KR20110093935A - 하이브리드 건설 기계의 제어 장치 - Google Patents

하이브리드 건설 기계의 제어 장치 Download PDF

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Abstract

하이브리드 건설 기계의 제어 장치이며, 가변 용량형 펌프의 토출압을 레귤레이터로 유도하는 토출압 도입로와, 각 액추에이터의 최고 부하압 및 유압 모터의 부하압 중 어느 한쪽을 레귤레이터로 유도하는 부하압 도입로를 구비하고, 컨트롤러는 조작 상황 검출기의 검출 결과를 기초로 하여 액추에이터가 비작동 상태에 있다고 판정된 경우에는, 가변 용량형 펌프의 토출유가 유압 모터로 유도되도록 전자기 파일럿 제어 밸브의 솔레노이드를 여자하는 동시에, 가변 용량형 펌프의 토출압과 유압 모터의 부하압과의 차압을 일정하게 유지하도록 상기 레귤레이터를 제어한다.

Description

하이브리드 건설 기계의 제어 장치 {CONTROL DEVICE FOR HYBRID CONSTRUCTION MACHINE}
본 발명은, 전동 모터를 구동원으로서 이용하는 하이브리드 건설 기계의 제어 장치에 관한 것이다.
종래부터 알려져 있는 로드 센싱 회로를 구비한 제어 장치는, 회로 계통에 접속된 복수의 액추에이터의 최고 부하압을 선택하여, 그 선택된 최고 부하압과 메인 펌프의 토출압의 차압이 일정하게 유지되도록, 레귤레이터가 메인 펌프의 토출 유량을 제어한다. 또한, 각 액추에이터에는 조작 밸브와 압력 보상 밸브가 접속되고, 액추에이터의 부하압의 변화에 관계없이 공급 유량이 일정하게 유지되도록 제어된다(JP 2004-197825A 참조).
상기한 종래 장치에서는, 각 액추에이터가 비작동 상태에 있을 때에도, 엔진은 항상 회전하고 있다. 그로 인해, 액추에이터의 비작동 시에는 엔진이 대부분 일을 하고 있지 않음에도 에너지를 소비하고 있게 되므로, 에너지 손실이 크다.
본 발명은, 상기 문제점을 감안해서 이루어진 것이며, 액추에이터가 비작동 상태에 있을 때에, 원동기를 유효하게 활용해서 에너지 효율을 올릴 수 있는 하이브리드 건설 기계의 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 하이브리드 건설 기계의 제어 장치이며, 원동기의 구동력으로 회전하는 가변 용량형 펌프와, 상기 가변 용량형 펌프의 틸팅각을 제어하는 레귤레이터와, 상기 가변 용량형 펌프로부터 각 액추에이터로 유도되는 작동유의 유량을 제어하는 복수의 조작 밸브와, 상기 조작 밸브의 조작 상황을 검출하는 조작 상황 검출기와, 상기 가변 용량형 펌프의 토출유에 의해 회전하는 회생용의 유압 모터와, 상기 유압 모터에 접속된 발전기와, 상기 가변 용량형 펌프와 상기 유압 모터를 접속하는 유로에 설치되고, 파일럿실로 유도되는 파일럿압의 작용으로 개방도가 제어되는 유량 제어 밸브와, 상기 유량 제어 밸브의 파일럿실에 작용하는 파일럿압을 제어하기 위한 전자기 파일럿 제어 밸브와, 상기 가변 용량형 펌프의 토출압을 상기 레귤레이터로 유도하는 토출압 도입로와, 상기 각 액추에이터의 최고 부하압 및 상기 유압 모터의 부하압 중 어느 한쪽을 상기 레귤레이터로 유도하는 부하압 도입로와, 상기 조작 상황 검출기의 검출 결과를 기초로 하여 상기 액추에이터가 작동 상태에 있다고 판정된 경우에는, 상기 가변 용량형 펌프의 토출압과 상기 각 액추에이터의 최고 부하압의 차압을 일정하게 유지하도록 상기 레귤레이터를 제어하고, 상기 액추에이터가 비작동 상태에 있다고 판정된 경우에는, 상기 가변 용량형 펌프의 토출유가 상기 유압 모터로 유도되도록 상기 전자기 파일럿 제어 밸브의 솔레노이드를 여자하는 동시에, 상기 가변 용량형 펌프의 토출압과 상기 유압 모터의 부하압의 차압을 일정하게 유지하도록 상기 레귤레이터를 제어하는 컨트롤러를 구비한다.
본 발명에 따르면, 액추에이터가 비작동 상태에 있는 경우에는, 원동기의 구동력을 활용해서 유압 모터에 의해 발전이 행해지므로, 에너지 손실을 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 하이브리드 건설 기계의 제어 장치의 회로도이다.
도 2는 컨트롤러에 의해 실행되는 제어 순서를 도시하는 흐름도이다.
도 3은 컨트롤러에 의해 실행되는 제어 순서를 도시하는 흐름도이다.
도 4는 차압과 어시스트 유량과의 관계를 도시한 제어 맵이다.
도 5는 차압과 어시스트 유량과의 관계를 도시한 제어 맵이다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 형태에 관한 하이브리드 건설 기계의 제어 장치에 대해서 설명한다. 이하의 실시 형태에서는, 하이브리드 건설 기계가 파워셔블(power shovel)일 경우에 대해서 설명한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 파워 셔블에는 원동기로서의 엔진(73)의 구동력으로 회전하는 가변 용량형의 메인 펌프(71)가 설치된다. 엔진(73)에는, 엔진(73)의 여력을 이용해서 발전 기능을 발휘하는 제너레이터(6)가 설치된다. 또한, 엔진(73)에는 엔진(73)의 회전수를 검출하는 회전수 검출기로서의 회전수 센서(74)가 설치된다. 메인 펌프(71)에는 토출된 작동유가 유도되는 메인 유로(75)가 접속된다.
파워셔블은 로드 센싱 회로(40)를 구비한다. 로드 센싱 회로(40)에는 주행용 모터를 제어하는 조작 밸브(41, 42)와, 붐 실린더(80)를 제어하는 조작 밸브(43)와, 아암 실린더를 제어하는 조작 밸브(44)와, 버킷 실린더를 제어하는 조작 밸브(45)와, 선회 모터(81)를 제어하는 조작 밸브(46)가 설치된다. 각 조작 밸브(41 내지 46)는, 메인 펌프(71)로부터 각 액추에이터로 유도되는 토출유의 유량을 제어하여, 각 액추에이터의 동작을 제어한다. 각 조작 밸브(41 내지 46)는, 메인 유로(75)로부터 분기하는 패럴렐(parallel) 유로(76)를 통해서 병렬로 접속된다. 각 조작 밸브(41 내지 46)에는, 각 액추에이터의 부하압의 변화에 관계없이 각 액추에이터에 일정한 유량이 공급되도록 제어하는 압력 보상 밸브(51 내지 56)가 접속된다.
메인 펌프(71)에는, 그 틸팅각을 제어하는 레귤레이터(1)가 설치된다. 메인 유로(75)에는, 메인 펌프(71)의 토출압을 레귤레이터(1)로 유도하는 토출압 도입로(2)가 접속된다. 로드 센싱 회로(40)에는 고압 선택 밸브(61 내지 65)가 설치된다. 이 고압 선택 밸브(61 내지 65)에 의해 각 조작 밸브(41 내지 46)에 접속된 각 액추에이터의 부하압 중 최고 부하압이 선택되고, 그 최고 부하압은 제1 압력유도 통로(3a)로 유도된다. 제1 압력유도 통로(3a)는, 후술하는 회생용의 유압 모터(88)의 부하압이 유도되는 제2 압력유도 통로(3b)와 고압 선택 밸브(66)를 통해서 접속된다. 고압 선택 밸브(66)에 의해, 고압 선택 밸브(61 내지 65)에 의해 선택된 각 액추에이터의 최고 부하압과 회생용의 유압 모터(88)의 부하압 중 높은 압력이 선택되고, 그 선택된 압력은 부하압 도입로(3)를 통해서 레귤레이터(1)로 유도된다. 이와 같이, 부하압 도입로(3)를 통해서 레귤레이터(1)로 유도되는 압력은, 각 액추에이터의 최고 부하압 및 유압 모터(88)의 부하압 중 어느 한쪽이 된다.
토출압 도입로(2)의 압력은 제1 파일럿 유로(4)를 통해서 압력 검출기로서의 압력 센서(77)에 의해 검출되고, 그 검출 결과는 컨트롤러(90)에 출력된다. 또한, 부하압 도입로(3)의 압력은 제2 파일럿 유로(5)를 통해서 압력 검출기로서의 압력 센서(78)에 의해 검출되고, 그 검출 결과는 컨트롤러(90)에 출력된다. 컨트롤러(90)는, 압력 센서(77)에 의해 검출된 압력과 압력 센서(78)에 의해 검출된 압력의 차압을 연산하고, 그 차압이 일정하게 유지되도록 레귤레이터(1)를 제어한다. 즉, 레귤레이터(1)는 토출압 도입로(2)를 통해서 유도되는 메인 펌프(71)의 토출압과 부하압 도입로(3)를 통해서 유도되는 액추에이터의 최고 부하압 또는 유압 모터(88)의 부하압의 차압이 일정하게 유지되도록 메인 펌프(71)의 틸팅각을 제어한다.
회생용의 유압 모터(88)는 발전기(91)와 연계해서 회전한다. 유압 모터(88)는 가변 용량형 모터이며, 그 틸팅각은 컨트롤러(90)에 접속된 레귤레이터(7)에 의해 제어된다. 발전기(91)에서 발전된 전력은 인버터(92)를 통해서 배터리(13)에 충전된다. 배터리(13)는 컨트롤러(90)에 접속되고, 컨트롤러(90)는 배터리(13)의 충전량을 파악할 수 있도록 되어 있다. 유압 모터(88)와 발전기(91)는 직접 연결해도 좋고, 감속기를 통해서 연결해도 좋다.
엔진(73)에 설치한 제너레이터(6)는 배터리 충전기(33)에 접속되고, 제너레이터(6)가 발전한 전력은 배터리 충전기(33)를 통해서 배터리(13)에 충전된다. 배터리 충전기(33)는, 가정용 전원 등의 다른 계통의 전원(34)에도 접속된다.
메인 펌프(71)는, 메인 유로(75)로부터 분기한 합류 유로(9) 및 접속용 유로(8)를 통해서 유압 모터(88)에 접속된다. 합류 유로(9)에는 메인 펌프(71)로부터 유압 모터(88)에 공급되는 작동유의 공급 유량을 제어하는 유량 제어 밸브(82)가 설치된다.
유량 제어 밸브(82)는, 차단 위치와 연통 위치로 전환 가능한 파일럿 조작 밸브이며, 한쪽에는 스프링(10)이 설치되고, 다른 쪽에는 파일럿압이 유도되는 파일럿실(11)이 설치된다. 유량 제어 밸브(82)는 통상 상태에서는 스프링(10)의 압박력에 의해 노멀 위치의 차단 위치(도 1에 도시하는 위치)로 유지되고, 메인 펌프(71)와 유압 모터(88)의 연통을 차단한다. 한편, 파일럿실(11)에 파일럿압이 작용한 경우에는 연통 위치로 전환되어, 메인 펌프(71)와 유압 모터(88)를 연통한다. 유량 제어 밸브(82)는 파일럿실(11)로 유도되는 파일럿압의 작용으로 개방도가 제어된다.
유량 제어 밸브(82)의 파일럿실(11)에 작용하는 파일럿압을 제어하는 것은 전자기 파일럿 제어 밸브(83)이다. 전자기 파일럿 제어 밸브(83)는, 차단 위치와 연통 위치로 전환 가능한 전자기 밸브이며, 한쪽에는 스프링이 설치되고, 다른 쪽에는 컨트롤러(90)에 접속된 솔레노이드가 설치된다. 전자기 파일럿 제어 밸브(83)는, 솔레노이드가 비여자 상태에서는 스프링의 압박력에 의해 노멀 위치의 차단 위치(도 1에 도시하는 위치)로 유지되어, 유량 제어 밸브(82)의 파일럿실(11)이 탱크(85)에 연통한다. 한편, 솔레노이드가 여자 상태에서는 연통 위치로 전환되어, 파일럿 펌프(84)로부터 토출된 파일럿 오일이 파일럿실(11)로 유도된다. 전자기 파일럿 제어 밸브(83)는 솔레노이드에 인가되는 전류에 따라서 개방도가 제어되고, 그 결과, 유량 제어 밸브(82)의 파일럿실(11)에 작용하는 파일럿압이 제어된다. 따라서, 전자기 파일럿 제어 밸브(83)의 솔레노이드에 인가하는 전류를 컨트롤러(90)에 의해 제어함으로써, 유량 제어 밸브(82)의 개방도를 제어할 수 있다.
합류 유로(9)에 있어서의 유량 제어 밸브(82)의 하류에는, 메인 펌프(71)로부터 유압 모터(88)로의 흐름만을 허용하는 체크 밸브(12)가 설치된다. 체크 밸브(12)와 유량 제어 밸브(82) 사이에 발생하는 압력, 즉 유압 모터(88)의 부하압은, 제2 압력유도 통로(3b)를 통해서 고압 선택 밸브(66)로 유도된다. 로드 센싱 회로(40)의 각 액추에이터가 동작하지 않고, 유압 모터(88)만이 구동하고 있는 상태에서는, 고압 선택 밸브(66)에 의해 유압 모터(88)의 부하압이 선택되고, 레귤레이터(1)는 메인 펌프(71)의 토출압과 유압 모터(88)의 부하압의 차압이 일정해지도록 메인 펌프(71)의 틸팅각을 제어하게 된다.
각 조작 밸브(41 내지 46)에는, 조작 밸브(41 내지 46)의 중립 위치를 전기적으로 검출해서 조작 밸브(41 내지 46)의 조작 상황을 검출하는 조작 상황 검출기로서의 센서(86)가 설치된다. 센서(86)의 검출 신호는 컨트롤러(90)에 출력된다. 컨트롤러(90)는 센서(86)로부터의 검출 신호를 기초로 하여 조작 밸브(41 내지 46)가 중립 위치에 있는지 여부, 즉, 각 액추에이터가 작동 상태에 있는지 비작동 상태에 있는지를 판정한다. 조작 상황 검출기는 조작 밸브(41 내지 46)의 중립 위치를 전기적으로 검출하는 센서(86)에 한정되는 것은 아니며, 조작 밸브(41 내지 46)의 중립 위치를 유압적으로 검출하는 것이라도 좋다.
다음에, 도 2를 참조하여, 유압 모터(88)를 이용해서 발전기(91)에 의해 발전을 행하는 경우의 제어 순서에 대해서 설명한다. 이하의 제어 순서는 컨트롤러(90)에 의해 실행된다. 컨트롤러(90)에는, 제어 장치 전체의 처리 동작을 제어하는 CPU, CPU의 처리 동작에 필요한 프로그램, 데이터 등이 기억된 ROM 및 ROM으로부터 판독된 데이터나 각 계기에 의해 판독된 데이터 등을 일시적으로 기억하는 RAM 등이 저장되어 있다.
스텝 1에서는, 센서(86)에 의해 조작 밸브(41 내지 46)에 접속된 액추에이터의 작동 상태를 검출한다. 구체적으로는, 조작 밸브(41 내지 46)에 설치된 센서(86)에 의해 검출된 검출 신호를 판독한다.
스텝 2에서는, 센서(86)의 검출 신호를 기초로 하여, 모든 조작 밸브(41 내지 46)가 중립 위치에 있는지 여부를 판정한다. 스텝 2에서, 조작 밸브(41 내지 46) 중 어느 하나가 중립 위치 이외의 전환 위치에 있다고 판정된 경우에는, 그 조작 밸브에 접속된 액추에이터가 작업 중이라고 판단하여, 스텝 3으로 진행하여 통상의 로드 센싱 제어를 계속하고 스텝 1로 복귀한다.
스텝 2에서, 모든 조작 밸브(41 내지 46)가 중립 위치에 있다고 판정된 경우에는, 각 액추에이터가 비작업 상태에 있다고 판단해서 스텝 4로 진행한다.
유압 모터(88)를 회전시켜서 배터리(13)를 충전하기 위해서는, 오퍼레이터로부터 발전 요구가 있는 것을 필요로 한다. 오퍼레이터로부터의 발전 요구는 오퍼레이터가 발전 요구용의 스위치를 조작함으로써 행해지고, 스위치가 조작됨으로써 컨트롤러(90)에 스탠바이 회생 지령 신호가 입력된다. 그래서 스텝 4에서는, 스탠바이 회생 지령 신호의 입력이 있는지의 여부를 판정한다.
스텝 4에서, 스탠바이 회생 지령 신호의 입력이 없다고 판정되면, 스텝 6으로 진행된다. 스텝 6에서는, 전자기 파일럿 제어 밸브(83)의 솔레노이드를 비여자로 유지하여, 전자기 파일럿 제어 밸브(83)를 도 1에 도시하는 노멀 위치로 유지한다. 전자기 파일럿 제어 밸브(83)가 노멀 위치의 차단 위치로 유지되면, 유량 제어 밸브(82)의 파일럿실(11)이 탱크(85)에 연통하므로, 유량 제어 밸브(82)도 도 1에 도시하는 노멀 위치의 차단 위치를 유지하여, 메인 펌프(71)와 유압 모터(88)의 연통이 차단된다. 따라서, 오퍼레이터로부터의 발전 요구가 없으면, 유압 모터(88)는 회전하지 않고, 발전기(91)도 구동되지 않는다.
스텝 4에서, 스탠바이 회생 지령 신호의 입력이 있다고 판정되면 스텝 5로 진행된다. 스텝 5에서는, 배터리(13)가 풀 충전 근방에 있는지의 여부를 판정한다. 스텝 5에서, 배터리(13)의 충전량이 풀 충전 근방에 있다고 판정되면, 다시 스텝 6으로 진행하여, 메인 펌프(71)와 유압 모터(88)의 연통이 차단되어, 발전기(91)가 구동되지 않는다.
스텝 5에서, 배터리(13)의 충전량이 풀 충전 근방에 없는, 즉 충전량이 부족하다고 판정되면, 스텝 7로 진행된다. 스텝 7에서는, 배터리(13)의 충전량의 다소를 판정한다. 구체적으로는, 배터리(13)의 충전량이 미리 정해진 기준 충전량 이상인지의 여부를 판정한다. 기준 충전량은 컨트롤러(90)의 ROM에 미리 기억되어 있다.
스텝 7에서, 배터리(13)의 충전량이 기준 충전량 이상이라고 판정되면, 스텝 8로 진행한다. 스텝 8에서는, 배터리(13)의 현재 상태의 충전량을 기초로 하여 필요 충전량을 연산하고, 그 필요 충전량에 따른 메인 펌프(71)의 펌프 토출 유량을 결정한다. 한편, 스텝 7에서, 배터리(13)의 충전량이 기준 충전량 미만이라고 판정되면, 스텝 9로 진행한다. 스텝 9에서도, 스텝 8과 마찬가지로, 배터리(13)의 현재 상태의 충전량을 기초로 하여 필요 충전량을 연산하고, 그 필요 충전량에 따른 메인 펌프(71)의 펌프 토출 유량을 결정한다. 여기서, 스텝 8에서 결정된 펌프 토출 유량은, 스텝 9에서 결정된 펌프 토출 유량과 비교하여 상대적으로 작아진다.
스텝 8 및 9에서 펌프 토출 유량을 결정한 후, 스텝 10으로 진행한다. 스텝 10에서는, 스텝 8 및 9에서 결정된 펌프 토출 유량에 걸맞는 유량을 확보하기 위해서, 전자기 파일럿 제어 밸브(83)의 솔레노이드에 인가하는 여자 전류를 제어한다. 이에 의해, 전자기 파일럿 제어 밸브(83)에 의해 제어된 파일럿압이 유량 제어 밸브(82)의 파일럿실(11)에 작용하여, 유량 제어 밸브(82)가 개방되어 스텝 8 및 9에서 결정된 펌프 토출 유량에 따른 개방도로 설정된다. 유량 제어 밸브(82)의 개방도가 설정됨으로써, 메인 펌프(71)로부터 토출된 작동유는 유압 모터(88)로 유도되는 동시에, 레귤레이터(1)에는 메인 펌프(71)의 토출압과 고압 선택 밸브(66)에 의해 선택된 유압 모터(88)의 부하압이 작용한다. 그리고 레귤레이터(1)는, 유량 제어 밸브(82)에 의해 설정된 개방도에 따른 유량을 확보하기 위해, 메인 펌프(71)의 토출압과 유압 모터(88)의 부하압의 차압을 일정하게 유지하도록 메인 펌프(71)의 틸팅각을 제어한다.
이상과 같이 하여, 전자기 파일럿 제어 밸브(83)의 솔레노이드에 인가하는 여자 전류를 제어함으로써, 메인 펌프(71)의 토출 유량이 제어된다. 그리고 그 토출 유량에 따라서 유압 모터(88)가 회전해서 발전기(91)에 의해 발전이 행해진다. 발전기(91)에서 발전된 전력은, 인버터(92)를 통해서 배터리(13)에 충전된다. 이와 같이, 메인 펌프(71)가 토출하는 스탠바이 유량에 의한 회생이 행해진다(스텝 11).
이와 같이, 로드 센싱 회로(40)의 액추에이터가 비작동 상태일 경우에는, 엔진(73)의 구동력을 이용하여, 메인 펌프(71)를 적극적으로 회전시켜 발전할 수 있으므로, 에너지 손실을 억제할 수 있다.
다음에, 도 1을 참조하여, 메인 펌프(71)의 출력을 어시스트하는 가변 용량형의 어시스트 펌프(89)에 대해서 설명한다. 어시스트 펌프(89)는 유압 모터(88)와 동축 회전하도록 연결된다. 어시스트 펌프(89)는 가변 용량형 펌프이며, 그 틸팅각은 컨트롤러(90)에 접속된 레귤레이터(14)에 의해 제어된다. 어시스트 펌프(89)는, 전동 모터로서 기능하는 발전기(91)를 구동원으로하여 회전하고, 펌프 기능을 발휘한다. 발전기(91)의 회전수는, 인버터(92)를 통해서 컨트롤러(90)에 의해 제어된다. 유압 모터(88)가 발전 기능을 발휘하고 있을 때에는, 어시스트 펌프(89)는 유압 모터(88)에 작용하는 부하를 억제하기 위해, 그 틸팅각이 최소로 설정된다.
어시스트 펌프(89)로부터 토출된 작동유는, 어시스트 유로(87)로부터 합류 유로(9)에 합류해서 메인 펌프(71)의 토출측인 메인 유로(75)로 유도된다. 어시스트 유로(87)에는, 어시스트 펌프(89)로부터 메인 유로(75)로의 작동유의 흐름만을 허용하는 체크 밸브(15)가 설치된다.
선회 모터(81)용의 조작 밸브(46)의 액추에이터 포트에는, 통로(16, 17)가 접속된다. 통로(16, 17)의 각각에는 브레이크 밸브(18, 19)가 접속된다. 조작 밸브(46)를 중립 위치로 유지하고 있을 때에는, 액추에이터 포트가 폐쇄되어 선회 모터(81)는 정지 상태를 유지한다.
선회 모터(81)의 정지 상태로부터 조작 밸브(46)를 어느 한쪽 방향으로 전환하면, 한쪽 통로(16)가 메인 펌프(71)에 접속되고, 다른 쪽 통로(17)가 탱크(93)에 연통한다. 이에 의해, 통로(16)로부터 작동유가 공급되어서 선회 모터(81)가 회전하는 동시에, 선회 모터(81)로부터의 복귀 오일이 통로(17)를 통해서 탱크(93)로 복귀된다. 조작 밸브(46)를 상기와는 반대 방향으로 전환하면, 통로(17)가 메인 펌프(71)에 접속되고, 통로(16)가 탱크(93)에 연통하여, 선회 모터(81)는 역회전한다.
선회 모터(81)의 회전 중은, 통로(16 또는 17)가 설정 압력 이상이 되었을 때에, 브레이크 밸브(18 또는 19)가 개방되어 릴리프 밸브의 기능을 발휘하고, 통로(16, 17) 중 고압측의 통로 압력을 설정 압력으로 유지한다. 또한, 선회 모터(81)의 회전 중에, 조작 밸브(46)를 중립 위치로 복귀시키면, 조작 밸브(46)의 액추에이터 포트가 폐쇄된다. 이와 같이 조작 밸브(46)의 액추에이터 포트가 폐쇄되어도, 선회 모터(81)는 관성 에너지로 계속해서 회전하므로, 선회 모터(81)가 펌프 작용을 한다. 이때, 통로(16, 17), 선회 모터(81) 및 브레이크 밸브(18, 19)에 의해 폐쇄 회로가 구성되는 동시에, 브레이크 밸브(18, 19)에 의해 관성 에너지가 열에너지로 변환된다.
조작 밸브(43)를 중립 위치로부터 한쪽 방향으로 전환하면, 메인 펌프(71)로부터 토출된 작동유는, 통로(20)를 통해서 붐 실린더(80)의 피스톤측실(21)에 공급되는 동시에, 로드측실(22)로부터의 복귀 오일은 통로(23)를 통해서 탱크(93)로 복귀되고, 붐 실린더(80)는 신장한다. 조작 밸브(43)를 상기와는 반대 방향으로 전환하면, 메인 펌프(71)로부터 토출된 작동유는, 통로(23)를 통해서 붐 실린더(80)의 로드측실(22)에 공급되는 동시에, 피스톤측실(21)로부터의 복귀 오일은 통로(20)를 통해서 탱크(93)로 복귀되고, 붐 실린더(80)는 수축한다. 붐 실린더(80)의 피스톤측실(21)과 조작 밸브(43)를 접속하는 통로(20)에는, 컨트롤러(90)에 의해 개방도가 제어되는 비례 전자기 밸브(24)가 설치된다. 비례 전자기 밸브(24)는 노멀 상태에서 완전 개방 위치를 유지한다.
유압 모터(88)에 접속된 접속용 유로(8)는, 도입 유로(25) 및 체크 밸브(26, 27)를 통해서 통로(16, 17)에 접속된다. 도입 유로(25)에는 컨트롤러(90)에 의해 개폐 제어되는 전자기 전환 밸브(28)가 설치된다. 또한, 전자기 전환 밸브(28)와 체크 밸브(26, 27) 사이에는, 선회 모터(81)의 선회 시의 압력 혹은 브레이크 시의 압력을 검출하는 압력 센서(29)가 설치되고, 압력 센서(29)의 압력 신호는 컨트롤러(90)에 출력된다.
도입 유로(25)에 있어서의 전자기 전환 밸브(28)의 하류에는, 도입 유로(25)의 압력이 소정 압력에 도달한 경우에 접속용 유로(8)로 작동유를 유도하는 안전 밸브(30)가 설치된다. 안전 밸브(30)는, 예를 들어 전자기 전환 밸브(28) 등, 도입 유로(25) 계통에 고장이 발생했을 때에, 통로(16, 17)의 압력을 유지해서 선회 모터(81)가 소위 일주(逸走)하는 것을 방지하기 위한 것이다.
붐 실린더(80)와 비례 전자기 밸브(24) 사이에는, 접속용 유로(8)에 연통하는 도입 유로(31)가 설치된다. 도입 유로(31)에는 컨트롤러(90)에 의해 개폐가 제어되는 전자기 개폐 밸브(32)가 설치된다. 전자기 개폐 밸브(32)는 노멀 상태에서 폐쇄 위치를 유지한다.
이상과 같이, 유압 모터(88)는 도입 유로(25) 및 접속용 유로(8)를 통해서 선회 모터(81)에 연통하는 동시에, 도입 유로(31) 및 접속용 유로(8)를 통해서 붐 실린더(80)에 연통하므로, 양 액추에이터로부터 공급되는 작동유에 의해 회전한다.
다음에, 도 3을 참조하여, 어시스트 펌프(89)의 제어 순서에 대해서 설명한다. 이하의 제어 순서는 컨트롤러(90)에 의해 실행된다.
컨트롤러(90)에는, 메인 펌프(71)의 최대 용량, 예를 들어 정격 용량, 메인 펌프(71)의 틸팅각으로부터 토출 유량을 연산하는 프로그램 및 어시스트 펌프(89)의 최대 어시스트 유량 Qmax가 미리 기억된다. 컨트롤러(90)는 최대 어시스트 유량 Qmax의 범위 내에서 어시스트 펌프(89)의 어시스트 유량 Q를 제어한다. 어시스트 펌프(89)의 어시스트 유량 Q는, 어시스트 펌프(89)의 틸팅각이나 발전기(91)의 회전수 등에 의해 결정된다. 컨트롤러(90)는 어떠한 제어가 가장 효율적인지를 판단하여, 어시스트 펌프(89)의 틸팅각이나 모터로서 기능을 하는 발전기(91)의 회전수를 제어한다.
이하에 나타내는 제어 순서는, 액추에이터가 작업 중일 경우, 즉 통상의 로드 센싱 제어가 행해지고 있는 경우의 제어이며, 도 2에 도시하는 스텝 3에 있어서의 제어를 설명하는 것이다.
스텝 21에서는, 틸팅각으로부터 메인 펌프(71)의 토출 유량을 연산해서 판독한다.
스텝 22에서는, 스텝 21에서 판독한 토출 유량이 미리 정해진 메인 펌프(71)의 최대 용량을 초과하고 있는지의 여부를 판정한다.
스텝 22에서, 메인 펌프(71)의 토출 유량이 최대 용량을 초과하고 있지 않은, 즉 최대 용량 이하라고 판정되면, 스텝 23으로 진행한다. 스텝 23에서는, 메인 펌프(71)에 로드 센싱 회로(40)의 요구 유량을 토출할 여력이 있다고 판단하여, 어시스트 펌프(89)의 어시스트 유량 Q를 제로로 설정한다. 어시스트 펌프(89)의 어시스트 유량 Q를 제로로 설정하기 위해서는, 발전기(91)를 회전시키면서, 레귤레이터(14)를 제어해서 어시스트 펌프(89)의 틸팅각을 제로로 해도 좋고, 인버터(92)를 제어해서 모터로서 기능하는 발전기(91)의 회전을 정지해도 좋다.
발전기(91)의 회전을 멈출 경우에는, 소비 전력을 절약할 수 있다고 하는 효과가 있다. 또한, 발전기(91)의 회전을 계속시키는 경우에는, 어시스트 펌프(89) 및 유압 모터(88)도 계속해서 회전하므로, 어시스트 펌프(89) 및 유압 모터(88)의 기동 시의 쇼크를 적게 할 수 있다고 하는 효과가 있다. 발전기(91)를 멈출지 혹은 회전을 계속시킬지는, 건설 기계의 용도나 사용 상황에 따라서 정하면 좋다.
스텝 22에서, 메인 펌프(71)의 토출 유량이 최대 용량을 초과하고 있다고 판정되면, 스텝 24로 진행한다. 스텝 24에서는, 로드 센싱 회로(40)의 요구 유량이 메인 펌프(71)의 능력을 초과하고 있다고 판단하여, 어시스트 펌프(89)의 어시스트 유량 Q를 제어한다. 어시스트 유량 Q의 제어는, 컨트롤러(90)의 ROM에 기억되는 도 4에 도시하는 제어 맵을 기초로 하여 행해진다. 도 4의 제어 맵은, 횡축이 메인 펌프(71)의 토출압 PP와 각 액추에이터의 최고 부하압 PL의 차압 ΔP이며, 종축이 어시스트 펌프(89)의 어시스트 유량 Q이다. 메인 펌프(71)의 토출압 PP와 각 액추에이터의 최고 부하압 PL의 차압 ΔP는, 압력 센서(77, 78)로부터 입력되는 압력 신호를 기초로 하여 연산된다. 통상의 로드 센싱 제어가 행해지고 있는 상태에서는 유압 모터(88)는 회전하지 않으므로, 각 액추에이터의 최고 부하압이 유압 모터(88)의 부하압보다도 높아져, 고압 선택 밸브(66)에서는 각 액추에이터의 최고 부하압이 선택된다. 이로 인해, 압력 센서(78)에 의해 검출되는 압력은 각 액추에이터의 최고 부하압이 된다.
도 4에 도시한 바와 같이, 차압 ΔP가 미리 정해진 차압 ΔP1보다도 클 경우에는, 메인 펌프(71)에 어느 정도의 여력이 있는 것이라 판정하여, 어시스트 펌프(89)의 어시스트 유량 Q는 제로로 설정된다. 그리고 차압 ΔP가 작아짐에 따라서 로드 센싱 회로(40)의 요구 유량에 대하여 메인 펌프(71)의 여력이 작아지므로, 어시스트 유량 Q를 늘려 간다.
도 4의 제어 맵에서는, 차압 ΔP가 작은 일정 범위 내(<ΔP2)에 있어서 최대 어시스트 유량 Qmax를 일정하게 설정했다. 이것은, 차압 ΔP가 작은 일정 범위에서는, 가능한 한 많은 어시스트 유량 Q를 확보할 필요가 있기 때문이다. 이 대신에, 차압 ΔP가 제로일 때에 최대 어시스트 유량 Qmax로 하고, 거기에서 차압 ΔP가 커짐에 따라서 어시스트 유량 Q를 Qmin에 직선적으로 접근시키는 제어 맵으로 해도 좋다.
스텝 25 및 스텝 26에서는, 모터로서의 발전기(91)의 출력이 소정 범위를 초과하지 않도록 파워 제어치를 설정하는 동시에, 발전기(91)의 토크가 소정 토크를 초과하지 않도록 토크 제어치를 설정한다. 그리고 스텝 27에서는, 어시스트 유량 Q, 파워 제어치 및 토크 제어치를 기초로 하여, 어시스트 펌프(89)의 틸팅각이나 발전기(91)의 회전수를 제어한다.
이상과 같이, 컨트롤러(90)는 메인 펌프(71)의 토출 유량이 최대 용량에 도달했을 때, 메인 펌프(71)의 여력이 없는 것이라 판단하여, 어시스트 펌프(89)에 의한 어시스트를 개시한다. 그리고 메인 펌프(71)의 토출압 PP와 각 액추에이터의 최고 부하압 PL의 차압 ΔP를 기초로 하여, 어시스트 펌프(89)의 틸팅각을 제어하는 레귤레이터(14) 및 발전기(91)의 회전수 중 적어도 한쪽을 제어해서 어시스트 펌프(89)의 어시스트 유량 Q를 제어한다. 이와 같이, 어시스트 유량 Q는 메인 펌프(71)의 토출압 PP와 각 액추에이터의 최고 부하압 PL의 차압 ΔP를 기초로 하여 제어되므로, 어시스트 펌프(89)의 어시스트 유량 Q가 필요 이상으로 커지는 것이 방지되어, 에너지 절약을 달성할 수 있다.
이상에서는, 어시스트 펌프(89)의 어시스트 유량 Q를 메인 펌프(71)의 토출압 PP와 각 액추에이터의 최고 부하압 PL의 차압 ΔP를 기초로 해서만 제어하는 경우에 대해서 설명했다. 이 대신에, 도 5에 도시하는 제어 맵과 같이, 어시스트 유량 Q를 회전수 센서(74)에 의해 검출된 엔진 회전수에 따라서, 엔진 고회전 모드와 엔진 저회전 모드의 2 종류의 모드를 기초로 하여 제어하도록 해도 좋다. 이 경우, 엔진 회전수가 미리 정해진 기준 회전수 이상인 엔진 고회전 모드일 때에는 어시스트 유량 Q가 상대적으로 많아지도록 제어되고, 엔진 회전수가 기준 회전수 미만인 엔진 저회전 모드일 때에는 어시스트 유량 Q가 상대적으로 적어지도록 제어된다. 이와 같이, 어시스트 유량 Q를 차압 ΔP 및 엔진 회전수를 기초로 하여 제어하도록 해도 좋다.
이와 같이, 어시스트 유량 Q를 엔진 회전수에도 기초하여 제어하도록 한 것은 이하의 이유에 의한다. 예를 들어, 파워셔블 등의 경우에는, 엔진(73)의 회전수는 오퍼레이터에 의해 설정된다. 오퍼레이터가 엔진 회전수를 고회전수로 설정하고 있는 경우에는, 메인 펌프(71)의 토출 유량을 많이 요구하고 있는 것이 된다. 이 경우에는, 컨트롤러(90)는 엔진 고회전 모드를 선택하여, 어시스트 펌프(89)의 어시스트 유량 Q를 상대적으로 많게 한다.
한편, 오퍼레이터가 엔진 회전수를 저회전수로 설정하고 있는 경우에는, 파워셔블 등을 미묘하게 움직이는 정교한 제어를 요구하고 있는 경우가 많다. 이와 같이 정교한 제어를 행하고 있을 때에 어시스트 유량 Q를 많게 하면, 조작 밸브를 약간 조작하는 것만으로 액추에이터에는 많은 유량이 흘러 버린다. 그로 인해, 실제로는 정교한 제어가 어렵게 되어 버린다. 이러한 이유로부터, 컨트롤러(90)는 도 5에 도시한 바와 같이, 엔진 회전수에 따라서 엔진 고회전 모드 또는 엔진 저회전 모드를 선택해서 어시스트 유량 Q를 제어한다. 엔진 저회전 모드가 선택된 경우에는, 파워셔블 등을 정교하게 제어할 수 있다.
다음에, 도 1을 참조하여, 선회 모터(81) 또는 붐 실린더(80)로부터의 작동유를 이용해서 유압 모터(88)를 회전시키는 경우에 대해서 설명한다. 선회 모터(81)가 한창 선회하고 있는 중에 조작 밸브(46)가 중립 위치로 전환되면, 통로(16, 17) 사이에서 폐쇄 회로가 구성되고, 브레이크 밸브(18 또는 19)가 폐쇄 회로의 브레이크압을 유지해서 관성 에너지를 열 에너지로 변환한다.
압력 센서(29)는 선회 모터(81)의 선회압 또는 브레이크압을 검출하고, 그 압력 신호를 컨트롤러(90)에 출력한다. 컨트롤러(90)는 선회 모터(81)의 선회 혹은 브레이크 동작에 영향을 미치지 않는 범위 내이며 브레이크 밸브(18, 19)의 설정압보다도 조금 낮은 압력을 검출한 경우에는, 전자기 전환 밸브(28)를 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 전환한다. 전자기 전환 밸브(28)가 개방 위치로 전환되면, 선회 모터(81)로부터의 작동유는, 도입 유로(25) 및 접속용 유로(8)를 경유해서 유압 모터(88)에 공급된다.
이때 컨트롤러(90)는, 압력 센서(29)의 압력 신호를 기초로 하여 유압 모터(88)의 틸팅각을 제어한다. 이하에, 그 제어에 대해서 설명한다. 통로(16, 17)의 압력은, 선회 모터(81)의 선회 동작 혹은 브레이크 동작에 필요한 압력으로 유지되어 있지 않으면, 선회 모터(81)를 선회시키거나 제동을 걸거나 할 수 없게 된다. 따라서, 통로(16, 17)의 압력을 선회압 혹은 브레이크압으로 유지하기 위해, 컨트롤러(90)는 유압 모터(88)의 틸팅각을 제어하면서, 선회 모터(81)의 부하를 제어한다. 즉, 컨트롤러(90)는 압력 센서(29)에 의해 검출된 압력이 선회 모터(81)의 선회압 혹은 브레이크압과 대략 동등해지도록, 유압 모터(88)의 틸팅각을 제어한다.
도입 유로(25) 및 접속용 유로(8)를 통해서 유압 모터(88)에 작동유가 공급되어, 유압 모터(88)가 회전력을 얻으면, 그 회전력은 동축 회전하는 전동 모터로서의 발전기(91)에 작용한다. 유압 모터(88)의 회전력은 발전기(91)에 대한 어시스트력으로서 작용한다. 따라서, 유압 모터(88)의 회전력의 분만큼, 발전기(91)의 소비 전력을 적게 할 수 있다. 또한, 유압 모터(88)의 회전력으로 어시스트 펌프(89)의 회전력을 어시스트할 수도 있어, 이 경우에는 유압 모터(88)와 어시스트 펌프(89)가 아울러 압력 변환 기능을 발휘한다.
접속용 유로(8)로 유입되는 작동유의 압력은 메인 펌프(71)의 펌프 토출압보다도 낮은 경우가 많다. 이 낮은 압력을 이용해서 어시스트 펌프(89)에 높은 토출압을 유지시키기 위해, 유압 모터(88) 및 어시스트 펌프(89)에 의해 증압 기능을 발휘시키도록 하고 있다. 즉, 유압 모터(88)의 출력은 1 회전당의 배출 용적 Q1과 그때의 압력 P1의 곱으로 결정된다. 또한, 어시스트 펌프(89)의 출력은 1 회전당의 배출 용적 Q2와 그때의 토출압 P2의 곱으로 결정된다. 유압 모터(88)와 어시스트 펌프(89)는 동축 회전하므로, Q1 × P1 = Q2 × P2가 성립된다. 따라서, 예를 들어 유압 모터(88)의 상기 배출 용적 Q1을 어시스트 펌프(89)의 배출 용적 Q2의 3배, 즉 Q1 = 3Q2로 했다고 하면, 상기 등식이 3Q2 × P1 = Q2 × P2가 된다. 이 식으로부터 양변을 Q2로 나누면, 3P1 = P2가 성립된다. 따라서, 어시스트 펌프(89)의 틸팅각을 변화시켜 배출 용적 Q2를 제어하면, 유압 모터(88)의 출력에 의해 어시스트 펌프(89)에 소정의 토출압을 유지시킬 수 있다. 바꾸어 말하면, 선회 모터(81)로부터의 유압을 증압해서 어시스트 펌프(89)로부터 토출시킬 수 있다.
단, 유압 모터(88)의 틸팅각은, 상술한 바와 같이 통로(16, 17)의 압력을 선회압 혹은 브레이크압으로 유지하도록 제어된다. 따라서, 선회 모터(81)로부터의 유압을 이용할 경우에는, 유압 모터(88)의 틸팅각은 필연적으로 정해지게 된다. 이와 같이, 유압 모터(88)의 틸팅각이 결정된 가운데, 압력 변환 기능을 발휘시키기 위해서는, 어시스트 펌프(89)의 틸팅각을 제어하게 된다. 또, 접속용 유로(8) 계통의 압력이 어떠한 원인으로, 선회압 혹은 브레이크압보다도 낮아졌을 때에는, 컨트롤러(90)는 압력 센서(29)의 압력 신호를 기초로 하여 전자기 전환 밸브(28)를 폐쇄해서 선회 모터(81)에 영향을 미치지 않도록 한다. 또한, 접속용 유로(8)에 압유의 누설이 발생했을 때에는, 안전 밸브(30)가 기능하여 통로(16, 17)의 압력이 필요 이상으로 낮아지지 않도록 하여, 선회 모터(81)의 일주를 방지한다.
다음에, 붐 실린더(80)를 제어하는 경우에 대해서 설명한다. 붐 실린더(80)를 작동시키기 위해 조작 밸브(43)를 전환하면, 조작 밸브(43)에 설치된 센서(도시하지 않음)에 의해, 조작 밸브(43)의 조작 방향과 조작량이 검출되고, 그 조작 신호가 컨트롤러(90)에 출력된다.
상기 센서의 조작 신호에 따라서, 컨트롤러(90)는 오퍼레이터가 붐 실린더(80)를 상승시키려고 하고 있는 것인지, 혹은 하강시키려고 하고 있는 것인지를 판정한다. 컨트롤러(90)는 붐 실린더(80)의 상승을 판정하면, 비례 전자기 밸브(24)를 노멀 상태인 완전 개방 위치로 유지한다.
한편, 컨트롤러(90)는 붐 실린더(80)의 하강을 판정하면, 조작 밸브(43)의 조작량에 따라서 오퍼레이터가 요구하고 있는 붐 실린더(80)의 하강 속도를 연산하는 동시에, 비례 전자기 밸브(24)를 폐쇄해서 전자기 개폐 밸브(32)를 개방 위치로 전환한다. 이에 의해, 붐 실린더(80)의 복귀 오일의 전량이 유압 모터(88)에 공급된다. 그러나 유압 모터(88)에서 소비하는 유량이, 오퍼레이터가 요구한 하강 속도를 유지하기 위해서 필요한 유량보다도 적으면, 붐 실린더(80)는 오퍼레이터가 요구한 하강 속도를 유지할 수 없다. 이러한 때에는, 컨트롤러(90)는 조작 밸브(43)의 조작량, 유압 모터(88)의 틸팅각 및 발전기(91)의 회전수 등을 기초로 하여, 유압 모터(88)가 소비하는 유량 이상의 유량을 탱크(93)에 복귀시키도록 비례 전자기 밸브(24)의 개방도를 제어하여, 오퍼레이터가 요구하는 붐 실린더(80)의 하강 속도를 유지한다.
유압 모터(88)에 압유가 공급되면 유압 모터(88)가 회전하고, 그 회전력은 동축 회전하는 발전기(91)에 작용한다. 유압 모터(88)의 회전력은, 발전기(91)에 대한 어시스트력으로서 작용한다. 따라서, 유압 모터(88)의 회전력의 분만큼, 발전기(91)의 소비 전력을 적게 할 수 있다. 한편, 발전기(91)에 대하여 전력을 공급하지 않고, 유압 모터(88)의 회전력만으로 어시스트 펌프(89)를 회전시킬 수도 있고, 이 경우에는 유압 모터(88)와 어시스트 펌프가 압력 변환 기능을 발휘한다.
다음에, 선회 모터(81)의 선회 작동과 붐 실린더(80)의 하강 작동을 동시에 행할 경우에 대해서 설명한다. 선회 모터(81)를 선회시키면서 붐 실린더(80)를 하강시킬 때에는, 선회 모터(81)로부터의 압유와, 붐 실린더(80)로부터의 복귀 오일이, 접속용 유로(8)에서 합류하여 유압 모터(88)에 공급된다. 이때, 접속용 유로(8)의 압력 상승에 수반하여 도입 유로(25)의 압력이 상승한다. 그리고 도입 유로(25)의 압력이 선회 모터(81)의 선회압 혹은 브레이크압보다도 높아졌다고 해도, 체크 밸브(26, 27)가 있으므로, 선회 모터(81)에는 영향을 미치지 않는다. 또한, 도입 유로(25)의 압력이 선회압 혹은 브레이크압보다도 낮아지면, 컨트롤러(90)는 압력 센서(29)의 압력 신호를 기초로 하여 전자기 전환 밸브(28)를 폐쇄한다.
따라서, 선회 모터(81)의 선회 동작과 붐 실린더(80)의 하강 동작을 동시에 행할 때에는, 선회 모터(81)의 선회압 혹은 브레이크압에 관계없이, 붐 실린더(80)의 필요 하강 속도를 기준으로 해서 유압 모터(88)의 틸팅각을 정하면 좋다.
어시스트 유로(87)에는 체크 밸브(15)가 설치되므로, 예를 들어 어시스트 펌프(89) 및 유압 모터(88)의 계통이 고장난 경우에는, 메인 펌프(71)의 계통과 어시스트 펌프(89) 및 유압 모터(88)의 계통을 분리시킬 수 있다. 또한, 전자기 전환 밸브(28) 및 전자기 개폐 밸브(32)는, 노멀 상태에서는 스프링의 스프링력에 의해 도 1에 도시하는 폐쇄 위치를 유지하는 동시에, 비례 전자기 밸브(24)도 노멀 상태에서는 완전 개방 위치를 유지하므로, 전기 계통이 고장났다고 해도 메인 펌프(71)의 계통과 어시스트 펌프(89) 및 유압 모터(88)의 계통을 분리시킬 수 있다.
본 발명은, 상기 실시 형태에 한정되지 않으며, 그 기술적인 사상의 범위 내에 있어서 다양한 변형이나 변경이 가능하며, 그들도 본 발명의 기술적 범위에 포함되는 것이 명백하다.
이상의 설명에 관해서 2009년 7월 10일을 출원일로 하는 일본에 있어서의 일본 특허 출원 제2009-164280의 내용을 여기에 인용에 의해 조합한다.
본 발명은, 파워셔블 등의 건설 기계의 제어 장치에 이용할 수 있다.

Claims (6)

  1. 하이브리드 건설 기계의 제어 장치이며,
    원동기의 구동력으로 회전하는 가변 용량형 펌프와,
    상기 가변 용량형 펌프의 틸팅각을 제어하는 레귤레이터와,
    상기 가변 용량형 펌프로부터 각 액추에이터로 유도되는 작동유의 유량을 제어하는 복수의 조작 밸브와,
    상기 조작 밸브의 조작 상황을 검출하는 조작 상황 검출기와,
    상기 가변 용량형 펌프의 토출유에 의해 회전하는 회생용의 유압 모터와,
    상기 유압 모터에 접속된 발전기와,
    상기 가변 용량형 펌프와 상기 유압 모터를 접속하는 유로에 설치되고, 파일럿실로 유도되는 파일럿압의 작용으로 개방도가 제어되는 유량 제어 밸브와,
    상기 유량 제어 밸브의 파일럿실에 작용하는 파일럿압을 제어하기 위한 전자기 파일럿 제어 밸브와,
    상기 가변 용량형 펌프의 토출압을 상기 레귤레이터로 유도하는 토출압 도입로와,
    상기 각 액추에이터의 최고 부하압 및 상기 유압 모터의 부하압 중 어느 한쪽을 상기 레귤레이터로 유도하는 부하압 도입로와,
    상기 조작 상황 검출기의 검출 결과를 기초로 하여 상기 액추에이터가 작동 상태에 있다고 판정된 경우에는, 상기 가변 용량형 펌프의 토출압과 상기 각 액추에이터의 최고 부하압의 차압을 일정하게 유지하도록 상기 레귤레이터를 제어하고, 상기 액추에이터가 비작동 상태에 있다고 판정된 경우에는, 상기 가변 용량형 펌프의 토출유가 상기 유압 모터로 유도되도록 상기 전자기 파일럿 제어 밸브의 솔레노이드를 여자하는 동시에, 상기 가변 용량형 펌프의 토출압과 상기 유압 모터의 부하압의 차압을 일정하게 유지하도록 상기 레귤레이터를 제어하는 컨트롤러를 구비하는, 하이브리드 건설 기계의 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 유압 모터의 회전에 수반하여 발전되는 전력이 충전되는 배터리를 더 구비하고,
    상기 컨트롤러는 상기 액추에이터가 비작동 상태에 있다고 판정된 경우에는, 상기 배터리의 충전량에 따라서 상기 전자기 파일럿 제어 밸브의 솔레노이드에 인가하는 전류를 제어하는, 하이브리드 건설 기계의 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 컨트롤러는 상기 액추에이터가 비작동 상태에 있다고 판정된 경우에는, 상기 배터리의 충전량을 기초로 하여 필요 충전량을 연산하고, 상기 연산된 필요 충전량에 따른 상기 가변 용량형 펌프의 토출 유량을 결정하고, 상기 가변 용량형 펌프의 토출 유량이 상기 결정된 토출 유량이 되도록 상기 전자기 파일럿 제어 밸브의 솔레노이드에 인가하는 전류를 제어하는, 하이브리드 건설 기계의 제어 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 유압 모터에 연결되어서 동축 회전하고, 상기 가변 용량형 펌프의 토출측에 토출유를 공급하는 어시스트 펌프를 더 구비하고,
    상기 컨트롤러는, 상기 액추에이터가 작동 상태에 있다고 판정된 경우에는, 상기 가변 용량형 펌프의 틸팅각으로부터 그 토출 유량을 연산하고, 상기 연산한 가변 용량형 펌프의 토출 유량이 미리 정해진 최대 토출 유량에 도달했다고 판정된 경우에는, 상기 가변 용량형 펌프의 토출압과 상기 각 액추에이터의 최고 부하압의 차압을 기초로 하여 상기 어시스트 펌프의 토출 유량을 제어하는, 하이브리드 건설 기계의 제어 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 원동기의 회전수를 검출하는 회전수 검출기를 더 구비하고,
    상기 컨트롤러는, 상기 액추에이터가 작동 상태에 있다고 판정된 경우에는, 상기 가변 용량형 펌프의 틸팅각으로부터 그 토출 유량을 연산하고, 상기 연산한 가변 용량형 펌프의 토출 유량이 미리 정해진 최대 토출 유량에 도달했다고 판정된 경우에는, 상기 가변 용량형 펌프의 토출압과 상기 각 액추에이터의 최고 부하압의 차압 및 상기 회전수 검출기에 의해 검출된 회전수를 기초로 하여 상기 어시스트 펌프의 토출 유량을 제어하는, 하이브리드 건설 기계의 제어 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 컨트롤러는, 상기 어시스트 펌프의 틸팅각을 제어하는 레귤레이터 및 상기 발전기의 회전수 중 적어도 한쪽을 제어함으로써 상기 어시스트 펌프의 토출 유량을 제어하는, 하이브리드 건설 기계의 제어 장치.
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