JP2011202458A

JP2011202458A - 建設機械の制御装置

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Publication number: JP2011202458A
Application number: JP2010072561A
Authority: JP
Inventors: Haruhiko Kawasaki; 治彦川崎; Yoshihiro Egawa; 祐弘江川
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2010-03-26
Filing date: 2010-03-26
Publication date: 2011-10-13
Anticipated expiration: 2030-03-26
Also published as: WO2011118322A1; CN102822422B; KR20120123095A; JP5323753B2; US9200430B2; US20120312006A1; DE112011101065T5; KR101421362B1; CN102822422A

Abstract

【課題】１台のクラッチ４４で足りるようにして装置の小型化を図るとともに、電動・発電機ＭＧの駆動力でアシストポンプを駆動できる装置を提供することである。
【解決手段】電動・発電機ＧＭ、アシストポンプＡＰおよび回生油圧モータＭのそれぞれを、回転軸４５を介してタンデムに連結するとともに、この回転軸４５はクラッチ４４に連係してなり、このクラッチ４４を、だい１，２メインポンプＭＰ１，ＭＰ２を駆動するエンジンＥに連係する構成にした。
【選択図】図１

Description

この発明は、エンジンあるいは回生油圧モータの出力で発電機を回すとともに、その発電機の駆動力でアシストポンプを駆動するハイブリッド建設機械の制御装置に関する。

この種の発明として特許文献１に記載の装置が従来から知られている。この従来から知られている装置は、エンジンとメインポンプの回転軸とをクラッチを介して連係するとともに、この回転軸の回転力を、動力伝達装置を介して電動・発電機に伝達するようにしている。

さらに上記電動・発電機は、上記エンジンとは別系統の回生油圧モータにクラッチを介して接続している。
したがって、上記電動・発電機は、エンジンの出力あるいは回生油圧モータの出力のいずれかを利用して、発電機能を発揮させることができる。

特開２００６−３３６８４５号公報

上記のようにした従来の制御装置では、クラッチをエンジン系統と回生油圧モータ系統とで別々に設けなければならないので、必然的に装置が大型化するという問題があった。
この発明の目的は、１台のクラッチで足りるようにして装置の小型化を図るとともに、回生油圧モータの駆動力と電動・発電機の駆動力でアシストポンプを駆動できる装置を提供することである。

第１の発明は、電動・発電機、アシストポンプおよび回生油圧モータのそれぞれを、回転軸を介して連結するとともに、この回転軸はクラッチに連係してなり、このクラッチを、メインポンプを駆動するエンジンに連係する構成にした点に特徴を有する。
第２の発明は、エンジンで駆動するメインポンプによる作業がおこなわれている時は、クラッチを非接続にし、メインポンプの吐出側に電動・発電機から駆動するアシストポンプより合流するとともにアクチュエータからの油圧を回生モータで回生できる機能を備えた点に特長を有する。
第３の発明は、エンジンで駆動するメインポンプによる作業がおこなわれない時に、メインポンプの吐出量を最小にするとともに、アシストポンプ、回生油圧モータの傾転角を最小に保って、クラッチを接続し、エンジン出力で電動・発電機を駆動し、バッテリに電力を蓄える機能を備えた点に特長を有する。

第４の発明は、可変容量型にした上記アシストポンプおよび回生油圧モータの傾転角を制御するレギュレータと、このレギュレータを制御するコントローラと、可変容量型のメインポンプの傾転角をパイロット圧に応じて制御するレギュレータと、このメインポンプに接続した複数の操作弁と、これら操作弁が中立位置にあるときにパイロット圧を最高圧に保つパイロット圧発生機構と、このパイロット圧発生機構とは別のパイロット油圧源と、これらパイロット圧発生機構およびパイロット油圧源とメインポンプのレギュレータとの接続過程に設けるとともに、切り換え位置に応じてメインポンプのレギュレータを上記パイロット圧発生機構あるいはパイロット油圧源に連通させる電磁切換弁と、上記パイロット圧発生機構で生成されたパイロット圧を検出するとともにその検出した圧力を上記コントローラに伝達する圧力センサーとを備えている。

そして、上記コントローラは、上記パイロット圧発生機構で生成されたパイロット圧が最高圧に達したとき、上記電磁切換弁を切り換えてパイロット油圧源で生成されたパイロット圧をメインポンプのレギュレータに導き、メインポンプの傾転角を最小に保つ機能と、アシストポンプおよび回生油圧モータのレギュレータを制御してこれらアシストポンプおよび回生油圧モータの傾転角を最小に保つ機能とを備えている。

第１の発明によれば、電動・発電機、アシストポンプおよび回生油圧モータのそれぞれを、回転軸を介して連結するとともに、この回転軸はクラッチに連係してなり、このクラッチを、メインポンプを駆動するエンジンに連係したので、クラッチが１台で足りるようになり、装置を小型化できる。
また、上記電動・発電機、アシストポンプおよび回生油圧モータをコンパクトにまとめることができる。
さらに、クラッチを介してエンジンの駆動力を電動・発電機に直接伝達できるので、例えば上記した従来のように動力伝達装置が不要になり、その分、動力の伝達効率が良くなり、発電効率が向上する。

第１実施形態を示す回路図である。第２実施形態を示す回路図である。第３実施形態を示す回路図である。第４実施形態を示す回路図である。

図１に示した第１実施形態は、可変容量型の第１，２メインポンプＭＰ１，ＭＰ２を備えるとともに、第１メインポンプＭＰ１は第１回路系統に接続し、第２メインポンプＭＰ２は第２回路系統に接続している。
上記第１メインポンプＭＰ１に接続した第１回路系統は、その上流側から順に、旋回モータを制御する操作弁１、アームシリンダを制御する操作弁２、ブームシリンダＢＣを制御するブーム２速用の操作弁３、予備用アタッチメントを制御する操作弁４および左走行用のモータを制御する操作弁５を接続している。

上記各操作弁１〜５のそれぞれは、中立流路６およびパラレル通路７を介して第１メインポンプＭＰ１に接続している。
上記中立流路６であって、左走行モータ用の操作弁５の下流にはパイロット圧を生成するためのパイロット圧制御用の絞り８を設けている。この絞り８はそこを流れる流量が多ければ、その上流側に高いパイロット圧を生成し、その流量が少なければ低いパイロット圧を生成する。なお、上記絞り８はこの発明のパイロット圧発生機構を構成するものである。

また、上記中立流路６は、上記操作弁１〜５のすべてが中立位置もしくは中立位置近傍にあるとき、第１メインポンプＭＰ１から第１回路系統に供給された油の全部または一部が、絞り８を介してタンクＴに導かれるが、このときには絞り８を通過する流量も多くなるので、上記したように高いパイロット圧が生成される。

一方、上記操作弁１〜５がフルストロークの状態で切り換えられると、中立流路６が閉ざされて流体の流通がなくなる。したがって、この場合には、絞り８を流れる流量がなくなり、パイロット圧はゼロを保つことになる。
ただし、操作弁１〜５の操作量によっては、ポンプ吐出量の一部がアクチュエータに導かれ、一部が中立流路６からタンクＴに導かれることになるので、絞り８は、中立流路６に流れる流量に応じたパイロット圧を生成する。言い換えると、絞り８は、操作弁１〜５の操作量に応じたパイロット圧を生成することになる。

また、上記中立流路６であって、操作弁５と絞り８との間にはパイロット流路９を接続しているが、このパイロット流路９は、電磁切換弁１０を介して、第１メインポンプＭＰ１の傾転角を制御するレギュレータ１１に接続している。
上記レギュレータ１１は、パイロット流路９のパイロット圧と逆比例して第１メインポンプＭＰ１の傾転角を制御し、その１回転当たりの押し除け量を制御する。したがって、操作弁１〜５をフルストロークして中立流路６の流れがなくなり、パイロット圧がゼロになれば、第１メインポンプＭＰ１の傾転角が最大になり、その１回転当たりの押し除け量が最大になる。

上記した電磁切換弁１０はパイロット油圧源ＰＰにも接続しているが、この電磁切換弁１０が図示のノーマル位置である通常制御位置にあるとき、レギュレータ１１がパイロット流路９に連通し、電磁切換弁１０のソレノイドが励磁して切換位置に切り換わるとレギュレータ１１がパイロット油圧源ＰＰに連通する。そして、この電磁切換弁１０のソレノイドは上記したコントローラＣに接続しているが、コントローラＣは、オペレータから信号が入力したとき、上記電磁切換弁１０のソレノイドを励磁して上記切換位置に切り換え、その信号が入力しない限りソレノイドを非励磁にして、当該電磁切換弁１０を上記通常制御位置に保持する。

なお、上記パイロット油圧源ＰＰの圧力は、絞り８によって発生する最高パイロット圧よりも高い圧力を吐出する。したがって、電磁切換弁１０が切換位置に切り換わったときには、第１メインポンプＭＰ１の吐出量がさらに少なくなり、例えばロスを少なくしたい非作業状態での発電時などに備えるものである。

一方、上記第２メインポンプＭＰ２は第２回路系統に接続しているが、この第２回路系統は、その上流側から順に、右走行用モータを制御する操作弁１２、バケットシリンダを制御する操作弁１３、ブームシリンダＢＣを制御する操作弁１４およびアームシリンダを制御するアーム２速用の操作弁１５を接続している。

上記各操作弁１２〜１５は、中立流路１６を介して第２メインポンプＭＰ２に接続するとともに、操作弁１３，１４はパラレル通路１７を介して第２メインポンプＭＰ２に接続している。
上記中立流路１６であって、操作弁１５の下流側にはパイロット圧制御用の絞り１８を設けているが、この絞り１８は、第１回路系統の絞り８と全く同様に機能するもので、この発明のパイロット圧発生機構を構成するものである。

そして、上記中立流路１６であって、最下流の操作弁１５と上記絞り１８との間には、パイロット流路１９を接続しているが、このパイロット流路１９は、電磁切換弁２０を介して第２メインポンプＭＰ２の傾転角を制御するレギュレータ２１に接続している。
そして、上記電磁切換弁２０はパイロット油圧源ＰＰにも接続しているが、この電磁切換弁２０が図示のノーマル位置である通常制御位置にあるとき、レギュレータ２１がパイロット流路１９に連通し、電磁切換弁２０のソレノイドが励磁して切換位置に切り換わるとレギュレータ２１がパイロット油圧源ＰＰに連通する。そして、この電磁切換弁２０のソレノイドは上記したコントローラＣに接続しているが、コントローラＣは、オペレータから信号が入力したとき、上記電磁切換弁２０のソレノイドを励磁して上記切換位置に切り換え、その信号が入力しない限りソレノイドを非励磁にして、当該電磁切換弁２０を上記通常制御位置に保持する。

上記のようにしたレギュレータ２１は、パイロット流路１９のパイロット圧と逆比例して第２メインポンプＭＰ２の傾転角を制御し、その１回転当たりの押し除け量を制御する。したがって、操作弁１２〜１５をフルストロークして中立流路１６の流れがなくなり、パイロット圧がゼロになれば、第２メインポンプＭＰ２の傾転角を最大にして、その１回転当たりの押し除け量を最大にする。

上記ブームシリンダＢＣを制御する操作弁１４は、その一方のアクチュエータポートを一方の通路２２を介してピストン側室２３に連通しているが、その連通過程における上記通路２２には、回生流量制御弁２４を設けている。この回生流量制御弁２４は、その一方の側にパイロット室２４ａを設けるとともに、このパイロット室２４ａに対向する側にスプリング２４ｂを設けている。
上記のようにした回生流量制御弁２４は、上記スプリング２４ｂのばね力で通常は図示のノーマル位置を保つが、パイロット室２４ａにパイロット圧が作用すると、図面右側である切換位置に切り換わる。

そして、回生流量制御弁２４が図示のノーマル位置にあるときには、操作弁１４の一方のアクチュエータポートとピストン側室２３とを連通させる主流路２４ｃを全開させるとともに、ピストン側室２３と回生油圧モータＭとを連通させる回生流路２４ｄを閉じる。
なお、図中符号２５は、上記回生流路２４ｄと回生油圧モータＭを連通させる通路で、その通路過程には、回生流路２４ｄから回生油圧モータＭへの流通のみを許容するチェック弁２６を設けている。

ブームシリンダＢＣを制御する操作弁１４の他方のアクチュエータポートは、他方の通路２７を介して当該ブームシリンダＢＣのロッド側室２８に連通させている。そして、この他方の通路２７と上記ピストン側室２３とを再生通路２９を介して接続するとともに、この再生通路２９には再生流量制御弁３０を設けている。この再生流量制御弁３０は、その一方の側にパイロット室３０ａを設けるとともに、このパイロット室３０ａに対向する側にスプリング３０ｂを設けている。

上記のようにした再生流量制御弁３０は、上記スプリング３０ｂのばね力で図示のノーマル位置を保つが、このノーマル位置においては再生流路３０ｃを閉じる一方、パイロット室３０ａにパイロット圧が作用すると、図面右側である切換位置に切り換わって、再生流路３０ｃをその切換量に応じた絞り開度に維持する。
なお、図中符号３１は再生通路２９に設けたチェック弁で、ピストン側室２３から他方の通路２７への流通のみを許容するものである。

上記回生流量制御弁２４および再生流量制御弁３０のそれぞれのパイロット室２４ａ，３０ａは、比例電磁弁３２を介してパイロット油圧源ＰＰに接続している。この比例電磁弁３２は、その一方にコントローラＣに接続したソレノイド３２ａを設け、このソレノイド３２ａとは反対側にスプリング３２ｂを設けている。

このようにした比例電磁弁３２は、スプリング３２ｂのばね力で図示のノーマル位置を保つが、オペレータの入力信号に応じてコントローラＣがソレノイド３２ａを励磁すると比例電磁弁３２は切り換わるとともに、その励磁電流に応じて開度が制御される構成にしている。
したがって、回生流量制御弁２４および再生流量制御弁３０のパイロット室２４ａ，３０ａに作用するパイロット圧は、コントローラＣによって制御できる。
ただし、回生流量制御弁２４のスプリング２４ｂに対して、再生流量制御弁３０におけるスプリング３０ｂのばね力の方を大きくし、同じパイロット圧でも再生流量制御弁３０の開くタイミングが遅くなる設定にしている。

一方、上記第１回路系統Ｓ１に接続した旋回モータ用の操作弁１のアクチュエータポートには、旋回モータＲＭに連通する通路３３，３４を接続するとともに、両通路３３，３４のそれぞれにはブレーキ弁３５，３６を接続している。そして、旋回モータ用の操作弁１を中立位置に保っているときには、上記アクチュエータポートが閉じられて旋回モータＲＭは停止状態を維持する。

上記の状態から旋回モータ用の操作弁１をいずれか一方の方向に切り換えると、一方の通路３３が第１メインポンプＭＰ１に接続され、他方の通路３４がタンクに連通する。したがって、通路３３から圧油が供給されて旋回モータＲＭが回転するとともに、旋回モータＲＭからの戻り油が通路３４を介してタンクに戻される。
旋回モータ用の操作弁１を上記とは反対方向に切り換えると、今度は、通路３４にポンプ吐出油が供給され、通路３３がタンクに連通し、旋回モータＲＭは逆転することになる。

上記のように旋回モータＲＭを駆動しているときには、上記ブレーキ弁３５あるいは３６がリリーフ弁の機能を発揮し、通路３３，３４が設定圧以上になったとき、ブレーキ弁３５，３６が開弁して、上記通路３３，３４の圧力を設定圧に保つ。また、旋回モータＲＭを回転している状態で、旋回モータ用の操作弁１を中立位置に戻せば、当該操作弁１のアクチュエータポートが閉じられる。このように操作弁１のアクチュエータポートが閉じられても、旋回モータＲＭはその慣性エネルギーで回転し続けるが、旋回モータＲＭが慣性エネルギーで回転することによって、当該旋回モータＲＭがポンプ作用をする。この時には、通路３３，３４、旋回モータＲＭ、ブレーキ弁３５あるいは３６で閉回路が構成されるとともに、ブレーキ弁３５あるいは３６によって、上記慣性エネルギーが熱エネルギーに変換されることになる。

上記のようにした通路３３，３４はチェック弁３７，３８および通路３９を介して、回生油圧モータＭに接続した通路２５に連通させているが、上記通路３９にコントローラＣで開閉制御される電磁開閉弁４０を設けるとともに、この電磁開閉弁４０とチェック弁３７，３８との間に、旋回モータＲＭの旋回時の圧力あるいはブレーキ時の圧力を検出する圧力センサー４１を設け、この圧力センサー４１の圧力信号をコントローラＣに入力するようにしている。

また、上記電磁開閉弁４０よりも回生油圧モータＭに向かって下流側となる位置には、安全弁４２を設けているが、この安全弁４２は、例えば電磁開閉弁４０など、通路３９系統に故障が生じたとき、通路３３，３４の圧力を維持して旋回モータＲＭがいわゆる逸走するのを防止するものである。

一方、上記第１，２メインポンプＭＰ１，ＭＰ２を駆動するエンジンＥは、その回転力を伝達機構４３およびクラッチ４４を介して電動・発電機ＧＭに伝達する構成にしている。しかも、この電動・発電機ＧＭの回転軸４５にはアシストポンプＡＰと上記回生油圧モータＭとを連係し、それら電動・発電機ＧＭ、アシストポンプＡＰおよび上記回生油圧モータＭが連係されるとともに、それぞれが一体に回転する構成にしている。
なお、上記アシストポンプＡＰおよび回生油モータＭは可変容量型にするとともに、それらの傾転角を制御するレギュレータ４６，４７はコントローラＣに接続している。

電動・発電機ＧＭは、エンジンＥあるいは回生油圧モータＭの回転力を受けて回って発電機能を発揮するとともに、この発電機ＧＭで発電された電力は、インバータ４８を介してバッテリー４９に充電されるようにしている。そして、このバッテリー４９はコントローラＣに接続し、バッテリー４９の蓄電量をコントローラＣが把握できるようにしている。

また、上記アシストポンプＡＰは、電磁開閉制御弁５０を介して第１メインポンプＭＰ１と合流し、電磁開閉制御弁５１を介して第２メインポンプＭＰ２と合流する構成にしているが、これら電磁開閉制御弁５０，５１はその一方にコントローラＣに接続したソレノイド５０ａ，５１ａを備え、それらの反対側にスプリング５０ｂ、５１ｂを備えている。したがって、電磁開閉制御弁５０，５１は、通常はスプリング５０ｂ、５１ｂのばね力の作用で、図示の開位置を保つが、コントローラＣの出力信号でソレノイド５０ａ，５１ａが励磁すると、閉位置に切り換わる。

上記の構成において、コントローラＣは、第１，２メインポンプＭＰ１，ＭＰ２のレギュレータ１１，２１に導かれるパイロット圧を圧力センサー５２，５３で検出するとともに、その圧力があらかじめ設定した最高圧に達しているか否かを判定している。
もし、圧力センサー５２，５３が検出した圧力があらかじめ設定した最高圧に達した非作業状態で、オペレータがクラッチ４４をつないだときには、コントローラＣは、オペレータがバッテリー４９の充電を求めているものと判定する。なぜなら、レギュレータ１１，２１に導かれるパイロット圧が最高圧に達したときには、上記したように操作弁１〜５および１２〜１５が中立位置に保たれているからである。

上記のようにパイロット圧が最高圧になった状態で、オペレータがクラッチ４４をつないだら、コントローラＣは電磁切換弁１０，２０のソレノイドを励磁してレギュレータ１１，２１をパイロット油圧源ＰＰに接続し、第１，２メインポンプＭＰ１，ＭＰ２の傾転角を制御してその吐出量を最小にする。これと同時に、アシストポンプＡＰおよび回生油圧モータＭの傾転角も最小にする。この一連の制御によって、電動・発電機ＧＭの回転負荷を最小に保つことができる。

上記のように電動・発電機ＧＭの回転負荷を最小に保たれるので、発電のためのエンジンＥ負荷も小さくてすむ。そして、この電動・発電機ＧＭで発電された電力は、インバータ４８を介してバッテリー４９に充電される。

また、オペレータがアクチュエータを作動させながら、アシスト、油圧回生を要求するときには、クラッチ４４を切り離すとともに、その要求信号をコントローラＣに入力する。コントローラＣは、ブームシリンダＢＣを操作する操作レバー（図示していない）の操作方向に応じて、当該ブームシリンダＢＣが上昇するのか下降するのかを判定する。そして、ブームシリンダＢＣが下降するときには、その操作レバーの操作量に応じて、言い換えるとオペレータが意図したブームシリンダＢＣの下降速度に応じて、コントローラＣは比例電磁弁３２のソレノイド３２ａの励磁電流を制御する。したがって、比例電磁弁３２は、オペレータが意図した下降速度が大きければ大きいほどその開度が大きくなる。

上記のようにして比例電磁弁３２が開くと、パイロット油圧源ＰＰからのパイロット圧が回生流量制御弁２４のパイロット室２４ａと再生流量制御弁３０のパイロット室３０ａとに導かれる。
ただし、上記したように回生流量制御弁２４のスプリング２４ｂの方が、再生流量制御弁３０のスプリング３０ｂのばね力よりも小さいので、回生流量制御弁２４が先に切換位置に切り換わる。そして、このときの回生流量制御弁２４の切り換え量は上記パイロット圧に比例したものになる。

上記のようにして回生流量制御弁２４が切換位置に切り換われば、ブームシリンダＢＣのピストン側室２３からの戻り油は、回生流量制御弁２４の切り換え量に応じて、一方の通路２４に戻る流量と回生油圧モータＭに供給される流量とに配分される。
なお、このときコントローラＣは、ブームシリンダＢＣが目的の下降速度を維持するために、回生油圧モータＭの傾転角を制御してその負荷を制御する。

そして、オペレータが意図する下降速度が大きくなれば、比例電磁弁３２の開度も大きくなるので、その分、上記パイロット室２４ａ、３０ａに作用するパイロット圧も大きくなる。このようにパイロット圧が大きくなれば、再生流量制御弁３０が切換位置に切り換わり、そのパイロット圧に比例した分だけ再生流路３０ｃを開く。
このように再生流路３０ｃが開けば、ブームシリンダＢＣのピストン側室２３からの戻り油の一部が再生通路２９および他方の通路２７を経由してブームシリンダＢＣのロッド側室２８に供給される。
いずれにしても、クラッチ４４を切った状態で、ブームシリンダＢＣの戻り油を利用して回生油圧モータＭを回転させれば、電動・発電機ＧＭを回して発電することができる。

一方、上記第１回路系統に接続した旋回モータＲＭを駆動するために、旋回モータ用の操作弁１を例えば一方の方向に切り換えれば、旋回モータＲＭを回転させられるが、このときの旋回圧はブレーキ弁３５の設定圧に保たれる。また、上記操作弁１を上記とは反対方向に切り換えれば、旋回圧はブレーキ弁３６の設定圧に保たれる。
また、旋回モータＲＭが旋回している最中に旋回モータ用の操作弁１を中立位置に切り換えると、前記したように通路３３，３４間で閉回路が構成されるとともに、ブレーキ弁３５あるいは３６が当該閉回路のブレーキ圧を維持して、慣性エネルギーを熱エネルギーに変換する。

なお、上記通路３３あるいは３４の圧力は、旋回動作あるいはブレーキ動作に必要な圧力に保たれていなければ、旋回モータＲＭを旋回させたり、あるいはブレーキをかけたりできなくなる。
そこで、上記通路３３あるいは３４の圧力を、上記旋回圧あるいはブレーキ圧に保つために、コントローラＣは回生油圧モータＭの傾転角を制御しながら、この旋回モータＲＭの負荷を制御するようにしている。つまり、コントローラＣは、圧力センサー４１で検出される圧力が上記旋回モータＲＭの旋回圧あるいはブレーキ圧とほぼ等しくなるように、回生油圧モータＭの傾転角を制御する。

上記のようにして回生油圧モータＭが回転力を得れば、その回転力は、同軸回転する電動・発電機ＧＭに作用するが、この回生油圧モータＭの回転力によって、電動・発電機ＧＭを回すことができる。
いずれにしても、クラッチ４４を切った状態で、旋回モータＲＭのエネルギーを利用して、回生油圧モータＭを回転させれば、電動・発電機ＧＭを回して発電することができる。

さらに、各操作弁１〜５，１２〜１５を操作する作業時には、上記クラッチ４４を切り離した状態で、オペレータがアシストポンプＡＰのアシストを要求する信号をコントローラＣに入力すると、コントローラＣはアシストポンプＡＰのレギュレータ４７を制御してその傾転角を制御するとともに、電磁開閉制御弁５０，５１のソレノイド５０ａ，５１ａを非励磁状態にしてそれを開位置に保つ。したがって、アシストポンプＡＰの吐出油は、これら電磁開閉制御弁５０，５１を経由して第１，２メインポンプＭＰ１、ＭＰ２に合流する。なお、符号５４，５５はチェック弁で、アシストポンプＡＰから第１，２メインポンプＭＰ１，ＭＰ２への合流の流れのみを許容するものである。

上記のようにした実施形態において、回生油圧モータＭの回転力を、電動・発電機ＧＭの補助用に使用してもよいこと当然である。
いずれにしても、この第１実施形態によれば、１台のクラッチ４４だけで、エンジンＥの出力を利用して電動・発電機ＧＭを回したり、あるいは回生油圧モータＭの回転力で電動・発電機ＧＭを回したりできる。

なお、上記回生油圧モータＭの回転力でアシストポンプＡＰの回転力をアシストすることもできるが、回生油圧モータＭに流入する圧力は第１，２メインポンプＭＰ１，ＭＰ２の吐出圧よりも低いことが考えられる。しかし、この実施形態では、圧力が低くてもアシストポンプＡＰに高い吐出圧を維持させるために、回生油圧モータＭおよびアシストポンプＡＰによって増圧機能を発揮させるようにしている。

すなわち、上記回生油圧モータＭの出力は、１回転当たりの押しのけ容積Ｑ_１とそのときの圧力Ｐ_１の積で決まる。また、アシストポンプＡＰの出力は１回転当たりの押しのけ容積Ｑ_２と吐出圧Ｐ_２の積で決まる。そして、この実施形態では、回生油圧モータＭとアシストポンプＡＰとが同軸回転するので、Ｑ_１×Ｐ_１＝Ｑ_２×Ｐ_２が成立しなければならない。そこで、例えば、回生油圧モータＭの上記押しのけ容積Ｑ_１を上記アシストポンプＡＰの押しのけ容積Ｑ_２の３倍すなわちＱ_１＝３Ｑ_２にしたとすれば、上記等式が３Ｑ_２×Ｐ_１＝Ｑ_２×Ｐ_２となる。この式から両辺をＱ_２で割れば、３Ｐ_１＝Ｐ_２が成り立つ。
したがって、アシストポンプＡＰの傾転角を変えて、上記押しのけ容積Ｑ_２を制御すれば、回生油圧モータＭの出力で、アシストポンプＡＰに所定の吐出圧を維持させることができる。言い換えると、ブームシリンダＢＣからの油圧を増圧してアシストポンプＡＰから吐出させることができる。

図２に示した第２実施形態は、エンジンＥ、第１，２メインポンプＭＰ１，ＭＰ２、クラッチ４４、電動・発電機ＧＭ、アシストポンプＡＰおよび回生油圧モータＭのすべてを同一軸上で連係させたもので、ここでは第１実施形態の動力伝達機構４３を省略することができる。この構成以外は第１実施形態と同じである。
図３に示した第３実施形態は、アシストポンプＡＰ、回生油圧モータＭおよび電動・発電機ＧＭの配列を第１実施形態と相違させたもので、その他の構成は第１実施形態と同じである。
図４に示した第４実施形態は、第３実施形態に対し、アシストポンプＡＰ、回生油圧モータＭと電動・発電機ＧＭとをギヤ等の動力伝達機構５６で接続したことが異なり、クラッチ４４を介して、動力伝達機構５６をエンジンＥに接続したものでクラッチから油圧回生、アシスト部の長手方向を短くし、機体の搭載性を良くしたものである。

この発明は、パワーショベルに用いるのに最適である。

ＭＰ１第１メインポンプ
ＭＰ２第２メインポンプ
Ｍ回生油圧モータ
１〜５操作弁
８，１８この発明のパイロット圧発生機構を構成する絞り
１０，２０電磁切換弁
１１，２１レギュレータ
１２〜１５操作弁
Ｅエンジン
４４クラッチ
ＧＭ電動・発電機
Ｃコントローラ
ＡＰアシストポンプ
４５回転軸
４６，４７レギュレータ

Claims

アシストポンプ、回生油圧モータおよび電動・発電機と連結した回転軸を設け、この回転軸はクラッチに連係してなり、このクラッチを、メインポンプを駆動するエンジンに連係する構成にしたハイブリッド建設機械の制御装置。
エンジンで駆動するメインポンプによる作業がおこなわれている時は、クラッチを非接続にし、メインポンプの吐出側に電動・発電機から駆動するアシストポンプより合流するとともにアクチュエータからの油圧を回生モータで回生できる機能を備えた請求項１記載のハイブリッド建設機械の制御装置。
エンジンで駆動するメインポンプによる作業がおこなわれない時に、メインポンプの吐出量を最小にするとともに、アシストポンプ、回生油圧モータの傾転角を最小に保って、クラッチを接続し、エンジン出力で電動・発電機を駆動し、バッテリーに電力を蓄える機能を備えた請求項１記載のハイブリッド建設機械の制御装置。
可変容量型にした上記アシストポンプおよび回生油圧モータの傾転角を制御するレギュレータと、このレギュレータを制御するコントローラと、可変容量型のメインポンプの傾転角をパイロット圧に応じて制御するレギュレータと、このメインポンプに接続した複数の操作弁と、これら操作弁が中立位置にあるときにパイロット圧を最高圧に保つパイロット圧発生機構と、このパイロット圧発生機構とは別のパイロット油圧源と、これらパイロット圧発生機構およびパイロット油圧源とメインポンプのレギュレータとの接続過程に設けるとともに、切り換え位置に応じてメインポンプのレギュレータを上記パイロット圧発生機構あるいはパイロット油圧源に連通させる電磁切換弁と、上記パイロット圧発生機構で生成されたパイロット圧を検出するとともにその検出した圧力を上記コントローラに伝達する圧力センサーとを備えてなり、上記コントローラは、上記パイロット発生機構で生成されたパイロット圧が最高圧に達したとき、上記電磁切換弁を切り換えてパイロット油圧源で生成されたパイロット圧をメインポンプのレギュレータに導き、メインポンプの傾転角を最小に保つ機能と、アシストポンプおよび回生油圧モータのレギュレータを制御してこれらアシストポンプおよび回生油圧モータの傾転角を最小に保つ機能とを備えた請求項１記載のハイブリッド建設機械の制御装置。