(57)【要約】【課題】油圧ポンプの吐出油を振り分けて複数の油圧アクチュエータを同時期に駆動する際に、負荷圧力の変動に伴う油圧アクチュエータの動作速度の変動を、エネルギ損失を低減しつつ、抑えることができる建設機械の油圧駆動装置を提供すること。【解決手段】油圧シリンダ21,22（複数の油圧アクチュエータ）の負荷圧力を圧力センサ71〜74を用いて検出し、油圧シリンダ21,22の両方が動作中の場合、油圧シリンダ21,22のうち負荷圧力の低い方である低負荷シリンダに対応付けられた発電機65または66の回転に必要なトルクを制御装置40はインバータ67または68で制御し、低負荷シリンダに対応付けられた油圧モータ63または64の回転の抵抗を上昇させることで、低負荷シリンダに対応付けられた方向切換弁24または25の上流と下流の圧力差の変動を抑え、発電機65または66で生成された電気エネルギを蓄電装置80は蓄える。【選択図】図２
2012159123.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧ポンプと、この油圧ポンプの吐出油が供給されて駆動する複数の油圧アクチュエータと、これら複数の油圧アクチュエータのそれぞれに対応付けられて設けられ、その対応付けられた油圧アクチュエータに前記油圧ポンプから供給される圧油の流れを制御する方向制御弁と、を備える建設機械の油圧駆動装置において、
前記複数の方向制御弁のそれぞれの上流と下流の圧力差の変動を抑える圧力補償手段と、前記複数の油圧アクチュエータのそれぞれの負荷圧力を検出する複数の負荷圧力検出手段と、蓄電装置とを備え、
前記圧力補償手段は、前記複数の油圧アクチュエータのそれぞれに対応付けられて設けられた発電機と、これらの発電機のそれぞれを駆動する複数の発電用油圧モータと、これらの発電用油圧モータのそれぞれの回転の抵抗を調節する抵抗調節手段と、これらの抵抗調節手段を制御する制御手段とを備え、
前記発電用油圧モータは、前記複数の油圧アクチュエータのうちその発電用油圧モータと対応付けられた油圧アクチュエータに供給される圧油、またはその油圧アクチュエータから排出された圧油により駆動されるものであり、
前記制御手段は、前記複数の油圧アクチュエータのうちのいずれか２つ以上が動作中である場合に、それら動作中の油圧アクチュエータのうち最高負荷圧力よりも低い負荷圧力が作用している油圧アクチュエータである低負荷アクチュエータに対応付けられた前記抵抗調節手段を制御し、その低負荷アクチュエータに対応付けられた前記発電用油圧モータの回転の抵抗を上昇させることで、その低負荷アクチュエータに対応付けられた前記方向切換弁の上流と下流の圧力差の変動を抑え、
前記蓄電装置は、前記低負荷アクチュエータに対応付けられた前記発電機により生成された電気エネルギを蓄える
ことを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の建設機械の油圧駆動装置において、
前記圧力補償手段の前記発電用油圧モータは、これと対応付けられた前記油圧アクチュエータから排出される圧油により駆動されるものである
ことを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の油圧アクチュエータに油圧源として共用される油圧ポンプを備え、複数の油圧アクチュエータを同時期に駆動する際に、その油圧ポンプの吐出油をそれらの油圧アクチュエータに振り分ける建設機械の油圧駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の油圧駆動装置の従来のものには、複数の油圧アクチュエータのそれぞれと油圧ポンプとの間に、各油圧アクチュエータに対応付けられて設けられ、その油圧アクチュエータの動作速度を調節する絞り弁と、各油圧アクチュエータに対応付けられて設けられ、その油圧アクチュエータの負荷圧力の変動に伴いその油圧アクチュエータの動作速度が変動することを抑える圧力補償弁とを備えるものがある。
【０００３】
このように構成された従来の油圧駆動装置においては、複数の油圧アクチュエータの動作中、それらの油圧アクチュエータのそれぞれの負荷圧力は、通常互いに異なる。各油圧アクチュエータのそれぞれに対応付けられた圧力補償弁は、この圧力補償弁と同じ油圧アクチュエータに対応付けられた絞り弁の上流と下流の圧力差が一定するよう負荷圧力に応じて挙動することによって、負荷圧力の変動に伴って油圧アクチュエータに供給される作動油の流量が変動すること、すなわち、油圧アクチュエータの動作速度が変動することを抑える。
【０００４】
ここで述べた従来の油圧駆動装置については特許文献１を参照されたい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００７−５０５２７０公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述した従来の油圧駆動装置において、複数の油圧アクチュエータの負荷圧力のうち最高負荷圧力よりも低い負荷圧力は、最高負荷圧力との圧力差が大きくなるほど、その低い負荷圧力が作用する油圧アクチュエータに対応付けられた圧力補償弁での圧力損失、すなわちエネルギ損失を大きくする。
【０００７】
本発明は前述の事情を考慮してなされたものであり、その目的は、油圧ポンプの吐出油を振り分けて複数の油圧アクチュエータを同時期に駆動する際に、負荷圧力の変動に伴う油圧アクチュエータの動作速度の変動を、エネルギ損失を低減しつつ、抑えることができる建設機械の油圧駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述の目的を達成するために本発明に係る建設機械の油圧駆動装置は次のように構成されている。
【０００９】
〔１〕  本発明に係る建設機械の油圧駆動装置は、油圧ポンプと、この油圧ポンプの吐出油が供給されて駆動する複数の油圧アクチュエータと、これら複数の油圧アクチュエータのそれぞれに対応付けられて設けられ、その対応付けられた油圧アクチュエータに前記油圧ポンプから供給される圧油の流れを制御する方向制御弁と、を備える建設機械の油圧駆動装置において、前記複数の方向制御弁のそれぞれの上流と下流の圧力差の変動を抑える圧力補償手段と、前記複数の油圧アクチュエータのそれぞれの負荷圧力を検出する複数の負荷圧力検出手段と、蓄電装置とを備え、前記圧力補償手段は、前記複数の油圧アクチュエータのそれぞれに対応付けられて設けられた発電機と、これらの発電機のそれぞれを駆動する複数の発電用油圧モータと、これらの発電用油圧モータのそれぞれの回転の抵抗を調節する抵抗調節手段と、これらの抵抗調節手段を制御する制御手段とを備え、前記発電用油圧モータは、前記複数の油圧アクチュエータのうちその発電用油圧モータと対応付けられた油圧アクチュエータに供給される圧油、またはその油圧アクチュエータから排出された圧油により駆動されるものであり、前記制御手段は、前記複数の油圧アクチュエータのうちのいずれか２つ以上が動作中である場合に、それら動作中の油圧アクチュエータのうち最高負荷圧力よりも低い負荷圧力が作用している油圧アクチュエータである低負荷アクチュエータに対応付けられた前記抵抗調節手段を制御し、その低負荷アクチュエータに対応付けられた前記発電用油圧モータの回転の抵抗を上昇させることで、その低負荷アクチュエータに対応付けられた前記方向切換弁の上流と下流の圧力差の変動を抑え、前記蓄電装置は、前記低負荷アクチュエータに対応付けられた前記発電機により生成された電気エネルギを蓄えることを特徴とする。
【００１０】
この「〔１〕」に記載の建設機械の油圧駆動装置において、制御手段が低負荷アクチュエータに対応付けられた抵抗調節手段を制御し、その低負荷アクチュエータに対応付けられた発電用油圧モータの回転の抵抗を上昇させる。これによって、低負荷アクチュエータの負荷圧力を最高負荷圧力まで上昇させ、低負荷アクチュエータに対応付けられた方向切換弁の上流と下流の圧力差の変動を抑えることができる。したがって、油圧ポンプの吐出油を振り分けて複数の油圧アクチュエータを同時期に駆動する際に、負荷圧力の変動に伴う油圧アクチュエータの動作速度の変動を抑えることができる。
【００１１】
さらに、「〔１〕」に記載の建設機械の油圧駆動装置において、蓄電装置は、低負荷アクチュエータに対応付けられた発電機により生成された電気エネルギを蓄える。これによって、負荷圧力の変動に伴う油圧アクチュエータの動作速度の変動を抑える際、エネルギ損失を低減することができる。
【００１２】
〔２〕  本発明に係る建設機械の油圧駆動装置は、「〔１〕」に記載の建設機械の油圧駆動装置において、前記圧力補償手段の前記発電用油圧モータは、これと対応付けられた前記油圧アクチュエータから排出される圧油により駆動されるものであることを特徴とする。
【００１３】
建設機械に備えられる作業装置には、ブームシリンダ（油圧シリンダ）により上下方向に回動されるブームを含むものがある。そのブームシリンダには作業装置の重力が作用し、この重力によりブームシリンダは作業装置を下方向に回動させながら収縮可能であり、その収縮に伴い圧油を排出する。「〔２〕」に記載の建設機械の油圧駆動装置においては、圧力補償手段の発電用油圧モータが油圧アクチュエータから排出される圧油により駆動されるものであるから、その油圧アクチュエータをブームシリンダに適用した場合、作業装置の重力によりブームシリンダが収縮して圧油が排出されたときに、その圧油によって油圧モータを駆動して発電機に発電させ、蓄電装置を充電することができる。つまり、作業装置の位置エネルギの一部を電気エネルギに変換して蓄えることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る建設機械の油圧駆動装置によれば、前述のように、油圧ポンプの吐出油を振り分けて複数の油圧アクチュエータを同時期に駆動する際に、負荷圧力の変動に伴う油圧アクチュエータの動作速度の変動を、エネルギ損失を低減しつつ、抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る油圧駆動装置が採用される建設機械である油圧ショベルの左側面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る油圧駆動装置を示す油圧回路図である。
【図３】図２に示した油圧駆動装置の圧力補償機能を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の一実施形態に係る油圧駆動装置について図１〜図３を用いて説明する。
【００１７】
図１に示す油圧ショベル１は、履帯２ａを駆動して走行する走行体２と、この走行体２に旋回可能に結合した旋回体３と、この旋回体３の前部に設けられたフロント作業装置４とを備えている。
【００１８】
旋回体３は、フロント作業装置４の左側方に設けられたキャブ３ａと、このキャブ３ａの後方に設けられた機械室３ｂと、この機械室３ｂの後方に設けられて旋回体３の後端を形成しているカウンタウェイト３ｃとを備えている。この旋回体３は、図示してない旋回モータを駆動源としている。
【００１９】
フロント作業装置４は、旋回体３の前部に上下方向に回動可能に結合されたブーム５と、このブーム５に回動可能に連結されたアーム６と、このアーム６に回動可能に連結されたバケット７とを備えている。ブーム５、アーム６およびバケット７はそれぞれ片ロッド式の複動シリンダから成る油圧シリンダ、いわゆるブームシリンダ８、アームシリンダ９およびバケットシリンダ１０のそれぞれにより駆動されるようになっている。
【００２０】
図２に示すように、本実施形態に係る油圧駆動装置２０は、複数の油圧アクチュエータ、例えば２つの油圧シリンダ２１，２２（例えばブームシリンダ８、バケットシリンダ１０に適用される）と、これら油圧シリンダ２１，２２に供給される圧油を吐出する油圧ポンプ２３と、油圧シリンダ２１に対応付けられて設けられ、油圧ポンプ２３からその油圧シリンダ２１に供給される圧油の流れ（流れの方向および流量）を制御する方向制御弁２４と、油圧シリンダ２２に対応付けられて設けられ、油圧ポンプ２３からその油圧シリンダ２２に供給される圧油の流れ（流れの方向および流量）を制御する方向制御弁２５とを備えている。
【００２１】
方向制御弁２４は、クローズドセンタ式の３位置弁であり、４つのポート、すなわちＡポート２４ａ、Ｂポート２４ｂ、Ｐポート２４ｃ、Ｒポート２４ｄを備える。Ａポート２４ａは油圧シリンダ２１のボトム室２１ａに通じたポートであり、Ｂポート２４ｂは油圧シリンダ２１のロッド室２１ｂに通じたポートである。Ｐポート２４ｄは油圧ポンプ２３の吐出油を導入するポートであり、Ｒポート２４ｄは油圧シリンダ２１から排出され作動油、すなわち戻り油を作動油タンク２６側に導くポートである。
【００２２】
方向制御弁２５も方向制御弁２４と同じく、クローズドセンタ式の３位置弁であり、４つのポート、すなわちＡポート２５ａ、Ｂポート２５ｂ、Ｐポート２５ｃ、Ｒポート２５ｄを備える。Ａポート２５ａは油圧シリンダ２２のボトム室２２ａに通じたポートであり、Ｂポート２５ｂは油圧シリンダ２２のロッド室２２ｂに通じたポートである。Ｐポートロ２５ｃは油圧ポンプ２３の吐出油を導入するポートであり、Ｒポート２５ｄは油圧シリンダ２２から排出された作動油、すなわち戻り油を作動油タンク２６側に導くポートである。
【００２３】
油圧ポンプ２３と方向制御弁２４のＰポート２４ｃは、油圧ポンプ２３が圧油を吐出する幹管路２７と、この幹管路２７から分岐した枝管路２８とを介して接続されている。油圧ポンプ２３と方向制御弁２５のＰポート２５ｃは、幹管路２７と、この幹管路２７から分岐した枝管路２９とを介して接続されている。つまり、油圧ポンプ２３の吐出油は、枝管路２８を通じて油圧シリンダ２１に導かれる分と、枝管路２９を通じて油圧シリンダ２２に導かれる分とに振り分けられるようになっている。
【００２４】
油圧駆動装置２０はさらに制御装置４０を備えている。この制御装置４０は、制御プログラムが書き込まれたＲＯＭと、その制御プログラムに従って情報処理を行うＣＰＵと、そのＣＰＵによる情報処理の作業領域であるＲＡＭとを備え、油圧ショベル１の動作に係る種々の情報処理、および種々の制御対象物の制御を行うものである。前出の方向制御弁２４および前出の方向制御弁２５は、制御装置４０の制御対象物であり、制御装置４０から電力を供給されて動作するようになっている。制御装置４０には、油圧シリンダ２１に対応付けられて設けられた操作レバー装置５１と、油圧シリンダ２２に対応付けられて設けられた操作レバー装置５２とが電気的に接続されている。操作レバー装置５１は、操作レバー５１ａの中立位置からの傾倒操作量を方向制御弁２４の弁位置の指令相当する指令信号（電気信号）に変換して制御装置４０に出力するものである。操作レバー装置５２は、操作レバー５２ａの中立位置からの傾倒操作量を方向制御弁２５の弁位置を指令に相当する指令信号（電気信号）に変換して制御装置４０に出力するものである。制御装置４０は、操作レバー装置５１からの指令信号を電力に変換して方向制御弁２４に供給するよう設定されており、また、操作レバー装置５２からの指令信号を電力に変換して方向制御弁２５に供給するよう設定されている。
【００２５】
操作レバー装置５１により出力される指令信号の指令値と、制御装置４０から方向制御弁２４に供給される電力と、方向制御弁２４の開度との関係は、操作レバー５１ａの中立位置の近傍と操作レバー５１ａの傾倒操作の限界位置近傍とを除き、中立位置からの操作レバー５１ａの傾倒操作量が大きくなるほど第１方向制御弁の開度が大きくなるよう設定されている。これと同様に、操作レバー装置５２により出力される指令信号の指令値と、制御装置４０から方向制御弁２５に供給される電力と、方向制御弁２５の開度との関係は、操作レバー５２ａの中立位置の近傍と操作レバー５２ａの傾倒操作の限界位置近傍とを除き、中立位置からの操作レバー５２ａの傾倒操作量が大きくなるほど第２方向制御弁の開度が大きくなるよう設定されている。また、方向制御弁２４の開度が大きくなるほど、油圧ポンプ２３から油圧シリンダ２１に供給される作動油の流量が増加し、油圧シリンダ２１の動作速度は速くなる。これと同様に、方向制御弁２５の開度が大きくなるほど、油圧ポンプ２３から油圧シリンダ２２に供給される作動油の流量が増加し、油圧シリンダ２２の動作速度は速くなる。
【００２６】
油圧駆動装置２０はさらに、油圧シリンダ２１，２２のそれぞれに対応付けられて設けられた発電装置６１，６２のそれぞれを備える。
【００２７】
発電装置６１は方向制御弁２４のＲポート２４ｄから作動油タンク２６に延びた戻り管路３１に設けられており、戻り管路３１上に設けられて方向制御弁２４のＲポート２４ｄからの作動油により駆動される発電用油圧モータ６３と、この発電用油圧モータ６３に伝動可能に結合した発電機６５とを備えている。つまり、油圧シリンダ２１から排出された圧油により発電用油圧モータ６３が駆動され、この発電用油圧モータ６３により発電機６５が駆動されて、発電がなされるようになっている。
【００２８】
発電装置６２は方向制御弁２５のＲポート２５ｄから作動油タンク２６に延びた戻り管路３２に設けられており、戻り管路３２上に設けられて方向制御弁２５のＲポート２５ｄからの作動油により駆動される発電用油圧モータ６４と、この発電用油圧モータ６４に伝動可能に結合した発電機６６とを備えている。つまり、油圧シリンダ２２から排出された圧油により発電用油圧モータ６４が駆動され、この発電用油圧モータ６４により発電機６６が駆動されて、発電がなされるようになっている。
【００２９】
発電機６５の回転の抵抗、すなわち発電用油圧モータ６３の回転の抵抗となるトルクＴ１は、インバータ６７によって制御されるようになっている。つまり、発電機６５とインバータ６７は発電用油圧モータ６３の回転の抵抗を調節する抵抗調節手段を構成している。これと同様に、発電機６６の回転の抵抗、すなわち発電用油圧モータ６４の回転の抵抗となるトルクＴ２は、インバータ６７によって制御されるようになっている。つまり、発電機６６とインバータ６８は発電用油圧モータ６４の回転の抵抗を調節する抵抗調節手段を構成している。
【００３０】
前出の制御装置４０はインバータ６７，６８を制御する制御手段である。この制御装置４０は、ボトム圧センサ７１、ロッド圧センサ７２、ボトム圧センサ７３およびロッド圧センサ７４からの検出信号（電気信号）に基づき、インバータ６７，６８を制御するよう設定されている。ボトム圧センサ７１は、油圧シリンダ２１のボトム室２１ａ内の圧力Ｐｂ１を検出信号に変換して制御装置４０に出力するものである。ロッド圧センサ７２は、油圧シリンダ２１のロッド室２１ｂ内の圧力Ｐｌ１を検出信号に変換して制御装置４０に出力するものである。ボトム圧センサ７３は、油圧シリンダ２２のボトム室２２ａ内の圧力Ｐｂ２を検出信号に変換して制御装置４０に出力するものである。ロッド圧センサ７４は、油圧シリンダ２２のロッド室２２ｂ内の圧力Ｐｌ２を検出信号に変換して制御装置４０に出力するものである。
【００３１】
発電機６５により発電された電力はインバータ６７を介して蓄電装置８０に充電されるようになっており、発電機６６に発電された電力はインバータ６８を介して蓄電装置８０に充電されるようになっている。
【００３２】
図３に示すように、制御装置４０は、ＲＯＭに書き込まれた制御プログラムにより設定された手段として、最高負荷圧力判定手段４１と、目標トルク指令手段４２とを備えている。
【００３３】
最高負荷圧力判定手段４１は、操作レバー装置５１からの指令信号と操作レバー装置５２からの指令信号が同時期に入力された場合に、油圧シリンダ２１，２２のそれぞれのどの室が油圧ポンプ２３の圧油の供給先となるかを判定する供給先判定手段４１ａと、この供給先判定手段４１ａにより判定された油圧シリンダ２１，２２のそれぞれの室内の圧力（負荷圧力）を示す、ボトム圧センサ７１、ロッド圧センサ７２、ボトム圧センサ７３およびロッド圧センサ７４のいずれかからの検出信号の検出値を取得する負荷圧力取得手段４１ｂと、この負荷圧力取得手段４１ｂにより取得された２つの負荷圧力の高い方を最高負荷圧力に決定する最高負荷圧力決定手段４１ｃとを備えている。なお、ボトム圧センサ７１、ロッド圧センサ７２、ボトム圧センサ７３およびロッド圧センサ７４と、供給先判定手段４１ａと、負荷圧力取得手段４１ｂは、油圧シリンダ２１，２２のそれぞれの負荷圧力を検出する負荷圧力検出手段を構成している。
【００３４】
目標トルク指令手段４２は、最高負荷圧力判定手段４１による判定の結果に基づき、発電機６５の目標トルクの指令値Ｓｉ１と、発電機６６の目標トルクの指令値Ｓｉ２とを算出し、これらの指令値Ｓｉ１，Ｓｉ２のそれぞれを示す指令信号をインバータ６７，６８のそれぞれに出力するものである。ここで、最高負荷圧力が作用している油圧シリンダを最高負荷アクチュエータと言い換え、最高負荷圧力よりも低い負荷圧力が作用している油圧シリンダを低負荷アクチュエータと言い換えて、目標トルクの指令値Ｓｉ１，Ｓｉ２の具体的な制御について説明すると、最高負荷アクチュエータに対応付けられたインバータに対する指令値は０（ゼロ）に設定されるようになっており、低負荷アクチュエータに対応付けられたインバータに対する指令値は、低負荷アクチュエータの負荷圧力を最高負荷圧力まで上昇させる値に設定されるようになっている。
【００３５】
また、目標トルク指令手段４２は、ボトム圧センサ７１、ロッド圧センサ７２、ボトム圧センサ７３およびロッド圧センサ７４のうち最高負荷圧力を検出した圧力センサの検出値を、指令値（＞０）から減算して偏差を求め、その偏差を解消するための目標トルクの指令値を算出するよう設定されている。つまり、目標トルク指令手段４２は、低い方の負荷圧力を最高負荷圧力まで上昇させる際に、フィードバック制御を行うようになっている。
【００３６】
ボトム圧センサ７１、ロッド圧センサ７２、ボトム圧センサ７３およびロッド圧センサ７４と、最高負荷圧力判定手段４１と、目標トルク指令手段４２と、インバータ６７と、発電装置６１（発電用油圧モータ６３、発電機６５）は、油圧シリンダ２１に対応付けられて設けられ、油圧シリンダ２１に対応付けられた方向制御弁２４の上流と下流の圧力差の変動を抑える圧力補償手段を構成している。ボトム圧センサ７１、ロッド圧センサ７２、ボトム圧センサ７３およびロッド圧センサ７４と、最高負荷圧力判定手段４１と、目標トルク指令手段４２と、インバータ６８と、発電装置６２（発電用油圧モータ６４、発電機６６）は、方向制御弁２４，２５の上流と下流の圧力差の変動を抑える圧力補償手段を構成している。
【００３７】
なお、操作レバー装置５１，５２は、前出のキャブ３ａ内に設けられてオペレータにより操作されるものである。油圧ポンプ２３、方向制御弁２４，２５、発電装置６１，６２、インバータ６７，６８、蓄電装置８０は、前出の旋回体３の機械室３ｂに収容されている。
【００３８】
油圧駆動装置２０における圧力補償機能、すなわち、油圧シリンダ２１，２２の負荷圧力の変動に伴って油圧シリンダ２１，２２に供給される作動油の流量が変動するのを抑える機能について、油圧シリンダ２１，２２の両方が同時期に伸長する場合であって油圧シリンダ２１の負荷圧力が油圧シリンダ２２の負荷圧力も高い場合の油圧駆動装置２０の動作を例に挙げ、次に説明する。
【００３９】
操作レバー装置５１が油圧シリンダ２１を伸長させる方向に傾倒操作され、これと同時期に操作レバー装置５２が油圧シリンダ２２を伸長させる方向に傾倒操作される。
【００４０】
このとき、制御装置４０の最高負荷圧力判定手段４１において、まず、供給先判定手段４１ａは油圧シリンダ２１，２２のそれぞれについて、圧油の供給先となる室を判定する。今回は、油圧シリンダ２１についてボトム室２１ａと判定するとともに、油圧シリンダ２２についてボトム室２２ａと判定する。次に、それらの供給先の判定の結果（ボトム室２１ａ，２２ａ）に基づき、負荷圧力取得手段４１ｂは、ボトム室２１ａ内の圧力Ｐｂ１（油圧シリンダ２１の負荷圧力）を検出するボトム圧センサ７１と、ボトム室２２ａ内の圧力Ｐｂ２（油圧シリンダ２２の負荷圧力）を検出するボトム圧センサ７３とのそれぞれからの検出信号に示された検出値を取得する。次に、の最高負荷圧力決定手段４１ｃは、負荷圧力取得手段４１ｂにより取得された２つの負荷圧力Ｐｂ１，Ｐｂ２の検出値のうち高い方を最高負荷圧力に決定する。今回は負荷圧力Ｐｂ１が最高負荷圧力に決定される。言い換えると、油圧シリンダ２１が最高負荷圧力が作用している最高負荷アクチュエータに決定され、最高負荷圧力よりも低い負荷圧力が作用している油圧シリンダ２２が低負荷アクチュエータに決定されたことになる。
【００４１】
次に、目標トルク指令手段４２は、最高負荷圧力判定手段４１により判定された最高負荷圧力Ｐｂ１に基づき、発電機６５の目標トルクの指令値Ｓｉ１と、発電機６６の目標トルクの指令値Ｓｉ２とを算出し、これらの指令値Ｓｉ１，Ｓｉ２のそれぞれを示す指令信号をインバータ６７，６８のそれぞれに出力する。今回は、最高負荷アクチュエータである油圧シリンダ２１に対応付けられたインバータ６７に対する指令値Ｓｉ１は０（ゼロ）に設定され、低負荷アクチュエータである油圧シリンダ２２に対応付けられたインバータ６８に対する指令値Ｓｉ２は、油圧シリンダ２２の負荷圧力Ｐｂ２を最高負荷圧力（＝圧力Ｐｂ１）まで上昇させる値（＞０）に設定される。
【００４２】
インバータ６７は、目標トルク指令手段４２からの指令信号（指令値Ｓｉ１＝０）に基づき、発電機６５による発電電流Ｉ１を、０Ａ（アンペア）に設定する。これに伴って発電機６５の回転に必要なトルクは最小に設定される。つまり、発電装置６１は発電しない状態に制御される。この結果、戻り管路３１において、発電用油圧モータ６３が戻り油の流れに与える抵抗は最小の状態となる。一方、インバータ６８は、目標トルク指令手段４２からの指令信号（指令値Ｓｉ２＞０）に基づき、発電機６６による発電電流Ｉ２を０Ａよりも大きな値に設定する。これに伴って発電機６６の回転に必要なトルク、すなわち発電用油圧モータ６４の回転に必要なトルクは最小よりも大きく設定される。つまり、戻り管路３２において、発電用油圧モータ６４が油圧シリンダ２２の戻り油の流れに抵抗を与えるため、油圧シリンダ２２の負荷圧力Ｐｂ２は上昇し、最終的に負荷圧力Ｐｂ１に達する。
【００４３】
また、目標トルク指令手段４２は、指令値Ｓｉ２の指令信号をインバータ６８に与えた後、ボトム圧センサ７３からの検出信号を入力し、この検出信号の検出値、すなわち油圧シリンダ２２のボトム室２２ａの圧力Ｐｂ２の検出値を指令値Ｓｉ２（＞０）から減算して偏差を求め、その偏差が解消されるよう目標トルクの指令値Ｓｉ２を調節する。つまり、発電用油圧モータ６４の回転の抵抗のフィードバック制御を行う。つまり、発電用油圧モータ６４の回転の抵抗のフィードバック制御を行う。
【００４４】
前述とは別の動作の例を挙げて、油圧駆動装置２０における圧力補償機能について説明する。その別の動作の例とは、「ブームシリンダ」としての油圧シリンダ２１がフロント作業装置４の重力により収縮し、これと同時期に油圧シリンダ２２（バケットシリンダ１０に相当する）が収縮する場合の動作の例である。
【００４５】
操作レバー装置５１が油圧シリンダ２１を収縮させる方向（ブーム５を下げる方向）に傾倒操作され、これと同時期に操作レバー装置５２が油圧シリンダ２２を収縮させる方向に傾倒操作される。
【００４６】
このとき、制御装置４０の最高負荷圧力判定手段４１において、まず、供給先判定手段４１ａは油圧シリンダ２１，２２のそれぞれについて、圧油の供給先となる室を判定する。今回は、油圧シリンダ２１についてロッド室２１ｂと判定し、油圧シリンダ２２についてロッド室２２ｂと判定する。次に、それらの供給先の判定の結果に基づき、負荷圧力取得手段４１ｂは、ロッド室２１ｂの圧力Ｐｌ１（油圧シリンダ２１の負荷圧力）を検出するロッド圧センサ７２と、ロッド室２２ｂの圧力Ｐｌ２（油圧シリンダ２２の負荷圧力）を検出するロッド圧センサ７４とのそれぞれからの検出信号に示された検出値を取得する。次に、最高負荷圧力決定手段４１ｃは、負荷圧力取得手段４１ｂにより取得された２つの圧力Ｐｌ１，Ｐｌ２の検出値のうち高い方を最高負荷圧力に決定する。今回、油圧シリンダ２１（ブームシリンダ８）はフロント作業装置４の重力により収縮しているので圧力Ｐｌ１の検出値は０（ゼロ）となる。したがって、圧力Ｐｌ２の検出値０よりも大きければ、油圧シリンダ２２の負荷圧力Ｐｌ２が最高負荷圧力に決定される。今回は、油圧シリンダ２２の負荷圧力Ｐｌ２が最高負荷圧力に決定されたとする。つまり、油圧シリンダ２２が最高負荷圧力が作用している最高負荷アクチュエータに決定され、最高負荷圧力よりも低い負荷圧力が作用している油圧シリンダ２１が低負荷アクチュエータに決定されたとする。
【００４７】
次に、目標トルク指令手段４２は、最高負荷圧力判定手段４１により判定された最高負荷圧力Ｐｌ２に基づき、発電機６５の目標トルクの指令値Ｓｉ１と、発電機６６の目標トルクの指令値Ｓｉ２とを算出し、これらの指令値Ｓｉ１，Ｓｉ２のそれぞれを示す指令信号をインバータ６７，６８のそれぞれに出力する。今回は、最高負荷アクチュエータである油圧シリンダ２２に対応付けられたインバータ６８に対する指令値Ｓｉ２は０（ゼロ）に設定され、低負荷アクチュエータである油圧シリンダ２１に対応付けられたインバータ６７に対する指令値Ｓｉ１は、油圧シリンダ２１の負荷圧力Ｐｌ１を最高負荷圧力（＝圧力Ｐｌ２）まで上昇させる値（＞０）に設定される。
【００４８】
これによって、インバータ６８は発電機６６による発電電流Ｉ２を、０Ａ（アンペア）に設定する。これに伴って発電機６６の回転に必要なトルクは最小に設定される。つまり、発電装置６２は発電しない状態に制御される。この結果、戻り管路３２において、発電用油圧モータ６４が油圧シリンダ２２からの戻り油の流れに与える抵抗は最小の状態となる。一方、インバータ６７は発電機６５による発電電流Ｉ１を、指令値Ｓｉ１に基づき０Ａよりも大きな値に設定する。これに伴って発電機６５の回転に必要なトルク、すなわち発電用油圧モータ６３の回転に必要なトルクは最小よりも大きく設定される。つまり、戻り管路３１において、発電用油圧モータ６３が油圧シリンダ２１からの戻り油の流れに抵抗を与えるため、油圧シリンダ２１の負荷圧力Ｐｌ１は上昇し、最終的に負荷圧力Ｐ１２に達する。
【００４９】
また、目標トルク指令手段４２は、指令値Ｓｉ１の指令信号をインバータ６７に与えた後、ロッド圧センサ７２からの検出信号を入力し、この検出信号から油圧シリンダ２１のロッド室２１ｂの圧力Ｐｌ１の検出値を得て、この検出値を指令値Ｓｉ１（＞０）から減算して偏差を求め、その偏差が解消されるよう目標トルクの指令値Ｓｉ１を調節する。つまり、発電用油圧モータ６３の回転の抵抗のフィードバック制御を行う。
【００５０】
本実施形態に係る油圧駆動装置２０によれば次の効果を得られる。
【００５１】
本実施形態に係る油圧駆動装置２０においては、制御装置４０が低負荷アクチュエータ（油圧シリンダ２１，２２のうち負荷圧力の低い方）に対応付けられた抵抗調節手段（インバータ６７と発電機６５、またはインバータ６８と発電機６６）を制御し、その低負荷アクチュエータに対応付けられた発電用油圧モータ６３または６４の回転の抵抗を上昇させる。これによって、低負荷アクチュエータの負荷圧力を最高負荷圧力まで上昇させ、低負荷アクチュエータに対応付けられた方向切換弁２４または２５の上流と下流の圧力差の変動を抑えることができる。したがって、油圧ポンプ２３の吐出油を振り分けて油圧シリンダ２１，２２を同時期に駆動する際に、負荷圧力の変動に伴う油圧シリンダ２１，２２の動作速度の変動を抑えることができる。
【００５２】
本実施形態に係る油圧駆動装置２０において、蓄電装置８０は、低負荷アクチュエータに対応付けられた発電機により生成された電気エネルギを蓄える。これによって、負荷圧力の変動に伴う油圧シリンダ２１，２２の動作速度の変動を抑える際、エネルギ損失を低減することができる。
【００５３】
油圧シリンダ２１のブームシリンダ８にはフロント作業装置４の重力が作用し、この重力によりブームシリンダ８は収縮可能であり、その収縮に伴い圧油を排出する。本実施形態に係る油圧駆動装置２０においては、発電用油圧モータ６３が油圧シリンダ２１から排出される圧油により駆動されるものであるから、前述のように油圧シリンダ２１をブームシリンダ８に適用した場合、フロント作業装置４の重力によりブームシリンダ８が収縮して圧油が排出されたときに、その圧油によって発電用油圧モータ６３を駆動して発電機６５に発電させ、蓄電装置８０を充電することができる。つまり、フロント作業装置４の位置エネルギの一部を電気エネルギに変換して蓄えることができる。
【００５４】
なお、前述の実施形態に係る油圧駆動装置２０は、発電用油圧モータ６３を油圧シリンダ２１の戻り管路３１に備え、発電用油圧モータ６４を油圧シリンダ２２の戻り管路３２に備えたものである、すなわち、発電用油圧モータを油圧アクチュエータから排出される圧油により駆動するものであるが、本発明は、発電用油圧モータを油圧アクチュエータに供給される圧油により駆動するものであってもよい。この場合、図２を用いて説明すると、発電用油圧モータ６３，６４はそれぞれ、枝管路２８，２９のそれぞれに設けられることになる。
【００５５】
前述の実施形態に係る油圧駆動装置２０において、抵抗調節手段は、発電用油圧モータ６３，６４の回転の抵抗の調節を、発電機６５，６６を回転させるのに必要なトルクをインバータ６７，６８により制御することによって行うものであったが、本発明における抵抗調節手段はそれに限定されるものではなく、発電用油圧モータ６３，６４を可変容量型油圧モータとして容量を制御することによって行うものであってもよい。つまり、可変容量型油圧モータにおいて容量を可変にしている可変機構を抵抗調節手段としてもよい。
【００５６】
前述の実施形態に係る油圧駆動装置２０は、複数の油圧アクチュエータが２つの油圧シリンダ２１，２２であったが、本発明における油圧アクチュエータの数は２つに限定されるものではなく、２つより多くてもよい。この場合、複数の油圧アクチュエータのうちのいずれか２以上が動作中である場合に、それら動作中の油圧アクチュエータのうち最高負荷圧力が作用している油圧アクチュエータが最高負荷アクチュエータとして扱われ、最高負荷圧力よりも低い負荷圧力が作用している油圧アクチュエータが低負荷アクチュエータとして扱われることになる。
【００５７】
前述の実施形態に係る油圧駆動装置２０は、複数の油圧アクチュエータが２つの油圧シリンダ２１，２２であったが、本発明における複数の油圧アクチュエータは油圧シリンダに限定されるものではなく、油圧モータのみ、油圧シリンダと油圧モータの混合であってもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１  油圧ショベル
２  走行体
２ａ  履帯
３  旋回体
３ａ  キャブ
３ｂ  機械室
３ｃ  カウンタウェイト
４  フロント作業装置
５  ブーム
６  アーム
７  バケット
８  ブームシリンダ
９  アームシリンダ
１０  バケットシリンダ
２０  油圧駆動装置
２１，２２  油圧シリンダ
２１ａ，２２ｂ  ボトム室
２１ｂ，２２ｂ  ロッド室
２３  油圧ポンプ
２４，２５  方向制御弁
２４ａ，２５ａ  Ａポート
２４ｂ，２５ｂ  Ｂポート
２４ｃ，２５ｃ  Ｐポート
２４ｄ，２５ｄ  Ｒポート
２６  作動油タンク
２７  幹管路
２８，２９  枝管路
３１，３２  戻り管路
４０  制御装置
４１  最高負荷圧力判定手段
４１ａ  供給先判定手段
４１ｂ  負荷圧力取得手段
４１ｃ  最高負荷圧力決定手段
４２  目標トルク指令手段
５１，５２  操作レバー装置
５１ａ，５２ａ  操作レバー
６１，６２  発電装置
６３，６４  発電用油圧モータ
６５，６６  発電機
６７，６８  インバータ
７１  ボトム圧センサ
７２  ロッド圧センサ
７３  ボトム圧センサ
７４  ロッド圧センサ
８０  蓄電装置
【図１】
2012159123.tif 000003
【図２】
2012159123.tif 000004
【図３】
2012159123.tif 000005