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Title:
CONTROLLER OF HYBRID CONSTRUCTION MACHINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/119703
Kind Code:
A1
Abstract:
Provided is a controller of a hybrid construction machine wherein the number of sensors can be minimized. A sub-pump (SP) being driven with the output from an electric motor (MG) is connected to the delivery side of main pumps (MP1, MP2), and proportional solenoid throttle valves (40, 41) for controlling the flow rate of fluid being supplied from the sub-pump to the main pump side are provided in the connection route of the sub-pump and the main pump. On the other hand, a controller (C) for controlling the opening of the proportional solenoid throttle valves electrically is provided and connected with pressure sensors (11, 21), and the controller controls the opening of the proportional solenoid throttle valves according to pressure signals from the pressure sensors (11, 21).

Inventors:
KAWASAKI HARUHIKO (JP)
EGAWA MASAHIRO (JP)
Application Number:
PCT/JP2009/056037
Publication Date:
October 01, 2009
Filing Date:
March 26, 2009
Export Citation:
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Assignee:
KAYABA INDUSTRY CO LTD (JP)
KAWASAKI HARUHIKO (JP)
EGAWA MASAHIRO (JP)
International Classes:
E02F9/20; E02F9/22; F15B11/00; F15B21/14
Foreign References:
JP2007325727A2007-12-20
JP2003329012A2003-11-19
JP2007162458A2007-06-28
Attorney, Agent or Firm:
SHIMA, NOBUYUKI (JP)
嶋 Noriyuki (JP)
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Claims:
 可変容量型のメインポンプに複数の操作弁を設けてなる回路系統を接続し、上記メインポンプにはその傾転角を制御するレギュレータを設け、いずれかの操作弁を切り換え操作したときに発生するパイロット圧を導くパイロット流路を上記回路系統に設け、このパイロット流路にはパイロット圧を検出する圧力センサーを設けるとともに、上記回路系統に設けたパイロット流路をメインポンプのレギュレータに接続し、かつ、メインポンプの吐出側に、電動モータの出力で駆動する可変容量型のサブポンプを接続するとともに、このサブポンプにはその傾転角を制御する傾角制御器を設ける一方、上記サブポンプに傾角制御器を制御するコントローラを設けるとともに、このコントローラには上記圧力センサーを接続し、この圧力センサーからの圧力信号に応じて、上記コントローラが上記サブポンプの傾転角を制御する構成にしたハイブリッド建設機械の制御装置。
 可変容量型の第1,2メインポンプを備え、これら第1,2メインポンプのそれぞれに、複数の操作弁を設けてなる第1,2回路系統を接続するとともに、上記第1,2メインポンプにはその傾転角を制御するレギュレータを設け、いずれかの操作弁を切り換え操作したときに発生するパイロット圧を導くパイロット流路を、第1,2回路系統のそれぞれに設けるとともに、第1回路系統に設けたパイロット流路を第1メインポンプのレギュレータに接続し、第2回路系統に設けたパイロット流路を第2メインポンプのレギュレータに接続し、かつ、第1,2メインポンプの吐出側にサブポンプを接続するとともに、このサブポンプと上記第1,2メインポンプとの接続過程に、サブポンプから上記第1メインポンプに供給される流量を制御する第1比例電磁絞り弁と、サブポンプから上記第2メインポンプに供給される流量を制御する第2比例電磁絞り弁とを設けた請求項1記載のハイブリッド建設機械の制御装置。
Description:
ハイブリッド建設機械の制御装

 この発明は、例えばパワーショベル等の 設機械の駆動源を制御する制御装置に関す 。

 パワーショベル等の建設機械におけるハイ リッド構造は、例えば、エンジンの余剰出 で発電機を回転して発電したり、あるいは クチュエータの排出エネルギーで発電機を 転して発電したりするとともに、この発電 の電力を利用して電動モータを回転させて クチュエータ等を作動させるようにしてい 。
 この場合に、コントローラがアクチュエー の操作状況を把握して、発電機を回転させ り、電動モータを駆動したりするが、アク ュエータの操作状況を把握するために、例 ば特許文献1にあるように、各操作弁のそれ ぞれにその操作状況を検出するセンサーを設 けている。

特開2002-275945号公報

 上記した従来の制御装置では、各操作弁の れぞれにそれらの操作状況を検出するセン ーを設けなければならないので、センサー 数が多くならざるを得ない。センサーが多 なればなるほど、そのコストがかさんでし うという問題があった。
 この発明の目的は、センサーの数を最小限 とどめることができるハイブリッド建設機 の制御装置を提供することである。

 第1の発明は、可変容量型のメインポンプ に複数の操作弁を設けてなる回路系統を接続 するとともに、上記メインポンプにはその傾 転角を制御するレギュレータを設け、いずれ かの操作弁を切り換え操作したときに発生す るパイロット圧を導くパイロット流路を上記 回路系統に設け、このパイロット流路にはパ イロット圧を検出する圧力センサーを設け、 上記回路系統に設けたパイロット流路をメイ ンポンプのレギュレータに接続している。

 また、上記メインポンプの吐出側には、 動モータの出力で駆動する可変容量型のサ ポンプを接続するとともに、このサブポン にはその傾転角を制御する傾角制御器を設 ている。また、上記サブポンプに傾角制御 を制御するコントローラを設けるとともに このコントローラには上記圧力センサーを 続し、この圧力センサーからの圧力信号に じて、上記コントローラが上記サブポンプ 傾転角を制御する構成にしている。

 第2の発明は、可変容量型の第1,2メインポ ンプを備え、これら第1,2メインポンプのそれ ぞれに、複数の操作弁を設けてなる第1,2回路 系統を接続している。そして、上記第1,2メイ ンポンプにはその傾転角を制御するレギュレ ータを設け、いずれかの操作弁を切り換え操 作したときに発生するパイロット圧を導くパ イロット流路を、第1,2回路系統のそれぞれに 設ける。また、第1回路系統に設けたパイロ ト流路を第1メインポンプのレギュレータに 続し、第2回路系統に設けたパイロット流路 を第2メインポンプのレギュレータに接続し いる。さらに、第1,2メインポンプの吐出側 サブポンプを接続するとともに、このサブ ンプと上記第1,2メインポンプとの接続過程 、サブポンプから上記第1メインポンプに供 される流量を制御する第1比例電磁絞り弁と 、サブポンプから上記第2メインポンプに供 される流量を制御する第2比例電磁絞り弁と 設けている。

 第1の発明によれば、圧力センサーはパイロ ット流路の数分だけで足りるので、従来のよ うに操作弁ごとに圧力センサーを必要とする のと異なり、大幅なコストダウンを図ること ができる。
 第2の発明によれば、操作弁の操作状況に応 じて、サブポンプの傾転角及び上記比例電磁 絞り弁の開度を制御するので、電動モータの 出力によって、最適なハイブリッド制御を実 現することができる。

 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 は第1回路系統を接続し、第2メインポンプMP 2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 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B C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 ータを制御する左走行モータ用の操作弁5を 続している。

 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M P1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 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 の全部または一部をタンクTに導くが、この 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 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 量がほとんどなくなり、パイロット圧はゼ 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 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 になるので、パイロット圧生成機構8は、中 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 ト圧を生成することになる。

 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 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。 のレギュレータ10は、パイロット圧と逆比 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 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 イロット圧がゼロになったときに第1メイン 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 力センサー11を接続するとともに、この第1 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。

 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 いないバケットシリンダを制御するバケッ 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 弁15を接続している。なお、上記ブーム1速 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。

 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 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 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 、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。

 そして、上記パイロット圧生成機構18には 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 例して第2メインポンプMP2の吐出量を制御す 。したがって、操作弁12~15をフルストロー 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 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 力センサー21を接続するとともに、この第2 力センサー21で検出した圧力信号をコント ーラCに入力するようにしている。

 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 のである。このエンジンEにはジェネレータ2 2を設け、エンジンEの余剰出力でジェネレー 22を回して発電できるようにしている。そ 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 充電される。
 なお、上記バッテリーチャージャー23は、 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 。つまり、このバッテリーチャージャー23 、当該装置とは別の独立系電源にも接続可 にしたものである。

 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 モータRMに連通する通路26,27を接続するとと 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 は、上記アクチュエータポートが閉じられ 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 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 吐出流体が供給され、通路26がタンクTに連 し、旋回モータRMは逆転することになる。

 上記のように旋回モータRMを駆動してい ときには、上記ブレーキ弁28あるいは29がリ ーフ弁の機能を発揮し、通路26,27が設定圧 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 操作弁1を中立位置に戻せば、当該操作弁1 アクチュエータポートが閉じられる。この うに操作弁1のアクチュエータポートが閉じ れても、旋回モータRMはその慣性エネルギ 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 26,27、旋回モータRM、ブレーキ弁28あるいは2 9で閉回路が構成されるとともに、ブレーキ 28あるいは29によって、上記慣性エネルギー 熱エネルギーに変換されることになる。

 一方、ブーム1速用の操作弁14を中立位置か 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 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 は通路33を経由してタンクTに戻され、ブー 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 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 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 由してタンクTに戻され、ブームシリンダBC 収縮することになる。なお、ブーム2速用の 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 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 磁弁34はそのノーマル状態で全開位置を保 ようにしている。

 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 明する。
 上記可変容量型のサブポンプSPは、発電機 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 のアシストモータAMも同軸回転する構成に 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 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 アシストモータAMの傾転角は傾角制御器35,36 制御されるが、この傾角制御器35,36は、コ トローラCの出力信号で制御されるものであ 。

 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 路39とに分岐するとともに、これら第1,2合 通路38,39のそれぞれには、コントローラCの 力信号で開度が制御される第1,2比例電磁絞 弁40,41を設けている。

 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 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 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 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 け、この圧力センサー47の圧力信号をコン ローラCに入力するようにしている。

 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 換弁46よりも下流側となる位置には、安全 48を設けているが、この安全弁48は、例えば 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 モータRMがいわゆる逸走するのを防止する のである。
 さらに、上記ブームシリンダBCと上記比例 磁弁34との間には、接続用通路42に連通する 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。

 以下には、この実施形態の作用を説明する 、この実施形態では、サブポンプSPのアシ ト流量を予め設定しておき、その中で、コ トローラCが、サブポンプSPの傾転角、アシ トモータAMの傾転角、電動モータMGの回転数 どをどのように制御したら最も効率的かを 断してそれぞれの制御を実施するようにし 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 流体の全量が中立流路6およびパイロット圧 成機構8を経由してタンクTに導かれる。こ ように第1メインポンプMP1の吐出全量がパイ 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 ト圧が導かれる。そして、パイロット流路9 導かれた高いパイロット圧の作用で、レギ レータ10が動作し、第1メインポンプMP1の吐 量を最小に保つ。このときの高いパイロッ 圧の圧力信号は、第1圧力センサー11からコ トローラCに入力される。

 また、第2回路系統の操作弁12~15を中立位 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 パイロット圧を生成するとともに、その高 圧力がレギュレータ20に作用して、第2メイ ポンプMP2の吐出量を最小に保つ。そして、 のときの高いパイロット圧の圧力信号は、 2圧力センサー21からコントローラCに入力さ れる。

 上記第1,2圧力センサー11,21からコントロー Cに相対的に高い圧力信号が入力すると、コ トローラCは、第1,2メインポンプMP1,MP2が最 吐出量を維持しているものと判定して傾角 御器35,36を制御し、サブポンプSPおよびアシ トモータAMの傾転角をゼロもしくは最小に 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 信号を受信したとき、コントローラCが電動 ータMGの回転を停止してもよいし、その回 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 電力を節約できるという効果があり、電動 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 、当該サブポンプSPおよびアシストモータAM 起動時のショックを少なくできるという効 がある。いずれにしても、電動モータMGを めるかあるいは回転し続けるかは、当該建 の用途や使用状況に応じて決めればよいこ である。

 上記の状況で第1回路系統あるいは第2回路 統のいずれかの操作弁を切り換えれば、そ 操作量に応じて中立流路6あるいは16を流れ 流量が少なくなり、それにともなってパイ ット圧生成機構8あるいは18で生成されるパ ロット圧が低くなる。このようにパイロッ 圧が低くなれば、それにともなって第1メイ 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 きには、コントローラCは、電動モータMGを に回転した状態に保つ。つまり、第1,2メイ ポンプMP1,MP2の吐出量が最小のときに電動モ 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。

 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 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 トローラCが、サブポンプSPの傾転角および 1,2比例電磁絞り弁40,41の開度を制御できる で、圧力センサーの数を少なくできる。

 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 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 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 ば、上記他方の通路27が第1メインポンプMP1 連通し、上記一方の通路26がタンクTに連通 て、旋回モータRMを回転させるが、このと 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 回モータ用の操作弁1を中立位置に切り換え と、前記したように通路26,27間で閉回路が 成されるとともに、ブレーキ弁28あるいは29 当該閉回路のブレーキ圧を維持して、慣性 ネルギーを熱エネルギーに変換する。

 そして、圧力センサー47は上記旋回圧ある はブレーキ圧を検出するとともに、その圧 信号をコントローラCに入力する。コントロ ラCは、旋回モータRMの旋回あるいはブレー 動作に影響を及ぼさない範囲内であって、 レーキ弁28,29の設定圧よりも低い圧力を検 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 置に切り換れば、旋回モータRMに導かれた 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 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 らの圧力信号に応じて、アシストモータAM 傾転角を制御するが、それは次のとおりで る。

 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 り、あるいはブレーキをかけたりできなく 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 するようにしている。つまり、コントロー Cは、圧力センサー47で検出される圧力が上 旋回モータRMの旋回圧あるいはブレーキ圧 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。

 上記のようにしてアシストモータAMが回転 を得れば、その回転力は、同軸回転する電 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 力として作用する。したがって、アシスト ータAMの回転力の分だけ、電動モータMGの消 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 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 ポンプSPとが相まって圧力変換機能を発揮 せる。

 つまり、接続用通路42に流入する流体圧は ンプ吐出圧よりも必ず低い。この低い圧力 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 ンプSPとによって増圧機能を発揮させるよ 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Q 1 とそのときの圧力P 1 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Q 2 と吐出圧P 2 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 するので、Q 1 ×P 1 =Q 2 ×P 2 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Q 1 を上記サブポンプSPの押しのけ容積Q 2 の3倍すなわちQ 1 =3Q 2 にしたとすれば、上記等式が3Q 2 ×P 1 =Q 2 ×P 2 となる。この式から両辺をQ 2 で割れば、3P 1 =P 2 が成り立つ。
 したがって、サブポンプSPの傾転角を変え 、上記押しのけ容積Q 2 を制御すれば、アシストモータAMの出力で、 ブポンプSPに所定の吐出圧を維持させるこ 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 ることができる。

 ただし、アシストモータAMの傾転角は、上 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 には、アシストモータAMの傾転角は必然的 決められることになる。このようにアシス 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 かの原因で、旋回圧あるいはブレーキ圧よ 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 切換弁46を閉じて、旋回モータRMに影響を及 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 きには、安全弁48が機能して通路26,27の圧力 必要以上に低くならないようにして、旋回 ータRMの逸走を防止する。

 次に、ブーム1速用の操作弁14およびそれに 動して第1回路系統のブーム2速用の操作弁3 切り換えて、ブームシリンダBCを制御する 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 ム1速用の操作弁14およびそれに連動する操 弁3を切り換えると、センサー14aによって、 記操作弁14の操作方向とその操作量が検出 れるとともに、その操作信号がコントロー Cに入力される。

 上記センサー14aの操作信号に応じて、コ 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 降させようとしているのかを判定する。ブ ムシリンダBCを上昇させるための信号がコ 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 と、比例電磁弁34を全開位置に保つ。この 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 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 する。

 一方、ブームシリンダBCを下降させる信号 上記センサー14aからコントローラCに入力す と、コントローラCは、操作弁14の操作量に じて、オペレータが求めているブームシリ ダBCの下降速度を演算するとともに、比例 磁弁34を閉じて、電磁開閉弁50を開位置に切 換える。
 上記のように比例電磁弁34を閉じて電磁開 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 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 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、 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 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 求めるブームシリンダBCの下降速度を維持 る。

 一方、アシストモータAMに流体が供給され 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 用するが、このアシストモータAMの回転力 、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 力の分だけ、消費電力を少なくすることが きる。
 一方、電動モータMGに対して電力を供給せ 、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 ときには、アシストモータAMおよびサブポ 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。

 次に、旋回モータRMの旋回作動とブームシ 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 、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B C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 、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 るいはブレーキ圧よりも高くなったとして 、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 が旋回圧あるいはブレーキ圧よりも低くな ば、コントローラCは、圧力センサー47から 圧力信号に基づいて電磁切換弁46を閉じる。

 したがって、旋回モータRMの旋回動作とブ 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 要下降速度を基準にしてアシストモータAM 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 、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、 1,2比例電磁絞り弁40,41で按分して、第1,2回 系統に供給することができる。

 一方、アシストモータAMを駆動源として 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 荷状態にし、アシストモータAMには、電動 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 て、電動モータMGに発電機能を発揮させる とができる。

 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、 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 が、この実施形態では家庭用の電源25を利 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 調達することができる。

 一方、この実施形態では、旋回モータRM 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 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 するまでの間のエネルギーロスを最小限に えることができる。例えば、従来の場合に 、アクチュエータからの流体を利用して発 機を回し、さらにその発電機で蓄電した電 を利用して電動モータを駆動し、この電動 ータの駆動力でアクチュエータを作動させ ようにしていたが、この従来の装置に比べ 流体圧の回生動力を直接的に利用できる。

 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 もので、この比例電磁弁51は、通常は、図 の開位置を保ち、コントローラCから信号が 力したとき、図面右側位置に切り換るよう したものである。比例電磁弁51が図面右側 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、 ームシリンダBCとアシストモータAMとの間に ェック弁51bが位置するようにしたものであ 。そして、上記絞り51aは、当該比例電磁弁5 1の切換量に応じて開度が制御される。その は、上記図1における電磁弁と同様である。

 また、図中符号52,53は、第1,2比例電磁絞り 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 に、電磁切換弁46および電磁開閉弁50あるい 比例電磁弁51を設けたので、例えば、サブ ンプSPおよびアシストモータAM系統が故障し 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 り離すことができる。特に、電磁切換弁46, 例電磁弁51および電磁開閉弁50は、それらが ーマル状態にあるとき、図面に示すように プリングのバネ力で閉位置であるノーマル 置を保つとともに、上記比例電磁弁34,比例 磁弁51も全開位置であるノーマル位置を保 ので、電気系統が故障したとしても、上記 ように第1,2メインポンプMP1,MP2系統と、サブ 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。

この発明の実施形態を示す回路図であ 。 比例電磁弁の他の実施形態を示す部分 路図である。

符号の説明

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