WO2020175132A1 - 建設機械 - Google Patents

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WO2020175132A1
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貴雅 甲斐
自由理 清水
平工　賢二
宏政 高橋
哲平 齋藤
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日立建機株式会社
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    • F15B2211/785—Compensation of the difference in flow rate in closed fluid circuits using differential actuators

Definitions

  • the present invention relates to a construction machine such as a hydraulic excavator.
  • a circuit in which a pump and a cylinder or a pump and a hydraulic motor are connected in a closed circuit (hereinafter referred to as a “closed circuit”) is developed by returning to a double tilting pump (hereinafter referred to as a “pump”).
  • a hydraulic circuit in which an open circuit and a closed circuit are provided together has also been proposed (for example, Patent Document 1).
  • Patent Document 1 discloses at least one closed-circuit hydraulic oil inflow/outflow control unit having two inflow/outflow ports capable of flowing in/out hydraulic oil in both directions, a first hydraulic oil chamber, and a second hydraulic oil chamber. And at least one single-rod hydraulic cylinder having two inlet/outlet ports of the hydraulic fluid inflow/outflow control unit for the closed circuit described above in the first hydraulic fluid chamber and the second hydraulic fluid chamber.
  • At least one open-circuit hydraulic oil inflow/outflow control unit having a plurality of closed circuits connected to each other, an inflow port for inflowing hydraulic oil from the hydraulic oil tank, and an outflow port for outflowing hydraulic oil Hydraulic oil inflow/outflow control section
  • a plurality of open circuits having an open circuit switching section for switching the supply destination of the hydraulic oil, the closed circuit hydraulic oil inflow/outflow control section, the open circuit hydraulic oil inflow/outflow control section.
  • a drive unit for an operating machine comprising: a control unit and a controller that controls the open circuit switching unit, wherein the operating oil of at least one of the plurality of open circuits flows out of the operating oil.
  • a connecting device connected to any one of the plurality of closed circuits.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2015-5-488899
  • Patent Document 1 by arranging a closed circuit pump, an open circuit pump, and a proportional valve in a pair, when the hydraulic cylinder is driven in the extension direction by the closed circuit pump, it is caused by a difference in pressure receiving area of the hydraulic cylinder.
  • the shortage of hydraulic oil can be replenished from the open circuit pump, and when driving the hydraulic cylinder in the direction of contraction with the closed circuit pump, the excess hydraulic oil caused by the difference in pressure receiving area of the hydraulic cylinder is passed through the proportional valve. Can be discharged to the tank.
  • the hydraulic motor does not have a pressure receiving area difference like a hydraulic cylinder, only a closed circuit pump is used when driving the hydraulic motor, and an open circuit pump and a proportional valve paired with the closed circuit pump are used. Is unused. However, if you want to increase the speed of the hydraulic cylinder during combined operation that drives the hydraulic cylinder and hydraulic motor at the same time, you cannot use them even though there are unused open circuit pumps and proportional valves. Yes.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to mount a hydraulic system in which a closed circuit pump, an open circuit pump, and a proportional valve are arranged in a pair, and to provide a hydraulic cylinder and a hydraulic motor. It is an object of the present invention to provide a construction machine capable of increasing the speed of a hydraulic cylinder by using an unused open circuit pump or a proportional valve when simultaneously driving the two.
  • the present invention provides a tank for storing hydraulic oil, a plurality of closed circuit pumps each including a tilting type hydraulic pump, and a plurality of closed circuit pumps having the same number of one-sided tilts.
  • a plurality of open circuit pumps consisting of a rotary hydraulic pump, and at least ⁇ 2020/175 132 3 (: 170? 2020 /005263
  • a plurality of hydraulic actuators including one single-load hydraulic cylinder and at least one hydraulic motor; an operating device for instructing the operation of the plurality of hydraulic actuators; and a plurality of closed circuit pumps for the plurality of hydraulic actuators.
  • a plurality of closed circuit switching valves that are connected in a closed circuit in the evening; a plurality of cap side switching valves that connect the discharge ports of the plurality of open circuit pumps to the cap chamber of the one-rod hydraulic cylinder;
  • a plurality of proportional valves provided in the flow path that connects the discharge port of the open circuit pump and the tank, a cap pressure sensor that detects the pressure in the cap chamber, and a rod of the one-rod hydraulic cylinder.
  • the controller includes a plurality of rod-side switching valves that connect the discharge port of the circuit pump to the load chamber, and the controller controls the plurality of open valves when the one-load hydraulic cylinder and the hydraulic motor are simultaneously driven.
  • the plurality of cap side switching valves and the plurality of rod side switching valves are connected so that a specific open circuit pump that is not connected to the one-ended hydraulic cylinder is connected to the one-ended hydraulic cylinder.
  • the valve is controlled to control the opening area of a specific proportional valve provided in the flow path connecting the discharge port of the specific open circuit pump and the tank.
  • a specific open circuit pump and a specific open-circuit pump not connected to the single-rod hydraulic cylinder and Opening area of a specific proportional valve (unused proportional valve) provided in the flow path that connects the specific open valve to the discharge port of the specific open circuit pump, and the specific proportional valve is connected to the single-rod hydraulic cylinder Is controlled.
  • This increases the speed of the one-rod hydraulic cylinder with an unused open circuit pump or an unused proportional valve when simultaneously driving the one-rod hydraulic cylinder and the hydraulic motor.
  • Fig. 1 is a side view of a hydraulic excavator as an example of a construction machine according to a first embodiment of the present invention.
  • Fig. 2 is a schematic configuration diagram of a hydraulic system mounted on the hydraulic excavator shown in Fig. 1.
  • Fig. 3 is a functional block diagram of the controller shown in Fig. 2.
  • FIG. 48 This is a diagram (1/2) showing the control flow of the actuator assigned flow rate calculation unit shown in Fig. 3.
  • Fig. 48 is a diagram (2 / 2) showing a control flow of the actuator allocation flow rate calculation unit shown in Fig. 3.
  • Fig. 5 is a diagram showing an operation of the hydraulic system when the controls shown in Fig. 48 and Fig. 9 are executed.
  • FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a hydraulic system according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 78 is a diagram (1/2) showing the control flow of the actuator flow rate allocation calculating unit in the second example of the present invention.
  • FIG. 78 is a diagram (2/2) showing the control flow of the actuator flow rate allocation calculating section in the second example of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram showing the operation of the hydraulic system when the control shown in FIGS.
  • FIGS. 1 to 5 A hydraulic excavator according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
  • FIG. 1 is a side view of a hydraulic excavator according to a first embodiment of the present invention.
  • the hydraulic excavator 100 is mounted on a lower traveling body 103 provided with crawler-type traveling devices 8 on both sides in the left-right direction, and swivelable on the lower traveling body 103. And an upper revolving structure 102 attached thereto.
  • the upper swing body 102 is driven by a swing motor 7 which is a hydraulic motor.
  • a base end portion of a front working machine 104 which is an operating device for performing excavation work and the like is rotatably attached.
  • the front working machine 104 is connected to the boom 2 which is vertically rotatably connected to the front side of the upper revolving structure 102, and is connected to the tip of the boom 2 vertically and vertically.
  • Arm 4 and a bucket 6 connected to the tip of arm 4 so as to be rotatable in the up-down direction and the front-back direction.
  • Boom 2, arm 4, and bucket 6 are driven by boom cylinder 1, arm cylinder 3, and bucket cylinder 5, which are single-rod hydraulic cylinders, respectively.
  • a cab 1001 on which an operator rides is provided on the upper swing body 102.
  • a lever 52 shown in Figure 2 for operating the boom 2, arm 4, bucket 6 and upper swing structure 102.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a hydraulic system mounted on the hydraulic excavator 100 shown in FIG.
  • FIG. 2 shows only the parts related to the driving of the arm cylinder 3 and the swing motor 7, and omits the parts related to the driving of the other actuators.
  • the hydraulic system 300 includes an arm cylinder 3 and a swing motor.
  • the lever 52 as an operating device for instructing, the engine 9 as a power source, the power transmission device 10 that distributes the power of the engine 9, and both tilts driven by the power distributed by the power transmission device 10.
  • Rotary hydraulic pumps hereinafter, closed circuit pumps
  • 1 2, 1 3 Uni-directional tilt hydraulic pumps (hereinafter, open circuit pumps) 1, 4, 1 5, and charge pumps 11 and hydraulic pumps 1 2 ⁇ 1 5 and hydraulic actuator 3,
  • the power transmission device 10 is connected to a charge pump 11, closed circuit pumps 12 and 1 3 and open circuit pumps 14 and 15.
  • the closed circuit pumps 12, 2 and 1 3 are provided with a bi-tilt swash plate mechanism having a pair of inlet/outlet ports, and reguulators 1 23, 1 33 for adjusting the tilt angles of the bi-tilt swash plates.
  • the regulators 1 23 and 1 33 adjust the tilt angles of both tilting swash plates of the closed circuit pumps 1 2 and 1 3 in response to a signal from the controller 5 1.
  • the closed circuit pumps 12, 3 can control the discharge direction and discharge flow rate of the hydraulic oil from the pair of inlet/outlet ports by adjusting the tilt angle of the tilt swash plate. Closed circuit pump 1 2,
  • the open circuit pumps 1, 4, 1 5 are equipped with a unidirectional tilting swash plate mechanism having a discharge port and a suction port, and reguulators 1 43, 1 5 3 for adjusting the tilting angle of the unidirectional tilting swash plate.
  • Regulator 1 4 1 53 adjusts the tilt angle of the unidirectional tilt swash plate of open circuit pumps 1 4 and 1 5 by the signal from controller 5 1.
  • the open circuit pumps 1 4 and 15 can control the discharge flow rate of the hydraulic oil from the discharge port by adjusting the tilt angle of the one-sided tilt swash plate.
  • the charge pump 11 replenishes the flow passage 2 12 as a charge line with pressure oil.
  • the flow paths 200 and 201 are connected to the pair of inlet/outlet ports of the closed circuit pump 12, and the switching valves 40 and 41 are connected to the flow paths 200 and 201.
  • the switching valves 40 and 41 switch off and disconnect the flow path in response to a signal from the controller 51. ⁇ 2020/175 132 7 ⁇ (: 170? 2020 /005263
  • the switching valve 40 is connected to the cap chamber 33 of the arm cylinder 3 via the flow path 210, and is connected to the load chamber 313 of the arm cylinder 3 via the flow path 211. There is.
  • the closed circuit pump 12 switches the flow paths 20 0 and 2 0 1, the switching valve 40, and the flow paths 2 1 0 and 2 1 1.
  • a closed circuit is formed by connecting to the arm cylinder 3 via.
  • the switching valve 41 is connected to the inlet/outlet port on one side of the swing motor 7 via the flow passage 2 13 and to the inlet/outlet port on the other side of the swing motor 7 via the flow passage 2 14.
  • the directional control valve 4 1 When the directional control valve 4 1 is put into communication with the signal from the controller 51, the closed circuit pump 12 is connected to the flow paths 2 0 0 and 2 0 1, the directional control valve 4 1, and the flow paths 2 1 3 and 2 1 A closed circuit is constructed by being connected to the swing motor 7 via.
  • the flow paths 20 2 and 20 3 are connected to the pair of inlet/outlet ports of the closed circuit pump 13 and the switching valves 4 2 and 4 3 are connected to the flow paths 20 2 and 20 3. ing.
  • the switching valves 4 2 and 4 3 switch between communication and cutoff of the flow passage in response to a signal from the controller 5 1. If there is no signal from the controller 51, the switching valves 4 2 and 4 3 are shut off.
  • the switching valve 42 is connected to the cap chamber 33 of the arm cylinder 3 via the flow passage 210, and is connected to the load chamber 313 of the arm cylinder 3 via the flow passage 211. There is.
  • the closed circuit pump 13 switches the flow paths 20 2 and 2 0 3, the switching valve 4 2 and the flow paths 2 1 0 and 2 1 1.
  • a closed circuit is formed by connecting to the arm cylinder 3 via.
  • the switching valve 4 3 is connected to the inlet/outlet port on one side of the swing motor 7 via the flow path 2 13 and connected to the inlet/outlet port on the other side of the swing motor 7 via the flow path 2 1 4.
  • the signal from the controller 51 causes the switching valve 43 to open. ⁇ 2020/175 132 8 ⁇ (: 170? 2020 /005263
  • the closed circuit pump 13 is connected to the swivel motor 7 via the flow paths 20 2 and 2 0 3, the switching valve 4 3 and the flow paths 2 1 3 and 2 1 4 to form a closed circuit. Constitute.
  • the discharge port of the open circuit pump 14 is connected to the switching valves 4 4 and 4 5 and the relief valve 2 1 via the flow path 20 4.
  • a proportional valve 4 8 is provided in the flow path 2 15 that connects the discharge port of the open circuit pump 14 to the tank 25.
  • the suction port of the open circuit pump 14 is connected to the tank 25.
  • the relief valve 21 protects the circuit by releasing hydraulic oil to the tank 25 when the flow passage pressure exceeds a predetermined pressure.
  • the switching valves 4 4 and 4 5 switch between communication and cutoff of the flow passage in response to a signal from the controller 51. If there is no signal from the controller 51, the switching valves 4 4 and 4 5 are in the shut-off state.
  • the switching valve 44 is connected to the cap chamber 33 of the arm cylinder 3 via the flow path 210.
  • the switching valve 45 is connected to the rod chamber 3 of the arm cylinder 3 via the flow path 2 11.
  • the proportional valve 48 changes the opening area according to the signal from the controller 51, and controls the passing flow rate. When there is no signal from the controller 51, the proportional valve 48 is kept at the maximum opening area. Further, when the switching valves 4 4 and 4 5 are in the shut-off state, the controller 5 1 controls the discharge flow rate of the open circuit pump 14 to the minimum flow rate, and the minimum flow rate of hydraulic oil is discharged to the tank 25. Open the proportional valve 4 9 minutely.
  • the discharge port of the open circuit pump 15 is connected to the switching valves 4 6 and 4 7 and the relief valve 22 via the flow path 205.
  • a proportional valve 4 9 is provided in the flow path 2 16 that connects the discharge port of the open circuit pump 15 to the tank 25.
  • the suction port of the open circuit pump 15 is connected to the tank 25.
  • the relief valve 22 protects the circuit by letting hydraulic oil escape to the tank 25 when the flow passage pressure exceeds a predetermined pressure. ⁇ 2020/175 132 9 ⁇ (: 170? 2020 /005263
  • the switching valves 46 and 47 switch between communication and cutoff of the flow passage in response to a signal from the controller 51. When there is no signal from the controller 51, the switching valves 46 and 47 are in the shutoff state.
  • the switching valve 46 is connected to the cap chamber 33 of the arm cylinder 3 via the flow path 210.
  • the switching valve 47 is connected to the rod chamber 3 of the arm cylinder 3 via the flow paths 2 13.
  • the proportional valve 49 changes the opening area according to a signal from the controller 51 to control the passing flow rate. When there is no signal from the controller 51, the proportional valve 4 9 is kept at the maximum opening area. When the switching valves 46 and 47 are shut off, the controller 51 controls the discharge flow rate of the open circuit pump 15 to the minimum flow rate, and the hydraulic fluid of this minimum flow rate is proportionally discharged to the tank 25. Open valve 49 slightly.
  • the discharge port of the charge pump 11 is connected to the charge relief valve 20 and the charge check valves 26, 27, 283, 28 b 29 a 2913 via the charge line 2 12.
  • the suction port of the charge pump 11 is connected to the tank 25.
  • the charging relief valve 20 sets the charging pressure of the charging check valves 26, 27, 283, 28 s, 293, 29 s.
  • the charge check valve 26 opens when the pressure in the flow passages 200 and 201 is lower than the charge pressure set in the charge relief valve 20, and the pressure in the charge pump 11 is reduced in the flow passages 200 and 201. Top up with oil.
  • the check valve 27 for charging is opened when the pressure in the flow passages 202, 203 is lower than the charge pressure set by the relief valve 20 for charging, and the pressure of the charge pump 11 is set in the flow passages 202, 203. Top up with oil.
  • the check valve for charging 2 9 13 opens when the pressure in the flow paths 2 1 3 and 2 1 4 falls below the charge pressure set by the relief valve for charging 20 and the flow path 2 1 3 3 , 2 1 4 is replenished with pressure oil from the charge pump 1 1.
  • the relief valves 3 1 3 and 3 1 provided in the flow paths 2 0 2 and 2 0 3 allow the working oil to flow to the charge line 2 1 2 when the flow path pressure exceeds a predetermined pressure. Protect the escape circuit.
  • the arm cylinder 3 is a one-rod hydraulic cylinder that expands and contracts when supplied with hydraulic oil.
  • the expansion/contraction direction of the arm cylinder 3 depends on the hydraulic oil supply direction.
  • Relief valves provided in the flow paths 2 10 and 2 11 3 2 Sink releases hydraulic oil to the charge line 2 1 2 when the flow passage pressure exceeds a predetermined pressure to protect the passage.
  • the flushing valves 34 provided in the flow paths 210, 211 discharge the excess oil in the flow paths to the charge line 211.
  • the swing motor 7 is a hydraulic motor that receives the supply of hydraulic oil and rotates.
  • the turning direction of the turning motor 7 depends on the supply direction of the hydraulic oil.
  • the relief valves 3 3 3 and 3 3 provided in the flow paths 2 1 3 and 2 1 4 allow the hydraulic oil to flow to the charge line 2 1 2 when the flow path pressure exceeds a predetermined pressure. Protect the escape circuit.
  • the flushing valve 35 provided in each of the flow paths 210 and 211 discharges the excess oil in the flow path into the charge line 211.
  • the pressure sensor 6033 connected to the flow channel 210 detects the pressure in the flow channel 210 and inputs it to the controller 51.
  • the pressure sensor 603 detects the pressure in the flow passage 210, thereby detecting the pressure in the cap chamber 33 of the arm cylinder 3. ⁇ 2020/175 132 1 1 ⁇ (: 170? 2020/005263
  • the pressure sensor 60 connected to the flow path 2 1 1 detects the pressure in the flow path 2 11 and inputs it to the controller 5 1.
  • the pressure sensor 60 detects the pressure in the rod chamber 313 of the arm cylinder 3 by detecting the pressure in the flow passage 211.
  • the pressure sensor 6 13 connected to the flow path 2 13 detects the pressure in the flow path 2 13 and inputs it to the controller 5 1.
  • the pressure sensor 6 13 detects the pressure in the inlet/outlet port of the swing motor 7 by detecting the pressure in the flow path 2 13.
  • the pressure sensor 61 connected to the flow channel 2 14 detects the pressure in the flow channel 2 14 and inputs it to the controller 5 1.
  • the pressure sensor 61 detects the pressure in the other side of the swing motor 7 by detecting the pressure in the flow path 2 14.
  • the lever 52 inputs the lever operation amount by the operator to the controller 51.
  • Fig. 3 shows a functional block of the controller 51.
  • Controller 5 1 is the required speed calculation unit 5 1 Charge pressure calculation unit 5 1 s, actuator allocated Flow rate calculation unit 5 1 0, pump signal output unit 5 1, switching valve signal output unit 5 1 6 , ratio example valve signal output unit 5 1 meter, meter-out valve signal output unit 5 Composed of 1 9
  • Required speed calculation unit 5 Calculates the operating direction and required speed of the actuator from the input of lever 52, and inputs the control signal to the actuator-assigned flow rate calculator 5100.
  • the charge pressure calculation unit 5 1 is a pressure sensor. The charge pressure is calculated based on the values of 6 0 6, 6 1 3 and 6 1, and the control signal is input to the actuator assigned flow rate calculation unit 5 10.
  • the actuator-assigned flow rate calculation unit 5 1 0 is provided with a control signal from the required speed calculation unit 5 1 3 and a pressure sensor 6 0. 6 1 value and
  • D Pressure calculation unit 5 1 Calculates the number of pumps required to drive each actuator based on the control signal from the pump, and inputs the control signal to pump signal output unit 5 1. At the same time, the switching valve is used to form a flow path for driving each actuator. ⁇ 2020/175 132 12 boxes (: 170? 2020 /005263
  • No. output section 5 1 Input the control signal to the proportional valve signal output section 51 and meter-out valve signal output section 5 19.
  • the pump signal output unit 5 1 outputs a signal to the regu-lators 128 to 1 58 based on the control signal from the actuator allocation flow rate calculation unit 5 10.
  • the switching valve signal output unit 5 16 outputs a signal to the switching valves 40 to 47 based on the control signal from the actuator assigned flow rate calculation unit 5 10.
  • the proportional valve signal output unit 51 outputs a signal to the proportional valves 48, 49 based on the control signal from the actuator assigned flow rate calculation unit 510.
  • the meter-out valve signal output unit 5 1 9 is an actuator-assigned flow rate calculation unit.
  • a signal is output to the meter-out valve 50 based on the control signal from 5 10.
  • Fig. 48 and Fig. 4 show the control flow in the actuator allocation flow rate calculation unit 5100.
  • step 1 1 1 1 When the input of the lever 52 is started, it is determined in step 1 1 1 1 1 whether or not the operation is a single operation. In case of independent operation, it is judged in step 1 12 whether it is arm operation. In the case of arm operation, determine in step 1 13 whether it is an arm extension operation. In the case of arm extension operation, the discharge flow rate of closed circuit pumps 1 2 and 1 3 and open circuit pumps 1 4 and 1 5 is controlled in step 1 1 4. At step 1 15 the switching valves 40, 42, 44, 46 are opened and the switching valves 41, 43, 45, 4 7 are closed. At step 1 16, the proportional valves 48, 49 are closed, and at step 1 17 the flow ends.
  • Steps 1 1 4 to 1 1 6 supply the hydraulic oil discharged from the closed circuit pumps 1 2 and 1 3 and the open circuit pumps 1 4 and 1 5 to the cap chamber 33 of the arm cylinder 3 and The hydraulic oil discharged from the 3rd chamber of the cylinder 3 is absorbed by the closed circuit pumps 12, 3 and the arm cylinder 3 extends.
  • step 1 18 If it is determined in step 1 13 that the arm is not extended (that is, the arm is contracted), in step 1 18 the discharge flow rates of the closed circuit pumps 1 2 and 1 3 are controlled and opened. Control the discharge flow rate of the circuit pumps 1 4 and 1 5 to the minimum tilt. At step 1 19 the switching valves 40, 42, 44, 46 are opened and the switching valves 4 1, ⁇ 2020/175 132 13 ⁇ (: 170? 2020 /005263
  • step 120 the opening areas of the proportional valves 48, 49 are controlled, and at step 117, the flow ends.
  • steps 118 to 120 the hydraulic oil discharged from the closed circuit pumps 12 and 13 is supplied to the rod chamber 313 of the arm cylinder 3 and discharged from the cap chamber 33 of the arm cylinder 3. Part of the hydraulic oil is absorbed by the closed circuit pumps 12, 3 and the remaining part is discharged to the tank 25 through the proportional valves 48, 49, and the arm cylinder 3 contracts.
  • step 1 1 2 If it is determined that the arm operation is not performed in step 1 1 2 (that is, the independent swing operation), the discharge flow rate of the closed circuit pumps 1 2 and 1 3 is controlled and opened in step 1 2 1. The discharge flow rate of the circuit pumps 1 4 and 1 5 is controlled to the minimum tilt. In step 1 22 the switching valves 4 1, 43 are opened and the switching valves 40, 42, 44, 45,
  • step 123 the proportional valves 48 and 49 are opened slightly, and the flow ends in step 117.
  • steps 1 21 to 1 23 the hydraulic oil discharged from the closed circuit pumps 1 2 and 1 3 is supplied to the inlet/outlet port of the swing motor 7 on one side, and is supplied from the other side of the swing motor 7 to the inlet/outlet port.
  • the discharged hydraulic oil is absorbed by the closed circuit pumps 1, 2, 1 3, and the swing motor 7 starts rotating.
  • step 124 When it is determined in step 1 11 that the operation is not a single operation (that is, a composite operation), it is determined in step 124 whether or not the arm extending operation is included. If the arm extension operation is included, it is determined in step 125 whether the charge pressure is higher than the predetermined pressure.
  • the predetermined pressure is a lower limit value of the charge pressure that can be arbitrarily set, and is set to a value greater than 0 and less than the set pressure of the charge relief valve 20. More specifically, pressure oil is supplied to the flow passages 200 to 203, 2 1 0, 2 1 1, 1 2 1 3, 2 1 4 via the check valves 26, 27, 283, 28 b 29 a 29 for charge.
  • step 127 the discharge flow rates of the closed circuit pumps 12, 2 and 3 and the open circuit pump 14 are controlled, and the discharge flow rate of the open circuit pump 15 is controlled. Control the minimum tilt.
  • step 1 29 the proportional valve 48 is closed, the opening area of the proportional valve 49 is controlled, and the flow is ended in step 11 7.
  • step 127 to 129 the hydraulic oil was supplied from the closed circuit pump 12 and the open circuit pump 14 to the cap chamber 33 of the arm cylinder 3, and was discharged from the rod chamber 3 of the arm cylinder 3. Part of the hydraulic oil is absorbed by the closed circuit pump 12, the remaining part is discharged to the tank 25 via the proportional valve 49, and the arm cylinder 3 extends. At the same time, hydraulic oil is supplied from the closed circuit pump 13 to the inlet/outlet port on one side of the swing motor 7, and the hydraulic oil discharged from the inlet/outlet port on the other side of the swing motor 7 is absorbed by the closed circuit pump 13 to rotate. Motor 7 rotates.
  • step 126 When it is determined in step 126 that the pressure in the load chamber 313 is not higher than the pressure in the cap chamber 33, or in step 125 that the charge pressure is not higher than the predetermined pressure.
  • step 130 the discharge flow rates of the closed circuit pumps 12, 2 and 3 and the open circuit pump 14 are controlled, and the discharge flow rate of the open circuit pump 15 is controlled to the minimum tilt.
  • step 1 3 the switching valves 40, 43, 44 are opened and the switching valves 41, 42, 45, 46, 47 are closed.
  • step 1 3 2 the proportional valve 48 is closed and the proportional valve 49 is slightly opened, and the flow is ended in step 11 7.
  • step 1 3 3 When it is determined in step 1 2 4 that the arm extension operation is not included, in step 1 3 3, the discharge flow rates of the closed circuit pumps 1 2 and 1 3 are controlled, and the open circuit pump 1 4 3 is controlled. , 15 control the discharge flow rate to the minimum tilt.
  • step 1 3 4 the switching valves 40, 4 3, 4 4 are opened, and the switching valves 4 1, 4 2, 4 5, 4, 6 and 4 7 are closed.
  • step 1 35 the opening area of the proportional valve 48 is controlled, the proportional valve 4 9 is opened minutely, and the flow ends in step 11 7.
  • steps 1 3 3 to 1 3 5 the hydraulic oil is supplied from the closed circuit pump 12 to the arm 3 of the load chamber 3 and the hydraulic oil discharged from the cap chamber 3 3 of the arm cylinder 3. Part of this is absorbed by the closed circuit pump 1 2, and the remaining part is discharged to the tank 2 5 via the comparative valve 4 8 and the arm cylinder 3 contracts.
  • hydraulic oil is supplied from the closed circuit pump 13 to the inlet/outlet port on one side of the swing motor 7, and the hydraulic oil discharged from the inlet/outlet port on the other side of the swing motor 7 is absorbed by the closed circuit pump 13 and swirled. Motor 7 rotates.
  • Fig. 5 shows the operation of the hydraulic system 300 when the control flow shown in Fig. 48 and Fig. 4 is executed.
  • Fig. 5 shows the input of lever 52, the discharge flow rate of closed circuit pumps 1 2 and 1 3, the open/closed state of switching valves 4 0 and 4 3 and the open circuit pump when performing two combined operations of arm operation and turning operation. Discharge flow rate of 1 4 and 1 5, switching valve 4 4 and
  • the operator starts the operation of extending the arm 4 with respect to the lever 52 and the operation of rotating the upper swing body 102.
  • the required speed is calculated from the input of the lever 52, and the discharge flow rate of the closed circuit pumps 1 2 and 1 3 increases in order to operate according to the required speed.
  • the switching valves 40, 4 3 are opened to lead to the user.
  • hydraulic oil is supplied to the cap chamber of the arm cylinder 3, and hydraulic oil is discharged from the rod chamber.
  • the discharge flow rate of the open circuit pump 14 is controlled in order to compensate for the decrease in hydraulic oil due to the difference in pressure receiving area of the hydraulic cylinder.
  • the open circuit pump 1 5 is kept at minimum tilt. Open the switching valve 4 4 to guide the hydraulic fluid discharged from the open circuit pump 14 to the actuator. Arm cylinder 3 Cap side pressure rises as hydraulic oil is supplied.
  • the switching valve 46 is opened, the opening area of the proportional valve 4 9 is controlled, and the hydraulic oil discharged from the rod chamber of the arm cylinder 3 is passed through the proportional valve 4 9. Discharge to tank 25. Increase the discharge flow rate of the open circuit pump 14 to prevent the charge pressure from decreasing due to the increase in the flow rate discharged from the load chamber of the arm cylinder 3.
  • the discharge flow rate of the open circuit pump 14 becomes maximum. Since the discharge flow rate by the open circuit pump 14 cannot be increased, the opening area of the proportional valve 49 is controlled so that the charge pressure does not fall below the charge lower limit pressure.
  • the speed of the arm cylinder 3 can be increased, and the charge pressure is prevented from becoming a negative pressure even when the discharge flow rate of hydraulic oil in the circuit increases. be able to.
  • a tank 25 for storing hydraulic oil and a bi-tilt type hydraulic pump are used.
  • Plural closed circuit pumps 1 and 2 consisting of 170? 2020/005263 and plural closed circuit pumps 1 2 and 1 3 Of multiple open circuit pumps 1 4 and 1 5 and multiple hydraulic actuators 3 and 7 including at least one single-rod hydraulic cylinder 3 and at least one hydraulic motor 7 and multiple hydraulic actuators 3 and 7
  • Proportional valves 4 8 and 4 9 provided in the flow paths 2 15 and 2 16 connecting the discharge port of 5 and the tank 25, and the cap pressure sensor that detects the pressure in the cap chamber 33.
  • a rod pressure sensor for detecting the pressure in the 3 chambers of the one-rod hydraulic cylinder 3, and the operating device 52, the cap pressure sensor 60 3, and the rod pressure sensor.
  • a construction machine 100 equipped with a controller 5 1 for controlling the opening area of 4 9 and a plurality of locks connecting the discharge ports of a plurality of open circuit pumps 1 4 and 15 to a load chamber 3 13.
  • the controller 51 is equipped with switching valves 4 5 and 4 7, and when driving the single-rod hydraulic cylinder 3 and the hydraulic motor 7 at the same time, one controller of the multiple open-circuit pumps 1 4 and 1 5 is used.
  • Control valve 4 6 and multiple load switching valves 4 7 so that a specific open circuit pump 1 5 not connected to the drive hydraulic cylinder 3 is connected to the single-load hydraulic cylinder. It controls and controls the opening area of the specific proportional valve 49 provided in the flow path connecting the discharge port of the specific open circuit pump 15 and the tank 25.
  • the opening area of a specific proportional valve 4 9 connected to the pressure cylinder 3 and provided in the flow path connecting the discharge port of the specific open circuit pump 15 and the tank 25 is controlled.
  • the hydraulic excavator 100 is provided in the charge pump 11, the charge line 2 12 connected to the discharge port of the charge pump 11 and the charge line 2 1 2.
  • the charge relief valve 20 and the charge pressure sensor 62 for detecting the pressure of the charge line 2 1 2 are further provided, and the controller 5 1 has a pressure in the load chamber 3 and a pressure in the cap chamber 3 3.
  • a specific open circuit pump 15 is connected to the chamber 3 of the load chamber.
  • Control valve 4 6 and load switching valve 4 7 to open a specific proportional valve 4 9 so that the pressure in charge line 2 1 2 is set lower than the set pressure in charging relief valve 20.
  • the opening area of a specific proportional valve 49 is reduced.
  • the hydraulic oil is supplied to the low pressure side of the cap chamber 3 3 piece rod de hydraulic cylinder 3 from the open-circuit pump 1 4, while maintaining the pressure of the char Jirain 2 1 2 above a predetermined pressure, Since the hydraulic oil in the high pressure side load chamber 3 of the single-rod hydraulic cylinder 3 is discharged to the tank 25 via the unused proportional valve 49, the cap chamber 33 becomes negative pressure. It is possible to increase the extension speed of the one-rod hydraulic cylinder 3 while preventing this.
  • a hydraulic excavator according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 to 8.
  • Fig. 6 is a schematic configuration diagram of a hydraulic system in the present embodiment.
  • the hydraulic system according to the present embodiment includes a cap side discharge flow passage 2 17 connecting the cap chamber 33 of the one-rod hydraulic cylinder 3 and the tank 25, and a cap side discharge flow. Further equipped with a meter-out valve 5 0 provided on the path 2 17 ⁇ 2020/175 132 19 ⁇ (: 170? 2020 /005263
  • Fig. 78 and Fig. 7 show the control flow of the actuator-assigned flow rate calculation unit 5100 (shown in Fig. 3) in the present embodiment.
  • step 301 When the input of the lever 52 is started, it is determined in step 301 whether or not a single operation is performed. If it is a single operation, it is determined in step 302 whether or not it is an arm operation. In the case of arm operation, it is determined in step 303 whether or not it is an arm contraction operation. In the case of the arm contraction operation, in step 304, the discharge flow rate of the closed circuit pumps 1, 2, 1 3 is controlled, and the discharge flow rate of the open circuit pumps 1, 4, 1 5 is controlled to the minimum tilt. In step 305, the switching valves 40, 42, 44, 46 are opened and the switching valves 41, 43, 45, 47 are closed. In step 306, proportional valve 48,
  • the opening area of 49 is controlled, and the flow ends in step 307.
  • step 3 If it is determined in step 303 that the operation is not the arm contraction operation, step 3
  • step 309 the switching valves 40, 42, 44, 46 are opened and the switching valves 41, 43, 45, 47 are closed.
  • step 310 the proportional valves 48 and 49 are closed, and at step 307 the flow ends.
  • steps 308 to 310 the hydraulic oil discharged from the closed circuit pumps 1 2 and 1 3 and the open circuit pumps 1 4 and 1 5 is supplied to the cap chamber 33 of the arm cylinder 3 and the arm cylinder 3
  • the hydraulic oil discharged from the 3rd chamber of the load chamber is absorbed by the closed circuit pumps 12, 13 and the arm cylinder 3 extends.
  • step 302 When it is determined in step 302 that the arm is not operated (that is, the swing is operated independently), the discharge flow rate of the closed circuit pumps 1 2 and 1 3 is controlled in step 3 1 1 to open the pump 1 4 The discharge flow rate of 15 is controlled to the minimum tilt.
  • Step 3 ⁇ 2020/175 132 20 units (: 170? 2020 /005263
  • step 31 the switching valves 41, 43 are opened and the switching valves 40, 42, 44, 45, 46, 47 are closed.
  • step 31 3 the proportional valves 48, 49 are opened slightly, and the flow ends in step 307.
  • Steps 3 1 1 to 3 1 3 supply the hydraulic oil discharged from the closed circuit pumps 1 2 and 1 3 to the inlet/outlet port on one side of the swing motor 7 and the inlet/outlet port on the other side of the swing motor 7.
  • the hydraulic oil discharged from is absorbed by the closed circuit pumps 1 2 and 1 3, and the swing motor 7 starts rotating.
  • step 31 4 If it is determined in step 301 that the operation is not a single operation (that is, a combined operation), it is determined in step 31 4 whether or not an arm contraction operation is included. When it is determined that the arm contraction operation is included, it is determined in step 315 whether the charge pressure is higher than the predetermined pressure. If it is determined in step 3 15 that the charge pressure is higher than the predetermined pressure, in step 3 16 it is checked whether the pressure in the cap chamber 33 of the arm cylinder 3 is higher than the pressure in the load chamber 313. judge. If it is determined that the pressure in the cap chamber 33 is higher, the discharge flow rates of the closed circuit pumps 1 2 and 1 3 and the open circuit pump 15 are controlled in step 3 17 and the open circuit pump 1 4 is controlled. Control the discharge flow rate to the minimum tilt. In Step 3 18, the switching valves 40, 43, 44, 47 are opened and the switching valves 4 1, 42, 45,
  • step 319 the opening area of the proportional valve 48 is controlled, and the proportional valve 49 is closed.
  • step 320 the opening area of the meter-out valve 50 is controlled, and the flow ends in step 307.
  • the hydraulic oil is supplied from 5 to the load chamber 313 of the arm cylinder 3, part of the hydraulic oil discharged from the cap chamber 33 of the arm cylinder 3 is absorbed by the closed circuit pump 12, and the remaining part is proportional. It is discharged to the tank 25 through the valve 48 and the meter-out valve 50, and the arm cylinder 3 contracts.
  • hydraulic oil is supplied from the closed circuit pump 13 to the inlet/outlet port on one side of the swing motor 7, and the hydraulic oil discharged from the inlet/outlet port on the other side of the swing motor 7 is absorbed by the closed circuit pump 13.
  • the swing motor 7 rotates. At this time, the high pressure side of arm cylinder 3 ⁇ 2020/175132 21 (: 170?
  • step 3 16 When it is determined that the pressure in the cap chamber 3 3 is not higher than the pressure in the load chamber 3 in step 3 16 or the charge pressure is not higher than the predetermined pressure in step 3 15 If it is determined that the discharge flow rates of the closed circuit pumps 1 2 and 1 3 are controlled in step 3 2 2 and the discharge flow rates of the open circuit pumps 1 4 and 15 are controlled to the minimum tilt. In step 3 23, the switching valves 4 0, 4 3 and 4 4 are opened, and the switching valves 4 1, 4 2, 4 5, 5, 4 6 and 4 7 are closed. In step 3 2 4, the opening area of the proportional valve 4 8 is controlled, the proportional valve 4 9 is slightly opened, and the flow ends in step 3 07.
  • the hydraulic oil is supplied from the closed circuit pump 12 to the arm chamber 3 in the load chamber 3 and a part of the hydraulic oil discharged from the arm cylinder 3 in the cap chamber 33 is transferred to the closed circuit pump 12. It is absorbed and a part of the rest is discharged to the tank 25 through the relative valve 48, and the arm cylinder 3 contracts.
  • hydraulic oil is supplied from the closed circuit pump 13 to the inlet/outlet port on one side of the swing motor 7, and the hydraulic oil discharged from the inlet/outlet port on the other side of the swing motor 7 is absorbed by the closed circuit pump 13 and swirled. Motor 7 rotates.
  • step 3 2 5 When it is determined in step 3 1 4 that the arm contraction operation is not included, in step 3 2 5 the discharge flow rates of the closed circuit pumps 1 2 and 1 3 are controlled and the open circuit pump 1 4 and The discharge flow rate of 15 is controlled to the minimum tilt. In step 3 26, the switching valves 40, 4 3, 4 5 are opened and the switching valves 4 1, 4 2, 4 4, 4 5, 4, 6 and 4 7 are closed. In step 327, the opening area of the proportional valve 48 is controlled, the proportional valve 49 is slightly closed, and the flow ends in step 307.
  • steps 3 2 5 to 3 hydraulic oil is supplied from the closed circuit pump 12 to the cap chamber 33 of the arm cylinder 3 and discharged from the rod chamber 3 13 of the arm cylinder 3. Is partially absorbed by the closed circuit pump 1 2, and the remaining part is discharged to the tank 2 5 via the proportional valve 4 8 and the arm cylinder 3 extends. ⁇ 2020/175 132 22 ⁇ (: 170? 2020 /005263
  • Fig. 8 shows the operation of the hydraulic system 300 when the control flow shown in Fig. 8 and Fig. 7 is executed. Similar to the first embodiment, a combined operation of simultaneously operating the arm 4 and the upper swing body 102 will be described as an example.
  • Fig. 8 shows the input of lever 52, discharge flow rate of closed circuit pumps 1 2 and 1 3 and switching valve 4 0, when performing two combined operations of arm and swivel (arm dump, swivel).
  • the meter-out valve 50 was opened to form a flow path between the cap chamber 3 3 of the arm cylinder 3 and the tank 25, and the hydraulic oil from the cap chamber 3 3 was filled with the tank 2 Discharge to 5.
  • the switching valve 47 is opened and hydraulic oil is discharged from the open circuit pump 15 to the load chamber 313 of the arm cylinder 3. To do.
  • the construction machine 100 has a cap-side discharge flow path 2 17 connecting the cap chamber 3 3 of the one-rod hydraulic cylinder 3 and the tank 25, and a cap-side discharge passage 2 1 7.
  • the controller 51 is further provided with a meter-out valve 50 provided in the flow path 21.
  • the specific proportional valve 4 9 corresponding to the open circuit pump 1 of 5 is closed, the meter-out valve 50 is opened, and the pressure of the charge line 2 1 2 is set lower than the set pressure of the charge relief valve 20.
  • the opening area of the meter-out valve 50 is reduced, or the discharge flow rate of a specific open circuit pump 15 is reduced.
  • the cap chamber 3 on the high pressure side of the one-rod hydraulic cylinder 3 is held.
  • the hydraulic fluid of No. 3 is discharged to the tank 25 via the proportional valve 48 and the meter-out valve 50, and at the same time the hydraulic chamber of the low pressure side is filled with hydraulic fluid from an unused open circuit pump 15 Therefore, it is possible to increase the reduction speed of the single-load hydraulic cylinder 3 while preventing the pressure in the load chamber 3 from becoming negative.
  • the discharge from the cap chamber 33 of the one-rod hydraulic cylinder 3 is performed by the meter-out valve 50, and the discharge flow rate of the open circuit pump 15 is adjusted to the one-rod hydraulic cylinder.
  • the discharge flow rate of the open circuit pump 15 is adjusted to the one-rod hydraulic cylinder.
  • the controller 51 drives the single-rod hydraulic cylinder 3 to the compression side while the pressure in the cap chamber 33 is higher than the pressure in the chamber 3 and the hydraulic motor ⁇ 2020/175 132 24 ⁇ (: 170? 2020 /005263
  • the cap side switching valve 46 and the rod side switching valve 47 are controlled so that the specific proportional valve 49 is connected to the cap chamber 33, the specific proportional valve 49 is opened, and the charge line 2
  • the opening area of the specific proportional valve 49 is reduced.
  • the hydraulic oil in the high-pressure side cap chamber 33 of the one-rod hydraulic cylinder 3 is held in the tank via the unused proportional valve 49 while maintaining the pressure in the charge line 211 above a predetermined pressure. Since it is discharged to 25, it is possible to increase the contraction speed of the single-rod hydraulic cylinder 3 while preventing negative pressure in the tank 3 of the rod chamber.
  • the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments and includes various modifications.
  • the above-described embodiments have been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the configurations described.
  • Degree calculation unit 5 1 squeeze charge pressure calculation unit, 5 1 0 Actuator allocation Flow rate calculation unit, 5 1 pump signal output unit, 5 1 6 switching valve signal output unit, 5 1 proportional valve signal output unit, 5 1 9 meter Out valve signal output section, 52 lever (operating device), 603 pressure sensor (cap pressure sensor), 60 pressure sensor (load pressure sensor), 6 1 3, 6 1 pressure sensor, 62 charge pressure sensor, 1 00 Hydraulic excavator (construction machinery), 101 cab, 10 2 upper revolving structure, 10 3 lower traveling structure, 1 04 front working machine, 200 to 205, 2 1 0, 2 1 1 flow path, 2 1 2 flow path (Charge line), 2 1 3 to 2 1 6 channels, 2 1 7 cap side discharge channel, 300 hydraulic system.

Abstract

閉回路ポンプと開回路ポンプおよび比例弁を対で配置した油圧システムが搭載され、片ロッド式油圧シリンダと油圧モータを同時に駆動する際に、未使用の開回路ポンプまたは比例弁を用いて片ロッド式油圧シリンダの速度を増速できる建設機械を提供する。　コントローラ（５１）は、片ロッド式油圧シリンダ（３）と油圧モータ（７）とを同時に駆動する場合に、前記片ロッド式油圧シリンダに接続されていない特定の開回路ポンプ（１５）が前記片ロッド式油圧シリンダに接続されるようにキャップ側切換弁（４６）およびロッド側切換弁（４７）を制御し、前記特定の開回路ポンプの吐出ポートとタンクとを接続する流路に設けられた特定の比例弁（４９）の開口面積を制御する。

Description

\¥02020/175132 1 卩（：17 2020/005263
明 細 書
発明の名称 ： 建設機械
技術分野
[0001 ] 本発明は、 油圧ショベルなどの建設機械に関する。
背景技術
[0002] 油圧ショベル等の建設機械の分野では、 油圧シリンダ等の油圧アクチユエ —夕からの戻り油を作動油タンクに戻す油圧回路 （以下、 「開回路」 と称す る） を用いたものが主流であるが、 近年、 燃料消費量低減のために、 油圧シ リンダ （以下、 「シリンダ」 と称する） もしくはポンプと油圧モータの油圧 回路の絞り要素を減らすとともに、 シリンダもしくは油圧モータからの戻り 油を両傾転ポンプ （以下、 「ポンプ」 と称する） に戻し、 ポンプとシリンダ 、 もしくはポンプと油圧モータとを閉回路状に接続した回路 （以下、 「閉回 路」 と称する） の開発が進められている。 また、 開回路と閉回路を併設する 油圧回路も提案されている （例えば、 特許文献 1） 。
[0003] 特許文献 1 には、 両方向に作動油の流出入が可能な 2つの流出入ポートを 有する少なくとも 1つの閉回路用作動油流出入制御部と第 1作動油室および 第 2作動油室を有する少なくとも 1つの片ロツ ド式油圧シリンダとを備え前 記閉回路用作動油流出入制御部の 2つの流出入ポートが前記第 1作動油室お よび前記第 2作動油室に閉回路状に接続された複数の閉回路と、 作動油タン クから作動油を流入する流入ポートおよび作動油を流出する流出ポートを有 する少なくとも 1つの開回路用作動油流出入制御部と前記開回路用作動油流 出入制御部から流出される作動油の供給先を切り換える開回路切換部とを備 えた複数の開回路と、 前記閉回路用作動油流出入制御部、 前記開回路用作動 油流出入制御部および前記開回路切換部を制御するコントローラと、 を具備 する作動機械の駆動装置であって、 前記複数の開回路のうちの少なくとも 1 つの前記開回路切換部の作動油が流出される側と、 前記複数の閉回路のいず れかに接続された連結管路を具備したことを特徴とする作業機械の駆動装置 〇 2020/175132 2 卩（：170? 2020 /005263
が記載されている。
先行技術文献
特許文献
[0004] 特許文献 1 :特開 2 0 1 5 - 4 8 8 9 9号公報
発明の概要
発明が解決しようとする課題
[0005] 特許文献 1では、 閉回路ポンプと開回路ポンプおよび比例弁とを対で配置 することで、 閉回路ポンプで油圧シリンダを伸長方向に駆動する際に、 油圧 シリンダの受圧面積差によって生じる不足分の作動油を開回路ボンプから補 充することができ、 閉回路ポンプで油圧シリンダを縮小方向に駆動する際に 、 油圧シリンダの受圧面積差によって生じる余剰分の作動油を比例弁を介し てタンクに排出することができる。 一方、 油圧モータには油圧シリンダのよ うな受圧面積差がないため、 油圧モータを駆動する際には、 閉回路ポンプの みが使用され、 当該閉回路ポンプと対をなす開回路ボンプおよび比例弁は未 使用の状態となる。 しかしながら、 油圧シリンダと油圧モータを同時に駆動 する複合動作時に油圧シリンダの速度を増速したい場合、 未使用の開回路ポ ンプおよび比例弁が存在するにも関わらず、 それらを使用することができな い。
[0006] 本発明は、 上記課題に鑑みてなされたものであり、 その目的は、 閉回路ポ ンプと開回路ポンプおよび比例弁とを対で配置した油圧システムが搭載され 、 油圧シリンダと油圧モータを同時に駆動する際に未使用の開回路ポンプま たは比例弁を用いて油圧シリンダの速度を増速できる建設機械を提供するこ とにある。
課題を解決するための手段
[0007] 上記目的を達成するために、 本発明は、 作動油を貯留するタンクと、 両傾 転型の油圧ボンプからなる複数の閉回路ポンプと、 前記複数の閉回路ポンプ と同数の片傾転型の油圧ポンプからなる複数の開回路ポンプと、 少なくとも 〇 2020/175132 3 卩（：170? 2020 /005263
1つの片ロッ ド式油圧シリンダおよび少なくとも 1つの油圧モータを含む複数 の油圧アクチユエータと、 前記複数の油圧アクチユエータの動作を指示する ための操作装置と、 前記複数の閉回路ポンプを前記複数の油圧アクチユエー 夕に閉回路状に接続する複数の閉回路切換弁と、 前記複数の開回路ポンプの 吐出ポートを前記片ロッ ド式油圧シリンダのキャップ室に接続する複数のキ ャップ側切換弁と、 前記複数の開回路ポンプの吐出ポートと前記タンクとを 接続する流路に設けられた複数の比例弁と、 前記キャップ室の圧力を検出す るキャップ圧カセンサと、 前記片ロッ ド式油圧シリンダのロッ ド室の圧力を 検出するロッ ド圧カセンサと、 前記操作装置、 前記キャップ圧カセンサ、 お よび前記ロッ ド圧カセンサからの入力に基づいて、 前記複数の閉回路切換弁 および前記複数のキャップ側切換弁を制御すると共に、 前記複数の閉回路ポ ンプおよび前記複数の開回路ポンプの各吐出流量、 ならびに前記複数の比例 弁の開口面積を制御するコントローラとを備えた建設機械において、 前記複 数の開回路ポンプの吐出ポートを前記ロッ ド室に接続する複数のロッ ド側切 換弁を備え、 前記コントローラは、 前記片ロッ ド式油圧シリンダと前記油圧 モータとを同時に駆動する場合に、 前記複数の開回路ポンプのうち前記片口 ッ ド式油圧シリンダに接続されていない特定の開回路ポンプが前記片ロッ ド 式油圧シリンダに接続されるように前記複数のキャップ側切換弁および前記 複数のロッ ド側切換弁を制御し、 前記特定の開回路ポンプの吐出ポートと前 記タンクとを接続する流路に設けられた特定の比例弁の開口面積を制御する ものとする。
[0008] 以上のように構成した本発明によれば、 片ロッ ド式油圧シリンダと油圧モ —夕を同時に駆動する場合に、 片ロッ ド式油圧シリンダに接続されていない 特定の開回路ポンプおよび特定の比例弁が片ロッ ド式油圧シリンダに接続さ れ、 特定の開回路ポンプの吐出ポートとタンクとを接続する流路に設けられ た特定の比例弁 （未使用の比例弁） の開口面積が制御される。 これにより、 片ロッ ド式油圧シリンダと油圧モータを同時に駆動する際に、 未使用の開回 路ポンプまたは未使用の比例弁を用いて片ロッ ド式油圧シリンダの速度を増 〇 2020/175132 4 卩（：170? 2020 /005263
速することが可能となる。
発明の効果
［0009］ 本発明によれば、 閉回路ポンプと開回路ボンプおよび比例弁とを対で配置 した油圧システムが搭載された建設機械において、 片ロッ ド式油圧シリンダ と油圧モータを同時に駆動する際に、 未使用の開回路ポンプまたは未使用の 比例弁を用いて片ロッ ド式油圧シリンダの速度を増速することが可能となる 図面の簡単な説明
［0010］ ［図 1］本発明の第 1の実施例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。
［図 2］図 1 に示す油圧ショベルに搭載された油圧システムの概略構成図である
［図 3］図 2に示すコントローラの機能ブロック図である。
［図 4八］図 3に示すアクチユエータ割り当て流量演算部の制御フローを示す図 ( 1 / 2 ) である。
［図 48］図 3に示すアクチユエータ割り当て流量演算部の制御フローを示す図 ( 2 / 2 ) である。
［図 5］図 4八および図巳に示す制御を実行した場合の油圧システムの動作を示 す図である。
［図 6］本発明の第 2の実施例における油圧システムの概略構成図である。
［図 7八］本発明の第 2の実施例におけるアクチユエータ流量割り当て演算部の 制御フローを示す図 ( 1 / 2 ) である。
［図 78］本発明の第 2の実施例におけるアクチユエータ流量割り当て演算部の 制御フローを示す図 ( 2 / 2 ) である。
［図 8］図 7八および図 7 巳に示す制御を実行した場合の油圧システムの動作を 示す図である。
発明を実施するための形態
［001 1］ 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 〇 2020/175132 5 卩（：170? 2020 /005263
、 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。
実施例 1
[0012] 本発明の第 1の実施例に係る油圧ショベルについて、 図 1〜図 5を用いて 説明する。
[0013] 図 1は、 本発明の第 1の実施例に係る油圧ショベルの側面図である。
[0014] 図 1 において、 油圧ショベル 1 0 0は、 左右方向の両側にクローラ式の走 行装置 8を備えた下部走行体 1 0 3と、 下部走行体 1 0 3上に旋回可能に取 り付けられた上部旋回体 1 0 2とを備えている。 上部旋回体 1 0 2は、 油圧 モータである旋回モータ 7によって駆動される。
[0015] 上部旋回体 1 0 2の前側には、 例えば掘削作業等を行うための作動装置で あるフロント作業機 1 0 4の基端部が回動可能に取り付けられている。 フロ ント作業機 1 0 4は、 上部旋回体 1 0 2の前側に上下方向に回動可能に連結 されたブーム 2と、 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 4と、 アーム 4の先端部に上下、 前後方向に回動可能に連結され たバケツ ト 6とを備えている。 ブーム 2、 アーム 4、 およびバケツ ト 6は、 片ロツ ド式油圧シリンダであるブームシリンダ 1、 アームシリンダ 3、 およ びバケツ トシリンダ 5によってそれぞれ駆動される。
[0016] 上部旋回体 1 0 2上には、 オペレータが搭乗するキャブ 1 0 1が設けられ ている。 キャブ 1 0 1内には、 ブーム 2、 アーム 4、 バケツ ト 6および上部 旋回体 1 0 2を操作するためのレバー 5 2 （図 2に示す） が配置されている
[0017] 図 2は、 図 1 に示す油圧ショベル 1 0 0に搭載された油圧システムの概略 構成図である。 なお、 説明の簡略化のため、 図 2では、 アームシリンダ 3お よび旋回モータ 7の駆動に関わる部分のみを示し、 その他のアクチユエータ の駆動に関わる部分は省略している。
[0018] 図 2において、 油圧システム 3 0 0は、 アームシリンダ 3と、 旋回モータ
7と、 アームシリンダ 3および旋回モータの各動作方向および各要求速度を 〇 2020/175132 6 卩（：170? 2020 /005263
指示する操作装置としてのレバー 52と、 動力源であるエンジン 9と、 エン ジン 9の動力を配分する動力伝達装置 1 0と、 動力伝達装置 1 0によって配 分された動力で駆動される両傾転型の油圧ポンプ （以下、 閉回路ポンプ） 1 2, 1 3、 片傾転型の油圧ポンプ （以下、 開回路ポンプ） 1 4, 1 5、 およ びチヤージポンプ 1 1 と、 油圧ポンプ 1 2〜 1 5と油圧アクチユエータ 3,
7との接続を切換可能な切換弁 40〜 47と、 比例弁 48, 49と、 コント 口ーラ 5 1 とを備えている。
[0019] 動力源であるエンジン 9は、 動力を配分する動力伝達装置 1 0に接続され ている。 動力伝達装置 1 〇には、 チヤージポンプ 1 1、 閉回路ポンプ 1 2， 1 3、 および開回路ポンプ 1 4, 1 5が接続されている。
[0020] 閉回路ポンプ 1 2, 1 3は、 一対の入出カポートを持つ両傾転斜板機構と 、 両傾転斜板の傾斜角を調整するレギユレータ 1 23, 1 33とを備えてい る。 レギユレータ 1 23, 1 33は、 コントローラ 5 1からの信号により、 閉回路ポンプ 1 2, 1 3の両傾転斜板の傾転角を調整する。 閉回路ポンプ 1 2, 1 3は、 傾転斜板の傾転角を調整することにより、 一対の入出カポート からの作動油の吐出方向および吐出流量を制御できる。 閉回路ポンプ 1 2,
1 3は、 圧油の供給を受けると油圧モータとしても機能する。
[0021] 開回路ポンプ 1 4, 1 5は、 吐出ポートおよび吸込ポートを持つ片傾転斜 板機構と、 片傾転斜板の傾斜角を調整するレギユレータ 1 43, 1 53とを 備えている。 レギユレータ 1 4
Figure imgf000008_0001
1 53は、 コントローラ 5 1からの信号 により、 開回路ポンプ 1 4, 1 5の片傾転斜板の傾転角を調整する。 開回路 ポンプ 1 4, 1 5は、 片傾転斜板の傾転角を調整することにより、 吐出ポー 卜からの作動油の吐出流量を制御できる。
[0022] チヤージポンプ 1 1は、 チヤージラインとしての流路 2 1 2に圧油を補充 する。
[0023] 閉回路ポンプ 1 2の一対の入出カポートには流路 200, 201が接続さ れ、 流路 200, 201 には切換弁 40, 4 1が接続されている。 切換弁 4 0, 4 1は、 コントローラ 5 1からの信号により、 流路の連通と遮断を切り 〇 2020/175132 7 卩（：170? 2020 /005263
換える。 コントローラ 5 1からの信号が無い場合は、 切換弁 4 0 , 4 1は遮 断状態である。
[0024] 切換弁 4 0は、 流路 2 1 0を介してアームシリンダ 3のキャップ室 3 3に 接続され、 流路 2 1 1 を介してアームシリンダ 3のロッ ド室 3 13に接続され ている。 コントローラ 5 1からの信号により切換弁 4 0が連通状態になると 、 閉回路ポンプ 1 2は、 流路 2 0 0 , 2 0 1、 切換弁 4 0、 および流路 2 1 0 , 2 1 1 を介して、 アームシリンダ 3と接続されることにより閉回路を構 成する。
[0025] 切換弁 4 1は、 流路 2 1 3を介して旋回モータ 7の一側の入出カポートに 接続され、 流路 2 1 4を介して旋回モータ 7の他側の入出カポートに接続さ れている。 コントローラ 5 1からの信号により切換弁 4 1が連通状態になる と、 閉回路ポンプ 1 2は、 流路 2 0 0 , 2 0 1、 切換弁 4 1、 および流路 2 1 3 , 2 1 4を介して、 旋回モータ 7と接続されることにより閉回路を構成 する。
[0026] 閉回路ポンプ 1 3の一対の入出カポートには流路 2 0 2 , 2 0 3が接続さ れ、 流路 2 0 2 , 2 0 3には切換弁 4 2 , 4 3が接続されている。 切換弁 4 2 , 4 3は、 コントローラ 5 1からの信号により、 流路の連通と遮断を切り 換える。 コントローラ 5 1からの信号が無い場合は、 切換弁 4 2 , 4 3は遮 断状態である。
[0027] 切換弁 4 2は、 流路 2 1 0を介してアームシリンダ 3のキャップ室 3 3に 接続され、 流路 2 1 1 を介してアームシリンダ 3のロッ ド室 3 13に接続され ている。 コントローラ 5 1からの信号により切換弁 4 2が連通状態になると 、 閉回路ポンプ 1 3は、 流路 2 0 2 , 2 0 3、 切換弁 4 2、 および流路 2 1 0 , 2 1 1 を介して、 アームシリンダ 3と接続されることにより閉回路を構 成する。
[0028] 切換弁 4 3は、 流路 2 1 3を介して旋回モータ 7の一側の入出カポートに 接続され、 流路 2 1 4を介して旋回モータ 7の他側の入出カポートに接続さ れている。 コントローラ 5 1からの信号により切換弁 4 3が連通状態になる 〇 2020/175132 8 卩（：170? 2020 /005263
と、 閉回路ポンプ 1 3は、 流路 2 0 2 , 2 0 3、 切換弁 4 3、 および流路 2 1 3 , 2 1 4を介して、 旋回モータ 7と接続されることにより閉回路を構成 する。
[0029] 開回路ポンプ 1 4の吐出ポートは、 流路 2 0 4を介して切換弁 4 4 , 4 5 、 およびリリーフ弁 2 1 に接続されている。 開回路ポンプ 1 4の吐出ポート をタンク 2 5に接続する流路 2 1 5には、 比例弁 4 8が設けられている。 開 回路ポンプ 1 4の吸込ポートは、 タンク 2 5に接続されている。
[0030] リリーフ弁 2 1は、 流路圧が所定の圧力以上になったときに、 作動油を夕 ンク 2 5に逃がし回路を保護する。
[0031 ] 切換弁 4 4 , 4 5は、 コントローラ 5 1からの信号により、 流路の連通と 遮断を切り換える。 コントローラ 5 1からの信号が無い場合は、 切換弁 4 4 , 4 5は遮断状態である。
[0032] 切換弁 4 4は、 流路 2 1 0を介してアームシリンダ 3のキャップ室 3 3に 接続されている。
[0033] 切換弁 4 5は、 流路 2 1 1 を介してアームシリンダ 3のロッ ド室 3 匕に接 続されている。
[0034] 比例弁 4 8は、 コントローラ 5 1からの信号により、 開口面積を変化させ 、 通過流量を制御する。 コントローラ 5 1からの信号が無い場合、 比例弁 4 8は最大開口面積に保持される。 また、 切換弁 4 4 , 4 5が遮断状態の時、 コントローラ 5 1は、 開回路ポンプ 1 4の吐出流量を最小流量に制御し、 こ の最小流量の作動油がタンク 2 5に排出されるように比例弁 4 9を微小に開 口する。
[0035] 開回路ポンプ 1 5の吐出ポートは、 流路 2 0 5を介して切換弁 4 6 , 4 7 、 およびリリーフ弁 2 2に接続されている。 開回路ポンプ 1 5の吐出ポート をタンク 2 5に接続する流路 2 1 6には、 比例弁 4 9が設けられている。 開 回路ポンプ 1 5の吸込ポートは、 タンク 2 5に接続されている。
[0036] リリーフ弁 2 2は、 流路圧が所定の圧力以上になったときに、 作動油を夕 ンク 2 5に逃がし回路を保護する。 〇 2020/175132 9 卩（：170? 2020 /005263
[0037] 切換弁 46, 47は、 コントローラ 5 1からの信号により、 流路の連通と 遮断を切り換える。 コントローラ 5 1からの信号が無い場合は、 切換弁 46 , 47は遮断状態である。
[0038] 切換弁 46は、 流路 2 1 0を介してアームシリンダ 3のキャップ室 33に 接続されている。
[0039] 切換弁 47は、 流路 2 1 3を介してアームシリンダ 3のロッ ド室 3匕に接 続されている。
[0040] 比例弁 49は、 コントローラ 5 1からの信号により、 開口面積を変化させ 、 通過流量を制御する。 コントローラ 5 1からの信号が無い場合、 比例弁 4 9は最大開口面積に保持される。 また、 切換弁 46, 47が遮断状態の時、 コントローラ 5 1は、 開回路ポンプ 1 5の吐出流量を最小流量に制御し、 こ の最小流量の作動油がタンク 25に排出されるように比例弁 49を微小に開 口する。
[0041] チャージポンプ 1 1の吐出ポートは、 チャージライン 2 1 2を介して、 チ ャージ用リリーフ弁 20、 およびチャージ用チェック弁 26, 27, 283 , 28 b 29 a 2913に接続されている。
[0042] チャージポンプ 1 1の吸込ポートは、 タンク 25に接続されている。
[0043] チャージ用リリーフ弁 20は、 チャージ用チェック弁 26, 27, 283 , 28匕， 293, 29匕のチャージ圧力を設定する。
[0044] チャージ用チェック弁 26は、 流路 200, 201の圧力がチャージ用リ リーフ弁 20で設定したチャージ圧力を下回った場合に開弁し、 流路 200 , 201 にチャージポンプ 1 1の圧油を補充する。
[0045] チャージ用チェック弁 27は、 流路 202, 203の圧力がチャージ用リ リーフ弁 20で設定したチャージ圧力を下回った場合に開弁し、 流路 202 , 203にチャージポンプ 1 1の圧油を補充する。
[0046] チャージ用チェック弁
Figure imgf000011_0001
2813は、 流路 2 1 0, 2 1 1の圧力がチ ャージ用リリーフ弁 20で設定したチャージ圧力を下回った場合に開弁し、 流路 2 1 0, 2 1 1 にチャージポンプ 1 1の圧油を補充する。 〇 2020/175132 10 卩（：170? 2020 /005263
[0047] チャージ用チェック弁 2 9 13は、 流路 2 1 3 , 2 1 4の圧力がチ ャージ用リリーフ弁 2 0で設定したチャージ圧力を下回った場合に開弁し、 流路 2 1 3 , 2 1 4にチャージポンプ 1 1の圧油を補充する。
[0048] 流路 2 0 0 , 2 0 1 に設けられたリリーフ弁 3 0 3 , 3 0匕は、 流路圧が 所定の圧力以上になったときに、 作動油をチャージライン 2 1 2に逃がし回 路を保護する。
[0049] 流路 2 0 2 , 2 0 3に設けられたリリーフ弁 3 1 3 , 3 1 匕は、 流路圧が 所定の圧力以上になったときに、 作動油をチャージライン 2 1 2に逃がし回 路を保護する。
[0050] アームシリンダ 3は、 作動油の供給を受けて伸縮作動する片ロッ ド式油圧 シリンダである。 アームシリンダ 3の伸縮方向は作動油の供給方向に依存す る。
[0051 ] 流路 2 1 0 , 2 1 1 に設けられたリリーフ弁
Figure imgf000012_0001
3 2匕は、 流路圧が 所定の圧力以上になったときに、 作動油をチャージライン 2 1 2に逃がし回 路を保護する。
[0052] 流路 2 1 0 , 2 1 1 に設けられたフラッシング弁 3 4は、 流路内の余剰油 をチャージライン 2 1 2に排出する。
[0053] 旋回モータ 7は、 作動油の供給を受けて回動する油圧モータである。 旋回 モータ 7の回動方向は作動油の供給方向に依存する。
[0054] 流路 2 1 3 , 2 1 4に設けられたリリーフ弁 3 3 3 , 3 3匕は、 流路圧が 所定の圧力以上になったときに、 作動油をチャージライン 2 1 2に逃がし回 路を保護する。
[0055] 流路 2 1 0 , 2 1 1 に設けられたフラッシング弁 3 5は、 流路内の余剰油 をチャージライン 2 1 2に排出する。
[0056] 流路 2 1 0に接続された圧カセンサ 6 0 3は、 流路 2 1 0の圧力を検出し 、 コントローラ 5 1 に入力する。 圧カセンサ 6 0 3は、 流路 2 1 0の圧力を 検出することにより、 アームシリンダ 3のキャップ室 3 3の圧力を検出する 〇 2020/175132 1 1 卩（：170? 2020 /005263
[0057] 流路 2 1 1 に接続された圧カセンサ 6 0匕は、 流路 2 1 1の圧力を検出し 、 コントローラ 5 1 に入力する。 圧カセンサ 6 0匕は、 流路 2 1 1の圧力を 検出することにより、 アームシリンダ 3のロッ ド室 3 13の圧力を検出する。
[0058] 流路 2 1 3に接続された圧カセンサ 6 1 3は、 流路 2 1 3の圧力を検出し 、 コントローラ 5 1 に入力する。 圧カセンサ 6 1 3は、 流路 2 1 3の圧力を 検出することにより、 旋回モータ 7の一側の入出カポートの圧力を検出する
[0059] 流路 2 1 4に接続された圧カセンサ 6 1 匕は、 流路 2 1 4の圧力を検出し 、 コントローラ 5 1 に入力する。 圧カセンサ 6 1 匕は、 流路 2 1 4の圧力を 検出することにより、 旋回モータ 7の他側の入出カポートの圧力を検出する
[0060] レバー 5 2は、 オペレータによるレバー操作量をコントローラ 5 1 に入力 する。
[0061 ] 図 3にコントローラ 5 1の機能ブロックを示す。 コントローラ 5 1は、 要 求速度演算部 5 1
Figure imgf000013_0001
チャージ圧力演算部 5 1 匕、 アクチユエータ割り当て 流量演算部 5 1 〇、 ポンプ信号出力部 5 1 、 切換弁信号出力部 5 1 6、 比 例弁信号出力部 5 1 チ、 メータアウト弁信号出力部 5 1 9から構成される。
[0062] 要求速度演算部 5
Figure imgf000013_0002
は、 レバー 5 2の入力から、 アクチユエータの動作 方向および要求速度を演算し、 アクチユエータ割り当て流量演算部 5 1 〇に 制御信号を入力する。
[0063] チャージ圧力演算部 5 1 匕は、 圧カセンサ
Figure imgf000013_0003
6 0 6 , 6 1 3 , 6 1 の値を基に、 チャージ圧力を演算し、 アクチユエータ割り当て流量演算部 5 1 〇に制御信号を入力する。
[0064] アクチユエータ割り当て流量演算部 5 1 〇は、 要求速度演算部 5 1 3から の制御信号、 圧カセンサ 6 0
Figure imgf000013_0004
6 1 匕の値、 およびチャ
—ジ圧力演算部 5 1 匕からの制御信号を基に、 各アクチユエータの駆動に必 要なポンプ数を演算し、 ポンプ信号出力部 5 1 に制御信号を入力する。 同 時に、 各アクチユエータを駆動するための流路を形成するために、 切換弁信 〇 2020/175132 12 卩（：170? 2020 /005263
号出力部 5 1
Figure imgf000014_0001
比例弁信号出力部 5 1 チ、 メータアウト弁信号出力部 5 1 9に制御信号を入力する。
[0065] ポンプ信号出力部 5 1 は、 アクチユエータ割り当て流量演算部 5 1 〇か らの制御信号を基に、 レギユレータ 1 28〜 1 58に信号を出力する。
[0066] 切換弁信号出力部 5 1 6は、 アクチユエータ割り当て流量演算部 5 1 〇か らの制御信号を基に、 切換弁 40〜 47に信号を出力する。
[0067] 比例弁信号出力部 5 1 チは、 アクチユエータ割り当て流量演算部 5 1 〇か らの制御信号を基に、 比例弁 48, 49に信号を出力する。
[0068] メータアウト弁信号出力部 5 1 9は、 アクチユエータ割り当て流量演算部
5 1 〇からの制御信号を基に、 メータアウト弁 50に信号を出力する。
[0069] 図 4八および図 4巳にアクチユエータ割り当て流量演算部 5 1 〇内の制御 フローを示す。
[0070] レバー 52の入力が開始されると、 ステップ 1 1 1 にて単独動作か否かを 判定する。 単独動作の場合、 ステップ 1 1 2にてアーム操作か否かを判定す る。 アーム操作の場合、 ステップ 1 1 3にてアームの伸ばし操作か否かを判 定する。 アーム伸ばし操作の場合、 ステップ 1 1 4にて、 閉回路ポンプ 1 2 , 1 3、 開回路ポンプ 1 4, 1 5の吐出流量を制御する。 ステップ 1 1 5で は、 切換弁 40, 42, 44, 46を開口し、 切換弁 4 1 , 43, 45, 4 7を閉口する。 ステップ 1 1 6では、 比例弁 48, 49を閉口し、 ステップ 1 1 7にてフローを終了する。
[0071] ステップ 1 1 4〜 1 1 6により、 閉回路ポンプ 1 2, 1 3および開回路ポ ンプ 1 4, 1 5から吐出された作動油がアームシリンダ 3のキャップ室 33 に供給され、 アームシリンダ 3のロッ ド室 3匕から排出された作動油が閉回 路ポンプ 1 2, 1 3に吸収され、 アームシリンダ 3が伸長動作する。
[0072] ステップ 1 1 3にてアーム伸ばし操作ではない （すなわち、 アーム縮め操 作） と判定した場合、 ステップ 1 1 8にて閉回路ポンプ 1 2, 1 3の吐出流 量を制御し、 開回路ポンプ 1 4, 1 5の吐出流量を最小傾転に制御する。 ス テップ 1 1 9では、 切換弁 40, 42, 44, 46を開口し、 切換弁 4 1 , 〇 2020/175132 13 卩（：170? 2020 /005263
43, 45, 47を閉口する。 ステップ 1 20では、 比例弁 48, 49の開 口面積を制御し、 ステップ 1 1 7にてフローを終了する。
[0073] ステップ 1 1 8〜 1 20により、 閉回路ポンプ 1 2, 1 3から吐出された 作動油がアームシリンダ 3のロッ ド室 313に供給され、 アームシリンダ 3の キャップ室 33から排出された作動油の一部が閉回路ポンプ 1 2, 1 3に吸 収され、 残りの一部が比例弁 48, 49を介してタンク 25に排出され、 ア —ムシリンダ 3が縮小動作する。
[0074] ステップ 1 1 2にてアーム操作ではない （すなわち、 旋回単独操作） と判 定した場合、 ステップ 1 2 1 にて、 閉回路ポンプ 1 2, 1 3の吐出流量を制 御し、 開回路ポンプ 1 4, 1 5の吐出流量を最小傾転に制御する。 ステップ 1 22では、 切換弁 4 1 , 43を開口し、 切換弁 40, 42, 44, 45,
46, 47を閉口する。 ステップ 1 23では、 比例弁 48, 49を微小に開 口し、 ステップ 1 1 7にてフローを終了する。
[0075] ステップ 1 2 1〜 1 23により、 閉回路ポンプ 1 2, 1 3から吐出された 作動油が旋回モータ 7の一側の入出カポートに供給され、 旋回モータ 7の他 側の入出カポートから排出された作動油が閉回路ポンプ 1 2, 1 3に吸収さ れ、 旋回モータ 7が回転動作する。
[0076] ステップ 1 1 1 にて単独操作ではない （すなわち、 複合操作） と判定した 場合、 ステップ 1 24にてアーム伸ばし操作を含んでいるか否かを判定する 。 アーム伸ばし操作を含んでいる場合、 ステップ 1 25にてチャージ圧力が 所定の圧力 よりも高いか否かを判定する。 ここで、 所定の圧力 とは、 任 意に設定できるチャージ圧力の下限値であり、 0よりも大きく、 かつチャー ジ用リリーフ弁 20の設定圧未満の値に設定する。 より具体的には、 チャー ジ用チェック弁 26, 27, 283, 28 b 29 a 29匕を介して流路 200〜 203, 2 1 0, 2 1 1 , 2 1 3, 2 1 4に圧油を補充する際にキ ャビテーシヨンが発生しない程度の圧力 （例えばチャージ用リリーフ弁 20 の設定圧の 60〜 90%） に設定することが望ましい。 チャージ圧力が所定 の圧力 よりも高い場合、 アームシリンダ 3のロッ ド室 3匕の圧力がキャッ 〇 2020/175132 14 卩（：170? 2020 /005263
プ室 33の圧力よりも高いか否かを判定する。 ロッ ド室 313の圧力の方が高 いと判定した場合、 ステップ 1 27にて閉回路ポンプ 1 2, 1 3、 開回路ポ ンプ 1 4の吐出流量を制御し、 開回路ポンプ 1 5の吐出流量を最小傾転に制 御する。 ステップ 1 28では、 切換弁 40, 43, 44, 47を開口し、 切 換弁 4 1 , 42, 45, 46を閉口する。 ステップ 1 29では、 比例弁 48 を閉口し、 比例弁 49の開口面積を制御し、 ステップ 1 1 7にてフローを終 了する。
[0077] ステップ 1 27〜 1 29により、 閉回路ポンプ 1 2および開回路ポンプ 1 4からアームシリンダ 3のキャップ室 33に作動油が供給され、 アームシリ ンダ 3のロッ ド室 3匕から排出された作動油の一部が閉回路ポンプ 1 2に吸 収され、 残りの一部が比例弁 49を介してタンク 25に排出され、 アームシ リンダ 3が伸長動作する。 同時に、 閉回路ポンプ 1 3から旋回モータ 7の一 側の入出カポートに作動油が供給され、 旋回モータ 7の他側の入出カポート から排出された作動油が閉回路ポンプ 1 3に吸収され、 旋回モータ 7が回転 動作する。 このとき、 アームシリンダ 3の高圧側のロッ ド室 313の作動油が 未使用の開回路ポンプ 1 5に対応する特定の比例弁 49を介してタンク 25 に排出されるため、 アームシリンダ 3の伸長速度を増速することが可能とな る。
[0078] ステップ 1 26にてロッ ド室 313の圧力がキャップ室 33の圧力よりも高 くないと判定した場合、 または、 ステップ 1 25にてチャージ圧力が所定の 圧力 よりも高くないと判定した場合、 ステップ 1 30にて閉回路ポンプ 1 2, 1 3、 開回路ポンプ 1 4の吐出流量を制御し、 開回路ポンプ 1 5の吐出 流量を最小傾転に制御する。 ステップ 1 3 1では、 切換弁 40, 43, 44 を開口し、 切換弁 4 1 , 42, 45, 46, 47を閉口する。 ステップ 1 3 2では、 比例弁 48を閉口し、 比例弁 49を微小に開口し、 ステップ 1 1 7 にてフローを終了する。 これにより、 閉回路ポンプ 1 2および開回路ポンプ 1 4からアームシリンダ 3の低圧側のキャップ室 33に作動油が供給され、 アームシリンダ 3のロッ ド室 3匕から排出された作動油が閉回路ポンプ 1 2 〇 2020/175132 15 卩（：170? 2020 /005263
に吸収され、 アームシリンダ 3が伸長動作する。 同時に、 閉回路ポンプ 1 3 から旋回モータ 7の一側の入出カポートに作動油が供給され、 旋回モータ 7 の他側の入出カポートから排出された作動油が閉回路ポンプ 1 3に吸収され 、 旋回モータ 7が回転動作する。
[0079] ステップ 1 2 4にてアーム伸ばし操作を含んでいないと判定した場合、 ス テップ 1 3 3にて、 閉回路ポンプ 1 2 , 1 3の吐出流量を制御し、 開回路ポ ンプ 1 4 , 1 5の吐出流量を最小傾転に制御する。 ステップ 1 3 4では、 切 換弁 4 0 , 4 3 , 4 4を開口し、 切換弁 4 1 , 4 2 , 4 5 , 4 6 , 4 7を閉 口する。 ステップ 1 3 5では、 比例弁 4 8の開口面積を制御し、 比例弁 4 9 を微小に開口し、 ステップ 1 1 7にてフローを終了する。
[0080] ステップ 1 3 3 ~ 1 3 5により、 閉回路ポンプ 1 2からアームシリンダ 3 のロッ ド室 3 匕に作動油が供給され、 アームシリンダ 3のキヤップ室 3 3か ら排出された作動油の一部が閉回路ポンプ 1 2に吸収され、 残りの一部が比 例弁 4 8を介してタンク 2 5に排出され、 アームシリンダ 3が縮小動作する 。 同時に、 閉回路ポンプ 1 3から旋回モータ 7の一側の入出カポートに作動 油が供給され、 旋回モータ 7の他側の入出カポートから排出された作動油が 閉回路ポンプ 1 3に吸収され、 旋回モータ 7が回転動作する。
[0081 ] 図 5に、 図 4八および図 4巳に示した制御フローを実行した場合の油圧シ ステム 3 0 0の動作を示す。 図 5は、 アーム操作と旋回操作の 2複合操作を 行う際の、 レバー 5 2の入力、 閉回路ポンプ 1 2 , 1 3の吐出流量、 切換弁 4 0 , 4 3の開閉状態、 開回路ポンプ 1 4 , 1 5の吐出流量、 切換弁 4 4 ,
4 6の開閉状態、 比例弁 4 8 , 4 9の開度、 アームシリンダ 3の圧力、 旋回 モータ 7の圧力、 アームシリンダ 3の速度、 旋回モータ 7の速度をそれぞれ 示している。
[0082] 時刻丁 1 にて、 オペレータによりレバー 5 2に対してアーム 4を伸ばす操 作、 上部旋回体 1 〇 2を回動する操作が開始される。 レバー 5 2の入力から 、 要求速度が演算され、 要求速度通りに動作するために、 閉回路ポンプ 1 2 , 1 3の吐出流量が上昇する。 閉回路ポンプ 1 2 , 1 3の吐出流量をアクチ 〇 2020/175132 16 卩（：170? 2020 /005263
ユエータへと導くために、 切換弁 4 0 , 4 3が開口される。 アーム 4を伸ば す動作では、 アームシリンダ 3のキャップ室に作動油を供給し、 ロッ ド室か ら作動油を排出する。 油圧シリンダの受圧面積差による作動油の減少を補う ために、 開回路ポンプ 1 4の吐出流量を制御する。 開回路ポンプ 1 5は最小 傾転に保たれている。 開回路ポンプ 1 4の吐出する作動油をアクチユエータ へと導くために、 切換弁 4 4を開口する。 アームシリンダ 3キャップ側圧力 は作動油の供給に伴い上昇する。
[0083] 時刻丁 2にて、 閉回路ポンプ 1 2 , 1 3の吐出流量が最大になるが、 アー ムシリンダ 3の速度は、 要求速度よりも低い。 アームシリンダ 3の速度を上 昇させるためには、 アームシリンダ 3のロッ ド室から排出する作動油を増加 する必要がある。 このとき、 アームシリンダ 3のロッ ド室 3 内の圧力がキ ャップ室 3 3内の圧力よりも高いため、 ロッ ド室 3 13内の作動油をタンク 2 5に排出することができれば、 アームシリンダ 3の速度を増速することがで きる。
[0084] 時刻丁 2にて切換弁 4 6を開口するとともに、 比例弁 4 9の開口面積を制 御し、 アームシリンダ 3のロッ ド室から排出される作動油を、 比例弁 4 9を 介してタンク 2 5へと排出する。 アームシリンダ 3のロッ ド室から排出する 流量が増加することによる、 チャージ圧力の低下を防止するため、 開回路ポ ンプ 1 4の吐出流量を増加させる。
[0085] 時刻丁 3にて開回路ポンプ 1 4の吐出流量が最大になる。 開回路ポンプ 1 4による吐出流量を増やすことができないため、 比例弁 4 9の開口面積を制 御し、 チャージ圧力がチャージ下限圧 を下回らないようにする。
[0086] 時刻丁4にて比例弁 4 9の開度を一定にすることで、 チャージ圧力が下限 圧 を下回らないように制御する。
[0087] 以上のように制御することで、 アームシリンダ 3の速度を増加することが できるとともに、 回路内の作動油の排出流量が増加する場合でも、 チャージ 圧力が負圧になることを防止することができる。
[0088] 本実施例では、 作動油を貯留するタンク 2 5と、 両傾転型の油圧ポンプか 〇 2020/175132 17 卩（：170? 2020 /005263 らなる複数の閉回路ポンプ 1 2 , 1 3と、 複数の閉回路ポンプ 1 2 , 1 3と 同数の片傾転型の油圧ポンプからなる複数の開回路ポンプ 1 4 , 1 5と、 少 なくとも 1つの片ロッ ド式油圧シリンダ 3および少なくとも 1つの油圧モータ 7を含む複数の油圧アクチユエータ 3 , 7と、 複数の油圧アクチユエータ 3 , 7の動作を指示するための操作装置 5 2と、 複数の閉回路ポンプ 1 2 , 1 3を複数の油圧アクチユエータ 3 , 7に閉回路状に接続する複数の閉回路切 換弁 4 0〜 4 3と、 複数の開回路ポンプ 1 4 , 1 5の吐出ポートを片ロッ ド 式油圧シリンダ 3のキャップ室 3 3に接続する複数のキャップ側切換弁 4 4 , 4 6と、 複数の開回路ポンプ 1 4 , 1 5の吐出ポートとタンク 2 5とを接 続する流路 2 1 5 , 2 1 6に設けられた複数の比例弁 4 8 , 4 9と、 キャッ プ室 3 3の圧力を検出するキャップ圧カセンサ 6 0 3と、 片ロッ ド式油圧シ リンダ 3のロッ ド室 3匕の圧力を検出するロッ ド圧カセンサ 6 0匕と、 操作 装置 5 2、 キャップ圧カセンサ 6 0 3、 およびロッ ド圧カセンサ 6 0匕から の入力に基づいて、 複数の閉回路切換弁 4 0〜 4 3および複数のキャップ側 切換弁 4 4 , 4 6を制御すると共に、 複数の閉回路ポンプ 1 2 , 1 3および 複数の開回路ポンプ 1 4 , 1 5の各吐出流量、 ならびに複数の比例弁 4 8 ,
4 9の開口面積を制御するコントローラ 5 1 とを備えた建設機械 1 0 0にお いて、 複数の開回路ポンプ 1 4 , 1 5の吐出ポートをロッ ド室 3 13に接続す る複数のロッ ド側切換弁 4 5 , 4 7を備え、 コントローラ 5 1は、 片ロッ ド 式油圧シリンダ 3と油圧モータ 7とを同時に駆動する場合に、 複数の開回路 ポンプ 1 4 , 1 5のうち片ロッ ド式油圧シリンダ 3に接続されていない特定 の開回路ポンプ 1 5が前記片ロッ ド式油圧シリンダに接続されるようにキャ ップ側切換弁 4 6および複数のロッ ド側切換弁 4 7を制御し、 特定の開回路 ポンプ 1 5の吐出ポートとタンク 2 5とを接続する流路に設けられた特定の 比例弁 4 9の開口面積を制御する。
[0089] 以上のように構成した本実施例によれば、 片ロッ ド式油圧シリンダ 3と油 圧モータ 7とを同時に駆動する場合に、 片ロッ ド式油圧シリンダ 3に接続さ れていない特定の開回路ポンプ 1 5および特定の比例弁 4 9が片ロッ ド式油 〇 2020/175132 18 卩（：170? 2020 /005263
圧シリンダ 3に接続され、 特定の開回路ポンプ 1 5の吐出ポートとタンク 2 5とを接続する流路に設けられた特定の比例弁 4 9の開口面積が制御される 。 これにより、 片ロッ ド式油圧シリンダ 3と油圧モータ 7を同時に駆動する 際に、 未使用の開回路ポンプ 1 5または未使用の比例弁 4 9を用いて片ロッ ド式油圧シリンダ 3の速度を増速することが可能となる。
[0090] また、 本実施例に係る油圧ショベル 1 0 0は、 チャージポンプ 1 1 と、 チ ャージポンプ 1 1の吐出ポートに接続されたチャージライン 2 1 2と、 チャ —ジライン 2 1 2に設けられたチャージ用リリーフ弁 2 0と、 チャージライ ン 2 1 2の圧力を検出するチャージ圧カセンサ 6 2とを更に備え、 コントロ —ラ 5 1は、 ロッ ド室 3匕の圧力がキャップ室 3 3の圧力より高い状態で片 ロッ ド式油圧シリンダ 3を伸び側に駆動すると同時に油圧モータ 7を駆動す る場合に、 特定の開回路ポンプ 1 5がロッ ド室 3匕に接続されるようにキャ ップ側切換弁 4 6およびロッ ド側切換弁 4 7を制御し、 特定の比例弁 4 9を 開口し、 チャージライン 2 1 2の圧力がチャージ用リリーフ弁 2 0の設定圧 よりも低く設定された所定の圧力 を下回ったときに、 特定の比例弁 4 9の 開口面積を縮小させる。 これにより、 片ロッ ド式油圧シリンダ 3の低圧側の キャップ室 3 3に開回路ポンプ 1 4から作動油が供給されると共に、 チャー ジライン 2 1 2の圧力を所定の圧力 以上に保持しつつ、 片ロッ ド式油圧シ リンダ 3の高圧側のロッ ド室 3匕の作動油が未使用の比例弁 4 9を介して夕 ンク 2 5に排出されるため、 キャップ室 3 3が負圧になることを防ぎつつ片 ロッ ド式油圧シリンダ 3の伸長速度を増速することが可能となる。
実施例 2
[0091 ] 本発明の第 2の実施例に係る油圧ショベルについて、 図 6〜図 8を用いて 説明する。
[0092] 図 6は、 本実施例における油圧システムの概略構成図である。
[0093] 図 6において、 本実施例における油圧システムは、 片ロッ ド式油圧シリン ダ 3のキャップ室 3 3とタンク 2 5とを接続するキャップ側排出流路 2 1 7 と、 キャップ側排出流路 2 1 7に設けられたメータアウト弁 5 0とを更に備 〇 2020/175132 19 卩（：170? 2020 /005263
えている。
[0094] 図 7八および図 7巳に、 本実施例におけるアクチユエータ割り当て流量演 算部 5 1 〇 （図 3に示す） の制御フローを示す。
[0095] レバー 52の入力が開始されると、 ステップ 301 にて単独操作か否かを 判定する。 単独操作の場合、 ステップ 302にてアーム操作か否かを判定す る。 アーム操作の場合、 ステップ 303にてアームの縮め操作か否かを判定 する。 アーム縮め操作の場合、 ステップ 304にて閉回路ポンプ 1 2, 1 3 の吐出流量を制御し、 開回路ポンプ 1 4, 1 5の吐出流量を最小傾転に制御 する。 ステップ 305では、 切換弁 40, 42, 44, 46を開口し、 切換 弁 4 1 , 43, 45, 47を閉口する。 ステップ 306では、 比例弁 48,
49の開口面積を制御し、 ステップ 307にてフローを終了する。
[0096] ステップ 304〜 306により、 閉回路ポンプ 1 2, 1 3からアームシリ ンダ 3のロッ ド室 3匕に作動油が供給され、 アームシリンダ 3のキャップ室 33から排出された作動油の一部が閉回路ポンプ 1 2, 1 3に吸収され、 残 りの一部が比例弁 48, 49を介してタンク 25に排出され、 アームシリン ダ 3が縮小動作する。
[0097] ステップ 303にてアーム縮め操作ではないと判定した場合、 ステップ 3
08にて閉回路ポンプ 1 2, 1 3、 開回路ポンプ 1 4, 1 5の吐出流量を制 御する。 ステップ 309では、 切換弁 40, 42, 44, 46を開口し、 切 換弁 4 1 , 43, 45, 47を閉口する。 ステップ 3 1 0では、 比例弁 48 , 49を閉口し、 ステップ 307にてフローを終了する。
[0098] ステップ 308〜 3 1 0により、 閉回路ポンプ 1 2, 1 3および開回路ポ ンプ 1 4, 1 5から吐出された作動油がアームシリンダ 3のキャップ室 33 に供給され、 アームシリンダ 3のロッ ド室 3匕から排出された作動油が閉回 路ポンプ 1 2, 1 3に吸収され、 アームシリンダ 3が伸長動作する。
[0099] ステップ 302でアーム操作ではない （すなわち、 旋回単独操作） と判定 した場合、 ステップ 3 1 1 にて、 閉回路ポンプ 1 2, 1 3の吐出流量を制御 し、 開回路ポンプ 1 4, 1 5の吐出流量を最小傾転に制御する。 ステップ 3 〇 2020/175132 20 卩（：170? 2020 /005263
1 2では、 切換弁 4 1 , 43を開口し、 切換弁 40, 42, 44, 45, 4 6, 47を閉口する。 ステップ 3 1 3では、 比例弁 48, 49を微小に開口 し、 ステップ 307にてフローを終了する。
[0100] ステップ 3 1 1〜 3 1 3により、 閉回路ポンプ 1 2, 1 3から吐出された 作動油が旋回モータ 7の一側の入出カポートに供給され、 旋回モータ 7の他 側の入出カポートから排出された作動油が閉回路ポンプ 1 2, 1 3に吸収さ れ、 旋回モータ 7が回転動作する。
[0101] ステップ 301 にて単独操作ではない （すなわち、 複合操作） と判定した 場合、 ステップ 3 1 4にてアームの縮め操作を含んでいるか否かを判定する 。 アーム縮め操作を含んでいると判定した場合、 ステップ 3 1 5にてチャー ジ圧力が所定の圧力 よりも高いか否かを判定する。 ステップ 3 1 5にてチ ャージ圧力が所定の圧力 よりも高いと判定した場合、 ステップ 3 1 6にて アームシリンダ 3のキャップ室 33の圧力がロッ ド室 313の圧力よりも高い か否かを判定する。 キャップ室 33の圧力の方が高いと判定した場合、 ステ ップ 3 1 7にて閉回路ポンプ 1 2 , 1 3、 開回路ポンプ 1 5の吐出流量を制 御し、 開回路ポンプ 1 4の吐出流量を最小傾転に制御する。 ステップ 3 1 8 では、 切換弁 40, 43, 44, 47を開口し、 切換弁 4 1 , 42, 45,
46を閉口する。 ステップ 3 1 9では、 比例弁 48の開口面積を制御し、 比 例弁 49を閉口する、 ステップ 320では、 メータアウト弁 50の開口面積 を制御し、 ステップ 307にてフローを終了する。
[0102] ステップ 3 1 7〜 320により、 閉回路ポンプ 1 2および開回路ポンプ 1
5からアームシリンダ 3のロッ ド室 313に作動油が供給され、 アームシリン ダ 3のキャップ室 33から排出された作動油の一部が閉回路ポンプ 1 2に吸 収され、 残りの一部が比例弁 48およびメータアウト弁 50を介してタンク 25に排出され、 アームシリンダ 3が縮小動作する。 同時に、 閉回路ポンプ 1 3から旋回モータ 7の一側の入出カポートに作動油が供給され、 旋回モー 夕 7の他側の入出カポートから排出された作動油が閉回路ポンプ 1 3に吸収 され、 旋回モータ 7が回転動作する。 このとき、 アームシリンダ 3の高圧側 〇 2020/175132 21 卩（：170? 2020 /005263 のキャップ室 3 3の作動油が比例弁 4 8およびメータアウト弁 5 0を介して タンク 2 5に排出されると共に、 低圧側のロッ ド室 3匕に未使用の開回路ポ ンプ 1 5から作動油が補充されるため、 ロッ ド室 3匕が負圧になることを防 ぎつつアームシリンダ 3の縮小速度を増速することが可能となる。
[0103] ステップ 3 1 6にてキャップ室 3 3の圧力がロッ ド室 3 の圧力よりも高 くないと判定した場合、 または、 ステップ 3 1 5にてチャージ圧力が所定の 圧力 よりも高くないと判定した場合、 ステップ 3 2 2にて閉回路ポンプ 1 2 , 1 3の吐出流量を制御し、 開回路ポンプ 1 4 , 1 5の吐出流量を最小傾 転に制御する。 ステップ 3 2 3では、 切換弁 4 0 , 4 3 , 4 4を開口し、 切 換弁 4 1 , 4 2 , 4 5 , 4 6 , 4 7を閉口する。 ステップ 3 2 4では、 比例 弁 4 8の開口面積を制御し、 比例弁 4 9を微小に開口し、 ステップ 3 0 7に てフローを終了する。 これにより、 閉回路ポンプ 1 2からアームシリンダ 3 のロッ ド室 3匕に作動油が供給され、 アームシリンダ 3のキャップ室 3 3か ら排出された作動油の一部が閉回路ポンプ 1 2に吸収され、 残りの一部が比 例弁 4 8を介してタンク 2 5に排出され、 アームシリンダ 3が縮小動作する 。 同時に、 閉回路ポンプ 1 3から旋回モータ 7の一側の入出カポートに作動 油が供給され、 旋回モータ 7の他側の入出カポートから排出された作動油が 閉回路ポンプ 1 3に吸収され、 旋回モータ 7が回転動作する。
[0104] ステップ 3 1 4にてアーム縮め操作を含んでいないと判定した場合、 ステ ップ 3 2 5にて閉回路ポンプ 1 2 , 1 3の吐出流量を制御し、 開回路ポンプ 1 4 , 1 5の吐出流量を最小傾転に制御する。 ステップ 3 2 6では、 切換弁 4 0 , 4 3 , 4 5を開口し、 切換弁 4 1 , 4 2 , 4 4 , 4 5 , 4 6 , 4 7を 閉口する。 ステップ 3 2 7では、 比例弁 4 8の開口面積を制御し、 比例弁 4 9を微小に閉口し、 ステップ 3 0 7にてフローを終了する。
[0105] ステップ 3 2 5〜 3 2 7により、 閉回路ポンプ 1 2からアームシリンダ 3 のキャップ室 3 3に作動油が供給され、 アームシリンダ 3のロッ ド室 3 13か ら排出された作動油の一部が閉回路ポンプ 1 2に吸収され、 残りの一部が比 例弁 4 8を介してタンク 2 5に排出され、 アームシリンダ 3が伸長動作する 〇 2020/175132 22 卩（：170? 2020 /005263
。 同時に、 閉回路ポンプ 1 3から旋回モータ 7の一側の入出カポートに作動 油が供給され、 旋回モータ 7の他側の入出カポートから排出された作動油が 閉回路ポンプ 1 3に吸収され、 旋回モータ 7が回転動作する。
[0106] 図 8に図 7八および図 7巳に示した制御フローを実行した場合の油圧シス テム 3 0 0の動作を示す。 第 1の実施形態と同様に、 アーム 4と上部旋回体 1 0 2を同時に動作する複合動作を例に説明する。
[0107] 図 8は、 アームと旋回動作の 2複合操作 （アームダンプ、 旋回） を行う際 の、 レバー 5 2の入力、 閉回路ポンプ 1 2 , 1 3の吐出流量、 切換弁 4 0 ,
4 3の開閉状態、 開回路ボンプ 1 4 , 1 5の吐出流量、 切換弁 4 4 , 4 6の 開閉状態、 比例弁 4 8 , 4 9の開度、 メータアウト弁 5 0の開度、 チャージ 圧力、 アームシリンダ 3の圧力、 旋回モータ 7の圧力、 アームシリンダ 3の 速度、 旋回モータ 7の速度をそれぞれ示している。
[0108] 時刻丁 1 にて、 オペレータによりレバー 5 2の操作が開始されると、 レバ — 5 2からの入力に応じて、 閉回路ポンプ 1 2 , 1 3の吐出流量が増加する 。 このとき、 切換弁 4 0はアームシリンダ 3との流路を形成するために、 開 状態となり、 切換弁 4 3は旋回モータ 7との流路を形成するために開状態と なる。 閉回路ポンプ側のこの他の切換弁 4 1 , 4 2は閉状態である。 アーム シリンダ 3を縮める動作であるため、 開回路ポンプ 1 4は吐出しておらず、 切換弁 4 4を開口し、 比例弁 4 8の開口面積を制御し、 アームシリンダ 3か ら排出される作動油を比例弁 4 8からタンク 2 5へと排出している。 旋回モ —夕 7には開回路ポンプ 1 5を使用しないため、 吐出流量は最小傾転に制御 されており、 この開回路ポンプ 1 5の最小吐出流量分の作動油をタンク 2 5 に排出するため、 比例弁 4 9は微小に開口する。
[0109] 時刻丁 2にて、 閉回路ポンプ 1 2 , 1 3の吐出流量が最大になる。 この時 、 アームシリンダ 3の速度は、 要求速度を満たしていない。 アームシリンダ 3のキャップ室 3 3の圧力は、 ロッ ド室 3 13よりも高圧であるため、 アーム シリンダ 3の速度を上昇させるためには、 アームシリンダ 3のキャップ室 3 3から排出する作動油の流量を増やす必要がある。 〇 2020/175132 23 卩（：170? 2020 /005263
[01 10] 時刻丁 2で、 メータアウト弁 5 0を開口してアームシリンダ 3のキャップ 室 3 3とタンク 2 5間に流路を形成し、 キャップ室 3 3からの作動油をタン ク 2 5へと排出する。 このとき、 回路内の作動油が不足し、 チャージ圧力が 下がることを防ぐために、 切換弁 4 7を開口し、 開回路ポンプ 1 5からアー ムシリンダ 3のロッ ド室 3 13へと作動油を吐出する。
[01 1 1 ] 本実施例に係る建設機械 1 〇〇は、 片ロッ ド式油圧シリンダ 3のキャップ 室 3 3とタンク 2 5とを接続するキャップ側排出流路 2 1 7と、 キャップ側 排出流路 2 1 7に設けられたメータアウト弁 5 0とを更に備え、 コントロー ラ 5 1は、 キャップ室 3 3の圧力がロッ ド室 3匕の圧力より高い状態でアー ムシリンダ 3を縮み側に駆動すると同時に旋回モータ 7を駆動する場合に、 特定の開回路ポンプ 1 5がロッ ド室 3匕に接続されるようにキャップ側切換 弁 4 6およびロッ ド側切換弁 4 7を制御し、 特定の開回路ポンプ 1 5に対応 する特定の比例弁 4 9を閉口し、 メータアウト弁 5 0を開口し、 チャージラ イン 2 1 2の圧力がチャージ用リリーフ弁 2 0の設定圧よりも低く設定され た所定の圧力 を下回ったときに、 メータアウト弁 5 0の開口面積を縮小さ せる、 または、 特定の開回路ポンプ 1 5の吐出流量を減少させる。
[01 12] 以上のように構成した本実施例によれば、 チャージライン 2 1 2の圧力を 所定の圧力 以上に保持しつつ、 片ロッ ド式油圧シリンダ 3の高圧側のキャ ップ室 3 3の作動油が比例弁 4 8およびメータアウト弁 5 0を介してタンク 2 5に排出されると共に、 低圧側のロッ ド室 3匕に未使用の開回路ポンプ 1 5から作動油が補充されるため、 ロッ ド室 3匕が負圧になることを防ぎつつ 片ロッ ド式油圧シリンダ 3の縮小速度を増速することが可能となる。
[01 13] なお、 本実施例では、 片ロッ ド式油圧シリンダ 3のキャップ室 3 3からの 排出をメータアウト弁 5 0で行い、 開回路ポンプ 1 5の吐出流量を片ロッ ド 式油圧シリンダ 3のロッ ド室 3匕に導くよう制御したが、 メータアウト弁 5 0がない場合には、 以下のように構成しても良い。
[01 14] コントローラ 5 1は、 キャップ室 3 3の圧力がロッ ド室 3匕の圧力より高 い状態で片ロッ ド式油圧シリンダ 3を縮み側に駆動すると同時に油圧モータ 〇 2020/175132 24 卩（：170? 2020 /005263
7を駆動する場合に、 特定の比例弁 49がキャップ室 33に接続されるよう にキャップ側切換弁 46およびロッ ド側切換弁 47を制御し、 特定の比例弁 49を開口し、 チャージライン 2 1 2の圧力がチャージ用リリーフ弁 20の 設定圧よりも低く設定された所定の圧力 を下回ったときに、 特定の比例弁 49の開口面積を縮小させる。 これにより、 チャージライン 2 1 2の圧力を 所定の圧力 以上に保持しつつ、 片ロッ ド式油圧シリンダ 3の高圧側のキャ ップ室 33の作動油が未使用の比例弁 49を介してタンク 25に排出される ため、 ロッ ド室 3匕が負圧になることを防ぎつつ片ロッ ド式油圧シリンダ 3 の縮小速度を増速することが可能となる。
[0115] 以上、 本発明の実施例について詳述したが、 本発明は、 上記した実施例に 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 例は、 本発明を分かり易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。 さらに、 ある実施例の構成に他の実施例の構成の一部を加えることも可能であり、 あ る実施例の構成の一部を削除し、 あるいは、 他の実施例の一部と置き換える ことも可能である。
符号の説明
[0116] 1 ブームシリンダ、 2 ブーム、 3 ア _ムシリンダ、 38 キャップ 室、 ド室、 4 アーム、 5 バケッ トシリンダ、 6 バケッ ト、
7 旋回モータ、 8 走行装置、 1 〇 動力伝達装置、 1 1 チャージポン プ、 1 2 閉回路ポンプ、 1 23 レギユレータ、 1 3 閉回路ポンプ、 1 33 レギユレータ、 1 4 開回路ポンプ、 1 43 レギユレータ、 1 5 開回路ポンプ、 1 53 レギユレータ、 20 チャージ用リリーフ弁、 25 タンク、 26, 27, 283, 28 b 29 a 2913 チャージ用チェ ック弁、 30 ， 301〇, 3 1 ， 3 1 1〇, 32 ， 3213, 33 ， 33 匕 リリーフ弁、 34, 35 フラッシング弁、 40〜 43 閉回路切換弁 、 44, 46 キャップ側切換弁、 45, 47 ロッ ド側切換弁、 48, 4 9 比例弁、 5〇 メータアウト弁、 5 1 コントローラ、 5 1 8 要求速 20/175132 25 卩（：170? 2020 /005263
度演算部、 5 1 匕 チャージ圧力演算部、 5 1 〇 アクチユエータ割り当て 流量演算部、 5 1 ポンプ信号出力部、 5 1 6 切換弁信号出力部、 5 1 干 比例弁信号出力部、 5 1 9 メータアウト弁信号出力部、 52 レバー （操作装置） 、 603 圧カセンサ （キャップ圧カセンサ） 、 60匕 圧力 センサ （ロッ ド圧カセンサ） 、 6 1 3, 6 1 匕 圧カセンサ、 62 チヤー ジ圧カセンサ、 1 00 油圧ショベル （建設機械） 、 1 01 キャブ、 1 0 2 上部旋回体、 1 03 下部走行体、 1 04 フロント作業機、 200〜 205, 2 1 0, 2 1 1 流路、 2 1 2 流路 （チャージライン） 、 2 1 3 〜 2 1 6 流路、 2 1 7 キャップ側排出流路、 300 油圧システム。

Claims

\¥02020/175132 26 卩（：17 2020/005263 請求の範囲
[請求項 1 ] 作動油を貯留するタンクと、
両傾転型の油圧ボンプからなる複数の閉回路ポンプと、
前記複数の閉回路ポンプと同数の片傾転型の油圧ボンプからなる複 数の開回路ポンプと、
少なくとも 1つの片ロッ ド式油圧シリンダおよび少なくとも 1つの 油圧モータを含む複数の油圧アクチユエータと、
前記複数の油圧アクチユエータの動作を指示するための操作装置と 前記複数の閉回路ポンプを前記複数の油圧アクチユエータに閉回路 状に接続する複数の閉回路切換弁と、
前記複数の開回路ポンプの吐出ポートを前記片ロッ ド式油圧シリン ダのキャップ室に接続する複数のキャップ側切換弁と、
前記複数の開回路ボンプの吐出ポートと前記タンクとを接続する流 路に設けられた複数の比例弁と、
前記キャップ室の圧力を検出するキャップ圧カセンサと、 前記片ロッ ド式油圧シリンダのロッ ド室の圧力を検出するロッ ド圧 カセンサと、
前記操作装置、 前記キャップ圧カセンサ、 および前記ロッ ド圧カセ ンサからの入力に基づいて、 前記複数の閉回路切換弁および前記複数 のキャップ側切換弁を制御すると共に、 前記複数の閉回路ボンプおよ び前記複数の開回路ポンプの各吐出流量、 ならびに前記複数の比例弁 の開口面積を制御するコントローラとを備えた建設機械において、 前記複数の開回路ポンプの吐出ポートを前記ロッ ド室に接続する複 数のロッ ド側切換弁を備え、
前記コントローラは、
前記片ロッ ド式油圧シリンダと前記油圧モータとを同時に駆動する 場合に、 前記複数の開回路ポンプのうち前記片ロッ ド式油圧シリンダ 〇 2020/175132 27 卩（：170? 2020 /005263
に接続されていない特定の開回路ポンプが前記片ロツ ド式油圧シリン ダに接続されるように前記複数のキヤツプ側切換弁および前記複数の ロツ ド側切換弁を制御し、 前記特定の開回路ポンプの吐出ポートと前 記タンクとを接続する流路に設けられた特定の比例弁の開口面積を制 御する
ことを特徴とする建設機械。
[請求項 2] 請求項 1 に記載の建設機械において、
前記キヤツプ室と前記タンクとを接続するキヤツプ側排出流路と、 前記キャップ側排出流路に設けられたメータアウト弁とを更に備え 前記コントローラは、
前記片ロツ ド式油圧シリンダを縮み側に操作すると同時に前記油圧 モータを駆動する場合に、
前記特定の開回路ポンプが前記ロツ ド室に接続されるように前記複 数のキヤップ側切換弁および前記複数のロッ ド側切換弁を制御し、 前記特定の比例弁を閉口し、
前記メータアウト弁を開口する
ことを特徴とする建設機械。
[請求項 3] 請求項 2に記載の建設機械において、
チヤージポンプと、
前記チヤージポンプの吐出ポートに接続されたチヤージラインと、 前記チヤージラインに設けられたチヤージ用リリーフ弁と、 前記チヤージラインの圧力を検出するチヤージ圧カセンサと、 前記コントローラは、
前記キヤツプ室の圧力が前記ロツ ド室の圧力より高い状態で前記片 ロッ ド式油圧シリンダを縮み側に駆動すると同時に前記油圧モータを 駆動する場合に、
前記特定の開回路ポンプが前記ロッ ド室に接続されるように前記複 〇 2020/175132 28 卩（：170? 2020 /005263
数のキヤップ側切換弁および前記複数のロッ ド側切換弁を制御し、 前記特定の比例弁を閉口し、
前記メータアウト弁を開口し、
前記チヤージラインの圧力が前記チヤージ用リリーフ弁の設定圧よ りも低く設定された所定の圧力を下回ったときに、 前記メータアウト 弁の開口面積を縮小させる
ことを特徴とする建設機械。
[請求項 4] 請求項 2に記載の建設機械において、
チヤージポンプと、
前記チヤージポンプの吐出ポートに接続されたチヤージラインと、 前記チヤージラインに設けられたチヤージ用リリーフ弁と、 前記チヤージラインの圧力を検出するチヤージ圧カセンサと、 前記コントローラは、
前記キヤツプ室の圧力が前記ロツ ド室の圧力より高い状態で前記片 ロツ ド式油圧シリンダを縮み側に駆動すると同時に前記油圧モータを 駆動する場合に、
前記特定の開回路ポンプが前記ロツ ド室に接続されるように前記複 数のキヤップ側切換弁および前記複数のロッ ド側切換弁を制御し、 前記特定の比例弁を閉口し、
前記メータアウト弁を開口し、
前記チヤージラインの圧力が前記チヤージ用リリーフ弁の設定圧よ りも低く設定された所定の圧力を下回ったときに、 前記特定の開回路 ポンプの吐出流量を減少させる
ことを特徴とする建設機械。
[請求項 5] 請求項 1 に記載の建設機械において、
チヤージポンプと、
前記チヤージポンプの吐出ポートに接続されたチヤージラインと、 前記チヤージラインに設けられたチヤージ用リリーフ弁と、 〇 2020/175132 29 卩（：170? 2020 /005263
前記チヤージラインの圧力を検出するチヤージ圧カセンサとを更に 備え、
前記コントローラは、
前記ロツ ド室の圧力が前記キヤツプ室の圧力より高い状態で前記片 ロツ ド式油圧シリンダを伸び側に駆動すると同時に前記油圧モータを 駆動する場合に、
前記特定の開回路ポンプが前記ロツ ド室に接続されるように前記複 数のキヤップ側切換弁および前記複数のロッ ド側切換弁を制御し、 前記特定の比例弁を開口し、
前記チヤージラインの圧力が前記チヤージ用リリーフ弁の設定圧よ りも低く設定された所定の圧力を下回ったときに、 前記特定の比例弁 の開口面積を縮小させる
ことを特徴とする建設機械。
[請求項 6] 請求項 1 に記載の建設機械において、
チヤージポンプと、
前記チヤージポンプの吐出ポートに接続されたチヤージラインと、 前記チヤージラインに設けられたチヤージ用リリーフ弁と、 前記チヤージラインの圧力を検出するチヤージ圧カセンサとを更に 備え、
前記コントローラは、
前記キヤツプ室の圧力が前記ロツ ド室の圧力より高い状態で前記片 ロツ ド式油圧シリンダを縮み側に駆動すると同時に前記油圧モータを 駆動する場合に、
前記特定の開回路ポンプが前記キヤツプ室に接続されるように前記 複数のキヤップ側切換弁および前記複数のロッ ド側切換弁を制御し、 前記特定の比例弁を開口し、
前記チヤージラインの圧力が前記チヤージ用リリーフ弁の設定圧よ りも低く設定された所定の圧力を下回ったときに、 前記特定の比例弁 \¥02020/175132 30 卩（：17 2020/005263
の開口面積を縮小させる
ことを特徴とする建設機械。
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