JP3829100B2

JP3829100B2 - Hydraulic control device

Info

Publication number: JP3829100B2
Application number: JP2002102707A
Authority: JP
Inventors: 正三田村
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2002-04-04
Filing date: 2002-04-04
Publication date: 2006-10-04
Anticipated expiration: 2022-04-04
Also published as: JP2003294008A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、コンクリートミキサー車やごみ収集車などの特装車に用いる油圧制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばコンクリートミキサー車に用いる油圧制御装置として、図３に示すものが従来から知られている。
この従来の装置は、エンジンＥの出力軸ｄに、可変容量形のメインポンプｐ１と、定容量形のチャージポンプｐ２とを連係するとともに、これらメインポンプｐ１およびチャージポンプｐ２を、エンジンＥの作動に応じて駆動させるようにしている。
上記メインポンプｐ１は、その吐出ポート１０に通路１を介して切換弁ｂの第１ポート１２を接続している。また、このメインポンプｐ１の吸い込みポート１１には、通路２を介して切換弁ｂの第２ポート１３を接続している。
【０００３】
上記切換弁ｂの第３，第４ポート１４，１５には、それぞれ配管５、６を介してアクチュエータａに接続している。
このアクチュエータａには、セメントを入れるドラムＤを連係し、このドラムＤをアクチュエータａの作動に応じて回転させるようにしている。
【０００４】
上記メインポンプｐ１には、その吐出量を制御するコントローラｃを接続している。このコントローラｃは、上記切換弁ｂが中立位置にあれば、メインポンプｐ１の斜板の傾転角を小さくして、その吐出量を最少にする。また、切換弁ｂを操作レバー７によっていずれかの方向に切り換えると、メインポンプｐ１の斜板の傾転角を大きくして、その吐出量を増やす。
なお、メインポンプｐ１の吐出量は、エンジンＥの回転数にも比例している。すなわち、エンジンＥの回転数が高くなればなるほどメインポンプｐ１の吐出量が増加し、エンジンＥの回転数が低くなればなるほどメインポンプｐ１の吐出量が減少する。
【０００５】
一方、上記チャージポンプｐ２は、その吐出ポート８側を、チェック弁３を介して上記通路１を接続し、チェック弁４を介して上記通路２を接続している。このようにしたチャージポンプｐ２は、回路内の流量不足を補うものである。すなわち、この装置はいわゆる閉回路であり、一定量の作動油を回路内に循環させている。しかし、油漏れなどによって回路内の流量が不足することがあり、このような場合に、上記チャージポンプｐ２によって不足分の流量を補充するようにしている。
【０００６】
次に、この従来の装置の作用を説明する。
切換弁ｂが図示する中立位置にある場合、コントローラｃによってメインポンプｐ１の一回転当たりの吐出量が最少に保たれている。そのため、エンジンＥの作動に応じてメインポンプｐ１が駆動すると、このメインポンプｐ１から最少流量が吐出される。そして、このメインポンプｐ１から吐出された最少流量は、通路１を介して切換弁ｂに導かれるが、このとき切換弁ｂが中立位置にあるので、この流量は通路２を介してメインポンプｐ１の吸い込みポート１１に戻される。つまり、切換弁ｂが中立位置にあるとき、アクチュエータａに圧油は供給されず、ドラムＤの回転は停止している。
【０００７】
上記の状態から例えば切換弁ｂを図面上側のポジションに切り換えると、第１ポート１２と第３ポート１４とが連通し、第２ポート１３と第４ポート１５とが連通する。また、このとき、コントローラｃがメインポンプｐ１の吐出量を増やす方向に斜板を制御する。
したがって、メインポンプｐ１から吐出された圧油が、通路１→切換弁ｂ→通路５を介してアクチュエータａに供給される。そして、このアクチュエータａからの戻り油が、通路６→切換弁ｂ→通路２を介してメインポンプｐ１の吸い込みポート１１に戻される。
【０００８】
上記のようにすれば、圧油の供給量に応じた速度でアクチュエータａが作動する。そして、このアクチュエータａの作動速度に応じてドラムＤが回転する。
なお、このときメインポンプｐ１から吐出される流量は、メインポンプｐ１の一回転当たりの吐出量に、エンジンＥの回転数をかけ合わせたものである。
したがって、ドラムＤの回転数を上げる場合には、エンジンＥの回転数を上げることになる。
【０００９】
また、上記と反対に切換弁ｂを図面下側のポジションに切り換えた場合には、第１ポート１２と第４ポート１５とが連通し、第２ポート１３と第３ポート１４とが連通する。そのため、上記と反対方向にアクチュエータａが作動して、上記と反対方向にドラムＤも回転することになる。
なお、上記のようにドラムＤを回転させているときに、油漏れなどによって回路内の流量が不足すると、その不足分がチャージポンプｐ２によって補充される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
セメントを搬送するコンクリートミキサー車は、ドラムＤからセメントを排出する時に、ドラムＤを高速回転させる。また、セメントを排出する直前にも、セメントを良く混ぜ合わせるために、ドラムＤを高速回転させている。
ところが、従来の装置では、ドラムＤを高速回転させるために、エンジンＥの回転数を上げなければならない。エンジンＥの回転数を上げると、それに応じてエンジン音が大きくなり、このエンジン音が住宅街などにおいて騒音となるという問題があった。つまり、この従来の装置は、アクチュエータの作動速度を上げようとすると、エンジンの回転数が上がり、このエンジン音がうるさくなるという問題があった。
【００１１】
なお、大型のメインポンプｐ１を用いれば、回転数が低くても大流量が吐出されるので、アクチュエータａを高速で作動させるために、エンジンＥの回転数を増やさなくてもよい。つまり、ドラムＤを回転させるときのエンジン音を低く抑えることができる。しかし、可変容量形のポンプは非常に高価であるため、大型のメインポンプｐ１を用いると、装置全体のコストアップを招くという不都合が生じる。
この発明の目的は、安価で、しかも、エンジンの回転数を上げなくてもアクチュエータの作動速度を上げることのできる油圧制御装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、アクチュエータと、エンジンを駆動源とするメインポンプと、これらアクチュエータとメインポンプとを接続する循環回路と、電動モータを駆動源とする定容量形のサブポンプと、このサブポンプの吐出油を循環回路に合流させる合流通路と、この合流通路に設けるとともに、その切り換え位置に応じてサブポンプをタンク又は循環回路に連通させる方向切換弁と、循環回路に設けるとともに、アクチュエータから排出される排出流量を測定する流量計と、循環回路に接続した排出通路と、この排出通路に設けた排出バルブと、この排出バルブの下流側に設けた圧力制御弁と、上記電動モータおよび排出バルブの切換位置を制御するコントローラと、このコントローラにアクチュエータの作動指令値を入力する入力機構とを備え、上記コントローラは、サブポンプが方向切換弁を介してタンクに連通しているときに、排出バルブを閉位置に保つとともに電動モータの作動を停止する一方、サブポンプが方向切換弁を介して循環通路に連通しているときに、排出バルブを開位置に保つとともに電動モータを作動させ、かつ、電動モータの回転数を上記排出流量と作動指令値とに基づいて制御する構成にしたことを特徴とする。
【００１３】
第２の発明は、アクチュエータと、エンジンを駆動源とするメインポンプと、これらアクチュエータとメインポンプとを接続する循環回路と、電動モータを駆動源とする定容量形のサブポンプと、このサブポンプの吐出油を循環回路に合流させる合流通路と、この合流通路に設けるとともに、その切り換え位置に応じてサブポンプをタンク又は循環回路に連通させる方向切換弁と、アクチュエータの作動速度を測定する速度計と、循環回路に接続した排出通路と、この排出通路に設けた排出バルブと、この排出バルブの下流側に設けた圧力制御弁と、上記電動モータおよび排出バルブの切換位置を制御するコントローラと、このコントローラにアクチュエータの作動指令値を入力する入力機構とを備え、上記コントローラは、サブポンプが方向切換弁を介してタンクに連通しているときに、排出バルブを閉位置に保つとともに電動モータの作動を停止する一方、サブポンプが方向切換弁を介して循環通路に連通しているときに、排出バルブを開位置に保つとともに電動モータを作動させ、かつ、上記電動モータの回転数を、上記排出流量と作動指令値とに基づいて制御することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１に示す第１実施形態は、可変容量形のメインポンプＰ１と、定容量形で小型のチャージポンプＰ２とを、エンジンＥの出力軸ｄに連係している。そして、これら２台のポンプＰ１，Ｐ２を、エンジンＥによって駆動させるようにしている。
また、定容量形のサブポンプＰ３を、電動モータＭの出力軸に連係している。そして、このサブポンプＰ３を、電動モータＭによって駆動させるようにしている。
【００１６】
上記メインポンプＰ１は、その一方のポート２０に通路２２を介してアクチュエータＡのポート２４を接続している。また、他方のポート２１には、通路２３を介してアクチュエータＡのポート２５を接続している。そして、上記通路２２および通路２３によって、この発明の循環回路を構成している。
また、上記アクチュエータＡにドラムＤを連係し、このドラムＤをアクチュエータＡの作動に応じて回転させるようにしている。
【００１７】
上記通路２２には合流通路２６を介して方向切換弁Ｂのポート２８を接続し、上記通路２３には合流通路２７を介して方向切換弁Ｂの他方のポート２９を接続している。
上記方向切換弁Ｂは、その流入ポート３０に通路３２を介してサブポンプＰ３の吐出ポート３３を接続し、また、流出ポート３１にタンクＴを接続している。このようにした方向切換弁Ｂは、図示する中立位置にあるとき、流入ポート３０を流出ポート３１に連通させているが、図面上側位置に切り換わると、流入ポート３０をポート２８に連通させる。また、方向切換弁Ｂが図面下側位置に切り換わると、流入ポート３０をポート２９に連通させる。
【００１８】
一方、上記流路２２には、排出通路３６を接続するとともに、この排出通路３６に排出バルブ４１の一方のポート４２を接続している。また、上記通路２３には、排出通路３７を介して排出バルブ４１の他方のポート４３を接続している。上記排出バルブ４１は、そのポート４４，４５を、圧力制御弁４６を介してタンクＴに接続している。また、この排出バルブ４１は、図示する中立位置にあるとき、各ポート４２〜４５と他のポートとの連通を遮断しているが、図面右側位置に切り換わるとポート４３とポート４５とを連通し、図面左側位置に切り換わるとポート４２とポート４４とを連通する。
【００１９】
なお、上記チャージポンプＰ２の吐出ポート４７には、チェック弁３４を介して通路２２を接続し、また、チェック弁３５を介して通路２３を接続している。そして、このチャージポンプＰ２によって、通路２２，２３内の流量不足を補うようにしている。
【００２０】
上記メインポンプＰ１には、その斜板の傾転角を操作する操作レバーＲを機械的に連係している。また、この操作レバーＲには、コントローラＣを接続し、このコントローラＣに操作レバーＲの操作量を入力するようにしている。
上記コントローラＣには、方向切換弁Ｂ、および排出バルブ４１のソレノイドｓをそれぞれ接続している。そして、各ソレノイドｓの励磁電流をコントローラＣで制御することによって、これら方向切換弁Ｂ、および排出バルブ４１の切り換え位置を制御するようにしている。
さらに、図示していないが、上記コントローラＣには、ドラムＤの回転数すなわちアクチュエータＡの作動速度を特定する作動指令値を入力する入力機構を接続している。
【００２１】
上記エンジンＥの出力軸ｄには、このエンジンＥの回転数を検出する回転数センサー４９を設けるとともに、この回転数センサー４９を上記コントローラＣに接続している。
一方、上記通路２３には、固定オリフィス４８を設けるとともに、この固定オリフィス４８の前後に生じる圧力差を、差圧計５０によって検出するようにしている。そして、この差圧計５０によって検出した値を、上記コントローラＣに出力するようにしている。
上記の圧力差が入力されたコントローラＣは、この圧力差に基づいて電動モータＭの回転数を制御するが、その詳細な説明については後で説明する。
なお、上記固定オリフィス４８と差圧計５０とによって、差圧式の流量計を構成しているが、通過流量を測定できるものであれば、流速から流量を特定する流量計でもよく、また、容積から流量を特定する容量計でもよい。
【００２２】
次に、この第１実施形態の作用を説明する。
操作レバーＲを操作していない状態、すなわちメインポンプＰ１の斜板の傾転角が最少のとき、このメインポンプＰ１の吐出量はほぼゼロに保たれている。そのため、この状態においてエンジンＥが作動しても、このメインポンプＰ１から圧油は吐出されない。
また、このように操作レバーＲを操作していないとき、コントローラＣによって、電動モータＭの作動を停止させている。したがって、サブポンプＰ３からも圧油は吐出されない。
【００２３】
一方、チャージポンプＰ２は、操作レバーＲの操作状況に係わりなく、エンジンＥの回転数に比例した流量を吐出する。ただし、このチャージポンプＰ２は、通路２２，２３内の流量不足を補うものであり、その吐出圧を低く設定している。そのため、このチャージポンプＰ２から吐出される圧油によって、アクチュエータＡが作動することはない。
したがって、操作レバーＲが中立位置にあるときには、ドラムＤは停止している。
【００２４】
上記の状態から操作レバーＲを操作すると、メインポンプＰ１の斜板の傾転角が大きくなるため、このメインポンプＰ１がエンジンＥの回転数に応じた流量を吐出する。例えば、メインポンプＰ１のポート２０から圧油が吐出されると、この圧油は通路２２を介してアクチュエータＡの一方のポート２４に供給されて、このアクチュエータＡからの戻り油が通路２３を介してメインポンプＰ１のポート２１に戻される。このように圧油が供給されると、アクチュエータＡが作動して、ドラムＤが所定の速度で回転する。
【００２５】
このようにドラムＤが回転している状態から、このドラムＤの回転速度をさらに上げる場合には、図示していない入力機構からコントローラＣに作動指令値を入力する。このように作動指令値をコントローラＣに入力すると、このコントローラＣが電動モータＭを所定の速度で回転させる。そのため、サブポンプＰ３が所定の速度で回転駆動して、その吐出ポート３３から圧油が吐出される。
また、コントローラＣは、電動モータＭを駆動させると同時に、方向切換弁Ｂを図面上側位置に切り換える。このように方向切換弁Ｂを切り換えると、流入ポート３０とポート２８とが連通し、サブポンプＰ３の吐出ポート３３が、通路３２→方向切換弁Ｂ→合流通路２６を介して通路２２に連通する。
【００２６】
したがって、サブポンプＰ３から吐出された流量が、合流通路２６を介して通路２２に合流する。このようにしてサブポンプＰ３の吐出油を通路２２に合流させると、アクチュエータＡの作動速度が速くなるため、ドラムＤの回転速度も増加する。つまり、エンジンＥの回転数を増やさなくても、ドラムＤの回転速度を上げることができる。
【００２７】
上記のようにしてドラムＤの回転速度を上げているが、サブポンプＰ３を駆動する電動モータＭの回転数というのは負荷や電圧に応じて変化しやすく、場合によってはサブポンプＰ３の吐出流量が不足することがある。サブポンプＰ３の吐出流量が不足すると、アクチュエータＡを必要とする速度で作動させることができず、ドラムＤの回転数が指定した回転数よりも低くなってしまう。
そこで、この実施形態では、実際にアクチュエータＡに供給されている流量に基づいて、サブポンプＰ３の吐出量を制御するようにしている。具体的に説明すると、コントローラＣが、上記差圧計５０によって測定した圧力差に基づいてアクチュエータＡから排出される排出流量を求めるとともに、この排出流量が作動指令値に対して多いか少ないかを判断して、電動モータＭの出力電流を最適に制御する。このようにすれば、最適な流量をサブポンプＰ３から吐出させることができるので、ドラムＤを指定した回転数で作動させることができる。
【００２８】
なお、上記のようにして方向切換弁Ｂを上側位置に切り換えると、コントローラＣからの指令によって、排出バルブ４１が図面右側位置に切り換わるようにしている。このように排出バルブ４１が切り換わると、そのポート４３とポート４５とが連通するため、アクチュエータＡの下流側の通路２３が、通路３７→排出バルブ４１→圧力制御弁４６を介してタンクＴに連通する。したがって、通路２３を通過する圧油のうち、所定の流量がタンクＴに排出される。そして、この所定の流量とは、上記サブポンプＰ３によって合流させた流量のことである。つまり、サブポンプＰ３によって合流させた分の流量を、排出バルブ４１を介してタンクＴに排出するようにしている。
【００２９】
上記圧力制御弁４６は、その上流側の圧力、すなわちアクチュエータＡの下流側の圧力を一定に保つためのものであり、その設定圧は、各ポンプＰ１〜Ｐ３を作動させたときに、通路２３または通路２２内に通常生じる圧力に設定している。つまり、この圧力制御弁４６によって、アクチュエータＡの下流側の圧力が、下がり過ぎたり上がりすぎたりしないようにしている。
なお、この圧力制御弁４６は、その上流側の圧力を一定に保つ機能を有するものであれば、リリーフ弁でも圧力補償弁でもよい。
【００３０】
また、メインポンプＰ１は、上記と反対方向にも回転できるようにしている。メインポンプＰ１を反対方向に回転させた場合には、ポート２１から圧油が吐出されるため、アクチュエータＡが上記と逆回転して、ドラムＤも逆回転する。
また、この状態において、ドラムＤの回転速度を上げる場合には、電動モータＭを作動させるとともに、方向切換弁Ｂを図面下側位置に切り換えて、排出バルブ４１を図面左側に切り換える。このようにすれば、アクチュエータＡの作動速度が速くなり、ドラムＤの回転数も増加する。
【００３１】
図２に示した第２実施形態は、上記第１実施形態の固定絞り４８と差圧計５０の代わりに速度計５１を設けて、この速度計５１によってドラムＤの回転数を直接測定する構成にしたものであり、それ以外の構成については第１実施形態と同じである。
この第２実施形態によれば、コントローラＣが、電動モータＭを作動させている最中に、上記速度計５１によって測定した作動速度と作動指令値とを比較して、電動モータＭの出力電流を最適に制御する。つまり、ドラムＤの実際の作動速度に基づいて、サブポンプＰ３の吐出量を制御するようにしている。このようにすれば、最適な流量がサブポンプＰ３から吐出するので、ドラムＤも指定した回転数で作動させることができる。
【００３２】
上記第１，第２実施形態では、赤信号などで車両が停止しているときにエンジンＥを一次的に停止するアイドリングストップ車にも用いることができる。すなわち、従来、コンクリートミキサー車をアイドリングストップ仕様にした場合、エンジン停止時にドラムＤの回転も止まってしまうという不都合があったため、アイドリングストップ車に用いることができなかった。
しかし、この第１、第２実施形態では、エンジンＥと別の駆動源である電動モータＭによってサブポンプＰ３を駆動させる構成にしているので、アイドリング時にエンジンＥが停止しても、電動モータＭの作動によってドラムＤを回転させることができる。したがって、エンジン停止時に、ドラムＤの回転が止まってしまうという不都合が生じない。
【００３３】
また、上記アイドリングストップ時の制御を具体的に説明すると、コントローラＣが、エンジンＥの作動停止を回転数センサー４９からの信号によって検知すると、このコントローラＣは、操作レバーＲの操作量に基づいて、エンジン作動中にメインポンプＰ１が吐出していた流量を特定する。そして、この特定した流量と同じ流量を、サブポンプＰ３が吐出するように、電動モータＭの回転数を制御する。
【００３４】
上記第１，第２実施形態では、定容量形のサブポンプＰ３を用いているが、この定容量形のサブポンプＰ３は、可変吐出形のポンプに比べて安価である。そのため、可変容量形のメインポンプを大型化した場合に比べて、装置全体のコストを安く抑えることができる。つまり、これら第１，第２実施形態では、エンジンの回転数を上げなくても、アクチュエータの作動速度を上げることが可能というだけでなく、装置全体のコストアップも低く抑えることができる。
また、上記第１，第２実施形態では、コンクリートミキサー車を一例として説明したが、この発明は、油圧モータや油圧シリンダなどのアクチュエータを備えた他の特装車にも用いることができる。
【００３５】
【発明の効果】
第１の発明によれば、電動モータを駆動源とするサブポンプを設けて、このサブポンプから吐出した流量を、メインポンプの吐出油に合流させてアクチュエータに供給する構成にしたので、エンジンの回転数を上げなくても、アクチュエータの作動速度を速くすることができる。したがって、アクチュエータの作動速度を速くしたときに、エンジン音が大きくなることを防止できる。
また、サブポンプが定容量形なので、可変容量形のメインポンプを大型化する場合に比べて、装置全体のコストアップを低く抑えることができる。
さらに、エンジンと異なる駆動源によってサブポンプを駆動させるので、エンジンが停止しているときでも、アクチュエータを作動させることができる。したがって、アイドリングストップ車に用いることができる。
【００３６】
しかも、アクチュエータからの排出流量と、作動指令値とを比較して、コントローラが電動モータＭの回転数を制御する構成にしたので、アクチュエータの作動速度を、目標とする速度に保つことができる。
また、第２の発明によれば、アクチュエータの作動速度と、作動指令値とを比較して、コントローラが電動モータＭの回転数を制御する構成にしたので、アクチュエータの作動速度を、目標とする速度に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の回路図である。
【図２】第２実施形態の回路図である。
【図３】従来例の回路図である。
【符号の説明】
Ａアクチュエータ
Ｂ方向切換弁
Ｃコントローラ
Ｅエンジン
Ｍ電動モータ
Ｐ１メインポンプ
Ｐ３サブポンプ
ｄこの発明の伝達手段に相当する出力軸
２２この発明の循環回路を構成する通路
２３この発明の循環回路を構成する通路
２６合流通路
２７合流通路
３６，３７排出通路
４６圧力制御弁
４１排出バルブ
４６圧力制御弁
４８この発明の流量計を構成する固定絞り
５０この発明の流量計を構成する差圧計
５１速度計[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a hydraulic control device used for specially equipped vehicles such as a concrete mixer truck and a garbage truck.
[0002]
[Prior art]
For example, what is shown in FIG. 3 is conventionally known as a hydraulic control apparatus used for a concrete mixer truck.
In this conventional apparatus, a variable displacement main pump p1 and a constant displacement charge pump p2 are linked to the output shaft d of the engine E, and the main pump p1 and the charge pump p2 are connected to the operation of the engine E. It is made to drive according to.
The main pump p1 has a first port 12 of the switching valve b connected to the discharge port 10 via the passage 1. Further, the second port 13 of the switching valve b is connected to the suction port 11 of the main pump p1 through the passage 2.
[0003]
The third and fourth ports 14 and 15 of the switching valve b are connected to the actuator a via pipes 5 and 6, respectively.
The actuator a is associated with a drum D into which cement is put, and the drum D is rotated in accordance with the operation of the actuator a.
[0004]
A controller c for controlling the discharge amount is connected to the main pump p1. If the switching valve b is in the neutral position, the controller c reduces the tilt angle of the swash plate of the main pump p1 to minimize the discharge amount. Further, when the switching valve b is switched in any direction by the operation lever 7, the tilt angle of the swash plate of the main pump p1 is increased and the discharge amount is increased.
Note that the discharge amount of the main pump p1 is proportional to the rotational speed of the engine E. That is, the discharge amount of the main pump p1 increases as the rotation speed of the engine E increases, and the discharge amount of the main pump p1 decreases as the rotation speed of the engine E decreases.
[0005]
On the other hand, the charge pump p <b> 2 connects the passage 1 to the discharge port 8 side via the check valve 3 and connects the passage 2 via the check valve 4. The charge pump p2 configured as described above compensates for the insufficient flow rate in the circuit. That is, this device is a so-called closed circuit, and a certain amount of hydraulic oil is circulated in the circuit. However, the flow rate in the circuit may be insufficient due to oil leakage or the like. In such a case, the insufficient flow rate is supplemented by the charge pump p2.
[0006]
Next, the operation of this conventional apparatus will be described.
When the switching valve b is in the neutral position shown in the figure, the controller c keeps the discharge amount per rotation of the main pump p1 to a minimum. Therefore, when the main pump p1 is driven according to the operation of the engine E, the minimum flow rate is discharged from the main pump p1. The minimum flow rate discharged from the main pump p1 is guided to the switching valve b through the passage 1. At this time, since the switching valve b is in the neutral position, this flow rate is supplied to the main pump p1 through the passage 2. The suction port 11 is returned. That is, when the switching valve b is in the neutral position, no pressure oil is supplied to the actuator a, and the rotation of the drum D is stopped.
[0007]
For example, when the switching valve b is switched to the upper position in the drawing from the above state, the first port 12 and the third port 14 communicate with each other, and the second port 13 and the fourth port 15 communicate with each other. At this time, the controller c controls the swash plate in a direction to increase the discharge amount of the main pump p1.
Therefore, the pressure oil discharged from the main pump p1 is supplied to the actuator a via the passage 1 → the switching valve b → the passage 5. Then, the return oil from the actuator a is returned to the suction port 11 of the main pump p1 through the passage 6 → the switching valve b → the passage 2.
[0008]
If it carries out as mentioned above, the actuator a will operate | move at the speed according to the supply amount of pressure oil. And the drum D rotates according to the operating speed of this actuator a.
At this time, the flow rate discharged from the main pump p1 is obtained by multiplying the discharge amount per rotation of the main pump p1 by the rotation speed of the engine E.
Therefore, when the rotational speed of the drum D is increased, the rotational speed of the engine E is increased.
[0009]
On the other hand, when the switching valve b is switched to the lower position in the drawing, the first port 12 and the fourth port 15 communicate with each other, and the second port 13 and the third port 14 communicate with each other. Therefore, the actuator a operates in the direction opposite to the above, and the drum D also rotates in the direction opposite to the above.
When the drum D is rotated as described above, if the flow rate in the circuit is insufficient due to oil leakage or the like, the shortage is replenished by the charge pump p2.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
The concrete mixer truck that transports the cement rotates the drum D at a high speed when the cement is discharged from the drum D. Also, just before the cement is discharged, the drum D is rotated at a high speed in order to mix the cement well.
However, in the conventional apparatus, in order to rotate the drum D at a high speed, the rotational speed of the engine E must be increased. When the number of revolutions of the engine E is increased, the engine sound increases accordingly, and this engine sound becomes a noise in a residential area or the like. That is, this conventional apparatus has a problem that when the operating speed of the actuator is increased, the engine speed increases and the engine noise becomes loud.
[0011]
Note that if the large main pump p1 is used, a large flow rate is discharged even if the rotational speed is low. Therefore, it is not necessary to increase the rotational speed of the engine E in order to operate the actuator a at high speed. That is, the engine noise when rotating the drum D can be kept low. However, since the variable displacement pump is very expensive, if the large main pump p1 is used, there is a disadvantage that the cost of the entire apparatus is increased.
An object of the present invention is to provide a hydraulic control device that is inexpensive and that can increase the operating speed of an actuator without increasing the engine speed.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided an actuator, a main pump using an engine as a drive source, a circulation circuit connecting the actuator and the main pump, a constant capacity sub pump using an electric motor as a drive source, and a discharge of the sub pump. A merging passage that joins oil to the circulation circuit, a directional switching valve that communicates with the tank or the circulation circuit according to the switching position, and a directional switching valve that is provided in the circulation circuit, and a discharge that is discharged from the actuator. A flow meter for measuring the flow rate, a discharge passage connected to the circulation circuit, a discharge valve provided in the discharge passage, a pressure control valve provided downstream of the discharge valve, and a switching position of the electric motor and the discharge valve a controller for controlling, Bei an input mechanism for inputting the operation command value of the actuator to the controller When the sub-pump communicates with the tank via the direction switching valve, the controller keeps the discharge valve in the closed position and stops the operation of the electric motor, while the sub-pump enters the circulation path via the direction switching valve. when in communication, actuates the electric motor with keeping the exhaust valve in the open position, and the feature that the rotational speed of the electric motor has a configuration that controls based on the operation command value and the discharge flow rate To do.
[0013]
The second invention includes an actuator, a main pump using an engine as a drive source, a circulation circuit connecting the actuator and the main pump, a constant capacity sub pump using an electric motor as a drive source, and a discharge of the sub pump. A merging passage that joins oil to the circulation circuit, a direction switching valve that is provided in the merging passage and communicates the sub-pump to the tank or the circulation circuit according to the switching position, a speedometer that measures the operating speed of the actuator, and a circulation A discharge passage connected to the circuit, a discharge valve provided in the discharge passage, a pressure control valve provided downstream of the discharge valve, a controller for controlling the switching position of the electric motor and the discharge valve, and a controller And an input mechanism for inputting an operation command value of the actuator. When communicating with the tank via the switching valve, the discharge valve is kept in the closed position and the operation of the electric motor is stopped, while when the sub pump communicates with the circulation passage via the direction switching valve, The valve is kept in the open position, the electric motor is operated, and the rotation speed of the electric motor is controlled based on the discharge flow rate and the operation command value.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the first embodiment shown in FIG. 1, a variable capacity main pump P1 and a constant capacity small charge pump P2 are linked to an output shaft d of the engine E. These two pumps P1 and P2 are driven by the engine E.
In addition, a constant displacement type sub-pump P3 is linked to the output shaft of the electric motor M. The sub pump P3 is driven by the electric motor M.
[0016]
The main pump P1 has a port 24 connected to the port 24 of the actuator A via a passage 22. Further, the port 25 of the actuator A is connected to the other port 21 through a passage 23. The passage 22 and the passage 23 constitute a circulation circuit of the present invention.
A drum D is linked to the actuator A, and the drum D is rotated according to the operation of the actuator A.
[0017]
A port 28 of the direction switching valve B is connected to the passage 22 via a junction passage 26, and the other port 29 of the direction switching valve B is connected to the passage 23 via a junction passage 27.
The direction switching valve B has a discharge port 33 of the sub pump P3 connected to the inflow port 30 through a passage 32, and a tank T connected to the outflow port 31. The directional switching valve B configured as described above communicates the inflow port 30 with the outflow port 31 when in the illustrated neutral position. However, when the directional switching valve B is switched to the upper position in the drawing, the inflow port 30 communicates with the port 28. Further, when the direction switching valve B is switched to the lower position in the drawing, the inflow port 30 is communicated with the port 29.
[0018]
On the other hand, a discharge passage 36 is connected to the flow path 22, and one port 42 of a discharge valve 41 is connected to the discharge passage 36. Further, the other port 43 of the discharge valve 41 is connected to the passage 23 through a discharge passage 37. The discharge valve 41 has its ports 44 and 45 connected to the tank T via a pressure control valve 46. Further, when the discharge valve 41 is in the neutral position shown in the drawing, the communication between the ports 42 to 45 and the other ports is cut off. When switched to the left side of the drawing, the port 42 and the port 44 are communicated.
[0019]
The discharge port 47 of the charge pump P2 is connected to the passage 22 through the check valve 34 and is connected to the passage 23 through the check valve 35. The charge pump P2 compensates for the insufficient flow rate in the passages 22 and 23.
[0020]
The main pump P1 is mechanically linked with an operation lever R for operating the tilt angle of the swash plate. Further, a controller C is connected to the operation lever R, and an operation amount of the operation lever R is input to the controller C.
The aforementioned controller C, and connects the direction switching valve B, you and the solenoid s of the discharge valve 41, respectively. Then, so that by controlling the excitation current of the solenoids s the controller C, and controlling the direction switching valve B, Contact and switching position of the discharge valve 41.
Further, although not shown, the controller C is connected to an input mechanism for inputting an operation command value for specifying the rotation speed of the drum D, that is, the operation speed of the actuator A.
[0021]
The output shaft d of the engine E is provided with a rotation speed sensor 49 for detecting the rotation speed of the engine E, and the rotation speed sensor 49 is connected to the controller C.
On the other hand, the passage 23 is provided with a fixed orifice 48, and a pressure difference generated before and after the fixed orifice 48 is detected by a differential pressure gauge 50. The value detected by the differential pressure gauge 50 is output to the controller C.
The controller C to which the pressure difference is input controls the number of rotations of the electric motor M based on the pressure difference, and a detailed description thereof will be described later.
The fixed orifice 48 and the differential pressure gauge 50 constitute a differential pressure type flow meter. However, as long as the flow rate can be measured, a flow meter that identifies the flow rate from the flow velocity may be used. A capacity meter that identifies the flow rate may be used.
[0022]
Next, the operation of the first embodiment will be described.
When the operation lever R is not operated, that is, when the tilt angle of the swash plate of the main pump P1 is the minimum, the discharge amount of the main pump P1 is kept substantially zero. Therefore, even if the engine E operates in this state, no pressure oil is discharged from the main pump P1.
Further, when the operation lever R is not operated as described above, the operation of the electric motor M is stopped by the controller C. Therefore, the pressure oil is not discharged from the sub pump P3.
[0023]
On the other hand, the charge pump P2 discharges a flow rate proportional to the rotational speed of the engine E regardless of the operation state of the operation lever R. However, the charge pump P2 compensates for the insufficient flow rate in the passages 22 and 23, and the discharge pressure is set low. Therefore, the actuator A is not operated by the pressure oil discharged from the charge pump P2.
Therefore, when the operation lever R is in the neutral position, the drum D is stopped.
[0024]
When the operation lever R is operated from the above state, the tilt angle of the swash plate of the main pump P1 increases, so that the main pump P1 discharges a flow rate according to the rotational speed of the engine E. For example, when pressure oil is discharged from the port 20 of the main pump P 1, this pressure oil is supplied to one port 24 of the actuator A through the passage 22, and the return oil from the actuator A passes through the passage 23. To the port 21 of the main pump P1. When pressure oil is supplied in this way, the actuator A operates and the drum D rotates at a predetermined speed.
[0025]
When the rotational speed of the drum D is further increased from the state where the drum D is rotating in this way, an operation command value is input to the controller C from an input mechanism (not shown). When the operation command value is input to the controller C in this manner, the controller C rotates the electric motor M at a predetermined speed. Therefore, the sub pump P3 is rotationally driven at a predetermined speed, and the pressure oil is discharged from the discharge port 33.
Further, the controller C drives the electric motor M and simultaneously switches the direction switching valve B to the upper position in the drawing. When the direction switching valve B is switched in this way, the inflow port 30 and the port 28 communicate with each other, and the discharge port 33 of the sub pump P3 communicates with the passage 22 through the passage 32 → the direction switching valve B → the junction passage 26.
[0026]
Accordingly, the flow rate discharged from the sub pump P3 joins the passage 22 via the joining passage 26. When the discharge oil of the sub pump P3 is joined to the passage 22 in this way, the operating speed of the actuator A is increased, and the rotational speed of the drum D is also increased. That is, the rotational speed of the drum D can be increased without increasing the rotational speed of the engine E.
[0027]
Although the rotation speed of the drum D is increased as described above, the rotation speed of the electric motor M that drives the sub pump P3 is likely to change depending on the load and voltage, and in some cases, the discharge flow rate of the sub pump P3 is insufficient. There are things to do. If the discharge flow rate of the sub pump P3 is insufficient, the actuator A cannot be operated at a required speed, and the rotational speed of the drum D becomes lower than the designated rotational speed.
Therefore, in this embodiment, the discharge amount of the sub pump P3 is controlled based on the flow rate actually supplied to the actuator A. More specifically, the controller C obtains the discharge flow rate discharged from the actuator A based on the pressure difference measured by the differential pressure gauge 50, and determines whether this discharge flow rate is larger or smaller than the operation command value. Thus, the output current of the electric motor M is optimally controlled. In this way, since the optimum flow rate can be discharged from the sub pump P3, the drum D can be operated at the designated rotational speed.
[0028]
Note that, when the direction switching valve B is switched to the upper position as described above, the discharge valve 41 is switched to the right position in the drawing according to a command from the controller C. When the discharge valve 41 is switched in this way, the port 43 and the port 45 communicate with each other, so that the passage 23 on the downstream side of the actuator A is connected to the tank T via the passage 37 → the discharge valve 41 → the pressure control valve 46. Communicate. Accordingly, a predetermined flow rate of the pressure oil passing through the passage 23 is discharged to the tank T. The predetermined flow rate is a flow rate merged by the sub pump P3. That is, the flow rate corresponding to the flow merged by the sub pump P3 is discharged to the tank T through the discharge valve 41.
[0029]
The pressure control valve 46 is for maintaining the pressure on the upstream side thereof, that is, the pressure on the downstream side of the actuator A, at a fixed pressure when the pumps P1 to P3 are operated. Alternatively, the pressure normally generated in the passage 22 is set. In other words, the pressure control valve 46 prevents the pressure on the downstream side of the actuator A from being lowered or raised too much.
The pressure control valve 46 may be a relief valve or a pressure compensation valve as long as it has a function of keeping the upstream pressure constant.
[0030]
Further, the main pump P1 can be rotated in the opposite direction. When the main pump P1 is rotated in the opposite direction, pressure oil is discharged from the port 21, so that the actuator A rotates in the reverse direction and the drum D also rotates in the reverse direction.
In this state, when the rotational speed of the drum D is increased, the electric motor M is operated, the direction switching valve B is switched to the lower position in the drawing, and the discharge valve 41 is switched to the left side in the drawing. In this way, the operating speed of the actuator A is increased, and the rotation speed of the drum D is also increased.
[0031]
In the second embodiment shown in FIG. 2, a speedometer 51 is provided instead of the fixed throttle 48 and the differential pressure gauge 50 of the first embodiment, and the rotational speed of the drum D is directly measured by the speedometer 51. The other configuration is the same as that of the first embodiment.
According to the second embodiment, the controller C is in the middle of actuates the electric motor M, is compared with the operation command value and work dynamic rate measured by the speedometer 51, the electric motor M Optimum control of output current. That is, the discharge amount of the sub pump P3 is controlled based on the actual operating speed of the drum D. In this way, since the optimum flow rate is discharged from the sub pump P3, the drum D can also be operated at the designated rotational speed.
[0032]
In the said 1st, 2nd embodiment, it can use also for the idling stop vehicle which stops the engine E temporarily, when the vehicle has stopped by the red light etc. That is, conventionally, when the concrete mixer truck is set to the idling stop specification, there is a disadvantage that the rotation of the drum D also stops when the engine is stopped, so that it cannot be used for the idling stop truck.
However, in the first and second embodiments, since the sub pump P3 is driven by the electric motor M that is a driving source different from the engine E, even if the engine E is stopped during idling, the electric motor M The drum D can be rotated by the operation. Therefore, there is no inconvenience that the rotation of the drum D stops when the engine is stopped.
[0033]
Further, the control at the idling stop will be specifically described. When the controller C detects the stop of the operation of the engine E by a signal from the rotation speed sensor 49, the controller C is based on the operation amount of the operation lever R. The flow rate discharged from the main pump P1 during engine operation is specified. Then, the rotational speed of the electric motor M is controlled so that the sub pump P3 discharges the same flow rate as the specified flow rate.
[0034]
In the first and second embodiments, the constant displacement sub-pump P3 is used. However, the constant displacement sub-pump P3 is less expensive than the variable discharge pump. Therefore, the cost of the entire apparatus can be reduced compared with the case where the variable capacity main pump is increased in size. That is, in these first and second embodiments, not only can the operating speed of the actuator be increased without increasing the engine speed, but also the overall cost of the apparatus can be kept low.
Moreover, in the said 1st, 2nd embodiment, although the concrete mixer truck was demonstrated as an example, this invention can be used also for the other specially equipped vehicle provided with actuators, such as a hydraulic motor and a hydraulic cylinder.
[0035]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the invention, the sub-pump using the electric motor as a drive source is provided, and the flow rate discharged from the sub-pump is combined with the discharge oil of the main pump and supplied to the actuator. The operating speed of the actuator can be increased without increasing the value. Therefore, it is possible to prevent the engine sound from increasing when the operating speed of the actuator is increased.
Further, since the sub-pump is a constant capacity type, the cost increase of the entire apparatus can be suppressed as compared with the case where the variable capacity main pump is increased in size.
Furthermore, since the sub pump is driven by a drive source different from the engine, the actuator can be operated even when the engine is stopped. Therefore, it can be used for an idling stop vehicle.
[0036]
Moreover , since the controller controls the number of revolutions of the electric motor M by comparing the discharge flow rate from the actuator and the operation command value, the operation speed of the actuator can be maintained at the target speed.
In addition, according to the second invention, the operating speed of the actuator, is compared with the operation command value, the controller since the configuration for controlling the rotational speed of the electric motor M, the operation speed of the actuator, the target Can keep up with speed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram of a first embodiment.
FIG. 2 is a circuit diagram of a second embodiment.
FIG. 3 is a circuit diagram of a conventional example.
[Explanation of symbols]
A Actuator B Directional switching valve C Controller E Engine M Electric motor P1 Main pump P3 Sub pump d Output shaft 22 corresponding to the transmission means of the present invention Path 23 constituting the circulation circuit of the present invention Path 26 constituting the circulation circuit of the present invention Junction passage 27 Junction passages 36, 37 Discharge passage 46 Pressure control valve 41 Discharge valve 46 Pressure control valve 48 Fixed throttle constituting the flowmeter of the present invention
50 Differential pressure gauge 51 constituting the flowmeter of the present invention 51 Speedometer

Claims

アクチュエータと、エンジンを駆動源とするメインポンプと、これらアクチュエータとメインポンプとを接続する循環回路と、電動モータを駆動源とする定容量形のサブポンプと、このサブポンプの吐出油を循環回路に合流させる合流通路と、この合流通路に設けるとともに、その切り換え位置に応じてサブポンプをタンク又は循環回路に連通させる方向切換弁と、循環回路に設けるとともに、アクチュエータから排出される排出流量を測定する流量計と、循環回路に接続した排出通路と、この排出通路に設けた排出バルブと、この排出バルブの下流側に設けた圧力制御弁と、上記電動モータおよび排出バルブの切換位置を制御するコントローラと、このコントローラにアクチュエータの作動指令値を入力する入力機構とを備え、上記コントローラは、サブポンプが方向切換弁を介してタンクに連通しているときに、排出バルブを閉位置に保つとともに電動モータの作動を停止する一方、サブポンプが方向切換弁を介して循環通路に連通しているときに、排出バルブを開位置に保つとともに電動モータを作動させ、かつ、上記電動モータの回転数を上記排出流量と作動指令値とに基づいて制御することを特徴とする油圧制御装置。An actuator, a main pump that uses an engine as a drive source, a circulation circuit that connects these actuators and the main pump, a constant-capacity sub-pump that uses an electric motor as a drive source, and the discharge oil of this sub-pump joins the circulation circuit And a directional switching valve that is provided in the merging passage and communicates with the tank or the circulation circuit according to the switching position, and a flow meter that is provided in the circulation circuit and measures the discharge flow rate discharged from the actuator. When a discharge passage connected to the circulation circuit, a discharge valve provided in the discharge passage, and a pressure control valve provided on the downstream side of the discharge valve, and a controller for controlling the switching position of the electric motor and exhaust valves, and an input mechanism for inputting the operation command value of the actuator to the controller, the controller When the sub-pump is in communication with the tank via the direction switching valve, the discharge pump is kept in the closed position and the operation of the electric motor is stopped, while the sub-pump is in communication with the circulation path through the direction switching valve. A hydraulic control device that keeps the discharge valve in an open position while operating the electric motor and controls the rotational speed of the electric motor based on the discharge flow rate and the operation command value. .

アクチュエータと、エンジンを駆動源とするメインポンプと、これらアクチュエータとメインポンプとを接続する循環回路と、電動モータを駆動源とする定容量形のサブポンプと、このサブポンプの吐出油を循環回路に合流させる合流通路と、この合流通路に設けるとともに、その切り換え位置に応じてサブポンプをタンク又は循環回路に連通させる方向切換弁と、アクチュエータの作動速度を測定する速度計と、循環回路に接続した排出通路と、この排出通路に設けた排出バルブと、この排出バルブの下流側に設けた圧力制御弁と、上記電動モータおよび排出バルブの切換位置を制御するコントローラと、このコントローラにアクチュエータの作動指令値を入力する入力機構とを備え、上記コントローラは、サブポンプが方向切換弁を介してタンクに連通しているときに、排出バルブを閉位置に保つとともに電動モータの作動を停止する一方、サブポンプが方向切換弁を介して循環通路に連通しているときに、排出バルブを開位置に保つとともに電動モータを作動させ、かつ、上記電動モータの回転数を上記作動速度と作動指令値とに基づいて制御することを特徴とする油圧制御装置。 An actuator, a main pump that uses an engine as a drive source, a circulation circuit that connects these actuators and the main pump, a constant-capacity sub-pump that uses an electric motor as a drive source, and the discharge oil of this sub-pump joins the circulation circuit A merging passage, a directional switching valve that is provided in the merging passage and communicates the sub-pump to the tank or the circulation circuit according to the switching position, a speedometer that measures the operating speed of the actuator, and a discharge passage connected to the circulation circuit A discharge valve provided in the discharge passage, a pressure control valve provided on the downstream side of the discharge valve, a controller for controlling the switching position of the electric motor and the discharge valve, and an actuator operation command value for the controller. The controller includes a sub-pump via a direction switching valve. When communicating with the tank, the discharge valve is kept in the closed position and the operation of the electric motor is stopped, while the discharge valve is set to the open position when the sub-pump is in communication with the circulation passage through the direction switching valve. kept together by operating the electric motor, and the oil pressure control apparatus you and controls based on the rotational speed of the electric motor to the actuation command value and the operating speed.