JP5996911B2 - Hydraulic drive - Google Patents
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Description
本発明は、油圧モータを回転駆動させる油圧駆動装置に関する。 The present invention relates to a hydraulic drive device that rotationally drives a hydraulic motor.
このような油圧駆動装置では、エンジンや電動モータ等の駆動源により油圧ポンプが駆動され、この油圧ポンプにより油タンクから油を吸い込んで油圧モータに繋がる油路に吐出し、吐出油の油圧モータへの供給方向を方向制御バルブにより制御し、吐出油を油圧モータに供給して油圧モータが回転駆動する開回路構成の油圧駆動装置が知られている。また、油圧モータからの流出油を油圧ポンプの吸入口に流入させるように油路が接続された閉回路構成の油圧駆動装置も知られている。また近年では、エンジンにより駆動される油圧ポンプと電動モータにより駆動される油圧ポンプの二つの油圧ポンプを備え、二つの油圧ポンプから吐出される吐出油により油圧モータを回転駆動するハイブリット型の油圧駆動装置も知られている(例えば、特許文献1を参照)。 In such a hydraulic drive device, a hydraulic pump is driven by a drive source such as an engine or an electric motor, and the hydraulic pump sucks oil from an oil tank and discharges it to an oil passage connected to the hydraulic motor, to the hydraulic motor of the discharged oil. There is known a hydraulic drive device having an open circuit configuration in which the supply direction is controlled by a direction control valve, and discharge oil is supplied to a hydraulic motor so that the hydraulic motor is rotationally driven. There is also known a hydraulic drive device having a closed circuit configuration in which an oil passage is connected so that oil flowing out from the hydraulic motor flows into the suction port of the hydraulic pump. Further, in recent years, a hybrid hydraulic drive that includes two hydraulic pumps, a hydraulic pump driven by an engine and a hydraulic pump driven by an electric motor, and that rotates the hydraulic motor by discharge oil discharged from the two hydraulic pumps. An apparatus is also known (see, for example, Patent Document 1).
このようなハイブリット型の油圧駆動装置では、エンジン駆動の油圧ポンプからの吐出油により油圧モータを駆動する場合と、電動モータ駆動の油圧ポンプからの吐出油により油圧モータを駆動する場合と、両方の油圧ポンプからの吐出油により油圧モータを駆動する場合とを、油路切換制御バルブにより切り換えられるように構成されているものがある。ところが、このような構成の油圧駆動装置では、方向制御バルブや油路切換制御バルブ等の複数の制御バルブを有するため油圧回路のコストが高くなるとともに、油圧ポンプや制御バルブ等の作動制御を行う対象が多いため制御構成が複雑であるという課題があった。 In such a hybrid type hydraulic drive device, both the case where the hydraulic motor is driven by the discharge oil from the engine-driven hydraulic pump and the case where the hydraulic motor is driven by the discharge oil from the hydraulic pump driven by the electric motor are both used. Some are configured such that a hydraulic motor is driven by oil discharged from a hydraulic pump can be switched by an oil passage switching control valve. However, the hydraulic drive device having such a configuration has a plurality of control valves such as a directional control valve and an oil path switching control valve, which increases the cost of the hydraulic circuit and controls the operation of the hydraulic pump and the control valve. There is a problem that the control configuration is complicated because there are many objects.
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、簡単な油圧回路構成および制御構成により、油圧モータへの作動油の供給源を切り換えて油圧モータを駆動することができる油圧駆動装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and a hydraulic drive device capable of driving a hydraulic motor by switching a supply source of hydraulic oil to the hydraulic motor with a simple hydraulic circuit configuration and control configuration The purpose is to provide.
上記課題を解決するため、本発明に係る油圧駆動装置は、エンジンにより駆動される可変容量タイプの第1油圧ポンプと、電動モータにより駆動される可変容量タイプの第2油圧ポンプと、油の供給を受けて回転駆動される油圧モータと、前記第1および前記第2油圧ポンプの可変容量制御を行う容量制御手段と、前記第1および第2油圧ポンプの吐出口からの吐出油を合流させて前記油圧モータの流入口に流入させる第1油路と、前記油圧モータの流出口からの流出油を分岐させて前記第1および前記第2油圧ポンプの吸入口に流入させる第2油路とを備えて構成される。そして、前記第2油圧ポンプは油の供給を受けて回転駆動されて油圧モータとして機能して前記電動モータを回転駆動することが可能であり、前記電動モータは回転駆動されて発電を行う機能を有しており、前記第1油圧ポンプから吐出された油が前記第1油路を介して前記第2油圧ポンプの吐出口に供給され、前記第2油圧ポンプが油圧モータとして機能して前記電動モータを回転駆動して発電を行わせることが可能であることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a hydraulic drive device according to the present invention includes a variable displacement type first hydraulic pump driven by an engine, a variable displacement type second hydraulic pump driven by an electric motor, and supply of oil. And a hydraulic motor that is driven to rotate, a capacity control unit that performs variable capacity control of the first and second hydraulic pumps, and a discharge oil from a discharge port of the first and second hydraulic pumps. A first oil passage that flows into the inlet of the hydraulic motor, and a second oil passage that branches the oil flowing out from the outlet of the hydraulic motor into the inlets of the first and second hydraulic pumps. It is prepared for. The second hydraulic pump is rotated by receiving supply of oil and functions as a hydraulic motor to rotate the electric motor, and the electric motor has a function of generating power by being rotated. And the oil discharged from the first hydraulic pump is supplied to the discharge port of the second hydraulic pump via the first oil passage, and the second hydraulic pump functions as a hydraulic motor and the electric It is possible to generate electric power by rotating the motor.
このような構成によれば、第1および第2油圧ポンプの可変容量制御を行うことにより、エンジン駆動の第1油圧ポンプからの吐出油により油圧モータを駆動する場合と、電動モータ駆動の第2油圧ポンプからの吐出油により油圧モータを駆動する場合と、第1および第2油圧ポンプからの吐出油により油圧モータを駆動する場合とを切り換えることができる。したがって、油圧モータへの作動油の供給源を切り換えるための油路切換バルブ等
を有することなく簡単な油圧回路構成であるとともに、油圧モータへの作動油の供給源を切り換えるときの制御対象が第1および第2油圧ポンプの可変容量制御だけであり制御構成も簡単にすることができる。
According to such a configuration, by performing variable displacement control of the first and second hydraulic pumps, the hydraulic motor is driven by the discharge oil from the first hydraulic pump driven by the engine, and the second motor-driven second drive is performed. It is possible to switch between driving the hydraulic motor with oil discharged from the hydraulic pump and driving the hydraulic motor with oil discharged from the first and second hydraulic pumps. Accordingly, the hydraulic circuit configuration is simple without having an oil passage switching valve for switching the hydraulic oil supply source to the hydraulic motor, and the control target when switching the hydraulic oil supply source to the hydraulic motor is the first. Only the variable displacement control of the first and second hydraulic pumps, and the control configuration can be simplified.
なお、上記構成の油圧駆動装置において、前記容量制御手段により、前記第1および前記第2油圧ポンプのいずれか一方の容量をゼロとして油の吐出および流入が無い状態とし、前記第1および前記第2油圧ポンプの他方の容量を制御して前記他方の油圧ポンプからの吐出油により前記油圧モータの駆動を行わせることが可能であることが好ましい。 In the hydraulic drive apparatus having the above-described configuration, the capacity control means sets the capacity of one of the first and second hydraulic pumps to zero so that no oil is discharged or inflow, and the first and the first It is preferable that the hydraulic motor can be driven by oil discharged from the other hydraulic pump by controlling the other capacity of the two hydraulic pumps.
また、上記構成の油圧駆動装置において、前記第2油圧ポンプは油の供給を受けて回転駆動されて油圧モータとして機能して前記電動モータを回転駆動することが可能であり、前記電動モータは回転駆動されて発電を行う機能を有しており、前記第1油圧ポンプから吐出された油が前記第1油路を介して前記第2油圧ポンプの吐出口に供給され、前記第2油圧ポンプが油圧モータとして機能して前記電動モータを回転駆動して発電を行わせることが可能である。このように構成すると、電動モータに電力を供給するバッテリを充電することができ、常に第2油圧ポンプを駆動可能な状態に保つことができる。 Further, in the hydraulic drive device having the above-described configuration, the second hydraulic pump is driven to rotate by being supplied with oil and functions as a hydraulic motor to rotate the electric motor, and the electric motor rotates. And a function of generating electric power by being driven, and oil discharged from the first hydraulic pump is supplied to a discharge port of the second hydraulic pump through the first oil passage, and the second hydraulic pump functions as a hydraulic motor Ru can der possible to perform the power generation by driving rotating the electric motor. If comprised in this way, the battery which supplies electric power to an electric motor can be charged, and it can always maintain the state which can drive a 2nd hydraulic pump.
また、上記構成の油圧駆動装置において、前記油圧モータにより走行車両の走行車輪を回転駆動するように構成され、前記走行車両の走行状態に応じて前記容量制御手段により前記第1および前記第2油圧ポンプの可変容量制御を行って走行制御を行うことが可能であることが好ましい。 In the hydraulic drive apparatus having the above-described configuration, the traveling wheels of the traveling vehicle are rotationally driven by the hydraulic motor, and the first and second hydraulic pressures are controlled by the capacity control unit according to the traveling state of the traveling vehicle. It is preferable that travel control can be performed by performing variable displacement control of the pump.
また、上記構成の油圧駆動装置において、速度指令値が所定速度以下である低速走行の場合には、前記容量制御手段により、前記第1油圧ポンプの容量をゼロとして油の吐出および流入が無い状態とし、前記第2油圧ポンプの容量を前記速度指令値に応じて制御して前記第2油圧ポンプからの吐出油により前記油圧モータの駆動を行わせ、前記速度指令値が前記所定速度を超える高速走行の場合には、前記容量制御手段により、前記第2油圧ポンプの容量を最大となるように制御するとともに前記第1油圧ポンプの容量を前記速度指令値に応じて制御して前記第1および前記第2油圧ポンプからの吐出油により前記油圧モータの駆動を行わせることが好ましい。このように構成すると、油圧モータへの作動油の供給源として、電動モータ駆動の第2油圧ポンプをメイン供給源とし、第2油圧ポンプによる不足分をエンジン駆動の第1油圧ポンプにより補うように制御するため、エンジン燃費を向上させることができる。 Further, in the hydraulic drive apparatus having the above configuration, when the vehicle is traveling at a low speed where the speed command value is equal to or less than a predetermined speed, the capacity control means sets the capacity of the first hydraulic pump to zero and there is no oil discharge and inflow. And controlling the capacity of the second hydraulic pump in accordance with the speed command value to drive the hydraulic motor with the oil discharged from the second hydraulic pump, and the speed command value exceeds the predetermined speed. In the case of traveling, the first and second hydraulic pumps are controlled by the capacity control means so as to maximize the capacity of the second hydraulic pump and the capacity of the first hydraulic pump according to the speed command value. It is preferable that the hydraulic motor is driven by oil discharged from the second hydraulic pump. With this configuration, the second hydraulic pump driven by the electric motor is used as the main supply source as the supply source of the hydraulic oil to the hydraulic motor, and the shortage caused by the second hydraulic pump is compensated by the first hydraulic pump driven by the engine. Since the control is performed, the engine fuel efficiency can be improved.
また、上記構成の油圧駆動装置において、前記第1油圧ポンプは油の供給を受けて回転駆動されて油圧モータとして機能可能であり、前記走行車両を減速させるときには、前記走行車輪の回転により前記油圧モータを回転駆動させ、前記容量制御手段により前記走行車両の走行速度に応じて前記第1および前記第2油圧ポンプの容量を制御して、前記油圧モータからの流出油を受けた前記第1および前記第2油圧ポンプが油圧モータとして機能することにより前記エンジンのエンジンブレーキ作用および前記電動モータの回転駆動による発電作用を得て前記走行車輪を制動させるとともに、前記電動モータにより発電された電力を走行用バッテリに充電させるように構成することが好ましい。さらに、このように構成した場合には、前記第2油圧ポンプにより回転駆動させる前記電動モータの回転数が発電効率の良い回転数となるように、前記容量制御手段により前記第2油圧ポンプの容量を制御することが好ましい。このように構成すると、走行車両の減速時のエネルギを効率良く回収して走行用バッテリに充電することができる。 Further, in the hydraulic drive system of the above configuration, the first hydraulic pump is capable of functioning as a hydraulic motor is driven to rotate by receiving a supply of oil, when decelerating the previous SL running vehicle, said by rotation of the running wheel The hydraulic motor is driven to rotate, and the capacity control means controls the capacity of the first and second hydraulic pumps according to the traveling speed of the traveling vehicle, and receives the oil spilled from the hydraulic motor. And the second hydraulic pump functions as a hydraulic motor to obtain the engine braking action of the engine and the power generation action by the rotational drive of the electric motor to brake the traveling wheel and to reduce the electric power generated by the electric motor. It is preferable that the battery for traveling is charged. Further, in this configuration, the capacity control means causes the capacity of the second hydraulic pump so that the rotational speed of the electric motor driven to rotate by the second hydraulic pump becomes a rotational speed with good power generation efficiency. Is preferably controlled. If comprised in this way, the energy at the time of deceleration of a traveling vehicle can be collect | recovered efficiently, and the battery for driving | running | working can be charged.
本発明に係る油圧駆動装置によれば、第1および第2油圧ポンプの可変容量制御を行うことにより、エンジン駆動の第1油圧ポンプからの吐出油により油圧モータを駆動する場合と、電動モータ駆動の第2油圧ポンプからの吐出油により油圧モータを駆動する場合と、第1および第2油圧ポンプからの吐出油により油圧モータを駆動する場合とを切り換えることができる。したがって、油圧モータへの作動油の供給源を切り換えるための油路切換バルブ等を有することなく簡単な油圧回路構成であるとともに、油圧モータへの作動油の供給源を切り換えるときの制御対象が第1および第2油圧ポンプの可変容量制御だけであり制御構成も簡単にすることができる。 According to the hydraulic drive device of the present invention, by performing variable displacement control of the first and second hydraulic pumps, the hydraulic motor is driven by the oil discharged from the engine-driven first hydraulic pump, and the electric motor drive It is possible to switch between driving the hydraulic motor with oil discharged from the second hydraulic pump and driving the hydraulic motor with oil discharged from the first and second hydraulic pumps. Therefore, the hydraulic circuit configuration is simple without having an oil passage switching valve for switching the hydraulic oil supply source to the hydraulic motor, and the control target when switching the hydraulic oil supply source to the hydraulic motor is the first. Only the variable displacement control of the first and second hydraulic pumps, and the control configuration can be simplified.
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。図1に本発明に係る油圧駆動装置を備える軌陸作業車1を示している。軌陸作業車1は、運転キャブ11を有するトラック車両をベースに構成された走行体10と、この走行体10上に設けられた垂直昇降装置20と、この垂直昇降装置20に支持された作業者搭乗用の作業台30とを有して構成されている。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a
走行体10は、車体の前後左右に道路走行用車輪であるタイヤ車輪12を備えるとともに、車体内部にエンジンEを備えており、このエンジンEによりタイヤ車輪12を駆動して道路上を走行することができるようになっている。また、走行体10は、車体の前後左右(各タイヤ車輪12の後側)に鉄輪支持部材13を介して軌道走行用車輪である鉄輪15を備え、前側左右の鉄輪15に走行油圧モータ16の回転駆動軸が接続されており(図2を参照)、この走行油圧モータ16により前側左右の鉄輪15を駆動して軌道(鉄道レール)R上を走行することができるようになっている。
The traveling
鉄輪支持部材13は、走行体10に上下方向に揺動自在に支持され、走行体10の内部に設けられた鉄輪張出シリンダ(油圧シリンダ)の伸縮作動により上下に揺動されて鉄輪15をタイヤ車輪12より下方に張り出したり上方に格納したりできるようになっている。このように鉄輪15を張り出したり格納したりするため(軌陸作業車1を軌道上へ載せ換え移動するため)、走行体10は、車体の中央下部に転車台17を備えるとともに、内部に転車台張出シリンダ(油圧シリンダ)を備えており、この転車台張出シリンダの伸縮作動により転車台17を下方に張り出して軌陸作業車1を持ち上げた状態(タイヤ車輪12が地面から浮いた状態)とすることができるようになっている。
The iron
垂直昇降装置20は、運転キャブ11後方の走行体10上に架装フレーム18を介して車幅方向に一対に設けられ、2本のリンクバーを交差させてその交点を回動自在に連結したシザースリンク機構(図示せず)と、このシザースリンク機構と架装フレーム18に跨って設けられた昇降シリンダ(油圧シリンダ)とを有して構成され、昇降シリンダの伸縮作動によりシザースリンク機構の上端部に取り付けられた作業台30を昇降移動させることができるようになっている。なお、垂直昇降装置20(昇降シリンダ)の作動は、走行体10および作業台30にそれぞれ設けられた作業操作装置(図示せず)によって作動操作することができるようになっている。
The vertical
このような構成の軌陸作業車1では、軌道R上を走行して目的地まで移動し、垂直昇降装置20を作動させて作業台30を所望の高所位置に移動させ、その位置において車両を停車させたまま、もしくは軌道R上を走行しながら、作業台30に搭乗した作業者が軌道R上の張架線やトロリ線等の鉄道設備の工事等を行うことができる。このような軌陸作業車1の走行制御は、一般道路走行時には運転キャブ11内の運転席にて行うが、軌道R上を走行する際には運転キャブ11内および作業台30上にそれぞれ設けられた走行操作レバー35(図2を参照)を操作して行うことができるようになっている。
In the track-and-
軌陸作業車1が軌道R上を走行する際の走行制御を行う走行駆動制御装置50について図2を参照して説明する。走行駆動制御装置50は、走行操作レバー35から入力される操作信号に応じて油圧駆動装置60に作動制御信号を出力するコントローラ51と、コントローラ51からの作動制御信号に応じて走行油圧モータ16を回転駆動させる油圧駆動装置60とを有して構成される。
A travel drive control device 50 that performs travel control when the track-and-
油圧駆動装置60は、エンジンEにより駆動される第1油圧ポンプ61と、電動モータMにより駆動される第2油圧ポンプ62と、第1油圧ポンプ61の吐出口61aと走行油圧モータ16の流入口16bとを繋ぐ第1供給油路63と、第2油圧ポンプ62の吐出口62aから延びて第1供給油路63に合流される第2供給油路64と、走行油圧モータ16の流出口16aと第1油圧ポンプ61の吸入口61bとを繋ぐ第1排出油路65と、第1排出油路65から分岐して第2油圧ポンプ62の吸入口62bに繋がる第2排出油路66とを有して構成される。
The
第1油圧ポンプ61は、走行体10に搭載されたエンジンEにより駆動される斜板式の可変容量タイプの油圧ポンプであり、その斜板の傾転方向および傾転角度が第1斜板制御アクチュエータ67により制御されて吐出方向およびポンプ容量が可変制御される。第1油圧ポンプ61は、斜板の傾転角度(ポンプ容量)をゼロに制御されたときには油の吐出および流入が無い状態となり、斜板の傾転方向をマイナス方向に制御された(ポンプ容量を逆転させる制御が行われた)ときには同一方向に回転駆動した状態のまま吸入口61bから油を吐出して吐出口61aから油を流入させて吐出方向が逆方向となる。第1油圧ポンプ61は、油の供給を受けて回転駆動されて油圧モータとして機能可能である。第1斜板制御アクチュエータ67は、コントローラ51から送られる作動制御信号に基づいて作動し、第1油圧ポンプ61の斜板の傾転方向および傾転角度を制御する。
The first
第2油圧ポンプ62は、走行体10に搭載された電動モータMにより駆動され、第1油圧ポンプ61と同様に斜板式の可変容量タイプの油圧ポンプである。第2油圧ポンプ62は、斜板の傾転方向および傾転角度が第2斜板制御アクチュエータ68により制御されて吐出方向およびポンプ容量が可変制御される。第2油圧ポンプ62は、斜板の傾転角度(ポンプ容量)をゼロに制御されたときには油の吐出および流入が無い状態となり、斜板の傾転方向をマイナス方向に制御された(ポンプ容量を逆転させる制御が行われた)ときには同一方向に回転駆動した状態のまま吸入口62bから油を吐出して吐出口62aから油
を流入させて吐出方向が逆方向となる。第2油圧ポンプ62は、油の供給を受けて回転駆動されて油圧モータとして機能可能である。第2斜板制御アクチュエータ68は、コントローラ51から送られる作動制御信号に基づいて作動し、第2油圧ポンプ62の斜板の傾転方向および傾転角度を制御する。電動モータMは、走行用バッテリBからインバータIを介して供給される電力により回転駆動して第2油圧ポンプ62を駆動させるとともに、油の供給を受けた第2油圧ポンプ62により回転駆動されて発電を行う機能を有している。
The second
また、油圧駆動装置60には、第1油圧ポンプ61と同様にエンジンEにより駆動されるブレーキ用油圧ポンプ71が設けられており、このブレーキ用油圧ポンプ71から吐出される吐出油がブレーキ制御バルブ72を介して鉄輪15の近傍に設けられたディスクブレーキ装置75に供給されるようになっている。
In addition, the
ディスクブレーキ装置75は、シリンダ75aと、シリンダ75a内に張出格納自在に設けられたピストン75bと、ピストン75bの先端に設けられたディスク75cと、シリンダ75a内に設けられてピストン75bを格納方向(図2の場合には上方)に付勢するピストンバネ75dとを有して構成される。そして、ブレーキ用油圧ポンプ71からの吐出油がブレーキ制御バルブ72を介してシリンダ75aのシリンダ室に供給されると、ピストン75bはピストンバネ75dによる付勢力に抗して張出方向(図2の場合には下方)に移動し、ディスク75cを鉄輪15に押圧させて鉄輪15の制動を行うようになっている。ブレーキ制御バルブ72は、コントローラ51からの作動制御信号に基づいて作動し、ディスクブレーキ装置75への油の給排制御を行うようになっている。
The
上記第1および第2斜板制御アクチュエータ67,68の作動制御、並びにブレーキ制御バルブ72の作動制御を行うため、コントローラ51が設けられている。コントローラ51には走行操作レバー35から操作信号が入力され、この操作信号に応じてコントローラ51が各斜板制御アクチュエータおよび制御バルブの作動制御を行う。走行操作レバー35は中立位置から前後方向に傾動可能に構成され、走行操作レバー35を前後に傾動させる操作を行うことにより前後進の切り換えを行うとともに、傾動角度に応じて前後進速度制御を行う。このため、走行操作レバー35には、前後いずれの方向に傾動操作されたかを検出するセレクタスイッチと、このときの傾動角度を検出するポテンショメータとが設けられている。
A
このような構成の走行駆動制御装置50による走行制御について以下に説明する。走行操作レバー35が中立位置から前方に傾動操作されると、コントローラ51は、走行操作レバー35の傾動角度に応じて出力される速度指令値に応じて第1および第2斜板制御アクチュエータ67,68により第1および第2油圧ポンプ61,62の容量、すなわち吐出口61a,62aからの吐出油量を制御する。そして、この吐出油を走行油圧モータ16に供給させて走行油圧モータ16を回転駆動させ、軌陸作業車1を軌道R上において前進走行させる。
The travel control by the travel drive control device 50 having such a configuration will be described below. When the traveling
このとき、コントローラ51は、図3(a)に示すように、走行操作レバー35によって出力される速度指令値Voが設定速度Ve以下である低速走行の場合には、第1斜板制御アクチュエータ67により第1油圧ポンプ61の容量をゼロに制御して第1油圧ポンプ61を油の吐出および流入が無い状態に制御するとともに、第2斜板制御アクチュエータ68により第2油圧ポンプ62の容量を速度指令値Voに応じて制御して、第2油圧ポンプ62からの吐出油により走行油圧モータ16を回転駆動させ、軌陸作業車1を前進走行させる。すなわち、速度指令値Voが設定速度Ve以下である低速走行の場合には、第1油圧ポンプ61から油を吐出せず、第2油圧ポンプ62からの吐出油のみにより走行油圧モータ16を回転駆動させるようになっている。そして、軌陸作業車1が速度指令値Vo
に対応した走行速度に到達すると、第2斜板制御アクチュエータ68により第2油圧ポンプ62の容量(走行油圧モータ16への吐出油量)を制御して、走行油圧モータ16の回転速度が速度指令値Voに対応した一定速度となるように制御し、軌陸作業車1を速度指令値Voに対応した走行速度(一定速度)となるように前進走行させる。なお、上記設定速度Veは、第2油圧ポンプ62の容量が最大となるように制御されたときに第2油圧ポンプ62からの吐出油のみにより走行油圧モータ16を回転駆動させたときの走行速度として設定される。
At this time, as shown in FIG. 3A, the
Is reached, the second swash
また、コントローラ51は、図3(b)に示すように、走行操作レバー35によって出力される速度指令値Voが上記設定速度Veを超える高速走行の場合には、第2斜板制御アクチュエータ68により第2油圧ポンプ62の容量を最大となるように制御するとともに、第1斜板制御アクチュエータ67により第1油圧ポンプ61の容量を速度指令値Voが設定速度Veを超える分の速度値(Vo−Ve)に応じて制御して、第2油圧ポンプ62からの吐出油および第1油圧ポンプ61からの吐出油により走行油圧モータ16を回転駆動させ、軌陸作業車1を前進走行させる。すなわち、速度指令値Voが設定速度Veを超える高速走行の場合には、第2油圧ポンプ62の容量を最大となるように制御して第2油圧ポンプ62からの吐出油により走行油圧モータ16を回転駆動させ、このとき第2油圧ポンプ62からの吐出油のみにより走行油圧モータ16を回転駆動させても速度指令値Voに対応した走行速度に到達しないため、その不足する分を第1油圧ポンプ61からの吐出油により補い、第1および第2油圧ポンプ61,62からの吐出油により走行油圧モータ16を回転駆動させるようになっている。そして、軌陸作業車1が速度指令値Voに対応した走行速度に到達すると、第2油圧ポンプ62の容量が最大となっている状態を維持させたまま、第1斜板制御アクチュエータ67により第1油圧ポンプ61の容量(走行油圧モータ16への吐出油量)を制御して、走行油圧モータ16の回転速度が速度指令値Voに対応した一定速度となるように制御し、軌陸作業車1を速度指令値Voに対応した走行速度(一定速度)となるように前進走行させる。
Further, as shown in FIG. 3B, the
一方、走行操作レバー35が前方に傾動操作された状態から中立位置に戻されると、コントローラ51は、軌陸作業車1の走行速度に応じて第1および第2斜板制御アクチュエータ67,68により第1および第2油圧ポンプ61,62の容量を制御する。そして、鉄輪15の回転により走行油圧モータ16が回転され、走行油圧モータ16から流出された油を受けて回転駆動される第1および第2油圧ポンプ61,62が油圧モータとして機能することによりエンジンEのエンジンブレーキ作用および電動モータMの回転駆動による発電作用を得て鉄輪15を制動させるとともに、このとき電動モータMにより発電された電力をインバータIを介して走行用バッテリBに充電させる。さらに、コントローラ51は、ブレーキ制御バルブ72を制御して、ブレーキ用油圧ポンプ71からの吐出油をディスクブレーキ装置75に供給させてディスク75cを鉄輪15に押圧させることにより鉄輪15を制動させる。そして、このように第1油圧ポンプ61およびエンジンEのエンジンブレーキ作用、第2油圧ポンプ62および電動モータMの発電作用、並びにディスクブレーキ装置75の制動作用により鉄輪15を制動させることにより、軌陸作業車1を減速させて所定の制動距離にて停止させる(図3(b)を参照)。なお、第1油圧ポンプ61およびエンジンEのエンジンブレーキ作用、並びに第2油圧ポンプ62および電動モータMの発電作用により鉄輪15を制動させることにより、軌陸作業車1を所定の制動距離にて停止させることができる場合には、ディスクブレーキ装置75を作動させなくてもよい(図3(a)を参照)。
On the other hand, when the traveling
このとき、コントローラ51は、第2油圧ポンプ62により回転駆動させる電動モータMの回転数が発電効率の良い回転数となるように、走行油圧モータ16から流出される油量、すなわち軌陸作業車1の走行速度に応じて第2斜板制御アクチュエータ68により第2油圧ポンプ62の容量を制御する。そして、第2油圧ポンプ62および電動モータMの
発電作用による制動エネルギが、軌陸作業車1を所定の制動距離にて停止させるのに必要な制動エネルギに対して不足する分の制動エネルギを第1油圧ポンプ61およびエンジンEのエンジンブレーキ作用により発生させて補うように、第1斜板制御アクチュエータ67により第1油圧ポンプ61の容量を制御する。そして、第1油圧ポンプ61およびエンジンEのエンジンブレーキ作用により制動エネルギを発生させても上記必要な制動エネルギに対して不足する場合には、その不足する分の制動エネルギをディスクブレーキ装置75の制動作用により発生させるように、ブレーキ制御バルブ72およびディスクブレーキ装置75の作動を制御する。
At this time, the
なお、軌陸作業車1が設定速度Ve以下の低速走行を行っている状態において、走行操作レバー35を傾動角度を大きくする方向に操作して軌陸作業車1を加速させる場合であって、走行操作レバー35における加速操作によって出力される速度指令値Voが設定速度Ve以下である加速の場合には、第1斜板制御アクチュエータ67により第1油圧ポンプ61の容量がゼロとなっている状態を維持させるとともに、第2斜板制御アクチュエータ68により第2油圧モータ62の容量を速度指令値Voに応じて制御し(第2油圧ポンプ62からの吐出油量を増加させ)、第2油圧ポンプ62からの吐出油のみにより走行油圧モータ16を回転駆動させて軌陸作業車1を加速させる。一方、走行操作レバー35における加速操作によって出力される速度指令値Voが設定速度Veを超える加速の場合には、第2斜板制御アクチュエータ68により第2油圧ポンプ62の容量を最大となるように制御するとともに、第1斜板制御アクチュエータ67により第1油圧ポンプ61の容量を速度指令値Voが設定速度Veを超える分の速度値(Vo−Ve)に応じて制御して(不足する分の吐出油を第1油圧ポンプ61により補い)、第1および第2油圧ポンプ61,62からの吐出油により走行油圧モータ16を回転駆動させて軌陸作業車1を加速させる。
In the state in which the track-and-
また、軌陸作業車1が設定速度Veを超える高速走行を行っている状態において、走行操作レバー35を傾動角度を大きくする方向に操作して軌陸作業車1を加速させる場合には、第2斜板制御アクチュエータ68により第2油圧ポンプ62の容量が最大となっている状態を維持させるとともに、第1斜板制御アクチュエータ67により第1油圧ポンプ61の容量を速度指令値Voが設定速度Veを超える分の速度値(Vo−Ve)に応じて制御し(第1油圧ポンプ61からの吐出油量を増加させ)、第1および第2油圧ポンプ61,62からの吐出油により走行油圧モータ16を回転駆動させて軌陸作業車1を加速させる。
Further, in the state where the track-and-
一方、軌陸作業車1が走行している状態において、走行操作レバー35を中立位置方向に操作して軌陸作業車1を減速させる場合には、第1および第2斜板制御アクチュエータ67,68により第1および第2油圧ポンプ61,62の容量をそれぞれ制御するとともに、ブレーキ制御バルブ72を制御して、エンジンEのエンジンブレーキ作用、電動モータMの回転駆動による発電作用およびディスクブレーキ装置75の制動作用により鉄輪15を制動させ、軌陸作業車1を減速させる。そして、減速操作された走行操作レバー35によって出力される速度指令値Voが設定速度Ve以下である場合には、第1斜板制御アクチュエータ67により第1油圧ポンプ61の容量をゼロに制御するとともに、第2斜板制御アクチュエータ68により第2油圧モータ62の容量を速度指令値Voに応じて制御して、第2油圧ポンプ62からの吐出油のみにより走行油圧モータ16を回転駆動させ、軌陸作業車1を速度指令値Voに対応した走行速度となるように前進走行させる。一方、減速操作された走行操作レバー35によって出力される速度指令値Voが設定速度Veを超える場合には、第2斜板制御アクチュエータ68により第2油圧ポンプ62の容量を最大となるように制御するとともに、第1斜板制御アクチュエータ67により第1油圧ポンプ61の容量を速度指令値Voが設定速度Veを超える分の速度値(Vo−Ve)に応じて制御して、第1および第2油圧ポンプ61,62からの吐出油により走行油圧モータ1
6を回転駆動させ、軌陸作業車1を速度指令値Voに対応した走行速度となるように前進走行させる。
On the other hand, when the traveling
6 is driven to rotate so that the
上記では軌陸作業車1を前進走行させる場合について説明したが、走行操作レバー35を後方に傾動操作して軌陸作業車1を後進走行させる場合も、上記前進走行の場合と同様であるため、後進走行についての説明は省略する。ただし、走行操作レバー35を後方に傾動操作して後進走行させる場合には、第1および第2油圧ポンプ61,62を前進走行の場合と同一方向に回転駆動した状態のまま、第1および第2斜板制御アクチュエータ67,68により第1および第2油圧ポンプ61,62の斜板の傾転方向を逆方向(マイナス方向)に制御し、第1および第2油圧ポンプ61,62の吸入口61b,62bから油を吐出して、吐出油を第1および第2排出油路65,66を介して走行油圧モータ16に供給させる。
In the above description, the case where the
また、走行駆動制御装置50では、例えば走行用バッテリBのバッテリ残量が少ない場合等には、第2斜板制御アクチュエータ68により第2油圧ポンプ62の容量をゼロに制御して第2油圧ポンプ62を油の吐出および流入が無い状態に制御するとともに、第1斜板制御アクチュエータ67により第1油圧ポンプ61の容量を速度指令値に応じて制御して第1油圧ポンプ61からの吐出油により走行油圧モータ16を回転駆動させ、軌陸作業車1を走行させることも可能である。すなわち、例えば走行用バッテリBのバッテリ残量が少ない場合等には、第2油圧ポンプ62から油を吐出せず、第1油圧ポンプ61からの吐出油のみにより走行油圧モータ16を回転駆動させることもできるようになっている。
Further, in the travel drive control device 50, for example, when the remaining battery level of the travel battery B is low, the second swash
さらに、走行駆動制御装置50では、軌陸作業車1が停止中であって、走行用バッテリBのバッテリ残量が少ない場合には、第1油圧ポンプ61からの吐出油を第2油圧ポンプ62に供給させ、第2油圧ポンプ62を油圧モータとして機能させて電動モータMを回転駆動させ、電動モータMにより発電された電力をインバータIを介して走行用バッテリBに充電することができるようになっている。なお、このとき、ディスクブレーキ装置75により鉄輪15および走行油圧モータ16が回転しない状態に制御し、第1油圧ポンプ61からの吐出油を全て第2油圧ポンプ62に供給させるようになっている。
Furthermore, in the traveling drive control device 50, when the
このように油圧駆動装置60では、第1および第2斜板制御アクチュエータ67,68により第1および第2油圧ポンプ61,62の容量を制御することにより、エンジンEにより駆動される第1油圧ポンプ61からの吐出油により走行油圧モータ16を駆動する場合と、電動モータMにより駆動される第2油圧ポンプ62からの吐出油により走行油圧モータ16を駆動する場合と、第1および第2油圧ポンプ61,62からの吐出油により走行油圧モータ16を駆動する場合とを切り換えることができる。したがって、走行油圧モータ16への作動油の供給源を切り換えるための油路切換バルブ等を有することなく簡単な油圧回路構成であるとともに、走行油圧モータ16への作動油の供給源を切り換えるときの制御対象が第1および第2油圧ポンプ61,62の可変容量制御だけであり制御構成も簡単にすることができる。
As described above, in the
また、油圧駆動装置60では、軌陸作業車1の減速時に、第2油圧ポンプ62が走行油圧モータ16から流出された油の供給を受けて電動モータMを回転駆動させ、電動モータMにより発電された電力を走行用バッテリBに充電する。また、軌陸作業車1の停止時には、第1油圧ポンプ61からの吐出油を第2油圧ポンプ62に供給させて第2油圧ポンプ62により電動モータMを回転駆動させ、電動モータMにより発電された電力を走行用バッテリBに充電することができるようになっている。そのため、常に第2油圧ポンプ62を駆動可能な状態に保つことができる。
Further, in the
また、油圧駆動装置60では、第1および第2油圧ポンプ61,62が、第1および第
2斜板制御アクチュエータ67,68により斜板の傾転方向を逆方向に制御して(ポンプ容量を逆転させる制御を行って)同一方向に回転駆動した状態のまま吸入口61b,62bから油を吐出させて吐出口61a,62aから油を流入させる、すなわち吐出方向を逆転させることができるように構成されている。そのため、第1および第2油圧ポンプ61,62の吐出方向を逆転させることにより第1および第2油圧ポンプ61,62を同一方向に回転駆動した状態のまま走行油圧モータ16を逆回転駆動させることができる。また、例えば第2油圧ポンプ62の吐出方向だけを逆転させるようにすれば、第1油圧ポンプ61からの吐出油が走行油圧ポンプ16の流入口16bおよび第2油圧ポンプ62の吐出口62aに供給されるようになり、上述の説明とは異なった油の流れによって走行油圧モータ16を回転駆動させることができる。
In the
また、油圧駆動装置60では、速度指令値Voが設定速度Ve以下である低速走行の場合には、第1油圧ポンプ61から油を吐出せず、第2油圧ポンプ62からの吐出油のみにより走行油圧モータ16を回転駆動させる。そして、速度指令値Voが設定速度Veを超える高速走行の場合には、第2油圧ポンプ62の容量を最大となるように制御して第2油圧ポンプ62からの吐出油により走行油圧モータ16を回転駆動させ、このとき第2油圧ポンプ62からの吐出油のみにより走行油圧モータ16を回転駆動させても速度指令値Voに対応した走行速度に到達しないため、その不足する分を第1油圧ポンプ61からの吐出油により補い、第1および第2油圧ポンプ61,62からの吐出油により走行油圧モータ16を回転駆動させるようになっている。したがって、走行油圧モータ16への作動油の供給源として、電動モータMにより駆動される第2油圧ポンプ62をメイン供給源とし、第2油圧ポンプ62による不足分をエンジンEにより駆動される第1油圧ポンプ61により補うように制御するため、エンジン燃費を向上させることができる。
Further, in the
また、油圧駆動装置60では、軌陸作業車1を減速させるときには、走行速度に応じて第1および第2斜板制御アクチュエータ67,68により第1および第2油圧ポンプ61,62の容量を制御する。そして、鉄輪15の回転により走行油圧モータ16が回転されて走行油圧モータ16から流出された油を受けて回転駆動される第1および第2油圧ポンプ61,62により発生されるエンジンEのエンジンブレーキ作用および電動モータMの回転駆動による発電作用により鉄輪15を制動させるとともに、このとき電動モータMにより発電された電力を走行用バッテリBに充電させる。さらに、このとき、第2油圧ポンプ62により回転駆動させる電動モータMの回転数が発電効率の良い回転数となるように、第2斜板制御アクチュエータ68により第2油圧ポンプ62の容量が制御されるようになっている。そのため、軌陸作業車1の減速時のエネルギを効率良く回収して走行用バッテリBに充電することができる。
Further, in the
これまで本発明に係る実施形態を説明してきたが、本発明の範囲は上述の実施形態に示したものに限定されない。例えば、上述の軌陸作業車1の走行時における第1および第2油圧ポンプ61,62の作動制御は一例であり、図4に示すように、軌陸作業車1を加速させる場合には、先ず第1油圧ポンプ61からの吐出油により走行油圧モータ16を回転駆動させ、所定時間経過後に第2油圧ポンプ62を作動させて第1および第2油圧ポンプ61からの吐出により走行油圧モータ16を回転駆動させる。また、軌陸作業車1を減速させる場合には、第2油圧ポンプ62および電動モータMの発電作用による鉄輪15の制動を軌陸作業車1が停止する前に中断させ、第1油圧ポンプ61およびエンジンEのエンジンブレーキ作用による鉄輪15の制動を軌陸作業車1が停止するまで継続させるようにしてもよい。このように第1および第2油圧ポンプ61,62の作動タイミングに時間差を設けるように制御することにより、加速時には第1油圧ポンプ61の作動によりすみやかに加速することができ、停止直前では第1油圧ポンプ61により強い制動エネルギを得て確実に軌陸作業車1を停止させることができる。
Although the embodiment according to the present invention has been described so far, the scope of the present invention is not limited to that shown in the above-described embodiment. For example, the operation control of the first and second
また、上述の実施形態では、走行油圧モータ16を回転駆動させる油圧駆動装置60について説明したが、本発明は走行油圧モータを回転駆動させる油圧駆動装置に限らず、例えば、走行体上に起伏動、伸縮動および旋回動可能に設けられたブームを有する作業車の場合には、ブーム旋回用の旋回油圧モータを回転駆動させる油圧駆動装置に本発明を適用させてもよい。
In the above-described embodiment, the
1 軌陸作業車(走行車両)
15 鉄輪(走行車輪)
16 走行油圧モータ
61 第1油圧ポンプ
62 第2油圧ポンプ
63 第1供給油路(第1油路)
64 第2供給油路(第1油路)
65 第1排出油路(第2油路)
66 第2排出油路(第2油路)
67 第1斜板制御アクチュエータ(容量制御手段)
68 第2斜板制御アクチュエータ(容量制御手段)
1 Railroad work vehicle (traveling vehicle)
15 Iron wheel (traveling wheel)
16 Traveling
64 Second supply oil passage (first oil passage)
65 First drain oil passage (second oil passage)
66 Second exhaust oil passage (second oil passage)
67 First swash plate control actuator (capacity control means)
68 Second swash plate control actuator (capacity control means)
Claims (6)
前記第2油圧ポンプは油の供給を受けて回転駆動されて油圧モータとして機能して前記電動モータを回転駆動することが可能であり、前記電動モータは回転駆動されて発電を行う機能を有しており、
前記第1油圧ポンプから吐出された油が前記第1油路を介して前記第2油圧ポンプの吐出口に供給され、前記第2油圧ポンプが油圧モータとして機能して前記電動モータを回転駆動して発電を行わせることが可能であることを特徴とする油圧駆動装置。 A variable displacement type first hydraulic pump driven by an engine; a variable displacement type second hydraulic pump driven by an electric motor; a hydraulic motor that is rotationally driven by oil supply; Capacity control means for performing variable capacity control of the second hydraulic pump, and a first oil passage that joins the discharge oil from the discharge ports of the first and second hydraulic pumps to flow into the inlet of the hydraulic motor; A second oil passage for branching out the oil flowing out from the outlet of the hydraulic motor and flowing into the suction ports of the first and second hydraulic pumps;
The second hydraulic pump is driven to rotate by being supplied with oil and functions as a hydraulic motor to rotate the electric motor, and the electric motor has a function of generating power by being rotated. And
Oil discharged from the first hydraulic pump is supplied to the discharge port of the second hydraulic pump through the first oil passage, and the second hydraulic pump functions as a hydraulic motor to drive the electric motor to rotate. A hydraulic drive device characterized in that power generation is possible .
前記走行車両の走行状態に応じて前記容量制御手段により前記第1および前記第2油圧ポンプの可変容量制御を行って走行制御を行うことが可能であることを特徴とする請求項1または2に記載の油圧駆動装置。 The hydraulic motor is configured to rotationally drive traveling wheels of a traveling vehicle,
To claim 1 or 2, characterized in that it is possible to perform running control by performing the variable displacement control of the first and the second hydraulic pump by the displacement control means depending on the traveling state of the traveling vehicle The hydraulic drive device described.
前記速度指令値が前記所定速度を超える高速走行の場合には、前記容量制御手段により、前記第2油圧ポンプの容量を最大となるように制御するとともに前記第1油圧ポンプの容量を前記速度指令値に応じて制御して前記第1および前記第2油圧ポンプからの吐出油により前記油圧モータの駆動を行わせることを特徴とする請求項3に記載の油圧駆動装置。 In the case of low-speed traveling where the speed command value is equal to or lower than a predetermined speed, the capacity control means sets the capacity of the first hydraulic pump to zero so that there is no oil discharge and inflow, and the capacity of the second hydraulic pump is reduced. The hydraulic motor is driven by the oil discharged from the second hydraulic pump controlled according to the speed command value,
When the speed command value is high speed running exceeding the predetermined speed, the capacity control means controls the capacity of the second hydraulic pump to be maximized and sets the capacity of the first hydraulic pump to the speed command. 4. The hydraulic drive device according to claim 3 , wherein the hydraulic motor is driven by oil discharged from the first and second hydraulic pumps under control according to a value.
前記走行車両を減速させるときには、前記走行車輪の回転により前記油圧モータを回転駆動させ、前記容量制御手段により前記走行車両の走行速度に応じて前記第1および前記第2油圧ポンプの容量を制御して、前記油圧モータからの流出油を受けた前記第1および前記第2油圧ポンプが油圧モータとして機能することにより前記エンジンのエンジンブレーキ作用および前記電動モータの回転駆動による発電作用を得て前記走行車輪を制動させるとともに、前記電動モータにより発電された電力を走行用バッテリに充電させることを特徴とする請求項3に記載の油圧駆動装置。 The first hydraulic pump is rotated by receiving supply of oil and can function as a hydraulic motor ;
When the traveling vehicle is decelerated, the hydraulic motor is rotationally driven by the rotation of the traveling wheel, and the displacement control means controls the displacements of the first and second hydraulic pumps according to the traveling speed of the traveling vehicle. Then, the first and second hydraulic pumps that have received oil spilled from the hydraulic motor function as hydraulic motors to obtain an engine braking action of the engine and a power generation action by the rotational drive of the electric motor. The hydraulic drive device according to claim 3 , wherein the wheel is braked and the traveling battery is charged with the electric power generated by the electric motor.
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