(57)【要約】【課題】少なくとも二台の油圧ポンプとアタッチメント用の優先回路とを備えた作業機械の油圧制御回路に関し、バランスの良い各油圧ポンプの運用を可能とし、他のアクチュエータとの連動性を向上させる。【解決手段】  第一油圧ポンプに係る第一ネガコン圧を検出する第一圧力センサ７Ａ及び第二油圧ポンプに係る第二ネガコン圧を検出する第二圧力センサ７Ｂを設ける。それらの第一ネガコン圧及び第二ネガコン圧から、第一設定手段２２Ａ，２２Ｂでそれぞれの要求流量を設定する。また、第二設定手段２１でアタッチメント用アクチュエータの要求流量を設定する。  流量比演算器２３で第一油圧ポンプ及び第二油圧ポンプの余剰流量の比率を算出し、その比率でアタッチメント用アクチュエータの要求流量の負担を第一油圧ポンプ及び第二油圧ポンプに分配する。【選択図】図４
2010059738.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業機械のフロント作業機を駆動せしめる第一アクチュエータ及び第二アクチュエータと、該フロント作業機に装着されるアタッチメントを駆動せしめるアタッチメント用アクチュエータと、それらのアクチュエータの駆動源である第一油圧ポンプ及び第二油圧ポンプを有する作業機械の油圧制御回路において、
該第一油圧ポンプと該第一アクチュエータとを接続する第一油圧回路と、
該第二油圧ポンプと該第二アクチュエータとを接続する第二油圧回路と、
該第一油圧ポンプと該アタッチメント用アクチュエータとを接続する第三油圧回路と、
該第二油圧ポンプと該アタッチメント用アクチュエータとを接続する第四油圧回路と、
該第一油圧回路上に介装され、該第一アクチュエータへ供給される作動油流量及び流通方向を制御する第一コントロール弁と、
該第二油圧回路上に介装され、該第二アクチュエータへ供給される作動油流量及び流通方向を制御する第二コントロール弁と、
該第三油圧回路上に介装され、開度を変更可能に形成された第一電磁比例絞り弁と、
該第四油圧回路上に介装され、開度を変更可能に形成された第二電磁比例絞り弁と、
該第一コントロール弁の第一ネガコン圧を検出する第一圧力センサと、
該第二コントロール弁の第二ネガコン圧を検出する第二圧力センサと、
該第一ネガコン圧及び該第二ネガコン圧に基づいて、該第一コントロール弁及び該第二コントロール弁の要求流量をそれぞれ設定する第一設定手段と、
該アタッチメント用アクチュエータの操作レバーへの操作量を検出する操作量検出手段と、
該操作量検出手段で検出された該操作量に応じて該アタッチメント用アクチュエータの要求流量を設定する第二設定手段と、
該第一油圧ポンプが吐出しうる最大流量から第一コントロール弁の要求流量を減算したものと、該第二油圧ポンプが吐出しうる最大流量から第二コントロール弁の要求流量を減算したものとの第一比率を算出するポンプ余剰流量比率算出手段と、
該第三油圧回路及び該第四油圧回路の作動油流量の比率が該第一比率と等しくなるように、該第三油圧回路の作動油流量及び該第四油圧回路の作動油流量を設定するとともに、該第一電磁比例絞り弁及び該第二電磁比例絞り弁を制御する優先流量設定手段と
を備えたことを特徴とする、作業機械の油圧制御回路。
【請求項２】
該第一コントロール弁の下流側からブリードオフされる作動油を該第一油圧ポンプへと導く第一ネガコン回路と、
該第二コントロール弁の下流側からブリードオフされる作動油を該第二油圧ポンプへと導く第二ネガコン回路と、
該第一ネガコン回路及び該第二ネガコン回路にそれぞれ介装され、作動油流路を開閉自在に形成された第一電磁比例減圧弁及び第二電磁比例減圧弁と、
該第一油圧ポンプの吐出流量が該優先流量設定手段で設定された該第三油圧回路の作動油流量及び該第一設定手段で設定された該第一コントロール弁の要求流量を加算した流量と等しくなるように該第一電磁比例減圧弁を制御し、かつ、該第二油圧ポンプの吐出流量が該優先流量設定手段で設定された該第四油圧回路の作動油流量及び該第一設定手段で設定された該第二コントロール弁の要求流量を加算した流量と等しくなるように該第二電磁比例減圧弁を制御するネガコン圧制御手段とをさらに備えた
ことを特徴とする、請求項１記載の作業機械の油圧制御回路。
【請求項３】
該第一ネガコン回路及び該第二ネガコン回路に介装された第二電磁切換弁をさらに備えた
ことを特徴とする、請求項２記載の作業機械の油圧制御回路。
【請求項４】
該第一油圧回路及び第二油圧回路の双方に介装され、該第一油圧回路及び該第二油圧回路の差圧を保持して該第一油圧ポンプから該アタッチメント用アクチュエータへ供給される一定の作動油流量を確保する第一圧力補償スプールを有する第一圧力補償弁と、
該第三油圧回路及び第四油圧回路の双方に介装され、該第三油圧回路及び該第四油圧回路の差圧を保持して該第二油圧ポンプから該アタッチメント用アクチュエータへ供給される一定の作動油流量を確保する第二圧力補償スプールを有する第二圧力補償弁と、
該第一電磁比例絞り弁の上流側と該第一圧力補償スプールの一端側とを接続して、該第一油圧回路への作動油流量を増加させる方向へ該第一圧力補償スプールを駆動する第五油圧回路と、
該第一電磁比例絞り弁の下流側と該第一圧力補償スプールの他端側とを接続して、該第三油圧回路への作動油流量を増加させる方向へ該第一圧力補償スプールを駆動する第六油圧回路と、
該第二電磁比例絞り弁の上流側と該第二圧力補償スプールの一端側とを接続して、該第二油圧回路への作動油流量を増加させる方向へ該第二圧力補償スプールを駆動する第七油圧回路と、
該第二電磁比例絞り弁の下流側と該第二圧力補償スプールの他端側とを接続して、該第四油圧回路への作動油流量を増加させる方向へ該第二圧力補償スプールを駆動する第八油圧回路とをさらに備えた
ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載の作業機械の油圧制御回路。
【請求項５】
該第六油圧回路及び第八油圧回路と作動油タンクとを接続する優先切換回路と、
該優先切換回路上に介装された電磁切換弁とをさらに備えた
ことを特徴とする、請求項４記載の作業機械の油圧制御回路。
【請求項６】
フロント作業機用の二系統の油圧回路の各々に油圧ポンプを有するとともに、各油圧ポンプから分岐形成されたアタッチメント用の二本の作動油供給ラインを有する油圧回路において、
該油圧回路のそれぞれにおけるネガコン圧に応じて、該油圧回路のそれぞれの第一要求流量を設定する第一設定手段と、
アタッチメントの操作量に応じて該作動油供給ラインの第二要求流量を設定する第二設定手段と、
各油圧ポンプが吐出しうる最大流量から該油圧回路のそれぞれの該第一要求流量を減算して各油圧ポンプの余剰流量を算出し、かつ、該余剰流量の比率を算出するポンプ余剰流量比率算出手段と、
該第二要求流量を該余剰流量の比率で分配して該各油圧ポンプに吐出させる優先流量設定手段と
を備えたことを特徴とする、作業機械の油圧制御回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フロント作業機の先端にアタッチメントを装着する作業機械に用いて好適な油圧制御回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、油圧ショベルのフロント作業機に取り付けられるアタッチメントの油圧駆動回路を他のアクチュエータの油圧駆動回路とは別個に用意して、各回路へ分配される作動油流量を適宜制御する技術が知られている。
例えば、特許文献１には、油圧ポンプから吐出された作動油を圧力補償型分流弁で分流させ、履帯を駆動するための走行回路とアタッチメント用の独立アタッチメント回路とに供給する構成を備えた作業機械の油圧回路が開示されている。この技術では、圧力補償型分流弁において、独立アタッチメント回路側へ供給される作動油圧PA1,PA2と走行回路側へ供給される作動油圧PB1,PB2との差圧を一定値に保つことにより、油圧ポンプの吐出圧にかかわらず安定した分流が可能となっている。
【０００３】
一般に、このような独立アタッチメント回路の内部にはコントロール弁が介装されており、このコントロール弁の開度を開閉制御することによってアタッチメントの駆動に係るアクチュエータへ供給される作動油流量が調節されている。例えば、油圧ブレーカや圧砕機等のアタッチメントを装着した場合には、これらを駆動する油圧モータが必要とする作動油流量が得られるように、コントロール弁の開度が適宜制御されるようになっている。
【特許文献１】特開２０００−７３４０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のような回路構成では、独立アタッチメント回路へ供給される作動油流量が二つの油圧ポンプから均等に取り出されるようになっているため、アタッチメントとフロント作業機との良好な連動性が得られない場合が生じる。例えば、フロント作業機の稼働によって二台の油圧ポンプの各仕事量に偏りが生じているような状態で、独立アタッチメント回路への作動油が各油圧ポンプから取り出され、一方の油圧ポンプでの作動油の吐出量がその油圧ポンプの最大能力を超えそうになったとする。この場合、他方の油圧ポンプにはまだ余力が残っているにも関わらず、一方の油圧ポンプの出力が頭打ちとなり、フロント作業機側へ供給される作動油流量が減少することになる。
【０００５】
また、アタッチメント回路側に複数のアクチュエータが設けられている場合には、作動油流量の制御が難しいという課題もある。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、少なくとも二台の油圧ポンプとアタッチメント用の優先回路とを備えた作業機械の油圧制御回路において、バランスの良い各油圧ポンプの運用を可能にするとともに、他のアクチュエータとの連動性を向上させることができるようにした、作業機械の油圧制御回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１記載の本発明の作業機械の油圧制御回路は、作業機械のフロント作業機を駆動せしめる第一アクチュエータ（例えば、ブームシリンダ）及び第二アクチュエータ（例えば、アームシリンダ）と、該フロント作業機に装着されるアタッチメントを駆動せしめるアタッチメント用アクチュエータ（例えば、油圧モータ）と、それらのアクチュエータの駆動源である第一油圧ポンプ及び第二油圧ポンプを有する作業機械の油圧制御回路において、該第一油圧ポンプと該第一アクチュエータとを接続する第一油圧回路と、該第二油圧ポンプと該第二アクチュエータとを接続する第二油圧回路と、該第一油圧ポンプと該アタッチメント用アクチュエータとを接続する第三油圧回路と、該第二油圧ポンプと該アタッチメント用アクチュエータとを接続する第四油圧回路と、該第一油圧回路上に介装され、該第一アクチュエータへ供給される作動油流量及び流通方向を制御する第一コントロール弁と、該第二油圧回路上に介装され、該第二アクチュエータへ供給される作動油流量及び流通方向を制御する第二コントロール弁と、該第三油圧回路上に介装され、開度を変更可能に形成された第一電磁比例絞り弁と、該第四油圧回路上に介装され、開度を変更可能に形成された第二電磁比例絞り弁と、該第一コントロール弁の第一ネガコン圧を検出する第一圧力センサと、該第二コントロール弁の第二ネガコン圧を検出する第二圧力センサと、該第一ネガコン圧及び該第二ネガコン圧に基づいて、該第一コントロール弁及び該第二コントロール弁の要求流量をそれぞれ設定する第一設定手段と、該アタッチメント用アクチュエータの操作レバーへの操作量を検出する操作量検出手段と、該操作量検出手段で検出された該操作量に応じて該アタッチメント用アクチュエータの要求流量を設定する第二設定手段と、該第一油圧ポンプが吐出しうる最大流量から第一コントロール弁の要求流量を減算したものと、該第二油圧ポンプが吐出しうる最大流量から第二コントロール弁の要求流量を減算したものとの第一比率を算出するポンプ余剰流量比率算出手段と、該第三油圧回路及び該第四油圧回路の作動油流量の比率が該第一比率と等しくなるように、該第三油圧回路の作動油流量及び該第四油圧回路の作動油流量を設定するとともに、該第一電磁比例絞り弁及び該第二電磁比例絞り弁を制御する優先流量設定手段とを備えたことを特徴としている。
【０００７】
該第一ネガコン圧は、該第一コントロール弁からのブリードオフ回路の作動油圧であり、該第二ネガコン圧は、該第二コントロール弁からのブリードオフ回路の作動油圧である。また、該第一圧力センサ及び該第二圧力センサはそれぞれセンタバイパス上（該第一コントロール弁，該第二コントロール弁の下流側）に介装されている。
該第一アクチュエータの非作動時には該第一油圧ポンプの吐出圧が該第一ネガコン圧となる。同様に、該第二アクチュエータの非作動時には該第二油圧ポンプの吐出圧が該第二ネガコン圧となる。また、該第一アクチュエータ，第二アクチュエータがそれぞれ作動すると、該第一ネガコン圧，該第二ネガコン圧は低下する。
【０００８】
なお、油圧回路上における油圧ポンプ側が上流側であり、アクチュエータ側又は作動油タンク側が下流側である。
また、請求項２記載の本発明の作業機械の油圧制御回路は、請求項１記載の構成に加えて、該第一コントロール弁の下流側からブリードオフされる作動油を該第一油圧ポンプへと導く第一ネガコン回路と、該第二コントロール弁の下流側からブリードオフされる作動油を該第二油圧ポンプへと導く第二ネガコン回路と、該第一ネガコン回路及び該第二ネガコン回路にそれぞれ介装され、作動油流路を開閉自在に形成された第一電磁比例減圧弁及び第二電磁比例減圧弁と、該第一油圧ポンプの吐出流量が該優先流量設定手段で設定された該第三油圧回路の作動油流量及び該第一設定手段で設定された該第一コントロール弁の要求流量を加算した流量と等しくなるように該第一電磁比例減圧弁を制御し、かつ、該第二油圧ポンプの吐出流量が該優先流量設定手段で設定された該第四油圧回路の作動油流量及び該第一設定手段で設定された該第二コントロール弁の要求流量を加算した流量と等しくなるように該第二電磁比例減圧弁を制御するネガコン圧制御手段とをさらに備えたことを特徴としている。
【０００９】
また、請求項３記載の本発明の作業機械の油圧制御回路は、請求項２記載の構成に加えて、該第一ネガコン回路及び該第二ネガコン回路に介装された第二電磁切換弁をさらに備えたことを特徴としている。
また、請求項４記載の本発明の作業機械の油圧制御回路は、請求項１〜３の何れか１項に記載の構成に加えて、該第一油圧回路及び第二油圧回路の双方に介装され、該第一油圧回路及び該第二油圧回路の差圧を保持して該第一油圧ポンプから該アタッチメント用アクチュエータへ供給される一定の作動油流量を確保する第一圧力補償スプールを有する第一圧力補償弁と、該第三油圧回路及び第四油圧回路の双方に介装され、該第三油圧回路及び該第四油圧回路の差圧を保持して該第二油圧ポンプから該アタッチメント用アクチュエータへ供給される一定の作動油流量を確保する第二圧力補償スプールを有する第二圧力補償弁と、該第一電磁比例絞り弁の上流側と該第一圧力補償スプールの一端側とを接続して、該第一油圧回路への作動油流量を増加させる方向へ該第一圧力補償スプールを駆動する第五油圧回路と、該第一電磁比例絞り弁の下流側と該第一圧力補償スプールの他端側とを接続して、該第三油圧回路への作動油流量を増加させる方向へ該第一圧力補償スプールを駆動する第六油圧回路と、該第二電磁比例絞り弁の上流側と該第二圧力補償スプールの一端側とを接続して、該第二油圧回路への作動油流量を増加させる方向へ該第二圧力補償スプールを駆動する第七油圧回路と、該第二電磁比例絞り弁の下流側と該第二圧力補償スプールの他端側とを接続して、該第四油圧回路への作動油流量を増加させる方向へ該第二圧力補償スプールを駆動する第八油圧回路とをさらに備えたことを特徴としている。
【００１０】
また、請求項５記載の本発明の作業機械の油圧制御回路は、請求項４記載の構成に加えて、該第六油圧回路及び第八油圧回路と作動油タンクとを接続する優先切換回路と、該優先切換回路上に介装された電磁切換弁とをさらに備えたことを特徴としている。
また、請求項６記載の本発明の作業機械の油圧制御回路は、フロント作業機用の二系統の油圧回路の各々に油圧ポンプを有するとともに、各油圧ポンプから分岐形成されたアタッチメント用の二本の作動油供給ラインを有する油圧回路において、該油圧回路のそれぞれにおけるネガコン圧に応じて、該油圧回路のそれぞれの第一要求流量を設定する第一設定手段と、アタッチメントの操作量に応じて該作動油供給ラインの第二要求流量を設定する第二設定手段と、各油圧ポンプが吐出しうる最大流量から該油圧回路のそれぞれの該第一要求流量を減算して各油圧ポンプの余剰流量を算出し、かつ、該余剰流量の比率を算出するポンプ余剰流量比率算出手段と、該第二要求流量を該余剰流量の比率で分配して該各油圧ポンプに吐出させる優先流量設定手段とを備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の作業機械の油圧制御回路（請求項１，６）によれば、アタッチメント用の作動油流量の比率を第一油圧ポンプ及び第二油圧ポンプの余剰能力に応じた比率に設定することができ、バランス良く各油圧ポンプを運用することができる。
また、本発明の作業機械の油圧制御回路（請求項２）によれば、各油圧ポンプの余剰能力に応じて配分されたアタッチメント用の作動油流量に対してネガコン圧に応じたフロント作業機用の作動油流量を加算することにより、過不足のない作動油流量を確保することができる。
【００１２】
また、本発明の作業機械の油圧制御回路（請求項３）によれば、フロント用アクチュエータのみの作動時には、ネガコン圧を油圧ポンプへ導入して（すなわち、通常のネガコン制御により）、アクチュエータの作動に必要十分な作動油流量を確保することができる。また、アタッチメント用アクチュエータの作動時には、第二電磁切換弁を閉鎖することにより、ネガコン圧制御手段でモータの動作に必要十分な作動油流量を任意に設定することができ、作業性を高めることができる。
【００１３】
また、本発明の作業機械の油圧制御回路（請求項４）によれば、優先回路内に第一圧力補償弁及び第二圧力補償弁を介装させることにより、アタッチメント側への回路へ流通する作動油流量の確保が容易となる。
また、本発明の作業機械の油圧制御回路（請求項５）によれば、優先切換回路上の電磁切換弁を開放することで第一圧力補償弁及び第二圧力補償弁における圧力補償作用が停止するため、アタッチメントへの作動油供給を停止させることが可能となる。これにより、フロント作業機の単動時における作業効率を向上させることができる。また、ポンプ流量を有効に活用することができ、油圧エネルギの浪費を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図４は、本発明の一実施形態に係る油圧制御回路を説明するためのものであり、図１は本油圧制御回路が適用された油圧ショベルの全体構成を示す側面図、図２は本油圧制御回路の全体構成を示す油圧回路図及び制御ブロック図、図３は本油圧制御回路におけるアタッチメント用アクチュエータの操作レバーに係る油圧回路図、図４は本油圧制御回路に係るコントローラの制御ブロック図である。
【００１５】
［１．油圧ショベル構成］
本実施形態の油圧制御回路は、図１に示す油圧ショベル４０の油圧回路として適用されている。この油圧ショベル４０は、クローラ式の油圧走行装置を装備した下部走行体４２と、旋回装置を介して下部走行体４２の上に旋回自在に搭載された上部旋回体４１とを備えて構成される。上部旋回体４１の前端部には、フロント作業機としてのブーム４３及びアーム４４が枢支され、さらにその先端にはアタッチメントとしてツインヘッダ４６（回転切削用アタッチメント）が取り付けられている。
【００１６】
上部旋回体４１のフレームとブーム４３との間には、ブーム４３を上下方向へ揺動する油圧駆動式のブームシリンダ４３ａ（第一アクチュエータ）が介装されている。このブーム４３は、ブームシリンダ４３ａの伸縮によって上部旋回体４１に対して起伏自在に設けられている。同様に、図１中に示されたアームシリンダ４４ａ（第二アクチュエータ），バケットシリンダ４５ａはそれぞれ、アーム４４，ツインヘッダ４６の姿勢を動かすための油圧アクチュエータである。
【００１７】
ツインヘッダ４６の基部には、油圧モータ４６ａ（アタッチメント用アクチュエータ）が内蔵されている。油圧モータ４６ａはツインヘッダ４６の駆動源であり、先端のピックを回転駆動することで土砂壁面を切削できるようになっている。本発明に係る油圧制御回路は、上記の油圧アクチュエータ４３ａ，４４ａ，４５ａや油圧モータ４６ａを駆動するための油圧回路である。
【００１８】
また、これらのフロント作業機の車体左側には、操作者が搭乗するキャブ４７が設けられている。キャブ４７の内部には、上記の油圧アクチュエータ４３ａ，４４ａ，４５ａや油圧モータ４６ａをはじめとして、油圧ショベル２０の走行装置，旋回装置といった各装置の操作レバー，各種操作スイッチ，シート等が配設されている。
上部旋回体４１に設けられたエンジンルーム４８内には、エンジン１３によって駆動される二台の油圧ポンプが設けられている。以下、一方の油圧ポンプを第一油圧ポンプ１０Ａ，他方を第二油圧ポンプ１０Ｂと呼ぶ。
【００１９】
［２．油圧回路構成］
図２に、本油圧制御回路が適用された油圧回路を模式的に示す。この図２では、ブームシリンダ４３ａ，アームシリンダ４４ａ及び油圧モータ４６ａの駆動に係る油圧回路の概略構成が示されており、他のアクチュエータに係る油圧回路に関しては記載を省略している。
【００２０】
本油圧回路はおもに、ブームシリンダ４３ａの駆動に係る第一油圧回路Ｌ１，アームシリンダ４４ａの駆動に係る第二油圧回路Ｌ２，油圧モータ４６ａの駆動に係る第三油圧回路Ｌ３及び第四油圧回路Ｌ４，これらの油圧回路へ供給される作動油流量を配分するための優先回路Ｌ１０，いわゆるネガコン制御に係るネガコン回路Ｌ１１等を備えている。
【００２１】
［２−１．第一，第二油圧回路Ｌ１，Ｌ２］
第一油圧回路Ｌ１は、第一油圧ポンプ１０Ａとブームシリンダ４３ａとを接続して作動油流路を形成する回路である。また、第二油圧回路Ｌ２は、第二油圧ポンプ１０Ｂとアームシリンダ４４ａとを接続する回路である。第一油圧ポンプ１０Ａ及び第二油圧ポンプ１０Ｂはそれぞれレギュレータ１１Ａ，１１Ｂを備えた容量可変式のポンプである。
【００２２】
図２に示すように、第一油圧回路Ｌ１及び第二油圧回路Ｌ２のそれぞれの中途には、ブームシリンダ４３ａ及びアームシリンダ４４ａに対する作動油の流量及び流通方向を調整するためのメインコントロール弁４Ａ，４Ｂ（第一コントロール弁，第二コントロール弁）が介装されている。これらのメインコントロール弁４Ａ，４Ｂは流量制御スプール（ステム）位置を複数の位置に切り替えて作動油の流量及び流通方向を可変制御できる電磁流量制御弁として構成されている。
【００２３】
また、各メインコントロール弁４Ａ，４Ｂとタンク１５とを接続する回路（すなわち、ブリードオフ回路）上には、ネガコン用リリーフバルブ５Ａ，５Ｂが介装されている。これらのネガコン用リリーフバルブ５Ａ，５Ｂは、第一油圧回路Ｌ１及び第二油圧回路Ｌ２内の作動油圧の上限値を設定するように機能している。なお、後述するネガコン回路は、これらの回路から分岐して形成されている。
【００２４】
［２−２．第三，第四油圧回路Ｌ３，Ｌ４］
第三油圧回路Ｌ３は第一油圧ポンプ１０Ａと油圧モータ４６ａとを接続する回路であり、第四油圧回路Ｌ４は第二油圧ポンプ１０Ｂと油圧モータ４６ａとを接続する回路である。これらの回路Ｌ３，Ｌ４は、図２に示すように、それぞれチェック弁よりも下流側で合流して一本になっている。
【００２５】
その合流点よりも下流側にはアタッチメント用コントロール弁４Ｃが介装されている。アタッチメント用コントロール弁４Ｃは、メインコントロール弁４Ａ，４Ｂと同様の電磁流量制御弁として構成されており、油圧モータ４６ａへ供給される作動油流量及び流通方向を調整するためのものである。また、アタッチメント用コントロール弁４Ｃとタンク１５とを接続する回路上には、アタッチメント用リリーフ弁５Ｃが介装されている。
【００２６】
［２−３．優先回路Ｌ１０］
優先回路Ｌ１０は、第一油圧ポンプ１０Ａから供給される作動油の流量を第一油圧回路Ｌ１と第二油圧回路Ｌ２とに配分するとともに、第二油圧ポンプ１０Ｂから供給される作動油の流量を第三油圧回路Ｌ３と第四油圧回路Ｌ４とに配分するための回路である。
図２に示すように、第一油圧ポンプ１０Ａから導かれた作動油の供給ラインは、優先回路Ｌ１０の内部で第一油圧回路Ｌ１と第二油圧回路Ｌ２とに分岐形成されている。また、第二油圧ポンプ１０Ｂから導かれた作動油の供給ラインは、優先回路Ｌ１０の内部で第三油圧回路Ｌ３と第四油圧回路Ｌ４とに分岐形成されている。
【００２７】
この優先回路Ｌ１０は、電磁比例絞り弁１（第一電磁比例絞り弁，第二電磁比例絞り弁），圧力補償弁２（第一圧力補償弁，第二圧力補償弁）及び電磁切換弁３を備えて構成されている。なお、これらの複数種類の弁が一体に組み合わされたバルブユニットとして優先回路Ｌ１０を形成してもよい。
第一油圧回路Ｌ１及び第二油圧回路Ｌ２間で作動油を配分するための回路と、第三油圧回路Ｌ３及び第四油圧回路Ｌ４間で作動油を配分するための回路とは同一構成となっている。以下、前者に係る構成要素について詳述する。なお以下、前者の構成要素の符号の末尾にＡを付し、後者のものにＢを付して説明する。
【００２８】
電磁比例絞り弁１Ａは、図２に示すように、第３油圧回路Ｌ３上に介装された流量調節弁であり、後述するコントローラ２０によって電気的に絞りの大きさ（開度）を任意に変更できるようになっている。なお、電磁比例絞り弁１Ａは、コントローラ２０から何も信号が入力されない場合には第三油圧回路Ｌ３を完全に閉鎖している。
また、第一油圧回路Ｌ１は、第三油圧回路Ｌ３における電磁比例絞り弁１Ａよりも上流側から分岐するように形成されている。電磁比例絞り弁１Ａの上流側には第一油圧ポンプ１０Ａによる作動油の吐出圧がそのまま作用している。一方、電磁比例絞り弁１Ａの下流側には圧力補償弁２Ａが接続されている。
【００２９】
圧力補償弁２Ａは、第一油圧回路Ｌ１及び第三油圧回路Ｌ３に跨って介装された弁であり、双方の回路の作動油流量を同時に制御するものである。図２に示すように、圧力補償弁２Ａの内部には、第一流路２ａ及び第二流路２ｂの二系統の流路が形成されており、それぞれの流路開度が単一のスプール（圧力補償スプール）の移動によって同時に変更されるよう構成されている。ここでは、第一流路２ａが第三油圧回路Ｌ３上に介装され、第二流路２ｂが第一油圧回路Ｌ１上に介装されている。
【００３０】
圧力補償弁２Ａのスプールを駆動するためのパイロット回路は、二本用意されている。第五油圧回路Ｌ５と第六油圧回路Ｌ６である。まず、圧力補償弁２Ａのスプールのうち、スプールの摺動方向における第二流路２ｂが形成された側の一端には、電磁比例絞り弁１Ａの上流側の作動油を導く第五油圧回路Ｌ５が接続されている。この第五油圧回路Ｌ５には、第一油圧ポンプ１０Ａの吐出圧がそのまま作用することになる。一方、スプールの他端（スプールの摺動方向における第一流路２ａが形成された側の一端）には電磁比例絞り弁１の下流側の作動油を導く第六油圧回路Ｌ６が接続されている。図２に示すように、第六油圧回路Ｌ６上にはオリフィス１６が介装されている。
【００３１】
このように二本のパイロット回路Ｌ５，Ｌ６を設けることにより、圧力補償弁２Ａのスプールが、第一流路２ａの上流側と下流側との差圧を一定に保持する位置に制御される。したがって、第一流路２ａ側の流量は第一油圧ポンプ１０Ａの吐出圧にかかわらず一定に制御され、残りの流量が第二流路２ｂ側に流れることになる。つまり、圧力補償弁２Ａは、油圧モータ４６ａ側へ供給される一定の作動油流量を確保する圧力補償スプールを有しているといえる。
【００３２】
なお、この第六油圧回路Ｌ６内の作動油は、第一流路２ａ側の作動油流量を増加させつつ第二流路２ｂ側の作動油流量を減少させる方向へスプールを移動させるように作用している。また、第五油圧回路Ｌ５内の作動油は、第二流路２ｂ側の作動油流量を増加させつつ第一流路２ａ側の作動油流量を減少させる方向へスプールを移動させるように作用している。例えば、第一油圧ポンプ１０Ａの吐出圧が上昇した場合には、第一流路２ａにおける作動油の流速が上昇するが、これに応じて上昇する第五油圧回路Ｌ５内の作動油圧に押されてスプールが図２中左方向へ移動し、弁開度が絞られるため、第一流路２ａの下流側の作動油流量は変化しないことになる。
【００３３】
また、第六油圧回路Ｌ６におけるオリフィス１６の下流側には、タンク１５へと接続される優先切換回路Ｌ９が設けられている。この優先切換回路Ｌ９上には電磁切換弁３Ａが介装されている。
電磁切換弁３Ａは、コントローラ２０によって制御される二位置切換弁である。電磁切換弁３Ａがオンのときには優先切換回路Ｌ９が遮断（閉鎖）されるため、上述のように第六油圧回路Ｌ６を介して圧力補償弁２Ａのスプールの一端に電磁比例絞り弁１Ａの下流側の作動油圧が作用する。一方、電磁切換弁３Ａがオフになると、優先切換回路Ｌ９がタンク１５へ開放（リリーフ）されて、第六油圧回路Ｌ６内の作動油圧がタンク圧まで低下するようになっている。
【００３４】
つまり、電磁切換弁３Ａをオフにすると、電磁比例絞り弁１Ａの絞り開度の状態にかかわらず、圧力補償弁２Ａのスプールが図２中左方向へ移動して、第一流路２ａが完全に閉鎖されるとともに第二流路２ｂが完全に開放されるようになっている。電磁切換弁３Ａは、圧力補償弁２Ａにおける圧力補償制御を強制的に停止させるように機能する。また、電磁切換弁３Ａがオンの状態でのみ、電磁比例絞り弁１Ａによる流量調節が働くことになる。
【００３５】
前述の通り、第二油圧ポンプ１０Ｂ側の優先回路Ｌ１０の構成は、第一油圧ポンプ１０Ａ側のものと同一である。なお、コントローラ２０は、それぞれの電磁比例絞り弁１Ａ，１Ｂ及び電磁切換弁３Ａ，３Ｂを個別に制御ができるようになっている。
【００３６】
［２−４．ネガコン回路Ｌ１１］
ネガコン回路Ｌ１１は、レギュレータ１１Ａ，１１Ｂにおけるネガティブコントロール用の回路である。ネガティブコントロールでは、ネガコン回路Ｌ１１の作動油圧の高低に対応するように第一及び第二油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂでの吐出流量を減少又は増加させて、各ポンプの出力を一定に保たせている。以下、ネガコン回路Ｌ１１を介してレギュレータ１１Ａ，１１Ｂへ導入される作動油圧のことをネガコン圧とも呼ぶ。なお、ネガコン回路Ｌ１１には、第一油圧回路Ｌ１側のネガコン回路Ｌ１２（第一ネガコン回路）と、第二油圧回路Ｌ２側のネガコン回路Ｌ１３（第二ネガコン回路）とが設けられている。
【００３７】
一方のネガコン回路Ｌ１２上には、圧力センサ７Ａ（第一圧力センサ），第二電磁切換弁６Ａ，電磁比例減圧弁８Ａ及びシャトル弁１２Ａが設けられている。同様に、他方のネガコン回路Ｌ１３上にも、圧力センサ７Ｂ（第二圧力センサ），第二電磁切換弁６Ｂ，電磁比例減圧弁８Ｂ及びシャトル弁１２Ｂが設けられている。
圧力センサ７Ａ，７Ｂは、第一油圧回路Ｌ１側及び第二油圧回路Ｌ２側からブリードオフしたそれぞれの作動油圧PH2，PH3を検出するセンサである。ここで検出された各作動油圧PH2，PH3は、コントローラ２０へ入力されるようになっている。
【００３８】
以下、各弁の構成は何れのネガコン回路も同一であるため、第一油圧回路Ｌ１側のネガコン回路Ｌ１２を例に挙げて説明する。
第二電磁切換弁６Ａは、後述するコントローラ２０によって制御される二位置切換弁であり、第一油圧回路Ｌ２側からブリードオフした作動油圧の導入及び遮断を担うものである。一方、電磁比例減圧弁８Ａは、コントローラ２０によって制御される比例減圧弁であり、パイロットポンプ１４から供給される作動油をネガコン回路Ｌ１２へ導入することによって強制的にネガコン圧を変更するものである。
【００３９】
電磁比例減圧弁８Ａがオン（励磁状態）になると、パイロットポンプ１４から供給される作動油が下流側へ流通するようになっている。また、電磁比例減圧弁８Ａは、開度調整により下流側の作動油圧を任意に設定することができるようになっている。なお、図２に示すように、電磁比例減圧弁８Ａはタンク１５にも接続されており、オフ（非励磁状態）のときにはその二次圧が最低圧（タンク圧）に設定されるようになっている。一方、電磁比例減圧弁８がオン（励磁状態）のときには、二次圧を任意の圧力に調節できるようになっている。
【００４０】
シャトル弁１２Ａは、第一油圧回路Ｌ２側からの回路とパイロットポンプ１４側からの回路との接続部分に介装された選択弁である。これらの回路のうちの高圧側がシャトル弁１２Ａで自動的に選択されて、第一油圧ポンプ１０Ａのレギュレータ１１Ａへと供給されるようになっている。
なお、レギュレータ１１Ａとは公知のポンプ容量可変手段であり、ネガコン圧が高いほど第一油圧ポンプ１０Ａの吐出流量を減少させるように、また、ネガコン圧が低いほど吐出流量を増加させるように、斜板制御を実施するものである。
【００４１】
［３．アタッチメント用操作レバー］
図３は、ツインヘッダ４６の操作レバーの油圧回路図である。各リモコン弁１８ａ，１８ｂは、レバー操作量に応じた大きさのパイロット圧をアタッチメント用コントロール弁４Ｃの流量制御スプールへと伝達するようになっている。また、各リモコン弁１８ａ，１８ｂにはシャトル弁１７が設けられており、各リモコン弁１８ａ，１８ｂの二次圧の高圧選択が行われている。選択された圧力PH1は、圧力センサ（操作量検出手段）９で検出されて、コントローラ２０へ入力されるようになっている。なお、この圧力PH1は、油圧モータ４６ａの要求流量の設定に用いられる。
【００４２】
［４．制御構成］
図２に示すように、本油圧ショベル４０には、優先回路Ｌ１０の電磁比例絞り弁１Ａ，１Ｂ，電磁切換弁３Ａ，３Ｂと、ネガコン回路Ｌ１１の第二電磁切換弁６Ａ，６Ｂ，電磁比例減圧弁８Ａ，８Ｂを制御するコントローラ（制御手段）２０が設けられている。コントローラ２０は、マイクロコンピュータで構成された電子制御装置であり、周知のマイクロプロセッサやＲＯＭ，ＲＡＭ等を集積したＬＳＩデバイスとして提供されている。前述の通り、コントローラ２０には、圧力センサ７Ａ，７Ｂ，９で検出された各圧力PH1，PH2，PH3が入力されている。これらの入力情報に基づき、コントローラ２０は以下のような制御を実施する。
【００４３】
［４−１．電磁切換弁３Ａ，３Ｂの制御］
コントローラ２０は、圧力センサ９で検出された圧力PH1に基づいてレバー操作の有無を検出し、レバー操作がなされている場合に電磁切換弁３Ａ，３Ｂをオン（遮断）に制御する。つまり、実際に油圧モータ４６ａが作動している状態でのみ、圧力補償弁２Ａ，２Ｂでの圧力補償制御がなされることになる。
【００４４】
一方、レバー操作がなされていない場合には電磁切換弁３Ａ，３Ｂをオフ（流通）に制御する。これにより、例えばブーム４３やアーム４４といったフロント作業機のみの単動時には、圧力補償弁２Ａ，２Ｂそれぞれの第一流路２ａの作動油流通が遮断され、第三油圧回路Ｌ３及び第四油圧回路Ｌ４が遮断されることになる。
【００４５】
［４−２．第二電磁切換弁６Ａ，６Ｂの制御］
また、コントローラ２０は、ツインヘッダ４６のレバー操作がなされている場合に、第二電磁切換弁６Ａ，６Ｂをオン（遮断）に制御する。一方、レバー操作がなされていない場合には第二電磁切換弁６Ａ，６Ｂをオフ（流通）に制御する。つまり、フロント作業機の単動時（ツインヘッダ４６の非作動時）にのみ、通常のネガティブコントロールに係る第一，第二油圧回路Ｌ１，Ｌ２の作動油圧がネガコン回路Ｌ１２，Ｌ１３側へと導入されることになる。また、ツインヘッダ４６の作動時には、第一，第二油圧回路Ｌ１，Ｌ２側からの作動油圧が遮断されるため、後述する電磁比例減圧弁８Ａ，８Ｂの制御に応じてネガコン回路Ｌ１２，Ｌ１３のネガコン圧が強制的に変更されることになる。
【００４６】
［４−３．電磁比例絞り弁，電磁比例減圧弁の制御］
電磁比例絞り弁１Ａ，１Ｂ及び電磁比例減圧弁８Ａ，８Ｂの制御量の設定に係る制御ブロック図を図４に示す。コントローラ２０は、アタッチメント流量設定器２１（第二設定手段），メイン流量設定器２２Ａ，２２Ｂ（第一設定手段），流量比演算器２３（ポンプ余剰流量比率算出手段），乗算器２４Ａ，２４Ｂ，加算器２５Ａ，２５Ｂ，リミッタ２６Ａ，２６Ｂ，バルブ開度設定器２７Ａ，２７Ｂ，ポンプ指令値変換器２８Ａ，２８Ｂ，バルブ指令値変換器２９Ａ，２９Ｂを備えて構成されている。
【００４７】
まず、アタッチメント流量設定器２１は、圧力センサ９で検出された圧力PH1、すなわち、ツインヘッダ４６の操作レバーの操作量に応じて、油圧モータ４６ａに要求されている要求流量FR（アタッチメントの要求流量）を設定するものである。ここでは、図４中にグラフで示すように、圧力PH1が高いほど（ツインヘッダ４６の操作レバーの操作量が大きいほど）要求流量FRが大きくなるようにマップが設定されている。なお、ここで設定された要求流量FRが、第三油圧回路Ｌ３及び第四油圧回路Ｌ４の双方から供給される作動油の合計と等しくなるように制御されることになる。また、アタッチメントの要求流量FRは、乗算器２４Ａ，２４Ｂへ入力される。
【００４８】
続いて、メイン流量設定器２２Ａ，２２Ｂは、圧力センサ７Ａ，７Ｂで検出された作動油圧PH2，PH3に基づいて、ブームシリンダ４３ａ及びアームシリンダ４４ａに供給すべき作動油流量Fm1，Fm2（すなわち、メインコントロール弁４Ａ，４Ｂの要求流量）を設定するものである。ここでは、図４中にグラフで示すように、作動油圧PH2，PH3がそれぞれ高いほど（ブーム４３，アーム４４の操作レバーの操作量が小さいほど）作動油流量Fm1，Fm2がそれぞれ小さくなるようにマップが設定されている。これらの作動油流量Fm1，Fm2のうち、一方のメイン流量設定器２２Ａで設定される作動油流量Fm1は第一油圧回路Ｌ１で要求されている作動油流量であり、他方のメイン流量設定器２２Ｂで設定される作動油流量Fm2は第二油圧回路Ｌ２で要求されている作動油流量である。ここで設定された作動油流量Fm1，Fm2は、流量比演算器２３へと入力される。
【００４９】
流量比演算器２３は、メイン流量設定器２２Ａ，２２Ｂで設定された作動油流量Fm1，Fm2を受けて、以下の式（１）〜（４）に従ってアタッチメント流量係数k1，k2を演算するものである。
Fa1=Fmax1-Fm1  ・・・（１）
Fa2=Fmax2-Fm2  ・・・（２）
k1=Fa1/(Fa1+Fa2)   ・・・（３）
k2=Fa2/(Fa1+Fa2)   ・・・（４）
（ただしFmax1:第一油圧ポンプ１０Ａの最大吐出量，
Fmax2:第二油圧ポンプ１０Ｂの最大吐出量，
Fa1:第一油圧ポンプ１０Ａの最大余剰流量，
Fa2:第二油圧ポンプ１０Ｂの最大余剰流量，
k1:第一油圧ポンプ１０Ａのアタッチメント流量係数，
k2:第二油圧ポンプ１０Ｂのアタッチメント流量係数）
ここで演算されるアタッチメント流量係数k1，k2の和は１になる。つまりここでは、二つの油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂが吐出しうる最大の流量からフロント作業機側に必要な分を差し引いた余剰流量の比率を求めている。これらの流量係数k1，k2は、それぞれ乗算器２４Ａ，２４Ｂへと入力される。
【００５０】
乗算器２４Ａは、入力されたアタッチメントの要求流量FRにアタッチメント流量係数k1を乗算して、第三油圧回路Ｌ３へ供給すべき作動油流量を算出する。一方、乗算器２４Ｂは、アタッチメントの要求流量FRにアタッチメント流量係数k2を乗算して、第四油圧回路Ｌ４へ供給すべき作動油流量を算出する。つまりここでは、アタッチメントの要求流量FRのうち、第一油圧ポンプ１Ａが負担する流量k1・FRがとして算出され、第二油圧ポンプ１Ｂが負担する流量がk2・FRとして算出されている。ここでの算出結果は、加算器２５Ａ，２５Ｂ及びバルブ開度設定器２７Ａ，２７Ｂへ入力される。
【００５１】
バルブ開度設定器２７Ａ，２７Ｂでは、乗算器２４Ａ，２４Ｂで算出されたそれぞれの流量を得るための電磁比例絞り弁１Ａ，１Ｂのバルブ開度が設定される。そして、ここで設定されたバルブ開度をバルブ指令値変換器２９Ａ，２９Ｂがスプールの駆動信号に変換し、電磁比例絞り弁１Ａ，１Ｂの制御信号として出力する。これにより、優先回路Ｌ１０におけるアタッチメント側の流量、すなわち、第三油圧回路Ｌ３及び第四油圧回路Ｌ４を介して油圧モータ４６ａへと供給される作動油流量が確保される。
【００５２】
加算器２５Ａは、乗算器２４Ａで算出された流量k1・FRにメイン流量設定器２２Ａで設定された作動油流量Fm1を加算したもの（すなわち、k1・FR+Fm1）をリミッタ２６Ａへと出力する。また、加算器２５Ｂは、乗算器２４Ｂで算出された流量k2・FRにメイン流量設定器２２Ｂで設定された作動油流量Fm2を加算したもの（すなわち、k2・FR+Fm2）をリミッタ２６Ｂへと出力する。つまり、加算器２５Ａの出力は第一油圧回路Ｌ１及び第三油圧回路Ｌ３で要求されている作動油流量の合計であり、加算器２５Ｂの出力は第二油圧回路Ｌ２及び第四油圧回路Ｌ４で要求されている作動油流量の合計である。
【００５３】
リミッタ２６Ａ，２６Ｂではそれぞれ、加算器２５Ａ，２５Ｂからの出力が過大又は過小にならないように流量の最大値及び最小値を制限して、実供給流量を設定する。そして、ここで設定された実供給流量を指令値変換器２８Ａ，２８Ｂがスプールの駆動信号に変換し、電磁比例減圧弁８Ａ，８Ｂの制御信号として出力する。なお、ここで出力される制御信号は、各油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂから吐出される作動油流量が実供給流量と等しくなるネガコン圧を電磁比例減圧弁８Ａ，８Ｂで生成するための制御信号である。これにより、第一油圧回路Ｌ１及び第三油圧回路Ｌ３で要求されている作動油流量が第一油圧ポンプ１０Ａから吐出され、第二油圧回路Ｌ２及び第四油圧回路Ｌ４で要求されている作動油流量が第二油圧ポンプ１０Ｂから吐出される。
【００５４】
本発明に係るコントローラ２０での制御内容をまとめると以下の通りとなる。
【００５５】
【表１】
2010059738.tif 000003
【００５６】
上述の通り、本実施形態における流量比演算器２３は、第一油圧ポンプ１０Ａが吐出しうる最大流量から第一コントロール弁４Ａの要求流量を減算したものと、第二油圧ポンプ１０Ｂが吐出しうる最大流量から第二コントロール弁４Ｂの要求流量を減算したものとの第一比率（k1:k2）を算出するポンプ余剰流量比率算出手段として機能している。
また、本実施形態における乗算器２４Ａ，２４Ｂ，バルブ開度設定器２７Ａ，２７Ｂ，バルブ指令値変換器２９Ａ，２９Ｂは、第三油圧回路Ｌ３及び第四油圧回路Ｌ４の作動油流量の比率が第一比率（k1:k2）と等しくなるように、第三油圧回路Ｌ３の作動油流量及び第四油圧回路Ｌ４の作動油流量を設定するとともに、第一電磁比例絞り弁１Ａ及び第二電磁比例絞り弁１Ｂを制御する優先流量設定手段として機能している。
【００５７】
また、本実施形態における加算器２５Ａ，２５Ｂ，リミッタ２６Ａ，２６Ｂ，指令値変換器２８Ａ，２８Ｂは、第一油圧ポンプ１０Ａの吐出流量が第三油圧回路Ｌ３の作動油流量及び第一コントロール弁４Ａの要求流量を加算した流量と等しくなるように第一電磁比例減圧弁８Ａを制御する第一油圧ポンプ１０Ａのネガコン圧制御手段として機能しており、さらに、第二油圧ポンプ１０Ｂの吐出流量が第四油圧回路Ｌ４の作動油流量及び第二コントロール弁４Ｂの要求流量を加算した流量と等しくなるように第二電磁比例減圧弁８Ｂを制御するネガコン圧制御手段として機能している。
【００５８】
［５．作用］
上記のような構成により、本油圧制御回路は以下のように作用する。
［５−１．フロントの単動操作時］
例えば、ブーム４３やアーム４４といったフロント作業機のみを操作した時には、圧力センサ９で検出される圧力PH1が最小値であってアタッチメント用の操作レバーが操作されていないと判断される。これにより、電磁切換弁３Ａ，３Ｂがオフ（流通）に制御され、第六油圧回路Ｌ６及び第八油圧回路Ｌ８がタンク１５へと開放される。そのため、圧力補償弁２Ａのスプールが図２中左側へ、圧力補償弁２Ｂのスプールが図２中右側へ移動し、第一流路２ａが完全に閉鎖される。
【００５９】
つまり、第一流路２ａ側の作動油流量がゼロになり、第一油圧ポンプ１０Ａから吐出される作動油は全て第一油圧回路Ｌ１へ供給され、第二油圧ポンプ１０Ｂから吐出される作動油は全て第二油圧回路Ｌ２へ供給されることになる。したがって、油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂの全出力がブームシリンダ４３ａ及びアームシリンダ４４ａの駆動に割り当てられる。
【００６０】
またこのとき、第二電磁切換弁６Ａ，６Ｂもオフ（流通）に制御されるため、ネガコン回路Ｌ１２，Ｌ１３には第一油圧回路Ｌ１及び第二油圧回路Ｌ２の作動油圧が導かれることになる。一方、電磁比例減圧弁８Ａ，８Ｂはオフに制御されるため、電磁比例減圧弁８Ａ，８Ｂの二次圧はタンク圧となる。したがって、シャトル弁１２Ａ，１２Ｂでは第一油圧回路Ｌ１及び第二油圧回路Ｌ２の作動油圧がネガコン圧として選択されることになり、通常のネガコン制御が実施される。
【００６１】
［５−２．アタッチメントの単動操作時］
アタッチメントであるツインヘッダ４６の単動操作時には、アタッチメント用の操作レバーの操作量が圧力センサ９で検出されるため、電磁切換弁３Ａ，３Ｂ及び第二電磁切換弁６Ａ，６Ｂがオン（遮断）に制御され、優先切換回路Ｌ９が遮断される。これにより、第六油圧回路Ｌ６及び第八油圧回路Ｌ８のそれぞれが圧力補償弁２Ａ，２Ｂのパイロット回路として機能する。
【００６２】
第六油圧回路Ｌ６及び第八油圧回路Ｌ８の作動油圧は、オリフィス１６を経て導入される圧力であるため、油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂの吐出圧よりも減圧された大きさとなっている。一方、圧力補償弁２Ａ，２Ｂの他方のパイロット圧にはそれぞれ、第五油圧回路Ｌ５及び第七油圧回路Ｌ７を介して油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂの吐出圧が導入される。
これにより、圧力補償弁２Ａ，２Ｂにおける第一流路２ａの上流側と下流側との差圧が一定に保持されるため、第三油圧回路Ｌ３及び第四油圧回路Ｌ４へ常時一定の作動油を流通させることが可能となる。例えば、第一油圧ポンプ１０Ａ側では、ポンプの吐出圧に影響を受けることなく、第三油圧回路Ｌ３を流れる作動油流量が一定となり、その流量は電磁比例絞り弁１Ａの開度によって定められることになる。第二油圧ポンプ１０Ｂ側でも同様であり、第四油圧回路Ｌ４の作動油流量は第二油圧ポンプ１０Ｂの吐出圧が変化したとしても一定量となる。また、第一油圧回路Ｌ１及び第二油圧回路Ｌ２側へは、残りの作動油が流れることになる。
【００６３】
また、電磁比例減圧弁８Ａ，８Ｂの開度は、ツインヘッダ４６の要求流量FRを含む実供給量と等しい作動油流量が得られるように制御される。フロント作業機の非作動時には、油圧モータ４６ａの回転に必要な流量だけ供給されることになるため、第一油圧回路Ｌ１及び第二油圧回路Ｌ２側へ流れる作動油流量も最小限となり、余剰流量が大幅に減少する。
【００６４】
一方、電磁比例絞り弁１Ａ，１Ｂの開度は、ツインヘッダ４６の操作レバーの操作量に応じて、油圧モータ４６ａに要求されている要求流量FR（アタッチメントの要求流量）が第三油圧回路Ｌ３及び第四油圧回路Ｌ４の双方から供給される作動油の合計と等しくなるように制御される。このとき、フロント作業機が作動していないため、圧力センサ７Ａ，７Ｂで検出される作動油圧PH2，PH3は同一の値となり、アタッチメント流量係数k1，k2も等しくなる。したがって、第三油圧回路Ｌ３及び第四油圧回路Ｌ４を流通する作動油流量の比率は１：１となる。
【００６５】
［５−３．フロント及びアタッチメントの連動操作時］
フロント作業機及びアタッチメントの連動時、例えばアーム４４及びツインヘッダ４６の連動操作時には、アタッチメントの単動操作時と同様に、電磁切換弁３Ａ，３Ｂ及び第二電磁切換弁６Ａ，６Ｂがともにオン（遮断）に制御され、圧力補償弁２Ａ，２Ｂにおける圧力補償制御がなされる。また、電磁比例絞り弁１では、油圧モータ４６ａに要求されている要求流量FRが第三油圧回路Ｌ３及び第四油圧回路Ｌ４の双方から供給される作動油の合計と等しくなるように、開度が制御される。
【００６６】
一方、電磁比例減圧弁８Ａ，８Ｂは、フロント作業機側で要求される作動油流量とアタッチメント側で要求される作動油流量との合計が各油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂから吐出される大きさのネガコン圧が得られるように開度制御がなされる。これにより、電磁比例減圧弁８の開度は、アタッチメントとフロントとをともに駆動するのに必要なポンプ流量を与えるネガコン圧が得られるように調整される。
【００６７】
第一油圧回路Ｌ１及び第三油圧回路Ｌ３で要求されている作動油流量が第一油圧ポンプ１０Ａから吐出され、第二油圧回路Ｌ２及び第四油圧回路Ｌ４で要求されている作動油流量が第二油圧ポンプ１０Ｂから吐出される。
つまり、油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂからの作動油の各吐出量が、レギュレータ１１Ａ，１１Ｂによってアームシリンダ４４ａ，油圧モータ４６ａの駆動に必要十分な適量に制御されることになる。したがって、第一油圧回路Ｌ１から第四油圧回路Ｌ４までの全ての油圧回路に過不足なく作動油が供給され、アーム４４とツインヘッダ４６との連動性が向上する。
【００６８】
［６．効果］
本油圧制御回路によれば、第三油圧回路Ｌ３及び第四油圧回路Ｌ４を流通するアタッチメント用の作動油流量の比率を第一油圧ポンプ１０Ａ及び第二油圧ポンプ１０Ｂの余剰能力に応じた比率に設定することができ、バランス良く各油圧ポンプを運用することができる。
【００６９】
例えば、第一油圧ポンプ１０Ａが最大出力の20%，第二油圧ポンプ１０Ｂが最大出力の60%で作動している場合、余剰能力の比率は、2:1となる。そこで、アタッチメント側へ供給する作動油流量の比率をこれに倣って2:1にすれば、何れか一方に余力が残っている状態で他方がオーバーワークになる（出力上限値になる）ことを防止することができる。したがって、アタッチメントとフロント作業機との連動操作性を向上させることができる。
【００７０】
また、各油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂの余剰能力に応じて配分されたアタッチメント用の作動油流量に対し、ネガコン圧に応じたフロント作業機用の作動油流量を加算することによって、最終的なレギュレータ１１Ａ，１１Ｂの制御用のネガコン圧を設定しているため、過不足のない作動油流量を確保することができる。
なお、アタッチメント用アクチュエータが複数設けられている場合であっても、それらの全てのアクチュエータが要求する作動油流量を過不足なく第三油圧回路Ｌ３及び第四油圧回路Ｌ４へ供給することができる。
【００７１】
また、本実施形態では、ネガコン回路Ｌ１２，１３に第二電磁切換弁６Ａ，６Ｂを介装させるという簡素な構成で、フロント作業機のみの作動時には、第一油圧回路Ｌ１及び第二油圧回路Ｌ２のネガコン圧を油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂへ導入して（すなわち、通常のネガコン制御により）、各アクチュエータの作動に必要十分な作動油流量を確保することができる。また、アタッチメント用の油圧モータ４６ａの作動時には、この第二電磁切換弁６Ａ、６Ｂを閉鎖することにより、ネガコン回路Ｌ１１内で必要十分な作動油流量を任意に設定することができ、アタッチメントの単動及び連動作業性を高めることができる。
【００７２】
また、優先回路Ｌ１０内に第一圧力補償弁２Ａ及び第二圧力補償弁２Ｂを介装させることにより、アタッチメント側への回路Ｌ３，Ｌ４へ流通する作動油流量の確保が容易となる。
また、優先切換回路Ｌ９上の電磁切換弁３Ａ，３Ｂを開放することで第一圧力補償弁２Ａ及び第二圧力補償弁２Ｂにおける圧力補償作用が停止するため、アタッチメントへの作動油供給を停止させることも容易である。これにより、フロント作業機の単動時における作業効率を向上させることができる。また、ポンプ流量を有効に活用することができ、油圧エネルギの浪費を抑えることができる。
【００７３】
［７．その他］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、上述の実施形態ではブーム４３，アーム４４及びツインヘッダ４６の駆動に係る油圧回路が例示されているが、本発明の油圧制御回路は、アタッチメントとその他の油圧アクチュエータとを備えた油圧回路に広く適用可能である。すなわち、ブームシリンダ４３ａやアームシリンダ４４ａ以外の油圧シリンダ４５ａや上部旋回体４１の旋回装置、下部走行体４２の走行装置等のアクチュエータを駆動する油圧回路を具備した油圧回路に適用してもよい。また、ツインヘッダ４６だけでなくブレーカやマグネット，グラップルカッター等、油圧シリンダ，油圧モータで駆動される各種油圧装置をアタッチメントとして具備した油圧回路に適用することができる。
【００７４】
なお、上述の実施形態における優先回路Ｌ１０やネガコン回路Ｌ１１に関しても必須ではなく、少なくとも二系統の油圧回路の各々に油圧ポンプを有するとともに、各油圧ポンプからアタッチメント側へ接続された二本の作動油供給ラインを有する油圧回路において、アタッチメントへの作動油供給量を各油圧ポンプの余剰流量の比率で分配するものであればよい。
【００７５】
また、上述の実施形態では、ネガコン回路Ｌ１１から導入されるネガコン圧を利用した油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂの出力制御が行われているが、ネガコン回路Ｌ１１に係る構成は省略することが可能である。同様に、電磁切換弁３Ａ，３Ｂ及び第二電磁切換弁６Ａ，６Ｂの開度制御に関して、上述の実施形態ではコントローラ２０を介した制御が行われているが、このような電子制御の代わりに、物理的にこれらの電磁切換弁３Ａ，３Ｂ，６Ａ，６Ｂを開閉するパイロット制御機構を備えた構成とすることも考えられる。少なくとも、上記の表１に記載されたような対応関係で各弁の開度が制御されるようなものであればよい。
【００７６】
また、上述の実施形態では、図３に示すように圧力センサ９を用いてツインヘッダ４６の操作レバーへの操作量を検出しているが、例えば電子式操作レバーの場合には電気的に操作量を検出する構成としてもよい。
また、上述の実施形態では、本発明を油圧ショベル４０の油圧回路に適用したものを例示したが、本発明の適用対象はこれに限定されず、ブルドーザやホイールローダ，油圧式クレーン等様々な作業機械の油圧回路に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の一実施形態に係る油圧制御回路が適用された油圧ショベルの全体構成を示す側面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る油圧制御回路の全体構成を示す油圧回路図及び制御ブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る油圧制御回路におけるアタッチメント用アクチュエータの操作レバーに係る油圧回路図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る油圧制御回路に係るコントローラの制御ブロック図である。
【符号の説明】
【００７８】
１Ａ，１Ｂ  電磁比例絞り弁（第一電磁比例絞り弁，第二電磁比例絞り弁）
２Ａ，２Ｂ  圧力補償弁（第一圧力補償弁，第二圧力補償弁）
２ａ  第一流路
２ｂ  第二流路
３Ａ，３Ｂ  電磁切換弁
４Ａ，４Ｂ  メインコントロール弁（第一コントロール弁，第二コントロール弁）
４Ｃ  アタッチメント用コントロール弁
５Ａ，５Ｂ  ネガコン用リリーフ弁
５Ｃ  アタッチメント用リリーフ弁
６Ａ，６Ｂ  第二電磁切換弁
７Ａ，７Ｂ  圧力センサ（第一圧力センサ，第二圧力センサ）
８Ａ，８Ｂ  電磁比例減圧弁（第一電磁比例減圧弁，第二電磁比例減圧弁）
９  圧力センサ（操作量検出手段）
１０Ａ  第一油圧ポンプ
１０Ｂ  第二油圧ポンプ
１１Ａ，１１Ｂ  レギュレータ
１２Ａ，１２Ｂ，１７  シャトル弁
１３  エンジン
１４  パイロット油圧ポンプ
１５  タンク
１６  オリフィス
１８ａ，１８ｂ  アタッチメント用リモコン弁
２０  コントローラ
２１  アタッチメント流量設定器（第二設定手段）
２２Ａ，２２Ｂ  メイン流量設定器（第一設定手段）
２３  流量比演算器（ポンプ余剰流量比率算出手段）
２４Ａ，２４Ｂ  乗算器（優先流量設定手段の一つ）
２５Ａ，２５Ｂ  加算器（ネガコン圧制御手段の一つ）
２６Ａ，２６Ｂ  リミッタ（ネガコン圧制御手段の一つ）
２７Ａ，２７Ｂ  バルブ開度設定器（優先流量設定手段の一つ）
２８Ａ，２８Ｂ  指令値変換器（ネガコン圧制御手段の一つ）
２９Ａ，２９Ｂ  バルブ指令値変換器（優先流量設定手段の一つ）
４０  油圧ショベル
４１  上部旋回体
４２  下部走行体
４３  ブーム（フロント作業機の一つ）
４３ａ  ブームシリンダ（第一アクチュエータ）
４４  アーム（フロント作業機の一つ）
４４ａ  アームシリンダ（第二アクチュエータ）
４５ａ  バケットシリンダ
４６  ツインヘッダ（アタッチメント）
４６ａ  油圧モータ（アタッチメント用アクチュエータ）
４７  キャブ
４８  エンジンルーム
Ｌ１  第一油圧回路
Ｌ２  第二油圧回路
Ｌ３  第三油圧回路
Ｌ４  第四油圧回路
Ｌ５  第五油圧回路
Ｌ６  第六油圧回路
Ｌ７  第七油圧回路
Ｌ８  第八油圧回路
Ｌ９  優先切換回路
Ｌ１０  優先回路
Ｌ１１  ネガコン回路
Ｌ１２  第一ネガコン回路
Ｌ１３  第二ネガコン回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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