JP7236596B2 - 建設機械 - Google Patents

建設機械 Download PDF

Info

Publication number
JP7236596B2
JP7236596B2 JP2022532328A JP2022532328A JP7236596B2 JP 7236596 B2 JP7236596 B2 JP 7236596B2 JP 2022532328 A JP2022532328 A JP 2022532328A JP 2022532328 A JP2022532328 A JP 2022532328A JP 7236596 B2 JP7236596 B2 JP 7236596B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pressure
control valve
flow rate
hydraulic actuator
construction machine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2022532328A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2021256058A1 (ja
Inventor
聖二 土方
靖貴 釣賀
賢二 平工
雅俊 星野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Construction Machinery Co Ltd filed Critical Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Publication of JPWO2021256058A1 publication Critical patent/JPWO2021256058A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7236596B2 publication Critical patent/JP7236596B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B1/00—Installations or systems with accumulators; Supply reservoir or sump assemblies
    • F15B1/02—Installations or systems with accumulators
    • F15B1/024—Installations or systems with accumulators used as a supplementary power source, e.g. to store energy in idle periods to balance pump load
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2221—Control of flow rate; Load sensing arrangements
    • E02F9/2225—Control of flow rate; Load sensing arrangements using pressure-compensating valves
    • E02F9/2228—Control of flow rate; Load sensing arrangements using pressure-compensating valves including an electronic controller
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/2004—Control mechanisms, e.g. control levers
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2217—Hydraulic or pneumatic drives with energy recovery arrangements, e.g. using accumulators, flywheels
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2221—Control of flow rate; Load sensing arrangements
    • E02F9/2232—Control of flow rate; Load sensing arrangements using one or more variable displacement pumps
    • E02F9/2235—Control of flow rate; Load sensing arrangements using one or more variable displacement pumps including an electronic controller
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2264—Arrangements or adaptations of elements for hydraulic drives
    • E02F9/2267—Valves or distributors
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2264—Arrangements or adaptations of elements for hydraulic drives
    • E02F9/2271—Actuators and supports therefor and protection therefor
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2264—Arrangements or adaptations of elements for hydraulic drives
    • E02F9/2275—Hoses and supports therefor and protection therefor
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2278—Hydraulic circuits
    • E02F9/2282—Systems using center bypass type changeover valves
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2278—Hydraulic circuits
    • E02F9/2296—Systems with a variable displacement pump
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/26—Indicating devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B1/00—Installations or systems with accumulators; Supply reservoir or sump assemblies
    • F15B1/02—Installations or systems with accumulators
    • F15B1/04—Accumulators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/02—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/02—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member
    • F15B11/024—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member by means of differential connection of the servomotor lines, e.g. regenerative circuits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/02—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member
    • F15B11/028—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the actuating force
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/02—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member
    • F15B11/04—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed
    • F15B11/042—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed by means in the feed line, i.e. "meter in"
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/06—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with two or more servomotors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/08—Servomotor systems incorporating electrically operated control means
    • F15B21/087—Control strategy, e.g. with block diagram
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/14—Energy-recuperation means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/40—Special vehicles
    • B60Y2200/41—Construction vehicles, e.g. graders, excavators
    • B60Y2200/412—Excavators
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/30—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets with a dipper-arm pivoted on a cantilever beam, i.e. boom
    • E02F3/32—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets with a dipper-arm pivoted on a cantilever beam, i.e. boom working downwardly and towards the machine, e.g. with backhoes
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
    • E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
    • E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
    • E02F3/36—Component parts
    • E02F3/42—Drives for dippers, buckets, dipper-arms or bucket-arms
    • E02F3/43—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations
    • E02F3/435—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for dipper-arms, backhoes or the like
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20—Drives; Control devices
    • E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2278—Hydraulic circuits
    • E02F9/2292—Systems with two or more pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B1/00—Installations or systems with accumulators; Supply reservoir or sump assemblies
    • F15B1/02—Installations or systems with accumulators
    • F15B1/027—Installations or systems with accumulators having accumulator charging devices
    • F15B1/033—Installations or systems with accumulators having accumulator charging devices with electrical control means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/205—Systems with pumps
    • F15B2211/2053—Type of pump
    • F15B2211/20546—Type of pump variable capacity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/205—Systems with pumps
    • F15B2211/20576—Systems with pumps with multiple pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/21—Systems with pressure sources other than pumps, e.g. with a pyrotechnical charge
    • F15B2211/212—Systems with pressure sources other than pumps, e.g. with a pyrotechnical charge the pressure sources being accumulators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30—Directional control
    • F15B2211/305—Directional control characterised by the type of valves
    • F15B2211/3056—Assemblies of multiple valves
    • F15B2211/3059—Assemblies of multiple valves having multiple valves for multiple output members
    • F15B2211/30595—Assemblies of multiple valves having multiple valves for multiple output members with additional valves between the groups of valves for multiple output members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30—Directional control
    • F15B2211/31—Directional control characterised by the positions of the valve element
    • F15B2211/3105—Neutral or centre positions
    • F15B2211/3116—Neutral or centre positions the pump port being open in the centre position, e.g. so-called open centre
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30—Directional control
    • F15B2211/32—Directional control characterised by the type of actuation
    • F15B2211/327—Directional control characterised by the type of actuation electrically or electronically
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/625—Accumulators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63—Electronic controllers
    • F15B2211/6303—Electronic controllers using input signals
    • F15B2211/6306—Electronic controllers using input signals representing a pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63—Electronic controllers
    • F15B2211/6303—Electronic controllers using input signals
    • F15B2211/6306—Electronic controllers using input signals representing a pressure
    • F15B2211/6313—Electronic controllers using input signals representing a pressure the pressure being a load pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63—Electronic controllers
    • F15B2211/6303—Electronic controllers using input signals
    • F15B2211/6346—Electronic controllers using input signals representing a state of input means, e.g. joystick position
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/665—Methods of control using electronic components
    • F15B2211/6652—Control of the pressure source, e.g. control of the swash plate angle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60—Circuit components or control therefor
    • F15B2211/665—Methods of control using electronic components
    • F15B2211/6654—Flow rate control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/71—Multiple output members, e.g. multiple hydraulic motors or cylinders
    • F15B2211/7142—Multiple output members, e.g. multiple hydraulic motors or cylinders the output members being arranged in multiple groups
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/76—Control of force or torque of the output member
    • F15B2211/761—Control of a negative load, i.e. of a load generating hydraulic energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Operation Control Of Excavators (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)
  • Hydrogenated Pyridines (AREA)

Description

本発明は、油圧ショベル等の建設機械に関する。
特許文献１は、ブームシリンダの戻り油のエネルギーを有効利用することを目的とし、ブームシリンダの戻り油の一部を他の油圧アクチュエータに再供給（再生）すると共に、残りの一部を回収部（回生装置）で回収（回生）することができる油圧回路を開示している。
特許第６２８４７１１号公報
しかしながら、特許文献１には、ブームシリンダの戻り油の流量のうちどの程度の流量を再生し、どの程度の流量を回生するかについて具体的に記載されていない。例えば回生装置としてアキュムレータ（蓄圧装置）を備えた油圧回路において、ブームシリンダの戻り油の流量のうち他の油圧アクチュエータに再生する流量を小さく設定し、アキュムレータで回生する流量を大きく設定した場合、アキュムレータの放熱やバルブのリークなどによるエネルギー損失が大きくなり、戻り油のエネルギーを有効に利用できない懸念がある。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、油圧アクチュエータの戻り油を有効に利用することが可能な建設機械を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、第１油圧アクチュエータと、前記第１油圧アクチュエータからの戻り油を蓄える蓄圧装置と、前記第１油圧アクチュエータと前記蓄圧装置とを接続する第１油路に配置された第１制御弁と、第２油圧アクチュエータと、前記第２油圧アクチュエータと前記第１油路とを接続する第２油路に配置された第２制御弁と、前記第１油圧アクチュエータの操作信号を出力する第１操作装置と、前記第２油圧アクチュエータの操作信号を出力する第２操作装置と、前記第１操作装置および前記第２操作装置から操作信号が入力され、前記第１制御弁および前記第２制御弁に制御信号を出力するコントローラとを備えた建設機械において、前記コントローラは、前記第１操作装置からの操作信号に基づいて前記第１油圧アクチュエータからの戻り流量を算出し、前記第２操作装置からの操作信号に基づいて前記第２油圧アクチュエータへの供給流量を算出し、前記戻り流量および前記供給流量の小さい方を前記第２油圧アクチュエータへの再生流量に設定し、前記戻り流量から前記再生流量を引いた流量を前記蓄圧装置への回生流量に設定し、前記第１油圧アクチュエータから前記蓄圧装置へ供給される流量が前記回生流量と一致するように前記第１制御弁の開度を調整し、前記第１油圧アクチュエータから前記第２油圧アクチュエータへ供給される流量が前記再生流量と一致するように前記第２制御弁の開度を調整するものとする。
以上のように構成した本発明によれば、第１油圧アクチュエータ１からの戻り流量のうち第２油圧アクチュエータへの再生流量を最大化すると共に、第１油圧アクチュエータからの戻り流量のうち蓄圧装置への回生流量を最小化して蓄圧装置に圧油を蓄える際の放熱やリークによるエネルギー損失を抑えることにより、第１油圧アクチュエータの戻り油を有効に利用することが可能となる。
本発明に係る建設機械によれば、油圧アクチュエータの戻り油を有効に利用することが可能となる。
本発明の実施の形態に係る油圧ショベルの側面図である。 本発明の第１の実施例における油圧駆動装置の回路図である。 本発明の第１の実施例におけるコントローラの処理内容を示す図である。 本発明の第２の実施例における油圧駆動装置の回路図である。 本発明の第２の実施例におけるコントローラの処理内容を示す図である。 本発明の第３の実施例における油圧駆動装置の回路図である。 本発明の第４の実施例における油圧駆動装置の回路図である。 本発明の第４の実施例におけるコントローラの処理内容を示す図である。
以下、本発明の実施の形態に係る建設機械として油圧ショベルを例に挙げ、図面を参照して説明する。なお、各図中、同等の部材には同一の符号を付し、重複した説明は適宜省略する。
図１は、本実施の形態に係る油圧ショベルの側面図である。
図１に示すように、油圧ショベル２００は、走行体２０１と、走行体２０１上に旋回可能に配置され、車体を構成する旋回体２０２と、旋回体２０２に上下方向に回動可能に取り付けられ、土砂の掘削作業等を行う作業装置２０３とを備えている。旋回体２０２は、旋回モータ２０４によって駆動される。
作業装置２０３は、旋回体２０２に上下方向に回動可能に取り付けられるブーム２０５と、ブーム２０５の先端に上下方向に回動可能に取り付けられるアーム２０６と、アーム２０６の先端に上下方向に回動可能に取り付けられるバケット２０７とを含んでいる。ブーム２０５はブームシリンダ１によって駆動され、アーム２０６はアームシリンダ２６によって駆動され、バケット２０７はバケットシリンダ２０９によって駆動される。
旋回体２０２上の前側位置には運転室２１０を設けてあり、後側位置には重量バランスを確保するカウンタウエイト２１１を設けてある。運転室２１０とカウンタウエイト２１１の間には機械室２１２を設けてある。機械室２１２には、エンジン、油圧ポンプ、コントロールバルブ２１３等が収容される。コントロールバルブ２１３は、油圧ポンプから各アクチュエータへ供給される作動油の流れを制御する。
本実施の形態に係る油圧ショベル２００には、以下の各実施例で説明する油圧駆動装置が搭載される。
図２は、本発明の第１の実施例における油圧駆動装置の回路図である。
（構成）
図２を参照し、油圧駆動装置３００の構成について説明する。
ブームシリンダ１は、方向制御弁２８を介して油圧ポンプ３２およびタンク４０に接続される。方向制御弁２８は、コントローラ６からの制御信号を受けて中立位置２８ａから左右いずれかの位置に切り換わる。ブーム操作レバー５は、ブーム２０５の動作を指示するための操作装置であり、オペレータの操作に応じた操作信号をコントローラ６に出力する。ブーム操作レバー５は、ブーム上げ方向に操作されたときはブーム上げ操作信号を出力し、ブーム下げ方向に操作されたときはブーム下げ操作信号を出力する。コントローラ６は、ブーム操作レバー５からブーム上げ操作信号が入力されたときは方向制御弁２８を右側位置２８ｃに切り換え、ブーム下げ操作信号が入力されたときは方向制御弁２８を左側位置２８ｂに切り換える。
方向制御弁２８が右側位置２８ｃに切り換わると、油圧ポンプ３２の吐出ポートが油路４１（ボトム側油路）を介してブームシリンダ１のボトム側油室１ａに接続され、ロッド側油室１ｂが油路４２（ロッド側油路）を介してタンク４０に接続される。これにより、油圧ポンプ３２の吐出油がボトム側油室１ａに流入し、ロッド側油室１ｂの作動油がタンク４０に排出され、ブームシリンダ１が伸長動作する。一方、方向制御弁２８が左側位置２８ｂに切り換わると、油圧ポンプ３２の吐出ポートがロッド側油路４２を介してロッド側油室１ｂに接続される。この時、ボトム側油室１ａは後述するアキュムレータ４およびアームシリンダ２６のロッド側油室２６ｂの少なくとも一方に連通する。これにより、油圧ポンプ３２の吐出油がロッド側油室１ｂに流入し、ボトム側油室１ａの作動油がアキュムレータ４およびアームシリンダ２６のロッド側油室２６ｂの少なくとも一方に排出され、ブームシリンダ１が収縮動作する。
アームシリンダ２６は、方向制御弁１４を介して油圧ポンプ３２およびタンク４０に接続される。方向制御弁１４は、コントローラ６からの制御信号を受けて中立位置１４ａから左右いずれかの位置に切り換わる。アーム操作レバー１８は、アーム２０６の動作を指示するための操作装置であり、オペレータの操作に応じた操作信号をコントローラ６に出力する。アーム操作レバー１８は、アームクラウド方向に操作されたときはアームクラウド操作信号を出力し、アームダンプ方向に操作されたときはアームダンプ操作信号を出力する。コントローラ６は、アーム操作レバー１８からアームクラウド操作信号が入力されたときは方向制御弁１４を右側位置１４ｃに切り換え、アームダンプ操作信号が入力されたときは方向制御弁１４を左側位置１４ｂに切り換える。
方向制御弁１４が右側位置１４ｃに切り換わると、油圧ポンプ１３の吐出ポートが油路４３（ボトム側油路）を介してアームシリンダ２６のボトム側油室２６ａに接続され、ロッド側油室２６ｂが油路４４（ロッド側油路）を介してタンク４０に接続される。これにより、油圧ポンプ１３の吐出油がボトム側油室２６ａに流入し、ロッド側油室２６ｂの作動油がタンク４０に排出され、アームシリンダ２６が伸長動作する。一方、方向制御弁１４が左側位置１４ｂに切り換わると、油圧ポンプ１３の吐出ポートがロッド側油路４４を介してロッド側油室２６ｂに接続され、ボトム側油室２６ａがボトム側油路４３を介してタンク４０に接続される。これにより、油圧ポンプ１３の吐出油がロッド側油室２６ｂに流入し、ボトム側油室２６ａの作動油がタンク４０に排出され、アームシリンダ２６が収縮動作する。
アキュムレータ４は、ブームシリンダ１の収縮時にボトム側油室１ａからの戻り油を蓄え、ブームシリンダ１の伸長時にボトム側油室１ａに圧油を供給する油圧機器（蓄圧装置）である。アキュムレータ４とボトム側油路４１とは油路４５（回生油路）を介して接続されており、回生油路４５には制御弁２が配置されている。制御弁２は、コントローラ６からの制御信号を応じて開度を変化させ、ブームシリンダ１のボトム側油室１ａからアキュムレータ４へ回生される流量（回生流量）を調整する。
ブームシリンダ１のボトム側油路４１とアームシリンダ２６のロッド側油路４４とは油路４６（再生油路）を介して接続されており、再生油路４６には制御弁２７が配置されている。制御弁２７は、コントローラ６からの制御信号を応じて開度を変化させ、ブームシリンダ１のボトム側油室１ａからアームシリンダ２６のロッド側油室２６ｂへ再生される流量（再生流量）を調整する。
次に、コントローラ６の処理内容について図３を用いて説明する。
レバー操作信号１０５は、ブーム操作レバー５のブーム下げ方向の操作量に応じて、ブーム操作レバー５からコントローラ６に入力される信号である。レバー操作信号１１８は、アーム操作レバー１８のアームダンプ方向の操作量に応じて、アーム操作レバー１８からコントローラ６に入力される信号である。
関数発生部１０３は、ブーム操作レバー５のブーム下げ方向の操作量とブームシリンダ１のボトム側油室１ａからのメータアウト流量（戻り流量）との対応情報を記憶している。関数発生部１０３は、レバー操作信号１０５に応じたレバー操作量をブームシリンダ１のメータアウト流量に変換し、最小値選択部１０６および減算部１０７に出力する。
関数発生部１０４は、アーム操作レバー１８のアームダンプ方向の操作量とアームシリンダ２６のロッド側油室２６ｂへのメータイン流量（供給流量）との対応情報を記憶している。関数発生部１０４は、レバー操作信号１１８に応じたレバー操作量をアームシリンダ２６のメータイン流量に変換し、最小値選択部１０６および減算部１０８に出力する。
最小値選択部１０６は、関数発生部１０３からのブームシリンダ１のメータアウト流量および関数発生部１０４からのアームシリンダ２６のメータイン流量のうち、小さい方を再生流量（ブームシリンダ１からアームシリンダ２６に供給される流量）に設定し、減算部１０７，１０８および出力変換部１０９に出力する。
減算部１０７は、関数発生部１０３からのブームシリンダ１のメータアウト流量から最小値選択部１０６からの再生流量を引いた値を回生流量（ブームシリンダ１からアキュムレータ４に供給される流量）に設定し、出力変換部１０９に出力する。
上記のように再生流量および回生流量を算出することにより、ブームシリンダ１の戻り油は最大限アームシリンダ２６に再生され、残りの戻り油がアキュムレータ４に蓄えられる。これにより、アキュムレータ４に蓄えられる圧油の量が最小限に抑えられるため、アキュムレータ４に圧油を蓄える際の放熱やリークによるエネルギー損失を小さくことができる。
減算部１０８は、関数発生部１０４からのアームシリンダ２６のメータイン流量から最小値選択部１０６からの再生流量を引いた値をポンプ流量（油圧ポンプ１３からアームシリンダ２６に供給される流量）に設定し、出力変換部１０９に出力する。
上記のように再生流量およびポンプ流量を算出することにより、アームシリンダ２６にオペレータの所望する流量を供給すると共に、油圧ポンプ１３の吐出流量が再生流量分だけ低減することで燃費を向上させることができる。
出力変換部１０９は、制御弁２７の通過流量を最小値選択部１０６からの再生流量と一致させるための制御弁制御信号１２７を制御弁２７に出力し、制御弁２の通過流量を減算部１０７からの回生流量と一致させるための制御弁制御信号１０２を制御弁２に出力し、油圧ポンプ１３の吐出流量を減算部１０８からのポンプ流量と一致させるためのレギュレータ制御信号１１５をレギュレータ１５に出力する。
（動作）
図２を参照し、油圧駆動装置３００の動作について説明する。
まず、ブームシリンダ１の伸長動作（ブーム２０５の上げ動作）について説明する。
ブーム操作レバー５がブーム上げ方向に操作されると、ブーム上げ操作信号がコントローラ６に入力される。コントローラ６は、ブーム上げ操作信号を受けて方向制御弁２８を右側位置２８ｃに切り換える。これにより、油圧ポンプ３２の吐出油がボトム側油室１ａに流入し、ロッド側油室１ｂから排出される作動油がタンク４０に戻され、ブームシリンダ１が伸長動作する。
次に、ブームシリンダ１の収縮動作（ブーム２０５の下げ動作）について説明する。
ブーム操作レバー５がブーム下げ方向に操作されると、ブーム下げ操作信号がコントローラ６に入力される。コントローラ６は、ブーム下げ操作信号を受けて方向制御弁２８を左側位置２８ｂに切り換えると共に、レバー操作量に応じて制御弁２を開く。これにより、ボトム側油室１ａから排出される圧油が全てアキュムレータ４に流入し、ブームシリンダ１が収縮動作する。この時、油圧ポンプ３２からロッド側油室１ｂに圧油が供給されるため、ブームシリンダ１のロッド側が負圧になることを防止することができる。
次に、アームシリンダ２６の伸長動作（アーム２０６のクラウド動作）について説明する。
アーム操作レバー１８がアームクラウド方向に操作されると、アームクラウド操作信号がコントローラ６に入力される。コントローラ６は、アームクラウド操作信号を受けて方向制御弁１４を右側位置１４ｃに切り換える。これにより、油圧ポンプ１３の吐出油がアームシリンダ２６のボトム側油室２６ａに流入し、ロッド側油室２６ｂから排出される作動油がタンク４０に戻され、アームシリンダ２６が伸長動作する。
次に、アームシリンダ２６の収縮動作（アーム２０６のダンプ動作）について説明する。
アーム操作レバー１８がアームダンプ方向に操作されると、アームダンプ操作信号がコントローラ６に入力される。コントローラ６は、アームダンプ操作信号を受けて方向制御弁１４を左側位置１４ｂに切り換える。これにより、油圧ポンプ１３の吐出油がアームシリンダ２６のロッド側油室２６ｂに流入し、ボトム側油室２６ａから排出される作動油がタンク４０に戻され、アームシリンダ２６が収縮動作する。
最後に、ブームシリンダ１の収縮動作（ブーム２０５の下げ動作）とアームシリンダ２６の収縮動作（アーム２０６のダンプ動作）との複合動作について説明する。
ブーム操作レバー５がブーム下げ方向に操作され、かつアーム操作レバー１８がアームダンプ方向に操作されると、ブーム下げ操作信号およびアームダンプ操作信号がコントローラ６に入力される。コントローラ６は、ブーム下げ操作信号を受けて方向制御弁２８を左側位置２８ｂに切り換え、アームダンプ操作信号を受けて方向制御弁１４を左側位置１４ｂに切り換え、操作レバー５，１８の操作量に応じて制御弁２，２７の開度を調整する。これにより、ブームシリンダ１が収縮動作すると共にアームシリンダ２６が収縮動作する。このとき、ブームシリンダ１のボトム側油室１ａからの戻り油の一部がアームシリンダ２６のロッド側油室に再生され、残りの一部がアキュムレータ４に蓄えられる。
（効果）
本実施例では、第１油圧アクチュエータ１と、第１油圧アクチュエータ１からの戻り油を蓄える蓄圧装置４と、第１油圧アクチュエータ１と蓄圧装置４とを接続する第１油路４５に配置された第１制御弁２と、第２油圧アクチュエータ２６と、第２油圧アクチュエータ２６と第１油路４５とを接続する第２油路４６に配置された第２制御弁２７と、第１油圧アクチュエータ１の操作信号を出力する第１操作装置５と、第２油圧アクチュエータ２６の操作信号を出力する第２操作装置１８と、第１操作装置５および第２操作装置１８から操作信号が入力され、第１制御弁２および第２制御弁２７に制御信号を出力するコントローラ６とを備えた建設機械１００において、コントローラ６は、第１操作装置５からの操作信号に基づいて第１油圧アクチュエータ１からの戻り流量を算出し、第２操作装置１８からの操作信号に基づいて第２油圧アクチュエータ２６への供給流量を算出し、前記戻り流量および前記供給流量の小さい方を第２油圧アクチュエータ２６への再生流量に設定し、前記戻り流量から前記再生流量を引いた流量を蓄圧装置４への回生流量に設定し、第１油圧アクチュエータから第２油圧アクチュエータ２６へ供給される流量が前記回生流量と一致するように第１制御弁２の開度を調整し、第１油圧アクチュエータ１から第２油圧アクチュエータ２６へ供給される流量が前記再生流量と一致するように第２制御弁２７の開度を調整する。
以上のように構成した本実施例によれば、第１油圧アクチュエータ１からの戻り流量のうち第２油圧アクチュエータ２６への再生流量を最大化すると共に、第１油圧アクチュエータ１からの戻り流量のうち蓄圧装置４への回生流量を最小化して蓄圧装置４に圧油を蓄える際の放熱やリークによるエネルギー損失を抑えることにより、第１油圧アクチュエータ１の戻り油を有効に利用することが可能となる。
また、本実施例では、第２制御弁２７の一方のポートは第２油圧アクチュエータ２６に接続され、第２制御弁２７の他方のポートは第１制御弁２と第１油圧アクチュエータ１とに接続されている。これにより、第１油圧アクチュエータ１と第２油圧アクチュエータ２６とが第２制御弁２７のみを介して接続されるため、第１油圧アクチュエータ１の戻り油を第２油圧アクチュエータ２６に再生する際の圧力損失を抑えることが可能となる。
また、本実施例に係る建設機械２００は、第２油圧アクチュエータ２６に圧油を供給する可変容量型の油圧ポンプ１３と、コントローラ６からの制御信号に応じて油圧ポンプ１３の容量を調整するレギュレータ１５とを備え、コントローラ６は、第２油圧アクチュエータ２６への供給流量から蓄圧装置４への再生流量を引いた流量をポンプ流量に設定し、油圧ポンプ１３の吐出流量が前記ポンプ流量と一致するようにレギュレータ１５を制御する。これにより、第２油圧アクチュエータ２６に目標通りの流量を供給すると共に、油圧ポンプ１３の吐出流量を再生流量分だけ低減することで燃費を向上させることが可能となる。
本発明の第２の実施例について図４および図５を用いて説明する。図４は本実施例における油圧駆動装置３００の回路図であり、図５は本実施例におけるコントローラ６の処理内容を示す図である。
図４において、第１の実施例における油圧駆動装置３００（図２に示す）との相違点を説明する。
再生油路４６のうちアームシリンダ２６のロッド側油路４４と制御弁２７とを接続する油路部分には、アームシリンダ２６のロッド圧を検出する圧力センサ２９が配置されている。再生油路４６のうちブームシリンダ１のボトム側油路４１と制御弁２７とを接続する油路部分には、ブームシリンダ１のボトム圧を検出する圧力センサ３０が配置されている。回生油路４５のうちアキュムレータ４と制御弁２とを接続する油路部分には、アキュムレータ４の圧力を検出する圧力センサ３１が配置されている。圧力センサ２９～３１から出力される圧力信号はコントローラ６に入力される。このように構成することにより、ブームシリンダ１のボトム圧、アームシリンダ２６のロッド圧、およびアキュムレータ４の圧力に応じて制御弁２，２７の開度を精度よく調整することが可能となる。
図５において、第１の実施例におけるコントローラ６の処理内容（図３に示す）との相違点を説明する。
圧力センサ信号１２９は、圧力センサ２９からコントローラ６に入力される信号であり、アームシリンダ２６のロッド圧に対応している。圧力センサ信号１３０は、圧力センサ３０からコントローラ６に入力される信号であり、ブームシリンダ１のボトム圧に対応している。圧力センサ信号１３１は、圧力センサ３１からコントローラ６に入力される信号であり、アキュムレータ４の圧力に対応している。
減算部１３２は、圧力センサ信号１３０に対応するブームシリンダ１のボトム圧から圧力センサ信号１２９に対応するアームシリンダ２６のロッド圧を引いた差圧（制御弁２７の前後差圧）を関数発生部１３４に出力する。減算部１３３は、圧力センサ信号１３０に対応するブームシリンダ１のボトム圧から圧力センサ信号１３１に対応するアキュムレータ４の圧力を引いた差圧（制御弁２の前後差圧）を関数発生部１３５に出力する。
関数発生部１３４には、減算部１３２から出力される差圧の他、最小値選択部１０６から出力される再生流量が入力される。関数発生部１３４は、ブームシリンダ１のボトム側からアームシリンダ２６のロッド側への再生流量と制御弁２７の開度との対応情報を記憶している。関数発生部１３４は、最小値選択部１０６からの再生流量を制御弁２７の開度に変換し、出力変換部１０９に出力する。関数発生部１３４は、再生流量の増加に応じて制御弁２７の開度を拡大側へ調整すると共に、減算部１３２からの差圧の増加に応じて制御弁２７の開度を縮小側へ調整する。一般的にブームシリンダ１およびアームシリンダ２６の圧力は変動し、ブームシリンダ１のボトム圧とアームシリンダ２６のロッド圧との差圧が大きくなると再生流量が増加し、差圧が小さくなると再生流量が減少する。そこで上記のように差圧に応じて制御弁２７の開度を調整することにより、差圧が変動しても目標通りの流量を再生することができる。
関数発生部１３５には、減算部１３３から出力される差圧の他、減算部１０７から出力される回生流量が入力される。関数発生部１３５は、ブームシリンダ１のボトム側からアキュムレータ４への回生流量と制御弁２の開度との対応情報を記憶している。関数発生部１３５は、減算部１０７からの回生流量を制御弁２の開度に変換し、出力変換部１０９に出力する。関数発生部１３５は、回生流量の増加に応じて制御弁２の開度を拡大側へ調整すると共に、減算部１３３からの差圧の増加に応じて制御弁２の開度を縮小側へ調整する。一般的にブームシリンダ１の圧力は変動し、ブームシリンダ１のボトム圧とアキュムレータ４の圧力との差圧が大きくなると回生流量が増加し、差圧が小さくなると回生流量が減少する。そこで上記のように差圧に応じて制御弁２の開度を調整することにより、差圧が変動しても目標通りの流量を回生することができる。
（効果）
本実施例に係る建設機械２００は、第１油圧アクチュエータ１の圧力を検出する第１圧力センサ３０と、第２油圧アクチュエータ２６の圧力を検出する第２圧力センサ２９とを備え、コントローラ６は、第１圧力センサ３０および第２圧力センサ２９からの圧力信号に応じて第２制御弁２７の開度を調整する。
以上のように構成した本実施例においても、第１の実施例と同様の効果が得られる。また、第１圧力センサ３０および第２圧力センサ２９からの圧力信号に応じて第２制御弁２７の開度を調整することにより、第２制御弁２７の通過流量（第１油圧アクチュエータ１から第２油圧アクチュエータ２６への再生流量）を精度よく調整することが可能となる。
また、本実施例では、コントローラ６は、第１油圧アクチュエータ１の圧力から第２油圧アクチュエータ２６の圧力を引いた差圧を算出し、前記差圧の増加に応じて第２制御弁２７の開度を減少させ、前記差圧の減少に応じて第２制御弁２７の開度を増加させる。これにより、第１油圧アクチュエータ１および第２油圧アクチュエータ２６の圧力が変動しても、第１油圧アクチュエータ１から第２油圧アクチュエータへ目標通りの流量を再生することが可能となる。
また、本実施例に係る建設機械２００は、第１油圧アクチュエータ１の圧力を検出する第１圧力センサ３０と、蓄圧装置４の圧力を検出する第３圧力センサ３１とを備え、コントローラ６は、第１圧力センサ３０および第３圧力センサ３１からの圧力信号に応じて第１制御弁２の開度を調整する。これにより、第１制御弁２の通過流量（第１油圧アクチュエータ１から蓄圧装置４への回生流量）を精度良く調整することが可能となる。
また、本実施例では、コントローラ６は、第１油圧アクチュエータ１の圧力から蓄圧装置４の圧力を引いた差圧を算出し、前記差圧の増加に応じて第１制御弁２の開度を減少させ、前記差圧の減少に応じて第１制御弁２の開度を増加させる。これにより、第１油圧アクチュエータ１および蓄圧装置４の圧力が変動しても、第１油圧アクチュエータから蓄圧装置４へ目標通りの流量を回生することが可能となる。
本発明の第３の実施例について図６を用いて説明する。図６は本実施例における油圧駆動装置３００の回路図である。以下、第１の実施例における油圧駆動装置３００（図２に示す）との相違点を説明する。
第１の実施例における再生油路４６の上流側は、ブームシリンダ１のボトム側油路４１に接続されているが、本実施例における再生油路４６の上流側は、回生油路４５のうちアキュムレータ４と制御弁２とを接続する油路部分に接続されている。
（効果）
本実施例では、第２制御弁２７の一方のポートは第２油圧アクチュエータ２６に接続され、第２制御弁２７の他方のポートは第１制御弁２と蓄圧装置４とに接続されている。
以上のように構成した本実施例によれば、第１の実施例の効果に加えて以下の効果が得られる。
アキュムレータ４の圧力はブームシリンダ１のボトム圧よりも変動が小さい。そのため、再生油路４６の上流側をアキュムレータ４に変更したことにより、制御弁２７の前後差圧を第１の実施例よりも安定させることができる。これにより、制御弁２７を開いたときの流量が安定するため、第１の実施例よりも良好な操作性を実現することが可能となる。
本発明の第４の実施例について図７および図８を用いて説明する。図７は本実施例における油圧駆動装置３００の回路図であり、図８は本実施例におけるコントローラ６の処理内容を示す図である。
図７において、第２の実施例における油圧駆動装置３００（図４に示す）との相違点を説明する。
第２の実施例における再生油路４６の上流側は、ブームシリンダ１のボトム側油路４１に接続されているが、本実施例における再生油路４６の上流側は、回生油路４５のうちアキュムレータ４と制御弁２とを接続する油路部分に接続されている。
図８において、第２の実施例におけるコントローラ６の処理内容（図５に示す）との相違点を説明する。
第２の実施例における減算部１３２は、圧力センサ信号１３０に対応するブームシリンダ１のボトム圧から圧力センサ信号１２９に対応するアームシリンダ２６のロッド圧を引いた差圧を制御弁２７の前後差圧として算出するが、本実施例における減算部１３２は、圧力センサ信号１３１に対応するアキュムレータ４の圧力から圧力センサ信号１２９に対応するアームシリンダ２６のロッド圧を引いた差圧を制御弁２７の前後差圧として算出する。
（効果）
本実施例に係る建設機械２００は、第２油圧アクチュエータ２６の圧力を検出する第２圧力センサ２９と、蓄圧装置４の圧力を検出する第３圧力センサ３１とを備え、コントローラ６は、第２圧力センサ２９および第３圧力センサ３１からの圧力信号に応じて第２制御弁２７の開度を調整する。
以上のように構成した本実施例においても、第３の実施例と同様の効果が得られる。また、第２圧力センサ２９および第３圧力センサ３１からの圧力信号に応じて第２制御弁２７の開度を調整することにより、第２制御弁２７の通過流量（第１油圧アクチュエータ１から第２油圧アクチュエータ２６への再生流量）を細かく調整することが可能となる。
また、本実施例では、前記コントローラは、前記蓄圧装置の圧力から前記第２油圧アクチュエータの圧力を引いた差圧を算出し、前記差圧の増加に応じて前記第２制御弁の開度を減少させ、前記差圧の減少に応じて前記第２制御弁の開度を増加させる。これにより、蓄圧装置４および第１油圧アクチュエータ１の圧力が変動しても、第１油圧アクチュエータ１から第２油圧アクチュエータ２６へ目標通りの流量を再生することが可能となる。
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は、上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、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。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成の一部を加えることも可能であり、ある実施例の構成の一部を削除し、あるいは、他の実施例の一部と置き換えることも可能である。
１…ブームシリンダ（第１油圧アクチュエータ）、２…制御弁（第１制御弁）、４…アキュムレータ（蓄圧装置）、５…ブーム操作レバー（第１操作装置）、６…コントローラ、１３…油圧ポンプ、１４…方向制御弁、１４ａ…中立位置、１４ｂ…左側位置、１４ｃ…右側位置、１５…レギュレータ、１８…アーム操作レバー（第２操作装置）、２６…アームシリンダ（第２油圧アクチュエータ）、２７…制御弁（第２制御弁）、２８…方向制御弁、２８ａ…中立位置、２８ｂ…左側位置、２８ｃ…右側位置、２９…圧力センサ（第２圧力センサ）、３０…圧力センサ（第１圧力センサ）、３１…圧力センサ（第３圧力センサ）、３２…油圧ポンプ、４０…タンク、４１…ボトム側油路、４２…ロッド側油路、４３…ボトム側油路、４４…ロッド側油路、４５…回生油路（第１油路）、４６…再生油路（第２油路）、１０２…制御弁制御信号、１０３，１０４…関数発生部、１０５…レバー操作信号、１０６…最小値選択部、１０７，１０８…減算部、１０９…出力変換部、１１３…傾転制御信号、１１８…レバー操作信号、１２７…制御弁制御信号、１２９～１３１…圧力センサ信号、１３２，１３３…減算部、１３４，１３５…関数発生部、２００…油圧ショベル（建設機械）、２０１…走行体、２０２…旋回体、２０３…作業装置、２０４…旋回モータ、２０５…ブーム、２０６…アーム、２０７…バケット、２０９…バケットシリンダ、２１０…運転室、２１１…カウンタウエイト、２１２…機械室、２１３…コントロールバルブ、３００…油圧駆動装置。

Claims (10)

  1. 第１油圧アクチュエータと、
    前記第１油圧アクチュエータからの戻り油を蓄える蓄圧装置と、
    前記第１油圧アクチュエータと前記蓄圧装置とを接続する第１油路に配置された第１制御弁と、
    第２油圧アクチュエータと、
    前記第２油圧アクチュエータと前記第１油路とを接続する第２油路に配置された第２制御弁と、
    前記第１油圧アクチュエータの操作信号を出力する第１操作装置と、
    前記第２油圧アクチュエータの操作信号を出力する第２操作装置と、
    前記第１操作装置および前記第２操作装置から操作信号が入力され、前記第１制御弁および前記第２制御弁に制御信号を出力するコントローラとを備えた建設機械において、
    前記コントローラは、
    前記第１操作装置からの操作信号に基づいて前記第１油圧アクチュエータからの戻り流量を算出し、
    前記第２操作装置からの操作信号に基づいて前記第２油圧アクチュエータへの供給流量を算出し、
    前記戻り流量および前記供給流量の小さい方を前記第２油圧アクチュエータへの再生流量に設定し、
    前記戻り流量から前記再生流量を引いた流量を前記蓄圧装置への回生流量に設定し、
    前記第１油圧アクチュエータから前記蓄圧装置へ供給される流量が前記回生流量と一致するように前記第１制御弁の開度を調整し、
    前記第１油圧アクチュエータから前記第２油圧アクチュエータへ供給される流量が前記再生流量と一致するように前記第２制御弁の開度を調整する
    ことを特徴とする建設機械。
  2. 請求項１に記載の建設機械において、
    前記第２制御弁の一方のポートは前記第２油圧アクチュエータに接続され、
    前記第２制御弁の他方のポートは前記第１制御弁と前記第１油圧アクチュエータとに接続されている
    ことを特徴とする建設機械。
  3. 請求項１に記載の建設機械において、
    前記第１油圧アクチュエータの圧力を検出する第１圧力センサと、
    前記第２油圧アクチュエータの圧力を検出する第２圧力センサとを備え、
    前記コントローラは、前記第１圧力センサおよび前記第２圧力センサからの圧力信号に応じて前記第２制御弁の開度を調整する
    ことを特徴とする建設機械。
  4. 請求項２に記載の建設機械において、
    前記コントローラは、前記第１油圧アクチュエータの圧力から前記第２油圧アクチュエータの圧力を引いた差圧を算出し、前記差圧の増加に応じて前記第２制御弁の開度を減少させ、前記差圧の減少に応じて前記第２制御弁の開度を増加させる
    ことを特徴とする建設機械。
  5. 請求項１に記載の建設機械において、
    前記第２制御弁の一方のポートは前記第２油圧アクチュエータに接続され、
    前記第２制御弁の他方のポートは前記第１制御弁と前記蓄圧装置とに接続されている
    ことを特徴とする建設機械。
  6. 請求項５に記載の建設機械において、
    前記第２油圧アクチュエータの圧力を検出する第２圧力センサと、
    前記蓄圧装置の圧力を検出する第３圧力センサとを備え、
    前記コントローラは、前記第２圧力センサおよび前記第３圧力センサからの圧力信号に応じて前記第２制御弁の開度を調整する
    ことを特徴とする建設機械。
  7. 請求項６に記載の建設機械において、
    前記コントローラは、前記蓄圧装置の圧力から前記第２油圧アクチュエータの圧力を引いた差圧を算出し、前記差圧の増加に応じて前記第２制御弁の開度を減少させ、前記差圧の減少に応じて前記第２制御弁の開度を増加させる
    ことを特徴とする建設機械。
  8. 請求項１に記載の建設機械において、
    前記第１油圧アクチュエータの圧力を検出する第１圧力センサと、
    前記蓄圧装置の圧力を検出する第３圧力センサとを備え、
    前記コントローラは、前記第１圧力センサおよび前記第３圧力センサからの圧力信号に応じて前記第１制御弁の開度を調整する
    ことを特徴とする建設機械。
  9. 請求項４に記載の建設機械において、
    前記コントローラは、前記第１油圧アクチュエータの圧力から前記蓄圧装置の圧力を引いた差圧を算出し、前記差圧の増加に応じて前記第１制御弁の開度を減少させ、前記差圧の減少に応じて前記第１制御弁の開度を増加させる
    ことを特徴とする建設機械。
  10. 請求項１に記載の建設機械において、
    前記第２油圧アクチュエータに圧油を供給する可変容量型の油圧ポンプと、
    前記コントローラからの制御信号に応じて前記油圧ポンプの容量を調整するレギュレータとを備え、
    前記コントローラは、前記供給流量から前記再生流量を引いた流量をポンプ流量に設定し、前記油圧ポンプの吐出流量が前記ポンプ流量と一致するように前記レギュレータを制御する
    ことを特徴とする建設機械。
JP2022532328A 2020-06-19 2021-04-07 建設機械 Active JP7236596B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020106355 2020-06-19
JP2020106355 2020-06-19
PCT/JP2021/014792 WO2021256058A1 (ja) 2020-06-19 2021-04-07 建設機械

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2021256058A1 JPWO2021256058A1 (ja) 2021-12-23
JP7236596B2 true JP7236596B2 (ja) 2023-03-09

Family

ID=79267841

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022532328A Active JP7236596B2 (ja) 2020-06-19 2021-04-07 建設機械

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20230105014A1 (ja)
EP (1) EP4098808A4 (ja)
JP (1) JP7236596B2 (ja)
KR (1) KR20220129089A (ja)
CN (1) CN115244251B (ja)
WO (1) WO2021256058A1 (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009275775A (ja) 2008-05-13 2009-11-26 Caterpillar Japan Ltd 流体圧シリンダ制御回路
WO2013005809A1 (ja) 2011-07-06 2013-01-10 住友重機械工業株式会社 ショベル及びショベルの制御方法
JP2014206253A (ja) 2013-04-15 2014-10-30 住友重機械工業株式会社 油圧回路、油圧回路を備える建設機械及びその制御方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0614534D0 (en) * 2006-07-21 2006-08-30 Artemis Intelligent Power Ltd Fluid power distribution and control system
JP5498108B2 (ja) * 2009-09-25 2014-05-21 キャタピラー エス エー アール エル 作業機の回生制御装置
JP6006666B2 (ja) * 2013-03-28 2016-10-12 株式会社神戸製鋼所 油圧ショベル
JP6205339B2 (ja) * 2014-08-01 2017-09-27 株式会社神戸製鋼所 油圧駆動装置
EP3314061B1 (en) * 2015-08-14 2019-06-12 Parker Hannifin Corporation Boom potential energy recovery of hydraulic excavator
WO2017056199A1 (ja) * 2015-09-29 2017-04-06 日立建機株式会社 建設機械
DE102016007266A1 (de) * 2016-06-15 2017-12-21 Liebherr-Mining Equipment Colmar Sas Vorrichtung zur direkten Rekuperation von hydraulischer Energie mittels eines einfachwirkenden Hydraulikzylinders
JP6941517B2 (ja) * 2017-09-15 2021-09-29 川崎重工業株式会社 建設機械の油圧駆動システム

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009275775A (ja) 2008-05-13 2009-11-26 Caterpillar Japan Ltd 流体圧シリンダ制御回路
WO2013005809A1 (ja) 2011-07-06 2013-01-10 住友重機械工業株式会社 ショベル及びショベルの制御方法
JP2014206253A (ja) 2013-04-15 2014-10-30 住友重機械工業株式会社 油圧回路、油圧回路を備える建設機械及びその制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN115244251B (zh) 2024-04-16
US20230105014A1 (en) 2023-04-06
EP4098808A4 (en) 2024-02-21
KR20220129089A (ko) 2022-09-22
JPWO2021256058A1 (ja) 2021-12-23
CN115244251A (zh) 2022-10-25
WO2021256058A1 (ja) 2021-12-23
EP4098808A1 (en) 2022-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6291394B2 (ja) 作業機械の油圧駆動システム
JP6317656B2 (ja) 作業機械の油圧駆動システム
JP6467515B2 (ja) 建設機械
JP6453898B2 (ja) 作業機械の油圧駆動システム
KR101913309B1 (ko) 작업 기계의 유압 구동 장치
WO2019049435A1 (ja) 建設機械
JP2014074433A (ja) 建設機械の油圧回路
WO2021085016A1 (ja) 再生装置、それを備える液圧駆動システム、及びその制御装置
JP5135288B2 (ja) 建設機械の油圧駆動装置
WO2020054507A1 (ja) 建設機械
JP6284711B2 (ja) 油圧回路、油圧回路を備える建設機械及びその制御方法
JP7236596B2 (ja) 建設機械
JP4702894B2 (ja) 油圧ショベルにおける油圧制御システム
JP7397194B2 (ja) 建設機械
WO2019176076A1 (ja) 建設機械
JP5642620B2 (ja) 作業機械のエネルギ回生装置
WO2019180798A1 (ja) 建設機械
JP7252421B2 (ja) 建設機械
JP7498851B2 (ja) 作業機械
JP5978176B2 (ja) 作業機械
JP2013249900A (ja) 油圧駆動回路

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220816

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230214

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230227

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7236596

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150