(57)【要約】【課題】アキュムレータへの作動流体の蓄積が容易であるとともに再利用時は高い圧が得られる流体圧制御回路を提供する。【解決手段】位置エネルギ回収シリンダCy1のヘッド側を、一方の回収制御弁１を経てアキュムレータAccに連通可能に設ける。アキュムレータAccには、エンジンＥによりメインポンプPp1と共に駆動する専用ポンプPp2の吸込口を接続し、この専用ポンプPp2の吐出口は、一方の再利用制御弁３を経て位置エネルギ回収シリンダCy1のヘッド・ロッド間再生通路に連通可能に設ける。【選択図】図１
2009275772.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メインポンプから吐出された作動流体を制御して位置エネルギ回収シリンダに供給するメイン回路と、
位置エネルギ回収シリンダから排出された作動流体を蓄積するアキュムレータと、
アキュムレータから放出された作動流体を吸込んで位置エネルギ回収シリンダに供給する専用ポンプと
を具備したことを特徴とする流体圧制御回路。
【請求項２】
位置エネルギ回収シリンダから排出された作動流体をアキュムレータに回収する際の流れを制御する回収制御弁
を具備したことを特徴とする請求項１記載の流体圧制御回路。
【請求項３】
専用ポンプから吐出された作動流体を位置エネルギ回収シリンダに再利用する際の流れを制御する再利用制御弁
を具備したことを特徴とする請求項１または２記載の流体圧制御回路。
【請求項４】
位置エネルギ回収シリンダは、油圧ショベルの作業装置を上下方向に回動するブームシリンダである
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の流体圧制御回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置エネルギ回収用のアキュムレータを備えた流体圧制御回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブームシリンダにより作業機を上下動する油圧式掘削機において、ブームシリンダのヘッド側を蓄圧器操作弁を介して蓄圧器（アキュムレータ）に接続するとともに、可変リリーフ弁を介してタンクに接続し、作業機の位置に応じて、蓄圧器操作弁および可変リリーフ弁を制御して、作業機の重量とバランスする油圧を蓄圧器内に発生させる油圧式掘削機の位置エネルギ回収活用装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平０１−１９９００１号公報（第２−３頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この従来のものは、ブームシリンダのヘッド側から流出した戻り油の一部を蓄圧器操作弁を経て蓄圧器に蓄えるが、この蓄圧器の設定圧を適切に設定することが容易でなく、設定圧が低すぎると、再利用時の圧が十分でなく、また設定圧が高すぎると、この蓄圧器内の圧が負荷圧となって、ブームシリンダの下降速度および応答性が低下する。
【０００４】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、アキュムレータへの作動流体の蓄積が容易であるとともに再利用時は高い圧が得られる流体圧制御回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載された発明は、メインポンプから吐出された作動流体を制御して位置エネルギ回収シリンダに供給するメイン回路と、位置エネルギ回収シリンダから排出された作動流体を蓄積するアキュムレータと、アキュムレータから放出された作動流体を吸込んで位置エネルギ回収シリンダに供給する専用ポンプとを具備した流体圧制御回路である。
【０００６】
請求項２に記載された発明は、請求項１記載の流体圧制御回路において、位置エネルギ回収シリンダから排出された作動流体をアキュムレータに回収する際の流れを制御する回収制御弁を具備した流体圧制御回路である。
【０００７】
請求項３に記載された発明は、請求項１または２記載の流体圧制御回路において、専用ポンプから吐出された作動流体を位置エネルギ回収シリンダに再利用する際の流れを制御する再利用制御弁を具備した流体圧制御回路である。
【０００８】
請求項４に記載された発明は、請求項１乃至３のいずれか記載の流体圧制御回路における位置エネルギ回収シリンダを、油圧ショベルの作業装置を上下方向に回動するブームシリンダとした流体圧制御回路である。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載された発明によれば、アキュムレータに蓄積された作動流体を位置エネルギ回収シリンダに再利用するときに、専用ポンプでの加圧が可能であるから、アキュムレータ圧を高く設定する必要がなく、アキュムレータ圧の低圧設定が可能であり、アキュムレータへの作動流体の蓄積が容易であるとともに再利用時は高い圧が得られる。
【００１０】
請求項２に記載された発明によれば、専用ポンプによりアキュムレータ圧を低圧設定できるので、回収制御弁を開くことにより、アキュムレータ圧を負荷圧とする位置エネルギ回収シリンダを迅速に作動でき、位置エネルギ回収シリンダの作動速度および応答性を向上できる。
【００１１】
請求項３に記載された発明によれば、アキュムレータに蓄積された作動流体を、再利用制御弁を開くことにより、専用ポンプを経由して位置エネルギ回収シリンダに再利用できるので、位置エネルギ回収シリンダの作動速度および応答性を一層向上できる。
【００１２】
請求項４に記載された発明によれば、油圧ショベルの作業装置をブームシリンダにより上下動する際に、アキュムレータへの作動流体の蓄積が容易であるとともに再利用時は高い圧が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を、図１乃至図３に示された一実施の形態を参照しながら詳細に説明する。
【００１４】
図３に示されるように、作業機械としての油圧ショベル10は、機体11に対し荷重体としての作業装置12が可動的に設けられ、この作業装置12は、機体11と、この機体11に対し上下方向回動自在に軸支されたブーム13とに、位置エネルギ回収シリンダとしてのブームシリンダ14の基端部およびロッド先端部が回動自在に連結され、さらに、ブーム13と、このブーム13の先端部に回動自在に軸支されたアーム15とに、アームシリンダ16の基端部およびロッド先端部が回動自在に連結され、さらに、アーム15と、このアーム15の先端部に回動自在に軸支されたバケット17とに、バケットシリンダ18の基端部およびロッド先端部のリンケージ19が回動自在に連結されている。
【００１５】
ブームシリンダ14は、作業装置12を上下方向に回動する流体圧アクチュエータであって、作業装置12の全体の荷重Ｗを受けて縮小動作が可能な位置エネルギ回収シリンダであり、以下、位置エネルギ回収シリンダCy1という。また、位置エネルギ回収シリンダCy1以外の他の流体圧アクチュエータ（油圧シリンダまたは油圧モータ）を他回路シリンダCy2という。
【００１６】
図１は、具体的なシステム構成例を示し、位置エネルギ回収シリンダCy1のヘッド側は、一方の回収制御弁１を経てアキュムレータAccに連通可能に設けられ、また、エンジンＥにより駆動される可変容量型のメインポンプPp1の吐出通路は、他方の回収制御弁２を経てアキュムレータAccに連通可能に設けられている。位置エネルギ回収シリンダCy1のヘッド側から排出された流体またはメインポンプPp1から吐出された流体の一部は、このアキュムレータAccに蓄積される。
【００１７】
アキュムレータAccには、エンジンＥによりメインポンプPp1と共に駆動される可変容量型の専用ポンプPp2の吸込口が接続され、この専用ポンプPp2の吐出口は、一方の再利用制御弁３を経て位置エネルギ回収シリンダCy1のヘッド・ロッド間再生通路に連通可能に設けられるとともに、他方の再利用制御弁４を経てメインポンプPp1の吐出通路に連通可能に設けられている。
【００１８】
また、位置エネルギ回収シリンダCy1のヘッド側をロッド側に連通可能な再生通路中には再生制御弁５が設けられ、その再生通路とメインポンプPp1との間には、閉止制御弁６およびポンプ流量制御弁７が設けられている。メインポンプPp1の吐出通路は、ポンプ流量制御弁７の供給ポートに接続されている。
【００１９】
回収制御弁１は、位置エネルギ回収シリンダCy1のヘッド側から排出された作動流体をアキュムレータAccに回収する際の流量を制御する位置エネルギ回収制御用である。
【００２０】
回収制御弁２は、メインポンプPp1からの余剰流量をアキュムレータAccへ回収する流れを制御するものである。
【００２１】
再利用制御弁３は、専用ポンプPp2から吐出された位置エネルギ回収シリンダCy1のヘッド側の作動流体を位置エネルギ回収シリンダCy1のロッド側へ再利用する際の再生流量を制御するものである。
【００２２】
再利用制御弁４は、アキュムレータAccの蓄積エネルギを専用ポンプPp2を経由して再利用する流れを制御するもので、メインポンプPp1の吐出ラインに接続する。
【００２３】
再生制御弁５は、位置エネルギ回収シリンダCy1のヘッド側からロッド側へ流体を直接再生する場合に制御するものであるが、必須のものではなく、再生通路とともに削除しても良い。
【００２４】
閉止制御弁６は、位置エネルギ回収シリンダCy1のヘッド側からロッド側への再生時にポンプ流量制御弁７でタンクＴ側への流路を閉にできないときに必要とするものであり、必須のものではない。
【００２５】
ポンプ流量制御弁７は、各荷重体駆動装置（ブームシリンダ14、アームシリンダ16、バケットシリンダ18等）に注入されるポンプ注入流量および各荷重体駆動装置からタンクＴへ戻される戻り流量を方向制御および流量制御するコントロール弁であり、注入流量と戻り流量との関係が固定されるスプール弁でもよいが、注入流量と戻り流量との関係を複数のロジック弁で別々に制御できるようにすることが望ましい。
【００２６】
このポンプ流量制御弁７の一方の出力ポートは、通路Ｍを経て位置エネルギ回収シリンダCy1のヘッド側に連通され、他方のポートは、閉止制御弁６を経て位置エネルギ回収シリンダCy1のロッド側に接続されている。このポンプ流量制御弁７の接続制御対象は、位置エネルギを回収するブームシリンダ等の位置エネルギ回収シリンダCy1だけでなく、バケットシリンダ等の他回路シリンダCy2も含み、複数回路をそれぞれ流量制御および方向制御するものである。
【００２７】
図１では、再利用制御弁４は、ポンプ流量制御弁７の上流側に接続されているが、再利用するサブシステム（ブームシリンダ等の回路）を限定する場合は、ポンプ流量制御弁７の下流側に接続してもよい。このとき、回収制御弁１の流れを両方向にして、回収制御弁１をヘッド側への注入にも用いる場合はこの再利用制御弁４は不要となる。
【００２８】
専用ポンプPp2は、アキュムレータAccの蓄積エネルギを再利用するときの高圧流体を流す時（再利用モード時）、アキュムレータAccから放出された作動流体を吸込んで、位置エネルギ回収シリンダCy1のヘッド側またはメインポンプPp1の吐出通路に供給するものであり、さらに、位置エネルギ回収モード時に位置エネルギ回収シリンダCy1のヘッド側流体を再利用制御弁３経由で位置エネルギ回収シリンダCy1のロッド側への再生流量として流す機能を持ち、斜板などの容量可変手段による流量調整機能付きとする。
【００２９】
なお、図１では、流体ポンプおよび各回路を構成するシリンダ（ブームシリンダ等）は１セットのみを例示しているが、複数セットを設置する場合もある。
【００３０】
位置エネルギ回収シリンダCy1などの作動方向および作動指令速度を操作指令Ｌとして入力する操作レバー（電気ジョイスティック）、位置エネルギ回収シリンダCy1のヘッド圧Phおよびロッド圧Prをそれぞれ検出する圧力センサSph，Spr、アキュムレータAccに蓄えられたアキュムレータ圧Paを検出する圧力センサSac、ブーム13などの荷重体の角度θを検出する角度センサSan、メインポンプPp1の吐出圧Ppoを検出する圧力センサSpp、専用ポンプPp2の吐出圧Ppp2を検出する圧力センサSpp2、ポンプ流量制御弁７のセンタバイパスラインで発生するネガティブ・フロー・コントロール圧Pnfcを検出する圧力センサSnfc、アキュムレータAccの封入ガス温度（以下、アキュムレータ温度Taという）を検出する温度センサStaが、制御装置８の入力部に接続されている。
【００３１】
この制御装置８は、内部に演算処理装置および記憶装置などを内蔵し、この制御装置８の出力部は、各制御弁１〜７の可動制御部（ソレノイドなど）およびメインポンプPp1の容量可変制御部（斜板レギュレータなど）および専用ポンプPp2の容量可変制御部（斜板レギュレータなど）に接続され、これらを電気信号により制御する。図１中の一点鎖線は制御信号ラインを表わすとともに、実線は油圧ラインを表わす。
【００３２】
制御装置８は、圧力センサSacによって検出されたアキュムレータ圧Paと、温度センサStaによって検出されたアキュムレータAccの封入ガス温度Taとを計算することで、アキュムレータAccの蓄積状態（アキュムレータ充填率）を把握できるので、この蓄積状態、操作レバーから入力された操作指令Ｌによる流量要求状態などから、各制御弁１〜７、メインポンプPp1および専用ポンプPp2を制御する。
【００３３】
メインポンプPp1から吐出された作動流体を操作指令Ｌに応じて制御して位置エネルギ回収シリンダCy1または他回路シリンダCy2に供給する流体圧回路を、アキュムレータ回路に対するメイン回路９とする。操作指令Ｌは、１つのみを図示しているが、シリンダごとに制御装置８に入力され、シリンダごとにポンプ流量制御弁７内のスプール（またはステム）の変位量および変位方向の目標値となる。
【００３４】
このような位置エネルギ回収・再利用システムにおいて、摩擦力を無視すると、力の平衡式は以下のようになる。
【００３５】
圧力センサSphにより検出された位置エネルギ回収シリンダCy1のピストンよりヘッド側の圧力をヘッド圧Phとし、そのピストンのヘッド側の面積をヘッダ面積Ahとし、圧力センサSprにより検出されたシリンダCyのピストンよりロッド側の圧力をロッド圧Prとし、そのピストンのロッド側の面積をロッド面積Arとし、荷重体質量をｍ、シリンダ位置Ｘの２階微分すなわち加速度をαとし、摩擦力を無視すると、力の平衡式は、次のようになる。
【００３６】
ｍ・α＝Ｗ＋（Pr・Ar−Ph・Ah）……(1)
【００３７】
シリンダ速度一定の平衡状態では、(1)式の両辺は０となる。
【００３８】
アキュムレータAccに蓄えられたアキュムレータ圧はPa、アキュムレータAccの初期圧（封入ガス圧より若干高め）はPaOとする。
【００３９】
図１に示された矢印Ｎは、既存系から位置エネルギ回収シリンダCy1のロッド側への流路であり、位置エネルギ回収モード以外のとき利用する。
【００４０】
位置エネルギ回収モードとは、メインポンプPp1から吐出される流量を原則０とし、作業装置12の荷重Ｗにより位置エネルギ回収シリンダCy1を下降動作させながら、位置エネルギ回収シリンダCy1から排出された作動流体をアキュムレータAccに蓄積する制御モードであり、回収制御弁２、再利用制御弁４およびポンプ流量制御弁７は閉じ、回収制御弁１、再利用制御弁３および再生制御弁５を開き、専用ポンプPp2の流量を制御する。
【００４１】
なお、制御装置８は、必要なら、位置エネルギ回収シリンダCy1のヘッド側流体の一部を専用ポンプPp2および再利用制御弁３を経由させて位置エネルギ回収シリンダCy1のロッド側に流すことで、ロッド圧Prを高め、(1)式の右辺をより大きくして、下降加速度αをより大きくすることができる。
【００４２】
このとき、アキュムレータAccへの蓄積流量Ｑ1と、ロッド側への流量Ｑ2は、
Ｑ1＝Cd・Ａ・√(Ph−Pa)、ただしCdは定数
Ｑ2＝専用ポンプPp2の容積×回転数
であり、Ａは回収制御弁１の開度で自由に制御でき、専用ポンプPp2の容積は斜板により自由に制御できるので、これらの流量Ｑ1，Ｑ2の比率も、自由に設定できる。
【００４３】
位置エネルギ回収モードの一例として、制御装置８は、最初は再生制御弁５を全開に開くことにより位置エネルギ回収シリンダCy1のヘッド側から流出した流体をロッド側に再生させると、(1)式右辺の値がプラスとなり、荷重Ｗを受けた位置エネルギ回収シリンダCy1は下降方向への加速度を生じ、そのシリンダ速度の増加によりヘッド圧Phおよびロッド圧Prが上昇して、ヘッド圧Phがアキュムレータ初期圧PaOを超えると、再生制御弁５を絞るとともに、回収制御弁１を開くことによりアキュムレータAccにヘッド側からの流量を供給して蓄積させる機能を備えている。
【００４４】
次に、この実施の形態の特徴を列挙する。
【００４５】
アキュムレータAccと専用ポンプPp2を用いたシステムで、位置エネルギ及び余剰流量回収機能と必要な全回路に確実にアキュムレータAccを再利用（パワーアシスト）できる機能を持っている。
【００４６】
位置エネルギ回収モード時のみでなく、他の換作時にも対応できるシステム構成としている（再利用制御弁４）。
【００４７】
専用ポンプPp2によるロッドへの再生機能およびアキュムレータ圧を合理的に設定することにより、位置エネルギ回収時の下降操作指令Ｌへの応答性をアップする。
【００４８】
燃費効率を改善できる。
【００４９】
アキュムレータへの回収量の増加と、アキュムレータ蓄積エネルギ再利用時の流量比率（メインポンプPp1流量との）を可変的に設定できる機能を持ち、このことで必要時の連続的な再利用を可能にする。
【００５０】
このことにより、メインポンプPp1等の機器の小形化に寄与できる。
【００５１】
メインポンプPp1余剰流量の回収と位置エネルギ回収モード以外の再利用を実現するため、回収制御弁２および再利用制御弁４をポンプ吐出側に接続し、それらの開度制御及びメインポンプPp1・専用ポンプPp2の流量を制御できる制御機能を有する。
【００５２】
位置エネルギ回収モード時は制御弁１，３，５と専用ポンプPp2流量を制御する。また、メインポンプPp1からロッドへの流量は絞る制御をし効率アップを図れる。
【００５３】
次に、図２は、以上のようにアキュムレータAccと専用ポンプPp2を有した制御システムにおいて、制御装置８が有する機能をフローチャートで示す。この図中の丸数字は、ステップ番号を示す。
【００５４】
（ステップ１）
操作レバーから入力された操作指令Ｌを検出する。
【００５５】
（ステップ２）
操作指令Ｌから、ブームシリンダなどの位置エネルギ回収シリンダCy1の下降操作指令がある設定値を超えたか否かを判断する。
【００５６】
（ステップ３）
位置エネルギ回収シリンダCy1の下降操作指令がある設定値を超えたら、他回路シリンダCy2の回路の操作指令の有無に拘わらず、位置エネルギ回収モードと判断し、位置エネルギ回収時の下降速度制御用に設けられた回収制御弁１の開度を、下降操作指令に応じて調整し、メインポンプ側の回収制御弁２は閉じる。
【００５７】
位置エネルギ回収シリンダCy1のヘッド側からロッド側への再生流量を確保するために設けた再利用制御弁３（オプションとして開度調整機能付きの再生制御弁５も設けても良い）は、開閉動作とし、下降指令を受けて開とし、再生流量の調整は、専用ポンプPp2の流量制御機能で行なう。また、再生流がポンプ流量制御弁７を経てタンクＴに漏れるおそれを防ぐために、下降操作指令により閉止制御弁６を閉とする。
【００５８】
（ステップ４）
位置エネルギ回収シリンダCy1以外の他回路シリンダCy2が対象か、または位置エネルギ回収シリンダCy1を対象としていても位置エネルギ回収モードではないと判断された場合（ステップ２でＮＯの場合）は、操作指令Ｌが、ある値C1以下であるか否かが判断される。
【００５９】
（ステップ５）
操作指令Ｌが、ある値C1以下である場合は、メインポンプPp1からの吐出流量および回収制御弁２の開口面積をそれぞれ制御する制御指令を出力して、メインポンプPp1からの回収制御が行なわれる。
【００６０】
（ステップ６）
操作指令Ｌが、上記値C1より大きな、ある値C2以上であるか否かが判断される。
【００６１】
（ステップ７）
操作指令Ｌが、ある値C2以上である場合は、再利用制御弁４を開くとともに専用ポンプPp2からの注入流量を制御する制御指令を出力して、アキュムレータAccに蓄積された位置エネルギを再利用するアキュムレータからの再利用制御が行なわれる。
【００６２】
（ステップ８）
ステップ２，４，６のいずれでもＮＯの場合は、操作指令が、上記値C1と上記値C2との間にあるので、このときは、切離しモードとし、制御弁１〜５を閉じ、専用ポンプPp2の流量は０出力とし、メインポンプPp1の流量は通常に制御する。
【００６３】
次に、アキュムレータ圧の低圧化によるエネルギ収支に関し説明する。
【００６４】
アキュムレータ圧Paの低圧化によるエネルギ収支にはプラス（下記の(1)、(3)）とマイナス（下記の(2)、(4)）の効果があり、エネルギ収支は、アキュムレータ圧Paが、高すぎても、低すぎても低下する。よって、許容アキュムレータ容積を満足でき、かつメインポンプPp1からの回収上制約とならない低さで、かつエネルギ収支上も妥当な範囲にアキュムレータ圧Paを設定するのが、合理的である。
【００６５】
アキュムレータ圧Paの低圧化によりヘッド圧Phも低下する。すなわち、ヘッド圧Ph＝アキュムレータ圧Pa＋ΔP、ΔPは主に回収制御弁１での減圧分であり、流量と回収制御弁１の開度により定まる。ヘッド圧Phが低い方が、同じ下降速度を達成するのに必要な、ロッド側への再生流量は小でよい。また、速度および応答性を確保する上で、ヘッド側から流体をタンクへ廃棄してヘッド圧Phを下げる必要性も少なくなるので、その分、アキュムレータAccに多くの流体を蓄積でき、アキュムレータ蓄積エネルギは大となる。
【００６６】
ただし、位置エネルギ回収初期は、アキュムレータAccとの連通時のヘッド圧Phの減圧によるロスは、アキュムレータ圧Paの低下により大きくなる。
【００６７】
メインポンプPp1からの回収と、その再利用は、ポンプ流量制御弁７からタンクＴへのバイパス流が減る分、エネルギ収支上有利である。すなわち、メインポンプPp1から吐出される流量を回路必要流量に合わせて制御する場合は、回収時低い分だけ注入時のアシスト分も低いので、エネルギ収支は同等であるが、メインポンプPp1から吐出される流量をトルク等の制約内の最大流量で制御している場合は、余剰分はバイパス流となってタンクＴに排出されており、この場合は、アキュムレータ圧Paの低圧化により蓄積機会が増えるので、その分、エネルギ収支上は有利となる。
【００６８】
位置エネルギの蓄積分を再利用するときのパワーアシスト値、すなわちアキュムレータ圧Paと再利用時の専用ポンプPp2の入口流量との積）は、アキュムレータ圧Paの低下により減少する。
【００６９】
次に、小型化に関し説明する。
【００７０】
小型化が可能なためには、必要時に連続的にアキュムレータAccからの再利用流量を供給できる必要がある。
【００７１】
大きな流量が必要な時に、アキュムレータAccで例えば20％を確実にアシストできれば、メインポンプPp1の容量はその分（例えば20％）小型化できる。
【００７２】
エンジンＥは、メインポンプPp1と専用ポンプPp2との両方を駆動するので、流量アシスト分の削減はできないが、アキュムレータ圧Paだけ、専用ポンプPp2の所要パワーは減少するので、その分、ピーク時の所要パワーは減り、専用ポンプPp2およびエンジンＥを小型化できる。
【００７３】
次に、位置エネルギを回収して再利用するときに専用ポンプPp2で加圧できるのでアキュムレータ圧Paを高くする必要がないシステムに関し説明する。
【００７４】
再利用時に昇圧流量を流し、また、下降操作時にヘッド側からロッド側への再生流量を流せるように、容量可変式等の流量可変式の専用ポンプPp2を設ける。これにより、位置エネルギ再利用時の利用可能機会を増やすためにアキュムレータ圧Paを高く設定する必要はなくなり、合理的なアキュムレータ圧Pa値に設定できるので、それに合わせてアキュムレータ初期圧Pa0をセットする。
【００７５】
位置エネルギ回収時の下降速度制御用に回収制御弁１を設け、位置エネルギ回収時に用いる。
【００７６】
位置エネルギ回収シリンダCy1のヘッド側からロッド側への再生流路を確保するために再利用制御弁３を設け、位置エネルギ回収時に用いる。オプションとして、開度調整機能付きの再生制御弁５を設けても良い。再生流量は、専用ポンプPp2の流量制御機能で行い、再利用制御弁３は開閉動作のみを基本とする。
【００７７】
また、再生流が漏れるのを防ぐために、閉止制御弁６を設け、位置エネルギ回収時に用いる。
【００７８】
次に、その他の点に関し説明する。
【００７９】
位置エネルギのみでなく余剰流量も回収する点、アキュムレータ圧Paを合理的に設定することで、エネルギ収支の改善が期待できる点、位置エネルギ回収操作時の速度および応答性を改善でき、生産性とそれに伴う燃費効率アップを図れる点、蓄積エネルギの再利用により、また、そのときメインポンプPp1をその分省エネ運転する点によって、エンジン燃費効率を向上させる。
【００８０】
位置エネルギ回収モード時、位置エネルギ回収モード以外の位置エネルギ回収シリンダCy1の操作時、他回路シリンダCy2の操作時の全てに対応できるシステム構成としている。
【００８１】
位置エネルギ回収時以外は、従来の制御と同じく、既存のポンプ流量制御弁７を経由する流路とする。
【００８２】
再生流量または再利用流量の流量調整は専用ポンプPp2で行えるので、そのときは、再利用制御弁３，４は開閉機能のみでよい。
【００８３】
次に、この実施の形態の作用効果を列挙する。
【００８４】
アキュムレータAccに蓄積された作動流体を位置エネルギ回収シリンダCy1に再利用するときに、専用ポンプPp2での加圧が可能であるから、アキュムレータ圧Paを高く設定する必要がなく、合理的な範囲でアキュムレータ圧Paの低圧設定が可能であり、アキュムレータAccへの作動流体の蓄積が容易であるとともに再利用時は高い圧が得られる。
【００８５】
専用ポンプPp2によりアキュムレータ圧Paを低圧に設定できるので、回収制御弁１を開くことにより、アキュムレータ圧Paを負荷圧とする位置エネルギ回収シリンダCy1を迅速に作動でき、位置エネルギ回収シリンダCy1の作動速度および応答性を向上できる。特に、下降時のヘッド圧Phを低くでき、下降操作時の速度および応答性を確保する上で有利である。
【００８６】
位置エネルギ回収シリンダCy1のヘッド側から流出した作動流体の一部を、再利用制御弁３を開くことにより、専用ポンプPp2を経由して位置エネルギ回収シリンダCy1のロッド側に再利用できるので、ロッド圧Prをヘッド圧Phより十分高くすることが可能であり、位置エネルギ回収シリンダCy1の作動速度および応答性を一層向上できる。
【００８７】
油圧ショベル10の作業装置12をブームシリンダ14により上下動する際に、アキュムレータAccへの作動流体の蓄積が容易であるとともに再利用時は高い圧が得られる。
【００８８】
ヘッド圧Phが小のとき、ロッド圧Prとヘッド圧Phとがほぼ等しい場合でも、速度および応答性を確保しやすいので、位置エネルギ再生時の専用ポンプPp2の消費パワーを小さくできる。
【００８９】
アキュムレータ蓄積エネルギの再利用を、掘削または持上げ旋回などの必要なモード時に連続的に行なえる。すなわち、アキュムレータAccへの回収量の増加と、アキュムレータ蓄積エネルギ再利用時のメインポンプ流量とアキュムレータ流量との流量比率を可変的に設定できるので、必要時の連続的な再利用が可能となる。
【００９０】
回収エネルギの効率的な蓄積と再利用により燃費効率を向上できる。
【００９１】
アキュムレータAccによるパワーアシスト能力を生かして、メインポンプPp1およびエンジンＥなどの機器を小型化できるとともに、取扱いを容易にできる。
【００９２】
本発明は、油圧ショベル、ローダなどの作業機械に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明に係る流体圧制御回路の一実施の形態を示す回路図である。
【図２】同上回路の制御装置が有する機能を示すフローチャートである。
【図３】同上回路を備えた作業機械の側面図である。
【符号の説明】
【００９４】
Pp1   メインポンプ
Pp2   専用ポンプ
Cy1   位置エネルギ回収シリンダ
Acc   アキュムレータ
１    回収制御弁
３    再利用制御弁
９    メイン回路
10    油圧ショベル
12    作業装置
14    位置エネルギ回収シリンダとしてのブームシリンダ
【図１】
2009275772.tif 000003
【図２】
2009275772.tif 000004
【図３】
2009275772.tif 000005