JP2008185182A - Hydraulic control system of working machine - Google Patents

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JP2008185182A JP2007020859A JP2007020859A JP2008185182A JP 2008185182 A JP2008185182 A JP 2008185182A JP 2007020859 A JP2007020859 A JP 2007020859A JP 2007020859 A JP2007020859 A JP 2007020859A JP 2008185182 A JP2008185182 A JP 2008185182A
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Withdrawn
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JP2007020859A
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Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Wada
篤志 和田
Gei Jon
ゲイ ジョン
Katsuharu Kenmori
克治 権守
Original Assignee
Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd
新キャタピラー三菱株式会社
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To facilitate supply flow rate control to a hydraulic actuator when discharged oil from the hydraulic actuator is collected in an accumulator to be reused. <P>SOLUTION: The hydraulic control system is constituted so as to perform flow rate control of first and second main pumps 9 and 10 which are oil pressure supply sources of a boom cylinder 8 by load sensing flow rate control, and is provided with an accumulator 39 for accumulating the pressure of the discharged oil from a head side oil chamber 8a of the boom cylinder 8, and a hybrid pump 34 for supplying the pressure oil accumulated in the accumulator 39 to a delivery line 12 of the first and the second main pumps 9 and 10. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、油圧アクチュエータからの排出油の有するエネルギーを回収、再利用することができる作業機械における油圧制御システムの技術分野に属するものである。   The present invention belongs to the technical field of a hydraulic control system in a work machine that can recover and reuse the energy of oil discharged from a hydraulic actuator.
一般に、油圧ショベルやクレーン等の作業機械は、昇降自在な作業部を備えると共に、該作業部の昇降は、油圧ポンプから圧油供給される油圧シリンダの伸縮作動に基づいて行うように構成されているが、このものにおいて、従来、作業部の下降時に油圧シリンダの重量保持側油室から油タンクに排出される油は、作業部の自重による急激な落下を防止するため、油圧シリンダの油供給排出制御を行うコントロールバルブに設けられた絞りによってメータアウト制御されるように構成されている。つまり、地面より上方に位置している作業部は位置エネルギーを有しているが、該位置エネルギーは、前記コントロールバルブの絞りを通過するときに熱エネルギーに変換され、さらに該熱エネルギーはオイルクーラーによって大気中に放出されることになって、無駄なエネルギー損失となる。
そこで、作業部の有する位置エネルギーを回収、再利用するために、通常の油圧シリンダに加えて補助油圧シリンダ(アシストシリンダ)を設け、作業部の下降時に、補助油圧シリンダの重量保持側油室から排出される油をアキュムレータに蓄圧すると共に、作業部の上昇時に、アキュムレータに蓄圧された圧油を補助シリンダの重量保持側に供給するようにした技術が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。
特許第2582310号公報
In general, a work machine such as a hydraulic excavator or a crane includes a working unit that can freely move up and down, and the working unit is configured to be lifted and lowered based on an expansion and contraction operation of a hydraulic cylinder supplied with pressure oil from a hydraulic pump. However, in this case, conventionally, the oil discharged from the hydraulic cylinder weight holding side oil chamber to the oil tank when the working unit is lowered is supplied to the hydraulic cylinder in order to prevent a sudden drop due to its own weight. Meter-out control is performed by a throttle provided in a control valve that performs discharge control. That is, the working unit located above the ground has potential energy, but the potential energy is converted into thermal energy when passing through the throttle of the control valve, and the thermal energy is further converted into an oil cooler. Will be discharged into the atmosphere, resulting in wasted energy loss.
Therefore, in order to recover and reuse the potential energy of the working unit, an auxiliary hydraulic cylinder (assist cylinder) is provided in addition to the normal hydraulic cylinder, and when the working unit is lowered, the auxiliary hydraulic cylinder is moved from the weight holding side oil chamber. A technique is disclosed in which the discharged oil is accumulated in an accumulator, and the pressure oil accumulated in the accumulator is supplied to the weight holding side of the auxiliary cylinder when the working unit is raised (see, for example, Patent Document 1). .)
Japanese Patent No. 2582310
しかるに、前記特許文献1のものは、作業部の上昇時にアキュムレータに蓄圧されている場合には、該アキュムレータの蓄圧油が補助油圧シリンダに供給されて作業部の上昇を援護する一方、アキュムレータに充分に蓄圧されていない場合には、油圧ポンプからコントロールバルブを介して通常の油圧シリンダに供給される圧油の一部が、補助油圧シリンダに供給されると共にアキュムレータ蓄圧用に用いられるように構成されている。このため、アキュムレータの蓄圧状態によって、通常の油圧シリンダに供給される圧油供給量が変化してしまうことになって、作業部の上昇速度を正確にコントロールすることができず、作業性に劣るという問題があり、ここに本発明が解決しようとする課題がある。   However, in the case of Patent Document 1, when the accumulator is accumulating when the working part is raised, the accumulator oil is supplied to the auxiliary hydraulic cylinder to support the raising of the working part, while the accumulator is sufficient. When the pressure is not accumulated in the engine, a part of the pressure oil supplied from the hydraulic pump to the normal hydraulic cylinder through the control valve is supplied to the auxiliary hydraulic cylinder and used for accumulator pressure accumulation. ing. For this reason, the amount of pressure oil supplied to the normal hydraulic cylinder changes depending on the pressure accumulation state of the accumulator, and the ascending speed of the working unit cannot be accurately controlled, resulting in poor workability. There is a problem to be solved by the present invention.
本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項1の発明は、油圧アクチュエータと、該油圧アクチュエータの油圧供給源となるメインポンプと、該メインポンプの吐出流量を油圧アクチュエータの負荷圧に応じて制御するロードセンシング流量制御手段とを備えた作業機械の油圧制御システムにおいて、前記油圧アクチュエータからの排出油を蓄圧するアキュムレータと、該アキュムレータに蓄圧された圧油を前記メインポンプの吐出ラインに供給するハイブリッドポンプとを設けたことを特徴とする作業機械における油圧制御システムである。
そして、この様にすることにより、油圧アクチュエータからの排出油を、アキュムレータおよびハイブリッドポンプを用いて有効に回収、再利用できることになるが、さらにこのものにおいて、ハイブリッドポンプの吐出流量はメインポンプの吐出ラインに供給されるから、ロードセンシング流量制御手段によって、メインポンプの吐出流量とハイブリッドポンプの吐出流量との合計流量が、吐出ラインの圧力を油圧アクチュエータの負荷圧よりも所定の差圧分だけ高い圧力にするために必要な流量となるように制御されることになり、而して、ハイブリッドポンプの吐出流量分、メインポンプの吐出流量が自動的に減少することになる。よって、別途流量制御手段を設けることなく、ロードセンシング流量制御をそのまま利用して、メインポンプの吐出流量を、ハイブリッドポンプの吐出流量の増減に対応するように制御できることになり、而して、制御の簡略化に寄与できると共に、ロードセンシング流量制御は従来から作業機械に広く用いられている流量制御であるから、容易に実施できる。
請求項2の発明は、油圧アクチュエータは、作業機械に装備される作業部を昇降せしめる油圧シリンダであると共に、油圧制御システムは、作業部の下降時に油圧シリンダの重量保持側油室から排出された圧油をアキュムレータに導く回収油路を備えることを特徴とする請求項1に記載の作業機械における油圧制御システムである。
そして、この様にすることにより、作業部の下降時に油圧シリンダの重量保持側油室から排出される油のエネルギーを、回収油路を経由してアキュムレータに蓄圧することができる。
請求項3の発明は、回収油路は、作業部の下降時に油圧シリンダの重量保持側油室から排出された圧油を、アキュムレータに導くと共に、ハイブリッドポンプの吸入側に導くことを特徴とする請求項2に記載の作業機械における油圧制御システムである。
そして、この様にすることにより、例えば作業機械に他の油圧アクチュエータが設けられているような場合に、作業部の下降時に油圧シリンダの重量保持側油室から排出された高圧の油を、ハイブリッドポンプを介して他の油圧アクチュエータに再利用することができる。
請求項4の発明は、回収油路に、該回収油路の流量制御を行う回収用バルブを配したことを特徴とする請求項2または3に記載の作業機械における油圧制御システムである。
そして、この様にすることにより、回収用バルブによって油圧シリンダの重量保持側油室からの排出流量を制御することができ、而して、作業部の下降速度を精度良くコントロールできることになって、良好な操作性を得ることができる。
請求項5の発明は、油圧制御システムは、作業部の下降時に油圧シリンダの重量保持側油室から排出された圧油を、油圧シリンダの反重量保持側油室に導く再生油路を備えることを特徴とする請求項2乃至4の何れか一項に記載の作業機械における油圧制御システムである。
そして、この様にすることにより、油圧シリンダの重量保持側油室から排出された高圧の油を、そのまま反重量保持側油室への再生油として利用することができる。
請求項6の発明は、再生油路に、該再生油路の流量制御を行う再生用バルブを配したことを特徴とする請求項5に記載の作業機械における油圧制御システムである。
そして、この様にすることにより、回収用バルブによって油圧シリンダの重量保持側油室から排出されて反重量保持側油室に供給される再生油の流量を制御することができ、而して、作業部の下降速度を精度良くコントロールすることができることになって、良好な操作性を得ることができる。
請求項7の発明は、油圧制御システムは、ハイブリッドポンプからメインポンプの吐出ラインへの供給流量を、アキュムレータの蓄圧量に応じて増減制御する制御装置を備えることを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載の作業機械における油圧制御システムである。
そして、この様にすることにより、アキュムレータの蓄圧油を確実に利用することができると共に、例えばアキュムレータが空になった時点でハイブリッドポンプからの圧油供給を急に停止する構成にした場合のように回路に急激な変化が生じることなく、操作性の向上に寄与できる。
請求項8の発明は、油圧制御システムは、アキュムレータへの油の入出力を制御するアキュムレータ用制御弁を備えることを特徴とする請求項1乃至7の何れか一項に記載の作業機械における油圧制御システムである。
そして、この様にすることにより、アキュムレータの蓄圧油を、必要時に無駄無く利用することができる。
請求項9の発明は、油圧制御システムは、油圧アクチュエータの他に、メインポンプを圧油供給源とする他の油圧アクチュエータを備えることを特徴とする請求項1乃至8の何れか一項に記載の作業機械における油圧制御システムである。
そして、この様にすることにより、アキュムレータの蓄圧油を、他の油圧アクチュエータにも利用することができる。
The present invention has been created in view of the above circumstances and has been created for the purpose of solving these problems. The invention of claim 1 includes a hydraulic actuator and a main pump serving as a hydraulic supply source of the hydraulic actuator. And a load sensing flow rate control means for controlling the discharge flow rate of the main pump in accordance with the load pressure of the hydraulic actuator, an accumulator for accumulating discharged oil from the hydraulic actuator, A hydraulic control system for a work machine, comprising: a hybrid pump that supplies pressure oil accumulated in an accumulator to a discharge line of the main pump.
In this way, the oil discharged from the hydraulic actuator can be effectively collected and reused using an accumulator and a hybrid pump. In this case, the discharge flow rate of the hybrid pump is the discharge rate of the main pump. The total flow rate of the main pump discharge flow rate and the hybrid pump discharge flow rate is higher than the load pressure of the hydraulic actuator by a predetermined differential pressure by the load sensing flow rate control means. Thus, the flow rate is controlled so as to become a flow rate required for the pressure, and the discharge flow rate of the main pump is automatically reduced by the discharge flow rate of the hybrid pump. Therefore, without providing a separate flow rate control means, the load sensing flow rate control can be used as it is, and the main pump discharge flow rate can be controlled to correspond to the increase or decrease of the hybrid pump discharge flow rate. The load sensing flow rate control can be easily implemented because it is a flow rate control that has been widely used in work machines.
According to a second aspect of the present invention, the hydraulic actuator is a hydraulic cylinder that raises and lowers a working unit provided in the work machine, and the hydraulic control system is discharged from the weight holding side oil chamber of the hydraulic cylinder when the working unit is lowered. The hydraulic control system for a work machine according to claim 1, further comprising a recovery oil passage that guides the pressure oil to an accumulator.
In this manner, the energy of the oil discharged from the weight holding side oil chamber of the hydraulic cylinder when the working unit is lowered can be accumulated in the accumulator via the recovery oil passage.
The invention according to claim 3 is characterized in that the recovered oil passage guides the pressure oil discharged from the weight holding side oil chamber of the hydraulic cylinder when the working unit is lowered to the accumulator and to the suction side of the hybrid pump. A hydraulic control system for a work machine according to claim 2.
In this manner, for example, when another hydraulic actuator is provided in the work machine, the high pressure oil discharged from the weight holding side oil chamber of the hydraulic cylinder when the working unit is lowered is hybridized. It can be reused for other hydraulic actuators via the pump.
The invention according to claim 4 is the hydraulic control system for a work machine according to claim 2 or 3, wherein a recovery valve for controlling a flow rate of the recovery oil passage is arranged in the recovery oil passage.
And by doing in this way, it is possible to control the discharge flow rate from the weight holding side oil chamber of the hydraulic cylinder by the recovery valve, and thus it is possible to accurately control the lowering speed of the working part, Good operability can be obtained.
According to a fifth aspect of the present invention, the hydraulic control system includes a regeneration oil passage that guides the pressure oil discharged from the weight holding side oil chamber of the hydraulic cylinder to the anti-weight holding side oil chamber of the hydraulic cylinder when the working unit is lowered. The hydraulic control system for a work machine according to any one of claims 2 to 4, characterized in that:
And by doing in this way, the high pressure oil discharged | emitted from the weight holding | maintenance side oil chamber of the hydraulic cylinder can be utilized as it is as the reclaimed oil to the anti-weight holding side oil chamber.
A sixth aspect of the present invention is the hydraulic control system for a work machine according to the fifth aspect, wherein a regeneration valve for controlling a flow rate of the regenerated oil passage is arranged in the regenerated oil passage.
And by doing in this way, it is possible to control the flow rate of the regenerated oil that is discharged from the weight holding side oil chamber of the hydraulic cylinder and supplied to the anti-weight holding side oil chamber by the recovery valve. Since the descent speed of the working unit can be controlled with high accuracy, good operability can be obtained.
According to a seventh aspect of the present invention, the hydraulic control system includes a control device that controls increase / decrease of the supply flow rate from the hybrid pump to the discharge line of the main pump according to the pressure accumulation amount of the accumulator. A hydraulic control system for a work machine according to any one of the above.
And by doing in this way, while being able to use the pressure accumulation oil of an accumulator reliably, for example, when it is set as the structure where the pressure oil supply from a hybrid pump is stopped suddenly when the accumulator becomes empty, for example Therefore, it is possible to contribute to improvement in operability without causing a sudden change in the circuit.
According to an eighth aspect of the present invention, the hydraulic control system includes an accumulator control valve that controls input / output of oil to the accumulator, and the hydraulic pressure in the working machine according to any one of claims 1 to 7 Control system.
And by doing in this way, the pressure accumulation oil of an accumulator can be utilized without waste when needed.
According to a ninth aspect of the present invention, in addition to the hydraulic actuator, the hydraulic control system includes another hydraulic actuator using a main pump as a pressure oil supply source. It is the hydraulic control system in the working machine.
And by doing in this way, the pressure accumulation oil of an accumulator can be utilized also for another hydraulic actuator.
次に、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図1において、1は作業機械の一例である油圧ショベルであって、該油圧ショベル1は、クローラ式の下部走行体2、該下部走行体2の上方に旋回自在に支持される上部旋回体3、該上部旋回体3のフロントに装着される作業部4等の各部から構成され、さらに該作業部4は、基端部が上部旋回体3に上下揺動自在に支持されるブーム5、該ブーム5の先端部に前後揺動自在に支持されるアーム6、該アーム6の先端部に取付けられるバケット7等から構成されている。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a hydraulic excavator that is an example of a work machine. The hydraulic excavator 1 includes a crawler-type lower traveling body 2 and an upper revolving body 3 that is rotatably supported above the lower traveling body 2. The working unit 4 is composed of various parts such as a working unit 4 mounted on the front of the upper swing body 3, and the working unit 4 further includes a boom 5 whose base end portion is supported by the upper swing body 3 so as to swing up and down, The arm 5 is supported at the front end of the boom 5 so as to be swingable back and forth, and the bucket 7 is attached to the front end of the arm 6.
8は前記ブーム5を上下揺動せしめるべく伸縮作動する左右一対のブームシリンダ(本発明の油圧アクチュエータ、および作業部を昇降せしめる油圧シリンダに相当する)であって、該ブームシリンダ8は、ヘッド側油室8a(本発明の重量保持側油室に相当する)の圧力によって作業部4の重量を保持すると共に、該ヘッド側油室8aへの圧油供給およびロッド側油室8b(本発明の反重量保持側油室に相当する)からの油排出により伸長してブーム5を上昇せしめ、また、ロッド側油室8bへの圧油供給およびヘッド側油室8aからの油排出により縮小してブーム5を下降せしめるように構成されている。そして、該ブーム5の昇降によって作業部4全体が昇降すると共に、ブーム5の上昇に伴い、作業部4の有する位置エネルギーが増加するが、該位置エネルギーは、後述する油圧制御システムによってブーム5の下降時に回収されて再利用されるようになっている。   Reference numeral 8 denotes a pair of left and right boom cylinders (corresponding to the hydraulic actuator according to the present invention and a hydraulic cylinder for raising and lowering the working unit) that extend and contract to swing the boom 5 up and down. While holding the weight of the working part 4 by the pressure of the oil chamber 8a (corresponding to the weight holding side oil chamber of the present invention), the pressure oil supply to the head side oil chamber 8a and the rod side oil chamber 8b (of the present invention) The boom 5 is raised by the oil discharge from the oil chamber from the anti-weight holding side oil chamber), and the boom 5 is raised, and the oil is reduced by the pressure oil supply to the rod side oil chamber 8b and the oil discharge from the head side oil chamber 8a. The boom 5 is configured to be lowered. The working unit 4 as a whole moves up and down as the boom 5 moves up and down, and as the boom 5 moves up, the potential energy of the working unit 4 increases. It is collected and reused when descending.
次いで、前記油圧制御システムについて、図2の回路図に基づいて説明するが、該回路図において、9、10は油圧ショベル1に搭載のエンジンEにポンプドライブギア部Gを介して連結される第一、第二メインポンプであって、これら第一、第二メインポンプ9、10は、油タンク11から吸込んだ作動油を吐出ライン12に吐出するように構成されている。
ここで、第一、第二メインポンプ9、10は、前記ブームシリンダ8だけでなく、油圧ショベル1に設けられる複数の他の油圧アクチュエータA(図2には、他の油圧アクチュエータAとして三つの油圧アクチュエータを示すが、油圧ショベル1には、例えば、旋回モータ、アームシリンダ、バケットシリンダ、左右の走行モータ等の複数の油圧アクチュエータAが設けられている)の油圧供給源となる可変容量型の油圧ポンプであって、これら第一、第二メインポンプ9、10は、本発明のメインポンプに相当する。
Next, the hydraulic control system will be described based on the circuit diagram of FIG. 2, in which 9 and 10 are connected to the engine E mounted on the hydraulic excavator 1 via the pump drive gear portion G. These are the first and second main pumps, and the first and second main pumps 9 and 10 are configured to discharge the working oil sucked from the oil tank 11 to the discharge line 12.
Here, the first and second main pumps 9 and 10 include not only the boom cylinder 8 but also a plurality of other hydraulic actuators A (not shown in FIG. 2 as other hydraulic actuators A). Although a hydraulic actuator is shown, the hydraulic excavator 1 is a variable capacity type that serves as a hydraulic supply source of a plurality of hydraulic actuators A such as a swing motor, an arm cylinder, a bucket cylinder, and left and right traveling motors). It is a hydraulic pump, Comprising: These 1st, 2nd main pumps 9 and 10 are equivalent to the main pump of this invention.
一方、13はコントロールバルブユニットであって、該コントロールバルブユニット13には、ブームシリンダ8に対する油給排制御を行うブーム用コントロールバルブ14およびブーム用圧力補償弁15、油圧アクチュエータAに対する油給排制御をそれぞれ行う複数の油圧アクチュエータA用コントロールバルブ16および油圧アクチュエータA用圧力補償弁17、後述する中立流量バイパス弁18等の各種バルブが組み込まれている。   On the other hand, 13 is a control valve unit. The control valve unit 13 includes a boom control valve 14 for performing oil supply / discharge control for the boom cylinder 8, a boom pressure compensation valve 15, and an oil supply / discharge control for the hydraulic actuator A. Various valves such as a plurality of control valves 16 for the hydraulic actuator A, a pressure compensation valve 17 for the hydraulic actuator A, and a neutral flow bypass valve 18 to be described later are incorporated.
前記ブーム用コントロールバルブ14は、上昇側パイロットポート14aを備えたスプール弁で構成されており、そして、上昇側パイロットポート14aにパイロット圧が入力されていない状態では、ブームシリンダ8に対する油給排を行わない中立位置Nに位置しているが、上昇側パイロットポート14aにパイロット圧が入力されることにより上昇側位置Xに切換わって、前記吐出ライン12から供給される圧油を、ブーム用コントロールバルブ14に形成されるメータイン絞り14b、ブーム用圧力補償弁15、シリンダヘッド側油路19を経由してブームシリンダ8のヘッド側油室8aに供給する一方、ブームシリンダ8のロッド側油室8bからシリンダロッド側油路20に排出された油を、油タンク11に流すように構成されている。尚、前記シリンダヘッド側油路19は、ブームシリンダ8のヘッド側油室8aに油を給排するべくヘッド側油室8aに接続される油路であり、また、シリンダロッド側油路20は、ブームシリンダ8のロッド側油室8bに油を給排するべくロッド側油室8bに接続される油路である。   The boom control valve 14 is constituted by a spool valve provided with an ascending pilot port 14a. When the pilot pressure is not input to the ascending pilot port 14a, the boom control valve 14 supplies and discharges oil to and from the boom cylinder 8. Although it is located in the neutral position N where it is not performed, the pilot pressure is input to the ascending pilot port 14a, so that the pressure oil supplied from the discharge line 12 is switched to the ascending position X to control the boom. While supplying to the head side oil chamber 8a of the boom cylinder 8 via the meter-in throttle 14b formed in the valve 14, the boom pressure compensation valve 15, and the cylinder head side oil passage 19, the rod side oil chamber 8b of the boom cylinder 8 is supplied. The oil discharged from the cylinder rod side oil passage 20 to the oil tank 11 is configured to flow. . The cylinder head side oil passage 19 is an oil passage connected to the head side oil chamber 8a to supply / discharge oil to / from the head side oil chamber 8a of the boom cylinder 8, and the cylinder rod side oil passage 20 is The oil passage is connected to the rod-side oil chamber 8b to supply and discharge oil to and from the rod-side oil chamber 8b of the boom cylinder 8.
また、油圧アクチュエータA用コントロールバルブ16は、パイロットポート16a、16bを備えたスプール弁で構成されており、そして、両方のパイロットポート16a、16bにパイロット圧が入力されていない状態では、油圧アクチュエータAに対する油給排を行わない中立位置Nに位置しているが、パイロットポート16aまたは16bにパイロット圧が入力されることにより第一作動位置Xまたは第二作動位置Yに切換って、吐出ライン12から供給される圧油を、油圧アクチュエータA用コントロールバルブ16に形成されるメータイン絞り16cまたは16d、および油圧アクチュエータA用圧力補償弁17を経由して油圧アクチュエータAに供給する一方、油圧アクチュエータAからの排出油を油タンク11に流すように構成されている。   The control valve 16 for the hydraulic actuator A is constituted by a spool valve provided with pilot ports 16a and 16b. When no pilot pressure is input to both pilot ports 16a and 16b, the hydraulic actuator A However, when the pilot pressure is input to the pilot port 16a or 16b, the operation is switched to the first operation position X or the second operation position Y, so that the discharge line 12 Is supplied to the hydraulic actuator A via the meter-in throttle 16c or 16d formed in the control valve 16 for the hydraulic actuator A and the pressure compensation valve 17 for the hydraulic actuator A, while the hydraulic oil is supplied from the hydraulic actuator A. So that the drained oil flows into the oil tank 11 It has been made.
一方、21はブーム用電磁比例減圧弁、22は油圧アクチュエータA用電磁比例減圧弁であって、これらブーム用、油圧アクチュエータA用電磁比例減圧弁21、22は、ブーム用操作レバー、油圧アクチュエータ用操作具(何れも図示しないが、油圧アクチュエータ用操作具は、各油圧アクチュエータAに対応してそれぞれ設けられる)の操作に基づいて、前記ブーム用コントロールバルブ14の上昇側パイロットポート14a、油圧アクチュエータA用コントロールバルブ16のパイロットポート16a、16bにそれぞれパイロット圧を出力する。前記ブーム用操作レバー、油圧アクチュエータA用操作具は、本実施の形態では電気式レバーで構成されていて、その操作方向および操作量は後述する制御装置23に入力され、該制御装置23からブーム用、油圧アクチュエータA用電磁比例減圧弁21、22にパイロット圧出力の制御信号が出力される構成になっているが、該ブーム用、油圧アクチュエータA用電磁比例減圧弁21、22から出力されるパイロット圧は、ブーム用操作レバー、油圧アクチュエータA用操作具の操作量にそれぞれ対応して増減すると共に、前記上昇側位置Xのブーム用コントロールバルブ14のメータイン絞り14bの開度量、第一作動位置Xまたは第二作動位置Yの油圧アクチュエータA用コントロールバルブ16のメータイン絞り16c、16dの開度量は、入力されたパイロット圧に対応して増減するように構成されており、而して、ブーム用操作レバー、油圧アクチュエータA用操作具の操作量にそれぞれ対応したメータイン制御が行われるように構成されている。尚、図中、24はパイロット油圧源である。   On the other hand, 21 is an electromagnetic proportional pressure reducing valve for the boom, 22 is an electromagnetic proportional pressure reducing valve for the hydraulic actuator A, and the electromagnetic proportional pressure reducing valves 21 and 22 for the boom and hydraulic actuator A are for the boom operating lever and the hydraulic actuator. Based on the operation of the operation tool (none of which is shown, the hydraulic actuator operation tool is provided corresponding to each hydraulic actuator A), the ascending pilot port 14a of the boom control valve 14, the hydraulic actuator A Pilot pressure is output to the pilot ports 16a and 16b of the control valve 16, respectively. In the present embodiment, the boom operating lever and the hydraulic actuator A operating tool are constituted by electric levers, and the operation direction and operation amount thereof are input to the control device 23 described later, and the boom is operated from the control device 23. The control signal for pilot pressure output is output to the electromagnetic proportional pressure reducing valves 21 and 22 for the hydraulic actuator A, and is output from the electromagnetic proportional pressure reducing valves 21 and 22 for the boom and hydraulic actuator A. The pilot pressure increases or decreases corresponding to the operation amounts of the boom operation lever and the hydraulic actuator A operation tool, and the opening amount of the meter-in throttle 14b of the boom control valve 14 at the ascending position X, the first operation position. Open meter-in throttles 16c and 16d of control valve 16 for hydraulic actuator A at X or second operating position Y The amount is configured to increase or decrease in accordance with the input pilot pressure, so that meter-in control corresponding to the operation amounts of the boom operation lever and the hydraulic actuator A operation tool is performed. It is configured. In the figure, 24 is a pilot hydraulic pressure source.
さらに、前記ブーム用圧力補償弁15、油圧アクチュエータA用圧力補償弁17は、後述するロードセンシング用信号回路25からパイロットポート15a、17aに入力される負荷信号圧を受けて、ブーム用コントロールバルブ14、油圧アクチュエータA用コントロールバルブ16の前後差圧(入口側圧力と出口側圧力との差圧)を一定に保持するように動作するように構成されている。そして、該ブーム用圧力補償弁15、油圧アクチュエータA用圧力補償弁17によって前後差圧が一定に保持されることにより、ブーム用コントロールバルブ14、油圧アクチュエータA用コントロールバルブ16は、ブーム用シリンダ8、油圧アクチュエータAへの供給流量を、負荷の大小に関わらずメータイン絞り14a、16c、16dの開度量に応じた流量となるようにコントロールできるようになっている。   Further, the boom pressure compensation valve 15 and the hydraulic actuator A pressure compensation valve 17 receive the load signal pressure input to the pilot ports 15a and 17a from a load sensing signal circuit 25 described later, and the boom control valve 14 The hydraulic actuator A control valve 16 is configured to operate so as to maintain a constant differential pressure (differential pressure between the inlet side pressure and the outlet side pressure). The boom pressure compensation valve 15 and the hydraulic actuator A pressure compensation valve 17 hold the differential pressure across the front and rear so that the boom control valve 14 and the hydraulic actuator A control valve 16 are connected to the boom cylinder 8. The supply flow rate to the hydraulic actuator A can be controlled so as to be a flow rate corresponding to the opening amounts of the meter-in throttles 14a, 16c, and 16d regardless of the magnitude of the load.
また、前記中立流量バイパス弁18は、吐出ライン12からコントロールバルブユニット13に入力された圧油を油タンク11にアンロードするバイパス油路55に配されている。そして、該中立流量バイパス弁18は、制御装置23から出力される制御信号に基づいて、バイパス油路55を閉じる閉位置Nからバイパス油路55を開く開位置Xに切換わるように構成されている。   The neutral flow bypass valve 18 is disposed in a bypass oil passage 55 that unloads the pressure oil input from the discharge line 12 to the control valve unit 13 to the oil tank 11. The neutral flow bypass valve 18 is configured to switch from a closed position N for closing the bypass oil passage 55 to an open position X for opening the bypass oil passage 55 based on a control signal output from the control device 23. Yes.
一方、26、27は前記ブームシリンダ8、油圧アクチュエータAの負荷圧がそれぞれ導入される負荷圧検出回路であって、これら負荷圧検出回路26、27に導入された負荷圧は複数のシャトル弁28により高圧側が選択され、そして最終のシャトル弁28aから出力される最も高圧の負荷圧が、負荷信号圧としてロードセンシング用信号回路25に入力される。尚、前記負荷圧検出回路26、27は、ブーム用コントロールバルブ14、油圧アクチュエータ用コントロールバルブ16が中立位置Nに位置している状態では、ブームシリンダ8、油圧アクチュエータAの負荷圧は導入されず、油タンク11に連通している。   On the other hand, 26 and 27 are load pressure detection circuits into which the load pressures of the boom cylinder 8 and the hydraulic actuator A are respectively introduced. The load pressures introduced into these load pressure detection circuits 26 and 27 are a plurality of shuttle valves 28. Thus, the high pressure side is selected, and the highest pressure load pressure output from the final shuttle valve 28a is input to the load sensing signal circuit 25 as the load signal pressure. The load pressure detection circuits 26 and 27 do not introduce the load pressures of the boom cylinder 8 and the hydraulic actuator A when the boom control valve 14 and the hydraulic actuator control valve 16 are in the neutral position N. , Communicated with the oil tank 11.
前記ロードセンシング用信号回路25は、前述した最終のシャトル弁28aから第一、第二メインポンプ9、10の第一、第二ロードセンシング用レギュレータ29、30、および前述したブーム用圧力補償弁15、油圧アクチュエータA用圧力補償弁17のパイロットポート15a、17aに至るように形成される回路であって、該ロードセンシング用信号回路25を経由して、負荷信号圧が第一、第二ロードセンシング用レギュレータ29、30、およびブーム用圧力補償弁15、油圧アクチュエータA用圧力補償弁17のパイロットポート15a、17aに入力されるようになっている。   The load sensing signal circuit 25 includes the first and second load sensing regulators 29 and 30 of the first and second main pumps 9 and 10 and the boom pressure compensation valve 15 described above. , A circuit formed so as to reach the pilot ports 15 a and 17 a of the pressure compensation valve 17 for the hydraulic actuator A, and the load signal pressure is first and second load sensing via the load sensing signal circuit 25. Regulators 29 and 30, boom pressure compensation valve 15, and hydraulic actuator A pressure compensation valve 17 are input to pilot ports 15 a and 17 a.
前記第一、第二ロードセンシング用レギュレータ29、30は、ロードセンシング用信号回路25から入力される負荷信号圧に基づいて第一、第二メインポンプ9、10の流量制御(ロードセンシング流量制御)を行うべく第一、第二メインポンプ9、10に具備されるレギュレータであって、このものは、ロードセンシング用信号回路25から負荷信号圧が入力されることにより、吐出ライン12の圧力が負荷信号圧PLよりも所定の差圧ΔP分だけ高い圧力Pp(Pp=PL+ΔP)となるように、第一、第二メインポンプ9、10の流量を制御する。尚、該第一、第二ロードセンシング用レギュレータ29、30、および前記圧力補償弁15、16、負荷圧検出回路25、26、シャトル弁18、18a、ロードセンシング用信号回路25等によって、本発明のロードセンシング流量制御手段が構成されている。   The first and second load sensing regulators 29 and 30 control the flow rate of the first and second main pumps 9 and 10 based on the load signal pressure input from the load sensing signal circuit 25 (load sensing flow rate control). The regulators included in the first and second main pumps 9 and 10 are configured so that the pressure of the discharge line 12 is loaded when the load signal pressure is input from the load sensing signal circuit 25. The flow rates of the first and second main pumps 9 and 10 are controlled so that the pressure Pp (Pp = PL + ΔP) is higher than the signal pressure PL by a predetermined differential pressure ΔP. The first and second load sensing regulators 29 and 30, the pressure compensation valves 15 and 16, the load pressure detection circuits 25 and 26, the shuttle valves 18 and 18a, the load sensing signal circuit 25, etc. Load sensing flow rate control means is configured.
また、前記第一、第二メインポンプ9、10は、流量制御を行うレギュレータとして、前述した第一、第二ロードセンシング用レギュレータ29、30だけでなく、定馬力制御を行うための第一、第二パワーコンスタント用レギュレータ31、32を具備している。そして、該第一、第二パワーコンスタント用レギュレータ31、32は、エンジン回転数に応じてメインポンプ制御用電磁比例減圧弁33から出力される制御信号圧を受けて、フル出力のときのポンプ出力を一定に保持するべく第一、第二メインポンプ9、10の流量を制御する。   The first and second main pumps 9 and 10 are not only the first and second load sensing regulators 29 and 30 described above as regulators for controlling the flow rate, but also the first and second main pumps for performing constant horsepower control. Second power constant regulators 31 and 32 are provided. The first and second power constant regulators 31 and 32 receive the control signal pressure output from the main pump control electromagnetic proportional pressure reducing valve 33 in accordance with the engine speed, and output the pump at the time of full output. The flow rates of the first and second main pumps 9 and 10 are controlled so as to keep the pressure constant.
一方、34はハイブリッドポンプであって、このものもポンプドライブギア部Gを介してエンジンEに連結される可変容量型ポンプであるが、該ハイブリッドポンプ34は、後述するサクション油路35から供給される油を吸込んで前記吐出ライン12に吐出するように構成されている。つまり、ハイブリッドポンプ12から吐出される圧油は、吐出ライン12において前記第一、第二メインポンプ9、10の吐出油と合流することになるが、該ハイブリッドポンプ34の吐出流量制御は、制御装置23から出力される制御信号に基づいて作動するハイブリッド用レギュレータ36によって行われるように構成されている。尚、図中、63はハイブリッドポンプ34から吐出ライン12への油の流れは許容するが、逆方向の流れは阻止するチェック弁である。   On the other hand, reference numeral 34 denotes a hybrid pump, which is also a variable displacement pump connected to the engine E via a pump drive gear portion G. The hybrid pump 34 is supplied from a suction oil passage 35 to be described later. The oil is sucked and discharged to the discharge line 12. That is, the pressure oil discharged from the hybrid pump 12 merges with the discharge oil of the first and second main pumps 9 and 10 in the discharge line 12, but the discharge flow rate control of the hybrid pump 34 is controlled. It is configured to be performed by a hybrid regulator 36 that operates based on a control signal output from the device 23. In the drawing, reference numeral 63 denotes a check valve that allows oil flow from the hybrid pump 34 to the discharge line 12 but prevents reverse flow.
ここで、前記サクション油路35は、後述するアキュムレータ油路37および回収油路38から供給される圧油を、ハイブリッドポンプ34の吸入側に導く油路である。而してハイブリッドポンプ34は、後述するように、アキュムレータ油路37から供給されるアキュムレータ39の蓄圧油、あるいは回収油路38から供給されるブームシリンダ8のヘッド側油室8aからの排出油を吸込んで、吐出ライン12に吐出するようになっている。   Here, the suction oil passage 35 is an oil passage that guides the pressure oil supplied from an accumulator oil passage 37 and a recovery oil passage 38 described later to the suction side of the hybrid pump 34. Thus, as will be described later, the hybrid pump 34 collects the accumulated oil in the accumulator 39 supplied from the accumulator oil passage 37 or the discharged oil from the head side oil chamber 8a of the boom cylinder 8 supplied from the recovery oil passage 38. The air is sucked and discharged to the discharge line 12.
前記回収油路38は、後述する再生油路40と共に前記シリンダヘッド側油路19から分岐形成される油路であって、該回収油路38には、回収用バルブ41が配されていると共に、該回収用バルブ41の下流側で、アキュムレータ油路37と前記サクション油路35とに接続されている。さらに、回収油路38には、シリンダヘッド側油路19からアキュムレータ油路37およびサクション油路35への油の流れは許容するが、逆方向の流れは阻止するチェック弁42が配されている。而して、ブームシリンダ8のヘッド側油室8aからシリンダヘッド側油路19に排出された油を、回収油路38を経由して、アキュムレータ油路37およびサクション油路35に供給することができるようになっている。   The recovery oil passage 38 is an oil passage that is branched from the cylinder head-side oil passage 19 together with a later-described regeneration oil passage 40, and a recovery valve 41 is disposed in the recovery oil passage 38. The accumulator oil passage 37 and the suction oil passage 35 are connected downstream of the recovery valve 41. Further, the recovery oil passage 38 is provided with a check valve 42 that allows oil flow from the cylinder head side oil passage 19 to the accumulator oil passage 37 and the suction oil passage 35 but prevents reverse flow. . Thus, the oil discharged from the head side oil chamber 8 a of the boom cylinder 8 to the cylinder head side oil passage 19 can be supplied to the accumulator oil passage 37 and the suction oil passage 35 via the recovery oil passage 38. It can be done.
前記回収用バルブ41は、制御装置23からの制御信号が入力される回収用電油変換弁43の作動に基づいてスプールが移動する開閉弁であって、回収用電油変換弁43に制御信号が入力されていない状態では、回収油路38を閉じる閉位置Nに位置しているが、回収用電油変換弁43に制御信号が入力されることによりスプールが移動して、回収油路38を開く開位置Xに切換わるように構成されている。   The recovery valve 41 is an open / close valve in which the spool moves based on the operation of the recovery electro-oil conversion valve 43 to which a control signal from the control device 23 is input. In a state in which no oil is input, the recovery oil passage 38 is closed, but it is positioned at the closed position N. However, when a control signal is input to the recovery electric oil conversion valve 43, the spool moves, and the recovery oil passage 38 It is comprised so that it may switch to the open position X which opens.
前記回収用バルブ41のスプールの移動ストロークは、制御装置23から回収用電油変換弁43に入力される制御信号値によって増減制御されるようになっており、そして、該スプールの移動ストロークの増減制御によって、ブームシリンダ8のヘッド側油室8aから回収油路38を経由してアキュムレータ油路37およびサクション油路35に流れる流量の増減制御がなされるように構成されている。   The movement stroke of the spool of the recovery valve 41 is controlled to increase or decrease by a control signal value input from the control device 23 to the recovery electro-oil conversion valve 43, and the increase or decrease of the movement stroke of the spool is controlled. By the control, increase / decrease control of the flow rate flowing from the head side oil chamber 8a of the boom cylinder 8 to the accumulator oil passage 37 and the suction oil passage 35 via the recovery oil passage 38 is performed.
一方、アキュムレータ油路37は、前記回収油路38からアキュムレータチェックバルブ(本発明のアキュムレータ用制御弁に相当する)44を経由してアキュムレータ39に至る油路であって、該アキュムレータ油路37の最高圧力は、アキュムレータ油路37に接続されるリリーフ弁45によって制限されている。尚、本実施の形態において、アキムレータ39は、油圧エネルギー蓄積用として最適なブラダ型のものが用いられているが、これに限定されることなく、例えばピストン型のものであっても良い。   On the other hand, the accumulator oil passage 37 is an oil passage from the recovery oil passage 38 to the accumulator 39 via an accumulator check valve (corresponding to the control valve for accumulator of the present invention) 44. The maximum pressure is limited by a relief valve 45 connected to the accumulator oil passage 37. In the present embodiment, the accumulator 39 is an optimal bladder type for storing hydraulic energy, but is not limited thereto, and may be a piston type, for example.
前記アキュムレータチェックバルブ44は、アキュムレータ39に対する油の入出力を制御するバルブであって、ポペット弁46と、制御装置23から出力される制御信号に基づいてOFF位置NからON位置Xに切換わるアキュムレータチェックバルブ用電磁切換弁47とを用いて構成されている。そして、上記ポペット弁46は、回収油路38からアキュムレータ39への油の流れは、アキュムレータチェックバルブ用電磁切換弁47がOFF位置N、ON位置Xの何れであっても許容するが、アキュムレータ39からサクション油路35への油の流れは、アキュムレータチェックバルブ用電磁切換弁47がOFF位置Nに位置しているときには阻止し、ON位置Xに位置しているときのみ許容するように構成されている。尚、回収油路38からアキュムレータ39への油の流れは、前述したようにアキュムレータチェックバルブ用電磁切換弁47がOFF位置N、ON位置Xの何れであっても許容されるが、アキュムレータチェックバルブ用電磁切換弁47がON位置Xに位置している状態では、アキュムレータ油路37の圧力がポペット弁46のバネ室46aに導入されないため、殆ど圧力損失のない状態で回収油路38からアキュムレータ39に油を流すことができるようになっている。   The accumulator check valve 44 is a valve that controls the input and output of oil to the accumulator 39, and is an accumulator that switches from the OFF position N to the ON position X based on the control signal output from the poppet valve 46 and the control device 23. A check valve electromagnetic switching valve 47 is used. The poppet valve 46 allows the oil flow from the recovery oil passage 38 to the accumulator 39 regardless of whether the accumulator check valve electromagnetic switching valve 47 is in the OFF position N or the ON position X. The flow of oil to the suction oil passage 35 is blocked when the accumulator check valve electromagnetic switching valve 47 is located at the OFF position N and allowed only when it is located at the ON position X. Yes. The flow of oil from the recovered oil passage 38 to the accumulator 39 is allowed regardless of whether the accumulator check valve electromagnetic switching valve 47 is in the OFF position N or the ON position X as described above. However, the accumulator check valve In the state where the electromagnetic switching valve 47 is located at the ON position X, the pressure in the accumulator oil passage 37 is not introduced into the spring chamber 46a of the poppet valve 46, and therefore the accumulator 39 is connected from the recovery oil passage 38 with almost no pressure loss. The oil can be made to flow.
さらに、48は前記アキュムレータ油路37から分岐形成されて油タンク11に至る排出油路であって、該排出油路48には、タンクチェックバルブ49が配されている。   Reference numeral 48 denotes a discharge oil passage that is branched from the accumulator oil passage 37 and reaches the oil tank 11. A tank check valve 49 is disposed in the discharge oil passage 48.
前記タンクチェックバルブ49は、ポペット弁50と、制御装置23から出力される制御信号に基づいてOFF位置NからON位置Xに切換わるタンクチェックバルブ用電磁切換弁51とを用いて構成されている。上記ポペット弁50は、アキュムレータ油路37から油タンク11への油の流れを、タンクチェックバルブ用電磁切換弁51がON位置Xに位置しているときのみ許容し、OFF位置Nに位置しているときには阻止するようになっている。そして、例えば、油圧ショベル1の作業終了時やメンテナンス時等に、前記アキュムレータチェックバルブ用電磁切換弁47およびタンクチェックバルブ用電磁切換弁51を共にON位置Xに切換えることにより、アキュムレータ39に蓄圧された圧油を油タンク11に放出することができるようになっている。   The tank check valve 49 includes a poppet valve 50 and a tank check valve electromagnetic switching valve 51 that switches from the OFF position N to the ON position X based on a control signal output from the control device 23. . The poppet valve 50 permits the flow of oil from the accumulator oil passage 37 to the oil tank 11 only when the tank check valve electromagnetic switching valve 51 is located at the ON position X, and is located at the OFF position N. It is designed to stop when you are. Then, for example, when the excavator 1 is finished or maintained, the accumulator check valve electromagnetic switching valve 47 and the tank check valve electromagnetic switching valve 51 are both switched to the ON position X to accumulate pressure in the accumulator 39. The pressurized oil can be discharged to the oil tank 11.
一方、再生油路40は、前述した回収油路38と共にシリンダヘッド側油路19から分岐形成される油路であるが、該再生油路40には、再生用バルブ52が配されていると共に、該再生用バルブ52の下流側でシリンダロッド側油路20に接続されている。さらに、再生油路40には、シリンダヘッド側油路19からシリンダロッド側油路20への油の流れは許容するが、逆方向の流れは阻止するチェック弁53が配されている。而して、ブームシリンダ8のヘッド側油室8aからシリンダヘッド側油路19に排出された油を、再生油路40を経由して、シリンダロッド側油路20からブームシリンダ8のロッド側油室8bに供給することができるようになっている。   On the other hand, the regeneration oil passage 40 is an oil passage branched from the cylinder head side oil passage 19 together with the recovery oil passage 38 described above. The regeneration oil passage 40 is provided with a regeneration valve 52. The cylinder rod side oil passage 20 is connected to the downstream side of the regeneration valve 52. Furthermore, the regenerative oil passage 40 is provided with a check valve 53 that allows oil flow from the cylinder head side oil passage 19 to the cylinder rod side oil passage 20 but prevents reverse flow. Thus, the oil discharged from the head side oil chamber 8a of the boom cylinder 8 to the cylinder head side oil passage 19 is passed through the regeneration oil passage 40 to the rod side oil of the boom cylinder 8 from the cylinder rod side oil passage 20. It can supply to the chamber 8b.
前記再生用バルブ52は、制御装置23からの制御信号が入力される再生用電油変換弁54の作動に基づいてスプールが移動する開閉弁であって、再生用電油変換弁54に制御信号が入力されていない状態では、再生油路40を閉じる閉位置Nに位置しているが、再生用電油変換弁54に制御信号が入力されることによりスプールが移動して、再生油路40を開く開位置Xに切換わるように構成されている。   The regeneration valve 52 is an open / close valve in which the spool moves based on the operation of the regeneration electro-oil conversion valve 54 to which a control signal from the control device 23 is input. In a state in which no is input, the regeneration oil passage 40 is located at the closed position N, but when the control signal is input to the regeneration electric oil conversion valve 54, the spool is moved and the regeneration oil passage 40 is moved. It is comprised so that it may switch to the open position X which opens.
前記再生用バルブ52のスプールの移動ストロークは、制御装置23から再生用電油変換弁54に入力される制御信号値によって増減制御されるようになっており、そして、該スプールの移動ストロークの増減制御によって、ブームシリンダ8のヘッド側油室8aから再生油路40を経由してロッド側油室8bに再生される流量の増減制御がなされるように構成されている。   The movement stroke of the spool of the regeneration valve 52 is increased / decreased controlled by a control signal value input from the control device 23 to the regeneration electric oil conversion valve 54, and the movement stroke of the spool is increased / decreased. By the control, increase / decrease control of the flow rate regenerated from the head side oil chamber 8a of the boom cylinder 8 to the rod side oil chamber 8b via the regenerative oil passage 40 is performed.
一方、前記制御装置23は、マイクロコンピュータ等を用いて構成されるものであって、図3のブロック図に示すごとく、ブーム用操作レバーの操作方向および操作量を検出するブーム用操作検出手段56、油圧アクチュエータA用操作具の操作方向および操作量を検出する油圧アクチュエータA用操作検出手段(各油圧アクチュエータA用操作具に対応してそれぞれ設けられる)57、吐出ライン12の圧力を検出する吐出ライン圧力センサ58、ブームシリンダ8のヘッド側油室8aの圧力を検出するべくシリンダヘッド側油路19に接続されるシリンダヘッド側圧力センサ59、ブームシリンダ8のロッド側油室8bの圧力を検出するべくシリンダロッド側油路20に接続されるシリンダロッド側圧力センサ60、アキュムレータ39の圧力を検出するアキュムレータ用圧力センサ61等からの信号を入力し、これら入力信号に基づいて、前述の中立流量バイパス弁18、ブーム用電磁比例減圧弁21、油圧アクチュエータA用電磁比例減圧弁22、メインポンプ制御用電磁比例減圧弁33、ハイブリッドポンプ用レギュレータ36、回収用電油変換弁43、アキュムレータチェックバルブ用電磁切換弁47、タンクチェックバルブ用電磁切換弁51、再生用電油変換弁54等に制御信号を出力する。   On the other hand, the control device 23 is configured by using a microcomputer or the like, and as shown in the block diagram of FIG. 3, the boom operation detecting means 56 for detecting the operation direction and the operation amount of the boom operation lever. , Hydraulic actuator A operation detection means (provided corresponding to each hydraulic actuator A operation tool) 57 for detecting the operation direction and operation amount of the hydraulic actuator A operation tool, discharge for detecting the pressure of the discharge line 12 The line pressure sensor 58, the cylinder head side pressure sensor 59 connected to the cylinder head side oil passage 19 to detect the pressure of the head side oil chamber 8a of the boom cylinder 8, and the pressure of the rod side oil chamber 8b of the boom cylinder 8 are detected. A cylinder rod side pressure sensor 60 connected to the cylinder rod side oil passage 20 and an accumulator 39 A signal from an accumulator pressure sensor 61 or the like for detecting pressure is input, and based on these input signals, the neutral flow bypass valve 18, the boom electromagnetic proportional pressure reducing valve 21, the hydraulic actuator A electromagnetic proportional pressure reducing valve 22, Main pump control electromagnetic proportional pressure reducing valve 33, hybrid pump regulator 36, recovery electro-oil conversion valve 43, accumulator check valve electromagnetic switching valve 47, tank check valve electromagnetic switching valve 51, regeneration electro-oil conversion valve 54, etc. Output a control signal.
ここで、62は制御装置23に設けられる蓄圧量演算部であって、該蓄圧量演算部62は、アキュムレータ用圧力センサ61から入力されるアキュムレータ39の圧力に基づいて、現在のアキュムレータ39の蓄圧量(%)を演算する。該蓄圧量(%)は、例えば、アキュムレータ油路37の圧力が、アキュムレータ39のプレチャージ圧(蓄圧開始設定圧)と等しければ0%、アキュムレータ39に充分に蓄圧されているとして予め設定される設定圧力以上ならば100%、プレチャージ圧と設定圧力とのあいだならば、アキュムレータ油路37の圧力が大きくなるほどパーセンテイジが高くなるように演算されるが、該蓄圧量の演算には、必要に応じて、温度補正を行う。   Here, reference numeral 62 denotes a pressure accumulation amount calculation unit provided in the control device 23, and the pressure accumulation amount calculation unit 62 is based on the pressure of the accumulator 39 input from the accumulator pressure sensor 61. Calculate the amount (%). The accumulator amount (%) is set in advance, for example, as 0% if the pressure in the accumulator oil passage 37 is equal to the precharge pressure (accumulation start setting pressure) of the accumulator 39, and the accumulator 39 is sufficiently accumulated. If the pressure is equal to or higher than the set pressure, 100%, and if it is between the precharge pressure and the set pressure, the percentage increases as the pressure in the accumulator oil passage 37 increases. Depending on the temperature correction.
次いで、ブーム用操作レバーの上昇側、下降側の操作や油圧アクチュエータA用操作具の操作に基づく制御装置23の制御、および第一、第二メインポンプ9、10のロードセンシング流量制御について説明する。
まず、ブーム用操作レバーが上昇側に操作された場合について説明すると、制御装置23は、ブーム用電磁比例減圧弁21に対し、ブーム用コントロールバルブ14の上昇側パイロットポート14aに、ブーム用操作レバーの操作量に対応したパイロット圧を出力するように制御信号を出力する。これにより、ブーム用コントロールバルブ14は上昇側位置Xに切換わり、而して、吐出ライン12からコントロールバルブユニット13に入力された圧油が、ブーム用コントロールバルブ14、シリンダヘッド側油路19を経由してブームシリンダ8のヘッド側油室8aに供給される一方、ロッド側油室8bからシリンダロッド側油路20に排出された油が、ブーム用コントロールバルブ14を経由して油タンク11に流れるが、この場合のブーム用コントロールバルブ14のメータイン絞り14bの開度量は、前述したように、ブーム用操作レバーの操作量に対応するように制御される。
Next, the control of the control device 23 based on the operation on the raising and lowering sides of the boom operation lever and the operation of the operation tool for the hydraulic actuator A, and the load sensing flow control of the first and second main pumps 9 and 10 will be described. .
First, a description will be given of a case where the boom operation lever is operated to the ascending side. The control device 23 controls the boom operation lever to the ascending pilot port 14a of the boom control valve 14 with respect to the boom electromagnetic proportional pressure reducing valve 21. A control signal is output so as to output a pilot pressure corresponding to the operation amount. As a result, the boom control valve 14 is switched to the ascending position X, and the pressure oil input from the discharge line 12 to the control valve unit 13 passes through the boom control valve 14 and the cylinder head side oil passage 19. While being supplied to the head side oil chamber 8 a of the boom cylinder 8 via the oil, the oil discharged from the rod side oil chamber 8 b to the cylinder rod side oil passage 20 is supplied to the oil tank 11 via the boom control valve 14. In this case, the opening amount of the meter-in throttle 14b of the boom control valve 14 is controlled so as to correspond to the operation amount of the boom operation lever as described above.
また、ブーム用操作レバーが上昇側に操作された場合、制御装置23から回収用電油変換弁43および再生用電油変換弁54に対して制御信号は出力されず、而して、回収用バルブ41は回収油路38を閉じる閉位置Nに位置しており、また、再生用バルブ52は再生油路40を閉じる閉位置Nに位置している。これにより、前述したブーム用コントロールバルブ14を経由してシリンダヘッド側油路19に供給された圧油が、サクション油路35やアキュムレータ油路37、或いはシリンダロッド側油路20に流れることなく、ブームシリンダ8のヘッド側油室8aに供給されるようになっている。さらに、制御装置23から中立流量バイパス弁18に制御信号は出力されず、中立流量バイパス弁18はバイパス油路55を閉じる閉位置Nに位置している。これにより、コントロールバルブユニット13に入力された吐出ライン12の圧油が、バイパス油路55から油タンク11にアンロードされることがないようになっている。   Further, when the boom control lever is operated to the ascending side, no control signal is output from the control device 23 to the recovery electro-oil conversion valve 43 and the regeneration electro-oil conversion valve 54. The valve 41 is located at a closed position N for closing the recovery oil passage 38, and the regeneration valve 52 is located at a closed position N for closing the regeneration oil passage 40. As a result, the pressure oil supplied to the cylinder head side oil passage 19 via the boom control valve 14 described above does not flow to the suction oil passage 35, the accumulator oil passage 37, or the cylinder rod side oil passage 20, It is supplied to the head side oil chamber 8 a of the boom cylinder 8. Further, no control signal is output from the control device 23 to the neutral flow bypass valve 18, and the neutral flow bypass valve 18 is located at the closed position N where the bypass oil passage 55 is closed. As a result, the pressure oil in the discharge line 12 input to the control valve unit 13 is not unloaded from the bypass oil passage 55 to the oil tank 11.
さらに、ブーム用操作レバーが上昇側に操作された場合、制御装置23は、ハイブリッドポンプ用レギュレータ36に対し、ハイブリッドポンプ34の吐出流量が、前記蓄圧量演算部62で演算されたアキュムレータ36の蓄圧量とブーム用操作レバーの操作量とに対応した流量となるように、制御指令を出力する。
ここで、本実施の形態において、ハイブリッドポンプ34は、第一、第二メインポンプ9、10の容量の略半分の容量のものが採用されている。つまり、第一、第二メインポンプ9、10が各々最大で1ポンプ分の流量( 第一、第二メインポンプ9、10を合わせて最大で2ポンプ分の流量)を吐出するとした場合、ハイブリッドポンプ34は最大で0.5ポンプ分の流量を吐出することができるが、図4に実線で示す如く、ブーム用操作レバーがフル操作されたとき、ハイブリッドポンプ34は、アキュムレータ39に殆ど蓄圧されていない場合(例えば、蓄圧量が0%〜10%のとき)には流量ゼロで、アキュムレータ39の蓄圧量が増加するにつれて流量が増加し、アキュムレータ39が充分に蓄圧されている場合(例えば、蓄圧量が70%〜100%のとき)には0.5ポンプ分の流量を吐出するように制御される。また、ブーム用操作レバーの操作量がフル操作よりも小さい場合には、図4に破線で示すごとく、操作量に応じてハイブリッドポンプ34の吐出流量も減少し、操作量がゼロの場合(ブーム用操作レバーが操作されていない場合)は吐出流量ゼロとなるように制御される。
Further, when the boom operation lever is operated to the ascending side, the control device 23 determines that the discharge flow rate of the hybrid pump 34 is calculated by the pressure accumulation amount calculation unit 62 with respect to the hybrid pump regulator 36. The control command is output so that the flow rate corresponds to the amount and the operation amount of the boom operation lever.
Here, in the present embodiment, the hybrid pump 34 has a capacity approximately half the capacity of the first and second main pumps 9 and 10. In other words, when the first and second main pumps 9 and 10 each discharge a flow rate of one pump at a maximum (the flow rate of the first and second main pumps 9 and 10 combined is a maximum of two pumps), the hybrid The pump 34 can discharge a flow rate corresponding to a maximum of 0.5 pump. However, as shown by the solid line in FIG. 4, when the boom operation lever is fully operated, the hybrid pump 34 is almost accumulated in the accumulator 39. When the accumulator 39 is sufficiently accumulated (for example, when the accumulated pressure is 0% to 10%), the flow rate is zero, the flow rate increases as the accumulated pressure of the accumulator 39 increases (for example, When the pressure accumulation amount is 70% to 100%), the flow rate is controlled to be discharged by 0.5 pump. When the operation amount of the boom operation lever is smaller than the full operation, as shown by the broken line in FIG. 4, the discharge flow rate of the hybrid pump 34 decreases according to the operation amount, and the operation amount is zero (boom When the operation lever is not operated, the discharge flow rate is controlled to be zero.
さらに、ブーム用操作レバーが上昇側に操作された場合、制御装置23は、アキュムレータチェックバルブ用電磁切換弁47に対し、ON位置Xに切換わるよう制御信号を出力する。これにより、アキュムレータチェックバルブ44は、アキュムレータ39からサクション油路35への油の流れを許容する状態になる。而して、アキュムレータ39に蓄圧された圧油がサクション油路35を経由して、ハイブリッドポンプ34の吸入側に供給される。   Further, when the boom operation lever is operated to the upward side, the control device 23 outputs a control signal to the accumulator check valve electromagnetic switching valve 47 so as to switch to the ON position X. As a result, the accumulator check valve 44 is allowed to flow oil from the accumulator 39 to the suction oil passage 35. Thus, the pressure oil accumulated in the accumulator 39 is supplied to the suction side of the hybrid pump 34 via the suction oil passage 35.
一方、ブーム用操作レバーが上昇側に操作された場合、ブームシリンダ8の負荷圧が、負荷圧検出回路26およびロードセンシング用信号回路25を介して、負荷信号圧PLとして第一、第二ロードセンシング用レギュレータ29、30に入力され、そして該第一、第二ロードセンシング用レギュレータ29、30は、前述したように、吐出ライン12の圧力が負荷信号圧PLよりも所定の差圧ΔP分だけ高い圧力Pp(Pp=PL+ΔP)となるように、第一、第二メインポンプ9、10の流量制御を行う。
ところで、吐出ライン12には、第一、第二メインポンプ9、10の吐出流量Qm(該吐出流量Qmは、第一メインポンプ9の吐出流量と第二メインポンプ10の吐出流量とを合わせた流量、以下、同様)だけでなく、ハイブリッドポンプ34の吐出流量Qhも供給される。而して、第一、第二メインポンプ9、10の吐出流量Qmは、該第一、第二メインポンプ9、10の吐出流量Qmとハイブリッドポンプ34の吐出流量Qhとを合計した流量が、吐出ライン12の圧力を負荷信号圧PLよりも所定の差圧ΔP分だけ高い圧力Ppにするために必要な流量Qr(Qr=Qm+Qh)となるように、制御される。つまり、第一、第二メインポンプ9、10の吐出流量Qmは、吐出ライン12の圧力を負荷信号圧PLよりも所定の差圧ΔP分だけ高い圧力Ppにするために必要な流量Qrから、ハイブリッドポンプ34の吐出流量Qhを減じた流量(Qm=Qr−Qh)となるように、制御される。尚、アキュムレータ39の蓄圧量が殆どない場合は、前述したように、ハイブリッドポンプ34の吐出流量Qhはゼロとなるように制御されるため、第一、第二メインポンプ9、10の吐出流量Qmのみで、吐出ライン12の圧力を負荷信号圧PLよりも所定の差圧ΔP分だけ高い圧力Ppにするために必要な流量Qrを供給することになる(Qr=Qm、但し、Qh=0のとき)。
On the other hand, when the boom operation lever is operated to the upward side, the load pressure of the boom cylinder 8 is first and second loads as the load signal pressure PL via the load pressure detection circuit 26 and the load sensing signal circuit 25. The first and second load sensing regulators 29 and 30 are input to the sensing regulators 29 and 30, respectively. As described above, the pressure of the discharge line 12 is a predetermined differential pressure ΔP from the load signal pressure PL. The flow rates of the first and second main pumps 9 and 10 are controlled so that the pressure Pp is high (Pp = PL + ΔP).
Incidentally, in the discharge line 12, the discharge flow rate Qm of the first and second main pumps 9 and 10 (the discharge flow rate Qm is the sum of the discharge flow rate of the first main pump 9 and the discharge flow rate of the second main pump 10). In addition to the flow rate (hereinafter the same), the discharge flow rate Qh of the hybrid pump 34 is also supplied. Thus, the discharge flow rate Qm of the first and second main pumps 9 and 10 is the sum of the discharge flow rate Qm of the first and second main pumps 9 and 10 and the discharge flow rate Qh of the hybrid pump 34. The discharge line 12 is controlled so as to have a flow rate Qr (Qr = Qm + Qh) required to make the pressure Pp higher than the load signal pressure PL by a predetermined differential pressure ΔP. That is, the discharge flow rate Qm of the first and second main pumps 9 and 10 is determined from the flow rate Qr required for making the pressure of the discharge line 12 higher than the load signal pressure PL by a predetermined differential pressure ΔP. Control is performed so that the flow rate (Qm = Qr−Qh) is obtained by subtracting the discharge flow rate Qh of the hybrid pump 34. When there is almost no pressure accumulation amount of the accumulator 39, the discharge flow rate Qh of the hybrid pump 34 is controlled to be zero as described above, so that the discharge flow rates Qm of the first and second main pumps 9 and 10 are controlled. Thus, the flow rate Qr necessary for making the pressure in the discharge line 12 higher than the load signal pressure PL by a predetermined differential pressure ΔP is supplied (Qr = Qm, where Qh = 0). When).
ここで、図5は、第一、第二メインポンプ9、10の吐出流量Qmと、ハイブリッドポンプ34の吐出流量Qhと、吐出ライン12の圧力を負荷信号圧PLよりも所定の差圧ΔP分だけ高い圧力Ppにするために必要な流量Qrとの関係を示す一例であるが、該図5に示されるように、必要流量Qrが2ポンプ分の場合、ハイブリッドポンプ34の吐出流量Qhは、アキュムレータ39の蓄圧量の増加に対応して増加して最大で0.5ポンプとなる一方、第一、第二メインポンプ9、10の吐出流量Qmは、ハイブリッドポンプ34の吐出流量Qhが増加するほど減少すると共に、第一、第二メインポンプ9、10の吐出流量Qmとハイブリッドポンプ34の吐出流量Qhとを合計した流量が必要流量Qqとなるように制御される。   Here, FIG. 5 shows the discharge flow rate Qm of the first and second main pumps 9 and 10, the discharge flow rate Qh of the hybrid pump 34, and the pressure of the discharge line 12 by a predetermined differential pressure ΔP than the load signal pressure PL. However, as shown in FIG. 5, when the required flow rate Qr is equal to 2 pumps, the discharge flow rate Qh of the hybrid pump 34 is Corresponding to the increase in the pressure accumulation amount of the accumulator 39, the maximum is 0.5 pump, while the discharge flow rate Qm of the first and second main pumps 9 and 10 is increased by the discharge flow rate Qh of the hybrid pump 34. In addition, the flow rate is controlled so that the total flow rate of the discharge flow rate Qm of the first and second main pumps 9 and 10 and the discharge flow rate Qh of the hybrid pump 34 becomes the required flow rate Qq.
而して、ブーム用操作レバーが上昇側に操作された場合、ブームシリンダ8のヘッド側油室8aには、吐出ライン12の圧油がブーム用コントロールバルブ14、シリンダヘッド側油路19を経由して供給される一方、ロッド側油圧8bからの排出油は、シリンダロッド側油路20、ブーム用コントロールバルブ14を経由して油タンク11に流れ、これによりブーム5が上昇することになるが、該ブーム5の上昇時において、アキュムレータ39に圧油が蓄圧されている場合は、前記吐出ライン12に、第一、第二メインポンプ9、10の吐出流量とハイブリッドポンプ34の吐出流量とが合流して供給されることになる。この場合、ハイブリッドポンプ34は、アキュムレータ39に蓄圧された高圧の圧油を吸込んで吐出するため、吸入側と吐出側との差圧が小さく、第一、第二メインポンプ9、10と比して大幅に少ない所要動力で圧油供給を行うことができる。また、第一、第二メインポンプ9、10は、吐出ライン12の圧力を負荷信号圧PLよりも所定の差圧ΔP分だけ高い圧力Ppにするために必要な流量Qrから、ハイブリッドポンプ34の吐出流量Qhを減じた流量Qm(Qm=Qr−Qh)を吐出するように制御されるため、ハイブリッドポンプ34が設けられていない場合と比して、前記減じたハイブリッドポンプ34の吐出流量Qh分だけ吐出流量が減少することになり、而して、その分第一、第二メインポンプ9、10の所要動力を低減させることができる。一方、アキュムレータ39に蓄圧されていない場合、ハイブリッドポンプ34の吐出流量Qhはゼロになるが、第一、第二メインポンプ9、10の吐出流量Qmは、吐出ライン12の圧力を負荷信号圧PLよりも所定の差圧ΔP分だけ高い圧力Ppにするための必要な流量Qrとなるように制御されるから、アキュムレータ39に蓄圧されていなくても、ブームシリンダ8には同流量の圧油供給がなされることになる。   Thus, when the boom operation lever is operated to the upward side, the pressure oil in the discharge line 12 passes through the boom control valve 14 and the cylinder head side oil passage 19 in the head side oil chamber 8a of the boom cylinder 8. On the other hand, the oil discharged from the rod side hydraulic pressure 8b flows into the oil tank 11 via the cylinder rod side oil passage 20 and the boom control valve 14, and the boom 5 is thereby raised. When the hydraulic oil is accumulated in the accumulator 39 when the boom 5 is raised, the discharge flow rate of the first and second main pumps 9 and 10 and the discharge flow rate of the hybrid pump 34 are supplied to the discharge line 12. It will be supplied after joining. In this case, since the hybrid pump 34 sucks and discharges the high-pressure oil accumulated in the accumulator 39, the differential pressure between the suction side and the discharge side is small, and compared with the first and second main pumps 9 and 10. Pressure oil can be supplied with much less required power. Further, the first and second main pumps 9 and 10 are configured so that the hybrid pump 34 has a flow rate Qr required to make the pressure in the discharge line 12 higher than the load signal pressure PL by a predetermined differential pressure ΔP. Since the control is performed so that the flow Qm (Qm = Qr−Qh) obtained by reducing the discharge flow Qh is discharged, compared with the case where the hybrid pump 34 is not provided, the reduced discharge flow Qh of the hybrid pump 34. As a result, the discharge flow rate is reduced, and thus the required power of the first and second main pumps 9 and 10 can be reduced accordingly. On the other hand, when the pressure is not accumulated in the accumulator 39, the discharge flow rate Qh of the hybrid pump 34 becomes zero, but the discharge flow rate Qm of the first and second main pumps 9 and 10 is the load signal pressure PL. Therefore, even if the pressure is not accumulated in the accumulator 39, the boom cylinder 8 is supplied with pressure oil at the same flow rate, even if the pressure is not accumulated in the accumulator 39. Will be made.
また、ブーム用操作レバーの上昇側操作と同時に、油圧アクチュエータA用操作具の何れかが操作された複合操作の場合、前述したブーム上昇側操作時の制御に加えて、制御装置23から操作された油圧アクチュエータA用電磁比例減圧弁22に対してパイロット圧出力の制御指令が出力され、これにより該当する油圧アクチュエータA用コントロールバルブ16が第一作動位置Xまたは第二作動位置Yに切換わって、吐出ライン12の圧油が油圧アクチュエータAに供給されることになるが、この場合は、操作された油圧アクチュエータ(ブームシリンダ8および油圧アクチュエータA)の負荷圧のうちの最も高圧の負荷圧が、負荷信号圧PLとして第一、第二ロードセンシング用レギュレータ29、30に入力される。そして、該第一、第二ロードセンシング用レギュレータ29、30は、第一、第二メインポンプ9、10の吐出流量Qmとハイブリッドポンプ34の吐出流量Qhとを合計した流量が、吐出ライン12の圧力を上記負荷信号圧PLよりも所定の差圧ΔP分だけ高い圧力Ppにするために必要な流量Qrとなるように、第一、第二メインポンプ9、10の流量を制御する。而して、アキュムレータ39に蓄圧されている場合は、該アキュムレータ39の蓄圧油を、ブームシリンダ8だけでなく他の油圧アクチュエータAにも利用することができる。   Further, in the case of a composite operation in which any of the operating tools for the hydraulic actuator A is operated simultaneously with the upward operation of the boom operation lever, the operation is performed from the control device 23 in addition to the control during the boom upward operation described above. A control command for pilot pressure output is output to the electromagnetic proportional pressure reducing valve 22 for the hydraulic actuator A, whereby the corresponding control valve 16 for the hydraulic actuator A is switched to the first operating position X or the second operating position Y. The pressure oil in the discharge line 12 is supplied to the hydraulic actuator A. In this case, the highest load pressure among the load pressures of the operated hydraulic actuators (the boom cylinder 8 and the hydraulic actuator A) is obtained. The load signal pressure PL is input to the first and second load sensing regulators 29 and 30. Then, the first and second load sensing regulators 29 and 30 have a total flow rate of the discharge flow rate Qm of the first and second main pumps 9 and 10 and the discharge flow rate Qh of the hybrid pump 34. The flow rates of the first and second main pumps 9 and 10 are controlled so that the pressure becomes a flow rate Qr necessary for making the pressure Pp higher than the load signal pressure PL by a predetermined differential pressure ΔP. Thus, when pressure is accumulated in the accumulator 39, the pressure-accumulated oil in the accumulator 39 can be used not only for the boom cylinder 8 but also for other hydraulic actuators A.
次に、ブーム用操作レバーが下降側に操作された場合について説明するが、この場合、ブーム用操作レバーが単独で下降操作された場合と、ブーム用操作レバーの下降側操作と同時に他の油圧アクチュエータA用操作具が操作された複合操作の場合とで制御装置23の制御が一部異なるため、まず、ブーム用操作レバーが単独で下降操作された場合について説明する。   Next, a case where the boom operation lever is operated to the lowering side will be described. In this case, when the boom operation lever is operated alone, another hydraulic pressure is applied simultaneously with the lowering operation of the boom operation lever. Since the control of the control device 23 is partly different from the case of the composite operation in which the actuator A operation tool is operated, first, a case where the boom operation lever is operated to be lowered alone will be described.
ブーム用操作レバーが単独で下降側操作された場合、制御装置23からブーム用電磁比例減圧弁21に対してパイロット出力の制御指令が出力されず、ブーム用コントロールバルブ14は中立位置Nに保持される。これにより、ブーム用コントロールバルブ14を経由するブームシリンダ8の油給排は行われないと共に、ブームシリンダ8の負荷圧は負荷圧検出回路26に導入されない。   When the boom operation lever is operated alone on the lower side, the control command for the pilot output is not output from the control device 23 to the boom electromagnetic proportional pressure reducing valve 21, and the boom control valve 14 is held at the neutral position N. The Thereby, oil supply / discharge of the boom cylinder 8 via the boom control valve 14 is not performed, and the load pressure of the boom cylinder 8 is not introduced into the load pressure detection circuit 26.
さらに、ブーム用操作レバーが単独で下降側操作された場合、制御装置23は、再生用電油変換弁54に対し、再生用バルブ52を開位置Xに切換えるべく制御信号を出力する。これにより、ブームシリンダ8aのヘッド側油室8aの油が、シリンダヘッド側油路19、再生油路40、シリンダロッド側油路20を経由してロッド側油室8bに供給されるが、該ヘッド側油室8aからロッド側油室8bに供給される再生油の油量は、ブーム用操作レバーの操作量に基づいて制御装置23から再生用電油変換弁54に出力される制御信号値によって増減制御される。   Further, when the boom operation lever is operated alone on the lower side, the control device 23 outputs a control signal to the regeneration electro-oil conversion valve 54 so as to switch the regeneration valve 52 to the open position X. Thereby, the oil in the head side oil chamber 8a of the boom cylinder 8a is supplied to the rod side oil chamber 8b via the cylinder head side oil passage 19, the regeneration oil passage 40, and the cylinder rod side oil passage 20, The amount of reclaimed oil supplied from the head side oil chamber 8a to the rod side oil chamber 8b is the control signal value output from the control device 23 to the regenerating electro-oil conversion valve 54 based on the operation amount of the boom operation lever. Increase / decrease is controlled by.
さらに、ブーム用操作レバーが単独で下降側操作された場合、制御装置23は、回収用電油変換弁43に対し、回収用バルブ41を開位置Xに切換えるべく制御信号を出力する。これにより、ブームシリンダ8aのヘッド側油室8aの油が、シリンダヘッド側油路19および回収油路38を経由して、アキュムレータ油路37に供給されてアキュムレータ39に蓄圧されると共に、サクション油路35からハイブリッドポンプ34の吸入側に供給されることになるが、該回収油路38を経由してアキュムレータ39およびハイブリッドポンプ34に供給される油の流量は、ブーム用操作レバーの操作量に基づいて制御装置23から回収用電油変換弁43に出力される制御信号値によって増減制御される。さらにこのとき、制御装置23は、アキュムレータチェックバルブ用電磁切換弁47に対し、ON位置Xに切換るように制御信号を出力する。これにより、殆ど圧力損失のない状態で回収油路38からアキュムレータ39に油を流すことができるようになっている。   Further, when the boom operation lever is operated alone on the lower side, the control device 23 outputs a control signal to the recovery electro-hydraulic conversion valve 43 so as to switch the recovery valve 41 to the open position X. As a result, the oil in the head side oil chamber 8a of the boom cylinder 8a is supplied to the accumulator oil passage 37 via the cylinder head side oil passage 19 and the recovery oil passage 38 and accumulated in the accumulator 39, and the suction oil. The oil is supplied from the passage 35 to the suction side of the hybrid pump 34. The flow rate of the oil supplied to the accumulator 39 and the hybrid pump 34 via the recovery oil passage 38 is the amount of operation of the boom operation lever. Based on the control signal value output from the control device 23 to the recovery electro-oil conversion valve 43, the increase / decrease control is performed. Further, at this time, the control device 23 outputs a control signal to the accumulator check valve electromagnetic switching valve 47 so as to switch to the ON position X. As a result, oil can flow from the recovered oil passage 38 to the accumulator 39 with almost no pressure loss.
ところで、ブーム5の下降時に、ブームシリンダ8のヘッド側油室8aから排出される油は、ピストン8cに作用する受圧面積の関係からロッド側油室8bへの供給量に対して略2倍の排出量となるが、本実施の形態では、ヘッド側油室8aからの排出量のうち、約半分が再生油路40を通過してロッド側油室8bに供給される一方、残りの約半分が回収油路40を通過し、さらに該回収油路40の通過量のうちの約半分がハイブリッドポンプ34の吸入側に供給され、その残りがアキュムレータ39に蓄圧されるようになっている。つまり、例えば、ヘッド側油室8aから2ポンプ分の流量が排出された場合、そのうちの1ポンプ分の流量がロッド側油室8bに供給される一方、0.5ポンプ分の流量がハイブリッドポンプ34の吸入側に供給され、さらに0.5ポンプ分の流量がアキュムレータ39に蓄圧されるようになっている。   By the way, when the boom 5 is lowered, the oil discharged from the head-side oil chamber 8a of the boom cylinder 8 is approximately twice the amount supplied to the rod-side oil chamber 8b due to the pressure receiving area acting on the piston 8c. In this embodiment, about half of the amount discharged from the head-side oil chamber 8a passes through the regenerated oil passage 40 and is supplied to the rod-side oil chamber 8b. Passes through the recovery oil passage 40, and about half of the passage amount of the recovery oil passage 40 is supplied to the suction side of the hybrid pump 34, and the remainder is accumulated in the accumulator 39. That is, for example, when the flow for two pumps is discharged from the head side oil chamber 8a, the flow for one pump is supplied to the rod side oil chamber 8b, while the flow for 0.5 pump is the hybrid pump. 34 is supplied to the suction side, and a flow rate corresponding to 0.5 pump is further accumulated in the accumulator 39.
さらに、ブーム用操作レバーが単独で下降側操作された場合、制御装置23は、ハイブリッドポンプ用レギュレータ36に対し、ハイブリッドポンプ34の吐出流量が、ブーム用操作レバーの操作量に対応した流量となるように、制御指令を出力する。これにより、前記ブームシリンダ8のヘッド側油室8aから回収油路38、サクション油路35を経由してハイブリッドポンプ34の吸入側に供給された油が、ハイブリッドポンプ34から吐出ライン12に吐出される。   Further, when the boom operation lever is operated on the lower side alone, the control device 23 causes the hybrid pump regulator 36 to discharge the hybrid pump 34 at a flow rate corresponding to the operation amount of the boom operation lever. As such, the control command is output. Thus, the oil supplied from the head side oil chamber 8a of the boom cylinder 8 to the suction side of the hybrid pump 34 via the recovery oil passage 38 and the suction oil passage 35 is discharged from the hybrid pump 34 to the discharge line 12. The
一方、ブーム用操作レバーが単独で下降側操作された場合、前述したようにブームシリンダ8の負荷圧が負荷検出回路26に導入されないため、ロードセンシング用信号回路25から第一、第二ロードセンシング用レギュレータ29、30に入力される負荷信号圧PLは最低値となり、これにより、第一、第二メインポンプ9、10は最小流量となるように制御される。そして、該最小流量の圧油が第一、第二メインポンプ9、10から吐出ライン12に吐出される。   On the other hand, when the boom operation lever is operated alone on the lower side, the load pressure of the boom cylinder 8 is not introduced into the load detection circuit 26 as described above. The load signal pressure PL input to the regulators 29 and 30 has a minimum value, and thereby the first and second main pumps 9 and 10 are controlled to have a minimum flow rate. The minimum amount of pressure oil is discharged from the first and second main pumps 9 and 10 to the discharge line 12.
さらに、ブーム用操作レバーが単独で下降側操作された場合、制御装置23は、中立流量バイパス弁18に対し、開位置Xに切換るよう制御信号が出力される。これによりバイパス油路55が開き、而して、前述したハイブリッドポンプ34および第一、第二メインポンプ9、10から吐出ライン12に吐出された油が、バイパス油路55を介して油タンク11にアンロードされるようになっている。   Further, when the boom operating lever is operated alone on the lower side, the control device 23 outputs a control signal to the neutral flow bypass valve 18 so as to switch to the open position X. As a result, the bypass oil passage 55 is opened, and the oil discharged from the hybrid pump 34 and the first and second main pumps 9, 10 to the discharge line 12 is passed through the bypass oil passage 55 to the oil tank 11. To be unloaded.
次いで、ブーム用操作レバーの下降側操作と同時に他の油圧アクチュエータA用操作具が操作された複合操作の場合について説明するが、この場合、ブーム用電磁比例減圧弁21、再生用電油変換弁54、回収用電油変換弁43、アキュムレータチェックバルブ用電磁切換弁47、ハイブリッドポンプ用レギュレータ36に対する制御は、前述したブーム用操作レバーが単独で下降側操作された場合と同様であり、而して、ブーム用コントロールバルブ14は中立位置Nに保持され、また、ブームシリンダ8のヘッド側油室8aの油は、再生油路40を経由してロッド側油室8bに再生される一方、回収油路38を経由してアキュムレータ39に蓄圧されると共に、ハイブリッドポンプ34の吸入側に供給され、さらに該ハイブリッドポンプ34を介して吐出ライン12に吐出される。   Next, a description will be given of a composite operation in which another operation tool for the hydraulic actuator A is operated simultaneously with the lowering operation of the boom operation lever. In this case, the electromagnetic proportional pressure reducing valve 21 for the boom, the regeneration electro-hydraulic conversion valve, and the like. 54, the control of the recovery electro-oil conversion valve 43, the accumulator check valve electromagnetic switching valve 47, and the hybrid pump regulator 36 is the same as the case where the boom operation lever described above is operated independently. The boom control valve 14 is held at the neutral position N, and the oil in the head-side oil chamber 8a of the boom cylinder 8 is regenerated to the rod-side oil chamber 8b via the reclaimed oil passage 40, while being recovered. The pressure is accumulated in the accumulator 39 via the oil passage 38, and supplied to the suction side of the hybrid pump 34. Further, the hybrid pump 4 through discharged into the discharge line 12.
さらに、ブーム用操作レバーの下降側操作と同時に他の油圧アクチュエータA用操作具が操作された複合操作の場合、制御装置23は、操作された油圧アクチュエータA用電磁比例減圧弁22に対し、パイロット圧出力の制御指令を出力する。これにより該当する油圧アクチュエータA用コントロールバルブ16が第一作動位置Xまたは第二作動位置Yに切換わり、而して、吐出ライン12からコントロールバルブユニット13に入力された圧油が油圧アクチュエータA用コントロールバルブ16を介して油圧アクチュエータAに供給される。 Further, in the case of a composite operation in which another hydraulic actuator A operating tool is operated simultaneously with the lowering operation of the boom operating lever, the control device 23 controls the pilot proportional to the operated hydraulic actuator A electromagnetic proportional pressure reducing valve 22. Outputs a pressure output control command. As a result, the corresponding control valve 16 for the hydraulic actuator A is switched to the first operating position X or the second operating position Y, so that the pressure oil input from the discharge line 12 to the control valve unit 13 is used for the hydraulic actuator A. It is supplied to the hydraulic actuator A via the control valve 16.
さらに、ブーム用操作レバーの下降側操作と同時に他の油圧アクチュエータA用操作具が操作された複合操作の場合、制御装置23から中立流量バイパス弁18に制御信号は出力されず、中立流量バイパス弁18はバイパス油路55を閉じる閉位置Nに位置している。これにより、コントロールバルブユニット13に入力された吐出ライン12の圧油が、バイパス油路55から油タンク11にアンロードされることがないようになっている。   Further, in the case of a composite operation in which another operation tool for the hydraulic actuator A is operated simultaneously with the lowering operation of the boom operation lever, no control signal is output from the control device 23 to the neutral flow bypass valve 18, and the neutral flow bypass valve Reference numeral 18 denotes a closed position N that closes the bypass oil passage 55. As a result, the pressure oil in the discharge line 12 input to the control valve unit 13 is not unloaded from the bypass oil passage 55 to the oil tank 11.
一方、ブーム用操作レバーの下降側操作と同時に他の油圧アクチュエータA用操作具が操作された複合操作の場合、操作された油圧アクチュエータAの負荷圧のうちの最も高圧の負荷圧が、負荷信号圧PLとして第一、第二ロードセンシング用レギュレータ29、30に入力される。そして、該第一、第二ロードセンシング用レギュレータ29、30は、第一、第二メインポンプ9、10の吐出流量Qmとハイブリッドポンプ34の吐出流量Qhとを合計した流量が、吐出ライン12の圧力を上記負荷信号圧PLよりも所定の差圧ΔP分だけ高い圧力Ppにするために必要な流量Qrとなるように、第一、第二メインポンプ9、10の流量を制御する。   On the other hand, in the case of a composite operation in which another hydraulic actuator A operation tool is operated simultaneously with the lowering operation of the boom operation lever, the highest load pressure among the load pressures of the operated hydraulic actuator A is the load signal. The pressure PL is input to the first and second load sensing regulators 29 and 30. Then, the first and second load sensing regulators 29 and 30 have a total flow rate of the discharge flow rate Qm of the first and second main pumps 9 and 10 and the discharge flow rate Qh of the hybrid pump 34. The flow rates of the first and second main pumps 9 and 10 are controlled so that the pressure becomes a flow rate Qr necessary for making the pressure Pp higher than the load signal pressure PL by a predetermined differential pressure ΔP.
而して、ブーム用操作レバーが単独で下降側に操作された場合、あるいはブーム用操作レバーの下降側操作と同時に他の油圧アクチュエータA用操作具が操作された複合操作の場合、ブームシリンダ8のヘッド側油室8aから排出される油は、作業部4の有する位置エネルギーにより高圧になっていると共に、ピストン8cに作用する受圧面積の関係からロッド側油室8bへの供給量に対して約2倍の排出量となるが、該ヘッド側油室8aからの排出油は、再生油路40を経由してロッド側油室8bに供給される一方、回収油路38を経由してアキュムレータ39に蓄圧される。さらに、回収油路38を経由する排出油の一部は、ハイブリッドポンプ34の吸入側に供給されて、該ハイブリッドポンプ34から吐出ライン12に吐出される。そして、該ハイブリッドポンプ34から吐出ライン12に吐出された油は、ブーム用操作レバーが単独で下降側に操作された場合は、バイパス油路55を経由して油タンク11にアンロードされるが、ブーム用操作レバーの下降側操作と同時に他の油圧アクチュエータA用操作具が操作された複合操作の場合は、第一、第二メインポンプ9、10の吐出油と合わせて、上記操作された油圧アクチュエータAに供給されることになり、而して、作業部4の有する位置エネルギーを、無駄にすることなく回収、再利用できる。さらに、ブーム用操作レバーの下降側操作と同時に他の油圧アクチュエータA用操作具が操作された複合操作の場合、ハイブリッドポンプ34は、ヘッド側油室8aからの高圧の排出油を吸込んで吐出するから、第一、第二メインポンプ9、10と比して大幅に少ない所要動力で圧油供給を行うことができると共に、第一、第二メインポンプ9、10の吐出流量は、ハイブリッドポンプ34の吐出流量分だけ減少することになり、その分第一、第二メインポンプ9、10の所要動力を低減させることができる。   Thus, when the boom operating lever is operated independently to the lowering side, or when the other operation tool for the hydraulic actuator A is operated simultaneously with the lowering operation of the boom operating lever, the boom cylinder 8 The oil discharged from the head side oil chamber 8a is at a high pressure due to the potential energy of the working unit 4, and the supply amount to the rod side oil chamber 8b due to the pressure receiving area acting on the piston 8c. The amount of oil discharged from the head-side oil chamber 8a is supplied to the rod-side oil chamber 8b via the reclaimed oil passage 40, while being discharged to the accumulator via the recovery oil passage 38. 39 is accumulated. Further, part of the discharged oil that passes through the recovered oil passage 38 is supplied to the suction side of the hybrid pump 34 and discharged from the hybrid pump 34 to the discharge line 12. The oil discharged from the hybrid pump 34 to the discharge line 12 is unloaded to the oil tank 11 via the bypass oil passage 55 when the boom operation lever is operated to the lower side alone. In the case of a composite operation in which another operation tool for the hydraulic actuator A is operated simultaneously with the lowering operation of the boom operation lever, the above operation is performed together with the oil discharged from the first and second main pumps 9 and 10. Thus, the potential energy of the working unit 4 can be recovered and reused without being wasted. Further, in the case of a composite operation in which another hydraulic actuator A operation tool is operated simultaneously with the lowering operation of the boom operation lever, the hybrid pump 34 sucks and discharges high-pressure discharged oil from the head-side oil chamber 8a. Therefore, the pressure oil can be supplied with much less required power than the first and second main pumps 9 and 10, and the discharge flow rate of the first and second main pumps 9 and 10 is the hybrid pump 34. Accordingly, the required power of the first and second main pumps 9 and 10 can be reduced accordingly.
次いで、ブーム用操作レバーが操作されず、且つ、油圧アクチュエータA用操作具の少なくとも一つが操作された場合について説明するが、この場合、制御装置23は、操作された油圧アクチュエータA用電磁比例減圧弁22に対し、パイロット圧出力の制御指令を出力する。これにより該当する油圧アクチュエータA用コントロールバルブ16が第一作動位置Xまたは第二作動位置Yに切換わり、而して、吐出ライン12からコントロールバルブユニット13に入力された圧油が、油圧アクチュエータA用コントロールバルブ16を経由して油圧アクチュエータAに供給される。尚、制御装置23からブーム用電磁比例減圧弁21に制御信号は出力されず、ブーム用コントロールバルブ14は中立位置Nに保持される。   Next, a case where the boom operating lever is not operated and at least one of the operating tools for the hydraulic actuator A is operated will be described. In this case, the control device 23 performs the electromagnetic proportional pressure reduction for the operated hydraulic actuator A. A control command for pilot pressure output is output to the valve 22. As a result, the corresponding control valve 16 for the hydraulic actuator A is switched to the first operating position X or the second operating position Y, so that the pressure oil input from the discharge line 12 to the control valve unit 13 is transferred to the hydraulic actuator A. Is supplied to the hydraulic actuator A via the control valve 16. The control signal is not output from the control device 23 to the boom electromagnetic proportional pressure reducing valve 21, and the boom control valve 14 is held at the neutral position N.
また、ブーム用操作レバーが操作されず、且つ、油圧アクチュエータ用A操作具の少なくとも一つが操作された場合、制御装置23から中立流量バイパス弁18に制御信号は出力されず、中立流量バイパス弁18はバイパス油路55を閉じる閉位置Nに位置している。これにより、コントロールバルブユニット13に入力された吐出ライン12の圧油が、バイパス油路55から油タンク11にアンロードされることがないようになっている。さらに、制御装置23から回収用電油変換弁43および再生用電油変換弁54に制御信号は出力されず、而して、回収用バルブ41は回収油路38を閉じる閉位置Nに位置しており、また、再生用バルブ52は再生油路40を閉じる閉位置Nに位置して、ブームシリンダ8のヘッド側油室8aの油が回収油路38や再生油路40から流出してしまうことがないようになっている。   Further, when the boom control lever is not operated and at least one of the hydraulic actuator A operating tools is operated, the control signal is not output from the control device 23 to the neutral flow bypass valve 18, and the neutral flow bypass valve 18. Is located at the closed position N for closing the bypass oil passage 55. As a result, the pressure oil in the discharge line 12 input to the control valve unit 13 is not unloaded from the bypass oil passage 55 to the oil tank 11. Further, no control signal is output from the control device 23 to the recovery electro-oil conversion valve 43 and the regeneration electro-oil conversion valve 54, and thus the recovery valve 41 is located at the closed position N where the recovery oil passage 38 is closed. Further, the regeneration valve 52 is located at the closed position N for closing the regeneration oil passage 40, and the oil in the head side oil chamber 8 a of the boom cylinder 8 flows out from the recovery oil passage 38 and the regeneration oil passage 40. There is no such thing.
さらに、ブーム用操作レバーが操作されず、且つ、油圧アクチュエータA用操作具の少なくとも一つが操作された場合、制御装置23は、ハイブリッドポンプ用レギュレータ36に対し、ハイブリッドポンプ34の吐出流量が、蓄圧量演算部62で演算されたアキュムレータ36の蓄圧量と油圧アクチュエータ用操作レバーの操作量とに対応した流量となるように、制御指令を出力する。この場合、ハイブリッドポンプ34の吐出流量は、前述したブーム用操作レバーが上昇側に操作された場合と同様に制御される。さらに、制御装置23は、アキュムレータチェックバルブ用電磁切換弁47に対し、ON位置Xに切換わるよう制御信号を出力する。これにより、アキュムレータチェックバルブ44は、アキュムレータ39からサクション油路35への油の流れを許容する状態になり、而して、アキュムレータ39に蓄圧された圧油がサクション油路35を経由して、ハイブリッドポンプ34の吸入側に供給される。   Further, when the boom operating lever is not operated and at least one of the hydraulic actuator A operating tools is operated, the control device 23 determines that the discharge flow rate of the hybrid pump 34 is the accumulated pressure with respect to the hybrid pump regulator 36. A control command is output so that the flow rate corresponds to the pressure accumulation amount of the accumulator 36 and the operation amount of the hydraulic actuator operation lever calculated by the amount calculation unit 62. In this case, the discharge flow rate of the hybrid pump 34 is controlled in the same manner as when the boom operation lever is operated to the upward side. Further, the control device 23 outputs a control signal to the accumulator check valve electromagnetic switching valve 47 so as to switch to the ON position X. As a result, the accumulator check valve 44 enters a state in which the flow of oil from the accumulator 39 to the suction oil passage 35 is allowed, and thus the pressure oil accumulated in the accumulator 39 passes through the suction oil passage 35, It is supplied to the suction side of the hybrid pump 34.
一方、ブーム用操作レバーが操作されず、且つ、油圧アクチュエータA用操作具の少なくとも一つが操作された場合、該操作された油圧アクチュエータAの負荷圧のうちの最も高圧の負荷圧が、負荷信号圧PLとして第一、第二ロードセンシング用レギュレータ29、30に入力される。そして、該第一、第二ロードセンシング用レギュレータ29、30は、第一、第二メインポンプ9、10の吐出流量Qmとハイブリッドポンプ34の吐出流量Qhとを合計した流量が、吐出ライン12の圧力を上記負荷信号圧PLよりも所定の差圧ΔP分だけ高い圧力Ppにするために必要な流量Qrとなるように、第一、第二メインポンプ9、10の流量を制御する。   On the other hand, when the boom operating lever is not operated and at least one of the operating tools for the hydraulic actuator A is operated, the highest load pressure among the load pressures of the operated hydraulic actuator A is the load signal. The pressure PL is input to the first and second load sensing regulators 29 and 30. Then, the first and second load sensing regulators 29 and 30 have a total flow rate of the discharge flow rate Qm of the first and second main pumps 9 and 10 and the discharge flow rate Qh of the hybrid pump 34. The flow rates of the first and second main pumps 9 and 10 are controlled so that the pressure becomes a flow rate Qr necessary for making the pressure Pp higher than the load signal pressure PL by a predetermined differential pressure ΔP.
而して、ブーム用操作レバーが操作されず、且つ、油圧アクチュエータA用操作具の少なくとも一つが操作された場合、該操作された油圧アクチュエータAには吐出ライン12から圧油供給されることになるが、このときアキュムレータ39に蓄圧されていれば、上記吐出ライン12には、第一、第二メインポンプ9、10の吐出流量とハイブリッドポンプ34の吐出流量とが合流して供給されることになる。而して、アキュムレータ39の蓄圧油を、油圧アクチュエータAにも利用することができるが、この場合、前述したように、ハイブリッドポンプ34は、第一、第二メインポンプ9、10と比して大幅に少ない所要動力で圧油供給を行うことができると共に、第一、第二メインポンプ9、10の吐出流量は、ハイブリッドポンプ34の吐出流量分だけ減少することになり、その分第一、第二メインポンプ9、10の所要動力を低減させることができる。一方、アキュムレータ39に蓄圧されていない場合は、第一、第二メインポンプ9、10の吐出流量Qmが、吐出ライン12の圧力を負荷信号圧PLよりも所定の差圧ΔP分だけ高い圧力Ppにするための必要な流量Qrとなるように制御されるから、アキュムレータ39に蓄圧されていなくても、油圧アクチュエータAには同流量の圧油供給がなされることになる。   Thus, when the boom operating lever is not operated and at least one of the operating tools for the hydraulic actuator A is operated, pressure oil is supplied to the operated hydraulic actuator A from the discharge line 12. However, if pressure is accumulated in the accumulator 39 at this time, the discharge flow rate of the first and second main pumps 9 and 10 and the discharge flow rate of the hybrid pump 34 are combined and supplied to the discharge line 12. become. Thus, the accumulated oil in the accumulator 39 can also be used for the hydraulic actuator A. In this case, as described above, the hybrid pump 34 is compared with the first and second main pumps 9 and 10. Pressure oil can be supplied with significantly less required power, and the discharge flow rates of the first and second main pumps 9 and 10 are reduced by the discharge flow rate of the hybrid pump 34. The required power of the second main pumps 9 and 10 can be reduced. On the other hand, when pressure is not accumulated in the accumulator 39, the discharge flow rate Qm of the first and second main pumps 9 and 10 is a pressure Pp in which the pressure of the discharge line 12 is higher than the load signal pressure PL by a predetermined differential pressure ΔP. Therefore, even if the accumulator 39 is not accumulating pressure, the hydraulic actuator A is supplied with the same amount of pressure oil.
叙述の如く構成された本形態において、油圧ショベル1の油圧制御システムは、ブームシリンダ8と、ブームシリンダ8以外の他の油圧アクチュエータA(旋回モータ、アームシリンダ、バケットシリンダ、左右の走行モータ等)と、これらブームシリンダ8および他の油圧アクチュエータAの油圧供給源となる第一、第二メインポンプ9、10が設けられていると共に、該第一、第二メインポンプ9、10は、ロードセンシング用信号回路25から入力される負荷信号圧に基づいて第一、第二メインポンプ9、10の吐出流量を制御する第一、第二ロードセンシング用レギュレータ29、30を備えているが、さらにこのものには、ブーム5の下降時にブームシリンダ8のヘッド側油室8aから排出される油を蓄圧するアキュムレータ39と、該アキュムレータ39に蓄圧された圧油を第一、第二メインポンプ9、10の吐出ライン12に供給するハイブリッドポンプ34とが設けられている。   In the present embodiment configured as described, the hydraulic control system of the excavator 1 includes a boom cylinder 8 and a hydraulic actuator A other than the boom cylinder 8 (a swing motor, an arm cylinder, a bucket cylinder, left and right traveling motors, etc.). And first and second main pumps 9 and 10 which are hydraulic pressure supply sources for the boom cylinder 8 and the other hydraulic actuators A, and the first and second main pumps 9 and 10 are load sensing devices. The first and second load sensing regulators 29 and 30 for controlling the discharge flow rates of the first and second main pumps 9 and 10 based on the load signal pressure input from the signal circuit 25 are provided. For example, an accumulator 39 for accumulating oil discharged from the head side oil chamber 8a of the boom cylinder 8 when the boom 5 is lowered. The pressure oil is accumulated in the accumulator 39 first, and the hybrid pump 34 is supplied to the discharge line 12 of the second main pumps 9 is provided.
この結果、作業部4の有する位置エネルギーを、アキュムレータ39およびハイブリッドポンプ34を用いて有効に回収、再利用できることになるが、この場合、ハイブリッドポンプ34の吐出流量は、第一、第二メインポンプ9、10の吐出ライン12に供給される構成となっているため、第一、第二メインポンプ9、10のロードセンシング流量制御を行う第一、第二ロードセンシング用レギュレータ29、30によって、第一、第二メインポンプ9、10の吐出流量とハイブリッドポンプ34の吐出流量との合計流量が、吐出ライン12の圧力を負荷信号圧PLよりも所定の差圧ΔP分だけ高い圧力にするために必要な流量となるように制御されることになり、而して、ハイブリッドポンプ34の吐出流量分、第一、第二メインポンプ9、10の吐出流量が自動的に減少することになって、第一、第二メインポンプ29、30の所要動力を確実に低減せしめることができる。しかも、上記ハイブリッドポンプ34は、アキュムレータ39に蓄圧された高圧の圧油を吸込んで吐出するため、殆どエンジンEの動力を必要とせず、而して、省エネルギー化に大きく貢献できる。そのうえ、ハイブリッドポンプ34の吐出流量を、第一、第二メインポンプ9、10を圧油供給源とする他の油圧アクチュエータAにも利用することができるから、アキュムレータ39の蓄圧油の利用範囲が広がることになる。   As a result, the potential energy of the working unit 4 can be effectively recovered and reused using the accumulator 39 and the hybrid pump 34. In this case, the discharge flow rate of the hybrid pump 34 is the first and second main pumps. 9 and 10, the first and second load sensing regulators 29 and 30 that perform load sensing flow rate control of the first and second main pumps 9 and 10, The total flow rate of the discharge flow rate of the first and second main pumps 9 and 10 and the discharge flow rate of the hybrid pump 34 is set so that the pressure of the discharge line 12 is higher than the load signal pressure PL by a predetermined differential pressure ΔP. Therefore, the flow rate is controlled so as to be a necessary flow rate, and therefore, the discharge flow rate of the hybrid pump 34, the first and second main pumps. , It can be supposed to discharge flow rate of 10 to automatically reduce, first, allowed to reliably reduce the required power of the second main pump 29 and 30. Moreover, since the hybrid pump 34 sucks and discharges the high pressure oil accumulated in the accumulator 39, it hardly needs the power of the engine E, and can greatly contribute to energy saving. In addition, since the discharge flow rate of the hybrid pump 34 can be used for other hydraulic actuators A using the first and second main pumps 9 and 10 as the pressure oil supply source, the range of use of the accumulated oil in the accumulator 39 can be reduced. Will spread.
さらに、前述したように、第一、第二ロードセンシング用レギュレータ29、30によって、第一、第二メインポンプ9、10の吐出流量とハイブリッドポンプ34の吐出流量との合計流量が、吐出ライン12の圧力を負荷信号圧PLよりも所定の差圧ΔP分だけ高い圧力にするために必要な流量となるように制御されることになるから、アキュムレータ39の蓄圧量の増減によってハイブリッドポンプ34の吐出流量が増減しても、これに対応して第一、第二メインポンプ9、10の吐出流量も自動的に減増することになる。而して、別途流量制御手段を設けることなく、ロードセンシング流量制御をそのまま利用して、第一、第二メインポンプ9、10の吐出流量を、ハイブリッドポンプ34の吐出流量の増減に対応するように制御できることになって、制御の簡略化に寄与できると共に、ロードセンシング流量制御は従来から作業機械に広く用いられている流量制御であるから、容易に実施できる。   Furthermore, as described above, the first and second load sensing regulators 29 and 30 allow the total flow rate of the discharge flow rates of the first and second main pumps 9 and 10 and the discharge flow rate of the hybrid pump 34 to be changed to the discharge line 12. Is controlled so as to have a flow rate required to increase the pressure of the accumulator 39 by a predetermined pressure difference ΔP higher than the load signal pressure PL. Even if the flow rate increases or decreases, the discharge flow rates of the first and second main pumps 9 and 10 automatically decrease correspondingly. Thus, the load sensing flow rate control is used as it is without providing a separate flow rate control means so that the discharge flow rates of the first and second main pumps 9 and 10 correspond to the increase and decrease of the discharge flow rate of the hybrid pump 34. Therefore, the load sensing flow rate control can be easily implemented because it is a flow rate control that has been widely used in work machines.
しかもこのものにおいて、ハイブリッドポンプ34の吐出流量は、アキュムレータ39の蓄圧量に応じて増減制御される構成であるから、アキュムレータ39の蓄圧油を確実に利用することができると共に、例えばアキュムレータ39が空になった時点でハイブリッドポンプ34からの圧油供給を急に停止する構成にした場合のように回路に急激な変化が生じることなく、操作性の向上に寄与できる。   In addition, in this configuration, since the discharge flow rate of the hybrid pump 34 is controlled to increase or decrease in accordance with the pressure accumulation amount of the accumulator 39, the accumulated oil of the accumulator 39 can be used reliably and, for example, the accumulator 39 is empty. When the pressure oil supply from the hybrid pump 34 is suddenly stopped at this point, it is possible to contribute to improvement in operability without causing a rapid change in the circuit as in the case where the configuration is such that the supply of pressure oil from the hybrid pump 34 is suddenly stopped.
一方、ブーム5の下降時にブームシリンダ8のヘッド側油室8aから排出された油は、回収油路38を経由して、アキュムレータ油路37からアキュムレータ39に導かれて蓄圧されると共に、サクション油路35からハイブリッドポンプ34の吸入側に導かれる構成となっており、これにより、ブーム5の下降と同時に他の油圧アクチュエータAを作動せしめるような場合に、ブームシリンダ8のヘッド側油室8aからの排出油をハイブリッドポンプ34を介して他の油圧アクチュエータAに供給できることになるが、この場合、ハイブリッドポンプ34は、ヘッド側油室8aからの高圧の排出油を吸込んで吐出するため、殆どエンジンEの動力を必要とせず、また、第一、第二メインポンプ9、10の吐出流量は、ハイブリッドポンプ34の吐出流量分減少することになって、第一、第二メインポンプ29、30の所要動力を確実に低減せしめることができる。   On the other hand, the oil discharged from the head-side oil chamber 8a of the boom cylinder 8 when the boom 5 is lowered is led to the accumulator 39 through the recovery oil passage 38 and accumulated, and the suction oil is accumulated. From the passage 35, it is guided to the suction side of the hybrid pump 34, so that when the other hydraulic actuator A is operated simultaneously with the lowering of the boom 5, from the head side oil chamber 8a of the boom cylinder 8. However, in this case, the hybrid pump 34 sucks and discharges high-pressure exhaust oil from the head-side oil chamber 8a. E power is not required, and the discharge flow rate of the first and second main pumps 9 and 10 is the hybrid pump 3 Supposed to decrease the discharge flow amount, first, it can be allowed to reliably reduce the required power of the second main pump 29 and 30.
しかも、アキュムレータ39への油の入出力は、アキュムレータ油路37に配されたアキュムレータチェックバルブ44によって制御される構成となっているから、アキュムレータ39の蓄圧油を、必要時に無駄無く利用することができる。   In addition, since the input / output of oil to the accumulator 39 is controlled by an accumulator check valve 44 disposed in the accumulator oil passage 37, the accumulated oil in the accumulator 39 can be used without waste when necessary. it can.
さらにこのものでは、ブーム5の下降時にブームシリンダ8のヘッド側油室8aから排出された油をロッド側油室8bに導く再生油路40が設けられており、而して、ヘッド側油室8aから排出される高圧の圧油を、そのままロッド側油室8bへの再生油として利用することができる。しかも、ブーム5の下降時にブームシリンダ8のヘッド側油室8aから排出される油は、ピストン8cに作用する受圧面積の関係からロッド側油室8bへの供給量に対して約2倍の排出量となるが、該排出量のうち約半分が再生油路40を経由してロッド側油室8bに導かれ、残りの約半分の排出量が回収油路38を経由してアキュムレータ39及びハイブリッドポンプ34の吸入側に導かれることになるから、アキュムレータ39及びハイブリッドポンプ34を小型化でき、コストを低減できると共に、設置スペースの確保が容易となる。   Further, this is provided with a regenerative oil passage 40 for guiding the oil discharged from the head side oil chamber 8a of the boom cylinder 8 to the rod side oil chamber 8b when the boom 5 is lowered, and thus the head side oil chamber. The high-pressure oil discharged from 8a can be used as it is as regenerated oil for the rod-side oil chamber 8b. Moreover, the oil discharged from the head side oil chamber 8a of the boom cylinder 8 when the boom 5 is lowered is discharged about twice as much as the supply amount to the rod side oil chamber 8b due to the pressure receiving area acting on the piston 8c. However, about half of the discharged amount is led to the rod side oil chamber 8b through the regenerated oil passage 40, and the remaining half of the discharged amount is passed through the recovery oil passage 38 to the accumulator 39 and the hybrid. Since it is guided to the suction side of the pump 34, the accumulator 39 and the hybrid pump 34 can be downsized, the cost can be reduced, and the installation space can be easily secured.
そのうえ、前記回収油路38、再生油路40には、該回収油路38、再生油路40の流量制御をそれぞれ行う回収用バルブ41、再生用バルブ52が配されているから、これら回収用バルブ41、再生用バルブ52によって、ヘッド側油室8aからの排出流量およびロッド側油室8bへの供給流量を制御することができ、よって、ブーム5の下降速度をブーム用操作レバーの操作量に対応するよう精度良くコントロールできることになって、良好な操作性を得ることができる。   In addition, the recovery oil passage 38 and the regeneration oil passage 40 are provided with a recovery valve 41 and a regeneration valve 52 for controlling the flow rates of the recovery oil passage 38 and the regeneration oil passage 40, respectively. The discharge flow rate from the head-side oil chamber 8a and the supply flow rate to the rod-side oil chamber 8b can be controlled by the valve 41 and the regeneration valve 52. Therefore, the lowering speed of the boom 5 can be controlled by the operation amount of the boom operation lever. Therefore, it is possible to control with high accuracy so as to correspond to the above, and good operability can be obtained.
尚、本発明は上記実施の形態に限定されないことは勿論であって、上記実施の形態では、油圧ショベルの油圧制御システムを例にとって説明したが、本発明は、クレーンやロ−ダ等の各種作業機械の油圧制御システムに実施できる。また、上記実施の形態では、作業部を昇降せしめる油圧シリンダの重量保持側油室から排出される油をアキュムレータに蓄圧することで、作業部の有する位置エネルギーを有効に回収、再利用できるようにしたものであるが、例えば油圧モータからの排出油をアキュムレータに蓄圧するように構成しても、本発明を実施することができる。   Of course, the present invention is not limited to the above-described embodiment. In the above-described embodiment, the hydraulic control system of the hydraulic excavator has been described as an example. However, the present invention is not limited to a crane, a loader, or the like. It can be implemented in a hydraulic control system for work machines. Moreover, in the said embodiment, by accumulating the oil discharged | emitted from the weight holding | maintenance side oil chamber of the hydraulic cylinder which raises / lowers a working part to an accumulator, the potential energy which a working part has can be collect | recovered and reused effectively. However, for example, the present invention can be implemented even if the oil discharged from the hydraulic motor is accumulated in the accumulator.
油圧ショベルの側面図である。It is a side view of a hydraulic excavator. 油圧制御システムの回路図である。It is a circuit diagram of a hydraulic control system. 制御装置の入出力を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the input / output of a control apparatus. アキュムレータの蓄圧量とハイブリッドポンプの吐出流量との関係を示すグラフ図である。It is a graph which shows the relationship between the pressure accumulation amount of an accumulator, and the discharge flow volume of a hybrid pump. ハイブリッドポンプの吐出流量と第一、第二メインポンプの吐出流量との関係を示すグラフ図である。It is a graph which shows the relationship between the discharge flow rate of a hybrid pump, and the discharge flow rate of a 1st, 2nd main pump.
符号の説明Explanation of symbols
4 作業部
8 ブームシリンダ
8a ヘッド側油室
8b ロッド側油室
9 第一メインポンプ
10 第二メインポンプ
12 吐出ライン
23 制御装置
25 ロードセンシング用信号回路
29 第一ロードセンシング用レギュレータ
30 第二ロードセンシング用レギュレータ
34 ハイブリッドポンプ
36 ハイブリッドポンプ用レギュレータ
38 回収油路
39 アキュムレータ
40 再生油路
41 回収用バルブ
44 アキュムレータチェックバルブ
52 再生用バルブ
A 他の油圧アクチュエータ
4 Working Unit 8 Boom Cylinder 8a Head Side Oil Chamber 8b Rod Side Oil Chamber 9 First Main Pump 10 Second Main Pump 12 Discharge Line 23 Controller 25 Load Sensing Signal Circuit 29 First Load Sensing Regulator 30 Second Load Sensing Regulator 34 Hybrid pump 36 Hybrid pump regulator 38 Recovery oil path 39 Accumulator 40 Regeneration oil path 41 Recovery valve 44 Accumulator check valve 52 Regeneration valve A Other hydraulic actuators

Claims (9)

  1. 油圧アクチュエータと、該油圧アクチュエータの油圧供給源となるメインポンプと、該メインポンプの吐出流量を油圧アクチュエータの負荷圧に応じて制御するロードセンシング流量制御手段とを備えた作業機械の油圧制御システムにおいて、前記油圧アクチュエータからの排出油を蓄圧するアキュムレータと、該アキュムレータに蓄圧された圧油を前記メインポンプの吐出ラインに供給するハイブリッドポンプとを設けたことを特徴とする作業機械における油圧制御システム。   In a hydraulic control system for a work machine comprising a hydraulic actuator, a main pump serving as a hydraulic supply source of the hydraulic actuator, and load sensing flow rate control means for controlling a discharge flow rate of the main pump according to a load pressure of the hydraulic actuator A hydraulic control system for a working machine, comprising: an accumulator for accumulating discharged oil from the hydraulic actuator; and a hybrid pump for supplying the pressure oil accumulated in the accumulator to a discharge line of the main pump.
  2. 油圧アクチュエータは、作業機械に装備される作業部を昇降せしめる油圧シリンダであると共に、油圧制御システムは、作業部の下降時に油圧シリンダの重量保持側油室から排出された圧油をアキュムレータに導く回収油路を備えることを特徴とする請求項1に記載の作業機械における油圧制御システム。   The hydraulic actuator is a hydraulic cylinder that raises and lowers the working part equipped in the work machine, and the hydraulic control system collects the pressure oil discharged from the weight holding side oil chamber of the hydraulic cylinder to the accumulator when the working part is lowered. The hydraulic control system for a work machine according to claim 1, further comprising an oil passage.
  3. 回収油路は、作業部の下降時に油圧シリンダの重量保持側油室から排出された圧油を、アキュムレータに導くと共に、ハイブリッドポンプの吸入側に導くことを特徴とする請求項2に記載の作業機械における油圧制御システム。   3. The work according to claim 2, wherein the recovery oil passage guides the pressure oil discharged from the weight holding side oil chamber of the hydraulic cylinder when the working unit is lowered to the accumulator and to the suction side of the hybrid pump. Hydraulic control system for machines.
  4. 回収油路に、該回収油路の流量制御を行う回収用バルブを配したことを特徴とする請求項2または3に記載の作業機械における油圧制御システム。   4. The hydraulic control system for a work machine according to claim 2, wherein a recovery valve for controlling a flow rate of the recovery oil passage is disposed in the recovery oil passage.
  5. 油圧制御システムは、作業部の下降時に油圧シリンダの重量保持側油室から排出された圧油を、油圧シリンダの反重量保持側油室に導く再生油路を備えることを特徴とする請求項2乃至4の何れか一項に記載の作業機械における油圧制御システム。   The hydraulic control system includes a regeneration oil passage that guides the pressure oil discharged from the weight holding side oil chamber of the hydraulic cylinder to the anti-weight holding side oil chamber of the hydraulic cylinder when the working unit is lowered. The hydraulic control system in the working machine as described in any one of thru | or 4.
  6. 再生油路に、該再生油路の流量制御を行う再生用バルブを配したことを特徴とする請求項5に記載の作業機械における油圧制御システム。   6. The hydraulic control system for a work machine according to claim 5, wherein a regeneration valve for controlling a flow rate of the regeneration oil passage is disposed in the regeneration oil passage.
  7. 油圧制御システムは、ハイブリッドポンプからメインポンプの吐出ラインへの供給流量を、アキュムレータの蓄圧量に応じて増減制御する制御装置を備えることを特徴とする請求項1乃至6の何れか一項に記載の作業機械における油圧制御システム。   The hydraulic control system includes a control device that controls increase / decrease of the supply flow rate from the hybrid pump to the discharge line of the main pump according to the pressure accumulation amount of the accumulator. Hydraulic control system for work machines in Japan.
  8. 油圧制御システムは、アキュムレータへの油の入出力を制御するアキュムレータ用制御弁を備えることを特徴とする請求項1乃至7の何れか一項に記載の作業機械における油圧制御システム。   The hydraulic control system for a work machine according to any one of claims 1 to 7, wherein the hydraulic control system includes an accumulator control valve that controls input / output of oil to and from the accumulator.
  9. 油圧制御システムは、油圧アクチュエータの他に、メインポンプを圧油供給源とする他の油圧アクチュエータを備えることを特徴とする請求項1乃至8の何れか一項に記載の作業機械における油圧制御システム。   The hydraulic control system for a work machine according to any one of claims 1 to 8, wherein the hydraulic control system includes, in addition to the hydraulic actuator, another hydraulic actuator using a main pump as a pressure oil supply source. .
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