以下、本発明を、図1および図2に示された第1の実施の形態、図3に示された第2の実施の形態、図4に示された第3の実施の形態を参照しながら詳細に説明する。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the second embodiment shown in FIG. 3, and the third embodiment shown in FIG. However, it explains in detail.
先ず、図1および図2に示された第1の実施の形態を説明する。
First, the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 will be described.
図2に示されるように、作業機械1は油圧ショベルであり、下部走行体2上に旋回軸受部3を介して上部旋回体4が回動自在に設けられ、この上部旋回体4に、エンジンおよび流体圧ポンプなどの動力装置5、オペレータを保護するキャブ6などが搭載されて、機体7を形成している。下部走行体2は、左右の履帯を駆動するための走行モータ2trL,2trRをそれぞれ備え、また、上部旋回体4は、旋回軸受部3に設けられた旋回減速機構を駆動するための旋回用電動・発電機(図2には示されず)を備えている。
As shown in FIG. 2, the work machine 1 is a hydraulic excavator, and an upper swing body 4 is rotatably provided on a lower traveling body 2 via a swing bearing portion 3. A power unit 5 such as a fluid pressure pump, a cab 6 that protects an operator, and the like are mounted to form an airframe 7. The lower traveling body 2 includes traveling motors 2trL and 2trR for driving the left and right crawler belts, and the upper revolving body 4 is a turning electric motor for driving a turning speed reduction mechanism provided in the turning bearing portion 3. A generator (not shown in FIG. 2) is provided.
上部旋回体4には、作業装置8が装着されている。この作業装置8は、上部旋回体4のブラケット(図示せず)にブーム8bm、スティック8stおよびバケット8bkが順次回動自在にピン結合され、ブーム8bmは流体圧アクチュエータとしてのブームシリンダ8bmcにより回動され、スティック8stはスティックシリンダ8stcにより回動され、バケット8bkはバケットシリンダ8bkcにより回動される。
A work device 8 is attached to the upper swing body 4. In this working device 8, a boom 8bm, a stick 8st, and a bucket 8bk are pin-coupled to a bracket (not shown) of the upper swing body 4 so that the boom 8bm can be sequentially rotated. The stick 8st is rotated by the stick cylinder 8stc, and the bucket 8bk is rotated by the bucket cylinder 8bkc.
図1に示されたハイブリッド式駆動装置10は、エンジン11に、このエンジン11から出力された回転動力を断続するクラッチ12が接続され、このクラッチ12に動力伝達装置14の入力軸13が接続され、動力伝達装置14の出力軸15に2つの可変容量型のメインポンプ17A,17Bが接続されている。
In the hybrid drive device 10 shown in FIG. 1, a clutch 12 that connects and disconnects rotational power output from the engine 11 is connected to an engine 11, and an input shaft 13 of a power transmission device 14 is connected to the clutch 12. Two variable capacity main pumps 17A and 17B are connected to the output shaft 15 of the power transmission device.
これらのメインポンプ17A,17Bに対してエンジン11と並列的な関係で動力伝達装置14の入出力軸21に、エンジン11により駆動されて発電機として機能するとともに電力の供給を受けて電動機として機能する電動・発電機22が接続されている。この電動・発電機22の電動機動力は、エンジン動力より小さく設定する。この電動・発電機22には、インバータなどの電動・発電機制御器22cが接続されている。
The main pumps 17A and 17B are driven by the engine 11 to function as a generator and function as a motor by being supplied with electric power to the input / output shaft 21 of the power transmission device 14 in a parallel relationship with the engine 11. A motor / generator 22 is connected. The motor power of the motor / generator 22 is set smaller than the engine power. The motor / generator 22 is connected to a motor / generator controller 22c such as an inverter.
電動・発電機制御器22cは、コンバータなどの蓄電器制御器23cを介して、発電機として機能する電動・発電機22から供給された電力を蓄えるとともに電動機として機能する電動・発電機22に電力を供給する蓄電器23が接続されている。蓄電器23は、バッテリや、キャパシタなどである。
The motor / generator controller 22c stores electric power supplied from the motor / generator 22 that functions as a generator and stores electric power to the motor / generator 22 that functions as a motor via a capacitor controller 23c such as a converter. A capacitor 23 to be supplied is connected. The battery 23 is a battery, a capacitor, or the like.
ハイブリッド式駆動装置10における動力伝達装置14は、トロイダル式、遊星歯車式などの無段変速機構を内蔵し、外部からの制御信号により出力軸15に無段変速された回転を出力可能となっている。
The power transmission device 14 in the hybrid drive device 10 incorporates a continuously variable transmission mechanism such as a toroidal type or a planetary gear type, and can output the continuously variable rotation to the output shaft 15 by an external control signal. Yes.
ハイブリッド式駆動装置10におけるメインポンプ17A,17Bは、タンク24内に収容された作動油などの作動流体を流体圧アクチュエータ制御回路25に供給する。流体圧アクチュエータ制御回路25は、走行モータ2trL,2trR、スティックシリンダ8stcおよびバケットシリンダ8bkcに供給される作動流体を制御するものである。
The main pumps 17A and 17B in the hybrid drive device 10 supply a working fluid such as hydraulic oil stored in the tank 24 to the fluid pressure actuator control circuit 25. The fluid pressure actuator control circuit 25 controls the working fluid supplied to the traveling motors 2trL and 2trR, the stick cylinder 8stc, and the bucket cylinder 8bkc.
この流体圧アクチュエータ制御回路25に対して、ブームシリンダ8bmcに供給される作動流体を制御するブーム用制御回路45が独立して分離設置されている。
A boom control circuit 45 that controls the working fluid supplied to the boom cylinder 8bmc is independently installed separately from the fluid pressure actuator control circuit 25.
これらの流体圧アクチュエータ制御回路25およびブーム用制御回路45に対して、ハイブリッド式駆動装置10の蓄電器23から供給された電力により旋回用電動・発電機4swを電動機として作動するとともに上部旋回体4の旋回制動時に発電機として作動した旋回用電動・発電機4swから発生した電力を蓄電器23に回収する旋回用制御回路28が設置されている。
With respect to these fluid pressure actuator control circuit 25 and boom control circuit 45, the turning electric motor / generator 4sw is operated as an electric motor by the electric power supplied from the capacitor 23 of the hybrid drive device 10, and the upper turning body 4 A turning control circuit 28 that collects electric power generated from the turning electric motor / generator 4sw operated as a generator at the time of turning braking in the capacitor 23 is installed.
この旋回用制御回路28は、上部旋回体4を旋回減速機構4grを介して旋回駆動する旋回用電動・発電機4swと、インバータなどの旋回用電動・発電機制御器4swcとを備え、ハイブリッド式駆動装置10の蓄電器23から供給された電力により電動機として機能するとともに、慣性旋回力により強制回転されると発電機として機能して蓄電器23に電力を回収する。
This turning control circuit 28 includes a turning electric motor / generator 4sw for turning the upper turning body 4 via a turning speed reduction mechanism 4gr, and a turning electric / generator controller 4swc such as an inverter. The electric power supplied from the electric storage device 23 of the driving device 10 functions as an electric motor, and when it is forcibly rotated by an inertial turning force, it functions as an electric generator and collects electric power in the electric storage device 23.
ハイブリッド式駆動装置10のメインポンプ17A,17Bの吐出口に接続されたポンプ通路31,32は、タンク24に戻されるバイパス通路中に設けられた電磁比例弁として作動する電磁弁33,34に接続されているとともに、走行直進弁として作動する電磁弁35に接続されている。
The pump passages 31 and 32 connected to the discharge ports of the main pumps 17A and 17B of the hybrid drive device 10 are connected to electromagnetic valves 33 and 34 that operate as electromagnetic proportional valves provided in the bypass passage returned to the tank 24. And is connected to an electromagnetic valve 35 that operates as a straight traveling valve.
電磁弁33,34は、バイパス弁として機能し、オペレータが流体圧アクチュエータ2trL,2trR,8bmc,8stc,8bkcを操作する操作信号がないときは、コントローラからの制御信号によりポンプ通路31,32をタンク24に連通する全開位置に制御され、オペレータが流体圧アクチュエータ2trL,2trR,8bmc,8stc,8bkcを操作する操作信号の大きさに比例して閉じ位置に変位する。流体圧アクチュエータ2trL,2trR,8bmc,8stc,8bkcのうち、作業装置8に係るものを、作業用アクチュエータ8bmc,8stc,8bkcとする。
The solenoid valves 33 and 34 function as bypass valves. When there is no operation signal for the operator to operate the fluid pressure actuators 2trL, 2trR, 8bmc, 8stc, and 8bkc, the pump passages 31 and 32 are tanked by the control signal from the controller. 24 is controlled to the fully open position, and the operator is displaced to the closed position in proportion to the magnitude of the operation signal for operating the fluid pressure actuators 2trL, 2trR, 8bmc, 8stc, and 8bkc. Of the fluid pressure actuators 2trL, 2trR, 8bmc, 8stc, and 8bkc, those related to the working device 8 are designated as working actuators 8bmc, 8stc, and 8bkc.
電磁弁35は、図1に示された左側の作業位置では、2つのメインポンプ17A,17Bから流体圧アクチュエータ2trL,2trR,8bmc,8stc,8bkcに作動流体を供給でき、右側の走行直進位置に切換わると、一方のメインポンプ17Bのみから2つの走行モータ2trL,2trRに等分された作動流体を供給して、直進走行が可能となる。
The solenoid valve 35 can supply the working fluid from the two main pumps 17A, 17B to the fluid pressure actuators 2trL, 2trR, 8bmc, 8stc, 8bkc at the left working position shown in FIG. When switched, the working fluid equally divided into the two traveling motors 2trL and 2trR is supplied from only one main pump 17B, and straight traveling is enabled.
流体圧アクチュエータ制御回路25は、ハイブリッド式駆動装置10のメインポンプ17A,17Bから走行モータ2trL,2trRに供給される作動流体を制御する走行用制御回路36と、ハイブリッド式駆動装置10のメインポンプ17A,17Bから、作業装置8を作動するスティックシリンダ8stcに供給される作動流体を制御するスティック用制御回路46と、ハイブリッド式駆動装置10のメインポンプ17A,17Bからバケットシリンダ8bkcに供給される作動流体を制御するバケット用制御回路47とを備えている。
The fluid pressure actuator control circuit 25 includes a travel control circuit 36 that controls the working fluid supplied from the main pumps 17A and 17B of the hybrid drive device 10 to the travel motors 2trL and 2trR, and the main pump 17A of the hybrid drive device 10. , 17B, the stick control circuit 46 for controlling the working fluid supplied to the stick cylinder 8stc for operating the working device 8, and the working fluid supplied to the bucket cylinder 8bkc from the main pumps 17A, 17B of the hybrid drive device 10 And a bucket control circuit 47 for controlling.
走行用制御回路36は、走行直進弁として作動する電磁弁35から引出された走行モータ用作動流体供給通路41,42を経て供給された作動流体を方向制御および流量制御する電磁弁43,44を備えている。
The traveling control circuit 36 includes electromagnetic valves 43 and 44 for controlling the direction and flow rate of the working fluid supplied through the working motor working fluid supply passages 41 and 42 drawn from the electromagnetic valve 35 that operates as a straight traveling valve. I have.
ブーム用制御回路45は、ハイブリッド式駆動装置10のメインポンプ17A,17Bから分離して設置されたポンプとしてのブーム用ポンプ48を備え、このブーム用ポンプ48からブームシリンダ用作動流体供給通路48aを経てブームシリンダ8bmcに供給される作動流体を方向制御および流量制御する電磁弁49を備え、この電磁弁49の作動流体給排通路51,52がブームシリンダ8bmcのヘッド側室とロッド側室とに連通されている。ブームシリンダ用作動流体供給通路48aからタンク24に戻されるバイパス通路中には、前記電磁弁33,34と同様に作用する電磁弁48bが設けられている。
The boom control circuit 45 includes a boom pump 48 as a pump installed separately from the main pumps 17A and 17B of the hybrid drive device 10, and a boom cylinder working fluid supply passage 48a is provided from the boom pump 48. An electromagnetic valve 49 for controlling the direction and flow rate of the working fluid supplied to the boom cylinder 8bmc is provided, and the working fluid supply / discharge passages 51 and 52 of the solenoid valve 49 are communicated with the head side chamber and the rod side chamber of the boom cylinder 8bmc. ing. In the bypass passage that is returned from the boom cylinder working fluid supply passage 48a to the tank 24, an electromagnetic valve 48b that operates in the same manner as the electromagnetic valves 33 and 34 is provided.
ヘッド側作動流体給排通路51には、落下防止弁として機能する電磁弁53が介在され、この電磁弁53をブーム停止時に左側の逆止弁位置に切換制御してブーム8bmの自重による下降を防止する。また、両方の作動流体給排通路51,52間には再生弁として機能する電磁弁54が設けられ、この電磁弁54をブーム下降時に逆止弁位置に切換制御して、ブームシリンダ8bmcのヘッド側室から排出された戻り流体の一部をロッド側室に再生する。
In the head side working fluid supply / discharge passage 51, an electromagnetic valve 53 functioning as a fall prevention valve is interposed, and when the boom is stopped, the solenoid valve 53 is controlled to be switched to the check valve position on the left side to lower the boom 8bm by its own weight. To prevent. Further, an electromagnetic valve 54 functioning as a regeneration valve is provided between both the working fluid supply / discharge passages 51 and 52, and this solenoid valve 54 is controlled to be switched to the check valve position when the boom is lowered, so that the head of the boom cylinder 8bmc A part of the return fluid discharged from the side chamber is regenerated into the rod side chamber.
電磁弁49のタンク通路側には、ブームシリンダ8bmcから排出される戻り流体を分流する戻り流体通路55が設けられ、この戻り流体通路55の一方の戻り通路56および他方の戻り通路57には、これらの戻り通路56,57に分流される流量比を制御する流量比制御弁58,59が設けられている。この流量比制御弁58,59は、一方の戻り通路56に設けられた流量制御用の一方の電磁弁58と、この一方の電磁弁58の上流側で分岐された他方の戻り通路57に設けられた流量制御用の他方の電磁弁59とによって形成されている。
On the tank passage side of the solenoid valve 49, a return fluid passage 55 for diverting the return fluid discharged from the boom cylinder 8bmc is provided, and in one return passage 56 and the other return passage 57 of the return fluid passage 55, Flow ratio control valves 58 and 59 for controlling the flow ratio of the flow divided into the return passages 56 and 57 are provided. The flow rate control valves 58 and 59 are provided in one electromagnetic valve 58 for flow control provided in one return passage 56 and the other return passage 57 branched on the upstream side of the one electromagnetic valve 58. And the other solenoid valve 59 for controlling the flow rate.
ブームシリンダ8bmcから排出される戻り流体が通る一方の戻り通路56中にはエネルギ回生モータ86が設けられ、このエネルギ回生モータ86には、エネルギ回生モータ86により駆動されてハイブリッド式駆動装置10の蓄電器23に電力を供給する発電機として機能するとともに蓄電器23から供給された電力により電動機として機能する電動・発電機としてのブーム用電動・発電機87が接続され、このブーム用電動・発電機87にはクラッチ88を介して前記ブーム用ポンプ48が接続され、クラッチ88は、電動機として機能するブーム用電動・発電機87からブーム用ポンプ48に動力を伝えるとともに発電機として機能するブーム用電動・発電機87をブーム用ポンプ48から切離すように制御される。
An energy regenerative motor 86 is provided in one return passage 56 through which the return fluid discharged from the boom cylinder 8bmc passes. The energy regenerative motor 86 is driven by the energy regenerative motor 86 and is stored in the battery of the hybrid drive device 10. Boom motor / generator 87 is connected as an electric motor / generator functioning as an electric motor by functioning as a generator for supplying electric power to 23 and also supplied as electric motor by electric power supplied from capacitor 23. Is connected to the boom pump 48 via a clutch 88. The clutch 88 transmits power from the boom motor / generator 87, which functions as an electric motor, to the boom pump 48 and functions as a generator. The machine 87 is controlled to be disconnected from the boom pump 48.
そして、流量比制御弁58,59により流量制御された一方の戻り通路56の戻り流体量により、作動されるエネルギ回生モータ86の回転速度を制御し、このエネルギ回生モータ86により駆動されたブーム用電動・発電機87からそのコンバータなどの電動・発電機制御器87cを介して回収された電力は、ハイブリッド式駆動装置10の蓄電器23に供給され蓄えられる。
Then, the rotational speed of the energy regenerative motor 86 to be operated is controlled by the amount of the return fluid in one of the return passages 56 whose flow rate is controlled by the flow rate control valves 58 and 59, and for the boom driven by this energy regenerative motor 86 The electric power recovered from the motor / generator 87 via the motor / generator controller 87c such as its converter is supplied to and stored in the battery 23 of the hybrid drive device 10.
このエネルギ回生モータ86が作動するのは、方向制御および流量制御する電磁弁49が図1において右室にあるときが望ましい。すなわち、ブーム下降時に、ブームシリンダ8bmcのヘッド側作動流体給排通路51が戻り流体通路55に連通して、ブームシリンダ8bmcのヘッド側から排出された戻り流体によりエネルギ回生モータ86がブーム自重により余裕を持って作動することが望ましい。
The energy regenerative motor 86 is preferably operated when the electromagnetic valve 49 for directional control and flow control is in the right ventricle in FIG. That is, when the boom is lowered, the head-side working fluid supply / discharge passage 51 of the boom cylinder 8bmc communicates with the return fluid passage 55, and the energy regenerative motor 86 is spared by the boom's own weight by the return fluid discharged from the head side of the boom cylinder 8bmc It is desirable to operate with
スティック用制御回路46は、走行直進弁として作動する電磁弁35から引出されたスティックシリンダ用作動流体供給通路61を経て供給された作動流体を方向制御および流量制御する電磁弁62を備え、この電磁弁62の作動流体給排通路63,64がスティックシリンダ8stcのヘッド側室とロッド側室とに連通されている。また、両方の作動流体給排通路63,64間にはロッド側からヘッド側への再生弁として機能する電磁弁65が設けられ、この電磁弁65をスティック・イン下降時に逆止弁位置に切換制御して、スティックシリンダ8stcのロッド側室から排出された戻り流体をへッド側室に再生する。
The stick control circuit 46 includes an electromagnetic valve 62 that controls the direction and the flow rate of the working fluid supplied through the stick cylinder working fluid supply passage 61 drawn from the solenoid valve 35 that operates as a straight traveling valve. The working fluid supply / discharge passages 63 and 64 of the valve 62 communicate with the head side chamber and the rod side chamber of the stick cylinder 8stc. In addition, an electromagnetic valve 65 that functions as a regeneration valve from the rod side to the head side is provided between both working fluid supply / discharge passages 63 and 64, and this solenoid valve 65 is switched to the check valve position when the stick-in is lowered. By controlling, the return fluid discharged from the rod side chamber of the stick cylinder 8stc is regenerated into the head side chamber.
バケット用制御回路47は、走行直進弁として作動する電磁弁35から引出されたバケットシリンダ用作動流体供給通路66を経て供給された作動流体を方向制御および流量制御する電磁弁67を備え、この電磁弁67の作動流体給排通路68,69がバケットシリンダ8bkcのヘッド側室とロッド側室とに連通されている。
The bucket control circuit 47 includes an electromagnetic valve 67 that controls the direction and the flow rate of the working fluid supplied through the bucket cylinder working fluid supply passage 66 drawn from the solenoid valve 35 that operates as a straight traveling valve. The working fluid supply / discharge passages 68 and 69 of the valve 67 are communicated with the head side chamber and the rod side chamber of the bucket cylinder 8bkc.
バケットシリンダ用作動流体供給通路66とスティックシリンダ用作動流体供給通路61との間には、これらの間を連通するバケット・スティック間の回路間連通通路73が設けられ、このバケット・スティック間の回路間連通通路73中には、バケットシリンダ用作動流体供給通路66からスティックシリンダ用作動流体供給通路61への一方向流れを可能とする位置および遮断する位置をそれぞれ有するバケット・スティック間の電磁弁74が設けられている。
Between the bucket cylinder working fluid supply passage 66 and the stick cylinder working fluid supply passage 61, there is provided an inter-circuit communication passage 73 between the bucket and stick that communicates between them. In the inter-communication passage 73, an electromagnetic valve 74 between the bucket and the stick, which has a position for allowing a one-way flow from the bucket cylinder working fluid supply passage 66 to the stick cylinder working fluid supply passage 61 and a position for blocking it, respectively. Is provided.
エンジン11の速度、クラッチ12の断続、動力伝達装置14の変速、クラッチ88の断続などは、コントローラ(図示せず)から出力された信号により制御される。
The speed of the engine 11, the intermittent state of the clutch 12, the speed change of the power transmission device 14, the intermittent state of the clutch 88, and the like are controlled by signals output from a controller (not shown).
電磁弁53,54,65,74は、逆止弁を内蔵した流量調整機能を有する切換弁である。
The solenoid valves 53, 54, 65, and 74 are switching valves having a flow rate adjustment function with a built-in check valve.
電磁弁33,34,35,43,44,48b,49,53,54,58,59,62,65,67,74は、図示されないコントローラにより比例制御されるソレノイドと、リターンスプリング(図示せず)とをそれぞれ備え、ソレノイド励磁力とスプリング復元力とがバランスした位置に変位制御される。
Solenoid valves 33, 34, 35, 43, 44, 48b, 49, 53, 54, 58, 59, 62, 65, 67, and 74 are a solenoid proportionally controlled by a controller (not shown) and a return spring (not shown). ), And the displacement is controlled to a position where the solenoid exciting force and the spring restoring force are balanced.
次に、この図1および図2に示された第1の実施の形態の作用効果を説明する。
Next, the function and effect of the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 will be described.
ハイブリッド式駆動装置10のメインポンプ17A,17Bから走行モータ2trL,2trR、スティックシリンダ8stcおよびバケットシリンダ8bkcに供給される作動流体を制御する流体圧アクチュエータ制御回路25に対し、ハイブリッド式駆動装置10のメインポンプ17A,17Bから分離して設置されたブーム用ポンプ48を備えこのブーム用ポンプ48からブームシリンダ8bmcに供給される作動流体を制御するブーム用制御回路45は、独立しているので、ブーム用電動・発電機87によりブーム用ポンプ48の回転速度を制御するなどして、走行モータ2trL,2trR、スティックシリンダ8stcおよびバケットシリンダ8bkcに供給される作動流体に影響されることなく、ブームシリンダ8bmcが要求する流量を容易に得ることができる。
The main body of the hybrid drive device 10 is controlled against the fluid pressure actuator control circuit 25 that controls the working fluid supplied from the main pumps 17A and 17B of the hybrid drive device 10 to the travel motors 2trL and 2trR, the stick cylinder 8stc, and the bucket cylinder 8bkc. A boom control circuit 45 that includes a boom pump 48 installed separately from the pumps 17A and 17B and controls the working fluid supplied from the boom pump 48 to the boom cylinder 8bmc is independent. The boom cylinder 8bmc is not affected by the working fluid supplied to the traveling motors 2trL and 2trR, the stick cylinder 8stc and the bucket cylinder 8bkc by controlling the rotational speed of the boom pump 48 by the electric generator 87. The required flow rate can be easily obtained.
また、ブーム用制御回路45は、ブームシリンダ8bmcから排出される戻り流体によりエネルギ回生モータ86を作動し、このエネルギ回生モータ86によりブーム用電動・発電機87を駆動して、ハイブリッド式駆動装置10の蓄電器23に電力を供給するので、ブームシリンダ8bmcから排出される戻り流体が有するエネルギを蓄電器23に効率良く回収でき、ハイブリッド式駆動装置10のポンプ動力として有効に回生できる。
The boom control circuit 45 operates the energy regenerative motor 86 by the return fluid discharged from the boom cylinder 8bmc, and drives the boom electric motor / generator 87 by the energy regenerative motor 86, so that the hybrid drive device 10 Since the electric power is supplied to the electric storage device 23, the energy of the return fluid discharged from the boom cylinder 8bmc can be efficiently recovered in the electric storage device 23, and can be effectively regenerated as the pump power of the hybrid drive device 10.
特に、作業機械1の機体7に設けられた作業装置8のブーム8bmが自重落下する際に、ブームシリンダ8bmcのヘッド側から排出される戻り流体が有するエネルギをエネルギ回生モータ86およびブーム用電動・発電機87により吸収して蓄電器23に蓄えることができる。
In particular, when the boom 8bm of the work device 8 provided in the machine body 7 of the work machine 1 falls by its own weight, the energy of the return fluid discharged from the head side of the boom cylinder 8bmc is converted into the energy regenerative motor 86 and the electric motor for boom. It can be absorbed by the generator 87 and stored in the capacitor 23.
このとき、ブーム用制御回路45は、クラッチ88を切離すことにより、ブームシリンダ8bmcから排出される戻り流体により作動されるエネルギ回生モータ86より、無負荷状態のブーム用電動・発電機87に動力を効率良く入力して、発生した電力をハイブリッド式駆動装置10の蓄電器23に蓄えることができる。
At this time, the boom control circuit 45 disengages the clutch 88 to power the boom electric motor / generator 87 from the energy regenerative motor 86 operated by the return fluid discharged from the boom cylinder 8bmc. Can be efficiently input, and the generated electric power can be stored in the battery 23 of the hybrid drive device 10.
一方、クラッチ88を接続したときは、蓄電器23からの電力により電動機として機能するブーム用電動・発電機87によりブーム用ポンプ48を駆動して、このブーム用ポンプ48からブームシリンダ8bmcに作動流体を供給できるので、開回路においてもブームシリンダ8bmcから排出された戻り流体が有するエネルギを有効に回生できる。
On the other hand, when the clutch 88 is connected, the boom pump 48 is driven by the boom electric motor / generator 87 that functions as an electric motor by the electric power from the capacitor 23, and the working fluid is supplied from the boom pump 48 to the boom cylinder 8bmc. Since it can be supplied, the energy of the return fluid discharged from the boom cylinder 8bmc can be effectively regenerated even in the open circuit.
このとき、ブームシリンダ8bmcへの作動流体供給量は、ブーム回路専用のブーム用ポンプ48のポンプ容量と回転速度により決定され、ポンプ容量は、メインポンプ17A,17Bにしたがって決定され、回転速度はブーム用電動・発電機87により制御され、ブームシリンダ8bmcのヘッド側への充分な作動流体供給量により、ブームアップ効率を向上できる。
At this time, the amount of working fluid supplied to the boom cylinder 8bmc is determined by the pump capacity and the rotational speed of the boom pump 48 dedicated to the boom circuit, the pump capacity is determined according to the main pumps 17A and 17B, and the rotational speed is determined by the boom. The boom-up efficiency can be improved by the sufficient amount of working fluid supplied to the head side of the boom cylinder 8bmc, which is controlled by the motor / generator 87.
ブーム用制御回路45は、ブームシリンダ8bmcから排出される戻り流体を戻り流体通路55にて分流し、その分流された流量比を流量比制御弁58,59により制御し、この流量比制御弁58,59により流量制御された一方の戻り流体によりエネルギ回生モータ86を作動するので、ブームシリンダ8bmcからの戻り流体が発生した時点からエネルギ回生モータ86側に分流される流量比を徐々に増加させることによってショックの発生を防止できるとともに、ブームシリンダ8bmcの急激な負荷変動を抑えることで、ブームシリンダ8bmcの安定した動作が得られる。
The boom control circuit 45 diverts the return fluid discharged from the boom cylinder 8bmc in the return fluid passage 55, and controls the diverted flow rate ratio by the flow rate control valves 58 and 59. The flow rate control valve 58 59, the energy regenerative motor 86 is operated by one return fluid whose flow rate is controlled by 59, 59, so that the flow rate ratio diverted to the energy regenerative motor 86 side is gradually increased from the time when the return fluid from the boom cylinder 8bmc is generated. Thus, the occurrence of shock can be prevented, and the rapid operation of the boom cylinder 8bmc can be suppressed by suppressing the rapid load fluctuation of the boom cylinder 8bmc.
すなわち、作業装置8のブーム8bmが自重落下する際に、ブームシリンダ8bmcのヘッド側から排出される戻り流体のエネルギ回生モータ86側への流量比を徐々に増加させることで、戻り流体が有するエネルギをエネルギ回生モータ86が円滑に吸収できるとともに、ブームシリンダ8bmcのヘッド側の急激な負荷変動を抑えることで、ブーム8bmの自重落下動作を安定させることができる。要するに、ブームダウン時のエネルギを他の回路から独立して蓄えることができる。
That is, when the boom 8bm of the working device 8 falls by its own weight, the return fluid discharged from the head side of the boom cylinder 8bmc gradually increases the flow rate ratio to the energy regeneration motor 86 side, whereby the energy of the return fluid is increased. Can be absorbed smoothly by the energy regenerative motor 86, and a sudden load fluctuation on the head side of the boom cylinder 8bmc can be suppressed, so that the weight falling operation of the boom 8bm can be stabilized. In short, energy during boom down can be stored independently of other circuits.
流量比制御弁58,59は、一方の電磁弁58と他方の電磁弁59とを、一方の戻り通路56および他方の戻り通路57の任意の場所にそれぞれ分離して設置できるとともに、一方の戻り通路56および他方の戻り通路57の開度を相互に関連することなく個別に制御して、エネルギ回生モータ86側に流される戻り流体の流量比および流量を自在に制御できる。
The flow ratio control valves 58, 59 can be installed with one solenoid valve 58 and the other solenoid valve 59 separately at any place in one return passage 56 and the other return passage 57, respectively. It is possible to freely control the flow rate ratio and flow rate of the return fluid that flows to the energy regeneration motor 86 side by individually controlling the opening degree of the passage 56 and the other return passage 57 without being related to each other.
また、下部走行体2に対し電動機として作動する旋回用電動・発電機4swにより旋回させた上部旋回体4を停止させるときは、旋回用制御回路28により旋回用電動・発電機4swを発電機として作動させることで、上部旋回体4の旋回を制動できるとともに旋回用電動・発電機4swから発生した電力を、エネルギ回生モータ86により駆動されたブーム用電動・発電機87から発生した電力とともにハイブリッド式駆動装置10の蓄電器23に効率良く回収でき、ハイブリッド式駆動装置10のポンプ動力として有効に回生できる。
Further, when the upper turning body 4 turned by the turning electric motor / generator 4sw operating as the electric motor with respect to the lower traveling body 2 is stopped, the turning control circuit 28 sets the turning electric motor / generator 4sw as the generator. By operating, the turning of the upper swing body 4 can be braked, and the electric power generated from the electric motor / generator 4sw for turning is combined with the electric power generated from the electric motor / generator 87 for the boom driven by the energy regeneration motor 86. It can be efficiently collected in the battery 23 of the drive device 10 and can be effectively regenerated as pump power of the hybrid drive device 10.
また、バケット・スティック間の電磁弁74を一方向流れ可能な位置に制御することで、一のメインポンプ17Aからバケットシリンダ8bkcに供給される作動流体を、他のメインポンプ17Bからスティックシリンダ8stcに供給される作動流体に合流させて、スティックシリンダ8stcの高速化を図れるとともに、バケット・スティック間の電磁弁74を遮断位置に制御して、バケット用制御回路47とスティック用制御回路46とを分離独立させたときは、バケット系と、スティック系とを切離して、圧力を別々に制御できる。
Also, by controlling the solenoid valve 74 between the bucket and stick to a position where it can flow in one direction, the working fluid supplied from one main pump 17A to the bucket cylinder 8bkc is transferred from the other main pump 17B to the stick cylinder 8stc. Combined with the supplied working fluid, the stick cylinder 8stc can be sped up, and the bucket-stick solenoid valve 74 is controlled to the cutoff position to separate the bucket control circuit 47 and the stick control circuit 46. When independent, the bucket system and the stick system can be separated to control the pressure separately.
次に、図3に示された第2の実施の形態を説明する。なお、この発明が適用される作業機械は、既に図2に基づいて説明したので、ここでは説明を省略する。
Next, the second embodiment shown in FIG. 3 will be described. Since the work machine to which the present invention is applied has already been described with reference to FIG. 2, the description thereof is omitted here.
図3に示されたハイブリッド式駆動装置10は、エンジン11に、このエンジン11から出力された回転動力を断続するクラッチ12が接続され、このクラッチ12に動力伝達装置14の入力軸13が接続され、動力伝達装置14の出力軸15に2つの可変容量型のメインポンプ17A,17Bが接続されている。
In the hybrid drive device 10 shown in FIG. 3, a clutch 12 that connects and disconnects rotational power output from the engine 11 is connected to an engine 11, and an input shaft 13 of a power transmission device 14 is connected to the clutch 12. Two variable capacity main pumps 17A and 17B are connected to the output shaft 15 of the power transmission device.
これらのメインポンプ17A,17Bに対してエンジン11と並列的な関係で動力伝達装置14の入出力軸21に、エンジン11により駆動されて発電機として機能するとともに電力の供給を受けて電動機として機能する電動・発電機22が接続されている。この電動・発電機22の電動機動力は、エンジン動力より小さく設定する。この電動・発電機22には、インバータなどの電動・発電機制御器22cが接続されている。
The main pumps 17A and 17B are driven by the engine 11 to function as a generator and function as a motor by being supplied with electric power to the input / output shaft 21 of the power transmission device 14 in a parallel relationship with the engine 11. A motor / generator 22 is connected. The motor power of the motor / generator 22 is set smaller than the engine power. The motor / generator 22 is connected to a motor / generator controller 22c such as an inverter.
電動・発電機制御器22cは、コンバータなどの蓄電器制御器23cを介して、発電機として機能する電動・発電機22から供給された電力を蓄えるとともに電動機として機能する電動・発電機22に電力を供給する蓄電器23が接続されている。蓄電器23は、バッテリや、キャパシタなどである。
The motor / generator controller 22c stores electric power supplied from the motor / generator 22 that functions as a generator and stores electric power to the motor / generator 22 that functions as a motor via a capacitor controller 23c such as a converter. A capacitor 23 to be supplied is connected. The battery 23 is a battery, a capacitor, or the like.
ハイブリッド式駆動装置10における動力伝達装置14は、トロイダル式、遊星歯車式などの無段変速機構を内蔵し、外部からの制御信号により出力軸15に無段変速された回転を出力可能となっている。
The power transmission device 14 in the hybrid drive device 10 incorporates a continuously variable transmission mechanism such as a toroidal type or a planetary gear type, and can output the continuously variable rotation to the output shaft 15 by an external control signal. Yes.
ハイブリッド式駆動装置10におけるメインポンプ17A,17Bは、タンク24内に収容された作動油などの作動流体を流体圧アクチュエータ制御回路25に供給する。この流体圧アクチュエータ制御回路25中にはエネルギ回生モータ26が設けられ、このエネルギ回生モータ26により駆動された電動・発電機としてのブーム用電動・発電機87からそのコンバータなどの発電機制御器27cを介して回収された電力は、蓄電器23に蓄えられる。
The main pumps 17A and 17B in the hybrid drive device 10 supply a working fluid such as hydraulic oil stored in the tank 24 to the fluid pressure actuator control circuit 25. The fluid pressure actuator control circuit 25 is provided with an energy regenerative motor 26. The electric motor / generator 87 as a motor / generator driven by the energy regenerative motor 26 to a generator controller 27c such as a converter thereof. The electric power collected via the is stored in the battery 23.
流体圧アクチュエータ制御回路25に対して、ハイブリッド式駆動装置10の蓄電器23から供給された電力により旋回用電動・発電機4swを電動機として作動するとともに上部旋回体4の旋回制動時に発電機として作動した旋回用電動・発電機4swから発生した電力を蓄電器23に回収する旋回用制御回路28が設置されている。
With respect to the fluid pressure actuator control circuit 25, the turning electric motor / generator 4sw is operated as an electric motor by the electric power supplied from the capacitor 23 of the hybrid drive device 10, and the upper rotating body 4 is operated as a generator at the time of turning braking. A turning control circuit 28 for collecting the electric power generated from the turning electric motor / generator 4sw in the battery 23 is installed.
この旋回用制御回路28は、上部旋回体4を旋回減速機構4grを介して旋回駆動する旋回用電動・発電機4swと、インバータなどの旋回用電動・発電機制御器4swcとを備え、ハイブリッド式駆動装置10の蓄電器23から供給された電力により電動機として機能するとともに、慣性旋回力により強制回転されると発電機として機能して蓄電器23に電力を回収する。
This turning control circuit 28 includes a turning electric motor / generator 4sw for turning the upper turning body 4 via a turning speed reduction mechanism 4gr, and a turning electric / generator controller 4swc such as an inverter. The electric power supplied from the electric storage device 23 of the driving device 10 functions as an electric motor, and when it is forcibly rotated by an inertial turning force, it functions as an electric generator and collects electric power in the electric storage device 23.
エンジン11の速度、クラッチ12の断続、動力伝達装置14の変速などは、コントローラ(図示せず)から出力された信号により制御される。
The speed of the engine 11, the engagement / disengagement of the clutch 12, the speed change of the power transmission device 14, and the like are controlled by signals output from a controller (not shown).
図3は、流体圧アクチュエータ制御回路25を示し、メインポンプ17A,17Bの吐出口に接続されたポンプ通路31,32は、タンク24に戻されるバイパス通路中に設けられた電磁比例弁として作動する電磁弁33,34に接続されているとともに、走行直進弁として作動する電磁弁35に接続されている。
FIG. 3 shows a fluid pressure actuator control circuit 25. The pump passages 31 and 32 connected to the discharge ports of the main pumps 17A and 17B operate as electromagnetic proportional valves provided in a bypass passage returned to the tank 24. It is connected to electromagnetic valves 33 and 34, and is connected to an electromagnetic valve 35 that operates as a travel straight valve.
電磁弁33,34は、バイパス弁として機能し、オペレータが流体圧アクチュエータ2trL,2trR,8bmc,8stc,8bkcを操作する操作信号がないときは、コントローラからの制御信号によりポンプ通路31,32をタンク24に連通する全開位置に制御され、オペレータが流体圧アクチュエータ2trL,2trR,8bmc,8stc,8bkcを操作する操作信号の大きさに比例して閉じ位置に変位する。
The solenoid valves 33 and 34 function as bypass valves. When there is no operation signal for the operator to operate the fluid pressure actuators 2trL, 2trR, 8bmc, 8stc, and 8bkc, the pump passages 31 and 32 are tanked by the control signal from the controller. 24 is controlled to the fully open position, and the operator is displaced to the closed position in proportion to the magnitude of the operation signal for operating the fluid pressure actuators 2trL, 2trR, 8bmc, 8stc, and 8bkc.
電磁弁35は、図3に示された左側の作業位置では、2つのメインポンプ17A,17Bから流体圧アクチュエータ2trL,2trR,8bmc,8stc,8bkcに作動流体を供給でき、右側の走行直進位置に切換わると、一方のメインポンプ17Bのみから2つの走行モータ2trL,2trRに等分された作動流体を供給して、直進走行が可能となる。
The solenoid valve 35 can supply the working fluid from the two main pumps 17A and 17B to the fluid pressure actuators 2trL, 2trR, 8bmc, 8stc, and 8bkc at the left working position shown in FIG. When switched, the working fluid equally divided into the two traveling motors 2trL and 2trR is supplied from only one main pump 17B, and straight traveling is enabled.
流体圧アクチュエータ制御回路25は、ハイブリッド式駆動装置10のメインポンプ17A,17Bから走行モータ2trL,2trRに供給される作動流体を制御する走行用制御回路36と、ハイブリッド式駆動装置10のメインポンプ17A,17Bから、作業装置8を作動する作業用アクチュエータ8bmc,8stc,8bkcに供給される作動流体を制御する作業装置用制御回路37とを備えている。
The fluid pressure actuator control circuit 25 includes a travel control circuit 36 that controls the working fluid supplied from the main pumps 17A and 17B of the hybrid drive device 10 to the travel motors 2trL and 2trR, and the main pump 17A of the hybrid drive device 10. , 17B, a working device control circuit 37 for controlling the working fluid supplied to the working actuators 8bmc, 8stc, 8bkc for operating the working device 8.
走行用制御回路36は、走行直進弁として作動する電磁弁35から引出された走行モータ用作動流体供給通路41,42を経て供給された作動流体を方向制御および流量制御する電磁弁43,44を備えている。
The traveling control circuit 36 includes electromagnetic valves 43 and 44 for controlling the direction and flow rate of the working fluid supplied through the working motor working fluid supply passages 41 and 42 drawn from the electromagnetic valve 35 that operates as a straight traveling valve. I have.
作業装置用制御回路37は、ハイブリッド式駆動装置10のメインポンプ17A,17Bからブームシリンダ8bmcに供給される作動流体を制御するブーム用制御回路45と、ハイブリッド式駆動装置10のメインポンプ17A,17Bからスティックシリンダ8stcに供給される作動流体を制御するスティック用制御回路46と、ハイブリッド式駆動装置10のメインポンプ17A,17Bからバケットシリンダ8bkcに供給される作動流体を制御するバケット用制御回路47とを備えている。
The work device control circuit 37 includes a boom control circuit 45 that controls the working fluid supplied from the main pumps 17A and 17B of the hybrid drive device 10 to the boom cylinder 8bmc, and the main pumps 17A and 17B of the hybrid drive device 10. Stick control circuit 46 for controlling the working fluid supplied from the main pumps 17A, 17B of the hybrid drive device 10 to the bucket cylinder 8bkc, and a bucket control circuit 47 for controlling the working fluid supplied to the bucket cylinder 8bkc It has.
ブーム用制御回路45は、走行直進弁として作動する電磁弁35から引出されたブームシリンダ用作動流体供給通路48aを経て供給された作動流体を方向制御および流量制御する電磁弁49を備え、この電磁弁49の作動流体給排通路51,52がブームシリンダ8bmcのヘッド側室とロッド側室とに連通されている。
The boom control circuit 45 includes an electromagnetic valve 49 that controls the direction and the flow rate of the working fluid supplied through the boom cylinder working fluid supply passage 48a drawn from the solenoid valve 35 that operates as a straight traveling valve. The working fluid supply / discharge passages 51 and 52 of the valve 49 are communicated with the head side chamber and the rod side chamber of the boom cylinder 8bmc.
ヘッド側作動流体給排通路51には、落下防止弁として機能する電磁弁53が介在され、この電磁弁53をブーム停止時に左側の逆止弁位置に切換制御してブーム8bmの自重による下降を防止する。また、両方の作動流体給排通路51,52間には再生弁として機能する電磁弁54が設けられ、この電磁弁54をブーム下降時に逆止弁位置に切換制御して、ブームシリンダ8bmcのヘッド側室から排出された戻り流体の一部をロッド側室に再生する。
In the head side working fluid supply / discharge passage 51, an electromagnetic valve 53 functioning as a fall prevention valve is interposed, and when the boom is stopped, the solenoid valve 53 is controlled to be switched to the check valve position on the left side to lower the boom 8bm by its own weight. To prevent. Further, an electromagnetic valve 54 functioning as a regeneration valve is provided between both the working fluid supply / discharge passages 51 and 52, and this solenoid valve 54 is controlled to be switched to the check valve position when the boom is lowered, so that the head of the boom cylinder 8bmc A part of the return fluid discharged from the side chamber is regenerated into the rod side chamber.
電磁弁49のタンク通路側には、ブームシリンダ8bmcから排出される戻り流体を分流する戻り流体通路55が設けられ、この戻り流体通路55の一方の戻り通路56および他方の戻り通路57には、これらの戻り通路56,57に分流される流量比を制御する流量比制御弁58,59が設けられている。この流量比制御弁58,59は、前記エネルギ回生モータ26を有する一方の戻り通路56に設けられた流量制御用の一方の電磁弁58と、この一方の電磁弁58の上流側で分岐された他方の戻り通路57に設けられた流量制御用の他方の電磁弁59とによって形成されている。
On the tank passage side of the solenoid valve 49, a return fluid passage 55 for diverting the return fluid discharged from the boom cylinder 8bmc is provided, and in one return passage 56 and the other return passage 57 of the return fluid passage 55, Flow ratio control valves 58 and 59 for controlling the flow ratio of the flow divided into the return passages 56 and 57 are provided. The flow ratio control valves 58 and 59 are branched on one upstream side of the one electromagnetic valve 58 and one electromagnetic valve 58 for flow control provided in one return passage 56 having the energy regeneration motor 26. The other return valve 57 is provided with the other electromagnetic valve 59 for flow rate control.
ハイブリッド式駆動装置10のメインポンプ17A,17Bからブームシリンダ8bmcに作動流体を供給するブームシリンダ用作動流体供給通路48aには、作動流体の流量を援助するポンプとしてのブームアシストポンプ84asが、ブームアシスト用作動流体供給通路85を介して接続され、また、前記電磁弁33,34と同様に作用するバイパス通路の電磁弁86が接続されている。
In the boom cylinder working fluid supply passage 48a for supplying the working fluid from the main pumps 17A and 17B of the hybrid drive apparatus 10 to the boom cylinder 8bmc, a boom assist pump 84as as a pump for assisting the flow rate of the working fluid is provided as a boom assist. An electromagnetic valve 86 of a bypass passage that is connected through the working fluid supply passage 85 and operates similarly to the electromagnetic valves 33 and 34 is connected.
ブームシリンダ8bmcから排出される戻り流体が通る一方の戻り通路56中に設けられたエネルギ回生モータ26には、このエネルギ回生モータ26により駆動されてハイブリッド式駆動装置10の蓄電器23に電力を供給する発電機として機能するとともに蓄電器23から供給された電力により電動機として機能するブーム用電動・発電機87が接続され、このブーム用電動・発電機87はクラッチ88を介してブームアシストポンプ84asに接続されている。クラッチ88は、電動機として機能するブーム用電動・発電機87からブームアシストポンプ84asに動力を伝えるとともに、発電機として機能するブーム用電動・発電機87をブームアシストポンプ84asから切離す。
The energy regenerative motor 26 provided in one return passage 56 through which the return fluid discharged from the boom cylinder 8bmc passes is driven by the energy regenerative motor 26 to supply power to the battery 23 of the hybrid drive device 10. A boom motor / generator 87 is connected to the boom assist pump 84as via the clutch 88.The boom motor / generator 87 functions as a generator and functions as an electric motor by the electric power supplied from the capacitor 23. ing. The clutch 88 transmits power to the boom assist pump 84as from the boom motor / generator 87 that functions as an electric motor, and disconnects the boom motor / generator 87 that functions as a generator from the boom assist pump 84as.
そして、流量比制御弁58,59により流量制御された一方の戻り通路56の戻り流体量により、作動されるエネルギ回生モータ26の回転速度を制御し、このエネルギ回生モータ26により駆動されるブーム用電動・発電機87により、ハイブリッド式駆動装置10の蓄電器23に電力を供給し蓄える。
Then, the rotational speed of the energy regenerative motor 26 to be operated is controlled by the amount of return fluid in one of the return passages 56 whose flow rate is controlled by the flow rate control valves 58 and 59, and for the boom driven by this energy regenerative motor 26 Electric power is supplied to and stored in the battery 23 of the hybrid drive device 10 by the motor / generator 87.
このエネルギ回生モータ26が作動するのは、方向制御および流量制御する電磁弁49が図3において右室にあるときが望ましい。すなわち、ブーム下降時に、ブームシリンダ8bmcのヘッド側作動流体給排通路51が戻り流体通路55に連通して、ブームシリンダ8bmcのヘッド側から排出された戻り流体によりエネルギ回生モータ26がブーム自重により余裕を持って作動することが望ましい。
The energy regeneration motor 26 is preferably operated when the electromagnetic valve 49 for direction control and flow rate control is in the right ventricle in FIG. That is, when the boom is lowered, the head side working fluid supply / discharge passage 51 of the boom cylinder 8bmc communicates with the return fluid passage 55, and the energy regenerative motor 26 is spared by the boom's own weight due to the return fluid discharged from the head side of the boom cylinder 8bmc. It is desirable to operate with
スティック用制御回路46は、走行直進弁として作動する電磁弁35から引出されたスティックシリンダ用作動流体供給通路61を経て供給された作動流体を方向制御および流量制御する電磁弁62を備え、この電磁弁62の作動流体給排通路63,64がスティックシリンダ8stcのヘッド側室とロッド側室とに連通されている。また、両方の作動流体給排通路63,64間にはロッド側からヘッド側への再生弁として機能する電磁弁65が設けられ、この電磁弁65をスティック・イン下降時に逆止弁位置に切換制御して、スティックシリンダ8stcのロッド側室から排出された戻り流体をへッド側室に再生する。
The stick control circuit 46 includes an electromagnetic valve 62 that controls the direction and the flow rate of the working fluid supplied through the stick cylinder working fluid supply passage 61 drawn from the solenoid valve 35 that operates as a straight traveling valve. The working fluid supply / discharge passages 63 and 64 of the valve 62 communicate with the head side chamber and the rod side chamber of the stick cylinder 8stc. In addition, an electromagnetic valve 65 that functions as a regeneration valve from the rod side to the head side is provided between both working fluid supply / discharge passages 63 and 64, and this solenoid valve 65 is switched to the check valve position when the stick-in is lowered. By controlling, the return fluid discharged from the rod side chamber of the stick cylinder 8stc is regenerated into the head side chamber.
バケット用制御回路47は、走行直進弁として作動する電磁弁35から引出されたバケットシリンダ用作動流体供給通路66を経て供給された作動流体を方向制御および流量制御する電磁弁67を備え、この電磁弁67の作動流体給排通路68,69がバケットシリンダ8bkcのヘッド側室とロッド側室とに連通されている。
The bucket control circuit 47 includes an electromagnetic valve 67 that controls the direction and the flow rate of the working fluid supplied through the bucket cylinder working fluid supply passage 66 drawn from the solenoid valve 35 that operates as a straight traveling valve. The working fluid supply / discharge passages 68 and 69 of the valve 67 are communicated with the head side chamber and the rod side chamber of the bucket cylinder 8bkc.
スティックシリンダ用作動流体供給通路61とブームシリンダ8bmcのヘッド側との間には、これらを連通するスティック・ブーム間の回路間連通通路71が設けられ、このスティック・ブーム間の回路間連通通路71中には、スティックシリンダ用作動流体供給通路61からブームシリンダ8bmcのヘッド側への一方向流れを可能とする位置と流れを遮断する位置との間で変位されるスティック・ブーム間の電磁弁72が設けられている。
Between the stick cylinder working fluid supply passage 61 and the head side of the boom cylinder 8bmc, there is provided a circuit-to-circuit communication passage 71 between the stick and boom that communicates these, and a circuit-to-circuit communication passage 71 between the stick and boom. The stick-to-boom solenoid valve 72 is displaced between a position allowing the one-way flow from the stick cylinder working fluid supply passage 61 to the head side of the boom cylinder 8bmc and a position blocking the flow. Is provided.
ブームシリンダ用作動流体供給通路48aとスティックシリンダ用作動流体供給通路61との間には、これらの間を連通するバケット・スティック間の回路間連通通路73が設けられ、このバケット・スティック間の回路間連通通路73中には、ブームシリンダ用作動流体供給通路48aからスティックシリンダ8stcへの一方向流れを可能とする位置および遮断する位置をそれぞれ有するバケット・スティック間の電磁弁74が設けられている。
Between the boom cylinder working fluid supply passage 48a and the stick cylinder working fluid supply passage 61, there is provided a circuit-to-circuit communication passage 73 between the bucket and stick that communicates between them. In the inter-communication passage 73, there is provided an electromagnetic valve 74 between the bucket and the stick, which has a position that allows a one-way flow from the boom cylinder working fluid supply passage 48a to the stick cylinder 8stc and a position that blocks it. .
ブームシリンダ用作動流体供給通路48a中であって、バケットシリンダ用作動流体供給通路66の分岐部とブームアシストポンプ84asからの合流部との間には、バケットシリンダ8bkcへの作動流体をブームシリンダ8bmcへの一方向流れとして供給可能とする位置と流れを遮断する位置との間で変位されるバケット・ブーム間の電磁弁89が設けられている。
In the boom cylinder working fluid supply passage 48a, between the branch portion of the bucket cylinder working fluid supply passage 66 and the junction from the boom assist pump 84as, the working fluid to the bucket cylinder 8bkc is supplied to the boom cylinder 8bmc. An electromagnetic valve 89 between the bucket and the boom is provided which is displaced between a position where supply is possible as a one-way flow to the position and a position where flow is interrupted.
電磁弁53,54,65,72,74,89は、逆止弁を内蔵した流量調整機能を有する切換弁である。
The solenoid valves 53, 54, 65, 72, 74, and 89 are switching valves that have a flow rate adjusting function with a built-in check valve.
電磁弁33,34,35,43,44,49,53,54,58,59,62,65,67,72,74,89は、図示されないコントローラにより比例制御されるソレノイドと、リターンスプリング(図示せず)とをそれぞれ備え、ソレノイド励磁力とスプリング復元力とがバランスした位置に変位制御される。
Solenoid valves 33, 34, 35, 43, 44, 49, 53, 54, 58, 59, 62, 65, 67, 72, 74, and 89 are a solenoid proportionally controlled by a controller (not shown) and a return spring (see FIG. (Not shown), and the displacement is controlled to a position where the solenoid exciting force and the spring restoring force are balanced.
次に、この図3に示された実施の形態の作用効果を説明する。
Next, the function and effect of the embodiment shown in FIG. 3 will be described.
流体圧アクチュエータ制御回路25は、ハイブリッド式駆動装置10のメインポンプ17A,17Bから走行モータ2trL,2trR、ブームシリンダ8bmc、スティックシリンダ8stcおよびバケットシリンダ8bkcに供給される作動流体を制御する際に、クラッチ88を切離すことにより、ブームシリンダ8bmcから排出される戻り流体により作動されるエネルギ回生モータ26より、無負荷状態のブーム用電動・発電機87に動力を効率良く入力して、発生した電力をハイブリッド式駆動装置10の蓄電器23に蓄えることができるとともに、クラッチ88を接続したときは、ハイブリッド式駆動装置10の蓄電器23からの電力により電動機として機能するブーム用電動・発電機87によりブームアシストポンプ84asを駆動して、このブームアシストポンプ84asからブームシリンダ8bmcに作動流体を供給できるので、開回路においてもブームシリンダ8bmcから排出された戻り流体が有するエネルギを有効に回生できる。
The fluid pressure actuator control circuit 25 controls the working fluid supplied from the main pumps 17A and 17B of the hybrid drive device 10 to the travel motors 2trL and 2trR, the boom cylinder 8bmc, the stick cylinder 8stc, and the bucket cylinder 8bkc. By disconnecting 88, power is efficiently input from the energy regenerative motor 26 operated by the return fluid discharged from the boom cylinder 8bmc to the boom motor / generator 87 in the no-load state. The boom assist pump can be stored in the battery 23 of the hybrid drive device 10 and when the clutch 88 is connected, the boom motor / generator 87 functions as an electric motor with the electric power from the battery 23 of the hybrid drive device 10. 84as is driven and working fluid is supplied from the boom assist pump 84as to the boom cylinder 8bmc. Therefore, the energy of the return fluid discharged from the boom cylinder 8bmc can be effectively regenerated even in the open circuit.
特に、作業装置8のブーム8bmが自重落下する際に、ブームシリンダ8bmcのヘッド側から排出される戻り流体が有するエネルギを、エネルギ回生モータ26からブーム用電動・発電機87により吸収してハイブリッド式駆動装置10の蓄電器23に効率良く蓄えることができる。
In particular, when the boom 8bm of the work device 8 falls by its own weight, the energy of the return fluid discharged from the head side of the boom cylinder 8bmc is absorbed by the boom electric motor / generator 87 from the energy regenerative motor 26 and hybrid type. It can be efficiently stored in the battery 23 of the driving device 10.
このとき、ブームシリンダ8bmcから戻り流体通路55に排出される戻り流体を一方の戻り通路56と他方の戻り通路57とに分流し、その分流された流量比を流量比制御弁58,59により制御し、この流量比制御弁58,59により流量制御された一方の戻り流体によりエネルギ回生モータ26を作動し、このエネルギ回生モータ26によりブーム用電動・発電機87を駆動して、ハイブリッド式駆動装置10の蓄電器23に電力を供給するので、ブームシリンダ8bmcからの戻り流体が発生した時点からエネルギ回生モータ26側に分流される流量比を徐々に増加させることによってショックの発生を防止できるとともに、ブームシリンダ8bmcの急激な負荷変動を抑えることで、ブームシリンダ8bmcの安定した動作が得られる。
At this time, the return fluid discharged from the boom cylinder 8bmc to the return fluid passage 55 is divided into one return passage 56 and the other return passage 57, and the divided flow ratio is controlled by the flow ratio control valves 58 and 59. Then, the energy regenerative motor 26 is operated by one return fluid whose flow rate is controlled by the flow rate control valves 58 and 59, and the electric motor / generator 87 for the boom is driven by the energy regenerative motor 26, so that the hybrid drive device Since the electric power is supplied to the ten capacitors 23, it is possible to prevent the occurrence of shock by gradually increasing the flow rate ratio of the flow diverted to the energy regenerative motor 26 from the time when the return fluid from the boom cylinder 8bmc is generated. Stable operation of the boom cylinder 8bmc can be obtained by suppressing rapid load fluctuation of the cylinder 8bmc.
すなわち、作業装置8のブーム8bmが自重落下する際に、ブームシリンダ8bmcのヘッド側から排出される戻り流体のエネルギ回生モータ26側への流量比を徐々に増加させることで、戻り流体が有するエネルギをエネルギ回生モータ26が円滑に吸収できるとともに、ブームシリンダ8bmcのヘッド側の急激な負荷変動を抑えることで、ブーム8bmの自重落下動作を安定させることができる。
That is, when the boom 8bm of the working device 8 falls by its own weight, the return fluid discharged from the head side of the boom cylinder 8bmc is gradually increased in flow rate ratio to the energy regeneration motor 26 side, so that the energy of the return fluid is increased. Can be absorbed smoothly by the energy regeneration motor 26, and a sudden load fluctuation on the head side of the boom cylinder 8bmc can be suppressed, so that the weight falling operation of the boom 8bm can be stabilized.
流量比制御弁58,59は、一方の電磁弁58と他方の電磁弁59とを、一方の戻り通路56および他方の戻り通路57の任意の場所にそれぞれ分離して設置できるとともに、一方の戻り通路56および他方の戻り通路57の開度を相互に関連することなく個別に制御して、エネルギ回生モータ26側に流される戻り流体の流量比および流量を自在に制御できる。
The flow ratio control valves 58, 59 can be installed with one solenoid valve 58 and the other solenoid valve 59 separately at any place in one return passage 56 and the other return passage 57, respectively. It is possible to freely control the flow rate ratio and flow rate of the return fluid flowing to the energy regeneration motor 26 side by individually controlling the opening degrees of the passage 56 and the other return passage 57 without being related to each other.
また、下部走行体2に対し電動機として作動する旋回用電動・発電機4swにより旋回させた上部旋回体4を停止させるときは、旋回用制御回路28により旋回用電動・発電機4swを発電機として作動させることで、上部旋回体4の旋回を制動できるとともに旋回用電動・発電機4swから発生した電力を、エネルギ回生モータ26により駆動されたブーム用電動・発電機87から発生した電力とともにハイブリッド式駆動装置10の蓄電器23に効率良く回収でき、ハイブリッド式駆動装置10のポンプ動力として有効に回生できる。
Further, when the upper turning body 4 turned by the turning electric motor / generator 4sw operating as the electric motor with respect to the lower traveling body 2 is stopped, the turning control circuit 28 sets the turning electric motor / generator 4sw as the generator. By operating, the turning of the upper swing body 4 can be braked, and the electric power generated from the electric motor / generator 4sw for turning is combined with the electric power generated from the electric motor / generator 87 for the boom driven by the energy regeneration motor 26. It can be efficiently recovered in the battery 23 of the drive device 10 and can be effectively regenerated as pump power of the hybrid drive device 10.
また、ブームシリンダ用作動流体供給通路48a中にバケット・ブーム間の電磁弁89を設けたので、この電磁弁89を一方向流れ位置に開くことで、一のメインポンプ17Aからの作動流体供給量とブームアシストポンプ84asからの作動流体供給量とを合わせてブームシリンダ8bmcに供給でき、ブームシリンダ8bmcによるブームアップ動作の高速化を図れ、作業性を向上できるとともに、この電磁弁89を閉じることで、バケットシリンダ8bkcでの高圧を確保できる。
In addition, since the solenoid valve 89 between the bucket and the boom is provided in the working fluid supply passage 48a for the boom cylinder, the amount of working fluid supplied from one main pump 17A by opening the solenoid valve 89 to the one-way flow position. And the working fluid supply amount from the boom assist pump 84as can be supplied to the boom cylinder 8bmc, the boom up operation by the boom cylinder 8bmc can be speeded up, workability can be improved, and the solenoid valve 89 is closed. The high pressure in the bucket cylinder 8bkc can be secured.
また、バケット・スティック間の回路間連通通路73中にバケット・スティック間の電磁弁74を設けたので、この電磁弁74を一方向流れ位置に制御するとともに、スティック・ブーム間の電磁弁72を閉じることで、一のメインポンプ17Aからブームシリンダ用作動流体供給通路48aに供給された作動流体を、この電磁弁74を経てスティックシリンダ用作動流体供給通路61に供給し、他のメインポンプ17Bからこの作動流体供給通路61に供給された作動流体に合流させてスティックシリンダ8stcに供給でき、スティックシリンダ8stcの高速化を図れるので、作業性を向上できる。
In addition, since an electromagnetic valve 74 between the bucket and stick is provided in the circuit-to-circuit communication path 73 between the bucket and stick, the electromagnetic valve 74 is controlled to a one-way flow position, and the electromagnetic valve 72 between the stick and boom is By closing, the working fluid supplied from one main pump 17A to the boom cylinder working fluid supply passage 48a is supplied to the stick cylinder working fluid supply passage 61 via the solenoid valve 74, and from the other main pump 17B. The working fluid supplied to the working fluid supply passage 61 can be combined and supplied to the stick cylinder 8stc, and the speed of the stick cylinder 8stc can be increased, so that workability can be improved.
一方、この電磁弁74を遮断位置に制御することで、ブーム系およびバケット系と、スティック系とを切離して、圧力を別々に制御できる。特に、バケットシリンダ8bkcでの高圧発生を確保できる。
On the other hand, by controlling the electromagnetic valve 74 to the cut-off position, the pressure can be controlled separately by separating the boom system, the bucket system, and the stick system. In particular, the generation of high pressure in the bucket cylinder 8bkc can be ensured.
スティックシリンダ用作動流体供給通路61とブームシリンダ8bmcのヘッド側とを連通するスティック・ブーム間の回路間連通通路71中にスティック・ブーム間の電磁弁72を設けたので、このスティック・ブーム間の電磁弁72を一方向流れ位置に制御することで、一のメインポンプ17Aから電磁弁89を経た後さらにブームアシストポンプ84asから供給された作動流体と合流して、方向制御用の電磁弁49の左室を経てブームシリンダ8bmcのヘッド側に供給される作動流体の供給量に加えて、他のメインポンプ17Bから電磁弁72を経た作動流体をブームシリンダ8bmcのヘッド側に供給することで、ブームシリンダ8bmcによるブームアップ動作の高速化を図れるので、作業性を向上できる。この電磁弁72を閉じることで、スティックシリンダ8stcへの作動流体供給量を確保して、スティックシリンダ8stcの高速化を図ることができる。
The stick-boom solenoid valve 72 is provided in the circuit-to-circuit communication path 71 between the stick and boom that communicates the working fluid supply path 61 for the stick cylinder and the head side of the boom cylinder 8bmc. By controlling the solenoid valve 72 to the one-way flow position, after passing through the solenoid valve 89 from the one main pump 17A, it is further joined with the working fluid supplied from the boom assist pump 84as, and the solenoid valve 49 for direction control In addition to the amount of working fluid supplied to the head side of the boom cylinder 8bmc through the left chamber, the working fluid supplied from the other main pump 17B through the solenoid valve 72 to the head side of the boom cylinder 8bmc Since the speed of boom-up operation by the cylinder 8bmc can be increased, workability can be improved. By closing the electromagnetic valve 72, the amount of working fluid supplied to the stick cylinder 8stc can be secured, and the speed of the stick cylinder 8stc can be increased.
電磁弁72,89を遮断位置に閉じることで、ブーム用制御回路45をメインポンプ17A,17Bから切離すことができる。
The boom control circuit 45 can be disconnected from the main pumps 17A and 17B by closing the solenoid valves 72 and 89 to the cutoff position.
電磁弁72,74,89の切換状態の組合せによって、組合せの自由度が高くなり、システム構成の変更がフレキシブルとなる。また、ハイブリッドシステムにより、エンジン11の燃費効率を向上できる。
The combination of the switching states of the solenoid valves 72, 74, and 89 increases the degree of freedom of combination and makes the system configuration flexible. Further, the fuel efficiency of the engine 11 can be improved by the hybrid system.
次に、図4に示された第3の実施の形態を説明する。なお、この発明が適用される作業機械は、既に図2に基づいて説明したので、ここでは説明を省略する。
Next, a third embodiment shown in FIG. 4 will be described. Since the work machine to which the present invention is applied has already been described with reference to FIG. 2, the description thereof is omitted here.
図4に示されたハイブリッド式駆動装置10は、エンジン11に、このエンジン11から出力された回転動力を断続するクラッチ12が接続され、このクラッチ12に動力伝達装置14の入力軸13が接続され、動力伝達装置14の出力軸15に2つの可変容量型のメインポンプ17A,17Bが接続されている。
In the hybrid drive device 10 shown in FIG. 4, a clutch 12 for connecting and disconnecting rotational power output from the engine 11 is connected to an engine 11, and an input shaft 13 of a power transmission device 14 is connected to the clutch 12. Two variable capacity main pumps 17A and 17B are connected to the output shaft 15 of the power transmission device.
これらのメインポンプ17A,17Bに対してエンジン11と並列的な関係で動力伝達装置14の入出力軸21に、エンジン11により駆動されて発電機として機能するとともに電力の供給を受けて電動機として機能する電動・発電機22が接続されている。この電動・発電機22の電動機動力は、エンジン動力より小さく設定する。この電動・発電機22には、インバータなどの電動・発電機制御器22cが接続されている。
The main pumps 17A and 17B are driven by the engine 11 to function as a generator and function as a motor by being supplied with electric power to the input / output shaft 21 of the power transmission device 14 in a parallel relationship with the engine 11. A motor / generator 22 is connected. The motor power of the motor / generator 22 is set smaller than the engine power. The motor / generator 22 is connected to a motor / generator controller 22c such as an inverter.
電動・発電機制御器22cは、コンバータなどの蓄電器制御器23cを介して、発電機として機能する電動・発電機22から供給された電力を蓄えるとともに電動機として機能する電動・発電機22に電力を供給する蓄電器23が接続されている。蓄電器23は、バッテリや、キャパシタなどである。
The motor / generator controller 22c stores electric power supplied from the motor / generator 22 that functions as a generator and stores electric power to the motor / generator 22 that functions as a motor via a capacitor controller 23c such as a converter. A capacitor 23 to be supplied is connected. The battery 23 is a battery, a capacitor, or the like.
ハイブリッド式駆動装置10における動力伝達装置14は、トロイダル式、遊星歯車式などの無段変速機構を内蔵し、外部からの制御信号により出力軸15に無段変速された回転を出力可能となっている。
The power transmission device 14 in the hybrid drive device 10 incorporates a continuously variable transmission mechanism such as a toroidal type or a planetary gear type, and can output the continuously variable rotation to the output shaft 15 by an external control signal. Yes.
ハイブリッド式駆動装置10におけるメインポンプ17A,17Bは、タンク24内に収容された作動油などの作動流体を流体圧アクチュエータ制御回路25に供給する。この流体圧アクチュエータ制御回路25中にはエネルギ回生モータ26が設けられ、このエネルギ回生モータ26により駆動された電動・発電機としてのブーム用電動・発電機87からそのコンバータなどの発電機制御器27cを介して回収された電力は、蓄電器23に蓄えられる。
The main pumps 17A and 17B in the hybrid drive device 10 supply a working fluid such as hydraulic oil stored in the tank 24 to the fluid pressure actuator control circuit 25. The fluid pressure actuator control circuit 25 is provided with an energy regenerative motor 26. The electric motor / generator 87 as a motor / generator driven by the energy regenerative motor 26 to a generator controller 27c such as a converter thereof. The electric power collected via the is stored in the battery 23.
エンジン11の速度、クラッチ12の断続、動力伝達装置14の変速などは、コントローラ(図示せず)から出力された信号により制御される。
The speed of the engine 11, the engagement / disengagement of the clutch 12, the speed change of the power transmission device 14, and the like are controlled by signals output from a controller (not shown).
図4に示された流体圧アクチュエータ制御回路25において、メインポンプ17A,17Bの吐出口に接続されたポンプ通路31,32は、タンク24に戻されるバイパス通路中に設けられた電磁比例弁として作動する電磁弁33,34に接続されているとともに、走行直進弁として作動する電磁弁35に接続されている。
In the fluid pressure actuator control circuit 25 shown in FIG. 4, the pump passages 31 and 32 connected to the discharge ports of the main pumps 17A and 17B operate as electromagnetic proportional valves provided in the bypass passage returned to the tank 24. Are connected to electromagnetic valves 33 and 34, and are also connected to an electromagnetic valve 35 that operates as a straight traveling valve.
電磁弁33,34は、バイパス弁として機能し、オペレータが流体圧アクチュエータ2trL,2trR,8bmc,8stc,8bkcを操作する操作信号がないときは、コントローラからの制御信号によりポンプ通路31,32をタンク24に連通する全開位置に制御され、オペレータが流体圧アクチュエータ2trL,2trR,8bmc,8stc,8bkcを操作する操作信号の大きさに比例して閉じ位置に変位する。
The solenoid valves 33 and 34 function as bypass valves. When there is no operation signal for the operator to operate the fluid pressure actuators 2trL, 2trR, 8bmc, 8stc, and 8bkc, the pump passages 31 and 32 are tanked by the control signal from the controller. 24 is controlled to the fully open position, and the operator is displaced to the closed position in proportion to the magnitude of the operation signal for operating the fluid pressure actuators 2trL, 2trR, 8bmc, 8stc, and 8bkc.
電磁弁35は、図4に示された左側の作業位置では、2つのメインポンプ17A,17Bから流体圧アクチュエータ2trL,2trR,8bmc,8stc,8bkcに作動流体を供給でき、右側の走行直進位置に切換わると、一方のメインポンプ17Bのみから2つの走行モータ2trL,2trRに等分された作動流体を供給して、直進走行が可能となる。
The solenoid valve 35 can supply the working fluid from the two main pumps 17A and 17B to the fluid pressure actuators 2trL, 2trR, 8bmc, 8stc, and 8bkc at the left working position shown in FIG. When switched, the working fluid equally divided into the two traveling motors 2trL and 2trR is supplied from only one main pump 17B, and straight traveling is enabled.
流体圧アクチュエータ制御回路25は、ハイブリッド式駆動装置10のメインポンプ17A,17Bから走行モータ2trL,2trRに供給される作動流体を制御する走行用制御回路36と、ハイブリッド式駆動装置10のメインポンプ17A,17Bから、作業装置8を作動する作業用アクチュエータ8bmc,8stc,8bkcに供給される作動流体を制御する作業装置用制御回路37とを備えている。
The fluid pressure actuator control circuit 25 includes a travel control circuit 36 that controls the working fluid supplied from the main pumps 17A and 17B of the hybrid drive device 10 to the travel motors 2trL and 2trR, and the main pump 17A of the hybrid drive device 10. , 17B, a working device control circuit 37 for controlling the working fluid supplied to the working actuators 8bmc, 8stc, 8bkc for operating the working device 8.
走行用制御回路36は、走行直進弁として作動する電磁弁35から引出された走行モータ用作動流体供給通路41,42を経て供給された作動流体を方向制御および流量制御する電磁弁43,44を備えている。
The traveling control circuit 36 includes electromagnetic valves 43 and 44 for controlling the direction and flow rate of the working fluid supplied through the working motor working fluid supply passages 41 and 42 drawn from the electromagnetic valve 35 that operates as a straight traveling valve. I have.
作業装置用制御回路37は、ハイブリッド式駆動装置10のメインポンプ17A,17Bからブームシリンダ8bmcに供給される作動流体を制御するブーム用制御回路45と、ハイブリッド式駆動装置10のメインポンプ17A,17Bからスティックシリンダ8stcに供給される作動流体を制御するスティック用制御回路46と、ハイブリッド式駆動装置10のメインポンプ17A,17Bからバケットシリンダ8bkcに供給される作動流体を制御するバケット用制御回路47とを備えている。
The work device control circuit 37 includes a boom control circuit 45 that controls the working fluid supplied from the main pumps 17A and 17B of the hybrid drive device 10 to the boom cylinder 8bmc, and the main pumps 17A and 17B of the hybrid drive device 10. Stick control circuit 46 for controlling the working fluid supplied from the main pumps 17A, 17B of the hybrid drive device 10 to the bucket cylinder 8bkc, and a bucket control circuit 47 for controlling the working fluid supplied to the bucket cylinder 8bkc It has.
ブーム用制御回路45は、走行直進弁として作動する電磁弁35から引出されたブームシリンダ用作動流体供給通路48aを経て供給された作動流体を方向制御および流量制御する電磁弁49を備え、この電磁弁49の作動流体給排通路51,52がブームシリンダ8bmcのヘッド側室とロッド側室とに連通されている。
The boom control circuit 45 includes an electromagnetic valve 49 that controls the direction and the flow rate of the working fluid supplied through the boom cylinder working fluid supply passage 48a drawn from the solenoid valve 35 that operates as a straight traveling valve. The working fluid supply / discharge passages 51 and 52 of the valve 49 are communicated with the head side chamber and the rod side chamber of the boom cylinder 8bmc.
ヘッド側作動流体給排通路51には、落下防止弁として機能する電磁弁53が介在され、この電磁弁53をブーム停止時に左側の逆止弁位置に切換制御してブーム8bmの自重による下降を防止する。また、両方の作動流体給排通路51,52間には再生弁として機能する電磁弁54が設けられ、この電磁弁54をブーム下降時に逆止弁位置に切換制御して、ブームシリンダ8bmcのヘッド側室から排出された戻り流体の一部をロッド側室に再生する。
In the head side working fluid supply / discharge passage 51, an electromagnetic valve 53 functioning as a fall prevention valve is interposed, and when the boom is stopped, the solenoid valve 53 is controlled to be switched to the check valve position on the left side to lower the boom 8bm by its own weight. To prevent. Further, an electromagnetic valve 54 functioning as a regeneration valve is provided between both the working fluid supply / discharge passages 51 and 52, and this solenoid valve 54 is controlled to be switched to the check valve position when the boom is lowered, so that the head of the boom cylinder 8bmc A part of the return fluid discharged from the side chamber is regenerated into the rod side chamber.
電磁弁49のタンク通路側には、ブームシリンダ8bmcから排出される戻り流体を分流する戻り流体通路55が設けられ、この戻り流体通路55の一方の戻り通路56および他方の戻り通路57には、これらの戻り通路56,57に分流される流量比を制御する流量比制御弁58,59が設けられている。この流量比制御弁58,59は、前記エネルギ回生モータ26を有する一方の戻り通路56に設けられた流量制御用の一方の電磁弁58と、この一方の電磁弁58の上流側で分岐された他方の戻り通路57に設けられた流量制御用の他方の電磁弁59とによって形成されている。
On the tank passage side of the solenoid valve 49, a return fluid passage 55 for diverting the return fluid discharged from the boom cylinder 8bmc is provided, and in one return passage 56 and the other return passage 57 of the return fluid passage 55, Flow ratio control valves 58 and 59 for controlling the flow ratio of the flow divided into the return passages 56 and 57 are provided. The flow ratio control valves 58 and 59 are branched on one upstream side of the one electromagnetic valve 58 and one electromagnetic valve 58 for flow control provided in one return passage 56 having the energy regeneration motor 26. The other return valve 57 is provided with the other electromagnetic valve 59 for flow rate control.
ハイブリッド式駆動装置10のメインポンプ17A,17Bからブームシリンダ8bmcに作動流体を供給するブームシリンダ用作動流体供給通路48aには、作動流体の流量を援助するポンプとしてのブームアシストポンプ84asが、ブームアシスト用作動流体供給通路85を介して接続されている。
In the boom cylinder working fluid supply passage 48a for supplying the working fluid from the main pumps 17A, 17B of the hybrid drive device 10 to the boom cylinder 8bmc, a boom assist pump 84as as a pump for assisting the flow rate of the working fluid is provided as a boom assist. The working fluid supply passage 85 is connected.
ブームシリンダ8bmcから排出される戻り流体が通る一方の戻り通路56中に設けられたエネルギ回生モータ26には、このエネルギ回生モータ26により駆動されてハイブリッド式駆動装置10の蓄電器23に電力を供給する発電機として機能するとともに蓄電器23から供給された電力により電動機として機能するブーム用電動・発電機87が接続され、このブーム用電動・発電機87はクラッチ88を介してブームアシストポンプ84asに接続されている。クラッチ88は、電動機として機能するブーム用電動・発電機87からブームアシストポンプ84asに動力を伝えるとともに、発電機として機能するブーム用電動・発電機87をブームアシストポンプ84asから切離す。
The energy regenerative motor 26 provided in one return passage 56 through which the return fluid discharged from the boom cylinder 8bmc passes is driven by the energy regenerative motor 26 to supply power to the battery 23 of the hybrid drive device 10. A boom motor / generator 87 is connected to the boom assist pump 84as via the clutch 88.The boom motor / generator 87 functions as a generator and functions as an electric motor by the electric power supplied from the capacitor 23. ing. The clutch 88 transmits power to the boom assist pump 84as from the boom motor / generator 87 that functions as an electric motor, and disconnects the boom motor / generator 87 that functions as a generator from the boom assist pump 84as.
そして、流量比制御弁58,59により流量制御された一方の戻り通路56の戻り流体量により、作動されるエネルギ回生モータ26の回転速度を制御し、このエネルギ回生モータ26により駆動されるブーム用電動・発電機87により、ハイブリッド式駆動装置10の蓄電器23に電力を供給し蓄える。
Then, the rotational speed of the energy regenerative motor 26 to be operated is controlled by the amount of return fluid in one of the return passages 56 whose flow rate is controlled by the flow rate control valves 58 and 59, and for the boom driven by this energy regenerative motor 26 Electric power is supplied to and stored in the battery 23 of the hybrid drive device 10 by the motor / generator 87.
このエネルギ回生モータ26が作動するのは、方向制御および流量制御する電磁弁49が図4において右室にあるときが望ましい。すなわち、ブーム下降時に、ブームシリンダ8bmcのヘッド側作動流体給排通路51が戻り流体通路55に連通して、ブームシリンダ8bmcのヘッド側から排出された戻り流体によりエネルギ回生モータ26がブーム自重により余裕を持って作動することが望ましい。
The energy regeneration motor 26 is preferably operated when the electromagnetic valve 49 for direction control and flow control is in the right ventricle in FIG. That is, when the boom is lowered, the head side working fluid supply / discharge passage 51 of the boom cylinder 8bmc communicates with the return fluid passage 55, and the energy regenerative motor 26 is spared by the boom's own weight due to the return fluid discharged from the head side of the boom cylinder 8bmc. It is desirable to operate with
スティック用制御回路46は、走行直進弁として作動する電磁弁35から引出されたスティックシリンダ用作動流体供給通路61を経て供給された作動流体を方向制御および流量制御する電磁弁62を備え、この電磁弁62の作動流体給排通路63,64がスティックシリンダ8stcのヘッド側室とロッド側室とに連通されている。また、両方の作動流体給排通路63,64間にはロッド側からヘッド側への再生弁として機能する電磁弁65が設けられ、この電磁弁65をスティック・イン下降時に逆止弁位置に切換制御して、スティックシリンダ8stcのロッド側室から排出された戻り流体をへッド側室に再生する。
The stick control circuit 46 includes an electromagnetic valve 62 that controls the direction and the flow rate of the working fluid supplied through the stick cylinder working fluid supply passage 61 drawn from the solenoid valve 35 that operates as a straight traveling valve. The working fluid supply / discharge passages 63 and 64 of the valve 62 communicate with the head side chamber and the rod side chamber of the stick cylinder 8stc. In addition, an electromagnetic valve 65 that functions as a regeneration valve from the rod side to the head side is provided between both working fluid supply / discharge passages 63 and 64, and this solenoid valve 65 is switched to the check valve position when the stick-in is lowered. By controlling, the return fluid discharged from the rod side chamber of the stick cylinder 8stc is regenerated into the head side chamber.
バケット用制御回路47は、走行直進弁として作動する電磁弁35から引出されたバケットシリンダ用作動流体供給通路66を経て供給された作動流体を方向制御および流量制御する電磁弁67を備え、この電磁弁67の作動流体給排通路68,69がバケットシリンダ8bkcのヘッド側室とロッド側室とに連通されている。
The bucket control circuit 47 includes an electromagnetic valve 67 that controls the direction and the flow rate of the working fluid supplied through the bucket cylinder working fluid supply passage 66 drawn from the solenoid valve 35 that operates as a straight traveling valve. The working fluid supply / discharge passages 68 and 69 of the valve 67 are communicated with the head side chamber and the rod side chamber of the bucket cylinder 8bkc.
スティックシリンダ用作動流体供給通路61とブームシリンダ8bmcのヘッド側との間には、これらを連通するスティック・ブーム間の回路間連通通路71が設けられ、このスティック・ブーム間の回路間連通通路71中には、スティックシリンダ用作動流体供給通路61からブームシリンダ8bmcのヘッド側への一方向流れを可能とする位置と流れを遮断する位置との間で変位されるスティック・ブーム間の電磁弁72が設けられている。
Between the stick cylinder working fluid supply passage 61 and the head side of the boom cylinder 8bmc, there is provided a circuit-to-circuit communication passage 71 between the stick and boom that communicates these, and a circuit-to-circuit communication passage 71 between the stick and boom. The stick-to-boom solenoid valve 72 is displaced between a position allowing the one-way flow from the stick cylinder working fluid supply passage 61 to the head side of the boom cylinder 8bmc and a position blocking the flow. Is provided.
ブームシリンダ用作動流体供給通路48aとスティックシリンダ用作動流体供給通路61との間には、これらの間を連通するバケット・スティック間の回路間連通通路73が設けられ、このバケット・スティック間の回路間連通通路73中には、ブームシリンダ用作動流体供給通路48aからスティックシリンダ8stcへの一方向流れを可能とする位置および遮断する位置をそれぞれ有するバケット・スティック間の電磁弁74が設けられている。
Between the boom cylinder working fluid supply passage 48a and the stick cylinder working fluid supply passage 61, there is provided a circuit-to-circuit communication passage 73 between the bucket and the stick which communicates between them. In the inter-communication passage 73, there is provided an electromagnetic valve 74 between the bucket and the stick that has a position that allows a one-way flow from the boom cylinder working fluid supply passage 48a to the stick cylinder 8stc and a position that blocks it. .
ブームシリンダ用作動流体供給通路48a中であって、バケットシリンダ用作動流体供給通路66の分岐部とブームアシストポンプ84asからの合流部との間には、バケットシリンダ8bkcへの作動流体をブームシリンダ8bmcへの一方向流れとして供給可能とする位置と流れを遮断する位置との間で変位されるバケット・ブーム間の電磁弁89が設けられている。
In the boom cylinder working fluid supply passage 48a, between the branch portion of the bucket cylinder working fluid supply passage 66 and the junction from the boom assist pump 84as, the working fluid to the bucket cylinder 8bkc is supplied to the boom cylinder 8bmc. An electromagnetic valve 89 between the bucket and the boom is provided which is displaced between a position where supply is possible as a one-way flow to the position and a position where flow is interrupted.
流体圧アクチュエータ制御回路25に対して旋回用制御回路91が分離設置されている。この旋回用制御回路91は、上部旋回体4を旋回減速機構4grを介して旋回駆動する旋回モータ4swhに供給される作動流体を制御する。
A turning control circuit 91 is provided separately from the fluid pressure actuator control circuit 25. The turning control circuit 91 controls the working fluid supplied to the turning motor 4swh that drives the upper turning body 4 to turn through the turning speed reduction mechanism 4gr.
この旋回用制御回路91は、旋回モータ4swhの閉回路92,93に流量制御機能も有する方向制御弁としての電磁弁94が設けられ、この電磁弁94を介して閉回路92,93に旋回用ポンプ・モータ95が接続されている。この旋回用ポンプ・モータ95は、旋回モータ4swhに作動流体を供給するポンプとして機能するとともに旋回モータ4swhから吐出された作動流体により流体圧モータとして機能する。
This turning control circuit 91 is provided with a solenoid valve 94 as a directional control valve having a flow rate control function in the closed circuits 92 and 93 of the turning motor 4swh, and for turning to the closed circuits 92 and 93 via this solenoid valve 94. A pump / motor 95 is connected. The turning pump motor 95 functions as a pump that supplies the working fluid to the turning motor 4swh, and also functions as a fluid pressure motor by the working fluid discharged from the turning motor 4swh.
電磁弁94は、旋回用ポンプ・モータ95と旋回モータ4swhとの間を閉じる中立位置と、右回転用および左回転用の全開位置との間で開度を調整する絞り切換弁機能を有する。
The electromagnetic valve 94 has a throttle switching valve function that adjusts the opening degree between a neutral position that closes between the swing pump motor 95 and the swing motor 4swh and a fully open position for right rotation and left rotation.
旋回用ポンプ・モータ95には旋回用電動・発電機96が接続されている。この旋回用電動・発電機96にはインバータなどの旋回用電動・発電機制御器96cが接続され、この旋回用電動・発電機制御器96cはハイブリッド式駆動装置10の蓄電器23に接続されている。
A turning electric motor / generator 96 is connected to the turning pump / motor 95. The turning electric motor / generator 96 is connected to a turning electric motor / generator controller 96c such as an inverter, and the turning electric motor / generator controller 96c is connected to the capacitor 23 of the hybrid drive device 10. .
旋回用電動・発電機96は、上部旋回体4の旋回制動時に流体圧モータとして機能する旋回用ポンプ・モータ95により駆動されてハイブリッド式駆動装置10の蓄電器23に電力を供給する発電機として機能するとともに、蓄電器23から供給された電力により旋回用ポンプ・モータ95をポンプとして駆動する電動機として機能する。
The turning electric motor / generator 96 functions as a generator that is driven by a turning pump motor 95 that functions as a fluid pressure motor during turning braking of the upper turning body 4 and supplies electric power to the capacitor 23 of the hybrid drive device 10. At the same time, it functions as an electric motor that drives the turning pump motor 95 as a pump by the electric power supplied from the capacitor 23.
すなわち、蓄電器23は、この発電機として機能する旋回用電動・発電機96から供給された電力を蓄えるとともに電動機として機能する旋回用電動・発電機96に電力を供給する。
That is, the battery 23 stores the electric power supplied from the turning electric motor / generator 96 functioning as the generator, and supplies the electric power to the turning electric motor / generator 96 functioning as the electric motor.
旋回用ポンプ・モータ95と電磁弁94との間の配管より、下部走行体2および作業装置8の流体圧アクチュエータ2trL,2trR,8bmc,8stc,8bkcに作動流体を供給する系外連絡通路97が引出されている。
An external communication passage 97 for supplying a working fluid to the lower traveling body 2 and the fluid pressure actuators 2trL, 2trR, 8bmc, 8stc, and 8bkc of the lower traveling body 2 and the work device 8 from the piping between the swing pump / motor 95 and the solenoid valve 94 Has been withdrawn.
この系外連絡通路97中には、下部走行体2および作業装置8の流体圧アクチュエータ2trL,2trR,8bmc,8stc,8bkcへの作動流体供給を可能とする一方向流れ位置と、流れを遮断する位置との間で開度調整される連絡通路電磁弁98が設けられている。
In this extraneous communication passage 97, the flow is cut off from the one-way flow position that enables supply of working fluid to the lower traveling body 2 and the fluid pressure actuators 2trL, 2trR, 8bmc, 8stc, 8bkc of the work device 8. A communication passage solenoid valve 98 whose opening degree is adjusted between the positions is provided.
旋回用ポンプ・モータ95と電磁弁94との間の配管に、作動流体を補充する作動流体補充手段としての作動流体補充ポンプ99が接続されている。
A working fluid replenishment pump 99 as a working fluid replenishing means for replenishing the working fluid is connected to a pipe between the turning pump motor 95 and the electromagnetic valve 94.
ブームアシストポンプ84asのブームアシスト用作動流体供給通路85と一のメインポンプ17Aの吐出通路31との間には、これらの通路を連通するポンプ間連通通路101が設けられ、このポンプ間連通通路101中には、ブームアシストポンプ84asのブームアシスト用作動流体供給通路85からメインポンプ17Aの吐出通路31への一方向流れを可能とする位置および遮断する位置をそれぞれ有するポンプ間の電磁弁102が設けられている。
Between the boom assist working fluid supply passage 85 of the boom assist pump 84as and the discharge passage 31 of the one main pump 17A, an inter-pump communication passage 101 that connects these passages is provided. This inter-pump communication passage 101 Among them, there is provided an electromagnetic valve 102 between the pumps that has a position that allows a one-way flow from the boom assist working fluid supply passage 85 of the boom assist pump 84as to the discharge passage 31 of the main pump 17A and a position that blocks it. It has been.
電磁弁53,54,65,72,74,89,98,102は、逆止弁を内蔵した流量調整機能を有する切換弁である。
The solenoid valves 53, 54, 65, 72, 74, 89, 98, and 102 are switching valves having a flow rate adjusting function incorporating a check valve.
各種電磁弁33,34,35,43,44,49,53,54,58,59,62,65,67,72,74,89,94,98,102は、図示されないコントローラにより比例制御されるソレノイドと、リターンスプリング(図示せず)とをそれぞれ備え、ソレノイド励磁力とスプリング復元力とがバランスした位置に変位制御される。
Various solenoid valves 33, 34, 35, 43, 44, 49, 53, 54, 58, 59, 62, 65, 67, 72, 74, 89, 94, 98, 102 are proportionally controlled by a controller (not shown) A solenoid and a return spring (not shown) are provided, respectively, and displacement is controlled to a position where the solenoid exciting force and the spring restoring force are balanced.
次に、図示された実施の形態の作用効果を説明する。
Next, the function and effect of the illustrated embodiment will be described.
作業機械1の下部走行体2に対し上部旋回体4を旋回駆動するときは、電磁弁94を右回転または左回転の方向制御位置に制御するとともに、ハイブリッド式駆動装置10の蓄電器23からの電力により旋回用電動・発電機96を介し駆動される旋回用ポンプ・モータ95から発生した作動流体圧により旋回モータ95を作動して、上部旋回体4を旋回系のみで独立して旋回駆動できるとともに、上部旋回体4を停止させる制動時は、連絡通路電磁弁98を閉じて、上部旋回体4の慣性運動で回転する旋回モータ4swhがポンプとして吐出した作動流体により旋回用ポンプ・モータ95を流体圧モータ負荷として作動させ、旋回用電動・発電機96を発電機として駆動するので、上部旋回体4の慣性運動エネルギを電気エネルギに変換して、上部旋回体4の旋回運動を制動しつつハイブリッド式駆動装置10の蓄電器23に電力を効率良く回収できる。
When the upper swing body 4 is driven to swing with respect to the lower traveling body 2 of the work machine 1, the electromagnetic valve 94 is controlled to the right or left direction control position and the electric power from the battery 23 of the hybrid drive device 10 is controlled. The swing motor 95 is actuated by the working fluid pressure generated from the swing pump / motor 95 driven by the swing electric motor / generator 96, so that the upper swing body 4 can be driven to rotate independently only by the swing system. At the time of braking to stop the upper swing body 4, the communication passage solenoid valve 98 is closed, and the swing pump motor 95 is fluidized by the working fluid discharged as a pump by the swing motor 4 swh that rotates by the inertial motion of the upper swing body 4. Acting as a pressure motor load and driving the turning electric motor / generator 96 as a generator, the inertial kinetic energy of the upper turning body 4 is converted into electric energy, and the turning movement of the upper turning body 4 is braked. In addition, power can be efficiently recovered in the battery 23 of the hybrid drive device 10.
一方、旋回モータ4swhが多量の作動流体を必要としない場合は、電磁弁94を中立位置に近付けるとともに、連絡通路電磁弁98を一方向流れ位置に近付け、電動機として作動する旋回用電動・発電機96により旋回用ポンプ・モータ95をポンプとして駆動し、この旋回用ポンプ・モータ95は、作動流体補充ポンプ99により作動流体の補充を受けながら、連絡通路電磁弁98を経て系外連絡通路97に作動流体を吐出し、作動流体を必要とする下部走行体2および作業装置8の流体圧アクチュエータ制御回路25に対して作動流体を直接供給できる。
On the other hand, when the swing motor 4swh does not require a large amount of working fluid, the solenoid valve 94 is moved closer to the neutral position, and the connecting passage solenoid valve 98 is moved closer to the one-way flow position to operate as a motor. The swiveling pump / motor 95 is driven as a pump by 96, and the swiveling pump / motor 95 is supplied to the outside communication passage 97 via the communication passage solenoid valve 98 while being refilled with the working fluid by the working fluid replenishment pump 99. The working fluid can be directly supplied to the lower traveling body 2 that needs the working fluid and the fluid pressure actuator control circuit 25 of the work device 8 that discharges the working fluid.
すなわち、系外連絡通路97は、ブームシリンダ8bmc、スティックシリンダ8stcおよび走行モータ2trL,2trRに作動流体を供給するメインポンプ17Bの吐出通路32に接続されたので、これらの流体圧アクチュエータに対して、メインポンプ17A,17Bと、ポンプとして機能する旋回用ポンプ・モータ95とから、十分な作動流体を供給できる。そして、旋回用ポンプ・モータ95をポンプとして駆動する分、メインポンプ17A,17Bの小型化を図れる。
That is, the external communication passage 97 is connected to the discharge passage 32 of the main pump 17B that supplies the working fluid to the boom cylinder 8bmc, the stick cylinder 8stc, and the travel motors 2trL and 2trR. Sufficient working fluid can be supplied from the main pumps 17A and 17B and the turning pump motor 95 functioning as a pump. Further, the main pumps 17A and 17B can be reduced in size by driving the turning pump / motor 95 as a pump.
流体圧アクチュエータ制御回路25は、ハイブリッド式駆動装置10のメインポンプ17A,17Bから走行モータ2trL,2trR、ブームシリンダ8bmc、スティックシリンダ8stcおよびバケットシリンダ8bkcに供給される作動流体を制御する際に、クラッチ88を切離すことにより、ブームシリンダ8bmcから排出される戻り流体により作動されるエネルギ回生モータ26より、無負荷状態のブーム用電動・発電機87に動力を効率良く入力して、発生した電力をハイブリッド式駆動装置10の蓄電器23に蓄えることができ、ブームシリンダ8bmcから排出された戻り流体が有するエネルギを有効に回生できる。
The fluid pressure actuator control circuit 25 controls the working fluid supplied from the main pumps 17A and 17B of the hybrid drive device 10 to the travel motors 2trL and 2trR, the boom cylinder 8bmc, the stick cylinder 8stc, and the bucket cylinder 8bkc. By disconnecting 88, power is efficiently input from the energy regenerative motor 26 operated by the return fluid discharged from the boom cylinder 8bmc to the boom motor / generator 87 in the no-load state. It can be stored in the battery 23 of the hybrid drive device 10, and the energy of the return fluid discharged from the boom cylinder 8bmc can be effectively regenerated.
特に、作業装置8のブーム8bmが自重落下する際に、ブームシリンダ8bmcのヘッド側から排出される戻り流体が有するエネルギを、エネルギ回生モータ26からブーム用電動・発電機87により吸収してハイブリッド式駆動装置10の蓄電器23に蓄えることができる。
In particular, when the boom 8bm of the work device 8 falls by its own weight, the energy of the return fluid discharged from the head side of the boom cylinder 8bmc is absorbed by the boom electric motor / generator 87 from the energy regenerative motor 26 and hybrid type. It can be stored in the battery 23 of the driving device 10.
また、クラッチ88を接続したときは、ハイブリッド式駆動装置10の蓄電器23からの電力により電動機として機能するブーム用電動・発電機87によりブームアシストポンプ84asを駆動して、このブームアシストポンプ84asからブームシリンダ8bmcに作動流体を供給できるので、メインポンプ17A,17Bと、ポンプとして機能する旋回用ポンプ・モータ95とに加えて、ブームアシストポンプ84asからもブームシリンダ8bmcに作動流体を供給でき、4つのポンプから多量の作動流体を供給でき、ブームアップ動作のさらなる高速化により、作業性のさらなる向上を図れる。
When the clutch 88 is connected, the boom assist pump 84as is driven by the boom motor / generator 87 that functions as an electric motor by the electric power from the battery 23 of the hybrid drive apparatus 10, and the boom assist pump 84as Since the working fluid can be supplied to the cylinder 8bmc, the working fluid can be supplied to the boom cylinder 8bmc from the boom assist pump 84as in addition to the main pumps 17A and 17B and the turning pump motor 95 functioning as a pump. A large amount of working fluid can be supplied from the pump, and the workability can be further improved by further increasing the speed of the boom-up operation.
また、ブームシリンダ8bmcから戻り流体通路55に排出される戻り流体を一方の戻り通路56と他方の戻り通路57とに分流し、その分流された流量比を流量比制御弁58,59により制御し、この流量比制御弁58,59により流量制御された一方の戻り流体によりエネルギ回生モータ26を作動し、このエネルギ回生モータ26によりブーム用電動・発電機87を駆動して、ハイブリッド式駆動装置10の蓄電器23に電力を供給するので、ブームシリンダ8bmcからの戻り流体が発生した時点からエネルギ回生モータ26側に分流される流量比を徐々に増加させることによってショックの発生を防止できるとともに、ブームシリンダ8bmcの急激な負荷変動を抑えることで、ブームシリンダ8bmcの安定した動作が得られる。
Further, the return fluid discharged from the boom cylinder 8bmc to the return fluid passage 55 is divided into one return passage 56 and the other return passage 57, and the divided flow ratio is controlled by the flow ratio control valves 58 and 59. The energy regenerative motor 26 is operated by one return fluid whose flow rate is controlled by the flow ratio control valves 58 and 59, and the boom motor / generator 87 is driven by the energy regenerative motor 26. Since the electric power is supplied to the storage battery 23, it is possible to prevent the occurrence of shock by gradually increasing the flow rate ratio diverted to the energy regenerative motor 26 from the time when the return fluid from the boom cylinder 8bmc is generated. By suppressing the sudden load fluctuation of 8bmc, stable operation of the boom cylinder 8bmc can be obtained.
すなわち、作業装置8のブーム8bmが自重落下する際に、ブームシリンダ8bmcのヘッド側から排出される戻り流体のエネルギ回生モータ26側への流量比を徐々に増加させることで、戻り流体が有するエネルギをエネルギ回生モータ26が円滑に吸収できるとともに、ブームシリンダ8bmcのヘッド側の急激な負荷変動を抑えることで、ブーム8bmの自重落下動作を安定させることができる。
That is, when the boom 8bm of the working device 8 falls by its own weight, the return fluid discharged from the head side of the boom cylinder 8bmc is gradually increased in flow rate ratio to the energy regeneration motor 26 side, so that the energy of the return fluid is increased. Can be absorbed smoothly by the energy regeneration motor 26, and a sudden load fluctuation on the head side of the boom cylinder 8bmc can be suppressed, so that the weight falling operation of the boom 8bm can be stabilized.
流量比制御弁58,59は、一方の電磁弁58と他方の電磁弁59とを、一方の戻り通路56および他方の戻り通路57の任意の場所にそれぞれ分離して設置できるとともに、一方の戻り通路56および他方の戻り通路57の開度を相互に関連することなく個別に制御して、エネルギ回生モータ26側に流される戻り流体の流量比および流量を自在に制御できる。
The flow ratio control valves 58, 59 can be installed with one solenoid valve 58 and the other solenoid valve 59 separately at any place in one return passage 56 and the other return passage 57, respectively. It is possible to freely control the flow rate ratio and flow rate of the return fluid flowing to the energy regeneration motor 26 side by individually controlling the opening degrees of the passage 56 and the other return passage 57 without being related to each other.
また、ブームシリンダ用作動流体供給通路48a中にバケット・ブーム間の電磁弁89を設けたので、この電磁弁89を開くことで、一のメインポンプ17Aからの作動流体供給量とブームアシストポンプ84asからの作動流体供給量とを合わせてブームシリンダ8bmcに供給でき、ブームシリンダ8bmcによるブームアップ動作の高速化を図れ、作業性を向上できるとともに、この電磁弁89を閉じることで、バケットシリンダ8bkcでの高圧を確保できる。
In addition, since the solenoid valve 89 between the bucket and the boom is provided in the boom cylinder working fluid supply passage 48a, by opening the solenoid valve 89, the working fluid supply amount from the main pump 17A and the boom assist pump 84as Can be supplied to the boom cylinder 8bmc in combination with the working fluid supply amount from the engine, and the boom cylinder 8bmc can be used to increase the speed of boom-up operation, improving workability.By closing this solenoid valve 89, the bucket cylinder 8bkc High pressure can be secured.
さらに、スティックシリンダ用作動流体供給通路61とブームシリンダ8bmcのヘッド側とを連通するスティック・ブーム間の回路間連通通路71中にスティック・ブーム間の電磁弁72を設けたので、この電磁弁72を一方向流れ位置に制御することで、一のメインポンプ17Aおよびブームアシストポンプ84asから電磁弁49の左室を経てブームシリンダ8bmcのヘッド側へ供給される作動流体に加えて、他のメインポンプ17Bからの作動流体もこの電磁弁72を経てブームシリンダ8bmcのヘッド側に供給でき、ブームシリンダ8bmcによるブームアップ動作の高速化を図れるので、作業性を向上できる。一方、この電磁弁72を閉じることで、他のメインポンプ17Bからスティックシリンダ8stcへの作動流体供給量を確保できる。
Further, since the stick-boom electromagnetic valve 72 is provided in the circuit-to-circuit communication path 71 between the stick and boom that communicates the working fluid supply passage 61 for the stick cylinder and the head side of the boom cylinder 8bmc, the electromagnetic valve 72 Is controlled to a one-way flow position, in addition to the working fluid supplied from the main pump 17A and the boom assist pump 84as to the head side of the boom cylinder 8bmc through the left chamber of the solenoid valve 49, the other main pumps The working fluid from 17B can also be supplied to the head side of the boom cylinder 8bmc via this electromagnetic valve 72, and the boom-up operation by the boom cylinder 8bmc can be speeded up, so that workability can be improved. On the other hand, by closing the solenoid valve 72, it is possible to secure a working fluid supply amount from the other main pump 17B to the stick cylinder 8stc.
また、バケット・スティック間の回路間連通通路73中にバケット・スティック間の電磁弁74を設けたので、この電磁弁74を一方向流れ位置に開くとともに、電磁弁72,89を閉じることで、一のメインポンプ17Aからブームシリンダ8bmcに供給される作動流体を、他のメインポンプ17Bからスティックシリンダ8stcに供給される作動流体に合流させて、スティックシリンダ8stcの高速化を図れるとともに、バケット・スティック間の電磁弁74を閉じて電磁弁72,89を開くことで、他のメインポンプ17Bからスティックシリンダ8stcに供給される作動流体を、一のメインポンプ17Aからブームシリンダ用作動流体供給通路48a、電磁弁89、電磁弁49の左室を経てブームシリンダ8bmcのヘッド側に供給される作動流体に合流させることで、ブームアップ動作の高速化を図れ、作業性を向上できる。
In addition, since the electromagnetic valve 74 between the bucket and the stick is provided in the circuit-to-circuit communication path 73 between the bucket and the stick, the electromagnetic valve 74 is opened to the one-way flow position and the electromagnetic valves 72 and 89 are closed. The working fluid supplied from one main pump 17A to the boom cylinder 8bmc is merged with the working fluid supplied from the other main pump 17B to the stick cylinder 8stc, and the speed of the stick cylinder 8stc can be increased. By closing the electromagnetic valve 74 and opening the electromagnetic valves 72 and 89, the working fluid supplied from the other main pump 17B to the stick cylinder 8stc is supplied from the main pump 17A to the boom cylinder working fluid supply passage 48a, By joining the working fluid supplied to the head side of the boom cylinder 8bmc via the left chamber of the solenoid valve 89 and solenoid valve 49, the boom-up operation can be accelerated. Workability can be improved.
さらに、バケット・スティック間の電磁弁74を遮断位置に制御して、ブーム用制御回路45とスティック用制御回路46とを分離独立させたときは、ブーム系と、スティック系とを切離して、圧力を別々に制御できる。特に、この電磁弁74とともに電磁弁89を閉じることで、バケットシリンダ8bkcでの高圧を確保できる。
In addition, when the bucket-stick electromagnetic valve 74 is controlled to the shut-off position and the boom control circuit 45 and the stick control circuit 46 are separated and independent, the boom system and the stick system are separated, and the pressure Can be controlled separately. In particular, by closing the electromagnetic valve 89 together with the electromagnetic valve 74, a high pressure in the bucket cylinder 8bkc can be secured.
また、ポンプ間連通通路101中にポンプ間の電磁弁102を設けたので、ブームアップ流量を必要としないときは、この電磁弁102を開くことで、ブームアシストポンプ84asからの作動流体吐出量を一のメインポンプ17Aからの作動流体供給量に合流させることができ、作業性を向上できるとともに、この電磁弁102を閉じることで、ブームシリンダ8bmcへの作動流体供給量を確保できる。
In addition, since the inter-pump solenoid valve 102 is provided in the inter-pump communication passage 101, when the boom-up flow rate is not required, the solenoid valve 102 is opened to reduce the working fluid discharge amount from the boom assist pump 84as. The working fluid supply amount from one main pump 17A can be merged, so that workability can be improved, and by closing the electromagnetic valve 102, the working fluid supply amount to the boom cylinder 8bmc can be secured.
そして、これらのスティック・ブーム間の電磁弁72、バケット・スティック間の電磁弁74、バケット・ブーム間の電磁弁89、ポンプ間の電磁弁102に加えて、連絡通路電磁弁98を開閉することで、作動流体を補充し合う回路間の組合せの自由度が高くなり、種々の作動パターン要求に容易に対応できる。
In addition to the solenoid valve 72 between the stick and boom, the solenoid valve 74 between the bucket and stick, the solenoid valve 89 between the bucket and boom, and the solenoid valve 102 between the pumps, the communication passage solenoid valve 98 is opened and closed. Thus, the degree of freedom of combination between the circuits that replenish the working fluid is increased, and various operation pattern requirements can be easily met.
電磁弁72,89,102を遮断位置に閉じることで、ブーム用制御回路45をメインポンプ17A,17Bから完全に切離すこともできる。
The boom control circuit 45 can be completely disconnected from the main pumps 17A and 17B by closing the solenoid valves 72, 89, and 102 to the shut-off position.
このように、電磁弁72,74,89,98,102の切換状態の組合せによって、組合せの自由度が高くなり、システム構成の変更がフレキシブルとなる。また、ハイブリッドシステムにより、エンジン11の燃費効率を向上できる。
As described above, the combination of the switching states of the solenoid valves 72, 74, 89, 98, and 102 increases the degree of freedom of the combination and makes the system configuration flexible. Further, the fuel efficiency of the engine 11 can be improved by the hybrid system.
本発明は、油圧ショベルの流体圧回路に好適なものであるが、クレーンなどの他の作業機械の流体圧回路にも利用可能である。
The present invention is suitable for a hydraulic pressure circuit of a hydraulic excavator, but can also be used for a hydraulic pressure circuit of another work machine such as a crane.