JP2015172428A - Control system of hybrid construction machine - Google Patents

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祐弘 江川
Yoshihiro Egawa
祐弘 江川
治彦 川崎
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治彦 川崎
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    • F15B21/00Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/14Energy-recuperation means
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To ensure that surplus hydraulic energy can be regenerated even when an actuator other than a boom cylinder and a slewing motor is operated.SOLUTION: A control system 100 of a hybrid construction machine comprises: circuit systems S1 and S2 including operating valve 1-5 and 14-17 that supply/discharge working fluid to/from actuators; main relief valves 8 and 19 that keep working fluid pressures of main passages 6 and 18 at a main relief pressure or less; regeneration passages 55 and 56 that branch from the main passages 6 and 18 between main pumps MP1 and MP2 and the operating valves 1-5 and 14-17; a regeneration motor M for regeneration that is rotated by the working fluid led through the regeneration passages 55 and 56; regeneration passage switching valves 57 and 58 that can open/close the regeneration passages 55 and 56; and a controller C that controls the regeneration passage switching valves 57 and 58 to switch them to opening positions when the working fluid pressures of the main passages 6 and 18 reaches a set pressure lower than the main relief pressure.

Description

本発明は、ハイブリッド建設機械の制御システムに関する。   The present invention relates to a control system for a hybrid construction machine.

アクチュエータから導かれる作動油を利用して油圧モータを回転させてエネルギ回生を行うハイブリッド建設機械が知られている。   2. Description of the Related Art Hybrid construction machines that perform energy regeneration by rotating a hydraulic motor using hydraulic fluid guided from an actuator are known.

特許文献1には、ブームシリンダと旋回モータとを備え、ブーム下げ時や旋回作業時にブームシリンダ及び旋回モータから導かれる作動油を利用して油圧モータを回転させてエネルギ回生を行うことが開示されている。   Patent Document 1 discloses that a boom cylinder and a turning motor are provided, and energy is regenerated by rotating a hydraulic motor using hydraulic oil guided from the boom cylinder and the turning motor when the boom is lowered or turning. ing.

特開2009−287745号公報JP 2009-287745 A

しかし、特許文献1に記載のハイブリッド建設機械では、ブームシリンダや旋回モータ以外のアクチュエータを操作している場合には、余剰となる油圧エネルギを回生することができない。   However, the hybrid construction machine described in Patent Document 1 cannot regenerate excess hydraulic energy when an actuator other than a boom cylinder or a swing motor is operated.

本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたものであり、ブームシリンダや旋回モータ以外のアクチュエータが操作されている場合であっても、余剰となる油圧エネルギを回生可能なハイブリッド建設機械の制御システムを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a technical problem, and is a hybrid construction machine capable of regenerating excess hydraulic energy even when an actuator other than a boom cylinder and a swing motor is operated. An object of the present invention is to provide a control system.

本発明は、ハイブリッド建設機械の制御システムであって、メインポンプからメイン通路を介して供給される作動流体をアクチュエータへ給排する操作弁を有する回路系統と、メイン通路の作動流体圧をメインリリーフ圧以下に保つメインリリーフ弁と、メイン通路のメインポンプと操作弁との間から分岐する回生通路と、回生通路を介して導かれる作動流体によって回転する回生用の回生モータと、回生通路を開閉可能な回生通路切換弁と、メイン通路の作動流体圧がメインリリーフ圧より低い設定圧に達した場合、回生通路切換弁を開位置に切り換え制御するコントローラと、を備えることを特徴とする。   The present invention is a control system for a hybrid construction machine, and includes a circuit system having an operation valve for supplying and discharging a working fluid supplied from a main pump through a main passage to an actuator, and a main relief of the working fluid pressure in the main passage. Main relief valve that keeps below pressure, regenerative passage that branches from between main pump and operation valve of main passage, regenerative motor that rotates by working fluid guided through regenerative passage, and regenerative passage And a controller for switching the regeneration passage switching valve to an open position when the working fluid pressure in the main passage reaches a set pressure lower than the main relief pressure.

本発明によれば、アクチュエータの作動中に、メイン通路の作動流体圧がメインリリーフ圧より低い設定圧に達した場合、回生通路切換弁が開位置に切り換わってメイン通路の作動流体が回生モータに導かれる。よって、ブームシリンダや旋回モータ以外のアクチュエータが操作されている場合であっても、余剰となる作動流体の流体圧エネルギを回生することができる。   According to the present invention, when the working fluid pressure in the main passage reaches a set pressure lower than the main relief pressure during operation of the actuator, the regenerative passage switching valve is switched to the open position, and the working fluid in the main passage becomes Led to. Therefore, even when an actuator other than the boom cylinder and the swing motor is operated, the fluid pressure energy of the surplus working fluid can be regenerated.

本発明の実施形態に係るハイブリッド建設機械の制御システムを示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the control system of the hybrid construction machine which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るハイブリッド建設機械の制御システムの変形例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the modification of the control system of the hybrid construction machine which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るハイブリッド建設機械の制御システムの変形例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the modification of the control system of the hybrid construction machine which concerns on embodiment of this invention.

図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

初めに、第1実施形態について説明する。   First, the first embodiment will be described.

図1は、本実施形態におけるハイブリッド建設機械の制御システム100を示す回路図である。   FIG. 1 is a circuit diagram showing a control system 100 for a hybrid construction machine according to the present embodiment.

ハイブリッド建設機械は例えば油圧ショベル等であり、作動流体としての作動油を吐出する第1メインポンプMP1及び第2メインポンプMP2と、第1メインポンプMP1から作動油が供給される第1回路系統S1と、第2メインポンプMP2から作動油が供給される第2回路系統S2と、を備える。   The hybrid construction machine is, for example, a hydraulic excavator or the like, and includes a first main pump MP1 and a second main pump MP2 that discharge hydraulic oil as a working fluid, and a first circuit system S1 to which hydraulic oil is supplied from the first main pump MP1. And a second circuit system S2 to which hydraulic oil is supplied from the second main pump MP2.

第1メインポンプMP1及び第2メインポンプMP2は、エンジンEによって駆動されて同軸回転し、斜板の傾転角が調整可能な可変容量型ポンプである。   The first main pump MP1 and the second main pump MP2 are variable displacement pumps that are driven by the engine E to rotate coaxially and can adjust the tilt angle of the swash plate.

第1回路系統S1は、上流側から順に、旋回モータRMを制御する操作弁1と、アームシリンダ(図示せず)を制御する操作弁2と、流体圧シリンダとしてのブームシリンダBCを制御するブーム2速用の操作弁3と、ブレーカやクラッシャ等の予備用アタッチメント(図示せず)を制御する操作弁4と、左走行用である第1走行用モータ(図示せず)を制御する操作弁5と、を有する。   The first circuit system S1 includes, in order from the upstream side, an operation valve 1 that controls the swing motor RM, an operation valve 2 that controls an arm cylinder (not shown), and a boom that controls a boom cylinder BC as a fluid pressure cylinder. An operation valve 3 for controlling a second speed, an operation valve 4 for controlling a spare attachment (not shown) such as a breaker or a crusher, and an operation valve for controlling a first traveling motor (not shown) for left running. And 5.

各操作弁1〜5は、第1メインポンプMP1から各アクチュエータへ導かれる作動油の流量を制御して、各アクチュエータの動作を制御する。各操作弁1〜5は、油圧ショベルのオペレータが操作レバーを手動操作することに伴って供給されるパイロット圧によって操作される。   The operation valves 1 to 5 control the operation of each actuator by controlling the flow rate of the hydraulic oil guided from the first main pump MP1 to each actuator. Each of the operation valves 1 to 5 is operated by a pilot pressure supplied when the operator of the hydraulic excavator manually operates the operation lever.

各操作弁1〜5は、互いに並列なメイン通路としての中立流路6とパラレル通路7とを通じて第1メインポンプMP1に接続されている。中立流路6における操作弁1の上流側には、中立流路6の作動油圧が所定のメインリリーフ圧を超えると開弁して、作動油圧をメインリリーフ圧以下に保つメインリリーフ弁8が設けられる。所定のメインリリーフ圧は、各操作弁1〜5の最低作動圧を十分に確保できる程度に高く設定される。   Each operation valve 1 to 5 is connected to the first main pump MP1 through a neutral passage 6 and a parallel passage 7 as main passages parallel to each other. On the upstream side of the operation valve 1 in the neutral flow path 6, a main relief valve 8 is provided that opens when the hydraulic pressure in the neutral flow path 6 exceeds a predetermined main relief pressure and keeps the hydraulic pressure below the main relief pressure. It is done. The predetermined main relief pressure is set high enough to ensure a minimum operating pressure for each of the operation valves 1 to 5.

中立流路6における操作弁5の下流側には、パイロット圧(ネガティブコントロール圧)を生成するための絞り9が設けられる。絞り9は、通過する流量が多ければ上流側に高いパイロット圧を生成し、通過する流量が少なければ上流側に低いパイロット圧を生成する。   A throttle 9 for generating a pilot pressure (negative control pressure) is provided downstream of the operation valve 5 in the neutral flow path 6. The throttle 9 generates a high pilot pressure on the upstream side when the flow rate passing therethrough is high, and generates a low pilot pressure on the upstream side when the flow rate passing therethrough is small.

絞り9には、絞り9の上流側に生成されるパイロット圧が所定のパイロットリリーフ圧を超えると開弁してパイロット圧を所定のパイロットリリーフ圧以下に保つパイロットリリーフ弁10が並列に設けられる。なお、パイロットリリーフ圧は、絞り9に異常圧が生じない程度にメインリリーフ弁8のメインリリーフ圧より低く設定される。   The throttle 9 is provided in parallel with a pilot relief valve 10 that opens when the pilot pressure generated upstream of the throttle 9 exceeds a predetermined pilot relief pressure and keeps the pilot pressure below a predetermined pilot relief pressure. The pilot relief pressure is set lower than the main relief pressure of the main relief valve 8 to such an extent that no abnormal pressure is generated in the throttle 9.

中立流路6は、操作弁1〜5の全てが中立位置又は中立位置近傍にある場合には、第1メインポンプMP1から吐出された作動油の全部又は一部をタンクTに導く。この場合、絞り9を通過する作動油の流量が多くなるので、高いパイロット圧が生成される。   The neutral flow path 6 guides all or part of the hydraulic oil discharged from the first main pump MP1 to the tank T when all the operation valves 1 to 5 are in the neutral position or in the vicinity of the neutral position. In this case, since the flow rate of the hydraulic oil passing through the throttle 9 increases, a high pilot pressure is generated.

一方、操作弁1〜5がフルストロークに切り換えられると、中立流路6が閉ざされて作動油の流通がなくなる。この場合、絞り9を通過する作動油の流量がほとんどなくなり、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、第1メインポンプMP1から吐出された作動油の一部がアクチュエータに導かれ、残りが中立流路6からタンクTに導かれるので、絞り9は、中立流路6の作動油の流量に応じたパイロット圧を生成する。つまり、絞り9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。   On the other hand, when the operation valves 1 to 5 are switched to the full stroke, the neutral flow path 6 is closed and the flow of hydraulic oil is lost. In this case, the flow rate of the hydraulic oil passing through the throttle 9 is almost eliminated, and the pilot pressure is kept at zero. However, depending on the operation amount of the operation valves 1 to 5, a part of the hydraulic oil discharged from the first main pump MP1 is guided to the actuator and the rest is guided from the neutral flow path 6 to the tank T. A pilot pressure corresponding to the flow rate of the hydraulic oil in the neutral flow path 6 is generated. That is, the throttle 9 generates a pilot pressure corresponding to the operation amount of the operation valves 1 to 5.

絞り9の上流側にはパイロット流路11が接続され、パイロット流路11には絞り9によって生成されたパイロット圧が導かれる。パイロット流路11は、第1メインポンプMP1の容量(斜板の傾転角)を制御するレギュレータ12に接続される。   A pilot flow path 11 is connected to the upstream side of the throttle 9, and the pilot pressure generated by the throttle 9 is guided to the pilot flow path 11. The pilot flow path 11 is connected to a regulator 12 that controls the capacity (tilt angle of the swash plate) of the first main pump MP1.

レギュレータ12は、パイロット流路11のパイロット圧と比例(比例定数は負の数)して第1メインポンプMP1の斜板の傾転角を制御して、第1メインポンプMP1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がフルストロークに切り換えられて絞り9を通過する作動油の流れがなくなり、パイロット流路11のパイロット圧がゼロになれば、第1メインポンプMP1の斜板の傾転角が最大になり、1回転当たりの押し除け量が最大になる。   The regulator 12 controls the tilt angle of the swash plate of the first main pump MP1 in proportion to the pilot pressure of the pilot flow path 11 (proportional constant is a negative number), and per rotation of the first main pump MP1. Controls the amount of push-out. Therefore, when the operation valves 1 to 5 are switched to the full stroke and there is no flow of hydraulic oil passing through the throttle 9, and the pilot pressure in the pilot flow path 11 becomes zero, the swash plate of the first main pump MP1 is tilted. The angle is maximized and the amount of push-out per rotation is maximized.

パイロット流路11には、パイロット流路11の圧力を検出する圧力検出器としての第1圧力センサ13が設けられる。第1圧力センサ13によって検出した圧力信号はコントローラCに出力される。パイロット流路11のパイロット圧は、操作弁1〜5の操作量に応じて変化するので、第1圧力センサ13によって検出される圧力信号は、第1回路系統S1の要求流量に比例する。   The pilot flow path 11 is provided with a first pressure sensor 13 as a pressure detector that detects the pressure of the pilot flow path 11. The pressure signal detected by the first pressure sensor 13 is output to the controller C. Since the pilot pressure in the pilot flow path 11 changes according to the operation amount of the operation valves 1 to 5, the pressure signal detected by the first pressure sensor 13 is proportional to the required flow rate of the first circuit system S1.

第2回路系統S2は、上流側から順に、右走行用である第2走行用モータ(図示せず)を制御する操作弁14と、バケットシリンダ(図示せず)を制御する操作弁15と、ブームシリンダBCを制御する操作弁16と、アームシリンダ(図示せず)を制御するアーム2速用の操作弁17と、を有する。   The second circuit system S2 includes, in order from the upstream side, an operation valve 14 for controlling a second traveling motor (not shown) for right traveling, an operation valve 15 for controlling a bucket cylinder (not shown), An operation valve 16 that controls the boom cylinder BC and an operation valve 17 for second-arm arm that controls an arm cylinder (not shown) are provided.

各操作弁14〜17は、第2メインポンプMP2から各アクチュエータへ導かれる作動油の流量を制御して、各アクチュエータの動作を制御する。各操作弁14〜17は、油圧ショベルのオペレータが操作レバーを手動操作することに伴って供給されるパイロット圧によって操作される。   Each operation valve 14-17 controls the operation | movement of each actuator by controlling the flow volume of the hydraulic fluid guide | induced to each actuator from 2nd main pump MP2. Each operation valve 14-17 is operated by the pilot pressure supplied when the operator of a hydraulic shovel manually operates an operation lever.

各操作弁14〜17は、メイン通路としての中立流路18を通じて第2メインポンプMP2に接続されている。また、操作弁14〜16は、中立流路18と並列なパラレル通路29を通じて第2メインポンプMP2に接続されている。中立流路18における操作弁14の上流側には、中立流路18の作動油圧が所定のメインリリーフ圧を超えると開弁して、作動油圧をメインリリーフ圧以下に保つメインリリーフ弁19が設けられる。所定のメインリリーフ圧は、各操作弁14〜17の最低作動圧を十分に確保できる程度に高く設定される。   Each operation valve 14-17 is connected to 2nd main pump MP2 through the neutral flow path 18 as a main channel | path. The operation valves 14 to 16 are connected to the second main pump MP <b> 2 through a parallel passage 29 parallel to the neutral flow path 18. On the upstream side of the operation valve 14 in the neutral flow path 18, a main relief valve 19 is provided that opens when the hydraulic pressure of the neutral flow path 18 exceeds a predetermined main relief pressure and keeps the hydraulic pressure below the main relief pressure. It is done. The predetermined main relief pressure is set high enough to ensure the minimum operating pressure of each operation valve 14-17.

中立流路18における操作弁17の下流側には、パイロット圧(ネガティブコントロール圧)を生成するための絞り20が設けられる。絞り20は、第1メインポンプMP1側の絞り9と同じ機能を有する。   A throttle 20 for generating a pilot pressure (negative control pressure) is provided downstream of the operation valve 17 in the neutral flow path 18. The diaphragm 20 has the same function as the diaphragm 9 on the first main pump MP1 side.

絞り20には、絞り20の上流側に生成されるパイロット圧が所定のパイロットリリーフ圧を超えると開弁してパイロット圧を所定のパイロットリリーフ圧以下に保つパイロットリリーフ弁21が並列に設けられる。なお、パイロットリリーフ圧は、絞り20に異常圧が生じない程度にメインリリーフ弁19のメインリリーフ圧より低く設定される。   The throttle 20 is provided in parallel with a pilot relief valve 21 that opens when the pilot pressure generated upstream of the throttle 20 exceeds a predetermined pilot relief pressure and keeps the pilot pressure below a predetermined pilot relief pressure. The pilot relief pressure is set lower than the main relief pressure of the main relief valve 19 to such an extent that no abnormal pressure is generated in the throttle 20.

絞り20の上流側にはパイロット流路22が接続され、パイロット流路22には絞り20によって生成されたパイロット圧が導かれる。パイロット流路22は、第2メインポンプMP2の容量(斜板の傾転角)を制御するレギュレータ23に接続される。   A pilot flow path 22 is connected to the upstream side of the throttle 20, and the pilot pressure generated by the throttle 20 is guided to the pilot flow path 22. The pilot flow path 22 is connected to a regulator 23 that controls the capacity (tilt angle of the swash plate) of the second main pump MP2.

レギュレータ23は、パイロット流路22のパイロット圧と比例(比例定数は負の数)して第2メインポンプMP2の斜板の傾転角を制御して、第2メインポンプMP2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14〜17がフルストロークに切り換えられて絞り20を通過する作動油の流れがなくなり、パイロット流路22のパイロット圧がゼロになれば、第2メインポンプMP2の斜板の傾転角が最大になり、1回転当たりの押し除け量が最大になる。   The regulator 23 controls the tilt angle of the swash plate of the second main pump MP2 in proportion to the pilot pressure of the pilot flow path 22 (proportional constant is a negative number), so that per second rotation of the second main pump MP2. Controls the amount of push-out. Therefore, when the operation valves 14 to 17 are switched to the full stroke and there is no flow of hydraulic oil passing through the throttle 20, and the pilot pressure in the pilot flow path 22 becomes zero, the swash plate of the second main pump MP2 is tilted. The angle is maximized and the amount of push-out per rotation is maximized.

パイロット流路22には、パイロット流路22の圧力を検出する圧力検出器としての第2圧力センサ24が設けられる。第2圧力センサ24によって検出した圧力信号はコントローラCに出力される。パイロット流路22のパイロット圧は、操作弁14〜17の操作量に応じて変化するので、第2圧力センサ24によって検出される圧力信号は、第2回路系統S2の要求流量に比例する。   The pilot flow path 22 is provided with a second pressure sensor 24 as a pressure detector that detects the pressure of the pilot flow path 22. The pressure signal detected by the second pressure sensor 24 is output to the controller C. Since the pilot pressure in the pilot flow path 22 changes according to the operation amount of the operation valves 14 to 17, the pressure signal detected by the second pressure sensor 24 is proportional to the required flow rate of the second circuit system S2.

エンジンEには、エンジンEの余力を利用して発電する発電機25が設けられる。発電機25で発電された電力はバッテリチャージャ26を介してバッテリ27に充電される。バッテリチャージャ26は、通常の家庭用の電源28に接続した場合にも、バッテリ27に電力を充電できるようにしている。   The engine E is provided with a generator 25 that generates electric power using the remaining power of the engine E. The electric power generated by the generator 25 is charged to the battery 27 via the battery charger 26. The battery charger 26 can charge the battery 27 even when connected to a normal household power supply 28.

次に、旋回モータRMについて説明する。   Next, the turning motor RM will be described.

旋回モータRMは、旋回モータRMを駆動するための旋回回路30に設けられる。旋回回路30は、操作弁1と旋回モータRMとを接続する一対の給排通路31、32と、給排通路31、32のそれぞれに接続され設定圧力で開弁するリリーフ弁33、34と、を備える。   The turning motor RM is provided in the turning circuit 30 for driving the turning motor RM. The swing circuit 30 includes a pair of supply / discharge passages 31 and 32 that connect the operation valve 1 and the swing motor RM, and relief valves 33 and 34 that are connected to the supply / discharge passages 31 and 32 and open at a set pressure, Is provided.

操作弁1が中立位置である場合には、操作弁1のアクチュエータポートが閉じられるため、旋回モータRMに対する作動油の給排が遮断され、旋回モータRMは停止状態を保つ。   When the operation valve 1 is in the neutral position, since the actuator port of the operation valve 1 is closed, the supply and discharge of hydraulic oil to and from the swing motor RM is shut off, and the swing motor RM maintains the stopped state.

操作弁1が一方に切り換わると、給排通路31が第1メインポンプMP1に接続され、給排通路32がタンクTに連通する。これにより、給排通路31を通じて作動油が供給されて旋回モータRMが回転すると共に、旋回モータRMからの戻り作動油が給排通路32を通じてタンクTに排出される。一方、操作弁1が他方に切り換わると、給排通路32が第1メインポンプMP1に接続され、給排通路31がタンクTに連通し、旋回モータRMは逆向きに回転する。   When the operation valve 1 is switched to one side, the supply / discharge passage 31 is connected to the first main pump MP1, and the supply / discharge passage 32 communicates with the tank T. As a result, the hydraulic oil is supplied through the supply / discharge passage 31 to rotate the turning motor RM, and the return hydraulic oil from the turning motor RM is discharged to the tank T through the supply / discharge passage 32. On the other hand, when the operation valve 1 is switched to the other, the supply / discharge passage 32 is connected to the first main pump MP1, the supply / discharge passage 31 communicates with the tank T, and the turning motor RM rotates in the reverse direction.

旋回モータRMの旋回動作時に、給排通路31、32の旋回圧力がリリーフ弁33、34の設定圧力に達した場合には、リリーフ弁33、34が開弁して高圧側の余剰流量が低圧側に導かれる。   When the turning pressure of the supply / discharge passages 31 and 32 reaches the set pressure of the relief valves 33 and 34 during the turning operation of the turning motor RM, the relief valves 33 and 34 are opened and the excess flow on the high pressure side is low. Led to the side.

旋回モータRMの旋回動作中に、操作弁1が中立位置に切り換わると、操作弁1のアクチュエータポートが閉じられ、給排通路31、32、旋回モータRM及びリリーフ弁33、34によって閉回路が構成される。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は慣性エネルギによって回転し続けてポンプ作用を発揮する。   When the operation valve 1 is switched to the neutral position during the turning operation of the turning motor RM, the actuator port of the operation valve 1 is closed, and a closed circuit is formed by the supply / discharge passages 31, 32, the turning motor RM and the relief valves 33, 34. Composed. Thus, even if the actuator port of the operation valve 1 is closed, the turning motor RM continues to rotate by inertia energy and exhibits a pump action.

これにより、旋回動作時には低圧であった給排通路31、32の一方が高圧、旋回動作時には高圧であった給排通路31、32の他方が低圧となり、旋回モータRMにブレーキ力が作用しブレーキ動作が行われる。この際、給排通路31、32のブレーキ圧力がリリーフ弁33、34の設定圧力に達した場合には、リリーフ弁33、34が開弁して高圧側のブレーキ流量が低圧側に導かれる。   As a result, one of the supply / discharge passages 31, 32, which was at a low pressure during the turning operation, becomes a high pressure, and the other one of the supply / discharge passages 31, 32, which was at a high pressure during the turning operation, becomes a low pressure. Operation is performed. At this time, when the brake pressure in the supply / discharge passages 31 and 32 reaches the set pressure of the relief valves 33 and 34, the relief valves 33 and 34 are opened, and the brake flow on the high pressure side is guided to the low pressure side.

旋回モータRMのブレーキ動作時に、旋回モータRMの吸込流量が不足した場合には、タンクTから給排通路31、32への作動油の流れのみを許容するチェック弁35、36を通じてタンクTの作動油が吸い込まれる。   When the suction flow rate of the swing motor RM is insufficient during the braking operation of the swing motor RM, the operation of the tank T is performed through the check valves 35 and 36 that allow only the flow of hydraulic oil from the tank T to the supply / discharge passages 31 and 32. Oil is inhaled.

次に、ブームシリンダBCについて説明する。   Next, the boom cylinder BC will be described.

ブームシリンダBCの動作を制御する操作弁16が中立位置から一方の位置に切り換わると、第2メインポンプMP2から吐出された作動油が給排通路38を通じてブームシリンダBCのピストン側室39に供給されると共に、ロッド側室40からの戻り作動油が給排通路37を通じてタンクTに排出され、ブームシリンダBCが伸長する。   When the operation valve 16 for controlling the operation of the boom cylinder BC is switched from the neutral position to one position, the hydraulic oil discharged from the second main pump MP2 is supplied to the piston side chamber 39 of the boom cylinder BC through the supply / discharge passage 38. At the same time, the return hydraulic oil from the rod side chamber 40 is discharged to the tank T through the supply / discharge passage 37, and the boom cylinder BC extends.

一方、操作弁16が他方の位置に切り換わると、第2メインポンプMP2から吐出された作動油が給排通路37を通じてブームシリンダBCのロッド側室40に供給されると共に、ピストン側室39からの戻り作動油が給排通路38を通じてタンクTに排出され、ブームシリンダBCが収縮する。   On the other hand, when the operation valve 16 is switched to the other position, the hydraulic oil discharged from the second main pump MP2 is supplied to the rod side chamber 40 of the boom cylinder BC through the supply / discharge passage 37 and returned from the piston side chamber 39. The hydraulic oil is discharged to the tank T through the supply / discharge passage 38, and the boom cylinder BC contracts.

操作弁16が中立位置に切り換わると、ブームシリンダBCに対する作動油の給排が遮断され、ブームは停止した状態を保つ。なお、ブーム2速用の操作弁3は、オペレータによる操作レバーの操作量が所定量より大きい場合に切り換わる。   When the operation valve 16 is switched to the neutral position, the supply and discharge of hydraulic oil to and from the boom cylinder BC is interrupted, and the boom is kept stopped. The boom second speed operation valve 3 is switched when the operation amount of the operation lever by the operator is larger than a predetermined amount.

操作弁16を中立位置に切り換えブームの動きを止めた場合、バケット、アーム及びブーム等の自重によって、ブームシリンダBCには収縮する方向の力が作用する。このように、ブームシリンダBCは、操作弁16が中立位置の場合にはピストン側室39によって負荷を保持するものであり、ピストン側室39が負荷側圧力室となる。   When the operation valve 16 is switched to the neutral position and the movement of the boom is stopped, a force in a contracting direction acts on the boom cylinder BC by its own weight such as the bucket, arm, and boom. Thus, the boom cylinder BC holds the load by the piston side chamber 39 when the operation valve 16 is in the neutral position, and the piston side chamber 39 becomes the load side pressure chamber.

ハイブリッド建設機械の制御システム100は、旋回回路30及びブームシリンダBCからの作動油のエネルギを回収してエネルギ回生を行う回生制御を実行する。回生制御は、コントローラCによって行われる。コントローラCは、回生制御を実行するCPUと、CPUの処理動作に必要な制御プログラムや設定値等が記憶されたROMと、各種センサが検出した情報を一時的に記憶するRAMと、を備える。   The control system 100 for the hybrid construction machine executes regenerative control that recovers energy of the hydraulic oil from the turning circuit 30 and the boom cylinder BC and performs energy regeneration. Regenerative control is performed by the controller C. The controller C includes a CPU that executes regenerative control, a ROM that stores control programs and setting values necessary for processing operations of the CPU, and a RAM that temporarily stores information detected by various sensors.

次に、旋回回路30からの作動油を利用してエネルギ回生を行う旋回回生制御について説明する。   Next, turning regeneration control that performs energy regeneration using hydraulic oil from the turning circuit 30 will be described.

旋回モータRMに接続される給排通路31、32には、それぞれ分岐通路41、42が接続される。分岐通路41、42は合流して、旋回回路30からの作動油を回生用の回生モータMに導くための旋回回生通路43に接続される。分岐通路41、42のそれぞれには、給排通路31、32から旋回回生通路43への作動油の流れのみを許容するチェック弁44、45が設けられる。旋回回生通路43は、合流回生通路46を通じて回生モータMに接続される。   Branch passages 41 and 42 are connected to the supply / discharge passages 31 and 32 connected to the turning motor RM, respectively. The branch passages 41 and 42 are joined together and connected to a turning regeneration passage 43 for guiding the hydraulic oil from the turning circuit 30 to the regeneration motor M for regeneration. Each of the branch passages 41 and 42 is provided with check valves 44 and 45 that allow only the flow of hydraulic oil from the supply / discharge passages 31 and 32 to the turning regeneration passage 43. The turning regeneration passage 43 is connected to the regeneration motor M through the merge regeneration passage 46.

回生モータMは、斜板の傾転角が調整可能な可変容量型モータであり、発電機兼用の回転電機としての電動モータ47と同軸回転するように連結されている。電動モータ47が発電機として機能した場合には、電動モータ47で発電された電力はインバータ48を介してバッテリ27に充電される。回生モータMと電動モータ47とは、直接連結してもよいし、減速機を介して連結してもよい。   The regenerative motor M is a variable capacity motor that can adjust the tilt angle of the swash plate, and is connected to an electric motor 47 as a rotating electric machine that also serves as a generator so as to rotate coaxially. When the electric motor 47 functions as a generator, the electric power generated by the electric motor 47 is charged to the battery 27 via the inverter 48. The regenerative motor M and the electric motor 47 may be directly connected or may be connected via a speed reducer.

旋回回生通路43には、コントローラCから出力される信号にて切り換え制御される電磁切換弁49が設けられる。電磁切換弁49とチェック弁44、45との間には、旋回モータRMの旋回動作時の旋回圧力又はブレーキ動作時のブレーキ圧力を検出する圧力センサ50が設けられる。圧力センサ50にて検出された圧力信号は、コントローラCに出力される。   The turning regeneration passage 43 is provided with an electromagnetic switching valve 49 that is switched and controlled by a signal output from the controller C. Between the electromagnetic switching valve 49 and the check valves 44 and 45, a pressure sensor 50 is provided for detecting a turning pressure during a turning operation of the turning motor RM or a brake pressure during a braking operation. The pressure signal detected by the pressure sensor 50 is output to the controller C.

電磁切換弁49は、ソレノイドが非励磁のときに閉位置(図1に示す状態)に設定され旋回回生通路43を遮断し、ソレノイドが励磁したときに開位置に設定され旋回回生通路43を開通する。電磁切換弁49は、開位置に切り換えられると、旋回回路30からの作動油を回生モータMに導く。これにより、旋回回生が行われる。   The electromagnetic switching valve 49 is set to the closed position (the state shown in FIG. 1) when the solenoid is not energized and shuts off the turning regeneration passage 43, and is set to the open position when the solenoid is excited and opens the turning regeneration passage 43. To do. The electromagnetic switching valve 49 guides the hydraulic oil from the turning circuit 30 to the regenerative motor M when switched to the open position. Thereby, turning regeneration is performed.

旋回回路30から回生モータMへの作動油の経路について説明する。例えば、給排通路31、32を通じて供給される作動油によって旋回モータRMが旋回する旋回動作時には、給排通路31、32の余剰油が分岐通路41、42及びチェック弁44、45を通じて旋回回生通路43に流入し、回生モータMに導かれる。また、給排通路31、32を通じて供給される作動油によって旋回モータRMが旋回している際に操作弁1が中立位置に切り換えられるブレーキ動作時には、旋回モータRMのポンプ作用によって吐出された作動油が分岐通路41、42及びチェック弁44、45を通じて旋回回生通路43に流入し、回生モータMに導かれる。   A path of hydraulic oil from the turning circuit 30 to the regenerative motor M will be described. For example, at the time of the turning operation in which the turning motor RM turns by the hydraulic oil supplied through the supply / discharge passages 31 and 32, the surplus oil in the supply / discharge passages 31 and 32 passes through the branch passages 41 and 42 and the check valves 44 and 45. 43 flows into the regenerative motor M. Further, during the brake operation in which the operation valve 1 is switched to the neutral position when the turning motor RM is turning by the hydraulic oil supplied through the supply / discharge passages 31 and 32, the hydraulic oil discharged by the pump action of the turning motor RM. Flows into the turning regeneration passage 43 through the branch passages 41 and 42 and the check valves 44 and 45 and is guided to the regeneration motor M.

旋回回生通路43における電磁切換弁49の下流側には、安全弁51が設けられる。安全弁51は、旋回回生通路43における例えば電磁切換弁49などに異常が生じた場合に、分岐通路41、42の圧力を維持して旋回モータRMが逸走することを防止するものである。   A safety valve 51 is provided on the downstream side of the electromagnetic switching valve 49 in the turning regeneration passage 43. The safety valve 51 prevents the turning motor RM from running away by maintaining the pressure in the branch passages 41 and 42 when an abnormality occurs in the turning regenerative passage 43 such as the electromagnetic switching valve 49.

コントローラCは、圧力センサ50の検出圧力が旋回回生開始圧力以上になったと判定した場合には、電磁切換弁49のソレノイドを励磁させる。これにより、電磁切換弁49が開位置に切り換わって旋回回生が開始される。   When the controller C determines that the detected pressure of the pressure sensor 50 is equal to or higher than the rotation regeneration start pressure, the controller C excites the solenoid of the electromagnetic switching valve 49. Thereby, the electromagnetic switching valve 49 is switched to the open position, and the swivel regeneration is started.

コントローラCは、圧力センサ50の検出圧力が旋回回生開始圧力未満になったと判定した場合には、電磁切換弁49のソレノイドを非励磁にする。これにより、電磁切換弁49が閉位置に切り換わって旋回回生が停止する。   When the controller C determines that the detected pressure of the pressure sensor 50 has become less than the turning regeneration start pressure, the controller C de-energizes the solenoid of the electromagnetic switching valve 49. As a result, the electromagnetic switching valve 49 is switched to the closed position and the turning regeneration is stopped.

次に、ブームシリンダBCからの作動油を利用してエネルギ回生を行うブーム回生制御について説明する。   Next, boom regeneration control for performing energy regeneration using hydraulic oil from the boom cylinder BC will be described.

ブームシリンダBCのピストン側室39と操作弁16とを接続する給排通路38には、コントローラCの出力信号によって開度が制御される電磁比例絞り弁52が設けられる。電磁比例絞り弁52はノーマル状態で全開位置を保つ。   An electromagnetic proportional throttle valve 52 whose opening degree is controlled by an output signal from the controller C is provided in the supply / discharge passage 38 connecting the piston side chamber 39 of the boom cylinder BC and the operation valve 16. The electromagnetic proportional throttle valve 52 maintains the fully open position in the normal state.

給排通路38には、ピストン側室39と電磁比例絞り弁52との間から分岐するブーム回生通路53が接続される。ブーム回生通路53は、ピストン側室39からの戻り作動油を回生モータMに導くための通路である。旋回回生通路43とブーム回生通路53とは合流して合流回生通路46に接続される。   A boom regeneration passage 53 that branches from between the piston side chamber 39 and the electromagnetic proportional throttle valve 52 is connected to the supply / discharge passage 38. The boom regeneration passage 53 is a passage for guiding the return hydraulic oil from the piston side chamber 39 to the regeneration motor M. The turning regeneration passage 43 and the boom regeneration passage 53 join together and are connected to the joining regeneration passage 46.

ブーム回生通路53には、コントローラCから出力される信号にて切り換え制御される電磁切換弁54が設けられる。電磁切換弁54は、ソレノイドが非励磁のときに閉位置(図1に示す状態)に設定されブーム回生通路53を遮断し、ソレノイドが励磁したときに開位置に設定されブーム回生通路53を開通してピストン側室39から合流回生通路46への作動油の流れのみを許容する。   The boom regeneration passage 53 is provided with an electromagnetic switching valve 54 that is switch-controlled by a signal output from the controller C. The electromagnetic switching valve 54 is set to the closed position (the state shown in FIG. 1) when the solenoid is not energized and shuts off the boom regeneration passage 53, and is set to the open position when the solenoid is energized and opens the boom regeneration passage 53. Thus, only the flow of hydraulic oil from the piston side chamber 39 to the merging / regenerating passage 46 is allowed.

操作弁16には、操作弁16の操作方向とその操作量を検出するセンサ(図示せず)が設けられる。センサにて検出された信号はコントローラCに出力される。コントローラCは、センサによって検出された操作弁16の操作方向とその操作量に基づいて、ブームシリンダBCの伸縮方向とその伸縮量を演算する。   The operation valve 16 is provided with a sensor (not shown) that detects the operation direction and the operation amount of the operation valve 16. The signal detected by the sensor is output to the controller C. The controller C calculates the expansion / contraction direction and the expansion / contraction amount of the boom cylinder BC based on the operation direction and the operation amount of the operation valve 16 detected by the sensor.

なお、上記センサに代えて、ブームシリンダBCにピストンロッドの移動方向とその移動量を検出するセンサを設けてもよいし、操作レバーに操作方向とその操作量を検出するセンサを設けてもよい。   Instead of the above sensor, the boom cylinder BC may be provided with a sensor for detecting the movement direction and the movement amount of the piston rod, and the operation lever may be provided with a sensor for detecting the operation direction and the operation amount. .

コントローラCは、センサの検出結果に基づいて、オペレータがブームシリンダBCを伸長させようとしているか、又は収縮させようとしているかを判定する。コントローラCは、ブームシリンダBCの伸長動作を判定すると、電磁比例絞り弁52をノーマル状態である全開位置に保つと共に、電磁切換弁54を閉位置に保つ。   The controller C determines whether the operator is going to extend or contract the boom cylinder BC based on the detection result of the sensor. When the controller C determines the extension operation of the boom cylinder BC, the controller C keeps the electromagnetic proportional throttle valve 52 in the fully open position, which is the normal state, and keeps the electromagnetic switching valve 54 in the closed position.

一方、コントローラCは、ブームシリンダBCの収縮動作を判定すると、操作弁16の操作量に応じてオペレータが求めているブームシリンダBCの収縮速度を演算すると共に、電磁比例絞り弁52を閉じて電磁切換弁54を開位置に切り換える。これにより、ブームシリンダBCからの戻り作動油の全量が回生モータMに導かれ、ブーム回生が行われる。   On the other hand, when the controller C determines the contraction operation of the boom cylinder BC, the controller C calculates the contraction speed of the boom cylinder BC requested by the operator according to the operation amount of the operation valve 16, and closes the electromagnetic proportional throttle valve 52 to electromagnetically. The switching valve 54 is switched to the open position. As a result, the entire amount of return hydraulic oil from the boom cylinder BC is guided to the regeneration motor M, and boom regeneration is performed.

回生モータMで消費する流量が、オペレータが求めたブームシリンダBCの収縮速度を維持するために必要な流量よりも少ない場合には、コントローラCは、操作弁16の操作量、回生モータMの斜板の傾転角及び電動モータ47の回転速度等に基づいて、回生モータMが消費する流量を超えた分の流量をタンクTに戻すように電磁比例絞り弁52の開度を制御する。これにより、オペレータが求めるブームシリンダBCの収縮速度が維持される。   When the flow rate consumed by the regenerative motor M is less than the flow rate required to maintain the contraction speed of the boom cylinder BC determined by the operator, the controller C controls the operation amount of the operation valve 16 and the recliner of the regenerative motor M. Based on the tilt angle of the plate, the rotational speed of the electric motor 47, and the like, the opening degree of the electromagnetic proportional throttle valve 52 is controlled so that the flow rate exceeding the flow rate consumed by the regenerative motor M is returned to the tank T. Thereby, the contraction speed of the boom cylinder BC required by the operator is maintained.

旋回モータRMを旋回させながら、ブームシリンダBCを下降させる場合には、旋回モータRMからの戻り作動油と、ブームシリンダBCからの戻り作動油とが、合流回生通路46で合流して回生モータMに供給される。   When the boom cylinder BC is lowered while turning the swing motor RM, the return hydraulic oil from the swing motor RM and the return hydraulic oil from the boom cylinder BC merge in the regenerative passage 46 and the regenerative motor M To be supplied.

このとき、旋回回生通路43の圧力が上昇して、旋回モータRMの旋回圧又はブレーキ圧よりも高くなったとしても、旋回回生通路43内の作動油はチェック弁44、45によって逆流が阻止されるので、旋回モータRMには影響を及ぼさない。また、旋回回生通路43の圧力が低下して、旋回圧又はブレーキ圧よりも低くなると、コントローラCは、圧力センサ50からの圧力信号に基づいて電磁切換弁49を閉じる。   At this time, even if the pressure of the swing regeneration passage 43 increases and becomes higher than the swing pressure or the brake pressure of the swing motor RM, the backflow of the hydraulic oil in the swing regeneration passage 43 is prevented by the check valves 44 and 45. Therefore, the swing motor RM is not affected. Further, when the pressure in the turning regeneration passage 43 decreases and becomes lower than the turning pressure or the brake pressure, the controller C closes the electromagnetic switching valve 49 based on the pressure signal from the pressure sensor 50.

したがって、旋回モータRMの旋回動作とブームシリンダBCの下降動作とを同時に行う場合には、旋回圧又はブレーキ圧にかかわりなく、ブームシリンダBCに要求される下降速度を基準にして回生モータMの傾転角が規定される。   Therefore, when the turning operation of the turning motor RM and the lowering operation of the boom cylinder BC are performed at the same time, regardless of the turning pressure or the brake pressure, the regenerative motor M is tilted with reference to the lowering speed required for the boom cylinder BC. The turning angle is defined.

さらに、ハイブリッド建設機械の制御システム100は、中立流路6、18からの作動油のエネルギを回収してエネルギ回生を行う余剰流量回生制御を実行する。余剰流量回生制御は、旋回回生制御及びブーム回生制御と同様にコントローラCによって行われる。   Further, the control system 100 for the hybrid construction machine executes surplus flow rate regeneration control that recovers energy of the hydraulic oil from the neutral flow paths 6 and 18 and performs energy regeneration. The surplus flow rate regeneration control is performed by the controller C similarly to the turning regeneration control and the boom regeneration control.

第1回路系統S1の中立流路6における操作弁1より上流側と合流回生通路46とは、第1回生通路55によって接続される。第2回路系統S2の中立流路における操作弁14の上流側と合流回生通路46とは、第2回生通路56によって接続される。第1回生通路55には、第1回生通路55を開閉可能な第1回生通路切換弁57が介装される。第2回生通路56には、第2回生通路56を開閉可能な第2回生通路切換弁58が介装される。   The upstream side of the operation valve 1 in the neutral flow path 6 of the first circuit system S1 and the merging regenerative passage 46 are connected by a first regenerative passage 55. The upstream side of the operation valve 14 in the neutral flow path of the second circuit system S2 and the merging regenerative passage 46 are connected by a second regenerative passage 56. A first regeneration passage switching valve 57 that can open and close the first regeneration passage 55 is interposed in the first regeneration passage 55. The second regeneration passage 56 is provided with a second regeneration passage switching valve 58 that can open and close the second regeneration passage 56.

第1回生通路切換弁57及び第2回生通路切換弁58は、パイロット室57a、58aにパイロット圧が供給されると開位置に切り換わって中立流路6、18から合流回生通路46への作動油の流れを許容し、パイロット圧の供給が遮断されると閉位置に切り換わって第1回生通路55及び第2回生通路56を閉塞する。   The first regenerative passage switching valve 57 and the second regenerative passage switching valve 58 are switched to the open position when the pilot pressure is supplied to the pilot chambers 57a, 58a, and are operated from the neutral flow passages 6, 18 to the merging regenerative passage 46. When the oil flow is allowed and the supply of the pilot pressure is cut off, the first regenerative passage 55 and the second regenerative passage 56 are closed by switching to the closed position.

第1回生通路切換弁57のパイロット室57aに供給されるパイロット圧は、第1パイロット圧源PP1から第1パイロット通路59を通じて供給される。第1パイロット通路59には、コントローラCからの指令信号に応じて比例したパイロット圧力を出力可能な電磁切換弁としての第1電磁比例減圧弁61が介装される。第1電磁比例減圧弁61は、コントローラCから出力される指令信号に基づいて、ソレノイドが励磁すると第1パイロット圧源PP1の圧力を減圧して指令値に応じたパイロット圧力を発生し、パイロット圧を第1パイロット通路59に供給する。ソレノイドが非励磁になると第1パイロット通路59をタンクTに連通する。   The pilot pressure supplied to the pilot chamber 57a of the first regenerative passage switching valve 57 is supplied from the first pilot pressure source PP1 through the first pilot passage 59. The first pilot passage 59 is provided with a first electromagnetic proportional pressure reducing valve 61 as an electromagnetic switching valve capable of outputting a proportional pilot pressure in response to a command signal from the controller C. Based on the command signal output from the controller C, the first electromagnetic proportional pressure reducing valve 61 reduces the pressure of the first pilot pressure source PP1 to generate a pilot pressure corresponding to the command value when the solenoid is excited. Is supplied to the first pilot passage 59. When the solenoid is de-energized, the first pilot passage 59 is communicated with the tank T.

第2回生通路切換弁58のパイロット室58aに供給されるパイロット圧は、第2パイロット圧源PP2から第2パイロット通路60を通じて供給される。第2パイロット通路60には、コントローラCからの指令信号に応じて比例したパイロット圧力を出力可能な電磁切換弁としての第2電磁比例減圧弁62が介装される。第2電磁比例減圧弁62は、コントローラCから出力される指令信号に基づいて、ソレノイドが励磁すると第2パイロット圧源PP2の圧力を減圧して指令値に応じたパイロット圧力を発生し、パイロット圧を第2パイロット通路60に供給する。ソレノイドが非励磁になると第2パイロット通路60をタンクTに連通する。   The pilot pressure supplied to the pilot chamber 58a of the second regenerative passage switching valve 58 is supplied through the second pilot passage 60 from the second pilot pressure source PP2. The second pilot passage 60 is provided with a second electromagnetic proportional pressure reducing valve 62 as an electromagnetic switching valve capable of outputting a proportional pilot pressure in response to a command signal from the controller C. Based on the command signal output from the controller C, the second electromagnetic proportional pressure reducing valve 62 reduces the pressure of the second pilot pressure source PP2 to generate a pilot pressure corresponding to the command value when the solenoid is excited. Is supplied to the second pilot passage 60. When the solenoid is de-energized, the second pilot passage 60 is communicated with the tank T.

第2回路系統S2の中立流路18における操作弁17より下流側であってパイロット流路22の接続部より上流側には、中立流路18を開閉可能なメイン通路切換弁としての中立カット弁63が介装される。中立カット弁63は、パイロット室63aにパイロット圧が供給されると閉位置に切り換わって中立流路18を閉塞し、パイロット圧の供給が遮断されると開位置に切り換わって中立流路18を開放する。中立カット弁63のパイロット室63aは第2パイロット通路60に接続され、第2電磁比例減圧弁62により第2回生通路切換弁58にパイロット圧が供給されるとき、同時に中立カット弁63のパイロット室63aにもパイロット圧が供給される。つまり、中立カット弁63は、第2回生通路切換弁58と連動して動作する。   A neutral cut valve as a main passage switching valve capable of opening and closing the neutral flow path 18 downstream of the operation valve 17 in the neutral flow path 18 of the second circuit system S2 and upstream of the connection portion of the pilot flow path 22. 63 is interposed. The neutral cut valve 63 is switched to the closed position when the pilot pressure is supplied to the pilot chamber 63a to close the neutral flow path 18, and is switched to the open position when the supply of the pilot pressure is cut off. Is released. The pilot chamber 63a of the neutral cut valve 63 is connected to the second pilot passage 60. When pilot pressure is supplied to the second regenerative passage switching valve 58 by the second electromagnetic proportional pressure reducing valve 62, the pilot chamber of the neutral cut valve 63 is simultaneously used. The pilot pressure is also supplied to 63a. That is, the neutral cut valve 63 operates in conjunction with the second regeneration passage switching valve 58.

第1回路系統S1の中立流路6における第1メインポンプMP1と操作弁1との間には、中立流路6の作動油圧(第1メインポンプMP1の吐出圧)を検出する圧力センサ64が設けられる。同様に、第2回路系統S2の中立流路18における第2メインポンプMP2と操作弁14との間には、中立流路18の作動油圧(第2メインポンプMP2の吐出圧)を検出する圧力センサ65が設けられる。各圧力センサ64、65によって検出された圧力信号は、コントローラCに出力される。   Between the first main pump MP1 and the operation valve 1 in the neutral flow path 6 of the first circuit system S1, a pressure sensor 64 that detects the hydraulic pressure of the neutral flow path 6 (discharge pressure of the first main pump MP1) is provided. Provided. Similarly, between the second main pump MP2 and the operation valve 14 in the neutral flow path 18 of the second circuit system S2, a pressure for detecting the hydraulic pressure of the neutral flow path 18 (discharge pressure of the second main pump MP2). A sensor 65 is provided. The pressure signals detected by the pressure sensors 64 and 65 are output to the controller C.

コントローラCは、第1回路系統S1の中立流路6の作動油圧が所定の設定圧に達した場合、第1電磁比例減圧弁61のソレノイドを励磁させる。これにより、第1回生通路切換弁57にパイロット圧が供給され第1回生通路切換弁57が第1回生通路55を開放する。中立流路6の作動油は第1回生通路55を通って合流回生通路46に導かれ、第1回路系統S1の余剰流量回生が行われる。なお、所定の設定圧は、メインリリーフ弁8のメインリリーフ圧より少しだけ低い圧に設定される。   The controller C excites the solenoid of the first electromagnetic proportional pressure reducing valve 61 when the hydraulic pressure of the neutral flow path 6 of the first circuit system S1 reaches a predetermined set pressure. As a result, the pilot pressure is supplied to the first regeneration passage switching valve 57, and the first regeneration passage switching valve 57 opens the first regeneration passage 55. The hydraulic oil in the neutral flow path 6 is guided to the merging regeneration passage 46 through the first regeneration passage 55, and the excess flow regeneration of the first circuit system S1 is performed. The predetermined set pressure is set to a pressure slightly lower than the main relief pressure of the main relief valve 8.

コントローラCは、第2回路系統S2の中立流路18の作動油圧が所定の設定圧に達した場合、第2電磁比例減圧弁62のソレノイドを励磁させる。これにより、第2回生通路切換弁58にパイロット圧が供給され第2回生通路切換弁58が第2回生通路56を開放する。さらに、中立カット弁63にもパイロット圧が供給され中立カット弁63が中立流路18を閉塞する。中立流路18の作動油は第2回生通路56を通って合流回生通路46に導かれ、第2回路系統S2の余剰流量回生が行われる。なお、所定の設定圧は、メインリリーフ弁19のメインリリーフ圧より少しだけ低い圧に設定される。   The controller C excites the solenoid of the second electromagnetic proportional pressure reducing valve 62 when the operating hydraulic pressure of the neutral flow path 18 of the second circuit system S2 reaches a predetermined set pressure. Thereby, the pilot pressure is supplied to the second regeneration passage switching valve 58 and the second regeneration passage switching valve 58 opens the second regeneration passage 56. Further, pilot pressure is also supplied to the neutral cut valve 63, and the neutral cut valve 63 closes the neutral flow path 18. The hydraulic oil in the neutral flow path 18 is guided to the merging regeneration passage 46 through the second regeneration passage 56, and the excess flow regeneration of the second circuit system S2 is performed. The predetermined set pressure is set to a pressure slightly lower than the main relief pressure of the main relief valve 19.

コントローラCは、第1電磁比例減圧弁61及び第2電磁比例減圧弁62の少なくとも一方を開放して余剰流量回生制御を行っているとき、回生している側の中立流路6、18の作動油圧が操作弁1〜5、14〜17の最低作動圧以上となるように、回生モータMの斜板の傾転角をレギュレータ66によって制御する。   When the controller C performs surplus flow rate regeneration control by opening at least one of the first electromagnetic proportional pressure reducing valve 61 and the second electromagnetic proportional pressure reducing valve 62, the operation of the neutral flow paths 6 and 18 on the regenerating side is performed. The tilt angle of the swash plate of the regenerative motor M is controlled by the regulator 66 so that the hydraulic pressure becomes equal to or higher than the minimum operating pressure of the operation valves 1 to 5 and 14 to 17.

次に、第1メインポンプMP1及び第2メインポンプMP2の出力をアシストするアシストポンプとしてのサブポンプSPについて説明する。   Next, the sub pump SP as an assist pump that assists the outputs of the first main pump MP1 and the second main pump MP2 will be described.

サブポンプSPは、斜板の傾転角が調整可能な可変容量型ポンプであり、回生モータMと同軸回転するように連結されている。サブポンプSPは電動モータ47の駆動力で回転する。電動モータ47の回転速度は、インバータ48を通じてコントローラCによって制御される。回生モータM及びサブポンプSPの斜板の傾転角はレギュレータ66、67を介してコントローラCによって制御される。   The sub-pump SP is a variable displacement pump capable of adjusting the tilt angle of the swash plate, and is connected to the regenerative motor M so as to rotate coaxially. The sub pump SP is rotated by the driving force of the electric motor 47. The rotation speed of the electric motor 47 is controlled by the controller C through the inverter 48. The tilt angle of the swash plate of the regenerative motor M and the sub pump SP is controlled by the controller C via the regulators 66 and 67.

サブポンプSPには、アシスト通路としての吐出通路68が接続される。吐出通路68は、第1回生通路55に合流する第1吐出通路69と、第2回生通路56に合流する第2吐出通路70と、に分岐して形成される。吐出通路68の分岐部には、アシスト切換弁としての高圧選択切換弁71が介装される。第1吐出通路69及び第2吐出通路70には、吐出通路68から第1回生通路55又は第2回生通路56への作動油の流れのみを許容するチェック弁72、73がそれぞれ介装される。   A discharge passage 68 as an assist passage is connected to the sub pump SP. The discharge passage 68 is formed by branching into a first discharge passage 69 that joins the first regeneration passage 55 and a second discharge passage 70 that joins the second regeneration passage 56. A high pressure selection switching valve 71 as an assist switching valve is interposed at the branch portion of the discharge passage 68. The first discharge passage 69 and the second discharge passage 70 are provided with check valves 72 and 73 that permit only the flow of hydraulic oil from the discharge passage 68 to the first regeneration passage 55 or the second regeneration passage 56, respectively. .

高圧選択切換弁71は、3ポート3ポジションのスプール式の切換弁である。高圧選択切換弁71には、スプールの両端に臨んでパイロット室71a、71bがそれぞれ設けられる。一方のパイロット室71aには第1回生通路55の作動油が減衰用絞り74を介して供給され、他方のパイロット室71bには第2回生通路56の作動油が減衰用絞り75を介して供給される。スプールは、両端に各々設けられる一対のセンタリングスプリングによって中立状態に支持される。高圧選択切換弁71は、センタリングスプリングのばね力によって、通常はノーマル位置(図1に示す状態)に保持される。   The high pressure selection switching valve 71 is a three-port, three-position spool type switching valve. The high pressure selection switching valve 71 is provided with pilot chambers 71a and 71b facing both ends of the spool. The hydraulic oil in the first regenerative passage 55 is supplied to one pilot chamber 71a via a damping throttle 74, and the hydraulic oil in the second regenerative passage 56 is supplied to the other pilot chamber 71b via a damping throttle 75. Is done. The spool is supported in a neutral state by a pair of centering springs provided at both ends. The high pressure selection switching valve 71 is normally held in the normal position (the state shown in FIG. 1) by the spring force of the centering spring.

高圧選択切換弁71は、ノーマル位置に保持されている状態では、吐出通路68の作動油を第1吐出通路69及び第2吐出通路70に按分して供給する。   The high pressure selection switching valve 71 supplies the hydraulic oil in the discharge passage 68 equally to the first discharge passage 69 and the second discharge passage 70 in a state where it is held at the normal position.

高圧選択切換弁71は、一方のパイロット室71aのパイロット圧が他方のパイロット室71bのパイロット圧より高い場合、第1切換位置(図1中下側位置)に切り換えられる。これにより、吐出通路68の作動油が第1回生通路55により多く供給される。   The high pressure selection switching valve 71 is switched to the first switching position (the lower position in FIG. 1) when the pilot pressure in one pilot chamber 71a is higher than the pilot pressure in the other pilot chamber 71b. Thereby, a large amount of hydraulic oil in the discharge passage 68 is supplied to the first regeneration passage 55.

高圧選択切換弁71は、他方のパイロット室71bのパイロット圧が一方のパイロット室71aのパイロット圧より高い場合、第2切換位置(図1中上側位置)に切り換えられる。これにより、吐出通路68の作動油が第2回生通路56により多く供給される。   When the pilot pressure in the other pilot chamber 71b is higher than the pilot pressure in one pilot chamber 71a, the high pressure selection switching valve 71 is switched to the second switching position (upper position in FIG. 1). As a result, more hydraulic oil in the discharge passage 68 is supplied to the second regeneration passage 56.

つまり、高圧選択切換弁71は、第1回生通路55と第2回生通路56とのうち、高圧の方を選択して吐出通路68の作動油を供給している。なお、一方のパイロット室71a、71bのパイロット圧と他方のパイロット室71b、71aのパイロット圧との差圧が十分に高い場合には、吐出通路68の作動油の全量が第1回生通路55と第2回生通路56とのうち高圧の方に供給され、低圧の方には全く供給されないようにしてもよい。   That is, the high pressure selection switching valve 71 selects the high pressure of the first regeneration passage 55 and the second regeneration passage 56 and supplies the hydraulic fluid for the discharge passage 68. When the differential pressure between the pilot pressure in one pilot chamber 71a, 71b and the pilot pressure in the other pilot chamber 71b, 71a is sufficiently high, the total amount of hydraulic fluid in the discharge passage 68 is the same as that in the first regeneration passage 55. The second regeneration passage 56 may be supplied to the high pressure side and may not be supplied to the low pressure direction at all.

電動モータ47の駆動力でサブポンプSPが回転すると、サブポンプSPは第1メインポンプMP1及び第2メインポンプMP2の少なくとも一方の出力をアシストする。第1メインポンプMP1及び第2メインポンプMP2のいずれをアシストするかは高圧選択切換弁71によって決定され、コントローラCによる制御を要しない自動アシストが行われる。   When the sub pump SP rotates with the driving force of the electric motor 47, the sub pump SP assists the output of at least one of the first main pump MP1 and the second main pump MP2. Which of the first main pump MP1 and the second main pump MP2 is to be assisted is determined by the high pressure selection switching valve 71, and automatic assist that does not require control by the controller C is performed.

合流回生通路46を通じて回生モータMに作動油が供給され、回生モータMが回転すると、回生モータMの回転力は同軸回転する電動モータ47に対するアシスト力として作用する。したがって、回生モータMの回転力の分だけ、電動モータ47の消費電力を少なくすることができる。   When hydraulic oil is supplied to the regenerative motor M through the merge regenerative passage 46 and the regenerative motor M rotates, the rotational force of the regenerative motor M acts as an assist force for the electric motor 47 that rotates coaxially. Therefore, the power consumption of the electric motor 47 can be reduced by the amount of the rotational force of the regenerative motor M.

回生モータMを駆動源として電動モータ47を発電機として使用するときには、サブポンプSPは斜板の傾転角がゼロに設定されほぼ無負荷状態となる。   When the regenerative motor M is used as a drive source and the electric motor 47 is used as a generator, the sub-pump SP is almost in a no-load state with the tilt angle of the swash plate set to zero.

以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。   According to the above embodiment, there exist the effects shown below.

中立流路6、18の作動油圧が所定の設定圧に達した場合、当該中立流路6、18に接続される第1回生通路55又は第2回生通路56の第1回生通路切換弁57又は第2回生通路切換弁58が開位置に切り換わり、第1メインポンプMP1又は第2メインポンプMP2の高圧の作動油が回生モータMに導かれる。   When the working oil pressure of the neutral flow paths 6 and 18 reaches a predetermined set pressure, the first regeneration passage switching valve 57 of the first regeneration passage 55 or the second regeneration passage 56 connected to the neutral flow paths 6 and 18 or The second regenerative passage switching valve 58 is switched to the open position, and the high-pressure hydraulic oil of the first main pump MP1 or the second main pump MP2 is guided to the regenerative motor M.

ここで、従来は、ブームシリンダBCや旋回モータRMの作動中には、ブーム回生制御や旋回回生制御によってブームシリンダBCや旋回モータRMの余剰流量からエネルギ回生を行うことが可能であるが、ブームシリンダBCや旋回モータRM以外のアクチュエータが操作されている場合には、エネルギ回生を行うことができなかった。   Here, conventionally, during the operation of the boom cylinder BC and the swing motor RM, energy regeneration can be performed from the surplus flow rate of the boom cylinder BC and the swing motor RM by the boom regeneration control and the swing regeneration control. When actuators other than the cylinder BC and the turning motor RM are being operated, energy regeneration cannot be performed.

これに対し、本実施形態では、例えばバケットやアームなどが操作されている場合に、中立流路6、18の作動油圧が設定圧に達した場合、中立流路6、18内で余剰となる作動油をメインリリーフ弁8、19から廃棄する代わりに、回生モータMへと導くことができる。よって、従来廃棄していたエネルギから回生を行うことができるので、エネルギーロスを低減してより多くのエネルギを回生することができ、システム全体としての消費エネルギを低減させることができる。   On the other hand, in this embodiment, for example, when a bucket, an arm, or the like is operated, when the hydraulic pressure of the neutral flow paths 6 and 18 reaches a set pressure, there is a surplus in the neutral flow paths 6 and 18. Instead of discarding the hydraulic oil from the main relief valves 8, 19, the hydraulic oil can be guided to the regenerative motor M. Therefore, since regeneration can be performed from energy that has been discarded, energy can be reduced and more energy can be regenerated, and energy consumption of the entire system can be reduced.

また、すべてのアクチュエータが停止している場合には、中立流路6、18のスタンバイ流量を回生モータMへと導くことができる。これにより、スタンバイ流量を利用して回生モータMを回転させて発電を行うスタンバイチャージが行われ、バッテリ充電量を増大させることができる。特に、第2回路系統S2の中立流路18には中立カット弁63が設けられるので、中立流路18の作動油圧をメインリリーフ圧近傍まで上昇させることができる。これにより、より高圧の余剰流量が回生モータMに導かれるので、バッテリ27を所定のバッテリ容量までチャージするのに要する時間を短縮することができる。   Further, when all the actuators are stopped, the standby flow rate of the neutral flow paths 6 and 18 can be guided to the regenerative motor M. As a result, standby charge for generating power by rotating the regenerative motor M using the standby flow rate is performed, and the battery charge amount can be increased. In particular, since the neutral cut valve 63 is provided in the neutral flow path 18 of the second circuit system S2, the hydraulic pressure of the neutral flow path 18 can be increased to the vicinity of the main relief pressure. As a result, a higher-pressure surplus flow rate is guided to the regenerative motor M, so the time required to charge the battery 27 to a predetermined battery capacity can be shortened.

さらに、コントローラCは、第1電磁比例減圧弁61及び第2電磁比例減圧弁62の少なくとも一方に指令信号を送って余剰流量回生制御を行っているとき、中立流路6、18の作動油圧が操作弁1〜5、14〜17の最低作動圧以上となるように、回生モータMの斜板の傾転角をレギュレータ66によって制御する。これにより、作動油が回生モータMに導かれる側の中立流路6、18における作動油圧を維持しながらエネルギ回生を行うことができる。   Furthermore, when the controller C performs surplus flow rate regeneration control by sending a command signal to at least one of the first electromagnetic proportional pressure reducing valve 61 and the second electromagnetic proportional pressure reducing valve 62, the hydraulic pressure of the neutral flow paths 6 and 18 is increased. The tilt angle of the swash plate of the regenerative motor M is controlled by the regulator 66 so as to be equal to or higher than the minimum operating pressure of the operation valves 1 to 5 and 14 to 17. Thereby, energy regeneration can be performed while maintaining the hydraulic pressure in the neutral flow paths 6 and 18 on the side where the hydraulic oil is guided to the regenerative motor M.

さらに、中立カット弁63がパイロットリリーフ弁21より上流側に設けられるので、中立流路18の作動油圧が設定圧に達して中立カット弁63を閉位置に切り換えた際、中立流路18の作動油圧がパイロットリリーフ弁21からリリーフされることを防止できる。これにより、余剰流量回生制御時により高い作動油圧を回生モータMへ供給することができるので、より多くのエネルギを回生することができる。   Further, since the neutral cut valve 63 is provided on the upstream side of the pilot relief valve 21, the operation of the neutral flow path 18 is performed when the operating hydraulic pressure of the neutral flow path 18 reaches the set pressure and the neutral cut valve 63 is switched to the closed position. The hydraulic pressure can be prevented from being relieved from the pilot relief valve 21. Thereby, since higher hydraulic pressure can be supplied to the regenerative motor M at the time of excessive flow regenerative control, more energy can be regenerated.

さらに、サブポンプSPから吐出された作動油を中立流路6、18に導く吐出通路68に高圧選択切換弁71が介装され、高圧選択切換弁71は第1回生通路55と第2回生通路56とのうち高圧の方を選択して吐出通路68の作動油を供給する。これにより、アクチュエータの負荷の高いときに多くのアシスト流量が高圧側の中立流路6、18に供給されるので、油圧ショベルの作業速度を確保することができる。   Further, a high pressure selection switching valve 71 is interposed in a discharge passage 68 that guides hydraulic oil discharged from the sub pump SP to the neutral flow paths 6, 18, and the high pressure selection switching valve 71 has a first regeneration passage 55 and a second regeneration passage 56. The hydraulic oil in the discharge passage 68 is supplied by selecting the higher pressure. Thereby, when the load of the actuator is high, a large amount of assist flow is supplied to the neutral flow paths 6 and 18 on the high pressure side, so that the working speed of the hydraulic excavator can be ensured.

また、高圧選択切換弁71は、第1回生通路55と第2回生通路56とのうち高圧側の通路を選択するので、サブポンプSPから吐出される作動油を高圧側へ供給することができる。さらに、サブポンプSPの吐出油を第1回生通路55と第2回生通路56とにそれぞれ比例電磁絞り弁を介して按分して供給する従来の場合のように、比例電磁絞り弁において絞り圧力損失が生じてアシスト動力が低下してしまうことを防止でき、消費エネルギを低下させることができる。さらに、比例電磁絞り弁を用いないので、サブポンプSPからの吐出油を中立流路6、18に供給するアシストシステムを低コストかつ頑健なシステムとすることができる。   Further, since the high pressure selection switching valve 71 selects the high pressure side of the first regeneration passage 55 and the second regeneration passage 56, the hydraulic oil discharged from the sub pump SP can be supplied to the high pressure side. Further, as in the conventional case in which the discharge oil of the sub pump SP is equally distributed to the first regeneration passage 55 and the second regeneration passage 56 via the proportional electromagnetic throttle valve, the throttle pressure loss is reduced in the proportional electromagnetic throttle valve. It can prevent that assist power falls and energy consumption can be reduced. Furthermore, since no proportional electromagnetic throttle valve is used, the assist system that supplies the discharge oil from the sub pump SP to the neutral flow paths 6 and 18 can be a low-cost and robust system.

さらに、旋回回生制御やブーム回生制御を行いながらサブポンプSPによって中立流路6、18に作動油を供給することができるので、例えばブームシリンダBCを収縮させながらアームを動作させる水平押し作業(又は、ならし作業)の場合には、ブーム回生制御によって回生しながら回生した動力によってアームをアシストすることができる。よって、システム全体としての消費エネルギを低下させることができる。   Furthermore, since the hydraulic oil can be supplied to the neutral flow paths 6 and 18 by the sub pump SP while performing the swing regeneration control and the boom regeneration control, for example, the horizontal pushing operation for operating the arm while contracting the boom cylinder BC (or In the case of leveling work), the arm can be assisted by the regenerated power while regenerating by boom regenerative control. Therefore, the energy consumption as the whole system can be reduced.

さらに、高圧選択切換弁71の一方のパイロット室71aには第1回生通路55の作動油が減衰用絞り74を介して供給され、他方のパイロット室71bには第2回生通路56の作動油が減衰用絞り75を介して供給される。これにより、高圧選択切換弁71のスプールが急激に移動することを防止して、高圧選択切換弁71が中立位置、第1切換位置及び第2切換位置の間で切り換わる際に生じるショックを低減することができる。   Further, the hydraulic oil of the first regeneration passage 55 is supplied to one pilot chamber 71a of the high pressure selection switching valve 71 through the damping throttle 74, and the hydraulic oil of the second regeneration passage 56 is supplied to the other pilot chamber 71b. Supplied via a damping diaphragm 75. This prevents the spool of the high pressure selection switching valve 71 from moving suddenly, and reduces the shock that occurs when the high pressure selection switching valve 71 switches between the neutral position, the first switching position, and the second switching position. can do.

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。   The embodiment of the present invention has been described above. However, the above embodiment is merely one example of application of the present invention, and the technical scope of the present invention is limited to the specific configuration of the above embodiment. Absent.

例えば、中立カット弁による中立カット機能を有する既存のコントロールバルブに、上記実施形態の中立カット弁63を追加する場合、両中立カット弁を共用するようにしてもよい。この場合、図2に示すように、中立流路18における操作弁17と中立カット弁63との間から分岐する接続通路80が設けられる。接続通路80は、図2には示していないが第1回路系統S1の予備用アタッチメントを制御する操作弁4に接続され、予備用アタッチメントに取り付けられるブレーカやクラッシャ等を駆動するための作動油を第2回路系統S2の中立流路18から供給する。   For example, when adding the neutral cut valve 63 to the existing control valve having a neutral cut function by the neutral cut valve, both neutral cut valves may be shared. In this case, as shown in FIG. 2, a connection passage 80 that branches from between the operation valve 17 and the neutral cut valve 63 in the neutral flow path 18 is provided. Although not shown in FIG. 2, the connection passage 80 is connected to the operation valve 4 that controls the spare attachment of the first circuit system S <b> 1, and supplies hydraulic oil for driving a breaker, a crusher, and the like attached to the spare attachment. It supplies from the neutral flow path 18 of 2nd circuit system S2.

第2パイロット通路60には、第2パイロット圧源PP2から中立カット弁63へのパイロット流体の流れのみを許容するチェック弁81と、予備用アタッチメントを操作するためのパイロット圧を発生させるパイロット圧源(図示せず)から中立カット弁63へのパイロット圧の流れのみを許容するチェック弁82と、が介装される。   In the second pilot passage 60, a check valve 81 that allows only the flow of pilot fluid from the second pilot pressure source PP2 to the neutral cut valve 63, and a pilot pressure source that generates a pilot pressure for operating the auxiliary attachment A check valve 82 that allows only pilot pressure to flow from the neutral cut valve 63 (not shown) is interposed.

これにより、余剰流量回生制御時にはチェック弁81を介して中立カット弁63にパイロット圧が供給され、予備用アタッチメントの操作時には、チェック弁82を介して中立カット弁63にパイロット圧が供給される。よって、中立カット弁63を切り換えるためのパイロット通路を別個に設ける場合と比較して、制御システム100を簡素化及び小型化することができる。   Thereby, the pilot pressure is supplied to the neutral cut valve 63 via the check valve 81 during the excessive flow regeneration control, and the pilot pressure is supplied to the neutral cut valve 63 via the check valve 82 when operating the auxiliary attachment. Therefore, the control system 100 can be simplified and downsized as compared with the case where a pilot passage for switching the neutral cut valve 63 is provided separately.

さらに、上記実施形態では、第1回生通路55を開閉する第1回生通路切換弁57と第2回生通路56を開閉する第2回生通路切換弁58とを別個に設けているが、図3のように、これらを一体化して1つの回生通路切換弁90として形成してもよい。   Furthermore, in the said embodiment, although the 1st regeneration path switching valve 57 which opens and closes the 1st regeneration path 55 and the 2nd regeneration path switching valve 58 which opens and closes the 2nd regeneration path 56 are provided separately, FIG. Thus, these may be integrated and formed as one regenerative passage switching valve 90.

図3に示すように、回生通路切換弁90は、3ポート3ポジションのスプール式の切換弁である。回生通路切換弁90には、スプールの両端に臨んでパイロット室90a、90bがそれぞれ設けられる。一方のパイロット室90aには第1パイロット通路59の作動油が供給され、他方のパイロット室90bには第2パイロット通路60の作動油が供給される。スプールは、両端に各々設けられる一対のセンタリングスプリングによって中立状態に支持される。回生通路切換弁90は、センタリングスプリングのばね力によって、通常はノーマル位置(図3に示す状態)に保持される。   As shown in FIG. 3, the regenerative passage switching valve 90 is a three-port, three-position spool type switching valve. The regeneration passage switching valve 90 is provided with pilot chambers 90a and 90b facing both ends of the spool. The hydraulic oil in the first pilot passage 59 is supplied to one pilot chamber 90a, and the hydraulic oil in the second pilot passage 60 is supplied to the other pilot chamber 90b. The spool is supported in a neutral state by a pair of centering springs provided at both ends. The regenerative passage switching valve 90 is normally held in the normal position (the state shown in FIG. 3) by the spring force of the centering spring.

回生通路切換弁90は、ノーマル位置に保持されている状態では、第1回生通路55及び第2回生通路56と合流回生通路46との連通を遮断する。   The regenerative passage switching valve 90 blocks communication between the first regenerative passage 55 and the second regenerative passage 56 and the merging regenerative passage 46 in a state where it is held at the normal position.

回生通路切換弁90は、コントローラCからの指令信号に基づき、第1電磁比例減圧弁61によって発生したパイロット圧力がパイロット室90bに供給されることにより、第1切換位置(図3中下側位置)に切り換えられる。これにより、第1回生通路55の作動油が合流回生通路46に供給される。   Based on the command signal from the controller C, the regenerative passage switching valve 90 is supplied with the pilot pressure generated by the first electromagnetic proportional pressure reducing valve 61 to the pilot chamber 90b, so that the first switching position (the lower position in FIG. 3). ). As a result, the hydraulic oil in the first regeneration passage 55 is supplied to the merging regeneration passage 46.

回生通路切換弁90は、コントローラCからの指令信号に基づき、第2電磁比例減圧弁62によって発生したパイロット圧力がパイロット室90aに供給されることにより、第2切換位置(図3中上側位置)に切り換えられる。これにより、第2回生通路56の作動油が合流回生通路46に供給される。   Based on the command signal from the controller C, the regeneration passage switching valve 90 is supplied with the pilot pressure generated by the second electromagnetic proportional pressure reducing valve 62 to the pilot chamber 90a, so that the second switching position (upper position in FIG. 3). Can be switched to. As a result, the hydraulic oil in the second regeneration passage 56 is supplied to the merging regeneration passage 46.

このように第1回生通路切換弁57と第2回生通路切換弁58とを一体化することで、制御システム100の機能部品点数を削減して低コスト化することができる。   By integrating the first regeneration passage switching valve 57 and the second regeneration passage switching valve 58 in this way, the number of functional parts of the control system 100 can be reduced and the cost can be reduced.

さらに、上記実施形態では、第1回路系統S1の中立流路6に第1回生通路55を接続し、第2回路系統S2の中立流路18に第2回生通路56を接続して、両回路系統S1、S2の中立流路6、18から余剰流量を回生しているが、回生通路はいずれか一方のみに設けてもよい。   Furthermore, in the said embodiment, the 1st regeneration path 55 is connected to the neutral flow path 6 of 1st circuit system S1, and the 2nd regeneration path 56 is connected to the neutral flow path 18 of 2nd circuit system S2, and both circuit Although the surplus flow is regenerated from the neutral flow paths 6 and 18 of the systems S1 and S2, the regenerative passage may be provided only in one of them.

さらに、上記実施形態では、中立カット弁63を第2回路系統S2の中立流路18に設けているが、第1回路系統S1の中立流路6に設けてもよいし、両方の中立流路6、18に設けてもよい。   Furthermore, in the above embodiment, the neutral cut valve 63 is provided in the neutral flow path 18 of the second circuit system S2, but may be provided in the neutral flow path 6 of the first circuit system S1, or both neutral flow paths. 6 and 18 may be provided.

さらに、上記実施形態では、第1回生通路切換弁57、第2回生通路切換弁58及び中立カット弁63は、パイロット圧によって切り換え制御されているが、各弁をソレノイドによって駆動される電磁弁とし、コントローラCからの信号に応じて直接切り換え制御するようにしてもよい。   Further, in the above embodiment, the first regeneration passage switching valve 57, the second regeneration passage switching valve 58 and the neutral cut valve 63 are controlled to be switched by the pilot pressure, but each valve is an electromagnetic valve driven by a solenoid. The switching may be directly controlled according to the signal from the controller C.

1〜5 操作弁
6 中立流路(メイン通路)
8 メインリリーフ弁
13 第1圧力センサ(圧力検出器)
14〜17 操作弁
18 中立流路(メイン通路)
19 メインリリーフ弁
20 絞り
21 パイロットリリーフ弁
23 レギュレータ
24 第2圧力センサ(圧力検出器)
39 ピストン側室(負荷側圧力室)
55 第1回生通路(回生通路、アシスト通路)
56 第2回生通路(回生通路、アシスト通路)
57 第1回生通路切換弁(回生通路切換弁)
58 第2回生通路切換弁(回生通路切換弁)
59 第1パイロット通路(パイロット通路)
60 第2パイロット通路(パイロット通路)
61 第1電磁比例減圧弁(電磁切換弁)
62 第2電磁比例減圧弁(電磁切換弁)
63 中立カット弁(メイン通路切換弁)
68 吐出通路(アシスト通路)
71 高圧選択切換弁(アシスト切換弁)
74、75 減衰用絞り
80 接続通路
100 ハイブリッド建設機械の制御システム
MP1 第1メインポンプ(メインポンプ)
MP2 第2メインポンプ(メインポンプ)
BC ブームシリンダ(流体圧シリンダ)
S1 第1回路系統(回路系統)
S2 第2回路系統(回路系統)
M 回生モータ
C コントローラ
SP サブポンプ(アシストポンプ)
1-5 Operation valve 6 Neutral flow path (main passage)
8 Main relief valve 13 First pressure sensor (pressure detector)
14 to 17 Operation valve 18 Neutral flow path (main passage)
19 Main Relief Valve 20 Throttle 21 Pilot Relief Valve 23 Regulator 24 Second Pressure Sensor (Pressure Detector)
39 Piston side chamber (load side pressure chamber)
55 First regeneration passage (regeneration passage, assist passage)
56 Second regeneration passage (regeneration passage, assist passage)
57 First regeneration passage switching valve (regeneration passage switching valve)
58 Second regeneration passage switching valve (Regeneration passage switching valve)
59 First pilot passage (pilot passage)
60 Second pilot passage (pilot passage)
61 First electromagnetic proportional pressure reducing valve (electromagnetic switching valve)
62 Second electromagnetic proportional pressure reducing valve (electromagnetic switching valve)
63 Neutral cut valve (Main passage switching valve)
68 Discharge passage (assist passage)
71 High-pressure selection switching valve (assist switching valve)
74, 75 Attenuation throttle 80 Connection passage 100 Hybrid construction machine control system MP1 First main pump (main pump)
MP2 2nd main pump (main pump)
BC Boom cylinder (fluid pressure cylinder)
S1 First circuit system (circuit system)
S2 Second circuit system (circuit system)
M Regenerative motor C Controller SP Sub pump (Assist pump)

Claims (8)

ハイブリッド建設機械の制御システムであって、
メインポンプからメイン通路を介して供給される作動流体をアクチュエータへ給排する操作弁を有する回路系統と、
前記メイン通路の作動流体圧をメインリリーフ圧以下に保つメインリリーフ弁と、
前記メイン通路の前記メインポンプと前記操作弁との間から分岐する回生通路と、
前記回生通路を介して導かれる作動流体によって回転する回生用の回生モータと、
前記回生通路を開閉可能な回生通路切換弁と、
前記メイン通路の作動流体圧が前記メインリリーフ圧より低い設定圧に達した場合、前記回生通路切換弁を開位置に切り換え制御するコントローラと、
を備えることを特徴とするハイブリッド建設機械の制御システム。
A control system for a hybrid construction machine,
A circuit system having an operation valve for supplying and discharging the working fluid supplied from the main pump through the main passage to the actuator;
A main relief valve that keeps the working fluid pressure in the main passage below the main relief pressure;
A regenerative passage branching from between the main pump of the main passage and the operation valve;
A regeneration motor for regeneration that is rotated by working fluid guided through the regeneration passage;
A regeneration passage switching valve capable of opening and closing the regeneration passage;
When the working fluid pressure in the main passage reaches a set pressure lower than the main relief pressure, a controller that switches the regeneration passage switching valve to an open position, and
A control system for a hybrid construction machine, comprising:
前記コントローラは、前記回生通路切換弁を開位置に切り換え制御しているとき、前記メイン通路の作動流体圧が前記アクチュエータの最低作動圧以上となるように前記回生モータの回生流量を制御する、
ことを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド建設機械の制御システム。
The controller controls the regenerative flow rate of the regenerative motor so that the working fluid pressure in the main passage is equal to or higher than the minimum operating pressure of the actuator when the regenerative passage switching valve is controlled to be in the open position.
The control system for a hybrid construction machine according to claim 1.
前記メイン通路の前記操作弁より下流側に接続され、前記メインポンプの容量を制御するレギュレータに伝達されるパイロット圧を生成する絞りと、
前記メイン通路における前記操作弁と前記絞りとの間に接続され、前記パイロット圧をパイロットリリーフ圧以下に保つパイロットリリーフ弁と、
前記メイン通路における前記操作弁と前記パイロットリリーフ弁との間に介装され、前記メイン通路を開閉可能なメイン通路切換弁と、
をさらに備え、
前記コントローラは、前記回生通路切換弁を開位置に切り換え制御しているとき、前記メイン通路切換弁を閉位置に切り換え制御する、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のハイブリッド建設機械の制御システム。
A throttle that is connected to a downstream side of the operation valve of the main passage and generates a pilot pressure transmitted to a regulator that controls the capacity of the main pump;
A pilot relief valve that is connected between the operating valve and the throttle in the main passage, and that maintains the pilot pressure below a pilot relief pressure;
A main passage switching valve interposed between the operation valve and the pilot relief valve in the main passage and capable of opening and closing the main passage;
Further comprising
The controller switches the main passage switching valve to a closed position when the regeneration passage switching valve is controlled to be switched to an open position;
The hybrid construction machine control system according to claim 1 or 2, wherein the control system is a hybrid construction machine control system.
前記回路系統は、2つの回路系統から構成され、
前記回生モータと連動して回転することで作動流体をアシスト通路を介して前記メイン通路に供給するアシストポンプと、
前記アシスト通路に介装され、前記アシストポンプから供給される作動流体を前記2つの回路系統の少なくとも一方の前記メイン通路に供給するアシスト切換弁と、
をさらに備え、
前記アシスト切換弁は、前記2つの回路系統の前記メイン通路のうち作動流体圧が高い方の前記メイン通路に前記アシストポンプから供給される作動流体がより多く流れるように切り換わる、
ことを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載のハイブリッド建設機械の制御システム。
The circuit system is composed of two circuit systems,
An assist pump that supplies working fluid to the main passage through an assist passage by rotating in conjunction with the regenerative motor;
An assist switching valve that is interposed in the assist passage and supplies the working fluid supplied from the assist pump to at least one of the main passages of the two circuit systems;
Further comprising
The assist switching valve is switched so that more working fluid supplied from the assist pump flows into the main passage having a higher working fluid pressure among the main passages of the two circuit systems.
The control system for a hybrid construction machine according to any one of claims 1 to 3, wherein the control system is a hybrid construction machine control system.
前記アクチュエータの少なくとも1つは、負荷側圧力室への作動流体の供給によって伸長して負荷を上昇させ、前記負荷側圧力室からの作動流体の排出によって収縮して前記負荷を下降させる流体圧シリンダであり、
前記回生モータは、前記負荷側圧力室から排出される作動流体によって回転する、
ことを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載のハイブリッド建設機械の制御システム。
At least one of the actuators is extended by supplying a working fluid to the load side pressure chamber to increase the load, and contracted by discharging the working fluid from the load side pressure chamber to lower the load And
The regenerative motor is rotated by a working fluid discharged from the load side pressure chamber.
The hybrid construction machine control system according to any one of claims 1 to 4, wherein the control system is a hybrid construction machine control system.
前記アシスト切換弁は、前記2つの回路系統の一方の前記メイン通路の作動流体圧と他方の前記メイン通路の作動流体圧とをパイロット圧として切り換わり、
両パイロット圧は、前記アシスト切換弁の切り換わり動作を減衰させる減衰用絞りを介して前記アシスト切換弁に導かれる、
ことを特徴とする請求項4に記載のハイブリッド建設機械の制御システム。
The assist switching valve switches the working fluid pressure of one main passage of the two circuit systems and the working fluid pressure of the other main passage as a pilot pressure,
Both pilot pressures are guided to the assist switching valve via a damping throttle that attenuates the switching operation of the assist switching valve.
The hybrid construction machine control system according to claim 4, wherein:
前記メイン通路の作動流体圧を検出する圧力検出器と、
前記回生通路切換弁を開位置に切り換えるためのパイロット圧を供給するパイロット通路に介装され、前記パイロット通路を開閉可能な電磁切換弁と、
をさらに備え、
前記コントローラは、前記アクチュエータの作動中に、前記圧力検出器によって検出された作動流体圧が前記設定圧に達した場合、前記電磁切換弁を開位置に切り換え制御する、
ことを特徴とする請求項1から請求項6までのいずれか一項に記載のハイブリッド建設機械の制御システム。
A pressure detector for detecting a working fluid pressure in the main passage;
An electromagnetic switching valve interposed in a pilot passage for supplying a pilot pressure for switching the regeneration passage switching valve to an open position and capable of opening and closing the pilot passage;
Further comprising
The controller switches the electromagnetic switching valve to an open position when the working fluid pressure detected by the pressure detector reaches the set pressure during operation of the actuator;
The hybrid construction machine control system according to any one of claims 1 to 6, wherein the control system is a hybrid construction machine control system.
前記回路系統は、2つの回路系統から構成され、
一方の回路系統の前記メイン通路における前記メイン通路切換弁の上流側と他方の回路系統の前記操作弁とを接続する接続通路をさらに備え、
前記他方の回路系統の前記操作弁を切り換えるためのパイロット圧によって前記メイン通路切換弁が閉位置に切り換わると、前記一方の回路系統の前記メイン通路の作動流体が前記接続通路を介して前記他方の回路系統の前記操作弁に供給される、
ことを特徴とする請求項3に記載のハイブリッド建設機械の制御システム。
The circuit system is composed of two circuit systems,
A connection passage connecting the upstream side of the main passage switching valve in the main passage of one circuit system and the operation valve of the other circuit system;
When the main passage switching valve is switched to the closed position by a pilot pressure for switching the operation valve of the other circuit system, the working fluid of the main passage of the one circuit system is transferred to the other circuit via the connection passage. Supplied to the operation valve of the circuit system of
The control system for a hybrid construction machine according to claim 3.
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