JP2006349092A - Hybrid system of working machine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hybrid system of a working machine which can secure required operating speed without increasing the quantities and capacities of motor generators and pumps, and facilitate mounting on an actual machine. <P>SOLUTION: In the hybrid system, a boom cylinder circuit 51 and a left traveling motor circuit 57 are connected to a first pump 3. An arm cylinder circuit 52 and a right traveling motor circuit 58 are connected to a second pump 4. A bucket cylinder circuit 59 is connected to a third pump 6 having a fluid pressure motor function. A pump motor generator 5 for driving the third pump 6 and a swivel motor generator 7 are connected to a capacitor 14. A return fluid supply circuit 55 supplies return fluid from a boom cylinder 8 to a suction port of the third pump 6. A pressure fluid replenishing circuit 56 replenishes pressure fluid from the third pump 6 to a control valve block 17 of the boom cylinder 8 and a control valve block 18 of an arm cylinder 9. A merging flow control valve 26 is provided between discharge passages of the third pump 3 and of the second pump 4. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、エネルギ回生機能を有する作業機械のハイブリッドシステムに関する。   The present invention relates to a hybrid system for a work machine having an energy regeneration function.

ハイブリッド式作業機械の従来技術として、ブームシリンダを制御するブームシリンダ回路は、電動・発電機と油圧ポンプ2台を用いて閉回路を構成し、また、エンジンで駆動されるアーム・左走行用油圧ポンプおよびバケット・右走行用ポンプをそれぞれ設け、一方のポンプからアームシリンダおよび左走行用モータに作動油を供給するとともに、他方のポンプからバケットシリンダおよび右走行用モータに作動油を供給するものがある(例えば、特許文献1参照)。   As a conventional technique of a hybrid work machine, a boom cylinder circuit for controlling a boom cylinder is configured as a closed circuit using an electric / generator and two hydraulic pumps, an arm driven by an engine, and a left traveling hydraulic pressure A pump, a bucket and a right traveling pump are provided, and hydraulic oil is supplied from one pump to the arm cylinder and the left traveling motor, and the hydraulic oil is supplied from the other pump to the bucket cylinder and the right traveling motor. Yes (see, for example, Patent Document 1).

また、電動ショベルの左走行装置、右走行装置、旋回装置、ブーム、アームおよびバケットの各アクチュエータに電動機および駆動力伝達装置をそれぞれ設け、これらをエンジンで駆動される発電機または蓄電部より供給された電力により作動させる電動建設機械がある(例えば、特許文献2参照)。
特開2002−322682号公報(第3−4頁、図1) 特開2003−82707号公報(第4頁、図1)
In addition, an electric motor and a driving force transmission device are provided for each actuator of the left traveling device, right traveling device, turning device, boom, arm and bucket of the electric excavator, and these are supplied from a generator or a power storage unit driven by the engine. There is an electric construction machine that is operated by electric power (for example, see Patent Document 2).
JP 2002-322682A (page 3-4, FIG. 1) JP 2003-82707 A (page 4, FIG. 1)

一般的な油圧ショベルのシステムでは、ブームシリンダ伸び側は最大でメインポンプ2台、下げ側はメインポンプ1台で駆動し、また、アームシリンダは最大でメインポンプ2台、走行モータおよび旋回モータはメインポンプ1台で駆動する。したがって、特許文献1記載のショベルでは、ブームシリンダを駆動するため、メインポンプ2台分に相当する大容量の油圧ポンプと、それを高速で駆動する大型の電動・発電機が必要になる。   In a general hydraulic excavator system, the boom cylinder extends up to two main pumps and the lower side is driven from one main pump, and the arm cylinders up to two main pumps, the travel motor and the swing motor It is driven by one main pump. Therefore, in order to drive the boom cylinder, the shovel described in Patent Document 1 requires a large-capacity hydraulic pump corresponding to two main pumps and a large-sized electric motor / generator for driving the pump at high speed.

また、特許文献1記載のショベルのように、アーム・左走行用油圧ポンプとバケット・右走行用ポンプとに分けると、アームシリンダが1ポンプで駆動されることになり、従来の油圧ショベルのシステムと同等のアーム作動速度が確保できない場合がある。   Further, as in the excavator described in Patent Document 1, when divided into an arm / left traveling hydraulic pump and a bucket / right traveling pump, the arm cylinder is driven by one pump, and the conventional hydraulic shovel system May not be able to ensure the same arm operating speed.

一方、特許文献2記載のショベルのように、アクチュエータごとに電動機と駆動力伝達装置を設置すると、システムが複雑でかつ電動機や駆動力伝達装置の個数が多いので、実機に搭載することが難しく、かつシステムが高価になる。   On the other hand, as in the excavator described in Patent Document 2, if an electric motor and a driving force transmission device are installed for each actuator, the system is complicated and the number of electric motors and driving force transmission devices is large, so it is difficult to install in an actual machine. In addition, the system becomes expensive.

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、従来のハイブリッドシステムと比較して電動・発電機およびポンプの個数や容量を増やすことなく必要な作動速度を確保でき、かつ実機に搭載が容易で実用的な作業機械のハイブリッドシステムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such points, and can ensure the required operating speed without increasing the number and capacity of motors / generators and pumps as compared with the conventional hybrid system, and can be mounted on an actual machine. An object is to provide an easy and practical work machine hybrid system.

請求項1記載の発明は、エンジンに接続され発電機および電動機として機能する発電・電動機と、発電・電動機に接続され充電および放電をする蓄電装置と、発電・電動機および蓄電装置からの電力で機体を旋回駆動するとともに機体の旋回エネルギを電力に変換して回生する旋回用電動・発電機と、エンジンおよび発電・電動機により駆動されタンク内の流体を少なくとも第1アクチュエータを制御する第1アクチュエータ回路および第2アクチュエータを制御する第2アクチュエータ回路にそれぞれ供給する第1ポンプおよび第2ポンプと、蓄電装置に接続され電動機および発電機として機能するポンプ用電動・発電機と、ポンプ用電動・発電機で駆動されタンク内の流体を少なくとも第3アクチュエータを制御する第3アクチュエータ回路に供給する流体圧モータ機能を有する第3ポンプと、第1アクチュエータ回路からの戻り流体を第3ポンプの吸込ポートに供給する戻り流体供給回路と、第3ポンプの吐出ポートから第1アクチュエータ回路および第2アクチュエータ回路に圧力流体を補給する圧力流体補給回路と、第1ポンプの吐出通路と第2ポンプの吐出通路との間に設けられ第1ポンプの吐出流量と第2ポンプの吐出流量とを合流可能な合流用流量制御バルブとを具備した作業機械のハイブリッドシステムである。   The invention described in claim 1 is a power generator / motor connected to an engine and functioning as a generator / motor, a power storage device connected to the power generator / motor for charging and discharging, and a power source from the power generator / motor and the power storage device. A turning electric motor / generator for revolving by converting the turning energy of the airframe into electric power, a first actuator circuit driven by the engine and the electric generator / motor, and controlling at least the first actuator for fluid in the tank, and A first pump and a second pump that are respectively supplied to a second actuator circuit that controls the second actuator; an electric motor / generator for a pump that is connected to a power storage device and functions as an electric motor and an electric generator; and an electric motor / generator for the pump A third actuator that is driven and controls at least the third actuator for fluid in the tank A third pump having a fluid pressure motor function to supply to the passage; a return fluid supply circuit for supplying return fluid from the first actuator circuit to the suction port of the third pump; and a first actuator circuit from the discharge port of the third pump. And a pressure fluid supply circuit for supplying pressure fluid to the second actuator circuit, a discharge flow rate of the first pump and a discharge flow rate of the second pump provided between the discharge passage of the first pump and the discharge passage of the second pump, Is a hybrid system for a work machine that includes a flow control valve for merging that can merge.

請求項2記載の発明は、請求項1記載の作業機械のハイブリッドシステムにおいて、左走行モータおよび右走行モータにより走行可能で旋回用電動・発電機により旋回可能な機体に、ブームシリンダ、アームシリンダおよびバケットシリンダにより駆動される作業装置を備え、第1ポンプの吐出ポートは、ブームシリンダを制御するブームシリンダ回路および左走行モータを制御する左走行モータ回路に接続され、第2ポンプの吐出ポートは、アームシリンダを制御するアームシリンダ回路および右走行モータを制御する右走行モータ回路に接続され、第3ポンプの吐出ポートは、バケットシリンダを制御するバケットシリンダ回路に接続されたものである。   According to a second aspect of the present invention, in the hybrid system of the working machine according to the first aspect, the boom cylinder, the arm cylinder, The working device is driven by a bucket cylinder, the discharge port of the first pump is connected to the boom cylinder circuit that controls the boom cylinder and the left travel motor circuit that controls the left travel motor, and the discharge port of the second pump is An arm cylinder circuit that controls the arm cylinder and a right traveling motor circuit that controls the right traveling motor are connected to each other, and a discharge port of the third pump is connected to a bucket cylinder circuit that controls the bucket cylinder.

請求項3記載の発明は、請求項2記載の作業機械のハイブリッドシステムにおける戻り流体供給回路が、ブーム下げ時にブームシリンダ回路からの戻り流体を第3ポンプの吸込ポートに再生する再生通路と、再生通路から分岐されてタンクに連通されたタンク通路中に設けられブームシリンダ回路からタンクに戻される流量を制御するタンク流量制御バルブとを具備したものである。   According to a third aspect of the present invention, the return fluid supply circuit in the hybrid system of the work machine according to the second aspect has a regeneration passage for regenerating the return fluid from the boom cylinder circuit to the suction port of the third pump when the boom is lowered. A tank flow rate control valve is provided in a tank passage branched from the passage and communicated with the tank, and controls a flow rate returned to the tank from the boom cylinder circuit.

請求項4記載の発明は、請求項2または3記載の作業機械のハイブリッドシステムにおける圧力流体補給回路が、第3ポンプの吐出ポートからブームシリンダ回路およびアームシリンダ回路に補給される圧力流体を流量制御する補給流量制御バルブを具備したものである。   According to a fourth aspect of the present invention, the pressure fluid supply circuit in the hybrid system of the work machine according to the second or third aspect controls the flow rate of the pressure fluid supplied from the discharge port of the third pump to the boom cylinder circuit and the arm cylinder circuit. A replenishment flow rate control valve is provided.

請求項1記載の発明によれば、戻り流体供給回路と、圧力流体補給回路と、合流用流量制御バルブとによって、第1ポンプ、第2ポンプおよび第3ポンプの各ポンプ間、または第1アクチュエータ、第2アクチュエータおよび第3アクチュエータの各アクチュエータ間で発生する余剰流体エネルギを相互に有効利用するので、従来の作業機械に搭載されたハイブリッドシステムに比較して、大容量の電動機やポンプが必要なく、かつ各アクチュエータに電動機および駆動力伝達装置をそれぞれ個別に設置するシステムと比較して電動機やポンプの個数が少なくなるので、実機に容易に搭載でき、低コストなシステムを構築できる。さらに、第1アクチュエータ、第2アクチュエータおよび第3アクチュエータの各アクチュエータを連動操作すると、これらの各アクチュエータに第1ポンプ、第2ポンプおよび第3ポンプの各ポンプが割り当てられるので、これらの各アクチュエータ間の流体圧の負荷干渉がなく、エネルギロスを軽減でき、かつ操作性を向上できる。また、旋回用電動・発電機の制動エネルギを回生して第3ポンプの駆動に利用できるとともに、圧力流体補給回路を介して第1アクチュエータおよび第2アクチュエータの駆動にも利用できる。   According to the first aspect of the present invention, between the first pump, the second pump, and the third pump, or the first actuator by the return fluid supply circuit, the pressure fluid supply circuit, and the merging flow control valve. Since the surplus fluid energy generated between the actuators of the second actuator and the third actuator is mutually used effectively, a large-capacity electric motor or pump is not required as compared with a hybrid system mounted on a conventional work machine. In addition, since the number of electric motors and pumps is reduced as compared with a system in which an electric motor and a driving force transmission device are individually installed in each actuator, a low-cost system can be built easily on an actual machine. Further, when the actuators of the first actuator, the second actuator, and the third actuator are operated in conjunction with each other, the pumps of the first pump, the second pump, and the third pump are assigned to these actuators. There is no load interference of the fluid pressure, energy loss can be reduced, and operability can be improved. Further, the braking energy of the turning electric motor / generator can be regenerated and used for driving the third pump, and can also be used for driving the first actuator and the second actuator via the pressure fluid supply circuit.

請求項2記載の発明によれば、戻り流体供給回路によりブーム下げ時の戻り流体エネルギを第3ポンプを介してポンプ用電動・発電機で蓄電装置に回生できるとともに、旋回用電動・発電機の制動エネルギを蓄電装置に回生でき、これらの回生エネルギをバケットシリンダの駆動に効率良く利用できるとともに、圧力流体補給回路を介してブームシリンダおよびアームシリンダの駆動に効率良く利用でき、また、ブームシリンダ回路が十分な流量を必要とする場合は、合流用流量制御バルブを開くことで、第1ポンプだけでなく第2ポンプからもブームシリンダ回路に十分な圧力流体を供給して、ブームシリンダの要求速度を満たすことができるので、従来の油圧ショベルに搭載されている発電・電動機やメインポンプと同程度の出力の発電・電動機やポンプでシステムを構成できる。また、ブームシリンダ、アームシリンダ、バケットシリンダの各アクチュエータを連動操作すると、これらの各アクチュエータに第1ポンプ、第2ポンプおよび第3ポンプの各ポンプが割り当てられるので、これらの各アクチュエータ間の流体圧の負荷干渉がなく、エネルギロスを軽減でき、かつ操作性を向上できる。さらに、従来の油圧ショベルと同様に、左走行モータと、右走行モータと、ブームシリンダと、アームシリンダと、バケットシリンダの連動操作を容易にできる。   According to the second aspect of the present invention, the return fluid energy at the time of lowering the boom can be regenerated to the power storage device by the pump motor / generator via the third pump by the return fluid supply circuit, and the turning motor / generator The braking energy can be regenerated in the power storage device, and the regenerative energy can be efficiently used for driving the bucket cylinder, and can be efficiently used for driving the boom cylinder and the arm cylinder via the pressure fluid supply circuit. Is required to supply sufficient pressure fluid to the boom cylinder circuit not only from the first pump but also from the second pump by opening the merging flow control valve. Power generation with the same output as the power generation / motor and main pump mounted on conventional hydraulic excavators You can configure the system in motor or pump. Further, when the actuators of the boom cylinder, the arm cylinder, and the bucket cylinder are operated in conjunction with each other, the pumps of the first pump, the second pump, and the third pump are assigned to these actuators. No load interference, energy loss can be reduced, and operability can be improved. Further, similarly to the conventional hydraulic excavator, the interlocking operation of the left traveling motor, the right traveling motor, the boom cylinder, the arm cylinder, and the bucket cylinder can be facilitated.

請求項3記載の発明によれば、戻り流体供給回路のタンク流量制御バルブにより再生通路での再生流量を制御することで、ブーム下げ時の戻り流体エネルギを第3ポンプを介してポンプ用電動・発電機で適切に回生でき、その回生エネルギをバケットシリンダなどの駆動に利用できる。   According to the third aspect of the present invention, the return fluid energy at the time of lowering the boom is supplied to the pump motor / It can be regenerated appropriately with a generator, and the regenerated energy can be used to drive a bucket cylinder or the like.

請求項4記載の発明によれば、補給流量制御バルブの流量制御によって、第3ポンプからバケットシリンダ回路に供給される圧力流体流量とのバランスを保ちつつ、第3ポンプから吐出された圧力流体をブームシリンダ回路およびアームシリンダ回路にも補給できる。   According to the fourth aspect of the present invention, the pressure fluid discharged from the third pump is maintained while maintaining a balance with the pressure fluid flow rate supplied from the third pump to the bucket cylinder circuit by the flow rate control of the replenishment flow rate control valve. The boom cylinder circuit and the arm cylinder circuit can also be replenished.

以下、本発明を図1および図2に示された一実施の形態を参照しながら詳細に説明する。なお、作動流体は油を用い、流体圧は油圧とする。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to one embodiment shown in FIGS. The working fluid is oil and the fluid pressure is hydraulic.

図2は、本発明に係る作業機械としてのハイブリッド式油圧ショベルAを示し、この油圧ショベルAは、機体B上に、キャブCおよび動力装置Dとともに作業装置Eが搭載されている。機体Bには、下部走行体に対し上部旋回体を旋回駆動する旋回用電動・発電機7が設けられ、作業装置Eには、機体Bに軸連結されたブームbmを上下方向に回動する第1アクチュエータとしてのブームシリンダ8、ブームbmの先端に軸連結されたアームamを回動する第2アクチュエータとしてのアームシリンダ9、アームamの先端に軸連結されたバケットbkを回動する第3アクチュエータとしてのバケットシリンダ10が設けられ、また機体Bの下部走行体には履帯駆動用の左走行モータ11および右走行モータ12が設けられている。   FIG. 2 shows a hybrid excavator A as a work machine according to the present invention. In this excavator A, a work device E is mounted on a machine body B together with a cab C and a power device D. The machine body B is provided with a turning electric motor / generator 7 that drives the upper turning body to turn relative to the lower traveling body, and the work device E rotates the boom bm that is axially connected to the machine body B in the vertical direction. A boom cylinder 8 as a first actuator, an arm cylinder 9 as a second actuator for rotating an arm am axially connected to the tip of the boom bm, and a third for rotating a bucket bk axially connected to the tip of the arm am A bucket cylinder 10 is provided as an actuator, and a left traveling motor 11 and a right traveling motor 12 for driving the crawler belt are provided on the lower traveling body of the airframe B.

図1において、1は動力装置Dに内蔵されたエンジンであり、このエンジン1に発電機および電動機として機能する発電・電動機2が直結され、この発電・電動機2の回転軸に可変容量型の第1ポンプ3および第2ポンプ4の回転軸が直列に連結されている。これらの第1ポンプ3および第2ポンプ4に対し、ポンプ用電動・発電機5によって駆動される可変容量型の第3ポンプ6が別に設置されている。これらの可変容量型の各ポンプ3,4,6は、外部から入力された電気信号により斜板の傾転角を制御する斜板制御器3c,4c,6cを備えている。   In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an engine built in the power unit D, and a generator / motor 2 that functions as a generator and an electric motor is directly connected to the engine 1, and a variable capacity type first motor is connected to a rotating shaft of the generator / motor 2. The rotation shafts of the first pump 3 and the second pump 4 are connected in series. A variable displacement type third pump 6 driven by a pump motor / generator 5 is separately provided for the first pump 3 and the second pump 4. Each of these variable displacement pumps 3, 4, 6 includes swash plate controllers 3 c, 4 c, 6 c that control the tilt angle of the swash plate by an electric signal input from the outside.

第3ポンプ6は、流体圧ポンプおよび流体圧モータとして機能とするもので、流体の流れ方向はポンプ作用時もモータ作用時も同一の一方向である。この第3ポンプ6を介して前後の通路には差圧を検出するための圧力検出器6a,6bが設置されている。   The third pump 6 functions as a fluid pressure pump and a fluid pressure motor, and the flow direction of the fluid is the same in both the pump operation and the motor operation. Pressure detectors 6a and 6b for detecting a differential pressure are installed in the front and rear passages via the third pump 6.

そして、これらの第1ポンプ3、第2ポンプ4および第3ポンプ6から、ブームシリンダ8、アームシリンダ9、バケットシリンダ10、左走行モータ11および右走行モータ12に供給される作動流体を制御する流体圧回路が設置されている。   Then, the working fluid supplied from these first pump 3, second pump 4 and third pump 6 to boom cylinder 8, arm cylinder 9, bucket cylinder 10, left travel motor 11 and right travel motor 12 is controlled. A fluid pressure circuit is installed.

第1ポンプ3および第2ポンプ4をエンジン1と共に駆動する発電・電動機2には、この発電・電動機2を制御する制御器2cが接続され、この制御器2cには、充電および放電をするバッテリまたはキャパシタなどの蓄電装置14が、この蓄電装置14を制御する制御器14cを介して接続されている。   A controller 2c that controls the generator / motor 2 is connected to the generator / motor 2 that drives the first pump 3 and the second pump 4 together with the engine 1, and a battery that charges and discharges is connected to the controller 2c. Alternatively, a power storage device 14 such as a capacitor is connected via a controller 14c that controls the power storage device 14.

同様に、第3ポンプ6を駆動するポンプ用電動・発電機5には、このポンプ用電動・発電機5を制御する制御器5cが接続され、また、旋回用電動・発電機7には、この旋回用電動・発電機7を制御する制御器7cが接続され、これらの制御器5c,7cは、制御器14cを介して蓄電装置14に接続されている。   Similarly, a controller 5c for controlling the electric motor / generator 5 for pump is connected to the electric motor / generator 5 for driving the third pump 6, and the electric motor / generator 7 for turning is A controller 7c for controlling the turning electric motor / generator 7 is connected, and these controllers 5c and 7c are connected to the power storage device 14 via the controller 14c.

第1ポンプ3、第2ポンプ4および第3ポンプ6の吸込口は、それぞれタンク16に接続されている。このタンク16は、油などの作動流体を収容し、そのタンク内部は、大気圧に、または大気圧以上に予圧されている。   The suction ports of the first pump 3, the second pump 4 and the third pump 6 are respectively connected to the tank 16. The tank 16 contains a working fluid such as oil, and the inside of the tank is preloaded to atmospheric pressure or higher than atmospheric pressure.

ブームシリンダ8を方向制御および流量制御する制御バルブブロック17は、ブリッジ回路を構成する複数の流量制御バルブ17a,17b,17c,17dにより形成されている。   The control valve block 17 that controls the direction and flow rate of the boom cylinder 8 is formed by a plurality of flow rate control valves 17a, 17b, 17c, and 17d that form a bridge circuit.

アームシリンダ9を方向制御および流量制御する制御バルブブロック18は、ブリッジ回路を構成する複数の流量制御バルブ18a,18b,18c,18dにより形成されている。なお、この制御バルブブロック18には、アームシリンダ9のロッド室からヘッド室へ再生される再生流量を制御する流量制御バルブ18eが設けられている。   A control valve block 18 that controls the direction and flow rate of the arm cylinder 9 is formed by a plurality of flow rate control valves 18a, 18b, 18c, and 18d that constitute a bridge circuit. The control valve block 18 is provided with a flow rate control valve 18e for controlling the regeneration flow rate regenerated from the rod chamber of the arm cylinder 9 to the head chamber.

バケットシリンダ10を方向制御および流量制御する制御バルブブロック19は、ブリッジ回路を構成する複数の流量制御バルブ19a,19b,19c,19dにより形成されている。なお、この制御バルブブロック19には、第3ポンプ6から吐出された後、タンク16に戻されるバイパス流量を制御するバイパス流量制御バルブ19eが設けられている。   A control valve block 19 that controls the direction and flow rate of the bucket cylinder 10 is formed by a plurality of flow rate control valves 19a, 19b, 19c, and 19d that form a bridge circuit. The control valve block 19 is provided with a bypass flow rate control valve 19e that controls the bypass flow rate that is discharged from the third pump 6 and then returned to the tank 16.

左走行モータ11の回転方向および回転速度は左走行制御用の制御バルブ20により制御し、右走行モータ12の回転方向および回転速度は右走行制御用の制御バルブ21により制御する。これらの左右走行モータ11,12と制御バルブ20,21との間には、それぞれ制動用のブレーキバルブ22,23が設けられている。   The rotation direction and rotation speed of the left traveling motor 11 are controlled by a control valve 20 for left traveling control, and the rotation direction and rotation speed of the right traveling motor 12 are controlled by a control valve 21 for right traveling control. Brake brake valves 22 and 23 are provided between the left and right traveling motors 11 and 12 and the control valves 20 and 21, respectively.

第1ポンプ3の吐出通路には、タンク16に戻されるバイパス流量を制御するバイパス流量制御バルブ24が設けられ、第2ポンプ4の吐出通路にも、同様のバイパス流量制御バルブ25が設けられ、また、第1ポンプ3の吐出通路と第2ポンプ4の吐出通路との間には、これらの通路を繋ぐことで第1ポンプ3の吐出流量と第2ポンプ4の吐出流量とを合流可能な合流用流量制御バルブ26が設置されている。   A bypass flow rate control valve 24 for controlling the bypass flow rate returned to the tank 16 is provided in the discharge passage of the first pump 3, and a similar bypass flow rate control valve 25 is provided in the discharge passage of the second pump 4, Further, the discharge flow rate of the first pump 3 and the discharge flow rate of the second pump 4 can be merged by connecting these passages between the discharge passage of the first pump 3 and the discharge passage of the second pump 4. A confluence flow control valve 26 is provided.

第3ポンプ6の吐出通路には、この第3ポンプ6からブームシリンダ8およびアームシリンダ9に供給される圧力流体の流量を制御するための補給流量制御バルブ27が設けられている。また、ブームシリンダ8の制御バルブブロック17から第3ポンプ6の吸込側への戻り通路には、ブームシリンダ回路からの戻り流体をタンク16に逃がすためのタンク流量制御バルブ28が設けられている。   The discharge passage of the third pump 6 is provided with a replenishing flow rate control valve 27 for controlling the flow rate of the pressure fluid supplied from the third pump 6 to the boom cylinder 8 and the arm cylinder 9. A tank flow rate control valve 28 is provided in the return passage from the control valve block 17 of the boom cylinder 8 to the suction side of the third pump 6 to release the return fluid from the boom cylinder circuit to the tank 16.

第1ポンプ3の吐出通路にはチェックバルブ29が設けられ、第2ポンプ4の吐出通路にはチェックバルブ30が設けられ、また、第3ポンプ6の吸込通路には、タンク16から第3ポンプ6に作動流体を補給するためのチェックバルブ31が設けられ、また、第3ポンプ6から補給流量制御バルブ27を経た通路は2つに分岐され、それらの各通路には、チェックバルブ32,33を介して、ブームシリンダ8およびアームシリンダ9に圧力流体を供給する回路が接続されている。   A check valve 29 is provided in the discharge passage of the first pump 3, a check valve 30 is provided in the discharge passage of the second pump 4, and a third pump from the tank 16 is provided in the suction passage of the third pump 6. 6 is provided with a check valve 31 for replenishing the working fluid, and the passage from the third pump 6 through the replenishment flow rate control valve 27 is branched into two, and check passages 32, 33 are provided in each of the passages. A circuit for supplying pressure fluid to the boom cylinder 8 and the arm cylinder 9 is connected via the.

すなわち、第1ポンプ3からの吐出通路のチェックバルブ29と、第3ポンプ6からの吐出通路のチェックバルブ32との間から、第1ポンプ3からの吐出流量と第3ポンプ6からの吐出流量とを合流させてブームシリンダ8へ供給するための合流回路が引出され、また、第2ポンプ4からの吐出通路のチェックバルブ30と第3ポンプ6からの吐出通路のチェックバルブ33との間から、第2ポンプ4からの吐出流量と第3ポンプ6からの吐出流量とを合流させてアームシリンダ9へ供給するための合流回路が引出されている。   That is, the discharge flow rate from the first pump 3 and the discharge flow rate from the third pump 6 from between the check valve 29 of the discharge passage from the first pump 3 and the check valve 32 of the discharge passage from the third pump 6. Are joined together, and are supplied to the boom cylinder 8 from between the check valve 30 for the discharge passage from the second pump 4 and the check valve 33 for the discharge passage from the third pump 6. A merging circuit for bringing the discharge flow rate from the second pump 4 and the discharge flow rate from the third pump 6 together and supplying them to the arm cylinder 9 is drawn out.

以上のように、この作業機械のハイブリッドシステムは、エンジン1に接続されエンジン1をパワーアシストする発電機および電動機として機能する発電・電動機2と、この発電・電動機2に接続され充電および放電をする蓄電装置14と、発電・電動機2および蓄電装置14からの電力で機体Bを旋回駆動するとともに機体Bの旋回エネルギを電力に変換して回生する旋回用電動・発電機7と、エンジン1および発電・電動機2により駆動されタンク16内の流体を少なくともブームシリンダ8を制御する第1アクチュエータ回路としてのブームシリンダ回路51およびアームシリンダ9を制御する第2アクチュエータ回路としてのアームシリンダ回路52にそれぞれ供給する第1ポンプ3および第2ポンプ4と、蓄電装置14に接続され電動機および発電機として機能するポンプ用電動・発電機5と、このポンプ用電動・発電機5で駆動されタンク16内の流体を少なくともバケットシリンダ10を制御する第3アクチュエータ回路としてのバケットシリンダ回路59に供給する流体圧モータ機能を有する第3ポンプ6とを備えている。   As described above, the hybrid system of the work machine is connected to the engine 1 and the generator / motor 2 functioning as a power generator and a motor for power assisting the engine 1 and the generator / motor 2 is connected to charge and discharge. The electric storage device 14, the electric generator / motor 2 and the electric power from the electric storage device 14, and the electric motor / generator 7 for turning that regenerates the electric power generated from the electric power by converting the electric energy of the electric device B into electric power, and the engine 1 The fluid in the tank 16 driven by the electric motor 2 is supplied to at least a boom cylinder circuit 51 as a first actuator circuit for controlling the boom cylinder 8 and an arm cylinder circuit 52 as a second actuator circuit for controlling the arm cylinder 9, respectively. The first pump 3 and the second pump 4, and the electric motor and power generator connected to the power storage device 14 The pump motor / generator 5 that functions as a pump, and the fluid that is driven by the pump motor / generator 5 and supplies the fluid in the tank 16 to the bucket cylinder circuit 59 as a third actuator circuit that controls at least the bucket cylinder 10 And a third pump 6 having a pressure motor function.

ブームシリンダ回路51は、制御バルブブロック17を中心に構成され、アームシリンダ回路52は、制御バルブブロック18を中心に構成され、バケットシリンダ回路59は、制御バルブブロック19を中心に構成されている。   The boom cylinder circuit 51 is configured around the control valve block 17, the arm cylinder circuit 52 is configured around the control valve block 18, and the bucket cylinder circuit 59 is configured around the control valve block 19.

ブームシリンダ回路51からの戻り流体を第3ポンプ6の吸込ポートに供給する戻り流体供給回路55と、第3ポンプ6の吐出ポートからブームシリンダ回路51およびアームシリンダ回路52に圧力流体を補給する圧力流体補給回路56とが設けられ、また、第1ポンプ3の吐出通路と第2ポンプ4の吐出通路との間には、第1ポンプ3の吐出流量と第2ポンプ4の吐出流量とを合流可能な合流用流量制御バルブ26が設けられている。   A return fluid supply circuit 55 for supplying the return fluid from the boom cylinder circuit 51 to the suction port of the third pump 6, and a pressure for supplying pressure fluid to the boom cylinder circuit 51 and the arm cylinder circuit 52 from the discharge port of the third pump 6. A fluid replenishment circuit 56 is provided, and the discharge flow rate of the first pump 3 and the discharge flow rate of the second pump 4 are merged between the discharge passage of the first pump 3 and the discharge passage of the second pump 4. A possible merging flow control valve 26 is provided.

また、左走行モータ11および右走行モータ12により走行可能で旋回用電動・発電機7により旋回可能な機体Bに、ブームシリンダ8、アームシリンダ9およびバケットシリンダ10により駆動される作業装置Eを備え、第1ポンプ3の吐出ポートは、ブームシリンダ8を制御するブームシリンダ回路51および左走行モータ11を制御する左走行モータ回路57に接続され、第2ポンプ4の吐出ポートは、アームシリンダ9を制御するアームシリンダ回路52および右走行モータ12を制御する右走行モータ回路58に接続され、第3ポンプ6の吐出ポートは、バケットシリンダ10を制御するバケットシリンダ回路59に接続されている。   Further, a working device E driven by a boom cylinder 8, an arm cylinder 9 and a bucket cylinder 10 is provided on a machine body B which can be driven by the left traveling motor 11 and the right traveling motor 12 and which can be rotated by the turning electric motor / generator 7. The discharge port of the first pump 3 is connected to a boom cylinder circuit 51 that controls the boom cylinder 8 and a left travel motor circuit 57 that controls the left travel motor 11, and the discharge port of the second pump 4 is connected to the arm cylinder 9. An arm cylinder circuit 52 for controlling and a right traveling motor circuit 58 for controlling the right traveling motor 12 are connected, and a discharge port of the third pump 6 is connected to a bucket cylinder circuit 59 for controlling the bucket cylinder 10.

戻り流体供給回路55は、ブームシリンダ回路51からの戻り流体を第3ポンプ6の吸込ポートに供給する回路であり、ブーム下げ時にブームシリンダ回路51からの戻り流体を第3ポンプ6の吸込ポートに再生する再生通路55aと、この再生通路55aから分岐されてタンク16に連通されたタンク通路55b中に設けられブームシリンダ回路51からタンク16に戻される流量を制御するタンク流量制御バルブ28とを具備している。   The return fluid supply circuit 55 is a circuit that supplies the return fluid from the boom cylinder circuit 51 to the suction port of the third pump 6. The return fluid from the boom cylinder circuit 51 is supplied to the suction port of the third pump 6 when the boom is lowered. A regeneration passage 55a for regeneration, and a tank flow rate control valve 28 for controlling the flow rate returned from the boom cylinder circuit 51 to the tank 16 provided in the tank passage 55b branched from the regeneration passage 55a and communicated with the tank 16. is doing.

圧力流体補給回路56は、第3ポンプ6の吐出ポートからブームシリンダ回路51およびアームシリンダ回路52に補給される圧力流体を流量制御する補給流量制御バルブ27と、逆流防止用のチェックバルブ32,33とを備えている。   The pressure fluid supply circuit 56 includes a supply flow rate control valve 27 for controlling the flow rate of the pressure fluid supplied from the discharge port of the third pump 6 to the boom cylinder circuit 51 and the arm cylinder circuit 52, and check valves 32 and 33 for preventing backflow. And.

左走行モータ回路57は、制御バルブ20およびブレーキバルブ22により構成され、右走行モータ回路58は、制御バルブ21およびブレーキバルブ23により構成され、バケットシリンダ回路59は、第3ポンプ6から圧力流体の供給を受ける制御バルブブロック19を中心に構成されている。   The left travel motor circuit 57 is composed of the control valve 20 and the brake valve 22, the right travel motor circuit 58 is composed of the control valve 21 and the brake valve 23, and the bucket cylinder circuit 59 is supplied with pressure fluid from the third pump 6. The control valve block 19 that receives the supply is mainly configured.

また、キャブC内に運転席とともに設置された走行用操作ペダルおよび作業用操作レバーなどの操作用電気信号入力器(図示せず)、回路中の圧力検出器6a,6bなどは、これらから入力された信号を演算処理するコントローラ(図示せず)の入力部に接続され、このコントローラの出力部には、各ポンプ3,4,6の斜板制御器3c,4c,6c、および各種バルブ17a,17b,17c,17d,18a,18b,18c,18d,18e,19a,19b,19c,19d,19e,20,21,24,25,26,27,28のソレノイドなどが接続され、これらの駆動および停止が制御される。   In addition, an operation electric signal input device (not shown) such as a traveling operation pedal and a work operation lever installed together with a driver's seat in the cab C, pressure detectors 6a and 6b in the circuit, and the like are input from these. Connected to an input section of a controller (not shown) for processing the processed signals, and the output section of this controller includes swash plate controllers 3c, 4c, 6c of the pumps 3, 4, 6 and various valves 17a. , 17b, 17c, 17d, 18a, 18b, 18c, 18d, 18e, 19a, 19b, 19c, 19d, 19e, 20, 21, 24, 25, 26, 27, 28 solenoids, etc. are connected to drive these And stop is controlled.

ここで、各ポンプ3,4,6の駆動とは、斜板を吐出流量出力位置に制御することであり、各ポンプ3,4,6の停止とは、斜板を吐出流量を出力しない中立位置に制御することである。また、各種バルブの駆動とは、ソレノイドへの通電状態であり、各種バルブの停止とは、ソレノイドへの非通電状態(スプリングリターン状態)である。   Here, the drive of each pump 3, 4, 6 is to control the swash plate to the discharge flow rate output position, and the stop of each pump 3, 4, 6 is neutral that does not output the discharge flow rate to the swash plate. Is to control the position. Further, the driving of various valves is an energized state of the solenoid, and the stop of various valves is a non-energized state (spring return state) of the solenoid.

次に、図1に示された実施の形態の作用を、アクチュエータの作動とポンプおよびバルブの作動の関係を示す下記の表1を参照しながら説明する。なお、この表1において、○印は駆動、×印は停止、△印は○印の駆動後に駆動されることを示している。   Next, the operation of the embodiment shown in FIG. 1 will be described with reference to Table 1 below showing the relationship between the operation of the actuator and the operation of the pump and the valve. In Table 1, ◯ indicates driving, X indicates stop, and Δ indicates that driving is performed after ◯ driving.

Figure 2006349092
Figure 2006349092

(1) ブーム上げ
操作レバーによりブームbmを上方に回動するブーム上げ操作をすると、コントローラ(図示せず)により、第1ポンプ3の斜板が制御され、同時に、バイパス流量制御バルブ24が閉まり、ブームシリンダ8の制御バルブブロック17の流量制御バルブ17a,17dおよびタンク流量制御バルブ28が開口する。
(1) Boom raising When a boom raising operation is performed to rotate the boom bm upward by the operation lever, the swash plate of the first pump 3 is controlled by a controller (not shown), and at the same time, the bypass flow control valve 24 is closed. The flow control valves 17a and 17d and the tank flow control valve 28 of the control valve block 17 of the boom cylinder 8 are opened.

ブーム用のレバー操作量が大きくなると、第2ポンプ4(表1の△印)の斜板が立上がり、同時に、バイパス流量制御バルブ25(表1の△印)が閉まり、合流用流量制御バルブ26(表1の△印)が開き、第2ポンプ4からもブームシリンダ回路に圧力流体が供給される。   When the lever operation amount for the boom is increased, the swash plate of the second pump 4 (marked in Table 1) rises, and at the same time, the bypass flow control valve 25 (marked in Table 1) closes, and the flow control valve for merging 26 (Δ mark in Table 1) is opened, and the pressure fluid is also supplied from the second pump 4 to the boom cylinder circuit.

第1ポンプ3および第2ポンプ4から吐出された圧力流体は、流量制御バルブ17aからブームシリンダ8のヘッド室に供給される。一方、ブームシリンダ8のロッド室から押出された戻り流体は、流量制御バルブ17dからタンク流量制御バルブ28を経てタンク16に戻される。   The pressure fluid discharged from the first pump 3 and the second pump 4 is supplied from the flow control valve 17a to the head chamber of the boom cylinder 8. On the other hand, the return fluid extruded from the rod chamber of the boom cylinder 8 is returned to the tank 16 from the flow rate control valve 17d via the tank flow rate control valve 28.

上記のように、ブームシリンダ8のレバー操作では、第1ポンプ3と第2ポンプ4を同時に立上げず、レバー操作量に応じて第1ポンプ3から第2ポンプ4の順に立ち上げる。一方、後述するアームシリンダ9のレバー操作では、レバー操作量に応じて第2ポンプ4から第1ポンプ3の順に立ち上げる。このように制御することにより、ブーム、アームを連動操作したときの、ポンプの流量配分を滑らかにする。   As described above, when the lever of the boom cylinder 8 is operated, the first pump 3 and the second pump 4 are not started at the same time, but are started in order from the first pump 3 to the second pump 4 according to the lever operation amount. On the other hand, in the lever operation of the arm cylinder 9 to be described later, the second pump 4 and the first pump 3 are started in order according to the lever operation amount. By controlling in this way, the flow rate distribution of the pump is smoothed when the boom and arm are operated in conjunction.

(2) ブーム下げ
操作レバーによりブームbmを下方に回動するブーム下げ操作をすると、コントローラ(図示せず)により、第1ポンプ3の斜板が制御され、同時に、バイパス流量制御バルブ24が閉まり、ブームシリンダ8の制御バルブブロック17の流量制御バルブ17b,17cが開口する。第1ポンプ3から吐出された圧力流体は、流量制御バルブ17bからブームシリンダ8のロッド室に供給される。
(2) Boom lowering When the boom lowering operation is performed by rotating the boom bm downward by the operation lever, the swash plate of the first pump 3 is controlled by the controller (not shown) and at the same time the bypass flow control valve 24 is closed. The flow control valves 17b and 17c of the control valve block 17 of the boom cylinder 8 are opened. The pressure fluid discharged from the first pump 3 is supplied to the rod chamber of the boom cylinder 8 from the flow control valve 17b.

一方、タンク流量制御バルブ28は閉じたままに保たれるから、ブームシリンダ8のヘッド室から押出された戻り流体は、流量制御バルブ17cから第3ポンプ6の吸込ポートに導かれ、第3ポンプ6は、ブームシリンダ8の可変負荷として機能するので、第3ポンプ6の斜板を制御して、ブームシリンダ8の下げ速度を調整する。   On the other hand, since the tank flow rate control valve 28 is kept closed, the return fluid pushed out from the head chamber of the boom cylinder 8 is guided from the flow rate control valve 17c to the suction port of the third pump 6, and the third pump. Since 6 functions as a variable load of the boom cylinder 8, the swash plate of the third pump 6 is controlled to adjust the lowering speed of the boom cylinder 8.

このとき、第3ポンプ6はモータ作用によりポンプ用電動・発電機5を駆動して発電し、発電された電力は、制御器5cから制御器14cを介して蓄電装置14に充電される。   At this time, the third pump 6 generates electric power by driving the pump motor / generator 5 by a motor action, and the generated electric power is charged to the power storage device 14 from the controller 5c via the controller 14c.

(3) アーム上げ/下げ
操作レバーによりアームamを上方または下方に回動するアーム上げ/下げ操作をすると、コントローラ(図示せず)により、第2ポンプ4の斜板が制御され、この第2ポンプ4から圧力流体が吐出され、同時に、バイパス流量制御バルブ25が閉まり、アームシリンダ9の制御バルブブロック18に圧力流体が供給される。
(3) Arm raising / lowering When the arm raising / lowering operation is performed by rotating the arm am upward or downward by the operation lever, the swash plate of the second pump 4 is controlled by the controller (not shown). Pressure fluid is discharged from the pump 4, and at the same time, the bypass flow rate control valve 25 is closed, and pressure fluid is supplied to the control valve block 18 of the arm cylinder 9.

アーム上げ操作の場合は、アームシリンダ9を収縮動作させるので、流量制御バルブ18b,18cが開口する。アーム下げ操作の場合は、アームシリンダ9を伸長動作させるので、流量制御バルブ18a,18d,18eが開口する。流量制御バルブ18eは再生用のバルブで、アームシリンダ9に負荷が加わると閉じる。   In the case of the arm raising operation, the arm cylinder 9 is contracted so that the flow control valves 18b and 18c are opened. In the case of the arm lowering operation, the arm cylinder 9 is extended, so that the flow control valves 18a, 18d, 18e are opened. The flow control valve 18e is a regeneration valve and closes when a load is applied to the arm cylinder 9.

アーム用のレバー操作量が大きくなると、第1ポンプ3(表1の△印)の斜板が立上がり、同時に、バイパス流量制御バルブ24(表1の△印)が閉まり、合流用流量制御バルブ26(表1の△印)が開き、第1ポンプ3からもアームシリンダ回路に圧力流体が供給される。   When the lever operation amount for the arm increases, the swash plate of the first pump 3 (△ in Table 1) rises, and at the same time, the bypass flow control valve 24 (△ in Table 1) closes, and the merging flow control valve 26 (Δ mark in Table 1) is opened, and the pressure fluid is also supplied from the first pump 3 to the arm cylinder circuit.

(4) バケット掘削/排土
操作レバーによりバケットbkを掘削方向および排土方向に回動するバケット掘削または排土操作をすると、コントローラ(図示せず)により、ポンプ用電動・発電機5によって駆動される第3ポンプ6の斜板が制御され、同時に、バイパス流量制御バルブ19eが閉まり、制御バルブブロック19の流量制御バルブ19a〜19dにより方向制御および流量制御された圧力流体がバケットシリンダ10に供給される。バケット掘削操作の場合は、流量制御バルブ19a,19dが開口し、バケット排土操作の場合は、流量制御バルブ19b,19cが開口する。
(4) Bucket excavation / discharging When bucket excavation or excavation operation is performed by rotating the bucket bk in the excavation direction and the excavation direction by the operation lever, it is driven by the pump motor / generator 5 by the controller (not shown). The swash plate of the third pump 6 is controlled, and at the same time, the bypass flow rate control valve 19e is closed, and the pressure fluid whose direction and flow rate are controlled by the flow rate control valves 19a to 19d of the control valve block 19 is supplied to the bucket cylinder 10. Is done. In the case of bucket excavation operation, the flow control valves 19a and 19d are opened, and in the case of bucket earthing operation, the flow control valves 19b and 19c are opened.

(5) 右走行
操作ペダルまたはレバーにより下部走行体の右側履帯を駆動させる右走行操作をすると、コントローラ(図示せず)により、第2ポンプ4の斜板が制御され、同時に、バイパス流量制御バルブ25が閉まるとともに、走行右の制御バルブ21が制御されて右走行モータ12に圧力流体が供給される。
(5) Right travel When a right travel operation is performed to drive the right crawler track of the lower traveling body with the operation pedal or lever, the swash plate of the second pump 4 is controlled by a controller (not shown), and at the same time, the bypass flow control valve At the same time as 25 is closed, the control valve 21 on the right side of the travel is controlled to supply pressure fluid to the right travel motor 12.

(6) 左走行
操作ペダルまたはレバーにより下部走行体の左側履帯を駆動させる左走行操作をすると、コントローラ(図示せず)により、第1ポンプ3の斜板が制御され、同時に、バイパス流量制御バルブ24が閉まるとともに、走行左の制御バルブ20が制御されて、左走行モータ11に圧力流体が供給される。
(6) Left travel When a left travel operation is performed to drive the left crawler track of the lower traveling body with the operation pedal or lever, the swash plate of the first pump 3 is controlled by a controller (not shown), and at the same time, the bypass flow control valve 24 is closed and the control valve 20 on the left side of the travel is controlled so that the pressure fluid is supplied to the left travel motor 11.

(7) ブーム上げとアームの連動操作
操作レバーによりブーム上げとアームの連動操作をすると、コントローラ(図示せず)により、第1ポンプ3の斜板が制御され、同時に、バイパス流量制御バルブ24が閉まり、ブームシリンダ8の制御バルブブロック17の流量制御バルブ17a,17dおよびタンク流量制御バルブ28が開口する。
(7) Boom raising and arm interlocking operation When the boom raising and arm interlocking operation is performed by the operation lever, the swash plate of the first pump 3 is controlled by the controller (not shown), and at the same time, the bypass flow control valve 24 is The flow control valves 17a and 17d and the tank flow control valve 28 of the control valve block 17 of the boom cylinder 8 are opened.

また、第2ポンプ4の斜板が制御され、同時に、バイパス流量制御バルブ25が閉まり、アームシリンダ9の制御バルブブロック18に圧力流体が供給される。   Further, the swash plate of the second pump 4 is controlled, and at the same time, the bypass flow rate control valve 25 is closed, and the pressure fluid is supplied to the control valve block 18 of the arm cylinder 9.

なお、ブームシリンダ速度を速くしたい場合は、ポンプ用電動・発電機5により駆動される第3ポンプ6の斜板を制御し、かつバイパス流量制御バルブ19eを閉じるとともに補給流量制御バルブ27を開くように制御して、第3ポンプ6から補給流量制御バルブ27、チェックバルブ32を介してブームシリンダ8の制御バルブブロック17に圧力流体を供給することもできる。   If it is desired to increase the boom cylinder speed, the swash plate of the third pump 6 driven by the pump motor / generator 5 is controlled, and the bypass flow control valve 19e is closed and the replenishment flow control valve 27 is opened. The pressure fluid can be supplied from the third pump 6 to the control valve block 17 of the boom cylinder 8 via the replenishment flow rate control valve 27 and the check valve 32.

(8) ブーム下げとアームの連動操作
操作レバーによりブーム下げとアームの連動操作をすると、コントローラ(図示せず)により、第1ポンプ3の斜板が制御され、同時に、バイパス流量制御バルブ24が閉まり、ブームシリンダ8の制御バルブブロック17の流量制御バルブ17b,17cが開口する。第1ポンプ3から供給された圧力流体は、流量制御バルブ17bからブームシリンダ8のロッド室に供給される。
(8) Boom lowering and arm interlocking operation When the boom lowering and arm interlocking operation are performed by the operation lever, the swash plate of the first pump 3 is controlled by the controller (not shown), and at the same time the bypass flow control valve 24 is The flow control valves 17b and 17c of the control valve block 17 of the boom cylinder 8 are opened. The pressure fluid supplied from the first pump 3 is supplied from the flow control valve 17b to the rod chamber of the boom cylinder 8.

一方、タンク流量制御バルブ28は閉じたままに保たれるから、ブームシリンダ8のヘッド室から押出された戻り流体は、流量制御バルブ17cから第3ポンプ6の吸込ポートに導かれ、この第3ポンプ6を流体圧モータとして駆動する。このとき、ブームシリンダ8の可変負荷として機能する第3ポンプ6の斜板を制御してブームシリンダ8の速度を調整する。   On the other hand, since the tank flow control valve 28 is kept closed, the return fluid pushed out from the head chamber of the boom cylinder 8 is guided from the flow control valve 17c to the suction port of the third pump 6, and this third The pump 6 is driven as a fluid pressure motor. At this time, the speed of the boom cylinder 8 is adjusted by controlling the swash plate of the third pump 6 that functions as a variable load of the boom cylinder 8.

第3ポンプ6は、モータ作用によりポンプ用電動・発電機5を駆動する。ポンプ用電動・発電機5は発電作用し、発電された電力は、制御器5cから制御器14cを経て蓄電装置14に充電される。   The third pump 6 drives the pump motor / generator 5 by a motor action. The pump motor / generator 5 generates power, and the generated power is charged from the controller 5c to the power storage device 14 via the controller 14c.

また、第2ポンプ4の斜板が制御され、同時に、バイパス流量制御バルブ25が閉まり、アームシリンダ9の制御バルブブロック18に圧力流体が供給され、制御バルブブロック18によりアームシリンダ9の作動方向および作動速度が制御される。   Further, the swash plate of the second pump 4 is controlled, and at the same time, the bypass flow rate control valve 25 is closed and the pressure fluid is supplied to the control valve block 18 of the arm cylinder 9. The operating speed is controlled.

さらに、バイパス流量制御バルブ19eを閉じるとともに補給流量制御バルブ27を開いて、モータ作用の第3ポンプ6を経た圧力流体を、補給流量制御バルブ27からアームシリンダ9の制御バルブブロック18に供給することで、ブームシリンダ回路からの戻り流体をアームシリンダ9の駆動に利用して、作業速度を上げることもできる。   Further, the bypass flow rate control valve 19e is closed and the replenishment flow rate control valve 27 is opened to supply the pressure fluid that has passed through the third pump 6 acting as a motor from the replenishment flow rate control valve 27 to the control valve block 18 of the arm cylinder 9. Thus, the return fluid from the boom cylinder circuit can be used for driving the arm cylinder 9 to increase the working speed.

(9) ブーム上げとバケットの連動操作
操作レバーによりブーム上げとバケットの連動操作をすると、コントローラ(図示せず)により、第1ポンプ3の斜板が制御され、同時に、バイパス流量制御バルブ24が閉まり、ブームシリンダ8の制御バルブブロック17の流量制御バルブ17a,17dおよびタンク流量制御バルブ28が開口する。
(9) Boom raising and bucket linkage operation When the boom raising and bucket linkage operation is performed by the operation lever, the swash plate of the first pump 3 is controlled by the controller (not shown), and at the same time, the bypass flow control valve 24 is The flow control valves 17a and 17d and the tank flow control valve 28 of the control valve block 17 of the boom cylinder 8 are opened.

また、ポンプ用電動・発電機5によって駆動される第3ポンプ6の斜板が制御され、同時に、制御バルブブロック19のバイパス流量制御バルブ19eが閉まり、制御バルブブロック19の流量制御バルブ19a〜19dにより方向制御および流量制御された圧力流体がバケットシリンダ10に供給される。   Further, the swash plate of the third pump 6 driven by the pump motor / generator 5 is controlled, and at the same time, the bypass flow rate control valve 19e of the control valve block 19 is closed, and the flow rate control valves 19a to 19d of the control valve block 19 are closed. Thus, the pressure fluid whose direction is controlled and whose flow rate is controlled is supplied to the bucket cylinder 10.

ブーム用のレバー操作量が大きくなると、第2ポンプ4(表1の△印)の斜板が立上がり、同時に、バイパス流量制御バルブ25(表1の△印)が閉まり、合流用流量制御バルブ26(表1の△印)が開き、第2ポンプ4からもブームシリンダ回路に圧力流体が供給される。   When the lever operation amount for the boom is increased, the swash plate of the second pump 4 (marked in Table 1) rises, and at the same time, the bypass flow control valve 25 (marked in Table 1) closes, and the flow control valve for merging 26 (Δ mark in Table 1) is opened, and the pressure fluid is also supplied from the second pump 4 to the boom cylinder circuit.

(10) ブーム下げとバケットの連動操作
操作レバーによりブーム下げとバケットの連動操作をすると、コントローラ(図示せず)により、第1ポンプ3の斜板が制御され、バイパス流量制御バルブ24が閉まり、同時に、ブームシリンダ8の制御バルブブロック17の流量制御バルブ17b,17cが開口する。そして、第1ポンプ3から供給される圧力流体は、流量制御バルブ17bからブームシリンダ8のロッド室に供給される。一方、タンク流量制御バルブ28は閉じたままに保たれるから、ブームシリンダ8のヘッド室から押出された戻り流体は、流量制御バルブ17cから第3ポンプ6の吸込ポートに導かれる。
(10) Boom lowering and bucket interlocking operation When the boom lowering and bucket interlocking operation is performed by the operation lever, the controller (not shown) controls the swash plate of the first pump 3 and the bypass flow control valve 24 is closed. At the same time, the flow control valves 17b and 17c of the control valve block 17 of the boom cylinder 8 are opened. The pressurized fluid supplied from the first pump 3 is supplied from the flow control valve 17b to the rod chamber of the boom cylinder 8. On the other hand, since the tank flow control valve 28 is kept closed, the return fluid pushed out from the head chamber of the boom cylinder 8 is guided from the flow control valve 17c to the suction port of the third pump 6.

同時に、第3ポンプ6のバイパス流量制御バルブ19eが閉まり、第3ポンプ6から吐出された圧力流体が、制御バルブブロック19の流量制御バルブ19a〜19dにより方向制御および流量制御されて、バケットシリンダ10に供給される。   At the same time, the bypass flow control valve 19e of the third pump 6 is closed, and the pressure fluid discharged from the third pump 6 is subjected to direction control and flow control by the flow control valves 19a to 19d of the control valve block 19, so that the bucket cylinder 10 To be supplied.

このとき、第3ポンプ6の斜板は、ブームシリンダ8から第3ポンプ6の吸込ポートへの戻り流量と、バケットシリンダ10の必要流量とを比較して、大きい方の流量で制御される。   At this time, the swash plate of the third pump 6 is controlled at a larger flow rate by comparing the return flow rate from the boom cylinder 8 to the suction port of the third pump 6 and the required flow rate of the bucket cylinder 10.

すなわち、バケットシリンダ10の必要流量が大きい場合は、第3ポンプ6はポンプ作用により、バケット用の制御バルブブロック19に圧力流体を供給する。このとき、ブームシリンダ8の下げ速度は、流量制御バルブ17cで制御する。   That is, when the required flow rate of the bucket cylinder 10 is large, the third pump 6 supplies the pressure fluid to the bucket control valve block 19 by a pump action. At this time, the lowering speed of the boom cylinder 8 is controlled by the flow rate control valve 17c.

一方、ブームシリンダ8からの戻り流量が大きい場合は、第3ポンプ6はモータ作用し、ポンプ用電動・発電機5を駆動して発電し、発電された電力は、制御器5cから制御器14cを介して蓄電装置14に充電される。このとき、ブームシリンダ8の可変負荷として機能する第3ポンプ6の斜板を制御してブームシリンダ8の下げ速度を調整し、かつモータ作用の第3ポンプ6を経た圧力流体は、バケット用の制御バルブブロック19に供給される。   On the other hand, when the return flow rate from the boom cylinder 8 is large, the third pump 6 operates as a motor, drives the pump motor / generator 5 to generate electric power, and the generated electric power is transferred from the controller 5c to the controller 14c. The power storage device 14 is charged via At this time, the swash plate of the third pump 6 that functions as a variable load of the boom cylinder 8 is controlled to adjust the lowering speed of the boom cylinder 8, and the pressure fluid that has passed through the third pump 6 acting as a motor is used for the bucket. It is supplied to the control valve block 19.

なお、第3ポンプ6をポンプ作用させるかモータ作用させるかは、第3ポンプ6の入出力の差圧を検出する圧力検出器6a,6b、または第3ポンプ6の軸トルクを検出する手段からの検出信号により、コントローラが判断し、制御器5cを制御して、ポンプ用電動・発電機5を駆動状態か発電状態に切換える。   Whether the third pump 6 is pumped or motor-operated is determined from pressure detectors 6a and 6b that detect the differential pressure between the input and output of the third pump 6, or a means that detects the shaft torque of the third pump 6. Based on the detection signal, the controller determines and controls the controller 5c to switch the pump motor / generator 5 from the drive state to the power generation state.

(ll) ブーム上げとアームとバケットの連動操作
操作レバーによりブーム上げとアームとバケットの連動操作をすると、コントローラ(図示せず)により、各ポンプ3,4,6の斜板が制御され、第1ポンプ3はブームシリンダ8の制御バルブブロック17に、第2ポンプ4はアームシリンダ9の制御バルブブロック18に、第3ポンプ6はバケットシリンダ10の制御バルブブロック19に圧力流体を供給し、各アクチュエータを駆動する。
(ll) Boom raising and arm / bucket linking operation When the boom is raised and the arm / bucket linking operation is performed by the operation lever, the swash plate of each pump 3, 4, 6 is controlled by the controller (not shown). The first pump 3 supplies pressure fluid to the control valve block 17 of the boom cylinder 8, the second pump 4 supplies pressure fluid to the control valve block 18 of the arm cylinder 9, and the third pump 6 supplies pressure fluid to the control valve block 19 of the bucket cylinder 10. Drive the actuator.

(12) ブーム下げとアームとバケットの連動操作
操作レバーによりブーム下げとアームとバケットの連動操作をすると、コントローラ(図示せず)により、各ポンプ3,4,6の斜板が制御され、第1ポンプ3はブームシリンダ8の制御バルブブロック17に圧力流体を供給し、第2ポンプ4はアームシリンダ9の制御バルブブロック18に圧力流体を供給し、第3ポンプ6はバケットシリンダ10の制御バルブブロック19に圧力流体を供給し、各アクチュエータを駆動する。
(12) Boom lowering and arm / bucket linking operation When the boom lowering and arm / bucket linking operation are performed by the operation lever, the swash plate of each pump 3, 4, 6 is controlled by the controller (not shown). The first pump 3 supplies pressure fluid to the control valve block 17 of the boom cylinder 8, the second pump 4 supplies pressure fluid to the control valve block 18 of the arm cylinder 9, and the third pump 6 controls the control valve of the bucket cylinder 10. Pressure fluid is supplied to the block 19 to drive each actuator.

第3ポンプ6の斜板は、ブームシリンダ8からの戻り流量と、バケットシリンダ10の必要流量とを比較して、大きい方の流量で制御される。   The swash plate of the third pump 6 is controlled with a larger flow rate by comparing the return flow rate from the boom cylinder 8 and the required flow rate of the bucket cylinder 10.

すなわち、バケットシリンダ10の必要流量が大きい場合は、第3ポンプ6はポンプ作用になり、バケット用の制御バルブブロック19に圧力流体を供給する。このとき、ブームシリンダ8の下げ速度は、流量制御バルブ17cで制御する。   That is, when the required flow rate of the bucket cylinder 10 is large, the third pump 6 has a pump action and supplies pressure fluid to the bucket control valve block 19. At this time, the lowering speed of the boom cylinder 8 is controlled by the flow rate control valve 17c.

一方、ブームシリンダ8から第3ポンプ6への戻り流量が大きい場合は、第3ポンプ6はモータ作用し、ポンプ用電動・発電機5を駆動して発電し、発電された電力は、制御器5cから制御器14cを介して蓄電装置14に充電される。このとき、ブームシリンダ8の可変負荷として機能する第3ポンプ6の斜板制御によりブームシリンダ8の下げ速度が調整され、かつモータ作用の第3ポンプ6を経た圧力流体は、バケットシリンダ10の制御バルブブロック19に供給される。   On the other hand, when the return flow rate from the boom cylinder 8 to the third pump 6 is large, the third pump 6 operates as a motor and drives the pump motor / generator 5 to generate electric power. The power storage device 14 is charged from 5c via the controller 14c. At this time, the lowering speed of the boom cylinder 8 is adjusted by the control of the swash plate of the third pump 6 functioning as a variable load of the boom cylinder 8, and the pressure fluid passing through the third pump 6 acting as a motor is controlled by the bucket cylinder 10. Supplied to the valve block 19.

なお、第3ポンプ6をポンプ作用させるかモータ作用させるかは、第3ポンプ6の入出力の差圧を検出する圧力検出器6a,6b、または第3ポンプ6の軸トルクを検出する手段からの検出信号により、コントローラが判断し、制御器5cを制御して、ポンプ用電動・発電機5を駆動状態か発電状態に切換える。   Whether the third pump 6 is pumped or motor-operated is determined from pressure detectors 6a and 6b that detect the differential pressure between the input and output of the third pump 6, or a means that detects the shaft torque of the third pump 6. Based on the detection signal, the controller determines and controls the controller 5c to switch the pump motor / generator 5 from the drive state to the power generation state.

(13) 走行とブームとアームとバケットの連動操作
操作ペダルまたはレバーにより走行とブームとアームとバケットの連動操作をすると、コントローラ(図示せず)により、各ポンプ3,4,6の斜板が制御され、第1ポンプ3は、制御バルブブロック17を経てブームシリンダ8に圧力流体を供給するとともに、左走行用の制御バルブ20を経て左走行モータ11に圧力流体を供給し、第2ポンプ4は、制御バルブブロック18を経てアームシリンダ9に圧力流体を供給するとともに、右走行用の制御バルブ21を経て右走行モータ12に圧力流体を供給する。
(13) Interlocking operation of traveling, boom, arm, and bucket When the operating, boom, arm, and bucket are interlocked by operating pedal or lever, the swash plate of each pump 3, 4, 6 is operated by a controller (not shown). The first pump 3 supplies the pressure fluid to the boom cylinder 8 via the control valve block 17 and supplies the pressure fluid to the left travel motor 11 via the control valve 20 for left travel. Supplies the pressure fluid to the arm cylinder 9 via the control valve block 18 and supplies the pressure fluid to the right travel motor 12 via the control valve 21 for right travel.

第3ポンプ6は、制御バルブブロック19を経てバケットシリンダ10に圧力流体を供給するとともに、補給流量制御バルブ27からチェックバルブ32および制御バルブブロック17を経てブームシリンダ8に圧力流体を供給し、補給流量制御バルブ27からチェックバルブ33および制御バルブブロック18を経てアームシリンダ9に圧力流体を供給することで、左右走行モータ11,12と、ブームシリンダ8と、アームシリンダ9と、バケットシリンダ10の連動作動を実現する。   The third pump 6 supplies pressure fluid to the bucket cylinder 10 via the control valve block 19 and supplies pressure fluid from the replenishment flow rate control valve 27 to the boom cylinder 8 via the check valve 32 and the control valve block 17 for replenishment. By supplying pressure fluid from the flow control valve 27 to the arm cylinder 9 via the check valve 33 and the control valve block 18, the left and right traveling motors 11, 12, the boom cylinder 8, the arm cylinder 9, and the bucket cylinder 10 are linked. Realize operation.

次に、図1に示された実施の形態の効果を説明する。   Next, the effect of the embodiment shown in FIG. 1 will be described.

戻り流体供給回路55と、圧力流体補給回路56と、合流用流量制御バルブ26とによって、第1ポンプ3、第2ポンプ4および第3ポンプ6の各ポンプ間またはブームシリンダ8、アームシリンダ9およびバケットシリンダ10の各アクチュエータ間で発生する余剰流体エネルギを相互に有効利用するので、従来の作業機械に搭載されたハイブリッドシステムに比較して、大容量の電動機やポンプが必要なく、かつ各アクチュエータに電動機および駆動力伝達装置をそれぞれ個別に設置する従来システムと比較して電動機やポンプの個数が少なくなるので、実機に容易に搭載でき、低コストなシステムを構築できる。   The return fluid supply circuit 55, the pressure fluid supply circuit 56, and the merging flow control valve 26, between the pumps of the first pump 3, the second pump 4, and the third pump 6, or the boom cylinder 8, the arm cylinder 9, and Since the surplus fluid energy generated between the actuators of the bucket cylinder 10 is mutually effectively used, a large-capacity electric motor or pump is not required compared to the hybrid system mounted on the conventional work machine, and each actuator Compared to the conventional system in which the electric motor and the driving force transmission device are individually installed, the number of electric motors and pumps is reduced, so that it can be easily installed in an actual machine and a low-cost system can be constructed.

さらに、ブームシリンダ8、アームシリンダ9およびバケットシリンダ10の各アクチュエータを連動操作すると、これらの各アクチュエータに第1ポンプ3、第2ポンプ4および第3ポンプ6の各ポンプが割り当てられるので、これらの各アクチュエータ間の流体圧の負荷干渉がなく、エネルギロスを軽減でき、かつ操作性を向上できる。また、旋回用電動・発電機7の制動エネルギを回生して第3ポンプ6の駆動に利用できるとともに、圧力流体補給回路56を介してブームシリンダ8およびアームシリンダ9の駆動にも利用できる。   Further, when the actuators of the boom cylinder 8, the arm cylinder 9 and the bucket cylinder 10 are operated in conjunction with each other, the pumps of the first pump 3, the second pump 4 and the third pump 6 are assigned to these actuators. There is no load interference of fluid pressure between the actuators, energy loss can be reduced, and operability can be improved. Further, the braking energy of the turning electric motor / generator 7 can be regenerated and used for driving the third pump 6, and can also be used for driving the boom cylinder 8 and the arm cylinder 9 via the pressure fluid supply circuit 56.

従来の油圧ショベルと同様に、左走行モータ11と、右走行モータ12と、ブームシリンダ8と、アームシリンダ9と、バケットシリンダ10の連動操作を容易にできる。   As with the conventional excavator, the interlocking operation of the left traveling motor 11, the right traveling motor 12, the boom cylinder 8, the arm cylinder 9, and the bucket cylinder 10 can be facilitated.

戻り流体供給回路55により、ブーム下げ時の戻り流体エネルギを第3ポンプ6を介してポンプ用電動・発電機5で蓄電装置14に回生できるとともに、旋回用電動・発電機7の制動エネルギを蓄電装置14に回生でき、これらの回生エネルギをバケットシリンダ10の駆動に効率良く利用できるとともに、圧力流体補給回路56を介してブームシリンダ8およびアームシリンダ9の駆動に効率良く利用でき、また、ブームシリンダ回路51が十分な流量を必要とする場合は、合流用流量制御バルブ26を開くことで、第1ポンプ3だけでなく第2ポンプ4からもブームシリンダ回路51に十分な圧力流体を供給して、ブームシリンダ8の要求速度を満たすことができるので、従来の油圧ショベルに搭載されている発電・電動機やメインポンプと同程度の出力の発電・電動機2およびポンプ3,4,6でシステムを構成できる。   With the return fluid supply circuit 55, the return fluid energy at the time of lowering the boom can be regenerated to the power storage device 14 by the pump motor / generator 5 via the third pump 6, and the braking energy of the turning motor / generator 7 can be stored. The regenerative energy can be efficiently used for driving the bucket cylinder 10, and can be efficiently used for driving the boom cylinder 8 and the arm cylinder 9 via the pressure fluid supply circuit 56. When the circuit 51 requires a sufficient flow rate, by opening the merging flow control valve 26, not only the first pump 3 but also the second pump 4 supplies sufficient pressure fluid to the boom cylinder circuit 51. Because the required speed of the boom cylinder 8 can be satisfied, the power generation of the same level as the power generation / motor and main pump mounted on the conventional hydraulic excavator A system can be configured with the electric motor 2 and the pumps 3, 4, 6.

戻り流体供給回路55のタンク流量制御バルブ28により再生通路55aでの再生流量を制御することで、ブーム下げ時の戻り流体エネルギを第3ポンプ6を介してポンプ用電動・発電機5で適切に回生でき、その回生エネルギをバケットシリンダ10などの駆動に利用できる。   By controlling the regeneration flow rate in the regeneration passage 55a by the tank flow rate control valve 28 of the return fluid supply circuit 55, the return fluid energy at the time of lowering the boom is appropriately adjusted by the pump motor / generator 5 via the third pump 6. The regenerative energy can be used for driving the bucket cylinder 10 and the like.

補給流量制御バルブ27の流量制御によって、第3ポンプ6からバケットシリンダ10に供給される圧力流体流量とのバランスを保ちつつ、第3ポンプ6から吐出された圧力流体をブームシリンダ回路51およびアームシリンダ回路52にも補給でき、ブームシリンダ8およびアームシリンダ9を要求される速度で作動できる。   By controlling the flow rate of the replenishment flow rate control valve 27, the pressure fluid discharged from the third pump 6 is supplied to the boom cylinder circuit 51 and the arm cylinder while maintaining a balance with the pressure fluid flow rate supplied from the third pump 6 to the bucket cylinder 10. The circuit 52 can also be replenished and the boom cylinder 8 and the arm cylinder 9 can be operated at the required speed.

なお、本発明は、油圧ショベル以外の作業機械、例えば破砕仕様機、解体仕様機などにも利用可能である。   In addition, this invention can be utilized also for working machines other than a hydraulic shovel, for example, a crushing specification machine, a dismantling specification machine, etc.

本発明に関する作業機械のハイブリッドシステムの一実施の形態を示す回路図である。1 is a circuit diagram showing an embodiment of a hybrid system for a work machine according to the present invention. 同上ハイブリッドシステムを備えた作業機械の側面図である。It is a side view of the working machine provided with the hybrid system same as the above.

符号の説明Explanation of symbols

B 機体
E 作業装置
1 エンジン
2 発電・電動機
3 第1ポンプ
4 第2ポンプ
5 ポンプ用電動・発電機
6 第3ポンプ
7 旋回用電動・発電機
8 第1アクチュエータとしてのブームシリンダ
9 第2アクチュエータとしてのアームシリンダ
10 第3アクチュエータとしてのバケットシリンダ
11 左走行モータ
12 右走行モータ
14 蓄電装置
16 タンク
26 合流用流量制御バルブ
27 補給流量制御バルブ
28 タンク流量制御バルブ
51 第1アクチュエータ回路としてのブームシリンダ回路
52 第2アクチュエータ回路としてのアームシリンダ回路
55 戻り流体供給回路
55a 再生通路
55b タンク通路
56 圧力流体補給回路
57 左走行モータ回路
58 右走行モータ回路
59 第3アクチュエータ回路としてのバケットシリンダ回路
B Machine body E Working device 1 Engine 2 Generator / motor 3 First pump 4 Second pump 5 Pump motor / generator 6 Third pump 7 Turning electric motor / generator 8 Boom cylinder 9 as first actuator 9 As second actuator Arm cylinder
10 Bucket cylinder as third actuator
11 Left travel motor
12 Right travel motor
14 Power storage device
16 tanks
26 Flow control valve for merging
27 Supply flow control valve
28 Tank flow control valve
51 Boom cylinder circuit as the first actuator circuit
52 Arm cylinder circuit as second actuator circuit
55 Return fluid supply circuit
55a Regeneration passage
55b Tank passage
56 Pressure fluid supply circuit
57 Left travel motor circuit
58 Right travel motor circuit
59 Bucket cylinder circuit as third actuator circuit

Claims (4)

エンジンに接続され発電機および電動機として機能する発電・電動機と、
発電・電動機に接続され充電および放電をする蓄電装置と、
発電・電動機および蓄電装置からの電力で機体を旋回駆動するとともに機体の旋回エネルギを電力に変換して回生する旋回用電動・発電機と、
エンジンおよび発電・電動機により駆動されタンク内の流体を少なくとも第1アクチュエータを制御する第1アクチュエータ回路および第2アクチュエータを制御する第2アクチュエータ回路にそれぞれ供給する第1ポンプおよび第2ポンプと、
蓄電装置に接続され電動機および発電機として機能するポンプ用電動・発電機と、
ポンプ用電動・発電機で駆動されタンク内の流体を少なくとも第3アクチュエータを制御する第3アクチュエータ回路に供給する流体圧モータ機能を有する第3ポンプと、
第1アクチュエータ回路からの戻り流体を第3ポンプの吸込ポートに供給する戻り流体供給回路と、
第3ポンプの吐出ポートから第1アクチュエータ回路および第2アクチュエータ回路に圧力流体を補給する圧力流体補給回路と、
第1ポンプの吐出通路と第2ポンプの吐出通路との間に設けられ第1ポンプの吐出流量と第2ポンプの吐出流量とを合流可能な合流用流量制御バルブと
を具備したことを特徴とする作業機械のハイブリッドシステム。
A generator / motor connected to the engine and functioning as a generator and motor;
A power storage device connected to a generator / motor to charge and discharge; and
A motor / generator for turning that regenerates the power by rotating the airframe with electric power from the generator / motor and the power storage device and converting the turning energy of the airframe into electric power;
A first pump and a second pump, which are driven by an engine and a generator / motor, respectively, to supply fluid in the tank to at least a first actuator circuit for controlling the first actuator and a second actuator circuit for controlling the second actuator;
A motor / generator for a pump connected to a power storage device and functioning as a motor and a generator;
A third pump having a fluid pressure motor function that is driven by a pump electric motor / generator and supplies a fluid in the tank to a third actuator circuit that controls at least the third actuator;
A return fluid supply circuit for supplying the return fluid from the first actuator circuit to the suction port of the third pump;
A pressure fluid supply circuit for supplying pressure fluid to the first actuator circuit and the second actuator circuit from the discharge port of the third pump;
And a merging flow control valve provided between the discharge passage of the first pump and the discharge passage of the second pump and capable of merging the discharge flow rate of the first pump and the discharge flow rate of the second pump. A hybrid system of working machines.
左走行モータおよび右走行モータにより走行可能で旋回用電動・発電機により旋回可能な機体に、ブームシリンダ、アームシリンダおよびバケットシリンダにより駆動される作業装置を備え、
第1ポンプの吐出ポートは、ブームシリンダを制御するブームシリンダ回路および左走行モータを制御する左走行モータ回路に接続され、
第2ポンプの吐出ポートは、アームシリンダを制御するアームシリンダ回路および右走行モータを制御する右走行モータ回路に接続され、
第3ポンプの吐出ポートは、バケットシリンダを制御するバケットシリンダ回路に接続された
ことを特徴とする請求項1記載の作業機械のハイブリッドシステム。
A machine that can be driven by a left traveling motor and a right traveling motor and that can be swung by a turning electric motor / generator is provided with a working device driven by a boom cylinder, an arm cylinder, and a bucket cylinder,
The discharge port of the first pump is connected to a boom cylinder circuit that controls the boom cylinder and a left travel motor circuit that controls the left travel motor,
The discharge port of the second pump is connected to an arm cylinder circuit that controls the arm cylinder and a right traveling motor circuit that controls the right traveling motor,
The discharge system of the third pump is connected to a bucket cylinder circuit that controls the bucket cylinder.
戻り流体供給回路は、
ブーム下げ時にブームシリンダ回路からの戻り流体を第3ポンプの吸込ポートに再生する再生通路と、
再生通路から分岐されてタンクに連通されたタンク通路中に設けられブームシリンダ回路からタンクに戻される流量を制御するタンク流量制御バルブと
を具備したことを特徴とする請求項2記載の作業機械のハイブリッドシステム。
The return fluid supply circuit
A regeneration passage for regenerating the return fluid from the boom cylinder circuit to the suction port of the third pump when the boom is lowered;
3. A working machine according to claim 2, further comprising: a tank flow rate control valve that is provided in a tank passage that is branched from the regeneration passage and communicates with the tank, and that controls a flow rate returned to the tank from the boom cylinder circuit. Hybrid system.
圧力流体補給回路は、
第3ポンプの吐出ポートからブームシリンダ回路およびアームシリンダ回路に補給される圧力流体を流量制御する補給流量制御バルブ
を具備したことを特徴とする請求項2または3記載の作業機械のハイブリッドシステム。
The pressure fluid supply circuit
4. The work machine hybrid system according to claim 2, further comprising a replenishment flow rate control valve for controlling a flow rate of the pressure fluid replenished from the discharge port of the third pump to the boom cylinder circuit and the arm cylinder circuit.
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