專利名稱：具有旋轉(zhuǎn)體的工程機(jī)械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液壓挖掘機(jī)等的具有旋轉(zhuǎn)體的工程機(jī)械。
背景技術(shù)：
液壓挖掘機(jī)那樣的工程機(jī)械，作為動(dòng)力源使用汽油、輕油等的燃料，通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵使其產(chǎn)生液壓，由此對(duì)液壓馬達(dá)、液壓缸之類的液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)小型輕量而能夠?qū)崿F(xiàn)大輸出，作為工程機(jī)械的執(zhí)行機(jī)構(gòu)廣泛使用。另一方面，近年，如專利文獻(xiàn)I中記載的那樣，提出了一種工程機(jī)械，使用通過(guò)電動(dòng)馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，由此，與僅使用通過(guò)液壓泵的液壓能量進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工程機(jī)械相比，提高能源效率，謀求節(jié)能化。液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)，當(dāng)再生時(shí)，將運(yùn)動(dòng)能量蓄壓于設(shè)置在液壓回路上的蓄能器，或者將液壓轉(zhuǎn)換為電，與之相對(duì)地在電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的情況下，能夠?qū)⒅苿?dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)能量作為電能直接再生，因此具有在能量方面比液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)優(yōu)秀的特征。例如，在專利文獻(xiàn)I所示的以往技術(shù)中，公開了作為驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)體的執(zhí)行機(jī)構(gòu)而安裝有電動(dòng)馬達(dá)的液壓挖掘機(jī)。使液壓挖掘機(jī)的上部旋轉(zhuǎn)體相對(duì)于下部行駛體旋轉(zhuǎn)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使用頻率高，在作業(yè)中頻繁地反復(fù)進(jìn)行加速及減速。例如，在對(duì)砂土進(jìn)行挖掘并將其裝載到自卸卡車的作業(yè)中，鏟斗被所挖掘的砂土填滿后，朝向自卸卡車旋轉(zhuǎn)加速，在自卸卡車的近前旋轉(zhuǎn)減速，在自卸卡車的正上方進(jìn)行放土。其后，朝向挖掘場(chǎng)所旋轉(zhuǎn)加速，在挖掘場(chǎng)所的近前旋轉(zhuǎn)減速，在挖掘場(chǎng)所停止并進(jìn)行挖掘。重復(fù)進(jìn)行這種作業(yè)。此時(shí)，在不進(jìn)行液壓性的再生的情況下，減速時(shí)，換言之在制動(dòng)時(shí)，具備大慣性負(fù)荷的旋轉(zhuǎn)體的動(dòng)能，在液壓馬達(dá)的情況下，根據(jù)安全閥的設(shè)定壓力，工作油返回油箱，在液壓回路上作為熱量而被舍棄。另一方面，在電動(dòng)馬達(dá)的情況下，通過(guò)具備大慣性負(fù)荷的旋轉(zhuǎn)體，電動(dòng)馬達(dá)作為發(fā)電機(jī)發(fā)揮功能，因此能夠?qū)?lái)自電動(dòng)馬達(dá)的輸出作為電能再生。由于這一點(diǎn)，從節(jié)能的觀點(diǎn)出發(fā)，認(rèn)為取代液壓馬達(dá)而使用電動(dòng)馬達(dá)是有效的。但是，若對(duì)工程機(jī)械的旋轉(zhuǎn)使用電動(dòng)馬達(dá)，則會(huì)產(chǎn)生因電動(dòng)馬達(dá)的特性導(dǎo)致的以下那樣的問(wèn)題。首先，為了通過(guò)電動(dòng)馬達(dá)保持旋轉(zhuǎn)體的停止?fàn)顟B(tài)，需要進(jìn)行速度反饋控制，即對(duì)實(shí)際的速度與速度控制的目標(biāo)速度進(jìn)行比較，根據(jù)求出的控制量而進(jìn)行速度控制。然而速度反饋控制容易因時(shí)間延遲的影響而產(chǎn)生振蕩。另外，在使用電動(dòng)馬達(dá)的情況下，由于通過(guò)控制而決定操作感，因此根據(jù)其控制性能會(huì)產(chǎn)生操作上的不協(xié)調(diào)。并且，在電動(dòng)馬達(dá)不旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下連續(xù)輸出扭矩的作業(yè)，例如在溝挖掘中，在一邊對(duì)旋轉(zhuǎn)體進(jìn)行微速操作并將鏟斗的側(cè)面按壓于溝的內(nèi)側(cè)面，一邊使動(dòng)臂、斗桿以及鏟斗擺動(dòng)進(jìn)行的挖掘作業(yè)中，存在電動(dòng)馬達(dá)及換流器過(guò)熱的問(wèn)題。而且，還能夠舉出若使用保證與液壓馬達(dá)相當(dāng)?shù)妮敵龅碾妱?dòng)馬達(dá)則外形過(guò)大，或者成本顯著升高的問(wèn)題。
為解決以上的問(wèn)題，專利文獻(xiàn)2以及專利文獻(xiàn)3中公開了下述工程機(jī)械:在實(shí)現(xiàn)節(jié)能化的基礎(chǔ)上安裝上述的液壓馬達(dá)和電動(dòng)馬達(dá)的雙方，通過(guò)合計(jì)扭矩對(duì)旋轉(zhuǎn)體進(jìn)行驅(qū)動(dòng)或者制動(dòng)。在專利文獻(xiàn)2所示的現(xiàn)有技術(shù)中，公開了旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)與旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)直接連結(jié)，控制器根據(jù)旋轉(zhuǎn)操作桿的操作量而對(duì)電動(dòng)馬達(dá)指令輸出扭矩的液壓工程機(jī)械的能源再生裝置。該以往技術(shù)，當(dāng)減速時(shí)，換言之在制動(dòng)時(shí)，電動(dòng)馬達(dá)將旋轉(zhuǎn)體的動(dòng)能再生，并作為電能蓄電于電池中。在專利文獻(xiàn)3所示的以往技術(shù)中，公開了使用液壓馬達(dá)的進(jìn)口節(jié)流與出口節(jié)流的差壓，計(jì)算向電動(dòng)馬達(dá)的扭矩指令值，進(jìn)行液壓馬達(dá)與電動(dòng)馬達(dá)的輸出扭矩配比的混合動(dòng)力型工程機(jī)械。上述的專利文獻(xiàn)2以及專利文獻(xiàn)3的以往技術(shù)，作為旋轉(zhuǎn)用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)均同時(shí)采用液壓馬達(dá)和電動(dòng)馬達(dá)。由此，能夠確保能夠驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)體的充分的驅(qū)動(dòng)扭矩，而且能夠通過(guò)電動(dòng)馬達(dá)謀求電能的回收。另外，將工程機(jī)械的旋轉(zhuǎn)體的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)形成為簡(jiǎn)單且實(shí)用化容易的構(gòu)成，能夠謀求節(jié)能化?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本專利第3647319號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本專利第4024120號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3:日本特開2008-63888號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
然而，在上述以往技術(shù)中存在以下的課題。例如，在專利文獻(xiàn)2中記載的現(xiàn)有技術(shù)中，公開了能夠根據(jù)旋轉(zhuǎn)操作桿的操作量來(lái)計(jì)算向旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)的扭矩指令值的方案。但是，沒(méi)有考慮由鏟斗、動(dòng)臂、斗桿構(gòu)成的工程機(jī)械的前部部分的姿勢(shì)、裝載量、工程機(jī)械進(jìn)行作業(yè)的路面的傾斜等的影響所導(dǎo)致的旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)的扭矩變化。因此，會(huì)產(chǎn)生根據(jù)向旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)的扭矩指令值而輸出的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)的扭矩與旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)的扭矩的合計(jì)扭矩不是根據(jù)旋轉(zhuǎn)桿操作量的所希望的扭矩的情況。另外，在專利文獻(xiàn)3中記載的現(xiàn)有技術(shù)中，根據(jù)設(shè)置于液壓馬達(dá)的油的吸入口以及排出口這兩個(gè)端口所產(chǎn)生的差壓，計(jì)算向電動(dòng)馬達(dá)的扭矩指令值。然而，沒(méi)有考慮液壓馬達(dá)的扭矩根據(jù)旋轉(zhuǎn)操作桿的操作量而變化的情況，而是以與旋轉(zhuǎn)操作桿的操作量無(wú)關(guān)地、使液壓馬達(dá)與電動(dòng)馬達(dá)的扭矩的比例恒定的方式進(jìn)行控制。由此，考慮到根據(jù)旋轉(zhuǎn)操作桿的操作量而變化的液壓馬達(dá)的扭矩，存在無(wú)法得到根據(jù)旋轉(zhuǎn)操作桿的操作量的所希望的扭矩的可能性。由此，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠確保旋轉(zhuǎn)體的良好的操作性、且能源效率高的混合動(dòng)力型工程機(jī)械。用于解決課題的手段為實(shí)現(xiàn)上述目的，例如，工程機(jī)械具有:旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)，其通過(guò)由液壓泵產(chǎn)生的液壓而被驅(qū)動(dòng)，液壓泵通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)，其與旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)連接，通過(guò)來(lái)自蓄電設(shè)備的電力而被驅(qū)動(dòng)；旋轉(zhuǎn)體，其與旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)連接，根據(jù)用于對(duì)旋轉(zhuǎn)體進(jìn)行操作的旋轉(zhuǎn)操作桿的操作量而被制動(dòng)、驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)以及旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)的合計(jì)扭矩對(duì)旋轉(zhuǎn)體進(jìn)行制動(dòng)、驅(qū)動(dòng)，該工程機(jī)械的特征在于，通過(guò)對(duì)旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)的扭矩乘以根據(jù)旋轉(zhuǎn)操作桿的操作量而設(shè)定的增益，來(lái)計(jì)算為了對(duì)旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)進(jìn)行制動(dòng)、驅(qū)動(dòng)而輸入至旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)的電動(dòng)馬達(dá)扭矩指令值。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，在具有旋轉(zhuǎn)體的混合動(dòng)力型工程機(jī)械中，能提供良好的操作性，并實(shí)現(xiàn)高能源效率。


圖1是基于本發(fā)明的液壓挖掘機(jī)的側(cè)視圖。圖2是基于本發(fā)明的液壓挖掘機(jī)的系統(tǒng)構(gòu)成圖。圖3是基于本發(fā)明的液壓挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)的詳細(xì)圖。圖4是旋轉(zhuǎn)滑閥的排放開口面積線圖。圖5是旋轉(zhuǎn)滑閥的出口節(jié)流開口面積線圖。圖6是采用對(duì)圖3的液壓馬達(dá)的安全壓通過(guò)切換閥進(jìn)行切換的液壓系統(tǒng)的情況的系統(tǒng)構(gòu)成圖。圖7是A端口側(cè)安全閥的控制流程圖。圖8是B端口側(cè)安全閥的控制流程圖。圖9是旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)的控制流程圖。圖10是表示在旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)的控制中使用的驅(qū)動(dòng)增益表的例子的圖。圖11是表示在旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)的控制中使用的制動(dòng)增益表的例子的圖。圖12是實(shí)施例2的液壓挖掘機(jī)的系統(tǒng)構(gòu)成圖。圖13是實(shí)施例2的旋轉(zhuǎn)滑閥的排放開口面積線圖。圖14是實(shí)施例2的旋轉(zhuǎn)滑閥的出口節(jié)流開口面積線圖。圖15是本實(shí)施例的相對(duì)于先導(dǎo)壓的旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)扭矩以及旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)扭矩的配比圖。
具體實(shí)施例方式如上述那樣，當(dāng)對(duì)旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)計(jì)算扭矩指令值時(shí)，存在不對(duì)前部的姿勢(shì)、工程機(jī)械的作業(yè)環(huán)境、旋轉(zhuǎn)桿的操作量等所導(dǎo)致的旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)的扭矩變化加以考慮，而導(dǎo)致無(wú)法相對(duì)于旋轉(zhuǎn)體得到根據(jù)旋轉(zhuǎn)桿操作量的所希望的扭矩的情況。由此，無(wú)法得到與旋轉(zhuǎn)桿操作量相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)體的制動(dòng)、驅(qū)動(dòng)，操作人員會(huì)感到操作性的不協(xié)調(diào)。因此本發(fā)明中公開了下述技術(shù):以通過(guò)旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)及旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)而對(duì)旋轉(zhuǎn)體給予的扭矩成為根據(jù)桿操作量的扭矩的方式，對(duì)旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)計(jì)算扭矩指令值。而且在本發(fā)明中，能夠?qū)崿F(xiàn)即使因?yàn)槿魏卫碛啥鵁o(wú)法產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)的扭矩，也能夠通過(guò)液壓系統(tǒng)保障挖掘機(jī)的基本性能的混合型動(dòng)力工程機(jī)械。在以往技術(shù)中，旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)為了從全體的旋轉(zhuǎn)扭矩中接受恒定的扭矩，例如，若發(fā)生蓄電設(shè)備的能量不足及過(guò)放電狀態(tài)、換流器、馬達(dá)等的電氣系統(tǒng)的故障、異常等，導(dǎo)致無(wú)法得到來(lái)自旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)的扭矩，則可能產(chǎn)生無(wú)法得到所希望的旋轉(zhuǎn)扭矩的狀態(tài)。本發(fā)明中，針對(duì)這樣的課題，實(shí)現(xiàn)即使旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)發(fā)生故障也能以液壓系統(tǒng)保障挖掘機(jī)的基本性能的混合動(dòng)力型工程機(jī)械。為此，本發(fā)明是具有旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)以及旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)的復(fù)合旋轉(zhuǎn)模式和旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)單獨(dú)旋轉(zhuǎn)模式、且對(duì)各模式進(jìn)行切換驅(qū)動(dòng)的構(gòu)成。對(duì)于桿位置而言，當(dāng)旋轉(zhuǎn)操作桿未被操作的狀態(tài)之時(shí)和旋轉(zhuǎn)操作桿被操作至最大操作量的狀態(tài)之時(shí)，以液壓馬達(dá)單獨(dú)旋轉(zhuǎn)模式使旋轉(zhuǎn)體驅(qū)動(dòng)。以下，將旋轉(zhuǎn)操作桿未被操作的狀態(tài)稱為中立狀態(tài)，將旋轉(zhuǎn)桿被操作至最大操作量的狀態(tài)稱為最大狀態(tài)。另一方面，當(dāng)旋轉(zhuǎn)操作桿處于比中立狀態(tài)大而比最大狀態(tài)小的位置時(shí)，采用復(fù)合旋轉(zhuǎn)模式。以下，將比中立狀態(tài)大而比最大狀態(tài)小的區(qū)域稱為中間區(qū)域。并且，在該復(fù)合旋轉(zhuǎn)模式下，例如如圖15那樣，以在中間區(qū)域旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)對(duì)旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)的扭矩的比例最大的方式，構(gòu)成旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)與旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)的扭矩配比比例，由此能夠進(jìn)行節(jié)能駕駛。這樣，通過(guò)采用具有液壓馬達(dá)單獨(dú)旋轉(zhuǎn)模式以及復(fù)合旋轉(zhuǎn)模式、并根據(jù)旋轉(zhuǎn)桿的操作量對(duì)兩種模式進(jìn)行切換的構(gòu)成，基本上通過(guò)旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)能夠保證作業(yè)機(jī)械的性能，而且通過(guò)使旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)進(jìn)行制動(dòng)、驅(qū)動(dòng)能實(shí)現(xiàn)節(jié)能化。特別是，以在旋轉(zhuǎn)操作桿為中立狀態(tài)以及最大狀態(tài)的情況下，成為液壓馬達(dá)單獨(dú)旋轉(zhuǎn)模式的方式構(gòu)成，由此，能夠與蓄電設(shè)備的故障無(wú)關(guān)地與正常時(shí)相同地進(jìn)行起動(dòng).停止。在以下實(shí)施方式中進(jìn)行本發(fā)明的詳細(xì)的說(shuō)明。<實(shí)施例1>圖1中表示實(shí)施例1的液壓挖掘機(jī)的側(cè)視圖。圖1中，下部行駛體10由圖1中僅表示了單側(cè)的一對(duì)履帶11以及履帶架12構(gòu)成。另外，具有圖1中未圖示的一對(duì)行駛液壓馬達(dá)13、14，對(duì)各履帶11獨(dú)立進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。另外，減速機(jī)構(gòu)等也設(shè)置于下部行駛體10。旋轉(zhuǎn)體20由旋轉(zhuǎn)架21、發(fā)動(dòng)機(jī)22、輔助發(fā)電馬達(dá)23、旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)25、電容器24、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)26、旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27以及未圖示的減速機(jī)構(gòu)等構(gòu)成,旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)25和旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27的旋轉(zhuǎn)軸結(jié)合，通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸而結(jié)合的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)25和旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27，經(jīng)由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)26對(duì)旋轉(zhuǎn)體20進(jìn)行制動(dòng)、驅(qū)動(dòng)。發(fā)動(dòng)機(jī)22設(shè)置于旋轉(zhuǎn)架21。另外，電容器24和與發(fā)動(dòng)機(jī)22設(shè)置于同軸上的輔助發(fā)電馬達(dá)23、還有與旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27以及旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)26設(shè)置于同軸上的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)25連接，輔助發(fā)電馬達(dá)23以及旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)25進(jìn)行制動(dòng)、驅(qū)動(dòng)，由此，電容器24被充放電。旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)26相對(duì)于下部行駛體使旋轉(zhuǎn)體20以及旋轉(zhuǎn)架21旋轉(zhuǎn)。減速機(jī)構(gòu)使旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)25的旋轉(zhuǎn)減速。另外，在旋轉(zhuǎn)體20上安裝有挖掘機(jī)構(gòu)30，該挖掘機(jī)構(gòu)30由動(dòng)臂31、用于驅(qū)動(dòng)動(dòng)臂31的動(dòng)臂液壓缸32、在動(dòng)臂31的前端部附近以能夠自由旋轉(zhuǎn)的方式被軸支承的斗桿33、用于驅(qū)動(dòng)斗桿33的斗桿液壓缸34、在斗桿33的前端以能夠自由旋轉(zhuǎn)的方式被軸支承的鏟斗35以及用于驅(qū)動(dòng)鏟斗35的鏟斗液壓缸36等構(gòu)成。并且，在旋轉(zhuǎn)體20的旋轉(zhuǎn)架21上，安裝有液壓系統(tǒng)40，該液壓系統(tǒng)40包括:用于驅(qū)動(dòng)行駛液壓馬達(dá)13、14(圖1中不圖示)；旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27 ;動(dòng)臂液壓缸32、斗桿液壓缸
34、鏟斗液壓缸36等的液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的未圖示的液壓泵41 ；以及用于對(duì)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制的控制閥42。液壓泵41通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)22而被驅(qū)動(dòng)。
圖2中表示實(shí)施例1的液壓挖掘機(jī)的主要電動(dòng) 液壓儀器的系統(tǒng)構(gòu)成。如圖2所示，發(fā)動(dòng)機(jī)22的驅(qū)動(dòng)力傳遞至液壓泵41。另外，對(duì)于控制閥42而言，從液壓泵41排出的工作油通過(guò)液壓配管43而供給并根據(jù)來(lái)自未圖示的旋轉(zhuǎn)操作桿的指令(操作方向、操作量)，進(jìn)行對(duì)向旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27、動(dòng)臂液壓缸32、斗桿液壓缸34、鏟斗液壓缸36以及行駛液壓馬達(dá)13、14的工作油的排出量以及排出方向的控制。電容器24與斷續(xù)裝置51連接，電容器24的直流電力經(jīng)由斷續(xù)裝置51而升壓至規(guī)定的母線電壓。升壓至規(guī)定的值的電壓被輸入用于對(duì)旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)25進(jìn)行制動(dòng)、驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)用換流器52以及用于對(duì)輔助發(fā)電馬達(dá)23進(jìn)行制動(dòng)、驅(qū)動(dòng)的輔助發(fā)電馬達(dá)用換流器53。輔助發(fā)電馬達(dá)用換流器53經(jīng)由平滑電容器54與斷續(xù)裝置51連接，平滑電容器54是為了使母線電壓穩(wěn)定化而設(shè)置的。在旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27的工作油的出入口端口，分別設(shè)有A端口側(cè)安全閥28以及B端口側(cè)安全閥29。如圖3所示，旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27具有作為工作油的入口及出口的兩個(gè)端口，本說(shuō)明書中，將進(jìn)行左旋轉(zhuǎn)時(shí)成為工作油的入口的端口定義為A端口，將成為出口的端口定義為B端口 ；將進(jìn)行右旋轉(zhuǎn)時(shí)成為工作油的入口的端口定義為B端口，將成為出口的端口定義為A端口。該A端口側(cè)安全閥28以及B端口側(cè)安全閥29由電磁式可變安全閥構(gòu)成，分別對(duì)旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27的A端口壓力、B端口壓力進(jìn)行控制。此外，雖未圖示，設(shè)有對(duì)A端口壓力、B端口壓力分別進(jìn)行檢測(cè)的壓力傳感器。控制器80使用未圖示的旋轉(zhuǎn)操作桿操作量、旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)壓力、旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速等，進(jìn)行液壓泵41、A端口側(cè)安全閥28以及B端口側(cè)安全閥29的控制。并且，還進(jìn)行動(dòng)力控制單元55的控制。電/液壓信號(hào)轉(zhuǎn)換設(shè)備75將來(lái)自控制器80的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為液壓先導(dǎo)信號(hào)，例如相當(dāng)于電磁比例閥。圖3中表不了實(shí)施例1的液壓挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)的詳細(xì)構(gòu)成。旋轉(zhuǎn)操作桿72具有將來(lái)自未圖示的壓力源的壓力根據(jù)操作量而減壓的減壓閥功能，將與旋轉(zhuǎn)操作桿72的操作量相應(yīng)的操作壓力給予控制閥42的內(nèi)部所具備的旋轉(zhuǎn)滑閥44的左右某一壓力室。旋轉(zhuǎn)滑閥44根據(jù)作用于壓力室的操作壓力而對(duì)切換量(滑閥行程)進(jìn)行控制并對(duì)從液壓泵41向旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27供給的工作油的流量進(jìn)行控制，通過(guò)來(lái)自旋轉(zhuǎn)操作桿72的操作壓力，旋轉(zhuǎn)滑閥44從中立位置O被連續(xù)地切換至A位置或者B位置。例如，在旋轉(zhuǎn)操作桿72為中立狀態(tài)的情況下，當(dāng)旋轉(zhuǎn)滑閥44處于中立位置O時(shí)，從液壓泵41排出的工作油通過(guò)排放節(jié)流孔而向油箱返回。另一方面，例如，在旋轉(zhuǎn)操作桿72以進(jìn)行左旋轉(zhuǎn)的方式被操作的情況下，旋轉(zhuǎn)滑閥44被切換至A位置，排放節(jié)流孔的開口面積減少，進(jìn)口節(jié)流孔、出口節(jié)流孔的開口面積增力口。從液壓泵41排出的工作油通過(guò)該A位置的進(jìn)口節(jié)流孔而被送至旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27的A端口，來(lái)自旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27的回油通過(guò)A位置的出口節(jié)流孔而向油箱返回。通過(guò)進(jìn)行這樣的工作油的控制，旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27向左旋轉(zhuǎn)。
`
另外，例如，在旋轉(zhuǎn)操作桿72以進(jìn)行右旋轉(zhuǎn)的方式被操作的情況下，旋轉(zhuǎn)滑閥44被切換至B位置，排放節(jié)流孔的開口面積減少，進(jìn)口節(jié)流孔、出口節(jié)流孔的開口面積增加。從液壓泵41被排出的工作油通過(guò)B位置的進(jìn)口節(jié)流孔而被送至旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27的B端口，來(lái)自旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27的回油通過(guò)B位置的出口節(jié)流孔而向油箱返回。通過(guò)進(jìn)行這樣的工作油的控制，旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27向與A位置的情況相反方向的右方旋轉(zhuǎn)。
此外，當(dāng)旋轉(zhuǎn)滑閥44位于中立位置O與A位置的中間時(shí)，液壓泵41所排出的工作油被分配至排放節(jié)流孔和進(jìn)口節(jié)流孔。位于中立位置O與B位置的中間的情況也相同。在旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27的A端口與旋轉(zhuǎn)滑閥44之間具備A端口側(cè)安全閥28。另外，在旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27的B端口與旋轉(zhuǎn)滑閥44之間具備B端口側(cè)安全閥29。這些A端口側(cè)安全閥28以及B端口側(cè)安全閥29是能夠按照來(lái)自圖3中未圖示的控制器80的指令而變更各端口側(cè)的安全壓的構(gòu)成。安全閥28、29為電磁式可變安全閥，但也可以采用圖6所示的構(gòu)成，采用對(duì)所使用的安全閥通過(guò)切換閥28c、29c向高壓側(cè)28a、29a和低壓側(cè)28b、29b切換的方式。圖4中，用虛線表示排放開口面積線圖，其表示本實(shí)施例中的與旋轉(zhuǎn)滑閥44的滑閥行程相對(duì)的排放開口面積。這里，由于滑閥行程僅根據(jù)旋轉(zhuǎn)桿操作量而變化，所以也可以認(rèn)為是旋轉(zhuǎn)桿操作量。另外，例如在單獨(dú)通過(guò)旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)來(lái)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)體的以往的工程機(jī)械中，用實(shí)線表示能夠確保良好的操作性的旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)的開口面積。本實(shí)施例中的旋轉(zhuǎn)滑閥44的排放開口面積的大小，以在起點(diǎn)及終點(diǎn)、換言之在旋轉(zhuǎn)操作桿72處于中立狀態(tài)以及最大狀態(tài)時(shí)與由實(shí)線表示的開口面積幾乎相同，而在中間區(qū)域比現(xiàn)有設(shè)備大的方式設(shè)定。這里，若旋轉(zhuǎn)滑閥44的排放節(jié)流孔的開口面積變大，則由旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27能夠獲得的驅(qū)動(dòng)扭矩變小。由此，在具有本實(shí)施例那樣的開口面積特性的情況下，以旋轉(zhuǎn)操作桿處于中間區(qū)域時(shí)的旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27的驅(qū)動(dòng)扭矩比具有由實(shí)線表示的開口面積的旋轉(zhuǎn)滑閥中所產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)扭矩小的方式設(shè)定。另一方面，以在旋轉(zhuǎn)操作桿處于中立狀態(tài)以及最大狀態(tài)時(shí)開口面積與由實(shí)線表示的開口面積幾乎相同的方式設(shè)定，因此，旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)扭矩成為幾乎相同的大小。另外在圖5中，表示出口節(jié)流開口面積線圖，其表示本實(shí)施例的相對(duì)于旋轉(zhuǎn)滑閥44的滑閥行程的出口節(jié)流開口面積。與圖4相同地，滑閥行程僅根據(jù)旋轉(zhuǎn)桿操作量而變化，因此也可以認(rèn)為是旋轉(zhuǎn)桿操作量。另外，例如在單獨(dú)通過(guò)旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)對(duì)旋轉(zhuǎn)體進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的工程機(jī)械中，用實(shí)線表示能夠確保良好的操作性的旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)的開口面積。本實(shí)施例中的旋轉(zhuǎn)滑閥44的出口節(jié)流開口面積的大小，以在起點(diǎn)及終點(diǎn)為與由實(shí)線表示的開口面積幾乎相同的面積，而在中間區(qū)域，本發(fā)明比由實(shí)線表示的開口面積大的方式設(shè)定。與上述相同地，由于制動(dòng)扭矩的大小取決于出口節(jié)流孔的開口面積的大小，因此，旋轉(zhuǎn)桿操作量處于中間區(qū)域時(shí)的旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27的制動(dòng)扭矩比現(xiàn)有設(shè)備的旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)的制動(dòng)扭矩小。另外，在旋轉(zhuǎn)桿操作量處于中立以及最大狀態(tài)時(shí)，與實(shí)線的開口面積幾乎相同，因此，以與旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27的制動(dòng)扭矩的大小幾乎相同的方式設(shè)定。如上所述，根據(jù)相對(duì)于旋轉(zhuǎn)操作桿的操作量而確定的旋轉(zhuǎn)滑閥44的排放開口面積及出口節(jié)流開口面積，分別確定旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)的制動(dòng)以及驅(qū)動(dòng)扭矩的大小。圖7是對(duì)A端口側(cè)安全閥28的控制方法通過(guò)流程圖進(jìn)行表示的圖。此外，圖7的控制以控制器80的I控制周期為單位而進(jìn)行。起動(dòng)液壓挖掘機(jī)的系統(tǒng)。起動(dòng)時(shí)，A端口的安全壓設(shè)定為通常規(guī)定的值。首先，在步驟SI中對(duì)A端口的安全壓是否為通常的規(guī)定值進(jìn)行判斷。在為通常的規(guī)定值的情況下，進(jìn)入步驟S2，對(duì)當(dāng)前的旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27的A端口壓力與預(yù)先設(shè)定的閾值Pl進(jìn)行比較。在A端口壓力比閾值Pl小的情況下，進(jìn)入步驟S3，對(duì)馬達(dá)轉(zhuǎn)速是否比預(yù)先設(shè)定的正值即閾值NI的-1倍小或者左旋轉(zhuǎn)操作桿的操作量(以下稱為左旋轉(zhuǎn)操作量)是否比預(yù)先設(shè)定的閾值LI大進(jìn)行判斷。在判斷為馬達(dá)轉(zhuǎn)速比預(yù)先設(shè)定的正值即閾值NI的-1倍小或者左旋轉(zhuǎn)操作量比預(yù)先設(shè)定的閾值LI大的情況下，在步驟S4中進(jìn)行降低A端口的安全壓的處理。另一方面，在步驟S3中，在判斷為馬達(dá)轉(zhuǎn)速不比預(yù)先設(shè)定的正值即閾值NI的-1倍小或者左旋轉(zhuǎn)操作量不比預(yù)先設(shè)定的閾值LI大的情況下，返回步驟SI并再次對(duì)A端口的安全壓是否為通常的規(guī)定值進(jìn)行判斷。另外，在步驟S2中判斷為A端口壓力比閾值Pl大的情況下，返回步驟SI并再次進(jìn)行A端口的安全壓是否為通常的規(guī)定值的判斷。這里，對(duì)于馬達(dá)轉(zhuǎn)速，將左旋轉(zhuǎn)定義為正，將右旋轉(zhuǎn)定義為負(fù)，對(duì)于旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)25及旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27的轉(zhuǎn)速采用相同方式。另外，閾值Pl設(shè)定為降低安全壓時(shí)的安全壓以下的值，閾值NI以及閾值LI為O附近的值。此外，當(dāng)馬達(dá)轉(zhuǎn)速比-NI小的時(shí)候，A端口成為旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27的出口節(jié)流側(cè)，當(dāng)左旋轉(zhuǎn)操作量比LI大的時(shí)候，A端口成為旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27的進(jìn)口節(jié)流側(cè)。若在步驟SI中判斷為A端口的安全壓不為通常的規(guī)定值，則在步驟S5中對(duì)馬達(dá)轉(zhuǎn)速是否比預(yù)先設(shè)定的正值即閾值N2的-1倍大并且左旋轉(zhuǎn)操作量是否比預(yù)先設(shè)定的閾值L2小進(jìn)行判斷。在判斷為滿足上述條件的情況下，進(jìn)入步驟S6而將A端口的安全壓恢復(fù)為通常值。在不滿足上述條件的情況下，返回步驟SI并再次對(duì)A端口的安全壓是否為通常的規(guī)定值進(jìn)行判斷。這里，N2以及閾值L2是O附近的值。閾值NI設(shè)定為N2以上的值，閾值LI設(shè)定為L(zhǎng)2以上的值。這里，也可以將步驟S2的條件省略。換言之，圖7的A端口壓力的判定也可以始終為“是”。另外，步驟S3和步驟S5也可以僅使用馬達(dá)轉(zhuǎn)速的條件，而不使用左旋轉(zhuǎn)操作量的條件，g卩，可以不進(jìn)行進(jìn)口節(jié)流側(cè)的安全壓的變更。該情況下，在后述的控制方法中，旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)25的驅(qū)動(dòng)扭矩難以變大，難以放電。另外，步驟S3和步驟S5也可以僅使用左旋轉(zhuǎn)操作量的條件，而不使用馬達(dá)轉(zhuǎn)速的條件，即，可以不進(jìn)行出口節(jié)流側(cè)的安全壓的變更。該情況下，在后述的控制方法中，旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)25的制動(dòng)扭矩難以變大，難以充電。另外，還可以當(dāng)步驟S3中滿足馬達(dá)轉(zhuǎn)速的條件時(shí)及滿足左旋轉(zhuǎn)操作量的條件時(shí)，改變安全壓的降低方式，即，在出口節(jié)流側(cè)和進(jìn)口節(jié)流側(cè)改變安全壓的降低方式。例如，若使出口節(jié)流側(cè)的安全壓的降低方式比進(jìn)口節(jié)流側(cè)大，則在后述的控制方法中，旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)25的制動(dòng)扭矩容易變得比驅(qū)動(dòng)扭矩大，容易充電。圖8是對(duì)B端口側(cè)安全閥29的控制方法通過(guò)流程圖進(jìn)行表示的圖。除了旋轉(zhuǎn)方向左右相反、與之相伴地馬達(dá)轉(zhuǎn)速的正負(fù)相反以外，是與圖7相同的控制方法。根據(jù)以上的圖7、圖8那樣的控制流程，通過(guò)降低A端口以及B端口的安全壓，能夠減小旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)的制動(dòng)、驅(qū)動(dòng)扭矩。此外，在本實(shí)施例中，通過(guò)對(duì)旋轉(zhuǎn)滑閥的開口面積進(jìn)行設(shè)定，以及進(jìn)行安全壓控制，而使旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)扭矩減少，但也可以采用通過(guò)采用某一方的構(gòu)成而使旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)扭矩減少的構(gòu)成。以下，對(duì)旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)的控制方法進(jìn)行說(shuō)明。圖9是對(duì)旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)25的控制方法通過(guò)流程圖進(jìn)行表示的圖。此外，圖9的控制以控制器80的I控制周期為單位而進(jìn)行。最初，在步驟SlO中根據(jù)由未圖示的壓力傳感器所檢測(cè)的旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27的A端口壓力與B端口壓力之差，計(jì)算液壓馬達(dá)扭矩。接下來(lái)，在步驟Sll中通過(guò)該液壓馬達(dá)扭矩，對(duì)旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27是否正在產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)扭矩或者制動(dòng)扭矩進(jìn)行判定。例如，若A端口壓力比B端口壓力大，并且，馬達(dá)旋轉(zhuǎn)方向?yàn)樽笮D(zhuǎn)方向，則判定為正在產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)扭矩。進(jìn)行這樣的判定，在判定為旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27正在產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)扭矩的情況下，在步驟S12中使用驅(qū)動(dòng)增益表，計(jì)算旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)扭矩指令值Tl。這里使用的驅(qū)動(dòng)增益表，例如，由根據(jù)圖10所示那樣的旋轉(zhuǎn)桿操作量而確定的驅(qū)動(dòng)增益構(gòu)成，該驅(qū)動(dòng)增益根據(jù)圖4所示的旋轉(zhuǎn)滑閥44的排放開口面積的特性而確定。圖4所示的排放開口面積，以在旋轉(zhuǎn)操作桿72處于中間區(qū)域的情況下，與單獨(dú)由液壓馬達(dá)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)的情況下所使用的旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)扭矩相比，旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)扭矩小的方式設(shè)定，驅(qū)動(dòng)增益，以在圖10所示的旋轉(zhuǎn)操作桿72處于中間區(qū)域的情況下驅(qū)動(dòng)增益成為最大的方式設(shè)定。在前述的步驟S12中，將對(duì)使用該驅(qū)動(dòng)增益表而確定的驅(qū)動(dòng)增益乘以前述的液壓馬達(dá)扭矩得到的值作為電動(dòng)馬達(dá)扭矩指令值Tl得出。另一方面，在步驟Sll為否定，判定為旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27正在產(chǎn)生制動(dòng)扭矩的情況下，在步驟S13中使用制動(dòng)增益表，計(jì)算旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)扭矩指令值Tl。這里使用的制動(dòng)增益表，例如，由圖11所示那樣的根據(jù)旋轉(zhuǎn)桿操作量而確定的制動(dòng)增益構(gòu)成，該制動(dòng)增益表是根據(jù)圖5所示的旋轉(zhuǎn)滑閥44的出口節(jié)流開口面積線圖的特性而確定的。圖5所示的出口節(jié)流開口面積，以在旋轉(zhuǎn)操作桿72處于中間區(qū)域的情況下，以與單獨(dú)由液壓馬達(dá)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)的情況下所使用的旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)的制動(dòng)扭矩相比，旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)的制動(dòng)扭矩小的方式設(shè)定，制動(dòng)增益，以在如圖11所示處于旋轉(zhuǎn)操作桿72的中間區(qū)域的情況下制動(dòng)增益成為最大的方式設(shè)定，將由該制動(dòng)增益表確定的制動(dòng)增益乘以旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)扭矩而得到的值作為電動(dòng)馬達(dá)扭矩指令值Tl。如上所述，旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)扭矩指令值Tl是考慮了旋轉(zhuǎn)操作量以及液壓馬達(dá)扭矩后的指令值。通過(guò)根據(jù)該旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)扭矩指令值Tl對(duì)旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)進(jìn)行制動(dòng)、驅(qū)動(dòng)，能夠避免因工程機(jī)械的前部的姿勢(shì)及裝載、旋轉(zhuǎn)桿操作量等引起的旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)扭矩的變化而導(dǎo)致無(wú)法獲得所希望的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)扭矩的狀況。由此，在通過(guò)旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)以及旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)進(jìn)行制動(dòng)、驅(qū)動(dòng)的復(fù)合旋轉(zhuǎn)模式下，能夠獲得與旋轉(zhuǎn)操作桿的操作量相應(yīng)的扭矩，操作人員能夠根據(jù)旋轉(zhuǎn)操作桿的操作對(duì)旋轉(zhuǎn)體以所希望的加減速度進(jìn)行操作，能夠獲得良好的操作性。此外，在本發(fā)明中，由于僅使用制動(dòng)時(shí)回收的能量進(jìn)行驅(qū)動(dòng)與電氣設(shè)備的效率的提高相關(guān)，因此優(yōu)選將制動(dòng)能量設(shè)計(jì)為比驅(qū)動(dòng)能量大。由此，上述的驅(qū)動(dòng)增益表以及制動(dòng)增益表優(yōu)選以相對(duì)于相同的旋轉(zhuǎn)操作桿的操作量，制動(dòng)增益更大的方式設(shè)定。接著在步驟S14中，通過(guò)圖7的控制而使A端口的安全壓降低、并且對(duì)A端口壓力是否比預(yù)先設(shè)定的閾值P2高進(jìn)行判定。在滿足該條件的情況下，在步驟S15中，將使旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)產(chǎn)生因降低A端口的安全壓而導(dǎo)致的旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)的扭矩減少量的值TR設(shè)定為電動(dòng)馬達(dá)扭矩指令值T2。(扭矩指令值T2 = TR)。另一方面，在步驟S14中對(duì)上述條件A端口安全壓下降、并且A端口壓力是否比閾值P2高的判定中，在判斷為不滿足條件的情況下，在步驟S16中對(duì)通過(guò)圖8的控制而使B端口的安全壓降低、并且B端口壓力是否比預(yù)先設(shè)定的閾值P2高進(jìn)行判定。在滿足這些條件的情況下，與前述相同地，將使旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)產(chǎn)生因降低B端口的安全壓而導(dǎo)致的旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)的扭矩減少量的值TR設(shè)定為電動(dòng)馬達(dá)扭矩指令值T2 (扭矩指令值T2 = TR)。這里扭矩指令值T2 = TR，在A端口安全閥28及B端口安全閥29的控制中，成為通過(guò)從旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)的通常規(guī)定的安全壓降低而對(duì)變小的旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)的扭矩進(jìn)行彌補(bǔ)的扭矩指令值。例如，是根據(jù)安全壓的降低幅度以及液壓馬達(dá)的容積而計(jì)算的值。另一方面，在判定為B端口的安全壓下降，而且B端口壓力比預(yù)先設(shè)定的閾值P2高，即判斷為不滿足條件的情況下，在步驟S17中令電動(dòng)馬達(dá)扭矩指令值T2 = O。這里，閾值P2是與比通常小地設(shè)定的安全壓的值相比稍微小例如幾MPa的值，當(dāng)端口的安全壓降低時(shí)，通過(guò)對(duì)任意的時(shí)刻的端口壓力與P2進(jìn)行比較能夠?qū)υ摃r(shí)刻是否正在進(jìn)行泄壓進(jìn)行判斷。接著在步驟S18中，對(duì)如上述那樣求出的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)扭矩指令值的Tl與T2的大小進(jìn)行比較，選擇較大的那一個(gè)電動(dòng)馬達(dá)扭矩指令值作為旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)25的扭矩指令值。而且使用該扭矩指令值對(duì)動(dòng)力控制單元55進(jìn)行控制并通過(guò)旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)扭矩的減少量的扭矩。由此能夠通過(guò)旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27與旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)25的合計(jì)扭矩而得到與旋轉(zhuǎn)操作桿的操作量相應(yīng)的扭矩。由此，操作人員能夠相對(duì)于旋轉(zhuǎn)體獲得與旋轉(zhuǎn)操作桿的操作量相應(yīng)的所希望的扭矩，能夠得到良好的操作性。另外本實(shí)施例具有:在如前述那樣旋轉(zhuǎn)操作桿的位置為中立狀態(tài)以及最大狀態(tài)的情況下，通過(guò)旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)單獨(dú)對(duì)旋轉(zhuǎn)體進(jìn)行制動(dòng)、驅(qū)動(dòng)的液壓?jiǎn)为?dú)模式；以及在旋轉(zhuǎn)操作桿的位置為中間區(qū)域的情況下，通過(guò)旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)以及旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)的合計(jì)扭矩來(lái)進(jìn)行制動(dòng)、驅(qū)動(dòng)的復(fù)合旋轉(zhuǎn)模式。而且，具有對(duì)各個(gè)駕駛模式根據(jù)旋轉(zhuǎn)桿操作量進(jìn)行切換的構(gòu)成。因此，在復(fù)合旋轉(zhuǎn)模式下無(wú)法得到與旋轉(zhuǎn)桿操作量相應(yīng)的所希望的合計(jì)扭矩的情況下，根據(jù)各模式，能夠發(fā)生根據(jù)旋轉(zhuǎn)操作桿的操作量而產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)體的加減速度不同的情況。由于該加減速度的不同，操作人員會(huì)感覺(jué)到操作上的不協(xié)調(diào)。因此，在本實(shí)施例中根據(jù)計(jì)算得到的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)扭矩指令值對(duì)旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)進(jìn)行制動(dòng)、驅(qū)動(dòng)，由此能夠得到與旋轉(zhuǎn)操作桿的操作量相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)以及旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)的合計(jì)扭矩。由此，能夠緩和各運(yùn)轉(zhuǎn)模式下的旋轉(zhuǎn)體的加減速的不同，以及基于此使操作人員產(chǎn)生的不協(xié)調(diào)感，能夠?qū)崿F(xiàn)良好的操作性。另外，通過(guò)如本實(shí)施例那樣計(jì)算旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)的扭矩指令值，對(duì)旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)進(jìn)行制動(dòng)、驅(qū)動(dòng)，即使是習(xí)慣了由液壓馬達(dá)單獨(dú)進(jìn)行制動(dòng)、驅(qū)動(dòng)、如液壓挖掘機(jī)等的工程機(jī)械的操作的操作人員，也能夠不因旋轉(zhuǎn)體的加減速度的不同而感覺(jué)不協(xié)調(diào)，并能夠進(jìn)行與旋轉(zhuǎn)操作桿的操作量相應(yīng)的操作。此外，在上述旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)的扭矩指令值計(jì)算中，還可以在步驟S18中選擇了扭矩指令值Tl與T2的較大的一方后，在步驟S19中以不對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)26施加過(guò)度的負(fù)荷的方式，以旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27與旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)25的合計(jì)扭矩不會(huì)超過(guò)現(xiàn)有設(shè)備的液壓馬達(dá)的扭矩的方式對(duì)扭矩指令值加以限制。另外，還可以以不會(huì)因旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)25的扭矩急劇變化而使操作人員感到不協(xié)調(diào)的方式，對(duì)扭矩指令值的變化率加以限制。另外，在通過(guò)旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)25產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)扭矩時(shí)，以僅以與該功率相應(yīng)的量減少液壓泵41的功率的方式，進(jìn)行使液壓泵41的容積減少的控制，由此能夠減少發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷。<實(shí)施例2>圖12中表示了實(shí)施例2的液壓挖掘機(jī)的主要電動(dòng).液壓設(shè)備的系統(tǒng)構(gòu)成圖。在實(shí)施例1中，通過(guò)將控制閥42的排放以及出口節(jié)流的開口面積與現(xiàn)有設(shè)備相比增大，而使旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27的驅(qū)動(dòng)以及制動(dòng)扭矩與現(xiàn)有設(shè)備相比變小。也可以代替這一方式，或者與之同時(shí)采用，通過(guò)控制器80對(duì)控制閥42的滑閥行程進(jìn)行控制，由此使旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27的驅(qū)動(dòng)以及制動(dòng)扭矩比現(xiàn)有設(shè)備小。例如，當(dāng)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)體時(shí)，在圖13所示以往的工程機(jī)械中與規(guī)定的操作量對(duì)應(yīng)的滑閥行程為SI的情況下，在本發(fā)明中以滑閥行程為S2的方式進(jìn)行控制。由此，排放開口面積變大，旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27的驅(qū)動(dòng)扭矩變小。另外，當(dāng)對(duì)旋轉(zhuǎn)體進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，在圖14所示以往的工程機(jī)械中與規(guī)定的操作量對(duì)應(yīng)的滑閥行程為S3的情況下，在本發(fā)明中以滑閥行程為S4的方式進(jìn)行控制。由此，出口節(jié)流開口面積變大，旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27的制動(dòng)扭矩變小。這樣，進(jìn)行如下控制，該控制通過(guò)旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)25產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27的制動(dòng)、驅(qū)動(dòng)扭矩變小的量的扭矩，由此能夠獲得與實(shí)施例1相同的效果。此外，本發(fā)明能夠適用于具備旋轉(zhuǎn)體的所有作業(yè).工程機(jī)械，本發(fā)明的適用不限定于液壓挖掘機(jī)，也可以不采用前述那樣具有液壓馬達(dá)與電動(dòng)馬達(dá)的復(fù)合旋轉(zhuǎn)模式以及液壓馬達(dá)單獨(dú)旋轉(zhuǎn)模式且能夠切換的構(gòu)成。附圖標(biāo)記的說(shuō)明10下部行駛體11 履帶12履帶架13行駛液壓馬達(dá)(右)14行駛液壓馬達(dá)(左)20旋轉(zhuǎn)體21旋轉(zhuǎn)架22發(fā)動(dòng)機(jī)23輔助發(fā)電馬達(dá)24 電容器25旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)26旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)27旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)28 A端口側(cè)安全閥29 B端口側(cè)安全閥30挖掘機(jī)構(gòu)31 動(dòng)臂32動(dòng)臂液壓缸33 斗桿34斗桿液壓缸35 鏟斗36鏟斗液壓缸40液壓系統(tǒng)41液壓泵
42控制閥43液壓配管44旋轉(zhuǎn)滑閥51斷續(xù)裝置52旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)用換流器53輔助發(fā)電馬達(dá)用換流器54平滑電容器55動(dòng)力控制單元72旋轉(zhuǎn)操作桿75電/液壓信號(hào)轉(zhuǎn)換設(shè)備80控制器
權(quán)利要求
1.一種工程機(jī)械，具有: 旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)(27)，其通過(guò)由液壓泵(41)產(chǎn)生的液壓而被驅(qū)動(dòng)，所述液壓泵(41)通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)(22)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)； 旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)(25)，其與所述旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)(27)連接，通過(guò)來(lái)自蓄電設(shè)備(24)的電力而被驅(qū)動(dòng)； 旋轉(zhuǎn)體(20)，其與所述旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)(25)連接， 根據(jù)對(duì)所述旋轉(zhuǎn)體(20)進(jìn)行操作的旋轉(zhuǎn)操作桿(72)的操作量，對(duì)所述旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)(25)以及所述旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)(27)進(jìn)行制動(dòng)、驅(qū)動(dòng)，通過(guò)所述旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)(25)以及所述旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)(27)的合計(jì)扭矩對(duì)所述旋轉(zhuǎn)體(20)進(jìn)行制動(dòng)、驅(qū)動(dòng)，該工程機(jī)械的特征在于， 通過(guò)對(duì)所述旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)(27)的扭矩乘以根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)操作桿(72)的操作量而設(shè)定的增益，來(lái)計(jì)算為了對(duì)所述旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)(25)進(jìn)行制動(dòng)、驅(qū)動(dòng)而輸入至所述旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)(25)的電動(dòng)馬達(dá)扭矩指令值。
2.如權(quán)利要求1所述的工程機(jī)械，其特征在于， 具有旋轉(zhuǎn)滑閥(44)，其根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)操作桿(72)的操作量而對(duì)向所述旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)(27)的工作油的排出量以及排出方向進(jìn)行控制，所述增益由根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)操作桿(72)的操作量而設(shè)定的所述旋轉(zhuǎn)滑閥(44)的開口面積決定。
3.如權(quán)利要求1所述的工程機(jī)械，其特征在于， 對(duì)所述電動(dòng)馬達(dá)扭矩指令值與根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)(27)的安全壓而計(jì)算的電動(dòng)馬達(dá)扭矩指令值進(jìn)行比較，將較大的電動(dòng)馬達(dá)扭矩指令值輸入所述旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)(25)。
4.一種工程機(jī)械，其特征在于，具備: 旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)(27)，其通過(guò)液壓泵(41)而被驅(qū)動(dòng)，所述液壓泵(41)通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)(22)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)； 旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)(25)，其與所述旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)(27)連接，通過(guò)來(lái)自蓄電設(shè)備(24)的電力而被驅(qū)動(dòng)； 旋轉(zhuǎn)體(20)，其與所述旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)(25)連接， 所述的工程機(jī)械具有以下模式: 通過(guò)所述旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)(27)以及所述旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)(25)的合計(jì)扭矩對(duì)所述旋轉(zhuǎn)體(20)進(jìn)行制動(dòng)、驅(qū)動(dòng)的復(fù)合旋轉(zhuǎn)模式； 通過(guò)所述旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)(27)的扭矩對(duì)所述旋轉(zhuǎn)體(20)進(jìn)行制動(dòng)、驅(qū)動(dòng)的液壓馬達(dá)單獨(dú)旋轉(zhuǎn)模式， 在所述旋轉(zhuǎn)操作桿(72)的操作量處于中立狀態(tài)以及最大狀態(tài)的情況下，采用所述單獨(dú)旋轉(zhuǎn)模式；在所述旋轉(zhuǎn)操作桿(72)的操作量比中立狀態(tài)大而比最大狀態(tài)小的情況下，采用所述復(fù)合旋轉(zhuǎn)模式， 在所述復(fù)合旋轉(zhuǎn)模式下 當(dāng)所述旋轉(zhuǎn)操作桿(72)的操作量比中立狀態(tài)大而比最大狀態(tài)小的情況下，相對(duì)于所述旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)(27)的扭矩的、所述旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)(25)的扭矩的比例最大。
5.如權(quán)利要求4所述的工程機(jī)械，其特征在于， 所述增益，在所述旋轉(zhuǎn)操作桿(72)的操作量比中立狀態(tài)大而比最大狀態(tài)小的情況下為最大。
6.如權(quán)利要求5所述的工程機(jī)械，其特征在于， 根據(jù)所述增益而決定的所述旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)(25)的制動(dòng)、驅(qū)動(dòng)扭矩，在所述旋轉(zhuǎn)操作桿(72)的操作量比中立狀態(tài)大而比最大狀態(tài)小的情況下為最大。
7.如權(quán)利要求1所述的工程機(jī)械，其特征在于， 在所述液壓泵(41)與所述旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)(27)之間，具備對(duì)安全壓進(jìn)行變更的安全閥(28,29), 在所述旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)(25)的轉(zhuǎn)速的絕對(duì)值超過(guò)第一旋轉(zhuǎn)速度，或者，所述旋轉(zhuǎn)操作桿(72)的操作量超過(guò)第一操作量的情況下，降低所述旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)(27)的安全壓，此后，在所述旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)(25)的轉(zhuǎn)速的絕對(duì)值低于設(shè)定為所述第一旋轉(zhuǎn)速度以下的第二旋轉(zhuǎn)速度，或者，所述旋轉(zhuǎn)操作桿(72)的操作量低于設(shè)定為所述第一操作量以下的第二操作量的情況下，使下降的所述旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)(27)的安全壓上升。
8.如權(quán)利要求7所述的工程機(jī)械，其特征在于， 在降低所述旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)(27)的安全壓，而所述旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)(27)的壓力超過(guò)第二壓力的情況下，算出使旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)(25)產(chǎn)生因降低所述旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)(27)的安全壓所導(dǎo)致的所述旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)(27)的扭矩減少量的所述電動(dòng)馬達(dá)扭矩指令值。
9.如權(quán)利要求1所述的工程機(jī)械，其特征在于， 在由所述旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)(25)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)扭矩的情況下，減小所述液壓泵(41)的功率。
10.如權(quán)利要求1所 述的工程機(jī)械，其特征在于， 以作為所述旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)(25)與所述旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)(27)的合計(jì)扭矩而得到的制動(dòng)、驅(qū)動(dòng)扭矩處于規(guī)定的范圍內(nèi)的方式，進(jìn)行扭矩指令值的限制。
11.如權(quán)利要求1所述的工程機(jī)械，其特征在于， 以所述旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)(25)的制動(dòng)、驅(qū)動(dòng)扭矩的變化率處于規(guī)定的范圍內(nèi)的方式,對(duì)扭矩指令值的變化率進(jìn)行限制。
全文摘要
本發(fā)明提供具有旋轉(zhuǎn)體的工程機(jī)械，在同時(shí)采用旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)(27)和旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)(25)以謀求節(jié)能化的工程機(jī)械中，提供能夠確保旋轉(zhuǎn)體(20)的良好的操作性，并且能源效率高的混合動(dòng)力型工程機(jī)械。根據(jù)旋轉(zhuǎn)操作桿(72)的操作量，對(duì)相對(duì)于旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)(27)的、旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)(25)的扭矩的比例進(jìn)行變更。另外，根據(jù)旋轉(zhuǎn)操作桿(72)的操作量、旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)(27)的壓力、旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)(25)的旋轉(zhuǎn)速度，對(duì)安全壓及旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)(25)的扭矩進(jìn)行控制。
文檔編號(hào)E02F9/22GK103154387SQ201180049309
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2011年10月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月14日
發(fā)明者井村進(jìn)也, 石田誠(chéng)司, 石川廣二, 梶田勇輔, 佐竹英敏, 大木孝利, 枝村學(xué) 申請(qǐng)人:日立建機(jī)株式會(huì)社