JP6033708B2 - 建設機械の油圧回路及びその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、建設機械の油圧回路及びその制御方法に関する。

建設機械の油圧回路には、油圧ポンプから吐出された圧油を用いて、油圧シリンダを駆動するものがある。また、建設機械の油圧回路には、旋回動作とアーム動作との同時操作時に、旋回優先弁を用いてアームシリンダに供給する圧油の流量を制限し、旋回動作を優先させるものがある。

特許文献１では、アームシリンダのメータイン側に旋回優先弁を設け、旋回／アーム引き（閉じ）の複合操作時でブーム下げ動作が加わった場合に、切換弁を用いて旋回優先弁の絞り作用を解除し、アーム動作を補償する技術を開示している。

特開２００８−２６１３７３号公報

特許文献１に開示されている技術では、ブーム上げ動作及びアーム閉じ動作を同時操作する場合で、ブーム上げ動作の負荷が高いときに、低負荷側のアームシリンダに圧油が逃げることによって、高負荷側のブーム上げ動作の操作性が低下する場合がある。すなわち、旋回動作及びアーム閉じ動作の同時操作時に旋回動作を優先するために配置した旋回優先弁が、旋回動作を優先しないブーム上げ動作及びアーム閉じ動作の同時操作時に低負荷側のアームシリンダに圧油を供給するため、高負荷側のブームシリンダに供給される圧油が減少する場合がある。このとき、オペレータ（作業者）は操作レバーを用いてブーム上げ方向の操作量を増加させるが、操作量の増加によって旋回優先弁の開度が更に増加するため、低負荷側のアームシリンダに供給される圧油が更に増加し、オペレータの意思に反して高負荷側のブーム上げ動作の操作性が更に低下する場合がある。

本発明は、このような事情の下に為され、ブーム上げ及びアーム閉じの同時操作時に、ブーム上げパイロット圧及びブームシリンダのボトム圧を用いて、旋回優先弁を制御することができる建設機械の油圧回路又はその制御方法を提供することを目的とする。すなわち、旋回パイロット圧に基づいて旋回優先弁の開度を制御する建設機械の油圧回路又はその制御方法であって、旋回動作を優先しないブーム上げ動作及びアーム閉じ動作の同時操作時に、ブームシリンダのボトム圧に基づいてブーム上げパイロット圧を補正し、補正したブーム上げパイロット圧を用いて旋回優先弁の開度を制御する。これにより、高負荷側のブーム上げ動作を優先することができる建設機械の油圧回路又はその制御方法を提供する。

本発明の一の態様によれば、旋回モータ、ブームシリンダ及びアームシリンダの動作を制御する建設機械の油圧回路であって、前記旋回モータに作動油を供給する旋回用方向制御弁の制御ポートに入力する旋回パイロット圧を検出する旋回パイロット圧検出手段と、
前記ブームシリンダに作動油を供給するブーム用方向制御弁のブーム上げ方向に対応する制御ポートに入力するブーム上げパイロット圧を検出するブーム上げパイロット圧検出手段と、前記ブームシリンダのボトム圧を検出するブームシリンダボトム圧検出手段と、 前記アームシリンダに作動油を供給するアーム用方向制御弁の上流側の油路に配置された旋回優先弁と、前記旋回優先弁の制御ポートに入力する旋回優先パイロット圧を減圧する電磁比例減圧弁と、前記旋回パイロット圧検出手段、前記ブーム上げパイロット圧検出手段、前記ブームシリンダボトム圧検出手段及び前記旋回優先弁の動作を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記旋回パイロット圧検出手段が検出した前記旋回パイロット圧に基づいて前記旋回優先弁の開度を制御し、前記ブーム上げ及びアーム閉じの同時操作時に、前記ブーム上げパイロット圧検出手段が検出した前記ブーム上げパイロット圧及び前記ブームシリンダボトム圧検出手段が検出した前記ボトム圧を更に用いて前記旋回優先弁の開度を制御し、前記電磁比例減圧弁の開度を減少させることによって前記ブーム上げパイロット圧を補正し、補正した前記ブーム上げパイロット圧を前記旋回優先パイロット圧として前記旋回優先弁に入力することによって該旋回優先弁の開度を減少させる、ことを特徴とする建設機械の油圧回路が提供される。

また、本発明の他の態様によれば、旋回モータ、ブームシリンダ及びアームシリンダの動作を制御する油圧回路の制御方法であって、前記旋回モータに作動油を供給する旋回用方向制御弁の制御ポートに入力する旋回パイロット圧を検出する旋回パイロット圧検出ステップと、前記ブームシリンダに作動油を供給するブーム用方向制御弁のブーム上げ方向に対応する制御ポートに入力するブーム上げパイロット圧を検出するブーム上げパイロット圧検出ステップと、前記ブームシリンダのボトム圧を検出するブームシリンダボトム圧検出ステップと、前記アームシリンダに作動油を供給するアーム用方向制御弁の上流側の油路に配置され、全開状態と絞り状態とを切替えることで開度を調整する切替弁である旋回優先弁を用いて、前記アーム用方向制御弁に供給する圧油の流量を制御する旋回優先弁制御ステップとを含み、前記旋回優先弁制御ステップは、前記旋回モータによる旋回動作を優先させる場合には、前記旋回パイロット圧検出ステップで検出した前記旋回パイロット圧に基づいてアームの動作を制限するように前記旋回優先弁を全開状態から絞り状態へ切り替えて絞り状態の開度を制御し、前記ブーム上げ及びアーム閉じの同時操作時に前記ブーム上げ動作を優先させる場合には、前記ブーム上げパイロット圧検出ステップで検出した前記ブーム上げパイロット圧を更に用いて前記アームの動作を制限するように前記旋回優先弁を全開状態から絞り状態へ切り替えて絞り状態の開度を制御する、ことを特徴とする油圧回路の制御方法が提供される。

本発明に係る建設機械の油圧回路又はその制御方法によれば、ブーム上げ及びアーム閉じの同時操作時に、ブーム上げパイロット圧及びブームシリンダのボトム圧を用いて旋回優先弁を制御して、ブーム上げ動作を優先することができる。

本発明の実施形態に係る建設機械の一例を示す概略外観図である。 本発明の実施形態に係る建設機械の油圧回路の一例を示す概略油圧回路図である。 本発明の実施形態に係る建設機械の油圧回路の他の例を示す概略油圧回路図である。 本発明の実施形態に係る建設機械の油圧回路のその他の例を示す概略油圧回路図である。 本発明の実施形態に係る建設機械の油圧回路の制御方法の一例を説明するフローチャート図である。 本発明の実施形態に係る建設機械の油圧回路の電磁比例減圧弁に入力する指令電流値の一例を説明する説明図である。 本発明の実施形態に係る建設機械の油圧回路の電磁比例減圧弁の二次圧の一例を説明する説明図である。 本発明の実施形態に係る建設機械の油圧回路の旋回優先弁の開口の一例を説明する説明図である。 本発明の実施形態に係る建設機械の油圧回路の電磁比例弁に入力する指令電流値の一例を説明する説明図である。 本発明の実施形態に係る建設機械の油圧回路の電磁比例弁の二次圧の一例を説明する説明図である。

添付の図面を参照しながら、本発明の限定的でない例示の実施形態について説明する。なお、添付の全図面の中の記載で、同一又は対応する部材又は部品には、同一又は対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面は、部材もしくは部品間の相対比を示すことを目的としない。したがって、具体的な寸法は、以下の限定的でない実施形態に照らし、当業者により決定することができる。

以後に、実施形態に係る建設機械１００を用いて、本発明を説明する。なお、本発明は、本実施形態以外でも、流量制御弁（例えば旋回優先弁）を用いて旋回動作を優先する制御を行う油圧回路を備える機械であれば、いずれのものにも用いることができる。また、本発明を用いることができる建設機械には、油圧ショベル、クレーン車、ブルドーザ、ホイールローダ及びダンプトラック、並びに、杭打ち機、杭抜き機、ウォータージェット、泥排水処理設備、グラウトミキサ、深礎工用機械及びせん孔機械などが含まれる。

本実施形態に係る建設機械１００を用いて、下記に示す順序で本発明を説明する。

１．建設機械の構成
２．建設機械の油圧回路
３．油圧回路の制御方法
［１．建設機械の構成］
図１を用いて、本実施形態に係る建設機械１００の概略構成を説明する。

図１に示すように、本実施形態に係る建設機械１００は、キャブ（運転室）１０Ｃｂを搭載した上部旋回体１０Ｕｐと、車輪等を用いて建設機械１００の移動を行う下部走行体１０Ｄｗとを備える。また、建設機械１００は、油圧アクチュエータ（アタッチメント）として、上部旋回体１０Ｕｐに基端部を軸支されたブーム１１と、ブーム１１の先端に軸支されたアーム１２と、アーム１２の先端に軸支されたバケット１３とを備える。更に、建設機械１００は、油圧シリンダとして、ブーム１１を駆動するブームシリンダ１１ｃと、アーム１２を駆動するアームシリンダ１２ｃと、バケット１３を駆動するバケットシリンダ１３ｃとを備える。

本実施形態に係る建設機械１００は、後述する油圧回路２０（図２）を用いて、ブームシリンダ１１ｃに作動油（圧油）を供給することによって、ブームシリンダ１１ｃを長手方向に伸縮する。このとき、ブーム１１は、ブームシリンダ１１ｃの伸縮によって、キャブ１０Ｃｂの前方及び上方で上下方向に駆動される。また、建設機械１００は、キャブ１０Ｃｂの室内のオペレータ（運転者、作業者）の操作レバーの操作量（及び操作方向）に応じてブーム用方向制御弁を制御し、ブームシリンダ１１ｃに供給される作動油を制御する。この結果、建設機械１００は、オペレータの操作レバーの操作量等に応じて、所望の作業を実施することができる。

ブーム１１の場合と同様に、建設機械１００は、アームシリンダ１２ｃ及びバケットシリンダ１３ｃの伸縮によって、キャブ１０Ｃｂの前方及び／又は上方でアーム１２及びバケット１３を駆動する。建設機械１００は、ブームシリンダ１１ｃの場合と同様に、アーム用方向制御弁及びバケット用方向制御弁によって、アームシリンダ１２ｃ及びバケットシリンダ１３ｃに供給される作動油を制御する。

また、本実施形態に係る建設機械１００は、下部走行体１０Ｄｗの車輪及び旋回モータ１４ｍを用いて、建設機械１００の走行（前後左右の移動）及び上部旋回体１０Ｕｐの回転（以下、「旋回動作」という。）を行う。なお、建設機械１００は、走行用の方向制御弁などを更に用いて、オペレータの操作レバーの操作量などに応じて、建設機械１００の走行などを実施してもよい。

更に、本実施形態に係る建設機械１００は、後述する旋回優先弁Ｖｓｐ（図２）などを用いて、旋回動作を優先する。旋回優先弁Ｖｓｐは、旋回動作及びアーム動作の同時操作時に、例えばアームシリンダ１２ｃに供給する作動油（圧油）の流量を減少させることによって、旋回動作を優先する制御を実施する。なお、旋回優先弁Ｖｓｐを用いた油圧回路の制御方法は、後述する［３．油圧回路の制御方法］で説明する。

［２．建設機械の油圧回路］
図２を用いて、本発明の実施形態に係る建設機械１００の油圧回路２０を説明する。図２は、本実施形態に係る油圧回路２０の一例（油圧駆動式旋回優先弁の場合）を示す概略油圧回路図である。

なお、図２に記載した実線は、油路（圧油の通路）を示す。点線は、パイロット回路（リモコン回路）の油路を示す。／／を付加している実線は、電気制御系を示す。一点鎖線は、圧油の圧力を検出するための油路を示す。

図２に示すように、油圧回路２０は、圧油（作動油）を吐出する油圧ポンプＰｍｐと、油圧ポンプＰｍｐから吐出された圧油を供給される方向制御弁（Ｖｓｗ、Ｖｂ及びＶａ）と、アーム用方向制御弁Ｖａの上流側の油路に配置された旋回優先弁Ｖｓｐと、を有する。また、油圧回路２０は、旋回用方向制御弁Ｖｓｗの制御ポートに入力する旋回パイロット圧Ｓｓｗを検出する旋回パイロット圧検出手段２０Ｓｓｗと、ブーム用方向制御弁Ｖｂのブーム上げ方向に対応する制御ポートに入力するブーム上げパイロット圧Ｓｂｐを検出するブーム上げパイロット圧検出手段２０Ｓｂｐと、ブームシリンダ１１ｃのボトム圧Ｓｂｃを検出するブームシリンダボトム圧検出手段２０Ｓｂｃと、を有する。更に、油圧回路２０は、旋回優先弁Ｖｓｐの制御ポートに入力する旋回優先パイロット圧を制御する電磁比例減圧弁２０Ｖｄと、油圧回路２０の全体の動作を制御する制御手段２０Ｃと、を有する。

本実施形態に係る油圧回路２０は、油圧ポンプＰｍｐの動作を制御することによって、油圧ポンプＰｍｐから吐出した圧油を方向制御弁（Ｖｓｗ等）に供給（入力）する。また、油圧回路２０は、方向制御弁（Ｖｓｗ等）の動作を制御することによって、方向制御弁から油圧シリンダ（図１の１１ｃ、１２ｃ及び１３ｃ）、及び、油圧モータ（図１の旋回モータ１４ｍ）に供給（流入）する作動油（圧油）の流量及び方向を制御する。更に、油圧回路２０は、旋回パイロット圧検出手段２０Ｓｓｗ等を用いて検出した圧力に基づいて、旋回優先弁Ｖｓｐの開度を制御する。

油圧ポンプＰｍｐは、油圧シリンダ（１１ｃ等）に流入する圧油（作動油）を吐出するものである。油圧ポンプＰｍｐは、図示しない動力源（原動機、エンジン、モータなど）の出力軸に機械的に接続され、動力源の動力を用いて圧油を吐出する構成であってもよい。

方向制御弁（Ｖｓｗ、Ｖｂ及びＶａ）は、旋回モータ１４ｃ又はブームシリンダ１１ｃ若しくはアームシリンダ１２ｃに供給する圧油（作動油）の流量及び流れ方向を制御するものである。なお、図２では、バケット用方向制御弁を省略している。また、図２では、方向制御弁のスプールの形状等を省略している。

また、方向制御弁は、その制御ポートに入力されるパイロット圧（リモコン圧）に基づいて、油圧シリンダ（又は油圧モータ）に供給（流入）する圧油の流量及び流れ方向を制御する。具体的には、方向制御弁のスプールの形状等は、油圧シリンダに圧油（作動油）を供給するための内部通路、及び、油圧シリンダ（又は油圧モータ）からの戻り油をタンクに排出するための内部通路を備える。方向制御弁は、入力されたパイロット圧に応じてそのスプール位置を切り替えられ、その内部通路の経路を変化される。方向制御弁は、例えばオペレータが操作した操作レバー（不図示）の操作量（及び操作方向）に応じたパイロット圧を入力されて、油圧シリンダ（又は油圧モータ）に供給する圧油の流量（操作量）及び流れ方向（操作方向）を変化される。

油圧シリンダ（図１の１１ｃ等）は、その伸縮動作によって油圧アクチュエータ（図１の１１等）を駆動するものである。油圧シリンダは、図１に示すように、本実施形態の建設機械１００では、ブーム１１を駆動するブームシリンダ１１ｃと、アーム１２を駆動するアームシリンダ１２ｃと、バケット１３を駆動するバケットシリンダ１３ｃとを備える。油圧シリンダは、方向制御弁から供給された圧油（作動油）を用いて、長手方向に伸縮する。これにより、油圧シリンダは、油圧アクチュエータを駆動する。なお、油圧シリンダからの戻り油（作動油）は、方向制御弁等を介して、タンク等に排出される。

また、油圧シリンダは、シリンダ容器とピストン等で構成することができる。油圧シリンダは、ボトム側（ヘッド側、押し側）のチャンバ及びロッド側（引き側）のチャンバに作動油（圧油）を供給される。油圧シリンダは、ボトム側に作動油を供給された場合に、内蔵するピストン等を押し方向に移動して、長手方向に伸張する。また、油圧シリンダは、ロッド側に作動油を供給された場合に、内蔵するピストン等を引き方向に移動して、長手方向に縮小する。

旋回優先弁Ｖｓｐは、アームシリンダ１２ｃに作動油を供給するアーム用方向制御弁Ｖａに流入する圧油の流量を制御するものである。旋回優先弁Ｖｓｐは、油圧ポンプＰｍｐから吐出された圧油の油路（センターライン）と並列に配置された油路（パラレルライン）に配置（介装）されている。また、旋回優先弁Ｖｓｐは、アーム用方向制御弁Ｖａの上流側の油路に配置されている。旋回優先弁Ｖｓｐは、例えばメータイン弁、流量制御弁などを用いることができる。

また、旋回優先弁Ｖｓｐは、その制御ポートに入力される旋回優先パイロット圧に基づいて、その開度を変化される。旋回優先弁Ｖｓｐは、本実施形態に係る建設機械１００では、その制御ポートに後述する電磁比例減圧弁２０Ｖｄによって制御（減圧）されたブーム上げパイロット圧Ｓｂｐ入力される。すなわち、旋回優先弁Ｖｓｐは、旋回優先パイロット圧にブーム上げパイロット圧Ｓｂｐを用いる。

更に、旋回優先弁Ｖｓｐは、その開度を変化させることによって、アーム用方向制御弁Ｖａに流入させる圧油の流量を制御する。すなわち、旋回優先弁Ｖｓｐは、その開度（開口面積）を減少させることによって、アーム用方向制御弁Ｖａに流入させる圧油の流量を減少させる。これにより、旋回優先弁Ｖｓｐは、アーム用方向制御弁Ｖａに流入させる圧油の流量を減少させることによって、アームシリンダ１２ｃに供給する作動油（圧油）の流量を減少させ、アームシリンダ１２ｃ（アーム１２）の動作を制限することができる。

旋回パイロット圧検出手段２０Ｓｓｗは、旋回モータ１４ｍに作動油を供給する旋回用方向制御弁Ｖｓｗの制御ポートに入力する旋回パイロット圧Ｓｓｗを検出する手段である。旋回パイロット圧検出手段２０Ｓｓｗは、旋回用方向制御弁Ｖｓｗの制御ポートに接続された油路に配置（介装）されている。なお、図２では、旋回用方向制御弁Ｖｓｗはシャトル弁を用いて旋回パイロット圧Ｓｓｗを検出しているが、本発明に用いることができる旋回用方向制御弁Ｖｓｗはシャトル弁を用いない構成であってもよい。

ブーム上げパイロット圧検出手段２０Ｓｂｐは、ブームシリンダ１１ｃに作動油を供給するブーム用方向制御弁Ｖｂのブーム上げ方向に対応する制御ポートに入力するブーム上げパイロット圧Ｓｂｐを検出する手段である。ブーム上げパイロット圧検出手段２０Ｓｂｐは、ブーム用方向制御弁Ｖｂのブーム上げ方向に対応する制御ポートに接続された油路に配置（介装）されている。

ブームシリンダボトム圧検出手段２０Ｓｂｃは、ブームシリンダ１１ｃのボトム圧Ｓｂｃを検出する手段である。ブームシリンダボトム圧検出手段２０Ｓｂｃは、ブームシリンダ１１ｃのボトム側に接続された油路に配置（介装）されている。

なお、旋回パイロット圧検出手段２０Ｓｓｗ、ブーム上げパイロット圧検出手段２０Ｓｂｐ及びブームシリンダボトム圧検出手段２０Ｓｂｃは、圧力センサを用いることができる。

電磁比例減圧弁２０Ｖｄは、旋回優先弁Ｖｓｐの制御ポートに入力する旋回優先パイロット圧を制御するものである。電磁比例減圧弁２０Ｖｄは、１次側をブーム上げパイロット圧Ｓｂｐの油路に接続され、２次側を旋回優先弁Ｖｓｐの制御ポートに接続され、制御ポートに制御手段２０Ｃ（後述）を接続されている。なお、後述するように電磁比例減圧弁２０Ｖｄに代えて電磁比例弁を用いることができる。

電磁比例減圧弁２０Ｖｄは、制御手段２０Ｃから入力された信号に基づいて、その開度を減少させる。また、電磁比例減圧弁２０Ｖｄは、その開度を減少させることによって、１次側から入力されたブーム上げパイロット圧Ｓｂｐを補正（減圧）する。更に、電磁比例減圧弁２０Ｖｄは、補正（減圧）したブーム上げパイロット圧Ｓｂｐを旋回優先パイロット圧として、旋回優先弁Ｖｓｐの制御ポートに入力する。

制御手段２０Ｃは、油圧回路２０の全体の動作を制御する手段である。制御手段２０Ｃは、油圧回路２０に入力される情報に応じて、油圧ポンプＰｍｐ（及び図３のパイロットポンプＰｍｐ−ＰＬ）、並びに、旋回パイロット圧検出手段２０Ｓｓｗ、ブーム上げパイロット圧検出手段２０Ｓｂｐ、ブームシリンダボトム圧検出手段２０Ｓｂｃ、電磁比例減圧弁２０Ｖｄ（若しくは図３の電磁比例弁２０Ｖｐ）及び旋回優先弁Ｖｓｐなどを制御する。また、制御手段２０Ｃは、旋回パイロット圧検出手段２０Ｓｓｗが検出した旋回パイロット圧Ｓｓｗに基づいて旋回優先弁Ｖｓｐの開度を制御する。更に、制御手段２０Ｃは、ブーム上げ及びアーム閉じの同時操作時に、ブーム上げパイロット圧検出手段２０Ｓｂｐが検出したブーム上げパイロット圧Ｓｂｐ及びブームシリンダボトム圧検出手段２０Ｓｂｃが検出したボトム圧Ｓｂｃを更に用いて、旋回優先弁Ｖｓｐの開度を制御する。なお、制御手段２０Ｃが旋回優先弁Ｖｓｐを制御する方法は、後述する［３．油圧回路の制御方法］で説明する。

制御手段２０Ｃは、例えば建設機械１００の動作を制御するために予め備えられたコントローラを利用してもよい。ここで、コントローラは、ＣＰＵ及びメモリ（ＲＯＭ、ＲＡＭなど）等を含む演算処理装置で構成することができる。

図３に、建設機械１００に用いることができる油圧回路の他の例（電磁比例減圧弁２０Ｖｄに代えて電磁比例弁２０Ｖｐを用いた油圧駆動式旋回優先弁の場合）を示す。なお、図３に記載した実線は、油路（圧油の通路）を示す。点線は、パイロット回路（リモコン回路）の油路を示す。／／を付加している実線は、電気制御系を示す。一点鎖線は、圧油の圧力を検出するための油路を示す。

図３に示すように、他の例の油圧回路２０Ｅは、図２に示す油圧回路２０（電磁比例減圧弁２０Ｖｄを用いた油圧駆動式旋回優先弁の場合）と比較して、電磁比例弁（正比例）２０Ｖｐを用いる点で異なる。なお、油圧回路２０Ｅの他の部分は、図２に示す油圧回路２０と同様のため、説明を省略する。

油圧回路２０Ｅの電磁比例弁２０Ｖｐは、旋回優先弁Ｖｓｐの制御ポートに入力する旋回優先パイロット圧を制御するものである。電磁比例弁２０Ｖｐは、１次側をパイロットポンプＰｍｐ−ＰＬの吐出油路に接続され、２次側を旋回優先弁Ｖｓｐの制御ポートに接続され、制御ポートに制御手段２０Ｃを接続されている。

電磁比例弁２０Ｖｐは、制御手段２０Ｃから入力された信号に基づいて、１次側から入力されたパイロットポンプＰｍｐ−ＰＬの吐出圧（一次圧）を調圧して二次圧を生成する。また、電磁比例弁２０Ｖｐは、生成した二次圧を旋回優先パイロット圧として、旋回優先弁Ｖｓｐの制御ポートに入力する。これにより、電磁比例弁２０Ｖｐ（制御手段２０Ｃ）は、旋回優先弁Ｖｓｐの開度を制御（減少）することができる。

図４に、建設機械１００に用いることができる油圧回路の更に他の例（電動式旋回優先弁の場合）を示す。なお、図４に記載した実線は、油路（圧油の通路）を示す。点線は、パイロット回路（リモコン回路）の油路を示す。／／を付加している実線は、電気制御系を示す。一点鎖線は、圧油の圧力を検出するための油路を示す。

図４に示すように、他の例の油圧回路２０Ｆは、図３に示す油圧回路２０Ｅ（電磁比例減圧弁２０Ｖｐを用いた油圧駆動式旋回優先弁の場合）と比較して、電動式の旋回優先弁Ｖｓｐｅを用いる点で異なる。なお、油圧回路２０Ｆの他の部分は、図３に示す油圧回路２０Ｅと同様のため、説明を省略する。

他の例の油圧回路２０Ｆでは、制御手段２０Ｃは、旋回パイロット圧検出手段２０Ｓｓｗが検出した旋回パイロット圧Ｓｓｗ、ブーム上げパイロット圧検出手段２０Ｓｂｐが検出したブーム上げパイロット圧Ｓｂｐ及びブームシリンダボトム圧検出手段２０Ｓｂｃが検出したボトム圧Ｓｂｃに基づいて、旋回優先弁Ｖｓｐｅを制御するための指令信号を生成する。また、制御手段２０Ｃは、生成した指令信号を旋回優先弁Ｖｓｐｅ（の制御ポート）に入力し、旋回優先弁Ｖｓｐｅの開度（開口面積）を制御する。

［３．油圧回路の制御方法］
図５乃至図１０を用いて、本発明の実施形態に係る建設機械１００の油圧回路２０において、制御手段２０Ｃが実施する制御方法を説明する。

図５は、本実施形態に係る建設機械１００の油圧回路２０の制御方法の一例を説明するフローチャート図である。図６は、ボトム圧Ｓｂｃに対応する電磁比例減圧弁２０Ｖｄに入力する指令電流値の一例を説明する説明図（制御マップ）であり、図中の縦軸は電磁比例減圧弁２０Ｖｄに入力する指令電流値Ｉｒであり、横軸はブーム上げパイロット圧Ｓｂｐである。図７は、電磁比例減圧弁２０Ｖｄの二次圧の一例を説明する説明図であり、図中の縦軸は電磁比例減圧弁２０Ｖｄの二次圧Ｐｓｐであり、横軸は電磁比例減圧弁２０Ｖｄに入力する指令電流値Ｉｒである。図８は、旋回優先弁Ｖｓｐの開口面積（開度）の一例を説明する説明図であり、図中の縦軸は旋回優先弁Ｖｓｐの開口面積Ａｓであり、横軸は電磁比例減圧弁２０Ｖｄの二次圧Ｐｓｐである。なお、電磁比例減圧弁２０Ｖｄに代えて電磁比例弁（図３のＶｐ）を用いる場合には、図６の特性に代えて図９の特性となり、図７の特性に代えて図１０の特性となる。また、本発明に用いることができる図（制御マップ）は、図６乃至図１０に示すものに限定されるものではない。

図５に示すように、本実施形態に係る油圧回路２０の制御手段２０Ｃは、先ず、ステップＳ５０１において、オペレータが操作した操作レバーの操作方向（及び操作量）に応じて、作業（図１のブーム１１等の動作）を開始する。具体的には、制御手段２０Ｃは、油圧シリンダ（１１ｃ等）に作動油を供給するために油圧ポンプＰｍｐから圧油を吐出する。また、制御手段２０Ｃは、油圧シリンダに供給された作動油を用いて、油圧アクチュエータ（１１等）を駆動する。

開始後、制御手段２０Ｃは、ステップＳ５０２に進む。

次に、ステップＳ５０２において、制御手段２０Ｃは、旋回パイロット圧検出ステップとして、旋回パイロット圧検出手段２０Ｓｓｗ（図２）を用いて、旋回用方向制御弁Ｖｓｗの制御ポートに入力している旋回パイロット圧Ｓｓｗを検出する。このとき、制御手段２０Ｃは、検出された旋回パイロット圧Ｓｓｗを入力される。

その後、制御手段２０Ｃは、ステップＳ５０３に進む。

ステップＳ５０３において、制御手段２０Ｃは、ブーム上げパイロット圧検出ステップとして、ブーム上げパイロット圧検出手段２０Ｓｂｐ（図２）を用いて、ブーム用方向制御弁Ｖｂのブーム上げ方向に対応する制御ポートに入力しているブーム上げパイロット圧Ｓｂｐを検出する。このとき、制御手段２０Ｃは、検出されたブーム上げパイロット圧Ｓｂｐを入力される。

その後、制御手段２０Ｃは、ステップＳ５０４に進む。

ステップＳ５０４において、制御手段２０Ｃは、ブームシリンダボトム圧検出ステップとして、ブームシリンダボトム圧検出手段２０Ｓｂｃ（図２）を用いて、ブームシリンダ１１ｃのボトム圧Ｓｂｃを検出する。このとき、制御手段２０Ｃは、検出されたボトム圧Ｓｂｃを入力される。

その後、制御手段２０Ｃは、ステップＳ５０５Ａに進む。

次いで、ステップＳ５０５Ａにおいて、制御手段２０Ｃは、旋回優先弁制御ステップとして、旋回動作を優先するか否かを判断する。具体的には、制御手段２０Ｃは、ステップＳ５０２で検出した旋回パイロット圧Ｓｓｗに基づいて、旋回動作を優先するか否かを判断する。制御手段２０Ｃは、検出した旋回パイロット圧Ｓｓｗが例えば所定の閾値を越える場合に、旋回動作を優先すると判断する。

旋回動作を優先すると判断した場合には、制御手段２０Ｃは、ステップＳ５０６Ａに進む。それ以外の場合には、制御手段２０Ｃは、ステップＳ５０５Ｂに進む。

ステップＳ５０６Ａにおいて、制御手段２０Ｃは、旋回優先弁制御ステップとして、旋回動作を優先する。ここで、制御手段２０Ｃは、旋回優先弁Ｖｓｐを用いて、アーム１２の動作を制限する。すなわち、制御手段２０Ｃは、アーム１２の動作を制限し、旋回用方向制御弁Ｖｓｗから作動油を供給される旋回モータ１４ｍによる旋回動作を優先する。

具体的には、制御手段２０Ｃは、電磁比例減圧弁２０Ｖｄの開度を減少させ、旋回優先弁Ｖｓｐの制御ポートの入力するブーム上げパイロット圧Ｓｂｐ（旋回優先パイロット圧）を補正（減圧）する。これにより、制御手段２０Ｃは、旋回優先弁Ｖｓｐの開度を減少させ、アーム用方向制御弁Ｖａに供給する圧油の流量を減少させることができる。また、制御手段２０Ｃは、アーム用方向制御弁Ｖａに供給する圧油の流量を減少させることによってアームシリンダ１１ｃに供給する作動油（圧油）の流量を減少させ、アーム１２の動作を制限する。

その後、制御手段２０Ｃは、ステップＳ５０７に進む。

ステップＳ５０７において、制御手段２０Ｃは、オペレータが建設機械１００に入力する情報に応じて、運転（作業）を継続するか否かを判断する。運転を継続する場合には、制御手段２０Ｃは、ステップＳ５０２に戻る。運転を継続しない場合には、制御手段２０Ｃは、図中のＥＮＤに進み、建設機械１００の作業を終了する。

一方、ステップＳ５０５Ｂにおいて、制御手段２０Ｃは、旋回優先弁制御ステップとして、ブーム上げ動作を優先するか否かを判断する。具体的には、制御手段２０Ｃは、ブーム上げ動作及びアーム閉じ動作の同時操作時に、ステップＳ５０４で検出したボトム圧Ｓｂｃに基づいて、ブーム上げ動作を優先するか否かを判断する。制御手段２０Ｃは、検出したボトム圧Ｓｂｃが所定の圧力を越える場合に、ブーム上げ動作を優先すると判断する。

ここで、所定の圧力とは、油圧ポンプＰｍｐ（図２）の吐出流量に対応する圧力とする。また、所定の圧力とは、ブーム１１及びアーム１２、並びに、その他建設機械１００の仕様に対応する圧力としてもよい。更に、所定の圧力を、実験又は数値計算等で予め定められる圧力とすることができる。

ブーム上げ動作を優先しないと判断した場合には、制御手段２０Ｃは、ステップＳ５０６Ｂに進む。ブーム上げ動作を優先すると判断した場合には、制御手段２０Ｃは、ステップＳ５０６Ｃに進む。

次いで、ステップＳ５０６Ｂにおいて、制御手段２０Ｃは、ブーム上げパイロット圧Ｓｂｐを旋回優先弁Ｖｓｐの制御ポートに入力して、旋回優先弁Ｖｓｐの開度を制御する。その後、制御手段２０Ｃは、ステップＳ５０７に進む。

他方、ステップＳ５０６Ｃにおいて、制御手段２０Ｃは、ステップＳ５０４で検出したボトム圧Ｓｂｃに基づいて旋回優先弁Ｖｓｐの開度を制御し、ブーム上げ動作を優先する。具体的には、制御手段２０Ｃは、図６に示すように、先ず、検出したボトム圧Ｓｂｃ（例えば図中のＳｂｃ１、Ｓｂｃ２、Ｓｂｃ３又はＳｂｃ４）に対応する指令電流値Ｉｒを算出する。なお、電磁比例減圧弁２０Ｖｄ（図２）を用いた場合には、図６に示すように検出したボトム圧Ｓｂｃが大きくなるほど指令電流値Ｉｒの増加率が大きくなるようにＳｂｃ１〜Ｓｂｃ４が適宜選択される。また、他の例の油圧回路２０Ｅ（図３）の電磁比例弁２０Ｖｐを用いる場合には、図９に示すように検出したボトム圧Ｓｂｃが小さくなるほど指令電流値Ｉｒの増加率が大きくなるようにＳｂｃ１〜Ｓｂｃ４が適宜選択される。次に、制御手段２０Ｃは、図７に示すように、算出した指令電流値Ｉｒを電磁比例減圧弁２０Ｖｄ（図２）に入力し、電磁比例減圧弁２０Ｖｄの二次圧Ｐｓｐを制御（減圧）する。なお、他の例の油圧回路２０Ｅ（図３）の電磁比例弁２０Ｖｐを用いた場合には、図１０の特性が用いられる。次いで、制御手段２０Ｃは、図８に示すように、制御した電磁比例減圧弁２０Ｖｄの二次圧Ｐｓｐを旋回優先弁Ｖｓｐの制御ポートに入力し、旋回優先弁Ｖｓｐの開口面積Ａｓを減少させる。

これにより、制御手段２０Ｃは、旋回優先弁Ｖｓｐの開度を減少させることによってアーム用方向制御弁Ｖａに供給する圧油の流量を減少させ、低負荷側のアーム１２の動作を制限することができる。また、制御手段２０Ｃは、ブームシリンダ１１ｃに供給する作動油の流量を増加させ、高負荷側のブーム１１の動作を優先することができる。

その後、制御手段２０Ｃは、ステップＳ５０７に進む。

なお、制御手段２０Ｃは、他の例の油圧回路２０Ｆ（図４）を用いて旋回優先弁Ｖｓｐｅの開度を制御する場合には、ステップＳ５０３で検出したブーム上げパイロット圧Ｓｂｐ及びステップＳ５０４で検出したボトム圧Ｓｂｃに基づいて旋回優先弁Ｖｓｐｅに入力する指令信号を生成し、生成した指令信号を旋回優先弁Ｖｓｐｅに入力して、旋回優先弁Ｖｓｐｅの開口面積（開度）を制御する。なお、油圧回路２０Ｆの他の制御方法は、上記の油圧回路２０と同様のため、説明を省略する。

以上により、本発明の実施形態に係る建設機械１００の油圧回路又はその制御方法によれば、ブーム上げ及びアーム閉じの同時操作時に、ブーム上げパイロット圧Ｓｂｐ及びブームシリンダのボトム圧Ｓｂｃを用いて旋回優先弁Ｖｓｐを制御して、ブーム上げ動作を優先することができる。油圧回路又はその制御方法によれば、例えばエンドアタッチメントが重たい場合、又は、エンドアタッチメントの荷が重たい場合で、且つ、ブーム１１の上げ動作とアーム１２の閉じ動作とを同時に操作するときに、旋回優先弁Ｖｓｐを用いてブーム上げ動作を優先することができる。また、油圧回路又はその制御方法によれば、例えば掘削作業時若しくはならし作業時又は旋回押付け掘削時などに、ブーム１１の負荷によらずに良好な操作性を得ることができる。すなわち、本発明に係る油圧回路又はその制御方法によれば、オペレータの意思に則した操作を実施することができるので、ブーム１１の上げ動作とアーム１２の閉じ動作とを同時に操作するときの操作性を向上することができる。

以上のとおり、本発明に係る建設機械の油圧回路及びその制御方法の実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に制限されるものではない。また、本発明は、添付の特許請求の範囲に照らし、種々に変形又は変更することが可能である。

１００ ： 建設機械
１０Ｃｂ： キャブ（運転室）
１０Ｕｐ： 上部旋回体
１０Ｄｗ： 下部走行体
１１ ： ブーム
１１ｃ ： ブームシリンダ
１２ ： アーム
１２ｃ ： アームシリンダ
１３ ： バケット
１３ｃ ： バケットシリンダ
１４ｍ ： 旋回モータ
２０，２０Ｅ，２０Ｆ ： 油圧回路
２０Ｃ ： 制御手段（コントローラなど）
２０Ｓｂｃ： ブームシリンダボトム圧検出手段
２０Ｓｂｐ： ブーム上げパイロット圧検出手段
２０Ｓｓｗ： 旋回パイロット圧検出手段
２０Ｖｄ： 電磁比例減圧弁
２０Ｖｐ： 電磁比例弁（正比例）
Ｐｍｐ ： 油圧ポンプ
Ｐｍｐ−ＰＬ ： パイロットポンプ
Ｖａ ： アーム用方向制御弁（コントロールバルブなど）
Ｖｂ ： ブーム用方向制御弁
Ｖｓｗ ： 旋回用方向制御弁
Ｖｓｐ，Ｖｓｐｅ ： 旋回優先弁
Ａｓ ： 旋回優先弁の開口面積
Ｉｒ ： 指令電流値
Ｐｓｐ ： 電磁比例弁の二次圧
Ｓｂｃ，Ｓｂｐ，Ｓｓｗ： 検出した圧力

Claims (7)

1. 旋回モータ、ブームシリンダ及びアームシリンダの動作を制御する建設機械の油圧回路であって、
   前記旋回モータに作動油を供給する旋回用方向制御弁の制御ポートに入力する旋回パイロット圧を検出する旋回パイロット圧検出手段と、
   前記ブームシリンダに作動油を供給するブーム用方向制御弁のブーム上げ方向に対応する制御ポートに入力するブーム上げパイロット圧を検出するブーム上げパイロット圧検出手段と、
   前記ブームシリンダのボトム圧を検出するブームシリンダボトム圧検出手段と、
   前記アームシリンダに作動油を供給するアーム用方向制御弁の上流側の油路に配置された旋回優先弁と、
   前記旋回優先弁の制御ポートに入力する旋回優先パイロット圧を減圧する電磁比例減圧弁と、
   前記旋回パイロット圧検出手段、前記ブーム上げパイロット圧検出手段、前記ブームシリンダボトム圧検出手段及び前記旋回優先弁の動作を制御する制御手段と
   を有し、
   前記制御手段は、
   前記旋回パイロット圧検出手段が検出した前記旋回パイロット圧に基づいて前記旋回優先弁の開度を制御し、前記ブーム上げ及びアーム閉じの同時操作時に、前記ブーム上げパイロット圧検出手段が検出した前記ブーム上げパイロット圧及び前記ブームシリンダボトム圧検出手段が検出した前記ボトム圧を更に用いて前記旋回優先弁の開度を制御し、
   前記電磁比例減圧弁の開度を減少させることによって前記ブーム上げパイロット圧を補正し、補正した前記ブーム上げパイロット圧を前記旋回優先パイロット圧として前記旋回優先弁に入力することによって該旋回優先弁の開度を減少させる、
   ことを特徴とする建設機械の油圧回路。
2. 旋回モータ、ブームシリンダ及びアームシリンダの動作を制御する建設機械の油圧回路であって、
   前記旋回モータに作動油を供給する旋回用方向制御弁の制御ポートに入力する旋回パイロット圧を検出する旋回パイロット圧検出手段と、
   前記ブームシリンダに作動油を供給するブーム用方向制御弁のブーム上げ方向に対応する制御ポートに入力するブーム上げパイロット圧を検出するブーム上げパイロット圧検出手段と、
   前記ブームシリンダのボトム圧を検出するブームシリンダボトム圧検出手段と、
   前記アームシリンダに作動油を供給するアーム用方向制御弁の上流側の油路に配置された旋回優先弁と、
   前記旋回優先弁の制御ポートに入力する旋回優先パイロット圧を減圧する電磁比例弁と、前記電磁比例弁に一次圧を供給するパイロットポンプと、
   前記旋回パイロット圧検出手段、前記ブーム上げパイロット圧検出手段、前記ブームシリンダボトム圧検出手段及び前記旋回優先弁の動作を制御する制御手段と
   を有し、
   前記制御手段は、
   前記旋回パイロット圧検出手段が検出した前記旋回パイロット圧に基づいて前記旋回優先弁の開度を制御し、前記ブーム上げ及びアーム閉じの同時操作時に、前記ブーム上げパイロット圧検出手段が検出した前記ブーム上げパイロット圧及び前記ブームシリンダボトム圧検出手段が検出した前記ボトム圧を更に用いて前記旋回優先弁の開度を制御し、
   前記電磁比例弁の開度を制御することによって前記パイロットポンプから供給される一次圧を調圧して二次圧を生成し、生成した前記二次圧を前記旋回優先パイロット圧として前記旋回優先弁に入力することによって該旋回優先弁の開度を減少させる、
   ことを特徴とする、建設機械の油圧回路。
3. 旋回モータ、ブームシリンダ及びアームシリンダの動作を制御する建設機械の油圧回路であって、
   前記旋回モータに作動油を供給する旋回用方向制御弁の制御ポートに入力する旋回パイロット圧を検出する旋回パイロット圧検出手段と、
   前記ブームシリンダに作動油を供給するブーム用方向制御弁のブーム上げ方向に対応する制御ポートに入力するブーム上げパイロット圧を検出するブーム上げパイロット圧検出手段と、
   前記ブームシリンダのボトム圧を検出するブームシリンダボトム圧検出手段と、
   前記アームシリンダに作動油を供給するアーム用方向制御弁の上流側の油路に配置された旋回優先弁と、
   前記旋回パイロット圧検出手段、前記ブーム上げパイロット圧検出手段、前記ブームシリンダボトム圧検出手段及び前記旋回優先弁の動作を制御する制御手段と
   を有し、
   前記旋回優先弁は、電動式の比例弁であり、
   前記制御手段は、
   前記旋回パイロット圧検出手段が検出した前記旋回パイロット圧に基づいて前記旋回優先弁の開度を制御し、前記ブーム上げ及びアーム閉じの同時操作時に、前記ブーム上げパイロット圧検出手段が検出した前記ブーム上げパイロット圧及び前記ブームシリンダボトム圧検出手段が検出した前記ボトム圧を更に用いて前記旋回優先弁の開度を制御し、
   検出した前記ブーム上げパイロット圧及び前記ボトム圧に基づく指令信号を前記旋回優先弁に入力することによって、該旋回優先弁の開度を減少させる、
   ことを特徴とする、建設機械の油圧回路。
4. 旋回モータ、ブームシリンダ及びアームシリンダの動作を制御する建設機械の油圧回路であって、
   前記旋回モータに作動油を供給する旋回用方向制御弁の制御ポートに入力する旋回パイロット圧を検出する旋回パイロット圧検出手段と、
   前記ブームシリンダに作動油を供給するブーム用方向制御弁のブーム上げ方向に対応する制御ポートに入力するブーム上げパイロット圧を検出するブーム上げパイロット圧検出手段と、
   前記ブームシリンダのボトム圧を検出するブームシリンダボトム圧検出手段と、
   前記アームシリンダに作動油を供給するアーム用方向制御弁の上流側の油路に配置され、全開状態と絞り状態とを切替えることで開度を調整する切替弁である旋回優先弁と、
   前記旋回優先弁の動作を制御する制御手段と
   を有し、
   前記制御手段は、
   前記旋回モータによる旋回動作を優先させる場合には、前記旋回パイロット圧検出手段が検出した前記旋回パイロット圧に基づいてアームの動作を制限するように前記旋回優先弁を全開状態から絞り状態へ切り替えて絞り状態の開度を制御し、
   前記ブーム上げ及びアーム閉じの同時操作時に前記ブーム上げ動作を優先させる場合には、前記ブーム上げパイロット圧検出手段が検出した前記ブーム上げパイロット圧を更に用いて前記アームの動作を制限するように前記旋回優先弁を全開状態から絞り状態へ切り替えて絞り状態の開度を制御する、
   ことを特徴とする建設機械の油圧回路。
5. 前記制御手段は、検出した前記ボトム圧が所定の圧力より高いときに、前記旋回優先弁の開度を減少させて、前記ブームシリンダに供給する作動油の流量を増加させる、
   ことを特徴とする、請求項４に記載の建設機械の油圧回路。
6. 旋回モータ、ブームシリンダ及びアームシリンダの動作を制御する油圧回路の制御方法であって、
   前記旋回モータに作動油を供給する旋回用方向制御弁の制御ポートに入力する旋回パイロット圧を検出する旋回パイロット圧検出ステップと、
   前記ブームシリンダに作動油を供給するブーム用方向制御弁のブーム上げ方向に対応する制御ポートに入力するブーム上げパイロット圧を検出するブーム上げパイロット圧検出ステップと、
   前記ブームシリンダのボトム圧を検出するブームシリンダボトム圧検出ステップと、
   前記アームシリンダに作動油を供給するアーム用方向制御弁の上流側の油路に配置され、全開状態と絞り状態とを切替えることで開度を調整する切替弁である旋回優先弁を用いて、前記アーム用方向制御弁に供給する圧油の流量を制御する旋回優先弁制御ステップと
   を含み、
   前記旋回優先弁制御ステップは、
   前記旋回モータによる旋回動作を優先させる場合には、前記旋回パイロット圧検出ステップで検出した前記旋回パイロット圧に基づいてアームの動作を制限するように前記旋回優先弁を全開状態から絞り状態へ切り替えて絞り状態の開度を制御し、
   前記ブーム上げ及びアーム閉じの同時操作時に前記ブーム上げ動作を優先させる場合には、前記ブーム上げパイロット圧検出ステップで検出した前記ブーム上げパイロット圧を更に用いて前記アームの動作を制限するように前記旋回優先弁を全開状態から絞り状態へ切り替えて絞り状態の開度を制御する、
   ことを特徴とする油圧回路の制御方法。
7. 前記旋回優先弁制御ステップは、前記ブームシリンダボトム圧検出ステップで検出した前記ボトム圧が所定の圧力より高いときに、前記旋回優先弁の開度を減少させて、前記ブームシリンダに供給する作動油の流量を増加させる、
   ことを特徴とする、請求項６に記載の油圧回路の制御方法。

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