专利名称：混合动力建筑机械的控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具备使用电池的电力进行旋转的电动马达并利用电动马达的动力的混合动力建筑机械的控制系统。
背景技术：
在JP2009-287344A中公开了一种具备使用电池的电力进行旋转的电动马达的混合动力建筑机械的控制系统。在这种以往的装置中，通过使用电池的电力进行旋转的电动马达的动力来使副泵旋转，使副泵的排出油汇合到主泵，从而发挥辅助力。 在电池的蓄电量降低的情况下，使副泵的辅助力减少，并且提高发动机的转速来优先进行电池的充电。
发明内容
在上述以往的装置中，在电池的蓄电量降低的情况下，使副泵的辅助力减少，并且提高发动机的转速来使充电优先。但是，并没有构成为供应与副泵的辅助输出的减少量相应的输出。在使副泵的辅助力减少的情况下，如果不供应该辅助力的减少量，则在持续的作业中其操作性发生变化，对操作员带来不适感。本发明的目的在于提供一种即使减少副泵的输出、操作性也稳定并且能够防止过放电的混合动力建筑机械的控制系统。根据本发明的一种方式，提供一种混合动力建筑机械的控制系统，具备可变容量的主泵；发动机，其驱动上述主泵；发动机转速控制部，其控制上述发动机的旋转；发电机；电池，其将由上述发电机发电产生的电力进行蓄电；可变容量的副泵，其连接在上述主泵的排出侧，并且辅助上述主泵；辅助控制机构，其进行控制以使上述副泵输出被指示的辅助输出；存储部，其存储以下内容辅助校正系数的系数表，该辅助校正系数用于在上述电池的蓄电量低于阈值的情况下控制上述辅助控制机构以使上述副泵的辅助输出减少；发动机转速校正系数的系数表，该发动机转速校正系数用于在上述电池的蓄电量低于上述阈值的情况下提高上述发动机的转速；以及针对上述电池的蓄电量的上述阈值；以及控制部，其判断上述电池的蓄电量是否低于上述阈值，在上述电池的蓄电量低于上述阈值的情况下，根据上述辅助校正系数来控制上述辅助控制机构以使上述副泵的辅助输出减少，并根据上述发动机转速校正系数来控制上述发动机转速控制部以使上述发动机的转速增加，从而使上述主泵的排出量增加，提高上述发动机的转速以使上述主泵的输出上升上述副泵的辅助输出所减少的量。根据上述方式，具有提高发动机的转速而使主泵的输出上升副泵的辅助输出所减少的量的结构，因此即使相对减少副泵的输出也不会损失其操作性。另外，根据电池的蓄电量将校正系数预先作成表并存储，因此副泵的辅助输出、发动机转速的控制变得简单，并且调整、维护变得简单。下面，参照附图来详细说明本发明的实施方式以及本发明的优点。
图I是本发明的实施方式的油压回路图。
图2是表示本发明的实施方式的校正表的说明图。图3是本发明的实施方式的控制流程图。
具体实施例方式图I是挖掘机(power shovel)的油压回路图。挖掘机具备可变容量的第一、第二主泵MP1、MP2，其使用具备转速传感器的发动机E进行驱动。第一、第二主泵MP1、MP2进行同轴旋转。发电机I被设置在发动机E上，利用发动机E的余力来发电。根据发动机控制器EC的输出信号对发动机E的转速进行控制。第一主泵MPl与第一回路系统SI相连接。在第一回路系统SI中从上游侧起依次连接有对回转马达RM进行控制的操作阀2、对斗杆缸(arm cylinder)进行控制的操作阀3、对动臂缸(boom cylinder) BC进行控制的动臂2档用的操作阀4、对预备用配件进行控制的操作阀5以及对作为左行走用的第一行走用马达进行控制的操作阀6。各操作阀2飞分别通过中立流路7及并行通路8与第一主泵MPl相连接。在中立流路7的第一行走马达用操作阀6的下游侧设置有节流部件9，该节流部件9用于生成先导压力(pilot pressure)。如果流过节流部件9的流量多则节流部件9在上游侧生成高的先导压力，如果流量少则节流部件9生成低的先导压力。在操作阀2飞全部处于中立位置或者中立位置附近的情况下，中立流路7将从第一主泵MPl排出的油的全部或者一部分经由节流部件9引导到罐T。在这种情况下，通过节流部件9的流量也变多，因此生成较高先导压力。如果操作阀2飞切换为全冲程(full stroke)的状态，则中立流路7被关闭而流体的流通停止。因而，在这种情况下，流过节流部件9的流量几乎消失，先导压力保持零。其中，根据操作阀2飞的操作量，泵排出量的一部分被引导到致动器而一部分从中立流路7被引导到罐，因此节流部件9生成与流过中立流路7的流量相应的先导压力。换言之，节流部件9生成与操作阀2飞的操作量相应的先导压力。在中立流路7的最下游的操作阀6与节流部件9之间设置有电磁切换控制阀10。电磁切换控制阀10的螺线管与控制器C相连接。电磁切换控制阀10在该螺线管为非励磁的情况下，由于弹簧的弹簧力的作用而保持图示的全开位置，在螺线管被励磁的情况下，抵抗弹簧的弹簧力而被切换到节流位置。电磁切换控制阀10被切换到节流位置的情况下的节流开度小于节流部件9的开度。在中立流路7的操作阀6与电磁切换控制阀10之间连接有先导流路11。先导流路11与调节器12相连接，该调节器12对第一主泵MPl的偏转角进行控制。调节器12与先导流路11的先导压力成反比地控制第一主泵MPl的偏转角，来控制每一转的排量进行控制。因而，如果使操作阀2飞处于全冲程而中立流路7的流量消失从而先导压力变为零，则第一主泵MPl的偏转角变得最大，每一转的排量变得最大。
在先导流路11上并列设置有减压阀Rl和先导流路切换电磁阀PL1。也就是说，先导流路切换电磁阀PLl设置在绕过减压阀Rl的旁路流路。先导流路切换电磁阀PLl在螺线管为非励磁的情况下保持打开位置，在从中立流路7到达先导流路11的过程中，绕过减压阀R1。先导流路切换电磁阀PLl在螺线管被励磁的情况下保持关闭位置，仅通过减压阀Rl使中立流路7与先导流路11连通。在操作阀2飞全部处于中立位置而电磁切换控制阀10处于全开位置的情况下，当绕过减压阀R I而中立流路7与先导流路11相连通时，节流部件9的上游侧的压力作为先导压力而直接作用于调节器12。在操作阀2飞全部处于中立位置的情况下，当节流部件9的上游侧的压力直接作用于调节器12时，第一主泵MPl维持最小偏转角而确保备用流量。如果先导流路切换电磁阀PLl被切换为关闭位置而中立流路7与先导流路11通过减压阀Rl相连通，则被引导到调节器12的先导压力成为由减压阀Rl减压后的压力。换言之，与先导流路切换电磁阀PLl处于打开位置的情况相比，作用于调节器12的先导压力 降低由减压阀Rl减压的量。因而，与操作阀2飞全部处于中立位置而先导流路切换电磁阀PL I处于打开位置的情况相比，第一主泵MPl的偏转角变大，其每一转的排量相对变多。在先导流路11上连接有第一压力传感器13。由第一压力传感器13检测出的压力信号被传达到控制器C。先导流路11的先导压力根据操作阀2飞的操作量而发生变化，因此由第一压力传感器13检测出的压力信号根据第一回路系统SI的要求流量而发生变化。控制器C根据由第一压力传感器13检测出的压力信号来检测操作阀2飞是否全部处于中立位置。也就是说，控制器C将在操作阀2飞全部处于中立位置的情况下的节流部件9的上游产生的压力作为设定压力而预先进行存储。因而，在第一压力传感器13的压力信号达到设定压力的情况下，控制器C能够判断为操作阀全部处于中立位置而与这些操作阀相连接的致动器处于非作业的状态。S卩，通过对设定压力进行检测的第一压力传感器13检测出操作阀2飞的操作状况。但是，对操作阀2飞的操作状况进行检测的方法并不限于压力传感器。例如，只要在各操作阀2飞中设置检测中立位置的传感器并将传感器与控制器C相连接，就能够通过对中立位置进行检测的传感器来检测操作阀2飞的操作状况。第二主泵MP2与第二回路系统S2相连接。在第二回路系统S2中从上游侧起依次连接有对作为右行走用的第二行走用马达进行控制的操作阀14、对铲斗缸(bucketcylinder)进行控制的操作阀15、对动臂缸BC进行控制的操作阀16以及对斗杆缸进行控制的斗杆2档用操作阀17。在操作阀16中设置对其操作方向和操作量进行检测的传感器，并且将操作信号传达给控制器C。各操作阀1Γ17经由中立流路18与第二主泵MP2相连接。操作阀15和操作阀16经由并行通路19与第二主泵MP2相连接。在中立流路18的操作阀17的下游侧设置有节流部件20。节流部件20与第一回路系统SI的节流部件9完全相同地发挥功能。在中立流路18的最下游的操作阀17与节流部件20之间设置有电磁切换控制阀21。电磁切换控制阀21也具有与第一回路系统S I侧的电磁切换控制阀10相同的结构。
在中立流路18的操作阀17与电磁切换控制阀21之间连接有先导流路22。先导流路22与调节器23相连接，该调节器23对第二主泵MP2的偏转角进行控制。在先导流路22中并列地设置有减压阀R2和先导流路切换电磁阀PL2。也就是说，先导流路切换电磁阀PL2设置在绕过减压阀R2的旁路流路。调节器23、减压阀R2以及先导流路切换电磁阀PL2也具有与第一回路系统SI侧的调节器12、减压阀Rl以及先导流路切换电磁阀PLl相同的结构，它们的动作也相同。因而，针对第二回路系统S2的电磁切换控制阀21、调节器23、减压阀R2以及先导流路切换电磁阀PL2的动作的说明引用第一回路系统SI侧的电磁切换控制阀10、调节器12、减压阀Rl以及先导流路切换电磁阀PLl的说明。在第一、第二主泵MP1、MP2上分别经由流路55、56连接有电磁阀58、59。流路55、56在第一、第二回路系统SI、S2的上游侧与第一、第二主泵MP1、MP2相连接。电磁阀58、59在螺线管处于非励磁状态的情况下保持图示的关闭位置。在螺线管被励磁的情况下保持打开位置。这些螺线管与控制器C相连接。电磁阀58、59经由合流通路57和单向阀(check valve)60与油压马达M相连接。油压马达M与兼作发电机的电动马达MG进行连接而旋转。通过兼作发电机的电动马达MG的旋转发电产生的电力通过逆变器I蓄积到电池26。关于油压马达M与兼作发电机的电动马达MG，可以对它们进行直连，也可以经由减速机进行连接。在上述实施方式中，当对第一、第二回路系统SI、S2中的任一个操作阀、例如第一回路系统Si的任一个操作阀进行切换来使连接在操作阀上的致动器进行动作时，根据操作阀的操作量而流过中立流路7的流量发生变化。根据流过中立流路7的流量，在先导压力产生用的节流部件9的上游侧产生的先导压力发生变化。调节器12根据先导压力对第一主泵MPl的偏转角进行控制。即，先导压力越小，越加大偏转角而增加第一主泵MPl的每一转的排量。相反，先导压力越大，越减小偏转角而减少第一主泵MPl的每一转的排量。上述作用在第二主泵MP2与第二回路系统S2的关系上也是相同的。接着，对以下情况进行说明为了使油压马达M旋转来对电池26进行充电，操作员通过手动操作将备用再生指令信号输入到控制器C。在没有从操作员输入备用再生指令信号的状态下，控制器C将电磁切换控制阀10、21、先导流路切换电磁阀PL1、PL2以及电磁阀58、59全部保持在图示的正常位置上。因而，在这种状态下，第一、第二主泵MP1、MP2的偏转角是由先导压力产生用的节流部件9、20的上游侧的压力进行控制的。因而，在上述状态下，例如如果控制阀2飞、14 17全部保持在中立位置，则被引导到先导流路11、22的先导压力变得最大。如果先导压力变得最大，则调节器12、23减小第一、第二主泵MP1、MP2的偏转角来使每一转的排量最小，因此第一、第二主泵MP1、MP2确保
备用流量。
当通过操作员的手动操作将备用再生指令信号输入到控制器C时，控制器C判断由第一、第二压力传感器13、24检测出的压力信号是否达到设定压力。如果压力信号没有达到设定压力，则判断为与第一、第二回路系统SI、S2中的任一个操作阀相连接的致动器处于作业过程中，将电磁切换控制阀10、21、先导流路切换电磁阀PL1、PL2以及电磁阀58、59保持在正常位置。如果由第一、第二压力传感器13、24检测出的压力信号达到设定压力，则控制器C判断为与第一、第二回路系统SI、S2中的任一个操作阀相连接的致动器也处于非作业状态，控制器C对电磁切换控制阀10、21以及电磁阀58、59的螺线管进行励磁。因而，电磁切换控制阀10、21被切换到节流位置，并且电磁阀58、59被切换到打开位置。当电磁切换控制阀10、21以及电磁阀58、59被切换时，第一、第二主泵MP1、MP2的排出量经由电磁阀58、59被供给至油压马达M，因此通过油压马达M的驱动力使兼作发电机的电动马达MG进行旋转来发电。通过兼作发电机的电动马达MG发电产生的电力通过逆变器I蓄积到电池26。在兼作发电机的电动马达MG进行旋转来发电的情况下，控制器C检测电池26的 蓄电量，将基于蓄电量的校正系数作成表并进行存储，并且根据系数表的校正系数，对发动机E的转速、备用再生动力进行控制。S卩，如图2所示，在控制器C中将备用再生校正系数作成表并预先进行存储。在电池26的蓄电量超过第一阈值SOl的情况下将备用再生校正系数设定为1，在电池26的蓄电量低于第一阈值SOl的情况下将备用再生校正系数设定为大于I,在电池26的蓄电量低于第二阈值S02的情况下使校正系数最大。控制器C将控制指令值乘以上述校正系数来对发动机转速、备用再生动力进行控制。因而，如果电池26的蓄电量超过第一阈值SOl，则备用再生校正系数KS变为1，发动机E的转速、备用再生动力维持现状。但是，当电池26的蓄电量低于第一阈值SOl时，备用再生校正系数KS变得大于1，因此发动机E的转速、备用再生动力上升与系数的增加相应的量。如果蓄电量低于第二阈值S02，则备用校正系数变得最大，因此随之发动机E的转速、备用再生动力进一步上升。如果发动机E的转速上升，则随之第一、第二主泵MPl、MP2的转速也上升，其排出量增加。如果第一、第二主泵MP1、MP2的排出量增加，则油压马达M的转速也上升，因此随之兼作发电机的电动马达MG的转速也上升，发电量增大。也就是说，如果电池26的蓄电量足够，则兼作发电机的电动马达MG保持现状的发电量。并且，如果蓄电量变得小于阈值，则兼作发电机的电动马达MG的发电量增大。在上述说明中，以第一、第二回路系统S1、S2的操作阀2飞、1Γ17全部保持在中立位置的情况为前提进行了说明，但是即使在第一、第二回路系统SI、S2中的某一方的操作阀2飞或者1Γ17处于中立位置的情况下也能够使油压马达M旋转。在这种情况下，控制器C根据某一方的压力传感器13或者24的压力信号将某一方的电磁阀58或者59切换到打开位置，将另一方的电磁阀59或者58保持为关闭位置。因而，第一、第二主泵MP1、MP2中的某一方的泵的排出油被供给至油压马达M，能够通过油压马达M的旋转力使兼作发电机的电动马达MG进行旋转。设置在发动机E上的发电机I与电池充电器25相连接。由发电机I发电产生的电力通过电池充电器25充入电池26。电池充电器25即使在连接在普通的家庭用电源27上的情况下也能够将电力充入电池26。也就是说，电池充电器25还能够与其它独立系统电源相连接。接着，说明辅助第一、第二主泵MP1、MP2的输出的可变容量的副泵SP。
可变容量的副泵SP利用兼作发电机的电动马达MG的驱动力进行旋转。通过兼作发电机的电动马达MG的驱动力，可变容量的油压马达M也进行同轴旋转。后面将详细进行说明，副泵SP可以通过油压马达M的驱动力进行旋转，也可以通过兼作发电机的电动马达MG以及油压马达M的合成驱动力进行旋转。在兼作发电机的电动马达MG上连接与电池26相连接的逆变器I。逆变器I与控制器C相连接。控制器C能够对兼作发电机的电动马达MG的转速等进行控制。通过倾角控制器37、38对副泵SP和油压马达M的偏转角进行控制。根据控制器C的输出信号对倾角控制器37、38进行控制。
在副泵SP上连接有排出通路39。排出通路39分支成与第一主泵MPl的排出侧合流的第一辅助流路40以及与第二主泵MP2的排出侧合流的第二辅助流路41。在第一、第二辅助流路40、41上分别设置有第一、第二比例电磁节流阀42、43，根据控制器C的输出信号来控制该第一、第二比例电磁节流阀42、43的开度。单向阀44、45被设置在第一、第二辅助流路40、41上，仅允许从副泵SP向第一、第二主泵MP1、MP2的流通。因而，副泵SP的排出油与第一、第二比例电磁节流阀42、43的开度相应地被分配给第一、第二辅助流路40、41，并与第一、第二主泵MP1、MP2的排出油合流,从而辅助第一、第二主泵MP1、MP2。其中，关于副泵SP的辅助流量，与第一压力传感器13、第二压力传感器24的压力对应地设定流量，在此基础上，控制器C判断如何对副泵SP的偏转角、油压马达M的偏转角、兼作发电机的电动马达MG的转速等进行控制时最有效，来实施各自的控制。如图2所示，控制器C根据电池26的蓄电量将用于控制辅助流量、动力的辅助校正系数作成表并进行存储。在电池26的蓄电量超过第一阈值SOl的情况下辅助校正系数为1，在电池26的蓄电量低于第一阈值SOl的情况下辅助校正系数小于I,在电池26的蓄电量为第二阈值S02以下的情况下辅助校正系数为零。因而，如果电池26的蓄电量超过第一阈值S01，则控制器C对副泵SP的偏转角、油压马达M的偏转角、兼作发电机的电动马达MG的转速等进行控制，使得副泵SP的排出量成为预先设定的辅助流量、动力。如果电池26的蓄电量低于第一阈值S01，则发出校正指令，并且控制器C对副泵SP的偏转角、油压马达M的偏转角、兼作发电机的电动马达MG的转速等进行控制，使得副泵SP的排出量成为预先设定的辅助流量、动力。如果电池26的蓄电量低于第二阈值S02，则控制器C对副泵SP的偏转角、油压马达M的偏转角、兼作发电机的电动马达MG的转速等进行控制，使得副泵SP的排出量成为零。在低于第二阈值的情况下将副泵SP的辅助输出设定为零是为了防止电池26过放电以驱动副泵SP。如上所述，在电池26的蓄电量变少的情况下减少副泵SP的辅助流量、动力是为了减轻兼作发电机的电动马达MG的输出来减少电池26的电力消耗量，优先对电池26进行充电。如上所述，为了对副泵SP的辅助流量、动力进行控制，可以对副泵SP的偏转角、油压马达M的偏转角、兼作发电机的电动马达MG中的某一个进行控制，也可以综合地对它们进行控制。因而，对副泵SP的偏转角进行控制的倾角控制器37、对油压马达M的偏转角进行控制的倾角控制器38以及对兼作发电机的电动马达MG的转速进行控制的逆变器I分别构成本发明的辅助控制机构。如上所述，在减少了副泵SP的辅助流量、动力的情况下，通过发动机控制器EC来提高发动机E的转速，通过第一、第二主泵MP1、MP2的排出量的增加来供应与辅助流量的减少量相当的流量。因此，如图2所示，控制器C根据电池26的蓄电量将用于对发动机E的转速进行控制的发动机转速校正系数作成表并进行存储。在电池26的蓄电量超过第一阈值SOl的情况下发动机转速校正系数为1，在电池26的蓄电量低于第一阈值SOl的情况下发动机转速校正系数大于1，在电池26的蓄电量低于第二阈值S02的情况下发动机转速校正系数变
得最大。将辅助校正系数Ka和发动机转速校正系数Ke设定为以电池26的蓄电量为变量来相互关联，并且第一、第二主泵MP1、MP2的排出量增加副泵SP的辅助流量所减少的量，以避免供给至致动器的油量发生变化。因而，即使副泵SP的辅助流量减少，在持续的作业中其操作性也不会变化，不会对操作员带来不适感。 因而，在本实施方式中，控制器C始终对电池26的蓄电量进行检测，根据蓄电量执行控制。S卩，如图3所示，控制器C对电池26的蓄电量进行检测(步骤SI)，并且根据检测出的蓄电量来确定辅助校正系数Ka、发动机转速校正系数Ke以及备用再生校正系数Ks (步骤 S2)。如果确定出各系数，则检测致动器处于作业状态还是处于非作业状态(步骤S3)，如果处于作业状态，则控制辅助控制机构使得副泵SP的排出量成为与压力传感器13、24的压力对应的辅助流量(步骤S4)。控制器C将对于副泵SP的通常的指令值乘以基于电池26的蓄电量的系数(步骤S5)，根据乘以系数得到的值执行副泵SP的输出以及发动机E的转速的控制(步骤S6)。在步骤S3中，在处于非作业状态的情况下，转移到步骤S7，执行备用再生能量的回收控制。在这种情况下，控制器C将基于电池26的蓄电量的系数乘以指令值(步骤S7)，执行发动机转速、备用再生动力控制(步骤S8)。在油压马达M上连接有连接用通路46。连接用通路46经由导入通路47和单向阀48、49与通路28、29相连接，该通路28、29与回转马达RM相连接。在导入通路47上设置有电磁切换阀50，通过控制器C对该电磁切换阀50进行开闭控制。在电磁切换阀50与单向阀48、49之间设置有压力传感器51，该压力传感器51对回转马达RM旋转时的压力或者制动时的压力进行检测。压力传感器51的压力信号输入到控制器C。在导入通路47上的、相对于从回转马达RM向连接用通路46的流动位于电磁切换阀50的下游侧的位置处设置有安全阀52。在例如电磁切换阀50等、通路46系统中发生故障的情况下，安全阀52维持通路28、29的压力，来防止回转马达RM发生所谓的失控。在动臂缸B C与比例电磁阀36之间设置有与连接用通路46连通的导入通路53。在导入通路53上设置有电磁开闭阀54，通过控制器C控制该电磁开闭阀54。在与第一回路系统SI相连接的回转马达用操作阀2的致动器端口上连接有与回转马达RM连通的通路28、29。在两个通路28、29上分别连接有制动阀30、31。在将回转马达用操作阀2保持在中立位置的情况下，致动器端口被关闭而回转马达RM维持停止状态。当将回转马达用操作阀2从上述状态切换为某一方向时，一侧的通路28与第一主泵MPl相连接，另一侧的通路29与罐相连通。因而，从通路28供给液压油而使回转马达RM旋转，来自回转马达RM的返回油通过通路29返回到罐。
当将回转马达用操作阀2切换为与上述相反的方向时，此次，泵排出油被供给至通路29，通路28与罐相连通，回转马达RM进行反转。如上所述，在正在驱动回转马达RM的情况下，制动阀30或者31发挥溢流阀(relief valve)的功能。在通路28、29为设定压力以上的情况下，制动阀30、31打开来将通路28、29的压力保持为设定压力。如果在回转马达RM进行旋转的状态下将回转马达用的操作阀2返回到中立位置，则操作阀2的致动器端口被关闭。操作阀2的致动器端口即使被关闭，回转马达RM也利用惯性能量继续旋转，通过回转马达RM利用惯性能量进行旋转，该回转马达RM发挥泵作用。在这种情况下，由通路28、29、回转马达RM以及制动阀30或者31构成闭合回路，并且通过制动阀30或者31惯性能量被转换为热能。如果通路28或者29的压力没有保持在回转动作或者制动动作所需的压力，则无法使回转马达RM进行回转或者施以制动。因此，为了将通路28或者29的压力保持为回转压力或者制动压力，控制器C 一边对油压马达M的偏转角进行控制，一边对回转马达RM的负载进行控制。也就是说，控制器C对油压马达M的偏转角进行控制，使得由压力传感器51检测出的压力与回转马达RM的回转压力或者制动压力几乎相等。如果油压马达M得到旋转力，则该旋转力作用于同轴旋转的兼作发电机的电动马达MG。油压马达M的旋转力作为针对兼作发电机的电动马达MG的辅助力而发挥作用。因而，能够使兼作发电机的电动马达MG的消耗电力减少与油压马达M的旋转力相应的量。还能够通过油压马达M的旋转力来辅助副泵SP的旋转力。在这种情况下，油压马达M与副泵SP互相结合而发挥压力变换功能。也就是说，流入连接用通路46的压力往往低于泵排出压力。为了利用该低的压力使子副泵SP维持高的排出压力，通过油压马达M和副泵SP来发挥增压功能。S卩，根据每一转的排量Ql与此时的压力Pl之积来决定油压马达M的输出。根据每一转的排量Q2与排出压力P2之积来决定副泵SP的输出。在本实施方式中，油压马达M与副泵SP进行同轴旋转，因此Q1XP1=Q2XP2必须成立。因此，例如如果将油压马达M的排量Ql设定为副泵SP的排量Q2的三倍即Q1=3Q2，则上述等式成为3Q2XP1=Q2XP2。如果将该式的两边除以Q2，则3P1=P2成立。因而，如果改变副泵SP的偏转角来控制排量Q2，则通过油压马达M的输出能够使副泵SP维持规定的排出压力。换言之，对来自回转马达RM的油压进行增压而能够从副泵SP排出。其中，如上所述，对油压马达M的偏转角进行控制使得将通路28、29的压力保持为回转压力或者制动压力。因而，在利用来自回转马达RM的液压油的情况下，油压马达M的偏转角必然被决定。为了在这样油压马达M的偏转角被决定的状态下发挥上述压力变换功能，对副泵SP的偏转角进行控制。在通路46系统的压力由于某些原因变得低于回转压力或者制动压力的情况下，根据来自压力传感器51的压力信号，控制器C关闭电磁切换阀50，从而避免对回转马达RM带来影响。在连接用通路46中产生液压油的泄露的情况下，安全阀52发挥功能来使通路28、29的压力不会降低至所需压力以下，从而防止回转马达RM失控。关于动臂缸BC，当将操作阀16从中立位置向一侧方向切换时，来自第二主泵MP2的液压油经由通路32被供给至动臂缸BC的活塞侧室33。来自杆侧室34的返回油经由通路35返回到罐，动臂缸BC伸展。当将操作阀16向与上述相反的方向切换时，来自第二主泵MP2的液压油经由通路35被供给至动臂缸BC的杆侧室34。来自活塞侧室33的返回油经由通路32返回到罐，动臂缸BC收缩。动臂2档用的操作阀3与操作阀16连动而被切换。在对动臂缸BC的活塞侧室33与操作阀16进行连结的通路32上设置有由控制器C控制开度的比例电磁阀36。比例电磁阀36在正常状态下保持全开位置。当为了使动臂缸B C进行动作而切换操作阀16时，通过设置在操作阀16上的传感器，检测出操作阀16的操作方向及其操作量，并且将操作信号输入到控制器C。控制器C根据传感器的操作信号来判断操作员要使动臂缸BC上升还是下降。如果用于使动臂缸BC上升的信号输入到控制器C，则控制器C将比例电磁阀36保持为正常状态。换言之，将比例电磁阀36保持为全开位置。在这种情况下，控制器C将电磁开闭阀54保持为图示的关闭位置，并且对兼作发电机的电动马达MG的转速、副泵SP的偏转角进行控制。当使动臂缸BC下降的信号从传感器被输入到控制器C时，则控制器C根据操作阀16的操作量对操作员要求的动臂缸BC的下降速度进行计算，并且关闭比例电磁阀36，将电磁开闭阀54切换为打开位置。如果关闭比例电磁阀36来将电磁开闭阀54切换为打开位置，则动臂缸BC的返回油的全量被供给至油压马达M。但是，如果由油压马达M消耗的流量小于用于维持操作员所要求的下降速度所需的流量，则动臂缸BC无法维持操作员所要求的下降速度。在这种情况下，控制器C根据操作阀16的操作量、油压马达M的偏转角、兼作发电机的电动马达MG的转速等，对比例电磁阀36的开度进行控制使得将由油压马达M消耗的流量以上的流量返回到罐，从而维持操作员所要求的动臂缸BC的下降速度。在一边使回转马达RM回转、一边使动臂缸BC下降的情况下，来自回转马达RM的液压油与来自动臂缸BC的返回油在连接用通路46处合流而供给至油压马达M。如果导入通路47的压力上升，则随之导入通路47侧的压力也上升，但是即使该压力大于回转马达M的回转压力或者制动压力，由于存在单向阀48、49，因此不会对回转马达RM带来影响。如果连接用通路46侧的压力低于回转压力或者制动压力，则控制器C根据来自压力传感器51的压力信号来关闭电磁切换阀50。 因而，在如上所述那样同时进行回转马达RM的回转动作和动臂缸BC的下降动作的情况下，与回转压力或者制动压力无关地，只要以动臂缸BC的所需下降速度为基准来决定油压马达M的偏转角即可。无论如何，都能够以油压马达M的输出来辅助副泵SP的输出，并且能够通过第一、第二比例电磁阀42、43将从副泵SP排出的流量按比例分配并供给至第一、第二回路系统S1、S2。在将油压马达M用作驱动源并将兼作发电机的电动马达MG用作发电机的情况下，只要使副泵SP的偏转角为零而形成几乎无负载状态，并使油压马达M维持用于使兼作发电机的电动马达MG旋转所需的输出，就能够利用油压马达M的输出使发电机G发挥功能。能够利用发动机E的输出使发电机I发电，或者能够利用油压马达M来使兼作发电机的电动马达MG发电。 设置了单向阀44、45，并且设置了电磁切换阀50以及电磁开闭阀54或者电磁阀58、59，因此例如在副泵SP和油压马达M系统发生故障的情况下，使第一、第二主泵MP1、MP2系统与副泵SP及油压马达M系统进行油压分离。特别是，电磁切换阀50、电磁开闭阀54以及电磁阀58、59在这些处于正常状态的情况下如图所示那样通过弹簧的弹簧力而保持关闭位置，并且比例电磁阀36也保持全开位置即正常位置，因此即使电气系统发生故障，也如上所述那样使第一、第二主泵MP1、MP2系统与副泵SP及油压马达M系统进行油压分离。以上，说明了本发明的实施方式，但是上述实施方式只不过是本发明的应用例的一部分，而不是将本发明的技术范围具体地限定为上述实施方式的意思。本申请要求基于2010年2月12日向日本专利局申请的特愿2010-29344号的优先权，将该申请的所有内容通过参照编入本说明书。产业上的可利用件本发明能够利用于混合动力挖掘机等建筑机械。
权利要求
1.一种混合动カ建筑机械的控制系统,具备 可变容量的主泵； 发动机，其驱动上述主泵； 发动机转速控制部，其控制上述发动机的旋转； 发电机； 电池，其将由上述发电机发电产生的电カ进行蓄电； 可变容量的副泵，其连接在上述主泵的排出侧，并且辅助上述主泵； 辅助控制机构，其进行控制以使上述副泵输出被指示的辅助输出； 存储部，其存储以下内容辅助校正系数的系数表，该辅助校正系数用于在上述电池的蓄电量低于阈值的情况下控制上述辅助控制机构以使上述副泵的辅助输出減少；发动机转速校正系数的系数表，该发动机转速校正系数用于在上述电池的蓄电量低于上述阈值的情况下提高上述发动机的转速；以及针对上述电池的蓄电量的上述阈值；以及 控制部，其判断上述电池的蓄电量是否低于上述阈值，在上述电池的蓄电量低于上述阈值的情况下，根据上述辅助校正系数来控制上述辅助控制机构以使上述副泵的辅助输出減少，并根据上述发动机转速校正系数来控制上述发动机转速控制部以使上述发动机的转速増加，从而使上述主泵的排出量増加，提高上述发动机的转速以使上述主泵的输出上升上述副泵的辅助输出所減少的量。
2.根据权利要求I所述的混合动カ建筑机械的控制系统，其特征在干， 上述辅助校正系数被设定为在上述电池的蓄电量超过上述阈值的情况下为1，而在上述电池的蓄电量低于上述阈值的情况下小于I。
3.根据权利要求I所述的混合动カ建筑机械的控制系统，其特征在干， 上述存储部存储针对上述电池的蓄电量的第一阈值以及小于上述第一阈值的第二阈值， 在上述电池的蓄电量低于上述第一阈值的情况下，上述控制部根据上述辅助校正系数来使上述副泵的辅助输出減少，在上述电池的蓄电量減少到上述第二阈值的情况下，上述控制部根据上述辅助校正系数来使上述副泵的辅助输出为零。
4.根据权利要求I所述的混合动カ建筑机械的控制系统，其特征在干， 还具备以下部分 回路系统，其与上述主泵相连接，具备多个操作阀； 油压马达，其与上述主泵相连接，使上述发电机旋转；以及 中立流路，在上述回路系统的所有操作阀保持在中立位置的情况下，在该中立流路中流过上述主泵的排出油， 其中，在上述回路系统的所有操作阀保持在中立位置的情况下，在上述中立流路中产生的先导压カ的作用下上述主泵的排出量保持为备用流量，上述油压马达通过上述备用流量的作用产生备用再生动力， 上述存储部存储备用再生校正系数的表，该备用再生校正系数用于在上述电池的蓄电量低于上述阈值的情况下，使上述备用再生动カ增加， 在上述电池的蓄电量低于上述阈值并且上述回路系统的所有操作阀处于中立位置的情况下，上述控制部根据上述备用再生校正系数来控制上述发动机转速控制部以使上述发动机的转速增加，从而使上述备用 再生动カ增加。
全文摘要
控制器判断电池的蓄电量是否低于上述阈值，在蓄电量低于阈值的情况下，根据辅助校正系数来控制辅助控制机构以使副泵的辅助输出减少，根据发动机转速校正系数来控制发动机控制器以使发动机的转速增加，从而使主泵的排出量增加，提高发动机的转速来使主泵的输出上升副泵的辅助输出所减少的量。
文档编号F15B21/14GK102695866SQ201180005643
公开日2012年9月26日 申请日期2011年2月1日 优先权日2010年2月12日
发明者川崎治彦, 江川祐弘 申请人:萱场工业株式会社