JP5354650B2 - 作業機械における油圧制御システム - Google Patents

Description

本発明は、油圧アクチュエータからの排出油の有する油圧エネルギーを回収、再利用することができる作業機械における油圧制御システムの技術分野に属するものである。

一般に、作業機械のなかには、油圧ショベルのように、油圧ポンプから圧油供給される複数の油圧アクチュエータを備えたものがあるが、この様な作業機械の油圧回路において、従来、油圧アクチュエータから排出された油は、油タンクに戻されるように構成されている。例えば、油圧ショベルにおいて、作業部を下降させるべくブームシリンダを縮小させると、該ブームシリンダのヘッド側油室から排出された油は油タンクに戻されることになるが、この場合、ブームシリンダのヘッド側油室の油は、フロント作業部の重量を保持しているため高圧であって高い油圧エネルギーを有しており、該高い油圧エネルギーを利用することなく油タンクに戻していることになって、エネルギーの無駄な損失になる。
そこで、油圧アクチュエータからの排出油の有する油圧エネルギーを回収、再利用するために、油圧アクチュエータからの排出油の有する油圧エネルギーをアキュムレータに蓄圧すると共に、該アキュムレータの蓄圧油を、油圧ポンプの吐出路に合流させるようにした技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
さらに、前記特許文献１のものには、アキュムレータの貯蓄圧とポンプ吐出圧との差圧に応じて、アキュムレータの蓄圧油をそのままの圧力でポンプ吐出路に合流させたり、ポンプ・モータにより高圧にしてポンプ吐出路に合流させたりする技術が開示されている。
特再公表ＷＯ９８／１３６０３号公報

しかるに、前記特許文献１のように、アキュムレータの蓄圧油を油圧ポンプの吐出路に合流させて用いる場合、該アキュムレータからの合流分だけポンプ吐出路の流量が増加することになるから、アキュムレータの合流に合わせて油圧ポンプの吐出流量も制御しないと、ポンプ吐出路の圧力や、油圧アクチュエータへの圧油供給流量を制御するコントロールバルブにおける圧損が増加して、消費エネルギーが増加し、アキュムレータの蓄圧油を効率的に再利用できないという問題がある。さらに、アキュムレータから油圧ポンプの吐出路への合流流量の増減によって、油圧アクチュエータの作動速度が増減してしまうという問題があり、ここに本発明が解決しようとする課題がある。

本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、油圧アクチュエータの排出油の有する油圧エネルギーを蓄圧するアキュムレータと、少なくとも前記油圧アクチュエータを含む油圧アクチュエータの油圧供給源になる容量可変型の油圧ポンプと、前記アキュムレータの蓄圧油を油圧ポンプの吐出油に合流させる合流油路とを備えて構成される作業機械の油圧制御システムにおいて、該油圧制御システムに、前記アキュムレータから油圧ポンプの吐出油に合流させるアキュムレータ流量を制御するアキュムレータ流量制御弁と、該アキュムレータ流量制御弁および前記油圧ポンプの吐出流量を制御する制御装置とを設けると共に、該制御装置は、油圧アクチュエータ用操作具の操作量により要求される操作要求流量と、定馬力制御時に油圧ポンプの吐出圧から求められるポンプ流量と、油圧ポンプの最大流量とのうち最も小さい値を油圧アクチュエータに供給するアクチュエータ供給流量として求め、該アクチュエータ供給流量を油圧ポンプの吐出流量とアキュムレータ流量との合計流量で供給するべく、油圧ポンプの吐出流量およびアキュムレータ流量を制御することを特徴とする作業機械における油圧制御システムである。
請求項２の発明は、制御装置は、油圧アクチュエータに供給するアクチュエータ供給流量のうち、アキュムレータが分担するアキュムレータ分担割合と油圧ポンプが分担するポンプ分担割合とを、操作手段を用いて任意に設定できる分担割合設定手段を備えると共に、アキュムレータ圧力検出手段により検出されるアキュムレータ圧力が、アキュムレータが圧油を放出できる圧力として予め設定される設定圧以上で、且つ、アキュムレータ圧力が油圧ポンプの吐出圧以上の場合に、アクチュエータ供給流量に前記アキュムレータ分担割合を乗じることで、アキュムレータから油圧ポンプの吐出油に合流させるアキュムレータ流量を求めることを特徴とする請求項１に記載の作業機械における油圧制御システムである。
請求項３の発明は、制御装置は、アキュムレータから油圧ポンプの吐出油に合流されるアキュムレータ流量を補償するべく、アキュムレータ圧力検出手段およびポンプ圧力検出手段により検出されるアキュムレータの圧力と油圧ポンプの吐出圧との差圧に基づいて、アキュムレータ流量制御弁の開口面積を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の作業機械における油圧制御システムである。

請求項１の発明とすることにより、油圧アクチュエータには、油圧アクチュエータ用操作具の操作量と油圧ポンプの吐出圧とに基づいて求められたアクチュエータ供給流量が、アキュムレータ流量とメインポンプ１０の吐出流量とによって過不足無く供給されることになり、而して、アキュムレータの蓄圧油を無駄無く効率的に利用できると共に、その分油圧ポンプの吐出流量を低減せしめることができて、省エネルギー化を確実に達成できる。
請求項２の発明とすることにより、アキュムレータ流量は、アクチュエータ供給流量のうちの所定割合を分担するように制御されることになり、而して、アキュムレータ流量の演算や制御が容易になると共に、油圧ポンプの吐出流量制御も容易になる。
請求項３の発明とすることにより、アキュムレータの圧力やメインポンプの吐出圧が変動しても、アキュムレータから油圧ポンプの吐出油に合流されるアキュムレータ流量を精度良く制御できることになり、而して、油圧アクチュエーターへの供給流量が安定して、油圧アクチュエータをスムーズに動作せしめることができる。

次に、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１において、１は作業機械の一例である油圧ショベルであって、該油圧ショベル１は、クローラ式の下部走行体２、該下部走行体２の上方に旋回自在に支持される上部旋回体３、該上部旋回体３のフロントに装着される作業部４等の各部から構成され、さらに該作業部４は、基端部が上部旋回体３に上下揺動自在に支持されるブーム５、該ブーム５の先端部に前後揺動自在に支持されるアーム６、該アーム６の先端部に取付けられるバケット７等から構成されている。

さらに、８、９は前記ブーム５を上下揺動せしめるための左右一対の第一、第二ブームシリンダであって、これら第一、第二ブームシリンダ８、９は、ヘッド側油室８ａ、９ａの圧力によって作業部４の重量を保持すると共に、該ヘッド側油室８ａ、９ａへの圧油供給およびロッド側油室８ｂ、９ｂからの油排出により伸長してブーム５を上昇せしめ、また、ロッド側油室８ｂ、９ｂへの圧油供給およびヘッド側油室８ａ、９ａからの油排出により縮小してブーム５を下降せしめるように構成されている。そして、該ブーム５の昇降に伴って作業部４全体が昇降すると共に、ブーム５の上昇に伴い作業部４の有する位置エネルギーが増加するが、該位置エネルギーは、後述する油圧制御システムによって回収されて再利用されるようになっている。

次いで、前記油圧制御システムについて、図２の油圧回路図に基づいて説明するが、該図２において、８、９は前記第一、第二ブームシリンダ、１０は油圧ショベル１に搭載のエンジンＥにより駆動される可変容量型のメインポンプ（本発明の油圧ポンプに相当する）、１１はパイロット油圧源となるパイロットポンプ、１２は油タンクである。ここで、前記メインポンプ１０は、第一、第二ブームシリンダ８、９だけでなく、油圧ショベル１に設けられる複数の他の油圧アクチュエータＡ１〜Ａｎ（走行モータ、旋回モータ、アームシリンダ、バケットシリンダ等）の油圧供給源になるポンプである。尚、図２には、複数の他の油圧アクチュエータＡ１〜Ａｎのうち、Ａ１、Ａｎのみを図示する。また、本実施の形態において、第二ブームシリンダ９は、本発明の排出油の有する油圧エネルギーをアキュムレータに蓄圧する油圧アクチュエータに相当し、また、第一、第二ブームシリンダ８、９および他の油圧アクチュエータＡ１〜Ａｎは、本発明の少なくとも上記油圧アクチュエータを含む油圧アクチュエータに相当する。

さらに、１３は前記メインポンプ１０の吐出流量を制御するレギュレータであって、該レギュレータ１３は、メインポンプ出力制御用電磁比例減圧弁１４から出力される制御信号圧を受けてポンプ出力を制御すると共に、メインポンプ１０の吐出圧を受けて定馬力制御を行う。さらにレギュレータ１３は、メインポンプ流量制御用電磁比例減圧弁３０から出力される流量制御信号圧Ｐｃに基づいた流量制御も行うが、該流量制御については後述する。

一方、１５は前記メインポンプ１０の吐出ラインであって、該吐出ライン１５は、後述する合流油路１６と合流して圧油供給油路１７に至るが、該圧油供給油路１７には、前記第一、第二ブームシリンダ８、９に対する油給排制御を行うブームシリンダ用コントロールバルブ１８が接続されている。また、圧油供給油路１７には、前記ブームシリンダ用コントロールバルブ１８だけでなく、他の油圧アクチュエータＡ１〜Ａｎに対する油給排制御をそれぞれ行なう他の油圧アクチュエータ用コントロールバルブＣ１〜Ｃｎ（走行モータ用コントロールバルブ、旋回モータ用コントロールバルブ、アームシリンダ用コントロールバルブ、バケットシリンダ用コントロールバルブ等）も接続されている。尚、図２には、他の油圧アクチュエータ用コントロールバルブＣ１〜Ｃｎのうち、Ｃ１、Ｃｎのみを図示する。

前記ブームシリンダ用コントロールバルブ１８は、上昇側、下降側パイロットポート１８ａ、１８ｂを備えたスプール弁で構成されており、両パイロットポート１８ａ、１８ｂにパイロット圧が入力されていない状態では、第一、第二ブームシリンダ８、９に対する油給排を行なわない中立位置Ｎに位置しているが、上昇側パイロットポート１８ａにパイロット圧が入力されることにより、圧油供給油路１７の圧油を第一、第二ブームシリンダ８、９のヘッド側油室８ａ、９ａに供給する一方、ロッド側油室８ｂ、９ｂから排出された油を油タンク１２に流す上昇側位置Ｘに切換わり、また、下降側パイロットポート１８ｂにパイロット圧が入力されることにより、圧油供給油路１７の圧油を第一、第二ブームシリンダ８、９のロッド側油室８ｂ、９ｂに供給する下降側位置Ｙに切換るように構成されている。

ここで、前記第一、第二ブームシリンダ８、９のヘッド側油室８ａ、９ａとブームシリンダ用コントロールバルブ１８とは、第一、第二ブームシリンダ８、９のヘッド側油室８ａ、９ａにそれぞれ接続される第一、第二ヘッド側油路１９、２０、これら第一、第二ヘッド側油路１９、２０を介して第一、第二ブームシリンダ８、９のヘッド側油室８ａ、９ａ同士を連通するヘッド側連通油路２１、該ヘッド側連通油路２１とブームシリンダ用コントロールバルブ１８とを接続するヘッド側メイン油路２２を介して連結されている。また、第一、第二ブームシリンダ８、９のロッド側油室８ｂ、９ｂとブームシリンダ用コントロールバルブ１８とは、ロッド側油室８ｂ、９ｂ同士を連通するロッド側連通油路２３、および該ロッド側連通油路２３とブームシリンダ用コントロールバルブ１８とを接続するロッド側メイン油路２４を介して連結されている。而して、これらの油路を介して、第一、第二ブームシリンダ８、９とブームシリンダ用コントロールバルブ１８とのあいだの油の給排が行なわれるようになっている。

一方、２５、２６は上昇側、下降側電磁比例減圧弁であって、これら各電磁比例減圧弁２５、２６は、後述する制御装置２７からの制御信号に基づいて、前記ブームシリンダ用コントロールバルブ１８の上昇側パイロットポート１８ａ、下降側パイロットポート１８ｂにそれぞれパイロット圧を出力するべく作動する。これら上昇側、下降側電磁比例減圧弁２５、２６から出力されるパイロット圧は、ブーム用操作レバー（図示せず）の操作量に応じて増減するように制御されると共に、該パイロット圧の増減に対応してスプールの移動ストロークが増減することでブームシリンダ用コントロールバルブ１８の開口面積が増減制御されるようになっている。

さらに、前記ブームシリンダ用コントロールバルブ１８には、中立位置Ｎのときに圧油供給油路１７の圧油を油タンク１２に流すセンタバイパス弁路１８ｃが形成されているが、該センタバイパス弁路１８ｃは、ブームシリンダ用コントロールバルブ１８が上昇側位置Ｘ或いは下降側位置Ｙに切換わった場合には、スプールの移動ストロークが小さくても閉じるように設定されている。尚、他の油圧アクチュエータ用コントロールバルブＣ１〜Ｃｎについても、ブームシリンダ用コントロールバルブ１８と同様のセンタバイパス弁路Ｃ１ｃ〜Ｃｎｃが形成されている。

また、３０は制御装置２７からの制御信号に基づいて流量制御信号圧Ｐｃを出力するメインポンプ流量制御用電磁比例減圧弁であって、該メインポンプ流量制御用電磁比例減圧弁３０から出力された流量制御信号圧Ｐｃは、前記メインポンプ１０の吐出流量制御を行なうレギュレータ１３に入力される。そして、該レギュレータ１３は、入力された流量制御信号圧Ｐｃが最大値のときにはポンプ流量を最少にし、流量制御信号圧Ｐｃが低くなるほどポンプ流量を増加せしめるように、メインポンプ１０の吐出流量を制御する。

一方、前記第一、第二ヘッド側油路１９、２０は、前述したように、第一、第二ブームシリンダ８、９のヘッド側油室８ａ、９ａに接続される油路であるが、該第一、第二ヘッド側油路１９、２０には、ヘッド側油室８ａ、９ａへの油供給は許容するがヘッド側油室８ａ、９ａからの油排出は阻止する第一、第二チェック弁３１、３２と、ヘッド側油室８ａ、９ａからの排出流量を制御する第一、第二流量制御弁３３、３４とが並列状に配されている。而して、第一、第二ブームシリンダ８、９のヘッド側油室８ａ、９ａへの油供給は第一、第二チェック弁３１、３２を経由して行なわれる一方、ヘッド側油室８ａ、９ａからの油排出は、第一、第二流量制御弁３３、３４を経由して行なわれるようになっている。

前記第一、第二流量制御弁３３、３４は、パイロットポート３３ａ、３４ａを備えたスプール弁であって、パイロットポート３３ａ、３４ａにパイロット圧が入力されていない状態では、第一、第二ヘッド側油路１９、２０を閉じる閉位置Ｎに位置しているが、パイロットポート３３ａ、３４ａにパイロット圧が入力されることにより、第一、第二ヘッド側油路１９、２０を開く開位置Ｘに切換わるように構成されている。

また、３５、３６は第一、第二電磁比例減圧弁であって、これら各電磁比例減圧弁３５、３６は、制御装置２７からの制御信号に基づいて、前記第一、第二流量制御弁３３、３４のパイロットポート３３ａ、３４ａにパイロット圧を出力するべく作動する。そして、これら第一、第二電磁比例減圧弁３５、３６から出力されるパイロット圧の増減に対応して、第一、第二流量制御弁３３、３４の開口面積が増減制御されるようになっている。

さらに、３７、３８は前記第一、第二ヘッド側油路１９、２０にそれぞれ接続される第一、第二リリーフ弁であって、該第一、第二リリーフ弁３７、３８によって、第一、第二ブームシリンダ８、９のヘッド側リリーフ圧が設定されるように構成されている。

一方、前記ヘッド側連通油路２１は、前述したように、第一、第二ヘッド側油路１９、２０を介して第一、第二ブームシリンダ８、９のヘッド側油室８ａ、９ａ同士を連通する油路であるが、該ヘッド側連通油路２１には、制御装置２７からの制御信号に基づいてヘッド側連通油路２１を開閉するヘッド側連通油路開閉弁３９が配設されている。而して、第一、第二ブームシリンダ８、９のヘッド側油室８ａ、９ａ同士は、ヘッド側連通油路開閉弁３９がヘッド側連通油路２１を開く開位置Ｘに位置している状態では、第一、第二ヘッド側油路１９、２０を介して連通する状態になっているが、ヘッド側連通油路開閉弁３９がヘッド側連通油路２１を閉じる閉位置Ｎに位置することにより、遮断された状態になるように構成されている。尚、ロッド側連通油路２３には前記ヘッド側連通油路開閉弁３９のような開閉弁は配されておらず、第一、第二ブームシリンダ８、９のロッド側油室８ｂ、９ｂ同士は常時連通状態になっている。

さらに、４０は前記第一ヘッド側油路１９から油タンク１２に至るヘッド側排出油路であって、該ヘッド側排出油路４０には、アンロード弁４１が配されている。

前記アンロード弁４１は、ポペット弁４２と、制御装置２７から出力される制御信号に基づいてＯＦＦ位置ＮからＯＮ位置Ｘに切換わるアンロード弁用電磁切換弁４３とを用いて構成されている。そして、該アンロード弁４１は、アンロード弁用電磁切換弁４３がＯＦＦ位置Ｎに位置しているときには、第一ヘッド側油路１９から油タンク１２への油の流れを阻止する、つまりヘッド側排出油路４０を閉じる閉状態に保持されるが、アンロード弁用電磁切換弁４３がＯＮ位置Ｘに切換わることにより、第一ヘッド側油路１９から油タンク１２への油の流れを許容する、つまり、ヘッド側排出油路４０を開く開状態になる。而して、上記アンロード弁用電磁切換弁４３をＯＮ位置Ｘに位置せしめてアンロード弁４１を開状態にすることにより、第一ブームシリンダ８のヘッド側油室８ａの圧油を、第一流量制御弁３３およびヘッド側排出油路４０を経由して油タンク１２に流すことができるようになっている。

ここで、前述したように、アンロード弁４１が開状態のときには、第一ブームシリンダ８のヘッド側油室８ａの圧油を、第一流量制御弁３３およびヘッド側排出油路４０を経由して油タンク１２に流すことができるが、この場合、第一流量制御弁３３の開口面積を最大にすることによって、第一ブームシリンダ８のヘッド側油室８ａの圧油を、略アンロード状態で油タンク１２に流すことができるようになっている。

さらに、４４は前記第二ヘッド側油路２０に接続される回収油路であって、該回収油路４４には、第二ヘッド側油路２０を経由する第二ブームシリンダ９のヘッド側油室９ａからの排出油が供給されるが、該回収油路４４は、アキュムレータ油路４５に対して、後述するシリンダ側チェック弁４６およびアキュムレータ側チェック弁４９を介して接続されている。ここで、上記アキュムレータ油路４５は、アキュムレータ５９に圧油を給排するべくアキュムレータ５９に接続される油路である。

前記シリンダ側チェック弁４６は、ポペット弁４７と、制御装置２７から出力される制御信号に基づいてＯＦＦ位置ＮからＯＮ位置Ｘに切換わるシリンダ側チェック弁用電磁切換弁４８とを用いて構成されている。そして、該シリンダ側チェック弁４６は、シリンダ側チェック弁用電磁切換弁４８がＯＦＦ位置Ｎに位置している状態では、回収油路４４からアキュムレータ油路４５への油の流れを阻止する閉状態に保持されるが、シリンダ側チェック弁用電磁切換弁４８がＯＮ位置Ｘに切換わることにより、回収油路４４とアキュムレータ油路４５との間の双方向の流れを許容する開状態になる。

また、前記アキュムレータ側チェック弁４９は、ポペット弁５０と、制御装置２７から出力される制御信号に基づいてＯＦＦ位置ＮからＯＮ位置Ｘに切換わるアキュムレータ側チェック弁用電磁切換弁５１とを用いて構成されている。そして、該アキュムレータ側チェック弁４９は、アキュムレータ側チェック弁用電磁切換弁５１がＯＦＦ位置Ｎに位置している状態では、アキュムレータ油路４５から回収油路４４への油の流れを阻止する閉状態に保持されるが、アキュムレータ側チェック弁用電磁切換弁５１がＯＮ位置Ｘに切換わることにより、回収油路４４とアキュムレータ油路４５との間の双方向の流れを許容する開状態になる。尚、アキュムレータ側チェック弁４９は、アキュムレータ側チェック弁用電磁切換弁５１がＯＦＦ位置Ｎに位置している状態であっても、回収油路４４からアキュムレータ油路４５への油の流れを許容するが、アキュムレータ側チェック弁用電磁切換弁５１がＯＮ位置Ｘに位置している状態では、アキュムレータ油路４５の圧力がポペット弁５０のバネ室５０ａに導入されないため、殆ど圧力損失のない状態で回収油路４４からアキュムレータ油路４５に油を流すことができるようになっている。

而して、前記シリンダ側チェック弁４６およびアキュムレータ側チェック弁４９が共に閉状態に保持されている状態では、回収油路４４からアキュムレータ油路４５への油の流れ、およびアキュムレータ油路４５から回収油路４４への油の流れは共に阻止される一方、シリンダ側チェック弁４６およびアキュムレータ側チェック弁４９が共に開状態になることにより、第二ブームシリンダ９のヘッド側油室９ａから排出油を、回収油路４４およびアキュムレータ油路４５を経由してアキュムレータ５９に蓄圧することができるようになっている。尚、本実施の形態において、アキュムレータ５９は、油圧エネルギー蓄積用として最適なブラダ型のものが用いられているが、これに限定されることなく、例えばピストン型のものであっても良い。

一方、１６は前記アキュムレータ油路４５からメインポンプ１０の吐出ライン１５に至るように形成される合流油路であって、該合流油路１６には、アキュムレータ流量制御弁５２が配されている。

前記アキュムレータ流量制御弁５２は、制御装置２７からの制御信号が入力されるアキュムレータ流量制御弁用電油変換弁５３の作動に基づいてスプールが移動する流量制御弁であって、アキュムレータ流量制御弁用電油変換弁５３が非作動の状態では、合流油路１６を閉じる閉位置Ｎに位置しているが、アキュムレータ流量制御弁用電油変換弁５３が作動することによりスプールが移動して、合流油路１６を開く開位置Ｘに切換わるように構成されている。さらに、該アキュムレータ流量制御弁５２には、アキュムレータ油路４５から吐出ライン１５への油の流れは許容するが、逆方向の流れは阻止するチェック弁５４が内蔵されている。而して、アキュムレータ流量制御弁５２が開位置Ｘに切換わることによって、アキュムレータ５９に蓄圧された圧油を、アキュムレータ油路４５および合流油路１６を経由して、メインポンプ１０の吐出ライン１５に合流させることができるようになっている。

前記アキュムレータ流量制御弁５２の開口面積は、制御装置２７からアキュムレータ流量制御弁用電油変換弁５３に入力される制御信号の信号値によって増減制御されるようになっており、そして、後述するように、該アキュムレータ流量制御弁５２の開口面積によって、アキュムレータ５９から合流油路１６を経由してメインポンプ１０の吐出ライン１５に合流するアキュムレータ流量の制御がなされるように構成されている。

一方、前記制御装置２７は、マイクロコンピュータ等を用いて構成されるものであって、図３のブロック図に示すごとく、ブーム用操作レバーの操作方向および操作量を検出するブーム操作検出手段６０、メインポンプ１０の吐出圧を検出するポンプ圧力センサ（本発明のポンプ圧力検出手段に相当する）６１、第一ブームシリンダ８のヘッド側油室８ａの圧力を検出する第一ヘッド側圧力センサ６２、第二ブームシリンダ９のヘッド側油室９ａの圧力を検出する第二ヘッド側圧力センサ６３、アキュムレータ５９の圧力を検出するアキュムレータ圧力センサ（本発明のアキュムレータ圧力検出手段に相当する）６４、他の油圧アクチュエータＡ１〜Ａｎ用の操作具（図示せず）の操作方向および操作量を検出する他の油圧アクチュエータ操作検出手段６５ａ〜６５ｎ等からの信号を入力し、これら入力信号に基づいて、前述の上昇側電磁比例減圧弁２５、下降側電磁比例減圧弁２６、メインポンプ流量制御用電磁比例減圧弁３０、第一電磁比例減圧弁３５、第二電磁比例減圧弁３６、ヘッド側連通油路開閉弁３９、アンロード弁用電磁切換弁４３、シリンダ側チェック弁用電磁切換弁４８、アキュムレータ側チェック弁用電磁切換弁５１、アキュムレータ流量制御弁用電油変換弁５３等に制御信号を出力する。

前記制御装置２７の行なう制御のうち、まず、両持ち制御、片持ち制御について説明すると、制御装置２７は、ブーム操作検出手段６０から入力されるブーム用操作レバーの操作信号に基づき、ブーム用操作レバーが下降側、上昇側の何れにも操作されていない場合、或いは上昇側に操作された場合、つまり、作業部４の昇降停止時および上昇時には、作業部４の重量を第一および第二ブームシリンダ８、９のヘッド側油室８ａ、９ａの圧力で保持する両持ち制御を行なうと判断し、また、ブーム用操作レバーが下降側に操作された場合、つまり、作業部４の下降時には、作業部４の重量を第二ブームシリンダ９のヘッド側油室９ａの圧力で保持する片持ち制御を行なうと判断する。

そして、両持ち制御を行なうと判断された場合、制御装置２７は、アンロード弁用電磁切換弁４３に対してＯＦＦ位置Ｎに位置するように制御信号を出力して、アンロード弁４１を閉状態にする。これにより、第一ブームシリンダ８のヘッド側油室８ａの油が、ヘッド側排出油路４０を経由して油タンク１２に流れることが阻止される。さらに制御装置２７は、ヘッド側連通油路開閉弁３９に対して開位置Ｘに位置するように制御信号を出力する。これにより、第一、第二ブームシリンダ８、９のヘッド側油室８ａ、９ａ同士は、第一、第二ヘッド側油路１９、２０を介して連通状態になる。この状態では、第一および第二の両方のブームシリンダ８、９が作業部４の重量保持を担うことになり、而して、第一および第二の両方のブームシリンダ８、９のヘッド側油室８ａ、９ａの圧力で作業部４の重量を保持する両持ち制御が実行される。

一方、片持ち制御を行なうと判断された場合、制御装置２７は、ヘッド側連通油路開閉弁３９に対して閉位置Ｎに位置するように制御信号を出力する。これにより、第一、第二ブームシリンダ８、９のヘッド側油室８ａ、９ａ同士は遮断された状態になる。さらに制御装置２７は、第一電磁比例減圧弁３５に対して最大パイロット圧出力の制御信号を出力して第一流量制御弁３３の開口面積を最大にすると共に、アンロード弁用電磁切換弁４３に対してＯＮ位置Ｘに位置するように制御信号を出力してアンロード弁４１を開状態にする。これにより、第一ブームシリンダ８のヘッド側油室８ａの油は、第一ヘッド側油路１９およびヘッド側排出油路４０を経由して油タンク１２に流れることになって、第一ブームシリンダ８のヘッド側油室８ａの圧力は略タンク圧まで低下する。この状態では、第一ブームシリンダ８による作業部４の重量保持はなされず、第二ブームシリンダ９のみが作業部４の重量保持を担うことになり、而して、第一、第二ブームシリンダ８、９のうち片方の第二ブームシリンダ９のヘッド側油室９ａの圧力で作業部４の重量を保持する片持ち制御が実行される。そして、該片持ち制御にすることにより、第二ブームシリンダ９のヘッド側油室９ａの圧力は、前記両持ち制御時における第一、第二ブームシリンダ８、９のヘッド側油室８ａ、９ａの圧力に対して約二倍に昇圧する。

次いで、ブーム用操作レバーの操作に基づく制御装置２７の制御について説明する。
まず、ブーム用操作レバーがブーム下降側、上昇側の何れにも操作されていない場合、つまり、作業部４の昇降停止時には、制御装置２７は、上昇側電磁比例減圧弁２５、下降側電磁比例減圧弁２６、第一電磁比例減圧弁３５、第二電磁比例減圧弁３６に対してパイロット圧出力の制御信号を出力せず、これによりブームシリンダ用コントロールバルブ１８は中立位置Ｎに位置し、第一、第二流量制御弁３３、３４は閉位置Ｎに位置している。また、シリンダ側チェック弁用電磁切換弁４８、アキュムレータ側チェック弁用電磁切換弁５１は何れもＯＦＦ位置Ｎに位置するように制御され、これによりシリンダ側チェック弁４６、アキュムレータ側チェック弁４９は何れも閉状態に保持される。さらに、アキュムレータ流量制御弁用電油変換弁５３に作動信号は出力されず、これによりアキュムレータ流量制御弁５２は閉位置Ｎに位置している。さらに、作業部４の昇降停止時には、前述したように、両持ち制御が実行されるようになっているため、ヘッド側連通油路開閉弁３９は開位置Ｘに位置し、また、アンロード弁４１は閉状態になるように制御される。さらに、メインポンプ流量制御用電磁比例減圧弁３０は、レギュレータ１３に流量制御信号圧Ｐｃの最大値を出力するように制御され、これによりメインポンプ１０は、最少のポンプ流量になるように制御される。

一方、ブーム用操作レバーがブーム下降側に操作された場合、つまり、作業部４の下降時には、前述したように、片持ち制御が実行されるため、ヘッド側連通油路開閉弁３９は閉位置Ｎに位置し、また、第一流量制御弁３３の開口面積は最大になり、さらに、アンロード弁４１は開状態になるように制御される。これにより、第一ブームシリンダ８のヘッド側油室８ａからの排出油は、ヘッド側排出油路４０を経由して油タンク１２に流れると共に、作業部４の重量は、第二ブームシリンダ９のヘッド側油室９ａの圧力で保持される状態になる。

さらに、ブーム下降側に操作された場合、制御装置２７は、下降側電磁比例減圧弁２６に対し、ブームシリンダ用コントロールバルブ１８の下降側パイロットポート１８ｂに、ブーム用操作レバーの操作量に対応したパイロット圧を出力するように制御信号を出力する。これによりブームシリンダ用コントロールバルブ１８が下降側位置Ｙに切換わり、而して、圧油供給油路１７の圧油が、上記下降側位置Ｙのブームシリンダ用コントロールバルブ１８、ロッド側メイン油路２４、ロッド側連通油路２３を経由して、第一、第二ブームシリンダ８、９のロッド側油室８ｂ、９ｂに供給される。

さらに、ブーム下降側に操作された場合、制御装置２７は、第二電磁比例減圧弁３６に対し、第二流量制御弁３４のパイロットポート３４ａに、ブーム用操作レバーの操作量に対応したパイロット圧を出力するように制御信号を出力する。これにより、第二流量制御弁３４は、第二ヘッド側油路２０を開く開位置Ｘに切換わる。而して、第二ブームシリンダ９のヘッド側油室９ａから排出された圧油が、開位置Ｘの第二流量制御弁３４を経由して回収油路４４に供給されるが、その流量は、第二流量制御弁３４の開口面積により制御される。尚、前述したように、作業部４の下降時には片持ち制御が実行されていて、作業部４の重量を第二ブームシリンダ９のヘッド側油室９ａで保持しているため、該第二ブームシリンダ９のヘッド側油室９ａからの排出油の圧力は両持ち制御の場合と比して約二倍の高圧になり、該高圧の油が回収油路４４に供給される。

さらに、ブーム下降側に操作された場合、制御装置２７は、シリンダ側チェック弁用電磁切換弁４８およびアキュムレータ側チェック弁用電磁切換弁５１に対し、ＯＮ位置Ｘに切換わるように制御信号を出力する。これにより、シリンダ側チェック弁４６およびアキュムレータ側チェック弁４９は共に開状態になって、回収油路４４からアキュムレータ油路４５への油の流れが許容される。而して、第二ブームシリンダ９のヘッド側油室９ａから排出されて回収油路４４に供給された油がアキュムレータ油路４５に流れ、該アキュムレータ油路４５を経由してアキュムレータ５９に蓄圧されるようになっている。

つまり、作業部４の下降時には、作業部４の重量を第二ブームシリンダ９のヘッド側油室９ａの圧力で保持する片持ち制御が実行されると共に、該第二ブームシリンダ９のヘッド側油室９ａからの排出油がアキュムレータ５９に蓄圧されることになるが、この場合、第二ブームシリンダ９のヘッド側油室９ａの圧力は、両持ち制御の場合と比して約二倍の高圧になっており、而して、アキュムレータ５９には、例えば掘削作業や持上げ旋回等の高負荷作業にも対応できる高圧の圧油が蓄圧されることになる。

さらに、ブーム下降側に操作された場合、制御装置２７は、アキュムレータ流量制御弁用電油変換弁５３に作動信号を出力せず、これによりアキュムレータ流量制御弁５２は、合流油路１６を閉じる閉位置Ｎに位置するように制御される。而して、アキュムレータ油路４５から合流油路１６を経由して圧油供給油路１７に圧油供給されることなく、圧油供給油路１７にはメインポンプ１０の吐出油のみが供給されるようになっている。

さらに、ブーム下降側に操作された場合、制御装置２７は、メインポンプ流量制御用電磁比例減圧弁３０に対して、メインポンプ１０の吐出流量を後述するポンプ流量演算部７１で演算された流量にするための流量制御信号圧Ｐｃをレギュレータ１３に出力するように、制御信号を出力する。これによりメインポンプ１０の吐出流量は、ポンプ流量演算部７１で演算された流量となるように制御されるが、該吐出流量制御については後述する。

次に、ブーム用操作レバーがブーム上昇側に操作された場合、つまり作業部４の上昇時における制御について説明すると、作業部４の上昇時には、前述したように、両持ち制御が実行されるようになっているため、ヘッド側連通油路開閉弁３９は開位置Ｘに位置し、また、アンロード弁４１は閉状態になるように制御される。

さらに、ブーム上昇側に操作された場合、制御装置２７は、上昇側電磁比例減圧弁２５に対し、ブームシリンダ用コントロールバルブ１８の上降側パイロットポート１８ａに、ブーム用操作レバーの操作量に対応したパイロット圧を出力するように制御信号を出力する。これによりブームシリンダ用コントロールバルブ１８が上昇側位置Ｘに切換わり、而して、該上昇側位置Ｘのブームシリンダ用コントロールバルブ１８を経由して、圧油供給油路１７の圧油が第一、第二ブームシリンダ８のヘッド側油室８ａ、９ａに供給されると共に、ロッド側油室８ｂ、９ｂからの排出油が油タンク１２に排出される。

さらにこのとき、制御装置２７は、第一、第二電磁比例減圧弁３５、３６に対してパイロット圧出力の制御信号を出力せず、これにより、第一、第二流量制御弁３３、３４は閉位置Ｎに位置するように制御される。また、前述したように、ヘッド側連通油路開閉弁３９は開位置Ｘに位置し、また、アンロード弁４１は閉状態になっている。而して、前記上昇側位置Ｘのブームシリンダ用コントロールバルブ１８を経由して第一、第二ブームシリンダ８、９のヘッド側油室８ａ、９ａに供給される圧油は、ヘッド側排出油路４０を経由して油タンク１２に流れることなく、ヘッド側メイン油路２２、ヘッド側連通油路２１、および第一、第二ヘッド側油路１９、２０の第一、第二チェック弁３１、３３を経由して、第一、第二ブームシリンダ８、９のヘッド側油室８ａ、９ａに至るようになっている。

さらに、ブーム上昇側に操作された場合、制御装置２７は、シリンダ側チェック弁用電磁切換弁４８およびアキュムレータ側チェック弁用電磁切換弁５１を、ＯＦＦ位置Ｎに位置するように制御する。これにより、シリンダ側チェック弁４６およびアキュムレータ側チェック弁４９は閉状態に保持され、而して、回収油路４４とアキュムレータ油路４５との間は遮断された状態になる。

さらに、ブーム上昇側に操作された場合、制御装置２７は、アキュムレータ流量制御弁用電油変換弁５３に対して、アキュムレータ流量制御弁５２を開位置Ｘに切換えるよう作動信号を出力する。これによりアキュムレータ流量制御弁５２は、アキュムレータ油路４５からメインポンプ１０の吐出ライン１５に至る合流油路１６を開き、而して、アキュムレータ５９に蓄圧された圧油が、アキュムレータ油路４５、合流油路１６を経由してメインポンプ１０の吐出ライン１５に合流し、さらに、圧油供給油路１７、上昇側位置Ｘのブームシリンダ用コントロールバルブ１８を経由して、第一、第二ブームシリンダ８、９のヘッド側油室８ａ、９ａに供給されるようになっている。するようになっている。この場合、アキュムレータ５９からメインポンプ１０の吐出ライン１５に合流するアキュムレータ流量は、アキュムレータ流量制御弁５２の開口面積によって制御されるが、該アキュムレータ流量の制御については後述する。

さらに、ブーム上昇側に操作された場合、制御装置２７は、メインポンプ流量制御用電磁比例減圧弁３０に対して、メインポンプ１０の吐出流量を後述するポンプ流量演算部７１で演算された流量にするための流量制御信号圧Ｐｃをレギュレータ１３に出力するように、制御信号を出力する。これによりメインポンプ１０の吐出流量は、ポンプ流量演算部７１で演算された流量となるように制御されるが、該吐出流量制御については後述する。

つまり、作業部４の上昇時には、アキュムレータ５９の蓄圧油が、合流油路１６を経由してメインポンプ１０の吐出油に合流し、該合流した圧油が上昇側位置Ｘのブームシリンダ用コントロールバルブ１８を経由して第一、第二ブームシリンダ８、９のヘッド側油室８ａ、９ａに供給されるようになっている。而して、作業部４の下降時にアキュムレータ５９に回収された油圧エネルギーを、作業部４の上昇時に再利用できるようになっている。

さらに、メインポンプ１０を油圧供給源とする他の油圧アクチュエータＡ１〜Ａｎ用の操作具が操作された場合、或いはブーム用操作レバーのブーム上昇側操作と他の油圧アクチュエータ用操作具が連動で操作された場合に、前記アキュムレータ流量制御弁５２を開位置Ｘにしてアキュムレータ５９の蓄圧油をメインポンプ１０の吐出油に合流させることで、該アキュムレータ５９の蓄圧油を、作業部４の上昇時における第一、第二ブームシリンダ８、９への供給圧油としてだけでなく、メインポンプ１０を油圧源とする他の各種油圧アクチュエータＡ１〜Ａｎへの供給圧油としても用いることができる。この場合、前述したように、アキュムレータ５９には高圧の圧油が蓄圧されているから、例えば掘削作業や持上げ旋回等の高負荷作業を含めた様々な作業に用いることができる。

次いで、図４に示すブロック図に基づいて、アキュムレータ５９の蓄圧油をメインポンプ１０の吐出油に合流させる場合のアキュムレータ流量（アキュムレータ５９からメインポンプ１０の吐出ライン１５への合流量）の制御、およびメインポンプ１０の吐出流量制御について説明する。これらの制御を行なうにあたり、制御装置２７は、まず、操作具操作された油圧アクチュエータ（第一、第二ブームシリンダ８、９、他の油圧アクチュエータＡ１〜Ａｎ）への供給流量（以下、アクチュエータ供給流量Ｑｃと称する）を演算する。

前記アクチュエータ供給流量Ｑｃを演算する場合、制御装置２７は、まず、ブーム操作検出手段６０、および他の油圧アクチュエータ操作検出手段６５ａ〜６５ｎから入力される検出信号を、操作要求流量演算部６７に入力する。該操作要求流量演算部６７は、各油圧アクチュエータ用操作具の操作量Ｌと、該油圧アクチュエータ用操作具の操作量Ｌに応じて設定される操作要求流量Ｑｒとの関係が示されたテーブルを有しており、該テーブルを用いて、各油圧アクチュエータの操作要求流量Ｑｒを求める。そして、該操作要求流量演算部６７により求められた各油圧アクチュエータの操作要求流量Ｑｒは合算器６８において合計され、合計操作要求流量Ｑsum（Ｑsum＝Ｑｒ＋Ｑｒ・・・＋Ｑｒ）としてアクチュエータ供給流量演算部６９に出力される。

前記アクチュエータ供給流量演算部６９は、前記合計操作要求流量Ｑsumと、ポンプ圧力センサ６１の検出信号と、ポンプ出力信号Ｐｗとを入力する。ここで、上記ポンプ出力信号Ｐｗは、エンジンＥの出力や作業内容等に応じてメインポンプ１０の出力を調整するための信号であって、例えば、エンジンＥの無負荷時回転数を設定するアクセルダイヤルのダイヤル値に応じて設定されるが、該ポンプ出力信号Ｐｗの信号値に応じて、定馬力制御を行なうためのポンプ吐出圧Ｐとポンプ流量Ｑとの関係を示したポンプ定馬力線（Ｐ−Ｑ線）が予め設定されている。そして、アクチュエータ供給流量演算部６９は、前記ポンプ出力信号Ｐｗによって決まるポンプ定馬力線と、ポンプ圧力センサ６１から入力されるメインポンプ１０の吐出圧Ｐｐとに基づいて、ポンプ定馬力線上のポンプ流量Ｑｄを求め、さらに、該ポンプ定馬力線上のポンプ流量Ｑｄと、前記合計操作要求流量Ｑsumと、メインポンプ１０の最大流量Ｑmaxとを比較して、最も小さい値を、操作具操作された油圧アクチュエータに供給するアクチュエータ供給流量Ｑｃとして出力する。

前記アクチュエータ供給流量演算部６９から出力されたアクチュエータ供給流量Ｑｃは、アキュムレータ流量演算部７０に入力されてアキュムレータ流量Ｑａの演算に用いられると共に、ポンプ流量演算部７１に入力されてメインポンプ１０の吐出流量Ｑｐの演算に用いられる。

次に、前記アキュムレータ流量演算部７０におけるアキュムレータ流量Ｑａの演算について説明する。該アキュムレータ流量演算部７０は、前記アクチュエータ供給流量演算部６９から出力されたアクチュエータ供給流量Ｑｃに、分担割合設定部（本発明の分担割合設定手段に相当する）７２により設定されたアキュムレータ分担割合Ｒａを乗じることで、アキュムレータ５９からメインポンプ１０の吐出油に合流させるアキュムレータ流量Ｑａを演算する（Ｑａ＝Ｑｃ×Ｒａ）。このアキュムレータ流量Ｑａの演算は、アキュムレータ圧力センサ６４から入力されるアキュムレータ５９の圧力Ｐａが、アキュムレータ５９が圧油を放出できる圧力として予め設定される設定圧Ｐas以上（Ｐａ≧Ｐas）で、且つ、メインポンプ１０の吐出圧Ｐｐ以上（Ｐａ≧Ｐｐ）の場合に行なわれる。つまり、アキュムレータ５９の圧力Ｐａが設定圧Ｐas未満の場合や、アキュムレータ５９の圧力Ｐａがメインポンプ１０の吐出圧Ｐｐよりも低い場合には、アキュムレータ５９の蓄圧油をメインポンプ１０に合流させることができないため、アキュムレータ流量Ｑａを「ゼロ」と演算する。さらに、ブーム用操作レバーがブーム下降側に操作された場合には、前述したようにアキュムレータ５９の蓄圧を行うため、アキュムレータ流量Ｑａを「ゼロ」と演算する。

ここで、前記分担割合設定部７２は、油圧アクチュエータに供給されるアクチュエータ供給流量Ｑｃのうち、アキュムレータ５９が分担するアキュムレータ分担割合Ｒａ（０＜Ｒａ≦１）と、メインポンプ１０が分担するポンプ分担割合Ｒｐ（Ｒｐ＝１−Ｒａ）とを設定する。例えば、アキュムレータ分担割合Ｒａ＝０．５、ポンプ分担割合Ｒｐ＝０．５に設定されている場合には、油圧アクチュエータへの供給流量を、アキュムレータ５９とメインポンプ１０とが半々に分担することになる。この分担割合設定部７２におけるアキュムレータ分担割合Ｒａ、ポンプ分担割合Ｒｐの設定は、例えば制御装置２７に接続される操作パネル等の操作手段を用いて、アキュムレータ５９の容量等に応じて任意に設定できるようになっている。

さらに、制御装置２７は、前記アキュムレータ流量演算部７０において演算されたアキュムレータ流量Ｑａが、アキュムレータ５９からメインポンプ１０の吐出油に合流されるように、アキュムレータ流量制御弁用電油変換弁５３に制御信号を出力してアキュムレータ流量制御弁５２の開口面積を制御する。この場合、アキュムレータ流量制御弁５２の開口面積は、下記の式（１）が成立するように制御される。
Ｑａ＝Ｃ×Ａ×（Ｐａ−Ｐｐ）^１／２ ・・・（１）
尚、式（１）において、Ｑａはアキュムレータ流量演算部７０において演算されたアキュムレータ流量、Ｃは係数、Ａはアキュムレータ流量制御弁５２の開口面積、Ｐａはアキュムレータ５９の圧力、Ｐｐはメインポンプ１０の吐出圧である。

つまり、アキュムレータ流量制御弁５２の開口面積は、アキュムレータ５９の圧力Ｐａとメインポンプ１０の吐出圧Ｐｐとの差圧に応じて変化するように制御されることになり、これにより、アキュムレータ５９の圧力Ｐａやメインポンプ１０の吐出圧Ｐｐが変動しても、アキュムレータ流量演算部７０において演算されたアキュムレータ流量Ｑａを補償できるようになっている。尚、アキュムレータ流量演算部７０においてアキュムレータ流量Ｑａが「ゼロ」（Ｑａ＝０）と演算された場合には、アキュムレータ流量制御弁５２は、合流油路１６を閉じる閉位置Ｎに位置するように制御される。

次いで、ポンプ流量演算部７１におけるメインポンプ１０の吐出流量Ｑｐの演算について説明すると、該ポンプ流量演算部７１は、前記アクチュエータ供給流量演算部６９から出力されたアクチュエータ供給流量Ｑｃから、前記アキュムレータ流量演算部７０により演算されたアキュムレータ流量Ｑａを減ずることで、メインポンプ１０の吐出流量Ｑｐを演算する（Ｑｐ＝Ｑｃ−Ｑａ）。つまり、メインポンプ１０の吐出流量Ｑｐとアキュムレータ流量Ｑａとの合計流量が、油圧アクチュエータに供給されるアクチュエータ供給流量Ｑｃになるように演算される。尚、アキュムレータ流量Ｑａが「ゼロ」の場合には、メインポンプ１０の吐出流量Ｑｐがアクチュエータ供給流量Ｑｃになる。

さらに、制御装置２７は、メインポンプ１０の吐出流量を、前記前記ポンプ流量演算部７１により演算された吐出流量Ｑｐにするべく、メインポンプ流量制御用電磁比例減圧弁３０に対してレギュレータ１３に流量制御信号圧Ｐｃを出力するように制御信号を出力する。これにより、メインポンプ１０の吐出流量は、前記ポンプ流量演算部７１により演算された吐出流量Ｑｐとなるように制御される。

叙述の如く構成された本形態において、作業部４の下降時には、第二ブームシリンダ９のヘッド側油室９ａのみで作業部４の重量を保持する片持ち制御が実行されると共に、該作業部４の重量を保持する第二ブームシリンダ９のヘッド側油室９ａからの排出油がアキュムレータ５９に蓄圧され、而して、アキュムレータ５９には高負荷にも対応できる高圧の圧油が蓄圧される一方、該アキュムレータ５９に蓄圧された圧油を合流油路１６を介してメインポンプ１０の吐出油に合流させることで、第二ブームシリンダ９のヘッド側油室９ａからの排出油の有する油圧エネルギーを、第一、第二ブームシリンダ８、９や他の油圧アクチュエータＡ１〜Ａｎへの供給圧油として用いることができることになるが、この場合に、アキュムレータ５９からメインポンプ１０の吐出油に合流されるアキュムレータ流量Ｑａは、合流油路１６に配されるアキュムレータ流量制御弁５２によって制御されると共に、該アキュムレータ流量制御弁５２およびメインポンプ１０の吐出流量を制御する制御装置２７は、ブーム用操作レバーや他の油圧アクチュエータ用操作具の操作量とメインポンプ１０の吐出圧Ｐｐとに基づいて、操作具操作された油圧アクチュエータ（第一、第二ブームシリンダ８、９、他の油圧アクチュエータＡ１〜Ａｎ）に供給するアクチュエータ供給流量Ｑｃを求め、メインポンプ１０の吐出流量Ｑｐとアキュムレータ流量Ｑａとの合計流量で上記アクチュエータ供給流量Ｑｃを供給するべく、メインポンプ１０の吐出流量およびアキュムレータ流量を制御することになる。

この結果、第一、第二ブームシリンダ８、９や他の油圧アクチュエータＡ１〜Ａｎに圧油を供給する圧油供給油路１７には、油圧アクチュエータ用操作具の操作量とメインポンプ１０の吐出圧Ｐｐとに基づいて求められたアクチュエータ供給流量Ｑｃが、アキュムレータ流量Ｑａとメインポンプ１０の吐出流量Ｑｐとによって過不足無く供給されることになる。而して、アキュムレータ５９の蓄圧油を油圧ポンプ１０の吐出油に合流させて利用する場合に、コントロールバルブ（ブームシリンダ用コントロールバルブ１８や他の油圧アクチュエータ用コントロールバルブＣ１〜Ｃｎ）での圧損が増加したり、アキュムレータ５９からの合流流量の増減によって油圧アクチュエータの作動速度が変化してしまうことなく、アキュムレータ５９の蓄圧油を無駄無く効率的に利用できると共に、その分メインポンプ１０の吐出流量を低減せしめることができて、省エネルギー化を確実に達成できる。

さらにこのものにおいて、制御装置２７は、油圧アクチュエータ（第一、第二ブームシリンダ８、９、他の油圧アクチュエータＡ１〜Ａｎ）に供給するアクチュエータ供給流量Ｑｃのうち、アキュムレータ５９が分担するアキュムレータ分担割合Ｒａとメインポンプ１０が分担するポンプ分担割合Ｒｐとを設定する分担割合設定部７２を備えると共に、アキュムレータ圧力センサ６４により検出されるアキュムレータ圧力Ｐａが、アキュムレータ５９が圧油を放出できる圧力として予め設定される設定圧Ｐas以上（Ｐａ≧Ｐas）で、且つ、アキュムレータ圧力Ｐａがメインポンプ１０の吐出圧Ｐｐ以上（Ｐａ≧Ｐｐ）の場合に、アクチュエータ供給流量Ｑｃに前記アキュムレータ分担割合Ｒａを乗じることで、アキュムレータ５９からメインポンプ１０の吐出油に合流されるアキュムレータ流量Ｑａを求めることになる。この結果、アキュムレータ流量Ｑａは、アキュムレータ５９の圧力Ｐａやメインポンプ１０の吐出圧Ｐｐに左右されることなく、アクチュエータ供給流量Ｑｃのうちの所定割合を分担するように制御されることになり、而して、アキュムレータ流量Ｑａの演算や制御が容易になると共に、メインポンプ１０の吐出量制御も容易になる。尚、アキュムレータ圧力Ｐａが設定圧Ｐas未満の場合、或いは、メインポンプ１０の吐出圧Ｐｐよりも低い場合、或いはアキュムレータ５９の蓄圧を行なう場合、つまり、アキュムレータ５９からメインポンプ１０の吐出油への合流が行なわれない場合にはアキュムレータ流量Ｑａは「ゼロ」と演算されて、アクチュエータ供給流量Ｑｃの全流量がメインポンプ１０の吐出流量Ｑｐによって供給されることになる。

しかもこのものにおいて、制御装置２７は、前記アキュムレータ流量Ｑａを補償するべく、アキュムレータ５９の圧力Ｐａと油圧ポンプの吐出圧との差圧に基づいて、アキュムレータ流量制御弁５２の開口面積を制御する構成になっているから、アキュムレータ５９の圧力Ｐａやメインポンプ１０の吐出圧Ｐｐが変動しても、アキュムレータ流量演算部７０において演算されたアキュムレータ流量Ｑａになるように精度良く制御されることになり、而して、油圧アクチュエーターへの供給流量が安定して、油圧アクチュエータをスムーズに動作せしめることができる。

尚、本発明は、上記実施の形態に限定されないことは勿論であって、例えば、上記実施の形態において、ブームシリンダ用コントロールバルブ１８の開口面積は、ブーム用操作レバーの操作量に応じて増減制御される構成になっているが、メインポンプ１０を油圧供給源とする油圧アクチュエータ用操作具のうちブーム用操作レバーのみが操作された場合には、該ブーム用操作レバーの操作量に拘わらずブームシリンダ用コントロールバルブ１８の開口面積を全開となるように制御することもできる。つまり、制御装置２７において求められたアクチュエータ供給流量Ｑｃが第一、第二ブームシリンダ８、９に供給されるように、アキュムレータ流量Ｑａおよびメインポンプ１０の吐出流量Ｑｐが制御されることになるから、ブームシリンダ用コントロールバルブ１８において第一、第二ブームシリンダ８、９への供給流量を制御しなくても、第一、第二ブームシリンダ８、９への供給流量はアクチュエータ供給流量Ｑｃとなるように制御されることになる。そして、この様にブームシリンダ用コントロールバルブ１８の開口面積を全開となるように制御することによって、ブームシリンダ用コントロールバルブ１８を通過するときの圧損を低減することができるという利点がある。

また、上記実施の形態において、ブームシリンダ用コントロールバルブ１８には、中立位置Ｎのときに圧油供給油路１７の圧油を油タンク１２に流すセンタバイパス弁路１８ｃが形成されていると共に、該センタバイパス弁路１８ｃは、ブームシリンダ用コントロールバルブ１８が上昇側位置Ｘ或いは下降側位置Ｙに切換わった場合には、スプールの移動ストロークが小さくても閉じるように設定されており、さらに、他の油圧アクチュエータ用コントロールバルブＣ１〜Ｃｎについても、同様のセンタバイパス弁路Ｃ１ｃ〜Ｃｎｃが形成されている。これによって、メインポンプ１０を油圧供給源とする全ての油圧アクチュエータの非操作時に、最少流量のメインポンプ１０の吐出油をセンタバイパス弁路１８ｃ、Ｃ１ｃ〜Ｃｎｃを経由して油タンク１２に流すことができるようになっていると共に、該センタバイパス弁路１８ｃ、Ｃ１ｃ〜Ｃｎｃは油圧アクチュエータの操作時には閉じるため、センタバイパス弁路１８ｃ、Ｃ１ｃ〜Ｃｎｃを通過して油タンク１２に流れる油のロスをなくすことができる構成になっているが、このようなセンタバイパス弁路ではなく、スプールの移動ストロークが大きくなるほど開度量が小さくなるように設定されたセンタバイパス弁路を有するコントロールバルブ（ブームシリンダ用コントロールバルブおよび他の油圧アクチュエータ用コントロールバルブ）を用いても、本発明を実施できることができることは勿論である。この場合、メインポンプ１０の吐出流量Ｑｐは、アクチュエータ供給流量Ｑｃからアキュムレータ流量Ｑａを減じた流量にセンタバイパス流量Ｑby（センタバイパス弁路を通過して油タンク１２に流れる流量）を加算する（Ｑｐ＝Ｑｃ−Ｑａ＋Ｑby）ことによって、求められる。ここで、上記アクチュエータ供給流量Ｑｃ、アキュムレータ流量Ｑａは、前述した実施の形態のアクチュエータ供給流量Ｑｃ、アキュムレータ流量Ｑａと同様にして求められる。また、センタバイパス流量Ｑbyは、以下の式（２）を用いて求めることができる。
Ｑby＝Ｃ×Ａby×（ΔＰ）^１／２ ・・・（２）
尚、前記式（２）において、Ｃは係数、Ａbyはコントロールバルブのセンタバイパス弁路の開口面積、ΔＰはセンタバイパス弁路の前後の差圧である。

さらに、前述した実施の形態では、作業部４の下降時には、第二ブームシリンダ９のヘッド側油室９ａからの排出油の全量をアキュムレータ５９に蓄圧する一方、アキュムレータ流量制御弁５２は合流油路１６を閉じる閉位置Ｎに位置していて、アキュムレータ油路４５から圧油供給油路１７に圧油が流れない構成になっているが、作業部４の下降時にアキュムレータ流量制御弁５２を開位置Ｘにして合流油路１６を開くことによって、第二ブームシリンダ９のヘッド側油室９ａからの排出油の一部をメインポンプ１０の吐出油に合流させる構成にすることもできる。この様に構成した場合、第二ブームシリンダ９のヘッド側油室９ａからの排出油は、アキュムレータ５９に蓄圧される一方で、合流油路１６、圧油供給油路１７、下降側位置Ｙのブームシリンダ用コントロールバルブ１８を経由して、第一、第二ブームシリンダ８、９のロッド側油室８ｂ、９ｂに再生油として供給されることになるが、該再生流量は、アキュムレータ流量制御弁５２の開口面積によって制御することができると共に、該再生流量に応じて、メインポンプ１０の吐出流量を制御することもできることになる。そして、この様に第二ブームシリンダ９のヘッド側油室９ａからの排出油の一部を再生油として用いることで、アキュムレータ５９の小型化が図れると共に、該再生油はメインポンプ１０の吐出油に合流するように構成されているから、再生油を他の油圧アクチュエータＡ１〜Ａｎへの供給圧油として用いることもできる。

さらに、前述した実施の形態では、作業部４の上昇時および昇降停止時には、第一および第二ブームシリンダ８、９のヘッド側油室８ａ、９ａの圧力で作業部４の重量を保持する一方、作業部４の下降時には第二ブームシリンダ９のヘッド側油室９ａのみで作業部４の重量を保持すると共に、該第二ブームシリンダ９のヘッド側油室９ａからの排出油をアキュムレータ５９に蓄圧する構成になっており、これによって、アキュムレータ５９に高負荷作業にも対応できる高圧の圧油を蓄圧できるようになっているが、この様な構成のものに限定されることなく、例えば、油圧アクチュエータからの排出油を増圧シリンダやポンプ等の増圧手段を用いて増圧するように構成したもの、或いは、この様な増圧手段が設けられていないものであっても、本発明は、油圧アクチュエータの排出油の有する油圧エネルギーを蓄圧するアキュムレータと、該アキュムレータの蓄圧油を油圧ポンプの吐出油に合流させる合流油路とを備えた各種作業機械の油圧制御システムに実施できることは勿論である。

油圧ショベルの斜視図である。 油圧制御システムの油圧回路図である。 制御装置の入出力を示すブロック図である。 アキュムレータ流量およびメインポンプの吐出流量制御を示すブロック図である。

符号の説明

８ 第一ブームシリンダ
９ 第二ブームシリンダ
１０ メインポンプ
１３ レギュレータ
１５ 吐出ライン
１６ 合流油路
２７ 制御装置
５２ アキュムレータ流量制御弁
５９ アキュムレータ
６１ ポンプ圧力センサ
６４ アキュムレータ圧力センサ
６９ アクチュエータ供給流量演算部
７０ アキュムレータ流量演算部
７１ ポンプ流量演算部
７２ 分担割合設定部
Ａ１〜Ａｎ 他の油圧アクチュエータ

Claims (3)

1. 油圧アクチュエータの排出油の有する油圧エネルギーを蓄圧するアキュムレータと、少なくとも前記油圧アクチュエータを含む油圧アクチュエータの油圧供給源になる容量可変型の油圧ポンプと、前記アキュムレータの蓄圧油を油圧ポンプの吐出油に合流させる合流油路とを備えて構成される作業機械の油圧制御システムにおいて、該油圧制御システムに、前記アキュムレータから油圧ポンプの吐出油に合流させるアキュムレータ流量を制御するアキュムレータ流量制御弁と、該アキュムレータ流量制御弁および前記油圧ポンプの吐出流量を制御する制御装置とを設けると共に、該制御装置は、油圧アクチュエータ用操作具の操作量により要求される操作要求流量と、定馬力制御時に油圧ポンプの吐出圧から求められるポンプ流量と、油圧ポンプの最大流量とのうち最も小さい値を油圧アクチュエータに供給するアクチュエータ供給流量として求め、該アクチュエータ供給流量を油圧ポンプの吐出流量とアキュムレータ流量との合計流量で供給するべく、油圧ポンプの吐出流量およびアキュムレータ流量を制御することを特徴とする作業機械における油圧制御システム。
2. 制御装置は、油圧アクチュエータに供給するアクチュエータ供給流量のうち、アキュムレータが分担するアキュムレータ分担割合と油圧ポンプが分担するポンプ分担割合とを、操作手段を用いて任意に設定できる分担割合設定手段を備えると共に、アキュムレータ圧力検出手段により検出されるアキュムレータ圧力が、アキュムレータが圧油を放出できる圧力として予め設定される設定圧以上で、且つ、アキュムレータ圧力が油圧ポンプの吐出圧以上の場合に、アクチュエータ供給流量に前記アキュムレータ分担割合を乗じることで、アキュムレータから油圧ポンプの吐出油に合流させるアキュムレータ流量を求めることを特徴とする請求項１に記載の作業機械における油圧制御システム。
3. 制御装置は、アキュムレータから油圧ポンプの吐出油に合流されるアキュムレータ流量を補償するべく、アキュムレータ圧力検出手段およびポンプ圧力検出手段により検出されるアキュムレータの圧力と油圧ポンプの吐出圧との差圧に基づいて、アキュムレータ流量制御弁の開口面積を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の作業機械における油圧制御システム。

Images