好的響應(yīng)性的觀 點(diǎn)而將旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)的開(kāi)口面積設(shè)定為較大，伴隨于此，栗輸出也變大。另外，在旋轉(zhuǎn)速度 較大的區(qū)域，即旋轉(zhuǎn)操作接近于全桿(full lever)的區(qū)域中，液壓部的損耗與其他情況相 比相對(duì)減少。
[0106] 另一方面，電動(dòng)部的損耗響應(yīng)于旋轉(zhuǎn)速度的增加，即響應(yīng)于旋轉(zhuǎn)操作桿的操作量， 有增加的傾向。這是由于，隨著旋轉(zhuǎn)速度變大，旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)輸出也增 加，對(duì)電容器的充放電能量也增加。
[0107] 因此，在本實(shí)施方式中，在微操作區(qū)域(旋轉(zhuǎn)速度小且桿操作量?。┲?，實(shí)施效率較 高的僅利用電動(dòng)馬達(dá)25的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，在液壓效率變高的旋轉(zhuǎn)區(qū)域(旋轉(zhuǎn)速度中或大且桿操 作量中或大）中，實(shí)施利用電動(dòng)馬達(dá)25和液壓馬達(dá)27的復(fù)合的驅(qū)動(dòng)。更具體而言，按如下方 式設(shè)定電動(dòng)馬達(dá)25和液壓馬達(dá)27的輸出分配。
[0108] 在本實(shí)施方式中，在將基于旋轉(zhuǎn)操作桿72的操作量決定的上部旋轉(zhuǎn)體20的旋轉(zhuǎn)工 作所要求的輸出（要求轉(zhuǎn)矩)設(shè)為1的情況下，通過(guò)將旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)25的輸出（轉(zhuǎn)矩）的比例 設(shè)為α，并用旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27輸出剩余比例的量(gM-α)的輸出，從而確保與以往機(jī)械同等 的操作性。在圖8中示出根據(jù)旋轉(zhuǎn)桿操作壓力（也稱為旋轉(zhuǎn)先導(dǎo)壓)設(shè)定電動(dòng)馬達(dá)25與液壓 馬達(dá)27的輸出分配(轉(zhuǎn)矩分配)來(lái)作為本實(shí)施方式中的旋轉(zhuǎn)的輸出特性的例子。
[0109] 在本實(shí)施方式中，如圖8所示，在旋轉(zhuǎn)桿操作壓力為設(shè)定值β以下的微操作區(qū)域中， 單獨(dú)由電動(dòng)馬達(dá)25輸出要求轉(zhuǎn)矩（即α = 1)，在該微操作區(qū)域內(nèi)，設(shè)定為隨著旋轉(zhuǎn)操作桿操 作壓力的增加而使電動(dòng)馬達(dá)25的輸出增加。此外，設(shè)定值β為1.5MPa左右的值。
[0110] 另一方面，在超過(guò)設(shè)定值邱勺區(qū)域中，由電動(dòng)馬達(dá)25和液壓馬達(dá)27雙方來(lái)輸出要求 轉(zhuǎn)矩，在該區(qū)域內(nèi)，設(shè)定為隨著旋轉(zhuǎn)桿操作壓力的增加，使電動(dòng)馬達(dá)25的輸出的比例α減小。 Com]這是由于，如上所述，在旋轉(zhuǎn)桿操作壓力低且旋轉(zhuǎn)速度低的區(qū)域(操作壓力為β以 下的區(qū)域）中，用電動(dòng)馬達(dá)25驅(qū)動(dòng)比用液壓馬達(dá)27驅(qū)動(dòng)效率高，另一方面，在旋轉(zhuǎn)桿操作壓 力變高的旋轉(zhuǎn)速度高的區(qū)域(操作壓力超過(guò)邱勺區(qū)域）中，液壓馬達(dá)27的驅(qū)動(dòng)的效率變高，其 目的在于降低能量消耗。
[0112] 此外，作為決定設(shè)定值邱勺值時(shí)的條件，需要能夠單獨(dú)用旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)25輸出旋轉(zhuǎn) 桿操作壓力為β時(shí)的要求轉(zhuǎn)矩。并且，也可以將能夠在此時(shí)將液壓栗41的流量降低到待機(jī) (stand by)流量或其附近添加為條件。這是由于，通過(guò)將栗流量下降為待機(jī)流量左右，能夠 大幅降低在液壓部的損耗。
[0113] 但是，上部旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)所需的要求轉(zhuǎn)矩不僅根據(jù)旋轉(zhuǎn)操作桿72的操作量而變 化，也根據(jù)上部旋轉(zhuǎn)體20的旋轉(zhuǎn)速度(轉(zhuǎn)速)而變化。具體而言，旋轉(zhuǎn)操作桿72的操作量越增 加，要求轉(zhuǎn)矩越增加，并且，上部旋轉(zhuǎn)體20的轉(zhuǎn)速越減小，要求轉(zhuǎn)矩越增加。因此，由于上部 旋轉(zhuǎn)體20的轉(zhuǎn)速越增加，要求轉(zhuǎn)矩越降低，所以在上部旋轉(zhuǎn)體20的轉(zhuǎn)速收斂為一定值的狀 態(tài)(穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)時(shí))下，在旋轉(zhuǎn)桿操作壓力比β大的區(qū)域中，也能夠單獨(dú)由旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)25輸出 要求轉(zhuǎn)矩。如圖7所示，關(guān)于穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)時(shí)的液壓部和電動(dòng)部的損耗，由于在整個(gè)區(qū)域中液壓 部的損耗較大，所以在能夠單獨(dú)由旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)25輸出要求轉(zhuǎn)矩的情況下，從系統(tǒng)效率方 面來(lái)看優(yōu)選僅由旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)25輸出該要求轉(zhuǎn)矩。
[0114] 另一方面，在本實(shí)施方式這樣的具備旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的液壓挖掘機(jī)中，由于旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬 達(dá)25與旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27機(jī)械地連結(jié)的關(guān)系，即使單獨(dú)由旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)25輸出要求轉(zhuǎn)矩，旋 轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27也會(huì)一起旋轉(zhuǎn)，所以會(huì)產(chǎn)生液壓的損耗。
[0115] 因此，說(shuō)明在能夠單獨(dú)由旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)25輸出要求轉(zhuǎn)矩的情況下（即，旋轉(zhuǎn)操作桿 的操作量為微操作區(qū)域時(shí)，或雖然旋轉(zhuǎn)操作桿操作量超過(guò)微操作區(qū)域但穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)時(shí)），在本 實(shí)施方式中，從提高系統(tǒng)效率的觀點(diǎn)來(lái)看怎樣決定旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)25的轉(zhuǎn)矩和供給至旋轉(zhuǎn)液 壓馬達(dá)27的工作油的流量。
[0116] 首先，說(shuō)明在固定了旋轉(zhuǎn)先導(dǎo)壓和液壓栗41的流量的情況下旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)25的轉(zhuǎn) 矩的決定。在圖9中示出將旋轉(zhuǎn)先導(dǎo)壓和液壓栗41的流量設(shè)為固定，并使旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)25的 轉(zhuǎn)矩（電動(dòng)轉(zhuǎn)矩)逐漸增加的情況下電動(dòng)轉(zhuǎn)矩與液壓部的損耗（閥損耗)的關(guān)系。根據(jù)圖9,傾 向于隨著增加電動(dòng)轉(zhuǎn)矩直到某個(gè)電動(dòng)轉(zhuǎn)矩(稱為目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Tms*)，閥損耗逐漸下降，當(dāng)超過(guò) 目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Tms*時(shí)，閥損耗再次增加。
[0117] 如圖9所示，描繪閥損耗向下凸的曲線的理由為:旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27的閥部的損耗為 圖10所示的詳細(xì)內(nèi)容。圖10是將圖9所示的閥損耗分解為旁路節(jié)流損耗、入口節(jié)流損耗以及 出口節(jié)流損耗而表示的圖。在圖10中，在目標(biāo)轉(zhuǎn)矩(Tms*)以下的區(qū)域中，當(dāng)逐漸增加電動(dòng)轉(zhuǎn) 矩時(shí)，由于旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27的轉(zhuǎn)矩降低，所以占據(jù)閥損耗的大部分的旁路節(jié)流損耗減小而 能夠使閥損耗減小。但是，在超過(guò)目標(biāo)轉(zhuǎn)矩(Tms*)的區(qū)域中，由于隨著增加電動(dòng)轉(zhuǎn)矩，出口 節(jié)流損耗增加至旁路節(jié)流損耗的減少量以上，所以閥損耗再次增加。
[0118] 在圖11中示出圖9和圖10的情況（即旋轉(zhuǎn)先導(dǎo)壓相同）下的電動(dòng)轉(zhuǎn)矩與旋轉(zhuǎn)主壓 (入口節(jié)流壓力和出口節(jié)流壓力）的關(guān)系。在電動(dòng)轉(zhuǎn)矩小于目標(biāo)轉(zhuǎn)矩(Tms*)的情況下，入口 節(jié)流壓力〉出口節(jié)流壓力(在數(shù)學(xué)式(2)中，表示液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)矩Tom成為正的狀態(tài)），由于旋轉(zhuǎn) 液壓馬達(dá)27輸出驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，所以損耗變大。在該情況下，越增加電動(dòng)轉(zhuǎn)矩而接近目標(biāo)轉(zhuǎn)矩 (Tms*)，損耗越小。另一方面，在電動(dòng)轉(zhuǎn)矩比目標(biāo)轉(zhuǎn)矩(Tms*)大的情況下，由于入口節(jié)流壓 力〈出口節(jié)流壓力(在數(shù)學(xué)式(2)中，表示液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)矩Tom成為負(fù)的狀態(tài)），旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27 輸出制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，所以損耗變大。在該情況下，越減小電動(dòng)轉(zhuǎn)矩而接近目標(biāo)轉(zhuǎn)矩(Tms*)，損耗 越小。結(jié)果，整體上來(lái)看，如圖9所示，隨著電動(dòng)轉(zhuǎn)矩的增加，液壓部的損耗會(huì)暫時(shí)減小，但當(dāng) 超過(guò)目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Tms*時(shí)，液壓部的損耗再次增加。因此，從圖11可知，在圖9中閥損耗成為最小 的"電動(dòng)轉(zhuǎn)矩與目標(biāo)轉(zhuǎn)矩(Tms*)-致時(shí)"為入口節(jié)流壓力與出口節(jié)流壓力相等，且旋轉(zhuǎn)液壓 馬達(dá)27的轉(zhuǎn)矩成為0時(shí)。
[0119] 根據(jù)上述圖9至圖11可知，在固定了旋轉(zhuǎn)先導(dǎo)壓和栗流量的情況下，按各旋轉(zhuǎn)馬達(dá) 轉(zhuǎn)速存在閥損耗成為最小的電動(dòng)轉(zhuǎn)矩的值。在圖12中示出了例示該電動(dòng)轉(zhuǎn)矩值的分布的 圖。
[0120] 圖12是按各旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)25的轉(zhuǎn)速表示固定旋轉(zhuǎn)先導(dǎo)壓和液壓栗41的流量時(shí)，使 旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)25的轉(zhuǎn)矩（電動(dòng)轉(zhuǎn)矩)逐漸增加的情況下電動(dòng)轉(zhuǎn)矩與液壓部的損耗（閥損耗） 的關(guān)系的圖。
[0121]圖12中的轉(zhuǎn)速的大小關(guān)系為11〈12〈13，轉(zhuǎn)速越上升，損耗成為最小的電動(dòng)轉(zhuǎn)矩（目 標(biāo)轉(zhuǎn)矩)Tms*越下降。當(dāng)連結(jié)各轉(zhuǎn)速的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Tms*時(shí)，如圖12所示，能夠描繪伴隨著轉(zhuǎn)速 的上升目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Tms*單調(diào)減少的大致左側(cè)下降的曲線。由此，發(fā)明人們得到了如下見(jiàn)解:如 果以隨著該曲線在各轉(zhuǎn)速下?lián)p耗成為最小的方式輸出電動(dòng)馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩，則能夠使系統(tǒng)效率 最優(yōu)化。如果按這種方式控制旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)25的轉(zhuǎn)矩，則能夠使旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27的入口節(jié) 流壓力與出口節(jié)流壓力相等，并使損耗成為最小限度。
[0122] 根據(jù)圖12的結(jié)果，當(dāng)固定液壓栗41的流量并使旋轉(zhuǎn)先導(dǎo)壓(旋轉(zhuǎn)操作桿72的操作 量)變化時(shí)，能夠按各旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)25的轉(zhuǎn)速如圖13那樣表示目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Tms*。
[0123] 圖13是按各旋轉(zhuǎn)速度表示了旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)25的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Tms*與旋轉(zhuǎn)先導(dǎo)壓的關(guān) 系的圖。圖中的旋轉(zhuǎn)速度(轉(zhuǎn)速)的大小關(guān)系設(shè)為W0〈W1〈W2。如該圖所示，目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Tms*隨著 旋轉(zhuǎn)操作桿72的操作量變大而增加并收斂為規(guī)定的值，隨著電動(dòng)馬達(dá)25的速度變大而收斂 值減小。
[0124] 由此，如果液壓栗41的流量保持為規(guī)定值，且沒(méi)有能量管理限制轉(zhuǎn)矩要求，則液壓 電動(dòng)復(fù)合旋轉(zhuǎn)控制部83的目標(biāo)牽引轉(zhuǎn)矩運(yùn)算部83a能夠通過(guò)輸入旋轉(zhuǎn)先導(dǎo)壓和旋轉(zhuǎn)速度并 利用圖13來(lái)決定系統(tǒng)效率良好的目標(biāo)牽引轉(zhuǎn)矩。
[0125] 接著，說(shuō)明固定了旋轉(zhuǎn)先導(dǎo)壓和旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)25的轉(zhuǎn)矩的情況下的液壓栗41的流 量的決定。在圖14中示出將旋轉(zhuǎn)先導(dǎo)壓和旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)25的轉(zhuǎn)矩設(shè)為固定，并使液壓栗41 的流量(栗流量)逐漸增加的情況下的栗流量與液壓部的損耗（閥損耗）的關(guān)系。如該圖所 示，與之前說(shuō)明的電動(dòng)轉(zhuǎn)矩的圖9同樣地，傾向于隨著增加栗流量直到某個(gè)栗流量(稱為目 標(biāo)流量Q*)，閥損耗逐漸下降，當(dāng)超過(guò)目標(biāo)流量Q*時(shí)，閥損耗再次增加。
[0126] 在圖15中示出圖14的情況下的栗流量與旋轉(zhuǎn)主壓的關(guān)系。如該圖所示，與之前的 圖11的電動(dòng)馬達(dá)25的轉(zhuǎn)矩的情況相比，入口節(jié)流壓力與出口節(jié)流壓力的位置關(guān)系發(fā)生逆 轉(zhuǎn)。具體而言，在栗流量小于目標(biāo)流量(Q*)的情況下，入口節(jié)流壓力〈出口節(jié)流壓力(在數(shù)學(xué) 式(2)中，表示液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)矩Tom成為負(fù)的狀態(tài)），由于旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27輸出制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，所以 損耗變大。在該情況下，越增加栗流量并接近目標(biāo)流量(Q*)，損耗越小。另一方面，在栗流量 比目標(biāo)流量(Q*)大的情況下，入口節(jié)流壓力〉出口節(jié)流壓力(在數(shù)學(xué)式(2)中，表示液壓馬達(dá) 轉(zhuǎn)矩Tom成為正的狀態(tài)），由于旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27輸出驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，所以損耗變大。在該情況下， 越減小栗流量并接近目標(biāo)流量(Q*)，損耗越小。結(jié)果，整體上來(lái)看，如圖14所示，隨著栗流量 的增加，液壓部的損耗會(huì)暫時(shí)減小，但當(dāng)超過(guò)目標(biāo)流量Q*時(shí)，液壓部的損耗再次增加。因此， 從圖15可知，在圖14中閥損耗成為最小的"栗流量與目標(biāo)流量(Q*)-致時(shí)"為入口節(jié)流壓力 與出口節(jié)流壓力相等，且旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27的轉(zhuǎn)矩成為O時(shí)。
[0127] 根據(jù)上述圖14和圖15可知，在固定了旋轉(zhuǎn)先導(dǎo)壓和電動(dòng)轉(zhuǎn)矩的情況下，按各旋轉(zhuǎn) 馬達(dá)轉(zhuǎn)速存在閥損耗成為最小的栗流量的值。雖然省略此時(shí)的栗流量的分布的圖示，但當(dāng) 連結(jié)各轉(zhuǎn)速的目標(biāo)流量Q*時(shí)，與之前的圖12同樣地，能夠描繪伴隨著轉(zhuǎn)速的上升目標(biāo)流量 Q*單調(diào)減少的大致左側(cè)下降的曲線。由此，發(fā)明人們得到了如下見(jiàn)解:原則上，如果以隨著 該曲線在各轉(zhuǎn)速下?lián)p耗成為最小的方式輸出栗流量，則能夠使系統(tǒng)效率最優(yōu)化。如果按這 種方式控制液壓栗41的流量，則能夠使旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27的入口節(jié)流壓力與出口節(jié)流壓力相 等，并使損耗成為最小限度。
[0128] 接著，說(shuō)明通過(guò)液壓栗41的流量控制，能夠控制旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27的轉(zhuǎn)速(上部旋轉(zhuǎn) 體20的轉(zhuǎn)速）。圖16是本實(shí)施方式中的旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27的液壓電路的簡(jiǎn)略圖，在該附圖中記 載了在后述的數(shù)學(xué)式中利用的該液壓電路的各種記號(hào)。圖16中的入口節(jié)流流量Qmi、出口節(jié) 流流量Qmo以及旁路節(jié)流流量Qbo分別表示通過(guò)形成于圖4的旋轉(zhuǎn)滑閥44內(nèi)的三個(gè)流路時(shí)的 工作油的流量。
[0129] 首先，旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27和旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)25的轉(zhuǎn)速(旋轉(zhuǎn)馬達(dá)轉(zhuǎn)速)W與旋轉(zhuǎn)液壓馬 達(dá)的流量(馬達(dá)流量)Qmt成比例，其關(guān)系用以下的數(shù)學(xué)式表示。
[0131] 在這里，q表示旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27的容量，R表示齒輪比（兩個(gè)馬達(dá)25、27與上部旋轉(zhuǎn) 體20的減速比）。旋轉(zhuǎn)馬達(dá)轉(zhuǎn)速W將左旋轉(zhuǎn)定義為正，將右旋轉(zhuǎn)定義為負(fù)，旋轉(zhuǎn)電動(dòng)馬達(dá)25與 旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27的轉(zhuǎn)速相同。如果使用數(shù)學(xué)式(3)，則能夠算出為了得到期望的旋轉(zhuǎn)馬達(dá)轉(zhuǎn) 速W所需的旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27的流量(旋轉(zhuǎn)馬達(dá)流量)Qmt。
[0132] 接著，出口節(jié)流流量Qmo用以下的數(shù)學(xué)式(4)表示。
[0134]在這里，Cv表示流體系數(shù)，Amo表示旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27的出口節(jié)流開(kāi)口面積，Pmo表示 旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27的出口節(jié)流壓力。出口節(jié)流開(kāi)口面積Amo設(shè)定為在僅由旋轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)27驅(qū) 動(dòng)的情況下能夠確保良好的操作性，并根據(jù)旋轉(zhuǎn)先導(dǎo)壓而發(fā)生變化。當(dāng)馬達(dá)流量Qmt設(shè)為與 出口節(jié)流流量Qmo大致相等時(shí)，根據(jù)數(shù)學(xué)式(3)和數(shù)學(xué)式(4)，為了在本實(shí)施方式中以相同的 旋轉(zhuǎn)桿操作得到與僅由液壓馬達(dá)27驅(qū)動(dòng)的情況下同等的旋轉(zhuǎn)速度，需要與僅由液壓馬達(dá)27 驅(qū)動(dòng)的情況下同等的馬達(dá)流量Qmt即出口節(jié)流流量Qmo