CN102245910A - 混合动力建筑机械的控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种混合动力建筑机械的控制装置，具有调节器，该调节器控制可变容量型泵的倾转角使先导流路的先导压越低可变容量型泵的倾转角越大，控制器在判断为控制从可变容量型泵向各驱动器引导的排出油的流量的多个操作阀全部位于中位位置的情况下，将电磁阀设定成打开位置，向再生用的油压电动机供给可变容量型泵的排出油，并且将先导流路切换电磁阀设定为遮断位置，由减压阀对通过先导流路而向调节器引导的先导压进行减压。

Description

混合动力建筑机械的控制装置

技术领域

本发明涉及利用电动机作为驱动源的混合动力建筑机械的控制装置。

背景技术

动力挖掘机等建筑机械的混合动力构造例如为，利用发动机的剩余输出使发电机旋转而发电，将该电力存储在蓄电池中，并且利用该蓄电池的电力驱动电动机，使驱动器工作。此外，利用驱动器的排出能量使发电机旋转而发电，同样地将该电力存储在蓄电池中，并且利用该蓄电池的电力驱动电动机，使驱动器工作(参照JP2002-275945A)。

此外，在动力挖掘机等中，即使驱动器停止时发动机仍保持旋转的状态。此时，因为泵也随着发动机一起旋转，所以泵排出所谓待机流量。

在上述的以往的混合动力构造中，在驱动器停止时从泵排出的待机流量返回到油箱，没有被有效地利用。

发明内容

本发明是鉴于上述的问题点而做出的，其目的在于提供一种有效利用泵的待机流量来发挥发电功能，以谋求能量的再生的混合动力建筑机械的控制装置。

本发明是混合动力建筑机械的控制装置，包括：可变容量型泵；多个操作阀，控制被从上述可变容量型泵向各驱动器引导的排出油的流量；中位流路，在上述操作阀是中位位置的情况下，向油箱引导上述可变容量型泵的排出油；先导压(pilotpressure)产生用节流阀，设于上述中位流路中的上述操作阀下游侧；先导流路，引导在上述先导压产生用节流阀的上游侧产生的压力；调节器，控制上述可变容量型泵的倾转角使上述先导流路的先导压越低上述可变容量型泵的倾转角越大；操作状况检测器，检测上述操作阀的操作状况；再生用的油压电动机，与上述可变容量型泵并联连接；电磁阀，打开或关闭连接上述可变容量型泵和上述油压电动机的流路；发电机，与上述油压电动机连接；先导流路切换电磁阀，切换上述中位流路和上述先导流路的连通和遮断；减压阀，在由上述先导流路切换电磁阀遮断上述中位流路和上述先导流路时，对通过上述先导流路向上述调节器引导的先导压进行减压；控制器，基于上述操作状况检测器的检测结果，判断是否所有的上述操作阀都位于中位位置，在判断为所有的上述操作阀都位于中位位置的情况下，将上述电磁阀设定成打开位置，向上述油压电动机供给上述可变容量型泵的排出油，并且将上述先导流路切换电磁阀设定为遮断位置。

根据本发明，在所有的操作阀都位于中位位置、且可变容量型泵排出待机流量的状态下，可变容量型泵的排出油通过电磁阀向再生用的油压电动机供给，因此，能有效利用可变容量型泵的待机流量。此外，在可变容量型泵的排出油向油压电动机供给再生时，先导流路切换电磁阀被设定在遮断位置，对控制可变容量型泵的倾转角的调节器导入由减压阀减压了的先导压，因此，可变容量型泵的倾转角保持得较大。因此，从可变容量型泵向油压电动机供给的排出油的流量多，所以能增加再生能量。

附图说明

图1是本发明的第1实施方式的混合动力建筑机械的控制装置的回路图。

图2是表示再生时的控制顺序的流程图。

图3是本发明的第2实施方式的混合动力建筑机械的控制装置的回路图。

图4是本发明的第3实施方式的混合动力建筑机械的控制装置的回路图。

具体实施方式

以下，参照附图，说明本发明的实施方式的混合动力建筑机械的控制装置。在以下的实施方式中，对混合动力建筑机械是动力挖掘机的情况进行说明。

第1实施方式

参照图1说明第1实施方式。

在动力挖掘机中设有由作为原动机的发动机73驱动的可变容量型的第1、2主泵71、72。第1、2主泵71、72同轴旋转。在发动机73上设有利用发动机73的剩余输出来发挥发电功能的发电机1。此外，在发动机73上设有作为检测发动机73的转速的转速检测器的转速传感器74。

从第1主泵71排出的工作油向第1回路***75供给。第1回路***75从上游侧依次包括：操作阀2，控制旋转电动机76；操作阀3，控制斗杆缸(arm cylinder)(未图示)；动臂第2速度用的操作阀4，控制动臂缸(boom cylinder)77；操作阀5，控制预备用附件(未图示)；操作阀6，控制左行驶用的第1行驶用电动机(未图示)。各操作阀2～6控制从第1主泵71向各驱动器引导的排出油的流量，从而控制各驱动器的动作。

各操作阀2～6和第1主泵71通过中位流路7以及与中位流路7并联的并联流路8连接。在中位流路7中的第1行驶电动机用的操作阀6的下游侧设有用于生成先导压的节流阀9。若通过节流阀9的流量多，则在上游侧生成较高的先导压，若通过节流阀9的流量少，则在上游侧生成较低的先导压。

在所有的操作阀2～6都位于中位位置或中位位置附近时，中位流路7经由节流阀9向油箱94导入从第1主泵71排出的工作油的全部或一部分。此时，由于通过节流阀9的流量多，所以生成高的先导压。

另一方面，在操作阀2～6被切换成全阀程的状态下，中位流路7被关闭，流体无法流通。在该情况下，通过节流阀9的流量几乎消失，先导压保持为零。但是，由于操作阀2～6的操作量，从第1主泵71排出的工作油的一部分被向驱动器引导，剩余的工作油从中位流路7向油箱引导，所以节流阀9生成与中位流路7的工作油的流量相对应的先导压。即，节流阀9生成与操作阀2～6的操作量相对应的先导压。

在中位流路7中的最下游的操作阀6和节流阀9之间设有中位流路切换电磁阀10。中位流路切换电磁阀10的螺线管与控制器90连接。中位流路切换电磁阀10在螺线管非励磁时，利用弹簧的弹力的作用设定在图示的全开位置，在螺线管励磁时克服弹簧的弹力设定在节流位置。在中位流路切换电磁阀10切换成节流位置时的节流开度设定得小于节流阀9的开度。

在中位流路7中的操作阀6和中位流路切换电磁阀10之间连接有先导流路11。在节流阀9的上游侧产生的压力作为先导压而被导入先导流路11中。先导流路11与控制第1主泵71的倾转角的调节器12连接。调节器12控制第1主泵71的倾转角，使该倾转角与先导流路11的先导压成反比，控制第1主泵71的每旋转1周的排量。因此，若操作阀2～6为全阀程的状态，在中位流路7中的流动消失，先导流路11的先导压为零，则第1主泵71的倾转角最大，每旋转1周的排量最大。

在先导流路11中，并联地设有减压阀80和先导流路切换电磁阀81。先导流路切换电磁阀81设于绕过减压阀80的旁通流路82。先导流路切换电磁阀81在螺线管非励磁时设定在图示的连通位置，从中位流路7到先导流路11的工作油绕过减压阀80。另一方面，在螺线管励磁时先导流路切换电磁阀81设定在遮断位置，中位流路7只通过减压阀80与先导流路11连通。这样，先导流路切换电磁阀81切换中位流路7和先导流路11的连通和遮断。

在所有的操作阀2～6都位于中位位置，且中位流路切换电磁阀10位于全开位置时，若绕过减压阀80连通中位流路7和先导流路11，则节流阀9的上游侧的压力作为先导压直接作用于调节器12。这样，在所有的操作阀2～6都位于中位位置时，若节流阀9的上游侧的压力直接作用于调节器12，则第1主泵71维持最小倾转角地排出待机流量。

另一方面，若先导流路切换电磁阀81切换成遮断位置，中位流路7和先导流路11通过减压阀80连通，则导向调节器12的先导压被减压阀80减压。这样，作用于调节器12的先导压在先导流路切换电磁阀81位于遮断位置时比位于连通位置时降低被减压阀80减压的部分。因此，第1主泵71的倾转角增大，第1主泵71的每旋转1周的排量相对增多。

在先导流路11中设有作为检测先导流路11的压力的压力检测器的第1压力传感器13。由第1压力传感器13检测的压力信号向控制器90输出。先导流路11的先导压根据操作阀2～6的操作量变化，因此，第1压力传感器13检测的压力信号根据第1回路***75的要求流量而变化。

此外，控制器90根据第1压力传感器13检测的压力信号判断是否所有的操作阀2～6都位于中位位置。即，在控制器90中预先存储有在所有的操作阀2～6都位于中位位置时在节流阀9的上游产生的压力，来作为设定压力。因此，在第1压力传感器13的压力信号到达设定压力时，控制器90能判断为所有的操作阀2～6都位于中位位置，与该操作阀2～6连接的驱动器处于非工作的状态。这样，控制器90基于第1压力传感器13的检测压力，来判断是否所有的操作阀2～6都位于中位位置。

检测先导流路11的先导压的第1压力传感器13相当于检测操作阀2～6的操作状况的操作状况检测器。本发明的操作状况检测器不限定于第1压力传感器。例如，作为操作状况检测器，也可以设置作为检测各操作阀2～6的中位位置的位置检测器的传感器。在该情况下，控制器90基于该传感器的检测结果，来判断是否所有的操作阀2～6都位于中位位置。

第2主泵72与第2回路***78连接。第2回路***78从其上流侧依次包括：操作阀14，控制右行驶用的第2行驶用电动机(未图示)；操作阀15，控制铲斗缸(bucket cylinder)(未图示)；操作阀16，控制动臂缸77；斗杆第2速度用的操作阀17，控制斗杆缸(未图示)。在操作阀16中设有检测操作方向和操作量的传感器，该传感器的检测信号向控制器90输出。各操作阀14～17控制从第2主泵72向各驱动器引导的排出油的流量，从而控制各驱动器的动作。

各操作阀14～17和第2主泵72通过中位流路18以及与中位流路18并联的并联流路19连接。在中位流路18中的操作阀17下游侧设有用于生成先导压的节流阀20。节流阀20具有与第1主泵71侧的节流阀9相同的功能。

在中位流路18中的最下游的操作阀17和节流阀20之间设有中位流路切换电磁阀21。中位流路切换电磁阀21是与第1主泵71侧的中位流路切换电磁阀10相同的构成。

在中位流路18中的操作阀17和中位流路切换电磁阀21之间连接有先导流路22。在节流阀20的上游侧产生的压力作为先导压而被导入先导流路22中。先导流路22与控制第2主泵72的倾转角的调节器23连接。

在先导流路22中并联地设有减压阀84和先导流路切换电磁阀85。先导流路切换电磁阀85设于绕过减压阀84的旁通流路86。调节器23、减压阀84和先导流路切换电磁阀85是与第1主泵71侧的调节器12、减压阀80和先导流路切换电磁阀81相同的构成，因为它们的动作也相同，所以省略说明。

第1、2主泵71、72分别与流路55、56连接，在流路55、56中分别设有电磁阀58、59。流路55、56在第1、2回路***75、78上游侧与第1、2主泵71、72连接。电磁阀58、59的螺线管与控制器90连接。电磁阀58、59在螺线管非励磁时设定在图示的关闭位置，在螺线管励磁时设定在打开位置。

电磁阀58、59经由合流通路57和单向阀60与油压电动机88连接。油压电动机88与发电机91联动地旋转，并且由该发电机91产生的电力经由变换器(inverter)92存储在蓄电池26中(对蓄电池26充电)。另外，油压电动机88和发电机91既可以直接连结，也可以经由减速机连结。

在切换第1、2回路***75、78的任一个操作阀，例如第1回路***75的任一个操作阀，使与该操作阀连接的驱动器动作时，根据该操作阀的操作量，在中位流路7中流动的流量产生变化。而且，根据在中位流路7中流动的工作油的流量，在先导压产生用的节流阀9的上游侧产生的先导压产生变化。根据该先导压，调节器12控制第1主泵71的倾转角。即，先导压越小，倾转角越大，第1主泵71的每旋转1周的排量越多。相反地，先导压越大，倾转角越小，第1主泵71的每旋转1周的排量越少。该作用在第2主泵72和第2回路***78的关系中也相同。

由操作者通过手动操纵向控制器90输入待机再生指令信号，使油压电动机88旋转而对蓄电池26充电。在未由操作者输入待机再生指令信号的状态下，控制器90将中位流路切换电磁阀10、21、先导流路切换电磁阀81、85和电磁阀58、59全部保持在图示的通常位置。在该状态下，第1、2主泵70、71的倾转角由先导压产生用的节流阀9、20的上游侧的压力控制。因此，在该状态下，若操作阀2～6、14～17全部被保持在中位位置，则导入先导流路11、22中的先导压最大。若先导压成为最大，则调节器12、23减小第1、2主泵71、72的倾转角，将每旋转1周的排量控制成最小，因此第1、2主泵71、72排出待机流量。

接着，参照图2，说明操作者通过手动操作向控制器90输入待机再生指令信号的情况。图2所示的控制顺序由控制器90执行。在控制器90中收纳有：控制控制装置整体的处理动作的CPU；CPU的处理动作所需的程序；存储有数据等的ROM；暂时性地存储由ROM读取的数据、由各计量仪器读取的数据等的RAM等。

在步骤1中，判断是否通过操作者的手动操作输入了待机再生指令信号。在判断为输入有待机再生指令信号的情况下进入步骤2。

在步骤2中，判断第1、2压力传感器13、24的检测压力是否为设定压力以上。在判断为检测压力小于设定压力的情况下，判断为第1、2回路***75、78中的任一个操作阀2～6、14～17不位于中位位置，驱动器在工作中，进入步骤3。

在步骤3中，中位流路切换电磁阀10、21、电磁阀58、59和先导流路切换电磁阀81、85被保持在通常位置，返回步骤1。

在步骤2中，在判断为第1、2压力传感器13、24的检测压力为设定压力以上的情况下，判断为所有的操作阀2～6、14～17都位于中位位置，驱动器为非工作状态，进入步骤4。

在步骤4中，判断检测压力为设定压力以上的状态是否经过了T秒。若在经过T秒之前，第1、2压力传感器13、24的检测压力变为小于设定压力，则返回步骤1。另一方面，若检测压力为设定压力以上的状态经过了T秒，则进入步骤5。

在步骤5中，中位流路切换电磁阀10、21和电磁阀58、59的螺线管被励磁，中位流路切换电磁阀10、21切换成节流位置，电磁阀58、59切换成打开位置。由此，从第1、2主泵71、72排出的工作油通过流路55、56和合流通路57向油压电动机88供给。

在步骤6中，判断由转速传感器74检测的发动机73的转速是否为预先决定的设定转速以下。该设定转速被预先存储在控制器90的ROM中。在判断为发动机转速不是设定转速以下而超过设定转速的情况下，进入步骤7。在步骤7中，先导流路切换电磁阀81、85的螺线管被维持为非励磁状态，该电磁阀81、85被保持在打开位置。由此，先导流路11、22的先导压通过先导流路切换电磁阀81、85和先导流路11、22导向调节器12、23。因此，第1、2主泵71、72维持用于排出待机流量的倾转角。这样，在发动机转速高的情况下，先导流路切换电磁阀81、85被保持在打开位置，第1、2主泵71、72维持排出待机流量的倾转角。这是因为，若发动机转速高，即使第1、2主泵71、72每旋转1周的体积排量少，也能确保规定的排出量。

另一方面，在步骤6中，在判断为发动机转速为设定转速以下的情况下，进入步骤8。在步骤8中，先导流路切换电磁阀81、85的螺线管被励磁，该先导流路切换电磁阀81、85被切换成关闭位置。由此，先导流路11、22的先导压由减压阀80、84减压，再导向调节器12、23。因此，第1、2主泵71、72的倾转角比排出待机流量时增大，每旋转1周的排量增多，因此，即使发动机转速低也能确保规定的排出量。

在步骤7和步骤8中，从第1、2主泵71、72排出的工作油均经由电磁阀58、59向油压电动机88供给，利用油压电动机88的驱动力使发电机91旋转而发电(步骤9)。由发电机91产生的电力经由变换器92存储于蓄电池26。像以上那样，利用第1、2主泵71、72排出的待机流量进行再生。

在油压电动机88旋转的期间，返回步骤2，循环控制流程。在循环的过程中，在操作阀2～6、14～17中的任一个操作阀***作，而在步骤2中，判断为先导流路11、22的先导压小于设定压力的情况下，判断为驱动器在工作中，进入步骤3，再从步骤3返回到步骤1。在步骤3中，中位流路切换电磁阀10、21、电磁阀58、59和先导流路切换电磁阀81、85的螺线管被切换为非励磁状态，而恢复到通常位置。由此，从第1、2主泵71、72向油压电动机88供给的工作油被遮断，停止待机再生动作。此外，调节器12、23使第1、2主泵71、72的倾转角与同操作阀2～6、14～17的操作量相对应的要求流量匹配。

在此，假设在中位流路切换电磁阀10、21不是具有全开位置和节流位置的切换阀，而是具有全开位置和全闭位置的切换阀的情况下，在待机再生动作时，中位流路切换电磁阀10、21设定在全闭位置，在操作阀2～6、14～17中的任一个操作阀从中位位置切换为非中位位置而使驱动器动作时，中位流路切换电磁阀10、21从全闭位置切换成全开位置(步骤3)。该切换时，由于先导流路11、22的压力仅降低与漏油的量相对应的压力，所以第1、2主泵71、72的倾转角不会顺利增大。因此，第1、2主泵71、72的排出量恢复成与操作阀2～6、14～17的切换量成比例的流量需要花费一定时间。但是，在本第1实施方式中，因为中位流路切换电磁阀10、21是具有全开位置和节流位置的切换阀，所以中位流路切换电磁阀10、21在从节流位置向全开位置切换时，先导流路11、22的压力通过节流阀迅速地释放。因此，在操作阀2～6、14～17中的任一个操作阀从中位位置被切换、驱动器动作时，第1、2主泵71、72的排出量恢复成与操作阀2～6、14～17的切换量成比例的流量不怎么花费时间。

在图2所示的控制流程中，是否由减压阀80、84对先导流路11、22的先导压进行减压(步骤7、8)，根据发动机转速而决定(步骤6)。但是，也可以省略步骤6～8，在步骤4中检测压力为设定压力以上的状态经过了T秒的情况下，在步骤5中，对中位流路切换电磁阀10、21和电磁阀58、59的螺线管励磁，并且对先导流路切换电磁阀81、85的螺线管进行励磁。即，也可以与发动机转速无关地由减压阀80、84对先导流路11、22的先导压进行减压。

根据以上的第1实施方式，发挥以下所述的作用效果。

在控制从第1、2主泵71、72导向各驱动器的排出油的流量的操作阀2～6、14～17位于中位位置、第1、2主泵71、72排出待机流量的状态下，在调节器12、23上导入有由减压阀80、84减压的先导压。由此，第1、2主泵71、72的倾转角被保持为大于最小角。若较大地保持倾转角，则第1、2主泵71、72的每旋转1周的体积排量大于倾转角最小时的每旋转1周的体积排量。

因此，能够充分地确保用于对蓄电池26充电的能量。此外，因为能在增大体积排量的状态下使用第1、2主泵71、72，所以泵效率也良好，提高整体的能量效率。此外，因为能够增大每旋转1周的体积排量，所以即使不提高泵的转速，也能充分地确保用于对蓄电池26充电的能量。因此，也可以不提高作为原动机的发动机的转速，相应地能减少能量的消耗量，并且还能降低因发动机声而引起的噪音。

第2实施方式

参照图3说明第2实施方式。以下，说明与第1实施方式不同的点。

在第2实施方式中，先导流路切换电磁阀81、85的构成与第1实施方式不同。此外，在先导流路11、22中连接有辅助先导流路95，在辅助先导流路95中，通过先导流路11、22连接有作为供给先导压力油的先导压源的先导泵96。此外，第1、2压力传感器13、24设于先导流路切换电磁阀81、85的上游。这些以外的构成和第1实施方式相同，省略其说明。

先导流路切换电磁阀81、85设于先导流路11、22，能够切换为第1位置和第2位置。先导流路切换电磁阀81、85在螺线管为非励磁状态的通常状态下设定在第1位置，在对螺线管励磁时设定在第2位置。在第1位置，连通先导流路11、22和中位流路7、18，并且遮断先导流路11、22和辅助先导流路95的连通。另一方面，在第2位置，连通先导流路11、22和辅助先导流路95，并且遮断先导流路11、22和中位流路7、18的连通。这样，先导流路切换电磁阀81、85有选择性地使中位流路7、18或辅助先导流路95与先导流路11、22连通。

在辅助先导流路95中，在先导泵96和先导流路切换电磁阀81、85之间设有减压阀80、84。之所以在先导泵96和先导流路切换电磁阀81、85之间设有减压阀80、84，是为了使由先导泵96供给的先导压稳定。由减压阀80、84减压了的先导压与第1实施方式相同，被设定得低于第1、2主泵71、72排出待机流量时所需的先导压。

控制器90与第1实施方式相同，在与各操作阀2～6、14～17连接的驱动器工作时，中位流路切换电磁阀10、21、电磁阀58、59和先导流路切换电磁阀81、85的螺线管为非励磁状态，保持在通常位置。因此，中位流路7、18的压力直接导向调节器12、23，第1、2主泵71、72维持用于确保操作阀要求的流量的倾转角。

另一方面，通过操作者的手动操作输入待机再生指令信号，且所有的操作阀2～6、14～17都位于中位位置、驱动器为非工作状态的情况下，控制器90按照图2所示的控制流程，控制第1、2主泵71、72的倾转角。

第3实施方式

参照图4说明第3实施方式。以下，说明和第1实施方式不同的点。

第3实施方式使先导流路切换电磁阀81、85具有第1实施方式的中位流路切换电磁阀10、21的功能，并且将中位流路切换电磁阀10、21的节流阀换成节流阀98设置在先导流路切换电磁阀81、85的外部。此外，在中位流路7、18中并联地连接有并联流路97，在并联流路97中设有减压阀80、84。这些以外的构成和第1实施方式相同，省略其说明。

先导流路切换电磁阀81、85能够在第1～3位置切换，在作为通常位置的第1位置，使中位流路7、18与节流阀9、20和先导流路11、22连通。在中位流路7、18中的先导流路切换电磁阀81、85与节流阀9、20之间连接有先导流路11、20，在先导流路11、20中设有节流阀98。在先导流路切换电磁阀81、85位于第1位置时，中位流路7、18与节流阀98的下游连接。节流阀98发挥和第1实施方式的中位流路切换电磁阀10、21的节流功能相同的功能。

在先导流路切换电磁阀81、85位于第2位置时，中位流路7、18和节流阀9、20的连通被遮断，中位流路7、18与先导流路11、20的节流阀98的下游连接。此外，在位于第3位置时，中位流路7、18和节流阀9、20的连通被遮断，并联流路97与先导流路11、20的节流阀98的下游连接，先导流路11、20的先导压由减压阀80、84减压。这样，先导流路切换电磁阀81、85有选择性地使中位流路7、18或并联流路97与先导流路11、22连通。

在第3实施方式中，先导流路切换电磁阀81、85在图2所示的控制流程的步骤5中切换成第2位置，在步骤8中切换成第3位置，其他和第1实施方式相同。

另外，在以上的说明中，说明了在第1、2回路***75、78的操作阀2～6、14～17全部被保持在中位位置的情况下进行待机再生动作。但是，在第1、2回路***75、78中的任一方即操作阀2～6或操作阀14～17处于中位位置时，也能使油压电动机88旋转而进行待机再生动作。即，控制器90基于第1压力传感器13的压力信号，将电磁阀58设定在打开位置，基于第2压力传感器24的压力信号，将电磁阀59设定在打开位置。这样，只要第1、2主泵71、72中的任一方的排出油向油压电动机88供给，就能够利用油压电动机88的驱动力，使发电机91旋转而进行发电。

此外，设于发动机73的发电机1与蓄电池充电器25连接，发电机1产生的电力借助蓄电池充电器25对蓄电池26充电。蓄电池充电器25在与通常的家庭用的电源27连接的情况下，也能够对蓄电池26存储电力。像这样，蓄电池充电器25也能够与独立电源连接。

以上的第1～3实施方式在驱动器为非工作状态下发动机73的转速低时，通过增大第1、2主泵71、72的倾转角，增多每旋转1周的排量，即使发动机73的转速低也能够高效率地进行充电。在作为实施方式而表示的图1、3和4中，还公开了使充电多样化并且对充电后的电力进行利用的***。以下，说明该***。

在旋转电动机用的操作阀2的驱动器接口连接有与旋转电动机76连通的通路28、29，并且在通路28、29中分别连接有闸阀(brake valve)30、31。在将操作阀2保持在中位位置时，驱动器接口被关闭，旋转电动机76维持停止状态。

在从旋转电动机76的停止状态将操作阀2向任一侧的方向切换时，一方的通路28与第1主泵71连接，另一方的通路29与油箱连通。由此，从通路28供给工作油，旋转电动机76旋转，并且来自旋转电动机76的返回油通过通路29返回到油箱中。在将操作阀2向与上述方向相反的方向切换时，通路29与第1主泵71连接，通路28与油箱连通，旋转电动机76逆转。

在旋转电动机76旋转时，闸阀30或31发挥安全阀的功能，在通路28、29中的压力为设定压力以上时，闸阀30、31打开，将通路28、29的压力保持为设定压力。此外，在旋转电动机76正在旋转时，若使操作阀2返回中位位置，则操作阀2的驱动器接口被关闭。即使操作阀2的驱动器接口像这样被关闭，由于旋转电动机76利用惯性能量继续旋转，所以旋转电动机76发挥泵的作用。此时，由通路28、29、旋转电动机76和闸阀30、31构成闭合回路，并且利用闸阀30、31，使惯性能量被转换为热能。

另一方面，在将操作阀16从中位位置向一侧方向切换时，从第2主泵72排出的工作油通过通路32向动臂缸77的活塞侧室33供给，并且来自杆侧室34的返回油通过通路35返回到油箱中，动臂缸77伸长。在将操作阀16向与上述相反方向切换时，从第2主泵72排出的工作油通过通路35向动臂缸77的杆侧室34供给，并且来自活塞侧室33的返回油通过通路32返回到油箱中，动臂缸77收缩。动臂2快速使用的操作阀3与操作阀16联动来进行切换。在连接动臂缸77的活塞侧室33和操作阀16的通路32中，设有由控制器90控制开度的比例电磁阀36。比例电磁阀36在通常状态下保持全开位置。

接着，说明辅助第1、2主泵71、72的输出的可变容量型的辅助泵89。辅助泵89利用将发电机91作为电动机而使用时的驱动力旋转，油压电动机88也利用电动机91(发电机91)的驱动力而同轴旋转。电动机91经由变换器92连接有蓄电池26，由与变换器92连接的控制器90控制电动机91的转速等。此外，辅助泵89和油压电动机88的倾转角由倾角控制器37、38控制，倾角控制器37、38由控制器90的输出信号控制。

辅助泵89连接有排出通路39。排出通路39形成为分支成与第1主泵71的排出侧合流的第1辅助流路40和与第2主泵72的排出侧合流的第2辅助流路41。分别在第1、2辅助流路40、41中设有由控制器90的输出信号控制开度的第1、2电磁比例调节阀42、43。此外，分别在第1、2辅助流路40、41中，在第1、2电磁比例调节阀42、43的下游设有仅容许工作油从辅助泵89向第1、2主泵71、72流动的单向阀44、45。

油压电动机88连接有连接用通路46。连接用通路46经由导入通路47和单向阀48、49，与同旋转电动机76连接的通路28、29连接。在导入通路47中设有由控制器90进行开闭控制的电磁切换阀50。此外，在电磁切换阀50和单向阀48、49之间，设有检测旋转电动机76的旋转时的压力或制动时的压力的压力传感器51，压力传感器51的压力信号向控制器90输出。

在导入通路47的电磁切换阀50的下游设有在导入通路47的压力达到规定压力的情况下向连接用通路46引导工作油的安全阀52。安全阀52用于例如在电磁切换阀50等导入通路47***产生故障时，维持通路28、29的压力，防止旋转电动机76所谓的失控。

在动臂缸77和比例电磁阀36之间设有与连接用通路46连通的导入通路53。在导入通路53中设有由控制器90控制开闭的电磁开闭阀54。

接着，说明利用辅助泵89的辅助力的情况。预先设定辅助泵89的辅助流量，控制器90通过判断出对辅助泵89的倾转角、油压电动机88的倾转角和电动机91的转速等如何控制效率最高而分别执行对辅助泵89的倾转角、油压电动机88的倾转角和电动机91的转速等的控制。

在第1回路***75或第2回路***78的任一方的操作阀被切换时，中位流路切换电磁阀10、21被从节流位置切换成打开位置。由此，先导流路11、22的先导压降低，该降低了的先导压的信号经由第1、2压力传感器13、24向控制器90输出。控制器90基于第1、2压力传感器13、24的先导压的信号，将电磁阀58、59切换成关闭位置。随着先导压的降低，第1、2主泵71、72每旋转1周的排量增加，第1、2主泵71、72的整个排出量向与第1、2回路***75、78连接的驱动器供给。

在增加第1、2主泵71、72的每旋转1周的排量时，控制器90将电动机91保持为旋转的状态。电动机91的驱动源是存储在蓄电池26的电力，该电力的一部分是利用从第1、2主泵71、72排出的工作油而存储的电力，所以能量效率非常良好。辅助泵89利用电动机91的驱动力而旋转，辅助流量从辅助泵89排出。控制器90根据来自第1、2压力传感器13、24的压力信号，控制第1、2电磁比例调节阀42、43的开度，将辅助泵89的排出量按比例分配，向第1、2回路***75、78供给。

另一方面，为了驱动与第1回路***75连接的旋转电动机76，在将操作阀2向一侧方向切换时，一方的通路28与第1主泵71连通，另一方的通路29与油箱连通，旋转电动机76旋转。此时的旋转压被保持在闸阀30的设定压。另一方面，将操作阀2向与上述方向相反的方向切换时，另一方的通路29与第1主泵71连通，一方的通路28与油箱连通，旋转电动机76旋转。此时的旋转压也被保持在闸阀31的设定压。此外，在旋转电动机76旋转的过程中操作阀2被切换成中位位置时，在通路28、29之间构成闭合回路，闸阀30或31维持闭合回路的制动压，将惯性能量转换为热能。

若通路28、29的压力未被保持在旋转动作或制动动作所需的压力，则无法使旋转电动机76旋转，或无法进行制动。因此，为了将通路28、29的压力保持在旋转压或制动压，控制器90一边控制油压电动机88的倾转角，一边控制旋转电动机76的载荷。即，控制器90控制油压电动机88的倾转角，使得由压力传感器51检测出的压力与旋转电动机76的旋转压或制动压大致相等。

通过导入通路47和连接用通路46向油压电动机88供给工作油，使油压电动机88获得旋转力，该旋转力作用于同轴旋转的电动机91。油压电动机88的旋转力作为辅助力作用于电动机91。因此，能够减少电动机91的消耗电力的与油压电动机88的旋转力相对应的量。此外，还能够利用油压电动机88的旋转力辅助辅助泵89的旋转力，在该情况下，油压电动机88和辅助泵89互相配合地发挥压力变换功能。

流入连接用通路46的工作油的压力大多情况下低于泵排出压力。为了利用该低的压力使辅助泵89维持高的排出压力，利用油压电动机88和辅助泵89发挥增压功能。即，油压电动机88的输出由每旋转1周的体积排量Q1和此时的压力P1的乘积决定。此外，辅助泵89的输出由每旋转1周的体积排量Q2和此时的排出压力P2的乘积决定。因为油压电动机88和辅助泵89同轴旋转，所以Q1×P1＝Q2×P2成立。因此，例如若使油压电动机88的上述体积排量Q1为辅助泵89的体积排量Q2的3倍，即Q1＝3Q2，则上述等式成为3Q2×P1＝Q2×P2。通过对该式两边除以Q2，3P1＝P2成立。因此，若改变辅助泵89的倾转角，控制体积排量Q2，则能够利用油压电动机88的输出使辅助泵89维持规定的排出压力。换句话说，能够增加来自旋转电动机76的油压并使之从辅助泵89排出。

但是，油压电动机88的倾转角被控制成像上述那样将通路28、29的压力保持为旋转压或制动压。因此，在利用来自旋转电动机76的油压的情况下，油压电动机88的倾转角必然被决定。这样，在油压电动机88的倾转角被决定的状态下，为了发挥压力变换功能，可通过控制辅助泵89的倾转角来实现。另外，在连接用通路46***的压力因为某些原因低于旋转压或制动压时，控制器90基于压力传感器51的压力信号，关闭电磁切换阀50，以便不对旋转电动机76产生影响。此外，在连接用通路46中产生压力油的泄漏时，安全阀52发挥作用，防止通路28、29的压力降低到必要压力之下，来防止旋转电动机76的失控。

接着，说明控制动臂缸77的情况。在为了使动臂缸77动作而切换操作阀16时，利用设于操作阀16的传感器(未图示)检测操作阀16的操作方向和操作量，并将该操作信号向控制器90输出。

根据上述传感器的操作信号，控制器90判断操作者欲使动臂缸77上升还是下降。若控制器90判断动臂缸77上升，则将比例电磁阀36保持在作为通常状态的全开位置。此时，控制器90将电磁开闭阀54保持在关闭位置，并控制电动机91的转速、辅助泵89的倾转角。

另一方面，若控制器90判断动臂缸77下降，则根据操作阀16的操作量，计算操作者要求的动臂缸77的下降速度，并且关闭比例电磁阀36，将电磁开闭阀54切换成打开位置。由此，动臂缸77的返回油全量向油压电动机88供给。但是，若由油压电动机88应消耗的流量少于为了维持操作者要求的下降速度所需的流量，则无法维持操作者要求的动臂缸77的下降速度。此时，控制器90基于操作阀16的操作量、油压电动机88的倾转角和电动机91的转速等，控制比例电磁阀36的开度，使得油压电动机88消耗的流量以上的流量返回油箱，维持操作者要求的动臂缸77的下降速度。

在向油压电动机88供给压力油时，油压电动机88旋转，其旋转力作用于同轴旋转的电动机91。油压电动机88的旋转力作为辅助力作用于电动机91。因此，能够使电动机91的消耗电力减少与油压电动机88的旋转力相对应的量。另一方面，也能够不对电动机91供给电力，而仅利用油压电动机88的旋转力使辅助泵89旋转，在该情况下，油压电动机88和辅助泵89发挥压力变换功能。

接着，说明同时进行旋转电动机76的旋转动作和动臂缸77的下降动作的情况。一边使旋转电动机76旋转一边使动臂缸77下降时，来自旋转电动机76的压力油和来自动臂缸77的返回油在连接用通路46合流向油压电动机88供给。此时，导入通路47的压力上升，即使高于旋转电动机76旋转压力或制动压力，由于有单向阀48、49，所以不会对旋转电动机76产生影响。此外，若连接用通路46侧的压力低于旋转压力或制动压力，则控制器90基于压力传感器51的压力信号，关闭电磁切换阀50。

因此，在同时进行旋转电动机76的旋转动作和动臂缸77的下降动作时，与旋转压力或制动压力无关，只要基于动臂缸77的必要下降速度而决定油压电动机88的倾转角即可。无论如何都能够利用油压电动机88的输出辅助辅助泵89的输出，并且能够利用第1、2电磁比例调节阀42、43将从辅助泵89排出的工作油按比例分配，向第1、2回路***75、78供给。

在将油压电动机88作为驱动源、将电动机91作为发电机而使用时，辅助泵89的倾转角设定为零，大致成为无负荷情况。只要油压电动机88维持为了使电动机91旋转所需的输出，就能够利用油压电动机88的输出使发电机91发挥作用。此外，能够利用发动机73的输出由发电机1发电，或利用油压电动机88由发电机91发电。

在本***中，设有单向阀44、45，并且设有电磁切换阀50、电磁开闭阀54和电磁阀58、59，因此，例如即使在油压电动机88和辅助泵89***产生故障的情况下，第1、2主泵71、72***和油压电动机88以及辅助泵89***也能在油压上隔开。特别是电磁切换阀50、电磁开闭阀54和电磁阀58、59处于通常状态时，利用弹簧的弹力保持在关闭位置，并且上述比例电磁阀36处于通常状态时保持全开位置，因此，即使电气***产生故障，也能够将第1、2主泵71、72***和油压电动机88以及辅助泵89***在油压上隔开。

本发明不限定于上述的实施方式，在该技术思想的范围内可以进行各种变形和变更，当然这些变形和变更也包含于本发明的技术范围内。

以上的说明援引2009年5月8日为申请日的日本特愿2009-113856的内容。

产业上的可利用性

能利用于动力挖掘机等建筑机械。

Claims (7)

1.一种混合动力建筑机械的控制装置，其中，该控制装置包括：

可变容量型泵；

多个操作阀，其控制被从上述可变容量型泵向各驱动器引导的排出油的流量；

中位流路，其在上述操作阀是中位位置的情况下，向油箱引导上述可变容量型泵的排出油；

先导压产生用节流阀，其设于上述中位流路中的上述操作阀下游侧；

先导流路，其引导在上述先导压产生用节流阀的上游侧产生的压力；

调节器，其控制上述可变容量型泵的倾转角，使上述先导流路的先导压越低上述可变容量型泵的倾转角越大；

操作状况检测器，其检测上述操作阀的操作状况；

再生用的油压电动机，其与上述可变容量型泵并联连接；

电磁阀，其打开或关闭连接上述可变容量型泵和上述油压电动机的流路；

发电机，其与上述油压电动机连接；

先导流路切换电磁阀，其切换上述中位流路和上述先导流路的连通和遮断；

减压阀，其在由上述先导流路切换电磁阀遮断上述中位流路和上述先导流路时，对通过上述先导流路向上述调节器引导的先导压进行减压；

控制器，其基于上述操作状况检测器的检测结果，判断是否所有的上述操作阀都位于中位位置，在判断为所有的上述操作阀都位于中位位置的情况下，将上述电磁阀设定成打开位置，向上述油压电动机供给上述可变容量型泵的排出油，并且将上述先导流路切换电磁阀设定为遮断位置。

2.根据权利要求1所述的混合动力建筑机械的控制装置，其中，

在上述先导流路中并联地设有上述减压阀和上述先导流路切换电磁阀。

3.根据权利要求1所述的混合动力建筑机械的控制装置，其中，

该控制装置还包括：

辅助先导流路，与上述先导流路连接；

先导压源，通过上述辅助先导流路向上述先导流路供给先导压力油，

上述减压阀设于上述辅助先导流路，

上述先导流路切换电磁阀有选择性地使上述中位流路或上述辅助先导流路与上述先导流路连通。

4.根据权利要求1所述的混合动力建筑机械的控制装置，其中，

该控制装置还包括并联流路，该并联流路与上述中位流路并联地连接、该并联流路设有上述减压阀，

上述先导流路切换电磁阀有选择性地使上述中位流路或上述并联流路与上述先导流路连通。

5.根据权利要求1所述的混合动力建筑机械的控制装置，其中，

该控制装置还包括中位流路切换电磁阀，该中位流路切换电磁阀设于上述中位流路中的上述先导压产生用节流阀的上游，能够切换为节流位置和全开位置，

上述控制器在判断为所有的上述操作阀都位于中位位置的情况下，将上述中位流路切换电磁阀设定成节流位置。

6.根据权利要求1所述的混合动力建筑机械的控制装置，其中，

该控制装置还包括：

原动机，驱动上述可变容量型泵；

转速检测器，检测上述原动机的转速，

上述控制器在判断为所有的上述操作阀都位于中位位置的情况下，将电磁阀设定成打开位置，向上述油压电动机供给上述可变容量型泵的排出油，并且在判断为所有的上述操作阀都位于中位位置且由上述转速检测器检测的转速为预先决定的设定转速以下的情况下，将上述先导流路切换电磁阀设定成遮断位置。

7.根据权利要求1所述的混合动力建筑机械的控制装置，其中，

上述操作状况检测器是检测上述先导流路的压力的压力检测器，

在由上述压力检测器检测出的压力为预先决定的设定压力以上的情况下，上述控制器判断为所有的上述操作阀都位于中位位置。

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