WO2015178317A1 - ショベル及びその制御方法 - Google Patents

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WO2015178317A1
WO2015178317A1 PCT/JP2015/064092 JP2015064092W WO2015178317A1 WO 2015178317 A1 WO2015178317 A1 WO 2015178317A1 JP 2015064092 W JP2015064092 W JP 2015064092W WO 2015178317 A1 WO2015178317 A1 WO 2015178317A1
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WO
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hydraulic
oil
cylinder
boom
valve
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Application number
PCT/JP2015/064092
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English (en)
French (fr)
Inventor
宏治 川島
Original Assignee
住友重機械工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 住友重機械工業株式会社 filed Critical 住友重機械工業株式会社
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/02—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member
    • F15B11/024—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member by means of differential connection of the servomotor lines, e.g. regenerative circuits

Definitions

  • the present invention relates to an excavator provided with a regenerative oil passage that allows hydraulic oil flowing out from a contraction side oil chamber of a boom cylinder to flow into an extension side oil chamber during a boom lowering operation, and a control method thereof.
  • a construction machine control device in which a boom cylinder and a bucket cylinder are simultaneously driven by hydraulic oil discharged from one hydraulic pump to simultaneously move a boom and a bucket as an operating body (see Patent Document 1). ).
  • This control device is configured to move an arm as a driving body by driving an arm cylinder with hydraulic oil discharged from another hydraulic pump.
  • the control device also includes a regenerative oil passage that allows hydraulic oil flowing out from the bottom side oil chamber of the boom cylinder to flow into the rod side oil chamber of the boom cylinder when the boom lowering operation is performed.
  • control device described above is an operation in which a hydraulic pump discharges to a boom cylinder having a relatively low load pressure when a soil removal operation that is a combined operation including a boom lowering operation, an arm opening operation, and a bucket opening operation is performed.
  • the bucket opening speed at the time of the soil discharging operation is lowered, and there is a risk of causing poor matching between the bucket opening speed and the arm opening speed.
  • An excavator includes a boom cylinder driven by hydraulic oil discharged from a hydraulic pump, another hydraulic cylinder driven by hydraulic oil discharged from the hydraulic pump, and a contraction side oil of the boom cylinder.
  • the above-described means provides a shovel that prevents poor matching of the operating speeds of the operating body during complex operation including boom lowering operation.
  • FIG. 1 It is a side view which shows the structural example of the shovel which concerns on the Example of this invention. It is a figure which shows the structural example of the hydraulic circuit mounted in the shovel of FIG. It is the schematic which shows the structural example of a variable check valve. It is sectional drawing of the part containing the control valve in the hydraulic circuit of FIG. It is a figure which shows the state of the hydraulic circuit when boom lowering operation is performed independently. It is a figure which shows the state of a control valve when boom lowering operation is performed independently. It is a figure which shows the state of the hydraulic circuit when a soil removal operation is performed. It is a figure which shows the state of a control valve when a soil removal operation is performed.
  • FIG. 1 is a side view showing a configuration example of a work machine according to an embodiment of the present invention.
  • an excavator (excavator) 1 as a work machine has an upper swing body 3 mounted on a crawler-type lower traveling body 2 via a swing mechanism so as to be rotatable around the X axis.
  • the upper swing body 3 is provided with a drilling attachment at the front center.
  • the excavation attachment includes a boom 4, an arm 5, and an end attachment 6, and includes a boom cylinder 7, an arm cylinder 8, and an end attachment hydraulic cylinder 9 as hydraulic actuators.
  • the end attachment 6 is a bucket
  • the end attachment hydraulic cylinder 9 is a bucket cylinder.
  • the end attachment 6 may be other than a bucket such as a grapple.
  • FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of a hydraulic circuit mounted on the excavator of FIG.
  • the broken line of FIG. 2 shows a control pressure line
  • the dotted line of FIG. 2 shows an electric signal line.
  • Hydraulic pumps 10L and 10R are variable displacement pumps driven by a drive source such as an engine or an electric motor.
  • the hydraulic pump 10L circulates the hydraulic oil to the hydraulic oil tank 22 through the center bypass oil passage 30L that communicates each of the control valves 11L to 15L.
  • the hydraulic pump 10L can supply hydraulic oil to each of the control valves 12L to 15L through a parallel oil passage 31L extending parallel to the center bypass oil passage 30L.
  • the hydraulic pump 10R circulates the hydraulic oil to the hydraulic oil tank 22 through the center bypass oil passage 30R that communicates each of the control valves 11R to 15R.
  • the hydraulic pump 10R can supply hydraulic oil to each of the control valves 12R to 15R through a parallel oil passage 31R extending in parallel with the center bypass oil passage 30R.
  • the hydraulic pump 10L and the hydraulic pump 10R may be collectively referred to as the “hydraulic pump 10”. The same applies to the other components configured by a pair of left and right.
  • the control valve 11L operates to supply hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 10L to the left traveling hydraulic motor 42L as a hydraulic actuator when a left traveling lever (not shown) as an operation device is operated. It is a spool valve that switches the flow of oil.
  • the control valve 11R is a spool valve as a traveling straight valve.
  • the straight travel valve 11R is a 4-port 2-position spool valve, and has a first valve position and a second valve position.
  • the first valve position has a flow path that connects the hydraulic pump 10L and the parallel oil path 31L, and a flow path that connects the hydraulic pump 10R and the control valve 12R.
  • the second valve position has a flow path that connects the hydraulic pump 10R and the parallel oil path 31L, and a flow path that connects the hydraulic pump 10L and the control valve 12R.
  • the control valve 12L is a spool valve that switches the flow of hydraulic oil to supply hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 10 to an optional hydraulic actuator (not shown).
  • the control valve 12R operates to supply hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 10 to the right traveling hydraulic motor 42R as a hydraulic actuator when a right traveling lever (not shown) as an operating device is operated. It is a spool valve that switches the flow of oil.
  • the control valve 13L is hydraulic oil for supplying hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 10 to the hydraulic hydraulic motor 44 for rotation as a hydraulic actuator when a swing operation lever (not shown) as an operation device is operated. It is a spool valve that switches the flow of the.
  • the control valve 13R is a spool valve that switches the flow of hydraulic oil to supply hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 10 to the bucket cylinder 9 when a bucket operating lever (not shown) as an operating device is operated. It is.
  • the control valves 14 ⁇ / b> L and 14 ⁇ / b> R switch the flow of hydraulic oil to supply the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 10 to the boom cylinder 7 when a boom operation lever (not shown) as an operation device is operated. It is a spool valve.
  • the control valve 14L additionally supplies hydraulic oil to the boom cylinder 7 when the boom operation lever is operated in the boom raising direction with a predetermined lever operation amount or more.
  • the control valves 15L and 15R switch the flow of hydraulic oil so as to supply hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 10 to the arm cylinder 8 when an arm operation lever (not shown) as an operation device is operated. It is a spool valve.
  • the control valve 15R additionally supplies hydraulic oil to the arm cylinder 8 when the arm operation lever is operated at a predetermined lever operation amount or more.
  • the hydraulic oil flowing out from each of the left traveling hydraulic motor 42L, the optional hydraulic actuator, the turning hydraulic motor 44, and the arm cylinder 8 is discharged to the hydraulic oil tank 22 through the return oil path 32L.
  • the hydraulic oil flowing out from each of the right traveling hydraulic motor 42R, the bucket cylinder 9, the boom cylinder 7, and the arm cylinder 8 is discharged to the hydraulic oil tank 22 through the return oil path 32R.
  • the center bypass oil passages 30L and 30R are respectively provided with negative control throttles 20L and 20R between the control valves 15L and 15R located on the most downstream side and the hydraulic oil tank 22.
  • the negative control is abbreviated as “negative control”.
  • the negative control throttles 20L and 20R generate a negative control pressure upstream of the negative control throttles 20L and 20R by limiting the flow of hydraulic oil discharged from the hydraulic pumps 10L and 10R.
  • the pressure sensors S1 and S2 detect the negative control pressure generated upstream of the negative control throttles 20L and 20R, and output the detected value to the controller 54 as an electrical negative control pressure signal.
  • Pressure sensors S3 and S4 detect the discharge pressures of the hydraulic pumps 10L and 10R, and output the detected values to the controller 54 as electrical discharge pressure signals.
  • an operation content detection unit is attached to operation devices such as a left travel lever, a right travel lever, an arm operation lever, a turning operation lever, a boom operation lever, and a bucket operation lever.
  • the operation content detection unit is, for example, a pressure sensor (not shown) that detects a pilot pressure generated by each operation device. These pressure sensors output the detected value to the controller 54 as an electrical pilot pressure signal.
  • the controller 54 is a functional element that controls the hydraulic circuit, and is, for example, a computer including a CPU, RAM, ROM, NVRAM, and the like.
  • the controller 54 electrically operates the operation contents (for example, presence / absence of lever operation, lever operation direction, lever operation amount, etc.) of various operation devices based on the output of the operation content detection unit such as a pressure sensor.
  • the operation content detection unit may be configured by a sensor other than the pressure sensor, such as an inclination sensor that detects the inclination of various operation levers.
  • the controller 54 causes the CPU to execute programs corresponding to various functional elements that operate the variable check valve 50, the makeup valve 51, and the like according to the operation contents of the various operation devices.
  • the variable check valve 50 is an example of a mechanism that can block communication between the hydraulic pump 10R and the boom cylinder 7, and operates according to a command output from the controller 54.
  • the variable check valve 50 is a load check valve installed in the oil passage 33 that connects the parallel oil passage 31R and the control valve 14R. Specifically, the variable check valve 50 prevents the flow of hydraulic oil from the control valve 14R to the parallel oil passage 31R, and the parallel oil when the pressure of the hydraulic oil in the parallel oil passage 31R exceeds the open pressure. The flow of hydraulic oil from the path 31R to the control valve 14R is allowed.
  • FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a configuration example of the variable check valve 50.
  • the variable check valve 50 mainly includes a valve body 50a, a spring 50b, and an electromagnetic valve 50c.
  • the valve body 50a moves so as to open the oil passage 33 when the pressure of the hydraulic oil in the parallel oil passage 31R exceeds the open pressure, and the oil passage when the pressure of the hydraulic oil in the parallel oil passage 31R is equal to or lower than the open pressure. It moves so that 33 may be closed.
  • the spring 50 b generates a force (first valve closing force) that moves the valve body 50 a so as to close the oil passage 33.
  • the electromagnetic valve 50c is an electromagnetic proportional valve that operates in accordance with a current command output from the controller 54.
  • the solenoid valve 50c adjusts the secondary pressure using hydraulic fluid discharged from the control pump 55 that is a fixed displacement pump. Similar to the spring 50b, the secondary pressure generates a force (second valve closing force) that moves the valve body 50a so as to close the oil passage 33.
  • the variable check valve 50 is used when the force (opening force) that pushes the valve body 50a due to the hydraulic oil pressure in the parallel oil passage 31R is equal to or less than the closing force that is the resultant force of the first closing force and the second closing force.
  • the controller 54 adjusts the magnitude of the second valve closing force by adjusting the magnitude of the current command to the electromagnetic valve 50c. In this way, the controller 54 can switch communication / blocking between the hydraulic pump 10 ⁇ / b> R and the boom cylinder 7 by electronically controlling the variable check valve 50.
  • the makeup valve 51 prevents the hydraulic oil pressure in the rod side oil chamber of the boom cylinder 7 from becoming negative. This is to prevent cavitation in the rod side oil chamber.
  • the makeup valve 51 is a variable check valve installed in the makeup oil path 34 that connects the return oil path 32R and the rod side oil chamber of the boom cylinder 7, and is the same as the variable check valve 50. It has a configuration. Therefore, the controller 54 can adjust the flow passage area of the makeup oil passage 34 by electronically controlling the makeup valve 51. Specifically, the controller 54 can increase the flow passage area of the makeup oil passage 34 by adjusting the opening pressure of the variable check valve as the makeup valve 51 to be low. This is because if the pressure difference between the upstream side and the downstream side of the makeup valve 51 is the same, the opening area of the makeup valve 51 increases as the opening pressure decreases.
  • the makeup valve 51 may be a check valve with a fixed opening pressure.
  • the check valve 52 is a check valve installed in the oil passage 35 that connects the parallel oil passage 31R and the control valve 13R. Specifically, the check valve 52 prevents the flow of hydraulic oil from the control valve 13R to the parallel oil passage 31R, and parallels when the pressure of the hydraulic oil in the parallel oil passage 31R exceeds a predetermined opening pressure. The flow of hydraulic oil from the oil passage 31R to the control valve 13R is allowed. The same applies to the check valve installed between the hydraulic pump 10 and each of the control valves 12L to 15L, 12R, 15R.
  • the pump regulators 40L and 40R are mechanisms for controlling the discharge amounts of the hydraulic pumps 10L and 10R.
  • the pump regulators 40L and 40R control the discharge amounts of the hydraulic pumps 10L and 10R by adjusting the swash plate tilt angles of the hydraulic pumps 10L and 10R according to the command generated by the controller 54.
  • the pump regulators 40L and 40R reduce the discharge amounts of the hydraulic pumps 10L and 10R according to a command generated by the controller 54 based on the negative control pressure signal. As a result, pressure loss (pumping loss) when hydraulic oil discharged from the hydraulic pumps 10L and 10R passes through the center bypass oil passages 30L and 30R is suppressed.
  • the pump regulators 40L, 40R increase the discharge amount of the hydraulic pumps 10L, 10R, circulate sufficient hydraulic oil to each hydraulic actuator, and ensure the driving of each actuator.
  • the pump regulators 40L and 40R cause the hydraulic pump 10L to respond to a command generated by the controller 54 based on the discharge pressure signal.
  • the discharge amount of 10R is reduced. This is to prevent the absorption horsepower of the hydraulic pumps 10L and 10R from exceeding the output horsepower of the engine as the drive source.
  • the pump regulators 40L and 40R use the negative control pressure upstream of the negative control throttles 20L and 20R, the discharge pressure of the hydraulic pump 10L, and the discharge pressure of the hydraulic pump 10R to hydraulically control the discharge amounts of the hydraulic pumps 10L and 10R. You may control to.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of a portion including the control valve 13R and the control valve 14R in the hydraulic circuit of FIG.
  • the control valve 14R is mainly composed of a valve body 14Ra (a portion indicated by hatching with a downward slanting left) and a boom spool 14Rb (a portion indicated by hatching with a sloping rightward) that slides in a valve hole formed in the valve body 14Ra. including.
  • the valve body 14Ra has six land portions L1 to L6. Further, a first return oil passage 32R1 constituting a return oil passage 32R is formed between the land portion L1 and the land portion L2, and a return oil passage 32R is constituted between the land portion L5 and the land portion L6. A second return oil passage 32R2 is formed. An annular space V1 is formed between the land portion L2 and the land portion L3, an annular space V2 is formed between the land portion L3 and the land portion L4, and between the land portion L4 and the land portion L5. Is formed with an annular space V3.
  • the boom spool 14Rb has a shaft portion A and four land portions L7 to L10 formed on the shaft portion A.
  • An annular space V4 is formed between the land portion L7 and the land portion L8, an annular space V5 is formed between the land portion L8 and the land portion L9, and between the land portion L9 and the land portion L10. Is formed with an annular space V6.
  • a regeneration oil path RC is formed in the boom spool 14Rb.
  • the annular space V1 is an annular space formed around the valve hole between the land portion L2 and the land portion L3 of the valve body 14Ra.
  • a first cylinder port P1 that communicates with an oil passage that connects the rod-side oil chamber of the boom cylinder 7 and the control valve 14R is formed in the portion of the valve body 14Ra that faces the annular space V1.
  • a makeup oil passage 34 including a makeup valve 51 is connected to the annular space V1, and hydraulic fluid from the first return oil passage 32R1 can flow into the annular space V1.
  • the annular space V1 communicates with the first return oil passage 32R1 via the annular space V4 when the boom spool 14Rb slides in the left direction of FIG.
  • the annular space V1 communicates with the annular space V2 via the annular space V5 when the boom spool 14Rb slides in the right direction in FIG.
  • the annular space V2 is an annular space formed around the valve hole between the land portion L3 and the land portion L4 of the valve body 14Ra.
  • a pump port P2 that leads to an oil passage 33 that connects the hydraulic pump 10R and the control valve 14R is formed in a portion of the valve body 14Ra that faces the annular space V2.
  • the annular space V2 communicates with the annular space V3 via the annular space V5 when the boom spool 14Rb slides in the left direction of FIG.
  • the annular space V2 communicates with the annular space V1 via the annular space V5 when the boom spool 14Rb slides in the right direction in FIG.
  • the annular space V3 is an annular space formed around the valve hole between the land portion L4 and the land portion L5 of the valve body 14Ra. Further, a second cylinder port P3 that leads to an oil passage that connects the bottom side oil chamber of the boom cylinder 7 and the control valve 14R is formed in a portion of the valve body 14Ra that faces the annular space V3. Further, the annular space V3 communicates with the annular space V2 via the annular space V5 when the boom spool 14Rb slides in the left direction of FIG. Further, the annular space V3 communicates with the second return oil passage 32R2 via the annular space V6 when the boom spool 14Rb slides in the right direction of FIG.
  • the reclaimed oil path RC is an oil for causing the hydraulic oil flowing out from the bottom side oil chamber of the boom cylinder 7 to flow into the rod side oil chamber of the boom cylinder 7 when the boom spool 14Rb slides in the right direction in FIG. Road.
  • the reclaimed oil passage RC opens to the outer peripheral surfaces of the land portion L8 and the land portion L9, and when the boom spool 14Rb slides in the right direction in FIG. 4, the annular space V1 and the annular space V3. It is formed so that it can communicate.
  • the boom lowering speed depends on the opening area of the regenerated oil path RC and the opening area of the second cylinder port P3 (the channel area of the channel between the annular space V3 and the second return oil path 32R2). The larger the opening area, the faster.
  • the control valve 13R has appropriate connection relationships among the first cylinder port Q1, the pump port Q2, the second cylinder port Q3, the first return oil path 32R1, and the second return oil path 32R2.
  • the flow of hydraulic oil from the hydraulic pump 10R to the hydraulic oil tank 22 through the bucket cylinder 9 is controlled.
  • the first cylinder port Q1 is a port that leads to an oil passage that connects the rod side oil chamber of the bucket cylinder 9 and the control valve 13R.
  • the pump port Q2 is a port that leads to an oil passage 35 that connects the hydraulic pump 10R and the control valve 13R, and the second cylinder port Q3 connects the bottom oil chamber of the bucket cylinder 9 and the control valve 13R. This port leads to the oil passage. Since the control valve 13R has the same configuration as the control valve 14R, detailed description thereof is omitted.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a state of the hydraulic circuit when the boom lowering operation is performed alone, and corresponds to FIG.
  • the boom lowering operation means an operation for lowering the boom 4 when the excavation attachment is moved in the air.
  • 5 represents the flow of hydraulic oil toward the boom cylinder 7
  • the thick dotted line in FIG. 5 represents the flow of hydraulic oil toward the hydraulic oil tank.
  • the boom lowering operation is performed by a half lever operation.
  • “Half lever operation” means a lever operation performed with a smaller operation amount than a full lever operation.
  • the “full lever operation” means a lever operation performed with a predetermined operation amount or more, and the predetermined operation amount is, for example, an operation amount of 80% or more.
  • the operation amount 100% corresponds to the operation amount when the operation lever is tilted to the maximum, and the operation amount 0% corresponds to the operation amount when the operation lever is neutral (when the operation lever is not operated). To do.
  • control valve 14R receives the pilot pressure at the pilot port on the right side of the figure and moves to the left side of the figure.
  • the controller 54 adjusts the opening pressure of the variable check valve 50 to be low, and allows the flow of hydraulic oil from the parallel oil passage 31R toward the control valve 14R.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a portion including the control valve 13R and the control valve 14R in the hydraulic circuit of FIG. 2, and corresponds to FIG.
  • the boom lowering operation is performed by a half lever operation.
  • the boom spool 14Rb of the control valve 14R moves from the state shown in FIG. 4 to the right side in the figure.
  • the left and right are reversed, but the movement of the boom spool 14Rb in FIG. 6 to the right corresponds to the movement of the control valve 14R in FIG. 5 to the left.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a state of the hydraulic circuit when the earthing operation is performed, and corresponds to FIGS. 2 and 5.
  • 7 represents the flow of hydraulic oil toward the boom cylinder 7, the arm cylinder 8, or the bucket cylinder 9, and the thick dotted line in FIG. 7 represents the flow of hydraulic oil toward the hydraulic oil tank.
  • the boom lowering operation is performed by a half lever operation
  • the arm opening operation is performed by a full lever operation
  • the bucket opening operation is performed by a full lever operation.
  • the control valve 14R receives the pilot pressure at the pilot port on the right side of the figure and moves to the left side of the figure.
  • the control valve 13R receives the pilot pressure at the pilot port on the right side of the figure and moves to the left side of the figure.
  • the control valve 15L receives the pilot pressure at the pilot port on the right side of the figure and moves to the left side of the figure.
  • the controller 54 adjusts the opening pressure of the variable check valve 50 to be high, and interrupts the flow of hydraulic oil from the parallel oil passage 31R toward the control valve 14R.
  • the hydraulic oil in the parallel oil passage 31R flows into the rod side oil chamber of the bucket cylinder 9 through the oil passage 35 and the control valve 13R.
  • the hydraulic oil flowing out from the bottom side oil chamber of the bucket cylinder 9 is discharged to the hydraulic oil tank 22 through the control valve 13R and the return oil passage 32R.
  • the controller 54 increases the flow passage area of the makeup oil passage 34 by adjusting the opening pressure of the makeup valve 51 to be lower.
  • part of the hydraulic oil in the return oil passage 32R joins the hydraulic oil from the regenerated oil passage RC through the makeup oil passage 34 and flows into the rod side oil chamber of the boom cylinder 7.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of a portion including the control valve 13R and the control valve 14R in the hydraulic circuit of FIG. 2, and corresponds to FIG. 4 and FIG.
  • the boom lowering operation is performed by a half lever operation
  • the bucket opening operation is performed by a full lever operation.
  • the controller 54 adjusts the opening pressure of the variable check valve 50 to be high, and interrupts the flow of hydraulic oil from the parallel oil passage 31R toward the control valve 14R. Therefore, the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 10R does not flow into the annular space V2.
  • the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 10R is the rod side oil of the bucket cylinder 9 through the check valve 52, the oil passage 35, the pump port Q2, and the first cylinder port Q1 when the bucket spool 13Rb moves to the right. Flows into the chamber. Further, the hydraulic oil flowing out from the bottom side oil chamber of the bucket cylinder 9 reaches the first return oil passage 32R1 through the second cylinder port Q3, and a part thereof is discharged to the hydraulic oil tank 22.
  • the controller 54 increases the flow passage area of the makeup oil passage 34 by adjusting the opening pressure of the makeup valve 51 to be low. Therefore, the controller 54 can supply a sufficient amount of hydraulic oil to the rod side oil chamber of the boom cylinder 7 without supplying the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 10 ⁇ / b> R to the rod side oil chamber of the boom cylinder 7.
  • FIG. 9 is a flowchart showing an example of the composite operation process, and the controller 54 repeatedly executes the composite operation process at a predetermined control cycle.
  • the controller 54 determines whether or not a predetermined composite operation has been performed (step ST1).
  • the predetermined composite operation is a composite operation including a boom lowering operation and an end attachment operation.
  • the controller 54 determines whether or not a composite operation including a boom lowering operation and a bucket opening operation has been performed based on outputs of various pressure sensors as an operation content detection unit.
  • the predetermined combined operation may be a soil removal operation as a combined operation including a boom lowering operation, an arm opening operation, and a bucket opening operation, or may be a combined operation including a boom lowering operation and a bucket closing operation. Good.
  • step ST1 the controller 54 ends the current composite operation process.
  • step ST1 the controller 54 blocks communication between the hydraulic pump 10R and the boom cylinder 7 (step ST2).
  • the controller 54 shuts off the oil passage 33 on the meter-in side of the control valve 14R.
  • the hydraulic pump 10R, the boom cylinder 7 and the like are given by giving a current command to the electromagnetic valve 50c constituting the variable check valve 50 installed in the oil passage 33 to increase the opening pressure of the variable check valve 50. Block communication between the two.
  • the controller 54 increases the flow passage area of the makeup oil passage 34 related to the rod side oil chamber of the boom cylinder 7 (step ST3).
  • the controller 54 gives a current command to the electromagnetic valve constituting the variable check valve as the makeup valve 51 to reduce the opening pressure of the variable check valve, thereby reducing the flow of the makeup oil passage 34. Increase road area.
  • step ST2 and step ST3 are out of order, and after the process of step ST3 is executed, the process of step ST2 may be executed or may be executed simultaneously.
  • the controller 54 can supply only the regenerated oil and the return oil to the rod side oil chamber of the boom cylinder 7 without supplying the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 10R to the rod side oil chamber of the boom cylinder 7. . Therefore, the controller 54 can supply all the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 10 ⁇ / b> R to the rod side oil chamber of the bucket cylinder 9. As a result, a decrease in the opening speed of the bucket 6 can be prevented, and further, the opening speed of the bucket 6 can be increased. And the controller 54 can prevent poor matching of the boom lowering speed, the arm opening speed, and the bucket opening speed. Specifically, the controller 54 can improve, for example, the arm / bucket simultaneous reachability.
  • the arm / bucket simultaneous reachability means that the time required for the arm 5 operated by the full lever to reach the predetermined second posture from the predetermined first posture and the bucket 6 operated by the full lever from the predetermined first posture. It means performance that matches the time required to reach a predetermined second posture.
  • the shovel 1 can discharge
  • controller 54 cuts off the communication between the hydraulic pump 10R and the boom cylinder 7, no pressure loss occurs at the control valve 14R.
  • the controller 54 increases the flow passage area of the makeup oil passage 34, so that a sufficient amount of hydraulic oil flows from the bottom oil chamber of the bucket cylinder 9 and flows through the return oil passage 32 ⁇ / b> R to the boom cylinder. 7 can flow (regenerate) into the rod side oil chamber. Therefore, the amount of hydraulic oil flowing into the rod side oil chamber of the boom cylinder 7 will not be insufficient, and cavitation will not occur. Further, since the controller 54 causes the hydraulic oil in the return oil path 32R to flow into the rod side oil chamber of the boom cylinder 7, the pressure of the hydraulic oil in the return oil path 32R can be reduced, and the bottom side oil in the bucket cylinder 9 can be reduced. The pressure loss (meter-out loss) of the hydraulic oil flowing out from the chamber can be reduced.
  • FIG. 10 is a diagram showing another configuration example of the hydraulic circuit mounted on the excavator in FIG. 1, and corresponds to FIG. 10 represents the flow of hydraulic oil toward the boom cylinder 7, arm cylinder 8, or bucket cylinder 9, and the thick dotted line in FIG. 10 represents the flow of hydraulic oil toward the hydraulic oil tank.
  • control valve 14La is provided instead of the control valve 14L.
  • both are common in other points. Therefore, description of common points is omitted, and differences are described in detail.
  • the control valve 14La is a 6-port 3-position spool valve, and has a valve position during a boom raising operation, a neutral valve position, and a valve position during a boom lowering operation.
  • the boom raising operation valve position (right valve position) is a valve position adopted when the boom operation lever is operated in the raising direction.
  • the control valve 14La causes the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 10 to flow into the bottom side oil chamber of the boom cylinder 7.
  • the neutral valve position (central valve position) is a valve position that is adopted when the boom control lever is not operated.
  • the control valve 14La communicates the center bypass oil passage 30L.
  • the boom lowering valve position (left valve position) is a valve position that is adopted when the boom operating lever is operated in the downward direction and the arm operating lever is operated.
  • the control valve 14La merges the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 10L and a part of the hydraulic oil flowing out from the bottom side oil chamber of the boom cylinder 7, and after the merge The hydraulic oil is supplied to the arm cylinder 8.
  • the controller 54 can supply only the regenerated oil and the return oil to the rod side oil chamber of the boom cylinder 7 without supplying the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 10 ⁇ / b> R to the rod side oil chamber of the boom cylinder 7. Therefore, the controller 54 can supply all the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 10 ⁇ / b> R to the rod side oil chamber of the bucket cylinder 9. As a result, a decrease in the opening speed of the bucket 6 can be prevented, and further, the opening speed of the bucket 6 can be increased. And the controller 54 can prevent poor matching of the boom lowering speed, the arm opening speed, and the bucket opening speed.
  • the controller 54 increases the flow passage area of the makeup oil passage 34, so that a sufficient amount of hydraulic oil flows from the bottom oil chamber of the bucket cylinder 9 and flows through the return oil passage 32 ⁇ / b> R to the boom cylinder. 7 can be made to flow into the rod side oil chamber. Therefore, the amount of hydraulic oil flowing into the rod side oil chamber of the boom cylinder 7 will not be insufficient, and cavitation will not occur.
  • the excavator blocks communication between the hydraulic pump 10R and the boom cylinder 7 when the combined operation including the boom lowering operation and the end attachment operation is performed.
  • the hydraulic oil (regenerated oil) flowing out from the bottom side oil chamber of the cylinder 7 and the hydraulic oil (return oil) flowing through the return oil passage 32 ⁇ / b> R are caused to flow into the rod side oil chamber of the boom cylinder 7. Therefore, all the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 10 ⁇ / b> R can be supplied to the bucket cylinder 9.
  • a decrease in the operation speed of the bucket 6 can be prevented, and further, the operation speed of the bucket 6 can be increased.
  • matching failure between the arm operation speed and the bucket operation speed can be prevented.
  • the flow passage area of the makeup oil passage 34 when the combined operation including the boom lowering operation and the end attachment operation is being performed is when the combined operation including the boom lowering operation and the end attachment operation is not performed. It is adjusted to be larger than the flow passage area of the makeup oil passage 34. Therefore, even if the excavator according to the embodiment of the present invention shuts off the communication between the hydraulic pump 10R and the boom cylinder 7, the hydraulic oil flows out from the bottom side oil chamber of the bucket cylinder 9 and flows through the return oil passage 32R. Therefore, a sufficient amount of hydraulic oil can flow into the rod side oil chamber of the boom cylinder 7. As a result, the amount of hydraulic oil flowing into the rod side oil chamber of the boom cylinder 7 will not be insufficient, and cavitation will not occur.
  • the boom spool 14Rb is connected to the first cylinder port P1 connected to the rod side oil chamber of the boom cylinder 7, the pump port P2 connected to the hydraulic pump 10R, and the first cylinder port P2 connected to the bottom side oil chamber of the boom cylinder 7. It has 2 cylinder ports P3.
  • the return oil path 32R flows out of the first return oil path 32R1 through which hydraulic oil flowing out from the bucket cylinder 9 flows when the bucket opening operation is performed, and out of the bucket cylinder 9 when the bucket closing operation is performed.
  • a second return oil passage 32R2 through which hydraulic oil flows.
  • the first cylinder port P1 is formed closer to the first return oil path 32R1 than to the second return oil path 32R2. Therefore, the length of the makeup oil passage 34 can be limited to a necessary minimum length, and the pipe resistance of the makeup oil passage 34 can be suppressed.
  • controller 54 switches communication / blocking between the hydraulic pump 10R and the boom cylinder 7 by electronically controlling the variable check valve 50. Further, the controller 54 adjusts the size of the flow passage area of the makeup oil passage 34 by electronically controlling the makeup valve 51. Therefore, the flow of hydraulic oil flowing into and out of the boom cylinder 7 can be controlled easily and quickly.
  • FIG. 11 is a diagram showing still another configuration example of the hydraulic circuit mounted on the shovel of FIG. Further, the thick solid line in FIG. 11 represents the flow of hydraulic oil toward the boom cylinder 7, the arm cylinder 8, or the bucket cylinder 9, and the thick dotted line in FIG. 11 represents the flow of hydraulic oil toward the hydraulic oil tank.
  • the regeneration oil path RC, the makeup oil path 34, and the makeup valve 51 are arranged outside the control valve 17, and the on-off valve 56, the variable throttle 57, and the variable throttle 58 are provided.
  • This is different from the hydraulic circuit of FIG. 2 in that it is added.
  • both are common in other points. Therefore, description of common points is omitted, and differences are described in detail.
  • the control valve 17 is a valve assembly including control valves 11L to 15L and control valves 11R to 15R.
  • the hydraulic circuit in FIG. 2 is configured to include a regeneration oil path RC, a makeup oil path 34, and a makeup valve 51 in the control valve 17.
  • the on-off valve 56 is an example of a functional element that switches communication / blocking of the regenerated oil path RC, and operates according to a command output by the controller 54.
  • the on-off valve 56 is a 2-port 2-position electromagnetic on-off valve, and has a first valve position and a second valve position.
  • the first valve position includes a flow path that connects the bottom side oil chamber and the rod side oil chamber of the boom cylinder 7, a throttle that suppresses the flow rate of the hydraulic oil flowing through the flow path, and a bottom side oil.
  • a check valve for preventing the flow of hydraulic oil to the chamber.
  • the on-off valve 56 blocks communication between the bottom side oil chamber and the rod side oil chamber when in the second valve position.
  • the on-off valve 56 may not be an electromagnetic on-off valve as shown, but may be a variable throttle similar to the variable throttle 57.
  • the variable throttle 57 is an example of a functional element that adjusts the flow rate of hydraulic oil flowing from the bottom side oil chamber of the boom cylinder 7 to the control valve 14R, and increases or decreases the flow path area according to a command output from the controller 54.
  • the controller 54 increases the flow rate of the working oil flowing through the regenerated oil passage RC by reducing the flow passage area of the variable throttle 57, and increases the flow amount of the working oil flowing through the regenerated oil passage RC by increasing the flow passage area of the variable throttle 57. Can be reduced.
  • the variable throttle 58 is an example of a functional element that adjusts the flow rate of hydraulic oil flowing through the makeup oil passage 34. Similar to the variable throttle 57, the variable throttle 58 increases or decreases the flow path area in accordance with a command output from the controller 54.
  • the controller 54 reduces the flow area of the variable throttle 58 when the bucket opening operation is not performed (for example, when the bucket closing operation is performed), and operates to the boom cylinder 7 through the makeup oil path 34. Prevent oil from entering.
  • the controller 54 increases the flow passage area of the variable throttle 58 when the combined operation including the boom lowering operation and the bucket opening operation is performed, so that the hydraulic oil flowing out from the bucket cylinder 9 becomes the makeup oil passage. 34 to flow smoothly.
  • the controller 54 operates to discharge the hydraulic pump 10R. Without supplying oil to the rod side oil chamber of the boom cylinder 7, only regenerated oil and return oil can be supplied to the rod side oil chamber of the boom cylinder 7. Therefore, the controller 54 can supply all the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 10 ⁇ / b> R to the rod side oil chamber of the bucket cylinder 9. As a result, a decrease in the opening speed of the bucket 6 can be prevented, and further, the opening speed of the bucket 6 can be increased. And the controller 54 can prevent poor matching of the boom lowering speed, the arm opening speed, and the bucket opening speed.
  • the pipe connecting the bottom oil chamber of the bucket cylinder 9 and the control valve 13R forms a part of the return oil path.
  • the hydraulic circuit of FIG. 11 has a configuration in which the on / off valve 56 and the variable throttle 57 are separated from the control valve 14R and the on / off valve 56 and the variable throttle 57 are arranged outside the control valve 14R.
  • the on-off valve 56 may be separated from the control valve 14R.
  • the opening / closing valve 56 is disposed outside the control valve 14R, and the variable throttle 57 is integrated in the control valve 14R.
  • only the function performed by the variable throttle 57 may be separated from the control valve 14R.
  • only the variable throttle 57 is disposed outside the control valve 14R, and the on-off valve 56 is integrated in the control valve 14R.
  • the controller 54 increases a flow passage area of the makeup oil passage 34, and supplies a sufficient amount of hydraulic oil from the hydraulic oil flowing out from the bottom side oil chamber of the bucket cylinder 9 to the rod side oil chamber of the boom cylinder 7. Can flow in. Therefore, the amount of hydraulic oil flowing into the rod side oil chamber of the boom cylinder 7 will not be insufficient, and cavitation will not occur.
  • the hydraulic circuit of FIG. 11 may employ a control valve 14La as shown in FIG.
  • the controller 54 joins the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 10L when the soil discharge operation is performed and a part of the hydraulic oil flowing out from the bottom side oil chamber of the boom cylinder 7, and operates after the merge. Oil is supplied to the arm cylinder 8.
  • the controller 54 electronically controls the variable check valve 50 to block communication between the hydraulic pump 10R and the boom cylinder 7.
  • the variable check valve 50 may be another type of valve such as an electromagnetic on-off valve.
  • the controller 54 electronically controls the variable check valve as the makeup valve 51 to adjust the flow passage area of the makeup oil passage 34.
  • makeup valve 51 may be another type of valve such as an electromagnetic proportional valve that directly changes the opening area of the valve in response to a current command from controller 54.
  • the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 10L and a part of the hydraulic oil flowing out from the bottom side oil chamber of the boom cylinder 7 are combined at the time of the combined operation including the boom lowering operation. Is supplied to the arm cylinder 8.
  • the present invention is not limited to this configuration.
  • the joined hydraulic oil may be supplied to another hydraulic actuator such as the turning hydraulic motor 44.
  • the boom cylinder 7 and the bucket cylinder 9 are basically driven by hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 10R, and the arm cylinder 8 is basically driven by hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 10L. Is done. Then, the controller 54 shuts off the communication between the hydraulic pump 10R and the boom cylinder 7 and performs the return oil flowing out from the bucket cylinder 9 as the end attachment hydraulic cylinder in the combined operation including the boom lowering operation.
  • the boom 4 is lowered with regenerated oil.
  • the present invention is not limited to this configuration.
  • the boom 4 may be lowered with return oil and regenerated oil as hydraulic oil flowing out from another hydraulic cylinder (for example, the arm cylinder 8) other than the bucket cylinder 9.

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Abstract

ショベル（１）は、油圧ポンプ（１０Ｒ）が吐出する作動油で駆動されるブームシリンダ（７）及びバケットシリンダ（９）と、ブームシリンダ（７）のボトム側油室から流出する作動油をロッド側油室に流入させる再生油路と、バケットシリンダ（９）と作動油タンク（２２）とを連通する戻り油路（３２Ｒ）と、ブームシリンダ（７）のボトム側油室と戻り油路（３２Ｒ）を連通可能なメイクアップ油路（３４）と、油圧ポンプ（１０Ｒ）とブームシリンダ（７）の間の連通を遮断可能な可変チェック弁（５０）とを備える。ブーム下げ操作とバケット操作とを含む複合操作が行われた場合、可変チェック弁（５０）は油圧ポンプ（１０Ｒ）とブームシリンダ（７）との間の連通を遮断する。ロッド側油室には、ボトム側油室から流出する作動油と戻り油路（３２Ｒ）の作動油とが流入する。

Description

ショベル及びその制御方法
　本発明は、ブーム下げ操作時にブームシリンダの収縮側油室から流出する作動油を伸張側油室に流入させる再生油路を備えたショベル及びその制御方法に関する。
　１台の油圧ポンプが吐出する作動油によってブームシリンダ及びバケットシリンダを同時に駆動して操作体としてのブーム及びバケットを同時に動かすようにする建設機械の制御装置が知られている（特許文献１参照。）。
　この制御装置は、別の油圧ポンプが吐出する作動油によってアームシリンダを駆動して駆動体としてのアームを動かすように構成される。また、この制御装置は、ブーム下げ操作が行われた場合にブームシリンダのボトム側油室から流出する作動油をブームシリンダのロッド側油室に流入させる再生油路を含む。
特開２０００－３０９９４９号公報
　しかしながら、上述の制御装置は、ブーム下げ操作、アーム開き操作、及びバケット開き操作を含む複合操作である排土操作が行われた場合、比較的負荷圧の低いブームシリンダに油圧ポンプが吐出する作動油のほとんどを流入させ、比較的負荷圧の高いバケットシリンダに流入する作動油の量を低減させてしまう。その結果、排土操作の際のバケット開き速度を低下させ、バケット開き速度とアーム開き速度とのマッチング不良を引き起こすおそれがある。
　上述に鑑み、ブーム下げ操作を含む複合操作の際の操作体の動作速度のマッチング不良を防止するショベルを提供することが望ましい。
　本発明の実施例に係るショベルは、油圧ポンプが吐出する作動油で駆動されるブームシリンダと、前記油圧ポンプが吐出する作動油で駆動される別の油圧シリンダと、前記ブームシリンダの収縮側油室から流出する作動油を伸張側油室に流入させる再生油路と、前記別の油圧シリンダと作動油タンクとを連通する戻り油路と、前記伸張側油室と前記戻り油路とを連通可能なメイクアップ油路と、前記油圧ポンプと前記ブームシリンダとの間の連通を遮断可能な弁とを備え、ブーム下げ操作と前記別の油圧シリンダに関する操作とを含む複合操作が行われた場合、前記弁は前記油圧ポンプと前記ブームシリンダとの間の連通を遮断し、前記伸張側油室には、前記収縮側油室から流出する作動油と前記戻り油路の作動油とが流入する。
　上述の手段により、ブーム下げ操作を含む複合操作の際の操作体の動作速度のマッチング不良を防止するショベルが提供される。
本発明の実施例に係るショベルの構成例を示す側面図である。 図１のショベルに搭載される油圧回路の構成例を示す図である。 可変チェック弁の構成例を示す概略図である。 図２の油圧回路における制御弁を含む部分の断面図である。 ブーム下げ操作が単独で行われたときの油圧回路の状態を示す図である。 ブーム下げ操作が単独で行われたときの制御弁の状態を示す図である。 排土操作が行われたときの油圧回路の状態を示す図である。 排土操作が行われたときの制御弁の状態を示す図である。 複合操作時処理の一例の流れを示すフローチャートである。 図１のショベルに搭載される油圧回路の別の構成例を示す図である。 図１のショベルに搭載される油圧回路の更に別の構成例を示す図である。
　図１は、本発明の実施例に係る作業機械の構成例を示す側面図である。図１において、作業機械としてのショベル（掘削機）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、前方中央部に掘削アタッチメントを備える。掘削アタッチメントは、ブーム４、アーム５、及び、エンドアタッチメント６を含み、且つ、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、エンドアタッチメント用油圧シリンダ９を含む。本実施例では、エンドアタッチメント６はバケットであり、エンドアタッチメント用油圧シリンダ９はバケットシリンダである。なお、エンドアタッチメント６は、グラップル等、バケット以外であってもよい。
　図２は、図１のショベルに搭載される油圧回路の構成例を示す図である。なお、図２の破線は制御圧ラインを示し、図２の点線は電気信号ラインを示す。
　油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒは、エンジン、電動モータ等の駆動源によって駆動される可変容量型ポンプである。本実施例では、油圧ポンプ１０Ｌは、制御弁１１Ｌ～１５Ｌのそれぞれを連通するセンターバイパス油路３０Ｌを通じて作動油タンク２２まで作動油を循環させる。また、油圧ポンプ１０Ｌは、センターバイパス油路３０Ｌに平行に伸びるパラレル油路３１Ｌを通じて制御弁１２Ｌ～１５Ｌのそれぞれに作動油を供給可能である。同様に、油圧ポンプ１０Ｒは、制御弁１１Ｒ～１５Ｒのそれぞれを連通するセンターバイパス油路３０Ｒを通じて作動油タンク２２まで作動油を循環させる。また、油圧ポンプ１０Ｒは、センターバイパス油路３０Ｒに平行して伸びるパラレル油路３１Ｒを通じて制御弁１２Ｒ～１５Ｒのそれぞれに作動油を供給可能である。なお、以下では、油圧ポンプ１０Ｌ及び油圧ポンプ１０Ｒは、集合的に「油圧ポンプ１０」として参照される場合もある。左右一対で構成される他の構成要素についても同様である。
　制御弁１１Ｌは、操作装置としての左側走行レバー（図示せず。）が操作された場合に、油圧ポンプ１０Ｌが吐出する作動油を油圧アクチュエータとしての左側走行用油圧モータ４２Ｌに供給するために作動油の流れを切り替えるスプール弁である。
　制御弁１１Ｒは、走行直進弁としてのスプール弁である。本実施例では、走行直進弁１１Ｒは、４ポート２位置のスプール弁であり、第１弁位置及び第２弁位置を有する。具体的には、第１弁位置は、油圧ポンプ１０Ｌとパラレル油路３１Ｌとを連通する流路と、油圧ポンプ１０Ｒと制御弁１２Ｒとを連通する流路と有する。また、第２弁位置は、油圧ポンプ１０Ｒとパラレル油路３１Ｌとを連通する流路と、油圧ポンプ１０Ｌと制御弁１２Ｒとを連通する流路とを有する。
　制御弁１２Ｌは、油圧ポンプ１０が吐出する作動油をオプションの油圧アクチュエータ（図示せず。）に供給するために作動油の流れを切り替えるスプール弁である。
　制御弁１２Ｒは、操作装置としての右側走行レバー（図示せず。）が操作された場合に、油圧ポンプ１０が吐出する作動油を油圧アクチュエータとしての右側走行用油圧モータ４２Ｒに供給するために作動油の流れを切り替えるスプール弁である。
　制御弁１３Ｌは、操作装置としての旋回操作レバー（図示せず。）が操作された場合に、油圧ポンプ１０が吐出する作動油を油圧アクチュエータとしての旋回用油圧モータ４４に供給するために作動油の流れを切り替えるスプール弁である。
　制御弁１３Ｒは、操作装置としてのバケット操作レバー（図示せず。）が操作された場合に、油圧ポンプ１０が吐出する作動油をバケットシリンダ９へ供給するために作動油の流れを切り替えるスプール弁である。
　制御弁１４Ｌ、１４Ｒは、操作装置としてのブーム操作レバー（図示せず。）が操作された場合に、油圧ポンプ１０が吐出する作動油をブームシリンダ７へ供給するために作動油の流れを切り替えるスプール弁である。なお、制御弁１４Ｌは、ブーム操作レバーが所定のレバー操作量以上でブーム上げ方向に操作された場合に、作動油を追加的にブームシリンダ７に供給する。
　制御弁１５Ｌ、１５Ｒは、操作装置としてのアーム操作レバー（図示せず。）が操作された場合に、油圧ポンプ１０が吐出する作動油をアームシリンダ８へ供給するために作動油の流れを切り替えるスプール弁である。なお、制御弁１５Ｒは、アーム操作レバーが所定のレバー操作量以上で操作された場合に、作動油を追加的にアームシリンダ８に供給する。
　なお、左側走行用油圧モータ４２Ｌ、オプションの油圧アクチュエータ、旋回用油圧モータ４４、アームシリンダ８のそれぞれから流出する作動油は、戻り油路３２Ｌを通じて作動油タンク２２に排出される。同様に、右側走行用油圧モータ４２Ｒ、バケットシリンダ９、ブームシリンダ７、アームシリンダ８のそれぞれから流出する作動油は、戻り油路３２Ｒを通じて作動油タンク２２に排出される。
　センターバイパス油路３０Ｌ、３０Ｒはそれぞれ、最も下流にある制御弁１５Ｌ、１５Ｒと作動油タンク２２との間にネガティブコントロール絞り２０Ｌ、２０Ｒを備える。なお、以下では、ネガティブコントロールを「ネガコン」と略称する。ネガコン絞り２０Ｌ、２０Ｒは、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒが吐出する作動油の流れを制限してネガコン絞り２０Ｌ、２０Ｒの上流でネガコン圧を発生させる。
　圧力センサＳ１、Ｓ２は、ネガコン絞り２０Ｌ、２０Ｒの上流で発生したネガコン圧を検出し、検出した値を電気的なネガコン圧信号としてコントローラ５４に対して出力する。
　圧力センサＳ３、Ｓ４は、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの吐出圧を検出し、検出した値を電気的な吐出圧信号としてコントローラ５４に対して出力する。
　なお、左側走行レバー、右側走行レバー、アーム操作レバー、旋回操作レバー、ブーム操作レバー、バケット操作レバー等の操作装置には操作内容検出部が取り付けられる。操作内容検出部は、例えば、各操作装置が生成するパイロット圧を検出する圧力センサ（図示せず。）である。これら圧力センサは、検出した値を電気的なパイロット圧信号としてコントローラ５４に対して出力する。
　コントローラ５４は、油圧回路を制御する機能要素であり、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＮＶＲＡＭ等を備えたコンピュータである。本実施例では、コントローラ５４は、圧力センサ等の操作内容検出部の出力に基づいて各種操作装置の操作内容（例えば、レバー操作の有無、レバー操作方向、レバー操作量等である。）を電気的に検出する。なお、操作内容検出部は、各種操作レバーの傾きを検出する傾きセンサ等、圧力センサ以外のセンサで構成されてもよい。
　そして、コントローラ５４は、各種操作装置の操作内容に応じて可変チェック弁５０、メイクアップ弁５１等を動作させる各種機能要素に対応するプログラムをＣＰＵに実行させる。
　可変チェック弁５０は、油圧ポンプ１０Ｒとブームシリンダ７との間の連通を遮断可能な機構の一例であり、コントローラ５４が出力する指令に応じて動作する。本実施例では、可変チェック弁５０は、パラレル油路３１Ｒと制御弁１４Ｒとを接続する油路３３に設置されるロードチェック弁である。具体的には、可変チェック弁５０は、制御弁１４Ｒからパラレル油路３１Ｒへの作動油の流れを防止し、且つ、パラレル油路３１Ｒの作動油の圧力が開放圧を上回った場合にパラレル油路３１Ｒから制御弁１４Ｒへの作動油の流れを許容する。
　図３は、可変チェック弁５０の構成例を示す概略図である。具体的には、可変チェック弁５０は、主に弁体５０ａ、バネ５０ｂ、及び電磁弁５０ｃを含む。弁体５０ａは、パラレル油路３１Ｒの作動油の圧力が開放圧を上回った場合に油路３３を開くように移動し、パラレル油路３１Ｒの作動油の圧力が開放圧以下の場合に油路３３を閉じるように移動する。バネ５０ｂは、油路３３を閉じるように弁体５０ａを移動させる力（第１閉弁力）を発生させる。
　電磁弁５０ｃは、コントローラ５４が出力する電流指令に応じて動作する電磁比例弁である。本実施例では、電磁弁５０ｃは、固定容量型ポンプであるコントロールポンプ５５が吐出する作動油を利用して二次圧を調整する。二次圧は、バネ５０ｂと同様、油路３３を閉じるように弁体５０ａを移動させる力（第２閉弁力）を発生させる。
　可変チェック弁５０は、パラレル油路３１Ｒの作動油の圧力による弁体５０ａを押す力（開弁力）が第１閉弁力と第２閉弁力の合力である閉弁力以下の場合に油路３３を閉じ、開弁力が閉弁力より大きい場合に油路３３を開く。また、コントローラ５４は、電磁弁５０ｃに対する電流指令の大きさを調整することで第２閉弁力の大きさを調整する。このように、コントローラ５４は、可変チェック弁５０を電子制御することで油圧ポンプ１０Ｒとブームシリンダ７との間の連通・遮断を切り替えることができる。
　メイクアップ弁５１は、ブームシリンダ７のロッド側油室における作動油の圧力が負圧になるのを防止する。ロッド側油室でのキャビテーションの発生を防止するためである。本実施例では、メイクアップ弁５１は、戻り油路３２Ｒとブームシリンダ７のロッド側油室とを接続するメイクアップ油路３４に設置される可変チェック弁であり、可変チェック弁５０と同様の構成を有する。そのため、コントローラ５４は、メイクアップ弁５１を電子制御することでメイクアップ油路３４の流路面積を調整できる。具体的には、コントローラ５４は、メイクアップ弁５１としての可変チェック弁の開放圧を低めに調整してメイクアップ油路３４の流路面積を増大させることができる。メイクアップ弁５１の上流側と下流側との間の圧力差が同じであればその開放圧が低いほどメイクアップ弁５１の開口面積が大きくなるためである。なお、メイクアップ弁５１は、開放圧が固定されたチェック弁であってもよい。
　チェック弁５２は、パラレル油路３１Ｒと制御弁１３Ｒとを接続する油路３５に設置されるチェック弁である。具体的には、チェック弁５２は、制御弁１３Ｒからパラレル油路３１Ｒへの作動油の流れを防止し、且つ、パラレル油路３１Ｒの作動油の圧力が所定の開放圧を上回った場合にパラレル油路３１Ｒから制御弁１３Ｒへの作動油の流れを許容する。油圧ポンプ１０と制御弁１２Ｌ～１５Ｌ、１２Ｒ、１５Ｒのそれぞれとの間に設置されるチェック弁についても同様である。
　ポンプレギュレータ４０Ｌ、４０Ｒは、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの吐出量を制御する機構である。本実施例では、ポンプレギュレータ４０Ｌ、４０Ｒは、コントローラ５４が生成する指令に応じて油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの斜板傾転角を調整して油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの吐出量を制御する。
　例えば、ショベル１における油圧アクチュエータが何れも操作されていない状態では、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒが吐出する作動油は、センターバイパス油路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。この場合、ポンプレギュレータ４０Ｌ、４０Ｒは、ネガコン圧信号に基づいてコントローラ５４が生成する指令に応じて油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの吐出量を低減させる。その結果、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒが吐出する作動油がセンターバイパス油路３０Ｌ、３０Ｒを通過する際の圧力損失（ポンピングロス）が抑制される。
　一方、何れかの油圧アクチュエータが操作された場合、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒが吐出する作動油は、その油圧アクチュエータに対応する制御弁を介してその油圧アクチュエータに流れ込む。そのため、ネガコン絞り２０Ｌ、２０Ｒに至る量は減少或いは消滅し、ネガコン絞り２０Ｌ、２０Ｒの上流で発生するネガコン圧は低下する。この場合、ポンプレギュレータ４０Ｌ、４０Ｒ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作動油を循環させ、各アクチュエータの駆動を確かなものとする。
　また、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの吐出圧が、吐出量に応じて決まる所定値を上回った場合、ポンプレギュレータ４０Ｌ、４０Ｒは、吐出圧信号に基づいてコントローラ５４が生成する指令に応じて油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの吐出量を低減させる。油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの吸収馬力が駆動源としてのエンジンの出力馬力を上回るのを防止するためである。
　なお、ポンプレギュレータ４０Ｌ、４０Ｒは、ネガコン絞り２０Ｌ、２０Ｒの上流のネガコン圧、油圧ポンプ１０Ｌの吐出圧、及び油圧ポンプ１０Ｒの吐出圧を利用して、油圧ポンプ１０Ｌ、１０Ｒの吐出量を油圧的に制御してもよい。
　次に、図４を参照して油圧ポンプ１０Ｒとブームシリンダ７及びバケットシリンダ９との間の作動油の流れについて説明する。なお、図４は、図２の油圧回路における制御弁１３Ｒ及び制御弁１４Ｒを含む部分の断面図である。
　制御弁１４Ｒは、主に、バルブボディ１４Ｒａ（左下がりの斜線ハッチングで示す部分）と、バルブボディ１４Ｒａに形成されたバルブ穴内を摺動するブームスプール１４Ｒｂ（右下がりの斜線ハッチングで示す部分）とを含む。
　バルブボディ１４Ｒａは、６つのランド部Ｌ１～Ｌ６を有する。また、ランド部Ｌ１とランド部Ｌ２との間には戻り油路３２Ｒを構成する第１戻り油路３２Ｒ１が形成され、ランド部Ｌ５とランド部Ｌ６との間には戻り油路３２Ｒを構成する第２戻り油路３２Ｒ２が形成される。また、ランド部Ｌ２とランド部Ｌ３との間には環状空間Ｖ１が形成され、ランド部Ｌ３とランド部Ｌ４との間には環状空間Ｖ２が形成され、ランド部Ｌ４とランド部Ｌ５との間には環状空間Ｖ３が形成される。
　ブームスプール１４Ｒｂは、軸部Ａと、軸部Ａ上に形成される４つのランド部Ｌ７～Ｌ１０とを有する。また、ランド部Ｌ７とランド部Ｌ８との間には環状空間Ｖ４が形成され、ランド部Ｌ８とランド部Ｌ９との間には環状空間Ｖ５が形成され、ランド部Ｌ９とランド部Ｌ１０との間には環状空間Ｖ６が形成される。また、ブームスプール１４Ｒｂには再生油路ＲＣが形成される。
　環状空間Ｖ１は、バルブボディ１４Ｒａのランド部Ｌ２とランド部Ｌ３との間でバルブ穴の周りに形成される環状空間である。また、環状空間Ｖ１と向き合うバルブボディ１４Ｒａの部分には、ブームシリンダ７のロッド側油室と制御弁１４Ｒとを接続する油路に通じる第１シリンダポートＰ１が形成される。また、環状空間Ｖ１には、メイクアップ弁５１を含むメイクアップ油路３４が接続され、第１戻り油路３２Ｒ１の作動油が流入可能である。また、環状空間Ｖ１は、ブームスプール１４Ｒｂが図４の左方向に摺動すると、環状空間Ｖ４を介して第１戻り油路３２Ｒ１と連通する。また、環状空間Ｖ１は、ブームスプール１４Ｒｂが図４の右方向に摺動すると、環状空間Ｖ５を介して環状空間Ｖ２と連通する。
　環状空間Ｖ２は、バルブボディ１４Ｒａのランド部Ｌ３とランド部Ｌ４との間でバルブ穴の周りに形成される環状空間である。また、環状空間Ｖ２と向き合うバルブボディ１４Ｒａの部分には、油圧ポンプ１０Ｒと制御弁１４Ｒとを接続する油路３３に通じるポンプポートＰ２が形成される。また、環状空間Ｖ２は、ブームスプール１４Ｒｂが図４の左方向に摺動すると、環状空間Ｖ５を介して環状空間Ｖ３と連通する。また、環状空間Ｖ２は、ブームスプール１４Ｒｂが図４の右方向に摺動すると、環状空間Ｖ５を介して環状空間Ｖ１と連通する。
　環状空間Ｖ３は、バルブボディ１４Ｒａのランド部Ｌ４とランド部Ｌ５との間でバルブ穴の周りに形成される環状空間である。また、環状空間Ｖ３と向き合うバルブボディ１４Ｒａの部分には、ブームシリンダ７のボトム側油室と制御弁１４Ｒとを接続する油路に通じる第２シリンダポートＰ３が形成される。また、環状空間Ｖ３は、ブームスプール１４Ｒｂが図４の左方向に摺動すると、環状空間Ｖ５を介して環状空間Ｖ２と連通する。また、環状空間Ｖ３は、ブームスプール１４Ｒｂが図４の右方向に摺動すると、環状空間Ｖ６を介して第２戻り油路３２Ｒ２と連通する。
　再生油路ＲＣは、ブームスプール１４Ｒｂが図４の右方向に摺動したときに、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油をブームシリンダ７のロッド側油室に流入させるための油路である。本実施例では、再生油路ＲＣは、ランド部Ｌ８及びランド部Ｌ９のそれぞれの外周面に開口し、ブームスプール１４Ｒｂが図４の右方向に摺動したときに、環状空間Ｖ１と環状空間Ｖ３とを連通できるように形成される。なお、ブーム下げ速度は、再生油路ＲＣの開口面積、及び、第２シリンダポートＰ３の開口面積（環状空間Ｖ３と第２戻り油路３２Ｒ２との間の流路の流路面積）に応じて決まり、開口面積が大きいほど速い。
　制御弁１３Ｒは、制御弁１４Ｒと同様、第１シリンダポートＱ１、ポンプポートＱ２、第２シリンダポートＱ３、第１戻り油路３２Ｒ１、及び第２戻り油路３２Ｒ２のそれぞれの間の接続関係を適宜切り替え、油圧ポンプ１０Ｒからバケットシリンダ９を通じて作動油タンク２２に向かう作動油の流れを制御する。なお、第１シリンダポートＱ１は、バケットシリンダ９のロッド側油室と制御弁１３Ｒとを接続する油路に通じるポートである。また、ポンプポートＱ２は、油圧ポンプ１０Ｒと制御弁１３Ｒとを接続する油路３５に通じるポートであり、第２シリンダポートＱ３は、バケットシリンダ９のボトム側油室と制御弁１３Ｒとを接続する油路に通じるポートである。なお、制御弁１３Ｒは、制御弁１４Ｒと同様の構成を有するため、その詳細の説明を省略する。
　次に、図５を参照してブーム下げ操作が単独で行われた場合の油圧回路の状態について説明する。なお、図５は、ブーム下げ操作が単独で行われた場合の油圧回路の状態を示す図であり、図２に対応する。また、本実施例では、ブーム下げ操作は、掘削アタッチメントを空中で動かす際にブーム４を下降させるための操作を意味する。また、図５の太実線はブームシリンダ７に向かう作動油の流れを表し、図５の太点線は作動油タンクに向かう作動油の流れを表す。また、本実施例では、ブーム下げ操作はハーフレバー操作で行われる。「ハーフレバー操作」はフルレバー操作よりも小さい操作量で行われるレバー操作を意味する。また、「フルレバー操作」は、所定の操作量以上で行われるレバー操作を意味し、所定の操作量は例えば８０％以上の操作量である。なお、操作量１００％は操作レバーを最大限傾斜させたときの操作量に対応し、操作量０％は操作レバーを中立にしたとき（操作レバーを操作していないとき）の操作量に対応する。
　具体的には、ブーム操作レバーが下げ方向に操作されると、制御弁１４Ｒは、図の右側のパイロットポートでパイロット圧を受けて図の左側に移動する。
　制御弁１４Ｒが左に移動するとセンターバイパス油路３０Ｒが遮断されるため、油圧ポンプ１０Ｒが吐出する作動油はパラレル油路３１Ｒを通って制御弁１４Ｒに向かう。
　このとき、コントローラ５４は、可変チェック弁５０の開放圧を低めに調整し、パラレル油路３１Ｒから制御弁１４Ｒに向かう作動油の流れを許容する。
　そして、パラレル油路３１Ｒの作動油は、制御弁１４Ｒを通じてブームシリンダ７のロッド側油室に流入する。また、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油は、制御弁１４Ｒ及び戻り油路３２Ｒを通じて作動油タンク２２に排出される。
　次に、図６を参照してブーム下げ操作が単独で行われた場合の制御弁１４Ｒにおける作動油の流れについて説明する。なお、図６は、図２の油圧回路における制御弁１３Ｒ及び制御弁１４Ｒを含む部分の断面図であり、図４に対応する。また、本実施例では、ブーム下げ操作はハーフレバー操作で行われる。
　具体的には、ブーム操作レバーが下げ方向に操作されると、制御弁１４Ｒのブームスプール１４Ｒｂは、図４に示す状態から図の右側に移動する。なお、説明の便宜のために左右を逆転させているが、図６のブームスプール１４Ｒｂの右側への移動は、図５における制御弁１４Ｒの左側への移動に対応する。
　ブームスプール１４Ｒｂが右側へ移動すると、環状空間Ｖ３が環状空間Ｖ６を介して第２戻り油路３２Ｒ２と連通する。そのため、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油の一部は、第２シリンダポートＰ３、環状空間Ｖ３、環状空間Ｖ６、第２戻り油路３２Ｒ２を通じて作動油タンク２２に排出される。
　また、ブームスプール１４Ｒｂが右側へ移動すると、環状空間Ｖ２が環状空間Ｖ５を介して環状空間Ｖ１と連通する。そのため、油圧ポンプ１０Ｒが吐出する作動油は、可変チェック弁５０、油路３３、ポンプポートＰ２を通じて環状空間Ｖ２に流入し、環状空間Ｖ５及び環状空間Ｖ１、第１シリンダポートＰ１を通じてブームシリンダ７のロッド側油室に流入する。
　また、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油の別の一部は、第２シリンダポートＰ３、環状空間Ｖ３、再生油路ＲＣを通じて環状空間Ｖ１に流入し、油圧ポンプ１０Ｒからの作動油と合流してブームシリンダ７のロッド側油室に再生される。
　次に、図７を参照して排土操作が行われた場合の油圧回路の状態について説明する。なお、図７は、排土操作が行われた場合の油圧回路の状態を示す図であり、図２及び図５に対応する。また、図７の太実線はブームシリンダ７、アームシリンダ８、又はバケットシリンダ９に向かう作動油の流れを表し、図７の太点線は作動油タンクに向かう作動油の流れを表す。また、本実施例では、ブーム下げ操作はハーフレバー操作で行われ、アーム開き操作はフルレバー操作で行われ、バケット開き操作はフルレバー操作で行われる。
　具体的には、ブーム操作レバーが下げ方向に操作されると、制御弁１４Ｒは、図の右側のパイロットポートでパイロット圧を受けて図の左側に移動する。また、バケット操作レバーが開き方向に操作されると、制御弁１３Ｒは、図の右側のパイロットポートでパイロット圧を受けて図の左側に移動する。また、アーム操作レバーが開き方向に操作されると、制御弁１５Ｌは、図の右側のパイロットポートでパイロット圧を受けて図の左側に移動する。
　制御弁１４Ｒの上流にある制御弁１３Ｒが左側に移動するとセンターバイパス油路３０Ｒが遮断されるため、油圧ポンプ１０Ｒが吐出する作動油はパラレル油路３１Ｒを通って制御弁１３Ｒ及び制御弁１４Ｒに向かう。
　このとき、コントローラ５４は、可変チェック弁５０の開放圧を高めに調整し、パラレル油路３１Ｒから制御弁１４Ｒに向かう作動油の流れを遮断する。その結果、パラレル油路３１Ｒの作動油は、油路３５、制御弁１３Ｒを通じてバケットシリンダ９のロッド側油室に流入する。また、バケットシリンダ９のボトム側油室から流出する作動油は、制御弁１３Ｒ及び戻り油路３２Ｒを通じて作動油タンク２２に排出される。
　また、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油の一部は、制御弁１４Ｒを通じて戻り油路３２Ｒに至り、バケットシリンダ９のボトム側油室から流出する作動油と合流して作動油タンク２２に排出される。
　また、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油の別の一部は再生油路ＲＣを通じてブームシリンダ７のロッド側油室に再生される。
　このとき、コントローラ５４は、メイクアップ弁５１の開放圧を低めに調整してメイクアップ油路３４の流路面積を増大させる。その結果、戻り油路３２Ｒの作動油の一部は、メイクアップ油路３４を通って再生油路ＲＣからの作動油に合流してブームシリンダ７のロッド側油室に流入する。
　次に、図８を参照して排土操作が行われた場合の制御弁１３Ｒ及び制御弁１４Ｒにおける作動油の流れについて説明する。なお、図８は、図２の油圧回路における制御弁１３Ｒ及び制御弁１４Ｒを含む部分の断面図であり、図４及び図６に対応する。また、本実施例では、ブーム下げ操作はハーフレバー操作で行われ、バケット開き操作はフルレバー操作で行われる。
　具体的には、ブーム操作レバーが下げ方向に操作されると、制御弁１４Ｒのバルブスプールは、図４に示す状態から図の右側に移動する。同様に、バケット操作レバーが開き方向に操作されると、制御弁１３Ｒのバケットスプール１３Ｒｂは、図４に示す状態から図の右側に移動する。なお、説明の便宜のために左右を逆転させているが、図８のバケットスプール１３Ｒｂ、ブームスプール１４Ｒｂの右側への移動は、図７における制御弁１３Ｒ、１４Ｒの左側への移動に対応する。
　ブームスプール１４Ｒｂが右側へ移動すると、環状空間Ｖ３が環状空間Ｖ６を介して第２戻り油路３２Ｒ２と連通する。そのため、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油の一部は、第２シリンダポートＰ３、環状空間Ｖ３、環状空間Ｖ６、第２戻り油路３２Ｒ２を通じて作動油タンク２２に排出される。
　また、ブームスプール１４Ｒｂが右側へ移動すると、環状空間Ｖ２が環状空間Ｖ５を介して環状空間Ｖ１と連通する。このとき、コントローラ５４は、可変チェック弁５０の開放圧を高めに調整し、パラレル油路３１Ｒから制御弁１４Ｒに向かう作動油の流れを遮断する。そのため、油圧ポンプ１０Ｒが吐出する作動油は、環状空間Ｖ２には流入しない。一方で、油圧ポンプ１０Ｒが吐出する作動油は、バケットスプール１３Ｒｂが右側へ移動する場合には、チェック弁５２、油路３５、ポンプポートＱ２、第１シリンダポートＱ１を通じてバケットシリンダ９のロッド側油室に流入する。また、バケットシリンダ９のボトム側油室から流出する作動油は、第２シリンダポートＱ３を通じて第１戻り油路３２Ｒ１に至り、その一部が作動油タンク２２に排出される。
　また、油圧ポンプ１０Ｒが吐出する作動油が環状空間Ｖ２に流入しないため、ブームシリンダ７のロッド側油室の体積が膨張すると、環状空間Ｖ１の作動油の圧力は低下する。そして、環状空間Ｖ１の作動油の圧力が第１戻り油路３２Ｒ１の作動油の圧力よりも低くなると、第１戻り油路３２Ｒ１の作動油の別の一部は、メイクアップ油路３４を通って環状空間Ｖ１に流入する。そして、環状空間Ｖ１に流入した作動油は、再生油路ＲＣを流れる作動油に合流してブームシリンダ７のロッド側油室に流入する。このとき、コントローラ５４は、メイクアップ弁５１の開放圧を低めに調整してメイクアップ油路３４の流路面積を増大させている。そのため、コントローラ５４は、油圧ポンプ１０Ｒが吐出する作動油をブームシリンダ７のロッド側油室に供給しなくとも、十分な量の作動油をブームシリンダ７のロッド側油室に供給できる。
　次に、図９を参照し、ブーム下げ操作を含む複合操作の際にコントローラ５４が再生油と戻り油とでブーム４を下降させる処理（以下、「複合操作時処理」とする。）について説明する。なお、本実施例では、「再生油」はブームシリンダ７のボトム側油室から流出してブームシリンダ７のロッド側油室に流入する作動油を意味し、「戻り油」はバケットシリンダ９から作動油タンク２２に排出される作動油を意味する。また、図９は、複合操作時処理の一例の流れを示すフローチャートであり、コントローラ５４は、この複合操作時処理を所定の制御周期で繰り返し実行する。
　最初に、コントローラ５４は、所定の複合操作が行われたか否かを判定する（ステップＳＴ１）。本実施例では、所定の複合操作は、ブーム下げ操作とエンドアタッチメント操作を含む複合操作である。具体的には、コントローラ５４は、操作内容検出部としての各種圧力センサの出力に基づいてブーム下げ操作及びバケット開き操作を含む複合操作が行われたか否かを判定する。なお、所定の複合操作は、ブーム下げ操作、アーム開き操作、及びバケット開き操作を含む複合操作としての排土操作であってもよく、ブーム下げ操作とバケット閉じ操作を含む複合操作であってもよい。
　所定の複合操作が行われていないと判定した場合（ステップＳＴ１のＮＯ）、コントローラ５４は、今回の複合操作時処理を終了させる。
　また、所定の複合操作が行われたと判定した場合（ステップＳＴ１のＹＥＳ）、コントローラ５４は、油圧ポンプ１０Ｒとブームシリンダ７との間の連通を遮断する（ステップＳＴ２）。本実施例では、コントローラ５４は、制御弁１４Ｒのメータイン側の油路３３を遮断する。具体的には、油路３３に設置された可変チェック弁５０を構成する電磁弁５０ｃに対して電流指令を与えて可変チェック弁５０の開放圧を増大させることで油圧ポンプ１０Ｒとブームシリンダ７との間の連通を遮断する。
　また、コントローラ５４は、ブームシリンダ７のロッド側油室に関するメイクアップ油路３４の流路面積を増大させる（ステップＳＴ３）。本実施例では、コントローラ５４は、メイクアップ弁５１としての可変チェック弁を構成する電磁弁に対して電流指令を与えてその可変チェック弁の開放圧を低減させることでメイクアップ油路３４の流路面積を増大させる。
　なお、ステップＳＴ２及びステップＳＴ３の処理は順不同であり、ステップＳＴ３の処理が実行された後でステップＳＴ２の処理が実行されてもよく同時に実行されてもよい。
　上述の処理により、コントローラ５４は、油圧ポンプ１０Ｒが吐出する作動油をブームシリンダ７のロッド側油室に供給することなく、再生油及び戻り油のみをブームシリンダ７のロッド側油室に供給できる。そのため、コントローラ５４は、油圧ポンプ１０Ｒが吐出する作動油の全てをバケットシリンダ９のロッド側油室に供給できる。その結果、バケット６の開き速度の低下を防止でき、さらにはバケット６の開き速度を増大できる。そして、コントローラ５４は、ブーム下げ速度、アーム開き速度、及びバケット開き速度のマッチング不良を防止できる。具体的には、コントローラ５４は、例えば、アーム・バケット同時到達性を向上させることができる。なお、アーム・バケット同時到達性は、フルレバー操作されたアーム５が所定の第１姿勢から所定の第２姿勢に到達するまでに要する時間と、フルレバー操作されたバケット６が所定の第１姿勢から所定の第２姿勢に到達するまでに要する時間とをマッチさせる性能を意味する。そして、ショベル１は、アーム・バケット同時到達性が高いほど、例えばトラックの荷台に偏りなく土砂を排土できる。
　また、コントローラ５４は、油圧ポンプ１０Ｒとブームシリンダ７との間の連通を遮断するため、制御弁１４Ｒのところで圧力損失を発生させることもない。
　また、コントローラ５４は、メイクアップ油路３４の流路面積を増大させるため、バケットシリンダ９のボトム側油室から流出して戻り油路３２Ｒを流れる作動油から十分な量の作動油をブームシリンダ７のロッド側油室に流入（回生）させることができる。そのため、ブームシリンダ７のロッド側油室に流入する作動油の量が不足することはなく、キャビテーションを発生させることもない。また、コントローラ５４は、戻り油路３２Ｒの作動油をブームシリンダ７のロッド側油室に流入させるため、戻り油路３２Ｒの作動油の圧力を低減させることができ、バケットシリンダ９のボトム側油室から流出する作動油の圧力損失（メータアウト損）を低減させることができる。
　次に、図１０を参照し、本発明の実施例に係る作業機械に搭載される油圧回路の別の構成例について説明する。なお、図１０は、図１のショベルに搭載される油圧回路の別の構成例を示す図であり、図７に対応する。また、図１０の太実線はブームシリンダ７、アームシリンダ８、又はバケットシリンダ９に向かう作動油の流れを表し、図１０の太点線は作動油タンクに向かう作動油の流れを表す。
　図１０の油圧回路は、制御弁１４Ｌの代わりに制御弁１４Ｌａを備える点で図７の油圧回路と相違する。なお、その他の点で両者は共通する。そのため、共通点の説明を省略し相違点を詳細に説明する。
　制御弁１４Ｌａは、６ポート３位置のスプール弁であり、ブーム上げ操作時弁位置、中立弁位置、及び、ブーム下げ操作時弁位置を有する。
　ブーム上げ操作時弁位置（右側の弁位置）は、ブーム操作レバーが上げ方向に操作された場合に採用される弁位置である。制御弁１４Ｌａは、ブーム上げ操作時弁位置が採用された場合、油圧ポンプ１０が吐出する作動油をブームシリンダ７のボトム側油室に流入させる。
　中立弁位置（中央の弁位置）は、ブーム操作レバーが操作されていない場合に採用される弁位置である。制御弁１４Ｌａは、中立弁位置が採用された場合、センターバイパス油路３０Ｌを連通させる。
　ブーム下げ操作時弁位置（左側の弁位置）は、ブーム操作レバーが下げ方向に操作され、且つ、アーム操作レバーが操作された場合に採用される弁位置である。制御弁１４Ｌａは、ブーム下げ操作時弁位置が採用された場合、油圧ポンプ１０Ｌが吐出する作動油と、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油の一部とを合流させ、合流後の作動油がアームシリンダ８に供給されるようにする。
　図１０に示すように、ブーム下げ操作の際にブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油の一部を油圧ポンプ１０Ｌが吐出する作動油に合流（回生）させる場合であっても、コントローラ５４は、油圧ポンプ１０Ｒが吐出する作動油をブームシリンダ７のロッド側油室に供給することなく、再生油及び戻り油のみをブームシリンダ７のロッド側油室に供給できる。そのため、コントローラ５４は、油圧ポンプ１０Ｒが吐出する作動油の全てをバケットシリンダ９のロッド側油室に供給できる。その結果、バケット６の開き速度の低下を防止でき、さらにはバケット６の開き速度を増大できる。そして、コントローラ５４は、ブーム下げ速度、アーム開き速度、及びバケット開き速度のマッチング不良を防止できる。
　また、コントローラ５４は、メイクアップ油路３４の流路面積を増大させるため、バケットシリンダ９のボトム側油室から流出して戻り油路３２Ｒを流れる作動油から十分な量の作動油をブームシリンダ７のロッド側油室に流入させることができる。そのため、ブームシリンダ７のロッド側油室に流入する作動油の量が不足することはなく、キャビテーションを発生させることもない。
　上述より、本発明の実施例に係るショベルは、ブーム下げ操作とエンドアタッチメント操作とを含む複合操作が行われた場合、油圧ポンプ１０Ｒとブームシリンダ７との間の連通を遮断し、且つ、ブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油（再生油）、及び、戻り油路３２Ｒを流れる作動油（戻り油）をブームシリンダ７のロッド側油室に流入させる。そのため、油圧ポンプ１０Ｒが吐出する作動油の全てをバケットシリンダ９に供給できる。その結果、バケット６の動作速度の低下を防止でき、さらにはバケット６の動作速度を増大できる。また、アーム動作速度とバケット動作速度とのマッチング不良を防止できる。
　また、ブーム下げ操作とエンドアタッチメント操作とを含む複合操作が行われているときのメイクアップ油路３４の流路面積は、ブーム下げ操作とエンドアタッチメント操作とを含む複合操作が行われていないときのメイクアップ油路３４の流路面積より大きくなるように調整される。そのため、本発明の実施例に係るショベルは、油圧ポンプ１０Ｒとブームシリンダ７との間の連通を遮断したとしても、バケットシリンダ９のボトム側油室から流出して戻り油路３２Ｒを流れる作動油から十分な量の作動油をブームシリンダ７のロッド側油室に流入させることができる。その結果、ブームシリンダ７のロッド側油室に流入する作動油の量が不足することはなく、キャビテーションを発生させることもない。
　また、ブームスプール１４Ｒｂは、ブームシリンダ７のロッド側油室に接続される第１シリンダポートＰ１、油圧ポンプ１０Ｒに接続されるポンプポートＰ２、及びブームシリンダ７のボトム側油室に接続される第２シリンダポートＰ３を有する。そして、戻り油路３２Ｒは、バケット開き操作が行われた場合にバケットシリンダ９から流出する作動油が流れる第１戻り油路３２Ｒ１と、バケット閉じ操作が行われた場合にバケットシリンダ９から流出する作動油が流れる第２戻り油路３２Ｒ２とを含む。また、第１シリンダポートＰ１は、第２戻り油路３２Ｒ２よりも第１戻り油路３２Ｒ１に近いところに形成される。そのため、メイクアップ油路３４の長さを必要最小限の長さに制限でき、メイクアップ油路３４の管路抵抗を抑制できる。
　また、コントローラ５４は、可変チェック弁５０を電子制御することで油圧ポンプ１０Ｒとブームシリンダ７との間の連通・遮断を切り替える。また、コントローラ５４は、メイクアップ弁５１を電子制御することでメイクアップ油路３４の流路面積の大きさを調整する。そのため、ブームシリンダ７に流出入する作動油の流れを簡易且つ迅速に制御できる。
　次に、図１１を参照し、本発明の実施例に係る作業機械に搭載される油圧回路の更に別の構成例について説明する。なお、図１１は、図１のショベルに搭載される油圧回路の更に別の構成例を示す図である。また、図１１の太実線はブームシリンダ７、アームシリンダ８、又はバケットシリンダ９に向かう作動油の流れを表し、図１１の太点線は作動油タンクに向かう作動油の流れを表す。
　図１１の油圧回路は、再生油路ＲＣ、メイクアップ油路３４、及びメイクアップ弁５１がコントロールバルブ１７の外部に配置される点、並びに、開閉弁５６、可変絞り５７、及び可変絞り５８が追加された点で図２の油圧回路と相違する。なお、その他の点で両者は共通する。そのため、共通点の説明を省略し相違点を詳細に説明する。
　コントロールバルブ１７は、制御弁１１Ｌ～１５Ｌ、制御弁１１Ｒ～１５Ｒを含むバルブ集合体である。なお、図２の油圧回路は、再生油路ＲＣ、メイクアップ油路３４、及びメイクアップ弁５１をコントロールバルブ１７内に含むように構成される。
　開閉弁５６は、再生油路ＲＣの連通・遮断を切り替える機能要素の一例であり、コントローラ５４が出力する指令に応じて動作する。本実施例では、開閉弁５６は２ポート２位置の電磁開閉弁であり、第１弁位置及び第２弁位置を有する。具体的には、第１弁位置は、ブームシリンダ７のボトム側油室とロッド側油室とを連通する流路と、その流路を流れる作動油の流量を抑制する絞りと、ボトム側油室への作動油の流れを防止するチェック弁とを有する。また、開閉弁５６は、第２弁位置にある場合にボトム側油室とロッド側油室との連通を遮断する。なお、開閉弁５６は、図示のような電磁開閉弁ではなく、可変絞り５７と同様の可変絞りであってもよい。
　可変絞り５７は、ブームシリンダ７のボトム側油室から制御弁１４Ｒへ流れる作動油の流量を調整する機能要素の一例であり、コントローラ５４が出力する指令に応じて流路面積を増減させる。コントローラ５４は、可変絞り５７の流路面積を小さくすることで再生油路ＲＣを流れる作動油の流量を増大させ、可変絞り５７の流路面積を大きくすることで再生油路ＲＣを流れる作動油の流量を低減させることができる。
　可変絞り５８は、メイクアップ油路３４を流れる作動油の流量を調整する機能要素の一例である。可変絞り５８は、可変絞り５７と同様、コントローラ５４が出力する指令に応じて流路面積を増減させる。コントローラ５４は、バケット開き操作が行われていない場合（例えばバケット閉じ操作が行われている場合）に可変絞り５８の流路面積を小さくし、メイクアップ油路３４を通ってブームシリンダ７へ作動油が流入するのを防止する。一方で、コントローラ５４は、ブーム下げ操作及びバケット開き操作を含む複合操作が行われている場合には可変絞り５８の流路面積を大きくしてバケットシリンダ９から流出した作動油がメイクアップ油路３４を円滑に流れるようにする。
　図１１に示すように、再生油路ＲＣ、メイクアップ油路３４、及びメイクアップ弁５１がコントロールバルブ１７の外部に配置される場合であっても、コントローラ５４は、油圧ポンプ１０Ｒが吐出する作動油をブームシリンダ７のロッド側油室に供給することなく、再生油及び戻り油のみをブームシリンダ７のロッド側油室に供給できる。そのため、コントローラ５４は、油圧ポンプ１０Ｒが吐出する作動油の全てをバケットシリンダ９のロッド側油室に供給できる。その結果、バケット６の開き速度の低下を防止でき、さらにはバケット６の開き速度を増大できる。そして、コントローラ５４は、ブーム下げ速度、アーム開き速度、及びバケット開き速度のマッチング不良を防止できる。なお、本実施例では、バケットシリンダ９のボトム側油室と制御弁１３Ｒとを繋ぐ管路が戻り油路の一部を構成する。
　また、図１１の油圧回路は、開閉弁５６及び可変絞り５７のそれぞれが担う機能を制御弁１４Ｒから分離して開閉弁５６及び可変絞り５７を制御弁１４Ｒの外部に配置した構成をとる。しかしながら、開閉弁５６が担う機能のみが制御弁１４Ｒから分離されてもよい。この場合、開閉弁５６のみが制御弁１４Ｒの外部に配置され、可変絞り５７は制御弁１４Ｒ内に統合される。或いは、可変絞り５７が担う機能のみが制御弁１４Ｒから分離されてもよい。この場合、可変絞り５７のみが制御弁１４Ｒの外部に配置され、開閉弁５６は制御弁１４Ｒ内に統合される。
　また、コントローラ５４は、メイクアップ油路３４の流路面積を増大させるため、バケットシリンダ９のボトム側油室から流出する作動油から十分な量の作動油をブームシリンダ７のロッド側油室に流入させることができる。そのため、ブームシリンダ７のロッド側油室に流入する作動油の量が不足することはなく、キャビテーションを発生させることもない。
　また、図１１の油圧回路は図１０に示すような制御弁１４Ｌａを採用してもよい。この場合、コントローラ５４は、排土操作が行われたときに油圧ポンプ１０Ｌが吐出する作動油とブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油の一部とを合流させ、合流後の作動油がアームシリンダ８に供給されるようにする。
　以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。
　例えば、上述の実施例では、コントローラ５４は、可変チェック弁５０を電子制御して油圧ポンプ１０Ｒとブームシリンダ７との間の連通を遮断する。しかしながら、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、可変チェック弁５０は、電磁開閉弁等の他のタイプの弁であってもよい。
　また、上述の実施例では、コントローラ５４は、メイクアップ弁５１としての可変チェック弁を電子制御してメイクアップ油路３４の流路面積を調整する。しかしながら、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、メイクアップ弁５１は、コントローラ５４からの電流指令に応じて弁の開口面積を直接的に変化させる電磁比例弁等の他のタイプの弁であってもよい。
　また、上述の実施例では、ブーム下げ操作を含む複合操作の際に油圧ポンプ１０Ｌが吐出する作動油とブームシリンダ７のボトム側油室から流出する作動油の一部とを合流させ、合流後の作動油をアームシリンダ８に流入させる。しかしながら、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、合流後の作動油は、旋回用油圧モータ４４等の他の油圧アクチュエータに供給されてもよい。
　また、上述の実施例では、ブームシリンダ７及びバケットシリンダ９は基本的に油圧ポンプ１０Ｒが吐出する作動油によって駆動され、且つ、アームシリンダ８は基本的に油圧ポンプ１０Ｌが吐出する作動油によって駆動される。そして、コントローラ５４は、ブーム下げ操作を含む複合操作の際に、油圧ポンプ１０Ｒとブームシリンダ７との間の連通を遮断し、且つ、エンドアタッチメント用油圧シリンダとしてのバケットシリンダ９から流出する戻り油と再生油とでブーム４を下降させる。しかしながら、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、バケットシリンダ９以外の別の油圧シリンダ（例えばアームシリンダ８）から流出する作動油としての戻り油と再生油とでブーム４を下降させてもよい。
　また、本願は、２０１４年５月１９日に出願した日本国特許出願２０１４－１０３７１１号に基づく優先権を主張するものであり、これらの日本国特許出願の全内容を本願に参照により援用する。
　１・・・ショベル　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、１２Ｌ、１２Ｒ、１３Ｌ、１３Ｒ、１４Ｌ、１４Ｌａ、１４Ｒ、１５Ｌ、１５Ｒ・・・制御弁　１３Ｒａ、１４Ｒａ・・・バルブボディ　１３Ｒｂ・・・バケットスプール　１４Ｒｂ・・・ブームスプール　２０Ｌ、２０Ｒ・・・ネガコン絞り　２２・・・作動油タンク　３０Ｌ、３０Ｒ・・・センターバイパス油路　３１Ｌ、３１Ｒ・・・パラレル油路　３２Ｌ、３２Ｒ、３２Ｒ１、３２Ｒ２・・・戻り油路　３３・・・油路　３４・・・メイクアップ油路　３５・・・油路　４０Ｌ、４０Ｒ・・・ポンプレギュレータ　４２Ｌ、４２Ｒ・・・走行用油圧モータ　４４・・・旋回用油圧モータ　５０・・・可変チェック弁　５０ａ・・・弁体　５０ｂ・・・バネ　５０ｃ・・・電磁弁　５１・・・メイクアップ弁　５２・・・チェック弁　５４・・・コントローラ　５５・・・コントロールポンプ　５６・・・開閉弁　５７、５８・・・可変絞り　Ｓ１～Ｓ４・・・圧力センサ

Claims (10)

  1. 　油圧ポンプが吐出する作動油で駆動されるブームシリンダと、
    　前記油圧ポンプが吐出する作動油で駆動される別の油圧シリンダと、
    　前記ブームシリンダの収縮側油室から流出する作動油を伸張側油室に流入させる再生油路と、
    　前記別の油圧シリンダと作動油タンクとを連通する戻り油路と、
    　前記伸張側油室と前記戻り油路とを連通可能なメイクアップ油路と、
    　前記油圧ポンプと前記ブームシリンダとの間の連通を遮断可能な弁と、を備え、
    　ブーム下げ操作と前記別の油圧シリンダに関する操作とを含む複合操作が行われた場合、前記弁は前記油圧ポンプと前記ブームシリンダとの間の連通を遮断し、前記伸張側油室には、前記収縮側油室から流出する作動油と前記戻り油路の作動油とが流入する、
    　ショベル。
  2. 　前記複合操作が行われているときの前記メイクアップ油路の流路面積は、前記複合操作が行われていないときの前記メイクアップ油路の流路面積より大きい、
    　請求項１に記載のショベル。
  3. 　前記ブームシリンダのロッド側油室に接続される第１シリンダポート、前記ブームシリンダのボトム側油室に接続される第２シリンダポート、及び前記油圧ポンプに接続されるポンプポートを有するブームスプールを備え、
    　前記戻り油路は、バケット開き操作が行われた場合に前記別の油圧シリンダとしてのバケットシリンダから流出する作動油が流れる第１戻り油路と、バケット閉じ操作が行われた場合に前記バケットシリンダから流出する作動油が流れる第２戻り油路とを含み、
    　前記第１シリンダポートは、前記第２戻り油路よりも前記第１戻り油路に近いところに形成される、
    　請求項１又は２に記載のショベル。
  4. 　前記弁による前記油圧ポンプと前記ブームシリンダとの間の連通・遮断は電子制御される、
    　請求項１又は２に記載のショベル。
  5. 　前記メイクアップ油路の流路面積の大きさは電子制御される、
    　請求項１又は２に記載のショベル。
  6. 　前記再生油路及び前記メイクアップ油路はコントロールバルブ内に配置される、
    　請求項１又は２に記載のショベル。
  7. 　前記再生油路及び前記メイクアップ油路はコントロールバルブの外部に配置される、
    　請求項１又は２に記載のショベル。
  8. 　油圧ポンプが吐出する作動油で駆動されるブームシリンダと、前記油圧ポンプが吐出する作動油で駆動される別の油圧シリンダと、前記ブームシリンダの収縮側油室から流出する作動油を伸張側油室に流入させる再生油路と、前記別の油圧シリンダと作動油タンクとを連通する戻り油路と、前記伸張側油室と前記戻り油路とを連通可能なメイクアップ油路と、前記油圧ポンプと前記ブームシリンダとの間の連通を遮断可能な弁と、を備えるショベルの制御方法であって、
    　ブーム下げ操作と前記別の油圧シリンダに関する操作とを含む複合操作が行われた場合、前記弁が前記油圧ポンプと前記ブームシリンダとの間の連通を遮断し、前記収縮側油室から流出する作動油と前記戻り油路の作動油とが前記伸張側油室に流入する、
    　制御方法。
  9. 　前記複合操作が行われているときの前記メイクアップ油路の流路面積を、前記複合操作が行われていないときの前記メイクアップ油路の流路面積より大きくする、
    　請求項８に記載の制御方法。
  10. 　ブーム下げ操作と、前記別の油圧シリンダに関する操作と、別の油圧ポンプが吐出する作動油で駆動される更に別の油圧シリンダに関する操作とを含む複合操作が行われた場合に、前記別の油圧ポンプが吐出する作動油と、前記ブームシリンダの収縮側油室から流出する作動油の一部とを合流させ、合流後の作動油を前記更に別の油圧シリンダに供給する、
    　請求項８又は９に記載の制御方法。
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