(57)【要約】      （修正有）【課題】旋回回生時のフェールセーフ性能を向上させる。【解決手段】旋回モータ７６を駆動するための旋回回路７５から導かれる作動油によって回転する回生モータ８８と、旋回モータ７６の旋回動作時の旋回圧力又はブレーキ動作時のブレーキ圧力を検出する圧力センサ４９と、開位置に切り換えられると旋回回路７５から回生モータ８８へ作動油を導いて旋回回生を行う切換弁４８と、圧力センサ４９の検出圧力が第一設定圧力に達した場合にコントローラ９０からの指令によって開位置に切り換えられ、切換弁４８を開位置に切り換えるためのパイロット二次圧を発生する電磁比例減圧弁１０１と、電磁比例減圧弁１０１と直列に設けられ、旋回回路７５の圧力が第二設定圧力に達した場合に当該圧力をパイロット圧として供給位置１０２ａに切り換えられ、切換弁４８を開位置に切り換えるためのパイロット流体を通過可能とする三方弁１０２と、を備える。【選択図】図１
2015068381.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハイブリッド建設機械の制御システムであって、
旋回モータの駆動源である流体圧ポンプと、
前記旋回モータを駆動するための旋回回路から導かれる作動流体によって回転する回生用の回生モータと、
前記回生モータに連結された回転電機と、
前記旋回モータの旋回動作時の旋回圧力又はブレーキ動作時のブレーキ圧力を検出する圧力検出器と、
前記ハイブリッド建設機械の回生制御を行うコントローラと、
供給されるパイロット流体の圧力によって切り換えられ、開位置に切り換えられると前記旋回回路から前記回生モータへ作動流体を導いて旋回回生を行う旋回回生用切換弁と、
前記圧力検出器の検出圧力が予め設定された第一設定圧力に達した場合に前記コントローラからの指令によって開位置に切り換えられ、前記旋回回生用切換弁を開位置に切り換えるためのパイロット二次圧を発生する電磁比例減圧弁と、
前記電磁比例減圧弁と直列に設けられ、前記旋回回路の圧力が予め設定された第二設定圧力に達した場合に当該圧力をパイロット圧として開位置に切り換えられ、前記旋回回生用切換弁を開位置に切り換えるためのパイロット流体を通過可能とするパイロット式切換弁と、を備えることを特徴とするハイブリッド建設機械の制御システム。
【請求項２】
前記第一設定圧力は、旋回回生を開始する旋回回生開始圧力に設定され、
前記第二設定圧力は、前記第一設定圧力と比較して低く設定されることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド建設機械の制御システム。
【請求項３】
前記パイロット式切換弁は、前記電磁比例減圧弁と前記旋回回生用切開弁との間に配設されることを特徴とする請求項１又は２に記載のハイブリッド建設機械の制御システム。
【請求項４】
前記旋回回生用切換弁は、パイロットポンプから導かれるパイロット流体の圧力によって切り換えられることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のハイブリッド建設機械の制御システム。
【請求項５】
前記旋回回生用切換弁は、前記パイロット式切換弁を開位置に切り換える前記旋回回路の圧力によって切り換えられることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のハイブリッド建設機械の制御システム。
【請求項６】
前記旋回回生用切換弁が設けられる旋回回生通路と、
前記旋回回生通路における前記旋回回生用切換弁の下流側に設けられる減圧弁と、
前記旋回回生通路に接続され前記減圧弁をバイパスするバイパス通路と、
前記バイパス通路に設けられ、遮断位置と連通位置を有するバイパス弁と、をさらに備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載のハイブリッド建設機械の制御システム。
【請求項７】
前記流体圧ポンプによって駆動される流体圧シリンダと、
前記流体圧シリンダの動作状態を検出する動作状態検出器と、
前記旋回回生用切換弁と並列に設けられ、前記動作状態検出器の検出結果に基づいて開弁し、前記流体圧シリンダから前記回生モータへ作動流体を導いてシリンダ回生を行うシリンダ回生用切換弁と、
前記シリンダ回生用切換弁が設けられるシリンダ回生通路と、
前記旋回回生通路と前記シリンダ回生通路とが合流して接続され、前記回生モータに作動流体を導く合流回生通路と、をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載のハイブリッド建設機械の制御システム。
【請求項８】
前記回生モータは、前記旋回モータを駆動するために前記旋回回路から導かれる作動流体及び前記流体圧シリンダから導かれる作動流体によって回転し、
前記バイパス弁は、前記旋回回生のみが行われる場合には前記連通位置に設定され、前記旋回回生と前記シリンダ回生とが同時に行われる場合には前記遮断位置に設定されることを特徴とする請求項７に記載のハイブリッド建設機械の制御システム。
【請求項９】
前記旋回回生用切換弁は、前記圧力検出器の検出圧力が前記第一設定圧力未満である場合には遮断位置に設定され、前記圧力検出器の検出圧力が前記第一設定圧力に達しかつ前記シリンダ回生用切換弁が閉弁状態の場合には、前記バイパス通路を開通する第一連通位置に設定され、前記圧力検出器の検出圧力が前記第一設定圧力に達しかつ前記シリンダ回生用切換弁が開弁状態の場合には、前記旋回回生通路を開通し前記バイパス通路を遮断する第二連通位置に設定されることを特徴とする請求項７に記載のハイブリッド建設機械の制御システム。
【請求項１０】
前記旋回回生用切換弁は、前記圧力検出器の検出圧力が前記第一設定圧力未満である場合には遮断位置に設定され、前記圧力検出器の検出圧力が前記第一設定圧力に達しかつ前記シリンダ回生用切換弁が閉弁状態の場合には、前記旋回回路からの作動流体を減圧せずに前記回生モータに導く第一連通位置に設定され、前記圧力検出器の検出圧力が前記第一設定圧力に達しかつ前記シリンダ回生用切換弁が開弁状態の場合には、前記旋回回路からの作動流体を絞って前記回生モータに導く第二連通位置に設定されることを特徴とする請求項７に記載のハイブリッド建設機械の制御システム。
【請求項１１】
前記回生モータは、斜板の傾転角が調整可能な可変容量型モータであり、
前記コントローラは、前記旋回回生のみが行われる場合には、前記圧力検出器の検出圧力が前記第一設定圧力よりも低下しないように、前記回生モータの斜板の傾転角及び回転数を制御することを特徴とする請求項８から１０のいずれか一つに記載のハイブリッド建設機械の制御システム。
【請求項１２】
前記旋回モータの旋回動作時の旋回圧力又はブレーキ動作時のブレーキ圧力が設定圧力に達した場合に開弁して低圧側への作動流体の流れを許容するリリーフ弁と、
前記リリーフ弁の設定圧力を調整可能な調整器と、を備え、
前記調整器は、前記圧力検出器の検出圧力が前記第一設定圧力に達した場合には、前記リリーフ弁の設定圧力を初期設定圧力から上昇させることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一つに記載のハイブリッド建設機械の制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクチュエータから導かれる作動流体を利用してエネルギ回生を行う回生装置を備えるハイブリッド建設機械の制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のハイブリッド建設機械として、旋回モータから導かれる作動油を利用して油圧モータを回転させてエネルギ回生を行うものが知られている。
【０００３】
特許文献１には、旋回モータの旋回時の旋回圧力あるいはブレーキ時のブレーキ圧力を検出する圧力センサの圧力信号が予め設定された圧力に達したときに、電磁切換弁を開位置に切り換えて旋回回生を行うと共に、安全弁と並列に設けられた比例電磁絞り弁の開度を制御することによって安全弁による通路抵抗を少なくすることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２８１５２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載のハイブリッド建設機械では、例えば、電気回路に何らかのトラブルが発生した場合には、旋回モータの圧力が低下したため、旋回回生を停止しようとしても、電磁切換弁が開位置に切り換えられたままとなり、旋回モータの制御性が悪くなるおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、旋回回生時のフェールセーフ性能を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ハイブリッド建設機械の制御システムであって、旋回モータの駆動源である流体圧ポンプと、前記旋回モータを駆動するための旋回回路から導かれる作動流体によって回転する回生用の回生モータと、前記回生モータに連結された回転電機と、前記旋回モータの旋回動作時の旋回圧力又はブレーキ動作時のブレーキ圧力を検出する圧力検出器と、前記ハイブリッド建設機械の回生制御を行うコントローラと、供給されるパイロット流体の圧力によって切り換えられ、開位置に切り換えられると前記旋回回路から前記回生モータへ作動流体を導いて旋回回生を行う旋回回生用切換弁と、前記圧力検出器の検出圧力が予め設定された第一設定圧力に達した場合に前記コントローラからの指令によって開位置に切り換えられ、前記旋回回生用切換弁を開位置に切り換えるためのパイロット二次圧を発生する電磁比例減圧弁と、前記電磁比例減圧弁と直列に設けられ、前記旋回回路の圧力が予め設定された第二設定圧力に達した場合に当該圧力をパイロット圧として開位置に切り換えられ、前記旋回回生用切換弁を開位置に切り換えるためのパイロット流体を通過可能とするパイロット式切換弁と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、旋回回生用切換弁は、コントローラからの指令によって切り換えられる電磁比例減圧弁と、旋回回路の圧力をパイロット圧として切り換えられるパイロット式切換弁とが共に開位置に切り換えられた場合に、パイロット流体が供給されて旋回回生を行うように切り換えられる。そのため、例えば、電気回路に何らかのトラブルが発生した場合であっても、旋回回路から導かれる作動流体の圧力が低下すると、パイロット式切換弁は閉位置に切り換えられる。よって、パイロット流体が供給されなくなるため、旋回回生用切換弁は閉位置に切り換えられる。したがって、旋回回生時のフェールセーフ性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第一の実施の形態に係るハイブリッド建設機械の制御システムを示す回路図である。
【図２】図１における要部拡大図である。
【図３】本発明の第二の実施の形態に係るハイブリッド建設機械の制御システムを示す回路図である。
【図４】本発明の第三の実施の形態に係るハイブリッド建設機械の制御システムを示す回路図である。
【図５】本発明の第四の実施の形態に係るハイブリッド建設機械の制御システムを示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係るハイブリッド建設機械の制御システムについて説明する。以下の各実施の形態では、ハイブリッド建設機械が油圧ショベルである場合について説明する。
【００１１】
（第一の実施の形態）
以下、図１及び図２を参照して、本発明の第一の実施の形態に係るハイブリッド建設機械の制御システム１００について説明する。
【００１２】
図１に示すように、油圧ショベルは、エンジン７３で駆動する流体圧ポンプとしての第一，第二メインポンプ７１，７２を備える。第一，第二メインポンプ７１，７２は、斜板の傾転角が調整可能な可変容量型ポンプであり、同軸回転する。
【００１３】
第一メインポンプ７１から吐出される作動油（作動流体）は、上流側から順に、旋回モータ７６を制御する操作弁１，アームシリンダ（図示省略）を制御するアーム一速用の操作弁２，流体圧シリンダとしてのブームシリンダ７７を制御するブーム二速用の操作弁３，予備用アタッチメント（図示省略）を制御する操作弁４，及び左走行用の第一走行用モータ（図示省略）を制御する操作弁５に供給される。各操作弁１〜５は、第一メインポンプ７１から各アクチュエータへ導かれる作動油の流量を制御して、各アクチュエータの動作を制御する。各操作弁１〜５は、油圧ショベルのオペレータが操作レバーを手動操作することに伴って供給されるパイロット圧によって操作される。
【００１４】
各操作弁１〜５は、互いに並列な中立流路６とパラレル流路７とを通じて第一メインポンプ７１に接続されている。中立流路６における操作弁５の下流側には、パイロット圧を生成するためのパイロット圧生成機構８が設けられる。パイロット圧生成機構８は、通過する流量が多ければ上流側に高いパイロット圧を生成し、通過する流量が少なければ上流側に低いパイロット圧を生成するものである。
【００１５】
中立流路６は、操作弁１〜５の全てが中立位置又は中立位置近傍にあるときには、第一メインポンプ７１から吐出された作動油の全部又は一部をタンクに導く。このとき、パイロット圧生成機構８を通過する流量が多くなるため、高いパイロット圧が生成される。
【００１６】
一方、操作弁１〜５がフルストロークに切り換えられると、中立流路６が閉ざされて作動油の流通がなくなる。この場合には、パイロット圧生成機構８を通過する流量がほとんどなくなり、パイロット圧はゼロを保つことになる。ただし、操作弁１〜５の操作量によっては、第一メインポンプ７１から吐出された作動油の一部がアクチュエータに導かれ、残りが中立流路６からタンクに導かれることになるため、パイロット圧生成機構８は、中立流路６の作動油の流量に応じたパイロット圧を生成する。つまり、パイロット圧生成機構８は、操作弁１〜５の操作量に応じたパイロット圧を生成する。
【００１７】
パイロット圧生成機構８にはパイロット流路９が接続され、パイロット流路９にはパイロット圧生成機構８にて生成されたパイロット圧が導かれる。パイロット流路９は、第一メインポンプ７１の斜板の傾転角を制御するレギュレータ１０に接続される。レギュレータ１０は、パイロット流路９のパイロット圧と比例（比例定数は負の数）して第一メインポンプ７１の斜板の傾転角を制御して、第一メインポンプ７１の１回転当たりの押し除け量を制御する。したがって、操作弁１〜５がフルストロークに切り換えられて中立流路６の流れがなくなり、パイロット流路９のパイロット圧がゼロになれば、第一メインポンプ７１の斜板の傾転角が最大になり、一回転当たりの押し除け量が最大になる。
【００１８】
パイロット流路９には、パイロット流路９の圧力を検出する第一圧力センサ１１が設けられる。
【００１９】
第二メインポンプ７２から吐出される作動油は、上流側から順に、右走行用の第二走行用モータ（図示省略）を制御する操作弁１２，バケットシリンダ（図示省略）を制御する操作弁１３，ブームシリンダ７７を制御するブーム一速用の操作弁１４，及びアームシリンダ（図示省略）を制御するアーム二速用の操作弁１５に供給される。各操作弁１２〜１５は、第二メインポンプ７２から各アクチュエータへ導かれる作動油の流量を制御して、各アクチュエータの動作を制御する。各操作弁１２〜１５は、油圧ショベルのオペレータが操作レバーを手動操作することに伴って供給されるパイロット圧によって操作される。
【００２０】
各操作弁１２〜１５は、中立流路１６を通じて第二メインポンプ７２に接続されている。また、操作弁１３及び操作弁１４は、中立流路１６と並列なパラレル通路１７を通じて第二メインポンプ７２に接続されている。中立流路１６における操作弁１５の下流側には、パイロット圧を生成するためのパイロット圧生成機構１８が設けられる。パイロット圧生成機構１８は、第一メインポンプ７１側のパイロット圧生成機構８と同じ機能を有するものである。
【００２１】
パイロット圧生成機構１８にはパイロット流路１９が接続され、パイロット流路１９にはパイロット圧生成機構１８にて生成されたパイロット圧が導かれる。パイロット流路１９は、第二メインポンプ７２の斜板の傾転角を制御するレギュレータ２０に接続される。レギュレータ２０は、パイロット流路１９のパイロット圧と比例（比例定数は負の数）して第二メインポンプ７２の斜板の傾転角を制御して、第二メインポンプ７２の１回転当たりの押し除け量を制御する。したがって、操作弁１２〜１５がフルストロークに切り換えられて中立流路１６の流れがなくなり、パイロット流路１９のパイロット圧がゼロになれば、第二メインポンプ７２の斜板の傾転角が最大になり、１回転当たりの押し除け量が最大になる。
【００２２】
パイロット流路１９には、パイロット流路１９の圧力を検出する第二圧力センサ２１が設けられる。
【００２３】
エンジン７３には、エンジン７３の余力を利用して発電する発電機２２が設けられる。発電機２２で発電された電力はバッテリチャージャー２３を介してバッテリ２４に充電される。バッテリチャージャー２３は、通常の家庭用の電源２５に接続した場合にも、バッテリ２４に電力を充電できるようにしている。
【００２４】
次に、旋回モータ７６について説明する。
【００２５】
旋回モータ７６は、旋回モータ７６を駆動するための旋回回路７５に設けられる。旋回回路７５は、第一メインポンプ７１と旋回モータ７６を接続し、操作弁１が介装される一対の給排通路２６，２７と、給排通路２６，２７のそれぞれに接続され、設定圧力で開弁するリリーフ弁２８，２９と、を備える。
【００２６】
操作弁１が中立位置（図１に示す状態）である場合には、操作弁１のアクチュエータポートが閉じられるため、旋回モータ７６に対する作動油の給排が遮断され、旋回モータ７６は停止状態を保つ。
【００２７】
操作弁１が図１中右側位置に切り換わると、給排通路２６が第一メインポンプ７１に接続され、給排通路２７がタンクに連通する。これにより、給排通路２６を通じて作動油が供給されて旋回モータ７６が回転すると共に、旋回モータ７６からの戻り作動油が給排通路２７を通じてタンクに排出される。一方、操作弁１が図１中左側位置に切り換わると、給排通路２７が第一メインポンプ７１に接続され、給排通路２６がタンクに連通し、旋回モータ７６は逆向きに回転する。
【００２８】
旋回モータ７６の旋回動作時に、給排通路２６，２７の旋回圧力がリリーフ弁２８，２９の設定圧力に達した場合には、リリーフ弁２８，２９が開弁して高圧側の余剰流量が低圧側に導かれる。
【００２９】
旋回モータ７６の旋回動作中に、操作弁１が中立位置に切り換わると、操作弁１のアクチュエータポートが閉じられ、給排通路２６，２７，旋回モータ７６，及びリリーフ弁２８，２９にて閉回路が構成される。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７６は慣性エネルギで回転し続けてポンプ作用を発揮する。
【００３０】
これにより、旋回動作時には低圧であった給排通路２６，２７の一方が高圧、旋回動作時には高圧であった給排通路２６，２７の他方が低圧となり、旋回モータ７６にブレーキ力が作用しブレーキ動作が行われる。この際、給排通路２６，２７のブレーキ圧力がリリーフ弁２８，２９の設定圧力に達した場合には、リリーフ弁２８，２９が開弁して高圧側のブレーキ流量が低圧側に導かれる。
【００３１】
旋回モータ７６のブレーキ動作時に、旋回モータ７６の吸込流量が不足した場合には、タンクから給排通路２６，２７への作動油の流れのみを許容するチェック弁５４，５５を通じてタンクの作動油が吸い込まれる。
【００３２】
次に、ブームシリンダ７７について説明する。
【００３３】
ブームシリンダ７７の動作を制御する操作弁１４は、油圧ショベルのオペレータが操作レバー９３を手動操作することに伴ってパイロットポンプ９４からパイロット弁９５を通じてパイロット室９６ａ，９６ｂに供給されるパイロット圧によって操作される。ブーム二速用の操作弁３は、操作弁１４と連動して切り換わる。
【００３４】
パイロット室９６ａにパイロット圧が供給された場合には、操作弁１４は図１中右側位置に切り換わり、第二メインポンプ７２から吐出された作動油が給排通路３０を通じてブームシリンダ７７のピストン側室３１に供給されると共に、ロッド側室３２からの戻り作動油が給排通路３３を通じてタンクに排出され、ブームシリンダ７７は伸長する。
【００３５】
一方、パイロット室９６ｂにパイロット圧が供給された場合には、操作弁１４は図１中左側位置に切り換わり、第二メインポンプ７２から吐出された作動油が給排通路３３を通じてブームシリンダ７７のロッド側室３２に供給されると共に、ピストン側室３１からの戻り作動油が給排通路３０を通じてタンクに排出され、ブームシリンダ７７は収縮する。
【００３６】
パイロット室９６ａ，９６ｂにパイロット圧が供給されない場合には、操作弁１４は中立位置（図１に示す状態）に切り換わり、ブームシリンダ７７に対する作動油の給排が遮断され、ブームは停止した状態を保つ。
【００３７】
操作弁１４を中立位置に切り換えブームの動きを止めた場合、バケット，アーム，及びブーム等の自重によって、ブームシリンダ７７には収縮する方向の力が作用する。このように、ブームシリンダ７７は、操作弁１４が中立位置の場合にはピストン側室３１によって負荷を保持するものであり、ピストン側室３１が負荷側圧力室となる。
【００３８】
ハイブリッド建設機械の制御システム１００は、旋回回路７５及びブームシリンダ７７からの作動油のエネルギを回収してエネルギ回生を行う回生装置を備える。以下では、その回生装置について説明する。
【００３９】
回生装置による回生制御は、コントローラ９０によって行われる。コントローラ９０は、回生制御を実行するＣＰＵと、ＣＰＵの処理動作に必要な制御プログラムや設定値等が記憶されたＲＯＭと、各種センサが検出した情報を一時的に記憶するＲＡＭとを備える。
【００４０】
まず、旋回回路７５からの作動油を利用してエネルギ回生を行う旋回回生装置について説明する。
【００４１】
旋回モータ７６に接続される給排通路２６，２７には、それぞれ分岐通路５７，５８が接続される。分岐通路５７，５８は合流して、旋回回路７５からの作動油を回生用の回生モータ８８に導くための旋回回生通路４５に接続される。分岐通路５７，５８のそれぞれには、給排通路２６，２７から旋回回生通路４５への作動油の流れのみを許容するチェック弁４６，４７が設けられる。旋回回生通路４５は、合流回生通路４４を通じて回生モータ８８に接続される。
【００４２】
回生モータ８８は、斜板の傾転角が調整可能な可変容量型モータであり、発電機兼用の回転電機としての電動モータ９１と同軸回転するように連結されている。電動モータ９１が発電機として機能した場合には、電動モータ９１で発電された電力はインバータ９２を介してバッテリ２４に充電される。回生モータ８８と電動モータ９１とは、直接連結してもよいし、減速機を介して連結してもよい。
【００４３】
旋回回生通路４５には、コントローラ９０から出力される信号に基づいて供給されるパイロット流体の圧力によって切換制御される旋回回生用切換弁としての切換弁４８が設けられる。切換弁４８とチェック弁４６，４７との間には、旋回モータ７６の旋回動作時の旋回圧力又はブレーキ動作時のブレーキ圧力を検出する圧力検出器としての圧力センサ４９が設けられる。圧力センサ４９にて検出された圧力信号は、コントローラ９０に出力される。
【００４４】
切換弁４８は、パイロット室４８ａにパイロット圧が供給されていないときに閉位置（図１に示す状態）に設定され旋回回生通路４５を遮断する。切換弁４８は、パイロット室４８ａにパイロット圧が供給されたときに開位置に設定され旋回回生通路４５を開通する。切換弁４８は、開位置に切り換えられると、旋回回路７５からの作動油を回生モータ８８に導く。これにより、旋回回生が行われる。このように、切換弁４８は、旋回回生を行うためのものである。
【００４５】
図２に示すように、切換弁４８を切り換えるパイロット圧を供給するために、圧力センサ４９の検出圧力が予め設定された第一設定圧力に達した場合にコントローラ９０からの開弁指令によって開位置に切り換えられる電磁比例減圧弁１０１と、旋回回路７５の圧力が予め設定された第二設定圧力に達した場合に当該圧力をパイロット圧として供給位置（開位置）１０２ｂに切り換えられるパイロット式切換弁としての三方弁１０２とが設けられる。
【００４６】
切換弁４８は、エンジン７３によって駆動されるパイロットポンプからのパイロット流体がパイロット室４８ａに導かれて切り換えられる。これに代えて、三方弁１０２を供給位置１０２ｂに切り換える旋回回路７５の圧力を減圧してパイロット室４８ａに導くことによって切換弁４８を切り換えるようにしてもよい。
【００４７】
電磁比例減圧弁１０１は、コントローラ９０からの開弁指令によって、切換弁４８を開位置に切り換えるためのパイロット二次圧を発生する。電磁比例減圧弁１０１で発生したパイロット二次圧は、三方弁１０２に導かれる。電磁比例減圧弁１０１は、コントローラ９０からの開弁指令が入力されていない状態では、パイロット二次圧を出力しない。
【００４８】
電磁比例減圧弁１０１は、コントローラ９０からの開弁指令が入力されると、ソレノイド１０１ｂの電磁力が指令値に応じて比例的に変化し、電磁力に応じたパイロット二次圧を発生する。したがって、電磁比例減圧弁１０１は、コントローラ９０からの開弁指令に応じて、パイロット二次圧を比例的に調整可能である。
【００４９】
三方弁１０２は、電磁比例減圧弁１０１と直列に設けられる。三方弁１０２は、パイロット室４８ａのパイロット流体を排出可能とする排出位置（閉位置）１０２ａと、パイロット室４８ａにパイロット流体を供給可能とする供給位置（開位置）１０２ｂと、旋回回路７５の圧力がパイロット圧として導かれるパイロット室１０２ｃとを備える。
【００５０】
三方弁１０２は、旋回回路７５の圧力がパイロット室１０２ｃに導かれて供給位置１０２ｂに切り換えられたときに、切換弁４８を開位置に切り換えるためのパイロット流体を通過可能とする。三方弁１０２のパイロット室１０２ｃには、旋回回路７５から導かれる作動油の導通を制御する切換弁４８よりも上流の圧力がパイロット圧として導かれる。三方弁１０２を通過したパイロット流体は、切換弁４８のパイロット室４８ａに導かれる。
【００５１】
第一設定圧力は、旋回回生を開始する旋回回生開始圧力に設定される。第二設定圧力は、第一設定圧力と比較して低く設定される。そのため、旋回回路７５の圧力が上昇すると、まず、第二設定圧力に達したときに三方弁１０２が供給位置１０２ｂに切り換えられる。そして、旋回回路７５の圧力が更に上昇して第一設定圧力に達すると、コントローラ９０からの開弁指令に応じてパイロット二次圧を出力する。
【００５２】
このように、旋回回路７５の圧力が上昇すると、まず、三方弁１０２が供給位置１０２ｂに切り換えられて、パイロット流体をパイロット室４８ａに導くスタンバイをする。そして、旋回回路７５の圧力が旋回回生を開始する旋回回生開始圧力に達すると、電磁比例減圧弁１０１がパイロット二次圧を出力して実際にパイロット室４８ａにパイロット流体が導かれる。このように、旋回回路７５の圧力が所定以上である場合のみ切換弁４８を開位置に切り換え可能である。
【００５３】
よって、パイロット式切換弁である切換弁４８を用いることによって、電磁式切換弁を旋回回生用切換弁として用いた場合と比較すると、電気回路に何らかのトラブルが発生したとしても、旋回回路７５の自己の旋回圧力が低下すると切換弁４８が閉位置に切り換わるため、旋回逸走を止めることが可能である。換言すれば、旋回回生が行われるのは、旋回圧力が所定の圧力以上となってからであるため、所定の圧力以下の旋回圧力の場合には、電気的誤作動を防止することができる。
【００５４】
以上のように、切換弁４８は、コントローラ９０からの指令によって切り換えられる電磁比例減圧弁１０１と、旋回回路７５の圧力をパイロット圧として切り換えられる三方弁１０２とが共に開位置に切り換えられた場合に、パイロット室４８ａにパイロット流体が供給されて旋回回生を行う開位置に切り換えられる。そのため、例えば、コントローラ９０や電磁比例減圧弁１０１のソレノイド１０１ｂなどの電気回路に何らかのトラブルが発生した場合であっても、旋回回路７５から導かれる作動流体の圧力が低下すると、三方弁１０２は排出位置１０２ａに切り換えられる。よって、パイロット流体が供給されなくなるため、切換弁４８は閉位置に切り換えられる。したがって、旋回回生時のフェールセーフ性能を向上させることができる。
【００５５】
三方弁１０２は、電磁比例減圧弁１０１と切換弁４８との間に配設される。この場合、パイロットポンプからのパイロット圧が電磁比例減圧弁１０１にて減圧されて三方弁１０２に導かれる。よって、三方弁１０２を小型化することができる。これに限らず、電磁比例減圧弁１０１と三方弁１０２との順番を逆にして、電磁比例減圧弁１０１を三方弁１０２と切換弁４８との間に配設してもよい。
【００５６】
旋回回路７５から回生モータ８８への作動油の経路について説明する。例えば、給排通路２６を通じて供給される作動油によって旋回モータ７６が旋回する旋回動作時には、給排通路２６の余剰油が分岐通路５７及びチェック弁４６を通じて旋回回生通路４５に流入し、回生モータ８８に導かれる。また、給排通路２６を通じて供給される作動油によって旋回モータ７６が旋回している際に操作弁１が中立位置に切り換えられるブレーキ動作時には、旋回モータ７６のポンプ作用によって吐出された作動油が分岐通路５８及びチェック弁４７を通じて旋回回生通路４５に流入し、回生モータ８８に導かれる。
【００５７】
旋回回生通路４５における切換弁４８の下流側には、減圧弁５０が設けられる。減圧弁５０は、入口と出口の差圧が一定値となるように動作する差圧一定型の弁である。
【００５８】
旋回回生通路４５には、減圧弁５０をバイパスするバイパス通路５６が接続される。バイパス通路５６には、遮断位置と連通位置を有するバイパス弁５１が設けられる。バイパス弁５１は、パイロット操作型の切換弁である。バイパス弁５１は、パイロット室５１ａにパイロット圧が供給されないノーマル状態では連通位置（図１に示す状態）となり、操作弁１４のパイロット室９６ｂにパイロット圧が供給されたときに、同時に同じ圧力のパイロット圧がパイロット室５１ａに供給されて遮断位置に設定される。つまり、バイパス弁５１は、ブームシリンダ７７のピストン側室３１が収縮する方向に操作弁１４を操作するパイロット圧によって遮断位置に設定されるものであり、ブームシリンダ７７の収縮動作に連動して切り換わる。
【００５９】
以下では、旋回回生の回生制御について説明する。
【００６０】
コントローラ９０は、圧力センサ４９の検出圧力が旋回回生開始圧力に達したと判定した場合には、電磁比例減圧弁１０１に開弁指令を出力して、切換弁４８のパイロット室４８ａにパイロット流体を供給する。これにより、切換弁４８が開位置に切り換わって旋回回生が開始される。
【００６１】
コントローラ９０は、圧力センサ４９の検出圧力が旋回回生開始圧力未満になったと判定した場合には、電磁比例減圧弁１０１への開弁指令を停止する。これにより、切換弁４８が閉位置に切り換わって旋回回生が停止する。
【００６２】
次に、ブームシリンダ７７からの作動油を利用してエネルギ回生を行うブーム回生装置について説明する。
【００６３】
ブームシリンダ７７のピストン側室３１と操作弁１４とを接続する給排通路３０には、コントローラ９０の出力信号によって開度が制御される電磁比例絞り弁３４が設けられる。電磁比例絞り弁３４はノーマル状態で全開位置を保つ。
【００６４】
給排通路３０には、ピストン側室３１と電磁比例絞り弁３４との間から分岐するシリンダ回生通路としてのブーム回生通路５２が接続される。ブーム回生通路５２は、ピストン側室３１からの戻り作動油を回生モータ８８に導くための通路である。旋回回生通路４５とブーム回生通路５２は合流して合流回生通路４４に接続される。
【００６５】
ブーム回生通路５２には、コントローラ９０から出力される信号にて切換制御されるシリンダ回生用切換弁としての切換弁５３が設けられる。切換弁５３は、ソレノイドが非励磁のときに閉位置（図１に示す状態）に設定されブーム回生通路５２を遮断し、ソレノイドが励磁したときに開位置に設定されブーム回生通路５２を開通する。切換弁４８と切換弁５３は並列に設けられる。
【００６６】
操作弁１４には、操作弁１４の操作方向とその操作量を検出するセンサ９７が設けられる。センサ９７にて検出された圧力信号はコントローラ９０に出力される。操作弁１４の操作方向とその操作量を検出することは、ブームシリンダ７７の伸縮方向とその伸縮量を検出することと同等である。したがって、センサ９７は、ブームシリンダ７７の動作状態を検出する動作状態検出器として機能する。
【００６７】
なお、動作状態検出器として、センサ９７に代えて、ブームシリンダ７７にピストンロッドの移動方向とその移動量を検出するセンサを設けるようにしてもよいし、又は、操作レバー９３に操作レバー９３の操作方向とその操作量を検出するセンサを設けるようにしてもよい。
【００６８】
コントローラ９０は、センサ９７の検出結果に基づいて、オペレータがブームシリンダ７７を伸長させようとしているのか、又は収縮させようとしているのかを判定する。コントローラ９０は、ブームシリンダ７７の伸長動作を判定すると、電磁比例絞り弁３４をノーマル状態である全開位置に保つと共に、切換弁５３を閉位置に保つ。
【００６９】
一方、コントローラ９０は、ブームシリンダ７７の収縮動作を判定すると、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７７の収縮速度を演算すると共に、電磁比例絞り弁３４を閉じて切換弁５３を開位置に切り換える。これにより、ブームシリンダ７７からの戻り作動油の全量が回生モータ８８に導かれ、ブーム回生が行われる。
【００７０】
しかしながら、回生モータ８８で消費する流量が、オペレータが求めたブームシリンダ７７の収縮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７７はオペレータが求めた収縮速度を維持できない。このようなときには、コントローラ９０は、操作弁１４の操作量，回生モータ８８の斜板の傾転角，及び電動モータ９１の回転数等を基にして、回生モータ８８が消費する流量以上の流量をタンクに戻すように電磁比例絞り弁３４の開度を制御し、オペレータが求めるブームシリンダ７７の収縮速度を維持する。
【００７１】
次に、バイパス弁５１の動作について説明する。まず、旋回回生のみが行われる場合について説明する。
【００７２】
コントローラ９０は、圧力センサ４９の検出圧力が旋回回生開始圧力に達したと判定した場合には、電磁比例減圧弁１０１に開弁指令を出力して、切換弁４８のパイロット室４８ａにパイロット流体を供給する。これにより、切換弁４８が開位置に切り換わって旋回回生が開始される。
【００７３】
一方、コントローラ９０は、センサ９７の検出結果に基づいて、ブームシリンダ７７が伸長動作中又は停止中であると判定すると、切換弁５３を閉位置に設定する。これにより、ブームシリンダ７７からの戻り作動油は回生モータ８８に導かれず、ブーム回生は行われない。
【００７４】
ここで、ブームシリンダ７７の伸長動作時及び停止時には、操作弁１４のパイロット室９６ｂにパイロット圧が供給されないため、バイパス弁５１のパイロット室５１ａにもパイロット圧が供給されず、バイパス弁５１は連通位置となる。これにより、旋回回路７５からの作動油は、減圧弁５０をバイパスしバイパス弁５１を通じて回生モータ８８に導かれる。
【００７５】
このように、旋回回生のみが行われる場合には、バイパス弁５１は連通位置に設定され、旋回回路７５からの作動油は減圧弁５０にて減圧されずに回生モータ８８に導かれる。したがって、効率的な回生が行われる。
【００７６】
ここで、旋回回生のみが行われる場合には、旋回回路７５からの作動油は減圧弁５０にて減圧されずに回生モータ８８に導かれるため、旋回回路７５の圧力が低下し易くなる。旋回回路７５の圧力が旋回回生開始圧力よりも低下した場合には、切換弁４８が閉位置に切換わって旋回回生が停止し、その後、旋回モータ７６が旋回動作中であると、再び旋回回路７５の圧力が上昇して旋回回生開始圧力に達すると切換弁４８が開位置に切換わって旋回回生が再開するというように、切換弁４８が開閉を繰り返すおそれがある。このような事態が発生した場合には、切換弁４８の開閉による圧力変動によって振動が発生するおそれがある。
【００７７】
そこで、コントローラ９０は、旋回回生のみが行われる場合には、圧力センサ４９の検出圧力が旋回回生開始圧力よりも低下しないように、回生モータ８８の斜板の傾転角及び回転数を制御して回生モータ８８に導かれる回生流量を制御する。具体的には、コントローラ９０は、圧力センサ４９の検出圧力から理論旋回回生流量を演算し、回生モータ８８に導かれる回生流量が理論旋回回生流量を超えないように回生モータ８８の斜板の傾転角及び回転数を制御する。理論旋回回生流量は、圧力センサ４９の検出圧力とリリーフ弁２８，２９に流れるリリーフ流量との関係を規定したマップを用いて演算される。
【００７８】
つまり、コントローラ９０は、マップを参照することによって圧力センサ４９の検出圧力からリリーフ弁２８，２９に流れるリリーフ流量（理論旋回回生流量）を演算し、そのリリーフ流量を超えないように回生モータ８８に導かれる回生流量を制御する。これにより、旋回回生のみが行われ、旋回回路７５からの作動油が減圧弁５０にて減圧されずに回生モータ８８に導かれる場合であっても、旋回回路７５の圧力を、旋回モータ７６の旋回動作あるいはブレーキ動作に影響を及ぼさない圧力に保つことができる。
【００７９】
次に、旋回回生とブーム回生が同時に行われる場合について説明する。
【００８０】
コントローラ９０は、圧力センサ４９の検出圧力が旋回回生開始圧力に達したと判定した場合には、電磁比例減圧弁１０１に開弁指令を出力して、切換弁４８のパイロット室４８ａにパイロット流体を供給する。これにより、切換弁４８が開位置に切り換わって旋回回生が開始される。一方、コントローラ９０は、センサ９７の検出結果に基づいて、ブームシリンダ７７が収縮動作中であると判定すると、切換弁５３を開位置に切り換える。これにより、ブームシリンダ７７からの戻り作動油は回生モータ８８に導かれ、ブーム回生が行われる。
【００８１】
ここで、ブームシリンダ７７の収縮動作時には、操作弁１４のパイロット室９６ｂにパイロット圧が供給されるのと同時に、バイパス弁５１のパイロット室５１ａにもパイロット圧が供給されるため、バイパス弁５１は遮断位置に設定される。これにより、旋回回路７５からの作動油は、減圧弁５０を通じて回生モータ８８に導かれる。
【００８２】
このように、旋回回生とブーム回生が同時に行われる場合には、バイパス弁５１は遮断位置に設定され、旋回回路７５からの作動油は減圧弁５０にて減圧されて回生モータ８８に導かれる。したがって、旋回回路７５からの作動油は減圧されてブームシリンダ７７からの戻り作動油と合流し、回生モータ８８に導かれる。
【００８３】
ブームシリンダ７７からの戻り作動油の圧力は、旋回回路７５からの作動油の圧力と比較して小さい。減圧弁５０は、ブームシリンダ７７からの戻り作動油と旋回回路７５からの作動油との差圧を埋める働きをする。つまり、旋回回路７５からの作動油が減圧弁５０にて減圧されることによって、旋回回路７５からの作動油とブームシリンダ７７からの戻り作動油とが合流回生通路４４にて安定的に合流することになる。
【００８４】
また、上述したように、旋回回生時には、切換弁４８の開閉による圧力変動によって振動が発生するおそれがある。しかしながら、旋回回生とブーム回生が同時に行われる場合には、旋回回路７５からの作動油が減圧弁５０にて減圧されるため、旋回回路７５の圧力は回生モータ８８の圧力に減圧弁５０の圧力損失が加えられた圧力となる。したがって、旋回回路７５の圧力低下が防止され、旋回回路７５の圧力低下に起因する振動の発生を防止することができる。
【００８５】
以上のように、旋回回生のみが行われる場合には、旋回回路７５からの作動油が減圧弁５０にて減圧されずに回生モータ８８に導かれ、旋回回生とブーム回生が同時に行われる場合には、旋回回路７５からの作動油が減圧弁５０にて減圧されて回生モータ８８に導かれるように、バイパス弁５１は制御される。このように、簡単な回生制御で効率的な回生が行うことができる。
【００８６】
以上の実施の形態ではバイパス弁５１がパイロット操作型の切換弁である場合について説明した。これに代えて、バイパス弁５１を電磁弁にて構成するようにしてもよい。この場合には、バイパス弁５１は、センサ９７の検出結果に基づいてコントローラ９０から出力される信号によって遮断位置に設定される。具体的には、コントローラ９０は、センサ９７の検出結果に基づいてブームシリンダ７７が収縮動作中であると判定した場合には、バイパス弁５１を遮断位置に切り換える。
【００８７】
また、以上の実施の形態では、流体圧シリンダからの戻り作動油を利用して回生を行う例として、ブームシリンダ７７からの戻り作動油を利用する場合について説明した。しかしながら、ブームシリンダ７７に代わり、アーム駆動用のアームシリンダ又はバケット駆動用のバケットシリンダからの戻り作動油を利用して回生を行うようにしてもよい。アームシリンダ及びバケットシリンダは、操作弁２，１３が中立位置の場合にはロッド側室によって負荷を保持する状態が多いため、ロッド側室を負荷側圧力室としてもよい。
【００８８】
次に、第一，第二メインポンプ７１，７２の出力をアシストするサブポンプ８９について説明する。サブポンプ８９は、斜板の傾転角が調整可能な可変容量型ポンプであり、回生モータ８８と同軸回転するように連結されている。サブポンプ８９は電動モータ９１の駆動力で回転する。電動モータ９１の回転数は、インバータ９２を通じてコントローラ９０によって制御される。サブポンプ８９及び回生モータ８８の斜板の傾転角は傾角制御器３５，３６を通じてコントローラ９０によって制御される。
【００８９】
サブポンプ８９には吐出通路３７が接続される。吐出通路３７は、第一メインポンプ７１の吐出側に合流する第一アシスト流路３８と、第二メインポンプ７２の吐出側に合流する第二アシスト流路３９とに分岐して形成される。第一，第二アシスト流路３８，３９のそれぞれには、コントローラ９０の出力信号にて開度が制御される第一，第二電磁比例絞り弁４０，４１が設けられる。また、第一，第二アシスト流路３８，３９のそれぞれには、第一，第二電磁比例絞り弁４０，４１の下流に、サブポンプ８９から第一，第二メインポンプ７１，７２への作動油の流れのみを許容するチェック弁４２，４３が設けられる。
【００９０】
電動モータ９１の駆動力でサブポンプ８９が回転すると、サブポンプ８９は第一，第二メインポンプ７１，７２の出力をアシストする。コントローラ９０は、第一，第二圧力センサ１１，２１からの圧力信号に応じて、第一，第二電磁比例絞り弁４０，４１の開度を制御し、サブポンプ８９から吐出された作動油を案分して第一，第二メインポンプ７１，７２の吐出側に供給する。
【００９１】
合流回生通路４４を通じて回生モータ８８に作動油が供給され、回生モータ８８が回転すると、回生モータ８８の回転力は同軸回転する電動モータ９１に対するアシスト力として作用する。したがって、回生モータ８８の回転力の分だけ、電動モータ９１の消費電力を少なくすることができる。
【００９２】
回生モータ８８を駆動源として電動モータ９１を発電機として使用するときには、サブポンプ８９は斜板の傾転角がゼロに設定されほぼ無負荷状態となる。
【００９３】
以上の第一の実施の形態によれば、以下に示す効果を奏する。
【００９４】
切換弁４８は、コントローラ９０からの指令によって切り換えられる電磁比例減圧弁１０１と、旋回回路７５の圧力をパイロット圧として切り換えられる三方弁１０２とが共に開位置に切り換えられた場合に、パイロット室４８ａにパイロット流体が供給されて旋回回生を行う開位置に切り換えられる。そのため、例えば、コントローラ９０や電磁比例減圧弁１０１のソレノイド１０１ｂなどの電気回路に何らかのトラブルが発生した場合であっても、旋回回路７５から導かれる作動流体の圧力が低下すると、三方弁１０２は排出位置１０２ａに切り換えられる。よって、パイロット流体が供給されなくなるため、切換弁４８は閉位置に切り換えられる。したがって、旋回回生時のフェールセーフ性能を向上させることができる。
【００９５】
また、本実施の形態の回生制御では、旋回回生のみが行われる場合には、旋回回路７５からの作動油が減圧弁５０にて減圧されずに回生モータ８８に導かれ、旋回回生とブーム回生が同時に行われる場合には、旋回回路７５からの作動油が減圧弁５０にて減圧されて回生モータ８８に導かれるため、簡単な制御である。また、旋回回生のみが行われる場合には旋回回路７５からの作動油は減圧されずに回生モータ８８に導かれるため、効率的な回生が行われる。よって、簡単な回生制御で効率的な回生が可能となる。
【００９６】
（第二の実施の形態）
以下、図３を参照して、本発明の第二の実施の形態に係るハイブリッド建設機械の制御システム２００について説明する。以下に示す各実施の形態では、上述した第一の実施の形態と異なる点を中心に説明し、第一の実施の形態と同様の機能を有する構成には同一の符号を付して説明を省略する。
【００９７】
ハイブリッド建設機械の制御システム２００では、旋回回生通路４５に、上述した第一の実施の形態の切換弁４８及びバイパス弁５１の機能を有する旋回回生用切換弁としての切換弁２０１が設けられる。
【００９８】
切換弁２０１は、遮断位置Ａ，第一連通位置Ｂ，及び第二連通位置Ｃの三ポジションを有し、コントローラ９０の出力信号に基づいて供給されるパイロット流体の圧力によってポジションが切り換えられるパイロット式切換弁である。また、切換弁２０１は、旋回回路７５の圧力が導かれる入口ポート２０１ａ，減圧弁５０に連通する出口ポート２０１ｂ，及びバイパス通路５６に連通するバイパスポート２０１ｃの三ポートを有する。バイパス通路５６は、切換弁２０１のバイパスポート２０１ｃと旋回回生通路４５における減圧弁５０の下流側とを接続する。
【００９９】
切換弁２０１の遮断位置Ａでは、入口ポート２０１ａに対する出口ポート２０１ｂ及びバイパスポート２０１ｃの連通が遮断される。第一連通位置Ｂでは、入口ポート２０１ａに対して出口ポート２０１ｂ及びバイパスポート２０１ｃが連通する。第二連通位置Ｃでは、入口ポート２０１ａに対して出口ポート２０１ｂが連通し、入口ポート２０１ａに対するバイパスポート２０１ｃの連通が遮断される。
【０１００】
コントローラ９０は、圧力センサ４９の検出圧力が旋回回生開始圧力未満であると判定した場合には、電磁比例減圧弁１０１への開弁指令を停止して、切換弁２０１を遮断位置Ａに設定する。遮断位置Ａでは、旋回回路７５からの作動油が回生モータ８８に導かれず、旋回回生は行われない。
【０１０１】
また、コントローラ９０は、圧力センサ４９の検出圧力が旋回回生開始圧力に達しかつセンサ９７の検出結果に基づいてブームシリンダ７７が伸長動作中又は停止中であると判定した場合には、電磁比例減圧弁１０１に開弁指令を出力して切換弁２０１を第一連通位置Ｂに設定すると共に、切換弁５３を閉位置に設定する。つまり、切換弁２０１は、圧力センサ４９の検出圧力が旋回回生開始圧力に達しかつ切換弁５３が閉位置の場合には、第一連通位置Ｂに設定される。
【０１０２】
これにより、旋回回路７５からの作動油のみが回生モータ８８に導かれ、旋回回生のみが行われる。この際、切換弁２０１にてバイパス通路５６が開通するため、旋回回路７５からの作動油は、減圧弁５０をバイパスして回生モータ８８に導かれる。このように、旋回回生のみが行われる場合には、旋回回路７５からの作動油は減圧弁５０にて減圧されずに回生モータ８８に導かれる。
【０１０３】
また、コントローラ９０は、圧力センサ４９の検出圧力が旋回回生開始圧力に達しかつセンサ９７の検出結果に基づいてブームシリンダ７７が収縮動作中であると判定した場合には、電磁比例減圧弁１０１に開弁指令を出力して切換弁２０１を第二連通位置Ｃに設定すると共に、切換弁５３を開位置に設定する。つまり、切換弁２０１は、圧力センサ４９の検出圧力が旋回回生開始圧力に達しかつ切換弁５３が開位置の場合には、第二連通位置Ｃに設定される。
【０１０４】
これにより、旋回回路７５からの作動油及びブームシリンダ７７からの戻り作動油が回生モータ８８に導かれ、旋回回生とブーム回生が同時に行われる。この際、切換弁２０１にて旋回回生通路４５が開通する一方、バイパス通路５６は遮断されるため、旋回回路７５からの作動油は、減圧弁５０を通じて回生モータ８８に導かれる。このように、旋回回生とブーム回生が同時に行われる場合には、旋回回路７５からの作動油は減圧弁５０にて減圧されて回生モータ８８に導かれる。
【０１０５】
コントローラ９０は、切換弁２０１を第一連通位置Ｂに切り換える場合には、第二連通位置Ｃに切り換える場合と比較して、電磁比例減圧弁１０１で発生するパイロット二次圧を大きくするように開弁指令を出力する。これにより、切換弁２０１のパイロット室４８ａに供給されるパイロット流体の圧力は、第二連通位置Ｃに切り換える場合と比較して第一連通位置Ｂに切り換える場合の方が高くなる。このように、切換弁２０１は、パイロット室４８ａに供給されるパイロット圧の高低によって第一連通位置Ｂと第二連通位置Ｃとに切り換えられる。
【０１０６】
以上の第二の実施の形態によれば、第一の実施の形態と同様の作用効果を奏すると共に、第一の実施の形態では必要であったバイパス弁５１が不要となるため、コストを低減することができる。
【０１０７】
（第三の実施の形態）
以下、図４を参照して、本発明の第三の実施の形態に係るハイブリッド建設機械の制御システム３００について説明する。
【０１０８】
ハイブリッド建設機械の制御システム３００では、旋回回生通路４５に、上述した第一の実施の形態の切換弁４８，減圧弁５０，及びバイパス弁５１の機能を有する旋回回生用切換弁としての切換弁３０１が設けられる。
【０１０９】
切換弁３０１は、遮断位置Ｄ，第一連通位置Ｅ，及び第二連通位置Ｆの三ポジションを有し、コントローラ９０の出力信号に基づいて供給されるパイロット流体の圧力によってポジションが切り換えられるパイロット弁である。切換弁３０１は、遮断位置Ｄでは旋回回生通路４５を遮断し、第一連通位置Ｅでは旋回回路７５からの作動油を減圧せずに回生モータ８８に導き、第二連通位置Ｆでは旋回回路７５からの作動油を絞りによって減圧して回生モータ８８に導く。
【０１１０】
コントローラ９０は、圧力センサ４９の検出圧力が旋回回生開始圧力未満であると判定した場合には、電磁比例減圧弁１０１への開弁指令を停止して、切換弁３０１を遮断位置Ｄに設定する。遮断位置Ｄでは、旋回回路７５からの作動油が回生モータ８８に導かれず、旋回回生は行われない。
【０１１１】
また、コントローラ９０は、圧力センサ４９の検出圧力が旋回回生開始圧力に達しかつセンサ９７の検出結果に基づいてブームシリンダ７７が伸長動作中又は停止中であると判定した場合には、電磁比例減圧弁１０１に開弁指令を出力して切換弁３０１を第一連通位置Ｅに設定すると共に、切換弁５３を閉位置に設定する。つまり、切換弁３０１は、圧力センサ４９の検出圧力が旋回回生開始圧力に達しかつ切換弁５３が閉位置の場合には、第一連通位置Ｅに設定される。
【０１１２】
コントローラ９０は、切換弁３０１を第一連通位置Ｅに切り換える場合には、第二連通位置Ｆに切り換える場合と比較して、電磁比例減圧弁１０１で発生するパイロット二次圧を大きくするように開弁指令を出力する。これにより、切換弁３０１のパイロット室４８ａに供給されるパイロット流体の圧力は、第二連通位置Ｆに切り換える場合と比較して第一連通位置Ｅに切り換える場合の方が高くなる。このように、切換弁３０１は、パイロット室４８ａに供給されるパイロット圧の高低によって第一連通位置Ｅと第二連通位置Ｆとに切り換えられる。
【０１１３】
これにより、旋回回路７５からの作動油のみが回生モータ８８に導かれ、旋回回生のみが行われる。この際、旋回回路７５からの作動油は、切換弁３０１にて減圧されずに回生モータ８８に導かれる。このように、旋回回生のみが行われる場合には、旋回回路７５からの作動油は減圧されずに回生モータ８８に導かれる。
【０１１４】
また、コントローラ９０は、圧力センサ４９の検出圧力が旋回回生開始圧力に達しかつセンサ９７の検出結果に基づいてブームシリンダ７７が収縮動作中であると判定した場合には、電磁比例減圧弁１０１に開弁指令を出力して切換弁３０１を第二連通位置Ｆに設定すると共に、切換弁５３を開位置に設定する。つまり、切換弁３０１は、圧力センサ４９の検出圧力が旋回回生開始圧力に達しかつ切換弁５３が開位置の場合には、第二連通位置Ｆに設定される。
【０１１５】
これにより、旋回回路７５からの作動油及びブームシリンダ７７からの戻り作動油が回生モータ８８に導かれ、旋回回生とブーム回生が同時に行われる。この際、旋回回路７５からの作動油は、切換弁３０１にて絞られて回生モータ８８に導かれる。このように、旋回回生とブーム回生が同時に行われる場合には、旋回回路７５からの作動油は絞りによって減圧されて回生モータ８８に導かれる。
【０１１６】
以上の第三の実施の形態によれば、第一の実施の形態と同様の作用効果を奏すると共に、第一の実施の形態では必要であった減圧弁５０，バイパス通路５６，及びバイパス弁５１が不要となるため、コストを低減することができる。
【０１１７】
（第四の実施の形態）
以下、図５を参照して、本発明の第四の実施の形態に係るハイブリッド建設機械の制御システム４００について説明する。
【０１１８】
ハイブリッド建設機械の制御システム４００では、リリーフ弁２８，２９に代えて、設定圧力を調整可能なリリーフ弁６５が設けられる点で、上述した各実施の形態とは相違する。
【０１１９】
ハイブリッド建設機械の制御システム４００は、旋回モータ７６の旋回動作時の旋回圧力又はブレーキ動作時のブレーキ圧力が設定圧力に達した場合に開弁して低圧側への作動流体の流れを許容するリリーフ弁６５と、リリーフ弁６５の設定圧力を調整可能な調整器６０とを備える。
【０１２０】
リリーフ弁６５は、旋回回路７５から導かれる作動油の切換弁４８よりも上流から分岐して設けられる。リリーフ弁６５は、旋回回路７５の圧力が付勢部材としてのコイルスプリング６２の付勢力よりも大きくなった場合に開弁するものである。リリーフ弁６５の設定圧力は、コイルスプリング６２の付勢力によって決定される。
【０１２１】
調整器６０は、パイロット室６１に導かれるパイロット圧にてコイルスプリング６２の付勢力を大きくすることによって、リリーフ弁６５の設定圧力を上昇させる。パイロット室６１には、パイロットポンプから供給されて電磁比例減圧弁１０１と三方弁１０２とを通過したパイロット流体の圧力が供給される。即ち、パイロット室６１には、圧力センサ４９の検出圧力が旋回回生開始圧力に達した場合にはパイロット圧が導かれ、圧力センサ４９の検出圧力が旋回回生開始圧力未満になった場合にはパイロット圧が導かれない。
【０１２２】
具体的には、圧力センサ４９の検出圧力が旋回回生開始圧力に達した場合には、コントローラ９０から電磁比例減圧弁１０１に信号が出力されて電磁比例減圧弁１０１が開弁することによって、パイロット室６１にパイロット圧が導かれる。一方、圧力センサ４９の検出圧力が旋回回生開始圧力未満になった場合には、コントローラ９０から電磁比例減圧弁１０１に信号が出力されず電磁比例減圧弁１０１が閉弁するため、パイロット室６１にパイロット圧が導かれない。
【０１２３】
このように、調整器６０は、圧力センサ４９の検出圧力が旋回回生開始圧力に達した場合には、リリーフ弁６５の設定圧力を初期設定圧力から上昇させ、圧力センサ４９の検出圧力が旋回回生開始圧力未満になった場合には、リリーフ弁６５の設定圧力を初期設定圧力に戻すように動作する。
【０１２４】
旋回回生開始圧力は、リリーフ弁６５の初期設定圧力、つまり、パイロット圧によって昇圧されていない場合のリリーフ弁６５の設定圧力と同じ圧力に設定される。
【０１２５】
以下では、旋回回生の回生制御について説明する。
【０１２６】
コントローラ９０は、圧力センサ４９の検出圧力が旋回回生開始圧力に達したと判定した場合には、電磁比例減圧弁１０１に開弁指令を出力して、切換弁４８のパイロット室４８ａにパイロット流体を供給すると共に、調整器６０にリリーフ弁６５の昇圧指令を出力する。これにより、切換弁４８が開位置に切り換わって旋回回生が開始されると共に、リリーフ弁６５の設定圧力が初期設定圧力から上昇する。
【０１２７】
このように、切換弁４８が開位置に切り換わって旋回回生が開始されるのと同時にリリーフ弁６５の設定圧力が初期設定圧力から上昇するため、旋回回路７５の作動油はリリーフ弁６５に流れ難く、切換弁４８を通じて回生モータ８８に導かれる。したがって、回生量の低下が抑制される。
【０１２８】
従来は、切換弁４８が開位置に切り換わる旋回回生時に旋回回路７５の作動油がリリーフ弁６５に流れ難くするために、切換弁４８を開弁させるための旋回回生開始圧力をリリーフ弁６５の初期設定圧力よりも低い圧力に設定する必要があった。つまり、回生量の低下を抑制するために、リリーフ弁６５よりも切換弁４８が早く開弁するように設定する必要があった。その場合には、旋回モータ７６はリリーフ弁６５の初期設定圧力よりも低い圧力で旋回動作及びブレーキ動作することになるため、旋回モータ７６の加減速性能が悪かった。
【０１２９】
しかしながら、本実施の形態では、旋回回生時にリリーフ弁６５が昇圧されて旋回回路７５の作動油がリリーフ弁６５に流れ難いため、切換弁４８を開弁させるための旋回回生開始圧力をリリーフ弁６５の初期設定圧力よりも低い圧力に設定する必要がなく、リリーフ弁６５の初期設定圧力と同じ圧力に設定することが可能となった。したがって、旋回回生時であっても、旋回モータ７６はリリーフ弁６５の設定圧力で旋回動作及びブレーキ動作するため、旋回モータ７６の加減速性能が悪くなることがない。
【０１３０】
以上のように、本実施の形態では、旋回回生時の旋回モータ７６の加減速性能を向上させることができると共に、回生量の低下を抑制することができる。
【０１３１】
ここで、旋回回生時の旋回モータ７６の加減速性能を向上させると共に、回生量の低下を抑制する方法として、リリーフ弁６５の設定圧力を通常の設定圧力よりも予め高く設定すると共に、切換弁４８を開弁させるための旋回回生開始圧力をリリーフ弁６５の設定圧力よりも低い圧力に設定することが考えられる。
【０１３２】
しかしながら、この方法では、電気機器の故障等が発生し、旋回回生が行えない状況になった場合には、旋回モータ７６の旋回動作時の旋回圧力及びブレーキ動作時のブレーキ圧力が大きくなってしまうため、過度の加減速特性になってしまう。
【０１３３】
これに対して、本実施の形態では、そのような状況になった場合でも、旋回モータ７６は昇圧されていないリリーフ弁６５の初期設定圧力で旋回動作及びブレーキ動作するため、通常の加減速特性で作業を行うことができる。このように、本実施の形態では、旋回回生が行えない状況になった場合でも、通常のフィーリングで建設機械を操作することができる。
【０１３４】
コントローラ９０は、圧力センサ４９の検出圧力が旋回回生開始圧力未満になったと判定した場合には、切換弁４８への開弁指令を停止すると共に、調整器６０へのリリーフ弁６５の昇圧指令を停止する。これにより、切換弁４８が閉位置に切り換わって旋回回生が停止すると共に、調整器６０によるリリーフ弁６５の昇圧が解除され、リリーフ弁６５の設定圧力が初期設定圧力に戻る。
【０１３５】
以上の第四の実施の形態によれば、第一の実施の形態と同様の作用効果を奏する。また、切換弁４８が開弁して旋回回生が行われる場合には、リリーフ弁６５の設定圧力は初期設定圧力から上昇するため、旋回回路７５の作動油はリリーフ弁６５に流れ難く、回生モータ８８に導かれる。したがって、回生量の低下が抑制される。また、旋回回生が行われる場合に旋回回路７５の作動油がリリーフ弁６５に流れ難い結果として、切換弁４８を開弁させるための旋回回生開始圧力をリリーフ弁６５の初期設定圧力よりも低い圧力に設定する必要がない。したがって、旋回回生が行われる場合であっても、旋回モータ７６の加減速性能が悪くなることがない。よって、旋回回生時の旋回モータ７６の加減速性能を向上させることができると共に、回生量の低下を抑制することができる。
【０１３６】
上述した第四の実施の形態では、リリーフ弁６５が旋回回路７５から導かれる作動油の導通を制御する切換弁４８よりも上流から分岐して設けられる構成である。この場合、単一のリリーフ弁６５を設ければよいため、コストを低減することができる。これに代えて、図１，図３及び図４に示す給排通路２６，２７のそれぞれに設けられるリリーフ弁２８，２９をリリーフ弁６５と同様の構成としてもよい。このように構成しても、上述した第四の実施の形態と同様の作用効果を奏する。
【０１３７】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【符号の説明】
【０１３８】
１００，２００，３００，４００  ハイブリッド建設機械の制御システム
４４      合流回生通路
４５      旋回回生通路
４８      切換弁（旋回回生用切換弁）
４９      圧力センサ（圧力検出器）
５０      減圧弁
５１      バイパス弁
５２      ブーム回生通路（シリンダ回生通路）
５３      切換弁（シリンダ回生用切換弁）
５６      バイパス通路
６０      調整器
６１      パイロット室
６２      コイルスプリング（付勢部材）
６５      リリーフ弁
７１      第一メインポンプ（流体圧ポンプ）
７２      第二メインポンプ（流体圧ポンプ）
７５      旋回回路
７６      旋回モータ
７７      ブームシリンダ（流体圧シリンダ）
８８      回生モータ
９０      コントローラ
９１      電動モータ（回転電機）
９７      センサ（動作状態検出器）
１０１    電磁比例減圧弁
１０２    三方弁（パイロット式切換弁）
１０２ａ  排出位置（閉位置）
１０２ｂ  供給位置（開位置）
２０１    切換弁（旋回回生用切換弁）
３０１    切換弁（旋回回生用切換弁）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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