JP2016223613A - Control system of hybrid construction machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハイブリッド建設機械の制御システムに関するものである。 The present invention relates to a control system for a hybrid construction 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建設機械が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a hybrid construction 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建設機械が開示されている。このハイブリッド建設機械では、ブームの下降速度を向上させるために、ブームを下降させる際、ブームシリンダのピストン側室から戻される作動油の一部をブームシリンダのロッド側室に導いている。 Patent Document 1 discloses a hybrid construction machine including a boom cylinder that rotates a boom up and down. In this hybrid construction machine, in order to improve the lowering speed of the boom, when lowering the boom, part of the hydraulic oil returned from the piston side chamber of the boom cylinder is guided to the rod side chamber of the boom cylinder.
しかしながら、特許文献1に記載されるハイブリッド建設機械では、ブームシリンダを滑らかに収縮させるために、ピストン側室とロッド側室とを連通する通路には、絞りが設けられる。この絞りによって、ピストン側室からロッド側室へ導かれる作動油の流量が制限されるため、結果として、ブームの下降速度は制限される。このように、特許文献1に記載されるハイブリッド建設機械では、オペレータが意図したブームの下降速度を実現できないおそれがある。 However, in the hybrid construction machine described in Patent Literature 1, in order to smoothly contract the boom cylinder, a throttle is provided in a passage communicating the piston side chamber and the rod side chamber. This restriction restricts the flow rate of the hydraulic oil guided from the piston side chamber to the rod side chamber, and as a result, the lowering speed of the boom is limited. As described above, the hybrid construction machine described in Patent Literature 1 may not be able to achieve the boom lowering speed intended by the operator.
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ハイブリッド建設機械に用いられる流体圧アクチュエータの作動速度を向上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 thereof is to improve the operating speed of a fluid pressure actuator used in a hybrid construction machine.
第1の発明は、流体圧アクチュエータの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と、回生モータに連結されるサブ流体圧ポンプと、サブ流体圧ポンプの吐出側と流体圧アクチュエータの反負荷側圧力室とを連通するアクチュエータアシスト通路と、サブ流体圧ポンプから反負荷側圧力室に供給される作動流体の流量を制御するアクチュエータアシスト制御弁と、を備えることを特徴とする。 The first invention is a regenerative motor that is rotated by a working fluid discharged from a load side pressure chamber of a fluid pressure actuator, a sub fluid pressure pump connected to the regeneration motor, a discharge side of the sub fluid pressure pump, and a fluid pressure actuator. And an actuator assist control valve for controlling the flow rate of the working fluid supplied from the sub-fluid pressure pump to the antiload side pressure chamber.
第1の発明では、流体圧アクチュエータが負荷側圧力室を圧縮する方向へ作動する際、負荷側圧力室から排出される作動流体によって回生モータが回転し、回生モータによってサブ流体圧ポンプが回転される。サブ流体圧ポンプから吐出される作動流体は、アクチュエータアシスト通路を通じて流体圧アクチュエータの反負荷側圧力室へ供給される。サブ流体圧ポンプから流体圧アクチュエータへ供給された作動流体の圧力は、流体圧アクチュエータの負荷側圧力室を圧縮する方向、すなわち、流体圧アクチュエータが作動する方向と同じ方向に作用する。 In the first invention, when the fluid pressure actuator operates in the direction of compressing the load side pressure chamber, the regenerative motor is rotated by the working fluid discharged from the load side pressure chamber, and the sub fluid pressure pump is rotated by the regenerative motor. The The working fluid discharged from the sub fluid pressure pump is supplied to the anti-load side pressure chamber of the fluid pressure actuator through the actuator assist passage. The pressure of the working fluid supplied from the sub fluid pressure pump to the fluid pressure actuator acts in the same direction as the direction in which the load pressure chamber of the fluid pressure actuator is compressed, that is, the direction in which the fluid pressure actuator operates.
第2の発明は、コントローラが、回生制御を行っている間に流体圧アクチュエータの作動速度を上昇する指令を受けた場合には、アクチュエータアシスト通路を通じて反負荷側圧力室に供給される作動流体が、ポンプアシスト通路を通じてメイン流体圧ポンプの吐出側に供給される作動流体よりも多くなるように、ポンプアシスト制御弁及びアクチュエータアシスト制御弁を制御することを特徴とする。 In the second invention, when the controller receives a command to increase the operating speed of the fluid pressure actuator during the regeneration control, the working fluid supplied to the anti-load side pressure chamber through the actuator assist passage is The pump assist control valve and the actuator assist control valve are controlled so as to be larger than the working fluid supplied to the discharge side of the main fluid pressure pump through the pump assist passage.
第2の発明では、流体圧アクチュエータの作動速度を上昇する指令を受けた場合には、アクチュエータアシスト通路を通じて反負荷側圧力室に供給される作動油は、ポンプアシスト通路を通じてメイン流体圧ポンプの吐出側に供給される作動油よりも多くなる。このように、流体圧アクチュエータの作動速度を上昇する指令を受けた場合には、流体圧アクチュエータの反負荷側圧力室に供給される作動油が多くなるように制御される。この結果、流体圧アクチュエータの作動速度を確実に向上させることができる。 In the second invention, when a command to increase the operating speed of the fluid pressure actuator is received, the hydraulic oil supplied to the anti-load side pressure chamber through the actuator assist passage is discharged from the main fluid pressure pump through the pump assist passage. More than the hydraulic oil supplied to the side. Thus, when a command to increase the operating speed of the fluid pressure actuator is received, control is performed so that the amount of hydraulic oil supplied to the anti-load side pressure chamber of the fluid pressure actuator increases. As a result, the operating speed of the fluid pressure actuator can be reliably improved.
第3の発明は、負荷側圧力室と反負荷側圧力室とを連通する再生通路と、再生通路に設けられ、回生制御が行われるときに開弁して負荷側圧力室から排出される作動流体の一部を反負荷側圧力室へと導く再生弁と、をさらに備え、アクチュエータアシスト通路を通じてサブ流体圧ポンプから供給される作動流体は、負荷側圧力室から再生弁を通じて導かれる作動流体とともに反負荷側圧力室に供給されることを特徴とする。 The third aspect of the invention is a regeneration passage that communicates the load side pressure chamber and the anti-load side pressure chamber, and an operation that is provided in the regeneration passage and is opened when the regeneration control is performed and discharged from the load side pressure chamber. A regenerative valve for guiding a part of the fluid to the anti-load side pressure chamber, and the working fluid supplied from the sub fluid pressure pump through the actuator assist passage together with the working fluid led from the load side pressure chamber through the regenerative valve It is supplied to the non-load side pressure chamber.
第3の発明では、再生弁を通じて導かれる作動流体とともに、アクチュエータアシスト通路を通じてサブ流体圧ポンプから供給される作動流体が、反負荷側圧力室に供給される。このため、流体圧アクチュエータの作動速度をオペレータが意図する速度まで向上させることができる。 In the third aspect of the invention, the working fluid supplied from the sub fluid pressure pump through the actuator assist passage is supplied to the anti-load side pressure chamber together with the working fluid guided through the regeneration valve. For this reason, the operating speed of the fluid pressure actuator can be improved to a speed intended by the operator.
第4の発明は、流体圧アクチュエータとは異なる第2流体圧アクチュエータと、サブ流体圧ポンプの吐出側と第2流体圧アクチュエータとを連通する第2アクチュエータアシスト通路と、第2アクチュエータアシスト通路に設けられ、サブ流体圧ポンプから第2流体圧アクチュエータに供給される作動流体の流量を制御する第2アクチュエータアシスト制御弁と、をさらに備えることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, a second fluid pressure actuator different from the fluid pressure actuator, a second actuator assist passage communicating the discharge side of the sub fluid pressure pump and the second fluid pressure actuator, and the second actuator assist passage are provided. And a second actuator assist control valve for controlling the flow rate of the working fluid supplied from the sub fluid pressure pump to the second fluid pressure actuator.
第4の発明では、流体圧アクチュエータとは異なる第2流体圧アクチュエータにもサブ流体圧ポンプの吐出側が連通される。このため、流体圧アクチュエータ以外の流体圧アクチュエータの作動速度も向上させることができる。 In the fourth invention, the discharge side of the sub fluid pressure pump is also communicated with a second fluid pressure actuator different from the fluid pressure actuator. For this reason, the operating speed of fluid pressure actuators other than the fluid pressure actuator can also be improved.
本発明では、ハイブリッド建設機械に用いられる流体圧アクチュエータの作動速度を向上させることができる。 In the present invention, the operating speed of the fluid pressure actuator used in the hybrid construction machine can be improved.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
以下、図1を参照して、本発明の実施形態に係るハイブリッド建設機械の制御システム100について説明する。以下の実施形態では、ハイブリッド建設機械が油圧ショベルである場合について説明する。油圧ショベルでは、作動流体として作動油が用いられる。
Hereinafter, a
図1に示すように、油圧ショベルは、メイン流体圧ポンプとしての第1,第2メインポンプ26,27を備える。第1,第2メインポンプ26,27は、斜板の傾転角を調整可能な可変容量型ポンプである。第1,第2メインポンプ26,27は、エンジン28によって駆動されて同軸回転する。
As shown in FIG. 1, the hydraulic excavator includes first and second
第1メインポンプ26から吐出される作動油は、上流側から順に、旋回モータ(図示省略)を制御する操作弁1と、アームシリンダ80を制御するアーム1速用の操作弁2と、ブームシリンダ30を制御するブーム2速用の操作弁3と、予備用アタッチメント(図示省略)を制御する操作弁4と、左走行用の第1走行用モータ(図示省略)を制御する操作弁5と、に供給される。これらの旋回モータ,アームシリンダ80,ブームシリンダ30,予備用アタッチメントに接続される油圧機器,及び第1走行用モータが、流体圧アクチュエータ(以下、単に「アクチュエータ」と称する。)に該当する。
The hydraulic oil discharged from the first
各操作弁1〜5は、第1メインポンプ26から各アクチュエータへ導かれる作動油の流量を制御して、各アクチュエータの動作を制御する。各操作弁1〜5は、油圧ショベルのオペレータが操作レバーを手動操作することに伴って供給されるパイロット圧によって操作される。
Each of the operation valves 1 to 5 controls the operation of each actuator by controlling the flow rate of the hydraulic oil guided from the first
各操作弁1〜5は、互いに並列な中立通路6とパラレル通路7とを通じて第1メインポンプ26に接続されている。中立通路6における操作弁5の下流側には、第1メインポンプ26を制御するために用いられるパイロット圧を生成するパイロット圧生成機構8が設けられる。パイロット圧生成機構8は、通過する作動油の流量が多ければ高いパイロット圧を生成し、通過する作動油の流量が少なければ低いパイロット圧を生成する。
Each operation valve 1 to 5 is connected to the first
中立通路6は、操作弁1〜5の全てが中立位置又は中立位置近傍にある場合には、第1メインポンプ26から吐出された作動油の全部又は大部分をタンクに導く。この場合、パイロット圧生成機構8を通過する流量が多くなるため、高いパイロット圧が生成される。
The neutral passage 6 guides all or most of the hydraulic oil discharged from the first
一方、操作弁1〜5がフルストロークに切り換えられると、中立通路6が閉ざされて作動油の流通がなくなる。この場合、パイロット圧生成機構8を通過する流量がほとんどなくなり、パイロット圧はゼロを保つことになる。ただし、操作弁1〜5の操作量によっては、第1メインポンプ26から吐出された作動油の一部がアクチュエータに導かれ、残りが中立通路6からタンクに導かれることになる。そのため、パイロット圧生成機構8は、中立通路6の作動油の流量に応じたパイロット圧を生成する。つまり、パイロット圧生成機構8は、操作弁1〜5の操作量に応じたパイロット圧を生成する。
On the other hand, when the operation valves 1 to 5 are switched to the full stroke, the neutral passage 6 is closed and the circulation of the hydraulic oil is lost. In this case, the flow rate passing through the pilot
パイロット圧生成機構8にはパイロット通路9が接続される。パイロット通路9には、パイロット圧生成機構8にて生成されたパイロット圧が導かれる。パイロット通路9は、第1メインポンプ26の吐出容量(斜板の傾転角)を制御するレギュレータ10に接続される。
A pilot passage 9 is connected to the pilot
レギュレータ10は、パイロット通路9のパイロット圧と比例(比例定数は負の数)して第1メインポンプ26の斜板の傾転角を制御する。これにより、レギュレータ10は、第1メインポンプ26の1回転当たりの押し除け量を制御する。したがって、操作弁1〜5がフルストロークに切り換えられて中立通路6の流れがなくなり、パイロット通路9のパイロット圧がゼロになれば、第1メインポンプ26の傾転角が最大になる。このとき、第1メインポンプ26の1回転当たりの押し除け量が最大になる。
The
パイロット通路9には、パイロット通路9の圧力を検出する第1圧力センサ11が設けられる。第1圧力センサ11によって検出された圧力は、後述するコントローラ50に出力される。
The pilot passage 9 is provided with a
第2メインポンプ27から吐出される作動油は、上流側から順に、右走行用の第2走行用モータ(図示省略)を制御する操作弁12と、バケットシリンダ(図示省略)を制御する操作弁13と、ブームシリンダ30を制御するブーム1速用の操作弁14と、アームシリンダ80を制御するアーム2速用の操作弁15と、に供給される。これらの第2走行用モータ,バケットシリンダ,ブームシリンダ30,及びアームシリンダ80が、流体圧アクチュエータ(以下、単に「アクチュエータ」と称する。)に該当する。
The hydraulic oil discharged from the second
各操作弁12〜15は、第2メインポンプ27から各アクチュエータへ導かれる作動油の流量を制御して、各アクチュエータの動作を制御する。各操作弁12〜15は、油圧ショベルのオペレータが操作レバーを手動操作することに伴って供給されるパイロット圧によって操作される。
Each of the
各操作弁12〜15は、中立通路16を通じて第2メインポンプ27に接続されている。また、操作弁13及び操作弁14は、中立通路16と並列なパラレル通路17を通じて第2メインポンプ27に接続されている。中立通路16における操作弁15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生成機構18が設けられる。パイロット圧生成機構18は、第1メインポンプ26側のパイロット圧生成機構8と同じ機能を有するものである。
The
パイロット圧生成機構18にはパイロット通路19が接続される。パイロット通路19には、パイロット圧生成機構18にて生成されたパイロット圧が導かれる。パイロット通路19は、第2メインポンプ27の吐出容量(斜板の傾転角)を制御するレギュレータ20に接続される。
A
レギュレータ20は、パイロット通路19のパイロット圧と比例(比例定数は負の数)して第2メインポンプ27の斜板の傾転角を制御する。これにより、レギュレータ20は、第2メインポンプ27の1回転当たりの押し除け量を制御する。したがって、操作弁12〜15がフルストロークに切り換えられて中立通路16の流れがなくなり、パイロット通路19のパイロット圧がゼロになれば、第2メインポンプ27の傾転角が最大になる。このとき、第2メインポンプ27の1回転当たりの押し除け量が最大になる。
The
パイロット通路19には、パイロット通路19の圧力を検出する第2圧力センサ21が設けられる。第2圧力センサ21によって検出された圧力は、後述するコントローラ50に出力される。
The
中立通路6,16における第1,第2メインポンプ26,27の下流には、予め設定された所定のメインリリーフ圧を超えたときに作動油をリリーフする第1メインリリーフ弁62と、第1メインリリーフ弁62と比較してリリーフ圧が低く設定される第2メインリリーフ弁63と、中立通路6,16を第2メインリリーフ弁63に接続可能な切換弁64と、が設けられる。所定のメインリリーフ圧は、各アクチュエータの最低作動圧を充分に確保できる程度に高く設定される。
Downstream of the first and second
第1メインリリーフ弁62は、常に中立通路6,16と連通する。第2メインリリーフ弁63は、切換弁64が開状態に切り換えられた場合に中立通路6,16と連通する。これにより、切換弁64が開状態に切り換えられると、閉状態の場合と比較して、中立通路6,16のリリーフ圧が低くなる。
The first
中立通路16から分岐した分配通路60には、直進走行を行うときに切り換えられる切換弁61が設けられる。直進走行を行うために、第1走行用モータと第2走行用モータとが同じ方向に回転するように操作弁5及び操作弁12が切り換えられると、パイロットポンプ29からパイロット圧が供給されるパイロット通路65の圧力が上昇する。それと同時に、操作弁1〜4,13〜15の少なくとも一つがアクチュエータを動作させるように切り換えられると、パイロットポンプ29からパイロット圧が供給されるパイロット通路66の圧力が上昇する。これにより、切換弁61は、パイロット圧によって開状態に切り換えられ、切換弁64は、パイロット圧によって閉状態に切り換えられる。
The
切換弁61が開状態に切り換えられると、第2メインポンプ27から吐出された作動油が、操作弁5及び操作弁12を介して第1走行用モータ及び第2走行用モータに同じ流量ずつ供給される。これにより、油圧ショベルでは、オペレータが直進走行させようとしたときに他のアクチュエータが作動しても、その影響を受けず、第1走行用モータと第2走行用モータとが同じ速度で回転する。よって、油圧ショベルは直進走行が可能である。
When the switching
エンジン28には、エンジン28の余力を利用して発電する発電機22が設けられる。発電機22で発電された電力は、バッテリチャージャー23を介してバッテリ24に充電される。バッテリチャージャー23は、通常の家庭用の電源25に接続した場合にも、バッテリ24に電力を充電できる。
The
次に、エネルギを有する作動油が収縮時に排出されるブームシリンダ30について説明する。
Next, the
ブームシリンダ30は、ピストン側室(負荷側圧力室)30aとロッド側室(反負荷側圧力室)30b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30は、ピストン側室30a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30a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。
The
ブームシリンダ30の動作を制御する操作弁14は、3位置の切換弁である。操作弁14は、第1給排通路31を通じてブームシリンダ30のピストン側室30aに接続され、第2給排通路32を通じてブームシリンダ30のロッド側室30bに接続される。
The
操作弁14は、油圧ショベルのオペレータが操作レバー57を手動操作することに伴ってパイロットポンプ29からパイロット弁58を通じてパイロット室14b,14cに供給されるパイロット圧によって操作される。ブーム2速用の操作弁3は、オペレータによる操作レバー57の操作量が所定量より大きい場合に、操作弁14に連動して切り換わる。
The
パイロット室14bにパイロット圧が供給された場合には、操作弁14は伸長位置14dに切り換わる。操作弁14が伸長位置14dに切り換わると、第2メインポンプ27から吐出された作動油が第1給排通路31を通じてブームシリンダ30のピストン側室30aに供給されると共に、ロッド側室30bからの戻り作動油が第2給排通路32を通じてタンクに排出される。よって、ブームシリンダ30は伸長し、ブームは上昇する。
When the pilot pressure is supplied to the
一方、パイロット室14cにパイロット圧が供給された場合には、操作弁14は収縮位置14eに切り換わる。操作弁14が収縮位置14eに切り換わると、第2メインポンプ27から吐出された作動油が第2給排通路32を通じてブームシリンダ30のロッド側室30bに供給されると共に、ピストン側室30aからの戻り作動油が第1給排通路31を通じてタンクに排出される。よって、ブームシリンダ30は収縮し、ブームは下降する。
On the other hand, when the pilot pressure is supplied to the
また、各パイロット室14b,14cに共にパイロット圧が供給されない場合には、操作弁14は中立位置14fに切り換わる。操作弁14が中立位置14fに切り換わると、ブームシリンダ30に対する作動油の給排が遮断され、ブームは停止した状態に維持される。
When the pilot pressure is not supplied to the
操作弁14を中立位置14fに切り換えてブームの動きを止めた場合、バケット,アーム,及びブーム等の自重によって、ブームシリンダ30には収縮する方向の力が作用する。このように、ブームシリンダ30では、操作弁14が中立位置14fの場合にはピストン側室30aによって負荷が保持される。よって、ブームシリンダ30のピストン側室30aは負荷側圧力室に該当する。
When the
ハイブリッド建設機械の制御システム100は、ブームシリンダ30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45をさらに備える。以下では、その回生ユニット45について説明する。
The
回生ユニット45は、ブームシリンダ30のピストン側室30a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46と、回生モータ46に連結される発電機兼用の回転電機としての電動モータ48と、電動モータ48が発電した電力を直流に変換するインバータ49と、電動モータ48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24と、を有する。
The
回生ユニット45による回生制御は、コントローラ50によって実行される。コントローラ50は、回生制御を実行するCPU(中央演算処理装置)と、CPUの処理動作に必要な制御プログラムや設定値等が記憶されたROM(リードオンリメモリ)と、各種センサによって検出された情報を一時的に記憶するRAM(ランダムアクセスメモリ)と、を備える。
The regeneration control by the
回生モータ46は、傾転角が調整可能な可変容量型モータであり、電動モータ48と同軸回転するように連結されている。回生モータ46は、電動モータ48を駆動可能である。電動モータ48が発電機として機能した場合には、電動モータ48で発電された電力はインバータ49を介してバッテリ24に充電される。回生モータ46と電動モータ48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
回生モータ46には、第1給排通路31に接続される回生通路52を通じて、ピストン側室30aから排出される作動油が導かれる。第1給排通路31と回生通路52との合流部には、ピストン側室30aから排出される作動油の排出先を切り換える回生制御弁53が設けられる。
The hydraulic oil discharged from the
回生制御弁53は、パイロット圧油の圧力によってスプールの位置が制御されるスプール弁であり、スプールの一方に臨むパイロット室53aと、スプールの他方に付勢力を付与するスプリング53bと、を有する。
The
回生制御弁53は、パイロット室53aにパイロット圧が供給されない状態では、スプリング53bのばね力によって無回生位置53cに維持される(図1に示す状態)。パイロット室53aにパイロット圧が供給されると、回生制御弁53は、半回生位置53dに切り換えられ、さらにパイロット圧が上昇すると全回生位置53eに切り換えられる。
The
無回生位置53cでは、第1給排通路31は連通状態になる一方、第1給排通路31と回生通路52との連通は遮断されるため、回生モータ46に作動油が流入することはない。このため、ブームシリンダ30を伸張させるときのように、第1給排通路31を通じてピストン側室30aに作動油を供給する場合には、無回生位置53cとされる。また、回生ユニット45が故障したときやバッテリ24が満充電となったときのように、回生モータ46でのエネルギの回収が停止される場合などにも、無回生位置53cとされる。
At the
半回生位置53dでは、第1給排通路31は絞りによって流路が絞られた状態になるとともに、第1給排通路31と回生通路52とは絞りを通じて連通した状態となる。このため、ピストン側室30aから排出される作動油の一部は、回生通路52を通じて回生モータ46に導かれ、残りの作動油は操作弁14を通じてタンクへ排出される。オペレータによる操作レバー57の操作量が小さく、ピストン側室30aから排出される作動油の流量が少ない場合やバッテリ24の充電状態により回生モータ46でのエネルギの回収が制限される場合などには、半回生位置53dとされる。
At the
全回生位置53eでは、第1給排通路31は遮断され、回生通路52はピストン側室30aと連通した状態となる。このため、ピストン側室30aから排出される作動油は、操作弁14を通じてタンクへ排出されることなく、全量が回生モータ46へと導かれる。バッテリ24の充電量が少ないときなど、回生モータ46において多くのエネルギを回収することが可能な場合には、全回生位置53eとされる。
At the
なお、回生制御弁53は、上記の3つのポジションを択一的に選択する構成に限定されず、パイロット室53aのパイロット圧に応じてポジションが連続的に変化し、回生モータ46に導かれる作動油と操作弁14を通じてタンクへ排出される作動油との比率を徐々に変更することが可能な構成であってもよい。
The
回生通路52には、ピストン側室30aから回生モータ46に排出される作動油の流れを許容し、逆方向の流れを阻止するチェック弁55が設けられる。
The
また、回生通路52には、一端がタンク内に配置される吸上通路51が接続される。回生通路52を通じて回生モータ46へ供給される作動油の流量が少なくなった場合には、吸上通路51を通じてタンク内の作動油が回生通路52に吸い上げられ、回生モータ46へ供給される。吸上通路51には、タンクから回生通路52への作動油の流れのみを許容するチェック弁51aが設けられる。
In addition, a suction passage 51 having one end disposed in the tank is connected to the
ピストン側室30aと回生制御弁53との間の第1給排通路31は、再生弁としての再生流量制御弁33が設けられる再生通路31aを介して第2給排通路32に接続される。
The first supply /
再生流量制御弁33は、回生制御弁53を切り換えるパイロット圧油と同じパイロット圧油によって切り換えられるスプール弁であり、スプールの一端に臨むパイロット室33aと、スプールの他端に付勢力を付与するスプリング33bと、を有する。
The regeneration flow
再生流量制御弁33は、パイロット室33aにパイロット圧が供給されていないときには、ノーマル位置33cに切り換わり、再生通路31aを遮断する。一方、パイロット室33aにパイロット圧が供給されると、再生流量制御弁33は切換位置33dに切り換わり、パイロット圧に応じて絞りの開度が変化する状態となる。この状態では、絞りによって再生通路31aを流れる作動油の流量が制御される。
When the pilot pressure is not supplied to the
再生流量制御弁33は、ブームを下降させる際、すなわち、ピストン側室30aが圧縮される際に、パイロット室33aにパイロット圧が供給されると、切換位置33dとなる。切換位置33dでは、ピストン側室30aからタンクに排出される作動油の一部が再生流量としてロッド側室30bに導かれる。このように、圧縮され高圧となった作動油の一部がピストン側室30aからロッド側室30bに導かれると、ロッド側室30bに導かれた作動油の圧力は、ブームシリンダ30を収縮させる方向に作用するため、ブームシリンダ30の収縮速度を向上させることができる。
When the boom is lowered, that is, when the
再生流量制御弁33のスプリング33bのばね力は、回生制御弁53のスプリング53bのばね力より大きく設定されているため、再生流量制御弁33が再生通路31aを連通させるタイミングは、回生制御弁53が半回生位置53dに切り換えられるタイミングよりも遅くなる。
Since the spring force of the
再生通路31aには、ピストン側室30aから第2給排通路32への作動油の流れを許容し、逆方向の流れを阻止するチェック弁34が設けられる。
The
回生制御弁53のパイロット室53aと再生流量制御弁33のパイロット室33aとは、比例電磁弁54を通じて、パイロットポンプ29と接続される。比例電磁弁54は、供給される励磁電流に応じて開度が変化するため、各パイロット室53a,33aに供給されるパイロット圧は、コントローラ50から比例電磁弁54に供給される励磁電流に応じて変化する。つまり、回生制御弁53と再生流量制御弁33との状態は、コントローラ50から比例電磁弁54に供給される励磁電流の大きさを変更することによって制御することができる。コントローラ50から比例電磁弁54に供給される励磁電流の大きさは、操作弁14の変位方向とその変位量に応じて決定される。具体的には、ブームシリンダ30を収縮させる方向に操作弁14が変位し、その変位量が大きいほど各パイロット室53a,33aに供給されるパイロット圧が大きくなるように励磁電流の大きさは設定される。
The
操作弁14の変位方向とその変位量は、操作弁14に設けられるセンサ14aによって検出される。センサ14aにて検出された変位量はコントローラ50に出力される。操作弁14の変位方向とその変位量を検出することは、ブームシリンダ30の伸縮方向とその伸縮速度を検出することと等価である。したがって、センサ14aは、ブームシリンダ30の動作状態を検出する動作状態検出器として機能する。センサ14aは、パイロット室14b,14cの圧力を検出する圧力センサであってもよい。
The displacement direction and the displacement amount of the
なお、センサ14aに代えて、ピストンロッドの移動方向とその移動量を検出するセンサを動作状態検出器としてブームシリンダ30に設けてもよい。また、操作レバー57の操作方向とその操作量を検出するセンサを動作状態検出器として操作レバー57に設けてもよい。
Instead of the
コントローラ50は、センサ14aの検出結果に基づいて、オペレータがブームシリンダ30を伸長させようとしているのか、又は収縮させようとしているのかを判定する。コントローラ50は、ブームシリンダ30が伸長動作状態にあると判定すると、比例電磁弁54への励磁電流の供給を停止し、比例電磁弁54を通じて各パイロット室53a,33a内のパイロット圧油をタンクへ排出する。このため、回生制御弁53は、スプリング53bのばね力によって無回生位置53cとなって、ピストン側室30aと回生通路52との連通を遮断し、再生流量制御弁33は、スプリング33bのばね力によってノーマル位置33cとなり、第1給排通路31と第2給排通路32との連通を遮断する。
The
一方、コントローラ50は、ブームシリンダ30が収縮動作状態にあると判定すると、比例電磁弁54へ励磁電流を供給し、比例電磁弁54を通じて各パイロット室53a,33aへパイロット圧油を供給する。供給されるパイロット圧油の圧力に応じて、回生制御弁53は、半回生位置53dまたは全回生位置53eとなって、ピストン側室30aと回生通路52とを連通させる。これにより、ブームシリンダ30のピストン側室30aから排出される作動油の一部又は全部が回生モータ46に導かれ、ブーム回生が行われる。また、再生流量制御弁33は、切換位置33dとなり、絞りを通じて第1給排通路31と第2給排通路32とを連通させる。
On the other hand, when the
ハイブリッド建設機械の制御システム100は、第1,第2メインポンプ26,27の出力をアシストするサブ流体圧ポンプとしてのアシストポンプ47をさらに備える。以下では、アシストポンプ47について説明する。
The hybrid construction
アシストポンプ47は、傾転角が調整可能な可変容量型ポンプであり、回生モータ46と同軸回転するように連結されている。アシストポンプ47は、回生モータ46と電動モータ48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り、傾転角に応じた作動油を吐出する。例えば、回生モータ46の駆動力が大きければ、回生モータ46が電動モータ48を駆動して発電を行う場合にも、アシストポンプ47から作動油を吐出することが可能である。電動モータ48の回転数は、インバータ49を通じてコントローラ50によって制御される。アシストポンプ47及び回生モータ46の斜板の傾転角は、レギュレータ35,36を介してコントローラ50によって制御される。
The
アシストポンプ47には、吐出通路37が接続される。吐出通路37は、アシストポンプ47から吐出される作動油を第1,第2メインポンプ26,27の吐出側の中立通路6,16に導くポンプアシスト通路38と、アシストポンプ47から吐出される作動油を各アクチュエータに導くアクチュエータアシスト通路71と、に分岐して形成される。
A
ポンプアシスト通路38は、第1メインポンプ26の吐出側に合流する第1ポンプアシスト通路38aと、第2メインポンプ27の吐出側に合流する第2ポンプアシスト通路38bと、に分岐して形成される。第1,第2ポンプアシスト通路38a,38bのそれぞれには、第1,第2ポンプアシスト制御弁40,41が設けられる。第1,第2ポンプアシスト制御弁40,41は、コントローラ50からの出力信号によって開度が制御される電磁比例絞り弁である。また、第1,第2ポンプアシスト通路38a,38bのそれぞれには、アシストポンプ47から第1,第2メインポンプ26,27への作動油の流れのみを許容するチェック弁42,43が設けられる。
The
一方、アクチュエータアシスト通路71は、ブームシリンダ30のロッド側室30bに接続されるブームアシスト通路71aと、アームシリンダ80のピストン側室80aに接続されるアームアシスト通路71bと、に分岐して形成される。なお、アームシリンダ80は、ブームシリンダ30と同様の構成を有しており、ピストン側室80aとロッド側室80bとを内部に画成するピストンと、ピストンとアームとを連結するピストンロッドと、を有する。
On the other hand, the actuator assist
ブームアシスト通路71aには、アクチュエータアシスト制御弁としてのブームアシスト制御弁74が設けられ、アームアシスト通路71bには、アクチュエータアシスト制御弁としてのアームアシスト制御弁75が設けられる。ブームアシスト制御弁74及びアームアシスト制御弁75は、コントローラ50からの出力信号によって開度が制御される電磁比例絞り弁である。また、ブームアシスト通路71aとアームアシスト通路71bとのそれぞれには、アシストポンプ47から各アクチュエータへの作動油の流れのみを許容するチェック弁76,77が設けられる。
The
ポンプアシスト通路38に設けられる第1ポンプアシスト制御弁40及び第2ポンプアシスト制御弁41と、アクチュエータアシスト通路71に設けられるブームアシスト制御弁74及びアームアシスト制御弁75とは、コントローラ50によってその開度が直接制御される形式の制御弁に限定されず、前述の回生制御弁53や再生流量制御弁33のようにパイロット圧によってその開度が制御される形式の制御弁であってもよい。この場合、供給されるパイロット圧を制御する電磁弁が別途設けられる。パイロット圧によって開度が制御される制御弁を用いた場合には、制御弁の弁体の作動速度が緩やかになるため、作動油の供給を開始する際のショックや作動油の供給量を変更する際のショックが低減される。
The first pump assist
コントローラ50は、第1,第2圧力センサ11,21からの圧力信号を参照し、第1,第2メインポンプ26,27の吐出量を増加させる必要があると判定した場合には、第1,第2ポンプアシスト制御弁40,41の開度を大きくし、アシストポンプ47から吐出された作動油を第1,第2メインポンプ26,27の吐出側に供給する。
When the
また、コントローラ50は、ブームシリンダ30の収縮速度を増速する要求を検知した場合には、第1,第2ポンプアシスト制御弁40,41を閉弁するとともに、ブームアシスト制御弁74の開度を大きくし、アシストポンプ47から吐出された作動油をロッド側室30bに供給する。ロッド側室30bに供給された作動油の圧力は、ブームシリンダ30を収縮させる方向に作用するため、ブームシリンダ30の収縮速度を向上させることができる。
When the
同様に、コントローラ50は、アームシリンダ80の伸張速度を増速する要求を検知した場合には、第1,第2ポンプアシスト制御弁40,41を閉弁するとともに、アームアシスト制御弁75の開度を大きくし、アシストポンプ47から吐出された作動油をピストン側室80aに供給する。ピストン側室80aに供給された作動油の圧力は、アームシリンダ80を伸張させる方向に作用するため、アームシリンダ80の伸張速度を向上させることができる。
Similarly, when the
アクチュエータアシスト通路71が接続されるアクチュエータは、ブームシリンダ30及びアームシリンダ80に限定されず、バケットシリンダや旋回モータなどハイブリッド建設機械に備えられる何れのアクチュエータであってもよい。
The actuator to which the actuator assist
次に、ハイブリッド建設機械の制御システム100における回生制御について説明する。
Next, regenerative control in the
コントローラ50は、センサ14aの検出結果に基づいて、ブームシリンダ30が収縮動作中であると判定すると、比例電磁弁54へ励磁電流を供給し、比例電磁弁54を通じて各パイロット室53a,33aへパイロット圧油を供給する。供給されるパイロット圧油の圧力に応じて、回生制御弁53は、半回生位置53dまたは全回生位置53eとなって、ピストン側室30aと回生通路52とを連通させる。これにより、ブームシリンダ30が収縮する際に、ブームシリンダ30のピストン側室30aから排出される作動油の一部又は全部が回生モータ46に導かれ、回生制御が開始される。
When the
また、このとき、再生流量制御弁33も供給されるパイロット圧油の圧力に応じて切換位置33dとなり、絞りを通じて第1給排通路31と第2給排通路32とを連通させる。これにより、ブームシリンダ30のピストン側室30aから排出される作動油の一部が再生流量としてロッド側室30bに導かれる。ロッド側室30bに導かれた作動油の圧力は、ブームシリンダ30を収縮させる方向に作用するため、ブームシリンダ30の収縮速度を向上させることができる。
At this time, the regeneration
ここで、再生流量制御弁33を通じてロッド側室30bに流入する作動油の流量に応じてブームシリンダ30の収縮速度は速くなるため、ブームシリンダ30の収縮速度をより速くするには、再生流量制御弁33内の絞りを大きくすればよい。しかしながら、この絞りを大きくすると、ピストン側室30aから作動油が流出しやすくなるとともに、ロッド側室30bに流入する作動油によってピストン側室30aが急激に圧縮されることで、ピストン側室30a内の圧力が振動してしまう。このような圧力振動は、ブームシリンダ30のピストンがスムーズに移動することを阻害することになる。このような現象を避けるために、再生流量制御弁33内の絞りの大きさは制限され、結果としてブームシリンダ30の収縮速度も制限される。また、再生流量制御弁33を通じてロッド側室30bに流入する作動油は、ピストン側室30aから排出される作動油の一部であるため、その流量には限界がある。このため、再生流量制御弁33を用いてもオペレータが意図するブームの下降速度を実現できないおそれがある。そこで、本実施形態では、ブームシリンダ30の収縮速度をさらに向上させるためにアクチュエータの増速制御が実行される。
Here, since the contraction speed of the
続いて、ハイブリッド建設機械の制御システム100におけるアクチュエータの増速制御について説明する。
Next, actuator acceleration control in the hybrid construction
ブームシリンダ30が収縮動作中であって、上述の回生制御が行われているときに、オペレータによって操作される操作レバー57の操作量が所定量よりも大きくなると、コントローラ50は、ブームシリンダ30の収縮速度を増速する必要があると判定し、ブームシリンダ30の増速制御を実行する。
If the operation amount of the
具体的には、第1,第2ポンプアシスト制御弁40,41が閉弁されるとともに、ブームアシスト制御弁74の開度が大きく設定される。このため、回生モータ46によって回転されるアシストポンプ47から吐出された作動油は、ブームアシスト通路71aを通じてロッド側室30bに供給される。ロッド側室30bに供給された作動油の圧力は、ブームシリンダ30を収縮させる方向に作用する。この結果、ブームシリンダ30の収縮速度を向上させることができる。
Specifically, the first and second pump assist
ここで、ロッド側室30bに供給される作動油の圧力や流量は、アシストポンプ47の傾転角及びブームアシスト制御弁74の開度を変更することによって変化する。このため、アシストポンプ47の傾転角及びブームアシスト制御弁74の開度を調整することによって、ブームシリンダ30の収縮速度の上昇度合いを制御することができる。
Here, the pressure and flow rate of the hydraulic oil supplied to the
また、ブームシリンダ30が収縮動作中であって、上述の回生制御が行われているときに、図示しないアームの操作レバーがオペレータによって所定量よりも大きく操作されると、コントローラ50は、アームシリンダ80の伸張速度を増速する必要があると判定し、アームシリンダ80の増速制御を実行する。
Further, when the
具体的には、第1,第2ポンプアシスト制御弁40,41が閉弁されるとともに、アームアシスト制御弁75の開度が大きく設定される。このため、回生モータ46によって回転されるアシストポンプ47から吐出された作動油は、アームアシスト通路71bを通じてピストン側室80aに供給される。ピストン側室80aに供給された作動油の圧力は、アームシリンダ80を伸張させる方向に作用するため、アームシリンダ80の伸張速度を向上させることができる。アームシリンダ80の伸張速度の上昇度合いは、アシストポンプ47の傾転角及びアームアシスト制御弁75の開度を調整することによって制御することができる。アームアシスト制御弁75の開度とブームアシスト制御弁74の開度とを同時に調整すれば、アームシリンダ80の増速制御とブームシリンダ30の増速制御とは同時に実行される。
Specifically, the first and second pump assist
なお、アクチュエータの増速制御は、上述の回生制御が行われているときに実行されることが好ましいが、例えばバッテリ24が満充電となり回生制御が行われないときであっても、アシストポンプ47を電動モータ48によって回転させることにより実行することが可能である。また、ブームシリンダ30以外のアクチュエータの増速制御を実行する場合は、ブームシリンダ30が収縮動作中でなくとも、アシストポンプ47を電動モータ48によって回転させることによりアクチュエータの増速制御を実行することが可能である。
The acceleration control of the actuator is preferably executed when the above-described regenerative control is being performed. However, for example, even when the
また、アクチュエータの増速制御を実行する際に、第1,第2ポンプアシスト制御弁40,41は必ずしも全閉とされる必要はなく、第1,第2メインポンプ26,27の吐出側にアシストポンプ47から吐出された作動油を供給する必要がある場合には所定の開度とされる。
Further, when the acceleration control of the actuator is executed, the first and second pump assist
操作レバーの位置などから要求されるアクチュエータの作動速度が特に高いと判定される場合には、第1,第2ポンプアシスト制御弁40,41の開度よりもブームアシスト制御弁74及びアームアシスト制御弁75の開度を大きくし、アクチュエータへ向かう作動油の流れを優先することが好ましい。
When it is determined that the operating speed of the actuator required from the position of the operation lever or the like is particularly high, the boom assist
また、図示しない増速スイッチを設け、このスイッチがオペレータによって操作されているときのみ、アクチュエータの増速制御を実行するようにしてもよい。高速作業に慣れていないオペレータにとっては、アクチュエータの作動速度が速くなるとかえって作業がしにくくなる場合がある。このため、増速スイッチが操作されない限り、アクチュエータの増速制御は実行されず、ブームアシスト制御弁74及びアームアシスト制御弁75は全閉に維持される。
Further, an acceleration switch (not shown) may be provided, and the actuator acceleration control may be executed only when this switch is operated by an operator. For an operator who is not accustomed to high-speed work, if the operating speed of the actuator increases, the work may be difficult. For this reason, unless the speed increasing switch is operated, speed increasing control of the actuator is not executed, and the boom assist
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.
ハイブリッド建設機械の制御システム100では、ブームシリンダ30がピストン側室30aを圧縮する方向へ作動する際、ピストン側室30aから排出される作動油によって回生モータ46が回転し、回生モータ46によってアシストポンプ47が回転される。アシストポンプ47から吐出される作動油は、アクチュエータアシスト通路71を通じてブームシリンダ30のロッド側室30bへ供給される。アシストポンプ47からブームシリンダ30へ供給された作動油の圧力は、ブームシリンダ30のピストン側室30aを圧縮する方向、すなわち、ブームシリンダ30の作動方向と同じ方向に作用する。この結果、ブームシリンダ30の作動速度を向上させることができる。
In the
以下、図2を参照して、本発明の実施形態に係るハイブリッド建設機械の制御システム100の変形例について説明する。
Hereinafter, with reference to FIG. 2, a modified example of the
上記実施形態では、アシストポンプ47から吐出される作動油が第1,第2メインポンプ26,27の吐出側に供給される割合と、ブームシリンダ30のロッド側室30bに供給される割合とは、各制御弁40,41,74の開度によって制御される。これに代えて、吐出通路37とポンプアシスト通路38との連通開度と吐出通路37とアクチュエータアシスト通路71との連通開度とを同時に調整可能なアシスト分配制御弁78を設けてもよい。アシスト分配制御弁78は、コントローラ50からの出力信号によって開度が制御される電磁比例絞り弁である。
In the above embodiment, the ratio of the hydraulic oil discharged from the
この変形例では、アシストポンプ47から吐出される作動油が第1,第2メインポンプ26,27の吐出側に供給される割合と、ブームシリンダ30のロッド側室30bに供給される割合とを、1つの制御弁によって制御することができる。つまり、アシスト分配制御弁78は、ポンプアシスト制御弁の機能とアクチュエータアシスト制御弁の機能とを有している。なお、ポンプアシスト通路38に供給された作動油は、第1,第2ポンプアシスト制御弁40,41によってさらに按分される。
In this modification, the ratio of the hydraulic oil discharged from the
アシスト分配制御弁78は、吐出通路37を、ポンプアシスト通路38とアクチュエータアシスト通路71との何れか一方に連通させる切換弁であってもよい。また、アシスト分配制御弁78は、前述の回生制御弁53や再生流量制御弁33のようにパイロット圧によって開度が変化する形式のものであってもよい。この場合、供給されるパイロット圧を制御する電磁弁が別途設けられる。パイロット圧によって開度が制御される制御弁を用いた場合には、開度を変更する際のショックが低減されるため、流量の変更をスムーズに行うことができる。
The assist
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.
ハイブリッド建設機械の制御システム100は、ブームシリンダ30に作動油を供給する第1,第2メインポンプ26,27と、ブームシリンダ30のピストン側室30aから排出される作動油によって回転し、作動油のエネルギを回収する回生モータ46と、回生モータ46による回生制御を行うコントローラ50と、回生モータ46に連結されるアシストポンプ47と、アシストポンプ47の吐出側とブームシリンダ30のロッド側室30bとを連通するアクチュエータアシスト通路71,71aと、アクチュエータアシスト通路71,71aに設けられ、アシストポンプ47からロッド側室30bに供給される作動油の流量を制御するブームアシスト制御弁74,78と、を備えることを特徴とする。
The
この構成では、ブームシリンダ30がピストン側室30aを圧縮する方向へ作動する際、ピストン側室30aから排出される作動油によって回生モータ46が回転し、回生モータ46によってアシストポンプ47が回転される。アシストポンプ47から吐出される作動油は、アクチュエータアシスト通路71を通じてブームシリンダ30のロッド側室30bへ供給される。アシストポンプ47からブームシリンダ30へ供給された作動油の圧力は、ブームシリンダ30のピストン側室30aを圧縮する方向、すなわち、ブームシリンダ30の作動方向と同じ方向に作用する。この結果、ブームシリンダ30の作動速度を向上させることができる。
In this configuration, when the
また、第1,第2メインポンプ26,27の吐出側とアシストポンプ47の吐出側とを連通するポンプアシスト通路38と、ポンプアシスト通路38に設けられ、アシストポンプ47から第1,第2メインポンプ26,27の吐出側に供給される作動油の流量を制御するポンプアシスト制御弁40,41,78と、をさらに備え、コントローラ50は、回生制御を行っている間にブームシリンダ30の作動速度を上昇する指令を受けた場合には、アクチュエータアシスト通路71,71aを通じてロッド側室30bに供給される作動油が、ポンプアシスト通路38を通じて第1,第2メインポンプ26,27の吐出側に供給される作動油よりも多くなるように、ポンプアシスト制御弁40,41,78及びブームアシスト制御弁74,78を制御することを特徴とする。
A
この構成では、ブームシリンダ30の作動速度を上昇する指令を受けた場合には、アクチュエータアシスト通路71,71aを通じてロッド側室30bに供給される作動油は、ポンプアシスト通路38を通じて第1,第2メインポンプ26,27の吐出側に供給される作動油よりも多くなる。このように、ブームシリンダ30の作動速度を上昇する指令を受けた場合には、ブームシリンダ30のロッド側室30bに供給される作動油が多くなるように制御される。この結果、ブームシリンダ30の作動速度を確実に向上させることができる。
In this configuration, when a command to increase the operating speed of the
また、ピストン側室30aとロッド側室30bとを連通する再生通路31aと、再生通路31aに設けられ、回生制御が行われるときに開弁してピストン側室30aから排出される作動油の一部をロッド側室30bへと導く再生流量制御弁33と、をさらに備え、アクチュエータアシスト通路71,71aを通じてアシストポンプ47から供給される作動油は、ピストン側室30aから再生流量制御弁33を通じて導かれる作動油とともにロッド側室30bに供給されることを特徴とする。
Also, a
この構成では、ピストン側室30aとロッド側室30bとを連通する再生通路31aに再生流量制御弁33が設けられる。回生制御が行われるときに再生流量制御弁33が開弁しピストン側室30aからロッド側室30bに作動油が導かれるため、再生流量制御弁33が設けられない場合と比較し、ブームシリンダ30の収縮速度は速くなる。しかし、再生流量制御弁33を通じてロッド側室30bに導かれる作動油は、ピストン側室30aから排出される作動油の一部であり、流量に限界があるため、再生流量制御弁33を用いてもオペレータが意図するブームの下降速度を実現できないおそれがある。そのため、この構成では、アクチュエータアシスト通路71,71aを通じてアシストポンプ47から供給される作動油が、再生流量制御弁33を通じて導かれる作動油とともにロッド側室30bに供給される。このように、ロッド側室30bには、再生流量制御弁33からだけではなく、アシストポンプ47からも作動油が供給されるため、ブームシリンダ30の収縮速度をオペレータが意図する速度まで向上させることができる。
In this configuration, the regeneration flow
また、アシストポンプ47の吐出側とアームシリンダ80とを連通するアームアシスト通路71bと、アームアシスト通路71bに設けられ、アシストポンプ47からアームシリンダ80に供給される作動油の流量を制御するアームアシスト制御弁75と、をさらに備えることを特徴とする。
Also, an
この構成では、ブームシリンダ30だけではなくアームシリンダ80にもアシストポンプ47の吐出側が連通される。このため、アームシリンダ80のように、ブームシリンダ30以外のアクチュエータの作動速度も向上させることができる。
In this configuration, not only the
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.
100・・・ハイブリッド建設機械の制御システム、26・・・第1メインポンプ(メイン流体圧ポンプ)、27・・・第2メインポンプ(メイン流体圧ポンプ)、30・・・ブームシリンダ(流体圧アクチュエータ)、30a・・・ピストン側室(負荷側圧力室)、30b・・・ロッド側室(反負荷側圧力室)、37・・・吐出通路、38・・・ポンプアシスト通路、40・・・第1ポンプアシスト制御弁、41・・・第2ポンプアシスト制御弁、45・・・回生ユニット、46・・・回生モータ、47・・・アシストポンプ(サブ流体圧ポンプ)、48・・・電動モータ、50・・・コントローラ、52・・・回生通路、53・・・回生制御弁、57・・・操作レバー、71・・・アクチュエータアシスト通路、71a・・・ブームアシスト通路、71b・・・アームアシスト通路、74・・・ブームアシスト制御弁(アクチュエータアシスト制御弁)、75・・・アームアシスト制御弁(アクチュエータアシスト制御弁)、78・・・アシスト分配制御弁(ポンプアシスト制御弁,アクチュエータアシスト制御弁)、80・・・アームシリンダ、80a・・・ピストン側室、80b・・・ロッド側室
DESCRIPTION OF
Claims (4)
流体圧アクチュエータに作動流体を供給するメイン流体圧ポンプと、
前記流体圧アクチュエータの負荷側圧力室から排出される作動流体によって回転し、作動流体のエネルギを回収する回生モータと、
前記回生モータによる回生制御を行うコントローラと、
前記回生モータに連結されるサブ流体圧ポンプと、
前記サブ流体圧ポンプの吐出側と前記流体圧アクチュエータの反負荷側圧力室とを連通するアクチュエータアシスト通路と、
前記アクチュエータアシスト通路に設けられ、前記サブ流体圧ポンプから前記反負荷側圧力室に供給される作動流体の流量を制御するアクチュエータアシスト制御弁と、を備えることを特徴とするハイブリッド建設機械の制御システム。 A control system for a hybrid construction machine,
A main fluid pressure pump for supplying a working fluid to the fluid pressure actuator;
A regenerative motor that rotates with the working fluid discharged from the load-side pressure chamber of the fluid pressure actuator and recovers the energy of the working fluid;
A controller for performing regenerative control by the regenerative motor;
A sub-fluid pressure pump coupled to the regenerative motor;
An actuator assist passage communicating the discharge side of the sub-fluid pressure pump and the anti-load side pressure chamber of the fluid pressure actuator;
A control system for a hybrid construction machine, comprising: an actuator assist control valve provided in the actuator assist passage and configured to control a flow rate of a working fluid supplied from the sub fluid pressure pump to the anti-load side pressure chamber. .
前記ポンプアシスト通路に設けられ、前記サブ流体圧ポンプから前記メイン流体圧ポンプの吐出側に供給される作動流体の流量を制御するポンプアシスト制御弁と、をさらに備え、
前記コントローラは、前記回生制御を行っている間に前記流体圧アクチュエータの作動速度を上昇する指令を受けた場合には、前記アクチュエータアシスト通路を通じて前記反負荷側圧力室に供給される作動流体が、前記ポンプアシスト通路を通じて前記メイン流体圧ポンプの前記吐出側に供給される作動流体よりも多くなるように、前記ポンプアシスト制御弁及び前記アクチュエータアシスト制御弁を制御することを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド建設機械の制御システム。 A pump assist passage communicating the discharge side of the main fluid pressure pump and the discharge side of the sub fluid pressure pump;
A pump assist control valve provided in the pump assist passage and configured to control a flow rate of a working fluid supplied from the sub fluid pressure pump to a discharge side of the main fluid pressure pump;
When the controller receives a command to increase the operating speed of the fluid pressure actuator during the regeneration control, the working fluid supplied to the anti-load side pressure chamber through the actuator assist passage is The pump assist control valve and the actuator assist control valve are controlled so as to be larger than the working fluid supplied to the discharge side of the main fluid pressure pump through the pump assist passage. The control system of the described hybrid construction machine.
前記再生通路に設けられ、前記回生制御が行われるときに開弁して前記負荷側圧力室から排出される作動流体の一部を前記反負荷側圧力室へと導く再生弁と、をさらに備え、
前記アクチュエータアシスト通路を通じて前記サブ流体圧ポンプから供給される作動流体は、前記負荷側圧力室から前記再生弁を通じて導かれる作動流体とともに前記反負荷側圧力室に供給されることを特徴とする請求項1または2に記載のハイブリッド建設機械の制御システム。 A regeneration passage communicating the load side pressure chamber and the anti-load side pressure chamber;
A regeneration valve that is provided in the regeneration passage and opens when the regeneration control is performed and guides a part of the working fluid discharged from the load side pressure chamber to the counter load side pressure chamber. ,
The working fluid supplied from the sub fluid pressure pump through the actuator assist passage is supplied to the anti-load side pressure chamber together with the working fluid guided from the load side pressure chamber through the regeneration valve. 3. A control system for a hybrid construction machine according to 1 or 2.
前記サブ流体圧ポンプの吐出側と前記第2流体圧アクチュエータとを連通する第2アクチュエータアシスト通路と、
前記第2アクチュエータアシスト通路に設けられ、前記サブ流体圧ポンプから前記第2流体圧アクチュエータに供給される作動流体の流量を制御する第2アクチュエータアシスト制御弁と、をさらに備えることを特徴とする請求項1から3のいずれか一つに記載のハイブリッド建設機械の制御システム。 A second fluid pressure actuator different from the fluid pressure actuator;
A second actuator assist passage communicating the discharge side of the sub fluid pressure pump and the second fluid pressure actuator;
And a second actuator assist control valve provided in the second actuator assist passage and configured to control a flow rate of a working fluid supplied from the sub fluid pressure pump to the second fluid pressure actuator. Item 4. The control system for a hybrid construction machine according to any one of Items 1 to 3.
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