JP5589234B2

JP5589234B2 - Power regeneration device for work machines

Info

Publication number: JP5589234B2
Application number: JP2011201176A
Authority: JP
Inventors: 聖二土方
Original assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Current assignee: Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date: 2011-09-14
Filing date: 2011-09-14
Publication date: 2014-09-17
Anticipated expiration: 2031-09-14
Also published as: JP2013061044A

Description

本発明は、作業機械の動力回生装置に係わり、特に油圧アクチュエータからの戻り圧油によりエネルギを回収する作業機械の動力回生装置に関する。 The present invention relates to a power regeneration device for a work machine, and more particularly to a power regeneration device for a work machine that recovers energy by return pressure oil from a hydraulic actuator.

油圧アクチュエータからの戻り流体により油圧モータを駆動してエネルギを回収すると共に、操作性を向上するためブームからの戻り流量を回生側と制御弁側とに分岐する建設機械が開示されている。（例えば、特許文献１参照）。 A construction machine is disclosed in which a hydraulic motor is driven by a return fluid from a hydraulic actuator to recover energy, and a return flow rate from a boom is branched to a regeneration side and a control valve side in order to improve operability. (For example, refer to Patent Document 1).

特開２００７−１０７６１６号公報JP 2007-107616 A

上記特許文献のように建設機械が油圧ショベルの場合、例えばダンプへの砂利積み作業などブーム上げ下げ動作を頻繁に行う作業を行うと、回生動力量が増加する。この結果、蓄電装置が過充電になり装置の劣化や破損などを招くおそれ生じる。このような蓄電装置の過充電を防ぐためには、大容量の蓄電装置を配設し余裕を持って使用する方法が考えられる。 When the construction machine is a hydraulic excavator as in the above-mentioned patent document, the amount of regenerative power increases when the boom raising / lowering operation such as gravel loading work on a dump truck is frequently performed. As a result, the power storage device may be overcharged, resulting in deterioration or damage of the device. In order to prevent such overcharging of the power storage device, a method of arranging a large capacity power storage device and using it with a margin can be considered.

しかし、例えば、ハイブリッド式油圧ショベルの構成部品において、蓄電装置は非常に高価な部品であり、容量にその価格がほぼ比例するため、蓄電装置の容量を小さくすることが望まれている。 However, for example, in the component parts of a hybrid hydraulic excavator, the power storage device is a very expensive component, and the price thereof is almost proportional to the capacity. Therefore, it is desired to reduce the capacity of the power storage device.

本発明は、上述の事柄に基づいてなされたもので、蓄電装置の容量を増加させることなく、蓄電装置の過充電が防止できる作業機械の動力回生装置を提供するものである。 The present invention has been made based on the above-described matters, and provides a power regeneration device for a work machine that can prevent overcharging of the power storage device without increasing the capacity of the power storage device.

上記の目的を達成するために、第１の発明は、エンジンと、前記エンジンによって駆動される油圧ポンプと、前記油圧ポンプからの圧油を油圧シリンダに切換え供給する制御弁と、前記制御弁を制御する操作装置とを備える作業機械の動力回生装置において、前記油圧シリンダのボトム側油圧室に接続され当該油圧シリンダの縮小時にタンクに戻る戻り油が流通する油路と、前記油路に設けられ当該油路を複数の油路に分流する分岐部と、前記分岐部に接続され、発電機が接続された油圧モータを介して戻り油をタンクに導く回生管路と、前記分岐部に接続され、前記制御弁を介して戻り油をタンクに導く制御弁管路と、前記操作装置の操作量を検出する操作量検出手段と、前記発電機によって発電された電力を蓄える蓄電装置と、前記蓄電装置の充電量を検出する充電量検出手段と、前記充電量検出手段からの充電量信号に応じて、前記回生管路側を流れる戻り油の流量及び前記制御弁管路側を流れる戻り油の流量をそれぞれ演算する流量演算手段と、前記流量演算手段の演算結果に基づいて前記制御弁管路の流量を制御する第１流量制御手段と、前記流量演算手段の演算結果に基づいて前記回生管路の流量を制御する第２流量制御手段とを備えるものとする。 In order to achieve the above object, a first invention includes an engine, a hydraulic pump driven by the engine, a control valve for supplying pressure oil from the hydraulic pump to a hydraulic cylinder, and the control valve. in the power regenerating device for a working machine and an operating device for controlling to, an oil passage connected to said bottom side hydraulic chamber of the hydraulic cylinder back to the tank to shrink when the hydraulic cylinder return oil flows, provided in the oil passage A branch part that divides the oil path into a plurality of oil paths, a regenerative pipe that is connected to the branch part and leads the return oil to the tank via a hydraulic motor connected to a generator, and connected to the branch part A control valve line for guiding return oil to the tank via the control valve, an operation amount detection means for detecting an operation amount of the operation device, a power storage device for storing electric power generated by the generator, Electricity storage Charge amount detection means for detecting the charge amount of the device, and according to the charge amount signal from the charge amount detection means, the flow rate of the return oil flowing through the regenerative pipeline side and the flow rate of the return oil flowing through the control valve pipeline side A flow rate calculating means for calculating the flow rate, a first flow rate control means for controlling the flow rate of the control valve line based on the calculation result of the flow rate calculation means, and a regenerative pipe line based on the calculation result of the flow rate calculation means. A second flow rate control means for controlling the flow rate is provided.

また、第２の発明は、エンジンと、前記エンジンによって駆動される油圧ポンプと、前記油圧ポンプからの圧油を油圧シリンダに切換え供給する制御弁と、前記制御弁を制御する操作装置とを備える作業機械の動力回生装置において、前記油圧シリンダのボトム側油圧室に接続され当該油圧シリンダの縮小時にタンクに戻る戻り油が流通する油路と、前記油路に設けられ当該油路を複数の油路に分流する分岐部と、前記分岐部に接続され、発電機が接続された油圧モータを介して戻り油をタンクに導く回生管路と、前記分岐部に接続され、前記制御弁を介して戻り油をタンクに導く制御弁管路と、前記操作装置の操作量を検出する操作量検出手段と、前記発電機によって発電された電力を蓄える蓄電装置と、前記蓄電装置の充電量を検出する充電量検出手段と、前記油圧シリンダが縮小される場合における前記操作装置の操作量に対する前記油圧シリンダからのメータアウト流量の複数の特性が記憶されると共に、前記充電量検出手段からの充電量信号が入力され、前記充電量信号に応じて前記記憶されたメータアウト流量の複数の特性のいずれか１つを出力する特性選択手段と、前記特性選択手段により出力された操作量とメータアウト流量との関係及び前記操作量検出手段で検出される前記操作量に基づいて、前記回生管路側を流れる戻り油の流量及び前記制御弁管路側を流れる戻り油の流量をそれぞれ演算する流量演算手段と、前記流量演算手段の演算結果に基づいて前記制御弁管路の流量を制御する第１流量制御手段と、前記流量演算手段の演算結果に基づいて前記回生管路の流量を制御する第２流量制御手段とを備えるものとする。 Further, the second invention includes an engine, a hydraulic pump driven by the engine, a control valve for switching and supplying the hydraulic oil from the hydraulic pump to a hydraulic cylinder, and an operation device for controlling the control valve. in the power regeneration apparatus for a working machine, wherein an oil passage for returning oil flows that are connected to the bottom side hydraulic chamber of the hydraulic cylinder back to the tank to shrink when the hydraulic cylinder, the oil passage a plurality of provided in the oil passage A branch portion for branching into an oil passage, a regenerative conduit for guiding return oil to a tank via a hydraulic motor connected to the branch portion and connected to a generator, and connected to the branch portion via the control valve A control valve line that guides the return oil to the tank, an operation amount detection means that detects an operation amount of the operation device, a power storage device that stores electric power generated by the generator, and a charge amount of the power storage device Do A coulometric detector, wherein the hydraulic cylinder is meter-out more characteristics of flow rate storage from the hydraulic cylinder with respect to the operation amount of the operating device when the shrink, the charge amount signal from the charge amount detection means And a characteristic selection means for outputting any one of a plurality of characteristics of the stored meter-out flow rate in response to the charge amount signal, an operation amount and a meter-out flow rate output by the characteristic selection means, Flow rate calculating means for calculating the flow rate of the return oil flowing through the regenerative pipeline side and the flow rate of the return oil flowing through the control valve pipeline side based on the relationship and the operation amount detected by the operation amount detection unit, a first flow control means for controlling the flow rate of the control valve conduit according to the result of the flow rate calculating means, the regenerative pipe according to the result of the flow rate calculating means Shall and a second flow rate control means for controlling the flow rate.

更に、第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記流量演算手段は、前記操作装置における下げ操作信号が検出されている間は、前記回生管路側を流れる戻り油の流量と前記制御弁管路側を流れる戻り油の流量との配分特性を固定化させていることを特徴とする。 Furthermore, the third invention is the first or second invention, wherein the flow rate calculation means is configured to determine the flow rate of the return oil flowing through the regenerative pipe line and the flow rate while the lowering operation signal in the operation device is detected. The distribution characteristic with the flow rate of the return oil flowing on the control valve pipe side is fixed.

また、第４の発明は、第１の発明において、前記流量演算手段は、前記油圧シリンダが縮小される場合における前記操作装置の操作量に対する前記油圧シリンダからのメータアウト流量の特性が記憶されると共に、前記操作量検出手段からの操作量信号が入力され、前記操作量信号に応じて前記記憶されたメータアウト流量の特性から、前記制御弁管路側を流れる戻り油の流量を演算する第１流量演算手段と、前記油圧シリンダが縮小される場合における前記操作装置の操作量に対する前記油圧シリンダからのメータアウト流量の特性が記憶されると共に、前記操作量検出手段からの操作量信号が入力され、前記操作量信号に応じて前記記憶されたメータアウト流量の特性から、前記回生管路側を流れる戻り油の流量を演算する第２流量演算手段と、前記充電量検出手段からの充電量信号が入力され、前記充電量信号に応じて補正特性を演算する補正信号演算手段とを備え、前記補正信号演算手段からの補正信号により、前記第１流量演算手段の出力信号と前記第２流量演算手段の出力信号とが補正されることを特徴とする。 The fourth invention is the first invention, the flow rate calculating means, the meter-out flow characteristics from the hydraulic cylinder with respect to the operation amount of the operating device when the hydraulic cylinder is shrink is stored In addition, an operation amount signal from the operation amount detection means is input, and a flow rate of the return oil flowing through the control valve line is calculated from the stored meter-out flow rate characteristics according to the operation amount signal. a first flow rate calculating means, together with the meter-out flow characteristics from the hydraulic cylinder with respect to the operation amount of the operating device when the hydraulic cylinder is shrink is stored, the operation amount signal from the operation amount detecting means is inputted, the characteristics of the meter-out flow rate, which is the storage in response to the operation amount signal, a second flow rate calculating for calculating the flow rate of the return oil flowing through the regeneration pipe roadside And a correction signal calculation means for inputting a charge amount signal from the charge amount detection means and calculating a correction characteristic in accordance with the charge amount signal, and the correction signal from the correction signal calculation means causes the first The output signal of the first flow rate calculation means and the output signal of the second flow rate calculation means are corrected.

更に、第５の発明は、第１の発明において、前記制御弁管路側を流れる戻り油の流量を制御する為に、前記制御弁へのパイロット圧を制御する電磁比例弁を設けたことを特徴とする。 Further, the fifth invention is characterized in that, in the first invention, an electromagnetic proportional valve for controlling a pilot pressure to the control valve is provided in order to control a flow rate of the return oil flowing through the control valve pipe side. And

本発明によれば、蓄電装置の容量を増加させることなく、蓄電装置の過充電を防止することができる。この結果生産性の向上が図れる。 According to the present invention, overcharging of a power storage device can be prevented without increasing the capacity of the power storage device. As a result, productivity can be improved.

本発明の作業機械の動力回生装置の一実施の形態を備えた油圧ショベルを示す斜視図である。It is a perspective view showing a hydraulic excavator provided with one embodiment of a power regeneration device of a working machine of the present invention. 本発明の作業機械の動力回生装置の一実施の形態を示す制御システムの概略図である。It is the schematic of the control system which shows one Embodiment of the motive power regeneration apparatus of the working machine of this invention. 本発明の作業機械の動力回生装置の一実施の形態におけるコントローラ内の特性選択回路が備える一のメータリング特性図である。It is one metering characteristic figure with which the characteristic selection circuit in the controller in one Embodiment of the motive power regeneration apparatus of the working machine of this invention is provided. 本発明の作業機械の動力回生装置の一実施の形態におけるコントローラの処理内容を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the processing content of the controller in one Embodiment of the motive power regeneration apparatus of the working machine of this invention. 本発明の作業機械の動力回生装置の一実施の形態を構成するコントローラのブロック図である。It is a block diagram of the controller which constitutes one embodiment of the power regeneration device of the working machine of the present invention. 本発明の作業機械の動力回生装置の一実施の形態におけるコントローラ内の特性選択回路を説明する他のメータリング特性図である。It is another metering characteristic figure explaining the characteristic selection circuit in the controller in one embodiment of the power regeneration device of the working machine of the present invention. 本発明の作業機械の動力回生装置の一実施の形態におけるコントローラ内の特性選択回路を説明する更に他のメータリング特性図である。It is another metering characteristic view explaining the characteristic selection circuit in the controller in one Embodiment of the motive power regeneration apparatus of the working machine of this invention. 本発明の作業機械の動力回生装置の他の実施の形態を構成するコントローラのブロック図である。It is a block diagram of the controller which comprises other embodiment of the motive power regeneration apparatus of the working machine of this invention. 本発明の作業機械の動力回生装置の更に他の実施の形態におけるコントローラの処理内容を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the processing content of the controller in further another embodiment of the motive power regeneration apparatus of the working machine of this invention.

以下、本発明の作業機械の動力回生装置の実施の形態を図面を用いて説明する。図１は本発明の作業機械の動力回生装置の一実施の形態を備えた油圧ショベルを示す斜視図、図２は本発明の作業機械の動力回生装置の一実施の形態を示す制御システムの概略図である。
図１において、油圧ショベル１は、ブーム１ａ、アーム１ｂ及びバケット１ｃを有する多関節型の作業装置１Ａと、上部旋回体１ｄ及び下部走行体１ｅを有する車体１Ｂとを備えている。ブーム１ａは、上部旋回体１ｄに回動可能に支持されていて、ブームシリンダ（油圧シリンダ）３ａにより駆動される。上部旋回体１ｄは下部走行体１ｅ上に旋回可能に設けられている。 Embodiments of a power regeneration device for a work machine according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a hydraulic excavator provided with an embodiment of a power regeneration device for a work machine according to the present invention, and FIG. 2 is an outline of a control system showing an embodiment of a power regeneration device for a work machine according to the present invention. FIG.
In FIG. 1, a hydraulic excavator 1 includes an articulated work device 1A having a boom 1a, an arm 1b, and a bucket 1c, and a vehicle body 1B having an upper swing body 1d and a lower traveling body 1e. The boom 1a is rotatably supported by the upper swing body 1d and is driven by a boom cylinder (hydraulic cylinder) 3a. The upper turning body 1d is provided on the lower traveling body 1e so as to be turnable.

アーム１ｂは、ブーム１ａに回動可能に支持されていて、アームシリンダ（油圧シリンダ）３ｂにより駆動される。バケット１ｃは、アーム１ｂに回動可能に支持されていて、バケットシリンダ（油圧シリンダ）３ｃにより駆動される。ブームシリンダ３ａ、アームシリンダ３ｂ、及びバケットシリンダ３ｃの駆動は、上部旋回体１ｄの運転室（キャブ）内に設置され油圧信号を出力する操作装置４（図２参照）によって制御されている。 The arm 1b is rotatably supported by the boom 1a and is driven by an arm cylinder (hydraulic cylinder) 3b. The bucket 1c is rotatably supported by the arm 1b and is driven by a bucket cylinder (hydraulic cylinder) 3c. The driving of the boom cylinder 3a, the arm cylinder 3b, and the bucket cylinder 3c is controlled by an operating device 4 (see FIG. 2) installed in the cab of the upper swing body 1d and outputting a hydraulic signal.

図２に示す実施の形態においては、ブーム１ａを操作するブームシリンダ３ａに関する制御システムのみを示している。この制御システムは、制御弁２と、操作装置４と、電磁比例弁８と、パイロットチェック弁１０と、インバータ１３と、チョッパ１４と、蓄電装置１５と、圧力センサ１６と、電圧検出器１７とを備えており、制御装置としてコントローラ９を備えている。 In the embodiment shown in FIG. 2, only the control system related to the boom cylinder 3a for operating the boom 1a is shown. This control system includes a control valve 2, an operation device 4, an electromagnetic proportional valve 8 , a pilot check valve 10, an inverter 13, a chopper 14, a power storage device 15, a pressure sensor 16, and a voltage detector 17. And a controller 9 as a control device.

油圧源装置としては、油圧ポンプ６とパイロット圧油を供給するパイロット油ポンプ７とタンク６Ａとを備えている。油圧ポンプ６とパイロット油ポンプ７とは同一の駆動軸で連結され、この駆動軸と直列に接続されたエンジン５０によって駆動される。 The hydraulic source device, and a pilot oil pump 7 and the tank 6A for supplying hydraulic pump 6 and pilot pressure oil. The hydraulic pump 6 and the pilot oil pump 7 are coupled by the same drive shaft, and are driven by an engine 50 connected in series with the drive shaft.

油圧ポンプ６からの圧油をブームシリンダ３ａへ供給する油路３０には、油路内の圧油の方向と流量を制御する制御弁２が設けられている。制御弁２は、そのパイロット受圧部２ａ、２ｂへのパイロット圧油の供給により、スプール位置を切り換えて、油圧ポンプ６からの圧油を油圧アクチュエータ３ａに供給して、ブーム１ａを駆動している。 The oil passage 30 that supplies the pressure oil from the hydraulic pump 6 to the boom cylinder 3a is provided with a control valve 2 that controls the direction and flow rate of the pressure oil in the oil passage. The control valve 2 switches the spool position by supplying pilot pressure oil to the pilot pressure receiving portions 2a and 2b , supplies pressure oil from the hydraulic pump 6 to the hydraulic actuator 3a, and drives the boom 1a. .

制御弁２のスプール位置は、操作装置４の操作レバー等の操作によって切換え操作される。操作装置４には、パイロット弁５が設けられていて、操作レバー等の図上ａ方向の傾動操作（ブーム上げ方向操作）により、パイロット油ポンプ７からの図示しないパイロット一次側油路を介して供給されるパイロット一次圧油を、パイロット二次側油路２０ａを通して制御弁２のパイロット受圧部２ａに供給している。また、パイロット弁５は、操作レバー等の図上ｂ方向の傾動操作（ブーム下げ方向操作）により、パイロット油ポンプ７からの図示しないパイロット一次側油路を介して供給されるパイロット一次圧油を、パイロット二次側油路２０ｃを通してパイロットチェック弁１０の受圧部に供給している。 The spool position of the control valve 2 is switched by operating the operation lever or the like of the operation device 4. The operating device 4 is provided with a pilot valve 5, and the operation lever or the like is moved through a pilot primary oil passage (not shown) from the pilot oil pump 7 by a tilting operation (boom raising direction operation) in the direction a in the figure. The supplied pilot primary pressure oil is supplied to the pilot pressure receiving part 2a of the control valve 2 through the pilot secondary side oil passage 20a. Further, the pilot valve 5 receives pilot primary pressure oil supplied from a pilot oil pump 7 through a pilot primary side oil passage (not shown) by tilting operation (boom lowering direction operation) in the direction b of the operation lever or the like. The pressure is received by the pilot check valve 10 through the pilot secondary side oil passage 20c.

このパイロット二次側油路２０ｃには、圧力センサ１６が取り付けられている。この圧力センサ１６は、操作装置４のパイロット弁５の下げ側パイロット圧Ｐｂを検出してその圧力に対応する電気信号に変換する信号変換手段として機能するもので、変換した電気信号をコントローラ９に出力可能に構成されている。 A pressure sensor 16 is attached to the pilot secondary side oil passage 20c. The pressure sensor 16 functions as a signal conversion means that detects the lower pilot pressure Pb of the pilot valve 5 of the operating device 4 and converts it into an electrical signal corresponding to the pressure. The converted electrical signal is sent to the controller 9. It is configured to allow output.

一方、制御弁２のパイロット受圧部２ｂには、パイロット二次側油路２０ｂの一端側が接続され、パイロット二次側油路２０ｂの他端側は、２位置２ポート型の電磁比例弁８の出力側ポートに接続されている。電磁比例弁８の入力側ポートは、パイロット油ポンプ７からの圧油を供給するパイロット油路２０が接続されている。 On the other hand, one end side of the pilot secondary side oil passage 20b is connected to the pilot pressure receiving part 2b of the control valve 2, and the other end side of the pilot secondary side oil passage 20b is connected to the two-position two-port electromagnetic proportional valve 8. Connected to the output port. A pilot oil passage 20 for supplying pressure oil from the pilot oil pump 7 is connected to the input side port of the electromagnetic proportional valve 8.

次に、動力回生装置７０について説明する。動力回生装置７０は、図２に示すように、油路３１と、分岐部３２と、回生管路３３と、制御弁管路３４と、圧力センサ１６と、コントローラ９と、インバータ１３と、チョッパ１４と、蓄電装置１５と、電圧検出器１７とを備えている。 Next, the power regeneration device 70 will be described. As shown in FIG. 2, the power regeneration device 70 includes an oil passage 31, a branch portion 32, a regeneration conduit 33, a control valve conduit 34, a pressure sensor 16, a controller 9, an inverter 13, and a chopper. 14, a power storage device 15, and a voltage detector 17.

油路３１は、ブームシリンダ３ａの縮小時にタンク６Ａに戻る油（戻り油）が流通する油路であり、ブームシリンダ３ａのボトム側油圧室に接続されている。油路３１には当該油路３１を複数の油路に分流する分岐部３２が設けられている。分岐部３２には、回生管路３３と、制御弁管路３４とが接続されている。
The oil passage 31 is an oil passage oil (return oil) flows back to the tank 6A when shrink of the boom cylinder 3a, and is connected to the bottom side hydraulic chamber of the boom cylinder 3a. The oil passage 31 is provided with a branch portion 32 that divides the oil passage 31 into a plurality of oil passages. A regenerative pipe 33 and a control valve pipe 34 are connected to the branch portion 32.

回生管路３３は、パイロットチェック弁１０と、このパイロットチェック弁１０の下流側に設置され発電機１２が接続された油圧モータ１１を備えており、当該油圧モータ１１を介してボトム側油圧室からの戻り油をタンク６Ａに導いている。ブーム下げ時における戻り油を回生管路３３に導入して油圧モータ１１を回転させると発電機１２が回転して回生電力を発生させ、その電力はインバータ１３、昇圧のためのチョッパ１４を介して蓄電装置１５に蓄電される。なお、本実施の形態においては、蓄電装置１５としてキャパシタを例に説明する。 The regenerative pipe 33 includes a pilot check valve 10 and a hydraulic motor 11 installed on the downstream side of the pilot check valve 10 and connected to a generator 12, and is connected to the bottom hydraulic chamber via the hydraulic motor 11. Is returned to the tank 6A. When the return oil when the boom is lowered is introduced into the regenerative pipeline 33 and the hydraulic motor 11 is rotated, the generator 12 is rotated to generate regenerative power, which is generated via the inverter 13 and the chopper 14 for boosting. The electricity is stored in the electricity storage device 15. In the present embodiment, a capacitor is described as an example of power storage device 15.

蓄電装置１５の充電量であるＳＯＣ（State of Charge）の値は、コントローラ９に入力されている。蓄電装置１５がキャパシタの場合、ＳＯＣの値は、キャパシタの電圧を検出することで確認することができる。本実施の形態においては、蓄電装置１５に電圧検出器１７を設け、この電圧検出器１７が検出した信号をコントローラ９に入力している。 A value of SOC (State of Charge) that is the amount of charge of the power storage device 15 is input to the controller 9. When the power storage device 15 is a capacitor, the SOC value can be confirmed by detecting the voltage of the capacitor. In the present embodiment, a voltage detector 17 is provided in the power storage device 15, and a signal detected by the voltage detector 17 is input to the controller 9.

パイロットチェック弁１０は、回生管路３３の漏れ防止など、油路３１から回生管路３３への不用意な圧油流入（ブーム落下）を防止するために設けられていて、通常は回生管路３３を遮断している。 The pilot check valve 10 is provided to prevent inadvertent flow of pressure oil (boom drop) from the oil passage 31 to the regenerative conduit 33, such as prevention of leakage of the regenerative conduit 33, and normally the regenerative conduit. 33 is shut off.

パイロットチェック弁１０には、オペレータによってブーム下げ操作が行われたときに操作装置４のパイロット弁５の下げ側パイロット圧Ｐｂが導かれていて、ブーム下げ操作時における操作装置４の操作量が所定量に達したときに出力される操作信号（パイロット圧Ｐｂ）によって開くように設定されている。これにより操作装置４の操作量が所定値以上になったときに油圧モータ１１に戻り油が供給されるようになっている。 The pilot check valve 10 is guided with the lower pilot pressure Pb of the pilot valve 5 of the operation device 4 when the boom lowering operation is performed by the operator, and the amount of operation of the operation device 4 during the boom lowering operation is given. It is set so as to be opened by an operation signal (pilot pressure Pb) output when reaching a fixed amount. As a result, when the operation amount of the operation device 4 becomes a predetermined value or more, the return oil is supplied to the hydraulic motor 11.

また、ブーム下げ操作時における油圧モータ１１及び発電機１２の回転数はインバータ１３によって制御されている。このように油圧モータ１１の回転数をインバータ１３で制御すると油圧モータ１１を通過する油の流量を調整できるので、ボトム側油圧室から回生管路３３に流れる戻り油の流量を調整することができる。すなわち、本実施の形態におけるインバータ１３は、回生管路３３の流量を制御する流量制御手段として機能している。 Further, the rotation speeds of the hydraulic motor 11 and the generator 12 during the boom lowering operation are controlled by the inverter 13. When the rotational speed of the hydraulic motor 11 is controlled by the inverter 13 in this way, the flow rate of oil passing through the hydraulic motor 11 can be adjusted, so that the flow rate of return oil flowing from the bottom hydraulic chamber to the regenerative pipeline 33 can be adjusted. . That is, the inverter 13 in the present embodiment functions as a flow rate control unit that controls the flow rate of the regenerative pipe 33.

制御弁管路３４は、流量調整手段である制御弁２（スプール型方向切換弁）を介してボトム側油圧室からの戻り油をタンク６Ａに導いている。制御弁２における一方のパイロット受圧部２ｂにはブーム下げ操作時にパイロット油ポンプ７から電磁比例弁８を介して出力される操作信号（油圧信号）が入力されており、また、他方のパイロット受圧部２ａにはブーム上げ操作時に操作装置４からのパイロット弁５の上げ側パイロット圧Ｐａが入力されている。制御弁２のスプールは、これら２つのパイロット受圧部に入力される操作信号に応じて移動し、油圧ポンプ６からブームシリンダ３ａに供給される圧油の方向及び流量を切り換える。 The control valve line 34 guides the return oil from the bottom hydraulic chamber to the tank 6A via the control valve 2 (spool type directional switching valve) which is a flow rate adjusting means. An operation signal (hydraulic signal) output from the pilot oil pump 7 via the electromagnetic proportional valve 8 during the boom lowering operation is input to one pilot pressure receiving part 2b of the control valve 2, and the other pilot pressure receiving part 2a is input with the pilot pressure Pa of the pilot valve 5 from the operating device 4 during the boom raising operation. The spool of the control valve 2 moves in response to operation signals input to these two pilot pressure receiving portions, and switches the direction and flow rate of the pressure oil supplied from the hydraulic pump 6 to the boom cylinder 3a.

電磁比例弁８は、ブーム下げ操作時における操作装置４の操作量に応じた操作信号を制御弁２のパイロット受圧部２ｂに出力するものであり、これによりボトム側油圧室から制御弁２を通過する戻り油の流量（すなわち、制御弁管路３４を流れる戻り油の流量）を調整している。すなわち、本実施の形態における電磁比例弁８は、制御弁管路３４の流量を制御する流量制御手段として機能している。 The electromagnetic proportional valve 8 outputs an operation signal corresponding to the operation amount of the operation device 4 during the boom lowering operation to the pilot pressure receiving portion 2b of the control valve 2, and thereby passes through the control valve 2 from the bottom side hydraulic chamber. The flow rate of the return oil (that is, the flow rate of the return oil flowing through the control valve pipe 34) is adjusted. That is, the electromagnetic proportional valve 8 in the present embodiment functions as a flow rate control unit that controls the flow rate of the control valve pipe line 34.

本実施の形態における電磁比例弁８の入力ポートには、パイロット油ポンプ７から出力される圧油が入力されている。一方電磁比例弁８の操作部には、コントローラ９の後述する電磁比例弁出力値演算部１０４（図５参照）から出力される指令値が入力されている。この指令値に応じて電磁比例弁８のポート位置が調整され、これにより、パイロット油ポンプ７から制御弁２の受圧部２ｂに供給される圧油の圧力が適宜調整されている。 Pressure oil output from the pilot oil pump 7 is input to the input port of the electromagnetic proportional valve 8 in the present embodiment. On the other hand, a command value output from an electromagnetic proportional valve output value calculation unit 104 (see FIG. 5) described later of the controller 9 is input to the operation unit of the electromagnetic proportional valve 8. The port position of the electromagnetic proportional valve 8 is adjusted in accordance with the command value, whereby the pressure of the pressure oil supplied from the pilot oil pump 7 to the pressure receiving portion 2b of the control valve 2 is adjusted as appropriate.

コントローラ９は、圧力センサ１６から操作装置４のパイロット弁５の下げ側パイロット圧Ｐｂを、電圧検出器１７から蓄電装置１５のＳＯＣの値をそれぞれ入力し、これらの入力値に応じた演算がなされ、電磁比例弁８及びインバータ１３へ制御指令を出力することで、回生管路３３と制御弁管路３４とを通過する戻り油の流量を制御している。 The controller 9 inputs the lower pilot pressure Pb of the pilot valve 5 of the operating device 4 from the pressure sensor 16 and the SOC value of the power storage device 15 from the voltage detector 17, and performs calculations according to these input values. By outputting a control command to the electromagnetic proportional valve 8 and the inverter 13, the flow rate of the return oil passing through the regenerative conduit 33 and the control valve conduit 34 is controlled.

次に、操作装置４の操作による各部動作の概要を図２を用いて説明する。
まず、操作装置４の操作レバーをａ方向に傾動操作すると、パイロット弁５から生成されるパイロット圧Ｐａが制御弁２のパイロット受圧部２ａに導かれ、制御弁２が切換操作される。これにより、油圧ポンプ６からの圧油がブームシリンダ３ａの油路３１に導かれ、ブームシリンダ３ａは伸長動作する。これに伴い、ブームシリンダ３ａのロッド側油室から排出される戻り流量は、油路３０、制御弁２を通ってタンク６Ａに導かれる。このとき、パイロットチェック弁１０には操作圧力が導かれないので、回生管路３３は遮断された状態となっており、回生動作は行われない。 Next, the outline of each part operation by the operation of the controller device 4 will be described with reference to FIG.
First, when the operating lever of the operating device 4 is tilted in the direction a, the pilot pressure Pa generated from the pilot valve 5 is guided to the pilot pressure receiving portion 2a of the control valve 2, and the control valve 2 is switched. Thereby, the pressure oil from the hydraulic pump 6 is guided to the oil passage 31 of the boom cylinder 3a, and the boom cylinder 3a is extended. Accordingly, the return flow rate discharged from the rod-side oil chamber of the boom cylinder 3a is guided to the tank 6A through the oil passage 30 and the control valve 2. At this time, since the operation pressure is not guided to the pilot check valve 10, the regenerative conduit 33 is in a blocked state, and the regenerative operation is not performed.

次に、操作装置４の操作レバーをｂ方向に傾動操作すると、パイロット弁５から生成されるパイロット圧Ｐｂが圧力センサ１６で検出されコントローラ９に入力される。コントローラ９では予め決められたテーブルにより、入力されたパイロット圧に応じて電磁比例弁８に制御指令を出力する。この結果、制御弁２のパイロット受圧部２ｂにパイロット圧が加わり、制御弁２が切換操作される。これにより、油圧ポンプ６からの圧油がブームシリンダ３ａの油路３０に導かれ、ブームシリンダ３ａは縮小動作する。これに伴い、ブームシリンダ３ａのボトム側油室から排出される戻り流量は、油路３１、制御弁２を通ってタンク６Ａに導かれる。 Next, when the operating lever of the operating device 4 is tilted in the direction b, the pilot pressure Pb generated from the pilot valve 5 is detected by the pressure sensor 16 and input to the controller 9. The controller 9 outputs a control command to the electromagnetic proportional valve 8 according to the input pilot pressure according to a predetermined table. As a result, the pilot pressure is applied to the pilot pressure receiving portion 2b of the control valve 2, and the control valve 2 is switched. Thereby, the pressure oil from the hydraulic pump 6 is guided to the oil passage 30 of the boom cylinder 3a, and the boom cylinder 3a is contracted. Accordingly, the return flow rate discharged from the bottom side oil chamber of the boom cylinder 3a is guided to the tank 6A through the oil passage 31 and the control valve 2.

このとき、パイロット弁５からパイロット圧Ｐｂがパイロット二次側油路２０ｃを介してパイロットチェック弁１０に操作圧として導かれるため、パイロットチェック弁１０が開動作する。これにより、ブームシリンダ３ａのボトム側油室から排出される戻り流量の一部が油圧モータ１１に導かれ、油圧モータ１１に接続された発電機１２が発電動作を行う。発電された電気エネルギは蓄電装置１５に蓄電される。 At this time, the pilot pressure Pb is guided from the pilot valve 5 to the pilot check valve 10 via the pilot secondary side oil passage 20c as the operating pressure, so that the pilot check valve 10 opens. Thereby, a part of the return flow discharged from the bottom side oil chamber of the boom cylinder 3a is guided to the hydraulic motor 11, and the generator 12 connected to the hydraulic motor 11 performs a power generation operation. The generated electric energy is stored in the power storage device 15.

一方、コントローラ９は、入力されたパイロット圧Ｐｂの信号、及びＳＯＣの信号から状態を判断し、電磁比例弁８への指令値および発電機１２の制御装置であるインバータ１３への制御指令値を算出・出力する。この結果、ブーム下げ動作においてブームシリンダ３ａのボトム側油室から排出される戻り流量が、制御弁２側（制御弁側流量）と回生用の油圧モータ１１側（回生側流量）とに導かれるので、操作性を確保しつつ適切な回生動作が行われる。 On the other hand, the controller 9 determines the state from the input pilot pressure Pb signal and SOC signal, and determines the command value to the electromagnetic proportional valve 8 and the control command value to the inverter 13 which is the control device of the generator 12. Calculate and output. As a result, the return flow rate discharged from the bottom side oil chamber of the boom cylinder 3a in the boom lowering operation is guided to the control valve 2 side (control valve side flow rate) and the regeneration hydraulic motor 11 side (regeneration side flow rate). Therefore, an appropriate regenerative operation is performed while ensuring operability.

ここで、コントローラ９のパイロット圧Ｐｂに基づくブームシリンダ３ａのボトム側油室から排出される戻り流量の関係を図３を用いて説明する。図３は、本発明の作業機械の動力回生装置の一実施の形態におけるコントローラ内の特性選択回路が備える一のメータリング特性図である。
図３において、細い実線で示したメータリング線図は、操作装置４のレバー操作量と制御弁管路３４側を流れる戻り油の流量（制御弁管路流量Ｑ１）との関係を示したものであり、破線で示したメータリング線図は、操作装置４のレバー操作量と回生管路３３側を流れる戻り油の流量（回生管路流量Ｑ２）との関係を示したものである。また、太い実線で示したメータリング線図は、先の２つのメータリング線図を合成したものを示し、制御弁管路流量Ｑ１と回生管路流量Ｑ２の合計流量を示している。 Here, the relationship of the return flow rate discharged | emitted from the bottom side oil chamber of the boom cylinder 3a based on the pilot pressure Pb of the controller 9 is demonstrated using FIG. FIG. 3 is a metering characteristic diagram provided in the characteristic selection circuit in the controller according to the embodiment of the power regeneration device for the work machine of the present invention.
In FIG. 3, the metering diagram indicated by a thin solid line shows the relationship between the lever operation amount of the operating device 4 and the flow rate of return oil flowing through the control valve line 34 (control valve line flow rate Q1). The metering diagram indicated by the broken line shows the relationship between the lever operation amount of the operating device 4 and the flow rate of the return oil flowing through the regenerative pipeline 33 (regenerative pipeline flow rate Q2). A metering diagram indicated by a thick solid line is a composite of the above two metering diagrams and indicates the total flow rate of the control valve pipe flow rate Q1 and the regenerative pipe flow rate Q2.

これらのメータリング線図が示すように、操作装置４のレバー操作量が第１設定値Ｌ１未満の場合（以下において「微操作域」と称することがある）には、合計流量は制御弁管路流量Ｑ１と一致している。すなわち、このとき、ボトム側油圧室からの戻り油は全て制御弁管路３４に流されるようになっており、回生管路３３はパイロットチェック弁１０によって閉じられている。 As shown in these metering diagrams, when the lever operation amount of the operating device 4 is less than the first set value L1 (hereinafter, sometimes referred to as “fine operation region”), the total flow rate is the control valve pipe. It matches the flow rate Q1. In other words, at this time, all the return oil from the bottom side hydraulic chamber flows into the control valve line 34, and the regenerative line 33 is closed by the pilot check valve 10.

また、操作装置４のレバー操作量が第２設定値Ｌ２（第１設定値よりも大きな値）以上の場合（以下において「フル回生域」と称することがある）には、合計流量は回生管路流量Ｑ２と一致している。すなわち、このとき、ボトム側油圧室からの戻り油は全て回生管路３３に流されるようになっており、制御弁管路３４は制御弁２によって閉じられている。 In addition, when the lever operation amount of the controller device 4 is equal to or greater than the second set value L2 (a value greater than the first set value) (hereinafter sometimes referred to as a “full regenerative region”), the total flow rate is the regenerative pipe. This is consistent with the road flow rate Q2. In other words, at this time, all the return oil from the bottom hydraulic chamber flows into the regenerative pipe 33, and the control valve pipe 34 is closed by the control valve 2.

一方、操作量が第１設定値Ｌ１以上かつ第２設定値Ｌ２未満の場合（以下において「中間域」と称することがある）には、回生管路３３と制御弁管路３４の双方に戻り油が流されている。具体的には、操作装置４のレバー操作量が第１設定値Ｌ１から第２設定値Ｌ２まで増加する間に、制御弁管路流量Ｑ１は第１設定値Ｌ１のときの合計流量ｑ１からゼロに向かって漸減しつつ、回生管路流量Ｑ２はゼロから第２設定値Ｌ２のときの合計流量ｑ２に向かって漸増するように設定されている。 On the other hand, when the manipulated variable is not less than the first set value L1 and less than the second set value L2 (hereinafter sometimes referred to as “intermediate region”), the operation returns to both the regenerative conduit 33 and the control valve conduit 34. Oil is being poured. Specifically, while the lever operation amount of the operating device 4 increases from the first set value L1 to the second set value L2, the control valve pipe flow rate Q1 is zero from the total flow rate q1 at the first set value L1. The regeneration pipe flow rate Q2 is set so as to gradually increase from zero toward the total flow rate q2 at the second set value L2.

次に、本実施の形態において、コントローラ９が実行する蓄電装置１５のＳＯＣの状態に応じて回生管路流量と制御弁管路流量とを変える方法について、図４を用いて概要を説明する。図４は本発明の作業機械の動力回生装置の一実施の形態におけるコントローラの処理内容を示すフローチャート図である。
まず、スタートの状態としては、例えば、オペレータが図示しない油圧ショベルのキーをＯＮにした状態とする。 Next, in the present embodiment, a method for changing the regenerative pipe flow rate and the control valve pipe flow rate according to the SOC state of the power storage device 15 executed by the controller 9 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart showing the processing contents of the controller in one embodiment of the power regeneration device for a work machine of the present invention.
First, as a start state, for example, the operator turns on a key of a hydraulic excavator (not shown).

ステップ（Ｓ１）では、ブーム下げレバー操作の有無を判断する。具体的には、圧力センサ１６から入力されるパイロット圧Ｐｂの信号の有無で判断する。ブーム下げレバー操作ありと判断されれば、ステップ（Ｓ２）へ進み、ＮＯと判断された場合には、ＹＥＳと判断されるまで繰り返される。 In step (S1), it is determined whether or not the boom lowering lever is operated. Specifically, the determination is made based on the presence or absence of a signal of the pilot pressure Pb input from the pressure sensor 16. If it is determined that the boom lowering lever is operated, the process proceeds to step (S2). If NO is determined, the process is repeated until YES is determined.

ステップ（Ｓ２）では、ＳＯＣの値が設定されている値を超えているかどうかを判断する。具体的には、電圧検出器１７から入力される蓄電装置１５の電圧値と予め設定された値との大小で判断する。ＳＯＣの値が設定されている値を超えていない場合にはＮＯと判断されてステップ（Ｓ３）へ進み、同様に超えている場合にはＹＥＳと判断されてステップ（Ｓ４）へ進む。 In step (S2), it is determined whether or not the SOC value exceeds a set value. Specifically, the determination is based on the magnitude of the voltage value of power storage device 15 input from voltage detector 17 and a preset value. If the SOC value does not exceed the set value, NO is determined and the process proceeds to step (S3). If the SOC value is also exceeded, YES is determined and the process proceeds to step (S4).

ステップ（Ｓ３）では、予め定められた回生管路流量と制御弁管路流量との配分が保持される。 In step (S3), a predetermined distribution between the regenerative pipe flow rate and the control valve pipe flow rate is maintained.

ステップ（Ｓ４）では、予め定められた回生管路流量と制御弁管路流量との配分が変更される。具体的には、回生管路流量を減少させ、制御弁管路流量を増加させる。ＳＯＣが基準値を上回った場合、回生管路流量を減らすので、回生電力による蓄電装置１５の過充電を防ぐことができる。 In step (S4), the distribution between the predetermined regenerative pipe flow rate and the control valve pipe flow rate is changed. Specifically, the regenerative pipeline flow rate is decreased and the control valve pipeline flow rate is increased. When the SOC exceeds the reference value, the regenerative pipeline flow rate is reduced, so that overcharging of the power storage device 15 due to regenerative power can be prevented.

なお、ステップ（Ｓ３）とステップ（Ｓ４）からは、ステップ（Ｓ１）に戻り、各ステップが繰り返される。 In addition, from step (S3) and step (S4), it returns to step (S1) and each step is repeated.

次に、本実施の形態におけるコントローラ９の制御について図を用いて説明する。図５は本発明の作業機械の動力回生装置の一実施の形態を構成するコントローラのブロック図、図６Ａは本発明の作業機械の動力回生装置の一実施の形態におけるコントローラ内の特性選択回路を説明する他のメータリング特性図、図６Ｂは本発明の作業機械の動力回生装置の一実施の形態におけるコントローラ内の特性選択回路を説明する更に他のメータリング特性図である。図５乃至図６Ｂにおいて、図１乃至図４に示す符号と同符号のものは同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。 Next, control of the controller 9 in the present embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 5 is a block diagram of a controller constituting one embodiment of a power regeneration device for a work machine according to the present invention, and FIG. 6A shows a characteristic selection circuit in the controller in one embodiment of the power regeneration device for a work machine according to the present invention. FIG. 6B is another metering characteristic diagram for explaining a characteristic selection circuit in the controller in one embodiment of the power regeneration device for a work machine of the present invention. In FIG. 5 to FIG. 6B, the same reference numerals as those shown in FIG. 1 to FIG.

図５に示すコントローラ９は、特性選択演算部１００と、第１流量演算部１０２及び第２流量演算部１０１（流量演算手段）と、モータ指令値演算部１０３と、電磁比例弁出力値演算部１０４とを備えている。 The controller 9 shown in FIG. 5 includes a characteristic selection calculation unit 100, a first flow rate calculation unit 102, a second flow rate calculation unit 101 (flow rate calculation means), a motor command value calculation unit 103, and an electromagnetic proportional valve output value calculation unit. 104.

特性選択演算部１００は、図５に示すように、電圧検出センサ１７で検出される蓄電装置１５であるキャパシタの電圧値からＳＯＣを検出し、その検出したＳＯＣと予め設定された設定値とを比較した結果により、メータリング特性を選択して出力するものである。 As shown in FIG. 5, the characteristic selection calculation unit 100 detects the SOC from the voltage value of the capacitor that is the power storage device 15 detected by the voltage detection sensor 17, and uses the detected SOC and a preset set value. The metering characteristic is selected and output based on the comparison result.

図６Ａは、予め設定された設定値よりＳＯＣが低い場合、すなわち蓄電装置１５の充電量が低い場合に選択されるメータリング特性を示している。このメータリング特性は、操作性が必要となる微操作域ではなるべく制御弁に流量を流すことで操作性を確保し、操作性がそれほど必要ではないフル回生域では回生側に多く流量を流し、回生制御を行うことを表している。 FIG. 6A shows metering characteristics that are selected when the SOC is lower than a preset set value, that is, when the charge amount of the power storage device 15 is low. This metering characteristic ensures operability by flowing the flow rate to the control valve as much as possible in the fine operation range where operability is required, and in the full regeneration region where operability is not so much, a large flow rate is flowed to the regeneration side. Indicates that regenerative control is performed.

図６Ｂは、ＳＯＣの値に応じて、図６Ａで示した回生管路流量と制御弁管路流量との配分が変更されたメータリング特性が選択されることを示している。具体的には、ＳＯＣの値が上昇するに従い、制御弁管路流量を増加させて回生管路流量を減少させるように、予め決められた配分パターンのメータリング特性が選択されることを示している。すわなち、ＳＯＣの値が低い状態では配分パターンａが選択され、ＳＯＣの値が増加するにつれて配分パターンはｂ、ｃ、ｄと切り替わって選択されることを示している。このように、ＳＯＣの値が増加するにつれて制御弁管路流量を増加させて回生管路流量を減少させるので、ブームシリンダ３ａの戻り流量を変えずに回生量を抑えることが可能になる。 FIG. 6B shows that the metering characteristic in which the distribution of the regenerative pipe flow rate and the control valve pipe flow rate shown in FIG. 6A is changed is selected according to the SOC value. Specifically, as the SOC value increases, the metering characteristic of a predetermined distribution pattern is selected to increase the control valve line flow rate and decrease the regenerative line flow rate. Yes. In other words, the distribution pattern a is selected when the SOC value is low, and the distribution pattern is switched to b, c, and d as the SOC value increases. As described above, as the SOC value increases, the control valve pipe flow rate is increased and the regenerative pipe flow rate is decreased. Therefore, the regenerative amount can be suppressed without changing the return flow rate of the boom cylinder 3a.

図５に戻り、第１流量演算部１０２は、特性選択演算部１００から出力されたメータリング線図とブーム下げ操作時における操作装置４の操作量に基づいて制御弁管路３４側に流れる戻り油の流量Ｑ１を演算する部分であり、第２流量演算部１０１は、特性選択演算部１００から出力されたメータリング線図とブーム下げ操作時における操作装置４の操作量に基づいて回生管路３３側を流れる戻り油の流量Ｑ２を演算する部分である。 Returning to FIG. 5, the first flow rate calculation unit 102 returns to the control valve line 34 side based on the metering diagram output from the characteristic selection calculation unit 100 and the operation amount of the operation device 4 during the boom lowering operation. The second flow rate calculation unit 101 is a part for calculating the oil flow rate Q1, and the second flow rate calculation unit 101 is based on the metering diagram output from the characteristic selection calculation unit 100 and the operation amount of the operation device 4 during the boom lowering operation. This is a part for calculating the flow rate Q2 of the return oil flowing on the 33 side.

第１流量演算部１０２及び第２流量演算部１０１には圧力センサ１６の検出値が入力されており、第１流量演算部１０２及び第２流量演算部１０１は当該検出値に基づいて操作装置４の操作量を算出する。圧力センサ１６の検出値に基づいて操作装置４の操作量を算出したら、当該算出した操作量に対応する流量Ｑ１，Ｑ２を特性選択演算部１００から出力されたメータリング線図に基づいて算出し、各回路３３，３４の目標流量として設定する。第１流量演算部１０２は算出した制御弁管路流量Ｑ１を電磁比例弁出力値演算部１０４に出力し、第２流量演算部１０１は算出した回生管路流量Ｑ２をモータ指令値演算部１０３に出力する。 Detection values of the pressure sensor 16 are input to the first flow rate calculation unit 102 and the second flow rate calculation unit 101, and the first flow rate calculation unit 102 and the second flow rate calculation unit 101 are based on the detection values. The operation amount is calculated. After calculating the operation amount of the controller device 4 based on the detection value of the pressure sensor 16, the flow rates Q1 and Q2 corresponding to the calculated operation amount are calculated based on the metering diagram output from the characteristic selection calculation unit 100. The target flow rate of each circuit 33, 34 is set. The first flow rate calculation unit 102 outputs the calculated control valve pipe flow rate Q1 to the electromagnetic proportional valve output value calculation unit 104, and the second flow rate calculation unit 101 supplies the calculated regenerative pipe flow rate Q2 to the motor command value calculation unit 103. Output.

モータ指令値演算部１０３は、第２流量演算部１０１で演算された回生管路流量Ｑ２を回生管路３３の油圧モータ１１で吸い込むために必要な油圧モータ１１の回転数を演算し、油圧モータ１１を当該演算した回転数で回転させるための回転数指令値をインバータ１３に出力する部分である。モータ指令値演算部１０３で演算された回転数指令値を入力したインバータ１３は当該回転数指令値に基づいて油圧モータ１１及び発電機１２を回転させ、これにより回生管路３３には第２流量演算部１０１で演算された流量の戻り油が流れる。 The motor command value calculation unit 103 calculates the number of revolutions of the hydraulic motor 11 necessary to suck the regenerative pipe flow rate Q2 calculated by the second flow rate calculation unit 101 by the hydraulic motor 11 of the regenerative pipe 33, and the hydraulic motor This is a part for outputting to the inverter 13 a rotation speed command value for rotating 11 at the calculated rotation speed. The inverter 13 to which the rotation speed command value calculated by the motor command value calculation unit 103 is input rotates the hydraulic motor 11 and the generator 12 based on the rotation speed command value, whereby the second flow rate is supplied to the regenerative pipe 33. The return oil having the flow rate calculated by the calculation unit 101 flows.

電磁比例弁出力値演算部１０４は、第１流量演算部１０２で演算された制御弁管路流量Ｑ１を制御弁管路３４の制御弁２に通過させるために必要な電磁比例弁８の出力値（すなわち、電磁比例弁８から制御弁２のパイロット受圧部２ｂに出力される油圧信号の圧力（パイロット圧））を演算し、当該演算した出力値を電磁比例弁８から出力させるための指令値を電磁比例弁８に出力する部分である。電磁比例弁出力値演算部１０４で演算された出力値を入力した電磁比例弁８は当該出力値に基づいて操作信号を制御弁２に出力し、これにより制御弁管路３４には第１流量演算部１０２で演算された流量の戻り油が流れる。 The electromagnetic proportional valve output value calculation unit 104 outputs the output value of the electromagnetic proportional valve 8 necessary for passing the control valve line flow rate Q1 calculated by the first flow rate calculation unit 102 through the control valve 2 of the control valve line 34. (That is, a command value for calculating the pressure (pilot pressure) of the hydraulic signal output from the proportional solenoid valve 8 to the pilot pressure receiving portion 2b of the control valve 2) and outputting the calculated output value from the proportional solenoid valve 8 Is output to the electromagnetic proportional valve 8. The electromagnetic proportional valve 8 to which the output value calculated by the electromagnetic proportional valve output value calculation unit 104 is input outputs an operation signal to the control valve 2 based on the output value, whereby the first flow rate is supplied to the control valve line 34. The return oil having the flow rate calculated by the calculation unit 102 flows.

次に、本実施の形態におけるブーム下げ操作がなされたときの各部動作について説明する。
ブーム１ａの下げ操作が行われると、操作装置４のパイロット弁５のパイロット圧Ｐｂが、圧力センサ１６により検出され、コントローラ９に入力されている。このパイロット圧Ｐｂは、操作装置４のレバー操作量として第１流量演算部１０２及び第２流量演算部１０１に入力される。 Next, each part operation | movement when boom lowering operation in this Embodiment is made is demonstrated.
When the lowering operation of the boom 1 a is performed, the pilot pressure Pb of the pilot valve 5 of the operating device 4 is detected by the pressure sensor 16 and input to the controller 9. The pilot pressure Pb is input to the first flow rate calculation unit 102 and the second flow rate calculation unit 101 as a lever operation amount of the controller device 4.

一方、ＳＯＣ信号は、蓄電装置１５であるキャパシタの電圧値が電圧検出センサ１７で常時検出され、コントローラ９に入力されている。このＳＯＣ信号は、特性選択演算部１００に入力されている。特性選択演算部１００では、ＳＯＣが低い場合、すなわち蓄電装置１５の充電量が低い場合に、なるべく回生側に流量を流し、制御弁側の流量を抑えるようなメータリング特性が選択され、第１流量演算部１０２及び第２流量演算部１０１に出力されている。 On the other hand, as for the SOC signal, the voltage value of the capacitor which is the power storage device 15 is constantly detected by the voltage detection sensor 17 and is input to the controller 9. This SOC signal is input to the characteristic selection calculation unit 100. In the characteristic selection calculation unit 100, when the SOC is low, that is, when the charge amount of the power storage device 15 is low, the metering characteristic is selected such that the flow rate is made to flow as much as possible on the regeneration side and the flow rate on the control valve side is suppressed. It is output to the flow rate calculation unit 102 and the second flow rate calculation unit 101.

ここで、検出しているＳＯＣ信号が増加した場合には、特性選択演算部１００において、回生管路流量を抑え、制御弁管路流量を増加させるようなメータリング特性が選択されることになる。このことにより、第１流量演算部１０２及び第２流量演算部１０１に出力されるメータリング特性が変更される。 Here, when the detected SOC signal increases, the characteristic selection calculation unit 100 selects a metering characteristic that suppresses the regenerative pipe flow rate and increases the control valve pipe flow rate. . As a result, the metering characteristics output to the first flow rate calculation unit 102 and the second flow rate calculation unit 101 are changed.

第１流量演算部１０２及び第２流量演算部１０１では、操作装置４のレバー操作量に応じた制御弁管路流量Ｑ１と回生管路流量Ｑ２とが出力され、電磁比例弁出力値演算部１０４、モータ指令値演算部１０３で、電磁比例弁８及びインバータ１３への制御指令が演算され出力される。 In the first flow rate calculation unit 102 and the second flow rate calculation unit 101, the control valve pipe flow rate Q1 and the regenerative pipe flow rate Q2 corresponding to the lever operation amount of the operating device 4 are output, and the electromagnetic proportional valve output value calculation unit 104 is output. The motor command value calculation unit 103 calculates and outputs control commands to the electromagnetic proportional valve 8 and the inverter 13.

上述した本発明の作業機械の動力回生装置の一実施の形態によれば、蓄電装置１５の容量を増加させることなく、蓄電装置１５の過充電を防止することができる。この結果、生産性の向上が図れる。 According to the embodiment of the power regeneration device for a work machine of the present invention described above, overcharging of the power storage device 15 can be prevented without increasing the capacity of the power storage device 15. As a result, productivity can be improved.

また、上述した本発明の作業機械の動力回生装置の一実施の形態によれば、操作装置４の操作量、ＳＯＣの状態に応じて回生管路流量を抑えるため、蓄電装置１５の過充電を防ぐことが可能となると共に、蓄電装置１５の容量を小さくすることができる。また、制御弁管路流量も変更できるので、オペレータが望むブーム下げ速度も確保することができる。 In addition, according to the embodiment of the power regeneration device for a work machine of the present invention described above, the power storage device 15 is overcharged in order to suppress the regenerative pipe flow rate according to the operation amount of the operation device 4 and the state of the SOC. This can be prevented, and the capacity of the power storage device 15 can be reduced. Further, since the control valve pipe flow rate can be changed, the boom lowering speed desired by the operator can be secured.

次に、本発明の作業機械の動力回生装置の他の実施の形態について図７を用いて説明する。図７は本発明の作業機械の動力回生装置の他の実施の形態を構成するコントローラのブロック図である。なお、図７において、図１乃至図６Ｂに示す符号と同符号のものは同一部分又は相当する部分であるので、その部分の説明を省略する。
上述した一実施の形態においては、コントローラ９の特性選択演算部１００が、ＳＯＣ信号に応じて選択したメータリング特性を出力し、このメータリング特性を基に第１流量演算部１０２及び第２流量演算部１０１が制御弁管路流量Ｑ１と回生管路流量Ｑ２とを算出し、これら流量を実現させるためにコントローラ９から電磁比例弁８やインバータ１３へ制御指令を出力している。このため、ブーム下げの動作中に、例えばＳＯＣの値が変化すると、選択されていたメータリング特性が変化し、操作性の急変を招く可能性がある。本実施の形態においては、ＳＯＣの値が変化しても、操作性を急変させない作業機械の動力回生装置を提供する。 Next, another embodiment of the power regeneration device for a work machine according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a block diagram of a controller constituting another embodiment of the power regeneration device for a work machine according to the present invention. In FIG. 7, the same reference numerals as those shown in FIGS. 1 to 6B are the same or corresponding parts, and the description of those parts is omitted.
In the above-described embodiment, the characteristic selection calculation unit 100 of the controller 9 outputs the metering characteristic selected according to the SOC signal, and the first flow rate calculation unit 102 and the second flow rate are based on the metering characteristic. The calculation unit 101 calculates a control valve pipe flow rate Q1 and a regenerative pipe flow rate Q2, and outputs a control command from the controller 9 to the electromagnetic proportional valve 8 and the inverter 13 in order to realize these flow rates. For this reason, during the boom lowering operation, for example, if the SOC value changes, the selected metering characteristic changes, which may cause a sudden change in operability. In the present embodiment, there is provided a power regeneration device for a work machine that does not cause a sudden change in operability even if the SOC value changes.

図７に示すコントローラ９は、補正信号演算部１２０と、第１流量演算部１１２及び第２流量演算部１１１（流量演算手段）と、乗算器１１３と、減算器１１４と、加算器１１５と、モータ指令値演算部１０３と、電磁比例弁出力値演算部１０４とを備えている。 7 includes a correction signal calculation unit 120, a first flow rate calculation unit 112 and a second flow rate calculation unit 111 (flow rate calculation means), a multiplier 113, a subtractor 114, an adder 115, A motor command value calculation unit 103 and an electromagnetic proportional valve output value calculation unit 104 are provided.

第１流量演算部１１２は、図３に示すメータリング線図の制御弁管路流量特性が予め設定されていて、ブーム下げ操作時における操作装置４の操作量を入力して、制御弁管路３４側に流れる戻り油の流量Ｑ１’を演算し、加算器１１５へ出力する。第２流量演算部１１１は、図３に示すメータリング線図の回生管路流量特性が予め設定されていて、ブーム下げ操作時における操作装置４の操作量に基づく回生管路３３側に流れる戻り油の流量Ｑ２’を演算し、乗算器１１３と減算器１１４へ出力する。 The first flow rate calculation unit 112 has the control valve line flow rate characteristic of the metering diagram shown in FIG. 3 set in advance, and inputs the operation amount of the operating device 4 during the boom lowering operation, and the control valve line The flow rate Q1 ′ of the return oil flowing to the 34 side is calculated and output to the adder 115. The second flow rate calculation unit 111 is set in advance so that the regenerative pipeline flow rate characteristic of the metering diagram shown in FIG. 3 is set, and returns to the regenerative pipeline 33 side based on the operation amount of the operating device 4 during the boom lowering operation. The oil flow Q2 ′ is calculated and output to the multiplier 113 and the subtractor 114.

補正信号演算部１２０は、図７に示すように、電圧検出センサ１７で検出される蓄電装置１５であるキャパシタの電圧値からＳＯＣを検出し、その検出したＳＯＣに応じて予め設定された補正信号を演算し、乗算器１１３へ出力する。この補正信号により第２流量演算部１１１の流量出力Ｑ２’が補正される。補正信号演算部１２０の出力の最大値は１であり、ＳＯＣが低い状態では、１の信号を出力し続け、乗算器１１３で第２流量演算部１１１の流量値Ｑ２’に乗算される。つまりＳＯＣが低い状態では、第２流量演算部１１１の出力信号Ｑ２’は、そのまま、モータ指令値演算部１０３の入力値Ｑ２となる。 As shown in FIG. 7, correction signal calculation unit 120 detects the SOC from the voltage value of the capacitor that is power storage device 15 detected by voltage detection sensor 17, and a correction signal that is set in advance according to the detected SOC. Is output to the multiplier 113. The flow rate output Q2 'of the second flow rate calculation unit 111 is corrected by this correction signal. The maximum value of the output of the correction signal calculation unit 120 is 1. When the SOC is low, the signal 1 is continuously output and is multiplied by the flow rate value Q2 'of the second flow rate calculation unit 111 by the multiplier 113. That is, in a state where the SOC is low, the output signal Q <b> 2 ′ of the second flow rate calculator 111 becomes the input value Q <b> 2 of the motor command value calculator 103 as it is.

一方、ＳＯＣ信号が増加して所定の値以上になると、補正信号演算部１２０の出力は０を下限値として、１より小さい値を出力する。これにより、第２流量演算部１１１の出力信号Ｑ２’は乗算器１１３の出力において、無段階に減少補正されるので、回生流量を抑えることができる。 On the other hand, when the SOC signal increases to a predetermined value or more, the output of the correction signal calculation unit 120 outputs a value smaller than 1 with 0 as the lower limit value. As a result, the output signal Q2 'of the second flow rate calculation unit 111 is corrected to decrease steplessly at the output of the multiplier 113, so that the regenerative flow rate can be suppressed.

減算器１１４と加算器１１５とは、回生流量を減少させた分、制御弁流量を増やす演算を行うものである。減算器１１４は、乗算器１１３の出力と第２流量演算部１１１の出力とを入力し、出力信号を加算器１１５へ入力している。減算器１１４は、第２流量演算部１１１の補正前と補正後の流量差を演算するものであり、加算器１１５は、減算器１１４で演算された流量差を第１流量演算部１１２の出力に加算し、制御弁側流量を増やす演算を行う。これにより、第２流量演算部１１１と第１流量演算部１１２の出力の合計は変わらないため、所望するブームシリンダ３ａのボトム流量を確保することができる。 The subtractor 114 and the adder 115 perform calculations for increasing the control valve flow rate by the amount of decrease in the regenerative flow rate. The subtractor 114 inputs the output of the multiplier 113 and the output of the second flow rate calculation unit 111 and inputs the output signal to the adder 115. The subtractor 114 calculates the flow rate difference before and after correction by the second flow rate calculation unit 111, and the adder 115 outputs the flow rate difference calculated by the subtractor 114 to the output of the first flow rate calculation unit 112. To increase the flow rate on the control valve side. Thereby, since the sum total of the output of the 2nd flow volume calculating part 111 and the 1st flow volume calculating part 112 does not change, the bottom flow volume of the boom cylinder 3a desired can be ensured.

加算器１１５は算出した制御弁管路流量Ｑ１を電磁比例弁出力値演算部１０４に出力し、乗算器１１３は算出した回生管路流量Ｑ２をモータ指令値演算部１０３に出力する。 The adder 115 outputs the calculated control valve pipe flow rate Q1 to the electromagnetic proportional valve output value calculation unit 104, and the multiplier 113 outputs the calculated regenerative pipe flow rate Q2 to the motor command value calculation unit 103.

次に、本実施の形態におけるブーム下げ操作がなされたときの各部動作について説明する。
ブーム１ａの下げ操作が行われると、操作装置４のパイロット弁５のパイロット圧Ｐｂが、圧力センサ１６により検出され、コントローラ９に入力されている。このパイロット圧Ｐｂは、操作装置４のレバー操作量として第１流量演算部１１２及び第２流量演算部１１１に入力され、レバー操作量に応じた流量信号が第１流量演算部１１２及び第２流量演算部１１１から出力される。 Next, each part operation | movement when boom lowering operation in this Embodiment is made is demonstrated.
When the lowering operation of the boom 1 a is performed, the pilot pressure Pb of the pilot valve 5 of the operating device 4 is detected by the pressure sensor 16 and input to the controller 9. The pilot pressure Pb is input to the first flow rate calculation unit 112 and the second flow rate calculation unit 111 as a lever operation amount of the operating device 4, and a flow rate signal corresponding to the lever operation amount is output to the first flow rate calculation unit 112 and the second flow rate. Output from the calculation unit 111.

一方、ＳＯＣ信号は、補正信号演算部１２０に入力され、ＳＯＣの状態により補正信号演算部１２０から回生側流量である第２流量演算部１１１の流量値Ｑ２’を補正する信号が出力されている。補正信号演算部１２０の出力信号は、ＳＯＣの状態に応じて連続的に変化するため、第２流量演算部１１１の出力補正値Ｑ２も連続的に変化する。 On the other hand, the SOC signal is input to the correction signal calculation unit 120, and a signal for correcting the flow rate value Q2 ′ of the second flow rate calculation unit 111 that is the regeneration side flow rate is output from the correction signal calculation unit 120 according to the state of the SOC. . Since the output signal of the correction signal calculation unit 120 changes continuously according to the state of the SOC, the output correction value Q2 of the second flow rate calculation unit 111 also changes continuously.

減算器１１４及び加算器１１５では、回生側流量の減少分が制御弁側流量に加算される。これにより、第２流量演算部１１１と第１流量演算部１１２の出力の合計は変化しないため、所望するブームシリンダ３ａのボトム流量を確保することができる。 In the subtractor 114 and the adder 115, the decrease in the regeneration side flow rate is added to the control valve side flow rate. Thereby, since the sum total of the output of the 2nd flow volume calculating part 111 and the 1st flow volume calculating part 112 does not change, the desired bottom flow volume of the boom cylinder 3a is securable.

第２流量演算部１１１と第１流量演算部１１２の出力値は、上述したように補正され、制御弁管路流量Ｑ１と回生管路流量Ｑ２とが生成される。それぞれの目標流量が入力される電磁比例弁出力値演算部１０４、モータ指令値演算部１０３で、電磁比例弁８及びインバータ１３への制御指令が演算され出力される。 The output values of the second flow rate calculation unit 111 and the first flow rate calculation unit 112 are corrected as described above, and the control valve pipe flow rate Q1 and the regenerative pipe flow rate Q2 are generated. Control commands to the electromagnetic proportional valve 8 and the inverter 13 are calculated and output by the electromagnetic proportional valve output value calculation unit 104 and the motor command value calculation unit 103 to which the respective target flow rates are input.

上述した本発明の作業機械の動力回生装置の他の実施の形態によれば、蓄電装置１５の容量を増加させることなく、蓄電装置１５の過充電を防止することができる。この結果、生産性の向上が図れる。 According to the other embodiment of the power regeneration device for a working machine of the present invention described above, overcharging of the power storage device 15 can be prevented without increasing the capacity of the power storage device 15. As a result, productivity can be improved.

また、上述した本発明の作業機械の動力回生装置の他の実施の形態によれば、ＳＯＣの状態に応じて回生側流量を連続的に変化させることが可能であるため、操作性の急変を防ぎ、オペレータの望む良好な動作を確保することができる。 Further, according to another embodiment of the power regeneration device for a work machine of the present invention described above, since the regeneration-side flow rate can be continuously changed according to the state of the SOC, a sudden change in operability is caused. It is possible to prevent and ensure a good operation desired by the operator.

次に、本発明の作業機械の動力回生装置の更に他の実施の形態について図８を用いて説明する。図８は本発明の作業機械の動力回生装置の更に他の実施の形態におけるコントローラの処理内容を示すフローチャート図である。なお、図８において、図１乃至図７に示す符号と同符号のものは同一部分又は相当する部分であるので、その部分の説明を省略する。
まず、スタートの状態としては、例えば、オペレータが図示しない油圧ショベルのキーをＯＮにした状態とする。 Next, still another embodiment of the power regeneration device for a work machine according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a flowchart showing the processing contents of the controller in still another embodiment of the power regeneration device for a work machine according to the present invention. In FIG. 8, the same reference numerals as those shown in FIGS. 1 to 7 are the same or corresponding parts, and the description thereof is omitted.
First, as a start state, for example, the operator turns on a key of a hydraulic excavator (not shown).

ステップ（Ｓ１０１）では、ブーム下げレバー操作の有無を判断する。具体的には、圧力センサ１６から入力されるパイロット圧Ｐｂの信号の有無で判断する。ブーム下げレバー操作なしと判断されれば、ステップ（Ｓ１０２）へ進み、ＹＥＳと判断された場合には、ステップ（Ｓ１０５）へ進む。 In step (S101), it is determined whether or not the boom lowering lever is operated. Specifically, the determination is made based on the presence or absence of a signal of the pilot pressure Pb input from the pressure sensor 16. If it is determined that there is no boom lowering lever operation, the process proceeds to step (S102), and if it is determined YES, the process proceeds to step (S105).

ステップ（Ｓ１０２）では、ＳＯＣの値が設定されている値を超えているかどうかを判断する。具体的には、電圧検出器１７から入力される蓄電装置１５の電圧値と予め設定された値との大小で判断する。ＳＯＣの値が設定されている値を超えていない場合にはＮＯと判断されてステップ（Ｓ１０３）へ進み、同様に超えている場合にはＹＥＳと判断されてステップ（Ｓ１０４）へ進む。 In step (S102), it is determined whether or not the SOC value exceeds a set value. Specifically, the determination is based on the magnitude of the voltage value of power storage device 15 input from voltage detector 17 and a preset value. If the SOC value does not exceed the set value, NO is determined and the process proceeds to step (S103). If the SOC value is also exceeded, YES is determined and the process proceeds to step (S104).

ステップ（Ｓ１０３）では、予め定められた回生管路流量と制御弁管路流量との設定を変えずに配分パターンが保持される。この配分パターンは、例えば、図６Ｂの配分パターンａの場合であり、回生側流量をなるべく増加させることを示している。 In step (S103), the distribution pattern is maintained without changing the settings of the predetermined regenerative pipe flow rate and the control valve pipe flow rate. This distribution pattern is, for example, the case of the distribution pattern a in FIG. 6B and indicates that the regeneration side flow rate is increased as much as possible.

ステップ（Ｓ１０４）では、予め定められた回生管路流量と制御弁管路流量との配分が変更される。具体的には、回生管路流量を減少させ、制御弁管路流量を増加させるように設定し、配分パターンを保持する。この配分パターンは、例えば、図６Ｂの配分パターンｂ，ｃ，ｄの場合であり、ＳＯＣが基準値を上回った場合、回生管路流量を減らすので、回生電力による蓄電装置１５の過充電を防ぐことができる。 In step (S104), the distribution between the predetermined regenerative pipe flow rate and the control valve pipe flow rate is changed. Specifically, it is set to decrease the regenerative pipeline flow rate and increase the control valve pipeline flow rate, and retain the distribution pattern. This distribution pattern is, for example, the case of the distribution patterns b, c, and d in FIG. 6B. When the SOC exceeds the reference value, the regenerative line flow rate is reduced, so that overcharging of the power storage device 15 due to regenerative power is prevented. be able to.

ステップ（Ｓ１０５）では、ステップ（Ｓ１０１）でブーム下げレバー操作があった場合であり、この場合、ステップ（Ｓ１０３）またはステップ（Ｓ１０４）で設定された配分パターンを保持する。 In step (S105), the boom lowering lever is operated in step (S101). In this case, the distribution pattern set in step (S103) or step (S104) is held.

なお、ステップ（Ｓ１０３）とステップ（Ｓ１０４）からは、ステップ（Ｓ１０１）に戻り、各ステップが繰り返される。 In addition, from step (S103) and step (S104), it returns to step (S101) and each step is repeated.

上述した本発明の作業機械の動力回生装置の更に他の実施の形態によれば、蓄電装置１５の容量を増加させることなく、蓄電装置１５の過充電を防止することができる。 According to still another embodiment of the power regeneration device for a work machine of the present invention described above, overcharging of the power storage device 15 can be prevented without increasing the capacity of the power storage device 15.

また、上述した本発明の作業機械の動力回生装置の更に他の実施の形態によれば、レバー操作信号が入力されている間、すなわちブーム下げ動作中には流量の配分を変えないため、操作性の急変を防ぎ、オペレータの望む良好な動作を確保することができる。 According to still another embodiment of the power regeneration device for a work machine of the present invention described above, the flow rate distribution is not changed while the lever operation signal is input, that is, during the boom lowering operation. Therefore, it is possible to prevent a sudden change in characteristics and to secure a good operation desired by the operator.

なお、上述した本発明の実施の形態においては、コントローラ９において４つの配分パターンを有する特性選択演算部１００を例に説明したが、これに限るものではない。配分パターンをさらに増加させることも可能である。 In the above-described embodiment of the present invention, the characteristic selection calculation unit 100 having four distribution patterns in the controller 9 has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. It is also possible to further increase the distribution pattern.

１油圧ショベル
１ａブーム
２制御弁
２ａパイロット受圧部
２ｂパイロット受圧部
３ａブームシリンダ
４操作装置
５Ａコントロールバルブ
６油圧ポンプ
６Ａタンク
７パイロット油ポンプ
８電磁比例弁
９コントローラ
１０パイロットチェック弁
１１油圧モータ
１２発電機
１３インバータ
１４チョッパ
１５蓄電装置（キャパシタ）
１６圧力センサ
１７電圧検出器
２０ａパイロット油路
２０ｂパイロット油路
２０ｃパイロット油路
３０油路
３１油路
３２分岐部
３３回生管路
３４制御弁管路
５０エンジン
１００特性選択演算部
１０１第２流量演算部
１０２第１流量演算部
１０３モータ指令値演算部
１０４電磁比例弁出力値演算部
１１１第２流量演算部
１１２第１流量演算部
１２０補正信号演算部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hydraulic excavator 1a Boom 2 Control valve 2a Pilot pressure receiving part 2b Pilot pressure receiving part 3a Boom cylinder 4 Operating device 5A Control valve 6 Hydraulic pump 6A Tank 7 Pilot oil pump 8 Electromagnetic proportional valve 9 Controller 10 Pilot check valve 11 Hydraulic motor 12 Generator 13 Inverter 14 Chopper 15 Power storage device (capacitor)
16 Pressure sensor 17 Voltage detector 20a Pilot oil passage 20b Pilot oil passage 20c Pilot oil passage 30 Oil passage 31 Oil passage 32 Branching portion 33 Regenerative conduit 34 Control valve conduit 50 Engine 100 Characteristic selection computation portion 101 Second flow rate computation portion 102 First flow rate calculation unit 103 Motor command value calculation unit 104 Electromagnetic proportional valve output value calculation unit 111 Second flow rate calculation unit 112 First flow rate calculation unit 120 Correction signal calculation unit

Claims

In a power regeneration device for a work machine, comprising: an engine; a hydraulic pump driven by the engine; a control valve that switches and supplies pressure oil from the hydraulic pump to a hydraulic cylinder; and an operating device that controls the control valve.
An oil passage for returning oil back to the tank to shrink when connected to said bottom side hydraulic chamber of the hydraulic cylinder the hydraulic cylinder flows,
A branch portion provided in the oil passage and diverting the oil passage into a plurality of oil passages;
A regenerative conduit for connecting the return oil to the tank via a hydraulic motor connected to the branch and connected to a generator;
A control valve line that is connected to the branch and guides return oil to the tank via the control valve;
An operation amount detecting means for detecting an operation amount of the operation device;
A power storage device for storing electric power generated by the generator;
Charge amount detection means for detecting a charge amount of the power storage device;
According to the charge amount signal from the charge amount detection means, flow rate calculation means for calculating the flow rate of the return oil flowing through the regenerative pipeline side and the flow rate of the return oil flowing through the control valve pipeline side, and
First flow rate control means for controlling the flow rate of the control valve line based on the calculation result of the flow rate calculation means;
A power regeneration device for a work machine, comprising: a second flow rate control unit configured to control a flow rate of the regeneration pipe based on a calculation result of the flow rate calculation unit.

In a power regeneration device for a work machine, comprising: an engine; a hydraulic pump driven by the engine; a control valve that switches and supplies pressure oil from the hydraulic pump to a hydraulic cylinder; and an operating device that controls the control valve.
An oil passage for returning oil back to the tank to shrink when connected to said bottom side hydraulic chamber of the hydraulic cylinder the hydraulic cylinder flows,
A branch portion provided in the oil passage and diverting the oil passage into a plurality of oil passages;
A regenerative conduit for connecting the return oil to the tank via a hydraulic motor connected to the branch and connected to a generator;
A control valve line that is connected to the branch and guides return oil to the tank via the control valve;
An operation amount detecting means for detecting an operation amount of the operation device;
A power storage device for storing electric power generated by the generator;
Charge amount detection means for detecting a charge amount of the power storage device;
Wherein the hydraulic cylinder is more properties of the meter-out flow rate from the hydraulic cylinder with respect to the operation amount of the operating device when the shrink is stored, the charge amount signal from the charge amount detection means is input, the A characteristic selection means for outputting any one of a plurality of characteristics of the stored meter-out flow rate in response to a charge amount signal;
Based on the relationship between the manipulated variable output by the characteristic selecting means and the meter-out flow rate and the manipulated variable detected by the manipulated variable detecting means, the flow rate of return oil flowing through the regenerative pipeline and the control valve pipeline side Flow rate calculating means for calculating the flow rate of the return oil flowing through
First flow rate control means for controlling the flow rate of the control valve line based on the calculation result of the flow rate calculation means;
A power regeneration device for a work machine, comprising: a second flow rate control unit configured to control a flow rate of the regeneration pipe based on a calculation result of the flow rate calculation unit.

The power regeneration device for a work machine according to claim 1 or 2,
The flow rate calculation means fixes a distribution characteristic between the flow rate of the return oil flowing through the regenerative pipeline and the flow rate of the return oil flowing through the control valve pipeline while a lowering operation signal is detected in the operating device. A power regeneration device for a work machine, characterized in that

The power regeneration device for a work machine according to claim 1,
Said flow rate calculation means, the the hydraulic cylinder is meter-out flow characteristics stored from the hydraulic cylinder with respect to the operation amount of the operating device when the shrink operation amount signal from the operation amount detecting means A first flow rate calculation means for calculating the flow rate of return oil flowing through the control valve line from the characteristics of the meter-out flow rate that is input and stored in accordance with the manipulated variable signal;
Wherein the hydraulic cylinder is meter-out flow characteristics stored from the hydraulic cylinder with respect to the operation amount of the operating device when the shrink operation amount signal from the operation amount detecting means is inputted, said operation amount Second flow rate calculation means for calculating the flow rate of the return oil flowing through the regenerative pipe line from the stored meter-out flow rate characteristics in response to a signal;
A charge amount signal from the charge amount detection means is input, and a correction signal calculation means for calculating a correction characteristic according to the charge amount signal,
The power regeneration device for a work machine, wherein the output signal of the first flow rate calculation means and the output signal of the second flow rate calculation means are corrected by the correction signal from the correction signal calculation means.

The power regeneration device for a work machine according to claim 1,
In order to control the flow rate of the return oil flowing through the control valve pipe side, an electromagnetic proportional valve for controlling a pilot pressure to the control valve is provided.