KR20140009135A

KR20140009135A - 선회체를 갖는 건설 기계

Info

Publication number: KR20140009135A
Application number: KR1020137008497A
Authority: KR
Inventors: 신야 이무라; 세이지 이시다; 고오지 이시카와; 유우스케 가지타; 다카코 사타케; 다카토시 오오키; 마나부 에다무라
Original assignee: 히다찌 겐끼 가부시키가이샤
Priority date: 2010-10-14
Filing date: 2011-10-05
Publication date: 2014-01-22
Also published as: EP2628858B8; US20130195597A1; EP2628858A1; JP2012082643A; CN103154387B; US9020707B2; KR101834589B1; WO2012050028A1; EP2628858B1; EP2628858A4; JP5667830B2; CN103154387A

Abstract

본 발명의 과제는 선회 유압 모터(27)와 선회 전동 모터(25)를 병용해서 에너지 절약화를 도모한 건설 기계에 있어서, 선회체(20)의 양호한 조작성을 확보하고, 또한 에너지 효율이 높은 하이브리드형 건설 기계를 제공하는 것이다.
선회 조작 레버(72)의 조작량을 기초로 하여, 선회 유압 모터(27)에 대한 선회 전동 모터(25)의 토크 비율을 변경한다. 또한, 선회 조작 레버(72)의 조작량, 선회 유압 모터(27)의 압력, 선회 전동 모터(25)의 회전 속도를 기초로 하여, 릴리프압과 선회 전동 모터(25)의 토크를 제어한다.

Description

선회체를 갖는 건설 기계 {CONSTRUCTION MACHINE HAVING ROTARY ELEMENT}

본 발명은 유압 셔블 등의 선회체를 갖는 건설 기계에 관한 것이다.

유압 셔블과 같은 건설 기계는 동력원으로서, 가솔린, 경유 등의 연료를 사용하여, 엔진에 의해 유압 펌프를 구동하여 유압을 발생시킴으로써, 유압 모터, 유압 실린더 등의 유압 작동기를 구동한다. 유압 작동기는, 소형 경량으로 대출력이 가능하여, 건설 기계의 작동기로서 널리 사용되고 있다.

한편, 최근 들어, 특허문헌 1에 기재되어 있는 바와 같이, 전동 모터에 의해 구동되는 전동 작동기를 사용함으로써, 유압 펌프의 유압 에너지에 의해 구동되는 유압 작동기만을 사용한 건설 기계보다, 에너지 효율을 높여 에너지 절약화를 도모한 건설 기계가 제안되어 있다.

유압 작동기는, 회생 시는 운동 에너지를 유압 회로 위에 설치한 어큐뮬레이터에 축압함으로써 행하거나, 유압을 전기로 변환하여 행하는 것에 반해, 전동 작동기의 경우에는 제동 시의 운동 에너지를 전기 에너지로서 직접 회생할 수 있으므로, 유압 작동기에 비하여 에너지적으로 우수한 특징이 있다.

예를 들어, 특허문헌 1에 기재된 종래 기술에서는, 선회체를 구동하는 작동기로서 전동 모터를 탑재한 유압 셔블을 나타내고 있다. 유압 셔블의 상부 선회체를 하부 주행체에 대하여 선회시키는 작동기는, 사용 빈도가 높아, 작업에 있어서 가속과 감속을 빈번하게 반복한다.

예를 들어, 토사를 굴삭하여 덤프 트럭에 싣는 작업에 있어서는, 버킷이 굴삭한 토사로 채워지면, 덤프 트럭을 향해 선회 가속하고, 덤프 트럭의 바로 앞에서 선회 감속하여, 덤프 트럭의 바로 위에서 방토한다. 그 후, 굴삭 장소를 향해 선회 가속하고, 굴삭 장소의 바로 앞에서 선회 감속하여, 굴삭 장소에서 정지하여 굴삭한다. 이러한 작업이 반복된다.

그때, 유압적인 회생을 행하지 않는 경우에는, 감속 시, 즉 제동 시에 있어서, 큰 관성 부하를 구비한 선회체의 운동 에너지는, 유압 모터의 경우에는 릴리프 밸브의 설정 압력을 기초로 하여 작동유가 탱크로 복귀됨으로써, 유압 회로 상에서 열로서 버려진다.

한편, 전동 모터의 경우에는 큰 관성 부하를 구비한 선회체에 의해 전동 모터가 발전기로서 기능을 하므로, 전동 모터로부터의 출력을 전기 에너지로서 회생할 수 있다. 이것으로부터, 에너지 절약의 관점에서는 유압 모터 대신에 전동 모터를 사용하는 것이 효과적이라 생각된다.

그러나 건설 기계의 선회에 전동 모터를 사용하면, 전동 모터의 특성에 기인되는 이하와 같은 문제를 발생한다.

우선, 전동 모터로 선회체의 정지 상태를 유지하기 위해서는, 실제 속도와 속도 제어에 있어서의 목표 속도를 비교하고, 이렇게 해서 구해진 제어량을 기초로 하여 속도 제어를 행하는 속도 피드백 제어를 행할 필요가 있다. 그러나 속도 피드백 제어는, 시간 지연의 영향에 의해 헌팅이 발생하기 쉽다. 또한, 전동 모터를 사용한 경우에는 제어에 의해 조작감이 결정되므로, 그 제어 성능에 따라서는 조작상의 위화감이 발생한다. 또한, 전동 모터가 회전하지 않는 상태에서 토크를 연속 출력하는 작업, 예를 들어 홈 굴삭으로, 선회체를 미속 조작하여 홈의 내측면에 버킷의 측면을 누르면서, 붐, 아암 및 버킷을 요동시켜서 행하는 굴삭 작업에서는, 전동 모터나 인버터가 과열되는 문제가 있다. 그리고 유압 모터 상당의 출력을 보증하는 전동 모터를 사용하면 외형이 지나치게 커지거나, 또는 비용이 현저하게 상승한다고 하는 문제도 들 수 있다.

이상과 같은 문제를 해결하기 위해, 에너지 절약화를 실현한 다음 상기한 유압 모터와 전동 모터를 양쪽에 탑재하고, 합계 토크에 의해 선회체를 구동 또는 제동하는 건설 기계가 특허문헌 2 및 특허문헌 3에 개시되어 있다.

특허문헌 2에 기재된 종래 기술에서는, 선회 유압 모터에 선회 전동 모터가 직결되어, 컨트롤러가 선회 조작 레버의 조작량을 기초로 하여 전동 모터에 출력 토크를 명령하는 유압 건설 기계의 에너지 회생 장치가 개시되어 있다. 이 종래 기술은, 감속 시, 즉 제동 시에 있어서는 전동 모터가 선회체의 운동 에너지를 회생하고, 전기 에너지로서 배터리에 축전하는 것이다.

특허문헌 3에 기재된 종래 기술에서는, 유압 모터의 미터 인과 미터 아웃의 차압을 사용하여, 전동 모터에의 토크 명령값을 산출하고, 유압 모터와 전동 모터와의 출력 토크 배분을 행하는 하이브리드형 건설 기계가 개시되어 있다.

상술한 특허문헌 2 및 특허문헌 3의 종래 기술은, 모두 선회용의 작동기로서, 유압 모터와 전동 모터를 병용한다. 따라서, 선회체를 구동할 수 있는 충분한 구동 토크를 확보하고, 또한 전동 모터에 의해 전기 에너지의 회수를 도모하고 있다. 또한, 건설 기계에 있어서의 선회체의 구동 시스템을, 간단하면서도 또한 실용화가 용이한 구성으로 하여, 에너지 절약화를 도모하고 있다.

일본 특허 제3647319호 공보 일본 특허 제4024120호 공보 일본 공개 특허 제2008-63888호 공보

그러나 상기 종래 기술에는 이하와 같은 과제가 존재한다.

예를 들어, 특허문헌 2에 기재된 종래 기술에서는, 선회 조작 레버의 조작량을 기초로 하여 선회 전동 모터에의 토크 명령값을 산출하는 것이 개시되어 있다. 그러나 버킷, 붐, 아암으로 이루어지는 건설 기계의 프론트 부분의 자세나, 적하량, 건설 기계가 작업하고 있는 노면의 경사 등의 영향에 의한 선회 유압 모터의 토크 변화를 고려하고 있지 않다.

그로 인해, 선회 전동 모터에의 토크 명령값을 기초로 하여 출력되는 선회 전동 모터의 토크와 선회 유압 모터의 토크의 합계 토크가, 선회 레버 조작량에 따른 원하는 토크가 되지 않는 경우가 발생한다.

또한, 특허문헌 3에 기재된 종래 기술에서는, 유압 모터에 설치되어 있는 오일의 흡입구 및 토출구가 되는 2개의 포트에서 발생하는 차압을 기초로 하여, 전동 모터에의 토크 명령값을 산출하고 있다. 그러나 선회 조작 레버의 조작량에 의해 유압 모터의 토크가 변화되는 것은 고려되어 있지 않아, 선회 조작 레버의 조작량에 관계없이 유압 모터와 전동 모터의 토크의 비율은 일정해지도록 제어되고 있다. 따라서, 선회 조작 레버의 조작량을 기초로 하여 변화되는 유압 모터의 토크를 고려하여, 선회 조작 레버의 조작량에 따른 원하는 토크를 얻을 수 없을 가능성이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 선회체의 양호한 조작성을 확보하고, 또한 에너지 효율이 높은 하이브리드형 건설 기계를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 해결하기 위해, 예를 들어 엔진에 의해 구동하는 유압 펌프에서 발생하는 유압에 의해 구동되는 선회 유압 모터와, 선회 유압 모터에 접속되어, 축전 디바이스로부터의 전력에 의해 구동되는 선회 전동 모터와, 선회 전동 모터에 접속되는 선회체를 갖고, 선회체를 조작하기 위한 선회 조작 레버의 조작량에 따라서 제구동되는 선회 전동 모터 및 선회 유압 모터의 합계 토크에 의해 선회체가 제구동하는 건설 기계에 있어서, 선회 전동 모터를 제구동하기 위하여 선회 전동 모터에 입력되는 전동 모터 토크 명령값은, 선회 유압 모터의 토크에 선회 조작 레버의 조작량에 따라서 설정되는 게인을 곱하여 산출하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 선회체를 갖는 하이브리드형 건설 기계에 있어서, 양호한 조작성을 제공하여, 높은 에너지 효율을 실현할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 유압 셔블의 측면도이다.
도 2는 본 발명에 의한 유압 셔블의 시스템 구성도이다.
도 3은 본 발명에 의한 유압 셔블의 유압 시스템의 상세도이다.
도 4는 선회 스풀의 블리드 오프 개구 면적 선도이다.
도 5는 선회 스풀의 미터 아웃 개구 면적 선도이다.
도 6은 도 3에 있어서의 유압 모터의 릴리프압을 전환 밸브에 의해 전환하는 유압 시스템으로 한 경우의 시스템 구성도이다.
도 7은 A 포트측 릴리프 밸브의 제어 흐름도이다.
도 8은 B 포트측 릴리프 밸브의 제어 흐름도이다.
도 9는 선회 전동 모터의 제어 흐름도이다.
도 10은 선회 전동 모터의 제어에서 사용하는 구동 게인 테이블의 예를 나타내는 도면이다.
도 11은 선회 전동 모터의 제어에서 사용하는 제동 게인 테이블의 예를 나타내는 도면이다.
도 12는 제2 실시예에 관한 유압 셔블의 시스템 구성도이다.
도 13은 제2 실시예에 있어서의 선회 스풀의 블리드 오프 개구 면적 선도이다.
도 14는 제2 실시예에 있어서의 선회 스풀의 미터 아웃 개구 면적 선도이다.
도 15는 본 실시예에 있어서의 파일럿압에 대한 선회 유압 모터 토크 및 선회 전동 모터 토크의 배분도이다.

상술한 바와 같이, 선회 전동 모터에 대하여 토크 명령값을 산출하는데 있어서, 프론트부의 자세나, 건설 기계의 작업 환경, 선회 레버의 조작량 등에 의한 선회 유압 모터의 토크 변화를 고려하지 않은 것으로, 선회 레버 조작량에 따른 원하는 토크가 선회체에 대하여 얻을 수 없는 경우가 있다. 이에 의해, 선회 레버 조작량에 따른 선회체의 제구동을 얻을 수 없어, 오퍼레이터는 조작성에 위화감을 느낀다.

따라서 본 발명에서는, 선회 유압 모터와 선회 전동 모터에 의해 선회체에 부여되는 토크가, 레버 조작량에 따른 토크가 되도록, 선회 전동 모터에 토크 명령값을 산출하는 기술을 개시하는 것이다.

또한 본 발명에서는, 어떠한 이유로 선회 전동 모터의 토크를 발생할 수 없게 되어도, 유압 시스템에서 셔블의 기본적인 성능을 보장하는 하이브리드형 건설 기계를 실현하는 것으로 한다. 종래 기술에 있어서는, 선회 전동 모터가 전체의 선회 토크 중 일정한 토크를 담당하고 있으므로, 예를 들어 축전 디바이스의 에너지 부족이나 과방전 상태, 인버터, 모터 등의 전기계의 고장, 이상 등이 발생하여, 선회 전동 모터로부터의 토크를 얻을 수 없게 되면, 원하는 선회 토크를 얻을 수 없게 되는 상태가 발생할 수 있다. 본 발명에서는, 이와 같은 과제에 대하여 선회 전동 모터가 고장나도 유압 시스템에서 셔블의 기본적인 성능을 보장하는 하이브리드형 건설 기계를 실현하는 것으로 한다.

그로 인해, 본 발명에서는 선회 유압 모터 및 선회 전동 모터의 복합 선회 모드와, 선회 유압 모터 단독 선회 모드를 갖고, 각 모드를 전환하여 구동하는 구성으로 한다. 레버 위치가, 선회 조작 레버가 조작되어 있지 않은 상태일 때와, 선회 조작 레버가 최대 조작량까지 조작된 상태일 때에 있어서는, 유압 모터 단독 선회 모드에서 선회체를 구동시킨다. 이하, 선회 조작 레버가 조작되어 있지 않은 상태를 중립 상태, 선회 레버가 최대 조작량까지 조작되는 상태를 최대 상태라고 칭한다.

한편, 선회 조작 레버가 중립 상태보다도 크고 최대 상태보다도 작은 위치에 있을 때에는, 복합 선회 모드로 하는 것으로 한다. 이하, 중립 상태보다도 크고 최대 상태보다도 작은 영역을 중간 영역이라고 칭한다. 또한, 이 복합 선회 모드에 있어서는, 예를 들어 도 15와 같이, 중간 영역에 있어서 선회 유압 모터에 대한 선회 전동 모터의 토크의 비율이 최대가 되도록, 선회 유압 모터와 선회 전동 모터의 토크 배분 비율을 구성함으로써, 에너지 절약 운전을 행하는 것이다. 이와 같이, 유압 모터 단독 선회 모드 및 복합 선회 모드를 갖고, 그들을 선회 레버의 조작량에 따라서 전환하는 구성을 취함으로써, 기본적으로 선회 유압 모터에 있어서 작업 기계의 성능을 보증하면서, 선회 전동 모터를 제구동시킴으로써 에너지 절약화를 실현할 수 있다. 특히, 선회 조작 레버가 중립 상태 및 최대 상태에 있어서는, 유압 모터 단독 선회 모드가 되도록 구성함으로써, 축전 디바이스의 고장에 상관없이 정상 시와 동일하게 기동·정지 등을 할 수 있게 된다.

이하 실시 형태에 있어서, 본 발명의 상세한 설명을 행한다.

<제1 실시예>

도 1에, 제1 실시예에 관한 유압 셔블의 측면도를 나타낸다. 도 1에 있어서, 하부 주행체(10)는, 도 1에서는 한쪽만을 나타내고 있는 한 쌍의 크롤러(11) 및 크롤러 프레임(12)으로 구성되어 있다. 또한, 도 1에는 도시되어 있지 않은 한 쌍의 주행 유압 모터(13, 14)를 갖고, 각 크롤러(11)를 독립하여 구동 제어한다. 또한, 감속 기구 등도 하부 주행체(10)에 설치되어 있다.

선회체(20)는 선회 프레임(21), 엔진(22), 어시스트 발전 모터(23), 선회 전동 모터(25), 캐패시터(24), 선회 기구(26), 선회 유압 모터(27) 및 도시하지 않은 감속 기구 등으로 구성되어, 선회 전동 모터(25)와 선회 유압 모터(27)의 회전축은 결합되어 있고, 회전축에 의해 결합된 선회 전동 모터(25)와 선회 유압 모터(27)는 선회 기구(26)를 거쳐 선회체(20)를 제구동한다.

엔진(22)은 선회 프레임(21)에 설치되어 있다. 또한, 캐패시터(24)는 엔진(22)과 동일축 위에 설치된 어시스트 발전 모터(23)와, 선회 유압 모터(27) 및 선회 기구(26)과 동일축 위에 설치된 선회 전동 모터(25)에 접속되어 있고, 어시스트 발전 모터(23) 및 선회 전동 모터(25)가 제구동함으로써, 캐패시터(24)는 충방전되게 된다. 선회 기구(26)는 하부 주행체에 대하여 선회체(20) 및 선회 프레임(21)을 선회시킨다. 감속 기구는 선회 전동 모터(25)의 회전을 감속시킨다.

또한, 선회체(20)에는 붐(31), 붐(31)을 구동하기 위한 붐 실린더(32), 붐(31)의 선단부 근방에 회전 가능하게 축지지된 아암(33), 아암(33)을 구동하기 위한 아암 실린더(34), 아암(33)의 선단부에 회전 가능하게 축지지된 버킷(35) 및 버킷(35)을 구동하기 위한 버킷 실린더(36) 등으로 구성된 셔블 기구(30)가 탑재되어 있다.

또한, 선회체(20)의 선회 프레임(21) 위에는 주행 유압 모터(13, 14)(도 1에는 도시하지 않음), 선회 유압 모터(27), 붐 실린더(32), 아암 실린더(34), 버킷 실린더(36) 등의 유압 작동기를 구동하기 위한 도시하지 않은 유압 펌프(41) 및 각 작동기를 구동 제어하기 위한 컨트롤 밸브(42)를 포함하는 유압 시스템(40)이 탑재되어 있다. 유압 펌프(41)는 엔진(22)에 의해 구동된다.

도 2에, 제1 실시예에 관한 유압 셔블의 주요 전동·유압 기기의 시스템 구성도를 나타낸다. 도 2에 도시한 바와 같이, 엔진(22)의 구동력은 유압 펌프(41)에 전달된다. 또한, 컨트롤 밸브(42)는 유압 펌프(41)로부터 토출된 작동유가 유압 배관(43)에 의해 공급되어 도시하지 않은 선회 조작 레버로부터의 명령(조작 방향, 조작량)에 따라서, 선회 유압 모터(27), 붐 실린더(32), 아암 실린더(34), 버킷 실린더(36) 및 주행 유압 모터(13, 14)에의 작동유의 토출량 및 토출 방향의 제어를 행한다.

캐패시터(24)는 초퍼(51)에 접속되고, 캐패시터(24)의 직류 전력은 초퍼(51)를 거쳐 소정의 모선 전압으로 승압된다. 소정의 값으로 승압된 전압은, 선회 전동 모터(25)를 제구동하기 위한 선회 전동 모터용 인버터(52) 및 어시스트 발전 모터(23)를 제구동하기 위한 어시스트 발전 모터용 인버터(53)에 입력된다. 어시스트 발전 모터용 인버터(53)는 평활 콘덴서(54)를 거쳐 초퍼(51)와 접속되어 있고, 평활 콘덴서(54)는 모선 전압을 안정화시키기 위해 설치되어 있다.

선회 유압 모터(27)의 작동유의 출입구 포트에는, 각각 A 포트측 릴리프 밸브(28) 및 B 포트측 릴리프 밸브(29)가 설치되어 있다. 도 3에 도시한 바와 같이, 선회 유압 모터(27)는 작동유의 입구와 출구가 되는 2개의 포트를 가지고 있고, 본 명세서에서는 좌측 선회할 때에 작동유의 입구가 되는 포트를 A 포트, 출구가 되는 포트를 B 포트로 하고, 우측 선회할 때에 작동유의 입구가 되는 포트를 B 포트, 출구가 되는 포트를 A 포트라 정의한다. 이 A 포트측 릴리프 밸브(28) 및 B 포트측 릴리프 밸브(29)는 전자기식 가변 릴리프 밸브로 이루어져, 선회 유압 모터(27)의 A 포트 압력, B 포트 압력을 각각 제어하는 것이다.

또, 도시하고 있지 않으나, A 포트 압력, B 포트 압력을 각각 검출하는 압력 센서가 설치되어 있다.

컨트롤러(80)는 도시하지 않은 선회 조작 레버 조작량, 선회 유압 모터 압력, 선회 유압 모터 회전수 등을 사용하여, 유압 펌프(41), A 포트측 릴리프 밸브(28) 및 B 포트측 릴리프 밸브(29)의 제어를 행한다. 또한, 파워 컨트롤 유닛(55)의 제어도 행한다. 전기·유압 신호 변환 디바이스(75)는 컨트롤러(80)로부터의 전기 신호를 유압 파일럿 신호로 변환하는 것이며, 예를 들어 전자기 비례 밸브에 상당한다.

도 3에, 제1 실시예에 관한 유압 셔블의 유압 시스템의 상세를 나타낸다.

선회 조작 레버(72)는, 도시하지 않은 압력원으로부터의 압력을 조작량에 따라서 감압하는 감압 밸브 기능을 가지고, 선회 조작 레버(72)의 조작량에 따른 조작 압력을 컨트롤 밸브(42)의 내부에 구비되는 선회 스풀(44) 중 좌우 어느 하나의 압력실에 부여한다. 선회 스풀(44)은 압력실에 작용하는 조작 압력에 따라서 전환량(스풀 스트로크)이 제어되어 유압 펌프(41)로부터 선회 유압 모터(27)로 공급되는 작동유의 유량을 제어하는 것이며, 선회 조작 레버(72)로부터의 조작 압력에 의해, 선회 스풀(44)은 중립 위치 O로부터 A 위치 또는 B 위치로 연속적으로 전환된다.

예를 들어, 선회 조작 레버(72)가 중립 상태인 경우에는 선회 스풀(44)이 중립 위치 O에 있을 때는, 유압 펌프(41)로부터 토출된 작동유는 블리드 오프 교축을 통해 탱크로 복귀된다.

한편, 예를 들어 선회 조작 레버(72)가 좌측 선회를 행하도록 조작된 경우에는, 선회 스풀(44)이 A 위치로 전환되어 블리드 오프 교축의 개구 면적이 감소하고, 미터 인 교축, 미터 아웃 교축의 개구 면적이 증가한다. 유압 펌프(41)로부터 토출된 작동유는 이 A 위치의 미터 인 교축을 통해 선회 유압 모터(27)의 A 포트로 보내지고, 선회 유압 모터(27)로부터의 복귀 오일은 A 위치의 미터 아웃 교축을 통해 탱크로 복귀된다. 이러한 작동유의 제어를 행함으로써, 선회 유압 모터(27)는 좌측으로 회전한다.

또한, 예를 들어 선회 조작 레버(72)가 우측 선회를 행하도록 조작된 경우에는, 선회 스풀(44)이 B 위치로 전환되어 블리드 오프 교축의 개구 면적이 감소하고, 미터 인 교축, 미터 아웃 교축의 개구 면적이 증가한다. 유압 펌프(41)로부터 토출된 작동유는 B 위치의 미터 인 교축을 통해 선회 유압 모터(27)의 B 포트로 보내지고, 선회 유압 모터(27)로부터의 복귀 오일은 B 위치의 미터 아웃 교축을 통해 탱크로 복귀된다. 이러한 작동유의 제어를 행함으로써, 선회 유압 모터(27)는 A 위치의 경우와는 반대 방향인 우측으로 회전한다.

또, 선회 스풀(44)이 중립 위치 O와 A 위치의 중간에 위치하고 있을 때는, 유압 펌프(41)가 토출한 작동유는 블리드 오프 교축과 미터 인 교축으로 분배된다. 중립 위치 O와 B 위치의 중간의 경우도 마찬가지이다.

A 포트측 릴리프 밸브(28)는 선회 유압 모터(27)의 A 포트와 선회 스풀(44) 사이에 구비되어 있다. 또한, B 포트측 릴리프 밸브(29)는 선회 유압 모터(27)의 B 포트와 선회 스풀(44) 사이에 구비되어 있다. 이들의 A 포트측 릴리프 밸브(28) 및 B 포트측 릴리프 밸브(29)는 도 3에는 도시하지 않은 컨트롤러(80)로부터의 명령에 따라서, 각 포트측의 릴리프압을 변경 가능한 구성으로 되어 있다.

릴리프 밸브(28, 29)는 전자기식 가변 릴리프 밸브로 했지만, 도 6에 나타내는 구성으로 하여, 사용하는 릴리프 밸브를, 고압측(28a, 29a)과 저압측(28b, 29b)으로, 전환 밸브(28c, 29c)로 전환하는 방식으로 해도 된다.

도 4에, 본 실시예에 있어서의 선회 스풀(44)의 스풀 스트로크에 대한 블리드 오프 개구 면적을 나타낸 블리드 오프 개구 면적 선도를 파선으로 나타낸다. 여기서, 스풀 스트로크는 선회 레버 조작량에 의해서만 변화하므로, 선회 레버 조작량이라 생각해도 된다. 또한, 예를 들어 선회 유압 모터 단독으로 선회체를 구동하는 종래의 건설 기계에 있어서, 양호한 조작성을 확보할 수 있는 선회 유압 모터의 개구 면적을 실선으로 나타낸다. 본 실시예에 있어서의 선회 스풀(44)의 블리드 오프 개구 면적의 크기는, 시점과 종점, 즉 선회 조작 레버(72)가 중립 상태 및 최대 상태에 있어서는, 실선으로 나타낸 개구 면적과 거의 동일하게 하고, 중간 영역에서는 종래 기기보다도 넓어지도록 설정되어 있다.

여기서, 선회 스풀(44)의 블리드 오프 교축의 개구 면적이 넓어지면, 선회 유압 모터(27)로 얻을 수 있는 구동 토크는 작아진다. 따라서, 본 실시예와 같은 개구 면적 특성을 갖는 경우에는, 선회 조작 레버가 중간 영역에서의 선회 유압 모터(27)의 구동 토크는, 실선으로 나타낸 개구 면적을 갖는 선회 스풀에 있어서 발생하는 구동 토크와 비교하면 작아지도록 설정된다. 한편, 선회 조작 레버가 중립 상태 및 최대 상태에 있어서는, 개구 면적은 실선으로 나타낸 개구 면적과 거의 동일해지도록 설정되어 있으므로, 선회 유압 모터의 구동 토크는 거의 동일한 크기가 된다.

또한 도 5에, 본 실시예에 있어서의 선회 스풀(44)의 스풀 스트로크에 대한 미터 아웃 개구 면적을 나타낸 미터 아웃 개구 면적 선도를 나타낸다. 도 4와 마찬가지로, 스풀 스트로크는 선회 레버 조작량에 의해서만 변화하므로, 선회 레버 조작량이라 생각해도 된다. 또한, 예를 들어 선회 유압 모터 단독으로 선회체를 구동하는 건설 기계에 있어서, 양호한 조작성을 확보할 수 있는 선회 유압 모터의 개구 면적을 실선으로 나타낸다. 본 실시예에 있어서의 선회 스풀(44)의 미터 아웃 개구 면적의 크기는, 시점과 종점은 실선으로 나타낸 개구 면적과 거의 동일한 면적으로, 중간 영역에서는 본 발명의 쪽이 실선으로 나타낸 개구 면적보다도 넓어지도록 설정되어 있다. 상술한 바와 마찬가지로, 제동 토크의 크기는 미터 아웃 교축의 개구 면적의 크기에 의존하므로, 선회 레버 조작량이 중간 영역에서의 선회 유압 모터(27)의 제동 토크는, 종래 기기의 선회 유압 모터의 제동 토크보다도 작아진다. 또한, 선회 레버 조작량이 중립 및 최대 상태에 있어서는, 실선의 개구 면적과 거의 동일하게 하고 있으므로, 선회 유압 모터(27)의 제동 토크의 크기와 거의 동일해지도록 설정된다.

이상과 같이, 선회 조작 레버의 조작량에 대하여 결정되는 선회 스풀(44)의 블리드 오프 개구 면적이나 미터 아웃 개구 면적에 따라서, 각각 선회 유압 모터의 제동 및 구동 토크의 크기가 결정된다.

도 7은, A 포트측 릴리프 밸브(28)의 제어 방법을 흐름도에 의해 나타낸 것이다. 또, 도 7의 제어는 컨트롤러(80)의 1 제어 주기마다 행해진다.

유압 셔블의 시스템을 기동한다. 기동 시는, A 포트의 릴리프압은 통상 소정의 값으로 설정되어 있다. 우선, 스텝 S1에서 A 포트의 릴리프압이 통상의 소정값인지의 여부를 판단한다. 통상의 소정값인 경우에는 스텝 S2로 진행하고, 현재의 선회 유압 모터(27)의 A 포트 압력과, 미리 설정한 임계값 P1을 비교한다. A 포트 압력이 임계값 P1보다도 작은 경우에는 스텝 S3으로 진행하고, 모터 회전수가 미리 설정한 플러스값인 임계값 N1의 -1배보다도 작거나, 또는 좌측 선회 조작 레버의 조작량(이하 좌측 선회 조작량이라고 칭함)이 미리 설정한 임계값 L1보다도 큰지를 판단한다. 모터 회전수가, 미리 설정한 플러스값인 임계값 N1의 -1배보다도 작거나, 또는 좌측 선회 조작량이, 미리 설정한 임계값 L1보다도 크다고 판단될 경우에는, 스텝 S4에서 A 포트의 릴리프압을 내리는 처리를 행한다. 한편, 스텝 S3에서 모터 회전수가, 미리 설정한 플러스값인 임계값 N1의 -1배보다도 작거나, 또는 좌측 선회 조작량이, 미리 설정한 임계값 L1보다도 크다고 판단되지 않을 경우에는, 스텝 S1로 복귀되어 다시 A 포트의 릴리프압이 통상의 소정값인지를 판단한다.

또한, 스텝 S2에서 A 포트 압력이 임계값 P1보다도 크다고 판단될 경우에는, 스텝 S1로 복귀되어 다시 A 포트의 릴리프압이 통상의 소정값인지의 판단이 행해진다.

여기서, 모터 회전수는 좌측 선회를 플러스, 우측 선회를 마이너스라 정의하고, 선회 전동 모터(25)와 선회 유압 모터(27)의 회전수는 동일하게 한다. 또한, 임계값 P1은, 릴리프압을 내렸을 때의 릴리프압 이하의 값으로 설정하고, 임계값 N1 및 임계값 L1은 0 근방인 값으로 한다. 또, 모터 회전수가 -N1보다도 작을 때는, A 포트는 선회 유압 모터(27)의 미터 아웃측으로 되어 있고, 좌측 선회 조작량이 L1보다도 클 때는 A 포트는 선회 유압 모터(27)의 미터 인측으로 되어 있다.

스텝 S1에서 A 포트의 릴리프압이 통상의 소정값이 아니라고 판단되면, 스텝 S5에서 모터 회전수가 미리 설정한 플러스값인 임계값 N2의 -1배보다도 크거나, 또한 좌측 선회 조작량이 미리 설정한 임계값 L2보다도 작은지를 판단한다. 상기 조건을 만족한다고 판단된 경우에는, 스텝 S6으로 진행하여 A 포트의 릴리프압을 통상의 값으로 복귀시킨다. 상기 조건을 만족하지 않을 경우에는, 스텝 S1로 복귀되어 다시 A 포트의 릴리프압이 통상의 소정의 값인지를 판단한다. 여기서, N2 및 임계값 L2는 0 근방의 값으로 한다. 임계값 N1은 N2 이상, 임계값 L1은 L2 이상인 값으로 설정한다.

여기서, 스텝 S2의 조건은 생략해도 된다. 즉, 도 7의 A 포트 압력의 판정은, 항상「예(yes)」로 해도 된다. 또한, 스텝 S3과 스텝 S5는 모터 회전수의 조건으로만 해서, 좌측 선회 조작량의 조건을 사용하지 않는, 즉 미터 인측의 릴리프압의 변경을 행하지 않도록 해도 된다. 이 경우, 후술하는 제어 방법에서는 선회 전동 모터(25)의 구동 토크가 커지기 어려워져, 방전하기 어려워진다. 또한, 스텝 S3과 스텝 S5는 좌측 선회 조작량의 조건으로만 해서, 모터 회전수의 조건을 사용하지 않는, 즉 미터 아웃측의 릴리프압의 변경을 행하지 않도록 해도 된다. 이 경우, 후술하는 제어 방법에서는 선회 전동 모터(25)의 제동 토크가 커지기 어려워져, 충전하기 어려워진다.

또한, 스텝 S3에서 모터 회전수의 조건을 만족했을 때와, 좌측 선회 조작량의 조건을 만족했을 때, 릴리프압을 내리는 방법을 바꾸는, 즉 미터 아웃측과 미터 인측에서 릴리프압을 내리는 방법을 바꾸어도 된다. 예를 들어, 미터 아웃측의 릴리프압을 내리는 방법을 미터 인측보다도 크게 하면, 후술하는 제어 방법에서는 선회 전동 모터(25)의 제동 토크가 구동 토크보다도 커지기 쉬워져, 충전하기 쉬워진다.

도 8은, B 포트측 릴리프 밸브(29)의 제어 방법을 흐름도로 나타낸 것이다. 선회 방향이 좌우 반대인 것, 그에 따른 모터 회전수의 플러스 마이너스가 반대라고 하는 것 이외는, 도 7과 동일한 제어 방법이다.

이상과 같은 도 7, 도 8과 같은 제어 플로우를 기초로 하여, A 포트 및 B 포트의 릴리프압을 저하시킴으로써, 선회 유압 모터의 제구동 토크를 작게 할 수 있다.

또, 본 실시예에서는 선회 스풀의 개구 면적을 설정하는 것 및 릴리프압 제어를 행함으로써, 선회 유압 모터 토크를 감소시키도록 하였지만, 어느 한쪽의 구성을 취함으로써 선회 유압 모터 토크를 감소시키는 구성을 취해도 좋다.

이하, 선회 전동 모터의 제어 방법을 설명한다. 도 9는 선회 전동 모터(25)의 제어 방법을 흐름도로 나타낸 것이다. 또, 도 9의 제어는 컨트롤러(80)의 1 제어 주기마다 행해진다.

처음에, 스텝 S10에서 도시하지 않은 압력 센서에 의해 검출된 선회 유압 모터(27)의 A 포트 압력과 B 포트 압력의 차로부터, 유압 모터 토크를 계산한다. 이어서, 스텝 S11에서 그 유압 모터 토크에 의해, 선회 유압 모터(27)가 구동 토크 또는 제동 토크를 발생하고 있는지를 판정한다. 예를 들어, A 포트 압력이 B 포트 압력보다도 크고, 또한 모터 회전 방향이 좌측 선회 방향이면, 구동 토크를 발생하고 있다고 판정된다. 이러한 판정을 행하여, 선회 유압 모터(27)가 구동 토크를 발생하고 있다고 판정되는 경우에는, 스텝 S12에서 구동 게인 테이블을 사용하여, 선회 전동 모터 토크 명령값 T1을 산출한다. 여기에서 사용하는 구동 게인 테이블은, 예를 들어 도 10에 도시한 바와 같은 선회 레버 조작량에 따라서 결정되는 구동 게인으로 이루어지고, 이 구동 게인은 도 4에 도시한 선회 스풀(44)의 블리드 오프 개구 면적의 특성을 기초로 하여 결정되는 것이다. 도 4에 도시한 블리드 오프 개구 면적은, 선회 조작 레버(72)가 중간 영역에 있을 경우에는, 유압 모터 단독으로 선회의 구동을 행하는 경우에 사용되는 선회 유압 모터의 구동 토크와 비교하여, 선회 유압 모터의 구동 토크가 작아지도록 설정하고 있고, 구동 게인은, 도 10에 도시한 바와 같이 선회 조작 레버(72)가 중간 영역에 있을 경우에 있어서, 구동 게인이 최대가 되도록 설정된다. 전술한 스텝 S12에서는, 이 구동 게인 테이블을 사용하여 결정되는 구동 게인에 전술한 유압 모터 토크를 곱한 값을 전동 모터 토크 명령값 T1로서 얻는 것이다.

한편, 스텝 S11이 부정되어, 선회 유압 모터(27)가 제동 토크를 발생하고 있다고 판정된 경우에는, 스텝 S13에서 제동 게인 테이블을 사용하여, 선회 전동 모터 토크 명령값 T1을 산출한다. 여기에서 사용하는 제동 게인 테이블은, 예를 들어 도 11에 도시한 바와 같은 선회 레버 조작량에 따라서 결정되는 제동 게인으로 이루어지고, 이 제동 게인 테이블은, 도 5에 도시한 선회 스풀(44)의 미터 아웃 개구 면적 선도의 특성을 기초로 하여 결정되는 것이다. 도 5에 도시한 미터 아웃 개구 면적은, 선회 조작 레버(72)가 중간 영역에 있어서, 유압 모터 단독으로 선회의 구동을 행하는 경우에 사용되는 선회 유압 모터의 제동 토크와 비교하여, 선회 유압 모터의 제동 토크가 작아지도록 설정하고 있고, 제동 게인은 도 11에 도시한 바와 같이 선회 조작 레버(72)의 중간 영역에 있을 경우에 있어서 제동 게인이 최대가 되도록 설정하고 있고, 이 제동 게인 테이블로부터 결정되는 제동 게인에 선회 유압 모터 토크를 곱한 값을 전동 모터 토크 명령값 T1로 한다.

이상과 같이, 선회 전동 모터 토크 명령값 T1은 선회 조작량 및 유압 모터 토크를 고려한 명령값이다. 이 선회 전동 모터 토크 명령값 T1을 기초로 하여 선회 전동 모터를 제구동함으로써, 건설 기계의 프론트 자세나 적하, 선회 레버 조작량 등에 기인하는 선회 유압 모터 토크의 변화에 따라서, 원하는 선회 전동 모터 토크를 얻을 수 없는 상황을 회피할 수 있다. 따라서, 선회 유압 모터 및 선회 전동 모터에 의해 제구동하는 복합 선회 모드에 있어서, 선회 조작 레버의 조작량에 따른 토크를 얻을 수 있고, 오퍼레이터는 선회 조작 레버의 조작에 따라서 선회체를 원하는 가감속도로 조작할 수 있어, 양호한 조작성을 얻을 수 있다.

또, 본 발명에 있어서는, 제동 시에 회수한 에너지만을 사용하여 구동하는 것이 전기 기기의 효율 향상으로 이어지므로, 구동 에너지보다도 제동 에너지 쪽을 크게 하는 설계로 하는 것이 바람직하다. 따라서, 상술한 구동 게인 테이블 및 제동 게인 테이블은, 동일한 선회 조작 레버의 조작량에 대하여 제동 게인 쪽이 커지도록 설정되는 것이 바람직하다.

다음으로 스텝 S14에서, 도 7의 제어에 의해 A 포트의 릴리프압이 감소되고 있고, 또한 A 포트 압력이 미리 설정한 임계값 P2보다도 높은지의 여부를 판정한다. 이 조건을 만족시킬 경우에는, 스텝 S15에서 A 포트의 릴리프압을 내리는 것에 의한 선회 유압 모터의 토크 감소분을 선회 전동 모터에서 발생시키는 값 TR을 전동 모터 토크 명령값 T2로 설정한다(토크 명령값 T2=TR).

한편, 스텝 S14에서 상기 조건 A 포트 릴리프압이 내려가 있고, 또한 A 포트 압력이 임계값 P2보다도 높은지 여부의 판정에 있어서, 조건을 만족하지 않는다고 판단될 경우에는, 스텝 S16에서 도 8의 제어에 의해 B 포트의 릴리프압이 내려가 있고, 또한 B 포트 압력이 미리 설정한 임계값 P2보다도 높은지를 판정한다. 이러한 조건을 만족시킬 경우에는, 전술한 바와 마찬가지로, B 포트의 릴리프압을 내리는 것에 의한 선회 유압 모터의 토크 감소분을 선회 전동 모터에서 발생시키는 값 TR을 전동 모터 토크 명령값을 T2로 설정한다(토크 명령값 T2=TR). 여기서 토크 명령값 T2=TR은 A 포트 릴리프 밸브(28)나 B 포트 릴리프 밸브(29)의 제어에 있어서, 선회 유압 모터의 통상 소정의 릴리프압으로부터 내림으로써 작아지는 선회 유압 모터의 토크를 보충하는 토크 명령값으로 되어 있다. 예를 들어, 릴리프압의 하락폭 및 유압 모터의 용적을 기초로 하여 산출되는 값이다.

한편, B 포트의 릴리프압이 내려가 있고, 또한 B 포트 압력이 미리 설정한 임계값 P2보다도 높은지를 판정하고, 조건을 만족하지 않다고 판단된 경우에는, 스텝 S17에서 전동 모터 토크 명령값 T2=0으로 한다.

여기서, 임계값 P2는 통상보다도 작게 설정한 릴리프압의 값보다도 약간, 예를 들어 수MPa 작은 값으로 하고, 포트의 릴리프압이 내려가 있을 때, 임의의 시점에서의 포트 압력과 P2를 비교함으로써 그 시점에서 릴리프를 하고 있는지를 판단할 수 있다.

다음으로 스텝 S18에서, 이상과 같이 구한 선회 전동 토크 명령값의 T1과 T2의 크기를 비교하여, 큰 쪽의 전동 모터 토크 명령값을, 선회 전동 모터(25)의 토크 명령값으로서 선택한다. 그리고 이 토크 명령값을 이용하여 파워 컨트롤 유닛(55)을 제어하여 선회 유압 모터 토크의 감소분의 토크를, 선회 전동 모터에 의해 발생시킨다. 이에 의해 선회 조작 레버의 조작량에 따른 토크를, 선회 유압 모터(27)와 선회 전동 모터(25)의 합계 토크에 의해 얻을 수 있다. 따라서, 오퍼레이터는 선회 조작 레버의 조작량에 따른 원하는 토크를 선회체에 대하여 얻을 수 있어, 양호한 조작성을 얻을 수 있다.

또한 본 실시예는, 전술한 바와 같이 선회 조작 레버의 위치가 중립 상태 및 최대 상태에서, 선회체를 선회 유압 모터 단독으로 제구동하는 유압 단독 모드와, 선회 조작 레버의 위치가 중간 영역에서, 선회 유압 모터 및 선회 전동 모터의 합계 토크에 의해 제구동하는 복합 선회 모드를 갖는 것이다. 그리고 각각의 운전 모드를 선회 레버 조작량에 따라서 전환하는 구성을 갖는다. 그로 인해, 복합 선회 모드에 있어서 선회 레버 조작량에 따른 원하는 합계 토크를 얻을 수 없는 경우에는, 각 모드에 의해, 선회 조작 레버의 조작량에 따라서 발생하는 선회체의 가감속도가 다른 것이 발생할 수 있다. 이 가감 속도의 차이에 의해, 오퍼레이터는 조작상의 위화감을 느끼게 된다. 따라서, 본 실시예에 있어서 산출한 선회 전동 토크 명령값을 기초로 하여 선회 전동 모터를 제구동함으로써, 선회 조작 레버의 조작량에 따른 선회 유압 모터 및 선회 전동 모터의 합계 토크를 얻을 수 있다. 따라서, 각 운전 모드에서의 선회체의 가감속의 차이 및 그에 의한 오퍼레이터의 위화감을 완화할 수 있어, 양호한 조작성을 실현할 수 있게 된다.

또한, 본 실시예와 같이 선회 전동 모터의 토크 명령값을 산출하고, 선회 전동 모터를 제구동함으로써, 유압 모터 단독으로 제구동하는, 예를 들어 유압 셔블 등의 건설 기계의 조작에 익숙해진 오퍼레이터도, 선회체의 가감속도의 차이에 의한 위화감을 느끼는 일 없이 선회 조작 레버의 조작량에 따른 조작을 할 수 있다.

또, 상기 선회 전동 모터의 토크 명령값 산출에 있어서, 스텝 S18에서 토크 명령값 T1과 T2 중 큰 쪽을 선택한 후, 스텝 S19에서 선회 기구(26)에 과도한 부하가 걸리지 않도록, 토크 명령값에, 선회 유압 모터(27)와 선회 전동 모터(25)의 합계 토크가, 종래 기기의 유압 모터의 토크를 초과하지 않도록 하는 제한을 두어도 된다. 또한, 선회 전동 모터(25)의 토크가 급변함으로써, 오퍼레이터에 위화감을 기억시키지 않도록, 토크 명령값의 변화율에 제한을 두어도 된다. 또한, 선회 전동 모터(25)로 구동 토크를 발생했을 때는, 그 일률만큼만 유압 펌프(41)의 일률을 저감시키도록, 유압 펌프(41)의 용적을 감소시키는 제어를 행함으로써, 엔진의 부하를 줄일 수 있다.

<제2 실시예>

도 12에, 제2 실시예에 관한 유압 셔블의 주요 전동·유압 기기의 시스템 구성도를 나타낸다. 제1 실시예에서는, 컨트롤 밸브(42)의 블리드 오프 및 미터 아웃의 개구 면적을 종래 기기보다도 크게 함으로써, 선회 유압 모터(27)의 구동 및 제동 토크가 종래 기기보다도 작아지도록 하였다. 그 대신에, 또는 그와 병용하여, 컨트롤러(80)로 컨트롤 밸브(42)의 스풀 스트로크를 제어함으로써, 선회 유압 모터(27)의 구동 및 제동 토크를 종래 기기보다도 작게 해도 된다.

예를 들어, 선회체를 구동할 때에, 도 13에 도시한 바와 같이 종래의 건설 기계에 있어서 소정의 조작량에 대응하는 스풀 스트로크가 S1인 경우에, 본 발명에서는 스풀 스트로크가 S2가 되도록 제어한다. 그렇게 함으로써, 블리드 오프 개구 면적이 커져, 선회 유압 모터(27)의 구동 토크가 작아진다. 또한, 선회체를 제동할 때에 도 14에 도시한 바와 같이 종래의 건설 기계에 있어서 소정의 조작량에 대응하는 스풀 스트로크가 S3인 경우에, 본 발명에서는 스풀 스트로크가 S4가 되도록 제어한다. 그렇게 함으로써, 미터 아웃 개구 면적이 커져, 선회 유압 모터(27)의 제동 토크가 작아진다. 이와 같이 하여, 선회 유압 모터(27)의 제구동 토크가 작아진 만큼, 선회 전동 모터(25)로 토크를 발생시키는 제어를 행함으로써, 제1 실시예와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

또, 본 발명은 선회체를 구비한 작업·건설 기계 전반에 적용이 가능하고, 본 발명의 적용이 유압 셔블에 한정되는 것은 아니며, 전술한 바와 같이 유압 모터와 전동 모터의 복합 선회 모드와, 유압 모터 단독 선회 모드를 갖고, 전환 가능한 구성으로 하는 것이 아니라도 된다.

10 : 하부 주행체
11 : 크롤러
12 : 크롤러 프레임
13 : 주행 유압 모터(우측)
14 : 주행 유압 모터(좌측)
20 : 선회체
21 : 선회 프레임
22 : 엔진
23 : 어시스트 발전 모터
24 : 캐패시터
25 : 선회 전동 모터
26 : 선회 기구
27 : 선회 유압 모터
28 : A 포트측 릴리프 밸브
29 : B 포트측 릴리프 밸브
30 : 셔블 기구
31 : 붐
32 : 붐 실린더
33 : 아암
34 : 아암 실린더
35 : 버킷
36 : 버킷 실린더
40 : 유압 시스템
41 : 유압 펌프
42 : 컨트롤 밸브
43 : 유압 배관
44 : 선회 스풀
51 : 초퍼
52 : 선회 전동 모터용 인버터
53 : 어시스트 발전 모터용 인버터
54 : 평활 콘덴서
55 : 파워 컨트롤 유닛
72 : 선회 조작 레버
75 : 전기·유압 신호 변환 디바이스
80 : 컨트롤러

Claims

엔진(22)에 의해 구동하는 유압 펌프(41)에서 발생하는 유압에 의해 구동되는 선회 유압 모터(27)와,
상기 선회 유압 모터(27)에 접속되어, 축전 디바이스(24)로부터의 전력에 의해 구동되는 선회 전동 모터(25)와,
상기 선회 전동 모터(25)에 접속되는 선회체(20)를 갖고,
상기 선회체(20)를 조작하는 선회 조작 레버(72)의 조작량에 따라서 상기 선회 전동 모터(25) 및 상기 선회 유압 모터(27)를 제구동하고, 상기 선회 전동 모터(25) 및 상기 선회 유압 모터(27)의 합계 토크에 의해 상기 선회체(20)를 제구동하는 건설 기계에 있어서,
상기 선회 전동 모터(25)를 제구동하기 위하여 상기 선회 전동 모터(25)에 입력되는 전동 모터 토크 명령값은, 상기 선회 유압 모터(27)의 토크에 상기 선회 조작 레버(72)의 조작량에 따라서 설정되는 게인을 곱하여 산출되는 것을 특징으로 하는, 건설 기계.
제1항에 있어서, 상기 선회 조작 레버(72)의 조작량에 따라서 상기 선회 유압 모터(27)에의 작동유의 토출량 및 토출 방향을 제어하는 선회 스풀(44)을 갖고, 상기 게인은 상기 선회 조작 레버(72)의 조작량에 따라서 설정되는 상기 선회 스풀(44)의 개구 면적에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는, 건설 기계.
제1항에 있어서, 상기 전동 모터 토크 명령값과, 상기 선회 유압 모터(27)의 릴리프압을 기초로 하여 산출되는 전동 모터 토크 명령값을 비교하여, 큰 쪽의 전동 모터 토크 명령값을 상기 선회 전동 모터(25)에 입력하는 것을 특징으로 하는, 건설 기계.
엔진(22)에 의해 구동하는 유압 펌프(41)에 의해 구동되는 선회 유압 모터(27)와,
상기 선회 유압 모터(27)에 접속되어, 축전 디바이스(24)로부터의 전력에 의해 구동되는 선회 전동 모터(25)와,
상기 선회 전동 모터(25)에 접속되는 선회체(20)를 구비하고,
상기 선회 유압 모터(27) 및 상기 선회 전동 모터(25)의 합계 토크에 의해 상기 선회체(20)를 제구동하는 복합 선회 모드와,
상기 선회 유압 모터(27)의 토크에 의해 상기 선회체(20)를 제구동하는 유압 모터 단독 선회 모드를 갖고,
상기 선회체(20)를 조작하는 선회 조작 레버(72)의 조작량이 중립 상태 및 최대 상태인 경우에는, 상기 단독 선회 모드로 하고, 상기 선회 조작 레버(72)의 조작량이 중립 상태보다도 크고 최대 상태보다도 작은 경우에는 상기 복합 선회 모드로 하고,
상기 복합 선회 모드에 있어서, 상기 선회 전동 모터(25)를 제구동하기 위하여 상기 선회 전동 모터(25)에 입력되는 전동 모터 토크 명령값은, 상기 선회 유압 모터(27)의 토크에 상기 선회 조작 레버(72)의 조작량에 따라서 설정되는 게인을 곱하여 산출되는 산출값이며, 상기 선회 조작 레버(72)의 조작량이 중립 상태보다도 크고 최대 상태보다도 작은 경우에는, 상기 선회 유압 모터(27)의 토크에 대한 상기 선회 전동 모터(25)의 토크 비율이 최대가 되는 것을 특징으로 하는, 건설 기계.
제4항에 있어서, 상기 게인은 상기 선회 조작 레버(72)의 조작량이 중립 상태보다도 크고 최대 상태보다도 작은 경우에 있어서 최대가 되는 것을 특징으로 하는, 건설 기계.
제5항에 있어서, 상기 게인을 기초로 하여 결정되는 상기 선회 전동 모터(25)의 제구동 토크는, 상기 선회 조작 레버(72)의 조작량이 중립 상태보다도 크고 최대 상태보다도 작은 경우에 있어서, 최대가 되는 것을 특징으로 하는, 건설 기계.
제1항에 있어서, 상기 유압 펌프(41)와 상기 선회 유압 모터(27) 사이에, 릴리프압을 변경하는 릴리프 밸브(28, 29)를 구비하고,
상기 선회 전동 모터(25)의 회전수의 절대값이 제1 회전 속도를 상회하거나, 또는 상기 선회 조작 레버(72)의 조작량이 제1 조작량을 상회한 경우에, 상기 선회 유압 모터(27)의 릴리프압을 내리고, 그 후 상기 선회 전동 모터(25)의 회전수의 절대값이 상기 제1 회전 속도 이하로 설정한 제2 회전 속도를 하회하거나, 또는 상기 선회 조작 레버(72)의 조작량이 상기 제1 조작량 이하로 설정한 제2 조작량을 하회한 경우에, 내린 상기 선회 유압 모터(27)의 릴리프압을 상승시키는 것을 특징으로 하는, 건설 기계.
제7항에 있어서, 상기 선회 유압 모터(27)의 릴리프압을 내리고 있고, 상기 선회 유압 모터(27)의 압력이 제2 압력을 상회하고 있는 경우에는, 상기 선회 유압 모터(27)의 릴리프압을 내린 것에 의한 상기 선회 유압 모터(27)의 토크 감소분을 선회 전동 모터(25)에서 발생시키는 상기 전동 모터 토크 명령값을 산출하는 것을 특징으로 하는, 건설 기계.
제1항에 있어서, 상기 선회 전동 모터(25)에서 구동 토크를 발생하는 경우에, 상기 유압 펌프(41)의 일률을 작게 하는 것을 특징으로 하는, 건설 기계.
제1항에 있어서, 상기 선회 전동 모터(25)와 상기 선회 유압 모터(27)의 합계 토크로서 얻을 수 있는 제구동 토크가, 소정의 범위 내가 되도록 토크 명령값의 제한을 행하는 것을 특징으로 하는, 건설 기계.
제1항에 있어서, 상기 선회 전동 모터(25)의 제구동 토크의 변화율이, 소정의 범위 내가 되도록 토크 명령값의 변화율에 제한을 행하는 것을 특징으로 하는, 건설 기계.