CN106030123B - 作业机械的液压油能量再生装置 - Google Patents

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Abstract

作业机械的液压油能量再生装置具有：再生用液压马达，通过排出的返回油而驱动；第1液压泵，与再生用液压马达机械连结；第2液压泵，排出用于驱动第1及/或第2液压执行机构的液压油；合流管路，使第2液压泵排出的液压油合流；第2调整器，能调整第2液压泵的排出流量；第1调整器，能调整在合流管路中流通的来自第1液压泵的液压油的流量，控制装置具有：第1运算部，根据输入的第2液压泵的目标容量指令计算出要求泵流量，以使来自第1液压泵的液压油的流量成为要求泵流量以下的方式向第1调整器输出控制指令；第2运算部，从要求泵流量减去来自第1液压泵的液压油的流量来计算，以成为计算出的目标泵流量的方式向第2调整器输出控制指令。

Description

作业机械的液压油能量再生装置
技术领域
本发明涉及作业机械的液压油能量再生装置，更详细地说，涉及液压挖掘机等具有液压执行机构的作业机械的液压油能量再生装置。
背景技术
在作业机械中，具有如下的作业机械：其技术课题为提供一种能够不占用配置空间地配置在有限的空间中且能够扩大回收能量的利用用途的液压油的能量回收装置及液压油的能量回收/再生装置，且具有通过来自液压执行机构的返回液压油而驱动的液压泵马达、通过液压泵马达的驱动力而发电的电动马达、和蓄存由电动马达发电所得的电力的蓄电池(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2000-136806号公报
发明内容
根据上述的现有技术，将液压油的能量作为电能蓄存到蓄电池中，因此与通过蓄能器等来蓄存液压油的能量的情况相比，具有不需要较大的配置空间这一优点。
但是，在现有技术的作业机械的情况下，存在如下的技术课题：由于要将液压油的能量先转换成电能再蓄存到蓄电池中，所以回收时和利用时的损失增大，而无法有效地利用能量。
即，在将液压执行机构的返回油的能量蓄存到蓄电池中时，会产生液压泵马达的损失、电动马达的损失、蓄电池的充放电损失，因此是将减去了这些损失的合计量而得到的能量蓄存到蓄电池中。另外，在利用蓄存在蓄电池中的能量时，也会产生蓄电池、电动马达、液压泵马达的损失。因此，在适用了现有技术的作业机械中，若考虑从回收到利用之间的损失，则可以想到也存在可回收利用的能量的大约一半作为损失而失去了的情况。
本发明是基于上述的情况而研发的，其目的在于提供一种能够有效地利用来自液压执行机构的返回液压油的作业机械的液压油能量再生装置。
为了实现上述目的，第1发明提供一种作业机械的液压油能量再生装置，具有：第1液压执行机构；再生用液压马达，其通过从上述第1液压执行机构排出的返回油而驱动；第1液压泵，其与上述再生用液压马达机械地连结；第2液压泵，其排出用于驱动上述第1液压执行机构及/或第2液压执行机构的液压油；合流管路，其使上述第1液压泵排出的液压油与上述第2液压泵排出的液压油合流；第1调整器，其能够调整在上述合流管路中流通的来自上述第1液压泵的液压油的流量；第2调整器，其能够调整上述第2液压泵的排出流量；和控制装置，其被输入上述第2液压泵的目标容量指令，根据上述目标容量指令分别计算出从上述第1液压泵和上述第2液压泵排出的液压油的流量，并根据计算出的流量向上述第1调整器和上述第2调整器输出控制指令，上述控制装置具有：第1运算部，其根据输入的上述第2液压泵的目标容量指令来计算出要求泵流量，并以使在上述合流管路中流通的来自上述第1液压泵的液压油的流量成为上述要求泵流量以下的方式向上述第1调整器输出控制指令；和第2运算部，其从上述要求泵流量减去在上述合流管路中流通的来自上述第1液压泵的液压油的流量来进行计算，并以成为该计算出的目标泵流量的方式向上述第2调整器输出控制指令。
另外，第2发明的特征在于，在第1发明中还具有：电动机，其与上述第1液压泵及上述再生用液压马达机械地连结；第3调整器，其能够调整上述电动机的转速；操作装置，其用于对上述第1液压执行机构进行操作；和操作量检测器，其检测上述操作装置的操作量，上述控制装置具有第3运算部，该第3运算部取入由上述操作量检测器检测出的上述操作装置的操作量，根据上述操作量来计算出通过从上述第1液压执行机构排出的返回油而输入到上述再生用液压马达的回收动力，计算出供给在上述合流管路中流通的来自上述第1液压泵的液压油的流量所需的要求辅助动力，以不超过上述回收动力和上述要求辅助动力的方式设定目标辅助动力，并以成为上述目标辅助动力的方式向上述第2调整器和上述第3调整器输出控制指令。
而且，第3发明的特征在于，在第1发明中还具有：排出回路，其从设在将上述第1液压执行机构和上述再生用液压马达连接的管路上的分支部分支，用于将来自上述第1液压执行机构的返回油向油箱排出；切换阀，其设在上述排出回路上，对上述排出回路的连通/切断进行切换；操作装置，其用于对上述第1液压执行机构进行操作；和操作量检测器，其检测上述操作装置的操作量，上述控制装置具有第4运算部，该第4运算部取入由上述操作量检测器检测出的上述操作装置的操作量，并根据上述操作量向上述切换阀输出切断指令。
另外，第4发明的特征在于，在第2发明中还具有：排出回路，其从设在将上述第1液压执行机构和上述再生用液压马达连接的管路上的分支部分支，用于将来自上述第1液压执行机构的返回油向油箱排出；和流量调整机构，其设在上述排出回路上，调整上述排出回路的流量，上述控制装置具有第5运算部，该第5运算部为了使上述回收动力不超过上述电动机的最大动力，而以将从上述第1液压执行机构排出的动力分配到上述排出回路的方式向上述流量调整机构输出控制指令。
而且，第5发明的特征在于，在第2发明中还具有：排出回路，其从设在将上述第1液压执行机构和上述再生用液压马达连接的管路上的分支部分支，用于将来自上述第1液压执行机构的返回油向油箱排出；和流量调整机构，其设在上述排出回路上，调整上述排出回路的流量，上述控制装置具有第6运算部，该第6运算部为了使上述回收动力不超过上述电动机的最大动力和上述要求辅助动力的合计值，而以将从上述第1液压执行机构排出的动力分配到上述排出回路的方式向上述流量调整机构输出控制指令。
另外，第6发明的特征在于，在第1发明中还具有：分支部，其设在将上述第1液压执行机构和上述再生用液压马达连接的管路上；和流量调整机构，其设在上述排出回路上，调整上述排出回路的流量，上述控制装置具有第7运算部，该第7运算部为了不超过可输入到上述再生用液压马达中的最大流量，而以将从上述第1液压执行机构排出的动力分流到上述排出回路的方式向上述流量调整机构输出控制指令。
而且，第7发明的特征在于，在第1发明中还具有：排出管路，其从上述合流管路分支并与油箱连通；和放泄阀，其设在上述排出管路上，能够将来自上述第1液压泵的液压油的一部分或全部向油箱释放，上述第1调整器是能够调整上述放泄阀的开口面积的电磁比例阀。
另外，第8发明的特征在于，在第1发明中，上述第1液压泵是可变容量型液压泵，上述控制装置构成为能够控制上述可变容量型液压泵的容量。
而且，第9发明的特征在于，在第1发明中，上述第2液压泵是可变容量型液压泵，上述控制装置构成为能够控制上述可变容量型液压泵的容量。
发明效果
根据本发明，能够通过回收的能量来直接驱动与再生用液压马达机械地连结的液压泵，因此不会产生暂时蓄存能量时的损失。其结果为，能够减少能量转换损失，因此能够高效地利用能量。
附图说明
图1是表示具有本发明的作业机械的液压油能量再生装置的第1实施方式的液压挖掘机的立体图。
图2是表示本发明的作业机械的液压油能量再生装置的第1实施方式的驱动控制***的概略图。
图3是构成本发明的作业机械的液压油能量再生装置的第1实施方式的控制器的框图。
图4是说明构成本发明的作业机械的液压油能量再生装置的第1实施方式的控制器的第2函数发生器的内容的特性图。
图5是表示本发明的作业机械的液压油能量再生装置的第2实施方式的驱动控制***的概略图。
图6是构成本发明的作业机械的液压油能量再生装置的第2实施方式的控制器的框图。
图7是构成本发明的作业机械的液压油能量再生装置的第3实施方式的控制器的框图。
图8是说明构成本发明的作业机械的液压油能量再生装置的第3实施方式的控制器的可变动力限制运算部的内容的特性图。
图9是表示本发明的作业机械的液压油能量再生装置的第4实施方式的驱动控制***的概略图。
图10是构成本发明的作业机械的液压油能量再生装置的第4实施方式的控制器的框图。
具体实施方式
以下使用附图来说明本发明的作业机械的液压油能量再生装置的实施方式。
实施例1
图1是表示具有本发明的作业机械的液压油能量再生装置的第1实施方式的液压挖掘机的立体图，图2是表示本发明的作业机械的液压油能量再生装置的第1实施方式的驱动控制***的概略图。
在图1中，液压挖掘机1具有：多关节型的作业装置1A，其具有动臂1a、斗杆1b及铲斗1c；和车身1B，其具有上部旋转体1d及下部行驶体1e。动臂1a能够转动地支承在上部旋转体1d上，通过作为第1液压执行机构的动臂液压缸(液压缸)3a而被驱动。上部旋转体1d能够旋转地设在下部行驶体1e上。
斗杆1b能够转动地支承在动臂1a上，通过斗杆液压缸(液压缸)3b而被驱动。铲斗1c能够转动地支承在斗杆1b上，通过铲斗液压缸(液压缸)3c而被驱动。下部行驶体1e通过左右的行驶马达3d、3e而被驱动。动臂液压缸3a、斗杆液压缸3b及铲斗液压缸3c的驱动由设置在上部旋转体1d的驾驶室(操作室)内且输出液压信号的操作装置4、24(参照图2)控制。
图2所示的驱动控制***具有：动力再生装置70、操作装置4、24、由多个滑阀型方向切换阀构成的控制阀5、单向阀6、电磁切换阀7、切换阀8、作为第3调整器的逆变器9A、斩波器9B和蓄电装置9C，作为控制装置具有控制器100。
作为液压源装置，具有作为第2液压泵的可变容量型的液压泵10、供给先导液压油的先导液压泵11和油箱12。液压泵10和先导液压泵11通过以驱动轴连结的发动机50而被驱动。液压泵10具有作为第2调整器的调节器10A，调节器10A根据来自后述的控制器100的指令来控制液压泵10的斜盘倾转角，由此调整液压泵10的排出流量。
在将来自液压泵10的液压油向动臂液压缸3a～行驶马达3d供给的油路30上，设有：经由后述的单向阀6而连结的作为合流管路的辅助油路31、控制向各执行机构供给的液压油的方向和流量的由多个滑阀型方向切换阀构成的控制阀5、和检测液压泵10的排出压的压力传感器40。控制阀5通过先导液压油向其先导受压部的供给来切换各方向切换阀的滑阀位置，将来自液压泵10的液压油向各液压执行机构供给，来驱动斗杆1b等。压力传感器40将检测出的液压泵10的排出压向后述的控制器100输出。
控制阀5的各方向切换阀的滑阀位置通过操作装置4、24的操作杆等的操作而被切换。操作装置4、24通过操作杆等的操作，将从先导液压泵11经由未图示的先导一级侧油路供给的先导一级液压油通过先导二级侧油路向控制阀5的先导受压部供给。在此，以操作装置4对作为第1液压执行机构的动臂液压缸3a进行操作、操作装置24汇总成一个而对作为第2液压执行机构的除了动臂液压缸3a以外的执行机构进行操作的形式来示出。
操作装置4在内部设有先导阀4A，经由先导配管与控制阀5的控制动臂液压缸3a的驱动的滑阀型方向切换阀的受压部连接。先导阀4A根据操作装置4的操作杆的倾倒方向和操作量来向控制阀5的先导受压部输出液压信号。控制动臂液压缸3a的驱动的滑阀型方向切换阀根据从操作装置输入的液压信号来切换位置，并根据该切换位置来控制从液压泵10排出的液压油的流动，由此控制动臂液压缸3a的驱动。在此，在供用于以使动臂1a向下降方向动作的方式驱动动臂液压缸3a的液压信号(动臂下降操作信号Pd)所通过的先导配管上安装有作为操作量检测器的压力传感器41。压力传感器41将检测到的动臂下降操作信号Pd向后述的控制器100输出。
操作装置24在内部设有先导阀24A，经由先导配管与控制阀5的控制除了动臂液压缸3a以外的执行机构的驱动的滑阀型方向切换阀的受压部连接。先导阀24A根据操作装置24的操作杆的倾倒方向和操作量来向控制阀5的先导受压部输出液压信号。控制相应的执行机构的驱动的滑阀型方向切换阀根据从操作装置输入的液压信号来切换位置，并根据该切换位置来控制从液压泵10排出的液压油的流动，由此控制相应的执行机构的驱动。
在将操作装置24的先导阀24A和控制阀5的受压部连接的两个***的先导配管上设有检测各自的先导压力的压力传感器42、43。压力传感器42、43将检测出的操作装置24的操作量信号向后述的控制器100输出。
接下来，说明作为再生装置的动力再生装置70。动力再生装置70具有：缸底侧油路32、再生回路33、切换阀7、电磁切换阀8、逆变器9A、斩波器9B、蓄电装置9C、作为再生用液压马达的液压马达13、电动机14、辅助液压泵15和控制器100。
缸底侧油路32是在动臂液压缸3a缩短时供向油箱12返回的油(返回油)流通的油路，一端侧与动臂液压缸3a的缸底侧油室3a1连接，另一端侧与控制阀5的连接端口连接。在缸底侧油路32上设有：检测动臂液压缸3a的缸底侧油室3a1的压力的压力传感器44、和对是否经由控制阀5将来自动臂液压缸3a的缸底侧油室3a1的返回油向油箱12排出进行切换的切换阀7。压力传感器44将检测出的缸底侧油室3a1的压力向后述的控制器100输出。
切换阀7在一端侧具有弹簧7b，在另一端侧具有先导受压部7a，根据有无先导液压油向该先导受压部7a的供给，来切换滑阀位置，从而控制从动臂液压缸3a的缸底侧油室3a1向控制阀5流入的返回油的连通/切断。从先导液压泵11经由后述的电磁切换阀8向先导受压部7a供给先导液压油。
向电磁切换阀8的输入端口输入从先导液压泵11输出的液压油。另一方面，向电磁切换阀8的操作部输入从控制器100输出的指令信号。根据该指令信号来控制从先导液压泵11供给的先导液压油向切换阀7的先导操作部7a的供给/切断。
再生回路33将其一端连接在缸底侧油路32的切换阀7与动臂液压缸3a的缸底侧油室3a1之间，将其另一端与液压马达13的入口连接。由此，经由该液压马达13将来自缸底侧油室3a1的返回油向油箱12导入。
作为再生用液压马达的液压马达13与辅助液压泵15机械地连结。辅助液压泵15通过液压马达13的驱动力而旋转。
在作为第1液压泵的辅助液压泵15的排出口上连接有辅助油路31的一端侧，辅助油路31的另一端侧与油路30连接。在辅助油路31上设有允许液压油从辅助液压泵15向油路30流入、禁止液压油从油路30向辅助液压泵15侧流入的单向阀6。
辅助液压泵15具有作为第1调整器的调节器15A，调节器15A根据来自后述的控制器100的指令来控制辅助液压泵15的斜盘倾转角，由此调整辅助液压泵15的排出流量。
液压马达13还与电动机14机械地连结，通过液压马达13的驱动力来进行发电。在电动机14上电连接有用于控制转速的逆变器9A、用于升压的斩波器9B、用于蓄存发电所得的电能的蓄电装置9C。
对于控制器100，除了输入来自上述的各压力传感器的信号以外还输入由作为上级控制器的车身控制用控制器200运算出的液压泵10的推定泵流量信号。
控制器100输入由压力传感器40检测出的液压泵10的排出压力、由压力传感器41检测出的操作装置4的先导阀4A的下降侧先导压信号Pd、由压力传感器42、43检测出的操作装置24的先导阀24A的先导压信号、由压力传感器44检测出的动臂液压缸3a的缸底侧油室3a1的压力信号和来自车身控制用控制器200的推定泵流量信号，并根据这些输入值进行运算，向电磁切换阀8、逆变器9A、液压泵用调节器10A及辅助液压泵用调节器15A输出控制指令。
电磁切换阀8根据来自控制器100的指令信号进行切换，向切换阀7输送来自先导液压泵11的液压油。逆变器9A根据来自控制器100的信号而控制成所期望的转速，辅助液压泵15及液压泵10根据来自控制器100的信号而被控制成所期望的容量。
接下来，说明上述的本发明的作业机械的液压油能量再生装置的第1实施方式的动作概要。
首先，当将图2所示的操作装置4的操作杆向动臂下降方向操作时，先导压Pd从先导阀4A传递到控制阀5的先导受压部，对控制阀5的控制动臂液压缸3a的驱动的滑阀型方向切换阀进行切换操作。由此，来自液压泵10的液压油经由控制阀5向动臂液压缸3a的活塞杆侧油室3a2流入。其结果为，动臂液压缸3a的活塞杆进行缩小动作。与之相随地，从动臂液压缸3a的缸底侧油室3a1排出的返回油从缸底侧油路32和连通状态的切换阀7、控制阀5通过而被导入到油箱12。
此时，向控制器100输入由压力传感器40检测出的液压泵10的排出压信号、由压力传感器44检测出的动臂液压缸3a的缸底侧油室3a1的压力信号、由压力传感器41检测出的先导阀4A的下降侧先导压信号Pd、和来自车身控制用控制器200的推定泵流量信号。
在这样的状态下，当操作员以规定值以上将操作装置4的操作杆向动臂下降方向操作时，控制器100向电磁切换阀8输出切换指令，向逆变器9A输出转速指令，向辅助液压泵15的调节器15A输出容量指令，向液压泵10的调节器10A输出容量指令。
其结果为，切换阀7切换到切断位置，来自动臂液压缸3a的缸底侧油室3a1的返回油因向控制阀5的油路被切断，而向再生回路33流动，驱动液压马达13，然后向油箱12排出。
辅助液压泵15通过液压马达13的驱动力而旋转。辅助液压泵15排出的液压油经由辅助油路31和单向阀6与液压泵10排出的液压油合流。控制器100以辅助液压泵10的动力的方式向辅助液压泵15的调节器15A输出容量指令。控制器100以使液压泵10的容量减少与从辅助液压泵15供给的液压油的流量相应的量的方式向调节器10A输出容量指令。
输入到液压马达13的液压能量中的没有完全被辅助液压泵15消耗的剩余能量通过驱动电动机14发电而被消耗。电动机14发电所得的电能被蓄存到蓄电装置9C中。
在本实施方式中，从动臂液压缸3a排出的液压油的能量通过液压马达13来回收，并作为辅助液压泵15的驱动力来辅助液压泵10的动力。另外，多余的动力经由电动机14蓄存到蓄电装置9C中。由此，实现了能量的有效利用和油耗的降低。
接下来，使用图3及图4来说明控制器100的控制概要。图3是构成本发明的作业机械的液压油能量再生装置的第1实施方式的控制器的框图，图4是说明构成本发明的作业机械的液压油能量再生装置的第1实施方式的控制器的控制内容的特性图。在图3及图4中，与图1及图2所示的附图标记相同的附图标记所示的部分是同一部分，因此省略其详细说明。
图3所示的控制器100具有：第1函数发生器101、第2函数发生器102、第1减法运算器103、第1乘法运算器104、第2乘法运算器105、第1输出转换部106、第2输出转换部107、最小值选择运算部108、第1除法运算器109、第2除法运算器110、第3输出转换部111、第2减法运算器112、第4输出转换部113和最小流量信号指令部114。
如图3所示，第1函数发生器101将由压力传感器41检测出的操作装置4的先导阀4A的下降侧先导压Pd作为操作杆操作信号141输入。在第1函数发生器101中，将相对于操作杆操作信号141的切换开始点预先存储在表中。
第1函数发生器101在操作杆操作信号141为切换开始点以下的情况下将OFF信号向第1输出转换部106输出，在超过切换开始点的情况下将ON信号向第1输出转换部106输出。第1输出转换部106将输入信号转换成电磁切换阀8的控制信号，并作为电磁阀指令208向电磁切换阀8输出。由此，电磁切换阀8进行动作，对切换阀7进行切换，动臂液压缸3a的缸底侧油室3a1的油向再生回路33侧流入。
第2函数发生器102将下降侧先导压Pd作为操作杆操作信号141输入到一个输入端，将由压力传感器44检测出的动臂液压缸3a的缸底侧油室3a1的压力作为压力信号144输入到另一输入端。基于这些输入信号来计算出动臂液压缸3a的目标缸底流量。
使用图4来说明第2函数发生器102的运算详情。图4是说明构成本发明的作业机械的液压油能量再生装置的第1实施方式的控制器的第2函数发生器的内容的特性图。
在图4中，横轴表示操作杆操作信号141的操作量，纵轴表示目标缸底流量(从动臂液压缸3a的缸底侧油室3a1流出的返回油的目标流量)。在图4中，实线的基本特性线a是为了得到与基于以往的控制阀5进行的返回油控制同等的特性而设定的。以上侧的虚线表示的特性线b和以下侧的虚线表示的特性线c示出根据缸底侧油室3a1的压力信号144对特性线a进行了修正的情况。
具体地说，当缸底侧油室3a1的压力信号144增加时，基本特性线a的倾斜度增加而被向特性线b的方向修正，特性连续地发生变化。相反地，当压力信号144减少时，基本特性线a的倾斜度减少而被向特性线c的方向修正，特性连续地发生变化。像这样，第2函数发生器根据操作杆操作信号141来计算出基本的目标缸底流量，根据缸底侧油室3a1的压力信号144的变化来修正基本的目标缸底流量，并计算出最终目标缸底流量。
返回到图3，第2函数发生器102将最终目标缸底流量信号102A向第2输出转换部107和第1乘法运算器104输出。第2输出转换部107将输入的最终目标缸底流量信号102A转换成目标电动机转速并作为转速指令信号209A向逆变器9A输出。由此，控制与液压马达13的排油容量相当的电动机14的转速。另外，将转速指令信号209A向第2除法运算器110输入。
第1减法运算器103输入从车身控制用控制器200输入的推定泵流量信号120和来自最小流量信号指令部114的最小流量信号，将其偏差作为要求泵流量信号103A计算出，并向第2乘法运算器105和第2减法运算器112输出。在此，推定泵流量信号120是液压泵10的排出流量的推定值。
第1乘法运算器104输入来自第2函数发生器102的最终目标缸底流量信号102A和缸底侧油室3a1的压力信号144，将其乘积值作为回收动力信号104A计算出，并向最小值选择运算部108输出。
第2乘法运算器105将由压力传感器40检测出的液压泵10的排出压作为压力信号140输入到一个输入端，将第1减法运算器103计算出的要求泵流量信号103A输入到另一输入端，将其乘积值作为要求泵动力信号105A计算出，并向最小值选择运算部108输出。
最小值选择运算部108输入来自第1乘法运算器104的回收动力信号104A、和来自第2乘法运算器105的要求泵动力信号105A，将某一较小的一方作为辅助液压泵15的目标辅助动力信号108A选择计算出，并向第1除法运算器109输出。
在此，在考虑了机器的效率的情况下，由于与将回收的动力通过电动机14转换成电能并蓄存到蓄电装置9C中进行再利用相比，尽可能地通过辅助液压泵15来使用能够减少损失，所以效率高。因此，通过最小值选择运算部108来选择回收动力信号104A和要求泵动力信号105A中的某一较小的一方，由此能够在不超过要求泵动力信号105A的范围内将回收动力最大限度地向辅助液压泵供给。
第1除法运算器109输入来自最小值选择运算部108的目标辅助动力信号108A和液压泵10的排出压的压力信号140，将使目标辅助动力信号108A除以压力信号140所得的值作为目标辅助流量信号109A计算出，并向第2除法运算器110和第2减法运算器112输出。
第2除法运算器110输入来自第1除法运算器109的目标辅助流量信号109A和来自第2输出转换部107的转速指令信号209A，将使目标辅助流量信号109A除以转速指令信号209A所得的值作为辅助液压泵15的目标容量信号110A计算出，并向第3输出转换部111输出。
第3输出转换部111将输入的目标容量信号110A转换成例如倾转角并作为容量指令信号215A向调节器15A输出。由此，控制辅助液压泵15的容量。
第2减法运算器112输入来自第1减法运算器103的要求泵流量信号103A、来自第1除法运算器109的目标辅助流量信号109A、和来自最小流量信号指令部114的最小流量信号。第2减法运算器112将要求泵流量信号103A和最小流量信号相加来计算出从车身控制用控制器200输入的推定泵流量信号120，将该推定泵流量信号120与目标辅助流量信号109A的偏差作为目标泵流量信号112A计算出，并向第4输出转换部113输出。
第4输出转换部113将输入的目标泵流量信号112A转换成例如倾转角并作为容量指令信号210A向调节器10A输出。由此，控制液压泵10的容量。
接下来，使用图2及图3来说明基于上述的本发明的作业机械的液压油能量再生装置的第1实施方式的控制逻辑进行的动作。
当将操作装置4的操作杆向动臂下降方向操作时，从先导阀4A生成先导压Pd，由压力传感器41检测出，并作为操作杆操作信号141输入到控制器100。此时，液压泵10的排出压由压力传感器40检测出并作为压力信号140输入到控制器100。另外，动臂液压缸3a的缸底侧油室3a1的压力由压力传感器44检测出并作为压力信号144输入到控制器100。
在控制器100中，将操作杆操作信号141输入到第1函数发生器101和第2函数发生器102。第1函数发生器101在操作杆操作信号141超过切换开始点的情况下输出ON信号，经由第1输出转换部106向电磁切换阀8输出ON信号。由此，来自先导液压泵11的液压油经由电磁切换阀8输入到切换阀7的先导操作部7a。其结果为，向将缸底侧油路32切断的方向(切换阀7的关闭侧)进行切换动作，来自动臂液压缸3a的缸底侧油室3a1的返回油因经由控制阀5向油箱12流入的油路被堵塞，而向流入液压马达13的再生回路33流入。
而且，操作杆操作信号141和缸底侧油室3a1的压力信号144在控制器100中被输入到第2函数发生器102，第2函数发生器102计算出与操作杆操作信号141和缸底侧油室3a1的压力信号144相应的最终目标缸底流量信号102A。最终目标缸底流量信号102A在第2输出转换部107中被转换成目标电动机转速，并作为转速指令信号209A输出到逆变器9A。
由此，将电动机14的转速控制成所期望的转速。其结果为，从动臂液压缸3a的缸底侧油室3a1排出的返回油的流量被调整，而能够实现与操作装置4的操作杆操作相应的顺畅的液压缸动作。
另一方面，将从车身控制用控制器200输入到控制器100的推定泵流量信号120与来自最小流量信号指令部114的最小流量信号一起输入到第1减法运算器103，由第1减法运算器103计算出要求泵流量信号103A。
将由第2函数发生器102计算出的最终目标缸底流量信号102A和缸底侧油室3a1的压力信号144输入到第1乘法运算器104，由第1乘法运算器104计算出回收动力信号104A。另外，将由第1减法运算器103计算出的要求泵流量信号103A和液压泵10的压力信号140输入到第2乘法运算器105，由第2乘法运算器105计算出要求泵动力信号105A。将回收动力信号104A和要求泵动力信号105A向最小值选择运算部108输入。
最小值选择运算部108将两个输入中的较小一方作为目标辅助动力信号108A输出。这是相对于回收动力信号104A在不超过要求泵动力信号105A的范围内计算出能够优先用于辅助液压泵15的动力(能量的量)。由此，将转换成电能的损失抑制在最小限度，而进行高效的再生动作。
将由最小值选择运算部108计算出的目标辅助动力信号108A和液压泵10的排出压的压力信号140输入到第1除法运算器109，由第1除法运算器109计算出目标辅助流量信号109A。
将由第1除法运算器109计算出的目标辅助流量信号109A和由第2输出转换部107计算出的转速指令信号209A输入到第2除法运算器110，由第2除法运算器110计算出目标容量信号110A。目标容量信号110A在第3输出转换部111中被转换成例如倾转角，并作为容量指令信号215A输出到调节器15A。
由此，辅助液压泵15在不超过要求泵动力信号105A的范围内进行将尽可能多的流量向液压泵10供给的控制。其结果为，能够高效地利用回收动力。
将由第1减法运算器103计算出的要求泵流量信号103A、由第1除法运算器109计算出的目标辅助流量信号109A和来自最小流量信号指令部114的最小流量信号输入到第2减法运算器112，由第2减法运算器112计算出目标泵流量信号112A。目标泵流量信号112A在第4输出转换部113中被转换成例如倾转角，并作为容量指令信号210A输出到调节器10A。
由此，液压泵10能够与从辅助液压泵15供给的流量相应地减少容量，因此能够减少液压泵10的输出。另外，由于向控制阀5供给的液压油的流量在没有来自辅助液压泵15的供给的情况下、和在有来自辅助液压泵15的供给的情况下不会变化，所以能够确保与操作装置25的操作杆相应的良好的操作性。
根据上述的本发明的作业机械的液压油能量再生装置的第1实施方式，能够以回收的能量来直接驱动与再生用的液压马达13机械地连结的作为液压泵的辅助液压泵15，因此不会产生暂时蓄存能量时的损失。其结果为，能够减少能量转换损失，因此能够高效地利用能量。
另外，根据上述的本发明的作业机械的液压油能量再生装置的第1实施方式，以与从辅助液压泵15供给的量相应地减少液压泵10的容量的方式进行控制，因此向控制阀5供给的液压油的流量不会发生变动。由此，能够确保良好的操作性。
实施例2
以下，使用附图来说明本发明的作业机械的液压油能量再生装置的第2实施方式。图5是表示本发明的作业机械的液压油能量再生装置的第2实施方式的驱动控制***的概略图，图6是构成本发明的作业机械的液压油能量再生装置的第2实施方式的控制器的框图。在图5及图6中，与图1至图4所示的附图标记相同的附图标记所示的部分是同一部分，因此省略其详细说明。
图5及图6所示的本发明的作业机械的液压油能量再生装置的第2实施方式大致由与第1实施方式相同的液压源和作业机等构成，但以下的结构不同。在本实施方式中，在将电磁切换阀8变为电磁比例阀60、将切换阀7变更成控制阀61的方面上、和在将液压马达13替换成可变容量型液压马达62、且设置了可改变马达容量的马达调节器62A的方面上不同。马达调节器62A根据来自控制器100的指令使可变容量型液压马达62的容量变化。另外，控制器100在设置了流量限制运算部130、动力限制运算部131、第3除法运算器133、第3函数发生器134、第5输出转换部135、固定转速指令部136、第4除法运算器137和第6输出转换部138的方面上与第1实施方式不同。
在本实施方式中，能够通过控制阀61对来自动臂液压缸3a的缸底侧油室3a1的返回油进行分流，并且使电动机14以固定的转速转动，来控制可变容量型液压马达62的容量，由此控制再生流量。由此，即使在将超过了电动机14的最大动力或液压马达62的最大回收流量的能量/流量从动臂液压缸3a排出的情况下，也能够防止机器破损，并且能够确保动臂的操作性。在图5中，说明与第1实施方式不同的部位。
在缸底侧油路32上代替切换阀7而设有控制阀61。控制阀61对来自动臂液压缸3a的缸底侧油室3a1的返回油中的经由控制阀5向油箱12排出的流量进行分流控制。
控制阀61在一端侧具有弹簧61b，在另一端侧具有先导受压部61a。控制阀61的滑阀根据输入到先导受压部61a的先导液压油的压力来进行移动，因此控制供液压油通过的开口面积，在先导液压油的压力为某固定值以上时完全关闭。由此，能够控制来自动臂液压缸3a的缸底侧油室3a1的返回油中的经由控制阀5向油箱12排出的流量。从先导液压泵11经由后述的电磁比例减压阀60向先导受压部61a供给先导液压油。
向本实施方式中的电磁比例减压阀60的输入端口输入从先导液压泵11输出的液压油。另一方面，向电磁比例减压阀60的操作部输入从控制器100输出的指令信号。根据该指令信号来调整电磁比例减压阀60的滑阀位置，由此，适当调整从先导液压泵11向控制阀61的先导受压部61a供给的先导液压油的压力。
控制器100以成为在控制器内部运算出的应分流到控制阀61的目标排出流量的方式向电磁比例减压阀60输出控制指令，来调整控制阀61的开口面积。
接下来，使用图6来说明本实施方式的控制器100的控制概要。在图6中说明与第1实施方式不同的部位。
在本实施方式中，将来自第3函数发生器134的目标面积信号134A向第5输出转换部135输出，第5输出转换部135将输入的目标开口面积信号135A转换成电磁比例减压阀60的控制指令并作为电磁阀指令信号260A向电磁比例减压阀60输出。由此，对控制阀61的开度进行控制，从而能够控制来自动臂液压缸3a的缸底侧油室3a1的返回油中的经由控制阀5向油箱12排出的流量。另外，将来自第4除法运算器137的目标容量信号137A向第6输出转换部138输出，由第6输出转换部138将输入的目标容量信号137A转换成例如倾转角并作为容量指令信号262A向调节器62A输出。由此，控制可变容量型液压马达62的容量。
本实施方式中的控制器100省略了第1实施方式中的第1函数发生器101和第1输出转换部106，除了剩余的运算器还具有流量限制运算部130、动力限制运算部131、第3除法运算器133、第3函数发生器134、第5输出转换部135、固定转速指令部136、第4除法运算器137和第6输出转换部138。
如图6所示，流量限制运算部130输入由第2函数发生器102计算出的最终目标缸底流量信号102A，并输出通过可变容量型液压泵62的最大回收流量的上限进行了限制的限制流量信号130A。由于通常液压马达的最大流量是确定的，所以设定与机器的规格相匹配的特性。将限制流量信号130A向第1乘法运算器104输出。
第1乘法运算器104输入来自流量限制运算部130的限制流量信号130A和缸底侧油室3a1的压力信号144，将其乘积值作为回收动力信号104A计算出，并向动力限制运算部131输出。
动力限制运算部131输入由第1乘法运算器104计算出的回收动力信号104A，并输出通过电动机14的最大动力的上限进行了限制的限制回收动力信号131A。关于电动机14，由于通常其最大动力也是确定的，所以设定与机器的规格相匹配的特性。将限制回收动力信号131A向第3除法运算器132和最小值选择运算部108输出。通过流量限制运算部130和动力限制运算部131来施加限制，由此能够防止机器破损。
第3除法运算器132输入来自动力限制运算部131的限制回收动力信号131A和缸底侧油室3a1的压力信号144，将使限制回收动力信号131A除以压力信号144所得的值作为目标回收流量信号132A计算出，并向第3减法运算器133和第4除法运算器137输出。
第3减法运算器133输入来自第2函数发生器102的最终目标缸底流量信号102A和来自第3除法运算器132的目标回收流量信号132A，将其偏差作为应分流到控制阀61的目标排出流量信号133A计算出，并向第3函数发生器134输出。
第3函数发生器134将由压力传感器44检测出的动臂液压缸3a的缸底侧油室3a1的压力作为压力信号144输入到一个输入端，并将来自第3减法运算部133的应分流到控制阀61的目标排出流量信号133A输入到另一输入端。根据这些输入信号并基于孔口的公式来计算出控制阀61的目标开口面积，将目标开口面积信号134A向第5输出转换部135输出。
在此，控制阀61的目标开口面积A通过以下的算式(1)和(2)来计算出。若使目标排出流量为Qt、使流量系数为C、使动臂液压缸3a的缸底侧油室3a1的压力为Pb、使控制阀61的开口面积为A、使油箱压力为0Mpa，则为
若要解出A，则为
由此，能够根据算式(2)来计算出控制阀61的开口面积。
第5输出转换部135将输入的目标开口面积信号134A转换成电磁比例减压阀60的控制指令并作为电磁阀指令信号260A向电磁比例减压阀60输出。由此，控制控制阀61的开度，从而控制应分流到控制阀61的流量。
固定转速指令部136为了使电动机14以最大转速的固定转速转动而将电动机的转速指令信号向第2输出转换部107输出。第2输出转换部107将输入的转速指令信号转换成目标电动机转速并作为转速指令信号209A向逆变器9A输出。
固定转速指令部136也将电动机的转速指令信号向第2除法运算器110的另一端和第4除法运算器137的另一端输出。
第2除法运算器110输入来自第1除法运算器109的目标辅助流量信号109A和来自固定转速指令部136的电动机的转速指令信号，将使目标辅助流量信号109A除以电动机的转速指令信号所得的值作为辅助液压泵15的目标容量信号110A计算出，并向第3输出转换部111输出。
第4除法运算器137输入来自第3除法运算器132的目标回收流量信号132A和来自固定转速指令部136的电动机的转速指令信号，将使目标回收流量信号132A除以电动机的转速指令信号所得的值作为可变容量型液压马达62的目标容量信号137A计算出，并向第6输出转换部138输出。
第6输出转换部138将输入的目标容量信号137A转换成例如倾转角并作为容量指令信号262A向调节器62A输出。由此，控制可变容量型液压马达62的容量。
接下来，使用图5及图6来说明基于上述的本发明的作业机械的液压油能量再生装置的第2实施方式的控制逻辑进行的动作。
从图6所示的第2函数发生器102输出的最终目标缸底流量信号102A通过流量限制运算部130而被限制成可变容量型液压马达62的最大流量的限制流量信号130A。由此，以避免规格以上的流量向可变容量型液压马达62流动的方式进行限制，从而能够防止可变容量型液压马达62破损。
另外，将该被限制后的最终目标缸底流量信号102A与缸底侧油室3a1的压力信号144一起输入到第1乘法运算器104，计算出回收动力信号104A。
计算出的回收动力信号104A通过动力限制运算部131被限制成以电动机14的最大动力的上限进行了限制的限制回收动力信号131A。由此，能够防止过大的能量输入到电动机轴，从而避免机器破损或超速。
将从动力限制运算部131输出的限制回收动力信号131A与缸底侧油室3a1的压力信号144一起输入到第3除法运算器132，计算出目标回收流量信号132A。
而且，将目标回收流量132A与最终目标缸底流量信号102A一起输入到第3减法运算器133，计算出为了实现操作员所期望的动臂液压缸速度而应分流到控制阀61的目标排出流量信号133A。
将目标排出流量信号133A与缸底侧油室3a1的压力信号144一起输入到第3函数发生器134，计算出控制阀61的目标开口面积。该目标开口面积的信号经由第5输出转换部135作为电磁阀指令信号260A输出到电磁阀60。
由此，来自图5所示的动臂液压缸3a的排出油也分流到控制阀61，将可变容量型液压马达62无法回收的流量流出，从而能够确保操作员所期望的动臂液压缸速度。
返回到图6，将从第3除法运算器132输出的目标回收流量信号132A与来自固定转速指令部136的电动机的转速指令信号一起输入到第4除法运算器137，计算出可变容量型液压马达62的目标容量。该目标容量的信号经由第6输出转换部138作为容量指令信号262A向调节器62A输出。
由此，向可变容量型液压马达62流入根据与旋转轴连结的机器的规格进行了流量限制及动力限制而得的流量的工作油。其结果为，不会输入过大的动力，因此能够防止机器破损、或发生超速。
此外，在本实施方式中，以同时进行回收动力的流量限制和动力的限制的情况为例进行了说明，但不必限于此，期望与机器的规格相匹配地进行适当选择并设计。例如，若电动机的转矩足够而不需要进行动力限制，则也可以制作仅进行流量限制的控制逻辑。
根据上述的本发明的作业机械的液压油能量再生装置的第2实施方式，能够得到与第1实施方式相同的效果。
另外，根据上述的本发明的作业机械的液压油能量再生装置的第2实施方式，向再生用的可变容量型液压马达62流入与机器的规格相应的进行了流量限制及动力限制而得的流量的工作油，因此不会输入过大的动力。其结果为，能够防止机器破损、或产生超速，可靠性提高。
实施例3
以下使用附图来说明本发明的作业机械的液压油能量再生装置的第3实施方式。图7是构成本发明的作业机械的液压油能量再生装置的第3实施方式的控制器的框图，图8是说明构成本发明的作业机械的液压油能量再生装置的第3实施方式的控制器的可变动力限制运算部的内容的特性图。在图7及图8中，与图1至图6所示的附图标记相同的附图标记所示的部分是同一部分，因此省略其详细说明。
图7及图8所示的本发明的作业机械的液压油能量再生装置的第3实施方式由与第2实施方式相同的液压源和作业机等构成，但控制逻辑的结构不同。在本实施方式中，在代替第2实施方式的动力限制运算部131而设置可变动力限制运算部140的方面上与第2实施方式不同。在第2实施方式中，仅通过电动机14的最大动力来限制工作油向可变容量型液压马达62流入的流量等，但在本实施方式中，通过电动机14的最大动力和辅助液压泵15的要求泵动力的合计来施加限制。由此，动力限制的上限提高，因此能够进一步增加回收的能量，油耗降低效果提高。
如图7所示，可变动力限制运算部140输入由第1乘法运算器104计算出的回收动力信号104A、和由第2乘法运算器105计算出的要求泵动力信号105A，并输出与电动机14的最大动力的上限和辅助液压泵15的要求动力相应的带限制的回收动力信号140A。将带限制的回收动力信号140A向第3除法运算器132和最小值选择运算部108输出。
使用图8来说明可变动力限制运算部140的运算详情。在图8中，横轴表示由第1乘法运算器104计算出的作为回收动力信号104A的目标回收动力，纵轴表示由可变动力限制运算部140计算出的带限制的回收动力。在图8中，实线的特性线x以电动机14的最大动力来规定与横轴平行的上限限制线。此时，从第2乘法运算器105输入的要求泵动力信号105A为0。
在输入到可变动力限制运算部140的要求泵动力信号105A从0增加的情况下，特性线x的上限限制线与该增加的量相应地沿y方向向上方移动。换言之，可变动力限制运算部140与要求泵动力的输入的量相应地使带限制的回收动力的上限增加。
由此，目标回收动力的上限提高，回收动力增加，油耗降低效果提高，并且即使超过了电动机14的动力的能量被输入到可变容量型液压马达62，也会通过辅助液压泵15来使用，由此能够防止超过规格的动力进入电动机14。
根据上述的本发明的作业机械的液压油能量再生装置的第3实施方式，能够得到与第1实施方式相同的效果。
另外，根据上述的本发明的作业机械的液压油能量再生装置的第3实施方式，目标回收动力的上限提高，回收动力增加，油耗降低效果提高。其结果为，能够防止机器破损、或发生超速，可靠性提高。
实施例4
以下，使用附图来说明本发明的作业机械的液压油能量再生装置的第4实施方式。图9是表示本发明的作业机械的液压油能量再生装置的第4实施方式的驱动控制***的概略图，图10是构成本发明的作业机械的液压油能量再生装置的第4实施方式的控制器的框图。在图9及图10中，与图1至图8所示的附图标记相同的附图标记所示的部分是同一部分，因此省略其详细说明。
图9及图10所示的本发明的作业机械的液压油能量再生装置的第4实施方式大致由与第1实施方式相同的液压源和作业机等构成，但以下的结构不同。在本实施方式中，在以下方面上不同：向液压泵10的油路30供给的辅助液压泵15的液压油的流量控制不是通过辅助液压泵15的容量控制来进行，而是通过调整设在与辅助油路31连结的作为排出回路的排出油路34上的放泄阀16的开口面积来进行。因此，在通过固定容量型液压泵来构成辅助液压泵15的方面上不同。另外，控制器100在设置了第4函数发生器122、第4减法运算器123、开口面积运算部124和第7输出转换部125的方面上与第1实施方式不同。
在图9中，说明与第1实施方式不同的部位。
在辅助油路31中的辅助液压泵15与单向阀6之间的部位上连结有与油箱12连通的排出油路34。在排出油路34上设有控制从辅助油路31向油箱12排出的油的流量的放泄阀16。
放泄阀16在一端侧具有弹簧16b，在另一端侧具有先导受压部16a。放泄阀16的滑阀根据输入到先导受压部16a的先导液压油的压力进行移动，因此控制供液压油通过的开口面积，在先导液压油的压力为某固定值以上时完全关闭。由此，能够控制从辅助油路31向油箱12排出的在排出油路34中流动的油的流量。从先导液压泵11经由后述的电磁比例减压阀17向先导受压部16a供给先导液压油。
向本实施方式中的电磁比例减压阀17的输入端口输入从先导液压泵11输出的液压油。另一方面，向电磁比例减压阀17的操作部输入从控制器100输出的指令信号。根据该指令信号来调整电磁比例减压阀17的滑阀位置，由此，适当调整从先导液压泵11向放泄阀16的先导受压部16a供给的先导液压油的压力。
控制器100为了使辅助液压泵15的排出流量成为在控制器内部运算出的目标辅助流量，而以使辅助液压泵15的排出流量与目标辅助流量的差量经由放泄阀16向油箱12流动的方式，向电磁比例减压阀17输出控制指令，来调整放泄阀16的开口面积。
接下来，说明上述的本发明的作业机械的液压油能量再生装置的第4实施方式的动作概要。在以规定值以下对操作装置4的操作杆向动臂下降方向进行了操作的情况下的动作与第1实施方式相同，因此省略说明。
当操作员以规定值以上对操作装置4的操作杆向动臂下降方向进行操作时，控制器100向电磁切换阀8输出切换指令，向逆变器9A输出转速指令，向控制放泄阀16的电磁比例阀17输出控制指令，向液压泵10的调节器10A输出容量指令。
其结果为，切换阀7切换到切断位置，来自动臂液压缸3a的缸底侧油室3a1的返回油向控制阀5的油路被切断，因此向再生回路33流动，驱动液压马达13，然后向油箱12排出。
辅助液压泵15通过液压马达13的驱动力而旋转。辅助液压泵15排出的液压油经由辅助油路31和单向阀6与液压泵10排出的液压油合流，以辅助液压泵10的动力的方式进行动作。
控制器100向电磁比例减压阀17输出控制指令，来控制放泄阀16的开口面积，由此调整与液压泵10合流的来自辅助液压泵15的液压油流量。由此，将向液压泵10的合流流量控制成所期望的流量。另外，控制器100以与从辅助液压泵15供给的液压油的流量相应地减少液压泵10的容量的方式向调节器10A输出容量指令。
输入到液压马达13的液压能量中的没有完全被辅助液压泵15消耗的剩余能量通过驱动电动机14发电来消耗。电动机14发电所得的电能被蓄存到蓄电装置9C中。
在本实施方式中，从动臂液压缸3a排出的液压油的能量通过液压马达13来回收，并作为辅助液压泵15的驱动力来辅助液压泵10的动力。另外，多余的动力经由电动机14蓄存到蓄电装置9C中。由此，实现了能量的有效利用和油耗的降低。另外，由于是通过放泄阀16的开口面积的调整来进行合流流量的调整，所以辅助液压泵15可以是固定容量型液压泵。其结果为，动力再生装置70的结构变简单。
接下来，使用图10来说明本实施方式中的控制器100的控制概要。在图10中，说明与第1实施方式不同的部位。
在第1实施方式中，将使目标辅助流量信号109A除以最终目标缸底流量信号102A所计算出的目标容量信号110A从第3输出转换部111向调节器15A输出，但在本实施方式中，将来自开口面积运算部124的目标开口面积信号124A向第7输出转换部125输出，第7输出转换部125将输入的目标开口面积信号124A转换成电磁比例减压阀17的控制指令并作为电磁阀指令217向电磁比例减压阀17输出。由此，控制放泄阀16的开度，从而控制向油箱12侧排出的辅助液压泵15的流量。其结果为，将从辅助液压泵15排出的液压油向液压泵10的合流流量控制成所期望的流量。
本实施方式中的控制器100省略了第1实施方式中的第2除法运算器110和第3输出转换部111，除了剩余的运算器，还具有第4函数发生器122、第4减法运算器123、开口面积运算部124和第7输出转换部125。
如图10所示，第4函数发生器122输入由第2函数发生器102计算出的最终目标缸底流量信号102A，并基于最终缸底流量信号102A计算出辅助液压泵15的排出流量信号122A。将排出流量信号122A向第4减法运算器123输出。
第4减法运算器123输入来自第4函数发生器122的辅助液压泵15的排出流量信号122A、和来自第1除法运算器109的目标辅助流量信号109A，将其偏差作为目标放泄流量信号123A计算出，并向开口面积运算部123的一个输入端输出。
开口面积运算部124将来自第4减法运算器123的目标放泄流量信号123A输入到一个输入端，将压力传感器40检测出的液压泵10的排出压作为压力信号140输入到另一输入端。根据这些输入信号并基于孔口的公式来计算出放泄阀16的目标开口面积，将目标开口面积信号124A向第7输出转换部125输出。
在此，放泄阀16的目标开口面积A0通过以下的算式(3)来计算出。
在此，Q0是目标放泄流量，PP是液压泵压力，C是流量系数。
第7输出转换部125将输入的目标开口面积信号124A转换成电磁比例减压阀17的控制指令并作为电磁阀指令217向电磁比例减压阀17输出。由此，控制放泄阀16的开度，从而控制向油箱12侧排出的辅助液压泵15的流量。
接下来，使用图9及图10来说明基于上述的本发明的作业机械的液压油能量再生装置的第4实施方式的控制逻辑进行的动作。说明与添加到第1实施方式中的运算器相关的部分。
在控制器100中，将由第2函数发生器102计算出的最终目标缸底流量信号102A输入到第4函数发生器122，由第4函数发生器122计算出辅助液压泵15的排出流量信号122A。
将由第4函数发生器122计算出的排出流量信号122A和由第1除法运算器109计算出的目标辅助流量信号109A输入到第4减法运算器123，由第4减法运算器123计算出目标放泄流量信号123A。将目标放泄流量信号123A输入到开口面积运算部124。
在开口面积运算部124中，根据输入的目标放泄流量信号123A和液压泵10的压力信号140来计算出放泄阀16的开口面积信号124A，并向第7输出转换部125输出。
第7输出转换部125以放泄阀16的开口面积成为计算出的开口面积的方式向电磁比例减压阀17输出控制指令。由此，将从辅助液压泵15排出的液压油的剩余流量经由放泄阀16向油箱12排出。其结果为，将液压泵10的液压油与辅助液压泵15的液压油的合流流量调整为所期望的流量。
根据上述的本发明的作业机械的液压油能量再生装置的第4实施方式，能够得到与第1实施方式相同的效果。
另外，根据上述的本发明的作业机械的液压油能量再生装置的第4实施方式，通过放泄阀16的开口面积的调整来进行来自辅助液压泵10的动力的辅助液压泵15的液压油的流量调整。由此，动力再生装置70的结构变简单，而能够实现降低生产成本和提高维护性。
此外，本发明并不限定于上述的实施例，还包含各种各样的变形例。例如，上述的实施例为了易于理解地说明本发明而详细地进行了说明，并不一定限定于具有所说明的全部结构。
附图标记说明
1 液压挖掘机
1a 动臂
3a 动臂液压缸
3a1 缸底侧油室
3a2 活塞杆侧油室
4 操作装置
4A 先导阀
5 控制阀
6 单向阀
7 切换阀
8 电磁切换阀
9A 逆变器
9B 斩波器
9C 蓄电装置
10 液压泵
10A 调节器
11 先导液压泵
12 油箱
13 液压马达
14 电动机
15 辅助液压泵
15A 调节器
16 放泄阀
17 电磁比例减压阀
24 操作装置
24A 先导阀
25 斩波器
30 油路
31 辅助油路
32 缸底侧油路
33 再生回路
34 排出油路
40 压力传感器(液压泵排出压检测机构)
41 压力传感器(动臂下降操作量检测机构)
42 压力传感器
43 压力传感器
44 压力传感器(缸底侧油室压力检测机构)
50 发动机
60 电磁比例减压阀
61 控制阀
62 可变容量型液压马达
62A 调节器
70 动力再生装置
100 控制器(控制装置)
200 车身控制用控制器

Claims (9)

1.一种作业机械的液压油能量再生装置，具有：第1液压执行机构；再生用液压马达，其通过从所述第1液压执行机构排出的返回油而驱动；第1液压泵，其与所述再生用液压马达机械地连结；第2液压泵，其排出用于驱动所述第1液压执行机构及/或第2液压执行机构的液压油；合流管路，其使所述第1液压泵排出的液压油与所述第2液压泵排出的液压油合流；第1调整器，其能够调整在所述合流管路中流通的来自所述第1液压泵的液压油的流量；第2调整器，其能够调整所述第2液压泵的排出流量；和控制装置，其被输入所述第2液压泵的推定泵流量信号，根据所述推定泵流量信号分别计算出从所述第1液压泵和所述第2液压泵排出的液压油的流量，并根据计算出的流量向所述第1调整器和所述第2调整器输出控制指令，所述作业机械的液压油能量再生装置的特征在于，
所述控制装置具有：
第1运算部，其根据输入的所述第2液压泵的推定泵流量信号来计算出要求泵流量，并以使在所述合流管路中流通的来自所述第1液压泵的液压油的流量成为所述要求泵流量以下的方式向所述第1调整器输出控制指令；和
第2运算部，其从所述要求泵流量减去在所述合流管路中流通的来自所述第1液压泵的液压油的流量来计算出目标泵流量，并以成为该计算出的目标泵流量的方式向所述第2调整器输出控制指令。
2.如权利要求1所述的作业机械的液压油能量再生装置，其特征在于，还具有：
电动机，其与所述第1液压泵及所述再生用液压马达机械地连结；
第3调整器，其能够调整所述电动机的转速；
操作装置，其用于对所述第1液压执行机构进行操作；和
操作量检测器，其检测所述操作装置的操作量，
所述控制装置取入由所述操作量检测器检测出的所述操作装置的操作量，根据所述操作量来计算出通过从所述第1液压执行机构排出的返回油而输入到所述再生用液压马达的回收动力，计算出供给在所述合流管路中流通的来自所述第1液压泵的液压油的流量所需的要求辅助动力，以不超过所述回收动力和所述要求辅助动力的方式设定目标辅助动力，并以成为所述目标辅助动力的方式向所述第1调整器和所述第2调整器输出控制指令。
3.如权利要求1所述的作业机械的液压油能量再生装置，其特征在于，还具有：
排出回路，其从设在将所述第1液压执行机构和所述再生用液压马达连接的管路上的分支部分支，用于将来自所述第1液压执行机构的返回油向油箱排出；
切换阀，其设在所述排出回路上，对所述排出回路的连通/切断进行切换；
操作装置，其用于对所述第1液压执行机构进行操作；和
操作量检测器，其检测所述操作装置的操作量，
所述控制装置具有第4运算部，该第4运算部取入由所述操作量检测器检测出的所述操作装置的操作量，并根据所述操作量向所述切换阀输出切断指令。
4.如权利要求2所述的作业机械的液压油能量再生装置，其特征在于，还具有：
排出回路，其从设在将所述第1液压执行机构和所述再生用液压马达连接的管路上的分支部分支，用于将来自所述第1液压执行机构的返回油向油箱排出；和
流量调整机构，其设在所述排出回路上，调整所述排出回路的流量，
所述控制装置具有第5运算部，该第5运算部为了使所述回收动力不超过所述电动机的最大动力，而以将从所述第1液压执行机构排出的动力分配到所述排出回路的方式向所述流量调整机构输出控制指令。
5.如权利要求2所述的作业机械的液压油能量再生装置，其特征在于，还具有：
排出回路，其从设在将所述第1液压执行机构和所述再生用液压马达连接的管路上的分支部分支，用于将来自所述第1液压执行机构的返回油向油箱排出；和
流量调整机构，其设在所述排出回路上，调整所述排出回路的流量，
所述控制装置具有第6运算部，该第6运算部为了使所述回收动力不超过所述电动机的最大动力与所述要求辅助动力的合计值，而以将从所述第1液压执行机构排出的动力分配到所述排出回路的方式向所述流量调整机构输出控制指令。
6.如权利要求2所述的作业机械的液压油能量再生装置，其特征在于，还具有：
排出回路，其从分支部分支，用于将来自所述第1液压执行机构的返回油向油箱排出，所述分支部设在将所述第1液压执行机构和所述再生用液压马达连接的管路上；和
流量调整机构，其设在所述排出回路上，调整所述排出回路的流量，
所述控制装置具有第7运算部，该第7运算部为了不超过可输入到所述再生用液压马达的最大流量，而以将从所述第1液压执行机构排出的动力分流到所述排出回路的方式向所述流量调整机构输出控制指令。
7.如权利要求1所述的作业机械的液压油能量再生装置，其特征在于，还具有：
排出管路，其从所述合流管路分支并与油箱连通；和
放泄阀，其设在所述排出管路上，能够将来自所述第1液压泵的液压油的一部分或全部向油箱释放，
所述第1调整器是能够调整所述放泄阀的开口面积的电磁比例阀。
8.如权利要求1所述的作业机械的液压油能量再生装置，其特征在于，
所述第1液压泵是可变容量型液压泵，
所述控制装置构成为能够控制所述可变容量型液压泵的容量。
9.如权利要求1所述的作业机械的液压油能量再生装置，其特征在于，
所述第2液压泵是可变容量型液压泵，
所述控制装置构成为能够控制所述可变容量型液压泵的容量。
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