ２ｍｉｎ２で一定となるように、車速と最小傾転角ｑ２ｍｉｎａとの関係が設定されている。

モード切換信号による最小傾転演算部１１２ｃは、オプション選択スイッチ１０３の信号取込ライン１０３ａからモード切換信号（オプションスイッチ信号）を入力し、この信号を予めメモリに記憶されたテーブルに参照し、モード切換信号情報に対応した油圧ポンプ１２の最小傾転角ｑ２ｍｉｎｃを算出する。メモリに記憶されたテーブルには、図８に示すように、オプション選択スイッチ１０３がＯＦＦの時には、最小傾転角ｑ２ｍｉｎｃは傾転制御機構１４に設定された図３に示す最小傾転角ｑ２ｍｉｎ１と同じ値であり、オプション選択スイッチ１０３がＯＮの時には、最小傾転角ｑ２ｍｉｎｃがｑ２ｍｉｎ２となるようにモード切換信号と最小傾転角ｑ２ｍｉｎｃとの関係が設定されている。

油温による最小傾転演算部１１２ｄは、温度センサ１０４から作動油タンク４２の油温情報を入力し、この情報を予めメモリに記憶されたテーブルに参照し、そのときの油温情報に対応した油圧ポンプ１１の最小傾転角ｑ２ｍｉｎｄを算出する。メモリに記憶されたテーブルには、図８に示すように、油温が最低のＴ１までの間は、最小傾転角ｑ２ｍｉｎｄは傾転制御機構１４に設定された図３に示す最小傾転角ｑ２ｍｉｎ１と同じ一定の値であり、油温がＴ１からＴ２に増加するに従って最小傾転角ｑ２ｍｉｎｄはｑ２ｍｉｎ１からｑ２ｍｉｎ２まで増加し、油温がＴ２以上の高温になると、最小傾転角ｑ２ｍｉｎｄはｑ２ｍｉｎ２で一定となるように、油温と最小傾転角ｑ１ｍｉｎｄとの関係が設定されている。

最大値選択部１１２ｅは、車速による最小傾転演算部１１２ａ、モード切換信号による最小傾転演算部１１２ｃ、油温による最小傾転演算部１１２ｄのそれぞれで算出された油圧ポンプ１２の最小傾転角ｑ２ｍｉｎａ，ｑ２ｍｉｎｃ，ｑ２ｍｉｎｄを入力し、それらのうちの最大値をｑ２ｍｉｎｙとして選択し、制御信号生成部１１２ｆに出力する。

図１０は制御信号生成部１１２ｆの演算処理の詳細を示す機能ブロック図である。制御信号生成部１１２ｆは制御圧力演算部１６１と、制御電流演算部１６２と、増幅部１６３とを有している。制御圧力演算部１６１は最大値ｑ２ｍｉｎｙを入力し、この情報を予めメモリに記憶されたテーブルに参照し、対応した目標制御圧力Ｐ２ＣＯを算出する。メモリに記載されたテーブルには、図１０に示すような最大値ｑ２ｍｉｎｙと目標制御圧力Ｐ２ＣＯの関係が設定されている。この関係は、図３に示す、操作パイロット圧と制御される油圧ポンプ１１，１２の傾転角との関係の逆関数である。

制御電流演算部１６２は、目標制御圧力Ｐ２ＣＯを入力し、この情報を予めメモリに記憶されたテーブルに参照し、そのときの目標制御圧力Ｐ２ＣＯに対応した目標制御電流Ｉ２ＣＯを算出する。メモリに記載されたテーブルには目標制御圧力Ｐ２ＣＯが増加するに従って目標制御電流Ｉ２ＣＯも増加するよう目標制御電圧Ｐ２ＣＯと目標制御電流Ｉ２ＣＯとの関係が設定されている。

増幅部１６３は目標制御電流Ｉ２ＣＯを増幅して制御電流Ｉ２Ｃとし、これを比例電磁弁１０６のソレノイド１０６ａに出力する。

比例電磁弁１０６はソレノイド１０６ａに入力された制御電流Ｉ２Ｃにより作動し、対応する制御圧力Ｐ２Ｃを出力する。この制御圧力Ｐ２Ｃは、そのとき制御圧力演算部１６１で演算された目標制御圧力Ｐ２ＣＯに対応する圧力である。

以上において、走行モータ回転数ピックアップ１０１と、圧力センサ１０２と、オプション選択スイッチ１０３の信号取込ライン１０３ａは、複数の被駆動体３２，２１４，２１８，…に係わる運転パターンのうち、作動油流体の温度が上昇する運転パターンを検出する第１検出手段を構成し、コントローラ１００と、比例電磁弁１０５，１０６と、シャトル弁１０９，１１０と、傾転制御機構１３，１４は、上記第１検出手段により作動流体の温度が上昇する運転パターンが検出されたときに、油圧ポンプ１１，１２の最小容量を増加させオイルクーラ（熱交換器）４０を通過する作動油流体の平均流量を増加させるポンプ流量増加手段を構成する。

また、コントローラ１００と、比例電磁弁１０５，１０６と、シャトル弁１０９，１１０と、傾転制御機構１３，１４は、上記第１検出手段により作動流体の温度が上昇する運転パターンが検出されたときに、複数の油圧ポンプ１１，１２のうちの少なくとも一部の油圧ポンプ（油圧ポンプ１１又は１２）の最小容量を増加させオイルクーラ（熱交換器）４０を通過する作動流体の平均流量を増加させるポンプ流量増加手段を構成する。

上記第１の検出手段である走行モータ回転数ピックアップ１０１は、作動油流体の温度が上昇する運転パターンとして、複数の油圧ポンプ１１，１２のうちの一部の油圧ポンプである油圧ポンプ１２で駆動される第１被駆動体（走行モータ３２）に係わる運転パターンを検出する手段であり、この場合、上記ポンプ流量増加手段は、第１被駆動体（走行モータ３２）に係わる運転パターンに基づいて、上記一部の油圧ポンプである油圧ポンプ１２だけでなく、それ以外の油圧ポンプである油圧ポンプ１１の最小容量を増加させるよう構成されている。この場合、上記ポンプ流量増加手段は、第１被駆動体（走行モータ３２）に係わる運転パターンに基づいて、上記一部の油圧ポンプ以外の油圧ポンプである油圧ポンプ１１のみの最小容量を増加させるように構成してもよい。

次に本実施の形態の動作について説明する。
まず、フロント作業機２０４にバケット２１３を装備して行う通常作業時について説明する。

通常作業時において、操作レバー装置５０、走行ペダル装置５１等の全ての操作手段が操作されない無操作状態にあるときは、操作手段の出力するパイロット圧はゼロ（タンク圧）であり、信号油路７３，７４の圧力もゼロ（タンク圧）である。

一方、通常作業時はオプション選択スイッチ１０３はＯＦＦ（通常作業モード）であり、また、無操作状態であるため走行モータ回転数ピックアップ１０１，圧力センサ１０２からの検出信号の値もゼロである。また、作動油タンク４２の油温が正常の温度範囲にある場合は、温度センサ１０４の検出信号もそれに応じた値となる。よって、この場合はコントローラ１００の第１最小ポンプ傾転演算部１１１及び第２最小ポンプ傾転演算部１１２においては、最小傾転角としてｑ１ｍｉｎ１，ｑ２ｍｉｎ１が演算され、それに対応する制御電流Ｉ１Ｃ，Ｉ２Ｃが比例電磁弁１０５，１０６に出力され、比例電磁弁１０５，１０６からはｑ１ｍｉｎ１，ｑ２ｍｉｎ１に対応する制御圧力Ｐ１Ｃ，Ｐ２Ｃが出力される。この制御圧力Ｐ１Ｃ，Ｐ２Ｃは図９、図１０の制御圧力演算部１５１，１６１で演算される目標制御圧力Ｐ１ｍｉｎ１，Ｐ２ｍｉｎ１に相当する圧力である。その結果、シャトル弁１０９，１１０では、制御圧力Ｐ１Ｃ，Ｐ２Ｃが選択され、傾転制御機構１３，１４にはその制御圧力Ｐ１Ｃ，Ｐ２Ｃが入力され、油圧ポンプ１１，１２の傾転角はｑ１ｍｉｎ１，ｑ２ｍｉｎ１となるように制御される。これは信号油路７３，７４の圧力（ゼロ）がポンプ指令圧力として傾転制御機構１３，１４に入力される場合（従来技術）と同じ制御結果となる。

この状態から、例えばオペレータがブーム２１１を動かすことを意図して操作レバー装置５０の操作レバー５０ａを操作すると、パイロットライン５０ｃ，５０ｄのいずれかに操作パイロット圧が発生し、コントロールバルブ２２はそのパイロット圧により切り換えられる。これと同時に、その圧力がシャトル弁６０により検出され、更に高圧選択弁ブロック６３により選択されて、ポンプ指令圧力Ｐ１Ｐとして、信号油路７３に出力される。

一方、このときのコントローラ１００に入力されるオプション選択スイッチ１０３の信号取り込みライン１０３ａからの信号及び走行モータ回転数ピックアップ１０１、圧力センサ１０２、温度センサ１０４からの検出信号の値は前述した無操作状態における値と同じであり、信号油路１０７，１０８には目標制御圧力Ｐ１ｍｉｎ１，Ｐ２ｍｉｎ１に相当する圧力（＜Ｐ１Ｐ）が出力される。その結果、シャトル弁１０９ではポンプ指令圧力Ｐ１Ｐが選択される。傾転制御機構１３では、このポンプ指令圧力Ｐ１Ｐと油圧ポンプ１１，１２の吐出圧平均値に基づいて前述したポジティブ流量制御（図３）と吸収トルク制限制御（図４）により油圧ポンプ１１の傾転が制御される。

コントロールバルブ群２０に係わる他の操作手段を操作した場合、コントロールバルブ群２１に係わる走行ペダル装置５１以外の操作手段を操作した場合も上記通常作業時と同様である。

次に走行ペダル装置５１の走行ペダル５１ａを操作して行う走行時について説明する。

走行ペダル５１ａの操作量が小さく車速が遅い低速走行の場合（車速＜Ｖ１）は、コントローラ１００の第１最小ポンプ傾転演算部１１１及び第２最小ポンプ傾転演算部１１２において最小傾転角としてｑ１ｍｉｎ１，ｑ２ｍｉｎ１が演算されるため、上記通常作業時と同様である。つまり、傾転制御機構１４では、ポンプ指令圧力Ｐ２Ｐと油圧ポンプ１１，１２の吐出圧平均値に基づいて前述したポジティブ流量制御（図３）と吸収トルク制限制御（図４）により油圧ポンプ１２の傾転が制御される。

平坦路で高速走行を意図して走行ペダル５１ａをフル操作した場合は、操作ペダル装置５１からパイロットライン５１ｃ、５１ｄのいずれかに高圧のパイロット圧が出力され、コントロールバルブ２６はそのパイロット圧により切り換えられる。これと同時に、その圧力がシャトル弁６１により検出され、更に高圧選択弁ブロック６４により選択されて、ポンプ指令圧力Ｐ２Ｐとして、信号油路７４に出力される。このポンプ指令圧力Ｐ２Ｐは、シャトル弁１１０で制御圧力Ｐ２Ｃと比較されるが、このときは走行ペダル５１ａはフル操作でありＰ２Ｐ＞Ｐ２ｍｉｎ２であるため、Ｐ２Ｐ＞Ｐ２Ｃとなり、シャトル弁１１０ではポンプ指令圧力Ｐ２Ｐが選択され、傾転制御機構１４には、そのポンプ指令圧力Ｐ２Ｐが入力される。

傾転制御機構１４では、このポンプ指令圧力Ｐ２Ｐと油圧ポンプ１１，１２の吐出圧平均値に基づいて前述したポジティブ流量制御（図３）と吸収トルク制限制御（図４）により油圧ポンプ１２の傾転が制御される。

例えば、加速時であれば走行負荷は高いため、油圧ポンプ１２の吐出圧力は図４のＰａ以上の高圧となり、ポンプ指令圧力Ｐ２Ｐのポジティブ制御による目標傾転が例えば図３のｑｍａｘであっても、油圧ポンプ１２の傾転角はｑｍａｘよりも小さい傾転角に制限され、油圧ポンプ１２から走行の油圧モータ３２にその傾転角に応じた流量の圧油が供給され、車体はその流量に応じた速度で走行する。

加速終了後の定常走行時は、油圧ポンプ１２の吐出圧力は図４のＰａ以下付近の低圧となると、吸収トルク制限制御による最大傾転角もポンプ指令圧力Ｐ２ｐのポジティブ制御による目標傾転と同じｑｍａｘとなるため、油圧ポンプ１２の傾転角はポジティブ制御によりｑｍａｘとなるよう制御され、油圧ポンプ１２からはそれに応じた大流量の圧油が吐出される。これにより走行の油圧モータ３２は高速で回転し、車体は高速で走行する。

一方、このときコントローラ１００に入力される信号のうち、圧力センサ１０２からの検出信号の値は、走行ペダル５１ａがフル操作状態であるため図７のＡ２以上となり、第１最小ポンプ傾転演算部１１１の走行操作量による目標傾転演算部１１１ｂにおいて最小傾転角ｑ１ｍｉｎｂとしてｑ１ｍｉｎ２が演算され、そのｑ１ｍｉｎ２が最大値選択部１１１ｅでｑ１ｍｉｎｘとして選択され、制御信号生成部１１１ｆに出力される。制御信号生成部１１１ｆからはｑ１ｍｉｎｘ（ｑ１ｍｉｎ２）に対応する制御電流Ｉ１Ｃが比例電磁弁１０５に出力され、比例電磁弁１０５は制御油路１０７にそれに対応する制御圧力Ｐ１Ｃを出力する。この制御圧力Ｐ１Ｃは図９の制御圧力演算部１５１で演算されるＰ１ｍｉｎ２に相当する圧力である。一方、このとき信号油路７３の圧力はタンク圧である。

その結果、シャトル弁１０９では制御圧力Ｐ１Ｃが選択され、傾転制御機構１３には、その制御圧力Ｐ１Ｃが入力され、油圧ポンプ１１の傾転角はＰ１ｍｉｎ２に対応するｑ１ｍｉｎ２となるように制御される。つまり、油圧ポンプ１１の最小傾転角はｑ１ｍｉｎ１からｑ１ｍｉｎ２に増大する。これにより排出ライン４３を介してタンク４２に戻される圧油の平均流量が増加し、オイルクーラ４０における平均放熱量が増加し、作動油流体の平衡温度を下げることができる。

上り坂での走行を意図して走行ペダル５１ａをフル操作した場合には、油圧ポンプ１２側においては、平坦路での高速走行時の場合と同様に走行ペダル装置５１からの高圧のパイロット圧に基づくポンプ指令圧力Ｐ２Ｐがシャトル弁１１０で選択され、傾転制御機構１４に入力される。傾転制御機構１４では、このポンプ指令圧力Ｐ２Ｐと油圧ポンプ１１，１２の吐出圧平均値に基づいて前述したポジティブ流量制御（図３）と吸収トルク制限制御（図４）により油圧ポンプ１２に傾転が制御される。

ここで、このときは登坂走行であるため走行負荷は高く、油圧ポンプ１２の吐出圧力は図４のＰａ以上の高圧である。このためポンプ指令圧力Ｐ２Ｐのポジティブ制御による目標傾転が例えば図３のｑｍａｘであっても、油圧ポンプ１２の傾転角はｑｍａｘよりも小さい傾転角に制限され、油圧ポンプ１２から走行の油圧モータ３２にその傾転角に応じた流量の圧油が供給され、車体は低速で走行する。

一方、このとき油圧ポンプ１１側においては、平坦路での高速走行時の場合と同様にコントローラ１００の第１最小ポンプ傾転演算部１１１における走行操作量による目標傾転演算部１１１ｂで最小傾転角ｑ１ｍｉｎｂとしてｑ１ｍｉｎ２が演算され、比例電磁弁１０５から信号油路１０７にそれに対応する制御圧力Ｐ１Ｃが出力される。その結果、シャトル弁１０９ではその制御圧力Ｐ１Ｃが選択され、傾転制御機構１３にはその制御圧力Ｐ１Ｃが入力され、油圧ポンプ１１の傾転角はｑ１ｍｉｎ２となるように制御される。つまり、この場合も、油圧ポンプ１１の最小傾転角はｑ１ｍｉｎ１からｑ１ｍｉｎ２に増大し、これにより排出ライン４３を介してタンク４２に戻される圧油の平均流量が増加し、オイルクーラ４０における平均放熱量が増加し、作動油流体の平衡温度を下げることができる。

下り坂での走行を意図して走行ペダル５１ａを軽く操作した場合には、走行ペダル装置５１からパイロットライン５１ｃ、５１ｄのいずれかに低圧のパイロット圧が出力され、コントロールバルブ２６はそのパイロット圧により切り換えられる。これと同時に、その圧力がシャトル弁６１により検出され、更に高圧選択弁ブロック６４により選択されて、ポンプ指令圧力Ｐ２Ｐとして、信号油路７４に出力される。

一方、このときコントローラ１００に入力される信号のうち走行モータ回転数ピックアップ１０１からの検出信号の値は下り坂での走行であるため図８のＶ２以上となることがある。よって、この場合は第２最小ポンプ傾転演算部１１２の車速による目標傾転演算部１１２ａにおいて最小傾転角のｑ２ｍｉｎａとしてｑ２ｍｉｎ２が算出され、信号油路１０８にはそのｑ２ｍｉｎ２に対応する制御圧力Ｐ２Ｃが出力される。この制御圧力Ｐ２Ｃは図１０の制御圧力演算部１６１で演算されるＰ２ｍｉｎ２に相当する圧力である。

その結果、走行ペダルの操作量が小さくてＰ２Ｐ＜Ｐ２Ｃである場合は、シャトル弁１１０で制御圧力Ｐ２Ｃが選択され、傾転制御機構１４には、その制御圧力Ｐ２Ｃが入力され、油圧ポンプ１２の傾転角は傾転角ｑ２ｍｉｎ２となるように制御される。つまり、油圧ポンプ１２の傾転角は、ポンプ指令圧力Ｐ２Ｐによるポジティブ制御の傾転角からｑ２ｍｉｎ２に増大する。この場合、油圧ポンプ１２から吐出された圧油の余剰流量はコントロールバルブ２６のセンタバイパス通路を通り、排出ライン４３を介してタンク４２へと戻る。

油圧ポンプ１１側においても、車速がＶ２以上の場合は、油圧ポンプ１２側と同様にコントローラ１００の第１最小ポンプ傾転演算部１１１における車速による目標傾転演算部１１１ａで最小傾転角ｑ１ｍｉｎａとしてｑ１ｍｉｎ２が演算され、比例電磁弁１０５から信号油路１０７にそれに対応する制御圧力Ｐ１Ｃ（図９の制御圧力演算部１５１で演算されるＰ１ｍｉｎ２に相当）が出力される。その結果、シャトル弁１０９ではその制御圧力Ｐ１Ｃが選択され、傾転制御機構１３にはその制御圧力Ｐ１Ｃが入力され、油圧ポンプ１１の傾転角はｑ１ｍｉｎ２となるように制御される。つまり、油圧ポンプ１１側においても、最小傾転角はｑ１ｍｉｎ１からｑ１ｍｉｎ２に増大する。

以上のように下り坂の走行時は、運転状況によっては、油圧ポンプ１１だけでなく油圧ポンプ１２の傾転角もポンプ指令圧力Ｐ２Ｐが指示する傾転角より増大し、これにより油圧ポンプ１１側からの圧油だけでなく、油圧ポンプ１２側からの圧油によっても排出ライン４３を介してタンク４２に戻される圧油の平均流量が増加し、オイルクーラ４０における平均放熱量が増加し、作動油流体の平衡温度を下げることができる。

なお、油圧ポンプ１１側では車速がＶ２以上になった場合について説明したが、車速がＶ１〜Ｖ２の間にある場合でも、車速による目標傾転演算部１１１ａ，１１２ａで演算される最小傾転はｑｍｉｎ１とｑｍｉｎ２との間でｑｍｉｎ１よりは増加するため、それに応じて油圧ポンプ１１，１２の傾転角増加（吐出流量増加）による冷却性能アップの効果を得ることができる。

次にバケット２１３をクラッシャー２１７に交換して破砕作業を行う場合について説明する。クラッシャー２１７を用いて行う破砕作業は、標準作業に対して負荷頻度の高い作業である。

オペレータが解体作業等の破砕作業を意図して、オプション選択スイッチ１０３を押すと、モード切換信号がＯＦＦからＯＮに切り換わり、信号取込ライン１０３ａからコントローラ１００にそのＯＮ信号が入力される。コントローラ１００の第１最小ポンプ傾転演算部１１１、第２最小ポンプ傾転演算部１１２におけるモード切換信号による最小傾転演算部１１１ｃ，１１２ｃにおいてはそのＯＮ信号により最小傾転角ｑ１ｍｉｎｃ，ｑ２ｍｉｎｃとして、ｑ１ｍｉｎ２，ｑ２ｍｉｎ２が、演算され、信号油路１０７，１０８にそれに相当する制御圧力Ｐ１Ｃ，Ｐ２Ｃが出力される。

その結果、１つの破砕作業から他の破砕作業への移行時など、クラッシャー用の操作レバー装置５２を含めて全ての操作手段を操作していない無操作時は、油圧ポンプ１１，１２の最小傾転角はｑ１ｍｉｎ１からｑ１ｍｉｎ２に増大する。これにより排出ライン４３を介してタンク４２に戻される圧油の平均流量が増加し、オイルクーラ４０における平均放熱量が増加し、作動油流体の平衡温度を下げることができる。

次に通常作業時に、万一、作動油タンク４２の油温が正常の温度範囲を超えて上昇してしまった場合を説明する。

雰囲気温度の非常に高い場所での稼動、機械の劣化等により通常作業時であるにも係わらず油圧システムの回路内の作動油温度が上がる場合がある。

通常作業時に、例えば油温がＴ２以上となった場合は、コントローラ１００の第１最小ポンプ傾転演算部１１１、第２最小ポンプ傾転演算部１１２における油温による目標傾転演算部１１１ｄ，１１２ｄにおいては、作動油タンク４２の温度センサ１０４の検出信号に基づいて最小傾転角ｑ１ｍｉｎｄ，ｑ２ｍｉｎｄとしてｑ１ｍｉｎ２，ｑ２ｍｉｎ２が算出され、それに対応する制御圧力Ｐ１Ｃ，Ｐ２Ｃが出力される。

その結果、全ての操作手段を操作していない無操作時に、油圧ポンプ１１，１２の最小傾転角はｑ１ｍｉｎ１からｑ１ｍｉｎ２に増大し、これにより排出ライン４３を介してタンク４２に戻される圧油の平均流量が増加し、オイルクーラ４０における平均放熱量が増加し、作動油流体の平衡温度を下げることができる。

本実施の形態によれば、次の効果が得られる。

（１）走行モータ回転数ピックアップ１０１、圧力センサ１０２、オプション選択スイッチ１０３の信号取り込みライン１０３ａからの各信号をコントローラ１００に入力し、標準作業に対して負荷頻度の高い走行時やクラッシャーを用いた破砕作業（例えば解体作業）時に、そのような運転パターンを検出し、油圧ポンプ１１，１２の最小傾転角を増大するため、オイルクーラ（熱交換器）４０の作動油流体の平均通過流量を予め多くすることができ、これにより作動油流体の平衡温度を下げ、作動流体の温度上昇を未然に防止することができる。

（２）温度センサ１０４からの検出信号をコントローラ１００に入力し、雰囲気温度の非常に高い場所での稼動、機械の劣化等により、通常作業時であるにも係わらず、万一、油圧システムの回路内の作動油温度が上がった場合にも、そのことを検出し、油圧ポンプ１１，１２の最小傾転角を増大するため、オイルクーラ（熱交換器）４０の作動油流体の平均通過流量を予め多くすることができ、これにより作動油流体の平衡温度を下げ、上昇した作動流体の温度を速やかに低下させることができる。

（３）上記（１）及び（２）の結果、作動油流体の温度が正常範囲を超えて上昇する頻度が大幅に低減するので、油温上昇によるシール部品の劣化や作動油の低粘性化による摺動部の摩耗の増加が低減し、油圧機器の故障低減や寿命向上が可能となる。

（４）操作手段中立時である無操作状態での油圧ポンプ１１，１２の容量がｑｍｉｎ１，ｑｍｉｎ２のいずれかの最小容量（最小傾転角）に制御され、当該容量が最適化されるため、無操作状態での圧損増加による燃費の悪化や発熱量の増大を低減することができる。また、被駆動体の起動ショックを最小限にすることができる。

（５）オイルクーラ（熱交換器）４０の冷却能力アップの要否をコントローラ１００が判断して制御を行うため、オペレータの判断や手動操作は不要となり、使い勝手（操作性）が良い。

（６）走行時は、走行に直接関わらない油圧ポンプ１１（空いている油圧ポンプ）を利用し、その最小傾転角も増大してオイルクーラ（熱交換器）４０の作動油流体の平均通過流量を予め多くするので、より効果的に冷却能力をアップし、作動油流体の温度上昇を未然に防止することができる。

なお、以上の実施の形態においては、油圧ポンプが２つ（油圧ポンプ１１，１２）ある油圧駆動装置について説明したが、油圧ポンプは１つであってもよく、この場合にも上記（１）〜（５）の効果を得ることができる。

また、上記実施の形態は、走行系は油圧ポンプ１２側からの圧油のみで作動する構成としたが、油圧ポンプ１１，１２の両方の圧油を合流して走行系に供給し、駆動するものであってもよい。

更に、上記実施の形態では、負荷頻度が高い運転モードとしてクラッシャーで破砕作業を行う運転モードについて説明したが、重掘削モード（パワーモード）、微操作モード等の運転モードを有するシステムにあっては、重掘削モード（パワーモード）であってもよい。

また、走行モータ回転数ピックアップ１０１、圧力センサ１０２、オプション選択スイッチ１０３の信号取り込みライン１０３ａ、温度センサ１０４からの各信号をコントローラ１００に入力し、作動油温度の上昇が予想される場合（事前）と作動油の温度上昇した場合（事後）の両方で油圧ポンプ１１，１２の最小傾転角を増大させ、冷却能力をアップする構成としたが、作動油温度の上昇が予想される場合（事前）だけに油圧ポンプ１１，１２の最小傾転角を増大させる構成としてもよく、この場合でも上記（２）以外の効果を得ることができる。また、場合によっては、作動油の温度上昇した場合（事後）だけに油圧ポンプ１１，１２の最小傾転角を増大させる構成としてもよく、この場合は、上記（１）以外の効果が得られる。

更に、上記実施の形態では、走行モータ回転数ピックアップ１０１の信号に基づいて油圧ポンプ１１，１２の両方の最小容量（最小傾転角）を増加させたが、走行に係わる油圧ポンプ以外の油圧ポンプである油圧ポンプ１１のみの最小容量（最小傾転角）を増加させるようにしてもよく、この場合も上記（２）以外の効果を得ることができる。

また、上記実施の形態では、コントローラ１００の車速による最小傾転演算部１１１ａ、走行操作量による最小傾転演算部１１１ｂ、モード切換信号による最小傾転演算部１１１ｃ、油温による最小傾転演算部１１１ｄ、車速による最小傾転演算部１１２ａ、モード切換信号による最小傾転演算部１１２ｃ、油温による最小傾転演算部１１２ｄにおいて、作動油流体の温度が上昇する運転パターンが検出された場合の最小傾転角ｑ１ｍｉｎ２，ｑ２ｍｉｎ２の同じ値としたが、それらはそれぞれの運転パターンの特性に応じて任意に異ならせてもよい。例えば、下り坂で車速が速くなった場合は、クロスオーバリリーフ弁３３でのリリーフによる温度上昇が顕著となる場合が多いので、その場合の演算部である車速による最小傾転演算部１１１ａ，１１２ａで演算される最小傾転角ｑ１ｍｉｎ２，ｑ２ｍｉｎ２をより大きめにすると、それに応じて冷却性能もアップし、効果的である。

本発明の一実施の形態による建設機械の作動流体冷却制御システムを油圧駆動装置と共に示す図である。 操作レバー装置、走行ペダル装置、クラッシャー用の操作レバー装置などの操作手段における操作レバーあるいはペダルの操作量と出力パイロット圧（操作パイロット圧）との関係を示す図である。 傾転制御機構のポジティブ制御機能を示す図である。 傾転制御機構の吸収トルク制限制御機能を示す図である。 本実施の形態の係わる油圧駆動装置が搭載されるホイールショベルの側面図である。 作業機アタッチメントとして、バケットの代わりにクラッシャーを装着したフロント作業機の一部を示す図である。 コントローラの第１最小ポンプ傾転演算部の演算処理の詳細を示す機能ブロック図である。 コントローラの第２最小ポンプ傾転演算部の演算処理の詳細を示す機能ブロック図である。 第１最小ポンプ傾転演算部の制御信号生成部の演算処理の詳細を示す機能ブロック図である。 第２最小ポンプ傾転演算部の制御信号生成部の演算処理の詳細を示す機能ブロック図である。

符号の説明

１０ エンジン
１１，１２ 油圧ポンプ
１３，１４ 傾転制御機構
２０，２１ コントロールバルブ群
２２〜２４，２６〜２８ コントロールバルブ
３２ 油圧モータ
４０ オイルクーラ
４１ 冷却ファン
４２ 作動油タンク
５０ 操作レバー装置
５１ 走行ペダル装置
５２ 操作レバー装置
６０，６１，６２ シャトル弁
６３，６４ 高圧選択弁ブロック
１００ コントローラ
１０１ 走行モータ回転数ピックアップ
１０２ 圧力センサ
１０３ オプション選択スイッチ
１０４ 温度センサ
１０５，１０６ 比例電磁弁
１０９，１１０ シャトル弁
２０２ 下部走行体
２０３ 上部旋回体
２０４ フロント作業機
２０７ ブレード
２０８ ブレードシリンダ
２１１ ブーム
２１２ アーム
２１３ バケット
２１４ ブームシリンダ
２１５ アームシリンダ
２１６ バケットシリンダ
２１７ クラッシャー
２１８ アクチュエータ

Claims (6)

1. 可変容量式油圧ポンプと、この油圧ポンプで駆動される複数の被駆動体と、前記油圧ポンプから吐出される駆動媒体である作動流体を冷却するための熱交換器と、前記油圧ポンプから吐出される作動流体の流れを制御し、前記複数の被駆動体の駆動を制御する複数のコントロールバルブと、前記複数のコントロールバルブに対してそれぞれ設けられた複数の操作手段とを備え、前記複数の操作手段の操作量が増加するにしたがって前記油圧ポンプの容量を増大させるとともに、前記複数の操作手段が操作されない無操作状態になると前記油圧ポンプの容量を予め設定された最小容量に減少させる建設機械の作動流体冷却制御システムにおいて、
   前記複数の被駆動体に係わる運転パターンのうち、前記作動流体の温度が上昇する運転パターンを検出する第１検出手段と、
   前記第１検出手段により前記作動流体の温度が上昇する運転パターンが検出されたときに、前記油圧ポンプの最小容量を増加させ前記熱交換器を通過する作動流体の平均流量を増加させるポンプ流量増加手段とを備え、
   前記第１検出手段は、前記作動流体の温度が上昇する運転パターンとして、前記複数の被駆動体のうち負荷頻度が高い被駆動体の操作状態である前記被駆動体の駆動速度を検出する操作状態検出手段と、前記複数の被駆動体に係わる運転モードのうち負荷頻度が高い運転モードが選択されたことを検出する運転モード検出手段の少なくとも一方を有することを特徴とする建設機械の作動流体冷却制御システム。
2. 請求項１記載の建設機械の作動流体冷却制御システムにおいて、
   前記建設機械は、クラッシャー等のアタッチメントを用いる運転モードとそれ以外の運転モードを選択する選択手段を更に有し、
   前記運転モード検出手段は、前記負荷頻度が高い運転モードとして、前記クラッシャーを用いる運転モードが選択されたことを検出することを特徴とする建設機械の作動流体冷却制御システム。
3. 請求項１記載の建設機械の作動流体冷却制御システムにおいて、
   前記作動流体の温度を検出する第２検出手段を更に備え、
   前記ポンプ流量増加手段は、前記第１検出手段により検出した運転パターンと前記第２検出手段により検出した作動流体の温度に基づいて前記油圧ポンプの最小容量を増加させることを特徴とする建設機械の作動流体冷却制御システム。
4. 請求項３記載の建設機械の作動流体冷却制御システムにおいて、
   前記ポンプ流量増加手段は、前記第１検出手段により検出した運転パターンに基づいて第１最小容量を計算する手段、前記第２検出手段により検出した作動流体の温度に基づいて第２最小容量を計算する手段、前記第１最小容量と第２最小容量の大きい方を選択する手段と、その選択した最小容量に基づいて前記油圧ポンプの最小容量を変更する手段とを有することを特徴とする建設機械の作動流体冷却制御システム。
5. 複数の可変容量式油圧ポンプと、この複数の油圧ポンプのそれぞれで駆動される複数の被駆動体と、前記複数の油圧ポンプから吐出される駆動媒体である作動流体を冷却するための熱交換器と、前記複数の油圧ポンプから吐出される作動流体の流れを制御し、前記複数の被駆動体の駆動を制御する複数のコントロールバルブと、前記複数のコントロールバルブに対して設けられた複数の操作手段とを傭え、前記複数の操作手段の操作量が増加するにしたがって前記複数の油圧ポンプの容量を増大させるとともに、前記複数の操作手段が操作されない無操作状態になると前記複数の油圧ポンプの容量を予め設定された最小容量に減少させる建設機械の作動流体冷却制御システムにおいて、
   前記複数の被駆動体に係わる運転パターンのうち、前記作動流体の温度が上昇する運転パターンを検出する第１検出手段と、
   前記第１検出手段により前記作動流体の温度が上昇する運転パターンが検出されたときに、前記複数の油圧ポンプのうちの少なくとも一部の油圧ポンプの最小容量を増加させ前記熱交換器を通過する作動流体の平均流量を増加させるポンプ流量増加手段とを備え、
   前記第１検出手段は、前記作動流体の温度が上昇する運転パターンとして、前記複数の被駆動体のうち負荷頻度が高い第１被駆動体の操作状態である前記第１被駆動体の駆動速度を検出する操作状態検出手段と、前記複数の被駆動体に係わる運転モードのうち負荷頻度が高い運転モードが選択されたことを検出する運転モード検出手段の少なくとも一方を有し、
   前記ポンプ流量増加手段は、前記複数の油圧ポンプのうち、前記作動流体の温度が上昇する運転パターンで使用される油圧ポンプの最小容量を増加させることを特徴とする建設機械の作動流体冷却制御システム。
6. 請求項５記載の建設機械の作動流体冷却制御システムにおいて、
   前記ポンプ流量増加手段は、更に、前記第１被駆動体に係わる運転パターンに基づいて、前記作動流体の温度が上昇する運転パターンで使用される油圧ポンプ以外の油圧ポンプの最小容量を増加させることを特徴とする建設機械の作動流体冷却制御システム。

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