WO2013115053A1 - ハイブリッド建設機械 - Google Patents

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WO2013115053A1
WO2013115053A1 PCT/JP2013/051433 JP2013051433W WO2013115053A1 WO 2013115053 A1 WO2013115053 A1 WO 2013115053A1 JP 2013051433 W JP2013051433 W JP 2013051433W WO 2013115053 A1 WO2013115053 A1 WO 2013115053A1
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valve
passage
logic valve
logic
pump
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俊介 福田
説与 吉田
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カヤバ工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a hybrid construction machine.
  • JP2011-241947A discloses a hybrid construction machine capable of adding the discharge pressure of an assist pump driven by a motor to the discharge pressure of a main pump driven by an engine.
  • the hybrid construction machine includes a variable capacity first main pump and a second main pump.
  • the first main pump is connected to the first circuit system via the first supply passage, and a plurality of operation valves are connected to the first circuit system.
  • An output port of the first logic valve is connected to the first supply passage.
  • the input port of the first logic valve is always in communication with the variable displacement type assist pump via the junction passage.
  • the second main pump is connected to the second circuit system via the second supply passage, and a plurality of operation valves are connected to the second circuit system.
  • a second logic valve is interposed in the second supply passage.
  • the input port of the second logic valve is connected to the second main pump via the second supply passage on the upstream side of the second logic valve.
  • the output port of the second logic valve is connected to the second circuit system via the second supply passage on the downstream side of the second logic valve.
  • variable displacement type assist pump rotates integrally with the variable displacement type hydraulic motor and motor generator.
  • the motor generator is connected to the battery via an inverter. Therefore, if the hydraulic motor rotates, the motor generator rotates to generate electric power, and the generated electric power is stored in the battery via the inverter.
  • a switching valve is connected to the second supply passage.
  • the switching valve normally maintains a neutral position by the action of the centering spring, and connects the joining passage communicating with the assist pump to the second supply passage via the branch passage.
  • the branch passage is provided with a check valve that allows only the flow from the switching valve to the second supply passage.
  • the assist pump is connected in parallel to the first main pump and the second main pump via the junction passage.
  • the assist pump is connected to the second main pump through a branch passage provided with a check valve. Since the opening of the check valve is limited, the pressure loss in the path from the assist pump to the second main pump is larger than the pressure loss in the path from the assist pump to the first main pump, and the pressure balance between the two is There is a possibility of collapse.
  • An object of the present invention is to provide a first main in the case where an assist pump driven using a power source different from the first main pump and the second main pump is connected in parallel to the first main pump and the second main pump. It is an object of the present invention to provide a hybrid construction machine capable of maintaining a balance of pressures joining the pump and the second main pump.
  • the hybrid construction machine includes a first main pump and a second main pump, a first circuit system connected to the first main pump through the first supply passage, and a second main pump.
  • a second circuit system connected to the second main pump via the supply passage, a hydraulic motor connected to the second main pump, a motor generator rotating by the driving force of the hydraulic motor, and rotating by the driving force of the motor generator
  • An assist pump a merged passage that is connected to the assist pump and branches from the middle into one branch passage and the other branch passage, and a first logic interposed between the one branch passage and the first supply passage
  • a valve a second logic valve interposed in the second supply passage, a state where the assist pump is connected to the second supply passage on the upstream side of the second logic valve,
  • a switching valve that can switch between a state in which the in-pump is connected to the hydraulic motor, and a check valve that is provided on the downstream side of the switching valve in the other branch passage and allows only the flow from the assist pump to the second logic valve;
  • FIG. 1 is a circuit diagram showing a hydraulic control circuit of a hybrid construction machine according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a cross section of the valve body.
  • FIG. 1 is a circuit diagram showing a hydraulic control circuit of a hybrid construction machine according to an embodiment of the present invention.
  • the hydraulic control circuit is provided with a variable displacement first main pump MP1 and second main pump MP2 linked to the engine E, and a generator G that generates electric power as the engine E rotates.
  • the first main pump MP1 is directly connected to the first circuit system S1 having a plurality of operation valves via the first supply passage 1.
  • the first supply passage 1 is connected to the output port 2b of the input port 2a and the output port 2b provided in the first logic valve 2.
  • the second main pump MP2 is connected via a second supply passage 3 to a second circuit system S2 having a plurality of operation valves.
  • a second logic valve 4 is provided in the passage process of the second supply passage 3.
  • the second supply passage 3 includes an upstream supply passage 3a disposed on the upstream side of the second logic valve 4 and a downstream supply passage 3b disposed on the downstream side of the second logic valve.
  • the input port 4a of the second logic valve 4 is connected to the upstream supply passage 3a, and the output port 4b of the second logic valve 4 is connected to the downstream supply passage 3b. Accordingly, the oil discharged from the second main pump MP2 is supplied to the second circuit system S2 via the second logic valve 4.
  • the hydraulic control circuit is provided with an assist pump AP separately from the first main pump MP1 and the second main pump MP2.
  • the assist pump AP rotates with the driving force of the motor generator MG.
  • Motor generator MG is rotated by the driving force of hydraulic motor M.
  • the hydraulic motor M is connected to the upstream supply passage 3 a via the connection passage 6 connected to the switching valve 5.
  • the merging passage 7 is connected to the assist pump AP.
  • the merge passage 7 branches into a branch passage 7a and a branch passage 7b.
  • One branch passage 7a is directly connected to the input port 2a of the first logic valve 2. Therefore, the discharge oil of the assist pump AP supplied to one branch passage 7a is supplied to the first circuit system S1 via the first logic valve 2.
  • the other branch passage 7b is connected to the upstream supply passage 3a via the switching valve 5 and a check valve 8 provided downstream of the switching valve 5.
  • the check valve 8 allows only the flow from the assist pump AP to the upstream supply passage 3a.
  • the switching valve 5 is a three-position switching valve, and when in the neutral position shown in the figure, the branch passage 7b is kept in communication and the connection passage 6 is shut off. Thereby, the discharge oil of the assist pump AP is supplied to the input port 2a of the first logic valve 2 via one branch passage 7a and to the upstream supply passage 3a via the other branch passage 7b. Supplied.
  • the branch passage 7b is blocked and the connection passage 6 is communicated.
  • the second main pump MP2 communicates with the hydraulic motor M via the upstream supply passage 3a and the connection passage 6.
  • bypass passage 9 that branches from between the switching valve 5 and the check valve 8 is provided in the branch passage 7b.
  • the bypass passage 9 is directly connected to the downstream supply passage 3b.
  • the bypass passage 9 is provided with a check valve 10 that allows only the flow from the assist pump AP to the downstream supply passage 3b.
  • the switching valve 5 has a pilot chamber 5a and a pilot chamber 5b.
  • An electromagnetic switching valve 11 is connected to the pilot chamber 5a, and an electromagnetic switching valve 12 is connected to the pilot chamber 5b.
  • the pilot pressure from the pilot pump PP is guided to the switching valve 5 via the electromagnetic switching valves 11 and 12.
  • the switching valve 5 is switched to a neutral position, a left position, or a right position by the action of the pilot pressure.
  • the pilot chamber 2 c of the first logic valve 2 is connected to the first supply passage 1 via the on-off valve 13.
  • the pilot chamber 4 c of the second logic valve 4 is connected to the downstream supply passage 3 b via the on-off valve 14.
  • the on-off valves 13 and 14 have a fully open position, a closed position, and a throttle control position, and are in a fully open position, a closed position, or a throttle control position in accordance with the pilot pressure in each pilot chamber 13a and 14a of the on / off valves 13 and 14. Can be switched.
  • Electromagnetic switching valves 11 and 15 are connected to the pilot chambers 13a and 14a of the on-off valves 13 and 14, respectively.
  • the on-off valves 13 and 14 are switched by the pilot pressure from the pilot pump PP guided through the electromagnetic switching valves 11 and 15.
  • the electromagnetic switching valve 11 is also connected to one pilot chamber 5 a of the switching valve 5.
  • each of the pilot chamber 5 a of the switching valve 5 and the pilot chamber 14 a of the on-off valve 14 communicates with the drain passage 16.
  • the solenoid of the electromagnetic switching valve 11 is excited by the control signal from the controller C, the electromagnetic switching valve 11 is switched to the switching position.
  • pilot pressure of pilot pump PP is guide
  • the electromagnetic switching valve 15 When the electromagnetic switching valve 15 is in the neutral position shown in FIG. 1, the pilot chamber 13 a of the on-off valve 13 communicates with the drain passage 16. On the other hand, when the solenoid of the electromagnetic switching valve 15 is excited by the control signal from the controller C, the electromagnetic switching valve 15 is switched to the switching position. Thereby, the pilot pressure of the pilot pump PP is guided to the pilot chamber 13 a of the on-off valve 13.
  • Controller C outputs a control signal according to the operation of the operator.
  • the operator can switch each of the electromagnetic switching valves 11, 12 and 15 simultaneously to the switching position, or can switch each individually.
  • the controller C When causing the motor generator MG to exhibit the power generation function, the controller C outputs a control signal to switch the electromagnetic switching valve 11 to the switching position.
  • the electromagnetic switching valve 11 When the electromagnetic switching valve 11 is switched to the switching position, the pilot pressure of the pilot pump PP is guided to one of the pilot chambers 5 a of the switching valve 5 and the pilot chamber 14 a of the on-off valve 14.
  • the controller C keeps the solenoid of the electromagnetic switching valve 12 in a non-excited state and causes the other pilot chamber 5 b of the switching valve 5 to communicate with the drain passage 16.
  • the on-off valve 14 When the pilot pressure is introduced to the pilot chamber 14a of the on-off valve 14, the on-off valve 14 is switched to the closed position by the pressure action of the pilot chamber 14a. Then, since the pilot chamber 4c of the second logic valve 4 is closed, the second logic valve 4 is kept closed.
  • the discharge oil from the second main pump MP2 is supplied to the hydraulic motor M via the connection passage 6 and the switching valve 5 without being guided to the second circuit system S2, and rotates the hydraulic motor M.
  • the motor generator MG rotates to generate electric power, and the generated electric power is charged in the battery 64 via the inverter I.
  • the battery 64 also stores electric power generated by the generator G directly connected to the engine E.
  • the controller C outputs a control signal to turn on the solenoids of the electromagnetic switching valves 11, 12 and 15. All are de-energized.
  • the electromagnetic switching valves 11, 12 and 15 are maintained in the neutral position shown in the figure, and the pilot chambers 5 a and 5 b of the switching valve 5 and the pilot chambers 13 a and 14 a of the on-off valves 13 and 14 communicate with the drain passage 16.
  • the on-off valve 13 Since the pilot chamber 13a of the on-off valve 13 communicates with the drain passage 16, the on-off valve 13 is maintained at the fully open position, which is the neutral position shown in the figure. In this state, when the discharge oil of the assist pump AP flows into the first logic valve 2 from the branch passage 7a, the first logic valve 2 is opened.
  • the discharge oil of the assist pump AP supplied to the branch passage 7a joins the first supply passage 1 via the first logic valve 2 and is supplied to the first circuit system S1.
  • the switching valve 5 Since the pilot chambers 5a and 5b of the switching valve 5 communicate with the drain passage 16 as described above, the switching valve 5 is maintained at the neutral position shown in the figure, and the branch passage 7b and the bypass passage 9 of the merging passage 7 are assisted pumps. Communicate with AP. At this time, since the pilot chamber 14a of the on-off valve 14 is also in communication with the drain passage 16, the on-off valve 14 is maintained in the fully open position, which is the neutral position shown in the figure. When the on-off valve 14 is kept in the fully open position, the pilot chamber 4c of the second logic valve 4 communicates with the second supply passage 3, so that the pressure in the branch passage 7b acts on the second logic valve 4 and the second logic valve 4 is in communication. Valve 4 opens.
  • the discharge oil of the assist pump AP is supplied from the branch passage 7b to the second circuit system S2 through the second logic valve 4, and is directly supplied to the second circuit system S2 through the bypass passage 9. .
  • the pressure loss in the bypass passage 9 also depends on the opening degree of the check valve 10. However, since the total opening degree of the check valve 8 of the branch passage 7b and the check valve 10 of the bypass passage 9 becomes the flow passage area, the pressure loss is smaller than the case of only the branch passage 7b.
  • controller C outputs an operation signal in accordance with the operation of the operator to control the opening degree of the electromagnetic switching valve 11 or the electromagnetic switching valve 15, and either the on-off valve 13 or the on-off valve 14 is set to the closed position or the full open state. It is also possible to keep the aperture control position between the positions. In this case, the opening degree of the first logic valve 2 or the second logic valve 4 can be controlled according to the throttle opening degree.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a cross section of the valve body 17 having the hydraulic control circuit.
  • the spool S of the switching valve 5 is slidably incorporated in the valve body 17.
  • the spool S is disposed so that both ends thereof face the pilot chambers 5a and 5b.
  • a centering spring 18 is provided in the pilot chamber 5b.
  • the valve body 17 is formed with an input port 2a and an output port 2b of the first logic valve 2 incorporated in the valve body 17, and an input port 4a and an output port of the second logic valve 4 incorporated in the valve body 17 4b is formed. Further, the valve body 17 is formed with a connection passage 6 and a junction passage 7 connected to the assist pump AP. One branch passage 7a of the merging passage 7 is always in communication with the input port 2a of the first logic valve 2 regardless of the switching position of the spool S.
  • the upstream supply passage 3 a of the second supply passage 3 is opened in the valve body 17, and the upstream supply passage 3 a communicates with the input port 4 a of the second logic valve 4.
  • first to fourth annular grooves 19 to 22 are formed in order from the right side of the drawing.
  • the first annular groove 19 is located at a branch point between the branch passage 7a and the branch passage 7b formed in the valve body 17. Therefore, the branch passage 7a always communicates with the assist pump AP via the first annular groove 19 regardless of the switching position of the spool S.
  • the second annular groove 20 is located at a branch point between the branch passage 7 b and the bypass passage 9 formed in the valve body 17.
  • the third annular groove 21 is located in the middle of the passage that connects the branch passage 7b and the upstream supply passage 3a.
  • the fourth annular groove 22 is formed in the middle of the connection passage 6.
  • a first annular recess 23 and a second annular recess 24 are formed in the spool S in order from the right side of the drawing.
  • the first annular recess 23 is arranged from the first annular groove 19 to the second annular groove 20, and the first annular groove 19, the second annular groove 20, Keep in communication.
  • the merging passage 7 communicating with the assist pump AP communicates with the branch passage 7 a, and the branch passage 7 b and the bypass passage via the first annular groove 19, the first annular recess 23, and the second annular groove 20.
  • the fourth annular groove 22 faces the second annular recess 24 and communication with other passages is blocked.
  • connection passage 6 communicates with the upstream supply passage 3 a via the fourth annular groove 22, the second annular recess 24, and the third annular groove 21.
  • the poppet diameter of the poppet p1 of the first logic valve 2 is set smaller than the poppet diameter of the poppet p2 of the second logic valve 4.
  • the on-off valve 13 controls the pilot pressure in the pilot chamber 2 c of the first logic valve 2 and switches to the closed position, the throttle control position, or the open position according to the switching position of the electromagnetic switching valve 15. Is possible.
  • illustration of the electromagnetic switching valve 15 is abbreviate
  • a cylindrical portion 25 is formed in the poppet p1 of the first logic valve 2, and a plurality of small diameter holes 25a and a plurality of large diameter holes 25b are formed around the cylindrical portion 25.
  • the pressure loss of the pressure oil flowing through the first supply passage 1 can be adjusted by adjusting the hole diameters of the small diameter hole 25a and the large diameter hole 25b, and the first supply passage 1 and the second supply passage 3
  • the supply oil can be evenly distributed by making the pressure loss of the same.
  • the on-off valve 14 controls the pilot pressure in the pilot chamber 4c of the second logic valve, and switches to the closed position, the throttle control position, or the open position according to the switching position of the electromagnetic switching valve 11. Is possible.
  • illustration of the electromagnetic switching valve 11 is abbreviate
  • the discharged oil supplied to the branch passage 7a flows into the input port 2a of the first logic valve 2.
  • the first logic valve 2 is opened by the pressure on the input port 2a side, and the large-diameter hole 25b opens to the output port 2b.
  • the discharge oil of the assist pump AP guided to the branch passage 7a is guided to the first supply passage 1 via the output port 2b, and merges with the discharge oil of the first main pump MP1 to form the first circuit system S1. To be supplied.
  • the discharge oil of the assist pump AP supplied from the second annular groove 20 to the branch passage 7b is guided to the upstream supply passage 3a via the check valve 8 provided in the branch passage 7b, and discharged from the second main pump MP2.
  • the oil merges and is guided to the input port 4 a of the second logic valve 4.
  • the second logic valve 4 is opened by the pressure of the combined oil introduced to the input port 4a.
  • the merged oil guided to the input port 4a is guided to the output port 4b and flows out from the output port 4b to the downstream supply passage 3b.
  • the discharge oil of the assist pump AP guided from the second annular groove 20 to the bypass passage 9 flows out to the downstream supply passage 3b via the check valve 10. That is, the discharge oil of the assist pump AP guided to the second annular groove 20 is routed from the branch passage 7 b to the downstream supply passage 3 b via the second logic valve 4 and the bypass passage 9. The flow is divided into a route guided to the downstream supply passage 3b. These routes join in the downstream supply passage 3b.
  • the poppet diameter of the poppet p1 of the first logic valve 2 is set smaller than the poppet diameter of the poppet p2 of the second logic valve 4, when both the logic valves 2, 4 are opened simultaneously, the first logic valve The pressure loss of 2 is larger.
  • the poppet diameter of the poppet p1 of the first logic valve 2 is relatively reduced, while the pressure loss of the passing hydraulic oil is relatively increased.
  • the pressure loss is reduced by providing the bypass passage 9 in parallel. That is, the pressure loss of the pressure oil led from the assist pump AP to both circuit systems S1 and S2 can be adjusted by positively increasing the pressure loss on the one hand and reducing the pressure loss on the other hand. The deterioration of the operational feeling can be suppressed.
  • the opening degree of the first logic valve 2 and the second logic valve 4 can be controlled according to the throttle opening degree of the on-off valves 13 and 14.
  • the opening degree of the first logic valve 2 can be controlled to an opening degree where only the small diameter hole 25a opens according to the throttle opening degree.
  • the pressure loss of the pressure oil led to the first circuit system S1 and the second circuit system S2 under various conditions.
  • the opening degree of the first logic valve 2 is relatively increased, and the first circuit system S1 is Pressure oil can be supplied preferentially.
  • the pilot pressure is guided to one pilot chamber 5 a of the switching valve 5, and the other pilot chamber 5 b communicates with the drain passage 16.
  • the spool S moves to the right in FIG. 2 by the pressure in one pilot chamber 5a, and the switching valve 5 is switched to the left position in FIG. Thereby, as shown in FIG. 2, the upstream supply passage 3 a and the connection passage 6 communicate with each other through the second annular recess 24.
  • the discharge oil of the second main pump MP2 is guided from the upstream supply passage 3a to the connection passage 6 via the third annular groove 21, the second annular recess 24, and the fourth annular groove 22, and the connection passage 6 To the hydraulic motor M.
  • the hydraulic motor M rotates and the motor generator MG rotates to exert a power generation function.
  • the power generation efficiency can be increased by setting the tilt angle of the assist pump AP to zero and the discharge amount to zero.

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Abstract

 ハイブリッド建設機械は、第1及び第2メインポンプと、第1及び第2供給通路と、第1及び第2回路系統と、油圧モータと、モータジェネレータと、アシストポンプと、アシストポンプに接続され分岐する合流通路と、第1及び第2ロジック弁と、他方の分岐通路に介装される、アシストポンプが第2ロジック弁の上流側の第2供給通路に接続する状態と、第2メインポンプが油圧モータに接続する状態と、を切り換え可能な切換弁と、チェック弁と、を備える。第1ロジック弁のポペット径は、第2ロジック弁のポペット径よりも小さい。

Description

ハイブリッド建設機械
 本発明は、ハイブリッド建設機械に関する。
 JP2011-241947Aは、エンジンによって駆動されるメインポンプの吐出圧に、モータによって駆動されるアシストポンプの吐出圧を付加することが可能なハイブリッド建設機械を開示している。ハイブリッド建設機械は、可変容量型の第1メインポンプ及び第2メインポンプを備える。
 第1メインポンプは第1供給通路を経由して第1回路系統に接続し、第1回路系統には複数の操作弁が接続している。第1供給通路には、第1ロジック弁の出力ポートが接続される。第1ロジック弁の入力ポートは、合流通路を経由して可変容量型のアシストポンプに常時連通している。
 第2メインポンプは第2供給通路を経由して第2回路系統に接続し、第2回路系統には複数の操作弁が接続している。第2供給通路には、第2ロジック弁が介装される。第2ロジック弁の入力ポートは、第2ロジック弁の上流側の第2供給通路を介して第2メインポンプに接続している。第2ロジック弁の出力ポートは、第2ロジック弁の下流側の第2供給通路を介して第2回路系統に接続している。
 可変容量型のアシストポンプは、可変容量型の油圧モータ及びモータジェネレータと連係して一体回転する。モータジェネレータは、インバーターを介してバッテリーに接続している。したがって、油圧モータが回転すれば、モータジェネレータが回転して発電し、発電された電力はインバーターを介してバッテリーに蓄電される。
 第2供給通路には切換弁が接続される。切換弁は、センタリングスプリングの作用で通常は中立位置を保ち、アシストポンプに連通した合流通路を、分岐通路を経由して第2供給通路に連通させる。分岐通路には、切換弁から第2供給通路への流通のみを許容するチェック弁が設けられる。
 したがって、切換弁が中立位置にある場合、第1ロジック弁及び第2ロジック弁は、合流通路に対して並列に接続されることになる。
 上記従来の技術では、アシストポンプが、合流通路を介して第1メインポンプ及び第2メインポンプに対して並列に接続される。このうち、第2メインポンプに対しては、アシストポンプが、チェック弁を備えた分岐通路を介して接続される。チェック弁はその開度が制限されるので、アシストポンプから第2メインポンプに至る経路における圧力損失が、アシストポンプから第1メインポンプに至る経路における圧力損失よりも大きくなり、両者の圧力バランスが崩れる可能性がある。
 圧力バランスが崩れると、アシストポンプの吐出油を、第1メインポンプ及び第2メインポンプの吐出油に合流させて、操作弁を操作する場合に、オペレータの操作感が悪化する可能性がある。
 この発明の目的は、第1メインポンプ及び第2メインポンプとは別の動力源を用いて駆動するアシストポンプを第1メインポンプ及び第2メインポンプに対して並列に接続する場合における第1メインポンプ及び第2メインポンプに合流する圧力のバランスを保つことが可能なハイブリッド建設機械を提供することである。
 本発明のある態様によれば、ハイブリッド建設機械であって、第1メインポンプ及び第2メインポンプと、第1供給通路を介して第1メインポンプと接続される第1回路系統と、第2供給通路を介して第2メインポンプと接続される第2回路系統と、第2メインポンプに接続される油圧モータと、油圧モータの駆動力で回転するモータジェネレータと、モータジェネレータの駆動力で回転するアシストポンプと、アシストポンプに接続され、途中から一方の分岐通路と他方の分岐通路とに分岐する合流通路と、一方の分岐通路と第1供給通路との間に介装された第1ロジック弁と、第2供給通路に介装された第2ロジック弁と、他方の分岐通路に介装され、アシストポンプが第2ロジック弁の上流側の第2供給通路に接続する状態と、第2メインポンプが油圧モータに接続する状態と、を切り換え可能な切換弁と、他方の分岐通路における切換弁より下流側に設けられ、アシストポンプから第2ロジック弁への流通のみを許容するチェック弁と、を備え、第1ロジック弁のポペット径が、第2ロジック弁のポペット径よりも小さい、ハイブリッド建設機械が提供される。
 本発明の実施形態、本発明の利点については、添付された図面を参照しながら以下に詳細に説明する。
図1は、本発明の実施形態に係るハイブリッド建設機械の油圧制御回路を示す回路図である。 図2は、弁本体の断面を示す断面図である。
 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。
 図1は、本発明の実施形態に係るハイブリッド建設機械の油圧制御回路を示す回路図である。油圧制御回路には、エンジンEに連係した可変容量型の第1メインポンプMP1及び第2メインポンプMP2と、エンジンEの回転にともなって発電する発電機Gと、が設けられる。
 第1メインポンプMP1は、第1供給通路1を介して、複数の操作弁を備えた第1回路系統S1に直接接続される。第1供給通路1には、第1ロジック弁2に設けた入力ポート2a及び出力ポート2bのうち出力ポート2bが接続される。
 第2メインポンプMP2は、第2供給通路3を経由して、複数の操作弁を備えた第2回路系統S2に接続される。第2供給通路3の通路過程には、第2ロジック弁4が設けられる。第2供給通路3は、第2ロジック弁4の上流側に配置される上流側供給通路3aと、第2ロジック弁の下流側に配置される下流側供給通路3bと、から構成される。第2ロジック弁4の入力ポート4aは上流側供給通路3aに接続され、第2ロジック弁4の出力ポート4bは下流側供給通路3bに接続される。したがって、第2メインポンプMP2の吐出油は、第2ロジック弁4を経由して第2回路系統S2に供給される。
 また、油圧制御回路には、第1メインポンプMP1及び第2メインポンプMP2とは別にアシストポンプAPが設けられる。アシストポンプAPはモータジェネレータMGの駆動力で回転する。モータジェネレータMGは、油圧モータMの駆動力で回転する。油圧モータMは、切換弁5に接続した接続通路6を経由して、上流側供給通路3aに接続している。
 アシストポンプAPには合流通路7が接続される。合流通路7は分岐通路7aと分岐通路7bとに分岐する。
 一方の分岐通路7aは、第1ロジック弁2の入力ポート2aに直接接続している。したがって、一方の分岐通路7aに供給されたアシストポンプAPの吐出油は、第1ロジック弁2を経由して第1回路系統S1に供給される。
 他方の分岐通路7bは、切換弁5及び切換弁5の下流に設けられるチェック弁8を経由して上流側供給通路3aに接続している。チェック弁8は、アシストポンプAPから上流側供給通路3aへの流通のみを許容する。
 切換弁5は3位置切換弁であり、図示の中立位置にある場合、分岐通路7bを連通状態に保ち、接続通路6を遮断する。これにより、アシストポンプAPの吐出油は、一方の分岐通路7aを経由して第1ロジック弁2の入力ポート2aに供給されるとともに、他方の分岐通路7bを経由して上流側供給通路3aに供給される。
 切換弁5が図面左側位置に切り換わると、分岐通路7bが遮断されるとともに、接続通路6が連通する。これにより、第2メインポンプMP2が上流側供給通路3a及び接続通路6を介して油圧モータMに連通する。
 切換弁5が図面右側位置に切り換わると、接続通路6及び分岐通路7bの両者が遮断される。
 また、分岐通路7bには、切換弁5とチェック弁8との間から分岐するバイパス通路9が設けられる。バイパス通路9は、下流側供給通路3bに直接接続される。バイパス通路9には、アシストポンプAPから、下流側供給通路3bへの流通のみを許容するチェック弁10が設けられる。
 切換弁5は、パイロット室5a及びパイロット室5bを有し、パイロット室5aに電磁切換弁11が接続され、パイロット室5bに電磁切換弁12が接続される。切換弁5には、電磁切換弁11、12を介してパイロットポンプPPからのパイロット圧が導かれる。切換弁5は、パイロット圧の作用によって中立位置、左側位置、及び右側位置のいずれかに切り換えられる。
 第1ロジック弁2のパイロット室2cは、開閉弁13を介して第1供給通路1に接続している。第2ロジック弁4のパイロット室4cは、開閉弁14を介して下流側供給通路3bに接続している。開閉弁13、14は、全開位置と閉位置と絞り制御位置とを有し、開閉弁13、14の各パイロット室13a、14aのパイロット圧に応じて、全開位置、閉位置又は絞り制御位置に切り換えられる。
 開閉弁13、14の各パイロット室13a、14aには、電磁切換弁11、15が接続される。開閉弁13、14は、電磁切換弁11、15を介して導かれるパイロットポンプPPからのパイロット圧によって切り換えられる。電磁切換弁11は、切換弁5の一方のパイロット室5aにも接続されている。
 電磁切換弁11が図1に示す中立位置にある場合、切換弁5のパイロット室5a及び開閉弁14のパイロット室14aのそれぞれがドレン通路16に連通する。一方、コントローラCからの制御信号によって電磁切換弁11のソレノイドが励磁すると、電磁切換弁11が切換位置に切り換わる。これにより、両パイロット室5a、14aにパイロットポンプPPのパイロット圧が導かれる。
 電磁切換弁15が図1に示す中立位置にある場合、開閉弁13のパイロット室13aがドレン通路16に連通する。一方、コントローラCからの制御信号によって電磁切換弁15のソレノイドが励磁すると、電磁切換弁15が切換位置に切り換わる。これにより、開閉弁13のパイロット室13aにパイロットポンプPPのパイロット圧が導かれる。
 コントローラCは、オペレータの操作に応じた制御信号を出力する。オペレータは、電磁切換弁11、12及び15のそれぞれを同時に切換位置に切り換えることもできるし、それぞれを個別に切り換えることもできる。
 モータジェネレータMGに発電機能を発揮させる場合、コントローラCは制御信号を出力して、電磁切換弁11を切換位置に切り換える。電磁切換弁11が切換位置に切り換わると、切換弁5の一方のパイロット室5a及び開閉弁14のパイロット室14aのそれぞれに、パイロットポンプPPのパイロット圧が導かれる。このとき、コントローラCは、電磁切換弁12のソレノイドを非励磁状態に保ち、切換弁5の他方のパイロット室5bをドレン通路16に連通させる。
 開閉弁14のパイロット室14aにパイロット圧が導かれると、開閉弁14はパイロット室14aの圧力作用で閉位置に切り換わる。すると、第2ロジック弁4のパイロット室4cが閉ざされるので、第2ロジック弁4は閉塞状態に保たれる。
 したがって、第2メインポンプMP2からの吐出油は、第2回路系統S2に導かれることなく、接続通路6及び切換弁5を経由して油圧モータMに供給され、油圧モータMを回転させる。油圧モータMが回転すれば、モータジェネレータMGが回転して発電し、発電した電力がインバーターIを介してバッテリー64に充電される。なお、バッテリー64には、エンジンEに直結した発電機Gが発電した電力も蓄電される。
 一方、アシストポンプAPの吐出油を、第1メインポンプMP1及び第2メインポンプMP2の吐出油に合流させる場合、コントローラCは制御信号を出力して、電磁切換弁11、12及び15のソレノイドをすべて非励磁状態とする。これにより、電磁切換弁11、12及び15が図示の中立位置に保たれ、切換弁5のパイロット室5a、5b、及び開閉弁13、14のパイロット室13a、14aがドレン通路16に連通する。
 開閉弁13のパイロット室13aがドレン通路16に連通するので、開閉弁13は図示の中立位置である全開位置に保たれる。この状態で、アシストポンプAPの吐出油が分岐通路7aから第1ロジック弁2に流入すると、第1ロジック弁2が開弁する。
 よって、分岐通路7aに供給されたアシストポンプAPの吐出油は、第1ロジック弁2を経由して第1供給通路1に合流し、第1回路系統S1に供給される。
 また、上記のように切換弁5のパイロット室5a、5bがドレン通路16に連通するので、切換弁5は図示の中立位置に保たれ、合流通路7の分岐通路7b及びバイパス通路9がアシストポンプAPに連通する。このとき、開閉弁14のパイロット室14aもドレン通路16に連通しているので、開閉弁14は図示の中立位置である全開位置に保たれる。開閉弁14が全開位置に保たれると、第2ロジック弁4のパイロット室4cが第2供給通路3に連通するので、分岐通路7bの圧力が第2ロジック弁4に作用して第2ロジック弁4が開弁する。
 よって、アシストポンプAPの吐出油は、分岐通路7bから第2ロジック弁4を経由して第2回路系統S2に供給されるとともに、バイパス通路9を通って第2回路系統S2に直接供給される。
 このように、アシストポンプAPの吐出油は、分岐通路7b及びバイパス通路9の2つの通路を経由して第2回路系統S2に供給されるので、圧力損失が相対的に小さくなる。
 なお、バイパス通路9にもチェック弁10を設けているので、バイパス通路9の圧力損失もチェック弁10の開度に左右される。しかし、分岐通路7bのチェック弁8と、バイパス通路9のチェック弁10と、の合計開度が流路面積になるので、分岐通路7bだけの場合より圧力損失が小さくなる。
 また、オペレータの操作に応じてコントローラCが操作信号を出力して、電磁切換弁11又は電磁切換弁15の開度を制御し、開閉弁13及び開閉弁14のいずれかを、閉位置と全開位置との間の絞り制御位置に保つことも可能である。この場合、絞り開度に応じて第1ロジック弁2又は第2ロジック弁4の開度を制御できる。
 図2は、上記油圧制御回路を有する弁本体17の断面を示す断面図である。
 弁本体17には、切換弁5のスプールSが摺動自在に組み込まれる。スプールSは、両端がパイロット室5a、5bに臨むように配置される。パイロット室5bには、センタリングスプリング18が設けられる。
 弁本体17には、弁本体17に組み込んだ第1ロジック弁2の入力ポート2aと出力ポート2bとが形成されるとともに、弁本体17に組み込んだ第2ロジック弁4の入力ポート4aと出力ポート4bとが形成される。さらに、弁本体17には、接続通路6と、アシストポンプAPに接続した合流通路7とが形成される。合流通路7の一方の分岐通路7aは、スプールSの切換位置にかかわらず第1ロジック弁2の入力ポート2aに常時連通している。
 弁本体17内には第2供給通路3の上流側供給通路3aが開口し、上流側供給通路3aが第2ロジック弁4の入力ポート4aに連通している。弁本体17内のスプールSの周囲には、図面右側から順に第1~第4環状溝19~22が形成される。
 第1環状溝19は、弁本体17内に形成した分岐通路7aと分岐通路7bとの分岐点に位置する。よって、分岐通路7aは、スプールSの切換位置にかかわらず、第1環状溝19を介してアシストポンプAPに常時連通する。
 第2環状溝20は、弁本体17内に形成した分岐通路7bとバイパス通路9との分岐点に位置する。第3環状溝21は、分岐通路7bと上流側供給通路3aとを連通させる通路の途中に位置する。第4環状溝22は、接続通路6の途中に形成される。
 さらに、スプールSには図面右側から順に第1環状凹部23及び第2環状凹部24が形成される。第1環状凹部23は、スプールSが図2に示す中立位置にある場合、第1環状溝19から第2環状溝20までに亘って配置され、第1環状溝19と第2環状溝20とを連通した状態に保つ。この状態では、アシストポンプAPに連通する合流通路7は、分岐通路7aに連通するとともに、第1環状溝19、第1環状凹部23及び第2環状溝20を介して、分岐通路7bとバイパス通路9とに連通する。また、第4環状溝22は第2環状凹部24に対向するとともに、他の通路との連通が遮断される。
 一方のパイロット室5aにパイロット圧が作用すると、スプールSは図面右方向に移動する。スプールSが図面右方向に移動すると、第1環状凹部23が第2環状溝20からずれるので、第2環状溝20に連通する分岐通路7b及びバイパス通路9とアシストポンプAPとの連通が遮断される。
 このとき、第2環状凹部24が第3環状溝21から第4環状溝22までに亘って配置されるので、第3環状溝21及び第4環状溝22が連通する。したがって、接続通路6は、第4環状溝22、第2環状凹部24及び第3環状溝21を介して上流側供給通路3aに連通する。
 ここで、第1ロジック弁2のポペットp1のポペット径は、第2ロジック弁4のポペットp2のポペット径よりも小さく設定される。
 図1において説明したように、開閉弁13は第1ロジック弁2のパイロット室2cのパイロット圧を制御し、電磁切換弁15の切換位置に応じて、閉位置、絞り制御位置又は開位置に切換可能である。なお、図2では電磁切換弁15の図示を省略している。
 また、第1ロジック弁2のポペットp1には筒部25が形成され、筒部25の周囲には、複数の小径孔25aと複数の大径孔25bとが形成される。ポペットp1が開弁方向に移動すると、出力ポート2bに対して、小径孔25aが先に開口し、その後に大径孔25bが開口する。
 これにより、小径孔25a及び大径孔25bの孔径を調整することによって、第1供給通路1を流れる圧油の圧力損失を調整することができ、第1供給通路1と第2供給通路3との圧力損失を同じにすることで、供給油を均等に分配することができる。
 図1において説明したように、開閉弁14は、第2ロジック弁のパイロット室4cのパイロット圧を制御し、電磁切換弁11の切換位置に応じて、閉位置、絞り制御位置又は開位置に切換可能である。なお、図2では電磁切換弁11の図示を省略している。
 次に、電磁切換弁11、12及び15のすべてを図1に示す中立位置に保持した状態で、アシストポンプAPから作動油を吐出させる場合について説明する。
 電磁切換弁11、12を中立位置にすれば、スプールSが図2に示す中立位置に保たれるとともに、開閉弁13、14が中立位置である開位置に保たれる。
 この状態で、アシストポンプAPから吐出された吐出油が合流通路7に供給されると、吐出油は分岐通路7a、7bに供給される。
 分岐通路7aに供給された吐出油は、第1ロジック弁2の入力ポート2aに流入する。このとき、開閉弁13は開位置に保たれているので、入力ポート2a側の圧力によって第1ロジック弁2が開弁し、大径孔25bが出力ポート2bに開口する。これにより、分岐通路7aに導かれたアシストポンプAPの吐出油は、出力ポート2bを介して第1供給通路1に導かれ、第1メインポンプMP1の吐出油と合流して第1回路系統S1に供給される。
 第2環状溝20から分岐通路7bに供給されたアシストポンプAPの吐出油は、分岐通路7bに設けたチェック弁8を経由して上流側供給通路3aに導かれ、第2メインポンプMP2の吐出油と合流して、第2ロジック弁4の入力ポート4aに導かれる。このとき、開閉弁14は開位置に保たれているので、入力ポート4aに導かれた合流油の圧力によって第2ロジック弁4が開弁する。これにより、入力ポート4aに導かれた合流油は、出力ポート4bに導かれ、出力ポート4bから下流側供給通路3bに流出する。
 第2環状溝20からバイパス通路9に導かれたアシストポンプAPの吐出油は、チェック弁10を経由して下流側供給通路3bに流出する。つまり、第2環状溝20に導かれたアシストポンプAPの吐出油は、分岐通路7bから第2ロジック弁4を経由して下流側供給通路3bに導かれるルートと、バイパス通路9を経由して下流側供給通路3bに導かれるルートと、に分かれて流れる。そして、これらルートは下流側供給通路3bで合流する。
 したがって、分岐通路7b及びバイパス通路9のそれぞれにチェック弁8、10を設けたとしても、圧力損失はそれほど大きくならない。
 しかも、第1ロジック弁2のポペットp1のポペット径は、第2ロジック弁4のポペットp2のポペット径より小さく設定されるので、両ロジック弁2、4が同時に開弁した場合、第1ロジック弁2の圧力損失の方が大きくなる。
 このように、チェック弁を設けていない分岐通路7a側では、第1ロジック弁2のポペットp1のポペット径を相対的に小さくして、通過する作動油の圧力損失を相対的に大きくする一方、分岐通路7b側では、バイパス通路9を並列に設けることで圧力損失を小さくしている。つまり、一方では圧力損失を積極的に大きくし、他方では圧力損失を小さくすることで、アシストポンプAPから両回路系統S1、S2に導かれる圧油の圧力損失を調整することができるので、オペレータの操作感の悪化を抑制することができる。
 なお、開閉弁13、14を絞り制御位置に切り換えれば、第1ロジック弁2及び第2ロジック弁4の開度を、開閉弁13、14の絞り開度に応じて制御することができる。特に、開閉弁13を絞り制御位置に切り換えることで、絞り開度に応じて、第1ロジック弁2の開度を小径孔25aのみが開口する開度に制御することができる。
 したがって、様々な条件下で、第1回路系統S1と第2回路系統S2とに導かれる圧油の圧力損失を制御できる。例えば、パワーショベルの掘削時に、第1回路系統S1に設けた特定のシリンダの作動速度を優先させる場合には、第1ロジック弁2の開度を相対的に大きくし、第1回路系統S1に優先的に圧油を供給することができる。
 一方、電磁切換弁11を切換位置に保持し、電磁切換弁12を図1に示す中立位置に保持した場合、開閉弁14が閉位置に保持される。これにより、第2ロジック弁4のパイロット室4cが閉じられるので、入力ポート4aに圧力が作用しても、第2ロジック弁4は閉塞状態に保持される。
 また、切換弁5の一方のパイロット室5aにパイロット圧が導かれ、他方のパイロット室5bはドレン通路16に連通する。スプールSは一方のパイロット室5aの圧力によって図2の右方向に移動し、切換弁5が図1の左側位置に切り換わる。これにより、図2に示すように、第2環状凹部24を介して上流側供給通路3aと接続通路6とが連通する。
 したがって、第2メインポンプMP2の吐出油は、上流側供給通路3aから、第3環状溝21、第2環状凹部24及び第4環状溝22を経由して接続通路6に導かれ、接続通路6から油圧モータMに供給される。油圧モータMに第2メインポンプMP2の吐出油が導かれると、油圧モータMが回転し、モータジェネレータMGが回転して発電機能を発揮する。
 なお、上記のように油圧モータMを回転させてモータジェネレータMGに発電させる場合、アシストポンプAPの傾転角をゼロにして吐出量をゼロにすることで、発電効率を上げることができる。
 一方、電磁切換弁11を図1に示す中立位置に保持し、電磁切換弁12を切換位置に切り換えた場合、切換弁5の一方のパイロット室5aがドレン通路16に連通し、他方のパイロット室5bがパイロットポンプPPに連通する。スプールSはパイロット室5bの圧力によって図2の左方向に移動し、切換弁5が図1の右側位置に切り換わる。これにより、油圧モータMと第2メインポンプMP2との連通が遮断されるとともに、アシストポンプAPと分岐通路7b及びバイパス通路9との連通が遮断される。この場合、アシストポンプAPの吐出油は、分岐通路7aを経由して第1ロジック弁2のみに供給される。
 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。
 本願は2012年2月3日に日本国特許庁に出願された特願2012-022286に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Claims (4)

  1.  ハイブリッド建設機械であって、
     第1メインポンプ及び第2メインポンプと、
     第1供給通路を介して前記第1メインポンプと接続される第1回路系統と、
     第2供給通路を介して前記第2メインポンプと接続される第2回路系統と、
     前記第2メインポンプに接続される油圧モータと、
     前記油圧モータの駆動力で回転するモータジェネレータと、
     前記モータジェネレータの駆動力で回転するアシストポンプと、
     前記アシストポンプに接続され、途中から一方の分岐通路と他方の分岐通路とに分岐する合流通路と、
     前記一方の分岐通路と前記第1供給通路との間に介装された第1ロジック弁と、
     前記第2供給通路に介装された第2ロジック弁と、
     前記他方の分岐通路に介装され、前記アシストポンプが前記第2ロジック弁の上流側の前記第2供給通路に接続する状態と、前記第2メインポンプが前記油圧モータに接続する状態と、を切り換え可能な切換弁と、
     前記他方の分岐通路における前記切換弁より下流側に設けられ、前記アシストポンプから前記第2ロジック弁への流通のみを許容するチェック弁と、
    を備え、
     前記第1ロジック弁のポペット径が、前記第2ロジック弁のポペット径よりも小さい、
    ハイブリッド建設機械。
  2.  請求項1に記載のハイブリッド建設機械であって、
     前記第1ロジック弁のパイロット室には開閉弁が設けられ、
     前記開閉弁は、全開位置、閉位置及び絞り制御位置のいずれかに切り換え可能である、
    ハイブリッド建設機械。
  3.  請求項1に記載のハイブリッド建設機械であって、
     前記第2ロジック弁のパイロット室には開閉弁が設けられ、
     前記開閉弁は、全開位置、閉位置及び絞り制御位置のいずれかに切り換え可能である、
    ハイブリッド建設機械。
  4.  請求項1に記載のハイブリッド建設機械であって、
     前記第1ロジック弁のポペットには筒部が形成され、
     前記筒部の周囲であって、前記ポペットの開弁方向前方に複数の小径孔が形成され、開弁方向後方に複数の大径孔が形成される、
    ハイブリッド建設機械。
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