(57)【要約】【課題】必要なときにアキュムレータからの再利用流量が確実に得られる流体圧制御回路を提供する。【解決手段】位置エネルギ回収シリンダCy1のヘッド側は、一方の回収制御弁１を経てアキュムレータAccに連通可能に設け、メインポンプPp1の吐出通路は、他方の回収制御弁２を経てアキュムレータAccに連通可能に設ける。アキュムレータAccに専用ポンプPp2の吸込口を接続し、専用ポンプPp2の吐出口は、一方の再利用制御弁３を経てヘッド・ロッド間再生通路に連通し、他方の再利用制御弁４を経てメインポンプPp1の吐出通路に連通する。制御装置８は、メイン回路９の操作指令Ｌに応じて必要な再利用要求値および回収要求値を設定し、アキュムレータ充填率に応じて設定した再利用補正値および回収補正値により最終計算値を演算し、最終計算値から制御指令を演算する機能を備えている。【選択図】図１
2009275774.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メインポンプから吐出された作動流体を操作指令に応じて流体圧アクチュエータに供給するメイン回路と、
流体圧アクチュエータから排出された作動流体を蓄積するアキュムレータと、
アキュムレータに蓄積される作動流体の流れを制御する回収制御弁と、
回収制御弁を経て回収された作動流体をメイン回路に再利用する際の流れを制御する再利用制御弁と、
メイン回路の操作指令に応じて必要な再利用要求値および回収要求値を設定し、アキュムレータの蓄積状態に応じて設定された再利用補正値および回収補正値により再利用要求値および回収要求値を補正して最終計算値を演算し、最終計算値から回収制御弁および再利用制御弁を制御する制御指令を演算する制御装置と
を具備したことを特徴とする流体圧制御回路。
【請求項２】
アキュムレータから放出された作動流体を吸込んでメイン回路に供給する容量可変型の専用ポンプを備え、
制御装置は、制御指令に応じて容量可変型の専用ポンプを流量制御する
ことを特徴とする請求項１記載の流体圧制御回路。
【請求項３】
制御装置は、最終計算値に上限を設定する
ことを特徴とする請求項１または２記載の流体圧制御回路。
【請求項４】
流体圧アクチュエータは、油圧ショベルの作業装置を上下方向に回動するブームシリンダである
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の流体圧制御回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置エネルギ回収用のアキュムレータを備えた流体圧制御回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブームシリンダにより作業機を上下動する油圧式掘削機において、ブームシリンダのヘッド側を蓄圧器操作弁を介して蓄圧器（アキュムレータ）に接続するとともに、可変リリーフ弁を介してタンクに接続し、作業機の位置に応じて、蓄圧器操作弁および可変リリーフ弁を制御して、作業機の重量とバランスする油圧を蓄圧器内に発生させる油圧式掘削機の位置エネルギ回収活用装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平０１−１９９００１号公報（第２−３頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この従来のものは、ブームシリンダのヘッド側から流出した戻り油の一部を蓄圧器操作弁を経て蓄圧器に蓄えるが、この蓄圧器に作動流体が蓄積された状態と蓄圧器から作動流体が再利用される状態とをバランスよく制御することができないため、必要なときにもアキュムレータからの再利用流量が得られないことがある。
【０００４】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、必要なときにアキュムレータからの再利用流量が確実に得られる流体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】
【０００５】
請求項１に記載された発明は、メインポンプから吐出された作動流体を操作指令に応じて流体圧アクチュエータに供給するメイン回路と、流体圧アクチュエータから排出された作動流体を蓄積するアキュムレータと、アキュムレータに蓄積される作動流体の流れを制御する回収制御弁と、回収制御弁を経て回収された作動流体をメイン回路に再利用する際の流れを制御する再利用制御弁と、メイン回路の操作指令に応じて必要な再利用要求値および回収要求値を設定し、アキュムレータの蓄積状態に応じて設定された再利用補正値および回収補正値により再利用要求値および回収要求値を補正して最終計算値を演算し、最終計算値から回収制御弁および再利用制御弁を制御する制御指令を演算する制御装置とを具備した流体圧制御回路である。
【０００６】
請求項２に記載された発明は、請求項１記載の流体圧制御回路において、アキュムレータから放出された作動流体を吸込んでメイン回路に供給する容量可変型の専用ポンプを備え、制御装置は、制御指令に応じて容量可変型の専用ポンプを流量制御するものである。
【０００７】
請求項３に記載された発明は、請求項１または２記載の流体圧制御回路における制御装置が、最終計算値に上限を設定するものである。
【０００８】
請求項４に記載された発明は、請求項１乃至３のいずれか記載の流体圧制御回路における流体圧アクチュエータを、油圧ショベルの作業装置を上下方向に回動するブームシリンダとしたものである。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載された発明によれば、メイン回路の操作指令に応じて必要な再利用要求値および回収要求値を設定し、アキュムレータの蓄積状態に応じて設定された再利用補正値および回収補正値により再利用要求値および回収要求値を補正して最終計算値を設定し、最終計算値から回収制御弁および再利用制御弁を制御する制御指令を演算する制御装置により、メイン回路の流量状態とアキュムレータの蓄積状態の両方を満足する最適な再利用量または回収量を決定でき、必要なときにアキュムレータからの再利用流量が確実に得られる。
【００１０】
請求項２に記載された発明によれば、専用ポンプによりアキュムレータ圧の低圧化が可能であることから、アキュムレータのパワーアシストできる機会を増やすことができるので、必要なときにアキュムレータからの再利用流量が一層確実に得られる。
【００１１】
請求項３に記載された発明によれば、最終計算値に上限を設定することで、最大流量を制限して平準化を図ることができるので、必要なときにアキュムレータからの再利用流量が確実に得られる。
【００１２】
請求項４に記載された発明によれば、油圧ショベルの作業装置をブームシリンダにより上下動する際の、必要なときにアキュムレータからの再利用流量が確実に得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を、図１乃至図１１に示された一実施の形態を参照しながら詳細に説明する。
【００１４】
図１１に示されるように、作業機械としての油圧ショベル10は、機体11に対し荷重体としての作業装置12が可動的に設けられ、この作業装置12は、機体11と、この機体11に対し上下方向回動自在に軸支されたブーム13とに、流体圧アクチュエータとしてのブームシリンダ14の基端部およびロッド先端部が回動自在に連結され、さらに、ブーム13と、このブーム13の先端部に回動自在に軸支されたアーム15とに、アームシリンダ16の基端部およびロッド先端部が回動自在に連結され、さらに、アーム15と、このアーム15の先端部に回動自在に軸支されたバケット17とに、バケットシリンダ18の基端部およびロッド先端部のリンケージ19が回動自在に連結されている。
【００１５】
ブームシリンダ14は、作業装置12を上下方向に回動する流体圧アクチュエータであって、作業装置12の全体の荷重Ｗを受けて縮小動作が可能な位置エネルギ回収シリンダであり、以下、位置エネルギ回収シリンダCy1という。また、位置エネルギ回収シリンダCy1以外の他の流体圧アクチュエータ（油圧シリンダまたは油圧モータ）を他回路シリンダCy2という。
【００１６】
図１は、具体的なシステム構成例を示し、位置エネルギ回収シリンダCy1のヘッド側は、一方の回収制御弁１を経てアキュムレータAccに連通可能に設けられ、また、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Pp1の吐出通路は、他方の回収制御弁２を経てアキュムレータAccに連通可能に設けられている。位置エネルギ回収シリンダCy1のヘッド側から排出された流体またはメインポンプPp1から吐出された流体の一部は、このアキュムレータAccに蓄積される。
【００１７】
アキュムレータAccには、エンジンＥによりメインポンプPp1と共に駆動される可変容量型の専用ポンプPp2の吸込口が接続され、この専用ポンプPp2の吐出口は、一方の再利用制御弁３を経て位置エネルギ回収シリンダCy1のヘッド・ロッド間再生通路に連通可能に設けられるとともに、他方の再利用制御弁４を経てメインポンプPp1の吐出通路に連通可能に設けられている。
【００１８】
また、位置エネルギ回収シリンダCy1のヘッド側をロッド側に連通可能な再生通路中には再生制御弁５が設けられ、その再生通路とメインポンプPp1との間には、閉止制御弁６およびポンプ流量制御弁７が設けられている。メインポンプPp1の吐出通路は、ポンプ流量制御弁７の供給ポートに接続されている。
【００１９】
回収制御弁１は、位置エネルギ回収シリンダCy1のヘッド側から排出された作動流体をアキュムレータAccに回収する際の流量を制御する位置エネルギ回収制御用である。
【００２０】
回収制御弁２は、メインポンプPp1からの余剰流量をアキュムレータAccへ回収する流れを制御するものである。
【００２１】
再利用制御弁３は、専用ポンプPp2から吐出された位置エネルギ回収シリンダCy1のヘッド側の作動流体を位置エネルギ回収シリンダCy1のロッド側へ再利用する際の再生流量を制御するものである。
【００２２】
再利用制御弁４は、アキュムレータAccの蓄積エネルギを専用ポンプPp2を経由して再利用する流れを制御するもので、メインポンプPp1の吐出ラインに接続する。
【００２３】
再生制御弁５は、位置エネルギ回収シリンダCy1のヘッド側からロッド側へ流体を直接再生する場合に制御するものであるが、必須のものではなく、再生通路とともに削除しても良い。
【００２４】
閉止制御弁６は、位置エネルギ回収シリンダCy1のヘッド側からロッド側への再生時にポンプ流量制御弁７でタンクＴ側への流路を閉にできないときに必要とするものであり、必須のものではない。
【００２５】
ポンプ流量制御弁７は、各荷重体駆動装置（ブームシリンダ14、アームシリンダ16、バケットシリンダ18等）に注入されるポンプ注入流量および各荷重体駆動装置からタンクＴへ戻される戻り流量を方向制御および流量制御するコントロール弁であり、注入流量と戻り流量との関係が固定されるスプール弁でもよいが、注入流量と戻り流量との関係を複数のロジック弁で別々に制御できるようにすることが望ましい。
【００２６】
このポンプ流量制御弁７の一方の出力ポートは、通路Ｍを経て位置エネルギ回収シリンダCy1のヘッド側に連通され、他方のポートは、閉止制御弁６を経て位置エネルギ回収シリンダCy1のロッド側に接続されている。このポンプ流量制御弁７の接続制御対象は、位置エネルギを回収するブームシリンダ等の位置エネルギ回収シリンダCy1だけでなく、バケットシリンダ等の他回路シリンダCy2も含み、複数回路をそれぞれ流量制御および方向制御するものである。
【００２７】
図１では、再利用制御弁４は、ポンプ流量制御弁７の上流側に接続されているが、再利用するサブシステム（ブームシリンダ等の回路）を限定する場合は、ポンプ流量制御弁７の下流側に接続してもよい。このとき、回収制御弁１の流れを両方向にして、回収制御弁１をヘッド側への注入にも用いる場合はこの再利用制御弁４は不要となる。
【００２８】
専用ポンプPp2は、アキュムレータAccの蓄積エネルギを再利用するときの高圧流体を流す時（再利用モード時）、アキュムレータAccから放出された作動流体を吸込んで、位置エネルギ回収シリンダCy1のヘッド側またはメインポンプPp1の吐出通路に供給するものであり、さらに、位置エネルギ回収モード時に位置エネルギ回収シリンダCy1のヘッド側流体を再利用制御弁３経由で位置エネルギ回収シリンダCy1のロッド側への再生流量として流す機能を持ち、斜板などの容量可変手段による流量調整機能付きとする。
【００２９】
なお、図１では、流体ポンプおよび各回路を構成するシリンダ（ブームシリンダ等）は１セットのみを例示しているが、複数セットを設置しても良い。
【００３０】
位置エネルギ回収シリンダCy1などの作動方向および作動指令速度を操作指令Ｌとして入力する操作レバー（電気ジョイスティック）、位置エネルギ回収シリンダCy1のヘッド圧Phおよびロッド圧Prをそれぞれ検出する圧力センサSph，Spr、アキュムレータAccに蓄えられたアキュムレータ圧Paを検出する圧力センサSac、ブーム13などの荷重体の角度θを検出する角度センサSan、メインポンプPp1の吐出圧Ppoを検出する圧力センサSpp、専用ポンプPp2の吐出圧Ppp2を検出する圧力センサSpp2、ポンプ流量制御弁７のセンタバイパスラインで発生するネガティブ・フロー・コントロール圧Pnfcを検出する圧力センサSnfc、アキュムレータAccの封入ガス温度（以下、アキュムレータ温度という）Taを検出する温度センサStaが、制御装置８の入力部に接続されている。
【００３１】
この制御装置８は、内部に演算処理装置および記憶装置などを内蔵し、この制御装置８の出力部は、各制御弁１〜７の可動制御部（ソレノイドなど）およびメインポンプPp1の容量可変制御部（斜板レギュレータなど）および専用ポンプPp2の容量可変制御部（斜板レギュレータなど）に接続され、これらを電気信号により制御する。図１中の一点鎖線は制御信号ラインを表わすとともに、実線は油圧ラインを表わす。
【００３２】
メインポンプPp1から吐出された作動流体を操作指令Ｌに応じて制御して位置エネルギ回収シリンダCy1または他回路シリンダCy2に供給する流体圧回路を、アキュムレータ回路に対するメイン回路９とする。操作指令Ｌは、１つのみを図示しているが、シリンダごとに制御装置８に入力され、シリンダごとにポンプ流量制御弁７内のスプール（またはステム）の変位量および変位方向の目標値となる。
【００３３】
制御装置８は、圧力センサSacによって検出されたアキュムレータ圧Paと、温度センサStaによって検出されたアキュムレータAccの封入ガス温度Taとを計算することで、アキュムレータAccの蓄積状態（アキュムレータ充填率）を把握できるので、この蓄積状態、操作レバーから入力された操作指令Ｌによる流量要求状態などから、各制御弁１〜７、メインポンプPp1および専用ポンプPp2を制御する。
【００３４】
また、制御装置８は、図２に示されるようにメイン回路９の操作指令Ｌに応じて必要な再利用要求値および回収要求値を設定し、図３に示されるようにアキュムレータAccの蓄積状態（充填率）に応じて設定された再利用補正値および回収補正値により、図４に示されるように再利用要求値および回収要求値を補正して最終計算値を演算し、最終計算値から回収制御弁および再利用制御弁を制御する制御指令を演算する機能を備えている。さらに、図４に示されるように最終計算値に上限を設定する機能を備えている。
【００３５】
このような位置エネルギ回収・再利用システムにおいて、摩擦力を無視すると、力の平衡式は以下のようになる。
【００３６】
圧力センサSphにより検出された位置エネルギ回収シリンダCy1のピストンよりヘッド側の圧力をヘッド圧Phとし、そのピストンのヘッド側の面積をヘッダ面積Ahとし、圧力センサSprにより検出された位置エネルギ回収シリンダCy1のピストンよりロッド側の圧力をロッド圧Prとし、そのピストンのロッド側の面積をロッド面積Arとし、荷重体質量をｍ、シリンダ位置Ｘの２階微分すなわち加速度をαとし、摩擦力を無視すると、力の平衡式は、次のようになる。
【００３７】
ｍ・α＝Ｗ＋（Pr・Ar−Ph・Ah）……(1)
【００３８】
シリンダ速度一定の平衡状態では、(1)式の両辺は０となる。
【００３９】
アキュムレータAccに蓄えられたアキュムレータ圧はPa、アキュムレータAccの初期圧（封入ガス圧より若干高め）はPaOとする。
【００４０】
図１に示された矢印Ｎは、既存系から位置エネルギ回収シリンダCy1のロッド側への流路であり、位置エネルギ回収モード以外のとき利用する。
【００４１】
位置エネルギ回収モードとは、メインポンプPp1から吐出される流量を原則０とし、作業装置12の荷重Ｗにより位置エネルギ回収シリンダCy1を下降動作させながら、位置エネルギ回収シリンダCy1から排出された作動流体をアキュムレータAccに蓄積する制御モードであり、回収制御弁２、再利用制御弁４およびポンプ流量制御弁７は閉じ、回収制御弁１、再利用制御弁３および再生制御弁５を開き、専用ポンプPp2の流量を制御する。
【００４２】
なお、制御装置８は、必要なら、位置エネルギ回収シリンダCy1のヘッド側流体の一部を専用ポンプPp2および再利用制御弁３を経由させて位置エネルギ回収シリンダCy1のロッド側に流すことで、ロッド圧Prを高め、(1)式の右辺をより大きくして、下降加速度αをより大きくすることができる。
【００４３】
このとき、アキュムレータAccへの蓄積流量Ｑ1と、ロッド側への流量Ｑ2は、
Ｑ1＝Cd・Ａ・√(Ph−Pa)、ただしCdは定数
Ｑ2＝専用ポンプPp2の容積×回転数
であり、Ａは回収制御弁１の開度で自由に制御でき、専用ポンプPp2の容積は斜板により自由に制御できるので、これらの流量Ｑ1，Ｑ2の比率も、自由に設定できる。
【００４４】
位置エネルギ回収モードの一例として、制御装置８は、最初は再生制御弁５を全開に開くことにより位置エネルギ回収シリンダCy1のヘッド側から流出した流体をロッド側に再生させると、(1)式右辺の値がプラスとなり、荷重Ｗを受けた位置エネルギ回収シリンダCy1は下降方向への加速度を生じ、そのシリンダ速度の増加によりヘッド圧Phおよびロッド圧Prが上昇して、ヘッド圧Phがアキュムレータ初期圧PaOを超えると、再生制御弁５を絞るとともに、回収制御弁１を開くことによりアキュムレータAccにヘッド側からの流量を供給して蓄積させる機能を備えている。
【００４５】
要するに、必要時にアキュムレータAccから確実に再利用流を供給できるシステムを、機器の過大化でなく、構成と制御の工夫で実現するために、システム状態とアキュムレータAccの蓄積状態（充填率）の両方から、回収と再利用を自動決定する以下の方式とする。
【００４６】
図２に示されるように、操作指令Ｌに応じて必要な１つの再利用要求値または回収要求値を設定する。
【００４７】
図３に示されるようにアキュムレータAccの蓄積状態により再利用要求値および回収要求値を補正する補正量を求め、図４に示されるように補正後の最終計算値を設定する。Ａ，Ｂは補正値の例であり、アキュムレータAccの充填率に応じて１つの補正値が定まる。
【００４８】
図４に示されるように、補正後の再利用計算値または回収計算値は、それぞれＡまたはＢだけ補正する。図３に示された再利用禁止域では再利用計算値は０である。回収禁止域では回収計算値は０である。これらの禁止域以外での補正係数は１であり、この補正係数を各計算値に乗ずる。図４に示された各上限値で計算値をカットして最終計算値を求める。位置エネルギ回収モードでは補正値の加算は行わない。
【００４９】
最終計算値の値から制御指令を計算する。
【００５０】
同時に、最終計算値の値からアキュムレータ系制御モードを求め、モードに応じて、回収・再利用等の制御を実施する。
【００５１】
さらに、平準化のために最大流量を制限し、必要時の確実な再利用を実現きるように工夫している。
【００５２】
次に、図５は、制御装置８が有する機能をフローチャートで示す。この図中の丸数字は、ステップ番号を示す。
【００５３】
（ステップ１）
操作レバー（電気ジョイスティック）から入力されたメイン回路９の操作指令Ｌに応じて、記憶装置内にある図２の特性テーブルより、必要な再利用要求値および回収要求値を設定する（要求値設定）。
【００５４】
（ステップ２）
圧力センサSacで検出されたアキュムレータ圧Paと温度センサStaで検出されたアキュムレータ封入ガス温度Taとから求められたアキュムレータAccの蓄積状態（アキュムレータ充填率）と、記憶装置内にある図３の特性テーブルとにより、アキュムレータ充填率に応じた再利用補正値および回収補正値を設定する（補正値設定）。
【００５５】
（ステップ３）
ステップ１で求めた再利用要求値および回収要求値を、ステップ２で求めた再利用補正値および回収補正値により補正して、図４の特性テーブルを設定し、最終計算値を演算する（最終計算値演算）。
【００５６】
（ステップ４）
最終計算値から回収制御弁１，２および再利用制御弁３，４を制御する制御指令を演算する（制御指令演算）。
【００５７】
（ステップ５）
最終計算値からアキュムレータ系制御モードを求め、各モードに応じて、回収または再利用などの制御を実施する（モード対応制御）。
【００５８】
次に、図６乃至図１０に示されたフローチャートにより、図５に示された概略フローの詳細を説明する。なお、考え方は同じでも、細かなバリエーションは多数ありうるが、典型例として以下を記述する。
【００５９】
先ず、図６に示されたフローチャートにより、ステップ１の要求値設定に関するフローを説明する。このフローは、各回路の操作指令Ｌに応じて、アキュムレータAccへの回収またはアキュムレータAccからの再利用の程度を設定できるようにしたものである。
【００６０】
（ステップ１１）
図２に示された操作レバーによる操作指令Ｌに応じたアキュムレータ回収域、アキュムレータ再利用域およびアキュムレータ０利用域の３エリアの中から、アキュムレータ回収域またはアキュムレータ再利用域であるか否かを判断する。
【００６１】
（ステップ１２）
アキュムレータ回収域またはアキュムレータ再利用域では、図２に示されるように回収要求値または再利用要求値を操作指令Ｌに応じて増減できるように決められているので、操作指令Ｌに応じた回収要求値または再利用要求値を設定する。複数の流体圧アクチュエータを同時操作する複合操作の場合は、要求値が最大となる回路のものを選定する。
【００６２】
（ステップ１３）
アキュムレータ０利用域では、図２に示されるように回収要求値および再利用要求値を０とする。
【００６３】
なお、上記の設定は、操作回路（および操作方向）毎に、個別に設定できるようにする。操作モード（掘削モード等）によっては、３エリアのうち、１つまたは２つのみしか必要としないこともあるので、それに対応できるようにする。
【００６４】
（ステップ１４）
位置エネルギ回収シリンダCy1（ブームシリンダ等）の下降操作指令が、ある設定値を超えたか否かを判断する。
【００６５】
（ステップ１５）
上記の下降操作指令が、ある設定値を超えたら、他の回路の操作指令の有無に拘わらず、位置エネルギ回収モードをセットする。
【００６６】
次に、図７に示されたフローチャートにより、ステップ２の補正値設定に関するフローを説明する。
【００６７】
このフローは、アキュムレータAccの蓄積状態に応じて、再利用禁止域および回収禁止域を設け、これらの禁止域以外では、アキュムレータAccの蓄積状態に応じて再利用・回収の程度を増減できるようにしたものである。
【００６８】
アキュムレータAccの蓄積状態として、アキュムレータAccの空または満杯の程度を表すアキュムレータ充填率を用いる。
【００６９】
禁止域以外は、０補正域と補正域とに分ける。０補正域では、アキュムレータAccからの要求はなく操作上の要求値のままとし、補正域では充填率に応じて、再利用・回収の程度（これを、再利用補正値または回収補正値と呼ぶ）を増減する。
【００７０】
（ステップ２１）
圧力センサSacによってアキュムレータ圧Paを検出するとともに、温度センサStaによってアキュムレータAccの封入ガス温度Taを検出する。
【００７１】
（ステップ２２）
アキュムレータ充填率は、アキュムレータ圧Paおよび封入ガス温度Taから求める。アキュムレータAccの蓄積量が増えると、アキュムレータ圧Paは増加し、温度が上昇すると、同じ蓄積量でも圧力は上昇するので、アキュムレータ圧Paおよび封入ガス温度Taから、アキュムレータ充填率を計算する。具体的には、封入ガスの圧力と温度と容積の関係を示す「ファンデルワールスの方程式」をベースに計算する。
【００７２】
（ステップ２３）
アキュムレータ充填率に応じて、図３に示された特性より、再利用補正値Ａまたは回収補正値Ｂを求める。
【００７３】
次に、図８に示されたフローチャートにより、ステップ３の最終計算値演算に関するフローを説明する。これは、操作指令上の要求とアキュムレータAccの蓄積状態からの要求のマッチングを図るために、操作指令上の要求をアキュムレータAccの蓄積状態からの要求で補正するものである。
【００７４】
（ステップ３０）
操作指令Ｌが、回収域−０利用域か、再利用域−０利用域かを判断する。
【００７５】
（ステップ３１）
回収域−０利用域では、回収要求値に回収補正値Ｂを加算する。
【００７６】
（ステップ３２）
アキュムレータAcc側が回収禁止域にあるか否かを判断する。
【００７７】
（ステップ３３）
回収禁止域では回収要求値を０とする。
【００７８】
（ステップ３４）
ステップ１５の位置エネルギ回収モードがセットされているか否かを判断する。
【００７９】
（ステップ３５）
位置エネルギ回収モードがセットされている場合は、回収補正域−回収０補正域では、回収補正値の加算は行わない。
【００８０】
（ステップ３６）
位置エネルギ回収モードがセットされていても、回収禁止域では回収要求値が０になるので、このときは位置エネルギ回収モードをリセットする。
【００８１】
（ステップ３７）
ステップ３０の判断で、操作指令Ｌが再利用域−０利用域の場合は、再利用要求値に再利用補正値Ａを加算する。
【００８２】
（ステップ３８）
アキュムレータAcc側が再利用禁止域にあるか否かを判断する。
【００８３】
（ステップ３９）
再利用禁止域では再利用要求値を０とする。図４は、補正の具体的な関係を示す。
【００８４】
（ステップ４０）
この図４の上下部に点線で例示するように、補正後の再利用計算値および回収計算値に再利用上限値および回収上限値を個別に設定し、サイクルを通してアキュムレータAccが利用できるようにする。
【００８５】
再利用時の上限は、必要時に確実にアキュムレータAccをアシストできるようにするために重要である。特に、小型化した場合は重要である。ただし、位置エネルギ回収モードのときは上限値を設けない。
【００８６】
上限値でカットされた図４実線部分から最終計算値Ｋを求める。
【００８７】
次に、図９に示されたフローチャートにより、ステップ４の制御指令演算に関するフローを説明する。このフローでは、最終計算値Ｋの値によりアキュムレータ系の制御モードを決定する。ただし、位置エネルギ回収モードの場合は、図１０に示す。
【００８８】
位置エネルギ回収モード以外の場合、最終計算値Ｋが正の値か否かを判断し（ステップ４１）、最終計算値Ｋが正のときは再利用モードとし（ステップ４２）、最終計算値Ｋが負の値か否かを判断し（ステップ４３）、最終計算値Ｋが負の値のときは回収モードとし（ステップ４４）、最終計算値Ｋが０のときは切離しモードとする（ステップ４５）。
【００８９】
再利用モードでは、最終計算値Ｋと再利用時流量制約値Qa2・C2(一定係数)とを比較し（ステップ４６）、最終計算値ＫがQa2・C2の値以下であることを確認したら、最終計算値Ｋを流量制御値とする（ステップ４７）。最終計算値ＫがQa2・C2の値を超えていたら、最終計算値ＫをQa2・C2に変更して流量制御値とする（ステップ４８）。
【００９０】
回収モードでは、最終計算値Ｋ（絶対値）と回収時流量制約値Qa1・C1(一定係数)と比較し（ステップ４９）、最終計算値ＫがQa1・C1の値以下であることを確認したら、最終計算値Ｋを流量制御値とする（ステップ４７）。最終計算値ＫがQa1・C1の値を超えていたら、最終計算値ＫをQa1・C1に変更して流量制御値とする（ステップ５０）。
【００９１】
一定係数C1，C2は、１以下の正数とし、平準化運転を確保する観点から値を個別に設定し、これにより、必要時に確実に再利用可能な流量以下に抑えるようにする。
【００９２】
次に、図１０に示されたフローチャートにより、ステップ５のモード対応制御に関するフローを説明する。このフローでは、アキュムレータ系制御モードに応じて、各制御弁およびポンプを制御する。
【００９３】
（ステップ５１）
位置エネルギ回収モードであるか否かを判断する。
【００９４】
（ステップ５２）
位置エネルギ回収モードである場合は、最終計算値Ｋに応じて、回収制御弁１の制御値を決定し、再利用制御弁３および再生制御弁５を開き、回収制御弁２および再利用制御弁４を閉じる。専用ポンプPp2は、最終計算値Ｋに応じて流量制御値を決定する。メインポンプPp1から吐出される流量は原則０とし、閉止制御弁６はバイパス状態にし、ポンプ流量制御弁７は閉じる。ただし、専用ポンプPp2の最大流量の制約から、再生流量が不足する場合は、メインポンプPp1から補填する必要がある。
【００９５】
（ステップ５３）
再利用モードであるか否かを判断する。
【００９６】
（ステップ５４）
再利用モードである場合は、ステップ４７または４８の流量制御値に応じて、専用ポンプPp2の制御指令値を決定する。再利用制御弁４を開き、ポンプ流量制御弁７経由でシリンダCy1，Cy2への該当回路の流量アシストを行う。メインポンプPp1からの流量は流量アシスト分だけ絞る。制御弁１〜３および再生制御弁５は閉じ、閉止制御弁６は位置エネルギ回収シリンダCy1へ供給するときのみ開き、それ以外は閉じる。
【００９７】
（ステップ５５）
回収モードであるか否かを判断する。
【００９８】
（ステップ５６）
回収モードである場合は、ステップ４７または５０の流量制御値に応じて、回収制御弁２の開口面積を計算して制御指令を決定する。専用ポンプPp2は停止または容積０にし、制御弁１，３〜５は閉じる。メインポンプPp1からの流量は、回収流量分だけ増加させる。ポンプ流量制御弁７の制御は該当回路の制御指令に応じて制御し、変更しない。閉止制御弁６は位置エネルギ回収シリンダCy1へ供給するときのみ開で、それ以外は閉じる。
【００９９】
ここで、アキュムレータ圧Pa≧メインポンプ吐出圧Ppoのときは、回収できないが、逆流の恐れがなければ回収制御弁２は開のままとする。また、回収制御弁２の開口面積が最大でも差圧の減少で上記回収流量を流せなくなるときは、最大開口面積での流量値（負の値のときは０値）でメインポンプ流量を増加させる。
【０１００】
（ステップ５７）
位置エネルギ回収モード、再利用モードおよび回収モードのいずれでもない場合は、切離しモードとして、制御弁１〜５を閉じ、専用ポンプPp2は０出力とする。回収・再利用がないので、メインポンプPp1から出力される流量は、特に増減しない。
【０１０１】
次に、この実施の形態の作用効果を説明する。
【０１０２】
制御装置８は、メイン回路９の操作指令に応じて必要な再利用要求値および回収要求値を設定し、アキュムレータAccの蓄積状態に応じて設定された再利用補正値および回収補正値により再利用要求値および回収要求値を補正して最終計算値を設定し、最終計算値から回収制御弁および再利用制御弁を制御する制御指令を演算するので、メイン回路９の流量状態とアキュムレータAccの蓄積状態の両方を満足する最適な再利用量または回収量を決定でき、必要なときにアキュムレータAccからの再利用流量が確実に得られる。
【０１０３】
専用ポンプPp2によりアキュムレータ圧Paの低圧化が可能であることから、アキュムレータAccのパワーアシストできる機会を増やすことができるので、必要なときにアキュムレータAccからの再利用流量が一層確実に得られる。
【０１０４】
システム状態とアキュムレータAccの蓄積状態の両方を満足する最適な再利用（回収）量を決定でき、また、係数を乗じたり最終計算値に上限を設定することで、最大流量を制限して平準化を図ることができるので、必要なときにアキュムレータAccからの再利用流量が確実に得られる。
【０１０５】
油圧ショベル10の作業装置12をブームシリンダ14により上下動する際の、必要なときにアキュムレータAccからの再利用流量が確実に得られる。
【０１０６】
このように、必要時にアキュムレータAccから確実に再利用流を供給できるシステムを、機器の過大化でなく、システム構成と制御の工夫で実現するため、システムの状態とアキュムレータAccの蓄積状態（充填率）の両方から、回収と再利用を自動決定する方式とする。
【０１０７】
すなわち、アキュムレータAccが空に近いときは回収・蓄積を優先し、アキュムレータAccが満杯に近いときは再利用を優先することにより、操作指令上の要求（アキュムレータAccのアシストを使いたいときまたはアキュムレータAccへ回収したいとき）と、アキュムレータAccの蓄積状態による要求（アキュムレータAccのアシストを使いたいときまたはアキュムレータAccへ回収したいとき）とをマッチングさせ、必要時にアシストできる。
【０１０８】
そして、アキュムレータAccの再利用時が必要なときに連続して用いることができるシステムを、アキュムレータAccの容量を過大にしなくても実現でき、これにより、機器の小型化の実現に寄与できる。
【０１０９】
本発明は、油圧ショベル、ローダなどの作業機械に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】本発明に係る流体圧制御回路の一実施の形態を示す回路図である。
【図２】同上回路の操作指令−要求値の関係を示す特性図である。
【図３】同上回路のアキュムレータ充填率‐補正値の関係を示す特性図である。
【図４】同上回路の操作指令−最終計算値との関係を示す特性図である。
【図５】同上回路の制御装置が有する機能を説明するフローチャートである。
【図６】同上制御装置の要求値設定フローを示すフローチャートである。
【図７】同上制御装置の補正値設定フローを示すフローチャートである。
【図８】同上制御装置の最終計算値演算フローを示すフローチャートである。
【図９】同上制御装置の制御指令演算フローを示すフローチャートである。
【図１０】同上制御装置のモード対応制御を示すフローチャートである。
【図１１】同上回路を備えた作業機械を示す側面図である。
【符号の説明】
【０１１１】
Pp1   メインポンプ
Pp2   専用ポンプ
Cy1，Cy2    流体圧アクチュエータ
Acc   アキュムレータ
１，２    回収制御弁
３，４    再利用制御弁
８    制御装置
９    メイン回路
10    油圧ショベル
12    作業装置
14    流体圧アクチュエータとしてのブームシリンダ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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