CN104685225A - 混合动力建筑机械的控制*** - Google Patents
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Abstract
包括:压力检测器,其用于检测旋转马达的旋转压力或者制动压力;旋转再生用切换阀,其在压力检测器的检测压力达到旋转再生开始压力的情况下开阀,并自旋转回路向再生马达引导工作流体而进行旋转再生;动作状态检测器,其用于检测流体压缸的动作状态;以及缸再生用切换阀,其根据动作状态检测器的检测结果而开阀,并自流体压缸向再生马达引导工作流体而进行缸再生;在仅进行旋转再生的情况下,来自旋转回路的工作流体在不被减压的情况下向再生马达引导,在同时进行旋转再生与缸再生的情况下,来自旋转回路的工作流体被减压后与来自流体压缸的工作流体合流,并被向再生马达引导。
Description
技术领域
本发明涉及一种混合动力建筑机械的控制***,该混合动力建筑机械的控制***具备利用自致动器导入的工作流体进行能量再生的再生装置。
背景技术
作为以往的混合动力建筑机械,已知有利用自旋转马达导入的工作油使油压马达旋转而进行能量再生的混合动力建筑机械。
在日本JP2009-281525A中公开了如下技术:在用于对旋转马达的旋转时的旋转压力或制动时的制动压力进行检测的压力传感器的压力信号达到预先设定的压力时,将电磁切换阀切换到打开位置而进行旋转再生,并且通过控制与安全阀并列设置的比例电磁节流阀的开度而减少安全阀带来的通路阻力。
在上述以往技术中,控制比例电磁节流阀的开度以保持旋转马达的旋转压力,因此再生控制较复杂。另外,存在电磁切换阀以如下的方式重复开闭的隐患:在比例电磁节流阀的开度变大的情况下,旋转马达的旋转压力降低,电磁切换阀切换到闭合位置,从而旋转再生停止,之后,若旋转马达处于旋转中,则旋转压力再次上升,电磁切换阀切换到打开位置,从而旋转再生再次开始。当发生了这种情况时,存在电磁切换阀的开闭引起压力变动从而导致产生振动的隐患。
为了避免这样的情况,可考虑以将比例电磁节流阀的开度抑制为较小的方式进行控制,但在该情况下,导致再生量变小而效率降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够以简单的再生控制进行高效再生的混合动力建筑机械的控制***。
根据本发明的某实施方式,提供一种混合动力建筑机械的控制***,其中,该混合动力建筑机械的控制***包括:流体压泵,其为旋转马达以及流体压缸的驱动源;再生用的再生马达,其利用自用于驱动上述旋转马达的旋转回路导入的工作流体以及自上述流体压缸导入的工作流体旋转;旋转电机,其连结于上述再生马达;压力检测器,其用于检测上述旋转马达进行旋转动作时的旋转压力或者进行制动动作时的制动压力;旋转再生用切换阀,其在上述压力检测器的检测压力达到预先设定的旋转再生开始压力的情况下开阀,并自上述旋转回路向上述再生马达引导工作流体而进行旋转再生;动作状态检测器,其用于检测上述流体压缸的动作状态;以及缸再生用切换阀,其与上述旋转再生用切换阀并列设置,并根据上述动作状态检测器的检测结果而开阀,并自上述流体压缸向上述再生马达引导工作流体而进行缸再生;在仅进行上述旋转再生的情况下,来自上述旋转回路的工作流体在不被减压的情况下导入上述再生马达,在同时进行上述旋转再生与上述缸再生的情况下,来自上述旋转回路的工作流体被减压后与来自上述流体压缸的工作流体合流,并被向上述再生马达引导。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式的混合动力建筑机械的控制***的回路图。
图2是表示本发明的第2实施方式的混合动力建筑机械的控制***的回路图。
图3是表示本发明的第3实施方式的混合动力建筑机械的控制***的回路图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式的混合动力建筑机械的控制***进行说明。在以下的实施方式中,对混合动力建筑机械为液压挖掘机的情况进行说明。
<第1实施方式>
参照图1对本发明的第1实施方式的混合动力建筑机械的控制***100进行说明。
液压挖掘机包括由发动机73驱动的、作为流体压泵的第1、第2主泵71、72。第1、第2主泵71、72是能够调整偏转角的可变容量型泵,并以同轴旋转。
自第1主泵71排出的工作油(工作流体)自上游侧依次供给到用于控制旋转马达76的操作阀1、用于控制斗杆缸(未图示)的斗杆一档用的操作阀2、用于控制动臂缸77的动臂二档用的操作阀3、用于控制预备用附件(未图示)的操作阀4、以及用于控制左行驶用的第1行驶用马达(未图示)的操作阀5。各操作阀1~5控制自第1主泵71导入各致动器的工作油的流量,从而控制各致动器的动作。通过伴随着液压挖掘机的操作人员手动操作操作杆而供给的先导压力来操作各操作阀1~5。
各操作阀1~5通过彼此并列的中立流路6与并行流路7而连接于第1主泵71。在中立流路6中的操作阀5的下游侧设有用于产生先导压力的先导压力产生机构8。若通过先导压力产生机构8的流量较多,则先导压力产生机构8在上游侧产生较高的先导压力,若通过先导压力产生机构8的流量较少,则先导压力产生机构8在上游侧产生较低的先导压力。
在所有操作阀1~5位于中立位置或者中立位置附近时,中立流路6将自第1主泵71排出的工作油的全部或者一部分导入油箱。此时,由于通过先导压力产生机构8的流量较多,因此产生较高的先导压力。
另一方面,若将操作阀1~5切换到全冲程,则中立流路6被关闭而不存在工作油的流通。在该情况下,基本不存在通过先导压力产生机构8的流量,先导压力保持为零。但是,根据操作阀1~5的操作量的不同,自第1主泵71排出的工作油的一部分导入致动器,剩余的工作油自中立流路6导入到油箱,因此先导压力产生机构8产生与中立流路6的工作油的流量相对应的先导压力。换句话说,先导压力产生机构8产生与操作阀1~5的操作量相对应的先导压力。
在先导压力产生机构8连接有先导流路9,向先导流路9导入由先导压力产生机构8产生的先导压力。先导流路9连接于用于控制第1主泵71的偏转角的调节器10。调节器10与先导流路9的先导压力成反比例地控制第1主泵71的偏转角,从而控制第1主泵71的单位旋转的排量。因而,只要操作阀1~5被切换为全冲程而不存在中立流路6的流动,先导流路9的先导压力为零,则第1主泵71的偏转角最大,单位旋转的排量最大。
在先导流路9设有用于检测先导流路9的压力的第1压力传感器11。
自第2主泵72排出的工作油自上游侧依次供给到用于控制右行驶用的第2行驶用马达(未图示)的操作阀12、用于控制铲斗缸(未图示)的操作阀13、用于控制动臂缸77的动臂一档用的操作阀14、以及用于控制斗杆缸(未图示)的斗杆二档用的操作阀15。各操作阀12~15控制自第2主泵72导入各致动器的工作油的流量,从而控制各致动器的动作。通过伴随着液压挖掘机的操作人员手动操作操作杆而供给的先导压力来操作各操作阀12~15。
各操作阀12~15通过中立流路16连接于第2主泵72。另外,操作阀13以及操作阀14通过与中立流路16并列的并行通路17而连接于第2主泵72。在中立流路16中的操作阀15的下游侧设有用于产生先导压力的先导压力产生机构18。先导压力产生机构18具有与第1主泵71侧的先导压力产生机构8相同的功能。
在先导压力产生机构18连接有先导流路19,向先导流路19引导由先导压力产生机构18产生的先导压力。先导流路19连接于用于控制第2主泵72的偏转角的调节器20。调节器20与先导流路19的先导压力成反比例地控制第2主泵72的偏转角,从而控制第2主泵72的单位旋转的排量。因而,只要操作阀12~15切换到全冲程而不存在中立流路16的流动,先导流路19的先导压力为零,则第2主泵72的偏转角最大,单位旋转的排量最大。
在先导流路19设有用于检测先导流路19的压力的第2压力传感器21。
在发动机73设有利用发动机73的余力而发电的发电机22。利用发电机22发电的电力经由电池充电器23充入电池24。即使在连接于普通的家庭用的电源25的情况下,电池充电器23也能够将电力充入电池24。
接下来,对旋转马达76进行说明。
旋转马达76设于用于驱动旋转马达76的旋转回路75。旋转回路75包括:一对供排通路26、27,其将第1主泵71与旋转马达76相连接,并安装有操作阀1;以及溢流阀28、29,其分别连接于供排通路26、27,并在设定压力下开阀。
在操作阀1处于中立位置(图1所示的状态)的情况下,由于操作阀1的致动器端口被关闭,因此工作油相对于旋转马达76的供排被切断,旋转马达76保持停止状态。
若操作阀1切换到图1中的右侧位置,则供排通路26连接于第1主泵71,供排通路27连通于油箱。由此,通过供排通路26供给工作油从而旋转马达76旋转,并且来自旋转马达76的返回工作油通过供排通路27而排出到油箱。另一方面,若操作阀1切换到图1中的左侧位置,则供排通路27连接于第1主泵71,供排通路26连通于油箱,旋转马达76逆向旋转。
在旋转马达76进行旋转动作时,在供排通路26、27的旋转压力达到溢流阀28、29的设定压力的情况下,溢流阀28、29开阀而高压侧的剩余流量被导入低压侧。
在旋转马达76进行旋转动作的过程中,若操作阀1切换到中立位置,则操作阀1的致动器端口关闭,由供排通路26、27、旋转马达76以及溢流阀28、29构成闭合回路。如此,即使操作阀1的致动器端口关闭,旋转马达76也利用惯性能量持续旋转而发挥泵作用。由此,在进行旋转动作时,处于低压了的供排通路26、27的一者成为高压,在进行旋转动作时,处于高压了的供排通路26、27的另一者成为低压,制动力作用于旋转马达76作用并进行制动动作。此时,在供排通路26、27的制动压力达到溢流阀28、29的设定压力的情况下,溢流阀28、29开阀从而高压侧的制动流量被导入低压侧。
在旋转马达76进行制动动作时,在旋转马达76的吸入流量不足的情况下,通过仅容许工作油自油箱向供排通路26、27流动的单向阀54、55而吸入油箱的工作油。
接下来,对动臂缸77进行说明。
在伴随着液压挖掘机的操作人员手动操作操作杆93而自先导泵94通过先导阀95供给到先导室96a、96b的先导压力的作用下操作用于控制动臂缸77的动作的操作阀14。动臂二档用的操作阀3与操作阀14连动地被切换。
在先导室96a被供给了先导压力的情况下,操作阀14切换到图1中右侧位置,自第2主泵72排出的工作油通过供排通路30而供给到动臂缸77的活塞侧室31,并且来自杆侧室32的返回工作油通过供排通路33而向油箱排出,从而动臂缸77伸长。另一方面,在先导室96b被供给了先导压力的情况下,操作阀14切换到图1中左侧位置,自第2主泵72排出的工作油通过供排通路33而供给到动臂缸77的杆侧室32,并且来自活塞侧室31的返回工作油通过供排通路30而向油箱排出,从而动臂缸77收缩。在先导室96a、96b未被供给先导压力的情况下,操作阀14切换到中立位置(图1所示的状态),工作油相对于动臂缸77的供排被切断,动臂保持停止的状态。
在将操作阀14切换到中立位置且停止动臂的动作的情况下,在铲斗、斗杆以及动臂等的自重下,对动臂缸77作用有收缩方向的力。如此,动臂缸77在操作阀14处于中立位置的情况下利用活塞侧室31保持负载,活塞侧室31成为负载侧压力室。
混合动力建筑机械的控制***100具备回收来自旋转回路75以及动臂缸77的工作油的能量而进行能量再生的再生装置。以下,对该再生装置进行说明。
再生装置下的再生控制通过控制器90而进行。控制器90包括:用于执行再生控制的CPU;存储有CPU的处理动作所需的控制程序、设定值等的ROM;以及用于暂时存储各种传感器所检测出的信息的RAM。
在连接于旋转马达76的供排通路26、27分别连接有分支通路57、58。分支通路57、58合流而连接于旋转再生通路45,该旋转再生通路45用于将来自旋转回路75的工作油引导到再生用的再生马达88。在各分支通路57、58设有仅容许工作油自供排通路26、27向旋转再生通路45流动的单向阀46、47。旋转再生通路45通过合流再生通路44而连接于再生马达88。
再生马达88是能够调整偏转角的可变容量型马达,与作为兼作发电机的旋转电机的电动马达91以同轴旋转的方式连结。在电动马达91作为发电机发挥功能的情况下,由电动马达91发电的电力借助逆变器92而充入电池24。再生马达88与电动马达91即可以直接连结,也可以借助减速器而连结。
在旋转再生通路45设有利用自控制器90输出的信号进行切换控制的、作为旋转再生用切换阀的切换阀48。另外,在切换阀48与单向阀46、47之间设有作为压力检测器的压力传感器49,其用于检测旋转马达76进行旋转动作时的旋转压力或者制动动作时的制动压力。利用压力传感器49检测出的压力信号被输出到控制器90。
切换阀48在螺线管非励磁时被设定在闭合位置(图1所示的状态)并切断旋转再生通路45,在螺线管被励磁时被设定在打开位置并使旋转再生通路45开通。在判断为压力传感器49的检测压力达到预先设定的旋转再生开始压力的情况下,控制器90将切换阀48切换到打开位置。由此,来自旋转回路75的工作油被导入再生马达88,进行旋转再生。如此,切换阀48用于进行旋转再生。
对自旋转回路75向再生马达88的工作油路径进行说明。例如,在旋转马达76进行利用通过供排通路26而供给的工作油旋转的旋转动作时,供排通路26的剩余油通过分支通路57以及单向阀46而流入旋转再生通路45,并被导入再生马达88。另外,在旋转马达76利用经由供排通路26而供给的工作油来旋转的情况下,在进行操作阀1切换到中立位置的制动动作时,通过旋转马达76的泵作用排出的工作油通过分支通路58以及单向阀47而流入旋转再生通路45,并被导入再生马达88。
在将用于将切换阀48切换到打开位置的旋转再生开始压力设定成低于溢流阀28、29的设定压力的压力的情况下,当切换阀48切换到打开位置时,存在旋转回路75的压力不会被保持为旋转马达76的旋转动作或制动动作所需的压力的隐患。另外,在将旋转再生开始压力设定为与溢流阀28、29的设定压力相等的情况下,当切换阀48切换到打开位置时,旋转马达76的旋转动作时的剩余流量或者制动动作时的制动流量大多流入溢流阀28、29,存在导致再生量变小的隐患。因此,为了避免对旋转马达76的旋转动作或制动动作带来影响、并且确保再生量,将旋转再生开始压力设定为比溢流阀28、29的设定压力稍微小的压力。
在旋转再生通路45中的切换阀48的下游侧设有减压阀50。减压阀50是以使入口与出口的压力差成为恒定值的方式动作的压力差恒定型阀。
在旋转再生通路45连接有用于绕过减压阀50的旁通通路56。在旁通通路56设有具有切断位置与连通位置的旁通阀51。旁通阀51是先导操作型的切换阀。在未向先导室51a供给先导压力的正常状态下旁通阀51处于连通位置(图1所示的状态),在已对操作阀14的先导室96b供给先导压力时,同时旁通阀51在相同压力的先导压力被供给到先导室51a而被设定在切断位置。换句话说,旁通阀51在向动臂缸77的活塞侧室31收缩的方向操作操作阀14的先导压力的作用下被设定到切断位置,与动臂缸77的收缩动作连动地进行切换。
在将动臂缸77的活塞侧室31与操作阀14之间连接的供排通路30设有通过控制器90的输出信号来控制开度的电磁比例节流阀34。电磁比例节流阀34在正常状态下保持全开位置。
在供排通路30连接有自活塞侧室31与电磁比例节流阀34之间分支的、作为缸再生通路的动臂再生通路52。动臂再生通路52是用于将来自活塞侧室31的返回工作油导入再生马达88的通路。旋转再生通路45与动臂再生通路52合流而连接于合流再生通路44。
在动臂再生通路52设有利用自控制器90输出的信号进行切换控制的、作为缸再生用切换阀的切换阀53。切换阀53在螺线管非励磁时设定在闭合位置(图1所示的状态)并切断动臂再生通路52,切换阀53在螺线管被励磁时设定在打开位置并使动臂再生通路52开通。切换阀48与切换阀53并列设置。
在操作阀14设有传感器97,其用于检测操作阀14的操作方向与其操作量。利用传感器97检测出的压力信号被输出到控制器90。检测操作阀14的操作方向与其操作量等同于检测动臂缸77的伸缩方向与其伸缩量。因而,传感器97作为检测动臂缸77的动作状态的动作状态检测器发挥功能。此外,作为动作状态检测器,也可以取代传感器97而在动臂缸77设置检测活塞杆的移动方向与其移动量的传感器,或者也可以在操作杆93设置检测操作杆93的操作方向与其操作量的传感器。
控制器90根据传感器97的检测结果判断操作人员欲使动臂缸77伸长、还是欲使动臂缸77收缩。若控制器90判断出动臂缸77的伸长动作,则将电磁比例节流阀34保持在作为正常状态的全开位置,并且将切换阀53保持在闭合位置。另一方面,若控制器90判断出动臂缸77的收缩动作,则根据操作阀14的操作量而运算操作人员所要求的动臂缸77的收缩速度,并且关闭电磁比例节流阀34而将切换阀53切换到打开位置。由此,来自动臂缸77的所有返回工作油被导入再生马达88,从而进行动臂再生。但是,如果再生马达88所消耗的流量比为了维持操作人员所要求的动臂缸77的收缩速度而需要的流量少,动臂缸77就不能维持操作人员所要求的收缩速度。此时,控制器90根据操作阀14的操作量、再生马达88的偏转角、以及电动马达91的转速等控制电磁比例节流阀34的开度,以使再生马达88所消耗的量以上的流量返回油箱,从而维持操作人员所要求的动臂缸77的收缩速度。
接下来,对用于辅助第1、第2主泵71、72的输出的辅助泵89进行说明。辅助泵89是能够调整偏转角的可变容量型泵,与再生马达88以同轴旋转的方式连结。辅助泵89利用电动马达91的驱动力旋转。电动马达91的转速通过逆变器92而被控制器90控制。辅助泵89以及再生马达88的偏转角通过倾角控制器35、36而被控制器90控制。
在辅助泵89连接有排出通路37。排出通路37分支成在第1主泵71的排出侧合流的第1辅助流路38、以及在第2主泵72的排出侧合流的第2辅助流路39而形成。在第1、2辅助流路38、39分别设有利用控制器90的输出信号控制开度的第1、2电磁比例节流阀40、41。另外,分别在第1、2辅助流路38、39中,在第1、2电磁比例节流阀40、41的下游设有仅容许工作油自辅助泵89向第1、第2主泵71、72流动的单向阀42、43。
如果利用电动马达91的驱动力使辅助泵89旋转,则辅助泵89对第1、第2主泵71、72的输出进行辅助。控制器90对应于来自第1、2压力传感器11、21的压力信号而控制第1、2电磁比例节流阀40、41的开度,将自辅助泵89排出的工作油按比例分配而供给到第1、第2主泵71、72的排出侧。
若通过合流再生通路44而向再生马达88供给工作油并使再生马达88旋转,则再生马达88的旋转力将作为对同轴旋转的电动马达91进行辅助的辅助力发挥作用。因而,能够减少与再生马达88的旋转力相对应量的、电动马达91的消耗电力。
在将再生马达88作为驱动源而将电动马达91作为发电机使用时,辅助泵89将偏转角设定为零并成为几乎无负载状态。
以下,对旋转再生以及动臂再生的再生控制进行说明。
首先,对仅进行旋转再生的情况进行说明。
控制器90在判断为压力传感器49的检测压力达到旋转再生开始压力的情况下将切换阀48切换到打开位置。由此,来自旋转回路75的工作油被导入再生马达88,从而进行旋转再生。另一方面,若控制器90根据传感器97的检测结果判断为动臂缸77处于伸长动作或者停止,则将切换阀53设定为闭合位置。由此,来自动臂缸77的返回工作油不会导入再生马达88,从而不进行动臂再生。在此,在动臂缸77处于伸长动作时以及停止时,由于未对操作阀14的先导室96b供给先导压力,因此也未对旁通阀51的先导室51a供给先导压力,旁通阀51处于连通位置。由此,来自旋转回路75的工作油绕过减压阀50并通过旁通阀51而导入再生马达88。
如此,在仅进行旋转再生的情况下,旁通阀51被设定在连通位置,来自旋转回路75的工作油在不被减压阀50减压的情况下导入再生马达88。因而,可进行高效再生。
在此,在仅进行旋转再生的情况下,由于来自旋转回路75的工作油在不被减压阀50减压的情况下导入再生马达88,因此旋转回路75的压力容易降低。存在切换阀48如下那样重复开闭的隐患:在旋转回路75的压力低于旋转再生开始压力的情况下,切换阀48切换到闭合位置从而旋转再生停止,之后,若旋转马达76处于旋转动作,则只要再次旋转回路75的压力上升而达到旋转再生开始压力,切换阀48就切换到打开位置从而旋转再生再次开始。当产生了这种情况时,存在切换阀48的开闭引起压力变动从而产生振动的隐患。
因此,在仅进行旋转再生的情况下,控制器90控制再生马达88的偏转角以及转速而控制导入再生马达88的再生流量,以避免压力传感器49的检测压力低于旋转再生开始压力。具体而言,控制器90根据压力传感器49的检测压力运算理论旋转再生流量,并控制再生马达88的偏转角以及转速以避免导入再生马达88的再生流量超过理论旋转再生流量。理论旋转再生流量通过使用规定了压力传感器49的检测压力与流入溢流阀28、29的溢流流量之间的关系的图表来运算。换句话说,控制器90通过参照图表而根据压力传感器49的检测压力运算流入溢流阀28、29的溢流流量(理论旋转再生流量),并控制导入再生马达88的再生流量以避免超过其溢流流量。由此,即使在仅进行旋转再生、来自旋转回路75的工作油在不被减压阀50减压而导入再生马达88的情况下,也能够将旋转回路75的压力保持在不会对旋转马达76的旋转动作或制动动作带来影响的压力。
接下来,对同时进行旋转再生与动臂再生的情况进行说明。
控制器90在判断为压力传感器49的检测压力达到旋转再生开始压力的情况下将切换阀48切换到打开位置。由此,来自旋转回路75的工作油被导入再生马达88,从而进行旋转再生。另一方面,若控制器90根据传感器97的检测结果而判断为动臂缸77处于收缩动作,则将切换阀53切换到打开位置。由此,来自动臂缸77的返回工作油被导入再生马达88,从而进行动臂再生。在此,在动臂缸77进行收缩动作时,由于在向操作阀14的先导室96b供给先导压力的同时,也向旁通阀51的先导室51a供给先导压力,因此旁通阀51被设定在切断位置。由此,来自旋转回路75的工作油通过减压阀50而导入再生马达88。
如此,在同时进行旋转再生与动臂再生的情况下,旁通阀51被设定在切断位置,来自旋转回路75的工作油被减压阀50减压后导入再生马达88。因而,来自旋转回路75的工作油被减压后与来自动臂缸77的返回工作油合流,并被导入再生马达88。
来自动臂缸77的返回工作油的压力与来自旋转回路75的工作油的压力相比较小。减压阀50进行填补来自动臂缸77的返回工作油与来自旋转回路75的工作油之间的压力差的动作。换句话说,通过用减压阀50将来自旋转回路75的工作油减压,使来自旋转回路75的工作油与来自动臂缸77的返回工作油通过合流再生通路44而稳定地合流。
另外,如上述那样,在旋转再生时存在切换阀48的开闭引起压力变动从而导致产生振动的隐患。但是,在同时进行旋转再生与动臂再生的情况下,由于来自旋转回路75的工作油被减压阀50减压,因此旋转回路75的压力成为再生马达88的压力加上减压阀50的压力损失而成的压力。因而,能够防止旋转回路75的压力降低,从而防止因旋转回路75的压力降低而引起的振动的产生。
根据以上的第1实施方式,起到以下所示的作用效果。
在本实施方式的再生控制中,由于在仅进行旋转再生的情况下,来自旋转回路75的工作油在不被减压阀50减压的情况下导入再生马达88,在同时进行旋转再生与动臂再生的情况下,来自旋转回路75的工作油被减压阀50减压后导入再生马达88,因此是较为简单的控制。另外,由于在仅进行旋转再生的情况下,来自旋转回路75的工作油在不被减压的情况下导入再生马达88,因此可进行高效的再生。因此,能够以简单的再生控制进行高效的再生。
以下示出第1实施方式的变形例。
在第1实施方式中,对旁通阀51是先导操作型的切换阀的情况进行了说明。取而代之,也可以利用电磁阀构成旁通阀51。在该情况下,旁通阀51根据传感器97的检测结果而利用自控制器90输出的信号设定在切断位置。具体而言,控制器90在根据传感器97的检测结果判断为动臂缸77处于收缩动作的情况下,将旁通阀51切换到切断位置。
另外,在第1实施方式中,以利用来自流体压缸的返回工作油进行再生为例,说明了利用来自动臂缸77的返回工作油的情况。但是,也可以取代动臂缸77而利用来自斗杆驱动用的斗杆缸或者铲斗驱动用的铲斗缸的返回工作油而进行再生。斗杆缸以及铲斗缸由于在操作阀2、13处于中立位置的情况下多为利用杆侧室保持负载的状态,因此也可以将杆侧室作为负载侧压力室。
<第2实施方式>
参照图2,对本发明的第2实施方式的混合动力建筑机械的控制***200进行说明。以下,以不同于上述第1实施方式的点为中心进行说明,对具有与第1实施方式相同的功能的结构标注相同的附图标记并省略说明。
在混合动力建筑机械的控制***200中,在旋转再生通路45设有具有上述第1实施方式的切换阀48以及旁通阀51的功能的、作为旋转再生用切换阀的切换阀201。
切换阀201是具有切断位置A、第1连通位置B、以及第2连通位置C这三个位置、并利用控制器90的输出信号切换位置的电磁阀。另外,切换阀201具有供旋转回路75的压力导入的入口端口201a、连通于减压阀50的出口端口201b、以及连通于旁通通路56的旁通端口201c这三个端口。旁通通路56将切换阀201的旁通端口201c与旋转再生通路45中的减压阀50的下游侧之间连接。
在切换阀201的切断位置A,出口端口201b以及旁通端口201c相对于入口端口201a的连通被切断。在第1连通位置B,出口端口201b以及旁通端口201c相对于入口端口201a连通。在第2连通位置C,出口端口201b相对于入口端口201a连通,旁通端口201c相对于入口端口201a的连通被切断。
在判断为压力传感器49的检测压力小于旋转再生开始压力的情况下,控制器90将切换阀201设定为切断位置A。在切断位置A,来自旋转回路75的工作油未导入再生马达88,不会进行旋转再生。
另外,在压力传感器49的检测压力达到旋转再生开始压力、并且根据传感器97的检测结果判断为动臂缸77处于伸长动作或者停止的情况下,控制器90将切换阀201设定在第1连通位置B,并且将切换阀53设定在闭合位置。换句话说,在压力传感器49的检测压力达到旋转再生开始压力、并且切换阀53处于闭合位置的情况下,切换阀201被设定在第1连通位置B。由此,仅来自旋转回路75的工作油被导入再生马达88,从而仅进行旋转再生。此时,由于利用切换阀201使旁通通路56开通,来自旋转回路75的工作油绕过减压阀50而导入再生马达88。如此,在仅进行旋转再生的情况下,来自旋转回路75的工作油在不被减压阀50减压的情况下导入再生马达88。
另外,在压力传感器49的检测压力达到旋转再生开始压力、并且根据传感器97的检测结果判断为动臂缸77处于收缩动作的情况下,控制器90将切换阀201设定在第2连通位置C,并且将切换阀53设定在打开位置。换句话说,在压力传感器49的检测压力达到旋转再生开始压力、并且切换阀53处于打开位置的情况下,切换阀201被设定在第2连通位置C。由此,来自旋转回路75的工作油以及来自动臂缸77的返回工作油被导入再生马达88,从而同时进行旋转再生与动臂再生。此时,由于利用切换阀201开通旋转再生通路45,另一方面,旁通通路56被切断,因此来自旋转回路75的工作油通过减压阀50而导入再生马达88。如此,在同时进行旋转再生与动臂再生的情况下,来自旋转回路75的工作油被减压阀50减压而导入再生马达88。
根据以上的第2实施方式,起到与第1实施方式相同的作用效果,并且由于不需要在第1实施方式中必要的旁通阀51,因此能够降低成本。
<第3实施方式>
参照图3,对本发明的第3实施方式的混合动力建筑机械的控制***300进行说明。以下,以不同于上述第1实施方式的点为中心进行说明,对具有与第1实施方式相同的功能的结构标注相同的附图标记并省略说明。
在混合动力建筑机械的控制***300中,在旋转再生通路45设有具有上述第1实施方式的切换阀48、减压阀50、以及旁通阀51的功能的、作为旋转再生用切换阀的切换阀301。
切换阀301是具有切断位置A、第1连通位置B、以及第2连通位置C这三个位置、并利用控制器90的输出信号切换位置的电磁阀。切换阀301在切断位置A切断旋转再生通路45,在第1连通位置B将来自旋转回路75的工作油在未减压的情况下导入再生马达88,在第2连通位置C通过节流将来自旋转回路75的工作油减压而导入再生马达88。
在判断为压力传感器49的检测压力小于旋转再生开始压力的情况下,控制器90将切换阀301设定在切断位置A。在切断位置A,来自旋转回路75的工作油未被导入再生马达88,不会进行旋转再生。
另外,在压力传感器49的检测压力达到旋转再生开始压力、并且根据传感器97的检测结果而判断动臂缸77处于伸长动作或者停止的情况下,控制器90将切换阀301设定在第1连通位置B,并且将切换阀53设定在闭合位置。换句话说,在压力传感器49的检测压力达到旋转再生开始压力、并且切换阀53处于闭合位置的情况下,切换阀301被设定在第1连通位置B。由此,仅来自旋转回路75的工作油被导入再生马达88,仅进行旋转再生。此时,来自旋转回路75的工作油在不被切换阀301减压的情况下导入再生马达88。如此,在仅进行旋转再生的情况下,来自旋转回路75的工作油在不被减压的情况下导入再生马达88。
另外,在压力传感器49的检测压力达到旋转再生开始压力、并且根据传感器97的检测结果判断为动臂缸77处于收缩动作的情况下,控制器90将切换阀301设定在第2连通位置C,并且将切换阀53设定在打开位置。换句话说,在压力传感器49的检测压力达到旋转再生开始压力、并且切换阀53处于打开位置的情况下,切换阀301被设定在第2连通位置C。由此,来自旋转回路75的工作油以及来自动臂缸77的返回工作油被导入再生马达88,从而同时进行旋转再生与动臂再生。此时,来自旋转回路75的工作油被切换阀301节流而导入再生马达88。如此,在同时进行旋转再生与动臂再生的情况下,来自旋转回路75的工作油通过节流而被减压后导入再生马达88。
根据以上的第3实施方式,起到与第1实施方式相同的作用效果,并且由于不需要在第1实施方式中必要的减压阀50、旁通通路56、以及旁通阀51,因此能够降低成本。
以下,示出第3实施方式的变形例。
也可以利用通过控制器90的输出信号控制开度的电磁比例节流阀构成切换阀301。此时,在仅进行旋转再生的情况下,控制器90将切换阀301的节流的开口面积设定为最大。另一方面,在同时进行旋转再生与动臂再生的情况下,调整切换阀301的节流的开口面积,以使切换阀301的入口与出口的压力差与通过的流量无关地恒定。具体而言,控制器90根据压力传感器49的检测压力运算理论旋转再生流量,并根据该理论旋转再生流量而调整节流的开口面积。此外,在如此构成切换阀301的情况下,也可以通过控制器90的输出信号而控制先导压力,并利用该先导压力控制节流的开口面积。
以上,说明了本发明的实施方式,但上述实施方式仅示出了本发明的应用例的一部分,其宗旨并不在于将本发明的技术范围限定于上述实施方式的具体结构。
本申请是基于2012年11月7日向日本专利局提出申请的日本特愿2012-245559要求优先权,并将该申请的全部内容以参照的方式引入到本说明书中。
Claims (7)
1.一种混合动力建筑机械的控制***,其中,该混合动力建筑机械的控制***包括:
流体压泵,其为旋转马达以及流体压缸的驱动源;
再生用的再生马达,其利用自用于驱动上述旋转马达的旋转回路导入的工作流体以及自上述流体压缸导入的工作流体旋转;
旋转电机,其连结于上述再生马达;
压力检测器,其用于检测上述旋转马达进行旋转动作时的旋转压力或者进行制动动作时的制动压力;
旋转再生用切换阀,其在上述压力检测器的检测压力达到预先设定的旋转再生开始压力的情况下开阀,并自上述旋转回路向上述再生马达引导工作流体而进行旋转再生;
动作状态检测器,其用于检测上述流体压缸的动作状态;以及
缸再生用切换阀,其与上述旋转再生用切换阀并列设置,并根据上述动作状态检测器的检测结果而开阀,并自上述流体压缸向上述再生马达引导工作流体而进行缸再生;
在仅进行上述旋转再生的情况下,来自上述旋转回路的工作流体在不被减压的情况下导入上述再生马达,在同时进行上述旋转再生与上述缸再生的情况下,来自上述旋转回路的工作流体被减压后与来自上述流体压缸的工作流体合流,并被向上述再生马达引导。
2.根据权利要求1所述的混合动力建筑机械的控制***,其中,
上述混合动力建筑机械的控制***还包括:
旋转再生通路,其设有上述旋转再生用切换阀;
缸再生通路,其设有上述缸再生用切换阀;
合流再生通路,上述旋转再生通路与上述缸再生通路以合流的方式连接于该合流再生通路,并且该合流再生通路将工作流体导入上述再生马达;
减压阀,其设于上述旋转再生通路中的上述旋转再生用切换阀的下游侧;
旁通通路,其连接于上述旋转再生通路,并绕过上述减压阀;以及
旁通阀,其设于上述旁通通路,并具有切断位置与连通位置;
在仅进行上述旋转再生的情况下,上述旁通阀被设定在上述连通位置,在同时进行上述旋转再生与上述缸再生的情况下,上述旁通阀被设定在上述切断位置。
3.根据权利要求2所述的混合动力建筑机械的控制***,其中,
上述混合动力建筑机械的控制***还包括操作阀,该操作阀通过先导压力而***作,该操作阀并用于控制自上述流体压泵向上述流体压缸引导的工作流体的流量,
上述旁通阀在向上述流体压缸的负载侧压力室收缩的方向操作上述操作阀的先导压力的作用下被设定到上述切断位置。
4.根据权利要求1所述的混合动力建筑机械的控制***,其中,
上述混合动力建筑机械的控制***还包括:
旋转再生通路,其设有上述旋转再生用切换阀;
缸再生通路,其设有上述缸再生用切换阀;
合流再生通路,上述旋转再生通路与上述缸再生通路以合流的方式连接于该合流再生通路,并且该合流再生通路将工作流体导入上述再生马达;
减压阀,其设于上述旋转再生通路中的上述旋转再生用切换阀的下游侧;以及
旁通通路,其连接于上述旋转再生通路,并绕过上述减压阀;
在上述压力检测器的检测压力小于上述旋转再生开始压力的情况下,上述旋转再生用切换阀被设定在切断位置,在上述压力检测器的检测压力达到上述旋转再生开始压力、并且上述缸再生用切换阀处于闭阀状态的情况下,上述旋转再生用切换阀被设定在使上述旁通通路开通的第1连通位置,在上述压力检测器的检测压力达到上述旋转再生开始压力、并且上述缸再生用切换阀处于开阀状态的情况下,上述旋转再生用切换阀被设定在使上述旋转再生通路开通且切断上述旁通通路的第2连通位置。
5.根据权利要求1所述的混合动力建筑机械的控制***,其中,
在上述压力检测器的检测压力小于上述旋转再生开始压力的情况下,上述旋转再生用切换阀被设定在切断位置,在上述压力检测器的检测压力达到上述旋转再生开始压力、并且上述缸再生用切换阀处于闭阀状态的情况下,上述旋转再生用切换阀被设定在不使来自上述旋转回路的工作流体减压的情况下导入上述再生马达的第1连通位置,在上述压力检测器的检测压力达到上述旋转再生开始压力、并且上述缸再生用切换阀处于开阀状态的情况下,上述旋转再生用切换阀被设定在使来自上述旋转回路的工作流体节流而导入上述再生马达的第2连通位置。
6.根据权利要求1所述的混合动力建筑机械的控制***,其中,
上述混合动力建筑机械的控制***还包括控制器,该控制器用于进行上述混合动力建筑机械的再生控制,
上述再生马达是能够调整偏转角的可变容量型马达,
在仅进行上述旋转再生的情况下,上述控制器控制上述再生马达的偏转角以及转速,以避免上述压力检测器的检测压力低于上述旋转再生开始压力。
7.根据权利要求6所述的混合动力建筑机械的控制***,其中,
上述控制器根据上述压力检测器的检测压力运算理论旋转再生流量,并控制上述再生马达的偏转角以及转速,以避免导入上述再生马达的再生流量超过上述理论旋转再生流量。
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