【０００１】
【発明の属する技術分野】
油圧アクチュエータからの戻り圧油を回収手段で回収後、回生手段により回生し、回生した回生流量を油圧ポンプからの吐出流量に合流させるとき、エンジン等の駆動手段によって駆動される前記油圧ポンプからの吐出流量を前記回生流量に応じて制御することのできる油圧ポンプ制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
一般に油圧アクチュエータへは、エンジン等の駆動手段によって駆動される油圧ポンプから吐出された圧油が供給され、油圧アクチュエータでの作動に使用された後、油圧アクチュエータからの戻り圧油としてタンクに戻されている。このとき、戻り圧油のエネルギーはタンクへの戻り回路に設けた絞り弁等を介して熱エネルギーに変換され、そのまま外部に放出されるだけで再利用されることがなかった。このため、油圧アクチュエータの戻り圧油のエネルギーを回収回生して再利用することが行われており、戻り圧油のエネルギーを回生流量として回生手段により回生し、同回生流量を前記油圧ポンプからの吐出流量に合流させることにより再利用すること等が行われている。
【０００３】
一方、油圧ポンプとしては、油圧アクチュエータにおける負荷変動等に対しても前記油圧アクチュエータに供給する圧油の流量をオペレータによる操作量に応じて制御を行っている。油圧ポンプからの吐出流量の制御としては、油圧ポンプの容量を制御することにより行われている。
【０００４】
容量の制御としては、一例として斜板角の制御により行っている。以下、容量制御として斜板角の制御を行った場合について述べるが、一般の可変容量制御ができるポンプに対して適用可能である。
【０００５】
油圧ポンプの斜板角を制御することによる、油圧ポンプからの吐出流量の制御は、油圧ポンプから吐出された圧油の状態を検出することで油圧ポンプの斜板角を制御する方法が行われている。また、オペレータが操作する方向制御弁の操作量に応じて、同方向制御弁において閉じていくバルブ中立回路からタンクへの流量を一定とする制御も行われている。
【０００６】
即ち、中立状態における方向制御弁のバルブ中立回路からタンクへの流量を仕事に用いられない余っている流量として捉え、同余っている流量が大きいときには油圧ポンプの吐出量を小さくし、前記余っている流量が小さいときには油圧ポンプの吐出量を大きくすることによって、前記余っている流量を一定とする制御が行われている。
【０００７】
図１２を用いて、油圧ポンプから吐出された圧油の状態を検出することで油圧ポンプの斜板角を制御する方法について説明し、図１５を用いて方向制御弁のバルブ中立回路からタンクへの流量を一定とするように油圧ポンプの斜板角を制御する方法について説明する。
【０００８】
図１２において、油圧ポンプ１はエンジン等の駆動手段２によって回転駆動され、油圧ポンプ１から吐出する吐出圧Ｐｐに対応して、そのときにおける斜板３の角度及び圧油ポンプ１の回転数によって吐出流量Ｑを求めることができる。同斜板３の制御は、油圧ポンプ１と油圧アクチュエータ５間に設けた操作弁４の操作弁出口の圧力（油圧アクチュエータの負荷圧ともなっている。）ＰＬＳと前記吐出圧Ｐｐとの差圧△ＰＬＳ（△ＰＬＳ＝Ｐｐ−ＰＬＳ）が一定になるように制御される。
【０００９】
吐出圧Ｐｐは、ポンプ通路６から分岐した分岐通路１１に取り出され、斜板３の角度を調整するサーボピストン８、ＬＳ弁（ロードセンシング弁）９及びＰＣ弁（馬力制御弁）１０の一方にそれぞれ導入される。また、操作弁４出口の圧力ＰＬＳは、ＬＳ弁９に導入される。操作弁としては、方向制御弁等を用いることができる。
【００１０】
サーボピストン８では、図の左側から作用するばね力及び吐出圧Ｐｐとの合力とサーボピストンの右側の室８ｂにおける圧力とにより、ピストン８ａを左右方向に摺動させることで斜板３の角度調整を行っている。図１２においては、ピストン８ａが右方向に移動すると、斜板３の角度は大きくなり吐出容量も大きくなり、逆に左方向に移動すると斜板３の角度は小さくなり、吐出容量も小さくなる。
【００１１】
ＬＳ弁９は、前記吐出圧Ｐｐと操作弁出口の圧力ＰＬＳとの差圧△ＰＬＳ（△ＰＬＳ＝Ｐｐ−ＰＬＳ）が一定になるように、斜板３の角度を制御するものであり、差圧△ＰＬＳがＬＳ弁９の設定圧力より低くなると、サーボピストン８内の右側における室８ｂの圧力を低下させることでピストン８ａを右方向に移動させ、斜板３の角度を大きくする。また、差圧△ＰＬＳ がＬＳ弁９の設定圧力より高くなると、ＬＳ弁９が切換り、ＬＳ弁９の通路での開口面積に応じて吐出圧Ｐｐを減圧して、サーボピストン８の右側の室８ｂに供給する。減圧した吐出圧Ｐｐを供給することにより右側の室８ｂの圧力を高くすることができ、サーボピストン８内のピストン８ａを左方向に移動させて、斜板３の角度を小さくする。
【００１２】
ＰＣ弁１０は、吐出圧Ｐｐに応じた一定の吐出流量Ｑ以上には油圧ポンプ１からの吐出流量を増加させないように制御するものであって、油圧ポンプ１の油圧馬力が同油圧ポンプ１を駆動している駆動手段２のエンジン馬力を超えないように馬力制御を行うものである。
【００１３】
即ち、作業中の油圧アクチュエータ５における負荷が大きくなり、油圧ポンプ１からの吐出圧Ｐｐが上昇すると油圧ポンプ１からの吐出流量Ｑを減少させる制御を行い、逆に吐出圧Ｐｐが低下すると吐出流量Ｑを増加させる制御を行うものである。吐出圧Ｐｐと吐出流量ＱとのＰＱ曲線は、図１３のようになる。吐出圧ＰｐがＰＰ１のときには、吐出流量が最大でＰＱ曲線上の流量であるＱ１となるように制御し、吐出圧Ｐｐが増加したときには、ＰＣ弁が右方向に切換り、サーボ弁８の右側の室８ｂに対して吐出圧Ｐｐを供給してサーボ弁８の右側の室圧を高くして、ピストン８ａを左方向へ移動させる。
【００１４】
これにより右側の室８ｂの圧力がそのときの吐出圧Ｐｐに対応した圧力に調整することができるとともに、このときに斜板３の角度が取り得る角度の最大値を減少させる。これによって、各吐出圧Ｐｐの状態においては、上述したＬＳ弁９を作動させることによって差圧△ＰＬＳの変化に対応して、斜板３の角度を上述した角度の最大値までの範囲内で調整することができる。また、ＰＣ弁１０に設けたソレノイドバルブ１３に制御信号を入力することで、同制御信号の大きさに応じて図１４に示すようにＰＱ曲線を変化させることができる。
【００１５】
次に、図１５を用いて方向制御弁３７のバルブ中立回路からタンク１２への流量を一定とするための油圧ポンプ１の斜板３を制御する方法について説明する。
【００１６】
油圧ポンプ１はエンジン等の駆動手段２によって回転駆動され、オペレータによる方向制御弁３７に対する操作量に応じて吐出流量Ｑを制御するために、オペレータの操作量に応じて閉じていくバルブ中立回路からタンク１２への流量を検出している。同検出した値に基づいてバルブ中立回路からタンク１２への流量が一定となるように前記斜板３の角度が制御される。
【００１７】
方向制御弁３７のバルブ中立回路から油路２４を経てタンク１２に流れる流量は、前記油路２４の途中に設けた絞り３９により、流入ポート３９ａ側に発生した静圧が絞り部３９ｃを通過する際に動圧に変えられ、動圧取出口３９ｄにおける圧力ＰＣＢとして検出される。また、流出ポート３９ｂにおける圧力ＰＣＡが検出され、前記圧力ＰＣＢと圧力ＰＣＡとによりバルブ中立回路からタンク１２に流れる流量が求められている。方向制御弁３７の中立時には、バルブ中立回路から油路２４への開口面積が最大となり、その後オペレータの方向制御弁に対する操作量に応じて同開口面積は減少していくが、オペレータの操作量によって前記バルブ中立回路からタンク１２に流れる流量が増加する場合も増加しない場合とがある。
【００１８】
いずれの場合においても、検出された圧力ＰＣＢ と圧力ＰＣＡとの差圧△Ｐｏ（△Ｐｏ＝ＰＣＢ−ＰＣＡ）が一定となるように斜板３の角度を制御することで、バルブ中立回路から油路２４を経てタンク１２に流れる流量を一定とすることができる。差圧△Ｐｏが一定であるということは、バルブ中立回路からタンク１２への流量が一定であると言うことができる。
【００１９】
動圧取出口３９ｄにおける圧力ＰＣＢは通路２１によって取り出すことができ、ＮＣ弁（中立制御弁）１７の一方に導入される。また、流出ポート３９ｂにおける圧力ＰＣＡは、タンク１２への通路から分岐した通路１９によって取り出され、ＮＣ弁１７の他方に導入され、差圧△Ｐｏに応じて、ＮＣ弁１７の切り換えを行う。ＮＣ弁１７の一つの入力ポートにはＴＶＣ弁（馬力制御弁）１８を介してパイロットポンプ２２から吐出したパイロット圧Ｐｃが導入される。ＴＶＣ弁１８は、油圧ポンプ１からの吐出圧Ｐｐが変動した時に、吐出圧Ｐｐの変動に対応して切り換わり、ＮＣ弁１７に供給するパイロット圧ＰＴＶＣを吐出圧Ｐｐに対応して調整する。即ち、吐出圧Ｐｐが高くなれば、ＮＣ弁１７に供給するパイロット圧ＰＴＶＣを減少させ、吐出圧Ｐｐが低くなれば、ＮＣ弁１７に供給するパイロット圧ＰＴＶＣを増加させる。これによって、吐出圧Ｐｐに対応したパイロット圧ＰＴＶＣをＮＣ弁１７に供給することができる。
【００２０】
サーボ弁１６はＮＣ弁１７から導入されたパイロット圧ＰＮＣに対応して、パイロットポンプ２２から供給されるパイロット圧Ｐｃ、またはここでは図示しないが分岐通路２０から導入した吐出圧Ｐｐ、を調整してサーボピストン１５の室に供給する。差圧△Ｐｏが小さいときには、パイロット圧ＰＮＣがＴＶＣ弁１８から供給されるパイロット圧ＰＴＶＣまで高めてサーボ弁１６に導入することができる。このとき、サーボ弁１６に導入されたパイロット圧ＰＮＣに応じて、サーボ弁１６が切り換わりパイロットポンプ２２からのパイロット圧Ｐｃを調整してサーボピストン１５の右側の室１５ｂに供給し、斜板３の角度を大きくする。
【００２１】
逆に、差圧△Ｐｏが大きくなると、ＮＣ弁１７が左方向に切り換わり、サーボ弁１６に導入するパイロット圧ＰＮＣを減少させ、サーボ弁１６を左方向に切換えて、パイロットポンプ２２からのパイロット圧Ｐｃを調整して、サーボピストン１５の左側の室１５ａに供給する。これにより、斜板３の角度を小さくすることができる。
【００２２】
従って、吐出圧Ｐｐによって定められたパイロット圧ＰＴＶＣの範囲でＮＣ弁１７からのパイロット圧ＰＮＣを差圧△Ｐｏに応じてサーボ弁１６に導入することができるので、吐出圧Ｐｐの圧力状態に対応して、差圧△Ｐｏに基づいて油圧ポンプ１の吐出流量Ｑを制御することができる。この場合の吐出圧Ｐｐと吐出流量ＱとのＰＱ曲線は、図１３と同じようなＰＱ曲線となっている。また、ＴＶＣ弁１８に設けたソレノイドバルブ２３に制御信号を入力することで、入力する制御信号の大きさに応じて図１４に示すようにＰＱ曲線を適宜変更することができる。
【００２３】
このようにして油圧ポンプ１に対して、同油圧ポンプ１からの吐出流量Ｑの制御が行われているが、油圧アクチュエータに油圧ポンプからの吐出流量を供給する途中で回生流量が合流した場合については、油圧アクチュエータに供給する圧油の流量が変動することになるが、これに対する対応は油圧ポンプの制御においては行われていなかった。また、油圧ポンプから吐出した吐出流量に対して前記回生手段からの回生流量を単純に合流させた場合には、合流させたときにおける油圧ポンプの吐出圧Ｐｐなどの諸条件によって、オペレータの操作意図に反して油圧アクチュエータの作動速度が速くなってしまい、ショックが発生する。しかも燃費は向上しないという問題がある。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明では、上記従来の問題を解決し、油圧アクチュエータからの戻り圧油を回生し、油圧ポンプから吐出している吐出流量に回生流量を合流させたときに、同油圧ポンプからの吐出流量を回生流量に応じて制御する油圧ポンプ制御方法を提供するものであり、特に、オペレータの操作量に応じて吐出流量の制御が行われている油圧ポンプに対して、回生流量に応じて同油圧ポンプからの吐出流量を制御する油圧ポンプ制御方法を提供するものである。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本願発明の課題は本件請求項１〜４に記載された各発明により達成される。
即ち、本件請求項１に係る発明は、油圧アクチュエータからの戻り圧油を回収手段により回収し、回生手段により回生した回生流量を油圧ポンプからの吐出流量に合流させるときの油圧ポンプ制御方法において、前記油圧ポンプの吐出流量を前記回生流量に応じて制御することを特徴とする油圧ポンプ制御方法にある。
【００２６】
この発明では、油圧アクチュエータからの戻り圧油を回生手段により回生して、油圧ポンプからの吐出流量に合流させて再利用するうえで、回生手段からの回生流量に応じて油圧ポンプからの吐出流量を制御することができるものであり、油圧アクチュエータを操作するオペレータの要望に応じて、同要望に応じて油圧ポンプからの吐出流量を制御することができるようになる。
【００２７】
このため、オペレータが油圧アクチュエータのスピード・アップ・モードを選択した時には、回生流量を合流させても油圧ポンプからの吐出流量変化させずに、合流させる回生流量分だけ油圧アクチュエータに供給する圧油流量を増流させることができるので同油圧アクチュエータの作動速度をスピード・アップさせることや、場合によっては、油圧ポンプからの吐出流量も増加させて更なるスピード・アップを図ること等を行うことができる。また、合流させる回生流量分に対応して油圧ポンプを駆動する駆動手段の出力を低下させたいときには、同回生流量分だけ油圧ポンプからの吐出流量を減少させることで前記駆動手段の燃費を低減させることもできる。
【００２８】
このように、油圧アクチュエータを操作するオペレータの要望に基づいて、油圧アクチュエータのスピード・アップ・モードや省エネルギー・モードといった各種作業モードを選択することができるようになる。しかも油圧アクチュエータの作動に急変化を生じさせるとかいった、オペレータの予想に反する事態を生じさせずに油圧アクチュエータの操作を行うことができる。特に、オペレータの操作量に応じて油圧ポンプの吐出流量の制御が行われている油圧ポンプに対しても、合流した回生流量に応じて同油圧ポンプからの吐出流量を制御することができる。
【００２９】
本願請求項２に係わる発明は、請求項１の事項に加えて、油圧ポンプの吐出流量の制御が、前記油圧ポンプの吐出流量を減少させる制御である事項を限定した油圧ポンプ制御方法にある。
この発明では、合流する回生流量分に応じて、油圧ポンプからの吐出流量を減少させることで同油圧ポンプを駆動する駆動手段の燃費を低減することができる。
【００３０】
しかも、油圧アクチュエータに供給する圧油の流量をオペレータの操作量に応じて吐出流量をコントロールする制御が行われている油圧ポンプにおいても、例えばＬＳ弁やＮＣ弁といった油圧ポンプの斜板角を制御するために設けられている弁に対して、合流した回生流量に応じて制御することで、回生流量の合流後における油圧アクチュエータに供給する圧油の流量を回生流量の合流前と同じ流量、あるいは回生流量が変動したとしても油圧アクチュエータに供給する圧油の流量の制御を、油圧ポンプの吐出流量を減少させる制御として行うことができる。
【００３１】
更に、前記ＬＳ弁やＮＣ弁といった斜板角を制御するために設けられている弁を制御することだけでは、油圧ポンプからの吐出流量を減少させることができない場合には，例えば、ＰＣ弁やＴＶＣ弁と言った油圧ポンプにおける駆動手段からの吸収馬力を低減することのできる弁を制御することによって、油圧ポンプの吐出流量を合流した回生流量分だけ低減させることができる。
【００３２】
吐出流量の制御が行われている油圧ポンプが、電子制御によって制御されている油圧ポンプであるときには、油圧ポンプからの吐出圧、吐出流量及び回生流量をそれぞれ検出し、同検出値に基づいた制御装置からの制御信号によって、油圧ポンプの吐出流量を合流させた回生流量に応じて、減少させる制御を行うこともできる。尚、上記検出値の求め方としては、圧力センサ、位置センサ、差圧センサ、角度センサ、回転センサ等の周知の各種センサーを用いて行うことができる。
【００３３】
本願請求項３に係わる発明は、請求項１の事項に加えて、油圧ポンプの吐出流量の制御が、回生流量の合流後における流量を増加させるときは、前記油圧ポンプの吐出流量を変化させない制御であることを特徴とする請求項１記載の油圧ポンプ制御方法にある。
この発明では、回生流量を合流させた後における油圧アクチュエータへ供給する圧油の流量を増加させたいときには、油圧ポンプからの吐出流量を変化させずに、増加分として回生流量を加えることで行うことができるので、油圧ポンプの駆動手段の出力を増加させずに、油圧アクチュエータの作動速度をスピード・アップさせることができる。
【００３４】
しかも、油圧アクチュエータに供給する圧油の流量を一定とするために、油圧ポンプの吐出流量の制御が行われている油圧ポンプにおいても、例えばＬＳ弁やＮＣ弁といった斜板角を制御するために設けられている弁を別途制御することにより、油圧アクチュエータに供給する圧油流量が回生流量分増加したとしても、同油圧アクチュエータに供給する油圧ポンプの吐出流量を変化させないようにすることができる。これによって、回生流量分の流量を合流させることで油圧アクチュエータに供給する圧油の流量を増加させることができるようになり、油圧アクチュエータの作動速度をスピード・アップさせることができる。
【００３５】
吐出流量の制御が行われている油圧ポンプが、電子制御によって制御されている油圧ポンプであるときには、油圧ポンプからの吐出圧、吐出流量及び回生流量をそれぞれ検出し、同検出値に基づいた制御装置からの制御信号によって、油圧ポンプの吐出流量を変化させない制御を行うこともできる。尚、上記検出値の求め方としては、圧力センサ、位置センサ、差圧センサ、角度センサ、回転センサ等の周知の各種センサーを用いて行うことができる。
【００３６】
本願請求項４に係わる発明は、請求項１の事項に加えて、油圧ポンプの吐出流量の制御が、油圧ポンプの吐出流量を減少させる制御、又は回生流量の合流後における流量を増加させるときは、油圧ポンプの吐出流量を変化させない制御とを選択的に切換え可能である事項を限定した油圧ポンプ制御方法にある。
この発明では、請求項２及び３に記載された制御を選択的に切換え可能としたことにより、油圧アクチュエータを操作するオペレータの要望により、２つの制御を選択して実行することができる。
【００３７】
これにより、油圧ポンプを駆動する駆動手段の省エネルギーを図りたいときには、油圧ポンプの吐出流量を減少させる制御を行うことができる。また、油圧アクチュエータの作動速度をスピード・アップさせたいときには、回生流量が合流したことにより油圧アクチュエータに供給する圧油の流量が増加したことに伴なっての油圧ポンプの吐出流量を変化さるような制御を行わせずに、吐出流量を変化させない制御を実行させることができる。
【００３８】
しかも、油圧アクチュエータに供給する圧油の流量をオペレータの操作量に応じて油圧ポンプからの吐出流量の制御が行われている油圧ポンプにおいても、合流した回生流量分の増加にもかかわらず、油圧ポンプからの吐出流量を一定に維持したままの状態でのスピード・アップ・モードといった制御や、合流した回生流量に応じて油圧ポンプから吐出流量を減少させるといった制御を行うことができる。
【００３９】
【発明の実施形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて具体的に説明する。本発明は、吐出流量がオペレータの操作量に応じて制御が行われている油圧ポンプを備えた、例えば、油圧ショベル等の建設機械、ブルドーザー、ホイルローダー等の土木機械などにおいて、前記油圧ポンプからの吐出流量に油圧アクチュエータからの圧油を回収回生した回生流量を合流させたときに、同合流させた回生流量に応じて前記油圧ポンプの吐出流量を制御できる油圧ポンプ制御方法として効果的に適用できる。
【００４０】
尚、本発明における油圧ポンプ制御方法としては、上述の建設機械、土木機械における油圧ポンプの制御方法に限定されるものではなく、クレーン、エレベータ等の昇降装置等において用いられている油圧アクチュエータなどに圧油を供給する油圧ポンプの制御方法として適用することができるものであり、当業者が容易に適用可能な技術的範囲をも当然に包含するものである。
【００４１】
図１を用いて、本発明の第１実施例である油圧ポンプ制御方法について説明する。尚、図１において、油圧ポンプの吐出流量をオペレータが操作する方向制御弁等の操作量に応じて制御する油圧回路は、図１２を用いて説明した油圧回路と基本的に同じ構成であり、図１２で用いたと同じ符号を用いることによって、同じ構成部材についてはその説明を省略する。
【００４２】
図１では、方向制御弁４等の入力側において、図示せぬ回生手段で回生された回生流量が接続通路３０を介して油圧ポンプ１からの吐出流量に合流している。油圧ポンプ１の回転数は回転センサ３２によって計数され、図示せぬ制御装置に入力される。油圧ポンプ１からの吐出圧Ｐｐは分岐通路１１に設けた圧力センサ３１によって検出し、図示せぬ制御装置に入力される。また、傾斜３の角度をピストン８ａの移動位置として検出する位置センサ３３によって検出され、図示せぬ制御装置に入力される。ＬＳ弁９及びＰＣ弁１０にはそれぞれ図示せぬ制御装置からの信号による作動するソレノイドバルブ３４、１３が設けられている。
【００４３】
図２（ａ）、（ｂ）には、省エネルギー・モードにおける吐出圧Ｐｐと吐出流量Ｑとの関係を示したＰＱ曲線を示しており、図３（ａ）、（ｂ）には、スピード・アップ・モードにおける吐出圧Ｐｐと吐出流量Ｑとの関係を示したＰＱ曲線が示されている。図２（ａ）及び図３（ａ）では、油圧ポンプ１からの吐出流量ＱがＰＱ曲線の内側にある場合を示しており、図２（ｂ）及び図３（ｂ）では、吐出流量ＱがＰＱ曲線上にある場合を示している。
【００４４】
最初に、オペレータが省エネルギー・モード、即ち、油圧アクチュエータに供給する圧油の流量を回生流量の合流にもかかわらず一定とすることで、油圧ポンプ１からの吐出流量を減少させて、油圧ポンプ１を駆動している駆動手段２の消費エネルギーを低減する省エネルギー・モード、を選択した場合について図２を用いて説明する。
【００４５】
回転センサ３２及び位置センサ３３からの検出信号によって油圧ポンプ１から吐出している吐出流量Ｑを求める。図示せぬ回生手段から吐出される回生流量Ｑ１を適宜の検出手段により検出し、圧力センサ３１によって検出された吐出圧Ｐｐを基に、図２（ａ）に示すように吐出流量ＱがＰＱ曲線の内側にあって吐出流量Ｑの減少をＬＳ弁９による調整で行い得るものなのか、あるいは図２（ｂ）のように油圧ポンプ１からの吐出流量ＱがＰＱ曲線上に存在し、ＰＣ弁１０を調整してＰＱ曲線を変更させることで吐出流量Ｑの減少を行い得るものかの判断を図示せぬ制御装置において行う。
【００４６】
尚、回生手段として油圧ポンプを用いているときには、簡易的には同油圧ポンプの斜板角又は油圧ポンプが固定容量型のときには油圧ポンプの吐出容量、及び同油圧ポンプの回転数を検出することにより回生流量Ｑ１を求めることができる。また、更に詳細には、同油圧ポンプの吐出圧を検出することにより、同油圧ポンプの効率をも考慮した回生流量Ｑ１を求めることができる。
【００４７】
図２（ａ）に示すように、吐出流量ＱがＰＱ曲線の内側にあるときには、回生流量Ｑ１が合流したことに伴なって差圧△ＰＬＳ（△ＰＬＳ＝Ｐｐ−ＰＬＳ）が増加するので、差圧△ＰＬＳが増加した分によってＬＳ弁９が制御されることで、吐出流量Ｑを回生流量Ｑ１分だけ減少させることができる。尚、圧力Ｐｐは油圧ポンプ１からの吐出圧Ｐｐで、圧力ＰＬＳは操作弁４の出口側圧力ＰＬＳである。
【００４８】
このときには、ＬＳ弁９のソレノイドバルブ３４やＰＣ弁１０のソレノイドバルブ１３に対して外部から制御信号を変更しなくても、回生流量Ｑ１分だけ減少するようにＬＳ弁９が差圧△ＰＬＳによって制御され、ＬＳ弁９が右方向に操作される。ＬＳ弁９が操作されることによって、サーボピストン８の室８ｂに対して、ＬＳ弁９で調整した吐出圧Ｐｐが供給され、斜板３の角度を小さくすることができる。これによって、油圧ポンプ１からの吐出流量Ｑを回生流量Ｑ１分だけ減少させることができる。
【００４９】
また、図２（ｂ）で示すように、油圧ポンプ１から吐出している吐出流量Ｑが、ＰＱ曲線上に載っている時には、ＰＣ弁１０での制御を行う。制御装置からソレノイドバルブ１３に対して制御信号を出力して、ＰＱ曲線を図２（ｂ）のように点線の状態から実線の状態となるようにＰＣ弁１０を制御する。この時、吐出圧Ｐｐの圧力状態における、実線で示した新たなＰＱ曲線と点線で示したＰＣ弁１０を制御する前のＰＱ曲線との吐出流量の差が、合流した回生流量Ｑ１分だけ減少させることになる。
【００５０】
これによって、回生手段からの回生流量Ｑ１分だけ油圧ポンプ１からの吐出流量Ｑを減少させることができ、油圧ポンプ１を駆動する駆動手段２の出力トルクを減少させた吐出流量分だけ低下させることができ、駆動手段２の消費エネルギーを低下させることができる。即ち、油圧アクチュエータに供給する圧油の流量を変化させずに、油圧ポンプ１からの吐出量Ｑを回生流量Ｑ１分だけ減少させることができるので、油圧ポンプ１を駆動する駆動手段２を省エネルギー・モードにて駆動することができる。
【００５１】
図３（ａ）に示す吐出流量ＱがＰＱ曲線の内側にある状態でスピード・アップ・モードを選択した場合、即ち、油圧アクチュエータ５に供給する圧油の流量を合流した回生流量分だけ増流させることで油圧アクチュエータの作動速度をスピード・アップさせる場合で吐出流量ＱがＰＱ曲線の内側にあるときには、次のように制御を行う。回生流量Ｑ１が合流したことに伴ない差圧△ＰＬＳ（△ＰＬＳ＝Ｐｐ−ＰＬＳ）は増加するが、同差圧△ＰＬＳの増加分でＬＳ弁９を制御させると、吐出流量Ｑを減少させる制御を行ってしまう。このため、ＬＳ弁９のソレノイドバルブ３４に対して制御装置からＬＳ弁９を左方向に切換える制御信号を入力する。同制御信号によって差圧△ＰＬＳでＬＳ弁９が右方向に切り換わるのを相殺する。これによって、油圧ポンプ１からの吐出流量Ｑは、変化せず油圧アクチュエータ５に供給する圧油の流量としては、吐出流量Ｑと回生流量Ｑ１とが合わさった流量を供給することができ、油圧アクチュエータ５の作業速度をスピード・アップさせることができる。
【００５２】
図３（ｂ）に示す吐出流量ＱがＰＱ曲線上にある場合で油圧アクチュエータの作業速度をスピード・アップさせたい場合には、次のように制御を行う。通常ＰＱ曲線上にいるということは、オペレータが操作する方向制御弁４等の操作量に応じて要求される油圧ポンプの吐出流量に対して、駆動手段２が出し得る馬力を超えてしまっているために、ＰＣ弁により油圧ポンプの吐出流量が押え込まれている状態にある。そのため、差圧△ＰＬＳはＰＱ領域内にあり、バランスしているときに比べ下がっている。このため、回生流量Ｑ１を合流して差圧△ＰＬＳは多少増加するが、斜板３はあいかわらずＰＣ弁により油圧ポンプの吐出流量が押え込まれているため、合流する前と同じ位置を保つ。従って、油圧ポンプ１からの吐出流量Ｑを変化させずに回生流量Ｑ１の合流分によって、油圧アクチュエータ５のスピード・アップを行うことができる。
【００５３】
次に、図４を用いて本発明の第２実施例である油圧ポンプ制御方法について説明する。尚、図４において、方向制御弁３７におけるバルブ中立回路からタンク１２への流量を一定にする油圧回路は、図１５に示す油圧回路と基本的に同じであり、図１５で用いたと同じ符号を用いることによって、同じ構成部材に付いてはその説明を省略する。
【００５４】
図４では、油圧ポンプ１から吐出した吐出流量は、バルブ中立回路を含む方向制御弁３７を介して油圧アクチュエータ４０に供給される。油圧アクチュエータ４０からの戻り圧油は、切換弁４２によって流出先を切換えられ、方向制御弁３７を介して油路５２を通りタンク１２に戻されるか、回収手段としての油圧モータ４３に供給される。油圧モータ４３に供給された戻り圧油によって油圧モータ４３が駆動され、同駆動力によって油圧モータ４３と機械的に連結している回生手段としての油圧ポンプ４４が駆動される。
【００５５】
油圧ポンプ４４で回生された回生流量Ｑ１は、油圧ポンプ１からの吐出流量Ｑと合流される。方向制御弁３７からタンク１２へ戻る流量の一部は、油路４５を介して取り出され、油路４５に設けたリリーフ弁３８と絞り３９とによって、差圧△Ｐｏ（△Ｐｏ＝ＰＣＢ−ＰＣＡ）として取り出されて、同差圧△ＰｏはＮＣ弁１７に導入される。ＮＣ弁１７では、上述の図１５を用い説明したと同じように、ＴＶＣ弁１８から供給されるパイロット圧ＰＴＶＣを差圧△Ｐｏに応じて調整し、サーボ弁１６におけるパイロット圧ＰＮＣ として導入する。サーボ弁１６では、パイロットポンプ２２から吐出されるパイロット圧Ｐｃを前記パイロット圧ＰＮＣに基づいて調整し、サーボピストン１５に供給することで、差圧△Ｐｏに対応した吐出流量Ｑとなるように油圧ポンプ１における斜板３の角度が調整される。
【００５６】
絞り３９は、図１５に示す絞り３９と同様の構成を備えており、図１５の絞り３９と同じように流入ポート３９ａ側に発生した静圧を動圧に変換し、動圧取出口３９ｄにおける圧力ＰＣＢとして検出している。また、絞り３９の流出ポート３９ｂにおける圧力ＰＣＡを検出し、差圧△Ｐｏ（△Ｐｏ＝ＰＣＢ−ＰＣＡ）として取り出している。
【００５７】
図５（ａ）には、タンク１２に戻る戻り流量Ｑ’（Ｑ’＝Ｃ・Ａ・（△Ｐｏ）１／２）と差圧△Ｐｏとの関係（第１象限）、差圧△Ｐｏとポンプ吐出流量制御圧力ＰＮＣとの関係（第２象限）及び、ポンプ吐出流量制御圧力ＰＮＣと油圧ポンプ１の吐出流量Ｑとの関係（第３象限）を示した曲線をまとめて示している。また、図５（ｂ）には、ＴＶＣ弁１８によるポンプ制御特性を横軸に吐出圧力Ｐｐ、縦軸に吐出流量Ｑを取って示している。この曲線はＴＶＣ曲線と呼ばれ、図２及び図３に示すＰＱ曲線と同様の曲線となっている。
【００５８】
図２（ａ）に示すように省エネルギー・モードで、吐出流量ＱがＰＱ曲線の内側にある場合において、油圧ポンプ１からの吐出流量Ｑを回生流量Ｑ１ だけ減少させる場合の制御は次のように行う。尚、図２（ａ） のＰＱ曲線は、図５（ｂ）に示すＴＶＣ弁１８によるポンプ制御特性の曲線（以下、ＴＶＣ曲線とする。）として示している。回生流量Ｑ１の合流により、方向制御弁３７のバルブ中立回路から油路４５を通りタンク１２に流れる流量が、オペレータが操作する方向制御弁３７の操作量によって増加する場合もあるし、増加しない場合もあるが、いずれの場合においても油圧ポンプ１の斜板３を観察し、回生流量Ｑ１分だけ斜板３が下がるまで、図５（ａ）における第２象限の曲線を点線の状態から実線の状態へ変更すれば良い。
【００５９】
図５（ａ）の第２象限において、ＰＮＣと△Ｐｏとの関係曲線を点線の状態から実線の状態に移動させるためには、図４において、ＮＣ弁１７のソレノイドバルブ３５に制御装置からの制御信号を入力し、ＮＣ弁１７を同制御信号に基づいて切換えることによってサーボ弁１６に導入されるパイロット圧ＰＮＣを変更することができる。これによってサーボ弁１６からサーボピストン１５に供給されるパイロット圧が調整され、斜板３の角度を小さくすることができる。即ち、油圧ポンプ１からの吐出流量Ｑを流量Ｑ１だけ減少させることができる。したがって、制御装置からの制御信号によってＮＣ弁１７を調整することで、合流する回生流量Ｑ１だけ吐出流量Ｑを減少させることができる。
【００６０】
吐出圧Ｐｐ、吐出流量Ｑ及び回生流量Ｑ１は、油圧ポンプ１の吐出側通路に設けた図示せぬ圧力センサ、油圧ポンプ１の回転数を検出する回転センサ、斜板３の角度を検出するセンサ及び回生手段である油圧ポンプ４４の回転数を検出する回転センサ、同油圧ポンプの吐出容量を検出するセンサ、斜板式可変容量油圧ポンプの時には同油圧ポンプの斜板角を検出するセンサ等を用いることにより求めることができる。
【００６１】
図２（ｂ）に示すように、吐出流量ＱがＴＶＣ曲線上に載っている場合において、油圧ポンプ１からの吐出流量Ｑを回生流量Ｑ１だけ減少させる場合の制御は次のように行う。図６には、図５と同じ曲線が示されており、図６（ｂ）では、ＴＶＣ曲線を点線の状態から実線の状態に移動させる状態が示されている。点線から実線への移動は、図４において、ＴＶＣ弁１８に設けたソレノイドバルブ２３に対して上記移動分に対応した信号を入力することで行うことができる。これによって、油圧ポンプ１からの吐出流量ＱがＴＶＣ曲線上に載っている場合では、ＴＶＣ弁１８を制御装置からの制御信号によってソレノイドバルブ２３を調整することによって、合流する回生流量Ｑ１だけ吐出流量Ｑを減少させることができる。
【００６２】
図３（ａ）、（ｂ）に示すようにスピード・アップ・モードを選択するときには、次のように制御を行う。ＮＣ弁１７及びＴＶＣ弁１８に対して制御装置からの制御信号を変えずに単純に回生流量を合流させることで、スピード・アップを行うことができる。これは、油路４５からタンク１２への戻り流量が変更されないことを意味し、タンク１２への戻り流量が変化しないことは、油圧ポンプ１からの吐出流量Ｑが変化していないこととなり、回生流量分だけ油圧アクチュエータ４０に供給する圧油の流量を増量することができる。
【００６３】
尚、第２実施例において、タンク１２への戻り流量をリリーフ弁３８及び絞り３９を用いて検出しているが、通路４５に絞り弁を設けて、同絞り弁の前後の圧力を検出することで、タンク１２への戻り流量を検出することもできる。
【００６４】
図７を用いて本発明の第３実施例である油圧ポンプ制御方法について説明する。尚、図７において、方向制御弁３７のバルブ中立回路から油路４５を通りタンク１２への流量を一定にする油圧回路は、図１５及び図４に示す油圧回路と基本的に同じであり、図１５及び図４で用いたと同じ符号を用いることによって、同じ構成部材に付いてはその説明を省略する。
【００６５】
第３実施例では、吐出圧Ｐｐと吐出流量Ｑの関係が図２（ａ）に示すように省エネルギー・モードであって、油圧ポンプ１からの吐出流量ＱがＰＱ曲線内にある場合において、回生流量Ｑ１分だけ吐出流量Ｑを減少させ場合の制御は次のようにして行う。このとき第２実施例では、回生流量Ｑ１分だけ吐出流量Ｑを減少させるために、ＮＣ弁１７のソレノイドバルブ３５に対して制御装置から制御信号を与えているが、第３実施例では接続通路４７に可変絞り弁４８を設け、同可変絞り弁４８の前後の差圧をＮＣ弁１７に与えることにより、回生流量Ｑ１分だけ吐出流量Ｑを減少させる制御をＮＣ弁１７に対して行っている。
【００６６】
また、図２（ｂ）に示すように省エネルギーモードであって、吐出流量ＱがＰＱ曲線（第３実施例では、ＴＶＣ曲線）上に載っている場合において、吐出流量Ｑを減少させる制御は次のように行っている。このときには、第１実施例の場合と同様に行うが、第１実施例で用いたＰＣ弁の代わりに用いたＴＶＣ弁１８に対して制御装置からの制御信号を与えることによってＴＶＣ弁１８の設定圧を変更でき、図６に示すＴＶＣ曲線を点線の状態から実線の状態に変更することができる。即ち、ＴＶＣ弁１８に対して、吐出流量Ｑを回生流量Ｑ１分減少させる制御信号を与えることで、これによって油圧ポンプ１の斜板角を変更させることで行うことができる。ＴＶＣ曲線を点線の状態から実線の状態に変更させる割合としては、同変更によりＴＶＣ弁１８の設定圧が回生流量分だけ吐出流量を減少させるものとする必要がある。
【００６７】
更に、図３（ａ）、（ｂ）に示すようにスピード・アップ・モードを選択するときには、可変絞り弁４８を外部操作により全通状態とするとともに、ＴＶＣ弁１８に対して外部操作を行わずに単純に回生流量を合流させることで、油圧アクチュエータ４０の作業速度をスピード・アップすることができる。
【００６８】
図８を用いて本発明の第４実施例である油圧ポンプ制御方法について説明する。尚、図８における基本的な油圧回路は、図１５及び図４に示す油圧回路と同じ構成であり、図１５及び図４で用いたと同じ符号を用いることによって、同じ構成部材に付いてはその説明を省略する。
【００６９】
第４実施例では、図２（ａ）、（ｂ）に示すような省エネルギー・モードを選択した時において、回生流量Ｑ１分だけ吐出流量Ｑを減少させ場合の制御は、それぞれ次のように行っている。尚，第２実施例と第４実施例の回路構成での相違点としては、ＴＶＣ弁１８に供給するパイロット圧がパイロットポンプ２２からの吐出圧Ｐｃの代わりに操作手段５０の操作量に応じて出力されるパイロット圧Ｐｓとなっている点と、同パイロット圧Ｐｓが方向制御弁３７を操作するパイロット圧として使用されている点で相違している。また、第２実施例のようにタンク１２への戻り流量を検出するリリーフ弁３８及び絞り３９が設けられていない。
【００７０】
第４実施例において、図２（ａ）に示すように省エネルギー・モードであって、油圧ポンプ１からの吐出流量ＱがＰＱ曲線（第４実施例では、図５、６に示すＴＶＣ曲線）の内側にある場合において、合流する回生流量Ｑ１分だけ吐出流量Ｑを減少させる制御を次のように行う。吐出圧Ｐｐの圧力状態での吐出流量Ｑ及び回生流量Ｑ１を検出し、同検出した回生流量Ｑ１に相当する流量分、吐出流量Ｑが減少するように制御装置からの制御信号によってＮＣ弁１７に設けたソレノイドバルブ３５を制御することで行う。
【００７１】
更に、ＴＶＣ弁１８の制御を行う必要のある図６（ｂ）に示す吐出流量ＱがＴＶＣ曲線上に載っている場合に付いては、合流する回生流量Ｑ１分だけ吐出流量Ｑを減少させる制御は、第２実施例の場合と同様に制御装置からの制御信号をＴＶＣ弁１８のソレノイドバルブ２３に入力することにより行うことができる。
【００７２】
第４実施例の場合には、ソレノイドバルブ３５を設ける代わりに、第３実施例の場合と同様に接続通路４７に可変絞り弁４８を設け、同可変絞り弁４８前後の差圧をＮＣ弁１７に導入してＮＣ弁１７の制御を行うようにしてもよい。
【００７３】
図３（ａ）、（ｂ）に示すようにスピード・アップ・モードを選択したときの制御は、次のように行う。即ち、第２実施例、第３実施例と同様にＮＣ弁１７及びＴＶＣ弁１８に対して、回生流量Ｑ１の増量があっても吐出流量Ｑを変化させる制御を行わずに、単純に回生流量Ｑ１分加算した状態で合流させることで油圧アクチュエータ４０のスピード・アップを行うことができる。尚、このとき第３実施例のように接続通路４７に設けた可変絞り弁４８を用いることによって回生流量Ｑ１を検出しているときには、制御装置からの制御信号で可変絞り弁４８を全通させおく必要がある。
【００７４】
図９を用いて本発明の第５実施例である油圧ポンプ制御方法について説明する。尚、図９における基本的な油圧回路は、図１５、図４及び図８に示す油圧回路と同じであり、図１５、図４及び図８で用いたと同じ符号を用いることによって、同じ構成部材に付いてはその説明を省略する。
【００７５】
第５実施例では、第４実施例において用いていたＮＣ弁１７を省いており、図２（ａ）、（ｂ）に示すように省エネルギー・モードで吐出流量Ｑを回生流量Ｑ１分減少させる制御は次のように行う。ＴＶＣ弁１８のソレノイドバルブ２３に対して、図２（ａ）、（ｂ）と同じような条件を満たす制御信号を入力することで行っている。また、操作手段５０からの吐出するパイロット圧Ｐｓは、ＴＶＣ弁１８に導入する以外に、第４実施例のように方向制御弁３７の制御信号として使用することもできる。
【００７６】
図３（ａ）、（ｂ）に示すようなスピード・アップ・モードで行うときには、第２実施例から代４実施例と同様にＴＶＣ弁１８のソレノイドバルブ２３に対して制御装置から何も制御信号の変更を行わないことで行える。
【００７７】
図１０、図１１を用いて、本発明の第６実施例である油圧ポンプ制御方法について説明する。第６実施例は、油圧ポンプ１として電子制御ポンプを使用した例である。図１０に示すように、図２（ａ）、（ｂ）と同じように省エネルギー・モードでの制御を行う場合は次のように行う。回生流量Ｑ１の合流を行っても油圧アクチュエータ５に供給する圧油流量を一定とするため、油圧ポンプ１に対して吐出流量Ｑを回生流量Ｑ１分減少させる制御を行っている。油圧ポンプ１からの吐出流量Ｑと回生流量Ｑ１とはそれぞれの油圧ポンプ１、４４の回転数、斜板角度を検出することにより求めることができる。油圧ポンプ１からの吐出量Ｑが回生流量Ｑ１分減少するように制御装置５１からの制御信号によって油圧ポンプ１の斜板角を調整することができる。
【００７８】
また、図１１に示すスピード・アップ・モードの時には、油圧ポンプ１からの吐出量Ｑを変えずにそのままの状態に維持させることにより、油圧アクチュエータ５に供給する圧油流量を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の概略回路図。
【図２】省エネルギー・モードにおける吐出流量Ｑと吐出圧力Ｐｐとの関係図。
【図３】スピード・アップ・モードにおける吐出流量Ｑと吐出圧力Ｐｐとの関係図。
【図４】第２実施例の概略回路図。
【図５】省エネルギー・モードにおけるＮＣ弁の調整説明図。
【図６】スピード・アップ・モードにおけるＴＶＣ弁の調整説明図。
【図７】第３実施例の概略回路図。
【図８】第４実施例の概略回路図。
【図９】第５実施例の概略回路図。
【図１０】第６実施例の省エネルギー・モードにおける概略回路図。
【図１１】第６実施例のスピード・アップ・モードにおける概略回路図。
【図１２】吐出流量を一定とする概略回路図。
【図１３】吐出流量Ｑと吐出圧力Ｐｐとの関係図。
【図１４】吐出流量Ｑと吐出圧力Ｐｐとの関係図その２。
【図１５】吐出流量を一定とする概略回路図その２。
【符号の説明】
１ 油圧ポンプ
２ 駆動手段
３ 斜板
４ 操作弁
５ 油圧アクチュエータ
６ ポンプ通路
７ ＬＳ通路
８ サーボピストン
８ａ ピストン
８ｂ 室
９ ＬＳ弁
１０ ＰＣ弁
１１ 分岐通路
１２ タンク
１５ サーボピストン
１６ 切換弁
１７ ＮＣ弁
１８ ＴＶＣ弁
１９ 分岐通路
２０ 分岐通路
２１ 分岐通路
２２ パイロットポンプ
２３ ソレノイドバルブ
２４ 油路
３０ 接続通路
３１ 圧力センサ
３２ 回転センサ
３３ 位置センサ
３４ ソレノイドバルブ
３５ ソレノイドバルブ
３６ メインリリーフ弁
３７ 方向制御弁
３８ リリーフ弁
３９ 絞り
３９ａ 流入ポート
３９ｂ 流出ポート
３９ｃ 絞り部
３９ｄ 動圧取出口
４０ 油圧アクチュエータ
４１ 負荷
４２ 切換弁
４３ 油圧モータ
４４ 油圧ポンプ
４５ 油路
４７ 接続通路
４８ 可変絞り弁
５０ 操作手段
５１ 制御装置
５２ 油路
Ｐｐ 吐出圧
Ｑ 吐出流量
Ｑ１ 回生流量
ＰＬＳ 操作弁出口の圧力
△Ｐ ＰｐとＰＬＳとの差圧
ＰＣＢ 動圧取出口の圧力
ＰＣＡ 流出ポートの圧力
△Ｐｏ ＰＣＡとＰＣＢとの差圧
Ｐｃ パイロット圧
ＰＴＶＣ パイロット圧
ＰＮＣ パイロット圧[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
After the return pressure oil from the hydraulic actuator is recovered by the recovery means, it is regenerated by the regenerative means, and when the regenerated regenerative flow is combined with the discharge flow from the hydraulic pump, the hydraulic pressure from the hydraulic pump driven by drive means such as an engine is used. The present invention relates to a hydraulic pump control method capable of controlling a discharge flow rate according to the regeneration flow rate.
[0002]
[Prior art]
In general, hydraulic oil is supplied with hydraulic oil discharged from a hydraulic pump driven by a drive means such as an engine, and is used for operation with the hydraulic actuator, and then returned to the tank as return hydraulic oil from the hydraulic actuator. ing. At this time, the energy of the return pressure oil was converted into thermal energy via a throttle valve or the like provided in a return circuit to the tank, and was simply discharged to the outside without being reused. For this reason, the energy of the return pressure oil of the hydraulic actuator is recovered and regenerated and reused, and the energy of the return pressure oil is regenerated by a regenerative means as a regenerative flow rate, and the regenerative flow rate is returned from the hydraulic pump. Reuse is performed by merging with a discharge flow rate.
[0003]
On the other hand, the hydraulic pump controls the flow rate of the pressure oil supplied to the hydraulic actuator in accordance with the operation amount by the operator even with respect to a load variation in the hydraulic actuator. Control of the discharge flow rate from the hydraulic pump is performed by controlling the capacity of the hydraulic pump.
[0004]
As an example, the capacity is controlled by controlling the swash plate angle. Hereinafter, a case in which swash plate angle control is performed as displacement control will be described.
[0005]
In controlling the discharge flow rate from the hydraulic pump by controlling the swash plate angle of the hydraulic pump, a method of controlling the swash plate angle of the hydraulic pump by detecting the state of the pressure oil discharged from the hydraulic pump is performed. ing. In addition, control is also performed to keep the flow from the valve neutral circuit, which closes the directional control valve to the tank, constant according to the amount of operation of the directional control valve operated by the operator.
[0006]
That is, the flow rate from the valve neutral circuit of the directional control valve to the tank in the neutral state is regarded as a surplus flow rate not used for work, and when the surplus flow rate is large, the discharge amount of the hydraulic pump is reduced, and the surplus flow rate is reduced. When the flow rate is small, control is performed to increase the discharge amount of the hydraulic pump so that the surplus flow rate is constant.
[0007]
A method of controlling the swash plate angle of the hydraulic pump by detecting the state of the pressure oil discharged from the hydraulic pump will be described with reference to FIG. 12, and from FIG. 15 to the tank from the valve neutral circuit of the directional control valve to the tank. A method of controlling the swash plate angle of the hydraulic pump so that the flow rate of the hydraulic pump is constant will be described.
[0008]
In FIG. 12, the hydraulic pump 1 is driven to rotate by a driving means 2 such as an engine, and corresponds to the discharge pressure Pp discharged from the hydraulic pump 1 and the angle of the swash plate 3 and the rotation speed of the pressure oil pump 1 at that time. The discharge flow rate Q can be obtained. The control of the swash plate 3 is performed by controlling the pressure at the operation valve outlet of the operation valve 4 provided between the hydraulic pump 1 and the hydraulic actuator 5 (also serving as the load pressure of the hydraulic actuator) P. LS Pressure ΔP between the pressure and the discharge pressure Pp LS (△ P LS = Pp-P LS ) Is controlled to be constant.
[0009]
The discharge pressure Pp is taken out to a branch passage 11 branched from the pump passage 6, and is supplied to one of a servo piston 8, an LS valve (load sensing valve) 9, and a PC valve (horsepower control valve) 10 for adjusting the angle of the swash plate 3. Each will be introduced. Also, the pressure P at the outlet of the operation valve 4 LS Is introduced into the LS valve 9. A directional control valve or the like can be used as the operation valve.
[0010]
In the servo piston 8, the angle of the swash plate 3 is adjusted by sliding the piston 8a in the left-right direction by the combined force of the spring force and the discharge pressure Pp acting from the left side of the drawing and the pressure in the chamber 8b on the right side of the servo piston. It is carried out. In FIG. 12, when the piston 8a moves to the right, the angle of the swash plate 3 increases and the discharge capacity increases. Conversely, when the piston 8a moves to the left, the angle of the swash plate 3 decreases and the discharge capacity also decreases.
[0011]
The LS valve 9 is connected to the discharge pressure Pp and the pressure P at the operation valve outlet. LS 差 P LS (△ P LS = Pp-P LS ) Is controlled to control the angle of the swash plate 3 so that the differential pressure ΔP LS When the pressure becomes lower than the set pressure of the LS valve 9, the pressure of the chamber 8b on the right side in the servo piston 8 is reduced to move the piston 8a to the right and increase the angle of the swash plate 3. Also, the differential pressure △ P LS Is higher than the set pressure of the LS valve 9, the LS valve 9 is switched, and the discharge pressure Pp is reduced according to the opening area of the LS valve 9 in the passage, and is supplied to the chamber 8b on the right side of the servo piston 8. By supplying the reduced discharge pressure Pp, the pressure in the right chamber 8b can be increased, and the piston 8a in the servo piston 8 is moved to the left to reduce the angle of the swash plate 3.
[0012]
The PC valve 10 controls the discharge flow from the hydraulic pump 1 so as not to increase above a predetermined discharge flow Q corresponding to the discharge pressure Pp. The horsepower control is performed so as not to exceed the engine horsepower of the driving means 2 being driven.
[0013]
That is, when the load on the hydraulic actuator 5 during operation increases and the discharge pressure Pp from the hydraulic pump 1 increases, control is performed to decrease the discharge flow rate Q from the hydraulic pump 1, and conversely, when the discharge pressure Pp decreases, the discharge flow rate decreases. The control for increasing Q is performed. A PQ curve of the discharge pressure Pp and the discharge flow rate Q is as shown in FIG. The discharge pressure Pp is P P1 When the discharge pressure Pp is increased, the PC valve is switched to the right, and the discharge flow rate is controlled to the right Q8, which is the flow rate on the PQ curve. The piston 8a is moved to the left by increasing the chamber pressure on the right side of the servo valve 8 by supplying the discharge pressure Pp.
[0014]
As a result, the pressure in the right chamber 8b can be adjusted to a pressure corresponding to the discharge pressure Pp at that time, and at this time, the maximum possible angle of the swash plate 3 is reduced. Thus, in the state of each discharge pressure Pp, the differential pressure △ P LS The angle of the swash plate 3 can be adjusted within the range up to the maximum value of the angle in accordance with the change of the angle. Further, by inputting a control signal to the solenoid valve 13 provided in the PC valve 10, the PQ curve can be changed according to the magnitude of the control signal as shown in FIG.
[0015]
Next, a method of controlling the swash plate 3 of the hydraulic pump 1 for keeping the flow rate from the valve neutral circuit of the direction control valve 37 to the tank 12 constant will be described with reference to FIG.
[0016]
The hydraulic pump 1 is rotatably driven by a driving means 2 such as an engine, and controls a discharge flow rate Q according to an operation amount of the directional control valve 37 by an operator. The flow rate to the tank 12 is detected. Based on the detected value, the angle of the swash plate 3 is controlled so that the flow from the valve neutral circuit to the tank 12 is constant.
[0017]
The flow rate flowing from the valve neutral circuit of the direction control valve 37 to the tank 12 via the oil passage 24 is such that the static pressure generated on the inflow port 39a side passes through the throttle portion 39c by the throttle 39 provided in the middle of the oil passage 24. The pressure P at the dynamic pressure outlet 39d CB Is detected as The pressure P at the outlet port 39b CA Is detected, and the pressure P CB And pressure P CA Thus, the flow rate flowing from the valve neutral circuit to the tank 12 is determined. When the directional control valve 37 is neutral, the opening area from the valve neutral circuit to the oil passage 24 becomes maximum, and thereafter, the opening area decreases according to the operation amount of the directional control valve by the operator. The flow rate flowing from the valve neutral circuit to the tank 12 may or may not increase.
[0018]
In any case, the detected pressure P CB And pressure P CA △ Po (△ Po = P CB -P CA By controlling the angle of the swash plate 3 so as to maintain the constant value, the flow rate flowing from the valve neutral circuit to the tank 12 via the oil passage 24 can be constant. The fact that the differential pressure ΔPo is constant means that the flow rate from the valve neutral circuit to the tank 12 is constant.
[0019]
Pressure P at dynamic pressure outlet 39d CB Can be taken out through the passage 21 and introduced into one of the NC valves (neutral control valves) 17. The pressure P at the outlet port 39b CA Is taken out by a passage 19 branched from the passage to the tank 12, introduced into the other of the NC valve 17, and switches the NC valve 17 according to the differential pressure ΔPo. A pilot pressure Pc discharged from a pilot pump 22 is introduced into one input port of the NC valve 17 via a TVC valve (horsepower control valve) 18. When the discharge pressure Pp from the hydraulic pump 1 fluctuates, the TVC valve 18 is switched in response to the fluctuation of the discharge pressure Pp, and the pilot pressure P supplied to the NC valve 17 is changed. TVC Is adjusted in accordance with the discharge pressure Pp. That is, if the discharge pressure Pp increases, the pilot pressure P supplied to the NC valve 17 increases. TVC Is reduced, and when the discharge pressure Pp becomes low, the pilot pressure P supplied to the NC valve 17 is reduced. TVC Increase. As a result, the pilot pressure P corresponding to the discharge pressure Pp TVC Can be supplied to the NC valve 17.
[0020]
The servo valve 16 controls the pilot pressure P introduced from the NC valve 17. NC In response to the above, the pilot pressure Pc supplied from the pilot pump 22 or the discharge pressure Pp introduced from the branch passage 20 (not shown) is adjusted and supplied to the chamber of the servo piston 15. When the differential pressure △ Po is small, the pilot pressure P NC Is the pilot pressure P supplied from the TVC valve 18. TVC And can be introduced into the servo valve 16. At this time, the pilot pressure P introduced into the servo valve 16 NC Accordingly, the servo valve 16 is switched, and the pilot pressure Pc from the pilot pump 22 is adjusted and supplied to the chamber 15b on the right side of the servo piston 15, thereby increasing the angle of the swash plate 3.
[0021]
Conversely, when the differential pressure △ Po increases, the NC valve 17 switches to the left, and the pilot pressure P introduced into the servo valve 16 NC Is reduced, the servo valve 16 is switched to the left, the pilot pressure Pc from the pilot pump 22 is adjusted, and the pilot pressure Pc is supplied to the left chamber 15 a of the servo piston 15. Thereby, the angle of the swash plate 3 can be reduced.
[0022]
Therefore, the pilot pressure P determined by the discharge pressure Pp TVC Pilot pressure P from the NC valve 17 in the range of NC Can be introduced into the servo valve 16 according to the differential pressure △ Po, so that the discharge flow rate Q of the hydraulic pump 1 can be controlled based on the differential pressure △ Po in accordance with the pressure state of the discharge pressure Pp. . In this case, the PQ curve of the discharge pressure Pp and the discharge flow rate Q is a PQ curve similar to FIG. Further, by inputting a control signal to the solenoid valve 23 provided in the TVC valve 18, the PQ curve can be appropriately changed as shown in FIG. 14 according to the magnitude of the input control signal.
[0023]
In this way, the discharge flow Q from the hydraulic pump 1 is controlled for the hydraulic pump 1, but the regenerative flow merges during the supply of the discharge flow from the hydraulic pump to the hydraulic actuator. In this case, the flow rate of the pressure oil supplied to the hydraulic actuator fluctuates, but no measure has been taken in controlling the hydraulic pump. Further, when the regenerative flow rate from the regenerative means is simply merged with the discharge flow rate discharged from the hydraulic pump, depending on various conditions such as the discharge pressure Pp of the hydraulic pump at the time of merging, the operation intention of the operator is determined. On the contrary, the operating speed of the hydraulic actuator increases, and a shock occurs. Moreover, there is a problem that fuel efficiency is not improved.
[0024]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention solves the above-mentioned conventional problem, regenerates the return pressure oil from the hydraulic actuator, and when the regenerative flow is combined with the discharge flow discharged from the hydraulic pump, the discharge flow from the hydraulic pump is reduced. The present invention provides a hydraulic pump control method for controlling according to a regenerative flow rate, and in particular, for a hydraulic pump in which a discharge flow rate is controlled according to an operator's operation amount, the same hydraulic pump according to a regenerative flow rate To provide a hydraulic pump control method for controlling a discharge flow rate from a hydraulic pump.
[0025]
[Means for Solving the Problems]
The object of the present invention is achieved by the inventions described in claims 1 to 4 of the present application.
That is, the invention according to claim 1 of the present invention relates to a hydraulic pump control method for recovering return pressure oil from a hydraulic actuator by a recovery unit and combining a regeneration flow regenerated by the regeneration unit with a discharge flow from the hydraulic pump. A hydraulic pump control method is characterized in that a discharge flow rate of the hydraulic pump is controlled according to the regenerative flow rate.
[0026]
According to the present invention, the return pressure oil from the hydraulic actuator is regenerated by the regenerative means, combined with the discharge flow rate from the hydraulic pump and reused, and the discharge flow rate from the hydraulic pump according to the regenerative flow rate from the regenerative means Can be controlled, and the discharge flow rate from the hydraulic pump can be controlled according to the request of the operator who operates the hydraulic actuator.
[0027]
For this reason, when the operator selects the speed-up mode of the hydraulic actuator, even if the regenerative flow rates are merged, the discharge flow rate from the hydraulic pump does not change, and the hydraulic oil flow supplied to the hydraulic actuator by the regenerative flow rate to be merged The operating speed of the hydraulic actuator can be increased, and in some cases, the discharge flow rate from the hydraulic pump can be increased to further increase the speed. . Further, when it is desired to reduce the output of the driving means for driving the hydraulic pump in accordance with the regenerative flow rate to be merged, the fuel flow rate of the driving means is reduced by reducing the discharge flow rate from the hydraulic pump by the regenerative flow rate. You can also.
[0028]
As described above, various operation modes such as the speed-up mode and the energy-saving mode of the hydraulic actuator can be selected based on the request of the operator who operates the hydraulic actuator. In addition, the operation of the hydraulic actuator can be performed without causing a situation contrary to the expectation of the operator, such as causing a sudden change in the operation of the hydraulic actuator. In particular, even for a hydraulic pump in which the discharge flow rate of the hydraulic pump is controlled according to the operation amount of the operator, the discharge flow rate from the hydraulic pump can be controlled according to the combined regeneration flow rate.
[0029]
The invention according to claim 2 of the present application is the hydraulic pump control method according to claim 1, in which the control of the discharge flow rate of the hydraulic pump is a control to decrease the discharge flow rate of the hydraulic pump.
According to the present invention, the fuel consumption of the driving means for driving the hydraulic pump can be reduced by reducing the discharge flow rate from the hydraulic pump in accordance with the regenerated flow rate to be joined.
[0030]
In addition, even in a hydraulic pump in which the flow rate of the pressure oil supplied to the hydraulic actuator is controlled to control the discharge flow rate according to the operation amount of the operator, the swash plate angle of a hydraulic pump such as an LS valve or an NC valve is controlled. For the valve provided to perform the control according to the combined regeneration flow, the flow rate of the pressure oil supplied to the hydraulic actuator after the combined regeneration flow is the same flow rate as before the combined regeneration flow, or Even if the regenerative flow rate fluctuates, control of the flow rate of the pressure oil supplied to the hydraulic actuator can be performed as control for reducing the discharge flow rate of the hydraulic pump.
[0031]
Further, if the control of the valves provided for controlling the swash plate angle, such as the LS valve and the NC valve, cannot reduce the discharge flow rate from the hydraulic pump, for example, the PC valve or the NC valve may be used. By controlling a valve, such as a TVC valve, that can reduce the absorption horsepower from the drive means in the hydraulic pump, the discharge flow rate of the hydraulic pump can be reduced by the combined regeneration flow rate.
[0032]
When the hydraulic pump controlling the discharge flow rate is a hydraulic pump controlled by electronic control, the discharge pressure, the discharge flow rate, and the regenerative flow rate from the hydraulic pump are respectively detected, and the control based on the detected value is performed. Control to decrease the discharge flow rate of the hydraulic pump in accordance with the combined regeneration flow rate can also be performed by a control signal from the device. Note that the detection value can be obtained by using various known sensors such as a pressure sensor, a position sensor, a differential pressure sensor, an angle sensor, and a rotation sensor.
[0033]
The invention according to claim 3 of the present application is the control according to claim 1, wherein the control of the discharge flow rate of the hydraulic pump does not change the discharge flow rate of the hydraulic pump when the flow rate after the regenerative flow rate is increased is increased. The hydraulic pump control method according to claim 1, wherein:
According to the present invention, when it is desired to increase the flow rate of the pressure oil supplied to the hydraulic actuator after the regenerative flow rate is merged, the regenerative flow rate is added as an increase without changing the discharge flow rate from the hydraulic pump. Therefore, the operating speed of the hydraulic actuator can be increased without increasing the output of the driving means of the hydraulic pump.
[0034]
Moreover, in order to keep the flow rate of the pressure oil supplied to the hydraulic actuator constant, even in a hydraulic pump in which the discharge flow rate of the hydraulic pump is controlled, it is necessary to control a swash plate angle such as an LS valve or an NC valve. By separately controlling the provided valve, even if the flow rate of the hydraulic oil supplied to the hydraulic actuator increases by the regeneration flow rate, it is possible to keep the discharge flow rate of the hydraulic pump supplied to the hydraulic actuator from changing. As a result, the flow rate of the pressure oil supplied to the hydraulic actuator can be increased by joining the flow rates corresponding to the regenerative flow rate, and the operating speed of the hydraulic actuator can be increased.
[0035]
When the hydraulic pump controlling the discharge flow rate is a hydraulic pump controlled by electronic control, the discharge pressure, the discharge flow rate, and the regenerative flow rate from the hydraulic pump are respectively detected, and the control based on the detected value is performed. Control that does not change the discharge flow rate of the hydraulic pump can also be performed by a control signal from the device. Note that the detection value can be obtained by using various known sensors such as a pressure sensor, a position sensor, a differential pressure sensor, an angle sensor, and a rotation sensor.
[0036]
The invention according to claim 4 of the present application is characterized in that, in addition to the matter of claim 1, when controlling the discharge flow rate of the hydraulic pump is control for decreasing the discharge flow rate of the hydraulic pump or increasing the flow rate after the regenerative flow rate is combined. Another aspect of the present invention is a hydraulic pump control method that restricts items that can be selectively switched between control that does not change the discharge flow rate of the hydraulic pump.
According to the present invention, since the control described in claims 2 and 3 can be selectively switched, two controls can be selected and executed according to a request of an operator who operates the hydraulic actuator.
[0037]
Thus, when it is desired to save the energy of the driving unit that drives the hydraulic pump, it is possible to perform control to reduce the discharge flow rate of the hydraulic pump. Further, when it is desired to increase the operating speed of the hydraulic actuator, the discharge flow rate of the hydraulic pump is changed due to the increase in the flow rate of the pressure oil supplied to the hydraulic actuator due to the merged regenerative flow rates. Control without changing the discharge flow rate can be performed without performing control.
[0038]
Moreover, even in a hydraulic pump in which the flow rate of the hydraulic oil supplied to the hydraulic actuator is controlled in accordance with the operation amount of the operator, the hydraulic flow rate is controlled despite the increase in the combined regeneration flow rate. Control such as a speed-up mode in a state where the discharge flow rate from the pump is maintained constant, and control such as decreasing the discharge flow rate from the hydraulic pump in accordance with the combined regeneration flow rate can be performed.
[0039]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings. The present invention includes a hydraulic pump in which a discharge flow rate is controlled according to an operation amount of an operator, for example, in a construction machine such as a hydraulic shovel, a bulldozer, and a civil engineering machine such as a wheel loader. Effectively applied as a hydraulic pump control method that can control the discharge flow rate of the hydraulic pump according to the regenerated flow rate when the regenerated flow rate of the recovered and regenerated pressure oil from the hydraulic actuator is merged with the discharge flow rate it can.
[0040]
The hydraulic pump control method according to the present invention is not limited to the hydraulic pump control method in the construction machine and the civil engineering machine described above, but may be applied to a hydraulic actuator used in a lifting device such as a crane and an elevator. The present invention can be applied as a control method of a hydraulic pump that supplies pressurized oil, and naturally includes a technical range that can be easily applied by those skilled in the art.
[0041]
First Embodiment A hydraulic pump control method according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 1, the hydraulic circuit that controls the discharge flow rate of the hydraulic pump in accordance with the amount of operation of a directional control valve or the like operated by an operator has basically the same configuration as the hydraulic circuit described with reference to FIG. By using the same reference numerals as used in FIG. 12, the description of the same components will be omitted.
[0042]
In FIG. 1, on the input side of the directional control valve 4 and the like, the regenerative flow rate regenerated by regenerative means (not shown) joins the discharge flow rate from the hydraulic pump 1 via the connection passage 30. The number of rotations of the hydraulic pump 1 is counted by a rotation sensor 32 and input to a control device (not shown). The discharge pressure Pp from the hydraulic pump 1 is detected by a pressure sensor 31 provided in the branch passage 11, and is input to a control device (not shown). Further, the angle is detected by a position sensor 33 that detects the angle of the inclination 3 as the movement position of the piston 8a, and is input to a control device (not shown). The LS valve 9 and the PC valve 10 are provided with solenoid valves 34 and 13 that are operated by signals from a control device (not shown).
[0043]
2A and 2B show PQ curves showing the relationship between the discharge pressure Pp and the discharge flow rate Q in the energy saving mode, and FIGS. A PQ curve showing the relationship between the discharge pressure Pp and the discharge flow rate Q in the up mode is shown. FIGS. 2A and 3A show a case where the discharge flow rate Q from the hydraulic pump 1 is inside the PQ curve. In FIGS. 2B and 3B, the discharge flow rate Q On the PQ curve.
[0044]
First, the operator reduces the discharge flow rate from the hydraulic pump 1 by setting the flow rate of the pressure oil supplied to the hydraulic actuator to a constant value despite the regenerative flow rate by reducing the discharge flow rate from the hydraulic pump 1. The case where the energy saving mode for reducing the energy consumption of the driving means 2 for driving is selected will be described with reference to FIG.
[0045]
A discharge flow rate Q discharged from the hydraulic pump 1 is obtained based on detection signals from the rotation sensor 32 and the position sensor 33. Regenerative flow rate Q discharged from regenerative means (not shown) 1 Is detected by a suitable detecting means, and based on the discharge pressure Pp detected by the pressure sensor 31, as shown in FIG. It can be performed by adjustment by the valve 9 or by changing the PQ curve by adjusting the PC valve 10 when the discharge flow rate Q from the hydraulic pump 1 exists on the PQ curve as shown in FIG. A control device (not shown) determines whether the discharge flow rate Q can be reduced.
[0046]
When a hydraulic pump is used as the regenerative means, simply detect the swash plate angle of the hydraulic pump or the discharge capacity of the hydraulic pump and the rotation speed of the hydraulic pump when the hydraulic pump is of a fixed displacement type. Regeneration flow Q 1 Can be requested. More specifically, by detecting the discharge pressure of the hydraulic pump, the regenerative flow rate Q in consideration of the efficiency of the hydraulic pump is also considered. 1 Can be requested.
[0047]
As shown in FIG. 2A, when the discharge flow rate Q is inside the PQ curve, the regeneration flow rate Q 1 Differential pressure △ P LS (△ P LS = Pp-P LS ) Increases, the differential pressure △ P LS The LS valve 9 is controlled by the amount of the increase in the discharge flow rate Q, and the regenerative flow rate Q 1 Can be reduced by a minute. The pressure Pp is the discharge pressure Pp from the hydraulic pump 1, and the pressure Pp LS Is the outlet pressure P of the control valve 4. LS It is.
[0048]
At this time, the regenerative flow rate Q can be controlled without changing the control signal for the solenoid valve 34 of the LS valve 9 or the solenoid valve 13 of the PC valve 10 from outside. 1 The LS valve 9 reduces the differential pressure △ P LS LS valve 9 is operated to the right. By operating the LS valve 9, the discharge pressure Pp adjusted by the LS valve 9 is supplied to the chamber 8b of the servo piston 8, and the angle of the swash plate 3 can be reduced. As a result, the discharge flow Q from the hydraulic pump 1 is reduced to the regeneration flow Q 1 Can be reduced by a minute.
[0049]
Further, as shown in FIG. 2B, when the discharge flow rate Q discharged from the hydraulic pump 1 is on the PQ curve, the control by the PC valve 10 is performed. A control signal is output from the control device to the solenoid valve 13 to control the PC valve 10 so that the PQ curve changes from a dotted line to a solid line as shown in FIG. 2B. At this time, in the pressure state of the discharge pressure Pp, the difference between the discharge flow rate between the new PQ curve shown by the solid line and the PQ curve before controlling the PC valve 10 shown by the dotted line is the combined regeneration flow rate Q 1 Will be reduced by the minute.
[0050]
As a result, the regeneration flow Q from the regeneration means 1 The discharge flow rate Q from the hydraulic pump 1 can be reduced by the amount, the output torque of the driving means 2 for driving the hydraulic pump 1 can be reduced by the reduced discharge flow rate, and the energy consumption of the driving means 2 can be reduced. Can be reduced. That is, the discharge amount Q from the hydraulic pump 1 is changed to the regeneration flow rate Q without changing the flow rate of the pressure oil supplied to the hydraulic actuator. 1 Since it can be reduced by the amount, the driving means 2 for driving the hydraulic pump 1 can be driven in the energy saving mode.
[0051]
When the speed-up mode is selected in a state where the discharge flow rate Q shown in FIG. 3A is inside the PQ curve, that is, the flow rate of the pressure oil supplied to the hydraulic actuator 5 is increased by the combined regeneration flow rate. When the discharge flow rate Q is inside the PQ curve when the operating speed of the hydraulic actuator is increased by doing so, the control is performed as follows. Regenerative flow Q 1 △ P due to the merged LS (△ P LS = Pp-P LS ) Increases, but the differential pressure ΔP LS If the LS valve 9 is controlled by the increase in the amount, the control for decreasing the discharge flow rate Q is performed. Therefore, a control signal for switching the LS valve 9 to the left is input from the control device to the solenoid valve 34 of the LS valve 9. The differential pressure △ P LS To cancel the switching of the LS valve 9 to the right. Accordingly, the discharge flow rate Q from the hydraulic pump 1 does not change, and the flow rate of the pressure oil supplied to the hydraulic actuator 5 is the discharge flow rate Q and the regenerative flow rate Q. 1 Can be supplied, and the working speed of the hydraulic actuator 5 can be increased.
[0052]
When it is desired to increase the working speed of the hydraulic actuator when the discharge flow rate Q shown in FIG. 3B is on the PQ curve, control is performed as follows. Normally, being on the PQ curve means that the horsepower that the driving means 2 can output exceeds the discharge flow rate of the hydraulic pump required according to the operation amount of the direction control valve 4 or the like operated by the operator. Therefore, the discharge flow rate of the hydraulic pump is being held down by the PC valve. Therefore, the differential pressure △ P LS Is in the PQ region and is lower than when the balance is achieved. Therefore, the regeneration flow Q 1 And the differential pressure △ P LS Is slightly increased, but the swash plate 3 is kept at the same position as before the merging because the discharge flow rate of the hydraulic pump is pressed down by the PC valve as usual. Therefore, without changing the discharge flow rate Q from the hydraulic pump 1, the regeneration flow rate Q 1 , The speed of the hydraulic actuator 5 can be increased.
[0053]
Next, a hydraulic pump control method according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the hydraulic circuit in the directional control valve 37 for keeping the flow from the valve neutral circuit to the tank 12 constant is basically the same as the hydraulic circuit shown in FIG. 15, and the same reference numerals as those used in FIG. By using the same components, the description thereof will be omitted.
[0054]
In FIG. 4, the discharge flow rate discharged from the hydraulic pump 1 is supplied to a hydraulic actuator 40 via a direction control valve 37 including a valve neutral circuit. The return pressure oil from the hydraulic actuator 40 is switched its outflow destination by the switching valve 42 and is returned to the tank 12 through the oil passage 52 through the direction control valve 37 or is supplied to the hydraulic motor 43 as a recovery means. . The return pressure oil supplied to the hydraulic motor 43 drives the hydraulic motor 43, and the driving force drives a hydraulic pump 44 as regenerative means mechanically connected to the hydraulic motor 43.
[0055]
Regenerative flow rate regenerated by hydraulic pump 44 1 Is merged with the discharge flow rate Q from the hydraulic pump 1. A part of the flow returning from the directional control valve 37 to the tank 12 is taken out through an oil passage 45, and is subjected to a differential pressure △ Po (△ Po = P CB -P CA ), And the differential pressure △ Po is introduced into the NC valve 17. In the NC valve 17, the pilot pressure P supplied from the TVC valve 18 is supplied in the same manner as described with reference to FIG. TVC Is adjusted according to the differential pressure △ Po, and the pilot pressure P in the servo valve 16 is adjusted. NC Introduce as. In the servo valve 16, the pilot pressure Pc discharged from the pilot pump 22 is changed to the pilot pressure Pc. NC Is supplied to the servo piston 15 to adjust the angle of the swash plate 3 in the hydraulic pump 1 so that the discharge flow rate Q corresponds to the differential pressure △ Po.
[0056]
The throttle 39 has a configuration similar to that of the throttle 39 shown in FIG. 15, converts the static pressure generated on the inflow port 39a side into dynamic pressure in the same manner as the throttle 39 of FIG. Pressure P CB Has been detected as The pressure P at the outlet port 39b of the throttle 39 is CA And the differential pressure △ Po (△ Po = P CB -P CA ).
[0057]
FIG. 5A shows a return flow rate Q ′ (Q ′ = CA · (△ Po)) returning to the tank 12. 1/2 ) And differential pressure △ Po (first quadrant), differential pressure △ Po and pump discharge flow control pressure P NC (Second quadrant) and the pump discharge flow control pressure P NC And the discharge flow rate Q of the hydraulic pump 1 (third quadrant). FIG. 5B shows the pump control characteristics of the TVC valve 18 with the discharge pressure Pp on the horizontal axis and the discharge flow rate Q on the vertical axis. This curve is called a TVC curve, and is a curve similar to the PQ curve shown in FIGS.
[0058]
As shown in FIG. 2A, in the energy saving mode, when the discharge flow rate Q is inside the PQ curve, the discharge flow rate Q from the hydraulic pump 1 is changed to the regeneration flow rate Q. 1 The control in the case of decreasing only by the following is performed as follows. The PQ curve in FIG. 2A is shown as a curve of a pump control characteristic by the TVC valve 18 (hereinafter, referred to as a TVC curve) shown in FIG. 5B. Regenerative flow Q 1 The flow rate flowing from the valve neutral circuit of the directional control valve 37 through the oil passage 45 to the tank 12 may or may not increase depending on the operation amount of the directional control valve 37 operated by the operator. In any case, the swash plate 3 of the hydraulic pump 1 is observed, and the regeneration flow rate Q 1 The curve of the second quadrant in FIG. 5A may be changed from the dotted line state to the solid line state until the swash plate 3 is lowered by the distance.
[0059]
In the second quadrant of FIG. NC In order to move the relationship curve between the dashed line and △ Po from the dotted line state to the solid line state, in FIG. 4, a control signal from the control device is input to the solenoid valve 35 of the NC valve 17 to control the NC valve 17 by the same control The pilot pressure P introduced into the servo valve 16 by switching based on the signal NC Can be changed. As a result, the pilot pressure supplied from the servo valve 16 to the servo piston 15 is adjusted, and the angle of the swash plate 3 can be reduced. That is, the discharge flow rate Q from the hydraulic pump 1 is 1 Can only be reduced. Therefore, by adjusting the NC valve 17 in accordance with a control signal from the control device, the combined regeneration flow rate Q 1 Only the discharge flow rate Q can be reduced.
[0060]
Discharge pressure Pp, discharge flow Q and regeneration flow Q 1 Are a pressure sensor (not shown) provided in the discharge side passage of the hydraulic pump 1, a rotation sensor for detecting the rotation speed of the hydraulic pump 1, a sensor for detecting the angle of the swash plate 3, and the rotation speed of the hydraulic pump 44 as a regenerating means. , A sensor for detecting the displacement of the hydraulic pump, and in the case of a swash plate type variable displacement hydraulic pump, a sensor for detecting the swash plate angle of the hydraulic pump.
[0061]
As shown in FIG. 2B, when the discharge flow rate Q is on the TVC curve, the discharge flow rate Q from the hydraulic pump 1 is changed to the regeneration flow rate Q. 1 The control in the case of decreasing only by the following is performed as follows. FIG. 6 shows the same curve as FIG. 5, and FIG. 6B shows a state in which the TVC curve is moved from a dotted line state to a solid line state. The movement from the dotted line to the solid line can be performed by inputting a signal corresponding to the amount of movement to a solenoid valve 23 provided in the TVC valve 18 in FIG. Accordingly, when the discharge flow rate Q from the hydraulic pump 1 is on the TVC curve, the regenerative flow rate Q which is merged by adjusting the solenoid valve 23 by controlling the TVC valve 18 by the control signal from the control device. 1 Only the discharge flow rate Q can be reduced.
[0062]
When the speed-up mode is selected as shown in FIGS. 3A and 3B, control is performed as follows. The speed can be increased by simply joining the regenerative flow rates to the NC valve 17 and the TVC valve 18 without changing the control signal from the control device. This means that the return flow rate from the oil passage 45 to the tank 12 is not changed, and that the return flow rate to the tank 12 does not change means that the discharge flow rate Q from the hydraulic pump 1 has not changed, and The flow rate of the pressure oil supplied to the hydraulic actuator 40 can be increased by the flow rate.
[0063]
In the second embodiment, the return flow to the tank 12 is detected using the relief valve 38 and the throttle 39. However, a throttle valve is provided in the passage 45 to detect the pressure before and after the throttle valve. Thus, the return flow rate to the tank 12 can be detected.
[0064]
Third Embodiment A hydraulic pump control method according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 7, the hydraulic circuit for making the flow from the valve neutral circuit of the direction control valve 37 to the tank 12 through the oil passage 45 constant is basically the same as the hydraulic circuit shown in FIGS. By using the same reference numerals as used in FIGS. 15 and 4, the description of the same components will be omitted.
[0065]
In the third embodiment, when the relationship between the discharge pressure Pp and the discharge flow rate Q is the energy saving mode as shown in FIG. 2A and the discharge flow rate Q from the hydraulic pump 1 is within the PQ curve, the regeneration is performed. Flow Q 1 The control in the case where the discharge flow rate Q is reduced by the amount is performed as follows. At this time, in the second embodiment, the regeneration flow rate Q 1 In order to reduce the discharge flow rate Q by a certain amount, a control signal is given from the control device to the solenoid valve 35 of the NC valve 17, but in the third embodiment, a variable throttle valve 48 is provided in the connection passage 47 and By applying the differential pressure across the throttle valve 48 to the NC valve 17, the regenerative flow rate Q 1 Control for decreasing the discharge flow rate Q by the amount is performed on the NC valve 17.
[0066]
Further, in the energy saving mode as shown in FIG. 2B, when the discharge flow rate Q is on the PQ curve (TVC curve in the third embodiment), the control for decreasing the discharge flow rate Q is as follows. I'm going like At this time, the setting is performed in the same manner as in the first embodiment, except that a control signal from the control device is given to the TVC valve 18 used in place of the PC valve used in the first embodiment. The pressure can be changed, and the TVC curve shown in FIG. 6 can be changed from a dotted line state to a solid line state. That is, for the TVC valve 18, the discharge flow rate Q is 1 By giving a control signal to decrease the amount by an amount, the swash plate angle of the hydraulic pump 1 can be changed by this. The rate at which the TVC curve is changed from the dotted line state to the solid line state must be such that the set pressure of the TVC valve 18 decreases the discharge flow rate by the regenerative flow rate.
[0067]
Further, when the speed-up mode is selected as shown in FIGS. 3A and 3B, the variable throttle valve 48 is set to the full communication state by an external operation, and the TVC valve 18 is externally operated. The working speed of the hydraulic actuator 40 can be increased by simply combining the regenerative flow rates without using the regenerative flow.
[0068]
A hydraulic pump control method according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Note that the basic hydraulic circuit in FIG. 8 has the same configuration as the hydraulic circuit shown in FIGS. 15 and 4, and the same reference numerals as those used in FIGS. Description is omitted.
[0069]
In the fourth embodiment, when the energy saving mode as shown in FIGS. 2A and 2B is selected, the regeneration flow Q 1 The control in the case where the discharge flow rate Q is reduced by the amount is performed as follows. The difference between the circuit configurations of the second embodiment and the fourth embodiment is that the pilot pressure supplied to the TVC valve 18 depends on the operation amount of the operation means 50 instead of the discharge pressure Pc from the pilot pump 22. The difference is that the pilot pressure Ps is output and that the pilot pressure Ps is used as a pilot pressure for operating the directional control valve 37. Further, the relief valve 38 and the throttle 39 for detecting the return flow rate to the tank 12 are not provided unlike the second embodiment.
[0070]
In the fourth embodiment, as shown in FIG. 2A, in the energy saving mode, the discharge flow rate Q from the hydraulic pump 1 has a PQ curve (in the fourth embodiment, a TVC curve shown in FIGS. 5 and 6). When it is inside, the regenerative flow Q 1 Control for decreasing the discharge flow rate Q by the following amount is performed as follows. Discharge flow rate Q and regenerative flow rate Q in the state of discharge pressure Pp 1 And the regenerative flow Q 1 The control is performed by controlling the solenoid valve 35 provided in the NC valve 17 by a control signal from the control device so that the discharge flow rate Q is reduced by a flow rate corresponding to.
[0071]
Further, when the discharge flow rate Q shown in FIG. 6B which needs to control the TVC valve 18 is on the TVC curve, the combined regeneration flow rate Q 1 The control for decreasing the discharge flow rate Q by the amount can be performed by inputting a control signal from the control device to the solenoid valve 23 of the TVC valve 18 as in the case of the second embodiment.
[0072]
In the case of the fourth embodiment, instead of providing the solenoid valve 35, a variable throttle valve 48 is provided in the connection passage 47 as in the case of the third embodiment, and the differential pressure across the variable throttle valve 48 is changed by the NC valve 17. To control the NC valve 17.
[0073]
The control when the speed-up mode is selected as shown in FIGS. 3A and 3B is performed as follows. That is, as in the second and third embodiments, the regenerative flow rate Q is supplied to the NC valve 17 and the TVC valve 18. 1 Even if there is an increase in the amount, the regenerative flow Q 1 The speed of the hydraulic actuator 40 can be increased by merging in a state where the minute is added. At this time, by using the variable throttle valve 48 provided in the connection passage 47 as in the third embodiment, the regeneration flow rate Q 1 Is detected, it is necessary to allow the variable throttle valve 48 to be fully opened by a control signal from the control device.
[0074]
A hydraulic pump control method according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The basic hydraulic circuit in FIG. 9 is the same as the hydraulic circuit shown in FIGS. 15, 4 and 8, and the same components as those in FIGS. 15, 4 and 8 are designated by the same reference numerals. The description of is omitted.
[0075]
In the fifth embodiment, the NC valve 17 used in the fourth embodiment is omitted, and the discharge flow rate Q is changed to the regeneration flow rate Q in the energy saving mode as shown in FIGS. 1 The control for decreasing the amount is performed as follows. The control is performed by inputting a control signal that satisfies the same conditions as those shown in FIGS. 2A and 2B to the solenoid valve 23 of the TVC valve 18. The pilot pressure Ps discharged from the operating means 50 can be used as a control signal for the direction control valve 37 as in the fourth embodiment, instead of being introduced into the TVC valve 18.
[0076]
When the operation is performed in the speed-up mode as shown in FIGS. 3A and 3B, the control device does not control the solenoid valve 23 of the TVC valve 18 as in the second to fourth embodiments. This can be done by not changing the signal.
[0077]
A hydraulic pump control method according to a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The sixth embodiment is an example in which an electronic control pump is used as the hydraulic pump 1. As shown in FIG. 10, when performing control in the energy saving mode in the same manner as in FIGS. 2A and 2B, the control is performed as follows. Regenerative flow Q 1 Therefore, in order to keep the flow rate of the hydraulic oil supplied to the hydraulic actuator 5 constant even when the flow 1 The control to decrease by minutes is performed. Discharge flow rate Q and regenerative flow rate Q from hydraulic pump 1 1 Can be obtained by detecting the rotation speed and the swash plate angle of each of the hydraulic pumps 1 and 44. The discharge amount Q from the hydraulic pump 1 is equal to the regeneration flow Q 1 The swash plate angle of the hydraulic pump 1 can be adjusted by a control signal from the control device 51 so as to reduce the swash plate angle by an amount corresponding to the swash plate angle.
[0078]
Further, in the speed-up mode shown in FIG. 11, by maintaining the discharge amount Q from the hydraulic pump 1 without changing it, the flow rate of the pressure oil supplied to the hydraulic actuator 5 can be increased. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic circuit diagram of a first embodiment.
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a discharge flow rate Q and a discharge pressure Pp in an energy saving mode.
FIG. 3 is a relationship diagram between a discharge flow rate Q and a discharge pressure Pp in a speed-up mode.
FIG. 4 is a schematic circuit diagram of a second embodiment.
FIG. 5 is an explanatory diagram of adjustment of an NC valve in an energy saving mode.
FIG. 6 is an explanatory diagram of adjustment of a TVC valve in a speed-up mode.
FIG. 7 is a schematic circuit diagram of a third embodiment.
FIG. 8 is a schematic circuit diagram of a fourth embodiment.
FIG. 9 is a schematic circuit diagram of a fifth embodiment.
FIG. 10 is a schematic circuit diagram in an energy saving mode of a sixth embodiment.
FIG. 11 is a schematic circuit diagram in a speed-up mode of a sixth embodiment.
FIG. 12 is a schematic circuit diagram for making the discharge flow rate constant.
FIG. 13 is a relationship diagram between a discharge flow rate Q and a discharge pressure Pp.
FIG. 14 is a second diagram illustrating the relationship between the discharge flow rate Q and the discharge pressure Pp.
FIG. 15 is a second schematic circuit diagram for keeping the discharge flow rate constant.
[Explanation of symbols]
1 hydraulic pump
2 driving means
3 Swash plate
4 Operating valve
5 Hydraulic actuator
6 Pump passage
7 LS passage
8 Servo piston
8a piston
Room 8b
9 LS valve
10 PC valve
11 branch passage
12 tanks
15 Servo piston
16 Switching valve
17 NC valve
18 TVC valve
19 branch passage
20 branch passage
21 branch passage
22 Pilot pump
23 Solenoid valve
24 Oilway
30 Connection passage
31 Pressure sensor
32 rotation sensor
33 Position Sensor
34 solenoid valve
35 Solenoid valve
36 Main relief valve
37 Directional control valve
38 Relief valve
39 Aperture
39a Inflow port
39b Outflow port
39c throttle section
39d dynamic pressure outlet
40 hydraulic actuator
41 load
42 switching valve
43 Hydraulic motor
44 Hydraulic pump
45 oilway
47 Connection passage
48 Variable throttle valve
50 Operating means
51 Controller
52 Oilway
Pp discharge pressure
Q Discharge flow rate
Q 1 Regenerative flow rate
P LS Operating valve outlet pressure
△ P Pp and P LS Differential pressure with
P CB Dynamic pressure outlet pressure
P CA Outlet port pressure
△ Po P CA And P CB Differential pressure with
Pc pilot pressure
P TVC Pilot pressure
P NC Pilot pressure
