JP2012159123A

JP2012159123A - Hydraulic driving device of construction machine

Info

Publication number: JP2012159123A
Application number: JP2011018261A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Sonoda; 光夫園田
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2011-01-31
Filing date: 2011-01-31
Publication date: 2012-08-23

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hydraulic driving device of a construction machine capable of suppressing the fluctuation of the moving speed of hydraulic actuators according to the variation of load pressure while reducing energy loss when driving the plurality of hydraulic actuators at the same time dividing the discharged oil of a hydraulic pump.SOLUTION: The control device 40 controls the torque needed for the rotation of a generator 65 or 66 corresponding to a low load cylinder in which load pressure is lower of the hydraulic cylinders 21, 22 using inverters 67 or 68 in the case the load pressures of the hydraulic cylinders 21, 22 (a plurality of hydraulic actuators) are detected by pressure sensors 71 to 74 and both the hydraulic cylinders 21, 22 are operated, the fluctuation of the differential pressure of the upstream and the downstream of a direction switching valve 24 or 25 is suppressed corresponding to the low load cylinder by raising the resistance of the rotation of the hydraulic motor 63 or 64 corresponding to the low load cylinder, a storage device 80 stores electric energy generated by the generator 65 or 66.

Description

本発明は、複数の油圧アクチュエータに油圧源として共用される油圧ポンプを備え、複数の油圧アクチュエータを同時期に駆動する際に、その油圧ポンプの吐出油をそれらの油圧アクチュエータに振り分ける建設機械の油圧駆動装置に関する。 The present invention includes a hydraulic pump shared by a plurality of hydraulic actuators as a hydraulic source, and when driving the plurality of hydraulic actuators at the same time, the hydraulic pressure of a construction machine that distributes the discharged oil of the hydraulic pump to the hydraulic actuators The present invention relates to a driving device.

この種の油圧駆動装置の従来のものには、複数の油圧アクチュエータのそれぞれと油圧ポンプとの間に、各油圧アクチュエータに対応付けられて設けられ、その油圧アクチュエータの動作速度を調節する絞り弁と、各油圧アクチュエータに対応付けられて設けられ、その油圧アクチュエータの負荷圧力の変動に伴いその油圧アクチュエータの動作速度が変動することを抑える圧力補償弁とを備えるものがある。 A conventional hydraulic drive device of this type is provided between each of a plurality of hydraulic actuators and a hydraulic pump in association with each hydraulic actuator, and a throttle valve that adjusts the operating speed of the hydraulic actuator; Some of them include a pressure compensation valve that is provided in association with each hydraulic actuator and suppresses fluctuations in the operating speed of the hydraulic actuator as the load pressure of the hydraulic actuator fluctuates.

このように構成された従来の油圧駆動装置においては、複数の油圧アクチュエータの動作中、それらの油圧アクチュエータのそれぞれの負荷圧力は、通常互いに異なる。各油圧アクチュエータのそれぞれに対応付けられた圧力補償弁は、この圧力補償弁と同じ油圧アクチュエータに対応付けられた絞り弁の上流と下流の圧力差が一定するよう負荷圧力に応じて挙動することによって、負荷圧力の変動に伴って油圧アクチュエータに供給される作動油の流量が変動すること、すなわち、油圧アクチュエータの動作速度が変動することを抑える。 In the conventional hydraulic drive apparatus configured as described above, during operation of a plurality of hydraulic actuators, load pressures of the hydraulic actuators are usually different from each other. The pressure compensation valve associated with each hydraulic actuator behaves according to the load pressure so that the pressure difference between the upstream and downstream of the throttle valve associated with the same hydraulic actuator as this pressure compensation valve is constant. Further, it is possible to prevent the flow rate of the hydraulic oil supplied to the hydraulic actuator from fluctuating with the fluctuation of the load pressure, that is, the fluctuation of the operating speed of the hydraulic actuator.

ここで述べた従来の油圧駆動装置については特許文献１を参照されたい。 For the conventional hydraulic drive apparatus described here, refer to Patent Document 1.

特表２００７−５０５２７０公報Special table 2007-505270

前述した従来の油圧駆動装置において、複数の油圧アクチュエータの負荷圧力のうち最高負荷圧力よりも低い負荷圧力は、最高負荷圧力との圧力差が大きくなるほど、その低い負荷圧力が作用する油圧アクチュエータに対応付けられた圧力補償弁での圧力損失、すなわちエネルギ損失を大きくする。 In the conventional hydraulic drive unit described above, the load pressure lower than the maximum load pressure among the load pressures of multiple hydraulic actuators corresponds to the hydraulic actuator that the lower load pressure acts as the pressure difference from the maximum load pressure increases. The pressure loss at the attached pressure compensation valve, that is, the energy loss is increased.

本発明は前述の事情を考慮してなされたものであり、その目的は、油圧ポンプの吐出油を振り分けて複数の油圧アクチュエータを同時期に駆動する際に、負荷圧力の変動に伴う油圧アクチュエータの動作速度の変動を、エネルギ損失を低減しつつ、抑えることができる建設機械の油圧駆動装置を提供することにある。 The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances. The purpose of the present invention is to distribute hydraulic oil discharged from a hydraulic pump and drive a plurality of hydraulic actuators at the same time. It is an object of the present invention to provide a hydraulic drive device for a construction machine that can suppress fluctuations in operating speed while reducing energy loss.

前述の目的を達成するために本発明に係る建設機械の油圧駆動装置は次のように構成されている。 In order to achieve the above-described object, the hydraulic drive device for a construction machine according to the present invention is configured as follows.

〔１〕本発明に係る建設機械の油圧駆動装置は、油圧ポンプと、この油圧ポンプの吐出油が供給されて駆動する複数の油圧アクチュエータと、これら複数の油圧アクチュエータのそれぞれに対応付けられて設けられ、その対応付けられた油圧アクチュエータに前記油圧ポンプから供給される圧油の流れを制御する方向制御弁と、を備える建設機械の油圧駆動装置において、前記複数の方向制御弁のそれぞれの上流と下流の圧力差の変動を抑える圧力補償手段と、前記複数の油圧アクチュエータのそれぞれの負荷圧力を検出する複数の負荷圧力検出手段と、蓄電装置とを備え、前記圧力補償手段は、前記複数の油圧アクチュエータのそれぞれに対応付けられて設けられた発電機と、これらの発電機のそれぞれを駆動する複数の発電用油圧モータと、これらの発電用油圧モータのそれぞれの回転の抵抗を調節する抵抗調節手段と、これらの抵抗調節手段を制御する制御手段とを備え、前記発電用油圧モータは、前記複数の油圧アクチュエータのうちその発電用油圧モータと対応付けられた油圧アクチュエータに供給される圧油、またはその油圧アクチュエータから排出された圧油により駆動されるものであり、前記制御手段は、前記複数の油圧アクチュエータのうちのいずれか２つ以上が動作中である場合に、それら動作中の油圧アクチュエータのうち最高負荷圧力よりも低い負荷圧力が作用している油圧アクチュエータである低負荷アクチュエータに対応付けられた前記抵抗調節手段を制御し、その低負荷アクチュエータに対応付けられた前記発電用油圧モータの回転の抵抗を上昇させることで、その低負荷アクチュエータに対応付けられた前記方向切換弁の上流と下流の圧力差の変動を抑え、前記蓄電装置は、前記低負荷アクチュエータに対応付けられた前記発電機により生成された電気エネルギを蓄えることを特徴とする。 [1] A hydraulic drive device for a construction machine according to the present invention is provided in association with each of a hydraulic pump, a plurality of hydraulic actuators that are driven by supply of the discharge oil of the hydraulic pump, and the plurality of hydraulic actuators. A directional control valve for controlling a flow of pressure oil supplied from the hydraulic pump to the associated hydraulic actuator, and a hydraulic drive device for a construction machine, wherein each upstream of the plurality of directional control valves A pressure compensation unit that suppresses a variation in downstream pressure difference; a plurality of load pressure detection units that detect respective load pressures of the plurality of hydraulic actuators; and a power storage device, wherein the pressure compensation unit includes the plurality of hydraulic pressures. A generator associated with each of the actuators and a plurality of power generation hydraulic motors that drive each of the generators. And a resistance adjusting means for adjusting the resistance of rotation of each of the power generating hydraulic motors, and a control means for controlling these resistance adjusting means, wherein the power generating hydraulic motor is one of the plurality of hydraulic actuators. It is driven by pressure oil supplied to a hydraulic actuator associated with the power generation hydraulic motor or pressure oil discharged from the hydraulic actuator, and the control means is one of the plurality of hydraulic actuators. The resistance adjusting means associated with a low load actuator which is a hydraulic actuator to which a load pressure lower than the maximum load pressure is applied when any two or more of them are operating. And the rotational resistance of the power generating hydraulic motor associated with the low load actuator is increased. By suppressing the fluctuation of the pressure difference upstream and downstream of the directional control valve associated with the low load actuator, the power storage device is generated by the generator associated with the low load actuator It is characterized by storing electrical energy.

この「〔１〕」に記載の建設機械の油圧駆動装置において、制御手段が低負荷アクチュエータに対応付けられた抵抗調節手段を制御し、その低負荷アクチュエータに対応付けられた発電用油圧モータの回転の抵抗を上昇させる。これによって、低負荷アクチュエータの負荷圧力を最高負荷圧力まで上昇させ、低負荷アクチュエータに対応付けられた方向切換弁の上流と下流の圧力差の変動を抑えることができる。したがって、油圧ポンプの吐出油を振り分けて複数の油圧アクチュエータを同時期に駆動する際に、負荷圧力の変動に伴う油圧アクチュエータの動作速度の変動を抑えることができる。 In the hydraulic drive system for a construction machine described in “[1]”, the control unit controls the resistance adjusting unit associated with the low load actuator, and the rotation of the power generation hydraulic motor associated with the low load actuator is performed. Increase the resistance. As a result, the load pressure of the low load actuator can be increased to the maximum load pressure, and fluctuations in the pressure difference between the upstream and downstream of the direction switching valve associated with the low load actuator can be suppressed. Therefore, when the discharge oil of the hydraulic pump is distributed and a plurality of hydraulic actuators are driven at the same time, fluctuations in the operating speed of the hydraulic actuators accompanying fluctuations in load pressure can be suppressed.

さらに、「〔１〕」に記載の建設機械の油圧駆動装置において、蓄電装置は、低負荷アクチュエータに対応付けられた発電機により生成された電気エネルギを蓄える。これによって、負荷圧力の変動に伴う油圧アクチュエータの動作速度の変動を抑える際、エネルギ損失を低減することができる。 Further, in the hydraulic drive device for a construction machine described in “[1]”, the power storage device stores electrical energy generated by a generator associated with the low load actuator. Thus, energy loss can be reduced when suppressing fluctuations in the operating speed of the hydraulic actuator accompanying fluctuations in load pressure.

〔２〕本発明に係る建設機械の油圧駆動装置は、「〔１〕」に記載の建設機械の油圧駆動装置において、前記圧力補償手段の前記発電用油圧モータは、これと対応付けられた前記油圧アクチュエータから排出される圧油により駆動されるものであることを特徴とする。 [2] A hydraulic drive device for a construction machine according to the present invention is the hydraulic drive device for a construction machine according to “[1]”, wherein the power generation hydraulic motor of the pressure compensating means is associated with the hydraulic drive device. It is driven by pressure oil discharged from the hydraulic actuator.

建設機械に備えられる作業装置には、ブームシリンダ（油圧シリンダ）により上下方向に回動されるブームを含むものがある。そのブームシリンダには作業装置の重力が作用し、この重力によりブームシリンダは作業装置を下方向に回動させながら収縮可能であり、その収縮に伴い圧油を排出する。「〔２〕」に記載の建設機械の油圧駆動装置においては、圧力補償手段の発電用油圧モータが油圧アクチュエータから排出される圧油により駆動されるものであるから、その油圧アクチュエータをブームシリンダに適用した場合、作業装置の重力によりブームシリンダが収縮して圧油が排出されたときに、その圧油によって油圧モータを駆動して発電機に発電させ、蓄電装置を充電することができる。つまり、作業装置の位置エネルギの一部を電気エネルギに変換して蓄えることができる。 Some working devices included in construction machines include a boom that is turned up and down by a boom cylinder (hydraulic cylinder). The boom cylinder is subjected to the gravity of the working device, and the boom cylinder can be contracted by rotating the working device downward by the gravity, and the pressure oil is discharged along with the contraction. In the hydraulic drive device for a construction machine described in “[2]”, since the power generation hydraulic motor of the pressure compensation means is driven by the pressure oil discharged from the hydraulic actuator, the hydraulic actuator is used as a boom cylinder. When applied, when the boom cylinder contracts due to the gravity of the working device and the pressure oil is discharged, the hydraulic motor is driven by the pressure oil to cause the generator to generate power, and the power storage device can be charged. That is, a part of the potential energy of the work device can be converted into electrical energy and stored.

本発明に係る建設機械の油圧駆動装置によれば、前述のように、油圧ポンプの吐出油を振り分けて複数の油圧アクチュエータを同時期に駆動する際に、負荷圧力の変動に伴う油圧アクチュエータの動作速度の変動を、エネルギ損失を低減しつつ、抑えることができる。 According to the hydraulic drive device for a construction machine according to the present invention, as described above, when the hydraulic pump discharge oil is distributed and a plurality of hydraulic actuators are driven at the same time, the operation of the hydraulic actuator accompanying a change in load pressure is performed. Speed fluctuations can be suppressed while reducing energy loss.

本発明の一実施形態に係る油圧駆動装置が採用される建設機械である油圧ショベルの左側面図である。1 is a left side view of a hydraulic excavator that is a construction machine in which a hydraulic drive device according to an embodiment of the present invention is employed. 本発明の一実施形態に係る油圧駆動装置を示す油圧回路図である。1 is a hydraulic circuit diagram showing a hydraulic drive device according to an embodiment of the present invention. 図２に示した油圧駆動装置の圧力補償機能を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the pressure compensation function of the hydraulic drive unit shown in FIG.

本発明の一実施形態に係る油圧駆動装置について図１〜図３を用いて説明する。 A hydraulic drive apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図１に示す油圧ショベル１は、履帯２ａを駆動して走行する走行体２と、この走行体２に旋回可能に結合した旋回体３と、この旋回体３の前部に設けられたフロント作業装置４とを備えている。 A hydraulic excavator 1 shown in FIG. 1 includes a traveling body 2 that travels by driving a crawler belt 2a, a revolving body 3 that is pivotably coupled to the traveling body 2, and a front work provided at a front portion of the revolving body 3. Device 4.

旋回体３は、フロント作業装置４の左側方に設けられたキャブ３ａと、このキャブ３ａの後方に設けられた機械室３ｂと、この機械室３ｂの後方に設けられて旋回体３の後端を形成しているカウンタウェイト３ｃとを備えている。この旋回体３は、図示してない旋回モータを駆動源としている。 The swing body 3 includes a cab 3a provided on the left side of the front working device 4, a machine room 3b provided behind the cab 3a, and a rear end of the swing body 3 provided behind the machine room 3b. Counterweight 3c. The swing body 3 uses a swing motor (not shown) as a drive source.

フロント作業装置４は、旋回体３の前部に上下方向に回動可能に結合されたブーム５と、このブーム５に回動可能に連結されたアーム６と、このアーム６に回動可能に連結されたバケット７とを備えている。ブーム５、アーム６およびバケット７はそれぞれ片ロッド式の複動シリンダから成る油圧シリンダ、いわゆるブームシリンダ８、アームシリンダ９およびバケットシリンダ１０のそれぞれにより駆動されるようになっている。 The front work device 4 includes a boom 5 coupled to the front portion of the revolving structure 3 so as to be pivotable in the vertical direction, an arm 6 coupled to the boom 5 so as to be pivotable, and a pivot to the arm 6. Connected buckets 7. The boom 5, the arm 6 and the bucket 7 are each driven by a hydraulic cylinder composed of a single rod double acting cylinder, that is, a so-called boom cylinder 8, arm cylinder 9 and bucket cylinder 10, respectively.

図２に示すように、本実施形態に係る油圧駆動装置２０は、複数の油圧アクチュエータ、例えば２つの油圧シリンダ２１，２２（例えばブームシリンダ８、バケットシリンダ１０に適用される）と、これら油圧シリンダ２１，２２に供給される圧油を吐出する油圧ポンプ２３と、油圧シリンダ２１に対応付けられて設けられ、油圧ポンプ２３からその油圧シリンダ２１に供給される圧油の流れ（流れの方向および流量）を制御する方向制御弁２４と、油圧シリンダ２２に対応付けられて設けられ、油圧ポンプ２３からその油圧シリンダ２２に供給される圧油の流れ（流れの方向および流量）を制御する方向制御弁２５とを備えている。 As shown in FIG. 2, the hydraulic drive device 20 according to the present embodiment includes a plurality of hydraulic actuators, for example, two hydraulic cylinders 21 and 22 (for example, applied to the boom cylinder 8 and the bucket cylinder 10), and these hydraulic cylinders. A hydraulic pump 23 that discharges the pressure oil supplied to the hydraulic cylinders 21 and 22 and a flow of the pressure oil that is provided in association with the hydraulic cylinder 21 and that is supplied from the hydraulic pump 23 to the hydraulic cylinder 21 (flow direction and flow rate) ) And a directional control valve for controlling the flow (flow direction and flow rate) of pressure oil supplied from the hydraulic pump 23 to the hydraulic cylinder 22. 25.

方向制御弁２４は、クローズドセンタ式の３位置弁であり、４つのポート、すなわちＡポート２４ａ、Ｂポート２４ｂ、Ｐポート２４ｃ、Ｒポート２４ｄを備える。Ａポート２４ａは油圧シリンダ２１のボトム室２１ａに通じたポートであり、Ｂポート２４ｂは油圧シリンダ２１のロッド室２１ｂに通じたポートである。Ｐポート２４ｄは油圧ポンプ２３の吐出油を導入するポートであり、Ｒポート２４ｄは油圧シリンダ２１から排出され作動油、すなわち戻り油を作動油タンク２６側に導くポートである。 The direction control valve 24 is a closed center type three-position valve and includes four ports, that is, an A port 24a, a B port 24b, a P port 24c, and an R port 24d. The A port 24 a is a port that communicates with the bottom chamber 21 a of the hydraulic cylinder 21, and the B port 24 b is a port that communicates with the rod chamber 21 b of the hydraulic cylinder 21. The P port 24d is a port for introducing the discharge oil of the hydraulic pump 23, and the R port 24d is a port that is discharged from the hydraulic cylinder 21 and guides the hydraulic oil, that is, the return oil to the hydraulic oil tank 26 side.

方向制御弁２５も方向制御弁２４と同じく、クローズドセンタ式の３位置弁であり、４つのポート、すなわちＡポート２５ａ、Ｂポート２５ｂ、Ｐポート２５ｃ、Ｒポート２５ｄを備える。Ａポート２５ａは油圧シリンダ２２のボトム室２２ａに通じたポートであり、Ｂポート２５ｂは油圧シリンダ２２のロッド室２２ｂに通じたポートである。Ｐポートロ２５ｃは油圧ポンプ２３の吐出油を導入するポートであり、Ｒポート２５ｄは油圧シリンダ２２から排出された作動油、すなわち戻り油を作動油タンク２６側に導くポートである。 Similar to the directional control valve 24, the directional control valve 25 is a closed center three-position valve, and includes four ports, that is, an A port 25a, a B port 25b, a P port 25c, and an R port 25d. The A port 25 a is a port that communicates with the bottom chamber 22 a of the hydraulic cylinder 22, and the B port 25 b is a port that communicates with the rod chamber 22 b of the hydraulic cylinder 22. The P portro 25c is a port for introducing the discharge oil of the hydraulic pump 23, and the R port 25d is a port for guiding the hydraulic oil discharged from the hydraulic cylinder 22, that is, the return oil to the hydraulic oil tank 26 side.

油圧ポンプ２３と方向制御弁２４のＰポート２４ｃは、油圧ポンプ２３が圧油を吐出する幹管路２７と、この幹管路２７から分岐した枝管路２８とを介して接続されている。油圧ポンプ２３と方向制御弁２５のＰポート２５ｃは、幹管路２７と、この幹管路２７から分岐した枝管路２９とを介して接続されている。つまり、油圧ポンプ２３の吐出油は、枝管路２８を通じて油圧シリンダ２１に導かれる分と、枝管路２９を通じて油圧シリンダ２２に導かれる分とに振り分けられるようになっている。 The hydraulic pump 23 and the P port 24 c of the directional control valve 24 are connected to each other via a trunk line 27 through which the hydraulic pump 23 discharges pressure oil and a branch line 28 branched from the trunk line 27. The hydraulic pump 23 and the P port 25 c of the directional control valve 25 are connected via a trunk line 27 and a branch line 29 branched from the trunk line 27. That is, the oil discharged from the hydraulic pump 23 is distributed into the amount guided to the hydraulic cylinder 21 through the branch pipe 28 and the amount guided to the hydraulic cylinder 22 through the branch pipe 29.

油圧駆動装置２０はさらに制御装置４０を備えている。この制御装置４０は、制御プログラムが書き込まれたＲＯＭと、その制御プログラムに従って情報処理を行うＣＰＵと、そのＣＰＵによる情報処理の作業領域であるＲＡＭとを備え、油圧ショベル１の動作に係る種々の情報処理、および種々の制御対象物の制御を行うものである。前出の方向制御弁２４および前出の方向制御弁２５は、制御装置４０の制御対象物であり、制御装置４０から電力を供給されて動作するようになっている。制御装置４０には、油圧シリンダ２１に対応付けられて設けられた操作レバー装置５１と、油圧シリンダ２２に対応付けられて設けられた操作レバー装置５２とが電気的に接続されている。操作レバー装置５１は、操作レバー５１ａの中立位置からの傾倒操作量を方向制御弁２４の弁位置の指令相当する指令信号（電気信号）に変換して制御装置４０に出力するものである。操作レバー装置５２は、操作レバー５２ａの中立位置からの傾倒操作量を方向制御弁２５の弁位置を指令に相当する指令信号（電気信号）に変換して制御装置４０に出力するものである。制御装置４０は、操作レバー装置５１からの指令信号を電力に変換して方向制御弁２４に供給するよう設定されており、また、操作レバー装置５２からの指令信号を電力に変換して方向制御弁２５に供給するよう設定されている。 The hydraulic drive device 20 further includes a control device 40. The control device 40 includes a ROM in which a control program is written, a CPU that performs information processing in accordance with the control program, and a RAM that is a work area for information processing by the CPU. Information processing and control of various control objects are performed. The directional control valve 24 and the directional control valve 25 described above are objects to be controlled by the control device 40 and are operated by being supplied with electric power from the control device 40. An operation lever device 51 provided in association with the hydraulic cylinder 21 and an operation lever device 52 provided in association with the hydraulic cylinder 22 are electrically connected to the control device 40. The operation lever device 51 converts the tilting operation amount from the neutral position of the operation lever 51 a into a command signal (electric signal) corresponding to the valve position command of the direction control valve 24 and outputs the command signal to the control device 40. The operation lever device 52 converts the tilting operation amount from the neutral position of the operation lever 52a into a command signal (electric signal) corresponding to the command of the valve position of the direction control valve 25 and outputs the command signal to the control device 40. The control device 40 is set so as to convert the command signal from the operation lever device 51 into electric power and supply it to the direction control valve 24, and to convert the command signal from the operation lever device 52 into electric power and control the direction. The valve 25 is set to be supplied.

操作レバー装置５１により出力される指令信号の指令値と、制御装置４０から方向制御弁２４に供給される電力と、方向制御弁２４の開度との関係は、操作レバー５１ａの中立位置の近傍と操作レバー５１ａの傾倒操作の限界位置近傍とを除き、中立位置からの操作レバー５１ａの傾倒操作量が大きくなるほど第１方向制御弁の開度が大きくなるよう設定されている。これと同様に、操作レバー装置５２により出力される指令信号の指令値と、制御装置４０から方向制御弁２５に供給される電力と、方向制御弁２５の開度との関係は、操作レバー５２ａの中立位置の近傍と操作レバー５２ａの傾倒操作の限界位置近傍とを除き、中立位置からの操作レバー５２ａの傾倒操作量が大きくなるほど第２方向制御弁の開度が大きくなるよう設定されている。また、方向制御弁２４の開度が大きくなるほど、油圧ポンプ２３から油圧シリンダ２１に供給される作動油の流量が増加し、油圧シリンダ２１の動作速度は速くなる。これと同様に、方向制御弁２５の開度が大きくなるほど、油圧ポンプ２３から油圧シリンダ２２に供給される作動油の流量が増加し、油圧シリンダ２２の動作速度は速くなる。 The relationship between the command value of the command signal output by the operation lever device 51, the power supplied from the control device 40 to the direction control valve 24, and the opening of the direction control valve 24 is in the vicinity of the neutral position of the operation lever 51a. And the vicinity of the limit position of the tilting operation of the operating lever 51a, the opening degree of the first direction control valve is set to increase as the tilting operation amount of the operating lever 51a from the neutral position increases. Similarly, the relationship between the command value of the command signal output from the operation lever device 52, the electric power supplied from the control device 40 to the direction control valve 25, and the opening degree of the direction control valve 25 is determined by the operation lever 52a. Except for the vicinity of the neutral position and the vicinity of the limit position of the tilting operation of the operating lever 52a, the opening degree of the second direction control valve is set to increase as the tilting operation amount of the operating lever 52a from the neutral position increases. . Further, as the opening degree of the direction control valve 24 increases, the flow rate of the hydraulic oil supplied from the hydraulic pump 23 to the hydraulic cylinder 21 increases, and the operating speed of the hydraulic cylinder 21 increases. Similarly, as the opening degree of the directional control valve 25 increases, the flow rate of hydraulic oil supplied from the hydraulic pump 23 to the hydraulic cylinder 22 increases, and the operating speed of the hydraulic cylinder 22 increases.

油圧駆動装置２０はさらに、油圧シリンダ２１，２２のそれぞれに対応付けられて設けられた発電装置６１，６２のそれぞれを備える。 The hydraulic drive device 20 further includes power generation devices 61 and 62 provided in association with the hydraulic cylinders 21 and 22, respectively.

発電装置６１は方向制御弁２４のＲポート２４ｄから作動油タンク２６に延びた戻り管路３１に設けられており、戻り管路３１上に設けられて方向制御弁２４のＲポート２４ｄからの作動油により駆動される発電用油圧モータ６３と、この発電用油圧モータ６３に伝動可能に結合した発電機６５とを備えている。つまり、油圧シリンダ２１から排出された圧油により発電用油圧モータ６３が駆動され、この発電用油圧モータ６３により発電機６５が駆動されて、発電がなされるようになっている。 The power generation device 61 is provided in the return line 31 extending from the R port 24d of the direction control valve 24 to the hydraulic oil tank 26, and is provided on the return line 31 and operated from the R port 24d of the direction control valve 24. A power generation hydraulic motor 63 driven by oil and a generator 65 coupled to the power generation hydraulic motor 63 so as to be capable of transmission are provided. That is, the power generation hydraulic motor 63 is driven by the pressure oil discharged from the hydraulic cylinder 21, and the generator 65 is driven by the power generation hydraulic motor 63 to generate power.

発電装置６２は方向制御弁２５のＲポート２５ｄから作動油タンク２６に延びた戻り管路３２に設けられており、戻り管路３２上に設けられて方向制御弁２５のＲポート２５ｄからの作動油により駆動される発電用油圧モータ６４と、この発電用油圧モータ６４に伝動可能に結合した発電機６６とを備えている。つまり、油圧シリンダ２２から排出された圧油により発電用油圧モータ６４が駆動され、この発電用油圧モータ６４により発電機６６が駆動されて、発電がなされるようになっている。 The power generator 62 is provided in a return line 32 extending from the R port 25d of the direction control valve 25 to the hydraulic oil tank 26, and is provided on the return line 32 to operate from the R port 25d of the direction control valve 25. A power generation hydraulic motor 64 driven by oil and a generator 66 coupled to the power generation hydraulic motor 64 so as to be capable of transmission are provided. In other words, the power generation hydraulic motor 64 is driven by the pressure oil discharged from the hydraulic cylinder 22, and the generator 66 is driven by the power generation hydraulic motor 64 to generate power.

発電機６５の回転の抵抗、すなわち発電用油圧モータ６３の回転の抵抗となるトルクＴ１は、インバータ６７によって制御されるようになっている。つまり、発電機６５とインバータ６７は発電用油圧モータ６３の回転の抵抗を調節する抵抗調節手段を構成している。これと同様に、発電機６６の回転の抵抗、すなわち発電用油圧モータ６４の回転の抵抗となるトルクＴ２は、インバータ６７によって制御されるようになっている。つまり、発電機６６とインバータ６８は発電用油圧モータ６４の回転の抵抗を調節する抵抗調節手段を構成している。 The rotation resistance of the generator 65, that is, the torque T1 that becomes the rotation resistance of the power generation hydraulic motor 63 is controlled by an inverter 67. That is, the generator 65 and the inverter 67 constitute resistance adjusting means for adjusting the resistance of rotation of the power generating hydraulic motor 63. In the same manner, the torque T <b> 2 that is the resistance of rotation of the generator 66, that is, the resistance of rotation of the power generation hydraulic motor 64, is controlled by the inverter 67. That is, the generator 66 and the inverter 68 constitute resistance adjusting means for adjusting the resistance of rotation of the power generating hydraulic motor 64.

前出の制御装置４０はインバータ６７，６８を制御する制御手段である。この制御装置４０は、ボトム圧センサ７１、ロッド圧センサ７２、ボトム圧センサ７３およびロッド圧センサ７４からの検出信号（電気信号）に基づき、インバータ６７，６８を制御するよう設定されている。ボトム圧センサ７１は、油圧シリンダ２１のボトム室２１ａ内の圧力Ｐｂ１を検出信号に変換して制御装置４０に出力するものである。ロッド圧センサ７２は、油圧シリンダ２１のロッド室２１ｂ内の圧力Ｐｌ１を検出信号に変換して制御装置４０に出力するものである。ボトム圧センサ７３は、油圧シリンダ２２のボトム室２２ａ内の圧力Ｐｂ２を検出信号に変換して制御装置４０に出力するものである。ロッド圧センサ７４は、油圧シリンダ２２のロッド室２２ｂ内の圧力Ｐｌ２を検出信号に変換して制御装置４０に出力するものである。 The aforementioned control device 40 is a control means for controlling the inverters 67 and 68. The control device 40 is set to control the inverters 67 and 68 based on detection signals (electrical signals) from the bottom pressure sensor 71, the rod pressure sensor 72, the bottom pressure sensor 73, and the rod pressure sensor 74. The bottom pressure sensor 71 converts the pressure Pb1 in the bottom chamber 21a of the hydraulic cylinder 21 into a detection signal and outputs the detection signal to the control device 40. The rod pressure sensor 72 converts the pressure Pl1 in the rod chamber 21b of the hydraulic cylinder 21 into a detection signal and outputs the detection signal to the control device 40. The bottom pressure sensor 73 converts the pressure Pb2 in the bottom chamber 22a of the hydraulic cylinder 22 into a detection signal and outputs the detection signal to the control device 40. The rod pressure sensor 74 converts the pressure Pl2 in the rod chamber 22b of the hydraulic cylinder 22 into a detection signal and outputs the detection signal to the control device 40.

発電機６５により発電された電力はインバータ６７を介して蓄電装置８０に充電されるようになっており、発電機６６に発電された電力はインバータ６８を介して蓄電装置８０に充電されるようになっている。 The power generated by the generator 65 is charged in the power storage device 80 via the inverter 67, and the power generated by the generator 66 is charged in the power storage device 80 via the inverter 68. It has become.

図３に示すように、制御装置４０は、ＲＯＭに書き込まれた制御プログラムにより設定された手段として、最高負荷圧力判定手段４１と、目標トルク指令手段４２とを備えている。 As shown in FIG. 3, the control device 40 includes a maximum load pressure determination means 41 and a target torque command means 42 as means set by the control program written in the ROM.

最高負荷圧力判定手段４１は、操作レバー装置５１からの指令信号と操作レバー装置５２からの指令信号が同時期に入力された場合に、油圧シリンダ２１，２２のそれぞれのどの室が油圧ポンプ２３の圧油の供給先となるかを判定する供給先判定手段４１ａと、この供給先判定手段４１ａにより判定された油圧シリンダ２１，２２のそれぞれの室内の圧力（負荷圧力）を示す、ボトム圧センサ７１、ロッド圧センサ７２、ボトム圧センサ７３およびロッド圧センサ７４のいずれかからの検出信号の検出値を取得する負荷圧力取得手段４１ｂと、この負荷圧力取得手段４１ｂにより取得された２つの負荷圧力の高い方を最高負荷圧力に決定する最高負荷圧力決定手段４１ｃとを備えている。なお、ボトム圧センサ７１、ロッド圧センサ７２、ボトム圧センサ７３およびロッド圧センサ７４と、供給先判定手段４１ａと、負荷圧力取得手段４１ｂは、油圧シリンダ２１，２２のそれぞれの負荷圧力を検出する負荷圧力検出手段を構成している。 When the command signal from the operating lever device 51 and the command signal from the operating lever device 52 are input at the same time, the maximum load pressure determining means 41 determines which chamber of each of the hydraulic cylinders 21 and 22 has the hydraulic pump 23. A bottom pressure sensor 71 indicating a pressure (load pressure) in each of the hydraulic cylinders 21 and 22 determined by the supply destination determination means 41a and the supply destination determination means 41a. , A load pressure acquisition means 41b for acquiring a detection value of a detection signal from any one of the rod pressure sensor 72, the bottom pressure sensor 73, and the rod pressure sensor 74, and two load pressures acquired by the load pressure acquisition means 41b. And a maximum load pressure determining means 41c for determining the higher one as the maximum load pressure. The bottom pressure sensor 71, the rod pressure sensor 72, the bottom pressure sensor 73, the rod pressure sensor 74, the supply destination determination means 41a, and the load pressure acquisition means 41b detect the respective load pressures of the hydraulic cylinders 21 and 22. A load pressure detecting means is configured.

目標トルク指令手段４２は、最高負荷圧力判定手段４１による判定の結果に基づき、発電機６５の目標トルクの指令値Ｓｉ１と、発電機６６の目標トルクの指令値Ｓｉ２とを算出し、これらの指令値Ｓｉ１，Ｓｉ２のそれぞれを示す指令信号をインバータ６７，６８のそれぞれに出力するものである。ここで、最高負荷圧力が作用している油圧シリンダを最高負荷アクチュエータと言い換え、最高負荷圧力よりも低い負荷圧力が作用している油圧シリンダを低負荷アクチュエータと言い換えて、目標トルクの指令値Ｓｉ１，Ｓｉ２の具体的な制御について説明すると、最高負荷アクチュエータに対応付けられたインバータに対する指令値は０（ゼロ）に設定されるようになっており、低負荷アクチュエータに対応付けられたインバータに対する指令値は、低負荷アクチュエータの負荷圧力を最高負荷圧力まで上昇させる値に設定されるようになっている。 The target torque command means 42 calculates a command value Si1 of the target torque of the generator 65 and a command value Si2 of the target torque of the generator 66 based on the determination result by the maximum load pressure determination means 41, and these commands. A command signal indicating each of the values Si1 and Si2 is output to each of the inverters 67 and 68. Here, the hydraulic cylinder on which the maximum load pressure is applied is rephrased as the maximum load actuator, and the hydraulic cylinder on which the load pressure is lower than the maximum load pressure is rephrased as the low load actuator, and the target torque command value Si1, Explaining the specific control of Si2, the command value for the inverter associated with the highest load actuator is set to 0 (zero), and the command value for the inverter associated with the low load actuator is The load pressure of the low load actuator is set to a value that increases to the maximum load pressure.

また、目標トルク指令手段４２は、ボトム圧センサ７１、ロッド圧センサ７２、ボトム圧センサ７３およびロッド圧センサ７４のうち最高負荷圧力を検出した圧力センサの検出値を、指令値（＞０）から減算して偏差を求め、その偏差を解消するための目標トルクの指令値を算出するよう設定されている。つまり、目標トルク指令手段４２は、低い方の負荷圧力を最高負荷圧力まで上昇させる際に、フィードバック制御を行うようになっている。 Further, the target torque command means 42 determines the detected value of the pressure sensor that has detected the maximum load pressure among the bottom pressure sensor 71, the rod pressure sensor 72, the bottom pressure sensor 73, and the rod pressure sensor 74 from the command value (> 0). The deviation is obtained by subtraction, and the command value of the target torque for eliminating the deviation is set. That is, the target torque command means 42 performs feedback control when raising the lower load pressure to the maximum load pressure.

ボトム圧センサ７１、ロッド圧センサ７２、ボトム圧センサ７３およびロッド圧センサ７４と、最高負荷圧力判定手段４１と、目標トルク指令手段４２と、インバータ６７と、発電装置６１（発電用油圧モータ６３、発電機６５）は、油圧シリンダ２１に対応付けられて設けられ、油圧シリンダ２１に対応付けられた方向制御弁２４の上流と下流の圧力差の変動を抑える圧力補償手段を構成している。ボトム圧センサ７１、ロッド圧センサ７２、ボトム圧センサ７３およびロッド圧センサ７４と、最高負荷圧力判定手段４１と、目標トルク指令手段４２と、インバータ６８と、発電装置６２（発電用油圧モータ６４、発電機６６）は、方向制御弁２４，２５の上流と下流の圧力差の変動を抑える圧力補償手段を構成している。 Bottom pressure sensor 71, rod pressure sensor 72, bottom pressure sensor 73 and rod pressure sensor 74, maximum load pressure determination means 41, target torque command means 42, inverter 67, power generator 61 (power generation hydraulic motor 63, The generator 65) is provided in association with the hydraulic cylinder 21, and constitutes pressure compensation means for suppressing fluctuations in the pressure difference between the upstream and downstream of the directional control valve 24 associated with the hydraulic cylinder 21. Bottom pressure sensor 71, rod pressure sensor 72, bottom pressure sensor 73 and rod pressure sensor 74, maximum load pressure determination means 41, target torque command means 42, inverter 68, power generator 62 (power generation hydraulic motor 64, The generator 66) constitutes a pressure compensation means that suppresses fluctuations in the pressure difference between the upstream and downstream of the direction control valves 24, 25.

なお、操作レバー装置５１，５２は、前出のキャブ３ａ内に設けられてオペレータにより操作されるものである。油圧ポンプ２３、方向制御弁２４，２５、発電装置６１，６２、インバータ６７，６８、蓄電装置８０は、前出の旋回体３の機械室３ｂに収容されている。 The operation lever devices 51 and 52 are provided in the above-described cab 3a and operated by an operator. The hydraulic pump 23, the direction control valves 24 and 25, the power generation devices 61 and 62, the inverters 67 and 68, and the power storage device 80 are accommodated in the machine room 3b of the revolving unit 3 described above.

油圧駆動装置２０における圧力補償機能、すなわち、油圧シリンダ２１，２２の負荷圧力の変動に伴って油圧シリンダ２１，２２に供給される作動油の流量が変動するのを抑える機能について、油圧シリンダ２１，２２の両方が同時期に伸長する場合であって油圧シリンダ２１の負荷圧力が油圧シリンダ２２の負荷圧力も高い場合の油圧駆動装置２０の動作を例に挙げ、次に説明する。 Regarding the pressure compensation function in the hydraulic drive device 20, that is, the function of suppressing the fluctuation of the flow rate of the hydraulic oil supplied to the hydraulic cylinders 21 and 22 with the fluctuation of the load pressure of the hydraulic cylinders 21 and 22, The operation of the hydraulic drive device 20 when both of the cylinders 22 extend at the same time and the load pressure of the hydraulic cylinder 21 is also high is described below as an example.

操作レバー装置５１が油圧シリンダ２１を伸長させる方向に傾倒操作され、これと同時期に操作レバー装置５２が油圧シリンダ２２を伸長させる方向に傾倒操作される。 The operation lever device 51 is tilted in the direction in which the hydraulic cylinder 21 is extended, and at the same time, the operation lever device 52 is tilted in the direction in which the hydraulic cylinder 22 is extended.

このとき、制御装置４０の最高負荷圧力判定手段４１において、まず、供給先判定手段４１ａは油圧シリンダ２１，２２のそれぞれについて、圧油の供給先となる室を判定する。今回は、油圧シリンダ２１についてボトム室２１ａと判定するとともに、油圧シリンダ２２についてボトム室２２ａと判定する。次に、それらの供給先の判定の結果（ボトム室２１ａ，２２ａ）に基づき、負荷圧力取得手段４１ｂは、ボトム室２１ａ内の圧力Ｐｂ１（油圧シリンダ２１の負荷圧力）を検出するボトム圧センサ７１と、ボトム室２２ａ内の圧力Ｐｂ２（油圧シリンダ２２の負荷圧力）を検出するボトム圧センサ７３とのそれぞれからの検出信号に示された検出値を取得する。次に、の最高負荷圧力決定手段４１ｃは、負荷圧力取得手段４１ｂにより取得された２つの負荷圧力Ｐｂ１，Ｐｂ２の検出値のうち高い方を最高負荷圧力に決定する。今回は負荷圧力Ｐｂ１が最高負荷圧力に決定される。言い換えると、油圧シリンダ２１が最高負荷圧力が作用している最高負荷アクチュエータに決定され、最高負荷圧力よりも低い負荷圧力が作用している油圧シリンダ２２が低負荷アクチュエータに決定されたことになる。 At this time, in the maximum load pressure determination means 41 of the control device 40, first, the supply destination determination means 41a determines a chamber that is a supply destination of pressure oil for each of the hydraulic cylinders 21 and 22. This time, the hydraulic cylinder 21 is determined to be the bottom chamber 21a, and the hydraulic cylinder 22 is determined to be the bottom chamber 22a. Next, based on the determination results (bottom chambers 21a and 22a) of the supply destinations, the load pressure acquisition unit 41b detects the pressure Pb1 (load pressure of the hydraulic cylinder 21) in the bottom chamber 21a. And the detection value indicated by the detection signal from each of the bottom pressure sensor 73 that detects the pressure Pb2 in the bottom chamber 22a (load pressure of the hydraulic cylinder 22). Next, the maximum load pressure determining means 41c determines the higher one of the detected values of the two load pressures Pb1 and Pb2 acquired by the load pressure acquiring means 41b as the maximum load pressure. This time, the load pressure Pb1 is determined as the maximum load pressure. In other words, the hydraulic cylinder 21 is determined as the highest load actuator on which the maximum load pressure is applied, and the hydraulic cylinder 22 on which the load pressure lower than the maximum load pressure is applied is determined as the low load actuator.

次に、目標トルク指令手段４２は、最高負荷圧力判定手段４１により判定された最高負荷圧力Ｐｂ１に基づき、発電機６５の目標トルクの指令値Ｓｉ１と、発電機６６の目標トルクの指令値Ｓｉ２とを算出し、これらの指令値Ｓｉ１，Ｓｉ２のそれぞれを示す指令信号をインバータ６７，６８のそれぞれに出力する。今回は、最高負荷アクチュエータである油圧シリンダ２１に対応付けられたインバータ６７に対する指令値Ｓｉ１は０（ゼロ）に設定され、低負荷アクチュエータである油圧シリンダ２２に対応付けられたインバータ６８に対する指令値Ｓｉ２は、油圧シリンダ２２の負荷圧力Ｐｂ２を最高負荷圧力（＝圧力Ｐｂ１）まで上昇させる値（＞０）に設定される。 Next, the target torque command means 42, based on the maximum load pressure Pb1 determined by the maximum load pressure determination means 41, the command value Si1 of the target torque of the generator 65 and the command value Si2 of the target torque of the generator 66 And command signals indicating the command values Si1 and Si2 are output to the inverters 67 and 68, respectively. This time, the command value Si1 for the inverter 67 associated with the hydraulic cylinder 21 which is the highest load actuator is set to 0 (zero), and the command value Si2 for the inverter 68 associated with the hydraulic cylinder 22 which is the low load actuator. Is set to a value (> 0) that increases the load pressure Pb2 of the hydraulic cylinder 22 to the maximum load pressure (= pressure Pb1).

インバータ６７は、目標トルク指令手段４２からの指令信号（指令値Ｓｉ１＝０）に基づき、発電機６５による発電電流Ｉ１を、０Ａ（アンペア）に設定する。これに伴って発電機６５の回転に必要なトルクは最小に設定される。つまり、発電装置６１は発電しない状態に制御される。この結果、戻り管路３１において、発電用油圧モータ６３が戻り油の流れに与える抵抗は最小の状態となる。一方、インバータ６８は、目標トルク指令手段４２からの指令信号（指令値Ｓｉ２＞０）に基づき、発電機６６による発電電流Ｉ２を０Ａよりも大きな値に設定する。これに伴って発電機６６の回転に必要なトルク、すなわち発電用油圧モータ６４の回転に必要なトルクは最小よりも大きく設定される。つまり、戻り管路３２において、発電用油圧モータ６４が油圧シリンダ２２の戻り油の流れに抵抗を与えるため、油圧シリンダ２２の負荷圧力Ｐｂ２は上昇し、最終的に負荷圧力Ｐｂ１に達する。 The inverter 67 sets the generated current I1 generated by the generator 65 to 0 A (ampere) based on the command signal (command value Si1 = 0) from the target torque command means 42. Accordingly, the torque necessary for the rotation of the generator 65 is set to the minimum. That is, the power generation device 61 is controlled so as not to generate power. As a result, in the return line 31, the resistance that the power generation hydraulic motor 63 gives to the flow of return oil is in a minimum state. On the other hand, the inverter 68 sets the generated current I2 generated by the generator 66 to a value larger than 0A based on the command signal (command value Si2> 0) from the target torque command means 42. Accordingly, the torque necessary for the rotation of the generator 66, that is, the torque necessary for the rotation of the power generation hydraulic motor 64 is set larger than the minimum. That is, in the return pipe 32, the power generation hydraulic motor 64 gives resistance to the flow of return oil in the hydraulic cylinder 22, so that the load pressure Pb2 of the hydraulic cylinder 22 rises and finally reaches the load pressure Pb1.

また、目標トルク指令手段４２は、指令値Ｓｉ２の指令信号をインバータ６８に与えた後、ボトム圧センサ７３からの検出信号を入力し、この検出信号の検出値、すなわち油圧シリンダ２２のボトム室２２ａの圧力Ｐｂ２の検出値を指令値Ｓｉ２（＞０）から減算して偏差を求め、その偏差が解消されるよう目標トルクの指令値Ｓｉ２を調節する。つまり、発電用油圧モータ６４の回転の抵抗のフィードバック制御を行う。つまり、発電用油圧モータ６４の回転の抵抗のフィードバック制御を行う。 Further, the target torque command means 42 gives a command signal of the command value Si2 to the inverter 68, and then inputs a detection signal from the bottom pressure sensor 73. The detection value of this detection signal, that is, the bottom chamber 22a of the hydraulic cylinder 22 is input. The detected value of the pressure Pb2 is subtracted from the command value Si2 (> 0) to obtain a deviation, and the command value Si2 of the target torque is adjusted so that the deviation is eliminated. That is, feedback control of the resistance of rotation of the power generation hydraulic motor 64 is performed. That is, feedback control of the resistance of rotation of the power generation hydraulic motor 64 is performed.

前述とは別の動作の例を挙げて、油圧駆動装置２０における圧力補償機能について説明する。その別の動作の例とは、「ブームシリンダ」としての油圧シリンダ２１がフロント作業装置４の重力により収縮し、これと同時期に油圧シリンダ２２（バケットシリンダ１０に相当する）が収縮する場合の動作の例である。 The pressure compensation function in the hydraulic drive device 20 will be described using an example of an operation different from the above. Another example of the operation is when the hydraulic cylinder 21 as a “boom cylinder” contracts due to the gravity of the front working device 4 and the hydraulic cylinder 22 (corresponding to the bucket cylinder 10) contracts at the same time. It is an example of operation.

操作レバー装置５１が油圧シリンダ２１を収縮させる方向（ブーム５を下げる方向）に傾倒操作され、これと同時期に操作レバー装置５２が油圧シリンダ２２を収縮させる方向に傾倒操作される。 The operation lever device 51 is tilted in the direction in which the hydraulic cylinder 21 is contracted (the direction in which the boom 5 is lowered), and at the same time, the operation lever device 52 is tilted in the direction in which the hydraulic cylinder 22 is contracted.

このとき、制御装置４０の最高負荷圧力判定手段４１において、まず、供給先判定手段４１ａは油圧シリンダ２１，２２のそれぞれについて、圧油の供給先となる室を判定する。今回は、油圧シリンダ２１についてロッド室２１ｂと判定し、油圧シリンダ２２についてロッド室２２ｂと判定する。次に、それらの供給先の判定の結果に基づき、負荷圧力取得手段４１ｂは、ロッド室２１ｂの圧力Ｐｌ１（油圧シリンダ２１の負荷圧力）を検出するロッド圧センサ７２と、ロッド室２２ｂの圧力Ｐｌ２（油圧シリンダ２２の負荷圧力）を検出するロッド圧センサ７４とのそれぞれからの検出信号に示された検出値を取得する。次に、最高負荷圧力決定手段４１ｃは、負荷圧力取得手段４１ｂにより取得された２つの圧力Ｐｌ１，Ｐｌ２の検出値のうち高い方を最高負荷圧力に決定する。今回、油圧シリンダ２１（ブームシリンダ８）はフロント作業装置４の重力により収縮しているので圧力Ｐｌ１の検出値は０（ゼロ）となる。したがって、圧力Ｐｌ２の検出値０よりも大きければ、油圧シリンダ２２の負荷圧力Ｐｌ２が最高負荷圧力に決定される。今回は、油圧シリンダ２２の負荷圧力Ｐｌ２が最高負荷圧力に決定されたとする。つまり、油圧シリンダ２２が最高負荷圧力が作用している最高負荷アクチュエータに決定され、最高負荷圧力よりも低い負荷圧力が作用している油圧シリンダ２１が低負荷アクチュエータに決定されたとする。 At this time, in the maximum load pressure determination means 41 of the control device 40, first, the supply destination determination means 41a determines a chamber that is a supply destination of pressure oil for each of the hydraulic cylinders 21 and 22. This time, the hydraulic cylinder 21 is determined to be the rod chamber 21b, and the hydraulic cylinder 22 is determined to be the rod chamber 22b. Next, based on the determination result of the supply destination, the load pressure acquisition unit 41b includes a rod pressure sensor 72 for detecting the pressure Pl1 of the rod chamber 21b (load pressure of the hydraulic cylinder 21), and a pressure Pl2 of the rod chamber 22b. The detection value indicated in the detection signal from each of the rod pressure sensor 74 that detects (load pressure of the hydraulic cylinder 22) is acquired. Next, the maximum load pressure determining unit 41c determines the higher one of the detected values of the two pressures Pl1 and Pl2 acquired by the load pressure acquiring unit 41b as the maximum load pressure. Since the hydraulic cylinder 21 (boom cylinder 8) is contracted due to the gravity of the front working device 4 this time, the detected value of the pressure Pl1 is 0 (zero). Therefore, if it is larger than the detected value 0 of the pressure Pl2, the load pressure Pl2 of the hydraulic cylinder 22 is determined as the maximum load pressure. This time, it is assumed that the load pressure Pl2 of the hydraulic cylinder 22 is determined as the maximum load pressure. That is, it is assumed that the hydraulic cylinder 22 is determined as the highest load actuator on which the maximum load pressure is applied, and the hydraulic cylinder 21 on which the load pressure lower than the maximum load pressure is applied is determined as the low load actuator.

次に、目標トルク指令手段４２は、最高負荷圧力判定手段４１により判定された最高負荷圧力Ｐｌ２に基づき、発電機６５の目標トルクの指令値Ｓｉ１と、発電機６６の目標トルクの指令値Ｓｉ２とを算出し、これらの指令値Ｓｉ１，Ｓｉ２のそれぞれを示す指令信号をインバータ６７，６８のそれぞれに出力する。今回は、最高負荷アクチュエータである油圧シリンダ２２に対応付けられたインバータ６８に対する指令値Ｓｉ２は０（ゼロ）に設定され、低負荷アクチュエータである油圧シリンダ２１に対応付けられたインバータ６７に対する指令値Ｓｉ１は、油圧シリンダ２１の負荷圧力Ｐｌ１を最高負荷圧力（＝圧力Ｐｌ２）まで上昇させる値（＞０）に設定される。 Next, the target torque command means 42, based on the maximum load pressure Pl2 determined by the maximum load pressure determination means 41, the command value Si1 of the target torque of the generator 65 and the command value Si2 of the target torque of the generator 66 And command signals indicating the command values Si1 and Si2 are output to the inverters 67 and 68, respectively. This time, the command value Si2 for the inverter 68 associated with the hydraulic cylinder 22 which is the highest load actuator is set to 0 (zero), and the command value Si1 for the inverter 67 associated with the hydraulic cylinder 21 which is the low load actuator. Is set to a value (> 0) that increases the load pressure Pl1 of the hydraulic cylinder 21 to the maximum load pressure (= pressure Pl2).

これによって、インバータ６８は発電機６６による発電電流Ｉ２を、０Ａ（アンペア）に設定する。これに伴って発電機６６の回転に必要なトルクは最小に設定される。つまり、発電装置６２は発電しない状態に制御される。この結果、戻り管路３２において、発電用油圧モータ６４が油圧シリンダ２２からの戻り油の流れに与える抵抗は最小の状態となる。一方、インバータ６７は発電機６５による発電電流Ｉ１を、指令値Ｓｉ１に基づき０Ａよりも大きな値に設定する。これに伴って発電機６５の回転に必要なトルク、すなわち発電用油圧モータ６３の回転に必要なトルクは最小よりも大きく設定される。つまり、戻り管路３１において、発電用油圧モータ６３が油圧シリンダ２１からの戻り油の流れに抵抗を与えるため、油圧シリンダ２１の負荷圧力Ｐｌ１は上昇し、最終的に負荷圧力Ｐ１２に達する。 As a result, the inverter 68 sets the generated current I2 generated by the generator 66 to 0 A (ampere). Along with this, the torque required for the rotation of the generator 66 is set to the minimum. That is, the power generator 62 is controlled so as not to generate power. As a result, in the return line 32, the resistance that the power generation hydraulic motor 64 gives to the flow of the return oil from the hydraulic cylinder 22 becomes a minimum state. On the other hand, the inverter 67 sets the generated current I1 from the generator 65 to a value larger than 0A based on the command value Si1. Accordingly, the torque necessary for the rotation of the generator 65, that is, the torque necessary for the rotation of the power generation hydraulic motor 63 is set larger than the minimum. That is, in the return pipe 31, the power generation hydraulic motor 63 gives resistance to the flow of return oil from the hydraulic cylinder 21, so that the load pressure Pl1 of the hydraulic cylinder 21 rises and finally reaches the load pressure P12.

また、目標トルク指令手段４２は、指令値Ｓｉ１の指令信号をインバータ６７に与えた後、ロッド圧センサ７２からの検出信号を入力し、この検出信号から油圧シリンダ２１のロッド室２１ｂの圧力Ｐｌ１の検出値を得て、この検出値を指令値Ｓｉ１（＞０）から減算して偏差を求め、その偏差が解消されるよう目標トルクの指令値Ｓｉ１を調節する。つまり、発電用油圧モータ６３の回転の抵抗のフィードバック制御を行う。 Further, the target torque command means 42 gives a command signal of the command value Si1 to the inverter 67, and then inputs a detection signal from the rod pressure sensor 72, and from this detection signal, the pressure Pl1 of the rod chamber 21b of the hydraulic cylinder 21 is input. A detected value is obtained, the detected value is subtracted from the command value Si1 (> 0) to obtain a deviation, and the target torque command value Si1 is adjusted so that the deviation is eliminated. That is, feedback control of the resistance of rotation of the power generation hydraulic motor 63 is performed.

本実施形態に係る油圧駆動装置２０によれば次の効果を得られる。 According to the hydraulic drive device 20 according to the present embodiment, the following effects can be obtained.

本実施形態に係る油圧駆動装置２０においては、制御装置４０が低負荷アクチュエータ（油圧シリンダ２１，２２のうち負荷圧力の低い方）に対応付けられた抵抗調節手段（インバータ６７と発電機６５、またはインバータ６８と発電機６６）を制御し、その低負荷アクチュエータに対応付けられた発電用油圧モータ６３または６４の回転の抵抗を上昇させる。これによって、低負荷アクチュエータの負荷圧力を最高負荷圧力まで上昇させ、低負荷アクチュエータに対応付けられた方向切換弁２４または２５の上流と下流の圧力差の変動を抑えることができる。したがって、油圧ポンプ２３の吐出油を振り分けて油圧シリンダ２１，２２を同時期に駆動する際に、負荷圧力の変動に伴う油圧シリンダ２１，２２の動作速度の変動を抑えることができる。 In the hydraulic drive device 20 according to the present embodiment, the control device 40 is a resistance adjusting means (the inverter 67 and the generator 65 or the hydraulic cylinder 21 or 22 having the lower load pressure) associated with the low load actuator. The inverter 68 and the generator 66) are controlled to increase the rotation resistance of the power generation hydraulic motor 63 or 64 associated with the low load actuator. As a result, the load pressure of the low load actuator can be increased to the maximum load pressure, and fluctuations in the pressure difference between the upstream and downstream of the direction switching valve 24 or 25 associated with the low load actuator can be suppressed. Therefore, when the oil discharged from the hydraulic pump 23 is distributed and the hydraulic cylinders 21 and 22 are driven at the same time, fluctuations in the operating speed of the hydraulic cylinders 21 and 22 due to fluctuations in load pressure can be suppressed.

本実施形態に係る油圧駆動装置２０において、蓄電装置８０は、低負荷アクチュエータに対応付けられた発電機により生成された電気エネルギを蓄える。これによって、負荷圧力の変動に伴う油圧シリンダ２１，２２の動作速度の変動を抑える際、エネルギ損失を低減することができる。 In the hydraulic drive device 20 according to the present embodiment, the power storage device 80 stores electrical energy generated by the generator associated with the low load actuator. Thereby, when suppressing the fluctuation | variation of the operating speed of the hydraulic cylinders 21 and 22 accompanying the fluctuation | variation of load pressure, an energy loss can be reduced.

油圧シリンダ２１のブームシリンダ８にはフロント作業装置４の重力が作用し、この重力によりブームシリンダ８は収縮可能であり、その収縮に伴い圧油を排出する。本実施形態に係る油圧駆動装置２０においては、発電用油圧モータ６３が油圧シリンダ２１から排出される圧油により駆動されるものであるから、前述のように油圧シリンダ２１をブームシリンダ８に適用した場合、フロント作業装置４の重力によりブームシリンダ８が収縮して圧油が排出されたときに、その圧油によって発電用油圧モータ６３を駆動して発電機６５に発電させ、蓄電装置８０を充電することができる。つまり、フロント作業装置４の位置エネルギの一部を電気エネルギに変換して蓄えることができる。 The gravity of the front working device 4 acts on the boom cylinder 8 of the hydraulic cylinder 21, and the boom cylinder 8 can be contracted by this gravity, and the pressure oil is discharged along with the contraction. In the hydraulic drive device 20 according to the present embodiment, since the power generation hydraulic motor 63 is driven by the pressure oil discharged from the hydraulic cylinder 21, the hydraulic cylinder 21 is applied to the boom cylinder 8 as described above. In this case, when the boom cylinder 8 contracts due to the gravity of the front working device 4 and the pressure oil is discharged, the power generation hydraulic motor 63 is driven by the pressure oil to cause the generator 65 to generate power, and the power storage device 80 is charged. can do. That is, a part of the potential energy of the front working device 4 can be converted into electrical energy and stored.

なお、前述の実施形態に係る油圧駆動装置２０は、発電用油圧モータ６３を油圧シリンダ２１の戻り管路３１に備え、発電用油圧モータ６４を油圧シリンダ２２の戻り管路３２に備えたものである、すなわち、発電用油圧モータを油圧アクチュエータから排出される圧油により駆動するものであるが、本発明は、発電用油圧モータを油圧アクチュエータに供給される圧油により駆動するものであってもよい。この場合、図２を用いて説明すると、発電用油圧モータ６３，６４はそれぞれ、枝管路２８，２９のそれぞれに設けられることになる。 The hydraulic drive device 20 according to the above-described embodiment includes a power generation hydraulic motor 63 in the return line 31 of the hydraulic cylinder 21 and a power generation hydraulic motor 64 in the return line 32 of the hydraulic cylinder 22. In other words, the power generation hydraulic motor is driven by the pressure oil discharged from the hydraulic actuator, but the present invention may be configured such that the power generation hydraulic motor is driven by the pressure oil supplied to the hydraulic actuator. Good. In this case, referring to FIG. 2, the power generating hydraulic motors 63 and 64 are provided in the branch pipes 28 and 29, respectively.

前述の実施形態に係る油圧駆動装置２０において、抵抗調節手段は、発電用油圧モータ６３，６４の回転の抵抗の調節を、発電機６５，６６を回転させるのに必要なトルクをインバータ６７，６８により制御することによって行うものであったが、本発明における抵抗調節手段はそれに限定されるものではなく、発電用油圧モータ６３，６４を可変容量型油圧モータとして容量を制御することによって行うものであってもよい。つまり、可変容量型油圧モータにおいて容量を可変にしている可変機構を抵抗調節手段としてもよい。 In the hydraulic drive device 20 according to the above-described embodiment, the resistance adjusting means adjusts the rotational resistance of the power generating hydraulic motors 63 and 64 and applies the torque required to rotate the generators 65 and 66 to the inverters 67 and 68. However, the resistance adjusting means in the present invention is not limited to this, and is performed by controlling the capacity of the power generation hydraulic motors 63 and 64 as variable displacement hydraulic motors. There may be. That is, a variable mechanism having a variable capacity in the variable displacement hydraulic motor may be used as the resistance adjusting means.

前述の実施形態に係る油圧駆動装置２０は、複数の油圧アクチュエータが２つの油圧シリンダ２１，２２であったが、本発明における油圧アクチュエータの数は２つに限定されるものではなく、２つより多くてもよい。この場合、複数の油圧アクチュエータのうちのいずれか２以上が動作中である場合に、それら動作中の油圧アクチュエータのうち最高負荷圧力が作用している油圧アクチュエータが最高負荷アクチュエータとして扱われ、最高負荷圧力よりも低い負荷圧力が作用している油圧アクチュエータが低負荷アクチュエータとして扱われることになる。 In the hydraulic drive device 20 according to the above-described embodiment, the plurality of hydraulic actuators are the two hydraulic cylinders 21 and 22. However, the number of hydraulic actuators in the present invention is not limited to two, and from two There may be many. In this case, when any two or more of the plurality of hydraulic actuators are operating, the hydraulic actuator on which the highest load pressure is applied is treated as the highest load actuator among the hydraulic actuators in operation. A hydraulic actuator acting with a load pressure lower than the pressure is treated as a low load actuator.

前述の実施形態に係る油圧駆動装置２０は、複数の油圧アクチュエータが２つの油圧シリンダ２１，２２であったが、本発明における複数の油圧アクチュエータは油圧シリンダに限定されるものではなく、油圧モータのみ、油圧シリンダと油圧モータの混合であってもよい。 In the hydraulic drive device 20 according to the above-described embodiment, the plurality of hydraulic actuators are the two hydraulic cylinders 21 and 22. However, the plurality of hydraulic actuators in the present invention is not limited to the hydraulic cylinder, only the hydraulic motor. A mixture of a hydraulic cylinder and a hydraulic motor may be used.

１油圧ショベル
２走行体
２ａ履帯
３旋回体
３ａキャブ
３ｂ機械室
３ｃカウンタウェイト
４フロント作業装置
５ブーム
６アーム
７バケット
８ブームシリンダ
９アームシリンダ
１０バケットシリンダ
２０油圧駆動装置
２１，２２油圧シリンダ
２１ａ，２２ｂボトム室
２１ｂ，２２ｂロッド室
２３油圧ポンプ
２４，２５方向制御弁
２４ａ，２５ａＡポート
２４ｂ，２５ｂＢポート
２４ｃ，２５ｃＰポート
２４ｄ，２５ｄＲポート
２６作動油タンク
２７幹管路
２８，２９枝管路
３１，３２戻り管路
４０制御装置
４１最高負荷圧力判定手段
４１ａ供給先判定手段
４１ｂ負荷圧力取得手段
４１ｃ最高負荷圧力決定手段
４２目標トルク指令手段
５１，５２操作レバー装置
５１ａ，５２ａ操作レバー
６１，６２発電装置
６３，６４発電用油圧モータ
６５，６６発電機
６７，６８インバータ
７１ボトム圧センサ
７２ロッド圧センサ
７３ボトム圧センサ
７４ロッド圧センサ
８０蓄電装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hydraulic excavator 2 Running body 2a Crawler belt 3 Revolving body 3a Cab 3b Machine room 3c Counterweight 4 Front work device 5 Boom 6 Arm 7 Bucket 8 Boom cylinder 9 Arm cylinder 10 Bucket cylinder 20 Hydraulic drive devices 21, 22 Hydraulic cylinders 21a, 22b Bottom chambers 21b, 22b Rod chamber 23 Hydraulic pumps 24, 25 Direction control valves 24a, 25a A ports 24b, 25b B ports 24c, 25c P ports 24d, 25d R ports 26 Hydraulic oil tank 27 Trunk lines 28, 29 Branch lines 31, 32 Return pipeline 40 Control device 41 Maximum load pressure determination means 41a Supply destination determination means 41b Load pressure acquisition means 41c Maximum load pressure determination means 42 Target torque command means 51, 52 Operation lever devices 51a, 52a Operation levers 61, 62 Power generation devices 63 and 64 Electric hydraulic motor 65, 66 the generator 67, 68 inverter 71 bottom pressure sensor 72 the rod pressure sensor 73 bottom pressure sensor 74 the rod pressure sensor 80 power storage device

Claims

A hydraulic pump, a plurality of hydraulic actuators that are driven by being supplied with oil discharged from the hydraulic pump, and a plurality of hydraulic actuators that are associated with each other, and are supplied to the associated hydraulic actuators from the hydraulic pump A hydraulic control device for a construction machine comprising: a directional control valve that controls a flow of pressure oil that is
Pressure compensation means for suppressing fluctuations in the pressure difference between the upstream and downstream of each of the plurality of directional control valves, a plurality of load pressure detection means for detecting each load pressure of the plurality of hydraulic actuators, and a power storage device ,
The pressure compensation means includes a generator provided in association with each of the plurality of hydraulic actuators, a plurality of power generation hydraulic motors that drive each of the power generators, and each of the power generation hydraulic motors. A resistance adjusting means for adjusting the resistance of the rotation, and a control means for controlling these resistance adjusting means,
The power generation hydraulic motor is driven by pressure oil supplied to a hydraulic actuator associated with the power generation hydraulic motor among the plurality of hydraulic actuators or pressure oil discharged from the hydraulic actuator. ,
The control means is a hydraulic actuator in which a load pressure lower than a maximum load pressure is applied among hydraulic actuators in operation when any two or more of the plurality of hydraulic actuators are operating. By controlling the resistance adjusting means associated with a certain low load actuator and increasing the rotation resistance of the power generating hydraulic motor associated with the low load actuator, the resistance adjusting means is associated with the low load actuator. Suppresses the variation in pressure difference between the upstream and downstream of the directional valve
The power storage device stores hydraulic energy generated by the power generator associated with the low load actuator, and is a hydraulic drive device for a construction machine.

The hydraulic drive device for a construction machine according to claim 1,
The hydraulic drive device for a construction machine, wherein the power generation hydraulic motor of the pressure compensation means is driven by pressure oil discharged from the hydraulic actuator associated therewith.