JPH0744806Y2

JPH0744806Y2 - ハイブリッド油圧ユニット

Info

Publication number: JPH0744806Y2
Application number: JP1989114490U
Authority: JP
Inventors: 吉夫田上
Original assignee: Aichi Corp
Current assignee: Aichi Corp
Priority date: 1989-09-29
Filing date: 1989-09-29
Publication date: 1995-10-11
Anticipated expiration: 2004-09-29
Also published as: JPH0352403U

Description

【考案の詳細な説明】イ．考案の目的（産業上の利用分野）本考案は、油圧シリンダ等のアクチュエータに作動油を
供給する油圧ユニットに関し、さらには、エンジン駆動
ポンプおよび電動モータ駆動ポンプの２種類のポンプを
有するハイブリッド油圧ユニットの制御に関する。

（従来の技術）油圧シリンダや油圧モータ等、作動油の供給により作動
するアクチュエータに作動油を供給する油圧ユニットに
は、エンジン駆動の油圧ポンプ（エンジン駆動ポンプ）
を備えるものやバッテリに接続された電動モータ駆動に
よる油圧ポンプ（電動モータ駆動ポンプ）を備えるもの
がある。また、エンジンにより駆動されるエンジン駆動
ポンプを備えるとともに電動モータ駆動ポンプを合わせ
て備え、さらにそのエンジンによってその電動モータ駆
動用のバッテリの充電をも行うよう構成されたハイブリ
ッド油圧ユニットもある。

このようなハイブリッド油圧ユニットでは、アクチュエ
ータを適正な作動速度で作動させるために必要な作動油
の流量がエンジン駆動ポンプの最大吐出能力における吐
出量を越えたときにのみ、電動モータ駆動ポンプを作動
させてその不足分の流量を補わせる。したがって、常に
必要流量に対応した作動油供給が行われ、省エネまたは
アクチュエータの高速作動が可能となっている。

このような電動モータ駆動ポンプの作動制御を行うため
には、エンジン駆動ポンプの吐出能力が最大であるか否
かを判断する必要がある。その方法として、エンジン駆
動ポンプの吐出圧と、アクチュエータが作動するときの
負荷圧とをそれぞれ検出し、これら圧力およびそれらの
差圧に基づいて以下のような制御を行う方法がある。

負荷圧が所定圧以下の場合においては、アクチュエータ
が非作動であるものとして電動モータ駆動ポンプを作動
させず、また、負荷圧が所定負荷圧を超えた場合におい
て、吐出圧と負荷圧との差が所定差圧以下であるときに
は、エンジン駆動ポンプの吐出量はアクチュエータの必
要流量に足りているものとして、電動モータ駆動ポンプ
を停止させておく。一方、負荷圧が所定負荷圧を超えた
場合において、吐出圧と負荷圧との差が所定差圧を超え
たときには、エンジン駆動ポンプの吐出量が最大であ
り、且つその吐出量がアクチュエータの作動に必要な流
量に不足しているとして電動モータ駆動ポンプを作動さ
せる。

（考案が解決しようとする課題）しかし、そのような制御方法においては、圧力検出器が
吐出圧検出用と負荷圧検出用の複数個必要であり、ま
た、それら圧力の差圧を算出し、その差圧に基づいて上
記のような制御を行う制御用マイコン等が高価なため、
ユニットがコスト高になるという問題がある。さらに
は、このような油圧ユニットは作業用車両に搭載される
ことが多いが、車載に適したものとするため、エンジン
駆動ポンプおよび発電機を駆動するエンジンをできるだ
け小型・軽量化してユニット全体をコンパクトにする必
要がある。

以上の問題に鑑み、本考案では、アクチュエータの作動
・非作動および作動油圧の所定圧に対する高低に基づい
て電動モータ駆動ポンプ等の作動制御を行うようにし、
且つユニット全体のコンパクト化を図れるようにしたハ
イブリッド油圧ユニットを提供することを目的とする。

ロ．考案の構成（課題を解決するための手段）上記の目的を達成するために、本考案では、アクチュエ
ータに対する作動油の供給制御を行う作動制御手段が操
作されたか否かを検出する操作検出器と、アクチュエー
タに供給される作動油の油圧が所定圧以上か否かを検出
する圧力検出器とを設け、圧力検出器により上記油圧が
所定圧以上であることが検出されたときは電動モータを
オフにし、上記油圧が所定圧未満であることが検出され
たときは電動モータをオンにし、操作検出器により作動
制御手段の操作が検出されていないときに限り発電機を
オンにするコントローラとを設けてハイブリッド油圧ユ
ニットを構成している。

（作用）このような油圧ユニットを用いれば、例えば、作業者が
レバー操作等により作動制御手段をアクチュエータの作
動側に切換えた場合に、圧力検出器により作動油圧が所
定圧より低いことが検出されたときは、そのアクチュエ
ータが低圧で大流量の作動油を必要としているものとし
て、コントローラは、エンジン駆動ポンプと電動モータ
駆動ポンプとによる大流量の作動油供給を行う。また、
圧力検出器により作動油圧が所定圧以上であることが検
出されたときは、アクチュエータが高圧で小流量の作動
油を必要としているものとして、コントローラは、エン
ジン駆動ポンプのみによる小流量の作動油供給を行う。

したがって、圧力検出器は、作動油圧が所定圧以上であ
るか否かを検出してオン・オフ信号を送出するもの１つ
で良い。また、コントローラについては、操作検出器か
らのオン・オフ信号および圧力検出器からのオン・オフ
信号に基づいて電動モータ駆動ポンプ等の作動制御を行
うもので良く、従来のように圧力差を算出して、その圧
力差に基づいて電動モータ駆動ポンプ等の作動制御を行
うような高度なものは不要となる。さらに、操作検出器
からのオフ信号（アクチュエータの停止を示す信号）が
入力されたときに限りエンジンによる発電機を駆動する
こととしたため、オン信号（アクチュエータの作動を示
す信号）が入力されたときにはエンジン出力のほとんど
全てをポンプの駆動に用いることができる。このため、
エンジンを小型・軽量化することができる。

（実施例）以下、本考案に係るハイブリッド油圧ユニットの好まし
い実施例について図面を参照しながら説明する。

第１図に、本油圧ユニットを用いた高所作業車を示し
た。

高所作業車１の車体２の前後左右の４箇所には、車体２
を路面に安定に支持させるためのジャッキが取り付けら
れている（図には、車体２の左側に取り付けられたジャ
ッキ３、４が示されている）。ジャッキ３、４は、それ
らの内部に取り付けられたジャッキシリンダ５、６を伸
長させることにより、下端部を接地させる。なお、車体
２の右側に取り付けられた２本のジャッキは、ジャッキ
３、４と同様の構成である。

車体２の後部には旋回台７が取り付けられている。この
旋回台７は、旋回モータ８の回転により旋回作動が自在
である。また、旋回台７の上部には、ブーム９の基端部
が枢着されている。このブーム９は、基端側部材9aおよ
び先端側部材9bから構成され、起伏シリンダ10の伸縮に
より起伏作動が自在である。また、先端側部材9bは、基
端側部材9a内に取り付けられた伸縮シリンダ11の伸縮に
より基端側部材9aに対して伸縮作動が自在となってい
る。さらに、先端側部材9bの先端には、バケット12が取
り付けられている。作業者は、このバケット12に搭乗し
て高所における作業を行う。

以上説明した各アクチュエータ（５、８、10、11、13、
15、16）は全て作動油の供給により作動し、その作動油
を供給する装置が次の第２図に示した油圧ユニット20で
ある。

まず、本油圧ユニット20の構成を説明する。

この油圧ユニット20は、エンジンＥによって駆動される
エンジン駆動ポンプ21、このポンプ21と並列に取り付け
られ電動モータＭによって駆動される電動モータ駆動ポ
ンプ22、各アクチュエータ（５、８、10、11）毎に取り
付けられ、それぞれの作動を制御する操作バルブ（作動
制御手段）（5a、8a、10a、11a）から構成される。両ポ
ンプ21、22の吐出口から各アクチュエータ（５、８、1
0、11）に繋がるメイン油路23上には圧力スイッチ（圧
力検出器）24が取り付けられている。圧力スイッチ24
は、作動油圧が所定圧以上のときにオンとなる。ここ
で、所定圧とは、例えば、回路保護のために設けられた
リリーフ弁（図示せず）の設定圧より若干低い圧であ
る。なお、この圧力スイッチ24はコントローラＣに圧力
信号ラインを介して繋がっている。また、メイン油路23
から分岐してタンクＴに繋がるドレン油路25上にはアン
ロード弁（電磁弁）26が取り付けられている。このアン
ロード弁26は、ドレン油路25を閉止する閉位置とドレン
油路25を開通させる開位置とを有し、ソレノイド26aが
励磁されているときに閉位置に、ソレノイド26aが非励
磁のときは開位置に位置する。なお、ソレノイド26a
は、コントローラＣから切換指令ラインを介して繋がっ
ている。さらに、電動モータＭとこれを駆動するバッテ
リＢとを繋ぐ給電ライン27上にはモータ作動スイッチMS
が取り付けられている。なお、スイッチMSは、コントロ
ーラＣからオン・オフラインを介して繋がっている。ま
た、電動モータＭを駆動するバッテリＢの充電用発電機
ＧはエンジンＥによって駆動され、この発電機Ｇは、コ
ントローラＣから作動指令ラインを介して繋がってい
る。

なお、エンジン駆動ポンプ21は作動油圧が上昇するとそ
の吐出量が減少する圧力補償形可変容量油圧ポンプであ
る。また、操作バルブ5aは、４本のジャッキシリンダ
（５、６他）の全ての作動を制御するものである（第２
図には、ジャッキシリンダ５のみを示した）。

操作バルブ（5a、8a、10a、11a）には、バルブの位置
が、それぞれジャッキシリンダ５を伸長・短縮作動させ
る位置、旋回モータ８を回転作動させる位置、起伏シリ
ンダ10を伸長・短縮作動させる位置および伸縮シリンダ
11を伸長・短縮作動させる位置（以下、各アクチュエー
タの作動位置と称する）にあることを検出する作動位置
検出スイッチ（操作検出器）（5b、8b、10b、11b）が取
り付けられている。なお、作動位置検出スイッチ（5b、
8b、10b、11b）は、コントローラＣにそれぞれ別々の信
号ラインを介して繋がっている。

次に、本油圧ユニット20の作動について説明する。

作業者が各アクチュエータ（５、８、10、11）のうち何
れかを作動させるべくレバー等を操作すると、その作動
が選択されたアクチュエータの作動位置検出スイッチ
（5b、8b、10bまたは11b）からコントローラＣに作動位
置検出信号が送られる。このとき、まず、コントローラ
Ｃはソレノイド26aを励磁させてアンロード弁26を閉位
置に位置させ、作動油をそのアクチュエータに供給す
る。次に、その選択されたアクチュエータの作動が、ジ
ャッキシリンダ（５、６他）の伸縮作動または伸縮シリ
ンダ11の伸長作動のように、エンジン駆動ポンプ21の最
大吐出量より多い作動油流量（大流量）を必要とすると
きには、作動油圧は所定圧に達せず、圧力スイッチ24は
オフとなる。このとき、コントローラＣは、モータ作動
スイッチMSをオンして電動モータ駆動ポンプ22を作動さ
せ、発電機Ｇを停止させる。

一方、そのアクチュエータの作動が、旋回モータ８の回
転作動、起伏シリンダ10の伸縮作動または伸縮シリンダ
11の短縮作動のように、エンジン駆動ポンプ21の最大吐
出量以下の作動油流量しか必要としないときは、作動油
圧は所定圧以上となり圧力スイッチ24はオンとなる。こ
のとき、コントローラＣは、モータ作動スイッチMSをオ
フとして電動モータ駆動ポンプ22を停止させるとともに
発電機Ｇの作動も停止させる。

なお、何れのアクチュエータも作動させない（非作動）
場合は、何れの作動位置検出スイッチからも作動位置検
出信号が送出されず、コントローラＣは、アンロード弁
26を開位置に位置させて作動油をタンクＴにドレンさせ
る。このとき作動油圧は立たないので、圧力スイッチ24
はオフとなる。そして、コントローラＣは、電動モータ
駆動ポンプ22を停止させ、また、発電機Ｇを作動させて
バッテリＢの充電を行う。このように、発電機Ｇをアク
チュエータが非作動のときのみ作動させることによっ
て、アクチュエータが作動しているときは、エンジンの
パワーの全てをポンプ駆動に使用でき、その分エンジン
の小型化、つまりは低騒音化が可能となる。

以上説明した、本油圧ユニットの作動を表にまとめたも
のが第３図である。

ハ．考案の効果以上のように、本油圧ユニットでは、操作検出器からの
オン・オフ信号と、圧力検出器からのオン・オフ信号に
基づい電動モータ駆動ポンプ等の作動を制御し、アクチ
ュエータに必要な作動油量を供給するので、従来のよう
な、エンジン駆動ポンプの吐出圧や負荷圧を検出する複
数の圧力検出器およびそれら圧力の差を算出して電動モ
ータ駆動ポンプ等に作動を制御する高度なコントローラ
が不要となり、ユニットの低コスト化を図ることができ
る。さらに、操作検出器からのオフ信号（アクチュエー
タの停止を示す信号）が入力されたときに限りエンジン
により発電機を駆動することとしたため、オン信号（ア
クチュエータの作動を示す信号）が入力されたときには
エンジン出力のほとんど全てをポンプの駆動に用いるこ
とができる。このため、エンジンを小型・軽量化するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案に係るハイブリッド油圧ユニットを用
いた高所作業車を示す斜視図、第２図は、上記油圧ユニットの構成を示す概略図、第３図は、上記油圧ユニットの作動を示した表である。５、６…ジャッキシリンダ８…旋回モータ、10…起伏シリンダ 11…伸縮シリンダ 21…エンジン駆動ポンプ 22…電動モータ駆動ポンプ 24…圧力スイッチ、26…アンロード弁Ｇ…発電機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｆ１５Ｂ 11/02

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】アクチュエータに作動油を供給するハイブ
リッド油圧ユニットであって、エンジンにより駆動されるエンジン駆動ポンプと、電動モータにより駆動されるモータ駆動ポンプと、これらポンプから吐出された作動油の前記アクチュエー
タに対する供給制御を行う作動制御手段が操作されたか
否かを検出する操作検出器と、前記両ポンプから吐出された作動油の油圧が所定圧以上
か否かを検出する圧力検出器と、前記エンジンにより駆動され、前記電動モータを駆動す
るバッテリの充電を行う発電機と、前記圧力検出器により前記油圧が前記所定圧以上である
ことが検出されたときは前記電動モータをオフにし、前
記油圧が前記所定圧未満であることが検出されたときは
前記電動モータをオンにし、前記操作検出器により前記
作動制御手段が操作されていないことが検出されたとき
に限り前記発電機をオンにするコントローラとからなる
ことを特徴とするハイブリッド油圧ユニット。