CN102388227A - 混合动力施工机械的控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种混合动力施工机械的控制装置。该混合动力施工机械的控制装置包括用于将可变容量式泵的排出压力引导到调节器的排出压力导入通路、及用于将各驱动器的最高负荷压力和液压马达的负荷压力中的任一个引导到调节器的负荷压力导入通路，控制器在根据操作状况检测器的检测结果判定为驱动器处于非工作状态的情况下，将电磁先导控制阀的螺线管励磁，使得可变容量式泵的排出油被引导到液压马达，并控制调节器，使得可变容量式泵的排出压力和液压马达的负荷压力的压力差保持恒定。

Description

混合动力施工机械的控制装置
技术领域
本发明涉及一种将电动马达用作驱动源的混合动力施工机械的控制装置。
背景技术
以往公知的具有负荷传感回路(load sensing circuit)的控制装置如下所述：在对连接于回路***的多个驱动器的最高负荷压力进行选择后，调节器控制主泵的排出流量，使得该选择出来的最高负荷压力与主泵的排出压力间的压力差保持恒定。另外，在各驱动器上连接有操作阀和压力补偿阀，以与驱动器的负荷压力的变化无关地将供给流量保持为恒定的方式进行控制(参照JP2004-197825A)。
在上述以往的装置中，在各驱动器处于非工作状态时，发动机也始终旋转。因此，在驱动器非工作时，尽管发动机几乎没有作功，但也会消耗能量，因此能量损失较大。
发明内容
本发明即是鉴于上述问题点而做成的，其目的在于提供一种能够在驱动器处于非工作状态时、有效地利用原动机而提高能量效率的混合动力施工机械的控制装置。
本发明的混合动力施工机械的控制装置包括：其包括：可变容量式泵，其在原动机的驱动力的作用下旋转；调节器，其用于控制上述可变容量式泵的偏转角；多个操作阀，其用于控制从上述可变容量式泵被引导到各驱动器的工作油的流量；操作状况检测器，其用于检测上述操作阀的操作状况；再生用的液压马达，其利用上述可变容量式泵的排出油来旋转；发电机，其连接于上述液压马达；流量控制阀，其设在将上述可变容量式泵和上述液压马达连接起来的流路中，利用被引导到先导室的先导压力的作用控制开度；电磁先导控制阀，其用于控制作用于上述流量控制阀的先导室的先导压力；排出压力导入通路，其用于将上述可变容量式泵的排出压力引导到上述调节器；负荷压力导入通路，其用于将上述各驱动器的最高负荷压力和上述液压马达的负荷压力中的任一个引导到上述调节器；控制器，其在根据上述操作状况检测器的检测结果判定为上述驱动器处于工作状态的情况下，控制上述调节器，使得上述可变容量式泵的排出压力和上述各驱动器的最高负荷压力的压力差保持恒定，在判定为上述驱动器处于非工作状态的情况下，该控制器将上述电磁先导控制阀的螺线管励磁，使得上述可变容量式泵的排出油被引导到上述液压马达，并且，控制上述调节器，使得上述可变容量式泵的排出压力和上述液压马达的负荷压力的压力差保持恒定
采用本发明，在驱动器处于非工作状态的情况下，能够利用原动机的驱动力在液压马达中进行发电，因此，能够抑制能量损失。
附图说明
图1是本发明的实施方式的混合动力施工机械的控制装置的回路图。
图2是表示由控制器执行的控制过程的流程图。
图3是表示由控制器执行的控制过程的流程图。
图4是表示压力差与辅助流量的关系的控制映射。
图5是表示压力差与辅助流量的关系的控制映射。
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的实施方式的混合动力施工机械的控制装置。在以下实施方式中，说明混合动力施工机械为挖掘机的情况。
如图1所示，在挖掘机中设有利用作为原动机的发动机73的驱动力来旋转的可变容量型的主泵71。在发动机73处设有利用发动机73的剩余输出发挥发电功能的发电器(generator)6。在发动机73处设有作为用于检测发动机73的转速的转速检测器的转速传感器74。在主泵71上连接有用于引导被排出的工作油的主流路75。
挖掘机包括负荷传感回路40。在负荷传感回路40中设有用于控制行驶用电动马达的操作阀41、42、用于控制动臂缸80的操作阀43、用于控制臂缸的操作阀44、用于控制斗缸的操作阀45、及用于控制回转马达81的操作阀46。各操作阀41～46控制从主泵71被引导到各驱动器的排出油的流量，进而控制各驱动器的动作。各操作阀41～46通过自主流路75分支的并行流路76并联连接。在各操作阀41～46上连接有压力补偿阀51～56，该压力补偿阀51～56进行控制，从而无论各驱动器的负荷压力是否变化，都能够对各驱动器供给恒定的流量。
在主泵71上设有用于控制其偏转角的调节器1。在主流路75上连接有用于将主泵71的排出压力引导到调节器1的排出压力导入通路2。在道路传感回路40中设有高压选择阀61～65。利用该高压选择阀61～65选择与各操作阀41～46连接的各驱动器的负荷压力中的最高负荷压力，该最高负荷压力被引导到第1导压通路3a。第1导压通路3a借助高压选择阀66与用于引导后述的再生用液压马达88的负荷压力的第2导压通路3b相连接。利用高压选择阀66对由高压选择阀61～65选择出来的各驱动器的最高负荷压力和再生用液压马达88的负荷压力中的较高的压力进行选择，该被选择出来的压力经由负荷压力导入通路3被引导到调节器1。这样，经由负荷压力导入通路3被引导到调节器1的压力成为各驱动器的最高负荷压力及液压马达88的负荷压力中的任一个。
排出压力导入通路2的压力经由第1先导流路4被作为压力检测器的压力传感器77所检测，该检测结果被输出到控制器90。另外，负荷压力导入通路3的压力通过第2先导流路5被作为压力检测器的压力传感器78予以检测，该检测结果被输出到控制器90。控制器90运算由压力传感器77检测出的压力和由压力传感器78检测出的压力之间的压力差，并控制调节器1，使该压力差保持恒定。即，调节器1控制主泵71的偏转角，使得经由排出压力导入通路2引导的主泵71的排出压力和经由负荷压力导入通路3引导的驱动器的最高负荷压力之间的压力差、或经由排出压力导入通路2引导的主泵71的排出压力和液压马达88的负荷压力之间的压力差保持恒定。
再生用液压马达88与发电机91协同地旋转。液压马达88是可变容量式马达，其偏转角利用连接于控制器90的调节器7来控制。由发电机91发出的电力经由变换器92被充到电池13中。电池13连接于控制器90，控制器90能够把握电池13的充电量。液压马达88和发电机91既可以直接连接，也可以借助减速机相连接。
设于发动机73的发电器6连接于电池充电器33，发电器6所发出的电力通过电池充电器33被充到电池13中。电池充电器33也连接于家庭用电源等其他***的电源34。
主泵71通过自主流路75分支的合流流路9和连接用流路8连接于液压马达88。在合流流路9中设有用于控制从主泵71供给到液压马达88的工作油的供给流量的流量控制阀82。
流量控制阀82是能够切换到阻断位置和连通位置的先导操作阀，在流量控制阀82的一侧设有弹簧10，在另一侧设有用于引导先导压力的先导室11。流量控制阀82在通常状态下利用弹簧10的施力保持在正常位置的阻断位置(图1所示的位置)，阻断主泵71和液压马达88的连通。另一方面，在对先导室11施加了先导压力的情况下，流量控制阀82切换到连通位置，将主泵71和液压马达88连通。流量控制阀82的开度利用被引导到先导室11的先导压力的作用来控制。
控制对流量控制阀82的先导室11施加的先导压力的是电磁先导控制阀83。电磁先导控制阀83是能够切换到阻断位置和连通位置的电磁阀，在电磁先导控制阀83的一侧设有弹簧，在另一侧设有连接于控制器90的螺线管。在螺线管为非励磁的状态下，电磁先导控制阀83利用弹簧的施力保持在正常位置的阻断位置(图1所示的位置)，流量控制阀82的先导室11连通于工作流体箱85。另一方面，在螺线管为励磁的状态下，电磁先导控制阀83切换到连通位置，将从先导泵84排出的先导油引导到先导室11中。与对螺线管施加的电流相应地控制电磁先导控制阀83的开度，结果，能够控制对流量控制阀82的先导室11施加的先导压力。因而，通过由控制器90控制对电磁先导控制阀83的螺线管施加的电流，能够控制流量控制阀82的开度。
在合流流路9中的流量控制阀82的下游设有仅容许从主泵71向液压马达88的流动的单向阀12。在单向阀12与流量控制阀82之间产生的压力、即液压马达88的负荷压力经由第2导压通路3b被引导到高压选择阀66。在负荷传感回路40的各驱动器不工作、而仅由液压马达88驱动的状态下，由高压选择阀66选择液压马达88的负荷压力，调节器1控制主泵71的偏转角，使得主泵71的排出压力和液压马达88的负荷压力间的压力差恒定。
在各操作阀41～46中设有作为操作状况检测器的传感器86，该传感器86用于电检测操作阀41～46的中立位置而检测操作阀41～46的操作状况。传感器86的检测信号被输出到控制器90。控制器90根据来自传感器86的检测信号判定操作阀41～46是否处于中立位置、即各驱动器是处于工作状态还是处于非工作状态。操作状况检测器并不限定于电检测操作阀41～46的中立位置的传感器86，也可以液压检测操作阀41～46的中立位置。
接着，参照图2说明利用液压马达88而由发电机91进行发电的情况下的控制过程。以下的控制过程由控制器90执行。在控制器90中容纳有控制整个控制装置的处理动作的CPU、ROM及RAM等，ROM中存储有CPU的处理动作所需的程序、数据等，RAM临时存储自ROM读取的数据和由各计量仪器读取的数据等。
在步骤1中，利用传感器86检测连接于操作阀41～46的驱动器的工作状态。具体地讲，读取由设置于操作阀41～46的传感器86检测出的检测信号。
在步骤2中，根据传感器86的检测信号判定操作阀41～46是否全部处于中立位置。在步骤2中判定为操作阀41～46中的任一个处于中立位置以外的切换位置的情况下，判断为连接于该处于切换位置的操作阀的驱动器在作业过程中，进入步骤3，继续进行通常的负荷传感控制，返回到步骤1。
在步骤2中判定为操作阀41～46全部处于中立位置的情况下，判断为各驱动器处于非作业状态，进入步骤4。
为了使液压马达88旋转而将电池13充电，需要由操作人员发出发电请求。来自操作人员的发电请求是通过操作人员操作发电请求用的开关来进行的，通过操作开关，向控制器90中输入待机再生指令信号。因此，在步骤4中判定是否输入了待机再生指令信号。
若在步骤4中判定为未输入待机再生指令信号，则进入步骤6。在步骤6中，将电磁先导控制阀83的螺线管维持为非励磁，将电磁先导控制阀83维持在图1所示的正常位置。若电磁先导控制阀83维持在正常位置的阻断位置，则流量控制阀82的先导室11连通于工作流体箱85，因此，流量控制阀82也保持在图1所示的正常位置的阻断位置，主泵71和液压马达88的连通被阻断。因而，若没有来自操作人员的发电请求，则液压马达88不旋转，发电机91也不驱动。
若在步骤4中判定为输入了待机再生指令信号，则进入步骤5。在步骤5中判定电池13是否接近充满电。若在步骤5中判定为电池的充电量接近充满电，则再次进入步骤6，主泵71和液压马达88的连通被阻断，发电机91不驱动。
在步骤5中判定为电池13的充电量未接近充满电、即充电量不足，则进入步骤7。在步骤7中判定电池13的充电量的多少。具体地讲，判定电池13的充电量是否为预先决定的基准充电量以上。基准充电量预先储存在控制器90的ROM中。
若在步骤7中判定为电池13的充电量在基准充电量以上，则进入步骤8。在步骤8中，根据电池13的现实充电量运算必要充电量，与该必要充电量相应地决定主泵71的泵排出流量。另一方面，若在步骤7中判定为电池13的充电量小于基准充电量，则进入步骤9。在步骤9中，也与步骤8同样地根据电池13的现实充电量运算必要充电量，与该必要充电量相应地决定主泵71的泵排出流量。在此，在步骤8中决定的泵排出流量相对地小于在步骤9中决定的泵排出流量。
在步骤8和9中决定了泵排出流量之后，进入步骤10。在步骤10中，为了确保与在步骤8和9中决定的泵排出流量相称的流量，控制对电磁先导控制阀83的螺线管施加的励磁电流。由此，由电磁先导控制阀83控制的先导压力作用于流量控制阀82的先导室11，流量控制阀82开阀，设定为与在步骤8和9中决定的泵排出流量相应的开度。通过设定流量控制阀82的开度，从主泵71排出的工作油被引导到液压马达88，并且，对调节器1施加主泵71的排出压力和由高压选择阀66选择的液压马达88的负荷压力。然后，调节器1为了确保对应于由流量控制阀82设定的开度的流量而控制主泵71的偏转角，从而使主泵71的排出压力和液压马达88的负荷压力间的压力差保持恒定。
通过像以上那样地控制对电磁先导控制阀83的螺线管施加的励磁电流，能够控制主泵71的排出流量。然后，与该排出流量相应地使液压马达88旋转，由发电机91进行发电。由发电机91发出的电力通过变换器92被充到电池13中。这样，利用主泵71所排出的待机流量进行再生(步骤11)。
这样，在负荷传感回路40的驱动器为非工作状态的情况下，能够利用发动机73的驱动力使主泵71积极地旋转发电，因此，能够抑制能量损失。
接着，参照图1说明用于辅助主泵71的输出的可变容量式的辅助泵89。辅助泵89与液压马达88以同轴旋转的方式与之连接。辅助泵89为可变容量式泵，其偏转角利用连接于控制器90的调节器14来控制。辅助泵89将起到电动马达的功能的发电机91作为驱动源来旋转，发挥泵功能。发电机91的转速是通过变换器92而由控制器90来控制的。在液压马达88发挥发电功能时，辅助泵89抑制作用于液压马达88的负荷，因此，其偏转角被设定为最小。
从辅助泵89排出的工作油自辅助流路87合流于合流流路9并被引导到作为主泵71的排出侧的主流路75。在辅助流路87中设有仅容许工作油从辅助泵89向主流路75流动的单向阀15。
在回转马达81用的操作阀46的驱动器接口连接有通路16、17。在通路16、17上分别连接有闸阀(brake valve)18、19。在将操作阀46保持在中立位置时，驱动器接口关闭，回转马达81维持停止状态。
在将操作阀46从回转马达81的停止状态向任一个方向切换时，一例通路16连接于主泵71，另一侧通路17连通于工作流体箱93。由此，自通路16供给工作油而使回转马达81旋转，并且，来自回转马达81的返回油经由通路17返回到工作流体箱93。在将操作阀46向与上述一个方向相反的方向切换时，通路17连接于主泵71，通路16连通于工作流体箱93，回转马达81反转。
在回转马达81旋转过程中，通路16或17达到设定压力以上时，闸阀18或闸阀19开阀而发挥溢流阀的功能，将通路16、17中的高压侧的通路压力保持在设定压力。另外，在回转马达81的旋转过程中，若使操作阀46返回到中立位置，则操作阀46的驱动器接口关闭。即使操作阀46的驱动器接口这样地关闭，回转马达81也利用惯性能量继续旋转，因此，回转马达81起到泵作用。此时，由通路16、17、回转马达81及闸阀18、19构成封闭回路，并且，利用闸阀18、19将惯性能量变换为热能。
在将操作阀43从中立位置向一个方向切换时，从主泵71排出的工作油经由通路20被供给到动臂缸80的活塞侧室21，并且，来自连杆侧室22的返回油经由通路23返回到工作流体箱93，动臂缸80伸长。在将操作阀43向与上述一个方向相反的方向切换时，从主泵71排出的工作油经由通路23被供给到动臂缸80的连杆侧室22，并且，来自活塞侧室21的返回油经由通路20返回到工作流体箱93，动臂缸80收缩。在对动臂缸80的活塞侧室21和操作阀43进行连接的通路20中设有利用控制器90控制开度的比例电磁阀24。比例电磁阀24在正常状态下保持全开位置。
连接于液压马达88的连接用流路8经由导入流路25和单向阀26、27连接于通路16、17。在导入流路25中设有利用控制器90控制开闭的电磁换向阀28。在电磁换向阀28与单向阀26、27之间设有用于检测回转马达81回转时的压力或者制动时的压力的压力传感器29，压力传感器29的压力信号被输出到控制器90。
在导入流路25中在电磁换向阀28的下游设有用于在导入流路25的压力达到规定压力的情况下向连接用流路8引导工作油的安全阀30。安全阀30用于在例如电磁换向阀28等导入流路25***中发生故障时，维持通路16、17的压力而防止回转马达81所谓的失控。
在动臂缸80与比例电磁阀24之间设有连通于连接用流路8的导入流路31。在导入流路31中设有利用控制器90控制开闭的电磁开闭阀32。电磁开闭阀32在正常状态下保持关闭位置。
如上所述，液压马达88通过导入流路25和连接用流路8连通于回转马达81，并且，通过导入流路31和连接用流路8连通于动臂缸80，因此，液压马达88能够利用从两个驱动器供给的工作油旋转。
接着，参照图3说明辅助泵89的控制过程。以下的控制过程由控制器90执行。
在控制器90中预先存储有主泵71的最大容量、例如额定容量、由主泵71的偏转角运算排出流量的程序、及辅助泵89的最大辅助流量Qmax。控制器90在最大辅助流量Qmax的范围内控制辅助泵89的辅助流量Q。辅助泵89的辅助流量Q根据辅助泵89的偏转角、发电机91的转速等来决定。控制器90判断哪种控制最有效率，控制辅助泵89的偏转角、起到电动马达的功能的发电机91的转速。
以下所示的控制过程是在驱动器处于作业过程中的情况、即进行通常的负荷传感控制的情况下的控制，说明图2所示的步骤3中的控制。
在步骤21中，由偏转角运算主泵71的排出流量并读取该排出流量。
在步骤22中，判定在步骤21中读取的排出流量是否大于预先决定的主泵71的最大容量。
在步骤22中，若判定为主泵71的排出流量不大于最大容量、即判定为主泵71的排出流量为最大容量以下，则进入到步骤23。在步骤23中，判断为主泵71有排出道路传感回路40要求流量的剩余输出，将辅助泵89的辅助流量Q设定为零。为了将辅助泵89的辅助流量Q设定为零，既可以一边使发电机91旋转、一边控制调节器14而使辅助泵89的偏转角为零，也可以控制变换器92而使起到电动马达的功能的发电机91停止旋转。
在使发电机91停止旋转的情况下，存在能够节约消耗电力这样的效果。另外，在使发电机91继续旋转的情况下，辅助泵89和液压马达88也继续旋转，因此，存在能够减少辅助泵89和液压马达88起动时的冲击这样的效果。与施工机械的用途、使用状况相应地决定使发电机91停止或者继续旋转即可。
在步骤22中，若判定为主泵71的排出流量大于最大容量，则进入步骤24。在步骤24中，判定为道路传感回路40的要求流量大于主泵71的能力，控制辅助泵89的辅助流量Q。辅助流量Q的控制是根据存储在控制器90的ROM中的图4所示的控制映射来进行的。在图4的控制映射中，横轴是主泵71的排出压力PP与各驱动器的最高负荷压力PL间的压力差ΔP，纵轴是辅助泵89的辅助流量Q。主泵71的排出压力PP与各驱动器的最高负荷压力PL间的压力差ΔP是根据从压力传感器77、78输入的压力信号来运算的。在进行通常的负荷传感控制的状态下，液压马达88不旋转，因此，各驱动器的最高负荷压力高于液压马达88的负荷压力，在高压选择阀66中选择各驱动器的最高负荷压力。因此，由压力传感器78检测的压力成为各驱动器的最高负荷压力。
如图4所示，在压力差ΔP大于预先决定的压力差ΔP1的情况下，判定为在主泵71中存在一定程度的剩余输出，辅助泵89的辅助流量Q被设定为零。然后，随着压力差ΔP变小，对于道路传感回路40的要求流量而言，主泵71的剩余输出变小，因此增大了辅助流量Q。
在图4的控制映射中，在压力差ΔP较小的一定范围内(＜ΔP2)将最大辅助流量Qmax设定为恒定值。其原因在于，在压力差ΔP较小的恒定范围内，需要确保尽量多的辅助流量Q。取而代之，也可以做成这样的控制映射，即，在压力差ΔP为零时为最大辅助流量Qmax，从此开始随着压力差ΔP变大，使辅助流量Q直线性地接近于Qmin。
在步骤25和步骤26中，设定功率控制值，使得作为电动马达的发电机91的输出不大于规定范围，并设定扭矩控制值，使得发电机91的扭矩不大于规定扭矩。然后，在步骤27中，根据辅助流量Q、功率控制值及扭矩控制值来控制辅助泵89的偏转角、发电机91的转速。
如上所述，在主泵71的排出流量达到最大容量时，控制器90判断为主泵71不存在剩余输出，开始由辅助泵89进行辅助。然后，根据主泵71的排出压力PP与各驱动器的最高负荷压力PL间的压力差ΔP，控制发电机91的转速和对辅助泵89的偏转角进行控制的调节器14中的至少一个，从而控制辅助泵89的辅助流量Q。这样，由于辅助流量Q使根据主泵71的排出压力PP与各驱动器的最高负荷压力PL间的压力差ΔP来控制的，因此，能够防止辅助泵89的辅助流量Q增大为所需值以上，能够实现节能。
以上，说明了仅根据主泵71的排出压力PP与各驱动器的最高负荷压力PL间的压力差ΔP来控制辅助泵89的辅助流量Q的情况。取而代之，像图5所示的控制映射那样，也可以与由转速传感器74检测出的发动机转速相应地，根据发动机高旋转模式和发动机低旋转模式这两种模式来控制辅助流量Q。在这种情况下，在发动机转速为预先决定的基准转速以上的发动机高旋转模式时，控制为辅助流量Q相对增多，在发动机转速小于基准转速的发动机低旋转模式时，控制为辅助流量Q相对减少。这样，也可以根据压力差ΔP和发动机转速来控制辅助流量Q。
这样，也根据发动机转速来控制辅助流量Q的做法依据以下理由。例如，在挖掘机等的情况下，发动机73的转速由操作人员设定。在操作人员将发动机转速设定为高转速的情况下，要求主泵71的排出流量较多。在这种情况下，控制器90选择发动机高旋转模式，相对地增多辅助泵89的辅助流量Q。
另一方面，在操作人员将发动机转速设定为低转速的情况下，寻求使挖掘机等轻微运动的精巧控制的情况较多。在这样地进行精巧的控制时，若增多辅助流量Q，则仅是略微操作操作阀时，会导致会向驱动器中流入很多的流量。因此，实际上很难进行精巧的控制。鉴于这样的理由，如图5所示，控制器90与发动机转速相应地选择发动机高旋转模式或者发动机低旋转模式来控制辅助流量Q。在选择发动机低旋转模式的情况下，能够精巧地控制挖掘机等。
接着，参照图1说明利用来自回转马达81或动臂缸80的工作油使液压马达88旋转的情况。当操作阀46在回转马达81回转的最中段切换到中立位置时，在通路16、17之间构成封闭回路，闸阀18或闸阀19维持封闭回路的制动压力，将惯性能量变换为热能。
压力传感器29检测回转马达81的回转压力或者制动压力，将该压力信号输出到控制器90。控制器90在不影响回转马达81的回转或制动动作的范围内检测出比闸阀18、19的设定压力稍低的压力的情况下，将电磁换向阀28从关闭位置切换到打开位置。若电磁换向阀28切换到打开位置，则来自回转马达81的工作油经由导入流路25和连接用流路8被供给到液压马达88。
此时，控制器90根据压力传感器29的压力信号控制液压马达88的偏转角。下面，说明该控制。若通路16、17的压力不保持在回转马达81的回转动作或者制动动作所需的压力，则无法使回转马达81旋转、或者施加制动。因此，为了将通路16、17的压力保持在回转压力或者制动压力，控制器90一边控制液压马达88的偏转角、一边控制回转马达81的负荷。即，控制器90控制液压马达88的偏转角，使得由压力传感器29检测出的压力与回转马达81的回转压力或者制动压力大致相等。
只要工作油经由导入流路25和连接用流路8被供给到液压马达88，使液压马达88得到旋转力，该旋转力就会作用于作为同轴旋转的电动马达的发电机91。液压马达88的旋转力对发电机91起到辅助力的作用。因而，能够与液压马达88的旋转力的量相应地减少发电机91的消耗电力。另外，也能够利用液压马达88的旋转力来辅助辅助泵89的旋转力，在这种情况下，液压马达88与辅助泵89相互作用地发挥压力变换功能。
流入到连接用流路8的工作油的压力大多低于主泵71的泵排出压力。为了利用该较低的压力使辅助泵89维持较高的排出压力，利用液压马达88和辅助泵89发挥增压功能。即，液压马达88的输出是由每旋转一周的排量Q1和此时的压力P1之积来决定的。另外，辅助泵89的输出是由每旋转一周的排量Q2和此时的压力P2之积来决定的。由于液压马达88和辅助泵89同轴地旋转，因此，Q1×P1＝Q2×P2成立。因此，例如若使液压马达88的上述排量Q1为辅助泵89的排量Q2的3倍、即Q1＝3Q2，则上述等式成为3Q2×P1＝Q2×P2。由该式用Q2除两边，则3P1＝P2成立。若改变辅助泵89的偏转角来控制排量Q2，则能够利用液压马达88的输出使辅助泵89维持规定的排出压力。换言之，能够增大来自回转马达81的液压而从辅助泵89排出。
但是，液压马达88的偏转角是如上所述地被以使通路16、17的压力维持在回转压力或者制动压力的方式控制的。因而，在利用来自回转马达81的液压的情况下，液压马达88的偏转角必然是被决定的。这样，为了在液压马达88的偏转角决定的过程中发挥压力变换功能，控制辅助泵89的偏转角。另外，在连接用流路8***的压力出于某种原因低于回转压力或者制动压力时，控制器90根据压力传感器29的压力信号关闭电磁换向阀28，从而不会影响回转马达81。另外，在连接用流路8中发生压力油泄漏时，安全阀30发挥功能而使通路16、17的压力不会超出需要地降低，从而防止回转马达81失控。
接着，说明控制动臂缸80的情况。在为了使动臂缸80工作而切换操作阀43时，利用设置于操作阀43的传感器(未图示)检测操作阀43的操作方向和操作量，该操作信号被输出到控制器90。
控制器90与上述传感器的操作信号相应地判定操作人员是欲使动臂缸80上升还是欲使动臂缸80上下降。控制器90若判定欲使动臂缸80上升，则使比例电磁阀24保持在正常状态、即全开位置。
另一方面，控制器90若判定欲使动臂缸80下降，则与操作阀43的操作量相应地运算操作人员所希望的动臂缸80的下降速度，并且，关闭比例电磁阀24而将电磁开闭阀32切换到打开位置。由此，动臂缸80的返回油的全部的量被供给到液压马达88中。但是，若在液压马达88中消耗的流量少于维持操作人员所希望的下降速度所需的流量，则动臂缸80无法维持操作人员所希望的下降速度。此时，控制器90根据操作阀43的操作量、液压马达88的偏转角及发电机91的转速等控制比例电磁阀24的开度，使液压马达88所消耗的流量以上的流量返回到工作流体箱93，从而维持操作人员所希望的动臂缸80的下降速度。
在向液压马达88供给压力油时，液压马达88旋转，该旋转力作用于同轴旋转的发电机91。液压马达88的旋转力对发电机91起到辅助力的作用。因而，能够与液压马达88的旋转力的量相应地减少发电机91的消耗电力。另一方面，也能够不向发电机91供给电力，而仅利用液压马达88的旋转力使辅助泵89旋转，在这种情况下，液压马达88和辅助泵发挥压力变换功能。
接着，说明同时进行回转马达81的回转工作和动臂缸80的下降动作的情况。一边使回转马达81旋转、一边使动臂缸80下降时，来自回转马达81的压力油和来自动臂缸80的返回油在连接用流路8中合流被供给到液压马达88。此时，随着连接用流路8的压力上升，导入流路25的压力上升。而且，即使导入流路25的压力高于回转马达81的回转压力或者制动压力，由于存在单向阀26、27，因此，也不会影响回转马达81。另外，若导入流路25的压力低于回转压力或者制动压力，则控制器90根据压力传感器29的压力信号关闭电磁换向阀28。
因而，在同时进行回转马达81的回转工作和动臂缸80的下降动作时，不管回转马达81的回转压力或者制动压力怎样，只要以动臂缸80的必要下降速度为基准来决定液压马达88的偏转角即可。
由于在辅助流路87中设有单向阀15，因此，例如在辅助泵89和液压马达88的***发生故障的情况下，能够将主泵71的***与辅助泵89和液压马达88的***分开。另外，电磁换向阀28和电磁开闭阀32在正常状态下利用弹簧的弹簧力保持在图1所示的关闭位置，并且，比例电磁阀24在正常状态下也保持全开位置，因此，即使电***发生故障，也能够将主泵71的***与辅助泵89和液压马达88的***分开。
应明确本发明并不限定于上述实施方式，能够在其技术思想的范围内进行各种变形、变更，它们也包含在本发明的技术范围内。
对于以上说明，通过将2009年7月10日作为申请日的日本特愿2009-164280的内容引用于此而将其编入。
工业实用性
本发明能够用于挖掘机等施工机械的控制装置。

Claims (6)

1.一种混合动力施工机械的控制装置，其中，
其包括：
可变容量式泵，其在原动机的驱动力的作用下旋转；
调节器，其用于控制上述可变容量式泵的偏转角；
多个操作阀，其用于控制从上述可变容量式泵被引导到各驱动器的工作油的流量；
操作状况检测器，其用于检测上述操作阀的操作状况；
再生用的液压马达，其利用上述可变容量式泵的排出油来旋转；
发电机，其连接于上述液压马达；
流量控制阀，其设在将上述可变容量式泵和上述液压马达连接起来的流路中，利用被引导到先导室的先导压力的作用控制开度；
电磁先导控制阀，其用于控制作用于上述流量控制阀的先导室的先导压力；
排出压力导入通路，其用于将上述可变容量式泵的排出压力引导到上述调节器；
负荷压力导入通路，其用于将上述各驱动器的最高负荷压力和上述液压马达的负荷压力中的任一个引导到上述调节器；
控制器，其在根据上述操作状况检测器的检测结果判定为上述驱动器处于工作状态的情况下，控制上述调节器，使得上述可变容量式泵的排出压力和上述各驱动器的最高负荷压力间的压力差保持恒定，在判定为上述驱动器处于非工作状态的情况下，该控制器将上述电磁先导控制阀的螺线管励磁，使得上述可变容量式泵的排出油被引导到上述液压马达，并且，控制上述调节器，使得上述可变容量式泵的排出压力和上述液压马达的负荷压力间的压力差保持恒定。
2.根据权利要求1所述的混合动力施工机械的控制装置，其中，
还包括电池，该电池将充有伴随上述液压马达的旋转而发电的电力；
上述控制器在判定为上述驱动器处于非工作状态的情况下，与上述电池的充电量相应地控制对上述电磁先导控制阀的螺线管施加的电流。
3.根据权利要求2所述的混合动力施工机械的控制装置，其中，
上述控制器在判定为上述驱动器处于非工作状态的情况下，根据上述电池的充电量运算出所需充电量，与上述运算出的所需充电量相应地决定上述可变容量式泵的排出流量，控制对上述电磁先导控制阀的螺线管施加的电流，使得上述可变容量式泵的排出流量成为上述决定的排出流量。
4.根据权利要求1所述的混合动力施工机械的控制装置，其中，
还包括与上述液压马达连接并同轴旋转的、用于向上述可变容量式泵的排出侧供给排出油的辅助泵；
上述控制器在判定为上述驱动器处于工作状态的情况下，由上述可变容量式泵的偏转角运算该上述可变容量式泵的排出流量，在判定为上述运算出的可变容量式泵的排出流量达到预定的最大排出流量的情况下，根据上述可变容量式泵的排出压力和上述各驱动器的最高负荷压力间的压力差控制上述辅助泵的排出流量。
5.根据权利要求4所述的混合动力施工机械的控制装置，其中，
还包括用于检测上述原动机的转速的转速检测器；
上述控制器在判定为上述驱动器处于工作状态的情况下，由上述可变容量式泵的偏转角运算该可变容量式泵的排出流量，在判定为上述运算出的可变容量式泵的排出流量达到预定的最大排出流量的情况下，根据上述可变容量式泵的排出压力和上述各驱动器的最高负荷压力间的压力差以及由上述转速检测器检测出的转速控制上述辅助泵的排出流量。
6.根据权利要求4所述的混合动力施工机械的控制装置，其中，
上述控制器通过控制上述发电机的转速和用于控制上述辅助泵的偏转角的调节器中的至少一个来控制上述辅助泵的排出流量。
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