WO2023189681A1 - 作業機械 - Google Patents

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WO2023189681A1
WO2023189681A1 PCT/JP2023/010452 JP2023010452W WO2023189681A1 WO 2023189681 A1 WO2023189681 A1 WO 2023189681A1 JP 2023010452 W JP2023010452 W JP 2023010452W WO 2023189681 A1 WO2023189681 A1 WO 2023189681A1
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WO
WIPO (PCT)
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control valve
boom
pump
hydraulic
meter
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/010452
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English (en)
French (fr)
Inventor
聖二 土方
靖貴 釣賀
雅俊 星野
翔 古川
遼 八木澤
Original Assignee
日立建機株式会社
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Publication date
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/02Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member
    • F15B11/04Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/02Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member
    • F15B11/04Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed
    • F15B11/042Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed by means in the feed line, i.e. "meter in"
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/02Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member
    • F15B11/04Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed
    • F15B11/044Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed by means in the return line, i.e. "meter out"
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60YINDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00Type of vehicle
    • B60Y2200/40Special vehicles
    • B60Y2200/41Construction vehicles, e.g. graders, excavators
    • B60Y2200/412Excavators

Definitions

  • the present invention relates to a working machine, and more particularly to a working machine that is equipped with an accumulator in addition to a hydraulic pump as a hydraulic source for supplying pressure oil to a hydraulic actuator.
  • working machines such as hydraulic excavators and cranes are equipped with an accumulator that stores the pressure oil discharged from the hydraulic pump, and an actuator that is operated by the pressure oil from the hydraulic pump or accumulator.
  • an actuator that is operated by the pressure oil from the hydraulic pump or accumulator.
  • the hydraulic drive device for a working machine described in Patent Document 1 has one circuit that directly supplies pressure oil from a hydraulic pump to a hydraulic actuator via a valve (flow control valve), and another circuit that supplies pressure oil stored in an accumulator to a hydraulic actuator. It is equipped with another circuit that supplies pressure oil to the hydraulic actuator via a valve (flow control valve), and supplies pressure oil to the hydraulic actuator from an efficient circuit (one circuit or another circuit) depending on the operation of the work machine. It is possible to supply.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and its purpose is to suppress the complexity of the configuration in a hydraulic system that can supply pressure oil from an accumulator to a hydraulic actuator in addition to a hydraulic pump.
  • the aim is to provide working machines that can.
  • a hydraulic pump that discharges pressure oil
  • a hydraulic actuator that is driven by the pressure oil discharged from the hydraulic pump
  • a tank that stores return oil discharged from the hydraulic actuator
  • the hydraulic pump an accumulator that accumulates pressure oil discharged from the hydraulic actuator and supplies the accumulated pressure oil to the hydraulic actuator
  • an accumulator that controls the connection between the meter-in side of the hydraulic actuator and the hydraulic pump, and controls the meter-out side of the hydraulic actuator.
  • a working machine comprising: a first control valve that controls a connection between a meter-in side of the hydraulic actuator and the tank; and a second control valve that controls a connection between a meter-in side of the hydraulic actuator and the accumulator.
  • a flow rate control mechanism that controls the flow rate of pressure oil to the hydraulic actuator via a control valve, and a control device that controls the first control valve, the second control valve, and the flow rate control mechanism,
  • the device drives the second control valve to connect the meter-in side of the hydraulic actuator and the accumulator, and controls the meter-out side of the hydraulic actuator.
  • drive the first control valve to connect the side and the tank, and the flow rate control mechanism to cut off the flow of pressure oil from the hydraulic pump to the hydraulic actuator via the first control valve. It is characterized by being driven.
  • the meter-out side of the hydraulic actuator and the tank are connected by driving the first control valve, and the hydraulic pressure is Since the flow of pressure oil from the pump to the hydraulic actuator via the first control valve is blocked, even when pressure oil is supplied from the accumulator to the hydraulic actuator, the return oil of the hydraulic actuator is transferred to the tank via the first control valve. can be discharged. That is, control of the flow on the meter-out side of the hydraulic actuator can be realized using only the first control valve.
  • FIG. 1 is an external view showing a hydraulic excavator as a working machine according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a hydraulic circuit diagram showing the configuration of a hydraulic system included in the work machine according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing a part of the hydraulic system (circuit for driving the boom) of the working machine according to the first embodiment shown in FIG. 2 together with a control device.
  • 3 is an opening area diagram of a pump directional control valve of the hydraulic system according to the first embodiment shown in FIG. 2.
  • FIG. 3 is an opening area diagram of a pump flow control valve of the hydraulic system according to the first embodiment shown in FIG. 2.
  • FIG. FIG. 4 is a block diagram showing control logic in the control device for the work machine according to the first embodiment shown in FIG. 3.
  • FIG. 7 is a table used by the operation pattern calculation unit of the control device according to the first embodiment shown in FIG. 6.
  • FIG. FIG. 2 is a hydraulic circuit diagram showing the configuration of a hydraulic system included in a working machine according to a second embodiment of the present invention.
  • 9 is an opening area diagram of the pump directional control valve of the hydraulic system according to the second embodiment shown in FIG. 8.
  • FIG. 9 is a block diagram showing the control logic of a control device for the hydraulic system according to the second embodiment shown in FIG. 8.
  • FIG. FIG. 3 is a hydraulic circuit diagram showing the configuration of a hydraulic system included in a working machine according to a third embodiment of the present invention.
  • 12 is an opening area diagram of the pump directional control valve of the hydraulic system according to the third embodiment shown in FIG. 11.
  • FIG. 12 is a block diagram showing the control logic of a control device for the hydraulic system according to the third embodiment shown in FIG. 11.
  • FIG. 14 is a characteristic diagram used by the function generator of the control device according to the third embodiment shown in
  • FIG. 1 is an external view showing a hydraulic excavator as a working machine according to a first embodiment of the present invention. Here, the explanation will be made using the direction seen from the operator seated in the driver's seat.
  • a hydraulic excavator as a working machine includes a self-propelled lower traveling body 1, an upper rotating body 2 rotatably mounted on the lower traveling body 1, and a front part of the upper rotating body 2 that can be tilted and raised.
  • a front working device 3 is provided.
  • the upper revolving body 2 is configured to swing relative to the lower traveling body 1 by a swing hydraulic motor 5, which is a hydraulic actuator.
  • the lower traveling body 1 has, for example, crawler-type traveling devices 11 on both left and right sides (only the left side is shown in FIG. 1).
  • the left and right traveling devices 11 are respectively driven by travel hydraulic motors 11a, which are hydraulic actuators.
  • the upper revolving body 2 includes a revolving frame 13 as a support structure rotatably mounted on the lower traveling body 1, a cab 14 installed on the left front side of the revolving frame 13, and a rear end portion of the revolving frame 13.
  • the vehicle is configured to include a counterweight 15 provided in the cab 14 and a machine room 16 provided between the cab 14 and the counterweight 15.
  • a driver's seat (not shown) in which an operator sits, an operating device 7 (described later) (see FIG. 3, described later), and the like are arranged.
  • the counterweight 15 is for balancing the weight with the front working device 3.
  • the machine room 16 houses various devices such as hydraulic pumps 31 and 32, a prime mover 33, and control valve units 40 and 80 (see FIG. 2, which will be described later).
  • the front work device 3 is for performing various works such as excavation work, and is, for example, an articulated work device configured by connecting a plurality of driven members so as to be rotatable in a vertical direction.
  • the plurality of driven members include, for example, a boom 18, an arm 19, and a bucket 20 as a working tool.
  • the base end of the boom 18 is supported by the front part of the revolving frame 13 of the upper revolving structure 2 so as to be rotatable in the vertical direction.
  • a proximal end of an arm 19 is supported at the distal end of the boom 18 so as to be rotatable in the vertical direction.
  • a proximal end portion of a bucket 20 is supported at the distal end portion of the arm 19 so as to be rotatable in the vertical direction.
  • the boom 18, the arm 19, and the bucket 20 are operated by driving a boom cylinder 21, an arm cylinder 22, and a bucket cylinder 23, which are hydraulic actuators, respectively.
  • FIG. 2 is a hydraulic circuit diagram showing the configuration of a hydraulic system included in the working machine according to the first embodiment.
  • the hydraulic excavator is equipped with a hydraulic system 30 that operates the lower traveling body 1, the upper rotating body 2, and the front working device 3 (all shown in FIG. 1) using hydraulic pressure.
  • the hydraulic system 30 includes a first hydraulic pump 31 (hereinafter referred to as a first pump) and a second hydraulic pump 32 (hereinafter referred to as a second pump) that discharge pressure oil, and a first pump 31 and a second pump 32.
  • boom cylinder 21, arm cylinder 22, bucket cylinder 23, and swing hydraulic motor 5 as hydraulic actuators driven by pressure oil supplied from the tank, and a tank that stores return oil discharged from the hydraulic actuators 21, 22, 23, and 5. It is equipped with 34.
  • a prime mover 33 is mechanically connected to the first pump 31 and the second pump 32, and the first pump 31 and the second pump 32 are driven by the power of the prime mover 33.
  • the first pump 31 and the second pump 32 are, for example, variable displacement pumps, and have a regulator that adjusts the pump volume.
  • the prime mover 33 is, for example, an engine or an electric motor.
  • the first pump 31 and boom cylinder 21 are connected via a first boom directional control valve 41, and the second pump 32 and boom cylinder 21 are connected via a second boom directional control valve 42.
  • the first pump 31 and arm cylinder 22 are connected via a first directional control valve 43 for arm, and the second pump 32 and arm cylinder 22 are connected via a second directional control valve 44 for arm.
  • the first pump 31 and the bucket cylinder 23 are connected via a bucket directional control valve 45.
  • the second pump 32 and the swing hydraulic motor 5 are connected via a swing direction control valve 46 .
  • the first directional control valve 41 for boom controls the flow of pressure oil supplied from the first pump 31 to the boom cylinder 21, and also controls the flow of return oil discharged from the boom cylinder 21.
  • the second boom directional control valve 42 controls the flow of pressure oil supplied from the second pump 32 to the boom cylinder 21 and also controls the flow of return oil from the boom cylinder 21 .
  • the arm first directional control valve 43 controls the flow of pressure oil supplied from the first pump 31 to the arm cylinder 22 and also controls the flow of return oil discharged from the arm cylinder 22.
  • the second direction control valve 44 for the arm controls the flow of pressure oil supplied from the second pump 32 to the arm cylinder 22 and also controls the flow of return oil from the arm cylinder 22.
  • the bucket directional control valve 45 controls the flow of pressure oil supplied from the first pump 31 to the bucket cylinder 23 and also controls the flow of return oil discharged from the bucket cylinder 23.
  • the swing direction control valve 46 controls the flow of pressure oil supplied from the second pump 32 to the swing hydraulic motor 5, and also controls the flow of return oil discharged from the swing hydraulic motor 5.
  • the first boom directional control valve 41 controls the connection between the meter-in side of the boom cylinder 21 and the first pump 31, and also controls the connection between the meter-out side of the boom cylinder 21 and the tank 34.
  • the second boom directional control valve 42 controls the connection between the meter-in side of the boom cylinder 21 and the second pump 32 and the connection between the meter-out side of the boom cylinder 21 and the tank 34 .
  • the first directional control valve 43 for the arm controls the connection between the meter-in side of the arm cylinder 22 and the first pump 31, and also controls the connection between the meter-out side of the arm cylinder 22 and the tank 34.
  • the second arm directional control valve 44 controls the connection between the meter-in side of the arm cylinder 22 and the second pump 32, and also controls the connection between the meter-out side of the arm cylinder 22 and the tank 34.
  • the bucket directional control valve 45 controls the connection between the meter-in side of the bucket cylinder 23 and the first pump 31 and the connection between the meter-out side of the bucket cylinder 23 and the tank 34 .
  • the swing direction control valve 46 controls the connection between the meter-in side of the swing hydraulic motor 5 and the second pump 32, and also controls the connection between the meter-out side of the swing hydraulic motor 5 and the tank 34.
  • Each of the directional control valves 41 to 46 is, for example, an open center type valve that discharges pressure oil from the first pump 31 or the second pump 32 into the tank 34 when pressure oil is not supplied to the hydraulic actuators 21, 22, 23, 5.
  • control valve Specifically, each of the directional control valves 41 to 46 is, for example, a spool valve with six ports and three positions (six ports: a pump port, a tank port, a pair of actuator ports, and a pair of center bypass ports).
  • the first directional control valve 41 for the boom, the first directional control valve 43 for the arm, and the directional control valve 45 for the bucket are connected to the first center bypass line 37 connected to the first pump 31 via the first discharge line 35, for example. They are provided in this order from the upstream side, and are connected in tandem.
  • the first center bypass line 37 connects the first pump 31 and the tank 34.
  • a first center bypass cut valve 47 (hereinafter referred to as a first CB cut valve) is provided at the most downstream position in the first center bypass line 37.
  • the first CB cut valve 47 controls the flow of pressure oil from the first pump 31 to the tank 34 via the first center bypass line 37.
  • the second direction control valve 42 for the boom, the second direction control valve 44 for the arm, and the direction control valve 46 for swing are connected to the second center bypass line 38 connected to the second pump 32 via the second discharge line 36, for example. They are provided in this order from the upstream side, and are connected in tandem.
  • the second center bypass line 38 connects the second pump 32 and the tank 34.
  • a second center bypass cut valve 48 (hereinafter referred to as a second CB cut valve) is provided at the most downstream position in the second center bypass line 38.
  • the second CB cut valve 48 controls the flow of pressure oil from the second pump 32 to the tank 34 via the second center bypass line 38.
  • a first boom flow rate control valve 51 is provided upstream of the meter-in side (pump port side) of the first boom directional control valve 41.
  • the first flow rate control valve 51 for the boom controls the flow rate of pressure oil supplied from the first pump 31 to the boom cylinder 21 via the first directional control valve 41 for the boom.
  • a second boom flow rate control valve 52 is provided upstream of the meter-in side (pump port side) of the second boom directional control valve 42 .
  • the second flow rate control valve 52 for boom controls the flow rate of pressure oil supplied from the second pump 32 to the boom cylinder 21 via the second directional control valve 42 for boom.
  • a first arm flow control valve 53 is provided upstream of the meter-in side (pump port side) of the first arm directional control valve 43.
  • the arm first flow control valve 53 controls the flow rate of pressure oil supplied from the first pump 31 to the arm cylinder 22 via the arm first direction control valve 43.
  • a second arm flow rate control valve 54 is provided upstream of the meter-in side (pump port side) of the second arm directional control valve 44 .
  • the second arm flow control valve 54 controls the flow rate of pressure oil supplied from the second pump 32 to the arm cylinder 22 via the arm second directional control valve 44 .
  • a bucket flow rate control valve 55 is provided upstream of the meter-in side (pump port side) of the bucket directional control valve 45.
  • the bucket flow control valve 55 controls the flow rate of pressure oil supplied from the first pump 31 to the bucket cylinder 23 via the bucket directional control valve 45.
  • a swirling flow rate control valve 56 is provided upstream of the meter-in side (pump port side) of the swirling directional control valve 46.
  • the swing flow rate control valve 56 controls the flow rate of pressure oil supplied from the second pump 32 to the swing hydraulic motor 5 via the swing direction control valve 46.
  • the first directional control valve 41 for the boom is connected to the bottom side and the rod side of the boom cylinder 21 via the first actuator lines 61, 61 for the boom
  • the second directional control valve 42 for the boom is connected to the second directional control valve 42 for the boom. It is connected to the bottom side and rod side of the boom cylinder 21 via actuator lines 62, 62.
  • the first directional control valve 43 for the arm is connected to the bottom side and the rod side of the arm cylinder 22 via the first actuator lines 63, 63 for the arm
  • the second directional control valve 44 for the arm is connected to the second directional control valve 44 for the arm. It is connected to the bottom side and rod side of the arm cylinder 22 via actuator lines 64, 64.
  • the bucket directional control valve 45 is connected to the bottom side and the rod side of the bucket cylinder 23 via first bucket actuator lines 65, 65.
  • the swing direction control valve 46 is connected to the first port side and the second port side of the swing hydraulic motor 5 via first swing actuator lines 66 , 66 .
  • the meter-out side (tank port side) of the first boom directional control valve 41 is connected to the tank 34 via the boom first return line 71
  • the meter-out side (tank port side) of the second boom directional control valve 42 is connected to the tank 34 via the boom first return line 71.
  • tank port side is connected to the tank 34 via a second return line 72 for the boom.
  • the meter-out side (tank port side) of the first directional control valve 43 for the arm is connected to the tank 34 via the first return line 73 for the arm
  • the meter-out side (tank port side) of the second directional control valve 44 for the arm is connected to the tank 34 via the first return line 73 for the arm.
  • tank port side is connected to the tank 34 via a second return line 74 for the arm.
  • a meter-out side (tank port side) of the bucket directional control valve 45 is connected to the tank 34 via a bucket return line 75.
  • the meter-out side (tank port side) of the swing direction control valve 46 is connected to the tank 34 via a swing return line 76 .
  • the above-mentioned directional control valves 41 to 46, flow rate control valves 51 to 56, and CB cut valves 47 and 48 constitute a first control valve unit 40 as an assembly of a plurality of control valves.
  • first pump 31 and the second pump 32 are connected to the tank 34 via a relief valve 57.
  • the relief valve 57 opens when the pressure in the hydraulic circuit becomes equal to or higher than a set pressure, and has the function of preventing damage to hydraulic equipment due to excessive pressure rise.
  • the relief valve 57 is connected to the first discharge line 35 via a first check valve 58 and to the second discharge line 36 via a second check valve 59.
  • the first check valve 58 and the second check valve 59 allow flow from the first pump 31 and second pump 32 side to the relief valve 57 side, while allowing flow from the relief valve 57 side to the first discharge line 35 and the second discharge line 35. This prevents the flow to line 36.
  • the hydraulic system 30 further includes an accumulator 78.
  • the accumulator 78 stores and accumulates pressure oil supplied from the first pump 31 and the second pump 32, and supplies the stored pressure oil to the hydraulic actuators 21, 22, 23, and 5.
  • the accumulator 78 is connected to the first pump 31 via a first accumulator flow control valve 81 (hereinafter referred to as ACC first flow control valve), and is also connected to the first pump 31 via a second accumulator flow control valve 82 (hereinafter referred to as ACC first flow control valve). It is connected to the second pump 32 via a second flow control valve for ACC (referred to as a second flow control valve for ACC).
  • the first flow control valve 81 for ACC is connected to the first pump 31 via a first supply line 88
  • the second flow control valve 82 for ACC is connected to the second pump 32 via a second supply line 89.
  • the accumulator 78 is connected to the boom cylinder 21 via a first direction control valve 83 for an accumulator (hereinafter referred to as a first direction control valve for ACC).
  • the arm cylinder 22 is connected to the bucket cylinder 23 via the third direction control valve 85 for the accumulator (hereinafter referred to as the third direction control valve for ACC) via the fourth direction control valve 86 for the accumulator (hereinafter referred to as the third direction control valve for ACC). It is connected to the swing hydraulic motor 5 via an ACC fourth direction control valve (hereinafter referred to as a fourth directional control valve for ACC).
  • the first directional control valve 83 for ACC controls the flow (direction and flow rate) of pressure oil supplied from the accumulator 78 to the boom cylinder 21 .
  • the second directional control valve 84 for ACC controls the flow (direction and flow rate) of pressure oil supplied from the accumulator 78 to the arm cylinder 22.
  • the third direction control valve 85 for ACC controls the flow (direction and flow rate) of pressure oil supplied from the accumulator 78 to the bucket cylinder 23 .
  • the fourth direction control valve 86 for ACC controls the flow (direction and flow rate) of the pressure oil supplied from the accumulator 78 to the swing hydraulic motor 5.
  • the first directional control valve 83 for ACC is connected to the accumulator 78 via a boom accumulator line 91, and is also connected to the bottom side and rod side of the boom cylinder 21 via third boom actuator lines 96, 96. has been done.
  • the second directional control valve 84 for ACC is connected to the accumulator 78 via the arm accumulator line 92, and is also connected to the bottom side and rod side of the arm cylinder 22 via third arm actuator lines 97, 97. has been done.
  • the third directional control valve 85 for ACC is connected to the accumulator 78 via a bucket accumulator line 93, and is also connected to the bottom side and rod side of the bucket cylinder 23 via second bucket actuator lines 98, 98. has been done.
  • the fourth directional control valve 86 for ACC is connected to the accumulator 78 via a swing accumulator line 94, and is connected to the first port side and the first port side of the swing hydraulic motor 5 via second swing actuator lines 99, 99. Connected to the 2 port side.
  • the ACC directional control valves 83 to 86 are composed of, for example, 3-port, 3-position spool valves.
  • the three ports are an accumulator port connected to the accumulator 78, and a pair of actuators connected to the bottom side and rod side of the hydraulic cylinders 21, 22, 23 or the first port side and the second port side of the hydraulic motor 5. It is a port. That is, the ACC directional control valves 83 to 86 have a configuration without a tank port. That is, the ACC directional control valves 83 to 86 control the connection between the meter-in sides of the hydraulic actuators 21, 22, 23, and 5 and the accumulator 78.
  • the above-described ACC flow rate control valves 81, 82 and ACC directional control valves 83 to 86 constitute a second control valve unit 80 as an assembly of a plurality of control valves.
  • the ACC directional control valves 83 to 86 are provided with a meter-out circuit such as a return line for connecting to the tank 34 and a flow control valve for controlling the flow of return oil. There is no configuration.
  • FIG. 3 is an excerpt of a hydraulic circuit for a boom cylinder from the hydraulic system shown in FIG. 2, and is a diagram showing objects to be controlled by the control device.
  • the hydraulic system 30 is configured to be controlled by commands from the control device 100.
  • the control device 100 In order to simplify the description of the control of the hydraulic system 30 by the control device 100, only the hydraulic circuit for driving the boom cylinder 21 in the hydraulic system 30 will be described. However, the control of the hydraulic circuit that drives the arm cylinder 22, the bucket cylinder 23, and the swing hydraulic motor 5 in the hydraulic system 30 is also similar to the description below.
  • an operation signal from the operating device 7 is input to the control device 100.
  • the operating device 7 instructs the operations of the boom 18, arm 19, and bucket 20 of the front working device 3 and the turning operation of the revolving upper structure 2.
  • the operating device 7 outputs operating signals (electrical signals) for boom operation, arm operation, bucket operation, and turning operation to the control device 100 according to the operating direction and amount operated by the operator.
  • the control device 100 controls the first boom directional control valve 41 , the second boom directional control valve 42 , and the first boom flow rate control valve of the hydraulic system 30 in response to a boom operation operation signal from the operating device 7 .
  • 51, second flow control valve for boom 52, first CB cut valve 47, second CB cut valve 48, first flow control valve for ACC 81, second flow control valve for ACC 82, first direction control valve for ACC 83 It controls the driving of each control valve.
  • operation signals electrical signals for arm operation, bucket operation, and rotation operation other than boom operation are input.
  • the first boom directional control valve 41 and the second boom directional control valve 42 are configured to switch the spool position (spool stroke) in response to a command (for example, an electromagnetic command) from the control device 100, for example. .
  • the first boom directional control valve 41 and the second boom directional control valve 42 have a meter-in passage, a meter-out passage, and a center bypass passage.
  • the meter-in passage is a passage for connecting the first discharge line 35 (first pump 31) or the second discharge line 36 (second pump 32) to the meter-in side of the boom cylinder 21.
  • the meter-out passage is a passage for connecting the meter-out side of the boom cylinder 21 to the tank 34.
  • the center bypass passage is for connecting the first discharge line 35 (first pump 31) or the second discharge line 36 (second pump 32) to the first center bypass line 37 or the second center bypass line 38 (tank 34). It is a passageway.
  • first boom directional control valve 41 and the second boom directional control valve 42 by switching the spool position, three openings are made: the opening area of the meter-in passage, the opening area of the meter-out passage, and the opening area of the center bypass passage. The area ratio changes.
  • the first boom directional control valve 41 and the second boom directional control valve 42 of this embodiment have, for example, the opening characteristics shown in FIG. 4.
  • FIG. 4 is an opening area diagram of the first boom directional control valve and the boom second directional control valve.
  • the horizontal axis S1 represents the spool stroke
  • the vertical axis A1 represents the opening area of each of the meter-in passage, meter-out passage, and center bypass passage.
  • the solid line shows the characteristic diagram of the meter-in passage
  • the broken line shows the characteristic diagram of the meter-out passage
  • the spool stroke (spool position) of the first boom directional control valve 41 and the second boom directional control valve 42 has a characteristic that increases in proportion to the amount of operation of the operating device 7.
  • the center bypass passage is configured such that its opening area is narrowed as the spool stroke increases.
  • the meter-in passage and the meter-out passage are configured in advance so that they begin to open simultaneously at a predetermined spool stroke (predetermined spool position), and as the spool stroke increases from there, the opening area gradually increases. In the case of such opening characteristics, when the spool stroke increases, the first pump 31 or the second pump 32 shown in FIG. The flow rate of the pressure oil flowing out to the tank 34 through is throttled.
  • the pressure oil of the first pump 31 or the second pump 32 is supplied to the boom cylinder 21 via the first boom directional control valve 41 or the second boom directional control valve 42 (meter-in passage), and
  • the return oil discharged from 21 is connected to the first boom actuator lines 61, 61 or the second boom actuator lines 62, 62 and the first boom directional control valve 41 or the second boom directional control valve 42 (meter-out passage). It is discharged into the tank 34 via the first return line 71 for the boom or the second return line 72 for the boom.
  • the first boom flow control valve 51 and the second boom flow control valve 52 are configured so that their strokes (spool positions) can be switched in response to commands from the control device 100 (for example, electromagnetic commands).
  • the first boom flow control valve 51 and the second boom flow control valve 52 have, for example, opening characteristics shown in FIG. 5 .
  • FIG. 5 is an opening area diagram of the first boom flow control valve and the second boom flow control valve.
  • the horizontal axis S2 represents the stroke
  • the vertical axis A2 represents the opening area.
  • the opening areas of the first boom flow control valve 51 and the second boom flow control valve 52 have normally open characteristics. That is, when the spool is not displaced, the opening area is maximum, and as the stroke increases, the opening area gradually decreases and closes. Note that the strokes of the first boom flow control valve 51 and the boom second flow control valve 52 are different from those of the boom first direction control valve 41 and the boom second direction control valve 42, and It is controlled according to the situation and not according to the amount of operation.
  • the first CB cut valve 47 and the second CB cut valve 48 are configured so that their strokes (spool positions) can be switched according to commands from the control device 100 (for example, electromagnetic commands), and have normally open characteristics. It is a control valve with Further, the first flow control valve 81 for ACC and the second flow control valve 82 for ACC are configured so that the stroke (spool position) can be switched according to a command (for example, an electromagnetic command) from the control device 100. , for example, a control valve with normally closed characteristics.
  • the first direction control valve 83 for ACC is configured such that the spool stroke (spool position) is switched according to a command (for example, an electromagnetic command) from the control device 100, and for example, as the spool stroke increases, the opening This is a control valve that has the characteristic of increasing area.
  • FIG. 6 is a block diagram showing the control logic in the control device for the working machine according to the first embodiment shown in FIG.
  • FIG. 7 is a table used by the operation pattern calculating section of the control device according to the first embodiment shown in FIG.
  • the control device 100 includes, as a hardware configuration, a storage device 100a consisting of a RAM, ROM, etc., and a processing device 100b consisting of a CPU, MPU, etc.
  • the storage device 100a includes directional control valves 41 to 46 for the pumps 31 and 32 in the hydraulic system 30, each flow rate control valve 51 to 56, each CB cut valve 47 and 48, and each flow rate control valve 81 for the accumulator 78. , 82 and the various directional control valves 83 to 86 are stored in advance.
  • the processing device 100b implements various functions by appropriately reading programs and various information from the storage device 100a and executing processes according to the programs.
  • control for driving the boom cylinder 21 by supplying pressure oil from the first pump 31, the second pump 32, and the accumulator 78 will be described.
  • the control for driving the arm cylinder 22, bucket cylinder 23, and swing hydraulic motor 5 by supplying pressure oil from the first pump 31, the second pump 32, and the accumulator 78 is the same as that for the boom cylinder 21, so these controls will be explained below. is omitted.
  • the control device 100 of this embodiment executes the following control.
  • the control device 100 controls the drive of the first boom directional control valve 41 so that the pressure oil is supplied from the first pump 31 to the boom cylinder 21.
  • the return oil discharged from the boom cylinder 21 is controlled to be discharged to the tank 34 via the first boom directional control valve 41.
  • the pressure oil of the second pump 32 is supplied to the boom cylinder 21
  • the flow of the pressure oil supplied from the second pump 32 to the boom cylinder 21 is controlled by controlling the drive of the second boom directional control valve 42.
  • the return oil of the boom cylinder 21 is controlled to be discharged into the tank 34 via the second boom directional control valve 42.
  • the pressure oil stored in the accumulator 78 is supplied to the boom cylinder 21
  • the pressure oil supplied from the accumulator 78 to the boom cylinder 21 is controlled by controlling the drive of the first directional control valve 83 for ACC.
  • the first directional control valve 41 By controlling the flow and driving the first boom directional control valve 41, the return oil of the boom cylinder 21 is discharged into the tank 34 via the boom first directional control valve 41, and the boom first directional control valve 41 is discharged.
  • the drive of the first flow rate control valve 51 the pressure oil supplied from the first pump 31 to the boom cylinder 21 via the first boom directional control valve 41 is controlled to be finally shut off.
  • the control device 100 responds to the input of the operation amount (operation signal) of each operation (boom operation, arm operation, bucket operation, swing operation) of the operation device 7 by, for example, as shown in FIG.
  • a boom first spool control command C1 commands the driving of the first boom directional control valve 41
  • a boom second spool control command C2 commands the driving of the boom second directional control valve 42
  • Boom first flow control command C3 that commands the drive of the first boom flow control valve 51
  • boom second flow control command C4 that commands the drive of the boom second flow control valve 52
  • first directional control valve 83 for the ACC.
  • a boom ACC flow rate control command C5 is output that commands the drive of the boom ACC flow rate control command C5.
  • the control logic of the control device 100 includes an operation pattern calculation unit 101 that determines the operation pattern of the hydraulic excavator based on the operation amount (operation signal) of each operation from the operation device 7;
  • the integrator 103 corresponds to the first direction control valve 41 for the boom, the second direction control valve 42 for the boom, and the first direction control valve 83 for the ACC among the plurality of control valves 41, 42, 51, 52, and 83.
  • 104, 105, function generators 111, 112, 113, 114, 115 and output converters 121, 122, 123, 124, 125 corresponding to each control valve 41, 42, 51, 52, 83 to be controlled. have.
  • the operation pattern calculation unit 101 determines the operation pattern performed by the hydraulic excavator based on the operation amount (operation signal) of each operation from the operating device 7, and controls the hydraulic system 30 to optimally operate for each determined operation pattern. This is to set the driving state of each target control valve 41, 42, 51, 52, 83. That is, it is determined to which hydraulic actuator 21, 22, 23, 5 each hydraulic source of the first pump 31, second pump 32, and accumulator 78 is connected according to each operation pattern, and each determined hydraulic source 31, The drive state of each control valve 41, 42, 51, 52, 83 to be controlled is set so that pressure oil can be supplied to the connection destination of valve 32, 78. Specifically, the operation pattern calculation unit 101 sets the driving state of each of the control valves 41, 42, 51, 52, and 83 to be controlled, with reference to the information (table) shown in FIG. 7, for example.
  • the operation patterns include excavation operation, swing boom raising operation, and boom raising individual operation, which are typical operations of a hydraulic excavator.
  • the excavation operation is a three-component operation in which the operations of three link members, the boom 18, the arm 19, and the bucket 20, which constitute the front working device 3 are combined. That is, the excavation operation is an operation in which the boom cylinder 21, arm cylinder 22, and bucket cylinder 23 are simultaneously driven.
  • the revolving boom raising operation is a two-component operation in which the revolving operation of the upper revolving body 2 and the operation of the boom 18 are combined. That is, this is an operation in which the swing hydraulic motor 5 and the boom cylinder 21 are driven simultaneously.
  • the independent boom raising operation is an independent operation in which only the boom 18 is operated by driving only the boom cylinder 21 in the extension direction.
  • the table shown in FIG. 7 shows the connection destinations (pressure oil supply destinations) of each hydraulic power source 31, 32, and 78 in order to optimally operate the hydraulic system 30 for each operation pattern.
  • pump 1 indicates the first pump
  • pump 2 indicates the second pump
  • ACC indicates the accumulator 78.
  • BM indicates the boom cylinder 21
  • AM indicates the arm cylinder 22
  • BK indicates the bucket cylinder 23
  • SW indicates the swing hydraulic motor 5.
  • the first pump 31 is connected to the boom cylinder 21 and the bucket cylinder 23. This means that the first boom directional control valve 41 and the bucket directional control valve 45 shown in FIG. 2 are driven. Further, the second pump 32 is connected to the arm cylinder 22. This means that the second arm directional control valve 44 shown in FIG. 2 is driven. Note that the accumulator 78 is not connected to any of the hydraulic actuators 21, 22, 23, and 5.
  • the second pump 32 is connected to the swing hydraulic motor 5.
  • the accumulator 78 is connected to the boom cylinder 21.
  • the return oil discharged from the boom cylinder 21 is directed to the first direction control valve 83 for ACC. It is not possible to discharge into tank 34 via control valve 83.
  • the description of (BM) as the connection destination of the pump 1 in the swinging boom raising operation means that the first directional control valve 41 for the boom for connecting the first pump 31 to the boom cylinder 21 is connected to the boom cylinder 21.
  • the meter-out side of the boom cylinder 21 is connected to the tank 34, and by driving the first boom flow rate control valve 51, the first direction control valve 41 for the boom is connected from the first pump 31. This indicates that the supply of pressurized oil to the boom cylinder 21 via the above is cut off.
  • the operation pattern calculation unit 101 sets the drive state of each of the control valves 41, 42, 51, 52, and 83 to be controlled, as described above, according to the result of the determination of the operation pattern.
  • the drive state setting results for each control valve 41, 42, 51, 52, 83 are output to the corresponding integrator 103, 104, 105 or function generator 113, 114.
  • the operation pattern calculation unit 101 outputs to the integrator 103 the setting result of "1" for driving or “0" for not driving as the driving state of the first boom directional control valve 41. . Further, as the driving state of the second boom directional control valve 42, a setting result of "1” for driving or “0” for not driving is output to the integrator 104. Further, as the driving state of the first ACC directional control valve 83, the setting result of “1” for driving or “0” for not driving is output to the integrator 105. With such an output of the operation pattern calculation unit 101, it is possible to control whether or not to drive the first direction control valve 41 for the boom, the second direction control valve 42 for the boom, and the first direction control valve 83 for the ACC. There is.
  • the operation pattern calculation unit 101 determines the driving state of the first flow rate control valve 51 for the boom when the first pump 31 is connected to the meter-in side of the boom cylinder 21 via the first directional control valve 41 for the boom (excavation (in the case of a single boom raising operation), a setting result for increasing the opening area is output to the function generator 113. Furthermore, as the driving state of the first boom flow rate control valve 51, when the meter-out side of the boom cylinder 21 is connected to the tank 34 via the first boom directional control valve 41 (in the case of a swinging boom raising operation), The setting result for closing the opening is output to the function generator 113.
  • the operation pattern calculation unit 101 determines the driving state of the second boom flow rate control valve 52 when the second pump 32 is connected to the meter-in side of the boom cylinder 21 via the second boom directional control valve 42 (boom In the case of a single raising operation), a setting result for increasing the opening area is output to the function generator 114.
  • a function is generated to close the opening. output to the device 114.
  • the integrator 103 for the first directional control valve 41 for the boom uses the operation amount (operation signal) of the boom operation of the operating device 7 and the setting result of the driving state for the first directional control valve 41 for the boom by the operation pattern calculation unit 101. This is to integrate the following.
  • the integration result is output to the function generator 111 for the first directional control valve 41 for the boom.
  • the operation signal of the boom operation of the operation device 7 is a signal corresponding to the operation amount of the boom operation, and has a value of, for example, 0 to 100 [%].
  • the setting result of the driving state of the first directional control valve 41 for the boom by the operation pattern calculation unit 101 is "0" when the boom is not driven, or "1" when the boom is driven.
  • the integrator 103 outputs the same value as the boom operation operation signal of the operating device 7 when the first boom directional control valve 41 is driven, and outputs "0" when the boom first directional control valve 41 is not driven. " value (signal) is output to the function generator 111.
  • the function generator 111 calculates the opening area of the first boom directional control valve 41 according to the output (integration result) of the integrator 103. The calculation result is output to the output converter 121 for the first directional control valve 41 for the boom.
  • the output conversion unit 121 is a calculation unit that converts the opening area of the first directional control valve 41 for the boom, which is the output (calculation result) of the function generator 111, into a displacement amount (stroke) of the spool.
  • the calculation result is output to the boom first directional control valve 41 as a boom first spool control command C1. Thereby, the first direction control valve 41 for the boom is controlled to a desired stroke and opening area.
  • the integrator 104, function generator 112, and output converter 122 for the second boom directional control valve 42 are also the same as in the case of the first boom directional control valve 41 described above. That is, the integrator 104 uses the operation signal (0 to 100) of the boom operation of the operating device 7 and the setting result of the drive state for the second boom directional control valve 42 of the operation pattern calculation unit 101 (“0” when not driven). or "1" in the case of driving, and outputs the integration result to the function generator 112.
  • the function generator 112 calculates the opening area of the second boom directional control valve 42 according to the output of the integrator 104 and outputs the calculation result to the output converter 122.
  • the output conversion unit 122 converts the opening area of the second direction control valve 42 for the boom, which is the output of the function generator 112, into a displacement amount of the spool, and uses the calculation result as a boom second spool control command C2 to output the second direction control valve for the boom. Output to control valve 42. Thereby, the second boom directional control valve 42 is controlled to a desired stroke and opening area.
  • the integrator 105, function generator 115, and output converter 125 for the first ACC directional control valve 83 are also the same as in the case of the first boom directional control valve 41 described above. That is, the integrator 105 uses the operation signal (0 to 100) of the boom operation of the operation device 7 and the setting result of the drive state for the first directional control valve 83 for ACC of the operation pattern calculation unit 101 (“0” when not driven). or "1" in the case of driving, and outputs the integration result to the function generator 115.
  • the function generator 115 calculates the opening area of the first ACC directional control valve 83 according to the output of the integrator 105 and outputs the calculation result to the output converter 125.
  • the output converter 125 converts the opening area of the first directional control valve 83 for ACC, which is the output of the function generator 115, into the displacement amount of the spool of the first directional control valve 83 for ACC, and uses the calculation result to control the boom ACC flow rate. It is output to the first direction control valve 83 for ACC as a command C5. Thereby, the first direction control valve 83 for ACC is controlled to a desired stroke and opening area.
  • the function generator 113 for the first flow rate control valve 51 for the boom controls the first flow rate for the boom according to the setting result (signal) for the driving state of the first flow rate control valve 51 for the boom from the operation pattern calculation unit 101. It performs calculations for controlling the opening area of the valve 51. The calculation result is output to the output conversion section 123 for the first boom flow control valve 51.
  • the function generator 113 increases the opening area according to the output of the operation pattern calculation unit 101 when the first pump 31 is connected to the boom cylinder 21 (in the case of excavation operation or boom raising operation alone in FIG. 7). (Small the stroke) Output the calculation result.
  • the boom cylinder 21 is not driven or when the meter-in side of the boom cylinder 21 is connected only to the accumulator 78 (in the case of the swinging boom raising operation in FIG. 7)
  • the opening is adjusted according to the output of the operation pattern calculation unit 101. Outputs the result of closing (increasing the stroke) operation.
  • the output conversion unit 123 calculates a boom first flow rate control command C3 based on the output of the function generator 113 and outputs it to the boom first flow rate control valve 51.
  • the first flow rate control valve 51 for the boom is controlled to a desired stroke and opening area.
  • the first flow rate control valve 51 for the boom is controlled to close its opening. Shocks occur when the stroke changes suddenly. Therefore, the first flow rate control valve 51 for the boom is controlled not by ON/OFF switching control but by gradually changing the stroke and finally closing it. That is, the first flow rate control valve 51 for the boom is driven so that the flow of pressure oil from the first pump 31 to the boom cylinder 21 via the first directional control valve 41 for the boom is gradually throttled and then finally shut off. Control.
  • the function generator 114 and output converter 124 for the second boom flow control valve 52 are also the same as in the case of the above-described first boom flow control valve 51.
  • the function generator 114 performs a calculation for controlling the opening area of the second flow rate control valve 52 for the boom according to the setting result (signal) for the driving state of the second flow rate control valve 52 for the boom from the operation pattern calculation unit 101.
  • the calculation result is output to the output conversion section 124.
  • the output conversion unit 124 calculates a boom second flow rate control command C4 based on the output of the function generator 114 and outputs it to the boom second flow rate control valve 52. Thereby, the second flow rate control valve 52 for the boom is controlled to a desired stroke and opening area.
  • the control device 100 shown in FIG. 6 connects the first pump 31 shown in FIG. In order to connect the second pump 32 to the arm cylinder 22, the first directional control valve 41 for the boom and the directional control valve 45 for the bucket are controlled to be driven, and the second directional control valve 44 for the arm is driven to connect the second pump 32 to the arm cylinder 22. control to do so.
  • the pressure oil of the first pump 31 is supplied to the boom cylinder 21 via the first boom flow control valve 51 and the first boom directional control valve 41.
  • the return oil discharged from the boom cylinder 21 is guided from the first boom directional control valve 41 to the tank 34 via the first boom return line 71.
  • pressure oil from the first pump 31 is supplied to the bucket cylinder 23 via the bucket flow control valve 55 and the bucket directional control valve 45.
  • the return oil discharged from the bucket cylinder 23 is guided from the bucket directional control valve 45 to the tank 34 via the bucket return line 75.
  • the pressure oil of the second pump 32 is supplied to the arm cylinder 22 via the second flow rate control valve 54 for the arm and the second direction control valve 44 for the arm.
  • the return oil discharged from the arm cylinder 22 is guided from the second arm directional control valve 44 to the tank 34 via the second arm return line 74.
  • control device 100 determines that it is a "swing boom raising operation"
  • it controls the swing direction control valve 46 to connect the second pump 32 to the swing hydraulic motor 5, and also controls the accumulator 78.
  • Control is performed to drive the first ACC directional control valve 83 for connection to the boom cylinder 21 .
  • the control device 100 further performs control to drive the boom first direction control valve 41 to connect the meter-out side of the boom cylinder 21 and the tank 34, and also controls the boom first flow control valve 51 to connect the meter-out side of the boom cylinder 21 and the tank 34. Control is performed to gradually narrow the opening and then finally close it.
  • the pressure oil of the second pump 32 is supplied to the swing hydraulic motor 5 via the swing flow rate control valve 56 and the swing direction control valve 46.
  • the return oil discharged from the swing hydraulic motor 5 is guided to the tank 34 by the swing return line 76 via the swing direction control valve 46.
  • the pressure oil of the accumulator 78 is supplied to the boom cylinder 21 via the first directional control valve 83 for ACC.
  • the return oil of the boom cylinder 21 is guided from the first actuator line 61 for the boom to the tank 34 by the first return line 71 for the boom via the first directional control valve 41 for the boom.
  • control device 100 determines that the “boom raising operation is independent”
  • the control device 100 performs a first direction for the boom in order to connect the three hydraulic power sources of the first pump 31, the second pump 32, and the accumulator 78 to the boom cylinder 21.
  • Control valve 41, boom second direction control valve 42, and ACC first direction control valve 83 are controlled to be driven.
  • the pressure oil of the first pump 31 is supplied to the boom cylinder 21 via the first boom flow control valve 51 and the first boom directional control valve 41.
  • pressure oil from the second pump 32 is supplied to the boom cylinder 21 via the second flow control valve 52 for the boom and the second directional control valve 42 for the boom.
  • the pressure oil of the accumulator 78 is supplied to the boom cylinder 21 via the first directional control valve 83 for ACC.
  • the return oil of the boom cylinder 21 is guided from the first boom directional control valve 41 to the tank 34 via the boom first return line 71, and from the boom second directional control valve 42 to the boom second return oil. It is led to tank 34 via line 72.
  • the control device 100 can supply pressure oil to each hydraulic actuator 21 , 22 , 23 , 5 only from the hydraulic pressure source of the accumulator 78 . , 23, 5, and the directional control valves 41 to 46 and flow rate control valves 51 to 46 corresponding to each hydraulic actuator 21, 22, 23, 5. 56 is controlled.
  • each hydraulic actuator 21, 22 is in a state where the supply of pressure oil from the first pump 31 or the second pump 32 to each hydraulic actuator 21, 22, 23, 5 via each directional control valve 41 to 46 is cut off.
  • 23, 5 are connected to the tank 34, each hydraulic actuator 21, 22, 23, 5 can be driven only by pressure oil from the accumulator 78.
  • each hydraulic actuator 21, 22, 23, 5 can be supplied with pressure oil. Furthermore, it is also possible to simultaneously supply pressure oil to each of the hydraulic actuators 21, 22, 23, and 5 from three hydraulic sources: the first pump 31, the second pump 32, and the accumulator 78.
  • the hydraulic excavator (work machine) includes a first pump 31 and a second pump 32 (hydraulic pump) that discharge pressure oil, and a first pump 31 and a second pump 32 (hydraulic pump).
  • Hydraulic actuators 21, 22, 23, 5 driven by pressure oil discharged from the hydraulic actuators 21, 22, 23, 5, a tank 34 that stores return oil discharged from the hydraulic actuators 21, 22, 23, 5, and a first pump 31 and a second pump.
  • 32 (hydraulic pump) and an accumulator 78 that stores the pressure oil discharged from the hydraulic pump and supplies the accumulated pressure oil to the hydraulic actuators 21, 22, 23, and 5, and the meter-in side of the hydraulic actuators 21, 22, 23, and 5.
  • first pump 31 or the second pump 32 hydroaulic pump
  • second pump directional control valves 41 to 46 that control the connection between the meter-out side of the hydraulic actuators 21, 22, 23, and 5 and the tank 34.
  • first control valve first control valve
  • direction control valves 83 to 86 second control valves that control the connection between the meter-in side of the hydraulic actuators 21, 22, 23, 5 and the accumulator 78.
  • the control device 100 controls the direction so that the meter-in side of the hydraulic actuators 21, 22, 23, 5 and the accumulator 78 are connected.
  • Control valves 83 to 86 are driven, and directional control valves 41 to 46 (first control valves) are connected to connect the meter-out sides of hydraulic actuators 21, 22, 23, and 5 to tank 34. Finally, the flow of pressure oil from the first pump 31 or the second pump 32 (hydraulic pump) to the hydraulic actuators 21, 22, 23, 5 via the directional control valves 41 to 46 (first control valves) is controlled.
  • the flow rate control valves 51 to 56 are configured to be driven to shut off the flow rate.
  • the return oil of the hydraulic actuators 21, 22, 23, and 5 can be discharged to the tank 34 via the directional control valves 41 to 46 (first control valves). That is, control of the flow on the meter-out side of the hydraulic actuators 21, 22, 23, and 5 can be realized using only the directional control valves 41 to 46 (first control valves). Therefore, there is no need to provide a meter-out circuit such as a return oil path or a flow rate control valve for the directional control valves 83 to 86 (second control valves), and other than the first pump 31 and second pump 32 (hydraulic pump) In the hydraulic system 30, which is capable of supplying pressure oil from the accumulator 78 to the hydraulic actuators 21, 22, 23, and 5, the configuration can be prevented from becoming complicated.
  • the directional control valves 41 to 46 are for connecting the first pump 31 or the second pump 32 (hydraulic pump) to the hydraulic actuators 21, 22, 23, 5.
  • Both the meter-in passage and the meter-out passage for connecting the tank 34 to the hydraulic actuators 21, 22, 23, and 5 open and start communicating at the same time at a predetermined stroke, and both open at a stroke larger than the predetermined stroke.
  • the passages have an open characteristic such that the passages together form an open state.
  • the flow rate control mechanism includes flow rate control valves 51 to 56 different from the directional control valves 41 to 46 (first control valves).
  • the control device 100 controls the meter-out of the hydraulic actuators 21, 22, 23, and 5 by individually controlling the direction control valves 41 to 46 (first control valves) and the flow rate control valves 51 to 56.
  • the directional control valves 41 to 46 are used to secure the connection between the side and the tank 34 and to cut off the connection between the first pump 31 or the second pump 32 (hydraulic pump) and the hydraulic actuators 21, 22, 23, 5.
  • (first control valve) and flow control valves 51 to 56 are easy to control.
  • the difference between the second embodiment of the working machine of the present invention and the first embodiment is that the openings of the directional control valves 41A, 42A, 43A, 44A, 45A, and 46A of the hydraulic system 30A shown in FIG.
  • the characteristics are different, and the control method for the hydraulic system 30A of the control device 100A shown in FIG. 10 is different depending on the difference in the opening characteristics of the directional control valves 41A to 46A.
  • the directional control valves 41A to 46A have a characteristic that the center bypass passage does not close even if the spool position is switched.
  • the directional control valves 41A to 46A have opening characteristics shown in FIG. 9, for example.
  • FIG. 9 is an opening area diagram of each of the directional control valves 41A to 46A of the hydraulic system 30A shown in FIG.
  • the horizontal axis S3 indicates the spool stroke
  • the vertical axis A3 indicates the opening area of each of the meter-in passage, meter-out passage, and center bypass passage.
  • the solid line shows the characteristic diagram of the meter-in passage
  • the broken line shows the characteristic diagram of the meter-out passage
  • the one-dot chain line shows the characteristic diagram of the center bypass passage.
  • the spool stroke (spool position) of the directional control valves 41A to 46A has a characteristic that increases in proportion to the amount of operation of each operation of the operating device 7, as in the case of the directional control valves 41 to 46 of the first embodiment. ing.
  • the meter-in passage and the meter-out passage begin to open simultaneously at a predetermined spool stroke (predetermined spool position), and as the spool stroke increases from there, the opening area gradually increases. It is preconfigured as follows.
  • the opening area of the center bypass passage is constant regardless of the increase or decrease of the spool stroke. That is, the directional control valves 41A to 46A have an opening characteristic in which the opening amount (opening area of the center bypass passage) with respect to the first center bypass line 37 or the second center bypass line 38 is constant over the entire stroke.
  • FIG. 10 is a block diagram showing the control logic of a control device for the hydraulic system shown in FIG. 8.
  • the control device 100A controls the first center bypass line 37 connecting the first pump 31 and the tank 34 in response to the fact that the opening area of the center bypass passage of the directional control valves 41A to 46A is constant over the entire spool stroke.
  • the flow of pressure oil is controlled only by the first CB cut valve 47, and the flow of pressure oil in the second center bypass line 38 connecting the second pump 32 and the tank 34 is controlled only by the second CB cut valve 48.
  • a control device 100A shown in FIG. 10 includes a first CB cut valve 47 and a second CB cut valve 48 in addition to the control valves 41, 42, 51, 52, and 83 in the first embodiment. There is.
  • the control device 100A issues a first cut control command C6 that commands the drive of the first CB cut valve 47 and a command to drive the second CB cut valve 48.
  • a second cut control command C7 is output.
  • the control logic of the control valves 41, 42, 51, 52, and 83 that are controlled objects in the first embodiment of the control device 100A is the same as in the first embodiment, so the explanation thereof will be omitted.
  • the meter-out sides of the hydraulic actuators 21 , 22 , 23 , 5 are connected to the tank 34 .
  • the return oil of the hydraulic actuators 21, 22, 23, and 5 is guided to the tank 34 via the directional control valves 41 to 46, while the driven directional control valves
  • the hydraulic actuators 21 and 22 are controlled from the first pump 31 or the second pump 32 via the direction control valves 41 to 46. , 23, and 5 are cut off.
  • the opening area of the center bypass passage of the directional control valves 41A to 46A is constant over the entire spool stroke. Therefore, when driving the hydraulic actuators 21, 22, 23, 5 only with the pressure oil of the accumulator 78, the direction control valves 41A to 46A (even if the meter-out passages of the direction control valves 41A to 46A are controlled to open), the first CB cut valve 47 and the second CB cut valve 48 are controlled to open. Connection between the first pump 31 or the second pump 32 and the tank 34 via the first center bypass line 37 or the second center bypass line 38 can be ensured. Thereby, when the hydraulic actuators 21, 22, 23, 5 are driven only by the pressure oil of the accumulator 78, extra pressure loss due to an unintended pressure increase in the first pump 31 or the second pump 32 can be suppressed.
  • the meter-in side of the hydraulic actuators 21, 22, 23, 5 is connected to the first pump 31 or the second pump 32.
  • the directional control valves 41A to 46A are driven to connect to the second pump 32 (even if the directional control valves 41A to 46A are controlled so that the meter-in passage is opened)
  • the The connection between the first pump 31 or the second pump 32 and the tank 34 is maintained. Therefore, by controlling the first CB cut valve 47 and the second CB cut valve 48 to close, the connection between the first pump 31 or the second pump 32 and the tank 34 is cut off.
  • the hydraulic oil can be supplied to the hydraulic actuators 21, 22, 23, and 5 via the directional control valves 41A to 46A.
  • the control logic of the control device 100A includes, in addition to the integrators 103 to 105, function generators 111 to 115, and output conversion units 121 to 125 in the first embodiment, It includes integrators 106 and 107, function generators 116 and 117, and output converters 126 and 127 for the first CB cut valve 47 and the second CB cut valve 48.
  • the operation pattern calculation unit 101A of the control device 100A calculates the operation pattern of each control valve 41, 42 to be controlled in the first embodiment according to the operation pattern determined based on the operation signal of each operation from the operation device 7. , 51, 52, and 83, the driving states of the first CB cut valve 47 and the second CB cut valve 48 are set.
  • the operation pattern calculation unit 101A sends the setting result of "1" for driving or "0" for not driving as the driving state of the first CB cut valve 47 and the second CB cut valve 48 to the integrator 106 and the integrator 107. Output.
  • the operation pattern calculation unit 101A narrows the opening of the first CB cut valve 47 in order to supply pressure oil from the first pump 31 to the boom cylinder 21 and bucket cylinder 23.
  • Set the drive state as follows.
  • the second CB cut valve 48 is set to a driving state in which the opening is narrowed. That is, the operation pattern calculation unit 101A outputs “1” to the integrator 106 and 107 when driving.
  • the operation pattern calculation unit 101A sets the drive state to narrow the opening of the second CB cut valve 48 in order to supply the pressure oil of the second pump 32 to the swing hydraulic motor 5. .
  • the drive state is set to maintain the opening of the first CB cut valve 47. That is, the operation pattern calculation unit 101A outputs "0" to the integrator 106 when the integrator 106 is not driven, and outputs "1" to the integrator 107 when the integrator 107 is driven.
  • the operation pattern calculation unit 101A operates the first CB cut valve 47 and the second CB cut valve 48 in order to supply the pressure oil of the first pump 31 and the second pump 32 to the boom cylinder 21. Set the drive state to narrow the aperture. That is, the operation pattern calculation unit 101A outputs “1” to the integrator 106 and 107 when driving.
  • the integrator 106 and the integrator 107 for the first CB cut valve 47 and the second CB cut valve 48 are connected to the boom operation operation signal of the operating device 7 and the first CB cut valve 47 and the second CB cut valve of the operation pattern calculation unit 101A, respectively.
  • the result of setting the drive state for 48 is integrated.
  • the integration results are output to the function generator 116 and function generator 117 for the first CB cut valve 47 and the second CB cut valve 48. That is, when driving the first CB cut valve 47 and the second CB cut valve 48, the integrator 106 and the integrator 107 output the same value as the operation signal of the boom operation of the operating device 7 to the first CB cut valve 47 and the second CB cut valve 48.
  • a value (signal) of "0" is output to the function generator 116 and the function generator 117.
  • the function generator 116 and the function generator 117 calculate the opening areas of the first CB cut valve 47 and the second CB cut valve 48 according to the outputs (integration results) of the integrator 106 and the integrator 107.
  • the calculation results are output to the output conversion section 126 and the output conversion section 127 for the first CB cut valve 47 and the second CB cut valve 48.
  • the first CB cut valve 47 and the second CB cut valve 48 are controlled so that their opening areas become smaller as the amount of boom operation becomes larger.
  • the output conversion unit 126 and the output conversion unit 127 convert the opening areas of the first CB cut valve 47 and the second CB cut valve 48, which are the outputs (calculation results) of the function generator 116 and the function generator 117, into displacement amounts (strokes).
  • This is an arithmetic unit that performs The calculation results are output to the first CB cut valve 47 and the second CB cut valve 48 as a first cut control command C6 and a second cut control command C7. Thereby, the first CB cut valve 47 and the second CB cut valve 48 are controlled to desired strokes and opening areas.
  • the control device 100A shown in FIG. 10 determines that the operation is an "excavation operation" based on the operation signals of each operation of the operating device 7, the control device 100A shown in FIG.
  • the one-way control valve 41 and the bucket direction control valve 45 are controlled to be driven, and the arm second direction control valve 44 is controlled to be driven.
  • the openings of the first CB cut valve 47 and the second CB cut valve 48 are narrowed by controlling the first CB cut valve 47 and the second CB cut valve 48 to be driven at the same time.
  • the outflow of pressure oil from the first pump 31 to the tank 34 is restricted by the first CB cut valve 47, so that the pressure oil of the first pump 31 is transferred to the first flow control valve 51 for the boom and the first direction for the boom. It is supplied to the boom cylinder 21 via the control valve 41 and also to the bucket cylinder 23 via the bucket flow rate control valve 55 and the bucket directional control valve 45. Further, by restricting the outflow of pressure oil from the second pump 32 to the tank 34 by the second CB cut valve 48, the pressure oil of the second pump 32 is transferred to the second arm flow control valve 54 and the arm second direction control valve. It is supplied to the arm cylinder 22 via a valve 44.
  • the swing direction control valve 46 is controlled to be driven, and the ACC first direction control valve 83 is controlled to be driven, as in the case of the first embodiment. Control to drive. Further, the first direction control valve 41 for the boom is controlled to be driven, and the first flow rate control valve 51 for the boom is controlled to be driven (closes its opening).
  • the opening of the second CB cut valve 48 is narrowed by controlling the second CB cut valve 48 to be driven, and at the same time, the opening of the second CB cut valve 48 is narrowed by controlling the second CB cut valve 48 to be driven. Maintain 47 apertures.
  • the outflow of pressure oil from the second pump 32 to the tank 34 is restricted by the second CB cut valve 48, so that the pressure oil of the second pump 32 flows through the swing flow rate control valve 56 and the swing direction control valve 46. It is supplied to the swing hydraulic motor 5 via.
  • the pressure oil of the accumulator 78 is supplied to the boom cylinder 21 via the first direction control valve 83 for ACC, while the return oil of the boom cylinder 21 is supplied from the first actuator line 61 for boom to the first direction control valve for boom. 41 to the tank 34 by a first return line 71 for the boom.
  • the first directional control valve 41 for the boom when it is determined that the "boom raising independent operation" is performed, the first directional control valve 41 for the boom, the second directional control valve 42 for the boom, the first directional control valve for the ACC, as in the case of the first embodiment.
  • the valve 83 is controlled to be driven.
  • the openings of the first CB cut valve 47 and the second CB cut valve 48 are narrowed by controlling the first CB cut valve 47 and the second CB cut valve 48 to be driven at the same time.
  • the outflow of pressure oil from the first pump 31 and the second pump 32 to the tank 34 is restricted by the first CB cut valve 47 and the second CB cut valve 48, so that the pressure of the first pump 31 and the second pump 32 is Oil is supplied to the boom cylinder 21 via a first boom directional control valve 41 and a second boom directional control valve 42 .
  • the pressure oil of the accumulator 78 is supplied to the boom cylinder 21 via the first directional control valve 83 for ACC.
  • control of the flow on the meter-out side of the hydraulic actuators 21, 22, 23, and 5 can be realized using only the directional control valves 41A to 46A (first control valves). Therefore, there is no need to provide a meter-out circuit such as a return oil path or a flow rate control valve for the directional control valves 83 to 86 (second control valves), and it is not necessary to provide a meter-out circuit such as a return oil path or a flow rate control valve.
  • the hydraulic system 30A which is capable of supplying pressure oil from the accumulator 78 to the hydraulic actuators 21, 22, 23, and 5, complication of the configuration can be suppressed.
  • the directional control valves 41A to 46A are connected to the first center bypass line 37 and the first center bypass line 37 that connect the first pump 31 and the second pump 32 (hydraulic pump) to the tank 34. It is a control valve provided on the second center bypass line 38 (center bypass line), and has an opening characteristic in which the opening amount for the first center bypass line 37 and the second center bypass line 38 (center bypass line) is constant throughout the entire stroke. has.
  • the hydraulic excavator (work machine) is provided downstream of the directional control valves 41A to 46A (first control valves) on the first center bypass line 37 and the second center bypass line 38 (center bypass line), A first CB cut valve 47 and a second CB cut valve 48 (center bypass cut valve) are provided to control the flow rate of pressure oil flowing through the first center bypass line 37 and the second center bypass line 38. Furthermore, when supplying pressure oil from the accumulator 78 to the hydraulic actuators 21, 22, 23, and 5, the control device 100A maintains the flow of pressure oil in the first center bypass line 37 and the second center bypass line 38 as it is.
  • the first CB cut valve 47 and the second CB cut valve 48 (center bypass cut valve) are driven, and pressure oil is supplied from the first pump 31 and the second pump 32 (hydraulic pump) to the hydraulic actuators 21, 22, 23, and 5.
  • the direction control valves 41A to 46A (first control valves) are driven so as to connect the meter-in side of the hydraulic actuators 21, 22, 23, and 5 to the first pump 31 and the second pump 32 (hydraulic pumps).
  • the first CB cut valve 47 and the second CB cut valve 48 (center bypass cut valve) are driven so as to throttle the flow of pressure oil in the first center bypass line 37 and the second center bypass line 38 (center bypass line). It is composed of
  • FIG. 11 is a hydraulic circuit diagram showing the configuration of a hydraulic system included in a working machine according to a third embodiment of the present invention.
  • the third embodiment of the working machine of the present invention differs from the first embodiment mainly in the following three points.
  • Thirdly, the control of the hydraulic system 30B by the control device 100B shown in FIG. 13 is changed according to the difference in the opening characteristics of the directional control valves 41B to 46B and the replacement with the load check valves 51B to 56B.
  • the directional control valves 41 to 46 of the first embodiment have an opening characteristic in which the position (stroke) at which the meter-in passage begins to open is the same as the position (stroke) at which the meter-out passage begins to open. (See Figure 4).
  • the directional control valves 41B to 46B in the hydraulic system 30B of this embodiment have opening characteristics such that the meter-out passage opens wide before the meter-in passage opens.
  • FIG. 12 is an opening area diagram of the directional control valves 41B to 46B of the hydraulic system 30B shown in FIG. 11.
  • the horizontal axis S4 indicates the spool stroke
  • the vertical axis A4 indicates the opening area of each of the meter-in passage, meter-out passage, and center bypass passage.
  • the solid line shows the characteristic diagram of the meter-in passage
  • the broken line shows the characteristic diagram of the meter-out passage
  • the one-dot chain line shows the characteristic diagram of the center bypass passage.
  • the spool strokes (spool positions) of the directional control valves 41B to 46B have a characteristic that they increase in proportion to the amount of operation of each operation of the operating device 7, as in the case of the directional control valves 41 to 46 of the first embodiment. It has become.
  • the center bypass passage is configured such that the opening area is narrowed as the spool stroke increases.
  • the meter-in passage is configured in advance so that it starts opening at a predetermined spool stroke (predetermined spool position), and as the spool stroke increases from there, the opening area gradually increases. ing.
  • the meter-out passage is set to a predetermined spool stroke different from the above-mentioned predetermined spool stroke so that as the spool stroke increases, the meter-out passage starts to open before the meter-in passage opens.
  • the opening area sharply increases as the spool stroke increases.
  • the meter-out passage is configured such that the opening area is maintained at a constant maximum value during the stroke in which the meter-in passage is open. That is, the opening characteristics of the directional control valves 41B to 46B are such that when the stroke is within a predetermined range ⁇ Sto, the meter-out passage is open, while the meter-out passage is closed. Further, when the stroke is larger than the predetermined range ⁇ Sto, both the meter-in passage and the meter-out passage are open.
  • the meter-in side of the hydraulic actuators 21, 22, 23, 5 is connected to the first pump 31 or the second pump 32. Only the meter-out side can be connected to the tank 34 without any connection. Therefore, when only the pressure oil of the accumulator 78 is supplied to the hydraulic actuators 21, 22, 23, 5, the directional control valve is connected to the meter-out side of the hydraulic actuators 21, 22, 23, 5 and the tank 34. 41B to 46B, the hydraulic actuators 21 and 22 are operated from the first pump 31 or the second pump 32 via the direction control valves 41B to 46B without using the flow rate control valves 51 to 56 of the first embodiment. , 23 and 5 can be cut off.
  • FIG. 13 is a block diagram showing the control logic of a control device for the hydraulic system according to the third embodiment shown in FIG. 11.
  • the control logic of the control device 100B according to the third embodiment shown in FIG. 13 differs from the first embodiment in the following points.
  • the control logic of the control device 100B controls the flow control valves 51 and 52 of the first embodiment by replacing the flow control valves 51 and 52 (see FIG. 3) with the load check valves 51B and 52B. is no longer necessary. That is, in the control logic of the control device 100B shown in FIG. 13, the function generators 113, 114 and the output converters 123, 124 for the flow rate control valves 51, 52 in the control logic of the control device 100 shown in FIG. 6 are deleted.
  • the structure is as follows.
  • the driving of the directional control valves 41B and 42B for each operation pattern of the hydraulic excavator is changed according to the above-mentioned opening characteristics.
  • the control logic of the control device 100B shown in FIG. 13 is such that the integrator 103, 104 for the directional control valves 41, 42 in the control logic of the control device 100 shown in FIG.
  • the function generators 111, 112 for the valves 41, 42 have been changed to function generators 111B, 112B with different characteristics.
  • the output of the operation pattern calculation unit 101B can be changed by deleting the integrator 103, 104 and the function generator 113, 114 of the first embodiment shown in FIG. The changes have been made in accordance with the changes to.
  • the integrator 105, function generator 115, and output converter 125 for the first directional control valve 83 for ACC are the same as in the first embodiment.
  • the operation pattern calculation unit 101B sets function generators 111B and 112B for the directional control valves 41B and 42B as to whether or not to drive the directional control valves 41B and 42B (“1” for driving or Instead of outputting "0" (in the case where the control is not performed), the setting result of the hydraulic pressure source of the hydraulic actuator (boom cylinder 21) corresponding to the directional control valves 41B and 42B is output according to the determined operation pattern. That is, the operation pattern calculation unit 101B sets only the first pump 31 as the hydraulic pressure source for the boom cylinder 21 when the determination result of the operation pattern is an excavation operation. In the case of a swinging boom raising operation, only the accumulator 78 is set as the hydraulic pressure source for the boom cylinder 21.
  • the first pump 31, the second pump 32, and the accumulator 78 are set as the hydraulic pressure sources for the boom cylinder 21.
  • the setting result of the hydraulic pressure source output from the operation pattern calculation unit 101B is used to switch between two characteristics of the function generators 111B and 112B, which will be described later.
  • the function generators 111B and 112B have the characteristics shown in FIG. 14, for example.
  • FIG. 14 is a characteristic diagram used by function generators 111B and 112B of control device 100B shown in FIG. 13.
  • the horizontal axis L indicates the operating amount (%) of the operating device
  • the vertical axis S5 indicates the spool stroke of the directional control valves 41B and 42B.
  • the function generators 111B and 112B have two different characteristics, and one of the two characteristics depends on the setting result of the hydraulic power source of the hydraulic actuator (boom cylinder 21), which is the output of the operation pattern calculation unit 101B. It is configured so that it can be switched to
  • the solid line characteristic diagram is used when the first pump 31 or the second pump 32 is set as the hydraulic pressure source for the hydraulic actuators 21, 22, 23, and 5. In this characteristic diagram, the spool stroke increases in proportion to an increase in the amount of operation of the operating device 7.
  • the characteristic diagram indicated by the broken line is used when only the accumulator 78 is set as the hydraulic pressure source for the hydraulic actuators 21, 22, 23, and 5.
  • the function generators 111B and 112B select a characteristic diagram according to the output of the operation pattern calculation unit 101B (setting result of the hydraulic pressure source of the hydraulic actuator 21), and use the selected characteristic diagram to generate the boom output from the operating device 7.
  • the spool strokes of the directional control valves 41B and 42B are calculated based on the amount of operation.
  • the calculated spool stroke is output to the output converters 121B and 122B.
  • the output converters 121B, 122B convert the spool strokes (spool displacement amounts) of the directional control valves 41B, 42B, which are the outputs (calculation results) of the function generators 111B, 112B, into command values (for example, current This is an arithmetic unit that converts into (value).
  • the calculation results are output to the first boom direction control valve 41B and the second boom direction control valve 42B as the first boom direction control command C1B and the second boom direction control command C2B.
  • the first direction control valve for boom 41B and the second direction control valve for boom 42B can be controlled to desired strokes and opening areas.
  • the function generator 111B When the operation pattern calculation unit 101B of the control device 100B shown in FIG. Set.
  • the function generator 111B generates a characteristic diagram for the pump (solid line characteristic diagram) out of the two characteristic diagrams shown in FIG. is selected, and the spool stroke corresponding to the boom operation amount is calculated using the selected characteristic diagram.
  • the drive of the boom first direction control valve 41B is controlled by outputting the boom first direction control command C1B according to the spool stroke calculated by the function generator 111B.
  • the control device 100B sets only the accumulator 78 as the hydraulic pressure source for the boom cylinder 21.
  • the function generator 111B selects the characteristic chart for the accumulator shown in FIG. Calculate the spool stroke corresponding to the boom operation amount using .
  • the drive of the boom first direction control valve 41B is controlled by outputting the boom first direction control command C1B according to the spool stroke calculated by the function generator 111B.
  • the drive of the first boom directional control valve 41B is limited to a spool stroke within a predetermined range ⁇ Sto in the opening characteristic shown in FIG. 12 due to the spool stroke restriction according to the broken line characteristic diagram shown in FIG.
  • the first boom directional control valve 41B is driven so that the meter-in passage is closed and the meter-out passage is opened.
  • the operation pattern calculation unit 101B sets the first pump 31, the second pump 32, and the accumulator 78 as the hydraulic pressure source for the boom cylinder 21.
  • the function generator 111B and the function generator 112B generate a pump characteristic diagram (solid line characteristic diagram) based on the setting results of the first pump 31 and the second pump 32 as the hydraulic pressure source of the boom cylinder 21 of the operation pattern calculation unit 101B. ) and calculate the spool stroke corresponding to the boom operation amount using the selected characteristic diagram.
  • the first direction control valve 41B for the boom and the boom By outputting the first direction control command C1B for the boom and the second direction control command C2B for the boom according to the spool stroke calculated by the function generator 111B and the function generator 111B, the first direction control valve 41B for the boom and the boom The drive of the second directional control valve 42B is controlled.
  • the meter-in passage has an opening area corresponding to the boom operation amount, while the meter-out passage has a large opening area. Open (maximum opening area).
  • the pressure oil of the first pump 31 is supplied to the boom cylinder 21 via the load check valve 51B and the first boom directional control valve 41B (meter-in passage).
  • pressure oil from the second pump 32 is supplied to the boom cylinder 21 via the load check valve 52B and the second boom directional control valve 42B (meter-in passage).
  • the pressure oil of the accumulator 78 is supplied to the boom cylinder 21 via the first directional control valve 83 for ACC.
  • the return oil of the boom cylinder 21 is guided from the first boom directional control valve 41B (meter-out passage) to the tank 34 via the boom first return line 71, and the second boom directional control valve 42B (meter-out passage) is led to the tank 34 via the boom first return line 71. out passage) to the tank 34 via a second return line 72 for the boom.
  • pressure oil can be supplied to the boom cylinder 21 from the three hydraulic power sources: the first pump 31, the second pump 32, and the accumulator 78.
  • the meter-out sides of the hydraulic actuators 21, 22, 23, 5 are connected to the tank 34 by driving the directional control valves 41B to 46B (first control valve), and the directional control valves 41B to 46B (flow rate control mechanism) are connected.
  • the flow of pressure oil from the first pump 31 and the second pump 32 (hydraulic pumps) to the hydraulic actuators 21, 22, 23, 5 via the directional control valves 41B to 46B (first control valves) is cut off by the driving of the pump.
  • the return oil of the hydraulic actuators 21, 22, 23, 5 is routed through the direction control valves 41B to 46B (first control valve). It can be discharged to tank 34 through the tank 34. That is, control of the flow on the meter-out side of the hydraulic actuators 21, 22, 23, and 5 can be realized using only the directional control valves 41B to 46B (first control valves). Therefore, there is no need to provide a meter-out circuit such as a return oil path or a flow rate control valve for the directional control valves 83 to 86 (second control valves), and it is not necessary to provide a meter-out circuit such as a return oil path or a flow rate control valve.
  • the hydraulic system 30B which is capable of supplying pressure oil from the accumulator 78 to the hydraulic actuators 21, 22, 23, and 5, the configuration can be prevented from becoming complicated.
  • the directional control valves 41B to 46B are used to connect the first pump 31 and the second pump 32 (hydraulic pumps) to the hydraulic actuators 21, 22, 23, and 5.
  • the meter-in passage and the meter-out passage for connecting the tank 34 to the hydraulic actuators 21, 22, 23, and 5 are configured to include a flow rate control mechanism by having specific opening characteristics.
  • the specific opening characteristics of the directional control valves 41B to 46B (first control valves) are such that when the stroke is within a predetermined range, the meter-in passage is open, while the meter-out passage is closed, and the stroke is within the predetermined range. If the range is larger than the range of , both the meter-in passage and the meter-out passage are open.
  • control device 100B when the control device 100B supplies pressure oil only from the accumulator 78 to the hydraulic actuators 21, 22, 23, and 5, the control device 100B controls the stroke of the direction control valves 41B to 46B (first control valve).
  • the directional control valves 41B to 46B (first control valves) are controlled such that ⁇ Sto falls within a predetermined range ⁇ Sto.
  • the configuration of the hydraulic system 30B is similar to that of the first embodiment. It can be simpler than.
  • the present invention is not limited to the embodiments described above, and includes various modifications.
  • the embodiments described above have been described in detail to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the configurations described.
  • it is possible to replace a part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment.
  • each function of the control devices 100, 100A, and 100B of the embodiments described above may be realized in hardware by designing part or all of them using an integrated circuit.
  • information such as programs, tables, and files that realize each function is stored in a recording device such as a hard disk, SSD (Solid State Drive), or a recording medium such as an IC card, SD card, or DVD. It is also possible to place it in a recording device such as a hard disk, SSD (Solid State Drive), or a recording medium such as an IC card, SD card, or DVD. It is also possible to place it in

Abstract

作業機械は、油圧ポンプから第1制御弁を介した油圧アクチュエータへの圧油の流量を制御する流量制御機構としての流量制御弁を備える。作業機械の制御装置は、油圧アクチュエータに対してアキュムレータからのみ圧油を供給する場合、油圧アクチュエータのメータイン側とアキュムレータとを接続させるように第2制御弁を駆動し、油圧アクチュエータのメータアウト側とタンクとを接続させるように第1制御弁を駆動し、油圧ポンプから第1制御弁を介した油圧アクチュエータへの圧油の流れを遮断するように流量制御機構を駆動する。

Description

作業機械
 本発明は、作業機械に係り、更に詳しくは、油圧アクチュエータに圧油を供給する油圧源として油圧ポンプの他にアキュムレータを備えた作業機械に関する。
 油圧ショベルやクレーンなどの作業機械においては、油圧ポンプの損失を低減するために、油圧ポンプから吐出された圧油を蓄えるアキュムレータと、油圧ポンプやアキュムレータからの圧油により作動するアクチュエータとを備え、アクチュエータの駆動に必要な動力が小さい場合には油圧ポンプが吐出した圧油の一部をアキュムレータに蓄え、アクチュエータの駆動に必要な動力が大きい場合にはアキュムレータに蓄えた圧油をアクチュエータに供給するものがある。このような作業機械として、例えば、特許文献1に記載の油圧駆動装置を備えたものが知られている。特許文献1に記載の作業機械の油圧駆動装置は、油圧ポンプからバルブ(流量制御弁)を介して圧油を直接油圧アクチュエータに供給する一の回路と、アキュムレータに蓄えられた圧油を別のバルブ(流量制御弁)を介して油圧アクチュエータに供給する他の回路とを備えており、作業機械の動作に応じて効率の良い回路(一の回路または他の回路)から油圧アクチュエータに圧油を供給することが可能である。
国際公開第2018/061165号
 特許文献1に記載の作業機械の油圧駆動装置においては、油圧ポンプからの圧油を直接油圧アクチュエータに供給する一の回路のためのバルブの他に、アキュムレータに蓄えられた圧油を油圧アクチュエータに供給する他の回路のための別のバルブが追加されている。また、油圧アクチュエータから排出された戻り油を一の回路のバルブ(流量制御弁)を介してタンクに戻すための戻り油路(特許文献1の図4における流量制御弁8、9とタンクとを接続するライン)の他に、当該戻り油を他の回路の別のバルブ(流量制御弁)を介してタンクに戻すための戻り油路(当該図4における流量制御弁20とタンクとを接続するライン)も追加されている。この構成では、アキュムレータから他の回路の別のバルブを介して油圧アクチュエータに圧油を供給するときにメータアウト流量を制御する必要がある場合、当該別のバルブに接続された戻り油路に流量制御弁を更に追加する必要がある。このように、油圧アクチュエータに圧油を供給する油圧源としてアキュムレータを追加する場合に、アキュムレータから油圧アクチュエータに圧油を供給するためのバルブ(流量制御弁)に対して戻り油路や流量制御弁(メータアウト側の回路)を設けることで、油圧システムの構成が複雑化するという問題が生じる。
 本発明は、上記の問題点を解消するためになされたものであり、その目的は、油圧ポンプ以外にアキュムレータから油圧アクチュエータへ圧油の供給が可能な油圧システムにおいて構成の複雑化を抑制することができる作業機械を提供することである。
 本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいる。その一例を挙げるならば、圧油を吐出する油圧ポンプと、前記油圧ポンプより吐出された圧油により駆動する油圧アクチュエータと、前記油圧アクチュエータから排出された戻り油を貯留するタンクと、前記油圧ポンプから吐出された圧油を蓄圧すると共に、蓄圧された圧油を前記油圧アクチュエータに供給するアキュムレータと、前記油圧アクチュエータのメータイン側と前記油圧ポンプとの接続を制御すると共に、前記油圧アクチュエータのメータアウト側と前記タンクとの接続を制御する第1制御弁と、前記油圧アクチュエータのメータイン側と前記アキュムレータとの接続を制御する第2制御弁とを備えた作業機械において、前記油圧ポンプから前記第1制御弁を介した前記油圧アクチュエータへの圧油の流量を制御する流量制御機構と、前記第1制御弁、前記第2制御弁、前記流量制御機構を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記油圧アクチュエータに対して前記アキュムレータからのみ圧油を供給する場合、前記油圧アクチュエータのメータイン側と前記アキュムレータとを接続させるように前記第2制御弁を駆動し、前記油圧アクチュエータのメータアウト側と前記タンクとを接続させるように前記第1制御弁を駆動し、前記油圧ポンプから前記第1制御弁を介した前記油圧アクチュエータへの圧油の流れを遮断するように前記流量制御機構を駆動することを特徴とする。
 本発明によれば、油圧アクチュエータに対してアキュムレータからのみ圧油を供給する場合、第1制御弁の駆動により油圧アクチュエータのメータアウト側とタンクとが接続されると共に、流量制御機構の駆動により油圧ポンプから第1制御弁を介した油圧アクチュエータへの圧油の流れが遮断されるので、アキュムレータから油圧アクチュエータに圧油を供給する場合でも、油圧アクチュエータの戻り油を第1制御弁を介してタンクに排出することができる。すなわち、油圧アクチュエータのメータアウト側の流れの制御を第1制御弁のみで実現することができる。そのため、第2制御弁に対して戻り油路や流量制御弁などのメータアウト用回路を設ける必要がなく、油圧ポンプ以外にアキュムレータから油圧アクチュエータへ圧油の供給が可能な油圧システムにおいて構成の複雑化を抑制することができる。
  上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
本発明の第1の実施形態に係る作業機械としての油圧ショベルを示す外観図である。 第1の実施形態に係る作業機械が備える油圧システムの構成を示す油圧回路図である。 図2に示す第1の実施形態に係る作業機械の油圧システムの一部(ブームを駆動する回路)を制御装置と共に示す図である。 図2に示す第1の実施形態に係る油圧システムのポンプ用方向制御弁の開口面積線図である。 図2に示す第1の実施形態に係る油圧システムのポンプ用流量制御弁の開口面積線図である。 図3に示す第1の実施形態に係る作業機械の制御装置における制御ロジックを示すブロック図である。 図6に示す第1の実施形態に係る制御装置の動作パターン演算部が用いる表である。 本発明の第2の実施形態に係る作業機械が備える油圧システムの構成を示す油圧回路図である。 図8に示す第2の実施形態に係る油圧システムのポンプ用方向制御弁の開口面積線図である。 図8に示す第2の実施形態に係る油圧システムに対する制御装置の制御ロジックを示すブロック図である。 本発明の第3の実施形態に係る作業機械が備える油圧システムの構成を示す油圧回路図である。 図11に示す第3の実施形態に係る油圧システムのポンプ用方向制御弁の開口面積線図である。 図11に示す第3の実施形態に係る油圧システムに対する制御装置の制御ロジックを示すブロック図である。 図13に示す第3の実施形態に係る制御装置の関数発生器が用いる特性図である。
 以下、本発明の作業機械の実施形態について図面を用いて説明する。本実施の形態においては、作業機械の一例として油圧ショベルを例に挙げて説明する。
 [第1の実施形態]
  まず、本発明の第1の実施形態に係る作業機械としての油圧ショベルの概略構成について図1を用いて説明する。図1は本発明の第1の実施形態に係る作業機械としての油圧ショベルを示す外観図である。ここでは、運転席に着座したオペレータから見た方向を用いて説明する。
 図1において、作業機械としての油圧ショベルは、自走可能な下部走行体1と、下部走行体1上に旋回可能に搭載された上部旋回体2と、上部旋回体2の前部に俯仰動可能に設けられたフロント作業装置3とを備えている。上部旋回体2は、油圧アクチュエータである旋回油圧モータ5によって下部走行体1に対して旋回動作するように構成されている。
 下部走行体1は、例えば、左右両側にクローラ式の走行装置11(図1中、左側のみ図示)を有している。左右の走行装置11はそれぞれ油圧アクチュエータである走行油圧モータ11aによって走行動作する。
 上部旋回体2は、下部走行体1上に旋回可能に搭載された支持構造体としての旋回フレーム13と、旋回フレーム13上の左前側に設置されたキャブ14と、旋回フレーム13の後端部に設けられたカウンタウェイト15と、キャブ14とカウンタウェイト15の間に設けられた機械室16とを含んで構成されている。キャブ14内には、オペレータが着座する運転席(図示せず)や後述の操作装置7(後述の図3参照)などが配置されている。カウンタウェイト15は、フロント作業装置3と重量バランスをとるためのものである。機械室16は、後述の油圧ポンプ31、32、原動機33、制御弁ユニット40、80(後述の図2参照)などの各種の機器を収容している。
 フロント作業装置3は、掘削作業等の各種作業を行うためのものであり、例えば、複数の被駆動部材を垂直方向に回動可能に連結することで構成された多関節型の作業装置である。複数の被駆動部材は、例えば、ブーム18、アーム19、作業具としてのバケット20とで構成されている。ブーム18は、その基端部が上部旋回体2の旋回フレーム13の前部に上下方向に回動可能に支持されている。ブーム18の先端部には、アーム19の基端部が上下方向に回動可能に支持されている。アーム19の先端部には、バケット20の基端部が上下方向に回動可能に支持されている。ブーム18、アーム19、バケット20はそれぞれ、油圧アクチュエータであるブームシリンダ21、アームシリンダ22、バケットシリンダ23の駆動によって動作する。
 次に、第1の実施形態に係る作業機械が備える油圧システムの構成について図2を用いて説明する。図2は第1の実施形態に係る作業機械が備える油圧システムの構成を示す油圧回路図である。
 図2において、油圧ショベルは、下部走行体1、上部旋回体2、フロント作業装置3(共に図1を参照)を油圧によって動作させる油圧システム30を備えている。油圧システム30は、圧油を吐出する第1油圧ポンプ31(以下、第1ポンプと称する)及び第2油圧ポンプ32(以下、第2ポンプと称する)と、第1ポンプ31及び第2ポンプ32から供給される圧油により駆動する油圧アクチュエータとしてのブームシリンダ21、アームシリンダ22、バケットシリンダ23及び旋回油圧モータ5と、油圧アクチュエータ21、22、23、5から排出される戻り油を貯留するタンク34とを備えている。第1ポンプ31及び第2ポンプ32には原動機33が機械的に連結されており、原動機33の動力よって第1ポンプ31及び第2ポンプ32が駆動する。第1ポンプ31及び第2ポンプ32は、例えば、可変容量式のポンプであり、ポンプ容積を調整するレギュレータを有している。原動機33は、例えば、エンジンや電動モータである。
 第1ポンプ31とブームシリンダ21がブーム用第1方向制御弁41を介して接続されていると共に、第2ポンプ32とブームシリンダ21がブーム用第2方向制御弁42を介して接続されている。第1ポンプ31とアームシリンダ22がアーム用第1方向制御弁43を介して接続されていると共に、第2ポンプ32とアームシリンダ22がアーム用第2方向制御弁44を介して接続されている。第1ポンプ31とバケットシリンダ23がバケット用方向制御弁45を介して接続されている。第2ポンプ32と旋回油圧モータ5が旋回用方向制御弁46を介して接続されている。
 ブーム用第1方向制御弁41は、第1ポンプ31からブームシリンダ21に供給される圧油の流れを制御すると共に、ブームシリンダ21から排出される戻り油の流れを制御するものである。ブーム用第2方向制御弁42は、第2ポンプ32からブームシリンダ21に供給される圧油の流れを制御すると共に、ブームシリンダ21の戻り油の流れを制御するものである。アーム用第1方向制御弁43は、第1ポンプ31からアームシリンダ22に供給される圧油の流れを制御すると共に、アームシリンダ22から排出される戻り油の流れを制御するものである。アーム用第2方向制御弁44は、第2ポンプ32からアームシリンダ22に供給される圧油の流れを制御すると共に、アームシリンダ22の戻り油の流れを制御するものである。バケット用方向制御弁45は、第1ポンプ31からバケットシリンダ23に供給される圧油の流れを制御すると共に、バケットシリンダ23から排出される戻り油の流れを制御するものである。旋回用方向制御弁46は、第2ポンプ32から旋回油圧モータ5に供給される圧油の流れを制御すると共に、旋回油圧モータ5から排出される戻り油の流れを制御するものである。
 換言すると、ブーム用第1方向制御弁41は、ブームシリンダ21のメータイン側と第1ポンプ31との接続を制御すると共に、ブームシリンダ21のメータアウト側とタンク34との接続を制御するものである。ブーム用第2方向制御弁42は、ブームシリンダ21のメータイン側と第2ポンプ32との接続を制御すると共に、ブームシリンダ21のメータアウト側とタンク34との接続を制御するものである。アーム用第1方向制御弁43は、アームシリンダ22のメータイン側と第1ポンプ31との接続を制御すると共に、アームシリンダ22のメータアウト側とタンク34との接続を制御するものである。アーム用第2方向制御弁44は、アームシリンダ22のメータイン側と第2ポンプ32との接続を制御すると共に、アームシリンダ22のメータアウト側とタンク34との接続を制御するものである。バケット用方向制御弁45は、バケットシリンダ23のメータイン側と第1ポンプ31との接続を制御すると共に、バケットシリンダ23のメータアウト側とタンク34との接続を制御するものである。旋回用方向制御弁46は、旋回油圧モータ5のメータイン側と第2ポンプ32との接続を制御すると共に、旋回油圧モータ5のメータアウト側とタンク34との接続を制御するものである。
 各方向制御弁41~46は、例えば、油圧アクチュエータ21、22、23、5に圧油を供給しないときには、第1ポンプ31又は第2ポンプ32からの圧油をタンク34に排出するオープンセンタ型の制御弁である。具体的には、各方向制御弁41~46は、例えば、6ポート3位置(ポンプポート、タンクポート、一対のアクチュエータポート、一対のセンタバイパス用ポートの6つのポート)のスプール弁である。
 ブーム用第1方向制御弁41、アーム用第1方向制御弁43、バケット用方向制御弁45は、例えば、第1吐出ライン35を介して第1ポンプ31に接続された第1センタバイパスライン37上に上流側からこの順序で設けられており、タンデムに接続されている。第1センタバイパスライン37は、第1ポンプ31とタンク34とを接続するものである。第1センタバイパスライン37における最下流の位置には、第1センタバイパスカット弁47(以下、第1CBカット弁と称する)が設けられている。第1CBカット弁47は、第1ポンプ31から第1センタバイパスライン37を介してタンク34に流れる圧油の流れを制御するものである。
 ブーム用第2方向制御弁42、アーム用第2方向制御弁44、旋回用方向制御弁46は、例えば、第2吐出ライン36を介して第2ポンプ32に接続された第2センタバイパスライン38上に上流側からこの順序で設けられており、タンデムに接続されている。第2センタバイパスライン38は、第2ポンプ32とタンク34とを接続するものである。第2センタバイパスライン38における最下流の位置には、第2センタバイパスカット弁48(以下、第2CBカット弁と称する)が設けられている。第2CBカット弁48は、第2ポンプ32から第2センタバイパスライン38を介してタンク34に流れる圧油の流れを制御するものである。
 ブーム用第1方向制御弁41のメータイン側(ポンプポート側)の上流には、ブーム用第1流量制御弁51が設けられている。ブーム用第1流量制御弁51は、第1ポンプ31からブーム用第1方向制御弁41を介してブームシリンダ21に供給される圧油の流量を制御するものである。ブーム用第2方向制御弁42のメータイン側(ポンプポート側)の上流には、ブーム用第2流量制御弁52が設けられている。ブーム用第2流量制御弁52は、第2ポンプ32からブーム用第2方向制御弁42を介してブームシリンダ21に供給される圧油の流量を制御するものである。
 アーム用第1方向制御弁43のメータイン側(ポンプポート側)の上流には、アーム用第1流量制御弁53が設けられている。アーム用第1流量制御弁53は、第1ポンプ31からアーム用第1方向制御弁43を介してアームシリンダ22に供給される圧油の流量を制御するものである。アーム用第2方向制御弁44のメータイン側(ポンプポート側)の上流には、アーム用第2流量制御弁54が設けられている。アーム用第2流量制御弁54は、第2ポンプ32からアーム用第2方向制御弁44を介してアームシリンダ22に供給される圧油の流量を制御するものである。
 バケット用方向制御弁45のメータイン側(ポンプポート側)の上流には、バケット用流量制御弁55が設けられている。バケット用流量制御弁55は、第1ポンプ31からバケット用方向制御弁45を介してバケットシリンダ23に供給される圧油の流量を制御するものである。
 旋回用方向制御弁46のメータイン側(ポンプポート側)の上流には、旋回用流量制御弁56が設けられている。旋回用流量制御弁56は、第2ポンプ32から旋回用方向制御弁46を介して旋回油圧モータ5に供給される圧油の流量を制御するものである。
 ブーム用第1方向制御弁41はブーム用第1アクチュエータライン61、61を介してブームシリンダ21のボトム側及びロッド側に接続されていると共に、ブーム用第2方向制御弁42はブーム用第2アクチュエータライン62、62を介してブームシリンダ21のボトム側及びロッド側に接続されている。アーム用第1方向制御弁43はアーム用第1アクチュエータライン63、63を介してアームシリンダ22のボトム側及びロッド側に接続されていると共に、アーム用第2方向制御弁44はアーム用第2アクチュエータライン64、64を介してアームシリンダ22のボトム側及びロッド側に接続されている。バケット用方向制御弁45は、バケット用第1アクチュエータライン65、65を介してバケットシリンダ23のボトム側及びロッド側に接続されている。旋回用方向制御弁46は、旋回用第1アクチュエータライン66、66を介して旋回油圧モータ5の第1ポート側及び第2ポート側に接続されている。
 ブーム用第1方向制御弁41のメータアウト側(タンクポート側)はブーム用第1戻りライン71を介してタンク34に接続されていると共に、ブーム用第2方向制御弁42のメータアウト側(タンクポート側)はブーム用第2戻りライン72を介してタンク34に接続されている。アーム用第1方向制御弁43のメータアウト側(タンクポート側)はアーム用第1戻りライン73を介してタンク34に接続されていると共に、アーム用第2方向制御弁44のメータアウト側(タンクポート側)はアーム用第2戻りライン74を介してタンク34に接続されている。バケット用方向制御弁45のメータアウト側(タンクポート側)は、バケット用戻りライン75を介してタンク34に接続されている。旋回用方向制御弁46のメータアウト側(タンクポート側)は、旋回用戻りライン76を介してタンク34に接続されている。
 上述した方向制御弁41~46と流量制御弁51~56とCBカット弁47、48は、複数の制御弁の集合体としての第1制御弁ユニット40を構成している。
 また、第1ポンプ31及び第2ポンプ32は、リリーフ弁57を介してタンク34に接続されている。リリーフ弁57は、油圧回路の圧力が設定圧以上になると開弁するものであり、過剰な圧力上昇による油圧機器の破損を防ぐ機能を有している。リリーフ弁57は、第1チェック弁58を介して第1吐出ライン35に接続されていると共に、第2チェック弁59を介して第2吐出ライン36に接続されている。第1チェック弁58及び第2チェック弁59は、第1ポンプ31及び第2ポンプ32側からリリーフ弁57側への流れを許容する一方、リリーフ弁57側から第1吐出ライン35及び第2吐出ライン36への流れを阻止するものである。
 油圧システム30は、さらに、アキュムレータ78を備えている。アキュムレータ78は、第1ポンプ31及び第2ポンプ32から供給された圧油を蓄えて蓄圧すると共に、蓄えた圧油を油圧アクチュエータ21、22、23、5に供給するものである。
 アキュムレータ78は、アキュムレータ用第1流量制御弁81(以下、ACC用第1流量制御弁と称する)を介して第1ポンプ31に接続されていると共に、アキュムレータ用第2流量制御弁82(以下、ACC用第2流量制御弁と称する)を介して第2ポンプ32に接続されている。ACC用第1流量制御弁81は第1供給ライン88を介して第1ポンプ31に接続され、ACC用第2流量制御弁82は第2供給ライン89を介して第2ポンプ32に接続されている。
 アキュムレータ78は、アキュムレータ用第1方向制御弁83(以下、ACC用第1方向制御弁と称する)を介してブームシリンダ21に、アキュムレータ用第2方向制御弁84(以下、ACC用第2方向制御弁と称する)を介してアームシリンダ22に、アキュムレータ用第3方向制御弁85(以下、ACC用第3方向制御弁と称する)を介してバケットシリンダ23に、アキュムレータ用第4方向制御弁86(以下、ACC用第4方向制御弁と称する)を介して旋回油圧モータ5に接続されている。ACC用第1方向制御弁83は、アキュムレータ78からブームシリンダ21に供給される圧油の流れ(方向及び流量)を制御するものである。ACC用第2方向制御弁84は、アキュムレータ78からアームシリンダ22に供給される圧油の流れ(方向及び流量)を制御するものである。ACC用第3方向制御弁85は、アキュムレータ78からバケットシリンダ23に供給される圧油の流れ(方向及び流量)を制御するものである。ACC用第4方向制御弁86は、アキュムレータ78から旋回油圧モータ5に供給される圧油の流れ(方向及び流量)を制御するものである。
 ACC用第1方向制御弁83は、ブーム用アキュムレータライン91を介してアキュムレータ78に接続されていると共に、ブーム用第3アクチュエータライン96、96を介してブームシリンダ21のボトム側及びロッド側に接続されている。ACC用第2方向制御弁84は、アーム用アキュムレータライン92を介してアキュムレータ78に接続されていると共に、アーム用第3アクチュエータライン97、97を介してアームシリンダ22のボトム側及びロッド側に接続されている。ACC用第3方向制御弁85は、バケット用アキュムレータライン93を介してアキュムレータ78に接続されていると共に、バケット用第2アクチュエータライン98、98を介してバケットシリンダ23のボトム側及びロッド側に接続されている。ACC用第4方向制御弁86は、旋回用アキュムレータライン94を介してアキュムレータ78に接続されていると共に、旋回用第2アクチュエータライン99、99を介して旋回油圧モータ5の第1ポート側及び第2ポート側に接続されている。
 ACC用方向制御弁83~86は、例えば、3ポート3位置のスプール弁によって構成されている。3つのポートは、アキュムレータ78に接続されるアキュムレータポート、及び、油圧シリンダ21、22、23のボトム側及びロッド側又は油圧モータ5の第1ポート側及び第2ポート側に接続される一対のアクチュエータポートである。すなわち、ACC用方向制御弁83~86はタンクポートが無い構成である。すなわち、ACC用方向制御弁83~86は、油圧アクチュエータ21、22、23、5のメータイン側とアキュムレータ78との接続を制御するものである。
 上述のACC用流量制御弁81、82とACC用方向制御弁83~86は、複数の制御弁の集合体としての第2制御弁ユニット80を構成している。
 本実施の形態の油圧システム30においては、ACC用方向制御弁83~86に対して、タンク34と接続するための戻りラインや戻り油の流れを制御する流量制御弁などのメータアウト用回路が無い構成である。
 次に、第1の実施形態に係る作業機械の油圧システムにおける制御装置の制御対象及び制御対象(制御弁)の特性を図3~図5を用いて説明する。図3は、図2に示す油圧システムのうちブームシリンダ用の油圧回路を抜粋したものであり、制御装置の制御対象を示す図である。
 油圧システム30は、制御装置100の指令によって制御されるように構成されている。ここでは、制御装置100による油圧システム30の制御の説明を簡略化するため、油圧システム30のうちブームシリンダ21を駆動させるための油圧回路のみを用いて説明する。しかし、油圧システム30におけるアームシリンダ22やバケットシリンダ23、旋回油圧モータ5を駆動させる油圧回路の制御についても、以下の説明と同様である。
 図3において、制御装置100には、操作装置7の操作信号が入力される。操作装置7は、フロント作業装置3のブーム18、アーム19、バケット20の動作や上部旋回体2の旋回動作を指示するものである。操作装置7は、オペレータにより操作された操作方向及び操作量に応じて、ブーム操作、アーム操作、バケット操作、旋回操作の各操作信号(電気信号)を制御装置100へ出力する。
 制御装置100は、操作装置7からのブーム操作の操作信号に応じて、上述の油圧システム30のブーム用第1方向制御弁41、ブーム用第2方向制御弁42、ブーム用第1流量制御弁51、ブーム用第2流量制御弁52、第1CBカット弁47、第2CBカット弁48、ACC用第1流量制御弁81、ACC用第2流量制御弁82、ACC用第1方向制御弁83の各制御弁の駆動を制御するものである。ブーム操作以外のアーム操作とバケット操作と旋回操作の各操作信号(電気信号)が入力された場合も同様である。
 ブーム用第1方向制御弁41及びブーム用第2方向制御弁42は、例えば、制御装置100からの指令(例えば、電磁指令)に応じてスプール位置(スプールストローク)を切り換えるように構成されている。ブーム用第1方向制御弁41及びブーム用第2方向制御弁42は、メータイン通路とメータアウト通路とセンタバイパス通路とを有している。メータイン通路は、第1吐出ライン35(第1ポンプ31)又は第2吐出ライン36(第2ポンプ32)をブームシリンダ21のメータイン側に接続するための通路である。メータアウト通路は、ブームシリンダ21のメータアウト側をタンク34に接続するための通路である。センタバイパス通路は、第1吐出ライン35(第1ポンプ31)又は第2吐出ライン36(第2ポンプ32)を第1センタバイパスライン37又は第2センタバイパスライン38(タンク34)に接続するための通路である。ブーム用第1方向制御弁41及びブーム用第2方向制御弁42では、スプール位置が切り換えられることで、メータイン通路の開口面積、メータアウト通路の開口面積、センタバイパス通路の開口面積の3つの開口面積の割合が変化する。
 本実施の形態のブーム用第1方向制御弁41及びブーム用第2方向制御弁42は、例えば、図4に示す開口特性を有している。図4はブーム用第1方向制御弁及びブーム用第2方向制御弁の開口面積線図である。図4中、横軸S1はスプールストローク、縦軸A1はメータイン通路、メータアウト通路、センタバイパス通路の各通路の開口面積を示している。実線はメータイン通路の特性図を、破線はメータアウト通路の特性図を、一点鎖線はセンタバイパス通路の特性図を示している。本発明におけるストロークは、ストローク量と同義である。
 ブーム用第1方向制御弁41及びブーム用第2方向制御弁42のスプールストローク(スプール位置)は、操作装置7の操作量に比例して増加する特性となっている。センタバイパス通路は、スプールストロークが増加していくと、開口面積が絞られるように構成されている。一方、メータイン通路及びメータアウト通路は、所定スプールストローク(所定スプール位置)で同時に開口し始め、そこからスプールストロークが増加していくと、開口面積が徐々に増加するように予め構成されている。このような開口特性の場合、スプールストロークが増加すると、図3に示す第1ポンプ31又は第2ポンプ32からブーム用第1方向制御弁41又はブーム用第2方向制御弁42(センタバイパス通路)を介してタンク34へ流出する圧油の流量が絞られる。一方、第1ポンプ31又は第2ポンプ32の圧油がブーム用第1方向制御弁41又はブーム用第2方向制御弁42(メータイン通路)を介してブームシリンダ21に供給されると共に、ブームシリンダ21から排出された戻り油がブーム用第1アクチュエータライン61、61又はブーム用第2アクチュエータライン62、62及びブーム用第1方向制御弁41又はブーム用第2方向制御弁42(メータアウト通路)からブーム用第1戻りライン71又はブーム用第2戻りライン72を介してタンク34に排出される。
 ブーム用第1流量制御弁51及びブーム用第2流量制御弁52は、制御装置100からの指令(例えば、電磁指令)に応じてストローク(スプール位置)が切り換えられるように構成されている。ブーム用第1流量制御弁51及びブーム用第2流量制御弁52は、例えば、図5に示す開口特性を有している。図5はブーム用第1流量制御弁及びブーム用第2流量制御弁の開口面積線図である。図5中、横軸S2はストローク、縦軸A2は開口面積を示している。
 ブーム用第1流量制御弁51及びブーム用第2流量制御弁52の開口面積は、ノーマルオープンの特性を有している。すなわち、スプールが変位していない状態では開口面積が最大であり、ストロークが増加するにつれて開口面積が徐々に減少して閉じる特性となっている。なお、ブーム用第1流量制御弁51及びブーム用第2流量制御弁52のストロークは、ブーム用第1方向制御弁41及びブーム用第2方向制御弁42の場合とは異なり、操作装置7の操作量に対応させずに状況に応じて制御される。
 第1CBカット弁47及び第2CBカット弁48は、制御装置100からの指令(例えば、電磁指令)に応じてストローク(スプール位置)が切り換えられるように構成されており、例えば、ノーマルオープンの特性を有する制御弁である。また、ACC用第1流量制御弁81及びACC用第2流量制御弁82は、制御装置100からの指令(例えば、電磁指令)に応じてストローク(スプール位置)が切り換えられるように構成されており、例えば、ノーマルクローズの特性を有する制御弁である。ACC用第1方向制御弁83は、制御装置100からの指令(例えば、電磁指令)に応じてスプールストローク(スプール位置)が切り換えられるように構成されており、例えば、スプールストロークが増加するにつれて開口面積が増加する特性を有する制御弁である。
 次に、第1の実施形態に係る作業機械の制御装置の制御について図2~図7を用いて説明する。図6は図3に示す第1の実施形態に係る作業機械の制御装置における制御ロジックを示すブロック図である。図7は図6に示す第1の実施形態に係る制御装置の動作パターン演算部が用いるテーブルである。
 図3において、制御装置100は、ハード構成として例えば、RAMやROM等からなる記憶装置100aと、CPUやMPU等からなる処理装置100bとを備えている。記憶装置100aには、油圧システム30におけるポンプ31、32用の方向制御弁41~46と各流量制御弁51~56と各CBカット弁47、48、及び、アキュムレータ78用の各流量制御弁81、82と各方向制御弁83~86の駆動を制御するために必要なプラグラムや各種情報が予め記憶されている。処理装置100bは、記憶装置100aからプログラムや各種情報を適宜読み込み、当該プログラムに従って処理を実行することで各種機能を実現する。
 ここでは、第1ポンプ31、第2ポンプ32、アキュムレータ78からの圧油の供給によりブームシリンダ21を駆動させる制御について説明する。第1ポンプ31、第2ポンプ32、アキュムレータ78からの圧油の供給によりアームシリンダ22、バケットシリンダ23、旋回油圧モータ5を駆動させる制御もブームシリンダ21の場合と同様なので、それらの制御の説明は省略する。
 本実施の形態の制御装置100は、概略すると、次の制御を実行する。制御装置100は、第1ポンプ31の圧油をブームシリンダ21に供給する場合には、ブーム用第1方向制御弁41の駆動を制御することで、第1ポンプ31からブームシリンダ21に供給される圧油の流れを制御すると共に、ブームシリンダ21から排出される戻り油をブーム用第1方向制御弁41を介してタンク34に排出するように制御する。第2ポンプ32の圧油をブームシリンダ21に供給する場合には、ブーム用第2方向制御弁42の駆動を制御することで、第2ポンプ32からブームシリンダ21に供給される圧油の流れを制御すると共に、ブームシリンダ21の戻り油をブーム用第2方向制御弁42を介してタンク34に排出するように制御する。また、アキュムレータ78に蓄えられた圧油をブームシリンダ21に供給する場合には、ACC用第1方向制御弁83の駆動を制御することで、アキュムレータ78からブームシリンダ21に供給される圧油の流れを制御すると共に、ブーム用第1方向制御弁41の駆動を制御することで、ブームシリンダ21の戻り油をブーム用第1方向制御弁41を介してタンク34に排出させつつ、ブーム用第1流量制御弁51の駆動を制御することで、第1ポンプ31からブーム用第1方向制御弁41を介してブームシリンダ21に供給される圧油を最終的に遮断するように制御する。
 制御装置100は、上述の制御を実現するため、操作装置7の各操作(ブーム操作、アーム操作、バケット操作、旋回操作)の操作量(操作信号)の入力に対して、例えば図6に示す制御ロジックを実行することで、ブーム用第1方向制御弁41の駆動を指令するブーム第1スプール制御指令C1、ブーム用第2方向制御弁42の駆動を指令するブーム第2スプール制御指令C2、ブーム用第1流量制御弁51の駆動を指令するブーム第1流量制御指令C3、ブーム用第2流量制御弁52の駆動を指令するブーム第2流量制御指令C4、ACC用第1方向制御弁83の駆動を指令するブームACC流量制御指令C5を出力する。
 具体的には、図6において、制御装置100の制御ロジックは、操作装置7からの各操作の操作量(操作信号)に基づき油圧ショベルの動作パターンを判別する動作パターン演算部101と、制御対象である複数の制御弁41、42、51、52、83のうちのブーム用第1方向制御弁41、ブーム用第2方向制御弁42、ACC用第1方向制御弁83に対応する積算器103、104、105と、制御対象の各制御弁41、42、51、52、83に対応する関数発生器111、112、113、114、115及び出力変換部121、122、123、124、125とを有している。
 動作パターン演算部101は、操作装置7からの各操作の操作量(操作信号)に基づき油圧ショベルが行う動作パターンを判別し、判別した動作パターン毎に油圧システム30を最適に作動させるように制御対象の各制御弁41、42、51、52、83の駆動状態を設定するものである。つまり、各動作パターンに応じて第1ポンプ31、第2ポンプ32、アキュムレータ78の各油圧源をどの油圧アクチュエータ21、22、23、5に接続するかを決定し、決定した各油圧源31、32、78の接続先に圧油を供給できるにように制御対象の各制御弁41、42、51、52、83の駆動状態を設定するものである。具体的には、動作パターン演算部101は、例えば、図7に示す情報(テーブル)を参照して制御対象の各制御弁41、42、51、52、83の駆動状態を設定する。
 図7に示すテーブルにおいては、動作パターンとして、油圧ショベルの代表的な動作である掘削動作、旋回ブーム上げ動作、ブーム上げ単独動作が挙げられている。掘削動作は、フロント作業装置3を構成するブーム18、アーム19、バケット20の3つのリンク部材の動作が組み合わされた3複合動作である。すなわち、掘削動作は、ブームシリンダ21とアームシリンダ22とバケットシリンダ23を同時に駆動させる動作である。旋回ブーム上げ動作は、上部旋回体2の旋回動作とブーム18の動作とが組み合わされた2複合動作である。すなわち、旋回油圧モータ5とブームシリンダ21を同時に駆動させる動作である。ブーム上げ単独動作は、ブームシリンダ21のみを伸長方向に駆動させることでブーム18のみが動作する単独動作である。
 図7に示すテーブルは、動作パターン毎に油圧システム30を最適に作動させるための各油圧源31、32、78の接続先(圧油の供給先)を示している。図7中、ポンプ1は第1ポンプ31を、ポンプ2は第2ポンプを、ACCはアキュムレータ78を示している。BMはブームシリンダ21を、AMはアームシリンダ22を、BKはバケットシリンダ23を、SWは旋回油圧モータ5を示している。
 動作パターンの判別結果が掘削動作の場合には、第1ポンプ31をブームシリンダ21及びバケットシリンダ23に接続する。これは、図2に示すブーム用第1方向制御弁41及びバケット用方向制御弁45を駆動させることを意味している。また、第2ポンプ32をアームシリンダ22に接続する。これは、図2に示すアーム用第2方向制御弁44を駆動させることを意味している。なお、アキュムレータ78はどの油圧アクチュエータ21、22、23、5にも接続されない。
 旋回ブーム上げ動作の場合には、第2ポンプ32を旋回油圧モータ5に接続する。これは、図2に示す旋回用方向制御弁46を駆動させることを意味している。また、アキュムレータ78をブームシリンダ21に接続する。これは、図2に示すACC用第1方向制御弁83を駆動させることを意味している。ただし、アキュムレータ78からACC用第1方向制御弁83を介してブームシリンダ21に圧油が供給される場合、油圧システム30の構成上、ブームシリンダ21から排出された戻り油をACC用第1方向制御弁83を介してタンク34に排出することができない。
 そこで、本実施形態においては、第2ポンプ32の圧油供給に無関係のブーム用第1方向制御弁41を駆動させることで、ブームシリンダ21のメータアウト側をブーム用第1方向制御弁41を介してタンク34に接続させる。ただし、ブーム用第1方向制御弁41が駆動すると、図4に示すように、メータアウト通路が開口すると同時にメータイン通路も開口するので、ブームシリンダ21のメータイン側がブーム用第1方向制御弁41を介して第1ポンプ31に接続される状態が生じる。これは、第1ポンプ31の圧油がブームシリンダ21に意図せずに供給される状態になることを意味する。そこで、本実施形態においては、図2に示すブーム用第1流量制御弁51を駆動させることで、第1ポンプ31からブーム用第1方向制御弁41を介したブームシリンダ21への圧油の供給を遮断する。これにより、ブームシリンダ21に対してアキュムレータ78からのみ圧油を供給させる。すなわち、図7に示すテーブルにおいて、旋回ブーム上げ動作におけるポンプ1の接続先としての(BM)の記載は、第1ポンプ31をブームシリンダ21に接続するためのブーム用第1方向制御弁41を駆動させることでブームシリンダ21のメータアウト側をタンク34に接続することを示すと共に、ブーム用第1流量制御弁51を駆動させることで、第1ポンプ31からブーム用第1方向制御弁41を介したブームシリンダ21への圧油の供給を遮断することを示すものである。
 また、ブーム上げ単独動作の場合、第1ポンプ31、第2ポンプ32、アキュムレータ78の3つの油圧源を同時にブームシリンダ21に接続する。これは、ブーム用第1方向制御弁41、ブーム用第2方向制御弁42、ACC用第1方向制御弁83を同時に駆動させることを意味している。
 動作パターン演算部101は、動作パターンの判別結果に応じて上述した制御対象の各制御弁41、42、51、52、83の駆動状態を設定する。各制御弁41、42、51、52、83に対する駆動状態の設定結果を対応する積算器103、104、105又は関数発生器113、114へ出力する。
 具体的には、動作パターン演算部101は、ブーム用第1方向制御弁41の駆動状態として、駆動させる場合の「1」又は駆動させない場合の「0」の設定結果を積算器103へ出力する。また、ブーム用第2方向制御弁42の駆動状態のとして、駆動させる場合の「1」又は駆動させない場合の「0」の設定結果を積算器104へ出力する。また、ACC用第1方向制御弁83の駆動状態として、駆動させる場合の「1」又は駆動させない場合の「0」の設定結果を積算器105へ出力する。動作パターン演算部101のこのような出力によって、ブーム用第1方向制御弁41とブーム用第2方向制御弁42とACC用第1方向制御弁83とを駆動させるか否かの制御を可能としている。
 また、動作パターン演算部101は、ブーム用第1流量制御弁51の駆動状態として、第1ポンプ31をブーム用第1方向制御弁41を介してブームシリンダ21のメータイン側に接続する場合(掘削動作やブーム上げ単独動作の場合)には開口面積を大きくする設定結果を関数発生器113へ出力する。また、ブーム用第1流量制御弁51の駆動状態として、ブームシリンダ21のメータアウト側をブーム用第1方向制御弁41を介してタンク34に接続する場合(旋回ブーム上げ動作の場合)には開口を閉じる設定結果を関数発生器113へ出力する。
 また、動作パターン演算部101は、ブーム用第2流量制御弁52の駆動状態として、第2ポンプ32をブーム用第2方向制御弁42を介してブームシリンダ21のメータイン側に接続する場合(ブーム上げ単独動作の場合)には開口面積を大きくする設定結果を関数発生器114へ出力する。また、ブーム用第2流量制御弁52の駆動状態として、ブームシリンダ21のメータアウト側をブーム用第2方向制御弁42を介してタンク34に接続する場合には開口を閉じる設定結果を関数発生器114へ出力する。
 ブーム用第1方向制御弁41のための積算器103は、操作装置7のブーム操作の操作量(操作信号)と動作パターン演算部101のブーム用第1方向制御弁41に対する駆動状態の設定結果とを積算するものである。積算結果は、ブーム用第1方向制御弁41のための関数発生器111へ出力される。操作装置7のブーム操作の操作信号は、ブーム操作の操作量に応じた信号であり、例えば、0~100[%]の値である。動作パターン演算部101のブーム用第1方向制御弁41に対する駆動状態の設定結果は、前述したように、駆動させない場合の「0」又は駆動させる場合の「1」である。すなわち、積算器103は、ブーム用第1方向制御弁41を駆動させる場合には操作装置7のブーム操作の操作信号と同値を、ブーム用第1方向制御弁41を駆動させない場合には「0」の値(信号)を関数発生器111へ出力する。
 関数発生器111は、積算器103の出力(積算結果)に応じたブーム用第1方向制御弁41の開口面積を算出する。算出結果は、ブーム用第1方向制御弁41のための出力変換部121へ出力される。
 出力変換部121は、関数発生器111の出力(算出結果)であるブーム用第1方向制御弁41の開口面積をスプールの変位量(ストローク)に変換する演算部である。演算結果は、ブーム第1スプール制御指令C1としてブーム用第1方向制御弁41へ出力される。これにより、ブーム用第1方向制御弁41を所望のストローク及び開口面積に制御する。
 ブーム用第2方向制御弁42のための積算器104、関数発生器112、出力変換部122も、上述のブーム用第1方向制御弁41の場合と同様である。すなわち、積算器104は、操作装置7のブーム操作の操作信号(0~100)と動作パターン演算部101のブーム用第2方向制御弁42に対する駆動状態の設定結果(駆動させない場合の「0」又は駆動させる場合の「1」)とを積算し、積算結果を関数発生器112へ出力する。関数発生器112は、積算器104の出力に応じたブーム用第2方向制御弁42の開口面積を算出し、算出結果を出力変換部122へ出力する。出力変換部122は、関数発生器112の出力であるブーム用第2方向制御弁42の開口面積をスプールの変位量に変換し、演算結果をブーム第2スプール制御指令C2としてブーム用第2方向制御弁42へ出力する。これにより、ブーム用第2方向制御弁42を所望のストローク及び開口面積に制御する。
 ACC用第1方向制御弁83のための積算器105、関数発生器115、出力変換部125も、上述のブーム用第1方向制御弁41の場合と同様である。すなわち、積算器105は、操作装置7のブーム操作の操作信号(0~100)と動作パターン演算部101のACC用第1方向制御弁83に対する駆動状態の設定結果(駆動させない場合の「0」又は駆動させる場合の「1」)とを積算し、積算結果を関数発生器115へ出力する。関数発生器115は、積算器105の出力に応じたACC用第1方向制御弁83の開口面積を算出し、算出結果を出力変換部125へ出力する。出力変換部125は、関数発生器115の出力であるACC用第1方向制御弁83の開口面積をACC用第1方向制御弁83のスプールの変位量に変換し、演算結果をブームACC流量制御指令C5としてACC用第1方向制御弁83へ出力する。これにより、ACC用第1方向制御弁83を所望のストローク及び開口面積に制御する。
 ブーム用第1流量制御弁51のための関数発生器113は、動作パターン演算部101からのブーム用第1流量制御弁51の駆動状態に対する設定結果(信号)に応じてブーム用第1流量制御弁51の開口面積を制御するための演算を行うものである。演算結果は、ブーム用第1流量制御弁51のための出力変換部123へ出力される。
 関数発生器113は、第1ポンプ31をブームシリンダ21に接続する場合(図7において掘削動作やブーム上げ単独動作の場合)には、動作パターン演算部101の出力に応じて開口面積を大きくする(ストロークを小さくする)演算結果を出力する。一方、ブームシリンダ21を駆動させない場合又はブームシリンダ21のメータイン側をアキュムレータ78のみに接続させる場合(図7において旋回ブーム上げ動作の場合)には、動作パターン演算部101の出力に応じて開口を閉じる(ストロークを大きくする)演算結果を出力する。
 出力変換部123は、関数発生器113の出力を基にブーム第1流量制御指令C3を演算してブーム用第1流量制御弁51へ出力する。これにより、ブーム用第1流量制御弁51を所望のストローク及び開口面積に制御する。なお、ブームシリンダ21のメータイン側に対してアキュムレータ78のみを接続させる場合(図7における旋回ブーム上げ動作の場合)、ブーム用第1流量制御弁51に対して開口を閉じるように制御するが、ストロークを急激に変化させるとショックが発生する。そこで、ブーム用第1流量制御弁51をON/OFF的な切換制御ではなくストロークを徐々に変化させて最終的に閉じるように制御する。すなわち、第1ポンプ31からブーム用第1方向制御弁41を介したブームシリンダ21への圧油の流れを徐々に絞ってから最終的に遮断するようブーム用第1流量制御弁51の駆動を制御する。
 ブーム用第2流量制御弁52のための関数発生器114及び出力変換部124も、上述のブーム用第1流量制御弁51の場合と同様である。関数発生器114は、動作パターン演算部101からのブーム用第2流量制御弁52の駆動状態に対する設定結果(信号)に応じてブーム用第2流量制御弁52の開口面積を制御するための演算を行うものであり、演算結果を出力変換部124へ出力する。出力変換部124は、関数発生器114の出力を基にブーム第2流量制御指令C4を演算してブーム用第2流量制御弁52へ出力する。これにより、ブーム用第2流量制御弁52を所望のストローク及び開口面積に制御する。
 次に、第1の実施形態に係る作業機械の動作について図2及び図6を用いて説明する。
 図6に示す制御装置100は、操作装置7の各操作の操作信号を基に「掘削動作」であると判別した場合、図2に示す第1ポンプ31をブームシリンダ21及びバケットシリンダ23に接続するためにブーム用第1方向制御弁41及びバケット用方向制御弁45を駆動するように制御すると共に、第2ポンプ32をアームシリンダ22に接続するためにアーム用第2方向制御弁44を駆動するように制御する。
 これにより、第1ポンプ31の圧油がブーム用第1流量制御弁51及びブーム用第1方向制御弁41を介してブームシリンダ21に供給される。このとき、ブームシリンダ21から排出された戻り油は、ブーム用第1方向制御弁41からブーム用第1戻りライン71を介してタンク34に導かれる。同様に、第1ポンプ31の圧油がバケット用流量制御弁55及びバケット用方向制御弁45を介してバケットシリンダ23に供給される。このとき、バケットシリンダ23から排出された戻り油は、バケット用方向制御弁45からバケット用戻りライン75を介してタンク34に導かれる。また、第2ポンプ32の圧油はアーム用第2流量制御弁54及びアーム用第2方向制御弁44を介してアームシリンダ22に供給される。このとき、アームシリンダ22から排出された戻り油は、アーム用第2方向制御弁44からアーム用第2戻りライン74を介してタンク34に導かれる。
 また、制御装置100は、「旋回ブーム上げ動作」と判別した場合、第2ポンプ32を旋回油圧モータ5に接続するために旋回用方向制御弁46を駆動するように制御すると共に、アキュムレータ78をブームシリンダ21に接続するためにACC用第1方向制御弁83を駆動するように制御する。この場合、制御装置100は、さらに、ブームシリンダ21のメータアウト側とタンク34とを接続させるようにブーム用第1方向制御弁41を駆動する制御を行うと共に、ブーム用第1流量制御弁51の開口を徐々に絞ってから最終的に閉じる制御を行う。
 これにより、第2ポンプ32の圧油が旋回用流量制御弁56及び旋回用方向制御弁46を介して旋回油圧モータ5に供給される。このとき、旋回油圧モータ5から排出された戻り油は、旋回用方向制御弁46を介して旋回用戻りライン76によってタンク34に導かれる。また、アキュムレータ78の圧油がACC用第1方向制御弁83を介してブームシリンダ21に供給される。このとき、ブームシリンダ21の戻り油は、ブーム用第1アクチュエータライン61からブーム用第1方向制御弁41を介してブーム用第1戻りライン71によってタンク34に導かれる。このとき、ブーム用第1方向制御弁41の駆動による第1ポンプ31からブーム用第1方向制御弁41を介したブームシリンダ21への圧油の流れはブーム用第1流量制御弁51の駆動によって徐々に絞られてから最終的に遮断される。
 なお、ブーム用第1方向制御弁41及びブーム用第1流量制御弁51が駆動することで、第1ポンプ31の油圧回路の圧力が設定値を超えてしまった場合には、リリーフ弁57が開弁することで油圧機器の損傷を防止する。
 また、制御装置100は、「ブーム上げ単独動作」と判別した場合、第1ポンプ31、第2ポンプ32、アキュムレータ78の3つの油圧源をブームシリンダ21に接続するために、ブーム用第1方向制御弁41、ブーム用第2方向制御弁42、ACC用第1方向制御弁83を駆動するように制御する。
 これにより、第1ポンプ31の圧油がブーム用第1流量制御弁51及びブーム用第1方向制御弁41を介してブームシリンダ21に供給される。同様に、第2ポンプ32の圧油がブーム用第2流量制御弁52及びブーム用第2方向制御弁42を介してブームシリンダ21に供給される。また、アキュムレータ78の圧油がACC用第1方向制御弁83を介してブームシリンダ21に供給される。このとき、ブームシリンダ21の戻り油は、ブーム用第1方向制御弁41からブーム用第1戻りライン71介してタンク34に導かれると共に、ブーム用第2方向制御弁42からブーム用第2戻りライン72を介してタンク34に導かれる。
 このように、本実施の形態に係る制御装置100は、各油圧アクチュエータ21、22、23、5に対してアキュムレータ78の油圧源からのみ圧油を供給する場合には、各油圧アクチュエータ21、22、23、5に対応するACC用方向制御弁83、84、85、86を駆動させると共に、各油圧アクチュエータ21、22、23、5に対応する各方向制御弁41~46及び流量制御弁51~56を駆動させる制御を行う。これにより、第1ポンプ31又は第2ポンプ32から各方向制御弁41~46を介した各油圧アクチュエータ21、22、23、5への圧油の供給を遮断した状態で各油圧アクチュエータ21、22、23、5のメータアウト側をタンク34に接続しつつ、アキュムレータ78からの圧油のみによって各油圧アクチュエータ21、22、23、5を駆動することができる。このような制御によって、アキュムレータ78から各油圧アクチュエータ21、22、23、5への圧油の流れを制御する各ACC用方向制御弁83、84、85、86に対して戻りラインや戻りライン上の流量制御弁などのメータアウト用回路が不要になる油圧回路を実現することができる。
 また、制御装置100の動作パターン演算部101の処理によって、第1ポンプ31、第2ポンプ32、アキュムレータ78の3つの油圧源のうちの効率の良い油圧源から各油圧アクチュエータ21、22、23、5に圧油を供給することができる。さらに、第1ポンプ31、第2ポンプ32、アキュムレータ78の3つの油圧源から同時に各油圧アクチュエータ21、22、23、5に圧油を供給することも可能である。
 なお、本実施の形態の油圧システム30においては、アキュムレータ78に対して第1ポンプ31及び第2ポンプ32の圧油を供給する場合に、第1CBカット弁47及び第2CBカット弁48を開口が絞られる又は閉じられるように駆動する制御が行われる。
 上述した第1の実施形態に係る油圧ショベル(作業機械)は、圧油を吐出する第1ポンプ31及び第2ポンプ32(油圧ポンプ)と、第1ポンプ31及び第2ポンプ32(油圧ポンプ)より吐出された圧油により駆動する油圧アクチュエータ21、22、23、5と、油圧アクチュエータ21、22、23、5から排出された戻り油を貯留するタンク34と、第1ポンプ31及び第2ポンプ32(油圧ポンプ)から吐出された圧油を蓄圧すると共に、蓄圧された圧油を油圧アクチュエータ21、22、23、5に供給するアキュムレータ78と、油圧アクチュエータ21、22、23、5のメータイン側と第1ポンプ31又は第2ポンプ32(油圧ポンプ)との接続を制御すると共に、油圧アクチュエータ21、22、23、5のメータアウト側とタンク34との接続を制御する方向制御弁41~46(第1制御弁)と、油圧アクチュエータ21、22、23、5のメータイン側とアキュムレータ78との接続を制御する方向制御弁83~86(第2制御弁)とを備える。さらに、第1ポンプ31又は第2ポンプ32(油圧ポンプ)から方向制御弁41~46(第1制御弁)を介した油圧アクチュエータ21、22、23、5への圧油の流量を制御する流量制御機構としての流量制御弁51~56と、方向制御弁41~46(第1制御弁)と方向制御弁83~86(第2制御弁)と流量制御弁51~56(流量制御機構)を制御する制御装置100とを備える。制御装置100は、油圧アクチュエータ21、22、23、5に対してアキュムレータ78からのみ圧油を供給する場合、油圧アクチュエータ21、22、23、5のメータイン側とアキュムレータ78とを接続させるように方向制御弁83~86(第2制御弁)を駆動し、油圧アクチュエータ21、22、23、5のメータアウト側とタンク34とを接続させるように方向制御弁41~46(第1制御弁)を駆動し、第1ポンプ31又は第2ポンプ32(油圧ポンプ)から方向制御弁41~46(第1制御弁)を介した油圧アクチュエータ21、22、23、5への圧油の流れを最終的には遮断するように流量制御弁51~56(流量制御機構)を駆動するように構成されている。
 この構成によれば、油圧アクチュエータ21、22、23、5に対してアキュムレータ78からのみ圧油を供給する場合、方向制御弁41~46(第1制御弁)の駆動により油圧アクチュエータ21、22、23、5のメータアウト側とタンク34とが接続されると共に、流量制御弁51~56(流量制御機構)の駆動により第1ポンプ31又は第2ポンプ32(油圧ポンプ)から方向制御弁41~46(第1制御弁)を介した油圧アクチュエータ21、22、23、5への圧油の流れが遮断されるので、アキュムレータ78から油圧アクチュエータ21、22、23、5に圧油を供給する場合でも、油圧アクチュエータ21、22、23、5の戻り油を方向制御弁41~46(第1制御弁)を介してタンク34に排出することができる。すなわち、油圧アクチュエータ21、22、23、5のメータアウト側の流れの制御を方向制御弁41~46(第1制御弁)のみで実現することができる。そのため、方向制御弁83~86(第2制御弁)に対して戻り油路や流量制御弁などのメータアウト用回路を設ける必要がなく、第1ポンプ31及び第2ポンプ32(油圧ポンプ)以外にアキュムレータ78から油圧アクチュエータ21、22、23、5へ圧油の供給が可能な油圧システム30において構成の複雑化を抑制することができる。
 また、本実施の形態において、方向制御弁41~46(第1制御弁)は、第1ポンプ31又は第2ポンプ32(油圧ポンプ)を油圧アクチュエータ21、22、23、5に接続するためのメータイン通路及びタンク34を油圧アクチュエータ21、22、23、5に接続するためのメータアウト通路の両通路が予め設定された所定ストロークで同時に開口し連通し始め、前記所定ストロークよりも大きいストロークにおいて両通路が共に開口状態を形成する開口特性を有する。また、流量制御機構は、方向制御弁41~46(第1制御弁)とは異なる別の流量制御弁51~56により構成されている。
 この構成によれば、制御装置100は、方向制御弁41~46(第1制御弁)及び流量制御弁51~56を個別に制御することで、油圧アクチュエータ21、22、23、5のメータアウト側とタンク34との接続の確保、及び、第1ポンプ31又は第2ポンプ32(油圧ポンプ)と油圧アクチュエータ21、22、23、5との接続の遮断を行うので、方向制御弁41~46(第1制御弁)及び流量制御弁51~56の制御が容易である。
[第2の実施形態]
  次に、本発明の作業機械の第2の実施形態について図8~図10を用いて説明する。なお、図8~図10において、図1~図7に示す符号と同符号のものは、同様な部分であるので、その詳細な説明は省略する。図8は本発明の第2の実施形態に係る作業機械が備える油圧システムの構成を示す油圧回路図である。
 本発明の作業機械の第2の実施形態が第1の実施形態に対して相違する点は、図8に示す油圧システム30Aの各方向制御弁41A、42A、43A、44A、45A、46Aの開口特性が異なっていること、及び、図10に示す制御装置100Aの油圧システム30Aに対する制御方法が各方向制御弁41A~46Aの開口特性の違いに応じて異なることである。
 具体的には、方向制御弁41A~46Aは、スプールの位置が切り換えられてもセンタバイパス通路が閉じない特性を有している。方向制御弁41A~46Aは、例えば図9に示す開口特性を有している。図9は図8に示す油圧システム30Aの各方向制御弁41A~46Aの開口面積線図である。図9中、横軸S3はスプールストローク、縦軸A3はメータイン通路、メータアウト通路、センタバイパス通路の各通路の開口面積を示している。実線はメータイン通路の特性図を、破線はメータアウト通路の特性図を、一点鎖線はセンタバイパス通路の特性図を示している。
 方向制御弁41A~46Aのスプールストローク(スプール位置)は、第1実施形態の方向制御弁41~46の場合と同様に、操作装置7の各操作の操作量に比例して増加する特性となっている。メータイン通路及びメータアウト通路は、第1実施形態の場合と同様に、所定スプールストローク(所定スプール位置)で同時に開口し始め、そこからスプールストロークが増加していくと、開口面積が徐々に増加するように予め構成されている。一方、センタバイパス通路は、第1実施形態の場合と異なり、開口面積がスプールストロークの増減によらずに一定である。すなわち、方向制御弁41A~46Aは、第1センタバイパスライン37又は第2センタバイパスライン38に対する開口量(センタバイパス通路の開口面積)が全ストロークにおいて一定である開口特性を有している。
 次に、第2の実施形態に係る作業機械の制御装置の制御ロジックについて図10を用いて説明する。図10は図8に示す油圧システムに対する制御装置の制御ロジックを示すブロック図である。
 制御装置100Aは、方向制御弁41A~46Aのセンタバイパス通路の開口面積が全スプールストロークで一定であることに対応して、第1ポンプ31とタンク34とを接続する第1センタバイパスライン37の圧油の流れを第1CBカット弁47のみで制御すると共に、第2ポンプ32とタンク34とを接続する第2センタバイパスライン38の圧油の流れを第2CBカット弁48のみで制御する。図10に示す制御装置100Aは、その制御対象が第1の実施形態の場合の制御弁41、42、51、52、83に加えて第1CBカット弁47及び第2CBカット弁48が追加されている。すなわち、制御装置100Aは、第1実施形態の場合の制御指令C1~C5に加えて、第1CBカット弁47の駆動を指令する第1カット制御指令C6及び第2CBカット弁48の駆動を指令する第2カット制御指令C7を出力する。制御装置100Aの第1の実施形態の場合の制御対象である制御弁41、42、51、52、83の制御ロジックは第1の実施形態の場合と同様なのでその説明を省略する。
 第1の実施形態においては、アキュムレータ78からの圧油のみで油圧アクチュエータ21、22、23、5を駆動させる場合、油圧アクチュエータ21、22、23、5のメータアウト側をタンク34に接続するように方向制御弁41~46を駆動させる制御を行うことで、油圧アクチュエータ21、22、23、5の戻り油を方向制御弁41~46を介してタンク34に導く一方、駆動させた方向制御弁41~46に対応する流量制御弁51~56も駆動させて最終的に閉じるように制御することで第1ポンプ31又は第2ポンプ32から方向制御弁41~46を介した油圧アクチュエータ21、22、23、5への圧油の供給を遮断する。このとき、第1の実施形態の方向制御弁41~46のセンタバイパス通路は駆動(スプールストロークの大きさ)に応じて開口面積が小さくなるので(図4参照)、第1ポンプ31又は第2ポンプ32の意図しない圧力の上昇を招き、余分な圧力損失が発生する懸念がある。
 それに対して、本実施の形態においては、図9に示すように、方向制御弁41A~46Aのセンタバイパス通路の開口面積が全スプールストロークにおいて一定である。そのため、アキュムレータ78の圧油のみで油圧アクチュエータ21、22、23、5を駆動する場合に、油圧アクチュエータ21、22、23、5のメータアウト側をタンク34に接続するように方向制御弁41A~46Aを駆動させても(方向制御弁41A~46Aのメータアウト通路が開口するように制御しても)、第1CBカット弁47及び第2CBカット弁48を開口するように制御することで、第1センタバイパスライン37又は第2センタバイパスライン38を介した第1ポンプ31又は第2ポンプ32とタンク34との接続を確保することができる。これにより、アキュムレータ78の圧油のみで油圧アクチュエータ21、22、23、5を駆動する場合における第1ポンプ31又は第2ポンプ32の意図しない圧力上昇による余分な圧損を抑えることができる。
 また、第1ポンプ31又は第2ポンプ32の圧油により油圧アクチュエータ21、22、23、5を駆動する場合には、油圧アクチュエータ21、22、23、5のメータイン側を第1ポンプ31又は第2ポンプ32に接続するように方向制御弁41A~46Aを駆動させても(方向制御弁41A~46Aをメータイン通路が開口するように制御しても)、方向制御弁41A~46Aを介した第1ポンプ31又は第2ポンプ32とタンク34との接続が維持されてしまう。そこで、第1CBカット弁47及び第2CBカット弁48を閉じるように制御することで、第1ポンプ31又は第2ポンプ32とタンク34との接続を遮断して第1ポンプ31又は第2ポンプ32からの圧油を方向制御弁41A~46Aを介して油圧アクチュエータ21、22、23、5に供給できるようにする。
 具体的には、制御装置100Aの制御ロジックは、図10に示すように、第1実施形態の場合の積算器103~105と関数発生器111~115と出力変換部121~125に加えて、第1CBカット弁47及び第2CBカット弁48のための積算器106、107と関数発生器116、117と出力変換部126、127を含んでいる。また、制御装置100Aの動作パターン演算部101Aは、操作装置7からの各操作の操作信号を基に判別した動作パターンに応じて、第1の実施形態の制御対象である各制御弁41、42、51、52、83の駆動状態を設定することに加えて、第1CBカット弁47及び第2CBカット弁48の駆動状態を設定する。動作パターン演算部101Aは、第1CBカット弁47及び第2CBカット弁48の駆動状態として、駆動させる場合の「1」又は駆動させない場合の「0」の設定結果を積算器106及び積算器107へ出力する。
 動作パターンの判別結果が掘削動作の場合には、動作パターン演算部101Aは、第1ポンプ31の圧油をブームシリンダ21及びバケットシリンダ23に供給するために、第1CBカット弁47の開口を絞るような駆動状態に設定する。同様に、第2ポンプ32の圧油をアームシリンダ22に供給するために、第2CBカット弁48の開口を絞るような駆動状態に設定する。すなわち、動作パターン演算部101Aは、駆動させる場合の「1」を積算器106、107へ出力する。
 旋回ブーム上げ動作の場合には、動作パターン演算部101Aは、第2ポンプ32の圧油を旋回油圧モータ5に供給するために、第2CBカット弁48の開口を絞るような駆動状態に設定する。一方、第1ポンプ31の圧油を油圧アクチュエータの駆動に用いないので、第1センタバイパスライン37を介した第1ポンプ31とタンク34との接続を確保する必要がある。そのため、第1CBカット弁47の開口を維持するような駆動状態に設定する。すなわち、動作パターン演算部101Aは、積算器106に対しては駆動させない場合の「0」を、積算器107に対しては駆動させる場合の「1」を出力する。
 ブーム上げ単独動作の場合には、動作パターン演算部101Aは、第1ポンプ31及び第2ポンプ32の圧油をブームシリンダ21に供給するために、第1CBカット弁47及び第2CBカット弁48の開口を絞るような駆動状態に設定する。すなわち、動作パターン演算部101Aは、駆動させる場合の「1」を積算器106、107へ出力する。
 第1CBカット弁47及び第2CBカット弁48のための積算器106及び積算器107はそれぞれ、操作装置7のブーム操作の操作信号と動作パターン演算部101Aの第1CBカット弁47及び第2CBカット弁48に対する駆動状態の設定結果とを積算するものである。積算結果は、第1CBカット弁47及び第2CBカット弁48のための関数発生器116及び関数発生器117へ出力される。つまり、積算器106及び積算器107は、第1CBカット弁47及び第2CBカット弁48を駆動させる場合には操作装置7のブーム操作の操作信号と同値を、第1CBカット弁47及び第2CBカット弁48を駆動させない場合には「0」の値(信号)を関数発生器116及び関数発生器117へ出力する。
 関数発生器116及び関数発生器117は、積算器106及び積算器107の出力(積算結果)に応じた第1CBカット弁47及び第2CBカット弁48の開口面積を算出する。算出結果は、第1CBカット弁47及び第2CBカット弁48のための出力変換部126及び出力変換部127へ出力される。第1CBカット弁47及び第2CBカット弁48は、ブーム操作の操作量が大きくなるにつれて開口面積が小さくなるように制御される。
 出力変換部126及び出力変換部127は、関数発生器116及び関数発生器117の出力(算出結果)である第1CBカット弁47及び第2CBカット弁48の開口面積を変位量(ストローク)に変換する演算部である。演算結果は、第1カット制御指令C6及び第2カット制御指令C7として第1CBカット弁47及び第2CBカット弁48へ出力される。これにより、第1CBカット弁47及び第2CBカット弁48を所望のストローク及び開口面積に制御する。
 次に、第2の実施形態に係る作業機械の動作について図8及び図10を用いて説明する。
 図10に示す制御装置100Aは、操作装置7の各操作の操作信号を基に「掘削動作」であると判別した場合、第1の実施形態の場合と同様に、図8に示すブーム用第1方向制御弁41及びバケット用方向制御弁45を駆動するように制御すると共に、アーム用第2方向制御弁44を駆動するように制御する。本実施の形態の場合には、同時に、第1CBカット弁47及び第2CBカット弁48を駆動させるように制御することで、第1CBカット弁47及び第2CBカット弁48の開口を絞る。
 これにより、第1ポンプ31からタンク34へ圧油の流出が第1CBカット弁47によって制限されることで、第1ポンプ31の圧油がブーム用第1流量制御弁51及びブーム用第1方向制御弁41を介してブームシリンダ21に供給されると共にバケット用流量制御弁55及びバケット用方向制御弁45を介してバケットシリンダ23に供給される。また、第2ポンプ32からタンク34へ圧油の流出が第2CBカット弁48によって制限されることで、第2ポンプ32の圧油がアーム用第2流量制御弁54及びアーム用第2方向制御弁44を介してアームシリンダ22に供給される。
 また、「旋回ブーム上げ動作」と判別した場合には、第1の実施形態の場合と同様に、旋回用方向制御弁46を駆動するように制御すると共に、ACC用第1方向制御弁83を駆動するように制御する。さらに、ブーム用第1方向制御弁41を駆動するように制御すると共に、ブーム用第1流量制御弁51を駆動する(開口を閉じる)ように制御する。本実施の形態の場合には、同時に、第2CBカット弁48を駆動させるように制御することで第2CBカット弁48の開口を絞る一方、第1CBカット弁47を駆動させないことで第1CBカット弁47の開口を維持する。
 これにより、第2ポンプ32からタンク34へ圧油の流出が第2CBカット弁48によって制限されることで、第2ポンプ32の圧油が旋回用流量制御弁56及び旋回用方向制御弁46を介して旋回油圧モータ5に供給される。また、アキュムレータ78の圧油がACC用第1方向制御弁83を介してブームシリンダ21に供給される一方、ブームシリンダ21の戻り油がブーム用第1アクチュエータライン61からブーム用第1方向制御弁41を介してブーム用第1戻りライン71によってタンク34に導かれる。このとき、第1ポンプ31からブーム用第1方向制御弁41を介したブームシリンダ21への圧油の流れはブーム用第1流量制御弁51によって最終的に遮断される一方、第1ポンプ31からブーム用第1方向制御弁41を介したタンク34へ圧油の流れは第1CBカット弁47によってほとんど制限されることがない。このため、第1の実施形態の場合のような第1ポンプ31の吐出圧の増加による圧損を抑えることができる。
 また、「ブーム上げ単独動作」と判別した場合には、第1の実施形態の場合と同様に、ブーム用第1方向制御弁41、ブーム用第2方向制御弁42、ACC用第1方向制御弁83を駆動するように制御する。本実施の形態の場合には、同時に、第1CBカット弁47及び第2CBカット弁48を駆動させるように制御することで、第1CBカット弁47及び第2CBカット弁48の開口を絞る。
 これにより、第1ポンプ31及び第2ポンプ32からタンク34へ圧油の流出が第1CBカット弁47及び第2CBカット弁48によって制限されることで、第1ポンプ31及び第2ポンプ32の圧油がブーム用第1方向制御弁41及びブーム用第2方向制御弁42を介してブームシリンダ21に供給される。また、アキュムレータ78の圧油がACC用第1方向制御弁83を介してブームシリンダ21に供給される。
 上述した本発明の作業機械の第2の実施形態によれば、第1の実施形態の場合と同様に、油圧アクチュエータ21、22、23、5に対してアキュムレータ78からのみ圧油を供給する場合、方向制御弁41A~46A(第1制御弁)の駆動により油圧アクチュエータ21、22、23、5のメータアウト側とタンク34とが接続されると共に、流量制御弁51~56(流量制御機構)の駆動により第1ポンプ31及び第2ポンプ32(油圧ポンプ)から方向制御弁41A~46A(第1制御弁)を介した油圧アクチュエータ21、22、23、5への圧油の流れが遮断されるので、アキュムレータ78から油圧アクチュエータ21、22、23、5に圧油を供給する場合でも、油圧アクチュエータ21、22、23、5の戻り油を方向制御弁41A~46A(第1制御弁)を介してタンク34に排出することができる。すなわち、油圧アクチュエータ21、22、23、5のメータアウト側の流れの制御を方向制御弁41A~46A(第1制御弁)のみで実現することができる。そのため、方向制御弁83~86(第2制御弁)に対して戻り油路や流量制御弁などのメータアウト用回路を設ける必要がなく、第1ポンプ31及び第2ポンプ32(油圧ポンプ)以外にアキュムレータ78から油圧アクチュエータ21、22、23、5へ圧油の供給が可能な油圧システム30Aにおいて構成の複雑化を抑制することができる。
 また、本実施の形態において、方向制御弁41A~46A(第1制御弁)は、第1ポンプ31及び第2ポンプ32(油圧ポンプ)とタンク34とを接続する第1センタバイパスライン37及び第2センタバイパスライン38(センタバイパスライン)上に設けられた制御弁であり、第1センタバイパスライン37及び第2センタバイパスライン38(センタバイパスライン)に対する開口量が全ストロークにおいて一定である開口特性を有する。また、油圧ショベル(作業機械)は、第1センタバイパスライン37及び第2センタバイパスライン38(センタバイパスライン)上における方向制御弁41A~46A(第1制御弁)よりも下流側に設けられ、第1センタバイパスライン37及び第2センタバイパスライン38を流れる圧油の流量を制御する第1CBカット弁47及び第2CBカット弁48(センタバイパスカット弁)を備える。さらに、制御装置100Aは、アキュムレータ78から油圧アクチュエータ21、22、23、5に圧油を供給する場合、第1センタバイパスライン37及び第2センタバイパスライン38の圧油の流れをそのまま維持するように第1CBカット弁47及び第2CBカット弁48(センタバイパスカット弁)を駆動し、第1ポンプ31及び第2ポンプ32(油圧ポンプ)から油圧アクチュエータ21、22、23、5に圧油を供給する場合、油圧アクチュエータ21、22、23、5のメータイン側と第1ポンプ31及び第2ポンプ32(油圧ポンプ)とを接続させるように方向制御弁41A~46A(第1制御弁)を駆動すると共に、第1センタバイパスライン37及び第2センタバイパスライン38(センタバイパスライン)の圧油の流れを絞るように第1CBカット弁47及び第2CBカット弁48(センタバイパスカット弁)を駆動するように構成されている。
 この構成によれば、油圧アクチュエータ21、22、23、5のメータアウト側をタンク34に接続するように方向制御弁41A~46Aを駆動させる場合において、第1CBカット弁47及び第2CBカット弁48を開口するように制御することで、方向制御弁41A~46Aを介した第1ポンプ31又は第2ポンプ32とタンク34との接続を確保することができる。これにより、アキュムレータ78の圧油のみで油圧アクチュエータ21、22、23、5を駆動する場合における第1ポンプ31又は第2ポンプ32の意図しない圧力上昇による圧損を抑えることができる。
[第3の実施形態]
  次に、本発明の作業機械の第3の実施形態について図11~図14を用いて説明する。なお、図11~図14において、図1~図10に示す符号と同符号のものは、同様な部分であるので、その詳細な説明は省略する。図11は本発明の第3の実施形態に係る作業機械が備える油圧システムの構成を示す油圧回路図である。
 本発明の作業機械の第3の実施形態が第1の実施形態に対して相違する点は、主に次の3点である。第1に、図11に示す油圧システム30Bにおいて、方向制御弁41B、42B、43B、44B、45B、46Bの開口特性(メータイン通路、メータアウト通路、センタバイパス通路の開口特性)が異なっていることである。第2に、図11に示す油圧システム30Bにおいて、第1の実施形態の流量制御弁51、52、53、54、55、56(図2参照)が油圧アクチュエータ21、22、23、5から第1ポンプ31又は第2ポンプ32への圧油の流れを阻止するロードチェック弁51B、52B、53B、54B、55B、56Bに置き換えられていることである。第3に、図13に示す制御装置100Bの油圧システム30Bに対する制御が方向制御弁41B~46Bの開口特性の違い及びロードチェック弁51B~56Bへの置換に応じて変更されていることである。
 具体的には、第1の実施形態の方向制御弁41~46は、メータイン通路が開口し始める位置(ストローク)とメータアウト通路が開口し始める位置(ストローク)とが同じである開口特性を有している(図4参照)。それに対して、本実施の形態の油圧システム30Bにおける方向制御弁41B~46Bは、メータイン通路が開口する前にメータアウト通路が大きく開口するような開口特性を有している。
 各方向制御弁41B~46Bは、例えば、図12に示す開口特性を有している。図12は図11に示す油圧システム30Bの方向制御弁41B~46Bの開口面積線図である。図12中、横軸S4はスプールストローク、縦軸A4はメータイン通路、メータアウト通路、センタバイパス通路の各通路の開口面積を示している。実線はメータイン通路の特性図を、破線はメータアウト通路の特性図を、一点鎖線はセンタバイパス通路の特性図を示している。
 方向制御弁41B~46Bのスプールストローク(スプール位置)は、第1実施形態の各方向制御弁41~46の場合と同様に、操作装置7の各操作の操作量に比例して増加する特性となっている。センタバイパス通路は、第1実施形態の場合と同様に、スプールストロークが増加していくと、開口面積が絞られるように構成されている。メータイン通路は、第1実施形態の場合と同様に、所定スプールストローク(所定スプール位置)で開口し始め、そこからスプールストロークが増加していくと、開口面積が徐々に増加するように予め構成されている。メータアウト通路は、第1実施形態の場合と異なり、スプールストロークが増加していくと、メータイン通路が開口するよりも前に開口し始めるように上述した所定スプールストロークとは異なる所定スプールストロークが設定され、スプールストロークの増加に対して開口面積が急峻に増加する。メータアウト通路は、メータイン通路が開口する状態のストロークにおいて、開口面積が最大値の一定に維持されるように構成されている。すなわち、方向制御弁41B~46Bの開口特性は、ストロークが所定の範囲ΔStoにある場合に、メータアウト通路が開口状態である一方、メータアウト通路が閉止状態である。さらに、ストロークが当該所定の範囲ΔStoよりも大きい場合に、メータイン通路及びメータアウト通路の両通路が開口状態である。
 このような開口特性を有する方向制御弁41B~46Bにおいては、ストロークが所定の範囲ΔSto内にある場合、油圧アクチュエータ21、22、23、5のメータイン側を第1ポンプ31又は第2ポンプ32に接続させることなくメータアウト側だけをタンク34に接続することができる。このため、アキュムレータ78の圧油のみを油圧アクチュエータ21、22、23、5に供給する場合において、油圧アクチュエータ21、22、23、5のメータアウト側とタンク34とを接続するように方向制御弁41B~46Bを駆動させても、第1の実施形態の流量制御弁51~56を用いることなく、第1ポンプ31又は第2ポンプ32から方向制御弁41B~46Bを介した油圧アクチュエータ21、22、23、5への圧油の供給を遮断することができる。
 次に、第3の実施形態に係る作業機械の制御装置の制御ロジックについて図13及び図14を用いて説明する。図13は図11に示す第3の実施形態に係る油圧システムに対する制御装置の制御ロジックを示すブロック図である。
 図13に示す第3の実施形態に係る制御装置100Bの制御ロジックが第1の実施形態と相違する点は、次のとおりである。第1に、制御装置100Bの制御ロジックは、第1の実施形態の流量制御弁51、52(図3参照)のロードチェック弁51B、52Bへの置換により、当該流量制御弁51、52の制御が不要となっていることである。すなわち、図13に示す制御装置100Bの制御ロジックは、図6に示す制御装置100の制御ロジックにおける流量制御弁51、52のための関数発生器113、114及び出力変換部123、124が削除された構成となっている。第2に、方向制御弁41B、42Bにおける油圧ショベルの動作パターン毎の駆動を上述の開口特性に応じて変更していることである。詳細には、図13に示す制御装置100Bの制御ロジックは、図6に示す制御装置100の制御ロジックにおける方向制御弁41、42のための積算器103、104が削除されていると共に、方向制御弁41、42のための関数発生器111、112が異なる特性の関数発生器111B、112Bに変更されている。第3に、動作パターン演算部101Bの出力が図6に示す第1の実施形態の積算器103、104及び関数発生器113、114の削除並びに関数発生器111、112の関数発生器111B、112Bへの変更に応じて変更されていることである。なお、ACC用第1方向制御弁83のための積算器105、関数発生器115、出力変換部125は、第1の実施形態の場合と同様である。
 動作パターン演算部101Bは、方向制御弁41B、42Bのための関数発生器111B、112Bに対して、方向制御弁41B、42Bを駆動させるか否かの設定(駆動させる場合の「1」又は駆動させない場合の「0」)を出力する代わりに、判別した動作パターンに応じて方向制御弁41B、42Bに対応する油圧アクチュエータ(ブームシリンダ21)の油圧源の設定結果を出力する。すなわち、動作パターン演算部101Bは、動作パターンの判別結果が掘削動作の場合には、第1ポンプ31のみをブームシリンダ21の油圧源に設定する。旋回ブーム上げ動作の場合には、アキュムレータ78のみをブームシリンダ21の油圧源に設定する。ブーム上げ単独動作の場合には、第1ポンプ31、第2ポンプ32、アキュムレータ78をブームシリンダ21の油圧源に設定する。動作パターン演算部101Bから出力される油圧源の設定結果は、関数発生器111B、112Bの後述の2つの特性の切換に用いられる。
 関数発生器111B、112Bは、例えば図14に示す特性を有している。図14は図13に示す制御装置100Bの関数発生器111B、112Bが用いる特性図である。図14中、横軸Lは操作装置の操作量(%)、縦軸S5は方向制御弁41B、42Bのスプールストロークを示している。
 関数発生器111B、112Bは、2つの異なる特性を有しており、動作パターン演算部101Bの出力である油圧アクチュエータ(ブームシリンダ21)の油圧源の設定結果に応じて2つの特性のいずれか一方に切り換えられるように構成されている。実線の特性図は、油圧アクチュエータ21、22、23、5の油圧源として第1ポンプ31又は第2ポンプ32が設定された場合に用いられるものである。この特性図は、操作装置7の操作量に増加に比例してスプールストロークが増加するようになっている。破線の特性図は、油圧アクチュエータ21、22、23、5の油圧源としてアキュムレータ78のみが設定されている場合に用いられるものある。この特性図は、操作装置7の操作量が増加すると所定スプールストロークまでは増加するが、それ以降はスプールストロークが制限されて一定となっている。このスプールストロークの制限は、図12に示す方向制御弁41B、42Bの開口特性における所定の範囲ΔStoまでのスプールストロークで方向制御弁41B、42Bを駆動させることを意味している。これは、方向制御弁41B、42Bのメータイン通路が閉状態のままメータアウト通路のみが開口状態になるように方向制御弁41B、42Bを制御するためのものである。
 関数発生器111B、112Bは、動作パターン演算部101Bの出力(油圧アクチュエータ21の油圧源の設定結果)に応じて特性図を選択し、選択した特性図を用いて操作装置7から出力されたブーム操作の操作量を基に方向制御弁41B、42Bのスプールストロークを算出する。算出結果のスプールストロークは、出力変換部121B、122Bへ出力される。
 出力変換部121B、122Bは、関数発生器111B、112Bの出力(算出結果)である方向制御弁41B、42Bのスプールストローク(スプール変位量)を方向制御弁41B、42Bの指令値(例えば、電流値)に変換する演算部である。演算結果は、ブーム用第1方向制御指令C1B及びブーム用第2方向制御指令C2Bとしてブーム用第1方向制御弁41B及びブーム用第2方向制御弁42Bへ出力される。これにより、ブーム用第1方向制御弁41B及びブーム用第2方向制御弁42Bを所望のストローク及び開口面積に制御することができる。
 次に、第3の実施形態に係る作業機械の動作について図11~図14を用いて説明する。
 図13に示す制御装置100Bの動作パターン演算部101Bは、操作装置7の各操作の操作信号を基に「掘削動作」であると判別した場合、ブームシリンダ21の油圧源として第1ポンプ31を設定する。関数発生器111Bは、動作パターン演算部101Bのブームシリンダ21の油圧源として第1ポンプ31の設定結果を基に図14に示す2つの特性図のうちポンプ用の特性図(実線の特性図)を選択し、選択した特性図を用いてブーム操作量に対応するスプールストロークを算出する。関数発生器111Bの算出したスプールストロークに応じたブーム用第1方向制御指令C1Bを出力することで、ブーム用第1方向制御弁41Bの駆動を制御する。
 この場合、図12に示す開口特性を有するブーム用第1方向制御弁41Bは、メータイン通路がブーム操作量に応じた開口面積になる一方、メータアウト通路が大きく開口する(開口面積が最大になる)。なお、センタバイパス通路は、第1の実施形態と同様に絞られる。これにより、図11に示す第1ポンプ31の圧油がロードチェック弁51B及びブーム用第1方向制御弁41B(メータイン通路)を介してブームシリンダ21に供給される。同時に、ブームシリンダ21の戻り油がブーム用第1方向制御弁41B(メータアウト通路)からブーム用第1戻りライン71を介してタンク34に導かれる。
 「旋回ブーム上げ動作」と判別した場合、制御装置100Bは、アキュムレータ78のみをブームシリンダ21の油圧源として設定する。この場合、関数発生器111Bは、動作パターン演算部101Bのアキュムレータ78のみの油圧源の設定結果を基に図14に示すアキュムレータ用の特性図(破線の特性図)を選択し、選択した特性図を用いてブーム操作量に対応するスプールストロークを算出する。関数発生器111Bの算出したスプールストロークに応じたブーム用第1方向制御指令C1Bを出力することでブーム用第1方向制御弁41Bの駆動を制御する。
 この場合、ブーム用第1方向制御弁41Bの駆動は、図14に示す破線の特性図によるスプールストロークの制限によって、図12に示す開口特性における所定の範囲ΔSto内のスプールストロークに制限される。すなわち、ブーム用第1方向制御弁41Bは、メータイン通路が閉じた状態である一方、メータアウト通路が開口した状態となるように駆動される。
 これにより、図11に示すアキュムレータ78の圧油がACC用第1方向制御弁83を介してブームシリンダ21に供給されると、ブームシリンダ21の戻り油がブーム用第1アクチュエータライン61からブーム用第1方向制御弁41(メータアウト通路)を介してブーム用第1戻りライン71によってタンク34に導かれる。同時に、メータイン通路が閉状態のブーム用第1方向制御弁41によって第1ポンプ31からブームシリンダ21への圧油の供給が遮断される。このため、第1ポンプ31からブームシリンダ21への意図しない圧油の供給を防ぐことができる。
 また、「ブーム上げ単独動作」と判別した場合には、動作パターン演算部101Bは、第1ポンプ31、第2ポンプ32、アキュムレータ78をブームシリンダ21の油圧源として設定する。関数発生器111B及び関数発生器112Bは、動作パターン演算部101Bのブームシリンダ21の油圧源として第1ポンプ31及び第2ポンプ32の設定結果を基に、ポンプ用の特性図(実線の特性図)を選択し、選択した特性図を用いてブーム操作量に対応するスプールストロークを算出する。関数発生器111B及び関数発生器111Bの算出したスプールストロークに応じたブーム用第1方向制御指令C1B及びブーム用第2方向制御指令C2Bを出力することで、ブーム用第1方向制御弁41B及びブーム用第2方向制御弁42Bの駆動を制御する。
 この場合、図12に示す開口特性を有するブーム用第1方向制御弁41B及びブーム用第2方向制御弁42は、メータイン通路がブーム操作量に応じた開口面積になる一方、メータアウト通路が大きく開口する(開口面積が最大になる)。これにより、第1ポンプ31の圧油がロードチェック弁51B及びブーム用第1方向制御弁41B(メータイン通路)を介してブームシリンダ21に供給される。また、第2ポンプ32の圧油がロードチェック弁52B及びブーム用第2方向制御弁42B(メータイン通路)を介してブームシリンダ21に供給される。また、アキュムレータ78の圧油がACC用第1方向制御弁83を介してブームシリンダ21に供給される。同時に、ブームシリンダ21の戻り油がブーム用第1方向制御弁41B(メータアウト通路)からブーム用第1戻りライン71を介してタンク34に導かれると共に、ブーム用第2方向制御弁42B(メータアウト通路)からブーム用第2戻りライン72を介してタンク34に導かれる。このように、第1ポンプ31、第2ポンプ32、アキュムレータ78の3つの油圧源からブームシリンダ21に圧油を供給することができる。
 上述した本発明の作業機械の第3の実施形態によれば、第1の実施形態の場合と同様に、油圧アクチュエータ21、22、23、5に対してアキュムレータ78からのみ圧油を供給する場合、方向制御弁41B~46B(第1制御弁)の駆動により油圧アクチュエータ21、22、23、5のメータアウト側とタンク34とが接続されると共に、方向制御弁41B~46B(流量制御機構)の駆動により第1ポンプ31及び第2ポンプ32(油圧ポンプ)から方向制御弁41B~46B(第1制御弁)を介した油圧アクチュエータ21、22、23、5への圧油の流れが遮断されるので、アキュムレータ78から油圧アクチュエータ21、22、23、5に圧油を供給する場合でも、油圧アクチュエータ21、22、23、5の戻り油を方向制御弁41B~46B(第1制御弁)を介してタンク34に排出することができる。すなわち、油圧アクチュエータ21、22、23、5のメータアウト側の流れの制御を方向制御弁41B~46B(第1制御弁)のみで実現することができる。そのため、方向制御弁83~86(第2制御弁)に対して戻り油路や流量制御弁などのメータアウト用回路を設ける必要がなく、第1ポンプ31及び第2ポンプ32(油圧ポンプ)以外にアキュムレータ78から油圧アクチュエータ21、22、23、5へ圧油の供給が可能な油圧システム30Bにおいて構成の複雑化を抑制することができる。
 また、本実施の形態において、方向制御弁41B~46B(第1制御弁)は、第1ポンプ31及び第2ポンプ32(油圧ポンプ)を油圧アクチュエータ21、22、23、5に接続するためのメータイン通路及びタンク34を油圧アクチュエータ21、22、23、5に接続するためのメータアウト通路が特定の開口特性を有することで、流量制御機構を含むように構成されたものである。方向制御弁41B~46B(第1制御弁)の特定の開口特性は、ストロークが所定の範囲にある場合、メータイン通路が開口状態である一方、メータアウト通路が閉止状態であり、ストロークが前記所定の範囲よりも大きい場合、メータイン通路及びメータアウト通路の両通路が開口状態である。
 この構成によれば、油圧アクチュエータ21、22、23、5に対してアキュムレータ78からのみ圧油を供給する場合に、油圧アクチュエータ21、22、23、5の戻り油のタンク34への排出並びに第1ポンプ31及び第2ポンプ32(油圧ポンプ)から油圧アクチュエータ21、22、23、5への圧油の流れの遮断を方向制御弁41B~46Bのみを制御することで実現することができる。
 また、本実施の形態において、制御装置100Bは、油圧アクチュエータ21、22、23、5に対してアキュムレータ78からのみ圧油を供給する場合、方向制御弁41B~46B(第1制御弁)のストロークが所定の範囲ΔSto内になるように、方向制御弁41B~46B(第1制御弁)を制御するように構成されている。
 この構成によれば、アキュムレータ78のみを油圧源とする場合において、方向制御弁41B~46Bのみを制御することで、油圧アクチュエータ21、22、23、5の戻り油のタンク34への排出並びに第1ポンプ31及び第2ポンプ32(油圧ポンプ)から油圧アクチュエータ21、22、23、5への圧油の流れの遮断を行うことができるので、油圧システム30Bの構成を第1の実施形態の場合よりも簡素化することができる。
 [その他の実施の形態]
 なお、上述した第1~第3の実施形態においては、本発明を油圧ショベルに適用した例を示したが、油圧ポンプ31,32以外にアキュムレータ78から油圧アクチュエータ21、22、23、5へ圧油の供給が可能な油圧システム30、30A、30Bを備えた各種の作業機械に広く適用することが可能である。
 また、本発明は上述した実施の形態に限られるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記した実施形態は本発明をわかり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。例えば、ある実施形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。
 また、上述した実施の形態の制御装置100、100A、100Bの各機能は、それらの一部又は全部を集積回路で設計することによりハードウェアで実現してもよい。また、各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、記憶装置100aの他に、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)等の記録装置、又は、ICカード、SDカード、DVD等の記録媒体に置くことも可能である。
 5…旋回油圧モータ(油圧アクチュエータ)、 21…ブームシリンダ(油圧アクチュエータ)、 22…アームシリンダ(油圧アクチュエータ)、 23…バケットシリンダ(油圧アクチュエータ)、 31…第1油圧ポンプ(油圧ポンプ)、 32…第2油圧ポンプ(油圧ポンプ)、 34…タンク、 37…第1センタバイパスライン(センタバイパスライン)、 38…第2センタバイパスライン(センタバイパスライン)、 41~46、41A~46A、41B~46B…方向制御弁(第1制御弁、流量制御機構)、 47…第1センタバイパスカット弁(センタバイパスカット弁)、 48…第2センタバイパスカット弁(センタバイパスカット弁)、 51~56…流量制御弁(流量制御機構)、 83~86…アキュムレータ用方向制御弁(第2制御弁)、 78…アキュムレータ、 100、100A、100B…制御装置

Claims (5)

  1.  圧油を吐出する油圧ポンプと、
     前記油圧ポンプより吐出された圧油により駆動する油圧アクチュエータと、
     前記油圧アクチュエータから排出された戻り油を貯留するタンクと、
     前記油圧ポンプから吐出された圧油を蓄圧すると共に、蓄圧された圧油を前記油圧アクチュエータに供給するアキュムレータと、
     前記油圧アクチュエータのメータイン側と前記油圧ポンプとの接続を制御すると共に、前記油圧アクチュエータのメータアウト側と前記タンクとの接続を制御する第1制御弁と、
     前記油圧アクチュエータのメータイン側と前記アキュムレータとの接続を制御する第2制御弁とを備えた作業機械において、
     前記油圧ポンプから前記第1制御弁を介した前記油圧アクチュエータへの圧油の流量を制御する流量制御機構と、
     前記第1制御弁、前記第2制御弁、前記流量制御機構を制御する制御装置と、を備え、
     前記制御装置は、前記油圧アクチュエータに対して前記アキュムレータからのみ圧油を供給する場合、
     前記油圧アクチュエータのメータイン側と前記アキュムレータとを接続させるように前記第2制御弁を駆動し、
     前記油圧アクチュエータのメータアウト側と前記タンクとを接続させるように前記第1制御弁を駆動し、
     前記油圧ポンプから前記第1制御弁を介した前記油圧アクチュエータへの圧油の流れを遮断するように前記流量制御機構を駆動する
     ことを特徴とする作業機械。
  2.  請求項1に記載の作業機械において、
     前記第1制御弁は、前記油圧ポンプを前記油圧アクチュエータに接続するためのメータイン通路及び前記タンクを前記油圧アクチュエータに接続するためのメータアウト通路の両通路が連通し始める所定ストロークが設定された開口特性を有し、
     前記流量制御機構は、前記第1制御弁とは異なる別の制御弁により構成されている
     ことを特徴とする作業機械。
  3.  請求項2に記載の作業機械において、
     前記第1制御弁は、前記油圧ポンプと前記タンクとを接続するセンタバイパスライン上に設けられた制御弁であり、
     前記第1制御弁は、前記センタバイパスラインに対する開口量が全ストロークにおいて一定である開口特性を有し、
     前記センタバイパスライン上における前記第1制御弁よりも下流側に設けられ、前記センタバイパスラインを流れる圧油の流量を制御するセンタバイパスカット弁を備え、
     前記制御装置は、
     前記アキュムレータから前記油圧アクチュエータに圧油を供給する場合、前記センタバイパスラインの圧油の流れをそのまま維持するように前記センタバイパスカット弁を駆動し、
     前記油圧ポンプから前記油圧アクチュエータに圧油を供給する場合、前記油圧アクチュエータのメータイン側と前記油圧ポンプとを接続させるように前記第1制御弁を駆動すると共に、前記センタバイパスラインの圧油の流れを絞るように前記センタバイパスカット弁を駆動する
     ことを特徴とする作業機械。
  4.  請求項1に記載の作業機械において、
     前記第1制御弁は、前記油圧ポンプを前記油圧アクチュエータに接続するためのメータイン通路及び前記タンクを前記油圧アクチュエータに接続するためのメータアウト通路が特定の開口特性を有することで、前記流量制御機構を含むように構成されたものであり、
     前記第1制御弁の前記特定の開口特性は、
     ストロークが所定の範囲にある場合、前記メータアウト通路が開口状態である一方、前記メータイン通路が閉止状態であり、
     ストロークが前記所定の範囲よりも大きい場合、前記メータイン通路及び前記メータアウト通路の両通路が開口状態である
     ことを特徴とする作業機械。
  5.  請求項4に記載の作業機械において、
     前記制御装置は、前記油圧アクチュエータに対して前記アキュムレータからのみ圧油を供給する場合、前記第1制御弁のストロークが前記所定の範囲内になるように前記第1制御弁を制御する
     ことを特徴とする作業機械。
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