JP5855496B2

JP5855496B2 - 建設機械

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Publication number: JP5855496B2
Application number: JP2012044123A
Authority: JP
Inventors: 塚本　浩之; 浩之塚本
Original assignee: Sumitomo SHI Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Sumitomo SHI Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2012-02-29
Filing date: 2012-02-29
Publication date: 2016-02-09
Anticipated expiration: 2032-02-29
Also published as: JP2013181287A

Description

本発明は、エンジンの出力トルクにより動作する２つのポンプを備える建設機械に関する。

従来から、２つのポンプを備え、ブーム上げ操作では第一および第二ポンプからの圧油を合流させてブームシリンダに供給し、第二ポンプ側にアームシリンダが接続された建設機械において、アーム操作が検出された場合に、検出されたアーム操作量に応じて第一ポンプと第二ポンプの間に設ける流量差を減少させるようにレギュレータを制御する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開2005-083427号公報

ところで、アーム閉じ操作とブーム上げ操作の同時操作を伴う水平引き作業時には、特に作業開始時はアーム及びバケットの自重により鉛直方向下向きの速度ベクトルが大きくなるため、バケットの爪先がグランドに突き刺さりやすくなる。これを防止するために、水平引き作業開始時にブーム上げ速度がより必要になる。他方、通常、アーム閉じ回路は、自重落下によるシリンダ戻り油を供給側へ戻す再生回路が組み込まれているため、水平引き作業開始時からアームが垂直になる付近まではアームへのポンプからの油の供給量は少なくてもよい。

この点、上記の特許文献１に記載の技術は、ブーム上げ操作量に対してアーム閉じ操作量の差が小さいほど両ポンプの流量差を減少させるため、本来流量差を持たせるべき水平引き作業開始時にその効果が得られず、むしろ操作性を悪化させる虞がある。

そこで、本発明は、ブーム上げとアーム閉じの複合操作の操作性を高めることができる建設機械の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一局面によれば、エンジンと、
前記エンジンに接続され、前記エンジンの出力トルクにより動作する第１及び第２ポンプと、
少なくとも前記第１ポンプにより吐出される油により駆動されるアームシリンダと、
前記アームシリンダの戻り油を供給側に戻す再生回路と、
少なくとも前記第２ポンプにより吐出される油により駆動されるブームシリンダと、
アームを操作する操作部材の操作量を検出する手段と、
ブームを操作する操作部材の操作量を検出する手段と、
コントローラとを備え、
前記コントローラは、アーム閉じ操作とブーム上げ操作の所定の複合操作の際に、前記アームシリンダの供給側へ前記再生回路より油を供給し、前記第２ポンプの吐出油量が前記第１ポンプの吐出油量よりも所定量だけ相対的に多くなるように、前記第１ポンプの吐出油量及び前記第２ポンプの吐出油量のうちの少なくともいずれか一方を変化させることを特徴とする、建設機械が提供される。

本発明によれば、ブーム上げとアーム閉じの複合操作の操作性を高めることができる建設機械が得られる。

本発明に係る建設機械１の構成例を示す図である。本発明の一実施例による油圧制御システム６０を示す回路図である。本実施例のメインコントローラ５４により実行される主要処理の一例を示すフローチャートである。図３に示す処理に関連したブーム上げ操作と、アーム閉じ操作と、油圧ポンプ１０L、１０Rの吐出流量に対する流量差との関係を表すタイミング図である。水平引き作業時の建設機械１の状態を模式的に示す図である。電磁比例弁５７Ａの２次圧と油圧ポンプ１０Lの吸収トルクの関係を示す特性図である。油圧ポンプ１０Lの吐出圧と吐出流量の関係およびエンジン回転数Ｎと出力トルクＴｅの関係の一例を示す特性図である。本実施例２のメインコントローラ５４により実行される主要処理の一例を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。

図１は、本発明に係る建設機械１の構成例を示す図である。図１において、建設機械１は、クローラ式の下部走行体２の上に、旋回機構を介して、上部旋回体３をＸ軸周りに旋回自在に搭載している。また、上部旋回体３は、前方中央部に、ブーム４、アーム５及びバケット６、並びに、これらをそれぞれ駆動する油圧アクチュエータとしてのブームシリンダ７、アームシリンダ８及びバケットシリンダ９から構成される掘削アタッチメントを備える。掘削アタッチメントは、ブレーカや破砕機等のような他のアタッチメントであってもよい。

図２は、建設機械１に搭載される油圧ポンプ制御装置１００の油圧回路図の一例を示す図である。尚、図２では、便宜上、エンジン７０が２箇所に示されているが、エンジン７０は１つである。

油圧ポンプ制御装置１００は、エンジン７０によって駆動される二つの油圧ポンプ１０L、１０Rから、切換弁１１Ｌ、１２Ｌ、１３Ｌ及び１５Ｌを連通するセンターバイパス管路３０L、又は、切換弁１１Ｒ、１２R、１３Ｒ、１４Ｒ及び１５Ｒを連通するセンターバイパス管路３０Rを経てタンク２２まで圧油を循環させる。尚、油圧ポンプ１０L、１０Rは、可変容量傾斜板ピストンポンプであり、一回転当たりの吐出量（ｃｃ／ｒｅｖ）が可変である。油圧ポンプ１０L、１０Rの吐出圧Ｐ１，Ｐ２は、圧力センサ２８Ｌ，２８Ｒにより検出される。圧力センサ２８Ｌ，２８Ｒの出力信号は、メインコントローラ５４に供給される。

切換弁１１Ｌ、１２Ｌ、１３Ｌ及び１５Ｌ、及び、切換弁１１Ｒ、１２R、１３Ｒ、１４Ｒ及び１５Ｒは全てオープンセンター型である。即ち、切換弁１１Ｌ、１２Ｌ、１３Ｌ及び１５Ｌ、及び、切換弁１１Ｒ、１２R、１３Ｒ、１４Ｒ及び１５Ｒは、それぞれのブリードオフ通路がセンターバイパス管路３０L、３０Ｒに接続されることにより、常態で油圧ポンプ１０L、１０Rの吐出側をタンク２２に連通させる。

切換弁１１Ｌは、油圧ポンプ１０Lが吐出する圧油を走行用油圧モータ４２Lで循環させるために圧油の流れを切り換えるスプール弁である。

また、切換弁１３Ｌ、１３Ｒはそれぞれ、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒが吐出する圧油をブームシリンダ７へ供給し、また、ブームシリンダ７内の圧油をタンク２２へ排出するために圧油の流れを切り換えるスプール弁であり、切換弁１３Ｒは、操作装置２６のブーム操作レバーが操作された場合に作動するスプール弁（以下、「第一速ブーム切換弁１３Ｒ」とする。）であり、切換弁１３Ｌは、ブーム操作レバーが所定操作量以上で操作された場合に油圧ポンプ１０Ｌの吐出する圧油を合流させるためのスプール弁（以下、「第二速ブーム切換弁１３Ｌ」とする。）である。

切換弁１４Ｒは、油圧ポンプ１０Ｒが吐出する圧油をバケットシリンダ９へ供給し、また、バケットシリンダ９内の圧油をタンク２２へ排出するためのスプール弁である。

また、切換弁１５Ｌ、１５Ｒはそれぞれ、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒが吐出する圧油をアームシリンダ８へ供給し、また、アームシリンダ８内の圧油をタンク２２へ排出するために圧油の流れを切り換えるスプール弁であり、切換弁１５Ｌは、操作装置２６のアーム操作レバーが操作された場合に作動するスプール弁（以下、「第一速アーム切換弁１５Ｌ」とする。）であり、切換弁１５Ｒは、アーム操作レバーが所定操作量以上で操作された場合に油圧ポンプ１０Ｒの吐出する圧油を合流させるためのスプール弁（以下、「第二速アーム切換弁１５Ｒ」とする。）である。尚、第一速アーム切換弁１５Ｌは、シリンダ戻り油を供給側へ戻す再生回路（図示せず）が組み込まれている。

操作装置２６は、旋回用油圧モータ４４、走行用油圧モータ４２L、４２Ｒ、ブーム４、アーム５、及びバケット６を操作するための操作装置であり、各種のレバーやペダル（アーム操作レバー、ブーム操作レバー、バケット操作レバー、旋回操作レバー、走行ペダル（右）、走行ペダル（左））を含んでよい。操作装置２６における各種のレバーやペダルの各操作量を表す電気信号は、メインコントローラ５４に供給される。ユーザによる各種のレバーやペダルの操作量の検知方法は、パイロット圧を圧力センサで検知する方法であってもよいし、レバー角度を検知する方法であってもよい。

センターバイパス管路３０L、３０Rは、それぞれ、最も下流にある切換弁１５Ｌ、１５Ｒとタンク２２との間にネガコン絞り２０L、２０Ｒを備え、油圧ポンプ１０L、１０Rが吐出した圧油の流れを制限することにより、ネガコン絞り２０L、２０Rの上流において、ネガコンシステムのための制御圧（以下、「ネガコン圧」とする。）を発生させる圧油管路である。ネガコン圧は、ネガコン圧センサ２７Ｌ，２７Ｒにより検出される。ネガコン圧センサ２７Ｌ，２７Ｒの出力信号は、メインコントローラ５４に供給される。

図２に示す構成では、ネガコン絞り２０Ｌ、２０Ｒの上流のネガコン圧、及び吐出圧Ｐ１，Ｐ２等を圧力センサ２７Ｌ，２７Ｒ，２８Ｌ，２８Ｒで検出し、検出したネガコン圧、吐出圧Ｐ１，Ｐ２等に基づいてメインコントローラ５４により吐出流量の目標値を求め、その吐出流量の目標値となるように電磁比例弁５７Ａ，５５Ａを駆動してスプール弁６００Ｌ，６００Ｒを変位させて傾転アクチュエータ４１Ｌ，４１Ｒを制御する。この際、典型的には、メインコントローラ５４は、検出されるネガコン圧が大きいほど油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの吐出量を減少させ、検出されるネガコン圧が小さいほど油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの吐出流量の目標値を増大させるようにする。また、メインコントローラ５４は、吐出圧Ｐ１，Ｐ２に基づいて、任意の設定トルクに見合う吐出流量（馬力制御目標値）を算出し、この馬力制御目標値と上述の如くネガコン圧に基づいて算出された吐出流量の目標値のうちのいずれか小さい方を最終目標値として選択する。

図２に示すように、建設機械１における何れの油圧アクチュエータも利用されていない場合（以下、「待機モード」とする。）、油圧ポンプ１０L、１０Rが吐出する圧油は、センターバイパス管路３０L、３０Rを通ってネガコン絞り２０L、２０Rに至り、ネガコン絞り２０L、２０Rの上流で発生するネガコン圧を増大させる。

この際、メインコントローラ５４は、スプール弁６００Ｌ、６００Ｒを第一位置に変位させ、傾転アクチュエータ４１Ｌ、４１Ｒを駆動して、油圧ポンプ１０L、１０Rの吐出量を減少させ、吐出した圧油がセンターバイパス管路３０Ｌ、３０Ｒを通過する際の圧力損失（ポンピングロス）を抑制するようにする。

一方、建設機械１における何れかの油圧アクチュエータが利用された場合、油圧ポンプ１０L、１０Rが吐出する圧油は、その油圧アクチュエータに対応する切換弁を介してその油圧アクチュエータに流れ込み、ネガコン絞り２０L、２０Rに至る量を減少或いは消滅させ、ネガコン絞り２０L、２０Rの上流で発生するネガコン圧を低下させる。

この際、メインコントローラ５４は、油圧ポンプ１０L、１０Rの吐出量を増大させ、各油圧アクチュエータに十分な圧油を循環させ、各アクチュエータの駆動を確かなものとする。

上述のような構成により、油圧ポンプ制御装置１００は、待機モードにおいては、油圧ポンプ１０L、１０Rにおける無駄なエネルギー消費（油圧ポンプ１０L、１０Rの吐出する圧油がセンターバイパス管路３０Ｌ、３０Ｒで発生させるポンピングロス）を抑制しながらも、各種油圧アクチュエータを作動させる場合には、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒから必要十分な圧油を各種油圧アクチュエータに供給できるようにする。

次に、本実施例（実施例１）のメインコントローラ５４による特徴的な制御方法について説明する。

図３は、本実施例のメインコントローラ５４により実行される主要処理の一例を示すフローチャートである。図３に示す処理ルーチンは、操作が行われていない無操作状態にて開始され、所定周期毎に繰り返し実行されてよい。

ステップ３００では、操作装置２６からの信号に基づいて、アーム閉じ操作とブーム上げ操作の所定の複合操作が検出されたか否かが判定される。所定の複合操作は、水平引き作業（図５参照）のための複合操作である。この場合、メインコントローラ５４は、操作量がゼロの状態から、略同一の操作量までアーム閉じ操作の操作量とブーム上げ操作の操作量が増加する操作を、所定の複合操作として検出してもよい。この際、検出対象のブーム上げ操作は、ブーム操作レバーが所定操作量以上で操作されるブーム上げ操作であってよい。即ち、検出対象のブーム上げ操作は、二速のブーム上げ操作であってもよい。所定の複合操作が検出された場合は、ステップ３０２に進み、所定の複合操作が検出されない場合は、所定の複合操作の待ち状態となる。

ステップ３０２では、油圧ポンプ１０L、１０Rの吐出流量に対して流量差が付与される。流量差の付与は、油圧ポンプ１０Rの吐出油量が油圧ポンプ１０Lの吐出油量よりも所定量αだけ相対的に多くなるように、油圧ポンプ１０Lの吐出油量及び油圧ポンプ１０Rの吐出油量のうちの少なくともいずれか一方を変化させることによって、実現されてよい。例えば、上述の如く決定された油圧ポンプ１０Rの吐出油量の最終目標値がＱｒであり、上述の如く決定された油圧ポンプ１０Ｌの吐出油量の最終目標値がＱｌであるとき、油圧ポンプ１０Rの吐出油量の最終目標値が、Ｑｒ＋γに補正され、油圧ポンプ１０Ｌの吐出油量の最終目標値が、Ｑｌ−ζに補正されてもよい。但し、（Ｑｒ＋γ）−（Ｑｌ−ζ）＝αである。従って、Ｑｒ＝Ｑｌのときは、γ＋ζ＝αであり、更に、γ＝０のときは、ζ＝αであり、ζ＝０のときは、γ＝αである。尚、補正後の最終目標値は、エンジン７０の過負荷を防止するために、所定の上限値を越えない範囲で決定される。この場合、メインコントローラ５４は、補正後の各最終目標値が実現されるように、電磁比例弁５７Ａ，５５Ａを駆動してスプール弁６００Ｌ，６００Ｒを変位させて傾転アクチュエータ４１Ｌ，４１Ｒを制御する。

ステップ３０４では、操作装置２６からの信号に基づいて、ブーム上げ操作が中立側に戻し始められたか否かが判定される。即ち、ブーム上げ操作量が低減され始めたか否かが判定される。尚、この判定は、ブーム上げ操作量が所定値未満に低減されたか否かを判定することにより実現されてもよい。ブーム上げ操作が中立側に戻し始められた場合には、ステップ３０６に進む。他方、ブーム上げ操作が中立側に戻し始められていない場合、即ち水平引き作業前半のブーム上げ操作が継続している場合（例えば、ブーム上げ操作量が所定値以上で維持されている場合）、ステップ３０２に戻り、油圧ポンプ１０L、１０Rの吐出流量に対する流量差の付与が維持される。

このようにして、水平引き作業のための所定の複合操作が検出されると、油圧ポンプ１０L、１０Rの吐出流量に対して所定の流量差αが付与され、この流量差αは、水平引き作業の中盤以降でブーム上げ操作が中立側に戻し始められるまで維持される。

ステップ３０６では、上記ステップ３０２で付与した流量差が解消される。即ち、元の制御状態に戻される。具体的には、上述の如く決定された油圧ポンプ１０Rの吐出油量の最終目標値がＱｒであり、上述の如く決定された油圧ポンプ１０Ｌの吐出油量の最終目標値がＱｌであるとき、メインコントローラ５４は、当該各最終目標値Ｑｒ、Ｑｌが実現されるように、電磁比例弁５７Ａ，５５Ａを駆動してスプール弁６００Ｌ，６００Ｒを変位させて傾転アクチュエータ４１Ｌ，４１Ｒを制御する。

図４は、図３に示す処理に関連したブーム上げ操作と、アーム閉じ操作と、油圧ポンプ１０L、１０Rの吐出流量に対する流量差との関係を表すタイミング図である。図４では、上から順に、ブーム上げ操作の操作量の波形、旋回操作の操作量の波形、及び、油圧ポンプ１０L、１０Rの吐出流量に対して付与される流量差（＝油圧ポンプ１０Rの吐出流量から油圧ポンプ１０Lの吐出流量を差し引いた流量）の波形が示されている。図５は、水平引き作業時の建設機械１の状態を模式的に示す図である。

図４に示す例では、時刻ｔ１にて、水平引き作業のための所定の複合操作が開始される。図４に示す例では、ブーム上げ操作の操作量とアーム閉じ操作の操作量とが略同時に略同一の操作量まで増加している。これに伴い、図３のステップ３００の判定が肯定判定となり、図３のステップ３０２の処理が開始される。これにより、時刻ｔ１にて、油圧ポンプ１０L、１０Rの流量差が生じ始めている。尚、図４に示す例では、時刻ｔ１以前、即ちブーム上げ操作が開始される前は、油圧ポンプ１０L、１０Rの流量差はゼロである。油圧ポンプ１０L、１０Rの流量差は、時刻ｔ１から、所定の流量差αに向けて増加していく。

その後、時刻ｔ２にて、ブーム上げ操作が中立側に戻し始められる。これに伴い、図３のステップ３０４の判定が肯定判定となり、図３のステップ３０６の処理が実行される。これにより、時刻ｔ２から、油圧ポンプ１０L、１０Rの流量差が低減され始める。尚、図４に示す例では、油圧ポンプ１０L、１０Rの流量差は、時刻ｔ１以前の流量差、即ちブーム上げ操作が開始される前の流量差のゼロへと低減され始め、時刻ｔ３にて流量差がゼロとなる。

ここで、図４に示すブーム上げ操作の操作量の波形とアーム閉じ操作の操作量の波形との組み合わせは、油圧ショベルにおいて水平引き作業（図５参照）を行う際の操作に対応する。水平引き作業では、図５に示すように、特に作業開始はアーム５及びバケット６の自重により鉛直方向下向きの速度ベクトルFが大きくなるため、バケット６の爪先がグランドGLに突き刺さりやすくなる。これを防止するために、水平引き作業開始時にブーム上げ速度がより必要になる。他方、通常、アーム閉じ回路は、自重落下によるシリンダ戻り油を供給側へ戻す再生回路（図示せず）が組み込まれているため、水平引き作業開始時からアーム５がグランドGLに対して垂直になる付近まではアームシリンダ８への油圧ポンプ１０Lからの油の供給量は少なくてもよい。

この点、本実施例によれば、上述の如く、水平引き作業のための所定の複合操作の開始が検出された場合に、油圧ポンプ１０L、１０Rの吐出流量に対して流量差αが付与されるので、かかる流量差αが付与されない場合に比べて、多くの流量がブームシリンダ７に供給されることになる。従って、ブーム４が上がり易くなり、自重によりバケット６の爪先がグランドGLに突き刺さるのを防止しやすくなり、ブーム４の操作性が向上する。他方、かかる流量差αが付与されない場合に比べて、水平引き作業開始時からアーム５が垂直になる付近までは油圧ポンプ１０Lの吐出流量自体が低減されるので、アームシリンダ８への油圧ポンプ１０Lからの油の供給量が少なくなる。しかしながら、アームシリンダ８への再生回路（図示せず）から必要な油量が供給される。このようにして、水平引き作業開始時からアーム５が垂直になる付近までは、効率的な分配比でアームシリンダ８とブームシリンダ７とに油圧ポンプ１０L、１０Rからの油を供給することができると共に、水平引き作業開始時（特に水平引き作業開始時からアーム５が垂直になる付近まで）の操作性が向上する。

尚、本実施例では、上述の如く、水平引き作業開始後にアーム５が垂直になる付近に至ると、流量差αがゼロに向けて低減されているが、水平引き作業開始後にアーム５が垂直になる付近に至ると、逆に、油圧ポンプ１０Lの吐出油量が油圧ポンプ１０Rの吐出油量よりも所定量βだけ相対的に多くなるように、流量差βが付与されてもよい。これは、水平引き作業の中盤以降（アーム５が垂直になる付近に至った後）では、アーム５の閉じ速度がより必要になるためである。

また、本実施例では、上述の如く、ブーム上げ操作が中立側に戻し始められた場合に、流量差αがゼロに向けて低減されているが、図４にて一点鎖線で示すように、水平引き作業開始時（例えば時刻ｔ１）から所定時間Δｔ経過後から、流量差αが比較的穏やかな傾きでゼロに向けて低減されてもよい。

また、ブーム上げ操作とアーム閉じ操作との複合操作であっても、掘削時は、バケット６の爪先がグランドGLに突き刺さりやすくなるのを防止するのは、却って好ましくない。この点、本実施例では、上述の如く、流量差αが形成されるのは、ブーム上げ操作とアーム閉じ操作との複合操作のうちの、水平引き作業に限定されるので、掘削時の操作性（作業性）を阻害することはない。尚、掘削時は、水平引き作業の後半以降（図４の時刻ｔ３以降）と同等になる。従って、この場合、アーム閉じ操作量に対してブーム上げ操作量が少ないため（略半分となるため）、図３のステップ３００の判定が否定判定となり、流量差αが形成されない。このようにして、本実施例では、水平引き作業時と掘削作業時とでそれぞれ最適な流量差を実現することができる。

次に、他の実施例（実施例２）について説明する。以下の他の実施例（実施例２）では、上述の実施例（実施例１）に対して、主に制御方法が異なるだけであり、構成要素自体は同様であってよいので、構成要素については上述の実施例１と同一の参照符合を付して説明を行う。以下では、実施例２に特有の構成を主に説明し、他の構成は上述の実施例１と同様であってよい。

本実施例２では、メインコントローラ５４は、複数のモードで油圧ポンプ１０L、１０Rの制御を行う。本例では、複数のモードは、高馬力モード（Ｈモード）、標準モード（Ｓモード）及び省エネモード（Ｌモード）とからなる。尚、これらのモードの切換は、手動により実現されてもよい。但し、この場合でも、後述の如く、メインコントローラ５４は、一定の条件下で、自動的にモードの切換を実行する。

図６は、電磁比例弁５７Ａの２次圧と油圧ポンプ１０Lの吸収トルクの関係の一例を示す特性図である。尚、電磁比例弁５５Ａの２次圧と油圧ポンプ１０Ｒの吸収トルクの関係についても同様であってよい。電磁比例弁５７Ａの２次圧と油圧ポンプ１０Lの吸収トルクの関係は、図６に示すように、逆比例的な関係であってよい。図６に示す例では、電磁比例弁５７Ａの２次圧がＰｒ１であるとき吸収トルクが最大値Ｔｍａｘに維持され、電磁比例弁５７Ａの２次圧がＰｒ１を超えると、逆比例的に吸収トルクが最大値Ｔｍａｘから最小値Ｔｍｉｎへと減少する。尚、吸収トルクとは、油圧ポンプ１０Lの駆動時に消費されるトルク（消費トルク）に対応する。

Ｈモードでは、電磁比例弁５７Ａの２次圧がＰｒ１に設定される。これにより、油圧ポンプ１０Lの吐出流量が大きくなり、実際の吸収トルクも増大する。また、Ｌモードでは、電磁比例弁５７Ａの２次圧がＰｒ２に設定される。これにより、油圧ポンプ１０Lの吐出流量が小さくなり、実際の吸収トルクも減少する。また、Ｓモードでは、電磁比例弁５７Ａの２次圧がＰｒ１とＰｒ２の間の値（図示せず）に設定される。

図７は、油圧ポンプ１０Lの吐出圧と吐出流量の関係およびエンジン回転数Ｎと出力トルクＴｅの関係の一例を示す特性図である。尚、油圧ポンプ１０Ｒについても同様であってよい。

Ｈモードでは、図中に実線Ｈで示すように、油圧ポンプ１０Lの吐出圧が油圧ポンプ１０Lの傾斜板が傾転し始める点(傾倒開始圧)Ｐ_ＡＨに達するまで、ポンプ吐出量Ｑは一定（最大吐出量Ｑ_ｍａｘ）で、油圧ポンプ１０Lの吐出圧がＰ_ＡＨに達した以後は馬力一定曲線に従って減少する。尚、吐出圧がＰ_ＡＨに達するまでは、油圧ポンプ１０Lの吐出圧がＰ_ＡＨに達した状態として制御される。一方、Ｌモードの場合のポンプ特性は、図中に実線Ｌで示すように、吐出圧が(傾倒開始圧)Ｐ_ＡＬ（＜Ｐ_ＡＨ）達するまで、ポンプ吐出量Ｑは一定（最大吐出量Ｑ_ｍａｘ）で、吐出圧がＰ_ＡＬに達した以後は馬力一定曲線に従って減少する。また、吸収トルクＴＨ，ＴＬは、油圧ポンプ１０Lの吐出圧がＰ_ＡＨ，Ｐ_ＡＬに達するまではそれぞれ直線的に増加し、吐出圧がＰ_ＡＨ，Ｐ_ＡＬに達した以後は一定（Ｔ_ｍａｘ）となる。尚、油圧ポンプ１０Lの吐出圧は、掘削等の作業により生じる反力に依存して変化する。

このように、Ｈモードでは、Ｌモードに比べて吸収トルクが大きく、高出力が可能である。他方、Ｌモードでは、Ｈモードに比べて吸収トルクが小さく、省エネを実現することができる。Ｓモードは、ＨモードとＬモードの間であり、中間的（標準的）な特性を実現することができる。

図８は、本実施例２のメインコントローラ５４により実行される主要処理の一例を示すフローチャートである。図８に示す処理ルーチンは、ブーム上げ操作が行われていない状態（典型的には、他の操作も行われていない無操作状態）にて開始され、所定周期毎に繰り返し実行されてよい。

ステップ８００では、上記の図３のステップ３００と同様、操作装置２６からの信号に基づいて、アーム閉じ操作とブーム上げ操作の所定の複合操作が検出されたか否かが判定される。所定の複合操作が検出された場合は、ステップ８０２に進み、所定の複合操作が検出されない場合は、所定の複合操作の待ち状態となる。

ステップ８０２では、油圧ポンプ１０L、１０Rの吐出流量に対して流量差が付与されるように、モードが変更される。例えば、油圧ポンプ１０L、１０Rが共にＳモードで動作中である場合、油圧ポンプ１０RがＳモードからＨモードに変更されてもよい。これに代えて若しくは加えて、油圧ポンプ１０LがＳモードからＬモードに変更されてもよい。また、油圧ポンプ１０L、１０Rが共にＨモードで動作中である場合、油圧ポンプ１０LがＨモードからＳモード又はＬモードに変更されてもよい。また、油圧ポンプ１０L、１０Rが共にＬモードで動作中である場合、油圧ポンプ１０RがＬモードからＳモード又はＨモードに変更されてもよい。

ステップ８０４では、操作装置２６からの信号に基づいて、ブーム上げ操作が中立側に戻し始められたか否かが判定される。即ち、ブーム上げ操作量が低減され始めたか否かが判定される。尚、この判定は、ブーム上げ操作量が所定値未満に低減されたか否かを判定することにより実現されてもよい。ブーム上げ操作が中立側に戻し始められた場合には、ステップ８０６に進む。他方、ブーム上げ操作が中立側に戻し始められていない場合、即ち水平引き作業前半のブーム上げ操作が継続している場合（例えば、ブーム上げ操作量が所定値以上で維持されている場合）、ステップ８０２に戻り、油圧ポンプ１０L、１０Rの変更後のモードが維持される。

このようにして、水平引き作業のための所定の複合操作が検出されると、油圧ポンプ１０L、１０Rの吐出流量に対して所定の流量差が付与されようにモードが変更され、この変更後のモードは、水平引き作業の中盤以降でブーム上げ操作が中立側に戻し始められるまで維持される。

ステップ８０６では、上記ステップ８０２で変更されたモードが元のモードに復帰される。即ち、元の制御状態に戻され、流量差が低減される（本例では流量差がゼロとなる）。

本実施例２の場合も、上述の実施例１と同様の効果を得ることができる。特に本実施例２によれば、例えば通常時にＬモードで動作している場合には、Ｌモードにて省エネを図りつつ、必要なときだけＨモード又はＳモードを実現して上述の実施例１と同様の効果を得ることができる。

尚、本実施例２では、Ｌモード、Ｓモード及びＨモードの３つのモード間で切り換え可能であるが、２つのモード間で切り換え可能な構成であってもよいし、４つ以上のモード間で切り換え可能な構成であってもよい。

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。

例えば、上述では、図２に示す特定の構成の油圧回路が開示されているが、油圧回路の構成は多種多様である。例えば、油圧アクチュエータの一部は、電動モータにより駆動される油圧ポンプにより実現されてもよい。また、ネガコン制御以外の制御方式（例えばポジコン、ロードセンシング等）を実現する油圧回路が使用されてもよい。

１建設機械
２下部走行体
３上部旋回体
４ブーム
５アーム
６バケット
７ブームシリンダ
８アームシリンダ
９バケットシリンダ
１０Ｌ、１０Ｒ油圧ポンプ
１１Ｌ、１１Ｒ切換弁
１２Ｌ、１２Ｒ切換弁
１３Ｌ、１３Ｒ切換弁
１４Ｒ切換弁
１５Ｌ、１５Ｒ切換弁
２０Ｌ、２０Ｒネガコン絞り
２２タンク
２６操作装置
２７Ｌ、２７Ｒネガコン圧センサ
２８Ｌ、２８Ｒ圧力センサ
３０Ｌ、３０Ｒセンターバイパス管路
４１Ｌ、４１Ｒ傾転アクチュエータ
４２Ｌ、４２Ｒ走行用油圧モータ
４４旋回用油圧モータ
５４メインコントローラ
５５Ａ，５７Ａ電磁比例弁
７０エンジン
１００油圧ポンプ制御装置
６００Ｌ，６００Ｒスプール弁

Claims

エンジンと、
前記エンジンに接続され、前記エンジンの出力トルクにより動作する第１及び第２ポンプと、
少なくとも前記第１ポンプにより吐出される油により駆動されるアームシリンダと、
前記アームシリンダの戻り油を供給側に戻す再生回路と、
少なくとも前記第２ポンプにより吐出される油により駆動されるブームシリンダと、
アームを操作する操作部材の操作量を検出する手段と、
ブームを操作する操作部材の操作量を検出する手段と、
コントローラとを備え、
前記コントローラは、アーム閉じ操作とブーム上げ操作の所定の複合操作の際に、前記アームシリンダの供給側へ前記再生回路より油を供給し、前記第２ポンプの吐出油量が前記第１ポンプの吐出油量よりも所定量だけ相対的に多くなるように、前記第１ポンプの吐出油量及び前記第２ポンプの吐出油量のうちの少なくともいずれか一方を変化させることを特徴とする、建設機械。
前記コントローラは、前記所定の複合操作を検出した後、ブーム上げ操作を中立側に戻す操作を検出した場合に、前記吐出油量の変化により生じた前記第１ポンプの吐出油量と前記第２ポンプの吐出油量との差が低減するように、前記第１ポンプの吐出油量及び前記第２ポンプの吐出油量のうちの少なくともいずれか一方を変化させる、請求項１に記載の建設機械。
エンジンと、
前記エンジンに接続され、前記エンジンの出力トルクにより動作する第１及び第２ポンプと、
少なくとも前記第１ポンプにより吐出される油により駆動されるアームシリンダと、
少なくとも前記第２ポンプにより吐出される油により駆動されるブームシリンダと、
アームを操作する操作部材の操作量を検出する手段と、
ブームを操作する操作部材の操作量を検出する手段と、
コントローラとを備え、
前記コントローラは、アーム閉じ操作とブーム上げ操作の所定の複合操作を検出した場合に、前記第２ポンプの吐出油量が前記第１ポンプの吐出油量よりも所定量だけ相対的に多くなるように、前記第１ポンプの吐出油量及び前記第２ポンプの吐出油量のうちの少なくともいずれか一方を変化させ、
前記コントローラは、前記所定の複合操作を検出した後、所定時間経過した場合に、前記吐出油量の変化により生じた前記第１ポンプの吐出油量と前記第２ポンプの吐出油量との差が低減するように、前記第１ポンプの吐出油量及び前記第２ポンプの吐出油量のうちの少なくともいずれか一方を変化させることを特徴とする、建設機械。
エンジンと、
前記エンジンに接続され、前記エンジンの出力トルクにより動作する第１及び第２ポンプと、
少なくとも前記第１ポンプにより吐出される油により駆動されるアームシリンダと、
少なくとも前記第２ポンプにより吐出される油により駆動されるブームシリンダと、
アームを操作する操作部材の操作量を検出する手段と、
ブームを操作する操作部材の操作量を検出する手段と、
コントローラとを備え、
前記コントローラは、アーム閉じ操作とブーム上げ操作の所定の複合操作を検出した場合に、前記第２ポンプの吐出油量が前記第１ポンプの吐出油量よりも所定量だけ相対的に多くなるように、前記第１ポンプの吐出油量及び前記第２ポンプの吐出油量のうちの少なくともいずれか一方を変化させ、
前記コントローラは、前記第１及び第２ポンプのそれぞれを複数のモードのうちそれぞれ選択された１つのモードで独立して制御し、前記複数のモードは、第１モードと、エンジンの同出力トルクに対する吸収トルクが前記第１モードよりも高い第２モードとを含み、
前記コントローラは、前記所定の複合操作を検出した場合に、前記第２ポンプのモードを前記第１モードから第２モードに変更すること、及び、前記第１ポンプのモードを前記第２モードから第１モードに変更すること、のうちの少なくともいずれか一方を行うことを特徴とする、建設機械。
前記コントローラは、前記所定の複合操作を検出した後、ブーム上げ操作を中立側に戻す操作を検出した場合に、前記変更したモードを元のモードに戻す、請求項４に記載の建設機械。
前記コントローラは、前記所定の複合操作を検出した後、所定時間経過した場合に、前記変更したモードを元のモードに戻す、請求項４に記載の建設機械。
前記所定の複合操作は、水平引き作業用の複合操作である、請求項１〜６のうちのいずれか１項に記載の建設機械。
エンジンと、
前記エンジンに接続され、前記エンジンの出力トルクにより動作する第１及び第２ポンプと、
少なくとも前記第１ポンプにより吐出される油により駆動されるアームシリンダと、
少なくとも前記第２ポンプにより吐出される油により駆動されるブームシリンダと、
アームを操作する操作部材の操作量を検出する手段と、
ブームを操作する操作部材の操作量を検出する手段と、
コントローラとを備え、
前記コントローラは、アーム閉じ操作とブーム上げ操作の所定の複合操作を検出した場合に、前記第２ポンプの吐出油量が前記第１ポンプの吐出油量よりも所定量だけ相対的に多くなるように、前記第１ポンプの吐出油量及び前記第２ポンプの吐出油量のうちの少なくともいずれか一方を変化させ、
前記コントローラは、操作量がゼロの状態から、略同一の操作量までアーム閉じ操作の操作量とブーム上げ操作の操作量が増加する操作を、前記所定の複合操作として検出することを特徴とする、建設機械。