JP2017125537A - Control system for hybrid working machine - Google Patents

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祐弘 江川
Yoshihiro Egawa
祐弘 江川
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact control system for a hybrid working machine.SOLUTION: A control system 100 for a hybrid working machine comprises: fluid supply sources MP1, MP2, and AP for supplying a working fluid to a boom cylinder BC; a regeneration unit RU for regenerating an energy of the working fluid which is discharged from a piston-side chamber 25; a boom changeover valve 17 having an elongated position 17d and a contracted position 17e; and a boom two-speed changeover valve 6 having a speed increasing position 6d in which a speed increase flow passage 6f for introducing the working fluid to the piston-side chamber 25 is opened when the boom changeover valve 17 is in the elongated position 17d, and a regeneration reproducing position 6e in which a regeneration flow passage 6g for making the piston-side chamber 25 and a regeneration motor M communicate with each other, and a reproduction flow passage 6h for making the piston-side chamber 25 and a rod-side chamber 30 communicate with each other are opened when the boom changeover valve 17 is in the contracted position 17e.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ハイブリッド作業機の制御システムに関するものである。   The present invention relates to a control system for a hybrid work machine.

従来から、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作業機が知られている。   2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a hybrid work machine that regenerates energy by rotating a hydraulic motor using hydraulic oil guided from an actuator.

特許文献1には、ブームを上下に回動させるブームシリンダを備えるハイブリッド作業機が開示されている。このハイブリッド作業機では、ブームを下降させる際にブームシリンダから戻される作動油を利用して油圧モータを回転させ、油圧モータの回転トルクで発電機を駆動している。   Patent Document 1 discloses a hybrid work machine including a boom cylinder that rotates a boom up and down. In this hybrid work machine, the hydraulic motor is rotated using hydraulic oil returned from the boom cylinder when the boom is lowered, and the generator is driven by the rotational torque of the hydraulic motor.

このハイブリッド作業機は、ブームシリンダのピストン側室から油圧モータに導かれる作動油の流量を制御する回生流量制御弁と、ブームシリンダのピストン側室からロッド側室に導かれる作動油の流量を制御する再生流量制御弁と、をさらに備える。回生流量制御弁の開度と再生流量制御弁の開度とが制御されることで、発電機において回生されるエネルギ及びブームの下降速度が調整される。   This hybrid work machine includes a regenerative flow rate control valve that controls the flow rate of hydraulic fluid guided from the piston side chamber of the boom cylinder to the hydraulic motor, and a regenerative flow rate that controls the flow rate of hydraulic fluid guided from the piston side chamber of the boom cylinder to the rod side chamber. And a control valve. By controlling the opening of the regenerative flow control valve and the opening of the regeneration flow control valve, the energy regenerated in the generator and the lowering speed of the boom are adjusted.

特開2011−179541号公報JP 2011-179541 A

しかしながら、特許文献1に記載のハイブリッド作業機では、回生流量制御弁と再生流量制御弁とが別々に制御システム内に設置される。これらの制御弁をシステム内に組み込むためには、各制御弁と各要素とを接続する配管が必要であり、また、各制御弁が配置されるスペースを確保する必要がある。この結果、システムを製造するコストが上昇するとともに、システム全体が大型化するおそれがある。   However, in the hybrid working machine described in Patent Document 1, the regenerative flow control valve and the regeneration flow control valve are separately installed in the control system. In order to incorporate these control valves in the system, piping for connecting each control valve and each element is necessary, and it is necessary to secure a space in which each control valve is arranged. As a result, the cost of manufacturing the system increases, and the entire system may be increased in size.

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ハイブリッド作業機の制御システムをコンパクト化するとともに製造コストを低減させることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to make the control system of a hybrid work machine compact and to reduce the manufacturing cost.

第1の発明は、ハイブリッド作業機の制御システムが、流体圧シリンダを伸長させる伸長位置と、流体圧シリンダを収縮させる収縮位置と、を有する第1切換弁と、第1切換弁が伸長位置にあるときに流体供給源から供給される作動流体を負荷側圧力室へ導く増速流路が開放される増速位置と、第1切換弁が収縮位置にあるときに負荷側圧力室と回生モータとを連通する回生流路と負荷側圧力室と反負荷側圧力室とを連通する再生流路とが開放される回生再生位置と、を有する第2切換弁と、を備えることを特徴とする。   According to a first aspect of the present invention, a control system for a hybrid work machine has a first switching valve having an extended position for extending the fluid pressure cylinder and a contracted position for contracting the fluid pressure cylinder, and the first switching valve is in the extended position. A speed increasing position where the speed increasing flow path for guiding the working fluid supplied from the fluid supply source to the load side pressure chamber is opened, and a load side pressure chamber and a regenerative motor when the first switching valve is in the contracted position. And a regenerative regeneration position at which a regeneration passage communicating the load side pressure chamber and the anti-load side pressure chamber is opened. .

第1の発明では、第2切換弁は、流体圧シリンダを伸長させる際に作動流体を負荷側圧力室へ導くことで流体圧シリンダの作動速度を上昇させる増速制御が行われる位置を有するとともに、負荷側圧力室と回生モータとを連通させる回生制御及び負荷側圧力室と反負荷側圧力室とを連通させる再生制御が行われる位置を有する。つまり、増速制御弁として機能する第2切換弁に、回生制御弁としての機能と再生制御弁としての機能とが統合されている。このように、1つの切換弁に複数の機能が集約されているため、それぞれの機能を有する制御弁を別々に設置した場合と比較し、各制御弁と各要素とを接続する配管が不要となり、また、各制御弁が配置されるスペースを確保する必要がなくなる。   In the first invention, the second switching valve has a position where acceleration control is performed to increase the operating speed of the fluid pressure cylinder by guiding the working fluid to the load side pressure chamber when the fluid pressure cylinder is extended. And a position where regeneration control for communicating the load side pressure chamber and the regeneration motor and regeneration control for communicating the load side pressure chamber and the anti-load side pressure chamber are performed. That is, the function as the regeneration control valve and the function as the regeneration control valve are integrated into the second switching valve that functions as the speed increase control valve. As described above, since a plurality of functions are integrated in one switching valve, piping for connecting each control valve and each element is not necessary as compared with the case where control valves having the respective functions are separately installed. In addition, it is not necessary to secure a space in which each control valve is arranged.

第2の発明は、ハイブリッド作業機の制御システムが、第1切換弁と第2切換弁とを接続する接続通路と、第2切換弁と負荷側圧力室とを接続し第2切換弁を通じて接続通路と連通可能な負荷側通路と、接続通路と負荷側通路とを連通する連通路と、連通路に設けられ接続通路から負荷側通路へ向かう作動流体の流れのみを許容する逆止弁と、をさらに備え、第2切換弁が増速位置または中立位置にあるときに、第1切換弁が伸長位置に切り換えられると、第1切換弁を通じて流体圧力源から負荷側圧力室へ供給される作動流体は、接続通路及び第2切換弁を通じて負荷側通路に導かれるとともに、接続通路及び逆止弁を通じて負荷側通路に導かれることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, a control system for a hybrid work machine connects a connection passage connecting the first switching valve and the second switching valve, a second switching valve and the load side pressure chamber, and connects through the second switching valve. A load-side passage that can communicate with the passage, a communication passage that connects the connection passage and the load-side passage, and a check valve that is provided in the communication passage and allows only the flow of working fluid from the connection passage toward the load-side passage; When the first switching valve is switched to the extended position when the second switching valve is in the acceleration position or the neutral position, the operation is supplied from the fluid pressure source to the load side pressure chamber through the first switching valve. The fluid is guided to the load side passage through the connection passage and the second switching valve, and is guided to the load side passage through the connection passage and the check valve.

第2の発明では、接続通路は第2切換弁を通じて負荷側通路と連通しているため、流体供給源から吐出された作動流体は、第1切換弁、接続通路、第2切換弁及び負荷側通路を通じて負荷側圧力室へと導かれる。また、流体供給源から吐出された作動流体は、第2切換弁を経由することなく、接続通路から連通路を通じて負荷側通路にも供給される。このように、作動流体は、二つの経路を通じて負荷側圧力室へと導かれる。このため、負荷側圧力室に供給される作動流体の流量が確保され、流体圧シリンダの応答性を向上させることができる。また、流路抵抗が大きい第2切換弁を経由することなく、負荷側圧力室へと作動流体を導くことが可能となるため、作動流体が負荷側圧力室に供給される際の圧力損失を低減させることができる。   In the second invention, since the connection passage communicates with the load side passage through the second switching valve, the working fluid discharged from the fluid supply source is the first switching valve, the connection passage, the second switching valve, and the load side. It is led to the load side pressure chamber through the passage. The working fluid discharged from the fluid supply source is also supplied from the connection passage to the load side passage through the communication passage without passing through the second switching valve. Thus, the working fluid is guided to the load side pressure chamber through the two paths. For this reason, the flow rate of the working fluid supplied to the load side pressure chamber is ensured, and the responsiveness of the fluid pressure cylinder can be improved. In addition, since the working fluid can be guided to the load side pressure chamber without going through the second switching valve having a large flow path resistance, the pressure loss when the working fluid is supplied to the load side pressure chamber is reduced. Can be reduced.

第3の発明は、ハイブリッド作業機の制御システムが、第1切換弁と第2切換弁とを接続する接続通路と、第2切換弁と負荷側圧力室とを接続し第2切換弁を通じて接続通路と連通可能な負荷側通路と、をさらに備え、第2切換弁は、中立位置にあるときに開放される負荷側通路と接続通路とを連通する連通流路をさらに有し、連通流路が開放される面積は、中立位置から回生再生位置にかけて徐々に減少することを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, a control system for a hybrid work machine connects a connection passage connecting the first switching valve and the second switching valve, a second switching valve and the load side pressure chamber, and is connected through the second switching valve. A load side passage capable of communicating with the passage, and the second switching valve further includes a communication flow path that connects the load side passage that is opened when in the neutral position and the connection passage. The area that is opened is gradually reduced from the neutral position to the regenerative regeneration position.

第3の発明では、連通流路が開放される面積は、中立位置から回生再生位置にかけて徐々に減少する。このため、負荷側通路から接続通路へと導かれていた作動流体の流れが急激に変化することが防止され、流体圧シリンダをスムーズに作動させることができる。   In the third invention, the area where the communication channel is opened gradually decreases from the neutral position to the regenerative regeneration position. For this reason, the flow of the working fluid guided from the load side passage to the connection passage is prevented from changing suddenly, and the fluid pressure cylinder can be operated smoothly.

第4の発明は、第2切換弁が回生再生位置にあるとき、連通流路は閉塞されることを特徴とする。   The fourth invention is characterized in that the communication flow path is closed when the second switching valve is in the regeneration regeneration position.

第4の発明では、負荷側通路と接続通路とを連通する連通流路は、第2切換弁が回生再生位置に変位したときに閉塞される。このため、負荷側圧力室から排出されるすべての作動流体が反負荷側圧力室と回生モータとの何れかへ導かれる。したがって、排出されるすべての作動流体のエネルギを有効利用することができる。   In 4th invention, the communication flow path which connects a load side channel | path and a connection channel | path is obstruct | occluded when a 2nd switching valve displaces to a regeneration regeneration position. For this reason, all the working fluid discharged | emitted from a load side pressure chamber is guide | induced to either an anti-load side pressure chamber or a regeneration motor. Therefore, it is possible to effectively use the energy of all the discharged working fluid.

第5の発明は、回生流路が開放される面積と再生流路が開放される面積との少なくとも一方は、中立位置から回生再生位置にかけて徐々に変化することを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, at least one of an area where the regeneration channel is opened and an area where the regeneration channel is opened gradually changes from the neutral position to the regeneration position.

第5の発明では、回生流路が開放される面積と再生流路が開放される面積との少なくとも一方は、中立位置から回生再生位置に変位する第2切換弁の変位に応じて徐々に変化する。このように、第2切換弁の変位量に応じて回生流路が開放される面積と再生流路が開放される面積の少なくとも一方を変化させることで、回生モータへ導かれる作動流体の反負荷側圧力室へ導かれる作動流体の流量との配分を変化させることができる。   In the fifth invention, at least one of the area where the regeneration flow path is opened and the area where the regeneration flow path is opened gradually changes according to the displacement of the second switching valve which is displaced from the neutral position to the regeneration regeneration position. To do. In this way, by changing at least one of the area where the regenerative flow path is opened and the area where the regenerative flow path is opened according to the amount of displacement of the second switching valve, the antiload of the working fluid guided to the regenerative motor is changed. The distribution with the flow rate of the working fluid guided to the side pressure chamber can be changed.

本発明では、ハイブリッド作業機の制御システムをコンパクト化することができるとともに製造コストを低減させることができる。   In the present invention, the control system of the hybrid work machine can be made compact and the manufacturing cost can be reduced.

本発明の実施の形態に係るハイブリッド作業機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 working machine which concerns on embodiment of this invention. ブーム二速用切換弁の位置に対する連通流路の開度の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the opening degree of the communication flow path with respect to the position of the switching valve for boom 2nd speed. ブーム二速用切換弁の位置に対する回生流路または再生流路の開度の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the opening degree of the regeneration flow path or the regeneration flow path with respect to the position of the boom second speed switching valve. ブーム二速用切換弁の位置に対する回生流路及び再生流路の開度の変化の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the change of the opening degree of the regeneration flow path and the regeneration flow path with respect to the position of the boom second speed switching valve.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係るハイブリッド作業機の制御システムについて説明する。   Hereinafter, a control system for a hybrid work machine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

以下の実施形態では、ハイブリッド作業機が油圧ショベルである場合について説明する。また、以下の実施形態では、負荷は、油圧ショベルのブームであり、流体圧シリンダは、ブームを昇降させるためのブームシリンダBCであり、作動流体としては、作動油が用いられる。   In the following embodiment, a case where the hybrid working machine is a hydraulic excavator will be described. In the following embodiments, the load is a boom of a hydraulic excavator, the fluid pressure cylinder is a boom cylinder BC for raising and lowering the boom, and hydraulic fluid is used as the working fluid.

図1に示すように、ハイブリッド作業機の制御システム100は、タンクTに貯留される作動油を加圧供給する流体供給源として、可変容量型の第一メインポンプMP1と、可変容量型の第二メインポンプMP2と、可変容量型のアシストポンプAPと、を備える。   As shown in FIG. 1, the control system 100 for a hybrid work machine includes a variable capacity type first main pump MP1 and a variable capacity type first pump as a fluid supply source that pressurizes and supplies hydraulic oil stored in a tank T. A two-main pump MP2 and a variable displacement assist pump AP are provided.

第一メインポンプMP1の吐出ポートは、第一供給切換弁V1を介して第一回路系統に接続される。第二メインポンプMP2の吐出ポートは、第二供給切換弁V2を介して第二回路系統に接続される。アシストポンプAPの吐出ポートは、第一供給切換弁V1を介して第一メインポンプMP1の吐出ポートに合流可能であると共に、第二供給切換弁V2を介して第二メインポンプMP2の吐出ポートに合流可能である。   The discharge port of the first main pump MP1 is connected to the first circuit system via the first supply switching valve V1. The discharge port of the second main pump MP2 is connected to the second circuit system via the second supply switching valve V2. The discharge port of the assist pump AP can be merged with the discharge port of the first main pump MP1 via the first supply switching valve V1, and is also connected to the discharge port of the second main pump MP2 via the second supply switching valve V2. Can join.

第一供給切換弁V1は、4ポート2位置のスプール式の切換弁である。第一供給切換弁V1は、スプールの一端に臨んでパイロット室が設けられ、スプールの他端がスプリングで支持される。第一供給切換弁V1は、パイロット室にパイロット圧が供給されていない状態では、スプリングの付勢力によってノーマル位置に保持される(図1に示す状態)。   The first supply switching valve V1 is a 4-port 2-position spool type switching valve. The first supply switching valve V1 is provided with a pilot chamber facing one end of the spool, and the other end of the spool is supported by a spring. When the pilot pressure is not supplied to the pilot chamber, the first supply switching valve V1 is held at the normal position by the urging force of the spring (the state shown in FIG. 1).

第一供給切換弁V1は、ノーマル位置に保持されている状態では、第一メインポンプMP1の吐出油を第一回路系統に供給すると共に、アシストポンプAPの吐出油をチェック弁を介して第一メインポンプMP1の吐出ポートに合流させる。   In a state where the first supply switching valve V1 is held at the normal position, the first supply pump V1 supplies the discharge oil of the first main pump MP1 to the first circuit system, and the discharge oil of the assist pump AP passes through the check valve. It merges with the discharge port of the main pump MP1.

第一供給切換弁V1は、パイロット室のパイロット圧によって切換位置(図1の右側位置)に切り換えられると、アシストポンプAPの吐出油の第一メインポンプMP1の吐出ポートへの合流が遮断される。このとき、第一回路系統への第一メインポンプMP1の吐出油の供給は維持される。   When the first supply switching valve V1 is switched to the switching position (right side position in FIG. 1) by the pilot pressure in the pilot chamber, the merge of the discharge oil of the assist pump AP to the discharge port of the first main pump MP1 is blocked. . At this time, the supply of the discharge oil of the first main pump MP1 to the first circuit system is maintained.

第二供給切換弁V2は、6ポート3位置のスプール式の切換弁である。第二供給切換弁V2には、スプールの両端に臨んでパイロット室がそれぞれ設けられる。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。第二供給切換弁V2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に保持される(図1に示す状態)。   The second supply switching valve V2 is a 6-port 3-position spool type switching valve. The second supply switching valve V2 is provided with pilot chambers facing both ends of the spool. The spool is supported in a neutral state by a pair of centering springs provided at both ends. The second supply switching valve V2 is normally held at the normal position by the spring force of the centering spring (the state shown in FIG. 1).

第二供給切換弁V2は、ノーマル位置に保持されている状態では、第二メインポンプMP2の吐出油を第二回路系統に供給すると共に、アシストポンプAPの吐出油を第二メインポンプMP2の吐出ポートに合流させる。   The second supply switching valve V2 supplies the discharge oil of the second main pump MP2 to the second circuit system and discharges the discharge oil of the assist pump AP to the second main pump MP2 in a state where it is held at the normal position. Join the port.

第二供給切換弁V2は、一方のパイロット室のパイロット圧によって第一切換位置(図1の右側位置)に切り換えられると、アシストポンプAPの吐出油の第二メインポンプMP2の吐出ポートへの合流が遮断される。このとき、第二回路供給系統への第二メインポンプMP2の吐出油の供給は維持される。   When the second supply switching valve V2 is switched to the first switching position (right position in FIG. 1) by the pilot pressure in one pilot chamber, the discharge oil of the assist pump AP joins the discharge port of the second main pump MP2. Is cut off. At this time, the supply of the discharge oil of the second main pump MP2 to the second circuit supply system is maintained.

第二供給切換弁V2は、他方のパイロット室のパイロット圧によって第二切換位置(図1の左側位置)に切り換えられると、アシストポンプAPの吐出油の第二メインポンプMP2の吐出ポートへの合流と、第二メインポンプMP2の吐出油の第二回路供給系統への供給とが、共に遮断される。   When the second supply switching valve V2 is switched to the second switching position (left side position in FIG. 1) by the pilot pressure in the other pilot chamber, the discharge oil of the assist pump AP joins the discharge port of the second main pump MP2. And the supply of the oil discharged from the second main pump MP2 to the second circuit supply system are both cut off.

このとき、第二メインポンプMP2の吐出油は、後述の回生モータMに供給され、回生モータMを回転駆動させる。なお、ノーマル位置及び第一切換位置においては、第二メインポンプMP2の吐出油の油圧モータMへの供給は遮断される。   At this time, the discharge oil of the second main pump MP2 is supplied to a regenerative motor M, which will be described later, and rotates the regenerative motor M. In the normal position and the first switching position, the supply of the oil discharged from the second main pump MP2 to the hydraulic motor M is cut off.

第一供給切換弁V1のパイロット室には、パイロット油圧源PPから電磁弁1を介してパイロット圧が供給される。電磁弁1は、ソレノイドが非励磁のノーマル位置では、パイロット室をパイロット油圧源PPから遮断する(図1に示す状態)。電磁弁1は、ソレノイドが励磁されることで、パイロット油圧源PPの吐出油をパイロット室に供給する連通位置(図1の下側位置)に切り換わる。   A pilot pressure is supplied to the pilot chamber of the first supply switching valve V1 from the pilot hydraulic power source PP through the electromagnetic valve 1. The solenoid valve 1 shuts off the pilot chamber from the pilot hydraulic power source PP at the normal position where the solenoid is not excited (the state shown in FIG. 1). When the solenoid is excited, the solenoid valve 1 is switched to a communication position (lower position in FIG. 1) for supplying the discharge oil of the pilot hydraulic power source PP to the pilot chamber.

第二供給切換弁V2の一方のパイロット室は、電磁弁2aを介してパイロット油圧源PPに接続される。第二供給切換弁V2の他方のパイロット室は、電磁弁2bを介してパイロット油圧源PPに接続される。電磁弁2aと電磁弁2bとは、ソレノイドが非励磁のノーマル位置では、パイロット室をパイロット油圧源PPから遮断する(図1に示す状態)。電磁弁2aと電磁弁2bとは、ソレノイドが励磁されることで、パイロット油圧源PPの吐出油をパイロット室に供給する連通位置に切り換えられる。   One pilot chamber of the second supply switching valve V2 is connected to the pilot hydraulic pressure source PP via the electromagnetic valve 2a. The other pilot chamber of the second supply switching valve V2 is connected to the pilot hydraulic pressure source PP through the electromagnetic valve 2b. The solenoid valve 2a and the solenoid valve 2b shut off the pilot chamber from the pilot hydraulic power source PP in the normal position where the solenoid is not excited (state shown in FIG. 1). The solenoid valve 2a and the solenoid valve 2b are switched to a communication position for supplying the discharge oil of the pilot hydraulic source PP to the pilot chamber when the solenoid is excited.

電磁弁1と電磁弁2aと電磁弁2bとの各々のソレノイドは、コントローラCに接続される。   The solenoids of the solenoid valve 1, the solenoid valve 2a, and the solenoid valve 2b are connected to the controller C.

コントローラCは、中央演算装置(CPU),読み出し専用メモリ(ROM),ランダムアクセスメモリ(RAM),及び入出力インタフェース(I/O インタフェース)を備えたマイクロコンピュータで構成される。コントローラCは、単一のマイクロコンピュータで構成されていてもよいし、複数のマイクロコンピュータで構成されていてもよい。   The controller C includes a microcomputer having a central processing unit (CPU), a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), and an input / output interface (I / O interface). The controller C may be composed of a single microcomputer or a plurality of microcomputers.

コントローラCは、ハイブリッド作業機のオペレータからの入力信号に応じて、電磁弁1と電磁弁2aと電磁弁2bとの各々のソレノイドを励磁し、あるいは非励磁にする。   The controller C excites or de-energizes each solenoid of the solenoid valve 1, the solenoid valve 2a, and the solenoid valve 2b in accordance with an input signal from the operator of the hybrid work machine.

第一メインポンプMP1と第二メインポンプMP2とは、エンジンEによって回転駆動される。エンジンEには、余剰トルクを用いて発電を行なう発電機3が付設される。発電機3で発電された電力は、バッテリチャージャー38を介してバッテリ37に充電される。バッテリチャージャー38は、通常の家庭用の電源39が接続された場合にも、バッテリ37に電力を充電することができる。   The first main pump MP1 and the second main pump MP2 are rotationally driven by the engine E. The engine E is provided with a generator 3 that generates power using surplus torque. The electric power generated by the generator 3 is charged to the battery 37 via the battery charger 38. The battery charger 38 can charge the battery 37 even when a normal household power supply 39 is connected.

第一メインポンプMP1に接続される第一回路系統には、上流側から、旋回モータを制御する切換弁4,アームシリンダを制御する切換弁5,ブームシリンダBCを制御する第2切換弁としてのブーム二速用切換弁6,予備用アタッチメントを制御する切換弁7,及び左走行用のモータを制御する切換弁8が設けられる。これらの切換弁4〜8は、中立通路9とパラレル通路10とを介して相互に接続され、第一供給切換弁V1を介して第一メインポンプMP1に接続される。ブーム二速用切換弁6の具体的な構成については後述する。   The first circuit system connected to the first main pump MP1 includes, from the upstream side, a switching valve 4 for controlling the turning motor 4, a switching valve for controlling the arm cylinder 5, and a second switching valve for controlling the boom cylinder BC. There are provided a boom second speed switching valve 6, a switching valve 7 for controlling the auxiliary attachment, and a switching valve 8 for controlling the left traveling motor. These switching valves 4 to 8 are connected to each other through a neutral passage 9 and a parallel passage 10, and are connected to a first main pump MP1 through a first supply switching valve V1. A specific configuration of the boom second speed switching valve 6 will be described later.

中立通路9における左走行モータ用の切換弁8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11が設けられる。絞り11は、流量が多ければ上流側に高いパイロット圧を生成し、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 11 for pilot pressure control for generating pilot pressure is provided downstream of the switching valve 8 for the left travel motor in the neutral passage 9. The throttle 11 generates a high pilot pressure on the upstream side when the flow rate is high, and generates a low pilot pressure on the upstream side when the flow rate is low.

具体的には、中立通路9は、切換弁4〜8が中立位置もしくは中立位置近傍にあるときには、第一メインポンプMP1から第一回路系統に供給された作動油の全部又は一部を絞り11を通じてタンクTに導く。このとき、絞り11を通過する作動油の流量が多くなるため、高いパイロット圧が生成される。   Specifically, the neutral passage 9 restricts all or part of the hydraulic oil supplied from the first main pump MP1 to the first circuit system when the switching valves 4 to 8 are in the neutral position or in the vicinity of the neutral position. Through the tank T. At this time, since the flow rate of the hydraulic oil that passes through the throttle 11 increases, a high pilot pressure is generated.

一方、中立通路9は、切換弁4〜8がフルストロークの状態に切り換えられると、流体の流通がなくなる。この場合、絞り11を流れる作動油の流量がなくなるため、パイロット圧はゼロとなる。切換弁4〜8の操作量によっては、作動油の一部がアクチュエータに導かれ、残りが中立通路9からタンクTに導かれる。そのため、絞り11は、中立通路9を流れる作動油の流量に応じたパイロット圧を生成する。このように、絞り11は、上流側に位置する切換弁4〜8の操作量に応じたパイロット圧を生成する。   On the other hand, in the neutral passage 9, when the switching valves 4 to 8 are switched to the full stroke state, the fluid does not flow. In this case, since the flow rate of the hydraulic oil flowing through the throttle 11 is eliminated, the pilot pressure becomes zero. Depending on the operation amount of the switching valves 4 to 8, part of the hydraulic oil is led to the actuator, and the rest is led to the tank T from the neutral passage 9. Therefore, the throttle 11 generates a pilot pressure corresponding to the flow rate of the hydraulic oil flowing through the neutral passage 9. Thus, the throttle 11 generates a pilot pressure corresponding to the operation amount of the switching valves 4 to 8 located on the upstream side.

中立通路9における切換弁8と絞り11との間には、パイロット通路12が接続される。パイロット通路12は、電磁切換弁13を介して第一メインポンプMP1の斜板の傾転角を制御するレギュレータ14に接続される。   A pilot passage 12 is connected between the switching valve 8 and the throttle 11 in the neutral passage 9. The pilot passage 12 is connected to a regulator 14 that controls the tilt angle of the swash plate of the first main pump MP1 via an electromagnetic switching valve 13.

レギュレータ14は、第一メインポンプMP1の斜板の傾転角をパイロット圧に比例(比例定数は負の数)するように制御し、第一メインポンプMP1の一回転あたりの作動油吐出量を設定する。   The regulator 14 controls the tilt angle of the swash plate of the first main pump MP1 to be proportional to the pilot pressure (the proportionality constant is a negative number), and the hydraulic oil discharge amount per one rotation of the first main pump MP1. Set.

電磁切換弁13は、その位置に応じて、パイロット通路12及びパイロット油圧源PPの何れか一方のパイロット圧源をレギュレータ14に接続する切換弁である。電磁切換弁13は、ノーマル位置では、パイロット通路12の圧力をパイロット圧としてレギュレータ14に供給する(図1に示す状態)。電磁切換弁13は、励磁電流の供給を受けると切換位置(図1の下側位置)に切り換わり、パイロット油圧源PPの圧力をパイロット圧としてレギュレータ14に供給する。   The electromagnetic switching valve 13 is a switching valve that connects one of the pilot pressure source 12 and the pilot hydraulic pressure source PP to the regulator 14 in accordance with its position. In the normal position, the electromagnetic switching valve 13 supplies the pressure in the pilot passage 12 to the regulator 14 as the pilot pressure (state shown in FIG. 1). The electromagnetic switching valve 13 is switched to a switching position (lower position in FIG. 1) when supplied with an exciting current, and supplies the pressure of the pilot hydraulic power source PP to the regulator 14 as a pilot pressure.

電磁切換弁13のソレノイドは、コントローラCに接続される。コントローラCは、ハイブリッド作業機のオペレータからの入力信号に応じて、電磁切換弁13に励磁電流を供給して切換位置に切り換える。一方、コントローラCは、オペレータによって信号が入力されない限り、ソレノイドを非励磁にして、電磁切換弁13をノーマル位置に保持する。   The solenoid of the electromagnetic switching valve 13 is connected to the controller C. In response to an input signal from the operator of the hybrid work machine, the controller C supplies an excitation current to the electromagnetic switching valve 13 to switch to the switching position. On the other hand, the controller C de-energizes the solenoid and holds the electromagnetic switching valve 13 in the normal position unless a signal is input by the operator.

電磁切換弁13がノーマル位置であるときに、切換弁4〜8がフルストロークに切り換えられて中立通路9の流れがなくなり、パイロット通路12のパイロット圧がゼロになると、第一メインポンプMP1の傾転角は最大となる。このとき、第一メインポンプMP1の一回転あたりの作動油吐出量は最大になる。   When the electromagnetic switching valve 13 is in the normal position, when the switching valves 4 to 8 are switched to the full stroke and the flow of the neutral passage 9 disappears, and the pilot pressure in the pilot passage 12 becomes zero, the first main pump MP1 is inclined. The turning angle is maximum. At this time, the hydraulic oil discharge amount per rotation of the first main pump MP1 is maximized.

一方で、電磁切換弁13は、例えば、暖機運転時のように、切換弁4〜8のすべてがノーマル位置に維持される場合、すなわち旋回モータ,アームシリンダ,ブームシリンダBC,予備用アタッチメント,及び左走行モータが非稼働である場合に切換位置に切り換えられる。電磁切換弁13が切換位置にあるとき、レギュレータ14には、パイロット油圧源PPの圧力が減圧されることなくパイロット圧として供給される。このため、第一メインポンプMP1の傾転角は最小となり、第一メインポンプMP1の一回転あたりの作動油吐出量は最小になる。このように、電磁切換弁13が切換位置に切り換えられることで第一メインポンプMP1の吐出量は通常よりも減少するため、無駄な燃料の消費を抑えることができる。   On the other hand, the electromagnetic switching valve 13 is used when all of the switching valves 4 to 8 are maintained in the normal position, for example, during warm-up operation, that is, a swing motor, an arm cylinder, a boom cylinder BC, a spare attachment, When the left travel motor is not in operation, it is switched to the switching position. When the electromagnetic switching valve 13 is in the switching position, the pressure of the pilot hydraulic power source PP is supplied to the regulator 14 as pilot pressure without being reduced. For this reason, the tilt angle of the first main pump MP1 is minimized, and the hydraulic oil discharge amount per rotation of the first main pump MP1 is minimized. Thus, since the discharge amount of 1st main pump MP1 reduces rather than usual because electromagnetic switching valve 13 is switched to a switching position, consumption of useless fuel can be suppressed.

パイロット通路12には、パイロット通路12の圧力を検出する第1圧力センサ42が設けられる。第1圧力センサ42によって検出された圧力は、コントローラCに出力される。   The pilot passage 12 is provided with a first pressure sensor 42 that detects the pressure of the pilot passage 12. The pressure detected by the first pressure sensor 42 is output to the controller C.

第二メインポンプMP2に接続される第二回路系統には、上流側から、右走行用モータを制御する切換弁15,バケットシリンダを制御する切換弁16,ブームシリンダBCを制御する第1切換弁としてのブーム用切換弁17,及びアームシリンダを制御するアーム二速用の切換弁18が設けられる。これらの切換弁15〜18は、中立通路19を介して相互に接続され、第二供給切換弁V2を介して第二メインポンプMP2に接続される。また、切換弁16とブーム用切換弁17とは、パラレル通路20を介して相互に接続される。ブーム用切換弁17の具体的な構成については後述する。   The second circuit system connected to the second main pump MP2 includes, from the upstream side, a switching valve 15 that controls the right traveling motor, a switching valve 16 that controls the bucket cylinder, and a first switching valve that controls the boom cylinder BC. A boom switching valve 17 and an arm second speed switching valve 18 for controlling the arm cylinder are provided. These switching valves 15 to 18 are connected to each other via a neutral passage 19, and are connected to the second main pump MP2 via a second supply switching valve V2. The switching valve 16 and the boom switching valve 17 are connected to each other via the parallel passage 20. A specific configuration of the boom switching valve 17 will be described later.

中立通路19におけるアーム二速用の切換弁18の下流側には、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21が設けられる。絞り21は、上流側の圧力を、パイロット通路22を介して第二メインポンプMP2のレギュレータ23にパイロット圧として供給する。絞り21は、絞り11と同様に機能するものであるため、ここでは詳細な説明は省略する。   A throttle 21 for pilot pressure control for generating a pilot pressure is provided on the downstream side of the switching valve 18 for the second-arm arm in the neutral passage 19. The throttle 21 supplies the upstream pressure as a pilot pressure to the regulator 23 of the second main pump MP2 via the pilot passage 22. Since the diaphragm 21 functions in the same manner as the diaphragm 11, a detailed description thereof is omitted here.

レギュレータ23は、第二メインポンプMP2の斜板の傾転角をパイロット圧に比例(比例定数は負の数)するように制御し、第二メインポンプMP2の一回転あたりの作動油吐出量を設定する。例えば、切換弁15〜18がフルストロークに切り換えられて中立通路19の流れがなくなり、パイロット通路22のパイロット圧がゼロになると、第二メインポンプMP2の傾転角は最大となる。このとき、第二メインポンプMP2の一回転あたりの作動油吐出量は最大になる。   The regulator 23 controls the inclination angle of the swash plate of the second main pump MP2 to be proportional to the pilot pressure (the proportionality constant is a negative number), and the hydraulic oil discharge amount per one rotation of the second main pump MP2 is controlled. Set. For example, when the switching valves 15 to 18 are switched to the full stroke, the flow of the neutral passage 19 disappears and the pilot pressure in the pilot passage 22 becomes zero, the tilt angle of the second main pump MP2 becomes maximum. At this time, the hydraulic oil discharge amount per rotation of the second main pump MP2 is maximized.

パイロット通路22には、パイロット通路22の圧力を検出する第2圧力センサ43が設けられる。第2圧力センサ43によって検出された圧力は、コントローラCに出力される。   The pilot passage 22 is provided with a second pressure sensor 43 that detects the pressure of the pilot passage 22. The pressure detected by the second pressure sensor 43 is output to the controller C.

次に、エネルギを有する作動油が収縮時に排出される流体圧シリンダとしてのブームシリンダBCと、ブームシリンダBCの作動を切り換えるブーム用切換弁17及びブーム二速用切換弁6について説明する。   Next, the boom cylinder BC as a fluid pressure cylinder from which hydraulic fluid having energy is discharged when contracted, the boom switching valve 17 for switching the operation of the boom cylinder BC, and the boom second speed switching valve 6 will be described.

ブームシリンダBCは、負荷側圧力室としてのピストン側室25と反負荷側圧力室としてのロッド側室30とを内部に画成するピストンと、ピストンとブームとを連結するピストンロッドとを有する。ブームシリンダBCは、ピストン側室25への作動油の供給によって伸長してブームを上昇させ、ピストン側室25からの作動油の排出によって収縮してブームを下降させる。ブームシリンダBCの作動は、ブーム用切換弁17及びブーム二速用切換弁6によって制御される。   The boom cylinder BC includes a piston that internally defines a piston-side chamber 25 as a load-side pressure chamber and a rod-side chamber 30 as an anti-load-side pressure chamber, and a piston rod that connects the piston and the boom. The boom cylinder BC extends by supplying hydraulic oil to the piston side chamber 25 to raise the boom, and contracts by discharging hydraulic oil from the piston side chamber 25 to lower the boom. The operation of the boom cylinder BC is controlled by the boom switching valve 17 and the boom second speed switching valve 6.

ブーム用切換弁17は、6ポート3位置のスプール式の切換弁である。ブーム用切換弁17は、入力ポートとして、中立通路19に接続されるポートと、パラレル通路20に接続されるポートと、ブーム用切換弁17とタンクTとを接続する排出通路31に接続されるポートと、を有する。また、ブーム用切換弁17は、出力ポートとして、ブーム用切換弁17とブーム二速用切換弁6とを接続する接続通路26に接続されるポートと、ブーム用切換弁17とブームシリンダBCのロッド側室30とを接続する反負荷側通路29に接続されるポートと、中立通路19に接続されるポートと、を有する。   The boom switching valve 17 is a 6-port 3-position spool type switching valve. The boom switching valve 17 is connected as an input port to a port connected to the neutral passage 19, a port connected to the parallel passage 20, and a discharge passage 31 connecting the boom switching valve 17 and the tank T. And a port. In addition, the boom switching valve 17 has, as output ports, a port connected to the connection passage 26 that connects the boom switching valve 17 and the boom second speed switching valve 6, and the boom switching valve 17 and the boom cylinder BC. It has a port connected to the anti-load side passage 29 connecting the rod side chamber 30 and a port connected to the neutral passage 19.

ブーム用切換弁17には、図示しないスプールの両端に臨んでパイロット室17a,17bがそれぞれ設けられる。スプールは、両端にそれぞれ設けられる一対のセンタリングスプリングの付勢力によって中立状態に支持される。   The boom switching valve 17 is provided with pilot chambers 17a and 17b facing both ends of a spool (not shown). The spool is supported in a neutral state by the urging force of a pair of centering springs provided at both ends.

ブーム用切換弁17の3つの位置は、ブームシリンダBCを伸長させる伸長位置17dと、ブームシリンダBCを収縮させる収縮位置17eと、ブームシリンダBCを停止させる停止位置17cと、からなる。これらの3つの位置は、ハイブリッド作業機のオペレータの操作によって選択される。   The three positions of the boom switching valve 17 include an extension position 17d for extending the boom cylinder BC, a contraction position 17e for contracting the boom cylinder BC, and a stop position 17c for stopping the boom cylinder BC. These three positions are selected by the operation of the operator of the hybrid work machine.

具体的には、オペレータによって図示しないブーム操作レバーがブームを上昇させる方向に操作されると、パイロット室17aにパイロット圧が供給され、ブーム用切換弁17は、伸長位置17d(図1の右側位置)に切り換えられる。一方、オペレータによってブーム操作レバーがブームを下降させる方向に操作されると、パイロット室17bにパイロット圧が供給され、ブーム用切換弁17は、収縮位置17e(図1の左側位置)に切り換えられる。そして、オペレータによってブーム操作レバーがブームを停止させる位置、すなわち中立位置に操作されると、ブーム用切換弁17は、センタリングスプリングの付勢力によって停止位置17c(図1の位置)に切り換えられる。   Specifically, when the boom operating lever (not shown) is operated by the operator in the direction to raise the boom, the pilot pressure is supplied to the pilot chamber 17a, and the boom switching valve 17 is moved to the extended position 17d (the right position in FIG. 1). ). On the other hand, when the boom operating lever is operated by the operator in the direction of lowering the boom, the pilot pressure is supplied to the pilot chamber 17b, and the boom switching valve 17 is switched to the contracted position 17e (left side position in FIG. 1). When the boom operating lever is operated by the operator to the position where the boom is stopped, that is, to the neutral position, the boom switching valve 17 is switched to the stop position 17c (position in FIG. 1) by the urging force of the centering spring.

ブーム用切換弁17が停止位置17cにあるときは、上流側の中立通路19と下流側の中立通路19とが連通された状態となり、その他のポートは遮断された状態となる。ブーム用切換弁17が伸長位置17dにあるときは、パラレル通路20と接続通路26とが連通されるとともに、反負荷側通路29と排出通路31とが連通された状態となり、上流側の中立通路19と下流側の中立通路19とは遮断された状態となる。ブーム用切換弁17が収縮位置17eにあるときは、接続通路26と排出通路31とが絞りを通じて連通されるとともに、パラレル通路20と反負荷側通路29とが連通された状態となり、上流側の中立通路19と下流側の中立通路19とは遮断された状態となる。   When the boom switching valve 17 is at the stop position 17c, the upstream neutral passage 19 and the downstream neutral passage 19 are in communication with each other, and the other ports are shut off. When the boom switching valve 17 is in the extended position 17d, the parallel passage 20 and the connection passage 26 are in communication with each other, and the anti-load side passage 29 and the discharge passage 31 are in communication with each other. 19 and the neutral passage 19 on the downstream side are cut off. When the boom switching valve 17 is in the contracted position 17e, the connection passage 26 and the discharge passage 31 are in communication with each other through the throttle, and the parallel passage 20 and the anti-load side passage 29 are in communication with each other. The neutral passage 19 and the downstream neutral passage 19 are blocked.

ブーム二速用切換弁6は、8ポート3位置のスプール式の切換弁である。ブーム二速用切換弁6は、入力ポートとして、中立通路9に接続されるポートと、パラレル通路10に接続されるポートと、反負荷側通路29から分岐された分岐通路29aに接続されるポートと、ブーム二速用切換弁6とブーム用切換弁17とを接続する接続通路26に接続されるポートと、を有する。また、ブーム二速用切換弁6は、出力ポートとして、中立通路9に接続されるポートと、接続通路26から分岐された分岐通路26aに接続されるポートと、ブーム二速用切換弁6と後述の回生モータMとを接続する回生通路27に接続されるポートと、ブーム二速用切換弁6とブームシリンダBCのピストン側室25とを接続する負荷側通路24に接続されるポートと、を有する。   The boom second speed switching valve 6 is an 8-port 3-position spool type switching valve. The boom second speed switching valve 6 has, as input ports, a port connected to the neutral passage 9, a port connected to the parallel passage 10, and a port connected to the branch passage 29 a branched from the anti-load side passage 29. And a port connected to a connection passage 26 that connects the boom second speed switching valve 6 and the boom switching valve 17. Further, the boom second speed switching valve 6 includes, as output ports, a port connected to the neutral passage 9, a port connected to the branch passage 26 a branched from the connection passage 26, and the boom second speed switching valve 6. A port connected to a regenerative passage 27 for connecting a regenerative motor M to be described later, and a port connected to a load side passage 24 for connecting the boom second speed switching valve 6 and the piston side chamber 25 of the boom cylinder BC. Have.

ブーム二速用切換弁6には、図示しないスプールの両端に臨んでパイロット室6a,6bがそれぞれ設けられる。スプールは、両端にそれぞれ設けられる一対のセンタリングスプリングの付勢力によって中立状態に支持される。一方のパイロット室6bには、パイロット通路51を通じてパイロット油圧源PPの圧力が供給される。パイロット通路51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比例減圧弁52が介装される。電磁比例減圧弁52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されるとパイロット油圧源PPからのパイロット圧を減圧して指令値に応じたパイロット圧とし、このパイロット圧をパイロット通路51に供給する。   The boom second speed switching valve 6 is provided with pilot chambers 6a and 6b facing both ends of a spool (not shown). The spool is supported in a neutral state by the urging force of a pair of centering springs provided at both ends. The pilot chamber 6 b is supplied with the pressure of the pilot hydraulic power source PP through the pilot passage 51. An electromagnetic proportional pressure reducing valve 52 capable of outputting a pilot pressure proportional to a command signal from the controller C is interposed in the pilot passage 51. When the solenoid is energized based on the command signal output from the controller C, the electromagnetic proportional pressure reducing valve 52 reduces the pilot pressure from the pilot hydraulic power source PP to obtain a pilot pressure corresponding to the command value. Supply to the passage 51.

ブーム二速用切換弁6の3つの位置は、ブーム用切換弁17が伸長位置17dにあるときに第一メインポンプMP1とピストン側室25とを連通可能な増速位置6dと、増速位置6dにおいて連通する第一メインポンプMP1とピストン側室25とを遮断させる中立位置6cと、ブーム用切換弁17が収縮位置17eにあるときにピストン側室25とロッド側室30とを連通可能であるとともにピストン側室25と回生モータMとを連通可能である回生再生位置6eと、からなる。これらの3つの位置は、ハイブリッド作業機のオペレータの操作及びコントローラCからの指令信号によって選択される。   The boom second speed switching valve 6 has three positions: a speed increasing position 6d capable of communicating the first main pump MP1 with the piston side chamber 25 when the boom switching valve 17 is in the extended position 17d, and a speed increasing position 6d. When the boom switching valve 17 is in the contracted position 17e, the piston side chamber 25 and the rod side chamber 30 can communicate with each other, and the piston side chamber can be communicated with the neutral position 6c. 25 and a regenerative regeneration position 6e through which the regenerative motor M can communicate. These three positions are selected by the operation of the operator of the hybrid work machine and the command signal from the controller C.

具体的には、オペレータによってブーム操作レバーがブームシリンダBCを上昇させる方向に操作されると、パイロット室6aにパイロット圧が供給され、ブーム操作レバーが所定量以上操作されると、ブーム二速用切換弁6は、増速位置6d(図1の右側位置)に切り換えられる。一方、ブーム操作レバーが中立状態に戻されると、ブーム二速用切換弁6は、センタリングスプリングの付勢力によって中立位置6c(図1の位置)に復帰する。また、ブーム用切換弁17が収縮位置17eにあるときであって、後述の回生ユニットRUによりエネルギの回生が可能であるとコントローラCが判定すると、コントローラCは、電磁比例減圧弁52に指令信号を出力する。電磁比例減圧弁52は、指令信号に応じたパイロット圧をパイロット通路51を通じてパイロット室6bに供給する。この結果、ブーム二速用切換弁6は、回生再生位置6e(図1の左位置)に切り換えられる。   Specifically, when the operator operates the boom operating lever in the direction to raise the boom cylinder BC, the pilot pressure is supplied to the pilot chamber 6a, and when the boom operating lever is operated more than a predetermined amount, The switching valve 6 is switched to the acceleration position 6d (right side position in FIG. 1). On the other hand, when the boom operation lever is returned to the neutral state, the boom second speed switching valve 6 is returned to the neutral position 6c (position in FIG. 1) by the urging force of the centering spring. If the controller C determines that the energy can be regenerated by the regenerative unit RU described later when the boom switching valve 17 is at the contracted position 17e, the controller C sends a command signal to the electromagnetic proportional pressure reducing valve 52. Is output. The electromagnetic proportional pressure reducing valve 52 supplies pilot pressure corresponding to the command signal to the pilot chamber 6 b through the pilot passage 51. As a result, the boom second speed switching valve 6 is switched to the regenerative regeneration position 6e (left position in FIG. 1).

ブーム二速用切換弁6が中立位置6cにあるときは、上流側の中立通路9と下流側の中立通路9とが連通されるとともに、接続通路26と負荷側通路24とが連通された状態となり、その他のポートは遮断された状態となる。ブーム二速用切換弁6のスプールには、接続通路26と負荷側通路24とを連通させる連通流路6iが形成されており、連通流路6iは、中立位置6cにおいて開放される。   When the boom second speed switching valve 6 is in the neutral position 6c, the upstream neutral passage 9 and the downstream neutral passage 9 are in communication with each other, and the connection passage 26 and the load side passage 24 are in communication with each other. And other ports are blocked. The spool of the boom second speed switching valve 6 is formed with a communication flow path 6i that allows the connection passage 26 and the load side passage 24 to communicate with each other, and the communication flow path 6i is opened at the neutral position 6c.

ブーム二速用切換弁6が増速位置6dにあるときは、パラレル通路10と分岐通路26aとが連通されるとともに、接続通路26と負荷側通路24とが連通された状態となり、その他のポートは遮断された状態となる。ブーム二速用切換弁6のスプールには、パラレル通路10と分岐通路26aとを連通させる増速流路6fが形成されており、増速流路6fは、増速位置6dにおいて開放される。なお、増速位置6dでは、連通流路6iも開放される。   When the boom second speed switching valve 6 is in the speed increasing position 6d, the parallel passage 10 and the branch passage 26a are in communication with each other, and the connection passage 26 and the load side passage 24 are in communication with each other. Is cut off. The spool of the boom second speed switching valve 6 is formed with a speed increasing flow path 6f that allows the parallel passage 10 and the branch path 26a to communicate with each other. The speed increasing flow path 6f is opened at the speed increasing position 6d. At the speed increasing position 6d, the communication channel 6i is also opened.

ブーム二速用切換弁6が回生再生位置6eにあるときは、負荷側通路24と分岐通路29aとが絞り及び逆止弁を通じて連通されるとともに、負荷側通路24と回生通路27とが連通された状態となる。また、上流側の中立通路9と下流側の中立通路9とが連通された状態となり、その他のポートは遮断された状態となる。ブーム二速用切換弁6のスプールには、負荷側通路24と回生通路27とを連通させる回生流路6gと、負荷側通路24と分岐通路29aとを連通させる再生流路6hと、が形成されており、回生流路6gと再生流路6hとは、回生再生位置6eにおいて開放される。   When the boom second speed switching valve 6 is in the regenerative regeneration position 6e, the load side passage 24 and the branch passage 29a communicate with each other through the throttle and check valve, and the load side passage 24 and the regeneration passage 27 communicate with each other. It becomes the state. Further, the upstream neutral passage 9 and the downstream neutral passage 9 are communicated with each other, and the other ports are blocked. The spool of the boom second speed switching valve 6 is formed with a regenerative flow path 6g for communicating the load side passage 24 and the regenerative path 27 and a regeneration flow path 6h for communicating the load side path 24 and the branch passage 29a. The regenerative flow path 6g and the regenerative flow path 6h are opened at the regenerative regeneration position 6e.

また、図1に示すように、ブーム用切換弁17とブーム二速用切換弁6とを接続する接続通路26と、ブーム二速用切換弁6とブームシリンダBCのピストン側室25とを接続する負荷側通路24と、は連通路28によって連通される。連通路28には、逆止弁32が設けられ、この逆止弁32によって、負荷側通路24から接続通路26へ向かう作動油の流れが遮断され、接続通路26から負荷側通路24へ向かう作動油の流れのみが許容される。   Further, as shown in FIG. 1, the connection passage 26 for connecting the boom switching valve 17 and the boom second speed switching valve 6 is connected to the boom second speed switching valve 6 and the piston side chamber 25 of the boom cylinder BC. The load side passage 24 is communicated with a communication passage 28. The communication passage 28 is provided with a check valve 32, and the check valve 32 blocks the flow of hydraulic oil from the load side passage 24 to the connection passage 26, and operates from the connection passage 26 to the load side passage 24. Only oil flow is allowed.

また、連通路28が接続される位置よりもピストン側室25寄りの負荷側通路24には、下降防止弁33が設けられる。下降防止弁33は、ブームシリンダBCが意図せず収縮し、ブームが下降することを防止するために設けられるものである。下降防止弁33は、逆止弁と逆止弁を開弁させるパイロット圧室と、を有している。パイロット圧室には、パイロット通路34を通じてブーム用切換弁17のパイロット室17bに供給されるパイロット圧が供給される。   Further, a lowering prevention valve 33 is provided in the load side passage 24 closer to the piston side chamber 25 than the position where the communication passage 28 is connected. The lowering prevention valve 33 is provided to prevent the boom cylinder BC from unintentionally contracting and lowering the boom. The lowering prevention valve 33 has a check valve and a pilot pressure chamber that opens the check valve. The pilot pressure supplied to the pilot chamber 17 b of the boom switching valve 17 is supplied to the pilot pressure chamber through the pilot passage 34.

このため、下降防止弁33のパイロット圧室にパイロット圧が供給されていないときは、ピストン側室25への作動油の流入は許容されるが、ピストン側室25からの作動油の流出は下降防止弁33によって遮断される。一方、下降防止弁33のパイロット圧室にパイロット圧が供給されているとき、すなわち、オペレータによってブームを下降させる操作が行われパイロット室17bにパイロット圧が供給されているときは、下降防止弁33は開弁された状態となり、ピストン側室25の作動油は負荷側通路24を通じて流出可能となる。   For this reason, when the pilot pressure is not supplied to the pilot pressure chamber of the lowering prevention valve 33, the inflow of hydraulic oil to the piston side chamber 25 is allowed, but the outflow of the hydraulic oil from the piston side chamber 25 is prevented from falling. Blocked by 33. On the other hand, when the pilot pressure is supplied to the pilot pressure chamber of the lowering prevention valve 33, that is, when the operation of lowering the boom is performed by the operator and the pilot pressure is supplied to the pilot chamber 17b, the lowering prevention valve 33 is. Is opened, and the hydraulic oil in the piston-side chamber 25 can flow out through the load-side passage 24.

ブーム用切換弁17とブーム二速用切換弁6とは、他の切換弁4,5,7,8,15,16,18とともに、図示しないバルブブロック内に配置される。また、ブーム二速用切換弁6に接続される負荷側通路24は、第1接続ポイントCP1においてバルブブロックに接続され、負荷側通路24のうち第1接続ポイントCP1よりもブーム二速用切換弁6側の部分は、バルブブロック内に形成される。同様に、ブーム用切換弁17に接続される反負荷側通路29のうち第2接続ポイントCP2よりもブーム用切換弁17側の部分は、バルブブロック内に形成され、ブーム二速用切換弁6に接続される回生通路27のうち第3接続ポイントCP3よりもブーム二速用切換弁6側の部分は、バルブブロック内に形成される。   The boom switching valve 17 and the boom second speed switching valve 6 are arranged in a valve block (not shown) together with the other switching valves 4, 5, 7, 8, 15, 16, and 18. Further, the load side passage 24 connected to the boom second speed switching valve 6 is connected to the valve block at the first connection point CP1, and the boom second speed switching valve is located in the load side passage 24 more than the first connection point CP1. The portion on the 6 side is formed in the valve block. Similarly, a portion of the anti-load side passage 29 connected to the boom switching valve 17 that is closer to the boom switching valve 17 than the second connection point CP2 is formed in the valve block, and the boom second speed switching valve 6 is provided. A portion of the regenerative passage 27 connected to the boom second speed switching valve 6 side with respect to the third connection point CP3 is formed in the valve block.

このように、バルブブロックとブームシリンダBCとの間、及び、バルブブロックと回生モータMとの間には、再生制御弁や回生制御弁といった制御弁が配置されず、配管のみが存在する。このため、各制御弁と各要素とを接続する配管が不要になるとともに、各制御弁が配置されるスペースを確保する必要がなくなる。この結果、ハイブリッド作業機の制御システム100を製造するコストを低減させることができるとともに、ハイブリッド作業機の制御システム100をコンパクト化することができる。   Thus, between the valve block and the boom cylinder BC and between the valve block and the regenerative motor M, control valves such as a regeneration control valve and a regenerative control valve are not arranged, and only piping exists. This eliminates the need for piping connecting each control valve and each element, and eliminates the need to secure a space in which each control valve is arranged. As a result, the cost for manufacturing the control system 100 for the hybrid work machine can be reduced, and the control system 100 for the hybrid work machine can be made compact.

また、バルブブロックとブームシリンダBCとを接続する配管上に切換弁が設けられていないため、切換弁の切り換えによる配管容積の変化がない。このため、切換弁を切り換える際の配管の容積変化に起因して発生するブームシリンダBCの変位が抑制され、ブームシリンダBCの作動の応答性を向上させることができる。また、ほとんどの流路をバルブブロック内に形成することが可能となるため、配管を用いた場合と比較し、流路の長さを短くすることができる。この結果、作動油が移動する際の圧力損失を低減させることができる。   Further, since the switching valve is not provided on the pipe connecting the valve block and the boom cylinder BC, there is no change in the pipe volume due to switching of the switching valve. For this reason, the displacement of the boom cylinder BC generated due to the change in the volume of the piping when switching the switching valve is suppressed, and the response of the operation of the boom cylinder BC can be improved. In addition, since most of the flow paths can be formed in the valve block, the length of the flow paths can be shortened compared to the case where piping is used. As a result, the pressure loss when the hydraulic oil moves can be reduced.

続いて、ピストン側室25から排出される作動油のエネルギを回収してエネルギ回生を行う回生ユニットRUについて説明する。   Next, the regenerative unit RU that recovers the energy of the hydraulic oil discharged from the piston side chamber 25 and performs energy regeneration will be described.

回生ユニットRUは、ブームシリンダBCのピストン側室25から排出される作動油によって回転して作動油のエネルギを回収する回生モータMと、回生モータMに連結され発電機及び電動モータとして機能する回転電機35と、回転電機35が発電した電力を直流に変換するインバータ36と、回転電機35によって発電された電力を貯める蓄電池としてのバッテリ37と、を有する。   The regenerative unit RU is rotated by the hydraulic oil discharged from the piston side chamber 25 of the boom cylinder BC to recover the energy of the hydraulic oil, and the rotating electric machine that is connected to the regenerative motor M and functions as a generator and an electric motor. 35, an inverter 36 that converts electric power generated by the rotating electrical machine 35 into direct current, and a battery 37 as a storage battery that stores the power generated by the rotating electrical machine 35.

回生モータMは、傾転角が調整可能な可変容量型モータであり、斜板の傾転角を制御するためのレギュレータ40を有する。レギュレータ40は、コントローラCからの信号に応じて、回生モータMの斜板の傾転角を変化させる。回生モータMには、回生通路27を通じて、ピストン側室25から排出される作動油が導かれ、回生モータMは、導かれた作動油によって回転駆動される。   The regenerative motor M is a variable capacity motor that can adjust the tilt angle, and has a regulator 40 for controlling the tilt angle of the swash plate. The regulator 40 changes the tilt angle of the swash plate of the regenerative motor M in accordance with a signal from the controller C. The hydraulic oil discharged from the piston side chamber 25 is guided to the regenerative motor M through the regenerative passage 27, and the regenerative motor M is rotationally driven by the guided hydraulic oil.

回生モータMは、回転電機35及びアシストポンプAPと同軸回転するように連結されており、回転電機35及びアシストポンプAPを駆動することができる。回生モータMと回転電機35及びアシストポンプAPとは、直接連結されてもよいし、減速機を介して連結されてもよい。   The regenerative motor M is connected so as to rotate coaxially with the rotating electrical machine 35 and the assist pump AP, and can drive the rotating electrical machine 35 and the assist pump AP. The regenerative motor M, the rotating electrical machine 35, and the assist pump AP may be directly connected or may be connected via a speed reducer.

回転電機35を発電機として機能させた場合には、回転電機35で発電された電力はインバータ36を介してバッテリ37に充電される。この場合には、アシストポンプAPの斜板の傾転角を最小にして、アシストポンプAPの駆動負荷が回生モータMに作用しない状態とすることが好ましい。   When the rotating electrical machine 35 is caused to function as a generator, the electric power generated by the rotating electrical machine 35 is charged to the battery 37 via the inverter 36. In this case, it is preferable to minimize the tilt angle of the swash plate of the assist pump AP so that the driving load of the assist pump AP does not act on the regenerative motor M.

バッテリ37はコントローラCに接続され、コントローラCにはバッテリ37の蓄電量を示す信号が入力される。コントローラCは、入力された蓄電量に基づいて、バッテリ37が充電可能な状態にあるか否かを判定し、回生モータM及び回転電機35の回転数や回生モータMに導かれる作動油の流量等を制御する。   The battery 37 is connected to the controller C, and a signal indicating the charged amount of the battery 37 is input to the controller C. The controller C determines whether or not the battery 37 is in a chargeable state based on the input charged amount, and the number of rotations of the regenerative motor M and the rotating electrical machine 35 and the flow rate of hydraulic oil guided to the regenerative motor M. Control etc.

回転電機35を電動モータとして機能させた場合には、バッテリ37の電力で駆動する回転電機35の出力トルクでアシストポンプAPを回転駆動させることが可能である。このとき、アシストポンプAPは、斜板の傾転角に応じた作動油を吐出する。また、この場合には、回生モータMの斜板の傾転角を最少にして、回転抵抗を小さくし、回転電機35の出力損失を最小にすることが好ましい。   When the rotating electrical machine 35 is caused to function as an electric motor, the assist pump AP can be rotationally driven by the output torque of the rotating electrical machine 35 driven by the power of the battery 37. At this time, the assist pump AP discharges hydraulic oil corresponding to the tilt angle of the swash plate. In this case, it is preferable to minimize the tilt angle of the swash plate of the regenerative motor M to reduce the rotational resistance and to minimize the output loss of the rotating electrical machine 35.

アシストポンプAPの斜板の傾転角はレギュレータ41によって制御される。レギュレータ41は、コントローラCからの信号に応じて、アシストポンプAPの斜板の傾転角を変化させる。   The tilt angle of the swash plate of the assist pump AP is controlled by the regulator 41. The regulator 41 changes the tilt angle of the swash plate of the assist pump AP according to the signal from the controller C.

コントローラCは、第1圧力センサ42及び第2圧力センサ43の圧力信号に基づいて、第一メインポンプMP1及び第二メインポンプMP2に対してアシストが必要か否かを判定し、アシストが必要であると判定された場合には、アシストポンプAPの斜板の傾転角や第一供給切換弁V1の位置、第二供給切換弁V2の位置を適宜制御する。この結果、アシストポンプAPの吐出油は、アシストが必要なメインポンプの吐出口側へと供給される。   The controller C determines whether or not assistance is required for the first main pump MP1 and the second main pump MP2 based on the pressure signals of the first pressure sensor 42 and the second pressure sensor 43, and assistance is required. If it is determined that there is, the tilt angle of the swash plate of the assist pump AP, the position of the first supply switching valve V1, and the position of the second supply switching valve V2 are appropriately controlled. As a result, the discharge oil of the assist pump AP is supplied to the discharge port side of the main pump that needs assistance.

なお、アシストポンプAPは、回生モータMと回転電機35との何れか一方または両方の駆動力によって回転可能である。例えば、回生モータMの駆動力が大きければ、回生モータMが回転電機35を駆動して発電を行う場合にも、アシストポンプAPから作動油を吐出させることが可能である。   The assist pump AP can be rotated by the driving force of one or both of the regenerative motor M and the rotating electrical machine 35. For example, if the driving force of the regenerative motor M is large, the hydraulic oil can be discharged from the assist pump AP even when the regenerative motor M drives the rotating electrical machine 35 to generate power.

次に、上記構成のハイブリッド作業機の制御システム100において、ブームを作動させる際の作動油の流れについて具体的に説明する。   Next, the flow of hydraulic oil when operating the boom in the control system 100 for a hybrid work machine having the above configuration will be specifically described.

まず、ブームを上昇させる場合について説明する。   First, the case where a boom is raised is demonstrated.

オペレータによってブーム操作レバーがブームを上昇させる方向に操作されると、ブーム用切換弁17のパイロット室17aにパイロット圧が供給され、ブーム用切換弁17は、伸長位置17dに切り換えられる。ブーム用切換弁17が伸長位置17dに切り換えられると、パラレル通路20と接続通路26とが連通され、反負荷側通路29と排出通路31とが連通される。   When the boom operating lever is operated by the operator in the direction to raise the boom, the pilot pressure is supplied to the pilot chamber 17a of the boom switching valve 17, and the boom switching valve 17 is switched to the extended position 17d. When the boom switching valve 17 is switched to the extended position 17d, the parallel passage 20 and the connection passage 26 are communicated, and the anti-load side passage 29 and the discharge passage 31 are communicated.

接続通路26はブーム二速用切換弁6を通じて負荷側通路24と連通しているため、第二メインポンプMP2から吐出された作動油は、中立通路19、パラレル通路20、ブーム用切換弁17、接続通路26、ブーム二速用切換弁6、負荷側通路24、下降防止弁33を通じてブームシリンダBCのピストン側室25へと導かれる。   Since the connection passage 26 communicates with the load side passage 24 through the boom second speed switching valve 6, the hydraulic fluid discharged from the second main pump MP2 is neutralized passage 19, parallel passage 20, boom switching valve 17, It is guided to the piston side chamber 25 of the boom cylinder BC through the connection passage 26, the boom second speed switching valve 6, the load side passage 24, and the lowering prevention valve 33.

また、接続通路26は、連通路28及び逆止弁32を通じて負荷側通路24と連通される。逆止弁32は、接続通路26から負荷側通路24へ向かう作動油の流れを許容するものであるため、第二メインポンプMP2から吐出された作動油は、ブーム二速用切換弁6を経由することなく、接続通路26から連通路28を通じて負荷側通路24にも供給される。   The connection passage 26 is communicated with the load side passage 24 through the communication passage 28 and the check valve 32. Since the check valve 32 allows the flow of hydraulic oil from the connection passage 26 toward the load side passage 24, the hydraulic oil discharged from the second main pump MP2 passes through the boom second speed switching valve 6. Instead, the load is also supplied from the connection passage 26 to the load side passage 24 through the communication passage 28.

このように、第二メインポンプMP2から吐出された作動油は、二つの経路を通じてピストン側室25へと導かれる。このため、ピストン側室25に供給される作動油の流量が確保され、ブームシリンダBCの応答性を向上させることができる。また、比較的流路抵抗が大きいスプール弁であるブーム二速用切換弁6を経由することなく、ピストン側室25へと作動油を導くことが可能となるため、作動油がピストン側室25に供給される際の圧力損失を低減させることができる。   In this way, the hydraulic oil discharged from the second main pump MP2 is guided to the piston side chamber 25 through two paths. For this reason, the flow volume of the hydraulic fluid supplied to the piston side chamber 25 is ensured, and the responsiveness of the boom cylinder BC can be improved. Further, since the hydraulic oil can be guided to the piston side chamber 25 without going through the boom second speed switching valve 6 which is a spool valve having a relatively large flow path resistance, the hydraulic oil is supplied to the piston side chamber 25. It is possible to reduce the pressure loss when being performed.

一方、ブームシリンダBCのロッド側室30は、反負荷側通路29、ブーム用切換弁17及び排出通路31を通じてタンクTに連通される。この結果、ピストン側室25に作動油が供給されるとともにロッド側室30から作動油が排出されることでブームシリンダBCが伸張し、ブームは上昇する。   On the other hand, the rod side chamber 30 of the boom cylinder BC communicates with the tank T through the anti-load side passage 29, the boom switching valve 17 and the discharge passage 31. As a result, the hydraulic oil is supplied to the piston side chamber 25 and the hydraulic oil is discharged from the rod side chamber 30, whereby the boom cylinder BC is extended and the boom is raised.

また、ブーム操作レバーがブームを上昇させる方向に操作されると、ブーム用切換弁17のパイロット室17aと同時に、ブーム二速用切換弁6のパイロット室6aにもパイロット圧が供給される。パイロット室6aに所定量以上のパイロット圧が供給されることでブーム二速用切換弁6は増速位置6dに切り換わり、接続通路26から分岐された分岐通路26aとパラレル通路10とがブーム二速用切換弁6を通じて連通される。   When the boom operating lever is operated in the direction of raising the boom, the pilot pressure is supplied to the pilot chamber 6a of the boom second speed switching valve 6 simultaneously with the pilot chamber 17a of the boom switching valve 17. When a pilot pressure of a predetermined amount or more is supplied to the pilot chamber 6a, the boom second speed switching valve 6 is switched to the speed increasing position 6d, and the branch passage 26a branched from the connection passage 26 and the parallel passage 10 are connected to the boom two. It communicates through the speed switching valve 6.

このため、接続通路26には、ブーム用切換弁17を通じて導かれる第二メインポンプMP2から吐出された作動油とともに、ブーム二速用切換弁6を通じて第一メインポンプMP1から吐出された作動油が導かれる。この結果、ピストン側室25に供給される作動油の量が増加し、ブームシリンダBCが伸張する速度、すなわち、ブームの上昇速度が増速される。   For this reason, the hydraulic fluid discharged from the first main pump MP1 through the boom second speed switching valve 6 together with the hydraulic fluid discharged from the second main pump MP2 guided through the boom switching valve 17 into the connection passage 26. Led. As a result, the amount of hydraulic oil supplied to the piston side chamber 25 increases, and the speed at which the boom cylinder BC extends, that is, the boom raising speed is increased.

続いて、ブームを下降させる場合について説明する。   Next, a case where the boom is lowered will be described.

オペレータによってブーム操作レバーがブームを下降させる方向に操作されると、ブーム用切換弁17のパイロット室17bにパイロット圧が供給され、ブーム用切換弁17は、収縮位置17eに切り換えられる。ブーム用切換弁17が収縮位置17eに切り換えられると、パラレル通路20と反負荷側通路29とが連通され、接続通路26と排出通路31とが連通される。   When the boom operating lever is operated by the operator in the direction of lowering the boom, the pilot pressure is supplied to the pilot chamber 17b of the boom switching valve 17, and the boom switching valve 17 is switched to the contracted position 17e. When the boom switching valve 17 is switched to the contracted position 17e, the parallel passage 20 and the anti-load side passage 29 are communicated, and the connection passage 26 and the discharge passage 31 are communicated.

接続通路26はブーム二速用切換弁6を通じて負荷側通路24と連通しており、また、負荷側通路24に設けられる下降防止弁33のパイロット圧室には、パイロット通路34を通じてパイロット室17bに供給されるパイロット圧が供給されるため、下降防止弁33は開弁した状態に維持される。このため、ブームシリンダBCのピストン側室25は、負荷側通路24、下降防止弁33、ブーム二速用切換弁6、接続通路26、ブーム用切換弁17及び排出通路31を通じてタンクTに連通される。   The connection passage 26 communicates with the load side passage 24 through the boom second speed switching valve 6, and the pilot pressure chamber of the lowering prevention valve 33 provided in the load side passage 24 is connected to the pilot chamber 17 b through the pilot passage 34. Since the supplied pilot pressure is supplied, the lowering prevention valve 33 is maintained in the opened state. For this reason, the piston side chamber 25 of the boom cylinder BC communicates with the tank T through the load side passage 24, the lowering prevention valve 33, the boom second speed switching valve 6, the connection passage 26, the boom switching valve 17 and the discharge passage 31. .

一方、ブームシリンダBCのロッド側室30は、反負荷側通路29、ブーム用切換弁17、パラレル通路20及び中立通路19を通じて第二メインポンプMP2に連通される。この結果、ロッド側室30に作動油が供給されるとともにピストン側室25から作動油が排出されることでブームシリンダBCが収縮し、ブームは下降する。   On the other hand, the rod side chamber 30 of the boom cylinder BC is communicated with the second main pump MP2 through the anti-load side passage 29, the boom switching valve 17, the parallel passage 20, and the neutral passage 19. As a result, the hydraulic oil is supplied to the rod side chamber 30 and the hydraulic oil is discharged from the piston side chamber 25, whereby the boom cylinder BC contracts and the boom descends.

ブームを下降させる際に、ピストン側室25から排出される作動油が有するエネルギを回生することが可能である場合には、回生制御が実行される。エネルギを回生することが可能である場合とは、制御システム100、特に回生ユニットRUに異常がなく、バッテリ37が満充電状態に至っていない場合等である。   When the boom is lowered, if the energy of the hydraulic oil discharged from the piston side chamber 25 can be regenerated, regenerative control is executed. The case where energy can be regenerated is a case where there is no abnormality in the control system 100, particularly the regenerative unit RU, and the battery 37 is not fully charged.

また、ブームを下降させる際には、ブームの下降速度、すなわち、ブームシリンダBCの収縮速度を上昇させるために、ピストン側室25から排出される作動油の一部を再生流量としてロッド側室30に導く再生制御が行われる。   Further, when lowering the boom, in order to increase the lowering speed of the boom, that is, the contraction speed of the boom cylinder BC, a part of the hydraulic oil discharged from the piston side chamber 25 is guided to the rod side chamber 30 as a regeneration flow rate. Playback control is performed.

以下に、ブームを下降させる際に行われる回生制御及び再生制御について説明する。   Hereinafter, regenerative control and regeneration control performed when the boom is lowered will be described.

コントローラCによって、ピストン側室25から排出される作動油が有するエネルギを回生することが可能であると判定されると、コントローラCは、電磁比例減圧弁52に指令信号を出力する。電磁比例減圧弁52は、指令信号に応じたパイロット圧をパイロット通路51を通じてパイロット室6bに供給する。この結果、ブーム二速用切換弁6は、回生再生位置6eに切り換えられる。   When it is determined by the controller C that the energy of the hydraulic oil discharged from the piston side chamber 25 can be regenerated, the controller C outputs a command signal to the electromagnetic proportional pressure reducing valve 52. The electromagnetic proportional pressure reducing valve 52 supplies pilot pressure corresponding to the command signal to the pilot chamber 6 b through the pilot passage 51. As a result, the boom second speed switching valve 6 is switched to the regenerative regeneration position 6e.

ブーム二速用切換弁6が回生再生位置6eに切り換えられると、負荷側通路24は、接続通路26との連通が遮断され、回生通路27及び分岐通路29aに連通された状態となる。このため、ピストン側室25から排出される作動油は、タンクTではなく、負荷側通路24、ブーム二速用切換弁6及び回生通路27を通じて回生モータMへ導かれるとともに、負荷側通路24、ブーム二速用切換弁6、分岐通路29a及び反負荷側通路29を通じてロッド側室30に導かれる。   When the boom second speed switching valve 6 is switched to the regenerative regeneration position 6e, the load side passage 24 is disconnected from the connection passage 26 and is in communication with the regeneration passage 27 and the branch passage 29a. Therefore, the hydraulic oil discharged from the piston side chamber 25 is guided to the regenerative motor M through the load side passage 24, the boom second speed switching valve 6 and the regenerative passage 27, not the tank T, and the load side passage 24, boom. The second speed switching valve 6, the branch passage 29 a and the anti-load side passage 29 are led to the rod side chamber 30.

回生モータMへ導かれた作動油は、回生モータMを回転させ、その回転トルクは、回転電機35によって電力に変換される。回転電機35で発電された電力はインバータ36を介してバッテリ37に充電される。このようにして、ピストン側室25から排出される作動油が有するエネルギは回生される。   The hydraulic oil guided to the regenerative motor M rotates the regenerative motor M, and the rotational torque is converted into electric power by the rotating electrical machine 35. The electric power generated by the rotating electrical machine 35 is charged to the battery 37 via the inverter 36. In this way, the energy of the hydraulic oil discharged from the piston side chamber 25 is regenerated.

一方、ロッド側室30に導かれた作動油は、ブーム用切換弁17を通じてロッド側室30に導かれる第二メインポンプMP2から吐出された作動油とともにブームシリンダBCを収縮させるように作用する。このように、ピストン側室25から排出される作動油の一部をロッド側室30に導くことで、ロッド側室30に供給される作動油の流量が増加し、ブームシリンダBCが収縮する速度、すなわち、ブームの下降速度を増速させることができる。   On the other hand, the hydraulic oil guided to the rod side chamber 30 acts to contract the boom cylinder BC together with the hydraulic oil discharged from the second main pump MP2 guided to the rod side chamber 30 through the boom switching valve 17. Thus, by guiding a part of the hydraulic oil discharged from the piston side chamber 25 to the rod side chamber 30, the flow rate of the hydraulic oil supplied to the rod side chamber 30 increases and the boom cylinder BC contracts, that is, The lowering speed of the boom can be increased.

なお、回生モータMへ導かれる作動油の流量とロッド側室30へ導かれる作動油の流量との配分は、ブーム二速用切換弁6のスプールに形成される回生流路6gの開口断面積と再生流路6hの開口断面積との比率によって設定される。つまり、回生流路6gの開口断面積を大きくすれば、回転電機35による発電量が増加し、再生流路6hの開口断面積を大きくすれば、ブームの下降速度が増速される。   The distribution of the flow rate of the hydraulic fluid guided to the regenerative motor M and the flow rate of the hydraulic fluid guided to the rod side chamber 30 is the opening cross-sectional area of the regenerative flow path 6g formed in the spool of the boom second speed switching valve 6. It is set by the ratio to the opening cross-sectional area of the regeneration channel 6h. That is, if the opening cross-sectional area of the regenerative flow path 6g is increased, the amount of power generated by the rotating electrical machine 35 increases, and if the opening cross-sectional area of the regeneration flow path 6h is increased, the lowering speed of the boom is increased.

エネルギの回生によってバッテリ37が満充電状態となった場合や回生ユニットRUに異常が発生した場合、ブームの下降速度を速める必要がない場合には、コントローラCは、電磁比例減圧弁52への指令信号の出力を停止する。電磁比例減圧弁52への指令信号が停止されると、パイロット室6bはタンクTに連通され、ブーム二速用切換弁6は、中立位置6cに切り換わり、上述の回生制御と再生制御は停止される。   When the battery 37 is fully charged due to energy regeneration, or when an abnormality occurs in the regeneration unit RU, or when it is not necessary to increase the lowering speed of the boom, the controller C instructs the electromagnetic proportional pressure reducing valve 52 to Stop signal output. When the command signal to the electromagnetic proportional pressure reducing valve 52 is stopped, the pilot chamber 6b is communicated with the tank T, the boom second speed switching valve 6 is switched to the neutral position 6c, and the above-described regenerative control and regeneration control are stopped. Is done.

次に、ブームを停止させる場合について説明する。   Next, the case where a boom is stopped is demonstrated.

オペレータによってブーム操作レバーがブームを作動させる位置からブームを停止させる位置、すなわち中立位置に操作されると、ブーム用切換弁17及びブーム二速用切換弁6へのパイロット圧の供給が停止される。このため、ブーム用切換弁17は、センタリングスプリングの付勢力によって停止位置17cに切り換えられ、ブーム二速用切換弁6は、センタリングスプリングの付勢力によって中立位置6cに切り換えられる。このように、ブーム用切換弁17が停止位置17cに切り換えられ、ブーム二速用切換弁6が中立位置6cに切り換えられると、負荷側通路24と反負荷側通路29との何れにも作動油が供給されない状態となるため、ブームシリンダBCの作動は停止し、ブームの作動も停止する。   When the boom operating lever is operated by the operator from the position where the boom is operated to the position where the boom is stopped, that is, the neutral position, the supply of pilot pressure to the boom switching valve 17 and the boom second speed switching valve 6 is stopped. . Therefore, the boom switching valve 17 is switched to the stop position 17c by the biasing force of the centering spring, and the boom second speed switching valve 6 is switched to the neutral position 6c by the biasing force of the centering spring. As described above, when the boom switching valve 17 is switched to the stop position 17c and the boom second speed switching valve 6 is switched to the neutral position 6c, the hydraulic oil is supplied to both the load side passage 24 and the anti-load side passage 29. Is not supplied, the operation of the boom cylinder BC is stopped, and the operation of the boom is also stopped.

また、負荷側通路24に設けられる下降防止弁33のパイロット圧室にもパイロット圧が供給されない状態となるため、ピストン側室25からの作動油の流出は下降防止弁33によって遮断される。このように、ピストン側室25からの作動油の流出が防止されることで、ブームが自重で自然に下降することが抑制され、ブームを確実に停止させることができる。   In addition, since the pilot pressure is not supplied to the pilot pressure chamber of the lowering prevention valve 33 provided in the load side passage 24, the outflow of hydraulic oil from the piston side chamber 25 is blocked by the lowering prevention valve 33. Thus, by preventing the hydraulic oil from flowing out from the piston-side chamber 25, the boom is prevented from naturally descending by its own weight, and the boom can be stopped reliably.

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.

ハイブリッド作業機の制御システム100では、ブーム二速用切換弁6が、ブームシリンダBCを伸長させる際に作動油をピストン側室25へ導くことでブームシリンダBCの作動速度を増速させる増速制御が行われる増速位置6dを有するとともに、ピストン側室25と回生モータMとを連通させる回生制御及びピストン側室25とロッド側室30とを連通させる再生制御が行われる回生再生位置6eを有する。つまり、増速制御弁として機能するブーム二速用切換弁6に、回生制御弁としての機能と再生制御弁としての機能とが統合されている。   In the hybrid work machine control system 100, the boom second speed switching valve 6 performs speed increasing control for increasing the operating speed of the boom cylinder BC by guiding the hydraulic oil to the piston side chamber 25 when the boom cylinder BC is extended. While having the acceleration position 6d performed, it has the regeneration regeneration position 6e in which the regeneration control which makes the piston side chamber 25 and the regeneration motor M communicate, and the regeneration control which makes the piston side chamber 25 and the rod side chamber 30 communicate. That is, the function as a regeneration control valve and the function as a regeneration control valve are integrated into the boom second speed switching valve 6 that functions as an acceleration control valve.

このように、1つの切換弁に複数の機能が集約されているため、それぞれの機能を有する切換弁を別々に設置した場合と比較し、各切換弁と各要素とを接続する配管が不要となり、また、各切換弁が配置されるスペースを確保する必要がなくなる。この結果、ハイブリッド作業機の制御システム100を製造するコストを低減させることができるとともに、ハイブリッド作業機の制御システム100をコンパクト化することができる。   As described above, since a plurality of functions are integrated in one switching valve, piping for connecting each switching valve and each element is not necessary as compared with the case where switching valves having the respective functions are separately installed. In addition, it is not necessary to secure a space in which each switching valve is arranged. As a result, the cost for manufacturing the control system 100 for the hybrid work machine can be reduced, and the control system 100 for the hybrid work machine can be made compact.

以下、上記実施形態に係るハイブリッド作業機の制御システム100の変形例について説明する。   Hereinafter, a modified example of the control system 100 for the hybrid work machine according to the embodiment will be described.

上記実施形態では、ブーム二速用切換弁6において、負荷側通路24と接続通路26とを連通させる連通流路6iは、中立位置6cにあるとき全開であり、中立位置6cから回生再生位置6eに切り換わると遮断される。これに代えて、開放される連通流路6iの開口断面積(開度)を、図2において実線で示すように、ブーム二速用切換弁6が中立位置6cから回生再生位置6eに変位するのに伴って徐々に減少させてもよい。この場合、作動油の流れが急激に切り換わることが防止され、ブームシリンダBCを滑らかに作動させることができる。   In the above-described embodiment, in the boom second speed switching valve 6, the communication flow path 6i for communicating the load side passage 24 and the connection passage 26 is fully open when in the neutral position 6c, and from the neutral position 6c to the regenerative regeneration position 6e. When switched to, it is blocked. Instead of this, as shown by the solid line in FIG. 2, the boom second speed switching valve 6 is displaced from the neutral position 6c to the regenerative regeneration position 6e. It may be gradually decreased with the increase. In this case, the flow of the hydraulic oil is prevented from switching suddenly, and the boom cylinder BC can be operated smoothly.

また、図2において破線で示すように、中立位置6cから回生再生位置6eに切り換わったときに、開放される連通流路6iの開口断面積が、中立位置6cにあるときよりも小さい開度である所定開度αで開放される構成としてもよい。所定開度αの大きさは、回生制御及び再生制御に利用される作動油の流量を勘案して設定される。なお、所定開度αを小さくするほど、回生制御及び再生制御に利用される作動油は増加する。   Further, as shown by a broken line in FIG. 2, when the neutral position 6c is switched to the regenerative regeneration position 6e, the opening cross-sectional area of the communication flow path 6i that is opened is smaller than that at the neutral position 6c. It is good also as a structure open | released by the predetermined opening degree α which is. The magnitude of the predetermined opening α is set in consideration of the flow rate of hydraulic oil used for regenerative control and regeneration control. In addition, the hydraulic fluid utilized for regeneration control and regeneration control increases, so that predetermined opening degree α is made small.

また、上記実施形態では、ブーム二速用切換弁6において、負荷側通路24と回生通路27とを連通させる回生流路6gと、負荷側通路24と分岐通路29aとを連通させる再生流路6hと、は、中立位置6cにあるときに閉塞されており、中立位置6cから回生再生位置6eに切り換わると全開となる。これに代えて、開放される回生流路6gの開口断面積(開度)と再生流路6hの開口断面積(開度)とは、図3において実線で示すように直線的に、または、破線で示すように曲線的に、ブーム二速用切換弁6が中立位置6cから回生再生位置6eに変位するのに伴って、徐々に増加する構成としてもよい。この場合、作動油の流れが急激に切り換わることを防止することができる。   In the above-described embodiment, in the boom second speed switching valve 6, the regenerative flow path 6 g that allows the load side passage 24 and the regenerative path 27 to communicate with each other, and the regeneration flow path 6 h that allows the load side passage 24 and the branch path 29 a to communicate with each other. Are closed when in the neutral position 6c, and are fully opened when the neutral position 6c is switched to the regenerative regeneration position 6e. Instead, the opening cross-sectional area (opening) of the regenerative flow path 6g to be opened and the opening cross-sectional area (opening) of the regeneration flow path 6h are linear as shown by a solid line in FIG. As indicated by a broken line, the boom second speed switching valve 6 may be gradually increased as the boom second speed switching valve 6 is displaced from the neutral position 6c to the regenerative regeneration position 6e. In this case, it is possible to prevent the flow of the hydraulic oil from rapidly switching.

また、上記実施形態では、ブーム二速用切換弁6において、負荷側通路24と回生通路27とを連通させる回生流路6gと、負荷側通路24と分岐通路29aとを連通させる再生流路6hと、は、回生再生位置6eに切り換えられたときに所定の開度で開放される。これに代えて、開放される回生流路6gの開口断面積(開度)は図4において実線で示すように、開放される再生流路6hの開口断面積(開度)は、図4において破線で示すように、中立位置6cから回生再生位置6eに変位するブーム二速用切換弁6の変位量に応じて変化させてもよい。このように、ブーム二速用切換弁6の変位量に応じて開放される回生流路6gの開口断面積と再生流路6hの開口断面積とを異ならせることで、回生モータMへ導かれる作動油の流量とロッド側室30へ導かれる作動油の流量との配分を変化させることができる。なお、中立位置6cと回生再生位置6eとの間におけるブーム二速用切換弁6の位置は、電磁比例減圧弁52への指令信号を変化させ、パイロット室6bに供給されるパイロット圧を変化させることによって調整することができる。   In the above-described embodiment, in the boom second speed switching valve 6, the regenerative flow path 6 g that allows the load side passage 24 and the regenerative path 27 to communicate with each other, and the regeneration flow path 6 h that allows the load side passage 24 and the branch path 29 a to communicate with each other. Are opened at a predetermined opening when switched to the regenerative regeneration position 6e. Instead, the open cross-sectional area (opening) of the regenerative flow path 6g to be opened is indicated by the solid line in FIG. 4, and the open cross-sectional area (opening) of the regenerative flow path 6h to be opened is shown in FIG. As indicated by a broken line, the boom second speed switching valve 6 that is displaced from the neutral position 6c to the regenerative regeneration position 6e may be changed according to the amount of displacement. In this way, the opening cross-sectional area of the regenerative flow path 6g opened according to the displacement amount of the boom second speed switching valve 6 and the opening cross-sectional area of the regeneration flow path 6h are made different so that the regenerative motor M is guided. The distribution between the flow rate of the hydraulic oil and the flow rate of the hydraulic oil guided to the rod side chamber 30 can be changed. The position of the boom second speed switching valve 6 between the neutral position 6c and the regenerative regeneration position 6e changes the command signal to the electromagnetic proportional pressure reducing valve 52 and changes the pilot pressure supplied to the pilot chamber 6b. Can be adjusted.

図4に示される例では、回生モータMへ導かれる作動油の流量の割合を増加させるには、ブーム二速用切換弁6の位置が中立位置6cと回生再生位置6eとの中間付近となるように制御し、ロッド側室30へ導かれる作動油の流量の割合を増加させるには、ブーム二速用切換弁6の位置が回生再生位置6eとなるように制御すればよい。なお、回生再生位置6eに切り換えられたとき、回生流路6gは所定の開度βで開放されるが、開度βをゼロとしてもよい。このように、中立位置6cから回生再生位置6eにかけて、回生流路6gが開放される開口断面積と再生流路6hが開放される開口断面積との少なくとも一方を徐々に変化させることで、回生モータMへ導かれる作動油の流量とロッド側室30へ導かれる作動油の流量との配分を制御することができる。   In the example shown in FIG. 4, in order to increase the ratio of the flow rate of the hydraulic fluid guided to the regenerative motor M, the position of the boom second speed switching valve 6 is near the middle between the neutral position 6 c and the regenerative regeneration position 6 e. In order to increase the ratio of the flow rate of the hydraulic oil guided to the rod side chamber 30, the position of the boom second speed switching valve 6 may be controlled to be the regenerative regeneration position 6e. When switched to the regeneration regeneration position 6e, the regeneration channel 6g is opened at a predetermined opening degree β, but the opening degree β may be zero. In this way, from the neutral position 6c to the regeneration regeneration position 6e, at least one of the opening cross-sectional area where the regeneration flow path 6g is opened and the opening cross-sectional area where the regeneration flow path 6h is opened is gradually changed. The distribution between the flow rate of the hydraulic fluid guided to the motor M and the flow rate of the hydraulic fluid guided to the rod side chamber 30 can be controlled.

また、上記実施形態では、ブーム二速用切換弁6のパイロット室6bに供給されるパイロット圧は、電磁比例減圧弁52によって制御される。これに代えて、比例電磁弁によって、パイロット室6bとパイロット油圧源PPとを連通するパイロット通路51の連通開度を制御することでパイロット圧を変化させてもよい。   In the above embodiment, the pilot pressure supplied to the pilot chamber 6 b of the boom second speed switching valve 6 is controlled by the electromagnetic proportional pressure reducing valve 52. Alternatively, the pilot pressure may be changed by controlling the communication opening degree of the pilot passage 51 that communicates the pilot chamber 6b and the pilot hydraulic power source PP with a proportional solenoid valve.

また、上記実施形態では、接続通路26と負荷側通路24とを連通する連通路28が設けられ、連通路28には、逆止弁32が設けられる。これに代えて、連通路28及び逆止弁32を廃止してもよい。この場合であっても、接続通路26と負荷側通路24とは、ブーム二速用切換弁6を通じて連通可能である。また、逆止弁32等を廃止することで構成が簡素化され、製造コストを低減させることができる。   In the above embodiment, the communication passage 28 that connects the connection passage 26 and the load-side passage 24 is provided, and the check passage 32 is provided in the communication passage 28. Instead of this, the communication passage 28 and the check valve 32 may be eliminated. Even in this case, the connection passage 26 and the load side passage 24 can communicate with each other through the boom second speed switching valve 6. Further, by eliminating the check valve 32 and the like, the configuration can be simplified and the manufacturing cost can be reduced.

また、上記実施形態では、オペレータによってブーム操作レバーがブームシリンダBCを上昇させる方向に操作された段階で、ブーム用切換弁17のパイロット室17aとともに、ブーム二速用切換弁6のパイロット室6aにパイロット圧が供給される。これに代えて、オペレータによってブーム操作レバーがブームシリンダBCを上昇させる方向に所定量以上操作されたときにブーム二速用切換弁6のパイロット室6aにパイロット圧が供給される構成としてもよい。この場合、ブームが急激に上昇することを抑制することができる。また、パイロット室6aにパイロット圧が供給される時期をパイロット室17aにパイロット圧が供給される時期から所定の期間だけ遅らせて、ブーム二速用切換弁6が増速位置6dに切り換わる時期を遅らせることによっても、ブームが急激に上昇することを抑制することができる。   In the above-described embodiment, when the boom operating lever is operated in the direction of raising the boom cylinder BC by the operator, the pilot chamber 17a of the boom switching valve 17 and the pilot chamber 6a of the boom second speed switching valve 6 are moved to the pilot chamber 6a. Pilot pressure is supplied. Instead of this, the pilot pressure may be supplied to the pilot chamber 6a of the boom second speed switching valve 6 when the boom operating lever is operated by a predetermined amount or more in the direction of raising the boom cylinder BC. In this case, it is possible to suppress the boom from rising rapidly. In addition, the timing at which the pilot pressure is supplied to the pilot chamber 6a is delayed by a predetermined period from the timing at which the pilot pressure is supplied to the pilot chamber 17a, and the timing at which the boom second speed switching valve 6 is switched to the acceleration position 6d. It can suppress that a boom raises rapidly also by delaying.

以下、本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。   Hereinafter, the configuration, operation, and effect of the embodiment of the present invention will be described together.

ハイブリッド作業機の制御システム100は、ピストン側室25への作動油の供給及びロッド側室30からの作動油の排出によって伸長して負荷を上昇させ、ロッド側室30への作動油の供給及びピストン側室25からの作動油の排出によって収縮して負荷を下降させるブームシリンダBCと、タンクTに貯留される作動油をブームシリンダBCに供給する流体供給源MP1,MP2,APと、ピストン側室25から排出される作動油によって回転する回生モータM、回生モータMに連結される回転電機35、及び、回転電機35によって発電された電力を貯めるバッテリ37を有する回生ユニットRUと、作動油をピストン側室25へ導きブームシリンダBCを伸長させる伸長位置17dと、ピストン側室25の作動油をタンクTへ導きブームシリンダBCを収縮させる収縮位置17eと、を有するブーム用切換弁17と、ブーム用切換弁17が伸長位置17dにあるときに流体供給源MP1,APから供給される作動油をピストン側室25へ導く増速流路6fが開放される増速位置6dと、ブーム用切換弁17が収縮位置17eにあるときにピストン側室25と回生モータMとを連通する回生流路6gとピストン側室25とロッド側室30とを連通する再生流路6hとが開放される回生再生位置6eと、増速流路、回生流路6g及び再生流路6hが閉塞される中立位置6cと、を有するブーム二速用切換弁6と、を備えることを特徴とする。   The control system 100 of the hybrid working machine extends by increasing the load by supplying the hydraulic oil to the piston side chamber 25 and discharging the hydraulic oil from the rod side chamber 30, and supplies the hydraulic oil to the rod side chamber 30 and the piston side chamber 25. Is discharged from the piston side chamber 25, the boom cylinder BC that contracts due to the discharge of the hydraulic oil from the cylinder and lowers the load, the fluid supply sources MP 1, MP 2, AP that supply the hydraulic oil stored in the tank T to the boom cylinder BC A regenerative motor M that is rotated by hydraulic oil, a rotary electric machine 35 that is connected to the regenerative motor M, a regenerative unit RU that has a battery 37 that stores the electric power generated by the rotary electric machine 35, and the hydraulic oil is guided to the piston side chamber 25. The extension position 17d for extending the boom cylinder BC and the hydraulic oil in the piston side chamber 25 are guided to the tank T The boom switching valve 17 having the contracted position 17e for contracting the cylinder cylinder BC, and the hydraulic fluid supplied from the fluid supply sources MP1 and AP when the boom switching valve 17 is at the extended position 17d are guided to the piston side chamber 25. The speed increasing position 6d where the speed increasing flow path 6f is opened, and the regenerative flow path 6g, the piston side chamber 25, and the rod side chamber communicating with the piston side chamber 25 and the regenerative motor M when the boom switching valve 17 is in the contracted position 17e. Switching for the second speed of the boom having a regeneration regeneration position 6e where the regeneration flow path 6h communicating with 30 is opened, and a neutral position 6c where the speed increasing flow path, the regeneration flow path 6g and the regeneration flow path 6h are closed. And a valve 6.

この構成では、ブーム二速用切換弁6が、ブームシリンダBCを伸長させる際に作動油をピストン側室25へ導くことでブームシリンダBCの作動速度を増速させる増速制御が行われる増速位置6dを有するとともに、ピストン側室25と回生モータMとを連通させる回生制御及びピストン側室25とロッド側室30とを連通させる再生制御が行われる回生再生位置6eを有する。つまり、増速制御弁として機能するブーム二速用切換弁6に、回生制御弁としての機能と再生制御弁としての機能とが統合されている。   In this configuration, the speed increasing position where the boom second speed switching valve 6 performs speed increasing control for increasing the operating speed of the boom cylinder BC by guiding the hydraulic oil to the piston side chamber 25 when the boom cylinder BC is extended. 6d and a regeneration regeneration position 6e in which regeneration control for communicating the piston side chamber 25 and the regeneration motor M and regeneration control for communicating the piston side chamber 25 and the rod side chamber 30 are performed. That is, the function as a regeneration control valve and the function as a regeneration control valve are integrated into the boom second speed switching valve 6 that functions as an acceleration control valve.

このように、1つの切換弁に複数の機能が集約されているため、それぞれの機能を有する切換弁を別々に設置した場合と比較し、各切換弁と各要素とを接続する配管が不要となり、また、各切換弁が配置されるスペースを確保する必要がなくなる。この結果、ハイブリッド作業機の制御システム100を製造するコストを低減させることができるとともに、ハイブリッド作業機の制御システム100をコンパクト化することができる。また、従来のように、回生制御弁や再生制御弁が別々に配置されておらず、一カ所に集約して配置されているため、メンテナンス性を向上させることができる。   As described above, since a plurality of functions are integrated in one switching valve, piping for connecting each switching valve and each element is not necessary as compared with the case where switching valves having the respective functions are separately installed. In addition, it is not necessary to secure a space in which each switching valve is arranged. As a result, the cost for manufacturing the control system 100 for the hybrid work machine can be reduced, and the control system 100 for the hybrid work machine can be made compact. Further, unlike the prior art, the regenerative control valve and the regeneration control valve are not arranged separately, but are arranged in one place, so that the maintainability can be improved.

また、ハイブリッド作業機の制御システム100は、ブーム用切換弁17とブーム二速用切換弁6とを接続する接続通路26と、ブーム二速用切換弁6とピストン側室25とを接続し、ブーム二速用切換弁6を通じて接続通路26と連通可能な負荷側通路24と、接続通路26と負荷側通路24とを連通する連通路28と、連通路28に設けられ、接続通路26から負荷側通路24へ向かう作動油の流れのみを許容する逆止弁32と、をさらに備え、ブーム二速用切換弁6が増速位置6dまたは中立位置6cにあるときに、ブーム用切換弁17が伸長位置17dに切り換えられると、ブーム用切換弁17を通じて流体圧力源MP2からピストン側室25へ供給される作動油は、接続通路26及びブーム二速用切換弁6を通じて負荷側通路24に導かれるとともに、接続通路26及び逆止弁32を通じて負荷側通路24に導かれることを特徴とする。   Further, the control system 100 for the hybrid work machine connects the connection passage 26 connecting the boom switching valve 17 and the boom second speed switching valve 6, the boom second speed switching valve 6 and the piston side chamber 25, and A load side passage 24 that can communicate with the connection passage 26 through the second-speed switching valve 6, a communication passage 28 that connects the connection passage 26 and the load side passage 24, and the communication passage 28 are provided. And a check valve 32 that allows only the flow of hydraulic oil toward the passage 24. When the boom second speed switching valve 6 is at the acceleration position 6d or the neutral position 6c, the boom switching valve 17 extends. When switched to the position 17d, the hydraulic fluid supplied from the fluid pressure source MP2 to the piston side chamber 25 through the boom switching valve 17 passes through the connection passage 26 and the boom second speed switching valve 6 to load side passage 24. With guided, characterized in that it is guided on the load side passage 24 through the connecting passage 26 and the check valve 32.

この構成では、接続通路26はブーム二速用切換弁6を通じて負荷側通路24と連通しているため、第二メインポンプMP2から吐出された作動油は、ブーム用切換弁17、接続通路26、ブーム二速用切換弁6及び負荷側通路24を通じてブームシリンダBCのピストン側室25へと導かれる。また、第二メインポンプMP2から吐出された作動油は、ブーム二速用切換弁6を経由することなく、接続通路26から連通路28を通じて負荷側通路24にも供給される。   In this configuration, since the connection passage 26 communicates with the load-side passage 24 through the boom second speed switching valve 6, the hydraulic oil discharged from the second main pump MP2 is supplied to the boom switching valve 17, the connection passage 26, It is guided to the piston side chamber 25 of the boom cylinder BC through the boom second speed switching valve 6 and the load side passage 24. The hydraulic oil discharged from the second main pump MP2 is also supplied from the connection passage 26 to the load side passage 24 through the communication passage 28 without passing through the boom second speed switching valve 6.

このように、第二メインポンプMP2から吐出された作動油は、二つの経路を通じてピストン側室25へと導かれる。このため、ピストン側室25に供給される作動油の流量が確保され、ブームシリンダBCの応答性を向上させることができる。また、比較的流路抵抗が大きいスプール弁であるブーム二速用切換弁6を経由することなく、ピストン側室25へと作動油を導くことが可能となるため、作動油がピストン側室25に供給される際の圧力損失を低減させることができる。   In this way, the hydraulic oil discharged from the second main pump MP2 is guided to the piston side chamber 25 through two paths. For this reason, the flow volume of the hydraulic fluid supplied to the piston side chamber 25 is ensured, and the responsiveness of the boom cylinder BC can be improved. Further, since the hydraulic oil can be guided to the piston side chamber 25 without going through the boom second speed switching valve 6 which is a spool valve having a relatively large flow path resistance, the hydraulic oil is supplied to the piston side chamber 25. It is possible to reduce the pressure loss when being performed.

また、ハイブリッド作業機の制御システム100は、ブーム用切換弁17とブーム二速用切換弁6とを接続する接続通路26と、ブーム二速用切換弁6とピストン側室25とを接続し、ブーム二速用切換弁6を通じて接続通路26と連通可能な負荷側通路24と、をさらに備え、ブーム二速用切換弁6は、中立位置6cにあるときに開放される負荷側通路24と接続通路26とを連通する連通流路6iをさらに有し、連通流路6iが開放される面積は、中立位置6cから回生再生位置6eにかけて徐々に減少することを特徴とする。   Further, the control system 100 for the hybrid work machine connects the connection passage 26 connecting the boom switching valve 17 and the boom second speed switching valve 6, the boom second speed switching valve 6 and the piston side chamber 25, and A load-side passage 24 that can communicate with the connection passage 26 through the second-speed switching valve 6, and the boom second-speed switching valve 6 is connected to the load-side passage 24 and the connection passage that are opened when in the neutral position 6 c. The communication channel 6i is further connected, and the area where the communication channel 6i is opened gradually decreases from the neutral position 6c to the regeneration position 6e.

回生再生位置6eに切り換わった瞬間に負荷側通路24から接続通路26へと導かれていた作動油がロッド側室30に供給されるとブームシリンダBCの作動速度が急変するおそれがある。これに対して、この構成では、負荷側通路24と接続通路26とを連通させる連通流路6iの開口断面積は、ブーム二速用切換弁6が中立位置6cから回生再生位置6eに変位するのに伴って減少する。このため、負荷側通路24から接続通路26へと導かれていた作動油の流れが急激に変化することが防止され、ブームシリンダBCをスムーズに作動させることができる。   If the working oil introduced from the load side passage 24 to the connection passage 26 is supplied to the rod side chamber 30 at the moment of switching to the regenerative regeneration position 6e, the operating speed of the boom cylinder BC may change suddenly. In contrast, in this configuration, the opening cross-sectional area of the communication flow path 6i that allows the load side passage 24 and the connection passage 26 to communicate with each other is such that the boom second speed switching valve 6 is displaced from the neutral position 6c to the regenerative regeneration position 6e. Decreases with increasing. For this reason, it is prevented that the flow of the hydraulic fluid led from the load side passage 24 to the connection passage 26 changes rapidly, and the boom cylinder BC can be operated smoothly.

また、ブーム二速用切換弁6が回生再生位置6eにあるとき、連通流路6iは閉塞されることを特徴とする。   Further, when the boom second speed switching valve 6 is in the regeneration regeneration position 6e, the communication flow path 6i is closed.

この構成では、負荷側通路24と接続通路26とを連通する連通流路6iは、ブーム二速用切換弁6が回生再生位置6eに変位したときに閉塞される。このため、ピストン側室25から排出されるすべての作動油がロッド側室30と回生モータMとの何れかへ導かれる。したがって、排出されるすべての作動油のエネルギを有効利用することができる。   In this configuration, the communication flow path 6i that connects the load side passage 24 and the connection passage 26 is closed when the boom second speed switching valve 6 is displaced to the regenerative regeneration position 6e. For this reason, all the hydraulic oil discharged from the piston side chamber 25 is guided to either the rod side chamber 30 or the regenerative motor M. Therefore, the energy of all the discharged hydraulic oil can be effectively used.

また、回生流路6gが開放される面積と再生流路6hが開放される面積との少なくとも一方は、中立位置6cから回生再生位置6eにかけて徐々に変化することを特徴とする。   In addition, at least one of the area where the regenerative flow path 6g is opened and the area where the regeneration flow path 6h is opened gradually changes from the neutral position 6c to the regenerative regeneration position 6e.

この構成では、回生流路6gが開放される面積と再生流路6hが開放される面積との少なくとも一方は、中立位置6cから回生再生位置6eに変位するブーム二速用切換弁6の変位に応じて徐々に変化する。このように、ブーム二速用切換弁6の変位量に応じて回生流路6gが開放される面積と再生流路6hが開放される面積の少なくとも一方を変化させることで、回生モータMへ導かれる作動油の流量とロッド側室30へ導かれる作動油の流量との配分をブーム二速用切換弁6の位置を制御することによって変化させることができる。   In this configuration, at least one of the area where the regenerative flow path 6g is opened and the area where the regeneration flow path 6h is opened is the displacement of the boom second speed switching valve 6 which is displaced from the neutral position 6c to the regenerative regeneration position 6e. It will change gradually. As described above, the at least one of the area where the regenerative flow path 6g is opened and the area where the regeneration flow path 6h is opened is changed according to the amount of displacement of the boom second speed switching valve 6 to guide the regenerative motor M. The distribution between the flow rate of the hydraulic oil to be flowed and the flow rate of the hydraulic oil guided to the rod side chamber 30 can be changed by controlling the position of the boom second speed switching valve 6.

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部を示したに過ぎず、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 only shows a part of application examples of the present invention, and the technical scope of the present invention is limited to the specific configuration of the above embodiment. Absent.

上記実施形態では、流体圧シリンダからの戻り作動油を利用して回生を行う例として、ブームシリンダBCからの戻り作動油を利用する場合について説明した。しかしながら、ブームシリンダBCに代えて、アーム駆動用のアームシリンダ又はバケット駆動用のバケットシリンダからの戻り作動油を利用して回生を行うようにしてもよい。   In the above embodiment, as an example of performing regeneration using the return hydraulic oil from the fluid pressure cylinder, the case of using the return hydraulic oil from the boom cylinder BC has been described. However, instead of the boom cylinder BC, regeneration may be performed by using return hydraulic oil from an arm cylinder for driving an arm or a bucket cylinder for driving a bucket.

また、作業機としては、油圧ショベルに限定されず、流体圧シリンダによって駆動するブームを有する油圧クレーンや高所作業機等であってもよい。   The working machine is not limited to a hydraulic excavator, and may be a hydraulic crane having a boom driven by a fluid pressure cylinder, an aerial working machine, or the like.

100・・・ハイブリッド作業機の制御システム、6・・・ブーム二速用切換弁(第2切換弁)、6a,6b・・・パイロット室、6c・・・中立位置、6d・・・増速位置、6e・・・回生再生位置、6f・・・増速流路、6g・・・回生流路、6h・・・再生流路、6i・・・連通流路、9・・・中立通路、10・・・パラレル通路、17・・・ブーム用切換弁(第1切換弁)、17a,17b・・・パイロット室、17c・・・停止位置、17d・・・伸長位置、17e・・・収縮位置、19・・・中立通路、20・・・パラレル通路、24・・・負荷側通路、25・・・ピストン側室(負荷側圧力室)、26・・・接続通路、26a・・・分岐通路、27・・・回生通路、28・・・連通路、29・・・反負荷側通路、29a・・・分岐通路、30・・・ロッド側室(反負荷側圧力室)、32・・・逆止弁、33・・・下降防止弁、35・・・回転電機、36・・・インバータ、37・・・バッテリ、52・・・電磁比例減圧弁、MP1・・・第一メインポンプ(流体供給源)、MP2・・・第二メインポンプ(流体供給源)、AP・・・アシストポンプ(流体供給源)、T・・・タンク、BC・・・ブームシリンダ(流体圧シリンダ)、RU・・・回生ユニット   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Control system of a hybrid working machine, 6 ... Boom 2nd speed switching valve (2nd switching valve), 6a, 6b ... Pilot chamber, 6c ... Neutral position, 6d ... Speed increase Position, 6e ... regenerative regeneration position, 6f ... speed increasing channel, 6g ... regeneration channel, 6h ... regeneration channel, 6i ... communication channel, 9 ... neutral channel, 10 ... Parallel passage, 17 ... Boom switching valve (first switching valve), 17a, 17b ... Pilot chamber, 17c ... Stop position, 17d ... Extension position, 17e ... Contraction Position: 19 ... neutral passage, 20 ... parallel passage, 24 ... load side passage, 25 ... piston side chamber (load side pressure chamber), 26 ... connection passage, 26a ... branch passage 27 ... Regenerative passage, 28 ... Communication passage, 29 ... Non-load side passage, 29a ... Branch passage, 30 ... Rod side chamber (anti-load side pressure chamber), 32 ... Check valve, 33 ... Lowering prevention valve, 35 ... Rotating electric machine, 36 ... Inverter, 37 ... Battery: 52 ... Proportional pressure reducing valve, MP1 ... First main pump (fluid supply source), MP2 ... Second main pump (fluid supply source), AP ... Assist pump (fluid supply source) , T ... tank, BC ... boom cylinder (fluid pressure cylinder), RU ... regenerative unit

Claims (5)

ハイブリッド作業機の制御システムであって、
負荷側圧力室への作動流体の供給及び反負荷側圧力室からの作動流体の排出によって伸長して負荷を上昇させ、前記反負荷側圧力室への作動流体の供給及び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と、
タンクに貯留される作動流体を前記流体圧シリンダに供給する流体供給源と、
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回生モータ、前記回生モータに連結される回転電機、及び、前記回転電機によって発電された電力を貯める蓄電池を有する回生ユニットと、
作動流体を前記負荷側圧力室へ導き前記流体圧シリンダを伸長させる伸長位置と、前記負荷側圧力室の作動流体を前記タンクへ導き前記流体圧シリンダを収縮させる収縮位置と、を有する第1切換弁と、
前記第1切換弁が前記伸長位置にあるときに前記流体供給源から供給される作動流体を前記負荷側圧力室へ導く増速流路が開放される増速位置と、前記第1切換弁が前記収縮位置にあるときに前記負荷側圧力室と前記回生モータとを連通する回生流路と前記負荷側圧力室と前記反負荷側圧力室とを連通する再生流路とが開放される回生再生位置と、前記増速流路、前記回生流路及び前記再生流路が閉塞される中立位置と、を有する第2切換弁と、を備えることを特徴とするハイブリッド作業機の制御システム。
A control system for a hybrid work machine,
The working fluid is supplied to the load side pressure chamber and the working fluid is discharged from the anti-load side pressure chamber to elevate the load, and the working fluid is supplied to the anti-load side pressure chamber and from the load side pressure chamber. A hydraulic cylinder that contracts by discharging the working fluid and lowers the load;
A fluid supply source for supplying a working fluid stored in a tank to the fluid pressure cylinder;
A regenerative motor rotating by a working fluid discharged from the load side pressure chamber, a rotating electric machine connected to the regenerative motor, and a regenerative unit having a storage battery for storing electric power generated by the rotating electric machine;
A first switch having an extended position for guiding the working fluid to the load side pressure chamber and extending the fluid pressure cylinder, and a contracted position for guiding the working fluid in the load side pressure chamber to the tank and contracting the fluid pressure cylinder. A valve,
An acceleration position at which an acceleration flow path for guiding the working fluid supplied from the fluid supply source to the load-side pressure chamber is opened when the first switching valve is in the extended position; and the first switching valve Regenerative regeneration in which the regenerative flow path communicating the load side pressure chamber and the regenerative motor and the regenerative flow path communicating the load side pressure chamber and the anti-load side pressure chamber are opened when in the contracted position. A control system for a hybrid work machine, comprising: a second switching valve having a position and a neutral position at which the speed increasing flow path, the regeneration flow path, and the regeneration flow path are closed.
前記第1切換弁と前記第2切換弁とを接続する接続通路と、
前記第2切換弁と前記負荷側圧力室とを接続し、前記第2切換弁を通じて前記接続通路と連通可能な負荷側通路と、
前記接続通路と前記負荷側通路とを連通する連通路と、
前記連通路に設けられ、前記接続通路から前記負荷側通路へ向かう作動流体の流れのみを許容する逆止弁と、をさらに備え、
前記第2切換弁が前記増速位置または前記中立位置にあるときに、前記第1切換弁が前記伸長位置に切り換えられると、前記第1切換弁を通じて前記流体圧力源から前記負荷側圧力室へ供給される作動流体は、前記接続通路及び前記第2切換弁を通じて前記負荷側通路に導かれるとともに、前記接続通路及び前記逆止弁を通じて前記負荷側通路に導かれることを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド作業機の制御システム。
A connection passage connecting the first switching valve and the second switching valve;
A load-side passage that connects the second switching valve and the load-side pressure chamber and is capable of communicating with the connection passage through the second switching valve;
A communication path communicating the connection path and the load side path;
A check valve provided in the communication path and allowing only a flow of working fluid from the connection path toward the load side path, and
When the first switching valve is switched to the extended position when the second switching valve is in the speed increasing position or the neutral position, the fluid pressure source to the load side pressure chamber is passed through the first switching valve. The supplied working fluid is led to the load side passage through the connection passage and the second switching valve, and is led to the load side passage through the connection passage and the check valve. A control system for a hybrid work machine described in 1.
前記第1切換弁と前記第2切換弁とを接続する接続通路と、
前記第2切換弁と前記負荷側圧力室とを接続し、前記第2切換弁を通じて前記接続通路と連通可能な負荷側通路と、をさらに備え、
前記第2切換弁は、前記中立位置にあるときに開放される前記負荷側通路と前記接続通路とを連通する連通流路をさらに有し、
前記連通流路が開放される面積は、前記中立位置から前記回生再生位置にかけて徐々に減少することを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド作業機の制御システム。
A connection passage connecting the first switching valve and the second switching valve;
A load-side passage that connects the second switching valve and the load-side pressure chamber and is capable of communicating with the connection passage through the second switching valve;
The second switching valve further includes a communication channel that communicates the load side channel and the connection channel that are opened when the neutral valve is in the neutral position,
2. The control system for a hybrid working machine according to claim 1, wherein an area in which the communication channel is opened gradually decreases from the neutral position to the regenerative regeneration position.
前記第2切換弁が前記回生再生位置にあるとき、前記連通流路は閉塞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作業機の制御システム。   The control system for a hybrid work machine according to claim 3, wherein the communication channel is closed when the second switching valve is in the regeneration regeneration position. 前記回生流路が開放される面積と前記再生流路が開放される面積との少なくとも一方は、前記中立位置から前記回生再生位置にかけて徐々に変化することを特徴とする請求項1から4の何れか1つに記載のハイブリッド作業機の制御システム。   5. The system according to claim 1, wherein at least one of an area where the regeneration flow path is opened and an area where the regeneration flow path is opened gradually changes from the neutral position to the regeneration regeneration position. The control system of the hybrid work machine as described in any one.
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