混合动力建筑机械的控制装置 【技术领域】
本发明涉及利用马达作为驱动源的混合动力建筑机械的控制装置。背景技术 铲土机等的建筑机械的混合动力结构例如以发动机的剩余输出使得发电机回转 而发电, 将该电力蓄电在蓄电池中, 同时, 用该蓄电池的电力驱动电动马达, 使得驱动器动 作。另外, 用驱动器的排出能量使得发电机回转发电, 同样, 将该电力蓄电在蓄电池中, 同 时, 用该蓄电池的电力驱动电动马达, 使得驱动器动作。
又, 在铲土机等机械中, 即使停止作业机械系统的驱动器时, 也保持使得发送机回 转的状态。此时, 发动机和泵回转, 该泵排出所谓备用 (stand by) 流量。
专利文献 1 : ( 日本 ) 特开 2002-275945 号公报
在上述以往的控制装置中, 停止作业机械系统的驱动器时, 从泵排出的所谓备用 流量回到罐中, 因此, 存在几乎所有流量成为能量损耗的问题。
发明内容 本发明的目的在于, 提供利用主泵的备用流量使其发挥发电功能、 实现能量再生 的混合动力建筑机械的控制装置。
为了实现上述目的的技术手段如下 :
第一发明的混合动力建筑机械的控制装置, 包括 :
可变容量型的主泵 ;
回路系统, 与该主泵连接, 同时, 设有多个操作阀 ;
中立流路, 当设在该回路系统的全部操作阀保持中立位置时, 该中立流路将主泵 的排出油导向罐 ;
控制压力产生用的节流阀, 设在位于最下游的操作阀的下游侧的上述中立流路 ;
控制流路, 引导在上述最下游的操作阀和节流阀之间产生的压力 ;
调节器, 与该控制流路连接, 且控制主泵的偏转角度 ;
压力传感器, 检测上述控制流路的压力 ;
开关阀, 设在最下游的操作阀和控制压力产生用的节流阀之间的中立流路, 通常 保持开位置, 当控制流路的控制压力成为设定压力以上、 主泵确保备用流量时, 切换到关闭 位置 ;
与主泵排出侧连接的可变容量型的辅助泵 ;
用于使得该主泵回转的电动马达 ;
使得该电动马达回转的辅助液压马达 ;
电磁阀, 设在主泵和辅助液压马达的连接过程中, 且实行开关动作 ;
控制器 ;
上述控制流路与上述开关阀的上游侧连接, 控制器根据来自压力传感器的压力信
号, 判定主泵排出备用流量时, 关闭上述开关阀, 使得上述电磁阀为开位置。
第二发明的混合动力建筑机械的控制装置中, 上述主泵和电磁阀通过备用流路连 接, 且使得上述备用流路连接到主泵和位于最上游的操作阀的连接过程中。
第三发明的混合动力建筑机械的控制装置中, 使得上述辅助泵、 辅助液压马达及 电动马达为同轴回转构成, 使得电动马达具有作为发电机的功能。
第四发明的混合动力建筑机械的控制装置中, 可向上述辅助液压马达导入驱动器 的排出油及供给油。
下面说明本发明的效果
按照第一发明, 能将以往无用地排出的备用流量作为发电能量再生, 因此, 能实现 节能。
按照第二发明, 能减少导向备用流路的流体的压力损失。
按照第三发明, 电动马达兼用作发电机, 因此, 能使得整体构成简单化。
按照第四发明, 能将驱动器的排出油及供给油的一部分导入辅助液压马达, 因此, 即使驱动器动作场合, 也能发挥发电功能。 附图说明
图 1 是表示第一实施方式的回路图。 图 2 是表示第二实施方式的回路图。 附图标记说明 MP1- 第一主泵 MP2- 第二主泵 S1- 第一回路系统 S2- 第二回路系统 2 ~ 6- 操作阀 10、 21- 开关阀 11、 22- 控制 (pilot) 流路 12、 23- 调节器 13- 第一压力传感器 C- 控制器 14 ~ 17- 操作阀 24- 第二压力传感器 SP- 辅助泵 AM- 辅助液压马达 MG- 兼用发电机的电动马达 58- 第一电磁阀 59- 第二电磁阀 61- 电磁阀具体实施方式
下面, 参照附图说明用于实施本发明的最佳实施方式。
图 1 所示第一实施方式是铲土机的控制装置, 具备用发动机 E 驱动的可变容量型 的第一、 第二主泵 MP1、 MP2, 该第一、 第二主泵 MP1、 MP2 同轴回转。图中标记 1 是设在发动 机 E 上的发电机, 利用发动机 E 的余力, 发挥发电功能。
上述第一主泵 MP1 与第一回路系统 S1 连接, 该第一回路系统 S1 从其上游侧顺序 连接控制旋转马达 RM 的操作阀 2、 控制图中未示的大臂 (arm) 液压缸的操作阀 3、 控制动臂 (boom) 液压缸 BC 的动臂 2 速用操作阀 4、 控制图中未示的备用附属装置的操作阀 5、 以及控 制图中未示的作为左移动用的第一移动用马达的操作阀 6。
上述各操作阀 2 ~ 6 各自通过中立流路 7 以及并行通路 8 与第一主泵 MP1 相连。
上述中立流路 7 在第一移动马达用操作阀 6 的下游侧设有用于产生控制压力的节 流阀 9。该节流阀 9 如果流过那里的流量多, 在其上游侧就生成高的控制压力, 若该流量小 则生成低的控制压力。
还有, 上述中立流路 7 当上述操作阀 2-6 全部位于中立位置或者中立位置附近时, 将从第一主泵 MP1 排出的油全部或者一部分引导至罐, 这时, 通过节流阀 9 的流量也变多, 因此, 如上所述, 生成高的控制压力。
另一方面, 若上述操作阀 2-6 在全行程状态被切换, 则中立流路 7 被关闭, 不产生 流体的流通。因此, 这时, 流过节流阀 9 的流量几乎没有, 控制压力保持零。
但是, 根据操作阀 2-6 的操作量, 泵排出量的一部分被导向驱动器, 一部分从中立 流路 7 导向罐, 因此, 节流阀 9 生成与流过中立流路 7 的流量相对应的控制压力。换言之, 节流阀 9 生成与操作阀 2-6 的操作量相对应的控制压力。
上述中立流路 7 在最下游的操作阀 6 和上述节流阀 9 之间, 设有开关阀 10, 该开关 阀 10 使得其电磁元件 10a 与控制器 C 连接。换言之, 开关阀 10 根据控制器 C 指令实行开 关动作。并且, 当开关阀 10 位于正常位置时, 用弹簧 10b 的弹力保持全开状态, 当电磁元件 10a 励磁时, 反抗弹簧 10b 的弹力切换, 保持关闭状态。
另外, 上述中立流路 7 使得控制流路 11 连接到操作阀 6 和开关阀 10 之间, 该控制 流路 11 与控制第一主泵 MP1 的偏转角度的调节器 12 连接。
上述调节器 12 与控制压力成反比, 控制第一主泵 MP1 的排出量。因此, 当使得操作阀 2-6 为全行程, 中立流路 7 的流量为零, 控制压力为零时, 第一主泵 MP1 的排出量保持为最大。
第一压力传感器 13 与如上所述控制流路 11 连接, 同时, 将由该第一压力传感器 13 检测出的压力信号传递到控制器 C。并且, 控制流路 11 的控制压力根据操作阀的操作量变 化, 因此, 第一压力传感器 13 检测出的压力信号与第一回路系统 S1 的要求流量成正比例。
另外, 若第一压力传感器 13 的压力信号达到设定压力, 则控制器 C 对电磁元件 10a 励磁, 将开关阀 10 切换到关闭位置。这样将开关阀 10 切换到关闭位置的时间, 当使得操作 阀 2-6 保持在几乎中立位置, 节流阀 9 的上游侧的压力上升到设定压力时, 控制器 C 预先存 储该设定压力。即使开关阀 10 如上所述切换到关闭位置时, 控制流路 11 的压力作用在调 节器 12, 将第一主泵 MP1 保持在必要的偏转角度, 在该泵 MP1 确保备用流量。
进而, 若切换操作阀 2-6 中某个, 则第一压力传感器 13 降低。并且, 当上述信号压 力降低到预先设定的压力时, 控制器 C 使得电磁元件 10a 为非励磁, 以弹簧 10b 的弹力使得开关阀 10 回复到开位置, 同时, 使得电磁阀 58 为非励磁, 断开通路 55, 57。
另一方面, 上述第二主泵 MP2 与第二回路系统 S2 连接, 该第二回路系统 S2 从其上 游侧顺序连接控制图中未示的作为右移动用的第二移动用马达的操作阀 14、 控制图中未示 的铲斗液压缸的操作阀 15、 控制动臂液压缸 BC 的操作阀 16、 以及控制图中未示的大臂液压 缸的大臂 2 速用操作阀 17。在上述操作阀 16, 设有检测其操作方向和操作量的传感器, 将 其操作信号传递到控制器 C。
上述各操作阀 14-17 通过中立流路 18 与第二主泵 MP2 连接, 同时, 操作阀 15 以及 操作阀 16 通过并行通路 19 连接至第二主泵 MP2。
上述中立流路 18 中, 在操作阀 17 的下游侧, 设有节流阀 20, 该节流阀 20 具有与第 一回路系统 S1 的节流阀 9 完全相同的功能。
并且, 上述中立流路 18 在最下游的操作阀 17 和上述节流阀 20 之间, 设有开关阀 21, 该开关阀 21 也与第一回路系统 S1 的开关阀 10 构成相同。即, 开关阀 21 使得其电磁元 件 21a 与控制器 C 连接, 开关阀 21 根据控制器 C 指令实行开关动作。并且, 当开关阀 21 位 于正常位置时, 用弹簧 21b 的弹力保持全开状态, 当电磁元件 21a 励磁时, 反抗弹簧 21b 的 弹力切换, 保持关闭状态。 另外, 上述中立流路 18 使得控制流路 22 连接到操作阀 17 和开关阀 21 之间, 该控 制流路 22 与控制第二主泵 MP2 的偏转角度的调节器 23 连接。
上述调节器 23 与控制压力成反比, 控制第二主泵 MP2 的排出量。因此, 当使得操 作阀 14-17 为全行程, 中立流路 18 的流量为零, 控制压力为零时, 第二主泵 MP2 的排出量保 持为最大。
第二压力传感器 24 与如上所述控制流路 22 连接, 同时, 将由该第二压力传感器 24 检测出的压力信号传递到控制器 C。并且, 控制流路 22 的控制压力根据操作阀的操作量变 化, 因此, 第二压力传感器 24 检测出的压力信号与第二回路系统 S2 的要求流量成正比例。
另外, 若第二压力传感器 24 的压力信号达到设定压力, 则控制器 C 对电磁元件 21a 励磁, 将开关阀 21 切换到关闭位置。这样将开关阀 21 切换到关闭位置的时间, 当使得操作 阀 14-17 保持在几乎中立位置, 节流阀 20 的上游侧的压力上升到设定压力时, 控制器 C 预 先存储该设定压力。即使开关阀 21 如上所述切换到关闭位置时, 控制流路 22 的压力作用 在调节器 23, 将第二主泵 MP2 保持在必要的偏转角度, 在该泵 MP2 确保备用流量。
进而, 若切换操作阀 14-17 中某个, 则第二压力传感器 24 降低。并且, 当上述信号 压力降低到预先设定的压力时, 控制器 C 使得电磁元件 21a 为非励磁, 以弹簧 21b 的弹力使 得开关阀 21 回复到开位置, 同时, 使得电磁阀 59 为非励磁, 断开通路 56、 57。
设在上述发动机 E 上的发电机 1 与电池充电器 25 连接, 发电机 1 发电的电力通过 电池充电器 25 对电池 26 进行充电。
另外, 上述电池充电器 25 与通常家庭用的电源 27 连接时, 也使得可以对电池 26 进行充电。也就是说, 该电池充电器 25 也可以和与该装置分开的独立电源相连接。
另一方面, 与第一回路系统 S1 相连的旋转马达用操作阀 2 的驱动口连接与旋转马 达 RM 连通的通路 28、 29, 同时, 两通路 28、 29 分别与制动阀 30, 31 相连。而且, 当旋转马达 用操作阀 2 保持在中立位置时, 上述驱动口关闭, 旋转马达 RM 维持停止状态。
若将旋转马达用操作阀 2 从上述状态切换至某一方的方向, 则一方的通路 28 与第
一主泵 MP1 相连, 另一方的通路 29 与罐连通。因此, 由通路 28 供给压力油, 旋转马达 RM 回 转, 同时, 从旋转马达 RM 返回的油通过通路 29 返回至罐。
若将旋转马达用操作阀 2 切换至与上述相反的方向, 则泵排出油供给通路 29, 通 路 28 与罐连通, 旋转马达 RM 进行反转。
如上所述, 当驱动旋转马达 RM 时, 上述制动阀 30 或者 31 发挥减压阀的功能, 当通 路 28、 29 成为设定压力以上时, 制动阀 30, 31 打开, 将上述通路 28、 29 的压力保持在设定压 力。又, 在旋转马达 RM 回转状态下, 如果使得旋转马达用的操作阀 2 返回至中立位置, 则该 操作阀 2 的驱动口关闭。即使这样操作阀 2 的驱动口关闭, 旋转马达 RM 也会因其惯性能量 继续回转, 由于旋转马达 RM 因惯性能量回转, 该旋转马达 RM 起着泵作用。这时, 通路 28、 29, 旋转马达 RM, 制动阀 30 或者 31 形成闭合回路, 同时, 通过制动阀 30 或者 31, 上述惯性 能量转换成热能。
另一方面, 若使得操作阀 16 从中立位置切换至一方的方向, 则来自第二主泵 MP2 的压力油经通路 32 供给至动臂液压缸 BC 的活塞侧室 33, 同时, 从其杆侧室 34 返回的油经 通路 35 返回至罐, 动臂液压缸 BC 伸长。
如果将操作阀 16 切换至相反方向, 则来自第二主泵 MP2 的压力油经通路 35 供给 至动臂液压缸 BC 的杆侧室 34, 同时, 从其活塞侧室 33 返回的油经通路 32 返回至罐, 动臂液 压缸 BC 收缩。动臂 2 速用操作阀 3 是与上述操作阀 16 连动而切换的。 在连接上述动臂液压缸 BC 的活塞侧室 33 和操作阀 16 的通路 32, 设有由控制器 C 控制开度的比例电磁阀 36。该比例电磁阀 36 在其正常状态下保持全开位置。
下面, 对辅助第一、 第二主泵 MP1、 MP2 的输出的可变容量型的辅助泵 SP 进行说明。
上述可变容量型的辅助泵 SP 由兼用作发电机的电动马达 MG 的驱动力驱动回转, 通过该电动马达 MG 的驱动力, 可变容量型的辅助液压马达 AM 也同轴回转。并且, 使得与电 池 26 连接的变频器 (inverter)I 与上述电动马达 MG 连接, 同时, 将该变频器 I 与控制器 C 相连, 通过该控制器 C 可以控制电动马达 MG 的转速等。
还有, 上述辅助泵 SP 以及辅助液压马达 AM 的偏转角度由倾角控制器 37、 38 控制, 该倾角控制器 37、 38 通过控制器 C 的输出信号控制。
上述辅助泵 SP 连接排出通路 39, 该排出通路 39 分叉为与第一主泵 MP1 排出侧合 流的第一辅助流路 40, 以及与第二主泵 MP2 排出侧合流的第二辅助流路 41, 同时, 在上述第 一辅助流路 40 设有由控制器 C 的输出信号控制开度的第一比例电磁节流阀 42, 在上述第二 辅助流路 41 设有由控制器 C 的输出信号控制开度的第二比例电磁节流阀 43。
图中标记 44 是设在上述第一辅助流路 40 的单向阀, 仅仅容许从辅助泵 SP 向第一 主泵 MP1 流通, 标记 45 是设在上述第二辅助流路 41 的单向阀, 仅仅容许从辅助泵 SP 向第 二主泵 MP2 流通。
另一方面, 连接用通路 46 与辅助液压马达 AM 连接, 该连接用通路 46 通过导入通 路 47 以及单向阀 48、 49, 与连接至旋转马达 RM 的通路 28、 29 相连。而且, 在上述导入通路 47 设有通过控制器 C 控制开关的电磁切换阀 50, 同时, 在该电磁切换阀 50 和单向阀 48、 49 之间, 设有检测旋转马达 RM 的旋转时压力或者制动时压力的压力传感器 51, 将该压力传感 器 51 的压力信号输入控制器 C。
还有, 导入通路 47 中, 对于从旋转马达 RM 向连接用通路 46 的流动, 在上述电磁切
换阀 50 的下游侧位置, 设置安全阀 52, 该安全阀 52 在例如电磁切换阀 50 等、 通路 46 系统 中发生故障时, 维持通路 28、 29 的压力, 防止旋转马达 RM 所谓的飞逸 ( 失控 )。
再有, 在上述动臂液压缸 BC 和上述比例电磁阀 36 之间, 设有与连接用通路 46 连 通的导入通路 53, 同时, 在该导入通路 53 设有通过控制器 C 控制的电磁开关阀 54。
上述辅助液压马达 AM 也与第一主泵 MP1, 第二主泵 MP2 连接, 其连接路径如下。 即, 在第一主泵 MP1、 第二主泵 MP2 的排出侧, 使得备用流路 55、 56 与位于最上游的操作阀 2、 14 的上游侧连接, 同时, 该备用流路 55、 56 通过合流通路 57 与上述连接用通路 46 连接。 并且, 在上述备用流路 55 设有第一电磁阀 58, 在备用流路 56 设有第二电磁阀 59, 在上述第一电 磁阀 58 的一方设有弹簧 58a, 另一方设有电磁元件 58b, 在上述第二电磁阀 59 的一方设有 弹簧 59a, 另一方设有电磁元件 59b, 同时, 电磁元件 58b、 59b 与控制器 C 连接。上述第一电 磁阀 58、 第二电磁阀 59 通常由弹簧 58a、 59a 的弹力保持关闭位置, 当因来自控制器 C 的信 号对电磁元件 58b、 59b 励磁时切换到开位置。
如上所述, 在第一主泵 MP1、 第二主泵 MP2 的排出侧, 使得备用流路 55、 56 与位于最 上游的操作阀 2、 14 的上游侧连接是为了减少导向备用流路 55、 56 的流体的压力损失。
图中标记 60 是设在合流通路 57 的单向阀, 使得经由第一电磁阀 58、 第二电磁阀 59 以及备用流路 55、 56 的压力油流通到连接用通路 46。 下面, 说明该第一实施方式的作用。
若使得第一、 第二回路系统 S1、 S2 的操作阀 2-6、 14-17 保持在中立位置, 则第一主 泵 MP1、 第二主泵 MP2 的排出油全量从中立流路 7、 18 经节流阀 9、 20 被导向罐。若这样泵排 出油的全量经节流阀 9、 20 被导向罐, 则节流阀 9、 20 的上游侧压力上升, 同时, 此时的压力 经由控制流路 11、 22 被导向调节器 12、 23。 因此, 调节器 12、 23 因如上所述上升的控制压力 作用, 减小第一主泵 MP1、 第二主泵 MP2 的偏转角度, 维持备用流量。
接着, 当控制流路 11、 22 的控制压力达到设定压力时, 控制器 C 因第一压力传感 器 13、 第二压力传感器 24 的压力信号感知该压力, 同时, 将开关阀 10、 21 切换到关闭位置。 开关阀 10、 21 切换到关闭位置时, 控制流路 11、 22 的压力也作用在调节器 12、 23, 第一主泵 MP1、 第二主泵 MP2 排出备用流量。另外, 这时, 控制器 C 对第一电磁阀 58 的电磁元件 58b、 第二电磁阀 59 的电磁元件 59b 励磁, 将该电磁阀从关闭位置切换到开位置。
因此, 从第一主泵 MP1、 第二主泵 MP2 排出的备用流量经由备用流路 55、 56、 第一电 磁阀 58、 第二电磁阀 59、 合流通路 57 及单向阀 60, 供给辅助液压马达 AM。
又, 如上所述, 当将第一主泵 MP1、 第二主泵 MP2 的备用流量导向辅助液压马达 AM 时, 控制器 C 通过倾角控制器 38 将辅助液压马达 AM 的偏转角度维持在预先存储的设定偏 转角度, 通过倾角控制器 37 将辅助泵 SP 的偏转角度设定为零, 同时, 通过变频器 I 将电动 马达保持在再生状态。
因此, 兼用作发电机的电动马达 MG 若以辅助液压马达 AM 的驱动力回转, 则发挥发 电功能。即, 在本实施方式中, 利用第一主泵 MP1、 第二主泵 MP2 的备用流量, 使得电动马达 MG 发挥作为发电机的功能。 这样发电的电力蓄电在电池 26 中, 同时, 蓄电在电池 26 中的电 力可以作为电动马达 MG 的动力源使用。
在上述说明中, 将第一、 第二回路系统 S1、 S2 的操作阀 2-6、 14-17 全部保持在中立 位置作为前提, 第一、 第二回路系统 S1、 S2 的某一方的操作阀 2-6 或 14-17 位于中立位置
时, 也因备用流量使得辅助液压马达 AM 回转。这种场合, 控制器 C 根据某一方的压力传感 器 13 或 24 的压力信号, 将某一方的电磁阀 58 或 59 切换到开位置, 将另一方的电磁阀 59 或 58 切换到关闭位置。 因此, 第一主泵 MP1、 第二主泵 MP2 的某一方的泵的备用流量供给辅 助液压马达 AM, 同时, 能以该辅助液压马达 AM 的回转力使得电动马达 MG 发挥发电功能。
下面, 说明利用辅助泵 SP 的辅助力场合, 在本第一实施方式中, 预先设定辅助泵 SP 的辅助流量, 其中, 控制器 C 判断如何控制辅助泵 SP 的偏转角度、 辅助液压马达 AM 的偏 转角度、 电动马达 MG 的转速等最有效, 分别实施控制。
接着, 当切换第一回路系统 S1 或第二回路系统 S2 的某一方的操作阀时, 若开关阀 10、 21 保持关闭位置, 则控制器 C 将上述开关阀 10、 21 切换为开位置。若开关阀 10、 21 保持 在开位置, 则控制流路 11、 22 的控制压力变低, 因此, 该变低的控制压力信号通过第一压力 传感器 13、 第二压力传感器 24 输入控制器 C, 同时, 控制器 C 将第一电磁阀 58、 第二电磁阀 59 切换到图示关闭位置。因此, 第一主泵 MP1、 第二主泵 MP2 随着变低的控制压力, 使得其 排出量增大, 同时, 其全部排出量供给与第一回路系统 S1、 第二回路系统 S2 连接的驱动器。
另外, 当如上所述增大第一主泵 MP1 或第二主泵 MP2 的排出量时, 控制器 C 使得电 动马达 MG 时常保持回转状态。该电动马达 MG 的驱动源为蓄电在电池 26 的电力, 上述电力 的一部分系利用第一主泵 MP1、 第二主泵 MP2 的备用流量蓄电, 能量效率非常好。
若通过上述电动马达 MG 的驱动力驱动辅助泵 SP 回转, 则从辅助泵 SP 排出辅助流 量, 控制器 C 根据来自第一压力传感器 13、 第二压力传感器 24 的压力信号, 控制第一比例电 磁节流阀 42、 第二比例电磁节流阀 43 的开度, 按比例分配辅助泵 SP 的排出量, 供给第一、 第 二回路系统 S1、 S2。
另一方面, 若为了驱动与上述第一回路系统 S1 连接的旋转马达 RM, 将旋转马达用 的操作阀 2 切换到例如一方的方向, 则一方的通路 28 与第一主泵 MP1 连通, 另一方通路 29 与罐连通, 使得旋转马达 RM 回转, 此时的旋转压力保持在制动阀 30 的设定压力。又, 若将 上述操作阀 2 切换到与上述相反方向, 上述另一方通路 29 与第一主泵 MP1 连通, 上述一方 通路 28 与罐连通, 使得旋转马达 RM 回转, 此时的旋转压力也保持在制动阀 31 的设定压力。
另外, 若在旋转马达 RM 旋转中, 将旋转马达用的操作阀 2 切换到中立位置, 则如上 所述在通路 28、 29 间构成闭合回路, 同时, 制动阀 30 或 31 维持该闭合回路的制动压力, 将 惯性能量变换成热能。
并且, 压力传感器 51 检测到上述旋转压力或制动压力, 同时, 将该压力信号输入 控制器 C。 在对旋转马达 RM 的旋转或制动动作不产生影响的范围内, 当检测到比制动阀 30、 31 的设定压力低的压力时, 控制器 C 将电磁切换阀 50 从关闭位置切换到开位置。这样, 若 电磁切换阀 50 切换到开位置, 则导向旋转马达 RM 的压力油流向导入通路 47, 并经由安全阀 52 及连接用通路 46, 供给辅助液压马达 AM。
此时, 控制器 C 根据来自压力传感器 51 的压力信号, 控制辅助液压马达 AM 的偏转 角度, 具体如下。
即, 通路 28 或 29 的压力若没有保持在对于旋转动作或制动动作必要的压力, 则不 能使得旋转马达 RM 旋转或施加制动。
于是, 为了将上述通路 28 或 29 的压力保持在上述旋转压力或制动压力, 控制器 C 一边控制辅助液压马达 AM 的偏转角度, 一边控制该旋转马达 RM 的负载。即, 控制器 C 控制辅助液压马达 AM 的偏转角度, 使得压力传感器 51 检测到的压力与上述旋转马达 RM 的旋转 压力或制动压力大致相等。
若如上所述辅助液压马达 AM 得到回转力, 则该回转力作用于同轴回转的电动马 达 MG, 但是, 该辅助液压马达 AM 的回转力起着作为对于电动马达 MG 的辅助力作用。因此, 能减少电动马达 MG 的消耗电力, 相当于辅助液压马达 AM 的回转力部分。
另外, 也可以用上述辅助液压马达 AM 的回转力辅助上述辅助泵 SP 的回转力, 此 时, 辅助液压马达 AM 和辅助泵 SP 协同作用, 发挥压力转换功能。
也就是说, 流入连接用通路 46 的压力大多比泵排出压力低。为了利用该低压力, 使得辅助泵 SP 维持高的排出压力, 通过辅助液压马达 AM 和辅助泵 SP 发挥增压功能。
即, 上述辅助液压马达 AM 的输出由每回转一周的排量 Q1 和这时的压力 P1 的乘积 决定。又, 辅助泵 SP 的输出由每回转一周的排量 Q2 和排出压力 P2 的乘积决定。并且, 在本 实施方式中, 辅助液压马达 AM 和辅助泵 SP 同轴回转, 因此, Q1×P1 = Q2×P2 必须成立。于 是, 如果例如辅助液压马达 AM 的上述排量 Q1 为上述辅助泵 SP 的排量 Q2 的 3 倍, 即 Q1 = 3Q2, 那么上述等式为 3Q2×P1 = Q2×P2。将该式二边同除以 Q2, 那么成为 3P1 = P2。
因此, 如果改变辅助泵 SP 的偏转角度, 控制上述排量 Q2, 那么利用辅助液压马达 AM 的输出, 可以使得辅助泵 SP 维持所定的排出压力。 换言之, 可以增加来自旋转马达 RM 的 油压力, 使其从辅助泵 SP 排出。 但是, 控制辅助液压马达 AM 的偏转角度, 使得上述通路 28、 29 的压力保持为旋转 压力或者制动压力。因此, 在利用来自旋转马达 RM 的压力油时, 辅助液压马达 AM 的偏转角 度必然被确定。在这样确定辅助液压马达 AM 的偏转角度中, 为了发挥上述压力转换功能, 控制辅助泵 SP 的偏转角度。
上述通路 46 系统的压力因某种原因低于旋转压力或者制动压力时, 基于来自压 力传感器 51 的压力信号, 控制器 C 关闭电磁切换阀 50, 使得不对旋转马达 RM 带来影响。
还有, 当在连接用通路 46 发生压力油泄漏时, 安全阀 52 发挥作用, 使通路 28、 29 的压力不低于必须值, 防止旋转马达 RM 的飞逸 ( 失控 )。
下面, 对控制动臂液压缸 BC 的场合进行说明。
为了使动臂液压缸 BC 动作, 若切换操作阀 16, 则通过设在该操作阀 16 的传感器 ( 没有图示 ), 检测上述操作阀 16 的操作方向及其操作量, 同时将该操作信号输入控制器 C。
根据上述传感器的操作信号, 控制器 C 判断操作人员欲使得动臂液压缸 BC 上升还 是下降。如果用于使得动臂液压缸 BC 上升的信号输入控制器 C, 则控制器 C 使得比例电磁 阀 36 保持正常状态。换言之, 使比例电磁阀 36 保持全开位置。此时, 控制器 C 使电磁开关 阀 54 保持在图示关闭位置, 同时, 控制电动马达 MG 的转速和辅助泵 SP 的偏转角度。
另一方面, 如果使得动臂液压缸 BC 下降的信号从上述传感器输入控制器 C, 则控 制器 C 根据操作阀 16 的操作量, 运算操作人员要求的动臂液压缸 BC 的下降速度, 同时, 关 闭比例电磁阀 36, 将电磁开关阀 54 切换至开位置。
如上所述如果关闭比例电磁阀 36, 将电磁开关阀 54 切换至开位置, 那么动臂液压 缸 BC 的返回油的全量将供给至辅助液压马达 AM。 但是, 在辅助液压马达 AM 的消耗的流量, 如果小于用以维持操作人员所需下降速度的必要流量, 那么动臂液压缸 BC 将不能维持操 作人员所需的下降速度。此时, 控制器 C 根据上述操作阀 16 的操作量、 辅助液压马达 AM 的
偏转角度和电动马达 MG 的转速等, 控制比例电磁阀 36 的开度, 使辅助液压马达 AM 消耗流 量以上的流量返回罐, 维持操作人员所需的动臂液压缸 BC 的下降速度。
一方面, 如果压力油供给至辅助液压马达 AM, 辅助液压马达 AM 回转, 同时, 其回转 力作用于同轴回转的电动马达 MG, 该辅助液压马达 AM 的回转力起着作为对于电动马达 MG 的辅助力的作用。因此, 可以减少相当于辅助液压马达 AM 的回转力部分的消耗电力。
另一方面, 如果不对电动马达 MG 供给电力, 仅仅上述辅助液压马达 AM 的回转力也 可以使辅助泵 SP 回转, 这时, 辅助液压马达 AM 以及辅助泵 SP 与上述一样, 发挥压力转换功 能。
下面, 对同时实行旋转马达 RM 的旋转动作和动臂液压缸 BC 的下降动作场合进行 说明。
如上所述, 一边使旋转马达 RM 回转, 一边使动臂液压缸 BC 下降时, 来自旋转马达 RM 的压力油和来自动臂液压缸 BC 的返回油在连接用通路 46 合流, 供给至辅助液压马达 AM。
这时, 如果导入通路 47 的压力上升, 由此, 导入通路 47 侧的压力也上升, 但是, 该 压力即使高于旋转马达 RM 的旋转压力或者制动压力, 由于存在单向阀 48、 49, 因此, 不会影 响到旋转马达 RM。 又, 如果如上所述连接用通路 46 侧的压力低于旋转压力或制动压力, 则控制器 C 根据来自压力传感器 51 的压力信号, 关闭电磁切换阀 50。
因此, 当如上所述同时进行旋转马达 RM 的旋转动作和动臂液压缸 BC 的下降动作 时, 与上述旋转压力或者制动压力无关, 可以将动臂液压缸 BC 的所需下降速度作为基准, 决定辅助液压马达 AM 的偏转角度。
不管哪种方式, 利用辅助液压马达 AM 的输出, 可以辅助上述辅助泵 SP 的输出, 同 时, 可以将来自辅助泵 SP 的排出流量在第一、 第二比例电磁节流阀 42、 43 按比例分配, 供给 至第一、 第二回路系统 S1、 S2。
另一方面, 当将辅助液压马达 AM 作为驱动源, 将电动马达 MG 作为发电机使用时, 辅助泵 SP 的偏转角度设为零, 处于大致无负荷状态, 如果在辅助液压马达 AM, 维持用于使 得电动马达 MG 回转必要的输出, 利用辅助液压马达 AM 的输出, 可使电动马达 MG 发挥发电 功能。
另外, 在本实施方式中, 可以利用发动机 E 的输出通过发电机 1 发电, 或利用辅助 液压马达 AM 使电动马达 MG 发电。并且, 将这样发电的电力蓄积在电池 26, 在本实施方式 中, 利用家庭用的电源 25 可以蓄电在电池 26, 因此, 可以多方面提供电动马达 MG 的电力。
再有, 设有单向阀 44、 45, 同时, 设有电磁切换阀 50 以及电磁开关阀 54 或者第一 电磁阀 58、 第二电磁阀 59, 因此, 当例如辅助泵 SP 以及辅助液压马达 AM 系统发生故障时, 可以使第一、 第二主泵 MP1、 MP2 系统和辅助泵 SP 以及辅助液压马达 AM 系统之间液压切离。 尤其, 电磁切换阀 50、 电磁开关阀 54 以及第一电磁阀 58、 第二电磁阀 59 处于正常状态时, 如图所示, 由弹簧的弹力保持关闭位置, 同时, 上述比例电磁阀 36 也保持作为全开位置的 正常位置, 因此, 即使电气系统发生故障, 也可以如上所述将第一、 第二主泵 MP1、 MP2 系统, 和辅助泵 SP 以及辅助液压马达 AM 系统液压切离。
图 2 所示第二实施方式系使用将第一实施方式的第一电磁阀 58、 第二电磁阀 59 一
体化的电磁阀 61。即, 使得与第一主泵 MP1、 第二主泵 MP2 连接的备用流路 55、 56 与一个电 磁阀 61 连接, 同时, 该电磁阀 61 在其一方设有弹簧 61a, 在另一方设有电磁元件 61b, 且使 得该电磁元件 61b 与控制器 C 连接。并且, 该电磁阀 61 通常由弹簧 61a 的弹力保持图示关 闭位置, 截断两备用流路 55、 56 和合流通路 57 的连通。
又, 根据控制器 C 的信号, 电磁元件 61b 励磁, 电磁阀 61 从关闭位置切换到开位置 的时间系第一压力传感器 13、 第二压力传感器 24 双方的压力信号变高、 开关阀 10、 21 关闭 时。这样, 若电磁阀 61 从关闭位置切换到开位置, 两备用流路 55、 56 同时与合流通路 57 连 通。
上述第二实施方式仅仅在两回路系统 S1、 S2 的操作阀 2-6 及操作阀 14-17 全部保 持在中立位置场合, 能利用第一主泵 MP1、 第二主泵 MP2 的备用流量, 使得辅助液压马达 AM 回转, 使得电动马达 MG 发挥发电功能。
其他构成及作用与第一实施方式相同。
上述第一、 第二实施方式的开关阀 10、 21 实行导通 / 断开控制, 但是, 也可以根据 控制器 C 的控制信号使得开度可变。
又, 上述开关阀 10、 21 由控制器 C 的控制信号进行开关动作, 但是, 也可以将中立 流路 7、 18 的压力作为控制压力控制开关。