JP2022132776A - hydraulic system - Google Patents
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Abstract
Description
本願に開示の技術は、油圧システムに関する。 The technology disclosed in the present application relates to hydraulic systems.
従来より、建設機械等を駆動する油圧システムが知られている。例えば特許文献1に開示されているショベルの油圧システムは、旋回体を駆動する油圧モータを備えている。この油圧システムでは、旋回体の減速時に油圧モータから吐出される作動油をアキュムレータに蓄積することにより、回生エネルギを得ている。しかしながら、回生エネルギの獲得についてまだまだ十分とは言えない。 Hydraulic systems for driving construction machines and the like have been conventionally known. For example, the excavator hydraulic system disclosed in Patent Document 1 includes a hydraulic motor that drives a revolving body. In this hydraulic system, regenerative energy is obtained by accumulating in an accumulator the hydraulic oil discharged from the hydraulic motor during deceleration of the revolving body. However, it cannot be said that the acquisition of regenerative energy is sufficient.
しかしながら、前述した特許文献1の油圧システムでは、回生エネルギの獲得という点ではまだまだ十分とは言えない。 However, it cannot be said that the hydraulic system of Patent Document 1 described above is still sufficient in terms of obtaining regenerative energy.
本願に開示の技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、より多くの回生エネルギを獲得することができる油圧システムを提供することにある。 The technology disclosed in the present application has been made in view of this point, and its object is to provide a hydraulic system capable of acquiring more regenerative energy.
本願に開示の技術は、油圧ポンプと、可変容量型の油圧モータと、給排ラインと、第1アキュムレータと、制御装置とを備えた油圧システムである。前記給排ラインは、前記油圧ポンプからの作動油を前記油圧モータに給排して前記油圧モータを駆動する。前記第1アキュムレータは、前記給排ラインの作動油を蓄積する。制御装置は、前記油圧モータを制御する。そして、前記制御装置は、前記第1アキュムレータが前記油圧モータの吸入側または吐出側と連通する際、前記第1アキュムレータに蓄積されている作動油の圧力に応じて前記油圧モータの容量を制御する。 The technology disclosed in the present application is a hydraulic system including a hydraulic pump, a variable displacement hydraulic motor, a supply/discharge line, a first accumulator, and a control device. The supply/discharge line supplies/discharges hydraulic oil from the hydraulic pump to/from the hydraulic motor to drive the hydraulic motor. The first accumulator accumulates hydraulic fluid in the supply/discharge line. A control device controls the hydraulic motor. When the first accumulator communicates with the suction side or the discharge side of the hydraulic motor, the control device controls the displacement of the hydraulic motor according to the pressure of hydraulic fluid accumulated in the first accumulator. .
本願に開示の別の技術は、油圧ポンプと、油圧モータと、第1アキュムレータとを備えた油圧システムである。前記油圧モータは、前記油圧ポンプから作動油が供給されて駆動される。前記第1アキュムレータは、前記油圧モータの加速時に、前記油圧モータへ供給される作動油のうち余剰な作動油を蓄積する。 Another technology disclosed in this application is a hydraulic system that includes a hydraulic pump, a hydraulic motor, and a first accumulator. The hydraulic motor is driven by hydraulic oil supplied from the hydraulic pump. The first accumulator accumulates excess hydraulic fluid among hydraulic fluid supplied to the hydraulic motor during acceleration of the hydraulic motor.
前述した油圧システムによれば、より多くの回生エネルギを獲得することができる。 According to the hydraulic system described above, more regenerative energy can be obtained.
以下、例示的な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Exemplary embodiments are described in detail below on the basis of the drawings.
図1は、油圧システム100を示す概略構成図である。本実施形態の油圧システム100は、ショベル等の建設機械に搭載される。例えば、建設機械は、図示しないが、走行体と、走行体の上面に旋回可能に設けられた旋回体と、旋回体に取り付けられ、掘削作業等を行う作業機とを備えている。作業機は、旋回体に回動可能に連結されたブームと、ブームに回動可能に連結されたアームと、アームに回動可能に連結されたバケットとを有する。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a
油圧システム100は、油圧回路である旋回回路1と、制御装置5とを備えている。
The
旋回回路1は、建設機械の旋回体を駆動する(旋回させる)回路である。旋回回路1は、油圧ポンプ11と、切換弁21と、一対の給排ライン22,23と、油圧モータ24とを有している。
The swing circuit 1 is a circuit for driving (swinging) the swing body of the construction machine. The swing circuit 1 has a
油圧ポンプ11は、油圧モータ24へ作動油(圧油)を供給して油圧モータ24を駆動する。具体的に、油圧ポンプ11は、吸入ライン13を介してタンクと接続されている。また、油圧ポンプ11には、吐出ライン14が接続されている。油圧ポンプ11は、回転軸11aが駆動源(図示省略)と連結されており、駆動源によって駆動される。駆動源は、例えばエンジンやモータである。油圧ポンプ11は、駆動されることにより、タンクから吸入ライン13を介して作動油を吸入する一方、吐出ライン14に作動油(圧油)を吐出する。
The
油圧ポンプ11は、傾転角が変更可能な可変容量型のポンプである。油圧ポンプ11の傾転角は、レギュレータ12によって変更される。レギュレータ12は、電気信号によって作動するものであってもよいし、油圧パイロットによって作動するものであってもよい。
The
切換弁21は、スプリングセンタ式の4ポート3位置弁である方向切換弁である。切換弁21には、吐出ライン14と、タンクライン15と、一対の給排ライン22,23とが接続されている。タンクライン15は、タンクに接続され、作動油をタンクに戻すラインである。タンクライン15には、タンクへ向かう作動油の流れのみを許容する逆止弁16が設けられている。一対の給排ライン22,23は、油圧モータ24に接続されている。一対の給排ライン22,23は、第1給排ライン22および第2給排ライン23である。
The
切換弁21は、3つの弁位置、即ち、中立位置(図1において中央の弁位置)と、第1位置(図1において左側の弁位置)と、第2位置(図1において右側の弁位置)とに切り換わるように構成されている。切換弁21は、中立位置では、吐出ライン14とタンクライン15とを連通させる一方、第1給排ライン22および第2給排ライン23を遮断する。切換弁21は、第1位置では、吐出ライン14と第1給排ライン22とを連通させる一方、タンクライン15と第2給排ライン23とを連通させる。切換弁21は、第2位置では、吐出ライン14と第2給排ライン23とを連通させる一方、タンクライン15と第1給排ライン22とを連通させる。
The
一対の給排ライン22,23は、油圧ポンプ11からの作動油を油圧モータ24に給排して油圧モータ24を駆動する。つまり、第1給排ライン22および第2給排ライン23の一方は、油圧ポンプ11からの作動油を油圧モータ24の吸入側に供給し、他方は、油圧モータ24の吐出側から作動油が排出される。
A pair of supply/
油圧モータ24は、建設機械の旋回体を旋回させる油圧アクチュエータである。油圧モータ24は、給排ライン22,23から作動油が供給されることにより駆動され、旋回体を旋回させる。油圧モータ24は、傾転角が変更可能な可変容量型のモータである。油圧モータ24の傾転角は、レギュレータ25によって変更される。レギュレータ25は、電気信号によって作動するものであってもよいし、油圧パイロットによって作動するものであってもよい。
The
一対の給排ライン22,23の途中には、2つの連通ライン(第1連通ライン31、第2連通ライン34)が接続されている。具体的に、第1連通ライン31および第2連通ライン34のそれぞれは、第1給排ライン22と第2給排ライン23との間に接続され、第1給排ライン22と第2給排ライン23とを連通させる。
Two communication lines (a
第1連通ライン31には、2つの逆止弁32,33が設けられている。逆止弁32は、第1連通ライン31から第1給排ライン22へ向かう作動油の流れのみを許容し、逆止弁33は、第1連通ライン31から第2給排ライン23へ向かう流れのみを許容する。第2連通ライン34には、2つの逆止弁35,36が設けられている。逆止弁35は、第1給排ライン22から第2連通ライン34へ向かう作動油の流れのみを許容し、逆止弁36は、第2給排ライン23から第2連通ライン34へ向かう作動油の流れのみを許容する。
Two
第1連通ライン31および第2連通ライン34には、第3連通ライン37が接続されている。具体的に、第3連通ライン37は、第2連通ライン34における2つの逆止弁35,36の間の部分と、第1連通ライン31における2つの逆止弁32,33の間の部分とに順に接続された後、タンクライン15に接続されている。第3連通ライン37は、タンクライン15における逆止弁16よりも上流側の部分に接続されている。
A
第3連通ライン37には、リリーフ弁38が設けられている。具体的に、リリーフ弁38は、第3連通ライン37における第1連通ライン31および第2連通ライン34の間の部分に設けられている。つまり、第1連通ライン31はリリーフ弁38の下流側に位置し、第2連通ライン34はリリーフ弁38の上流側に位置している。第3連通ライン37は、給排ライン22,23の圧力が所定値以上になってリリーフ弁38が開放されると、給排ライン22,23の作動油(圧力)をタンクへ逃がす。つまり、リリーフ弁38は、旋回回路1の圧力が所定値以上に上昇することを防止するためのものである。また、第3連通ライン37は、給排ライン22,23における作動油が不足する(即ち、給排ライン22,23が負圧状態になる)と、タンクライン15から作動油を給排ライン22,23に補充する。
A
旋回回路1は、さらに蓄圧回路4を有している。蓄圧回路4は、油圧モータ24の加速時および減速時に発生するエネルギを回生エネルギ(圧力エネルギ)として蓄積する蓄圧動作を行う。また、蓄圧回路4は、蓄圧動作で蓄積した回生エネルギ(圧力エネルギ)を油圧モータ24の駆動に利用する放圧動作を行う。蓄圧回路4は、第1アキュムレータ41と、蓄圧ライン42と、放圧ライン44とを有している。
The turning circuit 1 further has a
第1アキュムレータ41は、一対の給排ライン22,23の作動油を蓄積する。より詳しくは、第1アキュムレータ41は、油圧モータ24の加速時に、油圧ポンプ11から油圧モータ24へ供給される給排ライン22,23の作動油のうち余剰な作動油を蓄積するように構成されている。また、第1アキュムレータ41は、油圧モータ24の減速時に、油圧モータ24の吐出側と連通する給排ライン22,23の作動油を蓄積するように構成されている。つまり、第1アキュムレータ41は、油圧モータ24の加速時および減速時に給排ライン22,23からリリーフ弁38へ流れようとする作動油の流体エネルギを回生エネルギ(圧力エネルギ)として蓄積する。
The
蓄圧ライン42は、第1アキュムレータ41を第3連通ライン37と連通させる。具体的に、蓄圧ライン42は、流入端である一端が第3連通ライン37と第2連通ライン34との接続部に接続され、流出端である他端が第1アキュムレータ41に接続されている。つまり、蓄圧ライン42は、給排ライン22,23から第2連通ライン34を介してリリーフ弁38に流れようとする作動油を第1アキュムレータ41に供給して蓄積させる。
The
放圧ライン44は、第1アキュムレータ41を、油圧ポンプ11から作動油が油圧モータ24に供給されるラインと連通させる。具体的に、放圧ライン44は、流入端である一端が第1アキュムレータ41に接続され、流出端である他端が吐出ライン14に接続されている。つまり、放圧ライン44は、第1アキュムレータ41に蓄積されている作動油を油圧ポンプ11からの作動油と共に油圧モータ24に供給する。
The
蓄圧ライン42には、切換弁43が設けられている。切換弁43は、蓄圧ライン42を開放状態と遮断状態とに切り換える。放圧ライン44には、切換弁45が設けられている。切換弁45は、放圧ライン44を開放状態と遮断状態とに切り換える。
A switching
また、蓄圧回路4には、作動油の圧力を検出する第1圧力センサ46および第2圧力センサ47が設けられている。第1圧力センサ46は、蓄圧ライン42における切換弁43よりも上流側の部分に設けられている。第1圧力センサ46は、油圧モータ24の加速時および減速時において蓄圧ライン42の作動油の圧力を検出する。油圧モータ24の加速時における蓄圧ライン42の作動油の圧力は、給排ライン22,23から油圧モータ24に供給される作動油の圧力(以下、一次側圧力ともいう)に相当する。油圧モータ24の減速時における蓄圧ライン42の作動油の圧力は、油圧モータ24の吐出側から給排ライン22,23に排出された作動油の圧力(以下、二次側圧力ともいう)に相当する。第2圧力センサ47は、第1アキュムレータ41に設けられ、第1アキュムレータ41に蓄積されている作動油の圧力(以下、蓄積圧力ともいう)を検出する。
The
制御装置5は、旋回回路1の油圧ポンプ11、油圧モータ24および各種切換弁21,43,45を制御する。そして、制御装置5は、第1アキュムレータ41が油圧モータ24の吸入側または吐出側と連通する際、第1アキュムレータ41に蓄積されている作動油の圧力(蓄積圧力)に応じて油圧モータ24の容量(即ち、押し退け容積)を制御する。
The
具体的に、制御装置5は、油圧モータ24の加速時および減速時の蓄圧動作時に、第1アキュムレータ41の蓄積圧力に応じて油圧モータ24の容量を制御する。また、制御装置5は、放圧動作時に、第1アキュムレータ41の蓄積圧力に応じて油圧モータ24の容量を制御する。より詳しくは、制御装置5は、蓄圧動作時および放圧動作時において、第1アキュムレータ41の蓄積圧力が低下すると油圧モータ24の容量を増加させる一方、第1アキュムレータ41の蓄積圧力が上昇すると油圧モータ24の容量を減少させる。
Specifically, the
〈蓄圧動作〉
前述した油圧システム100の蓄圧動作について説明する。図2は、油圧モータ24の加速時における蓄圧動作を示す油圧システム100の概略構成図である。図3および図4は、油圧モータ24の減速時における蓄圧動作の一例を示す油圧システム100の概略構成図である。なお、図2~図4における太い実線は、作動油の流れを示す。
<Pressure accumulation operation>
The pressure accumulation operation of the
油圧モータ24の加速時における蓄圧動作(以下、加速時の蓄圧動作ともいう)では、油圧モータ24が停止状態から所定の速度まで加速される。油圧ポンプ11は、停止状態の油圧モータ24を確実に駆動させるために、必要以上の流量の作動油を吐出するよう制御される。図2に示すように、本実施形態では、一例として、切換弁21が第2位置に切り換えられた場合で説明する。また、蓄圧回路4では、蓄圧ライン42が切換弁43によって開放される一方、放圧ライン44が切換弁45によって遮断される。
In the pressure accumulation operation during acceleration of the hydraulic motor 24 (hereinafter also referred to as pressure accumulation operation during acceleration), the
この加速時の蓄圧動作では、油圧ポンプ11から吐出ライン14に吐出された作動油が、第2給排ライン23を介して油圧モータ24に供給される。油圧モータ24は、作動油が供給されることにより、回転し始め、速度が増加していく。この油圧モータ24の回転に伴い、旋回体は、旋回し始めて旋回速度が増加していく。油圧モータ24の吐出側から第1給排ライン22に排出された作動油は、タンクライン15を介してタンクに流れる。
In this pressure accumulation operation during acceleration, hydraulic oil discharged from the
ここで、油圧モータ24には必要以上の流量の作動油が供給されるため、その余剰の作動油は第2給排ライン23から第2連通ライン34に流れる。第2連通ライン34に流れた作動油は、蓄圧ライン42を介して第1アキュムレータ41に供給される。こうして、加速時の蓄圧動作では、第1アキュムレータ41に作動油が蓄積されていく。つまり、リリーフ弁38に流れようとする作動油の流体エネルギが回生エネルギとして第1アキュムレータ41に蓄積される。
Here, since the
そして、この加速時の蓄圧動作では、制御装置5は、第1アキュムレータ41の蓄積圧力に応じて、油圧モータ24の容量(以下、モータ容量ともいう)をレギュレータ25によって制御する。この例では、制御装置5は、第1圧力センサ46の検出圧力に応じてモータ容量を制御する。より詳しくは、制御装置5は、油圧モータ24のトルク(以下、モータトルクともいう)が例えば所定の範囲内に維持されるように、蓄積圧力に応じてモータ容量を制御する。モータトルクは、モータ容量と油圧モータ24における圧力差(即ち、一次側圧力と二次側圧力との圧力差、以下、モータ圧力差ともいう)との積で算出される。
In this pressure accumulation operation during acceleration, the
第1圧力センサ46の検出圧力は、前述したように油圧モータ24の一次側圧力であり、第1アキュムレータ41の蓄積圧力に相当する。第1アキュムレータ41の蓄積圧力は、第1アキュムレータ41に作動油が蓄積されるに従って上昇する。そのため、第1圧力センサ46の検出圧力も同様に上昇する。そうすると、モータ圧力差も上昇する。したがって、制御装置5は、第1圧力センサ46の検出圧力の上昇に伴って、モータ容量を減少させる。つまり、制御装置5は、第1アキュムレータ41の蓄積圧力が上昇すると、モータ容量を減少させる。これにより、モータトルクが所定の範囲内に維持される。そのため、油圧モータ24の加速制御を安定に行うことができる。
The pressure detected by the
次に、油圧モータ24の減速時における蓄圧動作(以下、減速時の蓄圧動作ともいう)では、油圧モータ24が所定の速度まで減速される。油圧ポンプ11は、作動油の吐出流量が減少するように制御される。図3に示すように、切換弁21は中立位置に切り換えられる。また、蓄圧回路4では、加速時の蓄圧動作と同様、蓄圧ライン42が切換弁43によって開放される一方、放圧ライン44が切換弁45によって遮断される。
Next, in the pressure accumulation operation during deceleration of the hydraulic motor 24 (hereinafter also referred to as pressure accumulation operation during deceleration), the
この減速時の蓄圧動作では、油圧ポンプ11から吐出ライン14に吐出された作動油は、タンクライン15に流れる。タンクライン15に流れた作動油は、第3連通ライン37、第1連通ライン31および第2給排ライン23を順に介して、油圧モータ24に供給される。このとき、タンクライン15における余剰な作動油は、タンクに流れる。
In the pressure accumulation operation during deceleration, hydraulic oil discharged from the
油圧モータ24の吐出側から排出された作動油は、第1給排ライン22から第2連通ライン34に流れる。第2連通ライン34に流れた作動油は、蓄圧ライン42を介して第1アキュムレータ41に供給される。こうして、減速時の蓄圧動作においても、第1アキュムレータ41に作動油が蓄積されていく。つまり、リリーフ弁38に流れようとする作動油の流体エネルギが回生エネルギとして第1アキュムレータ41に蓄積される。このように油圧モータ24から排出された作動油が第1アキュムレータ41に蓄積され、その蓄積されるときの第1アキュムレータ41の圧力により、油圧モータ24にブレーキ力が作用する。これにより、油圧モータ24は減速される。
Hydraulic oil discharged from the discharge side of the
そして、この減速時の蓄圧動作においても、制御装置5は、第1アキュムレータ41の蓄積圧力に応じて、モータ容量をレギュレータ25によって制御する。具体的に、制御装置5は、第1圧力センサ46の検出圧力に応じてモータ容量を制御する。より詳しくは、制御装置5は、モータトルクが所定の範囲内に維持されるように、蓄積圧力に応じてモータ容量を制御する。
Also in this pressure accumulation operation during deceleration, the
第1圧力センサ46の検出圧力は、前述したように油圧モータ24の二次側圧力であり、第1アキュムレータ41の蓄積圧力に相当する。第1アキュムレータ41の蓄積圧力は、第1アキュムレータ41に作動油が蓄積されるに従って上昇する。そのため、第1圧力センサ46の検出圧力も同様に上昇する。そうすると、モータ圧力差も上昇する。したがって、制御装置5は、第1圧力センサ46の検出圧力の上昇に伴って、モータ容量を減少させる。つまり、制御装置5は、第1アキュムレータ41の蓄積圧力が上昇すると、モータ容量を減少させる。これにより、モータトルクが所定の範囲内に維持される。そのため、油圧モータ24の減速制御を安定に行うことができる。
The pressure detected by the
また、本実施形態の減速時の蓄圧動作は、例えば油圧モータ24の減速量が小さい場合、切換弁21を第1位置または第2位置に切り換えて行うようにしてもよい。ここでは、一例として、図4に示すように切換弁21が第2位置に切り換えられた場合で説明する。
Further, the pressure accumulation operation during deceleration in this embodiment may be performed by switching the switching
油圧ポンプ11から吐出ライン14に吐出された作動油は、第2給排ライン23を介して油圧モータ24に供給される。その際、タンクライン15から作動油が、第3連通ライン37および第1連通ライン31を介して第2給排ライン23に補充される。つまり、第2給排ライン23が、切換弁21の絞り作用によって負圧状態にならないように、タンクライン15の作動油は、第3連通ライン37および第1連通ライン31を介して第2給排ライン23に供給される。
Hydraulic oil discharged from the
そして、前述した図3の減速時の蓄圧動作と同様、油圧モータ24の吐出側から第1給排ライン22に排出された作動油は、第2連通ライン34および蓄圧ライン42を順に介して第1アキュムレータ41に蓄積される。また、油圧モータ24から第1給排ライン22に排出された作動油は、タンクライン15を介してタンクにも流れる。そして、この減速時の蓄圧動作においても、制御装置5によってモータ容量が制御され、モータトルクが所定の範囲内に維持される。
As in the pressure accumulation operation during deceleration in FIG. 1 is accumulated in the
なお、加速時および減速時の蓄圧動作は、第1アキュムレータ41の蓄積圧力が所定の最大圧力まで上昇すると、終了する。つまり、制御装置5は、第2圧力センサ47の検出圧力が所定の最大圧力まで上昇すると、切換弁43を制御して蓄圧ライン42を遮断する。
Note that the pressure accumulation operation during acceleration and deceleration ends when the accumulated pressure in the
〈放圧動作〉
前述した油圧システム100の放圧動作について説明する。図5は、放圧動作を示す油圧システム100の概略構成図である。なお、図5における太い実線は、作動油の流れを示す。
<Pressure release action>
A pressure release operation of the
この放圧動作は、例えば油圧モータ24の加速時に行われる。具体的に、この放圧動作では、油圧ポンプ11から作動油が油圧モータ24に供給され、油圧モータ24が加速される。油圧モータ24の吐出側から第1給排ライン22に排出された作動油は、タンクライン15を介してタンクに流れる。また、蓄圧回路4では、蓄圧ライン42が切換弁43によって遮断される一方、放圧ライン44が切換弁45によって開放される。
This pressure release operation is performed, for example, when the
また、放圧動作では、第1アキュムレータ41から放圧ライン44に作動油が流出し、吐出ライン14に流れる。吐出ライン14に流れた第1アキュムレータ41からの作動油は、油圧ポンプ11から吐出された作動油と共に、油圧モータ24に供給される。つまり、第1アキュムレータ41に蓄積していた回生エネルギが油圧モータ24の駆動に利用される。そのため、油圧ポンプ11の必要な吐出流量を減少させることができる。
Further, in the pressure release operation, hydraulic oil flows out from the
そして、この放圧動作においても、制御装置5は、第1アキュムレータ41の蓄積圧力に応じて、モータ容量をレギュレータ25によって制御する。この例では、制御装置5は、第2圧力センサ47の検出圧力に応じてモータ容量を制御する。より詳しくは、制御装置5は、モータトルクが所定値に維持されるように、蓄積圧力に応じてモータ容量を制御する。
Also in this pressure release operation, the
第2圧力センサ47の検出圧力は、前述したように第1アキュムレータ41の蓄積圧力である。第1アキュムレータ41の蓄積圧力は、第1アキュムレータ41から作動油が流出するに従って低下する。そのため、第2圧力センサ47の検出圧力も同様に低下する。そうすると、油圧モータ24の一次側圧力が低下するので、モータ圧力差も低下する。したがって、制御装置5は、第2圧力センサ47の検出圧力の低下に伴って、モータ容量を増加させる。つまり、制御装置5は、第1アキュムレータ41の蓄積圧力が低下すると、モータ容量を増加させる。これにより、モータトルクが所定の範囲内に維持される。そのため、第1アキュムレータ41に蓄積されている回生エネルギを油圧モータ24の駆動に利用する際も、油圧モータ24の加速制御を安定に行うことができる。
The detected pressure of the
以上のように、前記実施形態の油圧システム100は、油圧ポンプ11と、可変容量型の油圧モータ24と、給排ライン22,23と、第1アキュムレータ41と、制御装置5とを備えている。給排ライン22,23は、油圧ポンプ11からの作動油を油圧モータ24に給排して油圧モータ24を駆動する。第1アキュムレータ41は、給排ライン22,23の作動油を蓄積する。制御装置5は、油圧モータ24を制御する。制御装置5は、第1アキュムレータ41が油圧モータ24の吸入側または吐出側と連通する際、第1アキュムレータ41に蓄積されている作動油の圧力に応じて油圧モータ24の容量を制御する。
As described above, the
また、前記実施形態の油圧システム100は、油圧ポンプ11と、油圧モータ24と、第1アキュムレータとを備えている。油圧モータ24は、油圧ポンプ11から作動油が供給されて駆動される。第1アキュムレータ41は、油圧モータ24の加速時に、油圧モータ24へ供給される作動油のうち余剰な作動油を蓄積する。
Further, the
これらの構成によれば、給排ライン22,23の作動油、具体的には、油圧モータ24の加速時に油圧モータ24へ供給される作動油のうち余剰な作動油が、第1アキュムレータ41に蓄積されるので、作動油の流体エネルギを回生エネルギとして蓄えることができる。そのため、回生エネルギのより多くの獲得を図ることができる。
According to these configurations, hydraulic fluid in the supply/
さらに、第1アキュムレータ41が油圧モータ24の吸入側または吐出側と連通する際、第1アキュムレータ41に蓄積されている作動油の圧力(蓄積圧力)に応じて油圧モータ24の容量を制御するため、例えば、第1アキュムレータ41の蓄積圧力に応じて油圧モータ24のトルクを所定の範囲内に維持することができる。具体的には、第1アキュムレータの蓄積圧力が低下すると、油圧モータ24の容量を増加させる一方、第1アキュムレータ41の蓄積圧力が上昇すると、油圧モータ24の容量を減少させる。そのため、油圧モータ24の加速制御または減速制御を安定して行うことができる。
Furthermore, when the
また、前記実施形態の油圧システム100において、制御装置5は、第1アキュムレータ41が油圧モータ24の吸入側と連通して油圧モータ24が駆動される際、油圧モータ24の容量を制御する。
Further, in the
前記の構成によれば、油圧モータ24の加速時における蓄圧動作、または、第1アキュムレータ41の蓄積圧力(回生エネルギ)を油圧モータ24に供給する放圧動作において、第1アキュムレータ41の蓄積圧力に応じて油圧モータ24のトルクを所定の範囲内に維持することができる。そのため、油圧モータ24の加速制御または減速制御を安定して行うことができる。
According to the above configuration, in the pressure accumulation operation during acceleration of the
また、前記実施形態の油圧システム100において、第1アキュムレータ41は、油圧モータ24の減速時に、油圧モータ24の吐出側と連通する給排ライン22,23の作動油を蓄積するように構成されている。制御装置5は、油圧モータ24の減速時に、油圧モータ24の容量を制御する。
In addition, in the
前記の構成によれば、油圧モータ24の減速時においても作動油の流体エネルギを回生エネルギとして第1アキュムレータ41に蓄えることができる。そのため、回生エネルギのより多くの獲得を図ることができる。また、その減速時の蓄圧動作においても、第1アキュムレータ41の蓄積圧力に応じて油圧モータ24のトルクを所定の範囲内に維持することができる。そのため、油圧モータ24の減速制御を安定して行うことができる。
According to the above configuration, even when the
また、前記実施形態の油圧システム100において、油圧モータ24は、建設機械の旋回体を旋回させるものである。この構成によれば、建設機械の旋回体は非常に重量が大きいものであるところ、油圧モータ24の加速時および減速時においてはリリーフ弁38に流れようとする作動油の流量は多くなる傾向にある。本実施形態では、このようなリリーフ弁38に流れようとする多量の作動油を第1アキュムレータ41に蓄積することができるので、非常に有効である。
In addition, in the
(実施形態の変形例1)
実施形態の変形例1について図6および図7を参照しながら説明する。図6は、変形例1に係る油圧システム100を示す概略構成図である。図7は、変形例1に係る放圧動作を示す油圧システム100の概略構成図である。本変形例は、前記実施形態の油圧システム100において、蓄圧回路の構成を変更するようにしたものである。ここでは、前記実施形態と異なる点について言及する。なお、図7における太い実線は、作動油の流れを示す。
(Modification 1 of Embodiment)
Modification 1 of the embodiment will be described with reference to FIGS. 6 and 7. FIG. FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a
本変形例の蓄圧回路6は、前記実施形態と同様の蓄圧動作(加速時の蓄圧動作、減速時の蓄圧動作)を行う。また、蓄圧回路6は、蓄圧動作で蓄積した回生エネルギ(圧力エネルギ)を発電機用の油圧モータ67の駆動に利用する放圧動作を行う。蓄圧回路6は、第1アキュムレータ61と、蓄圧ライン62と、放圧ライン64と、発電用の油圧モータ67と、発電機69と、バッテリ71とを有している。
The
第1アキュムレータ61は、前記実施形態と同様に構成されている。即ち、第1アキュムレータ61は、油圧モータ24の加速時に、油圧ポンプ11から油圧モータ24へ供給される給排ライン22,23の作動油のうち余剰な作動油を蓄積するように構成されている。また、第1アキュムレータ61は、油圧モータ24の減速時に、油圧モータ24の吐出側と連通する給排ライン22,23の作動油を蓄積するように構成されている。
The
蓄圧ライン62は、前記実施形態と同様、第1アキュムレータ61を第3連通ライン37と連通させる。蓄圧ライン62には、蓄圧ライン62を開放状態と遮断状態とに切り換える切換弁63が設けられている。
The
放圧ライン64は、第1アキュムレータ61を油圧モータ67と連通させる。具体的に、放圧ライン64は、流入端である一端が第1アキュムレータ61に接続され、流出端である他端が油圧モータ67の吸入側に接続されている。つまり、放圧ライン64は、第1アキュムレータ61に蓄積されている作動油を油圧モータ67に供給する。
A
放圧ライン64には、第1アキュムレータ61側から順に、流量制御弁65および切換弁66が設けられている。流量制御弁65は、第1アキュムレータ61から油圧モータ67に供給される作動油の流量を一定に維持するものである。切換弁66は、放圧ライン64を開放状態と遮断状態とに切り換える。なお、流量制御弁65と切換弁66とは位置を入れ替えてもよい。
The
発電機69は、油圧モータ67に連結されている。バッテリ71は、発電機69に連結されている。油圧モータ67は、第1アキュムレータ61から作動油が供給されることによって発電機69を駆動する。発電機69は、駆動されることで発電する。バッテリ71は、発電機69で発電した電気エネルギを蓄える。
A
また、蓄圧回路6には、前記実施形態と同様、作動油の圧力を検出する第1圧力センサ73および第2圧力センサ74が設けられている。つまり、第1圧力センサ73は、油圧モータ24の加速時および減速時において蓄圧ライン62の作動油の圧力を検出する。第2圧力センサ74は、第1アキュムレータ61に設けられ、第1アキュムレータ61の蓄積圧力を検出する。
Further, the
本変形例においても、前記実施形態と同様に、加速時の蓄圧動作および減速時の蓄圧動作が行われる。また、加速時および減速時の蓄圧動作では、制御装置5は、前記実施形態と同様、第1アキュムレータ61の蓄積圧力に応じて油圧モータ24の容量を制御する。
Also in this modified example, the pressure accumulation operation during acceleration and the pressure accumulation operation during deceleration are performed in the same manner as in the above-described embodiment. In the pressure accumulation operation during acceleration and deceleration, the
本変形例の放圧動作時、蓄圧回路6では、蓄圧ライン62が切換弁63によって遮断される一方、放圧ライン64が切換弁66によって開放される。この放圧動作では、第1アキュムレータ61から放圧ライン64に作動油が流出し、油圧モータ67に供給される。これにより、油圧モータ67が駆動され、発電機69で発電が行われる。つまり、第1アキュムレータ61に蓄積していた回生エネルギが発電用の油圧モータ67の駆動に利用される。そのため、発電機69を駆動するためのエネルギを削減することができる。
During the pressure release operation of this modified example, in the
そして、この放圧動作では、制御装置5は、第1アキュムレータ61の蓄積圧力に応じて、油圧モータ67の容量をレギュレータ68によって制御する。この例では、制御装置5は、第2圧力センサ74の検出圧力に応じて油圧モータ67の容量を制御する。より詳しくは、制御装置5は、油圧モータ67のトルクが所定値に維持されるように、蓄積圧力に応じて油圧モータ67の容量を制御する。
In this pressure release operation, the
これにより、油圧モータ67のトルクが一定に維持される。そのため、第1アキュムレータ61に蓄積されている回生エネルギを油圧モータ67の駆動に利用する際も、油圧モータ67の速度制御を安定に行うことができる。したがって、発電機69に発電を安定して行うことができる。その他の構成、作用および効果は、前記実施形態と同様である。
This keeps the torque of the
(実施形態の変形例2)
実施形態の変形例2について図8を参照しながら説明する。図8は、変形例2に係る油圧システム100を一部省略して示す概略構成図である。本変形例は、前記変形例1の油圧システム100において、第2アキュムレータ82をさらに備えるようにしたものである。つまり、本変形例は、前記変形例1の油圧システム100において、蓄圧回路8を追加するようにしたものである。ここでは、前記変形例1と異なる点について言及する。なお、図8における太い実線は、作動油の流れを示す。
(Modification 2 of Embodiment)
Modification 2 of the embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing a partially omitted
蓄圧回路8は、建設機械の作業機(例えば、ブーム)を回動させるための油圧シリンダ81から吐出される作動油を蓄積する蓄積動作を行う。より詳しくは、蓄圧回路8は、作業機がその自重によって回動した際に油圧シリンダ81から吐出される作動油を蓄積する第2アキュムレータ82を備えている。また、蓄圧回路8は、第2アキュムレータ82に蓄積した作動油を油圧モータ67に供給する放圧動作を行う。
The
具体的に、蓄圧回路8は、第2アキュムレータ82と、蓄圧ライン83と、放圧ライン85とを備えている。蓄圧ライン83は、第2アキュムレータ82と油圧シリンダ81とに接続されている。放圧ライン85は、第2アキュムレータ82と蓄圧回路6の放圧ライン64とに接続されている。より詳しくは、放圧ライン85は、放圧ライン64における切換弁66と油圧モータ67との間の部分に接続されている。
Specifically, the
蓄圧ライン83には、切換弁84が設けられている。切換弁84は、蓄圧ライン83を開放状態と遮断状態とに切り換える。放圧ライン85には、第2アキュムレータ82側から順に、流量制御弁86および切換弁87が設けられている。流量制御弁86は、第2アキュムレータ82から油圧モータ67に供給される作動油の流量を一定に維持するものである。切換弁87は、放圧ライン85を開放状態と遮断状態とに切り換える。なお、流量制御弁86と切換弁87とは位置を入れ替えてもよい。
A switching
蓄圧回路8による蓄圧動作では、蓄圧ライン83が切換弁84によって開放される一方、放圧ライン85が切換弁87によって遮断される。作業機が自重で回動することによって油圧シリンダ81から吐出された作動油は、蓄圧ライン83を介して第2アキュムレータ82に蓄積される。
In the pressure accumulation operation by the
蓄圧回路8による放圧動作では、蓄圧ライン83が切換弁84によって遮断される一方、放圧ライン85が切換弁87によって開放される。この放圧動作では、第2アキュムレータ82から放圧ライン85に作動油が流出し、油圧モータ67に供給される。これにより、油圧モータ67が駆動され、発電機69で発電が行われる。このように、本変形例では、2つのアキュムレータ61,82から作動油が油圧モータ67に供給されるので、発電機69による発電を十分に行うことができる。
In the pressure release operation by the
なお、本変形例では、基本的に、蓄圧回路6による放圧動作および蓄圧回路8による放圧動作は、それぞれ単独で行われる。図8では、両方の放圧動作の作動油の流れを合わせて図示している。制御装置5は、蓄圧回路6による放圧動作においては第1アキュムレータ61の蓄積圧力に応じて油圧モータ67の容量を制御し、蓄圧回路8による放圧動作においては第2アキュムレータ82の蓄積圧力に応じて油圧モータ67の容量を制御する。蓄圧回路8には、第2アキュムレータ82の蓄積圧力を検出する第3圧力センサ88が設けられている。その他の構成、作用および効果は、前記実施形態と同様である。
In this modification, basically, the pressure release operation by the
(その他の実施形態)
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、前記実施形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、前記実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。また、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、前記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
(Other embodiments)
As described above, the embodiments have been described as examples of the technology disclosed in the present application. However, the technology in the present disclosure is not limited to this, and can be applied to embodiments in which modifications, replacements, additions, omissions, etc. are made as appropriate. Moreover, it is also possible to combine the constituent elements described in the above embodiments to create new embodiments. In addition, among the components described in the attached drawings and detailed description, there are not only components essential for solving the problem, but also components not essential for solving the problem in order to exemplify the above technology. can also be included. Therefore, it should not be immediately recognized that those non-essential components are essential just because they are described in the attached drawings and detailed description.
例えば、前記実施形態の油圧システム100は、建設機械に限らず、別の機械に搭載されてもよい。
For example, the
また、前記実施形態の油圧システム100において、前記変形例2の蓄圧回路8を追加するようにしてもよい。その場合、蓄圧回路8の放圧ライン85は、蓄圧回路4の放圧ライン44に接続される。つまり、蓄圧回路8の第2アキュムレータ82は、第1アキュムレータ41と同様、作動油を油圧モータ24に供給する。
Further, in the
100 油圧システム
5 制御装置
11 油圧ポンプ
22 第1給排ライン(給排ライン)
23 第2給排ライン(給排ライン)
24 油圧モータ
41 第1アキュムレータ
61 第1アキュムレータ
82 第2アキュムレータ
100
23 Second supply/discharge line (supply/discharge line)
24
Claims (8)
可変容量型の油圧モータと、
前記油圧ポンプからの作動油を前記油圧モータに給排して前記油圧モータを駆動する給排ラインと、
前記給排ラインの作動油を蓄積する第1アキュムレータと、
前記油圧モータを制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記第1アキュムレータが前記油圧モータの吸入側または吐出側と連通する際、前記第1アキュムレータに蓄積されている作動油の圧力に応じて前記油圧モータの容量を制御する油圧システム。 a hydraulic pump;
a variable displacement hydraulic motor;
a supply/discharge line for supplying/discharging hydraulic oil from the hydraulic pump to/from the hydraulic motor to drive the hydraulic motor;
a first accumulator for accumulating hydraulic fluid in the supply/discharge line;
A control device that controls the hydraulic motor,
The control device controls the displacement of the hydraulic motor according to the pressure of hydraulic fluid accumulated in the first accumulator when the first accumulator communicates with the suction side or the discharge side of the hydraulic motor. .
前記第1アキュムレータは、前記油圧モータの加速時に、前記油圧ポンプから前記油圧モータへ供給される前記給排ラインの作動油のうち余剰な作動油を蓄積するように構成され、
前記制御装置は、前記第1アキュムレータが前記油圧モータの吸入側と連通して前記油圧モータが駆動される際、前記油圧モータの容量を制御する油圧システム。 The hydraulic system of claim 1, wherein
The first accumulator is configured to accumulate surplus hydraulic fluid among hydraulic fluid in the supply/discharge line supplied from the hydraulic pump to the hydraulic motor when the hydraulic motor is accelerated,
The control device controls the displacement of the hydraulic motor when the first accumulator communicates with the suction side of the hydraulic motor and the hydraulic motor is driven.
前記第1アキュムレータは、前記油圧モータの減速時に、前記油圧モータの吐出側と連通する前記給排ラインの作動油を蓄積するように構成され、
前記制御装置は、前記減速時に、前記油圧モータの容量を制御する油圧システム。 In the hydraulic system according to claim 1 or 2,
The first accumulator is configured to accumulate hydraulic oil in the supply/discharge line communicating with the discharge side of the hydraulic motor when the hydraulic motor is decelerated,
The control device is a hydraulic system that controls the displacement of the hydraulic motor during the deceleration.
前記制御装置は、前記第1アキュムレータに蓄積されている作動油の圧力が低下すると、前記油圧モータの容量を増加させる一方、前記第1アキュムレータに蓄積されている作動油の圧力が上昇すると、前記油圧モータの容量を減少させる油圧システム。 In the hydraulic system according to any one of claims 1 to 3,
The control device increases the displacement of the hydraulic motor when the pressure of the hydraulic fluid accumulated in the first accumulator decreases, and increases the pressure of the hydraulic fluid accumulated in the first accumulator. A hydraulic system that reduces the displacement of the hydraulic motor.
前記油圧ポンプから作動油が供給されて駆動される油圧モータと、
前記油圧モータの加速時に、前記油圧モータへ供給される作動油のうち余剰な作動油を蓄積する第1アキュムレータとを備えている油圧システム。 a hydraulic pump;
a hydraulic motor driven by hydraulic oil supplied from the hydraulic pump;
A hydraulic system comprising: a first accumulator for accumulating surplus hydraulic fluid among hydraulic fluid supplied to the hydraulic motor when the hydraulic motor is accelerated.
前記第1アキュムレータは、前記油圧モータの減速時に、前記油圧モータから吐出される作動油を蓄積するように構成されている油圧システム。 A hydraulic system according to claim 5, wherein
The hydraulic system, wherein the first accumulator is configured to accumulate hydraulic fluid discharged from the hydraulic motor during deceleration of the hydraulic motor.
前記油圧モータは、建設機械の旋回体を旋回させるものである油圧システム。 In the hydraulic system according to any one of claims 1 to 6,
The hydraulic system, wherein the hydraulic motor is for swinging a swing body of a construction machine.
前記建設機械の作業機がその自重によって回動した際、前記作業機を回動させるための油圧シリンダから吐出される作動油を蓄積する第2アキュムレータをさらに備えている油圧システム。
A hydraulic system according to claim 7, wherein
The hydraulic system further includes a second accumulator for accumulating hydraulic oil discharged from a hydraulic cylinder for rotating the working machine of the construction machine when the working machine is rotated by its own weight.
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