CN107614896B - 挖土机及挖土机的驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种挖土机及挖土机的驱动方法。本发明的挖土机具有：回转用液压马达(21)；回转驱动液压回路，驱动回转用液压马达；辅助液压马达(40)，与引擎(11)连接，并且被供给从所述回转驱动液压回路排出的工作油；及控制器(30)，控制挖土机的驱动。控制器(30)检测引擎的负荷状态，并根据检测出的负荷状态，控制回转减速时对辅助液压马达(40)的工作油的供给。

Description

挖土机及挖土机的驱动方法
技术领域
本发明涉及一种通过液压马达来驱动回转机构的挖土机及挖土机的驱动方法。
背景技术
驱动挖土机的回转机构的液压马达由通过马达驱动液压回路从液压泵供给的高压的工作油来驱动。马达驱动液压回路包括向液压马达供给的工作油流动的管路和从液压马达排出的工作油流动的管路这一对主管路。若其中一个主管路成为供给管路，则另一个成为排出管路。为了颠倒液压马达的旋转方向，切换供给管路与排出管路。
在停止挖土机的回转体的回转时，闭合马达驱动液压回路的一对主管路这两者，而停止液压马达的驱动。然而，挖土机的回转体具有较大的惯性重量，无法瞬间停止。因此，即使闭合供给管路，液压马达也因回转体的惯性力而继续回转。
伴随于此，从液压马达排出的工作油流入闭合的排出管路，排出管路内的液压急剧上升。通过该排出配管内的液压的上升来对液压马达进行制动，但若液压过分上升，则排出配管有可能会破损。因此，在排出管路上设置溢流阀，以便排出管路内的液压不超过规定的压力(溢流压)，防止因高压引起的排出管路的破损(例如，参考专利文献1)。
在专利文献1中所公开的马达驱动液压回路中，通过可变溢流阀使排出管路的液压返回至供给管路，有时也会通过溢流阀而使排出管路内的工作油返回至工作油罐。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本实开平5-27303号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
在马达驱动液压回路的主管路上设置溢流阀而从排出管路放出液压的情况下，会放出高压的工作油，且作为压力而蓄积于工作油的能量变得无用。
因此，本发明提供一种能够利用从马达驱动液压回路排出的高压的工作油来驱动辅助液压马达而辅助引擎的驱动，并且防止辅助液压马达的过度旋转的挖土机。
用于解决技术课题的手段
根据一实施方式，提供一种挖土机，其具有：回转用液压马达，使回转体回转；回转驱动液压回路，驱动该回转用液压马达；辅助液压马达，与引擎连接，并且被供给从所述回转驱动液压回路排出的工作油；及控制器，控制挖土机的驱动，所述控制器检测所述引擎的负荷状态，并根据检测出的负荷状态，控制所述回转用液压马达减速时对所述辅助液压马达的工作油的供给。
发明的效果
根据已公开的实施方式，一边监视引擎的负荷状态，一边控制向辅助液压马达供给的工作油的流量，因此能够防止辅助液压马达的过度旋转，并适当地辅助引擎的驱动。
附图说明
图1是基于本发明的一实施方式的挖土机的侧视图。
图2是挖土机的驱动***的结构图。
图3是串联液压回路的回路图。
图4是全并联液压回路的回路图。
图5是在向辅助液压马达供给工作油的路径上设置有可变节流器的串联液压回路的回路图。
图6是用于对基于图5所示的液压回路的回转停止操作时的辅助液压马达的驱动进行说明的时序图。
图7是将可变容量液压马达用作辅助液压马达的串联液压回路的回路图。
图8是用于对基于图7所示的液压回路的回转停止操作时的辅助液压马达的驱动进行说明的时序图。
具体实施方式
参考附图对本发明的实施方式进行说明。
图1是基于一实施方式的挖土机的侧视图。在挖土机的下部行走体1上经由回转机构2搭载有上部回转体3。在上部回转体3上安装有动臂4。在动臂4的前端安装有斗杆5，在斗杆5的前端安装有作为端接附件的铲斗6。作为端接附件，可以使用斜坡用铲斗、疏浚用铲斗、破碎器等。
动臂4、斗杆5及铲斗6作为附件的一例而构成挖掘附件，且分别通过动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9而被液压驱动。
在上部回转体3上设置有驾驶室10，并且搭载有引擎11及通过引擎11而被驱动的主泵14(液压泵)等动力源。并且，在上部回转体3上设置有用于驱动上述回转机构2而使上部回转体3回转的回转用液压马达21。而且，在上部回转体3上设置有用于驱动回转用液压马达21、动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9等的液压回路(未图示)。
在驾驶室10内，作为用于控制挖土机的驱动的主控制部而设置有控制器30。本实施方式中，控制器30由包括CPU及内部存储器的运算处理装置构成。控制器30的各种功能通过CPU执行储存于内部存储器的程序来实现。
图2是表示图1的挖土机的驱动***的结构的框图。在图2中，机械性动力***由双重线表示，高压液压管路由粗实线表示，先导管路由虚线表示，电力驱动、控制***由细实线表示。
引擎11是挖土机的动力源。本实施方式中，引擎11是采用与引擎负荷的增减无关地将引擎转速维持为恒定的无差控制的柴油引擎。引擎11中的燃料喷射量、燃料喷射时机、增压压力等通过引擎控制单元D7来控制。
引擎控制单元D7是控制引擎11的装置。本实施方式中，引擎控制单元D7执行自动怠速功能、自动怠速停止功能等各种功能。
在引擎11的输出轴上经由变速器13连接有作为液压泵的主泵14及先导泵15。在主泵14上经由高压液压管路16连接有控制阀17。并且，辅助液压马达40也经由变速器13而与引擎11的输出轴连接。
控制阀17是控制挖土机的液压***的液压控制装置。右侧行走用液压马达1A、左侧行走用液压马达1B、动臂缸7、斗杆缸8、铲斗缸9等液压致动器经由高压液压管路而与控制阀17连接。并且，回转用液压马达21经由回转驱动液压回路19而与控制阀17连接。
在先导泵15上经由先导管路25连接有操作装置26。
操作装置26包括操纵杆26A、操纵杆26B、踏板26C。本实施方式中，操作装置26经由液压管路27而与控制阀17连接。并且，操作装置26经由液压管路28而与压力传感器29连接。
压力传感器29作为先导压的变化而检测操作装置26的操纵杆26A、操纵杆26B及踏板26C的操作。压力传感器29对控制器30输出压力检测值。
除了上述结构之外，本实施方式中，还设置有辅助引擎11的辅助液压马达40。从包括回转用液压马达21的液压致动器排出的工作油通过回转驱动液压回路19被供给，由此驱动辅助液压马达40。通过驱动辅助液压马达40，能够辅助引擎11的驱动。即，将从回转用液压马达21排出的工作油的能量作为引擎11的驱动力而进行再利用，由此引擎11的耗油量降低，且有助于挖土机的节能。
接着，参考图3，对基于本实施方式的液压回路的一例即串联液压回路进行说明。图3是串联液压回路的回路图。
图3所示的串联液压回路包括第1泵14L、第2泵14R、控制阀17及各种液压致动器。液压致动器包括动臂缸7、斗杆缸8、铲斗缸9、回转用液压马达21及辅助液压马达40。
动臂缸7是使动臂4升降的液压缸。在动臂缸7的缸底侧油室与杆侧油室之间连接有再生阀7a，在缸底侧油室侧配置有保持阀7b。斗杆缸8是开闭斗杆5的液压缸。在斗杆缸8的缸底侧油室与杆侧油室之间连接有再生阀8a，在杆侧油室侧配置有保持阀8b。铲斗缸9是开闭铲斗6的液压缸。
第1泵14L是从工作油罐T吸入工作油并吐出的液压泵，本实施方式中，为斜板式可变容量液压泵。第1泵14L与调节器(未图示)连接。调节器根据来自控制器30的指令变更第1泵14L的斜板偏转角而控制第1泵14L的吐出量。关于第2泵14R也相同。
本实施方式中，辅助液压马达40为固定容量液压马达。辅助液压马达40与回转用液压马达21的回转驱动液压回路19连接，并通过从回转驱动液压回路19排出的高压的工作油来驱动。
本实施方式中，第1泵14L、第2泵14R及辅助液压马达40各自的驱动轴机械性地连结。具体而言，第1泵14L、第2泵14R及辅助液压马达40的驱动轴经由变速器13而以规定的变速比与引擎11的输出轴连结。因此，若引擎转速恒定，则第1泵14L、第2泵14R及辅助液压马达40的转速也恒定。其中，第1泵14L、第2泵14R及辅助液压马达40可以经由无级变速器等而与引擎11连接，以便即使引擎转速恒定也能够变更转速。
控制阀17是控制挖土机中的液压驱动***的液压控制装置。控制阀17包括可变负载单向阀50、51A、51B、52A、52B、53、统一泄放阀56L、56R、切换阀62B、62C及流量控制阀170、171A、171B、172A、172B、173。
流量控制阀171A、71B是控制向斗杆缸8流出/流入的工作油的方向及流量的阀。具体而言，流量控制阀171A向斗杆缸8供给第1泵14L吐出的工作油(以下，称为“第1工作油”)，流量控制阀171B向斗杆缸8供给第2泵14R吐出的工作油(以下，称为“第2工作油”)。因此，第1工作油与第2工作油能够同时流入斗杆缸8。
流量控制阀172A是控制向动臂缸7流出/流入的工作油的方向及流量的阀。在进行提升动臂操作的情况下，流量控制阀172B是使第1工作油向动臂缸7的缸底侧油室流入的阀。在进行下降动臂操作的情况下，流量控制阀172B能够使从动臂缸7的缸底侧油室流出的工作油与第1工作油合流。
流量控制阀173是控制向控制铲斗缸9流出/流入的工作油的方向及流量的阀。流量控制阀173在其内部包括用于在缸底侧油室再生从铲斗缸9的杆侧油室流出的工作油的单向阀173c。
流量控制阀170向用于驱动回转用液压马达21的回转驱动液压回路19供给第1泵14L吐出的工作油。
可变负载单向阀50、51A、51B、52A、52B、53是能够切换每个流量控制阀170、171A、171B、172A、172B、173与第1泵14L及第2泵14R中的至少一个泵之间的连通/切断的两通两位的阀。这6个可变负载单向阀通过分别联动动作而发挥作为合流切换部的功能。
统一泄放阀56L、56R是根据来自控制器30的指令而进行动作的阀。本实施方式中，统一泄放阀56L是能够控制第1工作油排出到工作油罐T的排出量的两通两位的电磁阀。关于统一泄放阀56R也相同。通过该结构，统一泄放阀56L、56R能够再现流量控制阀170、171A、171B、172A、172B、173中相关联的流量控制阀的合成开口。具体而言，统一泄放阀56L能够再现流量控制阀170、171A、172B的合成开口，统一泄放阀56R能够再现流量控制阀171B、172A、173的合成开口。
另外，各个流量控制阀170、171A、171B、172A、172B、173是六通三位的滑阀，具有中心旁通端口。因此，统一泄放阀56L设置于流量控制阀171A的下游，统一泄放阀56R配置于流量控制阀171B的下游。
可变负载单向阀50、51A、51B、52A、52B、53是根据来自控制器30的指令而进行动作的阀。本实施方式中，可变负载单向阀50、51A、51B、52A、52B、53是能够切换每个流量控制阀170、171A、171B、172A、172B、173与第1泵14L或第2泵14R中的一个泵之间的连通/切断的两通两位的电磁阀。在第1位置上，各个可变负载单向阀50、51A、51B、52A、52B、53具有切断返回至泵侧的工作油的流动的单向阀。具体而言，在单向阀位于第1位置的情况下，可变负载单向阀51A、51B分别使流量控制阀171A、171B与第1泵14L及第2泵14R之间连通，在单向阀位于第2位置的情况下，可变负载单向阀51A、51B切断其连通。关于可变负载单向阀52A，52B及可变负载单向阀53也相同。
回转用液压马达21是使上部回转体3回转的液压马达。回转用液压马达21的端口21L、21R分别经由溢流阀22L、22R与工作油罐T连接，并经由梭阀22S与再生阀22G连接。并且，回转用液压马达21的端口21L、21R经由单向阀23L、23R与辅助液压马达40的供给端口40A连接。
在连接单向阀23L、23R与辅助液压马达40的供给端口40A的配管的规定的位置且在辅助液压马达40的附近连接有辅助供给侧压力传感器80。辅助供给侧压力传感器80检测向辅助液压马达40流入的工作油的压力，并向控制器30提供检测信号。
辅助液压马达40的排出端口40B与工作油罐T连接。在从排出端口40B与工作油罐T连接的配管的规定的位置且在排出端口40B的附近连接有辅助排出侧压力传感器82。辅助排出侧压力传感器82检测从辅助液压马达40排出的工作油的压力，并向控制器30提供检测信号。另外，视为从辅助液压马达40排出的工作油的压力与大气压相等，从而无需一定设置辅助排出侧压力传感器82。
溢流阀22L在端口21L侧的压力达到规定的溢流压的情况下打开，并向工作油罐T排出端口21L侧的工作油。同样地，溢流阀22R在端口21R侧的压力达到规定的溢流压的情况下打开，并向工作油罐T排出端口21R侧的工作油。
梭阀22S向再生阀22G供给端口21L侧及端口21R侧中压力较高的一侧的工作油。再生阀22G是根据来自控制器30的指令而进行动作的开闭阀，切换回转用液压马达21(梭阀22S)与辅助液压马达40之间的连通/切断。
若再生阀22G打开，则端口21L侧及端口21R侧中压力较高的一侧的工作油被供给至辅助液压马达40的供给端口40A，而辅助液压马达40被驱动。
单向阀23L在端口21L侧的压力成为负压的情况下打开，向回转用液压马达21的端口21L侧补充储存于工作油罐T中的工作油。单向阀23R在端口21R侧的压力成为负压的情况下打开，向回转用液压马达21的端口21R侧补充储存于工作油罐T中的工作油。如此，单向阀23L、23R构成在回转用液压马达21制动时向吸入侧的端口补充工作油的补充机构。
通过如上所述的串联液压回路，能够在回转用液压马达21制动时向辅助液压马达40供给在端口21L或端口21R中产生的高压的工作油，并驱动辅助液压马达40。通过驱动辅助液压马达40，能够辅助引擎11的驱动，因此能够降低相应的量的引擎的耗油量。
接着，参考图3，对辅助液压马达40被驱动时的工作油的流动进行说明。
在此，对如下情况进行说明：在工作油被供给至回转用液压马达21的端口21L而上部回转体3进行回转的状态下，回转操作杆26A返回至中间位置且回转动作停止。
若回转操作杆26A返回至中间位置，则压力传感器29检测到该情况，并向控制器30发送信号。若接收该信号，则控制器30向流量控制阀170发送控制信号，并切换流量控制阀170的位置，从而切断从第1泵14L向回转驱动液压回路19的工作油的供给。
如此一来，停止对回转用液压马达21的端口21L的工作油的供给。然而，回转用液压马达21欲通过上部回转体3的惯性力继续旋转。端口21L侧的工作油因回转用液压马达21的旋转而被减压，端口21R侧的工作油因回转用液压马达21的旋转而被加压。
此时，单向阀23L打开，工作油因负压从工作油罐T被吸上来，并向端口21L侧流入。由此，端口21L侧不会成为较大的负压而回转用液压马达21成为因惯性能够旋转的状态。
如此，若回转用液压马达21因惯性继续旋转，则回转用液压马达21的端口21R侧的工作油的压力上升，并上升至溢流阀22R的溢流压。此时，在端口21R侧的工作油中产生的压力作为欲阻止回转用液压马达21的旋转的制动力而发挥作用。
而且，若与再生阀22G的上游侧连接的回转排出侧压力传感器84检测端口21R侧的工作油的压力成为溢流压的情况，则控制器30向再生阀22G发送控制信号而打开再生阀22G。由此，端口21R侧的高压的工作油通过再生阀22G如箭头A、B那样流动，并被供给至辅助液压马达40的供给端口40A。因此，辅助液压马达40被因由回转用液压马达21的惯性引起的旋转而产生的端口21R侧的高压的工作油驱动，并能够辅助引擎11的驱动。
驱动辅助液压马达40而成为低压的工作油从排出端口40B排出，并如箭头C那样流动，并返回至工作油罐T。
如上所述，在工作油从回转用液压马达21流向辅助液压马达40而辅助液压马达40被驱动的期间，控制器30监视引擎11的负荷状态。具体而言，控制器30例如能够根据从引擎控制单元D7发送来的引擎11的燃料喷射量来推断引擎11的负荷状态。或者，控制器30能够根据第1泵14L及第2泵14R的输出(吐出压力及吐出流量)来推断引擎11的负荷状态。
而且，控制器30确定与引擎11的负荷状态(相当于引擎11的转矩)对应的辅助液压马达40的目标转矩。接着，控制器30求出辅助供给侧压力传感器80的检测压力与辅助排出侧压力传感器82的检测压力的差压。而且，控制器30根据所求出的差压计算辅助液压马达40的输出转矩，并对计算出的输出转矩与已确定的目标转矩进行比较。另外，若视为从辅助液压马达排出的工作油的压力与大气压相等，则可以仅根据辅助供给侧压力传感器80的检测压力计算输出转矩。
若计算出的输出转矩为目标转矩以下，则控制器30设为打开再生阀22G的状态，继续执行基于辅助液压马达40的驱动的辅助。另一方面，在计算出的输出转矩超过目标转矩的情况下，控制器30关闭再生阀22G而停止辅助液压马达40的驱动，并停止引擎11的辅助。由此，防止引擎11过度旋转，并执行引擎11的适当的辅助。
即，在辅助液压马达40的输出转矩超过目标转矩的情况下，成为辅助液压马达40使引擎11联动旋转的状态，而导致引擎11过度旋转，因此关闭再生阀22G而停止辅助液压马达40的辅助驱动。成为这种状态的情况，例如可考虑上部回转体3的回转结束而第1泵14L及第2泵14R的负荷消失，其结果，引擎11成为无负荷状态的情况等。该情况下，引擎11为了输出用于使第1泵14L及第2泵14R空转的转矩及与液压损失、机械损失相当的转矩而进行旋转即可，引擎11输出的转矩变得非常小。因此，这种状态中，无需基于辅助液压马达40的较大的辅助，若进行辅助反而有可能会过度旋转，因此停止辅助液压马达40对引擎11的辅助。
以上的例子中，从引擎11的负荷状态计算了辅助液压马达40的目标转矩，但若为在引擎11无负荷状态时停止辅助的控制，则控制器30可以仅检测引擎11的无负荷状态，而无需确定目标转矩。例如，控制器30检测有无操纵杆26A、26B、踏板26C等全部的操作，若检测出操纵杆26A、26B、踏板26C等全部返回至中间位置，则可以关闭再生阀22G而停止辅助液压马达40的辅助驱动。
另外，本实施方式中，控制器30监视回转排出侧压力传感器84的检测压力，若检测压力变得比排出侧的溢流阀22R或22L的溢流压小，则控制器30向再生阀22G发送控制信号，并关闭再生阀22G。这是因为，若回转用液压马达21的排出侧的端口21R或21L的工作油的压力变得比溢流阀22R或22L的溢流压低，则无法得到回转用液压马达21的适当的制动力。
另外，本实施方式中，辅助液压马达40与引擎11的输出轴连接并始终进行旋转。因此，辅助液压马达40优选使用在未从回转驱动液压回路19供给工作油的情况下(在关闭再生阀22G时)能够空转的液压马达。
并且，为了检测回转用液压马达21的高压侧的压力，在再生阀22G的上游侧设置回转排出侧压力传感器84，但也可以设置压力传感器84L、84R代替回转排出侧压力传感器84来检测高压侧的工作油的压力。压力传感器84L设置于回转用液压马达21的端口21L的附近，并检测端口21L侧的压力而通知控制器30。压力传感器84R设置于回转用液压马达21的端口21R的附近，并检测端口21R侧的压力而通知控制器30。
接着，参考图4，作为基于本实施方式的液压回路的另一例，对全并联液压回路进行说明。图4是全并联液压回路的回路图。在图4中，对与图3所示的构成组件相同的组件标注相同的符号，并适当省略其说明。
在图4所示的全并联液压回路中，控制阀17包括可变负载单向阀51～53、合流阀55及流量控制阀170～173。
流量控制阀170～173是控制向液压致动器流出/流入的工作油的方向及流量的阀。本实施方式中，每个流量控制阀170～173是在左右任一方的先导端口接受所对应的操纵杆26A、26B、踏板26C等操作装置26生成的先导压而进行动作的四通三位的滑阀。操作装置26使根据操纵杆26A、26B、踏板26C等的操作量(操作角度)而生成的先导压作用于与操作方向对应的一侧的先导端口。
具体而言，流量控制阀170是控制向回转驱动液压回路19(回转用液压马达21)流出/流入的工作油的方向及流量的滑阀。流量控制阀171是控制向斗杆缸8流出/流入的工作油的方向及流量的滑阀。流量控制阀172是控制向动臂缸7流出/流入的工作油的方向及流量的滑阀。流量控制阀173是控制向铲斗缸9流出/流入的工作油的方向及流量的滑阀。
可变负载单向阀51～53是根据来自控制器30的指令而进行动作的阀。本实施例中，可变负载单向阀51～53是能够切换每个流量控制阀171～173与第1泵14L及第2泵14R中的至少一个泵之间的连通/切断的两通两位的电磁阀。另外，在第1位置上，可变负载单向阀51～53具有切断返回至泵侧的工作油的流动的单向阀。具体而言，在位于第1位置的情况下，可变负载单向阀51使流量控制阀171与第1泵14L及第2泵14R中的至少一个泵之间连通，在位于第2位置的情况下，可变负载单向阀51切断其连通。关于可变负载单向阀52及可变负载单向阀53也相同。
合流阀55为合流切换部的一例，是根据来自控制器30的指令而进行动作的阀。本实施例中，合流阀55是能够切换是否使第1泵14L吐出的工作油(第1工作油)与第2泵14R吐出的工作油(第2工作油)合流的情况的两通两位的电磁阀。具体而言，在位于第1位置的情况下，合流阀55使第1工作油与第2工作油合流，在位于第2位置的情况下，合流阀55不使第1工作油与第2工作油合流。
图4所示的全并联液压回路的构成组件及这些的连接除了上述控制阀17以外，与图3所示的构成组件及这些的连接相同，并省略其说明。
与上述串联液压回路同样，根据如上所述的全并联液压回路，也能够在回转用液压马达21制动时向辅助液压马达40供给在端口21L或端口21R中产生的高压的工作油，并驱动辅助液压马达40。而且，在回转减速时或回转停止时的辅助液压马达40的驱动时，控制器30根据辅助供给侧压力传感器80检测出的压力与辅助排出侧压力传感器82检测出的压力的差压计算辅助液压马达40的输出转矩。而且，若输出转矩超过目标转矩，则控制器30关闭再生阀22G，并切断对辅助液压马达40的工作油的供给。由此，防止辅助液压马达40的过度旋转，作为结果，能够防止与辅助液压马达40连接的引擎11的过度旋转。
接着，参考图5及图6，对另一实施方式进行说明。图5是设置有可变节流器的串联液压回路的回路图。图6是用于对基于图5所示的液压回路的回转停止操作时的辅助液压马达的驱动进行说明的时序图。在图5中，对图3所示的串联液压回路的构成组件与相同的组件标注相同的符号，并省略其说明。
图5所示的串联液压回路中，设置有内部设有可变节流器的再生阀22V，来代替再生阀22G。根据引擎11的负荷状态控制再生阀22V的可变节流器。
具体而言，与上述再生阀22G同样，若回转用液压马达21的减速开始之后，回转驱动液压回路19的排出端口侧的压力上升并达到溢流压，则回转排出侧压力传感器84检测到该情况，并向控制器30发送检测信号。若接收该信号，则控制器30向再生阀22V发送控制信号并打开再生阀22V。由此，端口21R侧的高压的工作油通过再生阀22V的可变节流器而如箭头A、B那样流动，并被供给至辅助液压马达40的供给端口40A。因此，辅助液压马达40被因由回转用液压马达21的惯性引起的旋转而产生的端口21R侧的高压的工作油驱动，并辅助引擎11的驱动。
驱动辅助液压马达40而成为低压的工作油从排出端口40B排出，并如箭头C那样流动，并返回至工作油罐T。
如上所述，在工作油从回转用液压马达21流向辅助液压马达40而辅助液压马达40被驱动的期间，控制器30监视引擎11的负荷状态。具体而言，控制器30例如根据从引擎控制单元D7发送来的引擎11的燃料喷射量来推断引擎11的负荷状态。或者，控制器30根据从第1泵14L及第2泵14R的输出(吐出压力及吐出流量)来推断引擎11的负荷状态。
而且，控制器30确定与引擎11的负荷状态(相当于引擎11的转矩)对应的辅助液压马达40的目标转矩。控制器30求出辅助供给侧压力传感器80的检测压力与辅助排出侧压力传感器82的检测压力的差压。而且，控制器30根据所求出的差压计算辅助液压马达40的输出转矩，并对计算出的输出转矩与已确定的目标转矩进行比较。另外，若视为从辅助液压马达40排出的工作油的压力与大气压相等，则可以仅根据辅助供给侧压力传感器80的检测压力计算输出转矩。
控制器30控制再生阀22V的可变节流器，以便计算出的输出转矩与目标转矩一致。即，在辅助液压马达40的输出转矩超过目标转矩的情况下，控制器30加强对再生阀22V的可变节流器的节流而将输出转矩下降至目标转矩，从而降低基于辅助液压马达40的驱动的辅助动作的驱动力而继续进行辅助。由此，可防止引擎11过度旋转的情况，且实现引擎11的适当的辅助。另一方面，在辅助液压马达40的输出转矩为目标转矩以下的情况下，控制器30更大幅地打开再生阀22V的可变节流器而将输出转矩提升至目标转矩行而继续进行辅助液压马达40的驱动。由此，能够适当地辅助引擎11。
在此，参考图6的时序图，进一步对以上的动作进行详细说明。
以下的说明中，对进行回转单独操作的情况进行说明。回转单独操作是指仅操作回转操作杆26A而进行回转，而不操作其他操作杆(位于中间位置)的情况的操作。
如图6(a)所示，从时刻t0操作回转操作杆26A而在时刻t1时倾斜度最大，在从时刻t1至时刻t2的期间，以最大的倾斜度来维持，在时刻t4，回转操作结束，返回至中间位置。
在时刻t2，回转操作杆26A朝向中间位置返回，回转用液压马达21被减速。由此，回转用液压马达21的排出侧的端口(在此，设为端口21R)的液压从时刻t2开始急剧上升。而且，在时刻t3，若端口21R侧的液压到达溢流阀22R的溢流压，则再生阀22V被打开，溢流压的工作油朝向辅助液压马达40的供给端口40A流动。因此，辅助液压马达40的供给端口40A侧的压力从时刻t3开始上升。由此辅助液压马达40被驱动，且辅助引擎11的驱动。
在此，在回转单独操作的情况下，如图6(c)所示，对于引擎11的负荷从时刻t0上升而变得最大，之后，至时刻t1为止减少。从时刻t1至时刻t2为止，成为维持回转速度的量的负荷。引擎负荷从时刻t2开始又逐渐减少，在回转操作杆返回至中间位置的时刻t4，成为空转时的引擎负荷。时刻t4之后，维持其负荷。
控制器30一边监视图6(c)中所示出的引擎负荷状态，一边计算与引擎负荷相应的辅助液压马达40的目标转矩。如图6(d)所示，在开始驱动辅助液压马达40的时刻t3，开始计算辅助液压马达40的目标转矩。
在此，图6所示的例子为回转单独操作的情况，在时刻t3之后引擎11的负荷减少。而且，如图6(d)的实线所示，在时刻t4之后，目标转矩成为仅用于维持引擎11的旋转和第1泵14L及第2泵14R的空转的最小的目标转矩τ0。
因此，控制器30控制再生阀22V的可变节流器，并如图6(e)所示，将辅助液压马达40的供给端口40A侧的液压设定为最小压力Pmin。由此，即使引擎负荷减小，也能够适当地辅助引擎11，而辅助液压马达40(引擎11)不会过度旋转。而且，引擎11为了引擎11本身的内部负荷也需喷射燃料，因此辅助液压马达40对引擎11的内部负荷也能够进行引擎辅助，并能够减少燃料喷射量。
另外，未根据目标转矩控制向辅助液压马达40供给的液压的情况下，导致辅助液压马达40的输出转矩τ增大为如下，即，与目标转矩如图6(d)的双点划线所示那样增大的情况相同。即，导致输出转矩τ成为引擎负荷较大时所设定的目标转矩τ1。
因此，如图6(e)的双点划线所示，辅助液压马达40的供给端口40A侧的压力上升至溢流压Prel。其结果，会导致辅助液压马达40过大地辅助引擎11。因此，控制器30计算辅助液压马达40的目标转矩，并根据其目标转矩而控制对辅助液压马达40的工作油的压力，由此一边防止辅助液压马达40(引擎11)的过度旋转，一边执行引擎11的适当的辅助。
另外，在图4所示的全并联液压回路中，也可以设置内部设有可变节流器的再生阀22V来代替再生阀22G。
接着，参考图7及图8，对又一实施方式进行说明。图7是将可变容量液压马达用作辅助液压马达的串联液压回路的回路图。图8是用于对回转停止操作时的辅助液压马达的驱动进行说明的时序图。在图7中，对与图3所示的串联液压回路的构成组件相同的组件标注相同的符号，并省略其说明。
图7所示的串联液压回路中，作为辅助液压马达40，使用可变容量液压马达40V。根据引擎11的负荷控制可变容量液压马达40V的输出。
图7所示的串联液压回路中，作为辅助液压马达40，使用可变容量液压马达来代替固定容量液压马达。可变容量液压马达的输出能够通过来自控制器30的控制信号来控制。例如，在作为辅助液压马达40而使用斜板式可变容量液压马达的情况下，控制器30根据引擎11的负荷来控制斜板倾斜角，由此控制辅助液压马达40的输出，并防止辅助液压马达40(引擎11)的过度旋转。
具体而言，与上述再生阀22G同样，若回转用液压马达21的减速开始之后，回转驱动液压回路19的排出端口侧的压力上升并达到溢流压，则回转排出侧压力传感器84检测出该情况，并向控制器30发送检测信号。若接收该信号，则控制器30向再生阀22G发送控制信号而打开再生阀22G。由此，端口21R侧的高压的工作油通过再生阀22G而如箭头A、B那样流动，并被供给至辅助液压马达40的供给端口40A。因此，辅助液压马达40被因由回转用液压马达21的惯性引起的旋转而产生的端口21R侧的高压的工作油驱动，并辅助引擎11的驱动。
驱动辅助液压马达40而成为低压的工作油从排出端口40B排出，并如箭头C那样流动而返回至工作油罐T。
如上所述，在工作油从回转用液压马达21流向辅助液压马达40而辅助液压马达40被驱动的期间，控制器30监视引擎11的负荷状态。具体而言，控制器30例如根据从引擎控制单元D7发送来的引擎11的燃料喷射量来推断引擎11的负荷状态。或者，控制器30根据第1泵14L及第2泵14R的输出(吐出压力及吐出流量)来推断引擎11的负荷状态。
而且，控制器30确定与引擎11的负荷状态(相当于引擎11转矩)对应的辅助液压马达40的目标转矩。接着，控制器30求出辅助供给侧压力传感器80的检测压力与辅助排出侧压力传感器82的检测压力的差压。而且，控制器30根据所求出的差压计算辅助液压马达40的输出转矩，并对计算出的输出转矩与已确定的目标转矩进行比较。另外，若视为从辅助液压马达40排出的工作油的压力与大气压相等，则可以仅根据从辅助供给侧压力传感器80的检测压力计算输出转矩。
控制器30控制辅助液压马达40的输出，以便计算出的输出转矩与目标转矩一致。具体而言，在作为辅助液压马达40而使用斜板式可变容量液压马达的情况下，控制器30控制辅助液压马达40的斜板的偏转角，以便计算出的输出转矩与目标转矩一致。即，在辅助液压马达40的输出转矩超过目标转矩的情况下，控制器30缩小辅助液压马达40的偏转角而使输出转矩下降至目标转矩，并继续进行基于辅助液压马达40的驱动的辅助。由此，防止引擎11过度旋转，且实现引擎11的适当的辅助。另一方面，在辅助液压马达40的输出转矩为目标转矩以下的情况下，控制器30加大辅助液压马达40的偏转角而使输出转矩提升至目标转矩，并继续进行辅助液压马达40的驱动。由此，能够适当地辅助引擎11。
在此，参考图8的时序图，对以上的动作进行进一步详细说明。
以下的说明中，对进行回转单独操作的情况进行说明。回转单独操作是指仅操作回转操作杆26A而进行回转，而不操作其他操作杆(位于中间位置)的情况的操作。
如图8(a)所示，从时刻t0操作回转操作杆26A，而在时刻t1时倾斜度最大，在从时刻t1至时刻t2的期间，以最大的倾斜度来维持，在时刻t4，回转操作结束，返回至中间位置。
在时刻t2，回转操作杆26A朝向中间位置返回，回转用液压马达21被减速。由此，如图8(b)所示，回转用液压马达21的排出侧的端口(在此，设为端口21R)的液压从时刻t2开始急剧上升。而且，在时刻t3，若端口21R侧的液压到达溢流阀22R的溢流压Prel，则再生阀22G被打开，溢流压的工作油朝向辅助液压马达40的供给端口40A流动。因此，如图8(e)所示，辅助液压马达40的供给端口40A侧的压力从时刻t3开始上升。由此辅助液压马达40被驱动，且辅助引擎11的驱动。另一方面，回转用液压马达21被减速时，从主泵14向回转用液压马达21的吸入侧的端口补充工作油。
在此，在回转单独操作的情况下，如图8(c)所示，对于引擎11的负荷从时刻t0上升而变得最大，之后，至时刻t1为止减少。从时刻t1至时刻t2为止，成为维持回转速度的量的负荷。引擎负荷从时刻t2开始又逐渐减少，在回转操作杆26A返回至中间位置的时刻t4，成为空转时的引擎负荷。时刻t4之后，维持其负荷。
控制器30一边监视图8(c)中所示出的引擎负荷状态，一边计算与引擎负荷相应的辅助液压马达40的目标转矩。如图8(d)所示，在开始辅助液压马达40的驱动的时刻t3，开始计算辅助液压马达40的目标转矩。
在此，图8所示的例子为回转单独操作的情况，在时刻t3之后引擎11的负荷减少。而且，在时刻t4之后，如图8(d)的实线所示，目标转矩成为仅用于维持引擎11的旋转和第1泵14L及第2泵14R的空转的最小的目标转矩τ0。
然而，如图8(e)所示，被供给至辅助液压马达40的工作油的压力从时刻t3开始急剧上升，到达至溢流压Prel。因此，即使溢流压的工作油被供给至辅助液压马达40，控制器30也控制斜板并控制辅助液压马达40的输出，以便辅助液压马达40的输出与图8(d)的以实线所示的目标转矩τ0一致。由此，即使引擎负荷减小，也能够适当地辅助引擎11，而辅助液压马达40(引擎11)不会过度旋转。
另外，未根据目标转矩控制向辅助液压马达40供给的液压的情况下，导致辅助液压马达40的输出转矩τ增大为如下，即，与目标转矩如图8(d)的双点划线所示那样增大的情况相同。即，导致输出转矩τ成为引擎负荷较大时(供给溢流压Prel的工作油时)所设定的目标转矩τ1。该情况下，导致辅助液压马达40过大地辅助引擎11。因此，控制器30根据引擎负荷来控制辅助液压马达40的工作油的压力，由此一边防止辅助液压马达40(引擎11)的过度旋转，一边执行引擎11的适当的辅助。
另外，在图4所示的全并联液压回路中，作为辅助液压马达40，也可以使用可变容量液压马达。
本国际专利申请主张基于2015年3日27日申请的日本专利申请第2015-067689号的优先权，并将日本专利申请第2015-067689号的所有内容援用于本申请中。
符号的说明
1-下部行走体，2-回转机构，3-上部回转体，4-动臂，5-斗杆，6-铲斗，7-动臂缸，8-斗杆缸，9-铲斗缸，7a、8a、9a-再生阀，7b、8b-保持阀，10-驾驶室，11-引擎，13-变速器，14L-第1泵，14R-第2泵，17-控制阀，19-回转驱动液压回路，21-回转用液压马达，21L、21R-端口，22L、22R-溢流阀，22S-梭阀，22G、22V-再生阀，23L、23R-单向阀，29-压力传感器，30-控制器，40、40V-辅助液压马达，50、51、51A、51B、52、52A、52B、53-可变负载单向阀，55-合流阀，56L、56R-统一泄放阀，80-辅助供给侧压力传感器，82-辅助排出侧压力传感器，84、84L、84R-回转排出侧压力传感器。

Claims (8)

1.一种挖土机，其具有：
回转用液压马达，使回转体回转，且具有两个端口；
回转驱动液压回路，驱动该回转用液压马达；
流量控制阀，配置在主泵与所述回转驱动液压回路之间，控制所述回转用液压马达；
辅助液压马达，与引擎连接，并且被供给从所述回转驱动液压回路排出的工作油；
再生阀，切换该辅助液压马达与所述回转驱动液压回路之间的连通/切断；及
控制器，控制挖土机的驱动，
所述控制器检测所述引擎的负荷状态，并根据检测出的负荷状态，控制所述再生阀，由此控制所述回转用液压马达减速时所述回转用液压马达的两个端口中吐出侧的高压的工作油，
在所述回转用液压马达减速时，经由所述流量控制阀从所述主泵向所述回转用液压马达的吸入侧补充所述工作油，
所述控制器根据检测出的所述引擎的负荷状态，确定所述辅助液压马达的目标转矩。
2.根据权利要求1所述的挖土机，其中，
所述引擎的负荷小于规定值的情况下，将所述辅助液压马达的目标转矩设定在不辅助所述引擎的驱动的第1转矩。
3.根据权利要求2所述的挖土机，其中，
所述第1转矩被设为维持所述引擎的空转的转矩。
4.根据权利要求1所述的挖土机，其中，
在所述辅助液压马达的上游侧设置有压力传感器，
所述控制器根据所述压力传感器的检测值计算所述辅助液压马达的输出转矩，
所述控制器控制对所述辅助液压马达的工作油的供给，以便所计算出的输出转矩成为所述目标转矩。
5.根据权利要求4所述的挖土机，其中，
所述压力传感器设置于回转用液压马达的工作油的排出端口。
6.根据权利要求1所述的挖土机，其中，
在所述辅助液压马达与所述回转驱动液压回路之间设置有可变节流器，
所述控制器根据所述目标转矩来控制所述可变节流器。
7.根据权利要求1所述的挖土机，其中，
所述辅助液压马达是可变容量液压马达，
所述控制器根据所述目标转矩来控制所述可变容量液压马达的输出。
8.一种挖土机的驱动方法，其中，
所述挖土机具有：
回转用液压马达，使回转体回转，且具有两个端口；
回转驱动液压回路，驱动该回转用液压马达；
流量控制阀，配置在主泵与所述回转驱动液压回路之间，控制所述回转用液压马达；
辅助液压马达，与引擎连接，并且被供给从所述回转驱动液压回路排出的工作油；
再生阀，切换该辅助液压马达与所述回转驱动液压回路之间的连通/切断；及
控制器，控制挖土机的驱动，
所述挖土机的驱动方法中，
检测所述引擎的负荷状态，根据所述检测出的负荷状态，控制所述回转用液压马达减速时向所述辅助液压马达供给工作油，
所述控制器检测所述引擎的负荷状态，并根据检测出的负荷状态控制所述再生阀，由此控制所述回转用液压马达减速时所述回转用液压马达的两个端口中吐出侧的高压的工作油，
在所述回转用液压马达减速时，经由所述流量控制阀从所述主泵向所述回转用液压马达的吸入侧补充所述工作油，
根据所检测出的所述引擎的负荷状态，并根据所确定的所述辅助液压马达的目标转矩，进行工作油的供给的控制。
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