JP5669559B2

JP5669559B2 - Control device and work machine equipped with the same

Info

Publication number: JP5669559B2
Application number: JP2010281639A
Authority: JP
Inventors: 孝夫南條; 三郎妹尾
Original assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd; Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd; Kobe Steel Ltd
Priority date: 2010-12-17
Filing date: 2010-12-17
Publication date: 2015-02-12
Anticipated expiration: 2030-12-17
Also published as: JP2012127469A

Description

本発明は、油圧アクチュエータに対する作動油の給排を制御する制御装置に関するものである。 The present invention relates to a control device that controls supply / discharge of hydraulic oil to / from a hydraulic actuator.

従来から、所定の駆動対象物を駆動するための油圧アクチュエータを備えた作業機械が知られている。この種の作業機械では、駆動対象物の位置エネルギーや油圧アクチュエータの慣性エネルギーが絞りを介した作動油の圧損による熱エネルギーとして廃棄されていた。 2. Description of the Related Art Conventionally, a work machine including a hydraulic actuator for driving a predetermined drive object is known. In this type of work machine, the positional energy of the driven object and the inertial energy of the hydraulic actuator are discarded as thermal energy due to the pressure loss of the hydraulic oil through the throttle.

そこで、例えば、特許文献１のように、出力回転軸を有する原動機と、前記出力回転軸に結合された駆動軸を有する油圧ポンプと、この油圧ポンプの駆動軸に結合された駆動軸を有する油圧モータとを備えた建設機械も知られている。この建設機械では、アクチュエータからの圧油を油圧モータに供給することにより当該油圧モータを回転させ、この油圧モータの回転力を原動機に伝達させることにより油圧エネルギーの回生作用を得るようにしている。 Therefore, for example, as in Patent Document 1, a prime mover having an output rotation shaft, a hydraulic pump having a drive shaft coupled to the output rotation shaft, and a hydraulic pressure having a drive shaft coupled to the drive shaft of the hydraulic pump. Construction machines equipped with a motor are also known. In this construction machine, the hydraulic oil is rotated by supplying pressure oil from the actuator to the hydraulic motor, and the rotational force of the hydraulic motor is transmitted to the prime mover to obtain a regenerative action of hydraulic energy.

特開２００３−１２０６１６号公報JP 2003-120616 A

しかしながら、特許文献１の建設機械では、油圧ポンプの駆動軸と油圧モータの駆動軸とが結合されているため、回生作用を得るための動作が行われていない期間中、つまり、油圧モータの回転力が原動機のアシストとして作用していない期間中、原動機の駆動力は、油圧モータを回転させるための動力としても用いられることになり、油圧モータが結合されていない場合に比べて原動機の駆動力のロスが大きいという問題があった。 However, in the construction machine disclosed in Patent Document 1, since the drive shaft of the hydraulic pump and the drive shaft of the hydraulic motor are coupled, the operation for obtaining the regenerative action is not performed, that is, the rotation of the hydraulic motor. During the period when the force is not acting as an assist for the prime mover, the drive force of the prime mover is also used as power for rotating the hydraulic motor, and the drive force of the prime mover compared to when the hydraulic motor is not coupled There was a problem that the loss of was large.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、油圧エネルギーを有効に回生しつつ回生時以外のエンジンの燃費の低減を図ることができる制御装置及びこれを備えた作業機械を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a control device capable of reducing the fuel consumption of an engine other than during regeneration while effectively regenerating hydraulic energy, and a work machine including the control device. It is an object.

上記課題を解決するために、本発明は、油圧アクチュエータを有する作業機械に設けられ、前記油圧アクチュエータに対する作動油の給排を制御する制御装置であって、エンジン出力軸を有するエンジンと、前記エンジン出力軸に連結された入力軸を有し、前記エンジン出力軸から動力を受けて前記入力軸が回転することにより前記油圧アクチュエータに作動油を供給する油圧ポンプと、前記油圧ポンプの入力軸に連結可能なモータ出力軸を有し、前記油圧アクチュエータからタンクへ至る戻り油の少なくとも一部が供給されることにより、前記モータ出力軸を回転させる可変容量式の油圧モータと、前記入力軸と前記モータ出力軸との間に設けられ、前記モータ出力軸の回転数が前記入力軸の回転数以上のときにのみ当該モータ出力軸からの動力を前記入力軸に伝達する伝達部材と、操縦者からの操作を受けることにより、その操作量に応じた前記油圧アクチュエータの作動指令を出力する操作部材と、前記操作部材からの作動指令に基づいて、前記油圧アクチュエータからタンクへ戻すべき戻り油の目標流量を決定するとともに、この目標流量を流すための前記油圧モータの目標容量を特定し、この目標容量となるように前記油圧モータの容量を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記モータ出力軸の回転数がエンジン出力軸の回転数以上である場合には、モータ出力軸とエンジン出力軸とが一体に回転している状態において前記目標流量を流すための基本容量を前記目標容量に設定する一方、前記モータ出力軸の回転数が前記エンジン出力軸の回転数未満である場合には、前記モータ出力軸の回転数を前記エンジン出力軸の回転数に近づけるための補正容量を算出し、この補正容量と前記基本容量とを加えた容量を前記目標容量に設定することを特徴とする制御装置を提供する。 In order to solve the above problems, the present invention is a control device that is provided in a work machine having a hydraulic actuator and controls supply and discharge of hydraulic oil to and from the hydraulic actuator, the engine having an engine output shaft, and the engine A hydraulic pump having an input shaft coupled to the output shaft, receiving hydraulic power from the engine output shaft and rotating the input shaft to supply hydraulic oil to the hydraulic actuator; and coupled to the input shaft of the hydraulic pump A variable displacement hydraulic motor that rotates the motor output shaft by supplying at least part of the return oil from the hydraulic actuator to the tank, and the input shaft and the motor. Provided between the motor output shaft and the motor output shaft only when the rotational speed of the motor output shaft is greater than or equal to the rotational speed of the input shaft. Based on a transmission member that transmits power to the input shaft, an operation member that outputs an operation command of the hydraulic actuator according to the operation amount by receiving an operation from the operator, and an operation command from the operation member The target flow rate of the return oil to be returned from the hydraulic actuator to the tank is determined, the target capacity of the hydraulic motor for flowing the target flow rate is specified, and the capacity of the hydraulic motor is set so as to be the target capacity. Control means for controlling, and when the rotational speed of the motor output shaft is equal to or higher than the rotational speed of the engine output shaft, the control means is in a state in which the motor output shaft and the engine output shaft rotate integrally. The basic capacity for flowing the target flow rate is set to the target capacity while the rotational speed of the motor output shaft is less than the rotational speed of the engine output shaft. Calculating a correction capacity for bringing the rotation speed of the motor output shaft close to the rotation speed of the engine output shaft, and setting a capacity obtained by adding the correction capacity and the basic capacity to the target capacity. A control device is provided.

本発明によれば、モータ出力軸と油圧ポンプの入力軸との間に伝達部材が設けられているため、油圧エネルギーを有効に回生しつつ回生時以外のエンジンの燃費の低減を図ることができる。具体的に、戻り油が供給されることにより回転するモータ出力軸の回転数が入力軸の回転数以上である回生期間中においては、伝達部材を介してモータ出力軸からの動力を入力軸に伝達することができるため、戻り油の持つ油圧エネルギーを、油圧ポンプを駆動するためのエネルギーとして有効に回生することができる。一方、モータ出力軸の回転数が入力軸の回転数未満である回生時以外の期間中においては、伝達部材を介した動力の伝達が行われない、つまり、モータ出力軸と入力軸とが空回りするため、エンジンからの動力が油圧モータを回転するための動力として用いられるのを阻止することができる。 According to the present invention, since the transmission member is provided between the motor output shaft and the input shaft of the hydraulic pump, the fuel consumption of the engine other than during regeneration can be reduced while effectively regenerating the hydraulic energy. . Specifically, during the regeneration period in which the rotation speed of the motor output shaft that rotates when the return oil is supplied is equal to or higher than the rotation speed of the input shaft, the power from the motor output shaft is input to the input shaft via the transmission member. Since it can be transmitted, the hydraulic energy of the return oil can be effectively regenerated as energy for driving the hydraulic pump. On the other hand, power is not transmitted via the transmission member during a period other than during regeneration where the motor output shaft speed is less than the input shaft speed, that is, the motor output shaft and the input shaft are idle. Therefore, it is possible to prevent power from the engine from being used as power for rotating the hydraulic motor.

さらに、本発明では、モータ出力軸の回転数がエンジン出力軸の回転数未満である場合に、基本容量に補正容量を加えた容量を目標容量として油圧モータの容量を制御するため、油圧モータの回転開始時期から油圧エネルギーの回生開始時期までの期間を短縮することができる。具体的に、本発明では、前記伝達部材が設けられているため、油圧モータに対する戻り油の供給前の段階においては油圧モータのモータ出力軸は停止しており、戻り油の供給開始時期からモータ出力軸は回転を開始する。そして、モータ出力軸の動力は、油圧ポンプの入力軸の回転数以上となって始めて当該入力軸に伝達することになるため、モータ出力軸の回転数が油圧ポンプの入力軸の回転数に追いつくまでの時間が長いほど、回生を開始することができる時期が先送りとなる。そこで、本発明では、モータ出力軸の回転数がエンジン出力軸の回転数未満である場合に、入力軸とモータ出力軸とが一体に回転している状態において目標流量を流すための基本容量に対して補正容量を加えることにより、基本容量を目標容量に設定した場合と比較してモータ出力軸の回転数が入力軸の回転数に追いつくのに要する時間を短縮することができる。 Further, in the present invention, when the rotational speed of the motor output shaft is less than the rotational speed of the engine output shaft, the capacity of the hydraulic motor is controlled by setting the capacity obtained by adding the correction capacity to the basic capacity as the target capacity. The period from the rotation start time to the hydraulic energy regeneration start time can be shortened. Specifically, in the present invention, since the transmission member is provided, the motor output shaft of the hydraulic motor is stopped before the return oil is supplied to the hydraulic motor, and the motor starts from the return oil supply start timing. The output shaft starts to rotate. Since the power of the motor output shaft starts to be higher than the rotational speed of the input shaft of the hydraulic pump and is transmitted to the input shaft, the rotational speed of the motor output shaft catches up with the rotational speed of the input shaft of the hydraulic pump. The longer the time is until the time when regeneration can start is postponed. Therefore, in the present invention, when the rotational speed of the motor output shaft is less than the rotational speed of the engine output shaft, the basic capacity for flowing the target flow rate in a state where the input shaft and the motor output shaft are rotating together. On the other hand, by adding the correction capacity, it is possible to shorten the time required for the motor output shaft speed to catch up with the input shaft speed as compared with the case where the basic capacity is set to the target capacity.

前記制御装置において、前記油圧モータを流れる戻り油の流量を特定するための流量特定手段と、前記油圧モータを介さずに前記油圧アクチュエータとタンクとを接続する導出油路と、前記導出油路を流れる戻り油の流量を調整可能な調整弁とをさらに備え、前記制御手段は、前記流量特定手段により特定された戻り油の流量を前記目標流量から減じることにより、前記導出油路を介してタンクへ戻すべき戻り油の不足流量を算出するとともに、前記不足流量の戻り油が導出油路を流れるように前記調整弁により規定される流量を調整することが好ましい。 In the control device, a flow rate specifying means for specifying a flow rate of return oil flowing through the hydraulic motor, a lead-out oil passage that connects the hydraulic actuator and a tank without using the hydraulic motor, and a lead-out oil passage And a control valve capable of adjusting the flow rate of the flowing return oil, wherein the control means subtracts the flow rate of the return oil specified by the flow rate specifying means from the target flow rate, thereby allowing the tank to pass through the outlet oil passage. It is preferable to calculate an insufficient flow rate of the return oil to be returned to and to adjust a flow rate defined by the adjustment valve so that the return oil with the insufficient flow rate flows through the outlet oil passage.

この制御装置によれば、油圧モータを流れる実際の戻り油の流量が目標流量に対して不足している場合に、その不足した流量を調整弁を介してタンクに導くことができるため、操作部材の操作量に応じた油圧アクチュエータの駆動速度に実際の駆動速度を近づけることができ、これによりオペレータの違和感を緩和することが可能となる。 According to this control device, when the actual flow rate of the return oil flowing through the hydraulic motor is insufficient with respect to the target flow rate, the insufficient flow rate can be guided to the tank via the adjustment valve. The actual driving speed can be made closer to the driving speed of the hydraulic actuator corresponding to the operation amount, thereby making it possible to alleviate the operator's uncomfortable feeling.

なお、流量特定手段としては、油圧モータを流れる実際の流量を特定するための情報を検出するための手段を意味し、流量を検出する流量検出手段だけなく、油圧モータの回転数を検出する回転数検出手段や油圧モータの負荷圧を検出する圧力検出手段も含む趣旨である。具体的に、回転数検出手段を用いた場合には、検出された回転数とモータ容量とによって流量を特定することができ、圧力検出手段を用いた場合には、検出された負荷圧とモータ容量とから算出される負荷トルクと、慣性モーメントとに基づいて流量を特定（推定）することができる。 The flow rate specifying means means means for detecting information for specifying the actual flow rate flowing through the hydraulic motor, and not only the flow rate detecting means for detecting the flow rate but also the rotation for detecting the rotational speed of the hydraulic motor. It also includes pressure detection means for detecting the load pressure of the number detection means and the hydraulic motor. Specifically, when the rotational speed detection means is used, the flow rate can be specified by the detected rotational speed and the motor capacity, and when the pressure detection means is used, the detected load pressure and the motor are determined. The flow rate can be specified (estimated) based on the load torque calculated from the capacity and the moment of inertia.

また、本発明は、本体部と、前記本体部に対して相対変位可能に設けられた変位部と、前記変位部を駆動するための油圧アクチュエータと、前記油圧アクチュエータに対する作動油の給排を制御する前記制御装置とを備えていることを特徴とする作業機械を提供する。 The present invention also controls a main body, a displacement provided so as to be relatively displaceable with respect to the main body, a hydraulic actuator for driving the displacement, and supply / discharge of hydraulic oil to / from the hydraulic actuator. A working machine comprising the control device is provided.

本発明に係る作業機械によれば、前記制御装置を備えているため、変位部の位置エネルギーや油圧アクチュエータの慣性エネルギーに起因する油圧エネルギーを有効に回生しつつ、回生時以外のエンジンの燃費の低減を図ることができる。 According to the work machine of the present invention, since the control device is provided, it is possible to effectively regenerate the hydraulic energy resulting from the positional energy of the displacement portion and the inertial energy of the hydraulic actuator, while reducing the fuel consumption of the engine other than during regeneration. Reduction can be achieved.

前記作業機械において、前記変位部は、前記本体部に対して起伏可能なブームを含み、前記制御手段は、前記ブームを起立した姿勢から倒した姿勢に変化させる動作であって、前記ブームの位置エネルギーが作用する方向と逆向きで、かつ、当該位置エネルギーよりも大きな負荷が与えられない動作であるブーム下げ動作が行われている場合に、前記目標容量となるように前記油圧モータの容量を制御することが好ましい。 In the work machine, the displacement portion includes a boom that can be raised and lowered with respect to the main body portion, and the control means is an operation of changing the boom from a standing posture to a tilted posture, and the position of the boom When the boom lowering operation, which is an operation that is opposite to the direction in which the energy is applied and that does not apply a load greater than the potential energy, is performed, the capacity of the hydraulic motor is set to the target capacity. It is preferable to control.

この作業機械によれば、ブーム下げ動作時におけるブームの位置エネルギーを有効に回生することができる。 According to this work machine, the potential energy of the boom during the boom lowering operation can be regenerated effectively.

本発明によれば、油圧エネルギーを有効に回生しつつ回生時以外のエンジンの燃費の低減を図ることができる According to the present invention, it is possible to reduce the fuel consumption of the engine other than during regeneration while effectively regenerating hydraulic energy.

本発明の実施形態に係る油圧ショベル１の全体構成を示す右側面図である。1 is a right side view showing an overall configuration of a hydraulic excavator 1 according to an embodiment of the present invention. 図１の油圧ショベルに設けられた制御装置の全体構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the whole structure of the control apparatus provided in the hydraulic shovel of FIG. 図２の制御部により実行される処理の内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the content of the process performed by the control part of FIG. 本実施形態に対する比較例を示すグラフであり、時間変化に伴うレバー操作量、回転数、メータアウト（Ｍ／Ｏ）流量、モータ容量の推移を示すものである。It is a graph which shows the comparative example with respect to this embodiment, and shows transition of the lever operation amount, the rotation speed, meter out (M / O) flow volume, and motor capacity with a time change. 図２の制御部１５により実行される処理の結果を示すグラフであり、時間変化に伴うレバー操作量、回転数、メータアウト（Ｍ／Ｏ）流量、モータ容量の推移を示すものである。It is a graph which shows the result of the process performed by the control part 15 of FIG. 2, and shows transition of the lever operation amount, rotation speed, meter-out (M / O) flow volume, and motor capacity with a time change.

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は、本発明の実施形態に係る油圧ショベル１の全体構成を示す右側面図である。 FIG. 1 is a right side view showing an overall configuration of a hydraulic excavator 1 according to an embodiment of the present invention.

図１を参照して、作業機械の一例としての油圧ショベル１は、クローラ２ａを有する自走式の下部走行体２と、この下部走行体２上に旋回可能に設けられた上部旋回体３と、これら下部走行体２及び上部旋回体３に設けられた油圧機器の駆動を制御する制御装置１４（図２参照）とを備えている。 Referring to FIG. 1, a hydraulic excavator 1 as an example of a work machine includes a self-propelled lower traveling body 2 having a crawler 2a, and an upper revolving body 3 provided on the lower traveling body 2 so as to be able to swivel. And a control device 14 (see FIG. 2) for controlling the driving of the hydraulic equipment provided in the lower traveling body 2 and the upper swing body 3.

上部旋回体３は、下部走行体２上に旋回可能に搭載された旋回フレーム４と、この旋回フレーム４上に立設されたキャビン６と、前記旋回フレーム４の前部に起伏可能に取り付けられた作業アタッチメント５とを備えている。作業アタッチメント５は、旋回フレーム４に対して水平方向の軸回りに起伏可能に設けられたブーム７と、このブーム７の先端部に対して水平方向の軸回りに揺動可能に取り付けられたアーム８と、このアーム８の先端部に対して水平方向の軸回りに回動可能に取り付けられたバケット９とを有している。ブーム７は、ブームシリンダ１０の伸縮に応じて起伏し、アーム８は、アームシリンダ１１の伸縮に応じてブーム７に対して揺動し、バケット９は、バケットシリンダ１２の伸縮に応じてアーム８に対して回動する。 The upper swing body 3 is mounted on the lower traveling body 2 so as to be swingable, a cabin 6 erected on the swing frame 4, and attached to the front portion of the swing frame 4 so as to be raised and lowered. The work attachment 5 is provided. The work attachment 5 includes a boom 7 that can be raised and lowered about a horizontal axis with respect to the revolving frame 4, and an arm that is swingably attached to the tip of the boom 7 about a horizontal axis. 8 and a bucket 9 attached to the tip of the arm 8 so as to be rotatable about a horizontal axis. The boom 7 is raised and lowered according to the expansion and contraction of the boom cylinder 10, the arm 8 swings with respect to the boom 7 according to the expansion and contraction of the arm cylinder 11, and the bucket 9 is arm 8 according to the expansion and contraction of the bucket cylinder 12. Rotate with respect to.

図２は、図１の油圧ショベル１に設けられた制御装置１４の全体構成を示す回路図である。なお、図２では、油圧アクチュエータとしてブームシリンダ１０及びアームシリンダ１１のみを例示し、その他の油圧アクチュエータ（バケットシリンダ１２及び上部旋回体３を旋回させる旋回モータ等）を省略する。 FIG. 2 is a circuit diagram showing the overall configuration of the control device 14 provided in the excavator 1 of FIG. In FIG. 2, only the boom cylinder 10 and the arm cylinder 11 are illustrated as hydraulic actuators, and other hydraulic actuators (such as a swing motor that rotates the bucket cylinder 12 and the upper swing body 3) are omitted.

図２を参照して、制御装置１４は、エンジンＥＧと、このエンジンＥＧの出力軸に連結された入力軸を有する油圧ポンプ１６と、この油圧ポンプ１６に連結可能なモータ出力軸を有する油圧モータ１７と、油圧ポンプ１６の入力軸と油圧モータ１７のモータ出力軸との間に設けられたワンウェイクラッチ（伝達部材）１８と、油圧ポンプ１６からブームシリンダ１０への作動油の給排を調整するブーム側切換弁１９と、このブーム側切換弁１９に対する操作指令を入力するための操作レバー２２と、ブーム側切換弁１９からタンクへ導かれる作動油の流量を調整するためのメータアウト弁（以下、Ｍ／Ｏ弁と称す：調整弁の一例）２０と、ブームシリンダ１０から油圧モータ１７に導かれる作動油の流量を調整する絞り弁２１と、油圧ポンプ１６からアームシリンダ１１への作動油の給排を調整するアーム側切換弁２３と、油圧モータ１７の容量を制御する制御部（制御手段）１５とを備えている。 Referring to FIG. 2, control device 14 includes an engine EG, a hydraulic pump 16 having an input shaft connected to the output shaft of engine EG, and a hydraulic motor having a motor output shaft connectable to this hydraulic pump 16. 17, a one-way clutch (transmission member) 18 provided between the input shaft of the hydraulic pump 16 and the motor output shaft of the hydraulic motor 17, and supply / discharge of hydraulic oil from the hydraulic pump 16 to the boom cylinder 10 are adjusted. A boom-side switching valve 19, an operation lever 22 for inputting an operation command for the boom-side switching valve 19, and a meter-out valve (hereinafter referred to as a meter-out valve) for adjusting the flow rate of hydraulic oil guided from the boom-side switching valve 19 to the tank. M / O valve: an example of an adjustment valve) 20, a throttle valve 21 that adjusts the flow rate of hydraulic fluid guided from the boom cylinder 10 to the hydraulic motor 17, and a hydraulic pump An arm side switching valve 23 for adjusting the hydraulic oil supply and discharge to the arm cylinder 11 from 6, and a control section (control means) 15 for controlling the displacement of the hydraulic motor 17.

エンジンＥＧは、図外のアクセルの操作量に応じた回転数で駆動する。エンジンＥＧの回転数は、回転数センサＥＧＳによって検出される。 The engine EG is driven at a rotational speed corresponding to the operation amount of an accelerator (not shown). The rotational speed of the engine EG is detected by a rotational speed sensor EGS.

油圧ポンプ１６は、油圧アクチュエータ（図２ではブームシリンダ１０及びアームシリンダ１１）に作動油を供給するためのものである。具体的に、油圧ポンプ１６は、前記エンジンＥＧの出力軸からの動力を受けて駆動する可変容量式のポンプである。油圧ポンプ１６の容量は、レギュレータ１６ａによって調整可能とされている。また、油圧ポンプ１６から吐出された作動油の圧力は、圧力センサＰ１によって検出される。 The hydraulic pump 16 is for supplying hydraulic oil to a hydraulic actuator (the boom cylinder 10 and the arm cylinder 11 in FIG. 2). Specifically, the hydraulic pump 16 is a variable displacement pump that is driven by receiving power from the output shaft of the engine EG. The capacity of the hydraulic pump 16 can be adjusted by a regulator 16a. Further, the pressure of the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 16 is detected by the pressure sensor P1.

油圧モータ１７は、ブームシリンダ１０からの戻り油を受けることにより回転駆動するモータ出力軸を有し、このモータ出力軸の回転駆動の動力をワンウェイクラッチ１８を介して油圧ポンプ１６に伝達する。具体的に、油圧モータ１７は、その容量がレギュレータ１７ａによって調整可能な可変容量式のモータである。この油圧モータ１７の回転数は、回転数センサ１７ｂによって検出される。 The hydraulic motor 17 has a motor output shaft that is rotationally driven by receiving return oil from the boom cylinder 10, and transmits the rotational driving power of the motor output shaft to the hydraulic pump 16 via the one-way clutch 18. Specifically, the hydraulic motor 17 is a variable capacity motor whose capacity can be adjusted by a regulator 17a. The rotational speed of the hydraulic motor 17 is detected by a rotational speed sensor 17b.

ワンウェイクラッチ１８は、油圧ポンプ１６の入力軸と油圧モータ１７のモータ出力軸との間に設けられ、モータ出力軸の回転数が前記入力軸の回転数以上のときにのみモータ出力軸からの動力を入力軸に伝達し、モータ出力軸の回転数が入力軸の回転数未満のときには両軸の機械的な連結状態を解除する。 The one-way clutch 18 is provided between the input shaft of the hydraulic pump 16 and the motor output shaft of the hydraulic motor 17, and the power from the motor output shaft is only when the rotational speed of the motor output shaft is equal to or higher than the rotational speed of the input shaft. Is transmitted to the input shaft, and when the rotational speed of the motor output shaft is less than the rotational speed of the input shaft, the mechanical connection state of both shafts is released.

ブーム側切換弁１９は、ブームシリンダ１０に対する作動油の給排を調整するための３位置切換弁である。具体的に、ブーム側切換弁１９は、油圧ポンプ１６と油路Ｌ１を介して接続され、タンクと油路Ｌ２を介して接続され、ブームシリンダ１０のロッド側室と油路Ｌ３を介して接続され、ブームシリンダ１０のヘッド側室と油路Ｌ４を介して接続されている。そして、ブーム側切換弁１９は、図２に示す切り換え位置に切り換えられることにより、油路Ｌ１と油路Ｌ３とが接続されるとともに、油路Ｌ２とＬ４とが接続され、ブームシリンダ１０のロッドを縮小させる（ブーム７を倒す）。一方、ブーム側切換弁１９を図２の右側の切り換え位置とすることにより、油路Ｌ１と油路Ｌ４とが接続されるとともに油路Ｌ２と油路Ｌ３とが接続され、ブームシリンダ１０のロッドを伸張させる（ブーム７を起こす）。また、ブーム側切換弁１９の中央の切り換え位置は、油路Ｌ１及び油路Ｌ２と油路Ｌ３及び油路Ｌ４との間の流通を遮断する中立位置である。そして、ブーム側切換弁１９は、各切り換え位置へ向けた変位量（操作量）に応じて各油路Ｌ１〜Ｌ４を流れる作動油の流量を調整可能となっている。なお、油路Ｌ４内の作動油の圧力は、圧力センサＰ２によって検出される。 The boom side switching valve 19 is a three-position switching valve for adjusting supply / discharge of hydraulic oil to / from the boom cylinder 10. Specifically, the boom side switching valve 19 is connected to the hydraulic pump 16 via the oil passage L1, connected to the tank via the oil passage L2, and connected to the rod side chamber of the boom cylinder 10 via the oil passage L3. The boom cylinder 10 is connected to the head side chamber via an oil passage L4. The boom side switching valve 19 is switched to the switching position shown in FIG. 2 so that the oil passage L1 and the oil passage L3 are connected, the oil passages L2 and L4 are connected, and the rod of the boom cylinder 10 is connected. Is reduced (defeats boom 7). On the other hand, by setting the boom side switching valve 19 to the switching position on the right side in FIG. 2, the oil passage L1 and the oil passage L4 are connected, the oil passage L2 and the oil passage L3 are connected, and the rod of the boom cylinder 10 is connected. Is extended (the boom 7 is raised). Further, the switching position at the center of the boom side switching valve 19 is a neutral position that blocks the flow between the oil passage L1 and the oil passage L2, and the oil passage L3 and the oil passage L4. And the boom side switching valve 19 can adjust the flow volume of the hydraulic fluid which flows through each oil path L1-L4 according to the displacement amount (operation amount) toward each switching position. Note that the pressure of the hydraulic oil in the oil passage L4 is detected by the pressure sensor P2.

操作レバー２２は、オペレータからの操作を受けることにより、その操作量に応じたパイロット圧をブーム側切換弁１９に供給するためのものである。この操作レバー２２からブーム側切換弁１９の一対のパイロットポートに対するパイロット圧は、それぞれ圧力センサＰ３及び圧力センサＰ４によって検出される。 The operation lever 22 is for supplying a pilot pressure corresponding to the operation amount to the boom side switching valve 19 by receiving an operation from the operator. The pilot pressure from the operation lever 22 to the pair of pilot ports of the boom side switching valve 19 is detected by the pressure sensor P3 and the pressure sensor P4, respectively.

Ｍ／Ｏ弁２０は、ブーム側切換弁１９とタンクとの間の油路Ｌ２を流れる作動油の流量を調整する。具体的に、Ｍ／Ｏ弁２０は、後述する制御部１５からの電気信号を受けることにより開度を調整可能な弁体を有している。 The M / O valve 20 adjusts the flow rate of the hydraulic oil flowing through the oil passage L2 between the boom side switching valve 19 and the tank. Specifically, the M / O valve 20 has a valve body whose opening degree can be adjusted by receiving an electrical signal from the control unit 15 described later.

絞り弁２１は、ブームシリンダ１０のヘッド側室から油圧モータ１７に導かれる作動油の流量を調整する。具体的に、絞り弁２１は、ブームシリンダ１０とブーム側切換弁１９との間の油路Ｌ４から分岐して油圧モータ１７に接続する油路Ｌ５に設けられ、後述する制御部１５からの電気的信号を受けることにより開度を調整可能な弁体を有している。 The throttle valve 21 adjusts the flow rate of the hydraulic oil guided from the head side chamber of the boom cylinder 10 to the hydraulic motor 17. Specifically, the throttle valve 21 is provided in an oil passage L5 that branches from an oil passage L4 between the boom cylinder 10 and the boom side switching valve 19 and is connected to the hydraulic motor 17, and is supplied with electricity from the control unit 15 described later. It has a valve body whose opening degree can be adjusted by receiving a target signal.

アーム側切換弁２３は、アームシリンダ１１に対する作動油の給排を調整するための３位置切換弁である。具体的に、アーム側切換弁２３は、油圧ポンプ１６とアームシリンダ１１のロッド側室とを接続するとともにアームシリンダ１１のヘッド側室とタンクとを接続する図２に示す切り換え位置と、油圧ポンプ１６とアームシリンダ１１のヘッド側室とを接続するとともにアームシリンダ１１のロッド側室とタンクとを接続する切り換え位置（図２の右側の切り換え位置）と、アームシリンダ１１と油圧ポンプ１６及びタンクとを遮断する中立位置との間で切り換え可能とされている。 The arm side switching valve 23 is a three-position switching valve for adjusting supply / discharge of hydraulic oil to / from the arm cylinder 11. Specifically, the arm side switching valve 23 connects the hydraulic pump 16 and the rod side chamber of the arm cylinder 11 and connects the head side chamber of the arm cylinder 11 and the tank to the switching position shown in FIG. A switching position for connecting the head side chamber of the arm cylinder 11 and the rod side chamber of the arm cylinder 11 and the tank (switching position on the right side in FIG. 2), and a neutral position for blocking the arm cylinder 11 from the hydraulic pump 16 and the tank. It is possible to switch between positions.

制御部１５は、詳しくは後述するが、ブームシリンダ１０の縮小動作が行われている期間中（以下、ブーム下げ動作の期間中と称す）に、当該ブームシリンダ１０のヘッド側室からの戻り油が油圧モータ１７に供給されるように前記Ｍ／Ｏ弁２０及び絞り弁２１を制御する。さらに、制御部１５は、ブーム下げ動作の期間中にブームシリンダ１０からタンクに戻すべき所定の流量を流すことができるように油圧モータ１７の容量を制御する。具体的に、制御部１５は、Ｍ／Ｏ弁２０及び絞り弁２１の開度をそれぞれ制御可能となるように、当該Ｍ／Ｏ弁２０、絞り弁２１のソレノイドに対してそれぞれ電気的に接続されている。また、制御部１５は、油圧ポンプ１６及び油圧モータ１７の容量をそれぞれ制御可能となるように、レギュレータ１６ａ、１７ａに対してそれぞれ電気的に接続されている。さらに、制御部１５は、各回転数センサＥＧＳ、１７ｂ、及び、各圧力センサＰ１〜Ｐ４と電気的に接続され、これらセンサにより検出された値を取得可能とされている。 As will be described in detail later, the control unit 15 receives the return oil from the head side chamber of the boom cylinder 10 during the period during which the boom cylinder 10 is being reduced (hereinafter referred to as the boom lowering period). The M / O valve 20 and the throttle valve 21 are controlled so as to be supplied to the hydraulic motor 17. Furthermore, the control unit 15 controls the capacity of the hydraulic motor 17 so that a predetermined flow rate to be returned from the boom cylinder 10 to the tank can flow during the boom lowering operation. Specifically, the control unit 15 is electrically connected to the solenoids of the M / O valve 20 and the throttle valve 21 so that the opening degrees of the M / O valve 20 and the throttle valve 21 can be controlled. Has been. The control unit 15 is electrically connected to the regulators 16a and 17a so that the capacities of the hydraulic pump 16 and the hydraulic motor 17 can be controlled. Further, the control unit 15 is electrically connected to the rotation speed sensors EGS, 17b and the pressure sensors P1 to P4, and can acquire values detected by these sensors.

以下、制御部１５により実行される処理の概要について、図４及び図５を参照して説明する。図４は、本実施形態に対する比較例を示すグラフであり、時間変化に伴うレバー操作量、回転数、メータアウト（Ｍ／Ｏ）流量、モータ容量の推移を示すものである。図５は、図２の制御部１５により実行される処理の結果を示すグラフであり、時間変化に伴うレバー操作量、回転数、メータアウト（Ｍ／Ｏ）流量、モータ容量の推移を示すものである。 Hereinafter, an outline of processing executed by the control unit 15 will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 4 is a graph showing a comparative example with respect to this embodiment, and shows changes in lever operation amount, rotation speed, meter-out (M / O) flow rate, and motor capacity with time. FIG. 5 is a graph showing the results of the processing executed by the control unit 15 in FIG. 2, and shows changes in lever operation amount, rotation speed, meter-out (M / O) flow rate, and motor capacity with time. It is.

まず、比較例として制御部１５により実行された処理について図４を参照して説明する。制御部１５は、操作レバー２２によりブーム７の下げ動作のための操作が行なわれた時期ｔ１から油圧エネルギーを回生するための処理を開始する。まず、制御部１５は、操作レバー２２の操作量に応じたメータアウト流量（以下、Ｍ／Ｏ流量と称す）Ｆ１を決定する。このＭ／Ｏ流量Ｆ１は、操作レバー２２の操作量に対応して予め制御部１５に記憶された値である。次に、制御部１５は、油圧モータ１７と油圧ポンプ１６とが一体に回転している状態においてＭ／Ｏ流量Ｆ１を流すことができる油圧モータ１７の基本容量Ｃ１を算出し、この基本容量Ｃ１となるように油圧モータ１７の容量を制御する。これにより、符号Ｒ２に示すように、油圧モータ１７の回転数は、エンジンＥＧの回転数Ｒ１に徐々に近づき、時期ｔ２において回転数Ｒ１に一致する。 First, processing executed by the control unit 15 as a comparative example will be described with reference to FIG. The control unit 15 starts processing for regenerating hydraulic energy from the time t1 when the operation for lowering the boom 7 is performed by the operation lever 22. First, the control unit 15 determines a meter-out flow rate (hereinafter referred to as an M / O flow rate) F <b> 1 according to the operation amount of the operation lever 22. The M / O flow rate F1 is a value stored in advance in the control unit 15 corresponding to the operation amount of the operation lever 22. Next, the control unit 15 calculates a basic capacity C1 of the hydraulic motor 17 that can flow the M / O flow rate F1 in a state where the hydraulic motor 17 and the hydraulic pump 16 rotate integrally, and this basic capacity C1. The capacity of the hydraulic motor 17 is controlled so that As a result, as indicated by reference numeral R2, the rotational speed of the hydraulic motor 17 gradually approaches the rotational speed R1 of the engine EG and coincides with the rotational speed R1 at time t2.

次に、本実施形態に係る制御部１５の処理について図５を参照して説明する。前記比較例と同様に、制御部１５は、操作レバー２２によりブーム７の下げ動作のための操作が行なわれた時期ｔ１から油圧エネルギーを回生するための処理を開始する。また、制御部１５は、比較例と同様に、操作レバー２２の操作量に応じたＭ／Ｏ流量Ｆ１を決定し、油圧モータ１７と油圧ポンプ１６とが一体に回転している状態においてＭ／Ｏ流量Ｆ１を流すための油圧モータ１７の基本容量Ｃ１を算出する。そして、本実施形態と前記比較例とが異なる点として、制御部１５は、以下式（１）に基づいて油圧モータ１７の補正容量ΔＣを算出する。 Next, processing of the control unit 15 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. Similar to the comparative example, the control unit 15 starts a process for regenerating hydraulic energy from the time t1 when the operation for lowering the boom 7 is performed by the operation lever 22. Further, similarly to the comparative example, the control unit 15 determines the M / O flow rate F1 according to the operation amount of the operation lever 22, and the M / O in a state where the hydraulic motor 17 and the hydraulic pump 16 are rotated together. The basic capacity C1 of the hydraulic motor 17 for flowing the O flow rate F1 is calculated. As a difference between the present embodiment and the comparative example, the control unit 15 calculates a correction capacity ΔC of the hydraulic motor 17 based on the following formula (1).

ΔＣ＝（Ｒ１／Ｒ３−１）×Ｃ１・・・（１）
ここで、Ｒ１はエンジン回転数であり、Ｒ３は油圧モータ１７の回転数である。また、ΔＣは以下の式（２）によっても算出することができる。 ΔC = (R1 / R3-1) × C1 (1)
Here, R1 is the engine speed, and R3 is the speed of the hydraulic motor 17. ΔC can also be calculated by the following equation (2).

ΔＣ＝α×（Ｒ１−Ｒ３）・・・（２）
ここで、αは補正量のゲインである。 ΔC = α × (R1-R3) (2)
Here, α is the gain of the correction amount.

つまり、式（１）又は式（２）により算出される補正容量ΔＣは、油圧モータ１７の回転数Ｒ３をエンジンＥＧの回転数Ｒ１に近づけるための容量である。 That is, the correction capacity ΔC calculated by the expression (1) or the expression (2) is a capacity for bringing the rotational speed R3 of the hydraulic motor 17 close to the rotational speed R1 of the engine EG.

そして、このように算出された補正容量ΔＣを前記基本容量Ｃ１に加えた容量Ｃ２を算出し、この容量Ｃ２となるように油圧モータ１７の容量を制御する。本実施形態では、補正容量ΔＣを基本容量Ｃ１に加算して、これを目標容量（容量Ｃ２）として油圧モータ１７の容量を制御しているため、油圧モータ１７の回転数Ｒ３がエンジンＥＧの回転数Ｒ１に追いつくための期間（時期ｔ１〜ｔ２までの期間）を上述した比較例よりも短くすることができる。また、本実施形態では、油圧モータ１７の容量を比較例よりもΔＣだけ大きく設定することにより、実際に流れるＭ／Ｏ流量を、比較例における流量Ｆ２（図４参照）から流量Ｆ３（図５参照）に増やすことができる。したがって、本実施形態では、比較例と比べて操作レバー２２の操作量に応じたＭ／Ｏ流量Ｆ１に実際のＭ／Ｏ流量Ｆ２を近づけることができるので、ブームシリンダ１０の駆動（下げ）速度をオペレータの意図する駆動速度に近づけることができる。 And the capacity | capacitance C2 which added the correction | amendment capacity | capacitance (DELTA) C calculated in this way to the said basic capacity | capacitance C1 is calculated, and the capacity | capacitance of the hydraulic motor 17 is controlled so that it may become this capacity | capacitance C2. In the present embodiment, the correction capacity ΔC is added to the basic capacity C1, and the capacity of the hydraulic motor 17 is controlled using this as the target capacity (capacity C2). Therefore, the rotational speed R3 of the hydraulic motor 17 is the rotation of the engine EG. The period for catching up with the number R1 (period from time t1 to t2) can be made shorter than the comparative example described above. Further, in this embodiment, by setting the capacity of the hydraulic motor 17 to be larger by ΔC than in the comparative example, the actually flowing M / O flow rate is changed from the flow rate F2 (see FIG. 4) to the flow rate F3 (see FIG. 5) in the comparative example. See). Accordingly, in the present embodiment, the actual M / O flow rate F2 can be made closer to the M / O flow rate F1 corresponding to the operation amount of the operation lever 22 as compared with the comparative example, so the drive (lowering) speed of the boom cylinder 10 Can be made closer to the driving speed intended by the operator.

さらに、本実施形態では、前記比較例と異なり、目標となるＭ／Ｏ流量Ｆ１と、実際に油圧モータ１７を介して流れる流量Ｆ３との間の差Ｇ１を埋めるための処理が行われる。具体的に、制御部１５は、前記流量の差Ｇ１を流すことができる開度となるように、Ｍ／Ｏ弁２０を制御する。したがって、本実施形態では、ブームシリンダ１０の駆動（下げ）速度をオペレータの意図する速度に対してより近づけることが可能となる。 Further, in the present embodiment, unlike the comparative example, a process for filling the difference G1 between the target M / O flow rate F1 and the flow rate F3 that actually flows through the hydraulic motor 17 is performed. Specifically, the control unit 15 controls the M / O valve 20 so as to have an opening that allows the flow rate difference G1 to flow. Therefore, in the present embodiment, the driving (lowering) speed of the boom cylinder 10 can be made closer to the speed intended by the operator.

なお、本実施形態における補正容量ΔＣは、前記式（１）及び（２）に示すように油圧モータ１７の回転数Ｒ３とエンジンＥＧの回転数Ｒ１との差が小さいほど小さな値となる。そのため、油圧モータ１７の回転数Ｒ３がエンジンＥＧの回転数Ｒ１に追いつく直前における本実施形態の目標容量（容量Ｃ３）は、図４の容量Ｃ１に近い値となる。 The correction capacity ΔC in the present embodiment becomes smaller as the difference between the rotational speed R3 of the hydraulic motor 17 and the rotational speed R1 of the engine EG is smaller, as shown in the equations (1) and (2). Therefore, the target capacity (capacitance C3) of the present embodiment immediately before the rotational speed R3 of the hydraulic motor 17 catches up with the rotational speed R1 of the engine EG becomes a value close to the capacity C1 of FIG.

以下、図２、図３及び図５を参照して、制御部１５により実行される処理について説明する。図３は、図２の制御部１５により実行される処理の内容を示すフローチャートである。 Hereinafter, processing executed by the control unit 15 will be described with reference to FIGS. 2, 3, and 5. FIG. 3 is a flowchart showing the contents of processing executed by the control unit 15 of FIG.

制御部１５による処理が実行されると、まず、操作レバー２２によりブーム下げのための操作が行なわれたか否かを判定する（ステップＳ１）。具体的に、このステップＳ１では、圧力センサＰ３、Ｐ４による検出信号を取得し、これら検出信号に基づいてブームシリンダ１０の縮小方向に向けたブーム側切換弁１９の操作が行なわれたか否かが判定される。 When the process by the control unit 15 is executed, it is first determined whether or not an operation for lowering the boom has been performed by the operation lever 22 (step S1). Specifically, in this step S1, detection signals from the pressure sensors P3 and P4 are acquired, and whether or not the boom-side switching valve 19 is operated in the reduction direction of the boom cylinder 10 based on these detection signals. Determined.

ステップＳ１でブーム下げの操作が行なわれたと判定されると、圧力センサＰ１、Ｐ２による検出信号を取得し（ステップＳ２）、これらの信号に基づいて回生可能であるか否かが判定される（ステップＳ３）。具体的に、ステップＳ３では、ブームシリンダ１０のヘッド側室からの導出される作動油の圧力（圧力センサＰ２の検出圧）が油圧ポンプ１６の吐出圧（圧力センサＰ１の検出圧）よりも高い場合に、回生可能であると判定する。 If it is determined in step S1 that the boom lowering operation has been performed, detection signals from the pressure sensors P1 and P2 are acquired (step S2), and it is determined whether regeneration is possible based on these signals (step S2). Step S3). Specifically, in step S3, when the hydraulic oil pressure (detected pressure of the pressure sensor P2) derived from the head side chamber of the boom cylinder 10 is higher than the discharge pressure of the hydraulic pump 16 (detected pressure of the pressure sensor P1). In addition, it is determined that regeneration is possible.

ステップＳ３で回生可能ではないと判定されると、非回生処理Ｓ４が実行される。具体的に、非回生処理Ｓ４では、絞り弁２１を閉鎖することによりブームシリンダ１０から油圧モータ１７への作動油の供給を阻止し、ブームシリンダ１０から導出された作動油をブーム側切換弁１９及びＭ／Ｏ弁２０を介してタンクへ排出する。 If it is determined in step S3 that regeneration is not possible, non-regenerative processing S4 is executed. Specifically, in the non-regenerative processing S4, the supply of hydraulic oil from the boom cylinder 10 to the hydraulic motor 17 is blocked by closing the throttle valve 21, and the hydraulic oil derived from the boom cylinder 10 is supplied to the boom side switching valve 19. And it discharges to the tank via the M / O valve 20.

一方、ステップＳ３で回生可能であると判定されると、Ｍ／Ｏ目標流量Ｆ１（図５参照）を決定する（ステップＳ５）。具体的に、制御部１５は、操作レバー２２の操作量に対応して予め記憶されたＭ／Ｏ目標流量Ｆ１のマップから操作レバー２２の操作量に対応するＭ／Ｏ目標流量Ｆ１を読み出す。 On the other hand, if it is determined in step S3 that regeneration is possible, the M / O target flow rate F1 (see FIG. 5) is determined (step S5). Specifically, the control unit 15 reads the M / O target flow rate F1 corresponding to the operation amount of the operation lever 22 from the map of the M / O target flow rate F1 stored in advance corresponding to the operation amount of the operation lever 22.

次いで、エンジンＥＧ及び油圧モータ１７の回転数を検出し（ステップＳ６）、前記Ｍ／Ｏ目標流量Ｆ１を流すための油圧モータ１７の基本容量Ｃ１（図４参照）を決定する（ステップＳ７）。具体的に、ステップＳ７において制御部１５は、エンジンＥＧの出力軸と油圧モータ１７とが一体に回転している状態（同一回転数で回転している状態）で、前記Ｍ／Ｏ目標流量Ｆ１を流すための容量を算出する。つまり、ステップＳ７では、ステップＳ６で取得したエンジンＥＧの回転数Ｒ１とＭ／Ｏ目標流量Ｆ１とに基づいて、基本容量Ｃ１を算出する。なお、油圧モータ１７の容量を最大容量Ｃmax（図５参照）としてもＭ／Ｏ目標流量Ｆ１を流すことができない場合には、前記基本容量Ｃ１は、最大容量Ｃmaxに設定される。 Next, the rotational speeds of the engine EG and the hydraulic motor 17 are detected (step S6), and the basic capacity C1 (see FIG. 4) of the hydraulic motor 17 for flowing the M / O target flow rate F1 is determined (step S7). Specifically, in step S7, the control unit 15 performs the M / O target flow rate F1 in a state where the output shaft of the engine EG and the hydraulic motor 17 are rotating together (in a state of rotating at the same rotation speed). Calculate the capacity to flow. That is, in step S7, the basic capacity C1 is calculated based on the rotational speed R1 of the engine EG acquired in step S6 and the M / O target flow rate F1. If the M / O target flow rate F1 cannot flow even if the capacity of the hydraulic motor 17 is the maximum capacity Cmax (see FIG. 5), the basic capacity C1 is set to the maximum capacity Cmax.

次に、エンジンＥＧの回転数Ｒ１が油圧モータ１７の回転数Ｒ３よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ８）。ここで、エンジンＥＧの回転数Ｒ１が油圧モータ１７の回転数Ｒ３よりも大きいと判定されると、前記式（１）又は（２）に基づいて補正容量ΔＣを算出し、この補正容量ΔＣと前記基本容量Ｃ１とを加えた容量を目標容量に設定する（ステップＳ９）。 Next, it is determined whether or not the rotational speed R1 of the engine EG is larger than the rotational speed R3 of the hydraulic motor 17 (step S8). Here, when it is determined that the rotational speed R1 of the engine EG is larger than the rotational speed R3 of the hydraulic motor 17, a correction capacity ΔC is calculated based on the equation (1) or (2), and the correction capacity ΔC A capacity obtained by adding the basic capacity C1 is set as a target capacity (step S9).

一方、ステップＳ８において油圧モータ１７の回転数Ｒ３がエンジンＥＧの回転数Ｒ１以上であると判定されると、前記基本容量Ｃ１を目標容量に設定する（ステップＳ１０）。 On the other hand, if it is determined in step S8 that the rotational speed R3 of the hydraulic motor 17 is equal to or higher than the rotational speed R1 of the engine EG, the basic capacity C1 is set to the target capacity (step S10).

次に、前記ステップＳ９又はステップＳ１０で設定された目標容量となるように、油圧モータ１７に対して容量制御の指令を出力し（ステップＳ１１）、油圧モータ１７を通じた実際の作動油の流量を算出する（ステップＳ１２）。具体的に、このステップＳ１２では、回転数センサ１７ｂにより検出された油圧モータ１７の回転数Ｒ３と前記目標容量とに基づいて、油圧モータ１７を通じた実際の作動油の流量を算出する。 Next, a capacity control command is output to the hydraulic motor 17 so that the target capacity set in Step S9 or Step S10 is obtained (Step S11), and the actual flow rate of hydraulic fluid through the hydraulic motor 17 is set. Calculate (step S12). Specifically, in step S12, the actual flow rate of hydraulic fluid through the hydraulic motor 17 is calculated based on the rotational speed R3 of the hydraulic motor 17 detected by the rotational speed sensor 17b and the target capacity.

そして、ステップＳ１２で算出された実際の流量を前記Ｍ／Ｏ目標流量Ｆ１から減ずることにより、ブームシリンダ１０から油圧モータ１７を介さずにタンクに排出する流量（不足流量）を算出し（ステップＳ１３）、この流量を流すことができる開度となるようにＭ／Ｏ弁２０の開度を調整して当該処理を終了する。 Then, by subtracting the actual flow rate calculated in step S12 from the M / O target flow rate F1, a flow rate (insufficient flow rate) discharged from the boom cylinder 10 to the tank without passing through the hydraulic motor 17 is calculated (step S13). ), The opening degree of the M / O valve 20 is adjusted so that the opening degree allows the flow rate to flow, and the process ends.

以上説明したように、前記実施形態によれば、油圧モータ１７の出力軸と油圧ポンプ１６の入力軸との間にワンウェイクラッチ１８が設けられているため、油圧エネルギーを有効に回生しつつ回生時以外のエンジンの燃費の低減を図ることができる。具体的に、油圧モータ１７の回転数Ｒ３がエンジンＥＧ（油圧ポンプ１６）の回転数Ｒ１以上である回生期間中においては、ワンウェイクラッチ１８を介して油圧モータ１７からの動力を油圧ポンプ１６に伝達することができるため、戻り油の持つ油圧エネルギーを、油圧ポンプ１６を駆動するためのエネルギーとして有効に回生することができる。一方、油圧モータ１７の回転数Ｒ３がエンジンＥＧ（油圧ポンプ１６）の回転数Ｒ１未満である回生時以外の期間中においては、ワンウェイクラッチ１８を介した動力の伝達が行われない、つまり、油圧モータ１７の出力軸と油圧モータ１７の入力軸とが空周りするため、エンジンＥＧからの動力が油圧モータ１７を回転するための動力として用いられるのを阻止することができる。 As described above, according to the above-described embodiment, the one-way clutch 18 is provided between the output shaft of the hydraulic motor 17 and the input shaft of the hydraulic pump 16, so that it is possible to regenerate while effectively regenerating hydraulic energy. It is possible to reduce the fuel consumption of other engines. Specifically, during the regeneration period in which the rotational speed R3 of the hydraulic motor 17 is equal to or higher than the rotational speed R1 of the engine EG (hydraulic pump 16), the power from the hydraulic motor 17 is transmitted to the hydraulic pump 16 via the one-way clutch 18. Therefore, the hydraulic energy of the return oil can be effectively regenerated as energy for driving the hydraulic pump 16. On the other hand, power is not transmitted via the one-way clutch 18 during a period other than during regeneration where the rotational speed R3 of the hydraulic motor 17 is less than the rotational speed R1 of the engine EG (hydraulic pump 16). Since the output shaft of the motor 17 and the input shaft of the hydraulic motor 17 are idle, it is possible to prevent power from the engine EG from being used as power for rotating the hydraulic motor 17.

さらに、前記実施形態では、油圧モータ１７の回転数Ｒ３がエンジンＥＧの回転数Ｒ１未満である場合に、基本容量Ｃ１に補正容量ΔＣを加えた容量を目標容量として油圧モータ１７の容量を制御するため、油圧モータ１７の回転開始時期（時期ｔ１）から回生開始時期（時期ｔ２）までの期間を短縮することができる。具体的に、前記実施形態では、ワンウェイクラッチ１８が設けられているため、油圧モータ１７に対する戻り油の供給前の段階においては油圧モータ１７の出力軸は停止しており、戻り油の供給開始時期（時期ｔ１）から油圧モータ１７は回転を開始する。そして、油圧モータ１７の動力は、エンジンＥＧ（油圧ポンプ１６）の回転数Ｒ１以上となって始めて当該油圧ポンプ１６に伝達することができるため、油圧モータ１７の回転数Ｒ３がエンジンＥＧ（油圧ポンプ１６）の回転数Ｒ１に追いつくまでの時間が長いほど、回生を開始することができる時期が先送りとなる。そこで、本実施形態では、油圧モータ１７の回転数Ｒ３がエンジンＥＧの回転数Ｒ１未満である場合に、基本容量Ｃ１に対して補正容量ΔＣを加えることにより、基本容量Ｃ１を目標容量とした場合と比較して油圧モータ１７の回転数がエンジンＥＧの回転数Ｒ１に追いつくのに要する時間を短縮することができる。 Furthermore, in the above embodiment, when the rotational speed R3 of the hydraulic motor 17 is less than the rotational speed R1 of the engine EG, the capacity of the hydraulic motor 17 is controlled with the capacity obtained by adding the correction capacity ΔC to the basic capacity C1 as the target capacity. Therefore, the period from the rotation start time (time t1) of the hydraulic motor 17 to the regeneration start time (time t2) can be shortened. Specifically, in the above-described embodiment, since the one-way clutch 18 is provided, the output shaft of the hydraulic motor 17 is stopped before the return oil is supplied to the hydraulic motor 17, and the return oil supply start timing is reached. The hydraulic motor 17 starts rotating from (time t1). The power of the hydraulic motor 17 can be transmitted to the hydraulic pump 16 only when the rotational speed R1 of the engine EG (hydraulic pump 16) is greater than or equal to the rotational speed R3 of the engine EG (hydraulic pump 16). The longer it takes to catch up to the rotational speed R1 of 16), the longer the time when regeneration can be started is postponed. Therefore, in the present embodiment, when the rotational speed R3 of the hydraulic motor 17 is less than the rotational speed R1 of the engine EG, the basic capacity C1 is set as the target capacity by adding the correction capacity ΔC to the basic capacity C1. Compared to the above, the time required for the rotational speed of the hydraulic motor 17 to catch up with the rotational speed R1 of the engine EG can be shortened.

なお、前記実施形態では、ブーム７の位置エネルギーに起因してブームシリンダ１０から導出される作動油が持つエネルギーを回生するための構成について説明したが、下部走行体２に対して上部旋回体３を旋回させる図外の油圧モータの制動時の慣性エネルギーに起因して当該油圧モータから導出される作動油が持つエネルギーを回生する構成とすることもできる。 In the above-described embodiment, the configuration for regenerating the energy of the hydraulic oil derived from the boom cylinder 10 due to the potential energy of the boom 7 has been described, but the upper swing body 3 with respect to the lower traveling body 2. It is also possible to regenerate the energy of the hydraulic oil derived from the hydraulic motor due to the inertial energy at the time of braking of the hydraulic motor (not shown) that rotates the hydraulic motor.

前記実施形態のように、油圧モータ１７に実際に流れる戻り油の流量を特定し、この流量を目標流量から減じて得られた流量の作動油をＭ／Ｏ弁２０を介してタンクに導くことにより、操作レバー２２の操作量に応じたブームシリンダ１０の駆動（縮小）速度に実際の駆動速度を近づけることができ、これによりオペレータの違和感を緩和することができる。 As in the above embodiment, the flow rate of the return oil that actually flows to the hydraulic motor 17 is specified, and the flow rate of the hydraulic oil obtained by subtracting this flow rate from the target flow rate is guided to the tank via the M / O valve 20. Thus, the actual drive speed can be made closer to the drive (reduction) speed of the boom cylinder 10 corresponding to the operation amount of the operation lever 22, thereby alleviating the operator's uncomfortable feeling.

なお、前記実施形態では、回転数センサ１７ｂにより検出された油圧モータ１７の回転数と、油圧モータ１７の容量とに基づいて油圧モータ１７を流れる戻り油の流量を特定しているが、流量の特定方法は、これに限定されない。例えば、流量センサにより油圧モータ１７を流れる実際の流量を直接検出することや、圧力センサにより油圧モータ１７の負荷圧を検出し、この負荷圧と油圧モータ１７の容量とから算出される負荷トルクと、慣性モーメントとに基づいて流量を特定することもできる。 In the above embodiment, the flow rate of the return oil flowing through the hydraulic motor 17 is specified based on the rotation speed of the hydraulic motor 17 detected by the rotation speed sensor 17b and the capacity of the hydraulic motor 17. The identification method is not limited to this. For example, the actual flow rate flowing through the hydraulic motor 17 is directly detected by the flow sensor, the load pressure of the hydraulic motor 17 is detected by the pressure sensor, and the load torque calculated from the load pressure and the capacity of the hydraulic motor 17 is detected. The flow rate can also be specified based on the moment of inertia.

前記実施形態のように、ブーム７の下げ動作のように油圧エネルギーを回生可能なときには、ブームシリンダ１０から導出される作動油の持つ油圧エネルギーを有効に回生しつつ、例えば、作業アタッチメント５による掘削作業が行われる場合、つまり、ブームシリンダ１０が仕事をしている場合には、当該ブームシリンダ１０から油圧モータに対する作動油の供給を停止することができる。 When the hydraulic energy can be regenerated as in the lowering operation of the boom 7 as in the above embodiment, for example, excavation by the work attachment 5 is performed while effectively regenerating the hydraulic energy of the hydraulic oil derived from the boom cylinder 10. When work is performed, that is, when the boom cylinder 10 is working, the supply of hydraulic oil from the boom cylinder 10 to the hydraulic motor can be stopped.

Ｃ１基本容量
ΔＣ補正容量
ＥＧエンジン
Ｆ１目標流量
Ｌ２油路（導出油路）
Ｐ１圧力センサ（第１圧力検出手段）
Ｐ２圧力センサ（第２圧力検出手段）
Ｒ１回転数（エンジン及び油圧ポンプの回転数）
Ｒ３回転数（油圧モータの回転数）
１油圧ショベル（作業機械の一例）
２下部走行体
３上部旋回体
５作業アタッチメント
７ブーム
１０ブームシリンダ（油圧アクチュエータの一例）
１４制御装置
１５制御部（制御手段の一例）
１６油圧ポンプ
１７油圧モータ
１７ｂ回転数センサ（流量特定手段の一例）
１８ワンウェイクラッチ（伝達部材の一例）
２０Ｍ／Ｏ弁（調整弁の一例）
２２操作レバー（操作部材の一例） C1 Basic capacity ΔC Compensated capacity EG Engine F1 Target flow rate L2 Oil path (derived oil path)
P1 pressure sensor (first pressure detection means)
P2 pressure sensor (second pressure detection means)
R1 rotation speed (engine and hydraulic pump rotation speed)
R3 Rotation speed (hydraulic motor rotation speed)
1 Hydraulic excavator (an example of a work machine)
2 Lower traveling body 3 Upper revolving body 5 Work attachment 7 Boom 10 Boom cylinder (an example of a hydraulic actuator)
14 control device 15 control part (an example of control means)
16 Hydraulic pump 17 Hydraulic motor 17b Rotational speed sensor (an example of flow rate specifying means)
18 One-way clutch (an example of transmission member)
20 M / O valve (example of regulating valve)
22 Operation lever (example of operation member)

Claims

A control device provided in a work machine having a hydraulic actuator, for controlling supply and discharge of hydraulic oil to and from the hydraulic actuator,
An engine having an engine output shaft;
A hydraulic pump having an input shaft coupled to the engine output shaft, and supplying hydraulic oil to the hydraulic actuator by receiving power from the engine output shaft and rotating the input shaft;
A variable displacement hydraulic motor having a motor output shaft that can be connected to the input shaft of the hydraulic pump, and rotating the motor output shaft by supplying at least part of the return oil from the hydraulic actuator to the tank When,
A transmission member that is provided between the input shaft and the motor output shaft and transmits power from the motor output shaft to the input shaft only when the rotation speed of the motor output shaft is equal to or higher than the rotation speed of the input shaft. When,
An operation member that outputs an operation command of the hydraulic actuator according to the operation amount by receiving an operation from the operator;
Based on an operation command from the operation member, a target flow rate of return oil to be returned from the hydraulic actuator to the tank is determined, a target capacity of the hydraulic motor for flowing the target flow rate is specified, and the target capacity and Control means for controlling the capacity of the hydraulic motor,
The control means is configured to flow the target flow rate in a state where the motor output shaft and the engine output shaft rotate integrally when the rotation speed of the motor output shaft is equal to or higher than the rotation speed of the engine output shaft. While the basic capacity is set to the target capacity, when the rotational speed of the motor output shaft is less than the rotational speed of the engine output shaft, the rotational speed of the motor output shaft is brought close to the rotational speed of the engine output shaft. A control device for calculating a correction capacity for setting the target capacity, and calculating a capacity obtained by adding the correction capacity and the basic capacity to the target capacity.

Flow rate specifying means for specifying the flow rate of return oil flowing through the hydraulic motor;
An outlet oil passage that connects the hydraulic actuator and the tank without going through the hydraulic motor;
An adjustment valve capable of adjusting the flow rate of return oil flowing through the outlet oil passage;
The control means calculates an insufficient flow rate of the return oil to be returned to the tank through the derived oil path by subtracting the flow rate of the return oil specified by the flow rate specifying means from the target flow rate, and the insufficient flow rate. 2. The control device according to claim 1, wherein the flow rate defined by the adjustment valve is adjusted so that the return oil of the first gas flows through the outlet oil passage.

The main body,
A displacement portion provided to be relatively displaceable with respect to the main body portion;
A hydraulic actuator for driving the displacement part;
A work machine comprising: the control device according to claim 1, which controls supply and discharge of hydraulic oil to and from the hydraulic actuator.

The displacement part includes a boom that can be raised and lowered with respect to the main body part,
The control means is an operation for changing the boom from a standing posture to a tilted posture, and is opposite to the direction in which the potential energy of the boom acts and is not applied with a load greater than the potential energy. The work machine according to claim 3, wherein the capacity of the hydraulic motor is controlled so as to be the target capacity when a boom lowering operation, which is an operation, is performed.