JPH10103112A - Hydraulic driving gear - Google Patents

Hydraulic driving gear

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Publication number
JPH10103112A
JPH10103112A JP8254165A JP25416596A JPH10103112A JP H10103112 A JPH10103112 A JP H10103112A JP 8254165 A JP8254165 A JP 8254165A JP 25416596 A JP25416596 A JP 25416596A JP H10103112 A JPH10103112 A JP H10103112A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pump
rotation speed
torque
electric motor
motor
Prior art date
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Pending
Application number
JP8254165A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Ochiai
隆 落合
Nobuyuki Tani
信幸 谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to JP8254165A priority Critical patent/JPH10103112A/en
Publication of JPH10103112A publication Critical patent/JPH10103112A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2217Hydraulic or pneumatic drives with energy recovery arrangements, e.g. using accumulators, flywheels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Operation Control Of Excavators (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To attain improvement of absorbing torque of an oil hydraulic pump, reduction of an engine load, improvement of a fuel consumption factor and lower noise generation, concurrently while attaining miniaturization of the oil hydraulic pump and an engine, and attain also regeneration of rotary kinetic energy from a turn unit of large inertia. SOLUTION: By an engine 1, an oil hydraulic pump 2 is driven, by pressure oil from the oil hydraulic pump, each work actuator (3a, 3b) is driven. An electric motor 8 concurrently serving as a generator is additionally provided in the oil hydraulic pump, by switching control of a controller 9, generating operation and assist operation are performed by the electric motor. A turn pump motor 4, driving a turn unit 32 with motor operation by pressure oil supplied from an accumulator 12, is provided, by switching control of a turn controller 17, at braking time of a turn system, by pump operation, rotary kinetic energy is regenerated. A second electric motor 16 concurrently serving as a generator is additionally provided in the turn pump motor, by switching control of the turn controller, generating operation and assist operation are performed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧ショベル,ホ
イールローダー等の建設機械やフォークリフト,ごみ収
集車等の油圧作業機において用いられる油圧駆動装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hydraulic drive device used in construction machines such as hydraulic excavators and wheel loaders, and hydraulic working machines such as forklifts and garbage trucks.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、この種の油圧駆動装置とし
て、エンジンと、エンジンにより駆動される可変容量形
油圧ポンプとを備え、この油圧ポンプからの圧油により
下部走行体や各種作動部の駆動を行うようにしたものが
知られている(例えば、特開昭62−156440号公
報参照)。このような油圧駆動装置は、油圧ショベルに
おける一例を図1に示すように、一般に、エンジン
(1)と、このエンジン(1)により回転駆動される油
圧ポンプ(2)と、この油圧ポンプ(2)から吐出され
る圧油を旋回用油圧モータやバケット作動用シリンダ等
の各種作業用アクチュエータ(3,4)に供給制御して
その作動を制御するコントロールバルブ(5)と、上記
油圧ポンプ(2)の斜板角度を調整して押しのけ容積を
制御するための斜板角制御用アクチュエータ(6)と、
このアクチュエータ(6)を上記コントロールバルブ
(5)からの情報に基づいて制御するコントロールバル
ブ(7)とを備えている。そして、この油圧駆動装置に
おいて、上記油圧ポンプ(2)は、斜板角制御用アクチ
ュエータ(6)により油圧ポンプ(2)の圧油の押しの
け容積が制御されて、各種作業用アクチュエータ(3,
4)で必要な圧油を供給するようになっており、また、
上記エンジン(1)はこの油圧ポンプ(2)での押しの
け容積の制御に対応して回転数の変更調整が行われるよ
うになっている。すなわち、上記の油圧駆動装置は、油
圧ポンプ(2)の吸収トルク線図を図2に示すように、
油圧ポンプ(2)の吐出圧力を示す横軸と、押しのけ容
積を示す縦軸とで規定される直交座標において、油圧ポ
ンプ(2)自体により定まる最大押しのけ容積(線分A
B)と、油圧駆動装置のシステム全体により定まる最大
許容圧力(線分CD)と、エンジン(1)自体により定
まる油圧ポンプ(2)の最大吸収トルク(双曲線BC)
とで囲まれる制限領域で運転が行われるようになってい
る。なお、上記の油圧ポンプ(2)の吸収トルクとは、
油圧ポンプ(2)が各種作業用アクチュエータ(3,
4)を作動させる上で必要とするトルクであって、エン
ジン(1)の出力トルクから吸収するトルクのことであ
る。そして、この吸収トルクは油圧ポンプ(2)の吐出
圧力に1回転当りの押しのけ容積を乗じたものに相当す
る。また、この吸収トルクに回転数を乗じたものが油圧
ポンプ(2)の吸収馬力となる。
2. Description of the Related Art Heretofore, as this type of hydraulic drive, an engine and a variable displacement hydraulic pump driven by the engine have been provided, and the hydraulic oil from the hydraulic pump drives the lower traveling body and various operating parts. Is known (for example, refer to Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-156440). As shown in FIG. 1, an example of a hydraulic excavator generally includes an engine (1), a hydraulic pump (2) rotationally driven by the engine (1), and a hydraulic pump (2). ), A control valve (5) for controlling the supply of hydraulic oil to various working actuators (3, 4) such as a turning hydraulic motor and a bucket operating cylinder, and controlling the operation thereof, and the hydraulic pump (2). ) A swash plate angle control actuator (6) for adjusting the swash plate angle and controlling the displacement.
A control valve (7) for controlling the actuator (6) based on information from the control valve (5) is provided. In this hydraulic drive device, the hydraulic pump (2) controls the displacement of the hydraulic oil of the hydraulic pump (2) by the swash plate angle control actuator (6), thereby controlling the various working actuators (3, 3).
The necessary pressure oil is supplied in 4).
The engine (1) is adapted to change and adjust the number of revolutions in accordance with the displacement control by the hydraulic pump (2). That is, as shown in FIG. 2, the hydraulic drive device described above shows an absorption torque diagram of the hydraulic pump (2).
In orthogonal coordinates defined by the horizontal axis indicating the discharge pressure of the hydraulic pump (2) and the vertical axis indicating the displacement, the maximum displacement (line A) determined by the hydraulic pump (2) itself.
B), the maximum allowable pressure (line segment CD) determined by the entire hydraulic drive system, and the maximum absorption torque (hyperbolic BC) of the hydraulic pump (2) determined by the engine (1) itself.
The operation is performed in the limited area surrounded by The absorption torque of the hydraulic pump (2) is
Hydraulic pump (2) is used for various work actuators (3,
This is the torque required to operate 4), and is the torque absorbed from the output torque of the engine (1). This absorption torque corresponds to the discharge pressure of the hydraulic pump (2) multiplied by the displacement per rotation. The product of the absorption torque and the rotation speed is the absorption horsepower of the hydraulic pump (2).

【0003】また、上記のエンジン(1)と油圧ポンプ
(2)とからなる油圧駆動装置では、上記の各種作業用
アクチュエータ(3,4)にかかる作業負荷の軽重に応
じて標準負荷作業の時にはエンジン(1)が定格馬力運
転され、重負荷作業の時にはエンジン(1)が最高馬力
運転されるようになっている。これら標準負荷作業時と
重負荷作業時とにおけるエンジン(1)の状況は以下に
説明するようになる。
[0003] In the hydraulic drive system including the engine (1) and the hydraulic pump (2), depending on the lightness of the work load applied to the various work actuators (3, 4), a standard load work is performed. The engine (1) is operated at the rated horsepower, and the engine (1) is operated at the maximum horsepower during heavy load work. The state of the engine (1) during the standard load operation and the heavy load operation will be described below.

【0004】上記標準負荷作業時の油圧ポンプ(2)の
吸収トルクが例えば図2にTy1〜Ty2で示す範囲であ
り、上記重負荷作業時の油圧ポンプ(2)の必要吸収ト
ルクが図2の双曲線BCを越えた領域のTy3であるとす
ると、エンジン(1)の回転数と、その回転数の時の軸
トルク,軸出力,及び,燃料消費率は図3のエンジン
(1)の性能曲線に示すようになる。すなわち、標準負
荷作業時においては、上記吸収トルクTy1〜Ty2に対応
して発生軸トルクがTg1〜Tg2に、発生軸出力(発生馬
力)がPe1〜Pe2に、燃料消費率がge1〜ge2にそれぞ
れなり、これに連動してエンジン(1)はこれを制御す
るガバナにより定格回転数Ne1〜Ne2で作動されるよう
になる。これをタイムチャートで表すと図4に示すよう
になる。つまり、通常の作業においては、エンジン
(1)は軸トルクとしてTg1〜Tg2の範囲のものを発生
させ、エンジン回転数は定格回転数Ne1〜Ne2の範囲で
制御される。
The absorption torque of the hydraulic pump (2) during the standard load operation is, for example, in a range indicated by Ty1 to Ty2 in FIG. 2, and the required absorption torque of the hydraulic pump (2) during the heavy load operation is shown in FIG. Assuming that Ty3 is in the region beyond the hyperbola BC, the engine (1) rotational speed and the shaft torque, shaft output, and fuel consumption rate at that rotational speed are the performance curves of the engine (1) in FIG. It becomes as shown in. That is, during the standard load operation, the generated shaft torque becomes Tg1 to Tg2, the generated shaft output (generated horsepower) becomes Pe1 to Pe2, and the fuel consumption rate becomes ge1 to ge2, respectively, corresponding to the absorption torques Ty1 to Ty2. In conjunction with this, the engine (1) is operated at the rated speeds Ne1 to Ne2 by the governor controlling the engine (1). FIG. 4 shows this in a time chart. That is, in normal work, the engine (1) generates a shaft torque in the range of Tg1 to Tg2, and the engine speed is controlled in the range of the rated speed Ne1 to Ne2.

【0005】そして、このような標準負荷作業の一部に
おいて重負荷作業の必要が生じると、各種作業用アクチ
ュエータ(3,4)の作業量が増大し、これらアクチュ
エータ(3,4)に対し油圧ポンプ(2)の最大吸収ト
ルク線(双曲線BC)を越えた吸収トルクTy3での圧油
の供給が必要になる。この場合、作業者のスロットルレ
バー等の操作に連動して上記ガバナによりエンジン
(1)が最高回転数Np1〜Np2で作動される最大馬力運
転に変更され、これにより、油圧ポンプ(2)の負荷は
上記のTy1〜Ty2の吸収トルク範囲のものになり、これ
に対応してエンジン(1)の負荷は、発生軸トルクがT
g1〜Tg2に、発生馬力がPp1〜Pp2に、燃料消費率がg
p1〜gp2にそれぞれなる。そして、この重負荷作業の場
合をタイムチャートで表すと図5に示すようになる。つ
まり、重負荷作業時には、エンジン(1)を最大馬力運
転状態にして回転数を増大させることにより、油圧ポン
プ(2)を上記制限領域(ABCD)内での駆動状態に
する一方、その制限領域内での吸収トルクで上記各種作
業用アクチュエータ(3,4)に対し重負荷作業に必要
な圧油を供給し得るようになっている。
[0005] When heavy load work becomes necessary in a part of such standard load work, the amount of work of various work actuators (3, 4) increases, and hydraulic pressure is applied to these actuators (3, 4). It is necessary to supply pressure oil at an absorption torque Ty3 exceeding the maximum absorption torque line (hyperbolic BC) of the pump (2). In this case, the operation of the engine (1) is changed to the maximum horsepower operation in which the engine (1) is operated at the maximum rotation speed Np1 to Np2 by the governor in conjunction with the operation of the throttle lever or the like by the operator, whereby the load on the hydraulic pump (2) is changed. Is in the above-mentioned absorption torque range of Ty1 to Ty2, and the load of the engine (1) is correspondingly adjusted so that the generated shaft torque is T
g1 to Tg2, generated horsepower to Pp1 to Pp2, and fuel consumption rate to g
p1 to gp2. FIG. 5 is a time chart showing the heavy load operation. In other words, at the time of heavy load work, the engine (1) is put into the maximum horsepower operating state and the number of revolutions is increased, so that the hydraulic pump (2) is driven in the above-mentioned limited area (ABCD) while the limited area (ABCD) is being driven. The hydraulic oil necessary for heavy-load work can be supplied to the various work actuators (3, 4) by the absorption torque inside.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
エンジン(1)と油圧ポンプ(2)との組み合わせから
なる油圧駆動装置においては、主として油圧ポンプ
(2)を駆動する駆動源がエンジン(1)だけであるこ
とに起因して、以下の不都合が生じている。
However, in the above-mentioned conventional hydraulic drive system comprising a combination of the engine (1) and the hydraulic pump (2), the driving source mainly for driving the hydraulic pump (2) is the engine (1). ) Causes the following inconveniences.

【0007】すなわち、第1に、油圧ポンプ(2)の最
大吸収トルクはエンジン(1)の最大発生トルクによる
制限を受け、油圧ポンプ(2)の最大吸収トルクを増大
させて油圧駆動装置の能力を向上させるにはエンジン
(1)を大トルクのものに変更する必要がある。この場
合、エンジン(1)を大トルクのものに変更すると、油
圧駆動装置の大型化、コスト増大を招くばかりでなく、
燃料消費率の悪化、騒音増大、排ガス増大等の不都合を
も招くことになる。
First, the maximum absorption torque of the hydraulic pump (2) is limited by the maximum generated torque of the engine (1), and the maximum absorption torque of the hydraulic pump (2) is increased to increase the capacity of the hydraulic drive device. It is necessary to change the engine (1) to one having a large torque in order to improve the torque. In this case, when the engine (1) is changed to one having a large torque, not only the size and cost of the hydraulic drive device are increased, but also,
Inconveniences such as deterioration of fuel consumption rate, increase of noise, increase of exhaust gas, etc. are also caused.

【0008】第2に、標準負荷作業時の定格馬力運転
と、重負荷作業時の最大馬力運転とを同じエンジン
(1)で行うため、重負荷作業時に燃料消費率の悪化、
エンジン騒音の増大、排ガス増大等の不都合を招くこと
になる。
Second, since the rated horsepower operation during the standard load operation and the maximum horsepower operation during the heavy load operation are performed by the same engine (1), the fuel consumption rate deteriorates during the heavy load operation.
Inconveniences such as an increase in engine noise and an increase in exhaust gas are caused.

【0009】第3に、標準負荷作業時においても、油圧
ポンプ(2)の必要吸収トルクに応じてエンジン(1)
の回転数がNe1〜Ne2の範囲で変更されるため、それに
伴い燃料消費率が変動して燃料消費率の悪化を招くこと
になる。また、油圧ポンプ(2)の必要吸収トルクに応
じてエンジン(1)の発生軸トルクが増減されることに
なり、エンジン(1)が有する能力の有効利用という観
点からは好ましいものではない。すなわち、エンジン
(1)が油圧ポンプ(2)に付与し得るトルクの能力が
例えば100あっても、油圧ポンプ(2)は常にその1
00の全てを利用しているわけではなく、その一部を利
用しているにすぎず、効率面で好ましいものとはいえな
い。
Third, even during a standard load operation, the engine (1) is controlled according to the required absorption torque of the hydraulic pump (2).
Is changed in the range of Ne1 to Ne2, the fuel consumption rate fluctuates accordingly, and the fuel consumption rate deteriorates. Further, the generated shaft torque of the engine (1) is increased or decreased according to the required absorption torque of the hydraulic pump (2), which is not preferable from the viewpoint of effectively utilizing the capability of the engine (1). That is, even if the engine (1) has a torque capacity of, for example, 100 that the hydraulic pump (2) can apply to the hydraulic pump (2), the hydraulic pump (2) is
Not all of 00 are used, but only a part of them, which is not preferable in terms of efficiency.

【0010】そこで、上記の不都合を解消するために、
上記油圧ポンプとの間でトルク伝達を可逆的に行う電動
機を設け、エンジンを例えば定格回転数等の固定回転数
で一定運転を維持させ得るようにすることが考えられ
る。すなわち、作動部を作動させるための油圧ポンプの
必要吸収トルクが所定の設定値よりも小さい場合にはそ
の余剰トルクで上記電動機を回転駆動させて発電作動さ
せ、その発電した電気エネルギーを蓄電手段に蓄える一
方、必要吸収トルクが上記設定値よりも大きい場合には
上記蓄電手段に蓄えられた電気エネルギーで電動機を回
転駆動させて油圧ポンプに対し上記定格回転数でのエン
ジン出力トルクの不足分をアシストするアシスト作動を
行なわせるようにすることが考えられる。
Therefore, in order to solve the above-mentioned inconvenience,
It is conceivable to provide an electric motor that reversibly transmits torque to and from the hydraulic pump so that the engine can maintain a constant operation at a fixed rotation speed such as a rated rotation speed. That is, when the required absorption torque of the hydraulic pump for operating the operating part is smaller than a predetermined set value, the electric motor is rotated and driven by the surplus torque to generate electric power, and the generated electric energy is stored in the electric storage means. On the other hand, if the required absorption torque is larger than the above set value, the electric motor is rotated and driven by the electric energy stored in the power storage means to assist the hydraulic pump with the shortage of the engine output torque at the above rated speed. It is conceivable to perform an assist operation that performs the following.

【0011】しかしながら、上記の構成の場合、重負荷
作業要求に対し、電動機をアシスト作動させようとして
も蓄電手段の電気エネルギーが不足していては、そのア
シスト作動によるアシストトルクを得ることはできず、
また、電動機の能力により定まる最大アシストトルクを
発揮させても重負荷作業要求を満足させられないことが
あり、これらの場合には共に必要吸収トルクが不足して
エンジンストール(エンスト)に至る結果となる。その
一方、重負荷作業要求が一時的でありほとんどの時間が
標準負荷作業の場合には電動機を発電作動させ続ける結
果、蓄電手段への充電が満杯状態になっていてもエンジ
ンが一定回転数での駆動状態に維持され続け、過充電と
なるという不都合や、もしくは、発電された電気エネル
ギーが無駄に廃棄されるという不都合も生じる。さら
に、上記電動機の発電作動もしくはアシスト作動の切換
えを上記の必要吸収トルクと設定値との比較により制御
するようにした場合であっても、重負荷作業時に例えば
油圧ショベルのオペレータが蓄電手段の電気エネルギー
の残量等を確認した上で重負荷作業のための操作を行う
必要が生じ、操作が繁雑になるという不都合もある。
However, in the case of the above-mentioned configuration, even if an attempt is made to operate the electric motor in response to a heavy load work request, if the electric energy of the power storage means is insufficient, it is not possible to obtain an assist torque by the assist operation. ,
In addition, even if the maximum assist torque determined by the capacity of the electric motor is exerted, heavy load work requirements may not be satisfied. In both of these cases, the required absorption torque is insufficient and engine stall (stall) may occur. Become. On the other hand, when the heavy load work request is temporary and most of the time is the standard load work, the motor continues to generate power, so that the engine operates at a constant speed even when the charging of the power storage means is full. , And the battery is overcharged, or the generated electric energy is wastefully discarded. Further, even when the switching between the power generation operation and the assist operation of the electric motor is controlled by comparing the required absorption torque with the set value, for example, during heavy load work, the operator of the hydraulic shovel may be able to control the electric storage means. It is necessary to perform an operation for a heavy load operation after confirming the remaining amount of energy and the like, and there is also an inconvenience that the operation becomes complicated.

【0012】さらに、油圧ショベルにおいては、その旋
回体の回転慣性が極めて大きい上にこの旋回体をバケッ
トやアーム等と同時に作動させることが多く、これらを
作動させるための各種作業用アクチュエータ(3,4)
を同一の油圧ポンプ(2)から供給する圧油で作動させ
るためには、その油圧ポンプ(2)やこれを駆動するエ
ンジン(1)を大トルクのものに変更せざるを得ず、こ
の場合には、上記の第1の不都合を招くことが避けられ
ない。これに対し、旋回駆動系を油圧ポンプ(2)から
切り離して電動機で作動させることも考えられるが、旋
回体の回転慣性が極めて大きくその加減速時に上記旋回
駆動系に大トルクが要求されるため、電動機のみでの駆
動は困難である。
Further, in a hydraulic shovel, the rotating inertia of the revolving superstructure is extremely large, and the revolving superstructure is often operated simultaneously with a bucket, an arm or the like. 4)
In order to operate the hydraulic pump with the hydraulic oil supplied from the same hydraulic pump (2), the hydraulic pump (2) and the engine (1) for driving the hydraulic pump (2) must be changed to those with large torque. Inevitably, the first disadvantage is caused. On the other hand, it is conceivable that the turning drive system is separated from the hydraulic pump (2) and operated by an electric motor. However, it is difficult to drive only with an electric motor.

【0013】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、従来と同じ能
力のエンジンを用いつつ油圧ポンプの吸収トルクの向上
を図るとともに、この油圧ポンプに要求される必要吸収
トルクを低減させてエンジンに加わる負荷を低減させる
ことにより燃料消費率の向上とより一層の低騒音化とを
図り、併せて、旋回駆動系を切り離して油圧ポンプ
(2)及びエンジン(1)の小型化を図りつつ、慣性の
大きな旋回体からの回転運動エネルギーの回生をも図る
ことにある。
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to improve the absorption torque of a hydraulic pump while using an engine having the same capacity as that of the related art. In order to improve the fuel consumption rate and to further reduce the noise by reducing the required absorption torque required for the engine and to reduce the load applied to the engine, the hydraulic drive pump (2) is separated from the turning drive system. Another object of the present invention is to regenerate rotational kinetic energy from a revolving structure having a large inertia while reducing the size of the engine (1).

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載の発明は、エンジン(1)と、このエ
ンジン(1)により駆動される油圧ポンプ(2)と、こ
の油圧ポンプ(2)から吐出される圧油により駆動され
る作動部(3a,3b)とを備えた油圧駆動装置を前提
とする。このものにおいて、上記油圧ポンプ(2)との
間でトルク伝達を可逆的に行う第1電動機(8)と、こ
の第1電動機(8)との間で電気エネルギーの受け渡し
を行う蓄電手段(10)と、旋回体(32)を回転駆動
する旋回駆動系(400)とを備えるものとする。そし
て、上記第1電動機(8)を、上記油圧ポンプ(2)か
らのトルク伝達を受けて発電した電気エネルギーを上記
蓄電手段(10)に蓄える発電作動と、その蓄電手段
(10)に蓄電された電気エネルギーを受けて駆動され
ることにより上記油圧ポンプ(2)対してトルク伝達を
行うアシスト作動とに切換可能に構成し、さらに、上記
旋回駆動系(400)を、圧油を媒体として圧力エネル
ギーを蓄える蓄圧手段(12)と、この蓄圧手段(1
2)からの圧油の供給を受けて駆動されるモータ作動と
上記蓄圧手段(12)に圧油を供給して蓄圧させるポン
プ作動とに切換可能に構成されたポンプモータ装置
(4)とを備える構成とするものである。
According to one aspect of the present invention, there is provided an engine (1), a hydraulic pump (2) driven by the engine (1), and a hydraulic pump (2). It is assumed that the hydraulic drive device includes an operation unit (3a, 3b) driven by pressure oil discharged from (2). In this apparatus, a first electric motor (8) for reversibly transmitting torque to and from the hydraulic pump (2), and a power storage means (10) for transferring electric energy to and from the first electric motor (8). ) And a swing drive system (400) for rotatingly driving the swing body (32). Then, the first electric motor (8) receives the torque transmitted from the hydraulic pump (2) and stores the electric energy generated in the electric storage means (10) in a power generation operation, and the electric energy is stored in the power storage means (10). The hydraulic pump (2) can be switched to an assist operation for transmitting torque to the hydraulic pump (2) by being driven by receiving the electric energy. Pressure accumulating means (12) for storing energy;
A pump motor device (4) configured to be switchable between a motor operation driven by the supply of the pressure oil from 2) and a pump operation of supplying the pressure oil to the pressure accumulating means (12) to accumulate the pressure. It is configured to be provided.

【0015】上記の構成の場合、エンジン(1)から吸
収する油圧ポンプ(2)の必要吸収トルクが作動部(3
a,3b)で必要となる駆動力に応じて定まるため、作
動部(3a,3b)が標準負荷作動状態にあり油圧ポン
プ(2)の必要吸収トルクがエンジン(1)の最大発生
トルクよりも小さい場合には、第1電動機(8)が発電
作動に切換えられて上記エンジン(1)の発生トルクの
うちの余剰トルクが上記第1電動機(8)に伝達され、
その発電作動により発生した電気エネルギーが蓄電手段
に蓄えられ、駆動源としてのエンジン(1)を効率よく
利用することが可能になる。一方、上記必要吸収トルク
がエンジン(1)の最大発生トルクよりも大きくなるよ
うな重負荷作業時においては、上記第1電動機(8)が
アシスト作動に切換えられて上記蓄電手段(10)に蓄
えられた電気エネルギーにより駆動され、油圧ポンプ
(2)を駆動するモータとしての役割を果たすことにな
る。これにより、上記油圧ポンプ(2)は、第1電動機
(8)からトルクの伝達を受けて上記エンジン(1)の
最大発生トルクよりも大きなトルクで作動され、上記作
動部(3a,3b)に重負荷作業を行わせるために必要
な圧油を供給することが可能になる。つまり、油圧ポン
プ(2)の吸収トルクをエンジン(1)の最大発生トル
クよりも大きいものにすることが可能になる。上記の発
電作動とアシスト作動との切換可能な第1電動機(8)
としては、発電機能を有する誘導電動機や、同期電動機
等を用いればよい。そして、このような油圧駆動装置に
よれば、上記の如く上記第1電動機(8)を標準負荷作
業時に発電作動に切換えることによりエンジントルクの
高効率利用を図り、かつ、重負荷作業時にアシスト作動
に切換えることにより作動部駆動のパワーアップを図る
ことが可能になる外、例えば、本油圧駆動装置の運転
を、昼間は上記第1電動機(8)を主として発電作動状
態にし、夜間は上記第1電動機(8)をアシスト作動状
態にして油圧ポンプ(2)を主として第1電動機(8)
を駆動源として作動させることによりエンジン(1)騒
音を低減させて静粛運転を図るようにすることも可能に
なる。
In the case of the above configuration, the required absorption torque of the hydraulic pump (2) absorbed from the engine (1) is reduced by the operating portion (3).
a), 3b) is determined according to the driving force required, and the operating parts (3a, 3b) are in the standard load operating state, and the required absorption torque of the hydraulic pump (2) is larger than the maximum generated torque of the engine (1). When it is smaller, the first motor (8) is switched to the power generation operation, and the surplus torque of the generated torque of the engine (1) is transmitted to the first motor (8),
The electric energy generated by the power generation operation is stored in the power storage means, and the engine (1) as a driving source can be used efficiently. On the other hand, at the time of heavy load work in which the required absorption torque becomes larger than the maximum generated torque of the engine (1), the first electric motor (8) is switched to the assist operation and stored in the power storage means (10). It is driven by the applied electric energy and functions as a motor for driving the hydraulic pump (2). Thus, the hydraulic pump (2) receives torque transmitted from the first electric motor (8) and is operated with a torque larger than the maximum generated torque of the engine (1). It becomes possible to supply pressure oil necessary for performing heavy-load work. That is, the absorption torque of the hydraulic pump (2) can be made larger than the maximum generated torque of the engine (1). First electric motor (8) capable of switching between the above-described power generation operation and assist operation
For example, an induction motor having a power generation function, a synchronous motor, or the like may be used. According to such a hydraulic drive device, as described above, the first electric motor (8) is switched to the power generation operation at the time of the standard load operation, whereby the engine torque is efficiently used, and the assist operation is performed at the time of the heavy load operation. In addition to the above, it is possible to increase the power of the driving of the operating portion by switching to, for example, the operation of the present hydraulic drive device, the first electric motor (8) is mainly in the power generation operation state in the daytime, and the first electric motor is operated in the nighttime. The electric motor (8) is set in the assist operation state, and the hydraulic pump (2) is mainly used as the first electric motor (8).
By operating the vehicle as a drive source, it is possible to reduce the noise of the engine (1) and achieve a quiet operation.

【0016】さらに、旋回駆動系(400)において、
慣性負荷の大きい旋回体(32)を駆動するポンプモー
タ装置(4)が蓄圧手段(12)から供給される圧油に
より駆動されるようになっているため、油圧ポンプ
(2)の必要吸収トルクを減少させてエンジン(1)に
加わる負荷を低減させることが可能になる。このため、
エンジン(1)を定格回転運転して燃料消費率の向上と
騒音の低減とを図ることが可能になる。加えて、上記ポ
ンプモータ装置(4)がポンプ作動に切換えられて蓄圧
手段(12)に圧油を供給するようになっているため、
このポンプモータ装置(4)の回転に伴う回転運動エネ
ルギーを蓄圧手段(12)に回生することが可能にな
り、これにより、省エネルギー化を図ることが可能にな
る。
Further, in the turning drive system (400),
Since the pump motor device (4) for driving the revolving superstructure (32) having a large inertial load is driven by the pressure oil supplied from the pressure accumulating means (12), the required absorption torque of the hydraulic pump (2) And the load applied to the engine (1) can be reduced. For this reason,
It is possible to improve the fuel consumption rate and reduce the noise by operating the engine (1) at the rated speed. In addition, since the pump motor device (4) is switched to the pump operation and supplies pressure oil to the pressure accumulating means (12),
It becomes possible to regenerate the rotational kinetic energy associated with the rotation of the pump motor device (4) to the pressure accumulating means (12), thereby making it possible to save energy.

【0017】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明において、作動部(3a,3b)を駆動する上で必要
となる油圧ポンプ(2)での必要吸収トルクを検出する
吸収トルク検出手段(11)と、この吸収トルク検出手
段(11)により検出された必要吸収トルク検出値がエ
ンジン(1)の回転数との関係で予め定められたエンジ
ン(1)の出力トルク設定値よりも低トルク側であると
き、上記電動機(8)を上記油圧ポンプ(2)から伝達
される余剰トルクにより発電作動させる一方、上記必要
吸収トルク検出値が上記出力トルク設定値よりも高トル
ク側であるとき、上記電動機(8)をアシスト作動状態
にするよう、電動機(8)の作動を切換制御する第1切
換制御手段(92)と、上記吸収トルク検出手段(1
1)により検出された必要吸収トルク検出値が上記出力
トルク設定値よりも高トルク側であるときに、その必要
吸収トルク検出値がエンジン(1)の出力トルクに電動
機のアシスト作動による最大アシストトルクを加えたア
シスト限界トルク値よりも大きいときは、上記エンジン
(1)の回転数を、上記必要吸収トルクに基づく吸収馬
力を等値に維持しつつ上記電動機(8)のアシストトル
クが最大アシストトルクよりも小さくなるよう高回転数
側に変更補正するエンジンの回転数補正制御手段(9
1)とを備える構成とするものである。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, an absorption torque detection for detecting a required absorption torque in the hydraulic pump (2) required for driving the operating portions (3a, 3b). Means (11) and the required absorption torque detection value detected by the absorption torque detection means (11) is higher than a predetermined output torque set value of the engine (1) in relation to the rotation speed of the engine (1). When the torque is on the low torque side, the electric motor (8) is operated to generate electric power by the surplus torque transmitted from the hydraulic pump (2), while the required absorption torque detection value is on the higher torque side than the output torque set value. At this time, first switching control means (92) for switching control of the operation of the electric motor (8) so as to bring the electric motor (8) into the assist operation state, and the absorption torque detecting means (1).
When the required absorption torque detection value detected in 1) is on the higher torque side than the output torque setting value, the required absorption torque detection value becomes the maximum assist torque by the assist operation of the electric motor to the output torque of the engine (1). When the assist torque of the electric motor (8) is equal to or greater than the assist limit torque value, the assist torque of the electric motor (8) is increased to the maximum assist torque while maintaining the rotational speed of the engine (1) equal to the absorption horsepower based on the required absorption torque. Engine speed correction control means (9) for changing and correcting to a higher speed side so as to be smaller than
1).

【0018】上記の構成の場合、請求項1記載の発明に
よる作用に加えて、油圧ポンプ(2)の必要吸収トルク
がエンジン(1)発生トルクに第1電動機(8)による
最大アシストトルクを加えたものよりも大きいものとな
るような過重な重負荷作業を行う場合に、第1切換制御
手段(92)により第1電動機(8)がアシスト作動さ
れると同時に、回転数補正制御手段(91)によりエン
ジン(1)の回転数が高回転数側に変更補正される。こ
の回転数の変更により、変更補正前の回転数のときと比
べ、等しい吸収馬力を発揮させるための必要吸収トルク
を低くすることが可能になり、第1電動機(8)による
アシストトルクが上記最大アシストトルク内のもので足
りるようになる。このため、上記のような一時的に発生
す過重な重負荷作業の作業要求に対しても、エンストを
招くことなく第1電動機(8)によるアシスト作動によ
って必要な吸収馬力を発揮させることが可能になる。
In the above configuration, in addition to the operation according to the first aspect of the present invention, the required absorption torque of the hydraulic pump (2) is obtained by adding the maximum assist torque by the first electric motor (8) to the torque generated by the engine (1). When performing an excessively heavy load work that is larger than the work, the first switching control means (92) assists the first electric motor (8), and at the same time, the rotation speed correction control means (91). ), The rotation speed of the engine (1) is changed and corrected to the higher rotation speed side. This change in the rotation speed makes it possible to reduce the required absorption torque for exhibiting the same absorption horsepower as compared with the rotation speed before the change correction, and the assist torque by the first electric motor (8) becomes the maximum. Anything within the assist torque will be sufficient. For this reason, even for the work request of the heavy load operation temporarily generated as described above, the necessary absorption horsepower can be exerted by the assist operation by the first electric motor (8) without inducing the engine stall. become.

【0019】請求項3記載の発明は、請求項1記載の発
明において、操作者による操作を受けてその操作量をポ
ンプモータ装置(4)に対する回転速度入力値として検
出する入力検出手段(18)と、上記ポンプモータ装置
(4)の実際の回転速度を検出する回転速度検出手段
(19)と、このポンプモータ装置(4)の作動を切換
制御する第2切換制御手段(171,172)とを備
え、この第2切換制御手段(171,172)を、上記
回転速度検出手段(19)により検出された回転速度検
出値が上記入力検出手段(18)により検出された回転
速度入力値よりも低速側であるとき、上記ポンプモータ
装置(4)をモータ作動させて増速させる一方、上記回
転速度検出値が上記回転速度入力値よりも高速側である
とき、上記ポンプモータ装置(4)をポンプ作動させて
減速させる構成とするものである。
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, an input detecting means (18) for receiving an operation by an operator and detecting an operation amount as a rotation speed input value to the pump motor device (4). Rotation speed detecting means (19) for detecting the actual rotation speed of the pump motor device (4), and second switching control means (171, 172) for switching and controlling the operation of the pump motor device (4). The second switching control means (171, 172) is provided so that the rotation speed detection value detected by the rotation speed detection means (19) is larger than the rotation speed input value detected by the input detection means (18). When the rotation speed is lower, the pump motor device (4) is operated by a motor to increase the speed. On the other hand, when the rotation speed detection value is higher than the rotation speed input value, the pump motor device (4) is increased. It is an arrangement for decelerating device (4) by pumping.

【0020】上記の構成の場合、請求項1記載の発明に
おけるポンプモータ装置(4)の作動が具体的に特定さ
れる。すなわち、入力検出手段(18)により、操作者
による操作量に応じて回転速度入力値が検出されるとと
もに、上記ポンプモータ装置(4)の実際の回転速度が
回転速度検出手段(19)により検出される。そして、
ポンプモータ装置(4)の実際の速度が回転速度入力値
よりも低速側であるとき、第2切換制御手段(171,
172)により上記ポンプモータ装置(4)がモータ作
動に切換えられ、蓄圧手段(12)から供給される圧油
を受けて増速される。一方、ポンプモータ装置(4)の
実際の回転速度が回転速度入力値よりも高速側であると
き、第2切換制御手段(171,172)により上記ポ
ンプモータ装置(4)がポンプ作動に切換えられ、上記
蓄圧手段(12)に圧油を供給しつつこの蓄圧手段(1
2)内の油圧により減速される。つまり、上記ポンプモ
ータ装置(4)を、操作者による回転速度入力に従って
エンジン(1)に負荷をかけることなく駆動することが
可能になり、これにより、上記請求項1記載の発明にお
ける駆動部の低騒音化,燃費率の向上,省エネルギー化
等の効果を確実に得ることが可能になる。上記入力検出
手段(18)は、例えば、操作レバーとその操作量を検
出するポテンショメータとにより構成すればよく、ま
た、上記回転速度検出手段(19)としては、ポンプモ
ータ装置(4)の回転軸(41)等の回転数を検出する
回転数センサ等を用いればよい。
In the case of the above configuration, the operation of the pump motor device (4) according to the first aspect of the present invention is specifically specified. That is, the input speed detecting means (18) detects the rotation speed input value in accordance with the operation amount by the operator, and the actual rotation speed of the pump motor device (4) is detected by the rotation speed detecting means (19). Is done. And
When the actual speed of the pump motor device (4) is lower than the rotational speed input value, the second switching control means (171, 171)
By 172), the pump motor device (4) is switched to the motor operation, and the speed is increased by receiving the pressure oil supplied from the pressure accumulating means (12). On the other hand, when the actual rotation speed of the pump motor device (4) is higher than the rotation speed input value, the pump motor device (4) is switched to the pump operation by the second switching control means (171, 172). , While supplying pressure oil to the pressure accumulating means (12),
It is decelerated by the oil pressure in 2). That is, the pump motor device (4) can be driven without applying a load to the engine (1) in accordance with the rotation speed input by the operator. Effects such as low noise, improved fuel efficiency, and energy saving can be reliably obtained. The input detecting means (18) may be constituted by, for example, an operating lever and a potentiometer for detecting an operation amount of the operating lever, and the rotational speed detecting means (19) may be a rotating shaft of a pump motor device (4). A rotation speed sensor or the like for detecting the rotation speed such as (41) may be used.

【0021】請求項4記載の発明は、請求項3記載の発
明におけるポンプモータ装置(4)を可変斜板(44)
を備えた可変斜板式ピストンポンプモータとし、第2切
換制御手段(171,172)を、上記可変斜板(4
4)の傾転角度を正逆両側の再大傾転角度までの間で増
減変更制御する斜板角制御部(171)を備える構成と
するものである。
According to a fourth aspect of the present invention, the pump motor device (4) according to the third aspect of the present invention is provided by changing the variable swash plate (44).
And a second swash plate type piston pump motor provided with a swash plate (4, 7).
The swash plate angle control section (171) for controlling the increase / decrease of the tilt angle of 4) between the forward and reverse large tilt angles is provided.

【0022】上記の構成の場合、可変斜板(44)の傾
転角度が斜板角制御部(171)により制御されてこの
可変斜板(44)の向きが正逆反転されることにより、
ポンプモータ装置(4)を、確実に、ポンプ作動又はモ
ータ作動に切換えることが可能になり、これにより、上
記請求項3記載の発明による作用を確実に得ることが可
能になる。さらに、上記可変斜板(44)の傾転角度の
変更により、ポンプモータ装置(4)の押しのけ容積を
変更して、その吸収トルク又は出力トルク並びに回転速
度を変更制御することが可能になり、これにより、ポン
プモータ装置(4)の回転速度をスムーズに変更制御す
ることが可能になる。
In the above configuration, the tilt angle of the variable swash plate (44) is controlled by the swash plate angle control unit (171), and the direction of the variable swash plate (44) is reversed.
The pump motor device (4) can be reliably switched to the pump operation or the motor operation, whereby the operation according to the third aspect of the present invention can be reliably obtained. Further, by changing the tilt angle of the variable swash plate (44), it is possible to change the displacement of the pump motor device (4) and to control the change of the absorption torque or output torque and the rotation speed thereof, This makes it possible to smoothly change and control the rotation speed of the pump motor device (4).

【0023】請求項5記載の発明は、請求項3記載の発
明において、ポンプモータ装置(4)からのトルク伝達
を受けて発電した電気エネルギーを蓄電手段(10)に
蓄える発電作動と、その蓄電手段(10)に蓄電された
電気エネルギーを受けて駆動されることにより上記ポン
プモータ装置(4)に対してトルク伝達を行うアシスト
作動とに切換可能に構成された第2電動機(16)を備
える構成とするものである。
According to a fifth aspect of the present invention, in the third aspect of the invention, a power generation operation of storing electric energy generated by receiving torque transmission from the pump motor device (4) in the power storage means (10), and the power storage operation A second electric motor (16) configured to be switched to an assist operation for transmitting torque to the pump motor device (4) by being driven by receiving the electric energy stored in the means (10). Configuration.

【0024】上記の構成の場合、請求項3記載の発明に
よる作用に加えて、第2電動機(16)が発電作動とア
シスト作動とに切換え可能に構成され、発電作動時にポ
ンプモータ装置(4)からのトルク伝達を受ける一方、
アシスト作動時に上記ポンプモータ装置(4)に対して
トルク伝達を行うようになっているため、上記アシスト
作動によりポンプモータ装置(4)の最大出力トルクを
向上させることが可能になるとともに、上記発電作動に
より蓄圧手段(12)の容量を越える回転運動エネルギ
ーを電気エネルギーに変換して回生することが可能にな
る。このため、上記蓄圧手段(12)及びポンプモータ
装置(4)を小容量化することが可能になり、これによ
り、油圧駆動装置全体のコンパクト化が可能になる。
In the above configuration, in addition to the operation according to the third aspect of the present invention, the second motor (16) is configured to be switchable between a power generation operation and an assist operation, and the pump motor device (4) during the power generation operation. While receiving torque transmission from
Since the torque is transmitted to the pump motor device (4) during the assist operation, the maximum output torque of the pump motor device (4) can be improved by the assist operation, and the power generation can be performed. By operation, it becomes possible to convert rotational kinetic energy exceeding the capacity of the pressure accumulating means (12) into electric energy and regenerate it. For this reason, it is possible to reduce the capacity of the pressure accumulating means (12) and the pump motor device (4), thereby making it possible to downsize the entire hydraulic drive device.

【0025】請求項6記載の発明は、請求項5記載の発
明において、入力検出手段(18)により検出された回
転速度入力値と回転速度検出手段(19)により検出さ
れた回転速度検出値とが等しくかつ零でないとき、上記
第2電動機(16)をアシスト作動状態に切換えるよ
う、この第2電動機(16)の作動を切換制御する第3
切換制御手段(173)を備える構成とするものであ
る。
According to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect of the present invention, the rotational speed input value detected by the input detecting means (18) and the rotational speed detected value detected by the rotational speed detecting means (19) are used. Is equal to and not zero, a third control for switching the operation of the second motor (16) so as to switch the second motor (16) to the assist operation state.
The configuration includes a switching control means (173).

【0026】上記の構成の場合、請求項5記載の発明に
よる作用に加えて、回転速度検出値と回転速度入力値と
が等しくかつ零でないとき、つまり、ポンプモータ装置
(4)が一定の回転速度で回転しているときに第2電動
機(16)がアシスト作動され、このアシスト作動によ
り回転摺動部の摩擦抵抗に抗して上記ポンプモータ装置
(4)の回転速度を維持することが可能になるため、ポ
ンプモータ装置(4)を等速回転させるときに蓄圧手段
(12)から圧油を供給する必要がなくなり、これによ
り、上記蓄圧手段(12)を小容量のものとしてコンパ
クト化することにより、油圧駆動装置全体のコンパクト
化を図ることが可能になる。
In the above configuration, in addition to the operation according to the fifth aspect of the present invention, when the rotation speed detection value and the rotation speed input value are equal and not zero, that is, when the pump motor device (4) has a constant rotation speed. The second motor (16) is assisted when rotating at the speed, and the assisting operation can maintain the rotational speed of the pump motor device (4) against the frictional resistance of the rotary sliding portion. Therefore, it is not necessary to supply pressure oil from the pressure accumulating means (12) when the pump motor device (4) is rotated at a constant speed, thereby making the pressure accumulating means (12) compact with a small capacity. This makes it possible to reduce the size of the entire hydraulic drive device.

【0027】請求項7記載の発明は、請求項6記載の発
明において、第2切換制御手段(171,172)を、
回転速度入力値と回転速度検出値とが等しくかつ零でな
いときにポンプモータ装置(4)をポンプ作動に切換え
る構成とするものである。
According to a seventh aspect of the present invention, in the sixth aspect, the second switching control means (171, 172) includes:
When the rotation speed input value and the rotation speed detection value are equal and not zero, the pump motor device (4) is switched to the pump operation.

【0028】上記の構成の場合、請求項6記載の発明に
よる作用に加えて、回転速度検出値と回転速度入力値と
が等しくかつ零でないとき、つまり、ポンプモータ装置
(4)が一定の回転速度で回転しているとき、アシスト
作動する第2電動機(16)によってポンプモータ装置
(4)をポンプ作動させ、このポンプモータ装置(4)
から蓄圧手段(12)に圧油を供給することが可能にな
る。これにより、回転摺動部の摩擦抵抗や油圧回路から
の圧油の洩れに伴う蓄圧手段(12)内の圧力エネルギ
ーの低下を補償することが可能になる。
In the above configuration, in addition to the operation according to the sixth aspect of the present invention, when the rotation speed detection value and the rotation speed input value are equal and not zero, that is, when the pump motor device (4) has a constant rotation speed. When rotating at a speed, the pump motor device (4) is pumped by the assisted second electric motor (16), and the pump motor device (4)
To supply pressure oil to the pressure accumulating means (12). This makes it possible to compensate for a decrease in pressure energy in the pressure accumulating means (12) due to frictional resistance of the rotary sliding portion and leakage of pressure oil from the hydraulic circuit.

【0029】請求項8記載の発明は、請求項6記載の発
明における第3切換制御手段(173)を、回転速度入
力値と回転速度検出値との偏差がポンプモータ装置
(4)に加わる慣性負荷に応じて予め設定された設定偏
差よりも大値側にあるとき、第2電動機(16)を、上
記ポンプモータ装置(4)とのトルク伝達が遮断された
遮断状態にさせる構成とするものである。
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided the third switching control means (173) according to the sixth aspect of the present invention, wherein the deviation between the rotation speed input value and the rotation speed detection value is applied to the pump motor device (4). When the deviation is larger than a preset deviation set according to the load, the second electric motor (16) is set to a cut-off state in which torque transmission with the pump motor device (4) is cut off. It is.

【0030】上記の構成の場合、請求項6記載の発明に
よる作用に加えて、ポンプモータ装置(4)の実際の回
転速度と回転速度入力値との偏差が設定偏差よりも大値
側にあってポンプモータ装置(4)に大きな慣性負荷が
加わるときに、第3切換制御手段(173)により第2
電動機(16)が遮断状態にされる。このため、ポンプ
モータ装置(4)の回転速度を急速に増速または減速さ
せるようなときに上記第2電動機(16)を遮断状態に
してこの第2電動機(16)に大トルクの負担をかけな
いようにすることが可能になり、これにより、その第2
電動機の耐久性の向上を図ることが可能になる。
In the above configuration, in addition to the operation according to the sixth aspect, the deviation between the actual rotation speed of the pump motor device (4) and the input value of the rotation speed is larger than the set deviation. When a large inertial load is applied to the pump motor device (4), the second switching control means (173) controls the second
The electric motor (16) is turned off. Therefore, when the rotation speed of the pump motor device (4) is rapidly increased or decreased, the second electric motor (16) is turned off to apply a large torque load to the second electric motor (16). In the second place, so that the second
It is possible to improve the durability of the electric motor.

【0031】請求項9記載の発明は、請求項6記載の発
明における第3切換制御手段(173)を、回転速度検
出値が回転速度入力値よりも低速側であるとき、第2電
動機(16)をアシスト作動させる一方、上記回転速度
検出値が上記回転速度入力値よりも高速側であるとき、
上記第2電動機(16)を発電作動させるよう、この第
2電動機(16)の作動を切換制御するように構成する
ものである。
According to a ninth aspect of the present invention, when the rotation speed detection value is lower than the rotation speed input value, the third switching control means (173) according to the sixth aspect of the present invention, ) Is assisted, and when the rotation speed detection value is higher than the rotation speed input value,
The operation of the second electric motor (16) is switched and controlled so that the second electric motor (16) is operated to generate electric power.

【0032】上記の構成の場合、請求項6記載の発明に
よる作用に加えて、第3切換制御手段(173)による
第2電動機(16)の切換作動により、ポンプモータ装
置(4)のモータ作動時にその増速回転を確実に補助す
る一方、ポンプ作動時に蓄圧手段(12)の容量を越え
る回転運動エネルギーを確実に回生することが可能にな
る。
In the above configuration, in addition to the operation according to the sixth aspect, the switching operation of the second motor (16) by the third switching control means (173) causes the motor operation of the pump motor device (4). At the same time, the speed-up rotation is surely assisted, while the rotation kinetic energy exceeding the capacity of the pressure accumulating means (12) can be surely regenerated during the operation of the pump.

【0033】請求項10記載の発明は、請求項1記載の
発明において、蓄圧手段(12)に圧油を供給して蓄圧
するための蓄圧補助手段(48)を備える構成とするも
のである。
According to a tenth aspect of the present invention, in the first aspect, a pressure accumulating auxiliary means (48) for supplying pressure oil to the pressure accumulating means (12) to accumulate pressure is provided.

【0034】上記の構成の場合、請求項1記載の発明に
よる作用に加えて、蓄圧補助手段(48)によって蓄圧
手段(12)に圧油を供給することにより、ポンプモー
タ装置(4)の回転摺動摩擦や油圧回路からの圧油の洩
れに伴う蓄圧手段(12)内の圧力エネルギーの低下を
補償することが可能になる。
In the case of the above construction, in addition to the operation according to the first aspect of the present invention, the pressurized oil is supplied to the pressure accumulating means (12) by the pressure accumulating auxiliary means (48), thereby rotating the pump motor device (4). It is possible to compensate for a decrease in pressure energy in the pressure accumulating means (12) due to sliding friction and leakage of pressure oil from the hydraulic circuit.

【0035】請求項11記載の発明は、請求項5〜請求
項9の内のいずれかに記載の発明における第2電動機
(16)を、ポンプモータ装置(4)の回転軸(41)
を囲む外周側位置に配設し、その第2電動機(16)と
ポンプモータ装置(4)とを一体に組み付ける構成とす
るものである。
According to an eleventh aspect of the present invention, the second electric motor (16) according to any one of the fifth to ninth aspects is characterized in that the second electric motor (16) is a rotary shaft (41) of a pump motor device (4).
, And the second motor (16) and the pump motor device (4) are integrally assembled.

【0036】一般に、電動機(16)をポンプモータ装
置(4)に対し組み合わせるには、電動機(16)とポ
ンプモータ装置(4)との間でトルクの受け渡しを行う
ために、ポンプモータ装置(4)の回転軸(41)と電
動機(16)の回転軸とを通常は直列に配置する必要が
あり、油圧駆動装置がポンプモータ装置(4)の回転軸
(41)方向に比較的長いものになって大型化せざるを
得ないところ、上記の構成では、第2電動機(16)が
ポンプモータ装置(4)の外周側位置に配設されてポン
プモータ装置(4)と一体に組み付けられているため、
油圧駆動装置の特に上記回転軸(41)方向の長さを短
縮することが可能となり、小型化が図られる。
In general, when the electric motor (16) is combined with the pump motor device (4), the pump motor device (4) is used to transfer torque between the electric motor (16) and the pump motor device (4). ) Usually needs to be arranged in series with the rotating shaft of the electric motor (16), so that the hydraulic drive device is relatively long in the direction of the rotating shaft (41) of the pump motor device (4). In the above configuration, the second motor (16) is disposed at a position on the outer peripheral side of the pump motor device (4) and is integrally assembled with the pump motor device (4). Because
In particular, the length of the hydraulic drive device in the direction of the rotation shaft (41) can be reduced, and the size can be reduced.

【0037】請求項12記載の発明は、請求項11記載
の発明におけるポンプモータ装置(4)を、回転軸(4
1)と一体に回転するシリンダブロック(42)と、こ
のシリンダブロック(42)の周囲を覆うハウジング
(45)とを備えるものとし、かつ、第2電動機(1
6)を、上記シリンダブロック(42)と一体に回転す
るようシリンダブロック(42)の外周面側位置に取付
けられたロータ(161)と、このロータ(161)に
対し上記回転軸(41)を中心とする径方向に相対向す
るよう上記ハウジング(45)の内周面側位置に取付け
られたステータ(162)とを備える構成とするもので
ある。
According to a twelfth aspect of the present invention, the pump motor device (4) according to the eleventh aspect of the present invention is provided with the rotary shaft (4).
A cylinder block (42) that rotates integrally with the cylinder block (1), a housing (45) covering the periphery of the cylinder block (42), and a second electric motor (1).
6), a rotor (161) attached to a position on the outer peripheral surface side of the cylinder block (42) so as to rotate integrally with the cylinder block (42), and the rotating shaft (41) with respect to the rotor (161). And a stator (162) attached to the inner peripheral surface side of the housing (45) so as to face the center in the radial direction.

【0038】上記の構成の場合、請求項11記載の発明
による作用に加えて、第2電動機(16)のロータ(1
61)がポンプモータ装置(4)のシリンダブロック
(42)の外周面に一体に取付けられ、また、上記第2
電動機(16)のステータ(162)が上記ポンプモー
タ装置(4)のハウジング(45)の周面側位置に取付
けられているため、第2電動機(16)自体がポンプモ
ータ装置(4)のハウジング(45)内に一体に配設さ
れることになる。このため、上記第2電動機(16)の
作動による発熱がポンプモータ装置(4)の油により冷
却されて昇温が抑制される。
In the case of the above construction, in addition to the operation according to the eleventh aspect of the present invention, the rotor (1) of the second electric motor (16) is provided.
61) is integrally attached to the outer peripheral surface of the cylinder block (42) of the pump motor device (4).
Since the stator (162) of the electric motor (16) is mounted on the peripheral side of the housing (45) of the pump motor device (4), the second electric motor (16) itself is mounted on the housing of the pump motor device (4). (45) will be integrally disposed. Therefore, the heat generated by the operation of the second electric motor (16) is cooled by the oil of the pump motor device (4), and the temperature rise is suppressed.

【0039】[0039]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基いて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0040】図6は、本発明の実施形態に係る油圧駆動
装置を油圧ショベルに適用したものを示し、1はエンジ
ン、2はこのエンジン(1)により駆動される可変容量
形油圧ポンプ、3aは作動部としての走行油圧モータ、
3bは同じく作動部としてのバケット,アーム,ブーム
等の作動用シリンダ、4は慣性負荷の大きい旋回体(3
2)を回転駆動する可変斜板式ピストンポンプモータと
しての旋回ポンプモータ、5は上記走行油圧モータ及び
シリンダ(以下、両者を総称して作業アクチュエータと
いう)への圧油供給の方向や量を制御するコントロール
バルブ、6は上記油圧ポンプ(2)の可変斜板(21)
の斜板角度を変更するための傾転アクチュエータ、7は
この傾転アクチュエータ(6)の作動を制御して上記油
圧ポンプ(2)からの吐出油の流量を制御するコントロ
ールバルブ、8は発電機を兼ねる誘導電動機により構成
され上記油圧ポンプ(2)との間で可逆的にトルク伝達
を行う第1電動機、9はこの第1電動機(8),コント
ロールバルブ(7),エンジン(1)の作動を制御する
コントローラ、10はこのコントローラ(9)を介して
上記第1電動機(8)と接続された蓄電手段、11は上
記油圧ポンプ(2)の必要吸収トルクを検出する吸収ト
ルク検出手段である。
FIG. 6 shows an embodiment in which the hydraulic drive device according to the embodiment of the present invention is applied to a hydraulic shovel. 1 is an engine, 2 is a variable displacement hydraulic pump driven by the engine (1), and 3a is Traveling hydraulic motor as an operating part,
Reference numeral 3b denotes a cylinder for operating a bucket, an arm, a boom or the like as an operating portion, and 4 denotes a revolving body (3) having a large inertia load.
A swing pump motor as a variable swash plate type piston pump motor for driving 2) controls the direction and amount of pressure oil supply to the traveling hydraulic motor and cylinder (hereinafter, both are collectively referred to as a work actuator). The control valve 6 is a variable swash plate (21) of the hydraulic pump (2).
A tilting actuator for changing the angle of the swash plate; 7 a control valve for controlling the operation of the tilting actuator (6) to control the flow rate of oil discharged from the hydraulic pump (2); A first electric motor 9 which is constituted by an induction motor also serving as a motor and reversibly transmits torque to and from the hydraulic pump (2), and 9 is an operation of the first electric motor (8), the control valve (7) and the engine (1). Is a power storage means connected to the first electric motor (8) via the controller (9), and 11 is an absorption torque detection means for detecting a required absorption torque of the hydraulic pump (2). .

【0041】また、12は上記旋回ポンプモータ(4)
との間で圧油の受け渡しを行う蓄圧手段としてのアキュ
ムレータ、13は上記旋回ポンプモータ(4)への圧油
供給の方向や量を制御するコントロールバルブ、14は
上記旋回ポンプモータ(4)の可変斜板(44)の斜板
角度を変更するための傾転アクチュエータ、15はこの
傾転アクチュエータ(14)の作動を制御するコントロ
ールバルブ、16は発電機を兼ねる誘導電動機により構
成され上記旋回ポンプモータ(4)との間で可逆的にト
ルク伝達を行う第2電動機、17はこの第2電動機(1
6)と2つのコントロールバルブ(13及び15)の作
動を制御する旋回コントローラ、18は操作者による操
作を受けてその操作量を旋回ポンプモータ(4)に対す
る回転速度入力値として検出する入力検出手段、19は
上記旋回ポンプモータ(4)の実際の回転速度を検出す
る回転速度検出手段である。そして、上記旋回ポンプモ
ータ(4)と、上記のアキュムレータから第2電動機ま
での各構成要素(12,13,14,15,16)によ
って旋回駆動系(400)が構成されている。
Reference numeral 12 denotes the above-mentioned swirl pump motor (4).
An accumulator as pressure accumulating means for transferring pressure oil between the pump pump and the control pump; 13 is a control valve for controlling the direction and amount of pressurized oil supplied to the swirl pump motor (4); A tilt actuator for changing the angle of the swash plate of the variable swash plate (44), a control valve 15 for controlling the operation of the tilt actuator (14), and a rotary pump 16 constituted by an induction motor also serving as a generator A second electric motor 17 that reversibly transmits torque to and from the motor (4) is a second electric motor (1).
6) and a swivel controller for controlling the operation of the two control valves (13 and 15). An input detecting means 18 receives an operation by an operator and detects the operation amount as a rotational speed input value to the swivel pump motor (4). , 19 are rotation speed detecting means for detecting the actual rotation speed of the swirl pump motor (4). The swivel pump motor (4) and the components (12, 13, 14, 15, 16) from the accumulator to the second electric motor constitute a swivel drive system (400).

【0042】以下に、まず、上記旋回駆動系(400)
以外の各構成要素について詳細に説明する。
First, the turning drive system (400)
Components other than the above will be described in detail.

【0043】上記エンジン(1)はディーゼルエンジン
により構成され、ガバナ(1a)により調速されるよう
になっている。このガバナ(1a)は、通常はエンジン
(1)を後述の回転数Nb (図7参照)の一定回転数で
定回転作動を維持する一方、油圧ショベルの運転状態に
応じてコントローラ(9)の後述の回転数補正制御部
(91)からの回転数制御信号を受けて上記エンジン
(1)の回転数を変更してエンジン(1)をその変更後
の回転数で作動させるようになっている。
The engine (1) is constituted by a diesel engine, and is controlled by a governor (1a). The governor (1a) normally maintains the engine (1) at a constant rotation speed at a constant rotation speed Nb (see FIG. 7) described later, while the controller (9) operates according to the operating state of the hydraulic excavator. Upon receiving a rotation speed control signal from a rotation speed correction control unit (91) described later, the rotation speed of the engine (1) is changed, and the engine (1) is operated at the changed rotation speed. .

【0044】上記油圧ポンプ(2)は、第1電動機
(8)が一体に組み付けられてこの第1電動機(8)と
連動回転する電動機一体形油圧ポンプ(20)として構
成されており、ハウジングに配設された傾転アクチュエ
ータ(6)によって可変斜板(21)が傾転されること
により、この可変斜板(21)の傾転角度に対応する量
の圧油をコントロールバルブ(5)に供給するようにな
っている。すなわち、油圧ショベルの操作者による図示
省略の各操作レバーの操作量に基づき、各作業アクチュ
エータ(3a,3b)の作業負荷に応じてコントロール
バルブ(7)が切換制御され、これによる傾転アクチュ
エータ(6)の作動量に応じて上記可変斜板(21)が
傾転されるようになっている。そして、その可変斜板角
度の変更に応じてピストン列の行程量が変更されること
により所定量の圧油が吐出されるようになっている。ま
た、上記第1電動機(8)はコントローラ(9)の後述
の切換制御部(92)からの切換制御信号により発電作
動とアシスト作動とに作動が切換えられるようになって
いる。
The hydraulic pump (2) is configured as a motor-integrated hydraulic pump (20) which is integrally assembled with a first electric motor (8) and rotates in conjunction with the first electric motor (8). When the variable swash plate (21) is tilted by the tilt actuator (6) provided, an amount of pressure oil corresponding to the tilt angle of the variable swash plate (21) is supplied to the control valve (5). Supply. That is, the control valve (7) is switched and controlled in accordance with the work load of each work actuator (3a, 3b) based on the operation amount of each operation lever (not shown) by the operator of the excavator, and the tilt actuator ( The variable swash plate (21) is tilted in accordance with the operation amount of (6). Then, a predetermined amount of pressure oil is discharged by changing the stroke amount of the piston row according to the change of the variable swash plate angle. The operation of the first electric motor (8) is switched between a power generation operation and an assist operation by a switching control signal from a switching control section (92) of the controller (9) described later.

【0045】上記コントローラ(9)は、第1電動機
(8)の作動を発電作動とアシスト作動とに切換える第
1切換制御手段としての第1切換制御部(92)と、ガ
バナ(1a)に対し回転数制御信号を出力してエンジン
(1)の回転数を変更補正する回転数補正制御手段とし
ての回転数補正制御部(91)とを備えている。
The controller (9) controls a first switching control section (92) as first switching control means for switching the operation of the first electric motor (8) between a power generation operation and an assist operation, and a governor (1a). A rotation speed correction control unit (91) as rotation speed correction control means for outputting a rotation speed control signal to change and correct the rotation speed of the engine (1) is provided.

【0046】上記第1切換制御部(92)には、図7に
示すようにエンジン(1)の出力トルクと回転数とで定
まるエンジントルク特性である回転数・トルク特性Et-
Nb,Et-Na が出力トルク設定値として予め入力設定
され、第1切換制御部(92)は、吸収トルク検出手段
(11)により検出された油圧ポンプ(2)の必要吸収
トルク検出値が上記出力トルク設定値よりも小さい時に
は上記第1電動機(8)を発電作動に切換える一方、上
記必要吸収トルク検出値が上記出力トルク設定値よりも
大きい時には上記第1電動機(8)をアシスト作動に切
換えるようになっている。ここで、上記回転数・トルク
特性Et-Nb はエンジン(1)の回転数をNb としたと
きのエンジン(1)の発生トルクを示し、回転数・トル
ク特性Et-Na はエンジン(1)の回転数をNa とした
ときの発生トルクを示す。そして、回転数Nb は、例え
ば定格点付近の回転数が設定されて最低燃料消費率ge1
(図3参照)近傍の燃費を発揮するようにされ、また、
回転数Na は例えばエンジン(1)の最高馬力点付近の
回転数が設定されている。
As shown in FIG. 7, the first switching control section (92) includes a rotational speed / torque characteristic Et- which is an engine torque characteristic determined by the output torque and the rotational speed of the engine (1).
Nb and Et-Na are input and set in advance as output torque set values, and the first switching control unit (92) determines that the required absorption torque detection value of the hydraulic pump (2) detected by the absorption torque detection means (11) is the above-mentioned value. When the output torque set value is smaller than the output torque set value, the first motor (8) is switched to the power generation operation, while when the required absorption torque detection value is larger than the output torque set value, the first motor (8) is switched to the assist operation. It has become. Here, the rotation speed / torque characteristic Et-Nb indicates the torque generated by the engine (1) when the rotation speed of the engine (1) is Nb, and the rotation speed / torque characteristic Et-Na indicates the engine (1). This shows the generated torque when the rotation speed is Na. The rotation speed Nb is set to, for example, the rotation speed near the rated point, and the minimum fuel consumption rate ge1
(See Fig. 3)
As the rotation speed Na, for example, a rotation speed near the maximum horsepower point of the engine (1) is set.

【0047】そして、上記発電作動時においては、上記
コントローラ(9)に内蔵されたインバータ回路により
第1電動機(8)に流れる電流の周波数が変換されてこ
の第1電動機(8)から油圧ポンプ(2)に対しその回
転を制動する側にトルクが作用するようにし、これによ
り、エンジン(1)から油圧ポンプ(2)への伝達トル
クのうち、油圧ポンプ(2)の必要吸収トルクとの差に
相当する余剰トルクが第1電動機(8)に吸収されて発
電され、この発電された電気エネルギーが蓄電手段(1
0)に蓄えられるようになっている。一方、アシスト作
動時においては、上記周波数の変換により第1電動機
(8)から油圧ポンプ(2)に対しその回転を助長する
側にトルクが作用するように、上記蓄電手段(10)か
ら第1電動機(8)に流す電気エネルギーの制御を上記
コントローラ(9)により行うことによって、上記必要
吸収トルクが出力トルク設定値よりも上回る分の必要ト
ルクを上記油圧ポンプ(2)に付与するようになってい
る。つまり、アシスト作動時においては、上記第1電動
機(8)が通常の駆動モータとしての役割を果たし、油
圧ポンプ(2)の駆動をアシストするようになってい
る。
During the power generation operation, the frequency of the current flowing through the first motor (8) is converted by an inverter circuit built in the controller (9), and the hydraulic pump ( 2) The torque acts on the side that brakes the rotation, whereby the difference between the transmission torque from the engine (1) to the hydraulic pump (2) and the required absorption torque of the hydraulic pump (2) is obtained. Is absorbed by the first motor (8) to generate electric power, and the generated electric energy is stored in the electric storage means (1).
0). On the other hand, at the time of assist operation, the first electric motor (8) acts on the hydraulic pump (2) by the frequency conversion so that torque acts on the side of the hydraulic pump (2) on the side that promotes its rotation. By controlling the electric energy flowing to the electric motor (8) by the controller (9), a necessary torque that exceeds the set required output torque by the required absorption torque is applied to the hydraulic pump (2). ing. That is, during the assist operation, the first electric motor (8) functions as a normal drive motor, and assists the drive of the hydraulic pump (2).

【0048】また、上記回転数補正制御部(91)は、
第1,第2及び第3の回転数補正制御を行うようになっ
ている。第1の回転数補正制御は、吸収トルク検出手段
(11)により検出された必要吸収トルク検出値(例え
ば図7のd′)が上記出力トルク設定値よりも高トルク
側であって、その必要吸収トルク検出値d′が上記回転
数・トルク特性Et-Nb に基づくエンジン(1)のエン
ジン出力トルクに第1電動機(8)のアシスト作動によ
る最大アシストトルクを加えたアシスト限界トルク値A
t よりも大きいときに、上記エンジン(1)の回転数を
上記必要吸収トルクd′に基づく吸収馬力H0 と等値と
なる条件を維持しつつ、上記第1電動機(8)のアシス
ト作動によるアシストトルクd″を最大アシストトルク
よりも小さいものとするようNb よりも高回転数側に変
更補正するものである。
The rotation speed correction control section (91)
First, second, and third rotational speed correction controls are performed. In the first rotational speed correction control, when the required absorption torque detection value (for example, d 'in FIG. 7) detected by the absorption torque detection means (11) is on the higher torque side than the output torque set value, The assist limit torque value A obtained by adding the maximum assist torque by the assist operation of the first electric motor (8) to the engine output torque of the engine (1) based on the rotation speed / torque characteristic Et-Nb is the absorption torque detection value d '.
When t is greater than t, assist by the assist operation of the first electric motor (8) is maintained while maintaining the condition that the rotational speed of the engine (1) is equal to the absorption horsepower H0 based on the required absorption torque d '. The torque d ″ is corrected to be higher than Nb so as to be smaller than the maximum assist torque.

【0049】つまり、上記第1の回転数補正制御は、図
7において、回転数Nb での運転中に吸収馬力H0 が必
要になった場合に、回転数を増大補正してd″に変更制
御することにより上記吸収馬力H0 を発揮させるように
するものである。すなわち、通常の重負荷作業で必要と
なる吸収馬力H1 よりもさらに高い吸収馬力H0 が必要
となるような高度の重負荷作業要求が一時的に生じた場
合、その吸収馬力H0を発揮させるのに、回転数Nb で
あると吸収トルクd′が必要になるところ、第1切換制
御手段(92)により第1電動機(8)をアシスト作動
に切換えても、上記吸収トルクd′がアシスト限界トル
クAt を越えているため、回転数Nb では吸収馬力H0
を発揮し得ずにエンストを招くことになる。このような
場合に、上記第1の回転数補正制御によりエンジン
(1)の回転数をNb から高回転数側に所定量変更補正
することによって吸収トルクをd″とし、回転数Nb で
の吸収トルクd′の場合と等しい吸収馬力H0 を発揮さ
せるようにしている。
That is, in FIG. 7, when the absorption horsepower H0 is required during the operation at the rotation speed Nb, the first rotation speed correction control is performed by increasing the rotation speed and correcting the rotation speed to d ". In other words, the above-mentioned absorption horsepower H0 is exerted, that is, a high heavy-load work request that requires a higher absorption horsepower H0 than that required for normal heavy-load work. Temporarily occurs, the absorption torque d 'is required if the rotation speed is Nb in order to exhibit the absorption horsepower H0. However, the first motor (8) is switched by the first switching control means (92). Even if the operation is switched to the assist operation, the absorption torque d 'exceeds the assist limit torque At.
Will not be able to demonstrate the performance and will cause an engine stall. In such a case, the absorption torque is set to d ″ by changing the rotation speed of the engine (1) from Nb to a higher rotation speed by a predetermined amount by the first rotation speed correction control, and the absorption torque is set at the rotation speed Nb. An absorption horsepower H0 equal to the torque d 'is exerted.

【0050】なお、図7にH2 で示す一点鎖線は標準負
荷作業で必要な吸収馬力の等馬力曲線であり、H1 で示
す一点鎖線は重負荷作業で必要な吸収馬力の等馬力曲線
であり、H0 で示す一点鎖線はさらに重い重負荷作業で
必要な吸収馬力の等馬力曲線である。
The dashed line indicated by H2 in FIG. 7 is an iso-horsepower curve of the absorption horsepower required for the standard load operation, and the dashed line indicated by H1 is the iso-horsepower curve of the absorption horsepower required for the heavy load operation. The dashed-dotted line indicated by H0 is an iso-horsepower curve of the absorption horsepower required for a heavier heavy load operation.

【0051】第2の回転数補正制御は、図7のc点での
要求吸収馬力H2 (標準負荷作業)の場合から吸収馬力
H1 (重負荷作業)が要求されて第1切換制御手段(9
2)により第1電動機(8)の作動がアシスト作動に切
換えられてd点に移行させる場合において、後述の蓄電
量検出手段(101)による蓄電量検出値が上記アシス
ト作動に要する蓄電量よりも小さいときに、上記エンジ
ン(1)の回転数Nbを回転数Na に高回転数側に変更
補正して、上記d点での必要吸収トルクを等馬力曲線H
1 と回転数・トルク特性曲線Et-Na との交点であるa
点の吸収トルクに変更するようになっている。
In the second rotational speed correction control, the absorption horsepower H1 (heavy load operation) is required from the case of the required absorption horsepower H2 (standard load operation) at point c in FIG.
In the case where the operation of the first electric motor (8) is switched to the assist operation and shifts to the point d according to 2), the detected value of the charged amount by the charged amount detecting means (101) described later is larger than the charged amount required for the assist operation. When the engine speed is small, the engine speed (Nb) of the engine (1) is changed to the engine speed (Na) and corrected to a higher engine speed, and the required absorption torque at the point (d) is equal to the horsepower curve H
A, which is the intersection of 1 with the rotation speed / torque characteristic curve Et-Na
It changes to the absorption torque of the point.

【0052】つまり、c点で標準負荷作業を行っている
際に重負荷作業要求が生じた場合に、通常の場合では第
1電動機(8)のアシスト作動によりd点に移行させて
吸収馬力H1 を発揮させるようにしているが、そのアシ
スト作動にようする蓄電量が不足しているときがある。
このようなときには、上記第2の回転数補正制御により
エンジン(1)の回転数を高回転数側に変更補正し、こ
れにより、c点からd点への移行、すなわち、第1電動
機(8)のアシスト作動への切換えを禁止し、d点では
なくa点に移行させて第1電動機(8)の作動を発電作
動のままで上記吸収馬力H1 を発揮させるようにするも
のである。
That is, when a heavy load work request is made while the standard load work is being performed at the point c, in a normal case, the first motor (8) is moved to the point d by the assist operation to absorb the horsepower H1. However, there are times when the amount of stored power for performing the assist operation is insufficient.
In such a case, the rotation speed of the engine (1) is changed and corrected to the higher rotation speed side by the second rotation speed correction control, whereby the shift from the point c to the point d, that is, the first electric motor (8) The switching to the assist operation of (1) is prohibited, and the operation is shifted to the point (a) instead of the point (d) so that the above-described absorption horsepower H1 is exhibited while the operation of the first electric motor (8) is in the power generation operation.

【0053】上記第3の回転数補正制御は、第1電動機
(8)が第1切換制御部(92)により発電作動に切換
えられている場合に、後述の蓄電量検出手段(101)
による蓄電量検出値が蓄電手段(10)の飽和状態範囲
に相当するものであるときは、上記エンジン(1)の回
転数を、吸収馬力を等しい状態に維持させつつ低回転数
側に変更補正して、上記発電作動による充電量をより小
さいものに、または、上記第1電動機(8)の作動をア
シスト作動に変更させるように構成されている。
In the third rotation speed correction control, when the first electric motor (8) is switched to the power generation operation by the first switching control unit (92), the storage amount detecting means (101) described later.
If the detected value of the charged amount corresponds to the saturated state range of the power storage means (10), the rotation speed of the engine (1) is changed to a lower rotation speed while maintaining the absorption horsepower equal. The amount of charge by the power generation operation is reduced, or the operation of the first electric motor (8) is changed to the assist operation.

【0054】つまり、上記のa点での重負荷作業が継続
されると、第1電動機(8)の発電作動により蓄電手段
(10)への充電が継続して蓄電手段(10)が飽和状
態に至ったり、上記のa点での重負荷作業が吸収馬力H
2 のb点での標準負荷作業に切換られると、第1電動機
(8)の発電作動による蓄電手段(10)への充電量が
より増大して上記蓄電手段(10)がより早く飽和状態
に至ったりする場合がある。しかし、蓄電手段(10)
の蓄電量が飽和状態になった場合には、それ以上充電さ
れてもその電気エネルギーを有効利用することはできず
廃棄されてしまう。そこで、このような状態にあるとき
には、上記の第3の回転数補正制御により、エンジン
(1)の回転数がNa から低回転数側、すなわち、定格
点側に変更補正されて、上記の重負荷作業時(要求吸収
馬力H1 の時)ならばa点からd点へ、標準負荷作業時
(要求吸収馬力H2 の時)ならばb点からc点へそれぞ
れ移行させ、これにより、それぞれの要求吸収馬力H1
またはH2 と同じ吸収馬力を発揮させつつエンジン
(1)作動の効率化及び低騒音化が図られる。
That is, when the heavy load work at the point a is continued, the power storage means (10) is continuously charged by the power generation operation of the first electric motor (8), and the power storage means (10) is saturated. Or the heavy load work at the point a is absorbed horsepower H
When the operation is switched to the standard load operation at the point 2b, the amount of charge to the power storage means (10) by the power generation operation of the first electric motor (8) further increases, and the power storage means (10) is quickly saturated. May be reached. However, the storage means (10)
When the charged amount of the battery becomes saturated, even if the battery is charged any more, the electric energy cannot be effectively used and the battery is discarded. Therefore, in such a state, the rotation speed of the engine (1) is changed and corrected from Na to a lower rotation speed side, that is, the rated point side by the third rotation speed correction control, and the above-mentioned heavy load is corrected. During load operation (at the required absorption horsepower H1), the point is shifted from the point a to point d. During standard load operation (at the required absorption horsepower H2), the point is shifted from the point b to the point c. Absorbing horsepower H1
Alternatively, the efficiency of the operation of the engine (1) and the noise can be reduced while exhibiting the same absorption horsepower as H2.

【0055】この際、上記第3の回転数補正制御は、低
回転数側への変更補正が油圧ポンプ(2)の可変斜板
(21)の最大斜板角度に対応する回転数(最小回転
数)を限度として行われるように制限している。つま
り、回転数Nb が例えば上記の最小回転数に設定されて
いる場合には、その回転数Nb より低い側には変更補正
されないように制限され、可変斜板(21)の制御にお
ける制御限界を越えない範囲で上記の低回転数側への変
更補正が行われるようになっている。
At this time, in the third rotation speed correction control, the change correction to the lower rotation speed side is performed at the rotation speed (minimum rotation speed) corresponding to the maximum swash plate angle of the variable swash plate (21) of the hydraulic pump (2). Number). That is, when the rotation speed Nb is set to, for example, the minimum rotation speed described above, the rotation speed is limited to a value lower than the rotation speed Nb so that the change is not corrected, and the control limit in the control of the variable swash plate (21) is reduced. The above-mentioned change correction to the low rotation speed side is performed within the range not exceeding.

【0056】上記蓄電手段(10)はバッテリ(2次電
池)の他、キャパシタ等により構成すればよく、その蓄
電手段(10)には蓄電量を電圧値により検出して上記
コントローラ(9)に対し出力する蓄電量検出手段(1
01)が付設されている。また、吸収トルク検出手段
(11)による必要吸収トルクの検出は油圧ポンプ
(2)に通常設けられる圧力センサ及び斜板角度センサ
により直接的に検出する外、ガバナ(1a)から検出し
たエンジン(1)の回転数の微小変動により間接的に行
うようにしてもよい。
The power storage means (10) may be constituted by a capacitor or the like in addition to a battery (secondary battery). The power storage means (10) detects the amount of stored power by a voltage value and sends it to the controller (9). Output power detection means (1
01) is attached. The required absorption torque is detected by the absorption torque detecting means (11) directly by a pressure sensor and a swash plate angle sensor normally provided in the hydraulic pump (2), and also by the engine (1) detected by the governor (1a). ) May be performed indirectly by a minute change in the number of revolutions.

【0057】次に、旋回駆動系(400)について説明
する。
Next, the turning drive system (400) will be described.

【0058】旋回ポンプモータ(4)は、図8に詳細を
示すように、第2電動機(16)が一体に組み付けられ
た第2電動機一体形油圧ポンプモータ(40)として構
成されている。すなわち、上記旋回ポンプモータ(4)
は、旋回系(30)の旋回中心軸(31)とカップリン
グ(32)を介して連結された回転軸(41)と、この
回転軸(41)とスプライン結合されて一体に回転する
シリンダブロック(42)と、このシリンダブロック
(42)の内部に周方向に内蔵された複数のピストンか
らなるピストン列(43)と、このピストン列(43)
の行程量を制御する可変斜板(44)と、これらを内包
して密閉構造とするハウジング(45)とを備えてい
る。一方、上記第2電動機(16)は、ロータ(16
1)とステータ(162)とを備えており、上記ロータ
(161)は上記シリンダブロック(45)の外周面に
圧入されてシリンダブロック(45)と一体に回転され
るように配設される一方、上記ステータ(162)は上
記ロータ(161)と径方向に相対向するようハウジン
グ(45)の内周面に圧入されて非回転状態に固定され
ている。つまり、上記第2電動機(16)は、回転軸
(41)を中心とするシリンダブロック(42)の外周
側位置に配設されてハウジング(45)により一体にく
るみ込まれている。
As shown in detail in FIG. 8, the swirl pump motor (4) is configured as a second electric motor integrated hydraulic pump motor (40) in which a second electric motor (16) is integrally assembled. That is, the swing pump motor (4)
Is a rotary shaft (41) connected to a rotary center shaft (31) of a rotary system (30) via a coupling (32), and a cylinder block spline-coupled to the rotary shaft (41) and integrally rotating. (42), a piston row (43) composed of a plurality of pistons built in a circumferential direction inside the cylinder block (42), and a piston row (43)
A variable swash plate (44) for controlling the stroke amount of the above, and a housing (45) containing these to form a closed structure. On the other hand, the second electric motor (16) has a rotor (16).
1) and a stator (162), and the rotor (161) is arranged so as to be pressed into the outer peripheral surface of the cylinder block (45) and rotate integrally with the cylinder block (45). The stator (162) is pressed into the inner peripheral surface of the housing (45) so as to face the rotor (161) in the radial direction, and is fixed in a non-rotating state. That is, the second electric motor (16) is disposed at a position on the outer peripheral side of the cylinder block (42) centering on the rotating shaft (41), and is integrally encased by the housing (45).

【0059】そして、上記旋回ポンプモータ(4)は、
上記ハウジング(45)に配設された傾転アクチュエー
タ(14)によって上記可変斜板(44)が傾転される
ようになっており、上記回転軸(41)が回転駆動され
ることにより、上記可変斜板(44)に対し上記シリン
ダブロック(45)が回転作動されて上記ピストン列
(43)が往復作動され、これにより、斜板角度に対応
する量の圧油を上記コントロールバルブ(13)を介し
て上記アキュムレータ(12)に供給するポンプ作動を
行うようになっている。一方、上記旋回ポンプモータ
(4)は、上記アキュムレータ(12)からの圧油の供
給を受けて上記ピストン列(43)が往復作動されるこ
とにより、上記シリンダブロック(45)が上記可変斜
板(44)に対し回転作動されて上記回転軸(41)を
駆動するモータ作動を行うようになっている。すなわ
ち、上記可変斜板(44)は、旋回コントローラ(1
7)の後述の斜板制御部(171)からの斜板角制御信
号によりコントロールバルブ(15)が切換制御され、
これによる傾転アクチュエータ(14)の作動量に応じ
て傾転されるようになっており、その可変斜板角度の変
更に応じて上記ピストン列(43)の往復行程量が変更
されて所定量の圧油が吐出もしくは吸入されるようにな
っている。また、上記第2電動機(16)は、上記旋回
コントローラ(17)の後述の第3切換制御部(17
3)からの切換制御信号により発電作動とアシスト作動
とに作動が切換えられるようになっている。
The above-mentioned swirl pump motor (4)
The variable swash plate (44) is tilted by a tilt actuator (14) provided in the housing (45), and the rotary shaft (41) is driven to rotate, thereby causing the variable swash plate (44) to rotate. The cylinder block (45) is rotated with respect to the variable swash plate (44), and the piston train (43) is reciprocated, whereby an amount of pressure oil corresponding to the swash plate angle is supplied to the control valve (13). A pump operation for supplying the accumulator (12) to the above-mentioned accumulator (12) is performed. On the other hand, the revolving pump motor (4) receives the supply of the pressure oil from the accumulator (12) and reciprocates the piston train (43), whereby the cylinder block (45) moves the variable swash plate. The motor (44) is rotated to operate the motor for driving the rotary shaft (41). That is, the variable swash plate (44) is connected to the turning controller (1).
The control valve (15) is switched and controlled by a swash plate angle control signal from a swash plate control unit (171) described later in 7),
The piston is tilted in accordance with the operation amount of the tilt actuator (14), and the reciprocating stroke of the piston row (43) is changed in accordance with the change of the variable swash plate angle. Pressure oil is discharged or sucked. Further, the second electric motor (16) is provided with a third switching control unit (17) described later of the turning controller (17).
The operation is switched between the power generation operation and the assist operation by the switching control signal from 3).

【0060】上記旋回コントローラ(17)は、旋回ポ
ンプモータ(4)の可変斜板(44)の斜板角度を増減
変更制御する斜板角制御部(171)と、コントロール
バルブ(13)の切換制御を行う第2切換制御部(17
2)とを備え、この両者が第2切換制御手段を構成して
おり、さらに、第2電動機(16)の作動を発電作動と
アシスト作動とに切換える第3切換制御手段としての第
3切換制御部(173)を備えている。
The slewing controller (17) switches the swash plate angle control unit (171) for increasing or decreasing the swash plate angle of the variable swash plate (44) of the slewing pump motor (4), and switches the control valve (13). The second switching control unit (17)
2), and both constitute second switching control means. Further, third switching control as third switching control means for switching the operation of the second electric motor (16) between the power generation operation and the assist operation. (173).

【0061】上記斜板角制御部(171)と第2切換制
御部(172)とは、旋回ポンプモータ(4)の実際の
回転速度が入力検出手段(18)により検出された回転
速度入力値よりも低速側であるとき、旋回ポンプモータ
(4)をモータ作動させて増速させる一方、上記実際の
回転速度が上記回転速度入力値よりも高速側であると
き、上記旋回ポンプモータ(4)をポンプ作動させて減
速させるよう、この旋回ポンプモータ(4)の作動を切
換制御するようになっている。すなわち、回転速度検出
手段(19)により検出された回転速度検出値が、入力
検出手段(18)により検出された回転速度入力値より
も低速側であるとき、第2切換制御部(172)はコン
トロールバルブ(13)を図6における上側位置に切換
えてアキュムレータ(12)から旋回ポンプモータ
(4)に対して圧油を供給するようにし、同時に、斜板
角制御部(171)は、上記旋回ポンプモータ(4)の
可変斜板(44)を、この旋回ポンプモータ(4)が上
記圧油の供給によってモータ作動することになる側に傾
転させる。これにより、上記旋回ポンプモータ(4)
は、上記アキュムレータ(12)から供給される圧油の
運動エネルギーを回転運動エネルギーに変換して旋回体
(32)を増速回転させるようになっている。一方、上
記回転速度検出値が上記回転速度入力値よりも高速側で
あるとき、第2切換制御部(172)はコントロールバ
ルブ(13)を図6における下側位置に切換えて旋回ポ
ンプモータ(4)側からアキュムレータ(12)側への
圧油の流れのみを許容するようにし、同時に、斜板角制
御部(171)は、上記旋回ポンプモータ(4)の可変
斜板(44)を、回転作動中の旋回ポンプモータ(4)
がその回転によってポンプ作動することになる側に傾転
させる。これにより、上記旋回ポンプモータ(4)は、
旋回系(30)の回転運動エネルギーを圧力エネルギー
に変換して上記アキュムレータ(12)に蓄圧するとと
もに上記旋回体(32)を減速回転させるようになって
いる。また、上記斜板角制御部(171)は、上記第2
電動機(16)の制御状態に応じて可変斜板(44)の
傾転角度を増減変更制御するようになっている。
The swash plate angle control unit (171) and the second switching control unit (172) are provided with a rotation speed input value obtained by detecting the actual rotation speed of the swing pump motor (4) by the input detection means (18). When the rotation speed is lower than the rotation speed input value, the rotation pump motor (4) is motor-operated to increase the speed. On the other hand, when the actual rotation speed is higher than the rotation speed input value, the rotation pump motor (4) is increased. The operation of the swivel pump motor (4) is switched and controlled so that the pump is operated to decelerate. That is, when the rotation speed detection value detected by the rotation speed detection means (19) is lower than the rotation speed input value detected by the input detection means (18), the second switching control unit (172) The control valve (13) is switched to the upper position in FIG. 6 to supply the pressurized oil from the accumulator (12) to the turning pump motor (4), and at the same time, the swash plate angle control unit (171) performs The variable swash plate (44) of the pump motor (4) is tilted to the side where the swivel pump motor (4) is to be operated by the supply of the pressure oil. Thereby, the swirl pump motor (4)
Converts the kinetic energy of the pressure oil supplied from the accumulator (12) into rotational kinetic energy to rotate the revolving superstructure (32) at an increased speed. On the other hand, when the rotation speed detection value is higher than the rotation speed input value, the second switching control unit (172) switches the control valve (13) to the lower position in FIG. ) Side to allow only the flow of pressurized oil from the accumulator (12) side, and at the same time, the swash plate angle control section (171) rotates the variable swash plate (44) of the swivel pump motor (4). Operating swivel pump motor (4)
Is tilted to the side where the pump will operate due to its rotation. As a result, the swing pump motor (4)
The rotational kinetic energy of the revolving system (30) is converted into pressure energy to accumulate pressure in the accumulator (12), and the revolving body (32) is decelerated and rotated. Further, the swash plate angle control unit (171) controls the second swash plate angle.
The tilt angle of the variable swash plate (44) is controlled to increase or decrease according to the control state of the electric motor (16).

【0062】上記第3切換制御部(173)は、旋回ポ
ンプモータ(4)の実際の回転速度と入力検出手段(1
8)に入力された回転速度入力値との偏差に応じて第2
電動機(16)の作動を発電作動とアシスト作動とに切
換制御するようになっている。すなわち、上記第3切換
制御部(173)は、上記偏差が予め設定された設定偏
差よりも大きいために旋回体(32)を駆動する際にポ
ンプモータ装置(4)にかかる作動負荷が大き過ぎる場
合には、第2電動機(16)を上記旋回ポンプモータと
のトルクの伝達を遮断された遮断状態にさせるようにな
っており、また、上記偏差が上記設定偏差よりも小さく
かつ零でない場合には、回転速度検出値が回転速度入力
値よりも低速側であるとき第2電動機(16)をアシス
ト作動させる一方、上記回転速度検出値が回転速度入力
値よりも高速側であるとき上記第2電動機(16)を発
電作動させるよう、上記第2電動機(16)の作動を切
換制御するようになっている。さらに,上記第3切換制
御部(173)は、回転速度検出値と回転速度入力値と
が等しくかつ零でないとき、つまり、旋回ポンプモータ
(4)が一定の回転速度で回転作動している場合に、第
2電動機(16)をアシスト作動状態にさせるようにな
っている。
The third switching control section (173) controls the actual rotational speed of the rotary pump motor (4) and the input detecting means (1).
The second value according to the deviation from the rotation speed input value input in 8)
The operation of the electric motor (16) is switched between a power generation operation and an assist operation. That is, the third switching control unit (173) applies an excessively large operating load to the pump motor device (4) when driving the revolving unit (32) because the deviation is larger than the preset deviation. In this case, the second electric motor (16) is set to a cut-off state in which the transmission of torque with the swing pump motor is cut off, and when the deviation is smaller than the set deviation and is not zero, Activates the second motor (16) when the rotation speed detection value is lower than the rotation speed input value, and on the other hand, when the rotation speed detection value is higher than the rotation speed input value. The operation of the second electric motor (16) is switched and controlled so that the electric motor (16) operates to generate electric power. Further, the third switching control unit (173) performs the operation when the rotation speed detection value and the rotation speed input value are equal and not zero, that is, when the swing pump motor (4) is rotating at a constant rotation speed. Then, the second electric motor (16) is set to the assist operation state.

【0063】そして、上記発電作動時においては、上記
旋回コントローラ(17)に内蔵されたインバータ回路
によりステータ(162)に流れる電流の周波数が変換
されてステータ(162)からロータ(161)に作用
する磁力が、旋回体(32)の回転慣性により回転駆動
されるロータ(161)に対し、そのロータ(161)
の回転を制動する側に作用するようにし、これにより、
上記旋回体(32)から旋回ポンプモータ(4)への伝
達トルクの一部が第2電動機(16)に吸収されて発電
され、この発電された電気エネルギーが蓄電手段(1
0)に蓄えられるようになっている。一方、アシスト作
動時においては、上記周波数の変換によりステータ(1
62)からロータ(161)に作用する磁力が、このロ
ータ(161)の回転を助長する側に作用するように、
上記蓄電手段(10)からステータ(162)に流す電
気エネルギーの制御を上記旋回コントローラ(17)に
より行うことによリ、上記第2電動機(16)が通常の
駆動モータとしての役割を果たし、旋回ポンプモータ
(4)の駆動をアシストするようになっている。
During the power generation operation, the frequency of the current flowing through the stator (162) is converted by the inverter circuit built in the turning controller (17) and acts on the rotor (161) from the stator (162). The magnetic force causes the rotor (161) to be rotationally driven by the rotational inertia of the rotating body (32).
Act on the side that brakes the rotation of
Part of the torque transmitted from the revolving unit (32) to the revolving pump motor (4) is absorbed by the second electric motor (16) to generate electric power, and the generated electric energy is stored in the electric storage means (1).
0). On the other hand, during assist operation, the stator (1
62) so that the magnetic force acting on the rotor (161) acts on the side promoting the rotation of the rotor (161).
By controlling the electric energy flowing from the power storage means (10) to the stator (162) by the turning controller (17), the second electric motor (16) serves as a normal drive motor and turns. The driving of the pump motor (4) is assisted.

【0064】なお、48は上記アキュムレータ(12)
に対して圧油を供給することによりこのアキュムレータ
(12)内の圧力エレルギーの低下を補償する蓄圧補助
手段としての油圧ポンプであり、この油圧ポンプ(4
8)は上記アキュムレータ(12)内の圧力エネルギー
が一定限度以下に低下した場合に専用の電動機等により
作動させるようにすればよい。
Reference numeral 48 denotes the accumulator (12)
Is a hydraulic pump as a pressure accumulating auxiliary means for compensating for a decrease in pressure energy in the accumulator (12) by supplying pressure oil to the hydraulic pump (4).
8) may be operated by a dedicated electric motor or the like when the pressure energy in the accumulator (12) falls below a certain limit.

【0065】次に、上記旋回駆動系(400)の作動に
ついて図9に基づいて説明する。
Next, the operation of the turning drive system (400) will be described with reference to FIG.

【0066】まず、時刻t1 に、油圧ショベルの操作者
が停止状態にある旋回駆動系(400)の操作レバーを
操作すると、その操作量が入力検出手段(18)により
回転速度入力値ω1 として検出される。ここで、回転速
度検出手段(19)によって検出された回転速度検出値
が零であるため、斜板角制御部(171)により上記旋
回ポンプモータ(4)の可変斜板(44)が最大傾転角
度まで傾転されるとともに、第2切換制御部(172)
によりコントロールバルブ(13)が上側位置に切換え
られる。このため、上記旋回ポンプモータ(4)は、そ
の押しのけ容積が最大値q1 となってアクチュエータ
(12)から供給される圧油の流量が最大になり、これ
により、旋回ポンプモータ(4)が最大出力でモータ作
動されて旋回体(32)の回転速度が増加する。そし
て、時刻t2 において、回転速度検出値ω2 と回転速度
入力値ω1 との偏差が、旋回ポンプモータ(4)加わる
慣性負荷に応じて予め設定された設定偏差よりも小さく
なり、この旋回ポンプモータ(4)加わる慣性負荷が十
分に小さくなった後に、第3切換制御部(173)によ
り第2電動機(16)がアシスト作動状態に切換えら
れ、上記旋回ポンプモータ(4)のモータ作動を補助す
るようになる(第2電動機(16)によるアシスト作動
を、図9に破線Aで表す)。この際、旋回コントローラ
(17)に内蔵されたインバータ回路により上記第2電
動機(16)に流れる電流の周波数を変換して、この第
2電動機(16)から旋回ポンプモータ(4)に伝達す
るトルクを漸増させるようにする一方、上記斜板角制御
部(171)により上記可変斜板(44)の斜板角度を
減少させることにより旋回ポンプモータ(4)の出力ト
ルクを漸減させるようにする。
First, when the operator of the excavator operates the operating lever of the turning drive system (400) in the stopped state at time t1, the operation amount is detected as the rotational speed input value ω1 by the input detecting means (18). Is done. Here, since the rotation speed detection value detected by the rotation speed detection means (19) is zero, the variable swash plate (44) of the swing pump motor (4) is tilted to the maximum by the swash plate angle control unit (171). The second switch control unit (172)
Thereby, the control valve (13) is switched to the upper position. Therefore, the displacement of the swirl pump motor (4) becomes the maximum value q1 and the flow rate of the pressure oil supplied from the actuator (12) becomes maximum. The motor is operated by the output, and the rotation speed of the revolving unit (32) increases. Then, at time t2, the deviation between the detected rotational speed ω2 and the input rotational speed ω1 becomes smaller than a preset deviation set in advance according to the inertial load applied to the swing pump motor (4). 4) After the applied inertia load becomes sufficiently small, the third switching control unit (173) switches the second electric motor (16) to the assist operation state, and assists the motor operation of the swing pump motor (4). (The assist operation by the second electric motor (16) is indicated by a broken line A in FIG. 9). At this time, the frequency of the current flowing through the second electric motor (16) is converted by an inverter circuit built in the turning controller (17), and the torque transmitted from the second electric motor (16) to the turning pump motor (4). Is gradually increased, while the swash plate angle controller (171) decreases the swash plate angle of the variable swash plate (44) to gradually reduce the output torque of the rotary pump motor (4).

【0067】時刻t3 において旋回ポンプモータ(4)
の実際の回転速度が回転速度入力値ω1 に一致した後
は、この旋回ポンプモータ(4)は一定の回転速度で回
転される。この際、第2電動機(16)がアシスト作動
状態にある一方、旋回ポンプモータ(4)は、可変斜板
(44)がわずかに傾転されてポンプ作動に切換えら
れ、上記第2電動機(16)のアシスト作動により、ア
キュムレータ(12)に圧油を供給して蓄圧させるよう
になる。つまり、第2電動機(16)のアシスト作動
(同図に破線Bで表す)により、旋回ポンプモータ
(4)の回転が維持され、かつ、アキュムレータ(1
2)内の圧力エネルギーの低下が補償される。
At time t3, the rotary pump motor (4)
After the actual rotational speed of the rotary pump coincides with the rotational speed input value .omega.1, the revolving pump motor (4) is rotated at a constant rotational speed. At this time, while the second electric motor (16) is in the assist operation state, the rotary pump motor (4) is switched to the pump operation by slightly tilting the variable swash plate (44), and the second electric motor (16) is switched to the pump operation. By the assist operation of (2), the pressure oil is supplied to the accumulator (12) to accumulate the pressure. That is, by the assist operation of the second electric motor (16) (indicated by a broken line B in the figure), the rotation of the rotary pump motor (4) is maintained, and the accumulator (1) is maintained.
The reduction in pressure energy in 2) is compensated.

【0068】次に、時刻t4 に、油圧ショベルの操作者
が旋回体(32)の回転作動を停止させるために操作レ
バーを反対側に操作して操作量を零に戻すと、回転速度
入力値が零になって回転速度検出値ω1 よりも低速側に
なるため、斜板角制御部(171)により上記旋回ポン
プモータ(4)の可変斜板(44)が最大傾転角度まで
傾転されるとともに、第2切換制御部(172)により
コントロールバルブ(13)が下側位置に切換えられ
る。このため、上記旋回ポンプモータ(4)は、その押
しのけ容積が最大値−q1 の状態でポンプ作動されてそ
の吸収トルクが最大になる。これにより、旋回体(3
2)の回転運動エネルギーが効率よく圧力エネルギーに
変換されてアキュムレータ(12)に回生されるととも
に、この旋回体(32)の回転が急速に減速される。ま
た、旋回ポンプモータ(4)の回転速度ω1 と回転速度
入力値(零)との偏差が設定偏差よりも大きいため、第
3切換制御部(173)により第2電動機が遮断状態に
される。
Next, at time t4, when the operator of the hydraulic excavator operates the operation lever to the opposite side to stop the rotation of the revolving unit (32) and returns the operation amount to zero, the rotation speed input value is obtained. Becomes zero and becomes lower than the detected rotation speed ω1, so that the swash plate angle controller (171) tilts the variable swash plate (44) of the swing pump motor (4) to the maximum tilt angle. At the same time, the control valve (13) is switched to the lower position by the second switching control section (172). For this reason, the swivel pump motor (4) is pumped with its displacement being at the maximum value -q1 and its absorption torque is maximized. Thereby, the revolving superstructure (3)
The rotational kinetic energy of 2) is efficiently converted into pressure energy and regenerated by the accumulator (12), and the rotation of the revolving body (32) is rapidly reduced. Further, since the deviation between the rotation speed ω1 of the swing pump motor (4) and the rotation speed input value (zero) is larger than the set deviation, the second switching motor (173) turns off the second electric motor.

【0069】時刻t5 において、旋回ポンプモータ
(4)の回転速度ω3 と回転速度入力値(零)との偏差
が設定偏差よりも小さな値になると、第3切換制御部
(173)により第2電動機(16)が発電作動状態に
切換えられ、旋回体(32)の回転運動エネルギーを電
気エネルギーに変換して蓄電手段(10)に回生するよ
うになる(第2電動機(16)による発電作動を同図に
破線Cで表す)。この際、上記のアシスト作動の場合と
同様にして旋回ポンプモータ(4)から第2電動機(1
6)に伝達されるトルクを漸増させる一方、上記斜板角
制御部(171)により可変斜板(44)の斜板角度を
漸減させて旋回ポンプモータ(4)の吸収トルクを漸減
させるようにする。そして、旋回ポンプモータ(4)の
斜板角度が零になって吸収トルクが零になった後は、旋
回ポンプモータ(4)は第2電動機(16)を発電作動
させながら減速回転されて時刻t6 において停止する。
At time t5, when the deviation between the rotation speed ω3 of the swing pump motor (4) and the rotation speed input value (zero) becomes smaller than the set deviation, the third switching control unit (173) controls the second motor. (16) is switched to the power generation operation state, and the rotational kinetic energy of the rotating body (32) is converted into electric energy and regenerated to the power storage means (10) (the power generation operation by the second electric motor (16) is the same). (Indicated by a broken line C in the figure). At this time, in the same manner as in the above-described assist operation, the swirl pump motor (4) is switched to the second electric motor (1).
While the torque transmitted to 6) is gradually increased, the swash plate angle controller (171) gradually reduces the swash plate angle of the variable swash plate (44) to gradually reduce the absorption torque of the swing pump motor (4). I do. Then, after the swash plate angle of the swirl pump motor (4) becomes zero and the absorption torque becomes zero, the swirl pump motor (4) is decelerated and rotated while the second electric motor (16) is operated to generate electric power. It stops at t6.

【0070】上記構成の本実施形態によれば、通常は、
エンジン(1)の回転作動を回転数Nb に維持させて標
準負荷作業での必要吸収馬力H2 を発揮させつつエンジ
ン出力トルクの一部(余剰トルク)で第1電動機(8)
を発電作動させるとともに(図7のc点参照)、重負荷
作業要求があれば、第1切換制御部(92)により上記
第1電動機(8)がアシスト作動に切換えられそのアシ
ストトルクが上記エンジン出力トルクに加えられて上記
重負荷作業に必要な吸収馬力H1 を発揮させることがで
きる(図7のd点参照)。これにより、重負荷作業時の
油圧ポンプ(2)に対するトルクアシストを標準負荷作
業時に蓄えた電気エネルギーにより行うことができ、1
つのエンジン(1)の駆動力を高効率で有効利用するこ
とができる。そして、再び標準負荷作業(吸収馬力H2
;図7のc点)に戻れば、上記第1切換制御部(9
2)により上記第1電動機(8)が再び発電作動に切換
えられて蓄電手段(10)が充電される。
According to the present embodiment having the above configuration, usually,
The first electric motor (8) uses a part (excess torque) of the engine output torque while maintaining the rotation operation of the engine (1) at the rotation speed Nb to exhibit the required absorption horsepower H2 in the standard load operation.
(See point c in FIG. 7), and if there is a heavy load work request, the first switching control unit (92) switches the first electric motor (8) to the assist operation, and the assist torque is reduced to the engine torque. In addition to the output torque, the absorption horsepower H1 required for the heavy load operation can be exerted (see point d in FIG. 7). As a result, torque assist for the hydraulic pump (2) during heavy-load work can be performed using the electric energy stored during standard-load work.
The driving forces of the two engines (1) can be effectively used with high efficiency. Then, the standard load operation (absorbed horsepower H2
Returning to point c in FIG. 7, the first switching control unit (9
According to 2), the first electric motor (8) is switched to the power generation operation again, and the electric storage means (10) is charged.

【0071】一方、一時的に上記の吸収馬力H1 よりも
高い吸収馬力H0 が必要なより重い重負荷作業要求が生
じても、回転数補正制御部(91)の第1の回転数補正
制御によりエンジン(1)の回転数がNb よりも所定量
高回転数側に変更されて(図7のd″参照)、上記の吸
収馬力H0 を第1電動機(8)のアシストトルクにより
発揮させることができる。
On the other hand, even if a heavier heavy work request requiring an absorption horsepower H0 higher than the above absorption horsepower H1 occurs temporarily, the rotation speed correction control unit (91) performs the first rotation speed correction control. The rotation speed of the engine (1) is changed to a higher rotation speed side by a predetermined amount than Nb (see d ″ in FIG. 7), and the above-mentioned absorption horsepower H0 is exerted by the assist torque of the first electric motor (8). it can.

【0072】また、上記の標準負荷作業(吸収馬力H2
;図7のc点)の途中に重負荷作業要求(吸収馬力H1
)が生じた場合、もしくは、その重負荷作業要求によ
り第1電動機(8)がアシスト作動に切換えられて図7
のd点に移行した場合に、蓄電手段(10)の蓄電量が
不足している、もしくは、不足状態に至ったとき、回転
数補正制御部(91)の第2の回転数補正制御によりエ
ンジン(1)の回転数がNb からNa に変更され、これ
により、前者の蓄電量が不足しているときには切換制か
らNa に変更され、これにより、前者の蓄電量が不足し
ているときには第1切換制御部(92)による第1電動
機(8)の発電作動からアシスト作動への切換えが禁止
されて図7のa点において発電作動を継続させることが
でき、また、後者の蓄電量が不足状態に至ったときには
上記a点への移行により第1電動機(8)をd点におけ
るアシスト作動からa点における発電作動へと切換える
ことができる。
The standard load operation (absorbed horsepower H2
; A heavy load work request (absorbed horsepower H1) in the middle of point c in FIG.
) Occurs, or the first motor (8) is switched to the assist operation by the heavy load work request, and FIG.
When the amount of power stored in the power storage means (10) is insufficient or the state becomes insufficient, the engine is controlled by the second rotation speed correction control of the rotation speed correction control unit (91). The rotation speed of (1) is changed from Nb to Na, and accordingly, when the former power storage amount is insufficient, the switching system is changed to Na, and thereby, when the former power storage amount is insufficient, the first control is performed. The switching from the power generation operation of the first electric motor (8) to the assist operation by the switching control unit (92) is prohibited, and the power generation operation can be continued at the point a in FIG. 7. Is reached, the first motor (8) can be switched from the assist operation at the point d to the power generation operation at the point a by shifting to the point a.

【0073】さらに、回転数Na における重負荷作業時
(図7のa点)もしくは標準負荷作業時(図7のb点)
での第1電動機(8)の発電作動状態において、蓄電手
段(10)の蓄電量が飽和状態にあるときもしくは至っ
たとき、上記回転数補正制御部(91)の第3の回転数
補正制御によりエンジン(1)の回転数がNa からNb
に変更され、これにより、上記重負荷作業時の場合には
図7のa点からd点に移行されて上記飽和状態の蓄電手
段(10)の電気エネルギーを用いて第1電動機(8)
によるアシスト作動が行うことができ、また、上記の標
準負荷作業時の場合には図7のb点からc点に移行され
て同じ発電作動ではあってもb点の場合よりも少ない充
電量にして電気エネルギーの無駄な生成を低減させるこ
とができる。その上、エンジン(1)の回転数をより低
めのものにすることができ、蓄電手段(10)の蓄電量
を所定のものに維持しつつ全体として低騒音化を実現さ
せることができる。
Further, at the time of heavy load operation at the rotation speed Na (point a in FIG. 7) or at the time of standard load operation (point b in FIG. 7).
In the power generation operation state of the first electric motor (8), when the amount of power stored in the power storage means (10) is saturated or reached, the third rotation speed correction control of the rotation speed correction control unit (91) is performed. The engine (1) rotation speed from Na to Nb
Accordingly, in the case of the heavy load operation, the point is shifted from the point a to the point d in FIG. 7 and the first electric motor (8) is used by using the electric energy of the electric storage means (10) in the saturated state.
In the case of the above-mentioned standard load operation, the operation is shifted from the point b to the point c in FIG. As a result, wasteful generation of electric energy can be reduced. In addition, the number of revolutions of the engine (1) can be made lower, and the noise can be reduced as a whole while maintaining the power storage amount of the power storage means (10) at a predetermined level.

【0074】そして、このような回転数補正制御部(9
1)での第1〜第3の回転数補正制御によって、第1切
換制御部(92)の第1電動機(8)の発電作動とアシ
スト作動との切換制御による省エネルギー化及び油圧ポ
ンプ(2)の吸収トルクの増大という基本の効果に加え
て、エンジン音の低騒音化、及び、エンジン(1)及び
油圧ポンプ(2)の各運転の効率化,最適化を図ること
ができる。
The rotation speed correction control unit (9)
By the first to third rotational speed correction control in 1), energy saving and hydraulic pump (2) by switching control between the power generation operation and the assist operation of the first electric motor (8) of the first switching control unit (92). In addition to the basic effect of increasing the absorption torque of the engine, the noise of the engine can be reduced, and the operation and efficiency of each of the engine (1) and the hydraulic pump (2) can be improved and optimized.

【0075】さらに、旋回ポンプモータ(4)が蓄圧手
段(12)から供給される圧油により駆動されるため、
油圧ポンプ(2)に要求される駆動力を減少させてその
必要吸収トルクを減少させることができ、これにより、
エンジン(1)の回転数をより低めのものにしてその騒
音の低減と燃料消費率の向上とを図ることができる。加
えて、旋回体(32)の回転作動を減速させるときに旋
回ポンプモータ(4)をポンプ作動に切換えて蓄圧手段
(12)に圧油を供給させることにより、この蓄圧手段
(12)に回転運動エネルギーを回生することができ、
これにより、省エネルギー化を図ることができる。
Further, since the revolving pump motor (4) is driven by the pressure oil supplied from the pressure accumulating means (12),
The required driving torque of the hydraulic pump (2) can be reduced to reduce its required absorption torque,
By reducing the number of revolutions of the engine (1), noise can be reduced and the fuel consumption rate can be improved. In addition, when the rotation operation of the revolving unit (32) is decelerated, the revolving pump motor (4) is switched to the pump operation to supply the pressure accumulating means (12) with pressurized oil, thereby rotating the accumulating means (12). Can regenerate kinetic energy,
Thereby, energy saving can be achieved.

【0076】そして、上記旋回駆動系(400)によれ
ば、第2電動機(16)により、旋回ポンプモータ
(4)のモータ作動時にその増速回転を補助する一方、
ポンプ作動時に蓄圧手段(12)の容量を越える回転運
動エネルギーを効率よく回生することができるため、旋
回ポンプモータ(4)及び蓄圧手段(12)を小容量化
することができ、これにより、旋回駆動系(400)の
コンパクト化を図ることができる。また、旋回ポンプモ
ータ(4)を一定の回転速度で回転させる場合に、第2
電動機(16)のアシスト作動により上記旋回ポンプモ
ータ(4)の回転速度を維持するとともにこの旋回ポン
プモータ(4)をわずかにポンプ作動させて蓄圧手段
(12)に圧油を供給することができ、これにより、回
転摺動部の摩擦抵抗や圧油の洩れに伴う蓄圧手段(1
2)内の圧力エネルギーの低下を補償することができ
る。さらに、ポンプモータ装置(4)の回転速度を急激
に増速または減速させようとする場合に上記第2電動機
(16)が遮断状態にされるため、この第2電動機(1
6)に大トルクの負担をかけないようにしてその耐久性
の向上を図ることができる。加えて、旋回ポンプモータ
(4)として、上記の如き第2電動機(16)と一体型
の構造とすることにより、第2電動機(16)の付加に
よる上記旋回ポンプモータ(4)の回転軸(41)方向
の長さの増加を短縮することができ、上記旋回駆動系
(400)のコンパクト化を図ることができる上、旋回
ポンプモータ(4)側の油による油冷により第2電動機
(16)自体の過熱を防止して第2電動機(16)の性
能維持及び耐久性向上を図ることができる。
According to the turning drive system (400), the second electric motor (16) assists the rotation of the turning pump motor (4) when the motor is operated, while increasing the speed.
Since the rotational kinetic energy exceeding the capacity of the pressure accumulating means (12) can be efficiently regenerated at the time of operation of the pump, the capacity of the swing pump motor (4) and the pressure accumulating means (12) can be reduced. The drive system (400) can be made compact. Further, when rotating the rotating pump motor (4) at a constant rotation speed, the second
With the assist operation of the electric motor (16), the rotation speed of the swirl pump motor (4) can be maintained and the swirl pump motor (4) can be slightly pumped to supply pressure oil to the pressure accumulating means (12). Thereby, the pressure accumulating means (1) associated with the frictional resistance of the rotary sliding portion and the leakage of the pressure oil.
2) It is possible to compensate for the decrease in pressure energy in the above. Further, when the rotational speed of the pump motor device (4) is to be rapidly increased or decreased, the second electric motor (16) is turned off, so that the second electric motor (1) is turned off.
It is possible to improve the durability by not imposing a large torque on 6). In addition, the rotation pump motor (4) is formed integrally with the second electric motor (16) as described above, so that the rotation shaft ( 41) The increase in the length in the direction can be shortened, the turning drive system (400) can be made compact, and the second electric motor (16) can be cooled by oil cooling on the turning pump motor (4) side. ) It is possible to prevent overheating of the second motor (16) and to maintain the performance and improve the durability of the second electric motor (16).

【0077】<他の実施形態>なお、本発明は上記実施
形態に限定されるものではなく、その他種々の実施形態
を包含するものである。すなわち、上記実施形態では、
本油圧駆動装置を油圧ショベルに適用した例を説明した
が、これに限らず、油圧ポンプから供給される圧油によ
り作動部の駆動が行われるものであればいずれのものに
も適用することができ、例えば、慣性負荷の大きな旋回
体を有する建設機械や油圧作業機にも適用することがで
きる。
<Other Embodiments> The present invention is not limited to the above embodiments, but includes various other embodiments. That is, in the above embodiment,
An example in which the present hydraulic drive device is applied to a hydraulic excavator has been described. However, the present invention is not limited to this, and may be applied to any type in which the operating unit is driven by pressure oil supplied from a hydraulic pump. For example, the present invention can be applied to a construction machine or a hydraulic working machine having a revolving structure with a large inertial load.

【0078】また、上記実施形態では、第1電動機
(8)及び第2電動機(16)として誘導発電機を兼ね
た誘導電動機(8及び16)を示したが、これに限ら
ず、ブラシレスDCモータ等の同期電動機を用いてもよ
い。
Further, in the above embodiment, the induction motors (8 and 16) which also serve as induction generators are shown as the first motor (8) and the second motor (16). However, the present invention is not limited to this. Etc. may be used.

【0079】また、上記実施形態では、蓄圧補助手段と
して専用の油圧ポンプ(48)を用いるようにしている
が、これに限らず、例えば、作業アクチュエータ(3
a,3b)が作動されないときに油圧ポンプ(2)から
アキュムレータ(12)に対して圧油を供給するように
してもよい。
In the above embodiment, the dedicated hydraulic pump (48) is used as the pressure accumulating auxiliary means. However, the present invention is not limited to this.
Pressure oil may be supplied from the hydraulic pump (2) to the accumulator (12) when a, 3b) is not operated.

【0080】[0080]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明における油圧駆動装置によれば、第1電動機(8)を
標準負荷作業時に発電作動に切換えることによりエンジ
ントルクの高効率利用を図り、かつ、重負荷作業時にア
シスト作動に切換えることにより作動部駆動のパワーア
ップ及び低騒音化を図ることができる。さらに、蓄圧手
段(12)から供給される圧油によりポンプモータ装置
(4)を駆動することにより、油圧ポンプ(2)の必要
吸収トルクを減少させてエンジン(1)にかかる負荷を
減少させることができ、これにより、駆動部の一層の低
騒音化と燃料消費率の向上とを図ることができる。加え
て、上記ポンプモータ装置(4)を減速時にポンプ作動
に切換えることにより旋回体(32)の回転運動エネル
ギーを回生することができ、これにより、省エネルギー
化を図ることができる。
As described above, according to the hydraulic drive system according to the first aspect of the present invention, the first electric motor (8) is switched to the power generation operation during the standard load operation, so that the engine torque is efficiently used. In addition, by switching to the assist operation at the time of heavy load work, it is possible to increase the power of the operating unit drive and reduce noise. Further, by driving the pump motor device (4) with the pressure oil supplied from the pressure accumulating means (12), the required absorption torque of the hydraulic pump (2) is reduced to reduce the load on the engine (1). As a result, it is possible to further reduce the noise of the drive unit and improve the fuel consumption rate. In addition, by switching the pump motor device (4) to the pump operation at the time of deceleration, the rotational kinetic energy of the revolving unit (32) can be regenerated, thereby achieving energy saving.

【0081】請求項2記載の発明によれば、上記請求項
1記載の発明による効果に加えて、一時的に発生するよ
うなより重負荷の作業要求に対しても、エンストを招く
ことなく電動機(8)によるアシスト作動によって必要
な吸収馬力を発揮させることができるようになる。
According to the second aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect of the present invention, the electric motor can be operated without causing engine stall even for a heavy load work request that occurs temporarily. The required absorption horsepower can be exhibited by the assist operation according to (8).

【0082】請求項3記載の発明によれば、入力検出手
段(18)により検出される回転速度入力値と回転速度
検出手段(4)により検出される回転速度検出値とに基
づいてポンプモータ装置(4)の作動をポンプ作動とモ
ータ作動とに切換えることにより、上記請求項1記載の
発明における駆動部の低騒音化,燃費率の向上,省エネ
ルギー化等の効果を確実に得ることができる。
According to the third aspect of the present invention, the pump motor device is based on the rotation speed input value detected by the input detection means (18) and the rotation speed detection value detected by the rotation speed detection means (4). By switching the operation of (4) between the pump operation and the motor operation, it is possible to surely obtain the effects such as the reduction of the noise of the drive unit, the improvement of the fuel efficiency, and the energy saving in the invention of the first aspect.

【0083】請求項4記載の発明によれば、可変斜板
(44)の傾転角度を斜板角制御部(171)によって
制御することにより、上記請求項3記載の発明による効
果を確実に得ることができる上に、ポンプモータ装置
(4)の押しのけ容積を変化させてその吸収トルク又は
出力トルク並びに回転速度を変更制御することができ、
これにより、ポンプモータ装置(4)の回転速度をスム
ーズに変更制御することができる。
According to the fourth aspect of the present invention, the tilt angle of the variable swash plate (44) is controlled by the swash plate angle control section (171), so that the effect of the third aspect of the present invention is ensured. In addition to being able to obtain, the displacement of the pump motor device (4) can be changed to change and control the absorption torque or output torque and the rotation speed thereof,
Thus, the rotation speed of the pump motor device (4) can be smoothly changed and controlled.

【0084】請求項5記載の発明によれば、上記請求項
3記載の発明による効果に加えて、第2電動機(16)
とポンプモータ装置(4)との間でトルクの受け渡しを
行うことにより、このポンプモータ装置(4)のモータ
作動をアシストして最大出力トルクを向上させる一方、
蓄圧手段(12)の容量を越える回転運動エネルギーを
効率よく回生することができ、これにより、上記蓄圧手
段(12)及びポンプモータ装置(4)を小容量化して
油圧駆動装置全体のコンパクト化を図ることができる。
According to the fifth aspect of the present invention, in addition to the effect of the third aspect of the present invention, the second electric motor (16)
By transferring torque between the pump motor device (4) and the pump motor device (4), the motor operation of the pump motor device (4) is assisted to increase the maximum output torque,
Rotational kinetic energy exceeding the capacity of the pressure accumulating means (12) can be efficiently regenerated, whereby the capacity of the pressure accumulating means (12) and the pump motor device (4) can be reduced to make the entire hydraulic drive device compact. Can be planned.

【0085】請求項6記載の発明によれば、上記請求項
5記載の発明による効果に加えて、第2電動機(16)
のアシスト作動により回転摺動部の摩擦抵抗に抗して上
記ポンプモータ装置(4)の回転速度を維持することが
でき、これにより、蓄圧手段(12)を小容量のものと
して油圧駆動装置全体のコンパクト化を図ることができ
る。
According to the sixth aspect of the present invention, in addition to the effect of the fifth aspect of the present invention, the second electric motor (16)
, The rotational speed of the pump motor device (4) can be maintained against the frictional resistance of the rotary sliding portion, whereby the pressure accumulating means (12) has a small capacity and the entire hydraulic drive device Can be made more compact.

【0086】請求項7記載の発明によれば、上記請求項
6記載の発明による効果に加えて、アシスト作動する第
2電動機(16)によりポンプモータ装置(4)をポン
プ作動させて蓄圧手段(12)に圧油を供給することに
より、回転摺動部の摩擦抵抗や油圧回路からの圧油の洩
れに伴う蓄圧手段(12)内の圧力エネルギーの低下を
補償することができる。
According to the seventh aspect of the present invention, in addition to the effect of the sixth aspect of the present invention, the pump motor device (4) is operated by the second electric motor (16) which is operated by the assist pump to operate the pressure accumulating means ( By supplying the pressure oil to the pressure storage means (12), it is possible to compensate for a decrease in pressure energy in the pressure accumulating means (12) due to frictional resistance of the rotary sliding portion and leakage of the pressure oil from the hydraulic circuit.

【0087】請求項8記載の発明によれば、上記請求項
6記載の発明による効果に加えて、ポンプモータ装置
(4)を急速に増速又は減速させるときに第2電動機
(16)を遮断状態にすることにより、この第2電動機
(16)に大トルクの負担をかけないようにしてその耐
久性の向上を図ることができる。
According to the eighth aspect of the present invention, in addition to the effect of the sixth aspect, the second motor (16) is shut off when the speed of the pump motor device (4) is rapidly increased or decreased. By setting it in the state, it is possible to improve the durability of the second electric motor (16) without applying a large torque load to the second electric motor (16).

【0088】請求項9記載の発明によれば、上記請求項
6記載の発明による効果に加えて、第3切換制御手段
(173)による第2電動機(16)の切換作動によ
り、ポンプモータ装置(4)のモータ作動の補助と回転
運動エネルギーの回生とを確実に行うことができる。
According to the ninth aspect of the present invention, in addition to the effect of the sixth aspect of the present invention, the pump motor device () is operated by the switching operation of the second electric motor (16) by the third switching control means (173). 4) The assisting of the motor operation and the regeneration of the rotational kinetic energy can be reliably performed.

【0089】請求項10記載の発明によれば、上記請求
項1記載の発明による効果に加えて、蓄圧補助手段(4
8)によって蓄圧手段(12)に圧油を供給することに
より、ポンプモータ装置(4)の回転摺動摩擦や油圧回
路からの圧油の洩れに伴う蓄圧手段(12)内の圧力エ
ネルギーの低下を補償することができる。
According to the tenth aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect of the present invention, the pressure accumulating auxiliary means (4
By supplying the pressure oil to the pressure accumulating means (12) by 8), the pressure energy in the pressure accumulating means (12) due to the rotational sliding friction of the pump motor device (4) and the leakage of the pressure oil from the hydraulic circuit can be reduced. Can compensate.

【0090】請求項11記載の発明によれば、上記請求
項5〜請求項9のうちの何れか1に記載の発明による効
果に加えて、油圧駆動装置におけるポンプモータ装置
(4)の回転軸(41)方向の長さを短縮することがで
き、これにより、油圧駆動装置全体の小型化を図ること
ができる。
According to the eleventh aspect of the present invention, in addition to the effect of any one of the fifth to ninth aspects, the rotary shaft of the pump motor device (4) in the hydraulic drive unit is provided. (41) The length in the direction can be shortened, whereby the entire hydraulic drive device can be reduced in size.

【0091】請求項12記載の発明によれば、上記請求
項11記載の発明による効果に加えて、電動機(16)
自体をポンプモータ装置(4)のハウジング(45)内
に一体に配設することができ、このポンプモータ装置
(4)内の油の冷却機能により上記電動機(16)の作
動による加熱の防止を図ることができる。
According to the twelfth aspect of the present invention, in addition to the effects of the eleventh aspect, the motor (16)
The pump motor device (4) can be integrally disposed in the housing (45) of the pump motor device (4), and the oil cooling function in the pump motor device (4) prevents the electric motor (16) from being heated by the operation of the electric motor (16). Can be planned.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】油圧駆動装置の従来例を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a conventional example of a hydraulic drive device.

【図2】図1の場合の油圧ポンプのトルク線図である。FIG. 2 is a torque diagram of the hydraulic pump in the case of FIG.

【図3】図1の場合のエンジンの回転数に対する軸トル
ク,軸出力,燃料消費率の関係を示す性能曲線図であ
る。
FIG. 3 is a performance curve diagram showing a relationship between a shaft torque, a shaft output, and a fuel consumption rate with respect to the engine speed in the case of FIG. 1;

【図4】図1の標準負荷作業時の軸トルク,軸出力,回
転数,燃料消費率の相互関係を示すタイムチャートであ
る。
FIG. 4 is a time chart showing a correlation among a shaft torque, a shaft output, a rotation speed, and a fuel consumption rate during a standard load operation in FIG. 1;

【図5】図1の重負荷作業時の軸トルク,軸出力,回転
数,燃料消費率の相互関係を示すタイムチャートであ
る。
5 is a time chart showing the interrelation among the shaft torque, the shaft output, the rotation speed, and the fuel consumption rate during the heavy load operation in FIG.

【図6】本発明の実施形態を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing an embodiment of the present invention.

【図7】実施形態におけるエンジンの回転数と出力トル
クとの関係図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship between an engine speed and an output torque in the embodiment.

【図8】図6における第2電動機一体型油圧ポンプモー
タの拡大断面説明図である。
FIG. 8 is an enlarged sectional explanatory view of the second electric motor integrated hydraulic pump motor in FIG. 6;

【図9】図6の旋回駆動部の旋回時における回転速度入
力値,旋回ポンプモータの押しのけ容積,回転速度検出
値の相互関係を示すタイムチャートである。
FIG. 9 is a time chart showing a mutual relationship between a rotation speed input value, a displacement of a rotation pump motor, and a rotation speed detection value at the time of turning of the turning drive unit in FIG. 6;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エンジン 2 油圧ポンプ 3a 油圧モータ,作業アクチュエータ
(作動部) 3b シリンダ,作業アクチュエータ
(作動部) 4 旋回ポンプモータ(ポンプモータ
装置) 8 第1電動機 10 蓄電手段 11 吸収トルク検出手段 12 アキュムレータ(蓄圧手段) 16 第2電動機 18 入力検出手段 19 回転速度検出手段 41 旋回ポンプモータの回転軸 42 旋回ポンプモータのシリンダブロ
ック 44 旋回ポンプモータの可変斜板 45 旋回ポンプモータのハウジング 48 油圧ポンプ(蓄圧補助手段) 91 回転数補正制御部(回転数補正制
御手段) 92 第1切換制御部(第1切換制御手
段) 101 蓄電量検出手段 161 第2電動機のロータ 162 第2電動機のステータ 171 斜板角制御部(第2切換制御手
段) 172 第2切換制御部(第2切換制御手
段) 173 第3切換制御部(第3切換制御手
段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 2 Hydraulic pump 3a Hydraulic motor, work actuator (operating part) 3b Cylinder, work actuator (operating part) 4 Swing pump motor (pump motor device) 8 1st electric motor 10 Power storage means 11 Absorption torque detection means 12 Accumulator (pressure accumulation means) 16) Second motor 18 Input detection means 19 Rotation speed detection means 41 Rotary shaft of rotary pump motor 42 Cylinder block of rotary pump motor 44 Variable swash plate of rotary pump motor 45 Housing of rotary pump motor 48 Hydraulic pump (accumulation assisting means) Reference numeral 91: rotation speed correction control unit (rotation speed correction control unit) 92 first switching control unit (first switching control unit) 101 charged amount detection unit 161 rotor of the second motor 162 stator of the second motor 171 swash plate angle control unit ( Second switching control means) 172 Second switching control Part (second switching control means) 173 third switching control section (third switching control means)

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 エンジン(1)と、このエンジン(1)
により駆動される油圧ポンプ(2)と、この油圧ポンプ
(2)から吐出される圧油により駆動される作動部(3
a,3b)とを備えた油圧駆動装置において、 上記油圧ポンプ(2)との間でトルク伝達を可逆的に行
う第1電動機(8)と、 上記第1電動機(8)との間
で電気エネルギの受け渡しを行う蓄電手段(10)と、 旋回体(32)を回転駆動する旋回駆動系(400)と
を備えており、 上記第1電動機(8)は、上記油圧ポンプ(2)からの
トルク伝達を受けて発電した電気エネルギーを上記蓄電
手段(10)に蓄える発電作動と、その蓄電手段(1
0)に蓄電された電気エネルギーを受けて駆動されるこ
とにより上記油圧ポンプ(2)に対してトルク伝達を行
うアシスト作動とに切換可能に構成され、 上記旋回駆動系(400)は、圧油を媒体として圧力エ
ネルギを蓄える蓄圧手段(12)と、上記蓄圧手段(1
2)からの圧油の供給を受けて駆動されるモータ作動
と、上記蓄圧手段(12)に圧油を供給して蓄圧させる
ポンプ作動とに切換可能に構成されたポンプモータ装置
(4)とを備えていることを特徴とする油圧駆動装置。
An engine (1) and the engine (1)
Hydraulic pump (2) driven by the hydraulic pump (2) and an operating unit (3) driven by pressure oil discharged from the hydraulic pump (2)
a, 3b) comprising: a first electric motor (8) for reversibly transmitting torque to and from the hydraulic pump (2); and an electric motor between the first electric motor (8) and the first electric motor (8). A power storage means (10) for transferring energy; and a swing drive system (400) for rotatingly rotating the swing body (32). The first electric motor (8) is provided with a hydraulic pump (2) from the hydraulic pump (2). A power generation operation for storing the electric energy generated by receiving the torque transmission in the power storage means (10);
0) is configured to be switched to an assist operation for transmitting torque to the hydraulic pump (2) by being driven by receiving the electric energy stored in the hydraulic drive (2). Pressure accumulating means (12) for accumulating pressure energy using as a medium, the pressure accumulating means (1)
A pump motor device (4) configured to be switchable between a motor operation driven by receiving the supply of the pressure oil from 2) and a pump operation of supplying the pressure oil to the pressure accumulation means (12) to accumulate the pressure. A hydraulic drive device comprising:
【請求項2】 請求項1において、 作動部(3a,3b)を駆動する上で必要となる油圧ポ
ンプ(2)での必要吸収トルクを検出する吸収トルク検
出手段(11)と、 上記吸収トルク検出手段(11)により検出された必要
吸収トルク検出値がエンジン(1)の回転数との関係で
予め定められたエンジン(1)の出力トルク設定値より
も低トルク側であるとき、上記電動機(8)を上記油圧
ポンプ(2)から伝達される余剰トルクにより発電作動
させる一方、上記必要吸収トルク検出値が上記出力トル
ク設定値よりも高トルク側であるとき、上記電動機
(8)をアシスト作動状態にするよう、電動機(8)の
作動を切換制御する第1切換制御手段(92)と、 上記吸収トルク検出手段(11)により検出された必要
吸収トルク検出値が上記出力トルク設定値よりも高トル
ク側であるときに、その必要吸収トルク検出値がエンジ
ン(1)の出力トルクに電動機のアシスト作動による最
大アシストトルクを加えたアシスト限界トルク値よりも
大きいときは、上記エンジン(1)の回転数を、上記必
要吸収トルクに基づく吸収馬力を等値に維持しつつ上記
電動機(8)のアシストトルクが最大アシストトルクよ
りも小さくなるよう高回転数側に変更補正するエンジン
の回転数補正制御手段(91)とを備えていることを特
徴とする油圧駆動装置。
2. An absorption torque detecting means (11) for detecting a required absorption torque of a hydraulic pump (2) required for driving an operation section (3a, 3b), wherein said absorption torque is When the required absorption torque detection value detected by the detection means (11) is lower than a predetermined output torque set value of the engine (1) in relation to the rotation speed of the engine (1), the electric motor (8) is operated by the surplus torque transmitted from the hydraulic pump (2), and when the required absorption torque detection value is on the higher torque side than the output torque setting value, the electric motor (8) is assisted. First switching control means (92) for switching and controlling the operation of the electric motor (8) so as to bring it into an operating state; and a required absorption torque detection value detected by the absorption torque detection means (11). When the required absorption torque detection value is higher than the force torque setting value and the required absorption torque detection value is larger than the assist limit torque value obtained by adding the maximum assist torque by the assist operation of the electric motor to the output torque of the engine (1), The rotational speed of the engine (1) is changed and corrected to a higher rotational speed such that the assist torque of the electric motor (8) becomes smaller than the maximum assist torque while maintaining the absorption horsepower based on the required absorption torque at an equal value. A hydraulic drive device comprising: engine speed correction control means (91).
【請求項3】 請求項1において、 操作者による操作を受けてその操作量をポンプモータ装
置(4)に対する回転速度入力値として検出する入力検
出手段(18)と、 上記ポンプモータ装置(4)の実際の回転速度を検出す
る回転速度検出手段(19)と、 上記回転速度検出手段(19)により検出された回転速
度検出値が、上記入力検出手段(18)により検出され
た回転速度入力値よりも低速側であるとき、上記ポンプ
モータ装置(4)をモータ作動させて増速させる一方、
上記回転速度検出値が上記回転速度入力値よりも高速側
であるとき、上記ポンプモータ装置(4)をポンプ作動
させて減速させるよう、このポンプモータ装置(4)の
作動を切換制御する第2切換制御手段(171,17
2)とを備えていることを特徴とする油圧駆動装置。
3. The pump motor device (4) according to claim 1, wherein an input detecting means (18) for receiving an operation by an operator and detecting an operation amount as a rotation speed input value to the pump motor device (4). A rotation speed detecting means (19) for detecting an actual rotation speed of the motor, and a rotation speed detection value detected by the rotation speed detection means (19) is a rotation speed input value detected by the input detection means (18). When the speed is lower than the speed, the pump motor device (4) is motor-operated to increase the speed.
When the rotation speed detection value is higher than the rotation speed input value, the operation of the pump motor device (4) is switched and controlled so that the pump motor device (4) is operated to decelerate the pump. Switching control means (171, 17
2) A hydraulic drive device comprising:
【請求項4】 請求項3において、 ポンプモータ装置(4)は、可変斜板(44)を備えた
可変斜板式ピストンポンプモータであり、 第2切換制御手段(171,172)は、上記可変斜板
(44)の傾転角度を正逆両側の最大傾転角度までの間
で増減変更制御する斜板角制御部(171)を備えてい
ることを特徴とする油圧駆動装置。
4. The pump motor device (4) according to claim 3, wherein the pump motor device (4) is a variable swash plate type piston pump motor having a variable swash plate (44). A hydraulic drive device comprising: a swash plate angle control unit (171) for controlling an increase or decrease of a tilt angle of a swash plate (44) up to a maximum tilt angle on both the forward and reverse sides.
【請求項5】 請求項3において、 ポンプモータ装置(4)からのトルク伝達を受けて発電
した電気エネルギーを蓄電手段(10)に蓄える発電作
動と、その蓄電手段(10)に蓄電された電気エネルギ
ーを受けて駆動されることにより上記ポンプモータ装置
(2)対してトルク伝達を行うアシスト作動とに切換可
能に構成された第2電動機(16)を備えることを特徴
とする油圧駆動装置。
5. The power generation operation according to claim 3, wherein the electric energy generated by receiving the torque transmission from the pump motor device (4) is stored in the power storage means (10), and the electric power stored in the power storage means (10). A hydraulic drive device comprising a second electric motor (16) configured to be switched to an assist operation for transmitting torque to the pump motor device (2) by being driven by receiving energy.
【請求項6】 請求項5において、 入力検出手段(18)により検出された回転速度入力値
と回転速度検出手段(19)により検出された回転速度
検出値とが等しくかつ零でないとき、上記第2電動機
(16)をアシスト作動状態に切換えるよう、この第2
電動機(16)の作動を切換制御する第3切換制御手段
(173)を備えることを特徴とする油圧駆動装置。
6. The method according to claim 5, wherein when the rotation speed input value detected by the input detection means (18) and the rotation speed detection value detected by the rotation speed detection means (19) are equal to each other and not zero, the second one is set to a predetermined value. 2 so that the second motor (16) is switched to the assist operation state.
A hydraulic drive device comprising a third switching control means (173) for switching and controlling the operation of the electric motor (16).
【請求項7】 請求項6において、 第2切換制御手段(171,172)は、回転速度入力
値と回転速度検出値とが等しくかつ零でないとき、ポン
プモータ装置(4)をポンプ作動に切換えるように構成
されていることを特徴とする油圧駆動装置。
7. The pump control device according to claim 6, wherein the second switching control means switches the pump motor device to the pump operation when the rotation speed input value and the rotation speed detection value are equal and not zero. A hydraulic drive device characterized by being configured as described above.
【請求項8】 請求項6において、 第3切換制御手段(173)は、回転速度入力値と回転
速度検出値との偏差がポンプモータ装置(4)に加わる
慣性負荷に応じて予め設定された設定偏差よりも大値側
にあるとき、第2電動機(16)を、上記ポンプモータ
装置(4)とのトルク伝達が遮断された遮断状態にさせ
るように構成されていることを特徴とする油圧駆動装
置。
8. The switching control means (173) according to claim 6, wherein a deviation between the rotation speed input value and the rotation speed detection value is set in advance according to an inertial load applied to the pump motor device (4). A hydraulic system characterized in that the second electric motor (16) is configured to be in a cut-off state in which torque transmission with the pump motor device (4) is cut off when the second motor (16) is on the larger side than the set deviation. Drive.
【請求項9】 請求項6において 第3切換制御手段(173)は、回転速度検出値が回転
速度入力値よりも低速側であるとき、第2電動機(1
6)をアシスト作動させる一方、上記回転速度検出値が
上記回転速度入力値よりも高速側であるとき、上記第2
電動機(16)を発電作動させるよう、この第2電動機
(16)の作動を切換制御するように構成されているこ
とを特徴とする油圧駆動装置。
9. The electric motor according to claim 6, wherein the third switching control means (173) is configured to output the second electric motor (1) when the detected rotation speed is lower than the rotation speed input value.
6) While the assist operation is performed, when the rotation speed detection value is higher than the rotation speed input value, the second
A hydraulic drive device characterized in that the operation of the second electric motor (16) is switch-controlled so that the electric motor (16) operates to generate electric power.
【請求項10】 請求項1において、 蓄圧手段(12)における圧力エネルギーの低下を補う
ための蓄圧補助手段(48)を備えていることを特徴と
する油圧駆動装置。
10. The hydraulic drive device according to claim 1, further comprising a pressure accumulation assisting means (48) for compensating a decrease in pressure energy in the pressure accumulating means (12).
【請求項11】 請求項5〜請求項9の内のいずれか1
において、 第2電動機(16)がポンプモータ装置(4)の回転軸
(41)を囲む外周側位置に配設されて、その第2電動
機(16)とポンプモータ装置(4)とが一体に組み付
けられていることを特徴とする油圧駆動装置。
11. The method according to claim 5, wherein:
In the above, the second electric motor (16) is disposed at an outer peripheral side position surrounding the rotary shaft (41) of the pump motor device (4), and the second electric motor (16) and the pump motor device (4) are integrally formed. A hydraulic drive device which is assembled.
【請求項12】 請求項11において、 ポンプモータ装置(4)は、回転軸(41)と一体に回
転するシリンダブロック(42)と、このシリンダブロ
ック(42)の周囲を覆うハウジング(45)とを備え
ており、 第2電動機(16)は、上記シリンダブロック(42)
と一体に回転するようシリンダブロック(42)の外周
面側位置に取付けられたロータ(161)と、このロー
タ(161)に対し上記回転軸(41)を中心とする径
方向に相対向するよう上記ハウジング(45)の内周面
側位置に取付けられたステータ(162)とを備えてい
ることを特徴とする油圧駆動装置。
12. The pump motor device (4) according to claim 11, wherein the cylinder block (42) that rotates integrally with the rotating shaft (41), and a housing (45) that covers the periphery of the cylinder block (42). The second electric motor (16) is provided with the cylinder block (42).
A rotor (161) attached to a position on the outer peripheral surface side of the cylinder block (42) so as to rotate integrally with the rotor (161) so as to face the rotor (161) in a radial direction about the rotation shaft (41). And a stator (162) attached to a position on the inner peripheral surface side of the housing (45).
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