WO2019176076A1 - 建設機械 - Google Patents

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WO2019176076A1
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displacement
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hydraulic
target displacement
hydraulic pump
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亮平 山下
和繁 森
井村　進也
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日立建機株式会社
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    • F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/75—Control of speed of the output member

Definitions

  • the present invention relates to a construction machine such as a hydraulic excavator, and more particularly to a construction machine equipped with a hydraulic drive device that drives a plurality of hydraulic actuators with a variable displacement hydraulic pump.
  • a construction machine such as a hydraulic excavator generally includes a hydraulic pump, a hydraulic actuator driven by pressure oil discharged from the hydraulic pump, and a flow rate control valve that controls supply and discharge of pressure oil to and from the hydraulic actuator.
  • Patent Document 1 discloses a conventional technique of a hydraulic pump control device that controls a flow rate of a hydraulic pump that drives a plurality of hydraulic actuators.
  • Patent Document 1 discloses a variable displacement hydraulic pump, a variable volume hydraulic pump's extra volume variable mechanism, a regulator that controls the amount of tilt of the variable volume hydraulic variable mechanism, and a plurality of hydraulic actuators driven by the hydraulic pump. And each control valve for controlling the drive of each hydraulic actuator, each operation amount detector for detecting the operation amount of each control valve, and each operation detected by each operation amount detector An optimum maximum tilt amount is set for each tilt amount of the variable volume mechanism and the hydraulic actuator corresponding to each tilt amount according to each amount, and the detected value of each manipulated variable detector is A controller for controlling the regulator by inputting and outputting the tilt amount according to each detected value, and the controller An extraction unit that is provided for each hydraulic actuator and extracts the tilt amount corresponding to the detection value of the corresponding operation amount detector, and a maximum that selects the maximum value among the tilt amounts extracted by each of the extraction units.
  • a hydraulic pump control device comprising a value selection means is described.
  • the discharge flow rate of the hydraulic pump is controlled according to the maximum value among the maximum tilt amounts corresponding to the plurality of hydraulic actuators.
  • the discharge flow rate of the hydraulic pump is insufficient with respect to the total required flow rate of the actuator, and the optimum maximum driving speed cannot be obtained for each hydraulic actuator.
  • the shortage of the discharge flow rate of the hydraulic pump during combined operation can be solved by making the maximum tilt amount set for each hydraulic actuator larger than the optimum maximum tilt amount.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and the object thereof is both in a single operation for driving a plurality of hydraulic actuators individually and in a combined operation for driving a plurality of hydraulic actuators simultaneously.
  • An object of the present invention is to provide a construction machine capable of driving each hydraulic actuator at an appropriate speed while suppressing the discharge flow rate of the hydraulic pump.
  • the present invention provides a variable displacement hydraulic pump, a regulator for adjusting a displacement volume of the hydraulic pump, a plurality of hydraulic actuators driven by pressure oil discharged from the hydraulic pump, Detecting a plurality of flow control valves for controlling supply and discharge of pressure oil to and from the plurality of hydraulic actuators, a plurality of operation devices for operating the plurality of flow control valves, and operation amounts of the plurality of operation devices
  • a construction machine comprising: an operation amount detection device that performs control; and a controller that controls the regulator in accordance with each operation amount of the plurality of operation devices detected by the operation amount detection device.
  • a first target displacement is calculated for each operation amount of the device, and a first target push amount for the same operation amount is calculated for each operation amount of the plurality of operation devices.
  • a second target displacement volume that is larger than the displacement volume is calculated, a total value of the plurality of first target displacement volumes calculated for each operation amount of the plurality of operation devices, and each operation amount of the plurality of operation devices. Is selected as the final target displacement volume, and the regulator is controlled according to the final target displacement volume.
  • the displacement volume of the hydraulic pump coincides with the displacement volume (first displacement volume) set for each hydraulic actuator at the time of independent operation in which each hydraulic actuator is independently driven. Therefore, each hydraulic actuator can be driven at an appropriate speed without making the discharge flow rate of the hydraulic pump excessive.
  • the displacement amount of the hydraulic pump is calculated as a total value of the plurality of first displacement volumes calculated for each operation amount, and a plurality of values calculated for each operation amount. Is controlled to match the smaller one of the maximum displacements of the second displacement (final target displacement), so that multiple hydraulic actuators can be driven at appropriate speeds without excessive discharge flow of the hydraulic pump. Can be driven by.
  • each hydraulic actuator to run at an appropriate speed while suppressing the discharge flow rate of the hydraulic pump, both during single operation of driving each hydraulic actuator independently and during combined operation of simultaneously driving multiple hydraulic actuators. It becomes possible to drive with.
  • each hydraulic actuator is appropriately controlled while suppressing the discharge flow rate of the hydraulic pump in both a single operation for individually driving each hydraulic actuator and a combined operation for simultaneously driving a plurality of hydraulic actuators. It becomes possible to drive at a speed.
  • 1 is a side view of a hydraulic excavator as an example of a construction machine according to an embodiment of the present invention.
  • 1 is a schematic configuration diagram of a hydraulic drive device according to an embodiment of the present invention. It is a figure which shows typically the relationship between the spool stroke (pilot pressure) of a flow control valve, and the opening area of each aperture. It is a figure which shows typically the relationship between the lever operation amount (pilot pressure) in a prior art, and the target tilting amount (target displacement volume) of a hydraulic pump. It is a functional block diagram of a controller in an embodiment of the invention. It is a figure which shows typically the relationship between the lever operation amount (pilot pressure) and the target tilting amount (target displacement volume) of a hydraulic pump in embodiment of this invention.
  • changes in lever operation amount, hydraulic pump discharge flow rate, and hydraulic actuator speed when the left turn operation is performed during the boom raising single operation are compared with the prior art.
  • FIG. 1 is a side view of a hydraulic excavator according to an embodiment of the present invention.
  • a hydraulic excavator 200 includes a lower traveling body 201, an upper turning body 202, and a front work device 203.
  • the lower traveling body 201 has left and right crawler type traveling devices 204a and 204b (only one side is shown), and is driven by left and right traveling motors 205a and 205b (only one side is shown).
  • the upper turning body 202 is mounted on the lower traveling body 201 so as to be turnable, and is turned by the turning motor 4.
  • the front work device 203 is attached to the front portion of the upper swing body 202 so as to be rotatable in the vertical direction.
  • the upper swing body 202 is provided with a cabin (operating room) 206, and operating devices such as operating lever devices 7 and 8 (see FIG. 2), which will be described later, and an operating pedal device for traveling (not shown) are arranged in the cabin 206. ing.
  • the front working device 203 includes a boom 207 attached to the front portion of the upper swing body 202 so as to be rotatable in the vertical direction, and an arm 208 connected to the tip portion of the boom 2 so as to be rotatable in the vertical and front-rear directions.
  • the bucket 209 is connected to the tip of the arm 208 so as to be pivotable in the vertical and back-and-forth directions, the boom cylinder 3 as a hydraulic actuator for driving the boom 207, and the arm cylinder 210 as a hydraulic actuator for driving the arm 208.
  • a bucket cylinder 211 as a hydraulic actuator for driving the bucket 209.
  • the boom 207 rotates in the vertical direction with respect to the upper swing body 202 by expansion and contraction of the boom cylinder 3, the arm 208 rotates in the vertical and forward and backward directions with respect to the boom 207 by expansion and contraction of the arm cylinder 210, and the bucket 209 As the cylinder 211 expands and contracts, it pivots up and down and back and forth relative to the arm 208.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a hydraulic drive device mounted on the hydraulic excavator 200 shown in FIG.
  • FIG. 2 shows only the portions related to the driving of the boom cylinder 3 and the turning motor 4 and omits the portions related to the driving of other hydraulic actuators.
  • the hydraulic drive device 300 includes an engine 1 as a prime mover, a variable displacement hydraulic pump 2 driven by the engine 1, a boom cylinder 3, a swing motor 4, and pressure oil supply from the boom cylinder 3.
  • a boom flow control valve 5 for controlling discharge, a turning flow control valve 6 for controlling supply and discharge of pressure oil of the swing motor 4, a pilot-type boom operation lever device 7 for instructing operation of the boom cylinder 3,
  • a pilot-type turning operation lever device 8 for instructing the operation of the turning motor 4; a regulator 20 for adjusting the tilt of the displacement variable member (swash plate) 2a of the hydraulic pump 2; and a controller 13 for controlling the regulator 20; It has.
  • the regulator 20 includes a tilt control piston 21 that drives the displacement variable member (swash plate) 2a, and a proportional solenoid valve 22 that generates an operation pressure of the tilt control piston 21 in accordance with a command current input from the controller 13.
  • the boom flow control valve 5 is a pilot pressure (boom raising pilot pressure BMU) output from the boom operating lever device 7 when the operating lever (boom operating lever) 7a of the boom operating lever device 7 is operated to the boom raising side. Is driven in the right direction in the figure.
  • BMU pilot pressure
  • the oil discharged from the hydraulic pump 2 is supplied to the bottom side of the boom cylinder 3, and the oil discharged from the rod side of the boom cylinder 3 is returned to the tank, so that the boom cylinder 3 extends.
  • the boom flow control valve 5 is driven in the left direction in the figure by the pilot pressure (boom lowering pilot pressure BMD) output from the boom operating lever device 7 when the boom operating lever 7a is operated to the boom lowering side.
  • the pilot pressure boost lowering pilot pressure BMD
  • BMD pilot pressure
  • the oil discharged from the hydraulic pump 2 is supplied to the rod side of the boom cylinder 3, and the oil discharged from the bottom side of the boom cylinder 3 is returned to the tank, so that the boom cylinder 3 is degenerated.
  • the turning flow control valve 6 is controlled by the pilot pressure (turning left pilot pressure SWL) output from the turning operation lever device 8 when the operation lever (turning operation lever) 8a of the turning operation lever device 8 is operated to the left side of the turning. It is driven in the right direction in the figure.
  • the pressure oil discharged from the hydraulic pump 2 is supplied to the port on the left side of the swing motor 4, and the oil discharged from the port on the right side of the swing motor 4 is returned to the tank. It rotates in the left turn direction.
  • the turning flow control valve 6 is driven in the left direction in the figure by a pilot pressure (turning right pilot pressure SWR) output from the turning operation lever device 8 when the turning operation lever 8a is operated to the right side of the turning.
  • a pilot pressure turning right pilot pressure SWR
  • the pressure oil discharged from the hydraulic pump 2 is supplied to the port on the right side of the swing motor 4 and the oil discharged from the port on the left side of the swing motor 4 is returned to the tank. It rotates in the right turn direction.
  • the pilot line for guiding the boom raising pilot pressure BMU output from the boom operating lever device 7 to the operation portion on the left side of the boom flow control valve 5 is provided with a pressure sensor 9 for detecting the boom raising pilot pressure BMU.
  • a pressure sensor 10 that detects the boom lowering pilot pressure BMD is provided on a pilot line that guides the boom lowering pilot pressure BMD output from the operation lever device 7 to the operation unit on the right side of the boom flow control valve 5.
  • a pilot line for guiding the turning left pilot pressure SWL output from the turning operation lever device 8 to the left-side operation portion of the turning flow control valve 6 is provided with a pressure sensor 11 for detecting the turning left pilot pressure SWL.
  • a pressure sensor 12 that detects the turning right pilot pressure SWR is provided on the pilot line that guides the turning right pilot pressure SWR output from the operation lever device 8 to the operation portion on the right side of the flow control valve 6 for turning.
  • the controller 13 inputs detection signals (pilot pressures) from the pressure sensors 9, 10, 11, and 12, performs predetermined calculation processing, and outputs a command current to the proportional solenoid valve 22 of the regulator 20.
  • the hydraulic circuit shown in FIG. 2 is a system called an open center type.
  • the flow rate of the pressure oil supplied from the hydraulic pump 2 to the hydraulic actuators 3 and 4 is set by setting the relationship between the spool stroke of the flow control valves 5 and 6 and the opening area of each throttle as shown in FIG. (Hereinafter referred to as meter-in flow rate) and the flow rate of pressure oil returned from the hydraulic pump 2 to the tank via the center bypass channel (hereinafter referred to as bleed-off flow rate) are the strokes of the spool, that is, the operation amounts of the operation levers 7a and 8a. Control according to (lever operation amount).
  • the target tilt amount characteristic with respect to the operation amount of the boom and the turn is set to be relatively large (broken line in FIG. 4).
  • the boom flow control valve 5 and the turning flow control valve 6 are simultaneously operated at intermediate positions (hereinafter referred to as composite operation).
  • composite operation When the center bypass throttle of the boom flow control valve 5 and the swing flow control valve 6 is regarded as a series throttle, the equivalent opening area is determined by operating the boom flow control valve 5 or the swing flow control valve 6 alone (hereinafter referred to as a single operation). Therefore, the bleed-off flow rate is also reduced. As a result, the flow rate of the pressure oil supplied to the hydraulic actuators 3 and 4 increases, and each hydraulic actuator 3 and 4 can be driven at an appropriate speed.
  • the target tilt amount characteristic with respect to the operation amount of the boom and the turn is set to be relatively small (solid line in FIG. 4). Such setting may be performed for the purpose of reducing a loss due to a bleed-off flow rate, for example.
  • the controller 13 has a function described below, so that a plurality of hydraulic actuators 3 and 4 can be driven independently, and a plurality of hydraulic actuators 3 and 4 can be driven simultaneously. Both the hydraulic actuators 3 and 4 can be driven at appropriate speeds while suppressing the discharge flow rate of the hydraulic pump 2 at both times.
  • FIG. 5 is a functional block diagram of the controller 13.
  • the controller 13 includes a first displacement conversion unit 1311, 1312,... 131n, a second displacement conversion unit 1321, 1322,... 132n, an addition unit 133, and a maximum value selection.
  • Unit 134, minimum value selection unit 135, and command current conversion unit 136 are examples of the controller 13 and the controller 13 in FIG. 5, the controller 13 includes a first displacement conversion unit 1311, 1312,... 131n, a second displacement conversion unit 1321, 1322,... 132n, an addition unit 133, and a maximum value selection.
  • Unit 134 minimum value selection unit 135, and command current conversion unit 136.
  • the first displacement displacement conversion unit 1311 and the second displacement displacement conversion unit 1321 store a target displacement volume characteristic of the hydraulic pump 2 with respect to the pilot pressure Pi1 (lever operation amount), and each of the input pilot pressures Pi1 is the first displacement.
  • the displacement is converted into a displacement volume Qs1 and a second displacement volume Qc1 and output.
  • the first displacement displacement conversion unit 1312 and the second displacement displacement conversion unit 1322 store a target displacement characteristic of the hydraulic pump 2 with respect to the pilot pressure Pi2 (lever operation amount), and the input pilot pressure Pi2 is stored in the first displacement. It converts into displacement volume Qs2 and 2nd displacement volume Qc2, and outputs.
  • the first displacement displacement conversion unit 131n and the second displacement displacement conversion unit 132n store a target displacement volume characteristic of the hydraulic pump 2 with respect to other pilot pressure Pin (lever operation amount), and each of the input pilot pressure Pins is stored.
  • the first displacement volume Qsn and the second displacement volume Qcn are converted and output.
  • the pilot pressure Pi1 will be described as the boom raising pilot pressure BMU
  • the pilot pressure Pi2 will be described as the turning left pilot pressure SWL.
  • the adding unit 133 outputs the total value Qssum of the output values Qs1, Qs2,..., Qsn of the first target displacement conversion units 1311, 1312,.
  • the maximum value selection unit 134 selects and outputs the maximum value Qcmax among the output values Qc1, Qc2,..., Qcn of the second target displacement displacement conversion units 1321, 1322,.
  • the minimum value selection unit 135 selects the smaller one of the output value Qssum of the addition unit 133 and the output value Qcmax of the maximum value selection unit 134, and outputs it as the final target displacement volume Qfin.
  • the command current conversion unit 136 outputs a command current I corresponding to the final target displacement Qfin output from the minimum value selection unit 135 to the proportional solenoid valve 22 of the regulator 20.
  • the relationship with the target displacement characteristics (second target displacement characteristics) stored in 132n is shown.
  • the first and second target displacements both increase according to the lever operation amount (pilot pressure).
  • the maximum value Q2max of the second target displacement volume is set to a value equivalent to the maximum displacement volume of the hydraulic pump 2.
  • the minimum value Q2min of the second target displacement is set to a value equivalent to the minimum displacement of the hydraulic pump 2.
  • the maximum value Q1max of the first target displacement volume is set to be equal to or less than the maximum value Q2max of the second target displacement volume.
  • the maximum values Q1max, Q2max,..., Qnmax of the first target displacement volumes Qs1, Qs2,..., Qsn are set according to the respective required maximum speeds of the plurality of hydraulic actuators 3, 4. Is desirable.
  • the hydraulic actuators 3 and 4 are independently operated at full levers, the hydraulic actuators 3 and 4 are driven at the maximum required speed, and the discharge flow rate of the hydraulic pump 2 can be suppressed and energy loss can be suppressed. It becomes.
  • the minimum value Q1min of the first target displacement volume is set to about 1 / n of the minimum value Q1min of the second target displacement volumes Qc1, Qc2,.
  • the first target displacement volume Qs1 corresponding to the pilot pressure Pi1 is output from the first target displacement volume conversion unit 1311.
  • the hydraulic actuator other than the boom cylinder 3 is not operated.
  • the first target displacement volume Qs1 is output as it is.
  • a second target displacement volume Qc1 corresponding to the pilot pressure Pi1 is also output from the second target displacement conversion unit 1321, and the second target displacement conversion units 1322,.
  • the maximum value selection unit 134 selects the second target displacement volume Qc1.
  • the first target displacement volume Qs1 is set to be smaller when the operation amount is at the intermediate position, the first target displacement volume Qs1 is selected by the minimum value selection unit 135, and the command current I corresponding to the first target displacement volume Qs1 is selected. 136 is output to the proportional solenoid valve 22 of the regulator 20.
  • the first target displacement volume Qs2 is selected by the minimum value selection unit 135 according to the detection signal Pi2 of the pressure sensor 11.
  • the first target displacement volume Qs 1 and Qs 2 corresponding to the pilot pressures Pi 1 and Pi 2 are output from the first target displacement volume conversion units 1311 and 1312, respectively, and the addition unit 133 outputs these added values Qs 1 + Qs 2. Is output. Further, since the second target displacement volumes 1321, 1322 also output the second target displacement volumes Qc1, Qc2 corresponding to the pilot pressures Pi1, Pi2, respectively, the maximum value selection unit 134 selects the maximum value. Is done. Therefore, the minimum value selection unit 135 compares the added value Qs1 + Qs2 of the target displacement volume with the maximum value of the target displacement volumes Qc1 and Qc2, and selects one of the minimum values. Thereby, the flow volume of the pressure oil supplied to a hydraulic actuator can be set according to the combination and operation amount of the hydraulic actuator by which complex operation is carried out.
  • FIG. 7 shows changes in lever operation amount, hydraulic pump discharge flow rate, and hydraulic actuator speed in the hydraulic drive device 300 according to the present embodiment when a left turn operation is performed during a boom raising single operation. It is a figure shown in comparison.
  • the hydraulic pump when the turning left operation is performed during the boom raising operation (time t2 to t3), the hydraulic pump is operated while the lever operation amount of the turning left operation is small (time t2 to t2 ′). 2 coincides with the total value Qssum of the first displacement volume Qs1 corresponding to the operation amount of the boom operation lever 7a and the first displacement volume Qs2 corresponding to the operation amount of the turning operation lever 8a. Further, when the lever operation amount for the left turn operation is increased (time t2 'to t3), the discharge flow rate of the hydraulic pump 2 is the second displacement volume Qc1 corresponding to the operation amount of the boom operation lever 7a and the operation of the turn operation lever 8a.
  • the hydraulic excavator 200 includes a variable displacement hydraulic pump 2, a regulator 20 that adjusts the displacement of the hydraulic pump 2, and a plurality of hydraulic excavators that are driven by the pressure oil discharged from the hydraulic pump 2.
  • a plurality of operation amount detection devices 9, 10, 11, 12 that detect the operation amounts of the operation devices 7, 8, and a plurality of operation amount detection devices 9, 10, 11, 12.
  • a controller 13 that controls the regulator 20 according to each operation amount of the operation devices 7 and 8.
  • the controller 13 has a first target displacement volume Qs 1 and Qs for each operation amount of the plurality of operation devices 7 and 8. ,..., Qsn is calculated, and the second target displacement larger than the first target displacement volumes Qs1, Qs2,.
  • the volume Qc1, Qc2,..., Qcn is calculated, and the total value of the plurality of first target displacement volumes Qs1, Qs2,.
  • Qssum and the maximum value Qcmax among the plurality of second target displacement volumes Qc1, Qc2,..., Qcn calculated for the operation amounts of the plurality of operating devices 7 and 8 are the final target.
  • the displacement volume Qfin is selected, and the regulator 20 is controlled in accordance with the final target displacement volume Qfin.
  • the regulator 20 includes a tilt control piston 21 that drives the displacement displacement member (swash plate) 2a, and a proportional solenoid valve that generates an operation pressure of the tilt control piston 21 according to a command current input from the controller 13.
  • the controller 13 converts a plurality of operation amounts of the plurality of operation devices 7 and 8 into a first target displacement volume Qs1, Qs2,..., Qsn. ,..., 131n and a plurality of second displacement displacement conversion units 1321, 1322,..., And a plurality of second displacement displacement conversion units 1321, 1322,. .., 132n and a plurality of first target displacement volumes Qs1, Qs2,... Converted by a plurality of first displacement displacement converters 1311, 1312,.
  • An adder 133 that calculates a total value Qssum of Qsn and a plurality of second target displacement volumes Qc1, Qc2,..., Qcn calculated by a plurality of second displacement displacement converters 1321, 1322,.
  • the maximum value selection unit 134 that selects and outputs the maximum value Qcmax of the output signal, the output value Qssum of the addition unit 133, and the output value Qcmax of the maximum value selection unit 134 are selected and output as the final target displacement Qfin
  • a command current conversion unit 136 that outputs a command current I corresponding to the output value Qfin of the minimum value selection unit 135 to the proportional solenoid valve 22.
  • the displacement volume of the hydraulic pump 2 is set for each hydraulic actuator 3 and 4 at the time of independent operation in which each hydraulic actuator 3 and 4 is independently driven. Is adjusted so as to coincide with the displacements (first displacements) Qs 1, Qs 2,..., Qsn. It can be driven at an appropriate speed.
  • Qssum and the second displacement volume Qc1, Qc2,..., Qcn calculated for each lever operation amount are controlled so as to coincide with the smaller one (final target displacement volume Qfin). Therefore, the plurality of hydraulic actuators 3 and 4 can be driven at appropriate speeds without causing the discharge flow rate of the hydraulic pump 2 to be excessive.
  • the hydraulic actuators 3 and 4 can be driven at appropriate speeds.
  • the output value Qssum of the adder 133 is less than the output value Qcmax of the maximum value selector 134, and the output value Qssum of the adder 133 is the final target displacement Qfin. Therefore, the hydraulic actuators 3 and 4 can be driven at a speed corresponding to the lever operation amount while minimizing the discharge flow rate of the hydraulic pump.
  • the maximum values of the first required pump flow rates Q1max, Q2max,..., Qnmax in the plurality of first target displacement displacement converters 1311, 1312, 131n correspond to the respective required maximum speeds of the plurality of hydraulic actuators 3, 4.
  • SYMBOLS 1 Engine (motor), 2 ... Hydraulic pump, 2a ... Displacement variable member (swash plate), 3 ... Boom cylinder, 4 ... Swing motor, 5 ... Boom flow control valve, 6 ... Swirling flow control valve, 7 ... Boom operation lever device (operation device), 7a ... Boom operation lever, 8 ... Turning operation lever device (operation device), 8a ... Turning operation lever, 9, 10, 11, 12 ... Pressure sensor (operation amount detection device), DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 ... Controller, 20 ... Regulator, 21 ... Tilt control piston, 22 ... Proportional solenoid valve, 200 ... Hydraulic excavator (construction machine), 201 ...
  • Lower traveling body 202 ... Upper turning body, 203 ... Front working device, 204a, 204b ... crawler type traveling device, 205a, 205b ... traveling motor, 206 ... cabin, 207 ... boom, 208 ... arm, 209 ... bucket, 210 ... arm Cylinder 211 211 Bucket cylinder 300 Hydraulic drive 1311, 1312, 131n First target displacement conversion unit 1321, 1322, 132n Second target displacement conversion unit 133 Adder 134 Maximum value Selection unit, 135... Minimum value selection unit, 136... Command current conversion unit.

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Abstract

各油圧アクチュエータをそれぞれ単独で駆動する単独動作時、および複数の油圧アクチュエータを同時に駆動する複合動作時の両方で、油圧ポンプの吐出流量を抑制しつつ、各油圧アクチュエータをそれぞれ適切な速度で駆動することができる建設機械を提供する。　コントローラは、複数の操作装置の各操作量に対して第１要求ポンプ流量を算出し、前記複数の操作装置の各操作量に対して、同一操作量に対する第１要求ポンプ流量よりも大きい第２要求ポンプ流量を算出し、前記複数の操作装置の各操作量に対して算出された第１要求ポンプ流量の合計値、および前記複数の操作装置の各操作量に対して算出された第２要求ポンプ流量の最大値のいずれか小さい方を最終要求ポンプ流量として選択し、前記油圧ポンプの吐出流量が前記最終要求ポンプ流量と一致するようにレギュレータを制御する。

Description

建設機械
　本発明は、油圧ショベル等の建設機械に関し、特に、可変容量型の油圧ポンプで複数の油圧アクチュエータを駆動する油圧駆動装置が搭載された建設機械に関する。
　油圧ショベル等の建設機械は、一般に、油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧油により駆動される油圧アクチュエータと、この油圧アクチュエータに対する圧油の給排を制御する流量制御弁とを備えている。複数の油圧アクチュエータを駆動する油圧ポンプの流量制御を行なう油圧ポンプ制御装置の従来技術を開示するものとして、例えば特許文献１がある。
　特許文献１には、可変容量油圧ポンプと、この可変容量油圧ポンプのおしのけ容積可変機構と、このおしのけ容積可変機構の傾転量を制御するレギュレータと、前記油圧ポンプにより駆動される複数の油圧アクチュエータと、これら各油圧アクチュエータの駆動を制御する各制御弁とを備えたものにおいて、前記各制御弁の操作量を検出する各操作量検出器と、これら各操作量検出器で検出される各操作量のそれぞれに応じた前記おしのけ容積可変機構の各傾転量およびこれら傾転量のそれぞれについて対応する油圧アクチュエータに最適な最大傾転量が設定されるとともに前記各操作量検出器の検出値を入力しこれら各検出値に応じた前記傾転量を出力して前記レギュレータを制御するコントローラとを設け、前記コントローラは、前記各油圧アクチュエータ毎に設けられ対応する前記操作量検出器の検出値に応じた前記傾転量を抽出する抽出手段と、これら各抽出手段で抽出された傾転量のうちの最大値を選択する最大値選択手段とを備えていることを特徴とする油圧ポンプ制御装置が記載されている。
特開平７－１１９７０９号公報
　特許文献１に記載の油圧ポンプ制御装置によれば、油圧アクチュエータ毎に最適な最大傾転量が設定されているため、各油圧アクチュエータをそれぞれ単独で駆動する単独操作において、油圧アクチュエータ毎に最適な最大駆動速度を得ることができる。
　しかしながら、複数の油圧アクチュエータを同時に駆動する複合操作においては、これら複数の油圧アクチュエータに対応した各最大傾転量のうちの最大値に応じて油圧ポンプの吐出流量が制御されるため、複数の油圧アクチュエータの要求流量の合計に対して油圧ポンプの吐出流量が不足し、油圧アクチュエータ毎に最適の最大駆動速度を得ることができないという問題が生じ得る。ここで、油圧アクチュエータ毎に設定される最大傾転量を最適な最大傾転量よりも大きくすることにより、複合操作時における油圧ポンプの吐出流量の不足を解消することができると考えられるが、このような設定の下で各油圧アクチュエータをそれぞれ単独で駆動した場合、油圧ポンプの吐出流量が油圧アクチュエータの要求流量に対して過剰となり、エネルギ損失が大きくなるという課題が生じる。
　本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の油圧アクチュエータをそれぞれ単独で駆動する単独動作時、および複数の油圧アクチュエータを同時に駆動する複合動作時の両方で、油圧ポンプの吐出流量を抑制しつつ、各油圧アクチュエータをそれぞれ適切な速度で駆動することができる建設機械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、前記油圧ポンプの押しのけ容積を調整するレギュレータと、前記油圧ポンプから吐出された圧油により駆動される複数の油圧アクチュエータと、前記複数の油圧アクチュエータに対する圧油の給排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複数の操作装置と、前記複数の操作装置の各操作量を検出する操作量検出装置と、前記操作量検出装置で検出された前記複数の操作装置の各操作量に応じて前記レギュレータを制御するコントローラとを備えた建設機械において、前記コントローラは、前記複数の操作装置の各操作量に対して第１目標押しのけ容積を算出し、前記複数の操作装置の各操作量に対して、同一操作量に対する第１目標押しのけ容積よりも大きい第２目標押しのけ容積を算出し、前記複数の操作装置の各操作量に対して算出された複数の第１目標押しのけ容積の合計値、および前記複数の操作装置の各操作量に対して算出された複数の第２目標押しのけ容積のうちの最大値のいずれか小さい方を最終目標押しのけ容積として選択し、前記最終目標押しのけ容積に応じて前記レギュレータを制御するものとする。
　以上のように構成した本発明によれば、各油圧アクチュエータをそれぞれ単独で駆動する単独操作時に、油圧ポンプの押しのけ容積が油圧アクチュエータ毎に設定された押しのけ容積（第１押しのけ容積）と一致するように調整されるため、油圧ポンプの吐出流量を過剰にすることなく、各油圧アクチュエータをそれぞれ適切な速度で駆動することができる。
　また、複数の油圧アクチュエータを同時に駆動する複合操作時に、油圧ポンプの押しのけ容積が各操作量に対して算出された複数の第１押しのけ容積の合計値、および各操作量に対して算出された複数の第２押しのけ容積の最大値のいずれか小さい方（最終目標押しのけ容積）と一致するように制御されるため、油圧ポンプの吐出流量を過剰にすることなく、複数の油圧アクチュエータをそれぞれ適切な速度で駆動することができる。
　これにより、各油圧アクチュエータをそれぞれ単独で駆動する単独操作時、および複数の油圧アクチュエータを同時に駆動する複合操作時の両方で、油圧ポンプの吐出流量を抑制しつつ、各油圧アクチュエータをそれぞれ適切な速度で駆動することが可能となる。
　本発明によれば、各油圧アクチュエータをそれぞれ単独で駆動する単独操作、および複数の油圧アクチュエータを同時に駆動する複合操作の双方において、油圧ポンプの吐出流量を抑制しつつ、各油圧アクチュエータをそれぞれ適切な速度で駆動することが可能となる。
本発明の実施の形態に係る建設機械の一例としての油圧ショベルの側面図である。 本発明の実施の形態における油圧駆動装置の概略構成図である。 流量制御弁のスプールストローク（パイロット圧）と各絞りの開口面積との関係を模式的に示す図である。 従来技術におけるレバー操作量（パイロット圧）と油圧ポンプの目標傾転量（目標押しのけ容積）との関係を模式的に示す図である。 本発明の実施の形態におけるコントローラの機能ブロック図である。 本発明の実施の形態におけるレバー操作量（パイロット圧）と油圧ポンプの目標傾転量（目標押しのけ容積）との関係を模式的に示す図である。 本発明の実施の形態に係る油圧駆動装置において、ブーム上げ単独操作中に旋回左操作が行われた場合のレバー操作量、油圧ポンプ吐出流量、および油圧アクチュエータ速度の変化を従来技術と比較して示す図である。
　以下、本発明の実施の形態に係る建設機械として油圧ショベルを例に挙げ、図面を参照して説明する。なお、各図中、同等の部材には同一の符号を付し、重複した説明は適宜省略する。
　図１は、本発明の実施の形態に係る油圧ショベルの側面図である。
　図１において、油圧ショベル２００は、下部走行体２０１と、上部旋回体２０２と、フロント作業装置２０３とを備えている。下部走行体２０１は左右のクローラ式走行装置２０４ａ，２０４ｂ（片側のみ図示）を有し、左右の走行モータ２０５ａ，２０５ｂ（片側のみ図示）により駆動される。上部旋回体２０２は下部走行体２０１上に旋回可能に搭載され、旋回モータ４により旋回駆動される。フロント作業装置２０３は上部旋回体２０２の前部に上下方向に回動可能に取り付けられている。上部旋回体２０２にはキャビン（運転室）２０６が備えられ、キャビン２０６内には後述する操作レバー装置７，８（図２参照）や図示しない走行用の操作ペダル装置等の操作装置が配置されている。
　フロント作業装置２０３は、上部旋回体２０２の前部に上下方向に回動可能に取り付けられたブーム２０７と、このブーム２の先端部に上下、前後方向に回動可能に連結されたアーム２０８と、このアーム２０８の先端部に上下、前後方向に回動可能に連結されたバケット２０９と、ブーム２０７を駆動する油圧アクチュエータとしてのブームシリンダ３と、アーム２０８を駆動する油圧アクチュエータとしてのアームシリンダ２１０と、バケット２０９を駆動する油圧アクチュエータとしてのバケットシリンダ２１１とを備えている。ブーム２０７はブームシリンダ３の伸縮により上部旋回体２０２に対して上下方向に回動し、アーム２０８はアームシリンダ２１０の伸縮によりブーム２０７に対して上下、前後方向に回動し、バケット２０９はバケットシリンダ２１１の伸縮によりアーム２０８に対して上下、前後方向に回動する。
　図２は、図１に示す油圧ショベル２００に搭載された油圧駆動装置の概略構成図である。なお、説明の簡略化のため、図２では、ブームシリンダ３および旋回モータ４の駆動に関わる部分のみを示し、その他の油圧アクチュエータの駆動に関わる部分は省略している。
　図２において、油圧駆動装置３００は、原動機としてのエンジン１と、エンジン１によって駆動される可変容量型の油圧ポンプ２と、ブームシリンダ３と、旋回モータ４と、ブームシリンダ３の圧油の給排を制御するブーム用流量制御弁５と、旋回モータ４の圧油の給排を制御する旋回用流量制御弁６と、ブームシリンダ３の操作を指示するパイロット式のブーム操作レバー装置７と、旋回モータ４の操作を指示するパイロット式の旋回操作レバー装置８と、油圧ポンプ２が有する押しのけ容積可変部材（斜板）２ａの傾転を調整するレギュレータ２０と、レギュレータ２０を制御するコントローラ１３とを備えている。
　レギュレータ２０は、押しのけ容積可変部材（斜板）２ａを駆動する傾転制御ピストン２１と、コントローラ１３から入力される指令電流に応じて傾転制御ピストン２１の操作圧を生成する比例電磁弁２２とを有する。
　ブーム用流量制御弁５は、ブーム操作レバー装置７の操作レバー（ブーム操作レバー）７ａがブーム上げ側に操作されたときにブーム操作レバー装置７から出力されるパイロット圧（ブーム上げパイロット圧ＢＭＵ）によって図示右方向に駆動される。これにより、油圧ポンプ２の吐出油がブームシリンダ３のボトム側に供給されると共に、ブームシリンダ３のロッド側から排出される油がタンクに戻され、ブームシリンダ３が伸長動作する。
　また、ブーム用流量制御弁５は、ブーム操作レバー７ａがブーム下げ側に操作されたときにブーム操作レバー装置７から出力されるパイロット圧（ブーム下げパイロット圧ＢＭＤ）によって図示左方向に駆動される。これにより、油圧ポンプ２の吐出油がブームシリンダ３のロッド側に供給されると共に、ブームシリンダ３のボトム側から排出される油がタンクに戻され、ブームシリンダ３が縮退動作する。
　旋回用流量制御弁６は、旋回操作レバー装置８の操作レバー（旋回操作レバー）８ａが旋回左側に操作されたときに旋回操作レバー装置８から出力されるパイロット圧（旋回左パイロット圧ＳＷＬ）によって図示右方向に駆動される。これにより、油圧ポンプ２から吐出される圧油が旋回モータ４の図示左側のポートに供給されると共に、旋回モータ４の図示右側のポートから排出される油がタンクに戻され、旋回モータ４が左旋回方向に回転動作する。
　また、旋回用流量制御弁６は、旋回操作レバー８ａが旋回右側に操作されたときに旋回操作レバー装置８から出力されるパイロット圧（旋回右パイロット圧ＳＷＲ）によって図示左方向に駆動される。これにより、油圧ポンプ２から吐出される圧油が旋回モータ４の図示右側のポートに供給されると共に、旋回モータ４の図示左側のポートから排出される油がタンクに戻され、旋回モータ４が右旋回方向に回転動作する。
　ブーム操作レバー装置７から出力されるブーム上げパイロット圧ＢＭＵをブーム用流量制御弁５の図示左側の操作部に導くパイロットラインには、ブーム上げパイロット圧ＢＭＵを検出する圧力センサ９が設けられ、ブーム操作レバー装置７から出力されるブーム下げパイロット圧ＢＭＤをブーム用流量制御弁５の図示右側の操作部に導くパイロットラインには、ブーム下げパイロット圧ＢＭＤを検出する圧力センサ１０が設けられている。
　旋回操作レバー装置８から出力される旋回左パイロット圧ＳＷＬを旋回用流量制御弁６の図示左側の操作部に導くパイロットラインには、旋回左パイロット圧ＳＷＬを検出する圧力センサ１１が設けられ、旋回操作レバー装置８から出力される旋回右パイロット圧ＳＷＲを旋回用流量制御弁６の図示右側の操作部に導くパイロットラインには、旋回右パイロット圧ＳＷＲを検出する圧力センサ１２が設けられている。
　コントローラ１３は、圧力センサ９，１０，１１，１２の検出信号（パイロット圧）を入力して所定の演算処理を行い、レギュレータ２０の比例電磁弁２２に指令電流を出力する。
　図２に示す油圧回路は、オープンセンタ型と呼ばれる方式である。この方式では、流量制御弁５，６のスプールのストロークと各絞りの開口面積の関係を図３のように設定することで、油圧ポンプ２から油圧アクチュエータ３，４に供給される圧油の流量（以下、メータイン流量という）と、油圧ポンプ２からセンタバイパス流路を介してタンクに戻される圧油の流量（以下、ブリードオフ流量という）をスプールのストローク、すなわち操作レバー７ａ，８ａの操作量（レバー操作量）に応じて制御する。
　例えば、操作レバー７ａ，８ａが中立位置の場合にはセンタバイパス絞りのみが開いているため、すべての圧油がタンクに戻される。中間位置の場合にはセンタバイパス絞りとメータイン絞りの両方が開いているため、一部の圧油がタンクに戻される一方、残りの圧油が油圧アクチュエータ３，４に供給される。最大位置の場合にはメータイン絞りのみが開いているため，すべての圧油が油圧アクチュエータ３，４に供給される。
　ブーム用流量制御弁５および旋回用流量制御弁６のセンタバイパス絞りの開口面積が比較的大きい場合（図３の破線）、中間位置におけるブリードオフ流量も比較的多くなる。そのため従来技術では、ブームおよび旋回の操作量に対する目標傾転量特性は比較的大きく設定されている（図４の破線）。
　ここで、ブーム用流量制御弁５と旋回用流量制御弁６をそれぞれ中間位置で同時に操作（以下、複合操作という）する場合を想定する。ブーム用流量制御弁５と旋回用流量制御弁６のセンタバイパス絞りを直列絞りと見なすと、等価開口面積はブーム用流量制御弁５あるいは旋回用流量制御弁６を単独で操作（以下、単独操作という）する場合と比較して小さくなるため、ブリードオフ流量も減少する。これにより、油圧アクチュエータ３，４に供給される圧油の流量が増加し、各油圧アクチュエータ３，４をそれぞれ適切な速度で駆動することができる。
　一方で、ブーム用流量制御弁５および旋回用流量制御弁６のセンタバイパス絞りの開口面積が比較的小さい場合（図３の実線）、中間位置におけるブリードオフ流量も比較的少なくなる。そこで従来技術では、ブームおよび旋回の操作量に対する目標傾転量特性は比較的小さく設定されている（図４の実線）。このような設定は、例えばブリードオフ流量による損失を低減することを目的として行われることがある。
　この場合、ブーム用流量制御弁５と旋回用流量制御弁６をそれぞれ中間位置で複合操作すると、センタバイパス絞りの開口面積が比較的大きい場合と同様に、単独操作の場合よりもブリードオフ流量は減少するが、減少量は少なくなる。このため、油圧アクチュエータ３，４に供給される圧油の流量が十分に増加せず、各油圧アクチュエータ３，４を適切な速度で駆動することができない可能性がある。本実施の形態では、コントローラ１３が以下に説明する機能を備えることにより、複数の油圧アクチュエータ３，４をそれぞれ単独で駆動する単独操作時、および複数の油圧アクチュエータ３，４を同時に駆動する複合操作時の両方で、油圧ポンプ２の吐出流量を抑制しつつ、各油圧アクチュエータ３，４をそれぞれ適切な速度で駆動することが可能となる。
　図５は、コントローラ１３の機能ブロック図である。
　図５において、コントローラ１３は、第１押しのけ容積変換部１３１１，１３１２，・・・，１３１ｎと、第２押しのけ容積変換部１３２１，１３２２，・・・，１３２ｎと、加算部１３３と、最大値選択部１３４と、最小値選択部１３５と、指令電流変換部１３６とを備えている。
　第１押しのけ容積変換部１３１１および第２押しのけ容積変換部１３２１は、パイロット圧Ｐｉ１（レバー操作量）に対する油圧ポンプ２の目標押しのけ容積特性を記憶しており、入力されたパイロット圧Ｐｉ１をそれぞれ第１押しのけ容積Ｑｓ１および第２押しのけ容積Ｑｃ１に変換して出力する。第１押しのけ容積変換部１３１２および第２押しのけ容積変換部１３２２は、パイロット圧Ｐｉ２（レバー操作量）に対する油圧ポンプ２の目標押しのけ容積特性を記憶しており、入力されたパイロット圧Ｐｉ２をそれぞれ第１押しのけ容積Ｑｓ２および第２押しのけ容積Ｑｃ２に変換して出力する。第１押しのけ容積変換部１３１ｎおよび第２押しのけ容積変換部１３２ｎは、その他のパイロット圧Ｐｉｎ（レバー操作量）に対する油圧ポンプ２の目標押しのけ容積特性を記憶しており、入力されたパイロット圧Ｐｉｎをそれぞれ第１押しのけ容積Ｑｓｎおよび第２押しのけ容積Ｑｃｎに変換して出力する。以下、パイロット圧Ｐｉ１をブーム上げパイロット圧ＢＭＵとし、パイロット圧Ｐｉ２を旋回左パイロット圧ＳＷＬとして説明する。
　加算部１３３は、第１目標押しのけ容積変換部１３１１，１３１２，・・・，１３１ｎの各出力値Ｑｓ１，Ｑｓ２，・・・，Ｑｓｎの合計値Ｑｓｓｕｍを出力する。
　最大値選択部１３４は、第２目標押しのけ容積変換部１３２１，１３２２，・・・，１３２ｎの各出力値Ｑｃ１，Ｑｃ２，・・・，Ｑｃｎのうちの最大値Ｑｃｍａｘを選択して出力する。
　最小値選択部１３５は、加算部１３３の出力値Ｑｓｓｕｍおよび最大値選択部１３４の出力値Ｑｃｍａｘのいずれか小さい方を選択し、最終目標押しのけ容積Ｑｆｉｎとして出力する。
　指令電流変換部１３６は、最小値選択部１３５から出力された最終目標押しのけ容積Ｑｆｉｎに応じた指令電流Ｉをレギュレータ２０の比例電磁弁２２に出力する。
　図６に第１目標押しのけ容積変換部１３１１，１３１２，・・・，１３１ｎに記憶されている目標押しのけ容積特性（第１目標押しのけ容積特性）と第２目標押しのけ容積変換部１３２１，１３２２，・・・，１３２ｎに記憶されている目標押しのけ容積特性（第２の目標押しのけ容積特性）との関係を示す。
　図６に示すように、第１および第２目標押しのけ容積は、いずれもレバー操作量（パイロット圧）に応じて増加する。第２目標押しのけ容積の最大値Ｑ２ｍａｘは油圧ポンプ２の最大押しのけ容積と同等の値に設定されている。第２目標押しのけ容積の最小値Ｑ２ｍｉｎは油圧ポンプ２の最小押しのけ容積と同等の値に設定されている。第１目標押しのけ容積の最大値Ｑ１ｍａｘは第２目標押しのけ容積の最大値Ｑ２ｍａｘ以下に設定されている。ここで、第１目標押しのけ容積Ｑｓ１，Ｑｓ２，・・・，Ｑｓｎの各最大値Ｑ１ｍａｘ，Ｑ２ｍａｘ，・・・，Ｑｎｍａｘは、複数の油圧アクチュエータ３，４の各要求最大速度に応じて設定することが望ましい。これにより、各油圧アクチュエータ３，４が単独でフルレバー操作されたときに各油圧アクチュエータ３，４を最大要求速度で駆動しつつ、油圧ポンプ２の吐出流量を抑制し、エネルギ損失を抑えることが可能となる。
　第１目標押しのけ容積の最小値Ｑ１ｍｉｎは、第２目標押しのけ容積Ｑｃ１，Ｑｃ２，・・・，Ｑｃｎの最小値Ｑ１ｍｉｎのｎ分の１程度に設定されている。これにより、全ての操作レバーが中立位置にあるときに、加算部１３３から出力される合計値が第２目標押しのけ容積変換部１３２１，１３２２，・・・，１３２ｎから出力される最小値Ｑｍｉｎと等しくなり、最小値選択部１３５から出力される最終目標押しのけ容積Ｑｆｉｎを最小押しのけ容積Ｑｍｉｎと一致させることが可能となる。
　次に、本実施の形態における油圧駆動装置３００の動作を説明する。
　油圧ショベル２００のオペレータがブーム操作レバー７ａをブームシリンダ３を伸長させる方向に中間位置で操作すると、ブーム用流量制御弁５の左側の受圧部にパイロット圧が作用し、ブーム用流量制御弁５は図示右側へ移動する。このときブーム上げパイロット圧ＢＭＵは圧力センサ９で検出され、検出信号がＰｉ１としてコントローラ１３に入力される。
　コントローラ１３では、パイロット圧Ｐｉ１に応じた第１目標押しのけ容積Ｑｓ１が第１目標押しのけ容積変換部１３１１から出力される一方、ブームシリンダ３以外の油圧アクチュエータが操作されていないため、加算部１３３からは第１目標押しのけ容積Ｑｓ１がそのまま出力される。また、第２目標押しのけ容積変換部１３２１からもパイロット圧Ｐｉ１に応じた第２目標押しのけ容積Ｑｃ１が出力され、これ以外の第２目標押しのけ容積変換部１３２２，・・・，１３２ｎからは第２目標押しのけ容積の最小値Ｑｍｉｎが出力されることにより、最大値選択部１３４では第２目標押しのけ容積Ｑｃ１が選択される。操作量が中間位置では第１目標押しのけ容積Ｑｓ１の方が小さく設定されているため、最小値選択部１３５では第１目標押しのけ容積Ｑｓ１が選択され、これに応じた指令電流Ｉが指令電流変換部１３６からレギュレータ２０の比例電磁弁２２へ出力される。
　同様に、旋回操作レバー８ａを左旋回方向に中間位置で操作すると、圧力センサ１１の検出信号Ｐｉ２に応じて第１目標押しのけ容積Ｑｓ２が最小値選択部１３５で選択される。
　一方で、油圧ショベル２００のオペレータが操作レバー７ａ，８ａをそれぞれ中間位置で複合操作し、ブームシリンダ３を伸長させながら旋回モータ４を左旋回方向へ回転させると、圧力センサ９，１１の検出信号Ｐｉ１，Ｐｉ２がコントローラ１３に入力される。
　コントローラ１３では、第１目標押しのけ容積変換部１３１１，１３１２からパイロット圧Ｐｉ１，Ｐｉ２に応じた第１目標押しのけ容積Ｑｓ１，Ｑｓ２がそれぞれ出力されることで、加算部１３３からはこれらの加算値Ｑｓ１＋Ｑｓ２が出力される。また、第２目標押しのけ容積変換部１３２１，１３２２からもパイロット圧Ｐｉ１，Ｐｉ２に応じた第２目標押しのけ容積Ｑｃ１，Ｑｃ２がそれぞれ出力されるので、最大値選択部１３４ではこれらのうち最大値が選択される。従って、最小値選択部１３５では目標押しのけ容積の加算値Ｑｓ１＋Ｑｓ２と、目標押しのけ容積Ｑｃ１，Ｑｃ２のうちの最大値とを比較し、いずれか最小値が選択される。これにより、複合操作される油圧アクチュエータの組み合わせと操作量に応じて油圧アクチュエータに供給される圧油の流量を設定することができる。
　図７は、本実施の形態に係る油圧駆動装置３００において、ブーム上げ単独操作中に旋回左操作が行われた場合のレバー操作量、油圧ポンプ吐出流量、および油圧アクチュエータ速度の変化を従来技術と比較して示す図である。
　図７に示すように、ブーム上げ操作を単独で行っている間（時刻ｔ１～ｔ２）は、従来技術および本実施の形態ともに、レバー操作量（パイロットＰｉ１）に応じた速度でブームシリンダ３が伸長動作する。
　ブーム上げ操作中に旋回左操作が行われると（時刻ｔ２～ｔ３）、従来技術では、油圧ポンプ２の吐出流量がブームシリンダ３と旋回モータ４とに分配されることにより、ブームシリンダ３の速度はレバー操作量に応じた速度よりも小さくなる。また、旋回モータ４に十分な流量が分配されないため、旋回モータ４の速度はレバー操作量に応じた速度よりも小さくなる。
　一方、本発明の実施の形態では、ブーム上げ操作中に旋回左操作が行われると（時刻ｔ２～ｔ３）、旋回左操作のレバー操作量が小さい間は（時刻ｔ２～ｔ２’）、油圧ポンプ２の吐出流量は、ブーム操作レバー７ａの操作量に応じた第１押しのけ容積Ｑｓ１と旋回操作レバー８ａの操作量に応じた第１押しのけ容積Ｑｓ２の合計値Ｑｓｓｕｍと一致する。また、旋回左操作のレバー操作量が大きくなると（時刻ｔ２’～ｔ３）、油圧ポンプ２の吐出流量は、ブーム操作レバー７ａの操作量に応じた第２押しのけ容積Ｑｃ１と旋回操作レバー８ａの操作量に応じた第２押しのけ容積Ｑｃ２の最大値Ｑｃｍａｘと一致する。これにより、従来技術と比べて油圧ポンプ２の吐出流量が増加するため、ブーム上げ旋回左複合操作時に、ブームシリンダ３をブーム操作レバー７ａの操作量に応じた速度で駆動しつつ、旋回モータ４も旋回操作レバー８ａの操作量に応じて駆動することができる。
　このように本実施の形態に係る油圧ショベル２００は、可変容量型の油圧ポンプ２と、油圧ポンプ２の押しのけ容積を調整するレギュレータ２０と、油圧ポンプ２から吐出された圧油により駆動される複数の油圧アクチュエータ３，４と、複数の油圧アクチュエータ３，４に対する圧油の給排を制御する複数の流量制御弁５，６と、複数の流量制御弁５，６を操作するための複数の操作装置７，８と、複数の操作装置７，８の各操作量を検出する操作量検出装置９，１０，１１，１２と、操作量検出装置９，１０，１１，１２で検出された複数の操作装置７，８の各操作量に応じてレギュレータ２０を制御するコントローラ１３とを備え、コントローラ１３は、複数の操作装置７，８の各操作量に対して第１目標押しのけ容積Ｑｓ１，Ｑｓ２，・・・，Ｑｓｎを算出し、複数の操作装置７，８の各操作量に対して、同一操作量に対する第１目標押しのけ容積Ｑｓ１，Ｑｓ２，・・・，Ｑｓｎよりも大きい第２目標押しのけ容積Ｑｃ１，Ｑｃ２，・・・，Ｑｃｎを算出し、複数の操作装置７，８の各操作量に対して算出された複数の第１目標押しのけ容積Ｑｓ１，Ｑｓ２，・・・，Ｑｓｎの合計値Ｑｓｓｕｍ、および複数の操作装置７，８の各操作量に対して算出された複数の第２目標押しのけ容積Ｑｃ１，Ｑｃ２，・・・，Ｑｃｎのうちの最大値Ｑｃｍａｘのいずれか小さい方を最終目標押しのけ容積Ｑｆｉｎとして選択し、最終目標押しのけ容積Ｑｆｉｎに応じてレギュレータ２０を制御する。
　また、レギュレータ２０は、押しのけ容積可変部材（斜板）２ａを駆動する傾転制御ピストン２１と、コントローラ１３から入力される指令電流に応じて傾転制御ピストン２１の操作圧を生成する比例電磁弁２２とを有し、コントローラ１３は、複数の操作装置７，８の各操作量を第１目標押しのけ容積Ｑｓ１，Ｑｓ２，・・・，Ｑｓｎに変換する複数の第１押しのけ容積変換部１３１１，１３１２，・・・，１３１ｎと、複数の操作装置７，８の各操作量を第２目標押しのけ容積Ｑｃ１，Ｑｃ２，・・・，Ｑｃｎに変換する複数の第２押しのけ容積変換部１３２１，１３２２，・・・，１３２ｎと、複数の第１押しのけ容積変換部１３１１，１３１２，・・・，１３１ｎで変換された複数の第１目標押しのけ容積Ｑｓ１，Ｑｓ２，・・・，Ｑｓｎの合計値Ｑｓｓｕｍを算出する加算部１３３と、複数の第２押しのけ容積変換部１３２１，１３２２，・・・，１３２ｎで算出された複数の第２目標押しのけ容積Ｑｃ１，Ｑｃ２，・・・，Ｑｃｎの最大値Ｑｃｍａｘを選択して出力する最大値選択部１３４と、加算部１３３の出力値Ｑｓｓｕｍおよび最大値選択部１３４の出力値Ｑｃｍａｘのいずれか小さい方を選択し、最終目標押しのけ容積Ｑｆｉｎとして出力する最小値選択部１３５と、最小値選択部１３５の出力値Ｑｆｉｎに応じた指令電流Ｉを比例電磁弁２２に出力する指令電流変換部１３６とを有する。
　以上のように構成した本実施の形態に係る油圧ショベル２００によれば、各油圧アクチュエータ３，４をそれぞれ単独で駆動する単独操作時に、油圧ポンプ２の押しのけ容積が油圧アクチュエータ３，４毎に設定された押しのけ容積（第１押しのけ容積）Ｑｓ１，Ｑｓ２，・・・，Ｑｓｎと一致するように調整されるため、油圧ポンプ２の吐出流量を過剰にすることなく、各油圧アクチュエータ３，４をそれぞれ適切な速度で駆動することができる。
　また、複数の油圧アクチュエータ３，４を同時に駆動する複合操作時に、油圧ポンプ２の押しのけ容積が各レバー操作量に対して算出された第１押しのけ容積Ｑｓ１，Ｑｓ２，・・・，Ｑｓｎの合計値Ｑｓｓｕｍ、および各レバー操作量に対して算出された第２押しのけ容積Ｑｃ１，Ｑｃ２，・・・，Ｑｃｎの最大値Ｑｃｍａｘのいずれか小さい方（最終目標押しのけ容積Ｑｆｉｎ）と一致するように制御されるため、油圧ポンプ２の吐出流量を過剰にすることなく、複数の油圧アクチュエータ３，４をそれぞれ適切な速度で駆動することができる。
　これにより、各油圧アクチュエータ３，４をそれぞれ単独で駆動する単独操作時、および複数の油圧アクチュエータ３，４を同時に駆動する複合操作時の両方で、油圧ポンプ２の吐出流量を抑制しつつ、各油圧アクチュエータ３，４をそれぞれ適切な速度で駆動することが可能となる。
　特に、操作レバー７ａ，８ａをそれぞれ微操作する複合操作時は、加算部１３３の出力値Ｑｓｓｕｍが最大値選択部１３４の出力値Ｑｃｍａｘを下回り、加算部１３３の出力値Ｑｓｓｕｍが最終目標押しのけ容積Ｑｆｉｎとして選択されるため、油圧ポンプの吐出流量を必要最小限に抑えつつ、レバー操作量に応じた速度で各油圧アクチュエータ３，４を駆動することができる。
　また、複数の第１目標押しのけ容積変換部１３１１，１３１２，１３１ｎにおける第１要求ポンプ流量Ｑ１ｍａｘ，Ｑ２ｍａｘ，・・・Ｑｎｍａｘの最大値は、複数の油圧アクチュエータ３，４の各要求最大速度に応じて設定することにより、各油圧アクチュエータ３，４が単独でフルレバー操作されたときに各油圧アクチュエータ３，４を最大要求速度で駆動しつつ、油圧ポンプ２の吐出流量を抑制し、エネルギ損失を抑えることが可能となる。
　なお、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
　１…エンジン（原動機）、２…油圧ポンプ、２ａ…押しのけ容積可変部材（斜板）、３…ブームシリンダ、４…旋回モータ、５…ブーム用流量制御弁、６…旋回用流量制御弁、７…ブーム操作レバー装置（操作装置）、７ａ…ブーム操作レバー、８…旋回操作レバー装置（操作装置）、８ａ…旋回操作レバー、９，１０，１１，１２…圧力センサ（操作量検出装置）、１３…コントローラ、２０…レギュレータ、２１…傾転制御ピストン、２２…比例電磁弁、２００…油圧ショベル（建設機械）、２０１…下部走行体、２０２…上部旋回体、２０３…フロント作業装置、２０４ａ，２０４ｂ…クローラ式走行装置、２０５ａ，２０５ｂ…走行モータ、２０６…キャビン、２０７…ブーム、２０８…アーム、２０９…バケット、２１０…アームシリンダ、２１１…バケットシリンダ、３００…油圧駆動装置、１３１１，１３１２，１３１ｎ…第１目標押しのけ容積変換部、１３２１，１３２２，１３２ｎ…第２目標押しのけ容積変換部、１３３…加算部、１３４…最大値選択部、１３５…最小値選択部、１３６…指令電流変換部。

Claims (3)

  1. 　可変容量型の油圧ポンプと、
    　前記油圧ポンプの押しのけ容積を調整するレギュレータと、
    　前記油圧ポンプから吐出された圧油により駆動される複数の油圧アクチュエータと、
    　前記複数の油圧アクチュエータに対する圧油の給排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複数の操作装置と、
    　前記複数の操作装置の各操作量を検出する操作量検出装置と、
    　前記操作量検出装置で検出された前記複数の操作装置の各操作量に応じて前記レギュレータを制御するコントローラとを備えた建設機械において、
    　前記コントローラは、
    　前記複数の操作装置の各操作量に対して第１目標押しのけ容積を算出し、
    　前記複数の操作装置の各操作量に対して、同一操作量に対する第１目標押しのけ容積よりも大きい第２目標押しのけ容積を算出し、
    　前記複数の操作装置の各操作量に対して算出された複数の第１目標押しのけ容積の合計値、および前記複数の操作装置の各操作量に対して算出された複数の第２目標押しのけ容積のうちの最大値のいずれか小さい方を最終目標押しのけ容積として選択し、
    　前記最終目標押しのけ容積に応じて前記レギュレータを制御する
    　ことを特徴とする建設機械。
  2. 　請求項１に記載の建設機械において、
    　前記レギュレータは、前記油圧ポンプの押しのけ容積可変部材を駆動する傾転制御ピストンと、前記コントローラから入力される指令電流に応じて前記傾転制御ピストンの操作圧を生成する比例電磁弁とを有し、
    　前記コントローラは、
    　前記複数の操作装置の各操作量を第１目標押しのけ容積に変換する複数の第１押しのけ容積変換部と、
    　前記複数の操作装置の各操作量を第２目標押しのけ容積に変換する複数の第２押しのけ容積変換部と、
    　前記複数の第１押しのけ容積変換部で変換された複数の第１目標押しのけ容積の合計値を算出する加算部と、
    　前記複数の第２押しのけ容積変換部で算出された複数の第２目標押しのけ容積の最大値を選択して出力する最大値選択部と、
    　前記加算部の出力値および前記最大値選択部の出力値のいずれか小さい方を選択し、前記最終目標押しのけ容積として出力する最小値選択部と、
    　前記最小値選択部の出力値に応じた指令電流を前記比例電磁弁に出力する指令電流変換部とを有する
    　ことを特徴とする建設機械。
  3. 　請求項１に記載の建設機械において、
    　前記複数の操作装置の各操作量に対して算出される第１目標押しのけ容積の各最大値は、前記複数の油圧アクチュエータの各要求最大速度に応じて設定されている
    　ことを特徴とする建設機械。
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