JP5258341B2 - Control device for hybrid construction machine - Google Patents

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Description

この発明は、例えばパワーショベル等の建設機械の駆動源を制御する制御装置に関する。   The present invention relates to a control device that controls a drive source of a construction machine such as a power shovel.

パワーショベル等の建設機械におけるハイブリッド構造は、例えば、アクチュエータの排出エネルギーで発電機を回転して発電し、その電力をバッテリーに蓄電するとともに、そのバッテリーの電力で電動モータを駆動してアクチュエータを作動させるようにしている。
特開２００２−２７５９４５号公報 Hybrid structures in construction machines such as power shovels, for example, rotate the generator with the energy discharged from the actuator to generate electricity, store the power in the battery, and drive the electric motor with the battery power to operate the actuator I try to let them.
JP 2002-275945 A

上記した従来の制御装置では、例えば、発電機や電動モータ等の電気系統に故障が生じしたとき、アクチュエータを作動させることができなくなるという問題があった。
この発明の目的は、電動モータなどの電気系統が故障したとしても、メインポンプに接続した回路系統に影響を及ぼさないハイブリッド建設機械の制御装置を提供することである。 In the above-described conventional control device, for example, when a failure occurs in an electric system such as a generator or an electric motor, the actuator cannot be operated.
An object of the present invention is to provide a control device for a hybrid construction machine that does not affect a circuit system connected to a main pump even if an electric system such as an electric motor fails.

第１の発明は、可変容量型のメインポンプと、このメインポンプの傾転角を制御するレギュレータと、上記メインポンプからの吐出流体で作動するアクチュエータと、アクチュエータが作動しているかどうかを検出するセンサーと、メインポンプの吐出側に接続する可変容量型のサブポンプと、上記サブポンプの傾転角を制御するサブポンプ用傾角制御器と、上記サブポンプを回転させる電動モータと、上記電動モータおよびサブポンプと同軸回転するとともにアクチュエータの排出エネルギーで作動する可変容量型のアシストモータと、上記アシストモータの傾転角を制御するアシストモータ用傾角制御器と、サブポンプとメインポンプとを連通させる通路過程に設けるとともにサブポンプからメインポンプへの流通のみを許容するチェック弁と、アクチュエータとアシストモータとを連通させる通路過程に設けるとともにスプリングのバネ力で閉位置であるノーマル位置を保つ電磁弁と、上記サブポンプ用傾角制御器、上記電動モータ及び上記アシストモータ用傾角制御器を制御するコントローラとを備えている。
そして、上記コントローラは、サブポンプ、アシストモータおよび電動モータを主要素にした系統に故障が生じたとき、上記電磁弁を上記閉位置であるノーマル位置に切り換えて、上記サブポンプ、アシストモータおよび電動モータを主要素にした系統を、上記メインポンプに接続した系統から切り離すことを可能にしている。
第２の発明は、上記アクチュエータとアシストモータとを連通させる通路過程であって上記アクチュエータと上記電磁弁との間に接続するとともに、検出した圧力信号を上記コントローラに入力する圧力センサーを設け、上記コントローラは、上記圧力センサーが検出した圧力が設定圧よりも低くなったとき、上記電磁弁を上記閉位置であるノーマル位置に切り換える構成にしている。 1st invention detects the variable displacement type main pump, the regulator which controls the tilt angle of this main pump, the actuator which operate | moves with the discharge fluid from the said main pump, and whether the actuator is operating A sensor, a variable displacement sub-pump connected to the discharge side of the main pump, a sub-pump tilt controller for controlling the tilt angle of the sub- pump, an electric motor for rotating the sub-pump, and a coaxial with the electric motor and the sub-pump A variable displacement type assist motor that rotates and operates with the energy discharged from the actuator, an assist motor tilt controller that controls the tilt angle of the assist motor, and a sub-pump that is provided in a passage process that connects the sub pump and the main pump. Check that only allows flow from the main pump to the main pump A solenoid valve that is provided in a passage process for communicating the valve, the actuator, and the assist motor, and that maintains a normal position that is a closed position by the spring force of the spring, the sub-pump tilt controller, the electric motor, and the assist motor tilt control And a controller for controlling the device.
The controller switches the solenoid valve to the normal position which is the closed position when a failure occurs in a system including the sub pump, the assist motor and the electric motor as main elements, and the sub pump, the assist motor and the electric motor are switched. The system as the main element can be disconnected from the system connected to the main pump.
The second invention is a passage process for communicating the actuator and the assist motor, and is provided between the actuator and the electromagnetic valve, and further includes a pressure sensor for inputting the detected pressure signal to the controller. The controller is configured to switch the electromagnetic valve to the normal position which is the closed position when the pressure detected by the pressure sensor becomes lower than a set pressure.

第３の発明は、上記メインポンプはエンジンの駆動力で回転する構成にするとともに、このエンジンにはジェネレータを連携させる一方、上記電動モータに供給する電力を蓄電するバッテリーを設け、このバッテリーにはバッテリーチャージャーを接続し、このバッテリーチャージャーを、上記ジェネレータに接続するとともに、当該装置とは別の家庭用電源等の独立系電源にも接続可能にしている。 According to a third aspect of the invention, the main pump is configured to rotate with the driving force of the engine, and the engine is linked to the generator, and a battery for storing the electric power supplied to the electric motor is provided. A battery charger is connected, and the battery charger is connected to the generator and can be connected to an independent power source such as a home power source other than the apparatus.

第１および第２の発明によれば、メインポンプをアシストするサブポンプを電動モータで駆動する構成にしているので、たとえ、電動モータを駆動するための電気系統が故障しても、サブポンプのアシストが不能になるというだけで、メインポンプの系統に対してほとんど影響を及ぼさない。したがって、当該装置に対する信頼性が向上することになる。
また、アクチュエータの流体エネルギーで作動するアシストモータを備えたので、上記流体エネルギーを利用して、電動モータあるいはサブポンプをアシストすることができる。 According to the first and second inventions, since the sub pump for assisting the main pump is driven by the electric motor, the sub pump assists even if the electric system for driving the electric motor fails. It simply has no effect on the main pump system . Therefore, the reliability of the device is improved.
Moreover, since the assist motor which operates with the fluid energy of the actuator is provided, the electric motor or the sub pump can be assisted using the fluid energy.

さらに、サブポンプ、アシストモータおよび電動モータを主要素にした系統に故障が生じたとき、メインポンプに接続した系統と、サブポンプやアシストモータを主要素にした系統とを流体的にも分断できるので、上記した信頼性はさらに向上することになる。
第３の発明によれば、電動モータの電源を多岐にわたって調達できるので、必要に応じてバッテリーに蓄電することができる。したがって、電動モータの電力が不足することがなくなる。
 Further, the sub-pump, when a fault in the system in which the assist motor and the electric motor to the main element has occurred, and the system connected to the main pump, since a system in which the sub pump and the assist motor to the main element can divide to fluid, The reliability described above is further improved.
According to the third aspect of the invention, the power source of the electric motor can be procured in various ways, so that the battery can be charged as necessary. Therefore, there is no shortage of electric power of the electric motor.

図１に示した実施形態は、パワーショベルの制御装置で、可変容量型の第１，２メインポンプＭＰ１，ＭＰ２を備えるとともに、第１メインポンプＭＰ１には第１回路系統を接続し、第２メインポンプＭＰ２には第２回路系統を接続している。
上記第１回路系統には、その上流側から順に、旋回モータＲＭを制御する旋回モータ用の操作弁１、図示していないアームシリンダを制御するアーム１速用の操作弁２、ブームシリンダＢＣを制御するブーム２速用の操作弁３、図示していない予備用アタッチメントを制御する予備用の操作弁４および図示していない左走行用モータを制御する左走行モータ用の操作弁５を接続している。 The embodiment shown in FIG. 1 is a control device for a power shovel and includes variable capacity type first and second main pumps MP1 and MP2, and a first circuit system is connected to the first main pump MP1, and a second A second circuit system is connected to the main pump MP2.
The first circuit system includes, in order from the upstream side, an operation valve 1 for a swing motor that controls the swing motor RM, an operation valve 2 for an arm 1 speed that controls an arm cylinder (not shown), and a boom cylinder BC. A control valve 3 for the second speed of the boom to be controlled, a preliminary operation valve 4 for controlling the preliminary attachment (not shown), and a control valve 5 for the left traveling motor (not shown) for controlling the left traveling motor are connected. ing.

上記各操作弁１〜５のそれぞれは、中立流路６およびパラレル通路７を介して第１メインポンプＭＰ１に接続している。
上記中立流路６であって、左走行モータ用の操作弁５の下流側にはパイロット圧生成機構８を設けている。このパイロット圧生成機構８はそこを流れる流量が多ければ高いパイロット圧を生成し、その流量が少なければ低いパイロット圧を生成するものである。
また、上記中立流路６は、上記操作弁１〜５のすべてが中立位置もしくは中立位置近傍にあるとき、第１メインポンプＭＰ１から吐出された流体の全部または一部をタンクＴに導くが、このときにはパイロット圧生成機構８を通過する流量も多くなるので、上記したように高いパイロット圧が生成される。
一方、上記操作弁１〜５がフルストロークの状態で切り換えられると、中立流路６が閉ざされて流体の流通がなくなる。したがって、この場合には、パイロット圧生成機構８を流れ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、ポンプ吐出量の一部がアクチュエータに導かれ、一部が中立流路６からタンクＴに導かれることになるので、パイロット圧生成機構８は、中立流路６に流れる流量に応じたパイロット圧を生成する。言い換えると、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ことになる。 Each of the operation valves 1 to 5 is connected to the first main pump MP1 via the neutral flow path 6 and the parallel path 7.
A pilot pressure generating mechanism 8 is provided in the neutral flow path 6 on the downstream side of the operation valve 5 for the left travel motor. The pilot pressure generating mechanism 8 generates a high pilot pressure if the flow rate flowing therethrough is large, and generates a low pilot pressure if the flow rate is small.
The neutral flow path 6 guides all or part of the fluid discharged from the first main pump MP1 to the tank T when all of the operation valves 1 to 5 are in the neutral position or in the vicinity of the neutral position. At this time, since the flow rate passing through the pilot pressure generating mechanism 8 also increases, a high pilot pressure is generated as described above.
On the other hand, when the operation valves 1 to 5 are switched in a full stroke state, the neutral flow path 6 is closed and the fluid does not flow. Therefore, in this case, there is almost no flow rate flowing through the pilot pressure generating mechanism 8, and the pilot pressure is maintained at zero.
However, depending on the operation amount of the operation valves 1 to 5, a part of the pump discharge amount is guided to the actuator and a part is guided to the tank T from the neutral flow path 6. A pilot pressure corresponding to the flow rate flowing through the neutral flow path 6 is generated. In other words, the pilot pressure generating mechanism 8 generates a pilot pressure corresponding to the operation amount of the operation valves 1 to 5.

そして、上記パイロット圧生成機構８にはパイロット流路９を接続するとともに、このパイロット流路９を、第１メインポンプＭＰ１の傾転角を制御するレギュレータ１０に接続している。このレギュレータ１０は、パイロット圧と逆比例して第１メインポンプＭＰ１の吐出量を制御する。したがって、操作弁１〜５をフルストロークして中立流路６の流れがゼロになったとき、言い換えるとパイロット圧生成機構８が発生するパイロット圧がゼロになったときに第１メインポンプＭＰ１の吐出量が最大に保たれる。
上記のようにしたパイロット流路９には第１圧力センサー１１を接続するとともに、この第１圧力センサー１１で検出した圧力信号をコントローラＣに入力するようにしている。 A pilot flow path 9 is connected to the pilot pressure generating mechanism 8, and the pilot flow path 9 is connected to a regulator 10 that controls the tilt angle of the first main pump MP1. The regulator 10 controls the discharge amount of the first main pump MP1 in inverse proportion to the pilot pressure. Therefore, when the flow of the neutral flow path 6 becomes zero by full stroke of the operation valves 1 to 5, in other words, when the pilot pressure generated by the pilot pressure generating mechanism 8 becomes zero, the first main pump MP1 The discharge amount is kept at the maximum.
A first pressure sensor 11 is connected to the pilot flow path 9 as described above, and a pressure signal detected by the first pressure sensor 11 is input to the controller C.

一方、上記第２回路系統には、その上流側から順に、図示していない右走行用モータを制御する右走行モータ用の操作弁１２、図示していないバケットシリンダを制御するバケット用の操作弁１３、ブームシリンダＢＣを制御するブーム１速用の操作弁１４および図示していないアームシリンダを制御するアーム２速用の操作弁１５を接続している。なお、上記ブーム１速用の操作弁１４には、その操作方向および操作量を検出するセンサー１４ａを設けている。   On the other hand, the second circuit system includes, in order from the upstream side thereof, a right travel motor operation valve 12 for controlling a right travel motor (not shown) and a bucket operation valve for controlling a bucket cylinder (not shown). 13. A boom first speed operation valve 14 for controlling the boom cylinder BC and an arm second speed operation valve 15 for controlling an arm cylinder (not shown) are connected. The boom first speed operation valve 14 is provided with a sensor 14a for detecting an operation direction and an operation amount thereof.

上記各操作弁１２〜１５は、中立流路１６を介して第２メインポンプＭＰ２に接続するとともに、バケット用の操作弁１３およびブーム１速用の操作弁１４はパラレル通路１７を介して第２メインポンプＭＰ２に接続している。
上記中立流路１６であって、アーム２速用の操作弁１５の下流側にはパイロット圧生成機構１８を設けているが、このパイロット圧生成機構１８は、先に説明したパイロット圧生成機構８と全く同様に機能するものである。 The operation valves 12 to 15 are connected to the second main pump MP2 through the neutral flow path 16, and the bucket operation valve 13 and the boom first speed operation valve 14 are connected to the second main pump MP2 through the parallel passage 17. It is connected to the main pump MP2.
A pilot pressure generating mechanism 18 is provided in the neutral flow path 16 downstream of the operation valve 15 for the second arm speed. The pilot pressure generating mechanism 18 is the pilot pressure generating mechanism 8 described above. And function in exactly the same way.

そして、上記パイロット圧生成機構１８にはパイロット流路１９を接続するとともに、このパイロット流路１９を、第２メインポンプＭＰ２の傾転角を制御するレギュレータ２０に接続している。このレギュレータ２０は、パイロット圧と逆比例して第２メインポンプＭＰ２の吐出量を制御する。したがって、操作弁１２〜１５をフルストロークして中立流路１６の流れがゼロになったとき、言い換えるとパイロット圧生成機構１８が発生するパイロット圧がゼロになったとき、第２メインポンプＭＰ２の吐出量が最大に保たれる。
上記のようにしたパイロット流路１９には第２圧力センサー２１を接続するとともに、この第２圧力センサー２１で検出した圧力信号をコントローラＣに入力するようにしている。 A pilot flow path 19 is connected to the pilot pressure generating mechanism 18, and the pilot flow path 19 is connected to a regulator 20 that controls the tilt angle of the second main pump MP2. The regulator 20 controls the discharge amount of the second main pump MP2 in inverse proportion to the pilot pressure. Accordingly, when the flow of the neutral flow path 16 becomes zero by full stroke of the operation valves 12 to 15, in other words, when the pilot pressure generated by the pilot pressure generating mechanism 18 becomes zero, the second main pump MP2 The discharge amount is kept at the maximum.
The pilot pressure channel 19 is connected to the second pressure sensor 21 and the pressure signal detected by the second pressure sensor 21 is input to the controller C.

上記のようにした第１，２メインポンプＭＰ１，ＭＰ２は、一つのエンジンＥの駆動力で同軸回転するものである。このエンジンＥにはジェネレータ２２を設け、エンジンＥの余剰出力でジェネレータ２２を回して発電できるようにしている。そして、ジェネレータ２２が発電した電力は、バッテリーチャージャー２３を介してバッテリー２４に充電される。
なお、上記バッテリーチャージャー２３は、通常の家庭用の電源２５に接続した場合にも、バッテリー２４に電力を充電できるようにしている。つまり、このバッテリーチャージャー２３は、当該装置とは別の独立系電源にも接続可能にしたものである。 The first and second main pumps MP1 and MP2 configured as described above rotate coaxially with the driving force of one engine E. The engine E is provided with a generator 22 so that the generator 22 can be powered by the surplus output of the engine E. The electric power generated by the generator 22 is charged to the battery 24 via the battery charger 23.
The battery charger 23 can charge the battery 24 even when connected to a normal household power supply 25. That is, the battery charger 23 can be connected to an independent power source different from the device.

また、第１回路系統に接続した旋回モータ用の操作弁１のアクチュエータポートには、旋回モータＲＭに連通する通路２６，２７を接続するとともに、両通路２６，２７のそれぞれにはブレーキ弁２８，２９を接続している。そして、旋回モータ用の操作弁１を図示の中立位置に保っているときには、上記アクチュエータポートが閉じられて旋回モータＲＭは停止状態を維持する。
上記の状態から旋回モータ用の操作弁１を例えば図面右側位置に切り換えると、一方の通路２６が第１メインポンプＭＰ１に接続され、他方の通路２７がタンクＴに連通する。したがって、通路２６から圧力流体が供給されて旋回モータＲＭが回転するとともに、旋回モータＲＭからの戻り流体が通路２７を介してタンクＴに戻される。
旋回モータ用の操作弁１を上記とは逆に左側位置に切り換えると、今度は、通路２７にポンプ吐出流体が供給され、通路２６がタンクＴに連通し、旋回モータＲＭは逆転することになる。 Further, passages 26 and 27 communicating with the turning motor RM are connected to the actuator port of the operation valve 1 for the turning motor connected to the first circuit system, and brake valves 28 and 27 are respectively connected to the passages 26 and 27. 29 is connected. When the operation valve 1 for the swing motor is maintained at the neutral position shown in the drawing, the actuator port is closed and the swing motor RM maintains the stopped state.
When the operation valve 1 for the swing motor is switched from the above state to, for example, the right side position in the drawing, one passage 26 is connected to the first main pump MP1, and the other passage 27 communicates with the tank T. Accordingly, the pressure fluid is supplied from the passage 26 to rotate the turning motor RM, and the return fluid from the turning motor RM is returned to the tank T through the passage 27.
When the operation valve 1 for the swing motor is switched to the left position, the pump discharge fluid is supplied to the passage 27, the passage 26 communicates with the tank T, and the swing motor RM is reversed. .

上記のように旋回モータＲＭを駆動しているときには、上記ブレーキ弁２８あるいは２９がリリーフ弁の機能を発揮し、通路２６，２７が設定圧以上になったとき、ブレーキ弁２８，２９が開弁して高圧側の流体を低圧側に導く。また、旋回モータＲＭを回転している状態で、旋回モータ用の操作弁１を中立位置に戻せば、当該操作弁１のアクチュエータポートが閉じられる。このように操作弁１のアクチュエータポートが閉じられても、旋回モータＲＭはその慣性エネルギーで回転し続けるが、旋回モータＲＭが慣性エネルギーで回転することによって、当該旋回モータＲＭがポンプ作用をする。この時には、通路２６，２７、旋回モータＲＭ、ブレーキ弁２８あるいは２９で閉回路が構成されるとともに、ブレーキ弁２８あるいは２９によって、上記慣性エネルギーが熱エネルギーに変換されることになる。   When the swing motor RM is driven as described above, the brake valve 28 or 29 functions as a relief valve, and when the passages 26 and 27 become the set pressure or higher, the brake valves 28 and 29 are opened. Thus, the fluid on the high pressure side is guided to the low pressure side. Further, when the swing motor RM is rotated and the swing motor operating valve 1 is returned to the neutral position, the actuator port of the control valve 1 is closed. Even if the actuator port of the operation valve 1 is closed in this way, the swing motor RM continues to rotate with its inertia energy, but the swing motor RM performs a pumping action when the swing motor RM rotates with inertia energy. At this time, the passages 26 and 27, the turning motor RM, and the brake valve 28 or 29 constitute a closed circuit, and the inertia energy is converted into heat energy by the brake valve 28 or 29.

一方、ブーム１速用の操作弁１４を中立位置から図面右側位置に切り換えると、第２メインポンプＭＰ２からの圧力流体は、通路３０を経由してブームシリンダＢＣのピストン側室３１に供給されるとともに、そのロッド側室３２からの戻り流体は通路３３を経由してタンクＴに戻され、ブームシリンダＢＣは伸長することになる。
反対に、ブーム１速用の操作弁１４を図面左方向に切り換えると、第２メインポンプＭＰ２からの圧力流体は、通路３３を経由してブームシリンダＢＣのロッド側室３２に供給されるとともに、そのピストン側室３１からの戻り流体は通路３０を経由してタンクＴに戻され、ブームシリンダＢＣは収縮することになる。なお、ブーム２速用の操作弁３は、上記ブーム１速用の操作弁１４と連動して切り換るものである。
上記のようにしたブームシリンダＢＣのピストン側室３１とブーム１速用の操作弁１４とを結ぶ通路３０には、コントローラＣで開度が制御される比例電磁弁３４を設けている。なお、この比例電磁弁３４はそのノーマル状態で全開位置を保つようにしている。 On the other hand, when the operation valve 14 for the first speed of the boom is switched from the neutral position to the right side of the drawing, the pressure fluid from the second main pump MP2 is supplied to the piston side chamber 31 of the boom cylinder BC through the passage 30. The return fluid from the rod side chamber 32 is returned to the tank T via the passage 33, and the boom cylinder BC is extended.
On the contrary, when the operation valve 14 for the first speed of the boom is switched to the left in the drawing, the pressure fluid from the second main pump MP2 is supplied to the rod side chamber 32 of the boom cylinder BC via the passage 33, and The return fluid from the piston side chamber 31 is returned to the tank T via the passage 30, and the boom cylinder BC contracts. The operation valve 3 for the second speed of the boom is switched in conjunction with the operation valve 14 for the first speed of the boom.
A proportional electromagnetic valve 34 whose opening degree is controlled by the controller C is provided in the passage 30 connecting the piston-side chamber 31 of the boom cylinder BC and the first-speed boom operating valve 14 as described above. The proportional solenoid valve 34 is kept in the fully open position in its normal state.

次に、第１，２メインポンプＭＰ１，ＭＰ２の出力をアシストする可変容量型のサブポンプＳＰについて説明する。
上記可変容量型のサブポンプＳＰは、発電機兼用の電動モータＭＧの駆動力で回転するが、この電動モータＭＧの駆動力によって、可変容量型のアシストモータＡＭも同軸回転する構成にしている。そして、上記電動モータＭＧにはインバータＩを接続するとともに、このインバータＩをコントローラＣに接続し、このコントローラＣで電動モータＭＧの回転数等を制御できるようにしている。
また、上記のようにしたサブポンプＳＰおよびアシストモータＡＭの傾転角は傾角制御器３５，３６で制御されるが、この傾角制御器３５，３６は、コントローラＣの出力信号で制御されるものである。 Next, the variable displacement sub pump SP that assists the outputs of the first and second main pumps MP1 and MP2 will be described.
The variable displacement sub-pump SP is rotated by the driving force of the electric motor MG that also serves as a generator, and the variable displacement assist motor AM is also rotated coaxially by the driving force of the electric motor MG. An inverter I is connected to the electric motor MG, and the inverter I is connected to a controller C so that the controller C can control the rotational speed of the electric motor MG.
The tilt angles of the sub-pump SP and the assist motor AM as described above are controlled by tilt controllers 35 and 36. These tilt controllers 35 and 36 are controlled by the output signal of the controller C. is there.

上記サブポンプＳＰには吐出通路３７を接続しているが、この吐出通路３７は、第１メインポンプＭＰ１の吐出側に合流する第１合流通路３８と、第２メインポンプＭＰ２の吐出側に合流する第２合流通路３９とに分岐するとともに、これら第１，２合流通路３８，３９のそれぞれには、コントローラＣの出力信号で開度が制御される第１，２比例電磁絞り弁４０，４１を設けている。   A discharge passage 37 is connected to the sub pump SP. The discharge passage 37 joins the first joining passage 38 that joins to the discharge side of the first main pump MP1 and the discharge side of the second main pump MP2. The first and second merge passages 38 and 39 branch to the second merge passage 39, and the first and second proportional electromagnetic throttle valves 40 and 41 whose opening degree is controlled by the output signal of the controller C are respectively provided. Provided.

一方、アシストモータＡＭには接続用通路４２を接続しているが、この接続用通路４２は、合流通路４３およびチェック弁４４，４５を介して、旋回モータＲＭに接続した通路２６，２７に接続している。しかも、上記合流通路４３にはコントローラＣで開閉制御される電磁切換弁４６を設けるとともに、この電磁切換弁４６とチェック弁４４，４５との間に、旋回モータＲＭの旋回時の圧力あるいはブレーキ時の圧力を検出する圧力センサー４７を設け、この圧力センサー４７の圧力信号をコントローラＣに入力するようにしている。   On the other hand, a connection passage 42 is connected to the assist motor AM. This connection passage 42 is connected to passages 26 and 27 connected to the turning motor RM via a junction passage 43 and check valves 44 and 45. doing. In addition, the merging passage 43 is provided with an electromagnetic switching valve 46 that is controlled to be opened and closed by the controller C, and between the electromagnetic switching valve 46 and the check valves 44 and 45, when the swinging motor RM is turned or braked. A pressure sensor 47 for detecting the pressure of the pressure sensor 47 is provided, and the pressure signal of the pressure sensor 47 is input to the controller C.

また、合流通路４３であって、旋回モータＲＭから接続用通路４２への流れに対して、上記電磁切換弁４６よりも下流側となる位置には、安全弁４８を設けているが、この安全弁４８は、例えば電磁切換弁４６など、接続用通路４２，４３系統に故障が生じたとき、通路２６，２７の圧力を維持して旋回モータＲＭがいわゆる逸走するのを防止するものである。
さらに、上記ブームシリンダＢＣと上記比例電磁弁３４との間には、接続用通路４２に連通する通路４９を設けるとともに、この通路４９にはコントローラＣで制御される電磁開閉弁５０を設けている。 In addition, a safety valve 48 is provided at a position downstream of the electromagnetic switching valve 46 with respect to the flow from the turning motor RM to the connection passage 42 in the junction passage 43. The safety valve 48 Is to prevent the turning motor RM from running away by maintaining the pressure in the passages 26 and 27 when a failure occurs in the connection passages 42 and 43 such as the electromagnetic switching valve 46.
Further, a passage 49 communicating with the connection passage 42 is provided between the boom cylinder BC and the proportional solenoid valve 34, and an electromagnetic opening / closing valve 50 controlled by the controller C is provided in the passage 49. .

以下には、この実施形態の作用を説明するが、この実施形態では、サブポンプＳＰのアシスト流量を予め設定しておき、その中で、コントローラＣが、サブポンプＳＰの傾転角、アシストモータＡＭの傾転角、電動モータＭＧの回転数などをどのように制御したら最も効率的かを判断してそれぞれの制御を実施するようにしている。
今、第１回路系統の操作弁１〜５を中立位置に保っていれば、第１メインポンプＭＰ１から吐出する流体の全量が中立流路６およびパイロット圧生成機構８を経由してタンクＴに導かれる。このように第１メインポンプＭＰ１の吐出全量がパイロット圧生成機構８を流れるときには、そこで生成されるパイロット圧が高くなるとともに、パイロット流路９にも相対的に高いパイロット圧が導かれる。そして、パイロット流路９に導かれた高いパイロット圧の作用で、レギュレータ１０が動作し、第１メインポンプＭＰ１の吐出量を最小に保つ。このときの高いパイロット圧の圧力信号は、第１圧力センサー１１からコントローラＣに入力される。 In the following, the operation of this embodiment will be described. In this embodiment, the assist flow rate of the sub pump SP is set in advance, and among them, the controller C determines the tilt angle of the sub pump SP, the assist motor AM. Each control is performed by determining how to control the tilt angle, the number of rotations of the electric motor MG, and the like to be most efficient.
Now, if the operation valves 1 to 5 of the first circuit system are maintained at the neutral position, the total amount of fluid discharged from the first main pump MP1 is transferred to the tank T via the neutral flow path 6 and the pilot pressure generating mechanism 8. Led. When the total discharge amount of the first main pump MP1 flows through the pilot pressure generating mechanism 8 in this way, the pilot pressure generated there becomes high and a relatively high pilot pressure is also introduced into the pilot flow path 9. The regulator 10 is operated by the action of the high pilot pressure guided to the pilot flow path 9, and the discharge amount of the first main pump MP1 is kept to a minimum. The high pilot pressure signal at this time is input from the first pressure sensor 11 to the controller C.

また、第２回路系統の操作弁１２〜１５を中立位置に保っているときも、第１回路系統の場合と同様にパイロット圧生成機構１８が相対的に高いパイロット圧を生成するとともに、その高い圧力がレギュレータ２０に作用して、第２メインポンプＭＰ２の吐出量を最小に保つ。そして、このときの高いパイロット圧の圧力信号は、圧力センサー２１からコントローラＣに入力される。   Further, when the operation valves 12 to 15 of the second circuit system are kept at the neutral position, the pilot pressure generating mechanism 18 generates a relatively high pilot pressure and the high pressure as in the case of the first circuit system. The pressure acts on the regulator 20 to keep the discharge amount of the second main pump MP2 to a minimum. The high pilot pressure signal at this time is input from the pressure sensor 21 to the controller C.

上記第１，２圧力センサー１１，２１からコントローラＣに相対的に高い圧力信号が入力すると、コントローラＣは、第１，２メインポンプＭＰ１，ＭＰ２が最小吐出量を維持しているものと判定して傾角制御器３５，３６を制御し、サブポンプＳＰおよびアシストモータＡＭの傾転角をゼロもしくは最小にする。
なお、コントローラＣが、上記のように第１，２メインポンプＭＰ１，ＭＰ２の吐出量が最小である旨の信号を受信したとき、コントローラＣが電動モータＭＧの回転を停止してもよいし、その回転を継続させてもよい。
電動モータＭＧの回転を止める場合には、消費電力を節約できるという効果があり、電動モータＭＧを回転し続けた場合には、サブポンプＳＰおよびアシストモータＡＭも回転し続けるので、当該サブポンプＳＰおよびアシストモータＡＭの起動時のショックを少なくできるという効果がある。いずれにしても、電動モータＭＧを止めるかあるいは回転し続けるかは、当該建機の用途や使用状況に応じて決めればよいことである。 When a relatively high pressure signal is input from the first and second pressure sensors 11 and 21 to the controller C, the controller C determines that the first and second main pumps MP1 and MP2 maintain the minimum discharge amount. Thus, the tilt angle controllers 35 and 36 are controlled, and the tilt angles of the sub pump SP and the assist motor AM are made zero or minimum.
When the controller C receives a signal indicating that the discharge amounts of the first and second main pumps MP1 and MP2 are minimum as described above, the controller C may stop the rotation of the electric motor MG, The rotation may be continued.
When the rotation of the electric motor MG is stopped, there is an effect that power consumption can be saved. When the electric motor MG is continuously rotated, the sub pump SP and the assist motor AM are also continuously rotated. There is an effect that the shock at the start-up of the motor AM can be reduced. In any case, whether to stop the electric motor MG or continue to rotate may be determined in accordance with the use and usage status of the construction machine.

上記の状況で第１回路系統あるいは第２回路系統のいずれかの操作弁を切り換えれば、その操作量に応じて中立流路６あるいは１６を流れる流量が少なくなり、それにともなってパイロット圧生成機構８あるいは１８で生成されるパイロット圧が低くなる。このようにパイロット圧が低くなれば、それにともなって第１メインポンプＭＰ１あるいは第２メインポンプＭＰ２は、その傾転角を大きくして吐出量を増大させる。
また、上記のように第１メインポンプＭＰ１あるいは第２メインポンプＭＰ２の吐出量を増大するときには、コントローラＣは、電動モータＭＧを常に回転した状態に保つ。つまり、第１，２メインポンプＭＰ１，ＭＰ２の吐出量が最小のときに電動モータＭＧを停止した場合には、コントローラＣは、パイロット圧が低くなったことを検知して、電動モータＭＧを再起動させる。 If the operation valve of either the first circuit system or the second circuit system is switched in the above situation, the flow rate flowing through the neutral flow path 6 or 16 decreases according to the operation amount, and accordingly, the pilot pressure generating mechanism The pilot pressure generated at 8 or 18 is reduced. If the pilot pressure is thus reduced, the first main pump MP1 or the second main pump MP2 increases the tilt angle to increase the discharge amount.
Further, when increasing the discharge amount of the first main pump MP1 or the second main pump MP2 as described above, the controller C keeps the electric motor MG always rotated. That is, when the electric motor MG is stopped when the discharge amounts of the first and second main pumps MP1 and MP2 are minimum, the controller C detects that the pilot pressure has decreased and restarts the electric motor MG. Start.

そして、コントローラＣは、第１，２圧力センサー１１，２１の圧力信号に応じて、第１，２比例電磁絞り弁４０，４１の開度を制御し、サブポンプＳＰの吐出量を按分して、第１，２回路系統に供給する。
上記のようにこの実施形態によれば、２つの第１，２圧力センサー１１，２１の圧力信号だけで、コントローラＣが、サブポンプＳＰの傾転角および第１，２比例電磁絞り弁４０，４１の開度を制御できるので、圧力センサーの数を少なくできる。 Then, the controller C controls the opening degree of the first and second proportional electromagnetic throttle valves 40 and 41 according to the pressure signals of the first and second pressure sensors 11 and 21, and apportions the discharge amount of the sub pump SP. Supplied to the first and second circuit systems.
As described above, according to this embodiment, the controller C controls the tilt angle of the sub-pump SP and the first and second proportional electromagnetic throttle valves 40 and 41 using only the pressure signals of the two first and second pressure sensors 11 and 21. The number of pressure sensors can be reduced.

一方、上記第１回路系統に接続した旋回モータＲＭを駆動するために、旋回モータ用の操作弁１を左右いずれか、例えば図面右側位置に切り換えると、一方の通路２６が第１メインポンプＭＰ１に連通し、他方の通路２７がタンクＴに連通して、旋回モータＲＭを回転させるが、このときの旋回圧はブレーキ弁２８の設定圧に保たれる。また、上記操作弁１を図面左方向に切り換えれば、上記他方の通路２７が第１メインポンプＭＰ１に連通し、上記一方の通路２６がタンクＴに連通して、旋回モータＲＭを回転させるが、このときの旋回圧もブレーキ弁２９の設定圧に保たれる。
また、旋回モータＲＭが旋回している最中に旋回モータ用の操作弁１を中立位置に切り換えると、前記したように通路２６，２７間で閉回路が構成されるとともに、ブレーキ弁２８あるいは２９が当該閉回路のブレーキ圧を維持して、慣性エネルギーを熱エネルギーに変換する。 On the other hand, in order to drive the turning motor RM connected to the first circuit system, when the operation valve 1 for the turning motor is switched to either the left or right, for example, the right side of the drawing, one passage 26 is connected to the first main pump MP1. The other passage 27 communicates with the tank T to rotate the turning motor RM. At this time, the turning pressure is maintained at the set pressure of the brake valve 28. When the operation valve 1 is switched to the left in the drawing, the other passage 27 communicates with the first main pump MP1 and the one passage 26 communicates with the tank T to rotate the turning motor RM. The turning pressure at this time is also maintained at the set pressure of the brake valve 29.
Further, when the swing motor operating valve 1 is switched to the neutral position while the swing motor RM is turning, a closed circuit is formed between the passages 26 and 27 as described above, and the brake valve 28 or 29 is provided. Maintains the closed circuit brake pressure and converts inertial energy into thermal energy.

そして、圧力センサー４７は上記旋回圧あるいはブレーキ圧を検出するとともに、その圧力信号をコントローラＣに入力する。コントローラＣは、旋回モータＲＭの旋回あるいはブレーキ動作に影響を及ぼさない範囲内であって、ブレーキ弁２８，２９の設定圧よりも低い圧力を検出したとき、電磁切換弁４６を閉位置から開位置に切り換える。このように電磁切換弁４６が開位置に切り換れば、旋回モータＲＭに導かれた圧力流体は、合流通路４３に流れるとともに安全弁４８および接続用通路４２を経由してアシストモータＡＭに供給される。
このときコントローラＣは、圧力センサー４７からの圧力信号に応じて、アシストモータＡＭの傾転角を制御するが、それは次のとおりである。 The pressure sensor 47 detects the turning pressure or the brake pressure and inputs the pressure signal to the controller C. When the controller C detects a pressure lower than the set pressure of the brake valves 28 and 29 within a range that does not affect the turning or braking operation of the turning motor RM, the controller C opens the electromagnetic switching valve 46 from the closed position to the open position. Switch to. When the electromagnetic switching valve 46 is switched to the open position in this way, the pressure fluid guided to the turning motor RM flows into the merge passage 43 and is supplied to the assist motor AM via the safety valve 48 and the connection passage 42. The
At this time, the controller C controls the tilt angle of the assist motor AM in accordance with the pressure signal from the pressure sensor 47, which is as follows.

すなわち、通路２６あるいは２７の圧力は、旋回動作あるいはブレーキ動作に必要な圧力に保たれていなければ、旋回モータＲＭを旋回させたり、あるいはブレーキをかけたりできなくなる。
そこで、上記通路２６あるいは２７の圧力を、上記旋回圧あるいはブレーキ圧に保つために、コントローラＣはアシストモータＡＭの傾転角を制御しながら、この旋回モータＲＭの負荷を制御するようにしている。つまり、コントローラＣは、圧力センサー４７で検出される圧力が上記旋回モータＲＭの旋回圧あるいはブレーキ圧とほぼ等しくなるように、アシストモータＡＭの傾転角を制御する。 That is, unless the pressure in the passage 26 or 27 is maintained at a pressure required for the turning operation or the braking operation, the turning motor RM cannot be turned or the brake cannot be applied.
Therefore, in order to keep the pressure in the passage 26 or 27 at the turning pressure or the brake pressure, the controller C controls the load of the turning motor RM while controlling the tilt angle of the assist motor AM. . That is, the controller C controls the tilt angle of the assist motor AM so that the pressure detected by the pressure sensor 47 becomes substantially equal to the turning pressure or the brake pressure of the turning motor RM.

上記のようにしてアシストモータＡＭが回転力を得れば、その回転力は、同軸回転する電動モータＭＧに作用するが、このアシストモータＡＭの回転力は、電動モータＭＧに対するアシスト力として作用する。したがって、アシストモータＡＭの回転力の分だけ、電動モータＭＧの消費電力を少なくすることができる。
また、上記アシストモータＡＭの回転力でサブポンプＳＰの回転力をアシストすることもできるが、このときには、アシストモータＡＭとサブポンプＳＰとが相まって圧力変換機能を発揮させる。 If the assist motor AM obtains a rotational force as described above, the rotational force acts on the electric motor MG that rotates coaxially. The rotational force of the assist motor AM acts as an assist force on the electric motor MG. . Therefore, the power consumption of the electric motor MG can be reduced by the amount of the rotational force of the assist motor AM.
Further, the rotational force of the sub pump SP can be assisted by the rotational force of the assist motor AM. At this time, the assist motor AM and the sub pump SP are combined to exert a pressure conversion function.

つまり、接続用通路４２に流入する流体圧はポンプ吐出圧よりも必ず低い。この低い圧力を利用して、サブポンプＳＰに高い吐出圧を維持させるために、アシストモータＡＭおよびサブポンプＳＰとによって増圧機能を発揮させるようにしている。
すなわち、上記アシストモータＡＭの出力は、１回転当たりの押しのけ容積Ｑ１とそのときの圧力Ｐ１の積で決まる。また、サブポンプＳＰの出力は１回転当たりの押しのけ容積Ｑ２と吐出圧Ｐ２の積で決まる。そして、この実施形態では、アシストモータＡＭとサブポンプＳＰとが同軸回転するので、Ｑ１×Ｐ１＝Ｑ２×Ｐ２が成立しなければならない。そこで、例えば、アシストモータＡＭの上記押しのけ容積Ｑ１を上記サブポンプＳＰの押しのけ容積Ｑ２の３倍すなわちＱ１＝３Ｑ２にしたとすれば、上記等式が３Ｑ２×Ｐ１＝Ｑ２×Ｐ２となる。この式から両辺をＱ２で割れば、３Ｐ１＝Ｐ２が成り立つ。
したがって、サブポンプＳＰの傾転角を変えて、上記押しのけ容積Ｑ２を制御すれば、アシストモータＡＭの出力で、サブポンプＳＰに所定の吐出圧を維持させることができる。言い換えると、旋回モータＲＭからの流体圧を増圧してサブポンプＳＰから吐出させることができる。 That is, the fluid pressure flowing into the connection passage 42 is necessarily lower than the pump discharge pressure. In order to maintain a high discharge pressure in the sub-pump SP by using this low pressure, the assist motor AM and the sub-pump SP exhibit a pressure increasing function.
That is, the output of the assist motor AM is determined displacement volume to Q 1 per rotation and the product of pressure P 1 at that time. The output of the sub pump SP is determined by the product of the displacement volume Q 2 per revolution and the discharge pressure P 2 . In this embodiment, since the assist motor AM and the sub pump SP rotate coaxially, Q 1 × P 1 = Q 2 × P 2 must be satisfied. Therefore, for example, if the displacement volume to Q 1 assist motor AM was tripled i.e. Q 1 = 3Q 2 volume Q 2 displacement of the sub pump SP, this equation does 3Q 2 × P 1 = Q 2 × the P 2. If both sides are divided by Q 2 from this equation, 3P 1 = P 2 holds.
Therefore, by changing the tilt angle of the sub pump SP, by controlling the displacement volume Q 2, the output of the assist motor AM, it is possible to maintain the predetermined discharge pressure sub pump SP. In other words, the fluid pressure from the turning motor RM can be increased and discharged from the sub pump SP.

ただし、アシストモータＡＭの傾転角は、上記したように通路２６，２７の圧力を旋回圧あるいはブレーキ圧に保つように制御される。したがって、旋回モータＲＭからの流体を利用する場合には、アシストモータＡＭの傾転角は必然的に決められることになる。このようにアシストモータＡＭの傾転角が決められた中で、上記した圧力変換機能を発揮させるためには、サブポンプＳＰの傾転角を制御することになる。
なお、上記接続用通路４２，４３系統の圧力が何らかの原因で、旋回圧あるいはブレーキ圧よりも低くなったときには、圧力センサー４７からの圧力信号に基づいてコントローラＣは、電磁切換弁４６を閉じて、旋回モータＲＭに影響を及ぼさないようにする。
また、接続用通路４２に流体の漏れが生じたときには、安全弁４８が機能して通路２６，２７の圧力が必要以上に低くならないようにして、旋回モータＲＭの逸走を防止する。 However, the tilt angle of the assist motor AM is controlled so as to keep the pressure in the passages 26 and 27 at the turning pressure or the brake pressure as described above. Therefore, when the fluid from the turning motor RM is used, the tilt angle of the assist motor AM is inevitably determined. In this way, the tilt angle of the sub-pump SP is controlled in order to exert the above-described pressure conversion function while the tilt angle of the assist motor AM is determined.
When the pressure in the connection passages 42 and 43 is lower than the turning pressure or the brake pressure for some reason, the controller C closes the electromagnetic switching valve 46 based on the pressure signal from the pressure sensor 47. The rotation motor RM is not affected.
When fluid leaks in the connecting passage 42, the safety valve 48 functions to prevent the pressure in the passages 26 and 27 from becoming unnecessarily low, thereby preventing the turning motor RM from running away.

次に、ブーム１速用の操作弁１４およびそれに連動して第１回路系統のブーム２速用の操作弁３を切り換えて、ブームシリンダＢＣを制御する場合について説明する。
ブームシリンダＢＣを作動させるために、ブーム１速用の操作弁１４およびそれに連動する操作弁３を切り換えると、センサー１４ａによって、上記操作弁１４の操作方向とその操作量が検出されるとともに、その操作信号がコントローラＣに入力される。 Next, a case where the boom cylinder BC is controlled by switching the boom first speed operation valve 14 and the boom second speed operation valve 3 of the first circuit system in conjunction therewith will be described.
When the operation valve 14 for the first speed of the boom and the operation valve 3 interlocked therewith are switched to operate the boom cylinder BC, the operation direction and the operation amount of the operation valve 14 are detected by the sensor 14a. An operation signal is input to the controller C.

上記センサー１４ａの操作信号に応じて、コントローラＣは、オペレータがブームシリンダＢＣを上昇させようとしているのか、あるいは下降させようとしているのかを判定する。ブームシリンダＢＣを上昇させるための信号がコントローラＣに入力すれば、コントローラＣは比例電磁弁３４をノーマル状態に保つ。言い換えると、比例電磁弁３４を全開位置に保つ。このときには、サブポンプＳＰから所定の吐出量が確保されるように、コントローラＣは、電磁開閉弁５０を図示の閉位置に保つとともに、電動モータＭＧの回転数やサブポンプＳＰの傾転角を制御する。   In response to the operation signal from the sensor 14a, the controller C determines whether the operator is going to raise or lower the boom cylinder BC. If a signal for raising the boom cylinder BC is input to the controller C, the controller C keeps the proportional solenoid valve 34 in a normal state. In other words, the proportional solenoid valve 34 is kept in the fully open position. At this time, the controller C keeps the electromagnetic on-off valve 50 in the illustrated closed position and controls the rotation speed of the electric motor MG and the tilt angle of the sub pump SP so that a predetermined discharge amount is secured from the sub pump SP. .

一方、ブームシリンダＢＣを下降させる信号が上記センサー１４ａからコントローラＣに入力すると、コントローラＣは、操作弁１４の操作量に応じて、オペレータが求めているブームシリンダＢＣの下降速度を演算するとともに、比例電磁弁３４を閉じて、電磁開閉弁５０を開位置に切り換える。
上記のように比例電磁弁３４を閉じて電磁開閉弁５０を開位置に切り換えれば、ブームシリンダＢＣの戻り流体の全量がアシストモータＡＭに供給される。しかし、アシストモータＡＭで消費する流量が、オペレータが求めた下降速度を維持するために必要な流量よりも少なければ、ブームシリンダＢＣはオペレータが求めた下降速度を維持できない。このようなときには、コントローラＣは、上記操作弁１４の操作量、アシストモータＡＭの傾転角や電動モータＭＧの回転数などをもとにして、アシストモータＡＭが消費する流量以上の流量をタンクＴに戻すように比例電磁弁３４の開度を制御し、オペレータが求めるブームシリンダＢＣの下降速度を維持する。 On the other hand, when a signal for lowering the boom cylinder BC is input from the sensor 14a to the controller C, the controller C calculates the lowering speed of the boom cylinder BC requested by the operator according to the operation amount of the operation valve 14. The proportional solenoid valve 34 is closed and the solenoid on-off valve 50 is switched to the open position.
If the proportional solenoid valve 34 is closed and the solenoid on-off valve 50 is switched to the open position as described above, the entire return fluid of the boom cylinder BC is supplied to the assist motor AM. However, if the flow rate consumed by the assist motor AM is less than the flow rate required to maintain the descending speed obtained by the operator, the boom cylinder BC cannot maintain the descending speed obtained by the operator. In such a case, the controller C tanks a flow rate higher than the flow rate consumed by the assist motor AM based on the operation amount of the operation valve 14, the tilt angle of the assist motor AM, the rotation speed of the electric motor MG, and the like. The opening degree of the proportional solenoid valve 34 is controlled to return to T, and the lowering speed of the boom cylinder BC required by the operator is maintained.

一方、アシストモータＡＭに流体が供給されると、アシストモータＡＭが回転するとともに、その回転力は、同軸回転する電動モータＭＧに作用するが、このアシストモータＡＭの回転力は、電動モータＭＧに対するアシスト力として作用する。したがって、アシストモータＡＭの回転力の分だけ、消費電力を少なくすることができる。
一方、電動モータＭＧに対して電力を供給せず、上記アシストモータＡＭの回転力だけで、サブポンプＳＰを回転させることもできるが、このときには、アシストモータＡＭおよびサブポンプＳＰが、上記したのと同様にして圧力変換機能を発揮する。 On the other hand, when fluid is supplied to the assist motor AM, the assist motor AM rotates and its rotational force acts on the coaxially rotating electric motor MG. The rotational force of the assist motor AM is applied to the electric motor MG. Acts as an assist force. Therefore, power consumption can be reduced by the amount of rotational force of the assist motor AM.
On the other hand, the sub pump SP can be rotated only by the rotational force of the assist motor AM without supplying electric power to the electric motor MG. At this time, the assist motor AM and the sub pump SP are the same as described above. The pressure conversion function is demonstrated.

次に、旋回モータＲＭの旋回作動とブームシリンダＢＣの下降作動とを同時に行う場合について説明する。
上記のように旋回モータＲＭを旋回させながら、ブームシリンダＢＣを下降させるときには、旋回モータＲＭからの流体と、ブームシリンダＢＣからの戻り流体とが、接続用通路４２で合流してアシストモータＡＭに供給される。
このとき、接続用通路４２の圧力が上昇すれば、それにともなって合流通路４３側の圧力も上昇するが、その圧力が旋回モータＲＭの旋回圧あるいはブレーキ圧よりも高くなったとしても、チェック弁４４，４５があるので、旋回モータＲＭには影響を及ぼさない。
また、前記したように接続用通路４２側の圧力が旋回圧あるいはブレーキ圧よりも低くなれば、コントローラＣは、圧力センサー４７からの圧力信号に基づいて電磁切換弁４６を閉じる。 Next, the case where the turning operation of the turning motor RM and the lowering operation of the boom cylinder BC are simultaneously performed will be described.
When the boom cylinder BC is lowered while turning the turning motor RM as described above, the fluid from the turning motor RM and the return fluid from the boom cylinder BC merge in the connection passage 42 to the assist motor AM. Supplied.
At this time, if the pressure in the connecting passage 42 increases, the pressure on the merging passage 43 side increases accordingly. Even if the pressure becomes higher than the turning pressure or the brake pressure of the turning motor RM, the check valve 44 and 45 do not affect the turning motor RM.
If the pressure on the connection passage 42 side becomes lower than the turning pressure or the brake pressure as described above, the controller C closes the electromagnetic switching valve 46 based on the pressure signal from the pressure sensor 47.

したがって、旋回モータＲＭの旋回動作とブームシリンダＢＣの下降動作とを上記のように同時に行うときには、上記旋回圧あるいはブレーキ圧にかかわりなく、ブームシリンダＢＣの必要下降速度を基準にしてアシストモータＡＭの傾転角を決めればよい。
いずれにしても、アシストモータＡＭの出力で、サブポンプＳＰの出力をアシストできるとともに、サブポンプＳＰから吐出された流量を、第１，２比例電磁絞り弁４０，４１で按分して、第１，２回路系統に供給することができる。 Therefore, when the turning operation of the turning motor RM and the lowering operation of the boom cylinder BC are simultaneously performed as described above, the assist motor AM is operated on the basis of the required lowering speed of the boom cylinder BC regardless of the turning pressure or the brake pressure. The tilt angle can be determined.
In any case, the output of the sub-pump SP can be assisted by the output of the assist motor AM, and the flow rate discharged from the sub-pump SP is apportioned by the first and second proportional electromagnetic throttle valves 40 and 41 to obtain the first and second Can be supplied to the circuit system.

一方、アシストモータＡＭを駆動源として電動モータＭＧを発電機として使用するときには、サブポンプＳＰの傾転角をゼロにしてほぼ無負荷状態にし、アシストモータＡＭには、電動モータＭＧを回転させるために必要な出力を維持しておけば、アシストモータＡＭの出力を利用して、電動モータＭＧに発電機能を発揮させることができる。   On the other hand, when the electric motor MG is used as a generator with the assist motor AM as a drive source, the tilt angle of the sub-pump SP is set to zero and the load is almost unloaded, and the assist motor AM is rotated to rotate the electric motor MG. If the necessary output is maintained, the electric motor MG can exhibit the power generation function using the output of the assist motor AM.

また、この実施形態では、エンジンＥの出力を利用してジェネレータ２２で発電したり、アシストモータＡＭを利用して電動モータＭＧに発電させたりすることができる。そして、このように発電した電力をバッテリー２４に蓄電するが、この実施形態では家庭用の電源２５を利用してバッテリー２４に蓄電できるようにしているので、電動モータＭＧの電力を多岐にわたって調達することができる。   In this embodiment, the output of the engine E can be used to generate power with the generator 22, or the assist motor AM can be used to generate power with the electric motor MG. The power generated in this manner is stored in the battery 24. In this embodiment, since the power can be stored in the battery 24 using the home power supply 25, the power of the electric motor MG is procured in various ways. be able to.

一方、この実施形態では、旋回モータＲＭやブームシリンダＢＣからの流体を利用してアシストモータＡＭを回転させるとともに、このアシストモータＡＭの出力でサブポンプＳＰや電動モータＭＧをアシストできるので、回生動力を利用するまでの間のエネルギーロスを最小限に抑えることができる。例えば、従来の場合には、アクチュエータからの流体を利用して発電機を回し、さらにその発電機で蓄電した電力を利用して電動モータを駆動し、この電動モータの駆動力でアクチュエータを作動させるようにしていたが、この従来の装置に比べて流体圧の回生動力を直接的に利用できる。   On the other hand, in this embodiment, the assist motor AM is rotated using the fluid from the turning motor RM and the boom cylinder BC, and the sub pump SP and the electric motor MG can be assisted by the output of the assist motor AM. Energy loss until use can be minimized. For example, in the conventional case, a generator is rotated using fluid from an actuator, and an electric motor is driven using electric power stored in the generator, and the actuator is operated by the driving force of the electric motor. However, the regenerative power of the fluid pressure can be directly used as compared with this conventional device.

なお、図２は、図１の比例電磁弁３４および電磁開閉弁５０を一体にした他の実施形態を示したもので、この比例電磁弁５１は、通常は、図示の開位置を保ち、コントローラＣから信号が入力したとき、図面右側位置に切り換るようにしたものである。比例電磁弁５１が図面右側位置に切り換ったときには、ブームシリンダＢＣとタンクＴとの連通過程に絞り５１ａが位置し、ブームシリンダＢＣとアシストモータＡＭとの間にチェック弁５１ｂが位置するようにしたものである。そして、上記絞り５１ａは、当該比例電磁弁５１の切換量に応じて開度が制御される。その他は、上記図１における電磁弁と同様である。   FIG. 2 shows another embodiment in which the proportional solenoid valve 34 and the electromagnetic on-off valve 50 of FIG. 1 are integrated. This proportional solenoid valve 51 normally maintains the open position shown in FIG. When a signal is input from C, the position is switched to the right side of the drawing. When the proportional solenoid valve 51 is switched to the right side of the drawing, the throttle 51a is positioned in the communication process between the boom cylinder BC and the tank T, and the check valve 51b is positioned between the boom cylinder BC and the assist motor AM. It is a thing. The opening of the throttle 51a is controlled according to the switching amount of the proportional solenoid valve 51. Others are the same as the solenoid valve in FIG.

また、図中符号５２，５３は、第１，２比例電磁絞り弁４０，４１の下流側に設けたチェック弁で、サブポンプＳＰから第１，２メインポンプＭＰ１，ＭＰ２側への流通のみを許容するものである。
上記のようにチェック弁５２，５３を設けるとともに、電磁切換弁４６および電磁開閉弁５０あるいは比例電磁弁５１を設けたので、例えば、サブポンプＳＰおよびアシストモータＡＭ系統が故障した場合に、第１，２メインポンプＭＰ１，ＭＰ２系統と、サブポンプＳＰおよびアシストモータＡＭ系統とを切り離すことができる。特に、電磁切換弁４６，比例電磁弁５１および電磁開閉弁５０は、それらがノーマル状態にあるとき、図面に示すようにスプリングのバネ力で閉位置であるノーマル位置を保つとともに、上記比例電磁弁３４，比例電磁弁５１も全開位置であるノーマル位置を保つので、電気系統が故障したとしても、上記のように第１，２メインポンプＭＰ１，ＭＰ２系統と、サブポンプＳＰおよびアシストモータＡＭ系統とを切り離すことができる。 Reference numerals 52 and 53 in the figure are check valves provided on the downstream side of the first and second proportional electromagnetic throttle valves 40 and 41, and only allow flow from the sub pump SP to the first and second main pumps MP1 and MP2. To do.
Since the check valves 52 and 53 are provided as described above, and the electromagnetic switching valve 46 and the electromagnetic on-off valve 50 or the proportional electromagnetic valve 51 are provided, for example, when the sub pump SP and the assist motor AM system fail, The two main pumps MP1 and MP2 can be separated from the sub pump SP and the assist motor AM. In particular, when the solenoid switching valve 46, the proportional solenoid valve 51, and the solenoid on-off valve 50 are in the normal state, the normal solenoid position is maintained by the spring force of the spring as shown in the drawing. 34, since the proportional solenoid valve 51 also maintains the normal position which is the fully open position, even if the electric system fails, the first and second main pumps MP1 and MP2 systems, the sub pump SP and the assist motor AM system are connected as described above. Can be separated.

この発明の実施形態を示す回路図である。1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention. 比例電磁弁の他の実施形態を示す部分回路図である。It is a partial circuit diagram showing other embodiments of a proportional solenoid valve.

符号の説明Explanation of symbols

ＭＰ１ 第１メインポンプ
ＭＰ２ 第２メインポンプ
１ 旋回モータ用の操作弁
２ アーム１速用の操作弁
ＢＣ ブームシリンダ
３ ブーム２速用の操作弁
４ 予備用の操作弁
５ 左走行モータ用の操作弁
９ パイロット流路
１０ レギュレータ
１１ 第１圧力センサー
Ｃ コントローラ
１２ 右走行モータ用の操作弁
１３ バケット用の操作弁
１４ ブーム１速用の操作弁
１５ アーム２速用の操作弁
１９ パイロット流路
２０ レギュレータ
２１ 第２圧力センサー
ＳＰ サブポンプ
３５，３６ 傾角制御器
ＡＭ アシストモータ
ＭＧ 発電機兼用の電動モータ
４０，４１ 第１，２比例電磁絞り弁 MP1 1st main pump MP2 2nd main pump 1 Operation valve for swing motor 2 Operation valve for 1st arm BC Boom cylinder 3 Operation valve for 2nd boom 4 Operation valve for spare 5 Operation valve for left travel motor 9 Pilot flow path 10 Regulator 11 First pressure sensor C Controller 12 Operation valve for right traveling motor 13 Operation valve for bucket 14 Operation valve for first speed of boom 15 Operation valve for second speed of arm 19 Pilot flow path 20 Regulator 21 Second pressure sensor SP Sub-pump 35, 36 Inclination controller AM Assist motor MG Electric motor 40, 41 also used as generator First and second proportional electromagnetic throttle valves

Claims (3)

可変容量型のメインポンプと、このメインポンプの傾転角を制御するレギュレータと、上記メインポンプからの吐出流体で作動するアクチュエータと、アクチュエータが作動しているかどうかを検出するセンサーと、メインポンプの吐出側に接続する可変容量型のサブポンプと、上記サブポンプの傾転角を制御するサブポンプ用傾角制御器と、上記サブポンプを回転させる電動モータと、上記電動モータおよびサブポンプと同軸回転するとともにアクチュエータの排出エネルギーで作動する可変容量型のアシストモータと、上記アシストモータの傾転角を制御するアシストモータ用傾角制御器と、サブポンプとメインポンプとを連通させる通路過程に設けるとともにサブポンプからメインポンプへの流通のみを許容するチェック弁と、アクチュエータとアシストモータとを連通させる通路過程に設けるとともにスプリングのバネ力で閉位置であるノーマル位置を保つ電磁弁と、上記サブポンプ用傾角制御器、上記電動モータ及び上記アシストモータ用傾角制御器を制御するコントローラとを備え、上記コントローラは、サブポンプ、アシストモータおよび電動モータを主要素にした系統に故障が生じたとき、上記電磁弁を上記閉位置であるノーマル位置に切り換えて、上記サブポンプ、アシストモータおよび電動モータを主要素にした系統を、上記メインポンプに接続した系統から切り離し可能にしたハイブリッド建設機械の制御装置。 A variable displacement main pump, a regulator that controls the tilt angle of the main pump, an actuator that operates with the fluid discharged from the main pump, a sensor that detects whether the actuator is operating, a main pump A variable displacement sub-pump connected to the discharge side, a sub-pump tilt controller that controls the tilt angle of the sub- pump, an electric motor that rotates the sub-pump, a coaxial rotation with the electric motor and the sub-pump, and an actuator discharge A variable displacement type assist motor that operates by energy, an assist motor tilt controller that controls the tilt angle of the assist motor, and a passage process that connects the sub pump and the main pump, and the flow from the sub pump to the main pump. Check valves that only allow A solenoid valve which is provided in a passage process for communicating the eta and the assist motor and maintains a normal position which is a closed position by the spring force of the spring, and the tilt controller for the sub pump, the electric motor, and the tilt controller for the assist motor are controlled. A controller that switches the solenoid valve to the normal position, which is the closed position, when a failure occurs in a system that mainly includes the sub pump, the assist motor, and the electric motor. And a control apparatus for a hybrid construction machine, wherein a system having an electric motor as a main element can be separated from a system connected to the main pump . 上記アクチュエータとアシストモータとを連通させる通路過程であって上記アクチュエータと上記電磁弁との間に接続するとともに、検出した圧力信号を上記コントローラに入力する圧力センサーを設け、上記コントローラは、上記圧力センサーが検出した圧力が設定圧よりも低くなったとき、上記電磁弁を上記閉位置であるノーマル位置に切り換える構成にした請求項１に記載のハイブリッド建設機械の制御装置。 A pressure sensor for connecting the actuator and the assist motor to the controller and connecting the actuator and the solenoid valve, and inputting the detected pressure signal to the controller; 2. The control device for a hybrid construction machine according to claim 1, wherein when the detected pressure becomes lower than a set pressure, the solenoid valve is switched to the normal position which is the closed position . 上記メインポンプはエンジンの駆動力で回転する構成にするとともに、このエンジンにはジェネレータを連携させる一方、上記電動モータに供給する電力を蓄電するバッテリーを設け、このバッテリーにはバッテリーチャージャーを接続し、このバッテリーチャージャーを、上記ジェネレータに接続するとともに、当該装置とは別の家庭用電源等の独立系電源にも接続可能にした請求項１又は２に記載したハイブリッド建設機械の制御装置。 The main pump is configured to rotate with the driving force of the engine, and a generator is linked to the engine, while a battery for storing electric power supplied to the electric motor is provided, and a battery charger is connected to the battery, 3. The control device for a hybrid construction machine according to claim 1 , wherein the battery charger is connected to the generator and can be connected to an independent power source such as a household power source different from the device.
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