(57)【要約】【課題】作業部の下降時に油圧シリンダから排出される油をアキュムレータに蓄圧する一方、作業部の上昇時に前記アキュムレータに蓄圧された油を油圧シリンダに供給するように構成するにあたり、作業部の上昇速度がアキュムレータの蓄圧量に左右されてしまう不具合を回避する。【解決手段】アキュムレータに蓄圧された圧油を吸込んでブームシリンダ８に供給する専用ポンプ３２と、油タンク１１から油を吸込んでブームシリンダ８に供給する第一メインポンプ９と、アキュムレータの蓄圧量を検出するアキュムレータ用圧力センサとを設ける一方、アキュムレータの蓄圧量に基づいて、ブームの上昇時における専用ポンプ３２および第一メインポンプ９からブームシリンダ８への圧油供給を制御するように構成した。【選択図】図２
2008014467.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業部を昇降せしめる油圧シリンダと、作業部の下降時に油圧シリンダから排出される油を蓄圧するアキュムレータと、アキュムレータに蓄圧された圧油を吸込んで油圧シリンダに供給する専用ポンプと、油タンクから油を吸込んで油圧シリンダに供給する油圧ポンプと、前記アキュムレータの蓄圧量を検出するための蓄圧量検出手段とを備える一方、該蓄圧量検出手段により検出されるアキュムレータの蓄圧量に基づいて、作業部の上昇時における専用ポンプから油圧シリンダへの圧油供給および油圧ポンプから油圧シリンダへの圧油供給を制御する制御装置を設けたことを特徴とする作業機械における油圧制御システム。
【請求項２】
制御装置は、作業部の上昇時に、アキュムレータの蓄圧量が予め設定される高蓄圧量以上の場合は、専用ポンプから油圧シリンダへの圧油供給を行う一方、油圧ポンプから油圧シリンダへの圧油供給を停止し、アキュムレータの蓄圧量が予め設定される低蓄圧量以下の場合は、油圧ポンプから油圧シリンダへの圧油供給を行う一方、専用ポンプから油圧シリンダへの圧油供給を停止し、また、アキュムレータの蓄圧量が前記高蓄圧量と低蓄圧量とのあいだの場合は、アキュムレータの蓄圧量が減少するにつれて専用ポンプから油圧シリンダへの供給流量を減少せしめる一方、油圧ポンプから油圧シリンダへの供給流量を増加せしめるように制御すると共に、アキュムレータの蓄圧量が前記何れの場合であっても、専用ポンプから油圧シリンダへの供給流量と油圧ポンプから油圧シリンダへの供給流量との和が、油圧シリンダ用操作具の操作量に応じて要求される流量となるように制御す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。
【請求項３】
油圧制御システムは、油圧ポンプから油圧シリンダへの流量制御を行うコントロールバルブと、専用ポンプから油圧シリンダへの流量制御を行うコントロールバルブとを備える一方、制御装置は、アキュムレータの蓄圧量に基づいて、上記各コントロールバルブをそれぞれ制御するコントロールバルブ制御部を有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。
【請求項４】
制御装置は、アキュムレータの蓄圧量に基づいて、専用ポンプの吐出流量を制御する専用ポンプ制御部を有することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の作業機械における油圧制御システム。
【請求項５】
制御装置は、アキュムレータの蓄圧量に基づいて、作業部の上昇時における油圧シリンダへの供給流量に対する専用ポンプの分担割合および油圧ポンプの分担割合を演算する分担割合演算部を有することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の作業機械における油圧制御システム。
【請求項６】
油圧ポンプは、作業機械に設けられる各種油圧アクチュエータの油圧供給源となるメインポンプであることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の作業機械における油圧制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、昇降する作業部を備えた作業機械において、作業部の有する位置エネルギーを回収、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。
【背景技術】
【０００２】
一般に、油圧ショベルやクレーン等の作業機械は、昇降自在な作業部を備えると共に、該作業部の昇降は、油圧ポンプから圧油供給される油圧シリンダの伸縮作動に基づいて行うように構成されているが、このものにおいて、従来、作業部の下降時に油圧シリンダの重量保持側油室から油タンクに排出される油は、作業部の自重による急激な落下を防止するため、油圧シリンダの油供給排出制御を行うコントロールバルブに設けられた絞りによってメータアウト制御されるように構成されている。つまり、地面より上方に位置している作業部は位置エネルギーを有しているが、該位置エネルギーは、前記コントロールバルブの絞りを通過するときに熱エネルギーに変換され、さらに該熱エネルギーはオイルクーラーによって大気中に放出されることになって、無駄なエネルギー損失となる。
そこで、作業部の有する位置エネルギーを回収、再利用するために、通常の油圧シリンダに加えて補助油圧シリンダ（アシストシリンダ）を設け、作業部の下降時に、補助油圧シリンダの重量保持側油室から排出される油をアキュムレータに蓄圧すると共に、作業部の上昇時に、アキュムレータに蓄圧された圧油を補助シリンダの重量保持側に供給するようにした技術が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特許第２５８２３１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、前記特許文献１のものは、作業部の上昇時にアキュムレータに充分に蓄圧されていない場合、油圧ポンプからコントロールバルブを介して通常の油圧シリンダに供給される圧油の一部が、補助油圧シリンダに供給されると共にアキュムレータ蓄圧用に用いられるように構成されている。このため、作業部の上昇途中でアキュムレータの蓄圧量が不足すると、補助油圧シリンダによるアシスト力を受けることができなくなる許りか、通常の油圧シリンダへの供給流量が補助油圧シリンダおよびアキュムレータ蓄圧用に分配されてしまうことになって、作業部の上昇速度が急に遅くなる。つまり、作業部の上昇速度がアキュムレータの蓄圧量によって左右されてしまうことになって、作業効率が低下するうえ、操作性に劣るという問題があり、ここに本発明が解決しようとする課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
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、作業部を昇降せしめる油圧シリンダと、作業部の下降時に油圧シリンダから排出される油を蓄圧するアキュムレータと、アキュムレータに蓄圧された圧油を吸込んで油圧シリンダに供給する専用ポンプと、油タンクから油を吸込んで油圧シリンダに供給する油圧ポンプと、前記アキュムレータの蓄圧量を検出するための蓄圧量検出手段とを備える一方、該蓄圧量検出手段により検出されるアキュムレータの蓄圧量に基づいて、作業部の上昇時における専用ポンプから油圧シリンダへの圧油供給および油圧ポンプから油圧シリンダへの圧油供給を制御する制御装置を設けた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。
そして、この様にすることにより、昇降動する作業部の有する位置エネルギーをアキュムレータを用いて有効に回収、再利用できることになって、省エネルギー化に大きく貢献できることになるが、さらにこのものにおいて、アキュムレータの蓄圧量が充分でなく専用ポンプから油圧シリンダへの圧油供給が不足してしまうような場合であっても、油圧ポンプから油圧シリンダに圧油供給することができると共に、アキュムレータの蓄圧量の変動に応じて、専用ポンプから油圧シリンダへの圧油供給および油圧ポンプから油圧シリンダへの圧油供給を制御できることになり、而して、作業部の作動速度がアキュムレータの蓄圧量に左右されてしまうような不具合を回避し得て、操作性に優れると共に、作業効率の向上に寄与できる。
請求項２の発明は、制御装置は、作業部の上昇時に、アキュムレータの蓄圧量が予め設定される高蓄圧量以上の場合は、専用ポンプから油圧シリンダへの圧油供給を行う一方、油圧ポンプから油圧シリンダへの圧油供給を停止し、アキュムレータの蓄圧量が予め設定される低蓄圧量以下の場合は、油圧ポンプから油圧シリンダへの圧油供給を行う一方、専用ポンプから油圧シリンダへの圧油供給を停止し、また、アキュムレータの蓄圧量が前記高蓄圧量と低蓄圧量とのあいだの場合は、アキュムレータの蓄圧量が減少するにつれて専用ポンプから油圧シリンダへの供給流量を減少せしめる一方、油圧ポンプから油圧シリンダへの供給流量を増加せしめるように制御すると共に、アキュムレータの蓄圧量が前記何れの場合であっても、専用ポンプから油圧シリンダへの供給流量と油圧ポンプから油圧シリンダへの供給流量との和が、油圧シリンダ用操作具の操作量に応じて要求される流量となるように制御す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。
そして、この様にすることにより、アキュムレータの蓄圧量が充分な場合には、該アキュムレータの蓄圧油を最大限に利用することができると共に、アキュムレータの蓄圧量が減少しても、常に油圧シリンダ用操作具の操作量に応じた流量を油圧シリンダに供給できることになって、油圧シリンダ用操作具の操作量に対応した所望の速度で作業部を上昇せしめることができる。しかもこの場合、アキュムレータの蓄圧量が減少するにつれて専用ポンプから油圧シリンダへの供給流量が減少する一方、油圧ポンプから油圧シリンダへの供給流量が増加する構成となっているから、専用ポンプから供給流量と油圧ポンプからの供給流量とを、アキュムレータの蓄圧量に応じて常にバランス良く油圧シリンダに供給できると共に、例えば、作業部の上昇時にアキュムレータが空になるまでは専用ポンプからのみ圧油供給し、空になった時点で油圧ポンプからの圧油供給に切換えるように構成したもののように、専用ポンプからの圧油供給と油圧ポンプからの圧油供給との切換時に作業部の円滑な動作が損なわれてしまうような不具合がなく、操作性に優れる。
請求項３の発明は、油圧制御システムは、油圧ポンプから油圧シリンダへの流量制御を行うコントロールバルブと、専用ポンプから油圧シリンダへの流量制御を行うコントロールバルブとを備える一方、制御装置は、アキュムレータの蓄圧量に基づいて、上記各コントロールバルブをそれぞれ制御するコントロールバルブ制御部を有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。
そして、この様にすることにより、専用ポンプおよび油圧ポンプから油圧シリンダへの供給流量を、アキュムレータの蓄圧量に対応させるべく精度良くコントロールすることができる。
請求項４の発明は、制御装置は、アキュムレータの蓄圧量に基づいて、専用ポンプの吐出流量を制御する専用ポンプ制御部を有することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の作業機械における油圧制御システムである。
そして、この様にすることにより、専用ポンプの吐出流量を無駄にすることなく、且つ不足することなく油圧シリンダに供給することができると共に、アキュムレータに蓄圧されていない状態、つまりアキュムレータから専用ポンプの吸入側に油供給されない状態で、専用ポンプが圧油を吐出するべく駆動して無理な負荷が加わってしまうような不具合を、確実に回避することができる。
請求項５の発明は、制御装置は、アキュムレータの蓄圧量に基づいて、作業部の上昇時における油圧シリンダへの供給流量に対する専用ポンプの分担割合および油圧ポンプの分担割合を演算する分担割合演算部を有することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の作業機械における油圧制御システムである。
そして、この様にすることにより、分担割合演算部で演算された専用ポンプの分担割合および油圧ポンプの分担割合を用いて、アキュムレータの蓄圧量に対応した専用ポンプおよび油圧ポンプの供給流量制御や専用ポンプの吐出量制御を、簡単且つ正確に行うことができる。
請求項６の発明は、油圧ポンプは、作業機械に設けられる各種油圧アクチュエータの油圧供給源となるメインポンプであることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の作業機械における油圧制御システムである。
そして、この様にすることにより、各種油圧アクチュエータの油圧供給源となるべく作業機械に一般的に装備されているメインポンプをそのまま利用できると共に、該メインポンプから油圧シリンダへの供給回路も利用できることになって、部材装置の増加や回路の複雑化の抑制に貢献できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
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。
【０００６】
８は前記ブーム５を上下揺動せしめるべく伸縮作動する左右一対のブームシリンダ（本発明の油圧シリンダに相当する）であって、該ブームシリンダ８は、ヘッド側油室８ａ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への圧油供給およびロッド側油室８ｂ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への圧油供給およびヘッド側油室８ａ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の昇降によって作業部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ブーム５の下降時に回収される一方、該回収されたエネルギーは、ブーム５の上昇時に利用されるようになっている。
【０００７】
次いで、前記油圧制御システムについて、図２、図３の回路図に基づいて説明するが、これらの図面において、９、１０は油圧ショベル１に搭載のエンジンＥにポンプドライブギア部Ｇを介して連結される第一、第二メインポンプであって、これら第一、第二メインポンプ９、１０は、油タンク１１から作動油を吸込んで第一、第二ポンプ油路１２、１３に吐出するように構成されている。
ここで、第一、第二メインポンプ９、１０は、前記ブームシリンダ８だけでなく、油圧ショベル１に設けられる各種油圧アクチュエータ（図示しないが、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）の油圧供給源となる可変容量型の油圧ポンプであるが、これら第一、第二メインポンプ９、１０のうち、第一メインポンプ９が本発明の油圧ポンプに相当する。尚、図２、図３中、丸付きの数字は結合子記号であって、対応する丸付き数字同士が接続される。
【０００８】
１４、１５は前記第一、第二メインポンプ９、１０の吐出流量制御を行う第一、第二レギュレータであって、該第一、第二レギュレータ１４、１５は、後述する制御装置１６によって制御されるメインポンプ制御用電磁比例減圧弁１７からの制御信号圧を受けて、エンジン回転数と作業負荷に対応したポンプ出力にするべく作動すると共に、第一、第二メインポンプ９、１０の吐出圧力を受けて定馬力制御を行う。さらに第一、第二レギュレータ１４、１５は、後述するように第一、第二コントロールバルブ１８、１９のセンタバイパス弁路１８ｆ、１９ｂの開口量に対応してポンプ流量を増減せしめるネガティブコントロール流量制御も行うように構成されている。
【０００９】
一方、前記第一、第二コントロールバルブ１８、１９は、第一、第二ポンプ油路１２、１３にそれぞれ接続される方向切換弁であって、これら第一、第二コントロールバルブ１８、１９は、第一、第二メインポンプ９、１０の吐出油をブームシリンダ８に供給するべく作動する。尚、第一、第二メインポンプ９、１０は、前述したように、油圧ショベル１に設けられる各種油圧アクチュエータの圧油供給源となるため、第一、第二ポンプ油路１２、１３には他の油圧アクチュエータ用のコントロールバルブも接続されるが、これらについては省略する。
【００１０】
前記第一コントロールバルブ１８（ 本発明の油圧ポンプから油圧シリンダへの流量制御を行うコントロールバルブに相当する）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、そして、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、ブームシリンダ８に対する油給排を行わない中立位置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スプールが移動して、第一メインポンプ９の圧油をシリンダヘッド側油路２０を経由してブームシリンダ８のヘッド側油室８ａに供給する一方、ロッド側油室８ｂからシリンダロッド側油路２１に排出された油をリターン油路２２を経由して油タンク１１に流す上昇側位置Ｘに切換わる。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、前記上昇側位置Ｘとは反対側にスプールが移動して、ヘッド側油室８ａからシリンダヘッド側油路２０に排出された油を、再生用弁路１８ｃを経由してシリンダロッド側油路２１からロッド側油室８ｂ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。尚、前記シリンダヘッド側油路２０は、ブームシリンダ８のヘッド側油室８ａに油を給排するべくヘッド側油室８ａに接続される油路であり、シリンダロッド側油路２１は、ブームシリンダ８のロッド側油室８ｂに油を給排するべくロッド側油室８ｂに接続される油路である。
【００１１】
ここで、前記下降側位置Ｙの第一コントロールバルブ１８に設けられる再生用弁路１８ｃは、ブームシリンダ８のヘッド側油室８ａとロッド側油室８ｂとを連通する弁路であって、該再生用弁路１８ｃには、ヘッド側油室８ａからロッド側油室８ｂ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１８ｄと、絞り１８ｅとが配されている。而して、前述したように、第一コントロールバルブ１８が下降側位置Ｙのとき、ヘッド側油室８ａから排出された油は、再生用弁路１８ｃを介してロッド側油室８ｂに供給されるが、その流量は、再生用弁路１８ｃに配された絞り１８ｅの開口特性（該絞り１８ｅの開口特性は、第一コントロールバルブ１８のスプール移動ストロークに応じて設定される）と、ヘッド側油室８ａとロッド側油室８ｂの差圧とによって変化するようになっている。
【００１２】
一方、第二コントロールバルブ１９は、上昇側パイロットポート１９ａを備えたスプール弁で構成されており、そして、上昇側パイロットポート１９ａにパイロット圧が入力されていない状態では、ブームシリンダ８に対する油給排を行わない中立位置Ｎに位置しているが、上昇側パイロットポート１９ａにパイロット圧が入力されることによりスプールが移動して、第二メインポンプ１０の圧油をシリンダヘッド側油路２０を経由してブームシリンダ８のヘッド側油室８ａに供給する上昇側位置Ｘに切換るように構成されている。
【００１３】
また、２３、２４、２５は第一上昇側、第一下降側、第二上昇側電磁比例減圧弁であって、これら各電磁比例減圧弁２３、２４、２５は、制御装置１６からの制御信号に基づいて、前記第一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１８ａ、第二コントロールバルブ１９の上昇側パイロットポート１９ａにそれぞれパイロット圧を出力するべく作動するが、該パイロット圧は、制御装置１６から出力される制御信号値の増減に対応して増減するように設定されている。そして、これら第一上昇側、第一下降側、第二上昇側電磁比例減圧弁２３、２４、２５から出力されるパイロット圧の圧力の増減に対応して第一、第二コントロールバルブ１８、１９のスプールの移動ストロークが増減するようになっており、これによって、第一、第二コントロールバルブ１８、１９からブームシリンダ８への給排流量の増減制御がなされるように構成されている。尚、図２、図３中、２６はパイロット油圧源となるパイロットポンプである。
【００１４】
さらに、第一、第二コントロールバルブ１８、１９には、第一、第二メインポンプ９、１０の圧油を第一、第二ネガティブコントロールバルブ２７、２８を介して油タンク１１に流すセンタバイパス弁路１８ｆ、１９ｂが形成されている。該センタバイパス弁路１８ｆ、１９ｂの開口量は、第一、第二コントロールバルブ１８、１９が中立位置Ｎのときに最も大きく、上昇側位置Ｘに切換わったスプールの移動ストロークが大きくなるほど小さくなるように制御されるが、下降側位置Ｙの第一コントロールバルブ１８のセンタバイパス弁路１８ｆは、スプールの移動ストロークに拠らず大きな開口を維持する特性を有しており、これにより、下降側位置Ｙの第一コントロールバルブ１８のセンタバイパス弁路１８ｆの通過流量は、中立位置Ｎのときの通過流量から変化しないように設定されている。そして、上記センタバイパス弁路１８ｆ、１９ｂの通過流量は、ネガティブコントロール制御信号として前記第一、第二レギュレータ１４、１５に入力されて、センタバイパス弁路１８ｆ、１９ｂの通過流量が少なくなるほど第一、第二メインポンプ９、１０の吐出流量が増加する、所謂ネガティブコントロール流量制御が行われるようになっている。ここで、前述したように、第一コントロールバルブ１８のセンタバイパス弁路１８ｆの通過流量は、下降側位置Ｙに切換わっても中立位置Ｎのときと変化せず、而して、第一コントロールバルブ１８が下降側位置Ｙのときの第一メインポンプ９の吐出流量は、ネガティブコントロール流量制御によって最小となるように制御されるようになっている。
【００１５】
また、２９は前記シリンダヘッド側油路２０に配されるドリフト低減弁、３０は制御装置１６からのＯＮ信号に基づいてＯＦＦ位置ＮからＯＮ位置Ｘに切換わるドリフト低減弁用電磁切換弁であって、上記ドリフト低減弁２９は、前記第一、第二コントロールバルブ１８、１９および後述する第三コントロールバルブ３７からブームシリンダ８のヘッド側油室８ａへの油の流れは常時許容するが、逆方向の流れは、ドリフト低減弁用電磁切換弁３０がＯＦＦ位置Ｎのときには阻止し、ＯＮ位置Ｘのときのみ許容するように構成されている。尚、３１はシリンダヘッド側油路２０に接続されるリリーフ弁であって、該リリーフ弁３１によって、シリンダヘッド側油路２０の最高圧力が制限されている。
【００１６】
一方、３２は専用ポンプであって、このものもポンプドライブギア部Ｇを介してエンジンＥに連結される可変容量型ポンプであるが、該専用ポンプ３２は、サクション油路３３から供給される油を吸込んで専用ポンプ油路３４に吐出すると共に、専用ポンプ３２の吐出流量制御は、制御装置１６から出力される制御信号に基づいて作動する専用ポンプ用レギュレータ３５によって行われるように構成されている。
【００１７】
ここで、前記サクション油路３３には、後述するように、アキュムレータ３６の蓄圧油あるいはブームシリンダ８のヘッド側油室８ａからの排出油が供給されるようになっており、而して、専用ポンプ３２は、アキュムレータ３６の蓄圧油あるいはブームシリンダ８のヘッド側油室８ａからの排出油を吸込んで、専用ポンプ油路３４に吐出するようになっている。
【００１８】
３７は前記専用ポンプ油路３４に接続される第三コントロールバルブ（本発明の専用ポンプから油圧シリンダへの流量制御を行うコントロールバルブに相当する）であって、該第三コントロールバルブ３７は、制御装置１６からの制御信号に基づいて、専用ポンプ３２から吐出される圧油を、ブームシリンダ８に供給するべく作動する。
【００１９】
前記第三コントロールバルブ３７について詳細に説明すると、該第三コントロールバルブ３７は、制御装置１６からの制御信号が入力される第三上昇側、第三下降側電油変換弁３８、３９の作動に基づいてスプールが移動する方向切換弁であって、両電油変換弁３８、３９に制御信号が入力されていない状態では、ブームシリンダ８に対する油給排を行わない中立位置Ｎに位置しているが、第三上昇側電油変換弁３８に制御信号が入力されることによりスプールが移動して、専用ポンプ３２の吐出油をシリンダヘッド側油路２０を経由してブームシリンダ８のヘッド側油室８ａに供給する一方、ロッド側油室８ｂからシリンダロッド側油路２１に排出された油をリターン油路２２を経由して油タンク１１に流す上昇側位置Ｘに切換わる。また、第三下降側電油変換弁３９に制御信号が入力されることにより、前記上昇側位置Ｘとは反対側にスプールが移動して、専用ポンプ３２の吐出油をシリンダロッド側油路２１を経由してブームシリンダ８のロッド側油室８ｂ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。
【００２０】
前記第三コントロールバルブ３７のスプールの移動ストロークは、制御装置１６から第三上昇側、第三下降側電油変換弁３８、３９に入力される制御信号値によって増減制御されるようになっており、そして該スプールの移動ストロークの増減制御によって、第三コントロールバルブ３７からブームシリンダ８への給排流量の増減制御がなされるように構成されている。
【００２１】
さらに、４０は前記シリンダヘッド側油路２０から分岐形成される回収油路であって、該回収油路４０には、回収用バルブ４１が配されていると共に、該回収用バルブ４１の下流側で、アキュムレータ油路４２と前記サクション油路３３とに接続されている。さらに、回収油路４０には、シリンダヘッド側油路２０からアキュムレータ油路４２およびサクション油路３３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４３が配されている。而して、ブームシリンダ８のヘッド側油室８ａからシリンダヘッド側油路２０に排出された油を、回収油路４０を経由して、アキュムレータ油路４２およびサクション油路３３に供給することができるようになっている。
【００２２】
前記回収用バルブ４１は、制御装置１６からの制御信号が入力される回収用電油変換弁４４の作動に基づいてスプールが移動する開閉弁であって、回収用電油変換弁４４に制御信号が入力されていない状態では、回収油路４０を閉じる閉位置Ｎに位置しているが、回収用電油変換弁４４に制御信号が入力されることによりスプールが移動して、回収油路４０を開く開位置Ｘに切換わるように構成されている。
【００２３】
前記回収用バルブ４１のスプールの移動ストロークは、制御装置１６から回収用電油変換弁４４に入力される制御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、該スプールの移動ストロークの増減制御によって、ブームシリンダ８のヘッド側油室８ａから回収油路４０を経由してアキュムレータ油路４２およびサクション油路３３に流れる流量の増減制御がなされるように構成されている。
【００２４】
一方、アキュムレータ油路４２は、前記回収油路４０からアキュムレータチェックバルブ４５を経由してアキュムレータ３６に至る油路であって、該アキュムレータ油路４２の最高圧力は、アキュムレータ油路４２に接続されるリリーフ弁４６によって制限されている。尚、本実施の形態において、アキュムレータ３６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。
【００２５】
前記アキュムレータチェックバルブ４５は、アキュムレータ３６に対する油の給排制御を行うバルブであって、ポペット弁４７と、制御装置１６から出力されるＯＮ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チェックバルブ用電磁切換弁４８とを用いて構成されている。そして、上記ポペット弁４７は、回収油路４０からアキュムレータ３６への油の流れは、アキュムレータチェックバルブ用電磁切換弁４８がＯＦＦ位置Ｎ、ＯＮ位置Ｘの何れであっても許容するが、アキュムレータ３６からサクション油路３３への油の流れは、アキュムレータチェックバルブ用電磁切換弁４８がＯＦＦ位置Ｎに位置しているときには阻止し、ＯＮ位置Ｘに位置しているときのみ許容するように構成されている。尚、回収油路４０からアキュムレータ３６への油の流れは、前述したようにアキュムレータチェックバルブ用電磁切換弁４８がＯＦＦ位置Ｎ、ＯＮ位置Ｘの何れであっても許容されるが、アキュムレータチェックバルブ用電磁切換弁４８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４２の圧力がポペット弁４７のバネ室４７ａ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４０からアキュムレータ油路４２に油を流すことができる。
【００２６】
さらに、４９は前記サクション油路３３から分岐形成されて油タンク１１に至る排出油路であって、該排出油路４９には、タンクチェックバルブ５０が配されている。
【００２７】
前記タンクチェックバルブ５０は、ポペット弁５１と、制御装置１６から出力されるＯＮ信号に基づいてＯＦＦ位置ＮからＯＮ位置Ｘに切換わるタンクチェックバルブ用電磁切換弁５２とを用いて構成されている。上記ポペット弁５１は、サクション油路３３から油タンク１１への油の流れを、タンクチェックバルブ用電磁切換弁５２がＯＮ位置Ｘに位置しているときのみ許容し、ＯＦＦ位置Ｎに位置しているときには阻止するようになっている。そして、例えば、油圧ショベル１の作業終了時やメンテナンス時等に、前記アキュムレータチェックバルブ用電磁切換弁４８およびタンクチェックバルブ用電磁切換弁５２を共にＯＮ位置Ｘに切換えることにより、アキュムレータ３６に蓄圧された圧油を油タンク１１に放出することができるようになっている。
【００２８】
一方、前記制御装置１６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４のブロック図に示すごとく、図示しないブーム用操作レバー（本発明の油圧シリンダ用操作具に相当する）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５３、第一メインポンプ９の吐出圧を検出するべく第一ポンプ油路１２に接続される第一吐出側圧力センサ５４、第二メインポンプ１０の吐出圧を検出するべく第二吐出側ポンプ油路１３に接続される第二吐出側圧力センサ５５、専用ポンプ３２の吐出圧を検出するべく専用ポンプ油路３４に接続される第三吐出側圧力センサ５６、専用ポンプ３２の吸入側の圧力を検出するべくサクション油路３３に接続される吸入側圧力センサ５７、ブームシリンダ８のヘッド側油室８ａの圧力を検出するべくシリンダヘッド側油路２０に接続されるシリンダヘッド側圧力センサ５８、ブームシリンダ８のロッド側油室８ｂの圧力を検出するべくシリンダロッド側油路２１に接続されるシリンダロッド側圧力センサ５９、アキュムレータ３６の圧力を検出するべくアキュムレータ油路４２に接続されるアキュムレータ用圧力センサ６０、アキュムレータ３６の封入ガス温度を検出するアキュムレータ用温度センサ６１等からの信号を入力し、これら入力信号に基づいて、前述のメインポンプ制御用電磁比例減圧弁１７、第一上昇側電磁比例減圧弁２３、第一下降側電磁比例減圧弁２４、第二上昇側電磁比例減圧弁２５、ドリフト低減弁用電磁切換弁３０、専用ポンプ用レギュレータ３５、第三上昇側電油変換弁３８、第三下降側電油変換弁３９、回収用電油変換弁４４、アキュムレータチェックバルブ用電磁切換弁４８、タンクチェックバルブ用電磁切換弁５２等に制御信号を出力する。
【００２９】
ここで、６２は制御装置１６に設けられる蓄圧量演算部であって、該蓄圧量演算部６２は、アキュムレータ用圧力センサ（本発明の蓄圧量検出手段に相当する）６０から入力される検出信号に基づいて、現在のアキュムレータ３６の蓄圧量を演算する。該演算されるアキュムレータ３６の蓄圧量は、本実施の形態では、蓄圧開始設定圧を越えてアキュムレータ３６に蓄圧された蓄圧圧力ΔＰであって、該蓄圧圧力ΔＰは、アキュムレータ３６の現時点での圧力（Ｐａ、アキュムレータ用圧力センサ６０により検出される）からアキュムレータ３６の現時点での蓄圧開始設定圧（Ｐｏ、摂氏２０度におけるプレチャージ圧を現時点での温度に換算した圧力）を減じることにより演算される（ΔＰ＝Ｐａ−Ｐｏ）。
【００３０】
また、６３は要求ポンプ容量演算部であって、該要求ポンプ容量演算部６３は、図５のブロック図に示す如く、ブーム操作検出手段５３から出力されるブーム用操作レバーの操作信号を入力し、ゲインコントロール６４によって要求ポンプ容量ＤＲを演算する。該要求ポンプ容量ＤＲは、ブーム用操作レバーの操作量によって要求されるポンプ容量であって、ブーム用操作レバーの操作量の増加に伴い増加するように設定されると共に、ブーム上昇側に操作された場合は「正」の値で、また、ブーム下降側に操作された場合は「負」の値で出力されるように設定されている。
【００３１】
また、６５は分担割合演算部であって、該分担割合演算部６５は、図６に示す如く、前記蓄圧量演算部６２によって演算される蓄圧圧力ΔＰと、ブーム５の上昇時における第一メインポンプ９のアシスト割合α（α＝「０」〜「１」、該アシスト割合αは、本発明の油圧ポンプの分担割合に相当する）との関係を設定したアシストテーブル６６を有している。そして、分担割合演算部６５は、上記アシストテーブル６６に基づいてアシスト割合αを求めるが、該アシスト割合αは、本実施の形態では、蓄圧圧力ΔＰが、アキュムレータ３６の蓄圧量が充分であるときの圧力として予め設定される高設定圧ＰＨに達しているとき（該蓄圧圧力ΔＰが高設定圧ＰＨに達しているときのアキュムレータの蓄圧量が、本発明の高蓄圧量に相当する）には「０」、アキュムレータの蓄圧量が殆どないときの圧力として予め設定される低設定圧ＰＬ以下の場合（該蓄圧圧力ΔＰが低設定圧ＰＬ以下のときのアキュムレータの蓄圧量が、本発明の低蓄圧量に相当する）には「１」、上記高設定圧ＰＨと低設定圧ＰＬとの間のときは、蓄圧圧力ΔＰが減少するにつれてアシスト割合αが高くなるように設定されている。さらに分担割合演算部６５は、「１」から前記アシスト割合αを減ずることで、ブーム５の上昇時における専用ポンプ３２の供給割合β（β＝１−α、該供給割合βは、本発明の専用ポンプの分担割合に相当する）を演算する。そして、これらアシストテーブル６６に基づいて求められたアシスト割合αおよび供給割合βは、ブーム用操作レバーがブーム上昇側に操作された場合に分担割合演算部６５から出力されて、後述するように、第一コントロールバルブ１８、第三コントロールバルブ３７の流量制御、および専用ポンプ３２の吐出流量制御に用いられる。尚、ブーム用操作レバーがブーム下降側に操作された場合、分担割合演算部６５から出力されるアシスト割合αおよび供給割合βは、アキュムレータ３６の蓄圧圧力ΔＰに関わらず常に「１」となるように設定されている。
【００３２】
一方、６７は第一コントロールバルブ制御部であって、該第一コントロールバルブ制御部６７は、図７のブロック図に示す如く、前記分担割合演算部６５から出力されるアシスト割合αと要求ポンプ容量演算部６３から出力される要求ポンプ容量ＤＲとを入力し、これらアシスト割合αと要求ポンプ容量ＤＲとを乗算器６８で乗じて、アシスト用要求ポンプ容量ＤＲαを求める。さらに、第一コントロールバルブ制御部６７は、上記アシスト用要求ポンプ容量ＤＲαを、第一上昇側、第一下降側電磁比例減圧弁２３、２４に対する制御信号値に変換するための第一バルブテーブル６９を有しており、該第一バルブテーブル６９に基づいて、第一上昇側、第一下降側電磁比例減圧弁２３、２４に対する制御信号値を求める。そして、第一コントロールバルブ制御部６７は、上記制御信号値を、ブーム用操作レバーがブーム上昇側に操作された場合は第一上昇側電磁比例減圧弁２３に出力し、またブーム下降側に操作された場合は第一下降側電磁比例減圧弁２４に出力するように設定されているが、該制御信号値によって第一上昇側電磁比例減圧弁２３は、ブーム上昇時における第一コントロールバルブ１８からブームシリンダ８への供給流量を、ブーム用操作レバーの操作量に応じて要求される流量にアシスト割合αを乗じた流量にするためのパイロット圧を出力するように制御される。
【００３３】
さらに、７０は第三コントロールバルブ制御部であって、該第一コントロールバルブ制御部７０は、図８のブロック図に示す如く、前記分担割合演算部６５から出力される供給割合βと要求ポンプ容量演算部６３から出力される要求ポンプ容量ＤＲとを入力し、これら供給割合βと要求ポンプ容量ＤＲとを乗算器７１で乗じて、供給用要求ポンプ容量ＤＲβを求める。さらに、第三コントロールバルブ制御部７０は、上記供給用要求ポンプ容量ＤＲβを、第三上昇側、第三下降側電油変換弁３８、３９に対する制御信号値に変換するための第三バルブテーブル７２を有しており、該第三バルブテーブル７２に基づいて、第三上昇側、第三下降側電油変換弁３８、３９に対する制御信号値を求める。そして、第三コントロールバルブ制御部７０は、上記制御信号値を、ブーム用操作レバーがブーム上昇側に操作された場合は第三上昇側電油変換弁３８に出力し、またブーム下降側に操作された場合は第三下降側電油変換３９に出力するように設定されているが、該制御信号値によって、第三上昇側電油変換弁３８は、ブーム上昇時における第三コントロールバルブ３７からブームシリンダ８への供給流量を、ブーム用操作レバーの操作量に応じて要求される流量に供給割合βを乗じた流量にするように制御される。
【００３４】
また、７３は専用ポンプ制御部であって、該専用ポンプ制御部７３は、前記分担割合演算部６５から出力される供給割合βと要求ポンプ容量演算部６３から出力される要求ポンプ容量ＤＲとを入力し、これら供給割合βと要求ポンプ容量ＤＲとを乗じて、供給用要求ポンプ容量ＤＲβ（ＤＲβ＝ＤＲ×β）を求める。そして、専用ポンプ制御部７３は、専用ポンプ３２の容量を上記供給用要求ポンプ容量ＤＲβにするべく、専用ポンプ用レギュレータ３５に対して制御信号を出力するが、該制御信号によって専用ポンプ３２の吐出流量は、ブーム用操作レバーの操作量に応じて要求される吐出流量に供給割合βを乗じた吐出流量となるように制御される。
尚、制御装置１６には、第二コントロールバルブ１９や回収バルブ４１、ドリフト低減弁２９、アキュムレータチェックバルブ４５、タンクチェックバルブ５０等を制御するための各種制御部（図示せず）を有しているが、これら制御部における制御については、個別に説明することなく、制御装置１６の制御として説明する。
【００３５】
次いで、ブーム用操作レバーの上昇側、下降側の操作に基づく制御装置１６の制御について説明する。
まず、ブーム用操作レバーが上昇側に操作された場合について説明すると、制御装置１６は、メインポンプ制御用電磁比例減圧弁１７に対し、第一、第二メインポンプ９、１０のポンプ出力をエンジン回転数と作業負荷に対応させるべく制御信号を出力する。
【００３６】
さらに、ブーム用操作レバーが上昇側に操作された場合、制御装置１６は、第二上昇側電磁比例減圧弁２５に対し、ブーム用操作レバーの操作量に応じて設定される制御信号値を出力する。これにより、第二上昇側電磁比例減圧弁２５からパイロット圧が出力されて、第二コントロールバルブ１９が上昇側位置Ｘに切換り、而して、第二メインポンプ１０の吐出油が、上昇側位置Ｘの第二コントロールバルブ１９を経由してシリンダヘッド側油路２０に流れて、ブームシリンダ８のヘッド側油室８ａに供給されるが、該第二コントロールバルブ１９からヘッド側油室８ａへの供給流量は、ブーム用操作レバーの操作量に応じて要求される流量となるように制御される。
【００３７】
さらに、ブーム用操作レバーが上昇側に操作された場合、制御装置１６は、前記第一コントロールバルブ制御部６７において実行される制御に基づいて、第一上昇側電磁比例減圧弁２３に対して制御信号を出力する。そして、該第一上昇側電磁比例減圧弁２３に出力される制御信号値によって、第一コントロールバルブ１８からブームシリンダ８への供給流量は、ブーム用操作レバーの操作量に応じて要求される流量にアシスト割合αを乗じた流量になるように制御される。
つまり、アシスト割合αが「１」の場合は、制御装置１６から出力される制御信号によって第一上昇側電磁比例減圧弁２３からパイロット圧が出力され、これにより第一コントロールバルブ１８が上昇側位置Ｘに切換り、而して、第一メインポンプ９の吐出油が、上昇側位置Ｘの第一コントロールバルブ１８を経由してシリンダヘッド側油路２０に流れて、ブームシリンダ８のヘッド側油室８ａに供給されるが、該第一コントロールバルブ１８からヘッド側油室８ａへの供給流量は、ブーム用操作レバーの操作量に応じて要求される流量となるように制御される。
また、アシスト割合αが「１」〜「０」のあいだ（但し、「１」および「０」は含まず）の場合は、前述したアシスト割合αが「１」の場合と同様に、制御装置１６から出力される制御信号によって第一上昇側電磁比例減圧弁２３からパイロット圧が出力され、これにより第一コントロールバルブ１８が上昇側位置Ｘに切換って、第一メインポンプ９の吐出油がブームシリンダ８のヘッド側油室８ａに供給されるが、該第一コントロールバルブ１８からヘッド側油室８ａへの供給流量は、ブーム用操作レバーの操作量に応じて要求される流量にアシスト割合αを乗じた流量、つまりアシスト割合αが低くなるほどブーム用操作レバーの操作量に応じて要求される流量よりも少ない流量となるように制御される。
さらに、アシスト割合αが「０」の場合は、制御装置１６から第一上昇側電磁比例減圧弁２３に対して、第一コントロールバルブ１８からブームシリンダ８への供給流量をゼロにするための制御信号が出力される。これにより、第一コントロールバルブ３７は中立位置Ｎに保持され、而して、第一メインポンプ９からブームシリンダ８のヘッド側油室８ａに圧油供給されないと共に、ネガティブコントロール流量制御によって、第一メインポンプ９の吐出流量は最小となるように制御されるようになっている。
【００３８】
さらに、ブーム用操作レバーが上昇側に操作された場合、制御装置１６は、前記専用ポンプ制御部７３において実行される制御に基づいて、専用ポンプ用レギュレータ３５に対し、専用ポンプ３２の容量が供給用要求ポンプ容量ＤＲβになるように制御信号を出力する。これにより専用ポンプ３２は、ブーム用操作レバーの操作量に応じて要求される吐出流量に供給割合βを乗じた吐出流量となるように制御される。而して、専用ポンプ３２は、供給割合βが「１」の場合は、ブーム用操作レバーの操作量に応じて要求される吐出流量となり、また、供給割合βが「１」〜「０」のあいだ（但し、「１」および「０」は含まず）の場合は、供給割合βが低くなるほどブーム用操作レバーの操作量に応じて要求される吐出流量よりも少ない吐出流量となり、さらに、供給割合βが「０」の場合は吐出流量がゼロになる。
【００３９】
さらに、ブーム用操作レバーが上昇側に操作された場合、制御装置１６は、前記第三コントロールバルブ制御部７０において実行される制御に基づいて、第三上昇側電油変換弁３８に対して制御信号を出力する。そして、該第三上昇側電油変換弁３８に出力される制御信号値によって、第三コントロールバルブ３７からブームシリンダ８への供給流量は、ブーム用操作レバーの操作量に応じて要求される流量に供給割合βを乗じた流量になるように制御される。
つまり、供給割合βが「１」の場合は、制御装置１６から第三上昇側電油変換弁３８に対して出力される制御信号によって第三コントロールバルブ３７が上昇側位置Ｘに切換り、而して、専用ポンプ３２の吐出油が、上昇側位置Ｘの第三コントロールバルブ３７を経由してシリンダヘッド側油路２０に流れて、ブームシリンダ８のヘッド側油室８ａに供給されるが、該第三コントロールバルブ３７からヘッド側油室８ａへの供給流量は、ブーム用操作レバーの操作量に応じて要求される流量となるように制御される。
また、供給割合βが「１」〜「０」のあいだ（但し、「１」および「０」は含まず）の場合は、前述した供給割合βが「１」の場合と同様に、制御装置１６から第三上昇側電油変換弁３８に対して出力される制御信号によって第三コントロールバルブ３７が上昇側位置Ｘに切換り、専用ポンプ３２の吐出油がブームシリンダ８のヘッド側油室８ａに供給されるが、該第三コントロールバルブ１９からヘッド側油室８ａへの供給流量は、ブーム用操作レバーの操作量に応じて要求される流量に供給割合βを乗じた流量、つまり供給割合βが低くなるほどブーム用操作レバーの操作量に応じて要求される流量よりも少ない流量となるように制御される。
さらに、供給割合βが「０」の場合は、制御装置１６から第三上昇側電油変換弁３８に対して、第三コントロールバルブ３７からブームシリンダ８への供給流量をゼロにするための制御信号が出力される。これにより、第三コントロールバルブ３７は中立位置Ｎに保持され、而して、専用ポンプ３２からブームシリンダ８のヘッド側油室８ａに圧油供給されないようになっている。
【００４０】
さらに、ブーム用操作レバーが上昇側に操作された場合、制御装置１６は、アキュムレータチェックバルブ用電磁切換弁４８に対し、ＯＮ位置Ｘに切換わるようＯＮ信号を出力する。これにより、アキュムレータチェックバルブ４５は、アキュムレータ油路４２からサクション油路３３への油の流れを許容する状態になる。而して、アキュムレータ３６に蓄圧された圧油がサクション油路３３を経由して、専用ポンプ３２の吸入側に供給される。
【００４１】
また、ブーム用操作レバーが上昇側に操作された場合、制御装置１６から回収用電油変換弁４４に制御信号は出力されず、回収用バルブ４１は、回収油路４０を閉じる閉位置Ｎに位置している。これにより、前述した第一、第二、第三コントロールバルブ１８、１９、３７からの供給圧油がアキュムレータ油路４２およびサクション油路３３に流れてしまうことなく、ブームシリンダ８のヘッド側油室８ａに供給されるようになっている。
【００４２】
次いで、ブーム用操作レバーがブーム上昇側に操作された場合に、前述した制御装置１６の制御に基づいて実行されるブームシリンダ８への圧油供給について、アキュムレータ３６の蓄圧量別に説明する。
【００４３】
まず、アキュムレータ３６の蓄圧量が充分であって蓄圧圧力ΔＰが高設定圧ＰＨに達している場合、供給割合βは「１」、アシスト割合αは「０」となるが、この場合は、前述したように、専用ポンプ３２の吐出流量は、ブーム用操作レバーの操作量に応じて要求される吐出流量になるように制御されると共に、第三コントロールバルブ３７は、ブーム用操作レバーの操作量に応じて要求される流量をヘッド側油室８ａに供給するように制御され、而して、専用ポンプ３２から最大で（ブーム用操作レバーの操作量が最大のとき）一ポンプ分の流量がヘッド側油室８ａに供給される。
一方、第一コントロールバルブ１８は中立位置Ｎに保持されており、而して、第一メインポンプ９からヘッド側油室８ａへの圧油供給はなされない。
また、第二コントロールバルブ１９は、ブーム用操作レバーの操作量に応じて要求される流量をヘッド側油室８ａに供給するように制御され、而して、第二メインポンプ１０から最大で（ブーム用操作レバーの操作量が最大のとき）一ポンプ分の流量がヘッド側油室８ａに供給される。
尚、ブームシリンダ８のロッド側油室８ｂから排出された油は、上昇側位置Ｘの第三コントロールバルブ３７を経由して油タンク１１に流れる。
【００４４】
而して、アキュムレータ３６の蓄圧量が充分の状態でブーム上昇側に操作された場合、ブームシリンダ８のヘッド側油室８ａには、第二メインポンプ１０から供給される最大一ポンプ分の流量と専用ポンプ３２から供給される最大一ポンプ分の流量とが合流して供給されることになって、作業部４の重量負荷に抗するブーム５の上昇であっても、ブーム用操作レバーの操作量に対応した所望の速度でブーム５を上昇せしめることができるが、この場合、専用ポンプ３２は、アキュムレータ３６に蓄圧された高圧の圧油を吸い込んで吐出するため、吸入側と吐出側との差圧が小さく、少ない所要動力で圧油供給を行えるようになっている。
【００４５】
これに対し、アキュムレータ３６の蓄圧量が殆どなく蓄圧圧力ΔＰが低設定圧ＰＬ以下の場合、供給割合βは「０」、アシスト割合αは「１」となるが、この場合は、前述したように、第一コントロールバルブ１８は、ブーム用操作レバーの操作量に応じて要求される流量をヘッド側油室８ａに供給するように制御され、而して、第一メインポンプ９から最大で（ブーム用操作レバーの操作量が最大のとき）一ポンプ分の流量がヘッド側油室８ａに供給される。
一方、専用ポンプ３２は吐出流量がゼロとなるように制御されると共に、第三コントロールバルブ３７は中立位置Ｎに保持されており、而して、専用ポンプ３２からヘッド側油室８ａへの圧油供給はなされない。
また、第二コントロールバルブ１９は、ブーム用操作レバーの操作量に応じて要求される流量をヘッド側油室８ａに供給するように制御され、而して、第二メインポンプ１０から最大で一ポンプ分の流量がヘッド側油室８ａに供給される。
尚、ブームシリンダ８のロッド側油室８ｂから排出された油は、上昇側位置Ｘの第一コントロールバルブ１８を経由して油タンク１１に流れる。
【００４６】
而して、アキュムレータ３６の蓄圧量が殆どない状態でブーム上昇側に操作された場合、専用ポンプ３２から圧油供給されない代わりに第一メインポンプ９から圧油供給され、これによりブームシリンダ８のヘッド側油室８ａには、第二メインポンプ１０から供給される最大一ポンプ分の流量と第一メインポンプ９から供給される最大一ポンプ分の流量とが合流して供給されることになり、よって、アキュムレータ３６に蓄圧されていない状態であっても、アキュムレータ３６に充分蓄圧されている場合と同様に、ブーム用操作レバーの操作量に対応した所望の速度でブーム５を上昇せしめることができる。
【００４７】
また、アキュムレータ３６の蓄圧圧力ΔＰが高設定圧ＰＨと低設定圧ＰＬの間のとき、供給割合βおよびアシスト割合αは「１」〜「０」の間の値（但し、β＝α−１）となるが、この場合は、前述したように、専用ポンプ３２の吐出流量は、供給割合βが低くなるほど（つまり、蓄圧圧力ΔＰが減少するほど）ブーム用操作レバーの操作量に応じて要求される吐出流量よりも少なくなるように制御されると共に、第三コントロールバルブ３７は、該三コントロールバルブ３７からヘッド側油室８ａへの供給流量が、供給割合βが低くなるほどブーム用操作レバーの操作量に応じて要求される流量よりも少なくなるように制御される。
一方、第一コントロールバルブ１８は、該三コントロールバルブ１８からヘッド側油室８ａへの供給流量が、アシスト割合αが低くなるほど（つまり、蓄圧圧力ΔＰが増加するほど）ブーム用操作レバーの操作量に応じて要求される吐出流量よりも少なくなるように制御される。
ここで、前記第三コントロールバルブ３７からヘッド側油室８ａへの供給流量は、ブーム用操作レバーの操作量に応じて要求される流量に供給割合βを乗じた流量であり、また、第一コントロールバルブ１８からヘッド側油室８ａへの供給流量は、ブーム用操作レバーの操作量に応じて要求される流量にアシスト割合αを乗じた流量であり、しかもアシスト割合αと供給割合βとを足すと「１」となる（α＋β＝１）ように設定されているから、第三コントロールバルブ３７からの供給流量が減少するにつれて第一コントロールバルブ１８からの供給流量が増加すると共に、第三コントロールバルブ３７からの供給流量と第一コントロールバルブ１８からの供給流量とを足すと、ブーム用操作レバーに応じて要求される流量になる。而して、専用ポンプ３２および第一メインポンプ９から足して最大で（ブーム用操作レバーの操作量が最大のとき）一ポンプ分の流量がヘッド側油室８ａに供給される。
また、第二コントロールバルブ１９は、ブーム用操作レバーの操作量に応じて要求される流量をヘッド側油室８ａに供給するように制御され、而して、第二メインポンプ１０から最大で一ポンプ分の流量がヘッド側油室８ａに供給される。
尚、ブームシリンダ８のロッド側油室８ｂから排出された油は、上昇側位置Ｘの第一コントロールバルブ１８および上昇側位置Ｘの第三コントロールバルブ３７を経由して油タンク１１に流れる。
【００４８】
而して、アキュムレータ３６の蓄圧圧力ΔＰが高設定圧ＰＨと低設定圧ＰＬの間のときにブーム上昇側に操作された場合、ブームシリンダ８のヘッド側油室８ａには、第二メインポンプ１０から供給される最大一ポンプ分の流量と、専用ポンプ３２および第一メインポンプ９から供給される足して最大一ポンプ分の流量とが合流して供給されることになり、よって、アキュムレータ３６の蓄圧量が変動しても、アキュムレータ３６に充分蓄圧されている場合と同様に、ブーム用操作レバーの操作量に対応した所望の速度でブーム５を上昇せしめることができる。
【００４９】
次に、ブーム用操作レバーがブーム下降側に操作された場合の制御装置１６の制御について説明するが、まず、前述したように、ブーム下降側に操作された場合に分担割合演算部６５から出力されるアシスト割合αおよび供給割合βは、アキュムレータ３６の蓄圧圧力ΔＰに関わらず常に「１」となるように設定されている。これにより、ブーム下降側に操作された場合、専用ポンプ制御部７３は、専用ポンプ３２の吐出流量が、ブーム用操作レバーの操作量に応じて要求される吐出流量となるように制御する。また、第三コントロール制御部７０は、第三コントロールバルブ３７からブームシリンダ８への供給流量が、ブーム用操作レバーの操作量に応じて要求される流量となるように制御する。
【００５０】
扨、ブーム用操作レバーがブーム下降側に操作された場合、制御装置１６は、メインポンプ制御用電磁比例減圧弁１７に対し、第一、第二メインポンプ９、１０のポンプ出力を低減せしめるよう制御信号を出力する。
【００５１】
さらに、ブーム用操作レバーが下降側に操作された場合、制御装置１６は、前記第一コントロールバルブ制御部６７において実行される制御に基づいて、第一下降側電磁比例減圧弁２４に対して制御信号を出力する。これにより、第一コントロールバルブ１８が下降側位置Ｙに切換り、而して、ブームシリンダ８ａのヘッド側油室８ａからの排出油が、下降側位置Ｙの再生用弁路１８ｄを経由してロッド側油室８ｂに供給されるが、その流量は、ブーム用操作レバーの操作量に応じて要求される流量となるように制御される。また、第一コントロールバルブ１８が下降側位置Ｙのときの第一メインポンプ９の吐出流量は、前述したように、ネガティブコントロール流量制御によって最小となるように制御される。
尚、第二コントロールバルブ１９は、ブーム５の下降時には中立位置Ｎに保持され、而して、ブームシリンダ８に対する油給排を行わないと共に、第二メインポンプ９の吐出流量も、ネガティブコントロール流量制御によって最小となるように制御される。
【００５２】
さらに、ブーム用操作レバーが下降側に操作された場合、制御装置１６は、前記専用ポンプ制御部７３において実行される制御に基づいて、専用ポンプ用レギュレータ３５に対して制御信号を出力する。これにより専用ポンプ３２は、ブーム用操作レバーの操作量に応じて要求される吐出流量を吐出するように制御される。
【００５３】
さらに、ブーム用操作レバーが下降側に操作された場合、制御装置１６は、前記第三コントロールバルブ制御部７０において実行される制御に基づいて、第三下降側電油変換弁３９に対して制御信号を出力する。これにより、第三コントロールバルブ３７が下降側位置Ｙに切換り、而して、専用ポンプ３２の吐出油が、下降側位置Ｙの第三コントロールバルブ３７を経由してシリンダロッド側油路２１に流れて、ブームシリンダ８のロッド側油室８ｂに供給されるが、該第三コントロールバルブ３７からロッド側油室８ｂへの供給流量は、ブーム用操作レバーの操作量に応じて要求される流量となるように制御される。
【００５４】
さらに、ブーム用操作レバーが下降側に操作された場合、制御装置１６は、ドリフト低減弁用電磁比例減圧弁３０に対し、ＯＮ位置Ｘに切換わるようＯＮ信号を出力する。これにより、ドリフト低減弁２９は、ブームシリンダ８のヘッド側油室８ａからの油排出を許容する状態になる。
【００５５】
さらに、ブーム用操作レバーが下降側に操作された場合、制御装置１６は、回収用電油変換弁４４に対し、回収用バルブ４１を開位置Ｘに切換えるよう制御信号を出力する。これにより、回収用バルブ４１が回収油路４０を開く開位置Ｘに切換り、而して、ブームシリンダ８のヘッド側油室８ａから排出された油が、回収油路４０を経由してアキュムレータ油路４２およびサクション油路３３に流れて、アキュムレータ３６に蓄圧されると共に、専用ポンプ３２の吸入側に供給されるようになっているが、該回収油路４０の流量は、ブーム用操作レバーの操作量に応じて要求される流量となるように制御される。さらにこのとき、制御装置１６は、アキュムレータチェックバルブ用電磁切換弁４８に対し、ＯＮ位置Ｘに切換るようＯＮ信号を出力する。これにより、殆ど圧力損失のない状態で回収油路４０からアキュムレータ油路４２に油を流すことができるようになっている。
【００５６】
而して、ブーム５の下降時には、第三コントロールバルブ３７を経由する専用ポンプ３２からの圧油がブームシリンダ８のロッド側油室８ｂに供給されることになるが、この場合、上記専用ポンプ３２は、ヘッド側油室８ａから排出された高圧の圧油を吸い込んで吐出するため、吸入側と吐出側との差圧が小さく、第一メインポンプ９と比して大幅に少ない所要動力で圧油供給を行うことができる。
【００５７】
一方、ブーム５の下降時に、ブームシリンダ８のヘッド側油室８ａから排出される油は、作業部４の有する位置エネルギーにより高圧となっていると共に、ピストン８ｃに作用する受圧面積の関係からロッド側油室８ｂへの供給量に対して略２倍の排出量となるが、該ヘッド側油室８ａからの排出油は、回収油路４０を経由してサクション油路３３およびアキュムレータ油路４２に流れる。そして、サクション油路３３に流れた油は、専用ポンプ３２の吸入側に供給され、該専用ポンプ３２からロッド側油室８ｂに供給される一方、アキュムレータ油路４２に供給された圧油はアキュムレータ３６に蓄圧されて、前述したように、ブーム５の上昇時に専用ポンプ３２からヘッド側油室８ａに供給されることになる。而して、作業部４の有する位置エネルギーを、無駄にすることなく回収、再利用できるようになっている。
尚、ブーム５の下降時に、ヘッド側油室８ａからの排出油のうち一部は、第一コントロールバルブ１８の再生用弁路１８ｄを経由してロッド側油室８ｂに供給される。
【００５８】
叙述の如く構成された本形態において、油圧ショベル１の油圧制御システムには、ブーム５の下降時にブームシリンダ８から排出された油を蓄圧するアキュムレータ３６と、該アキュムレータ３６に蓄圧された圧油を吸込んでブームシリンダ８に供給する専用ポンプ３２とが設けられており、而して、作業部４の有する位置エネルギーをアキュムレータ３６を用いて有効に回収、再利用できることになって、省エネルギー化に大きく貢献できることになるが、さらにこのものには、油タンク１１から油を吸込んでブームシリンダ８に供給する第一メインポンプ９と、アキュムレータ３６の蓄圧量を検出するためのアキュムレータ用圧力センサ６０とが設けられていると共に、ブーム５の上昇時における専用ポンプ３２からブームシリンダ８への圧油供給および第一メインポンプ９からブームシリンダ８への圧油供給を、アキュムレータ３６の蓄圧量（本実施の形態においては、前述した蓄圧圧力ΔＰ）に基づいて制御する制御装置１６が設けられている。
【００５９】
この結果、アキュムレータ３６の蓄圧量が充分でなく専用ポンプ３２からブームシリンダ８への圧油供給が不足してしまうような場合であっても、第一メインポンプ９からブームシリンダ８に圧油供給することができると共に、アキュムレータ３６の蓄圧量が変動しても、該蓄圧量の変動に対応して専用ポンプ３２および第一メインポンプ９からブームシリンダ８への圧油供給を制御できることになり、而して、ブーム５の上昇速度がアキュムレータ３６の蓄圧量に左右されてしまうような不具合を回避し得て、操作性に優れると共に、作業効率の向上に寄与できる。
【００６０】
しかもこのものにおいて、制御装置１６は、ブーム５の上昇時に、アキュムレータ３６の蓄圧量が充分であって蓄圧圧力ΔＰが高設定圧ＰＨに達している場合（蓄圧量が高蓄圧量以上の場合）は、専用ポンプ３２からブームシリンダ８への圧油供給を行う一方、第一メインポンプ９からブームシリンダ８への圧油供給を停止し、また、アキュムレータ３６の蓄圧量が殆どなく蓄圧圧力ΔＰが低設定圧ＰＬ以下の場合（蓄圧量が低蓄圧量以下の場合）は、第一メインポンプ９からブームシリンダ８への圧油供給を行う一方、専用ポンプ３２からブームシリンダ８への圧油供給を停止し、さらに、アキュムレータ３６の蓄圧圧力ΔＰが高設定圧ＰＨと低設定圧ＰＬの間の場合（蓄圧量が高蓄圧量と低蓄圧量とのあいだの場合）は、アキュムレータ３６の蓄圧量が減少するにつれて専用ポンプ３２からブームシリンダ８への供給流量を減少せしめる一方、第一メインポンプ９からブームシリンダ８への供給流量を増加せしめるように制御すると共に、アキュムレータ３６の蓄圧量が前記何れの場合であっても、専用ポンプ３２からブームシリンダ８への供給流量と第一メインポンプ９からブームシリンダ８への供給流量との和が、ブーム用操作レバーの操作量に応じて要求される流量となるように制御することになる。
【００６１】
この結果、アキュムレータ３６の蓄圧量が充分な場合には、該アキュムレータ３６の蓄圧油を最大限に利用することができると共に、アキュムレータ３６の蓄圧量が減少しても、常にブーム用操作レバーの操作量に応じた流量をブームシリンダ８に供給できることになって、ブーム用操作レバーの操作量に対応した所望の速度でブーム５を上昇せしめることができる。しかもこの場合、アキュムレータ３６の蓄圧量が減少するにつれて専用ポンプ３２からブームシリンダ８への供給流量が減少する一方、第一メインポンプ９からブームシリンダ８への供給流量が増加する構成となっているから、専用ポンプ３２から供給流量と第一メインポンプ９からの供給流量とを、アキュムレータ３６の蓄圧量に応じて常にバランス良くブームシリンダ８に供給できると共に、例えば、ブーム５の上昇時にアキュムレータ３６が空になるまでは専用ポンプ３２からのみ圧油供給し、空になった時点で第一メインポンプ９からの圧油供給に切換えるように構成したもののように、専用ポンプ３２からの圧油供給と第一メインポンプ９からの圧油供給との切換時にブーム５の円滑な動作が損なわれてしまうような不具合がなく、操作性に優れる。
【００６２】
さらにこのものでは、第一メインポンプ９からブームシリンダ８への流量制御を行う第一コントロールバルブ１８と、専用ポンプ３２からブームシリンダ８への流量制御を行う第三コントロールバルブ３７とが設けられていると共に、制御装置１６には、アキュムレータ３６の蓄圧量に基づいて、上記第一コントロールバルブ１８および第三コントロールバルブ３７をそれぞれ制御する第一コントロールバルブ制御部６７および第三コントロールバルブ制御部７０が設けられているから、専用ポンプ３２および第一メインポンプ９からブームシリンダ８への供給流量を、アキュムレータ３６の蓄圧量に対応させるべく精度良くコントロールすることができる。
【００６３】
また、制御装置１６には、アキュムレータ３６の蓄圧量に基づいて、専用ポンプ３２の吐出流量を制御する専用ポンプ制御部７３が設けられているから、専用ポンプ３２の吐出流量を無駄にすることなく、且つ不足することなくブームシリンダ８に供給することができる。また、アキュムレータ３６に蓄圧されていない状態、つまりアキュムレータ３６から専用ポンプ３２の吸入側に油供給されない状態で、専用ポンプ３２が圧油を吐出するべく駆動して無理な負荷が加わってしまうような不具合を、確実に回避することができる。
【００６４】
そのうえ、制御装置１６には、アキュムレータ３６の蓄圧量に基づいて、ブーム５の上昇時におけるブームシリンダ８への供給流量に対する専用ポンプ３２の供給割合βおよび第一メインポンプ９のアシスト割合αを演算する分担割合演算部６５が設けられているから、該分担割合演算部６５で演算された供給割合βおよびアシスト割合αを用いることによって、アキュムレータ３６の蓄圧量に対応した第一コントロールバルブ１８および第三コントロールバルブ３７の流量制御や専用ポンプ３２の吐出量制御を、簡単且つ正確に行うことができる。
【００６５】
また、第一メインポンプ９は、本実施の形態では、ブームシリンダ８だけでなく各種油圧アクチュエータの油圧供給源となる油圧ポンプであって、アキュムレータ３６を備えていない従来機種の油圧ショベルにも一般的に装備されるものであるから、従来機種に装備される油圧ポンプをそのまま利用できると共に、第一メインポンプ９からブームシリンダ８への供給回路も利用できることになって、部材装置の増加や回路の複雑化の抑制に貢献できる。
【００６６】
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、上記実施の形態では、油圧ショベルのブームシリンダの油圧制御システムを例にとって説明したが、本発明は、作業部を昇降せしめる各種油圧シリンダの油圧制御システムに実施することができる。
また、上記実施の形態では、油圧シリンダに圧油供給するポンプとして、専用ポンプおよび第一メインポンプに加えて第二メインポンプを設け、これにより重量負荷に抗する方向の作業部上昇時に二ポンプ分の流量の圧油供給を行えるようにしたものであるが、第二メインポンプが設けられていない場合であっても、本発明を実施することは可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】油圧ショベルの側面図である。
【図２】油圧制御システムの回路図である。
【図３】油圧制御システムの回路図である。
【図４】制御装置の入出力を示すブロック図である。
【図５】要求ポンプ容量演算部の制御手順を示すブロック図である。
【図６】分担割合演算部の制御手順を示すブロック図である。
【図７】第一コントロールバルブ制御部の制御手順を示すブロック図である。
【図８】第二コントロールバルブ制御部の制御手順を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００６８】
４      作業部
８      ブームシリンダ
９      第一メインポンプ
１１    油タンク
１６    制御装置
１８    第一コントロールバルブ
３２    専用ポンプ
３６    アキュムレータ
３７    第三コントロールバルブ
６０    アキュムレータ用圧力センサ
６５    分担割合演算部
６７    第一コントロールバルブ制御部
７０    第三コントロールバルブ制御部
７３    専用ポンプ制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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