JP7319942B2 - 建設機械の油圧駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、油圧ショベル等の建設機械に係わり、特に、ロードセンシング制御を行う建設機械の油圧駆動装置に関する。

建設機械の油圧駆動装置は、一般的に、油圧ポンプと、油圧ポンプから吐出された圧油によって作動する複数のアクチュエータと、油圧ポンプから複数のアクチュエータに供給される圧油の流量を制御する複数の流量制御弁と、複数の流量制御弁を操作する複数の操作装置とを備える。この油圧駆動装置において、ロードセンシング制御を行うものが知られている（例えば特許文献１参照）。

特許文献１の油圧駆動装置は、油圧ポンプの吐出圧が複数のアクチュエータの最高負荷圧より所定差圧（以降、目標差圧という）だけ高くなるように油圧ポンプの容量を制御するポンプ制御装置を備える。また、複数の流量制御弁の前後差圧を所定差圧（以降、目標補償差圧という）に保持する複数の圧力補償弁を備える。これにより、例えば２つのアクチュエータを同時に駆動する複合操作時に、アクチュエータの負荷圧の大小関係にかかわらず、各流量制御弁の開口面積に応じた比率で、油圧ポンプからの圧油を２つのアクチュエータに分配することが可能である。

特許文献１の圧力補償弁の目標補償差圧は、油圧ポンプの吐出圧と複数のアクチュエータの最高負荷圧との差圧（以降、ロードセンシング差圧という）になるように設定されている。そして、例えば２つのアクチュエータを同時に駆動する複合操作時に、油圧ポンプの吐出流量が不足する状態（以降、サチュレーションという）が生じた場合に、サチュレーションの程度に応じてロードセンシング差圧が低下し、これに伴って各圧力補償弁の目標補償差圧が低下する。そのため、各流量制御弁の開口面積に応じた比率で、油圧ポンプからの圧油を２つのアクチュエータに再分配することが可能である。

特許文献１の圧力補償弁は、開口面積減少方向のストロークエンドにおいて全閉しないように構成されている。これにより、２つのアクチュエータの負荷圧の差が大きい複合操作でサチュレーションが生じた場合でも、低負荷圧側のアクチュエータに対応する圧力補償弁が閉じ切らない。そのため、低負荷圧側のアクチュエータの減速又は停止を防止することが可能である。

しかし、上述した構成では、２つのアクチュエータの負荷圧の差が特に大きくなる複合操作でサチュレーションが生じた場合に、低負荷圧側のアクチュエータに対応する圧力補償弁がストロークエンドに達しても開いているため、油圧ポンプからの圧油の大部分が低負荷圧側のアクチュエータに供給されてしまう可能性がある。具体例を用いて説明する。

例えば、油圧ショベルが上り坂を走行しているときに作業装置の姿勢を変えることを意図して、走行モータと油圧シリンダを同時に駆動する複合操作では、走行モータの負荷圧が高く、走行モータの負荷圧と油圧シリンダの負荷圧との差が特に大きくなる。そして、低負荷圧側の油圧シリンダに対応する圧力補償弁がストロークエンドに達しても開いているため、油圧ポンプからの圧油の大部分が油圧シリンダに供給されてしまう可能性がある。そのため、高負荷圧側の走行モータに必要な量の圧油が確保されず、走行モータが減速又は停止する可能性がある。

そこで、特許文献１の油圧駆動装置は、低負荷圧側の油圧シリンダに対応する圧力補償弁の上流側又は下流側に配置された切換弁を備える。そして、高負荷圧側の走行モータに対応する操作装置が操作されたときに、切換弁を全開状態から絞り状態に切り換える。これにより、走行モータの負荷圧と油圧シリンダの負荷圧との差が特に大きくなる複合操作でサチュレーションが生じた場合に、油圧シリンダに供給される圧油の流量を抑制して、走行モータに必要な量の圧油を確保する。したがって、走行モータの減速又は停止を防止することが可能である。

国際公開第２０１４／０６１５０７号

しかしながら、上述した従来技術には次のような改善の余地がある。特許文献１の切換弁の絞り状態の開度（開口面積）は、固定されている。一方、走行モータの負荷圧は、路面の傾斜度、すなわち、車体の傾斜度に応じて変化する。そのため、車体の傾斜度によって高負荷圧側の走行モータと低負荷圧側の油圧シリンダの流量バランスが変化し、複合操作性が変化する。

本発明は、上述した事柄に鑑みてなされたものであり、その目的は、２つのアクチュエータの負荷圧の差が大きい複合操作でサチュレーションが生じた場合に、低負荷圧側のアクチュエータの減速又は停止を防止し、２つのアクチュエータの負荷圧の差が特に大きくなる複合操作でサチュレーションが生じた場合に、高負荷圧側の走行モータの減速又は停止を防止すると共に、車体の傾斜度による複合操作性の変化を抑えることができる建設機械の油圧動装置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、可変容量型の油圧ポンプと、前記油圧ポンプから吐出された圧油によって作動する複数のアクチュエータと、前記油圧ポンプから前記複数のアクチュエータに供給される圧油の流量を制御する複数の流量制御弁と、前記複数の流量制御弁を操作するためのパイロット圧を生成して出力する複数の操作装置と、前記油圧ポンプの吐出圧が前記複数のアクチュエータの最高負荷圧より目標差圧だけ高くなるように前記油圧ポンプの容量を制御するポンプ制御装置と、前記複数の流量制御弁の前後差圧を所定差圧に保持する複数の圧力補償弁とを備え、前記複数のアクチュエータは、他のアクチュエータと同時に駆動される複合操作において高負荷圧側となる走行モータを含み、前記複数の圧力補償弁は、開口面積減少方向のストロークエンドにおいて全閉しないように構成された、建設機械の油圧駆動装置において、前記複数の圧力補償弁のうち前記他のアクチュエータに対応する圧力補償弁の上流側又は下流側に配置された切換弁と、車体の傾斜度を検出する傾斜センサと、前記傾斜センサで検出された前記車体の傾斜度に応じて前記切換弁を制御するコントローラとを備え、前記コントローラは、前記複数の操作装置のうち前記走行モータに対応する特定の操作装置が操作されたときに、前記特定の操作装置が操作されない場合と比べて前記切換弁の開度が小さくなるように前記切換弁を制御すると共に、前記傾斜センサで検出された前記車体の傾斜度が増加するほど前記切換弁の開度が小さくなるように前記切換弁を制御する。

本発明によれば、２つのアクチュエータの負荷圧の差が大きい複合操作でサチュレーションが生じた場合に、低負荷圧側のアクチュエータの減速又は停止を防止し、２つのアクチュエータの負荷圧の差が特に大きくなる複合操作でサチュレーションが生じた場合に、高負荷圧側の走行モータの減速又は停止を防止すると共に、車体の傾斜度による複合操作性の変化を抑えることができる。

本発明の一実施形態における油圧ショベルの構造を表す側面図である。 本発明の一実施形態における油圧ショベルの油圧駆動装置の構成を表す図である。 本発明の一実施形態における車体の傾斜度と電磁比例弁の出力圧との関係を表す図である。 本発明の一実施形態における電磁比例弁の出力圧と切換弁の開口面積との関係を表す図である。

本発明の適用対象として油圧ショベルを例にとり、本発明の一実施形態を説明する。

図１は、本実施形態における油圧ショベルの構造を表す側面図である。

本実施形態の油圧ショベルは、自走可能な下部走行体１と、下部走行体１の上側に旋回可能に設けられた上部旋回体２と、スイングポスト３を介し上部旋回体２の前側（図１の左側）に連結された作業装置４とを備える。下部走行体１及び上部旋回体２は、車体を構成する。

下部走行体１は、上方から見てＨ字状のトラックフレーム５を備える。トラックフレーム５の左側（図１の紙面に対して手前側）には駆動輪６と遊動輪７が設けられ、それらの間で左側の履帯（クローラ）８が掛けまわされている。左側の駆動輪６が左の走行モータ９ａによって回転し、これによって左側の履帯８が駆動する。また、図示しないものの、トラックフレーム５の右側（図１の紙面に対して奥側）にも駆動輪と遊動輪が設けられ、それらの間で右側の履帯が掛けまわされている。右側の駆動輪が右の走行モータ９ｂ（後述の図２参照）によって回転し、これによって右側の履帯が駆動する。したがって、下部走行体１は、走行モータ９ａ，９ｂによって走行する。

トラックフレーム５の前側には、排土用のブレード１０が上下動可能に設けられている。ブレード１０は、ブレードシリンダ１１（後述の図２参照）によって上下動する。

上部旋回体２は、基礎構造体をなす旋回フレーム１２と、旋回フレーム１２に設けられたキャノピータイプの運転室１３と、旋回フレーム１２の後端に設けられたカウンタウエイト１４とを備える。上部旋回体２は、旋回モータ１５によって左右方向に旋回する。スイングポスト３は、スイングシリンダ１６（後述の図２参照）によって左右方向にスイングする。

作業装置４は、スイングポスト３に上下方向に回動可能に連結されたブーム１７と、ブーム１７に上下方向に回動可能に連結されたアーム１８と、アーム１８に上下方向に回動可能に連結されたバケット１９とを備える。ブーム１７、アーム１８、及びバケット１９は、ブームシリンダ２０、アームシリンダ２１、及びバケットシリンダ２２によって上下方向にそれぞれ回動する。

油圧ショベルの運転室１３の内部には、運転者が着座する運転席２３と、運転者が操作する複数の操作装置（詳細は後述）が設けられている。油圧ショベルは、複数の操作装置の操作に応じて複数のアクチュエータを駆動する油圧駆動装置を備える。この油圧駆動装置の構成を、図２を用いて説明する。図２は、本実施形態における油圧ショベルの油圧駆動装置の構成を表す図である。

本実施形態の油圧駆動装置は、エンジン２５と、エンジン２５によって駆動される可変容量型の油圧ポンプ２６と、油圧ポンプ２６の吐出圧を制限するリリーフ弁２７と、エンジン２５によって駆動される固定容量型のパイロットポンプ２８と、パイロットポンプ２８の吐出圧を制限するパイロットリリーフ弁２９と、油圧ポンプ２６から吐出された圧油によって作動する複数のアクチュエータ（詳細には、上述した走行モータ９ａ，９ｂ、ブレードシリンダ１１、旋回モータ１５、スイングシリンダ１６、ブームシリンダ２０、アームシリンダ２１、及びバケットシリンダ２２）と、油圧ポンプ２６から複数のアクチュエータに供給される圧油の流量を制御する複数の流量制御弁３０ａ～３０ｈと、複数の流量制御弁３０ａ～３０ｈを操作する複数の操作装置３２ａ～３２ｅとを備える。

複数の流量制御弁３０ａ～３０ｈは、油圧ポンプ２６の吐出流路から分岐された複数の並列油路にそれぞれ接続されている。複数の流量制御弁３０ａ～３０ｈや、複数の並列油路にそれぞれ配置された複数の圧力補償弁等（詳細は後述）は、一体化されて、弁ユニット３１を構成している。

走行用の操作装置３２ａは、前後方向に操作可能な左の操作部材（詳細には、操作レバーと操作ペダルを一体化したもの）と、左の操作部材の操作によって作動するパイロット弁３３ａ，３３ｂと、前後方向に操作可能な右の操作部材（詳細には、操作レバーと操作ペダルを一体化したもの）と、右の操作部材の操作によって作動するパイロット弁３３ｃ，３３ｄとを有する。

パイロット弁３３ａは、パイロットポンプ２８の吐出圧を元圧として用い、左操作部材の前側操作量に応じて走行パイロット圧ａを生成し、走行パイロット圧ａを流量制御弁３０ａの一方側受圧部へ出力する。これにより、流量制御弁３０ａを切換えて、油圧ポンプ２６からの圧油を左走行モータ９ａの一方側ポートへ供給すると共に、その流量を制御する。その結果、左走行モータ９ａを一方向に回転させる。

パイロット弁３３ｂは、パイロットポンプ２８の吐出圧を元圧として用い、左操作部材の後側操作量に応じて走行パイロット圧bを生成し、走行パイロット圧ｂを流量制御弁３０ａの他方側受圧部へ出力する。これにより、流量制御弁３０ａを切換えて、油圧ポンプ２６からの圧油を左走行モータ９ａの反対側ポートへ供給すると共に、その流量を制御する。その結果、左走行モータ９ａを反対方向に回転させる。

パイロット弁３３ｃは、パイロットポンプ２８の吐出圧を元圧として用い、右操作部材の前側操作量に応じて走行パイロット圧ｃを生成し、走行パイロット圧ｃを流量制御弁３０ｂの一方側受圧部へ出力する。これにより、流量制御弁３０ｂを切換えて、油圧ポンプ２６からの圧油を右走行モータ９ｂの一方側ポートへ供給すると共に、その流量を制御する。その結果、右走行モータ９ｂを一方向に回転させる。

パイロット弁３３ｄは、パイロットポンプ２８の吐出圧を元圧として用い、右操作部材の後側操作量に応じて走行パイロット圧ｄを生成し、走行パイロット圧ｄを流量制御弁３０ｂの他方側受圧部へ出力する。これにより、流量制御弁３０ｂを切換えて、油圧ポンプ２６からの圧油を右走行モータ９ｂの反対側ポートへ供給すると共に、その流量を制御する。その結果、右走行モータ９ｂを反対方向に回転させる。

ブレード用の操作装置３２ｂは、前後方向に操作可能な操作レバーと、この操作レバーの操作によって作動するパイロット弁３３ｅ，３３ｆとを有する。パイロット弁３３ｅは、パイロットポンプ２８の吐出圧を元圧として用い、操作レバーの前側操作量に応じてブレードパイロット圧ｅを生成し、ブレードパイロット圧ｅを流量制御弁３０ｃの一方側受圧部へ出力する。これにより、流量制御弁３０ｃを切換えて、油圧ポンプ２６からの圧油をブレードシリンダ１１のボトム側油室へ供給すると共に、その流量を制御する。その結果、ブレードシリンダ１１を伸長させて、ブレード１０を下げさせる。

パイロット弁３３ｆは、パイロットポンプ２８の吐出圧を元圧として用い、操作レバーの後側操作量に応じてブレードパイロット圧ｆを生成し、ブレードパイロット圧ｆを流量制御弁３０ｃの他方側受圧部へ出力する。これにより、流量制御弁３０ｃを切換えて、油圧ポンプ２６からの圧油をブレードシリンダ１１のロッド側油室へ供給すると共に、その流量を制御する。その結果、ブレードシリンダ１１を縮短させて、ブレード１０を上げさせる。

ブームスイング用の操作装置３２ｃは、左右方向に操作可能な操作ペダルと、この操作ペダルの操作によって作動するパイロット弁３３ｇ，３３ｈとを有する。パイロット弁３３ｇは、パイロットポンプ２８の吐出圧を元圧として用い、操作ペダルの左側操作量に応じてブームスイングパイロット圧ｇを生成し、ブームスイングパイロット圧ｇを流量制御弁３０ｄの一方側受圧部へ出力する。これにより、流量制御弁３０ｄを切換えて、油圧ポンプ２６からの圧油をスイングシリンダ１６のボトム側油室へ供給すると共に、その流量を制御する。その結果、スイングシリンダ１６を伸長させて、スイングポスト３と共にブーム１７を左スイングさせる。

パイロット弁３３ｈは、パイロットポンプ２８の吐出圧を元圧として用い、操作ペダルの右側操作量に応じてブームスイングパイロット圧ｈを生成し、ブームスイングパイロット圧ｈを流量制御弁３０ｄの他方側受圧部へ出力する。これにより、流量制御弁３０ｄを切換えて、油圧ポンプ２６からの圧油をスイングシリンダ１６のロッド側油室へ供給すると共に、その流量を制御する。その結果、スイングシリンダ１６を縮短させて、スイングポスト３と共にブーム１７を右スイングさせる。

ブーム及びバケット用の操作装置３２ｄは、十字操作式の操作レバーと、この操作レバーの操作によって作動するパイロット弁３３ｉ～３３ｌとを有する。パイロット弁３３ｉは、パイロットポンプ２８の吐出圧を元圧として用い、操作レバーの後側操作量に応じてブームパイロット圧ｉを生成し、ブームパイロット圧ｉを流量制御弁３０ｅの一方側受圧部へ出力する。これにより、流量制御弁３０ｅを切換えて、油圧ポンプ２６からの圧油をブームシリンダ２０のボトム側油室へ供給すると共に、その流量を制御する。その結果、ブームシリンダ２０を伸長させて、ブーム１７を上げさせる。

パイロット弁３３ｊは、パイロットポンプ２８の吐出圧を元圧として用い、操作レバーの前側操作量に応じてブームパイロット圧ｊを生成し、ブームパイロット圧ｊを流量制御弁３０ｅの他方側受圧部へ出力する。これにより、流量制御弁３０ｅを切換えて、油圧ポンプ２６からの圧油をブームシリンダ２０のロッド側油室へ供給すると共に、その流量を制御する。その結果、ブームシリンダ２０を縮短させて、ブーム１７を下げさせる。

パイロット弁３３ｋは、パイロットポンプ２８の吐出圧を元圧として用い、操作レバーの左側操作量に応じてバケットパイロット圧ｋを生成し、バケットパイロット圧ｋを流量制御弁３０ｆの一方側受圧部へ出力する。これにより、流量制御弁３０ｆを切換えて、油圧ポンプ２６からの圧油をバケットシリンダ２２のボトム側油室へ供給すると共に、その流量を制御する。その結果、バケットシリンダ２２を伸長させて、バケット１９をクラウドさせる。

パイロット弁３３ｌは、パイロットポンプ２８の吐出圧を元圧として用い、操作レバーの右側操作量に応じてバケットパイロット圧ｌを生成し、バケットパイロット圧ｌを流量制御弁３０ｆの他方側受圧部へ出力する。これにより、流量制御弁３０ｆを切換えて、油圧ポンプ２６からの圧油をバケットシリンダ２２のロッド側油室へ供給すると共に、その流量を制御する。その結果、バケットシリンダ２２を縮短させて、バケット１９をダンプさせる。

アーム及び旋回用の操作装置３２ｅは、十字操作式の操作レバーと、この操作レバーの操作によって作動するパイロット弁３３ｍ～３３ｐとを有する。パイロット弁３３ｍは、パイロットポンプ２８の吐出圧を元圧として用い、操作レバーの後側操作量に応じてアームパイロット圧ｍを生成し、アームパイロット圧ｍを流量制御弁３０ｇの一方側受圧部へ出力する。これにより、流量制御弁３０ｇを切換えて、油圧ポンプ２６からの圧油をアームシリンダ２１のボトム側油室へ供給すると共に、その流量を制御する。その結果、アームシリンダ２１を伸長させて、アーム１８を引込ませる。

パイロット弁３３ｎは、パイロットポンプ２８の吐出圧を元圧として用い、操作レバーの前側操作量に応じてアームパイロット圧ｎを生成し、アームパイロット圧ｎを流量制御弁３０ｇの他方側受圧部へ出力する。これにより、流量制御弁３０ｇを切換えて、油圧ポンプ２６からの圧油をアームシリンダ２１のロッド側油室へ供給すると共に、その流量を制御する。その結果、アームシリンダ２１を縮短させて、アーム１８を押込ませる。

パイロット弁３３ｏは、パイロットポンプ２８の吐出圧を元圧として用い、操作レバーの左側操作量に応じて旋回パイロット圧ｏを生成し、旋回パイロット圧ｏを流量制御弁３０ｈの一方側受圧部へ出力する。これにより、流量制御弁３０ｈを切換えて、油圧ポンプ２６からの圧油を旋回モータ１５の一方側ポートへ供給すると共に、その流量を制御する。その結果、旋回モータ１５を一方向に回転させる。

パイロット弁３３ｐは、パイロットポンプ２８の吐出圧を元圧として用い、操作レバーの右側操作量に応じて旋回パイロット圧ｐを生成し、旋回パイロット圧ｐを流量制御弁３０ｈの他方側受圧部へ出力する。これにより、流量制御弁３０ｈを切換えて、油圧ポンプ２６からの圧油を旋回モータ１５の反対側ポートへ供給すると共に、その流量を制御する。その結果、旋回モータ１５を反対方向に回転させる。

本実施形態の油圧駆動装置は、ロードセンシング制御を行うものであり、目標差圧生成回路３４、最高負荷圧検出用のシャトル弁３５ａ～３５ｇ、差圧検出弁３６、ポンプ制御装置３７、アンロード弁３８、及び複数の圧力補償弁３９ａ～３９ｈを更に備える。

目標差圧生成回路３４は、固定絞り４０、絞り弁４１、及び目標差圧生成弁４２を有する。固定絞り４０は、パイロットポンプ２８の吐出流路に設けられ、絞り弁４１は、固定絞り４０に対し並列となるように接続されている。絞り弁４１は、固定絞り４０の前後差圧を調整するためのものであって、固定絞り４０の前後差圧の増加に応じて開口面積が増加する。固定絞り４０及び絞り弁４１の前後差圧は、固定絞り４０及び絞り弁４１の両方を通過する圧油の流量の増加（言い換えれば、エンジン２５の回転数の増加）に応じて増加する。

目標差圧生成弁４２は、固定絞り４０及び絞り弁４１の下流側の圧力を元圧として用い、固定絞り４０及び絞り弁４１の前後差圧（絶対圧）を生成し、これを目標差圧Ｐａ（言い換えれば、油圧ポンプ２６の吐出圧Ｐｄと複数のアクチュエータの最高負荷圧ＰＬｍａｘとの差圧の目標値）として出力する。詳しく説明すると、目標差圧生成弁４２の一方側受圧部には、固定絞り４０及び絞り弁４１の上流側の圧力が導入され、目標差圧生成弁４２の他方側受圧部には、固定絞り４０及び絞り弁４１の下流側の圧力と目標差圧生成弁４２の出力圧が導入されている。そして、目標差圧生成弁４２の出力圧が固定絞り４０及び絞り弁４１の前後差圧より大きければ、目標差圧生成弁４２が減圧方向に作動する。これにより、固定絞り４０及び絞り弁４１の前後差圧を生成し、目標差圧Ｐａとして出力する。

シャトル弁３５ａは、左走行モータ９ａの負荷圧と右走行モータ９ｂの負荷圧を入力し、それらのうちの高い方を選択して出力する。シャトル弁３５ｂは、シャトル弁３５ａで選択された負荷圧と旋回モータ１５の負荷圧を入力し、それらのうちの高い方を選択して出力する。シャトル弁３５ｃは、シャトル弁３５ｂで選択された負荷圧とブレードシリンダ１１の負荷圧を入力し、それらのうちの高い方を選択して出力する。シャトル弁３５ｄは、シャトル弁３５ｃで選択された負荷圧とスイングシリンダ１６の負荷圧を入力し、それらのうちの高い方を選択して出力する。シャトル弁３５ｅは、シャトル弁３５ｄで選択された負荷圧とブームシリンダ２０の負荷圧を入力し、それらのうちの高い方を選択して出力する。シャトル弁３５ｆは、シャトル弁３５ｅで選択された負荷圧とアームシリンダ２１の負荷圧を入力し、それらのうちの高い方を選択して出力する。シャトル弁３５ｇは、シャトル弁３５ｆで選択された負荷圧とバケットシリンダ２２の負荷圧を入力し、それらのうちの高い方を出力する。したがって、シャトル弁３５ｇは、複数のアクチュエータの最高負荷圧ＰＬｍａｘを出力する。

差圧検出弁３６は、パイロットポンプ２８の吐出圧を元圧として用い、油圧ポンプ２６の吐出圧Ｐｄと複数のアクチュエータの最高負荷圧ＰＬｍａｘとの差圧（絶対圧。以降、ロードセンシング差圧Ｐｌｓという）を生成して出力する。詳しく説明すると、差圧検出弁３６の一方側受圧部には、油圧ポンプ２６の吐出圧Ｐｄが導入され、差圧検出弁３６の他方側受圧部には、シャトル弁３５ｇからの最高負荷圧ＰＬｍａｘと差圧検出弁３６の出力圧が導入されている。そして、差圧検出弁３６の出力圧が吐出圧Ｐｄと最高負荷圧ＰＬｍａｘとの差圧より大きければ、差圧検出弁３６が減圧方向に作動する。これにより、ロードセンシング差圧Ｐｌｓを検出して出力する。

ポンプ制御装置３７は、トルク制限アクチュエータ４３、ロードセンシング制御弁４４、及びロードセンシング制御アクチュエータ４５を有する。トルク制限アクチュエータ４３は、油圧ポンプ２６の吐出圧Ｐｄの増加に応じて油圧ポンプ２６の斜板の傾転角（すなわち、容量）が減少するように、油圧ポンプ２６の斜板を駆動する。これにより、油圧ポンプ２６の吸収トルクを制限するように、油圧ポンプ２６の容量を制御する。

ロードセンシング制御弁４４の一方側受圧部には、目標差圧生成弁４２からの目標差圧Ｐａが導入され、ロードセンシング制御弁４４の他方側受圧部には、差圧検出弁３６からのロードセンシング差圧Ｐｌｓが導入されている。そして、ロードセンシング差圧Ｐｌｓが目標差圧Ｐａより小さければ、ロードセンシング制御弁４４は、ロードセンシング制御アクチュエータ４５を油圧ポンプ２６の吐出側に連通させる。これにより、ロードセンシング制御アクチュエータ４５は、油圧ポンプ２６の斜板の傾転角（すなわち、容量）が減少するように、油圧ポンプ２６の斜板を駆動する。一方、ロードセンシング差圧Ｐｌｓが目標差圧Ｐａより大きければ、ロードセンシング制御弁４４は、ロードセンシング制御アクチュエータ４５をタンクに連通させる。これにより、ロードセンシング制御アクチュエータ４５は、油圧ポンプ２６の斜板の傾転角（すなわち、容量）が増加するように、油圧ポンプ２６の斜板を駆動する。したがって、油圧ポンプ２６の吐出圧Ｐｄが複数のアクチュエータの最高負荷圧Ｐｌｍａｘより目標差圧Ｐａだけ高くなるように、油圧ポンプ２６の容量を制御する。

アンロード弁３８は、油圧ポンプ２６の吐出流路に接続されており、ロードセンシング差圧Ｐｌｓを制限する。詳しく説明すると、アンロード弁３８の一方側受圧部には、油圧ポンプ２６の吐出圧Ｐｄが導入され、アンロード弁３８の他方側受圧部には、シャトル弁３５ｇからの最高負荷圧ＰＬｍａｘが導入されている。そして、吐出圧Ｐｄと最高負荷圧ＰＬｍａｘとの差圧（すなわち、ロードセンシング差圧Ｐｌｓ）がバネの付勢力より大きければ、油圧ポンプ２６の吐出流路をタンクに連通させる。これにより、ロードセンシング差圧Ｐｌｓを制限する。

複数の圧力補償弁３９ａ～３９ｈは、複数の流量制御弁３０ａ～３０ｂの前後差圧を所定差圧（以降、目標補償差圧という）に保持する。これにより、例えば２つのアクチュエータを同時に駆動する複合操作時に、アクチュエータの負荷圧の大小関係にかかわらず、各流量制御弁の開口面積に応じた比率で、油圧ポンプ２６からの圧油を２つのアクチュエータに分配することができる。

各圧力補償弁の目標補償差圧は、ロードセンシング差圧Ｐｌｓとなるように設定されている。詳しく説明すると、圧力補償弁の一方側受圧部には、対応する流量制御弁の上流側の圧力が導入され、圧力補償弁の他方側受圧部には、対応する流量制御弁の下流側の圧力（詳細には、対応するアクチュエータの負荷圧）と差圧検出弁３６からのロードセンシング差圧Ｐｌｓが導入されている。そして、流量制御弁の前後差圧がロードセンシング差圧Ｐｌｓより大きければ、圧力補償弁は、開口面積が減少する方向に作動する。これにより、対応する流量制御弁の前後差圧がロードセンシング差圧Ｐｌｓとなるように制御する。

上述したように各圧力補償弁の目標補償差圧がロードセンシング差圧Ｐｌｓとなるように設定することにより、次のような効果を得ることができる。例えば２つのアクチュエータを同時に駆動する複合操作時に、油圧ポンプ２６の吐出流量が不足する状態（以降、サチュレーションという）が生じた場合に、サチュレーションの程度に応じてロードセンシング差圧Ｐｌｓが低下し、これに伴って各圧力補償弁の目標補償差圧が低下する。そのため、各流量制御弁の開口面積に応じた比率で、油圧ポンプ２６からの圧油を２つのアクチュエータに再分配することができる。

また、エンジン２５の回転数を下げた場合に、目標差圧生成回路３４の目標差圧Ｐａが低下し、これに伴って各圧力補償弁の目標補償差圧が低下する。そのため、各流量制御弁の要求流量が減少する。したがって、エンジン２５の回転数を下げた場合の微操作性を向上することができる。

しかし、上述した構成では、２つのアクチュエータの負荷圧の差が特に大きくなる複合操作でサチュレーションが生じた場合に、低負荷圧側のアクチュエータに対応する圧力補償弁がストロークエンドに達しても開いているため、油圧ポンプ２６からの圧油の大部分が低負荷圧側のアクチュエータに供給されてしまう可能性がある。具体例を用いて説明する。

例えば、油圧ショベルが上り坂を走行しているときに作業装置４の姿勢を変えることを意図して、走行モータ９ａ，９ｂと、ブームシリンダ２０、アームシリンダ２１、及びバケットシリンダ２２のうちのいずれかの油圧シリンダを同時に駆動する複合操作では、走行モータの負荷圧が高く、走行モータの負荷圧と油圧シリンダの負荷圧との差が特に大きくなる。そして、低負荷圧側の油圧シリンダに対応する圧力補償弁がストロークエンドに達しても開いているため、油圧ポンプ２６からの圧油の大部分が油圧シリンダに供給されてしまう可能性がある。そのため、高負荷圧側の走行モータに必要な量の圧油が確保されず、走行モータが減速又は停止する可能性がある。

そこで、本実施形態の油圧駆動装置は、圧力補償弁３９ａ～３９ｈのうち、ブームシリンダ２０、アームシリンダ２１、及びバケットシリンダ２２に対応する圧力補償弁３９ｅ～３９ｇのみの上流側の油路部分に配置された切換弁４６と、切換弁４６の開度（開口面積）を可変制御するためのパイロット圧を生成して出力する電磁比例弁４７と、走行パイロット圧検出用のシャトル弁４８ａ～４８ｃと、車体の傾斜度（詳細には、前後方向における下部走行体１の傾斜度）を検出する傾斜センサ４９と、傾斜センサ４９で検出された車体の傾斜度に応じて電磁比例弁４７を制御するコントローラ５０とを更に備える。

シャトル弁４８ａは、パイロット弁３３ａの走行パイロット圧ａとパイロット弁３３ｂの走行パイロット圧ｂを入力し、それらのうちの高い方を選択して出力する。シャトル弁４８ｂは、パイロット弁３３ｃの走行パイロット圧ｃとパイロット弁３３ｄの走行パイロット圧ｄを入力し、それらのうちの高い方を選択して出力する。シャトル弁４８ｃは、シャトル弁４８ａで選択されたパイロット圧とシャトル弁４８ｂで選択されたパイロット圧を入力し、それらのうちの高い方を選択して出力する。

コントローラ５０は、傾斜センサ４９で検出された車体の傾斜度の増加に応じて、電磁比例弁４７への指令電流を徐々に増加させる。電磁比例弁４７は、シャトル弁４８ｃからの走行パイロット圧を元圧として用い、コントローラ５０からの指令電流に応じてパイロット圧を生成して出力する。元圧として用いる走行パイロット圧が一定である場合を想定すれば、電磁比例弁４７は、図３で示すような特性を有する。すなわち、車体の傾斜度の増加に応じて、電磁比例弁４７のパイロット圧（出力圧）が徐々に増加するようになっている。

切換弁４６は、図４で示すような特性を有する。すなわち、電磁比例弁４７の出力圧の増加に応じて、切換弁４６の開度（開口面積）が徐々に減少するようになっている。そのため、走行用の操作装置３２ａが操作されていない場合に、切換弁４６は全開状態となる。一方、走行用の操作装置３２ａが操作された場合に、切換弁４６は絞り状態となって、その開度が小さくなる。これにより、走行モータ９ａ，９ｂと、ブームシリンダ２０、アームシリンダ２１、及びバケットシリンダ２２のうちのいずれかの油圧シリンダを同時に駆動する複合操作でサチュレーションが生じた場合に、低負荷圧側の油圧シリンダに供給される圧油の流量を抑制して、高負荷圧側の走行モータに必要な量の圧油を確保する。したがって、走行モータの減速又は停止を防止することができる。

走行用の操作装置３２ａが操作された場合の切換弁４６の絞り状態の開度は、電磁比例弁４７の出力圧、すなわち、車体の傾斜度に応じて可変する。これにより、車体の傾斜度に応じて走行モータの負荷圧が増加しても、切換弁４６の絞り状態の開度を減少させるので、走行モータと油圧シリンダの流量バランスの変化を抑えることができる。したがって、車体の傾斜度による複合操作性の変化を抑えることができる。

なお、上記一実施形態において、油圧駆動装置は、圧力補償弁３９ａ～３９ｈのうち、ブームシリンダ２０、アームシリンダ２１、及びバケットシリンダ２２に対応する圧力補償弁３９ｅ～３９ｇのみの上流側の油路部分（詳細には、油圧ポンプ２６の吐出流路の一部であって、圧力補償弁３９ｅが配置された並列油路の分岐位置より上流側の油路部分）に配置された１つの切換弁４６を備えた場合を例にとって説明したが、これに限られない。例えば、圧力補償弁３９ｅ～３９ｇの上流側又は下流側の油路部分（詳細には、圧力補償弁３９ｅ～３９ｇがそれぞれ配置された３つの並列油路）にそれぞれ配置された３つの切換弁を備えてもよい。

また、例えば、油圧駆動装置は、圧力補償弁３９ａ～３９ｈのうち、スイングシリンダ１６、ブームシリンダ２０、アームシリンダ２１、及びバケットシリンダ２２に対応する圧力補償弁３９ｄ～３９ｇのみの上流側の油路部分（詳細には、油圧ポンプ２６の吐出流路の一部であって、圧力補償弁３９ｄが配置された並列油路の分岐位置より上流側の油路部分）に配置された１つの切換弁を備えてもよい。あるいは、例えば、圧力補償弁３９ｄ～３９ｇの上流側又は下流側の油路部分（詳細には、圧力補償弁３９ｄ～３９ｇがそれぞれ配置された４つの並列油路）にそれぞれ配置された４つの切換弁を備えてもよい。

また、例えば、油圧駆動装置は、圧力補償弁３９ａ～３９ｈのうち、ブレードシリンダ１１、スイングシリンダ１６、ブームシリンダ２０、アームシリンダ２１、及びバケットシリンダ２２に対応する圧力補償弁３９ｃ～３９ｇのみの上流側の油路部分（詳細には、油圧ポンプ２６の吐出流路の一部であって、圧力補償弁３９ｃが配置された並列油路の分岐位置より上流側の油路部分）に配置された１つの切換弁を備えてもよい。あるいは、例えば、圧力補償弁３９ｃ～３９ｇの上流側又は下流側の油路部分（詳細には、圧力補償弁３９ｃ～３９ｇがそれぞれ配置された５つの並列油路）にそれぞれ配置された５つの切換弁を備えてもよい。

また、例えば、油圧駆動装置は、圧力補償弁３９ａ～３９ｈのうち、ブレードシリンダ１１に対応する圧力補償弁３９ｃのみの上流側の油路部分（詳細には、圧力補償弁３９ｃが配置された並列油路）に配置された１つの切換弁を備えてもよい。

なお、以上においては、本発明の適用対象として油圧ショベルを例にとって説明したが、これに限られず、油圧クレーン等の他の建設機械であってもよい。

１ 下部走行体
２ 上部旋回体
４ 作業装置
９ａ，９ｂ 走行モータ
１１ ブレードシリンダ
１５ 旋回モータ
１６ スイングシリンダ
２０ ブームシリンダ
２１ アームシリンダ
２２ バケットシリンダ
２６ 油圧ポンプ
３０ａ～３０ｈ 流量制御弁
３２ａ～３２ｅ 操作装置
３７ ポンプ制御装置
３９ａ～３９ｈ 圧力補償弁
４６ 切換弁
４７ 電磁比例弁
４９ 傾斜センサ
５０ コントローラ

Claims (4)

1. 可変容量型の油圧ポンプと、
   前記油圧ポンプから吐出された圧油によって作動する複数のアクチュエータと、
   前記油圧ポンプから前記複数のアクチュエータに供給される圧油の流量を制御する複数の流量制御弁と、
   前記複数の流量制御弁を操作するためのパイロット圧を生成して出力する複数の操作装置と、
   前記油圧ポンプの吐出圧が前記複数のアクチュエータの最高負荷圧より目標差圧だけ高くなるように前記油圧ポンプの容量を制御するポンプ制御装置と、
   前記複数の流量制御弁の前後差圧を所定差圧に保持する複数の圧力補償弁とを備え、
   前記複数のアクチュエータは、他のアクチュエータと同時に駆動される複合操作において高負荷圧側となる走行モータを含み、
   前記複数の圧力補償弁は、開口面積減少方向のストロークエンドにおいて全閉しないように構成された、建設機械の油圧駆動装置において、
   前記複数の圧力補償弁のうち前記他のアクチュエータに対応する圧力補償弁の上流側又は下流側に配置された切換弁と、
   車体の傾斜度を検出する傾斜センサと、
   前記傾斜センサで検出された前記車体の傾斜度に応じて前記切換弁を制御するコントローラとを備え、
   前記コントローラは、前記複数の操作装置のうち前記走行モータに対応する特定の操作装置が操作されたときに、前記特定の操作装置が操作されない場合と比べて前記切換弁の開度が小さくなるように前記切換弁を制御すると共に、前記傾斜センサで検出された前記車体の傾斜度が増加するほど前記切換弁の開度が小さくなるように前記切換弁を制御することを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。
2. 請求項１に記載の建設機械の油圧駆動装置において、
   前記切換弁の開度を可変制御するためのパイロット圧を生成して出力する電磁比例弁を備え、
   前記コントローラは、前記傾斜センサで検出された前記車体の傾斜度に応じて前記電磁比例弁を制御することを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。
3. 請求項２に記載の建設機械の油圧駆動装置において、
   前記電磁比例弁は、前記特定の操作装置で生成されたパイロット圧を元圧として用い、前記コントローラからの指令電流に応じて、前記切換弁の開度を可変制御するためのパイロット圧を生成することを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。
4. 請求項１に記載の建設機械の油圧駆動装置において、
   前記他のアクチュエータは、前記車体に連結された作業装置を駆動させる油圧シリンダであることを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。

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