特開 2023-95796 油圧機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023095796

(43)【公開日】2023-07-06

(54)【発明の名称】油圧機械

(51)【国際特許分類】

   F15B 21/14 20060101AFI20230629BHJP

【ＦＩ】

F15B21/14 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2022194725

(22)【出願日】2022-12-06

(31)【優先権主張番号】10-2021-0187541

(32)【優先日】2021-12-24

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(71)【出願人】

【識別番号】520485941

【氏名又は名称】ボルボ・コンストラクション・イクイップメント・アクチエボラグ

【氏名又は名称原語表記】ＶＯＬＶＯ ＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮ ＥＱＵＩＰＭＥＮＴ ＡＢ

(74)【代理人】

【識別番号】100099623

【弁理士】

【氏名又は名称】奥山 尚一

(74)【代理人】

【識別番号】100168642

【弁理士】

【氏名又は名称】関谷 充司

(74)【代理人】

【識別番号】100169018

【弁理士】

【氏名又は名称】網屋 美湖

(74)【代理人】

【識別番号】100217076

【弁理士】

【氏名又は名称】宅間 邦俊

(72)【発明者】

【氏名】ユン・ソンギュン

(72)【発明者】

【氏名】イ・ビョンホ

(72)【発明者】

【氏名】アン・ホンファン

(72)【発明者】

【氏名】チュ・サンギュ

(72)【発明者】

【氏名】イ・スンヒョン

(72)【発明者】

【氏名】チョン，テラン

【テーマコード（参考）】

3H089

【Ｆターム（参考）】

3H089BB04

3H089CC01

3H089CC08

3H089DA02

3H089DA13

3H089DC02

3H089EE36

3H089GG02

3H089JJ02

(57)【要約】      （修正有）

【課題】アクチュエータから排出される油圧エネルギーを利用して選択的に動力源の燃料消費を節減するか、ポンプの最大出力パワーをブースティングすることができる油圧機械を提供する。
【解決手段】油圧機械は、ポンプと、アクチュエータと、アクチュエータから排出される圧油を受けて油圧エネルギーを回収する回収部と、制御部を含む。回収部は、アクチュエータから排出される圧油を受けて油圧エネルギーを貯蔵するアキュムレータと、アキュムレータに貯蔵された油圧エネルギーを利用して動力源をアシストするアシストユニットを含む。制御部は、エコモードが選択されるか、アシストユニットが動力源をアシストしない時には、ポンプの出力パワーがＰ１ｍａｘ以下になるように制御し、ブースティングモードが選択され、アシストユニットが動力源をアシストする時には、ポンプの出力パワーがＰ２ｍａｘ（＞Ｐ１ｍａｘ）以下になるように制御する。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

動力源と、
前記動力源から動力の提供を受けて流体を加圧して圧油を供給するポンプと、
前記ポンプから圧油の供給を受けて作業を遂行するアクチュエータと、
前記アクチュエータから排出される圧油を受けて油圧エネルギーを回収する回収部と、
オペレータからエコモードまたはブースティングモードの選択の入力を受ける第１オペレータ入力装置と、
制御部と、を含み、
前記回収部は、
前記アクチュエータから排出される圧油を受けて油圧エネルギーを貯蔵するアキュムレータと、
前記アキュムレータに貯蔵された油圧エネルギーを利用して前記動力源をアシストするアシストユニットと、を含み、
前記制御部は、
前記エコモードが選択されるか、または、前記アシストユニットが前記動力源をアシストしない時には、前記ポンプの出力パワーがＰ１ｍａｘ以下になるように前記ポンプを制御し、
前記ブースティングモードが選択され、前記アシストユニットが前記動力源をアシストする時には、前記ポンプの出力パワーがＰ２ｍａｘ以下になるように前記ポンプを制御し、
ここで、Ｐ１ｍａｘ＜Ｐ２ｍａｘである、油圧機械。

【請求項2】

前記動力源の回転速度を設定するための第２オペレータ入力装置を追加的に含み、
前記Ｐ１ｍａｘは、前記第２オペレータ入力装置を通じて入力された入力値によって変わり、
前記Ｐ２ｍａｘは、前記第２オペレータ入力装置を通じて入力された入力値によって変わる、ことを特徴とする請求項１に記載の油圧機械。

【請求項3】

前記Ｐ２ｍａｘは、前記アキュムレータに貯蔵された前記油圧エネルギーのレベルによって変わる、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の油圧機械。

【請求項4】

前記アクチュエータの所望の動きを指令するように操作される第３オペレータ入力装置を追加的に含み、
前記制御部は、前記ポンプの容積が前記第３オペレータ入力装置の操作量によって変わるように制御するが、
前記エコモードが選択されるか、または前記アシストユニットが前記動力源をアシストしない時には、前記ポンプの出力パワーがＰ１ｍａｘを超過しないように前記ポンプの容積を制限し、
前記ブースティングモードが選択され、前記アシストユニットが前記動力源をアシストする時には、前記ポンプの出力パワーがＰ２ｍａｘを超過しないように前記ポンプの容積を制限する、ことを特徴とする請求項１に記載の油圧機械。

【請求項5】

前記動力源は、一定の回転速度で前記ポンプを回転駆動するように制御される、ことを特徴とする請求項１に記載の油圧機械。

【請求項6】

前記動力源の回転速度を設定するための第２オペレータ入力装置を追加的に含み、
前記一定の回転速度は、前記第２オペレータ入力装置を通じて入力された入力値によって変わる、ことを特徴とする請求項５に記載の油圧機械。

【請求項7】

前記制御部は、
前記ブースティングモードが選択された状態で、
前記ポンプの出力パワーがＰ１ｍａｘ以下であり、前記アキュムレータに充電されたエネルギーが既に設定された閾値以下ならば、前記アシストユニットが前記動力源をアシストしないように前記回収部を制御し、
前記ポンプの出力パワーがＰ１ｍａｘを超過するか、または前記アキュムレータに充電されたエネルギーが前記閾値を超過すれば、前記アシストユニットが前記動力源をアシストするように前記回収部を制御する、ことを特徴とする請求項１に記載の油圧機械。

【請求項8】

前記回収部は、前記アキュムレータと前記アシストユニットとの間の流体の流れを許容／遮断するディスチャージバルブを追加的に含み、前記アシストユニットが前記動力源をアシストするためには前記ディスチャージバルブを開放し、前記アシストユニットが前記動力源をアシストしないようにするためには前記ディスチャージバルブを閉鎖する、ことを特徴とする請求項１に記載の油圧機械。

【請求項9】

前記回収部は、前記アクチュエータのラージチャンバと前記アキュムレータとの間の流体の流れを許容／遮断するチャージバルブを追加的に含み、前記アキュムレータを充電するようにするためには前記チャージバルブを開放し、前記アキュムレータを充電しないようにするためには前記チャージバルブを閉鎖する、ことを特徴とする請求項１に記載の油圧機械。

【請求項10】

前記油圧機械は前記ポンプに流体を提供するタンクを追加的に含み、
前記回収部は、
前記アクチュエータのラージチャンバから前記アキュムレータに延長される回収ラインと、
前記回収ラインから前記アクチュエータのスモールチャンバへの流体の流れを許容／遮断する再生バルブと、
前記回収ラインから前記タンクへの流体の流れを許容／遮断するリターンバルブを追加的に含む、ことを特徴とする請求項１に記載の油圧機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示内容は油圧機械に関するものであり、より詳細には、アクチュエータから排出される油圧エネルギーを利用して選択的に動力源の燃料消費を節減するか、またはポンプの最大出力パワーをブースティングすることができる油圧機械に関するものである。

【背景技術】

【0002】

最近、アクチュエータから排出される流体のエネルギーを回収し、これを利用して動力源をアシストするハイブリッド油圧機械が注目されている。しかし、このようなハイブリッド油圧機械は回収されたエネルギーを燃料節減の側面で利用するだけであるので、作業装置のパワーや速度面でオペレータの要求に応じることができないことがあるという限界があった。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

本開示内容は、上記の問題点を解決するために案出されたものであり、ハイブリッド油圧機械において、回収されたエネルギーを燃料節減のために利用することに留まらず、オペレータが作業装置の高速な作動速度を要求する場合、回収されたエネルギーをこのような要求を満たすのに利用することで、オペレータの装備使用の満足度を向上させることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0004】

上記目的を達成するために、本開示内容は、動力源と、前記動力源から動力の提供を受けて流体を加圧して圧油を供給するポンプと、前記ポンプから圧油の供給を受けて作業を遂行するアクチュエータと、前記アクチュエータから排出される圧油を受けて油圧エネルギーを回収する回収部と、オペレータからエコモードまたはブースティングモードの選択の入力を受ける第１オペレータ入力装置と、制御部と、を含み、前記回収部は、前記アクチュエータから排出される圧油を受けて油圧エネルギーを貯蔵するアキュムレータと、前記アキュムレータに貯蔵された油圧エネルギーを利用して前記動力源をアシストするアシストユニットと、を含む油圧機械を提供することができる。

【0005】

いくつかの実施例では、前記制御部は、前記エコモードが選択されるか、または前記アシストユニットが前記動力源をアシストしない時には、前記ポンプの出力パワーがＰ１ｍａｘ以下になるように前記ポンプを制御し、前記ブースティングモードが選択され、前記アシストユニットが前記動力源をアシストする時には、前記ポンプの出力パワーがＰ２ｍａｘ以下になるように前記ポンプを制御し、ここでＰ１ｍａｘ＜Ｐ２ｍａｘであり得る。

【0006】

いくつかの実施例では、前記動力源の回転速度を設定するための第２オペレータ入力装置を追加的に含み、前記Ｐ１ｍａｘは、前記第２オペレータ入力装置を通じて入力された入力値によって変わり、前記Ｐ２ｍａｘは、前記第２オペレータ入力装置を通じて入力された入力値によって変わることができる。

【0007】

いくつかの実施例では、前記Ｐ２ｍａｘは、前記アキュムレータに貯蔵された前記油圧エネルギーのレベルによって変わることができる。

【0008】

いくつかの実施例では、前記アクチュエータの所望の動きを指令するように操作される第３オペレータ入力装置を追加的に含み、前記制御部は、前記ポンプの容積が前記第３オペレータ入力装置の操作量によって変わるように制御するが、前記エコモードが選択されるか、または前記アシストユニットが前記動力源をアシストしない時には、前記ポンプの出力パワーがＰ１ｍａｘを超過しないように前記ポンプの容積を制限して、前記ブースティングモードが選択され、前記アシストユニットが前記動力源をアシストする時には、前記ポンプの出力パワーがＰ２ｍａｘを超過しないように前記ポンプの容積を制限することができる。

【0009】

いくつかの実施例では、前記動力源は、一定の回転速度で前記ポンプを回転駆動するように制御されることができる。

【0010】

いくつかの実施例では、前記動力源の回転速度を設定するための第２オペレータ入力装置を追加的に含み、前記一定の回転速度は前記第２オペレータ入力装置を通じて入力された入力値によって変わることができる。

【0011】

いくつかの実施例では、前記制御部は、前記ブースティングモードが選択された状態で、前記ポンプの出力パワーがＰ１ｍａｘ以下であり、前記アキュムレータに充電されたエネルギーが既に設定された閾値以下の場合、前記アシストユニットが前記動力源をアシストしないように前記回収部を制御し、前記ポンプの出力パワーがＰ１ｍａｘを超過するか、または前記アキュムレータに充電されたエネルギーが前記閾値を超過する場合には、前記アシストユニットが前記動力源をアシストするように前記回収部を制御することができる。

【0012】

いくつかの実施例では、前記回収部は、前記アキュムレータと前記アシストユニットの間の流体の流れを許容／遮断するディスチャージバルブを追加的に含み、前記アシストユニットが前記動力源をアシストするためには前記ディスチャージバルブを開放し、前記アシストユニットが前記動力源をアシストしないようにするためには前記ディスチャージバルブを閉鎖することができる。

【0013】

いくつかの実施例では、前記回収部は、前記アクチュエータのラージチャンバと前記アキュムレータとの間の流体の流れを許容／遮断するチャージバルブを追加的に含み、前記アキュムレータを充電するようにするためには前記チャージバルブを開放し、前記アキュムレータを充電しないようにするためには前記チャージバルブを閉鎖することができる。

【0014】

いくつかの実施例では、前記油圧機械は、前記ポンプに流体を提供するタンクを追加的に含み、前記回収部は前記アクチュエータのラージチャンバから前記アキュムレータに延長される回収ラインと、前記回収ラインから前記アクチュエータのスモールチャンバへの流体の流れを許容／遮断する再生バルブと、前記回収ラインから前記タンクへの流体の流れを許容／遮断するリターンバルブを追加的に含むことができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】いくつかの実施例による油圧機械の外観を示す図である。

【図2】いくつかの実施例による油圧機械を説明する回路図である。

【図3】いくつかの実施例による油圧機械を説明する回路図である。

【図4】本開示内容の一実施例によって、エコモードが選択された場合、ポンプ及び動力源のパワーとアキュムレータ内のエネルギーの変化の例を説明する図である。

【図5】本開示内容の一実施例によって、ブースティングモードが選択された場合、ポンプ及び動力源のパワーとアキュムレータ内のエネルギーの変化の例を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、添付図面を参照して本開示内容の実施例を詳細に説明する。

【0017】

図１は、いくつかの実施例による油圧機械の外観を示す図である。

【0018】

油圧機械は油圧を利用して作業装置３００を作動させて作業を遂行することができる。いくつかの実施例では、油圧機械は建設機械であり得る。

【0019】

いくつかの実施例では、油圧機械は図１に示すような掘削機であり得る。油圧機械は、上部構造体(Upper structure)１００と、下部構造体(Lower structure)２００と、作業装置(Working device)３００と、を含むことができる。

【0020】

下部構造体２００は、走行アクチュエータを含み、油圧機械の走行ができるようにする。走行アクチュエータは油圧モータであり得る。

【0021】

上部構造体１００は、タンク、ポンプ、動力源、制御バルブなどを含むことができる。また、上部構造体１００は、旋回アクチュエータを含み、下部構造体２００に対して回転をすることができる。旋回アクチュエータは油圧モータであり得る。

【0022】

作業装置３００は、油圧機械が作業を遂行できるようにする。作業装置３００は、ブーム３１１、アーム３２１及びバケット３３１とこれらを作動させるブームアクチュエータ３１３、アームアクチュエータ３２３及びバケットアクチュエータ３３３を含むことができる。ブームアクチュエータ３１３、アームアクチュエータ３２３及びバケットアクチュエータ３３３は油圧シリンダーであり得る。

【0023】

図２は、いくつかの実施例による油圧機械を説明する回路図である。

【0024】

いくつかの実施例では、油圧機械は、アクチュエータと、エネルギー回収部５００と、タンク１０１と、制御部１０７と、を含ことができる。いくつかの実施例では、アクチュエータは、ブームアクチュエータ３１３であり得る。エネルギー回収部５００はブームアクチュエータ３１３とタンク１０１との間に提供されてもよい。エネルギー回収部５００は、ブームアクチュエータ３１３に連結され、ブームアクチュエータ３１３から排出される流体からエネルギーを回収することができる。いくつかの実施例では、エネルギー回収部５００はアキュムレータ５０８とアシストユニット５２５を含むことができる。いくつかの実施例では、エネルギー回収部５００は、チャージバルブ５１７とディスチャージバルブ５２１を含むことができる。いくつかの実施例では、エネルギー回収部５００は、リターンバルブ５１３と、再生バルブ５０９を含むことができる。

【0025】

いくつかの実施例では、油圧機械はエネルギー消費部４００を含むことができる。エネルギー消費部４００はタンク１０１とブームアクチュエータ３１３との間に提供されてもよい。エネルギー消費部４００はブームアクチュエータ３１３に連結され、ブームアクチュエータ３１３に加圧流体を供給してブームアクチュエータ３１３から排出される流体をタンク１０１にリターンさせる回路である。いくつかの実施例では、エネルギー消費部４００は、動力源４０１と、主なポンプ４０３と、制御バルブ４０９と、を含むことができる。主なポンプ４０３はブームアクチュエータ３１３に圧油を送ることができる。動力源４０１は主なポンプ４０３を駆動することができる。いくつかの実施例では、動力源４０１は内燃機関などのようなエンジン、電気モータなどを含むことができる。

【0026】

いくつかの実施例では、油圧機械は、通常時にはエネルギー消費部４００を利用して作業装置を駆動し、ハイブリッド機能を遂行しようとする時にはエネルギー回収部５００を利用してエネルギーを回収することができる。

【0027】

いくつかの実施例では、動力源４０１は、メイン軸４０５を通じて主なポンプ４０３に動力を伝達して主なポンプ４０３を駆動させることができる。主なポンプ４０３は、流体が加圧された加圧流体をブームアクチュエータ３１３に供給することができる。ブームアクチュエータ３１３は、主なポンプ４０３から加圧流体を受ける一方、流体をタンク１０１にリターンすることができる。ブームアクチュエータ３１３は主なポンプ４０３から受けた加圧流体の力をブームに提供してブームを作動させることができる。

【0028】

いくつかの実施例では、ブームアクチュエータ３１３は油圧シリンダーであり得るし、ブームアクチュエータ３１３はラージチャンバ３１３ａとスモールチャンバ３１３ｂを含むことができる。ブームと連結されるピストンロードがスモールチャンバ３１３ｂを貫通するので、ピストンロードが占有する面積によってスモールチャンバ３１３ｂ内の流体がピストンと接触する面積（Ａｂ）はラージチャンバ３１３ａ内の流体がピストンと接触する面積（Ａａ）より小さい。図１とともに参照すると、ブームが下降するブームダウンオペレーション時には、ピストンロードも下降し、したがって、スモールチャンバ３１３ｂに流体が流入され、ラージチャンバ３１３ａ内の流体は排出される。

【0029】

制御バルブ４０９は、主なポンプ４０３、タンク１０１及びブームアクチュエータ３１３を連結し、これらの間に流体の流れ方向を制御することができる。いくつかの実施例では、制御バルブ４０９は、中立ポジション、第１非中立ポジションまたは第２非中立ポジションにあり得る。中立ポジションにある時、制御バルブ４０９はブームアクチュエータ３１３との流体の連通を遮断し、主なポンプ４０３から来た流体を、中央バイパス通路を通じてタンク１０１にリターンさせることができる。制御バルブ４０９が第１非中立ポジションにある時、制御バルブ４０９は主なポンプ４０３から来た流体が中央バイパス通路を通じてタンク１０１にリターンすることを遮断し、主なポンプ４０３から来た流体をスモールチャンバ３１３ｂに送って、ラージチャンバ３１３ａから来た流体をタンク１０１に送って、ブームをダウンさせることができる。制御バルブ４０９が第２非中立ポジションにある時、制御バルブ４０９は主なポンプ４０３から来た流体が中央バイパス通路を通じてタンク１０１にリターンすることを遮断し、主なポンプ４０３から来た流体をラージチャンバ３１３ａに送って、スモールチャンバ３１３ｂから来た流体をタンク１０１に送ってブームをアップさせることができる。

【0030】

いくつかの実施例では、油圧機械は制御バルブ４０９を切替させるために第３オペレータ入力装置１０５を含むことができる。運転者は、第３オペレータ入力装置１０５を操作してブームを上昇させるか、または下降させるという要求を入力することができる。いくつかの実施例では、第３オペレータ入力装置１０５はレバーであってもよいが、本開示内容がこれに限定されるものではない。

【0031】

いくつかの実施例では、第３オペレータ入力装置１０５は電気式入力装置であり、運転者の要求に相応する電気信号を生成して制御部１０７に送ることができる。いくつかの実施例では、油圧機械はパイロットポンプ１１５と電子比例減圧バルブ１１７を含むことができる。第３オペレータ入力装置１０５から電気信号を受ければ、これに対応して制御部１０７は制御信号を電子比例減圧バルブ１１７に送って、電子比例減圧バルブ１１７を作動させることができる。電子比例減圧バルブ１１７が第１ポジションにある時、電子比例減圧バルブ１１７はパイロットポンプ１１５から来たパイロット流体を制御バルブ４０９に送って、制御バルブ４０９を作動させることができる。電子比例減圧バルブ１１７が第２ポジションにある時、電子比例減圧バルブは、パイロットポンプ１１５から制御バルブ４０９へのパイロット流体の流れを遮断し、制御バルブ４０９に提供されたパイロット流体を排出させることができるようにする。

【0032】

リターンバルブ５１３は、ラージチャンバ３１３ａとタンク１０１との間に提供され、ラージチャンバ３１３ａからタンク１０１への流体の流れを許容するか、または遮断することができる。再生バルブ５０９は、ラージチャンバ３１３ａとスモールチャンバ３１３ｂを連結してラージチャンバ３１３ａからスモールチャンバ３１３ｂへの流体の流れを許容または遮断することができる。チャージバルブ５１７はラージチャンバ３１３ａとアキュムレータ５０８との間に提供され、ラージチャンバ３１３ａからアキュムレータ５０８への流体の流れを許容するか、または遮断することができる。

【0033】

アシストユニット５２５は動力を回収する構成部である。いくつかの実施例では、アシストユニット５２５は油圧モータ（アシストモータ）であり得る。アシストモータは動力源４０１を補助して回収された動力を動力源４０１に供給することができる。このために、いくつかの実施例では、油圧機械は動力伝達部を含むことができる。動力伝達部は、動力源４０１とアシストユニット５２５に連結され、アシストユニット５２５と動力源４０１との間に動力を伝達することができる。いくつかの実施例では、動力伝達部は、動力源４０１と主なポンプ４０３とを連結するメイン軸４０５、アシストモータに連結されたアシスト軸５２７、及び動力伝達機構１１９を含むことができる。いくつかの実施例では、動力伝達機構１１９は、図２に示すようなギア列を含むことができる。しかし、本発明がこれに限定されるものではなくて、その他多様な他の実施例を有することができる。

【0034】

いくつかの実施例では、油圧機械は、運転者からハイブリッドモードの選択または選択解除要求の入力を受ける第４オペレータ入力装置（図示せず）を含むことができる。第４オペレータ入力装置にハイブリッドモードの選択要求が入力されて第３オペレータ入力装置１０５にブームダウンの要求が入力されると、制御部１０７は、制御バルブ４０９にパイロット流体が供給されることができないように電子比例減圧バルブ１１７を制御することで、制御バルブ４０９を中立ポジションに切替させ、ブームアクチュエータ３１３とエネルギー消費部４００との間の流体の流れを遮断することができる。よって、ハイブリッドモードが選択された状態でブームダウンオペレーションは、主なポンプ４０３から加圧流体の供給なしに自重のみによってなされることができる。第４オペレータ入力装置にハイブリッドモードの選択解除の要求が入力されるか、または、第４オペレータ入力装置にハイブリッドモードの選択要求が入力されても第３オペレータ入力装置１０５にブームダウンの要求の入力がなければ、制御部１０７は、リターンバルブ５１３、再生バルブ５０９及びチャージバルブ５１７を切替させ、ブームアクチュエータ３１３とエネルギー回収部５００との間の流体の流れを遮断させることができる。

【0035】

いくつかの実施例では、ブームを下降させるブームダウンオペレーション時、リターンバルブ５１３はラージチャンバ３１３ａからタンク１０１への流体の流れを遮断するように作動することができる。ラージチャンバ３１３ａ内の圧力とアキュムレータ５０８内の圧力の差がほとんど０に近づく時、ブームダウン速度が遅くなるが、いくつかの実施例では、この時点でリターンバルブ５１３が開放されることがある。ブームダウンオペレーション時、再生バルブ５０９はラージチャンバ３１３ａからスモールチャンバ３１３ｂへの流体の流れを許容するように作動することができる。ブームダウンオペレーション時、チャージバルブ５１７はラージチャンバ３１３ａからアキュムレータ５０８への流体の流れを許容するように作動することができる。

【0036】

いくつかの実施例では、エネルギー回収部５００は、ラージチャンバ３１３ａとアシストユニット５２５を連結する回収ライン５２３を含むことができる。いくつかの実施例では、チャージバルブ５１７は回収ライン５２３上に提供されることができる。いくつかの実施例では、ディスチャージバルブ５２１は、回収ライン５２３上に提供されることができる。いくつかの実施例では、アキュムレータ５０８はチャージバルブ５１７とディスチャージバルブ５２１との間の第１支点で回収ライン５２３に連結されることができる。チャージバルブ５１７は回収ライン５２３を通じてラージチャンバ３１３ａからアキュムレータ５０８への流体の流れを許容するか、または遮断することができる。ディスチャージバルブ５２１は、第１支点とアシストユニット５２５との間で回収ライン５２３上に設置され、アキュムレータ５０８からアシストユニット５２５への流体の流れを許容するか、または遮断することができる。

【0037】

いくつかの実施例では、制御部１０７は、ブームダウンオペレーション時、ラージチャンバ３１３ａで高圧に放出される流量の約半分程度が再生バルブ５０９を通じて再生され、残りの流量はチャージバルブ５１７を通じてアキュムレータ５０８に貯蔵されるように制御することができる。貯蔵流量は、ディスチャージバルブ５２１を経てアシストユニット５２５に供給され得る。この時、再生バルブ５０９とチャージバルブ５１７及びディスチャージバルブ５２１の開放面積をどのように制御するかによってブームダウンエネルギーの損失量が決定される。いくつかの実施例では、ブームダウンオペレーション時（すなわち、第３オペレータ入力装置１０５を通じた運転者のブームダウンオペレーションの要求が制御部１０７に入力されることによって）、制御部１０７は、圧力損失が一番少ないように再生バルブ５０９とチャージバルブ５１７とを最大限開いて、リターンバルブ５１３を閉鎖させることができる。また、ブームダウンオペレーション時（すなわち、第３オペレータ入力装置１０５を通じた運転者のブームダウンオペレーションの要求が制御部１０７に入力されることによって）、制御部１０７はアシストユニットの基本的損失を考慮し、ブームダウンオペレーションの初期にはディスチャージバルブ５２１の開放面積を、再生バルブ５０９の開放面積及びチャージバルブ５１７の開放面積より小さくして、その後にディスチャージバルブ５２１を最大限開いてブームダウン動作の特性に合うように制御することができる。他のいくつかの実施例では、ブームダウンオペレーションが始まる時にディスチャージバルブ５２１が閉鎖され、アキュムレータ５０８内の圧力が所定大きさ以上になる時に、ディスチャージバルブ５２１が開放されることができる。

【0038】

いくつかの実施例では、油圧機械は、アキュムレータ５０８内の圧力を測定する第１センサ５１９を含むことができる。また、ラージチャンバ３１３ａ内の圧力を測定する第２センサ５０７と、スモールチャンバ３１３ｂ内の圧力を測定する第３センサ５０５と、を含むことができる。

【0039】

いくつかの実施例では、油圧機械は、オペレータからエコモードまたはブースティングモードの選択の入力を受ける第１オペレータ入力装置１０９を含むことができる。

【0040】

いくつかの実施例では、油圧機械は動力源の回転速度を設定するための第２オペレータ入力装置１０６を含むことができる。

【0041】

図３は、いくつかの実施例による油圧機械を説明する回路図である。

【0042】

いくつかの代替実施例では、第３オペレータ入力装置１０５は減圧バルブが内蔵された油圧式入力装置であり、油圧機械は補助バルブ１１７ａを含むことができる。このようないくつかの代替実施例では、パイロットポンプ１１５が第３オペレータ入力装置１０５の減圧バルブに連結され、減圧バルブは第３オペレータ入力装置１０５を通じて入力された運転者の要求に相応する油圧信号を補助バルブ１１７ａに送ることができる。いくつかの実施例では、油圧機械は減圧バルブから補助バルブ１１７ａに送られる油圧信号の圧力を測定することができるセンサを含み、センサは油圧信号に対応する電気信号を生成して制御部１０７に提供することができる。よって、制御部１０７が第３オペレータ入力装置１０５に直接的に連結されていなくても、制御部１０７は、運転者からどのような要求があるか、すなわち、ブームダウンオペレーションの要求があるのか、それとも、ブームアップオペレーションの要求があるのかを知ることができる。第４オペレータ入力装置を通じてハイブリッドモードの選択解除の要求が入力されると、第３オペレータ入力装置１０５によって生成された油圧信号は補助バルブ１１７ａを通じて制御バルブ４０９に提供されることができる。しかし、第４オペレータ入力装置にハイブリッドモードの選択要求が入力されると、制御部１０７は、第３オペレータ入力装置１０５にブームダウンの要求が入力されても、パイロット流体が制御バルブ４０９に供給されることができないように補助バルブ１１７ａを制御することで、制御バルブ４０９を中立ポジションに切替させ、ブームアクチュエータ３１３とエネルギー消費部４００との間の流体の流れを遮断することができる。

【0043】

図４は、本開示内容の一実施例によって、エコモードが選択された場合、ポンプ及び動力源のパワーとアキュムレータ内のエネルギーの変化の例を示し、図５は、本開示内容の一実施例によって、ブースティングモードが選択された場合、ポンプ及び動力源のパワーとアキュムレータ内のエネルギーの変化の例を示す。

【0044】

図４及び図５において、‘ｓ’は動力源に対するアシストの開始点を示し、‘ａ’は動力源パワーリミット、‘ｂ’は使用された動力源パワー、‘ｃ’はポンプパワー、‘ｄ’はアキュムレータエネルギーを示す。

【0045】

第１オペレータ入力装置１０９を通じてブースティングモードが選択された場合、ポンプ４０３の最大出力パワーを高めることができるし、エコモードが選択された場合、ポンプ４０３の最大出力パワーを高める代わりに動力源４０１が消費する燃料を節減することができる。

【0046】

いくつかの実施例では、アシストユニット５２５が動力源４０１をアシストしない時（すなわち、図２及び図３に示すようなディスチャージバルブ５２１の閉鎖時）や、図４に示すようにエコモードが選択された時には、ポンプ４０３の出力パワーがＰ１ｍａｘ（Ｐ１マックス）以下になるようにポンプ４０３を制御することができる。一方、図５に示すようにブースティングモードが選択された状態で、アシストユニット５２５が動力源４０１をアシストする時（すなわち、図２及び図３に示したところのようなディスチャージバルブ５２１の開放時）にはポンプ４０３の出力パワーがＰ２ｍａｘ（Ｐ２マックス）以下になるようにポンプ４０３を制御することができる。ここで、Ｐ１ｍａｘ＜Ｐ２ｍａｘである。

【0047】

ポンプ４０３の製造会社が提示するポンプ４０３の最大トルクの仕様が、例えば、２３００Ｎｍで提示されたとしても、油圧機械の製造会社は、一般的に装備安全性のためにポンプ４０３の最大トルクを例えば、２０００Ｎｍに下げて設定する。よって、必要な場合には、ポンプ４０３の最大トルクをある程度上げても構わないため、この差を利用することができる。

【0048】

図４は、オペレータが第３オペレータ入力装置１０５を通じて要求する流量によって決定されるポンプ４０３の出力パワーがＰ１ｍａｘを超過する場合を仮定する。オペレータの要求を満たすためにはＰ１ｍａｘを超過するパワーがポンプ４０３から出力されなければならないが、最大出力パワーの制限のためにポンプ４０３の出力パワーはＰ１ｍａｘに制限される。アシストユニット５２５のアシストがない時には（動力伝達損失を無視する時）、動力源４０１はＰ１ｍａｘのパワーをポンプ４０３に供給し、アシストユニット５２５のアシストがある時には、動力源４０１は、アシストされたパワーの量だけパワーの供給を減らすことができるし、したがって、動力源４０１の燃料消費を節減することができる。

【0049】

図５も、オペレータが第３オペレータ入力装置１０５を通じて要求する流量によって決定されるポンプ４０３の出力パワーがＰ１ｍａｘを超過する場合を仮定する。オペレータの要求を満たすためにはＰ１ｍａｘを超過するパワーが出力されなければならないが、最大出力パワーの制限ためにポンプ４０３の出力パワーはＰ１ｍａｘで制限される。よって、アシストユニット５２５のアシストがない時には（動力伝達損失を無視する時）、動力源４０１はＰ１ｍａｘのパワーをポンプ４０３に供給するようになる。但し、アシストユニット５２５のアシストがある時にはこれを考慮してポンプ４０３の最大出力パワーを高めることができる。但し、この場合でもポンプ４０３の最大出力パワーを無制限で増加させることはできなくて、最大出力パワーをＰ２ｍａｘで制限する。この場合、エコモードと同じ燃料節減効果を得ることはできないが、パワーブースティングを通じてオペレータの要求を最大限満たしてオペレータが感じる装備のパワーや速度を向上させることができる。

【0050】

オペレータが第３オペレータ入力装置１０５を操作すると、その操作量に対応するように図２及び図３に示すような制御バルブ４０９を切替させるとともに、その操作量に対応するように、例えば、ポンプ４０３の斜板の傾斜角を変化させてポンプ４０３の容積を変化させる。しかし、オペレータが第３オペレータ入力装置１０５の操作量を大きく与えてポンプ４０３の大きい容積を要求しても、容積が大きくなれば、それによってポンプ４０３の出力パワーも大きくなるしかないので、結局、ポンプ４０３の容積は設定されたポンプ４０３の最大出力パワーによって制限を受けるようになる。すなわち、オペレータが要求する速度（すなわち、流量）でブームのような作業装置を作動させることができない場合が発生するようになる。よって、本開示内容では、このような限界を乗り越えるために、決まった条件に符合する場合、パワーブースティングを許容してオペレータの要求を最大限満たすようにする。但し、増加した出力パワーを動力源４０１がひたすら負担するようにするものではなく、一定部分についてはアシストユニット５２５のアシストを受けてパワーブースティングができるようにするものである。

【0051】

いくつかの実施例では、エコモードが選択されるか、または、アシストユニット５２５が動力源４０１をアシストしない場合には、ポンプ４０３の出力パワーがＰ１ｍａｘを超過しないようにポンプ４０３の容積を制限し、ブースティングモードが選択されるとともにアシストユニット５２５が動力源４０１をアシストする場合には、ポンプ４０３の出力パワーがＰ２ｍａｘを超過しないようにポンプ４０３の容積を制限することができる。

【0052】

以下の表１は第２オペレータ入力装置１０６を通じて設定された動力源４０１の回転速度（よって、ポンプ４０３の回転速度）とポンプ４０３の最大出力パワーＰ１ｍａｘ及びＰ２ｍａｘの関係を例示的に示している。

【表1】

【0053】

いくつかの実施例では、表１に示すように、Ｐ１ｍａｘ及びＰ２ｍａｘは第２オペレータ入力装置１０６を通じて入力された入力値によって変わることがある。例えば、第２オペレータ入力装置を通じて設定された動力源の回転速度が大きければ、Ｐ１ｍａｘ及びＰ２ｍａｘも大きくて、第２オペレータ入力装置を通じて設定された動力源の回転速度が小さければ、Ｐ１ｍａｘ及びＰ２ｍａｘも小さいことがある。いくつかの実施例では、Ｐ２ｍａｘはアキュムレータに貯蔵された油圧エネルギーのレベルによって変わることがある。アキュムレータに貯蔵された油圧エネルギーが大きくなくてアシスト可能なパワーが大きくなければ、Ｐ２ｍａｘは小さな値を有していてもよく、アキュムレータに貯蔵された油圧エネルギーが大きくてアシスト可能なパワーの大きさが大きければ、Ｐ２ｍａｘは大きな値を有していてもよい。

【0054】

いくつかの実施例では、（第１オペレータ入力装置１０９及び第３オペレータ入力装置１０５を通じた入力値と関係なく）動力源４０１は一定の回転速度でポンプ４０３を回転駆動するように制御されることができる。例えば、オペレータが第３オペレータ入力装置１０５の操作量を増加させても、回転速度の変化なしに動力源４０１は設定された一定の回転速度で回転することができる。但し、このような一定の回転速度は第２オペレータ入力装置１０６を通じて入力された入力値によって変わることがある。例えば、上述の表１でモード９である場合よりモード１０である場合、動力源４０１の回転速度はさらに大きくなることがあり、したがって、燃料消費量も増加されることがある。

【0055】

いくつかの実施例では、ブースティングモードが選択された状態で、ポンプ４０３の出力パワーがＰ１ｍａｘ以下であり、併せて、アキュムレータに充電されたエネルギーが既に設定された閾値以下ならば、アシストユニットが動力源４０１をアシストしないように回収部を制御することができる（すなわち、ディスチャージバルブ５２１を閉鎖することがある）。また、ポンプ４０３の出力パワーがＰ１ｍａｘを超過するか、またはアキュムレータに充電されたエネルギーが閾値を超過すれば、アシストユニットが動力源４０１をアシストするように回収部を制御することができる（すなわち、ディスチャージバルブ５２１を開放することができる）。前者の場合は、パワーアシストの必要が大きくないので、アキュムレータに貯蔵されたエネルギーを、将来に備えるために続いて蓄積して置くものであり、後者の場合はパワーアシストが今すぐ必要であるか、または現在のエネルギー充電量が十分であるので、アキュムレータに貯蔵されたエネルギーを使用するものである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【外国語明細書】