JP7253933B2 - 油圧駆動システム - Google Patents

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Description

本発明は、２つの油圧ポンプを備える油圧駆動システムにおいて、一方の油圧ポンプが故障して想定流量より少ない流量しか吐出しなくなった際に相応の機能を補償するフェールセーフを達成することができる油圧駆動システムに関する。
油圧ショベル等の建設車両は、油圧駆動システムを備えており、油圧駆動システムは、油圧アクチュエータに作動油を供給して当該油圧アクチュエータを作動させている。このような機能を有する油圧駆動システムには、可変容量型の油圧ポンプ、レギュレータ、及び制御装置が備わっており、レギュレータは、制御装置からの流量指令信号に応じて油圧ポンプの吐出流量を調整する。即ち、油圧駆動システムでは、油圧ポンプの吐出流量を電気的に制御することができるものがある。
このように構成されている油圧駆動システムでは、制御装置とレギュレータとを接続する電気系統等において断線或いはショート等の故障が生じた際に油圧ポンプの吐出流量を制御することができなくなり、その吐出流量が過少又は過大となる。そうすると、油圧アクチュエータを動かす際にそこに供給する作動油の流量が不足するか、エンジンがスト－ル又は停止することが考えられる。このような事態を回避すべく油圧駆動システムでは、電気系統等において断線又はショート等の故障が生じた際のフェールセーフ機能を有しており、そのような機能を有する油圧駆動システムとして、例えば特許文献1のようなフェールセーフ付油圧システムが知られている。
特許文献１のフェールセーフ付油圧システムでは、流量制御ピストンを作動させる電磁比例弁が逆比例型の電磁比例弁であり、この電磁比例弁が断線すると一次圧と略同じ大きさの二次圧を流量制御ピストンが受圧することになる。そうすると、油圧ポンプの傾転角が増加して吐出流量が増加することになる。そのような事態を回避すべく、特許文献１のフェールセーフ付油圧システムは、以下のように構成されている。即ち、前述のフェールセーフ付油圧システムでは、前述する電磁比例弁が馬力制御ピストンにも接続されており、馬力制御ピストンもまた電磁比例弁から出力される二次圧を受圧している。馬力制御ピストンは、流量制御ピストンとは逆に、二次圧を受けると油圧ポンプの傾転角を減少させる、即ち吐出流量を減少させるように作動する。フェールセーフ付油圧システムでは、流量制御ピストン及び馬力制御ピストンのうち吐出流量が小さくする方が優先的にスプールを動かす。それ故、電磁比例弁が断線又はショート等した場合には、油圧ポンプの傾転角を減少させる、即ち吐出流量を減少させることができ、フェールセーフを達成することができる。
特開２０１７－１２９０６７号公報
特許文献１のフェールセーフ付油圧システムにおいて、馬力制御ピストンや、馬力制御ピストンと電磁比例弁とをつなぐ油路は、主に前述するようなフェールセーフを実現するためだけに必要なものである。それ故、レギュレータは、それを形成することによって、それを形成しない標準型のものより大型化し、重量も増加する。そうすると、ポンプの製造コストが高くなる。特に、油圧ショベル等の建設機械では、２つ以上のポンプが搭載されており、レギュレータの大型化及び重量増加が更に顕著に表れることになる。
そこで本発明は、部品点数の増加を抑制しつつ、断線又はショート等の故障が生じた際のフェールセーフを達成することができる油圧駆動システムを提供することを目的としている。
本発明の油圧駆動システムは、第１油圧アクチュエータに作動油を供給すべく、作動油を吐出する可変容量型の第１油圧ポンプと、入力される第１流量指令信号に応じて作動する第１比例弁を有し、該第１比例弁によって入力される第１流量指令信号に応じて前記第１油圧ポンプの吐出流量を変える第１レギュレータと、第２走行用モータに作動油を供給すべく、作動油を吐出する第２油圧ポンプと、前記第１油圧ポンプが吐出する作動油を第１走行用油圧モータに供給可能にし、且つ、前記第２油圧ポンプが吐出する作動油を第２油圧アクチュエータに供給可能にする第１弁位置と、前記第１油圧ポンプが吐出する作動油を前記第２油圧アクチュエータに供給可能にし、且つ、前記第２油圧ポンプが吐出する作動油を前記第１走行用油圧モータに供給可能とする第２弁位置とに切換えることができる切換弁と、前記第１比例弁に第１流量指令信号を出力して前記第１比例弁の動作を制御し、且つ前記切換弁に切換指令信号を出力させて前記切換弁の動作を制御する制御装置と、前記第１比例弁に関する電気系統の故障を検出する故障検出装置と、を備え、前記切換弁は、前記第１油圧ポンプ及び第２油圧ポンプ両方が吐出する作動油を前記第１及び第２走行用油圧モータ並びに第１及び第２油圧アクチュエータに供給可能にする第３弁位置に切換えることができ、前記制御装置は、前記故障検出装置が前記第１比例弁に関する電気系統の故障を検出すると、前記切換弁を前記第３弁位置に切換えるものである。
本発明に従えば、故障検出装置が第１比例弁の電気系統の故障を検出すると、第１及び第２油圧ポンプの作動油を合流させて第１及び第２走行用油圧モータ並びに第１及び第２油圧アクチュエータの各々に導くことができる。それ故、第１比例弁の電気系統が故障した際に第１油圧ポンプからのみ作動油が導かれる場合より多くの作動油を第１及び第２走行用油圧モータ並びに第１油圧アクチュエータの各々に導くことができる。これにより、第１比例弁の電気系統が故障した場合でも、第１走行用油圧モータ並びに第１油圧アクチュエータの各々の動作速度が大幅に低下することを抑制することができる。このように油圧駆動システムでは、第１比例弁の電気系統が故障した場合のフェールセーフを達成することができる。また、直進走行弁である切換弁を用いることによって部品点数の増加を抑制することができる。
本発明の油圧駆動システムは、第１油圧アクチュエータに作動油を供給すべく、作動油を吐出する可変容量型の第１油圧ポンプと、作動する第１比例弁を有し、該第１比例弁によって入力される第１流量指令信号に応じて前記第１油圧ポンプの吐出流量を変える第１レギュレータと、第２走行用モータに作動油を供給すべく、作動油を吐出する第２油圧ポンプと、前記第１油圧ポンプが吐出する作動油を第１走行用油圧モータに供給可能にし、且つ、前記第２油圧ポンプが吐出する作動油を第２油圧アクチュエータに供給可能にする第１弁位置と、前記第１油圧ポンプが吐出する作動油を前記第２油圧アクチュエータに供給可能にし、且つ、前記第２油圧ポンプが吐出する作動油を前記第１走行用油圧モータに供給可能とする第２弁位置とに、入力されるパイロット圧に応じて切換えることができる切換弁と、入力される切換信号に応じたパイロット圧を前記切換弁に出力する切換弁用比例弁と、前記第１比例弁に第１流量指令信号を出力して前記第１比例弁の動作を制御し、且つ前記切換弁用比例弁から前記切換弁にパイロット圧を出力させて前記切換弁の動作を制御する制御装置と、前記第１比例弁に関する電気系統の故障を検出する故障検出装置と、を備え、前記切換弁は、前記第１油圧ポンプ及び第２油圧ポンプ両方が吐出する作動油を前記第１及び第２走行用油圧モータ並びに第１及び第２油圧アクチュエータに供給可能にする第３弁位置に切換えることができ、前記制御装置は、前記故障検出装置が前記第１比例弁に関する電気系統の故障を検出すると、前記切換弁を前記第３弁位置に切換えるものである。
上記構成に従えば、故障検出装置が第１比例弁の電気系統の故障を検出すると、第１及び第２油圧ポンプの作動油を合流させて第１走行用油圧モータ並びに第１及び第２油圧アクチュエータの各々に導くことができる。それ故、第１比例弁の電気系統が故障した際に第１油圧ポンプからのみ作動油が導かれる場合より多くの作動油を第１走行用油圧モータ並びに第１油圧アクチュエータの各々に導くことができる。これにより、第１比例弁の電気系統が故障した場合でも、第１走行用油圧モータ並びに第１油圧アクチュエータの各々の動作速度が大幅に低下することを抑制することができる。このように油圧駆動システムでは、第１比例弁の電気系統が故障した場合のフェールセーフを達成することができる。また、直進走行弁である切換弁を用いることによって部品点数の増加を抑制することができる。
上記発明において、第２レギュレータを更に備え、前記第２油圧ポンプは、可変容量型のポンプであり、前記第２レギュレータは、入力される第２流量指令信号に応じて作動する第２比例弁を有し、該第２比例弁によって入力される第２流量指令信号に応じて前記第２油圧ポンプの吐出流量を変え、前記制御装置は、前記故障検出装置が前記第１比例弁に関する電気系統の故障を検出しない場合は、前記第２油圧ポンプの吸収馬力が所定の第１設定馬力を超えないように前記第２油圧ポンプの吐出流量を前記第２油圧ポンプの吐出圧に基づいて変える第１馬力制御を実行し、前記故障検出装置が前記第１比例弁に関する電気系統の故障を検出した場合は、前記第２油圧ポンプの吸収馬力が前記第１設定馬力より大きい第１故障時用設定馬力を超えないように前記第２油圧ポンプの吐出流量を前記第２油圧ポンプの吐出圧に基づいて変える第１故障時用馬力制御を実行してもよい。
上記構成に従えば、第１比例弁の電気系統が故障した場合において、第１走行用油圧モータ並びに第１油圧アクチュエータの各々に供給される作動油の流量不足を更に低減することができる。これにより、第１走行用油圧モータ並びに第１油圧アクチュエータの各々の動作が大幅に低下することを更に抑制することができる。また、設定された馬力を超えないようにする馬力制御を実行しつつ、第１走行用油圧モータ並びに第１油圧アクチュエータの各々の動作が大幅に低下することを抑制することができる。
上記発明において、第２レギュレータを更に備え、前記第２油圧ポンプは、可変容量型のポンプであり、前記第２レギュレータは、入力される第２流量指令信号に応じて作動する第２比例弁を有し、該第２比例弁によって入力される第２流量指令信号に応じて前記第２油圧ポンプの吐出流量を変え、前記制御装置は、前記故障検出装置が前記第２比例弁に関する電気系統の故障を検出しない場合は、前記第１油圧ポンプの吸収馬力が所定の第２設定馬力を超えないように前記第１油圧ポンプの吐出流量を前記第１油圧ポンプの吐出圧に基づいて変える第２馬力制御を実行し、前記故障検出装置が前記第２比例弁に関する電気系統の故障を検出した場合は、前記第１油圧ポンプの吸収馬力が前記第２設定馬力より大きい第２故障時用設定馬力を超えないように前記第１油圧ポンプの吐出流量を前記第１油圧ポンプの吐出圧に基づいて変える第２故障時用馬力制御を実行してもよい。
上記構成に従えば、第２比例弁の電気系統が故障した場合において、第２走行用油圧モータ並びに第２油圧アクチュエータの各々に供給される作動油の流量不足を更に低減することができる。これにより、第２走行用油圧モータ並びに第２油圧アクチュエータの各々の動作が大幅に低下することを更に抑制することができる。また、設定された馬力を超えないようにする馬力制御を実行しつつ、第１及び第２走行用油圧モータ並びに第１及び第２油圧アクチュエータの各々の動作が大幅に低下することを抑制することができる。
上記発明において、前記第３弁位置は、前記第１弁位置と前記第２弁位置の間で切換える際の中間的な弁位置であってもよい。
上記構成に従えば、第３弁位置は既存の走行直進弁が有する既存の弁位置であるので、既存の走行直進弁を使用することができる。それ故、上述する機能を有する油圧駆動システムの製造コストの上昇を容易に抑えることができる。
本発明によれば、部品点数の増加を抑制しつつ、断線又はショート等の故障が生じた際のフェールセーフを達成することができる。
本件発明に係る実施形態の油圧駆動システムの油圧回路を示す回路図である。 図１の油圧駆動システムに備わるレギュレータの油圧回路を示す回路図である。 図１の油圧駆動システムの各ポンプの馬力特性を示すグラフであり、（ａ）は故障側のポンプの馬力特性を示し、（ｂ）は正常側のポンプの馬力特性を示している。 図１の油圧駆動システムにおいて各ポンプ通路と各供給通路との間の開度の変化を示すグラフであり、（ａ）は左側ポンプ通路と各供給通路との間の開度を示し、（ｂ）は右側ポンプ通路と各供給通路との間の開度を示している。 図１の油圧駆動システムにおいてフェールセーフ時における作動油の流れを示す回路図である。 本件発明に係るその他の実施形態の油圧駆動システムの油圧回路を示す回路図である。
以下、本発明に係る実施形態の油圧駆動システム１について図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いる方向の概念は、説明する上で便宜上使用するものであって、発明の構成の向き等をその方向に限定するものではない。また、以下に説明する油圧駆動システム１は、本発明の一実施形態に過ぎない。従って、本発明は実施形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で追加、削除、変更が可能である。
油圧ショベル及び油圧クレーン等の建設機械は、バケット及び巻上機などの種々のアタッチメントを備えており、それらを油圧シリンダ及び油圧モータ（伝ゆもーた）等の油圧アクチュエータによって動かすように構成されている。また、建設機械の中には、クローラ等の走行装置を備え、走行装置によって走行可能に構成されるもの、即ち建設車両がある。建設車両の一例として例えば油圧ショベルがあり、油圧ショベルは、走行装置を駆動させるべく、図１に示すような左右一対の走行用油圧モータ１１Ｌ，１１Ｒを備えている。左右一対の走行用油圧モータ１１Ｌ，１１Ｒは、それらに作動油を供給することによって油圧ショベルを前進、後退、及び方向転換させることができる。また、走行装置の上には、旋回体が載せられ、旋回体には、ブーム及びアームを介してバケットが取り付けられている。このように構成されている油圧ショベルでは、ブーム及びアームの向きを変えるべく走行装置に対して旋回体が旋回可能に構成されており、油圧ショベルは、旋回体を旋回させるべく旋回用油圧モータ１２を備えている。旋回用油圧モータ１２は、そこに作動油を供給することによって旋回体を旋回させ、ブーム及びアームの向きを変えることができる。
また、ブームは、上下方向に揺動可能に旋回体に設けられ、ブームを上下方向に揺動させる、即ち昇降させるべくブームにはブームシリンダ１３が設けられている。ブームシリンダ１３は、油圧シリンダであり、そこに作動油を供給することによって伸縮してブームを昇降させる。また、ブームの先端部には、アームが上下方向に揺動可能に取り付けられ、またアームの先端部にバケットが上下方向に揺動可能に取り付けられている。アーム及びバケットもまた、図示しないアームシリンダ及びバケットシリンダによって揺動することができる。
このように油圧ショベルでは、作動油を各アクチュエータ１１Ｌ，１１Ｒ，１２，１３に供給することによってそれらを作動させることができ、作動させることによって掘削等の種々の作業を行うことができる。このように構成されている油圧ショベルは、これらの各アクチュエータ１１Ｌ，１１Ｒ，１２，１３に作動油を供給すべく油圧駆動システム１を備えている。
＜油圧駆動システム＞
油圧駆動システム１は、ポンプの吐出流量に関するフェールセーフ機能を有する油圧駆動システムであって、主に２つの油圧ポンプ２１Ｌ，２１Ｒと、２つのレギュレータ２３Ｌ，２３Ｒ、と油圧供給装置２４とを備えている。２つの油圧ポンプ２１Ｌ，２１Ｒの各々は、例えばタンデム型のダブルポンプであり、共有する入力軸２５によって駆動可能に構成されている。なお、２つの油圧ポンプ２１Ｌ，２１Ｒは、必ずしもタンデム型のダブルポンプである必要はなく、パラレル型のダブルポンプであってもよく、また各々が別々に形成されるシングルポンプであってもよい。また、油圧駆動システム１に備わる油圧ポンプの数は、必ずしも２つに限定されず、３つ以上であってもよい。このように構成されている２つの油圧ポンプ２１Ｌ，２１Ｒは、入力軸２５を介してエンジン又は電動機等の駆動源２６に繋がっており、駆動源２６が入力軸２５を回転させることによって２つの油圧ポンプ２１Ｌ，２１Ｒから作動油が吐出される。更に詳細に説明すると、２つの油圧ポンプ２１Ｌ，２１Ｒには、後で詳述する油圧供給装置２４のポンプ通路２７Ｌ，２７Ｒが夫々接続されており、各油圧ポンプ２１Ｌ，２１Ｒの各々は、それが接続されるポンプ通路２７Ｌ，２７Ｒに作動油を吐出する。
このように構成されている２つの油圧ポンプ２１Ｌ，２１Ｒは、共に可変容量型の斜板ポンプであり、斜板２２Ｌ，２２Ｒを夫々有している。なお、２つのポンプを説明の便宜上エンジンに近い側を添え字Ｌとしているが、どちら側をＬと呼んでも良い。即ち、２つの油圧ポンプ２１Ｌ，２１Ｒのうち一方のポンプ２１Ｌである左側油圧ポンプ２１Ｌは、斜板２２Ｌの傾転角を変えることによってその吐出流量を変え、また他方の油圧ポンプ２１Ｒである右側油圧ポンプ２１Ｒは、斜板２２Ｒの傾転角を変えることによってその吐出流量を変えることができる。また、油圧ポンプ２１Ｌ，２１Ｒの各々には、その斜板２２Ｌ，２２Ｒの傾転角を変えるべくレギュレータ２３Ｌ，２３Ｒが設けられている。以下では、２つのレギュレータ２３Ｌ，２３Ｒの構成について説明するが、２つのレギュレータ２３Ｌ，２３Ｒは、同一の構成を有し、また同一の機能を達成している。それ故、一方のレギュレータ２３Ｌである左側レギュレータ２３Ｌの構成について主に説明し、他方のレギュレータ２３Ｒである右側レギュレータ２３Ｒの構成については、その説明を省略する。なお、各レギュレータ２３Ｌ，２３Ｒの構成部品に付する符号については、左側レギュレータ２３Ｌの構成部品について「Ｌ」を付し、右側レギュレータ２３Ｒの構成部品について「Ｒ」を付して示す。
左側レギュレータ２３Ｌは、図２に示すようにサーボピストン３１Ｌと、調整弁３２Ｌと、制御ピストン３３Ｌと、電磁比例制御弁３４Ｌとを有している。サーボピストン３１Ｌは、その軸線方向に移動可能に構成され、左側油圧ポンプ２１Ｌの斜板２２Ｌと連動するように構成されている。即ち、サーボピストン３１Ｌを移動させることによって斜板２２Ｌを動かしてその傾転角を変更することができる。このような機能を有するサーボピストン３１Ｌは、一端部が他端部に比べて大径に形成されている。また、左側レギュレータ２３Ｌには、サーボピストン３１Ｌの各端部に駆動圧（詳しくは、後述する吐出圧及び制御圧）を与えるべく２つの受圧室３５Ｌ，３６Ｌが形成されている。
一方の受圧室である小径室３５Ｌは、左側油圧ポンプ２１Ｌの吐出通路に繋がっており、そこに左側油圧ポンプ２１Ｌの吐出圧が導入されている。また、他方の受圧室である大径室３６Ｌは、後で詳述する調整弁３２Ｌを介して左側油圧ポンプ２１Ｌの吐出通路に繋がっており、調整弁３２Ｌによって制御された制御圧が導入されている。即ち、サーボピストン３１Ｌは、導入される吐出圧及び制御圧に応じてその位置を変え、その位置に応じて斜板２２Ｌの傾転角が変更される。また、他方の大径室３６Ｌには、そこに導入される制御圧の圧力を調整すべく調整弁３２Ｌが接続されている。
調整弁３２Ｌは、他方の大径室３６Ｌの他に、左側油圧ポンプ２１Ｌ（より詳しくは、左側油圧ポンプ２１Ｌと接続される左側ポンプ通路２７Ｌ）とタンク３０とに接続されている。調整弁３２Ｌは、スプール３２Ｌａを有しており、スプール３２Ｌａの位置を変えることによって他方の大径室３６Ｌに夫々接続される左側ポンプ通路２７Ｌ及びタンク３０の各々との間の開度も制御して制御圧を調整する。また、調整弁３２Ｌは、スリーブ３２Ｌｂを有している。
スリーブ３２Ｌｂは、スプール３２Ｌａに外装されており、スプール３２Ｌａに対して相対移動することができる。また、スリーブ３２Ｌｂは、サーボピストン３１Ｌの動きに連動するように構成されており、スプール３２Ｌａに対する相対位置を変えることによって前述する開度を調整する。前記調整弁３２Ｌの前記スプール３２Ｌａには、その位置を調整すべく制御ピストン３３Ｌ及びばね部材３２Ｌｃが設けられている。
即ち、制御ピストン３３Ｌ及びばね部材３２Ｌｃは、互いに抗する方向の荷重をスプール３２Ｌａに与えるべく配置されている。前記制御ピストン３３Ｌには、その端部に信号圧ＰＬが作用しており、制御ピストン３３Ｌは、この信号圧ＰＬに応じた押圧力でスプール３２Ｌａを押圧する。このように構成される制御ピストン３３Ｌには、そこに信号圧ＰＬを与えるべくレギュレータ用電磁比例制御弁３４Ｌが接続されている。
レギュレータ用電磁比例制御弁３４Ｌは、パイロットポンプ２９（例えば、ギアポンプ）に接続されており、パイロットポンプ２９から吐出されるパイロット油を減圧して制御ピストン３３Ｌに出力する。更に詳細に説明すると、レギュレータ用電磁比例制御弁３４Ｌは、電流の増加に対して二次圧が増加する比例型の電磁比例制御弁であり、入力される流量指令信号に応じた圧力の信号圧ＰＬを出力する。出力された信号圧ＰＬは、前述の通り制御ピストン３３Ｌに与えられ、制御ピストン３３Ｌが信号圧ＰＬに応じた押圧力でスプール３２Ｌａを押圧する。
このように構成されている左側レギュレータ２３Ｌでは、スプール３２Ｌａが制御ピストン３３Ｌの押圧力とばね部材３２Ｌｃの付勢力とが釣り合う位置に移動し、またサーボピストン３１Ｌは、大径室３６Ｌと小径室３５Ｌの油圧により発生する軸方向の力がバランスする様にストロークすることでスプール３２Ｌａの位置に応じた位置へと移動する。これにより、斜板２２Ｌの傾転角を制御ピストン３３Ｌに与えられる信号圧ＰＬに応じた角度に調整することができる。それ故、左側レギュレータ２３Ｌは、レギュレータ用電磁比例制御弁３４Ｌに入力される流量指令信号に応じた角度に斜板２２Ｌの傾転角を制御することができる。左側レギュレータ２３Ｌにおいてレギュレータ用電磁比例制御弁３４Ｌには、そこに流量指令信号を入力すべく制御装置４０が電気的に接続されている。
制御装置４０は、レギュレータ用電磁比例制御弁３４Ｌ、３４Ｒの各々に流量指令信号を出力し、各油圧ポンプ２１Ｌ、２１Ｒの吐出流量を制御する。また、制御装置４０には、２つの圧力センサ４１Ｌ，４１Ｒが電気的に接続されている。２つの圧力センサ４１Ｌ，４１Ｒの各々は、２つのポンプ通路２７Ｌ，２７Ｒに対応付けて設けられ、対応するポンプ通路２７Ｌ，２７Ｒの油圧（即ち、各油圧ポンプ２１Ｌ，２１Ｒの吐出圧）に応じた信号を制御装置４０に出力している。制御装置４０は、各圧力センサ４１Ｌ，４１Ｒからの信号に応じて油圧ポンプ２１Ｌ，２１Ｒの吐出圧を検出し、油圧ポンプ２１Ｌ，２１Ｒの吐出圧に応じた流量指令信号を出力して油圧ポンプ２１Ｌ，２１Ｒの吐出流量を制御する。
更に詳細に説明すると、制御装置４０は、図３（ａ）及び（ｂ）に示すような馬力特性線４２Ｌ，４２Ｒを記憶している。馬力特性線４２Ｌ，４２Ｒは、各油圧ポンプ２１Ｌ，２１Ｒの吐出圧と吐出流量との関係を示す線であり、駆動源２６の最高出力又は予め設定される出力（例えば、燃費向上のために設定される出力）に基づいて設定される。なお、本実施形態では、２つの油圧ポンプ２１Ｌ，２１Ｒの馬力の和である総馬力が駆動源２６の最高出力を超えないように馬力特性線４２Ｌ，４２Ｒが設定されている。制御装置４０は、この馬力特性線と検出される吐出圧とに基づいて吐出流量を演算し、演算される吐出流量に応じた流量指令信号をレギュレータ用電磁比例制御弁３４Ｌ、３４Ｒの各々に出力する。これにより、駆動源２６の最高出力又は予め設定される出力（例えば、燃費向上のために設定される出力）に基づいて夫々設定される第１及び第２設定馬力を超えないように各油圧ポンプ２１Ｌ，２１Ｒの吐出流量を制御することができる（第１及び第２馬力制御）。
このように油圧ポンプ２１Ｌ，２１Ｒの吐出流量は、制御装置４０によって制御され、第１及び第２設定馬力を超えないようになっている。また、油圧ポンプ２１Ｌ，２１Ｒは、油圧供給装置２４と接続されており、油圧供給装置２４を介して作動油を各アクチュエータ１１Ｌ，１１Ｒ，１２，１３に供給してそれらを作動させる。以下では、油圧供給装置２４の構成について説明する。
油圧供給装置２４は、前述する各アクチュエータ１１Ｌ，１１Ｒ，１２，１３に作動油を供給すべく、各アクチュエータに対応させて配置される複数の方向制御弁５１Ｌ，５１Ｒ,５２～５４を有している。更に詳細に説明すると、油圧供給装置２４は、左右一対の走行用油圧モータ１１Ｌ，１１Ｒに夫々対応させて配置される左側及び右側走行用方向制御弁５１Ｌ,５１Ｒ、旋回用油圧モータ１２に対応させて配置される旋回用方向制御弁５２、並びにブームシリンダ１３に対応させて配置されている第１及び第２ブーム用方向制御弁５３，５４を有しており、これらのうち第１ブーム用方向制御弁５３及び右側走行用方向制御弁５１Ｒが後述する走行直進弁５０を介することなく油圧ポンプ２１Ｌ，２１Ｒに夫々接続されている。なお、油圧供給装置２４には、前述するアクチュエータ１１Ｌ，１１Ｒ，１２，１３の他に、アームシリンダ及びバケットシリンダ等のアクチュエータにも接続されているが、本実施形態では図示及び説明を省略する。また、以下では、まず第１ブーム用方向制御弁５３及び右側走行用方向制御弁５１Ｒについて説明する。
第１ブーム用方向制御弁５３は、左側ポンプ通路２７Ｌを介して一方の油圧ポンプ２１Ｌである左側油圧ポンプ２１Ｌに接続されている。更に詳細に説明すると、左側ポンプ通路２７Ｌからは、分岐通路２８が分岐しており、第１ブーム用方向制御弁５３は、分岐通路２８を介して左側ポンプ通路２７Ｌと接続されている。また、第１ブーム用方向制御弁５３と分岐通路２８との間には逆止弁５８が設けられており、逆止弁５８によって第１ブーム用方向制御弁５３から分岐通路２８への作動油の流れが阻止されている。このように配置されている第１ブーム用方向制御弁５３は、左側ポンプ通路２７Ｌの他に、タンク３０及びブームシリンダ１３に繋がっており、それらの接続状態を切換えることができる。
更に詳細に説明すると、第１ブーム用方向制御弁５３は、スプール５３ａを有している。スプール５３ａは、その両端部に異なる２つの電磁比例制御弁５３ｂ，５３ｃから夫々出力されるパイロット圧を夫々受圧しており、受圧する２つのパイロット圧の差圧に応じた位置に移動する。これにより、左側ポンプ通路２７Ｌ及びタンク３０とブームシリンダ１３との接続状態を切換えることができる、即ちブームシリンダ１３に流す作動油の流れを切換えることができ、そうすることによって後で詳述する第２ブーム用方向制御弁５４と協働してブームシリンダ１３を伸縮させることができる。
他方、右側走行用方向制御弁５１Ｒは、右側ポンプ通路２７Ｒを介して他方の油圧ポンプである右側油圧ポンプ２１Ｒに接続されている。また、右側走行用方向制御弁５１Ｒは、右側ポンプ通路２７Ｒの他に、タンク３０及び右側走行用油圧モータ１１Ｒに繋がっており、それらの接続状態を切換えることができる。更に詳細に説明すると、右側走行用方向制御弁５１Ｒは、スプール５１Ｒａを有している。スプール５１Ｒａは、その両端部に異なる２つの電磁比例制御弁５１Ｒｂ，５１Ｒｃから夫々出力されるパイロット圧を夫々受圧しており、受圧する２つのパイロット圧の差圧に応じた位置に移動する。これにより、右側ポンプ通路２７Ｒ及びタンク３０と右側走行用油圧モータ１１Ｒとの接続状態を切換えることができる、即ち右側走行用油圧モータ１１Ｒに流す作動油の流れを切換えることができる。そうすることによって右側走行用油圧モータ１１Ｒの回転方向を変えることができる。
このように構成されている２つの方向制御弁５３、５１Ｒの各々は、通路２８，２７Ｒを介してそれぞれ油圧ポンプ２１Ｌ、２１Ｒに常時接続されており、各々対応する油圧ポンプ２１Ｌ，２１Ｒから吐出される作動油が導かれる。他方、他の３つの方向制御弁５１Ｌ，５２，５４については、油圧ショベルの作業状態に応じて接続される油圧ポンプ２１Ｌ，２１Ｒを切換えることができ、接続する油圧ポンプ２１Ｌ，２１Ｒを切換えるべく油圧供給装置２４は、走行直進弁５０を備えている。
走行直進弁５０は、主に油圧ショベルを直進走行させつつブーム、アーム、バケット、或いは旋回操作を行う際に左右一対の走行用油圧モータ１１Ｌ，１１Ｒに流れる作動油の流量に偏りが生じることを抑制するための弁である。このような機能を達成すべく、走行直進弁５０は、３つの方向制御弁５１Ｌ，５２，５４の各々に接続される油圧ポンプ２１Ｌ，２１Ｒを切換える。以下では、走行直進弁５０について更に詳細に説明する。
走行直進弁５０は、前記左側ポンプ通路２７Ｌに接続され、且つ前記右側ポンプ通路２７Ｒに接続されている。また、走行直進弁５０には、左側及び右側供給通路５５Ｌ、５５Ｒが繋がっており、左側供給通路５５Ｌには左側走行用方向制御弁５１Ｌが繋がり、また右側供給通路５５Ｒには旋回用方向制御弁５２及び第２ブーム用方向制御弁５４が並列するように繋がっている。このように配置される走行直進弁５０は、これら４つの通路２７Ｌ，２７Ｒ，５５Ｌ，５５Ｒの接続状態を切換え、３つの方向制御弁５１Ｌ，５２，５４の各々に接続される油圧ポンプ２１Ｌ，２１Ｒを切換える。
更に詳細に説明すると、走行直進弁５０は、スプール５０ａを有しており、スプール５０ａが移動することによって走行直進弁５０のファンクションが切換わる。即ち、スプール５０ａは、そのストローク量が０である第１弁位置Ａ１からストローク量がＳｍａｘである第２弁位置Ａ２との間で移動することができる。第１弁位置Ａ１では、左側ポンプ通路２７Ｌが左側供給通路５５Ｌに接続され、また右側ポンプ通路２７Ｒが右側供給通路５５Ｒに接続される（第１ファンクション）。前記第１弁位置Ａ１では、左側ポンプ通路２７Ｌと右側供給通路５５Ｒとの間は遮断され、右側ポンプ通路２７Ｒと左側供給通路５５Ｌとの間が遮断されている。逆に第２弁位置Ａ２では、左側ポンプ通路２７Ｌが右側供給通路５５Ｒに接続され、また右側ポンプ通路２７Ｒが左側供給通路５５Ｌに接続される （第２ファンクション）。前記第２弁位置Ａ２では、左側ポンプ通路２７Ｌと左側供給通路５５Ｌとの間は遮断され、右側ポンプ通路２７Ｒと右側供給通路５５Ｒとの間が遮断されている。更に走行直進弁５０では、スプール５０ａが第１弁位置Ａ１と第２弁位置Ａ２との間で移動する際に、４つの通路２７Ｌ，２７Ｒ，５５Ｌ，５５Ｒの接続状態が以下のように連続的に変化する。
即ち、左側ポンプ通路２７Ｌと左側供給通路５５Ｌとの間の開度は、図４（ａ）に示すように第１弁位置Ａ１において最も大きく、スプール５０ａのストローク量が増加するにつれて減少する（図４（ａ）の実線参照）。そして、ストローク量Ｓｍａｘとなる第２弁位置Ａ２に到達すると、左側ポンプ通路２７Ｌと左側供給通路５５Ｌとの間が遮断される。他方、第１弁位置Ａ１において遮断されている左側ポンプ通路２７Ｌと右側供給通路５５Ｒとの間は、スプール５０ａが第１弁位置Ａ１から離れることによって開き始め、スプール５０ａのストローク量が増加するにつれて開度が増して第２弁位置Ａ２で最大となる（図４（ａ）の点線参照）。また、右側ポンプ通路２７Ｒと右側供給通路５５Ｒとの間の開度は、図４（ｂ）に示すように第１弁位置Ａ１において最も大きく、スプール５０ａのストローク量が増加するにつれて減少する。そして、ストローク量Ｓｍａｘとなる第２弁位置Ａ２に到達すると、右側ポンプ通路２７Ｒと右側供給通路５５Ｒとの間が遮断される（図４（ｂ）の点線参照）。他方、第１弁位置Ａ１において遮断されている右側ポンプ通路２７Ｒと左側供給通路５５Ｌとの間は、スプール５０ａが第１弁位置Ａ１から移動することによって開き始め、スプール５０ａのストローク量から増加するにつれて開度が増して第２弁位置Ａ２で最大となる（図４（ｂ）の実線参照）。
このように走行直進弁５０は、スプール５０ａを第１及び第２弁位置Ａ１，Ａ２に夫々移動させることによって左側及び右側供給通路５５Ｌ，５５Ｒに接続される通路をポンプ通路２７Ｌ，２７Ｒに夫々切換えることができる。即ち、走行直進弁５０は、左側及び右側供給通路５５Ｌ，５５Ｒに接続される油圧ポンプ２１Ｌ，２１Ｒを切換えることができる。また、スプール５０ａが第１弁位置Ａ１と第２弁位置Ａ２との間を移動する際に２つのポンプ通路２７Ｌ，２７Ｒと２つの供給通路５５Ｌ，５５Ｒとの間の開度を連続的に変化させている。このような機能を有する走行直進弁５０は、そのスプール５０ａの位置を変えるべくばね部材５０ｂを有している。
ばね部材５０ｂは、スプール５０ａの一端部に設けられており、第１弁位置Ａ１に位置させるべくスプール５０ａを付勢している。また、スプール５０ａの他端部には、ばね部材５０ｂに抗するように切換指令圧が作用しており、切換指令圧を作用させるべく走行直進弁５０には、切換弁用電磁比例制御弁（以下、「切換弁用比例弁」という）５７が接続されている。切換弁用比例弁５７は、制御装置４０に電気的に接続されており、そこから出力される切換指令信号に応じた圧力の切換指令圧を出力する。出力された切換指令圧は、前述の通りスプール５０ａの他端部に与えられ、スプール５０ａは切換指令圧に応じた押圧力によって押圧される。
このようにスプール５０ａの各端部には、互いに抗するようにばね部材５０ｂの付勢力及び切換指令圧に応じた押圧力が作用しており、スプール５０ａは、これらの力が均衡する位置に移動する。即ち、切換弁用比例弁５７から出力される切換指令圧を増加させるとスプール５０ａが第２弁位置Ａ２の方へと移動し、切換指令圧を減少させるとスプール５０ａが第１弁位置Ａ１の方へと移動する。それ故、切換指令圧を調整することによって２つポンプ通路２７Ｌ，２７Ｒの接続先を２つの供給通路５５Ｌ，５５Ｒのうちの一方又は両方に切換えることができる。このように接続先を切換え可能な左側供給通路５５Ｌには、左側走行用方向制御弁５１Ｌが接続されている。
左側走行用方向制御弁５１Ｌは、左側供給通路５５Ｌの他、左側走行用油圧モータ１１Ｌ及びタンク３０に接続されており、それらの接続状態を切換えることができる。更に詳細に説明すると、左側走行用方向制御弁５１Ｌは、スプール５１Ｌａを有している。スプール５１Ｌａは、その両端部に異なる２つの電磁比例制御弁５１Ｌｂ，５１Ｌｃから夫々出力されるパイロット圧を夫々受圧しており、受圧する２つのパイロット圧の差圧に応じた位置に移動する。これにより、左側走行用方向制御弁５１Ｌは、左側供給通路５５Ｌ及びタンク３０と左側走行用油圧モータ１１Ｌとの接続状態を切換えることができる、即ち左側走行用油圧モータ１１Ｌに流す作動油の流れを切換えることができる。そうすることによって左側走行用油圧モータ１１Ｌの回転方向を変えることができる。また、右側供給通路５５Ｒには、旋回用方向制御弁５２及び第２ブーム用方向制御弁５４が並列して接続されている。
旋回用方向制御弁５２は、右側供給通路５５Ｒの他、旋回用油圧モータ１２及びタンク３０に接続されている。なお、右側供給通路５５Ｒと旋回用方向制御弁５２との間には、逆止弁５９が設けられており、逆止弁５９によって旋回用方向制御弁５２から右側供給通路５５Ｒへの作動油の流れが阻止されている。このように配置されている旋回用方向制御弁５２は、右側供給通路５５Ｒ及びタンク３０と旋回用油圧モータ１２との接続状態を切換えることができる。更に詳細に説明すると、旋回用方向制御弁５２は、スプール５２ａを有している。スプール５２ａは、その両端部に異なる２つの電磁比例制御弁５２ｂ，５２ｃから夫々出力されるパイロット圧を夫々受圧しており、受圧する２つのパイロット圧の差圧に応じた位置に移動する。これにより、旋回用方向制御弁５２は、右側供給通路５５Ｒ及びタンク３０と旋回用油圧モータ１２との接続状態を切換えることができる、即ち旋回用油圧モータ１２に流す作動油の流れを切換えることができる。そうすることによって旋回用油圧モータ１２の回転方向を変えることができる。
また、第２ブーム用方向制御弁５４は、右側供給通路５５Ｒの他に、ブームシリンダ１３及びタンク３０に接続されている。なお、右側供給通路５５Ｒと第２ブーム用方向制御弁５４との間には、逆止弁６０ａが設けられており、逆止弁６０ａによって第２ブーム用方向制御弁５４から右側供給通路５５Ｒへの作動油の流れが阻止されている。更に、第２ブーム用方向制御弁５４とブームシリンダ１３との間にも逆止弁６０ｂが設けられており、逆止弁６０ｂによってブームシリンダ１３から第２ブーム用方向制御弁５４への作動油の流れが阻止されている。
このように配置されている第２ブーム用方向制御弁５４は、第１ブーム用方向制御弁５３と同様に、右側供給通路５５Ｒ及びタンク３０とブームシリンダ１３との接続状態を切換えることができる。更に詳細に説明すると、第２ブーム用方向制御弁５４は、スプール５４ａを有している。スプール５４ａは、その両端部に異なる２つの電磁比例制御弁５４ｂ，５４ｃから夫々出力されるパイロット圧を夫々受圧しており、受圧する２つのパイロット圧の差圧に応じた位置に移動する。これにより、右側供給通路５５Ｒ及びタンク３０とブームシリンダ１３との接続状態を切換えることができる、即ちブームシリンダ１３に流す作動油の流れを切換えることができ、そうすることによって第１ブーム用方向制御弁５３と協働してブームシリンダ１３を伸縮させることができる。
このように構成されている油圧供給装置２４は、更に２つのバイパス通路５６Ｌ，５６Ｒを有しており、各バイパス通路５６Ｌ，５６Ｒには、方向制御弁５１Ｌ，５３，及び５１Ｒ，５２，５４が夫々介在している。更に詳細に説明すると、一方のバイパス通路５６Ｌである左側バイパス通路５６Ｌは、左側供給通路５５Ｌから分岐するように形成されている。この左側バイパス通路５６Ｌには、左側走行用方向制御弁５１Ｌ及び第１ブーム用方向制御弁５３が上流側からその順番で並んで介在している。また、左側バイパス通路５６Ｌは、２つの方向制御弁５１Ｌ，５３の更に下流側に介在する第１バイパスカット弁（図示せず）を介してタンク３０と繋がっており、左側供給通路５５Ｌに導かれる作動油を排出できる。また、左側バイパス通路５６Ｌでは、そこに介在する左側走行用方向制御弁５１Ｌ及び第１ブーム用方向制御弁５３の動きに応じて開度が調整される。即ち、左側走行用油圧モータ１１Ｌを回転させるべく左側走行用方向制御弁５１Ｌが作動したりブームシリンダ１３を伸縮させるべく第１ブーム用方向制御弁５３が作動したりすると、各方向制御弁５１Ｌ，５３によって左側バイパス通路５６Ｌの開度が絞られる。これにより、左側供給通路５５Ｌに導かれる作動油の圧力を上昇させることができ、左側走行用油圧モータ１１Ｌ及びブームシリンダ１３を作動させることができる。
また、他方のバイパス通路５６Ｒである右側バイパス通路５６Ｒは、右側ポンプ通路２７Ｒから分岐するように形成されている。この右側バイパス通路５６Ｒには、右側走行用方向制御弁５１Ｒ、旋回用方向制御弁５２、及び第２ブーム用方向制御弁５４が上流側からその順番で並んで介在している。また、右側バイパス通路５６Ｒは、３つの方向制御弁５１Ｒ，５２，５４の更に下流側に介在する第２バイパスカット弁（図示せず）を介してタンク３０と繋がっており、右側ポンプ通路２７Ｒに吐出される作動油（即ち、右側油圧ポンプ２１Ｒから吐出される作動油）を排出する。また、右側走行用方向制御弁５１Ｒ、旋回用方向制御弁５２、及び第２ブーム用方向制御弁５４の各々は、その動きに応じて右側バイパス通路５６Ｒの開度を調整する。即ち、各方向制御弁５１Ｒ，５２，５４が対応するアクチュエータを作動させるべく作動すると、作動する方向制御弁５１Ｒ，５２，５４によって右側バイパス通路５６Ｒの開度が絞られる。これにより、右側ポンプ通路２７Ｒを流れる作動油の圧力を上昇させることができる。これにより、右側油圧ポンプ２１Ｒに接続されるアクチュエータ１１Ｒ，１２，１３を作動させることができる。
このように構成されている油圧供給装置２４では、その動きが前述する制御装置４０によって制御されており、制御装置４０には、油圧供給装置２４の動作に関する指令を与えるべく旋回用操作装置７１、及びブーム用操作装置７２、及び走行用操作装置７３が電気的に接続されている。これら３つの操作装置７１～７３は、旋回用油圧モータ１２、ブームシリンダ１３、及び一対の走行用油圧モータ１１Ｌ，１１Ｒを作動させるべく油圧ショベルに備えられており、例えば電気ジョイスティック又はリモートコントロール弁等によって構成されている。更に詳細に説明すると、旋回用操作装置７１は、旋回用油圧モータ１２を作動させるべく油圧ショベルに備えられており、旋回用操作レバー７１ａを有している。また、旋回用操作レバー７１ａは、傾倒可能に構成されており、操作レバー７１ａが傾倒されると旋回用操作装置７１は制御装置４０に信号を出力する。
また、ブーム用操作装置７２は、ブームシリンダ１３を作動させるべく油圧ショベルに備えられており、ブーム用操作レバー７２ａを有している。ブーム用操作レバー７２ａは、傾倒可能に構成されており、ブーム用操作レバー７２ａが傾倒されるとブーム用操作装置７２は制御装置４０に信号を出力する。更に、走行用操作装置７３は、左右一対の走行用油圧モータ１１Ｌ，１１Ｒを作動させるべく油圧ショベルに備えられており、左右一対のフットペダル７３ａ，７３ｂを有しており、各フットペダル７３ａ，７３ｂは、左側走行用油圧モータ１１Ｌ及び右側走行用油圧モータ１１Ｒに夫々対応させて設けられている。また、各フットペダル７３ａ，７３ｂは、足で踏みつける等して操作することができ、操作されると走行用操作装置７３は制御装置４０に信号を出力する。
制御装置４０は、３つの操作装置７１～７３から出力される信号に応じて各方向制御弁５１Ｌ，５１Ｒ，５２～５４の動きを制御するようになっている。前記制御装置４０は、方向制御弁５１Ｌ，５１Ｒ，５２～５４に設けられている各電磁比例制御弁５１Ｌｂ，５１Ｌｃ，５１Ｒｂ，５１Ｒｃ，５２ｂ～５４ｂ，５２ｃ～５４ｃに夫々電気的に接続されており、３つの操作装置７１～７３から出力される信号に応じて電磁比例制御弁５１Ｌｂ，５１Ｌｃ，５１Ｒｂ，５１Ｒｃ，５２ｂ～５４ｂ，５２ｃ～５４ｃに指令信号を出力する。また、制御装置４０は、走行直進弁５０に設けられる切換弁用比例弁５７にも電気的に接続されており、３つの操作装置７１～７３からの出力信号（より詳しくは、走行用操作装置７３からの出力信号）に応じて切換弁用比例弁５７に切換指令信号を出力する。
このように構成されている制御装置４０は、更にレギュレータ用電磁比例制御弁３４Ｌ，３４Ｒの電気系統の故障、即ち比例弁３４Ｌの電気的故障および制御装置４０から比例弁３４Ｌまでの接続部分を含めた電気配線の電気的故障（以下、単に「故障」という）を検出することができる。即ち、故障検出装置の一例である制御装置４０は、レギュレータ用電磁比例制御弁３４Ｌ，３４Ｒに所定の間隔で電流（故障検出信号）を夫々出力しており、出力される故障検出信号の電流値を検出する。そして、検出される電流値が所定値以下であると、レギュレータ用電磁比例制御弁３４Ｌ，３４Ｒが断線又はショートによって電気的に故障していると判定する、即ちレギュレータ用電磁比例制御弁３４Ｌ，３４Ｒの電気系統の故障を検出する。
＜油圧駆動システムの動作について＞
このように構成されている油圧駆動システム１では、３つの操作装置７１～７３に行われる操作に応じて制御装置４０が油圧供給装置２４の動きを制御し、アクチュエータ１１Ｌ，１１Ｒ，１２，１３を作動させる。以下では、制御装置４０の動作について説明する。制御装置４０は、旋回用操作レバー７１ａが単独で操作されて旋回用操作装置７１から信号が出力されると、その信号に応じた旋回指令信号を電磁比例制御弁５２ｂ（又は電磁比例制御弁５２ｃ）に出力して旋回用方向制御弁５２を作動させる。この際、走行直進弁５０のスプール５０ａは第１弁位置Ａ１に位置しており、旋回用方向制御弁５２が右側ポンプ通路２７Ｒ及び右側供給通路５５Ｒを介して右側油圧ポンプ２１Ｒと繋がっている。それ故、右側油圧ポンプ２１Ｒからの作動油が旋回用油圧モータ１２に供給され、この作動油によって旋回用油圧モータ１２が回転する。
他方、ブーム用操作レバー７２ａが操作されてブーム用操作装置７２から信号が出力されると、制御装置４０は、その信号に応じたブーム指令信号を電磁比例制御弁５３ｂ及び電磁比例制御弁５４ｂ（ブーム上昇時）（又は電磁比例制御弁５３ｃ及び電磁比例制御弁５４ｃ（ブーム下降時））に出力し、第１及び第２ブーム用方向制御弁５３，５４を作動させる。この際も、走行直進弁５０のスプール５０ａは第１弁位置Ａ１に位置しており、第２ブーム用方向制御弁５３が右側ポンプ通路２７Ｒ及び右側供給通路５５Ｒを介して右側油圧ポンプ２１Ｒと繋がっている。それ故、２つの方向制御弁５１Ｌ，５１Ｒには、第１及び第２油圧ポンプからの作動油が夫々導かれ、ブーム上昇時においてそれらの作動油を方向制御弁５１Ｌ，５１Ｒの下流側にて合流させてブームシリンダ１３に導くことができる。これにより、ブームを速い速度で上昇させることができる。なお、ブーム下降時では、作動油が第１ブーム用方向制御弁５３だけを介してブームシリンダ１３に供給され、またブームシリンダ１３から排出される作動油は第２ブーム用方向制御弁５４だけを介してタンク３０に排出されており、ブームシリンダ１３に対して給排される作動油の流量を互いに独立して制御される。
次に、一対のフットペダル７３ａ，７３ｂのうち一方だけ、例えば左側のフットペダル７３ａが操作されて走行用操作装置７３から信号が出力されると、制御装置４０は、その信号に応じた走行指令信号を電磁比例制御弁５１Ｌｂ（又は電磁比例制御弁５１Ｌｃ）に出力し、左側走行用方向制御弁５１Ｌを作動させる。一対のフットペダル７３ａ，７３ｂのうち一方だけが操作される場合、走行直進弁５０のスプール５０ａは第１弁位置Ａ１に位置しており、左側走行用方向制御弁５１Ｌが左側ポンプ通路２７Ｌ及び左側供給通路５５Ｌを介して左側油圧ポンプ２１Ｌと繋がっている。それ故、左側油圧ポンプ２１Ｌからの作動油が左側走行用方向制御弁５１Ｌに供給され、この作動油によって左側走行用油圧モータ１１Ｌが作動する。他方、油圧ショベルを直進走行させる等フットペダル７３ａ，７３ｂの両方が操作された場合、制御装置４０は以下のように動作する。
即ち、制御装置４０は、フットペダル７３ａ，７３ｂの両方が操作された状態において走行用操作装置７３からの信号が出力されると、走行直進弁５０に接続される切換弁用比例弁５７に切換指令信号を出力し、スプール５０ａを第２弁位置Ａ２へと移動させる。これにより、左側ポンプ通路２７Ｌが右側供給通路５５Ｒに接続され、右側ポンプ通路２７Ｒが左側供給通路５５Ｌに接続される。これにより、左側及び右側走行用方向制御弁５１Ｌ，５１Ｒが共に右側油圧ポンプ２１Ｒに接続され、左側及び右側走行用方向制御弁５１Ｌ，５１Ｒ以外の方向制御弁５２～５４が左側油圧ポンプ２１Ｌに接続される。
左側及び右側走行用方向制御弁５１Ｌ，５１Ｒが別々の油圧ポンプ２１Ｌ，２１Ｒに接続されている場合、走行用油圧モータ１１Ｌ，１１Ｒと共に別のアクチュエータ１２，１３を作動させると別のアクチュエータ１２，１３に作動油が導かれるので、所望の流量の作動油を走行用油圧モータ１１Ｌ，１１Ｒに導くことができない。それ故、直進走行させるべく２つのフットペダル７３ａ，７３ｂの両方を同じ操作量だけ操作した際に、走行用油圧モータ１１Ｌ，１１Ｒに供給される作動油の流量に偏りが生じて、油圧ショベルの直進性が低下する。これに対して右側油圧ポンプ２１Ｒに左側及び右側走行用方向制御弁５１Ｌ，５１Ｒの両方が接続されている場合、別のアクチュエータ１２，１３の作動の有無に関わらず右側油圧ポンプ２１Ｒから走行用油圧モータ１１Ｌ，１１Ｒに作動油が略等分配されて供給される。それ故、走行用油圧モータ１１Ｌ，１１Ｒに供給される作動油の流量に偏りが生じることを抑制することができ、油圧ショベルの直進走行時における直進性を高めることができる。
なお、左側及び右側走行用方向制御弁５１Ｌ，５１Ｒ以外の方向制御弁５２～５４は左側油圧ポンプ２１Ｌに接続されているので、直進走行時において他の操作装置、例えばブーム用操作レバー７２ａが操作された場合には、左側油圧ポンプ２１Ｌからの作動油が第１及び第２ブーム用方向制御弁５３，５４の少なくとも一方を介してブームシリンダ１３に供給される。それ故、２つの走行用油圧モータ１１Ｌ，１１Ｒの作動中においても、前述の通り、それらに影響を与えることなくブームシリンダ１３を同時操作することができる。
また、制御装置４０は、走行時において左側及び右側走行用方向制御弁５１Ｌ，５１Ｒの開度を対応するフットペダル７３ａ，７３ｂに対する操作量に応じて制御しており、操作量を大きくするとより多くの流量の作動油を走行用油圧モータ１１Ｌ，１１Ｒに供給させる。それ故、操作量が大きい場合、即ち走行速度を早くしていくとやがて、右側油圧ポンプ２１Ｒからの作動油だけでは流量が不足する場合がある。そのような場合においては、補給部６１を介して右側供給通路５５Ｒから右側ポンプ通路２７Ｒに作動油が補給され、不足する流量を補うことができる。
＜制御装置によるフェールセーフ機能＞
油圧駆動システム１では、レギュレータ用電磁比例制御弁３４Ｌ，３４Ｒが断線又はショートによって故障した場合、以下のような事態が生じる。例えばレギュレータ用電磁比例制御弁３４Ｌが故障して電流が流れなくなると、レギュレータ用電磁比例制御弁３４Ｌから出力される二次圧がタンク圧となり、斜板２２Ｌの傾転角が最小傾転角に維持される。即ち、左側油圧ポンプ２１Ｌの吐出圧に関わらずその吐出流量が最小流量Ｑｍｉｎにて維持される（図３（ａ）の二点鎖線参照）。そうすると、アクチュエータ１１Ｌ，１２，１３を作動させる際、左側油圧ポンプ２１Ｌに接続されるアクチュエータ１１Ｌ，１１Ｒ，１２，１３に供給される作動油の流量が大きく不足してしまう。そのような事態を避けるべく、制御装置４０は以下のようなフェールセーフを達成している。
即ち、制御装置４０は、２つのレギュレータ用電磁比例制御弁３４Ｌ，３４Ｒの何れかの故障を検出すると、切換弁用比例弁５７に切換指令信号を出力する。この際に出力される切換指令信号は、第１弁位置Ａ１と第２弁位置Ａ２との間にスプール５０ａを位置させるべく切換弁用比例弁５７に切換指令圧を出力させる信号である。更に詳細に説明すると、制御装置４０は、スプール５０ａをそのストローク量ＳがＳ１≦Ｓ≦Ｓ２の範囲となる第３弁位置Ａ３（即ち、第１弁位置Ａ１と第２弁位置Ａ２との間の中間的な弁位置）に移動させるべく切換弁用比例弁５７に切換指令信号を出力する。この第３弁位置Ａ３では、左側ポンプ通路２７Ｌと２つの供給通路５５Ｌ，５５Ｒとの開度が略同一になり、且つ右側ポンプ通路２７Ｒと２つの供給通路５５Ｌ，５５Ｒとの開度もまた略同一になる位置である。この第３弁位置Ａ３にスプール５０ａを位置させることによって、２つの油圧ポンプ２１Ｌ，２１Ｒからの作動油の夫々を２つの供給通路５５Ｌ，５５Ｒの両方に配分して流すことができる（図５の太線参照）。それ故、アクチュエータ１１Ｌ，１１Ｒ，１２，１３に供給される作動油の流量が大きく不足し、それらを作動できなくなることを低減することができる。
更に、制御装置４０は以下のように動作してもよい。即ち、制御装置４０は、２つのレギュレータ用電磁比例制御弁３４Ｌ，３４Ｒの何れかの故障を検出する、例えば左側レギュレータ２３Ｌのレギュレータ用電磁比例制御弁３４Ｌの故障を検出すると、右側油圧ポンプ２１Ｒの馬力特性線を図３（ｂ）の二点鎖線に示すような馬力特性線４４Ｒに切換える。即ち、制御装置４０は、第１設定馬力からそれより大きい第１故障時用設定馬力に基づいて設定される馬力特性線に応じて右側油圧ポンプ２１Ｒの吐出流量を設定する。そして、制御装置４０は、その吐出流量が吐出されるように右側レギュレータ２３Ｒのレギュレータ用電磁比例制御弁３４Ｒに流量指令信号を出力し、右側レギュレータ２３Ｒの動きを制御する（第１故障時用馬力制御）。これにより、同じ吐出圧において、レギュレータ用電磁比例制御弁３４Ｒが正常な場合よりも多くの吐出流量の作動油を右側油圧ポンプ２１Ｒから吐出させることができる。これにより、各アクチュエータ１１Ｌ，１１Ｒ，１２，１３に配分することができる作動油の流量を増加させることができるので、フェールセーフ時において各アクチュエータ１１Ｌ，１１Ｒ，１２，１３の作動速度が正常時に比べて大幅に低下することを抑制することができる。
なお、正常時において設定される馬力特性線４２Ｌ，４２Ｒは、２つの油圧ポンプ２１Ｌ，２１Ｒが同時に駆動した際に駆動源２６の出力馬力の不足に起因する駆動源２６の停止（エンスト）等の発生を避けるべく設定されているものである。それ故、２つの油圧ポンプ２１Ｌ，２１Ｒのうち一方の油圧ポンプ２１Ｌ，２１Ｒが最小流量Ｑｍｉｎを吐出するような状態では、駆動源２６の最高出力に対して大きな余剰出力（即ち、余剰馬力）が生じる。それ故、他方の油圧ポンプ２１Ｒ，２１Ｌの吸収馬力の上限を第１設定馬力から第１故障時用設定馬力に変更しても駆動源２６が停止することがない。それ故、右側油圧ポンプ２１Ｒに関する設定馬力を第１故障時用設定馬力まで増加させることができ、これによりレギュレータ用電磁比例制御弁３４Ｌが故障した際のアクチュエータ１１Ｌ，１１Ｒ，１２，１３の駆動速度が大幅に低下することを抑制することができる。
また、詳しくは説明しないが、制御装置４０は、右側レギュレータ２３Ｒのレギュレータ用電磁比例制御弁３４Ｒの故障を検出した場合も、左側レギュレータ２３Ｌのレギュレータ用電磁比例制御弁３４Ｌの故障場合と同様の機能を達成する。即ち、故障を検知すると、制御装置４０は、スプール５０ａを第３弁位置Ａ３に移動させるべく切換弁用比例弁５７に切換指令信号を出力し、左側油圧ポンプ２１Ｌの馬力特性線を図３（ｂ）の二点鎖線に示すような馬力特性線に切換える。即ち、制御装置４０は、第２設定馬力からそれより大きい第２故障時用設定馬力に基づいて設定される馬力特性線に応じて左側油圧ポンプ２１Ｌの吐出流量を設定し、それに基づいて左側レギュレータ２３Ｌの動きを制御する（第２故障時用馬力制御）。これにより、フェールセーフ時において各アクチュエータ１１Ｌ，１１Ｒ，１２，１３の作動速度が正常時に比べて大幅に低下することを抑制することができる。
このように構成されている油圧駆動システム１は、油圧ショベルにおいて既存の走行直進弁５０における第３弁位置Ａ３を用いてフェールセーフ機能を達成している。それ故、新たな構成を追加する必要がないので、油圧駆動システム１の製造コストを抑えることができる。
＜その他の実施形態＞
本実施形態の油圧駆動システム１において、走行直進弁５０を切換弁の例として説明しているが、切換弁はこの走行直進弁５０に限定されない。即ち、切換弁は、以下のような機能を有するものであればよい。即ち、切換弁は、２つの油圧ポンプ２１Ｌ，２１Ｒ及び少なくとも２つの以上の方向制御弁に接続され且つ各油圧ポンプ２１Ｌ，２１Ｒに接続される方向制御弁を切換えることができ、更に少なくとも一つの接続状態では２つの油圧ポンプ２１Ｌ，２１Ｒをそれぞれ全ての方向制御弁に導けるものであればよい。この場合、また、搭載される機器も建設車両に限定されず、油圧アクチュエータを備えるものであれば建設機器やロボット等であってもよい。
また、本実施形態の油圧駆動システム１において、２つの油圧ポンプ２１Ｌ，２１Ｒは、必ずしも可変容量型の斜板ポンプである必要はなく、可変容量型の斜軸ポンプであってもよい。また、本実施形態の油圧駆動システム１では、走行直進弁５０及び方向制御弁５１Ｌ，５１Ｒ，５２～５４の各スプールが各電磁比例制御弁からの指令圧に応じて作動するように構成されているが、必ずしもこのように形成されている必要はない。即ち、走行直進弁５０及び方向制御弁５１Ｌ，５１Ｒ，５２～５４の各々は、モータ駆動式又は電磁駆動式のアクチュエータによってスプールが直接駆動されてもよく、その構成は問わない。また、図１では、走行直進弁５０及び方向制御弁５１Ｌ，５１Ｒ，５２～５４は、各電磁比例制御弁と一体的に構成されているように記載されているが、必ずしも一体である必要はなく別体で構成されるようにしてもよい。即ち、図６に示す別の形態の油圧駆動システム１Ａのように走行直進弁５０と切換弁用比例弁５７とが別体で構成されていてもよい。この場合、切換弁用比例弁５７から出力される切換指令圧（パイロット圧）がパイロット通路５７ａを通ってスプール５０ａの他端部に与えられる。このように構成されている油圧駆動システム１Ａもまた、油圧駆動システム１と同様の作用効果を奏する。
１ 油圧駆動システム
１１Ｌ 左側走行用油圧モータ（第１又は第２走行用油圧モータ）
１１Ｒ 右側走行用油圧モータ（第２又は第１走行用油圧モータ）
１２ 旋回用油圧モータ（第２又は第１油圧アクチュエータ）
１３ ブームシリンダ（第１又は第２油圧アクチュエータ）
２１Ｌ 左側油圧ポンプ（第１又は第２油圧ポンプ）
２１Ｒ 右側油圧ポンプ（第２又は第１油圧ポンプ）
２３Ｌ 左側レギュレータ（第１又は第２レギュレータ）
２３Ｒ 右側レギュレータ（第２又は第１レギュレータ）
３４Ｌ レギュレータ用電磁比例制御弁（第１又は第２比例弁）
３４Ｒ レギュレータ用電磁比例制御弁（第２又は第１比例弁）
４０ 制御装置
５０ 走行直進弁（切換弁）
５７ 切換弁用電磁比例制御弁（切換弁用比例弁）

Claims (5)

  1. 第１油圧アクチュエータに作動油を供給すべく、作動油を吐出する可変容量型の第１油圧ポンプと、
    入力される第１流量指令信号に応じて作動する第１比例弁を有し、該第１比例弁によって入力される第１流量指令信号に応じて前記第１油圧ポンプの吐出流量を変える第１レギュレータと、
    第２走行用モータに作動油を供給すべく、作動油を吐出する第２油圧ポンプと、
    前記第１油圧ポンプが吐出する作動油を第１走行用油圧モータに供給可能にし、且つ、前記第２油圧ポンプが吐出する作動油を第２油圧アクチュエータに供給可能にする第１弁位置と、前記第１油圧ポンプが吐出する作動油を前記第２油圧アクチュエータに供給可能にし、且つ、前記第２油圧ポンプが吐出する作動油を前記第１走行用油圧モータに供給可能とする第２弁位置とに切換えることができる切換弁と、
    前記第１比例弁に第１流量指令信号を出力して前記第１比例弁の動作を制御し、且つ前記切換弁に切換指令信号を出力させて前記切換弁の動作を制御する制御装置と、
    前記第１比例弁に関する電気系統の故障を検出する故障検出装置と、を備え、
    前記切換弁は、前記第１油圧ポンプ及び第２油圧ポンプ両方が吐出する作動油を前記第１走行用油圧モータ並びに第１及び第２油圧アクチュエータに供給可能にする第３弁位置に切換えることができ、
    前記制御装置は、前記故障検出装置が前記第１比例弁に関する電気系統の故障を検出すると、前記切換弁を前記第３弁位置に切換える、油圧駆動システム。
  2. 第１油圧アクチュエータに作動油を供給すべく、作動油を吐出する可変容量型の第１油圧ポンプと、
    第１比例弁を有し、該第１比例弁によって入力される第１流量指令信号に応じて前記第１油圧ポンプの吐出流量を変える第１レギュレータと、
    第２走行用モータに作動油を供給すべく、作動油を吐出する第２油圧ポンプと、
    前記第１油圧ポンプが吐出する作動油を第１走行用油圧モータに供給可能にし、且つ、前記第２油圧ポンプが吐出する作動油を第２油圧アクチュエータに供給可能にする第１弁位置と、前記第１油圧ポンプが吐出する作動油を前記第２油圧アクチュエータに供給可能にし、且つ、前記第２油圧ポンプが吐出する作動油を前記第１走行用油圧モータに供給可能とする第２弁位置とに、入力されるパイロット圧に応じて切換えることができる切換弁と、
    入力される切換信号に応じたパイロット圧を前記切換弁に出力する切換弁用比例弁と、
    前記第１比例弁に第１流量指令信号を出力して前記第１比例弁の動作を制御し、且つ前記切換弁用比例弁から前記切換弁にパイロット圧を出力させて前記切換弁の動作を制御する制御装置と、
    前記第１比例弁に関する電気系統の故障を検出する故障検出装置と、を備え、
    前記切換弁は、前記第１油圧ポンプ及び第２油圧ポンプ両方が吐出する作動油を前記第１走行用油圧モータ並びに第１及び第２油圧アクチュエータに供給可能にする第３弁位置に切換えることができ、
    前記制御装置は、前記故障検出装置が前記第１比例弁に関する電気系統の故障を検出すると、前記切換弁を前記第３弁位置に切換える、油圧駆動システム。
  3. 第２レギュレータを更に備え、
    前記第２油圧ポンプは、可変容量型のポンプであり、
    前記第２レギュレータは、入力される第２流量指令信号に応じて作動する第２比例弁を有し、該第２比例弁によって入力される第２流量指令信号に応じて前記第２油圧ポンプの吐出流量を変え、
    前記制御装置は、前記故障検出装置が前記第１比例弁に関する電気系統の故障を検出しない場合は、前記第２油圧ポンプの吸収馬力が所定の第１設定馬力を超えないように前記第２油圧ポンプの吐出流量を前記第２油圧ポンプの吐出圧に基づいて変える第１馬力制御を実行し、前記故障検出装置が前記第１比例弁に関する電気系統の故障を検出した場合は、前記第２油圧ポンプの吸収馬力が前記第１設定馬力より大きい第１故障時用設定馬力を超えないように前記第２油圧ポンプの吐出流量を前記第２油圧ポンプの吐出圧に基づいて変える第１故障時用馬力制御を実行する、請求項１又は２に記載の油圧駆動システム。
  4. 第２レギュレータを更に備え、
    前記第２油圧ポンプは、可変容量型のポンプであり、
    前記第２レギュレータは、入力される第２流量指令信号に応じて作動する第２比例弁を有し、該第２比例弁によって入力される第２流量指令信号に応じて前記第２油圧ポンプの吐出流量を変え、
    前記制御装置は、前記故障検出装置が前記第２比例弁に関する電気系統の故障を検出しない場合は、前記第１油圧ポンプの吸収馬力が所定の第２設定馬力を超えないように前記第１油圧ポンプの吐出流量を前記第１油圧ポンプの吐出圧に基づいて変える第２馬力制御を実行し、前記故障検出装置が前記第２比例弁に関する電気系統の故障を検出した場合は、前記第１油圧ポンプの吸収馬力が前記第２設定馬力より大きい第２故障時用設定馬力を超えないように前記第１油圧ポンプの吐出流量を前記第１油圧ポンプの吐出圧に基づいて変える第２故障時用馬力制御を実行する、請求項１又は２に記載の油圧駆動システム。
  5. 前記第３弁位置は、前記第１弁位置と前記第２弁位置との間で切換える際の中間的な弁位置である、請求項１乃至４の何れか１つに記載の油圧駆動システム。
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