JP6013015B2 - 建設機械の油圧制御装置及びその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、建設機械の油圧制御装置及びその制御方法に関する。

建設機械には、油圧モータを用いて上部旋回体を旋回するものがある。また、建設機械では、上部旋回体を旋回する場合に、上部旋回体の慣性力が大きいため、作動油のリリーフロスが発生する場合がある。すなわち、供給した作動油のうちで油圧モータの操作に使用されない余剰油をタンクに排出する場合がある。

特許文献１には、油圧ポンプの吐出量を減少させることにより、リリーフロスを低減する技術（リリーフカット制御）を開示している。

特開２００８−３９０６３号公報

建設機械では、作業目的に応じて、旋回操作とその他の油圧アクチュエータの操作とを同時に実施する場合（複合動作する場合）がある。例えば排土のためにアーム開き操作を実施している最中に旋回操作を行う場合がある。

特許文献１に開示されている技術では、複合動作が終了した場合で、旋回動作のみになったときに、リリーフカット制御を実施すると、旋回動作の加速度が変化（増減）する場合があった。すなわち、複合動作後のリリーフカット制御の実施時に、一度旋回動作の加速度が減少し、その後、加速度が増加する動作（２段加速）となる場合があった。このような２段加速が発生すると、建設機械の操作性の悪化を招く虞があった。

本発明は、このような事情の下に為され、建設機械の旋回動作を含む複合動作後で、旋回動作のみになった場合において、検出した複合動作の動作時間を用いて、油圧ポンプの吐出量を制御することができる建設機械の油圧制御装置を提供することを課題とする。

本発明の一の態様によれば、旋回動作を含む複合動作の動作時間を検出する検出手段と、検出した前記動作時間を用いて、油圧ポンプの吐出量を算出する算出手段と、算出した前記吐出量に基づいて、前記油圧ポンプを制御するレギュレータに入力する圧力を制御する制御弁とを有することを特徴とする建設機械の油圧制御装置が提供される。また、前記算出手段は、算出した前記吐出量を用いて、前記制御弁が前記レギュレータに入力する制御圧を算出し、前記制御弁は、算出した前記制御圧に基づいて、該レギュレータに入力する圧油の圧力を減圧すること、又は、前記複合動作の終了時点の前記旋回動作の動作時間より、該複合動作の終了後で該旋回動作のみになった場合の該旋回動作の旋回加速度が変化しないような前記吐出量を算出することを特徴とする、建設機械の油圧制御装置が提供される。更に、前記算出手段は、前記複合動作時の前記油圧ポンプの前記吐出量より小さい吐出量を算出する、ことを特徴とする、建設機械の油圧制御装置が提供される。

また、本発明の他の態様によれば、建設機械の旋回動作を含む複合動作を実施する複合操作ステップと、前記複合操作ステップの開始時から終了時までの時間を検出する複合操作時間検出ステップと、検出した前記時間を用いて、油圧ポンプの吐出量を算出する吐出量算出ステップと、算出した前記吐出量に基づいて、前記油圧ポンプを制御するポンプ制御ステップとを含むことを特徴とする建設機械の制御方法が提供される。また、前記ポンプ制御ステップは、算出した前記吐出量に基づいて、前記油圧ポンプを制御するレギュレータに入力する制御圧を減圧する、ことを特徴とする、建設機械の制御方法が提供される。

本発明の建設機械の油圧制御装置によれば、旋回動作を含む複合動作後で、旋回動作のみになった場合において、検出した複合動作の動作時間を用いて、油圧ポンプの吐出量を制御することができる。

本発明の実施形態に係る建設機械の概略外観図である。 本発明の実施形態に係る建設機械の概略油圧回路図である。 本発明の実施形態に係る建設機械の油圧制御装置の算出手段の動作の一例を説明する説明図である。 本発明の実施形態に係る建設機械の油圧制御装置の動作の一例を説明する説明図である。 ２段加速の一例を説明する説明図である。 本発明の実施形態に係る建設機械の油圧制御装置のリリーフカット流量の一例を説明する説明図である。 本発明の実施例に係る建設機械の油圧制御装置の動作の一例を説明するフローチャート図である。

添付の図面を参照しながら、本発明の限定的でない例示の実施形態について説明する。なお、添付の全図面の中の記載で、同一又は対応する部材又は部品には、同一又は対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面は、部材もしくは部品間の相対比を示すことを目的としない。したがって、具体的な寸法は、以下の限定的でない実施形態に照らし、当業者により決定することができる。

以後に、本発明の実施形態に係る油圧制御装置１０を備える建設機械１００を用いて、本発明を説明する。

なお、本発明は、本実施形態以外でも、減圧弁を用いてレギュレータに入力する圧力（制御圧）を制御する建設機械であって、旋回動作を含む複数の油圧アクチュエータの操作を制御するものであれば、いずれのものにも用いることができる。また、以後の説明において、ネガコン方式で油圧ポンプを制御する実施形態を用いて本発明を説明しているが、本発明を用いることができる建設機械の制御方式は、ネガコン方式に限定されるものではない。すなわち、本発明は、ネガコン方式、ポジコン方式、ロードセンシング方式及びその他制御方式の建設機械に適用することが可能である。更に、本発明を適用することができる建設機械は、１個の油圧ポンプを備えるものに限定されるものではない。すなわち、本発明を適用することができる建設機械は、２個以上の油圧ポンプを備えてもよい。

（建設機械の構成）
図１及び図２を用いて、本発明の実施形態に係る油圧制御装置１０を用いることができる建設機械１００の構成を説明する。ここで、建設機械には、ブルドーザ、ホイールローダ、ダンプトラック及び油圧ショベル等が含まれる。

図１に示すように、本実施形態に係る建設機械１００は、油圧アクチュエータの動作を制御して、所望の作業を実施する機械である。建設機械１００は、本実施形態では、走行装置を装備した下部走行体２０Ｄｗと、下部走行体２０Ｄｗ上に旋回可能に搭載された上部旋回体２０Ｕｐと、上部旋回体２０Ｕｐの建設機械１００前方側に搭載した複数の油圧アクチュエータ（ブーム２１、アーム２２及びバケット２３）と、を備える。また、図２に示すように、建設機械１００は、建設機械１００の各構成に動作を指示し、各構成の動作を制御する油圧制御装置１０（不図示）と、コントロールバルブＶｃ等が配置されるメイン油路（センターバイパスライン）ＲＴ１等を含む油圧回路ＲＴと、を備える。

建設機械１００は、本実施形態では、建設機械１００のオペレータ（作業者）がブーム２１等を操作中に、更に旋回操作を実施することができる。なお、以後の説明において、旋回操作とその他の油圧アクチュエータの操作とを同時に実施する場合を、「複合動作」という。

図２に示すように、建設機械１００は、オペレータによって操作レバーから旋回操作が入力されると、油圧ポンプＰから吐出される圧油（作動油）を旋回機構２４（油圧モータ２４Ｍ）に供給する。このとき、建設機械１００は、上部旋回体２０Ｕｐ（図１）を下部走行体２０Ｄｗに対して水平方向に旋回する。

具体的には、建設機械１００は、オペレータが操作した操作レバーによって入力される操作量（及び操作方向）に応じて生成される操作パイロット圧（リモコン圧）により、コントロールバルブＶｃを制御する。このとき、コントロールバルブＶｃは、その操作量に対応した流量の作動油を旋回機構２４に供給することができる。このため、建設機械１００は、供給された作動油によって旋回機構２４を駆動し、旋回機構２４の駆動により上部旋回体２０Ｕｐを旋回することができる。

また、建設機械１００は、旋回開始時に、油圧ポンプＰから供給された作動油の流量に対応する旋回速度（後述する図４（ｂ）のＶｓ）で上部旋回体２０Ｕｐを旋回できない場合がある。すなわち、建設機械１００は、旋回開始時において、上部旋回体２０Ｕｐの慣性力が大きいため、油圧ポンプＰの吐出量を最大にしても、油圧ポンプＰから供給された作動油をすべて旋回動作に使用することができない。このため、建設機械１００は、旋回開始時には、油圧ポンプＰから供給された作動油の一部をリリーフ弁Ｖａ、Ｖｂから作動油タンクＴｎｋに排出する。

更に、建設機械１００は、本実施形態では、リリーフ弁Ｖａ、Ｖｂから排出される作動油の流量を減少させるため（エネルギーロスを低減するため）、旋回動作の初期段階には、油圧ポンプＰの吐出量を減少させ、経過時間に依存して吐出量を徐々に増加する制御（以下、「リリーフカット制御」という。）を実施する。具体的には、建設機械１００は、旋回開始時に操作レバーの操作量が最大に操作された場合でも、油圧ポンプＰの吐出量を減少させ、上部旋回体２０Ｕｐの旋回速度に対応して徐々に（又は、一定の割合で）作動油の吐出量を増加させるリリーフカット制御を実施する。

以下に、本発明の実施形態に係る（建設機械の油圧制御装置）及び（建設機械の油圧回路）、並びに、（油圧制御装置の複合動作時のリリーフカット制御）を説明する。
（建設機械の油圧制御装置）
図２及び図３を用いて、本発明の実施形態に係る建設機械１００の油圧制御装置１０を説明する。なお、本発明を適用することができる建設機械の油圧制御装置は、以下に説明するものに限定されるものではない。すなわち、建設機械に備えられた油圧ポンプの吐出量を制御することができるものであれば、いずれのもの（装置、手段など）も本発明に係る油圧制御装置に用いることができる。

本実施形態に係る油圧制御装置１０は、建設機械１００の各構成に動作を指示し、各構成の動作を制御する装置である。油圧制御装置１０は、本実施形態では、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）及びメモリ等を含む演算処理装置（以下、「コントローラ１１」という。）と、油圧ポンプＰの吐出量を制御するレギュレータＲに入力する圧力（以下、「制御圧」という。）を制御する制御弁１２と、旋回動作を含む複合動作の動作時間を検出する検出手段１３と、を備える。

コントローラ１１は、建設機械１００の各構成に動作を指示し、各構成の動作を制御する装置である。コントローラ１１は、本実施形態では、リリーフカット制御において油圧ポンプＰの吐出量を減少させる電気信号（以下、「リリーフカット指令値ａｒ」という。）を算出する算出手段１１ｃを備える。

コントローラ１１は、上部旋回体２０Ｕｐの旋回動作のみを開始する場合に、リリーフカット制御を実施する。具体的には、コントローラ１１は、先ず、算出手段１１ｃを用いて、操作レバーによって入力された操作量に基づく吐出量を算出する。次いで、コントローラ１１は、算出手段１１ｃを用いて、算出した吐出量に対応するリリーフカット指令値ａｒの初期値ＡＲ（図３）及び旋回動作の経過時間に対応するリリーフカット指令値ａｒの変化量を算出する。次に、コントローラ１１は、算出したリリーフカット指令値ａｒを制御弁１２（後述）に出力する。なお、建設機械１００（油圧制御装置１０）は、図３の横軸に示す時間ＴＳまで、リリーフカット制御（油圧ポンプＰの吐出量を減少させる動作）を継続する。

ここで、リリーフカット指令値ａｒの初期値ＡＲとは、操作レバーによって入力された操作量に基づく値とすることができる。また、リリーフカット指令値ａｒの初期値ＡＲは、建設機械１００及び旋回機構２４（後述する油圧モータ２４Ｍ）の仕様に対応した値とすることができる。更に、リリーフカット指令値ａｒの初期値ＡＲは、実験又は数値計算等で予め定められる値とすることができる。

制御弁１２（図２）は、レギュレータＲに入力する制御圧を制御する弁である。制御弁１２は、減圧弁（又は、二次圧を制御できる比例減圧弁、圧力制御弁、電磁弁、制御弁など）を用いることができる。また、制御弁１２は、後述するリリーフカット制御油路ＲＴ３に配置されている。更に、制御弁１２は、その制御ポートにコントローラ１１を接続されている。

制御弁１２は、本実施形態では、リリーフカット制御として、コントローラ１１によって入力されるリリーフカット指令値ａｒ（図３）に基づいて、レギュレータＲに入力する制御圧を制御する。

具体的には、制御弁１２は、先ず、リリーフカット指令値ａｒの初期値ＡＲに基づいて、パイロットポンプＰｐ（図２）から出力されたパイロット圧を制御し、制御した圧力（二次圧）を制御圧としてレギュレータＲに出力する。このとき、レギュレータＲは、入力される制御圧に対応して、油圧ポンプＰの吐出量を減少させる。次いで、制御弁１２は、経過時間に依存して減少するリリーフカット指令値ａｒ（図３）に基づいて、徐々に制御圧を減圧する。このとき、レギュレータＲは、徐々に減少される制御圧に対応して、油圧ポンプＰの吐出量を徐々に増加させる。

検出手段１３は、建設機械１００の動作を検出する手段である。検出手段１３は、本実施形態では、上部旋回体２０Ｕｐの旋回動作を含む複合動作の実施時において、その複合動作の動作時間ｔｓを検出する。検出手段１３は、例えば複合動作の開始時点（例えば図４（ａ）のｔｓｓ）及びその終了時点（例えば図４（ａ）のｔｓｅ）を検出することにより、終了時点と開始時点との差分から、複合動作の動作時間ｔｓを検出することができる。

なお、検出手段１３は、タイムカウンタ（又は、時間を計測することができるその他の機器）を用いることができる。また、検出手段１３は、公知の技術を用いることができる。

（建設機械の油圧回路）
図２を用いて、本発明の実施形態に係る油圧制御装置１０を備える建設機械１００に用いることができる油圧回路ＲＴを説明する。ここで、図２では、機械動力系を二重線、油路（油圧ライン）を実線、電気制御系を実線に／／を付加して示す。また、図２は、建設機械１００の上部旋回体２０Ｕｐ（図１）を旋回する旋回機構２４に係る回路を模式的に示している。このため、その他のアクチュエータ（例えば、図１のブーム２１、アーム２２及びバケット２３）に係る回路に関しては、記載を省略している。すなわち、実際の建設機械の油圧回路は、複数の油圧アクチュエータに供給する作動油の流量（及び操作方向）を制御する複数のコントロールバルブを配置している。

図２に示すように、本実施形態に係る油圧回路ＲＴは、油圧ポンプＰから吐出される圧油（作動油）を油圧アクチュエータ（旋回機構２４）に供給するメイン油路（センターバイパスライン）ＲＴ１と、メイン油路ＲＴ１の下流の圧力（ネガコン絞りＶｔｎの上流側のネガコン圧）を取り出すためのポンプ制御油路（ネガコン制御ライン）ＲＴ２と、リリーフカット制御時にレギュレータＲに制御圧を出力するリリーフカット制御油路（パイロット油圧ライン）ＲＴ３と、を備える。

以下に、本実施形態に係る油圧回路ＲＴのメイン油路ＲＴ１、ポンプ制御油路ＲＴ２及びリリーフカット制御油路ＲＴ３を具体的に説明する。

（メイン油路ＲＴ１）
図２に示すように、メイン油路ＲＴ１は、動力源Ｅｎｇ（原動機、エンジン、モータなど）の出力軸に機械的に接続された油圧ポンプＰと、作動油の流量及びその方向（操作方向）を制御するコントロールバルブＶｃと、上部旋回体２０Ｕｐ（図１）を旋回する旋回機構２４と、を配置している。

なお、建設機械１００は、メイン油路ＲＴ１を用いて、油圧ポンプＰから吐出された圧油を複数のコントロールバルブ（不図示）に送り、それら複数のコントロールバルブから複数の油圧アクチュエータ（図１のブーム２１等）に作動油（圧油）を夫々供給する。これにより、建設機械１００は、複数の油圧アクチュエータを駆動（操作）し、所望の動作（作業）を実施することができる。

油圧ポンプＰは、レギュレータＲを備えた容量可変式のポンプである。油圧ポンプＰは、動力源Ｅｎｇの動力によって駆動される。また、油圧ポンプＰは、作動油タンクに貯留された作動油を吸引して、旋回機構２４（及びその他油圧アクチュエータ）に作動油を供給する。ここで、レギュレータＲとは、油圧ポンプＰの斜板角を制御してその吐出量を変更する装置である。

コントロールバルブＶｃは、流量制御スプールの位置を複数の位置に切り替え、作動油の流量及び流通方向を可変制御する制御弁である。コントロールバルブＶｃは、操作レバーによって入力される操作量（及び操作方向）に応じて生成される操作パイロット圧（リモコン圧）により駆動される。なお、操作レバーによって入力される操作量（及び操作方向）をセンサ等で検出してコントローラ１１により電気的に駆動するような電磁弁（又は、二次側の流量を制御できる電磁比例弁、流量制御弁など）を用いることもできる。

ここで、コントロールバルブＶｃは、本実施形態では、流量制御スプールの位置として、油圧ポンプＰから吐出される作動油を後述する旋回機構２４（油圧モータ２４Ｍ）の第１作動油ポートＭｐａに供給する位置と、その第２作動油ポートＭｐｂに供給する位置と、これらの作動油ポートＭｐａ、Ｍｐｂともに作動油を供給しない位置と、を備える。

旋回機構２４は、建設機械１００の上部旋回体２０Ｕｐを旋回するための油圧モータ２４Ｍを備える機構である。油圧モータ２４Ｍは、二つの作動油ポートＭｐａ、Ｍｐｂを備える。また、油圧モータ２４Ｍは、供給される作動油の流通方向に応じて回転方向を正方向又は逆方向に変化させる。更に、油圧モータ２４Ｍは、供給される作動油の流量に応じて回転速度を変化させる。なお、油圧モータ２４Ｍ（旋回機構２４）の回転方向は、建設機械１００の上部旋回体２０Ｕｐの旋回方向に対応する。

旋回機構２４は、本実施形態では、コントロールバルブＶｃと第１作動油ポートＭｐａとを連通する油路を、リリーフ弁Ｖａを介して、作動油タンクＴｎｋに接続している。また、旋回機構２４は、同様に、コントロールバルブＶｃと第２作動油ポートＭｐｂとを連通する油路を、リリーフ弁Ｖｂを介して、作動油タンクＴｎｋに接続している。ここで、リリーフ弁Ｖａ、Ｖｂは、油圧モータ２４Ｍ（第１作動油ポートＭｐａ及び第２作動油ポートＭｐｂ）に作用する作動油の油圧の上限（リリーフ圧）を規定する弁である。リリーフ弁Ｖａ、Ｖｂは、規定された上限以上の圧力が油圧モータ２４Ｍに作用すると、弁体を開放して作動油を作動油タンクＴｎｋに排出する（圧油の圧力を解放する）。

（ネガコン油路ＲＴ２）
ネガコン油路ＲＴ２は、メイン油路ＲＴ１から圧力（油圧ポンプＰの吐出量を制御するためのネガコン圧）を取り出す油路である。

ネガコン油路ＲＴ２は、一端をメイン油路ＲＴ１の下流に配置されたネガコン絞りＶｔｎの上流側の油路に接続されている。また、ネガコン油路ＲＴ２は、他端をレギュレータＲに接続されている。これにより、ネガコン油路ＲＴ２は、メイン油路ＲＴ１下流のネガコン圧を制御圧としてレギュレータＲに出力することができる。

また、ネガコン油路ＲＴ２は、本実施形態では、レギュレータＲの上流で、後述するリリーフカット制御油路ＲＴ３と接続されている。

（リリーフカット制御油路ＲＴ３）
リリーフカット制御油路ＲＴ３は、リリーフカット制御時にレギュレータＲに制御圧（パイロット圧）を出力する油路である。

リリーフカット制御油路ＲＴ３（図２）は、本実施形態では、動力源Ｅｎｇの出力軸に機械的に接続されたパイロットポンプＰｐと、レギュレータＲに出力するパイロット圧（制御圧）を制御する制御弁１２と、を配置している。また、リリーフカット制御油路ＲＴ３は、レギュレータＲの上流で、シャトル弁を介して、ネガコン油路ＲＴ２と接続されている。これにより、リリーフカット制御油路ＲＴ３は、ネガコン油路ＲＴ２と合流油路を形成している。

本実施形態に係る油圧制御装置１０を備える建設機械１００の油圧回路ＲＴは、ネガコン油路ＲＴ２及びリリーフカット制御油路ＲＴ３の合流油路（シャトル弁）を用いて、レギュレータＲに入力する制御圧として、ネガコン油路ＲＴ２のネガコン圧又はリリーフカット制御油路ＲＴ３のパイロット圧（制御弁１２の二次圧）の高圧側を選択することができる。

（油圧制御装置の複合動作時のリリーフカット制御）
本発明の実施形態に係る建設機械１００の油圧制御装置１０が複合動作時に実施するリリーフカット制御の動作を、図４、図５及び図６を用いて説明する。

油圧制御装置１０は、上部旋回体２０Ｕｐの旋回動作及びその他の油圧アクチュエータ（図１のブーム２１等）の操作を同時期に実施した場合に（複合動作の場合に）、リリーフカット制御を実施する。

具体的には、油圧制御装置１０は、先ず、検出手段１３を用いて、上部旋回体２０Ｕｐの旋回動作を含む複合動作の開始時点ｔｓｓ（図４（ａ））を検出する。

次に、油圧制御装置１０は、算出手段１１ｃを用いて、操作レバーによって入力された操作量に基づく吐出量Ｑａ（図４（ｂ））を算出する。また、油圧制御装置１０は、算出手段１１ｃを用いて、算出した吐出量Ｑａに対応するリリーフカット指令値ａｒの初期値ＡＲ（図３）を算出する。

次いで、油圧制御装置１０は、検出手段１３を用いて、上部旋回体２０Ｕｐの旋回動作を含む複合動作の終了時点ｔｓｅ（図４（ａ））を検出する。また、油圧制御装置１０は、算出手段１１ｃを用いて、リリーフカットする流量（減少させる吐出量）Ｑｄ（図４（ｂ））を算出する。更に、油圧制御装置１０は、算出手段１１ｃを用いて、算出した流量Ｑｄに対応する（旋回動作の経過時間に対応する）複合動作後のリリーフカット指令値ａｒｅ（図４（ｃ））を算出する。

ここで、算出手段１１ｃは、動作時間ｔｓｍ（終了時点ｔｓｅと開始時点ｔｓｓとの差分時間）を下記の数１に代入することによって、複合動作後のリリーフカット指令値ａｒｅを算出することができる。
（数１）
ａｒｅ＝ＡＲ×（１−ｔｓｍ／ＴＳ）
ここで、ＡＲは、旋回動作を単独で操作した場合のリリーフカット制御のリリーフカット指令値ａｒの初期値ＡＲである。ＴＳは、旋回動作を単独で操作した場合のリリーフカット制御を継続する時間（油圧ポンプの吐出量を減少させている時間）である。

その後、油圧制御装置１０は、コントローラ１１を用いて、算出したリリーフカット指令値ａｒｅを制御弁１２に出力する。このとき、制御弁１２は、入力されるリリーフカット指令値ａｒｅ等に基づいて、レギュレータＲに入力する制御圧を制御する。

具体的には、制御弁１２は、先ず、算出された複合動作後のリリーフカット指令値ａｒｅに基づいて、パイロット圧（制御圧）を制御する。次いで、制御弁１２は、経過時間に依存して減少するリリーフカット指令値に基づいて、徐々にパイロット圧（制御圧）を減少させる。このとき、レギュレータＲは、徐々に減少する制御圧（パイロット圧）に応じて、油圧ポンプＰの吐出量を徐々に増加させる。

これにより、油圧制御装置１０は、複合動作後の旋回動作のみとなった場合において、その時点の上部旋回体２０Ｕｐの旋回速度Ｖｓに対応した吐出量（図４（ｂ））を油圧ポンプＰから吐出することができる。このため、建設機械１００は、複合動作後のリリーフカット制御の実施時において、２段加速（一度旋回動作の加速度が減少し、その後、加速度が増加する動作）を防止することができる。また、建設機械１００は、複合動作後の旋回動作のみとなった場合において、リリーフカット制御を実施することができるので、上部旋回体の慣性力が大きいために発生する作動油のリリーフロスを低減することができる。すなわち、建設機械１００は、リリーフカット制御によって油圧ポンプＰの吐出量を減少させることができるので（図６のＱｃ）、リリーフカット制御を実施しない場合と比較して、リリーフロスを低減することができる。

一方、図５に示すように、複合動作が終了した場合で、旋回動作のみになったときに、通常のリリーフカット制御を実施すると、油圧ポンプＰから吐出される流量は上部旋回体２０Ｕｐの旋回速度Ｖｓに対応したポンプ吐出量より減少する（図５（ｂ）のＭｂ）。このため、建設機械は、複合動作後のリリーフカット制御の実施時ｔｓｅに、一度旋回動作の加速度が減少し、その後、加速度が増加する２段加速となる。

以上により、本発明の実施形態に係る建設機械１００の油圧制御装置１０によれば、旋回動作を含む複合動作の実施後で旋回動作のみとなった場合に、複合動作の操作時間を用いて、リリーフカット制御を実施することができるので、複合動作終了時点ｔｓｅの上部旋回体２０Ｕｐの旋回速度Ｖｓに対応した適切な吐出量で油圧ポンプＰを制御することができる。

また、本実施形態に係る油圧制御装置１０によれば、複合動作終了時点ｔｓｅの上部旋回体２０Ｕｐの旋回速度Ｖｓに対応した適切な吐出量で油圧ポンプＰを制御することができるので、上部旋回体２０Ｕｐの２段加速を防止することができる。

更に、本実施形態に係る油圧制御装置１０によれば、複合動作終了時点ｔｓｅの上部旋回体２０Ｕｐの旋回速度Ｖｓに対応した適切な吐出量で油圧ポンプＰを制御することができるので、リリーフロスを低減することができる。

すなわち、本実施形態に係る油圧制御装置１０によれば、作動油（図６のＱｃ）を排出することによるエネルギーロスを低減することができる。特に建設機械が大型機の場合には旋回動作の慣性力が大きくなるため、本発明の油圧制御装置１０によるリリーフカット制御は、エネルギーロスの低減について顕著な効果を有する。

実施形態に係る油圧制御装置１０を備える建設機械１１０の実施例を用いて、本発明を説明する。

（建設機械の構成）、（建設機械の油圧制御装置）及び（建設機械の油圧回路）
本実施例に係る建設機械１１０の構成、油圧制御装置１０及び油圧回路ＲＴを、図１、図２及び図３に示す。ここで、本実施例に係る建設機械１１０の構成等は、実施形態の建設機械１００の構成等と基本的に同様のため、異なる部分のみを説明する。

油圧制御装置１０の検出手段１３は、本実施例では、上部旋回体２０Ｕｐの旋回動作を含む複合動作が実施されているか否かを判断する。具体的には、検出手段１３は、オペレータが操作レバーを用いて入力した情報に基づいて、建設機械１１０が複合動作を実施しているか否かを判断することができる。なお、検出手段１３は、上部旋回体２０Ｕｐ及びその他の油圧アクチュエータの動作を検出して、建設機械１１０が複合動作を実施しているか否かを判断してもよい。

また、油圧制御装置１０は、本実施例では、「リリーフカット開始条件」及び「リリーフカット終了条件」を判断する判断手段１４を更に有する。

ここで、「リリーフカット開始条件」とは、本実施例では、建設機械１１０が上部旋回体２０Ｕｐの旋回動作を含む複合動作を実施し、その後、旋回動作のみとなった場合で、且つ、走行操作、アーム２２及びバケット２３の操作がされていない場合である。また、「リリーフカット終了条件」とは、旋回動作を停止した場合、走行動作を開始した場合、又は、ブーム２１、アーム２２若しくはバケット２３の動作を開始した場合である。なお、本発明で用いることができる「リリーフカット開始条件」及び「リリーフカット終了条件」は上記条件に限定されるものではない。

（油圧制御装置の複合動作時のリリーフカット制御）
本実施例に係る建設機械１１０の油圧制御装置１０が複合動作後に実施するリリーフカット制御の動作を、図７を用いて説明する。ここで、複合動作後に実施するリリーフカット制御とは、例えば排土のためにアーム開き操作を実施している最中に旋回操作を行う場合で、アーム開き操作を終了し、旋回操作のみとなったときのリリーフカット制御である。

図７に示すように、ステップＳ７０１において、本実施例に係る建設機械１１０の油圧制御装置１０は、先ず、検出手段１３を用いて、旋回動作を含む複合動作（複合操作ステップ）が実施されているか否かを判断する。

その後、油圧制御装置１０は、複合動作を実施していると判断した場合には、ステップＳ７０２に進む。それ以外の場合は、油圧制御装置１０は、ステップＳ７０１の動作を繰り返す。

次に、ステップＳ７０２において、油圧制御装置１０は、検出手段１３を用いて、複合動作の動作時間ｔｓを検出（カウント）する（複合操作時間検出ステップ）。

その後、油圧制御装置１０は、ステップＳ７０３に進む。

ステップＳ７０３において、油圧制御装置１０は、検出手段１３を用いて、旋回動作を含む複合動作が終了したか否かを判断する。

その後、油圧制御装置１０は、複合動作を終了したと判断した場合には、複合動作の動作時間ｔｓを検出し（複合操作時間検出ステップ）、ステップＳ７０４に進む。それ以外の場合には、油圧制御装置１０は、ステップＳ７０３の動作を繰り返す。

ステップＳ７０４において、油圧制御装置１０は、判断手段１４を用いて、「リリーフカット開始条件」を充足しているか否かを判断する。具体的には、油圧制御装置１０は、判断手段１４を用いて、複合動作の実施後で旋回動作のみとなった場合、且つ、走行操作、アーム２２及びバケット２３の操作がされていない場合に、「リリーフカット開始条件」を充足していると判断する。

その後、油圧制御装置１０は、「リリーフカット開始条件」を充足していると判断した場合には、ステップＳ７０５に進む。それ以外の場合には、油圧制御装置１０は、図中のＥＮＤに進む。

ステップＳ７０５において、油圧制御装置１０は、算出手段１１ｃを用いて、複合動作後のリリーフカット指令値ａｒｅを算出する。具体的には、算出手段１１ｃは、検出手段１３が検出した複合動作の動作時間ｔｓｍを用いて、リリーフカットする流量（減少させる吐出量）Ｑｄ（図４（ｂ））を算出する（吐出量算出ステップ）。また、油圧制御装置１０は、算出手段１１ｃを用いて、算出した流量Ｑｄに対応する複合動作後のリリーフカット指令値ａｒｅ（図４（ｃ））を算出する。

その後、油圧制御装置１０は、ステップＳ７０６に進む。

なお、算出手段１１ｃは、ステップＳ７０５において、複合動作の終了時点ｔｓｅの旋回動作の旋回加速度より、複合動作の終了後で旋回動作のみになった場合の旋回動作の旋回加速度を高くするために必要な油圧ポンプＰの吐出量を算出してもよい。

次に、ステップＳ７０６において、油圧制御装置１０は、制御弁１２を用いて、上部旋回体２０Ｕｐの旋回速度Ｖｓに対応した吐出量（図４（ｂ））を油圧ポンプＰから吐出する（ポンプ制御ステップ）。すなわち、油圧制御装置１０（建設機械１１０）は、リリーフカット制御を実施する。

具体的には、油圧制御装置１０は、コントローラ１１を用いて算出したリリーフカット指令値ａｒｅを制御弁１２に出力し、制御弁１２を用いてレギュレータＲに入力する制御圧を制御する。次いで、油圧制御装置１０は、制御弁１２を用いて、経過時間に依存して減少するリリーフカット指令値に基づいて、徐々に制御圧を減少させ、油圧ポンプＰの吐出量を徐々に増加させる。

以上より、建設機械１１０は、リリーフカット制御の動作を終了する。

以上により、本発明の実施例に係る建設機械１１０の油圧制御装置１０によれば、本発明の実施形態に係る建設機械１００の油圧制御装置１０と同様の効果を得ることができる。

なお、本発明の好ましい実施形態及び実施例について説明したが、本発明は、上述した実施形態及び実施例に制限されるものではない。また、本発明は、添付の特許請求の範囲に照らし、種々に変形又は変更することが可能である。

１００，１１０：建設機械
１０ ： 油圧制御装置
１１ ： コントローラ， １１ｃ ： 算出手段
１２ ： 制御弁， １２ｖ ： 減圧弁
１３ ： 検出手段
２０Ｄｗ： 下部走行体
２０Ｕｐ： 上部旋回体
２１ ： ブーム， ２１ｃ ： ブームシリンダ
２２ ： アーム， ２２ｃ ： アームシリンダ
２３ ： バケット， ２３ｃ ： バケットシリンダ
２４ ： 旋回機構， ２４Ｍ ： 油圧モータ
Ｐ ： 油圧ポンプ
Ｒ ： レギュレータ
Ｖｃ ： コントロールバルブ
Ｖａ，Ｖｂ：リリーフ弁
Ｔｎｋ： 作動油タンク
Ｖｔｎ： ネガコン絞り
Ｐｐ ： パイロットポンプ
Ｅｎｇ： 動力源（原動機、エンジン、モータなど）
ＲＴ ： 油圧回路
ＲＴ１： センタ油路（センターバイパスライン）
ＲＴ２： ポンプ制御油路（ネガコン制御ライン）
ＲＴ３： リリーフカット制御油路（パイロット油圧ライン）
ａｒ ： リリーフカット指令値
ｔｓ ： 複合動作の動作時間
ｔｓｓ： 複合動作の開始時点
ｔｓｅ： 複合動作の終了時点
ＡＲ ： リリーフカット定数（リリーフカット指令値の初期値）
ＴＳ ： 複合動作の動作時間定数

Claims (6)

1. 旋回動作を含む複合動作の動作時間を検出する検出手段と、
   検出した前記動作時間を用いて、油圧ポンプの吐出量を算出する算出手段と、
   算出した前記吐出量に基づいて、前記油圧ポンプの前記吐出量が前記旋回動作のみになった場合の旋回速度に対応した吐出量よりも減少しないように、前記油圧ポンプを制御するレギュレータに入力する圧力を制御する制御弁と
   を有することを特徴とする建設機械の油圧制御装置。
2. 旋回動作を含む複合動作の動作時間を検出する検出手段と、
   検出した前記動作時間を用いて、油圧ポンプの吐出量を算出する算出手段と、
   算出した前記吐出量に基づいて、前記油圧ポンプを制御するレギュレータに入力する圧力を制御する制御弁と、を有し、
   前記算出手段は、前記複合動作の終了時点の前記旋回動作の動作時間より、該複合動作の終了後で該旋回動作のみになった場合の該旋回動作の旋回加速度が変化しないような前記吐出量を算出する、ことを特徴とする建設機械の油圧制御装置。
3. 前記算出手段は、算出した前記吐出量を用いて、前記制御弁が前記レギュレータに入力する制御圧を算出し、
   前記制御弁は、算出した前記制御圧に基づいて、該レギュレータに入力する圧油の圧力を減圧する、
   ことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の建設機械の油圧制御装置。
4. 前記算出手段は、前記複合動作時の前記油圧ポンプの前記吐出量より小さい吐出量を算出する、ことを特徴とする、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の建設機械の油圧制御装置。
5. 建設機械の旋回動作を含む複合動作を実施する複合操作ステップと、
   前記複合操作ステップの開始時から終了時までの時間を検出する複合操作時間検出ステップと、
   検出した前記時間を用いて、油圧ポンプの吐出量を算出する吐出量算出ステップと、
   算出した前記吐出量に基づいて、前記油圧ポンプの前記吐出量が前記旋回動作のみになった場合の旋回速度に対応した吐出量よりも減少しないように、前記油圧ポンプを制御するポンプ制御ステップと
   を含むことを特徴とする建設機械の制御方法。
6. 前記ポンプ制御ステップは、算出した前記吐出量に基づいて、前記油圧ポンプを制御するレギュレータに入力する制御圧を減圧する、ことを特徴とする、請求項５に記載の建設機械の制御方法。

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