JP2014190433A - Working machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば油圧ショベル等の作業機械に関し、特に、流体圧ポンプから吐出される流体にて駆動される流体圧アクチュエータを有する作業機械に関する。 The present invention relates to a work machine such as a hydraulic excavator, and more particularly to a work machine having a fluid pressure actuator driven by a fluid discharged from a fluid pressure pump.
近年、油圧ショベル等の作業機械においては、油圧ポンプ等の圧力発生源から吐出される作動油を、油圧シリンダ等の油圧アクチュエータへ直接送り、この油圧アクチュエータを駆動させた後の作動油を油圧アクチュエータへ戻すように接続した閉回路といわれる油圧回路が知られている。 In recent years, in a working machine such as a hydraulic excavator, hydraulic oil discharged from a pressure generation source such as a hydraulic pump is directly sent to a hydraulic actuator such as a hydraulic cylinder, and the hydraulic oil after driving the hydraulic actuator is supplied to the hydraulic actuator. There is known a hydraulic circuit called a closed circuit connected so as to return to the back.
この閉回路を用いた方式においては、油圧ポンプから吐出される作動油を、絞りを介して流量を調整して油圧アクチュエータへ送り、この油圧アクチュエータを駆動させた後の作動油をタンクへ排出する開回路といわれる油圧回路の方式に比べ、絞りによる作動油の圧力損失がない。また、閉回路を用いた方式は、油圧アクチュエータから排出される戻り作動油のエネルギを油圧ポンプで回生することが可能であるため、燃料消費量が低い傾向にある。 In the system using this closed circuit, the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump is sent to the hydraulic actuator by adjusting the flow rate through the throttle, and the hydraulic oil after driving the hydraulic actuator is discharged to the tank. There is no hydraulic oil pressure loss due to throttling compared to a hydraulic circuit system called open circuit. Further, the method using the closed circuit tends to reduce the fuel consumption because the energy of the return hydraulic oil discharged from the hydraulic actuator can be regenerated by the hydraulic pump.
そして、この種の閉回路を用いた方式で回生動作させる作業機械に関する従来技術が、特許文献1に開示されている。この特許文献1においては、油圧回路内に複数の閉回路と開回路とが併設されている。そして、開回路に供給される作動油を閉回路へ供給するための配分回路を設けることによって、油圧アクチュエータの負荷に応じて最適な動力を供給する。
また、これら各閉回路および開回路のそれぞれに油圧ポンプが取り付けられ、これら各油圧ポンプは、動力伝達装置を介して1台のエンジン(駆動源)に接続されている。動力伝達装置には、電動・発電機が接続され、エンジンの負荷が小さい場合に、エンジンの動力にて電動・発電機を駆動させ、この電動・発電機に繋がれたバッテリを充電する。また、エンジンの負荷が大きい場合には、バッテリに蓄電させた電力で電動・発電機を駆動させ、動力伝達装置を介してエンジンの駆動をアシストする。 A hydraulic pump is attached to each of the closed circuit and the open circuit, and each hydraulic pump is connected to one engine (drive source) via a power transmission device. When the motor / generator is connected to the power transmission device and the engine load is small, the motor / generator is driven by the power of the engine and the battery connected to the motor / generator is charged. When the engine load is large, the motor / generator is driven by the electric power stored in the battery, and the drive of the engine is assisted through the power transmission device.
上述した特許文献1に開示された従来技術は、バッテリの充電量が最大(フル充電)の場合に、閉回路の油圧ポンプの回生エネルギを吸収できず、この吸収できない回生エネルギがエンジンに与えられ、エンジンが過回転、すなわちオーバーレブしてしまう可能性がある。また、上述した特許文献1に開示された従来技術中の電動・発電機やバッテリを搭載していない、いわゆるハイブリッド式でない一般的な閉回路の構成も想定できるが、この構成の場合は回生エネルギを吸収する手段、すなわち電動・発電機およびバッテリがないため、特許文献1の場合よりもオーバーレブの可能性がさらに高くなる。
In the prior art disclosed in
本発明は、上述した従来技術における実状からなされたもので、その目的は、駆動源のオーバーレブを抑制できる作業機械を提供することにある。 The present invention has been made from the actual situation in the above-described prior art, and an object thereof is to provide a work machine capable of suppressing the overrev of the drive source.
この目的を達成するために、本発明は、作業機本体と、この作業機本体に設けられた駆動源と、この駆動源にて駆動される流体圧ポンプ、この流体圧ポンプから吐出される流体にて駆動される流体圧アクチュエータ、前記流体圧ポンプの吐出側に負荷圧を発生させる負荷圧発生部、および前記流体圧ポンプから吐出される流体の流路を前記流体圧アクチュエータと前記負荷圧発生部とのいずれかに切り換える流路切換部を有する流体圧回路と、前記駆動源にて駆動され吐出流量および吐出方向が制御可能な閉回路用流体圧ポンプ、およびこの閉回路用流体圧ポンプから吐出される流体にて駆動される閉回路用流体圧アクチュエータを備えた閉回路と、前記閉回路用流体圧ポンプの動力を前記流体圧ポンプに伝達する動力伝達部と、を備えたことを特徴としている。 In order to achieve this object, the present invention provides a work machine body, a drive source provided in the work machine body, a fluid pressure pump driven by the drive source, and a fluid discharged from the fluid pressure pump. A fluid pressure actuator driven by a fluid pressure, a load pressure generating section for generating a load pressure on the discharge side of the fluid pressure pump, and a fluid flow path for fluid discharged from the fluid pressure pump through the fluid pressure actuator and the load pressure generation A fluid pressure circuit having a flow path switching unit for switching to any one of the above, a closed circuit fluid pressure pump driven by the drive source and capable of controlling a discharge flow rate and a discharge direction, and the closed circuit fluid pressure pump. A closed circuit having a closed-circuit fluid pressure actuator driven by a discharged fluid, and a power transmission unit for transmitting the power of the closed-circuit fluid pressure pump to the fluid pressure pump. It is characterized in.
このように構成した本発明は、閉回路用流体圧アクチュエータから排出される流体にて、閉回路用流体圧ポンプが駆動され回生動力が発生する場合、動力伝達部を介して、回生動力を流体圧回路の流体圧ポンプへ伝達し、この流体圧ポンプを駆動させる。そして、この流体圧ポンプから吐出される流体の流路を流路切換部にて負荷圧発生部に切り換えることにより、この流体圧ポンプを駆動させた回生動力を負荷圧発生部で消費させることができる。よって、閉回路用流体圧アクチュエータから排出される流体のエネルギが大きい場合、このエネルギが閉回路用流体圧ポンプを介して駆動源へ伝わることを抑制することができるから、この駆動源のオーバーレブを抑制することが可能となる。 In the present invention configured as described above, when the closed circuit fluid pressure pump is driven by the fluid discharged from the closed circuit fluid pressure actuator to generate regenerative power, the regenerative power is fluidized via the power transmission unit. The fluid pressure pump of the pressure circuit is transmitted to drive the fluid pressure pump. Then, by switching the flow path of the fluid discharged from the fluid pressure pump to the load pressure generating section at the flow path switching section, the regenerative power that drives the fluid pressure pump can be consumed by the load pressure generating section. it can. Therefore, when the energy of the fluid discharged from the closed circuit fluid pressure actuator is large, this energy can be prevented from being transmitted to the drive source via the closed circuit fluid pressure pump. It becomes possible to suppress.
また本発明は、上記発明において、前記流体圧ポンプから吐出される流体を貯留するタンクと、このタンクと前記流体圧ポンプとをつなぐ流路と、を備え、前記負荷圧発生部は、前記流路上に設けられた圧力損失部である、ことを特徴としている。 Further, the present invention is the above invention, further comprising a tank for storing fluid discharged from the fluid pressure pump, and a flow path connecting the tank and the fluid pressure pump. It is a pressure loss part provided on the road.
このように構成した本発明は、閉回路の閉回路用流体圧ポンプで回生動力が発生する場合、回生動力により流体圧回路の流体圧ポンプを駆動させ、吐出する流体を流体圧ポンプの吐出口とタンクとをつなぐ流路上に設けられた圧力損失部に送ることができる。これにより、回生動力を圧力損失部にて消費させることができる。よって、閉回路用流体圧アクチュエータから排出される流体のエネルギが大きい場合、このエネルギが閉回路用流体圧ポンプを介して駆動源へ伝わることを抑制することができるから、この駆動源のオーバーレブを抑制することが可能となる。 In the present invention configured as described above, when regenerative power is generated by the closed circuit fluid pressure pump of the closed circuit, the fluid pressure pump of the fluid pressure circuit is driven by the regenerative power, and the fluid to be discharged is discharged from the discharge port of the fluid pressure pump. And a pressure loss unit provided on a flow path connecting the tank and the tank. Thereby, regenerative power can be consumed in a pressure loss part. Therefore, when the energy of the fluid discharged from the closed circuit fluid pressure actuator is large, this energy can be prevented from being transmitted to the drive source via the closed circuit fluid pressure pump. It becomes possible to suppress.
また本発明は、上記発明において、前記負荷圧発生部は、前記流体圧ポンプから吐出される流体が有するエネルギを蓄えるエネルギ蓄積部である、ことを特徴としている。 Moreover, the present invention is characterized in that, in the above-mentioned invention, the load pressure generating unit is an energy storage unit that stores energy of fluid discharged from the fluid pressure pump.
このように構成した本発明は、閉回路の閉回路用流体圧ポンプで回生動力が発生する場合、回生動力により流体圧回路の流体圧ポンプを駆動させ、吐出する流体をエネルギ蓄積部に送ることができる。これにより、回生動力をエネルギ蓄積部に蓄えることができる。よって、閉回路用流体圧アクチュエータから排出される流体のエネルギが大きい場合、このエネルギが閉回路用流体圧ポンプを介して駆動源へ伝わることを抑制することができるから、この駆動源のオーバーレブを抑制することが可能となる。また、エネルギ蓄積部に蓄えたエネルギは、再利用可能であるため、よりエネルギ効率の良い作業機械にすることができる。 In the present invention configured as described above, when regenerative power is generated by the closed circuit fluid pressure pump of the closed circuit, the fluid pressure pump of the fluid pressure circuit is driven by the regenerative power, and the discharged fluid is sent to the energy storage unit. Can do. Thereby, regenerative power can be stored in an energy storage part. Therefore, when the energy of the fluid discharged from the closed circuit fluid pressure actuator is large, this energy can be prevented from being transmitted to the drive source via the closed circuit fluid pressure pump. It becomes possible to suppress. Moreover, since the energy stored in the energy storage unit can be reused, a work machine with higher energy efficiency can be obtained.
また本発明は、上記発明において、前記流体圧回路を複数備え、前記動力伝達部は、前記閉回路用流体圧アクチュエータから排出される流体にて前記閉回路用流体圧ポンプが駆動された場合に、前記複数の流体圧回路の前記流体圧ポンプのうちの、前記流体圧アクチュエータの駆動に使用していない前記流体圧ポンプを優先的に選択し、この選択した前記流体圧ポンプを駆動させ、吐出する流体を前記負荷圧発生部に流入させる、ことを特徴としている。 Further, the present invention is the above invention, wherein a plurality of the fluid pressure circuits are provided, and the power transmission section is driven when the closed circuit fluid pressure pump is driven by the fluid discharged from the closed circuit fluid pressure actuator. The fluid pressure pump that is not used for driving the fluid pressure actuator among the fluid pressure pumps of the plurality of fluid pressure circuits is preferentially selected, and the selected fluid pressure pump is driven and discharged. It is characterized in that a fluid to be introduced flows into the load pressure generating section.
このように構成した本発明は、閉回路の閉回路用流体圧ポンプで回生動力が発生する場合、複数の流体圧回路の流体圧ポンプうちの、流体圧アクチュエータの駆動に使用していない流体圧ポンプを優先的に選択し、回生動力により選択した流体圧ポンプを駆動させ、吐出する流体を負荷圧発生部に送ることができる。これにより、複数の流体圧回路のうちの、利用可能な流体圧ポンプを適宜駆動させ、閉回路用流体圧アクチュエータから排出される流体による回生エネルギを負荷圧発生部にて消費できるため、閉回路用流体圧アクチュエータから排出される流体のエネルギが大きい場合、このエネルギが閉回路用流体圧ポンプを介して駆動源へ伝わることをより効率良く抑制することができるから、この駆動源のオーバーレブをより効率良く抑制することができる。 In the present invention configured as described above, when regenerative power is generated by a closed circuit fluid pressure pump of a closed circuit, the fluid pressure not used for driving the fluid pressure actuator among the fluid pressure pumps of the plurality of fluid pressure circuits. The pump is preferentially selected, the selected fluid pressure pump is driven by the regenerative power, and the fluid to be discharged can be sent to the load pressure generator. As a result, among the plurality of fluid pressure circuits, an available fluid pressure pump can be appropriately driven, and the regenerative energy generated by the fluid discharged from the closed circuit fluid pressure actuator can be consumed by the load pressure generating unit. When the energy of the fluid discharged from the fluid pressure actuator is large, it is possible to more efficiently suppress this energy from being transmitted to the drive source via the closed circuit fluid pressure pump. It can be suppressed efficiently.
本発明は、駆動源にて駆動される流体圧ポンプから吐出される流体にて駆動される流体圧アクチュエータ、流体圧ポンプの吐出側に負荷圧を発生させる負荷圧発生部、および流体圧ポンプから吐出される流体の流路を流体圧アクチュエータと前記負荷圧発生部とのいずれかに切り換える流路切換部を有する流体圧回路と、駆動源にて駆動され吐出流量および吐出方向が制御可能な閉回路用流体圧ポンプ、およびこの閉回路用流体圧ポンプから吐出される流体にて駆動される閉回路用流体圧アクチュエータを備えた閉回路と、閉回路用流体圧ポンプの動力を流体圧ポンプに伝達する動力伝達部と、を備えた構成にしてある。この構成により本発明は、閉回路用流体圧アクチュエータから排出される流体により、閉回路用流体圧ポンプを駆動させ、この閉回路用流体圧ポンプの動力を、動力伝達部を介して流体圧回路の流体圧ポンプへ伝え、この流体圧ポンプを駆動させる。そして、この流体圧ポンプから吐出される流体の流路を流路切換部にて負荷圧発生部に切り換えることにより、この流体圧ポンプを駆動させた動力を負荷圧発生部で消費させることができる。よって、閉回路用流体圧アクチュエータから排出される流体のエネルギが大きい場合、このエネルギが閉回路用流体圧ポンプを介して駆動源へ伝わることを抑制することができるから、この駆動源のオーバーレブを抑制することができる。そして、前述した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明より明らかにされる。 The present invention relates to a fluid pressure actuator driven by a fluid discharged from a fluid pressure pump driven by a drive source, a load pressure generating unit for generating a load pressure on the discharge side of the fluid pressure pump, and a fluid pressure pump. A fluid pressure circuit having a flow path switching unit that switches a flow path of a fluid to be discharged to either a fluid pressure actuator or the load pressure generating unit, and a closed circuit that is driven by a drive source and can control a discharge flow rate and a discharge direction. A closed circuit having a fluid pressure pump for a circuit, a closed circuit fluid pressure actuator driven by fluid discharged from the closed circuit fluid pressure pump, and the power of the closed circuit fluid pressure pump to the fluid pressure pump And a power transmission unit for transmitting. With this configuration, the present invention drives the closed circuit fluid pressure pump with the fluid discharged from the closed circuit fluid pressure actuator, and the power of the closed circuit fluid pressure pump is supplied to the fluid pressure circuit via the power transmission unit. The fluid pressure pump is driven to drive the fluid pressure pump. Then, by switching the flow path of the fluid discharged from the fluid pressure pump to the load pressure generating section at the flow path switching section, the power driving the fluid pressure pump can be consumed by the load pressure generating section. . Therefore, when the energy of the fluid discharged from the closed circuit fluid pressure actuator is large, this energy can be prevented from being transmitted to the drive source via the closed circuit fluid pressure pump. Can be suppressed. Problems, configurations, and effects other than those described above will be made clear from the following description of embodiments.
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態に係る油圧ショベルの側面図である。図2は、図1に示す油圧ショベルに搭載された駆動制御装置を示す油圧回路図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a side view of a hydraulic excavator according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a hydraulic circuit diagram showing a drive control device mounted on the hydraulic excavator shown in FIG.
<構成>
本発明に係る作業機械の第1実施形態である油圧ショベル100は、油圧駆動式のショベルである。具体的に、この油圧ショベル100は、図1に示すように、クローラ式の走行装置を備えた下部走行体101と、この下部走行体101上に旋回可能に取り付けられた作業機本体としての上部旋回体102とを備えている。上部旋回体102には、オペレータが搭乗する運転席としてのキャブ103が設けられている。下部走行体101と上部旋回体102とは、旋回装置104を介して旋回可能に取り付けられている。
<Configuration>
A
上部旋回体102の前側には、ブーム2の基端部が回動可能に取り付けられている。ブーム2は、供給される作動油(圧油)にて駆動する閉回路用流体圧アクチュエータとしての液圧片ロッドシリンダであるブームシリンダ1を介して動作する。また、ブーム2の先端部には、アーム4の基端部が回動可能に取り付けられている。アーム4は、供給される作動油にて駆動する流体圧アクチュエータとしての液圧片ロッドシリンダであるアームシリンダ3を介して動作する。さらに、アーム4の先端部には、バケット6の基端部が回動可能に取り付けられている。バケット6は、供給される作動油にて駆動する流体圧アクチュエータとしての液圧片ロッドシリンダであるバケットシリンダ5を介して動作する。そして、これらブームシリンダ1、ブーム2、アームシリンダ3、アーム4、バケットシリンダ5およびバケット6によって、フロント作業機105が構成されている。
A base end portion of the
また、油圧ショベル100の上部旋回体102には、この油圧ショベル100を駆動させるための駆動制御装置としての液圧駆動制御装置106が搭載されている。なお、液圧駆動制御装置106は、図2に示すように、図1に示す油圧ショベル100において、ブーム2およびアーム4を駆動させる部分のみ示しており、その他の下部走行体101の走行装置を駆動させる油圧モータや、旋回装置104を駆動させる旋回モータ等の流体圧アクチュエータを駆動させる部分については、説明を省略している。
In addition, a hydraulic
そして、液圧駆動制御装置106は、図2に示すように、駆動源としての動力源であるエンジン7を備えている。エンジン7には、このエンジン7の動力を配分する動力伝達部としての動力伝達装置8が接続されている。動力伝達装置8には、ブームシリンダ1を駆動するための閉回路用流体圧ポンプとしての第1液圧ポンプ9と、アームシリンダ2を駆動するための流体圧ポンプとしての第2液圧ポンプ10と、液圧駆動制御装置106の負圧ラインに作動油を補充するためのチャージポンプ11とが接続されている。ここで、これら第1、第2液圧ポンプ9、10およびチャージポンプ11は、作動油を圧送するための圧力駆動源とされている。
As shown in FIG. 2, the hydraulic
さらに、動力伝達装置8は、例えば歯車にて構成された減速機等の歯車伝達装置である。具体的に、動力伝達装置8は、エンジン7の駆動回転力を、第1、第2液圧ポンプ9、10およびチャージポンプ11に適宜伝達して駆動させたり、例えば、第1液圧ポンプ9が液圧モータとして機能した場合に、この第1液圧ポンプ9から供給される駆動回転力を第2液圧ポンプ10やチャージポンプ11に適宜伝達して駆動させたりして、エンジン7の駆動をアシストする。
Furthermore, the
第1および第2液圧ポンプ9、10は、吐出流量および吐出方向が制御可能とされており、作動油が供給されると液圧モータとして機能し、駆動回転力が供給されると作動油を吸吐出する液圧ポンプとして機能する。具体的に、第1および第2液圧ポンプ9、10は、一対の入出力ポートを有する両傾転斜板機構(図示せず)と、この両傾転斜板機構の両傾転斜板の傾斜角を調整する一対のレギュレータ9a、10aとを有し、この両傾転斜板機構の入出力ポートからの作動油の吐出方向および吸入方向を制御する。レギュレータ9a、10aは、制御部としてのコントローラ12に電気的に接続され、このコントローラ12から出力される操作信号を受け取り、この受け取った操作信号に基づいて、第1および第2液圧ポンプ9、10の吸吐出流量および吸吐出方向を制御する。
The first and second
第1液圧ポンプ9の吸排出口には、一対の流路13、14が接続されている。これら流路13、14は、一対の流路15、16を介してブームシリンダ1が接続されて油圧回路としての流体圧閉回路である閉回路107とされている。ここで、流路15は、ブームシリンダ1のシリンダ1cに伸縮可能に取り付けられたシリンダロッド1dを伸長させるためのヘッド室1aに接続されている。また、流路16は、ブームシリンダ1のシリンダロッド1dを縮退させるためのロッド室1bに接続されている。そして、ブームシリンダ1は、第1液圧ポンプ9から吐出される作動油が供給されることによって伸縮動作する。すなわち、ブームシリンダ1は、第1油圧ポンプ9から吐出される作動油の供給方向に応じて縮退方向が変動する。
A pair of
また、流路15、16には、チェック弁17a、17bがそれぞれ取り付けられている。これら各チェック弁17a、17bは、第1および第2液圧タンク9、10から吐出される作動油を貯留するタンク18に接続されている。すなわち、これらチェック弁17a、17bは、流路15、16が負圧になった場合や、ブームシリンダ1が高速に動作し、このブームシリンダ1のシリンダ1c内の作動油が流量不足になった場合に、タンク18から流路15、16へ作動油を供給させる。
Further,
さらに、流路15、16には、リリーフ弁19a、19bがそれぞれ取り付けられている。これら各リリーフ弁19a、19bは、各流路15、16内の圧力が所定の圧力以上になった場合に、これら流路15、16をタンク18に接続し、これら流路15、16内の作動油をタンク18に逃がし、これら流路15、16を含む閉回路107を保護する。また、これら流路15、16間には、フラッシング弁20が取り付けられている。このフラッシング弁20は、流路15、16へ供給された作動油のうちの余剰分をタンク18に排出させる。
Furthermore,
一方、チャージポンプ11の吐出口側には、チャージ用チェック弁21が取り付けられている。このチャージ用チェック弁21は、流路13、14間に取り付けられている。チャージポンプ11の吸入口側は、タンク18に接続されている。また、チャージポンプ11の吐出口側には、チャージ用リリーフ弁22が取り付けられている。チャージ用リリーフ弁22は、チャージ用チェック弁21のチャージ圧力を調整する。よって、チャージ用チェック弁21は、流路13、14内の作動油の圧力が、チャージ用リリーフ弁22にて設定した圧力を下回った場合に、これら各流路13、14にチャージポンプ11から吐出される作動油を供給する。
On the other hand, a
次いで、第2液圧ポンプ10の吸排出口には、一対の流路23、24が接続され、これら流路23、24を介して比例切換弁32、33に接続されている。また、比例切換弁32、33には、流路25、26を介してアームシリンダ3が接続され流体圧回路としての油圧回路である閉回路108とされている。ここで、比例切換弁32は、流路23と流路25との間の作動油の供給をオンオフ制御する。また、比例切換弁33は、流路24を遮断したり、この流路24を流路26に接続し、流路24、26間の流量を調整したり、流路24をタンク18に接続し、流路24およびタンク18間の流量を調整したり制御する。
Next, a pair of
さらに、流路25は、アームシリンダ3のシリンダ3cに伸縮可能に取り付けられたシリンダロッド3dを伸長させるためのヘッド室3aに接続されている。また、流路26は、アームシリンダ3のシリンダロッド3dを縮退させるためのロッド室3bに接続されている。そして、アームシリンダ3は、第2液圧ポンプ10から吐出される作動油が供給されることによって伸縮動作する。すなわち、アームシリンダ3は、第2液圧ポンプ10から吐出される作動油の供給方向に応じて縮退方向が変動する。
Further, the
また、流路25、26には、チェック弁27a、27bがそれぞれ取り付けられている。これら各チェック弁27a、27bは、タンク18に接続されている。そして、これらチェック弁27a、27bは、流路25、26が負圧になった場合や、アームシリンダ3が高速に作動し、このアームシリンダ3内の作動油が流量不足になった場合に、タンク18から流路25、26へ作動油を供給させる。
Also,
さらに、流路25、26には、リリーフ弁29a、29bがそれぞれ取り付けられている。これら各リリーフ弁29a、29bは、これら流路25、26内の圧力が所定の圧力以上になった場合に、これら流路25、26をタンク18に接続し、これら流路25、26内の作動油をタンク18に逃がし、これら流路25、26を含む閉回路108を保護する。また、これら流路25、26間には、フラッシング弁30が取り付けられている。このフラッシング弁30は、流路25、26へ供給された作動油のうちの余剰分をタンク18に排出させる。
Furthermore,
一方、チャージポンプ11の吐出口側には、チャージ用チェック弁31が取り付けられている。このチャージ用チェック弁31は、流路23、24間に取り付けられている。チャージ用チェック弁31は、流路23、24内の作動油の圧力が、チャージ用リリーフ弁22で設定した圧力を下回った場合に、これら各流路23、24にチャージポンプ11から吐出される作動油を供給させる。すなわち、チャージ用リリーフ弁22は、チャージ用チェック弁31のチャージ圧力を調整する。
On the other hand, a
さらに、第2液圧ポンプ10の吸排口には、流路23を介して負荷圧発生部としての圧力損失部である比例切換弁34と、蓄圧切換弁35とが接続されている。比例切換弁34は、タンク18へ排出する作動油の流量を制御する。また、蓄圧切換弁35は、流路23を遮断する遮断状態と、作動油の流れ方向を流路23からアキュムレータ36への一方向へ制限するチェック弁状態と、供給する作動油の流量を調整する比例弁状態とを切り換える。そして、蓄圧切換弁35には、第2液圧ポンプ10の吐出側に負荷圧を発生させる負荷圧発生部としてのアキュムレータ36が接続されている。このアキュムレータ36は、流路23上に設けられ、第2液圧ポンプ10から吐出される作動油が有するエネルギを蓄えるエネルギ蓄積部として作用する。このアキュムレータ36は、蓄圧切換弁35を介して流入する作動油により圧力を蓄えるとともに、蓄えた圧力により作動油を流出可能とされている。
Further, a
また、蓄圧切換弁35と、アキュムレータ36との間には、リリーフ弁37に接続されている。このリリーフ弁37は、タンク18に接続され、アキュムレータ36に蓄積させた圧力が、予め定めた所定の圧力以上になった場合に、このアキュムレータ36に蓄積された作動油をタンク18に逃がして、このアキュムレータ36を保護する。ここで、比例切換弁32、33、34、蓄圧切換弁35およびリリーフ弁37によって、第2液圧ポンプ10から吐出される作動油の供給先、すなわち油路をアームシリンダ3とアキュムレータ36、およびタンク18とのいずれかに切り換える流路切換部109が構成されている。
Further, a
次いで、第1液圧ポンプ9のレギュレータ9a、第2液圧ポンプ10のレギュレータ10a、比例切換弁32、33、34および蓄圧切換弁35には、コントローラ12が電気的接続されており、このコントローラ12にて制御される。このコントローラ12には、レバー28a、28bが接続されている。レバー28aは、傾ける方向によりブームシリンダ1の伸縮方向を決定し、傾きの度合いによりブームシリンダ1の目標速度を決定する。レバー28bは、傾ける方向によりアームシリンダ3の伸縮方向を決定し、傾きの度合いによりアームシリンダ3の目標速度を決定する。よって、コントローラ12は、レバー28a、28bからのブームシリンダ1およびアームシリンダ3の伸縮方向および目標速度の入力信号と、各閉回路107、108内の図示しない圧力センサや、傾転角センサ、エンジン7の回転数センサなどから得られる種々のセンサ情報とに基づいて、レギュレータ9a、10a、比例切換弁32、33、34および蓄圧切換弁35を制御する。
Next, the
<作用>
次に、上記第1実施形態に係る油圧ショベル1に搭載した液圧駆動制御装置106の作用について、この油圧ショベル1の動作モード毎に説明する。なお、各動作モードにおいては、コントローラ12からの信号により、エンジン7の燃費が向上するように、第1および第2液圧ポンプ9、10の両傾転斜板の傾転角や、比例切換弁32、33、34および蓄圧切換弁35の開閉がそれぞれ制御される。
<Action>
Next, the operation of the hydraulic
(1)停止時
図2において、各レバー28a、28bが操作されていない場合(非操作時)には、コントローラ12からの指令により、各レギュレータ9a、9bにて第1および第2液圧ポンプ9、10の各両傾転斜板がそれぞれ最小傾転角に制御される。また、コントローラ12からの指令により、比例切換弁32、33、34および蓄電比例弁35の全てが閉じられ、ブームシリンダ1およびアームシリンダ3の駆動が停止状態で保持されている。
(1) When stopped In FIG. 2, when the
(2)ブーム下げ単独動作時
ブーム下げ動作時は、図1に示すブーム2、アーム4およびバケット6の自重により、ブームシリンダ1のヘッド室1a側の圧力が高くなっている。ブームシリンダ1が収縮するようにレバー28aが操作された場合には、コントローラ12からの指令により、レギュレータ9aにて第1液圧ポンプ9の両傾転斜板が制御され、この第1液圧ポンプ9の吐出側が流路14側に立ち上げられる。このとき、第1液圧ポンプ9の吸入側が、ブームシリンダ1のヘッド室1aと接続された流路13となるため、第1液圧ポンプ9の吐出側より吸入側の圧力が高くなる。このため、第1液圧ポンプ9は、作動油の供給を受けて液圧モータとして作用する。
(2) During the boom lowering operation During the boom lowering operation, the pressure on the
さらに、ブームシリンダ1のヘッド室1aから第1液圧ポンプ9へ戻る作動油の流量は、このブームシリンダ1のロッド室1bに供給する作動油の流量より多くなるため、この作動油の余剰分が、流路16からフラッシング弁20を介してタンク18に戻される。また、第1液圧ポンプ9が液圧モータとして作用して発生した駆動力(エネルギ)は、動力伝達装置8を介して第2液圧ポンプ10へ伝えられ、この第2液圧ポンプ10の駆動力として利用される。
Further, since the flow rate of the hydraulic oil returning from the
(回生有)
ここで、第1液圧ポンプ9が液圧モータとして作用した場合に、この第1液圧ポンプ9の駆動にて生じたエネルギをアキュムレータ36に回生できる場合の流れについて、図3を参照して説明する。図3は、図2に示す駆動制御装置のブーム下げ時に生じるエネルギを回生できる場合の作動油およびエネルギの流れを示す油圧回路図である。
(With regeneration)
Here, referring to FIG. 3, the flow in the case where the energy generated by driving the first
具体的に、アキュムレータ36が所定の圧力以下で蓄圧可能な場合は、コントローラ12からの指令により、蓄圧切換弁35がチェック弁状態に切り換えられ、かつ比例切換弁32、33、34のそれぞれが遮断状態に切り換えられる。そして、コントローラ12からの指令により、レギュレータ10aにて第2液圧ポンプの両傾転斜板が制御され、この第2液圧ポンプ10の吐出側が流路23側に立ち上げられる。このとき、コントローラ12からレギュレータ10aへの指令は、第1液圧ポンプ9を液圧モータとして駆動させた際に、前述した種々のセンサ情報に基づいて得られるエネルギ量と、アキュムレータ36内の圧力とに基づいてコントローラ12にて算出される。
Specifically, when the
さらに、動力伝達装置8を介して第1液圧ポンプ9から伝達された駆動力によって第2液圧ポンプ10が駆動され、作動油は、タンク18からチャージポンプ11を介してチェック弁31を通って第2液圧ポンプ10に供給される。そして、この第2液圧ポンプ10にて吐出させた作動油は、流路23および蓄圧切換弁35を介してアキュムレータ36へ流入され、このアキュムレータ36に蓄圧されて、第1液圧ポンプ9にて回生してエネルギが蓄積される。
Further, the second
(回生無)
次いで、第1液圧ポンプ9が液圧モータとして作用した場合に、この第1液圧ポンプ9の駆動にて生じたエネルギをアキュムレータ36に回生できない場合の流れについて、図4を参照して説明する。図4は、図2に示す駆動制御装置のブーム下げ時に生じるエネルギを回生できない場合の作動油およびエネルギの流れを示す油圧回路図である。
(No regeneration)
Next, the flow in the case where the energy generated by driving the first
具体的に、アキュムレータ36が所定の圧力以上で蓄圧することができない(蓄圧不可能な)場合は、コントローラ12からの指令により、比例切換弁32、33および蓄圧切換弁35のそれぞれが遮断状態に切り換えられる。そして、コントローラ12からの指令により、レギュレータ10aにて第2液圧ポンプ10の両傾転斜板が制御され、この第2液圧ポンプ10の吐出側が流路23側に立ち上げられる。そして、動力伝達装置8を介して第1液圧ポンプ9から伝達された駆動力によって第2液圧ポンプ10が駆動され、作動油は、タンク18からチャージポンプ11を介してチェック弁31を通って第2液圧ポンプ10に供給される。
Specifically, when the
さらに、第2液圧ポンプ10にて吐出させた作動油は、流路23を介して比例切換弁34へ流入していき、この比例切換弁34を通過する際に、この作動油が有するエネルギが熱エネルギに変換されて消費されてから、タンク18へ戻される。このとき、コントローラ12から比例切換弁34およびレギュレータ10aへの指令は、第1液圧ポンプ9を液圧モータとして駆動させた際に回生されるエネルギ量に基づいてコントローラ12にて算出される。
Further, the hydraulic oil discharged by the second
(3)ブーム下げ・アームダンプ複合動作時
図2において、ブームシリンダ1が収縮するようにレバー28aが操作された場合には、上述した(2)のブーム下げ単独動作時と同様に、レギュレータ9aにて第1液圧ポンプ9の吐出側が流路14側に立ち上げられ、この第1液圧ポンプ9が液圧モータとして作用する。
(3) During boom lowering / arm dump combined operation In FIG. 2, when the
また同時に、アームシリンダ3が収縮(ダンプ)するようにレバー28bが操作された場合には、コントローラ12からの指令により、レギュレータ10aにて第2液圧ポンプ10の両傾転斜板が制御され、この第2液圧ポンプ10の吐出側が流路24側に立ち上げられる。このとき、コントローラ12からの指令により、比例切換弁32が全開され、かつ比例切換弁33にて流路24と流路26とが接続される。
At the same time, when the
さらに、アームシリンダ3を収縮動作させる場合は、このアームシリンダ3のヘッド室3aから第2液圧ポンプ10に戻る作動油の流量が、このアームシリンダ3のロッド室3bに供給する作動油の流量より多くなるため、この作動油の余剰分が、流路26からフラッシング弁30を介してタンク18に戻される。このとき、流路23内の作動油の圧力と流路24内の作動油の圧力との圧力比に基づき、第2液圧ポンプ10の消費エネルギ量が第1液圧ポンプ9で回生したエネルギ量以上となるように比例制御弁33の開度がコントローラ12にて算出され、この算出した開度に比例制御弁33が制御される。
Further, when the
(4)ブーム下げ・アームクラウド複合動作時
ブームシリンダ1が収縮するようにレバー28aが操作された場合には、上述した(2)のブーム下げ単独動作時と同様に、レギュレータ9aにて第1液圧ポンプの吐出側が流路14側に立ち上げられ、この第1液圧ポンプ9が液圧モータとして作用する。
(4) During boom lowering / arm cloud combined operation When the
また同時に、アームシリンダ3が伸長(クラウド)するようにレバー28bが操作された場合には、コントローラ12からの指令により、レギュレータ10aにて第2液圧ポンプ10の両傾転斜板が制御され、この第2液圧ポンプ10の吐出側が流路23側に立ち上げられる。このとき、コントローラ12からの指令により、比例切換弁33が全開され流路24と流路26とが接続される。
At the same time, when the
さらに、アームシリンダ3を伸長動作させる場合は、このアームシリンダ3のロッド室3bから第2液圧ポンプ10に戻る作動油の流量が、このアームシリンダ3のヘッド室3aに供給する作動油の流量より少なくなる。このため、第2液圧ポンプ10の吸込流量の不足分が、チャージポンプ11からチャージチェック弁31を介して流路24に継ぎ足される。このとき、流路23と流路24との圧力比に基づき、第2液圧ポンプ10の消費エネルギ量が第1液圧ポンプ9で回生したエネルギ量以上になるように比例制御弁32の開度がコントローラ12にて算出され、この算出した開度に比例制御弁32が制御される。
Further, when the
(5)ブーム上げ単独動作時
ブームシリンダ1が伸長するようにレバー28aが操作された場合には、コントローラ12からの指令により、レギュレータ9aにて第1液圧ポンプ9の両傾転斜板が制御され、この第1液圧ポンプ9の吐出側が流路13側に立ち上げられる。さらに、第1液圧ポンプ9から吐出される作動油は、流路13から流路15を介してブームシリンダ1のヘッド室1aへ供給される。一方、ブームシリンダ1のロッド室1b内の作動油は、流路16から流路14を介して第1液圧ポンプ9へ戻される。
(5) When the boom is lifted up alone When the
このとき、ブームシリンダ1のロッド室1bから第1液圧ポンプ9へ戻る作動油の流量は、第1液圧ポンプ9からブームシリンダ1のヘッド室1aへ供給する作動油の流量より少なくなる。このため、ブームシリンダ1のロッド室1bから第1液圧ポンプ9へ戻る作動油の不足分が、チャージポンプ12からチャージ用チェック弁21および流路14を介して第1液圧ポンプ9へ供給される。
At this time, the flow rate of the hydraulic oil returning from the
(回生有)
ここで、アキュムレータ36に蓄圧させたエネルギを利用(再利用)する場合の流れについて、図5を参照して説明する。図5は、図2に示す駆動制御装置のブーム上げ時に回生エネルギを利用する場合の作動油およびエネルギの流れを示す油圧回路図である。
(With regeneration)
Here, the flow in the case of using (reusing) the energy accumulated in the
具体的に、アキュムレータ36にエネルギが蓄積、すなわち作動油が蓄圧されている場合には、コントローラ12からの指令により、蓄圧切換弁35が比例弁状態に切り換えられ、比例切換弁33が切り換えられ流路24とタンク18とが接続され、かつ比例切換弁32、34のそれぞれが遮断状態に切り換えられる。そして、コントローラ12からの指令により、蓄圧切換弁35の開度が調整され、流路23内の作動油の圧力が高められていく。また、この流路23内の作動油の圧力が流路24内の作動油の圧力よりも高められた状態で、コントローラ12からの指令により、レギュレータ10aにて第2液圧ポンプ10の両傾転斜板が制御され、この第2液圧ポンプ10を通過する作動油が流路23から流路24へ吐出されるように立ち上げられる。
Specifically, when energy is accumulated in the
このとき、第2液圧ポンプ10の吸入側の作動油の圧力が高くなる。このため、第2液圧ポンプ10は、アキュムレータ36からの作動油の供給を受けて液圧モータとして作用する。第2液圧ポンプ10が液圧モータとして作用して発生した駆動力(エネルギ)は、動力伝達装置8を介して第1液圧ポンプ9へ伝えられ、この第1液圧ポンプ9の駆動力として利用される。第2液圧ポンプ10から吐出される作動油の流量は、第1液圧ポンプ9で使用されるエネルギ量と、流路23内の作動油の圧力とに基づいてコントローラ12にて算出され、このコントローラ12にて制御される。
At this time, the pressure of the hydraulic fluid on the suction side of the second
(6)ブーム上げ・アームダンプ複合動作時
図2において、ブームシリンダ1が伸長するようにレバー28aが操作された場合には、上述した(5)のブーム上げ単独動作時と同様に、レギュレータ9aにて第1液圧ポンプ9の吐出側が流路13側に立ち上げられる。そして、ブームシリンダ1のロッド室1bから第1液圧ポンプ9へ戻る作動油の不足分が、チャージポンプ12からチャージ用チェック弁21および流路14を介して第1液圧ポンプ9へ供給される。
(6) During boom raising / arm dump combined operation In FIG. 2, when the
また同時に、アームシリンダ3が収縮するようにレバー28bが操作された場合には、上述した(3)ブーム下げ・アームダンプ複合動作時と同様に、レギュレータ10aにて第2液圧ポンプ10の吐出側が流路24側に立ち上げられ、比例切換弁32が全開され、比例切換弁33にて流路24と流路26とが接続される。ここで、流路23内の作動油の圧力が、流路24内の作動油の圧力より高い場合は、流路23からの作動油の供給を受けて第2液圧ポンプ10が液圧モータとして作用する。
At the same time, when the
そして、第1液圧ポンプ9の消費エネルギ量が第2液圧ポンプ10で回生したエネルギ量以上になるように比例制御弁33の開度がコントローラ12にて算出され、この算出した開度に比例制御弁33が制御される。このとき、流路24内の作動油の圧力が、流路23内の作動油の圧力より高い場合は、コントローラ12からの指令により、比例制御弁33が全開される。
The opening degree of the
(7)ブーム上げ・アームクラウド複合動作時
ブームシリンダ1が伸長するようにレバー28aが操作された場合には、上述した(5)のブーム上げ単独動作時と同様に、レギュレータ9aにて第1液圧ポンプ9の吐出側が流路13側に立ち上げられる。そして、ブームシリンダ1のロッド室1bから第1液圧ポンプ9へ戻る作動油の不足分が、チャージポンプ12からチャージ用チェック弁21および流路14を介して第1液圧ポンプ9へ供給される。
(7) During boom raising / arm cloud combined operation When the
また同時に、アームシリンダ3が伸長するようにレバー28bが操作された場合には、上述した(4)のブーム下げ・アームクラウド複合動作時と同様に、レギュレータ10aにて第2液圧ポンプ10の吐出側が流路23側に立ち上げられ、比例切換弁33が全開され流路24と流路26とが接続される。このとき、流路24の内圧が、流路23の内圧より高い場合は、第2液圧ポンプ10が液圧モータとして作用する。そして、上述した(6)のブーム上げ・アームダンプ複合動作時と同様に、第1液圧ポンプ9の消費エネルギ量が第2液圧ポンプ10で回生したエネルギ量以上になるように比例制御弁32の開度が制御される。このとき、流路23内の作動油の圧力が、流路24内の作動油の圧力より高い場合は、コントローラ12からの指令により、比例制御弁32が全開される。
At the same time, when the
(8)アームダンプ単独動作時
アームシリンダ3が収縮するようにレバー28bが操作された場合には、上述した(3)のブーム下げ・アームダンプ複合動作時と同様に、レギュレータ10aにて第2液圧ポンプ10の吐出側が流路24側に立ち上げられ、比例切換弁32が全開され、比例切換弁33にて流路24と流路26とが接続される。さらに、流路23と流路24との圧力比に基づき、流路24内の作動油の圧力が高くなるように比例制御弁33の開度がコントローラ12にて算出され、この算出した開度に比例制御弁33が制御される。
(8) At the time of arm dump alone operation When the
(9)アームクラウド単独動作時
アームシリンダ3が伸長するようにレバー28bが操作された場合には、上述した(4)のブーム下げ・アームクラウド複合動作時と同様に、レギュレータ10aにて第2液圧ポンプ10の吐出側が流路23側に立ち上げられ、比例切換弁33が全開され流路24と流路26とが接続される。さらに、流路23と流路24との圧力比に基づき、流路23内の作動油の圧力が高くなるように比例制御弁32の開度がコントローラ12にて算出され制御される。
(9) At the time of arm cloud single operation When the
<作用効果>
上述したように、上記第1実施形態に係る油圧ショベル1によれば、レバー28a、28bの操作に応じ、コントローラ12にて計9つの動作モード毎に、第1および第2液圧ポンプ9、10、比例切換弁32、33、34および蓄圧切換弁35を制御している。特に、閉回路107側のブームシリンダ1から排出される作動油のエネルギが大きく、この作動油により第1液圧ポンプ9が液圧モータとして駆動され高い回生トルクが生じた場合に、この第1液圧ポンプ9の動力を、動力伝達装置8を介して第2液圧ポンプ10へ伝達する。そして、この伝達した動力にて第2液圧ポンプ10を駆動させ、この第2液圧ポンプ10から吐出される作動油をアキュムレータ36に蓄圧させる。
<Effect>
As described above, according to the
そして、ブーム上げ時、すなわちブームシリンダ1を伸長駆動させる場合等において、アキュムレータ36に蓄圧させた作動油を第2液圧ポンプ10に供給させて、この第2液圧ポンプ10を駆動させ、この第2液圧ポンプ10の動力を、動力伝達装置8を介して第1液圧ポンプ9に伝えることができ、この第1液圧ポンプ9の駆動をアシストすることができる。したがって、アキュムレータ36に蓄圧させた作動油の再利用が可能となり、第1液圧ポンプ9を駆動させる際のエンジン7の負荷を低減させることができる。よって、油圧ショベル1の駆動に必要となる燃費を向上させることができるから、よりエネルギ効率の良い油圧ショベル1にできる。また同時に、第1液圧ポンプ9が液圧モータとして駆動する場合に、この第1液圧ポンプ9からエンジンへ7の動力の伝達を抑制することができるから、エンジン7の回転数が許容回転数を超過するという、エンジン7のオーバーレブを抑制することができる。
When the boom is raised, that is, when the
さらに、アキュムレータ36が飽和状態にあり、このアキュムレータ36にて作動油を蓄圧することができない場合には、第1液圧ポンプ9が液圧モータとして駆動されて生じる回生トルクを、第2液圧ポンプ10の駆動に使用する。そして、第2液圧ポンプ10の駆動にて吐出される作動油を、比例切換弁34を介してタンク18へ放出させる。この結果、第2液圧ポンプ10から吐出される作動油が比例切換弁34を通過する際に、この作動油が有するエネルギ(圧力)を熱エネルギに変換でき、第1液圧ポンプ9にて回生したエネルギを消費させることができる。したがって、アキュムレータ36に作動油を蓄圧できない場合においても、第1液圧ポンプ9を液圧モータとして駆動させた場合の回生エネルギを消費させることができ、この回生エネルギのエンジン7への伝達を抑制できるため、このエンジン7のオーバーレブを抑制することができる。
Further, when the
ここで、ブーム下げ時にブームシリンダ1から吐出される作動油を直接アキュムレータ36に蓄圧させる場合には、このブームシリンダ1の動作によって、アキュムレータ36へ流入する作動油の圧力が変動するため、安定した回生が容易ではない。また、アキュムレータ36での蓄圧を優先させた場合には、ブームシリンダ1等の操作性が悪化してしまうおそれがある。一方、ブームシリンダ1等の操作性を優先させた場合には、アキュムレータ36での回生効率が悪化してしまうおそれがある。
Here, when the hydraulic oil discharged from the
そこで、上述した第1実施形態においては、ブーム下げ時にブームシリンダ1から吐出される作動油の流量を第1液圧ポンプ9で制御し、この第1液圧ポンプ9が液圧モータとして作用した場合に発生する回生トルクで第2液圧ポンプ10を駆動させアキュムレータ36に蓄圧させる。すなわち、ブームシリンダ1の速度を第1液圧ポンプ9で調整し、この第1液圧ポンプ9での回生エネルギに応じたアキュムレータ36への蓄圧を第2の液圧ポンプ10で調整する。したがって、第1液圧ポンプ9の操作性を確保することができるとともに、第2液圧ポンプ10にてアキュムレータ36への安定した作動油の蓄圧、すなわちエネルギ回生が可能となる。
Therefore, in the first embodiment described above, the flow rate of hydraulic oil discharged from the
さらに、ブーム下げ時にブームシリンダ1から吐出される圧油を第1液圧ポンプ9で回生トルクに変換する。また、アーム動作時に第2液圧ポンプ10の吐出側よりも吸入側の圧力が高い場合に、アームシリンダ3から吐出される圧油を第2液圧ポンプ10で回生トルクに変換する。このとき、比例切換弁32で作動油の流量を調整することによって、第2液圧ポンプ10に負荷を与えることができ、これら第1および第2液圧ポンプ9、10の回生エネルギを消費することができるから、エンジン7のオーバーレブを抑制することができる。
Furthermore, the pressure oil discharged from the
特に、アキュムレータ36に作動油が蓄圧されている場合においては、このアキュムレータ36に蓄圧された作動油で第2液圧ポンプ10を液圧モータとして駆動させることによって、エンジン7の駆動をアシストすることができる。このとき、第2液圧ポンプ10の駆動を調整することによって、アキュムレータ36に蓄圧された作動油の圧力が変動した場合においても、エンジン7の安定したアシストが可能となる。
In particular, when hydraulic oil is accumulated in the
[第2実施形態]
図6は、本発明の第2実施形態に係る駆動制御装置を示す油圧回路図である。本第2実施形態が前述した第1実施形態と異なるのは、第1実施形態は、アームシリンダ3を駆動させる油圧回路が閉回路108である液圧駆動制御装置106に対し、第2実施形態は、アームシリンダ3を駆動させる油圧回路が開回路110である液圧駆動制御装置106Aとされている。なお、本第2実施形態において、第1実施形態と同一又は対応する部分には同一符号を付している。
[Second Embodiment]
FIG. 6 is a hydraulic circuit diagram showing a drive control apparatus according to the second embodiment of the present invention. The second embodiment differs from the first embodiment described above in that the first embodiment is different from the hydraulic
<構成>
具体的に、本第2実施形態においては、図6に示すように、第2液圧ポンプ10の吸排出口の一方が、流路39を介して切換弁40、比例切換弁34、リリーフ弁37および蓄圧切換弁35に接続されている。また、この第2液圧ポンプ10の吸排出口の他方は、タンク18に連通されて流体圧回路としての開回路110とされている。そして、切換弁40は、コントローラ12からの指令により流路39の導通と遮断とを切り換える。
<Configuration>
Specifically, in the second embodiment, as shown in FIG. 6, one of the suction and discharge ports of the second
比例切換弁34は、コントローラ12からの指令により、タンク18へ排出する作動油の流量を制御する。リリーフ弁37は、流路39内の作動油の圧力が所定の圧力以上になった時に、この作動油をタンク18に逃がし、この流路39を含む開回路110を保護する。さらに、流路39には、蓄圧切換弁35を介してアキュムレータ36が接続されている。この蓄圧制御弁35は、切換弁40、リリーフ弁37および切換制御弁34のそれぞれに接続されている。
The
また、第2液圧ポンプ10の吸排出口の一方には、流路39、切換弁40およびチェック弁43を介してコントロール弁としての比例切換弁44が接続されている。比例切換弁44には、カウンタバランス弁45と、流路47、48を介してアームシリンダ3とがそれぞれ接続されている。すなわち、アームシリンダ3には、カウンタバランス弁45と、流路47、48を介して比例切換弁44とが接続され、この比例切換弁44がタンク18に接続されて開回路110とされている。
Further, a
チェック弁43は、比例切換弁44から切換弁40への作動油の逆流を防止する。比例切換弁44は、コントローラ12からの指令により、チェック弁43およびタンク18の接続先を、カウンタバランス弁45または流路48に切り換えるとともに、この比例切換弁44を通過する作動油の流量を調整する。さらに、カウンタバランス弁45は、アームシリンダ3の自重落下を抑制するものであって、流路47を介してアームシリンダ3のヘッド室3aに接続されている。一方、流路48は、アームシリンダ3のロッド室3bに接続されている。さらに、流路47、48間には、リリーフ弁29a、29bが設けられ、これらリリーフ弁29a、29b間がタンク18に接続されている。
The
コントローラ12は、第1実施形態と同様、レバー28a、28bからのブームシリンダ1およびアームシリンダ3の伸縮方向および目標速度の入力信号と、各閉回路107および開回路110内のセンサ情報に基づいて、第1液圧ポンプ9のレギュレータ9a、第2液圧ポンプ10のレギュレータ10a、切換弁40、比例切換弁34、44および蓄圧切換弁35を制御する。
As in the first embodiment, the
<作用>
次に、上記第2実施形態に係る油圧ショベル1に搭載した液圧駆動制御装置106Aの作用について、この油圧ショベル1の動作モード毎に説明する。なお、各動作モードにおいては、コントローラ12からの信号により、エンジン7の燃費が向上するように、第1および第2液圧ポンプ9、10の両傾転斜板の傾転角や、切換弁40、比例切換弁34、44および蓄圧切換弁35の開閉がそれぞれ制御される。
<Action>
Next, the operation of the hydraulic
(1)停止時
各レバー28a、28bの非操作時には、第1および第2液圧ポンプ9、10の各両傾転斜板がそれぞれ最小傾転角に制御され、かつ切換弁40、比例切換弁34、44および蓄電比例弁35の全てが閉じられ、ブームシリンダ1およびアームシリンダ3の駆動が保持されている。
(1) When stopped When the
(2)ブーム下げ単独動作時
ブームシリンダ1が収縮するようにレバー28aが操作された場合には、第1液圧ポンプ9の吐出側が流路14側に立ち上げられ、この第1液圧ポンプ9が液圧モータとして作用する。
(2) At the time of boom lowering alone operation When the
(回生有)
ここで、第1液圧ポンプ9が液圧モータとして作用し、アキュムレータ36が所定の圧力以下で蓄圧可能な場合は、蓄圧切換弁35がチェック弁状態に切り換えられ、かつ切換弁40および比例切換弁34のそれぞれが遮断状態に切り換えられる。さらに、第2液圧ポンプ10の吐出側が流路39側に立ち上げられ、この第2液圧ポンプ10にて吐出させた作動油は、流路39および蓄圧切換弁35を介してアキュムレータ36へ流入され、このアキュムレータ36に蓄圧される。
(With regeneration)
Here, when the first
(回生無)
次いで、第1液圧ポンプ9が液圧モータとして作用し、アキュムレータ36が所定の圧力以上で蓄圧不可能な場合は、蓄圧切換弁35および切換弁40のそれぞれが遮断状態に切り換えられる。さらに、第2液圧ポンプ10の吐出側が流路39側に立ち上げられ、この第2液圧ポンプ10にて吐出させた作動油は、流路39を介して比例切換弁34へ流入し、この比例切換弁34を通過する際に、この作動油が有するエネルギ(圧力)が熱エネルギに変換されて消費されてからタンク18へ戻される。
(No regeneration)
Next, when the first
(3)ブーム下げ・アームダンプ複合動作時
ブームシリンダ1が収縮するようにレバー28aが操作された場合には、上述した(2)のブーム下げ単独動作時と同様に、第1液圧ポンプ9の吐出側が流路14側に立ち上げられ、この第1液圧ポンプ9が液圧モータとして作用する。
(3) During boom lowering / arm dump combined operation When the
また同時に、アームシリンダ3が収縮するようにレバー28bが操作された場合には、コントローラ12からの指令により、第2液圧ポンプ10のレギュレータ10aが、この第2液圧ポンプ10の斜板を、第2液圧ポンプ10の吐出側が流路39側になるよう立ち上げられる。このとき、コントローラ12からの指令により、切換弁40が全開され、かつ比例切換弁44にてチェック弁43と流路48との間、およびタンク18と流路47との間がそれぞれ接続される。そして、流路39内とタンク18内との圧力比に基づき、第2液圧ポンプ10の消費エネルギ量が第1液圧ポンプ9で回生したエネルギ量以上となり、レバー28bで与えられた目標シリンダ速度になるように比例制御弁44の開度とレギュレータ10aの傾転角指令とがコントローラ12にて算出されて制御される。
At the same time, when the
(4)ブーム下げ・アームクラウド複合動作時
ブームシリンダ1が収縮するようにレバー28aが操作された場合には、上述した(2)のブーム下げ単独動作時と同様に、第1液圧ポンプ9の吐出側が流路14側に立ち上げられ、この第1液圧ポンプ9が液圧モータとして作用する。
(4) During boom lowering / arm cloud combined operation When the
また同時に、アームシリンダ3が伸長するようにレバー28bが操作された場合には、第2液圧ポンプ10の吐出側が流路39側に立ち上げられる。さらに、切換弁40が全開され、かつ比例切換弁44にてチェック弁43と流路47との間、およびタンク18と流路48との間がそれぞれ接続される。そして、流路39内とタンク18内との圧力比に基づき、第2液圧ポンプ10の消費エネルギ量が第1液圧ポンプ9で回生したエネルギ量以上となり、レバー28bで与えられた目標シリンダ速度になるように比例制御弁44の開度とレギュレータ10aの傾転角指令とがコントローラ12にて算出されて制御される。
At the same time, when the
(5)ブーム上げ単独動作時
ブームシリンダ1が伸長するようレバー28aが操作された場合には、第1液圧ポンプ9の吐出側が流路13側に立ち上げられる。そして、第1液圧ポンプ9から吐出される作動油が、流路13から流路15を介してブームシリンダ1のヘッド室1aへ供給され、ブームシリンダ1のロッド室1b内の作動油が、流路16から流路14を介して第1液圧ポンプ9へ戻される。
(5) During boom raising single operation When the
(回生有)
ここで、アキュムレータ36に作動油が蓄圧されている場合は、蓄圧切換弁35が比例弁状態に切り換えられ、かつ切換弁40および比例切換弁34のそれぞれが遮断状態に切り換えられる。そして、蓄圧切換弁35の開度が調整され、流路39内の作動油の圧力が高められていく。また、流路39内の作動油の圧力がタンク18内の作動油の圧力よりも高められた状態で、第2液圧ポンプ10を通過する作動油が流路39からタンク18へ吐出されるように立ち上げられる。
(With regeneration)
Here, when the hydraulic oil is accumulated in the
このとき、第2液圧ポンプ10の吸入側の作動油の圧力が高くなる。このため、第2の液圧ポンプ10は、アキュムレータ36からの作動油の供給を受けて液圧モータとして作用する。そして、第2液圧ポンプ10から吐出される作動油の流量は、第2液圧ポンプ10で発生する回生エネルギ量が第1液圧ポンプ9で使用されるエネルギ量となるように、流路39内の作動油の圧力とに基づいてコントローラ12にて算出されて制御される。
At this time, the pressure of the hydraulic fluid on the suction side of the second
(6)ブーム上げ・アームダンプ複合動作時
ブームシリンダ1が伸長するようにレバー28aが操作された場合には、上述した(5)のブーム上げ単独動作時と同様に、第1液圧ポンプ9の吐出側が流路13側に立ち上げられる。
(6) During boom raising / arm dump combined operation When the
また同時に、アームシリンダ3が収縮するようにレバー28bが操作された場合には、上述した(3)ブーム下げ・アームダンプ複合動作時と同様に、第2液圧ポンプ10の吐出側が流路39側に立ち上げられ、切換弁40が全開され、比例切換弁44にてチェック弁43と流路48との間、およびタンク18と流路47との間がそれぞれ接続される。
At the same time, when the
ここで、アキュムレータ36に作動油が蓄圧されている場合は、蓄圧切換弁35が比例弁状態に切換えられ、切換弁40が全開状態に切り換えられ、かつ比例切換弁34が遮断状態に切り換えられる。さらに、レバー28bの入力に応じて蓄圧切換弁35の開度が調整され、流路39内の圧力が高められていくとともに、比例切換弁44にてチェック弁43と流路48との間、およびタンク18と流路47との間がそれぞれ接続される。
Here, when hydraulic oil is accumulated in the
(7)ブーム上げ・アームクラウド複合動作時
ブームシリンダ1が伸長するようにレバー28aが操作された場合には、上述した(5)のブーム上げ単独動作時と同様に、第1液圧ポンプ9の吐出側が流路13側に立ち上げられる。
(7) During boom raising / arm cloud combined operation When the
また同時に、アームシリンダ3が伸長するようにレバー28bが操作された場合には、上述した(4)のブーム下げ・アームクラウド複合動作時と同様に、第2液圧ポンプ10の吐出側が流路39側に立ち上げられ、切換弁40が全開され、かつ比例切換弁44にてチェック弁43と流路47との間、およびタンク18と流路48との間が接続される。
At the same time, when the
そして、アキュムレータ36に作動油が蓄圧されている場合は、蓄圧切換弁35が比例弁状態に切換えられ、切換弁40が全開状態に切り換えられ、かつ比例切換弁34が遮断状態に切り換えられる。さらに、レバー28bの入力に応じて蓄圧切換弁35の開度が調整され、流路39内の圧力が高められていくとともに、比例切換弁44にてチェック弁43と流路48との間、およびタンク18と流路47との間がそれぞれ接続される。
When hydraulic oil is accumulated in the
(8)アームダンプ単独動作時
アームシリンダ3が収縮するようにレバー28bが操作された場合には、上述した(3)のブーム下げ・アームダンプ複合動作時と同様に、第2液圧ポンプ10の吐出側が流路39側に立ち上げられ、切換弁40が全開され、かつ比例切換弁44にてチェック弁43と流路48との間、およびタンク18と流路47との間がそれぞれ接続される。
(8) At the time of arm dump single operation When the
そして、アキュムレータ36に作動油が蓄圧されている場合は、蓄圧切換弁35が比例弁状態に切換えられ、切換弁40が全開状態に切り換えられ、かつ比例切換弁34が遮断状態に切り換えられる。さらに、レバー28bの入力に応じて蓄圧切換弁35の開度が調整され、流路39内の圧力が高められていくとともに、比例切換弁44にてチェック弁43と流路48との間、およびタンク18と流路47との間がそれぞれ接続される。
When hydraulic oil is accumulated in the
(9)アームクラウド単独動作時
アームシリンダ3が伸長するようにレバー28bが操作された場合には、上述した(4)のブーム下げ・アームクラウド複合動作時と同様に、第2液圧ポンプ10の吐出側が流路39側に立ち上げられ、切換弁49が全開され、かつ比例切換弁44にてチェック弁43と流路47との間、およびタンク18と流路48との間がそれぞれ接続される。
(9) At the time of arm cloud single operation When the
そして、アキュムレータ36に作動油が蓄圧されている場合は、蓄圧切換弁35が比例弁状態に切換えられ、切換弁40が全開状態に切り換えられ、かつ比例切換弁34が遮断状態に切り換えられる。さらに、蓄圧切換弁35の開度が調整され、流路39内の圧力が高められていくとともに、比例切換弁44にてチェック弁43と流路48との間、およびタンク18と流路47との間がそれぞれ接続される。
When hydraulic oil is accumulated in the
<作用効果>
上述したように、上記第2実施形態に係る油圧ショベル1によれば、レバー28a、28bの操作に応じ、コントローラ12にて計9つの動作モード毎に、第1および第2液圧ポンプ9、10、切換弁40、比例切換弁34、44および蓄圧切換弁35を制御する。そして、第1液圧ポンプ9が液圧モータとして作用する場合の回生エネルギを第2液圧ポンプ10に伝達して駆動させ、この第2液圧ポンプ10にて吐出される作動油をアキュムレータ36に蓄圧させる。
<Effect>
As described above, according to the
また、このアキュムレータ36に作動油を蓄圧できない場合であっても、第1液圧ポンプ9が液圧モータとして作用する場合の回生エネルギを、第2液圧ポンプ10の駆動に使用でき、この第2液圧ポンプ10から吐出される作動油のエネルギを、比例切換弁34を通過する際に熱エネルギとして消費させることができる。よって、アームシリンダ3を駆動させる油圧回路が開回路110の場合であっても、上記第1実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
Even when the hydraulic oil cannot be stored in the
[第3実施形態]
図7は、本発明の第3実施形態に係る駆動制御装置を示す油圧回路図である。本第3実施形態が前述した第1実施形態と異なるのは、第1実施形態は、2つの閉回路107、108にて構成された液圧駆動制御装置106に対し、第3実施形態は、2つの閉回路107、108に1つの開回路110を加えた構成の液圧駆動制御装置106Bとされている。なお、本第3実施形態において、第1および第2実施形態と同一又は対応する部分には同一符号を付している。
[Third Embodiment]
FIG. 7 is a hydraulic circuit diagram showing a drive control apparatus according to the third embodiment of the present invention. The third embodiment is different from the first embodiment described above in that the first embodiment is different from the hydraulic
<構成>
具体的に、本第3実施形態は、図7に示すように、第1実施形態の閉回路107、108に、第2実施形態の開回路110が組み合わされている。開回路110は、バケットシリンダ5を駆動する構成とされている。この開回路110の流路47は、バケットシリンダ5のシリンダ5cに伸縮可能に取り付けられたシリンダロッド5dを伸長させるためのヘッド室5aに接続されている。また、開回路110の流路48は、バケットシリンダ5のシリンダロッド5dを縮退させるためのロッド室5bに接続されている。
<Configuration>
Specifically, in the third embodiment, as shown in FIG. 7, the
さらに、開回路110は、第2液圧ポンプ10と同様に構成された第3液圧ポンプ38を備えており、この第3液圧ポンプ38は、動力伝達装置8に接続されている。また、第3液圧ポンプ38には、この第3液圧ポンプ38の両傾転斜板機構の両傾転斜板の傾斜角を調整するレギュレータ38aが取り付けられている。さらに、開回路110は、比例切換弁34と同様に構成された比例切換弁34aと、蓄圧切換弁35と同様に構成された蓄圧切換弁35aと、アキュムレータ36と同様に構成されたアキュムレータ36aと、リリーフ弁37と同様に構成されたリリーフ弁37aとを備えた構成とされている。
Furthermore, the
動力伝達装置8は、例えば、ブームシリンダ1から排出される作動油にて第1液圧ポンプ9が液圧モータとして駆動され回生エネルギに変換し場合に、第2および第3液圧ポンプ10、38のうちの、アームシリンダ3またはバケットシリンダ5の駆動に使用していない第2または第3液圧ポンプ10、38を優先的に選択し、この選択した第2または第3液圧ポンプ10、38を回生エネルギにて駆動させる。すなわち、この動力伝達装置8は、さらに作動油を供給可能なアームシリンダ3を駆動させる第2液圧ポンプ10、またはバケットシリンダ5を駆動させる第3液圧ポンプ38を回生エネルギにて駆動させる。そして、この第2または第3液圧ポンプ10、38から吐出される作動油をアキュムレータ36、36aあるいは比例制御弁34、34aに流入させて消費させる。
For example, when the first
<作用>
次に、上記第3実施形態に係る油圧ショベル1に搭載した液圧駆動制御装置106Bの作用について説明する。
<Action>
Next, the operation of the hydraulic drive control device 106B mounted on the
(1)ブーム下げ単独動作時
ブームシリンダ1がレバー28aにて収縮操作された場合(ブーム下げ時)には、第1液圧ポンプ9の吐出側が流路14側に立ち上げられ、ブームシリンダ1のヘッド室1aから吐出される作動油が第1の液圧ポンプ9に流入していき、第1液圧ポンプ9が液圧モータとして作用する。
(1) During boom lowering alone operation When the
このとき、コントローラ12によって、第1液圧ポンプ9の吸入側および排出側の作動油の圧力差と、この第1液圧ポンプ9の回転数とに基づいて、回生エネルギが計算される。次いで、この計算した回生エネルギを、いずれか1台のアキュムレータ36、36aで吸収して蓄圧することが可能な場合は、コントローラ12によって、アキュムレータ36の内圧と、アキュムレータ36aの内圧とを比較する。そして、内圧が低い側のアキュムレータ36、36aに接続されている第2または第3液圧ポンプ10、38を、第1液圧ポンプ9にて変換した回生エネルギにて駆動させる。次いで、これら第2または第3液圧ポンプ10、38から吐出される作動油を、アキュムレータ36、36aへ送って蓄圧させることにより、第1液圧ポンプ9にて変換した回生エネルギを消費でき、エンジン7のオーバーレブを抑制することが可能となる。
At this time, the
一方、アキュムレータ36の内圧とアキュムレータ36aの内圧が等しい場合は、例えば、ブーム2下げ動作と同時に動作させる頻度の低いバケット6を駆動させるための第3液圧ポンプ38を回生エネルギにて駆動させる。そして、この第3液圧ポンプ38から吐出される作動油を、アキュムレータ36aへ送って蓄圧させて、第1液圧ポンプ8にて変換した回生エネルギを消費させ、エンジン7のオーバーレブを抑制する。
On the other hand, when the internal pressure of the
また、計算した回生エネルギを、いずれか1台のアキュムレータ36、36aで吸収することが不可能な場合は、第2および第3液圧ポンプ10、38のそれぞれを回生エネルギにて駆動させる。そして、これら第2および第3液圧ポンプ10、38から吐出される作動油をアキュムレータ36、36aへ送って蓄圧させて、第1液圧ポンプ9にて変換した回生エネルギを消費させ、エンジン7のオーバーレブを抑制する。
When the calculated regenerative energy cannot be absorbed by any one of the
さらに、いずれか一方のアキュムレータ36、36aが飽和状態にある場合は、他方のアキュムレータ36a、36に接続された第3または第2液圧ポンプ38、10を回生エネルギで駆動させる。そして、これら第3または第2液圧ポンプ38、10から吐出される作動油を、比例切換弁34a、34を介してタンク18へ放出させて、この比例切換弁34a、34を通過する際に熱エネルギに変換して消費させ、エンジン7のオーバーレブを抑制する。
Further, when either one of the
(2)ブーム・アーム複合動作時
ブーム下げ時には、ブームシリンダ1のヘッド室1aから吐出される作動油にて第1液圧ポンプ9が液圧モータとして駆動させ、ヘッド室1aから吐出される作動油が有するエネルギを回生エネルギに変換する。このとき、アーム4を動作させる場合に、第2液圧ポンプ10の吐出側の作動油の圧力よりも、この第2液圧ポンプ10の吸入側の作動油の圧力が低い状態においては、この第2液圧ポンプ10を回生エネルギにて駆動させることによって、この回生エネルギを消費でき、エンジン7のオーバーレブを抑制できる。
(2) During combined boom and arm operation When the boom is lowered, the first
一方、第1液圧ポンプ9にて変換した回生エネルギが、第2液圧ポンプ10の駆動に必要な駆動エネルギより大きい場合には、この回生エネルギから第2液圧ポンプ10の駆動に必要な駆動エネルギを差し引いた残りの回生エネルギにて、第3液圧ポンプ38を駆動させる。そして、第3液圧ポンプ38から吐出される作動油をアキュムレータ36aへ送って蓄圧させて、回生エネルギを消費させ、エンジン7のオーバーレブを抑制する。
On the other hand, when the regenerative energy converted by the first
また、第2液圧ポンプ10の吐出側の作動油の圧力より、この第2液圧ポンプ10の吸入側の作動油の圧力が高い場合においては、アームシリンダ3から排出される作動油にて第2液圧ポンプ10を液圧モータとして駆動させて、アームシリンダ3から排出される作動油が有するエネルギを回生エネルギに変換する。この回生エネルギにて第3液圧ポンプ38を駆動させる。そして、第3液圧ポンプ38から吐出される作動油をアキュムレータ36aへ送って蓄圧させて、第2液圧ポンプ10にて発生した回生エネルギを消費させ、エンジン7のオーバーレブを抑制する。
Further, when the pressure of the hydraulic fluid on the suction side of the second
さらに、アキュムレータ36aが飽和状態にある場合は、このアキュムレータ36aに接続された第3液圧ポンプ38を回生エネルギで駆動させ、第3液圧ポンプ38から吐出される作動油を、比例切換弁34aを介してタンク18へ放出させて、この比例切換弁34aを通過する際に作動油のエネルギを熱エネルギに変換して消費させ、エンジン7のオーバーレブを抑制する。
Further, when the
また、ブーム上げ時にアーム4を動作させる際に、第2液圧ポンプ10の吐出側の作動油の圧力より、この第2液圧ポンプ10の吸入側の作動油の圧力が高い場合には、アームシリンダ3から排出される作動油にて第2液圧ポンプ10を液圧モータとして駆動させて、アームシリンダ3から排出される作動油が有するエネルギを回生エネルギに変換する。そして、この回生エネルギにて第1液圧ポンプ9を駆動させて、第2液圧ポンプ10にて変換した回生エネルギを消費させ、エンジン7のオーバーレブを抑制する。
Further, when operating the
(3)ブーム・アーム・バケット複合動作時
ブーム下げ時には、ブームシリンダ1のヘッド室1aから吐出される作動油にて第1液圧ポンプ9を液圧モータとして駆動させて、ヘッド室1aから吐出される作動油が有するエネルギを回生エネルギに変換する。このとき、アーム4を動作させる場合に、第2液圧ポンプ10の吐出側の作動油の圧力よりも、この第2液圧ポンプ10の吸入側の作動油の圧力が低い場合には、第2液圧ポンプ10を回生エネルギにて駆動させて、この回生エネルギを消費させ、エンジン7のオーバーレブを抑制する。
(3) At the time of boom / arm / bucket combined operation When the boom is lowered, the hydraulic fluid discharged from the
一方、第1液圧ポンプ9にて変換した回生エネルギが、第2液圧ポンプ10の駆動に必要な駆動エネルギより大きい場合には、この回生エネルギから第2液圧ポンプ10の駆動に必要な駆動エネルギを差し引いた残りの回生エネルギにて、第3液圧ポンプ38を駆動させる。そして、第3液圧ポンプ38から吐出される作動油をバケットシリンダ5へ送って駆動させて、回生エネルギを消費させる。よって、この回生エネルギのエンジン7への伝達をより効率良く抑制できるため、エンジン7のオーバーレブをより効率良く抑制できる。
On the other hand, when the regenerative energy converted by the first
さらに、アーム動作時に、第2液圧ポンプ10の吐出側の作動油の圧力より、この第2液圧ポンプ10の吸入側の作動油の圧力が高い場合には、アームシリンダ3から排出される作動油にて第2液圧ポンプ10を液圧モータとして駆動させて、アームシリンダ3から排出される作動油が有するエネルギを回生エネルギに変換し、この回生エネルギにて第3液圧ポンプ38を駆動させる。そして、第3液圧ポンプ38から吐出される作動油をバケットシリンダ5へ送って駆動させて、第2液圧ポンプ10にて変換した回生エネルギを消費させ、エンジン7のオーバーレブを抑制する。
Furthermore, when the pressure of the hydraulic fluid on the suction side of the second
この場合に、第2液圧ポンプ10にて変換した回生エネルギが、第3液圧ポンプ38によるバケットシリンダ5の駆動に必要な駆動エネルギより大きい場合には、比例制御弁44にてバケットシリンダ5へ供給される作動油の流量を制御しつつ、残りの作動油をアキュムレータ36aへ送って蓄圧させる。この結果、第3液圧ポンプ38の駆動エネルギを増加できるとともに、回生エネルギを消費でき、エンジン7のオーバーレブを抑制できる。
In this case, when the regenerative energy converted by the second
さらに、アキュムレータ36aが飽和状態にある場合は、このアキュムレータ36aに接続された第3液圧ポンプ38を回生エネルギで駆動させる。そして、第3液圧ポンプ38から吐出される作動油を、比例切換弁34aを介してタンク18へ放出させて熱エネルギに変換して消費させ、エンジン7のオーバーレブを抑制する。
Further, when the
<作用効果>
上述したように、上記第3実施形態に係る油圧ショベル1によれば、レバー28a、28bの操作に応じ、第1ないし第3液圧ポンプ9、10、38、比例切換弁32、33、34、34a、切換弁40および蓄圧切換弁35、35aを制御する。そして、第1または第2液圧ポンプ9、10が液圧モータとして作用する場合の回生エネルギを、第2または第3液圧ポンプ10、38に伝達してアキュムレータ36、36aに蓄圧させる。また、これらアキュムレータ36、36aに蓄圧できない場合であっても、回生エネルギを第2または第3液圧ポンプ10、38の駆動に使用して、比例切換弁34、34aを通過させて熱エネルギとして消費させる。よって、複数の閉回路107、108と開回路110とが組み合わされた液圧駆動制御装置106Bであっても、上記第1実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
<Effect>
As described above, according to the
[その他]
なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形態様が含まれる。例えば、前述した実施形態は、本発明を分りやすく説明するために説明したものであり、本発明は、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
[Others]
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, Various deformation | transformation aspects are included. For example, the above-described embodiments have been described in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and the present invention is not necessarily limited to those having all the configurations described.
そして、上記第1実施形態は2つの閉回路107、108を組み合わせた液圧駆動制御装置106とし、第2実施形態は閉回路107に開回路110を組み合わせた液圧駆動制御装置106Aとし、第3実施形態は2つの閉回路107、108に一つの閉回路110を組み合わせた液圧駆動制御装置106Bとしたが、液圧モータとして駆動し回生エネルギに変換する第1または第2液圧ポンプ9、10を備えた流体圧回路が閉回路107とされた構成であれば、これら閉回路107、108および開回路110を必要に応じて組み合わせることもできる。
The first embodiment is a hydraulic
また、負荷圧を発生させる手段として比例切換弁34、34aとアキュムレータ36、36aとを用いたが、比例切換弁34、34aのみとし、回生エネルギにて第2または第3液圧ポンプ10、38を駆動させ、これら第2または第3液圧ポンプ10、38から吐出される作動油を比例切換弁34、34aへ送り、この作動油のエネルギを熱エネルギに変換して消費させることもできる。さらに、エネルギを蓄えるエネルギ蓄積部としては、アキュムレータ36、36aの代わりに、油圧モータと、この油圧モータにて駆動される電動・発電機と、この電動・発電機にて発電された電力を蓄電するバッテリとを備えさせることもできる。この場合には、回生エネルギにて第2または第3液圧ポンプ10、38を駆動させた際に吐出される作動油にて油圧モータを駆動させ、この油圧モータにて電動・発電機を駆動させ、この電動・発電機にて発電させた電力をバッテリに蓄電させて消費させる。
Further, although the
さらに、上記各実施形態においては、ブームシリンダ1、アームシリンダ3およびバケットシリンダ5を組み合わせた動作について説明したが、本発明はこれに限定されず、これらブームシリンダ1、アームシリンダ3およびバケットシリンダ5の他、例えば、旋回装置104を駆動させる旋回モータや、下部走行体102の走行装置を駆動させる走行モータ等の他の油圧アクチュエータを適宜組み合わせて適用させることもできる。また、アキュムレータ36、36aに蓄圧させた作動油にてアームシリンダ3またはバケットシリンダ5を直接駆動させる構成とすることもできる。
Further, in each of the above embodiments, the operation of combining the
そして、上記各実施形態においては、作業機械としてクローラ式の油圧ショベル1について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばホイールローダ、ホイールショベル、クレーン等の液体圧アクチュエータにて駆動される種々の作業機械や、エンジン7の代わりに電動モータで駆動する電動式油圧ショベルなどの作業機械についても対応させて用いることもできる。
In each of the above embodiments, the crawler
1 ブームシリンダ(閉回路用流体圧アクチュエータ)
1a ヘッド室
1b ロッド室
1c シリンダ
1d シリンダロッド
2 ブーム
3 アームシリンダ(液体圧アクチュエータ)
3a ヘッド室
3b ロッド室
3c シリンダ
3d シリンダロッド
4 アーム
5 バケットシリンダ(液体圧アクチュエータ)
5a ヘッド室
5b ロッド室
5c シリンダ
5d シリンダロッド
6 バケット
7 エンジン(駆動源)
8 動力伝達装置(動力伝達部)
9 第1液圧ポンプ(閉回路用液体圧ポンプ)
9a レギュレータ
10 第2液圧ポンプ(流体圧ポンプ)
10a レギュレータ
11 チャージポンプ
12 コントローラ
13 流路
14 流路
15 流路
16 流路
17a、17b チェック弁
18 タンク
19a、19b リリーフ弁
20 フレッシング弁
21 チャージ用チェック弁
22 チャージ用リリーフ弁
23 流路
24 流路
25 流路
26 流路
27a、27b チェック弁
28a、28b レバー
29a、29b リリーフ弁
30 フラッシング弁
31 チャージ用チェック弁
32 比例切換弁
33 比例切換弁
34、34a 比例切換弁(負荷圧発生部、圧力損失部)
35、35a 蓄圧切換弁
36、36a アキュムレータ(負荷圧発生部、エネルギ蓄積部)
37、37a リリーフ弁
38 第3液圧ポンプ(流体圧ポンプ)
38a レギュレータ
39 流路
40 切換弁
43 チェック弁
44 比例切換弁
45 カウンタバランス弁
47 流路
48 流路
100 油圧ショベル(作業機械)
101 下部走行体
102 上部旋回体(作業機本体)
130 キャブ
104 旋回装置
105 フロント作業機
106、106A、106B 液圧駆動制御装置
107 閉回路
108 閉回路(流体圧回路)
109 流路切換部
110 開回路(流体圧回路)
1 Boom cylinder (fluid pressure actuator for closed circuit)
8 Power transmission device (power transmission part)
9 First hydraulic pump (liquid pressure pump for closed circuit)
35, 35a Accumulation
37,
101
DESCRIPTION OF SYMBOLS 130
109 Flow
Claims (4)
この作業機本体に設けられた駆動源と、
この駆動源にて駆動される流体圧ポンプ、この流体圧ポンプから吐出される流体にて駆動される流体圧アクチュエータ、前記流体圧ポンプの吐出側に負荷圧を発生させる負荷圧発生部、および前記流体圧ポンプから吐出される流体の流路を前記流体圧アクチュエータと前記負荷圧発生部とのいずれかに切り換える流路切換部を有する流体圧回路と、
前記駆動源にて駆動され吐出流量および吐出方向が制御可能な閉回路用流体圧ポンプ、およびこの閉回路用流体圧ポンプから吐出される流体にて駆動される閉回路用流体圧アクチュエータを備えた閉回路と、
前記閉回路用流体圧ポンプの動力を前記流体圧ポンプに伝達する動力伝達部と、
を備えたことを特徴とする作業機械。 The work machine body,
A drive source provided in the work machine body,
A fluid pressure pump driven by the drive source, a fluid pressure actuator driven by a fluid discharged from the fluid pressure pump, a load pressure generating section for generating a load pressure on the discharge side of the fluid pressure pump, and the A fluid pressure circuit having a flow path switching unit that switches a flow path of fluid discharged from a fluid pressure pump to either the fluid pressure actuator or the load pressure generation unit;
A closed circuit fluid pressure pump driven by the drive source and capable of controlling a discharge flow rate and a discharge direction, and a closed circuit fluid pressure actuator driven by a fluid discharged from the closed circuit fluid pressure pump. Closed circuit,
A power transmission unit for transmitting power of the closed-circuit fluid pressure pump to the fluid pressure pump;
A work machine characterized by comprising:
前記流体圧ポンプから吐出される流体を貯留するタンクと、
このタンクと前記流体圧ポンプとをつなぐ流路と、を備え、
前記負荷圧発生部は、前記流路上に設けられた圧力損失部である
ことを特徴とする作業機械。 The work machine according to claim 1,
A tank for storing fluid discharged from the fluid pressure pump;
A flow path connecting the tank and the fluid pressure pump,
The work pressure generation unit is a pressure loss unit provided on the flow path.
前記負荷圧発生部は、前記流体圧ポンプから吐出される流体が有するエネルギを蓄えるエネルギ蓄積部である
ことを特徴とする作業機械。 The work machine according to claim 1 or 2,
The working machine, wherein the load pressure generation unit is an energy storage unit that stores energy of fluid discharged from the fluid pressure pump.
前記流体圧回路を複数備え、
前記動力伝達部は、前記閉回路用流体圧アクチュエータから排出される流体にて前記閉回路用流体圧ポンプが駆動された場合に、前記複数の流体圧回路の前記流体圧ポンプのうちの、前記流体圧アクチュエータの駆動に使用していない前記流体圧ポンプを優先的に選択し、この選択した前記流体圧ポンプを駆動させ、吐出する流体を前記負荷圧発生部に流入させる
ことを特徴とする作業機械。 The work machine according to any one of claims 1 to 3,
A plurality of fluid pressure circuits;
When the closed circuit fluid pressure pump is driven by the fluid discharged from the closed circuit fluid pressure actuator, the power transmission unit includes the fluid pressure pumps of the plurality of fluid pressure circuits. The fluid pressure pump that is not used for driving the fluid pressure actuator is preferentially selected, the selected fluid pressure pump is driven, and the fluid to be discharged is caused to flow into the load pressure generating section. machine.
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