JP2008045309A - 作業機械における制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンからトルク供給されるメインポンプと、アキュムレータからトルク供給される専用ポンプとを設けた作業機械において、作業機械全体としての消費トルクが増加してしまうことを防止する。
【解決手段】エンジンから供給されるトルクとアキュムレータから供給されるトルクとを合計したトルクが、エンジンから第一、第二メインポンプに供給可能なトルクとして予め設定される許容トルクＴＡの値と等しくなるように、許容トルクＴＡの値を第一、第二メインポンプへの供給トルク（メインポンプ分配トルクＴＤＭ）と専用ポンプへの供給トルク（専用ポンプ分配トルクＴＤＥ）とに分配する制御装置を設けた。
【選択図】図１０

Description

本発明は、油圧ポンプにトルクを供給するトルク供給源として、エンジンとアキュムレータとが設けられた作業機械における制御システムの技術分野に属するものである。

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、作業部昇降用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油室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。）。
特許第２５８２３１０号公報

しかるに、前記特許文献１のものは、作業部の下降時に、補助油圧シリンダからの排出油はアキュムレータに蓄圧されるものの、作業部昇降用油圧シリンダからの排出油はコントロールバルブを経由して油タンクに排出されるようになっており、作業部の有する位置エネルギーの一部しか回収されないことになる。しかも、アキュムレータに蓄圧された圧油を補助油圧シリンダに供給するにあたり、該供給圧油の圧力や流量を制御するための油圧機器が設けられていない。このため、作業部の上昇速度を正確にコントロールすることができず、作業性に劣るという問題がある。
そこで、補助油圧シリンダを設けることなく、作業部の下降時に、作業部昇降用油圧シリンダからの排出油をアキュムレータに蓄圧すると共に、作業部の上昇時に該アキュムレータに蓄圧された圧油を、油圧ポンプを介して作業部昇降用油圧シリンダに供給するように構成することが提唱される。この場合、上記油圧ポンプには、アキュムレータの高圧の蓄圧油によってトルクが供給されることになる。
ところで、一般に、油圧ショベルやクレーン等の作業機械には、作業部昇降用油圧シリンダだけでなく、走行モータや旋回モータ、あるいは作業部を前後せしめる油圧シリンダ等の複数の油圧アクチュエータが設けられると共に、これら油圧アクチュエータに圧油供給するべく、エンジンから供給されるトルクによって駆動する油圧ポンプ（メインポンプ）が設けられている。このように、エンジンからトルク供給される油圧ポンプが設けられている作業機械において、前述したようにアキュムレータの蓄圧油を油圧ポンプを介して作業部昇降油圧シリンダに供給するように構成する場合、作業機械には、複数の油圧ポンプにトルクを供給するトルク供給源として、エンジンとアキュムレータとが設けられていることになる。
しかるに、前記エンジン以外にもトルク供給源が設けられているものにおいて、エンジンから出力されるトルクをメインポンプにそのまま供給すると、作業機械全体が消費するトルクとしては、エンジンの出力トルクにアキュムレータから供給されるトルクがプラスされることになって、作業機械全体としてのトルク消費量が増加してしまい、省エネルギー化を達成できないという問題があり、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、エンジンから供給されるトルクにより駆動するメインポンプと、アキュムレータから供給されるトルクにより駆動する専用ポンプとを設けてなる作業機械において、エンジンから供給されるトルクとアキュムレータから供給されるトルクとを合計したトルクが、エンジンからメインポンプに供給可能なトルクとして予め設定される許容トルクの値を越えないようにメインポンプおよび専用ポンプのトルク制御を行う制御装置を設けたことを特徴とする作業機械における制御システムである。
そして、この様にすることにより、エンジンからトルク供給されるメインポンプと、アキュムレータからトルク供給される専用ポンプとが設けられている作業機械であっても、メインポンプおよび専用ポンプに供給されるトルクの合計が、エンジンからメインポンプに供給可能なトルクとして設定される許容トルクの値を越えてしまうことなく、而して、作業機械全体としての消費トルクの増加を抑えることができると共に、アキュムレータからトルク供給される分、エンジンからの供給トルクを減らすことができて、省エネルギー化を確実に達成することができる。
請求項２の発明は、制御装置は、メインポンプに供給されるトルクと専用ポンプに供給されるトルクとを合計したトルクが許容トルクの値と等しくなるように、許容トルクの値をメインポンプへの供給トルクと専用ポンプへの供給トルクとに分配するトルク分配制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の作業機械における制御システムである。
そして、この様にすることにより、メインポンプに供給されるトルクと専用ポンプに供給されるトルクとを合計すると許容トルクの値と等しくなるから、作業機械全体としての作業効率が低下してしまうようなことがないと共に、許容トルクの値をメインポンプと専用ポンプとに適切に分配することができる。
請求項３の発明は、制御装置は、許容トルクと専用ポンプに要求される専用ポンプ要求トルクとの比率に応じて、許容トルクの値をメインポンプへの供給トルクと専用ポンプへの供給トルクとに分配するトルク分配制御を行うことを特徴とする請求項２に記載の作業機械における制御システムである。
そして、この様にすることにより、許容トルクの値を、メインポンプと専用ポンプとにバランス良く配分できることになって、専用ポンプから圧油供給される油圧アクチュエータとメインポンプから圧油供給される他の油圧アクチュエータとを同時に動作せしめる連動操作を良好に行うことができ、作業性の向上に寄与できる。
請求項４の発明は、制御装置は、専用ポンプの吐出圧と、専用ポンプから圧油供給される油圧アクチュエータ用の操作具操作量と、アキュムレータの蓄圧量とに基づいて専用ポンプ要求トルクを演算する専用ポンプ要求トルク演算手段を備えることを特徴とする請求項３に記載の作業機械における制御システムである。
そして、この様にすることにより、現時点で専用ポンプに必要とされる専用ポンプ要求トルクを正確に演算できることになり、而して、精度の良いトルク分配制御を行うことができる。
請求項５の発明は、アキュムレータは、昇降する作業部の下降時に、該作業部を昇降せしめる油圧シリンダから排出される油を蓄圧する一方、該アキュムレータに蓄圧された油は、作業部の上昇時に専用ポンプを介して油圧シリンダに供給される構成であ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、昇降する作業部の位置エネルギーを、アキュムレータを用いて有効に回収、再利用することができる作業機械において、メインポンプおよび専用ポンプのトルク制御を適切に行うことができる。

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。

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。

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って、これら第一、第二メインポンプ９、１０は、本発明のメインポンプに相当し、エンジンＥから供給されるトルクによって駆動する。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。

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、エンジンから第一、第二メインポンプ９、１０への供給トルクを制御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。

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。

前記第一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、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。

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。

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。

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。

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。

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。

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の容量制御は、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。

ここで、前記サクション油路３３は、後述するように、ブーム上昇時にはアキュムレータ３６の蓄圧油が供給されるようになっている。而して、専用ポンプ３２は、ブーム上昇時にはアキュムレータ３６の蓄圧油を吸込んで専用ポンプ油路３４に吐出することになるが、該アキュムレータ３６の蓄圧油は高圧であって、その圧力は前記専用ポンプ３２にトルクを供給することになり、而して、専用ポンプ３２には、エンジンＥだけでなくアキュムレータ３６からもトルクが供給されるようになっている。尚、専用ポンプ３２に供給されるトルクは、アキュムレータ３６からの供給トルクが殆どであって、エンジンＥから専用ポンプ３２に供給されるトルクは、極めて少ないことになる。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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（本発明の専用ポンプから圧油供給される油圧アクチュエータ用の操作具に相当する）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、エンジンＥの回転数を設定するアクセルダイヤル７３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。
尚、前記アクセルダイヤル７３は、オペレータがエンジンＥの回転数を設定するべく操作するエンジン回転数設定用操作具である。また、本実施の形態において、エンジンＥは、電子制御された燃料噴射装置を備えていて、負荷が変動しても前記アクセルダイヤル７３で設定されたエンジン回転数を保つように制御される構成になっている。

次いで、前記制御装置１６に設けられる各種演算部や制御部について説明する。まず、６２は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）。

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。

さらに、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のブロック図に示す如く、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」）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）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の容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。

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。

さらに、７０は第三コントロールバルブ制御部であって、該第三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。

一方、７４は専用ポンプ要求トルク演算部（本発明の専用ポンプ要求トルク演算手段に相当する）であって、該専用ポンプ要求トルク演算部７４は、図９のブロック図に示す如く、第三吐出側圧力センサ５６により検出される専用ポンプ３２の吐出圧ＰＥと、前記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、前記分担割合演算部６５から出力される供給割合βとを入力して、これら専用ポンプ３２の吐出圧ＰＥと要求ポンプ容量ＤＲと供給割合βとを乗算器７５、７６で乗じ、さらにトルク演算ブロック７７においてトルク換算定数Ｃを乗じることで、ブーム用操作レバーの操作量およびアキュムレータ３６の蓄圧量に応じて現時点の吐出圧で専用ポンプ３２の出し得るトルクを演算する。該演算されたトルクは、要求ポンプ容量ＤＲが「負」の値（ブーム用操作レバーがブーム下降側に操作された場合）であると「負」の値となるため、絶対値化ブロック７８で絶対値化して「正」の値にする。そして、該「正」の値のトルクを、専用ポンプ３２が要求する専用ポンプ要求トルクＴＥ（ＴＥ＝ＰＥ×ＤＲ×β×Ｃ）として出力する。

さらに、７９はトルク制御部であって、該トルク制御部７９は、図１０のブロック図に示す如く、後述するメインポンプ経時制限トルクＴＬと、許容トルクＴＡと、前記専用ポンプ要求トルク演算部７４から出力される専用ポンプ要求トルクＴＥとを入力する。
ここで、上記許容トルクＴＡは、アクセルダイヤル７３によって設定されるエンジン回転数に応じて、エンジンＥから第一、第二メインポンプ９、１０に供給できる最大のトルク（エンスト防止やオーバーヒート防止等を考慮した上で許容される最大のトルク）であって、例えば図示しないトルクマップ等により予め設定されている。

前記トルク制御部７９は、まず、入力された許容トルクＴＡと専用ポンプ要求トルクＴＥとを加算器８０で加算し、該加算値と許容トルクＴＡとに基づいて、減縮率演算ブロック８１で減縮率γ（γ＝ＴＡ／（ＴＡ＋ＴＥ））を求める。該減縮率γは、許容トルクＴＡの値を、許容トルクＴＡと専用ポンプ要求トルクＴＥとの比率に応じて第一、第二メインポンプ９、１０と専用ポンプ３２とに分配するための値であって、この減縮率γと許容トルクＴＡとを乗算器８２で乗じることによって、第一、第二メインポンプ９、１０に分配されるトルクＴＤＭ（ＴＤＭ＝γ×ＴＡ、以下、メインポンプ分配トルクＴＤＭと称する）が演算され、また、減縮率γと専用ポンプ要求トルクＴＥとを乗算器８３で乗じることによって、専用ポンプ３２に分配されるトルクＴＤＥ（ＴＤＥ＝γ×ＴＥ、以下、専用ポンプ分配トルクＴＤＥと称する）が演算される。そして、上記メインポンプ分配トルクＴＤＭの値は、メインポンプ制御用電磁比例減圧弁１７に対する制御信号値に変換されて出力され、さらに該制御信号値が入力されたメインポンプ制御用電磁比例減圧弁１７は、第一、第二メインポンプ９、１０への供給トルクをメインポンプ分配トルクＴＤＭにするための制御信号圧を、第一、第二レギュレータ１４、１５に対して出力するように構成されている。一方、専用ポンプ分配トルクＴＤＥの値は、専用ポンプ用レギュレータ３５に対する制御信号値に変換されて出力され、そして該制御信号値が入力された専用ポンプ用レギュレータ３５は、専用ポンプ３２への供給トルクを専用ポンプ分配トルクＴＤＥにするべく作動するように構成されている。これにより、エンジン回転数に応じてエンジンＥから第一、第二メインポンプ９、１０に供給可能な許容トルクＴＡの値を、許容トルクＴＡと専用ポンプ要求トルクＴＥとの比率に応じて、第一、第二メインポンプ９、１０への供給トルク（メインポンプ分配トルクＴＤＭ）と、専用ポンプ３２への供給トルク（専用ポンプ分配トルクＴＤＥ）とに分配するトルク分配制御が行われるようになっている。

一方、前記メインポンプ経時制限トルクＴＬは、第一、第二メインポンプ９、１０を圧油供給源とする何れかの油圧アクチュエータ（前述したように、ブームシリンダ８、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）用操作具が操作されて第一、第二メインポンプ９、１０を作動させる場合に、エンジンＥから第一、第二メインポンプ９、１０への供給トルクを時間の経過と共に徐々に上昇させていくために設定される変数であって、トルク制御部７９は、メインポンプ経時制限トルクＴＬがメインポンプ分配トルクＴＤＭよりも小さい（ＴＬ＜ＴＤＭ）場合は、該メインポンプ経時制限トルクＴＬを最小選択器８４で選択して、メインポンプ制御用電磁比例減圧弁１７に制御信号を出力するように構成されている。これにより、第一、第二メインポンプ９、１０への供給トルクは、メインポンプ経時制限トルクＴＬを越えないように徐々に増加してメインポンプ分配トルクＴＤＭに達するように制御されることになって、第一、第二メインポンプ９、１０にかかる負荷が急激に増加してエンジンドロップを引き起してしまうことを回避できるようになっている。

尚、制御装置１６には、前述した演算部や制御部の他にも、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）が設けられているが、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。

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、前記トルク制御部７９において実行される制御に基づいて、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に供給されるトルクが、前述したメインポンプ分配トルクＴＤＭになるように制御信号を出力する。これにより、第一、第二メインポンプ９、１０に供給されるトルクは、エンジン回転数に応じてエンジンＥから第一、第二メインポンプ９、１０に供給できる許容トルクＴＡの値を、許容トルクＴＡと専用ポンプ要求トルクＴＥとの比率に応じて第一、第二メインポンプ９、１０に分配したトルク、即ちメインポンプ分配トルクＴＤＭとなるように制御される。

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。

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。

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、前記トルク制御部７９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に供給されるトルクが、前述した専用ポンプ分配トルクＴＤＥ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に供給されるトルクは、エンジン回転数に応じてエンジンＥから第一、第二メインポンプ９、１０に供給できる許容トルクＴＡの値を、許容トルクＴＡと専用ポンプ要求トルクＴＥとの比率に応じて専用ポンプ３２に分配したトルク、即ち、専用ポンプ分配トルクＴＤＥとなるように制御される。

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。

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。

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。

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。

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、第二コントロールバルブ１９および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ブームシリンダ８のヘッド側油室８ａに供給するように制御される一方、第一コントロールバルブ１８は中立位置Ｎに保持される。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から最大（ブーム用操作レバーの操作量が最大のとき）で一ポンプ分の流量と、専用ポンプ３２から最大で一ポンプ分の流量とが供給される。

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、アキュムレータ３６からトルク供給されることになり、而して、専用ポンプ３２に供給されるエンジンＥからのトルク、つまり専用ポンプ３２が消費するエンジン出力は、第一、第二メインポンプ９、１０と比して大幅に少ないことになる。

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および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ブームシリンダ８のヘッド側油室８ａに供給するように制御される一方、第三コントロールバルブ３７は、中立位置Ｎに保持される。これにより、ブームシリンダ８のヘッド側油室８ａには、第一メインポンプ９から最大で一ポンプ分の流量と、第二メインポンプ１０から最大で一ポンプ分の流量とが供給される。

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。

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、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、これにより、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。

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。

ところで、ブーム５の上昇時において、アキュムレータ３６の蓄圧圧力ΔＰが低設定圧ＰＬを越えている場合は、前述したように、アキュムレータ３６の蓄圧油が専用ポンプ３２を介してブームシリンダ８に供給されることになるが、この場合、専用ポンプ３２は、エンジンＥからの供給トルクだけでなく、アキュムレータ３６の高圧の蓄圧油によってもトルクが供給されることになる。一方、ブーム５の上昇時にブームシリンダ８に圧油供給する第一、第二メインポンプ９、１０は、エンジンＥからトルク供給されることになるが、前述したように、トルク制御部７９において実行されるトルク分配制御によって、第一、第二メインポンプ９、１０にはメインポンプ分配トルクＴＤＭが供給され、また専用ポンプ３２には専用ポンプ分配トルクＴＤＥが供給される。これらメインポンプ分配トルクＴＤＭおよび専用ポンプ分配トルクＴＤＥは、エンジン回転数に応じてエンジンＥから第一、第二メインポンプ９、１０に供給できる許容トルクＴＡの値を、許容トルクＴＡと専用ポンプ要求トルクＴＥとの比率に応じて第一、第二メインポンプ９、１０と専用ポンプ３２とにそれぞれ分配したトルクであるから、第一、第二メインポンプ９、１０に供給されるトルク（メインポンプ分配トルクＴＤＭ）と専用ポンプ３２に供給されるトルク（専用ポンプ分配トルクＴＤＥ）とを合計すると、許容トルクＴＡの値と等しく（ＴＡ＝ＴＤＭ＋ＴＤＥ）なり、而して、エンジンＥから供給されるトルクとアキュムレータ３６から供給されるトルクとの合計トルクが、許容トルクＴＡを越えないように制御されることになる。

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、第三コントロールバルブ制御部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。

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、第一、第二メインポンプ９、１０を圧油供給源とするブームシリンダ８以外の油圧アクチュエータ（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）用操作具が何れも操作されていないときには、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への供給トルクを最小まで低減せしめるよう制御信号を出力する。尚、第一、第二メインポンプ９、１０を圧油供給源とするブームシリンダ８以外の何れかの油圧アクチュエータ用操作具が操作されている場合は、アクセルダイヤル７３で設定されたエンジン回転数に応じたトルクが第一、第二メインポンプ９、１０に供給されるように、メインポンプ制御用電磁比例減圧弁１７に対して制御信号を出力する。

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。

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、前記要求ポンプ容量演算部６３において実行される制御に基づいて、専用ポンプ３２の容量を要求ポンプ容量ＤＲ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。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ポンプ容量となるように制御される。

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。

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。

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。

而して、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。

叙述の如く構成された本形態において、アキュムレータ３６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一方、該アキュムレータ３６に蓄圧された油は、ブーム５の上昇時に専用ポンプ３２を介してブームシリンダ８に供給されることになり、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るが、さらにこのものでは、制御装置１６の行うトルク制御によって、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第一、第二メインポンプ９、１０にエンジンＥから供給されるトルクと、前記専用ポンプ３２にエンジンＥおよびアキュムレータ３６から供給されるトルクとを合計したトルクが、エンジン回転数に応じてエンジンＥから第一、第二メインポンプ９、１０に供給可能なトルクとして予め設定される許容トルクＴＡの値を越えないように（本実施の形態では、許容トルクＴＡの値と等しくなるように）制御されることになる。

この結果、エンジンＥからトルク供給される第一、第二メインポンプ９、１０とアキュムレータ３６からトルク供給される専用ポンプ３２とを同時に駆動させても、第一、第二メインポンプ９、１０および専用ポンプ３２に供給されるトルクの合計が、エンジンＥから第一、第二メインポンプ９、１０に供給可能な許容トルクＴＡの値を越えることなく、而して、トルク供給源としてエンジンＥだけでなくアキュムレータ３６が設けられている油圧ショベル１であっても、油圧ショベル１全体としての消費トルクの増加を抑えることができると共に、アキュムレータ３６からトルク供給される分、エンジンＥからの供給トルクを減らすことができて、省エネルギー化を確実に達成することができる。

しかも、前記トルクの合計が許容トルクＴＡを越えないように制御するにあたり、制御装置１６は、第一、第二メインポンプ９、１０への供給トルクと専用ポンプ３２への供給トルクとを合計したトルクが許容トルクＴＡの値と等しくなるように、許容トルクＴＡの値を第一、第二メインポンプ９、１０への供給トルク（メインポンプ分配トルクＴＤＭ）と専用ポンプ３２への供給トルク（専用ポンプ分配トルクＴＤＥ）とに分配するトルク分配制御を行う構成になっているから、第一、第二メインポンプ９、１０への供給トルクと専用ポンプ３２への供給トルクとを合計すると、専用ポンプ３２が設けられていない従来の油圧ショベルと同等のトルク、つまり許容トルクＴＡが供給されることになって、油圧ショベル１全体としての作業効率が低下してしまうようなことがないと共に、許容トルクＴＡの値を第一、第二メインポンプ９、１０と専用ポンプ３２とに適切に分配することができる。

そのうえ、前記許容トルクＴＡの値を第一、第二メインポンプ９、１０への供給トルク（メインポンプ分配トルクＴＤＭ）と専用ポンプ３２への供給トルク（専用ポンプ分配トルクＴＤＥ）とに分配するトルク分配制御を行うにあたり、制御装置１６は、許容トルクＴＡと専用ポンプ３２に要求される専用ポンプ要求トルクＴＥとの比率に応じて第一、第二メインポンプ９、１０と専用ポンプ３２とに分配する構成になっているから、許容トルクＴＡの値を、第一、第二メインポンプ９、１０と専用ポンプ３２とにバランス良く配分できることになって、例えばブーム５の上昇と同時に、第一、第二メインポンプ９、１０から圧油供給されるブームシリンダ８以外の油圧アクチュエータを作動させるような場合でも、複数の油圧アクチュエータを同時に動作せしめる連動操作を良好に行うことができ、作業性の向上に寄与できる。

さらにまた、前記トルク分配制御に用いられる専用ポンプ要求トルクＴＥは、専用ポンプ要求トルク演算部７４において、専用ポンプ３２の吐出圧ＴＰと、ブーム用操作レバーの操作量によって要求される要求ポンプ容量ＤＲと、アキュムレータ３６の蓄圧量に応じて求められる専用ポンプ３２の供給割合βとを用いて演算される構成になっているから、現時点で専用ポンプ３２に必要とされる専用ポンプ要求トルクＴＥを正確に演算できることになり、而して、精度の良いトルク分配制御を行うことができる。

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、トルク制御部において、第一、第二メインポンプへの供給トルク（メインポンプ分配トルクＴＤＭ）と専用ポンプへの供給トルク（専用ポンプ分配トルクＴＤＥ）とを演算するにあたり、図１１に示す第二の実施の形態のように構成しても、上記実施の形態と同じ値のメインポンプ分配トルクＴＤＭおよび専用ポンプ分配トルクＴＤＥを得ることができる。
つまり、この第二の実施の形態のものにおいて、トルク制御部は、まず、入力された許容トルクＴＡと専用ポンプ要求トルクＴＥとを加算器８５で加算する。次いで、メインポンプ分配比率演算ブロック８６において、許容トルクＴＡを上記加算値で除することで、メインポンプ分配比率δ（δ＝ＴＡ／ＴＡ＋ＴＥ）を求め、また、専用ポンプ分配比率演算ブロック８７において、専用ポンプ要求トルクＴＥを上記加算値で除することで、専用ポンプ分配比率ε（ε＝ＴＥ／ＴＡ＋ＴＥ）を求める。そして、前記メインポンプ分配比率δと許容トルクＴＡとを乗算器８８で乗じることによって、メインポンプ分配トルクＴＤＭ（ＴＤＭ＝δ×ＴＡ）が演算され、また、専用ポンプ分配比率εと許容トルクＴＡとを乗算器８９で乗じることによって、専用ポンプ分配トルクＴＤＥ（ＴＤＥ＝ε×ＴＡ）が演算される。尚、この第二の実施の形態において、トルク制御部に入力されるメインポンプ経時制限トルクＴＬおよび最小選択器８４は、前述した実施の形態のものと同様であるため、説明を省略する。

さらに、上記実施の形態では、油圧ショベルの制御システムを例にとって説明したが、本発明は、トルク供給源としてエンジンとアキュムレータとが設けられている各種作業機械に実施できることは、勿論である。

油圧ショベルの側面図である。 油圧制御システムの回路図である。 油圧制御システムの回路図である。 制御装置の入出力を示すブロック図である。 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。 分担割合演算部の制御手順を示すブロック図である。 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。 第三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。 専用ポンプ要求トルク演算部の制御手順を示すブロック図である。 トルク制御部の制御手順を示すブロック図である。 第二の実施の形態におけるトルク制御部の制御手順を示すブロック図である。

符号の説明

４ 作業部
８ ブームシリンダ
９ 第一メインポンプ
１０ 第二メインポンプ
１６ 制御装置
３２ 専用ポンプ
３６ アキュムレータ
７４ 専用ポンプ要求トルク演算部
７９ トルク制御部
Ｅ エンジン

Claims (5)

1. エンジンから供給されるトルクにより駆動するメインポンプと、アキュムレータから供給されるトルクにより駆動する専用ポンプとを設けてなる作業機械において、エンジンから供給されるトルクとアキュムレータから供給されるトルクとを合計したトルクが、エンジンからメインポンプに供給可能なトルクとして予め設定される許容トルクの値を越えないようにメインポンプおよび専用ポンプのトルク制御を行う制御装置を設けたことを特徴とする作業機械における制御システム。
2. 制御装置は、メインポンプに供給されるトルクと専用ポンプに供給されるトルクとを合計したトルクが許容トルクの値と等しくなるように、許容トルクの値をメインポンプへの供給トルクと専用ポンプへの供給トルクとに分配するトルク分配制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の作業機械における制御システム。
3. 制御装置は、許容トルクと専用ポンプに要求される専用ポンプ要求トルクとの比率に応じて、許容トルクの値をメインポンプへの供給トルクと専用ポンプへの供給トルクとに分配するトルク分配制御を行うことを特徴とする請求項２に記載の作業機械における制御システム。
4. 制御装置は、専用ポンプの吐出圧と、専用ポンプから圧油供給される油圧アクチュエータ用の操作具操作量と、アキュムレータの蓄圧量とに基づいて専用ポンプ要求トルクを演算する専用ポンプ要求トルク演算手段を備えることを特徴とする請求項３に記載の作業機械における制御システム。
5. アキュムレータは、昇降する作業部の下降時に、該作業部を昇降せしめる油圧シリンダから排出される油を蓄圧する一方、該アキュムレータに蓄圧された油は、作業部の上昇時に専用ポンプを介して油圧シリンダに供給される構成であ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制御システム。

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