JP2008128464A

JP2008128464A - Control device and working machine provided therewith

Info

Publication number: JP2008128464A
Application number: JP2006317637A
Authority: JP
Inventors: Yuji Matsuura; 雄司松浦; Naoki Sugano; 直紀菅野; Takao Nanjo; 孝夫南條; Hiroshi Togo; 博藤後; Hidekazu Oka; 秀和岡
Original assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2006-11-24
Filing date: 2006-11-24
Publication date: 2008-06-05
Anticipated expiration: 2026-11-24
Also published as: JP4867614B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device capable of effectively using return oil while maintaining the driving speed of a hydraulic actuator, and a working machine provided therewith. SOLUTION: During an external force application period where pressure P2 of return oil discharged from a rotating motor 12 exceeds discharge pressure P3 of a hydraulic pump 17, a regenerative flow rate of return oil which can be supplied to a discharge oil passage 24 of the hydraulic pump 17 of the return oil and an excessive flow rate of return oil other than the regenerative flow rate are specified to supply the return oil of the regenerative flow rate to the discharge oil passage 24 of the hydraulic pump 17, and the discharge flow rate of the hydraulic pump 17 is reduced by the portion of the regenerative flow rate. Further, an MO valve 20, a regeneration valve 40, and a regulator 22 are controlled so as to guide the return oil of the excessive flow rate to a tank B3. COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、油圧ポンプによって駆動される油圧アクチュエータからの戻り油を、前記油圧ポンプの吐出側の油路に戻して回生する制御装置に関するものである。 The present invention relates to a control device for returning and returning the return oil from a hydraulic actuator driven by a hydraulic pump to an oil passage on the discharge side of the hydraulic pump.

一般に、油圧ショベル等の作業機械には、油圧シリンダや油圧モータ等の油圧アクチュエータが設けられている。 In general, a working machine such as a hydraulic excavator is provided with a hydraulic actuator such as a hydraulic cylinder or a hydraulic motor.

この種の油圧アクチュエータは、作動油の供給を受けるとともに作動油を排出することにより駆動されるため、当該油圧アクチュエータを停止させる操作を行ない実際に油圧アクチュエータが停止するまでの間には、駆動対象物の自重やそれまでの駆動による慣性力によって、油圧アクチュエータに供給された作動油よりも高圧の戻り油が油圧アクチュエータから排出されることになる。 Since this type of hydraulic actuator is driven by receiving the supply of hydraulic oil and discharging the hydraulic oil, an operation to stop the hydraulic actuator is performed until the hydraulic actuator actually stops. The return oil having a pressure higher than that of the hydraulic oil supplied to the hydraulic actuator is discharged from the hydraulic actuator due to the weight of the object and the inertial force generated by the driving so far.

従来、このような戻り油はタンクに回収されていたため、当該戻り油のもつエネルギーは他に利用されることなくそのまま廃棄されていた。特に、メータアウト制御を行う場合や油圧アクチュエータの背圧を保持する場合等においては、絞り弁等を介して戻り油をタンクに回収することが行われるため、このときの戻り油のエネルギーは熱として廃棄されることになる。 Conventionally, since such return oil has been collected in a tank, the energy of the return oil has been discarded without being used elsewhere. In particular, when meter-out control is performed or when the back pressure of the hydraulic actuator is maintained, the return oil is collected into the tank via a throttle valve, etc., so the energy of the return oil at this time Will be discarded as.

このような問題を解消すべく、例えば、特許文献１には、アクチュエータからの戻り油を油圧ポンプに駆動連結された油圧モータに導いて当該油圧モータを駆動することにより、前記戻り油を油圧ポンプの動力として利用する技術が開示されている。 In order to solve such a problem, for example, in Patent Document 1, the return oil from an actuator is guided to a hydraulic motor that is drivingly connected to a hydraulic pump, and the hydraulic motor is driven, whereby the return oil is supplied to the hydraulic pump. A technique to be used as the power of power is disclosed.

しかし、この特許文献１の技術では、戻り油を利用するために油圧ポンプに対して別途油圧モータを駆動連結する必要が生じるため、油圧ポンプ周りのスペースを浪費するだけでなく、油圧モータを追加するのに大幅なコストの増大を引き起こすという問題があった。 However, in the technique of Patent Document 1, since it is necessary to separately drive and connect a hydraulic motor to the hydraulic pump in order to use the return oil, not only the space around the hydraulic pump is wasted but also the hydraulic motor is added. However, there is a problem of causing a significant increase in cost.

そこで、特許文献２には、複数のアクチュエータのうちの一のアクチュエータから排出された戻り油を再生拡大弁を通してポンプの吐出側へ直接回収することにより、他のアクチュエータに対する作動油流量を増大させる技術が開示されている。 Therefore, Patent Document 2 discloses a technique for increasing the flow rate of hydraulic oil to other actuators by directly collecting the return oil discharged from one of a plurality of actuators to the discharge side of the pump through a regeneration expansion valve. Is disclosed.

具体的に、特許文献２の技術では、前記一のアクチュエータの戻り油を当該一のアクチュエータの供給側に再生し、この再生時の余剰の戻り油の圧力が油圧ポンプの供給圧を上回ることにより前記再生拡大弁が開放されたときに、当該再生拡大弁を通して前記余剰の戻り油の全量が油圧ポンプの吐出側に再生される。
特開２００３−１２０６１６号公報特開２００３−１２０６０４号公報 Specifically, in the technique of Patent Document 2, the return oil of the one actuator is regenerated to the supply side of the one actuator, and the pressure of the excess return oil at the time of regeneration exceeds the supply pressure of the hydraulic pump. When the regeneration expansion valve is opened, the entire amount of the excess return oil is regenerated to the discharge side of the hydraulic pump through the regeneration expansion valve.
JP 2003-120616 A JP 2003-120604 A

しかしながら、前記特許文献２の技術では、前記一のアクチュエータから排出された戻り油のうち前記余剰の戻り油の全量がそのまま油圧ポンプの吐出側へ回収されるので、前記一のアクチュエータから排出される戻り油に増減が生じると、その影響を受けて他のアクチュエータの駆動速度が変化してしまうという問題があった。 However, in the technique of Patent Document 2, since the entire amount of the excess return oil is recovered as it is to the discharge side of the hydraulic pump among the return oil discharged from the one actuator, it is discharged from the one actuator. When the return oil increases or decreases, there is a problem that the driving speed of other actuators changes due to the influence.

例えば、オペレータによる操作レバーの操作速度が急激に変化した場合や、前記一のアクチュエータに対する負荷が急激に変化した場合等、前記一のアクチュエータの駆動速度が変化すると、これに応じて当該アクチュエータから排出される戻り油の流量が変化するため、この戻り油を受け入れる他のアクチュエータの駆動速度もオペレータの意図とは無関係に変化してしまい、操作性が悪化する要因となっていた。 For example, when the driving speed of the one actuator changes, such as when the operating speed of the operating lever by the operator changes abruptly or when the load on the one actuator changes abruptly, the actuator is discharged from the actuator accordingly. Since the flow rate of the return oil changes, the driving speed of other actuators that receive the return oil also changes regardless of the operator's intention, which is a factor that deteriorates operability.

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、油圧アクチュエータの駆動速度を維持しながら戻り油を有効に利用することができる制御装置及びこれを備えた作業機械を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a control device capable of effectively using return oil while maintaining the driving speed of the hydraulic actuator, and a work machine including the control device. Yes.

上記課題を解決するために、本発明は、可変容量式の油圧ポンプから作動油の供給を受けるとともに内部の作動油を排出することにより駆動される複数の油圧アクチュエータを制御するための装置であって、これら油圧アクチュエータのうち少なくとも一つの特定のアクチュエータに対し前記油圧ポンプから作動油を供給するための供給油路と、前記特定のアクチュエータから排出された戻り油をタンクに導く戻り油路と、これら両油路内を流れる作動油の流量を同時に調整可能な給排調整部とを有する給排回路と、前記戻り油を前記給排調整部を介さずにタンクに導くように前記戻り油路から分岐する導出油路と、前記戻り油を前記給排調整部を介さずに前記供給油路へ導く回生油路と、前記導出油路及び回生油路を流れる前記戻り油の流量をそれぞれ調整可能な分配流量調整手段と、前記油圧ポンプから吐出される流量を調整可能な吐出流量調整部と、前記戻り油の圧力が油圧ポンプの吐出圧を超える外力付加期間中に、前記戻り油のうち回生油路に導くことができる回生流量とこの回生流量以外の余剰流量とを特定し、前記回生流量の戻り油を前記回生油路に導くとともにこの回生流量の分だけ油圧ポンプの吐出流量を減じる一方、前記余剰流量の戻り油が導出油路に導かれるように前記分配流量調整手段及び吐出流量調整部を制御する制御部とを備えていることを特徴とする制御装置を提供する。 In order to solve the above problems, the present invention is an apparatus for controlling a plurality of hydraulic actuators that are driven by receiving hydraulic fluid supplied from a variable displacement hydraulic pump and discharging internal hydraulic fluid. A supply oil path for supplying hydraulic oil from the hydraulic pump to at least one specific actuator among these hydraulic actuators, a return oil path for guiding return oil discharged from the specific actuator to a tank, A supply / discharge circuit having a supply / discharge adjustment unit capable of simultaneously adjusting the flow rate of the hydraulic oil flowing in the both oil channels, and the return oil channel so as to guide the return oil to the tank without passing through the supply / discharge adjustment unit. A lead-out oil passage that branches from the recirculation oil passage, a regenerative oil passage that guides the return oil to the supply oil passage without going through the supply / discharge adjustment unit, and a flow of the return oil that flows through the lead-out oil passage and the regenerative oil passage A distribution flow rate adjusting means capable of adjusting the flow rate, a discharge flow rate adjusting unit capable of adjusting a flow rate discharged from the hydraulic pump, and the return force during an external force application period in which the pressure of the return oil exceeds the discharge pressure of the hydraulic pump. The regenerative flow rate that can be led to the regenerative oil passage and the surplus flow rate other than this regenerative flow rate are identified, and the return oil of the regenerative flow rate is guided to the regenerative oil passage and the hydraulic pump is discharged by this regenerative flow rate. Provided is a control device comprising a control unit that controls the distribution flow rate adjusting means and the discharge flow rate adjusting unit so that the return oil of the excess flow rate is guided to the outlet oil passage while reducing the flow rate. .

本発明によれば、前記特定のアクチュエータからの戻り油のうち回生油路に供給することができる回生流量とこの回生流量以外の余剰流量とを特定した上で、余剰流量の戻り油が存在する場合に、この余剰流量の戻り油をタンクに導くように構成されているので、戻り油流量の大小に応じて油圧アクチュエータの駆動速度が変化する従来の技術と異なり、油圧ポンプに回生される戻り油を常に回生流量に維持することができる。 According to the present invention, after specifying the regenerative flow rate that can be supplied to the regenerative oil passage among the return oil from the specific actuator and the surplus flow rate other than the regenerative flow rate, the surplus flow return oil exists. In this case, the return oil with the excess flow rate is configured to be guided to the tank, so that unlike the conventional technique in which the drive speed of the hydraulic actuator changes according to the magnitude of the return oil flow rate, the return is regenerated by the hydraulic pump. The oil can always be maintained at a regenerative flow rate.

したがって、本発明によれば、油圧アクチュエータの駆動速度を維持しながら有効に戻り油を利用することができる。 Therefore, according to the present invention, the return oil can be used effectively while maintaining the driving speed of the hydraulic actuator.

具体的に、前記制御部は、前記供給油路へ戻り油を供給しない場合の油圧ポンプの目標流量から当該油圧ポンプに予め設定された最小吐出流量を減じた回生可能流量以下の流量を前記回生流量として特定する構成とすることができる。 Specifically, the control unit generates a flow rate that is equal to or less than a regenerative flow rate obtained by subtracting a minimum discharge flow rate preset in the hydraulic pump from a target flow rate of the hydraulic pump when no return oil is supplied to the supply oil path. It can be set as the structure specified as a flow volume.

このようにすれば、目標流量から油圧ポンプの最小吐出流量を減じた回生可能流量以下の流量で戻り油を回生油路へ供給することができるので、戻り油を回生油路へ供給した結果、油圧ポンプから各油圧アクチュエータへ吐出される全体の流量が前記目標流量を超えてしまうことを阻止することができる。 In this way, the return oil can be supplied to the regenerative oil passage at a flow rate equal to or lower than the regenerative flow rate obtained by subtracting the minimum discharge flow rate of the hydraulic pump from the target flow rate, and as a result of supplying the return oil to the regenerative oil passage, It is possible to prevent the total flow rate discharged from the hydraulic pump to each hydraulic actuator from exceeding the target flow rate.

前記制御装置において、前記分配流量調整手段は、前記導出油路に設けられた導出弁と、前記回生油路に設けられた回生弁とを備え、前記制御部は、前記回生弁を予め設定された最大開口面積で開放したときの最大通過流量、及び前記回生可能流量のうち小さいもの以下の流量を前記回生流量として特定することが好ましい。 In the control device, the distribution flow rate adjusting means includes a derivation valve provided in the derivation oil passage and a regenerative valve provided in the regenerative oil passage, and the control unit presets the regenerative valve. It is preferable to specify the maximum flow rate when opening with the maximum opening area and the flow rate smaller than the regenerative flow rate as the regenerative flow rate.

このようにすれば、回生弁の能力を超えた流量が前記回生流量として設定されるのを防止することができるので、当該回生弁の保護を図ることができる。 In this way, since it is possible to prevent a flow rate that exceeds the capacity of the regenerative valve from being set as the regenerative flow rate, it is possible to protect the regenerative valve.

さらに、前記制御部は、前記供給油路へ戻り油を供給しない場合の前記特定のアクチュエータの駆動速度を所定の速度とするために前記導出弁を通じてタンクへ導くことが必要な戻り油の非回生流量を特定し、この非回生流量、前記最大通過流量及び回生可能流量のうち最も小さいものを前記回生流量として特定することが特に好ましい。 Further, the control unit is configured to perform non-regeneration of return oil that needs to be guided to the tank through the lead-out valve in order to set the driving speed of the specific actuator when the return oil is not supplied to the supply oil passage to a predetermined speed. It is particularly preferable that the flow rate is specified, and the smallest one of the non-regenerative flow rate, the maximum passing flow rate, and the regenerative flow rate is specified as the regenerative flow rate.

このようにすれば、前記導出弁をメータアウト制御用の流量調整手段として利用した場合に、その非回生流量、前記最大通過流量及び回生可能流量のうち最も小さなものを回生流量とすることにより、メータアウト制御の機能を確保しながら、回生油路へ戻り油を供給することが可能となる。 In this way, when the derivation valve is used as a flow rate adjusting means for meter-out control, the smallest one of the non-regenerative flow rate, the maximum passing flow rate and the regenerative flow rate is set as a regenerative flow rate. It is possible to supply the return oil to the regenerative oil passage while ensuring the function of meter-out control.

一方、前記戻り油路には、前記戻り油の圧力が所定の開放圧以上となったときに開放するリリーフ弁が設けられており、前記制御部は、前記供給油路へ戻り油を供給しない場合の戻り油圧が前記開放圧以上である場合に、この戻り油圧を前記開放圧未満とするために前記回生弁を通じて供給油路へ導くことが必要な前記戻り油の流量である非リリーフ流量を特定するとともに、この非リリーフ流量、前記最大通過流量及び回生可能流量のうち最も小さいものを前記回生流量として特定する構成とすることもできる。 On the other hand, the return oil passage is provided with a relief valve that opens when the pressure of the return oil becomes equal to or higher than a predetermined release pressure, and the control unit does not supply the return oil to the supply oil passage. When the return hydraulic pressure in this case is equal to or higher than the release pressure, a non-relief flow rate that is a flow rate of the return oil that needs to be led to the supply oil path through the regenerative valve in order to make the return hydraulic pressure less than the release pressure. While specifying, it can also be set as the structure which specifies the smallest thing among this non-relief flow volume, the said maximum passage flow volume, and the regenerative flow volume as said regeneration flow volume.

このようにすれば、戻り油圧がリリーフ弁の開放圧まで上昇しない範囲で回生流量が設定されるので、戻り油のエネルギーがリリーフ弁を開放させるのに浪費されるのを防止して、当該戻り油を有効に活用することができる。 In this way, since the regenerative flow rate is set in a range in which the return hydraulic pressure does not increase to the relief valve opening pressure, the return oil energy is prevented from being wasted to open the relief valve, and the return flow is prevented. Oil can be used effectively.

この場合、前記制御部は、前記戻り油の圧力が前記開放圧以下となった場合でも、予め設定された解除条件が成立するまでの間、前記非リリーフ流量、最大通過流量及び回生可能流量のうち最も小さなものを前記回生流量として前記供給油路へ供給する制御を継続することが好ましい。 In this case, even when the pressure of the return oil is equal to or lower than the release pressure, the control unit determines the non-relief flow rate, the maximum passage flow rate, and the regenerative flow rate until a preset release condition is satisfied. It is preferable to continue the control to supply the smallest one as the regenerative flow rate to the supply oil passage.

このようにすれば、戻り油圧がリリーフ弁の開放圧付近の値で昇降する状況下で、開放圧以上又は以下となる度に制御内容を切り換える場合と異なり、作動油の回生流量を比較的安定した流量で維持することができるため、前記各油圧アクチュエータの駆動速度が不安定となるのを防止することができる。 This makes the hydraulic oil regenerative flow relatively stable, unlike when switching the control whenever the return hydraulic pressure rises or falls at a value close to the relief valve opening pressure and when the return pressure is above or below the opening pressure. Therefore, it is possible to prevent the driving speed of each hydraulic actuator from becoming unstable.

具体的に、前記制御部は、前記外力付加期間中ではないと判定されたとき、又は、前記特定のアクチュエータの戻り油圧が前記油圧ポンプの吐出圧以下であると判定されたときに、前記解除条件が成立したと判定することが好ましい。 Specifically, the controller releases the release when it is determined that the external force is not applied or when the return hydraulic pressure of the specific actuator is determined to be equal to or lower than the discharge pressure of the hydraulic pump. It is preferable to determine that the condition is satisfied.

このようにすれば、戻り油を油圧ポンプの吐出側へ回生するための前提条件を満たさなくなったときを、前記解除条件が成立したときと判定することができる。 In this way, it can be determined that the release condition is satisfied when the precondition for regenerating the return oil to the discharge side of the hydraulic pump is not satisfied.

また、本発明は、旋回体と、可変容量式の油圧ポンプと、この油圧ポンプから作動油の供給を受けるとともに内部の作動油を排出することにより駆動される複数の油圧アクチュエータと、請求項１〜７の何れか１項に記載の制御装置とを備えた作業機械であって、前記油圧アクチュエータには、前記旋回体を駆動する油圧モータが含まれており、前記制御部は、旋回駆動に基づく前記旋回体の慣性力が付加されて前記油圧モータから排出される戻り油圧が当該油圧モータに供給される作動油圧を超える外力付加期間中に、前記戻り油のうち前記回生油路に導くことができる回生流量とこの回生流量以外の余剰流量とを特定し、前記回生流量の戻り油を前記回生油路に導くとともにこの回生流量の分だけ前記油圧ポンプの吐出流量を減じる一方、前記余剰流量の戻り油がタンクに導かれるように前記分配流量調整手段及び吐出量調整手段を制御することを特徴とする作業機械を提供する。 Further, the present invention provides a revolving body, a variable displacement hydraulic pump, a plurality of hydraulic actuators that are driven by receiving hydraulic oil from the hydraulic pump and discharging internal hydraulic oil, and A work machine comprising the control device according to any one of claims 7 to 7, wherein the hydraulic actuator includes a hydraulic motor that drives the swivel body, and the control unit performs swivel driving. The return hydraulic pressure discharged from the hydraulic motor to which the inertial force of the swivel body is applied exceeds the operating hydraulic pressure supplied to the hydraulic motor, and is guided to the regenerative oil path in the return oil. A regenerative flow rate that can be generated and a surplus flow rate other than the regenerative flow rate, and the return oil of the regenerative flow rate is guided to the regenerative oil passage and the discharge flow rate of the hydraulic pump is reduced by this regenerative flow rate. Providing a working machine in which the excess flow rate of the return oil and controls the distribution flow rate adjusting means and the discharge amount adjusting means as directed to the tank.

本発明によれば、前記油圧モータからの戻り油のうち回生油路に供給することができる戻り油の回生流量とこの回生流量以外の余剰流量とを特定した上で、余剰流量の戻り油が存在する場合に、この余剰流量の戻り油をタンクに導くように構成されているので、油圧ポンプに回生される戻り油を常に回生流量に維持することができる。 According to the present invention, after specifying the regenerative flow rate of the return oil that can be supplied to the regenerative oil path among the return oil from the hydraulic motor and the surplus flow rate other than the regenerative flow rate, When it exists, the return oil of this excess flow rate is configured to be guided to the tank, so that the return oil regenerated by the hydraulic pump can always be maintained at the regenerative flow rate.

具体的に、旋回体を有する作業機械において、油圧モータには常に旋回駆動方向の旋回体の慣性力が付加されることになるため、旋回動作期間中には、油圧モータに供給される作動油圧よりも油圧モータから排出される作動油圧が大きくなる（外力付加期間が生じる）ことになるが、本発明では、この期間中に油圧モータからの戻り油を有効に利用することができる。 Specifically, in a work machine having a swing body, the inertial force of the swing body in the swing drive direction is always applied to the hydraulic motor. Therefore, the hydraulic pressure supplied to the hydraulic motor during the swing operation period However, in this invention, the return oil from the hydraulic motor can be used effectively during this period.

さらに、本発明は、作業アタッチメントと、可変容量式の油圧ポンプと、この油圧ポンプから作動油の供給を受けるとともに内部の作動油を排出することにより駆動される複数の油圧アクチュエータと、請求項１〜７の何れか１項に記載の制御装置とを備えた作業機械であって、前記油圧アクチュエータには、前記作業アタッチメントを駆動する油圧シリンダが含まれており、前記制御部は、前記作業アタッチメントの自重が付加されて前記油圧シリンダから排出される戻り油圧が当該油圧シリンダに供給される作動油圧を超える外力付加期間中に、前記戻り油のうち前記回生油路に導くことができる回生流量とこの回生流量以外の余剰流量とを特定し、前記回生流量の戻り油を前記回生油路に導くとともにこの回生流量の分だけ前記油圧ポンプの吐出流量を減じる一方、前記余剰流量の戻り油が導出油路に導かれるように前記分配流量調整手段及び吐出流量調整部を制御することを特徴とする作業機械を提供する。 Further, the present invention provides a work attachment, a variable displacement hydraulic pump, and a plurality of hydraulic actuators that are driven by receiving hydraulic oil supplied from the hydraulic pump and discharging internal hydraulic oil. A work machine comprising the control device according to any one of claims 7 to 7, wherein the hydraulic actuator includes a hydraulic cylinder that drives the work attachment, and the control unit includes the work attachment. A regenerative flow rate that can be led to the regenerative oil passage of the return oil during a period of external force addition in which the return hydraulic pressure discharged from the hydraulic cylinder with the weight of the oil exceeds the operating hydraulic pressure supplied to the hydraulic cylinder The surplus flow rate other than the regenerative flow rate is specified, the return oil of the regenerative flow rate is guided to the regenerative oil passage, and the hydraulic pressure is increased by the regenerative flow rate. While reducing the discharge flow rate of up, to provide a working machine, characterized in that the excess flow rate of the return oil to control the distribution flow rate adjusting means and the discharge flow rate adjuster so that led to the outlet oil passage.

本発明によれば、油圧シリンダからの戻り油のうち回生油路に供給することができる戻り油の回生流量とこの回生流量以外の余剰流量とを特定した上で、余剰流量の戻り油が存在する場合に、この余剰流量の戻り油をタンクに導くように構成されているので、油圧ポンプに回生される戻り油を常に回生流量に維持することができる。 According to the present invention, after specifying the regenerative flow rate of the return oil that can be supplied to the regenerative oil passage among the return oil from the hydraulic cylinder and the surplus flow rate other than this regenerative flow rate, the surplus flow rate of return oil exists. In this case, the return oil with the excess flow rate is guided to the tank, so that the return oil regenerated by the hydraulic pump can always be maintained at the regenerative flow rate.

具体的に、作業アタッチメントを有する作業機械において、油圧シリンダには常に作業アタッチメントを倒伏させる方向の力（作業アタッチメントの自重）が付加されていることになるため、倒伏動作期間中には、油圧シリンダに供給される作動油圧よりも油圧シリンダから排出される戻り油圧が大きくなる（外力付加期間が生じる）ことになるが、本発明では、この期間中に油圧シリンダから排出される戻り油を有効に活用することができる。 Specifically, in a working machine having a work attachment, the hydraulic cylinder is always applied with a force in the direction to fall the work attachment (the weight of the work attachment), so during the fall operation period, the hydraulic cylinder The return hydraulic pressure discharged from the hydraulic cylinder becomes larger than the hydraulic pressure supplied to the cylinder (external force application period occurs). In the present invention, the return oil discharged from the hydraulic cylinder is effectively used during this period. Can be used.

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

図１は、本発明の実施形態に係る油圧ショベルを示す側面図である。 FIG. 1 is a side view showing a hydraulic excavator according to an embodiment of the present invention.

図１を参照して、作業機械の一例としての油圧ショベル１は、クローラ２ａを有する下部走行体２と、この下部走行体２上に旋回可能に搭載された上部旋回体（旋回体）３と、この上部旋回体３に起伏可能に支持された作業アタッチメント４と、この作業アタッチメント４の駆動を制御する制御装置（図２参照）５とを備えている。 Referring to FIG. 1, a hydraulic excavator 1 as an example of a work machine includes a lower traveling body 2 having a crawler 2a, and an upper revolving body (swivel body) 3 mounted on the lower traveling body 2 so as to be rotatable. A work attachment 4 supported by the upper swing body 3 so as to be raised and lowered, and a control device (see FIG. 2) 5 for controlling the drive of the work attachment 4 are provided.

作業アタッチメント４は、ブーム６と、このブーム６の先端部に連結されるアーム７とから構成されており、そのアーム７の先端部にバケット８が揺動可能に取り付けられている。 The work attachment 4 includes a boom 6 and an arm 7 connected to the distal end portion of the boom 6, and a bucket 8 is swingably attached to the distal end portion of the arm 7.

ブーム６は、ブームシリンダ９の伸縮動作によって起伏し、アーム７は、アームシリンダ１０の伸縮動作によって揺動し、バケット８は、バケット用シリンダ１１の伸縮動作によってアーム７に対して揺動する。 The boom 6 is raised and lowered by the expansion and contraction operation of the boom cylinder 9, the arm 7 is swung by the expansion and contraction operation of the arm cylinder 10, and the bucket 8 is swung with respect to the arm 7 by the expansion and contraction operation of the bucket cylinder 11.

下部走行体２には、旋回モータ１２（図２参照）が設けられ、この旋回モータ１２の回転駆動に応じて下部走行体２に対し上部旋回体３が垂直軸回りに旋回するようになっている。 The lower traveling body 2 is provided with a turning motor 12 (see FIG. 2), and the upper turning body 3 turns about the vertical axis with respect to the lower traveling body 2 in accordance with the rotational drive of the turning motor 12. Yes.

すなわち、本実施形態では、各シリンダ９〜１１及び旋回モータ１２が油圧アクチュエータの一例を構成している。なお、以下の説明では、各シリンダ９〜１１及び旋回モータ１２を区別しないときには、アクチュエータ９〜１２と総称する。 That is, in this embodiment, each of the cylinders 9 to 11 and the turning motor 12 constitute an example of a hydraulic actuator. In the following description, when the cylinders 9 to 11 and the swing motor 12 are not distinguished, they are collectively referred to as actuators 9 to 12.

図２は、図１の油圧ショベルに設けられた制御装置の電気的及び油圧的構成を示す回路図である。 FIG. 2 is a circuit diagram showing an electrical and hydraulic configuration of a control device provided in the excavator of FIG.

図２を参照して、制御装置５は、前記シリンダ９〜１１及び旋回モータ１２を含む油圧回路１４と、この油圧回路１４における作動油の流通を電気的に制御するコントローラ（制御部）１５とを備えている。なお、図２では、シリンダ９〜１１を１つのシリンダとして模式的に示している。 Referring to FIG. 2, the control device 5 includes a hydraulic circuit 14 including the cylinders 9 to 11 and the swing motor 12, and a controller (control unit) 15 that electrically controls the flow of hydraulic oil in the hydraulic circuit 14. It has. In FIG. 2, the cylinders 9 to 11 are schematically shown as one cylinder.

油圧回路１４は、エンジン１６によって駆動される油圧ポンプ１７と、この油圧ポンプ１７から吐出された作動油をアクチュエータ９〜１２にそれぞれ供給するとともに、これらアクチュエータ９〜１２から排出された作動油をタンクＢ１に導くための給排回路１８と、この給排回路１８から分岐して旋回モータ１２から排出された戻り油をタンクＢ２に導くための導出油路１９と、この導出油路１９に設けられたメータアウト弁（以下、ＭＯ弁と称す：導出弁）２０と、前記給排回路１８に設けられた回生回路２１とを備えている。 The hydraulic circuit 14 supplies a hydraulic pump 17 driven by the engine 16 and hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 17 to the actuators 9 to 12, and tanks the hydraulic oil discharged from the actuators 9 to 12. A supply / exhaust circuit 18 for guiding to B 1, a lead-out oil path 19 for guiding return oil branched from the supply / discharge circuit 18 and discharged from the turning motor 12 to the tank B 2, and the lead-out oil path 19 are provided. A meter-out valve (hereinafter referred to as MO valve: derivation valve) 20 and a regenerative circuit 21 provided in the supply / discharge circuit 18 are provided.

油圧ポンプ１７は、可変容量式のポンプであり、その傾転調整用のレギュレータ（吐出流量調整部）２２を備えている。このレギュレータ２２は、後述するコントローラ１５に電気的に接続されている。 The hydraulic pump 17 is a variable displacement pump and includes a regulator (discharge flow rate adjustment unit) 22 for adjusting the tilt thereof. The regulator 22 is electrically connected to a controller 15 described later.

給排回路１８は、前記油圧ポンプ１７から吐出された作動油をコントロールバルブ（給排調整部）２３を介してアクチュエータ９〜１２へ供給するとともに、これらアクチュエータ９〜１２から排出された作動油をコントロールバルブ２３を介してタンクＢ１に導くようになっている。 The supply / discharge circuit 18 supplies the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 17 to the actuators 9 to 12 via the control valve (supply / discharge adjustment unit) 23 and supplies the hydraulic oil discharged from the actuators 9 to 12. It is led to the tank B1 through the control valve 23.

具体的に、給排回路１８は、油圧ポンプ１７とコントロールバルブ２３とを連結する吐出油路２４と、コントロールバルブ２３と各シリンダ９〜１１のロッド側ポートとを連結するロッド側油路２５と、コントロールバルブ２３と各シリンダ９〜１１のヘッド側ポートとを連結するヘッド側油路２６と、コントロールバルブ２３と旋回モータ１２の両ポートに接続される第一油路２７及び第二油路２８（それぞれ供給油路又は戻り油路の一例）と、コントロールバルブ２３とタンクＢ１とを連結する回収油路２９と、前記コントロールバルブ２３に対しパイロット圧を供給するための操作レバー３０とを備えている。 Specifically, the supply / discharge circuit 18 includes a discharge oil passage 24 that connects the hydraulic pump 17 and the control valve 23, and a rod-side oil passage 25 that connects the control valve 23 and the rod-side ports of the cylinders 9 to 11. The head side oil passage 26 that connects the control valve 23 and the head side ports of the cylinders 9 to 11, and the first oil passage 27 and the second oil passage 28 that are connected to both ports of the control valve 23 and the turning motor 12. (An example of a supply oil path or a return oil path, respectively), a recovery oil path 29 connecting the control valve 23 and the tank B1, and an operation lever 30 for supplying pilot pressure to the control valve 23. Yes.

吐出油路２４には、前記油圧ポンプ１７による作動油の吐出圧を検出可能な圧力センサ３１が設けられている。この圧力センサ３１は、後述するコントローラ１５に電気的に接続されている。 The discharge oil passage 24 is provided with a pressure sensor 31 capable of detecting the discharge pressure of the hydraulic oil from the hydraulic pump 17. The pressure sensor 31 is electrically connected to a controller 15 described later.

第一油路２７及び第二油路２８には、前記旋回モータ１２に供給される作動油圧又は旋回モータ１２から排出される戻り油圧を検出可能な第一センサ３２及び第二センサ３３がそれぞれ設けられている。また、第一油路２７及び第二油路２８には、旋回モータ１２に給排される作動油圧が予め設定された開放圧（開放圧）以上となったときに開放して当該作動油をタンクＢ３へ導くためのリリーフ弁３４が設けられている。 The first oil passage 27 and the second oil passage 28 are respectively provided with a first sensor 32 and a second sensor 33 that can detect the hydraulic pressure supplied to the swing motor 12 or the return hydraulic pressure discharged from the swing motor 12. It has been. The first oil passage 27 and the second oil passage 28 are opened when the hydraulic pressure supplied to and discharged from the turning motor 12 becomes equal to or higher than a preset open pressure (open pressure), and the hydraulic oil is supplied to the first hydraulic passage 27 and the second oil passage 28. A relief valve 34 for guiding to the tank B3 is provided.

操作レバー３０は、オペレータによる操作に応じて前記コントロールバルブ２３に対するパイロット圧を調整することが可能とされており、当該操作に応じた電気信号Ｏ１が後述するコントローラ１５に出力されるようになっている。 The operation lever 30 can adjust the pilot pressure applied to the control valve 23 in accordance with an operation by an operator, and an electric signal O1 corresponding to the operation is output to the controller 15 described later. Yes.

導出油路１９は、前記第一油路２７及び第二油路２８からそれぞれ分岐した一対の油路であり、これらの油路がＭＯ弁２０に接続されている。このＭＯ弁２０は、図外の弁体を備えており、この弁体の開度を調整することにより前記導出油路１９からタンクＢ２への作動油流量を調整することが可能とされている。なお、前記弁体の開度は、後述するコントローラ１５から出力される電気的信号に応じて操作される。 The outlet oil passage 19 is a pair of oil passages branched from the first oil passage 27 and the second oil passage 28, and these oil passages are connected to the MO valve 20. The MO valve 20 includes a valve body (not shown). By adjusting the opening of the valve body, it is possible to adjust the flow rate of hydraulic fluid from the lead-out oil passage 19 to the tank B2. . The opening degree of the valve body is operated in accordance with an electrical signal output from the controller 15 described later.

回生回路２１は、前記第一油路２７及び第二油路２８からそれぞれ分岐する一対の分岐油路３５及び分岐油路３６と、これら分岐油路３５、３６が合流した合流油路３７とを備え、この合流油路３７が前記吐出油路２４に連結されている。なお、本実施形態では、分岐油路３５、３６及び合流油路３７が回生油路の一例を構成している。 The regenerative circuit 21 includes a pair of branched oil passages 35 and 36 branched from the first oil passage 27 and the second oil passage 28, respectively, and a merged oil passage 37 where the branched oil passages 35 and 36 merge. The combined oil passage 37 is connected to the discharge oil passage 24. In the present embodiment, the branch oil passages 35 and 36 and the merging oil passage 37 constitute an example of a regenerative oil passage.

分岐油路３５には、前記第一油路２７から合流油路３７へ向かう作動油の流れを許容する一方、反対向きの流れを阻止するチェック弁３８が設けられている。一方、分岐油路３６には、前記第二油路２８から合流油路３７へ向かう作動油の流れを許容する一方、反対向きの流れを阻止するチェック弁３９が設けられている。 The branch oil passage 35 is provided with a check valve 38 that permits the flow of hydraulic oil from the first oil passage 27 toward the merged oil passage 37 while preventing the flow in the opposite direction. On the other hand, the branch oil passage 36 is provided with a check valve 39 that allows the flow of hydraulic oil from the second oil passage 28 toward the merged oil passage 37 while preventing the flow in the opposite direction.

合流油路３７には、各分岐油路３５、３６から吐出油路２４へ向かう作動油の流量を調整することが可能な回生弁４０が設けられている。この回生弁４０は、図外の弁体を備えており、この弁体の開度を調整することにより前記各分岐油路３５、３６から吐出油路２４への作動油流量を調整することが可能とされている。なお、前記弁体の開度は、後述するコントローラ１５から出力される電気的信号に応じて操作される。さらに、合流油路３７には、前記回生弁４０と吐出油路２４との間に、チェック弁４１が設けられている。このチェック弁４１は、前記回生弁４０から吐出油路２４へ向かう作動油の流れを許容する一方、反対向きの流れを阻止するようになっている。 The merging oil passage 37 is provided with a regenerative valve 40 capable of adjusting the flow rate of the working oil from each branch oil passage 35, 36 to the discharge oil passage 24. The regenerative valve 40 includes a valve body (not shown), and the flow rate of hydraulic fluid from the branch oil passages 35 and 36 to the discharge oil passage 24 can be adjusted by adjusting the opening degree of the valve body. It is possible. The opening degree of the valve body is operated in accordance with an electrical signal output from the controller 15 described later. Further, a check valve 41 is provided in the merging oil passage 37 between the regenerative valve 40 and the discharge oil passage 24. The check valve 41 allows the flow of hydraulic oil from the regenerative valve 40 toward the discharge oil passage 24 while blocking the flow in the opposite direction.

一方、前記コントローラ１５は、前記第一センサ３２により検出された圧力Ｐ１、第二センサ３３により検出された圧力Ｐ２、前記圧力センサ３１により検出された圧力Ｐ３、前記操作レバー３０の操作に応じた信号Ｏ１、及び回転数センサ４２により検出された前記エンジン１６の回転数Ｒ１が入力され、これらの情報に基づいて前記ＭＯ弁２０、レギュレータ２２、及び回生弁４０を制御するための情報を以下のように特定する。なお、以下の説明では、前記第二油路が旋回モータ１２の排出側となっている場合（すなわち、圧力Ｐ２が旋回モータ１２の戻り油圧である場合）を例に挙げて説明する。 On the other hand, the controller 15 responds to the pressure P1 detected by the first sensor 32, the pressure P2 detected by the second sensor 33, the pressure P3 detected by the pressure sensor 31, and the operation of the operation lever 30. The signal O1 and the rotational speed R1 of the engine 16 detected by the rotational speed sensor 42 are input, and information for controlling the MO valve 20, the regulator 22, and the regenerative valve 40 based on these information is as follows. To be specific. In the following description, the case where the second oil passage is on the discharge side of the swing motor 12 (that is, the case where the pressure P2 is the return hydraulic pressure of the swing motor 12) will be described as an example.

（１）油圧ポンプ１７の目標傾転ｑ１
コントローラ１５は、前記操作レバー３０からの入力信号Ｏ１と、予め記憶された図４に示すマップとに基づいて、目標とすべき油圧ポンプ１７の傾転ｑ１を特定する。 (1) Target tilt q1 of the hydraulic pump 17
The controller 15 specifies the tilt q1 of the hydraulic pump 17 to be targeted based on the input signal O1 from the operation lever 30 and the map shown in FIG. 4 stored in advance.

（２）回生を行わないときのＭＯ弁２０の開口面積Ａ１
コントローラ１５は、前記操作レバー３０からの入力信号Ｏ１と、予め記憶された図５に示すマップとに基づいて、回生を行わないときのＭＯ弁２０の開口面積Ａ１（以下、非回生開口面積Ａ１と称す）を特定する。 (2) Opening area A1 of the MO valve 20 when regeneration is not performed
Based on the input signal O1 from the operation lever 30 and the map shown in FIG. 5, the controller 15 opens the opening area A1 of the MO valve 20 when the regeneration is not performed (hereinafter referred to as non-regenerative opening area A1). Specified).

（３）非回生開口面積Ａ１としたときにＭＯ弁２０を流れる作動油の流量Ｑ１
Ｑ１＝Ｃｖ×Ａ１×√（２ｇ×Ｐ２÷γ）・・・［１］
コントローラ１５は、上記式［１］を用い、前記非回生開口面積Ａ１及び旋回モータ１２の戻り油圧Ｐ２に基づいて、回生が行なわれないときにＭＯ弁２０を流れる流量Ｑ１（以下、非回生流量Ｑ１と称す）を算出する。なお、Ｃｖは、流量係数であり、ｇは、重力加速度であり、γは、作動油の比重である。 (3) Flow rate Q1 of hydraulic fluid flowing through the MO valve 20 when the non-regenerative opening area A1 is set
Q1 = Cv × A1 × √ (2 g × P2 ÷ γ) [1]
The controller 15 uses the above equation [1], and based on the non-regenerative opening area A1 and the return hydraulic pressure P2 of the swing motor 12, the flow rate Q1 (hereinafter referred to as non-regenerative flow rate) that flows through the MO valve 20 when regeneration is not performed. Q1) is calculated. Cv is a flow coefficient, g is a gravitational acceleration, and γ is a specific gravity of hydraulic oil.

（４）油圧ポンプ１７の傾転を最小としたときに回生可能な流量Ｑ２
Ｑ２＝（ｑ１−ｑmin）×Ｒ１・・・［２］
コントローラ１５は、上記式［２］を用い、前記目標傾転ｑ１及びエンジン回転数Ｒ１に基づいて、油圧ポンプ１７に予め設定された最小傾転ｑminとしたときに回生可能となる流量Ｑ２（以下、回生可能流量Ｑ２と称す）。 (4) Flow rate Q2 that can be regenerated when the tilt of the hydraulic pump 17 is minimized.
Q2 = (q1-qmin) × R1 [2]
The controller 15 uses the above equation [2], and based on the target tilt q1 and the engine speed R1, the flow rate Q2 (hereinafter referred to as regenerative flow) that can be regenerated when the hydraulic pump 17 is set to the minimum tilt qmin. This is referred to as the regenerative flow rate Q2.)

（５）回生弁４０で流すことのできる最大の流量Ｑ３
Ｑ３＝Ｃｖ×Ａmax×√（２ｇ×Ｐ２÷γ）・・・［３］
コントローラ１５は、上記式［３］を用い、前記回生弁４０を予め設定された最大開口面積Ａmaxとしたときに当該回生弁４０を流れる流量（以下、最大流量Ｑ３と称す）を算出する。 (5) Maximum flow rate Q3 that can be flowed by the regenerative valve 40
Q3 = Cv × Amax × √ (2 g × P2 ÷ γ) [3]
The controller 15 calculates the flow rate (hereinafter referred to as the maximum flow rate Q3) flowing through the regenerative valve 40 when the regenerative valve 40 is set to a preset maximum opening area Amax using the above equation [3].

さらに、コントローラ１５は、その他の数値の算出も行うが、その点については以下の具体的な処理内容と併せて説明する。 Further, the controller 15 also calculates other numerical values, which will be described together with the following specific processing contents.

図３は、コントローラ１５により実行される処理を示すフローチャートである。 FIG. 3 is a flowchart showing processing executed by the controller 15.

図３を参照して、処理が実行されると、前記操作レバー３０からの入力信号Ｏ１と、図４に示すマップとに基づいて、目標傾転ｑ１を特定し（ステップＳ１）、この目標傾転ｑ１と、図５に示すマップとに基づいて、ＭＯ弁２０の非回生開口面積Ａ１を特定する（ステップＳ２）。 Referring to FIG. 3, when the process is executed, target tilt q1 is specified based on input signal O1 from operation lever 30 and the map shown in FIG. 4 (step S1), and this target tilt is determined. Based on the rotation q1 and the map shown in FIG. 5, the non-regenerative opening area A1 of the MO valve 20 is specified (step S2).

すなわち、このステップＳ２では、メータアウト制御用の開口面積を特定する。具体的に、図５のマップは、油圧ポンプ１７が特定の傾転に操作された際に設定されるべき旋回モータ１２の駆動速度に基づいて、当該駆動速度を実現するためのＭＯ弁２０の開口面積が規定されている。 That is, in this step S2, the opening area for meter-out control is specified. Specifically, the map of FIG. 5 is based on the driving speed of the swing motor 12 to be set when the hydraulic pump 17 is operated to a specific tilt, and the MO valve 20 for realizing the driving speed is set. The opening area is defined.

次いで、前記非回生開口面積Ａ１としたときにＭＯ弁２０を流れる非回生流量Ｑ１を前記［１］式に従い算出するとともに（ステップＳ３）、予め設定された最小傾転ｑminとしたときの油圧ポンプ１７に対する回生可能流量Ｑ２を前記［２］式に従い算出する（ステップＳ４）。 Next, the non-regenerative flow rate Q1 flowing through the MO valve 20 when the non-regenerative opening area A1 is set is calculated according to the above equation [1] (step S3), and the hydraulic pump when the minimum tilt qmin is set in advance. A regenerative flow rate Q2 with respect to 17 is calculated according to the equation [2] (step S4).

次に、回生弁４０を予め設定された開口面積Ａmaxとしたときに当該回生弁４０に流すことができる最大流量Ｑ３を前記［３］式に従って算出する（ステップＳ５）。 Next, the maximum flow rate Q3 that can be flowed to the regenerative valve 40 when the regenerative valve 40 is set to a preset opening area Amax is calculated according to the equation [3] (step S5).

そして、旋回モータ１２への流入圧Ｐ１よりも流出圧（戻り油圧）Ｐ２の方が大きいか否か、すなわち、旋回モータ１２が減速動作期間中にあって上部旋回体３に付加される慣性力により旋回モータ１２に供給される流入圧Ｐ１よりも旋回モータ１２から排出される戻り油圧Ｐ２が大きくなる外力付加期間中にあるか否かが判定される（ステップＳ６）。 Then, whether or not the outflow pressure (return hydraulic pressure) P2 is larger than the inflow pressure P1 to the swing motor 12, that is, the inertial force applied to the upper swing body 3 during the deceleration operation period of the swing motor 12. Thus, it is determined whether or not it is during an external force application period in which the return hydraulic pressure P2 discharged from the swing motor 12 becomes larger than the inflow pressure P1 supplied to the swing motor 12 (step S6).

このステップＳ６で外力付加期間中にあると判定されると（ステップＳ６でＹＥＳ）、旋回モータ１２からの戻り油圧Ｐ２が油圧ポンプ１７の吐出圧Ｐ３よりも大きいか否か、すなわち、旋回モータ１２からの戻り油を油圧ポンプ１７の吐出側に回生することができるか否かを判定する（ステップＳ７）。 If it is determined in step S6 that the external force is being applied (YES in step S6), whether or not the return hydraulic pressure P2 from the swing motor 12 is greater than the discharge pressure P3 of the hydraulic pump 17, that is, the swing motor 12 is determined. It is determined whether or not the return oil from the oil can be regenerated to the discharge side of the hydraulic pump 17 (step S7).

このステップＳ７で回生することができないと判定された場合（ステップＳ７でＮＯ）、及び前記ステップＳ６で外力付加期間中にはないと判定された場合（ステップＳ６でＮＯ）には、それぞれ非回生処理Ｔが実行される。 If it is determined in step S7 that regeneration is not possible (NO in step S7), and if it is determined in step S6 that it is not during the external force application period (NO in step S6), non-regeneration is performed. Process T is executed.

図６は、図３の非回生処理Ｔの処理内容を示すフローチャートである。 FIG. 6 is a flowchart showing the processing contents of the non-regenerative processing T in FIG.

図６を参照して、非回生処理Ｔでは、まず、回生弁４０が全閉状態とされ、前記合流油路３７を通した作動油の流通が遮断される（ステップＴ１）。 Referring to FIG. 6, in the non-regenerative process T, first, the regenerative valve 40 is fully closed, and the flow of hydraulic oil through the merged oil passage 37 is blocked (step T1).

次いで、ＭＯ弁２０の開口面積を前記ステップＳ２で特定された非回生開口面積Ａ１に調整する（ステップＴ２）。これにより、前記ステップＴ１で回生弁４０が全閉とされた状態において旋回モータ１２がメータアウト制御されることになる。 Next, the opening area of the MO valve 20 is adjusted to the non-regenerative opening area A1 specified in step S2 (step T2). Thereby, the turning motor 12 is meter-out controlled in the state where the regenerative valve 40 is fully closed in the step T1.

そして、油圧ポンプ１７の傾転を前記目標傾転ｑ１とすることにより（ステップＴ３）、オペレータによる操作レバー３０の操作に応じた旋回モータ１２の駆動を実現するための傾転が設定されることになる。 Then, by setting the inclination of the hydraulic pump 17 to the target inclination q1 (step T3), the inclination for realizing the driving of the turning motor 12 according to the operation of the operation lever 30 by the operator is set. become.

再び図３を参照して、前記ステップＳ７で旋回モータ１２からの戻り油を油圧ポンプ１７の吐出側へ回生可能であると判定された場合（ステップＳ７でＹＥＳ）には、前記リリーフ弁３４の開放圧Ｐ４が旋回モータ１２の戻り油圧Ｐ２以上であるか否かが判定される（ステップＳ８）。つまり、このステップＳ８では、旋回モータ１２の戻り油圧Ｐ２がそのまま維持されたときに、リリーフ弁３４が開放されるか否かを判定する。 Referring to FIG. 3 again, when it is determined in step S7 that the return oil from the swing motor 12 can be regenerated to the discharge side of the hydraulic pump 17 (YES in step S7), the relief valve 34 is turned on. It is determined whether or not the release pressure P4 is equal to or higher than the return hydraulic pressure P2 of the swing motor 12 (step S8). That is, in this step S8, it is determined whether or not the relief valve 34 is opened when the return hydraulic pressure P2 of the swing motor 12 is maintained as it is.

このステップＳ８で旋回モータ１２の戻り油圧Ｐ２が開放圧Ｐ４よりも大きいと判定されると（ステップＳ８でＮＯ）、第一回生処理Ｕが実行される一方、開放圧Ｐ４が旋回モータ１２の戻り油圧Ｐ２以上であると判定されると（ステップＳ８でＹＥＳ）、第二回生処理Ｖが実行される。 If it is determined in step S8 that the return hydraulic pressure P2 of the swing motor 12 is greater than the release pressure P4 (NO in step S8), the first regeneration process U is executed, while the release pressure P4 is returned to the swing motor 12. If it is determined that the hydraulic pressure is greater than or equal to P2 (YES in step S8), the second regeneration process V is executed.

図７は、図３の第一回生処理Ｕの処理内容を示すフローチャートである。 FIG. 7 is a flowchart showing the processing contents of the first regeneration process U of FIG.

図７を参照して、第一回生処理Ｕが実行されると、リリーフ弁３４が開放しないために設定すべき回生弁４０の流量Ｑ４（以下、非リリーフ回生弁流量Ｑ４と称す）を算出する（ステップＵ１）。 Referring to FIG. 7, when the first regeneration process U is executed, a flow rate Q4 of the regenerative valve 40 (hereinafter referred to as a non-relief regenerative valve flow rate Q4) to be set so that the relief valve 34 does not open is calculated. (Step U1).

Ｑ４＝Ｑ１＋Ｇ×（Ｐ２−Ｐ４）・・・［４］
具体的に、このステップＵ１では、上記式［４］に従い、ＭＯ弁２０の流量が前記被回生流量Ｑ１に設定されている場合に、旋回モータ１２の戻り油圧Ｐ２を前記開放圧Ｐ４以下に下げるための非リリーフ回生弁流量Ｑ４を算出する。なお、Ｇは、制御ゲインであり、例えば、Ｇ＝ｑmax×Ｒ１／（Ｐ４×０．１０）とすれば、Ｐ２をＰ４に対し＋１０％の範囲内に収めることができる。なお、ｑmaxは、油圧ポンプ１７の最大傾転である。 Q4 = Q1 + G × (P2-P4) ... [4]
Specifically, in step U1, when the flow rate of the MO valve 20 is set to the regenerative flow rate Q1 according to the above equation [4], the return hydraulic pressure P2 of the swing motor 12 is lowered to the release pressure P4 or less. A non-relief regenerative valve flow rate Q4 is calculated. Note that G is a control gain. For example, if G = qmax × R1 / (P4 × 0.10), P2 can be within a range of + 10% with respect to P4. Note that qmax is the maximum tilt of the hydraulic pump 17.

次いで、前記回生可能流量Ｑ２、回生弁４０の最大流量Ｑ３、及び非リリーフ回生弁流量Ｑ４のうち最小の流量Ｑmin１を特定し（ステップＵ２）、この最小流量Ｑmin１が回生弁４０を流れるための回生弁４０の開口面積Ａ２を算出し、回生弁４０を開口面積Ａ２に調整する（ステップＵ３）。 Next, the minimum flow rate Qmin1 is specified among the regenerative possible flow rate Q2, the maximum flow rate Q3 of the regenerative valve 40, and the non-relief regenerative valve flow rate Q4 (step U2), and the regenerative operation for the minimum flow rate Qmin1 to flow through the regenerative valve 40 is performed. The opening area A2 of the valve 40 is calculated, and the regenerative valve 40 is adjusted to the opening area A2 (step U3).

Ａ２＝Ｑmin１÷｛Ｃｖ×√（２ｇ×Ｐ２÷γ）｝・・・［５］
具体的に、このステップＵ３では、上記式［５］に従い、前記Ｑmin１が回生弁４０を流れるための開口面積Ａ２を算出し、回生弁４０を開口面積Ａ２に調整する。ここで、回生可能流量Ｑ２、最大流量Ｑ３、及び非リリーフ回生弁流量Ｑ４のうちの最小流量Ｑmin１を回生弁４０に流すことにしているのは、これら流量Ｑ２〜Ｑ４の最小のものが、油圧ポンプ１７に回生することができる流量の最大値を規定しているためであり、これら流量Ｑ２〜Ｑ４の何れかよりも大きな流量とすることは事実上不可能だからである。 A2 = Qmin1 ÷ {Cv × √ (2g × P2 ÷ γ)} [5]
Specifically, in this step U3, the opening area A2 for the Qmin1 to flow through the regenerative valve 40 is calculated according to the above equation [5], and the regenerative valve 40 is adjusted to the opening area A2. Here, the minimum flow rate Qmin1 among the regenerative flow rate Q2, the maximum flow rate Q3, and the non-relief regenerative valve flow rate Q4 is caused to flow through the regenerative valve 40. This is because the maximum value of the flow rate that can be regenerated in the pump 17 is defined, and it is practically impossible to make the flow rate larger than any one of these flow rates Q2 to Q4.

次に、回生弁４０を流れない作動油を流すための前記ＭＯ弁２０の開口面積Ａ３を算出し、ＭＯ弁２０を開口面積Ａ３に調整する（ステップＵ４）。 Next, the opening area A3 of the MO valve 20 for flowing the hydraulic oil that does not flow through the regenerative valve 40 is calculated, and the MO valve 20 is adjusted to the opening area A3 (step U4).

Ａ３＝（Ｑ１−Ｑmin１）÷｛Ｃｖ×√（２ｇ×Ｐ２÷γ）｝・・・［６］
具体的に、このステップＵ４では、上記式［６］に従い、回生弁４０を流れない作動油の流量（Ｑ１−Ｑmin１）を流すためのＭＯ弁２０の開口面積Ａ３を算出し、ＭＯ弁２０を開口面積Ａ３に調整する。このようにＭＯ弁２０を開口面積Ａ３に調整することにより、旋回モータ１２の戻り油圧Ｐ２がリリーフ弁３４の開放圧Ｐ４を超えるのを阻止することができる。 A3 = (Q1−Qmin1) ÷ {Cv × √ (2g × P2 ÷ γ)} [6]
Specifically, in this step U4, according to the above equation [6], the opening area A3 of the MO valve 20 for flowing the flow rate of hydraulic oil (Q1-Qmin1) that does not flow through the regenerative valve 40 is calculated, and the MO valve 20 is The opening area is adjusted to A3. By adjusting the MO valve 20 to the opening area A3 in this way, it is possible to prevent the return hydraulic pressure P2 of the swing motor 12 from exceeding the opening pressure P4 of the relief valve 34.

そして、前記のように回生された流量Ｑmin１の分だけ、油圧ポンプ１７の流量を減らすために、当該油圧ポンプ１７の傾転ｑ２を算出し、油圧ポンプ１７の傾転を傾転ｑ２に調整する（ステップＵ５）。 Then, in order to reduce the flow rate of the hydraulic pump 17 by the regenerated flow rate Qmin1, the tilt q2 of the hydraulic pump 17 is calculated, and the tilt of the hydraulic pump 17 is adjusted to the tilt q2. (Step U5).

ｑ２＝ｑ１−Ｑmin１÷Ｒ１・・・［７］
具体的に、このステップＵ５では、上記式［７］に従い、前記最小流量Ｑmin１が回生された分だけ油圧ポンプ１７の流量が減るように、この流量Ｑmin１に対応する傾転（Ｑmin１÷Ｒ１）を前記目標傾転ｑ１から減じることにより、新たな傾転ｑ２を算出し、油圧ポンプ１７の傾転を傾転ｑ２に調整する。 q2 = q1-Qmin1 ÷ R1 [7]
Specifically, in this step U5, the tilt (Qmin1 ÷ R1) corresponding to the flow rate Qmin1 is reduced so that the flow rate of the hydraulic pump 17 is reduced by the amount of regeneration of the minimum flow rate Qmin1 according to the above equation [7]. By subtracting from the target tilt q1, a new tilt q2 is calculated and the tilt of the hydraulic pump 17 is adjusted to the tilt q2.

つまり、上記ステップＵ１〜Ｕ５では、リリーフ弁３４が開放されないように回生弁４０及びＭＯ弁２０を開口面積Ａ２及びＡ３に調整した上で、回生弁４０から回生される流量の分だけ油圧ポンプ１７の流量を減じることにより、回生弁４０からの回生流量の大小にかかわらず油圧ポンプ１７からコントロールバルブ２３へ吐出される流量を一定に保つことができる。そして、このように流量を一定に保つ制御は、以下のステップＵ６、Ｕ７に示す解除条件が成立するまで継続されることになる。 That is, in the above steps U1 to U5, the regenerative valve 40 and the MO valve 20 are adjusted to the opening areas A2 and A3 so that the relief valve 34 is not opened, and then the hydraulic pump 17 is equal to the flow rate regenerated from the regenerative valve 40. The flow rate discharged from the hydraulic pump 17 to the control valve 23 can be kept constant regardless of the amount of the regenerative flow rate from the regenerative valve 40. The control for keeping the flow rate constant in this way is continued until a release condition shown in the following steps U6 and U7 is satisfied.

具体的に、ステップＵ６では、旋回モータ１２からの戻り油圧Ｐ２が旋回モータ１２への流入圧Ｐ１よりも大きいか否かが判定され、戻り油圧Ｐ２が流入圧Ｐ１よりも大きいと判定されると（ステップＵ６でＹＥＳ）、続くステップＵ７では、旋回モータ１２からの戻り油圧Ｐ２が油圧ポンプ１７の吐出圧Ｐ３よりも大きいか否かが判断される。 Specifically, in step U6, it is determined whether or not the return hydraulic pressure P2 from the swing motor 12 is greater than the inflow pressure P1 to the swing motor 12, and if it is determined that the return hydraulic pressure P2 is greater than the inflow pressure P1. (YES in step U6), in subsequent step U7, it is determined whether or not the return hydraulic pressure P2 from the swing motor 12 is larger than the discharge pressure P3 of the hydraulic pump 17.

これらステップＵ６、Ｕ７の判定がそれぞれＮＯと判定されると、前記図２のステップＳ６を繰り返し実行する一方、それぞれＹＥＳと判定されると、前記ステップＵ１を繰り返し実行する。 When the determinations at these steps U6 and U7 are respectively NO, step S6 of FIG. 2 is repeatedly executed, while when it is respectively determined YES, the step U1 is repeatedly executed.

つまり、前記ステップＵ６、Ｕ７では、仮に旋回モータ１２からの戻り油圧Ｐ２がリリーフ弁３４の開放圧Ｐ４よりも小さくなっている場合であっても最低限回生を行うことができる条件を満たしている場合には（ステップＵ６、Ｕ７でＹＥＳ）、上記ステップＵ１〜Ｕ５を継続して実行することにより、油圧ポンプ１７の吐出側に回生する流量の安定化を図るようにしている。換言すると、旋回モータ１２からの戻り油圧Ｐ２が前記開放圧Ｐ４付近で昇降して前記ステップＳ８の成立、不成立が繰り返される状況において、その都度第一回生処理と第二回生処理とを切り換えると油圧ポンプ１７へ回生される戻り油の流量が不安定となることがあるため、前記解除条件が成立するまでの間、継続して第二回生処理を行なうようにしている。なお、本実施形態では、ステップＵ６、Ｕ７の双方を解除条件として設定しているが、これらステップのうち何れか一方のみを解除条件とすることもできる。 That is, in the steps U6 and U7, the condition that the regeneration can be performed at least is satisfied even if the return hydraulic pressure P2 from the swing motor 12 is smaller than the release pressure P4 of the relief valve 34. In this case (YES in steps U6 and U7), the flow rate regenerated on the discharge side of the hydraulic pump 17 is stabilized by continuously executing steps U1 to U5. In other words, when the return hydraulic pressure P2 from the swing motor 12 is raised and lowered near the release pressure P4 and the establishment and non-establishment of step S8 are repeated, the hydraulic pressure is switched between the first regeneration process and the second regeneration process each time. Since the flow rate of the return oil regenerated to the pump 17 may become unstable, the second regeneration process is continuously performed until the release condition is satisfied. In the present embodiment, both steps U6 and U7 are set as release conditions, but only one of these steps can be set as a release condition.

以下、図８を参照して第二回生処理Ｖについて説明する。図８は、図３の第二回生処理Ｖの処理内容を示すフローチャートである。 Hereinafter, the second regeneration process V will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a flowchart showing the processing contents of the second regeneration process V of FIG.

第二回生処理Ｖが実行されると、前記非回生流量Ｑ１、回生可能流量Ｑ２、及び回生弁４０の最大流量Ｑ３のうち最小の流量Ｑmin２を特定し（ステップＶ１）、この最小流量Ｑmin２が回生弁４０を流れるための回生弁４０の開口面積Ａ４を算出し、回生弁４０を開口面積Ａ４に調整する（ステップＶ２）。 When the second regeneration process V is executed, the minimum flow rate Qmin2 is specified among the non-regenerative flow rate Q1, the regenerative flow rate Q2, and the maximum flow rate Q3 of the regenerative valve 40 (step V1), and the minimum flow rate Qmin2 is regenerated. The opening area A4 of the regenerative valve 40 for flowing through the valve 40 is calculated, and the regenerative valve 40 is adjusted to the opening area A4 (step V2).

Ａ４＝Ｑmin２÷｛Ｃｖ×√（２ｇ×Ｐ２÷γ）｝・・・［８］
具体的に、このステップＶ２では、上記式［８］に従い、前記Ｑmin２が回生弁４０を流れるための開口面積Ａ４を算出し、回生弁４０を開口面積Ａ４に調整する。ここで、非回生流量Ｑ１、回生可能流量Ｑ２、及び最大流量Ｑ３のうち最小流量Ｑmin２を回生弁４０に流すことにしているのは、これら流量Ｑ１〜Ｑ３の最小のものが、油圧ポンプ１７に回生することができる流量の最大値を規定しているためであり、これら流量Ｑ１〜Ｑ３の何れかよりも大きな流量とすることは事実上不可能だからである。 A4 = Qmin2 ÷ {Cv × √ (2g × P2 ÷ γ)} [8]
Specifically, in this step V2, the opening area A4 for the Qmin2 to flow through the regenerative valve 40 is calculated according to the above equation [8], and the regenerative valve 40 is adjusted to the opening area A4. Here, among the non-regenerative flow rate Q1, the regenerative flow rate Q2, and the maximum flow rate Q3, the minimum flow rate Qmin2 is caused to flow to the regenerative valve 40 because the minimum one of these flow rates Q1 to Q3 is supplied to the hydraulic pump 17. This is because the maximum value of the flow rate that can be regenerated is specified, and it is practically impossible to make the flow rate larger than any one of these flow rates Q1 to Q3.

次に、回生弁４０を流れない作動油を流すためのＭＯ弁２０の開口面積Ａ５を算出し、ＭＯ弁を開口面積Ａ５に調整する（ステップＶ３）。 Next, the opening area A5 of the MO valve 20 for flowing hydraulic oil that does not flow through the regenerative valve 40 is calculated, and the MO valve is adjusted to the opening area A5 (step V3).

Ａ５＝（Ｑ１−Ｑmin２）÷｛Ｃｖ×√（２ｇ×Ｐ２÷γ）｝・・・［９］
具体的に、このステップＶ３では、上記式［９］に従い、回生弁４０を流れない作動油の流量（Ｑ１−Ｑmin２）を流すためのＭＯ弁２０の開口面積Ａ５を算出し、ＭＯ弁２０を開口面積Ａ５に調整する。このようにＭＯ弁２０を開口面積Ａ５に調整することにより、前記回生弁４０に最小流量Ｑmin２を流しながら、残りの戻り油をＭＯ弁２０に流すことが可能となる。 A5 = (Q1-Qmin2) ÷ {Cv × √ (2g × P2 ÷ γ)} [9]
Specifically, in step V3, the opening area A5 of the MO valve 20 for flowing the flow rate of hydraulic oil (Q1-Qmin2) that does not flow through the regenerative valve 40 is calculated according to the above equation [9]. The opening area is adjusted to A5. Thus, by adjusting the MO valve 20 to the opening area A5, it is possible to flow the remaining return oil to the MO valve 20 while flowing the minimum flow rate Qmin2 to the regenerative valve 40.

そして、前記のように回生された流量Ｑmin２の分だけ、油圧ポンプ１７の流量を減らすために、当該油圧ポンプ１７の傾転ｑ３を算出し、油圧ポンプ１７の傾転を傾転ｑ３に調整する（ステップＶ４）。 Then, in order to reduce the flow rate of the hydraulic pump 17 by the regenerated flow rate Qmin2, the tilt q3 of the hydraulic pump 17 is calculated, and the tilt of the hydraulic pump 17 is adjusted to the tilt q3. (Step V4).

ｑ３＝ｑ１−Ｑmin２÷Ｒ１・・・［１０］
具体的に、このステップＶ４では、上記式［１０］に従い、前記最小流量Ｑmin２が回生された分だけ油圧ポンプ１７の流量が減るように、この流量Ｑmin２に対応する傾転（Ｑmin２÷Ｒ１）を前記目標傾転ｑ１から減じることにより、新たな傾転ｑ２を算出し、油圧ポンプ１７の傾転を傾転ｑ２に調整する。 q3 = q1−Qmin2 ÷ R1 [10]
Specifically, in this step V4, the tilt (Qmin2 ÷ R1) corresponding to the flow rate Qmin2 is reduced so that the flow rate of the hydraulic pump 17 is reduced by the amount of regeneration of the minimum flow rate Qmin2 according to the above equation [10]. By subtracting from the target tilt q1, a new tilt q2 is calculated and the tilt of the hydraulic pump 17 is adjusted to the tilt q2.

以上説明したように、前記実施形態によれば、ステップＵ２及びステップＶ１のように旋回モータ１２からの戻り油のうち回生回路２１に供給することができる回生流量（最小流量Ｑmin１又はＱmin２）を特定することができるとともに、ステップＵ４及びステップＶ３のように前記回生流量以外の余剰流量［（Ｑ１−Ｑmin１）又は（Ｑ１−Ｑmin２）］を特定することができる。 As described above, according to the embodiment, the regenerative flow rate (minimum flow rate Qmin1 or Qmin2) that can be supplied to the regenerative circuit 21 out of the return oil from the turning motor 12 as in Step U2 and Step V1 is specified. In addition, the surplus flow rate [(Q1-Qmin1) or (Q1-Qmin2)] other than the regenerative flow rate can be specified as in step U4 and step V3.

そして、前記実施形態では、これら回生流量及び余剰流量を特定した上で、余剰流量の戻り油が存在する場合に、この余剰流量の戻り油をタンクＢ３に導くように構成されているので、油圧ポンプ１７に回生される戻り油を常に回生流量に維持することができる。 And in the said embodiment, after specifying these regenerative flow and surplus flow, when the return oil of surplus flow exists, it is constituted so that return oil of this surplus flow may be led to tank B3. The return oil regenerated by the pump 17 can always be maintained at a regenerative flow rate.

前記実施形態のステップＵ２及びステップＶ１ように、回生可能流量Ｑ２以下の流量で戻り油を回生回路２１へ供給する構成とすれば、戻り油を油圧ポンプ１７の吐出油路２４に供給した結果、油圧ポンプ１７から各アクチュエータ９〜１２へ吐出される全体の流量が油圧ポンプ１７に要求されている目標流量（ｑ１×Ｒ１）を超えてしまうことを阻止することができる。 As a result of supplying the return oil to the regeneration circuit 21 at a flow rate equal to or lower than the regenerative flow rate Q2 as in Step U2 and Step V1 of the embodiment, as a result of supplying the return oil to the discharge oil passage 24 of the hydraulic pump 17, It is possible to prevent the total flow rate discharged from the hydraulic pump 17 to the actuators 9 to 12 from exceeding the target flow rate (q1 × R1) required for the hydraulic pump 17.

前記実施形態のステップＵ２及びステップＶ１のように、回生弁４０の最大流量Ｑ３及び前記回生可能流量Ｑ２のうち小さい流量以下の流量を回生流量として特定する構成とすれば、回生弁４０の能力を超えた流量が回生流量として設定されるのを防止することができるので、当該回生弁４０の保護を図ることができる。 As in step U2 and step V1 of the above-described embodiment, if the regenerative flow rate is specified as a regenerative flow rate that is smaller than the maximum flow rate Q3 of the regenerative valve 40 and the regenerative flow rate Q2, the capacity of the regenerative valve 40 is increased. Since it is possible to prevent the excess flow rate from being set as the regenerative flow rate, it is possible to protect the regenerative valve 40.

前記実施形態のステップＶ１のように、ＭＯ弁２０の非回生流量Ｑ１、回生可能流量Ｑ２、及び最大流量Ｑ３のうち最も小さい流量Ｑmin２を回生流量に設定する構成とすれば、メータアウト制御の機能を確保しながら、油圧ポンプ１７の吐出油路２４へ戻り油を供給することが可能となる。 If the configuration is such that the smallest flow rate Qmin2 among the non-regenerative flow rate Q1, the regenerative flow rate Q2 and the maximum flow rate Q3 of the MO valve 20 is set as the regenerative flow rate as in step V1 of the embodiment, the function of meter-out control The return oil can be supplied to the discharge oil passage 24 of the hydraulic pump 17 while ensuring the above.

前記実施形態のステップＵ２のように、リリーフ弁３４が開放しないために設定すべき回生弁４０の流量Ｑ４、前記回生可能流量Ｑ２、及び前記最大流量Ｑ３のうちの最小の流量Ｑmin１を回生流量に設定する構成とすれば、戻り油圧Ｐ２が開放圧Ｐ４まで上昇しない範囲で回生流量が設定されるので、戻り油のエネルギーがリリーフ弁３４を開放させるのに浪費されるのを防止して、当該戻り油を有効に活用することができる。 As in step U2 of the embodiment, the flow rate Q4 of the regenerative valve 40 to be set so that the relief valve 34 does not open, the regenerative flow rate Q2, and the minimum flow rate Qmin1 among the maximum flow rate Q3 is set as the regenerative flow rate. If the configuration is set, the regenerative flow rate is set in a range in which the return hydraulic pressure P2 does not rise to the release pressure P4, so that the energy of the return oil is prevented from being wasted to open the relief valve 34, Return oil can be used effectively.

前記実施形態のステップＵ６、Ｕ７のように、予め設定された解除条件が成立するまでの間、最小流量Ｑmin１を回生流量として設定する構成とすれば、戻り油圧Ｐ２が開放圧Ｐ４付近の値で昇降する状況下で、開放圧Ｐ４以上又は以下となる度に第一回生処理Ｕ、第二回生処理Ｖを切り換える場合と異なり、回生流量を比較的安定した流量で維持することができるため、各アクチュエータ９〜１２の駆動速度が不安定となるのを防止することができる。 If the minimum flow rate Qmin1 is set as the regenerative flow rate until the preset release condition is satisfied as in steps U6 and U7 of the embodiment, the return hydraulic pressure P2 is a value near the open pressure P4. Unlike the case where the first regenerative process U and the second regenerative process V are switched every time when the open pressure P4 is equal to or higher than the open pressure P4, the regenerative flow rate can be maintained at a relatively stable flow rate. It is possible to prevent the driving speeds of the actuators 9 to 12 from becoming unstable.

なお、前記実施形態では、旋回モータ１２からの戻り油を油圧ポンプ１７の吐出側に回生する構成について説明しているが、図９に示すように、シリンダ９〜１１からの戻り油を油圧ポンプ１７に回生することもできる。 In addition, although the said embodiment demonstrated the structure which regenerates the return oil from the turning motor 12 to the discharge side of the hydraulic pump 17, as shown in FIG. 9, the return oil from the cylinders 9-11 is used as a hydraulic pump. It can also regenerate to 17.

図９は、別の実施形態に係る制御装置の電気的及び油圧的構成を示す回路図である。 FIG. 9 is a circuit diagram showing an electrical and hydraulic configuration of a control device according to another embodiment.

図９を参照して、本実施形態の制御装置４３は、シリンダ９〜１１及び旋回モータ１２を含む油圧回路４４と、前記コントローラ１５とを備えている。以下、前記実施形態と重複する部分の説明は省略する。 Referring to FIG. 9, the control device 43 of this embodiment includes a hydraulic circuit 44 including cylinders 9 to 11 and a turning motor 12, and the controller 15. Hereinafter, the description of the same part as the embodiment is omitted.

油圧回路４４は、前記ヘッド側油路２６から分岐してシリンダ９〜１１のヘッド側室から流出した戻り油をタンクＢ２に導くための導出油路４５と、この導出油路４５に設けられたＭＯ弁（導出弁）４６と、前記ヘッド側油路２６と前記吐出油路２４との間に設けられた回生回路４７と、前記ヘッド側油路２６内の油圧を検出する圧力センサ４８と、前記ヘッド側油路２６及びロッド側油路２５にそれぞれ設けられたリリーフ弁５２及びリリーフ弁５３とを備えている。 The hydraulic circuit 44 includes a lead-out oil path 45 for guiding return oil branched from the head-side oil path 26 and flowing out from the head-side chambers of the cylinders 9 to 11 to the tank B2, and an MO provided in the lead-out oil path 45. A valve (lead valve) 46, a regenerative circuit 47 provided between the head-side oil passage 26 and the discharge oil passage 24, a pressure sensor 48 for detecting the hydraulic pressure in the head-side oil passage 26, and A relief valve 52 and a relief valve 53 provided in the head side oil passage 26 and the rod side oil passage 25 are provided.

導出油路４５及びＭＯ弁４６は、シリンダ９〜１１から排出される戻り油の流量を調整することにより、当該シリンダ９〜１１の駆動速度を調整するようになっている。特に、シリンダ９〜１１は、図１に示すように、ロッド短縮方向にブーム６、アーム７又はバケット８の自重が付加される構成とされているため、下降動作から停止させる場合、シリンダ９〜１１には、油圧ポンプ１７から供給される作動油流量よりも戻り油流量の方が大きくなる外力付加期間が生じることになる。このような場合に前記ＭＯ弁４６により戻り油流量を減ずることによりリンダ９〜１１の短縮動作が必要以上に速くなるのを防止することができる。 The lead-out oil passage 45 and the MO valve 46 adjust the driving speed of the cylinders 9 to 11 by adjusting the flow rate of the return oil discharged from the cylinders 9 to 11. In particular, as shown in FIG. 1, the cylinders 9 to 11 are configured such that the weight of the boom 6, the arm 7, or the bucket 8 is added in the rod shortening direction. 11 has an external force addition period in which the return oil flow rate is larger than the hydraulic oil flow rate supplied from the hydraulic pump 17. In such a case, by reducing the return oil flow rate by the MO valve 46, it is possible to prevent the shortening operation of the Linders 9 to 11 from becoming faster than necessary.

回生回路４７は、前記ヘッド側油路２６から分岐して前記吐出油路２４に合流する回生油路４９を備えている。 The regenerative circuit 47 includes a regenerative oil passage 49 that branches from the head-side oil passage 26 and joins the discharge oil passage 24.

回生油路４９には、前記ヘッド側油路２６から吐出油路２４へ向かう作動油の流量を調整することが可能な回生弁５０が設けられている。さらに、回生油路４９には、前記回生弁５０と吐出油路２４との間に、チェック弁５１が設けられている。このチェック弁５１は、回生弁５０から吐出油路２４に向かう作動油の流れを許容する一方、反対向きの流れを阻止するようになっている。なお、本実施形態では、ヘッド側油路２６に回生回路４７を備えた構成について説明しているが、シリンダ９〜１１のロッド伸張時に外力付加期間が生じるように構成した場合には、ロッド側油路２５に回生回路４７を設けることができる。 The regenerative oil passage 49 is provided with a regenerative valve 50 capable of adjusting the flow rate of the working oil from the head side oil passage 26 to the discharge oil passage 24. Further, a check valve 51 is provided in the regenerative oil passage 49 between the regenerative valve 50 and the discharge oil passage 24. The check valve 51 allows the flow of hydraulic oil from the regenerative valve 50 toward the discharge oil passage 24 while blocking the flow in the opposite direction. In the present embodiment, the configuration in which the regenerative circuit 47 is provided in the head side oil passage 26 is described. However, when the external force addition period is generated when the rods of the cylinders 9 to 11 are extended, the rod side A regenerative circuit 47 can be provided in the oil passage 25.

圧力センサ４８は、ヘッド側油路２６内の油圧Ｐ２を検出し、これをコントローラ１５に出力するようになっている。 The pressure sensor 48 detects the hydraulic pressure P2 in the head side oil passage 26 and outputs it to the controller 15.

リリーフ弁５２、５３は、予め設定されたヘッド側油路２６及びロッド側油路２５内の圧力が開放圧Ｐ４以上となったときにそれぞれ開放して、タンクＢ３に導くようになっている。 The relief valves 52 and 53 are opened when the pressures in the head side oil passage 26 and the rod side oil passage 25 set in advance are equal to or higher than the release pressure P4, respectively, and are led to the tank B3.

以下、本実施形態におけるコントローラ１５により実行される処理について説明する。 Hereinafter, processing executed by the controller 15 in the present embodiment will be described.

図１０は、図９の実施形態のコントローラによる処理を示すフローチャートである。 FIG. 10 is a flowchart showing processing by the controller of the embodiment of FIG.

図１０を参照して、コントローラ１５による処理が実行されると、前記実施形態の図３に示すステップＳ１〜Ｓ５の処理が実行され、次いで、前記操作レバー３０からの入力信号Ｏ１に基づいてシリンダ９〜１１がロッド短縮期間中にあるか否かが判定される（ステップＳ６１）。 Referring to FIG. 10, when the process by the controller 15 is executed, the processes of steps S 1 to S 5 shown in FIG. 3 of the above embodiment are executed, and then the cylinder is based on the input signal O 1 from the operation lever 30. It is determined whether 9 to 11 are in the rod shortening period (step S61).

このステップＳ６１でロッド短縮期間中であると判定されると（ステップＳ６１でＹＥＳ）、シリンダ９〜１１からの戻り油圧Ｐ２が油圧ポンプ１７の吐出圧よりも大きいか否か、すなわち、シリンダ９〜１１からの戻り油を油圧ポンプ１７の吐出側に回生することができるか否かが判定される（ステップＳ７１）。 If it is determined in this step S61 that it is during the rod shortening period (YES in step S61), it is determined whether or not the return hydraulic pressure P2 from the cylinders 9 to 11 is larger than the discharge pressure of the hydraulic pump 17, that is, the cylinders 9 to 9. It is determined whether or not the return oil from 11 can be regenerated to the discharge side of the hydraulic pump 17 (step S71).

このステップＳ７１で回生することができないと判定された場合（ステップＳ７１でＮＯ）、及び前記ステップＳ６１でロッド伸張期間中にはないと判定された場合（ステップＳ６１でＮＯ）には、それぞれ前記非回生処理Ｔが実行される。 If it is determined in step S71 that regeneration is not possible (NO in step S71), and if it is determined in step S61 that it is not during the rod extension period (NO in step S61), the non-recovery is performed. The regeneration process T is executed.

一方、前記ステップＳ７１で回生することができると判定されると（ステップＳ７１でＹＥＳ）、シリンダ９〜１１からの戻り油圧Ｐ２がリリーフ弁５２の開放圧Ｐ４以下であるか否かを判定する（ステップＳ８１）。 On the other hand, if it is determined in step S71 that regeneration is possible (YES in step S71), it is determined whether or not the return hydraulic pressure P2 from the cylinders 9 to 11 is equal to or less than the release pressure P4 of the relief valve 52 ( Step S81).

このステップＳ８１でシリンダ９〜１１からの戻り油圧Ｐ２が開放圧Ｐ４よりも大きいと判定されると（ステップＳ８１でＮＯ）、前記第一回生処理Ｕが実行される一方、シリンダ９〜１１からの戻り油圧Ｐ２が開放圧Ｐ４以下であると判定されると（ステップＳ８１でＹＥＳ）、第二回生処理Ｖが実行される。 If it is determined in step S81 that the return hydraulic pressure P2 from the cylinders 9 to 11 is greater than the release pressure P4 (NO in step S81), the first regeneration process U is performed, while the cylinders 9 to 11 If it is determined that the return hydraulic pressure P2 is equal to or lower than the release pressure P4 (YES in step S81), the second regeneration process V is executed.

本発明の実施形態に係る油圧ショベルを示す側面図である。1 is a side view showing a hydraulic excavator according to an embodiment of the present invention. 図１の油圧ショベルに設けられた制御装置の電気的及び油圧的構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the electrical and hydraulic structure of the control apparatus provided in the hydraulic shovel of FIG. コントローラにより実行される処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process performed by a controller. 操作レバーの操作量とポンプ傾転との関係を示すマップである。It is a map which shows the relationship between the operation amount of an operation lever, and pump tilting. 操作レバーの操作量とＭＯ弁開口面積との関係を示すマップである。It is a map which shows the relationship between the operation amount of an operation lever, and MO valve opening area. 図３の非回生処理Ｔの処理内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing content of the non-regenerative process T of FIG. 図３の第一回生処理Ｕの処理内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing content of the 1st regeneration process U of FIG. 図３の第二回生処理Ｖの処理内容を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the processing content of the 2nd regeneration process V of FIG. 別の実施形態に係る制御装置の電気的及び油圧的構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the electrical and hydraulic structure of the control apparatus which concerns on another embodiment. 図９の実施形態のコントローラによる処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process by the controller of embodiment of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

Ｂ３タンク
Ｐ１流入圧
Ｐ２戻り油圧
Ｐ４開放圧
Ｑmax１、Ｑmin２最小流量（回生流量）
Ｑ１非回生流量
Ｑ２回生可能流量
Ｑ３最大流量
Ｑ４非リリーフ回生弁流量
Ｕ第一回生処理
Ｖ第二回生処理
１油圧ショベル（作業機械）
３上部旋回体（旋回体）
５、４３制御装置
９ブームシリンダ（油圧アクチュエータ）
１０アームシリンダ（油圧アクチュエータ）
１１バケット用シリンダ（油圧アクチュエータ）
１２旋回モータ（特定のアクチュエータ）
１５コントローラ（制御部）
１７油圧ポンプ
１９、４５導出油路
２０、４６ＭＯ弁（導出弁）
２２レギュレータ（吐出流量調整部）
３４、５２リリーフ弁
３５、３６分岐油路（回生油路）
３７合流油路（回生油路）
４０、５０回生弁
４９回生油路 B3 Tank P1 Inflow pressure P2 Return hydraulic pressure P4 Release pressure Qmax1, Qmin2 Minimum flow (regenerative flow)
Q1 Non-regenerative flow rate Q2 Regenerative flow rate Q3 Maximum flow rate Q4 Non-relief regenerative valve flow rate U First regenerative treatment V Second regenerative treatment 1 Hydraulic excavator (work machine)
3 Upper swing body (revolving body)
5, 43 Control device 9 Boom cylinder (hydraulic actuator)
10 Arm cylinder (hydraulic actuator)
11 Bucket cylinder (hydraulic actuator)
12 Rotating motor (specific actuator)
15 Controller (control unit)
17 Hydraulic pump 19, 45 Lead oil passage 20, 46 MO valve (lead valve)
22 Regulator (Discharge flow rate adjustment part)
34, 52 Relief valve 35, 36 Branch oil passage (regenerative oil passage)
37 Combined oil passage (regenerative oil passage)
40, 50 Regenerative valve 49 Regenerative oil passage

Claims

可変容量式の油圧ポンプから作動油の供給を受けるとともに内部の作動油を排出することにより駆動される複数の油圧アクチュエータを制御するための装置であって、
これら油圧アクチュエータのうち少なくとも一つの特定のアクチュエータに対し前記油圧ポンプから作動油を供給するための供給油路と、前記特定のアクチュエータから排出された戻り油をタンクに導く戻り油路と、これら両油路内を流れる作動油の流量を同時に調整可能な給排調整部とを有する給排回路と、
前記戻り油を前記給排調整部を介さずにタンクに導くように前記戻り油路から分岐する導出油路と、
前記戻り油を前記給排調整部を介さずに前記供給油路へ導く回生油路と、
前記導出油路及び回生油路を流れる前記戻り油の流量をそれぞれ調整可能な分配流量調整手段と、
前記油圧ポンプから吐出される流量を調整可能な吐出流量調整部と、
前記戻り油の圧力が油圧ポンプの吐出圧を超える外力付加期間中に、前記戻り油のうち回生油路に導くことができる回生流量とこの回生流量以外の余剰流量とを特定し、前記回生流量の戻り油を前記回生油路に導くとともにこの回生流量の分だけ油圧ポンプの吐出流量を減じる一方、前記余剰流量の戻り油が導出油路に導かれるように前記分配流量調整手段及び吐出流量調整部を制御する制御部とを備えていることを特徴とする制御装置。 A device for controlling a plurality of hydraulic actuators driven by receiving a supply of hydraulic oil from a variable displacement hydraulic pump and discharging internal hydraulic oil,
Among these hydraulic actuators, a supply oil path for supplying hydraulic oil from the hydraulic pump to at least one specific actuator, a return oil path for guiding return oil discharged from the specific actuator to the tank, and both A supply / discharge circuit having a supply / discharge adjustment unit capable of simultaneously adjusting the flow rate of hydraulic oil flowing in the oil passage;
A lead-out oil passage that branches from the return oil passage so as to guide the return oil to the tank without going through the supply / discharge adjustment section;
A regenerative oil passage that guides the return oil to the supply oil passage without going through the supply / discharge adjustment section;
A distribution flow rate adjusting means capable of adjusting the flow rate of the return oil flowing through the lead-out oil passage and the regenerative oil passage;
A discharge flow rate adjusting unit capable of adjusting a flow rate discharged from the hydraulic pump;
During the external force application period in which the pressure of the return oil exceeds the discharge pressure of the hydraulic pump, the regenerative flow rate that can be led to the regenerative oil path of the return oil and the surplus flow rate other than the regenerative flow rate are specified, and the regenerative flow rate The return oil is guided to the regenerative oil passage and the discharge flow rate of the hydraulic pump is reduced by the amount of the regenerative flow, while the distribution flow rate adjusting means and the discharge flow rate adjustment are performed so that the return oil of the surplus flow rate is led to the lead oil passage. And a control unit that controls the control unit.

前記制御部は、前記供給油路へ戻り油を供給しない場合の油圧ポンプの目標流量から当該油圧ポンプに予め設定された最小吐出流量を減じた回生可能流量以下の流量を前記回生流量として特定することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。 The control unit specifies, as the regenerative flow rate, a flow rate that is equal to or less than a regenerative flow rate obtained by subtracting a minimum discharge flow rate preset in the hydraulic pump from a target flow rate of the hydraulic pump when no return oil is supplied to the supply oil passage. The control device according to claim 1.

前記分配流量調整手段は、前記導出油路に設けられた導出弁と、前記回生油路に設けられた回生弁とを備え、前記制御部は、前記回生弁を予め設定された最大開口面積で開放したときの最大通過流量、及び前記回生可能流量のうち小さいもの以下の流量を前記回生流量として特定することを特徴とする請求項２に記載の制御装置。 The distribution flow rate adjusting means includes a derivation valve provided in the derivation oil passage and a regenerative valve provided in the regeneration oil passage, and the control unit sets the regeneration valve to a preset maximum opening area. 3. The control device according to claim 2, wherein a maximum flow rate when opened and a flow rate smaller than or equal to the regenerative flow rate are specified as the regenerative flow rate.

前記制御部は、前記供給油路へ戻り油を供給しない場合の前記特定のアクチュエータの駆動速度を所定の速度とするために前記導出弁を通じてタンクへ導くことが必要な戻り油の非回生流量を特定し、この非回生流量、前記最大通過流量及び回生可能流量のうち最も小さいものを前記回生流量として特定することを特徴とする請求項３に記載の制御装置。 The control unit sets a non-regenerative flow rate of the return oil that needs to be guided to the tank through the lead-out valve in order to set the drive speed of the specific actuator when the return oil is not supplied to the supply oil path to a predetermined speed. 4. The control device according to claim 3, wherein the control device is specified, and the smallest one of the non-regenerative flow rate, the maximum passage flow rate, and the regenerative flow rate is specified as the regenerative flow rate.

前記戻り油路には、前記戻り油の圧力が所定の開放圧以上となったときに開放するリリーフ弁が設けられており、前記制御部は、前記供給油路へ戻り油を供給しない場合の戻り油圧が前記開放圧以上である場合に、この戻り油圧を前記開放圧未満とするために前記回生弁を通じて供給油路へ導くことが必要な前記戻り油の流量である非リリーフ流量を特定するとともに、この非リリーフ流量、前記最大通過流量及び回生可能流量のうち最も小さいものを前記回生流量として特定することを特徴とする請求項３に記載の制御装置。 The return oil path is provided with a relief valve that opens when the pressure of the return oil becomes equal to or higher than a predetermined opening pressure, and the control unit is configured to supply no return oil to the supply oil path. When the return hydraulic pressure is equal to or higher than the release pressure, the non-relief flow rate that is the flow rate of the return oil that needs to be guided to the supply oil passage through the regenerative valve in order to make the return hydraulic pressure less than the release pressure is specified. The control device according to claim 3, wherein the smallest one of the non-relief flow rate, the maximum passage flow rate, and the regenerative flow rate is specified as the regenerative flow rate.

前記制御部は、前記戻り油の圧力が前記開放圧以下となった場合でも、予め設定された解除条件が成立するまでの間、前記非リリーフ流量、最大通過流量及び回生可能流量のうち最も小さなものを前記回生流量として前記供給油路へ供給する制御を継続することを特徴とする請求項５に記載の制御装置。 The control unit is the smallest of the non-relief flow rate, the maximum passing flow rate, and the regenerative flow rate until a preset release condition is satisfied even when the pressure of the return oil is equal to or lower than the release pressure. The control device according to claim 5, wherein control for supplying a regenerative flow rate to the supply oil passage is continued.

前記制御部は、前記外力付加期間中ではないと判定されたとき、又は、前記特定のアクチュエータの戻り油圧が前記油圧ポンプの吐出圧以下であると判定されたときに、前記解除条件が成立したと判定することを特徴とする請求項６に記載の制御装置。 When the controller determines that the external force is not applied or when it is determined that the return hydraulic pressure of the specific actuator is less than or equal to the discharge pressure of the hydraulic pump, the release condition is satisfied. The control device according to claim 6, wherein the control device is determined.

旋回体と、可変容量式の油圧ポンプと、この油圧ポンプから作動油の供給を受けるとともに内部の作動油を排出することにより駆動される複数の油圧アクチュエータと、請求項１〜７の何れか１項に記載の制御装置とを備えた作業機械であって、前記油圧アクチュエータには、前記旋回体を駆動する油圧モータが含まれており、前記制御部は、旋回駆動に基づく前記旋回体の慣性力が付加されて前記油圧モータから排出される戻り油圧が当該油圧モータに供給される作動油圧を超える外力付加期間中に、前記戻り油のうち前記回生油路に導くことができる回生流量とこの回生流量以外の余剰流量とを特定し、前記回生流量の戻り油を前記回生油路に導くとともにこの回生流量の分だけ前記油圧ポンプの吐出流量を減じる一方、前記余剰流量の戻り油がタンクに導かれるように前記分配流量調整手段及び吐出量調整手段を制御することを特徴とする作業機械。 A revolving body, a variable displacement hydraulic pump, a plurality of hydraulic actuators that are driven by supplying hydraulic oil from the hydraulic pump and discharging internal hydraulic oil, and any one of claims 1 to 7 The hydraulic actuator includes a hydraulic motor that drives the swing body, and the control unit is configured to perform inertia of the swing body based on the swing drive. The regenerative flow rate of the return oil that can be guided to the regenerative oil path during the external force application period in which the return hydraulic pressure discharged from the hydraulic motor to which the force is applied exceeds the operating hydraulic pressure supplied to the hydraulic motor The surplus flow rate other than the regenerative flow rate is specified, the return oil of the regenerative flow rate is guided to the regenerative oil passage and the discharge flow rate of the hydraulic pump is reduced by the regenerative flow rate, while the surplus flow rate Ri working machine oil and to control the distribution flow rate adjusting means and the discharge amount adjusting means as directed to the tank.

作業アタッチメントと、可変容量式の油圧ポンプと、この油圧ポンプから作動油の供給を受けるとともに内部の作動油を排出することにより駆動される複数の油圧アクチュエータと、請求項１〜７の何れか１項に記載の制御装置とを備えた作業機械であって、前記油圧アクチュエータには、前記作業アタッチメントを駆動する油圧シリンダが含まれており、前記制御部は、前記作業アタッチメントの自重が付加されて前記油圧シリンダから排出される戻り油圧が当該油圧シリンダに供給される作動油圧を超える外力付加期間中に、前記戻り油のうち前記回生油路に導くことができる回生流量とこの回生流量以外の余剰流量とを特定し、前記回生流量の戻り油を前記回生油路に導くとともにこの回生流量の分だけ前記油圧ポンプの吐出流量を減じる一方、前記余剰流量の戻り油が導出油路に導かれるように前記分配流量調整手段及び吐出流量調整部を制御することを特徴とする作業機械。 8. A work attachment, a variable displacement hydraulic pump, a plurality of hydraulic actuators that are driven by supplying hydraulic oil from the hydraulic pump and discharging internal hydraulic oil, and any one of claims 1 to 7. The hydraulic actuator includes a hydraulic cylinder that drives the work attachment, and the control unit is provided with a weight of the work attachment. During the external force application period in which the return hydraulic pressure discharged from the hydraulic cylinder exceeds the operating hydraulic pressure supplied to the hydraulic cylinder, a regenerative flow rate that can be led to the regenerative oil path in the return oil and a surplus other than the regenerative flow rate The flow rate is specified, the return oil of the regenerative flow rate is guided to the regenerative oil passage, and the discharge flow rate of the hydraulic pump is reduced by this regenerative flow rate. That one work machine, characterized in that the excess flow rate of the return oil to control the distribution flow rate adjusting means and the discharge flow rate adjuster so that led to the outlet oil passage.