JP2023050680A - 作業機械における油圧制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】操作具操作量に応じて異なる動作をする二つの制御弁であっても、これら二つの制御弁にパイロット圧を出力する電磁比例弁を共用できるようにする。【解決手段】ブームシリンダ８への供給流量制御を行うブーム用方向切換弁２３およびブーム用流量制御弁２９の両方に、ブーム上昇側の操作具操作量に応じてパイロット圧を出力するブーム用共用電磁比例弁４１を設けるとともに、ブーム用流量制御弁の供給用弁路２９ａが開口開始する第二設定パイロット圧を、ブーム用方向切換弁の供給用弁路２３ａが開口開始する第一設定パイロット圧よりも高圧に設定することで、ブーム用共用電磁比例弁からの出力パイロット圧が第二設定パイロット圧未満の場合にはブーム用方向切換弁のみが開いてブーム用流量制御弁は閉じ、第二設定パイロット圧以上の場合にはブーム用方向切換弁、ブーム用流量制御弁の両方が開く構成にした。【選択図】図２

Description

本発明は、油圧ショベル等の作業機械における油圧制御システムの技術分野に関するものである。

一般に、例えば油圧ショベル等の作業機械の油圧制御システムのなかには、第一、第二油圧ポンプと、これら第一、第二の両方の油圧ポンプから圧油供給される油圧アクチュエータ（例えば、作業機械が油圧ショベルの場合、ブームを上下動せしめるブームシリンダ等）と、第一、第二油圧ポンプから油圧アクチュエータへの圧油供給流量をそれぞれ制御する第一、第二制御弁とを設けると共に、これら第一、第二制御弁を、油圧アクチュエータ用操作具の操作に基づいて電磁比例弁から出力されるパイロット圧により作動させるように構成したものがある（例えば、特許文献１参照。）。このものにおいて、パイロット圧を出力する電磁比例弁は、第一、第二制御弁にそれぞれ対応する専用のものが用いられているが、このように電磁比例弁を各制御弁毎にそれぞれ設けると、電磁比例弁の数が増加して、電磁比例弁に制御信号を出力する制御装置のドライバ数や電力消費も増加してコスト増となるうえ、電磁比例弁の設置スペースも大きくなり、バルブレイアウトが難しくなるという問題がある。
そこで従来、第一、第二の両方の制御弁を、共通の電磁比例弁から出力されるパイロット圧で作動させるようにした技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。このように第一、第二の二つの異なる制御弁に共通する電磁比例弁を用いることで、電磁比例弁の数を減少させることができる。

特開２０２１－２８４９９号公報 特開２０２０－４５９５０号公報

しかしながら、前記特許文献２のものでは、操作具の操作量に応じて電磁比例弁から第一、第二制御弁に出力されるパイロット圧によって、第一、第二制御弁を構成するスプールが同時に移動して、油圧アクチュエータに対する供給流量制御を行う構成になっている。このため、例えば前記特許文献１のように、油圧アクチュエータ用操作具の操作量が設定値未満の場合には、第一、第二制御弁のうち一方の制御弁を開いて他方の制御弁を閉じることで、第一、第二油圧ポンプのうち一方の油圧ポンプからのみ油圧アクチュエータに圧油供給する一方、操作具操作量が設定値以上の場合には第一、第二の両方の制御弁を開くことで、第一、第二の両方の油圧ポンプから油圧アクチュエータに圧油供給するように構成されたものでは、第一、第二制御弁が操作具操作量に対して異なる動作をすることになるため、前記特許文献２の技術をそのまま採用することはできず、ここに本発明の解決すべき課題がある。

本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、第一、第二油圧ポンプと、第一、第二の両方の油圧ポンプを油圧供給源とする油圧アクチュエータと、第一油圧ポンプから油圧アクチュエータへの供給流量を制御する第一制御弁と、第二油圧ポンプから油圧アクチュエータへの圧油供給流量を制御する第二制御弁とを備えてなる作業機械の油圧制御システムにおいて、第一、第二制御弁は、これら第一、第二制御弁に共用される共用電磁比例弁から出力されるパイロット圧により作動して油圧アクチュエータへの供給用弁路をそれぞれ開口する一方、共用電磁比例弁は、油圧アクチュエータ用操作具の操作量の増加に伴い高圧となるパイロット圧を出力する構成にすると共に、第二制御弁が供給用弁路を開口開始するパイロット圧を、第一制御弁が供給用弁路を開口開始するパイロット圧よりも高圧に設定して、共用電磁比例弁が第一制御弁開口開始パイロット圧以上かつ第二制御弁開口開始パイロット圧未満のパイロット圧を出力する油圧アクチュエータ用操作具の操作量では、第一制御弁の供給用弁路は開くが第二制御弁の供給用弁路は閉じていることで第一油圧ポンプからの供給流量のみが油圧アクチュエータに供給される一方、共用電磁比例弁が第二制御弁用開口開始パイロット圧以上のパイロット圧を出力する油圧アクチュエータ用操作具の操作量では、第一および第二制御弁の供給用弁路が開くことで第一および第二油圧ポンプからの合計流量が油圧アクチュエータに供給される構成にしたことを特徴とする作業機械における油圧制御システムである。
請求項２の発明は、請求項１において、第一制御弁を、油圧アクチュエータに対する供給用弁路および排出用弁路を有すると共に給排方向を切換える方向制御弁とし、該第一制御弁のポンプポートに第一、第二油圧ポンプをそれぞれ接続するメイン側供給油路、サブ側供給油路を設けると共に、第二制御弁は、前記サブ側供給油路に配され、第二油圧ポンプから方向切換弁への供給流量を制御する流量制御弁としたことを特徴とする作業機械における油圧制御システムである。
請求項３の発明は、請求項２において、第一制御弁は、共用電磁比例弁から出力されるパイロット圧に応じてスプールが移動するスプール弁であって、パイロット圧が第二制御弁用開口開始パイロット圧未満のときのスプール移動領域である第一領域においては、第一油圧ポンプからの供給圧油が第一制御弁の供給用弁路を通って油圧アクチュエータに供給される一方、パイロット圧が第二制御弁用開口開始パイロット圧以上のときのスプール移動領域である第二領域においては、第一、第二の両方の油圧ポンプからの供給圧油が第一制御弁の供給用弁路を通って油圧アクチュエータに供給されるとともに、パイロット圧が第二制御弁用開口開始パイロット圧のときのスプール移動位置を中心として予め設定される所定範囲のスプール移動領域である合流開始領域においては、パイロット圧に対する供給用弁路の開口面積の変化がフラット状となるように設定されることを特徴とする作業機械における油圧制御システムである。
請求項４の発明は、請求項１乃至３に何れか一項において、油圧アクチュエータ用操作具の操作量が予め設定される設定値のときに共用電磁比例弁から出力されるパイロット圧を第二制御弁開口開始パイロット圧に設定する一方、共用電磁比例弁からの出力パイロット圧は、操作具操作量が設定値以上のときの操作量増加に対するパイロット圧の増加曲線が上凸状となるように設定されることを特徴とする作業機械における油圧制御システムである。
請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れか一項において、共用電磁比例弁は、油圧アクチュエータ用操作具の操作に基づいて制御装置から出力される電流値に応じて増減するパイロット圧を出力すると共に、共用電磁比例弁の電流値のキャリブレーションは、第一制御弁の供給用弁路の開口開始時の電流値と第二制御弁の供給用弁路の開口開始時の電流値との二ポイントで行うことを特徴とする作業機械における油圧制御システムである。
請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れか一項において、油圧アクチュエータは、作業機械に設けられるブームを上下揺動させるためのブームシリンダであり、第一制御弁は、ブームシリンダに対する供給用弁路および排出用弁路を有すると共に給排方向を切換えるブーム用方向制御弁であり、該ブーム用方向切換弁のポンプポートに第一、第二油圧ポンプをそれぞれ接続するブーム用メイン側、サブ側供給油路を設ける一方、第二制御弁は、ブーム用サブ側供給油路に配され、第二油圧ポンプからブーム用方向切換弁への供給流量を制御するブーム用流量制御弁であると共に、共用電磁比例弁は、ブーム用操作具がブーム上昇側に操作された場合に、ブーム用方向切換弁およびブーム用流量制御弁に操作具操作量に応じたパイロット圧を出力し、該出力パイロット圧が第一制御弁開口開始パイロット圧以上かつ第二制御弁開口開始パイロット圧未満の場合には、ブーム用方向切換弁の供給用弁路は開くがブーム用流量制御弁の供給用弁路は閉じていることで第一油圧ポンプからの供給流量のみがブームシリンダに供給される一方、出力パイロット圧が第二制御弁用開口開始パイロット圧以上の場合には、ブーム用方向切換弁およびブーム用流量制御弁の供給用弁路が開くことで第一および第二油圧ポンプからの合計流量がブームシリンダに供給される構成であることを特徴とする作業機械における油圧制御システムである。

請求項１の発明とすることにより、操作具操作量に応じて異なる動作を行う第一制御弁と第二とであっても、これら第一、第二制御弁を作動させるべくパイロット圧を出力する共用電磁比例弁を共用できることになって、電磁比例弁の削減に貢献できる。
請求項２の発明とすることにより、油圧アクチュエータへの圧油供給制御を、第一、第二ポンプに接続される方向切換弁と、第二油圧ポンプから方向切換弁への供給流量を制御する流量制御弁とを用いて行うように構成したものにおいても、本発明を実施できる。
請求項３の発明とすることにより、第一、第二制御弁のバラツキ等により合流開始位置が多少ずれたとしても、そのずれた分は合流開始領域に含まれることになって、合流開始位置がずれた場合の影響を低減できる。
請求項４の発明とすることにより、第一油圧ポンプからの供給圧油に第二油圧ポンプからの供給圧油が合流することにタイミングを合わせて、操作具操作量の増加に対する油圧アクチュエータへの供給流量の増加比率が大きくなって、微操作と急操作との両方の良好な操作性を確保できる。
請求項５の発明とすることにより、第一油圧ポンプからの圧油に第二油圧ポンプからの圧油を合流させる合流開始と、第二油圧ポンプからの供給流量を制御する第二制御弁の供給用弁路の開口開始とのタイミングを正確に合わせることができる。
請求項６の発明とすることにより、作業機械に設けられるブームを上下揺動させるブームシリンダに、本発明を実施できる。

油圧ショベルの側面図である。 油圧ショベルの油圧回路図である。 コントローラの入出力を示すブロック図である。 パイロット圧とブーム用方向切換弁、ブーム用流量制御弁の供給用弁路の開口面積との関係を示す図である。 （Ａ）は操作具操作量とパイロット圧とブーム用方向切換弁、ブーム用流量制御弁の供給用弁路の開口面積との関係を示す図、（Ｂ）は操作具操作量とブーム用方向切換弁の供給用弁路の開口面積との関係を示す図である。 （Ａ）は第一、第二キャリブレーションポイントを示す図、（Ｂ）は操作具操作量と油圧ポンプの吐出流量とブーム用共用電磁比例弁への印加電流との関係を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の油圧制御システムが設けられた作業機械の一例である油圧ショベル１を示す図であって、該油圧ショベル１は、クローラ式の下部走行体２、該下部走行体２の上方に旋回自在に支持される上部旋回体３、該上部旋回体３に装着される作業機４等の各部から構成されており、さらに該作業機４は、基端部が上部旋回体３に上下揺動自在に支持されるブーム５、該ブーム５の先端部に前後揺動自在に支持されるスティック６、該スティック６の先端部に揺動自在に取付けられるバケット７等から構成されていると共に、油圧ショベル１には、前記ブーム５、スティック６、バケット７をそれぞれ揺動せしめるためのブームシリンダ８、スティックシリンダ９、バケットシリンダ１０や、下部走行体２を走行せしめるための左右の走行モータ（図示せず）、上部旋回体３を旋回せしめるための旋回モータ１１（図２に図示）等の各種油圧アクチュエータが備えられている。

次いで、油圧ショベル１に設けられる油圧制御システムについて、図２に示す油圧回路図に基づいて説明する。尚、図２では、走行モータに関する部分の油圧回路については省略してある。
図２において、Ａ、Ｂは可変容量型の第一、第二油圧ポンプ、Ａａ、Ｂａは第一、第二油圧ポンプＡ、Ｂの容量を可変する容量可変手段、１２は油タンクである。また、８、９、１０、１１は前記ブームシリンダ、スティックシリンダ、バケットシリンダ、旋回モータであって、本実施の形態では、ブームシリンダ８およびスティックシリンダ９は第一、第二油圧ポンプＡ、Ｂの両方の油圧ポンプを油圧供給源とし、バケットシリンダ１０は第一油圧ポンプＡを油圧供給源とし、旋回モータ１１は第二油圧ポンプＢを油圧供給源とするように構成されている。尚、本実施の形態では、ブームシリンダ８が本発明の油圧アクチュエータに相当する。

さらに、図２において、Ｃは第一油圧ポンプＡの吐出側に接続される第一ポンプラインであって、該第一ポンプラインＣからは、ブーム用メイン側供給油路１４、スティック用サブ側供給油路１５、バケット用供給油路１６が互いにパラレルとなる状態で分岐形成されている。また、Ｄは第二油圧ポンプＢの吐出側に接続される第二ポンプラインであって、該第二ポンプラインＤからは、ブーム用サブ側供給油路１７、旋回用供給油路１８、スティック用メイン側供給油路１９が互いにパラレルとなる状態で分岐形成されている。前記ブーム用メイン側供給油路１４およびブーム用サブ側供給油路１７は、後述するブーム用方向切換弁２３のポンプポート２３ｐに第一、第二油圧ポンプＡ、Ｂをそれぞれ接続する油路であり、旋回用供給油路１８は、旋回用方向切換弁２４のポンプポート２４ｐに第二油圧ポンプＢを接続する油路であり、スティック用サブ側供給油路１５およびスティック用メイン側供給油路１９は、スティック用方向切換弁２５のポンプポート２５ｐに第一、第二油圧ポンプＡ、Ｂをそれぞれ接続する油路であり、バケット用供給油路１６は、バケット用方向切換弁２６のポンプポート２６ｐに第一油圧ポンプＡを接続する油路である。尚、本実施の形態では、前記ブーム用メイン側供給油路１４、ブーム用サブ側供給油路１７は、本発明のメイン側供給油路、サブ側供給油路にそれぞれ相当する。また、スティック用メイン側供給油路１９、スティック用サブ側供給油路１５は、本発明のメイン側供給油路、サブ側供給油路には相当しない。

前記ブーム用サブ側供給油路１７には、第二油圧ポンプＢからブームシリンダ８への供給流量を制御してブーム用方向切換弁２３に流すブーム用流量制御弁２９が配されており、また、スティック用サブ側供給油路１５には、第一油圧ポンプＡからスティックシリンダ９への供給流量を制御してスティック用方向切換弁２５に流すスティック用流量制御弁３０が配されている。これらブーム用流量制御弁２９、スティック用流量制御弁３０は、コントローラ４０から出力される制御信号に基づいて作動するブーム用共用電磁比例弁４１、スティック流量制御用電磁比例弁４２（図３に図示）によりそれぞれパイロット操作されることで供給用弁路２９ａ、３０ａを開いて流量制御を行うポペット弁であって、逆流防止機能を有しており、第二油圧ポンプＢからブーム用方向切換弁２３、第一油圧ポンプＡからスティック用方向切換弁２５への油の流れは許容するが、逆流は阻止するようになっている。
ここで、前記ブーム用流量制御弁２９は、図４に示す如く、ブーム用共用電磁比例弁４１から出力されるパイロット圧が第二設定パイロット圧（本発明の第二制御弁開口開始パイロット圧に相当する）Ｐｐ２以上のときに供給用弁路２９ａが開口するように設定されていると共に、その開口面積は、パイロット圧の増加に伴い大きくなるように設定されている。そして、ブーム用流量制御弁２９にパイロット圧を出力するブーム用共用電磁比例弁４１は、後述するようにブーム用方向切換弁２３の伸長側パイロットポート２３ａにもパイロット圧を出力するように構成されており、本実施の形態では、該ブーム用共用電磁比例弁４１が本発明の共用電磁比例弁に相当し、また、ブーム用共用電磁比例弁４１からパイロット圧が供給されるブーム用方向切換弁２３、ブーム用流量制御弁２９が本発明の第一制御弁または方向切換弁、第二制御弁または流量制御弁にそれぞれ相当する。尚、ブーム用流量制御弁２９の供給用弁路２９ａが開口するパイロット圧の設定は、例えばブーム用流量制御弁２９の弁体を供給用弁路２９ａ閉鎖側に付勢する弾機の付勢力を調整することで行うことができる。また、本実施の形態では、ブーム用方向切換弁２３以外の方向切換弁（旋回用方向切換弁２４、スティック用方向切換弁２５、バケット用方向切換弁２６）は本発明の方向切換弁に相当せず、スティック用流量制御弁３０は本発明の流量制御弁に相当しない。

一方、前記ブーム用メイン側供給油路１４、バケット用供給油路１６、旋回用供給油路１８、スティック用メイン側供給油路１９には、前述したブーム用流量制御弁２９、スティック用流量制御弁３０のような流量制御弁は配設されておらず、これらブーム用メイン側供給油路１４、バケット用供給油路１６、旋回用供給油路１８、スティック用メイン側供給油路１９を経由する第一油圧ポンプＡあるいは第二油圧ポンプＢからの圧油は、流量制御されることなくそのままブーム用方向切換弁２３、バケット用方向切換弁２６、旋回用方向切換弁２４、スティック用方向切換弁２５に供給されるようになっている。また、これらブーム用メイン側供給油路１４、バケット用供給油路１６、旋回用供給油路１８、スティック用メイン側供給油路１９にはそれぞれチェック弁３２が配設されていて、第一、第二油圧ポンプＡ、Ｂからブーム用方向切換弁２３、バケット用方向切換弁２６、旋回用方向切換弁２４、スティック用方向切換弁２５への油の流れは許容されるが、逆流は阻止されるようになっている。

しかして、前記ブーム用方向切換弁２３のポンプポート２３ｐには、ブーム用メイン側供給油路１４を経由する第一油圧ポンプＡからの圧油と、ブーム用サブ側供給油路１７を経由する第二油圧ポンプＢからの圧油とを供給できるようになっていると共に、第二油圧ポンプＢからの圧油は、ブーム用サブ側供給油路１７に配設のブーム用流量制御弁２９によって流量制御された状態（遮断状態を含む）でブーム用方向切換弁２３に供給されるようになっている。また、スティック用方向切換弁２５のポンプポート２５ｐには、スティック用メイン側供給油路１９を経由する第二油圧ポンプＢからの圧油と、スティック用サブ側供給油路１５を経由する第一油圧ポンプＡからの圧油とを供給できるようになっていると共に、第一油圧ポンプＡからの圧油は、スティック用サブ側供給油路１５に配設のスティック用流量制御弁３０によって流量制御された状態（遮断状態を含む）でスティック用方向切換弁２５に供給されるようになっている。

次に、前記ブーム用、旋回用、スティック用、バケット用の方向切換弁２３～２６について説明する。
まず、第一、第二油圧ポンプＡ、Ｂの何れか一方の油圧ポンプから圧油供給される旋回用、バケット用の方向切換弁２４、２６について説明する。旋回用方向切換弁２４は、旋回モータ１１に対する給排流量制御を行うと共に給排方向を切換えるクローズドセンタ型のスプール弁であって、コントローラ４０から出力される制御信号に基づいてパイロット圧を出力する旋回用左旋回側、右旋回側電磁比例弁４４ａ、４４ｂ（図３に図示）にそれぞれ接続される左旋回側、右旋回側のパイロットポート２４ａ、２４ｂと、旋回用供給油路１８に接続されるポンプポート２４ｐと、油タンク１２に至るタンクラインＴに接続されるタンクポート２４ｔと、旋回モータ１１の左旋回側ポート１１ａに接続される一方のアクチュエータポート２４ｃと、旋回モータ１１の右旋回側ポート１１ｂに接続される他方のアクチュエータポート２４ｄとを備えている。そして、旋回用方向切換弁２４は、左旋回側、右旋回側の両パイロットポート２４ａ、２４ｂにパイロット圧が入力されていない状態では、旋回モータ１１に対する給排制御を行わない中立位置Ｎに位置しているが、左旋回側パイロットポート２４ａにパイロット圧が入力されることにより左旋回側作動位置Ｘに切換わって、ポンプポート２４ｐから一方のアクチュエータポート２４ｃに至る供給用弁路２４ｅと、他方のアクチュエータポート２４ｄからタンクポート２４ｔに至る排出用弁路２４ｆとを開き、また、右旋回側パイロットポート２４ｂにパイロット圧が入力されることにより右旋回側作動位置Ｙに切換わって、ポンプポート２４ｐから他方のアクチュエータポート２４ｄに至る供給用弁路２４ｅと、一方のアクチュエータポート２４ｃからタンクポート２４ｔに至る排出用弁路２４ｆとを開くように構成されている。そして、左旋回側作動位置Ｘまたは右旋回側作動位置Ｙに位置しているときの旋回モータ１１に対する供給流量および排出流量は、供給用弁路２４ｅ、排出用弁路２４ｆの開口面積によって制御されるようになっている。

また、バケット用方向切換弁２６は、バケットシリンダ１０に対する給排流量制御を行うと共に給排方向を切換えるクローズドセンタ型のスプール弁であって、コントローラ４０から出力される制御信号に基づいてパイロット圧を出力するバケット用伸長側、縮小側電磁比例弁４６ａ、４６ｂ（図３に図示）にそれぞれ接続される伸長側、縮小側のパイロットポート２６ａ、２６ｂと、バケット用供給油路１６に接続されるポンプポート２６ｐと、タンクラインＴに接続されるタンクポート２６ｔと、バケットシリンダ１０のヘッド側ポート１０ａに接続される一方のアクチュエータポート２６ｃと、バケットシリンダ１０のロッド側ポート１０ｂに接続される他方のアクチュエータポート２６ｄとを備えている。該バケット用方向切換弁２６は、前述した旋回用方向切換弁２４と同様の構造のものであって、中立位置Ｎから伸長側作動位置Ｘ、縮小側作動位置Ｙに切換わることで供給用弁路２６ｅおよび排出用弁路２６ｆを開くように構成されており、そして、これら供給用弁路２６ｅ、排出用弁路２６ｆの開口面積によってバケットシリンダ９に対する供給流量および排出流量が制御されるようになっている。

次いで、第一、第二油圧ポンプＡ、Ｂの両方の油圧ポンプから圧油供給されるブーム用、スティック用の方向切換弁２３、２５について説明する。
ブーム用方向切換弁２３は、ブームシリンダ８に対する給排流量制御および再生流量制御を行うと共に給排方向を切換えるクローズドセンタ型のスプール弁であって、コントローラ４０から出力される制御信号に基づいてパイロット圧を出力するブーム用共用電磁比例弁４１、ブーム用縮小側電磁比例弁４３にそれぞれ接続される伸長側、縮小側のパイロットポート２３ａ、２３ｂと、ブーム用メイン側供給油路１４およびブーム用サブ側供給油路１７に接続されるポンプポート２３ｐと、タンクラインＴに接続されるタンクポート２３ｔと、ブームシリンダ８のヘッド側ポート８ａに接続される一方のアクチュエータポート２３ｃと、ブームシリンダ８のロッド側ポート８ｂに接続される他方のアクチュエータポート２３ｄとを備えている。そして、ブーム用方向切換弁２３は、伸長側、縮小側の両パイロットポート２３ａ、２３ｂにパイロット圧が入力されていない状態では、ブームシリンダ８に対する給排制御を行わない中立位置Ｎに位置しているが、伸長側パイロットポート２３ａにパイロット圧が入力されることにより伸長側作動位置Ｘに切換わって、ポンプポート２３ｐから一方のアクチュエータポート２３ｃに至る供給用弁路２３ｅと、他方のアクチュエータポート２３ｄからタンクポート２３ｔに至る排出用弁路２３ｆとを開き、また、縮小側パイロットポート２３ｂにパイロット圧が入力されることにより縮小側作動位置Ｙに切換わって、ポンプポート２３ｐから他方のアクチュエータポート２３ｄに至る供給用弁路２３ｅと、一方のアクチュエータポート２３ｃからタンクポート２３ｔに至る排出用弁路２３ｆとを開くと共に、一方のアクチュエータポート２３ｃからの排出油の一部を再生油として他方のアクチュエータポート２３ｄに供給する再生用弁路２３ｇを開くように構成されている。そして、前記供給用弁路２３ｅ、排出用弁路２３ｆ、再生用弁路２３ｇの開口面積は、前記ブーム用共用電磁比例弁４１、ブーム用縮小側電磁比例弁４３から出力されるパイロット圧によって移動するスプールの移動量に応じて増減制御されるようになっていると共に、ブームシリンダ８からの排出流量、再生流量は、排出用弁路２３ｆ、再生用弁路２３ｇの開口面積によってそれぞれ制御されるようになっている。また、ブームシリンダ８への供給流量は、流量制御弁が設けられていないブーム用メイン側供給油路１４を経由する第一油圧ポンプＡからブームシリンダ８への供給流量については、ブーム用方向切換弁２３の供給用弁路２３ｅの開口面積によって制御される一方、ブーム用流量制御弁２９が設けられているブーム用サブ側供給油路１７を経由する第二油圧ポンプＢからブームシリンダ８への供給流量については、ブーム用流量制御弁２９およびブーム用方向切換弁２３の供給用弁路２９ａ、２３ｅの開口面積によって制御されるようになっている。

ここで、第二油圧ポンプＢからブームシリンダ８への圧油供給は、ブーム用操作具（本発明の油圧アクチュエータ用操作具に相当する）がブーム上昇側（ブームシリンダ８伸長側）に予め設定される第二設定値Ｌ２以上操作された場合にのみ行われ、ブーム下降側の操作、あるいは操作量が第二設定値Ｌ２未満のブーム上昇側操作では第二油圧ポンプＢからブームシリンダ８への供給は行われないように設定されている。
つまり、ブーム用操作具がブーム下降側（ブームシリンダ８縮小側）に操作された場合、ブーム用縮小側電磁比例弁４３からブーム用方向切換弁２３の縮小側パイロットポート２３ｂにパイロット圧が出力されてブーム用方向切換弁２３は縮小側作動位置Ｙに切換わるが、後述するようにブーム用共用電磁比例弁４１からブーム用流量制御弁２９にパイロット圧は出力されず、これにより縮小側作動位置Ｙのブーム用方向切換弁２３には第一油圧ポンプＡからの圧油のみが供給されて、第二油圧ポンプＢからの圧油は供給されないようになっている。これは、ブーム下降時には、ブームシリンダ８のヘッド側油室から排出される高圧の油が、縮小側作動位置Ｙのブーム用方向切換弁２３の再生用弁路２３ｇを経由してロッド側油室に供給される構成になっているため、第二油圧ポンプＢからの圧油供給を必要としないからである。そして、ブーム下降側に操作された場合、第一油圧ポンプＡからブームシリンダ８への供給流量は、縮小側作動位置Ｙのブーム用方向切換弁２３の供給用弁路２３ｅの開口面積によって制御されるようになっている。

一方、ブーム用操作具がブーム上昇側に操作された場合、前記ブーム用共用電磁比例弁４１からブーム用方向切換弁２３の伸長側パイロットポート２３ａおよびブーム用流量制御弁２９にパイロット圧が出力される。この場合、ブーム用共用電磁比例弁４１から出力されるパイロット圧は、図５（Ａ）に示す如く、操作具操作量が予め設定される第一設定値Ｌ１のときには、予め設定される第一設定パイロット圧Ｐｐ１（本発明の第一制御弁開口開始パイロット圧に相当する）のパイロット圧が出力され、操作具操作量が予め設定される第二設定値Ｌ２のときには第二設定パイロット圧Ｐｐ２のパイロット圧が出力されるとともに、ブーム上昇側の操作具操作量の増加に伴いパイロット圧が増加するように制御される。前記第一設定パイロット圧Ｐｐ１は、伸長側作動位置Ｘのブーム用方向切換弁２３の供給用弁路２３ｅが開口開始するパイロット圧であり、第二設定パイロット圧Ｐｐ２は、前述したようにブーム用流量制御弁２９の供給用弁路２９ａが開口開始するパイロット圧であって、該第二設定パイロット圧Ｐｐ２は、第一設定パイロット圧Ｐｐ１よりも高圧に設定される。そして、第一設定パイロット圧Ｐｐ１以上で第二設定パイロット圧Ｐｐ２未満のパイロット圧が出力された場合には、図４に示す如く、伸長側作動位置Ｘのブーム用方向切換弁２３のスプールはスプール移動前半側の第一領域Ｖに位置すると共に、ブーム用流量制御弁２９は供給用弁路２９ａが閉じたままに維持される不感帯領域に位置するようになっている。しかして、第二設定値Ｌ２未満の操作量でブーム上昇側に操作された場合には、伸長側作動位置Ｘのブーム用方向切換弁２３の供給用弁路２３ｅには第一油圧ポンプＡからの圧油のみが供給されて、第二油圧ポンプＢからの圧油は供給されないと共に、第一油圧ポンプＡからブームシリンダ８への供給流量は、伸長側作動位置Ｘのブーム用方向切換弁２３の供給用弁路２３ｅの開口面積によって制御されるようになっている。尚、本実施の形態において、前記操作具操作量の第二設定値Ｌ２は、本発明の請求項４に記載される設定値に相当する。また、第一設定値Ｌ１は、本発明の請求項４に記載される設定値には相当しない。

これに対し、ブーム上昇側の操作具操作量が第二設定値Ｌ２以上の場合には、ブーム用共用電磁比例弁４１からブーム用方向切換弁２３の伸長側パイロットポート２３ａおよびブーム用流量制御弁２９に第二設定パイロット圧Ｐｐ２以上のパイロット圧が出力される（図５（Ａ）参照）。そして、該第二設定パイロット圧Ｐｐ２以上のパイロット圧が出力されることにより、伸長側作動位置Ｘのブーム用方向切換弁２３のスプールがスプール移動後半側の第二領域Ｗに位置すると共に、ブーム用流量制御弁２９の供給用弁路２９ａが開くようになっている（図４参照）。しかして、第二設定値Ｌ２以上の操作量でブーム上昇側に操作された場合には、伸長側作動位置Ｘのブーム用方向切換弁２３の供給用弁路２３ｅには第一、第二の両方の油圧ポンプＡ、Ｂからの圧油が供給されると共に、第一、第二油圧ポンプＡ、Ｂからブームシリンダ８への供給流量は、伸長側作動位置Ｘのブーム用方向切換弁２３の供給用弁路２３ｅの開口面積およびブーム用流量制御弁２９の供給用弁路２９ａの開口面積によって制御されるようになっている。

ここで、前記伸長側作動位置Ｘのブーム用方向切換弁２３の供給用弁路２３ｅの開口特性について説明する。供給用弁路２３ｅの開口面積は、図４に示すごとく、ブーム用共用電磁比例弁４１からの伸長側パイロットポート２３ａに出力されるパイロット圧の増加に伴い大きくなるが、この場合、パイロット圧が第二設定パイロット圧Ｐｐ２のときのスプール移動位置を中心として予め設定される所定範囲のスプール移動領域である合流開始領域Ｚでは、パイロット圧の増加に対して開口面積が殆ど増加しないフラット状となるように設定されている。これは、前述したように、第二設定パイロット圧Ｐｐ２はブーム用流量制御弁２９の供給用弁路２９ａが開口開始するパイロット圧であって、第二設定パイロット圧Ｐｐ２未満のパイロット圧のときには供給用弁路２３ｅには第一油圧ポンプＡからの圧油のみが供給され、第二設定パイロット圧Ｐｐ２のときにブーム用流量制御弁２９を経由する第二油圧ポンプＢからの圧油が合流することになるが、この場合に、バラツキ等によりブーム用流量制御弁２９の開口開始が第二設定パイロット圧Ｐｐ２より少し前後して合流開始位置が多少ずれた、あるいはブーム用方向切換弁２３の第一領域Ｖから第二領域Ｗへの移行が多少ずれたとしても、そのずれた分は合流開始領域Ｚに含まれることになって、合流開始位置がずれた場合の影響を低減できる。

また、ブーム用共用電磁比例弁４１から出力されるパイロット圧は、前述したように、ブーム上昇側の操作具操作量が大きくなるに伴い増加するように制御されると共に、操作具操作量が第二設定値Ｌ２のときに出力パイロット圧が第二設定パイロット圧Ｐｐ２となるように設定されるが、第二設定値Ｌ２以上のときの操作具操作量の増加に対するパイロット圧の増加曲線は、図５（Ａ）に示す如く、上凸状となるように設定されている。これにより、図５（Ｂ）に示す如く、操作具操作量が第二設定値Ｌ２未満、つまり、ブームシリンダ８に第一油圧ポンプＡからのみ圧油供給されているときに比して、操作具操作量が第二設定値Ｌ２以上、つまり、ブームシリンダ８に第一、第二の両方の油圧ポンプＡ、Ｂから圧油供給されているときの、ブーム上昇側の操作具操作量の増加に対する伸長側作動位置Ｘのブーム用方向切換弁２３の供給用弁路２３ｅの開口面積増加比率が大きくなるように制御される。しかして、第一油圧ポンプＡからの供給圧油に第二油圧ポンプＢからの供給圧油が合流することにタイミングを合わせて、操作具操作量の増加に対するブームシリンダ８への供給流量の増加比率が大きくなり、これによって、ブーム５を少しだけ正確に上昇させる微操作と、ブーム５を素早く上昇させる急操作との両方の良好な操作性を確保できるようになっている。

次いで、スティック用方向切換弁２５について説明すると、該スティック用方向切換弁２５は、スティックシリンダ９に対する給排流量制御および再生流量制御を行うと共に給排方向を切換えるクローズドセンタ型のスプール弁であって、コントローラ４０から出力される制御信号に基づいてパイロット圧を出力するスティック用伸長側、縮小側電磁比例弁４５ａ、４５ｂ（図３に図示）に接続される伸長側、縮小側のパイロットポート２５ａ、２５ｂと、スティック用メイン側供給油路１９およびスティック用サブ側供給油路１５に接続されるポンプポート２５ｐと、タンクラインＴに接続されるタンクポート２５ｔと、スティックシリンダ９のヘッド側ポート９ａに接続される一方のアクチュエータポート２５ｃと、スティックシリンダ９のロッド側ポート９ｂに接続される他方のアクチュエータポート２５ｄとを備えている。該スティック用方向切換弁２５は、前述したブーム用方向切換弁２３と同様の構造のものであって、中立位置Ｎから伸長側作動位置Ｘ、縮小側作動位置Ｙに切換わることで供給用弁路２５ｅおよび排出用弁路２５ｆを開き、さらに、伸長側作動位置Ｘでは排出油の一部を再生油として用いる再生用弁路２５ｇを開くように構成されている。そして、ブーム用方向切換弁２３と同様に、スティックシリンダ９からの排出流量、再生流量は、排出用弁路２５ｆ、再生用弁路２５ｇの開口面積によってそれぞれ制御されるようになっており、また、スティックシリンダ９への供給流量は、スティック用メイン側供給油路１９を経由する第二油圧ポンプＢからの供給流量については、スティック用方向切換弁２５の供給用弁路２５ｅの開口面積によって制御される一方、スティック用流量制御弁３０が設けられているスティック用サブ側供給油路１５を経由する第一油圧ポンプＡからの供給流量については、スティック用流量制御弁３０の供給用弁路３０ａの開口面積およびスティック用方向切換弁２５の供給用弁路２５ｅの開口面積によって制御されるようになっている。

ここで、第一油圧ポンプＡからスティックシリンダ９への圧油供給は、スティック用操作具がスティックイン側（スティックシリンダ９伸長側）あるいはスティックアウト側（スティックシリンダ９縮小側）に予め設定される設定値ＬＳ（該設定値ＬＳは、前述したブーム用操作具の操作量の第二設定値Ｌ２とは個別に設定される。また、スティックイン側とスティックアウト側とは同じ値にしても良いが、個別に設定することもできる。さらに、スティック用操作具の操作量である設定値ＬＳは、本発明の請求項４の設定値には相当しない。）以上操作された場合のみ行われるように設定されている。
つまり、スティック用操作具が操作された場合、スティック用伸長側あるいは縮小側電磁比例弁４５ａ、４５ｂからスティック用方向切換弁２５の伸長側あるいは縮小側パイロットポート２５ａ、２５ｂにパイロット圧が出力されてスティック用方向切換弁２５は伸長側あるいは縮小側作動位置Ｘ、Ｙに切換わるが、スティック用操作具の操作量が設定値ＬＳ未満の場合にはスティック流量制御用電磁比例弁４２からスティック用流量制御弁３０にパイロット圧は出力されず、スティック用流量制御弁３０の供給用弁路３０ａは閉じた状態に維持される。これによりスティック用方向切換弁２５には第二油圧ポンプＢからの圧油のみが供給されて、第一油圧ポンプＡからの圧油は供給されないと共に、第二油圧ポンプＢからスティックシリンダ９への供給流量は、スティック用方向切換弁２５の供給用弁路２５ｅの開口面積によって制御されるようになっている。
一方、スティック用操作具の操作量が設定値ＬＳ以上の場合には、スティック流量制御用電磁比例弁４２からスティック用流量制御弁３０にパイロット圧が出力され、これによりスティック用流量制御弁３０の供給用弁路３０ａが開くようになっている。しかして、スティック用操作具が設定値ＬＳ以上操作された場合には、スティック用方向切換弁２５に第一、第二の両方の油圧ポンプＡ、Ｂからの圧油が供給されると共に、第一、第二油圧ポンプＡ、Ｂからスティックシリンダ９への供給流量は、スティック用方向切換弁２５およびスティック用流量制御弁３０の供給用弁路２５ｅ、３０ａの開口面積によって制御されるようになっている。

さらに、図２において、Ｅ、Ｆは第一、第二ポンプラインＣ、Ｄに接続される全ての方向切換弁２３～２６の上流側位置から分岐形成されてタンクラインＴに至る第一、第二ブリードラインであって、これら第一、第二ブリードラインＥ、Ｆには、第一、第二ブリード弁３３、３４がそれぞれ配設されている。これら第一、第二ブリード弁３３、３４は、第一、第二ブリード用電磁比例弁４７ａ、４７ｂ（図３に図示）から出力されるパイロット圧によりそれぞれ作動して、第一、第二油圧ポンプＡ、Ｂから第一、第二ブリードラインＥ、Ｆを経由して油タンク１２に流れるブリード流量を増減制御するようになっているが、上記第一、第二ブリード用電磁比例弁４７ａ、４７ｂは、コントローラ４０から出力される制御信号に基づいて第一、第二ブリード弁３３、３４への出力パイロット圧を増減制御するようになっている。
尚、図２には、前述した複数の電磁比例弁のうち、ブーム用方向切換弁２３、ブーム用流量制御弁２９にパイロット圧を出力するブーム用共用電磁比例弁４１、ブーム用縮小側電磁比例弁４３のみを図示してある。また、図２中、３５はパイロット圧の油圧供給源となるパイロットポンプである。

一方、前記コントローラ４０（本発明の制御装置に相当する）は、図３のブロック図に示す如く、ブーム用操作具の操作方向および操作量を検出するブーム用操作検出手段５０、旋回用操作具の操作方向および操作量を検出する旋回用操作検出手段５１、スティック用操作具の操作方向および操作量を検出するスティック用操作検出手段５２、バケット用操作具の操作方向および操作量を検出するバケット用操作検出手段５３、第一油圧ポンプＡの吐出圧を検出する第一ポンプ圧力センサ５４、第二油圧ポンプＢの吐出圧を検出する第二ポンプ圧力センサ５５、ブームシリンダ８のヘッド側、ロッド側の負荷圧をそれぞれ検出するブーム用圧力センサ５６ａ、５６ｂ、旋回モータ１１の左旋回側、右旋回側の負荷圧をそれぞれ検出する旋回用圧力センサ５７ａ、５７ｂ、スティックシリンダ９のヘッド側、ロッド側の負荷圧をそれぞれ検出するスティック用圧力センサ５８ａ、５８ｂ、バケットシリンダ１０のヘッド側、ロッド側の負荷圧をそれぞれ検出するバケット用圧力センサ５９ａ、５９ｂ等からの信号を入力し、これら入力信号に基づいて、前記ブーム用方向切換弁２３の伸長側パイロットポート２３ａおよびブーム用流量制御弁２９にパイロット圧を出力するブーム用共用電磁比例弁４１、スティック用流量制御弁３０にパイロット圧を出力するスティック流量制御用電磁比例弁４２、ブーム用方向切換弁２３の縮小側パイロットポート２３ｂにパイロット圧を出力するブーム用縮小側電磁比例弁４３、旋回用、スティック用、バケット用方向切換弁２４～２６のパイロットポート２４ａ、２４ｂ～２６ａ、２６ｂにパイロット圧をそれぞれ出力する旋回用左旋回側、右旋回側電磁比例弁４４ａ、４４ｂ、スティック用伸長側、縮小側電磁比例弁４５ａ、４５ｂ、バケット用伸長側、縮小側電磁比例弁４６ａ、４６ｂ、前記前記第一、第二ブリード弁３３、３４にパイロット圧を出力する第一、第二ブリード用電磁比例弁４７ａ、４７ｂ、第一、第二油圧ポンプＡ、Ｂの容量可変手段Ａａ、Ｂａ等に制御信号を出力して、ブームシリンダ８、旋回モータ１１、スティックシリンダ９、バケットシリンダ１０に対する油給排制御や、第一、第二ブリードラインＥ、Ｆの流量制御、第一、第二油圧ポンプＡ、Ｂの吐出流量制御等を行うように構成されている。

ついで、前記コントローラ４０の行う制御について説明する。
コントローラ４０は、ブーム用、旋回用、スティック用、バケット用の各操作検出手段５０～５３から検出信号が入力されると、これら検出信号に基づいて、操作具操作量の増加に応じて第一、第二油圧ポンプＡ、Ｂの吐出流量を増加させるべく目標吐出流量を求め、該目標吐出流量が得られるように第一、第二油圧ポンプＡ、Ｂの容量可変手段Ａａ、Ｂａに制御信号を出力する。この場合、操作される油圧アクチュエータ（ブームシリンダ８、旋回モータ１１、スティックシリンダ９、バケットシリンダ１０）の油圧供給源となる第一、第二油圧ポンプＡ、Ｂに応じて、第一、第二油圧ポンプＡ、Ｂの吐出流量は個別制御される。

さらにコントローラ４０は、ブーム用、旋回用、スティック用、バケット用の各操作検出手段５０～５３から検出信号が入力されると、これら検出信号に基づいて、操作具操作量の増加に応じて第一、第二油圧ポンプＡ、Ｂから油タンク１２に流れるブリード流量を減少（ブリード流量ゼロを含む）させるべく、第一、第二ブリード用電磁比例弁４７ａ、４７ｂに制御信号を出力して第一、第二ブリード弁３３、３４を制御する。この場合、操作された油圧アクチュエータの油圧供給源となる第一、第二油圧ポンプＡ、Ｂに応じて、第一、第二ブリードラインＥ、Ｆのブリード流量は個別制御される。

さらにコントローラ４０は、ブーム用、旋回用、スティック用、バケット用の各操作検出手段５０～５３から検出信号が入力されると、各操作具の操作量に応じて、ブームシリンダ８、旋回モータ１１、スティックシリンダ９、バケットシリンダ１０に対する目標供給流量を求める。そして、該目標供給流量がブームシリンダ８、旋回モータ７、スティックシリンダ９、バケットシリンダ９に供給されるよう、対応する油圧アクチュエータ用の電磁比例弁４１～４３、４４ａ、４４ｂ～４６ａ、４６ｂにパイロット圧出力の制御信号を出力する。この場合に、第一、第二油圧ポンプＡ、Ｂの何れか一方の油圧ポンプを油圧供給源とする旋回モータ１１、バケットシリンダ１０については、旋回用方向切換弁２４、バケット用方向切換弁２６の供給用弁路２４ｅ、２６ｅが目標供給流量に応じた開口面積となるように、旋回用左旋回側、右旋回側電磁比例弁４４ａ、４４ｂ、バケット用伸長側、縮小側電磁比例弁４６ａ、４６ｂに対して制御信号が出力される。

また、第一、第二油圧ポンプＡ、Ｂの両方の油圧ポンプを油圧供給源とするブームシリンダ８、スティックシリンダ９については、コントローラ４０は、第一、第二油圧ポンプＡ、Ｂからの目標供給流量を各油圧ポンプ別にそれぞれ設定する。この場合、コントローラ４０は、ブーム用操作具がブーム下降側に操作された場合、あるいはブーム用操作具のブーム上昇側、スティック用操作具の操作量が前述した第二設定値Ｌ２、設定値ＬＳ未満の場合には、ブームシリンダ８、スティックシリンダ９への目標供給流量の全流量がブーム用、スティック用メイン側供給油路１４、１９が接続される第一油圧ポンプＡあるいは第二油圧ポンプＢから供給されるように、つまり、ブームシリンダ８の場合には目標供給流量の全流量が第一油圧ポンプＡから供給されて第二油圧ポンプＢからは供給されず、またスティックシリンダ９の場合には目標供給流量の全流量が第二油圧ポンプＢから供給されて第一油圧ポンプＡからは供給されないように設定する。そして、ブーム用方向切換弁２３、スティック用方向切換弁２５の供給用弁路２３ｅ、２５ｅが前記目標供給流量に応じた開口面積となるように、ブーム用共用電磁比例弁４１、ブーム用縮小側電磁比例弁４３、スティック用伸長側、縮小側電磁比例弁４５ａ、４５ｂに対して制御信号を出力する。この場合、ブーム上昇側操作に基づいてブーム用共用電磁比例弁４１から出力されたパイロット圧は、ブーム用方向切換弁２３だけでなくブーム用流量制御弁２９にも入力されるが、操作具操作量が第二設定値Ｌ２未満のため出力パイロット圧は第二設定パイロット圧Ｐｐ２未満であり、ブーム用流量制御弁２９の供給用弁路２９ａは閉状態に維持されるようになっている。また、スティック用操作具の操作量が設定値ＬＳ未満の場合には、スティック流量制御用電磁比例弁４２に制御信号は出力されず、スティック用流量制御弁３０の供給用弁路３０ａは閉状態に維持されるようになっている。
一方、ブーム用操作具のブーム上昇側、スティック用操作具の操作量が第二設定値Ｌ２、設定値ＬＳ以上の場合には、ブーム用メイン側供給油路１４に接続される第一油圧ポンプＡ、スティック用メイン側供給油路１９に接続される第二油圧ポンプＢからのみの供給流量だけでは不足する不足分を、ブーム用サブ側供給油路１７に接続される第二油圧ポンプＢ、スティック用サブ側供給油路１５に接続される第一油圧ポンプＡから供給するべく、第一、第二油圧ポンプＡ、Ｂの両方の油圧ポンプに対する目標供給流量をそれぞれ設定する。そして、ブーム用方向切換弁２３、スティック用方向切換弁２５の供給用弁路２３ｅ、２５ｅ、およびブーム用流量制御弁２９、スティック用流量制御弁３０の供給用弁路２９ａ、３０ａの開口面積が前記目標供給流量に応じた開口面積となるように、ブーム用共用電磁比例弁４１、スティック用伸長側、縮小側電磁比例弁４５ａ、４５ｂ、スティック流量制御用電磁比例弁４２に対して制御信号が出力される。

次いで、ブーム用操作具が単独でブーム上昇側に操作された場合のコントローラ４０によるポンプ吐出流量制御、ブーム用流量制御弁２９およびブーム用方向切換弁２３の制御、並びにこれらブーム用流量制御弁２９、ブーム用方向切換弁２３の作動について、具体的に説明する。
まず、ブーム用操作具が単独でブーム上昇側に操作されると、コントローラ４０は、操作具操作量に基づいて第一、第二油圧ポンプＡ、Ｂの吐出流量を制御するが、この場合、操作具操作量が前記第一設定値Ｌ１から第二設定値Ｌ２までのあいだは、操作具操作量の増加に応じて第一油圧ポンプＡの吐出流量を最低流量から漸次増加させて操作具操作量が第二設定値Ｌ２のときに最大流量に達するように制御する一方、第二油圧ポンプＢの吐出流量は最低流量に保持する。そして、操作具操作量が第二設定値Ｌ２以上になると、第一油圧ポンプＡの吐出流量を最大流量に保持する一方、第二油圧ポンプＢの吐出流量を操作具操作量の増加に応じて漸次増加させる（図６（Ｂ）参照）。
さらに、コントローラ４０は、ブーム上昇側に操作されると、ブーム用共用電磁比例弁４１に、操作具操作量に応じたパイロット圧を出力するように制御信号を出力する。該ブーム用共用電磁比例弁４１からのパイロット圧は、ブーム用方向切換弁２３の伸長側パイロットポート２３ａおよびブーム用流量制御弁２９に出力されるが、この場合、コントローラ４０は、操作具操作量の増加に応じて漸次高圧となるパイロット圧を出力するようにブーム用共用電磁比例弁４１を制御すると共に、操作具操作量が第一設定値Ｌ１のときに第一設定パイロット圧Ｐｐ１が出力され、第二設定値Ｌ２のときに第二設定パイロット圧Ｐｐ２が出力されるように制御する。そして、ブーム用方向切換弁２３は、伸長側パイロットポート２３ａにパイロット圧が入力されることにより伸長側作動位置Ｘに切換わって供給用弁路２３ｅを開くが、該供給用弁路２３ｅは、操作量が第一設定値Ｌ１のときに出力される第一設定パイロット圧Ｐｐ１で開口開始し、パイロット圧の増加に応じて開口面積が増加するように制御される。一方、ブーム用流量制御弁２９の供給用弁路２９ａは、操作具操作量が第二設定値Ｌ２未満、つまりパイロット圧が第二設定パイロット圧Ｐｐ２未満の場合には閉じており、操作具操作量が第二設定値Ｌ２のときに出力される第二設定パイロット圧Ｐｐ２で開口開始するとともに、パイロット圧の増加に応じて開口面積が増加するように制御される（図５（Ａ）参照）。
しかして、ブーム上昇側の操作具操作量が第二設定値Ｌ２未満の場合には、第一油圧ポンプＡの吐出流量のみがブーム用方向切換弁２３のポンプポート２３ｐに供給されると共に、該ブーム用方向切換弁２３の供給用弁路２３ｅの開口面積によってブームシリンダ８への供給流量制御が行われる。一方、操作具操作量が第二設定値Ｌ２以上になると、第一油圧ポンプＡの吐出流量と、ブーム用流量制御弁２９によって制御された第二油圧ポンプＢの流量との合計流量がポンプポート２５ｐに供給されると共に、ブームシリンダ８への供給流量は、ブーム用方向切換弁２３およびブーム用流量制御弁２９の供給用弁路２３ｅ、２９ａの開口面積によって制御されるようになっている。

ここで、前述したように、ブーム用共用電磁比例弁４１は、ブーム用操作具のブーム上昇側操作に基づいてコントローラ４０から出力される電流により作動してパイロット圧を出力し、該ブーム用共用電磁比例弁４１からの出力パイロット圧によりブーム用方向切換弁２３およびブーム用流量制御弁２９が作動して開口することになるが、該ブーム用共用電磁比例弁４１への印加電流値をキャリブレーションする場合には、まず、伸長側作動位置Ｘのブーム用方向切換弁２３の供給用弁路２３ｅが開口開始するときのブーム用共用電磁比例弁４１への印加電流値である第一電流値Ｃ１と、ブーム用流量制御弁２９が開口開始するときのブーム用共用電磁比例弁４１への印加電流値である第二電流値Ｃ２とを検出する。そして、ブーム用操作具のブーム上昇側操作量が前記第一、第二設定値Ｌ１、Ｌ２のときに、第一、第二電流値Ｃ１、Ｃ２がそれぞれブーム用共用電磁比例弁４１に印加されるように、ブーム上昇側操作具操作量に対するブーム用共用電磁比例弁４１への印加電流値をキャリブレーションする。そして、このように、ブーム用共用電磁比例弁４１への印加電流値を、ブーム用方向切換弁供給用弁路２３ｅの開口開始時の第一電流値Ｃ１と、ブーム用方向切換弁２３が開口開始時の第二電流値Ｃ２との２ポイントをキャリブレーションポイントＣＰ１、ＣＰ２としてキャリブレーションすることにより、第一油圧ポンプＡの吐出流量に第二油圧ポンプＢの吐出流量を合流させる合流開始と、第二油圧ポンプＢからの供給流量を制御するブーム用流量制御弁２９の開口開始とのタイミングを正確に合わせることができる。また、第二油圧ポンプＢを油圧供給源とする他の油圧アクチュエータ（本実施の形態では、例えば旋回モータ１１）がブーム上昇側操作と同時操作されたときに、ブーム用流量制御弁２９を閉じて第二油圧ポンプＢの吐出流量を他の油圧アクチュエータに優先的に供給する制御を行いたいような場合に、ブーム用共用電磁比例弁４１への印加電流値を第二電流値Ｃ２まで低下させることで、ブームシリンダ８に第一油圧ポンプＡのみから圧油供給する構成にすることもできるが、このような制御を精度良く行うことができる。

叙述の如く構成された本形態において、油圧ショベル１の油圧制御システムには、第一、第二油圧ポンプＡ、Ｂと、これら第一、第二の両方の油圧ポンプＡ、Ｂを油圧供給源とするブームシリンダ８と、ブームシリンダ８に対する供給用弁路２３ｅおよび排出用弁路２３ｆを有すると共に給排方向を切換えるブーム用方向制御弁２３と、該ブーム用方向切換弁２３のポンプポート２３ｐに第一、第二油圧ポンプＡ、Ｂをそれぞれ接続するブーム用メイン側供給油路１４、ブーム用サブ側供給油路１７と、ブーム用サブ側供給油路１７に配され、第二油圧ポンプＢからブーム用方向切換弁２３への供給流量を制御するブーム用流量制御弁２９とが設けられており、そして、第一油圧ポンプＡからブームシリンダ８の供給流量はブーム用方向切換弁２３の供給用弁路２３ｅの開口面積によって制御される一方、第二油圧ポンプＢからブームシリンダ８の供給流量はブーム用方向切換弁２３およびブーム用流量制御弁２９の供給用弁路２３ｅ、２９ａの開口面積によって制御されることになる。そして、これらブーム用方向切換弁２３、ブーム用流量制御弁２９は、ブーム用操作具がブーム上昇側に操作された場合に、ブーム用方向切換弁２３、ブーム用流量制御弁２９に共用されるブーム用共用電磁比例弁４１からの出力パイロット圧により作動してブームシリンダ８への供給用弁路２３ｅ、２９ａをそれぞれ開口するが、この場合に、ブーム用共用電磁比例弁４１は、ブーム用操作具のブーム上昇側操作量の増加に伴い高圧となるパイロット圧を出力すると共に、ブーム用流量制御弁２９が供給用弁路２９ａを開口開始する第二設定パイロット圧Ｐｐ２は、ブーム用方向切換弁２３が供給用弁路２３ｅを開口開始する第一設定パイロット圧Ｐｐ１よりも高圧に設定されている。しかして、ブーム用共用電磁比例弁４１が第一設定パイロット圧Ｐｐ１以上かつ第二設定パイロット圧Ｐｐ２未満のパイロット圧を出力する操作具操作量では、ブーム用方向切換弁２３の供給用弁路２３ｅは開くがブーム用流量制御弁２９の供給用弁路２９ａは閉じていることで第一油圧ポンプＡからの圧油のみがブームシリンダ８に供給される一方、ブーム用共用電磁比例弁４１が第二設定パイロット圧Ｐｐ２以上のパイロット圧を出力する操作具操作量では、ブーム用方向切換弁２３およびブーム用流量制御弁２９の供給用弁路２３ｅ、２９ａが開くことで第一および第二油圧ポンプＡ、Ｂからの合計流量がブームシリンダ８に供給されることになる。

このように、本実施にあっては、ブーム用操作具がブーム上昇側に操作された場合に、ブーム用方向切換弁２３の供給用弁路２３ｅとブーム用流量制御弁２９の供給用弁路２９ａとの開口開始を操作具操作量によって異ならしめることで、操作具操作量に応じてブームシリンダ８に第一油圧ポンプＡのみから圧油供給したり第一、第二の両方の油圧ポンプＡ、Ｂから圧油供給したりできるものであるが、この場合に、ブーム用方向切換弁２３、ブーム用流量制御弁２９を作動させるべくパイロット圧を出力する電磁比例弁としては、これらブーム用方向切換弁２３およびブーム用流量制御弁２９に共用されるブーム用共用電磁比例弁４１が用いられている。そして、このようにブーム用方向切換弁２３とブーム用流量制御弁２９とでブーム用共用電磁比例弁４１を共用しても、ブーム用流量制御弁２９の供給用弁路２９ａが開口開始する第二設定パイロット圧Ｐｐ２が、ブーム用方向切換弁２３の供給用弁路２３ａが開口開始する第一設定パイロット圧Ｐｐ１よりも高圧に設定されていることで、ブーム用方向切換弁２３とブーム用流量制御弁２９の開口開始を操作具操作量によって異ならしめることができることになる。

この結果、ブーム上昇側の操作具操作量に応じて異なる動作を行うブーム用方向切換弁２３とブーム用流量制御弁２９とであっても、これらブーム用方向切換弁２３、ブーム用流量制御弁２９を作動させるべくパイロット圧を出力するブーム用共用電磁比例弁４１を共用できることになり、しかして、パイロット圧出力用の電磁比例弁の数を削減できて、ブーム用共用電磁比例弁４１に制御信号を出力するコントローラ４０のドライバ数や電力消費も減少できるうえ、電磁比例弁用設置スペースも小さくできる。

さらに、前記ブーム用方向切換弁２３は、ブーム用共用電磁比例弁４１から出力されるパイロット圧に応じてスプールが移動するスプール弁であって、パイロット圧が第二設定パイロット圧Ｐｐ２未満のときのスプール移動領域である第一領域Ｖにおいては、第一油圧ポンプＡからの供給圧油がブーム用方向切換弁２３の供給用弁路２３ｅを通ってブームシリンダ８に供給される一方、パイロット圧が第二設定パイロット圧Ｐｐ２以上のときのスプール移動領域である第二領域Ｗにおいては、第一、第二の両方の油圧ポンプＡ、Ｂからの供給圧油がブーム用方向切換弁２３の供給用弁路２３ｅを通ってブームシリンダ８に供給されることになるが、パイロット圧が第二設定パイロット圧Ｐｐ２のときのスプール移動位置を中心として予め設定される所定範囲のスプール移動領域である合流開始領域Ｚにおいては、パイロット圧に対する供給用弁路２３ｅの開口面積の変化がフラット状となるように設定されている。これにより、バラツキ等によりブーム用流量制御弁２９の供給用弁路２９ａの開口開始が第二設定パイロット圧Ｐｐ２より少し前後して第一油圧ポンプＡからの圧油に第二油圧ポンプＢからの圧油が合流する合流開始位置が多少ずれた、あるいはブーム用方向切換弁２３の第一領域Ｖから第二領域Ｗへの移行が多少ずれたとしても、そのずれた分は合流開始領域Ｚに含まれることになって、合流開始位置がずれた場合の影響を低減できる。

また、このものでは、ブーム用操作具のブーム上昇側の操作量が予め設定される第二設定値Ｌ２のときにブーム用共用電磁比例弁４１から出力されるパイロット圧が第二設定パイロット圧Ｐｐ２となるように設定される一方、ブーム用共用電磁比例弁４１からの出力パイロット圧は、操作具操作量が第二設定値Ｌ２以上のときの操作量増加に対するパイロット圧の増加曲線が上凸状となるように設定されている。これにより、第一油圧ポンプＡからの供給圧油に第二油圧ポンプＢからの供給圧油が合流することにタイミングを合わせて、操作具操作量の増加に対するブームシリンダ８への供給流量の増加比率が大きくなって、ブーム５を少しだけ正確に上昇させる微操作と、ブーム５を素早く上昇させる急操作との両方の良好な操作性を確保できる。

さらに、前記ブーム用共用電磁比例弁４１は、ブーム用操作具のブーム上昇側操作に基づいてコントローラ４０から出力される電流値に応じて増減するパイロット圧を出力するが、該ブーム用共用電磁比例弁４１の電流値のキャリブレーションを行う場合には、ブーム用方向切換弁２３の供給用弁路２３ｅの開口開始時の電流値とブーム用流量制御弁２９の供給用弁路２９ａの開口開始時の電流値との二ポイントでキャリブレーションすることで、第一油圧ポンプＡからの圧油に第二油圧ポンプＢからの圧油を合流させる合流開始と、第二油圧ポンプＢからの供給流量を制御するブーム用流量制御弁２９の供給用弁路２９ａの開口開始とのタイミングを正確に合わせることができる。

尚、本発明は上記実施の形態に限定されないことは勿論であって、第一、第二の両方の油圧ポンプから圧油供給される油圧アクチュエータを備えた各種作業機械の油圧制御システムに本発明を実施できる。
さらに、本実施の形態では、第一制御弁を、油圧アクチュエータに対する供給用弁路および排出用弁路を有すると共に給排方向を切換える方向制御弁とし、該第一制御弁のポンプポートに第一、第二油圧ポンプをそれぞれ接続するメイン側供給油路、サブ側供給油路を設けると共に、第二制御弁は、前記サブ側供給油路に配され、第二油圧ポンプから方向切換弁への供給流量を制御する流量制御弁としたが、これに限定されることなく、例えば、第一、第二制御弁を、第一、第二油圧ポンプにそれぞれ接続される二つの方向切換弁で構成したものであっても、本発明を実施できる。

本発明は、第一、第二の両方の油圧ポンプから圧油供給される油圧アクチュエータを備えた作業機械の油圧制御システムに利用することができる。

１ 油圧ショベル
５ ブーム
８ ブームシリンダ
１４ ブーム用メイン側供給油路
１７ ブーム用サブ側供給油路
２３ ブーム用方向切換弁
２９ ブーム用流量制御弁
４０ コントローラ
４１ ブーム用共用電磁比例弁
Ａ 第一油圧ポンプ
Ｂ 第二油圧ポンプ
Ｌ２ 第二設定値
Ｐｐ１ 第一設定パイロット圧
Ｐｐ２ 第二設定パイロット圧

Claims (6)

1. 第一、第二油圧ポンプと、第一、第二の両方の油圧ポンプを油圧供給源とする油圧アクチュエータと、第一油圧ポンプから油圧アクチュエータへの供給流量を制御する第一制御弁と、第二油圧ポンプから油圧アクチュエータへの圧油供給流量を制御する第二制御弁とを備えてなる作業機械の油圧制御システムにおいて、
   第一、第二制御弁は、これら第一、第二制御弁に共用される共用電磁比例弁から出力されるパイロット圧により作動して油圧アクチュエータへの供給用弁路をそれぞれ開口する一方、共用電磁比例弁は、油圧アクチュエータ用操作具の操作量の増加に伴い高圧となるパイロット圧を出力する構成にすると共に、
   第二制御弁が供給用弁路を開口開始するパイロット圧を、第一制御弁が供給用弁路を開口開始するパイロット圧よりも高圧に設定して、共用電磁比例弁が第一制御弁開口開始パイロット圧以上かつ第二制御弁開口開始パイロット圧未満のパイロット圧を出力する油圧アクチュエータ用操作具の操作量では、第一制御弁の供給用弁路は開くが第二制御弁の供給用弁路は閉じていることで第一油圧ポンプからの供給流量のみが油圧アクチュエータに供給される一方、共用電磁比例弁が第二制御弁用開口開始パイロット圧以上のパイロット圧を出力する油圧アクチュエータ用操作具の操作量では、第一および第二制御弁の供給用弁路が開くことで第一および第二油圧ポンプからの合計流量が油圧アクチュエータに供給される構成にしたことを特徴とする作業機械における油圧制御システム。
2. 請求項１において、第一制御弁を、油圧アクチュエータに対する供給用弁路および排出用弁路を有すると共に給排方向を切換える方向制御弁とし、該第一制御弁のポンプポートに第一、第二油圧ポンプをそれぞれ接続するメイン側供給油路、サブ側供給油路を設けると共に、第二制御弁は、前記サブ側供給油路に配され、第二油圧ポンプから方向切換弁への供給流量を制御する流量制御弁としたことを特徴とする作業機械における油圧制御システム。
3. 請求項２において、第一制御弁は、共用電磁比例弁から出力されるパイロット圧に応じてスプールが移動するスプール弁であって、パイロット圧が第二制御弁用開口開始パイロット圧未満のときのスプール移動領域である第一領域においては、第一油圧ポンプからの供給圧油が第一制御弁の供給用弁路を通って油圧アクチュエータに供給される一方、パイロット圧が第二制御弁用開口開始パイロット圧以上のときのスプール移動領域である第二領域においては、第一、第二の両方の油圧ポンプからの供給圧油が第一制御弁の供給用弁路を通って油圧アクチュエータに供給されるとともに、パイロット圧が第二制御弁用開口開始パイロット圧のときのスプール移動位置を中心として予め設定される所定範囲のスプール移動領域である合流開始領域においては、パイロット圧に対する供給用弁路の開口面積の変化がフラット状となるように設定されることを特徴とする作業機械における油圧制御システム。
4. 請求項１乃至３に何れか一項において、油圧アクチュエータ用操作具の操作量が予め設定される設定値のときに共用電磁比例弁から出力されるパイロット圧を第二制御弁開口開始パイロット圧に設定する一方、共用電磁比例弁からの出力パイロット圧は、操作具操作量が設定値以上のときの操作量増加に対するパイロット圧の増加曲線が上凸状となるように設定されることを特徴とする作業機械における油圧制御システム。
5. 請求項１乃至４の何れか一項において、共用電磁比例弁は、油圧アクチュエータ用操作具の操作に基づいて制御装置から出力される電流値に応じて増減するパイロット圧を出力すると共に、共用電磁比例弁の電流値のキャリブレーションは、第一制御弁の供給用弁路の開口開始時の電流値と第二制御弁の供給用弁路の開口開始時の電流値との二ポイントで行うことを特徴とする作業機械における油圧制御システム。
6. 請求項１乃至５の何れか一項において、油圧アクチュエータは、作業機械に設けられるブームを上下揺動させるためのブームシリンダであり、第一制御弁は、ブームシリンダに対する供給用弁路および排出用弁路を有すると共に給排方向を切換えるブーム用方向制御弁であり、該ブーム用方向切換弁のポンプポートに第一、第二油圧ポンプをそれぞれ接続するブーム用メイン側、サブ側供給油路を設ける一方、第二制御弁は、ブーム用サブ側供給油路に配され、第二油圧ポンプからブーム用方向切換弁への供給流量を制御するブーム用流量制御弁であると共に、共用電磁比例弁は、ブーム用操作具がブーム上昇側に操作された場合に、ブーム用方向切換弁およびブーム用流量制御弁に操作具操作量に応じたパイロット圧を出力し、該出力パイロット圧が第一制御弁開口開始パイロット圧以上かつ第二制御弁開口開始パイロット圧未満の場合には、ブーム用方向切換弁の供給用弁路は開くがブーム用流量制御弁の供給用弁路は閉じていることで第一油圧ポンプからの供給流量のみがブームシリンダに供給される一方、出力パイロット圧が第二制御弁用開口開始パイロット圧以上の場合には、ブーム用方向切換弁およびブーム用流量制御弁の供給用弁路が開くことで第一および第二油圧ポンプからの合計流量がブームシリンダに供給される構成であることを特徴とする作業機械における油圧制御システム。

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