JP2003120616A - 建設機械の油圧制御装置 - Google Patents
建設機械の油圧制御装置Info
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- JP2003120616A JP2003120616A JP2001320029A JP2001320029A JP2003120616A JP 2003120616 A JP2003120616 A JP 2003120616A JP 2001320029 A JP2001320029 A JP 2001320029A JP 2001320029 A JP2001320029 A JP 2001320029A JP 2003120616 A JP2003120616 A JP 2003120616A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 油圧エネルギーを回生すると共に操作性、安
全性に配慮した建設機械の油圧制御装置を提供する。 【解決手段】 原動機と、油圧ポンプと、同ポンプの圧
油を被駆動体のアクチュエータに供給する第1の切換弁S
WVL1と、前記原動機の出力軸に結合した容量制御機構を
持つ可変容量型油圧モータと、前記アクチュエータの稼
動に伴い圧力上昇する前記第1の切換弁近傍の油路と、
同油路内の圧力及びパイロット操作弁の出力操作圧力を
電気信号に変換する検出手段、同検出手段の複数の出力
電気信号に対応して前記容量制御機構を駆動する制御信
号を生成する信号処理部ならびに前記制御信号を対応す
る操作圧油信号に変換する電油変換器を備えた変換制御
部と、同操作圧油信号に応答して前記油路と可変容量型
油圧モータの圧油供給側とを連通する第2の切換弁SWVL2
とから構成される。
全性に配慮した建設機械の油圧制御装置を提供する。 【解決手段】 原動機と、油圧ポンプと、同ポンプの圧
油を被駆動体のアクチュエータに供給する第1の切換弁S
WVL1と、前記原動機の出力軸に結合した容量制御機構を
持つ可変容量型油圧モータと、前記アクチュエータの稼
動に伴い圧力上昇する前記第1の切換弁近傍の油路と、
同油路内の圧力及びパイロット操作弁の出力操作圧力を
電気信号に変換する検出手段、同検出手段の複数の出力
電気信号に対応して前記容量制御機構を駆動する制御信
号を生成する信号処理部ならびに前記制御信号を対応す
る操作圧油信号に変換する電油変換器を備えた変換制御
部と、同操作圧油信号に応答して前記油路と可変容量型
油圧モータの圧油供給側とを連通する第2の切換弁SWVL2
とから構成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、油圧ショベルのような
建設機械に係り、特に同建設機械における油圧エネルギ
ーの回生を行なう油圧制御装置に関する。
建設機械に係り、特に同建設機械における油圧エネルギ
ーの回生を行なう油圧制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図７は、図４に示す油圧ショベル１０の
油圧回路の概略を示す図で、主に上部旋回体１２の回路
について示している。同図７において２１４、２１６、
は可変容量ポンプであり、２１８はパイロットポンプで
ある。２２０はこれらのポンプを駆動する原動機であ
る。２２２は旋回用切換弁であり、この旋回用切換弁２
２２には旋回用油圧モータ２２４が接続され、この旋回
用油圧モータ２２４は大きな慣性を有する上部旋回体２
２６を駆動する。旋回用切換弁２２２は、パイロット操
作弁２２８を操作し当該切換弁２２２の操作圧入力ポー
ト２２２A、２２２Bにパイロットポンプ２１８からの操
作圧信号a1、b1を供給することにより切換えられるよう
になっている。旋回用油圧モータ２２４の通路２３２、
通路２３４にはそれぞれリリーフ弁２３６、リリーフ弁
２３８が設けられている。これらのリリーフ弁２３６、
リリーフ弁２３８が作動すると、各リリーフ弁を通過し
た油は逆止弁２４０、２４２を経て低圧ポート側へ流れ
るとともに一部は通路２４６を経てタンク２４４へ流出
するようになっている。ここで、旋回駆動部分１２の油
圧回路の作動について説明する。
油圧回路の概略を示す図で、主に上部旋回体１２の回路
について示している。同図７において２１４、２１６、
は可変容量ポンプであり、２１８はパイロットポンプで
ある。２２０はこれらのポンプを駆動する原動機であ
る。２２２は旋回用切換弁であり、この旋回用切換弁２
２２には旋回用油圧モータ２２４が接続され、この旋回
用油圧モータ２２４は大きな慣性を有する上部旋回体２
２６を駆動する。旋回用切換弁２２２は、パイロット操
作弁２２８を操作し当該切換弁２２２の操作圧入力ポー
ト２２２A、２２２Bにパイロットポンプ２１８からの操
作圧信号a1、b1を供給することにより切換えられるよう
になっている。旋回用油圧モータ２２４の通路２３２、
通路２３４にはそれぞれリリーフ弁２３６、リリーフ弁
２３８が設けられている。これらのリリーフ弁２３６、
リリーフ弁２３８が作動すると、各リリーフ弁を通過し
た油は逆止弁２４０、２４２を経て低圧ポート側へ流れ
るとともに一部は通路２４６を経てタンク２４４へ流出
するようになっている。ここで、旋回駆動部分１２の油
圧回路の作動について説明する。
【０００３】パイロット操作弁２２８を操作し旋回用切
換弁２２２の操作圧入力ポート２２２Aへパイロット操
作圧力信号a1を供給すると、可変容量ポンプ２１４の圧
油は旋回用切換弁２２２を介して旋回用油圧モータ２２
４の通路２３４へ供給される。
換弁２２２の操作圧入力ポート２２２Aへパイロット操
作圧力信号a1を供給すると、可変容量ポンプ２１４の圧
油は旋回用切換弁２２２を介して旋回用油圧モータ２２
４の通路２３４へ供給される。
【０００４】旋回用油圧モータ２２４は上部旋回体２２
６を回そうとするが、その慣性が非常に大きいため、即
起動することができず、リリーフ弁２３６が作動しつ
つ、このリリーフ弁２３６で定まる圧力にて旋回用油圧
モータ２２４を駆動する。そしてこの圧力により上部旋
回体２２６は次第に加速されつつ、駆動圧力は低下して
いく。この通路２３４における旋回駆動（加速）圧力と
駆動時間の関係は図９（Ａ）に示される。
６を回そうとするが、その慣性が非常に大きいため、即
起動することができず、リリーフ弁２３６が作動しつ
つ、このリリーフ弁２３６で定まる圧力にて旋回用油圧
モータ２２４を駆動する。そしてこの圧力により上部旋
回体２２６は次第に加速されつつ、駆動圧力は低下して
いく。この通路２３４における旋回駆動（加速）圧力と
駆動時間の関係は図９（Ａ）に示される。
【０００５】さらに、一旦作動した後上部旋回体２２６
を停止させる場合には、パイロット操作弁２２８を中立
に戻す、つまり、旋回用切換弁２２２を中立に戻すと旋
回用油圧モータ２２４の両通路２３２、通路２３４はと
もに遮断されるので、このような状態で旋回用油圧モー
タ２２４は上部旋回体２２６によって回動され、従って
排出側の通路２３２の圧力が上昇し、この圧力が上昇し
た圧油はリリーフ弁２３６で定まる圧力で通路２４６へ
排出されるとともに一部は逆止弁２４２を介して通路２
３４へも供給される。こうして、リリーフ弁２３６が作
動しつつ上部旋回体２２６は次第に減速されると共にブ
レーキ圧力も次第に低下し停止に到る。このときの通路
２３２における回路圧力と時間の関係を図９（Ｂ）に示
す。
を停止させる場合には、パイロット操作弁２２８を中立
に戻す、つまり、旋回用切換弁２２２を中立に戻すと旋
回用油圧モータ２２４の両通路２３２、通路２３４はと
もに遮断されるので、このような状態で旋回用油圧モー
タ２２４は上部旋回体２２６によって回動され、従って
排出側の通路２３２の圧力が上昇し、この圧力が上昇し
た圧油はリリーフ弁２３６で定まる圧力で通路２４６へ
排出されるとともに一部は逆止弁２４２を介して通路２
３４へも供給される。こうして、リリーフ弁２３６が作
動しつつ上部旋回体２２６は次第に減速されると共にブ
レーキ圧力も次第に低下し停止に到る。このときの通路
２３２における回路圧力と時間の関係を図９（Ｂ）に示
す。
【０００６】以上説明した如く、図７に示した従来例に
おいては、上部旋回体２２６のような大きな慣性体を加
速、減速する際には油圧エネルギーがリリーフ弁におい
て熱に変換され捨てられており、省エネルギー、環境保
全の面で問題である。
おいては、上部旋回体２２６のような大きな慣性体を加
速、減速する際には油圧エネルギーがリリーフ弁におい
て熱に変換され捨てられており、省エネルギー、環境保
全の面で問題である。
【０００７】また、他の従来例を図８に示す。図８にお
いて図７と同一構成要素は同じ参照番号で示す。図８に
おいて、原動機２２０の出力回転軸には可変容量ポンプ
２１４及びパイロットポンプ２１８が回動可能に結合さ
れ、さらに可変容量ポンプ２１４の出力回転軸上には、
斜板が両側制御できる、オーバーセンター型可変容量ポ
ンプ２５０が配置されている。このオーバーセンター型
可変容量ポンプ２５０からの圧油が旋回用油圧モータ２
２４へ供給されることにより大きな慣性を有する上部旋
回体２２６が旋回駆動されるようになっている。なお、
図示のように上部旋回体２２６の旋回動作は単独でオー
バーセンター型可変容量ポンプ２５０からの圧油の供給
を受けることで行われ、当該ポンプ・モータ２５０と旋
回用油圧モータ２２４とは通路２３２、通路２３４とに
より接続され閉回路を構成している。一方、可変容量ポ
ンプ２１４には旋回用油圧モータ２２４以外のアクチュ
エータを操作するための切換弁群２００が接続されてい
る。また、通路２３２、通路２３４にはリリーフ弁２３
６，２３８、逆止弁２４０，２４２が接続されており、
前記各リリーフ弁２３６，２３８は背圧チェック弁２５
１を経てタンク２４４に接続されている。なお、通路２
４６には補給ポンプ２５２が接続されており、通路２３
２、通路２３４へは逆止弁２４０，２４２を介して当該
補給ポンプ２５２の圧力が補給され、これら通路が異常
に低圧になるのを防止している。ここで、パイロット操
作弁２２８を操作し、オーバーセンター型可変容量ポン
プ２５０を作動、例えば、通路２３２を吐出側、通路２
３４を吸い込み側となるよう操作すると図７の場合と同
様、旋回用油圧モータ２２４は上部旋回体２２６を回そ
うとするが、その慣性が非常に大きいため、即起動する
ことができず、リリーフ弁２３６が作動しつつ、このリ
リーフ弁２３６で定まる圧力にて旋回用油圧モータ２２
４を駆動する。そしてこの圧力により上部旋回体２２６
は次第に加速されつつ、駆動圧力は低下し、図９（Ａ）
と同様な圧力特性となる。この過程ではリリーフ弁２３
６から通路２４６へ流出した油は逆止弁２４２を経て通
路２３４へ流入し再度、オーバーセンター型可変容量ポ
ンプ２５０から吸い込まれる。この旋回用油圧モータ２
２４が定常旋回速度に到る間での加速過程では、高圧側
の通路２３２の圧油は、リリーフ弁２３６から大量に流
出し熱として放出されるので、省エネルギー上問題があ
る。
いて図７と同一構成要素は同じ参照番号で示す。図８に
おいて、原動機２２０の出力回転軸には可変容量ポンプ
２１４及びパイロットポンプ２１８が回動可能に結合さ
れ、さらに可変容量ポンプ２１４の出力回転軸上には、
斜板が両側制御できる、オーバーセンター型可変容量ポ
ンプ２５０が配置されている。このオーバーセンター型
可変容量ポンプ２５０からの圧油が旋回用油圧モータ２
２４へ供給されることにより大きな慣性を有する上部旋
回体２２６が旋回駆動されるようになっている。なお、
図示のように上部旋回体２２６の旋回動作は単独でオー
バーセンター型可変容量ポンプ２５０からの圧油の供給
を受けることで行われ、当該ポンプ・モータ２５０と旋
回用油圧モータ２２４とは通路２３２、通路２３４とに
より接続され閉回路を構成している。一方、可変容量ポ
ンプ２１４には旋回用油圧モータ２２４以外のアクチュ
エータを操作するための切換弁群２００が接続されてい
る。また、通路２３２、通路２３４にはリリーフ弁２３
６，２３８、逆止弁２４０，２４２が接続されており、
前記各リリーフ弁２３６，２３８は背圧チェック弁２５
１を経てタンク２４４に接続されている。なお、通路２
４６には補給ポンプ２５２が接続されており、通路２３
２、通路２３４へは逆止弁２４０，２４２を介して当該
補給ポンプ２５２の圧力が補給され、これら通路が異常
に低圧になるのを防止している。ここで、パイロット操
作弁２２８を操作し、オーバーセンター型可変容量ポン
プ２５０を作動、例えば、通路２３２を吐出側、通路２
３４を吸い込み側となるよう操作すると図７の場合と同
様、旋回用油圧モータ２２４は上部旋回体２２６を回そ
うとするが、その慣性が非常に大きいため、即起動する
ことができず、リリーフ弁２３６が作動しつつ、このリ
リーフ弁２３６で定まる圧力にて旋回用油圧モータ２２
４を駆動する。そしてこの圧力により上部旋回体２２６
は次第に加速されつつ、駆動圧力は低下し、図９（Ａ）
と同様な圧力特性となる。この過程ではリリーフ弁２３
６から通路２４６へ流出した油は逆止弁２４２を経て通
路２３４へ流入し再度、オーバーセンター型可変容量ポ
ンプ２５０から吸い込まれる。この旋回用油圧モータ２
２４が定常旋回速度に到る間での加速過程では、高圧側
の通路２３２の圧油は、リリーフ弁２３６から大量に流
出し熱として放出されるので、省エネルギー上問題があ
る。
【０００８】上記のような過程で上部旋回体２２６が加
速され定常旋回速度に到った後は、上部旋回体２２６の
慣性が非常に大きいために、旋回モータ２２４は上部旋
回体２２６によって回転させられてポンプ作用を呈する
様になる。
速され定常旋回速度に到った後は、上部旋回体２２６の
慣性が非常に大きいために、旋回モータ２２４は上部旋
回体２２６によって回転させられてポンプ作用を呈する
様になる。
【０００９】この状態から上部旋回体２２６を減速・停
止させるにはオーバーセンター型可変容量ポンプ２５０
を加速時とは逆方向（つまりオーバーセンター型可変容
量ポンプ２５０の斜板を加速時とは中立位置を越えた反
対側）へ操作すればよい。こうするとオーバーセンター
型可変容量ポンプ２５０は、ポンプ作用をする旋回モー
タ２２４からの圧油の供給を受けて回転するモータとし
て動作することになる。従って旋回モータ２２４により
送出される油圧エネルギーがオーバーセンター型可変容
量ポンプ２５０を駆動することによって消費されるため
に、上部旋回体２２６は次第に減速し最終的には停止す
る。
止させるにはオーバーセンター型可変容量ポンプ２５０
を加速時とは逆方向（つまりオーバーセンター型可変容
量ポンプ２５０の斜板を加速時とは中立位置を越えた反
対側）へ操作すればよい。こうするとオーバーセンター
型可変容量ポンプ２５０は、ポンプ作用をする旋回モー
タ２２４からの圧油の供給を受けて回転するモータとし
て動作することになる。従って旋回モータ２２４により
送出される油圧エネルギーがオーバーセンター型可変容
量ポンプ２５０を駆動することによって消費されるため
に、上部旋回体２２６は次第に減速し最終的には停止す
る。
【００１０】このように上部旋回体２２６の減速・停止
の過程では、オーバーセンター型可変容量ポンプ２５０
がモータとして作動することで消費されるエネルギー
は、原動機２２０を駆動するように作用するので、原動
機２２０への動力回生がされていることとなり、旋回以
外のアクチュエータが旋回と同時に駆動されている場合
にはオーバーセンター型可変容量ポンプ２５０へ供給さ
れるエネルギーの分だけ省エネルギーとなる。
の過程では、オーバーセンター型可変容量ポンプ２５０
がモータとして作動することで消費されるエネルギー
は、原動機２２０を駆動するように作用するので、原動
機２２０への動力回生がされていることとなり、旋回以
外のアクチュエータが旋回と同時に駆動されている場合
にはオーバーセンター型可変容量ポンプ２５０へ供給さ
れるエネルギーの分だけ省エネルギーとなる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７に
示した従来例においては、上部旋回体２２６のような慣
性の大きい被駆動体を加速または減速するときの油圧エ
ネルギーをリリーフ弁において熱として捨てていること
は、環境保全の面から問題であり、さらに、原動機２２
０への供給燃料の一部が無駄に消費されているという点
で資源の浪費を意味する。
示した従来例においては、上部旋回体２２６のような慣
性の大きい被駆動体を加速または減速するときの油圧エ
ネルギーをリリーフ弁において熱として捨てていること
は、環境保全の面から問題であり、さらに、原動機２２
０への供給燃料の一部が無駄に消費されているという点
で資源の浪費を意味する。
【００１２】また、図８に示した従来例においては、一
定の条件下で動力回生の技術思想が開示されているもの
の、旋回用油圧モータ２２４によって上部旋回体２２６
を停止させるためには、逆方向へ旋回させるようにパイ
ロット操作弁２２８を操作しなければならず、且つ上部
旋回体２２６の停止後は再度パイロット操作弁２２８を
中立状態に戻さねばならないので、図７の油圧回路方式
に慣れたオペレータの操作感覚とはかけ離れており、安
全性、操作性の面から問題があった。
定の条件下で動力回生の技術思想が開示されているもの
の、旋回用油圧モータ２２４によって上部旋回体２２６
を停止させるためには、逆方向へ旋回させるようにパイ
ロット操作弁２２８を操作しなければならず、且つ上部
旋回体２２６の停止後は再度パイロット操作弁２２８を
中立状態に戻さねばならないので、図７の油圧回路方式
に慣れたオペレータの操作感覚とはかけ離れており、安
全性、操作性の面から問題があった。
【００１３】本発明者は、上述した問題点を解決せんと
して鋭意研究を重ね検討した結果、建設機械における油
圧シリンダや油圧モータ等のアクチュエータの供排通路
の圧力がそのアクチュエータの稼動状態に関連して変化
することに注目した。そして、この変化を検出すること
で、そのアクチュエータの稼動状態を判定し、原動機に
接続した可変容量型油圧モータの供給通路とアクチュエ
ータの供排通路との接続及び、上記可変容量型油圧モー
タの容量の調整を行うことで、上記問題点が解決できる
ことを突き止めた。
して鋭意研究を重ね検討した結果、建設機械における油
圧シリンダや油圧モータ等のアクチュエータの供排通路
の圧力がそのアクチュエータの稼動状態に関連して変化
することに注目した。そして、この変化を検出すること
で、そのアクチュエータの稼動状態を判定し、原動機に
接続した可変容量型油圧モータの供給通路とアクチュエ
ータの供排通路との接続及び、上記可変容量型油圧モー
タの容量の調整を行うことで、上記問題点が解決できる
ことを突き止めた。
【００１４】従って本発明の目的は、従来から多用され
ている油圧ショベル等の操作方法を変えることなく建設
機械等の大幅な省エネルギー運転を実現することにあ
る。
ている油圧ショベル等の操作方法を変えることなく建設
機械等の大幅な省エネルギー運転を実現することにあ
る。
【００１５】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めの本発明は、建設機械に取り付けられた原動機と、同
原動機の出力回転軸に結合された油圧ポンプと、同ポン
プから供給される圧油を前記建設機械の被駆動体を駆動
せしめるよう結合されたアクチュエータに供給する第1
の切換弁と、同第1の切換弁に操作圧油信号を与えるパ
イロット操作弁と、同パイロット操作弁にパイロット用
圧油を供給するパイロットポンプと、前記原動機の出力
回転軸と結合された回転軸を備え、且つ容量制御機構を
有する可変容量型油圧モータと、前記アクチュエータの
稼動に伴い圧力上昇を生ずる前記第1の切換弁近傍の油
路と、同第1の切換弁近傍の油路内の圧力及び前記パイ
ロット操作弁の出力操作圧力を検出してそれらを電気信
号に変換する検出手段と、同検出手段の複数の出力電気
信号の値に対応して制御信号を与える信号処理部ならび
に前記制御信号を対応する操作圧油信号に変換する電油
変換器を備えた変換制御部と、前記第1の切換弁近傍の
油路と前記可変容量型油圧モータの圧油供給側とを連通
せしめる第2の切換弁と、前記変換制御部から与えられ
る操作圧油信号に応答して駆動される前記可変容量型油
圧モータの容量制御機構とからなり、前記アクチュエー
タの稼動に伴い前記第1の切換弁近傍の油路の圧力が上
昇したときその上昇した圧油を前記可変容量型油圧モー
タへ供給して油圧エネルギの回生を行うようにした建設
機械の油圧制御装置を提供することにある。
めの本発明は、建設機械に取り付けられた原動機と、同
原動機の出力回転軸に結合された油圧ポンプと、同ポン
プから供給される圧油を前記建設機械の被駆動体を駆動
せしめるよう結合されたアクチュエータに供給する第1
の切換弁と、同第1の切換弁に操作圧油信号を与えるパ
イロット操作弁と、同パイロット操作弁にパイロット用
圧油を供給するパイロットポンプと、前記原動機の出力
回転軸と結合された回転軸を備え、且つ容量制御機構を
有する可変容量型油圧モータと、前記アクチュエータの
稼動に伴い圧力上昇を生ずる前記第1の切換弁近傍の油
路と、同第1の切換弁近傍の油路内の圧力及び前記パイ
ロット操作弁の出力操作圧力を検出してそれらを電気信
号に変換する検出手段と、同検出手段の複数の出力電気
信号の値に対応して制御信号を与える信号処理部ならび
に前記制御信号を対応する操作圧油信号に変換する電油
変換器を備えた変換制御部と、前記第1の切換弁近傍の
油路と前記可変容量型油圧モータの圧油供給側とを連通
せしめる第2の切換弁と、前記変換制御部から与えられ
る操作圧油信号に応答して駆動される前記可変容量型油
圧モータの容量制御機構とからなり、前記アクチュエー
タの稼動に伴い前記第1の切換弁近傍の油路の圧力が上
昇したときその上昇した圧油を前記可変容量型油圧モー
タへ供給して油圧エネルギの回生を行うようにした建設
機械の油圧制御装置を提供することにある。
【００１６】その際、前記アクチュエータは旋回用油圧
モータで構成され、前記被駆動体は前記旋回用油圧モー
タにより回転駆動される上部旋回体であり、さらに前記
検出手段には前記旋回用油圧モータの回転数を検出する
回転数検出器を備えるよう構成されることが可能であ
る。
モータで構成され、前記被駆動体は前記旋回用油圧モー
タにより回転駆動される上部旋回体であり、さらに前記
検出手段には前記旋回用油圧モータの回転数を検出する
回転数検出器を備えるよう構成されることが可能であ
る。
【００１７】また、前記第1の切換弁近傍の油路は前記
第1の切換弁と前記旋回用油圧モータを接続するそれぞ
れの通路から分岐するとともにその端部において前記第
2の切換弁と接続される分岐路を含み、前記検出手段に
は前記旋回用油圧モータのそれぞれの圧油通路の圧力及
び前記パイロット操作弁の出力操作圧力を検出する圧力
検出器を備えており、さらに前記信号処理部は前記上部
旋回体を前記旋回用油圧モータにより駆動したとき前記
検出手段の各出力の値とその値の組み合わせに基づいて
前記第2の切換弁及び前記容量制御機構を制御する制御
信号を生成するよう構成されることが可能である。
第1の切換弁と前記旋回用油圧モータを接続するそれぞ
れの通路から分岐するとともにその端部において前記第
2の切換弁と接続される分岐路を含み、前記検出手段に
は前記旋回用油圧モータのそれぞれの圧油通路の圧力及
び前記パイロット操作弁の出力操作圧力を検出する圧力
検出器を備えており、さらに前記信号処理部は前記上部
旋回体を前記旋回用油圧モータにより駆動したとき前記
検出手段の各出力の値とその値の組み合わせに基づいて
前記第2の切換弁及び前記容量制御機構を制御する制御
信号を生成するよう構成されることが可能である。
【００１８】さらに、前記信号処理部は、前記パイロッ
ト操作弁のいずれか一方の出力操作圧力を上昇させて前
記第1の切換弁を操作し前記油圧ポンプからの圧油を前
記旋回用油圧モータに供給し前記上部旋回体を駆動した
後であって前記旋回用油圧モータの他方の圧油通路にお
ける圧力検出値および前記旋回用油圧モータの回転数検
出器の値がそれぞれ予め定められた値を超え且つ前記一
方の出力操作圧力が予め定められた値より小さい場合
に、前記旋回用油圧モータの前記他方の圧油通路に相当
する前記分岐路を前記可変容量型油圧モータの圧油供給
側と連通せしめる前記第2の切換弁用の制御信号ならび
にその連通による前記圧力検出値と回転数検出値の低下
に対応して前記容量制御機構の開度を閉方向に制御する
容量制御機構用の制御信号を生成して前記旋回用油圧モ
ータの減速時における油圧エネルギーの回生を行うよう
構成されることが可能である。
ト操作弁のいずれか一方の出力操作圧力を上昇させて前
記第1の切換弁を操作し前記油圧ポンプからの圧油を前
記旋回用油圧モータに供給し前記上部旋回体を駆動した
後であって前記旋回用油圧モータの他方の圧油通路にお
ける圧力検出値および前記旋回用油圧モータの回転数検
出器の値がそれぞれ予め定められた値を超え且つ前記一
方の出力操作圧力が予め定められた値より小さい場合
に、前記旋回用油圧モータの前記他方の圧油通路に相当
する前記分岐路を前記可変容量型油圧モータの圧油供給
側と連通せしめる前記第2の切換弁用の制御信号ならび
にその連通による前記圧力検出値と回転数検出値の低下
に対応して前記容量制御機構の開度を閉方向に制御する
容量制御機構用の制御信号を生成して前記旋回用油圧モ
ータの減速時における油圧エネルギーの回生を行うよう
構成されることが可能である。
【００１９】さらに、前記信号処理部は、前記パイロッ
ト操作弁のいずれか一方の出力操作圧力を上昇させて前
記第1の切換弁を操作し前記油圧ポンプからの圧油を前
記旋回油圧モータに供給して前記上部旋回体を駆動し前
記旋回用油圧モータの圧油通路における圧力検出値及び
前記出力操作圧力の検出圧力の値が予め定められた値よ
り大きく、且つ前記旋回油圧モータの回転数検出器の値
が予め定められた値より小さい場合に、前記旋回用油圧
モータの前記圧油通路に相当する前記分岐路を前記可変
容量型油圧モータの圧油供給側と連通せしめる第2の切
換弁用の制御信号ならびにその連通による前記回転検出
器の値の上昇に対応して前記容量制御機構の開度を閉方
向に制御する容量制御機構用の制御信号を生成して前記
旋回用油圧モータの加速時における油圧エネルギーの回
生を行うよう構成されることが可能である。
ト操作弁のいずれか一方の出力操作圧力を上昇させて前
記第1の切換弁を操作し前記油圧ポンプからの圧油を前
記旋回油圧モータに供給して前記上部旋回体を駆動し前
記旋回用油圧モータの圧油通路における圧力検出値及び
前記出力操作圧力の検出圧力の値が予め定められた値よ
り大きく、且つ前記旋回油圧モータの回転数検出器の値
が予め定められた値より小さい場合に、前記旋回用油圧
モータの前記圧油通路に相当する前記分岐路を前記可変
容量型油圧モータの圧油供給側と連通せしめる第2の切
換弁用の制御信号ならびにその連通による前記回転検出
器の値の上昇に対応して前記容量制御機構の開度を閉方
向に制御する容量制御機構用の制御信号を生成して前記
旋回用油圧モータの加速時における油圧エネルギーの回
生を行うよう構成されることが可能である。
【００２０】さらに、前記第2の切換弁を前記旋回用油
圧モータと一体的に構成されることができる。
圧モータと一体的に構成されることができる。
【００２１】また、前記被駆動体は前記アクチュエータ
の稼動により位置のエネルギーを獲得する前記建設機械
の構造物であってもよい。
の稼動により位置のエネルギーを獲得する前記建設機械
の構造物であってもよい。
【００２２】その場合、前記建設機械の構造物はブーム
であり、前記アクチュエータはブームシリンダであるよ
う構成されることができる。
であり、前記アクチュエータはブームシリンダであるよ
う構成されることができる。
【００２３】さらにまた、前記第2の切換弁は前記第１
の切換弁の戻り側通路に接続されており、前記ブームの
獲得した位置のエネルギーを前記ブームシリンダを介し
て油圧エネルギーとして放出するとき前記第2の切換弁
を切換えて前記戻り側通路を前記可変容量型油圧モータ
の圧油供給側と連通するよう構成し、前記位置のエネル
ギーを油圧エネルギーとして前記可変容量型油圧モータ
を介して回生するよう構成されることが可能である。
の切換弁の戻り側通路に接続されており、前記ブームの
獲得した位置のエネルギーを前記ブームシリンダを介し
て油圧エネルギーとして放出するとき前記第2の切換弁
を切換えて前記戻り側通路を前記可変容量型油圧モータ
の圧油供給側と連通するよう構成し、前記位置のエネル
ギーを油圧エネルギーとして前記可変容量型油圧モータ
を介して回生するよう構成されることが可能である。
【００２４】
【作用】本発明による建設機械の油圧制御装置は、建設
機械に取り付けられた原動機と、同原動機の出力回転軸
に結合された油圧ポンプと、同ポンプから供給される圧
油を前記建設機械の被駆動体を駆動せしめるよう結合さ
れたアクチュエータに供給する第1の切換弁と、同第1の
切換弁に操作圧油信号を与えるパイロット操作弁と、同
パイロット操作弁にパイロット用圧油を供給するパイロ
ットポンプと、前記原動機の出力回転軸と結合された回
転軸を備え且つ容量制御機構を有する可変容量型油圧モ
ータと、前記アクチュエータの稼動に伴い圧力上昇を生
ずる前記第1の切換弁近傍の油路と、同第1の切換弁近傍
の油路内の圧力及び前記パイロット操作弁の出力操作圧
力を検出してそれらを電気信号に変換する検出手段、同
検出手段の複数の出力電気信号の値に対応して前記可変
容量型油圧モータの容量制御機構を駆動せしめるための
制御信号を生成する信号処理部ならびに前記制御信号を
対応する操作圧油信号に変換する電油変換器を備えた変
換制御部と、同変換制御部から与えられる操作圧油信号
に応答して前記第1の切換弁近傍の油路と前記可変容量
型油圧モータの圧油供給側とを連通せしめる第2の切換
弁とから構成されており、前記アクチュエータの稼動に
伴い前記第1の切換弁近傍における油路の圧力が上昇し
たときその上昇した圧油を前記第2の切換弁を介して前
記可変容量型油圧モータへ供給すると共に前記変換制御
部からの操作圧油信号により前記可変容量型油圧モータ
の容量を制御して油圧エネルギーの回生を行うものであ
り、しかも建設機械のオペレータにはその油圧エネルギ
ーの回生を行うための特別な操作は何ら必要とされない
ので本来の運転操作に集中できるようになっている。
機械に取り付けられた原動機と、同原動機の出力回転軸
に結合された油圧ポンプと、同ポンプから供給される圧
油を前記建設機械の被駆動体を駆動せしめるよう結合さ
れたアクチュエータに供給する第1の切換弁と、同第1の
切換弁に操作圧油信号を与えるパイロット操作弁と、同
パイロット操作弁にパイロット用圧油を供給するパイロ
ットポンプと、前記原動機の出力回転軸と結合された回
転軸を備え且つ容量制御機構を有する可変容量型油圧モ
ータと、前記アクチュエータの稼動に伴い圧力上昇を生
ずる前記第1の切換弁近傍の油路と、同第1の切換弁近傍
の油路内の圧力及び前記パイロット操作弁の出力操作圧
力を検出してそれらを電気信号に変換する検出手段、同
検出手段の複数の出力電気信号の値に対応して前記可変
容量型油圧モータの容量制御機構を駆動せしめるための
制御信号を生成する信号処理部ならびに前記制御信号を
対応する操作圧油信号に変換する電油変換器を備えた変
換制御部と、同変換制御部から与えられる操作圧油信号
に応答して前記第1の切換弁近傍の油路と前記可変容量
型油圧モータの圧油供給側とを連通せしめる第2の切換
弁とから構成されており、前記アクチュエータの稼動に
伴い前記第1の切換弁近傍における油路の圧力が上昇し
たときその上昇した圧油を前記第2の切換弁を介して前
記可変容量型油圧モータへ供給すると共に前記変換制御
部からの操作圧油信号により前記可変容量型油圧モータ
の容量を制御して油圧エネルギーの回生を行うものであ
り、しかも建設機械のオペレータにはその油圧エネルギ
ーの回生を行うための特別な操作は何ら必要とされない
ので本来の運転操作に集中できるようになっている。
【００２５】
【実施例】図１は、本発明における建設機械の油圧制御
装置に係る主要構成部の相互関係を示すブロック図であ
る。同図１において、原動機EGNの出力回転軸RTAXISに
は油圧ポンプPMPの駆動軸が結合され、さらに同ポンプP
MPの駆動軸上には容量制御機構VLMADJを備えた可変容量
型油圧モータVMTRの駆動軸が結合されている。油圧ポン
プPMPから吐出される圧油は図中央部の油路HYDC内に設
けられているアクチュエータ用方向切換弁である第1の
切換弁SWVL1を経てアクチュエータACTUへ与えられ同ア
クチュエータACTUの作動により建設機械の被駆動体OBJ
が駆動されるようになっている。また、図中、左方側の
パイロット操作弁PLOVLからは前記第1の切換弁SWVL1へ
操作圧油信号a1、b1が与えられるようになっている。前
記油路HYDCは、第1の切換弁SWVL1を含み、前記アクチュ
エータACTUの稼動に関連して圧力上昇を生ずる第1の切
換弁近傍の油路を示しており、同図に示されるように同
油路HYDCは第２の切換弁SWVL２を介して可変容量型油圧
モータVMTRの圧油供給側に通じるよう構成されている。
CNVTRは変換制御部であって、前記油路HYDC内の圧力及
びパイロット操作弁PLOVLの操作圧油信号a1、b1を検出
し、対応する電気信号に変換する検出手段と、同検出手
段からの複数の電気信号の大きさとそれらの組み合わせ
に基づいて前記第２の切換弁SWVL２及び容量制御機構VL
MADJへの操作圧油信号S1、S2、S3を生成するための信号
処理部と同信号処理部からの制御信号を対応する操作圧
油信号に変換する電油変換部とを有している。パイロッ
ト操作弁PLOVLにはパイロットポンプPLPMPから圧油が供
給され、また、逆止弁CHKVLを介して可変容量型油圧モ
ータVMTRと接続されている。このパイロットポンプPLPM
Pは点線で示すように油圧ポンプPMPの駆動軸により回転
駆動されるものとして示したが、別途、独立して配置し
てもよい。同図で、被駆動体OBJが建設機械の上部旋回
体あり、アクチュエータACTUがその上部旋回体を回転駆
動する旋回用油圧モータとして構成される場合には一点
鎖線で示すようにアクチュエータとしての旋回用油圧モ
ータの回転数（rpm）が検出手段により検出されること
を示す。前記第２の切換弁SWVL２へは2本の一点鎖線で
示す操作圧油信号S1、S2ならびにb1が与えられている。
内側線の信号S1、S2は後に図２で詳細に説明されるよう
に、被駆動体OBJとして上部旋回体、アクチュエータACT
Uとして旋回用油圧モータを採用したときに第２の切換
弁SWVL２を切換え制御するための操作圧油信号であり、
もう一方の信号b1は、後に図３で詳細に説明されるよう
に、被駆動体OBJとして、建設機械のブーム、アクチュ
エータACTUとしてブームシリンダを採用したときに第２
の切換弁SWVL２を切換え制御するための操作圧油信号で
ある。前述した如く、第２の切換弁SWVL２は、第1の切
換弁近傍の油路HYDCにおいて、アクチュエータACTUの稼
動状態に伴い圧力上昇が生ずるとき、その油路内の圧油
を可変容量型油圧モータVMTRへ供給するよう弁の切換え
が制御され、この圧油による可変容量型油圧モータVMTR
の回転力が原動機EGNの回転駆動軸に伝達されるので、
結果として圧油が有する油圧エネルギーの回生作用が遂
行される。
装置に係る主要構成部の相互関係を示すブロック図であ
る。同図１において、原動機EGNの出力回転軸RTAXISに
は油圧ポンプPMPの駆動軸が結合され、さらに同ポンプP
MPの駆動軸上には容量制御機構VLMADJを備えた可変容量
型油圧モータVMTRの駆動軸が結合されている。油圧ポン
プPMPから吐出される圧油は図中央部の油路HYDC内に設
けられているアクチュエータ用方向切換弁である第1の
切換弁SWVL1を経てアクチュエータACTUへ与えられ同ア
クチュエータACTUの作動により建設機械の被駆動体OBJ
が駆動されるようになっている。また、図中、左方側の
パイロット操作弁PLOVLからは前記第1の切換弁SWVL1へ
操作圧油信号a1、b1が与えられるようになっている。前
記油路HYDCは、第1の切換弁SWVL1を含み、前記アクチュ
エータACTUの稼動に関連して圧力上昇を生ずる第1の切
換弁近傍の油路を示しており、同図に示されるように同
油路HYDCは第２の切換弁SWVL２を介して可変容量型油圧
モータVMTRの圧油供給側に通じるよう構成されている。
CNVTRは変換制御部であって、前記油路HYDC内の圧力及
びパイロット操作弁PLOVLの操作圧油信号a1、b1を検出
し、対応する電気信号に変換する検出手段と、同検出手
段からの複数の電気信号の大きさとそれらの組み合わせ
に基づいて前記第２の切換弁SWVL２及び容量制御機構VL
MADJへの操作圧油信号S1、S2、S3を生成するための信号
処理部と同信号処理部からの制御信号を対応する操作圧
油信号に変換する電油変換部とを有している。パイロッ
ト操作弁PLOVLにはパイロットポンプPLPMPから圧油が供
給され、また、逆止弁CHKVLを介して可変容量型油圧モ
ータVMTRと接続されている。このパイロットポンプPLPM
Pは点線で示すように油圧ポンプPMPの駆動軸により回転
駆動されるものとして示したが、別途、独立して配置し
てもよい。同図で、被駆動体OBJが建設機械の上部旋回
体あり、アクチュエータACTUがその上部旋回体を回転駆
動する旋回用油圧モータとして構成される場合には一点
鎖線で示すようにアクチュエータとしての旋回用油圧モ
ータの回転数（rpm）が検出手段により検出されること
を示す。前記第２の切換弁SWVL２へは2本の一点鎖線で
示す操作圧油信号S1、S2ならびにb1が与えられている。
内側線の信号S1、S2は後に図２で詳細に説明されるよう
に、被駆動体OBJとして上部旋回体、アクチュエータACT
Uとして旋回用油圧モータを採用したときに第２の切換
弁SWVL２を切換え制御するための操作圧油信号であり、
もう一方の信号b1は、後に図３で詳細に説明されるよう
に、被駆動体OBJとして、建設機械のブーム、アクチュ
エータACTUとしてブームシリンダを採用したときに第２
の切換弁SWVL２を切換え制御するための操作圧油信号で
ある。前述した如く、第２の切換弁SWVL２は、第1の切
換弁近傍の油路HYDCにおいて、アクチュエータACTUの稼
動状態に伴い圧力上昇が生ずるとき、その油路内の圧油
を可変容量型油圧モータVMTRへ供給するよう弁の切換え
が制御され、この圧油による可変容量型油圧モータVMTR
の回転力が原動機EGNの回転駆動軸に伝達されるので、
結果として圧油が有する油圧エネルギーの回生作用が遂
行される。
【００２６】このような油圧エネルギーの回生は、典型
的には以下に2つの実施例の中で説明されるように、慣
性の大きい上部旋回体の加減速時やブームの下降時に適
用される。
的には以下に2つの実施例の中で説明されるように、慣
性の大きい上部旋回体の加減速時やブームの下降時に適
用される。
【００２７】図２は、図１に示される被駆動体OBJに油
圧ショベル１０の上部旋回体１２を適用し、アクチュエ
ータACTUにその上部旋回体を回転せしめる旋回用油圧モ
ータ２４を適用した場合の旋回駆動機構を中心とした油
圧回路図である。同図２において、参照番号１４、１６
は可変容量ポンプであり、原動機２０及び歯車機構５４
によって駆動されるようになっている。又、前記可変容
量ポンプ１４、可変容量ポンプ１６の後ろには可変容量
型油圧モータ５６、パイロットポンプ１８が取付けられ
ている。旋回用切換弁２２には旋回用油圧モータ２４が
接続されており、この旋回用油圧モータ２４は上部旋回
体２６を回転駆動する。この旋回用油圧モータ２４の両
通路３２、通路３４にはそれぞれリリーフ弁３６、リリ
ーフ弁３８及び逆止弁４０、４２が接続され、リリーフ
弁３６、リリーフ弁３８が作動した場合、これらを通過
した圧油は通路４３を経てタンク４４に排出される。
又、通路３２、通路３４は共に切換弁５８に接続されて
おり、切換弁５８が中立位置にあるときは、通路３２、
通路３４は遮断されている。
圧ショベル１０の上部旋回体１２を適用し、アクチュエ
ータACTUにその上部旋回体を回転せしめる旋回用油圧モ
ータ２４を適用した場合の旋回駆動機構を中心とした油
圧回路図である。同図２において、参照番号１４、１６
は可変容量ポンプであり、原動機２０及び歯車機構５４
によって駆動されるようになっている。又、前記可変容
量ポンプ１４、可変容量ポンプ１６の後ろには可変容量
型油圧モータ５６、パイロットポンプ１８が取付けられ
ている。旋回用切換弁２２には旋回用油圧モータ２４が
接続されており、この旋回用油圧モータ２４は上部旋回
体２６を回転駆動する。この旋回用油圧モータ２４の両
通路３２、通路３４にはそれぞれリリーフ弁３６、リリ
ーフ弁３８及び逆止弁４０、４２が接続され、リリーフ
弁３６、リリーフ弁３８が作動した場合、これらを通過
した圧油は通路４３を経てタンク４４に排出される。
又、通路３２、通路３４は共に切換弁５８に接続されて
おり、切換弁５８が中立位置にあるときは、通路３２、
通路３４は遮断されている。
【００２８】さらに、可変容量ポンプ１４からの吐出油
は旋回用切換弁２２を含む切換弁群１００に供給され、
可変容量ポンプ１６は図示してないブーム、バケット等
を操作するための切換弁群１０２に接続されている。可
変容量型油圧モータ５６の供給側通路６０は通路６２を
経て切換弁５８へ、戻り（吐出）通路６４は切換弁５８
が中立位置にあるときは当該切換弁５８を経てタンク４
４へ接続されている。又、可変容量型油圧モータ５６の
供給側通路６０は逆止弁６６を介してパイロットポンプ
１８の吐出側通路６８に接続されている。可変容量型油
圧モータ５６は容量制御機構７０を備えており、この容
量制御機構７０は印加される信号圧力の上昇に従い容量
が増加する構造であり、信号圧力が所定以下の場合には
当該可変容量型油圧モータ５６の容量は可変範囲の最小
値に設定してある。従って、可変容量型油圧モータ５６
は原動機２０により常に回転させられポンプ作用を行う
が、切換弁５８が中立位置にあるときでもパイロットポ
ンプ１８からその最小容量に見合う油が常に補給されて
いるのでキャビテーションを生ずることはない。又、旋
回用切換弁２２はパイロット操作弁２８の操作により操
作圧a１、またはb１（以下、操作圧油信号という）とし
て出力される圧力により操作される。旋回用切換弁２２
の左右の操作圧入力ポート２２A、２２Bにはそれぞれ前
記操作圧油信号a１、b１が入力されており、これらの操
作圧は圧力検出用センサー２１A、２１Bにより対応する
電気信号Pa、Pbに変換される。又、通路３４、通路３
２、通路６２の圧力は圧力検出用センサー２４A、２４
B、２４Cによりそれぞれ対応する電気信号PA、PB、PCに
変換されるようになっている。参照番号２５は旋回用油
圧モータ２４の回転数N（ｒｐｍ）を検出する回転数検
出器である。又、記号RF1, RF２, RF３, RF４はそれぞ
れが接続されている通路圧力を調整するリリーフ弁を示
す。
は旋回用切換弁２２を含む切換弁群１００に供給され、
可変容量ポンプ１６は図示してないブーム、バケット等
を操作するための切換弁群１０２に接続されている。可
変容量型油圧モータ５６の供給側通路６０は通路６２を
経て切換弁５８へ、戻り（吐出）通路６４は切換弁５８
が中立位置にあるときは当該切換弁５８を経てタンク４
４へ接続されている。又、可変容量型油圧モータ５６の
供給側通路６０は逆止弁６６を介してパイロットポンプ
１８の吐出側通路６８に接続されている。可変容量型油
圧モータ５６は容量制御機構７０を備えており、この容
量制御機構７０は印加される信号圧力の上昇に従い容量
が増加する構造であり、信号圧力が所定以下の場合には
当該可変容量型油圧モータ５６の容量は可変範囲の最小
値に設定してある。従って、可変容量型油圧モータ５６
は原動機２０により常に回転させられポンプ作用を行う
が、切換弁５８が中立位置にあるときでもパイロットポ
ンプ１８からその最小容量に見合う油が常に補給されて
いるのでキャビテーションを生ずることはない。又、旋
回用切換弁２２はパイロット操作弁２８の操作により操
作圧a１、またはb１（以下、操作圧油信号という）とし
て出力される圧力により操作される。旋回用切換弁２２
の左右の操作圧入力ポート２２A、２２Bにはそれぞれ前
記操作圧油信号a１、b１が入力されており、これらの操
作圧は圧力検出用センサー２１A、２１Bにより対応する
電気信号Pa、Pbに変換される。又、通路３４、通路３
２、通路６２の圧力は圧力検出用センサー２４A、２４
B、２４Cによりそれぞれ対応する電気信号PA、PB、PCに
変換されるようになっている。参照番号２５は旋回用油
圧モータ２４の回転数N（ｒｐｍ）を検出する回転数検
出器である。又、記号RF1, RF２, RF３, RF４はそれぞ
れが接続されている通路圧力を調整するリリーフ弁を示
す。
【００２９】参照番号７２は信号処理部であって、前記
各検出器からの電気信号Pa、Pb、PA、PB、PCおよびNが
入力されている。信号処理部７２からは制御信号SG1、S
G2、SG3が出力される。これらの制御信号はそれぞれ電
油変換器７４、電油変換器７６、電油変換器７８を介し
て操作圧油信号S１、S２、S３として、切換弁５８及び
可変容量型油圧モータ５６の容量制御機構７０に与えら
れるようになっている。
各検出器からの電気信号Pa、Pb、PA、PB、PCおよびNが
入力されている。信号処理部７２からは制御信号SG1、S
G2、SG3が出力される。これらの制御信号はそれぞれ電
油変換器７４、電油変換器７６、電油変換器７８を介し
て操作圧油信号S１、S２、S３として、切換弁５８及び
可変容量型油圧モータ５６の容量制御機構７０に与えら
れるようになっている。
【００３０】このように構成された図２に示す油圧回路
において、ここでは便宜上、各検出データの値がそれぞ
れ大、中、小の3ゾーンに区分したいずれかの範囲にあ
るものとして加減速時の油圧エネルギー回生の動作を説
明する。
において、ここでは便宜上、各検出データの値がそれぞ
れ大、中、小の3ゾーンに区分したいずれかの範囲にあ
るものとして加減速時の油圧エネルギー回生の動作を説
明する。
【００３１】（１）加速状態でPaが中以上（Pbは０）、
PAは大、PBは小以下、Nは小以下の組み合わせの場合：
旋回用切換弁２２を中以上に操作しており、駆動圧が高
いのにもかかわらず回転数が上昇いないので、上部旋回
体２６は加速初期の状態にあることがわかる。PAのレベ
ルによってはリリーフ弁３８が作動している。Nが所定
以上の回転数になると上部旋回体２６は加速の初期状態
を過ぎ、定常旋回へと変化しつつある過程である。
PAは大、PBは小以下、Nは小以下の組み合わせの場合：
旋回用切換弁２２を中以上に操作しており、駆動圧が高
いのにもかかわらず回転数が上昇いないので、上部旋回
体２６は加速初期の状態にあることがわかる。PAのレベ
ルによってはリリーフ弁３８が作動している。Nが所定
以上の回転数になると上部旋回体２６は加速の初期状態
を過ぎ、定常旋回へと変化しつつある過程である。
【００３２】この組み合わせの場合に、切換弁５８の信
号ライン８０へ操作圧油信号S１を与えると図２におい
て、切換弁５８は通路３４と６２、通路３２と６４をそ
れぞれ接続する。この結果、圧力（PA）の高い通路３４
の圧油は可変容量型油圧モータ５６の供給側通路６０に
供給される。ここで可変容量型油圧モータ５６のモータ
容量を操作圧油信号S３により調整することにより、リ
リーフ弁３８を作動させることなく通路３２の油をタン
クへ排出できる。従ってリリーフ弁３８を作動させた場
合にはリリーフ弁３８から熱として放出されてしまう油
圧エネルギーを利用して可変容量型油圧モータ５６を駆
動し、原動機２０にかかる実トルクを大幅に低減し、も
って大幅に省エネを図ることが可能となる。
号ライン８０へ操作圧油信号S１を与えると図２におい
て、切換弁５８は通路３４と６２、通路３２と６４をそ
れぞれ接続する。この結果、圧力（PA）の高い通路３４
の圧油は可変容量型油圧モータ５６の供給側通路６０に
供給される。ここで可変容量型油圧モータ５６のモータ
容量を操作圧油信号S３により調整することにより、リ
リーフ弁３８を作動させることなく通路３２の油をタン
クへ排出できる。従ってリリーフ弁３８を作動させた場
合にはリリーフ弁３８から熱として放出されてしまう油
圧エネルギーを利用して可変容量型油圧モータ５６を駆
動し、原動機２０にかかる実トルクを大幅に低減し、も
って大幅に省エネを図ることが可能となる。
【００３３】（２）減速状態でPaが小以下（Pbは０）、
PAは小以下、PBは大、Nは中以上の組み合わせの場合：
旋回用切換弁２２は小以下の位置に戻しており、旋回用
油圧モータ２４の停止側の圧力が高く、且つ旋回用油圧
モータ２４の回転数が比較的高いので、上部旋回体２６
は減速状態にあることがわかる。PBのレベルによっては
リリーフ弁３６が作動している。回転数及びブレーキ圧
力が所定以下になると減速過程を終え、停止に至る過程
である。
PAは小以下、PBは大、Nは中以上の組み合わせの場合：
旋回用切換弁２２は小以下の位置に戻しており、旋回用
油圧モータ２４の停止側の圧力が高く、且つ旋回用油圧
モータ２４の回転数が比較的高いので、上部旋回体２６
は減速状態にあることがわかる。PBのレベルによっては
リリーフ弁３６が作動している。回転数及びブレーキ圧
力が所定以下になると減速過程を終え、停止に至る過程
である。
【００３４】この組み合わせの場合には、切換弁５８の
信号ライン８２へ操作圧油信号S２を与えると通路３２
と６２、通路３４と６４が連通し、上昇した通路３２の
圧油が可変容量型油圧モータ５６の供給側通路６０へ接
続されると共に、戻り〈吐出〉通路６４は切換弁５８を
介して通路３４(一部は通路４６を介してタンク４４)へ
接続される。同時に、容量制御機構７０へ操作圧油信号
S３を与えて可変容量型油圧モータ５６の容量を調整す
ることにより、リリーフ弁３６を作動させることなく通
路３４への必要な油の供給を行なうことができる。上記
(１)の場合と同様に、旋回減速操作と他のアクチュエー
タの駆動操作を同時に行った場合でも原動機２０にかか
る実トルクを大幅に低減することができ、もって大幅に
省エネを図ることが可能となる。
信号ライン８２へ操作圧油信号S２を与えると通路３２
と６２、通路３４と６４が連通し、上昇した通路３２の
圧油が可変容量型油圧モータ５６の供給側通路６０へ接
続されると共に、戻り〈吐出〉通路６４は切換弁５８を
介して通路３４(一部は通路４６を介してタンク４４)へ
接続される。同時に、容量制御機構７０へ操作圧油信号
S３を与えて可変容量型油圧モータ５６の容量を調整す
ることにより、リリーフ弁３６を作動させることなく通
路３４への必要な油の供給を行なうことができる。上記
(１)の場合と同様に、旋回減速操作と他のアクチュエー
タの駆動操作を同時に行った場合でも原動機２０にかか
る実トルクを大幅に低減することができ、もって大幅に
省エネを図ることが可能となる。
【００３５】なお、上述のように、旋回減速の過程でポ
ンプ作用をする旋回用油圧モータ２４の吸い込み側の通
路３４には可変容量型油圧モータ５６の戻り（吐出）通
路６４からの戻り油の供給を受けるので旋回用油圧モー
タ２４のキャビテーションは防止されるようになってい
る。
ンプ作用をする旋回用油圧モータ２４の吸い込み側の通
路３４には可変容量型油圧モータ５６の戻り（吐出）通
路６４からの戻り油の供給を受けるので旋回用油圧モー
タ２４のキャビテーションは防止されるようになってい
る。
【００３６】次に、前記信号処理部72の具体的構成とそ
の動作の詳細について、以下に図６を参照して説明す
る。
の動作の詳細について、以下に図６を参照して説明す
る。
【００３７】図６は、図２に示した信号処理部72の機能
を説明するものであって同図（A）はマイクロコンピュ
ータシステムを採用した場合の構成ブロック図であり、
同図（B）は図２に示す上部旋回体26の加速、減速時に
おける中央処理装置CPUへの指令プログラムの内容を示
すフローチャートである。同図（A）において、信号処
理部72（SGPRC）のi/oユニットには検出手段DTCTRから
の検出電気信号PA,PB,PC,N,Pa,PbがサンプリングされA/
D変換されてデータメモリDAMの検出データエリアにバス
BSを介して時刻ｔの値としてストアされるようになって
いる。１または複数サンプリング回数前の上記各データ
もストアしておいて比較、演算用のデータとして利用し
てもよい。ここでは、時刻ｔにおける回転数Nに関し、
１サンプリング前の検出データNｔ−１も示してある。
そしてたとえば、加減速状態であることをサンプリング
毎の回転数変化ΔNをチェックすることにより検知する
ことが可能である。データメモリDAM内には他に上記各
検出データに対応する比較演算時に参照される参照値デ
ータPAZ,PBZ,PCZ,NZ,PaZ,PbZがパラメータとして予めパ
ラメータデータエリアにストアされている。出力データ
エリアには電油変換器E/Hへの出力信号SG1,SG2,SG3がス
トアされておりこれらのデータはバスBS、i/oユニット
を経てD/A変換され、さらに、電油変換器E/Hを介して操
作圧油信号S1,S2,S3としてそれぞれ与えられている。中
央処理装置CPUに対する指令プログラムはプログラムメ
モリPGMにストアされており、ここでは上部旋回体26に
対し加速、減速時の油圧エネルギーの回生を遂行すると
きの旋回動作プログラムが格納されていることを示して
いる。以下に、このプログラムの内容についてその要部
を図６(B)のフローチャートで説明する。同図（B）にお
いて、このプログラムの実行が開始されると、ステップ
STP１で割り込み可能か否かが判定される。YESのときは
次のステップSTP２において検出データの取り込みが指
令される。次いで、判定ステップSTP３で旋回動作中か
否かが判定される。ステップSTP３でYESであると、さら
にステップSTP４において上部旋回体２６が加速中か否
かが判定される。ここでは、説明の都合上、図２で操作
圧油信号a１が与えられ上部旋回体２６を所定方向に旋
回させる場合として説明する。今、加速中であると、次
のステップSTP５において、旋回用油圧モータ２４の回
転数Nが対応する参照値データNZより小さく且つ、圧力
検出値PAがその参照値データPAZより大きいか否かが判
定される。これが意味するところは、図２でライン３４
の圧力（PA）が既に増大しているにもかかわらず上部旋
回体２６の慣性が大きいためその回転数Nが対応する参
照値データNZに達していない状態であるということであ
る。そして、ステップSTP５でYESであると、次のステッ
プSTP６において出力データSG1とSG３が電油変換器E/H
へ与えられる。出力データＳＧ１に対応する操作圧油信
号S１は切換弁５８を切換えてライン３４上の高圧とな
っている圧油が戻りライン６２から可変容量型油圧モー
タ５６の供給側へ与えられ、同ポンプ・モータ５６を回
転駆動させこの回転駆動力が原動機２０の駆動軸に伝達
されるので、結果として油圧エネルギーの回生が行われ
る。また、出力データＳＧ３に対応する操作圧油信号S
３は前記可変容量型油圧モータ５６の容量制御機構７０
へ与えられる。この操作圧油信号S３の元データSG３は
例えば値PAに関連して次第に減少するように式SG3＝kｉ
・（PA-PAZ）（kｉ：定数）として各サンプリング毎に
与えられる。一方、ステップSTP４で加速中ではないと
判定されると、さらにステップSTP７で減速中か否かが
判定される。減速中であると、次にステップSTP８にお
いて旋回用油圧モータ２４の回転数Nが参照値データNZ
より大きく且つ、他方のライン３２上の圧力検出値PBが
参照値データPBZより大きいか否かが判定される。同ス
テップSTP８でYESの場合には、出力データSG２を出力し
電油変換器E/Hから操作圧油信号S２が切換弁５８のライ
ン８２に与えられるのでライン３２上の圧油がライン６
２を経て前記可変容量型油圧モータ５６へ与えられるよ
うになっている。同時に、出力データSG３も出力される
ようになっている。この電気信号SG３はステップSTP６
における場合と同様に圧油の値PBに関連して次第に減少
するように、ｋｚ・（PB-PBZ）（ｋｚ：定数）として各
サンプリング毎に更新されて与えられるようになってい
る。上記ステップSTP７でNOの場合は定常に近い旋回状
態と考えられる。又、上記ステップSTP１、STP３、STP
５、STP７、及びSTP８の各判定でNOの場合は最初の割り
込み可能の判定へ戻るようになっている。以上説明した
図６（A）、（B）の信号処理部は図示してない建設機械
全体の電気制御装置の一部として構成されることも可能
である。又、図６（A）ではCPUを使用して、各検出信号
の処理や判定をプログラムにより遂行する例を示した
が、すべてをアナログ信号として処理するよう演算増幅
器を用いたアナログ方式の信号処理回路として構成する
ことも可能である。
を説明するものであって同図（A）はマイクロコンピュ
ータシステムを採用した場合の構成ブロック図であり、
同図（B）は図２に示す上部旋回体26の加速、減速時に
おける中央処理装置CPUへの指令プログラムの内容を示
すフローチャートである。同図（A）において、信号処
理部72（SGPRC）のi/oユニットには検出手段DTCTRから
の検出電気信号PA,PB,PC,N,Pa,PbがサンプリングされA/
D変換されてデータメモリDAMの検出データエリアにバス
BSを介して時刻ｔの値としてストアされるようになって
いる。１または複数サンプリング回数前の上記各データ
もストアしておいて比較、演算用のデータとして利用し
てもよい。ここでは、時刻ｔにおける回転数Nに関し、
１サンプリング前の検出データNｔ−１も示してある。
そしてたとえば、加減速状態であることをサンプリング
毎の回転数変化ΔNをチェックすることにより検知する
ことが可能である。データメモリDAM内には他に上記各
検出データに対応する比較演算時に参照される参照値デ
ータPAZ,PBZ,PCZ,NZ,PaZ,PbZがパラメータとして予めパ
ラメータデータエリアにストアされている。出力データ
エリアには電油変換器E/Hへの出力信号SG1,SG2,SG3がス
トアされておりこれらのデータはバスBS、i/oユニット
を経てD/A変換され、さらに、電油変換器E/Hを介して操
作圧油信号S1,S2,S3としてそれぞれ与えられている。中
央処理装置CPUに対する指令プログラムはプログラムメ
モリPGMにストアされており、ここでは上部旋回体26に
対し加速、減速時の油圧エネルギーの回生を遂行すると
きの旋回動作プログラムが格納されていることを示して
いる。以下に、このプログラムの内容についてその要部
を図６(B)のフローチャートで説明する。同図（B）にお
いて、このプログラムの実行が開始されると、ステップ
STP１で割り込み可能か否かが判定される。YESのときは
次のステップSTP２において検出データの取り込みが指
令される。次いで、判定ステップSTP３で旋回動作中か
否かが判定される。ステップSTP３でYESであると、さら
にステップSTP４において上部旋回体２６が加速中か否
かが判定される。ここでは、説明の都合上、図２で操作
圧油信号a１が与えられ上部旋回体２６を所定方向に旋
回させる場合として説明する。今、加速中であると、次
のステップSTP５において、旋回用油圧モータ２４の回
転数Nが対応する参照値データNZより小さく且つ、圧力
検出値PAがその参照値データPAZより大きいか否かが判
定される。これが意味するところは、図２でライン３４
の圧力（PA）が既に増大しているにもかかわらず上部旋
回体２６の慣性が大きいためその回転数Nが対応する参
照値データNZに達していない状態であるということであ
る。そして、ステップSTP５でYESであると、次のステッ
プSTP６において出力データSG1とSG３が電油変換器E/H
へ与えられる。出力データＳＧ１に対応する操作圧油信
号S１は切換弁５８を切換えてライン３４上の高圧とな
っている圧油が戻りライン６２から可変容量型油圧モー
タ５６の供給側へ与えられ、同ポンプ・モータ５６を回
転駆動させこの回転駆動力が原動機２０の駆動軸に伝達
されるので、結果として油圧エネルギーの回生が行われ
る。また、出力データＳＧ３に対応する操作圧油信号S
３は前記可変容量型油圧モータ５６の容量制御機構７０
へ与えられる。この操作圧油信号S３の元データSG３は
例えば値PAに関連して次第に減少するように式SG3＝kｉ
・（PA-PAZ）（kｉ：定数）として各サンプリング毎に
与えられる。一方、ステップSTP４で加速中ではないと
判定されると、さらにステップSTP７で減速中か否かが
判定される。減速中であると、次にステップSTP８にお
いて旋回用油圧モータ２４の回転数Nが参照値データNZ
より大きく且つ、他方のライン３２上の圧力検出値PBが
参照値データPBZより大きいか否かが判定される。同ス
テップSTP８でYESの場合には、出力データSG２を出力し
電油変換器E/Hから操作圧油信号S２が切換弁５８のライ
ン８２に与えられるのでライン３２上の圧油がライン６
２を経て前記可変容量型油圧モータ５６へ与えられるよ
うになっている。同時に、出力データSG３も出力される
ようになっている。この電気信号SG３はステップSTP６
における場合と同様に圧油の値PBに関連して次第に減少
するように、ｋｚ・（PB-PBZ）（ｋｚ：定数）として各
サンプリング毎に更新されて与えられるようになってい
る。上記ステップSTP７でNOの場合は定常に近い旋回状
態と考えられる。又、上記ステップSTP１、STP３、STP
５、STP７、及びSTP８の各判定でNOの場合は最初の割り
込み可能の判定へ戻るようになっている。以上説明した
図６（A）、（B）の信号処理部は図示してない建設機械
全体の電気制御装置の一部として構成されることも可能
である。又、図６（A）ではCPUを使用して、各検出信号
の処理や判定をプログラムにより遂行する例を示した
が、すべてをアナログ信号として処理するよう演算増幅
器を用いたアナログ方式の信号処理回路として構成する
ことも可能である。
【００３８】以上の説明ではアクチュエータとして油圧
ショベル１０の旋回について説明したが、さらに建設機
械構造物の位置のエネルギーを回生する場合について説
明する。
ショベル１０の旋回について説明したが、さらに建設機
械構造物の位置のエネルギーを回生する場合について説
明する。
【００３９】図３は本発明の他の実施例を示す油圧回路
であって、被駆動体として油圧ショベル１０のブーム、
アクチュエータとして同ブームを駆動するブームシリン
ダを対応させたものである。
であって、被駆動体として油圧ショベル１０のブーム、
アクチュエータとして同ブームを駆動するブームシリン
ダを対応させたものである。
【００４０】同図３において、参照番号１０４、１０６
は原動機２０、歯車機構１０８によって駆動される可変
容量ポンプである。可変容量ポンプ１０６はブーム用切
換弁１１０を含む切換弁群１００Aに接続され、又、可
変容量ポンプ１０４は図示していない他のアクチュエー
タ用の切換弁群１０２Aに接続され圧油を供給する。参
照番号１１２はパイロットポンプ、１１４は可変容量型
油圧モータであり、これらも原動機２０によって駆動さ
れるようになっている。又、上記可変容量型油圧モータ
１１４の容量は、通常は最小容量に維持されており、パ
イロットポンプ１１２の吐出油は逆止弁１５２を介して
可変容量型油圧モータ１１４の供給通路１１６に接続さ
れている。このように構成されることにより、可変容量
型油圧モータ１１４は原動機２０によって駆動されるの
でポンプ作用をするが常にパイロットポンプ１１２から
の圧油の補給によってキャビテーションの発生は防止さ
れるようになっている。又、可変容量型油圧モータ１１
４は容量制御機構１１８を備え、操作圧油信号S３によ
りその容量が制御されるようになっている。ブーム用切
換弁１１０からブームの戻り油をタンク１２０へ排出す
る通路上には切換弁１２２が設けられており、ブームか
らの戻り通路は、この切換弁１２２が中立位置ではタン
ク１２０へ、操作信号b１が作用したときには前記可変
容量型油圧モータ１１４の供給通路へ接続するよう構成
されている。なお、操作信号b１は、ブーム用切換弁１
１０をブーム下げ方向に制御するための操作圧油信号で
ある。ここで、例えば、図５のブームBMが（イ）の位置
から（ロ）の位置まで降下させる場合を想定する。即
ち、パイロット操作弁２８を操作し、操作圧油信号b１
をブーム用切換弁１１０の通路１３４を介して切換弁１
２２に与え、可変容量ポンプ１０６の圧油をブームシリ
ンダ通路１３２に供給すると共にブーム戻り通路１３０
を切換弁１１０及び１２２を介して可変容量型油圧モー
タ１１４の供給通路１１６へ導くよう構成すると、ブー
ム下降時の油圧エネルギーは可変容量型油圧モータ１１
４を回転させつつ通路１２８を経てタンク１２０へ放出
される。この際、通路１３０の油に余分な背圧がかから
ない状態でタンク１２０へ排出されるように、可変容量
型油圧モータ１１４のモータ容量を操作油圧信号Ｓ３に
より調整すれば、ブーム下降時の位置エネルギーを原動
機の実トルク低減に利用し、省エネルギーを図ることが
できる。操作油圧信号Ｓ３の調整には、例えば可変容量
型油圧モータ１１４への供給通路１１６の圧力（ＰＣ）
を圧力検出用センサー１４２により検出し調整すればよ
い。
は原動機２０、歯車機構１０８によって駆動される可変
容量ポンプである。可変容量ポンプ１０６はブーム用切
換弁１１０を含む切換弁群１００Aに接続され、又、可
変容量ポンプ１０４は図示していない他のアクチュエー
タ用の切換弁群１０２Aに接続され圧油を供給する。参
照番号１１２はパイロットポンプ、１１４は可変容量型
油圧モータであり、これらも原動機２０によって駆動さ
れるようになっている。又、上記可変容量型油圧モータ
１１４の容量は、通常は最小容量に維持されており、パ
イロットポンプ１１２の吐出油は逆止弁１５２を介して
可変容量型油圧モータ１１４の供給通路１１６に接続さ
れている。このように構成されることにより、可変容量
型油圧モータ１１４は原動機２０によって駆動されるの
でポンプ作用をするが常にパイロットポンプ１１２から
の圧油の補給によってキャビテーションの発生は防止さ
れるようになっている。又、可変容量型油圧モータ１１
４は容量制御機構１１８を備え、操作圧油信号S３によ
りその容量が制御されるようになっている。ブーム用切
換弁１１０からブームの戻り油をタンク１２０へ排出す
る通路上には切換弁１２２が設けられており、ブームか
らの戻り通路は、この切換弁１２２が中立位置ではタン
ク１２０へ、操作信号b１が作用したときには前記可変
容量型油圧モータ１１４の供給通路へ接続するよう構成
されている。なお、操作信号b１は、ブーム用切換弁１
１０をブーム下げ方向に制御するための操作圧油信号で
ある。ここで、例えば、図５のブームBMが（イ）の位置
から（ロ）の位置まで降下させる場合を想定する。即
ち、パイロット操作弁２８を操作し、操作圧油信号b１
をブーム用切換弁１１０の通路１３４を介して切換弁１
２２に与え、可変容量ポンプ１０６の圧油をブームシリ
ンダ通路１３２に供給すると共にブーム戻り通路１３０
を切換弁１１０及び１２２を介して可変容量型油圧モー
タ１１４の供給通路１１６へ導くよう構成すると、ブー
ム下降時の油圧エネルギーは可変容量型油圧モータ１１
４を回転させつつ通路１２８を経てタンク１２０へ放出
される。この際、通路１３０の油に余分な背圧がかから
ない状態でタンク１２０へ排出されるように、可変容量
型油圧モータ１１４のモータ容量を操作油圧信号Ｓ３に
より調整すれば、ブーム下降時の位置エネルギーを原動
機の実トルク低減に利用し、省エネルギーを図ることが
できる。操作油圧信号Ｓ３の調整には、例えば可変容量
型油圧モータ１１４への供給通路１１６の圧力（ＰＣ）
を圧力検出用センサー１４２により検出し調整すればよ
い。
【００４１】以上、図２、図３で説明した例において可
変容量型油圧モータを原動機２０に取り付けるに際し、
建設機械の各アクチュエータに圧油を供給する２台の可
変容量ポンプを並列に配置し、これらの一方の背面に前
記可変容量型油圧モータを配置すれば可変容量ポンプ、
モータの全長が短くなり、母機の設計が容易となる。
変容量型油圧モータを原動機２０に取り付けるに際し、
建設機械の各アクチュエータに圧油を供給する２台の可
変容量ポンプを並列に配置し、これらの一方の背面に前
記可変容量型油圧モータを配置すれば可変容量ポンプ、
モータの全長が短くなり、母機の設計が容易となる。
【００４２】
【発明の効果】本発明による建設機械の油圧制御装置
は、建設機械に取り付けられた原動機と、同原動機の出
力回転軸に結合された油圧ポンプと、同ポンプから供給
される圧油を前記建設機械の被駆動体を駆動せしめるよ
う結合されたアクチュエータに供給する第1の切換弁
と、同第1の切換弁に操作圧油信号を与えるパイロット
操作弁と、同パイロット操作弁にパイロット用圧油を供
給するパイロットポンプと、前記原動機の出力回転軸と
結合された回転軸を備え、且つ容量制御機構を有する可
変容量型油圧モータと、前記アクチュエータの稼動に伴
い圧力上昇を生ずる前記第1の切換弁近傍の油路と、同
第1の切換弁近傍の油路内の圧力及び前記パイロット操
作弁の出力操作圧力を検出してそれらを電気信号に変換
する検出手段と、同検出手段の複数の出力電気信号の値
に対応して制御信号を与える信号処理部ならびに前記制
御信号を対応する操作圧油信号に変換する電油変換器を
備えた変換制御部と、前記第1の切換弁近傍の油路と前
記可変容量型油圧モータの圧油供給側とを連通せしめる
第2の切換弁と、前記変換制御部から与えられる操作圧
油信号に応答して駆動される前記可変容量型油圧モータ
の容量制御機構とからなり、前記アクチュエータの稼動
に伴い前記第1の切換弁近傍の油路の圧力が上昇したと
きその上昇した圧油を前記可変容量型油圧モータへ供給
して油圧エネルギの回生を行うようにしたので、上部旋
回体２２６のような慣性の大きい被駆動体を加速または
減速するときの油圧エネルギーを有効に活用するため、
環境保全の問題が解決され、さらに、原動機２２０への
供給燃料の全てが有効に消費されるため資源が有効に利
用される。
は、建設機械に取り付けられた原動機と、同原動機の出
力回転軸に結合された油圧ポンプと、同ポンプから供給
される圧油を前記建設機械の被駆動体を駆動せしめるよ
う結合されたアクチュエータに供給する第1の切換弁
と、同第1の切換弁に操作圧油信号を与えるパイロット
操作弁と、同パイロット操作弁にパイロット用圧油を供
給するパイロットポンプと、前記原動機の出力回転軸と
結合された回転軸を備え、且つ容量制御機構を有する可
変容量型油圧モータと、前記アクチュエータの稼動に伴
い圧力上昇を生ずる前記第1の切換弁近傍の油路と、同
第1の切換弁近傍の油路内の圧力及び前記パイロット操
作弁の出力操作圧力を検出してそれらを電気信号に変換
する検出手段と、同検出手段の複数の出力電気信号の値
に対応して制御信号を与える信号処理部ならびに前記制
御信号を対応する操作圧油信号に変換する電油変換器を
備えた変換制御部と、前記第1の切換弁近傍の油路と前
記可変容量型油圧モータの圧油供給側とを連通せしめる
第2の切換弁と、前記変換制御部から与えられる操作圧
油信号に応答して駆動される前記可変容量型油圧モータ
の容量制御機構とからなり、前記アクチュエータの稼動
に伴い前記第1の切換弁近傍の油路の圧力が上昇したと
きその上昇した圧油を前記可変容量型油圧モータへ供給
して油圧エネルギの回生を行うようにしたので、上部旋
回体２２６のような慣性の大きい被駆動体を加速または
減速するときの油圧エネルギーを有効に活用するため、
環境保全の問題が解決され、さらに、原動機２２０への
供給燃料の全てが有効に消費されるため資源が有効に利
用される。
【００４３】また、あらゆる条件下で動力回生の技術思
想が開示されて、旋回用油圧モータ２２４によって上部
旋回体２２６を停止させるためにはパイロット操作弁２
２８を中立状態に戻すだけであり、油圧回路方式に慣れ
たオペレータの操作感覚と一致しており、安全性、操作
性の面でも優れたものである。
想が開示されて、旋回用油圧モータ２２４によって上部
旋回体２２６を停止させるためにはパイロット操作弁２
２８を中立状態に戻すだけであり、油圧回路方式に慣れ
たオペレータの操作感覚と一致しており、安全性、操作
性の面でも優れたものである。
【００４４】以上、従来から多用されている油圧ショベ
ル等の操作方法を変えることなく建設機械等の大幅な省
エネルギー運転を実現することができる。
ル等の操作方法を変えることなく建設機械等の大幅な省
エネルギー運転を実現することができる。
【図１】本発明に係る建設機械の油圧制御装置の主要構
成ブロック図である。
成ブロック図である。
【図２】本発明に係る建設機械の油圧制御装置の第１実
施例を示す油圧回路図である。
施例を示す油圧回路図である。
【図３】本発明に係る建設機械の油圧制御装置の第２実
施例を示す油圧回路図である。
施例を示す油圧回路図である。
【図４】建設機械としての油圧ショベルの外観図であ
る。
る。
【図５】図４に示される油圧ショベルのブームおよびブ
ームシリンダの動作を示す図である。
ームシリンダの動作を示す図である。
【図６】図２の信号処理部の具体的態様を示し、（A）
はそのコンピュータシステムのブロック図、（B）は旋
回用油圧モータの加速・減速時における油圧エネルギー
回生制御を示すフローチャートである。
はそのコンピュータシステムのブロック図、（B）は旋
回用油圧モータの加速・減速時における油圧エネルギー
回生制御を示すフローチャートである。
【図７】建設機械の油圧制御装置の従来技術を示す油圧
回路図である。
回路図である。
【図８】建設機械の油圧制御装置の他の従来技術を示す
油圧回路図である。
油圧回路図である。
【図９】図７における旋回用油圧モータの加速、減速時
における特性を示す図であり、（A）は加速時における
旋回駆動圧力と駆動時間の関係を示し、（B）は減速時
における旋回駆動圧力と駆動時間の関係を示すグラフで
ある。
における特性を示す図であり、（A）は加速時における
旋回駆動圧力と駆動時間の関係を示し、（B）は減速時
における旋回駆動圧力と駆動時間の関係を示すグラフで
ある。
１０ 油圧ショベル
１２ 上部旋回体
１４、１０４ 可変容量ポンプ
１６、１０６ 可変容量ポンプ
１８、１１２ パイロットポンプ
２０ 原動機
２２ 旋回用切換弁
２４ 旋回用油圧モータ
２６ 上部旋回体
２８ パイロット操作弁
３２ 通路
３４ 通路
３６ リリーフ弁
３８ リリーフ弁
４０ 逆止弁
４６ 通路
５４、１０８ 歯車機構
５６、１１４ 可変容量型油圧モータ
５８ 切換弁
６０ 供給側通路
６４ 戻り通路
６６ 逆止弁
７０、１１８ 容量制御機構
７２ 信号処理部
７４ 電油変換器
１１０ ブーム用切換弁
─────────────────────────────────────────────────────
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Ｆターム(参考） 2D003 AA01 AB02 AB03 BA05 CA02
DA02 DA04 DB02
3H089 AA60 AA61 AA73 BB03 BB04
CC01 CC09 DA03 DA07 DA13
DB33 DB47 DB49 EE01 EE18
EE22 EE31 EE35 EE36 FF04
FF07 FF09 GG02 HH08 JJ01
Claims (18)
- 【請求項１】 建設機械の油圧制御装置において、原動
機に可変容量型油圧モータを取り付け、当該可変容量型
油圧モータへ、当該建設機械のアクチュエータの加速、
減速時の油圧エネルギーを切換弁を介して供給し、エネ
ルギーの回生を図るよう構成したことを特徴とする油圧
制御装置。 - 【請求項２】 アクチュエータは建設機械の旋回用油圧
モータであることを特徴とする請求項１記載の建設機械
の油圧制御装置。 - 【請求項３】 建設機械の油圧制御装置において、原動
機に可変容量型油圧モータを取り付け、当該可変容量型
油圧モータへ、構造物の位置のエネルギーを油圧エネル
ギーとして切換弁を介して供給し、エネルギーの回生を
図るよう構成したことを特徴とする油圧制御装置。 - 【請求項４】 アクチュエータは建設機械のブームシリ
ンダであることを特徴とする請求項３記載の油圧制御装
置。 - 【請求項５】 建設機械に取り付けられた原動機と、同
原動機の出力回転軸に結合された油圧ポンプと、同ポン
プから供給される圧油を前記建設機械の被駆動体を駆動
せしめるよう結合されたアクチュエータに供給する第1
の切換弁と、同第1の切換弁に操作圧油信号を与えるパ
イロット操作弁と、同パイロット操作弁にパイロット用
圧油を供給するパイロットポンプと、前記原動機の出力
回転軸と結合された回転軸を備え、且つ容量制御機構を
有する可変容量型油圧モータと、前記アクチュエータの
稼動に伴い圧力上昇を生ずる前記第1の切換弁近傍の油
路と、同第1の切換弁近傍の油路内の圧力及び前記パイ
ロット操作弁の出力操作圧力を検出してそれらを電気信
号に変換する検出手段と、同検出手段の複数の出力電気
信号の値に対応して制御信号を与える信号処理部ならび
に前記制御信号を対応する操作圧油信号に変換する電油
変換器を備えた変換制御部と、前記第1の切換弁近傍の
油路と前記可変容量型油圧モータの圧油供給側とを連通
せしめる第2の切換弁と、前記変換制御部から与えられ
る操作圧油信号に応答して駆動される前記可変容量型油
圧モータの容量制御機構とからなり、前記アクチュエー
タの稼動に伴い前記第1の切換弁近傍の油路の圧力が上
昇したときその上昇した圧油を前記可変容量型油圧モー
タへ供給して油圧エネルギの回生を行うことを特徴とす
る建設機械の油圧制御装置。 - 【請求項６】 請求項５において、前記アクチュエータ
は旋回用油圧モータで構成され、前記被駆動体は前記旋
回用油圧モータにより回転駆動される上部旋回体であ
り、さらに前記検出手段には前記旋回用油圧モータの回
転数を検出する回転数検出器を備えたことを特徴とする
建設機械の油圧制御装置。 - 【請求項７】 請求項６において、前記第1の切換弁近
傍の油路は、前記第1の切換弁と前記旋回用油圧モータ
を接続するそれぞれの通路から分岐するとともにその端
部において前記第2の切換弁と接続される分岐路を含
み、前記検出手段には前記旋回用油圧モータのそれぞれ
の圧油通路の圧力と可変容量型油圧モータの圧油通路の
圧力と前記パイロット操作弁の出力操作圧力を検出する
圧力検出器を備えており、さらに前記信号処理部は前記
上部旋回体を前記旋回用油圧モータにより駆動したとき
前記検出手段の各出力の値とその値の組み合わせに基づ
いて前記第2の切換弁及び前記容量制御機構を制御する
制御信号を生成するよう構成したことを特徴とする建設
機械の油圧制御装置。 - 【請求項８】 請求項７において、前記信号処理部は、
前記パイロット操作弁のいずれか一方の出力操作圧力を
上昇させて前記第1の切換弁を操作し前記油圧ポンプか
らの圧油を前記旋回用油圧モータに供給して前記上部旋
回体を駆動した後であって前記旋回用油圧モータの他方
の圧油通路における圧力検出値および前記旋回用油圧モ
ータの回転数検出器の値がそれぞれ予め定められた値を
超え且つ前記一方の出力操作圧力が予め定められた値よ
り小さい場合に、前記旋回用油圧モータの前記他方の圧
油通路に相当する前記分岐路を前記可変容量型油圧モー
タの圧油供給側と連通せしめる前記第2の切換弁用の制
御信号ならびにその連通による前記圧力検出値と回転数
検出値の低下に対応して前記容量制御機構の開度を閉方
向に制御する容量制御機構用の制御信号を生成して前記
旋回用油圧モータの減速時における油圧エネルギーの回
生を行うことを特徴とする建設機械の油圧制御装置。 - 【請求項９】 請求項７において、前記信号処理部は、
前記パイロット操作弁のいずれか一方の出力操作圧力を
上昇させて前記第1の切換弁を操作し前記油圧ポンプか
らの圧油を前記旋回油圧モータに供給して前記上部旋回
体を駆動し前記旋回用油圧モータの圧油通路における圧
力検出値及び前記出力操作圧力の検出圧力の値が予め定
められた値より大きく、且つ前記旋回油圧モータの回転
数検出器の値が予め定められた値より小さい場合に、前
記旋回用油圧モータの前記圧油通路に相当する前記分岐
路を前記可変容量型油圧モータの圧油供給側と連通せし
める第2の切換弁用の制御信号ならびにその連通による
前記回転検出器の値の上昇に対応して前記容量制御機構
の開度を閉方向に制御する容量制御機構用の制御信号を
生成して前記旋回用油圧モータの加速時における油圧エ
ネルギーの回生を行うことを特徴とする建設機械の油圧
制御装置。 - 【請求項１０】 請求項６乃至９において、前記第2の
切換弁を前記旋回用油圧モータと一体的に構成したこと
を特徴とする建設機械の油圧制御装置。 - 【請求項１１】 請求項５において、前記被駆動体は前
記アクチュエータの稼動により位置のエネルギーを獲得
する前記建設機械の構造物であることを特徴とする建設
機械の油圧制御装置。 - 【請求項１２】 請求項１１において、前記建設機械の
構造物はブームであり、前記アクチュエータはブームシ
リンダであることを特徴とする建設機械の油圧制御装
置。 - 【請求項１３】 請求項１２において、前記第2の切換
弁は前記第１の切換弁の戻り側通路に接続されており、
前記ブームの獲得した位置のエネルギーを前記ブームシ
リンダを介して油圧エネルギーとして放出するとき前記
第2の切換弁を切換えて前記戻り側通路を前記可変容量
型油圧モータの圧油供給側と連通するよう構成し、前記
位置のエネルギーを油圧エネルギーとして前記可変容量
型油圧モータを介して回生することを特徴とする建設機
械の油圧制御装置。 - 【請求項１４】 請求項１３において、前記第2の切換
弁は前記可変容量型油圧モータと一体的に構成したこと
を特徴とする建設機械の油圧制御装置。 - 【請求項１５】 請求項５において、前記原動機によっ
て駆動される油圧ポンプは前記原動機の出力回転軸に対
して並列に配置された複数の油圧ポンプであり、前記可
変容量型油圧モータを前記複数の油圧ポンプの内の一つ
の油圧ポンプ駆動軸上に設けたことを特徴とする建設機
械の油圧制御装置。 - 【請求項１６】 請求項５において、前記可変容量型油
圧モータの圧油供給ポートへは、当該圧油供給ポートと
前記第2の切換弁との間に逆止弁を介してパイロットポ
ンプの圧油を供給するとともに、当該圧油供給ポートの
圧力上昇に応じて前記可変容量型油圧モータの容量を増
大させるよう構成したことを特徴とする建設機械の油圧
制御装置。 - 【請求項１７】 請求項１５において、前記パイロット
ポンプを前記複数の油圧ポンプの内の他の一つの油圧ポ
ンプ駆動軸上に設けたことを特徴とする建設機械の油圧
制御装置。 - 【請求項１８】 請求項５乃至１７において、前記油圧
ポンプは可変容量ポンプであることを特徴とする建設機
械の油圧制御装置。
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