JP2019031989A

JP2019031989A - Construction machine

Info

Publication number: JP2019031989A
Application number: JP2017151461A
Authority: JP
Inventors: 健吾前田; Kengo Maeda
Original assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2017-08-04
Filing date: 2017-08-04
Publication date: 2019-02-28

Abstract

To provide a construction machine for regenerating the energy of a working fluid discharged from a hydraulic actuator at high regeneration efficiency while suppressing the formation of a cavity in the hydraulic actuator.SOLUTION: A hydraulic shovel 10 comprises an engine 210, a hydraulic pump 250, an operation lever 102, a boom cylinder 20, a control valve 260, a boom 17, an accumulator 35, a pump motor 31 and a controller 101. When the boom cylinder 20 is contracted by receiving the own weight of the boom 17, the controller 101 sets the control valve 260 at a block position. The controller 101 supplies a working fluid discharged from a head-side hydraulic chamber 203 to the accumulator 35, makes the pump motor 31 perform a pump motion, and supplies the discharged working fluid to a rod-side hydraulic chamber 204 of the boom cylinder 20.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、油圧アクチュエータから吐出された作動油のエネルギーを回生させるエネルギー回生機構を備えた建設機械に関するものである。 The present invention relates to a construction machine provided with an energy regeneration mechanism for regenerating energy of hydraulic oil discharged from a hydraulic actuator.

従来、建設機械の油圧回路において、油圧シリンダから吐出された作動油のエネルギーを回生する技術が知られている。特許文献１には、建設機械のブームが下降する際に、油圧シリンダのヘッド側油圧室から吐出される作動油によって、油圧モーターが回転される技術が開示されている。油圧モーターはエンジンの軸部に連結されており、エンジンの駆動をアシストする。また、ヘッド側油圧室から吐出された作動油のうち油圧モーターに供給されず余剰となった作動油は、アキュムレータに蓄圧される。 2. Description of the Related Art Conventionally, a technique for regenerating energy of hydraulic oil discharged from a hydraulic cylinder in a hydraulic circuit of a construction machine is known. Patent Document 1 discloses a technique in which a hydraulic motor is rotated by hydraulic fluid discharged from a head-side hydraulic chamber of a hydraulic cylinder when a boom of a construction machine is lowered. The hydraulic motor is connected to the shaft portion of the engine and assists in driving the engine. Further, of the hydraulic oil discharged from the head side hydraulic chamber, the excess hydraulic oil that is not supplied to the hydraulic motor is accumulated in the accumulator.

特開２００８−８９０２３号公報JP 2008-89023 A

上記のようにブームが下降する際、ヘッド側油圧室から吐出された作動油の多くがアキュムレータに供給されると、エネルギーの回生効率を高めるができる。一方、ブームの下降時に油圧シリンダのロッド側油圧室が負圧となると、キャビテーションが発生しやすくなる。このようなキャビテーションの発生を防止するためには、ロッド側油圧室に作動油を供給する必要がある。この際、ヘッド側油圧室から排出された作動油の中から多くの作動油をロッド側油圧室に供給すると、アキュムレータに供給する作動油が減少するため、エネルギーの回生効率が低下する。一方、油圧シリンダを駆動するメインポンプからコントロールバルブを介してロッド側油圧室に作動油を供給し、キャビテーションの発生を防止する技術が知られている。しかし、このようにメインポンプから供給される作動油のみによってキャビテーションの発生を防止する場合、作動油がコントロールバルブを通過する際の圧力損失が大きいため、建設機械の省エネ性能が低下する。 When the boom descends as described above, if much of the hydraulic oil discharged from the head side hydraulic chamber is supplied to the accumulator, the energy regeneration efficiency can be increased. On the other hand, when the rod side hydraulic chamber of the hydraulic cylinder becomes negative pressure when the boom is lowered, cavitation is likely to occur. In order to prevent the occurrence of such cavitation, it is necessary to supply hydraulic oil to the rod side hydraulic chamber. At this time, if a large amount of hydraulic oil is supplied to the rod-side hydraulic chamber from the hydraulic fluid discharged from the head-side hydraulic chamber, the hydraulic oil supplied to the accumulator decreases, so that the energy regeneration efficiency decreases. On the other hand, a technique is known in which hydraulic oil is supplied from a main pump that drives a hydraulic cylinder to a rod-side hydraulic chamber via a control valve to prevent cavitation. However, when the occurrence of cavitation is prevented only by the hydraulic oil supplied from the main pump in this way, the pressure loss when the hydraulic oil passes through the control valve is large, so the energy saving performance of the construction machine is reduced.

本発明は、油圧アクチュエータ内にキャビテーションが発生することを抑制しながら、油圧アクチュエータから排出された作動油のエネルギーを高い回生効率で回生させることが可能な建設機械を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a construction machine that can regenerate the energy of hydraulic oil discharged from a hydraulic actuator with high regeneration efficiency while suppressing the occurrence of cavitation in the hydraulic actuator.

本発明の一の局面に係る建設機械は、出力軸を備えたエンジンと、前記出力軸に連結され、前記エンジンから入力される動力によって作動油を吐出するメインポンプと、前記出力軸に連結され、前記エンジンから入力される動力によって作動油を吐出するポンプ動作と、作動油の供給を受けることによって前記出力軸を回転させるモーター動作とを行うことが可能なポンプモーターと、内部に複数の油圧室を備え、前記メインポンプから供給される作動油を前記複数の油圧室のうちの一の油圧室に受け入れるとともに、前記複数の油圧室のうちの他の油圧室から作動油を排出することで駆動する第１油圧アクチュエータと、前記第１油圧アクチュエータに接続され、前記第１油圧アクチュエータによって駆動される可動部材と、前記可動部材の駆動を指令するための操作を受け付ける操作部と、前記第１油圧アクチュエータから排出された作動油を受け入れ、蓄圧および放出するアキュムレータと、前記メインポンプから前記第１油圧アクチュエータに至るまで配設され、作動油の流通を許容するメイン油路と、前記第１油圧アクチュエータから前記ポンプモーターに至るまで配設され、前記第１油圧アクチュエータから排出された作動油の流通を許容する回収用油路と、前記ポンプモーターから前記第１油圧アクチュエータに至るまで配設され、前記ポンプ動作を行う前記ポンプモーターによって吐出される作動油の流通を許容する補給用油路と、前記メイン油路に配設され、前記メインポンプによって吐出された作動油を第１油圧アクチュエータに供給する油路を形成する供給位置と、前記吐出された作動油の前記第１油圧アクチュエータへの供給を遮断する遮断位置とに切り替わることが可能であり、かつ、前記第１油圧アクチュエータに対する作動油の供給流量を調整可能なコントロールバルブと、前記回収用油路に配設され、前記回収用油路における作動油の流通を遮断する第１遮断状態と、前記回収用油路を開通して前記第１油圧アクチュエータから前記アキュムレータへの作動油の流通を許容する第１許容状態とに切り替わり可能であり、前記第１許容状態における作動油の流通量を調整可能な第１切替弁と、前記回収用油路に配設され、前記回収用油路における作動油の流通を遮断する第２遮断状態と、前記回収用油路を開通して前記アキュムレータから前記ポンプモーターへの作動油の流通を許容する第２許容状態とに切り替わり可能な第２切替弁と、前記コントロールバルブ、前記第１切替弁および前記第２切替弁を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記可動部材に加わる力によって当該力の方向と同じ方向に前記第１油圧アクチュエータが駆動する場合に、前記コントロールバルブを前記遮断位置に切り替え、前記第１切替弁を前記第１許容状態とし前記第２切替弁を前記第２遮断状態として前記第１油圧アクチュエータの前記他の油圧室から排出された作動油を前記アキュムレータに供給するとともに、前記ポンプモーターに前記ポンプ動作を実行させ当該ポンプモーターから吐出された作動油を前記第１油圧アクチュエータの前記一の油圧室に供給する。 A construction machine according to one aspect of the present invention is connected to an engine having an output shaft, a main pump that is connected to the output shaft and discharges hydraulic oil by power input from the engine, and the output shaft. A pump motor capable of performing a pump operation for discharging hydraulic oil by power input from the engine, a motor operation for rotating the output shaft by receiving supply of the hydraulic oil, and a plurality of hydraulic pressures therein. A hydraulic chamber is provided, and the hydraulic oil supplied from the main pump is received in one hydraulic chamber of the plurality of hydraulic chambers, and the hydraulic oil is discharged from the other hydraulic chambers of the plurality of hydraulic chambers. A first hydraulic actuator to be driven; a movable member connected to the first hydraulic actuator and driven by the first hydraulic actuator; and the movable member An operation unit that receives an operation for instructing driving, an accumulator that receives and accumulates and discharges hydraulic oil discharged from the first hydraulic actuator, and is arranged from the main pump to the first hydraulic actuator, A main oil passage that allows the hydraulic oil to flow, a recovery oil passage that is arranged from the first hydraulic actuator to the pump motor, and allows the hydraulic oil discharged from the first hydraulic actuator to flow; Disposed from the pump motor to the first hydraulic actuator, disposed in the main oil passage, and a replenishment oil passage that allows a flow of hydraulic oil discharged by the pump motor that performs the pump operation; Supply that forms an oil passage for supplying hydraulic oil discharged by the main pump to the first hydraulic actuator And a control that can switch the supply flow rate of the hydraulic oil to the first hydraulic actuator, and can be switched to a blocking position that blocks the supply of the discharged hydraulic oil to the first hydraulic actuator. A valve, a first shut-off state that is disposed in the recovery oil passage and blocks the flow of hydraulic oil in the recovery oil passage, and opens the recovery oil passage from the first hydraulic actuator to the accumulator. A first switching valve that is capable of switching to a first permissible state that permits the flow of the hydraulic oil, and is disposed in the recovery oil passage, the first switching valve capable of adjusting the flow amount of the hydraulic oil in the first permissible state, A second shut-off state that shuts off the flow of hydraulic oil in the recovery oil passage; And a control unit that controls the control valve, the first switching valve, and the second switching valve, and the control unit is added to the movable member. When the first hydraulic actuator is driven in the same direction as the direction of the force by force, the control valve is switched to the cutoff position, the first switching valve is set to the first permissible state, and the second switching valve is set to the The hydraulic oil discharged from the other hydraulic chamber of the first hydraulic actuator in the second shut-off state is supplied to the accumulator, and the pump motor is caused to execute the pump operation to discharge the hydraulic oil discharged from the pump motor. Supplying to the one hydraulic chamber of the first hydraulic actuator.

本構成によれば、前記可動部材に加わる力によって当該力の方向と同じ方向に第１油圧アクチュエータが作動する場合には、メインポンプから第１油圧アクチュエータに対する作動油の供給が遮断される。このため、メインポンプの作動を抑制しエネルギーの消費を抑えることができる。また、第１油圧アクチュエータの他の油圧室から吐出される作動油のエネルギーをアキュムレータに蓄圧することができる。この際、第１油圧アクチュエータの一の油圧室には、ポンプモーターから吐出された作動油が供給される。このため、アキュムレータに多くの戻り油のエネルギーを蓄えることができるとともに、一の油圧室においてキャビテーションが発生することが抑止される。 According to this configuration, when the first hydraulic actuator operates in the same direction as the direction of the force due to the force applied to the movable member, the supply of hydraulic oil from the main pump to the first hydraulic actuator is interrupted. For this reason, the operation | movement of a main pump can be suppressed and consumption of energy can be suppressed. Moreover, the energy of the hydraulic fluid discharged from the other hydraulic chamber of the first hydraulic actuator can be accumulated in the accumulator. At this time, the hydraulic oil discharged from the pump motor is supplied to one hydraulic chamber of the first hydraulic actuator. Therefore, a large amount of return oil energy can be stored in the accumulator, and cavitation is prevented from occurring in one hydraulic chamber.

更に、上記の構成によれば、エンジンの駆動をアシストするためのモーターとしてポンプモーターが備えられている。ポンプモーターは、モーター動作を実行することで、エンジンの出力をアシストすることができる。また、ポンプモーターがポンプ動作を行うことで、メイン油路および回収用油路とは異なる経路である補給用油路を介して、第１油圧アクチュエータに作動油を供給することができる。このように、アシストモーターであるポンプモーターを利用して、第１油圧アクチュエータにおけるキャビテーションの発生を抑止することができる。また、ポンプモーターから第１油圧アクチュエータへの作動油の供給は、コントロールバルブを介さずに行われるため、メインポンプから第１油圧アクチュエータに作動油を供給する場合と比較して、作動油の圧力損失を低減しながらキャビテーションの発生を抑止することができる。 Furthermore, according to said structure, the pump motor is provided as a motor for assisting the drive of an engine. The pump motor can assist the output of the engine by executing the motor operation. Further, when the pump motor performs the pumping operation, the hydraulic oil can be supplied to the first hydraulic actuator via the replenishment oil passage that is different from the main oil passage and the recovery oil passage. In this way, it is possible to suppress the occurrence of cavitation in the first hydraulic actuator by using the pump motor that is an assist motor. Further, since the hydraulic oil is supplied from the pump motor to the first hydraulic actuator without passing through the control valve, the hydraulic oil pressure is compared with the case where the hydraulic oil is supplied from the main pump to the first hydraulic actuator. The occurrence of cavitation can be suppressed while reducing the loss.

上記の構成において、前記アキュムレータよりも上流側の前記回収用油路に配設され、前記第１油圧アクチュエータから吐出される作動油の吐出圧を検出する第１圧力計と、前記アキュムレータに貯留された作動油のアキュムレータ圧を検出する第２圧力計と、を更に有し、前記ポンプモーターは、前記ポンプ動作において吐出する作動油のポンプ容量と前記モーター動作において受け入れる作動油のモーター容量とをそれぞれ調整することが可能な容量調整機構を備え、前記制御部は、前記操作部に入力された操作の量と、前記第１圧力計によって検出された前記吐出圧と、前記第２圧力計によって検出された前記アキュムレータ圧とに基づいて前記容量調整機構を制御し、前記ポンプモーターから前記第１油圧アクチュエータに供給される作動油の流量を調整することが望ましい。 In the above configuration, a first pressure gauge that is disposed in the recovery oil passage upstream of the accumulator and detects a discharge pressure of hydraulic oil discharged from the first hydraulic actuator, and is stored in the accumulator. A second pressure gauge for detecting an accumulator pressure of the hydraulic oil, and the pump motor has a pump capacity of the hydraulic oil discharged in the pump operation and a motor capacity of the hydraulic oil received in the motor operation, respectively. The controller includes a capacity adjustment mechanism that can be adjusted, and the control unit detects the amount of operation input to the operation unit, the discharge pressure detected by the first pressure gauge, and the second pressure gauge. The capacity adjusting mechanism is controlled based on the accumulator pressure, and is supplied from the pump motor to the first hydraulic actuator. It is desirable to adjust the flow rate of the hydraulic oil.

本構成によれば、操作部に入力される操作の量に応じて、ポンプモーターから第１油圧アクチュエータに供給される作動油の流量を調整することができる。したがって、キャビテーションの発生を防止するために必要な作動油が第１油圧アクチュエータに安定して供給可能とされる。 According to this configuration, the flow rate of the hydraulic oil supplied from the pump motor to the first hydraulic actuator can be adjusted according to the amount of operation input to the operation unit. Therefore, hydraulic oil necessary for preventing the occurrence of cavitation can be stably supplied to the first hydraulic actuator.

上記の構成において、前記メインポンプから供給される作動油を受け入れることで作動する第２油圧アクチュエータを更に有し前記操作部は、前記第２油圧アクチュエータの作動を指令するための操作を更に受け付け、前記制御部は、前記可動部材に加わる力によって当該力の方向と同じ方向に前記第１油圧アクチュエータが作動するような操作が前記操作部に入力されておらず、前記操作部に前記第２油圧アクチュエータの作動を指令するための操作が入力されている場合であって、かつ、前記第２圧力計によって検出される前記アキュムレータ圧が所定の圧力以上の場合に、前記ポンプモーターに前記モーター動作を実行させるとともに前記第２切替弁を前記第２許容状態にして、前記アキュムレータから放出された作動油によって前記ポンプモーターを回転駆動させ、前記第２油圧アクチュエータを駆動するための前記エンジンの駆動を前記ポンプモーターに補助させることが望ましい。 In the above configuration, the operation unit further includes a second hydraulic actuator that operates by receiving hydraulic oil supplied from the main pump, and the operation unit further receives an operation for commanding the operation of the second hydraulic actuator, In the control unit, an operation that causes the first hydraulic actuator to operate in the same direction as the direction of the force by a force applied to the movable member is not input to the operation unit, and the second hydraulic pressure is input to the operation unit. When the operation for commanding the operation of the actuator is input and the accumulator pressure detected by the second pressure gauge is equal to or higher than a predetermined pressure, the motor operation is performed on the pump motor. And the second switching valve is set to the second permissible state, and the hydraulic oil discharged from the accumulator Pump motor causes the rotation driven, the second drive of the engine for driving the hydraulic actuator be assisted by the pump motor desirable.

本構成によれば、アキュムレータに蓄圧された作動油のエネルギーによって、エンジンの駆動を補助することができる。このため、エンジンにかかる負荷を低減することができる。 According to this configuration, the drive of the engine can be assisted by the energy of the hydraulic oil accumulated in the accumulator. For this reason, the load concerning an engine can be reduced.

上記の構成において、前記制御部は、前記可動部材に加わる力によって当該力の方向と同じ方向に前記第１油圧アクチュエータが作動するような操作が前記操作部に入力されておらず、前記操作部に前記第２油圧アクチュエータの作動を指令するための操作が入力されている場合であって、かつ、前記第２圧力計によって検出される前記アキュムレータ圧が前記所定の圧力未満の場合に、前記第２切替弁を前記第２遮断状態とし前記ポンプモーターによる前記エンジンの補助を停止することが望ましい。 In the above configuration, the control unit is not input to the operation unit such that the first hydraulic actuator is operated in the same direction as the direction of the force by the force applied to the movable member. When the operation for commanding the operation of the second hydraulic actuator is input to the second hydraulic actuator, and the accumulator pressure detected by the second pressure gauge is less than the predetermined pressure, the first It is desirable that the 2 switching valve is set to the second cutoff state to stop the engine assistance by the pump motor.

本構成によれば、アキュムレータ圧が所定の圧力よりも低い場合には、ポンプモーターによるエンジンの補助機能を停止することができる。 According to this configuration, when the accumulator pressure is lower than the predetermined pressure, the auxiliary function of the engine by the pump motor can be stopped.

上記の構成において、前記制御部は、前記可動部材に加わる力によって当該力の方向と同じ方向に前記第１油圧アクチュエータが作動するような操作が前記操作部に入力されておらず、前記操作部に前記第２油圧アクチュエータの作動を指令するための操作が入力されている場合には、前記容量調整機構を制御して前記ポンプモーターの前記モーター容量を第１の容量に設定し、前記操作部に前記可動部材の駆動および前記第２油圧アクチュエータの作動を指令するための操作がいずれも入力されていない場合には、前記容量調整機構を制御して前記ポンプモーターの前記ポンプ容量を前記第１の容量よりも小さく、かつ、０よりも大きな第２の容量に設定することが望ましい。 In the above configuration, the control unit is not input to the operation unit such that the first hydraulic actuator is operated in the same direction as the direction of the force by the force applied to the movable member. When the operation for commanding the operation of the second hydraulic actuator is input to the control unit, the capacity adjustment mechanism is controlled to set the motor capacity of the pump motor to the first capacity, and the operation unit When neither the operation for driving the movable member nor the operation for instructing the operation of the second hydraulic actuator is input, the capacity adjustment mechanism is controlled to set the pump capacity of the pump motor to the first capacity. It is desirable to set the second capacity smaller than the first capacity and larger than zero.

本構成によれば、可動部材および第２油圧アクチュエータの操作がいずれも入力されていない場合には、ポンプモーターによる不要な吐出を抑止することができる。また、第２の容量が０よりも大きく設定されているため、ポンプモーターがエンジンの出力軸と一体で回転されても、ポンプモーターに焼き付きが生じることが抑止される。 According to this structure, when neither operation of a movable member and a 2nd hydraulic actuator is input, the unnecessary discharge by a pump motor can be suppressed. Further, since the second capacity is set to be larger than 0, even if the pump motor is rotated integrally with the output shaft of the engine, it is possible to prevent the pump motor from being seized.

本発明によれば、油圧アクチュエータ内にキャビテーションが発生することを抑制しながら、油圧アクチュエータから排出された作動油のエネルギーを高い回生効率で回生させることが可能な建設機械が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the construction machine which can regenerate the energy of the hydraulic fluid discharged | emitted from the hydraulic actuator with high regeneration efficiency, suppressing generation | occurrence | production of cavitation in a hydraulic actuator is provided.

本発明の一実施形態に係る建設機械の模式的な側面図である。It is a typical side view of the construction machine concerning one embodiment of the present invention. 図１に示す建設機械のシステム構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the system configuration | structure of the construction machine shown in FIG. 本発明の一実施形態に係る制御部のブロック図である。It is a block diagram of a control part concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る建設機械に備えられるエネルギー回生装置を含む油圧回路図である。It is a hydraulic circuit diagram containing the energy regeneration device with which the construction machine which concerns on one Embodiment of this invention is equipped. 本発明の一実施形態に係る建設機械において、エネルギー回生装置の回生処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the regeneration process of an energy regeneration apparatus in the construction machine which concerns on one Embodiment of this invention.

以下、図面を参照しつつ、本発明の各実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る油圧ショベル１０（建設機械）の側面図である。なお、以後、各図には、「上」、「下」、「左」、「右」、「前」および「後」などの方向が示されているが、当該方向は、本実施形態に係る油圧ショベル１０の構造を説明するために便宜上示すものであり、油圧ショベル１０の使用態様などを限定するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view of a hydraulic excavator 10 (construction machine) according to an embodiment of the present invention. In the following, directions such as “up”, “down”, “left”, “right”, “front” and “rear” are shown in each figure. The structure of the hydraulic excavator 10 is shown for the sake of convenience, and the usage mode of the hydraulic excavator 10 is not limited.

油圧ショベル１０は、下部走行体１１と、下部走行体１１の上に縦軸回りに旋回可能に支持された上部旋回体１２と、を備える。下部走行体１１および上部旋回体１２は、油圧ショベル１０のベースを構成する。上部旋回体１２は、上部フレーム１３と、上部フレーム１３の上に備えられた運転室１４およびカウンタウエイト１５と、を備える。上部フレーム１３は、水平方向に沿って延びる板状部材からなる。運転室１４には、油圧ショベル１０の作業者が操作する操作部などが備えられている。カウンタウエイト１５は、上部フレーム１３の後方部分に備えられ、油圧ショベル１０のバランスを保持する機能を備えている。 The excavator 10 includes a lower traveling body 11 and an upper revolving body 12 that is supported on the lower traveling body 11 so as to be rotatable about a vertical axis. The lower traveling body 11 and the upper swing body 12 constitute a base of the excavator 10. The upper swing body 12 includes an upper frame 13 and a cab 14 and a counterweight 15 provided on the upper frame 13. The upper frame 13 is composed of a plate-like member that extends along the horizontal direction. The cab 14 is provided with an operation unit operated by an operator of the excavator 10. The counterweight 15 is provided in the rear portion of the upper frame 13 and has a function of maintaining the balance of the excavator 10.

更に、上部フレーム１３の前方部分には、作業アタッチメント１６が装着されている。作業アタッチメント１６は、不図示の支持機構によって上部フレーム１３に支持されている。作業アタッチメント１６は、上部旋回体１２に起伏可能に装着されるブーム１７（可動部材）と、このブーム１７の先端に回動可能に連結されるアーム１８と、このアーム１８の先端に回動可能に連結されるバケット１９と、を備える。 Further, a work attachment 16 is attached to the front portion of the upper frame 13. The work attachment 16 is supported on the upper frame 13 by a support mechanism (not shown). The work attachment 16 includes a boom 17 (movable member) that is mounted on the upper swing body 12 so as to be raised and lowered, an arm 18 that is rotatably connected to the tip of the boom 17, and a pivot that can be pivoted to the tip of the arm 18. And a bucket 19 connected to.

作業アタッチメント１６には、ブーム用油圧アクチュエータであるブームシリンダ２０（第１油圧アクチュエータ）と、アーム用油圧アクチュエータであるアームシリンダ２１（第２油圧アクチュエータ）と、バケット用油圧アクチュエータであるバケットシリンダ２２（第２油圧アクチュエータ）と、が装着され、これらのシリンダは伸縮可能な油圧シリンダにより構成される。ブームシリンダ２０は、作動油の供給を受けることにより伸縮（作動）してブーム１７を起伏方向に回動させるようにブーム１７と上部旋回体１２との間に介在する。アームシリンダ２１は、作動油の供給を受けることにより伸縮してアーム１８をブーム１７に対して水平軸回りに回動させるようにアーム１８とブーム１７との間に介在する。更に、バケットシリンダ２２は、作動油の供給を受けることにより伸縮してバケット１９をアーム１８に対して水平軸回りに回動させるようにバケット１９とアーム１８との間に介在する。 The work attachment 16 includes a boom cylinder 20 (first hydraulic actuator) that is a boom hydraulic actuator, an arm cylinder 21 (second hydraulic actuator) that is an arm hydraulic actuator, and a bucket cylinder 22 ( A second hydraulic actuator), and these cylinders are constituted by extendable hydraulic cylinders. The boom cylinder 20 is interposed between the boom 17 and the upper swing body 12 so as to expand and contract (actuate) when the hydraulic oil is supplied to rotate the boom 17 in the undulation direction. The arm cylinder 21 is interposed between the arm 18 and the boom 17 so as to expand and contract by receiving the supply of hydraulic oil and rotate the arm 18 around the horizontal axis with respect to the boom 17. Further, the bucket cylinder 22 is interposed between the bucket 19 and the arm 18 so as to expand and contract by receiving the supply of hydraulic oil and to rotate the bucket 19 around the horizontal axis with respect to the arm 18.

なお、本発明が適用される建設機械は油圧ショベル１０に限定されない。本発明は、油圧などの流体圧によって駆動される駆動対象物を含む建設機械に広く適用されることが可能である。なお、作業アタッチメントとしては、バケットに加え、破砕機、解体機などが採用できる。 The construction machine to which the present invention is applied is not limited to the hydraulic excavator 10. The present invention can be widely applied to construction machines including an object to be driven that is driven by fluid pressure such as hydraulic pressure. In addition to the bucket, a crusher, a dismantling machine, etc. can be employed as the work attachment.

図２Ａは、図１に示す油圧ショベル１０のシステム構成の一例を示すブロック図である。図２Ｂは、本実施形態に係るコントローラ１０１（制御部）のブロック図である。また、図３は、油圧ショベル１０の油圧回路図である。油圧ショベル１０は、出力軸を備えたエンジン２１０と、エンジン２１０の出力軸に連結された油圧ポンプ２５０（メインポンプ）と、油圧ポンプ２５０からブームシリンダ２０に対する作動油の給排を制御するコントロールバルブ２６０と、コントロール用電磁比例弁６０と、コントローラ１０１と、操作レバー１０２（操作部）と、を備えている。 FIG. 2A is a block diagram illustrating an example of a system configuration of the excavator 10 illustrated in FIG. 1. FIG. 2B is a block diagram of the controller 101 (control unit) according to the present embodiment. FIG. 3 is a hydraulic circuit diagram of the excavator 10. The hydraulic excavator 10 includes an engine 210 having an output shaft, a hydraulic pump 250 (main pump) connected to the output shaft of the engine 210, and a control valve that controls supply and discharge of hydraulic oil from the hydraulic pump 250 to the boom cylinder 20. 260, a control electromagnetic proportional valve 60, a controller 101, and an operation lever 102 (operation unit).

油圧ポンプ２５０は、可変容量式のポンプであって、エンジン２１０から入力される動力によって作動油を吐出する。油圧ポンプ２５０から吐出された作動油は、コントロールバルブ２６０によって流量制御された状態で、ブームシリンダ２０の後記のヘッド側油圧室２０３（図３）またはロッド側油圧室２０４に供給される。 The hydraulic pump 250 is a variable displacement pump, and discharges hydraulic oil by power input from the engine 210. The hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 250 is supplied to the head-side hydraulic chamber 203 (FIG. 3) or the rod-side hydraulic chamber 204, which will be described later, with the flow rate controlled by the control valve 260.

ブームシリンダ２０は、内部に複数の油圧室を備えており、作動油の供給を受けて伸縮（作動）する。ブームシリンダ２０は、油圧ポンプ２５０から供給される作動油を受け入れるとともに当該作動油を排出することで伸縮する。図３を参照して、ブームシリンダ２０は、内部空間を備えたシリンダ２０１（シリンダ本体）と、ピストン２０２と、を備える。ピストン２０２は、シリンダ２０１の内部空間をヘッド側油圧室２０３およびロッド側油圧室２０４に画定するようにシリンダ２０１に装填されている。ピストン２０２の一方の側面にはピストンロッド２０２Ａが接続されている。ピストンロッド２０２Ａの先端には、ブームシリンダ２０の作動負荷となる前述のブーム１７が連結されている。ブーム１７は、ピストン２０２の往復移動（ブームシリンダ２０の伸縮）に応じて駆動される。 The boom cylinder 20 includes a plurality of hydraulic chambers therein, and expands and contracts (actuates) when supplied with hydraulic oil. The boom cylinder 20 expands and contracts by receiving the hydraulic oil supplied from the hydraulic pump 250 and discharging the hydraulic oil. With reference to FIG. 3, the boom cylinder 20 includes a cylinder 201 (cylinder main body) having an internal space and a piston 202. The piston 202 is loaded in the cylinder 201 so as to define the internal space of the cylinder 201 into a head side hydraulic chamber 203 and a rod side hydraulic chamber 204. A piston rod 202 A is connected to one side surface of the piston 202. The aforementioned boom 17 serving as an operating load for the boom cylinder 20 is connected to the tip of the piston rod 202A. The boom 17 is driven according to the reciprocating movement of the piston 202 (expansion and contraction of the boom cylinder 20).

ヘッド側油圧室２０３およびロッド側油圧室２０４は、シリンダ２０１の内部に形成され、作動油を受け入れる油圧室である。ヘッド側油圧室２０３およびロッド側油圧室２０４の容積は、ピストン２０２の往復移動に伴って可変とされる。図３において、ブームシリンダ２０は、油圧ポンプ２５０から供給される作動油をヘッド側油圧室２０３に受け入れるとともにロッド側油圧室２０４から作動油を排出することで伸長する。この場合、ブームシリンダ２０のピストンロッド２０２Ａに接続されたブーム１７は上昇する。また、ブームシリンダ２０は、油圧ポンプ２５０から供給される作動油をロッド側油圧室２０４に受け入れるとともにヘッド側油圧室２０３から作動油を排出することで収縮する。この場合、ブーム１７は下降する。 The head side hydraulic chamber 203 and the rod side hydraulic chamber 204 are formed in the cylinder 201 and are hydraulic chambers that receive hydraulic oil. The volumes of the head side hydraulic chamber 203 and the rod side hydraulic chamber 204 are variable as the piston 202 reciprocates. In FIG. 3, the boom cylinder 20 extends by receiving the hydraulic oil supplied from the hydraulic pump 250 into the head side hydraulic chamber 203 and discharging the hydraulic oil from the rod side hydraulic chamber 204. In this case, the boom 17 connected to the piston rod 202A of the boom cylinder 20 rises. The boom cylinder 20 contracts by receiving the hydraulic oil supplied from the hydraulic pump 250 into the rod-side hydraulic chamber 204 and discharging the hydraulic oil from the head-side hydraulic chamber 203. In this case, the boom 17 is lowered.

コントロールバルブ２６０（流量制御弁）は、作動油の流路（図３の第１油路Ｌ１）において油圧ポンプ２５０とブームシリンダ２０との間に配置されている。コントロールバルブ２６０は、パイロット操作式の油圧切替弁から構成される。図３に示すように、コントロールバルブ２６０は、一対のパイロットポートを備えている。コントロールバルブ２６０は、当該パイロットポートに入力されるパイロット圧に応じて開弁動作を行い、ブームシリンダ２０に供給される作動油の流量を変化させる。また、コントロールバルブ２６０は、作動油の供給先を、ブームシリンダ２０のヘッド側油圧室２０３（図３）とロッド側油圧室２０４との間で切り替える。本実施形態では、コントロールバルブ２６０は３位置切換弁からなり、操作レバー１０２の操作に応じて切替操作される。コントロール用電磁比例弁６０は、パイロット用油の供給経路において、不図示のリモコン弁とコントロールバルブ２６０との間に配設されている。コントローラ１０１の後記のバルブ制御部１１３が、操作レバー１０２の操作量に応じてコントロール用電磁比例弁６０の開度を電気的に制御することで、コントロールバルブ２６０に供給されるパイロット用の油の流量が調整される。この結果、コントロールバルブ２６０のパイロットポートに供給されるパイロット圧が調整され、コントロールバルブ２６０のポート位置が制御される。 The control valve 260 (flow rate control valve) is disposed between the hydraulic pump 250 and the boom cylinder 20 in the hydraulic oil flow path (first oil path L1 in FIG. 3). The control valve 260 is composed of a pilot operated hydraulic switching valve. As shown in FIG. 3, the control valve 260 includes a pair of pilot ports. The control valve 260 performs a valve opening operation according to the pilot pressure input to the pilot port, and changes the flow rate of the hydraulic oil supplied to the boom cylinder 20. Further, the control valve 260 switches the supply destination of the hydraulic oil between the head side hydraulic chamber 203 (FIG. 3) and the rod side hydraulic chamber 204 of the boom cylinder 20. In the present embodiment, the control valve 260 is a three-position switching valve, and is switched according to the operation of the operation lever 102. The control solenoid proportional valve 60 is disposed between a remote control valve (not shown) and the control valve 260 in the pilot oil supply path. The valve control unit 113, which will be described later on the controller 101, electrically controls the opening degree of the control electromagnetic proportional valve 60 according to the operation amount of the operation lever 102, so that the pilot oil supplied to the control valve 260 is controlled. The flow rate is adjusted. As a result, the pilot pressure supplied to the pilot port of the control valve 260 is adjusted, and the port position of the control valve 260 is controlled.

コントロールバルブ２６０のポート位置が、図３に示される位置（遮断位置）に設定されると、油圧ポンプ２５０が吐出する作動油は、ヘッド側油圧室２０３およびロッド側油圧室２０４のいずれにも供給されない。一方、図３に示される状態からコントロールバルブ２６０が右方に移動し、左側のポート位置（第１供給位置）に設定されると、油圧ポンプ２５０が吐出する作動油は第３油路Ｌ３を介してヘッド側油圧室２０３に供給される。この際、ロッド側油圧室２０４の作動油は第２油路Ｌ２を介して第３油タンク５３に排出される。この結果、ブームシリンダ２０のピストン２０２が図３において左方に移動し、ブーム１７が上昇する。 When the port position of the control valve 260 is set to the position (blocking position) shown in FIG. 3, the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 250 is supplied to both the head side hydraulic chamber 203 and the rod side hydraulic chamber 204. Not. On the other hand, when the control valve 260 moves to the right from the state shown in FIG. 3 and is set to the left port position (first supply position), the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 250 passes through the third oil passage L3. Via the head side hydraulic chamber 203. At this time, the hydraulic oil in the rod side hydraulic chamber 204 is discharged to the third oil tank 53 through the second oil passage L2. As a result, the piston 202 of the boom cylinder 20 moves to the left in FIG. 3, and the boom 17 rises.

また、図３に示される状態からコントロールバルブ２６０が左方に移動し、右側のポート位置（第２供給位置）に設定されると、油圧ポンプ２５０が吐出する作動油は第２油路Ｌ２を介してロッド側油圧室２０４に供給される。この際、ヘッド側油圧室２０３の作動油は第４油路Ｌ４を介して第２油タンク５２に排出される。この結果、ブームシリンダ２０のピストン２０２が図３において右方に移動し、ブーム１７が下降する。ただし、本実施形態では、ブーム１７を急激に下降させる場合など特別な場合を除いて、ブーム１７の下降時には、コントロールバルブ２６０のポート位置は図３の中立位置に設定される。そして、ブーム１７の自重によってブームシリンダ２０のピストン２０２が右方に移動、ブームシリンダ２０が収縮する。このとき、ブームシリンダ２０のピストン２０２は、ブーム１７に加わる力（自重）によって当該力の方向と同じ方向に作動している。このように、ブーム１７の自重によってブームシリンダ２０の収縮が可能な場合は、油圧ポンプ２５０からブームシリンダ２０への作動油の供給は停止される。 Further, when the control valve 260 moves to the left from the state shown in FIG. 3 and is set to the right port position (second supply position), the hydraulic oil discharged by the hydraulic pump 250 passes through the second oil passage L2. To the rod side hydraulic chamber 204. At this time, the hydraulic oil in the head side hydraulic chamber 203 is discharged to the second oil tank 52 via the fourth oil passage L4. As a result, the piston 202 of the boom cylinder 20 moves to the right in FIG. 3, and the boom 17 is lowered. However, in the present embodiment, the port position of the control valve 260 is set to the neutral position in FIG. 3 when the boom 17 is lowered, except in special cases such as when the boom 17 is rapidly lowered. Then, the piston 202 of the boom cylinder 20 moves rightward due to the weight of the boom 17, and the boom cylinder 20 contracts. At this time, the piston 202 of the boom cylinder 20 is operated in the same direction as the direction of the force by the force (self-weight) applied to the boom 17. Thus, when the boom cylinder 20 can be contracted by the weight of the boom 17, the supply of hydraulic oil from the hydraulic pump 250 to the boom cylinder 20 is stopped.

なお、図２Ａ、図３では、コントロールバルブ２６０がブームシリンダ２０と油圧ポンプ２５０との間に配置される態様で示しているが、図１のアームシリンダ２１およびバケットシリンダ２２と油圧ポンプ２５０との間にも、それぞれ同様のコントロールバルブ２６０およびコントロール用電磁比例弁６０が備えられている。そして、油圧ポンプ２５０が吐出した作動油は、アームシリンダ２１およびバケットシリンダ２２にも供給される。これらのシリンダは、油圧ポンプ２５０から供給される作動油を受け入れるとともに、作動油を排出することで伸縮し、アーム１８およびバケット１９を駆動する。各シリンダは、操作レバー１０２の操作に応じて、独立して制御可能とされる。 2A and 3, the control valve 260 is shown as being disposed between the boom cylinder 20 and the hydraulic pump 250, but the arm cylinder 21, the bucket cylinder 22, and the hydraulic pump 250 in FIG. A similar control valve 260 and control electromagnetic proportional valve 60 are respectively provided between them. The hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 250 is also supplied to the arm cylinder 21 and the bucket cylinder 22. These cylinders receive the hydraulic oil supplied from the hydraulic pump 250 and expand and contract by discharging the hydraulic oil to drive the arm 18 and the bucket 19. Each cylinder can be controlled independently according to the operation of the operation lever 102.

操作レバー１０２は、運転室１４の内部に備えられ、作業者によって操作される。操作レバー１０２は、ブーム１７を含む作業アタッチメント１６を駆動する指令のための操作を受け付ける。なお、操作レバー１０２は、ブーム１７、アーム１８およびバケット１９のそれぞれに対応して配置されている。 The operation lever 102 is provided inside the cab 14 and is operated by an operator. The operation lever 102 receives an operation for a command to drive the work attachment 16 including the boom 17. The operation lever 102 is disposed corresponding to each of the boom 17, the arm 18, and the bucket 19.

更に、図３を参照して、油圧ショベル１０は、ポンプモーター３１と、アキュムレータ３５と、第１油タンク５１と、第２油タンク５２と、第３油タンク５３と、を備える。 Further, referring to FIG. 3, hydraulic excavator 10 includes a pump motor 31, an accumulator 35, a first oil tank 51, a second oil tank 52, and a third oil tank 53.

ポンプモーター３１は、エンジン２１０の出力軸に連結されており、エンジン２１０から入力される動力によって作動油を吐出するポンプ動作と、作動油の供給を受けることによってエンジン２１０の出力軸を回転させるモーター動作とを行うことが可能である。また、ポンプモーター３１は、ポンプ動作において吐出する作動油のポンプ容量と、モーター動作において受け入れる作動油のモーター容量と、をそれぞれ調整することが可能な容量調整機構を備えている（可変容量式）。本実施形態では、ポンプモーター３１の傾転が調整されることで、上記のポンプ容量およびモーター容量が調整される。また、ポンプモーター３１のポンプ動作とモーター動作との切替えも、傾転量の調整によって行われる。ポンプモーター３１の傾転は、コントローラ１０１の容量制御部１１２（図２Ｂ）によって制御される。 The pump motor 31 is connected to the output shaft of the engine 210, a pump operation that discharges hydraulic oil by power input from the engine 210, and a motor that rotates the output shaft of the engine 210 by receiving the supply of hydraulic oil. Operation. The pump motor 31 includes a capacity adjustment mechanism capable of adjusting the pump capacity of hydraulic oil discharged in the pump operation and the motor capacity of hydraulic oil received in the motor operation (variable capacity type). . In the present embodiment, the pump capacity and the motor capacity are adjusted by adjusting the tilt of the pump motor 31. The pump motor 31 is switched between the pump operation and the motor operation by adjusting the tilt amount. The tilt of the pump motor 31 is controlled by the capacity control unit 112 (FIG. 2B) of the controller 101.

アキュムレータ３５は、ブームシリンダ２０のヘッド側油圧室２０３から排出された作動油を受け入れ、蓄圧および放出する。 The accumulator 35 receives the hydraulic oil discharged from the head side hydraulic chamber 203 of the boom cylinder 20, accumulates and discharges the hydraulic oil.

第１油タンク５１は、油圧ポンプ２５０およびポンプモーター３１に供給される作動油を貯留する。第２油タンク５２は、ブームシリンダ２０のヘッド側油圧室２０３から排出される作動油を貯留する。第３油タンク５３は、ブームシリンダ２０のロッド側油圧室２０４から排出される作動油を貯留する。 The first oil tank 51 stores hydraulic oil supplied to the hydraulic pump 250 and the pump motor 31. The second oil tank 52 stores hydraulic oil discharged from the head side hydraulic chamber 203 of the boom cylinder 20. The third oil tank 53 stores hydraulic oil discharged from the rod side hydraulic chamber 204 of the boom cylinder 20.

更に、図３に示すように、油圧ショベル１０は、蓄圧弁３２と、放圧弁３３と、メータアウト弁３４と、ロジック弁３６と、メイン圧力計４１と、第１圧力計４２と、第２圧力計４３と、第１電磁比例弁６１と、電磁切換弁６２と、第２電磁比例弁６３と、第３電磁比例弁６４と、第１チェック弁７１と、第２チェック弁７２と、第３チェック弁７３と、を備える。また、油圧ショベル１０の内部には、第１油路Ｌ１と、第２油路Ｌ２と、第３油路Ｌ３と、第４油路Ｌ４と、第５油路Ｌ５と、第６油路Ｌ６と、第７油路Ｌ７とが配設されている。 Further, as shown in FIG. 3, the hydraulic excavator 10 includes a pressure accumulation valve 32, a pressure release valve 33, a meter-out valve 34, a logic valve 36, a main pressure gauge 41, a first pressure gauge 42, and a second pressure gauge. Pressure gauge 43, first electromagnetic proportional valve 61, electromagnetic switching valve 62, second electromagnetic proportional valve 63, third electromagnetic proportional valve 64, first check valve 71, second check valve 72, 3 check valve 73. Further, in the excavator 10, there are a first oil passage L1, a second oil passage L2, a third oil passage L3, a fourth oil passage L4, a fifth oil passage L5, and a sixth oil passage L6. And a seventh oil passage L7.

第１油路Ｌ１、第２油路Ｌ２および第３油路Ｌ３（いずれもメイン油路）は、油圧ポンプ２５０からブームシリンダ２０に至るまで配設され、作動油の流通を許容する配管からなる。特に、第１油路Ｌ１は、油圧ポンプ２５０とコントロールバルブ２６０とを接続する。また、第２油路Ｌ２は、コントロールバルブ２６０とロッド側油圧室２０４とを接続し、第３油路Ｌ３は、コントロールバルブ２６０とヘッド側油圧室２０３とを接続する。第４油路Ｌ４は、ヘッド側油圧室２０３から第２油タンク５２に至るまで配設され、作動油の流通を許容する配管からなる。なお、第４油路Ｌ４は、ロジック弁３６とコントロールバルブ２６０との間で第３油路Ｌ３に接続されている。第５油路Ｌ５（回収用油路）は、ブームシリンダ２０のヘッド側油圧室２０３からポンプモーター３１に至るまで配設され、ヘッド側油圧室２０３から排出された作動油の流通を許容する。図３に示すように、第５油路Ｌ５は、ロジック弁３６とコントロールバルブ２６０との間で第３油路Ｌ３に接続されている。なお、第５油路Ｌ５は、コントロールバルブ２６０を経由せずに形成された油路である。第６油路Ｌ６（補給用油路）は、ポンプモーター３１からブームシリンダ２０のロッド側油圧室２０４に至るまで配設され、ポンプ動作を実行するポンプモーター３１によって吐出された作動油の流通を許容する。図３に示すように、第７油路Ｌ７は、第１油タンク５１と油圧ポンプ２５０とを接続する供給用油路において、油圧ポンプ２５０よりも第１油タンク５１側から分岐され、ポンプモーター３１に至るように配設されている。第７油路Ｌ７は、ポンプ動作を実行するポンプモーター３１に作動油を供給するための油路である。 The first oil passage L1, the second oil passage L2, and the third oil passage L3 (all of which are main oil passages) are arranged from the hydraulic pump 250 to the boom cylinder 20, and are made of piping that allows the flow of hydraulic oil. . In particular, the first oil passage L1 connects the hydraulic pump 250 and the control valve 260. The second oil passage L2 connects the control valve 260 and the rod side hydraulic chamber 204, and the third oil passage L3 connects the control valve 260 and the head side hydraulic chamber 203. The fourth oil passage L4 is arranged from the head side hydraulic chamber 203 to the second oil tank 52, and is composed of piping that allows the flow of hydraulic oil. The fourth oil passage L4 is connected to the third oil passage L3 between the logic valve 36 and the control valve 260. The fifth oil passage L5 (recovery oil passage) is provided from the head side hydraulic chamber 203 of the boom cylinder 20 to the pump motor 31 and allows the hydraulic oil discharged from the head side hydraulic chamber 203 to flow therethrough. As shown in FIG. 3, the fifth oil passage L 5 is connected to the third oil passage L 3 between the logic valve 36 and the control valve 260. The fifth oil passage L5 is an oil passage formed without passing through the control valve 260. The sixth oil passage L6 (replenishment oil passage) is arranged from the pump motor 31 to the rod side hydraulic chamber 204 of the boom cylinder 20, and distributes the hydraulic oil discharged by the pump motor 31 that executes the pump operation. Allow. As shown in FIG. 3, the seventh oil passage L7 is a supply oil passage connecting the first oil tank 51 and the hydraulic pump 250, and is branched from the first oil tank 51 side with respect to the hydraulic pump 250. It is arranged to reach 31. The seventh oil passage L7 is an oil passage for supplying hydraulic oil to the pump motor 31 that executes the pump operation.

蓄圧弁３２（第１切替弁）は、アキュムレータ３５よりも上流側（ブームシリンダ２０側）において第５油路Ｌ５に配設されている。蓄圧弁３２は、第５油路Ｌ５における作動油の流通を遮断する第１遮断状態と、第５油路Ｌ５を開通してブームシリンダ２０のヘッド側油圧室２０３からアキュムレータ３５への作動油の流通を許容する第１許容状態とに切り替わり可能である。蓄圧弁３２は、パイロット切換弁からなり、蓄圧弁３２のパイロットポートと不図示の油圧源との間に、第３電磁比例弁６４が配置されている。蓄圧弁３２のパイロットポートに入力されるパイロット圧に応じて、蓄圧弁３２の第１遮断状態と第１許容状態とが切り替えられるとともに、第１許容状態における蓄圧弁３２の開度が調整され、第５油路Ｌ５を流通する作動油の流量が調整される。 The pressure accumulating valve 32 (first switching valve) is disposed in the fifth oil passage L5 on the upstream side (boom cylinder 20 side) of the accumulator 35. The accumulator valve 32 has a first shut-off state in which the flow of the hydraulic oil in the fifth oil passage L5 is shut off, and opens the fifth oil passage L5 to supply the hydraulic oil from the head-side hydraulic chamber 203 of the boom cylinder 20 to the accumulator 35. It is possible to switch to a first permissible state that permits distribution. The accumulator valve 32 is a pilot switching valve, and a third electromagnetic proportional valve 64 is disposed between a pilot port of the accumulator valve 32 and a hydraulic source (not shown). According to the pilot pressure input to the pilot port of the pressure accumulating valve 32, the first shut-off state and the first allowable state of the pressure accumulating valve 32 are switched, and the opening of the pressure accumulating valve 32 in the first allowable state is adjusted. The flow rate of the hydraulic oil flowing through the fifth oil passage L5 is adjusted.

放圧弁３３（第２切替弁）は、アキュムレータ３５よりも下流側（ポンプモーター３１側）において第５油路Ｌ５に配設されている。放圧弁３３は、第５油路Ｌ５における作動油の流通を遮断する第２遮断状態と、第５油路Ｌ５を開通してアキュムレータ３５からポンプモーター３１への作動油の流通を許容する第２許容状態とに切り替わり可能である。
なお、放圧弁３３は、オンオフ制御されることが可能なパイロット切替弁からなる。放圧弁３３のパイロットポートと不図示の油圧源との間に、電磁切換弁６２が配置されている。電磁切換弁６２を介して蓄圧弁３２のパイロットポートに入力されるパイロット圧に応じて、放圧弁３３の第２遮断状態と第２許容状態とが切り替えられる。 The pressure release valve 33 (second switching valve) is disposed in the fifth oil passage L5 on the downstream side (pump motor 31 side) of the accumulator 35. The pressure release valve 33 allows a second shut-off state in which the flow of hydraulic oil in the fifth oil passage L5 is shut off, and a second passage that allows the hydraulic oil to flow from the accumulator 35 to the pump motor 31 by opening the fifth oil passage L5. It is possible to switch to an allowable state.
The pressure release valve 33 is a pilot switching valve that can be controlled on and off. An electromagnetic switching valve 62 is disposed between the pilot port of the pressure release valve 33 and a hydraulic source (not shown). According to the pilot pressure input to the pilot port of the pressure accumulating valve 32 via the electromagnetic switching valve 62, the second cutoff state and the second permissible state of the pressure release valve 33 are switched.

メータアウト弁３４は、ブームシリンダ２０と第２油タンク５２との間に配設され、ヘッド側油圧室２０３から排出された作動油の流通と当該流通の遮断とを切り替える。なお、メータアウト弁３４は、パイロット切換弁からなり、作動油の流量が調整可能とされている。メータアウト弁３４のパイロットポートと不図示の油圧源との間には、第２電磁比例弁６３が配置されている。メータアウト弁３４のパイロットポートに入力されるパイロット圧に応じて、メータアウト弁３４の開度が調整され、第４油路Ｌ４を流通する作動油の流量が調整される。 The meter-out valve 34 is disposed between the boom cylinder 20 and the second oil tank 52, and switches between the flow of the hydraulic oil discharged from the head side hydraulic chamber 203 and the interruption of the flow. The meter-out valve 34 is a pilot switching valve, and the flow rate of hydraulic oil can be adjusted. A second electromagnetic proportional valve 63 is disposed between the pilot port of the meter-out valve 34 and a hydraulic source (not shown). The opening degree of the meter-out valve 34 is adjusted according to the pilot pressure input to the pilot port of the meter-out valve 34, and the flow rate of the working oil flowing through the fourth oil passage L4 is adjusted.

メイン圧力計４１は、コントロールバルブ２６０よりも上流側の第１油路Ｌ１に配設され、油圧ポンプ２５０からコントロールバルブ２６０に流入する作動油の圧力を検出する。また、第１圧力計４２は、アキュムレータ３５よりも上流側の第５油路Ｌ５（第３油路Ｌ３）に配設され、ヘッド側油圧室２０３から吐出される作動油、または、ヘッド側油圧室２０３に流入する作動油の吐出圧を検出する。第２圧力計４３は、アキュムレータ３５に貯留された作動油のアキュムレータ圧を検出する。 The main pressure gauge 41 is disposed in the first oil passage L 1 upstream of the control valve 260 and detects the pressure of the hydraulic oil flowing into the control valve 260 from the hydraulic pump 250. The first pressure gauge 42 is disposed in the fifth oil passage L5 (third oil passage L3) on the upstream side of the accumulator 35, and is discharged from the head side hydraulic chamber 203 or the head side hydraulic pressure. The discharge pressure of the hydraulic oil flowing into the chamber 203 is detected. The second pressure gauge 43 detects the accumulator pressure of the hydraulic oil stored in the accumulator 35.

第１電磁比例弁６１は、コントローラ１０１から入力される制御信号に応じて、ポンプモーター３１の傾転量を調整する。電磁切換弁６２は、コントローラ１０１から入力される制御信号に応じて、放圧弁３３のパイロットポートに入力されるパイロット圧を調整する。第２電磁比例弁６３および第３電磁比例弁６４は、それぞれ、コントローラ１０１から入力される制御信号に応じて、メータアウト弁３４および蓄圧弁３２のパイロットポートに入力されるパイロット圧を調整する。 The first electromagnetic proportional valve 61 adjusts the tilt amount of the pump motor 31 in accordance with a control signal input from the controller 101. The electromagnetic switching valve 62 adjusts the pilot pressure input to the pilot port of the pressure release valve 33 in accordance with a control signal input from the controller 101. The second electromagnetic proportional valve 63 and the third electromagnetic proportional valve 64 respectively adjust the pilot pressure input to the pilot ports of the meter-out valve 34 and the pressure accumulating valve 32 according to the control signal input from the controller 101.

第１チェック弁７１は、第７油路Ｌ７に配置され、ポンプモーター３１から第１油タンク５１への作動油の逆流を防止する。同様に、第２チェック弁７２は、第６油路Ｌ６に配置され、ロッド側油圧室２０４からポンプモーター３１への作動油の逆流を防止する。
また、第３チェック弁７３は、第４油路Ｌ４の終端部に配置され、第２油タンク５２から作動油が逆流することを防止する。 The first check valve 71 is disposed in the seventh oil passage L7 and prevents the backflow of hydraulic oil from the pump motor 31 to the first oil tank 51. Similarly, the second check valve 72 is disposed in the sixth oil passage L 6 and prevents the backflow of hydraulic oil from the rod side hydraulic chamber 204 to the pump motor 31.
The third check valve 73 is disposed at the end of the fourth oil passage L4 and prevents the hydraulic oil from flowing backward from the second oil tank 52.

コントローラ１０１（図２Ｂ）は、油圧ショベル１０を統括的に制御するもので、制御信号の送受先として、操作レバー１０２、メイン圧力計４１、第１圧力計４２、第２圧力計４３、エンジン２１０、油圧ポンプ２５０、ポンプモーター３１、コントロール用電磁比例弁６０、第１電磁比例弁６１、電磁切換弁６２、第２電磁比例弁６３、第３電磁比例弁６４などに電気的に接続されている。コントローラ１０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、制御プログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＰＵの作業領域として使用されるＲＡＭ（Random Access Memory）等から構成され、ＣＰＵが前記制御プログラムを実行することで、駆動制御部１１１、容量制御部１１２、バルブ制御部１１３、判定部１１４、出力部１１５および記憶部１１６を備えるように機能する。 The controller 101 (FIG. 2B) controls the excavator 10 in an integrated manner. As a control signal transmission / reception destination, an operation lever 102, a main pressure gauge 41, a first pressure gauge 42, a second pressure gauge 43, and an engine 210 are provided. The hydraulic pump 250, the pump motor 31, the control electromagnetic proportional valve 60, the first electromagnetic proportional valve 61, the electromagnetic switching valve 62, the second electromagnetic proportional valve 63, the third electromagnetic proportional valve 64, and the like are electrically connected. . The controller 101 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory) that stores a control program, a RAM (Random Access Memory) that is used as a work area of the CPU, and the CPU executes the control program. Thus, it functions to include the drive control unit 111, the capacity control unit 112, the valve control unit 113, the determination unit 114, the output unit 115, and the storage unit 116.

図２Ｂを参照して、コントローラ１０１の駆動制御部１１１は、エンジン２１０の駆動を制御する。なお、前述のように、本実施形態では、エンジン２１０の出力軸に油圧ポンプ２５０およびポンプモーター３１が連結されている。このため、エンジン２１０が駆動されると、油圧ポンプ２５０およびポンプモーター３１が作動する。 Referring to FIG. 2B, drive control unit 111 of controller 101 controls driving of engine 210. As described above, in the present embodiment, the hydraulic pump 250 and the pump motor 31 are connected to the output shaft of the engine 210. For this reason, when the engine 210 is driven, the hydraulic pump 250 and the pump motor 31 operate.

容量制御部１１２は、油圧ポンプ２５０の吐出容量を制御する。また、容量制御部１１２は、第１電磁比例弁６１を制御してポンプモーター３１の傾転を調整することで、ポンプモーター３１のポンプ容量またはモーター容量を制御する。 The capacity control unit 112 controls the discharge capacity of the hydraulic pump 250. The capacity control unit 112 controls the pump capacity or the motor capacity of the pump motor 31 by controlling the first electromagnetic proportional valve 61 and adjusting the tilt of the pump motor 31.

バルブ制御部１１３は、操作レバー１０２の操作量に応じて、コントロール用電磁比例弁６０の開度を調整するための制御信号を出力する。更に、バルブ制御部１１３は、電磁切換弁６２、第２電磁比例弁６３および第３電磁比例弁６４を制御して、それぞれ、放圧弁３３、メータアウト弁３４および蓄圧弁３２の開閉動作を制御する。この際、第２電磁比例弁６３および第３電磁比例弁６４によって、蓄圧弁３２およびメータアウト弁３４の開度が調整可能とされる。 The valve control unit 113 outputs a control signal for adjusting the opening degree of the control electromagnetic proportional valve 60 according to the operation amount of the operation lever 102. Further, the valve control unit 113 controls the electromagnetic switching valve 62, the second electromagnetic proportional valve 63, and the third electromagnetic proportional valve 64 to control the opening / closing operations of the pressure release valve 33, the meter-out valve 34, and the pressure accumulation valve 32, respectively. To do. At this time, the opening degree of the pressure accumulating valve 32 and the meter-out valve 34 can be adjusted by the second electromagnetic proportional valve 63 and the third electromagnetic proportional valve 64.

判定部１１４は、後記の回生処理動作において、アキュムレータ圧ｐａｃｃと予め設定された圧力閾値ＰＬとを比較し、その大小関係を判定する。記憶部１１６は、上記の圧力閾値ＰＬを記憶している。出力部１１５は、必要に応じて、記憶部１１６から圧力閾値ＰＬを出力する。 The determination unit 114 compares the accumulator pressure pacc with a preset pressure threshold value PL in a regenerative processing operation described later, and determines the magnitude relationship. The storage unit 116 stores the pressure threshold value PL. The output unit 115 outputs the pressure threshold value PL from the storage unit 116 as necessary.

なお、前述のブームシリンダ２０と、油圧ポンプ２５０と、コントロールバルブ２６０と、ポンプモーター３１と、アキュムレータ３５と、蓄圧弁３２と、放圧弁３３と、メータアウト弁３４と、各油路とによって、本実施形態に係る回生装置１０３が構成される。図４は、本実施形態に係る油圧ショベル１０において、回生装置１０３の回生処理を示すフローチャートである。 The boom cylinder 20, the hydraulic pump 250, the control valve 260, the pump motor 31, the accumulator 35, the pressure accumulation valve 32, the pressure release valve 33, the meter-out valve 34, and each oil path A regenerative device 103 according to the present embodiment is configured. FIG. 4 is a flowchart showing a regeneration process of the regeneration device 103 in the excavator 10 according to the present embodiment.

油圧ショベル１０の使用中、コントローラ１０１の判定部１１４（図２Ｂ）は、作業者による操作レバー１０２の操作量を確認する（図４のステップＳ１）。一例として、操作レバー１０２に接続された不図示のリモコン弁とコントロールバルブ２６０（図３）のパイロットポートとの間に配置された不図示の圧力計の出力（パイロット圧）から、操作レバー１０２の操作方向および操作量が検出可能とされる。そして、ブーム１７を下げる方向に操作レバー１０２の操作が行われている場合（ステップＳ１でＮＯ）、コントローラ１０１はアキュムレータ３５への蓄圧制御を実行する（ステップＳ６）。詳しくは、ブーム１７の下降に伴ってブームシリンダ２０が収縮すると、ヘッド側油圧室２０３から作動油が吐出されるため、当該作動油のエネルギーをアキュムレータ３５に蓄圧することができる。このため、コントローラ１０１のバルブ制御部１１３が、まず、図３の放圧弁３３を閉止（第２遮断状態）する。更に、バルブ制御部１１３は、蓄圧弁３２を第１許容状態とするとともにメータアウト弁３４を開放したうえで、それぞれの開度を調整しながら、吐出された作動油をアキュムレータ３５に供給する。このため、アキュムレータ３５に多くの戻り油のエネルギーを蓄えることができる。なお、本実施形態では、前述のようにブーム下げ動作が行われる際に、バルブ制御部１１３はコントロールバルブ２６０のポート位置を図３の中立位置（遮断位置）に設定し、油圧ポンプ２５０からブームシリンダ２０への作動油の供給を遮断する。そして、コントローラ１０１の容量制御部１１２がポンプモーター３１の傾転を調整することで、ポンプモーター３１にポンプ動作を実行させる。ポンプモーター３１は第１油タンク５１から第７油路Ｌ７を介して作動油を受け入れ、第６油路Ｌ６に吐出する。ポンプモーター３１から吐出された作動油は、第６油路Ｌ６を介してブームシリンダ２０のロッド側油圧室２０４に供給される。この結果、ロッド側油圧室２０４においてキャビテーションが発生することが抑止される。 During use of the excavator 10, the determination unit 114 (FIG. 2B) of the controller 101 confirms the amount of operation of the operation lever 102 by the operator (step S1 in FIG. 4). As an example, from the output (pilot pressure) of a pressure gauge (not shown) arranged between a remote control valve (not shown) connected to the operation lever 102 and the pilot port of the control valve 260 (FIG. 3), the operation lever 102 The operation direction and the operation amount can be detected. When the operation lever 102 is operated in the direction in which the boom 17 is lowered (NO in step S1), the controller 101 executes pressure accumulation control on the accumulator 35 (step S6). Specifically, when the boom cylinder 20 contracts as the boom 17 is lowered, the hydraulic oil is discharged from the head-side hydraulic chamber 203, so that the energy of the hydraulic oil can be accumulated in the accumulator 35. For this reason, the valve control unit 113 of the controller 101 first closes the pressure release valve 33 in FIG. 3 (second cutoff state). Further, the valve control unit 113 sets the pressure accumulating valve 32 in the first allowable state and opens the meter-out valve 34, and supplies the discharged hydraulic oil to the accumulator 35 while adjusting the respective opening degrees. For this reason, much energy of the return oil can be stored in the accumulator 35. In the present embodiment, when the boom lowering operation is performed as described above, the valve control unit 113 sets the port position of the control valve 260 to the neutral position (shutoff position) in FIG. The supply of hydraulic oil to the cylinder 20 is shut off. And the capacity | capacitance control part 112 of the controller 101 adjusts the inclination of the pump motor 31, and makes the pump motor 31 perform pump operation | movement. The pump motor 31 receives hydraulic oil from the first oil tank 51 via the seventh oil passage L7 and discharges it to the sixth oil passage L6. The hydraulic oil discharged from the pump motor 31 is supplied to the rod side hydraulic chamber 204 of the boom cylinder 20 through the sixth oil passage L6. As a result, the occurrence of cavitation in the rod side hydraulic chamber 204 is suppressed.

このようなブーム１７の下げ動作が実行される場合には、作業者による操作レバー１０２の操作量に応じてピストン２０２（ブーム１７）の移動速度、換言すれば、ヘッド側油圧室２０３から吐出される作動油の流量が決定される必要がある。このため、コントローラ１０１のバルブ制御部１１３は、操作レバー１０２に入力された操作の量と、第１圧力計４２によって検出された吐出圧と、第２圧力計４３によって検出されたアキュムレータ圧とに基づいて、蓄圧弁３２およびメータアウト弁３４の開度を調整する。この結果、ヘッド側油圧室２０３から吐出された作動油が、所定の比率でアキュムレータ３５側および第２油タンク５２側に分流される。 When such a lowering operation of the boom 17 is executed, the moving speed of the piston 202 (boom 17) according to the amount of operation of the operation lever 102 by the operator, in other words, discharged from the head side hydraulic chamber 203. The flow rate of the hydraulic oil needs to be determined. For this reason, the valve control unit 113 of the controller 101 determines the amount of operation input to the operation lever 102, the discharge pressure detected by the first pressure gauge 42, and the accumulator pressure detected by the second pressure gauge 43. Based on this, the opening degree of the pressure accumulation valve 32 and the meter-out valve 34 is adjusted. As a result, the hydraulic oil discharged from the head side hydraulic chamber 203 is diverted to the accumulator 35 side and the second oil tank 52 side at a predetermined ratio.

更に、コントローラ１０１の容量制御部１１２は、ヘッド側油圧室２０３から吐出される作動油の流量に基づいて、ロッド側油圧室２０４に流入させるべき作動油の流量を算出し、当該流量に応じてポンプモーター３１の容量調整機構（傾転）を制御する。この結果、ポンプモーター３１からロッド側油圧室２０４に供給される作動油の流量が調整される。このように、本実施形態では、ロッド側油圧室２０４における作動油の必要流量に応じて、ポンプモーター３１のポンプ容量を制御することができる。このため、ロッド側油圧室２０４においてキャビテーションが発生することを安定して抑止することができる。また、ポンプモーター３１が過剰な作動油を吐出することが抑止され、作動油のエネルギーの損失を縮小することができる。この結果、ポンプモーター３１の消費動力を最小限に抑えることができる。なお、ヘッド側油圧室２０３から吐出された作動油のうち第２油タンク５２側に分流された作動油は、第２油タンク５２に排出されることなく、ロッド側油圧室２０４に供給されてもよい。 Furthermore, the capacity control unit 112 of the controller 101 calculates the flow rate of the hydraulic oil that should flow into the rod side hydraulic chamber 204 based on the flow rate of the hydraulic oil discharged from the head side hydraulic chamber 203, and according to the flow rate. The capacity adjustment mechanism (tilt) of the pump motor 31 is controlled. As a result, the flow rate of the hydraulic oil supplied from the pump motor 31 to the rod side hydraulic chamber 204 is adjusted. Thus, in this embodiment, the pump capacity of the pump motor 31 can be controlled according to the required flow rate of the hydraulic oil in the rod side hydraulic chamber 204. For this reason, it is possible to stably prevent cavitation from occurring in the rod side hydraulic chamber 204. Moreover, it is suppressed that the pump motor 31 discharges excessive hydraulic fluid, and the loss of hydraulic fluid energy can be reduced. As a result, the power consumption of the pump motor 31 can be minimized. Of the hydraulic oil discharged from the head side hydraulic chamber 203, the hydraulic oil that has been diverted to the second oil tank 52 side is supplied to the rod side hydraulic chamber 204 without being discharged to the second oil tank 52. Also good.

図４のステップＳ１において、ブーム１７を下げるための操作レバー１０２の操作が行われていない場合（ステップＳ１でＹＥＳ）、コントローラ１０１の判定部１１４は、アーム１８およびバケット１９を操作するためのその他の操作レバー１０２の操作量を確認する（ステップＳ２）。ここで、その他の操作レバー１０２の操作が行われている場合（ステップＳ２でＹＥＳ）、コントローラ１０１の駆動制御部１１１（図２Ｂ）は、エンジン２１０によって油圧ポンプ２５０を回転させ、アームシリンダ２１またはバケットシリンダ２２に作動油を供給する。更に、コントローラ１０１の判定部１１４は、第２圧力計４３が検出するアキュムレータ圧Ｐａｃｃを確認する（ステップＳ３）。そして、検出されたアキュムレータ圧Ｐａｃｃが予め設定された圧力閾値ＰＬ以上の場合（ステップＳ３でＹＥＳ）、コントローラ１０１は、以下に示すようなエンジンアシスト動作を実行する（ステップＳ４）。 When the operation lever 102 for lowering the boom 17 is not operated in step S1 in FIG. 4 (YES in step S1), the determination unit 114 of the controller 101 performs other operations for operating the arm 18 and the bucket 19. The operation amount of the operation lever 102 is confirmed (step S2). Here, when the other operation lever 102 is operated (YES in step S2), the drive control unit 111 (FIG. 2B) of the controller 101 rotates the hydraulic pump 250 by the engine 210, and the arm cylinder 21 or Hydraulic oil is supplied to the bucket cylinder 22. Further, the determination unit 114 of the controller 101 confirms the accumulator pressure Pacc detected by the second pressure gauge 43 (step S3). When the detected accumulator pressure Pacc is equal to or higher than a preset pressure threshold value PL (YES in step S3), the controller 101 performs the following engine assist operation (step S4).

エンジンアシスト動作では、コントローラ１０１の容量制御部１１２が、ポンプモーター３１の傾転を調整し、ポンプモーター３１にモーター動作を実行させる。この際、バルブ制御部１１３が放圧弁３３を開放して、アキュムレータ３５から放出された作動油によってポンプモーター３１を回転駆動し、出力軸を介してエンジン２１０の駆動を補助（アシスト）する。このように、エンジンアシスト動作では、アキュムレータ３５に蓄圧された作動油のエネルギーによって、アーム１８またはバケット１９を駆動するためのエンジン２１０の駆動を補助することができる。このため、エンジン２１０にかかる負荷を低減することができる。なお、エンジンアシスト動作が実行される場合には、コントローラ１０１のバルブ制御部１１３は、蓄圧弁３２およびメータアウト弁３４を閉止する。 In the engine assist operation, the capacity control unit 112 of the controller 101 adjusts the tilt of the pump motor 31 and causes the pump motor 31 to execute the motor operation. At this time, the valve control unit 113 opens the pressure release valve 33 and rotationally drives the pump motor 31 with the hydraulic oil discharged from the accumulator 35 to assist (assist) driving of the engine 210 via the output shaft. As described above, in the engine assist operation, the driving of the engine 210 for driving the arm 18 or the bucket 19 can be assisted by the energy of the hydraulic oil accumulated in the accumulator 35. For this reason, the load concerning the engine 210 can be reduced. Note that when the engine assist operation is performed, the valve control unit 113 of the controller 101 closes the pressure accumulation valve 32 and the meter-out valve 34.

一方、図４のステップＳ３で、検出されたアキュムレータ圧Ｐａｃｃが予め設定された圧力閾値ＰＬ未満の場合（ステップＳ３でＮＯ）、コントローラ１０１は、エンジンアシストを停止する（ステップＳ５）。この場合、コントローラ１０１のバルブ制御部１１３が、蓄圧弁３２、放圧弁３３およびメータアウト弁３４を閉止する。このように、アキュムレータ圧が所定の圧力よりも低い場合には、ポンプモーター３１によるエンジンの補助機能を停止することができる。なお、ステップＳ２で、その他の操作レバー１０２の操作が行われていない場合（ステップＳ２でＮＯ）、コントローラ１０１は、上記と同様に、エンジンアシストを停止する（ステップＳ５）。 On the other hand, when the detected accumulator pressure Pacc is less than the preset pressure threshold value PL in step S3 of FIG. 4 (NO in step S3), the controller 101 stops engine assist (step S5). In this case, the valve control unit 113 of the controller 101 closes the pressure accumulation valve 32, the pressure release valve 33, and the meter-out valve 34. Thus, when the accumulator pressure is lower than the predetermined pressure, the auxiliary function of the engine by the pump motor 31 can be stopped. In step S2, if the other operation lever 102 is not operated (NO in step S2), the controller 101 stops the engine assist in the same manner as described above (step S5).

また、コントローラ１０１の容量制御部１１２は、エンジンアシストが実行される場合（ステップＳ４）には、ポンプモーター３１の容量調整機構のモーター容量を第１の容量に設定し、エンジンアシストが停止される場合（ステップＳ５）には、容量調整機構のポンプ容量を前記第１の容量よりも小さく、かつ、０よりも大きな第２の容量に設定することが望ましい。この結果、操作レバー１０２に対してブーム１７、アーム１８およびバケット１９の操作がいずれも入力されていない場合には、ポンプモーター３１による過剰な吐出を抑止することができる。また、第２の容量（ポンプ容量）が０よりも大きく設定されているため、第１油タンク５１から供給された所定の量の作動油がポンプモーター３１内を通過する。したがって、ポンプモーター３１がエンジン２１０の出力軸と一体で回転されつづけても、ポンプモーター３１の内部に焼き付きが生じることが抑止される。 Further, when the engine assist is executed (step S4), the capacity control unit 112 of the controller 101 sets the motor capacity of the capacity adjustment mechanism of the pump motor 31 to the first capacity, and the engine assist is stopped. In this case (step S5), it is desirable to set the pump capacity of the capacity adjustment mechanism to a second capacity that is smaller than the first capacity and larger than zero. As a result, when none of the operations of the boom 17, the arm 18, and the bucket 19 are input to the operation lever 102, excessive discharge by the pump motor 31 can be suppressed. Further, since the second capacity (pump capacity) is set to be greater than 0, a predetermined amount of hydraulic oil supplied from the first oil tank 51 passes through the pump motor 31. Therefore, even if the pump motor 31 continues to rotate integrally with the output shaft of the engine 210, seizure is prevented from occurring inside the pump motor 31.

以上、本発明の一実施形態に係る油圧ショベル１０について説明した。このような油圧ショベル１０によれば、ブームシリンダ２０内にキャビテーションが発生することを抑制しながら、ブームシリンダ２０から排出された作動油のエネルギーを高い回生効率で回生させることができる。特に、ブーム下げ動作が実行される場合には、油圧ポンプ２５０からブームシリンダ２０への作動油の供給を遮断し、ブーム１７の自重を含む負荷によってブームシリンダ２０を収縮させる。すなわち、ブーム１７に加わる力によって当該力の方向と同じ方向にブームシリンダ２０が作動する。このため、油圧ポンプ２５０を駆動することなく、ブームシリンダ２０から吐出される作動油のエネルギーを効率的に回生させることができる。なお、本発明において、ブーム１７（可動部材）に加わる力によって当該力の方向と同じ方向にブームシリンダ２０（第１油圧アクチュエータ）が作動するとは、ブーム１７の自重方向（重力方向）とブームシリンダ２０の収縮方向が完全に同じ方向の場合に限定されるものではない。ブーム１７にかかる自重の分力がブームシリンダ２０の収縮方向と同じ方向であってもよい。 The hydraulic excavator 10 according to the embodiment of the present invention has been described above. According to such a hydraulic excavator 10, the energy of hydraulic oil discharged from the boom cylinder 20 can be regenerated with high regeneration efficiency while suppressing the occurrence of cavitation in the boom cylinder 20. In particular, when the boom lowering operation is executed, the supply of hydraulic oil from the hydraulic pump 250 to the boom cylinder 20 is shut off, and the boom cylinder 20 is contracted by a load including the weight of the boom 17. That is, the boom cylinder 20 is operated in the same direction as the direction of the force by the force applied to the boom 17. For this reason, the energy of the hydraulic oil discharged from the boom cylinder 20 can be efficiently regenerated without driving the hydraulic pump 250. In the present invention, when the boom cylinder 20 (first hydraulic actuator) operates in the same direction as the direction of the force due to the force applied to the boom 17 (movable member), the direction of gravity of the boom 17 (the direction of gravity) and the boom cylinder However, the present invention is not limited to the case in which the 20 contraction directions are completely the same. The component force of the own weight applied to the boom 17 may be in the same direction as the contraction direction of the boom cylinder 20.

また、本実施形態では、エンジン２１０の駆動をアシストするためのモーターとしてポンプモーター３１が備えられている。ポンプモーター３１がモーター機能を実行することで、エンジン２１０の出力をアシストすることができる。また、ポンプモーター３１がポンプ動作を行うことで、第１油路Ｌ１および第５油路Ｌ５とは異なる経路である第６油路Ｌ６を介してから、ロッド側油圧室２０４に作動油を供給することができる。このように、アシストモーターであるポンプモーター３１を利用して、ブームシリンダ２０におけるキャビテーションの発生を抑止することができる。また、ポンプモーター３１からロッド側油圧室２０４への作動油の供給は、コントロールバルブ２６０を介さずに行われる。コントロールバルブ２６０は、前述の第１供給位置および第２供給位置において絞り弁として機能するため、作動油の通過時に比較的大きな圧力損失が発生する。このため、本実施形態では、上記のように油圧ポンプ２５０からロッド側油圧室２０４に作動油を供給する場合と比較して、作動油の圧力損失を低減しながら、キャビテーションの発生を抑止することができる。 In the present embodiment, a pump motor 31 is provided as a motor for assisting driving of the engine 210. When the pump motor 31 performs the motor function, the output of the engine 210 can be assisted. Further, when the pump motor 31 performs the pump operation, the hydraulic oil is supplied to the rod side hydraulic chamber 204 through the sixth oil passage L6 that is different from the first oil passage L1 and the fifth oil passage L5. can do. In this manner, the pump motor 31 that is an assist motor can be used to suppress the occurrence of cavitation in the boom cylinder 20. The hydraulic oil is supplied from the pump motor 31 to the rod side hydraulic chamber 204 without using the control valve 260. Since the control valve 260 functions as a throttle valve in the first supply position and the second supply position described above, a relatively large pressure loss occurs when hydraulic fluid passes through. For this reason, in this embodiment, compared with the case where hydraulic fluid is supplied from the hydraulic pump 250 to the rod side hydraulic chamber 204 as described above, the occurrence of cavitation is suppressed while reducing the hydraulic oil pressure loss. Can do.

なお、本発明はこれらの形態に限定されるものではない。本発明に係る建設機械として、以下のような変形実施形態が可能である。 The present invention is not limited to these forms. As the construction machine according to the present invention, the following modified embodiments are possible.

（１）上記の実施形態では、ブーム下げ動作が実行される場合には、コントローラ１０１がコントロールバルブ２６０を制御し、油圧ポンプ２５０からブームシリンダ２０への作動油の供給を遮断する態様にて説明したが本発明はこれに限定されるものではない。油圧ポンプ２５０から所定の量の作動油がブームシリンダ２０のロッド側油圧室２０４に供給されながら、更に、ポンプモーター３１によって吐出された作動油がロッド側油圧室２０４に供給されることで、キャビテーションの発生が防止される態様でもよい。 (1) In the above-described embodiment, when the boom lowering operation is executed, the controller 101 controls the control valve 260 to explain that the hydraulic oil is not supplied from the hydraulic pump 250 to the boom cylinder 20. However, the present invention is not limited to this. While a predetermined amount of hydraulic oil is supplied from the hydraulic pump 250 to the rod side hydraulic chamber 204 of the boom cylinder 20, the hydraulic oil discharged by the pump motor 31 is further supplied to the rod side hydraulic chamber 204, thereby causing cavitation. It is also possible to prevent the occurrence of this.

（２）また、上記の実施形態では、本発明の第１油圧アクチュエータとして油圧シリンダを用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。第１油圧アクチュエータは、油圧ショベル１０が備える油圧モーターであってもよい。油圧モーターは、作動油を受け入れて、上部旋回体１２の旋回動作のための駆動力を発生する。油圧モーターとして、公知のアキシャルピストンモーターやラジアルピストンモーターなどが適用可能とされる。上部旋回体１２の旋回が作業者によって停止される際に、上部旋回体１２の慣性力を受けて油圧モーターが作動し、作動油を吐出する。この作動油がアキュムレータ３５に蓄圧された後、ポンプモーター３１に供給されることで、エンジン２１０の駆動がアシストされてもよい。この場合も、上部旋回体１２（可動部材）にかかる慣性力（力）と同じ方向（回転方向）に油圧モーター（第１油圧アクチュエータ）が作動する。このため、油圧ポンプ２５０から油圧モーターへの作動油の供給を停止することができる。そして、ポンプモーター３１から油圧モーターに作動油が供給されることで、油圧モーター内にキャビテーションが発生することを抑止することができる。 (2) Although the above embodiment has been described using a hydraulic cylinder as the first hydraulic actuator of the present invention, the present invention is not limited to this. The first hydraulic actuator may be a hydraulic motor provided in the excavator 10. The hydraulic motor receives hydraulic oil and generates a driving force for the turning operation of the upper turning body 12. As the hydraulic motor, a known axial piston motor or radial piston motor can be applied. When the turning of the upper swing body 12 is stopped by the operator, the hydraulic motor is actuated by the inertial force of the upper swing body 12 to discharge the hydraulic oil. After the hydraulic oil is accumulated in the accumulator 35, the driving of the engine 210 may be assisted by being supplied to the pump motor 31. Also in this case, the hydraulic motor (first hydraulic actuator) operates in the same direction (rotational direction) as the inertial force (force) applied to the upper swing body 12 (movable member). For this reason, the supply of hydraulic oil from the hydraulic pump 250 to the hydraulic motor can be stopped. And it can suppress that cavitation generate | occur | produces in a hydraulic motor by supplying hydraulic fluid from a pump motor 31 to a hydraulic motor.

（３）また、上記の各実施形態では、建設機械として油圧ショベル１０を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。掘削機や解体機など、その他の建設機械に本発明が適用されてもよい。 (3) In the above embodiments, the hydraulic excavator 10 is used as a construction machine. However, the present invention is not limited to this. The present invention may be applied to other construction machines such as excavators and demolition machines.

１０油圧ショベル（建設機械）
１０１コントローラ（制御部）
１０２操作レバー（操作部）
１６作業アタッチメント
１７ブーム
１８アーム
１９バケット
２０ブームシリンダ（第１油圧アクチュエータ）
２０１シリンダ
２０２ピストン
２０２Ａピストンロッド
２０３ヘッド側油圧室
２０４ロッド側油圧室
２１アームシリンダ（第２油圧アクチュエータ）
２１０エンジン
２２バケットシリンダ（第２油圧アクチュエータ）
２５０油圧ポンプ（メインポンプ）
２６０コントロールバルブ
３１ポンプモーター
３２蓄圧弁（第１切替弁）
３３放圧弁（第２切替弁）
３４メータアウト弁
３５アキュムレータ
４１メイン圧力計
４２第１圧力計
４３第２圧力計
５１第１油タンク
５２第２油タンク
５３第３油タンク
６０コントロール用電磁比例弁
６１第１電磁比例弁
６２電磁切換弁
６３第２電磁比例弁
６４第３電磁比例弁
Ｌ１第１油路（メイン油路）
Ｌ２第２油路（メイン油路）
Ｌ３第３油路（メイン油路）
Ｌ４第４油路
Ｌ５第５油路（回収用油路）
Ｌ６第６油路（補給用油路）
Ｌ７第７油路 10 Hydraulic excavator (Construction machinery)
101 Controller (control unit)
102 Operation lever (operation unit)
16 Work attachment 17 Boom 18 Arm 19 Bucket 20 Boom cylinder (first hydraulic actuator)
201 Cylinder 202 Piston 202A Piston rod 203 Head side hydraulic chamber 204 Rod side hydraulic chamber 21 Arm cylinder (second hydraulic actuator)
210 Engine 22 Bucket cylinder (second hydraulic actuator)
250 Hydraulic pump (Main pump)
260 Control valve 31 Pump motor 32 Accumulation valve (first switching valve)
33 Pressure release valve (second switching valve)
34 Meter-out valve 35 Accumulator 41 Main pressure gauge 42 First pressure gauge 43 Second pressure gauge 51 First oil tank 52 Second oil tank 53 Third oil tank 60 Control electromagnetic proportional valve 61 First electromagnetic proportional valve 62 Electromagnetic switching Valve 63 Second electromagnetic proportional valve 64 Third electromagnetic proportional valve L1 First oil passage (main oil passage)
L2 Second oil passage (main oil passage)
L3 3rd oil passage (main oil passage)
L4 4th oil passage L5 5th oil passage (recovery oil passage)
L6 6th oil passage (supply oil passage)
L7 7th oil passage

Claims

A construction machine,
An engine with an output shaft;
A main pump connected to the output shaft and discharging hydraulic oil by power input from the engine;
A pump motor connected to the output shaft and capable of performing a pump operation for discharging hydraulic oil by power input from the engine and a motor operation for rotating the output shaft by receiving supply of hydraulic oil; ,
A plurality of hydraulic chambers are provided therein, and the hydraulic oil supplied from the main pump is received in one hydraulic chamber of the plurality of hydraulic chambers, and the hydraulic oil is supplied from another hydraulic chamber of the plurality of hydraulic chambers. A first hydraulic actuator that operates by discharging
A movable member connected to the first hydraulic actuator and driven by the first hydraulic actuator;
An operation unit that receives an operation for instructing driving of the movable member;
An accumulator for receiving, accumulating and releasing hydraulic fluid discharged from the first hydraulic actuator;
A main oil passage that is arranged from the main pump to the first hydraulic actuator, and that allows the flow of hydraulic oil;
A recovery oil passage that is disposed from the first hydraulic actuator to the pump motor, and permits the flow of the hydraulic oil discharged from the first hydraulic actuator;
A replenishment oil passage that is arranged from the pump motor to the first hydraulic actuator, and permits the flow of hydraulic oil discharged by the pump motor that performs the pump operation;
A supply position that forms an oil passage that is disposed in the main oil passage and supplies the hydraulic oil discharged by the main pump to the first hydraulic actuator, and supply of the discharged hydraulic oil to the first hydraulic actuator A control valve that can be switched to a shut-off position that shuts off and adjusts the supply flow rate of hydraulic oil to the first hydraulic actuator;
A first shut-off state that is disposed in the recovery oil passage and blocks the flow of the hydraulic oil in the recovery oil passage; and a hydraulic oil that opens the recovery oil passage and passes from the first hydraulic actuator to the accumulator. A first switching valve that is capable of switching to a first permissible state that permits the flow of oil, and that is capable of adjusting a flow amount of hydraulic oil in the first permissible state;
A second shut-off state that is disposed in the recovery oil passage and interrupts the flow of the hydraulic oil in the recovery oil passage; and the flow of the hydraulic oil from the accumulator to the pump motor by opening the recovery oil passage A second switching valve capable of switching to a second permissible state that permits
A control unit that controls the control valve, the first switching valve, and the second switching valve;
When the first hydraulic actuator is operated in the same direction as the direction of the force by the force applied to the movable member, the control unit switches the control valve to the shut-off position and sets the first switching valve to the first The hydraulic fluid discharged from the other hydraulic chamber of the first hydraulic actuator is supplied to the accumulator with the second switching valve in the second shut-off state in the allowable state, and the pump motor is caused to execute the pump operation. A construction machine that supplies hydraulic oil discharged from the pump motor to the one hydraulic chamber of the first hydraulic actuator.

A first pressure gauge that is disposed in the recovery oil passage upstream of the accumulator and detects a discharge pressure of hydraulic oil discharged from the first hydraulic actuator;
A second pressure gauge for detecting an accumulator pressure of hydraulic oil stored in the accumulator;
Further comprising
The pump motor includes a capacity adjustment mechanism capable of adjusting a pump capacity of hydraulic oil discharged in the pump operation and a motor capacity of hydraulic oil received in the motor operation,
The control unit adjusts the capacity based on an operation amount input to the operation unit, the discharge pressure detected by the first pressure gauge, and the accumulator pressure detected by the second pressure gauge. The construction machine according to claim 1, wherein a mechanism is controlled to adjust a flow rate of hydraulic oil supplied from the pump motor to the first hydraulic actuator.

A second hydraulic actuator that operates by receiving hydraulic oil supplied from the main pump; and the operation unit further receives an operation for commanding the operation of the second hydraulic actuator,
In the control unit, an operation that causes the first hydraulic actuator to operate in the same direction as the direction of the force by a force applied to the movable member is not input to the operation unit, and the second hydraulic pressure is input to the operation unit. When the operation for commanding the operation of the actuator is input and the accumulator pressure detected by the second pressure gauge is equal to or higher than a predetermined pressure, the motor operation is performed on the pump motor. And driving the engine to drive the second hydraulic actuator by rotating the pump motor with the hydraulic oil discharged from the accumulator and setting the second switching valve to the second permissible state. The construction machine according to claim 2, wherein the construction machine is assisted by a pump motor.

In the control unit, an operation that causes the first hydraulic actuator to operate in the same direction as the direction of the force by a force applied to the movable member is not input to the operation unit, and the second hydraulic pressure is input to the operation unit. When the operation for instructing the operation of the actuator is input, and the accumulator pressure detected by the second pressure gauge is less than the predetermined pressure, the second switching valve is The construction machine according to claim 3, wherein the engine is assisted by the pump motor in a second cutoff state.

In the control unit, an operation that causes the first hydraulic actuator to operate in the same direction as the direction of the force by a force applied to the movable member is not input to the operation unit, and the second hydraulic pressure is input to the operation unit. When an operation for instructing the operation of the actuator is input, the capacity adjustment mechanism is controlled to set the motor capacity of the pump motor to a first capacity, and the movable member is set to the operation unit. When neither a drive nor an operation for commanding the operation of the second hydraulic actuator is input, the capacity adjustment mechanism is controlled to reduce the pump capacity of the pump motor to be smaller than the first capacity. The construction machine according to claim 4, wherein the second capacity is set to be larger than zero.