JPWO2016157531A1 - 作業機械の油圧制御装置 - Google Patents

Abstract

省エネルギ性が高く、特殊作業にも対応可能な、より汎用性の高い作業機械の油圧制御装置の提供。本発明に係る作業機械の油圧制御装置は、複数の油圧ポンプ（１１，１２，１３）のそれぞれに並列に複数接続され、油圧ポンプからの圧油をそれぞれ対応するアクチュエータ（４，５，６，５０）へ供給する複数の方向制御弁（３１，３２，・・・）と、オペレータが操作量を入力する操作装置（１１０，１２０，１３０，１４０）と、複数の油圧ポンプと複数の方向制御弁の接続に関する優先順位を記憶する接続マップ（１８２）と、この接続マップと操作信号に基づきポンプとアクチュエータとの接続状態を制御するコントローラ（１００）を備えたものである。

Description

本発明は、複数のアクチュエータを備え、前記複数のアクチュエータの複合操作が可能な油圧ショベル等の作業機械の油圧制御装置に関する。

油圧ショベル等に代表される建設機械等の作業機械の油圧制御装置として、複数の油圧ポンプと複数のアクチュエータとを複数の方向制御弁（一般にコントロールバルブと呼ばれ、圧油の流れる方向を切り替える機能と、流路を絞る機能を有する弁）を介して接続する構成を有する油圧制御装置が知られている。そのような油圧制御装置にあっては、オペレータの操作性を向上すべく様々な技術が開発されており、この種の従来技術として、例えば特許文献１に示されるものが挙げられる。この特許文献１には、複数のポンプと複数のアクチュエータが、パラレル接続された複数の方向制御弁を介して接続されている。この特許文献１に記載の技術によれば、掘削作業等に代表される油圧ショベルの通常の作業において、特に操作性を確保しつつ低燃費を実現できるとされている。

特開２０１２−２４１８０３号公報

上述した特許文献１に記載の技術によれば、特に、掘削作業に代表されるような通常の作業において油圧ショベルの操作性及び省エネ等の性能を向上させることが可能ではあるが、特許文献１に記載の発明は油圧回路の構成そのものや油圧機器等のハードウェアに依存しており、例えば動作させるアクチュエータの組合せ、すなわち種々の複合動作に対して性能を満足させることが難しく、また、更なる性能向上を指向した改良はハードウェアの変更を伴うため時間的にもコスト的にも容易に行うことができない。さらに、例えば掘削作業、均し作業といった異なる作業に対する性能の維持あるいは向上、特殊な用途に用いられるアタッチメント（例えば、グラップルなど）への対応等にあたってもハードの変更が必要となる。

本発明は、上述した従来技術における実情からなされたもので、その目的は、種々の複合動作に対しても操作性や省エネルギ性等の性能要件を満たすことができ、また、性能向上のための改良、あるいは、種々の異なる作業、特殊なアタッチメントの使用に際してもハードウェアの変更を要することなく容易に対応可能な汎用性の高い作業機械の油圧制御装置を提供することにある。

この目的を達成するために、本発明は、原動機と、前記原動機により駆動される複数の油圧ポンプと、前記複数の油圧ポンプのそれぞれに複数並列に接続され、前記油圧ポンプから吐出された圧油を前記複数のアクチュエータのうち所定のアクチュエータへと導く複数の方向制御弁と、前記複数の油圧ポンプから吐出され、前記複数の方向制御弁によって導かれる圧油によって駆動する複数のアクチュエータと、前記複数のアクチュエータによってそれぞれ動作する複数の作業部材と、前記複数のアクチュエータを駆動するためにオペレータが操作し、この操作量に応じた操作信号を出力する複数の操作装置と、前記複数の操作装置からの操作信号を入力し、この複数の操作信号に基づき前記複数の油圧ポンプに対するポンプ制御信号と前記複数の方向制御弁に対する弁駆動信号を算出し、前記ポンプ制御信号を前記複数の油圧ポンプに対し出力するとともに、前記弁駆動信号を前記複数の方向制御弁に対し出力する制御装置とを備えた作業機械の油圧制御装置において、前記制御装置が、前記複数の油圧ポンプが吐出した圧油を前記複数のアクチュエータへ供給することに関する優先順位をマップとして格納した記憶部を有し、前記複数の操作装置から入力した操作信号と前記記憶部に格納したマップとを対応させて、前記複数の油圧ポンプそれぞれが吐出した圧油を前記複数のアクチュエータのうちどのアクチュエータに対し供給するかを決定することを特徴とする。

このように構成した本発明では、操作装置から入力した操作信号と制御装置の記憶部に格納したマップとを対応させて、圧油を供給する油圧ポンプとこの圧油によって駆動するアクチュエータとの組合せが決定され、この組合せに基づき各油圧ポンプのポンプ制御信号、および、各方向制御弁に対する弁駆動信号が算出され、これらの制御信号により各油圧ポンプ及び各方向制御弁が駆動し、対応するアクチュエータが動作する。

ここで、マップには、使用する各油圧ポンプの最大吐出量、最大吐出圧や、各アクチュエータの形状、最大動作速度等に基づく必要流量等を考慮し、各油圧ポンプが圧油を供給すべきアクチュエータの優先順位を任意に設定することができる。

マップから選択される油圧ポンプとアクチュエータとの組合せは操作信号に対応して選択されるため、１つのアクチュエータの動作又は複数のアクチュエータによる複合動作に関わらず操作性や省エネ等の性能を確保することができる。また、油圧ポンプや方向制御弁、アクチュエータ等の油圧機器の仕様が変更された場合、あるいは、作業機械を形成するブーム、アーム等のフロント作業部材、旋回体、走行体等が設計変更された場合、主となる作業内容が変更となった場合、特殊なアタッチメントを使用する場合であっても、マップの設定を修正するだけで性能を維持、あるいは、向上させることができる。

本発明に係る作業機械の油圧制御装置は、種々の複合動作に対しても操作性や省エネルギ性等についての性能を満たすことができ、また、性能向上のための改良、あるいは、種々の異なる作業、特殊なアタッチメントの使用に際してもハードウェアの変更を要することなく容易に対応することができる。

本発明に係る油圧制御装置の第１実施形態が備えられる作業機械の一例として挙げた油圧ショベルの側面図である。 本発明の第１実施形態を示す電気・油圧回路図である。 第１実施形態に係る油圧制御装置の動作に関する、コントローラにおける処理手順を示すフローチャートである。 第１実施形態に係る油圧制御装置が有する記憶部が記憶する接続マップの一例を示す図である。 ブーム、旋回複合操作、ブーム、アーム複合操作、ブーム、アーム、バケット複合操作、又は、ブーム、アーム、バケット、旋回複合動作における、第１実施形態に係る油圧制御装置が有する記憶部が記憶する接続マップを示す図である。 本発明の第２実施形態に係る油圧制御装置の動作に関する、コントローラにおける処理手順を示す図である。 本発明の第３実施形態に係る、油圧制御装置の動作に関する、コントローラにおける処理手順の一例を示す図である。 本発明の第３実施形態に係る、油圧制御装置の動作に関する、コントローラにおける処理手順の一例を示す図である。 本発明の第４実施形態に係る、油圧制御装置の動作に関する、コントローラにおける処理手順を示す図である。 本発明の第５実施形態に係る、油圧制御装置の動作に関する、コントローラにおける処理手順を示す図である。

以下、本発明に係る作業機械の油圧制御装置の実施の形態を図面を用いて説明する。

[第１実施形態]
本発明の第１実施形態に係る油圧制御装置が備えられる作業機械は、例えば油圧ショベルである。図１は本発明に係る油圧制御装置が備えられる作業機械の一例として挙げた油圧ショベルを示す側面図である。図１に示す油圧ショベルは、走行体１と、この走行体１上に配置される旋回体２と、この旋回体２に取り付けられるフロント作業機、すなわち作業装置３とを備えている。作業装置３は旋回体２に上下方向に回動可能に取り付けられるブーム４と、このブーム４に上下方向に回動可能に取り付けられるアーム５と、このアーム５に上下方向に回動可能に取り付けられるバケット６とを有する。また、この作業装置３は、ブーム４を作動させるブームシリンダ７、アーム５を作動させるアームシリンダ８、及びバケット６を作動させるバケットシリンダ９を有する。また、旋回体２は図２に示す旋回モータ５０により走行体１に対し旋回動作を行うようになっている。さらに、旋回体２上の前側には、運転室１０が設けられている。

図１に示す油圧ショベルに備えられる第１実施形態に係る油圧制御装置は、図２に示すように、原動機、例えばエンジン１４によって駆動される第１油圧ポンプ１１、第２油圧ポンプ１２、及び第３油圧ポンプ１３と、第１油圧ポンプ１１の傾転角（吐出容量）を制御する第１油圧ポンプ用レギュレータ１１ａ、第２油圧ポンプ１２の傾転角を制御する第２油圧ポンプ用レギュレータ１２ａ、及び第３油圧ポンプ１３の傾転角を制御する第３油圧ポンプ用レギュレータ１３ａと、第１油圧ポンプ用レギュレータ１１ａに対し目標傾転角となるように制御圧を出力する第１油圧ポンプ用制御弁１１ｂ、第２油圧ポンプ油圧用レギュレータ１２ａに対し制御圧を出力する第２油圧ポンプ用制御弁１２ｂ、及び第３油圧ポンプ用レギュレータ１３ａに対し制御圧を出力する第３油圧ポンプ用制御弁１３ｂとを有している。

また、この第１実施形態は、第１油圧ポンプ１１に対し第１ブーム用方向制御弁２１、第２アーム用方向制御弁３２、バケット用方向制御弁４１が管路１６を介してそれぞれ並列に接続され、それぞれの方向制御弁の上流側には第１ブーム用圧力制御弁２６、第２アーム用圧力制御弁３６、バケット用圧力制御弁４６が接続されている。

また、第２油圧ポンプ１２に対し、第２ブーム用方向制御弁２２、第１アーム用方向制御弁３１、予備方向制御弁６１が管路１７を介してそれぞれ並列に接続され、それぞれの方向制御弁の上流側には、第２ブーム用圧力制御弁２７、第１アーム用圧力制御弁３７、予備圧力制御弁６６が接続されている。

また、第３油圧ポンプ１３に対し、第３ブーム用方向制御弁２３、第３アーム用方向制御弁３３、旋回モータ用方向制御弁５１が管路１８を介してそれぞれ並列に接続され、それぞれの方向制御弁の上流側には、第３ブーム用圧力制御弁２８、第３アーム用圧力制御弁３８、旋回モータ用圧力制御弁５６が接続されている。

また、第１実施形態は、ブームシリンダ７を操作するブーム操作装置１１０と、アームシリンダ８を操作するアーム操作装置１２０と、バケットシリンダ９を操作するバケット操作装置１３０と、旋回モータ５０を操作する旋回操作装置１４０と、それぞれの操作装置信号が入力されるコントローラ１００を備えている。

また、第１ブーム用方向制御弁２１、第２ブーム用方向制御弁２２、第３ブーム用方向制御弁２３は、管路２４及び２５を介してブーム用シリンダ７に接続され、第１アーム用方向制御弁３１、第２アーム用方向制御弁３２、第３アーム用方向制御弁３３は、管路３４及び３５を介してアームシリンダ８に接続され、旋回用方向制御弁５１は、管路５４及び５５を介して旋回モータ５０に接続され、バケット用方向制御弁４１は管路４４及び４５を介してバケット用シリンダ９に接続される。

図３に示すようにコントローラ１００は、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、バケットシリンダ９、旋回モータ５０の各アクチュエータとこれらのアクチュエータへ圧油を供給する第１油圧ポンプ１１、第２油圧ポンプ１２、第３油圧ポンプ１３との接続関係についての優先順位を設定した接続マップ１０２と、オペレータが操作するブーム用操作装置１１０、アーム用操作装置１２０、バケット用操作装置１３０、旋回用操作装置１４０からの指示信号Ｐｉに基づくブームシリンダ７、アームシリンダ８、バケットシリンダ９、旋回モータ５０の必要流量Ｑを算出するブーム必要流量算出器１１１、アーム必要流量算出器１２１、バケット必要流量算出器１３１、旋回必要流量算出器１４１とを有する。また、接続マップ１０２に基づく各アクチュエータ７，８，９，５０と各油圧ポンプ１１，１２，１３との接続関係、および、各必要流量算出器１１１，１２１，１３１，１４１からの各アクチュエータへの必要流量Ｑを入力し、それぞれの油圧ポンプ１１，１２，１３が各アクチュエータ７，８，９，５０に対し供給すべき目標流量ＱＢｍ１，ＱＢｍ２，ＱＢｍ３，ＱＡｍ１，ＱＡｍ２，ＱＡｍ３，ＱＢｋ，ＱＳｗを算出するブーム目標流量算出器１１２、アーム目標流量算出器１２２、バケット目標流量算出器１３２、旋回目標流量算出器１４２を有する。さらに、各目標流量算出器１１２，１２２，１３２，１４２からの各目標流量ＱＢｍ１，ＱＢｍ２，ＱＢｍ３，ＱＡｍ１，ＱＡｍ２，ＱＡｍ３，ＱＢｋ，ＱＳｗ及び各シリンダ７，８，９の動作速度、および旋回モータ５０の旋回速度を入力し、各アクチュエータ７，８，９，５０に供給される圧油の目標駆動圧力を算出し目標駆動圧信号ＰＢｍ１，ＰＢｍ２，ＰＢｍ３，ＰＡｍ１，ＰＡｍ２，ＰＡｍ３，ＰＢｋ，ＰＳｗを出力するブーム目標圧算出器１１３、アーム目標圧算出器１２３、バケット目標圧算出器１３３、旋回目標圧算出器１４３を有する。なお、各目標駆動圧力信号ＰＢｍ１，ＰＢｍ２，ＰＢｍ３，ＰＡｍ１，ＰＡｍ２，ＰＡｍ３，ＰＢｋ，ＰＳｗは各方向制御弁２１，２２，２３，３１，３２，３３，４６，５６の上流に設けた各圧力制御弁２６，２７，２８，３６，３７，３８，４６，５６に出力され、各アクチュエータ７，８，９，５０への駆動圧が制御される。また、各目標流量算出器１１２，１２２，１３２，１４２からの目標流量ＱＢｍ１，ＱＢｍ２，ＱＢｍ３，ＱＡｍ１，ＱＡｍ２，ＱＡｍ３，ＱＢｋ，ＱＳｗを入力し、各方向制御弁の２１，２２，２３，３１，３２，３３，４６，５６の開口面積を算出し、この算出結果に基づくスプール駆動信号を出力するブーム用方向制御弁制御量算出器（スプール制御）１１４、アーム用方向制御弁制御量算出器１２４、バケット用方向制御弁制御量算出器１３４、旋回用方向制御弁制御量算出器１４４を有する。また、各目標駆動圧力ＰＢｍ１，ＰＢｍ２，ＰＢｍ３，ＰＡｍ１，ＰＡｍ２，ＰＡｍ３，ＰＢｋ，ＰＳｗを入力し、各油圧ポンプ１１，１２，１３からの目標吐出圧力Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を算出する第１ポンプ目標圧算出器１５１、第２ポンプ目標圧算出器１５２、第３ポンプ目標篤算出器１５３を備え、これら各目標圧となる各ポンプレギュレータ１１ａ、１２ａ、１３ａに対応するポンプ指令信号ｑｒｅｆ１、ｑｒｅｆ２、ｑｒｅｆ３を出力する。

上述した接続マップ１０２は、油圧ショベルの使用方法や動作頻度等予め入手した情報に基づき各アクチュエータ７，８，９，５０と各油圧ポンプ１１，１２，１３との接続についての優先順位が設定される。図４に、油圧ポンプ及びアクチュエータの接続マップの一例を示す。第１列目はアクチュエータの種類を表し、第１行目は油圧ポンプの種類を表す。図４に示す接続マップの一例は、第１油圧ポンプ１１、第２油圧ポンプ１２、第３油圧ポンプ１３が吐出したそれぞれの圧油をブームシリンダ７、アームシリンダ８、バケットシリンダ９、旋回モータ５０のいずれに供給するかを表したマップであり、表内に記載されたＰ１〜Ｐ３は油圧ポンプに対するアクチュエータの優先順位を示す。ここで、Ｐ１〜Ｐ３の数字が小さいほど、優先順位が高いことを示す。例えば、図４に示す接続マップ１０２において、第３油圧ポンプ１３から吐出される圧油が供給されるアクチュエータの優先順位は、旋回モータ５０、アームシリンダ８、ブームシリンダ７の順となる。

さらに、表内に記載された（１）〜（３）は、Ｐ１〜Ｐ３で記載される優先順位が同一だったときの優先順位、すなわち特定のアクチュエータに対する油圧ポンプの優先順位（以下、「第２優先順位」と呼ぶ）を示す。例えば、図４において、アームシリンダ８に対しては第１〜３油圧ポンプ１１〜１３のいずれの優先順位も２番目、すなわちＰ２であるが、実際のアームシリンダ８の駆動に際しては、Ｐ２（１）と記載された第３油圧ポンプ１３、Ｐ２（２）と記載された第１油圧ポンプ１１、Ｐ２（３）と記載された第２油圧ポンプ１２の順に第２優先順位が割り当てられる。したがって、アームシリンダ８を駆動させる場合、第３油圧ポンプ１３、第１油圧ポンプ１１、第２油圧ポンプ１２の順にアームシリンダ８に割り当てられる。

このように構成した第１実施形態による演算処理と各機器の動作について、以下説明する。

〔ブーム、旋回複合操作〕
最初にブームと旋回との複合操作を例に説明する。
オペレータが図３に示すブーム用操作装置１１０と旋回用操作装置１４０を操作すると、コントローラ１００では、入力された操作量信号Ｐｉに基づきブーム必要流量算出器１１１及び旋回必要流量算出器１４１がブームシリンダ７及び旋回モータ５０の動作に必要な必要流量Ｑを算出する。

また、ブーム、旋回複合操作においては、図５に記載された接続マップ（ａ）に[ ]で示したように、ブームシリンダ７に対しては第２油圧ポンプ１２が選択され、旋回モータ５０に対しては第３油圧ポンプ１３が選択される。なお、図５（ａ）において、ブームシリンダ７に対し第１ポンプ１１がＰ３（１）と記載され、第３油圧ポンプ１３がＰ３（２）と記載されているが、これはブームシリンダ７に対して第２油圧ポンプ１２からの供給流量が不足する場合、第２油圧ポンプ１２に加え第１油圧ポンプ１１、第３油圧ポンプ１３の順に選択されることを示している。但し、本例では説明を簡単にするために、ブームシリンダ７へ供給すべき流量が第２ポンプ１２からの流量で充分な状況を前提に説明する。これらの接続情報及び操作信号Ｐｉに基づき、図３に示すブーム目標流量算出器１１２及び旋回目標流量算出器１４２により、第２油圧ポンプ１２からブームシリンダ７へ供給すべき目標流量ＱＢｍ２、および、第３油圧ポンプ１３から旋回モータ５０へ供給すべき目標流量ＱＳｗが算出される。

そして、ブームシリンダ７に対する目標流量ＱＢｍ２及び図示しない速度センサによって検出されるブームシリンダ７の実際の速度、すなわち実速度から、図３に示すブーム目標圧算出器１１３によりブームシリンダ７の目標駆動圧ＰＢｍ２が算出され、該目標駆動圧ＰＢｍ２に基づき第２ポンプ目標圧算出器１５２により第２油圧ポンプ１２の目標吐出圧Ｐ２が算出され、この目標吐出圧Ｐ２となるように、第２油圧ポンプ１２用のポンプレギュレータ１２ａに対しポンプ指令信号ｑｒｅｆ２が出力され、この指令信号ｑｒｅｆ２に応じて第２油圧ポンプ１２の傾転角すなわち吐出流量が制御される。

また、旋回モータ５０に対する目標流量ＱＳｗ及び図示しない速度センサによって旋回モータ５０の実際の速度、すなわち実速度から、図３に示す旋回目標圧算出器１４３により旋回モータ５０の目標駆動圧ＰＳｗが算出され、該目標駆動圧ＰＳｗに基づき第３ポンプ目標圧算出器１５３により第３油圧ポンプ１３の目標吐出圧Ｐ３が算出され、この目標吐出圧Ｐ３となるように第３油圧ポンプ１３用のレギュレータ１３ａに対しポンプ指令信号ｑｒｅｆ３が出力され、この指令信号ｑｒｅｆ３に応じて第３油圧ポンプ１３の傾転角すなわち吐出量が制御される。

一方で、ブーム目標圧算出器１１３及び旋回目標圧算出器１４３により算出された目標駆動圧ＰＢｍ２，ＰＳｗに基づき第２ブーム用圧力制御弁２７及び旋回モータ用圧力制御弁５６が制御される。また、ブーム目標流量算出器１１２及び旋回目標流量算出器１４２により算出された目標流量ＱＢｍ２，ＱＳｗに基づき、第２ブーム用方向制御弁２２及び旋回用方向制御弁５１の開口面積が、ブーム用方向制御弁制御量算出器１１４及び旋回用方向制御弁制御量算出器１４４により算出され、これに応じたスプール駆動信号が第２ブーム用方向制御弁２２及び旋回用方向制御弁５１に出力されて各スプールが動作し目標となる開口面積となるように制御される。

このように、ブーム、旋回複合操作においては、ブームシリンダ７の駆動には第２油圧ポンプ１２が使用され、旋回モータ５０の駆動には第３油圧ポンプ１３が使用され、第２ブーム用方向制御弁２２がスプール駆動制御部１１４からの駆動信号に応じて作動しブームシリンダ７へ圧油を供給し、また、旋回用方向制御弁５１がスプール駆動制御部１４４からの駆動信号に応じて作動し、旋回モータ５０へ圧油が供給される。なお、その他の方向制御弁はスプール中立位置を保持する。

以上説明したように、旋回及びブーム上げの複合動作時においては、ブーム用操作装置１１０及び旋回用旋回装置１４０からの操作信号Ｐｉに応じた量の圧油が第２油圧ポンプ１２及び第３油圧ポンプ１３から吐出され、この吐出された圧油が第２油圧ポンプ１２及び第３油圧ポンプ１３からブームシリンダ７及び旋回モータ５０に供給される間に、流量制御のためアクチュエータに実質的に供給されずにタンクに戻る、いわゆる余剰油による損失（ブリードオフ損失）や、１つの油圧ポンプから複数のアクチュエータに圧油を供給する際に分流弁等において生ずる圧損等に起因する損失（メータイン損失）がなく、エネルギ伝達効率の高い油圧ショベルの駆動が可能となる。

〔ブーム、アーム複合操作〕
次に、ブームとアームの複合操作について説明する。
オペレータが図３に示すブーム用操作装置１１０とアーム用操作装置１２０を操作すると、コントローラ１００にブーム及びアームの動作指令としての操作信号Ｐｉが入力される。コントローラ１００では、入力された操作信号Ｐｉ及び接続マップ１０２に記憶された情報に応じて、ブーム必要流量算出器１１１及びアーム必要流量算出器１２１が、それぞれブームシリンダ７及びアームシリンダ８への必要流量を算出する。

ブーム、アーム複合操作においては、図５に記載された接続マップ（ｂ）に示されるように、ブーム７の動作には第２油圧ポンプ１２が使用され、アーム８の動作には第１油圧ポンプ１１及び第３油圧ポンプ１３が使用される。なお、操作信号Ｐｉの大きさによってはブームシリンダ７への圧油が第１油圧ポンプ１１及び第３油圧ポンプ１３からも供給しなければならない状況やアームシリンダ８への圧油が第２油圧ポンプ１２からも供給しなければならない状況も起こり得るが、説明を簡単にするためにブームシリンダ７に対しては１個の油圧ポンプから、アームシリンダ８に対しては２個の油圧ポンプから供給される状況を前提に説明する。

コントローラ１００は、接続情報及び必要流量Ｑに基づき、図３に示すブーム目標流量算出器１１２及びアーム目標流量算出器１２２により、第２油圧ポンプ１２からブームシリンダ７へ供給すべき目標流量ＱＢｍ２と、第１油圧ポンプ１１からアームシリンダ８へ供給すべき目標流量ＱＡｍ１及び第３油圧ポンプ１３からアームシリンダ８へ供給すべき目標流量ＱＡｍ３が算出される。

そして、ブームシリンダ７への目標流量ＱＢｍ２及び図示しない速度センサによって検出されるブームシリンダ７の実際の速度、すなわち実速度から、図３に示すブーム目標圧算出器１１３によりブームシリンダ７の目標駆動圧ＰＢｍ２が算出され、該目標駆動圧ＰＢｍ２に基づき第２ポンプ目標吐出圧算出器１５２により第２油圧ポンプ１２の目標吐出圧Ｐ２が算出され、この目標吐出圧Ｐ２となるように第２油圧ポンプ１２用のレギュレータ１２ａに対しポンプ指令信号ｑｒｅｆ２が出力され、第２油圧ポンプ１２の傾転角が制御される。

また、アームシリンダ８の目標流量ＱＡｍ１，ＱＡｍ３及び図示しない速度センサによって検出されるアームシリンダ８の実際の速度、すなわち実速度から、図３に示すアーム目標圧算出器１２３によりアームシリンダ８の目標駆動圧ＰＡｍ１，ＰＡｍ３が算出され、該目標駆動圧ＰＡｍ１，ＰＡｍ３に基づき第１ポンプ目標圧算出器１５１及び第３ポンプ目標圧算出器１５３により第１油圧ポンプ１１及び第３油圧ポンプ１３の目標吐出圧Ｐ１，Ｐ３が算出され、この目標吐出圧Ｐ１，Ｐ３となるように第１油圧ポンプ１１及び第３油圧ポンプ１３用の各レギュレータ１１ａ，１３ａに対しポンプ指令信号ｑｒｅｆ１，ｑｒｅｆ３が出力され、第１油圧ポンプ１１及び第３油圧ポンプ１３の傾転角が制御される。

一方で、ブーム目標圧算出器１１３及びアーム目標圧算出器１２３により算出された目標駆動圧ＰＢｍ２，ＰＡｍ１，ＰＡｍ３に基づき第２ブーム用圧力制御弁２７、第２アーム用圧力制御弁３６、第３アーム用圧力制御弁３８が制御される。また、ブーム目標流量算出器１１２及びアーム目標流量算出器１２２により算出された目標流量ＱＢｍ２，ＱＡｍ１，ＱＡｍ３に基づき、第２ブーム用方向制御弁２２、第１アーム用方向制御弁３１及び第３アーム用方向制御弁３３の目標となる開口面積が各方向制御弁制御量算出器１１４，１２４によって算出され、これに応じたスプール駆動信号が出力される。

これにより、ブーム及びアームの複合動作時においても、ブーム用操作装置１１０、アーム用操作装置１２０からの操作信号Ｐｉに応じた量の圧油が第１油圧ポンプ１１、第２油圧ポンプ１２、第３油圧ポンプ１３からブームシリンダ７及びアームシリンダ８に供給される間に、流量制御のためアクチュエータに実質的に供給されずにタンクに戻る、いわゆる余剰油による損失（ブリードオフ損失）や、１つのポンプから複数のアクチュエータに圧油を供給する際に起こる圧油の分流による損失（メータイン損失）がなく、エネルギ伝達効率の高い油圧ショベルの駆動が可能となる。

〔ブーム、アーム、バケット複合操作〕
次に、ブーム、アーム、バケットの複合操作について説明する。
オペレータが図３に示すブーム用操作装置１１０とアーム用操作装置１２０とバケット用操作装置１３０とを操作すると、コントローラ１００にブーム動作、アーム動作及びバケット動作としての操作信号Ｐｉが入力され、コントローラ１００では、入力された操作量信号Ｐｉ及び接続マップ１０２に記憶された情報に応じて、ブーム必要流量算出器１１１、アーム必要流量算出器１２１及びバケット必要流量算出器１３１がブームシリンダ７、アームシリンダ８、バケットシリンダ９への必要流量Qを算出する。

ブーム、アーム、バケット複合操作においては、図５に記載された接続マップ（ｃ）に示されるように、ブームシリンダ７の駆動には第２油圧ポンプ１２が使用され、バケットシリンダ９の駆動には第１油圧ポンプ１１が使用され、アームシリンダ８の駆動には第３油圧ポンプ１３が優先的に使用され、流量が不足する場合には第１油圧ポンプ１１がバケットシリンダ９の駆動と併用して用いられるが、本説明では第３油圧ポンプ１３単独での使用を対象に説明する。コントローラ１００は、接続情報及び必要流量Ｑに基づき、ブーム目標流量算出器１１２及びアーム目標流量算出器１２２、バケット目標流量算出器１３２により、第２油圧ポンプ１２からブームシリンダ７へ供給すべき目標流量ＱＢｍ２、第３油圧ポンプ１３からアームシリンダ８へ供給すべき目標流量ＱＡｍ３、第１油圧ポンプ１１からバケットシリンダ９へ供給すべき目標流量ＱＢｋが算出される。

そして、ブームシリンダ７への目標流量ＱＢｍ２及び図示しない速度センサによって検出されるブームシリンダ７の実際の速度、すなわち実速度から、図３に示すブーム目標圧算出器１１３によりブームシリンダ７の目標駆動圧ＰＢｍ２が算出され、該目標駆動圧ＰＢｍ２に基づき第２ポンプ目標圧算出器１５２により第２油圧ポンプ１２の目標吐出圧Ｐ２が算出され、この目標吐出圧Ｐ２となるように第２油圧ポンプ１２用のレギュレータ１２ａに対しポンプ指令信号ｑｒｅｆ２出力され、第２油圧ポンプ１２の傾転角が制御される。

また、アームシリンダ８への目標流量ＱＡｍ３及び図示しない速度センサによって検出されるアームシリンダ８の実際の速度、すなわち実速度から、図３に示すアーム目標圧算出器１２３によりアームシリンダ８の目標駆動圧ＰＡｍ３が算出され、該目標駆動圧ＰＡｍ３に基づき第３ポンプ目標圧算出器１５３により第３油圧ポンプ１３の目標吐出圧Ｐ３が算出され、この目標吐出圧Ｐ３となるように第３油圧ポンプ１３用のレギュレータ１３ａに対しポンプ指令信号ｑｒｅｆ３が出力され、第３油圧ポンプ１３の傾転角が制御される。

また、バケットシリンダ９への目標流量ＱＢｋ及び図示しない速度センサによって検出されるバケットシリンダ９の実際の速度、すなわち実速度から、図３に示すバケット目標圧算出器１３３によりバケットシリンダ９の目標駆動圧ＰＢｋが算出され、該目標駆動圧ＰＢｋに基づき第１ポンプ目標圧算出器１５１により第１油圧ポンプ１１の目標吐出圧Ｐ１が算出され、この目標吐出圧P1となるように第１油圧ポンプ１１用のレギュレータ１１ａに対しポンプ指令信号ｑｒｅｆ１が出力され、第１油圧ポンプ１１の傾転角が制御される。

一方で、ブーム目標圧算出器１１３、アーム目標圧算出器１２３、バケット目標圧算出器１３３により算出された目標駆動圧ＰＢｍ２，ＰＡｍ３，ＰＢｋに基づき、第２ブーム用圧力制御弁２７、第３アーム用圧力制御弁３８、バケット用圧力制御弁４６が制御される。また、ブーム目標流量算出器１１２、アーム目標流量算出器１２２及びバケット目標流量算出器１３２より算出された目標流量ＱＢｍ２，ＱＡｍ３，ＱＢｋに基づき、第２ブーム用方向制御弁２２、第３アーム用方向制御弁３３及びバケット用方向制御弁４１の目標となる開口面積が、ブーム用方向制御弁制御量算出器１１４、アーム用方向制御弁制御量算出器１２４及びバケット用方向制御弁制御量算出器１３４により算出され、第２ブーム用方向制御弁２２、第３アーム用方向制御弁３３及びバケット用方向制御弁４１に対してスプール駆動信号が出力されて目標となる開口面積となるように制御される。

以上説明したように、ブーム、アーム及びバケットの複合動作時においても、各操作装置１１０，１２０，１３０からの操作信号Ｐｉに応じた圧油が第１油圧ポンプ１１、第２油圧ポンプ１２、第３油圧ポンプ１３から吐出され、この吐出された圧油がそれぞれバケットシリンダ９、ブームシリンダ７、アームシリンダ８に供給される間に、流量制御のためアクチュエータに実質的に供給されずにタンクに戻る、いわゆる余剰油による損失（ブリードオフ損失）や、１つのポンプから複数のアクチュエータに圧油を供給する際に起こる圧油の分流による損失（メータイン損失）がなく、エネルギ伝達効率の高い油圧ショベルの駆動が可能となる。

〔ブーム、アーム、バケット、旋回複合操作〕
次に、ブーム、アーム、バケット、旋回複合操作について説明する。
オペレータがブーム用操作装置１１０、アーム用操作装置１２０、バケット用操作装置１３０及び旋回用操作装置１４０を操作すると、コントローラ１００にはブーム、アーム、バケット及び旋回の動作指令としての操作信号Ｐｉが入力される。

コントローラ１００では、入力された操作量信号Ｐｉ及び接続マップ１０２に記憶された情報に応じて、ブーム必要流量算出器１１１、アーム必要流量算出器１２１、バケット必要流量算出器１３１及び旋回必要流量算出器１４１がブームシリンダ７、アームシリンダ８、バケットシリンダ９、旋回モータ５０への必要流量Ｑを算出する。

ブーム、アーム、バケット、旋回複合操作においては、図５に記載された接続マップ（ｄ）に示されるように、ブームの駆動には第２油圧ポンプ１２が使用され、アームの駆動には第３油圧ポンプ１３が使用され、バケットの駆動には第１油圧ポンプ１１が使用され、旋回の駆動には第３油圧ポンプ１３が使用される。なお、ブームシリンダ７の駆動に対し、第２油圧ポンプ１２から吐出される流量で不足する場合には、第２油圧ポンプ１２に加え第１油圧ポンプ１１が選択され、さらに、不足する場合には第３油圧ポンプ１３も選択される。また、アームシリンダ８の駆動に関しても第３油圧ポンプ１３からの流量が不足する場合には、第３油圧ポンプ１３に加え、第１油圧ポンプ１１、第２油圧ポンプ１２の順に選択される。但し、本説明では、ブームシリンダ７の駆動については第２油圧ポンプ１２のみ、アームシリンダ８の駆動については第３油圧ポンプ１３のみで流量が満足できるケースについて説明する。

コントローラ１００は、接続情報及び必要流量Ｑに基づき、ブーム目標流量算出器１１２、アーム流量目標算出器１２２、バケット目標流量算出器１３２、旋回目標流量算出器１４２により、第２油圧ポンプ１２からブームシリンダ７へ供給すべき流量ＱＢｍ２、第３油圧ポンプ１３からアームシリンダ８へ供給すべき流量ＱＡｍ３、第１油圧ポンプ１１からバケットシリンダ９へ供給すべき流量ＱＢｋ、第３油圧ポンプ１３から旋回モータ５０へ供給すべき流量ＱＳｗを算出する。

そして、ブームシリンダ７への目標流量ＱＢｍ２及び図示しない速度センサによって検出されるブームシリンダ７の実際の速度、すなわち実速度から、図３に示すブーム目標圧算出器１１３によりブームシリンダ７の目標駆動圧ＰＢｍ２が算出され、該目標駆動圧ＰＢｍ２に基づき第２ポンプ目標圧算出器１５２により第２油圧ポンプ１２の目標吐出圧Ｐ２が算出され、この目標吐出圧Ｐ２となるように第２油圧ポンプ１２用のレギュレータ１２ａに対しポンプ指令信号ｑｒｅｆ２が出力され、第２油圧ポンプ１２の傾転角が制御される。

また、アームシリンダ８及び旋回モータ５０へのそれぞれの目標流量ＱＡｍ３，ＱＳｗ及び図示しない速度センサによって検出されるアームシリンダ８及び旋回モータ５０の実際の速度、すなわち実速度から、図３に示すアーム目標圧算出器１２３及び旋回目標圧算出器１４３によりアームシリンダ８及び旋回モータ５０のそれぞれの目標駆動圧ＰＡｍ３，ＰＳｗが算出され、該目標駆動圧ＰＡｍ３，ＰＳｗに基づき第３ポンプ目標圧算出器１５３により第３油圧ポンプ１３の目標吐出圧Ｐ３が算出され、この目標吐出圧Ｐ３となるように第３油圧ポンプ１３用のレギュレータ１３ａに対しポンプ指令信号ｑｒｅｆ３出力され、第３油圧ポンプ１３の傾転角が制御される。

さらに、バケットシリンダ９への目標流量ＱＢｋ及び図示しない速度センサによって検出されるバケットシリンダ９の実際の速度、すなわち実速度から、図３に示すバケット目標圧算出器１３３によりバケットシリンダ９の目標駆動圧ＰＢｋが算出され、該目標駆動圧ＰＢｋに基づき第１ポンプ目標圧算出器１５１により第１油圧ポンプ１１の目標吐出圧Ｐ１が算出され、この目標吐出圧Ｐ１となるように第１油圧ポンプ１１用のレギュレータ１１ａに対しポンプ指令信号ｑｒｅｆ１出力され、第１油圧ポンプ１１の傾転角が制御される。

一方で、ブーム目標圧算出器１１３、アーム目標圧算出器１２３、バケット目標圧算出器１３３及び旋回目標圧算出器１４３により算出された目標駆動圧ＰＢｍ２，ＰＡｍ３，ＰＢｋ,ＰＳｗに基づき第２ブーム用圧力制御弁２７、第３アーム用圧力制御弁３８、バケット用圧力制御弁４６、旋回モータ用圧力制御弁５６が制御される。

また、ブーム目標流量算出器１１２、アーム目標流量算出器１２２、バケット目標流量算出器１３２及び旋回目標流量算出器１４２により算出された目標流量ＱＢｍ２，ＱＡｍ３，ＱＢｋ，ＱＳｗに基づき、第２ブーム用方向制御弁２２、第３アーム用方向制御弁３３、バケット用方向制御弁４１及び旋回用方向制御弁５１の目標となる開口面積が、ブーム用方向制御弁制御量算出器１１４、アーム用方向制御弁制御量算出器１２４、バケット用方向制御弁制御量算出器１３４及び旋回用方向制御弁制御量算出器１４４により算出され、第２ブーム用方向制御弁２２、第３アーム用方向制御弁３３、バケット用方向制御弁４１及び旋回用方向制御弁５１に対しスプール駆動信号が出力されて、目標となる開口面積となるように制御される。

ここで、ブーム、アーム、バケット、旋回複合操作においては、第３油圧ポンプ１３は、旋回の駆動及びアームの駆動に使用されているため、アームシリンダ８及び旋回モータ５０のそれぞれに対する第３油圧ポンプ１３からの目標流量ＱＡｍ３，ＱＳｗは、アーム用操作装置１２０及び旋回用操作装置１４０の操作量に基づき第３油圧ポンプ１３の目標流量を按分して算出される。また、第３油圧ポンプ１３の目標吐出圧Ｐ３を第３ポンプ目標圧算出器１５３で算出する場合、アーム目標圧算出器１２３により差出された目標駆動圧ＰＡｍ３と、旋回目標圧算出器１４３により算出された目標駆動圧ＰＳｗのうちの大きい方を選択し、目標吐出圧Ｐ３として決定される。

以上説明したように、ブーム、アーム、バケット及び旋回の複合動作を行う場合、すなわちポンプ数よりも多い数のアクチュエータを駆動する場合においては、それぞれの油圧ポンプの吐出流量及び各アクチュエータに対する必要な供給流量を勘案し、特定のアクチュエータについては１つのポンプからの圧油を集中して供給するようにし、また他の複数のアクチュエータについては１つのポンプから必要流量を提供するようにポンプとアクチュエータとの接続関係を設定したため、必要な油量だけの圧油をポンプから吐出し、各アクチュエータに供給される間に、流量制御のためアクチュエータに実質的に供給されずにタンクに戻る、いわゆる余剰油による損失（ブリードオフ損失）や、１つのポンプから複数のアクチュエータに圧油を供給する際に起こる圧油の分流による損失（メータイン損失）がなく、エネルギ伝達効率の高い油圧ショベルの駆動が可能となる。

[第２実施形態]
図６は、本発明の第２実施形態に係る油圧制御装置の動作に関する、コントローラ１００Ａにおける処理手順を示す図である。図６において、目標流量演算部１８０は、図３のブーム目標流量算出器１１２、アーム目標流量算出器１２２、バケット目標流量算出器１３２、旋回目標流量算出器１４２に対応する。ポンプ制御部は、図３に示す目標圧算出器１１３，１２３，１３３，１４３とポンプ目標圧算出器１５１，１５２，１５３をまとめたもの、方向制御弁制御部１９１は図３に示す方向制御弁制御量算出器（スプール制御）１１４，１２４，１３４，１４４をまとめたもの、圧力制御弁制御部１９２は図３に示す目標圧算出器１１３，１２３，１３３，１４３に相当するものである。本発明による第２実施形態を構成するコントローラ１００Ａには、ブーム用操作装置１１０、アーム用操作装置１２０、バケット用操作装置１３０、旋回用操作装置１４０の信号と、各ポンプとアクチュエータとの接続関係を切り替えるモード切替スイッチ１９０からのモード切替信号が入力される。

コントローラ１００Ａでは、各アクチュエータの駆動において、優先的に使用されるポンプの情報が接続マップ１８２として記憶されており、入力された操作装置からの操作信号Ｐｉ及び接続マップ１８２に記憶された接続が目標流量算出部１８０に入力され、目標流量算出部１８０は各油圧ポンプのポンプ目標流量を出力する。このポンプ目標流量に基づき、前述した第１の実施形態で説明した処理がポンプ制御部１９０、方向制御弁制御部１９１、圧力制御弁制御部１９２で行われ、各油圧ポンプ１１，１２，１３の傾転角、対応する各方向制御弁の開口面積、及び、各圧力制御弁がそれぞれ制御される、

この第２の実施形態では、コントローラ１００Ａがモード切替スイッチ１９０からのモード切替信号を入力し、各油圧ポンプと各アクチュエータとの接続関係を接続マップ１８２に示すＡからＢのいずれか選択する。その他の構成は、実施形態１におけるものと同様である。

油圧ショベルは様々な作業で使用され、作業によってアクチュエータに必要とされる圧油の流量、圧力が異なる。また、作業ごとにアタッチメントを変更することも行われ、このような場合、アタッチメントごとの重量、動作の違いなどから必要な油の流量、圧力が異なる。本発明の第２実施形態では、接続マップ１８２のＡ、Ｂに示すように、作業内容や使用するアタッチメントの種類に応じた接続関係のマップを作成し、油圧ショベルの行う作業に応じて選択的に複数の接続マップを切り替えることができ、第１実施形態と同様の効果に加え、各アクチュエータに対し目標流量を確実に供給することができ、操作性に優れた作業機械の油圧制御装置を提供することができる。

例えば、バケットシリンダ９に接続されるバケット６に変えて、一般にグラップルと呼ばれるアタッチメントを使用する場合、グラップルはバケット６と違い、掴み動作、回転動作が行える構造になっているため、本発明の第１実施形態と比較してアクチュエータが１つ増加することになる。このとき、モード切替スイッチ１９０を操作しポンプとアクチュエータとの接続関係を接続マップ１８２のＡから、アクチュエータを１つ増加させた接続マップ１８２のＢに切り替えることで、アタッチメントをグラップルに変更した場合においても、操作信号Ｐｉに応じた目標流量が各油圧ポンプ１１，１２，１３から吐出され、前述したブリードオフ損失やメータイン損失を抑制できる。

なお、第２実施の形態では、作業内容やアタッチメントの種類を入力するためにモード切替スイッチ１９０を設けたが、例えば操作パネル上に作業内容やアタッチメントの種類を表示し、所謂タッチパネルによって選択してコントローラ１００Ａに入力するようにしても良い。

[第３実施形態]
図７は、本発明の第３実施形態に係る油圧制御装置の動作に関するコントローラ１００Ｂにおける処理手順を示す図である。図７において、目標流量演算部１８０Ｂは、図３のブーム目標流量算出器１１２、アーム目標流量算出器１２２、バケット目標流量算出器１３２、旋回目標流量算出器１４２に対応する。

本発明の第３実施形態を構成するコントローラ１００Ｂには、ブーム用操作装置１１０、アーム用操作装置１２０、バケット用操作装置１３０、旋回用操作装置１４０、走行用操作装置１５０等の操作装置の中でどの操作装置が操作されたか、すなわち操作の組合せに応じたポンプとアクチュエータとの接続関係が接続マップ１８３に複数記憶されており、入力された操作装置の信号の種類と信号量Ｐｉ及び接続マップ１８３の情報をもとに、ポンプとアクチュエータとの接続関係が選択される。それ以外は前述した第２の実施形態と同一となっている。

この第３の実施形態では、例えば、油圧ショベルにおいて、走行用操作装置１５０が入力され、不図示の走行モータによって走行動作する場合、ブーム、アーム、バケット等のフロント作業機を同時に動かすことは少ない。そのため、走行用操作装置１５０からの操作信号Ｐｉが入力された場合、接続パップ１８３のＤに示すようにブーム、アームバケットに優先して走行モータ（ＴＲ−Ｒ，ＴＲ−Ｌ）に第１油圧ポンプ１１が選択されるようになっている。

上述したように走行とフロント作業機との複合操作が行われることは少ないが、例えば、走行とバケットとの複合操作が指示され、接続マップ１８３のＤにしたがって第１油圧ポンプ１１から走行モータ及びバケットシリンダ９へ圧油が供給される場合であっても、バケットシリンダ９は他のブームシリンダ７やアームシリンダ８に比べ最大必要流量は小さいため、第１油圧ポンプ１１の吐出流量が不足しても極端に減速することはない。また、走行とブーム又はアームとの複合動作が指示された場合には、走行は第１油圧ポンプ１１から、ブームは第２油圧ポンプ１２から、アームは第３油圧ポンプ１３が選択されるため、操作信号Ｐｉに応じたポンプ吐出流量を確実に確保することができる。したがって、前述した第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、図７の走行用操作装置１５０の信号に代えて、図８に示すように、走行モータの圧力を検出し、検出された走行モータ圧力をコントローラ１００Ｃに入力し、走行モータに入る油の圧力が閾値を超えると走行モータが動作したと判断し、接続マップ１８３を例えばＣからＤに変更するようにしても良い。

[第４実施形態]
図９は、本発明の第４実施形態に係る油圧制御装置の動作に関するコントローラ１００Ｄにおける処理を示す図である。本発明の第４実施形態を構成するコントローラ１００Ｄには、ブーム用操作装置１１０、アーム用操作装置１２０、バケット用操作装置１３０、旋回用操作装置１４０の信号と、ブームシリンダ７、アームシリンダ８、バケットシリンダ９、旋回モータ５０の負荷圧力信号が入力されるようになっている。

そして、一つの油圧ポンプで複数のアクチュエータを駆動する必要が生じた場合、すなわち油圧ポンプの油を分流する必要が生じた場合は、各アクチュエータの負荷圧力を比較し、圧力の値が近いアクチュエータに対して１つの油圧ポンプからの吐出油を分流して供給するよう、使用する接続マップ１８５を変更する。その他の構成は、第１、第２、第３の実施形態と同一である。

この第４の実施形態では、例えば図９に示すように、アーム、ブーム、バケット複合操作からアーム、ブーム、バケット、旋回複合操作に移行した場合、接続マップ１８５より、バケットシリンダ９と第１油圧ポンプ１１との接続、旋回モータ５０と第３油圧ポンプ１３との接続は一義的に決まる。また、第２油圧ポンプ１２に対してはブームシリンダ７の優先順位が一番であり第２油圧ポンプ１２とブームシリンダ７との接続関係も決定される。一方、アームシリンダ８については、各アクチュエータの負荷圧力の中から最も圧力の近いアクチュエータと組合せる。

例えば、アームシリンダ８と旋回モータ５０の圧力が最も近ければ、アームシリンダ８に対しては第３油圧ポンプ１３が選択されるが、ブームシリンダ７とアームシリンダ８の圧力が最も近ければ、図９に示すように第２油圧ポンプ１２が選択される。このようにすることで、圧力の最も近いアクチュエータ同士が同じ油圧ポンプから吐出された圧油によって駆動するので、ポンプ吐出圧とアクチュエータ圧との圧力差に起因する方向制御弁又は圧力制御弁での圧力損失や、方向制御弁スプール動作時のショックを抑えることができる。

なお、アクチュエータの圧力は、アクチュエータに圧油を供給する油路にそれぞれ設けた図示しない圧力計で計測した実際の負荷圧力であっても良いし、コントローラ１００Ｄで算出された目標駆動圧であっても良い。

[第５実施形態]
図１０は、本発明の第５実施形態に係る油圧制御装置の動作に関するコントローラ１００Ｅにおける処理を示す図である。図１０に示すように、コントローラ１００Ｅには、ブーム用操作装置１１０、アーム用操作装置１２０、バケット用操作装置１３０、旋回用操作装置１４０の信号と、各アクチュエータの負荷圧力及び各アクチュエータへの供給流量に関する情報が入力されるようになっている。

そして、一つの油圧ポンプで複数のアクチュエータを駆動する、すなわち油圧ポンプの吐出油を分流する必要が生じた場合は、各アクチュエータに供給されている流量を比較し、単一ポンプが出し得る流量を超えないアクチュエータの組合せを決定する。そのアクチュエータの組合せの中で、アクチュエータの負荷圧力を比較し、最も負荷圧力が近い２つのアクチュエータに対し同一の油圧ポンプからの吐出油を供給するように接続マップ１８６にて決定する。なお、接続関係が変更された場合、目標流量算出部１８０Eでは当該変更された接続関係に基づき、ポンプの目標流量を算出する。

この第５の実施形態では、例えばアーム、ブーム、バケット複合操作からアーム、ブーム、バケット、旋回複合操作に移行した場合、接続マップ１８６の情報により、第４の実施形態同様にバケットシリンダ９と第１油圧ポンプ１１、旋回モータ５０と第３油圧ポンプ１３、ブームシリンダ７と第２油圧ポンプ１２の組合せが決まる。

アームシリンダ８については、各アクチュエータへの供給流量の中から、単一ポンプが出し得る流量を超えないアクチュエータの組合せを決める。そして、そのアクチュエータの組み合わせの中から、各アクチュエータの負荷圧力を比較し、最も負荷圧力の近い２つのアクチュエータの組合せを選び、その組合せでアームシリンダ８と接続する油圧ポンプを決定する。例えば、アームシリンダ８と旋回モータ５０の合計流量が第３油圧ポンプ１３が出し得る流量を超えず、負荷圧力が最も近ければ、アームシリンダ８に対しては接続マップ１８６のＥに示すように第３油圧ポンプ１３が選択される。

一方、アームシリンダ８と旋回モータ５０の合計流量が第３油圧ポンプ１３が出し得る流量を超えてしまう場合、他のアクチュエータが選択される。アームシリンダ８とバケットシリンダ９の合計流量が第１油圧ポンプ１１が出し得る流量を超えず、両者の負荷圧力が最も近ければ、図１０の接続マップ１８６のＦに示すように、アームシリンダ８に対しては第１油圧ポンプ１１が選択される。

以上説明したようにこの第５の実施形態によれば、油圧ポンプの出し得る流量内で各アクチュエータに対し必要流量を供給することができ、また、１つの油圧ポンプからは負荷圧力の最も近い２つのアクチュエータに対し圧油を供給することで、第４の実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、アクチュエータの流量は、図示しないアクチュエータに油を供給する油路にそれぞれ設けた流量計で計測した実際の流量や、アクチュエータ速度または変位から算出した推定の流量、又は、コントローラ１００E内の目標流量算出部の算出した目標流量の値のいずれかで構成される。

以上詳述したように本発明による作業機械の油圧制御装置では、フロント作業機、旋回、走行等の駆動に際し、操作信号に応じた流量の圧油が各油圧ポンプから吐出され、この圧油が各アクチュエータに供給される油圧回路上において、アクチュエータに供給されることなくタンクに戻される、所謂ブリードオフ損失や、１つの油圧ポンプから複数のアクチュエータに圧油を分流して供給する際に生ずるメータイン損失がなく、エネルギ伝達効率の高い油圧作業機械の駆動が可能となる。また、動作させるアクチュエータの種類や組合せ、作業内容、さらに使用するアタッチメントが変更されても、操作性を確保しつつ低燃費を実現することができる。

１１ 第１ポンプ（油圧ポンプ）、１２ 第２ポンプ（油圧ポンプ）、１３ 第３ポンプ（油圧ポンプ）、２１ 第１ブーム用方向制御弁、２２ 第２ブーム用方向制御弁、２３ 第３ブーム用方向制御弁、２６ 第１ブーム用圧力制御弁、２７ 第２ブーム用圧力制御弁、２８ 第３ブーム用圧力制御弁、３１ 第１アーム用方向制御弁、３２ 第２アーム用方向制御弁、３３ 第３アーム用方向制御弁、３６ 第２アーム用圧力制御弁、３７ 第１アーム用圧力制御弁、３８ 第３アーム用圧力制御弁、４１ バケット用方向制御弁、４６ バケット用圧力制御弁、５１ 旋回モータ用方向制御弁、５６ 旋回モータ用圧力制御弁、１００ コントローラ、１１０ ブーム用操作装置、１１１ ブーム必要流量算出器、１１２ ブーム目標流量算出器、１１３ ブーム目標圧算出器、１１４ ブーム用方向制御弁制御量算出器、１２０ アーム用操作装置、１２１ アーム必要流量算出器、１２２ アーム目標流量算出器、１２３ アーム目標圧算出器、１２４ アーム用方向制御弁制御量算出器、１３０ バケット用操作装置、１３１ バケット必要流量算出器、１３２ バケット目標流量算出器、１３３ バケット目標圧算出器、１３４ バケット用方向制御弁制御量算出器、１４０ 旋回用操作装置、１４１ 旋回必要流量算出器、１４２ 旋回目標流量算出器、１４３ 旋回目標圧算出器、１４４ 旋回用方向制御弁制御量算出器、１５０ 走行用操作装置、１５１ 第１ポンプ目標圧算出器、１５２ 第２ポンプ目標圧算出器、１５３ 第３ポンプ目標圧算出器、１８０ 目標流量算出部、１９０ モード切替スイッチ、１８２，１８３，１８５，１８６ 接続マップ

Claims (4)

1. 原動機と、
   前記原動機により駆動される複数の油圧ポンプと、
   前記複数の油圧ポンプのそれぞれに複数並列に接続され、前記油圧ポンプから吐出された圧油を前記複数のアクチュエータのうち所定のアクチュエータへと導く複数の方向制御弁と、
   前記複数の油圧ポンプから吐出され、前記複数の方向制御弁によって導かれる圧油によって駆動する複数のアクチュエータと、
   前記複数のアクチュエータによってそれぞれ動作する複数の作業部材と、
   前記複数のアクチュエータを駆動するためにオペレータが操作し、この操作量に応じた操作信号を出力する複数の操作装置と、
   前記複数の操作装置からの操作信号を入力し、この複数の操作信号に基づき前記複数の油圧ポンプに対するポンプ制御信号と前記複数の方向制御弁に対する弁駆動信号を算出し、前記ポンプ制御信号を前記複数の油圧ポンプに対し出力するとともに、前記弁駆動信号を前記複数の方向制御弁に対し出力する制御装置とを備えた作業機械の油圧制御装置において、
   前記制御装置が、
   前記複数の油圧ポンプが吐出した圧油を前記複数のアクチュエータへ供給することに関する優先順位をマップとして格納した記憶部を有し、前記複数の操作装置から入力した操作信号と前記記憶部に格納したマップとを対応させて、前記複数の油圧ポンプそれぞれが吐出した圧油を前記複数のアクチュエータのうちどのアクチュエータに対し供給するかを決定することを特徴とする作業機械の油圧制御装置。
2. 請求項１記載の作業機械の油圧制御装置において、
   前記優先順位が、
   前記複数の油圧ポンプのそれぞれが前記複数のアクチュエータに対しいずれのアクチュエータへ吐出した圧油を優先的に供給すべきかを順位付けした第１優先順位と、
   前記アクチュエータに対する第１優先順位が等しいときに当該アクチュエータがいずれの油圧ポンプから優先的に圧油の供給を受けるかを順位付けした第２優先順位の２種類であることを特徴とする作業機械の油圧制御装置。
3. 請求項２記載の作業機械の油圧制御装置において、
   前記作業機械が少なくともブーム、アーム、アタッチメントからなるフロント部材と、旋回体とを備えた油圧ショベルであり、
   前記アタッチメント及び旋回体を駆動するアクチュエータには特定の１つの前記油圧ポンプからのみ優先的に圧油の供給が行われるように当該特定の油圧ポンプの前記第１優先順位が１番に設定され、
   前記ブーム及びアームを駆動するアクチュエータには、前記特定の油圧ポンプに対する前記第１優先順位が前記アタッチメント及び前記旋回体よりも下位に設定され、かつ、前記第２優先順位が設定されることを特徴とする作業機械の油圧制御装置。
4. 請求項１記載の作業機械の油圧制御装置において、
   複数の作業内容又は使用するアタッチメントの種類を前記制御装置へ入力するモード切替装置を設け、
   前記作業内容又は使用するアタッチメントに対応するように前記複数の油圧ポンプと前記複数のアクチュエータ間の優先順位に関する複数のマップを前記記憶部に格納し、
   前記制御装置が前記モード切替装置からの信号に基づき、前記複数のマップの中から対応するマップを選択することを特徴とする作業機械の油圧制御装置。