JP6009388B2 - 作業機械 - Google Patents

Description

本発明は、例えば油圧ショベル等の作業機械に関し、特に、流体圧ポンプから吐出される流体にて駆動される流体圧アクチュエータを有する作業機械に関する。

近年、油圧ショベル等の作業機械においては、油圧ポンプ等の圧力発生源から吐出される作動油を、油圧シリンダ等の油圧アクチュエータへ直接送り、この油圧アクチュエータを駆動させた後の作動油を油圧アクチュエータへ戻すように接続した閉回路といわれる油圧回路が知られている。

この閉回路を用いた方式においては、油圧ポンプから吐出される作動油を、絞りを介して流量を調整して油圧アクチュエータへ送り、この油圧アクチュエータを駆動させた後の作動油をタンクへ排出する開回路といわれる油圧回路の方式に比べ、絞りによる作動油の圧力損失がない。また、閉回路を用いた方式は、油圧アクチュエータから排出される戻り作動油のエネルギを油圧ポンプで回生することが可能であるため、燃料消費量が低い傾向にある。

そして、この種の閉回路を用いた方式で回生動作させる作業機械に関する従来技術が、特許文献１に開示されている。この特許文献１においては、油圧回路内に複数の閉回路と開回路とが併設されている。そして、開回路に供給される作動油を閉回路へ供給するための配分回路を設けることによって、油圧アクチュエータの負荷に応じて最適な動力を供給する。

また、これら各閉回路および開回路のそれぞれに油圧ポンプが取り付けられ、これら各油圧ポンプは、動力伝達装置を介して１台のエンジン（駆動源）に接続されている。動力伝達装置には、電動・発電機が接続され、エンジンの負荷が小さい場合に、エンジンの動力にて電動・発電機を駆動させ、この電動・発電機に繋がれたバッテリを充電する。また、エンジンの負荷が大きい場合には、バッテリに蓄電させた電力で電動・発電機を駆動させ、動力伝達装置を介してエンジンの駆動をアシストする。

特開２００５−７６７８１号公報

上述した特許文献１に開示された従来技術は、バッテリの充電量が最大（フル充電）の場合に、閉回路の油圧ポンプの回生エネルギを吸収できず、この吸収できない回生エネルギがエンジンに与えられ、エンジンが過回転、すなわちオーバーレブしてしまう可能性がある。また、上述した特許文献１に開示された従来技術中の電動・発電機やバッテリを搭載していない、いわゆるハイブリッド式でない一般的な閉回路の構成も想定できるが、この構成の場合は回生エネルギを吸収する手段、すなわち電動・発電機およびバッテリがないため、特許文献1の場合よりもオーバーレブの可能性がさらに高くなる。

本発明は、上述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、駆動源のオーバーレブを抑制できる作業機械を提供することにある。

この目的を達成するために、本発明は、作業機本体と、この作業機本体に設けられた駆動源と、この駆動源にて駆動される流体圧ポンプ、この流体圧ポンプから吐出される流体にて駆動される流体圧アクチュエータ、前記流体圧ポンプの吐出側に負荷圧を発生させる負荷圧発生部、および前記流体圧ポンプから吐出される流体の流路を前記流体圧アクチュエータと前記負荷圧発生部とのいずれかに切り換える流路切換部を有する流体圧回路と、前記駆動源にて駆動され吐出流量および吐出方向が制御可能な閉回路用流体圧ポンプ、およびこの閉回路用流体圧ポンプから吐出される流体にて駆動される閉回路用流体圧アクチュエータを備えた閉回路と、前記閉回路用流体圧ポンプの動力を前記流体圧ポンプに伝達する動力伝達部と、を備え、前記負荷圧発生部は、前記流体圧ポンプから吐出される流体が有するエネルギを蓄えるエネルギ蓄積部であることを特徴としている。

このように構成した本発明は、閉回路用流体圧アクチュエータから排出される流体にて、閉回路用流体圧ポンプが駆動され回生動力が発生する場合、動力伝達部を介して、回生動力を流体圧回路の流体圧ポンプへ伝達し、この流体圧ポンプを駆動させる。そして、この流体圧ポンプから吐出される流体の流路を流路切換部にて負荷圧発生部に切り換えることにより、この流体圧ポンプを駆動させた回生動力を負荷圧発生部で消費させることができる。よって、閉回路用流体圧アクチュエータから排出される流体のエネルギが大きい場合、このエネルギが閉回路用流体圧ポンプを介して駆動源へ伝わることを抑制することができるから、この駆動源のオーバーレブを抑制することが可能となる。さらに、閉回路の閉回路用流体圧ポンプで回生動力が発生する場合、回生動力により流体圧回路の流体圧ポンプを駆動させ、吐出する流体を負荷圧発生部であるエネルギ蓄積部に送ることができる。これにより、回生動力をエネルギ蓄積部に蓄えることができる。よって、閉回路用流体圧アクチュエータから排出される流体のエネルギが大きい場合、このエネルギが閉回路用流体圧ポンプを介して駆動源へ伝わることを抑制することができるから、この駆動源のオーバーレブを抑制することが可能となる。また、エネルギ蓄積部に蓄えたエネルギは、再利用可能であるため、よりエネルギ効率の良い作業機械にすることができる。

また本発明は、上記発明において、前記流体圧回路を複数備え、前記動力伝達部は、前記閉回路用流体圧アクチュエータから排出される流体にて前記閉回路用流体圧ポンプが駆動された場合に、前記複数の流体圧回路の前記流体圧ポンプのうちの、前記流体圧アクチュエータの駆動に使用していない前記流体圧ポンプを優先的に選択し、この選択した前記流体圧ポンプを駆動させ、吐出する流体を前記負荷圧発生部に流入させる、ことを特徴としている。

このように構成した本発明は、閉回路の閉回路用流体圧ポンプで回生動力が発生する場合、複数の流体圧回路の流体圧ポンプうちの、流体圧アクチュエータの駆動に使用していない流体圧ポンプを優先的に選択し、回生動力により選択した流体圧ポンプを駆動させ、吐出する流体を負荷圧発生部に送ることができる。これにより、複数の流体圧回路のうちの、利用可能な流体圧ポンプを適宜駆動させ、閉回路用流体圧アクチュエータから排出される流体による回生エネルギを負荷圧発生部にて消費できるため、閉回路用流体圧アクチュエータから排出される流体のエネルギが大きい場合、このエネルギが閉回路用流体圧ポンプを介して駆動源へ伝わることをより効率良く抑制することができるから、この駆動源のオーバーレブをより効率良く抑制することができる。

本発明は、駆動源にて駆動される流体圧ポンプから吐出される流体にて駆動される流体圧アクチュエータ、流体圧ポンプの吐出側に負荷圧を発生させる負荷圧発生部、および流体圧ポンプから吐出される流体の流路を流体圧アクチュエータと前記負荷圧発生部とのいずれかに切り換える流路切換部を有する流体圧回路と、駆動源にて駆動され吐出流量および吐出方向が制御可能な閉回路用流体圧ポンプ、およびこの閉回路用流体圧ポンプから吐出される流体にて駆動される閉回路用流体圧アクチュエータを備えた閉回路と、閉回路用流体圧ポンプの動力を流体圧ポンプに伝達する動力伝達部と、を備えた構成にしてある。この構成により本発明は、閉回路用流体圧アクチュエータから排出される流体により、閉回路用流体圧ポンプを駆動させ、この閉回路用流体圧ポンプの動力を、動力伝達部を介して流体圧回路の流体圧ポンプへ伝え、この流体圧ポンプを駆動させる。そして、この流体圧ポンプから吐出される流体の流路を流路切換部にて負荷圧発生部に切り換えることにより、この流体圧ポンプを駆動させた動力を負荷圧発生部で消費させることができる。よって、閉回路用流体圧アクチュエータから排出される流体のエネルギが大きい場合、このエネルギが閉回路用流体圧ポンプを介して駆動源へ伝わることを抑制することができるから、この駆動源のオーバーレブを抑制することができる。そして、前述した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明より明らかにされる。

本発明の第１実施形態に係る油圧ショベルの側面図である。 図１に示す油圧ショベルに搭載された駆動制御装置を示す油圧回路図である。 図２に示す駆動制御装置のブーム下げ時に生じるエネルギを回生できる場合の作動油およびエネルギの流れを示す油圧回路図である。 図２に示す駆動制御装置のブーム下げ時に生じるエネルギを回生できない場合の作動油およびエネルギの流れを示す油圧回路図である。 図２に示す駆動制御装置のブーム上げ時に回生エネルギを利用する場合の作動油およびエネルギの流れを示す油圧回路図である。 本発明の第２実施形態に係る駆動制御装置を示す油圧回路図である。 本発明の第３実施形態に係る駆動制御装置を示す油圧回路図である。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る油圧ショベルの側面図である。図２は、図１に示す油圧ショベルに搭載された駆動制御装置を示す油圧回路図である。

＜構成＞
本発明に係る作業機械の第１実施形態である油圧ショベル１００は、油圧駆動式のショベルである。具体的に、この油圧ショベル１００は、図１に示すように、クローラ式の走行装置を備えた下部走行体１０１と、この下部走行体１０１上に旋回可能に取り付けられた作業機本体としての上部旋回体１０２とを備えている。上部旋回体１０２には、オペレータが搭乗する運転席としてのキャブ１０３が設けられている。下部走行体１０１と上部旋回体１０２とは、旋回装置１０４を介して旋回可能に取り付けられている。

上部旋回体１０２の前側には、ブーム２の基端部が回動可能に取り付けられている。ブーム２は、供給される作動油（圧油）にて駆動する閉回路用流体圧アクチュエータとしての液圧片ロッドシリンダであるブームシリンダ１を介して動作する。また、ブーム２の先端部には、アーム４の基端部が回動可能に取り付けられている。アーム４は、供給される作動油にて駆動する流体圧アクチュエータとしての液圧片ロッドシリンダであるアームシリンダ３を介して動作する。さらに、アーム４の先端部には、バケット６の基端部が回動可能に取り付けられている。バケット６は、供給される作動油にて駆動する流体圧アクチュエータとしての液圧片ロッドシリンダであるバケットシリンダ５を介して動作する。そして、これらブームシリンダ１、ブーム２、アームシリンダ３、アーム４、バケットシリンダ５およびバケット６によって、フロント作業機１０５が構成されている。

また、油圧ショベル１００の上部旋回体１０２には、この油圧ショベル１００を駆動させるための駆動制御装置としての液圧駆動制御装置１０６が搭載されている。なお、液圧駆動制御装置１０６は、図２に示すように、図１に示す油圧ショベル１００において、ブーム２およびアーム４を駆動させる部分のみ示しており、その他の下部走行体１０１の走行装置を駆動させる油圧モータや、旋回装置１０４を駆動させる旋回モータ等の流体圧アクチュエータを駆動させる部分については、説明を省略している。

そして、液圧駆動制御装置１０６は、図２に示すように、駆動源としての動力源であるエンジン７を備えている。エンジン７には、このエンジン７の動力を配分する動力伝達部としての動力伝達装置８が接続されている。動力伝達装置８には、ブームシリンダ１を駆動するための閉回路用流体圧ポンプとしての第１液圧ポンプ９と、アームシリンダ２を駆動するための流体圧ポンプとしての第２液圧ポンプ１０と、液圧駆動制御装置１０６の負圧ラインに作動油を補充するためのチャージポンプ１１とが接続されている。ここで、これら第１、第２液圧ポンプ９、１０およびチャージポンプ１１は、作動油を圧送するための圧力駆動源とされている。

さらに、動力伝達装置８は、例えば歯車にて構成された減速機等の歯車伝達装置である。具体的に、動力伝達装置８は、エンジン７の駆動回転力を、第１、第２液圧ポンプ９、１０およびチャージポンプ１１に適宜伝達して駆動させたり、例えば、第１液圧ポンプ９が液圧モータとして機能した場合に、この第１液圧ポンプ９から供給される駆動回転力を第２液圧ポンプ１０やチャージポンプ１１に適宜伝達して駆動させたりして、エンジン７の駆動をアシストする。

第１および第２液圧ポンプ９、１０は、吐出流量および吐出方向が制御可能とされており、作動油が供給されると液圧モータとして機能し、駆動回転力が供給されると作動油を吸吐出する液圧ポンプとして機能する。具体的に、第１および第２液圧ポンプ９、１０は、一対の入出力ポートを有する両傾転斜板機構（図示せず）と、この両傾転斜板機構の両傾転斜板の傾斜角を調整する一対のレギュレータ９ａ、１０ａとを有し、この両傾転斜板機構の入出力ポートからの作動油の吐出方向および吸入方向を制御する。レギュレータ９ａ、１０ａは、制御部としてのコントローラ１２に電気的に接続され、このコントローラ１２から出力される操作信号を受け取り、この受け取った操作信号に基づいて、第１および第２液圧ポンプ９、１０の吸吐出流量および吸吐出方向を制御する。

第１液圧ポンプ９の吸排出口には、一対の流路１３、１４が接続されている。これら流路１３、１４は、一対の流路１５、１６を介してブームシリンダ１が接続されて油圧回路としての流体圧閉回路である閉回路１０７とされている。ここで、流路１５は、ブームシリンダ１のシリンダ１ｃに伸縮可能に取り付けられたシリンダロッド１ｄを伸長させるためのヘッド室１ａに接続されている。また、流路１６は、ブームシリンダ１のシリンダロッド１ｄを縮退させるためのロッド室１ｂに接続されている。そして、ブームシリンダ１は、第１液圧ポンプ９から吐出される作動油が供給されることによって伸縮動作する。すなわち、ブームシリンダ１は、第１油圧ポンプ９から吐出される作動油の供給方向に応じて縮退方向が変動する。

また、流路１５、１６には、チェック弁１７ａ、１７ｂがそれぞれ取り付けられている。これら各チェック弁１７ａ、１７ｂは、第１および第２液圧タンク９、１０から吐出される作動油を貯留するタンク１８に接続されている。すなわち、これらチェック弁１７ａ、１７ｂは、流路１５、１６が負圧になった場合や、ブームシリンダ１が高速に動作し、このブームシリンダ１のシリンダ１ｃ内の作動油が流量不足になった場合に、タンク１８から流路１５、１６へ作動油を供給させる。

さらに、流路１５、１６には、リリーフ弁１９ａ、１９ｂがそれぞれ取り付けられている。これら各リリーフ弁１９ａ、１９ｂは、各流路１５、１６内の圧力が所定の圧力以上になった場合に、これら流路１５、１６をタンク１８に接続し、これら流路１５、１６内の作動油をタンク１８に逃がし、これら流路１５、１６を含む閉回路１０７を保護する。また、これら流路１５、１６間には、フラッシング弁２０が取り付けられている。このフラッシング弁２０は、流路１５、１６へ供給された作動油のうちの余剰分をタンク１８に排出させる。

一方、チャージポンプ１１の吐出口側には、チャージ用チェック弁２１が取り付けられている。このチャージ用チェック弁２１は、流路１３、１４間に取り付けられている。チャージポンプ１１の吸入口側は、タンク１８に接続されている。また、チャージポンプ１１の吐出口側には、チャージ用リリーフ弁２２が取り付けられている。チャージ用リリーフ弁２２は、チャージ用チェック弁２１のチャージ圧力を調整する。よって、チャージ用チェック弁２１は、流路１３、１４内の作動油の圧力が、チャージ用リリーフ弁２２にて設定した圧力を下回った場合に、これら各流路１３、１４にチャージポンプ１１から吐出される作動油を供給する。

次いで、第２液圧ポンプ１０の吸排出口には、一対の流路２３、２４が接続され、これら流路２３、２４を介して比例切換弁３２、３３に接続されている。また、比例切換弁３２、３３には、流路２５、２６を介してアームシリンダ３が接続され流体圧回路としての油圧回路である閉回路１０８とされている。ここで、比例切換弁３２は、流路２３と流路２５との間の作動油の供給をオンオフ制御する。また、比例切換弁３３は、流路２４を遮断したり、この流路２４を流路２６に接続し、流路２４、２６間の流量を調整したり、流路２４をタンク１８に接続し、流路２４およびタンク１８間の流量を調整したり制御する。

さらに、流路２５は、アームシリンダ３のシリンダ３ｃに伸縮可能に取り付けられたシリンダロッド３ｄを伸長させるためのヘッド室３ａに接続されている。また、流路２６は、アームシリンダ３のシリンダロッド３ｄを縮退させるためのロッド室３ｂに接続されている。そして、アームシリンダ３は、第２液圧ポンプ１０から吐出される作動油が供給されることによって伸縮動作する。すなわち、アームシリンダ３は、第２液圧ポンプ１０から吐出される作動油の供給方向に応じて縮退方向が変動する。

また、流路２５、２６には、チェック弁２７ａ、２７ｂがそれぞれ取り付けられている。これら各チェック弁２７ａ、２７ｂは、タンク１８に接続されている。そして、これらチェック弁２７ａ、２７ｂは、流路２５、２６が負圧になった場合や、アームシリンダ３が高速に作動し、このアームシリンダ３内の作動油が流量不足になった場合に、タンク１８から流路２５、２６へ作動油を供給させる。

さらに、流路２５、２６には、リリーフ弁２９ａ、２９ｂがそれぞれ取り付けられている。これら各リリーフ弁２９ａ、２９ｂは、これら流路２５、２６内の圧力が所定の圧力以上になった場合に、これら流路２５、２６をタンク１８に接続し、これら流路２５、２６内の作動油をタンク１８に逃がし、これら流路２５、２６を含む閉回路１０８を保護する。また、これら流路２５、２６間には、フラッシング弁３０が取り付けられている。このフラッシング弁３０は、流路２５、２６へ供給された作動油のうちの余剰分をタンク１８に排出させる。

一方、チャージポンプ１１の吐出口側には、チャージ用チェック弁３１が取り付けられている。このチャージ用チェック弁３１は、流路２３、２４間に取り付けられている。チャージ用チェック弁３１は、流路２３、２４内の作動油の圧力が、チャージ用リリーフ弁２２で設定した圧力を下回った場合に、これら各流路２３、２４にチャージポンプ１１から吐出される作動油を供給させる。すなわち、チャージ用リリーフ弁２２は、チャージ用チェック弁３１のチャージ圧力を調整する。

さらに、第２液圧ポンプ１０の吸排口には、流路２３を介して負荷圧発生部としての圧力損失部である比例切換弁３４と、蓄圧切換弁３５とが接続されている。比例切換弁３４は、タンク１８へ排出する作動油の流量を制御する。また、蓄圧切換弁３５は、流路２３を遮断する遮断状態と、作動油の流れ方向を流路２３からアキュムレータ３６への一方向へ制限するチェック弁状態と、供給する作動油の流量を調整する比例弁状態とを切り換える。そして、蓄圧切換弁３５には、第２液圧ポンプ１０の吐出側に負荷圧を発生させる負荷圧発生部としてのアキュムレータ３６が接続されている。このアキュムレータ３６は、流路２３上に設けられ、第２液圧ポンプ１０から吐出される作動油が有するエネルギを蓄えるエネルギ蓄積部として作用する。このアキュムレータ３６は、蓄圧切換弁３５を介して流入する作動油により圧力を蓄えるとともに、蓄えた圧力により作動油を流出可能とされている。

また、蓄圧切換弁３５と、アキュムレータ３６との間には、リリーフ弁３７に接続されている。このリリーフ弁３７は、タンク１８に接続され、アキュムレータ３６に蓄積させた圧力が、予め定めた所定の圧力以上になった場合に、このアキュムレータ３６に蓄積された作動油をタンク１８に逃がして、このアキュムレータ３６を保護する。ここで、比例切換弁３２、３３、３４、蓄圧切換弁３５およびリリーフ弁３７によって、第２液圧ポンプ１０から吐出される作動油の供給先、すなわち油路をアームシリンダ３とアキュムレータ３６、およびタンク１８とのいずれかに切り換える流路切換部１０９が構成されている。

次いで、第１液圧ポンプ９のレギュレータ９ａ、第２液圧ポンプ１０のレギュレータ１０ａ、比例切換弁３２、３３、３４および蓄圧切換弁３５には、コントローラ１２が電気的接続されており、このコントローラ１２にて制御される。このコントローラ１２には、レバー２８ａ、２８ｂが接続されている。レバー２８ａは、傾ける方向によりブームシリンダ１の伸縮方向を決定し、傾きの度合いによりブームシリンダ１の目標速度を決定する。レバー２８ｂは、傾ける方向によりアームシリンダ３の伸縮方向を決定し、傾きの度合いによりアームシリンダ３の目標速度を決定する。よって、コントローラ１２は、レバー２８ａ、２８ｂからのブームシリンダ１およびアームシリンダ３の伸縮方向および目標速度の入力信号と、各閉回路１０７、１０８内の図示しない圧力センサや、傾転角センサ、エンジン７の回転数センサなどから得られる種々のセンサ情報とに基づいて、レギュレータ９ａ、１０ａ、比例切換弁３２、３３、３４および蓄圧切換弁３５を制御する。

＜作用＞
次に、上記第１実施形態に係る油圧ショベル１に搭載した液圧駆動制御装置１０６の作用について、この油圧ショベル１の動作モード毎に説明する。なお、各動作モードにおいては、コントローラ１２からの信号により、エンジン７の燃費が向上するように、第１および第２液圧ポンプ９、１０の両傾転斜板の傾転角や、比例切換弁３２、３３、３４および蓄圧切換弁３５の開閉がそれぞれ制御される。

（１）停止時
図２において、各レバー２８ａ、２８ｂが操作されていない場合（非操作時）には、コントローラ１２からの指令により、各レギュレータ９ａ、９ｂにて第１および第２液圧ポンプ９、１０の各両傾転斜板がそれぞれ最小傾転角に制御される。また、コントローラ１２からの指令により、比例切換弁３２、３３、３４および蓄電比例弁３５の全てが閉じられ、ブームシリンダ１およびアームシリンダ３の駆動が停止状態で保持されている。

（２）ブーム下げ単独動作時
ブーム下げ動作時は、図１に示すブーム２、アーム４およびバケット６の自重により、ブームシリンダ１のヘッド室１ａ側の圧力が高くなっている。ブームシリンダ１が収縮するようにレバー２８ａが操作された場合には、コントローラ１２からの指令により、レギュレータ９ａにて第１液圧ポンプ９の両傾転斜板が制御され、この第１液圧ポンプ９の吐出側が流路１４側に立ち上げられる。このとき、第１液圧ポンプ９の吸入側が、ブームシリンダ１のヘッド室１ａと接続された流路１３となるため、第１液圧ポンプ９の吐出側より吸入側の圧力が高くなる。このため、第１液圧ポンプ９は、作動油の供給を受けて液圧モータとして作用する。

さらに、ブームシリンダ１のヘッド室１ａから第１液圧ポンプ９へ戻る作動油の流量は、このブームシリンダ１のロッド室１ｂに供給する作動油の流量より多くなるため、この作動油の余剰分が、流路１６からフラッシング弁２０を介してタンク１８に戻される。また、第１液圧ポンプ９が液圧モータとして作用して発生した駆動力（エネルギ）は、動力伝達装置８を介して第２液圧ポンプ１０へ伝えられ、この第２液圧ポンプ１０の駆動力として利用される。

（回生有）
ここで、第１液圧ポンプ９が液圧モータとして作用した場合に、この第１液圧ポンプ９の駆動にて生じたエネルギをアキュムレータ３６に回生できる場合の流れについて、図３を参照して説明する。図３は、図２に示す駆動制御装置のブーム下げ時に生じるエネルギを回生できる場合の作動油およびエネルギの流れを示す油圧回路図である。

具体的に、アキュムレータ３６が所定の圧力以下で蓄圧可能な場合は、コントローラ１２からの指令により、蓄圧切換弁３５がチェック弁状態に切り換えられ、かつ比例切換弁３２、３３、３４のそれぞれが遮断状態に切り換えられる。そして、コントローラ１２からの指令により、レギュレータ１０ａにて第２液圧ポンプの両傾転斜板が制御され、この第２液圧ポンプ１０の吐出側が流路２３側に立ち上げられる。このとき、コントローラ１２からレギュレータ１０ａへの指令は、第１液圧ポンプ９を液圧モータとして駆動させた際に、前述した種々のセンサ情報に基づいて得られるエネルギ量と、アキュムレータ３６内の圧力とに基づいてコントローラ１２にて算出される。

さらに、動力伝達装置８を介して第１液圧ポンプ９から伝達された駆動力によって第２液圧ポンプ１０が駆動され、作動油は、タンク１８からチャージポンプ１１を介してチェック弁３１を通って第２液圧ポンプ１０に供給される。そして、この第２液圧ポンプ１０にて吐出させた作動油は、流路２３および蓄圧切換弁３５を介してアキュムレータ３６へ流入され、このアキュムレータ３６に蓄圧されて、第１液圧ポンプ９にて回生してエネルギが蓄積される。

（回生無）
次いで、第１液圧ポンプ９が液圧モータとして作用した場合に、この第１液圧ポンプ９の駆動にて生じたエネルギをアキュムレータ３６に回生できない場合の流れについて、図４を参照して説明する。図４は、図２に示す駆動制御装置のブーム下げ時に生じるエネルギを回生できない場合の作動油およびエネルギの流れを示す油圧回路図である。

具体的に、アキュムレータ３６が所定の圧力以上で蓄圧することができない（蓄圧不可能な）場合は、コントローラ１２からの指令により、比例切換弁３２、３３および蓄圧切換弁３５のそれぞれが遮断状態に切り換えられる。そして、コントローラ１２からの指令により、レギュレータ１０ａにて第２液圧ポンプ１０の両傾転斜板が制御され、この第２液圧ポンプ１０の吐出側が流路２３側に立ち上げられる。そして、動力伝達装置８を介して第１液圧ポンプ９から伝達された駆動力によって第２液圧ポンプ１０が駆動され、作動油は、タンク１８からチャージポンプ１１を介してチェック弁３１を通って第２液圧ポンプ１０に供給される。

さらに、第２液圧ポンプ１０にて吐出させた作動油は、流路２３を介して比例切換弁３４へ流入していき、この比例切換弁３４を通過する際に、この作動油が有するエネルギが熱エネルギに変換されて消費されてから、タンク１８へ戻される。このとき、コントローラ１２から比例切換弁３４およびレギュレータ１０ａへの指令は、第１液圧ポンプ９を液圧モータとして駆動させた際に回生されるエネルギ量に基づいてコントローラ１２にて算出される。

（３）ブーム下げ・アームダンプ複合動作時
図２において、ブームシリンダ１が収縮するようにレバー２８ａが操作された場合には、上述した（２）のブーム下げ単独動作時と同様に、レギュレータ９ａにて第１液圧ポンプ９の吐出側が流路１４側に立ち上げられ、この第１液圧ポンプ９が液圧モータとして作用する。

また同時に、アームシリンダ３が収縮（ダンプ）するようにレバー２８ｂが操作された場合には、コントローラ１２からの指令により、レギュレータ１０ａにて第２液圧ポンプ１０の両傾転斜板が制御され、この第２液圧ポンプ１０の吐出側が流路２４側に立ち上げられる。このとき、コントローラ１２からの指令により、比例切換弁３２が全開され、かつ比例切換弁３３にて流路２４と流路２６とが接続される。

さらに、アームシリンダ３を収縮動作させる場合は、このアームシリンダ３のヘッド室３ａから第２液圧ポンプ１０に戻る作動油の流量が、このアームシリンダ３のロッド室３ｂに供給する作動油の流量より多くなるため、この作動油の余剰分が、流路２６からフラッシング弁３０を介してタンク１８に戻される。このとき、流路２３内の作動油の圧力と流路２４内の作動油の圧力との圧力比に基づき、第２液圧ポンプ１０の消費エネルギ量が第１液圧ポンプ９で回生したエネルギ量以上となるように比例制御弁３３の開度がコントローラ１２にて算出され、この算出した開度に比例制御弁３３が制御される。

（４）ブーム下げ・アームクラウド複合動作時
ブームシリンダ１が収縮するようにレバー２８ａが操作された場合には、上述した（２）のブーム下げ単独動作時と同様に、レギュレータ９ａにて第１液圧ポンプの吐出側が流路１４側に立ち上げられ、この第１液圧ポンプ９が液圧モータとして作用する。

また同時に、アームシリンダ３が伸長（クラウド）するようにレバー２８ｂが操作された場合には、コントローラ１２からの指令により、レギュレータ１０ａにて第２液圧ポンプ１０の両傾転斜板が制御され、この第２液圧ポンプ１０の吐出側が流路２３側に立ち上げられる。このとき、コントローラ１２からの指令により、比例切換弁３３が全開され流路２４と流路２６とが接続される。

さらに、アームシリンダ３を伸長動作させる場合は、このアームシリンダ３のロッド室３ｂから第２液圧ポンプ１０に戻る作動油の流量が、このアームシリンダ３のヘッド室３ａに供給する作動油の流量より少なくなる。このため、第２液圧ポンプ１０の吸込流量の不足分が、チャージポンプ１１からチャージチェック弁３１を介して流路２４に継ぎ足される。このとき、流路２３と流路２４との圧力比に基づき、第２液圧ポンプ１０の消費エネルギ量が第１液圧ポンプ９で回生したエネルギ量以上になるように比例制御弁３２の開度がコントローラ１２にて算出され、この算出した開度に比例制御弁３２が制御される。

（５）ブーム上げ単独動作時
ブームシリンダ１が伸長するようにレバー２８ａが操作された場合には、コントローラ１２からの指令により、レギュレータ９ａにて第１液圧ポンプ９の両傾転斜板が制御され、この第１液圧ポンプ９の吐出側が流路１３側に立ち上げられる。さらに、第１液圧ポンプ９から吐出される作動油は、流路１３から流路１５を介してブームシリンダ１のヘッド室１ａへ供給される。一方、ブームシリンダ１のロッド室１ｂ内の作動油は、流路１６から流路１４を介して第１液圧ポンプ９へ戻される。

このとき、ブームシリンダ１のロッド室１ｂから第１液圧ポンプ９へ戻る作動油の流量は、第１液圧ポンプ９からブームシリンダ１のヘッド室１ａへ供給する作動油の流量より少なくなる。このため、ブームシリンダ１のロッド室１ｂから第１液圧ポンプ９へ戻る作動油の不足分が、チャージポンプ１２からチャージ用チェック弁２１および流路１４を介して第１液圧ポンプ９へ供給される。

（回生有）
ここで、アキュムレータ３６に蓄圧させたエネルギを利用（再利用）する場合の流れについて、図５を参照して説明する。図５は、図２に示す駆動制御装置のブーム上げ時に回生エネルギを利用する場合の作動油およびエネルギの流れを示す油圧回路図である。

具体的に、アキュムレータ３６にエネルギが蓄積、すなわち作動油が蓄圧されている場合には、コントローラ１２からの指令により、蓄圧切換弁３５が比例弁状態に切り換えられ、比例切換弁３３が切り換えられ流路２４とタンク１８とが接続され、かつ比例切換弁３２、３４のそれぞれが遮断状態に切り換えられる。そして、コントローラ１２からの指令により、蓄圧切換弁３５の開度が調整され、流路２３内の作動油の圧力が高められていく。また、この流路２３内の作動油の圧力が流路２４内の作動油の圧力よりも高められた状態で、コントローラ１２からの指令により、レギュレータ１０ａにて第２液圧ポンプ１０の両傾転斜板が制御され、この第２液圧ポンプ１０を通過する作動油が流路２３から流路２４へ吐出されるように立ち上げられる。

このとき、第２液圧ポンプ１０の吸入側の作動油の圧力が高くなる。このため、第２液圧ポンプ１０は、アキュムレータ３６からの作動油の供給を受けて液圧モータとして作用する。第２液圧ポンプ１０が液圧モータとして作用して発生した駆動力（エネルギ）は、動力伝達装置８を介して第１液圧ポンプ９へ伝えられ、この第１液圧ポンプ９の駆動力として利用される。第２液圧ポンプ１０から吐出される作動油の流量は、第１液圧ポンプ９で使用されるエネルギ量と、流路２３内の作動油の圧力とに基づいてコントローラ１２にて算出され、このコントローラ１２にて制御される。

（６）ブーム上げ・アームダンプ複合動作時
図２において、ブームシリンダ１が伸長するようにレバー２８ａが操作された場合には、上述した（５）のブーム上げ単独動作時と同様に、レギュレータ９ａにて第１液圧ポンプ９の吐出側が流路１３側に立ち上げられる。そして、ブームシリンダ１のロッド室１ｂから第１液圧ポンプ９へ戻る作動油の不足分が、チャージポンプ１２からチャージ用チェック弁２１および流路１４を介して第１液圧ポンプ９へ供給される。

また同時に、アームシリンダ３が収縮するようにレバー２８ｂが操作された場合には、上述した（３）ブーム下げ・アームダンプ複合動作時と同様に、レギュレータ１０ａにて第２液圧ポンプ１０の吐出側が流路２４側に立ち上げられ、比例切換弁３２が全開され、比例切換弁３３にて流路２４と流路２６とが接続される。ここで、流路２３内の作動油の圧力が、流路２４内の作動油の圧力より高い場合は、流路２３からの作動油の供給を受けて第２液圧ポンプ１０が液圧モータとして作用する。

そして、第１液圧ポンプ９の消費エネルギ量が第２液圧ポンプ１０で回生したエネルギ量以上になるように比例制御弁３３の開度がコントローラ１２にて算出され、この算出した開度に比例制御弁３３が制御される。このとき、流路２４内の作動油の圧力が、流路２３内の作動油の圧力より高い場合は、コントローラ１２からの指令により、比例制御弁３３が全開される。

（７）ブーム上げ・アームクラウド複合動作時
ブームシリンダ１が伸長するようにレバー２８ａが操作された場合には、上述した（５）のブーム上げ単独動作時と同様に、レギュレータ９ａにて第１液圧ポンプ９の吐出側が流路１３側に立ち上げられる。そして、ブームシリンダ１のロッド室１ｂから第１液圧ポンプ９へ戻る作動油の不足分が、チャージポンプ１２からチャージ用チェック弁２１および流路１４を介して第１液圧ポンプ９へ供給される。

また同時に、アームシリンダ３が伸長するようにレバー２８ｂが操作された場合には、上述した（４）のブーム下げ・アームクラウド複合動作時と同様に、レギュレータ１０ａにて第２液圧ポンプ１０の吐出側が流路２３側に立ち上げられ、比例切換弁３３が全開され流路２４と流路２６とが接続される。このとき、流路２４の内圧が、流路２３の内圧より高い場合は、第２液圧ポンプ１０が液圧モータとして作用する。そして、上述した（６）のブーム上げ・アームダンプ複合動作時と同様に、第１液圧ポンプ９の消費エネルギ量が第２液圧ポンプ１０で回生したエネルギ量以上になるように比例制御弁３２の開度が制御される。このとき、流路２３内の作動油の圧力が、流路２４内の作動油の圧力より高い場合は、コントローラ１２からの指令により、比例制御弁３２が全開される。

（８）アームダンプ単独動作時
アームシリンダ３が収縮するようにレバー２８ｂが操作された場合には、上述した（３）のブーム下げ・アームダンプ複合動作時と同様に、レギュレータ１０ａにて第２液圧ポンプ１０の吐出側が流路２４側に立ち上げられ、比例切換弁３２が全開され、比例切換弁３３にて流路２４と流路２６とが接続される。さらに、流路２３と流路２４との圧力比に基づき、流路２４内の作動油の圧力が高くなるように比例制御弁３３の開度がコントローラ１２にて算出され、この算出した開度に比例制御弁３３が制御される。

（９）アームクラウド単独動作時
アームシリンダ３が伸長するようにレバー２８ｂが操作された場合には、上述した（４）のブーム下げ・アームクラウド複合動作時と同様に、レギュレータ１０ａにて第２液圧ポンプ１０の吐出側が流路２３側に立ち上げられ、比例切換弁３３が全開され流路２４と流路２６とが接続される。さらに、流路２３と流路２４との圧力比に基づき、流路２３内の作動油の圧力が高くなるように比例制御弁３２の開度がコントローラ１２にて算出され制御される。

＜作用効果＞
上述したように、上記第１実施形態に係る油圧ショベル１によれば、レバー２８ａ、２８ｂの操作に応じ、コントローラ１２にて計９つの動作モード毎に、第１および第２液圧ポンプ９、１０、比例切換弁３２、３３、３４および蓄圧切換弁３５を制御している。特に、閉回路１０７側のブームシリンダ１から排出される作動油のエネルギが大きく、この作動油により第１液圧ポンプ９が液圧モータとして駆動され高い回生トルクが生じた場合に、この第１液圧ポンプ９の動力を、動力伝達装置８を介して第２液圧ポンプ１０へ伝達する。そして、この伝達した動力にて第２液圧ポンプ１０を駆動させ、この第２液圧ポンプ１０から吐出される作動油をアキュムレータ３６に蓄圧させる。

そして、ブーム上げ時、すなわちブームシリンダ１を伸長駆動させる場合等において、アキュムレータ３６に蓄圧させた作動油を第２液圧ポンプ１０に供給させて、この第２液圧ポンプ１０を駆動させ、この第２液圧ポンプ１０の動力を、動力伝達装置８を介して第１液圧ポンプ９に伝えることができ、この第１液圧ポンプ９の駆動をアシストすることができる。したがって、アキュムレータ３６に蓄圧させた作動油の再利用が可能となり、第１液圧ポンプ９を駆動させる際のエンジン７の負荷を低減させることができる。よって、油圧ショベル１の駆動に必要となる燃費を向上させることができるから、よりエネルギ効率の良い油圧ショベル１にできる。また同時に、第１液圧ポンプ９が液圧モータとして駆動する場合に、この第１液圧ポンプ９からエンジンへ７の動力の伝達を抑制することができるから、エンジン７の回転数が許容回転数を超過するという、エンジン７のオーバーレブを抑制することができる。

さらに、アキュムレータ３６が飽和状態にあり、このアキュムレータ３６にて作動油を蓄圧することができない場合には、第１液圧ポンプ９が液圧モータとして駆動されて生じる回生トルクを、第２液圧ポンプ１０の駆動に使用する。そして、第２液圧ポンプ１０の駆動にて吐出される作動油を、比例切換弁３４を介してタンク１８へ放出させる。この結果、第２液圧ポンプ１０から吐出される作動油が比例切換弁３４を通過する際に、この作動油が有するエネルギ（圧力）を熱エネルギに変換でき、第１液圧ポンプ９にて回生したエネルギを消費させることができる。したがって、アキュムレータ３６に作動油を蓄圧できない場合においても、第１液圧ポンプ９を液圧モータとして駆動させた場合の回生エネルギを消費させることができ、この回生エネルギのエンジン７への伝達を抑制できるため、このエンジン７のオーバーレブを抑制することができる。

ここで、ブーム下げ時にブームシリンダ１から吐出される作動油を直接アキュムレータ３６に蓄圧させる場合には、このブームシリンダ１の動作によって、アキュムレータ３６へ流入する作動油の圧力が変動するため、安定した回生が容易ではない。また、アキュムレータ３６での蓄圧を優先させた場合には、ブームシリンダ１等の操作性が悪化してしまうおそれがある。一方、ブームシリンダ１等の操作性を優先させた場合には、アキュムレータ３６での回生効率が悪化してしまうおそれがある。

そこで、上述した第１実施形態においては、ブーム下げ時にブームシリンダ１から吐出される作動油の流量を第１液圧ポンプ９で制御し、この第１液圧ポンプ９が液圧モータとして作用した場合に発生する回生トルクで第２液圧ポンプ１０を駆動させアキュムレータ３６に蓄圧させる。すなわち、ブームシリンダ１の速度を第１液圧ポンプ９で調整し、この第１液圧ポンプ９での回生エネルギに応じたアキュムレータ３６への蓄圧を第２の液圧ポンプ１０で調整する。したがって、第１液圧ポンプ９の操作性を確保することができるとともに、第２液圧ポンプ１０にてアキュムレータ３６への安定した作動油の蓄圧、すなわちエネルギ回生が可能となる。

さらに、ブーム下げ時にブームシリンダ１から吐出される圧油を第１液圧ポンプ９で回生トルクに変換する。また、アーム動作時に第２液圧ポンプ１０の吐出側よりも吸入側の圧力が高い場合に、アームシリンダ３から吐出される圧油を第２液圧ポンプ１０で回生トルクに変換する。このとき、比例切換弁３２で作動油の流量を調整することによって、第２液圧ポンプ１０に負荷を与えることができ、これら第１および第２液圧ポンプ９、１０の回生エネルギを消費することができるから、エンジン７のオーバーレブを抑制することができる。

特に、アキュムレータ３６に作動油が蓄圧されている場合においては、このアキュムレータ３６に蓄圧された作動油で第２液圧ポンプ１０を液圧モータとして駆動させることによって、エンジン７の駆動をアシストすることができる。このとき、第２液圧ポンプ１０の駆動を調整することによって、アキュムレータ３６に蓄圧された作動油の圧力が変動した場合においても、エンジン７の安定したアシストが可能となる。

［第２実施形態］
図６は、本発明の第２実施形態に係る駆動制御装置を示す油圧回路図である。本第２実施形態が前述した第１実施形態と異なるのは、第１実施形態は、アームシリンダ３を駆動させる油圧回路が閉回路１０８である液圧駆動制御装置１０６に対し、第２実施形態は、アームシリンダ３を駆動させる油圧回路が開回路１１０である液圧駆動制御装置１０６Ａとされている。なお、本第２実施形態において、第１実施形態と同一又は対応する部分には同一符号を付している。

＜構成＞
具体的に、本第２実施形態においては、図６に示すように、第２液圧ポンプ１０の吸排出口の一方が、流路３９を介して切換弁４０、比例切換弁３４、リリーフ弁３７および蓄圧切換弁３５に接続されている。また、この第２液圧ポンプ１０の吸排出口の他方は、タンク１８に連通されて流体圧回路としての開回路１１０とされている。そして、切換弁４０は、コントローラ１２からの指令により流路３９の導通と遮断とを切り換える。

比例切換弁３４は、コントローラ１２からの指令により、タンク１８へ排出する作動油の流量を制御する。リリーフ弁３７は、流路３９内の作動油の圧力が所定の圧力以上になった時に、この作動油をタンク１８に逃がし、この流路３９を含む開回路１１０を保護する。さらに、流路３９には、蓄圧切換弁３５を介してアキュムレータ３６が接続されている。この蓄圧制御弁３５は、切換弁４０、リリーフ弁３７および切換制御弁３４のそれぞれに接続されている。

また、第２液圧ポンプ１０の吸排出口の一方には、流路３９、切換弁４０およびチェック弁４３を介してコントロール弁としての比例切換弁４４が接続されている。比例切換弁４４には、カウンタバランス弁４５と、流路４７、４８を介してアームシリンダ３とがそれぞれ接続されている。すなわち、アームシリンダ３には、カウンタバランス弁４５と、流路４７、４８を介して比例切換弁４４とが接続され、この比例切換弁４４がタンク１８に接続されて開回路１１０とされている。

チェック弁４３は、比例切換弁４４から切換弁４０への作動油の逆流を防止する。比例切換弁４４は、コントローラ１２からの指令により、チェック弁４３およびタンク１８の接続先を、カウンタバランス弁４５または流路４８に切り換えるとともに、この比例切換弁４４を通過する作動油の流量を調整する。さらに、カウンタバランス弁４５は、アームシリンダ３の自重落下を抑制するものであって、流路４７を介してアームシリンダ３のヘッド室３ａに接続されている。一方、流路４８は、アームシリンダ３のロッド室３ｂに接続されている。さらに、流路４７、４８間には、リリーフ弁２９ａ、２９ｂが設けられ、これらリリーフ弁２９ａ、２９ｂ間がタンク１８に接続されている。

コントローラ１２は、第１実施形態と同様、レバー２８ａ、２８ｂからのブームシリンダ１およびアームシリンダ３の伸縮方向および目標速度の入力信号と、各閉回路１０７および開回路１１０内のセンサ情報に基づいて、第１液圧ポンプ９のレギュレータ９ａ、第２液圧ポンプ１０のレギュレータ１０ａ、切換弁４０、比例切換弁３４、４４および蓄圧切換弁３５を制御する。

＜作用＞
次に、上記第２実施形態に係る油圧ショベル１に搭載した液圧駆動制御装置１０６Ａの作用について、この油圧ショベル１の動作モード毎に説明する。なお、各動作モードにおいては、コントローラ１２からの信号により、エンジン７の燃費が向上するように、第１および第２液圧ポンプ９、１０の両傾転斜板の傾転角や、切換弁４０、比例切換弁３４、４４および蓄圧切換弁３５の開閉がそれぞれ制御される。

（１）停止時
各レバー２８ａ、２８ｂの非操作時には、第１および第２液圧ポンプ９、１０の各両傾転斜板がそれぞれ最小傾転角に制御され、かつ切換弁４０、比例切換弁３４、４４および蓄電比例弁３５の全てが閉じられ、ブームシリンダ１およびアームシリンダ３の駆動が保持されている。

（２）ブーム下げ単独動作時
ブームシリンダ１が収縮するようにレバー２８ａが操作された場合には、第１液圧ポンプ９の吐出側が流路１４側に立ち上げられ、この第１液圧ポンプ９が液圧モータとして作用する。

（回生有）
ここで、第１液圧ポンプ９が液圧モータとして作用し、アキュムレータ３６が所定の圧力以下で蓄圧可能な場合は、蓄圧切換弁３５がチェック弁状態に切り換えられ、かつ切換弁４０および比例切換弁３４のそれぞれが遮断状態に切り換えられる。さらに、第２液圧ポンプ１０の吐出側が流路３９側に立ち上げられ、この第２液圧ポンプ１０にて吐出させた作動油は、流路３９および蓄圧切換弁３５を介してアキュムレータ３６へ流入され、このアキュムレータ３６に蓄圧される。

（回生無）
次いで、第１液圧ポンプ９が液圧モータとして作用し、アキュムレータ３６が所定の圧力以上で蓄圧不可能な場合は、蓄圧切換弁３５および切換弁４０のそれぞれが遮断状態に切り換えられる。さらに、第２液圧ポンプ１０の吐出側が流路３９側に立ち上げられ、この第２液圧ポンプ１０にて吐出させた作動油は、流路３９を介して比例切換弁３４へ流入し、この比例切換弁３４を通過する際に、この作動油が有するエネルギ（圧力）が熱エネルギに変換されて消費されてからタンク１８へ戻される。

（３）ブーム下げ・アームダンプ複合動作時
ブームシリンダ１が収縮するようにレバー２８ａが操作された場合には、上述した（２）のブーム下げ単独動作時と同様に、第１液圧ポンプ９の吐出側が流路１４側に立ち上げられ、この第１液圧ポンプ９が液圧モータとして作用する。

また同時に、アームシリンダ３が収縮するようにレバー２８ｂが操作された場合には、コントローラ１２からの指令により、第２液圧ポンプ１０のレギュレータ１０ａが、この第２液圧ポンプ１０の斜板を、第２液圧ポンプ１０の吐出側が流路３９側になるよう立ち上げられる。このとき、コントローラ１２からの指令により、切換弁４０が全開され、かつ比例切換弁４４にてチェック弁４３と流路４８との間、およびタンク１８と流路４７との間がそれぞれ接続される。そして、流路３９内とタンク１８内との圧力比に基づき、第２液圧ポンプ１０の消費エネルギ量が第１液圧ポンプ９で回生したエネルギ量以上となり、レバー２８ｂで与えられた目標シリンダ速度になるように比例制御弁４４の開度とレギュレータ１０ａの傾転角指令とがコントローラ１２にて算出されて制御される。

（４）ブーム下げ・アームクラウド複合動作時
ブームシリンダ１が収縮するようにレバー２８ａが操作された場合には、上述した（２）のブーム下げ単独動作時と同様に、第１液圧ポンプ９の吐出側が流路１４側に立ち上げられ、この第１液圧ポンプ９が液圧モータとして作用する。

また同時に、アームシリンダ３が伸長するようにレバー２８ｂが操作された場合には、第２液圧ポンプ１０の吐出側が流路３９側に立ち上げられる。さらに、切換弁４０が全開され、かつ比例切換弁４４にてチェック弁４３と流路４７との間、およびタンク１８と流路４８との間がそれぞれ接続される。そして、流路３９内とタンク１８内との圧力比に基づき、第２液圧ポンプ１０の消費エネルギ量が第１液圧ポンプ９で回生したエネルギ量以上となり、レバー２８ｂで与えられた目標シリンダ速度になるように比例制御弁４４の開度とレギュレータ１０ａの傾転角指令とがコントローラ１２にて算出されて制御される。

（５）ブーム上げ単独動作時
ブームシリンダ１が伸長するようレバー２８ａが操作された場合には、第１液圧ポンプ９の吐出側が流路１３側に立ち上げられる。そして、第１液圧ポンプ９から吐出される作動油が、流路１３から流路１５を介してブームシリンダ１のヘッド室１ａへ供給され、ブームシリンダ１のロッド室１ｂ内の作動油が、流路１６から流路１４を介して第１液圧ポンプ９へ戻される。

（回生有）
ここで、アキュムレータ３６に作動油が蓄圧されている場合は、蓄圧切換弁３５が比例弁状態に切り換えられ、かつ切換弁４０および比例切換弁３４のそれぞれが遮断状態に切り換えられる。そして、蓄圧切換弁３５の開度が調整され、流路３９内の作動油の圧力が高められていく。また、流路３９内の作動油の圧力がタンク１８内の作動油の圧力よりも高められた状態で、第２液圧ポンプ１０を通過する作動油が流路３９からタンク１８へ吐出されるように立ち上げられる。

このとき、第２液圧ポンプ１０の吸入側の作動油の圧力が高くなる。このため、第２の液圧ポンプ１０は、アキュムレータ３６からの作動油の供給を受けて液圧モータとして作用する。そして、第２液圧ポンプ１０から吐出される作動油の流量は、第２液圧ポンプ１０で発生する回生エネルギ量が第１液圧ポンプ９で使用されるエネルギ量となるように、流路３９内の作動油の圧力とに基づいてコントローラ１２にて算出されて制御される。

（６）ブーム上げ・アームダンプ複合動作時
ブームシリンダ１が伸長するようにレバー２８ａが操作された場合には、上述した（５）のブーム上げ単独動作時と同様に、第１液圧ポンプ９の吐出側が流路１３側に立ち上げられる。

また同時に、アームシリンダ３が収縮するようにレバー２８ｂが操作された場合には、上述した（３）ブーム下げ・アームダンプ複合動作時と同様に、第２液圧ポンプ１０の吐出側が流路３９側に立ち上げられ、切換弁４０が全開され、比例切換弁４４にてチェック弁４３と流路４８との間、およびタンク１８と流路４７との間がそれぞれ接続される。

ここで、アキュムレータ３６に作動油が蓄圧されている場合は、蓄圧切換弁３５が比例弁状態に切換えられ、切換弁４０が全開状態に切り換えられ、かつ比例切換弁３４が遮断状態に切り換えられる。さらに、レバー２８ｂの入力に応じて蓄圧切換弁３５の開度が調整され、流路３９内の圧力が高められていくとともに、比例切換弁４４にてチェック弁４３と流路４８との間、およびタンク１８と流路４７との間がそれぞれ接続される。

（７）ブーム上げ・アームクラウド複合動作時
ブームシリンダ１が伸長するようにレバー２８ａが操作された場合には、上述した（５）のブーム上げ単独動作時と同様に、第１液圧ポンプ９の吐出側が流路１３側に立ち上げられる。

また同時に、アームシリンダ３が伸長するようにレバー２８ｂが操作された場合には、上述した（４）のブーム下げ・アームクラウド複合動作時と同様に、第２液圧ポンプ１０の吐出側が流路３９側に立ち上げられ、切換弁４０が全開され、かつ比例切換弁４４にてチェック弁４３と流路４７との間、およびタンク１８と流路４８との間が接続される。

そして、アキュムレータ３６に作動油が蓄圧されている場合は、蓄圧切換弁３５が比例弁状態に切換えられ、切換弁４０が全開状態に切り換えられ、かつ比例切換弁３４が遮断状態に切り換えられる。さらに、レバー２８ｂの入力に応じて蓄圧切換弁３５の開度が調整され、流路３９内の圧力が高められていくとともに、比例切換弁４４にてチェック弁４３と流路４８との間、およびタンク１８と流路４７との間がそれぞれ接続される。

（８）アームダンプ単独動作時
アームシリンダ３が収縮するようにレバー２８ｂが操作された場合には、上述した（３）のブーム下げ・アームダンプ複合動作時と同様に、第２液圧ポンプ１０の吐出側が流路３９側に立ち上げられ、切換弁４０が全開され、かつ比例切換弁４４にてチェック弁４３と流路４８との間、およびタンク１８と流路４７との間がそれぞれ接続される。

そして、アキュムレータ３６に作動油が蓄圧されている場合は、蓄圧切換弁３５が比例弁状態に切換えられ、切換弁４０が全開状態に切り換えられ、かつ比例切換弁３４が遮断状態に切り換えられる。さらに、レバー２８ｂの入力に応じて蓄圧切換弁３５の開度が調整され、流路３９内の圧力が高められていくとともに、比例切換弁４４にてチェック弁４３と流路４８との間、およびタンク１８と流路４７との間がそれぞれ接続される。

（９）アームクラウド単独動作時
アームシリンダ３が伸長するようにレバー２８ｂが操作された場合には、上述した（４）のブーム下げ・アームクラウド複合動作時と同様に、第２液圧ポンプ１０の吐出側が流路３９側に立ち上げられ、切換弁４９が全開され、かつ比例切換弁４４にてチェック弁４３と流路４７との間、およびタンク１８と流路４８との間がそれぞれ接続される。

そして、アキュムレータ３６に作動油が蓄圧されている場合は、蓄圧切換弁３５が比例弁状態に切換えられ、切換弁４０が全開状態に切り換えられ、かつ比例切換弁３４が遮断状態に切り換えられる。さらに、蓄圧切換弁３５の開度が調整され、流路３９内の圧力が高められていくとともに、比例切換弁４４にてチェック弁４３と流路４８との間、およびタンク１８と流路４７との間がそれぞれ接続される。

＜作用効果＞
上述したように、上記第２実施形態に係る油圧ショベル１によれば、レバー２８ａ、２８ｂの操作に応じ、コントローラ１２にて計９つの動作モード毎に、第１および第２液圧ポンプ９、１０、切換弁４０、比例切換弁３４、４４および蓄圧切換弁３５を制御する。そして、第１液圧ポンプ９が液圧モータとして作用する場合の回生エネルギを第２液圧ポンプ１０に伝達して駆動させ、この第２液圧ポンプ１０にて吐出される作動油をアキュムレータ３６に蓄圧させる。

また、このアキュムレータ３６に作動油を蓄圧できない場合であっても、第１液圧ポンプ９が液圧モータとして作用する場合の回生エネルギを、第２液圧ポンプ１０の駆動に使用でき、この第２液圧ポンプ１０から吐出される作動油のエネルギを、比例切換弁３４を通過する際に熱エネルギとして消費させることができる。よって、アームシリンダ３を駆動させる油圧回路が開回路１１０の場合であっても、上記第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

［第３実施形態］
図７は、本発明の第３実施形態に係る駆動制御装置を示す油圧回路図である。本第３実施形態が前述した第１実施形態と異なるのは、第１実施形態は、２つの閉回路１０７、１０８にて構成された液圧駆動制御装置１０６に対し、第３実施形態は、２つの閉回路１０７、１０８に１つの開回路１１０を加えた構成の液圧駆動制御装置１０６Ｂとされている。なお、本第３実施形態において、第１および第２実施形態と同一又は対応する部分には同一符号を付している。

＜構成＞
具体的に、本第３実施形態は、図７に示すように、第１実施形態の閉回路１０７、１０８に、第２実施形態の開回路１１０が組み合わされている。開回路１１０は、バケットシリンダ５を駆動する構成とされている。この開回路１１０の流路４７は、バケットシリンダ５のシリンダ５ｃに伸縮可能に取り付けられたシリンダロッド５ｄを伸長させるためのヘッド室５ａに接続されている。また、開回路１１０の流路４８は、バケットシリンダ５のシリンダロッド５ｄを縮退させるためのロッド室５ｂに接続されている。

さらに、開回路１１０は、第２液圧ポンプ１０と同様に構成された第３液圧ポンプ３８を備えており、この第３液圧ポンプ３８は、動力伝達装置８に接続されている。また、第３液圧ポンプ３８には、この第３液圧ポンプ３８の両傾転斜板機構の両傾転斜板の傾斜角を調整するレギュレータ３８ａが取り付けられている。さらに、開回路１１０は、比例切換弁３４と同様に構成された比例切換弁３４ａと、蓄圧切換弁３５と同様に構成された蓄圧切換弁３５ａと、アキュムレータ３６と同様に構成されたアキュムレータ３６ａと、リリーフ弁３７と同様に構成されたリリーフ弁３７ａとを備えた構成とされている。

動力伝達装置８は、例えば、ブームシリンダ１から排出される作動油にて第１液圧ポンプ９が液圧モータとして駆動され回生エネルギに変換し場合に、第２および第３液圧ポンプ１０、３８のうちの、アームシリンダ３またはバケットシリンダ５の駆動に使用していない第２または第３液圧ポンプ１０、３８を優先的に選択し、この選択した第２または第３液圧ポンプ１０、３８を回生エネルギにて駆動させる。すなわち、この動力伝達装置８は、さらに作動油を供給可能なアームシリンダ３を駆動させる第２液圧ポンプ１０、またはバケットシリンダ５を駆動させる第３液圧ポンプ３８を回生エネルギにて駆動させる。そして、この第２または第３液圧ポンプ１０、３８から吐出される作動油をアキュムレータ３６、３６ａあるいは比例制御弁３４、３４ａに流入させて消費させる。

＜作用＞
次に、上記第３実施形態に係る油圧ショベル１に搭載した液圧駆動制御装置１０６Ｂの作用について説明する。

（１）ブーム下げ単独動作時
ブームシリンダ１がレバー２８ａにて収縮操作された場合（ブーム下げ時）には、第１液圧ポンプ９の吐出側が流路１４側に立ち上げられ、ブームシリンダ１のヘッド室１ａから吐出される作動油が第１の液圧ポンプ９に流入していき、第１液圧ポンプ９が液圧モータとして作用する。

このとき、コントローラ１２によって、第１液圧ポンプ９の吸入側および排出側の作動油の圧力差と、この第１液圧ポンプ９の回転数とに基づいて、回生エネルギが計算される。次いで、この計算した回生エネルギを、いずれか１台のアキュムレータ３６、３６ａで吸収して蓄圧することが可能な場合は、コントローラ１２によって、アキュムレータ３６の内圧と、アキュムレータ３６ａの内圧とを比較する。そして、内圧が低い側のアキュムレータ３６、３６ａに接続されている第２または第３液圧ポンプ１０、３８を、第１液圧ポンプ９にて変換した回生エネルギにて駆動させる。次いで、これら第２または第３液圧ポンプ１０、３８から吐出される作動油を、アキュムレータ３６、３６ａへ送って蓄圧させることにより、第１液圧ポンプ９にて変換した回生エネルギを消費でき、エンジン７のオーバーレブを抑制することが可能となる。

一方、アキュムレータ３６の内圧とアキュムレータ３６ａの内圧が等しい場合は、例えば、ブーム２下げ動作と同時に動作させる頻度の低いバケット６を駆動させるための第３液圧ポンプ３８を回生エネルギにて駆動させる。そして、この第３液圧ポンプ３８から吐出される作動油を、アキュムレータ３６ａへ送って蓄圧させて、第１液圧ポンプ８にて変換した回生エネルギを消費させ、エンジン７のオーバーレブを抑制する。

また、計算した回生エネルギを、いずれか１台のアキュムレータ３６、３６ａで吸収することが不可能な場合は、第２および第３液圧ポンプ１０、３８のそれぞれを回生エネルギにて駆動させる。そして、これら第２および第３液圧ポンプ１０、３８から吐出される作動油をアキュムレータ３６、３６ａへ送って蓄圧させて、第１液圧ポンプ９にて変換した回生エネルギを消費させ、エンジン７のオーバーレブを抑制する。

さらに、いずれか一方のアキュムレータ３６、３６ａが飽和状態にある場合は、他方のアキュムレータ３６ａ、３６に接続された第３または第２液圧ポンプ３８、１０を回生エネルギで駆動させる。そして、これら第３または第２液圧ポンプ３８、１０から吐出される作動油を、比例切換弁３４ａ、３４を介してタンク１８へ放出させて、この比例切換弁３４ａ、３４を通過する際に熱エネルギに変換して消費させ、エンジン７のオーバーレブを抑制する。

（２）ブーム・アーム複合動作時
ブーム下げ時には、ブームシリンダ１のヘッド室１ａから吐出される作動油にて第１液圧ポンプ９が液圧モータとして駆動させ、ヘッド室１ａから吐出される作動油が有するエネルギを回生エネルギに変換する。このとき、アーム４を動作させる場合に、第２液圧ポンプ１０の吐出側の作動油の圧力よりも、この第２液圧ポンプ１０の吸入側の作動油の圧力が低い状態においては、この第２液圧ポンプ１０を回生エネルギにて駆動させることによって、この回生エネルギを消費でき、エンジン７のオーバーレブを抑制できる。

一方、第１液圧ポンプ９にて変換した回生エネルギが、第２液圧ポンプ１０の駆動に必要な駆動エネルギより大きい場合には、この回生エネルギから第２液圧ポンプ１０の駆動に必要な駆動エネルギを差し引いた残りの回生エネルギにて、第３液圧ポンプ３８を駆動させる。そして、第３液圧ポンプ３８から吐出される作動油をアキュムレータ３６ａへ送って蓄圧させて、回生エネルギを消費させ、エンジン７のオーバーレブを抑制する。

また、第２液圧ポンプ１０の吐出側の作動油の圧力より、この第２液圧ポンプ１０の吸入側の作動油の圧力が高い場合においては、アームシリンダ３から排出される作動油にて第２液圧ポンプ１０を液圧モータとして駆動させて、アームシリンダ３から排出される作動油が有するエネルギを回生エネルギに変換する。この回生エネルギにて第３液圧ポンプ３８を駆動させる。そして、第３液圧ポンプ３８から吐出される作動油をアキュムレータ３６ａへ送って蓄圧させて、第２液圧ポンプ１０にて発生した回生エネルギを消費させ、エンジン７のオーバーレブを抑制する。

さらに、アキュムレータ３６ａが飽和状態にある場合は、このアキュムレータ３６ａに接続された第３液圧ポンプ３８を回生エネルギで駆動させ、第３液圧ポンプ３８から吐出される作動油を、比例切換弁３４ａを介してタンク１８へ放出させて、この比例切換弁３４ａを通過する際に作動油のエネルギを熱エネルギに変換して消費させ、エンジン７のオーバーレブを抑制する。

また、ブーム上げ時にアーム４を動作させる際に、第２液圧ポンプ１０の吐出側の作動油の圧力より、この第２液圧ポンプ１０の吸入側の作動油の圧力が高い場合には、アームシリンダ３から排出される作動油にて第２液圧ポンプ１０を液圧モータとして駆動させて、アームシリンダ３から排出される作動油が有するエネルギを回生エネルギに変換する。そして、この回生エネルギにて第１液圧ポンプ９を駆動させて、第２液圧ポンプ１０にて変換した回生エネルギを消費させ、エンジン７のオーバーレブを抑制する。

（３）ブーム・アーム・バケット複合動作時
ブーム下げ時には、ブームシリンダ１のヘッド室１ａから吐出される作動油にて第１液圧ポンプ９を液圧モータとして駆動させて、ヘッド室１ａから吐出される作動油が有するエネルギを回生エネルギに変換する。このとき、アーム４を動作させる場合に、第２液圧ポンプ１０の吐出側の作動油の圧力よりも、この第２液圧ポンプ１０の吸入側の作動油の圧力が低い場合には、第２液圧ポンプ１０を回生エネルギにて駆動させて、この回生エネルギを消費させ、エンジン７のオーバーレブを抑制する。

一方、第１液圧ポンプ９にて変換した回生エネルギが、第２液圧ポンプ１０の駆動に必要な駆動エネルギより大きい場合には、この回生エネルギから第２液圧ポンプ１０の駆動に必要な駆動エネルギを差し引いた残りの回生エネルギにて、第３液圧ポンプ３８を駆動させる。そして、第３液圧ポンプ３８から吐出される作動油をバケットシリンダ５へ送って駆動させて、回生エネルギを消費させる。よって、この回生エネルギのエンジン７への伝達をより効率良く抑制できるため、エンジン７のオーバーレブをより効率良く抑制できる。

さらに、アーム動作時に、第２液圧ポンプ１０の吐出側の作動油の圧力より、この第２液圧ポンプ１０の吸入側の作動油の圧力が高い場合には、アームシリンダ３から排出される作動油にて第２液圧ポンプ１０を液圧モータとして駆動させて、アームシリンダ３から排出される作動油が有するエネルギを回生エネルギに変換し、この回生エネルギにて第３液圧ポンプ３８を駆動させる。そして、第３液圧ポンプ３８から吐出される作動油をバケットシリンダ５へ送って駆動させて、第２液圧ポンプ１０にて変換した回生エネルギを消費させ、エンジン７のオーバーレブを抑制する。

この場合に、第２液圧ポンプ１０にて変換した回生エネルギが、第３液圧ポンプ３８によるバケットシリンダ５の駆動に必要な駆動エネルギより大きい場合には、比例制御弁４４にてバケットシリンダ５へ供給される作動油の流量を制御しつつ、残りの作動油をアキュムレータ３６ａへ送って蓄圧させる。この結果、第３液圧ポンプ３８の駆動エネルギを増加できるとともに、回生エネルギを消費でき、エンジン７のオーバーレブを抑制できる。

さらに、アキュムレータ３６ａが飽和状態にある場合は、このアキュムレータ３６ａに接続された第３液圧ポンプ３８を回生エネルギで駆動させる。そして、第３液圧ポンプ３８から吐出される作動油を、比例切換弁３４ａを介してタンク１８へ放出させて熱エネルギに変換して消費させ、エンジン７のオーバーレブを抑制する。

＜作用効果＞
上述したように、上記第３実施形態に係る油圧ショベル１によれば、レバー２８ａ、２８ｂの操作に応じ、第１ないし第３液圧ポンプ９、１０、３８、比例切換弁３２、３３、３４、３４ａ、切換弁４０および蓄圧切換弁３５、３５ａを制御する。そして、第１または第２液圧ポンプ９、１０が液圧モータとして作用する場合の回生エネルギを、第２または第３液圧ポンプ１０、３８に伝達してアキュムレータ３６、３６ａに蓄圧させる。また、これらアキュムレータ３６、３６ａに蓄圧できない場合であっても、回生エネルギを第２または第３液圧ポンプ１０、３８の駆動に使用して、比例切換弁３４、３４ａを通過させて熱エネルギとして消費させる。よって、複数の閉回路１０７、１０８と開回路１１０とが組み合わされた液圧駆動制御装置１０６Ｂであっても、上記第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

［その他］
なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形態様が含まれる。例えば、前述した実施形態は、本発明を分りやすく説明するために説明したものであり、本発明は、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。

そして、上記第１実施形態は２つの閉回路１０７、１０８を組み合わせた液圧駆動制御装置１０６とし、第２実施形態は閉回路１０７に開回路１１０を組み合わせた液圧駆動制御装置１０６Ａとし、第３実施形態は２つの閉回路１０７、１０８に一つの閉回路１１０を組み合わせた液圧駆動制御装置１０６Ｂとしたが、液圧モータとして駆動し回生エネルギに変換する第１または第２液圧ポンプ９、１０を備えた流体圧回路が閉回路１０７とされた構成であれば、これら閉回路１０７、１０８および開回路１１０を必要に応じて組み合わせることもできる。

また、負荷圧を発生させる手段として比例切換弁３４、３４ａとアキュムレータ３６、３６ａとを用いたが、比例切換弁３４、３４ａのみとし、回生エネルギにて第２または第３液圧ポンプ１０、３８を駆動させ、これら第２または第３液圧ポンプ１０、３８から吐出される作動油を比例切換弁３４、３４ａへ送り、この作動油のエネルギを熱エネルギに変換して消費させることもできる。さらに、エネルギを蓄えるエネルギ蓄積部としては、アキュムレータ３６、３６ａの代わりに、油圧モータと、この油圧モータにて駆動される電動・発電機と、この電動・発電機にて発電された電力を蓄電するバッテリとを備えさせることもできる。この場合には、回生エネルギにて第２または第３液圧ポンプ１０、３８を駆動させた際に吐出される作動油にて油圧モータを駆動させ、この油圧モータにて電動・発電機を駆動させ、この電動・発電機にて発電させた電力をバッテリに蓄電させて消費させる。

さらに、上記各実施形態においては、ブームシリンダ１、アームシリンダ３およびバケットシリンダ５を組み合わせた動作について説明したが、本発明はこれに限定されず、これらブームシリンダ１、アームシリンダ３およびバケットシリンダ５の他、例えば、旋回装置１０４を駆動させる旋回モータや、下部走行体１０２の走行装置を駆動させる走行モータ等の他の油圧アクチュエータを適宜組み合わせて適用させることもできる。また、アキュムレータ３６、３６ａに蓄圧させた作動油にてアームシリンダ３またはバケットシリンダ５を直接駆動させる構成とすることもできる。

そして、上記各実施形態においては、作業機械としてクローラ式の油圧ショベル１について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばホイールローダ、ホイールショベル、クレーン等の液体圧アクチュエータにて駆動される種々の作業機械や、エンジン７の代わりに電動モータで駆動する電動式油圧ショベルなどの作業機械についても対応させて用いることもできる。

１ ブームシリンダ（閉回路用流体圧アクチュエータ）
１ａ ヘッド室
１ｂ ロッド室
１ｃ シリンダ
１ｄ シリンダロッド
２ ブーム
３ アームシリンダ（液体圧アクチュエータ）
３ａ ヘッド室
３ｂ ロッド室
３ｃ シリンダ
３ｄ シリンダロッド
４ アーム
５ バケットシリンダ（液体圧アクチュエータ）
５ａ ヘッド室
５ｂ ロッド室
５ｃ シリンダ
５ｄ シリンダロッド
６ バケット
７ エンジン（駆動源）
８ 動力伝達装置（動力伝達部）
９ 第１液圧ポンプ（閉回路用液体圧ポンプ）
９ａ レギュレータ
１０ 第２液圧ポンプ（流体圧ポンプ）
１０ａ レギュレータ
１１ チャージポンプ
１２ コントローラ
１３ 流路
１４ 流路
１５ 流路
１６ 流路
１７ａ、１７ｂ チェック弁
１８ タンク
１９ａ、１９ｂ リリーフ弁
２０ フレッシング弁
２１ チャージ用チェック弁
２２ チャージ用リリーフ弁
２３ 流路
２４ 流路
２５ 流路
２６ 流路
２７ａ、２７ｂ チェック弁
２８ａ、２８ｂ レバー
２９ａ、２９ｂ リリーフ弁
３０ フラッシング弁
３１ チャージ用チェック弁
３２ 比例切換弁
３３ 比例切換弁
３４、３４ａ 比例切換弁（負荷圧発生部、圧力損失部）
３５、３５ａ 蓄圧切換弁
３６、３６ａ アキュムレータ（負荷圧発生部、エネルギ蓄積部）
３７、３７ａ リリーフ弁
３８ 第３液圧ポンプ（流体圧ポンプ）
３８ａ レギュレータ
３９ 流路
４０ 切換弁
４３ チェック弁
４４ 比例切換弁
４５ カウンタバランス弁
４７ 流路
４８ 流路
１００ 油圧ショベル（作業機械）
１０１ 下部走行体
１０２ 上部旋回体（作業機本体）
１３０ キャブ
１０４ 旋回装置
１０５ フロント作業機
１０６、１０６Ａ、１０６Ｂ 液圧駆動制御装置
１０７ 閉回路
１０８ 閉回路（流体圧回路）
１０９ 流路切換部
１１０ 開回路（流体圧回路）

Claims (2)

1. 作業機本体と、
   この作業機本体に設けられた駆動源と、
   この駆動源にて駆動される流体圧ポンプ、この流体圧ポンプから吐出される流体にて駆動される流体圧アクチュエータ、前記流体圧ポンプの吐出側に負荷圧を発生させる負荷圧発生部、および前記流体圧ポンプから吐出される流体の流路を前記流体圧アクチュエータと前記負荷圧発生部とのいずれかに切り換える流路切換部を有する流体圧回路と、
   前記駆動源にて駆動され吐出流量および吐出方向が制御可能な閉回路用流体圧ポンプ、およびこの閉回路用流体圧ポンプから吐出される流体にて駆動される閉回路用流体圧アクチュエータを備えた閉回路と、
   前記閉回路用流体圧ポンプの動力を前記流体圧ポンプに伝達する動力伝達部と、
   を備え、
   前記負荷圧発生部は、前記流体圧ポンプから吐出される流体が有するエネルギを蓄えるエネルギ蓄積部である
   ことを特徴とする作業機械。
2. 請求項１に記載の作業機械において、
   前記流体圧回路を複数備え、
   前記動力伝達部は、前記閉回路用流体圧アクチュエータから排出される流体にて前記閉回路用流体圧ポンプが駆動された場合に、前記複数の流体圧回路の前記流体圧ポンプのうちの、前記流体圧アクチュエータの駆動に使用していない前記流体圧ポンプを優先的に選択し、この選択した前記流体圧ポンプを駆動させ、吐出する流体を前記負荷圧発生部に流入させる
   ことを特徴とする作業機械。

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