混合动力式工程机械

摘要

本发明提供一种混合动力式工程机械，其并用液压马达和电动机来驱动上部旋转体，其能够将上部旋转体减速时或停止时的能量作为电力再生并在驱动时进行辅助，能够确保与仅由液压马达驱动上部旋转体的工程机械同等良好的操作感。旋转用方向控制阀的出口节流部及旁路节流部的开口面积特性被设定为，使得它们的开口面积成为比在仅由旋转用液压马达驱动上部旋转体的工程机械中设定的规定开口面积大，且控制旋转用电动机的转矩，使得在旋转用液压马达减速或加速时，旋转用液压马达所产生的实际转矩(制动转矩或加速转矩)与旋转用电动机的转矩(制动转矩或加速转矩)之和与成为上述规定开口面积时所产生的转矩(制动转矩或加速转矩)相等。

权利要求

1.一种混合动力式工程机械，具有：

下部行驶体；

上部旋转体，能够旋转地设在该下部行驶体上；

液压回路装置，包括：旋转驱动该上部旋转体的旋转用液压马达；向所述旋转用液压马达供给液压油的液压泵；接受来自所述旋转用液压马达的返回油，且成为向所述液压泵供油的供给源的油箱；以及配置在将所述旋转用液压马达与所述液压泵连接的管路上，且对从所述液压泵喷出且向所述旋转用液压马达输送的液压油的方向以及流量进行控制的方向控制阀；

原动机，用于驱动所述液压泵；

旋转用电动机，辅助性地驱动所述上部旋转体且在减速时作为发电机发挥作用；

蓄电装置，进行与所述旋转用电动机之间的电能的充放；和

控制装置，对所述旋转用电动机的动作进行控制，

所述混合动力式工程机械的特征在于，

所述方向控制阀具有位于所述液压泵与所述旋转用液压马达之间的入口节流部、和位于所述旋转用液压马达与所述油箱之间的出口节流部，且所述出口节流部的开口面积特性被设定为，使得所述出口节流部的开口面积成为比在仅由所述旋转用液压马达驱动所述上部旋转体的工程机械中设定的规定的开口面积大的开口面积，所述控制装置控制所述旋转用电动机的转矩，使得在所述旋转用液压马达减速时，所述旋转用液压马达所产生的实际制动转矩与所述旋转用电动机的制动转矩之和与使所述出口节流部为所述规定的开口面积时所产生的制动转矩相等。

2.根据权利要求1所述的混合动力式工程机械，其特征在于，所述方向控制阀的所述出口节流部的开口面积特性被设定为，使得在通过所述方向控制阀的相对于行程的开口面积特性来看时的开口面积成为比所述规定的开口面积大的开口面积。

3.根据权利要求1所述的混合动力式工程机械，其特征在于，所述方向控制阀的所述出口节流部的开口面积特性被设定为，使得在通过所述方向控制阀的相对于行程的开口面积特性来看时的开口面积成为与所述规定的开口面积相同的开口面积，所述液压回路装置还具有输出用于驱动所述方向控制阀的操作信号的操作装置，所述控制装置对所述操作信号进行修正，使得在通过所述方向控制阀的相对于所述操作信号的开口面积特性来看时的开口面积成为比所述规定的开口面积大的开口面积。

4.根据权利要求1所述的混合动力式工程机械，其特征在于，所述方向控制阀还具有位于所述液压泵与所述油箱之间的旁路节流部，且所述旁路节流部的开口面积特性被设定为，使得所述旁路节流部的开口面积成为比在仅由所述旋转用液压马达驱动所述上部旋转体的工程机械中设定的规定的开口面积大的开口面积，所述控制装置控制所述旋转用电动机的转矩，使得在所述旋转用液压马达加速时，所述旋转用液压马达所产生的实际加速转矩与所述旋转用电动机的加速转矩之和与使所述旁路节流部为所述规定的开口面积时所产生的加速转矩相等。

5.根据权利要求4所述的混合动力式工程机械，其特征在于，所述方向控制阀的所述旁路节流部的开口面积特性被设定为，使得在通过所述方向控制阀的相对于行程的开口面积特性来看时的开口面积成为比所述规定的开口面积大的开口面积。

6.根据权利要求4所述的混合动力式工程机械，其特征在于，所述方向控制阀的所述旁路节流部的开口面积特性被设定为，使得在通过所述方向控制阀的相对于行程的开口面积特性来看时的开口面积成为与所述规定的开口面积相同的开口面积，所述混合动力式工程机械还具有输出用于驱动所述方向控制阀的操作信号的操作装置，所述控制装置对所述操作信号进行修正，使得在通过所述方向控制阀的相对于所述操作信号的开口面积特性来看时的所述旁路节流部的开口面积成为比所述规定的开口面积大的开口面积。

7.一种混合动力式工程机械，具有：

下部行驶体；

上部旋转体，能够旋转地设在该下部行驶体上；

旋转用液压马达，旋转驱动该上部旋转体；

液压泵，向所述旋转用液压马达供给液压油；

油箱，接受来自所述旋转用液压马达的返回油，且成为向所述液压泵供油的供给源；

方向控制阀，配置在将所述旋转用液压马达与所述液压泵连接的管路上，并对从所述液压泵喷出且向所述旋转用液压马达输送的液压油的方向以及流量进行控制；

原动机，用于驱动所述液压泵；

旋转用电动机，辅助性地驱动所述上部旋转体且在减速时作为发电机发挥作用；

蓄电装置，进行与所述旋转用电动机之间的电能的充放；和

控制装置，对所述旋转用电动机的动作进行控制，

所述混合动力式工程机械的特征在于，

所述方向控制阀具有位于所述液压泵与所述油箱之间的旁路节流部、位于所述液压泵与所述旋转用液压马达之间的入口节流部、和位于所述旋转用液压马达与所述油箱之间的出口节流部，且所述旁路节流部的开口面积特性被设定为，使得所述旁路节流部的开口面积成为比在仅由所述旋转用液压马达驱动所述上部旋转体的工程机械中设定的规定的开口面积大的开口面积，所述控制装置控制所述旋转用电动机的转矩，使得在所述旋转用液压马达加速时，所述旋转用液压马达所产生的实际加速转矩与所述旋转用电动机的加速转矩之和与使所述旁路节流部为所述规定的开口面积时所产生的加速转矩相等。

8.根据权利要求7所述的混合动力式工程机械，其特征在于，所述方向控制阀的所述旁路节流部的开口面积特性被设定为，使得在通过所述方向控制阀的相对于行程的开口面积特性来看时的开口面积成为比所述规定的开口面积大的开口面积。

9.根据权利要求7所述的混合动力式工程机械，其特征在于，所述方向控制阀的所述旁路节流部的开口面积特性被设定为，使得在通过所述方向控制阀的相对于行程的开口面积特性来看时的开口面积成为与所述规定的开口面积相同的开口面积，所述混合动力式工程机械还具有输出用于驱动所述方向控制阀的操作信号的操作装置，所述控制装置对所述操作信号进行修正，使得在通过所述方向控制阀的相对于所述操作信号的开口面积特性来看时的开口面积成为比所述规定的开口面积大的开口面积。

说明书

混合动力式工程机械

技术领域

[0001] 本发明涉及混合动力式工程机械，尤其涉及通过液压马达和电动机来驱动上部旋转体的混合动力式工程机械。

背景技术

[0002] 以往，在工程机械的领域中，液压执行机构由于相对于输出来说设备能够形成的小型轻量，所以得到了广泛应用。然而，近年来为了提高能量效率，提出了搭载有电动执行机构的工程机械，并且一部分已实用化。特别是，由于使工程机械的上部旋转体相对于下部行驶体旋转驱动的执行机构是惯性负荷大的旋转式的执行机构且使用频率很高，并且启动停止频繁，所以，使上部旋转体停止时的能量回收是能够预见的，因此，若使用电动执行机构来作为旋转用执行机构，则能量效率的改善会大有效果。

[0003] 因此，作为能够高效率地进行能量回收的液压工程机械，公知有如专利文献1～3所记载那样通过液压马达和电动机来驱动上部旋转体的技术。

[0004] 专利文献1：日本专利4024120号公报

[0005] 专利文献2：日本特开2005-290882号公报

[0006] 专利文献3：日本特开2008-63888号公报

[0007] 如专利文献1～3所记载的技术那样，由于利用液压马达和电动机驱动上部旋转体，所以能够在上部旋转体减速或者停止时，使电动机作为发电机而发挥作用以将能量作为电力再生，从而能够改善能量效率。

[0008] 但是，在专利文献1～3记载的技术中，始终只有关于当电动机驱动(加速以及减速(制动))时如何确定电动机的转矩的研究，而关于如何确定液压马达的驱动转矩与电动机的驱动转矩的平衡则没有研究。其结果是，习惯于仅由液压执行机构驱动上部旋转体的以往的工程机械的操作者无法获得与以往的工程机械同等的操作感，从而感觉到不适应。

发明内容

[0009] 本发明的目的是提供一种混合动力式工程机械，在并用液压马达和电动机来驱动上部旋转体的工程机械中，能够将上部旋转体减速时或者停止时的能量作为电力再生，并在驱动时进行辅助，并且，能够确保与仅用液压马达驱动上部旋转体的工程机械同等良好的操作感。

[0010] (1)为了实现上述目的，本发明提供一种混合动力式工程机械，具有：下部行驶体；上部旋转体，能够旋转地设在该下部行驶体上；液压回路装置，包括旋转驱动该上部旋转体的旋转用液压马达、向所述旋转用液压马达供给液压油的液压泵、接受来自所述旋转用液压马达的返回油且成为向所述液压泵供油的供给源的油箱、以及配置在将所述旋转用液压马达与所述液压泵连接的管路上，且对从所述液压泵喷出且向所述旋转用液压马达输送的液压油的方向以及流量进行控制的方向控制阀；原动机，用于驱动所述液压泵；旋转用电动机，辅助性地驱动所述上部旋转体且在减速时作为发电机发挥作用；蓄电装置，进行与所述旋转用电动机之间的电能的充放；和控制装置，对所述旋转用电动机的动作进行控制，所述混合动力式工程机械的特征在于，所述方向控制阀具有位于所述液压泵与所述旋转用液压马达之间的入口节流部、和位于所述旋转用液压马达与所述油箱之间的出口节流部，且所述出口节流部的开口面积特性被设定为，使得所述出口节流部的开口面积成为比在仅由所述旋转用液压马达驱动所述上部旋转体的工程机械中设定的规定的开口面积大的开口面积，所述控制装置控制所述旋转用电动机的转矩，使得在所述旋转用液压马达减速时，所述旋转用液压马达所产生的实际制动转矩与所述旋转用电动机的制动转矩之和与使所述出口节流部为所述规定的开口面积时所产生的制动转矩相等。

[0011] 在这样地构成的本发明中，由于并用旋转用液压马达和旋转用电动机来驱动上部旋转体，所以能够使上部旋转体减速时或者停止时的能量作为电力再生并在驱动时进行辅助。另外，由于出口节流部的开口面积特性被设定为，使得出口节流部的开口面积成为比在仅由旋转驱动用液压马达驱动上部旋转体的工程机械中设定的规定的开口面积大的开口面积，且控制旋转用电动机的转矩，使得在旋转用液压马达减速时旋转用液压马达产生的实际制动转矩与旋转用电动机的制动转矩之和与出口节流部的开口面积为该规定的开口面积时所产生的制动转矩相等，所以，上部旋转体旋转减速时的制动转矩与在仅由液压马达驱动上部旋转体的工程机械时的制动转矩相等，从而能够在上部旋转体旋转减速时确保与仅由液压马达驱动上部旋转体的工程机械等同的良好操作感。

[0012] (2)在上述(1)中，优选的是，所述方向控制阀的所述出口节流部的开口面积特性被设定为，使得在通过所述方向控制阀的相对于行程的开口面积特性来看时的开口面积成为比所述规定的开口面积大的开口面积。

[0013] 由此，通过将以往的操作装置的操作信号直接供给至方向控制阀，而使方向控制阀的出口节流部的开口面积成为比规定的开口面积大的开口面积，因此能够直接应用包括以往的操作装置在内的操作系统，从而能够低价格地构成操作系统。

[0014] (3)在上述(1)中也可以为，所述方向控制阀的所述出口节流部的开口面积特性被设定为，使得在通过所述方向控制阀的相对于行程的开口面积特性来看时的开口面积成为与所述规定的开口面积相同的开口面积，所述液压回路装置还具有输出用于驱动所述方向控制阀的操作信号的操作装置，所述控制装置对所述操作信号进行修正，使得在通过所述方向控制阀的相对于所述操作信号的开口面积特性来看时的开口面积成为比所述规定的开口面积大的开口面积。

[0015] 由此，即使方向控制阀与仅由旋转用液压马达驱动上部旋转体的工程机械中的方向控制阀相同，也能够使通过相对于操作信号的开口面积特性来看时的出口节流部的开口面积成为比规定的开口面积大的开口面积，因此能够直接应用以往的方向控制阀，从而能够低价格地构成方向控制阀。

[0016] (4)另外，在上述(1)中，优选的是，所述方向控制阀还具有位于所述液压泵与所述油箱之间的旁路节流部，且所述旁路节流部的开口面积特性被设定为，使得所述旁路节流部的开口面积成为比在仅由所述旋转用液压马达驱动所述上部旋转体的工程机械中设定的规定的开口面积大的开口面积，所述控制装置控制所述旋转用电动机的转矩，使得在所述旋转用液压马达加速时，所述旋转用液压马达所产生的实际加速转矩与所述旋转用电动机的加速转矩之和与使所述旁路节流部为所述规定的开口面积时所产生的加速转矩相等。

[0017] 由此，上部旋转体旋转加速时的加速转矩与在仅由液压马达驱动上部旋转体的工程机械中得到的加速转矩相等，从而能够在上部旋转体旋转加速时，确保与仅由液压马达驱动上部旋转体的工程机械同等的良好操作感。

[0018] (5)在上述(4)中，优选的是，所述方向控制阀的所述旁路节流部的开口面积特性被设定为，使得在通过所述方向控制阀的相对于行程的开口面积特性来看时的开口面积成为比所述规定的开口面积大的开口面积。

[0019] 由此，通过将以往的操作装置的操作信号直接供给至方向控制阀，而使方向控制阀的旁路节流部的开口面积成为比规定的开口面积大的开口面积，因此能够直接应用包括以往的操作装置在内的操作系统，从而能够低价格地构成操作系统。

[0020] (6)在上述(4)中也可以为，所述方向控制阀的所述旁路节流部的开口面积特性被设定为，使得在通过所述方向控制阀的相对于行程的开口面积特性来看时的开口面积成为与所述规定的开口面积相同的开口面积，所述液压工程机械还具有输出用于驱动所述方向控制阀的操作信号的操作装置，所述控制装置对所述操作信号进行修正，使得在通过所述方向控制阀的相对于所述操作信号的开口面积特性来看时的开口面积成为比所述规定的开口面积大的开口面积。

[0021] 由此，即使方向控制阀与仅由旋转用液压马达驱动上部旋转体的工程机械中的方向控制阀相同，也能够使通过相对于操作信号的开口面积特性来看时的旁路节流部的开口面积成为比规定的开口面积大的开口面积，因此能够直接应用以往的方向控制阀，从而能够低价格地构成方向控制阀。

[0022] (7)另外，为了实现上述目的，本发明还提供一种混合动力式工程机械，具有：下部行驶体；上部旋转体，能够旋转地设在该下部行驶体上；旋转用液压马达，旋转驱动该上部旋转体；液压泵，向所述旋转用液压马达供给液压油；油箱，接受来自所述旋转用液压马达的返回油，且成为向所述液压泵供油的供给源；方向控制阀，配置在将所述旋转用液压马达与所述液压泵连接的管路上，并对从所述液压泵喷出且向所述旋转用液压马达输送的液压油的方向以及流量进行控制；原动机，用于驱动所述液压泵；旋转用电动机，辅助性地驱动所述上部旋转体且在减速时作为发电机发挥作用；蓄电装置，进行与所述旋转用电动机之间的电能的充放；和控制装置，对所述旋转用电动机的动作进行控制，所述混合动力式工程机械的特征在于，所述方向控制阀具有位于所述液压泵与所述油箱之间的旁路节流部、位于所述液压泵与所述旋转用液压马达之间的入口节流部、和位于所述旋转用液压马达与所述油箱之间的出口节流部，且所述旁路节流部的开口面积特性被设定为，使得所述旁路节流部的开口面积成为比在仅由所述旋转用液压马达驱动所述上部旋转体的工程机械中设定的规定的开口面积大的开口面积，所述控制装置控制所述旋转用电动机的转矩，使得在所述旋转用液压马达加速时，所述旋转用液压马达所产生的实际加速转矩与所述旋转用电动机的加速转矩之和与使所述旁路节流部为所述规定的开口面积时所产生的加速转矩相等。

[0023] 在这样构成的本发明中，由于并用旋转用液压马达和旋转用电动机来驱动上部旋转体，所以能够将上部旋转体减速时或者停止时的能量作为电力再生并在驱动时进行辅助。另外，由于旁路节流部的开口面积特性被设定为，使得旁路节流部的开口面积成为比在仅由旋转驱动用液压马达驱动上部旋转体的工程机械中设定的规定的开口面积大的开口面积，且控制旋转用电动机的转矩，使得在旋转用液压马达加速时，旋转用液压马达产生的实际加速转矩与旋转用电动机的加速转矩之和与旁路节流部的开口面积为该规定的开口面积时所产生的驱动转矩相等，所以，上部旋转体旋转加速时的加速转矩与在仅由液压马达驱动上部旋转体的工程机械的情况下的加速转矩相等，从而能够在上部旋转体旋转加速时，确保与仅由液压马达驱动上部旋转体的工程机械同等的良好操作感。

[0024] (8)在上述(7)中，优选的是，所述方向控制阀的所述旁路节流部的开口面积特性被设定为，使得在通过所述方向控制阀的相对于行程的开口面积特性来看时的开口面积成为比所述规定的开口面积大的开口面积。

[0025] 由此，通过将以往的操作装置的操作信号直接供给至方向控制阀，而使方向控制阀的旁路节流部的开口面积成为比规定的开口面积大的开口面积，因此能够直接应用包括以往的操作装置在内的操作系统，从而能够低价格地构成操作系统。

[0026] (9)在上述(7)中也可以为，所述方向控制阀的所述旁路节流部的开口面积特性被设定为，使得在通过所述方向控制阀的相对于行程的开口面积特性来看时的开口面积成为与所述规定的开口面积相同的开口面积，所述液压工程机械还具有输出用于驱动所述方向控制阀的操作信号的操作装置，所述控制装置对所述操作信号进行修正，使得在通过所述方向控制阀的相对于所述操作信号的开口面积特性来看时的开口面积成为比所述规定的开口面积大的开口面积。

[0027] 由此，即使方向控制阀与仅由旋转用液压马达驱动上部旋转体的工程机械中的方向控制阀相同，也能够使通过相对于操作信号的开口面积特性来看时的旁路节流部的开口面积成为比规定的开口面积大的开口面积，因此能够直接应用以往的方向控制阀用，从而能够低价格地构成方向控制阀。

[0028] 根据本发明，在并用液压马达和电动机来驱动上部旋转体的工程机械中，能够将上部旋转体减速时或者停止时的能量作为电力再生，并在驱动时进行辅助，并且，能够确保与仅由液压马达驱动上部旋转体的工程机械同等的良好操作感。

附图说明

[0029] 图1本发明的第一实施方式的混合动力式液压挖掘机的侧视图。

[0030] 图2是表示液压挖掘机的主要电动、液压设备的系统构成的图。

[0031] 图3是表示液压回路装置中与旋转部分有关的部分(旋转液压系统)的详细情况的图。

[0032] 图4是表示旋转用方向控制阀的出口节流(meter-out)部的、相对于滑阀行程的开口面积特性的图。

[0033] 图5是表示旋转用方向控制阀的入口节流(meter-in)部以及旁路节流(bleed-off)部的、相对于滑阀行程的开口面积特性的图。

[0034] 图6是示意地表示图3所示的旋转液压系统的图。

[0035] 图7是表示控制器所进行的控制功能的流程图。

[0036] 图8是在从操作装置操作指令压(液压先导信号)最大且最高转速，使操作指令压以斜坡状降低至操作指令压0的情况下的、旋转制动时的电动机控制的时序波形。

[0037] 图9是在从操作装置的旋转操作指令压(液压先导信号)为0且旋转停止状态，使操作指令压以斜坡状增加至操作指令压最大的情况下的、旋转加速时的电动机控制的时序波形。

[0038] 图10是表示旋转用方向控制阀的出口节流部的、相对于滑阀行程的开口面积特性的其他例的图。

[0039] 图11是表示旋转用方向控制阀的入口节流部以及旁路节流部的、相对于滑阀行程的开口面积特性的其他例的图。

[0040] 图12表示搭载在本发明的第二实施方式的混合动力式液压挖掘机上的液压回路装置中的、与旋转部分有关的旋转液压系统的详细情况的图，是与图3同样的图。

[0041] 图13是表示旋转用方向控制阀的出口节流部的、相对于滑阀行程的开口面积特性的图。

[0042] 图14是表示旋转用方向控制阀的入口节流部以及旁路节流部的、相对于滑阀行程的开口面积特性的图。

[0043] 图15是表示控制器对旋转用方向控制阀的控制处理内容的流程图。

[0044] 图16是表示在图15的步骤S210进行的信号增加修正处理的详细情况的功能框图。

[0045] 图17是表示在图15的步骤S220进行的信号减少修正处理的详细情况的功能框图。

[0046] 图18是表示在对操作装置的操作信号进行了增加处理的情况下的、杆操作量与旋转用方向控制阀的出口节流部的开口面积的关系的图。

[0047] 图19是表示在对操作装置的操作信号进行了减少处理情况下的、杆操作量与旋转用方向控制阀的旁路节流部的开口面积的关系的图。

[0048] 附图标记说明

[0049] 10 下部行驶体

[0050] 11a、11b 履带

[0051] 12a、12b 履带架

[0052] 13 右行驶用液压马达

[0053] 14 左行驶用液压马达

[0054] 20 上部旋转体

[0055] 21 旋转架

[0056] 22 发动机

[0057] 23 发电机

[0058] 24 蓄电池

[0059] 25 旋转用电动机

[0060] 26 旋转机构

[0061] 27 旋转用液压马达

[0062] 28 旋转用逆变器

[0063] 29 液压先导液压源

[0064] 30 挖掘机构

[0065] 31 动臂

[0066] 32 动臂液压缸

[0067] 33 斗杆

[0068] 34 斗杆液压缸

[0069] 35 铲斗

[0070] 36 铲斗液压缸

[0071] 37 旋转用方向控制阀

[0072] 40 液压回路装置

[0073] 41 液压泵

[0074] 42 控制阀单元

[0075] 51 控制器

[0076] 52 操作装置

[0077] 53a、53b 压力传感器

[0078] 61 开中心油路

[0079] 62a、62b 执行机构管路

[0080] 63a、63b 压力传感器

[0081] 64 调节器

[0082] 37A 旋转用方向控制阀

[0083] 51A 控制器

[0084] 52A 操作装置

[0085] 71 电磁比例减压阀

[0086] 72 电磁比例减压阀

[0087] 400 增加率运算部

[0088] 410 修正操作信号运算部

[0089] 420 滑阀行程运算部

[0090] 430 目标先导压运算部

[0091] 440 目标电流运算部

[0092] 450 输出部

[0093] 500 减少率运算部

[0094] 510 修正控制信号运算部

[0095] 520 滑阀行程运算部

[0096] 530 目标先导压运算部

[0097] 540 目标电流运算部

[0098] 550 输出部

[0099] 37BO 旁路节流部

[0100] 37MIa、37MIc 入口节流部

[0101] 37MOa、37MOc 出口节流部

具体实施方式

[0102] 下面，作为工程机械以液压挖掘机为例说明本发明的实施方式。此外，本发明能够适用于具有旋转体的全部工程机械(包含作业机械)，而且本发明的适用范围并非限定在液压挖掘机上。例如，本发明还能够适用于具有旋转体的起重车等其他的工程机械。

[0103] <第一实施方式>

[0104] ～液压挖掘机的构成～

[0105] 本发明的第一实施方式的混合动力式液压挖掘机的侧视图如图1所示。

[0106] 在图1中，混合动力式液压挖掘机具有下部行驶体10、能够旋转地设在该下部行驶体10上的上部旋转体20、和挖掘机构30。

[0107] 下部行驶体10包括：一对履带11a、11b以及履带架12a、12b(在图1中仅示出单侧)；独立地驱动控制各履带11a、11b的、成一对的右行驶用液压马达13及左行驶用液压马达14；以及其减速机构等。

[0108] 上部旋转体20包括：旋转架21；设在旋转架21上的作为原动机的发动机22；由发动机22驱动的发电机23；用于蓄存由发电机23产生的电力的蓄电池24；由来自发电机23或者蓄电池24的电力驱动的旋转用电动机25；包含旋转用液压马达27，用于通过旋转用电动机25和旋转用液压马达27的驱动力使上部旋转体20(旋转架21)相对于下部行驶体10旋转驱动的旋转机构26。在此，上部旋转体20主要由旋转用液压马达27驱动，并通过使旋转用电动机25与旋转用液压马达27协调驱动来由旋转用电动机25辅助地驱动。

[0109] 挖掘机构30包括：动臂31；用于驱动动臂31的动臂液压缸32；以旋转自由的方式被轴支承在动臂31的前端部附近的斗杆33；用于驱动斗杆33的斗杆液压缸34；以能够旋转的方式被轴支承在斗杆33的前端的铲斗35；用于驱动铲斗35的铲斗液压缸36等。

[0110] 而且，在上部旋转体20的旋转架21上搭载有液压回路装置40，该液压回路装置40用于驱动上述的行驶用液压马达13、14、旋转用液压马达27、动臂液压缸32、斗杆液压缸
34、铲斗液压缸36等液压执行机构。液压回路装置40包括作为产生液压的液压源的液压泵41(图2)、和用于驱动控制各执行机构的控制阀单元42(图2)，液压泵41由发动机22驱动。

[0111] ～系统构成～

[0112] 液压挖掘机的主要电动、液压设备的系统构成如图2所示。在图2中，对与图1相同的构成要素上标注与图1相同的附图标记。另外，在图2中，双线表示机械驱动系统，粗线表示电气驱动系统，通常粗度的实线表示液压驱动系统。如图2所示，发动机22的驱动力被传递至液压泵41。控制阀单元42对应于每个执行机构具有由称为滑阀(spool)的阀部件构成的方向控制阀，控制阀单元42响应于来自杆操作式的旋转用的操作装置52以及其他各个杆操作式的操作装置(未图示)的操作信号(操作指令压力)来驱动这些方向控制阀，从而控制供给至旋转用液压马达27、动臂液压缸32、斗杆液压缸34、铲斗液压缸36以及行驶用液压马达13、14的液压油的方向和流量。

[0113] 来自蓄电池24的直流电通过逆变器/变流器28而转换为规定的电压以及频率的脉冲信号，并输入至旋转用电动机25。另外，旋转用电动机25在减速时以发电机特性进行使用，逆变器/变流器28将由旋转用电动机25再生的电力转换为直流并蓄存在蓄电池24中。

[0114] 另外，逆变器/变流器28根据来自控制器51的信号控制旋转用电动机25的转速和转矩。控制器51根据用于检测操作装置52的操作信号(操作指令压力)的压力传感器53a、53b以及用于检测旋转用液压马达27的入口节流压力及出口节流压力的压力传感器
63a、63b的检测信号，来运算向逆变器/变流器28以及控制阀单元42发送的信号并输出。

[0115] ～旋转液压系统～

[0116] 液压回路装置40中与旋转部分有关的部分(以下称为旋转液压系统)的详细情况如图3所示。图中，对与图1以及图2相同的构成要素标注与图1及图2相同的附图标记。

[0117] 图3中，旋转液压系统具有上述的液压泵41以及旋转用液压马达27、旋转用方向控制阀27以及油箱T。旋转用方向控制阀37配置在将旋转用液压马达27与液压泵41连接的管路上，并对从液压泵41喷出且向旋转用液压马达27输送的液压油的方向及流量进行控制。另外，旋转用方向控制阀37为开中心类型(open center type)，上游侧连接在液压泵41上，下游侧配置在连接于油箱T的开中心油路61上。旋转用方向控制阀37响应于来自操作装置52的操作信号而使滑阀37a位移，由此来唯一地确定节流部(后述)的开口面积。关于其他的方向控制阀也是同样的。油箱T接收来自旋转用液压马达27以及其他的执行机构的返回油，并成为向液压泵41供给油的供给源。

[0118] 液压泵41为可变容量泵，具有进行转矩控制的调节器64，通过使调节器64动作来改变液压泵41的倾转角而使液压泵41的容量改变，从而使液压泵41的喷出流量改变。

[0119] 操作装置52内置有根据杆操作量对来自先导液压源29的压力进行减压的减压阀，并将与杆操作量对应的操作指令压力作为操作信号供给至旋转用方向控制阀37的左右任意一个压力室37b、37c。

[0120] 旋转用方向控制阀37具有A、B、C三个位置，其接收来自操作装置52的操作信号(操作指令压力)并从中立位置B连续地切换至A位置或者C位置。另外，旋转用方向控制阀37具有位于开中心油路61上(因此位于液压泵41与油箱T之间)的旁路节流部37BO、位于液压泵41与旋转用液压马达27之间的入口节流部37MIa、37MIc、和位于旋转用液压马达27与油箱T之间的出口节流部37MOa、37MOc，旁路节流部37BO的下游侧经由开中心油路61连接在油箱T上，入口节流部37MIa、37MIc的下游侧及出口节流部37MOa、37MOc的上游侧经由执行机构管路62a、62b而连接于旋转用液压马达27的输入输出口。在执行机构管路62a、62b上设有压力传感器63a、63b，其检测信号发送至控制器51(图2)。

[0121] 当旋转用方向控制阀37处于中立位置B时，从液压泵41喷出的液压油通过旁路节流部37BO，并进一步通过开中心油路61而返回到油箱T中。当旋转用方向控制阀37接收到与操作装置52的杆操作量对应的操作指令压力后切换至A位置时，来自液压泵41的液压油通过A位置的入口节流部37MIa而被输送至旋转用液压马达27的一个口，来自旋转用液压马达27的返回油通过A位置的出口节流部37MOa而返回到油箱T中，并且旋转用液压马达27向一个方向旋转。相反地，当旋转用方向控制阀37接收到与操作装置52的杆操作量对应的操作指令压力后切换至C位置时，来自液压泵41的液压油通过C位置的入口节流部37MIc而被输送至旋转用液压马达27的另一个口，来自旋转用液压马达27的返回油通过C位置的出口节流部37MOc而返回到油箱T中，并且旋转用液压马达27向与A位置的情况相反的方向旋转。

[0122] 当旋转用方向控制阀27位于B位置与A位置的中间时，来自液压泵41的液压油被分配至旁路节流部37BO与入口节流部37MIa。此时，在入口节流部37MIa的入口侧产生与旁路节流部37BO的开口面积对应的压力，通过该压力使液压油供给至旋转用液压马达27，以提供与该压力(旁路节流部37BO的开口面积)对应的驱动转矩(加速转矩)。另外，来自旋转用液压马达27的排出油受到与此时的出口节流部37MOa的开口面积对应的阻力而产生背压，并产生与出口节流部37MOa的开口面积对应的制动转矩。在B位置与C位置的中间也是同样的。

[0123] ～开口面积特性～

[0124] 旋转用方向控制阀37的出口节流部的、相对于滑阀行程的开口面积特性如图4所示。图中，用实线表示本实施方式的旋转用方向控制阀37的出口节流部37MOa、37MOc的开口面积特性，用虚线表示在不使用电动机的以往的液压挖掘机中在液压单独驱动下能够确保良好操作性的旋转用方向控制阀的出口节流部的开口面积特性。如图4所示，本实施方式的旋转用方向控制阀37的出口节流部37MOa、37MOc的开口面积的控制区域起始点以及终点与以往的相同，在中间区域与以往的相比开度自由地设计(成为较大的开口面积)。也就是说，旋转用方向控制阀37的出口节流部37MOa、37MOc的开口面积特性被设定为，使其开口面积比在仅由旋转用液压马达27驱动上部旋转体20的工程机械(液压挖掘机)中设定的规定的开口面积(图4的虚线)大。

[0125] 旋转用方向控制阀37的入口节流部以及旁路节流部的、相对于滑阀行程的开口面积特性如图5所示。在图中，用实线表示本实施方式中的旋转用方向控制阀37的旁路节流部37BO的开口面积特性，用虚线表示在不使用电动机的以往的液压挖掘机中在液压单独驱动下能够确保良好操作性的旋转用方向控制阀的旁路节流部的开口面积特性。另外，用单点划线表示本实施方式的旋转用方向控制阀37的入口节流部37MIa、37MIc以及以往的旋转用方向控制阀的入口节流部的开口面积特性。如图5所示，本实施方式的旋转用方向控制阀37的旁路节流部37BO的开口面积特性的控制区域起始点以及终点与以往的相同，在中间区域与以往的相比开度自由地设计(成为较大的开口面积)。也就是说，旋转用方向控制阀37的旁路节流部37BO的开口面积特性被设定为，使其开口面积成为比在仅由旋转用液压马达27驱动上部旋转体20的工程机械中设定的规定的开口面积(图5的虚线)大。关于入口节流部的开口面积特性，本实施方式的特性也与以往的特性相同。

[0126] ～控制原理～

[0127] 下面，说明控制器51所进行的处理功能。

[0128] 首先，说明控制器51的控制原理。

[0129] 如上所述，在本实施方式中，由于将旋转用方向控制阀37的出口节流部的开口面积特性设定成：使得旋转用方向控制阀37的出口节流部的开口面积成为比仅由旋转用液压马达27驱动上部旋转体20的工程机械中的方向控制阀37的规定的开口面积大的开口面积，所以，在仅由旋转用液压马达27驱动上部旋转体20的情况下，与仅由旋转用液压马达27驱动上部旋转体20的以往的液压挖掘机相比，制动转矩减少。

[0130] 另外，将旋转用方向控制阀37的旁路节流部的开口面积特性设定成：使得旋转用方向控制阀37的旁路节流部的开口面积成为比仅由旋转用液压马达27驱动上部旋转体20的工程机械中的方向控制阀37的规定的开口面积大的开口面积，所以，在仅由旋转用液压马达27驱动上部旋转体20的情况下，与仅有旋转用液压马达27驱动上部旋转体20的以往的液压挖掘机相比，加速转矩减少。

[0131] 因此，在旋转用液压马达27减速时，只要进行控制使得用旋转用电动机25的输出转矩来补充与出口节流部的开口面积的增加对应的旋转用液压电机27的制动转矩的减少量，就能够使旋转用液压马达27所产生的实际制动转矩与旋转用电动机25的制动转矩之和等于仅由旋转用液压马达27驱动上部旋转体20的以往的液压挖掘机的制动转矩(在将出口节流部的开口面积作为仅有由旋转用液压马达27驱动上部旋转体20的工程机械中的方向控制阀37的规定的开口面积时所产生的制动转矩)。

[0132] 同样地，在旋转用液压马达27加速时，只要进行控制使得用旋转用电动机25的输出转矩来补充与旁路节流部的开口面积的增加对应的旋转用液压电机27的加速转矩的减少量，就能够使旋转用液压马达27所产生的实际加速转矩与旋转用电动机25的加速转矩之和等于仅由旋转用液压马达27驱动上部旋转体20的以往的液压挖掘机的加速转矩(在将旁路节流部的开口面积作为仅有旋转用液压马达27驱动上部旋转体20的工程机械中的方向控制阀37的规定的开口面积时所产生的加速转矩)。

[0133] 控制器51是基于这样的考虑对旋转用电动机25的输出转矩进行控制的装置。

[0134] 下面说明控制方法的一例。

[0135] 图6是示意地表示图3所示的旋转液压系统的图。在图中，0pt为旁路节流部37BO，0pa为入口节流部37MIa、37MIc，0at为出口节流部37MOa、37MOc。

[0136] 将在以往的液压挖掘机中在液压单独驱动下能够确保良好操作性的出口节流部的开口面积(图4的虚线)设为Aat0，将在以往的液压挖掘机中在液压单独驱动下能够确保良好操作性的旁路节流部的开口面积(图5的虚线)设为Apt0，将在以往的液压挖掘机中在液压单独驱动下能够确保良好操作性的入口节流部的开口面积(图5的单点划线)设为Apc。将本实施方式中的旋转用方向控制阀37的出口节流部0at的开口面积设为Aat，将旁路节流部0pt的开口面积设为Apt，于是如上所述地为Aat＞Aat0，Apt>Apt0。另外，本实施方式中的旋转用方向控制阀37的入口节流部0pa的开口面积是与以往相同的Apc。

[0137] (a)应用在以往的液压挖掘机中在液压单独驱动下能够确保良好操作性的出口节流部的开口面积Aat0来控制旋转用液压马达27时的出口节流压(旋转用液压马达27的出口侧的排出压力)Pmo0如下这样求出。

[0138] 通过出口节流部的流量为根据旋转用液压马达27的排量和转速求出的流量Q3。另外，一般地，节流孔的公式以下这样地表示。

[0139]

[0140] Q：节流孔的通过流量

[0141] C：流量系数

[0142] A：节流孔的开口面积

[0143] ΔP：节流孔的前后压差

[0144] 将开口面积Aat0和流量Q3代入该节流孔的公式中，由此能够求出开口面积Aat0的出口节流部的前后压差ΔPat。此时，若出口节流部的下游压为油箱压且恒定，则能够导出应用了在以往的液压挖掘机中在液压单独驱动下能够确保良好操作性的出口节流部的开口面积Aat0时的出口节流压Pmo0。

[0145] (b)另外，应用在以往的液压挖掘机中在液压单独驱动下能够确保良好操作性的旁路节流部的开口面积Apt0来控制旋转用液压马达27是的入口节流压(旋转用液压马达27的入口侧的供给压力)Pmi0如下这样求出。

[0146] 首先，求出液压泵41的喷出压P1。其以下这样求出。通过旋转用液压马达27的流量Q3已经求出。液压泵41的喷出流量Q1能够根据操作装置52的杆操作量(操作信号)和液压泵41的调节器64的特性求出。将通过旋转用液压马达27的流量Q3和泵喷出流量Q1代入下述公式(2)中，从而求出旁路节流部0pt的通过流量Q2。

[0147] Q2＝Q1-Q3····(2)

[0148] 向节流孔的公式(1)中代入在以往的液压挖掘机中在液压单独驱动下能够确保良好操作性的出口节流部的开口面积Aat0，由此能够求出开口面积Apt0的旁路节流部的前后压差ΔPpt。此时，若旁路节流部的下游压为油箱压且恒定，则能够导出泵喷出压P1。

[0149] 接下来，因为入口节流部的通过流量为通过旋转用液压马达27的流量Q3，所以将入口节流部的通过流量Q3和泵喷出压P1以及入口节流开口面积Apc代入节流孔的公式(1)，由此能够导出应用了在以往的液压挖掘机中在液压单独驱动下能够确保良好操作性的旁路节流部的开口面积Apt0时的入口节流压Pmi0。

[0150] (c)使用以上那样求出的出口节流压Pmo0和入口节流压Pmi0，通过如下的公式能够求出具有在以往的液压挖掘机中在液压单独驱动下能够确保良好操作性的开口面积时的旋转液压转矩Tid1。

[0151] Tid1＝ηq(Pmi0-Pmo0)····(3)

[0152] (d)另一方面，图6所示的本实施方式的旋转液压系统的旋转液压转矩Tre1能够使用实测的入口节流压Pmi以及出口节流压Pmo通过如下的公式求出。

[0153] Tid1＝ηq(Pmi-Pmo)····(4)

[0154] (e)为了确保旋转转矩与在以往的液压挖掘机中旋转用方向控制阀具有在液压单独驱动下能够确保良好操作性的开口面积时的旋转液压转矩相同，只要将通过公式(3)求出的旋转液压转矩Tid1与通过公式(4)求出的旋转液压转矩Tre1的差值

[0155] Tmot＝Tid1-Tre1····(5)

[0156] 作为旋转用电动机25的输出转矩进行供给即可。

[0157] ～控制器的处理功能～

[0158] 下面，利用图7说明进行以上那样的控制的控制器51的处理功能。图7是表示控制器51所进行的处理功能的流程图。

[0159] 在控制器51中，在存储器中预先存储有：在以往的液压挖掘机中在液压单独驱动下能够确保良好操作性的出口节流部的开口面积Aat0的特性(图4的虚线)、旁路节流部的开口面积Apt0的特性(图5的虚线)、以及入口节流部的开口面积Apc的特性(图5的单点划线)和调节器64的特性。

[0160] 首先，控制器51以上述(a)～(c)所说明的顺序算出旋转用方向控制阀具有在液压单独驱动下能够确保良好操作性的开口面积时的旋转液压转矩Tid1(步骤S100)。

[0161] 在此，在上述(a)中，控制器51将对来自操作装置52的操作信号(操作指令压力)进行检测的压力传感器53a或者53b的检测信号(以下，简称为操作信号)转换为旋转用方向控制阀37的滑阀行程，并将该滑阀行程与存储在存储器中的出口节流部的开口面积Aat0的特性(图4的虚线)进行比照，从而算出此时的出口节流部的开口面积Aat0。另外，从旋转用电动机25对控制器51输入旋转用液压马达27的转速信息，并使用旋转用液压马达27的排量(已知值)和该旋转用液压马达27的转速来算出流量Q3。然后，根据节流孔的公式(1)算出开口面积Aat0的出口节流部的前后压差ΔPat，从而求得出口节流压Pmo0。

[0162] 另外，在上述(b)中，控制器51根据来自操作装置52的操作信号和存储在存储器中的液压泵41的调节器64的特性而求出液压泵41的喷出流量Q1，并根据上述公式(2)求出旁路节流部0pt的通过流量Q2。进一步，控制器51将根据来自操作装置52的操作信号所求出的旋转用方向控制阀37的滑阀行程与存储在存储器中的旁路节流开口面积Apt0的特性(图5的虚线)进行比照，从而算出此时的旁路节流开口面积Apt0，并且根据节流孔公式(1)算出开口面积Apt0的旁路节流部的前后压差ΔPpt，从而求出泵喷出压P1。而且，控制器51将根据来自操作装置52的操作信号求出的旋转用方向控制阀37的滑阀行程与存储在存储器中的入口节流部的开口面积Apc的特性(图5的单点划线)进行比照，从而算出此时的入口节流部的开口面积Apc，并根据节流孔公式(1)算出入口节流压Pmi0。

[0163] 接下来，控制器51在上述(c)中通过公式(3)算出旋转液压转矩Tjd1。

[0164] 接下来，控制器51如上述(d)所说明的那样，使用实测的入口节流压Pmi以及出口节流压Pmo算出本实施方式的旋转液压系统的旋转液压转矩Tre1(步骤S 110)。在此，从压力传感器63a、63b对控制器51输入入口节流压Pmi以及出口节流压Pmo的实测值的信息，并使用该信息算出旋转液压转矩Tre1。

[0165] 接下来，控制器51如上述(e)所说明的那样，求出旋转液压转矩Tid1与旋转液压转矩Tre1的差值ΔT＝Tid1-Tre1(步骤S 120)，并控制旋转用电动机25的输出转矩，使得能够得到该差值的转矩偏差ΔT(步骤S130)。

[0166] 此外，在上述的例中，在控制器51的存储器中存储如图4及图5所示的相对于滑阀行程的开口面积特性，并使用该开口面积特性来算出出口节流部的开口面积Aat0、旁路节流部的开口面积Apt0以及入口节流部的开口面积Apc，但是还可以如图4及图5的横轴上括号内的记载所示，存储相对于杆操作量(操作信号)的开口面积特性，并根据来自操作装置52的操作信号直接算出出口节流部的开口面积Aat0、旁路节流部的开口面积Apt0以及入口节流部的开口面积Apc。此外，操作信号与杆操作量大概为直线比例关系，从而能够将两者视为同等。

[0167] 另外，旋转用电动机25的输出转矩的控制还可以简易地进行。例如，将旋转用电动机25的输出转矩(制动转矩以及加速转矩)作为操作装置52所输出的操作指令压力(操作信号)的函数进行预先规定并设定在控制器51中，将当时的操作指令压力与该函数进行比照而求出目标转矩，并控制旋转用电动机25使得能够得到该目标转矩。此时，在液压挖掘机的代表性的旋转作业中，只要设定操作指令压力(操作信号)与旋转用电动机25的输出转矩的函数，使得旋转用液压马达27所产生的输出转矩与旋转用电动机25所产生的输出转矩之和与仅由旋转用液压马达27驱动上部旋转体20的以往的工程机械(液压挖掘机)中的旋转用液压马达27的输出转矩相等即可。

[0168] ～控制的时序波形～

[0169] 在操作旋转用的操作装置52来控制旋转用电动机25的情况下的时序波形如图8及图9所示。图8是在从操作装置52的操作指令压最大且最高转速使操作指令压在时间T＝T5～T8内以斜坡状降低至操作指令压0的情况下的、旋转制动时的电动机控制的时序波形。图9是在从操作装置52的旋转操作指令压为0且旋转停止状态使操作指令压在时间T＝T1～T3内以斜坡状增加至操作指令压最大的情况下的、旋转加速时的电动机控制的时序波形。

[0170] 在图8中，当从操作装置52的操作指令压力最大且最高转速使操作指令压力在时间T＝T5～T8内以斜坡状降低至操作指令压力0时，与旋转用方向控制阀37的出口节流部37MOa、37MOc的开口面积比以往开度被自由地设计的部分相对应地，旋转用液压马达27的出口节流压(M/O压)在本实施方式中变低(虚线)。由于出口节流压的差异即相当于制动转矩的差异，所以，关于旋转用液压马达27的转矩，与应用了在以往的液压挖掘机中在液压单独驱动下能够确保良好操作性的开口面积的情况相比，本实施方式的绝对值变小。通过电动机25提供只是与该液压马达转矩的差值部分相对应的制动转矩。在图8中，再生侧的辅助转矩为负。如上所述，在本实施方式中，由于进行控制，以使得电动机25的辅助转矩与基于由旋转用方向控制阀37产生的出口节流压实现的制动转矩的合计值大概等于在以往的液压挖掘机产生的制动转矩，所以能够使上部旋转体20的转速具有与以往的液压挖掘机同等的减速感。

[0171] 在图9中，在从操作装置52的旋转操作指令压为0且旋转停止状态使操作指令压在时间T＝T1～T3内以斜坡状增加至操作指令压最大时，与旋转用方向控制阀37的旁路节流部37BO的开口面积比以往开度被自由地设计的部分相对应地，旋转用液压马达27的入口节流压(M/I压)在本实施方式中变低(虚线)。由于入口节流压的差异即相当于加速转矩的差异，所以，关于旋转用液压马达27的转矩，与应用了在以往的液压挖掘机中在液压单独驱动下能够确保良好操作性的开口面积的情况相比，本实施方式的绝对值变小。通过电动机25提供只是与该液压马达转矩的差值部分相对应的加速转矩。在图9中，动力运行侧的辅助转矩为正。如上所述，在本实施方式中，由于进行控制，以使得电动机25的辅助转矩与基于由旋转用方向控制阀37产生的入口节流压实现的加速转矩的合计值大概等于在以往的液压挖掘机产生的加速转矩，所以能够使上部旋转体20的转速具有以往的液压挖掘机同等的加速感。

[0172] ～效果～

[0173] 根据以上那样地构成的本实施方式，由于并用旋转用液压马达27和旋转用电动机25来驱动上部旋转体20，所以能够通过旋转用电动机25使上部旋转体20减速时或者停止时的能量作为电力再生，并在驱动时进行辅助。

[0174] 另外，旋转用方向控制阀37的出口节流部以及旁路节流部的开口面积特性被设定为：使得出口节流部以及旁路节流部的开口面积成为比在仅由旋转驱动用液压马达27驱动上部旋转体20的工程机械中设定的规定的开口面积大的开口面积，并且，对旋转用电动机25的转矩进行控制，使得当旋转用液压马达27减速时在旋转用液压马达27产生的实际制动转矩与旋转用电动机25的制动转矩之和等于在采用上述规定的开口面积时所产生的制动转矩，且当旋转用液压马达27加速时在旋转用液压马达27产生的实际加速转矩与旋转用电动机25的加速转矩之和等于在采用上述规定的开口面积时所产生的加速转矩，因此，上部旋转体20的旋转减速时的制动转矩以及旋转加速时的加速转矩分别与在仅由液压马达驱动上部旋转体20的工程机械的情况下的制动转矩以及加速转矩相等，从而能够在上部旋转体20的旋转减速时以及旋转加速时，确保与仅由液压马达驱动上部旋转体20的工程机械同等的良好的操作感。

[0175] 另外，由于将方向控制阀37的出口节流部以及旁路节流部的开口面积特性设定成：使得在方向控制阀37的、相对于行程的开口面积特性中，出口节流部以及旁路节流部的开口面积成为比上述规定的开口面积大的开口面积，所以如图3所示，通过将操作装置52的操作信号保持原样地直接供给方向控制阀37，就能够使方向控制阀37的出口节流部的开口面积成为比上述规定的开口面积大的开口面积，因此，作为包括操作装置52在内的操作系统，能够直接应用包括以往的操作装置在内的操作系统，从而能够低价格地构成操作系统。

[0176] <变形例>

[0177] 本发明的出口节流部的开口面积特性、旁路节流部的开口面积特性并不限于图4及图5所示的特性，还可以如图10及图11所示设为仅中间区域打开那样的特性，即使这样地变形，发明的效果也不会改变。换言之，出口节流部的开口面积以及旁路节流部的开口面积在不脱离本发明的发明意图的范围内能够自由地设定。

[0178] <第二实施方式>

[0179] 利用图12～图19说明本发明的第二实施方式的混合动力式液压挖掘机。

[0180] ～系统构成～

[0181] 图12是表示搭载在本发明的第二实施方式的混合动力式液压挖掘机中的液压回路装置中与旋转部分有关的旋转液压系统的详细情况的图，是与图3同样的图。图中，对与图1～图3相同的构成要素上标注相同的附图标记说明。

[0182] 在图12中，本实施方式的旋转液压系统具有电磁比例减压阀71、72，所述电磁比例减压阀71、72用于产生供给至旋转用方向控制阀37A的压力室37b、37c的旋转操作指令压力，操作装置52A是将电信号作为操作信号输出的杆操作式的操作装置。控制器51A接收来自杆操作式的操作装置52A的操作信号(电信号)，并向电磁比例减压阀71、72输出对应的控制信号(电信号)。

[0183] ～开口面积特性～

[0184] 旋转用方向控制阀37A的出口节流部的、相对于滑阀行程的开口面积特性如图13所示，旋转用方向控制阀37A的入口节流部以及旁路节流部的、相对于滑阀行程的开口面积特性如图14所示。

[0185] 在本实施方式中，作为旋转用方向控制阀37A，使用具有在以往的液压挖掘机中在液压单独驱动下能够确保良好操作性的开口面积的旋转用方向控制阀，其结果是，旋转用方向控制阀37A的出口节流部37MOa、37MOc的开口面积特性与图4虚线所示的、在以往的液压挖掘机中在液压单独驱动下能够确保良好操作性的旋转用方向控制阀的出口节流部的开口面积特性相同，并且旋转用方向控制阀37A的旁路节流部37BO的开口面积特性也与图5虚线所示的、在以往的液压挖掘机中在液压单独驱动下能够确保良好操作性的旋转用方向控制阀的旁路节流部的开口面积特性相同。也就是说，旋转用方向控制阀37A的出口节流部37MOa、37MOc的开口面积特性被设定为，使得其开口面积与在仅由旋转用液压马达27驱动上部旋转体20的工程机械中设定的开口面积(图4的虚线)相同，并且旋转用方向控制阀37A的旁路节流部37BO的开口面积特性被设定为，使得其开口面积与在仅由旋转用液压马达27驱动上部旋转体20的工程机械中设定的开口面积(图5的虚线)相同。入口节流部的开口面积特性与第一实施方式的情况同样，本实施方式的开口面积特性也与以往的相同。

[0186] ～控制的概要～

[0187] 下面，说明控制器51A所进行的控制。

[0188] 控制器51A进行与第一实施方式同样的电动机25的转矩控制。另外，控制器51A进行控制，使得相对于操作装置52A的杆操作量的、旋转用方向控制阀37A的开口面积特性与第一实施方式的相对于操作装置52的杆操作量的、旋转用方向控制阀37的出口节流部37MOa、37MOc以及旁路节流部37BO的开口面积特性大致相同。换言之，控制器51A对操作装置52A的操作信号进行修正，以使得当通过相对于操作装置52A的杆操作量的开口面积特性来看旋转用方向控制阀37A的开口面积特性的情况下，出口节流部37MOa、37MOc及旁路节流部37BO的开口面积比在以往的液压挖掘机中在液压单独驱动下能够确保良好操作性的旋转用方向控制阀的出口节流部及旁路节流部的开口面积(在仅由旋转用液压马达
27驱动上部旋转体20的工程机械中设定的规定的开口面积)大。

[0189] ～控制器的处理功能～

[0190] 图15是表示控制器51A对旋转用方向控制阀37A的处理功能的详细情况的流程图。

[0191] 从压力传感器63a、63b对控制器51A输入入口节流压Pmi及出口节流压Pmo的实测值的信息，并判断入口节流压Pmi是否比出口节流压Pmo高(步骤S200)。若入口节流压Pmi不比出口节流压Pmo高，则是旋转用液压马达27制动时(减速时)，若入口节流压Pmi比出口节流压Pmo高，则是旋转用液压马达27加速时(驱动时)。而且，在入口节流压Pmi不比出口节流压Pmo高的情况(旋转用液压马达27制动时)下，对从操作装置52A输入的操作信号进行增加修正控制(步骤S210)，在入口节流压Pmi比出口节流压Pmo高的情况(旋转用液压马达27加速时)下，对从操作装置52A输入的操作信号进行减少修正控制(步骤S220)。

[0192] 图16是表示在步骤S210进行的信号增加修正控制的详细情况的功能框图。为了实现该信号增加修正控制功能，控制器51A具有增加率运算部400、修正操作信号运算部410、滑阀行程运算部420、目标先导压运算部430、目标电流运算部440和输出部450。

[0193] 对增加率运算部400输入操作装置52A的操作信号X，并参照预先规定的对操作信号X与增加率α(1以上的数值)的函数关系进行了设定的表格，来运算用于对操作信号X进行增加修正控制的增加率α。操作信号X与增加率α的函数关系被设定成：使得相对于操作装置52A的杆操作量的、旋转用方向控制阀37A的出口节流部37MOa、37MOc的开口面积特性与第一实施方式中的相对于操作装置52的杆操作量的、旋转用方向控制阀37的出口节流部37MOa、37MOc的开口面积特性大致相同(使得在通过相对于操作装置52A的杆操作量的开口面积特性来看旋转用方向控制阀37A的开口面积特性时，出口节流部37MOa、37MOc的开口面积比在以往的液压挖掘机中在液压单独驱动下能够确保良好操作性的旋转用方向控制阀的出口节流部的开口面积大)。

[0194] 修正操作信号运算部410将增加率α与操作装置52A的操作信号X相乘来运算修正操作信号Xa。

[0195] 滑阀行程运算部420将在修正操作信号运算部410中运算出的修正操作信号Xa转换为滑阀行程S，目标先导压运算部430将该滑阀行程S转换为目标先导压，目标电流运算部440将该目标先导压转换为用于驱动电磁比例减压阀71或者72的目标电流，输出部450将该目标电流放大并输出至电磁比例减压阀71或者72。滑阀行程运算部420之后的这些处理与以往的具有输出电信号的操作装置的系统中的控制器的处理内容相同。

[0196] 图17是表示在步骤S220进行的信号减少修正控制的详细情况的功能框图。为了该信号减少修正控制功能，控制器51A具有减少率运算部500、修正操作信号运算部510、滑阀行程运算部520、目标先导压运算部530、目标电流运算部540和输出部550。

[0197] 对减少率运算部500输入操作装置52A的操作信号X，并参照预先规定的对操作信号X与减少率β(1以下的数值)的函数关系进行了设定的表格，来运算用于对操作信号X进行减少修正控制的减少率β。操作信号X与减少率β的函数关系被设定成：使得相对于操作装置52A的杆操作量的、旋转用方向控制阀37A的旁路节流部37BO的开口面积特性与第一实施方式中的相对于操作装置52的杆操作量的、旋转用方向控制阀37的旁路节流部37BO的开口面积特性大致相同(使得在通过相对于操作装置52A的杆操作量的开口面积特性来看旋转用方向控制阀37A的开口面积特性的情况下，旁路节流部37BO的开口面积比在以往的液压挖掘机中在液压单独驱动下能够确保良好操作性的旋转用方向控制阀的旁路节流部的开口面积大)。

[0198] 修正操作信号运算部510将减少率β与操作装置52A的操作信号X相乘来运算修正操作信号Xb。

[0199] 滑阀行程运算部520将在修正操作信号运算部510中运算出的修正操作信号Xb转换为滑阀行程S，目标先导压运算部530将该滑阀行程S转换为目标先导压，目标电流运算部540将该目标先导压转换为用于驱动电磁比例减压阀71或者72的目标电流，输出部550将该目标电流放大并输出至电磁比例减压阀71或者72。滑阀行程运算部520之后的这些处理与以往的具有输出电信号的操作装置的系统中的控制器的处理内容相同。

[0200] 图18以及图19是表示如上述那样对操作装置52A的操作信号进行了增加修正控制以及减少修正控制情况下的、相对于杆操作量的旋转用方向控制阀37A的出口节流部37MOa、37MOc以及旁路节流部37BO的开口面积的关系的图。在图中，实线是对操作信号进行了增加修正控制以及减少修正控制的情况下的关系，虚线是未对操作信号进行增加修正控制以及减少修正控制的情况下的关系。从该图可知，操作信号被修正成：使得相对于操作装置52A的杆操作量的、旋转用方向控制阀37A的出口节流部37MOa、37MOc(图18)及旁路节流部37BO(图19)的开口面积特性与第一实施方式中的相对于操作装置52的杆操作量的、旋转用方向控制阀37的出口节流部37MOa、37MOc及旁路节流部37BO的开口面积特性大致相同(使得在通过相对于操作装置52A的杆操作量的开口面积特性来看旋转用方向控制阀37A的开口面积特性的情况下，出口节流部37MOa、37MOc及旁路节流部37BO的开口面积比在以往的液压挖掘机中在液压单独驱动下能够确保良好操作性的旋转用方向控制阀的出口节流部及旁路节流部的开口面积大)。

[0201] 因此，根据本实施方式也能够与第一实施方式同样地，通过旋转用电动机25使上部旋转体减速时或者停止时的能量作为电力再生，并在驱动时进行辅助，并且能够确保与仅由液压马达驱动上部旋转体20的工程机械同等良好的操作感。

[0202] 另外，根据本实施方式，即使方向控制阀37A与仅由旋转用液压马达27驱动上部旋转体20的工程机械中的方向控制阀相同，也能够将操作信号修正成：使得在相对于操作信号的开口面积特性中，方向控制阀的出口节流部及旁路节流部的开口面积成为比仅由旋转用液压马达27驱动上部旋转体20的工程机械中的方向控制阀37的规定的开口面积大的开口面积，因此，作为方向控制阀37A，能够直接应用以往的方向控制阀，从而能够低价格地构成方向控制阀。