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技術 建設機械の油圧制御装置

出願人 株式会社神戸製鋼所コベルコ建機株式会社
発明者 小熊尚太南條孝夫吉原秀雄武下達也
出願日 2015年2月12日 (4年5ヶ月経過) 出願番号 2015-025341
公開日 2016年8月18日 (2年10ヶ月経過) 公開番号 2016-148392
状態 特許登録済
技術分野 流体圧回路(1) 掘削機械の作業制御
主要キーワード 分配状態 最大開口面積 ロッド圧 引き方向 アーム駆動回路 アーム押し 検出圧 アーム動作
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (7)

課題

3種複合動作時においてブーム位置エネルギー及び上部旋回体慣性エネルギーを有効に活用することにより十分な回生効率を得ることができる建設機械を提供する。

解決手段

コントローラは、ブーム6の下げ動作アーム7の押し動作と上部旋回体3の旋回減速動作とが同時に行われる3種複合動作時において、旋回モータ3aから回生モータ17への作動油の供給が許容されるようにモータ回生回路23を許容状態に切換制御し、この状態で回生流量及び蓄圧流量を特定し、さらに特定された回生流量及び蓄圧流量に基づいてアーム回生回路21及びアキュムレータ回生回路22を制御する。

概要

背景

例えば、特許文献1に記載の油圧ショベルは、上部旋回体に対して上げ方向及び下げ方向に回転可能に取り付けられたブームと、ブームを駆動するブームシリンダと、ブームに対して回転可能に取り付けられたアームと、アームを駆動するアームシリンダと、アームシリンダに対して作動油を供給するための可変容量式油圧ポンプとを備えている。

この油圧ショベルでは、ブームの下げ動作アーム動作とが同時に行われる2種複合動作時においてブームの位置エネルギー活用するためにブームシリンダから油圧ポンプの吐出通路に作動油が戻されるとともに、この作動油の流量の分だけ油圧ポンプの流量が減らされる。

具体的に、前記油圧ショベルは、ブームシリンダのヘッド側室と油圧ポンプの吐出通路との間に設けられたアクチュエータ回生回路回生流路及び第2流量調整部)と、アクチュエータ回生回路を通じた戻り油の流量及び油圧ポンプの容量を制御するコントローラとを備えている。

また、特許文献1に記載の油圧ショベルでは、ブーム下げ動作時におけるブームシリンダから導出される作動油のうち油圧ポンプの吐出通路に戻し切れない余剰の作動油が存在する場合に当該作動油の持つエネルギーアキュムレータによって蓄えられる。

具体的に、特許文献1に記載の油圧ショベルは、アキュムレータと、ブームシリンダのヘッド側室とアキュムレータとの間に設けられたアキュムレータ回生回路(蓄圧流路、第1流量調整部)とを備えている。前記コントローラは、アキュムレータ回生回路を通じてアキュムレータに蓄圧される戻り油の流量を制御する。

特許文献1に記載の油圧ショベルによれば、ブーム下げ動作とアーム動作との2種複合動作時において、ブームの位置エネルギーを効率よく利用することができる。

また、下部体と、下部体上に旋回可能に設けられた上部旋回体と、上部旋回体を旋回駆動する旋回モータとを備えた建設機械において、旋回制動時における上部旋回体の慣性エネルギーを活用するために旋回モータからの戻り油を回生するものも知られている。

具体的に、この建設機械は、油圧ポンプを駆動するエンジン駆動軸に接続された回生モータと、旋回モータと回生モータとの間に設けられたモータ回生回路とを備えている。

前記建設機械によれば、旋回制動時にモータ回生回路を通じて回生モータに作動油が供給されることにより、旋回制動時における上部旋回体の慣性エネルギーによってエンジンをアシストすることができる。

概要

3種複合動作時においてブームの位置エネルギー及び上部旋回体の慣性エネルギーを有効に活用することにより十分な回生効率を得ることができる建設機械を提供する。コントローラは、ブーム6の下げ動作とアーム7の押し動作と上部旋回体3の旋回減速動作とが同時に行われる3種複合動作時において、旋回モータ3aから回生モータ17への作動油の供給が許容されるようにモータ回生回路23を許容状態に切換制御し、この状態で回生流量及び蓄圧流量を特定し、さらに特定された回生流量及び蓄圧流量に基づいてアーム回生回路21及びアキュムレータ回生回路22を制御する。

目的

本発明の目的は、3種複合動作時においてブームの位置エネルギー及び上部旋回体の慣性エネルギーを有効に活用することにより十分な回生効率を得ることができる建設機械を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

部体と、前記下部体上に旋回可能に設けられた上部旋回体と、前記上部旋回体に対して上げ方向及び下げ方向に回転可能に取り付けられたブームとを有する建設機械油圧制御装置であって、前記上部旋回体を旋回駆動する旋回モータと、前記ブームを駆動するブームシリンダと、前記建設機械に設けられた被駆動体を駆動するための油圧アクチュエータと、前記油圧アクチュエータに対して作動油を供給する可変容量式油圧ポンプと、前記油圧ポンプを駆動するエンジンと、前記ブームシリンダのヘッド側室と前記油圧ポンプの吐出通路との間に設けられ、前記ヘッド側室から前記吐出通路への作動油の流量を調整可能なアクチュエータ回生回路と、アキュムレータと、前記ブームシリンダのヘッド側室と前記アキュムレータとの間に設けられ、前記ヘッド側室から前記アキュムレータへの作動油の流量を調整可能なアキュムレータ回生回路と、前記エンジンの駆動軸に接続された回生モータと、前記回生モータと前記旋回モータとの間に設けられ、前記旋回モータから前記回生モータへの作動油の供給を許容する許容状態禁止する禁止状態との間で切換可能なモータ回生回路と、前記ブーム下げ動作と前記被駆動体の動作との2種複合動作時において、前記ヘッド側室から前記吐出通路へ供給可能な回生流量に基づいて前記アクチュエータ回生回路を制御し、前記ヘッド側室から前記アキュムレータに供給可能な蓄圧流量に基づいて前記アキュムレータ回生回路を制御し、さらに前記油圧ポンプの吐出流量から前記回生流量を減じた流量が得られるように前記油圧ポンプの容量を小さくする一方、前記上部旋回体の旋回減速時に前記モータ回生回路を前記許容状態に切換制御するコントローラとを備え、前記コントローラは、前記ブームの下げ動作と前記被駆動体の動作と前記上部旋回体の旋回減速動作とが同時に行われる3種複合動作時において、前記モータ回生回路を前記許容状態に切換制御し、この状態で前記回生流量及び前記蓄圧流量を特定し、さらに特定された前記回生流量及び前記蓄圧流量に基づいて前記アクチュエータ回生回路及びアキュムレータ回生回路を制御する、建設機械の油圧制御装置。

請求項2

前記コントローラは、前記3種複合動作時において、前記旋回モータから導出される全ての作動油を用いて負担可能なアシスト可能動力が前記油圧ポンプに要求される要求動力を超える場合に、前記要求動力が前記アシスト可能動力以上となるように前記油圧ポンプの容量を増加する、請求項1に記載の建設機械の油圧制御装置。

請求項3

前記回生モータは、可変容量式のモータであり、前記コントローラは、前記3種複合動作時において、前記旋回モータから導出される全ての作動油を用いて負担可能なアシスト可能動力が前記油圧ポンプに要求される要求動力を超える場合に、前記回生モータにより回生される動力が前記要求動力以下となるように前記回生モータを制御する、請求項1に記載の建設機械の油圧制御装置。

請求項4

前記コントローラは、前記3種複合動作時において、前記回生モータにより回生される動力が前記要求動力よりも小さい場合、前記油圧ポンプの吐出流量から前記回生流量を減じた流量が得られるように前記油圧ポンプの容量を小さくする、請求項1〜3の何れか1項に記載の建設機械の油圧制御装置。

技術分野

0001

本発明は、油圧ショベル等の建設機械に設けられた油圧制御装置に関するものである。

背景技術

0002

例えば、特許文献1に記載の油圧ショベルは、上部旋回体に対して上げ方向及び下げ方向に回転可能に取り付けられたブームと、ブームを駆動するブームシリンダと、ブームに対して回転可能に取り付けられたアームと、アームを駆動するアームシリンダと、アームシリンダに対して作動油を供給するための可変容量式油圧ポンプとを備えている。

0003

この油圧ショベルでは、ブームの下げ動作アーム動作とが同時に行われる2種複合動作時においてブームの位置エネルギー活用するためにブームシリンダから油圧ポンプの吐出通路に作動油が戻されるとともに、この作動油の流量の分だけ油圧ポンプの流量が減らされる。

0004

具体的に、前記油圧ショベルは、ブームシリンダのヘッド側室と油圧ポンプの吐出通路との間に設けられたアクチュエータ回生回路回生流路及び第2流量調整部)と、アクチュエータ回生回路を通じた戻り油の流量及び油圧ポンプの容量を制御するコントローラとを備えている。

0005

また、特許文献1に記載の油圧ショベルでは、ブーム下げ動作時におけるブームシリンダから導出される作動油のうち油圧ポンプの吐出通路に戻し切れない余剰の作動油が存在する場合に当該作動油の持つエネルギーアキュムレータによって蓄えられる。

0006

具体的に、特許文献1に記載の油圧ショベルは、アキュムレータと、ブームシリンダのヘッド側室とアキュムレータとの間に設けられたアキュムレータ回生回路(蓄圧流路、第1流量調整部)とを備えている。前記コントローラは、アキュムレータ回生回路を通じてアキュムレータに蓄圧される戻り油の流量を制御する。

0007

特許文献1に記載の油圧ショベルによれば、ブーム下げ動作とアーム動作との2種複合動作時において、ブームの位置エネルギーを効率よく利用することができる。

0008

また、下部体と、下部体上に旋回可能に設けられた上部旋回体と、上部旋回体を旋回駆動する旋回モータとを備えた建設機械において、旋回制動時における上部旋回体の慣性エネルギーを活用するために旋回モータからの戻り油を回生するものも知られている。

0009

具体的に、この建設機械は、油圧ポンプを駆動するエンジン駆動軸に接続された回生モータと、旋回モータと回生モータとの間に設けられたモータ回生回路とを備えている。

0010

前記建設機械によれば、旋回制動時にモータ回生回路を通じて回生モータに作動油が供給されることにより、旋回制動時における上部旋回体の慣性エネルギーによってエンジンをアシストすることができる。

先行技術

0011

特開2008−89024号公報

発明が解決しようとする課題

0012

ここで、ブーム下げ動作とアーム動作と旋回減速動作とが同時に行われる3種複合動作時において、ブームの位置エネルギーを利用して油圧ポンプの吐出流量を減らす(エンジンの動力を減らす)特許文献1に記載の油圧ショベルに対して、上部旋回体の慣性エネルギーによりエンジンをアシストする構成を付加することが考えられる。

0013

しかし、これらの構成を単に組み合わせるだけでは、十分な回生効率を得ることができないという課題がある。

0014

具体的に、ブームの位置エネルギーを利用して油圧ポンプの吐出流量を減らした状態においては当該油圧ポンプに要求される動力が小さいため、上部旋回体の慣性エネルギーのうち油圧ポンプの動力(エンジンの動力)として利用できる部分が制限される。

0015

本発明の目的は、3種複合動作時においてブームの位置エネルギー及び上部旋回体の慣性エネルギーを有効に活用することにより十分な回生効率を得ることができる建設機械を提供することにある。

課題を解決するための手段

0016

上記課題を解決するために、本発明は、下部体と、前記下部体上に旋回可能に設けられた上部旋回体と、前記上部旋回体に対して上げ方向及び下げ方向に回転可能に取り付けられたブームとを有する建設機械の油圧制御装置であって、前記上部旋回体を旋回駆動する旋回モータと、前記ブームを駆動するブームシリンダと、前記建設機械に設けられた被駆動体を駆動するための油圧アクチュエータと、前記油圧アクチュエータに対して作動油を供給する可変容量式の油圧ポンプと、前記油圧ポンプを駆動するエンジンと、前記ブームシリンダのヘッド側室と前記油圧ポンプの吐出通路との間に設けられ、前記ヘッド側室から前記吐出通路への作動油の流量を調整可能なアクチュエータ回生回路と、アキュムレータと、前記ブームシリンダのヘッド側室と前記アキュムレータとの間に設けられ、前記ヘッド側室から前記アキュムレータへの作動油の流量を調整可能なアキュムレータ回生回路と、前記エンジンの駆動軸に接続された回生モータと、前記回生モータと前記旋回モータとの間に設けられ、前記旋回モータから前記回生モータへの作動油の供給を許容する許容状態禁止する禁止状態との間で切換可能なモータ回生回路と、前記ブーム下げ動作と前記被駆動体の動作との2種複合動作時において、前記ヘッド側室から前記吐出通路へ供給可能な回生流量に基づいて前記アクチュエータ回生回路を制御し、前記ヘッド側室から前記アキュムレータに供給可能な蓄圧流量に基づいて前記アキュムレータ回生回路を制御し、さらに前記油圧ポンプの吐出流量から前記回生流量を減じた流量が得られるように前記油圧ポンプの容量を小さくする一方、前記上部旋回体の旋回減速時に前記モータ回生回路を前記許容状態に切換制御するコントローラとを備え、前記コントローラは、前記ブームの下げ動作と前記被駆動体の動作と前記上部旋回体の旋回減速動作とが同時に行われる3種複合動作時において、前記モータ回生回路を前記許容状態に切換制御し、この状態で前記回生流量及び前記蓄圧流量を特定し、さらに特定された前記回生流量及び前記蓄圧流量に基づいて前記アクチュエータ回生回路及びアキュムレータ回生回路を制御する、建設機械の油圧制御装置を提供する。

0017

本発明によれば、旋回モータからの戻り油を用いた回生がブームシリンダからの戻り油を用いた回生に優先して行われるため、回生流量に応じて油圧ポンプの吐出流量が低減された状態で旋回モータからの戻り油により回生される動力(以下、アシスト動力という)を設定する場合と比較して、アシスト動力を増加することが可能となる。そのため、上部旋回体の慣性エネルギーを有効に活用することができる。

0018

ここで、アシスト動力が増加すると2種複合動作の場合と比較して油圧ポンプの吐出流量が多い状態で維持される。そのため、油圧ポンプに要求される動力(以下、要求動力という)のうち回生流量により負担される動力が制限される場合があるが、ヘッド側室からの作動油は、油圧ポンプの吐出通路だけでなくアキュムレータに対しても供給可能である。

0019

そこで、本発明では、モータ回生回路が許容状態に切り換えられた状態(アシスト動力の回生が行われている状態)で回生流量及び蓄圧流量が特定される。これにより、ブームシリンダからの戻り油のうち吐出通路側への供給が制限された作動油をアキュムレータに導いて、ブームの位置エネルギーも有効に活用することができる。

0020

したがって、本発明によれば、3種複合動作時においてブームの位置エネルギー及び上部旋回体の慣性エネルギーを有効に活用することにより十分な回生効率を得ることができる。

0021

ここで、旋回モータから導出された全ての作動油を用いて負担可能なアシスト可能動力が油圧ポンプに要求される要求動力を超える場合に要求動力を保持すると、エンジンの回転数の増加に伴うエンジンの吹き上がりが生じるおそれがある。

0022

そこで、前記建設機械の油圧制御装置において、前記コントローラは、前記3種複合動作時において、前記旋回モータから導出される全ての作動油を用いて負担可能なアシスト可能動力が前記油圧ポンプに要求される要求動力を超える場合に、前記要求動力が前記アシスト可能動力以上となるように前記油圧ポンプの容量を増加することが好ましい。

0023

この態様によれば、油圧ポンプの容量、つまり、エンジンの動力を増加することにより、アシスト可能動力の全てを用いた場合のエンジンの吹き上がりを防止することができる。

0024

一方、油圧ポンプの容量の増加に伴い回生流量がさらに制限されるが、上述のようにブームシリンダからの戻り油のうち吐出通路への供給が制限された作動油はアキュムレータに導くことができる。

0025

また、エンジンの吹き上がりを防止するために、前記建設機械の油圧制御装置において、前記回生モータは、可変容量式のモータであり、前記コントローラは、前記3種複合動作時において、前記旋回モータから導出される全ての作動油を用いて負担可能なアシスト可能動力が前記油圧ポンプに要求される要求動力を超える場合に、前記回生モータにより回生される動力が前記要求動力以下となるように前記回生モータを制御することもできる。

0026

この態様によれば、アシスト可能動力が要求動力を超える場合に、アシスト動力を要求動力以下に調整することによりエンジンの吹き上がりを防止することができる。

0027

また、前記態様によれば、想定される全てのアシスト可能動力を吸収可能な大容量の回生モータを採用する場合と比較して回生モータの小容量化、つまり小型化を図ることもできる。

0028

ここで、アシスト可能動力を超える動力に要求動力を増加する場合、元々の要求動力を超える動力で駆動する油圧ポンプは余剰の作動油を吐出し、当該余剰の作動油の持つエネルギーはリリーフ弁等によって熱として廃棄される。

0029

そこで、前記建設機械の油圧制御装置において、前記コントローラは、前記3種複合動作時に前記アシスト可能動力が前記要求動力を超える場合に、前記要求動力が前記アシスト可能動力と略同等となるように前記油圧ポンプの容量を増加することが好ましい。

0030

この態様によれば、上述のようにアシスト可能動力の全てを用いた場合のエンジンの吹き上がりを防止しながらリリーフ弁等によって熱として廃棄されるエネルギーを最小限に抑えることができる。

0031

ここで、アシスト動力が要求動力よりも小さい場合には、回生流量により負担される動力の分だけ油圧ポンプの動力(エンジンの動力)の一部を低減することができる。

0032

具体的に、前記建設機械の油圧制御装置において、前記コントローラは、前記3種複合動作時において、前記回生モータにより回生される動力が前記要求動力よりも小さい場合、前記油圧ポンプの吐出流量から前記回生流量を減じた流量が得られるように前記油圧ポンプの容量を小さくすることが好ましい。

0033

この態様によれば、油圧ポンプの容量を減らすことによりエンジンの動力を低減することができる。

発明の効果

0034

本発明によれば、3種複合動作時においてブームの位置エネルギー及び上部旋回体の慣性エネルギーを有効に活用することにより十分な回生効率を得ることができる。

図面の簡単な説明

0035

本発明の第1実施形態に係る油圧ショベルの全体構成を示す側面図である。
図1の油圧ショベルの油圧系統を示す回路図である。
図1の油圧ショベルの電気系統を示すブロック図である。
図3のコントローラにより実行される処理を示すフローチャートである。
動力の分配状態の例1を示す表である。
動力の分配状態の例2及び第2実施形態による分配状態を示す表である。

実施例

0036

以下添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。

0037

<第1実施形態>
図1を参照して、本発明の第1実施形態に係る建設機械の一例としての油圧ショベル1は、クローラ2aを有する下部走行体(下部体)2と、下部走行体2上に旋回可能に設けられた上部旋回体3と、上部旋回体3に取り付けられたアタッチメント4とを備えている。

0038

アタッチメント4は、上部旋回体3に対して上げ方向及び下げ方向に回転可能に取り付けられたブーム6と、ブーム6の先端部に対して押し方向及び引き方向に回転可能に取り付けられたアーム(被駆動体)7と、アーム7の先端部に対して回転可能に取り付けられたバケット8とを備えている。

0039

また、アタッチメント4は、ブーム6を駆動するブームシリンダ9と、アーム7を駆動するアームシリンダ(油圧アクチュエータの一例)10と、バケット8を駆動するバケットシリンダ11とを備えている。

0040

ブーム6は、ブームシリンダ9のロッド伸長することにより上げ方向に作動し、ブームシリンダ9のロッドが縮小することにより下げ方向に作動する。アーム7は、アームシリンダ10のロッドが伸長することにより引き方向に作動し、アームシリンダ10のロッドが縮小することにより押し方向に作動する。

0041

上部旋回体3は、下部走行体2に対して上部旋回体3を旋回駆動する旋回モータ3aと、図2に示す油圧系統12と、図3に示すコントローラ13とを備えている。

0042

図2を参照して、油圧系統12は、ブームシリンダ9に作動油を供給する可変容量式の第1油圧ポンプ14と、アームシリンダ10及び旋回モータ3aに作動油を供給する可変容量式の第2油圧ポンプ(油圧ポンプの一例)15と、両油圧ポンプ14、15を駆動するエンジン16と、エンジン16の出力軸に接続された回生モータ17と、ブーム6を駆動するためのブーム駆動回路18と、アーム7を駆動するためのアーム駆動回路19と、上部旋回体3を旋回駆動するための旋回駆動回路20と、ブームシリンダ9からの戻り油をアームシリンダ10に回生するためのアーム回生回路(アクチュエータ回生回路)21と、アキュムレータ42と、ブームシリンダ9からの戻り油によりアキュムレータ42を蓄圧するためのアキュムレータ回生回路22と、旋回モータ3aからの戻り油により回生モータ17を作動するためのモータ回生回路23とを備えている。

0043

第2油圧ポンプ15は、ポンプ調整器15bを有し、このポンプ調整器15bが後述するコントローラ13から指令を受けることにより第2油圧ポンプ15の容量が調整される。また、第2油圧ポンプ15の吐出圧力は、吐出圧検出センサ15aにより検出される。

0044

回生モータ17は、モータ調整器17aを有し、このモータ調整器17aがコントローラ13から指令を受けることにより回生モータ17の容量が調整される。また、回生モータ17は、後述するアキュムレータ回生回路22及びモータ回生回路23のうち高圧側の回路と接続されるように、当該両回路22、23に対してシャトル弁17bを介して接続されている。

0045

ブーム駆動回路18は、第1油圧ポンプ14とブームシリンダ9との間に設けられたコントロールバルブ24と、コントロールバルブ24を操作するためのブーム操作手段25と、ブーム6の下げ方向の操作が行われたことを検出可能なブーム下げ操作検出センサ26と、ブームシリンダ9のヘッド側室の圧力を検出可能なヘッド圧検出センサ27とを備えている。

0046

コントロールバルブ24は、ブーム6を停止させるための中立位置と、ブーム6を下げ方向に駆動するためのブーム下げ位置(図の右側位置)と、ブーム6を上げ方向に駆動するためのブーム上げ位置(図の左側位置)との間で切換可能である。また、コントロールバルブ24は、ブーム操作手段25が操作されていない状態で中立位置に付勢されている。

0047

ブーム操作手段25は、リモコン弁操作レバーとを有し、操作レバーが操作されることにより、図外のパイロットポンプからの作動油(パイロット圧)をコントロールバルブ24の両パイロットポートに供給可能である。

0048

ブーム下げ操作検出センサ26は、ブーム操作手段25によるブーム下げの操作量をパイロット圧として検出可能である。なお、油圧系統12には、ブーム上げ操作検出センサも設けられているが、図の簡略化のため省略されている。

0049

アーム駆動回路19は、第2油圧ポンプ15とアームシリンダ10との間に設けられたコントロールバルブ28と、コントロールバルブ28を操作するためのアーム操作手段29と、アーム7の押し方向の操作が行われたことを検出可能なアーム押し操作検出センサ30と、アームシリンダ10のロッド側室の圧力を検出可能なロッド圧検出センサ31とを備えている。

0050

コントロールバルブ28は、アーム7を停止させるための中立位置と、アーム7を押し方向に駆動するためのアーム押し位置(図の右側位置)と、アーム7を引き方向に駆動するためのアーム引き位置(図の左側位置)との間で切換可能である。また、コントロールバルブ28は、アーム操作手段29が操作されていない状態で中立位置に付勢されている。

0051

アーム操作手段29は、リモコン弁と操作レバーとを有し、操作レバーが操作されることにより、図外のパイロットポンプから作動油(パイロット圧)をコントロールバルブ28の両パイロットポートに供給可能である。

0052

アーム押し操作検出センサ30は、アーム操作手段29によるアーム押しの操作量をパイロット圧として検出可能である。なお、油圧系統12には、アーム引き操作検出センサも設けられているが、図の簡略化のため省略されている。

0053

旋回駆動回路20は、第2油圧ポンプ15と旋回モータ3aとの間に設けられたコントロールバルブ32と、コントロールバルブ32を操作するための旋回操作手段33と、上部旋回体3の右旋回操作が行われたことを検出可能な右旋回操作検出センサ34と、上部旋回体3の左旋回操作が行われたことを検出可能な左旋回操作検出センサ35と、コントロールバルブ32と旋回モータ3aとの間に設けられたブレーキ回路36と、旋回モータ3aの右旋回通路の圧力を検出可能な右旋回圧検センサ37と、旋回モータ3aの左旋回通路の圧力を検出可能な左旋回圧検出センサ38とを備えている。

0054

コントロールバルブ32は、上部旋回体3を停止させるための中立位置と、上部旋回体3を右旋回駆動するための右旋回位置(図の上側位置)と、上部旋回体3を左旋回駆動するための左旋回位置(図の下側位置)との間で切換可能である。また、コントロールバルブ32は、旋回操作手段33が操作されていない状態で中立位置に付勢されている。

0055

旋回操作手段33は、リモコン弁と操作レバーとを有し、操作レバーが操作されることにより、図外のパイロットポンプ作動油(パイロット圧)をコントロールバルブ32の両パイロットポートに供給可能である。

0056

右旋回操作検出センサ34は、旋回操作手段33による右旋回操作をパイロット圧として検出可能であり、左旋回操作検出センサ35は、旋回操作手段33による左旋回操作をパイロット圧として検出可能である。

0057

ブレーキ回路36は、コントロールバルブ32が中立位置に操作された状態において旋回モータ3aの右旋回通路及び左旋回通路のうちの高圧側の通路(以下、高圧側通路という)に背圧を立てながら低圧側の通路(以下、低圧側通路という)に作動油を補給する。

0058

具体的に、ブレーキ回路36は、高圧側通路がリリーフ圧を超えたときに開放する一対のリリーフ弁36aと、リリーフ弁36aが開放したときに高圧側通路から低圧側通路に作動油を導くための一対のチェック弁36bと、リリーフ弁36aを通じた作動油のうち低圧側通路に導くことができない作動油をタンクに導くためのブーストチェック弁36cとを備えている。

0059

アーム回生回路21は、ブームシリンダ9のヘッド側通路とアームシリンダ10のロッド側通路との間(ブームシリンダ9のヘッド側室と第2油圧ポンプ15の吐出通路との間)に設けられ、ブームシリンダ9のヘッド側通路からアームシリンダ10のロッド側通路への作動油の流量を調整可能である。

0060

具体的に、アーム回生回路21は、ブームシリンダ9のヘッド側通路とアームシリンダ10のロッド側通路とを接続するアーム回生通路39と、アーム回生通路39に設けられたアーム回生弁40とを備えている。アーム回生弁40は、後述するコントローラ13から指令が出力されていない状態において閉鎖位置に付勢され、コントローラ13からの指令によりアーム回生通路39内の作動油の流量を調整可能な電磁弁である。

0061

なお、符号H1は、コントロールバルブ24が中立位置にある状態でブーム6が下がらないように当該ブーム6を保持するためのホールディングバルブである。

0062

アキュムレータ回生回路22は、ブームシリンダ9のヘッド側通路(ブームシリンダ9のヘッド側室)とアキュムレータ42との間に設けられ、ブームシリンダ9のヘッド側通路からアキュムレータ42への作動油の流量を調整可能である。

0063

具体的に、アキュムレータ回生回路22は、ブームシリンダ9のヘッド側通路とアキュムレータ42とを接続するアキュムレータ通路41と、ヘッド側通路からアキュムレータ42への作動油の流量を調整可能なアキュムレータ回生弁43(以下、ACC回生弁43という)と、アキュムレータ42から放出される作動油の流量を調整可能な放圧弁44と、ヘッド側通路からの作動油のうちタンクに排出する作動油の流量を調整可能なメータアウト弁46(以下、M/O弁46という)と、アキュムレータ42に蓄えられた作動油の圧力を検出可能な蓄圧検出センサ47とを備えている。

0064

ACC回生弁43は、アキュムレータ通路41のアキュムレータ42の上流側(ブームシリンダ9側)に設けられている。ACC回生弁43は、後述するコントローラ13から指令が出力されていない状態において閉鎖位置に付勢され、コントローラ13からの指令によりアキュムレータ通路41内の作動油の流量を調整可能な電磁弁である。

0065

放圧弁44は、アキュムレータ通路41のアキュムレータ42の下流側(シャトル弁17b側)に設けられている。放圧弁44は、後述するコントローラ13から指令が出力されていない状態において閉鎖位置に付勢され、コントローラ13からの指令によりアキュムレータ通路41内の作動油の流量を調整可能な電磁弁である。ACC弁43が閉鎖位置に切り換えられた状態で放圧弁44を開放することにより、アキュムレータ42に蓄えられた作動油によって回生モータ17が作動する。

0066

M/O弁46は、アキュムレータ通路41のACC回生弁43の上流側の位置とタンクとを接続するメータアウト通路45に設けられている。M/O弁46は、後述するコントローラ13から指令が出力されていない状態において閉鎖位置に付勢され、コントローラ13からの指令によりメータアウト通路45内の作動油の流量を調整可能な電磁弁である。

0067

なお、符号H2は、コントロールバルブ24が中立位置にある状態でブーム6が下がらないように当該ブーム6を保持するためのホールディングバルブである。ホールディングバルブは、コントロールバルブ24とブームシリンダ9のヘッド側室との間にも設けられているが、図の簡略化のために省略されている。

0068

モータ回生回路23は、回生モータ17と旋回モータ3aとの間に設けられ、旋回モータ3aから回生モータ17への作動油を供給する状態と停止する状態との間で切換可能である。

0069

具体的に、モータ回生回路23は、旋回モータ3aの右旋回用のポート(右旋回通路)に接続された右連通路48と、旋回モータ3aの左旋回用のポート(左旋回通路)に接続された左連通路49と、右連通路48に設けられた右回生弁50と、左連通路49に設けられた左回生弁51とを備えている。

0070

右回生弁50は、後述するコントローラ13からの指令が出力されていない状態において閉鎖位置に付勢され、コントローラ13からの指令により右連通路48内の作動油の流量を調整可能な電磁弁である。

0071

左回生弁51は、後述するコントローラ13からの指令が出力されていない状態において閉鎖位置に付勢され、コントローラ13からの指令により左連通路49内の作動油の流量を調整可能な電磁弁である。

0072

両連通路48、49は、両回生弁50、51の下流側の位置で1本の通路に収束し、この1本の通路がシャトル弁17bを介して回生モータ17に接続されている。

0073

なお、旋回モータ3aの旋回速度は、旋回速度センサ3bによって検出される。

0074

図3を参照して、コントローラ13には、ブーム下げ操作検出センサ26、アーム押し操作検出センサ30、右旋回操作検出センサ34、左旋回操作検出センサ35、ヘッド圧検出センサ27、ロッド圧検出センサ31、右旋回圧検出センサ37、左旋回圧検出センサ38、蓄圧検出センサ47、吐出圧検出センサ15a及び旋回速度センサ3bによる検出信号が入力される。また、コントローラ13は、前記検出信号に基づいて、アーム回生弁40、ACC蓄圧弁43、M/O弁46、放圧弁44、右回生弁50、左回生弁51、ポンプ調整器15b及びモータ調整器17aに作動指令を出力する。

0075

具体的に、コントローラ13は、ブーム6の下げ動作とアーム7の押し動作との2種複合動作時に次の制御を実行する。

0076

<2種複合動作時の制御>
図2を参照して、コントローラ13は、ブームシリンダ9のヘッド側室からアームシリンダ10のロッド側通路へ供給可能な回生流量に基づいてアーム回生回路21を制御する。また、コントローラ13は、ブームシリンダ9のヘッド側室からアキュムレータ42に供給可能な蓄圧流量に基づいてアキュムレータ回生回路22を制御する。さらに、コントローラ13は、第2油圧ポンプ15の吐出流量から前記回生流量を減じた流量が得られるように第2油圧ポンプ15の容量を制御する。なお、第2油圧ポンプ15の吐出流量は、アーム操作手段29及び旋回操作手段33の操作量に基づいて特定される。

0077

回生流量及び蓄圧流量は、次の式(1)によって算出される。

0078

Q=A×C×√ΔP・・・(1)
ここで、Qは流量であり、Aは回生弁の開口面積であり、ΔPは回生弁の一次側の圧力と二次側の圧力との差である。

0079

回生流量を求める場合、まず、式(1)を用いてブームシリンダ9からの戻り油による最大回生流量を算出する。具体的に、Aにアーム回生弁40の最大開口面積代入し、ΔPにブームシリンダ9のヘッド側圧(ヘッド圧検出センサ27による検出圧)からアームシリンダ10のロッド側圧(ロッド圧検出センサ31による検出圧)を減じた値を代入する。次いで、最大回生流量と、アーム操作手段29の操作量により定まるアームシリンダ10に対する作動油の供給流量(以下、必要流量という)とに基づいてアームシリンダ10に供給可能な回生流量を算出する。回生流量が算出されることにより、式(1)に基づいてアーム回生弁40の開口面積Aが算出される。

0080

蓄圧流量を求める場合、まず、式(1)を用いてアキュムレータ42に供給可能な作動油の最大蓄圧流量を算出する。具体的に、AにACC回生弁43の最大開口面積を代入し、ΔPにブームシリンダ9のヘッド側圧からアキュムレータ42の圧力(蓄圧検出センサ47による検出圧)を減じた値を代入する。次いで、前記最大回生流量から前記回生流量を減じた残りの流量と前記最大蓄圧流量とに基づいて、アキュムレータ42に供給可能な蓄圧流量を算出する。蓄圧流量が算出されることにより、式(1)に基づいてACC回生弁43の開口面積Aが算出される。

0081

ブームシリンダ9からの戻り油のうちアームシリンダ10及びアキュムレータ42の双方に供給することができない作動油は、M/O弁46を通じてタンクに回収される。なお、M/O弁46の開口面積は、最大回生流量から回生流量及び蓄圧流量を減じた値とブームシリンダ9のヘッド側圧とに基づいて前記(1)により算出される。

0082

一方、コントローラ13は、上部旋回体3の旋回減速時に次の制御を実行する。

0083

<旋回減速時の制御>
コントローラ13は、旋回減速時に旋回モータ3aから回生モータ17に作動油が供給されるようにモータ回生回路23を制御する。

0084

また、コントローラ13は、第2油圧ポンプ15に要求される要求動力に基づいて回生モータ17を制御する。

0085

要求動力は、第2油圧ポンプ15の吐出流量と吐出圧力との積によって求められる。第2油圧ポンプ15の吐出圧力は、吐出圧検出センサ15aにより検出される。

0086

また、コントローラ13は、旋回モータ3aから導出される全ての作動油を用いて負担可能なアシスト可能動力を算出する。アシスト可能動力は、上部旋回体3の旋回速度(旋回速度センサ3bによる検出速度)と旋回モータ3aの容量と図外の旋回ベアリングによる減速比とによって算出される。

0087

コントローラ13は、アシスト可能動力が要求動力以上である場合には要求動力と同等のアシスト動力を設定し、アシスト可能動力が要求動力よりも小さい場合にはアシスト可能動力と同等のアシスト動力を設定する。

0088

ここで、回生モータ17の動力(アシスト動力)は作動油の圧力(旋回圧検出センサ37、38による検出圧のうち高圧側の圧力)と回生モータ17の容量との積によって定まる。そのため、コントローラ13は、旋回減速時に、右回生弁50及び左回生弁51のうちの高圧側の回生弁を全開に切り換えるとともに、前記アシスト動力が得られるように回生モータ17の容量を制御する。

0089

さらに、コントローラ13は、ブーム6の下げ動作とアーム7の押し動作と上部旋回体3の旋回減速動作とが同時に行われる3種複合動作時において次の制御を行う。

0090

<3種複合動作時の制御>
コントローラ13は、旋回モータ3aからの戻り油により回生モータ17の回生を実行するモータ回生処理、ブームシリンダ9の戻り油をアームシリンダ10の駆動に用いるアクチュエータ回生処理、ブームシリンダ9の戻り油によりアキュムレータ42を蓄圧するアキュムレータ回生処理をこの順に実行する。モータ回生処理の後であれば、アクチュエータ回生処理及びアキュムレータ回生処理は並行して行うこともできる。

0091

モータ回生処理において、コントローラ13は、モータ回生回路23からの作動油により負担されるアシスト動力を特定するために、上述した旋回制動動作時の制御と同様に、アシスト可能動力及び要求動力を特定する。

0092

そして、コントローラ13は、アシスト可能動力が要求動力を超える場合、要求動力がアシスト可能動力以上となるように第2油圧ポンプ15の容量を増加する(要求動力を増加させる)とともにアシスト可能動力をアシスト動力に設定する。

0093

これにより、アシスト可能動力が要求動力よりも大きい場合であっても、アシスト可能動力の全てを用いたときのエンジン16の吹き上がりを防止することができる。

0094

一方、コントローラ13は、アシスト可能動力が要求動力以下である場合には、第2油圧ポンプ15の容量を維持したまま(要求動力を維持したまま)アシスト可能動力をアシスト動力に設定する。

0095

そして、コントローラ13は、アシスト動力が得られるように右回生弁50及び左回生弁51のうちの高圧側の回生弁を全開にするとともに回生モータ17の容量を制御する。

0096

モータ回生処理の後に実行されるアクチュエータ回生処理において、コントローラ13は、上述した2種複合動作の場合と同様に、最大回生流量とアームシリンダ10の必要流量とに基づいて回生流量を特定し、特定された回生流量に基づいてアーム回生弁40を制御する。

0097

なお、3種複合動作においてはモータ回生処理がアクチュエータ回生処理に優先して実行されるため、2種複合動作時と比較して第2油圧ポンプ15の吐出流量が多い状態で維持される。そのため、第2油圧ポンプ15の要求動力のうち、回生流量により負担される動力は2種複合動作時と比較して制限される場合がある。このように制限された動力は、後述するアキュムレータ回生処理においてアキュムレータ42に蓄圧される。

0098

また、アクチュエータ回生処理において、コントローラ13は、アシスト可能動力が要求動力未満である場合に、第2油圧ポンプ15の吐出流量がアーム操作手段29及び旋回操作手段33の操作量により定まる吐出流量から回生流量を減じた流量となるように第2油圧ポンプ15の容量を減らす。

0099

アクチュエータ回生処理の後に実行されるアキュムレータ回生処理において、コントローラ13は、2種複合動作時の制御と同様に、前記最大回生流量から前記回生流量を減じた残りの流量と前記最大蓄圧流量とに基づいて蓄圧流量を算出する。

0100

なお、上述した2種複合動作時の制御と同様に、ブームシリンダ9からの戻り油のうちアームシリンダ10及びアキュムレータ42の双方に供給することができない作動油は、M/O弁46を通じてタンクに回収される。

0101

以下、図2及び図4を参照して、コントローラ13により実行される処理について説明する。

0102

処理が開始されると、ブーム下げ操作検出センサ26及びアーム押し操作検出センサ30による検出値に基づいてブーム6の下げ動作及びアーム7の押し動作が行われているか否かが判定される(ステップS1)。

0103

ステップS1でNOと判定されると、上部旋回体3が旋回減速中であるか否かが判定される(ステップS2)。具体的に、ステップS5では、旋回速度センサ3bによって上部旋回体3が旋回中であることが検出されている状態で、両旋回操作検出センサ34、35による旋回操作が検出されてない場合に、旋回減速中であると判定される。

0104

ステップS2でNOと判定されると前記ステップS1を繰り返し実行する一方、ステップS2でYESと判定されると、上述した旋回減速時の回生制御が実行され(ステップS3)、当該処理はリターンする。

0105

また、ステップS1でYESと判定されると、ブームシリンダ9からの戻り油をアームシリンダ10に回生することができる条件として予め設定された回生可能条件を満たすか否かが判定される(ステップS4)。

0106

ステップS4でNOと判定された場合には、ステップS1を繰り返し実行する。

0107

一方、ステップS4でYESと判定されると、上部旋回体3が旋回減速中であるか否かが判定される(ステップS5)。

0108

ステップS5において上部旋回体3が旋回減速中でないと判定されると、上述した2種複合動作時の回生制御S6が実行され、当該処理はリターンする。

0109

一方、ステップS5において上部旋回体3が旋回減速中である、つまり、3種複合動作中であると判定されると、ステップS7〜S9の3種複合動作時の回生制御が実行される。以下、図4図6を参照して、この制御内容を説明する。

0110

図5は、ブームシリンダ9の回生可能動力が100であり、旋回モータ3aのアシスト可能動力が40であり、アキュムレータ42の蓄圧可能動力が100であり、第2油圧ポンプ15の要求動力が70である場合の動力の配分を示すものである。図6は、図5と異なり旋回モータ3aのアシスト可能動力が100である場合の動力配分を示すものである。なお、上記の数値は、動力配分を説明するための目安であり、実際の動力を示すものではない。

0111

ステップS7のモータ回生処理では、アシスト動力が設定される。

0112

図5の例1では、アシスト可能動力(40)が要求動力(70)よりも小さいため、[1]に示すようにアシスト可能動力(40)の全てがアシスト動力に設定される。

0113

一方、図6の例2では、アシスト可能動力(100)が要求動力(70)を超えるため、[1]に示すように、要求動力がアシスト可能動力(100)以上の動力(120)となるように第2油圧ポンプ15の容量(吐出流量)を増加するとともにアシスト可能動力(100)の全てがアシスト動力に設定される。

0114

そして、コントローラ13は、設定されたアシスト動力が得られるように右回生弁50及び左回生弁51のうちの高圧側の回生弁を全開位置に制御するとともに、回生モータ17の容量を制御する。

0115

次いで、ステップS8のアクチュエータ回生処理では、回生流量及び第2油圧ポンプ15の吐出流量が設定される。

0116

上述のようにアシスト動力が回生流量に優先して設定されているため、2種複合動作の場合と比較して第2油圧ポンプ15の吐出流量が多い状態で維持される。そのため、第2油圧ポンプ15の要求動力のうち回生流量により負担される動力が制限される場合がある。

0117

具体的に、図5の例1では、回生流量は、前記アシスト動力(40)を要求動力(70)から減じた動力(30)を負担するための流量に設定される。また、アーム操作手段29及び旋回操作手段33の操作量により定まる第2油圧ポンプ15の吐出流量から前記回生流量を減じた流量が第2油圧ポンプ15の吐出流量として設定される。なお、3種複合動作中の状態においては上述のように旋回操作手段33の操作量は0である。

0118

一方、図6の例2では、回生流量は、アシスト動力(100)を要求動力(120)から減じた動力(20)を負担するための流量に設定される。また、ステップS7において増加された第2油圧ポンプ15の容量により定まる吐出流量から前記回生流量を減じた流量が第2油圧ポンプ15の吐出流量として設定される。

0119

そして、コントローラ13は、設定された回生流量となるようにアーム回生弁40を制御するとともに、設定された吐出流量となるように第2油圧ポンプ15の容量を制御する。

0120

次いで、ステップS9のアキュムレータ回生制御では、蓄圧流量が設定される。

0121

その結果、図5の例1では、ブームシリンダ9の回生可能動力(100)のうちアームシリンダ10に回生される動力(30)を除く動力(70)がアキュムレータ42に配分される。

0122

一方、図6の例2では、ブームシリンダ9の回生可能動力(100)のうちアームシリンダ10に回生される動力(20)を除く動力(80)がアキュムレータ42に配分される。

0123

なお、回生可能動力(100)のうちアームシリンダ10及びアキュムレータ42の双方に導くことができない動力が存在する場合には、ステップS7においてM/O弁46を通じたメータアウト流量も設定される。

0124

そして、以上のように設定された蓄圧流量及びメータアウト流量に基づいて、ACC蓄圧弁43及びM/O弁46を制御して、当該処理はリターンする。

0125

以下、図5及び図6を参照して、比較制御と第1実施形態とを比較する。なお、比較制御は、アーム操作手段29及び旋回操作手段33の操作量により定まる第2油圧ポンプ15の吐出流量から回生流量を減じた状態で、アシスト動力を設定する制御の例である。

0126

図5の場合、比較制御では、[1]においてアーム回生弁40の一次側と二次側との圧力差に応じて、ブームシリンダ9からアームシリンダ10に分配される動力(50)が設定される。そして、この分配される動力(50)の分、第2油圧ポンプ15の容量(要求動力)が低減される(要求動力(70)が要求動力(20)に低減される)。

0127

また、比較制御では、[2]においてアームシリンダ10に分配される動力(50)以外の動力(50)がアキュムレータ42に蓄えられる。

0128

そして、この状態で[3]においてアシスト動力(20)が設定されるため、アシスト可能動力(40)のうちの要求動力(20)以外の動力(20)は廃棄される。

0129

これに対し、第1実施形態の例1では、上述のようにアシスト可能動力(40)が要求動力(70)よりも小さいため、[1]においてアシスト可能動力(40)の全てをアシスト動力として利用することができる。その結果、比較制御における廃棄動力(20)を有効利用することができる。

0130

一方、第1実施形態の例1では、上記廃棄動力(20)を利用する分、比較制御よりも第2油圧ポンプ15の吐出流量が大きく維持される(アーム回生弁40の一次側と二次側との圧力差が小さく維持される)。そのため、[2]に示すように回生流量の戻り油により負担される動力(30)が比較制御における回生流量により負担される動力(50)よりも制限されるが、第1実施形態の例1において、上記のように制限された動力(20)を含む動力(70)は、[3]に示すようにアキュムレータ42に蓄圧される。

0131

さらに、第1実施形態の例1では、[3]において回生流量の戻り油により負担される動力(30)の分だけ第2油圧ポンプ15の要求動力が低減される(要求動力が70から40に低減される)。

0132

一方、図6の場合、比較制御では、[1]においてアーム回生弁40の一次側と二次側との圧力差に応じてブームシリンダ9からアームシリンダ10に分配される動力(50)が設定される。そして、この分配される動力(50)の分、第2油圧ポンプ15の容量(要求動力)が低減される(要求動力(70)が要求動力(20)に低減される)。

0133

また、比較制御では、[2]においてアームシリンダ10に分配される動力(50)以外の動力(50)がアキュムレータ42に蓄えられる。

0134

そして、この状態で[3]においてアシスト動力(20)が設定されるため、アシスト可能動力(100)のうちの要求動力(20)以外の動力(80)は廃棄される。

0135

これに対し、第1実施形態の例2では、上述のように、[1]においてアシスト可能動力(100)の全てをアシスト動力として利用して、比較制御における廃棄動力(80)のうちの一部の動力(30)を有効利用することができる。

0136

具体的に、第1実施形態の例2では、[1]において要求動力(70)が要求動力(120)に増加する。そのため、第2油圧ポンプ15から吐出される作動油の持つエネルギーのうち、元々の要求動力(70)からの増加動力(50)に相当するエネルギーは、図外のリリーフ弁を通過する際の熱として廃棄される。つまり、比較制御の廃棄動力(80)から増加動力(50)を減じた動力(30)が有効利用される。また、この状態においてはアシスト可能動力(100)の全てを吸収可能な動力となるように要求動力が増加されているため、アシスト可能動力(100)の全てを用いた場合のエンジン16の吹き上がりを防止することができる。 ここで、第1実施形態の例2では、比較制御よりも油圧ポンプの吐出流量が大きく維持される(アーム回生弁40の一次側と二次側との圧力差が小さく維持される)。そのため、[2]に示すように回生流量の戻り油により負担される動力(20)が比較制御における回生流量の戻り油により負担される動力(50)よりも制限されるが、[3]に示すように制限された動力(30)を含む動力(80)はアキュムレータ42に蓄圧される。

0137

さらに、第1実施形態の例2では、[3]において回生流量の戻り油により負担される動力(20)の分だけ第2油圧ポンプ15の要求流量が低減される(要求流量が120から100に低減される)。

0138

以上説明したように、旋回モータ3aからの戻り油を用いた回生がブームシリンダ9からの戻り油を用いた回生に優先して行われるため、回生流量に応じて第2油圧ポンプ15の吐出流量が低減された状態で旋回モータ3aからの戻り油により回生されるアシスト動力を設定する場合と比較して、アシスト動力を増加することが可能となる。そのため、上部旋回体3の慣性エネルギーを有効に活用することができる。

0139

ここで、アシスト動力が増加すると2種複合動作の場合と比較して第2油圧ポンプ15の吐出流量が多い状態で維持される。そのため、第2油圧ポンプ15に要求される要求動力のうち回生流量により負担される動力が制限される場合があるが、ヘッド側室からの作動油は、第2油圧ポンプ15の吐出通路だけでなくアキュムレータ42に対しても供給可能である。

0140

そこで、モータ回生回路23が(右回生弁50又は左回生弁51)許容状態に切り換えられた状態(アシスト動力の回生が行われている状態)で回生流量及び蓄圧流量が特定される。これにより、ブームシリンダ9からの戻り油のうち吐出通路側への供給が制限された作動油をアキュムレータ42に導いて、ブーム6の位置エネルギーも有効に活用することができる。

0141

したがって、3種複合動作時においてブーム6の位置エネルギー及び上部旋回体3の慣性エネルギーを有効に活用することにより十分な回生効率を得ることができる。

0142

また、第1実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。

0143

図6の例2に示すように、アシスト可能動力が要求動力を超える場合に要求動力がアシスト可能動力以上となるように第2油圧ポンプ15の容量を増加することにより、アシスト可能動力の全てを用いた場合のエンジン16の吹き上がりを防止することができる。

0144

一方、上記のような第2油圧ポンプ15の容量の増加に伴い回生流量がさらに制限されるが、増加された要求動力に基づいて蓄圧流量を設定することにより、ブームシリンダ9からの戻り油のうち吐出通路への供給が制限された作動油はアキュムレータ42に導くことができる。

0145

一方、図5の例1に示すように、回生モータ17により回生される動力(アシスト動力)が要求動力以下である場合、第2油圧ポンプ15の吐出流量から回生流量を減じた流量が得られるよう第2油圧ポンプ15の容量を小さくすることにより、エンジン16の動力を低減することができる。

0146

<第2実施形態>
第1実施形態では、要求動力がアシスト可能動力以上となるように第2油圧ポンプ15の容量を増加することによりエンジン16の吹き上がりを防止しているが、アシスト可能動力が要求動力を超える場合に、アシスト動力が要求動力以下となるように回生モータ17を制御することにより、エンジン16の吹き上がりを防止することもできる。 具体的には、例えば、図6の第2実施形態に示すように、アシスト動力を要求動力と同等の動力(70)に制限することにより、エンジン16の吹き上がりを防止することができる。

0147

この場合、要求動力(70)の全てがアシスト動力により賄われているため、回生流量の戻り油により負担される動力は0となり、回生可能動力(100)の全てがアキュムレータ42に分配される。

0148

第2実施形態によれば、アシスト可能動力が要求動力を超える場合に、アシスト動力を要求動力以下に調整することによりエンジン16の吹き上がりを防止することができる。

0149

また、第2実施形態によれば、想定される全てのアシスト可能動力を吸収可能な大容量の回生モータを採用する場合と比較して回生モータ17の小容量化、つまり小型化を図ることもできる。

0150

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下の態様を採用することもできる。

0151

前記実施形態では、建設機械の一例として油圧ショベルを挙げているが、建設機械は油圧ショベルに限定されず、クレーン及び破砕機等でもよく、また、発電電動機を有するハイブリッド式の建設機械でもよい。

0152

被駆動体の一例としてアーム7を挙げているが、被駆動体はアーム7に限定されず、例えば、バケット及びクローラ等でもよい。同様に、油圧アクチュエータは、アームシリンダ10に限定されず、バケットシリンダ11及び走行モータ等でもよい。

0153

第2油圧ポンプ15の吐出通路の一例としてアームシリンダ10のロッド側通路を挙げているが、吐出通路はロッド側通路に限定されず、コントロールバルブ28の一次側の通路であってもよい。油圧アクチュエータとしてアームシリンダ10以外のものを採用した場合も同様である。

0154

回生弁50、51は、流量調整可能なものを採用しているが、旋回モータ3aから回生モータ17への作動油の供給を許容する状態と禁止する状態との間で切換可能なものであればよい。

0155

1油圧ショベル(建設機械の一例)
2下部走行体(下部体の一例)
3上部旋回体
3a旋回モータ
6ブーム
7アーム(被駆動体の一例)
9ブームシリンダ
10アームシリンダ(油圧アクチュエータの一例)
13コントローラ
15 第2油圧ポンプ(油圧ポンプの一例)
16エンジン
17回生モータ
21 アーム回生回路
22アキュムレータ回生回路
23モータ回生回路

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