(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクチュエータと、前記アクチュエータを駆動するための作動油を吐出する第１油圧ポンプと、前記第１油圧ポンプを駆動する第１原動機と、前記アクチュエータを駆動するための作動油を吐出する第２油圧ポンプと、前記第２油圧ポンプを駆動する第２原動機と、前記第２原動機を駆動するためのエネルギを蓄積するエネルギ蓄積手段と、前記第１油圧ポンプが吐出した作動油と前記第２油圧ポンプが吐出した作動油とを受け入れ、これらの合流した作動油、または、いずれか一方の選択した作動油を前記アクチュエータに供給する作動油切替部を有する作動油供給回路とを備えた建設機械であって、
前記第２油圧ポンプの駆動効率が、予め設定した設定値より高くなるときに、前記作動油切替部に切替指令を出力し、前記第２原動機に駆動指令を出力する制御装置とを備えた
ことを特徴とする建設機械。
【請求項２】
請求項１に記載の建設機械において、
前記第２油圧ポンプの駆動効率が、予め設定した設定値より低くなるときに、前記作動油切替部に切替指令を出力し、前記第２原動機に回転数低下指令、又は停止指令を出力する制御装置を更に備えた
ことを特徴とする建設機械。
【請求項３】
請求項２に記載の建設機械において、
前記第１油圧ポンプの吐出圧を検出する吐出圧検出手段を更に備え、
前記制御装置は、前記吐出圧検出手段が検出した前記第１油圧ポンプの吐出圧を取込み、前記第１油圧ポンプの吐出圧が、予め定めた基準圧力よりも高いときに前記第２原動機に駆動指令を出力し、前記第１油圧ポンプの吐出圧が、予め定めた基準圧力よりも低いときに前記第２原動機に回転数低下指令、又は停止指令を出力し、
前記第１油圧ポンプの吐出圧が、予め定めた基準圧力よりも高いときに、前記第１油圧ポンプが吐出した作動油と前記第２油圧ポンプが吐出した作動油とを受け入れ、これらの合流した作動油、または、前記第２油圧ポンプが吐出した作動油を前記アクチュエータに供給し、前記第１油圧ポンプの吐出圧が、予め定めた基準圧力よりも低いときに前記第１油圧ポンプが吐出した作動油を前記アクチュエータに供給するように前記作動油切替部に切替指令を出力する
ことを特徴とする建設機械。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の建設機械において、
前記エネルギ蓄積手段の出力を検出する出力検出手段を更に備え、
前記制御装置は、前記出力検出手段が検出した前記エネルギ蓄積手段の出力を取込み、前記エネルギ蓄積手段の出力に対する前記第２油圧ポンプの出力の比率が、予め定めた基準値よりも高い時に前記第２原動機に駆動指令を出力し、前記エネルギ蓄積手段の出力に対する前記第２油圧ポンプの出力の比率が、予め定めた基準値よりも低い時に前記第２原動機に回転数低下指令、又は停止指令を出力し、
前記エネルギ蓄積手段の出力に対する前記第２油圧ポンプの出力の比率が、予め定めた基準値よりも高い時に、前記第１油圧ポンプが吐出した作動油と前記第２油圧ポンプが吐出した作動油とを受け入れ、これらの合流した作動油、または、前記第２油圧ポンプが吐出した作動油を前記アクチュエータに供給し、前記エネルギ蓄積手段の出力に対する前記第２油圧ポンプの出力の比率が、予め定めた基準値よりも低い時に、前記第１油圧ポンプが吐出した作動油を前記アクチュエータに供給するように前記作動油切替部に切替指令を出力する
ことを特徴とする建設機械。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれか１項に記載の建設機械において、
前記第２原動機の駆動トルクを検出するトルク検出手段を更に備え、
前記制御装置は、前記トルク検出手段が検出した前記第２原動機の駆動トルクを取込み、前記第２原動機の駆動トルクが、予め定めた基準トルクよりも高い時に前記第２原動機に駆動指令を出力し、前記第２原動機の駆動トルクが、予め定めた基準トルクよりも低い時に前記第２原動機に回転数低下指令、又は停止指令を出力し、
前記第２原動機の駆動トルクが、予め定めた基準トルクよりも高い時に、前記第１油圧ポンプが吐出した作動油と前記第２油圧ポンプが吐出した作動油とを受け入れ、これらの合流した作動油、または、前記第２油圧ポンプが吐出した作動油を前記アクチュエータに供給し、前記第２原動機の駆動トルクが、予め定めた基準トルクよりも低い時に、前記第１油圧ポンプが吐出した作動油を前記アクチュエータに供給するように前記作動油切替部に切替指令を出力する
ことを特徴とする建設機械。
【請求項６】
請求項３乃至５のいずれか１項に記載の建設機械において、
前記第１油圧ポンプの吐出圧を検出する吐出圧検出手段を更に備え、
前記制御装置は、前記吐出圧検出手段が検出した前記第１油圧ポンプの吐出圧を取込み、前記第１油圧ポンプの吐出圧が、予め定めた基準圧力の範囲内のときに前記第２原動機に駆動指令を出力し、前記第１油圧ポンプの吐出圧が、予め定めた基準圧力の範囲外のときに前記第２原動機に回転数低下指令、又は停止指令を出力し、
前記第１油圧ポンプの吐出圧が、予め定めた基準圧力の範囲内のときに、前記第１油圧ポンプが吐出した作動油と前記第２油圧ポンプが吐出した作動油とを受け入れ、これらの合流した作動油、または、前記第２油圧ポンプが吐出した作動油を前記アクチュエータに供給し、前記第１油圧ポンプの吐出圧が、予め定めた基準圧力の範囲外のときに、前記第１油圧ポンプが吐出した作動油を前記アクチュエータに供給するように前記作動油切替部に切替指令を出力する
ことを特徴とする建設機械。
【請求項７】
請求項２乃至６のいずれか１項に記載の建設機械において、
前記エネルギ蓄積手段のエネルギ蓄積量を検出するエネルギ検出手段を更に備え、
前記制御装置は、前記エネルギ検出手段が検出した前記エネルギ蓄積手段のエネルギ蓄積量を取込み、前記エネルギ蓄積手段のエネルギ蓄積量が、予め定めた基準エネルギよりも高いときに前記第２原動機に駆動指令を出力し、前記エネルギ蓄積手段のエネルギ蓄積量が、予め定めた基準エネルギよりも低いときに前記第２原動機に回転数低下指令、又は停止指令を出力し、
前記エネルギ蓄積手段のエネルギ蓄積量が、予め定めた基準エネルギよりも高いときに、前記第１油圧ポンプが吐出した作動油と前記第２油圧ポンプが吐出した作動油とを受け入れ、これらの合流した作動油、または、前記第２油圧ポンプが吐出した作動油を前記アクチュエータに供給し、前記エネルギ蓄積手段のエネルギ蓄積量が、予め定めた基準エネルギよりも低いときに、前記第１油圧ポンプが吐出した作動油を前記アクチュエータに供給するように前記作動油切替部に切替指令を出力する
ことを特徴とする建設機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設機械に係り、特に、アクチュエータに作動油を供給する油圧ポンプを２つ以上備えている建設機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、建設機械の１つである油圧ショベルは、エンジン等の原動機と、この原動機により駆動される油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出された圧油によりブーム、アーム、バケット、及び旋回体等を駆動する油圧アクチュエータと、油圧ポンプからの圧油を油圧アクチュエータに切替え供給するコントロールバルブとを備えている。このような建設機械において、動力源の動力を低減して建設機械全体の燃料消費を低減するために、自重で落下するブームの位置エネルギや、旋回体の慣性運動エネルギを回収し、有効活用する技術が提案されている。
【０００３】
例えば、油圧アクチュエータ駆動用の油圧ポンプから吐出された圧油が供給されることによって駆動される油圧アクチュエータと、前記油圧アクチュエータから流出された戻り圧油を回収する回収手段と、前記回収された戻り圧油を所定のエネルギに変換して貯蓄するエネルギ貯蓄手段と、前記エネルギ貯蓄手段に貯蓄されたエネルギによって前記油圧アクチュエータ駆動用油圧ポンプが前記油圧アクチュエータを駆動する際のエネルギを補助する再生手段とを備えるようにした圧油のエネルギ回収・再生装置において、前記エネルギ貯蓄手段として、前記油圧アクチュエータから流出された戻り圧油が流入されることによって駆動される回収用の油圧モータと、前記回収用油圧モータの駆動力が入力されることによって電気エネルギを発生する発電機と、前記発電機によって発生された電気エネルギを貯蓄するバッテリとを備え、前記再生手段として、前記バッテリに貯蓄された電気エネルギによって前記油圧アクチュエータ駆動用油圧ポンプが前記油圧アクチュエータを駆動する際のエネルギを補助する再生手段を備えるようにした圧油のエネルギ回収・再生装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１３６８０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の従来技術によれば、バッテリに貯蓄された電気エネルギによって発電機を電動機として駆動し、回収用の油圧モータを再生用の油圧ポンプとして駆動するので、油圧アクチュエータ駆動用の油圧ポンプ（以後、メインポンプという）の吐出流量を減少させることができる。この結果、メインポンプを駆動するエンジン負荷が減少するので、燃料消費を低減することができる。
【０００６】
ところで、再生用の油圧ポンプを駆動する電動機は、再生用の油圧ポンプの吐出圧を発生させるために必要なトルクに加えて、再生用の油圧ポンプの回転により生じる摩擦や攪拌抵抗を打ち消すためのトルク（以後、抵抗トルクという）を発生させる必要がある。このため、例えば、低い吐出圧で再生用の油圧ポンプを駆動する場合には、高い吐出圧で駆動する場合に比べて電動機の全トルクに占める抵抗トルクの割合が高くなる。
【０００７】
例えば、低い吐出圧で再生用の油圧ポンプを駆動するために、バッテリに回収した電気エネルギを電動機の駆動に消費してしまい、高い吐出圧で再生用の油圧ポンプを駆動できなくなった場合には、回収したエネルギの大部分が抵抗トルクで消費されたことになり、エネルギ効率の悪化を招く。
【０００８】
したがって、エネルギ効率を高めて、十分な燃料低減効果を奏するためには、回収したエネルギの再生使用のタイミング（電動機で再生用の油圧ポンプを駆動するタイミング）を考慮する必要がある。
【０００９】
上述の特許文献１は、圧油のエネルギ回収・再生装置について開示しているが、エネルギの再生使用のタイミング等については言及していない。
【００１０】
本発明は、上述の事柄に基づいてなされたもので、その目的は、回収したエネルギを効率良く使用することで、燃料消費を大幅に低減することができる建設機械を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するために、第１の発明は、アクチュエータと、前記アクチュエータを駆動するための作動油を吐出する第１油圧ポンプと、前記第１油圧ポンプを駆動する第１原動機と、前記アクチュエータを駆動するための作動油を吐出する第２油圧ポンプと、前記第２油圧ポンプを駆動する第２原動機と、前記第２原動機を駆動するためのエネルギを蓄積するエネルギ蓄積手段と、前記第１油圧ポンプが吐出した作動油と前記第２油圧ポンプが吐出した作動油とを受け入れ、これらの合流した作動油、または、いずれか一方の選択した作動油を前記アクチュエータに供給する作動油切替部を有する作動油供給回路とを備えた建設機械であって、前記第２油圧ポンプの駆動効率が、予め設定した設定値より高くなるときに、前記作動油切替部に切替指令を出力し、前記第２原動機に駆動指令を出力する制御装置とを備えたものとする。
【００１２】
また、第２の発明は、第１の発明において、前記第２油圧ポンプの駆動効率が、予め設定した設定値より低くなるときに、前記作動油切替部に切替指令を出力し、前記第２原動機に回転数低下指令、又は停止指令を出力する制御装置を更に備えたことを特徴とする。
【００１３】
更に、第３の発明は、第２の発明において、前記第１油圧ポンプの吐出圧を検出する吐出圧検出手段を更に備え、前記制御装置は、前記吐出圧検出手段が検出した前記第１油圧ポンプの吐出圧を取込み、前記第１油圧ポンプの吐出圧が、予め定めた基準圧力よりも高いときに前記第２原動機に駆動指令を出力し、前記第１油圧ポンプの吐出圧が、予め定めた基準圧力よりも低いときに前記第２原動機に回転数低下指令、又は停止指令を出力し、前記第１油圧ポンプの吐出圧が、予め定めた基準圧力よりも高いときに、前記第１油圧ポンプが吐出した作動油と前記第２油圧ポンプが吐出した作動油とを受け入れ、これらの合流した作動油、または、前記第２油圧ポンプが吐出した作動油を前記アクチュエータに供給し、前記第１油圧ポンプの吐出圧が、予め定めた基準圧力よりも低いときに前記第１油圧ポンプが吐出した作動油を前記アクチュエータに供給するように前記作動油切替部に切替指令を出力することを特徴とする。
【００１４】
また、第４の発明は、第２又は第３の発明において、前記エネルギ蓄積手段の出力を検出する出力検出手段を更に備え、前記制御装置は、前記出力検出手段が検出した前記エネルギ蓄積手段の出力を取込み、前記エネルギ蓄積手段の出力に対する前記第２油圧ポンプの出力の比率が、予め定めた基準値よりも高い時に前記第２原動機に駆動指令を出力し、前記エネルギ蓄積手段の出力に対する前記第２油圧ポンプの出力の比率が、予め定めた基準値よりも低い時に前記第２原動機に回転数低下指令、又は停止指令を出力し、前記エネルギ蓄積手段の出力に対する前記第２油圧ポンプの出力の比率が、予め定めた基準値よりも高い時に、前記第１油圧ポンプが吐出した作動油と前記第２油圧ポンプが吐出した作動油とを受け入れ、これらの合流した作動油、または、前記第２油圧ポンプが吐出した作動油を前記アクチュエータに供給し、前記エネルギ蓄積手段の出力に対する前記第２油圧ポンプの出力の比率が、予め定めた基準値よりも低い時に、前記第１油圧ポンプが吐出した作動油を前記アクチュエータに供給するように前記作動油切替部に切替指令を出力することを特徴とする。
【００１５】
更に、第５の発明は、第２乃至第４の発明のいずれかにおいて、前記第２原動機の駆動トルクを検出するトルク検出手段を更に備え、前記制御装置は、前記トルク検出手段が検出した前記第２原動機の駆動トルクを取込み、前記第２原動機の駆動トルクが、予め定めた基準トルクよりも高い時に前記第２原動機に駆動指令を出力し、前記第２原動機の駆動トルクが、予め定めた基準トルクよりも低い時に前記第２原動機に回転数低下指令、又は停止指令を出力し、前記第２原動機の駆動トルクが、予め定めた基準トルクよりも高い時に、前記第１油圧ポンプが吐出した作動油と前記第２油圧ポンプが吐出した作動油とを受け入れ、これらの合流した作動油、または、前記第２油圧ポンプが吐出した作動油を前記アクチュエータに供給し、前記第２原動機の駆動トルクが、予め定めた基準トルクよりも低い時に、前記第１油圧ポンプが吐出した作動油を前記アクチュエータに供給するように前記作動油切替部に切替指令を出力することを特徴とする。
【００１６】
また、第６の発明は、第３乃至第５の発明のいずれかにおいて、前記第１油圧ポンプの吐出圧を検出する吐出圧検出手段を更に備え、前記制御装置は、前記吐出圧検出手段が検出した前記第１油圧ポンプの吐出圧を取込み、前記第１油圧ポンプの吐出圧が、予め定めた基準圧力の範囲内のときに前記第２原動機に駆動指令を出力し、前記第１油圧ポンプの吐出圧が、予め定めた基準圧力の範囲外のときに前記第２原動機に回転数低下指令、又は停止指令を出力し、前記第１油圧ポンプの吐出圧が、予め定めた基準圧力の範囲内のときに、前記第１油圧ポンプが吐出した作動油と前記第２油圧ポンプが吐出した作動油とを受け入れ、これらの合流した作動油、または、前記第２油圧ポンプが吐出した作動油を前記アクチュエータに供給し、前記第１油圧ポンプの吐出圧が、予め定めた基準圧力の範囲外のときに、前記第１油圧ポンプが吐出した作動油を前記アクチュエータに供給するように前記作動油切替部に切替指令を出力することを特徴とする。
【００１７】
更に、第７の発明は、第２乃至第６の発明のいずれかにおいて、前記エネルギ蓄積手段のエネルギ蓄積量を検出するエネルギ検出手段を更に備え、前記制御装置は、前記エネルギ検出手段が検出した前記エネルギ蓄積手段のエネルギ蓄積量を取込み、前記エネルギ蓄積手段のエネルギ蓄積量が、予め定めた基準エネルギよりも高いときに前記第２原動機に駆動指令を出力し、前記エネルギ蓄積手段のエネルギ蓄積量が、予め定めた基準エネルギよりも低いときに前記第２原動機に回転数低下指令、又は停止指令を出力し、前記エネルギ蓄積手段のエネルギ蓄積量が、予め定めた基準エネルギよりも高いときに、前記第１油圧ポンプが吐出した作動油と前記第２油圧ポンプが吐出した作動油とを受け入れ、これらの合流した作動油、または、前記第２油圧ポンプが吐出した作動油を前記アクチュエータに供給し、前記エネルギ蓄積手段のエネルギ蓄積量が、予め定めた基準エネルギよりも低いときに、前記第１油圧ポンプが吐出した作動油を前記アクチュエータに供給するように前記作動油切替部に切替指令を出力することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、回収したエネルギを効率良く使用することで、動力源の動力を低減して建設機械全体の燃量消費を大幅に低減することのできる建設機械を提供できる。この結果、建設機械の稼働時間が延びるので、生産性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の建設機械の第１の実施の形態を示す側面図である。
【図２】本発明の建設機械の第１の実施の形態を構成する電動・油圧機器のシステム構成図である。
【図３】本発明の建設機械の第１の実施の形態を構成するコントローラにおける油圧ポンプモータ駆動条件の一例を示す表図である。
【図４】本発明の建設機械の第１の実施の形態を構成するコントローラの処理内容を示すフローチャート図である。
【図５】建設機械におけるメインポンプ及び油圧ポンプモータの吐出圧と吐出流量の目標値と、発電電動機の駆動トルクと油圧ポンプモータの抵抗トルクとの関係の一例を示す特性図である。
【図６】本発明の建設機械の第１の実施の形態におけるメインポンプ及び油圧ポンプモータの吐出圧と吐出流量の目標値と、発電電動機の駆動トルクと油圧ポンプモータの抵抗トルクとの関係の一例を示す特性図である。
【図７】本発明の建設機械の第１の実施の形態を構成する油圧ポンプモータの駆動効率の特性の一例を示す特性図である。
【図８】本発明の建設機械の第１の実施の形態を構成するコントローラにおける油圧ポンプモータ駆動条件の他の例を示す表図である。
【図９】本発明の建設機械の第２の実施の形態を構成する電動・油圧機器のシステム構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、建設機械として油圧ショベルを例にとって本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。なお、本発明は、建設機械全般（作業機械を含む）に適用が可能であり、本発明の適用は油圧ショベルに限定されるものではない。
【実施例１】
【００２１】
図１において、電動式油圧ショベルは走行体４０と、走行体４０上に旋回可能に設けた旋回体５０及び旋回体５０に装設したショベル機構６０を備えている。
【００２２】
ショベル機構６０は、ブーム６１と、ブーム６１を駆動するためのブームシリンダ６と、ブーム６１の先端部近傍に回転自在に軸支されたアーム６２と、アーム６２を駆動するためのアームシリンダ６４と、アーム６２の先端に回転可能に軸支されたバケット６３と、バケット６３を駆動するためのバケットシリンダ６５等で構成されている。
【００２３】
旋回体５０の後部には、後述するエンジンやメインポンプ等を収納する原動機室５１が設けられている。
【００２４】
次に、油圧ショベルの電動・油圧機器のシステム構成について図２を用いて説明する。なお、本実施の形態においては、アクチュエータとしてブームシリンダ６を例に説明する。図２は本発明の建設機械の第１の実施の形態を構成する電動・油圧機器のシステム構成図である。図２において、図１に示す符号と同符号のものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。
【００２５】
図２において、１は動力源であるエンジン（第１原動機）、２はエンジンに供給される燃料を貯蔵する燃料タンク、３はエンジン１に駆動される可変容量型のメインポンプ（第１ポンプ）、４は流量調整手段としてのコントロールバルブ、５はブーム操作用の制御弁、６はブームシリンダ、７は発電・電動機（第２原動機）、８はキャパシタ又はバッテリで構成する蓄電手段（エネルギ蓄積手段）、９は発電・電動機７により駆動する油圧ポンプモータ（第２油圧ポンプ）、１０はメインポンプ３が吐出する作動油と油圧ポンプモータ９が吐出する作動油とを合流させる作動油供給回路、１１ａ〜１１ｃは切替弁、２０はコントローラ（制御手段）を示す。メインポンプ３は可変容量機構として例えば斜軸を有していて、この斜軸の傾転角を容量制御装置３ａで調整することによりメインポンプ３の容量（押しのけ容積）を変化させ、圧油の吐出流量を制御している。
【００２６】
メインポンプ３から吐出される圧油を、ブームシリンダ６等の各アクチュエータへ供給する主管路３０には、主管路３０内の圧油の圧力を制限するリリーフ弁１２と圧油の方向と流量を制御するコントロールバルブ４とが設けられている。リリーフ弁１２は、油圧配管内の圧力が設定圧力以上に上昇した場合に、主管路３０の圧油を作動油タンク１４へ逃がすものである。
【００２７】
流量調整手段としてのコントロールバルブ４は、ブーム操作用の制御弁５を備えている。ブーム操作用の制御弁５は、３位置６ポートの切替制御弁であって、その両パイロット操作部（図示せず）へ供給されるパイロット圧力により、制御弁５の位置を切り替えて、作動油の流路の開口面積を変化させる。このことにより、メインポンプ３からブームシリンダ６へ供給される作動油の方向と流量を制御して、ブームシリンダ６を駆動している。また、ブーム操作用の制御弁５は、メインポンプ３からの圧油が供給される入口ポート５ｃと、作動油タンク１４に連通する出口ポート５ｄと、中立位置のときに連通するセンターポート５Ｔと、ブームシリンダ６側に接続する接続ポート５ａ，５ｂとを有している。
【００２８】
ブームシリンダ６は、シリンダとピストンロッドとを有していて、シリンダは、ボトム側の油室６ａとロッド側の油室６ｂとを備えている。ボトム側の油室６ａには、後述する切替弁１１ａが配設された第１管路３１の一端側が接続されていて、第１管路３１の他端側は、ブーム操作用の制御弁５の接続ポート５ａに接続されている。ロッド側の油室６ｂには、第２管路３２の一端側が接続されていて、第２管路３２の他端側は、ブーム操作用の制御弁５の接続ポート５ｂに接続されている。
【００２９】
発電・電動機７は、後述するコントローラ２０からの指令により、蓄電手段８の電力を使ってトルクを発生する力行制御、又は、トルクを吸収することで発電し電力をエネルギ蓄積手段である蓄電手段８に蓄える回生制御のいずれかが実行される。
【００３０】
油圧ポンプモータ９は、その回転軸を発電・電動機７の回転軸と、直接又はギア等を介して機械的に連結している。発電・電動機７が力行制御される場合には、油圧ポンプモータ９は油圧ポンプとして作動し、作動油を作動油タンク１４から吸引して後述する副管路３３へ吐出する。一方、発電・電動機７が回生制御される場合には、油圧ポンプモータ９は油圧モータとして作動し、後述する副管路３３からの作動油の圧力により回転される。
【００３１】
油圧ポンプモータ９が油圧ポンプとして作動する場合に、油圧ポンプモータ９からの圧油が吐出される副管路３３には、副管路３３内の圧油の圧力を制限するリリーフ弁１３と圧油の連通／遮断を制御する切替弁１１ｂ、１１ｃとが設けられている。リリーフ弁１３は、油圧配管内の圧力が設定圧力以上に上昇した場合に、副管路３３の圧油を作動油タンク１４へ逃がすものである。なお、切替弁１１ｂ，１１ｃは、２ポート２位置の電磁切替弁であって、その切替は、後述するコントローラ２０からの指令により制御されている。
【００３２】
切替弁１１ｂは、一方のポートを、第１管路３１からの流出のみを許可するチェック弁の出口側に接続し、他方のポートを副管路３３に接続している。切替弁１１ｃは、一方のポートを、主管路３０への流入のみを許可するチェック弁の入口側に接続し、他方のポートを副管路３３に接続している。
【００３３】
作動油切替部としての切替弁１１ｃと切替弁１１ｃの一方のポートに接続した副管路３３から主管路３０への流入のみを許可するチェック弁とで作動油供給回路１０を構成している。作動油供給回路１０は、油圧ポンプモータ９が吐出した作動油の主管路３０への合流の有無をコントローラ２０からの指令により制御する。
【００３４】
圧力センサ１６は、メインポンプ３の吐出圧を検出するために、主管路３０に設けられている。蓄電量センサ１７は、蓄電手段８の蓄電量を検出するために、蓄電手段８に設けられている。本実施の形態においては、電圧センサを設け、蓄電手段の電圧値を検出している。圧力センサ１６からのメインポンプ３の吐出圧検出信号と、蓄電量センサ１７からの蓄電手段８の蓄電量検出信号とはコントローラ２０に入力されている。
【００３５】
コントローラ２０は、図示しない各操作レバーの操作信号と、圧力センサ１６が検出したメインポンプ３の吐出圧検出信号と、蓄電量センサ１７が検出した蓄電手段８の蓄電量検出信号とを取込む入力部と、これらの検出信号を基に後述する演算処理を行う演算部と、後述する蓄電手段８の蓄電量の高，中，低の予め定めた各基準値と、メインポンプ３の吐出圧の高，低の予め定めた各基準値等とを記憶する記憶部と、メインポンプ３の吐出流量を制御するために、容量制御装置３ａへ演算部で算出した吐出流量指令を出力すると共に、油圧ポンプモータ９のトルクを制御するために、発電・電動機７へ演算部で算出した力行指令、又は回生指令を出力する出力部とを備えている。また、出力部は、各切替弁１１ａ〜１１ｃの開閉状態を制御するために、演算部で算出した開閉タイミングにおいて、切替弁１１ａ〜１１ｃの電磁操作部へ電流指令を出力する。
【００３６】
次に、コントローラ２０の演算部の処理内容について図３及び図４を用いて説明する。図３は本発明の建設機械の第１の実施の形態を構成するコントローラにおける油圧ポンプモータ駆動条件の一例を示す表図、図４は本発明の建設機械の第１の実施の形態を構成するコントローラの処理内容を示すフローチャート図である。図３及び図４において、図２に示す符号と同符号のものは同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。
【００３７】
本実施の形態においては、蓄電手段８に蓄えた電気エネルギを効率よく再生使用することを特徴とする。このため、コントローラ２０は、ブーム上げの操作が行われたときに所定の条件から、駆動効率を判定して、油圧ポンプモータ９の駆動・停止を制御している。  
図３の表図は、コントローラ２０が制御する油圧ポンプモータ９の駆動・停止判定基準を示すものであって、縦欄の蓄電量の高中低は、予め定めた蓄電手段８の蓄電量の高，中，低の各基準値と蓄電量センサ１７が検出した蓄電手段８の蓄電量との比較により定める。また、横欄の吐出圧の高低は、予め定めたメインポンプ３の吐出圧の基準圧力値と圧力センサ１６が検出したメインポンプ３の吐出圧検出信号との比較により、吐出圧検出信号が基準圧力値以上であれば、高と定め、基準圧力値未満であれば低と定める。
【００３８】
例えば、蓄電量センサ１７が検出した蓄電手段８の蓄電量が、予め定めた蓄電手段８の蓄電量の高基準値の範囲である場合には、コントローラ２０は、圧力センサ１６が検出したメインポンプ３の吐出圧検出信号が、予め定めたメインポンプ３の吐出圧の高，低いずれであっても、油圧ポンプモータ９を駆動制御する。
【００３９】
また、蓄電手段８の蓄電量が、予め定めた蓄電手段８の蓄電量の中基準値の範囲である場合には、コントローラ２０は、メインポンプ３の吐出圧検出信号が基準圧力値以上（高）であれば、油圧ポンプモータ９を駆動制御し、メインポンプ３の吐出圧検出信号が基準圧力値未満（低）であれば、油圧ポンプモータ９を停止制御する。
【００４０】
さらに、蓄電手段８の蓄電量が、予め定めた蓄電手段８の蓄電量の低基準値の範囲である場合には、コントローラ２０は、圧力センサ１６が検出したメインポンプ３の吐出圧検出信号が、予め定めたメインポンプ３の吐出圧の高，低いずれであっても、油圧ポンプモータ９を停止制御する。
【００４１】
次に、コントローラ２０の処理内容について図４を用いて説明する。
【００４２】
まず、コントローラ２０は、ブーム上げ操作が行われた否かを判断する（ステップＳ１）。具体的には、図示しない操作レバーによるブーム上げ操作信号の入力の有無により判断する。ブーム上げ操作が行われた場合には（ステップＳ２）に進み、それ以外の場合には、（ステップＳ１）に戻る。
【００４３】
コントローラ２０は、切替弁１１ａへ開指令を、切替弁１１ｂへ閉指令をそれぞれ出力する（ステップＳ２）。このことにより、図２に示すブームシリンダ６のボトム側の油室６ａにメインポンプ３からの圧油が制御弁５を介して供給可能となると共に、油圧ポンプモータ９への回収系統が閉止される。
【００４４】
コントローラ２０は、蓄電手段８の蓄電量が高基準値の範囲が否かを判断する（ステップＳ３）。具体的には、予め定めた蓄電手段８の蓄電量の高基準値と蓄電量センサ１７が検出した蓄電手段８の蓄電量とを比較して判断する。蓄電手段８の蓄電量が高基準値の範囲の場合には（ステップＳ４）に進み、それ以外の場合には、（ステップＳ５）に進む。
【００４５】
コントローラ２０は、切替弁１１ｃへ開指令を、発電・電動機７へ力行指令を、容量制御装置３ａへ吐出流量減指令をそれぞれ出力する（ステップＳ４）。このことにより、図２に示す発電・電動機７を力行駆動し、油圧ポンプモータ９を油圧ポンプとして作動させ、油圧ポンプモータ９から吐出された圧油を副管路３３、切替弁１１ｃを介して主管路３０へ供給して、メインポンプ３からの圧油と合流させる。
【００４６】
また、メインポンプ３の吐出流量は、油圧ポンプモータ９から供給された圧油の分だけ減少制御されるので、ブームシリンダ６に供給される作動油の量は変化せず、駆動源であるエンジン１の負荷が減少するので、エンジン１の燃料消費量を減少できる。
【００４７】
一方、（ステップＳ３）において、蓄電手段８の蓄電量が高基準値の範囲でない場合には、コントローラ２０は、蓄電手段８の蓄電量が中基準値の範囲が否かを判断する（ステップＳ５）。具体的には、予め定めた蓄電手段８の蓄電量の中基準値と蓄電量センサ１７が検出した蓄電手段８の蓄電量とを比較して判断する。蓄電手段８の蓄電量が中基準値の範囲の場合には（ステップＳ６）に進み、それ以外の場合には、（ステップＳ７）に進む。
【００４８】
コントローラ２０は、メインポンプ３の吐出圧が基準圧力値以上（高）か否かを判断する（ステップＳ６）。具体的には、予め定めたメインポンプ３の吐出圧の基準圧力値と圧力センサ１６が検出したメインポンプ３の吐出圧検出信号とを比較して判断する。メインポンプ３の吐出圧が基準圧力値以上（高）の場合には(ステップＳ４)に進み、それ以外の場合には、（ステップＳ７）に進む。
【００４９】
コントローラ２０は、切替弁１１ｃへ開指令を、発電・電動機７へ停止指令をそれぞれ出力する（ステップＳ７）。このことにより、図２に示す発電・電動機７を停止し、油圧ポンプモータ９を停止させ、油圧ポンプモータ９から吐出された圧油の主管路３０への供給を停止させる。
【００５０】
次に、上述した本発明の建設機械の第１の実施の形態の動作について説明する。  まず、図３に示す、蓄電手段８の蓄電量が低基準値の範囲内であるときのコントローラ２０の制御について説明する。上述したように、この場合、コントローラ２０は、圧力センサ１６が検出したメインポンプ３の吐出圧検出信号の値に関わらず、油圧ポンプモータ９を停止制御する。
【００５１】
図２において、ブーム操作用の制御弁５は、図示しない操作レバーの操作量がゼロである中立の場合の配置を示している。ここで、接続ポート５ａと５ｂは、入口ポート５ｃと出口ポート５ｄとそれぞれ遮断されていて、センターポート５Ｔが連通するので、メインポンプ３からの圧油は、作動油タンク１４へ供給される。
【００５２】
オペレータにより、図示しない操作レバーでブーム上げの操作が行われると、パイロット操作部（図示せず）へ供給されるパイロット圧力により、ブーム操作用の制御弁５は右方向へ移動してＡ位置に切換えられる。このことにより、入口ポート５ｃと接続ポート５ａとが連通し、出口ポート５ｄと接続ポート５ｂとが連通する。また、コントローラ２０は、入力されたメインポンプ３の吐出圧と蓄電手段８の蓄電量との信号から、図３に示す判定基準に基づいて、油圧ポンプモータ９の駆動制御または停止制御のいずれかを判断する。ここでは、停止制御が行われる。コントローラ２０は、ブーム上げの操作信号を入力し、切替弁１１ａの電磁操作部へ開指令を、切替弁１１ｂの電磁操作部へ閉指令を、切替弁１１ｃの電磁操作部へ閉指令をそれぞれ出力する。また、発電・電動機７には停止指令を出力する。
【００５３】
このことにより、メインポンプ３からの圧油は、第１管路３１を通ってブームシリンダ６のボトム側の油室６ａに供給され、ブームシリンダ６のロッド側の油室６ｂ内の圧油は、第２管路３２を通って作動油タンク１４に排出される。この結果、ブームシリンダ６のピストンロッドが伸長する。
【００５４】
一方、この状態から、オペレータによりブーム下げの操作が行われると、パイロット操作部（図示せず）へ供給されるパイロット圧力により、ブーム操作用の制御弁５は左方向へ移動してＢ位置に切換えられる。このことにより、入口ポート５ｃと接続ポート５ｂとが連通し、出口ポート５ｄと接続ポート５ａとが連通する。また、コントローラ２０は、ブーム下げの操作信号を入力し、切替弁１１ａの電磁操作部へ閉指令を、切替弁１１ｂの電磁操作部へ開指令をそれぞれ出力する。このことにより、メインポンプ３からの圧油は、第２管路３２を通ってブームシリンダ６のロッド側の油室６ｂに供給され、ブームシリンダ６のピストンロッドが縮小すると共に、ブームシリンダ６のボトム側の油室６ａから排出された圧油は、副管路３３を通って油圧ポンプモータ９に導かれる。このことにより、油圧ポンプモータ９は油圧モータとして作動し、発電・電動機７を回転させる。このとき、コントローラ２０は、発電・電動機７を回転方向と逆向きにトルクが発生するように回生制御し、その発電電力を蓄電手段８に蓄える。
【００５５】
次に、図３に示す、蓄電手段８の蓄電量が高基準値の範囲内であるときのコントローラ２０の制御について説明する。上述したように、この場合、コントローラ２０は、圧力センサ１６が検出したメインポンプ３の吐出圧検出信号の値に関わらず、油圧ポンプモータ９を駆動制御する。
【００５６】
オペレータにより、図示しない操作レバーでブーム上げの操作が行われると、制御弁５等の動作は、上述した場合と同じである。
【００５７】
コントローラ２０は、入力されたメインポンプ３の吐出圧と蓄電手段８の蓄電量との信号から、図３に示す判定基準に基づいて、油圧ポンプモータ９の駆動制御または停止制御のいずれかを判断する。ここでは、駆動制御が行われる。コントローラ２０は、ブーム上げの操作信号を入力し、切替弁１１ａの電磁操作部へ開指令を、切替弁１１ｂの電磁操作部へ閉指令を、切替弁１１ｃの電磁操作部へ開指令をそれぞれ出力する。また、発電・電動機７には力行指令を出力し、油圧ポンプモータ９を油圧ポンプとして作動させ、油圧ポンプモータ９から吐出された圧油を副管路３３、切替弁１１ｃを介して主管路３０のメインポンプ３が吐出する圧油へ合流させる。
【００５８】
一方、コントローラ２０は、容量制御装置３ａへ吐出流量減指令を出力し、メインポンプ３の容量を減少制御し、主管路３０に合流した油圧ポンプモータ９の吐出流量分を減少させる。このことにより、ブームシリンダ６に供給される作動油の量が、油圧ポンプモータ９の駆動／停止に関わらず変化しない。このため、油圧ポンプモータ９の駆動／停止による操作性の変化が発生しない。また、メインポンプ３の吐出流量を減少させるので、駆動源であるエンジン１の負荷が減少し、エンジン１の燃料消費量を減少させることができる。
【００５９】
なお、本実施の形態においては、ブームシリンダ６を例に説明しているが、これに限るものではない。図２に示すブームシリンダ６以外のアクチュエータが配設されている場合で、このアクチュエータに作動油を供給する必要があるときは、コントローラ２０は、図３に示す判定基準を用いて油圧ポンプモータ９の駆動／停止を判定する。油圧ポンプモータ９を駆動する場合は、コントローラ２０は、切替弁１１ｃの電磁操作部へ開指令を出力する。また、発電・電動機７へ力行指令を出力し、油圧ポンプモータ９を油圧ポンプとして作動させ、油圧ポンプモータ９から吐出された圧油を副管路３３、切替弁１１ｃを介して主管路３０のメインポンプ３が吐出する圧油へ合流させる。さらに、容量制御装置３ａへ吐出流量減指令を出力し、メインポンプ３の容量を減少制御し、油圧ポンプモータ９からの追加された吐出流量分を減少させる。
【００６０】
次に、メインポンプ３の吐出圧に関わりなく蓄電手段８の蓄電量によって、油圧ポンプモータ９の駆動制御を実施した場合の問題点について図５を用いて説明する。図５は建設機械におけるメインポンプ及び油圧ポンプモータの吐出圧と吐出流量の目標値と、発電電動機の駆動トルクと油圧ポンプモータの抵抗トルクとの関係の一例を示す特性図であって、本実施の形態の特徴を示すために、アクチュエータに作動油を供給する必要が生じるレバー操作が行われ、メインポンプ３の吐出圧が変化する場合であって、蓄電手段８の蓄電量があるときに、油圧ポンプモータ９を駆動し、蓄電手段８の蓄電量がなくなったときに、油圧ポンプモータ９を停止させた場合の動作の一例を示している。
【００６１】
図５において、横軸は時間を示していて、縦軸の（Ａ）〜（Ｆ）は上から順に蓄電手段８の蓄電量Ｖ、メインポンプ３の吐出圧Ｐｍ、油圧ポンプモータ９の吐出流量の目標値Ｑｈ、油メインポンプ３の吐出流量の目標値Ｑｍ、切替弁１１ｃの開閉指令値Ｃｃ、発電・電動機７の駆動トルクＴｇと油圧ポンプモータの抵抗トルクＴｒを示している。また、時刻ｔ０は、アクチュエータに作動油を供給する必要が生じるレバー操作が行われた時刻、時刻ｔ１は、油圧ポンプモータ９を駆動する発電・電動機７により蓄電手段８の蓄電量が消費され、蓄電量が無くなった時刻をそれぞれ示している。
【００６２】
まず、蓄電手段８の蓄電量Ｖが十分である時刻ｔ０から時刻ｔ１の間において、ブーム上げのレバー操作が行われると、コントローラ２０は、ブーム上げの操作信号を入力し、図５の（Ｅ）に示すように、切替弁１１ｃの電磁操作部へ開指令を出力する。また、図５の（Ｆ）に示すように、発電・電動機７には力行指令（トルク指令）を出力し、油圧ポンプモータ９を油圧ポンプとして作動させ、油圧ポンプモータ９から吐出された圧油を副管路３３、切替弁１１ｃを介して主管路３０のメインポンプ３が吐出する圧油へ合流させる。このときのトルク指令は、図５の（Ｃ）に示す油圧ポンプモータ９の吐出流量の目標値Ｑｓを基に演算されている。
【００６３】
一方、コントローラ２０は、主管路３０に合流した油圧ポンプモータ９の吐出流量分を減少させるように、図５の（Ｄ）に示すように従来の吐出流量目標値Ｑｍ１からＱｓ分減少させた目標値を基に、容量制御装置３ａへ吐出流量減指令を出力する。
【００６４】
次に、時刻ｔ１において、図５の（Ａ）に示す蓄電手段８の蓄電量Ｖがなくなり、油圧ポンプモータ９は停止制御される。コントローラ２０は、図５の（Ｄ）に示すように吐出流量目標値Ｑｍを従来の吐出流量目標値Ｑｍ１に戻すと共に、図５の（Ｅ）に示すように、切替弁１１ｃの電磁操作部へ閉指令を出力する。メインポンプ３の吐出圧Ｐｍは、図５の（Ｂ）に示すように、時刻ｔ１以降、更に漸増している。
【００６５】
時刻ｔ０から時刻ｔ１の間に油圧ポンプモータ９は駆動制御されている。この時刻ｔ０から時刻ｔ１にかけて、メインポンプ３の吐出圧Ｐｍは、図５の（Ｂ）に示すように、漸増していく。このように、油圧ポンプモータ９は、メインポンプ３の吐出圧Ｐｍが低い状態から駆動するため、図５の（Ｆ）に示すように、発電・電動機７を駆動するトルクＴｇに占める抵抗トルクＴｒの割合が高くなってしまう。そして、発電・電動機７を駆動するトルクＴｇに占める抵抗トルクＴｒの割合が下がってきたところの時刻ｔ１においては、蓄電手段８の蓄電量Ｖがなくなるため、油圧ポンプモータ９を停止せざるを得なくなってしまう。つまり、回収したエネルギＶの大部分が抵抗トルクＴｒで消費されたことになり、エネルギ効率の悪化を招いている。
【００６６】
そこで、本実施の形態においては、蓄電手段８の蓄電量Ｖとメインポンプ３の吐出圧Ｐｍとから、油圧ポンプモータ９の駆動効率を判断して、油圧ポンプモータ９の駆動・停止を制御する構成としている。図６を用いて、油圧ポンプモータ９の駆動・停止時のメインポンプ３の吐出圧Ｐｍと発電・電動機７を駆動するトルクＴｇの挙動について説明する。図６は本発明の建設機械の第１の実施の形態におけるメインポンプ及び油圧ポンプモータの吐出圧と吐出流量の目標値と、発電電動機の駆動トルクと油圧ポンプモータの抵抗トルクとの関係の一例を示す特性図である。図６において、図２乃至図５に示す符号と同符号のものは同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。
【００６７】
また、時刻ｔ２は、アクチュエータに作動油を供給する必要が生じるレバー操作が行われた時刻、時刻ｔ３は、メインポンプ３の吐出圧Ｐｍが基準圧力Ｐｔｈ以上となった時刻、時刻ｔ４は、メインポンプ３の吐出圧Ｐｍが基準圧力Ｐｔｈ未満となった時刻をそれぞれ示している。基準圧力Ｐｔｈの設定方法等については、後述する。
【００６８】
更に、図６の（Ａ）に示す蓄電手段８の蓄電量Ｖは、時刻ｔ２から時刻ｔ４の間のいずれにおいても、コントローラ２０の中基準値の範囲内である場合を示している。  
まず、時刻ｔ２において、ブーム上げのレバー操作が行われると、コントローラ２０は、ブーム上げの操作信号を入力し、図６の（Ｄ）に示すように、メインポンプ３の吐出流量の目標値ＱｍをＱｍ１まで上昇させる。時刻ｔ２から時刻ｔ３以前までは、メインポンプ３の吐出圧Ｐｍが基準圧力値Ｐｔｈ未満なので、コントローラ２０は、油圧ポンプモータ９を駆動制御しない。つまり、メインポンプ３から吐出された圧油のみが、ブームシリンダ６に供給されている。
【００６９】
次に時刻ｔ３においては、図６の（Ｂ）に示すように、メインポンプ３の吐出圧Ｐｍが基準圧力値Ｐｔｈ以上となる。ここで、コントローラ２０は、図６の（Ｅ）に示すように、切替弁１１ｃの電磁操作部へ開指令を出力する。また、図６の（Ｆ）に示すように、発電・電動機７に、力行指令（トルク指令）を出力する。力行指令（トルク指令）は、図６の（Ｃ）に示す油圧ポンプモータ９の吐出流量の目標値Ｑｓを基に演算して算出される。
【００７０】
また、コントローラ２０は、主管路３０に合流した油圧ポンプモータ９の吐出流量分を減少させるように、図６の（Ｄ）に示すように従来の吐出流量目標値Ｑｍ１からＱｓ分減少させた目標値を基に、容量制御装置３ａへ吐出流量減指令を出力する。
【００７１】
次に、時刻ｔ４において、図６の（Ｂ）に示すように、メインポンプ３の吐出圧Ｐｍが基準圧力値Ｐｔｈ未満となり、油圧ポンプモータ９は停止制御される。コントローラ２０は、図６の（Ｄ）に示すように吐出流量目標値Ｑｍを従来の吐出流量目標値Ｑｍ１に戻すと共に、図６の（Ｅ）に示すように、切替弁１１ｃの電磁操作部へ閉指令を出力する。メインポンプ３の吐出圧Ｐｍは、図６の（Ｂ）に示すように、時刻ｔ４以降、更に漸減している。
【００７２】
時刻ｔ３から時刻ｔ４の間に油圧ポンプモータ９は駆動制御されている。この時刻ｔ３から時刻ｔ４にかけて、メインポンプ３の吐出圧Ｐｍは、図６の（Ｂ）に示すように、基準圧力Ｐｔｈ以上の範囲にある。このように、油圧ポンプモータ９は、メインポンプ３の吐出圧Ｐｍが基準圧力Ｐｔｈ以上の範囲で駆動するため、図６の（Ｆ）に示すように、発電・電動機７を駆動するトルクＴｇに占める抵抗トルクＴｒの割合を低くすることができる。このように、本実施の形態によれば、油圧ポンプモータ９の駆動効率の高い範囲で、油圧ポンプモータ９を駆動制御するので、回収したエネルギＶを効率良く使用することができる。
【００７３】
次に、メインポンプ３の吐出圧の基準圧力値Ｐｔｈの設定について、図７を用いて説明する。図７は本発明の建設機械の第１の実施の形態を構成する油圧ポンプモータの駆動効率の特性の一例を示す特性図である。図７において、横軸は油圧ポンプモータ９のポンプ吐出圧Ｐｐを、縦軸は油圧ポンプモータ９のポンプ駆動効率Ｅｐを示す。
【００７４】
図７に示すように、油圧ポンプモータ９の駆動効率Ｅｐは、油圧ポンプモータ９の吐出圧Ｐｐに応じて漸増し、所定の吐出圧で最大となる。このため、本実施の形態のように、メインポンプ３の吐出圧力が基準圧力Ｐｔｈ以上の時に、油圧ポンプモータ９を駆動するようにすれば、駆動効率の向上が図れる。ここで、油圧ポンプモータ９の駆動効率は、油圧ポンプモータ９をポンプ駆動する原動機（電動・発電機７）の出力に対する油圧ポンプモータ９の出力の比率として定義することができる。ここで、原動機の出力として、例えば、蓄電手段８からの出力を用いても良い。
【００７５】
また、基準圧力値Ｐｔｈの設定方法としては、建設機械の一般的な作業形態において、油圧ポンプモータ９を力行・回生制御した場合に、蓄電手段８の充放電量のバランスが維持される圧力値を予め実験等により、決定して設定しても良い。
【００７６】
上述したように、本実施の形態においては、油圧ポンプモータ９の駆動効率が高い範囲で油圧ポンプモータ９を駆動制御することを特徴とするが、この油圧ポンプモータ９の駆動効率が高い範囲については、以下のように設定しても良い。
【００７７】
図３に示すように、コントローラ２０は、メインポンプ３の吐出圧Ｐｍが基準圧力値Ｐｔｈより高いか低いかで、油圧ポンプモータ９の駆動・停止制御を判定しているが、このメインポンプ３の吐出圧Ｐｍに代えて、油圧ポンプモータ９を駆動するために必要な発電・電動機７のトルクが基準トルクより高いか低いかで判定しても良い。油圧ポンプモータ９を駆動するためのトルクが高いほど油圧ポンプモータ９の駆動効率が高くなる傾向があるためである。この場合、蓄電量が中基準値の範囲内の時は、発電・電動機７のトルクが基準トルクよりも高い時に駆動制御し、低い時に停止制御する。また、この場合、発電・電動機７のトルクを検出するトルク検出手段としては、トルクセンサを設けても良いし、発電電動機７へ供給される電力を計測しても良い。
【００７８】
なお、図３において、コントローラ２０は、蓄電量が中基準値の範囲内の時、メインポンプ３の吐出圧Ｐｍが基準圧力値Ｐｔｈより高いか低いかで、油圧ポンプモータ９の駆動・停止制御を判定しているが、基準圧力値の高低に代えて、メインポンプ３の吐出圧Ｐｍが所定の範囲内の時に駆動制御し、所定の範囲外の時に停止制御するようにしても良い。このような設定をすることで、例えば、油圧ポンプモータ９の駆動効率の特性が、ピーク値の吐出圧を超えて吐出圧の増加により低下するものであっても、高効率の範囲で駆動・停止制御できるので、回収したエネルギを効率良く使用できる。
【００７９】
また、コントローラ２０の油圧ポンプモータ９の駆動条件の一例を図３に示したが、図８のように設定しても良い。図８は本発明の建設機械の第１の実施の形態を構成するコントローラにおける油圧ポンプモータ駆動条件の他の例を示す表図である。
【００８０】
図８は、油圧ポンプモータ９の駆動制御における駆動量を「大駆動」と「小駆動」と区分けして、段階的に変化させた点が、図３と異なる。「大駆動」「小駆動」は、油圧ポンプモータ９の吐出流量の目標値の大小を示しており、その目標値はコントローラ２０に予め設定しておく。また、油圧ポンプモータ９の駆動量を図７よりも更に細かく段階的に設定しても良いし、連続的に変化するように設定しても良い。
【００８１】
また、図３や図８に示した油圧ポンプモータ９の「駆動／停止」の替わりに、「駆動／回転数を低下させて駆動」としても良い。この場合、油圧ポンプモータ９は常に回転しているので、高い回転数が必要な時に、回転数を素早く上昇させることができる。また、油圧ポンプモータ９を常に回転させる場合は、油圧ポンプモータ９の吐出側にアンロード弁を設けて、油圧ポンプモータ９を所定回転数未満で駆動する時は、負荷がかからないようにしても良い。
【００８２】
上述した本発明の建設機械の第１の実施の形態によれば、回収したエネルギを効率良く使用することで、動力源であるエンジン１の動力を低減して建設機械全体の燃量消費を大幅に低減することのできる建設機械を提供できる。この結果、建設機械の稼働時間が延びるので、生産性が向上する。
【００８３】
なお、本実施の形態において、油圧ポンプモータ９とメインポンプ３の吐出流量の目標値の変化をステップ状とした場合を図５に示しているが、これに限るものではない。例えば、これらを滑らかに変化させても良い。
【００８４】
また、吐出圧の変動が大きい場合に、油圧ポンプモータ９の駆動／停止制御が頻繁に切り替わらないように、コントローラ２０は、平均化処理（ローパスフィルタ処理）を行った後の吐出圧の信号を用いても良いし、油圧ポンプモータ９の駆動を開始する吐出圧の値を、油圧ポンプモータ９を停止する吐出圧の値よりも高くしてヒステリシスを持たせても良い。
【実施例２】
【００８５】
以下、本発明の建設機械の第２の実施の形態を図面を用いて説明する。図９は本発明の建設機械の第２の実施の形態を構成する電動・油圧機器のシステム構成図である。図９において、図２乃至図８に示す符号と同符号のものは同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。
【００８６】
図９に示す本発明の建設機械の第２の実施の形態は、大略第１の実施の形態と同様の機器で構成されるが、以下の構成が異なる。  
第１の実施の形態においては、作動油供給回路１０を作動油切替部としての切替弁１１ｃで構成して、油圧ポンプモータ９が吐出した作動油の主管路３０への合流の有無をコントローラ２０からの指令により制御したが、本実施の形態においては、作動油供給回路１０を作動油切替部としての切替弁１５で構成して、制御弁５及びアクチュエータへの作動油の供給系統の選択をコントローラ２０からの指令により制御している。また、圧力センサ１８が油圧ポンプモータ９の吐出圧を検出するために、副管路３３に設けられている。圧力センサ１８からの油圧ポンプモータ９の吐出圧検出信号はコントローラ２０に入力されている、
図９において、作動油供給回路１０は、３ポート２位置の電磁切替弁である切替弁１５で構成している。切替弁１５の一方の入口ポートには、油圧ポンプモータ９からの圧油が吐出される副管路３３が接続され、他方の入口ポートには、メインポンプ３からの圧油が吐出される主管路３０の上流側が接続されている。切替弁１５の出口ポートには、主管路３０の下流側の他端が接続されている。切替弁１５の電磁操作部は、コントローラ２０に接続されている。
【００８７】
本実施の形態において、コントローラ２０は、制御弁５及びアクチュエータへの作動油の供給系統を、メインポンプ３が吐出した作動油系統又は油圧ポンプモータ９が吐出した作動油系統のいずれか一方に選択する。したがって、本実施の形態を構成する油圧ポンプモータ９の容量は、メインポンプ３の容量と略同一とする必要があり、この点が第１の実施の形態と異なる。
【００８８】
次に、本発明の建設機械の第２の実施の形態の動作について説明する。  
コントローラ２０は、入力されたメインポンプ３の吐出圧と蓄電手段８の蓄電量との信号から、図３に示す判定基準に基づいて、油圧ポンプモータ９の駆動制御または停止制御のいずれかを判断する。油圧ポンプモータ９を駆動制御する場合、コントローラ２０は、切替弁１１ａの電磁操作部へ開指令を、切替弁１１ｂの電磁操作部へ閉指令を、切替弁１５の電磁操作部へ切替指令をそれぞれ出力する。切替弁１５は、Ａ位置からＢ位置に移動する。また、発電・電動機７には力行指令を出力し、油圧ポンプモータ９を油圧ポンプとして作動させ、油圧ポンプモータ９から吐出された圧油を副管路３３、切替弁１５を介して主管路３０に供給させる。
【００８９】
一方、コントローラ２０は、容量制御装置３ａへ吐出流量減指令を出力し、メインポンプ３の容量を減少制御し、メインポンプ３の吐出流量を大略０または極微少量とする。
【００９０】
このように、油圧ポンプモータ９による作動油の供給を継続する場合、コントローラ２０は、図３に示す判定基準におけるメインポンプ３の吐出圧については、圧力センサ１８が検出した油圧ポンプモータ９の吐出圧検出信号を適用する。
【００９１】
図３において、例えば、蓄電手段８の蓄電量が、中基準値の範囲内であって、油圧ポンプモータ９の吐出圧が基準圧力Ｐｔｈ未満となった場合、コントローラ２０は、油圧ポンプモータ９を停止制御する。コントローラ２０は、切替弁１５の電磁操作部へＢ位置からＡ位置への切替指令を出力し、発電・電動機７への力行指令の出力を停止する。
【００９２】
一方、容量制御装置３ａへ吐出流量減指令から吐出流量増指令に変更し、メインポンプ３の吐出流量を切替弁１５がＡ位置であったときの流量まで戻す。このように、油圧ポンプモータ９を駆動制御することで、メインポンプ３を駆動する原動機であるエンジン１の燃料消費量を低減することができる。
【００９３】
上述した本発明の建設機械の第２の実施の形態によれば、上述した第１の実施の形態と同様な効果を得ることができる。
【００９４】
なお、上述した本発明の実施の形態においては、コントローラが、油圧ポンプモータ９の駆動効率を基に、予め定めた基準値以上のときに、油圧ポンプモータ９を駆動制御し、予め定めた基準値未満のときに、油圧ポンプモータ９を停止制御する態様について説明したが、これに限るものではない。例えば、予め定めた基準値以上のときに、油圧ポンプモータ９を駆動制御するものであれば、停止制御については、異なる手段によるものであっても良い。
【００９５】
また、上述した本発明の実施の形態においては、メインポンプ３の原動機を、エンジン１と燃料タンク２とで構成した場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、電動機と電力源（電源や蓄電手段）であっても良い。この場合も同様の効果が得られる。
【００９６】
さらに、上述した本発明の実施の形態においては、油圧ポンプモータ９の原動機を発電・電動機７と蓄電手段８とで構成した場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、油圧ポンプモータとアキュムレータであっても良い。また、置き換えた油圧ポンプモータと第１の実施の形態の油圧ポンプモータ９の少なくとも一方を可変容量型にして、アキュムレータの圧力と油圧ポンプモータ９の吐出圧の比率を変更できるようにしても良い。
【符号の説明】
【００９７】
１        エンジン（第１原動機）
２        燃料タンク
３        メインポンプ（第１油圧ポンプ）
４        コントロールバルブ
５        ブーム操作用の制御弁
６        ブームシリンダ（アクチュエータ）
７        発電・電動機（第２原動機）
８        蓄電手段（エネルギ蓄積手段）
９        油圧ポンプモータ（第２油圧ポンプ）
１０      作動油供給回路
１１ａ    切替弁
１１ｂ    切替弁
１１ｃ    切替弁（作動油切替部）
１２      リリーフ弁
１３      リリーフ弁
１４      作動油タンク
１５      切替弁（作動油切替部）
１６      圧力センサ（吐出圧検出手段）
１７      蓄電量センサ（エネルギ検出手段）
１８      圧力センサ
２０      コントローラ（制御装置）
３０      主管路
３３      副管路
【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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【図９】
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