WO2018164263A1 - ショベル - Google Patents

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WO2018164263A1
WO2018164263A1 PCT/JP2018/009218 JP2018009218W WO2018164263A1 WO 2018164263 A1 WO2018164263 A1 WO 2018164263A1 JP 2018009218 W JP2018009218 W JP 2018009218W WO 2018164263 A1 WO2018164263 A1 WO 2018164263A1
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pressure
hydraulic oil
hydraulic
pulsation
valve
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PCT/JP2018/009218
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三崎　陽二
Original Assignee
住友建機株式会社
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Definitions

  • the present disclosure relates to an excavator including a hydraulic actuator driven by hydraulic oil discharged from a hydraulic pump.
  • This excavator increases the bleed-off as the work radius of the work attachment decreases, thereby suppressing the turning acceleration force of the upper swing body when the work radius of the work attachment is small.
  • the above-described excavator only controls bleed-off with the cut valve in order to stabilize the turning operability, and using the cut valve to suppress the pulsation of the hydraulic oil pressure in the hydraulic circuit is not possible. Absent. Therefore, the pulsation of the hydraulic oil pressure in the hydraulic circuit cannot be suppressed.
  • An excavator includes a lower traveling body, an upper revolving body that is turnably mounted on the lower traveling body, a hydraulic pump that is mounted on the upper revolving body, and an operation that is discharged by the hydraulic pump.
  • a hydraulic actuator driven by oil a bleed valve for controlling a flow rate of hydraulic oil flowing through the hydraulic oil tank without passing through the hydraulic actuator among hydraulic oil discharged from the hydraulic pump, and the hydraulic pressure from the hydraulic pump
  • a control device that controls the opening area of the bleed valve in accordance with the magnitude of pulsation in the pressure of hydraulic fluid supplied to the actuator.
  • the above-described means can provide an excavator capable of suppressing hydraulic oil pressure pulsation in the hydraulic circuit.
  • FIG. 1 is a side view of an excavator (excavator) according to an embodiment of the present invention.
  • An upper swing body 3 is mounted on the lower traveling body 1 of the excavator via a swing mechanism 2 so as to be capable of swinging.
  • a boom 4 is attached to the upper swing body 3.
  • An arm 5 is attached to the tip of the boom 4, and a bucket 6 as an end attachment is attached to the tip of the arm 5.
  • the boom 4, the arm 5, and the bucket 6 constitute a drilling attachment as an example of the attachment, and are hydraulically driven by the boom cylinder 7, the arm cylinder 8, and the bucket cylinder 9, respectively.
  • a boom angle sensor S1 is attached to the boom 4
  • an arm angle sensor S2 is attached to the arm 5
  • a bucket angle sensor S3 is attached to the bucket 6.
  • the boom angle sensor S1 detects the rotation angle of the boom 4.
  • the boom angle sensor S1 is an acceleration sensor and can detect the rotation angle of the boom 4 with respect to the upper swing body 3 (hereinafter referred to as “boom angle ⁇ ”).
  • the boom angle ⁇ is, for example, zero degrees when the boom 4 is lowered most, and increases as the boom 4 is raised.
  • the arm angle sensor S2 detects the rotation angle of the arm 5.
  • the arm angle sensor S2 is an acceleration sensor, and can detect the rotation angle of the arm 5 with respect to the boom 4 (hereinafter referred to as “arm angle ⁇ ”).
  • the arm angle ⁇ is, for example, zero degrees when the arm 5 is most closed, and increases as the arm 5 is opened.
  • the bucket angle sensor S3 detects the rotation angle of the bucket 6.
  • the bucket angle sensor S3 is an acceleration sensor and can detect the rotation angle of the bucket 6 with respect to the arm 5 (hereinafter referred to as “bucket angle ⁇ ”).
  • the bucket angle ⁇ becomes zero degrees when the bucket 6 is most closed, and increases as the bucket 6 is opened.
  • the boom angle sensor S1, the arm angle sensor S2, and the bucket angle sensor S3 respectively detect a potentiometer using a variable resistor, a stroke sensor that detects a stroke amount of a corresponding hydraulic cylinder, and a rotation angle around a connecting pin. It may be a rotary encoder, a gyro sensor, a combination of an acceleration sensor and a gyro sensor, or the like.
  • Boom rod pressure sensor S7R and boom bottom pressure sensor S7B are attached to boom cylinder 7.
  • An arm rod pressure sensor S8R and an arm bottom pressure sensor S8B are attached to the arm cylinder 8.
  • a bucket rod pressure sensor S9R and a bucket bottom pressure sensor S9B are attached to the bucket cylinder 9.
  • the boom rod pressure sensor S7R detects the pressure in the rod side oil chamber of the boom cylinder 7 (hereinafter referred to as “boom rod pressure”), and the boom bottom pressure sensor S7B is the pressure in the bottom side oil chamber of the boom cylinder 7 (hereinafter referred to as “boom rod pressure”). , “Boom bottom pressure”).
  • the arm rod pressure sensor S8R detects the pressure in the rod side oil chamber of the arm cylinder 8 (hereinafter referred to as “arm rod pressure”), and the arm bottom pressure sensor S8B detects the pressure in the bottom side oil chamber of the arm cylinder 8 (hereinafter referred to as “arm rod pressure”). , “Arm bottom pressure”).
  • the bucket rod pressure sensor S9R detects the pressure in the rod side oil chamber of the bucket cylinder 9 (hereinafter referred to as “bucket rod pressure”), and the bucket bottom pressure sensor S9B detects the pressure in the bottom side oil chamber of the bucket cylinder 9 (hereinafter referred to as “bucket rod pressure”). , “Bucket bottom pressure”).
  • the upper swing body 3 is provided with a cabin 10 as a cab and a power source such as an engine 11 is mounted.
  • the upper swing body 3 is provided with a body tilt sensor S4, a swing angular velocity sensor S5, and a camera S6.
  • the body tilt sensor S4 detects the tilt of the upper swing body 3 with respect to the horizontal plane.
  • the body tilt sensor S4 is an acceleration sensor that detects the tilt angles of the upper swing body 3 around the front and rear axes and the left and right axes.
  • the front and rear axes and the left and right axes of the upper swing body 3 are, for example, orthogonal to each other and pass through a shovel center point that is one point on the shovel pivot axis.
  • the turning angular velocity sensor S5 detects the turning angular velocity of the upper turning body 3.
  • it is a gyro sensor.
  • a resolver, a rotary encoder, or the like may be used.
  • Camera S6 acquires an image around the excavator.
  • the camera S6 includes a front camera attached to the upper swing body 3.
  • the front camera is a stereo camera that images the front of the shovel, and is attached to the roof of the cabin 10, that is, outside the cabin 10. You may attach to the ceiling of the cabin 10, ie, the inside of the cabin 10. As shown in FIG.
  • the front camera can image the excavation attachment.
  • the front camera may be a monocular camera.
  • the controller 30 is installed in the cabin 10.
  • the controller 30 functions as a main control unit that performs drive control of the shovel.
  • the controller 30 is configured by a computer including a CPU, a RAM, a ROM, and the like.
  • the various functions of the controller 30 are realized by the CPU executing a program stored in the ROM, for example.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of the drive system of the excavator in FIG. 1, and a mechanical power transmission line, a hydraulic oil line, a pilot line, and an electric control line are respectively double lines, thick solid lines, broken lines, and Shown with dotted lines.
  • the drive system of the excavator mainly includes an engine 11, a regulator 13, a main pump 14, a pilot pump 15, a control valve 17, an operating device 26, a discharge pressure sensor 28, an operating pressure sensor 29, a controller 30, a proportional valve 31, and the like. .
  • the engine 11 is a drive source for the excavator.
  • the engine 11 is, for example, a diesel engine that operates so as to maintain a predetermined rotational speed.
  • the output shaft of the engine 11 is connected to the input shafts of the main pump 14 and the pilot pump 15.
  • the main pump 14 supplies hydraulic oil to the control valve 17 through the hydraulic oil line.
  • the main pump 14 is a swash plate type variable displacement hydraulic pump.
  • the regulator 13 controls the discharge amount of the main pump 14.
  • the regulator 13 controls the discharge amount of the main pump 14 by adjusting the swash plate tilt angle of the main pump 14 in accordance with a control command from the controller 30.
  • the pilot pump 15 supplies hydraulic oil to various hydraulic control devices including the operation device 26 and the proportional valve 31 through the pilot line.
  • the pilot pump 15 is a fixed displacement hydraulic pump.
  • the control valve 17 is a hydraulic control device that controls a hydraulic system in the excavator.
  • the control valve 17 includes control valves 171 to 176 and a bleed valve 177.
  • the control valve 17 can selectively supply hydraulic oil discharged from the main pump 14 to one or a plurality of hydraulic actuators through the control valves 171 to 176.
  • the control valves 171 to 176 control the flow rate of the hydraulic oil flowing from the main pump 14 to the hydraulic actuator and the flow rate of the hydraulic oil flowing from the hydraulic actuator to the hydraulic oil tank.
  • the hydraulic actuator includes a boom cylinder 7, an arm cylinder 8, a bucket cylinder 9, a left traveling hydraulic motor 1A, a right traveling hydraulic motor 1B, and a turning hydraulic motor 2A.
  • the bleed valve 177 controls the flow rate (hereinafter referred to as “bleed flow rate”) of the hydraulic oil that flows into the hydraulic oil tank without passing through the hydraulic actuator among the hydraulic oil discharged from the main pump 14.
  • the bleed valve 177 may be installed outside the control valve 17.
  • the operating device 26 is a device used by an operator for operating the hydraulic actuator.
  • the operating device 26 supplies the hydraulic oil discharged from the pilot pump 15 to the pilot port of the control valve corresponding to each of the hydraulic actuators via the pilot line.
  • the hydraulic oil pressure (pilot pressure) supplied to each pilot port is a pressure corresponding to the operating direction and operating amount of a lever or pedal (not shown) of the operating device 26 corresponding to each hydraulic actuator. .
  • the discharge pressure sensor 28 detects the discharge pressure of the main pump 14. In the present embodiment, the discharge pressure sensor 28 outputs the detected value to the controller 30.
  • the operation pressure sensor 29 detects the operation content of the operator using the operation device 26.
  • the operation pressure sensor 29 detects the operation direction and operation amount of the lever or pedal of the operation device 26 corresponding to each of the hydraulic actuators in the form of pressure (operation pressure), and the detected value is sent to the controller 30. Output.
  • the operation content of the operation device 26 may be detected using a sensor other than the operation pressure sensor.
  • the proportional valve 31 operates according to a control command output from the controller 30.
  • the proportional valve 31 is an electromagnetic valve that adjusts the secondary pressure introduced from the pilot pump 15 to the pilot port of the bleed valve 177 in the control valve 17 in accordance with a current command output from the controller 30.
  • the proportional valve 31 operates so that the secondary pressure introduced into the pilot port of the bleed valve 177 increases as the current command increases.
  • FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a hydraulic circuit mounted on the shovel of FIG.
  • FIG. 3 shows the mechanical power transmission line, the hydraulic oil line, the pilot line, and the electric control line by double lines, thick solid lines, broken lines, and dotted lines, respectively, as in FIG.
  • the main pumps 14L and 14R correspond to the main pump 14 in FIG.
  • the pipe line 42L is a hydraulic oil line that connects the control valves 171, 173, 175L, and 176L arranged in the control valve 17 in parallel between the main pump 14L and the hydraulic oil tank.
  • the pipe line 42R is a hydraulic oil line that connects the control valves 172, 174, 175R, and 176R arranged in the control valve 17 in parallel between the main pump 14R and the hydraulic oil tank.
  • the control valve 171 supplies the hydraulic oil discharged from the main pump 14L to the left traveling hydraulic motor 1A, and the hydraulic oil flows to discharge the hydraulic oil discharged from the left traveling hydraulic motor 1A to the hydraulic oil tank.
  • This is a spool valve that switches between the two.
  • the control valve 172 supplies the hydraulic oil discharged from the main pump 14R to the right traveling hydraulic motor 1B, and the hydraulic oil flows to discharge the hydraulic oil discharged from the right traveling hydraulic motor 1B to the hydraulic oil tank.
  • This is a spool valve that switches between the two.
  • the control valve 173 supplies the hydraulic oil discharged from the main pump 14L to the turning hydraulic motor 2A, and switches the flow of the hydraulic oil to discharge the hydraulic oil discharged from the turning hydraulic motor 2A to the hydraulic oil tank. It is a spool valve.
  • the control valve 174 is a spool valve for supplying the hydraulic oil discharged from the main pump 14R to the bucket cylinder 9 and discharging the hydraulic oil in the bucket cylinder 9 to the hydraulic oil tank.
  • the control valves 175L and 175R supply the hydraulic oil discharged from the main pumps 14L and 14R to the boom cylinder 7, and the spool that switches the flow of the hydraulic oil to discharge the hydraulic oil in the boom cylinder 7 to the hydraulic oil tank. It is a valve.
  • the control valves 176L and 176R supply the hydraulic oil discharged from the main pumps 14L and 14R to the arm cylinder 8, and the spool that switches the flow of the hydraulic oil to discharge the hydraulic oil in the arm cylinder 8 to the hydraulic oil tank. It is a valve.
  • the bleed valve 177L is a spool valve that controls the bleed flow rate related to the hydraulic oil discharged from the main pump 14L.
  • the bleed valve 177R is a spool valve that controls the bleed flow rate related to the hydraulic oil discharged from the main pump 14R.
  • the bleed valves 177L and 177R correspond to the bleed valve 177 in FIG.
  • the bleed valves 177L and 177R have, for example, a first valve position with a minimum opening area (opening degree 0%) and a second valve position with a maximum opening area (opening degree 100%).
  • the bleed valves 177L and 177R can move steplessly between the first valve position and the second valve position.
  • the regulators 13L and 13R control the discharge amounts of the main pumps 14L and 14R by adjusting the swash plate tilt angles of the main pumps 14L and 14R.
  • the regulators 13L and 13R correspond to the regulator 13 in FIG.
  • the controller 30 adjusts the swash plate tilt angles of the main pumps 14L and 14R with the regulators 13L and 13R in accordance with the increase in the discharge pressures of the main pumps 14L and 14R, thereby reducing the discharge amount. This is to prevent the absorption horsepower of the main pump 14 expressed by the product of the discharge pressure and the discharge amount from exceeding the output horsepower of the engine 11.
  • the arm operation lever 26 ⁇ / b> A is an example of the operation device 26 and is used to operate the arm 5.
  • the arm operation lever 26A uses hydraulic oil discharged from the pilot pump 15, and introduces a control pressure corresponding to the lever operation amount into the pilot ports of the control valves 176L and 176R. Specifically, when operated in the arm closing direction, the arm operation lever 26A introduces hydraulic oil into the right pilot port of the control valve 176L and introduces hydraulic oil into the left pilot port of the control valve 176R. . Further, when operated in the arm opening direction, the arm operation lever 26A introduces hydraulic oil into the left pilot port of the control valve 176L and introduces hydraulic oil into the right pilot port of the control valve 176R.
  • the boom operation lever 26B is an example of the operation device 26, and is used to operate the boom 4.
  • the boom operation lever 26B uses hydraulic oil discharged from the pilot pump 15, and introduces a control pressure corresponding to the lever operation amount to the pilot ports of the control valves 175L and 175R.
  • the boom operation lever 26B introduces hydraulic oil to the right pilot port of the control valve 175L and introduces hydraulic oil to the left pilot port of the control valve 175R when operated in the boom raising direction.
  • the boom operation lever 26B when operated in the boom lowering direction, introduces hydraulic oil into the left pilot port of the control valve 175L and introduces hydraulic oil into the right pilot port of the control valve 175R.
  • the discharge pressure sensors 28L and 28R are an example of the discharge pressure sensor 28, detect the discharge pressures of the main pumps 14L and 14R, and output the detected values to the controller 30.
  • the operation pressure sensors 29 ⁇ / b> A and 29 ⁇ / b> B are examples of the operation pressure sensor 29. To do.
  • the operation content includes, for example, a lever operation direction, a lever operation amount (lever operation angle), and the like.
  • the left and right travel levers (or pedals), the bucket operation lever, and the turning operation lever respectively operate the lower traveling body 1, the opening and closing of the bucket 6, and the upper turning body 3. It is the operating device for. Similar to the arm operation lever 26A and the boom operation lever 26B, these operation devices use hydraulic oil discharged from the pilot pump 15, and control pressure corresponding to the lever operation amount (or pedal operation amount) of each hydraulic actuator. It is introduced into either the left or right pilot port of the control valve corresponding to. Similar to the operation pressure sensors 29 ⁇ / b> A and 29 ⁇ / b> B, the operation content of the operator for each of these operation devices is detected in the form of pressure by the corresponding operation pressure sensor, and the detected value is output to the controller 30.
  • the controller 30 receives outputs from the operation pressure sensors 29A, 29B, etc., and outputs control commands to the regulators 13L, 13R as necessary to change the discharge amounts of the main pumps 14L, 14R. Further, current commands are output to the proportional valves 31L1, 31L2, 31R1, 31R2 as necessary, and bleed valves 177L, 177R and negative control throttles 18L, 18R (hereinafter referred to as “negative control throttles 18L, 18R”). .) Is changed.
  • the proportional valves 31L1, 31R1 adjust the secondary pressure introduced from the pilot pump 15 to the pilot ports of the bleed valves 177L, 177R according to the current command output by the controller 30.
  • the proportional valves 31L2 and 31R2 adjust the secondary pressure introduced from the pilot pump 15 to the negative control throttles 18L and 18R according to the current command output from the controller 30.
  • the proportional valves 31L1, 31L2, 31R1, and 31R2 correspond to the proportional valve 31 of FIG.
  • the proportional valve 31L1 can adjust the secondary pressure so that the bleed valve 177L can be stopped at an arbitrary position between the first valve position and the second valve position.
  • the proportional valve 31R1 can adjust the secondary pressure so that the bleed valve 177R can be stopped at an arbitrary position between the first valve position and the second valve position.
  • the proportional valve 31L2 can adjust the secondary pressure so that the opening area of the negative control aperture 18L can be adjusted.
  • the proportional valve 31R2 can adjust the secondary pressure so that the opening area of the negative control throttle 18R can be adjusted.
  • negative control control (hereinafter referred to as “negative control”) employed in the hydraulic circuit of FIG. 3 will be described.
  • negative control throttles 18L and 18R are arranged between the bleed valves 177L and 177R located on the most downstream side and the hydraulic oil tank.
  • the flow of hydraulic oil that passes through the bleed valves 177L and 177R and reaches the hydraulic oil tank is limited by the negative control throttles 18L and 18R.
  • the negative control diaphragms 18L and 18R generate control pressure (hereinafter referred to as “negative control pressure”) for controlling the regulators 13L and 13R.
  • the negative control pressure sensors 19 ⁇ / b> L and 19 ⁇ / b> R are sensors for detecting the negative control pressure, and output the detected value to the controller 30.
  • the negative control throttles 18L and 18R are variable throttles whose opening areas change according to the secondary pressure of the proportional valves 31L2 and 31R2.
  • the opening area of the negative control throttles 18L and 18R decreases as the secondary pressure of the proportional valves 31L2 and 31R2 increases.
  • the negative control diaphragms 18L and 18R may be fixed diaphragms.
  • the controller 30 controls the discharge amounts of the main pumps 14L and 14R by adjusting the swash plate tilt angles of the main pumps 14L and 14R according to the negative control pressure.
  • the relationship between the negative control pressure and the discharge amount of the main pumps 14L and 14R is referred to as “negative control characteristics”.
  • the negative control characteristics may be stored in a ROM or the like as a reference table, for example, or may be expressed by a predetermined calculation formula.
  • the controller 30 refers to a table representing predetermined negative control characteristics, and decreases the discharge amount of the main pumps 14L and 14R as the negative control pressure increases, and increases the discharge amount of the main pumps 14L and 14R as the negative control pressure decreases. .
  • the controller 30 reduces the discharge amount of the main pumps 14L and 14R to a predetermined allowable minimum discharge amount, and suppresses the pressure loss (pumping loss) when the discharged hydraulic oil passes through the pipelines 42L and 42R. To do.
  • This predetermined allowable minimum discharge amount in the standby state is an example of a bleed flow rate, and is hereinafter referred to as a “standby flow rate”.
  • the controller 30 increases the discharge amount of the main pumps 14L and 14R, supplies sufficient hydraulic oil to the hydraulic actuator to be operated, and ensures the driving of the hydraulic actuator to be operated.
  • the flow rate of the hydraulic oil flowing into the hydraulic actuator is referred to as “actuator flow rate”.
  • the flow rate of the hydraulic oil discharged from the main pumps 14L and 14R corresponds to the sum of the actuator flow rate and the bleed flow rate.
  • the hydraulic circuit of FIG. 3 can reliably supply necessary and sufficient hydraulic fluid from the main pumps 14L and 14R to the hydraulic actuator to be operated when the hydraulic actuator is operated. In the standby state, wasteful consumption of hydraulic energy can be suppressed. This is because the bleed flow rate can be reduced to the standby flow rate.
  • the hydraulic circuit of FIG. 3 always supplies the hydraulic fluid corresponding to the standby flow rate to the negative control throttles 18L and 18R even in the standby state.
  • a certain amount of hydraulic oil is always supplied to the negative control throttles 18L and 18R as a bleed flow rate. This is to generate a negative control pressure.
  • Another reason is that the discharge amount can be quickly changed according to the movement of the hydraulic actuator.
  • the bleed valve control unit 300 of the controller 30 changes the bleed flow rate according to the magnitude of pressure pulsation, thereby achieving both suppression of wasteful consumption of hydraulic energy and suppression of pressure pulsation.
  • the bleed valve control unit 300 controls the opening area of the bleed valve 177 according to the magnitude of pulsation in the pressure of the hydraulic oil discharged from the main pump 14, for example. You may control the opening area of the bleed valve 177 according to the magnitude
  • the bleed valve control unit 300 increases the opening area of the bleed valve 177 as the pulsation increases. This is because the bleed flow rate (including the standby flow rate in the standby state) is increased to suppress the pulsation by increasing the attenuation of the pulsation.
  • the bleed valve control unit 300 decreases the opening area of the bleed valve 177 as the pulsation decreases. This is to reduce the amount of hydraulic oil that is wasted by reducing the bleed flow rate (including the standby flow rate in the standby state).
  • the bleed valve control unit 300 may calculate the magnitude of pulsation based on information related to pulsation acquired by the information acquisition device.
  • Information on pulsation includes boom angle ⁇ , arm angle ⁇ , bucket angle ⁇ , boom rod pressure, boom bottom pressure, arm rod pressure, arm bottom pressure, bucket rod pressure, bucket bottom pressure, captured image of camera S6, main pump 14 At least one of the discharge pressure, the operating pressure of the operating device 26, and the like.
  • the information acquisition device includes a boom angle sensor S1, an arm angle sensor S2, a bucket angle sensor S3, an airframe tilt sensor S4, a turning angular velocity sensor S5, a camera S6, a boom rod pressure sensor S7R, a boom bottom pressure sensor S7B, and an arm rod pressure sensor S8R.
  • the bleed valve control unit 300 may determine the magnitude of pulsation in a plurality of stages. In this case, for example, the bleed valve control unit 300 determines the magnitude of pulsation in three stages of “large”, “medium”, and “small” based on the output of the discharge pressure sensor 28. Specifically, it is determined as “large” when the fluctuation range of the pump discharge pressure in a predetermined time is equal to or larger than the first threshold, and “medium” when the fluctuation width is less than the first threshold and equal to or larger than the second threshold. If the fluctuation range is less than the second threshold, it is determined as “small”.
  • the bleed valve control unit 300 increases or decreases the opening area of the bleed valve 177 by, for example, outputting a control command corresponding to the magnitude of pulsation to the proportional valve 31.
  • the bleed valve control unit 300 increases the opening area of the bleed valve 177 by reducing the current command to the proportional valve 31 and reducing the secondary pressure of the proportional valve 31 as the pulsation increases. This is to suppress pulsation.
  • the smaller the pulsation the greater the current command to the proportional valve 31 and the secondary pressure of the proportional valve 31, thereby reducing the opening area of the bleed valve 177. This is to reduce the amount of hydraulic oil that is wasted.
  • the bleed valve control unit 300 changes the negative control characteristics in accordance with the increase or decrease of the opening area of the bleed valve 177.
  • the bleed valve control unit 300 changes the negative control characteristics by increasing or decreasing the opening areas of the negative control diaphragms 18L and 18R in accordance with the increase or decrease of the opening area of the bleed valve 177. This is to prevent the relationship between the lever operation amount and the actuator flow rate from changing even when the bleed flow rate is increased or decreased.
  • the bleed valve control unit 300 shifts the negative control characteristic to the negative control setting side during high pulsation as the pulsation increases, and shifts the negative control characteristic toward the negative control setting side during low pulsation as the pulsation decreases.
  • the high pulsation negative control setting has a larger standby flow rate than the low pulsation negative control setting, and the rate of decrease in the discharge rate with respect to the increase in negative control pressure is gradual. That is, if the negative control pressure is the same, the discharge amount of the main pump 14 in the high pulsation negative control setting is larger than the discharge amount in the low pulsation negative control setting. Further, when realizing the same discharge amount, the negative control pressure in the high pulsation negative control setting is higher than the negative control pressure in the low pulsation negative control setting.
  • the actuator flow rate is the same regardless of the difference in the negative control characteristics as long as other conditions including the lever operation amount are the same. For example, if the other conditions including the boom raising operation amount are the same, the flow rate of the hydraulic oil flowing into the bottom side oil chamber of the boom cylinder 7 is the same regardless of the difference in the bleed flow rate and the difference in the negative control characteristics. is there.
  • the bleed valve control unit 300 calculates the magnitude of the pulsation and outputs a control command corresponding to the magnitude of the pulsation to the proportional valve 31.
  • the proportional valve 31 operates the bleed valve 177 to increase or decrease the bleed flow rate.
  • control valves 171, 173, 175L, and 176L that control the flow of hydraulic oil from the main pump 14L to the hydraulic actuator are connected in parallel between the main pump 14L and the hydraulic oil tank. ing. However, each of the control valves 171, 173, 175L, and 176L may be connected in series between the main pump 14L and the hydraulic oil tank. In this case, even if the spool constituting each control valve is switched to any valve position, the pipe line 42L is not blocked by the spool, and the hydraulic oil is supplied to the adjacent control valve arranged on the downstream side. Can supply.
  • each of control valves 172, 174, 175R and 176R for controlling the flow of hydraulic oil from the main pump 14R to the hydraulic actuator is connected in parallel between the main pump 14R and the hydraulic oil tank.
  • each of the control valves 172, 174, 175R, and 176R may be connected in series between the main pump 14R and the hydraulic oil tank. In this case, even if the spool constituting each control valve is switched to any valve position, the pipe line 42R does not shut off the spool, and the hydraulic oil is supplied to the adjacent control valve arranged on the downstream side. Can supply.
  • FIG. 4 shows a flowchart of an example of the bleed flow rate increase / decrease process.
  • the bleed valve control unit 300 repeatedly executes this process at a predetermined control period during operation of the excavator.
  • FIG. 5 shows temporal transitions of the pump discharge pressure and the proportional valve characteristic when the bleed flow rate increase / decrease process is executed during the boom raising operation.
  • the proportional valve characteristic means a relationship between the operation pressure of the boom operation lever 26 ⁇ / b> B and the target secondary pressure of the proportional valve 31.
  • the proportional valve characteristic may be stored in a ROM or the like as a reference table, for example, similarly to the negative control characteristic, or may be expressed by a predetermined calculation formula.
  • the proportional valve characteristic is selected from two settings: a proportional valve setting during high pulsation and a proportional valve setting during low pulsation.
  • the target secondary pressure of the proportional valve 31 in the high pulsation proportional valve setting is lower than the target secondary pressure of the proportional valve 31 in the low pulsation proportional valve setting when the operation pressure of the boom operation lever 26B is the same. .
  • the opening area of the bleed valve 177 in the high pulsation proportional valve setting is larger than the opening area of the bleed valve 177 in the low pulsating proportional valve setting when the operation pressure of the boom operation lever 26B is the same. Further, the opening area of the negative control at the high pulsation proportional valve setting is larger than the opening area of the negative control at the low pulsation proportional valve setting when the operation pressure of the boom operation lever 26B is the same.
  • the bleed valve control unit 300 determines whether or not the pressure pulsation in the hydraulic oil flowing through the hydraulic circuit is large (step ST1).
  • the bleed valve control unit 300 determines whether or not the fluctuation range of the discharge pressure of the main pump 14L during a predetermined time is greater than a predetermined threshold based on the output of the discharge pressure sensor 28L. And when it determines with the fluctuation range being larger than a predetermined threshold value, it determines with the pressure pulsation in the hydraulic fluid which flows through the pipe line 42L being large. The same applies to the pressure pulsation in the hydraulic oil flowing through the pipeline 42R.
  • the following description relates to the pressure pulsation in the hydraulic oil flowing through the pipe line 42L, but the same applies to the pressure pulsation in the hydraulic oil flowing through the pipe line 42R.
  • the bleed valve control unit 300 selects the proportional valve characteristic of the high pulsation as the proportional valve characteristic of the proportional valves 31L1 and 31L2, and the high pulsation as the negative control characteristic. Negative control setting is selected (step ST2).
  • the bleed valve control unit 300 determines that the pressure pulsation is large at each of time t1 and time t3, selects the proportional valve setting during high pulsation as the proportional valve characteristic of the proportional valves 31L1 and 31L2, and As a negative control characteristic, the negative pulsating negative control setting is selected.
  • the bleed valve control unit 300 selects the low pulsation proportional valve setting as the proportional valve characteristic of the proportional valves 31L1 and 31L2, and the negative control characteristic.
  • the low pulsation negative control setting is selected (step ST3).
  • the bleed valve control unit 300 determines that the pressure pulsation is not large at time t2, selects the low pulsation proportional valve setting as the proportional valve characteristic of the proportional valves 31L1 and 31L2, and sets the negative control characteristic as the negative control characteristic.
  • the low pulsation negative control setting is selected.
  • the bleed valve control unit 300 determines the target secondary pressure of the proportional valves 31L1 and 31L2 based on the selected proportional valve setting (step ST4).
  • the bleed valve control unit 300 refers to a table related to proportional valve setting and determines a target secondary pressure corresponding to the operation pressure output from the operation pressure sensor 29B. That is, the target secondary pressure varies depending on the state of the shovel such as the magnitude of pulsation and the operation content at that time.
  • the opening areas of the bleed valve 177L and the negative control throttle 18L are uniquely determined according to the secondary pressure.
  • the bleed valve control unit 300 outputs a current command corresponding to the target secondary pressure to the proportional valves 31L1, 31L2 (step ST5).
  • the proportional valves 31L1 and 31L2 receive a current command corresponding to the target secondary pressure determined with reference to the table related to the proportional valve setting during high pulsation
  • each of the bleed valve 177L and the negative control throttle 18L The secondary pressure acting on the pilot port is reduced to the target secondary pressure. Therefore, the respective opening areas of the bleed valve 177L and the negative control throttle 18L are increased, the bleed flow rate is increased, the response of the negative control pressure is increased, and the attenuation of pressure pulsation is increased.
  • the high pulsation proportional valve setting is selected in the period from time t1 to time t2 and the period after time t3, that is, the hydraulic oil discharged from the main pump 14, that is, the bottom side oil of the boom cylinder 7
  • the bleed valve control unit 300 refers to the negative pulsation negative control setting table, determines the target discharge amount of the main pump 14L corresponding to the current negative control pressure, and supplies a control command corresponding to the target discharge amount to the regulator. Output to 13L.
  • the main pump 14L is controlled by the regulator 13L so as to realize the target discharge amount.
  • the proportional valves 31L1, 31L2 receive, for example, a current command corresponding to the target secondary pressure determined with reference to the table related to the low pulsation proportional valve setting
  • the bleed valve 177L and the negative control throttle 18L The secondary pressure acting on each pilot port is increased to its target secondary pressure. Therefore, the respective opening areas of the bleed valve 177L and the negative control throttle 18L are reduced, and the bleed flow rate is reduced. As a result, wasteful consumption of hydraulic energy during the boom raising operation can be suppressed.
  • FIG. 5 shows a state in which the low pulsation proportional valve setting is selected in the period before time t1 and in the period from time t2 to time t3.
  • the bleed valve control unit 300 refers to the low pulsation negative control setting table, determines the target discharge amount of the main pump 14L corresponding to the current negative control pressure, and outputs a control command corresponding to the target discharge amount to the regulator. Output to 13L.
  • the main pump 14L is controlled by the regulator 13L so as to realize the target discharge amount.
  • the bleed valve control unit 300 allows the target secondary pressure of the proportional valve 31 when the pressure pulsation is large and the target secondary pressure of the proportional valve 31 when the pressure pulsation is small even when the operation pressure is the same. Can be different. That is, the bleed flow rate when the pressure pulsation is large and the bleed flow rate when the pressure pulsation is small can be made different. Therefore, when the pressure pulsation is large, the bleed flow rate can be increased to attenuate the pressure pulsation, and when the pressure pulsation is small, the bleed flow rate can be decreased to suppress wasteful consumption of hydraulic energy.
  • the bleed valve control unit 300 determines whether or not the pressure pulsation is large based on the detection values of the discharge pressure sensors 28L and 28R that detect the discharge pressures of the main pumps 14L and 14R.
  • the bleed valve control unit 300 is provided in the hydraulic circuit such as the boom rod pressure sensor S7R, boom bottom pressure sensor S7B, arm rod pressure sensor S8R, arm bottom pressure sensor S8B, bucket rod pressure sensor S9R, bucket bottom pressure sensor S9B. It may be determined whether or not the pressure pulsation is large based on a detection value of a pressure sensor that detects the pressure of the hydraulic oil.
  • FIG. 6 shows a flowchart of another example of the bleed flow rate increasing / decreasing process.
  • the bleed valve control unit 300 repeatedly executes this process at a predetermined control period during operation of the excavator.
  • the bleed valve control unit 300 calculates the magnitude of pressure pulsation in the hydraulic oil flowing through the hydraulic circuit as the degree of pulsation (step ST11).
  • the bleed valve control unit 300 indicates the fluctuation range of the discharge pressure of the main pump 14L over a predetermined time based on the output of the discharge pressure sensor 28L, and the magnitude of pressure pulsation in the hydraulic oil flowing through the pipeline 42L. Calculated as the degree of pulsation to be expressed.
  • the following description relates to the pressure pulsation in the hydraulic oil flowing through the pipe line 42L, but the same applies to the pressure pulsation in the hydraulic oil flowing through the pipe line 42R.
  • the bleed valve control unit 300 determines the target secondary pressure of the proportional valves 31L1 and 31L2 according to the degree of pulsation and the operation pressure (step ST12). In the example of FIG. 6, the bleed valve control unit 300 determines a target secondary pressure according to the calculated degree of pulsation and the operation pressure output from the operation pressure sensor 29B.
  • the bleed valve control unit 300 outputs a current command corresponding to the target secondary pressure to the proportional valves 31L1 and 31L2 (step ST13).
  • the proportional valves 31L1 and 31L2 adjust the secondary pressure acting on the pilot ports of the bleed valve 177L and the negative control throttle 18L to the target secondary pressure. Therefore, when the opening areas of the bleed valve 177L and the negative control throttle 18L are increased, the response of the negative control pressure can be improved and the attenuation of pressure pulsation can be improved. As a result, it is possible to attenuate the boom bottom pressure pulsation during the boom raising operation.
  • the target secondary pressure of the proportional valves 31L1 and 31L2 can be determined steplessly (seamlessly). Therefore, as the pressure pulsation increases, the bleed flow rate can be increased to attenuate the pressure pulsation, and as the pressure pulsation decreases, the bleed flow rate can be reduced to suppress wasteful consumption of hydraulic energy.
  • the excavator according to the embodiment of the present invention has the bleed valve 177 that controls the bleed flow rate and the opening area of the bleed valve 177 according to the magnitude of pulsation in the pressure of the hydraulic oil discharged from the main pump 14. And a controller 30 for controlling. Therefore, when the pulsation is large, the attenuation area of the pressure pulsation can be enhanced by increasing the opening area of the bleed valve 177 and increasing the bleed flow rate. As a result, it is possible to suppress the pulsation of the pressure of the hydraulic oil flowing through the hydraulic circuit. Further, when the pulsation is small, wasteful consumption of hydraulic energy can be suppressed by reducing the opening area of the bleed valve 177 and reducing the bleed flow rate.
  • the negative control throttles 18L and 18R are variable throttles whose opening areas change according to the secondary pressure of the proportional valves 31L2 and 31R2.
  • the negative control throttles 18L and 18R are configured such that, for example, the opening area decreases as the secondary pressure of the proportional valves 31L2 and 31R2 increases.
  • the negative control diaphragms 18L and 18R may be fixed diaphragms as shown in FIG. In this case, the proportional valves 31L2 and 31R2 may be omitted.
  • the bleed valve control unit 300 adjusts the movement of the regulators 13L and 13R according to the increase and decrease of the opening area of the bleed valve 177, instead of increasing and decreasing the opening area of the negative control throttles 18L and 18R, that is, the main pump
  • the negative control characteristics are changed by adjusting the swash plate tilt angles of 14L and 14R. This is to prevent the relationship between the lever operation amount and the actuator flow rate from changing even when the bleed flow rate is increased or decreased.
  • the excavator equipped with the hydraulic circuit shown in FIG. 7 can realize the same effect as that realized by the excavator equipped with the hydraulic circuit shown in FIG. 7
  • each of the control valves 171, 173, 175L, and 176L that controls the flow of hydraulic oil from the main pump 14L to the hydraulic actuator is connected to the main pump 14L and the hydraulic oil tank through the pipe line 42L. Are connected to each other in parallel.
  • each of the control valves 171, 173, 175L, and 176L may be connected in series between the main pump 14L and the hydraulic oil tank.
  • the control valves 171, 173, 175L, and 176L may be connected in series via the first center bypass conduit. In this case, the hydraulic fluid flowing through the first center bypass pipe is not blocked by the spool even if the spool constituting each control valve is switched to any valve position. For this reason, even if the spool constituting each control valve is switched to any valve position, the hydraulic oil flowing through the first center bypass pipe reaches the adjacent control valve arranged on the downstream side. it can.
  • each of the control valves 172, 174, 175R and 176R may be connected in series between the main pump 14R and the hydraulic oil tank.
  • the control valves 172, 174, 175R, and 176R may be connected in series via the second center bypass conduit.
  • the hydraulic oil flowing through the second center bypass pipe is not blocked by the spool even if the spool constituting each control valve is switched to any valve position. For this reason, even if the spool constituting each control valve is switched to any valve position, the hydraulic oil flowing in the second center bypass pipe can reach the adjacent control valve arranged on the downstream side. it can.
  • Discharge pressure sensor 29, 29A, 29B ..Operating pressure sensor 30 ... Controller 31, 31L1, 31L2, 31R1, 31R2 ... Proportional valve 42L, 42R ... Pipe line 171-174, 175L, 175R, 176L, 176R ... Control valve 177, 177L, 177R ... Bleed valve 300 ... Bleed valve control unit S1 ... Boom angle sensor S2 ... Arm angle sensor S3 ... Bucket angle sensor S4 ... Airframe tilt sensor S5 ... Swivel angular velocity Sensor S6 ... Camera S7B ... Boom bottom pressure sensor S7R ... Boom rod pressure sensor S8B ... Arm bottom pressure sensor S8R ... Arm rod pressure sensor S9B ... Bucket bottom pressure sensor S9R ... Bucket rod pressure sensor

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Abstract

本発明の実施形態に係るショベルは、下部走行体（１）と、下部走行体（１）に旋回可能に搭載される上部旋回体（３）と、上部旋回体（３）に搭載されるメインポンプ（１４）と、メインポンプ（１４）が吐出する作動油によって駆動される油圧アクチュエータと、メインポンプ（１４）が吐出する作動油のうち、油圧アクチュエータを経由せずに作動油タンクに流れる作動油の流量を制御するブリード弁（１７７）と、メインポンプ（１４）から油圧アクチュエータへ供給される作動油の圧力における脈動の大きさに応じてブリード弁（１７７）の開口面積を制御するコントローラ（３０）と、を備える。

Description

ショベル
　本開示は、油圧ポンプが吐出する作動油で駆動される油圧アクチュエータを備えたショベルに関する。
　従来、メインポンプを共有する複数の油圧アクチュエータのそれぞれに対応する方向切換弁のブリードオフを１つのカット弁で制御できるようにしたショベルが知られている（特許文献１参照。）。
　このショベルは、作業アタッチメントの作業半径の縮小に応じてブリードオフを増大させることで、作業アタッチメントの作業半径が小さいときの上部旋回体の旋回加速力を抑えるようにしている。
特開平１０－１８３５９号公報
　しかしながら、上述のショベルは、旋回操作性を安定化させるためにカット弁でブリードオフを制御するのみであり、油圧回路内における作動油の圧力の脈動を抑制するためにカット弁を利用することはない。そのため、油圧回路内における作動油の圧力の脈動を抑制できない。
　上述に鑑み、油圧回路内における作動油の圧力の脈動を抑制可能なショベルを提供することが望ましい。
　本発明の実施形態に係るショベルは、下部走行体と、前記下部走行体に旋回可能に搭載される上部旋回体と、前記上部旋回体に搭載される油圧ポンプと、前記油圧ポンプが吐出する作動油によって駆動される油圧アクチュエータと、前記油圧ポンプが吐出する作動油のうち、前記油圧アクチュエータを経由せずに作動油タンクに流れる作動油の流量を制御するブリード弁と、前記油圧ポンプから前記油圧アクチュエータへ供給される作動油の圧力における脈動の大きさに応じて前記ブリード弁の開口面積を制御する制御装置と、を備える。
　上述の手段により、油圧回路内における作動油の圧力の脈動を抑制可能なショベルを提供できる。
本発明の実施形態に係るショベルの側面図である。 図１のショベルの駆動系の構成例を示すブロック図である。 図１のショベルに搭載される油圧回路の構成例を示す概略図である。 ブリード流量増減処理の一例のフローチャートである。 ブーム上げ操作中にブリード流量増減処理を実行しているときのポンプ吐出圧と比例弁特性の時間的推移を示す。 ブリード流量増減処理の別の一例のフローチャートである。 図１のショベルに搭載される油圧回路の別の構成例を示す概略図である。
　図１は本発明の実施形態に係るショベル（掘削機）の側面図である。ショベルの下部走行体１には旋回機構２を介して上部旋回体３が旋回可能に搭載されている。上部旋回体３にはブーム４が取り付けられている。ブーム４の先端にはアーム５が取り付けられ、アーム５の先端にはエンドアタッチメントとしてのバケット６が取り付けられている。
　ブーム４、アーム５、バケット６は、アタッチメントの一例としての掘削アタッチメントを構成し、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によりそれぞれ油圧駆動される。ブーム４にはブーム角度センサＳ１が取り付けられ、アーム５にはアーム角度センサＳ２が取り付けられ、バケット６にはバケット角度センサＳ３が取り付けられている。
　ブーム角度センサＳ１はブーム４の回動角度を検出する。本実施形態では、ブーム角度センサＳ１は加速度センサであり、上部旋回体３に対するブーム４の回動角度（以下、「ブーム角度α」とする。）を検出できる。ブーム角度αは、例えば、ブーム４を最も下げたときにゼロ度となり、ブーム４を上げるにつれて大きくなる。
　アーム角度センサＳ２はアーム５の回動角度を検出する。本実施形態では、アーム角度センサＳ２は加速度センサであり、ブーム４に対するアーム５の回動角度（以下、「アーム角度β」とする。）を検出できる。アーム角度βは、例えば、アーム５を最も閉じたときにゼロ度となり、アーム５を開くにつれて大きくなる。
　バケット角度センサＳ３はバケット６の回動角度を検出する。本実施形態では、バケット角度センサＳ３は加速度センサであり、アーム５に対するバケット６の回動角度（以下、「バケット角度γ」とする。）を検出できる。バケット角度γは、例えば、バケット６を最も閉じたときにゼロ度となり、バケット６を開くにつれて大きくなる。
　ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、及び、バケット角度センサＳ３はそれぞれ、可変抵抗器を利用したポテンショメータ、対応する油圧シリンダのストローク量を検出するストロークセンサ、連結ピン回りの回動角度を検出するロータリエンコーダ、ジャイロセンサ、加速度センサとジャイロセンサの組み合わせ等であってもよい。
　ブームシリンダ７にはブームロッド圧センサＳ７Ｒ及びブームボトム圧センサＳ７Ｂが取り付けられている。アームシリンダ８にはアームロッド圧センサＳ８Ｒ及びアームボトム圧センサＳ８Ｂが取り付けられている。バケットシリンダ９にはバケットロッド圧センサＳ９Ｒ及びバケットボトム圧センサＳ９Ｂが取り付けられている。
　ブームロッド圧センサＳ７Ｒはブームシリンダ７のロッド側油室の圧力（以下、「ブームロッド圧」とする。）を検出し、ブームボトム圧センサＳ７Ｂはブームシリンダ７のボトム側油室の圧力（以下、「ブームボトム圧」とする。）を検出する。アームロッド圧センサＳ８Ｒはアームシリンダ８のロッド側油室の圧力（以下、「アームロッド圧」とする。）を検出し、アームボトム圧センサＳ８Ｂはアームシリンダ８のボトム側油室の圧力（以下、「アームボトム圧」とする。）を検出する。バケットロッド圧センサＳ９Ｒはバケットシリンダ９のロッド側油室の圧力（以下、「バケットロッド圧」とする。）を検出し、バケットボトム圧センサＳ９Ｂはバケットシリンダ９のボトム側油室の圧力（以下、「バケットボトム圧」とする。）を検出する。
　上部旋回体３には運転室であるキャビン１０が設けられ且つエンジン１１等の動力源が搭載されている。また、上部旋回体３には機体傾斜センサＳ４、旋回角速度センサＳ５、及びカメラＳ６が取り付けられている。
　機体傾斜センサＳ４は水平面に対する上部旋回体３の傾斜を検出する。本実施形態では、機体傾斜センサＳ４は上部旋回体３の前後軸及び左右軸回りの傾斜角を検出する加速度センサである。上部旋回体３の前後軸及び左右軸は、例えば、互いに直交してショベルの旋回軸上の一点であるショベル中心点を通る。
　旋回角速度センサＳ５は、上部旋回体３の旋回角速度を検出する。本実施形態では、ジャイロセンサである。レゾルバ、ロータリエンコーダ等であってもよい。
　カメラＳ６はショベルの周辺の画像を取得する。本実施形態では、カメラＳ６は上部旋回体３に取り付けられる前方カメラを含む。前方カメラは、ショベルの前方を撮像するステレオカメラであり、キャビン１０の屋根、すなわちキャビン１０の外部に取り付けられている。キャビン１０の天井、すなわちキャビン１０の内部に取り付けられていてもよい。前方カメラは、掘削アタッチメントを撮像可能である。前方カメラは、単眼カメラであってもよい。
　キャビン１０内にはコントローラ３０が設置されている。コントローラ３０は、ショベルの駆動制御を行う主制御部として機能する。本実施形態では、コントローラ３０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を含むコンピュータで構成されている。コントローラ３０の各種機能は、例えば、ＲＯＭに格納されたプログラムをＣＰＵが実行することで実現される。
　図２は、図１のショベルの駆動系の構成例を示すブロック図であり、機械的動力伝達ライン、作動油ライン、パイロットライン、及び電気制御ラインをそれぞれ二重線、太実線、破線、及び点線で示している。
　ショベルの駆動系は、主に、エンジン１１、レギュレータ１３、メインポンプ１４、パイロットポンプ１５、コントロールバルブ１７、操作装置２６、吐出圧センサ２８、操作圧センサ２９、コントローラ３０、比例弁３１等を含む。
　エンジン１１は、ショベルの駆動源である。本実施形態では、エンジン１１は、例えば、所定の回転数を維持するように動作するディーゼルエンジンである。また、エンジン１１の出力軸は、メインポンプ１４及びパイロットポンプ１５の入力軸に連結されている。
　メインポンプ１４は、作動油ラインを介して作動油をコントロールバルブ１７に供給する。本実施形態では、メインポンプ１４は、斜板式可変容量型油圧ポンプである。
　レギュレータ１３は、メインポンプ１４の吐出量を制御する。本実施形態では、レギュレータ１３は、コントローラ３０からの制御指令に応じてメインポンプ１４の斜板傾転角を調節することによってメインポンプ１４の吐出量を制御する。
　パイロットポンプ１５は、パイロットラインを介して操作装置２６及び比例弁３１を含む各種油圧制御機器に作動油を供給する。本実施形態では、パイロットポンプ１５は、固定容量型油圧ポンプである。
　コントロールバルブ１７は、ショベルにおける油圧システムを制御する油圧制御装置である。コントロールバルブ１７は、制御弁１７１～１７６、及び、ブリード弁１７７を含む。コントロールバルブ１７は、制御弁１７１～１７６を通じ、メインポンプ１４が吐出する作動油を１又は複数の油圧アクチュエータに選択的に供給できる。制御弁１７１～１７６は、メインポンプ１４から油圧アクチュエータに流れる作動油の流量、及び、油圧アクチュエータから作動油タンクに流れる作動油の流量を制御する。油圧アクチュエータは、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、左側走行用油圧モータ１Ａ、右側走行用油圧モータ１Ｂ、及び旋回用油圧モータ２Ａを含む。ブリード弁１７７は、メインポンプ１４が吐出する作動油のうち、油圧アクチュエータを経由せずに作動油タンクに流れる作動油の流量（以下、「ブリード流量」とする。）を制御する。ブリード弁１７７は、コントロールバルブ１７の外部に設置されていてもよい。
　操作装置２６は、操作者が油圧アクチュエータの操作のために用いる装置である。本実施形態では、操作装置２６は、パイロットラインを介して、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を油圧アクチュエータのそれぞれに対応する制御弁のパイロットポートに供給する。パイロットポートのそれぞれに供給される作動油の圧力（パイロット圧）は、油圧アクチュエータのそれぞれに対応する操作装置２６のレバー又はペダル（図示せず。）の操作方向及び操作量に応じた圧力である。
　吐出圧センサ２８は、メインポンプ１４の吐出圧を検出する。本実施形態では、吐出圧センサ２８は、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。
　操作圧センサ２９は、操作装置２６を用いた操作者の操作内容を検出する。本実施形態では、操作圧センサ２９は、油圧アクチュエータのそれぞれに対応する操作装置２６のレバー又はペダルの操作方向及び操作量を圧力（操作圧）の形で検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。操作装置２６の操作内容は、操作圧センサ以外の他のセンサを用いて検出されてもよい。
　比例弁３１は、コントローラ３０が出力する制御指令に応じて動作する。本実施形態では、比例弁３１は、コントローラ３０が出力する電流指令に応じてパイロットポンプ１５からコントロールバルブ１７内のブリード弁１７７のパイロットポートに導入される二次圧を調整する電磁弁である。比例弁３１は、例えば、電流指令が大きいほど、ブリード弁１７７のパイロットポートに導入される二次圧が大きくなるように動作する。
　次に図３を参照し、ショベルに搭載される油圧回路の構成例について説明する。図３は、図１のショベルに搭載される油圧回路の構成例を示す概略図である。図３は、図２と同様に、機械的動力伝達ライン、作動油ライン、パイロットライン、及び電気制御ラインを、それぞれ二重線、太実線、破線、及び点線で示している。
　図３の油圧回路は、エンジン１１によって駆動されるメインポンプ１４Ｌ、１４Ｒから、管路４２Ｌ、４２Ｒを経て作動油タンクまで作動油を循環させている。メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒは、図２のメインポンプ１４に対応する。
　管路４２Ｌは、コントロールバルブ１７内に配置された制御弁１７１、１７３、１７５Ｌ及び１７６Ｌのそれぞれをメインポンプ１４Ｌと作動油タンクとの間で並列に接続する作動油ラインである。管路４２Ｒは、コントロールバルブ１７内に配置された制御弁１７２、１７４、１７５Ｒ及び１７６Ｒのそれぞれをメインポンプ１４Ｒと作動油タンクとの間で並列に接続する作動油ラインである。
　制御弁１７１は、メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油を左側走行用油圧モータ１Ａへ供給し、且つ、左側走行用油圧モータ１Ａが吐出する作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。
　制御弁１７２は、メインポンプ１４Ｒが吐出する作動油を右側走行用油圧モータ１Ｂへ供給し、且つ、右側走行用油圧モータ１Ｂが吐出する作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。
　制御弁１７３は、メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油を旋回用油圧モータ２Ａへ供給し、且つ、旋回用油圧モータ２Ａが吐出する作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。
　制御弁１７４は、メインポンプ１４Ｒが吐出する作動油をバケットシリンダ９へ供給し、且つ、バケットシリンダ９内の作動油を作動油タンクへ排出するためのスプール弁である。
　制御弁１７５Ｌ、１７５Ｒは、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒが吐出する作動油をブームシリンダ７へ供給し、且つ、ブームシリンダ７内の作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。
　制御弁１７６Ｌ、１７６Ｒは、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒが吐出する作動油をアームシリンダ８へ供給し、且つ、アームシリンダ８内の作動油を作動油タンクへ排出するために作動油の流れを切り換えるスプール弁である。
　ブリード弁１７７Ｌは、メインポンプ１４Ｌが吐出する作動油に関するブリード流量を制御するスプール弁である。ブリード弁１７７Ｒは、メインポンプ１４Ｒが吐出する作動油に関するブリード流量を制御するスプール弁である。ブリード弁１７７Ｌ、１７７Ｒは図２のブリード弁１７７に対応する。
　ブリード弁１７７Ｌ、１７７Ｒは、例えば、最小開口面積（開度０％）の第１弁位置と最大開口面積（開度１００％）の第２弁位置とを有する。ブリード弁１７７Ｌ、１７７Ｒは、第１弁位置と第２弁位置との間で無段階に移動可能である。
　レギュレータ１３Ｌ、１３Ｒは、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒの斜板傾転角を調節することによって、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒの吐出量を制御する。レギュレータ１３Ｌ、１３Ｒは、図２のレギュレータ１３に対応する。コントローラ３０は、例えば、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒの吐出圧の増大に応じてメインポンプ１４Ｌ、１４Ｒの斜板傾転角をレギュレータ１３Ｌ、１３Ｒで調節して吐出量を減少させる。吐出圧と吐出量との積で表されるメインポンプ１４の吸収馬力がエンジン１１の出力馬力を超えないようにするためである。
　アーム操作レバー２６Ａは、操作装置２６の一例であり、アーム５を操作するために用いられる。アーム操作レバー２６Ａは、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁１７６Ｌ、１７６Ｒのパイロットポートに導入させる。具体的には、アーム操作レバー２６Ａは、アーム閉じ方向に操作された場合に、制御弁１７６Ｌの右側パイロットポートに作動油を導入させ、且つ、制御弁１７６Ｒの左側パイロットポートに作動油を導入させる。また、アーム操作レバー２６Ａは、アーム開き方向に操作された場合には、制御弁１７６Ｌの左側パイロットポートに作動油を導入させ、且つ、制御弁１７６Ｒの右側パイロットポートに作動油を導入させる。
　ブーム操作レバー２６Ｂは、操作装置２６の一例であり、ブーム４を操作するために用いられる。ブーム操作レバー２６Ｂは、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用し、レバー操作量に応じた制御圧を制御弁１７５Ｌ、１７５Ｒのパイロットポートに導入させる。具体的には、ブーム操作レバー２６Ｂは、ブーム上げ方向に操作された場合に、制御弁１７５Ｌの右側パイロットポートに作動油を導入させ、且つ、制御弁１７５Ｒの左側パイロットポートに作動油を導入させる。また、ブーム操作レバー２６Ｂは、ブーム下げ方向に操作された場合には、制御弁１７５Ｌの左側パイロットポートに作動油を導入させ、且つ、制御弁１７５Ｒの右側パイロットポートに作動油を導入させる。
　吐出圧センサ２８Ｌ、２８Ｒは、吐出圧センサ２８の一例であり、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒの吐出圧を検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。
　操作圧センサ２９Ａ、２９Ｂは、操作圧センサ２９の一例であり、アーム操作レバー２６Ａ、ブーム操作レバー２６Ｂに対する操作者の操作内容を圧力の形で検出し、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。操作内容は、例えば、レバー操作方向、レバー操作量（レバー操作角度）等である。
　左右走行レバー（又はペダル）、バケット操作レバー、及び旋回操作レバー（何れも図示せず。）はそれぞれ、下部走行体１の走行、バケット６の開閉、及び、上部旋回体３の旋回を操作するための操作装置である。これらの操作装置は、アーム操作レバー２６Ａ、ブーム操作レバー２６Ｂと同様に、パイロットポンプ１５が吐出する作動油を利用し、レバー操作量（又はペダル操作量）に応じた制御圧を油圧アクチュエータのそれぞれに対応する制御弁の左右何れかのパイロットポートに導入させる。これらの操作装置のそれぞれに対する操作者の操作内容は、操作圧センサ２９Ａ、２９Ｂと同様に、対応する操作圧センサによって圧力の形で検出され、検出値がコントローラ３０に対して出力される。
　コントローラ３０は、操作圧センサ２９Ａ、２９Ｂ等の出力を受信し、必要に応じてレギュレータ１３Ｌ、１３Ｒに対して制御指令を出力し、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒの吐出量を変化させる。また、必要に応じて比例弁３１Ｌ１、３１Ｌ２、３１Ｒ１、３１Ｒ２に対して電流指令を出力し、ブリード弁１７７Ｌ、１７７Ｒ、及び、ネガティブコントロール絞り１８Ｌ、１８Ｒ（以下、「ネガコン絞り１８Ｌ、１８Ｒ」とする。）の開口面積を変化させる。
　比例弁３１Ｌ１、３１Ｒ１は、コントローラ３０が出力する電流指令に応じてパイロットポンプ１５からブリード弁１７７Ｌ、１７７Ｒのパイロットポートに導入される二次圧を調整する。比例弁３１Ｌ２、３１Ｒ２は、コントローラ３０が出力する電流指令に応じてパイロットポンプ１５からネガコン絞り１８Ｌ、１８Ｒに導入される二次圧を調整する。比例弁３１Ｌ１、３１Ｌ２、３１Ｒ１、３１Ｒ２は、図２の比例弁３１に対応する。
　比例弁３１Ｌ１は、ブリード弁１７７Ｌを第１弁位置と第２弁位置の間の任意の位置で停止できるように二次圧を調整可能である。比例弁３１Ｒ１は、ブリード弁１７７Ｒを第１弁位置と第２弁位置の間の任意の位置で停止できるように二次圧を調整可能である。
　比例弁３１Ｌ２は、ネガコン絞り１８Ｌの開口面積を調整できるように二次圧を調整可能である。比例弁３１Ｒ２は、ネガコン絞り１８Ｒの開口面積を調整できるように二次圧を調整可能である。
　次に、図３の油圧回路で採用されるネガティブコントロール制御（以下、「ネガコン制御」とする。）について説明する。
　管路４２Ｌ、４２Ｒには、最も下流にあるブリード弁１７７Ｌ、１７７Ｒのそれぞれと作動油タンクとの間にネガコン絞り１８Ｌ、１８Ｒが配置されている。ブリード弁１７７Ｌ、１７７Ｒを通過して作動油タンクに至る作動油の流れは、ネガコン絞り１８Ｌ、１８Ｒで制限される。そして、ネガコン絞り１８Ｌ、１８Ｒは、レギュレータ１３Ｌ、１３Ｒを制御するための制御圧（以下、「ネガコン圧」とする。）を発生させる。ネガコン圧センサ１９Ｌ、１９Ｒは、ネガコン圧を検出するためのセンサであり、検出した値をコントローラ３０に対して出力する。
　本実施形態では、ネガコン絞り１８Ｌ、１８Ｒは、比例弁３１Ｌ２、３１Ｒ２の二次圧に応じて開口面積が変化する可変絞りである。ネガコン絞り１８Ｌ、１８Ｒは、例えば、比例弁３１Ｌ２、３１Ｒ２の二次圧が増大するにつれて開口面積が小さくなる。但し、ネガコン絞り１８Ｌ、１８Ｒは、固定絞りであってもよい。
　コントローラ３０は、ネガコン圧に応じてメインポンプ１４Ｌ、１４Ｒの斜板傾転角を調節することによって、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒの吐出量を制御する。以下では、ネガコン圧とメインポンプ１４Ｌ、１４Ｒの吐出量との関係を「ネガコン特性」と称する。ネガコン特性は、例えば、参照テーブルとしてＲＯＭ等に記憶されていてもよく、所定の計算式で表現されていてもよい。コントローラ３０は、例えば、所定のネガコン特性を表すテーブルを参照し、ネガコン圧が大きいほどメインポンプ１４Ｌ、１４Ｒの吐出量を減少させ、ネガコン圧が小さいほどメインポンプ１４Ｌ、１４Ｒの吐出量を増大させる。
　具体的には、図３で示されるように油圧アクチュエータが何れも操作されていない待機状態の場合、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒが吐出する作動油は、ブリード弁１７７Ｌ、１７７Ｒを通ってネガコン絞り１８Ｌ、１８Ｒに至る。そして、ブリード弁１７７Ｌ、１７７Ｒを通過する作動油の流れは、ネガコン絞り１８Ｌ、１８Ｒの上流で発生するネガコン圧を増大させる。その結果、コントローラ３０は、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒの吐出量を所定の許容最小吐出量まで減少させ、吐出された作動油が管路４２Ｌ、４２Ｒを通過する際の圧力損失（ポンピングロス）を抑制する。待機状態におけるこの所定の許容最小吐出量は、ブリード流量の一例であり、以下では、「スタンバイ流量」と称する。
　一方、何れかの油圧アクチュエータが操作された場合、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒが吐出する作動油は、操作対象の油圧アクチュエータに対応する制御弁を通って操作対象の油圧アクチュエータに流れ込む。そのため、ブリード弁１７７Ｌ、１７７Ｒを通ってネガコン絞り１８Ｌ、１８Ｒに至るブリード流量は減少し、ネガコン絞り１８Ｌ、１８Ｒの上流で発生するネガコン圧は低下する。その結果、コントローラ３０は、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒの吐出量を増大させ、操作対象の油圧アクチュエータに十分な作動油を供給し、操作対象の油圧アクチュエータの駆動を確かなものとする。なお、以下では、油圧アクチュエータに流れ込む作動油の流量を「アクチュエータ流量」と称する。この場合、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒが吐出する作動油の流量は、アクチュエータ流量とブリード流量の合計に相当する。
　上述のような構成により、図３の油圧回路は、油圧アクチュエータを作動させる場合には、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒから必要十分な作動油を作動対象の油圧アクチュエータに確実に供給できる。また、待機状態においては、油圧エネルギの無駄な消費を抑制できる。ブリード流量をスタンバイ流量まで低減させることができるためである。
　しかしながら、図３の油圧回路は、待機状態においてもなお、スタンバイ流量分の作動油を常にネガコン絞り１８Ｌ、１８Ｒに供給している。また、油圧アクチュエータを作動させている場合においては、常に、ある程度の量の作動油をブリード流量としてネガコン絞り１８Ｌ、１８Ｒに供給している。ネガコン圧を生成するためである。また、油圧アクチュエータの動きに応じて吐出量を迅速に変化させることができるようにするためである。
　ブリード流量が小さいほど、油圧エネルギの無駄な消費の抑制による効果は大きくなるが、油圧アクチュエータへ流れる作動油の流量が変動し易くなる。この場合、油圧系の振動系において圧力変動が生じた際に、圧力変動に対して流量変動が大きいと、振動が大きくなってしまう。これは、２次振動系の減衰項が－∂Ｑ／∂Ｐで表されることによる。なお、Ｐはメインポンプ１４の吐出圧（油圧アクチュエータの負荷圧）を表し、Ｑは油圧アクチュエータに流入する作動油の流量を表す。そのため、負荷の増大により圧力変動が大きくなった場合には、油圧アクチュエータに流入する作動油の流量変動を小さくすべく、ブリード流量を大きくする方が望ましい。従って、一律にブリード流量を小さくすることは適切でない。
　そこで、コントローラ３０のブリード弁制御部３００は、圧力脈動の大きさに応じてブリード流量を変化させることで、油圧エネルギの無駄な消費の抑制と圧力脈動の抑制の両立を図っている。
　ブリード弁制御部３００は、例えば、メインポンプ１４が吐出する作動油の圧力における脈動の大きさに応じてブリード弁１７７の開口面積を制御する。ブームロッド圧、ブームボトム圧、アームロッド圧、アームボトム圧等、動作中の油圧アクチュエータにおける作動油の圧力脈動の大きさに応じてブリード弁１７７の開口面積を制御してもよい。ブリード弁制御部３００は、例えば、脈動が大きいほど、ブリード弁１７７の開口面積を大きくする。ブリード流量（待機状態でのスタンバイ流量を含む。）を増大させて脈動の減衰性を高めることで脈動を抑制するためである。一方で、ブリード弁制御部３００は、脈動が小さいほど、ブリード弁１７７の開口面積を小さくする。ブリード流量（待機状態でのスタンバイ流量を含む。）を減少させて無駄に捨てられる作動油の量を抑制するためである。
　ブリード弁制御部３００は、情報取得装置が取得する脈動に関する情報に基づいて脈動の大きさを算出してもよい。脈動に関する情報は、ブーム角度α、アーム角度β、バケット角度γ、ブームロッド圧、ブームボトム圧、アームロッド圧、アームボトム圧、バケットロッド圧、バケットボトム圧、カメラＳ６の撮像画像、メインポンプ１４の吐出圧、操作装置２６の操作圧等のうちの少なくとも１つを含む。情報取得装置は、ブーム角度センサＳ１、アーム角度センサＳ２、バケット角度センサＳ３、機体傾斜センサＳ４、旋回角速度センサＳ５、カメラＳ６、ブームロッド圧センサＳ７Ｒ、ブームボトム圧センサＳ７Ｂ、アームロッド圧センサＳ８Ｒ、アームボトム圧センサＳ８Ｂ、バケットロッド圧センサＳ９Ｒ、バケットボトム圧センサＳ９Ｂ、吐出圧センサ２８、操作圧センサ２９等のうちの少なくとも１つを含む。ブリード弁制御部３００は、脈動の大きさを複数段階で判定してもよい。この場合、ブリード弁制御部３００は、例えば、吐出圧センサ２８の出力に基づいて脈動の大きさを「大」、「中」、「小」の３段階で判定する。具体的には、所定時間におけるポンプ吐出圧の変動幅が第１閾値以上の場合に「大」と判定し、その変動幅が第１閾値未満で且つ第２閾値以上の場合に「中」と判定し、その変動幅が第２閾値未満の場合に「小」と判定する。
　そして、ブリード弁制御部３００は、例えば、脈動の大きさに対応する制御指令を比例弁３１に対して出力することで、ブリード弁１７７の開口面積を増減させる。ブリード弁制御部３００は、例えば、脈動が大きいほど、比例弁３１に対する電流指令を低減させて比例弁３１の二次圧を低減させることで、ブリード弁１７７の開口面積を増大させる。脈動を抑制するためである。反対に、脈動が小さいほど、比例弁３１に対する電流指令を増大させて比例弁３１の二次圧を増大させることで、ブリード弁１７７の開口面積を低減させる。無駄に捨てられる作動油の量を抑制するためである。
　また、ブリード弁制御部３００は、ブリード弁１７７の開口面積の増減に合わせてネガコン特性を変化させる。本実施形態では、ブリード弁制御部３００は、ブリード弁１７７の開口面積の増減に合わせてネガコン絞り１８Ｌ、１８Ｒの開口面積を増減させることでネガコン特性を変化させる。ブリード流量を増減させた場合であっても、レバー操作量とアクチュエータ流量との関係が変化しないようにするためである。
　ブリード弁制御部３００は、例えば、脈動が大きいほど、ネガコン特性を高脈動時ネガコン設定側にシフトさせ、脈動が小さいほど、ネガコン特性を低脈動時ネガコン設定側にシフトさせる。
　高脈動時ネガコン設定は、低脈動時ネガコン設定に比べ、スタンバイ流量が大きく、且つ、ネガコン圧の上昇に対する吐出量の減少率が緩やかである。すなわち、ネガコン圧が同じであれば、高脈動時ネガコン設定におけるメインポンプ１４の吐出量は、低脈動時ネガコン設定における吐出量よりも大きい。また、同じ吐出量を実現する場合、高脈動時ネガコン設定におけるネガコン圧は、低脈動時ネガコン設定におけるネガコン圧よりも高い。但し、アクチュエータ流量は、レバー操作量を含む他の条件が同じであれば、ネガコン特性の違いにかかわらず同じである。例えば、ブーム上げ操作量を含む他の条件が同じであれば、ブリード流量の違い、及び、ネガコン特性の違いにかかわらず、ブームシリンダ７のボトム側油室に流入する作動油の流量は同じである。
　このように、ブリード弁制御部３００は、脈動の大きさを算出し、脈動の大きさに対応する制御指令を比例弁３１に対して出力する。比例弁３１は、ブリード弁１７７を作動させてブリード流量を増減させる。この構成により、コントローラ３０は、脈動が大きい場合にはブリード流量を増大させることで脈動を抑制することができる。また、脈動が小さい場合にはブリード流量を減少させることで無駄に捨てられてしまう作動油の量を抑制できる。
　また、図３では、メインポンプ１４Ｌから油圧アクチュエータに向かう作動油の流れを制御する制御弁１７１、１７３、１７５Ｌ及び１７６Ｌのそれぞれは、メインポンプ１４Ｌと作動油タンクとの間で互いに並列に接続されている。しかしながら、制御弁１７１、１７３、１７５Ｌ及び１７６Ｌのそれぞれは、メインポンプ１４Ｌと作動油タンクとの間で直列に接続されていてもよい。この場合、各制御弁を構成するスプールが何れの弁位置に切り換えられていたとしても、管路４２Ｌは、スプールで遮断されることなく、下流側に配置された隣接する制御弁に作動油を供給できる。
　同様に、メインポンプ１４Ｒから油圧アクチュエータに向かう作動油の流れを制御する制御弁１７２、１７４、１７５Ｒ及び１７６Ｒのそれぞれは、メインポンプ１４Ｒと作動油タンクとの間で互いに並列に接続されている。しかしながら、制御弁１７２、１７４、１７５Ｒ及び１７６Ｒのそれぞれは、メインポンプ１４Ｒと作動油タンクとの間で直列に接続されていてもよい。この場合、各制御弁を構成するスプールが何れの弁位置に切り換えられていたとしても、管路４２Ｒは、スプールで遮断されることなく、下流側に配置された隣接する制御弁に作動油を供給できる。
　次に、図４及び図５を参照し、ブリード弁制御部３００がブリード流量を増減させる処理（以下、「ブリード流量増減処理」とする。）について説明する。図４は、ブリード流量増減処理の一例のフローチャートを示す。ブリード弁制御部３００は、ショベルの稼働中に所定の制御周期で繰り返しこの処理を実行する。図５は、ブーム上げ操作中にブリード流量増減処理を実行しているときのポンプ吐出圧と比例弁特性の時間的推移を示す。比例弁特性は、ブーム操作レバー２６Ｂの操作圧と比例弁３１の目標二次圧との関係を意味する。比例弁特性は、例えば、ネガコン特性と同様に、参照テーブルとしてＲＯＭ等に記憶されていてもよく、所定の計算式で表現されていてもよい。図４及び図５の例では、比例弁特性は、高脈動時比例弁設定及び低脈動時比例弁設定の２つから選択される。高脈動時比例弁設定での比例弁３１の目標二次圧は、ブーム操作レバー２６Ｂの操作圧が同じである場合、低脈動時比例弁設定での比例弁３１の目標二次圧よりも低い。すなわち、高脈動時比例弁設定でのブリード弁１７７の開口面積は、ブーム操作レバー２６Ｂの操作圧が同じである場合、低脈動時比例弁設定でのブリード弁１７７の開口面積よりも大きい。また、高脈動時比例弁設定でのネガコン絞りの開口面積は、ブーム操作レバー２６Ｂの操作圧が同じである場合、低脈動時比例弁設定でのネガコン絞りの開口面積よりも大きい。
　最初に、ブリード弁制御部３００は、油圧回路を流れる作動油における圧力脈動が大きいか否かを判定する（ステップＳＴ１）。図４の例では、ブリード弁制御部３００は、吐出圧センサ２８Ｌの出力に基づき、所定時間におけるメインポンプ１４Ｌの吐出圧の変動幅が所定の閾値より大きいか否かを判定する。そして、その変動幅が所定の閾値より大きいと判定した場合に、管路４２Ｌを流れる作動油における圧力脈動が大きいと判定する。管路４２Ｒを流れる作動油における圧力脈動についても同様である。以下の説明は、管路４２Ｌを流れる作動油における圧力脈動に関するが、管路４２Ｒを流れる作動油における圧力脈動にも同様に適用される。
　圧力脈動が大きいと判定した場合（ステップＳＴ１のＹＥＳ）、ブリード弁制御部３００は、比例弁３１Ｌ１、３１Ｌ２の比例弁特性として高脈動時比例弁設定を選択し、且つ、ネガコン特性として高脈動時ネガコン設定を選択する（ステップＳＴ２）。図５の例では、ブリード弁制御部３００は、時刻ｔ１及び時刻ｔ３のそれぞれにおいて圧力脈動が大きいと判定し、比例弁３１Ｌ１、３１Ｌ２の比例弁特性として高脈動時比例弁設定を選択し、且つ、ネガコン特性として高脈動時ネガコン設定を選択している。
　一方、圧力脈動が大きくないと判定した場合（ステップＳＴ１のＮＯ）、ブリード弁制御部３００は、比例弁３１Ｌ１、３１Ｌ２の比例弁特性として低脈動時比例弁設定を選択し、且つ、ネガコン特性として低脈動時ネガコン設定を選択する（ステップＳＴ３）。図５の例では、ブリード弁制御部３００は、時刻ｔ２において圧力脈動が大きくないと判定し、比例弁３１Ｌ１、３１Ｌ２の比例弁特性として低脈動時比例弁設定を選択し、且つ、ネガコン特性として低脈動時ネガコン設定を選択している。
　その後、ブリード弁制御部３００は、選択した比例弁設定に基づいて比例弁３１Ｌ１、３１Ｌ２の目標二次圧を決定する（ステップＳＴ４）。図４の例では、ブリード弁制御部３００は、比例弁設定に関するテーブルを参照し、操作圧センサ２９Ｂが出力する操作圧に応じた目標二次圧を決定する。すなわち、目標二次圧は、そのときの脈動の大きさ、操作内容等といったショベルの状態に応じて異なる。また、ブリード弁１７７Ｌ及びネガコン絞り１８Ｌのそれぞれの開口面積は、その二次圧に応じて一意に決まる。
　その後、ブリード弁制御部３００は、目標二次圧に対応する電流指令を比例弁３１Ｌ１、３１Ｌ２に対して出力する（ステップＳＴ５）。比例弁３１Ｌ１、３１Ｌ２は、例えば、高脈動時比例弁設定に関するテーブルを参照して決定された目標二次圧に対応する電流指令を受けた場合には、ブリード弁１７７Ｌ及びネガコン絞り１８Ｌのそれぞれのパイロットポートに作用する二次圧をその目標二次圧まで低減させる。そのため、ブリード弁１７７Ｌ及びネガコン絞り１８Ｌのそれぞれの開口面積が増大し、ブリード流量が増大し、ネガコン圧の応答性が高まり、圧力脈動の減衰性が高まる。その結果、ブーム上げ操作時におけるブームボトム圧の脈動を減衰させることができる。図５の例は、時刻ｔ１から時刻ｔ２の期間、及び、時刻ｔ３以降の期間で高脈動時比例弁設定が選択され、メインポンプ１４が吐出する作動油、すなわち、ブームシリンダ７のボトム側油室に流入する作動油の圧力脈動が減衰している様子を示している。このとき、ブリード弁制御部３００は、高脈動時ネガコン設定のテーブルを参照し、現在のネガコン圧に対応するメインポンプ１４Ｌの目標吐出量を決定し、その目標吐出量に対応する制御指令をレギュレータ１３Ｌに対して出力する。メインポンプ１４Ｌは、その目標吐出量を実現するようにレギュレータ１３Ｌによって制御される。
　或いは、比例弁３１Ｌ１、３１Ｌ２は、例えば、低脈動時比例弁設定に関するテーブルを参照して決定された目標二次圧に対応する電流指令を受けた場合には、ブリード弁１７７Ｌ及びネガコン絞り１８Ｌのそれぞれのパイロットポートに作用する二次圧をその目標二次圧まで増大させる。そのため、ブリード弁１７７Ｌ及びネガコン絞り１８Ｌのそれぞれの開口面積が減少し、ブリード流量が減少する。その結果、ブーム上げ操作時における油圧エネルギの無駄な消費を抑制できる。図５の例は、時刻ｔ１以前の期間、及び、時刻ｔ２から時刻ｔ３の期間で低脈動時比例弁設定が選択されている様子を示している。このとき、ブリード弁制御部３００は、低脈動時ネガコン設定のテーブルを参照し、現在のネガコン圧に対応するメインポンプ１４Ｌの目標吐出量を決定し、その目標吐出量に対応する制御指令をレギュレータ１３Ｌに対して出力する。メインポンプ１４Ｌは、その目標吐出量を実現するようにレギュレータ１３Ｌによって制御される。
　この構成により、ブリード弁制御部３００は、操作圧が同じであっても、圧力脈動が大きいときの比例弁３１の目標二次圧と、圧力脈動が小さいときの比例弁３１の目標二次圧とを異ならせることができる。すなわち、圧力脈動が大きいときのブリード流量と、圧力脈動が小さいときのブリード流量とを異ならせることができる。そのため、圧力脈動が大きいときにはブリード流量を増大させて圧力脈動を減衰させることができ、圧力脈動が小さいときにはブリード流量を低減させて油圧エネルギの無駄な消費を抑制できる。
　図４及び図５に示す例では、ブリード弁制御部３００は、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒの吐出圧を検出する吐出圧センサ２８Ｌ、２８Ｒの検出値に基づいて圧力脈動が大きいか否かを判定する。しかしながら、ブリード弁制御部３００は、ブームロッド圧センサＳ７Ｒ、ブームボトム圧センサＳ７Ｂ、アームロッド圧センサＳ８Ｒ、アームボトム圧センサＳ８Ｂ、バケットロッド圧センサＳ９Ｒ、バケットボトム圧センサＳ９Ｂ等の、油圧回路内の作動油の圧力を検出する圧力センサの検出値に基づいて圧力脈動が大きいか否かを判定してもよい。
　次に、図６を参照し、ブリード流量増減処理の別の一例について説明する。図６は、ブリード流量増減処理の別の一例のフローチャートを示す。ブリード弁制御部３００は、ショベルの稼働中に所定の制御周期で繰り返しこの処理を実行する。
　最初に、ブリード弁制御部３００は、油圧回路を流れる作動油における圧力脈動の大きさを脈動度合いとして算出する（ステップＳＴ１１）。図６の例では、ブリード弁制御部３００は、吐出圧センサ２８Ｌの出力に基づき、所定時間におけるメインポンプ１４Ｌの吐出圧の変動幅を、管路４２Ｌを流れる作動油における圧力脈動の大きさを表す脈動度合いとして算出する。管路４２Ｒを流れる作動油における圧力脈動についても同様である。以下の説明は、管路４２Ｌを流れる作動油における圧力脈動に関するが、管路４２Ｒを流れる作動油における圧力脈動にも同様に適用される。
　その後、ブリード弁制御部３００は、脈動度合いと操作圧に応じて比例弁３１Ｌ１、３１Ｌ２の目標二次圧を決定する（ステップＳＴ１２）。図６の例では、ブリード弁制御部３００は、算出した脈動度合いと、操作圧センサ２９Ｂが出力する操作圧とに応じた目標二次圧を決定する。
　その後、ブリード弁制御部３００は、目標二次圧に対応する電流指令を比例弁３１Ｌ１、３１Ｌ２に対して出力する（ステップＳＴ１３）。比例弁３１Ｌ１、３１Ｌ２は、ブリード弁１７７Ｌ及びネガコン絞り１８Ｌのそれぞれのパイロットポートに作用する二次圧をその目標二次圧に調整する。そのため、ブリード弁１７７Ｌ及びネガコン絞り１８Ｌのそれぞれの開口面積を増大させた場合には、ネガコン圧の応答性を高め、且つ、圧力脈動の減衰性を高めることができる。その結果、ブーム上げ操作時におけるブームボトム圧の脈動を減衰させることができる。反対に、ブリード弁１７７Ｌ及びネガコン絞り１８Ｌのそれぞれの開口面積を低減させた場合には、油圧エネルギの無駄な消費を抑制できる
　この構成により、ブリード弁制御部３００は、圧力脈動の大きさに応じて比例弁３１Ｌ１、３１Ｌ２の目標二次圧を無段階（シームレス）に決定することができる。そのため、圧力脈動が大きいほどブリード流量を増大させて圧力脈動を減衰させることができ、圧力脈動が小さいほどブリード流量を低減させて油圧エネルギの無駄な消費を抑制できる。
　上述のように、本発明の実施形態に係るショベルは、ブリード流量を制御するブリード弁１７７と、メインポンプ１４が吐出する作動油の圧力における脈動の大きさに応じてブリード弁１７７の開口面積を制御するコントローラ３０とを備える。そのため、脈動が大きい場合にはブリード弁１７７の開口面積を増大させてブリード流量を増大させることで圧力脈動の減衰性を高めることができる。その結果、油圧回路を流れる作動油の圧力の脈動を抑制できる。また、脈動が小さい場合にはブリード弁１７７の開口面積を低減させてブリード流量を低減させることで油圧エネルギの無駄な消費を抑制できる。
　以上、本発明の好ましい実施形態について詳説した。しかしながら、本発明は、上述した実施形態に制限されることはない。上述した実施形態は、本発明の範囲を逸脱することなしに、種々の変形、置換等が適用され得る。また、別々に説明された特徴は、技術的な矛盾が生じない限り、組み合わせが可能である。
　例えば、上述の実施形態では、ネガコン絞り１８Ｌ、１８Ｒは、比例弁３１Ｌ２、３１Ｒ２の二次圧に応じて開口面積が変化する可変絞りである。そして、ネガコン絞り１８Ｌ、１８Ｒは、例えば、比例弁３１Ｌ２、３１Ｒ２の二次圧が増大するにつれて開口面積が小さくなるように構成されている。但し、ネガコン絞り１８Ｌ、１８Ｒは、図７に示すような固定絞りであってもよい。この場合、比例弁３１Ｌ２、３１Ｒ２は省略されてもよい。
　図７の例では、ブリード弁１７７Ｌ、１７７Ｒの開口面積が増大してネガコン絞り１８Ｌ、１８Ｒに至るブリード流量が増大すると、固定絞りであるネガコン絞り１８Ｌ、１８Ｒによって生成されるネガコン圧は増大する。そのため、ブリード弁制御部３００は、ブリード弁１７７の開口面積の増減に応じ、ネガコン絞り１８Ｌ、１８Ｒの開口面積を増減させる代わりに、レギュレータ１３Ｌ、１３Ｒの動きを調整することで、すなわち、メインポンプ１４Ｌ、１４Ｒの斜板傾転角を調節することで、ネガコン特性を変化させる。ブリード流量を増減させた場合であっても、レバー操作量とアクチュエータ流量との関係が変化しないようにするためである。
　この構成により、図７に示す油圧回路を搭載するショベルは、図３に示す油圧回路を搭載するショベルによって実現される効果と同様の効果を実現できる。
　また、上述の実施形態では、メインポンプ１４Ｌから油圧アクチュエータに向かう作動油の流れを制御する制御弁１７１、１７３、１７５Ｌ及び１７６Ｌのそれぞれは、管路４２Ｌを通じ、メインポンプ１４Ｌと作動油タンクとの間で互いに並列に接続されている。しかしながら、制御弁１７１、１７３、１７５Ｌ及び１７６Ｌのそれぞれは、メインポンプ１４Ｌと作動油タンクとの間で直列に接続されていてもよい。例えば、制御弁１７１、１７３、１７５Ｌ及び１７６Ｌは、第１のセンターバイパス管路を介して直列に接続されていてもよい。この場合、第１のセンターバイパス管路を流れる作動油は、各制御弁を構成するスプールが何れの弁位置に切り換えられていたとしても、スプールで遮断されない。このため、各制御弁を構成するスプールが何れの弁位置に切り換えられていたとしても、第１のセンターバイパス管路を流れる作動油は、下流側に配置された隣接する制御弁に達することができる。
　同様に、制御弁１７２、１７４、１７５Ｒ及び１７６Ｒのそれぞれは、メインポンプ１４Ｒと作動油タンクとの間で直列に接続されていてもよい。例えば、制御弁１７２、１７４、１７５Ｒ及び１７６Ｒは、第２のセンターバイパス管路を介して直列に接続されていてもよい。この場合、第２のセンターバイパス管路を流れる作動油は、各制御弁を構成するスプールが何れの弁位置に切り換えられていたとしても、スプールで遮断されない。このため、各制御弁を構成するスプールが何れの弁位置に切り換えられていたとしても、第２のセンターバイパス管路を流れる作動油は、下流側に配置された隣接する制御弁に達することができる。
　この構成により、上記した油圧回路を搭載するショベルは、図３及び図７のそれぞれに示す油圧回路を搭載するショベルによって実現される効果と同様の効果を実現できる。
　本願は、２０１７年３月１０日に出願した日本国特許出願２０１７－０４６７７０号に基づく優先権を主張するものであり、この日本国特許出願の全内容を本願に参照により援用する。
　１・・・下部走行体　１Ａ・・・左側走行用油圧モータ　１Ｂ・・・右側走行用油圧モータ　２・・・旋回機構　２Ａ・・・旋回用油圧モータ　３・・・上部旋回体　４・・・ブーム　５・・・アーム　６・・・バケット　７・・・ブームシリンダ　８・・・アームシリンダ　９・・・バケットシリンダ　１０・・・キャビン　１１・・・エンジン　１３、１３Ｌ、１３Ｒ・・・レギュレータ　１４、１４Ｌ、１４Ｒ・・・メインポンプ　１５・・・パイロットポンプ　１７・・・コントロールバルブ　１８Ｌ、１８Ｒ・・・ネガコン絞り　１９Ｌ、１９Ｒ・・・ネガコン圧センサ　２６・・・操作装置　２６Ａ・・・アーム操作レバー　２６Ｂ・・・ブーム操作レバー　２８、２８Ｌ、２８Ｒ・・・吐出圧センサ　２９、２９Ａ、２９Ｂ・・・操作圧センサ　３０・・・コントローラ　３１、３１Ｌ１、３１Ｌ２、３１Ｒ１、３１Ｒ２・・・比例弁　４２Ｌ、４２Ｒ・・・管路　１７１～１７４、１７５Ｌ、１７５Ｒ、１７６Ｌ、１７６Ｒ・・・制御弁　１７７、１７７Ｌ、１７７Ｒ・・・ブリード弁　３００・・・ブリード弁制御部　Ｓ１・・・ブーム角度センサ　Ｓ２・・・アーム角度センサ　Ｓ３・・・バケット角度センサ　Ｓ４・・・機体傾斜センサ　Ｓ５・・・旋回角速度センサ　Ｓ６・・・カメラ　Ｓ７Ｂ・・・ブームボトム圧センサ　Ｓ７Ｒ・・・ブームロッド圧センサ　Ｓ８Ｂ・・・アームボトム圧センサ　Ｓ８Ｒ・・・アームロッド圧センサ　Ｓ９Ｂ・・・バケットボトム圧センサ　Ｓ９Ｒ・・・バケットロッド圧センサ

Claims (7)

  1. 　下部走行体と、
    　前記下部走行体に旋回可能に搭載される上部旋回体と、
    　前記上部旋回体に搭載される油圧ポンプと、
    　前記油圧ポンプが吐出する作動油によって駆動される油圧アクチュエータと、
    　前記油圧ポンプが吐出する作動油のうち、前記油圧アクチュエータを経由せずに作動油タンクに流れる作動油の流量を制御するブリード弁と、
    　前記油圧ポンプから前記油圧アクチュエータへ供給される作動油の圧力における脈動の大きさに応じて前記ブリード弁の開口面積を制御する制御装置と、を備える、
    　ショベル。
  2. 　前記制御装置は、脈動が小さいほど、前記ブリード弁の開口面積を小さくする、
    　請求項１に記載のショベル。
  3. 　下部走行体と、
    　前記下部走行体に旋回可能に搭載される上部旋回体と、
    　前記上部旋回体に搭載される油圧ポンプと、
    　前記油圧ポンプが吐出する作動油によって駆動される油圧アクチュエータと、
    　前記油圧ポンプが吐出する作動油のうち、前記油圧アクチュエータを経由せずに作動油タンクに流れる作動油の流量を制御するネガコン絞りと、
    　前記油圧ポンプから前記油圧アクチュエータへ供給される作動油の圧力における脈動の大きさに応じて前記ネガコン絞りの開口面積を制御する制御装置と、を備える、
    　ショベル。
  4. 　前記制御装置は、脈動が小さいほど、前記ネガコン絞りの開口面積を小さくする、
    　請求項３に記載のショベル。
  5. 　前記油圧ポンプから前記油圧アクチュエータに向かう作動油の流れを制御する制御弁のそれぞれは、前記油圧ポンプと前記作動油タンクとの間で互いに並列に接続されている、
    　請求項１又は３に記載のショベル。
  6. 　前記油圧ポンプが吐出する作動油の圧力を検出する圧力センサを備え、
    　前記制御装置は、前記圧力センサの検出値に基づいて作動油の圧力における脈動の大きさを検出する、
    　請求項１又は３に記載のショベル。
  7. 　前記油圧アクチュエータにおける作動油の圧力を検出する圧力センサを備え、
    　前記制御装置は、前記圧力センサの検出値に基づいて作動油の圧力における脈動の大きさを検出する、
    　請求項１又は３に記載のショベル。
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