JP7550671B2 - 液圧駆動システム - Google Patents

Description

本発明は、ステアリングアクチュエータ及び荷役アクチュエータに作動液を供給して駆動する液圧駆動システムに関する。

ホイルローダ等の建設機械では、液圧駆動システムが備わっている。液圧駆動システムは、ステアリングアクチュエータ及び荷役アクチュエータに作動液を供給することによって各アクチュエータを作動させる。また、液圧駆動システムには、各アクチュエータ毎に対応する可変容量型のポンプを備えているものがある。このような液圧駆動システムとして、例えば特許文献１の液圧駆動システムが知られている。

特開２０１７－２２６４９２号

特許文献１の液圧駆動システムでは、ステアリング系ポンプから吐出される作動液を荷役系ポンプから吐出される作動液に合流させるべく、両方のポンプの流量制御をロードセンシング制御としている。しかし、ロードセンシング制御の場合、アクチェータの負荷圧をフィードバックする回路を要する。それ故、荷役系ポンプに採用すると液圧駆動システムの回路構成が複雑になる。そこで、ステアリング系ポンプから荷役系ポンプに作動液を合流させる際にステアリング系ポンプを荷役操作指令に応じて制御可能な液圧駆動システムが望まれている。

そこで本発明の目的は、ステアリング系ポンプである第１ポンプの作動液を荷役系ポンプである第２ポンプの作動液に合流させる際に第１ポンプの吐出流量を荷役操作指令に応じて制御することができる液圧駆動システムを提供することを目的としている。

本発明の液圧駆動システムは、作動液の吐出流量を変更可能な第１ポンプと、作動液の吐出する第２ポンプと、前記第１ポンプからステアリングアクチュエータに供給される作動液の流量を制御するステアリングバルブを有するステアリング回路と、入力される荷役操作指令に応じて荷役アクチュエータに供給される作動液の流量を制御する荷役回路と、前記第１ポンプから前記ステアリング回路に流れる作動液の流量を制御し、且つ前記第１ポンプの余剰流量を前記第２ポンプの作動液に合流させて前記荷役回路に供給させる優先弁と、入力される信号圧と前記第１ポンプの吐出圧との差圧に応じて前記第１ポンプの吐出流量を制御する第１レギュレータと、前記荷役回路に供給される作動液の液圧である荷役側供給圧を荷役操作指令に応じて調圧した荷役側負荷制御圧を出力する制御弁と、前記ステアリングアクチュエータのステアリング側負荷圧、及び前記制御弁から出力される荷役側負荷制御圧の何れか高い方を信号圧として前記第１レギュレータに出力する選択弁とを備える。

本発明に従えば、制御弁を追加することによって、第１ポンプから第２ポンプへの合流が可能であって、その際に第１ポンプの吐出流量を荷役操作指令に応じて制御することができる。

本発明によれば、第１ポンプの作動液を第２ポンプの作動液に合流させる際に第１ポンプの吐出流量を荷役操作指令に応じて制御することができる。

本発明に係る第１実施形態の液圧駆動システムを示す回路図である。 本発明に係る第２実施形態の液圧駆動システムを示す回路図である。 本発明に係る第３実施形態の液圧駆動システムを示す回路図である。 その他の実施形態の液圧駆動システムを示す回路図である。

以下、本発明に係る第１乃至第３実施形態の液圧駆動システム１，１Ａ，１Ｂについて前述する図面を参照しながら説明する。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、以下に説明する液圧駆動システム１，１Ａ，１Ｂ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。

［第１実施形態］
車両の一例であるホイルローダ等の建設機械は、走行可能に構成され、且つ図１に示すようなステアリングアクチュエータ２、及び荷役アクチュエータ３，４を備えている。ステアリングアクチュエータ２は、例えば一対の液圧シリンダ２ａ，２ｂである。また、荷役アクチュエータ３，４は、例えば液圧シリンダ又は液圧モータである。本実施形態において、荷役アクチュエータ３，４は、液圧シリンダである。建設機械は、ステアリングアクチュエータ２を作動させることによって走行中における車体の向きを変える。また、建設機械は、荷役アクチュエータ３，４を作動させることによって種々の作業（掘削作業や運搬作業）を行う。本実施形態において、荷役アクチュエータ３，４は、例えばバケットシリンダ３と、ブームシリンダ４である。なお、荷役アクチュエータ３，４は、２つに限定されず、３つ以上であってもよく、また１つであってもよい。また、建設機械は、液圧駆動システム１を備えている。

＜液圧駆動システム＞
液圧駆動システム１は、ステアリングアクチュエータ２、及び荷役アクチュエータ３，４に作動液を供給することによって、ステアリングアクチュエータ２、及び荷役アクチュエータ３，４を作動させる。なお、作動液は、油等であるが、油以外の液体（例えば、水）であってもよい。更に詳細に説明すると、液圧駆動システム１は、第１ポンプ１１と、第２ポンプ１２と、ステアリング回路１３と、ステアリング装置１４と、操作装置１５と、荷役回路１６と、優先弁１７と、第１レギュレータ１８と、第２レギュレータ１９と、制御弁２０と、選択弁２１とを備えている。

＜第１ポンプ＞
第１ポンプ１１は、第１ポンプ通路２２に作動液を吐出する。また、第１ポンプ１１は、作動液の吐出流量を変更することができる。即ち、第１ポンプ１１は、可変流量形のポンプである。本実施形態において、第１ポンプ１１は、可変容量形の斜板ポンプである。即ち、第１ポンプ１１は、斜板１１ａを有している。そして、第１ポンプ１１は、斜板１１ａの傾転角を変えることによって吐出流量を変えることができる。なお、第１ポンプ１１は、可変容量形の斜軸ポンプであってもよく、作動液の吐出流量を変更可能なポンプであればよい。また、第１ポンプ１１は、図示しない駆動源、例えばエンジン及び電動機の少なくとも一方によって駆動される。

＜第２ポンプ＞
第２ポンプ１２は、第２ポンプ通路２３に作動液を吐出する。また、第２ポンプ１２は、作動液の吐出流量を変更することができる。即ち、第２ポンプ１２は、可変流量形のポンプである。本実施形態において、第２ポンプ１２は、可変容量形の斜板ポンプである。即ち、第２ポンプ１２は、斜板１２ａを有している。そして、第２ポンプ１２は、斜板１２ａの傾転角を変えることによって吐出流量を変えることができる。なお、第２ポンプ１２は、可変容量形の斜軸ポンプであってもよく、作動液の吐出流量を変更可能なポンプであればよい。また、第２ポンプ１２は、図示しない駆動源、例えばエンジン及び電動機の少なくとも一方によって駆動される。

＜ステアリング回路＞
ステアリング回路１３は、ステアリングバルブ２４を有している。ステアリングバルブ２４は、第１ポンプ１１からステアリングアクチュエータ２に供給される作動液の流量を制御する。更に詳細に説明すると、ステアリングバルブ２４は、第１ポンプ通路２２を介して第１ポンプ１１と接続されている。また、ステアリングバルブ２４は、タンク２５、及びステアリングアクチュエータ２にも接続されている。そして、ステアリングバルブ２４は、第１ポンプ１１及びタンク２５とステアリングアクチュエータ２との接続関係を切換えることによって作動液の流れを変える。そうすると、ステアリングアクチュエータ２の一方の液圧シリンダ２ａが伸長し且つ他方の液圧シリンダ２ｂが収縮したり、また一方の液圧シリンダ２ａが収縮し且つ他方の液圧シリンダ２ｂを伸長したりする。これにより、車体の向きを変えることができる。本実施形態において、ステアリングバルブ２４は、スプール弁である。

＜ステアリング装置＞
ステアリング装置１４は、ハンドル２６を有している。ステアリング装置１４は、ハンドル２６の回転方向に応じてステアリングバルブ２４を制御する。更に詳細に説明すると、例えばステアリング装置１４は、ステアリングバルブ２４に対してハンドル２６の回転方向に応じた方向であって回動量に応じた位置にステアリングバルブ２４を作動させることができる。そして、ステアリングバルブ２４が作動することによって、ハンドル２６の回転方向に応じた方向に作動液の流れが制御され、且つハンドル２６の回動量に応じて作動液の流量が制御される。

＜操作装置＞
操作装置１５は、２つの操作弁３２，３３を有している。一方の操作弁３２であるバケット操作弁３２は、レバー３２ａが操作されることによって、操作に応じた荷役操作指令の一例であるバケット操作指令を出力する。更に詳細に説明すると、バケット操作弁３２は、レバー３２ａの揺動操作可能であって、レバー３２ａの操作方向に応じた方向及び操作量に応じた圧力のバケット操作指令を出力する。他方の操作弁３３であるブーム操作弁３３は、レバー３３ａが操作されることによって、操作に応じた荷役操作指令の一例であるブーム操作指令を出力する。更に詳細に説明すると、ブーム操作弁３３もまた、レバー３３ａの揺動操作可能であって、レバー３３ａの操作方向に応じた方向であって操作量に応じた圧力のバケット操作指令を出力する。なお、操作装置１５は、必ずしも２つの操作弁３２，３３を有している必要はない。例えば、操作装置１５は、異なる２方向に操作可能な１つの操作弁であってもよい。この場合、第１の方向に操作されると、操作装置１５は、操作に応じた荷役操作指令の一例であるバケット操作指令を出力する。他方、第２の方向に操作されると、操作に応じた荷役操作指令の一例であるブーム操作指令が出力される。

＜荷役回路＞
荷役回路１６は、２つの流量制御弁２７，２８を備えている。そして、２つの流量制御弁２７，２８は、入力される荷役操作指令に応じて荷役アクチュエータ３，４に供給される作動液の流量を制御する。なお、荷役回路１６に備わる流量制御弁２７，２８は、２つに限定されない。荷役回路１６は、少なくとも荷役アクチュエータと同数の流量制御弁を備えていればよく、３つ以上であってもよい。また、荷役回路１６は、ネガティブコントロール回路であって、絞り２９と、リリーフ弁３０とを更に有している。

一方の流量制御弁２７であるバケット用流量制御弁２７は、バケット操作弁３２からバケット操作指令が入力される。そして、バケット用流量制御弁２７は、入力されるバケット操作指令に応じてバケットシリンダ３に供給される作動液の流量を制御する。更に詳細に説明すると、バケット用流量制御弁２７は、第２ポンプ通路２３、タンク２５、及びバケットシリンダ３に接続されている。そして、バケット用流量制御弁２７は、バケット操作弁３２のレバー３２ａの揺動方向に応じて第２ポンプ通路２３及びタンク２５とバケットシリンダ３との接続関係を切換える。これにより、バケットシリンダ３が伸長したり収縮したりする。また、バケット用流量制御弁２７は、レバー３２ａの操作量に応じて作動液の流量に制御することができる。これにより、バケットシリンダ３がレバー３２ａの操作量に応じた速度で動作する。

また、バケット用流量制御弁２７は、センターオープン形のスプール弁であって、バイパス通路３１に介在している。バイパス通路３１は、第２ポンプ１２とタンク２５とを接続している。そして、バイパス通路３１は、本実施形態において第２ポンプ通路２３から分岐するように形成されている。バケット用流量制御弁２７は、バケットシリンダ３への作動液の流れを止める中立位置においてバイパス通路３１を開く。また、バケット用流量制御弁２７は、バケットシリンダ３に作動液の流すオフセット位置において、バイパス通路３１の開度をバケット操作指令に応じて小さくする。これにより、バイパス通路３１には、バケット操作弁３２のレバー３２ａの操作量、即ち荷役操作指令に応じた流量の作動液が流れる。

他方の流量制御弁２８であるブーム用流量制御弁２８は、ブーム操作弁３３からブーム操作指令が入力される。そして、ブーム用流量制御弁２８は、入力されるブーム操作指令に応じてブームシリンダ４に供給される作動液の流量を制御する。更に詳細に説明すると、ブーム用流量制御弁２８は、バケット用流量制御弁２７に並列するように第２ポンプ通路２３に接続されている。また、ブーム用流量制御弁２８は、タンク２５、及びブームシリンダ４にも接続されている。そして、ブーム用流量制御弁２８は、ブーム操作弁３３のレバー３３ａの揺動方向に応じて第２ポンプ通路２３及びタンク２５とブームシリンダ４との接続関係を切換える。これにより、ブームシリンダ４が伸長したり収縮したりする。また、ブーム用流量制御弁２８は、レバー３３ａの操作量に応じて作動液の流量に制御することができる。これにより、ブームシリンダ４がレバー３３ａの操作量に応じた速度で動作する。

また、ブーム用流量制御弁２８は、センターオープン形のスプール弁であって、バイパス通路３１においてバケット用流量制御弁２７の下流側であってバケット用流量制御弁２７に直列するように介在している。そして、ブーム用流量制御弁２８もまた、ブームシリンダ４への作動液の流れを止める中立位置においてバイパス通路３１を開く。また、ブームシリンダ４に作動液の流すオフセット位置において、バイパス通路３１の開度がブーム操作指令に応じて小さくなる。これにより、バイパス通路３１には、ブーム操作弁３３のレバー３３ａの操作量、即ち荷役操作指令に応じた流量の作動液が流れる。

絞り２９は、バイパス通路３１において２つの流量制御弁２７，２８の下流側に形成されている。絞り２９は、バイパス通路３１を流れる作動液を絞る。これにより、絞り２９の上流側部分の圧力であるネガティブコントロール圧（以下、「ネガコン圧」という）をバイパス通路３１を流れる流量に応じた圧力に調整することができる。これにより、ネガコン圧は、操作量に応じて低下する圧力となる。

リリーフ弁３０は、絞り２９に並列するようにバイパス通路３１に接続されている。リリーフ弁３０は、ネガコン圧が所定のリリーフ圧を超えるとバイパス通路３１とタンク２５とを接続する。これにより、リリーフ弁３０によってバイパス通路３１を流れる作動液がタンク２５に排出される。

＜優先弁＞
優先弁１７は、第１ポンプ１１からステアリング回路１３に流れる作動液の流量を制御する。また、優先弁１７は、第１ポンプ１１の余剰流量を第２ポンプ１２の作動液に合流させて荷役回路１６に供給させる。更に詳細に説明すると、優先弁１７は、第１ポンプ通路２２に介在している。また、優先弁１７は、合流通路３４を介して第２ポンプ通路２３と接続されている。このように配置されている優先弁１７は、方向制御弁であってステアリングバルブ２４の前後差圧に応じて第１ポンプ１１から吐出される作動液の流れを制御する。即ち、優先弁１７は、前後差圧に応じて第１ポンプ１１から吐出される作動液をステアリングバルブ２４及び合流通路３４に夫々流す。本実施形態において、優先弁１７は、スプール弁であって、優先弁１７のスプール１７ａがステアリングバルブ２４の前後圧の各々を互いに抗する方向に受けている。そして、優先弁１７のスプール１７ａは、ステアリングバルブ２４の前後差圧に応じた位置へ移動する。そうすると、第１ポンプ通路２２の開度、及び合流通路３４の開度の各々がステアリングバルブ２４の前後差圧に応じて制御される。即ち、ステアリング装置１４の操作量（即ち、ハンドル２６の操作量）に応じて第１ポンプ１１の余剰流量を第２ポンプ通路２３に合流させることができる。

＜第１レギュレータ＞
第１レギュレータ１８は、第１サーボピストン３５と、第１差圧スプール３６とを有している。そして、第１レギュレータ１８は、入力される信号圧と第１ポンプ１１の吐出圧である第１吐出圧との差圧に応じて第１ポンプ１１の吐出流量を制御する。更に詳細に説明すると、第１サーボピストン３５は、第１ポンプ１１の斜板１１ａに連結されている。そして、第１サーボピストン３５は、第１パイロット圧ｐ１に応じた位置へと移動することによって斜板１１ａの傾転角を変える。第１差圧スプール３６は、信号圧と第１吐出圧との差圧に応じた位置へと移動することによって第１パイロット圧ｐを調整する。それ故、斜板１１ａの傾転角が信号圧と第１吐出圧との差圧に応じた角度なる。これにより、第１レギュレータ１８は、入力される信号圧と第１吐出圧との差圧に応じて第１ポンプ１１の吐出流量を制御することができる。

＜第２レギュレータ＞
第２レギュレータ１９は、第２サーボピストン３７と、第２差圧スプール３８とを有している。そして、第２レギュレータ１９は、入力される荷役操作指令に応じて第２ポンプ１２の吐出流量を制御する。更に詳細に説明すると、第２サーボピストン３７は、第２ポンプ１２の斜板１２ａに連結されている。また、第２サーボピストン３７は、２つの受圧室３７ａ，３７ｂの液圧の差圧に応じた位置へと移動することによって斜板１２ａの傾転角を変える。第２差圧スプール３８は、ネガコン圧を受圧している。そして、第２差圧スプール３８は、ネガコン圧に応じた位置へと移動することによって第１受圧室３７ａに出力される第２パイロット圧ｐ２を調整する。他方、第２受圧室３７ｂは、第２ポンプ通路２３と接続されている。それ故、第２サーボピストン３７は、ネガコン圧及び第２ポンプ１２の吐出圧である第２吐出圧に応じた位置へと移動する。これにより、斜板１２ａの傾転角が荷役操作指令に応じた角度になる。それ故、第２レギュレータ１９は、荷役操作指令に応じて第２ポンプ１２の吐出流量を制御することができる。

＜制御弁＞
制御弁２０は、荷役回路１６に供給される作動液の液圧である荷役側供給圧を荷役操作指令に応じて調圧した荷役側負荷制御圧を出力する。更に詳細に説明すると、制御弁２０は、第２ポンプ通路２３に接続されている。即ち、制御弁２０には、荷役側供給圧である第２吐出圧が導かれている。なお、荷役側供給圧は、必ずしも第２吐出圧に限定されない。荷役側供給圧は、第２吐出圧を調圧した液圧であってもよい。また、制御弁２０は、後述する選択弁２１とタンク２５とに更に接続されている。そして、制御弁２０は、ネガコン圧に応じて第２ポンプ通路２３及びタンク２５の開度を調整する。そうすることで、制御弁２０において荷役側供給圧がネガコン圧に応じて減圧される。なお、ネガコン圧は荷役操作指令に応じて減圧された液圧であるので、制御弁２０において荷役側供給圧は荷役操作指令に応じて減圧された液圧となる。制御弁２０は、このようにして減圧した荷役側供給圧を荷役側負荷制御圧として選択弁２１に出力する。

選択弁２１は、ステアリングアクチュエータ２のステアリング側負荷圧、及び制御弁２０から出力される荷役側負荷制御圧の何れか高い方を信号圧として第１レギュレータ１８に出力する。更に詳細に説明すると、選択弁２１は、ステアリングバルブ２４及び制御弁２０に夫々接続されている。より詳細に説明すると、選択弁２１は、ステアリングバルブ２４からステアリングアクチュエータ２への供給圧であってステアリングバルブ２４の下流圧であるステアリング側負荷圧を導くようにステアリングバルブ２４に接続されている。選択弁２１は、本実施形態において、優先弁１７にステアリングバルブ２４の下流圧を導くパイロット通路３９から分岐するように接続されている。また、選択弁２１は、制御弁２０から荷役側負荷制御圧が導かれる。選択弁２１は、ステアリング側負荷圧と荷役側負荷制御圧の高い方を選択する。そして、選択弁２１は、選択した圧力を信号圧として第１レギュレータ１８に出力する。より詳細には、選択弁２１は、選択した圧力を信号圧として第１差圧スプール３６に出力する。なお、選択弁２１は、例えばシャトル弁である。

＜液圧駆動システムの動作＞
このように構成されている液圧駆動システム１では、レバー３２ａ，３３ａが操作されていない状態でハンドル２６が操作されると、ハンドル２６の回動方向に応じてステアリングバルブ２４が作動する。これにより、ステアリングバルブ２４の前後差圧が小さくなる。そうすると、ステアリングバルブ２４の前後差圧を一定にすべく、優先弁１７が第１ポンプ通路２２の開度を大きくする。これにより、第１ポンプ１１の作動液がステアリング回路１３に優先的に供給される。また、液圧駆動システム１では、ステアリング側負荷圧が選択弁２１によって信号圧として選択される。そうすると、第１レギュレータ１８には、ステアリング側負荷圧である信号圧が導かれる。これにより、第１ポンプ１１の吐出流量は、ステアリング側負荷圧に応じた流量に制御される。即ち、第１ポンプ１１の吐出流量がロードセンシング方式で制御される。

他方、液圧駆動システム１では、ハンドル２６が操作されない状態でレバー３２ａ，３３ａの何れかが操作されると、以下のように動作する。荷役回路１６では、レバー３２ａ，３３ａの操作方向に応じた方向の流れ及びレバー３２ａ，３３ａの操作量に応じた流量の作動液が流量制御弁２７，２８によって荷役アクチュエータ３，４に流される。即ち、荷役操作指令に応じた流れ及び流量の作動液が荷役アクチュエータ３，４に流れる。これにより、荷役操作指令に応じた方向及び速度で荷役アクチュエータ３，４が作動する。また、レバー３２ａ，３３ａの操作量が大きくになるにつれてバイパス通路３１の開度が小さくなり、またバイパス通路３１において絞り２９を流れる流量が減少する。そうすると、ネガコン圧が低下するので、第２レギュレータ１９が第２ポンプ１２の斜板１２ａの傾転角を大きくする。これにより、レバー３２ａ，３３ａの操作量が大きくになるにつれて第２ポンプ１２の吐出流量が大きくなる。このように第２ポンプ１２の吐出流量は、ネガコン圧に応じて制御されている、即ちネガティブコントロール方式で制御されている。

また、制御弁２０は、荷役側供給圧をネガコン圧に応じて調圧した荷役側負荷制御圧を選択弁２１に出力する。選択弁２１では、ハンドル２６が操作されない状態であるので、ステアリング側負荷圧が荷役側負荷制御圧より低い。それ故、選択弁２１は、荷役側負荷制御圧を選択する。そして、選択弁２１は、選択した荷役側負荷制御圧を第１レギュレータ１８に出力する。これにより、第１ポンプ１１の吐出流量は、荷役側負荷圧に応じた流量に制御される。即ち、第１ポンプ１１の吐出流量がネガティブコントロール方式で制御される。それ故、第１ポンプ１１及び第２ポンプ１２を同じ制御方式によって制御することができる。

更に、第１ポンプ１１の吐出流量が荷役側負荷圧に応じて増加することによって第１ポンプ１１の吐出圧が大きくなる、即ちステアリングバルブ２４の上流圧が大きくなる。そうすると、ステアリングバルブ２４の前後差圧を一定にすべく優先弁１７が合流通路３４の開度を大きくする。これにより、第１ポンプ１１が優先弁１７及び合流通路３４を介して第２ポンプ通路２３に繋がる。そして、第１ポンプ１１の余剰流量が第２ポンプ１２の作動液に合流されて荷役回路１６に供給される。

なお、レバー３２ａ，３３ａの何れか一方とハンドル２６とが同時に操作される場合、選択弁２１がステアリング側負荷圧及び荷役側負荷制御圧の高い方を選択する。そして、第１ポンプ１１の吐出流量は、選択した圧力に応じて制御される。

本実施形態の液圧駆動システム１によれば、制御弁２０を追加することによって、第１ポンプ１１から第２ポンプ１２への合流が可能であって、その際に第１ポンプ１１の吐出流量を荷役操作指令に応じて制御することができる。また、液圧駆動システム１によれば、第１ポンプ１１及び第２ポンプ１２の吐出流量の制御に対して互いに異なる制御方式を採用することができる。即ち、ネガティブコントロール方式で第１ポンプ１１の吐出流量を制御する液圧駆動システム１において、第２ポンプ１２に対して第１ポンプ１１と異なる吐出流量制御を採用することができる。

［第２実施形態］
第２実施形態の液圧駆動システム１Ａは、第１実施形態の液圧駆動システム１と構成が類似している。従って、第２実施形態の液圧駆動システム１Ａの構成については、主に第１実施形態の液圧駆動システム１と異なる点について説明し、同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。

＜液圧駆動システム＞
第２実施形態の液圧駆動システム１Ａは、図２に示すように、第１ポンプ１１と、第２ポンプ１２と、ステアリング回路１３と、ステアリング装置１４と、操作装置１５Ａと、荷役回路１６Ａと、優先弁１７と、第１レギュレータ１８と、第２レギュレータ１９Ａと、制御装置４０と、ポジティブコントロール弁４１と、比例弁４２と、制御弁２０Ａと、選択弁２１と、を備えている。

＜操作装置＞
操作装置１５Ａは、複数の液圧センサ３２ｂ，３２ｃ，３３ｂ，３３ｃを更に有している。各液圧センサ３２ｂ，３２ｃ，３３ｂ，３３ｃは、各操作弁３２，３３に対応付けて設けられている。そして、各液圧センサ３２ｂ，３２ｃ，３３ｂ，３３ｃは、対応する操作弁３２，３３から出力される荷役操作指令の圧力（本実施形態においてパイロット圧）に応じた信号を後述する制御装置４０に出力する。

＜荷役回路＞
荷役回路１６Ａは、２つの流量制御弁２７，２８を備えている。また、荷役回路１６Ａは、ポジティブコントロール回路である。そして、荷役回路１６Ａは、バイパス通路３１の下流側がタンク２５に直接繋がっている。

＜制御装置＞
制御装置４０は、荷役操作指令に応じたポジティブコントロール指令（以下、「ポジコン指令」という）及び制御指令を出力する。更に詳細に説明すると、制御装置４０は、各液圧センサ３２ｂ，３２ｃ，３３ｂ，３３ｃに電気的に接続されている。そして、制御装置４０は、各液圧センサ３２ｂ，３２ｃ，３３ｂ，３３ｃから出力される信号に基づいて荷役操作指令を検出する。そして、制御装置４０は、荷役操作指令に応じたポジコン指令及び制御指令を出力する。より詳細に説明すると、制御装置４０は、液圧駆動システム１が搭載される建設機械の状態を検出し、検出される建設機械の状態及び荷役操作指令に応じたポジコン指令及び制御指令を出力する。具体的には、制御装置４０は、建設機械に設けられる種々のセンサ（図示せず）に電気的に接続されている。種々のセンサは、例えば建設機械の速度センサ、駆動源の回転数センサ、及び荷役アクチュエータ３，４の液圧センサ等である。制御装置４０は、種々のセンサから出力される信号に応じて建設機械の状態、即ち建設機械の速度、駆動源の回転数、及び荷役アクチュエータの負荷等を検出する。そして、制御装置４０は、前述する荷役操作指令に加えて検出される建設機械の状態に応じてポジコン指令及び制御指令を出力する。

＜ポジティブコントロール弁＞
ポジティブコントロール弁（以下、「ポジコン弁」という）４１は、制御装置４０からのポジコン指令に応じたポジティブコントロール圧（以下、「ポジコン圧」という）を第２レギュレータ１９Ａに出力する。更に詳細に説明すると、ポジコン弁４１は、ポジコン弁４１は、圧力源であるパイロットポンプ４３及びタンク２５に接続されている。そして、ポジコン弁４１は、ポジコン弁４１は、制御装置４０から出力されるポジコン指令に応じてパイロットポンプ４３及びタンク２５の開度を調整する。これにより、ポジコン弁４１は、ポジコン指令に応じたポジコン圧を第２レギュレータ１９Ａの第２差圧スプール３８に出力する。このような機能を有するポジコン弁４１は、本実施形態において電磁比例制御弁である。

＜第２レギュレータ＞
第２レギュレータ１９Ａの第２差圧スプール３８Ａは、第２吐出圧とポジコン圧とを互いに抗する方向に受圧している。第２差圧スプール３８Ａは、ポジコン圧と第２吐出圧との差圧に応じた位置へと移動することによって第２パイロット圧ｐ２を調圧する。これにより、斜板１２ａの傾転角が荷役操作指令に応じた角度になる。即ち、第２レギュレータ１９は、荷役操作指令に応じて第２ポンプ１２の吐出流量を制御することができる。

＜比例弁＞
比例弁４２は、制御装置４０からの制御指令に応じた指示圧を制御弁２０Ａに出力する。更に詳細に説明すると、比例弁４２は、圧力源であるパイロットポンプ４３及びタンク２５に接続されている。そして、比例弁４２は、制御装置４０から出力される制御指令に応じてパイロットポンプ４３及びタンク２５の開度を調整する。これにより、比例弁４２は、制御指令に応じた指示圧を制御弁２０Ａに出力する。このような機能を有する比例弁４２は、本実施形態において電磁比例制御弁である。

＜制御弁＞
制御弁２０Ａは、比例弁４２からの指示圧に応じた荷役側負荷制御圧を出力する。更に詳細に説明すると、制御弁２０Ａもまた２つの流量制御弁２７，２８に並列するように第２ポンプ通路２３に接続されている。また、制御弁２０Ａは、選択弁２１とタンク２５とに更に接続されている。そして、制御弁２０Ａは、指示圧に応じて第２ポンプ通路２３及びタンク２５の開度を調整する。そうすることで、制御弁２０Ａにおいて荷役側供給圧がポジコン圧に応じて減圧される。なお、ポジコン圧は荷役操作指令に応じて減圧されるので、制御弁２０において荷役側供給圧は荷役操作指令に応じて減圧される。そして、制御弁２０は、減圧した荷役側供給圧を荷役側負荷制御圧として選択弁２１に出力する。また、制御弁２０Ａは、指示圧より大きい荷役側負荷制御圧を出力する。

＜液圧駆動システムの動作＞
このように構成される液圧駆動システム１Ａでもまた、ハンドル２６が操作されると、第１実施形態の液圧駆動システム１と同様に第１ポンプ１１の作動液がステアリング回路１３に優先的に供給される。そして、第１ポンプ１１の吐出流量がロードセンシング方式で制御される。

他方、ハンドル２６が操作されない状態でレバー３２ａ，３３ａの何れかが操作されると、以下のように動作する。即ち、第１実施形態の液圧駆動システム１と同様に、優先弁１７によって第１ポンプ１１の余剰流量が第２ポンプ１２の作動液に合流されて荷役回路１６に供給される。そして、荷役回路１６Ａでは、荷役操作指令に応じた流れ及び流量の作動液が流量制御弁２７，２８によって荷役アクチュエータ３，４に流される。これにより、荷役操作指令に応じた方向及び速度で荷役アクチュエータ３，４が作動する。

また、レバー３２ａ，３３ａが操作されると、制御装置４０が各液圧センサ３２ｂ，３２ｃ，３３ｂ，３３ｃから出力される信号に基づいて、荷役操作指令に応じたポジコン指令をポジコン弁４１に出力する。ポジコン弁４１は、ポジコン指令に応じたポジコン圧を第２レギュレータ１９Ａの第２差圧スプール３８に出力する。ポジコン指令は、レバー３２ａ，３３ａの操作量が大きくになるにつれてポジコン圧を大きくするように設定されている。それ故、レバー３２ａ，３３ａの操作量が大きくになるにつれて第２レギュレータ１９が第２ポンプ１２の斜板１２ａの傾転角を大きくする。これにより、レバー３２ａ，３３ａの操作量が大きくになるにつれて第２ポンプ１２の吐出流量が大きくなる。このように第２ポンプ１２の吐出流量は、ポジコン圧に応じて制御される、即ちポジティブコントロール方式で制御される。

また、制御装置４０は、各液圧センサ３２ｂ，３２ｃ，３３ｂ，３３ｃから出力される信号に基づいて、荷役操作指令に応じた制御指令を比例弁４２に出力する。比例弁４２は、制御指令に応じた指示圧を制御弁２０Ａに出力する。制御弁２０Ａでは、荷役側供給圧を指示圧に応じて調圧した荷役側負荷制御圧が選択弁２１に出力される。ステアリング側負荷圧は、第１実施形態の液圧駆動システム１と同様に、優先弁１７によって第１ポンプ１１の作動液が第２ポンプ通路２３に優先的に導かれているので、荷役側負荷制御圧より低い。それ故、選択弁２１は、荷役側負荷制御圧を選択する。そして、選択弁２１は、選択した荷役側負荷制御圧を第１レギュレータ１８に出力する。これにより、第１ポンプ１１の吐出流量は、荷役側負荷圧に応じた流量に制御される。より詳細に説明すると、制御指令もまた、レバー３２ａ，３３ａの操作量が大きくになるにつれて指示圧を大きくするように設定されている。それ故、レバー３２ａ，３３ａの操作量が大きくになるにつれて第１レギュレータ１８が第１ポンプ１１の斜板１１ａの傾転角を大きくする。これにより、レバー３２ａ，３３ａの操作量が大きくになるにつれて第１ポンプ１１の吐出流量が大きくなる。即ち、第１ポンプ１１の吐出流量がポジティブコントロール方式で制御される。それ故、第１ポンプ１１及び第２ポンプ１２を同じ制御方式によって制御することができる。これにより、第１ポンプ１１から吐出される作動液を第２ポンプ１２から吐出される作動液に合流させることができる。

本実施形態の液圧駆動システム１Ａによれば、制御弁２０を追加することによって、第１ポンプ１１から第２ポンプ１２への合流が可能であって、その際に第１ポンプ１１の吐出流量を荷役操作指令に応じて制御することができる。また、液圧駆動システム１Ａによれば、第１ポンプ１１及び第２ポンプ１２の吐出流量の制御に対して互いに異なる制御方式を採用することができる。即ち、ポジティブコントロール方式で第１ポンプ１１の吐出流量を制御する液圧駆動システム１Ａにおいて、第２ポンプ１２に対して第１ポンプ１１と異なる吐出流量制御を採用することができる。

また、ポジティブコントロール方式では、指令圧が制御装置４０からの制御指令に応じ、また荷役側負荷制御圧が指令圧に応じている。それ故、制御装置４０によって荷役側負荷制御圧を調整することが可能であるので、第１ポンプ１１の吐出流量の制御の自由度を向上させることができる。より詳細に説明すると、前述の通り制御指令が荷役操作指令に加えて建設機械の状態に応じて出力されている。それ故、荷役側負荷制御圧が荷役操作指令だけでなく建設機械の状態に応じて調整されている。これにより、建設機械の状態に応じて第１ポンプ１１の吐出流量を調整することができる。なお、ポジティブコントロール方式では、建設機械の状態に限らず、他のパラメータ、例えば外気温、エンジン温度、及び建設機械の運転時間等に応じて第１ポンプ１１の吐出流量が調整されてもよい。

更に、制御弁２０Ａが指示圧より大きい荷役側負荷制御圧を出力するので、第１ポンプ１１の吐出流量を制御するために必要な圧力を第１レギュレータ１８に出力することができる。

［第３実施形態］
第３実施形態の液圧駆動システム１Ｂは、第２実施形態の液圧駆動システム１Ａと構成が類似している。従って、第３実施形態の液圧駆動システム１Ｂの構成については、主に第２実施形態の液圧駆動システム１Ａと異なる点について説明し、同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。

＜液圧駆動システム＞
第３実施形態の液圧駆動システム１Ｂは、図３に示すように、第１ポンプ１１と、第２ポンプ１２Ｂと、ステアリング回路１３と、ステアリング装置１４と、操作装置１５Ａと、荷役回路１６Ａと、優先弁１７と、第１レギュレータ１８と、制御装置４０Ｂと、比例弁４２と、制御弁２０Ａと、選択弁２１と、を備えている。

＜第２ポンプ＞
第２ポンプ１２Ｂは、第２ポンプ通路２３に作動液を吐出する。第２ポンプ１２Ｂは、固定容量形のポンプである。本実施形態において、第２ポンプ１２は、固定容量形の斜板ポンプである。但し、第２ポンプ１２Ｂは、ギアポンプ、ベーンポンプ、及びピストンポンプ等の固定容量形のポンプであってもよい。第２ポンプ１２Ｂは、図示しない駆動源、例えばエンジン及び電動機の少なくとも一方によって駆動される。そして、第２ポンプ１２Ｂは、駆動源の回転数に応じた一定流量の作動液を吐出する。

＜制御装置＞
制御装置４０Ｂは、第２実施形態の制御装置４０同様に各液圧センサ３２ｂ，３２ｃ，３３ｂ，３３ｃから出力される信号に基づく荷役操作指令に応じた制御指令を出力する。また、制御装置４０Ｂは、第２実施形態の制御装置４０同様に、液圧駆動システム１が搭載される建設機械の状態を検出し、検出される建設機械の状態に応じて制御指令を調整することができる。従って、制御装置４０Ｂは、前述する荷役操作指令に加えて検出される建設機械の状態に応じて制御指令を出力する。

＜液圧駆動システムの動作＞
このように構成される液圧駆動システム１Ｂでもまた、ハンドル２６が操作されると、第１及び第２実施形態の液圧駆動システム１，１Ａと同様に第１ポンプ１１の作動液がステアリング回路１３に優先的に供給される。そして、第１ポンプ１１の吐出流量がロードセンシング方式で制御される。

また、液圧駆動システム１Ｂは、ハンドル２６が操作されない状態でレバー３２ａ，３３ａの何れかが操作されると、以下のように動作する。まず、第１及び２実施形態の液圧駆動システム１，１Ａと同様に優先弁１７によって第１ポンプ１１の余剰流量が第２ポンプ１２Ｂの作動液に合流されて荷役回路１６に供給される。他方、第２ポンプ１２Ｂからは駆動源の回転数に応じた一定流量の作動液が吐出される。そして、荷役回路１６Ａでは、合流した作動液が流量制御弁２７，２８によって荷役アクチュエータ３，４に流される。

また、制御装置４０Ｂは、第２実施形態の制御装置４０と同様に、各液圧センサ３２ｂ，３２ｃ，３３ｂ，３３ｃから出力される信号に基づく荷役操作指令に応じた制御指令を比例弁４２に出力する。これにより、比例弁４２が作動し、選択弁２１から荷役側負荷制御圧が第１レギュレータ１８に出力される。これにより、第１ポンプ１１の吐出流量は、荷役側負荷圧に応じた流量に制御される。即ち、第１ポンプ１１の吐出流量がポジティブコントロール方式で制御される。それ故、レバー３２ａ，３３ａの操作量に応じた流量を第１ポンプ１１から吐出させ、第１ポンプ１１の作動液を第２ポンプ１２の作動液に合流させることができる。それ故、第２ポンプ１２Ｂが固定容量形のポンプであっても、荷役アクチュエータ３，４に荷役操作指令に応じた流量の作動液を供給することができる。

［その他の実施形態］
第１乃至第３実施形態の液圧駆動システム１，１Ａ，１Ｂでは、流量制御弁２７，２８が第１ポンプ通路２２に対して並列に接続されているが、必ずしもこのようなパラレル回路に限定されない。例えば、図４に示す液圧駆動システム１Ｃのように、荷役回路１６Ｃは、流量制御弁２７，２８が直列に接続されるタンデム回路であってもよい。即ち、タンデム回路の荷役回路１６Ｃでは、ブーム用流量制御弁２８がバイパス通路３１においてバケット用流量制御弁２７の下流側域にて分岐するポンプ通路４５に接続されている。そして、ブーム用流量制御弁２８は、第１バイパス通路３１及びポンプ通路４５を流れる作動液をブームシリンダ４に供給する。

第１実施形態及び第３実施形態の液圧駆動システム１，１Ａ，１Ｂでは、操作装置１５として操作弁３２，３３が採用されているが、電気ジョイスティックのような荷役操作指令を電気信号によって出力するものであってもよい。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 液圧駆動システム
２ ステアリングアクチュエータ
３，４ 荷役アクチュエータ
１１ 第１ポンプ
１２，１２Ｂ 第２ポンプ
１３ ステアリング回路
１６，１６Ａ，１６Ｃ 荷役回路
１７ 優先弁
１８ 第１レギュレータ
１９，１９Ａ 第２レギュレータ
２０，２０Ａ 制御弁
２１ 選択弁
２４ ステアリングバルブ
４０，４０Ｂ 制御装置
４１ ポジティブコントロール弁
４２ 比例弁

Claims (8)

1. 作動液の吐出流量を変更可能な第１ポンプと、
   作動液の吐出する第２ポンプと、
   前記第１ポンプからステアリングアクチュエータに供給される作動液の流量を制御するステアリングバルブを有するステアリング回路と、
   前記第２ポンプから荷役アクチュエータに供給される作動液の流量を入力される荷役操作指令に応じて制御する荷役回路と、
   前記第１ポンプから前記ステアリング回路に流れる作動液の流量を制御し、且つ前記第１ポンプの余剰流量を前記第２ポンプの作動液に合流させて前記荷役回路に供給させる優先弁と、
   入力される信号圧と前記第１ポンプの吐出圧との差圧に応じて前記第１ポンプの吐出流量を制御する第１レギュレータと、
   前記第２ポンプから前記荷役回路に供給される作動液の液圧である荷役側供給圧を荷役操作指令に応じて調圧した荷役側負荷制御圧を出力する制御弁と、
   前記ステアリングアクチュエータのステアリング側負荷圧、及び前記制御弁から出力される荷役側負荷制御圧の何れか高い方を信号圧として前記第１レギュレータに出力する選択弁とを備える、液圧駆動システム。
2. 荷役操作指令に応じて作動する第２レギュレータを更に備え、
   前記第２ポンプは、作動液の吐出流量を変更可能なポンプであって、
   前記第２レギュレータは、荷役操作指令に応じて前記第２ポンプの吐出流量を制御する、請求項１に記載の液圧駆動システム。
3. 前記荷役回路は、ネガティブコントロール回路であって、荷役操作指令に応じたネガティブコントロール圧を前記第２レギュレータに出力し、
   前記第２レギュレータは、ネガティブコントロール圧に応じて前記第２ポンプの吐出流量を制御し、
   前記制御弁は、ネガティブコントロール圧に応じた荷役側負荷制御圧を出力する、請求項２に記載の液圧駆動システム。
4. 荷役操作指令に応じたポジティブコントロール指令及び制御指令を出力する制御装置と、
   前記制御装置からのポジティブコントロール指令に応じたポジティブコントロール圧を前記第２レギュレータに出力するポジティブコントロール弁と、
   前記制御装置からの制御指令に応じた指示圧を前記制御弁に出力する比例弁と、を更に備え、
   前記制御弁は、前記比例弁からの指示圧に応じた荷役側負荷制御圧を出力する、請求項２に記載の液圧駆動システム。
5. 前記制御弁は、指示圧より大きい荷役側負荷制御圧を出力する、請求項４に記載の液圧駆動システム。
6. 前記第２ポンプは、固定容量形のポンプである、請求項１に記載の液圧駆動システム。
7. 荷役操作指令に応じた制御指令を出力する制御装置と、
   前記制御装置からの制御指令に応じた指示圧を前記制御弁に出力する比例弁と、を更に備え、
   前記制御弁は、前記比例弁からの指示圧に応じた荷役側負荷制御圧を出力する、請求項１乃至６の何れか１つに記載の液圧駆動システム。
8. 前記制御装置は、前記液圧駆動システムが搭載される車両の状態を検出し、検出される車両の状態及び荷役操作指令に応じた制御指令を出力する、請求項４、５、又は７に記載の液圧駆動システム。

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