(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業機械に備えられる油圧駆動装置であって、
出力軸を備え、予め設定された上限トルク以下のトルクを出力するように作動するエンジンと、
前記出力軸に連結され、前記出力軸から入力される動力によって作動油を吐出する、可変容量式の油圧メインポンプと、
前記出力軸に連結された油圧モータであって、作動油の供給を受けることで前記出力軸を回転させるトルクを出力し前記エンジンの作動をアシストすることが可能な可変容量式の油圧モータと、
内部に複数の油圧室を備え、前記油圧メインポンプから供給される作動油を前記複数の油圧室のうちの一の油圧室に受け入れるとともに、前記複数の油圧室のうちの他の油圧室から作動油を排出する油圧アクチュエータと、
前記油圧アクチュエータの駆動を指令するための操作を受ける被操作部と、
作動油の供給を受ける一方、前記油圧モータに作動油を供給することが可能なアキュムレータと、
前記アキュムレータの蓄圧量を検出する蓄圧量検出部と、
前記油圧モータが前記エンジンの作動をアシストするために前記アキュムレータから作動油の供給を受けることによって出力可能なトルクであるアシスト可能トルクを、前記蓄圧量検出部が検出する前記蓄圧量と前記油圧モータの最大容量とに基づいて決定する、アシスト量決定部と、
前記被操作部が受ける操作量の大きさに応じた作業者が要求する駆動速度で前記油圧アクチュエータを駆動するために前記油圧メインポンプが要求する吸収トルクが前記上限トルクよりも大きくなることを許容するように、前記アシスト量決定部によって決定された前記アシスト可能トルクに応じて前記油圧モータの容量を決定するモータ容量決定部と、
前記決定された容量に基づいて、前記油圧モータの容量を調整するモータ制御部と、
を有する、油圧駆動装置。
【請求項２】
所定の条件に応じて、前記油圧モータによる前記エンジンのアシスト動作の実行可否を判定するアシスト動作実行判定部を更に有し、
前記モータ容量決定部は、前記アシスト動作実行判定部によって前記アシスト動作の実行が可能と判定された場合に、前記吸収トルクが前記上限トルクよりも大きくなることを許容するように前記油圧モータの容量を決定し、前記アシスト動作実行判定部によって前記アシスト動作の実行が不可と判定された場合に、前記吸収トルクが前記上限トルクを下回るように前記油圧モータの容量を決定する、請求項１に記載の油圧駆動装置。
【請求項３】
前記アシスト動作実行判定部は、前記蓄圧量検出部によって検出される前記蓄圧量が所定の閾値を超えている場合に前記アシスト動作の実行を可能と判定し、前記蓄圧量が前記閾値を下回っている場合に前記アシスト動作の実行を不可と判定する、請求項２に記載の油圧駆動装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１項に記載の作業機械の油圧駆動装置と、
前記油圧アクチュエータに連結され、所定の作業を実行するために前記油圧アクチュエータによって駆動される作業用部材と、
を備える、作業機械。
【請求項５】
請求項２に記載の作業機械の油圧駆動装置と、
前記油圧アクチュエータに連結され、所定の作業を実行するために前記油圧アクチュエータによって駆動される作業用部材と、
を備え、
前記アシスト動作実行判定部は、前記作業用部材が実行する作業内容に応じて、前記アシスト動作の実行の可否を判定する、作業機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧ショベル等の作業機械に設けられる油圧駆動装置およびこれを備えた作業機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧ショベルなどの作業機械に設けられる油圧駆動装置は、一般に、エンジンと、このエンジンにより駆動されて作動油を吐出する油圧ポンプと、当該作動油の供給を受けて作動する油圧アクチュエータと、を備える。
【０００３】
特許文献１には、上記の構成に加え、エンジンの出力軸に連結されたポンプモータと、アキュムレータと、を更に備えた油圧駆動装置が開示されている。ポンプモータがエンジンによって駆動されポンプ機能が実行されると、アキュムレータに作動油のエネルギーが蓄圧される。一方、アキュムレータに蓄圧された作動油のエネルギーによってポンプモータのモータ機能が実行されることで、エンジンの回転がアシストされる。
【０００４】
更に、上記の技術では、作業機械の操作レバーが操作される操作量に応じて、油圧ポンプの容量が制御される。この際、ポンプモータのモータ機能とポンプ機能とが適宜切り換えられることで、エンジンに掛かる負荷（トルク）を平準化することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１２１３７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載された油圧駆動装置では、エンジンのオーバーヒートを防止するために、エンジンの出力トルクが予め設定された出力可能トルクよりも小さくなるように制御される。したがって、大きな速度で油圧アクチュエータを駆動することを指令する操作が操作レバーに入力された場合、油圧アクチュエータの駆動速度と作業者が要求する作業速度との間に大きな差が生じていた。この結果、油圧アクチュエータの駆動速度が、作業者が要求する作業速度を充分満たすことができないという問題があった。
【０００７】
本発明は、油圧アクチュエータの駆動速度を従来よりも作業者が要求する速度に近づけることが可能な油圧駆動装置およびこれを備えた作業機械を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によって提供されるのは、作業機械に備えられる油圧駆動装置であって、出力軸を備え、予め設定された上限トルク以下のトルクを出力するように作動するエンジンと、前記出力軸に連結され、前記出力軸から入力される動力によって作動油を吐出する、可変容量式の油圧メインポンプと、前記出力軸に連結された油圧モータであって、作動油の供給を受けることで前記出力軸を回転させるトルクを出力し前記エンジンの作動をアシストすることが可能な可変容量式の油圧モータと、内部に複数の油圧室を備え、前記油圧メインポンプから供給される作動油を前記複数の油圧室のうちの一の油圧室に受け入れるとともに、前記複数の油圧室のうちの他の油圧室から作動油を排出する油圧アクチュエータと、前記油圧アクチュエータの駆動を指令するための操作を受ける被操作部と、作動油の供給を受ける一方、前記油圧モータに作動油を供給することが可能なアキュムレータと、前記アキュムレータの蓄圧量を検出する蓄圧量検出部と、前記油圧モータが前記エンジンの作動をアシストするために前記アキュムレータから作動油の供給を受けることによって出力可能なトルクであるアシスト可能トルクを、前記蓄圧量検出部が検出する前記蓄圧量と前記油圧モータの最大容量とに基づいて決定する、アシスト量決定部と、前記被操作部が受ける操作量の大きさに応じた作業者が要求する駆動速度で前記油圧アクチュエータを駆動するために前記油圧メインポンプが要求する吸収トルクが前記上限トルクよりも大きくなることを許容するように、前記アシスト量決定部によって決定された前記アシスト可能トルクに応じて前記油圧モータの容量を決定するモータ容量決定部と、前記決定された容量に基づいて、前記油圧モータの容量を調整するモータ制御部と、を有する。
【０００９】
本構成によれば、エンジンの上限トルクによって油圧アクチュエータの作業速度が制限されていた従来の構成と比較して、油圧メインポンプが受ける吸収トルクがエンジンの上限トルク以上となることが許容される。このため、油圧アクチュエータの駆動速度を必要に応じて増大することができる。この結果、油圧アクチュエータの駆動速度を作業者が要求する速度に近づけることが可能となる。
【００１０】
上記の構成において、所定の条件に応じて、前記油圧モータによる前記エンジンのアシスト動作の実行可否を判定するアシスト動作実行判定部を更に有し、前記モータ容量決定部は、前記アシスト動作実行判定部によって前記アシスト動作の実行が可能と判定された場合に、前記吸収トルクが前記上限トルクよりも大きくなることを許容するように前記油圧モータの容量を決定し、前記アシスト動作実行判定部によって前記アシスト動作の実行が不可と判定された場合に、前記吸収トルクが前記上限トルクを下回るように前記油圧モータの容量を決定するものでもよい。
【００１１】
本構成によれば、アシスト動作実行判定部が油圧モータによるエンジンのアシスト動作の実行可否を判定する。このため、アシスト動作が困難な条件において、無理にアシスト動作が実行されることが抑止され、作業機械や油圧駆動装置の損傷が防止される。
【００１２】
上記の構成において、前記アシスト動作実行判定部は、前記蓄圧量検出部によって検出される前記蓄圧量が所定の閾値を超えている場合に前記アシスト動作の実行を可能と判定し、前記蓄圧量が前記閾値を下回っている場合に前記アシスト動作の実行を不可と判定することが望ましい。
【００１３】
本構成によれば、蓄圧量検出部によって検出されるアキュムレータの蓄圧量が予め設定された閾値を下回る場合には、油圧モータによるエンジンのアシスト動作が行われないように制御される。このため、アキュムレータの蓄圧量がゼロとなることに起因して油圧駆動装置が故障することが防止される。
【００１４】
また、提供されるのは作業機械であって、当該作業機械は、上記の何れか１に記載の作業機械の油圧駆動装置と、前記油圧アクチュエータに連結され、所定の作業を実行するために前記油圧アクチュエータによって駆動される作業用部材と、を備える。
【００１５】
本構成によれば、油圧アクチュエータに連結される作業用部材の作業速度を作業者が要求する速度に近づけることが可能となる。
【００１６】
また、上記のアシスト動作実行判定部を備える作業機械にあっては、前記油圧アクチュエータに連結され、所定の作業を実行するために前記油圧アクチュエータによって駆動される作業用部材を備え、前記アシスト動作実行判定部は、前記作業用部材が実行する作業内容に応じて、前記アシスト動作の実行の可否を判定することが望ましい。
【００１７】
本構成によれば、油圧アクチュエータに連結される作業用部材の作業速度を作業者が要求する速度に近づけることが可能となる。また、作業の種類に応じて作業速度を増大させる作業と、増大させない作業とを切り換えることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、油圧アクチュエータの駆動速度を作業者が要求する速度に近づけることが可能な油圧駆動装置およびこれを備えた作業機械が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る作業機械の側面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る作業機械の油圧駆動装置の回路図である。
【図３】図２の油圧駆動装置の一部の回路図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る油圧駆動装置のコントローラのブロック図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る油圧駆動装置において、油圧モータによるエンジンのアシスト動作が実行される際のフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態に係る油圧駆動装置において、アシスト動作の有無に応じた馬力特性の変化を示したグラフである。
【図７】本発明の一実施形態に係る油圧駆動装置において、アシスト動作の有無に応じた油圧メインポンプの要求トルク（吸収トルク）の推移を示したグラフである。
【図８】本発明の変形実施形態に係る油圧駆動装置において、油圧モータによるエンジンのアシスト動作が実行される際のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照しつつ、本発明の各実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る油圧ショベル１０１（作業機械）の側面図である。なお、図１には、「上」、「下」、「前」および「後」などの方向が示されているが、当該方向は、本実施形態に係る油圧ショベル１０１の構造を説明するために便宜上示すものであり、本発明に係る油圧駆動装置、作業機械の使用態様などを限定するものではない。
【００２１】
油圧ショベル１０１は、下部走行体１１１と、下部走行体１１１の上に縦軸回りに旋回可能に支持された上部旋回体１２１と、を備える。下部走行体１１１および上部旋回体１２１は、油圧ショベル１０１のベースを構成する。上部旋回体１２１は、上部フレーム１３１と、上部フレーム１３１の上に備えられた運転室１４１およびカウンタウエイト１５１と、を備える。上部フレーム１３１は、水平方向に沿って延びる板状部材からなる。運転室１４１には、油圧ショベル１０１の作業者が操作する操作レバー（被操作部）などが備えられている。カウンタウエイト１５１は、上部フレーム１３１の後方部分に備えられ、油圧ショベル１０１のバランスを保持する機能を備えている。
【００２２】
更に、上部フレーム１３１の前方部分には、作業アタッチメント１６１が装着されている。作業アタッチメント１６１は、不図示の支持機構によって上部フレーム１３１に支持されている。作業アタッチメント１６１は、上部旋回体１２１に起伏可能に装着されるブーム１７１と、このブーム１７１の先端に回動可能に連結されるアーム１８１と、このアーム１８１の先端に回動可能に連結されるバケット１９１と、を備える。なお、ブーム１７１、アーム１８１およびバケット１９１は、本発明の作業用部材を構成する。
【００２３】
作業アタッチメント１６１には、ブーム用油圧アクチュエータであるブームシリンダ２０１と、アーム用油圧アクチュエータであるアームシリンダ２１１と、バケット用油圧アクチュエータであるバケットシリンダ２２１と、が装着され、これらのシリンダは伸縮可能な油圧シリンダにより構成される。ブームシリンダ２０１は、作動油の供給を受けることにより伸縮（作動）してブーム１７１を起伏方向に回動させるようにブーム１７１と上部旋回体１２１との間に介在する。アームシリンダ２１１は、作動油の供給を受けることにより伸縮してアーム１８１をブーム１７１に対して水平軸回りに回動させるようにアーム１８１とブーム１７１との間に介在する。更に、バケットシリンダ２２１は、作動油の供給を受けることにより伸縮してバケット１９１をアーム１８１に対して水平軸回りに回動させるようにバケット１９１とアーム１８１との間に介在する。
【００２４】
なお、本発明が適用される作業機械は油圧ショベル１０１に限定されない。本発明は、油圧によって駆動される駆動対象物を含む作業機械に広く適用されることが可能である。なお、作業アタッチメントとしては、バケットに加え、破砕機、解体機などが採用できる。
【００２５】
油圧ショベル１０１は、上部旋回体１２１の旋回動作や作業アタッチメント１６１の駆動を制御する油圧駆動装置１００を有する。図２は、本実施形態に係る油圧ショベル１０１の油圧駆動装置１００の回路図である。図３は、図２の油圧駆動装置１００の一部の回路図である。図４は、本実施形態に係る油圧駆動装置１００が有するコントローラ１２のブロック図である。
【００２６】
図２を参照して、油圧駆動装置１００は、エンジン１と、第１油圧メインポンプ２と、第２油圧メインポンプ３と、コントロールバルブユニット１１と、油圧アクチュエータＡ１〜Ａｎと、操作レバーＬ１〜Ｌｎ（被操作部）と、コントローラ１２と、動力伝達機構４と、油圧ポンプモータ５（油圧モータ）と、電磁弁６と、アキュムレータ７と、を有する。また、油圧駆動装置１００は、第１ポンプ用圧力センサ８と、第２ポンプ用圧力センサ９と、アキュムレータ用圧力センサ１０（蓄圧量検出部）と、複数のチェック弁１３と、油タンク１４Ａ、１４Ｂと、を有する。更に、油圧駆動装置１００は、第１ポンプ用レギュレータ２１と、第２ポンプ用レギュレータ３１と、ポンプモータ用レギュレータ５１と、を有する。
【００２７】
エンジン１は、出力軸１Ａを有する。第１油圧メインポンプ２および第２油圧メインポンプ３は、出力軸１Ａに連結されている。エンジン１は、予め設定された上限トルク以下のトルクを出力するように作動する。換言すれば、エンジン１の出力トルクの上限値は、上記の上限トルクに予め設定されている。
【００２８】
第１油圧メインポンプ２および第２油圧メインポンプ３は、相互独立して不図示のタンク内の作動油を吐出するものであり、この実施の形態では、いずれも可変容量式油圧ポンプにより構成されており、エンジン１から入力される動力によってそれぞれ作動油を吐出する。すなわち、第１油圧メインポンプ２および第２油圧メインポンプ３は、エンジン１の出力軸１Ａに連結され、出力軸１Ａから入力される動力によって作動油を吐出する。第１油圧メインポンプ２および第２油圧メインポンプ３から吐出された作動油は、コントロールバルブユニット１１によって流量制御された状態で、各油圧アクチュエータＡ１〜Ａｎに供給される。
【００２９】
第１油圧メインポンプ２および第２油圧メインポンプ３には、それぞれ第１ポンプ用レギュレータ２１および第２ポンプ用レギュレータ３１が付設されている。これらの第１ポンプ用レギュレータ２１および第２ポンプ用レギュレータ３１は後述のコントローラ１２のメインポンプ制御部１２１から容量制御信号の入力を受けることにより第１油圧メインポンプ２および第２油圧メインポンプ３の容量をそれぞれ変化させるように作動する。
【００３０】
油圧アクチュエータＡ１〜Ａｎは、前述のブームシリンダ２０１と、アームシリンダ２１１と、バケットシリンダ２２１と、を含む。また、図２に示される油圧アクチュエータＡｎは、下部走行体１１１上で上部旋回体１２１を旋回させる油圧式の旋回モータである。これらの油圧アクチュエータは、内部に複数の油圧室を備え、第１油圧メインポンプ２または第２油圧メインポンプ３から供給される作動油を前記複数の油圧室のうちの一の油圧室に受け入れるとともに、前記複数の油圧室のうちの他の油圧室から作動油を排出することで作動する。
【００３１】
操作レバーＬ１〜Ｌｎは、それぞれ、油圧アクチュエータＡ１〜Ａｎの駆動を指令するための操作を受ける。
【００３２】
動力伝達機構４は、不図示の複数のギアなどによって構成されており、油圧ポンプモータ５とエンジン１の出力軸１Ａとを接続する。この結果、エンジン１の作動に伴って、出力軸１Ａおよび動力伝達機構４を介して、油圧ポンプモータ５がポンプ機能を実行することが可能となる。また、油圧ポンプモータ５がモータ機能を実行すると、動力伝達機構４および出力軸１Ａを介して、油圧ポンプモータ５がエンジン１の駆動をアシストすることが可能となる。
【００３３】
本実施形態では、油圧ポンプモータ５は、両傾転可変容量式のポンプモータ（油圧モータ）である。油圧ポンプモータ５は、エンジン１から入力される動力によって油タンク１４Ａの作動油を吐出することで、ポンプ動作を実行する。油圧ポンプモータ５によって吐出された作動油は、電磁弁６を通じてアキュムレータ７に蓄圧される。また、油圧ポンプモータ５は、電磁弁６を通じてアキュムレータ７から作動油の供給を受けることで、エンジン１の出力軸１Ａを回転させるモータ動作を実行することが可能である。この際、油圧ポンプモータ５は、動力伝達機構４を介して出力軸１Ａを回転させることで、エンジン１の駆動をアシストする。
【００３４】
油圧ポンプモータ５には、ポンプモータ用レギュレータ５１が付設されている。ポンプモータ用レギュレータ５１は後述のコントローラ１２のポンプモータ制御部１２２から容量制御信号の入力を受けることにより油圧ポンプモータ５の傾転（容量）を変化させるように作動する。油圧ポンプモータ５には、ポンプ動作において吐出する作動油のポンプ容量と、モータ動作において受け入れる作動油のモータ容量と、をそれぞれ調整することが可能な容量調整機構を備えている。本実施形態では、油圧ポンプモータ５の傾転がポンプモータ用レギュレータ５１を通じて調整されることで、上記のポンプ容量およびモータ容量が調整される。また、油圧ポンプモータ５のポンプ動作とモータ動作との切替えも、傾転量の調整によって行われる。油圧ポンプモータ５の傾転は、コントローラ１２のポンプモータ制御部１２２によって制御される。
【００３５】
アキュムレータ７は、油圧ポンプモータから作動油の供給を受けることで当該作動油のエネルギーを蓄圧する一方、油圧ポンプモータ５に作動油を供給する。
【００３６】
電磁弁６は、油圧ポンプモータ５とアキュムレータ７との間の作動油の流路を切換える。電磁弁６は、コントローラ１２の出力部１２６から出力される切換信号に応じて、第１切換位置６Ａと、中立位置６Ｂと、第２切換位置６Ｃとの間で切換るように作動する。具体的に、電磁弁６は、第１ソレノイド６Ｊと、第２ソレノイド６Ｋと、を有する。コントローラ１２から第１ソレノイド６Ｊに切換信号が入力されると、電磁弁６の位置が第１切換位置６Ａに切換る。当該第１切換位置６Ａでは、油圧ポンプモータ５が油タンク１４Ａから供給された作動油を吐出すると、吐出された作動油がアキュムレータ７に供給される（ポンプ機能）。この際、油タンク１４Ｂと油圧ポンプモータ５との間の作動油の流通は遮断される。一方、コントローラ１２から第２ソレノイド６Ｋに切換信号が入力されると、電磁弁６の位置が第２切換位置６Ｃに切換る。当該第２切換位置６Ｃでは、油圧ポンプモータ５がアキュムレータ７から作動油の供給を受けることで、動力伝達機構４を介して出力軸１Ａに駆動力を出力する（モータ機能）。なお、この際、油圧ポンプモータ５から吐出される作動油は、油タンク１４Ｂに排出される。更に、コントローラ１２から第１ソレノイド６Ｊおよび第２ソレノイド６Ｋに切換信号が入力されない場合、電磁弁６の位置が中立位置６Ｂに切換る。当該中立位置６Ｂでは、油圧ポンプモータ５とアキュムレータ７との間の作動油の流通が遮断される。なお、油タンク１４Ａ、１４Ｂと油圧ポンプモータ５との間の作動油の流通は許容される。
【００３７】
第１ポンプ用圧力センサ８および第２ポンプ用圧力センサ９は、それぞれ第１油圧メインポンプ２および第２油圧メインポンプ３が吐出する作動油の圧力（吐出圧）を検出する。アキュムレータ用圧力センサ１０（蓄圧量検出部）は、アキュムレータ７が蓄圧する作動油の圧力（蓄圧量）を検出する。これらのセンサは、検出した圧力に応じた信号をコントローラ１２に出力する。
【００３８】
図３は、図２の油圧駆動装置１００の一部の回路図であって、コントロールバルブユニット１１の内部を示す回路図である。コントロールバルブユニット１１は、各油圧アクチュエータに対応して設けられる複数のコントロールバルブ１１０を含み、この実施の形態では各コントロールバルブ１１０はパイロット切換弁により構成される。このパイロット切換弁は、対応する油圧アクチュエータと、この油圧アクチュエータに割り当てられた第１油圧メインポンプ２または第２油圧メインポンプ３との間に介在し、パイロット圧の供給を受けて開閉作動するとともに当該パイロット圧に対応した流量で作動油を前記油圧アクチュエータに導く。コントロールバルブユニット１１は、複数のコントロールバルブ１１０と、リリーフ弁１１１と、を有する。なお、図３では、複数のコントロールバルブ１１０のうちの１つのコントロールバルブ１１０が図示されている。
【００３９】
コントロールバルブ１１０は、一対のソレノイド１１０Ｊ、１１０Ｋを有し、両ソレノイド１１０Ｊ、１１０Ｋに切換信号が入力されないときは中立位置１１０Ｃに保持され、ソレノイド１１０Ｊに切換信号が入力されたときは第１駆動位置１１０Ａに切換えられ、ソレノイド１１０Ｋに切換信号が入力されたときは第２駆動位置１１０Ｂに切換えられる。このコントロールバルブ１１０は、中立位置１１０Ｃでは油圧アクチュエータＡ１と第１油圧メインポンプ２及びタンクとの間の作動油の流通を遮断する。また、コントロールバルブ１１０は、第１駆動位置１１０Ａでは第１油圧メインポンプ２と油圧アクチュエータのヘッド側室との間の作動油の流通を許容するとともに、油圧アクチュエータＡ１のロッド側室とタンクとの間の作動油の流通を許容する。このため、第１油圧メインポンプ２から吐出された作動油が、油圧アクチュエータＡ１のヘッド側室に流入し、油圧アクチュエータＡ１のロッド側室から排出された作動油がタンクに導かれる。この結果、油圧アクチュエータＡ１が、伸長する。また、コントロールバルブ１１０は、第１駆動位置１１０Ｂでは第１油圧メインポンプ２と油圧アクチュエータのロッド側室との間の作動油の流通を許容するとともに、油圧アクチュエータＡ１のヘッド側室とタンクとの間の作動油の流通を許容する。このため、第１油圧メインポンプ２から吐出された作動油が、油圧アクチュエータＡ１のロッド側室に流入し、油圧アクチュエータＡ１のヘッド側室から排出された作動油がタンクに導かれる。この結果、油圧アクチュエータＡ１が、収縮する。コントロールバルブ１１０の位置は、コントローラ１２の出力部１２６から切換信号を受けることで、上記の第１駆動位置１１０Ａ、第２駆動位置１１０Ｂおよび中立位置１１０Ｃの間で切換えられる。
【００４０】
リリーフ弁１１１（図３）は、第１油圧メインポンプ２の吐出ラインの圧力が所定の圧力（リリーフ圧）を超えた場合に、作動油の一部をタンクに排出する。
【００４１】
２つのチェック弁１３（図２）は、それぞれ、電磁弁６と油圧ポンプモータ５との間、油タンク１４Ａと油圧ポンプモータ５との間の作動油の逆流を阻止する。
【００４２】
コントローラ１２は、例えばマイクロコンピュータからなり、当該コントローラ１２に入力される前記各検出信号に基づいて、コントロールバルブユニット１１の各コントロールバルブ１１０の位置切換動作、電磁弁６の位置切換動作、第１油圧メインポンプ２、第２油圧メインポンプ３および油圧ポンプモータ５の容量設定、表示部１５への表示情報の出力動作を制御する。図４は、本実施形態に係る油圧駆動装置１００のコントローラ１２のブロック図である。コントローラ１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、制御プログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＰＵの作業領域として使用されるＲＡＭ（Random Access Memory）等から構成され、ＣＰＵが前記制御プログラムを実行することで、メインポンプ制御部１２１、ポンプモータ制御部１２２、アシスト量演算部１２３、指令値演算部１２４、判定部１２５、出力部１２６および記憶部１２７を有するように機能する。また、油圧駆動装置１００は、表示部１５と、入力部１６と、を更に有する。コントローラ１２は、油圧ショベル１０を統括的に制御するもので、制御信号の送受先として、コントロールバルブユニット１１、電磁弁６、第１ポンプ用レギュレータ２１、第２ポンプ用レギュレータ３１、ポンプモータ用レギュレータ５１、第１ポンプ用圧力センサ８、第２ポンプ用圧力センサ９、アキュムレータ用圧力センサ１０、操作レバーＬ１〜Ｌｎ、表示部１５および入力部１６とそれぞれ接続されている。
【００４３】
メインポンプ制御部１２１は、第１油圧メインポンプ２および第２油圧メインポンプ３の容量を制御する。この実施形態に係るメインポンプ制御部１２１は、前記容量についてポジティブコントロール及び馬力制御（いわゆるＰＱ制御）の双方を実行する。メインポンプ制御部１２１は、ポジティブコントロール、すなわち、操作レバーＬ１〜Ｌｎの操作量に見合ったポンプ容量の設定を行う制御、のための容量演算を行う。一例として、操作レバーＬ１〜Ｌｎの操作量と、当該操作レバーＬ１〜Ｌｎにそれぞれ対応する第１油圧メインポンプ２または第２油圧メインポンプ３の容量との関係については、前記操作量の増大に伴って各ポンプ容量が最大容量を上限として直線的に増大する特性が予め設定されており、メインポンプ制御部１２１は当該特性と各レバー操作量とに基づいてポジティブコントロール用のポンプ容量ｑｐ１＿ｐｏｓｉ、ｑｐ２＿ｐｏｓｉを算出する。
【００４４】
また、メインポンプ制御部１２１は、馬力制御（いわゆるＰＱ制御）のための容量の演算も行うものであり、具体的には、ａ）第１ポンプ用圧力センサ８および第２ポンプ用圧力センサ９がそれぞれ検出する第１ポンプ圧Ｐｐ１及び第２ポンプ圧Ｐｐ２と、ｂ）両ポンプ圧の平均値（以下「平均ポンプ圧」と称する。）Ｐａ（＝（Ｐｐ１＋Ｐｐ２）／２）と第１油圧メインポンプ２および第２油圧メインポンプ３の容量の平均値との積とについて予め設定された馬力特性と、に基づいて第１油圧メインポンプ２、第２油圧メインポンプ３の容量の平均値Ｑｈａを演算する。
【００４５】
なお、上記の馬力特性としては、例えば図６に示すような特性が用いられる。この特性は、平均ポンプ圧Ｐａが特定値未満の領域ではポンプ容量平均値Ｑｈａを最大値Ｑｈｍａｘに維持し、前記特定値以上の領域では平均ポンプ圧Ｐａとポンプ容量平均値Ｑｈａとの積を略一定に保つように平均ポンプ圧Ｐａの増大に伴って当該ポンプ容量平均値Ｑｈａを減少させる特性である。
【００４６】
なお、本実施形態に係るアシスト動作が実行される場合は、上記のポジティブコントロール及び馬力制御に基づく各ポンプ容量は、指令値演算部１２４によって参照され、第１油圧メインポンプ２および第２油圧メインポンプ３の最終的なポンプ容量が決定される。また、アシスト動作が実行されない場合は、ポジティブコントロール及び馬力制御に基づく各ポンプ容量から低位選択されたポンプ容量に基づいて、第１油圧メインポンプ２および第２油圧メインポンプ３の最終的なポンプ容量が決定される。
【００４７】
ポンプモータ制御部１２２（モータ制御部）は、指令値演算部１２４の演算結果に基づいて油圧ポンプモータ５の容量を制御する。この際、ポンプモータ制御部１２２は、両傾転可変容量式の油圧ポンプモータ５の傾転を制御することで、油圧ポンプモータ５のモータ機能およびポンプ機能を切り換えるとともに、その容量を制御する。なお、本実施形態では、予め、油圧ショベル１０１の使用時であってエンジン１の負荷が小さい場合に、ポンプとして機能する油圧ポンプモータ５からアキュムレータ７に作動油が蓄圧される。
【００４８】
アシスト量演算部１２３（アシスト量決定部）は、油圧ポンプモータ５がアキュムレータ７から作動油の供給を受けることによってエンジン１の駆動をアシストするために出力可能なトルクであるアシスト可能トルクを、アキュムレータ用圧力センサ１０が検出する前記蓄圧量と油圧ポンプモータ５の最大容量とに基づいて演算（決定）する。
【００４９】
指令値演算部１２４は、本実施形態に係るアシスト動作の実行時に、操作レバーＬ１〜Ｌｎが受ける操作量に応じて油圧アクチュエータＡ１〜Ａｎを駆動するために第１油圧メインポンプ２または第２油圧メインポンプ３が要求する吸収トルクが前記上限トルクよりも大きくなることを許容するように、アシスト量演算部１２３によって演算された前記アシスト可能トルクに応じて、第１油圧メインポンプ２、第２油圧メインポンプ３および油圧ポンプモータ５の各容量を演算、決定する。
【００５０】
なお、指令値演算部１２４は、判定部１２５によって油圧ポンプモータ５によるエンジン１の駆動のアシスト動作の実行が可能と判定された場合に、前記吸収トルクが前記上限トルクよりも大きくなることを許容するように、第１油圧メインポンプ２、第２油圧メインポンプ３および油圧ポンプモータ５の各容量を決定する。また、指令値演算部１２４は、判定部１２５によって前記アシスト動作の実行が不可と判定された場合には、前記吸収トルクが前記上限トルクを下回るように、第１油圧メインポンプ２、第２油圧メインポンプ３および油圧ポンプモータ５の各容量を決定する。
【００５１】
判定部１２５（アシスト動作実行判定部）は、所定の条件に応じて、油圧ポンプモータ５によるエンジン１の駆動のアシスト動作の実行可否を判定する。一例として、判定部１２５は、アキュムレータ用圧力センサ１０によって検出される前記蓄圧量が所定の閾値を超えている場合に油圧ポンプモータ５によるエンジン１の駆動のアシスト動作の実行を可能と判定し、前記蓄圧量が前記閾値を下回っている場合に前記アシスト動作の実行を不可と判定する。更に、判定部１２５は、操作レバーＬ１〜Ｌｎを介したブーム１７１、アーム１８１およびバケット１９１などの作業内容に応じて、前記アシスト動作の実行の可否を判定する。
【００５２】
出力部１２６は、指令値演算部１２４によって演算された指令値を指令信号に変換し、コントロールバルブ１１０のソレノイド１１０Ｊ、１１０Ｋ、第１ポンプ用レギュレータ２１、第２ポンプ用レギュレータ３１、ポンプモータ用レギュレータ５１、電磁弁６のソレノイド６Ｊ、６Ｋに出力する。
【００５３】
記憶部１２７は、指令値演算部１２４の演算に使用される各種の演算式、閾値などの参照情報を予め記憶している。
【００５４】
表示部１５は、油圧ショベル１０１の運転室１４１内に備えられている。一例として、表示部１５は、タッチパネルからなる。また、表示部１５には、油圧ショベルの各種の状態量や作業者に対するメッセージなどが表示される。
【００５５】
入力部１６は、油圧ショベル１０１の運転室１４１内に備えられている。入力部１６は、判定部１２５による前記アシスト動作の実行可否の判定結果を強制的に決定するための入力信号を受け付ける。
【００５６】
図５は、本実施形態に係る油圧ショベル１０１の油圧駆動装置１００において、油圧ポンプモータ５によるエンジン１のアシスト動作が実行される際のフローチャートである。図６は、油圧駆動装置１００において、アシスト動作の有無に応じた馬力特性の変化を示したグラフである。図７は、油圧駆動装置１００において、アシスト動作の有無に応じた第１油圧メインポンプ２および第２油圧メインポンプ３の要求トルク（吸収トルク）の推移を示したグラフである。
【００５７】
図５を参照して、油圧駆動装置１００において、油圧ポンプモータ５によるエンジン１のアシスト動作が実行される際のフローについて説明する。本実施形態では、まず、判定部１２５によって、アシスト動作の実行可否が判定される（ステップＳ１）。具体的に、アキュムレータ用圧力センサ１０が検出する蓄圧量Ｐａｃｃが予め設定された蓄圧量下限値Ｐ０（閾値）以上の場合（ステップＳ１でＹＥＳ）には、アシスト動作が実行される（ステップＳ２）。一方、検出される蓄圧量ＰａｃｃがＰ０未満の場合（ステップＳ１でＮＯ）には、アシスト動作は実行されない（ステップＳ１３）。この場合、ポンプモータ制御部１２２が油圧ポンプモータ５の容量を最小化し（ステップＳ１４）、電磁弁６を中立位置６Ｂに設定する。このようなステップＳ１の判定によって、アキュムレータ７の残圧が少ない状態でアシスト動作が実行されることが防止される。このため、アキュムレータ７の圧力Ｐａｃｃがゼロとなり機器の破損に繋がることが防止される。
【００５８】
一方、油圧ポンプモータ５によるエンジン１のアシスト動作の実行が決定とされると（ステップＳ２）、ステップＳ３において、アシスト量演算部１２３が最大アシスト可能トルクＴａ_ｍａｘを演算する。なお、最大アシスト可能トルクＴａ＿ｍａｘは、アキュムレータ７からの作動油の供給を受けて油圧ポンプモータ５がモータとして機能した場合の出力軸１Ａをアシストできる最大のトルクである。最大アシスト可能トルクＴａ_ｍａｘは、アキュムレータ用圧力センサ１０が検出するアキュムレータ圧力Ｐａｃｃと油圧ポンプモータ５がモータとして作用する際の最大容量ｑｐｍ＿ｍａｘとに基づいて、以下の式１によって演算、決定される。
Ｔａ＿ｍａｘ＝（Ｐａｃｃ×ｑｐｍ＿ｍａｘ）／（２π）  ・・・（式１）
【００５９】
次に、アシスト量演算部１２３は、ステップＳ４において、アシスト可能トルクＴａを演算する。アシスト可能トルクＴａは、以下の式２のように、最大アシスト可能トルクＴａ＿ｍａｘに対して、１以下の任意のアシスト比率Ｒａを乗じることで決定される。
Ｔａ＝Ｔａ＿ｍａｘ×Ｒａ  ・・・（式２）
なお、アシスト比率Ｒａは、予め任意に設定される一定の値（たとえば、０．８）であっても良いし、アキュムレータ７のアキュムレータ圧力Ｐａｃｃに応じて変化するような可変値であっても良い。
【００６０】
次に、ステップＳ５において、指令値演算部１２４がメインポンプ（第１油圧メインポンプ２または第２油圧メインポンプ３）のトルク制限増加量Ｔｐ＿ｉｎｃを、以下の式３に基づいて決定する。
Ｔｐ＿ｉｎｃ＝ｍｉｎ（Ｔａ、Ｔｉｎｃ＿ｍａｘ）  ・・・（式３）
メインポンプのトルク制限増加量Ｔｐ＿ｉｎｃは、メインポンプの要求トルクがエンジン１の許容トルク（上限トルク）を超過しないように一般的に行なわれるポンプ馬力制御によって制限される要求トルクの最大値を、後のステップＳ６においてどれだけ増加させるかを示す値である。本実施形態では、式３に示すように、前述のアシスト可能トルクＴａと予め設定される任意の設定値Ｔｉｎｃ＿ｍａｘとの低位選択により、メインポンプのトルク制限増加量Ｔｐ＿ｉｎｃが決定される。なお、このような低位選択が行なわれず、常にメインポンプの要求トルクがアシスト可能トルクＴａ分だけ増大されるように、トルク制限増加量Ｔｐ＿ｉｎｃが設定されてもよい。
【００６１】
次に、指令値演算部１２４は、ステップＳ６において、式４〜式６に基づいて、アシスト制御およびポンプ馬力制御によって決定される、第１油圧メインポンプ２および第２油圧メインポンプ３のポンプ容量ｑｐ１＿ｐｑ＿ｎｅｗおよびｑｐ２＿ｐｑ＿ｎｅｗ（馬力制御容量）を演算する。
ｑｐｑ＝（Ｔｐ＿ｍａｘ＋Ｔｐ＿ｉｎｃ）×２π／（Ｐｐ１＋Ｐｐ２）  ・・・（式４）
ｑｐ１＿ｐｑ＿ｎｅｗ＝ｑｐｑ  ・・・（式５）
ｑｐ２＿ｐｑ＿ｎｅｗ＝ｑｐｑ  ・・・（式６）
すなわち、本実施形態に係るポンプ馬力制御によって決定される各ポンプ容量ｑｐ１＿ｐｑ＿ｎｅｗおよびｑｐ２＿ｐｑ＿ｎｅｗは、式４に示されるように、従来のポンプ馬力制御に応じた要求トルクの最大値Ｔｐ＿ｍａｘと、ステップＳ５で決定されたトルク制限増加量Ｔｐ＿ｉｎｃと、第１油圧メインポンプ２および第２油圧メインポンプ３の吐出圧Ｐｐ１およびＰｐ２とから演算される。なお、式４のＴｐ＿ｍａｘは、メインポンプ制御部１２１が馬力制御によって決定した各ポンプ容量から導出されるトルクに相当する。そして、トルク制限増加量Ｔｐ＿ｉｎｃがゼロよりも大きい場合には、式４によって演算されるポンプ容量ｑｐｑが従来のポンプ馬力制御に基づくポンプ容量よりも大きくなる。なお、馬力制御（ＰＱ制御）では、Ｔｐ＿ｍａｘがエンジン１の上限トルクを鑑みて任意に設定されていることを前提として、Ｔｐ＿ｍａｘの値とその時点での圧力（吐出圧）に基づいて、各ポンプの容量が決定される。従って、Ｔｐ＿ｍａｘは、予め任意の値に設定されている。ここで、馬力制御の目的の一つがエンストを防ぐことにあるため、Ｔｐ＿ｍａｘはエンジン１の上限トルク以下に設定される。
【００６２】
次に、指令値演算部１２４は、式７および式８に基づいて、第１ポンプ用レギュレータ２１および第２ポンプ用レギュレータ３１に対して出力するための最終的なポンプ容量指令値ｑｐ１＿ｎｅｗおよびｑｐ２＿ｎｅｗを演算する（ステップＳ７）。
ｑｐ１＿ｎｅｗ＝ｍｉｎ（ｑｐ１＿ｐｏｓｉ，ｑｐ１＿ｐｑ＿ｎｅｗ）  ・・・（式７）
ｑｐ２＿ｎｅｗ＝ｍｉｎ（ｑｐ２＿ｐｏｓｉ，ｑｐ２＿ｐｑ＿ｎｅｗ）  ・・・（式８）
すなわち、最終的なポンプ容量指令値ｑｐ１＿ｎｅｗおよびｑｐ２＿ｎｅｗは、ポジコン制御容量ｑｐ１＿ｐｏｓｉおよびｑｐ２＿ｐｏｓｉと、ステップＳ６において決定されたポンプ馬力制御に基づくポンプ容量ｑｐ１＿ｐｑ＿ｎｅｗおよびｑｐ２＿ｐｑ＿ｎｅｗの低位選択により決定される。なお、前述のように、ポジコン制御容量ｑｐ１＿ｐｏｓｉおよびｑｐ２＿ｐｏｓｉは、操作レバーＬ１〜Ｌｎが受ける操作量に基づいて第１油圧メインポンプ２および第２油圧メインポンプ３の各ポンプ容量を決定する、前述のポジコン制御（ポジティブコントロールシステム）によって決定されるポンプ容量である。
【００６３】
次に、指令値演算部１２４は、第１ポンプ用レギュレータ２１および第２ポンプ用レギュレータ３１に対して上記の最終的なポンプ容量指令値ｑｐ１＿ｎｅｗおよびｑｐ２＿ｎｅｗを出力した場合における、第１油圧メインポンプ２および第２油圧メインポンプ３の実要求トルク増加量Ｔｐ＿ｉｎｃ＿ｒｅａｌ（吸収トルクの増加量）を、式９〜式１４に基づいて演算する（ステップＳ８）。
Ｔｐ＿ｒｅａｌ＝（Ｐｐ１×ｑｐ１＿ｒｅａｌ＋Ｐｐ２×ｑｐ２＿ｒｅａｌ）／２π  ・・・（式９）
Ｔｐ＿ｉｎｃ＿ｒｅａｌ＝（（Ｐｐ１×ｑｐ１＿ｎｅｗ＿ｒｅａｌ＋Ｐｐ２×ｑｐ２＿ｎｅｗ＿ｒｅａｌ）／２π）−Ｔｐ＿ｒｅａｌ  ・・・（式１０）
ｑｐ１＿ｒｅａｌ＝ｍｉｎ（ｑｐ１，ｑｐ１＿ｍａｘ）  ・・・（式１１）
ｑｐ２＿ｒｅａｌ＝ｍｉｎ（ｑｐ２，ｑｐ２＿ｍａｘ）  ・・・（式１２）
ｑｐ１＿ｎｅｗ＿ｒｅａｌ＝ｍｉｎ（ｑｐ１＿ｎｅｗ，ｑｐ１＿ｍａｘ）  ・・・（式１３）
ｑｐ２＿ｎｅｗ＿ｒｅａｌ＝ｍｉｎ（ｑｐ２＿ｎｅｗ，ｑｐ２＿ｍａｘ）  ・・・（式１４）
なお、式９で演算されるＴｐ＿ｒｅａｌは、本実施形態に係るアシスト動作を実行しない場合、換言すれば、従来のポジコン制御のみによって決定される実要求トルクに相当する。また、式１０で演算されるＴｐ＿ｉｎｃ＿ｒｅａｌは、本実施形態に係るアシスト動作（特に、ステップＳ３〜Ｓ７）から導出される実要求トルクから式９の実要求トルクＴｐ＿ｒｅａｌを差し引くことで導出される実要求トルク増加量である。式１１で決定されるｑｐ１＿ｒｅａｌは、従来のポジコン制御のみによって決定される第１油圧メインポンプ２の実容量に相当する。同様に、式１２で決定されるｑｐ２＿ｒｅａｌは、従来のポジコン制御のみによって決定される第２油圧メインポンプ３の実容量に相当する。また、式１１で参照されるｑｐ１は、従来のポジコン制御において第１ポンプ用レギュレータ２１に対して出力される第１油圧メインポンプ２の容量指令値であり、式１２で参照されるｑｐ２は、従来のポジコン制御において第２ポンプ用レギュレータ３１に対して出力される第２油圧メインポンプ３の容量指令値である。また、式１１、式１３で参照されるｑｐ１＿ｍａｘは、第１油圧メインポンプ２の最大容量であり、式１２、式１４で参照されるｑｐ２＿ｍａｘは、第２油圧メインポンプ３の最大容量である。また、式１３で決定されるｑｐ１＿ｎｅｗ＿ｒｅａｌは、本実施形態に係るポンプ容量制御によって決定される第１油圧メインポンプ２の実容量に相当する。同様に、式１４で決定されるｑｐ２＿ｎｅｗ＿ｒｅａｌは、本実施形態に係るポンプ容量制御によって決定される第２油圧メインポンプ３の実容量に相当する。
【００６４】
上記のステップＳ８について換言すれば、指令値演算部１２４は、ポンプ容量指令を与えた場合の第１油圧メインポンプ２および第２油圧メインポンプ３の実容量（ｑｐ１＿ｎｅｗ＿ｒｅａｌ、ｑｐ２＿ｎｅｗ＿ｒｅａｌ）を、ポジコン制御によって決定される容量指令（ｑｐ１＿ｎｅｗ、ｑｐ２＿ｎｅｗ）と機械的に決まるポンプ最大容量（ｑｐ１＿ｍａｘ、ｑｐ２＿ｍａｘ）との低位選択により決定する。そして、指令値演算部１２４は、求めた各ポンプの実容量と、第１ポンプ用圧力センサ８および第２ポンプ用圧力センサ９によって計測される各吐出圧Ｐｐ１、Ｐｐ２から、メインポンプ（第１油圧メインポンプ２、第２油圧メインポンプ３）の要求トルクを演算した上で、当該演算された要求トルク（Ｔｐ＿ｒｅａｌ）と従来の制御における要求トルクとの差分から、メインポンプの実要求トルクの増加量Ｔｐ＿ｉｎｃ＿ｒｅａｌを求める。
【００６５】
ステップＳ８において、メインポンプの実要求トルク増加量Ｔｐ＿ｉｎｃ＿ｒｅａｌが演算されると、指令値演算部１２４は、油圧ポンプモータ５のモータ作用によりアシストするトルクの大きさＴａ＿ｒｅａｌを、上記の実要求トルク増加量Ｔｐ＿ｉｎｃ＿ｒｅａｌとする（ステップＳ９、式１５）。
Ｔａ＿ｒｅａｌ＝Ｔｐ＿ｉｎｃ＿ｒｅａｌ  ・・・（式１５）
【００６６】
更に、指令値演算部１２４は、アシストトルクＴａ＿ｒｅａｌを得るために必要なモータ容量ｑｐｍを、アシストトルクＴａ＿ｒｅａｌとアキュムレータ圧ｐａｃｃとに基づいて決定する（ステップＳ１０、式１６）。
ｑｐｍ＝（Ｔａ＿ｒｅａｌ×２π）／Ｐａｃｃ  ・・・（式１６）
【００６７】
そして、メインポンプ制御部１２１が、ステップＳ７において演算されたポンプ容量指令値ｑｐ１＿ｎｅｗおよびｑｐ２＿ｎｅｗを第１ポンプ用レギュレータ２１および第２ポンプ用レギュレータ３１に出力することで、第１油圧メインポンプ２および第２油圧メインポンプ３の容量が設定される（ステップＳ１１）。また、ポンプモータ制御部１２２が、ステップＳ１０において演算されたモータ容量ｑｐｍをポンプモータ用レギュレータ５１に出力することで、油圧ポンプモータ５の容量が設定される（ステップＳ１１）。そして、出力部１２６から電磁弁６の第２ソレノイド６Ｋに対して指令信号が出力されることで、電磁弁６が第２切換位置６Ｃ（アシスト位置）に切り換えられる。この結果、アキュムレータ７から油圧ポンプモータ５に作動油が供給され、油圧ポンプモータ５がモータ動作を実行することで、動力伝達機構４を介して出力軸１Ａの駆動がアシストされる。
【００６８】
従来、油圧ショベル１０１の掘削作業では、第１油圧メインポンプ２および第２油圧メインポンプ３の要求トルク（吸収トルク）がエンジン１の許容トルク（上限トルク）以下に制限されていた。このため、油圧アクチュエータＡ１〜Ａｎの駆動速度と、作業者が要求する作業速度との間には大きな差が生じていた。一方、本実施形態では、上記のようなアシスト制御が実行されることによって、各油圧アクチュエータの駆動速度を作業者が要求する速度に近づけることが可能となる。
【００６９】
なお、図６を参照して、操作レバーＬ１が受けた操作量に対応するポジコン制御上のポンプ容量がＬＰと仮定されると、従来のポンプ制御では図６の馬力制御におけるポンプ容量ＱＬまでポンプ実容量が低減されていた（矢印ＱＡ）。一方、本実施形態では、アキュムレータ７の蓄圧量に応じて、油圧ポンプモータ５によるエンジン１の出力軸１Ａのアシスト動作が実行可能とされる。そして、図６に示すように、本実施形態では、アシスト制御に基づくポンプ容量ＱＭが馬力制御におけるポンプ容量ＱＬよりも大きく設定されることが可能となる（矢印ＱＢ）。
【００７０】
この結果、図７に示すように、従来のポンプ要求トルク（吸収トルク）ＴＬの推移と比較して、エンジン１の許容トルクＴＲを上回る範囲まで第１油圧メインポンプ２および第２油圧メインポンプ３のポンプ要求トルクＴＭを増加させることができる。ポンプ要求トルクＴＭが増加されると、第１油圧メインポンプ２および第２油圧メインポンプ３が吐出する作動油の流量が増加する。このため、第１油圧メインポンプ２および第２油圧メインポンプ３が吐出する作動油によって駆動される各油圧アクチュエータＡ１〜Ａｎの駆動速度が上昇し、作業性を向上することができる。
【００７１】
以上のように、本実施形態では、例えば油圧ショベル１０１の掘削作業など、エンジン１の許容トルクにより油圧アクチュエータＡ１〜Ａｎの作業速度が制限されていた従来の構成と比較して、エンジン１の許容トルク以上に第１油圧メインポンプ２および第２油圧メインポンプ３の要求トルクを増加させることができる。このため、従来よりも油圧アクチュエータＡ１〜Ａｎの作業速度を向上することが可能となる。したがって、各油圧アクチュエータＡ１〜Ａｎの駆動速度を作業者が要求する速度に近づけることが可能となる。
【００７２】
また、本実施形態では、アキュムレータ用圧力センサ１０によって検出されるアキュムレータ７の蓄圧量（Ｐａｃｃ）が予め設定された閾値を下回る場合には、油圧ポンプモータ５によるエンジン１のアシスト制御、ならびに第１油圧メインポンプ２および第２油圧メインポンプ３の要求トルクの増加制御を行わないようにすることで、アキュムレータ７のアキュムレータ圧Ｐａｃｃがゼロとなってしまい、機器の破損、故障に繋がることが防止される。
【００７３】
なお、判定部１２５は、操作レバーＬ１〜Ｌｎを通じた油圧ショベル１０１の作業内容に応じて、油圧ポンプモータ５によるエンジン１のアシスト動作、並びに第１油圧メインポンプ２および第２油圧メインポンプ３の要求トルク増加制御の有効、無効を切り換えてもよい。この場合、第1油圧メインポンプ２および第２油圧メインポンプ３のポンプ要求トルクが同程度の作業同士であっても、作業の種類に応じて作業速度を増大させる作業と、増大させない作業とを切り換えることができる。したがって、作業者が要求する作業速度に対応する作業の自由度が向上する。例えば、土を掘る掘削作業では、油圧アクチュエータＡ１〜Ａｎの作業速度が増大させると、土の反力が増加してかえって油圧ショベル１０１の部材の寿命が低下することが懸念される。したがって、操作内容に応じて、アシスト動作の有効、無効が切り換えられることで、機械寿命への影響を最小限に抑えることが可能となる。なお、入力部１６（図４）が、判定部１２５によるアシスト動作の実行可否の判定結果を強制的に決定するための入力信号を作業者から受け付ける態様でもよい。この場合、アシスト動作の実行可否を作業者が判断し、入力部１６を通じてコントローラ１２にアシスト動作の実行可否情報が入力される。
【００７４】
なお、本発明はこれらの形態に限定されるものではない。本発明に係る作業機械として、以下のような変形実施形態が可能である。
【００７５】
（１）上記の実施形態では、エンジン１の負荷が小さい場合に、油圧ポンプモータ５からアキュムレータに作動油が蓄圧される態様にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、油圧ショベル１０１において、ブーム下げ動作や旋回減速動作が実行されている場合に、油圧アクチュエータＡ１〜Ａｎから排出された作動油の回生エネルギーがアキュムレータ７に蓄圧されてもよい。
【００７６】
（２）また、上記の実施形態では、油圧アクチュエータＡ１〜Ａｎへの作動油の給排における流量制御方法として、２つ油圧メインポンプ（第１油圧メインポンプ２、第２油圧メインポンプ３）のポジティブコントロールシステムを挙げたが、油圧ポンプの数は上記の実施形態とは異なっても良く、またネガティブコントロールシステムやロードセンシングシステムなど異なる流量制御方法が油圧駆動装置１００に適用された場合であっても、本発明に係るアシスト動作が同様に実施可能である。
【００７７】
（３）また、上記の実施形態では、図５に示すフローチャートに基づいて、油圧ポンプモータ５によるエンジン１のアシスト動作が実行される態様にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。図８は、本発明の変形実施形態に係る油圧駆動装置において、油圧モータ５によるエンジン１のアシスト動作が実行される際のフローチャートである。
【００７８】
本変形実施形態では、図８のステップＳ２１〜Ｓ２７が実行される。換言すれば、本変形実施形態では、図５のステップＳ１、Ｓ２、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ１２〜Ｓ１５が省略されている。図８のように、図５のステップＳ１が備えられていない場合、アキュムレータ７の蓄圧量によらず本発明のアシスト動作が実行されてもよい。なお、予めアキュムレータ７の蓄圧量が表示部１５（図４）に表示されることで、作業者によってアシスト動作の実行が判定されてもよい。
【００７９】
また、本変形実施形態では、ステップＳ２１において、前述の最大アシスト可能トルクＴａ＿ｍａｘが演算される。そして、ステップＳ２２において、指令値演算部１２４が図５のステップＳ６と同様に、第１油圧メインポンプ２および第２油圧メインポンプ３のポンプ容量ｑｐ１＿ｐｑ＿ｎｅｗおよびｑｐ２＿ｐｑ＿ｎｅｗ（馬力制御容量）を演算する。この際、式４におけるトルク制限増加量Ｔｐ＿ｉｎｃは、式３において、最大アシスト可能トルクＴａ＿ｍａｘと予め設定される任意の設定値Ｔｉｎｃ＿ｍａｘとの低位選択により決定される。更に、ステップＳ２３では、指令値演算部１２４が、図５のステップＳ７と同様に、最終的なポンプ容量指令値ｑｐ１＿ｎｅｗおよびｑｐ２＿ｎｅｗを演算する。また、ステップＳ２４では、指令値演算部１２４が、図５のステップＳ８と同様に、第１油圧メインポンプ２および第２油圧メインポンプ３の実要求トルク増加量Ｔｐ＿ｉｎｃ＿ｒｅａｌ（吸収トルクの増加量）を、式９〜式１４に基づいて演算する。更に、ステップＳ２５では、指令値演算部１２４が、図５のステップＳ９と同様に、油圧ポンプモータ５のモータ作用によりアシストするトルクの大きさＴａ＿ｒｅａｌを、上記の実要求トルク増加量Ｔｐ＿ｉｎｃ＿ｒｅａｌとする（式１５）。その後、ステップＳ２６において、指令値演算部１２４は、図５のステップＳ１０と同様に、アシストトルクＴａ＿ｒｅａｌを得るために必要なモータ容量ｑｐｍを、アシストトルクＴａ＿ｒｅａｌとアキュムレータ圧ｐａｃｃとに基づいて決定する（式１６）。そして、ステップＳ２７において、メインポンプ制御部１２１が、ステップＳ２３において演算されたポンプ容量指令値ｑｐ１＿ｎｅｗおよびｑｐ２＿ｎｅｗを第１ポンプ用レギュレータ２１および第２ポンプ用レギュレータ３１に出力することで、第１油圧メインポンプ２および第２油圧メインポンプ３の容量が設定される。また、ポンプモータ制御部１２２が、ステップＳ２６において演算されたモータ容量ｑｐｍをポンプモータ用レギュレータ５１に出力することで、油圧ポンプモータ５の容量が設定される。なお、図５のステップＳ１２の電磁弁６の切換に代わって、他の切換手段によってアキュムレータ７と油圧ポンプモータ５との間の作動油の流路が切換えられてもよい。
【００８０】
（４）また、上記の実施形態では、図５のステップＳ５（式３）において、トルク同士の比較（低位選択）が行われ、当該結果に基づいて、ステップＳ６では、ポンプ容量が演算される態様にて説明したが、本発明はこのフローに限定されるものではない。図５のステップＳ５において、ポンプ容量同士の比較（低位選択）が行われ、当該結果に基づいて、ステップＳ６では、トルクの演算が行われる態様でもよい。
【００８１】
（５）また、上記の各実施形態では、油圧ポンプモータ５が本発明に係る油圧モータとして機能する態様にて説明したが、油圧モータは油圧ポンプモータ５に限定されるものではなく、ポンプ機能を有さないものでもよい。この場合、アキュムレータ７への蓄圧は他のポンプによって実行されてもよい。
【符号の説明】
【００８２】
１  エンジン
１００  油圧駆動装置
１０１  油圧ショベル（作業機械）
１７１  ブーム（作業用部材）
１８１  アーム（作業用部材）
１９１  バケット（作業用部材）
１Ａ  出力軸
２  第１油圧メインポンプ（油圧メインポンプ）
２０１  ブームシリンダ（油圧アクチュエータ）
２１  第１ポンプ用レギュレータ
２１１  アームシリンダ（油圧アクチュエータ）
２２１  バケットシリンダ（油圧アクチュエータ）
３  第２油圧メインポンプ（油圧メインポンプ）
３１  第２ポンプ用レギュレータ
４  動力伝達機構
５  油圧ポンプモータ（油圧モータ）
５１  ポンプモータ用レギュレータ
６  電磁弁
７  アキュムレータ
８  第１ポンプ用圧力センサ
９  第２ポンプ用圧力センサ
１０  アキュムレータ用圧力センサ（蓄圧量検出部）
１１  コントロールバルブ
１２  コントローラ
１２１  メインポンプ制御部
１２２  ポンプモータ制御部（モータ制御部）
１２３  アシスト量演算部（アシスト量決定部）
１２４  指令値演算部（モータ容量決定部）
１２５  判定部（アシスト動作実行判定部）
１２６  出力部
１２７  記憶部
１３  チェック弁
１４  油タンク
１５  表示部
１６  操作部
Ａ１〜Ａｎ  アクチュエータ（油圧アクチュエータ）
Ｌ１〜Ｌｎ  操作レバー（被操作部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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