挖土机以及挖土机的控制方法
【专利摘要】本发明提供一种挖土机以及挖土机的控制方法，本发明的实施例所涉及的混合式挖土机具备：主泵（14）；液压泵/马达（310），利用从动臂缸（7）流出的工作油作为液压马达而发挥作用，并且作为液压泵而发挥作用；控制阀（17）；第一油路，经由控制阀（17）连接主泵（14）和斗杆缸（8）；及第二油路，连接液压泵/马达(310)和斗杆缸（8），第二油路在控制阀（17）与斗杆缸（8）之间与第一油路合流。
【专利说明】挖土机以及挖土机的控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具备动臂再生用液压马达的挖土机以及挖土机的控制方法。
【背景技术】
[0002]以往，已知有具备电动发电机的混合式挖土机，该电动发电机在动臂下降时或斗杆缩回时通过再生用液压马达而被旋转驱动(例如，参考专利文献I)。
[0003]该混合式挖土机利用在动臂下降时从动臂缸的缸底侧油室流出的工作油，或者利用在斗杆缩回时从斗杆缸的杆侧油室流出的工作油使再生用液压马达旋转。其结果，混合式挖土机使连结于再生用液压马达的电动发电机作为发电机而发挥作用，从而将动臂及斗杆的势能作为电能而回收。
[0004]以往技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开2010-48343号公报
[0007]发明的概要
[0008]发明要解决的技术课题
[0009]然而，专利文献I的混合式挖土机仅仅使连结于再生用液压马达的电动发电机作为发电机而发挥作用，并不具备用于使该电动发电机作为电动机有效地发挥作用的液压回路，无法充分地应用再生用液压马达。
[0010]鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种更有效地应用再生用液压马达的挖土机以及挖土机的控制方法。
[0011]用于解决技术课题的手段
[0012]为了实现上述目的，本发明的实施例所涉及的挖土机为具有多个液压驱动器的挖土机，其特征在于，具备:主泵；液压泵/马达，利用从所述多个液压驱动器中的第一液压驱动器流出的工作油，作为液压马达而发挥作用，并且作为液压泵而发挥作用；控制阀，对所述多个液压驱动器中的工作油的流动进行控制；第一油路，经由所述控制阀连接所述主泵和所述多个液压驱动器中的第二液压驱动器；以及第二油路，连接所述液压泵/马达和所述第二液压驱动器，所述第二油路在所述控制阀与所述第二液压驱动器之间与所述第一油路合流。
[0013]并且，本发明的实施例所涉及的挖土机的控制方法中，所述挖土机具备:多个液压驱动器；主泵；液压泵/马达，利用从所述多个液压驱动器中的第一液压驱动器流出的工作油，作为液压马达而发挥作用，并且作为液压泵而发挥作用；控制阀，对所述多个液压驱动器中的工作油的流动进行控制；第一油路，经由所述控制阀连接所述主泵和所述多个液压驱动器中的第二液压驱动器；以及第二油路，连接所述液压泵/马达和所述第二液压驱动器，所述挖土机的控制方法的特征在于，使流过所述第二油路的工作油与在所述控制阀和所述第二液压驱动器之间流过所述第一油路的工作油合流。
[0014]发明效果[0015]根据上述方式，本发明能够提供一种更加有效地应用再生用液压马达的挖土机以及挖土机的控制方法。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本发明的实施例所涉及的混合式挖土机的侧视图。
[0017]图2是表示本发明的实施例所涉及的混合式挖土机的动作状态变化的图。
[0018]图3是表示第一实施例所涉及的混合式挖土机的驱动系统的结构例的框图。
[0019]图4是表示第一实施例所涉及的混合式挖土机的蓄电系统的结构例的框图。
[0020]图5是表示第一实施例所涉及的混合式挖土机的第一驱动模式中的连通回路的结构例的图。
[0021]图6是表示第一连通电路驱动处理的流程的流程图。
[0022]图7是表示第一实施例所涉及的混合式挖土机的第二驱动模式中的连通回路的状态的图。
[0023]图8是表示第一实施例所涉及的混合式挖土机的第三驱动模式中的连通回路的状态的图。
[0024]图9是表示第一实施例所涉及的混合式挖土机的第四驱动模式中的连通回路的状态的图。
[0025]图10是表示第二实施例所涉及的混合式挖土机的第五驱动模式中的连通回路的状态的图。
[0026]图11是表示第二连通回路驱动处理的流程的流程图。
[0027]图12是表示第二实施例所涉及的混合式挖土机的第六驱动模式中的连通回路的状态的图。
[0028]图13是表示第二实施例所涉及的混合式挖土机的第七驱动模式中的连通回路的状态的图。
[0029]图14是表示第二实施例所涉及的混合式挖土机的第八驱动模式中的连通回路的状态的图。
[0030]图15是表示第二实施例所涉及的混合式挖土机的第六驱动模式中的连通回路的其他状态的图。
【具体实施方式】
[0031]图1是表示应用本发明的实施例的混合式挖土机的侧视图。
[0032]在混合式挖土机的下部行走体I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。动臂4的前端安装有斗杆5，斗杆5的前端安装有铲斗6。动臂
4、斗杆5以及铲斗6为通过动臂缸7、斗杆缸8以及铲斗缸9而分别被液压驱动的工作要件。上部回转体3上设置有驾驶室10，并且搭载有引擎等动力源。
[0033]接着，参考图2，对本发明的实施例所涉及的混合式挖土机的动作的一例，即挖掘、装载动作进行说明。首先，如状态CDl所示，操作人员使上部回转体3回转，铲斗6位于挖掘位置的上方，在斗杆5张开且铲斗6张开的状态下使动臂4下降，使铲斗6下降以使铲斗6的前端距挖掘对象成为所希望的高度。通常，在使上部回转体3回转时以及使动臂4下降时，操作人员以目测方式确认铲斗6的位置。并且，通常，上部回转体3的回转以及动臂4的下降同时进行。将以上动作称作动臂下降回转动作，将该动作区间称作动臂下降回转动作区间。
[0034]操作人员在判断铲斗6的前端到达所希望的高度的情况下，如状态CD2所示，将斗杆5缩回直至斗杆5成为大致垂直于地面。由此，规定深度的土被挖掘，用铲斗6进行搂取直至斗杆5成为大致垂直于地面。接着，如状态⑶3所示，操作人员将斗杆5以及铲斗6进一步缩回，如状态CD4所示，缩回铲斗6直至铲斗6成为大致垂直于斗杆5。即缩回铲斗6直至铲斗6的上边缘成为大致水平，将汇集的土收纳于铲斗6内。将以上动作称作挖掘动作，将该动作区间称作挖掘动作区间。
[0035]接着，操作人员在判断铲斗6缩回至大致垂直于斗杆5的情况下，如状态⑶5所示，在缩回铲斗6的状态下，提升动臂4直至铲斗6的底部距地面成为所希望的高度。将该动作称作动臂提升动作，将该动作区间称作动臂提升动作区间。紧接着该动作或同时，操作人员使上部回转体3回转，如箭头ARl所示，使铲斗6回转移动到卸土位置。将包括动臂提升动作的该动作称作动臂提升回转动作，将该动作区间称作动臂提升回转动作区间。
[0036]另外，之所以将动臂4提升至铲斗6的底部成为所希望的高度，是因为例如对翻斗车的翻斗进行卸土时，若不将铲斗6提升至高于翻斗的高度，则会导致铲斗6碰到翻斗。
[0037]接着，操作人员在判断动臂提升回转动作结束的情况下，如状态CD6所示，在使动臂4下降或使动臂4停止的同时，张开斗杆5以及铲斗6而排出铲斗6内的土。将该动作称作翻卸动作，将该动作区间称作翻卸动作区间。
[0038]接着，操作人员在判断翻卸动作结束的情况下，如状态CD7所示，使上部回转体3向箭头AR2的方向回转，使铲斗6移动到挖掘位置的正上方。此时，与回转同时，使动臂4下降以使铲斗6下降至距挖掘对象所希望的高度。该动作为在状态⑶I中进行说明的动臂下降回转动作的一部分。其后，操作人员如状态CDl所示使铲斗6下降至所希望的高度，以再次进行挖掘动作之后的动作。
[0039]操作人员将上述“动臂下降回转动作”、“挖掘动作”、“动臂提升回转动作”以及“翻卸动作”作为一个循环，在重复该循环的同时进行挖掘、装载。
[0040]实施例1
[0041]图3是表示本发明的第一实施例所涉及的混合式挖土机的驱动系统的结构的框图。图3分别用双重线表示机械动力系统，用实线(粗线)表示高压液压管路，用虚线表示先导管路，用实线(细线)表示电力驱动/控制系统。
[0042]作为机械式驱动部的引擎11和作为辅助驱动部的电动发电机12分别连接于变速器13的2个输入轴。在变速器13的输出轴上，作为液压泵而连接有主泵14以及先导泵
15。主泵14上经由高压液压管路16连接有控制阀17。
[0043]调节器14A为用于控制主泵14的吐出量的装置，例如，根据主泵14的吐出压力和来自控制器30的控制信号等来调节主泵14的斜板偏转角，从而控制主泵14的吐出量。
[0044]控制阀17为对混合式挖土机中的液压系统进行控制的控制装置。下部行走体I用液压马达IA (右用)以及IB (左用)、动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9经由高压液压管路而连接于控制阀17。另外，以下，将下部行走体I用液压马达IA (右用)以及IB (左用)、动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9统称为液压驱动器。[0045]在电动发电机12上经由逆变器18A连接有包含作为蓄电器的电容器的蓄电系统120。在蓄电系统120上经由逆变器20连接有作为电动工作要件的回转用电动机21。在回转用电动机21的回转轴21A上连接有分解器22、机械制动器23及回转变速器24。并且，在先导泵15上经由先导管路25连接有操作装置26。由回转用电动机21、逆变器20、分解器22、机械制动器23及回转变速器24构成第一负载驱动系统。
[0046]操作装置26包含操纵杆26A、操纵杆26B及踏板26C。操纵杆26A、操纵杆26B及踏板26C经由液压管路27及液压管路28分别连接于控制阀17及压力传感器29。压力传感器29作为检测液压驱动器的各工作状态的工作状态检测部而发挥作用，并连接于进行电力系统的驱动控制的控制器30。
[0047]并且，在第一实施例中，用于获得动臂再生电力的动臂再生用电动发电机300经由逆变器18C连接于蓄电系统120。电动发电机300由液压泵/马达310驱动而作为发电机，该液压泵/马达通过从动臂缸7流出的工作油而被驱动。电动发电机300利用在动臂4因自重而下降时从动臂缸7流出的工作油的压力将动臂4的势能(从动臂缸7流出的工作油的液压能)转换成电能。另外，在图3中，为了便于说明，将液压泵/马达310与电动发电机300在分开的位置表示，然而，实际上，电动发电机300的旋转轴被机械地连结于液压泵/马达310的旋转轴上。即液压泵/马达310构成为，在动臂4下降时通过从动臂缸7流出的工作油而进行旋转，设置该液压泵/马达是为了将动臂4因自重而下降时的工作油的液压能转换成旋转力。
[0048]由电动发电机300发电的电力作为再生电力而经由逆变器18C供给到蓄电系统
120。由电动发电机300与逆变器18C构成第二负载驱动系统。
[0049]连通回路320为用于使液压泵/马达310的功能在液压泵和液压马达之间切换动作的液压回路，例如，根据来自控制器30的控制信号，将从动臂缸7流出的全部或一部分工作油供给到液压泵/马达310，使液压泵/马达310作为动臂再生用液压马达而动作。并且，连通回路320根据来自控制器30的控制信号，将液压泵/马达310吐出的工作油供给到动臂缸7或斗杆缸8，该液压泵/马达由电动发电机300驱动而作为液压泵。另外，关于连通回路320的动作将进行后述。
[0050]图4为表不蓄电系统120的结构的框图。蓄电系统120包括电容器19、升降压转换器100及DC母线110。在电容器19上设置有用于检测电容器电压值的电容器电压检测部112和用于检测电容器电流值的电容器电流检测部113。通过电容器电压检测部112和电容器电流检测部113而检测的电容器电压值和电容器电流值被供给到控制器30。
[0051]升降压转换器100根据电动发电机12、回转用电动机21及电动发电机300的运行状态而进行升压动作和降压动作的切换控制，以将DC母线电压值限定在一定的范围内。DC母线110配设于逆变器18A、18C及20与升降压转换器100之间，在电容器19、电动发电机12、回转用电动机21及电动发电机300之间进行电力授受。
[0052]在此，再次参考图3详细地说明控制器30。控制器30为作为进行混合式挖土机的驱动控制的主控制部的控制装置。控制器30由包含CPU (Ce ntral Processing Unit)及内部存储器的运算处理装置构成，是通过CPU执行存储在内部存储器中的驱动控制用程序而动作的装置。
[0053]控制器30将由压力传感器29提供的信号转换为回转速度指令，进行回转用电动机21的驱动控制。此时，由压力传感器29提供的信号相当于表示为了使回转机构2回转而对操作装置26 (回转操纵杆)进行操作时的操作量的信号。
[0054]并且，控制器30进行电动发电机12的运行控制(电动(辅助)运行或者发电运行的切换)，并对作为升降压控制部的升降压转换器100进行驱动控制，从而进行电容器19的充放电控制。具体而言，控制器30根据电容器19的充电状态、电动发电机12的运行状态(电动(辅助)运行或者发电运行)、回转用电动机21的运行状态(动力运行或者再生运行)、及电动发电机300的运行状态(动力运行或者再生运行)进行升降压转换器100的升压动作和降压动作的切换控制，由此进行电容器19的充放电控制。
[0055]该升降压转换器100的升压动作和降压动作的切换控制根据由DC母线电压检测部111检测的DC母线电压值、由电容器电压检测部112检测的电容器电压值、及由电容器电流检测部113检测的电容器电流值来进行。
[0056]在上述那样的结构中，作为辅助马达的电动发电机12发电的电力，经由逆变器18A而供给到蓄电系统120的DC母线110，并经由升降压转换器100而供给到电容器19。并且，因回转用电动机21再生运行而生成的再生电力，经由逆变器20供给到蓄电系统120的DC母线110，并经由升降压转换器100供给到电容器19。并且，动臂再生用电动发电机300发电的电力，经由逆变器18C而供给到蓄电系统120的DC母线110，并经由升降压转换器100供给到电容器19。另外，电动发电机12或电动发电机300发电的电力可经由逆变器20直接供给到回转用电动机21，回转用电动机21或电动发电机300发电的电力可经由逆变器18A直接供给到电动发电机12，电动发电机12或回转用电动机21发电的电力可经由逆变器18C直接供给到电动发电机300。
[0057]电容器19只要是可充放电的蓄电器即可，以便经由升降压转换器100在与DC母线110之间进行电力授受。另外，图4中示出作为蓄电器的电容器19，但代替电容器19，也可以使用锂离子电池等可充放电的二次电池、锂离子电容器，或者可进行电力授受的其他形式的电源作为蓄电器。
[0058]除上述功能之外，控制器30还根据混合式挖土机的驱动模式来进行连通回路320的驱动控制。
[0059]在此，参考图5详细地说明连通回路320。另外，图5是表示连通回路320的结构例的图，在第一实施例中，连通回路320由第一电磁阀321、第二电磁阀322及止回阀323构成。并且，连通回路320被配置成连接如下部分:动臂缸底侧油路Cl，连接动臂缸7的底侧油室与控制阀17 (用粗线强调表示);斗杆缸杆侧油路C2，连接斗杆缸8的杆侧油室与控制阀17 (同样用粗线强调表示)；及液压泵/马达310。
[0060]第一电磁阀321为切换流入到液压泵/马达310的工作油的供给源，且切换从液压泵/马达310流出的工作油的供给端的电磁阀，例如为3位4通滑阀。流入到液压泵/马达310的工作油的供给源，例如为动臂缸7的底侧油室或工作油箱。并且，从液压泵/马达310流出的工作油的供给端，例如为工作油箱、动臂缸7的底侧油室或斗杆缸8的杆侧油室。
[0061]第二电磁阀322为用于以二选一的方式切换动臂缸底侧油路Cl与液压泵/马达310之间的连接，和斗杆缸杆侧油路C2与液压泵/马达310之间的连接的电磁阀，例如为2位4通滑阀。[0062]止回阀323设置于连接第二电磁阀322与斗杆缸杆侧油路C2的油路C3上，是防止工作油从斗杆缸杆侧油路C2流向液压泵/马达310的阀。
[0063]另外，在液压泵/马达310的两个吐出口与工作油箱之间分别配置有单向阀310a、310b。这是为了在两个吐出口各自的压力小于工作油箱的压力的情况下，从工作油箱供给压力油，将吐出口的压力维持在工作油箱的压力以上。
[0064]在此，参考图6，说明控制器30对连通回路320中的工作油的流动进行控制的处理(以下，称作“第一连通回路驱动处理”)。另外，图6是表示第一连通回路驱动处理的流程的流程图，控制器30在挖土机运行过程中以规定的控制周期反复执行第一连通回路驱动处理。
[0065]首先，控制器30根据压力传感器29的输出来检测动臂操纵杆的操作量，并判定是否驱动动臂4 (步骤ST1)。并且，控制器30也可以根据检测动臂4的回转角度的角度传感器(未图示)，或检测动臂缸7的位移(伸缩)的位移传感器(未图示)的输出来判定是否驱动动臂4。在判定是否驱动动臂5或铲斗6时也相同。
[0066]当判定为未驱动动臂4的情况下(步骤STl的否)，控制器30根据压力传感器29的输出检测斗杆操纵杆的操作量，并判定是否驱动斗杆5 (步骤ST2)。
[0067]当判定为未驱动斗杆5的情况下(步骤ST2的否)，控制器30从连通回路320切断液压泵/马达310 (步骤ST3)。
[0068]另外，以下，将动臂4与斗杆5均处于非驱动状态的该状态称作第一驱动模式。图5表示混合式挖土机处于该第一驱动模式时的连通回路320的状态。
[0069]具体而言，控制器30对连通回路320中的第一电磁阀321输出规定的控制信号，将该阀位置切换到第二阀位置321B，从连通回路320切断液压泵/马达310。并且，控制器30对逆变器18C输出规定的控制信号，使电动发电机300以及液压泵/马达310停止旋转。
[0070]另一方面，当判定为驱动了斗杆5的情况下(在第一实施例中，判定为向张开方向驱动斗杆5时)(步骤ST2的是)，控制器30使液压泵/马达310作为液压泵而发挥作用，将液压泵/马达310吐出的工作油供给到斗杆缸8的杆侧油室(步骤ST4)。
[0071]另外，以下，将动臂4处于非驱动状态时斗杆5处于驱动状态(在第一实施例中，斗杆5张开的状态)的该状态称作第二驱动模式。后述的图7表示混合式挖土机处于该第二驱动模式时的连通回路320的状态。混合式挖土机例如在翻卸动作过程中成为该第二驱动模式。
[0072]具体而言，控制器30向连通回路320中的第一电磁阀321以及第二电磁阀322输出规定的控制信号，并经由油路C3将斗杆缸杆侧油路C2与液压泵/马达310连通。并且，控制器30对逆变器18C输出规定的控制信号，使电动发电机300以及液压泵/马达310开始旋转。
[0073]并且，控制器30对调节器14RA输出规定的控制信号而控制主泵14R的吐出量，并通过液压泵/马达310吐出的工作油和主泵14R吐出的工作油，以所希望的流量向斗杆缸8的杆侧油室供给工作油。另外，控制器30也可以仅将液压泵/马达310吐出的工作油供给到斗杆缸8的杆侧油室以向张开方向驱动斗杆5。
[0074]由此，控制器30使液压泵/马达310作为液压泵而发挥作用，为了驱动斗杆5，(在第一实施例中，为了张开斗杆5)能够利用液压泵/马达310吐出的工作油。其结果，控制器30能够更有效地利用液压泵/马达310。
[0075]并且，当判定为驱动了动臂4的情况下(步骤STl的是)，控制器30判定是否向提升方向驱动动臂4 (步骤ST5)。
[0076]当判定为向提升方向驱动动臂4的情况下(步骤ST5的是)，控制器30使液压泵/马达310作为液压泵而发挥作用，将液压泵/马达310吐出的工作油供给到动臂缸7的底侧油室(步骤ST6)。
[0077]另外，以下，将动臂4上升的该状态称作第三驱动模式。后述的图8表示混合式挖土机处于该第三驱动模式时的连通回路320的状态。混合式挖土机例如在动臂提升回转动作中成为该第三驱动模式。
[0078]具体而言，控制器30对连通回路320中的第一电磁阀321以及第二电磁阀322输出规定的控制信号，并将动臂缸底侧油路Cl与液压泵/马达310进行连通。并且，控制器30对逆变器18C输出规定的控制信号，使电动发电机300以及液压泵/马达310开始旋转。
[0079]并且，控制器30对调节器14LA输出规定的控制信号而控制主泵14L的吐出量，并通过液压泵/马达310吐出的工作油和主泵14L吐出的工作油，以所希望的流量对动臂缸7的底侧油室供给工作油。另外，控制器30也可以仅将液压泵/马达310吐出的工作油供给到动臂缸7的底侧油室，以便向提升方向驱动动臂4。
[0080]由此，控制器30使液压泵/马达310作为液压泵而发挥作用，为了向提升方向驱动动臂4，能够利用液压泵/马达310吐出的工作油。其结果，控制器30能够更有效地利用液压泵/马达310。
[0081]另一方面，当判定为向下降方向驱动动臂4的情况下(步骤ST5的否)，控制器30将从动臂缸7的底侧油室流出的工作油供给到液压泵/马达310，使液压泵/马达310作为液压马达而发挥作用(步骤ST7)。
[0082]另外，以下，将动臂4下降的该状态称作第四驱动模式。后述的图9表示混合式挖土机处于第四驱动模式时的连通回路320的状态。混合式挖土机例如在动臂下降回转动作中成为该第四驱动模式。
[0083]具体而言，控制器30对连通回路320中的第一电磁阀321以及第二电磁阀322输出规定的控制信号，并将动臂缸底侧油路Cl与液压泵/马达310连通。并且，控制器30对逆变器18C输出规定的控制信号，使电动发电机300再生运行。
[0084]由此，控制器30使液压泵/马达310作为液压马达而发挥作用，为了使动臂4的势能再生而能够利用液压泵/马达310。
[0085]并且，在第一实施例中，控制器30为了驱动动臂4以及斗杆5而利用液压泵/马达310吐出的工作油，然而，也可以为了铲斗6的驱动或下部行走体I的行走而利用。
[0086]在此，参考图7?图9对第二驱动模式、第三驱动模式及第四驱动模式的各自的连通回路320的状态进行详细的说明。另外，图7?图9中的粗实线表示生成有工作油的流动。
[0087]首先，参考图7说明第二驱动模式中的连通回路320的状态。
[0088]图7表示主泵14R吐出的工作油流入斗杆缸8的杆侧油室的状态。另外，此时的斗杆缸杆侧油路C2为，将主泵14R吐出的工作油供给到作为驱动对象的液压驱动器的油路，即向作为驱动对象的液压驱动器供给工作油的第一油路，还被称为“第一油路”。[0089]在这种状态下，控制器30对第一电磁阀321输出控制信号，将该阀位置切换到第一阀位置321A。并且，控制器30对第二电磁阀322输出控制信号，将该阀位置切换到第二阀位置322B。其结果，液压泵/马达310吐出的工作油通过第一电磁阀321、第二电磁阀322及油路C3到达斗杆缸杆侧油路C2 (第一油路)，与主泵14R吐出的工作油合流，并流入斗杆缸8的杆侧油室。另外，此时连接液压泵/马达310与斗杆缸杆侧油路C2的油路(包括油路C3)为，将液压泵/马达310吐出的工作油供给到作为驱动对象的液压驱动器的油路，即向作为驱动对象的液压驱动器供给工作油的第二油路，还被称为“第二油路”。
[0090]并且，控制器30对调节器14RA输出控制信号，调节主泵14R的吐出量，例如，使从主泵14R向斗杆缸8的杆侧油室的工作油的流量仅减少液压泵/马达310吐出的工作油的流量。这是为了不放慢斗杆5的动作而减少主泵14R的吐出量，从而减少控制阀17中的压力损失。并且，控制器30也可以控制作为控制阀17之一的斗杆用流量控制阀17A，以使从主泵14R向斗杆缸8的杆侧油室的工作油的流量减少或消失。这是为了不放慢斗杆5的动作而能够将主泵14R吐出的工作油供给到其他液压驱动器。另外，在使从主泵14R向斗杆缸8的杆侧油室的工作油的流量消失的情况下，只有液压泵/马达310吐出的工作油供给到斗杆缸8的杆侧油室。并且，控制器30也可以不减少从主泵14R向斗杆缸8的杆侧油室的工作油的流量，而向斗杆缸8的杆侧油室供给液压泵/马达310吐出的工作油。这是为了补充主泵14R的吐出量的不足，或者为了增加斗杆5的动作速度。
[0091]这样，连通回路320在第二驱动模式，即动臂4处于非驱动状态时斗杆5张开的模式中，使液压泵/马达310吐出的工作油流入到斗杆缸8的杆侧油室。
[0092]另外，油路C3也可以与连接斗杆缸8的底侧油室与控制阀17的油路合流。此时，在第二驱动模式中，液压泵/马达310吐出的工作油流入到斗杆缸8的底侧油室而用于缩回斗杆5。
[0093]其次，参考图8，对第三驱动模式中的连通回路320的状态进行说明。
[0094]图8表示主泵14L吐出的工作油流入到动臂缸7的底侧油室的状态。另外，此时的第一油路成为动臂缸底侧油路Cl。动臂缸底侧油路Cl为将主泵14L吐出的工作油向作为驱动对象的液压驱动器供给的油路，即向作为驱动对象的液压驱动器供给工作油的第一油路。
[0095]在这种状态下，控制器30对第一电磁阀321输出控制信号，并将该阀位置切换到第一阀位置321A。并且，控制器30对第二电磁阀322输出控制信号，并将该阀位置切换到第一阀位置322A。其结果，液压泵/马达310吐出的工作油通过第一电磁阀321以及第二电磁阀322而到达动臂缸底侧油路Cl (第一油路)，与主泵14L吐出的工作油合流，并流入动臂缸7的底侧油室。另外，此时的第二油路成为连接液压泵/马达310与动臂缸底侧油路Cl的油路C4。油路C4为将液压泵/马达310吐出的工作油供给到作为驱动对象的液压驱动器的油路，即向作为驱动对象的液压驱动器供给工作油的第二油路。
[0096]另外，控制器30对调节器14LA输出控制信号，并调整主泵14L的吐出量，例如，使从主泵14L向动臂缸7的底侧油室的工作油的流量减少与液压泵/马达310所吐出的工作油的流量相应的量。这是为了不放慢动臂4的提升方向的动作而降低主泵14L的吐出量，从而降低控制阀17中的压力损失。并且，也可通过控制器30控制作为控制阀17之一的动臂用流量控制阀17B来使从主泵14L向动臂缸7的底侧油室的工作油的流量减少或消失。这是为了不放慢动臂4的提升方向的动作，而能够将主泵14L吐出的工作油供给到其他液压驱动器。另外，当从主泵14L向动臂缸7的底侧油室的工作油的流量消失时，只有液压泵/马达310所吐出的工作油被供给到动臂缸7的底侧油室。并且，控制器30不使从主泵14L向动臂缸7的底侧油室的工作油的流量减少，将液压泵/马达310所吐出的工作油供给到动臂缸7的底侧油室。这是为了补充主泵14L的吐出量的不足、或增大动臂4的动作速度。
[0097]如此一来，连通回路320在动臂4提升的第三驱动模式中，使液压泵/马达310吐出的工作油流入到动臂缸7的底侧油室。
[0098]接着，参考图9对第四驱动模式中的连通回路320的状态进行说明。
[0099]控制器30对第一电磁阀321输出控制信号，将该阀位置切换到第三阀位置321C。并且，控制器30对第二电磁阀322输出控制信号，并将该阀位置切换到第一阀位置322A。另外，控制器30对逆变器18C输出控制信号，并停止电动发电机300及液压泵/马达310的旋转，从而设为可再生运行的状态。其结果，从动臂缸7的底侧油室流出的工作油的一部分或全部通过第二电磁阀322及第一电磁阀321流入到液压泵/马达310，剩下的部分通过控制阀17的动臂用流量控制阀17B向工作油箱排出。
[0100]如此一来，连通回路320在动臂4下降的第四驱动模式中使从动臂缸7的底侧油室流出的工作油流入到液压泵/马达310。
[0101 ] 根据以上的结构，本发明的第一实施例所涉及的混合式挖土机中，在第二驱动模式及第三驱动模式时使液压泵/马达310作为液压泵而发挥作用，且在第四驱动模式时使液压泵/马达310作为再生用液压马达而发挥作用。其结果，混合式挖土机能够有效利用液压泵/马达310。
[0102]并且，本发明的第一实施例所涉及的混合式挖土机使液压泵/马达310所吐出的工作油在作为驱动对象的液压驱动器和控制阀17之间合流。其结果，混合式挖土机能够避免在控制阀17中产生的压力损失，同时能够向作为驱动对象的液压驱动器有效地供给液压泵/马达310所吐出的工作油。
[0103]实施例2
[0104]接着，对本发明的第二实施例进行说明。另外，第二实施例所涉及的混合式挖土机中的驱动系统和蓄电系统的结构与图3及图4所示的第一实施例所涉及的混合式挖土机中的驱动系统和蓄电系统的结构相同。
[0105]第二实施例中，用于检测动臂缸7的底侧油室中的工作油的压力的动臂缸压力传感器SI安装于动臂缸7，用于检测斗杆缸8的杆侧油室中的工作油的压力的斗杆缸压力传感器S2安装于斗杆缸8。动臂缸压力传感器SI及斗杆缸压力传感器S2分别为液压驱动器压力检测部的一例，并对控制器30输出检测出的压力值。
[0106]并且，第二实施例中，连通回路320为以液压泵和液压马达的方式切换液压泵/马达310的功能而使其动作的液压回路。连通回路320例如根据来自控制器30的控制信号将从动臂缸7流出的全部或一部分工作油供给到液压泵/马达310，并使液压泵/马达310作为动臂再生用液压马达而工作。并且，连通回路320向作为液压泵而工作的液压泵/马达310供给从动臂缸7流出的全部或一部分工作油，并将液压泵/马达310所吐出的工作油供给到斗杆缸8。另外，对连通回路320的动作进行后述。
[0107]在此，参考图10对第二实施例中的连通回路320的详细内容进行说明。另外，图10为表示第二实施例中的连通回路320的结构例的图，第二实施例中，连通回路320由第一电磁阀321、第二电磁阀322及止回阀323构成。而且，连通回路320配置成连接动臂缸7的底侧油路Cl (以粗线强调表示)、斗杆缸杆侧油路C2 (同样以粗线强调表示)以及液压泵/马达310，所述动臂缸底侧油路Cl连接动臂缸7的底侧油室和控制阀17，所述斗杆缸杆侧油路C2连接斗杆缸8的杆侧油室和控制阀17。
[0108]第一电磁阀321为，切换流入到液压泵/马达310的工作油的供给源，并切换从液压泵/马达310流出的工作油的供给端的电磁阀，例如为3位4通滑阀。流入液压泵/马达310的工作油的供给源例如为动臂缸7的底侧油室或工作油箱。并且，从液压泵/马达310流出的工作油的供给端例如为工作油箱或斗杆缸8的杆侧油室。
[0109]第二电磁阀322为用于以二选一的方式切换工作油箱与液压泵/马达310之间的连接、和斗杆缸杆侧油路C2与液压泵/马达310之间的连接的电磁阀，例如为2位3通滑阀。
[0110]止回阀323设置于连接第二电磁阀322和斗杆缸杆侧油路C2的油路C3上，且为防止工作油从斗杆缸杆侧油路C2流向液压泵/马达310的阀。
[0111]另外，液压泵/马达310的两个吸入口和两个吐出口与工作油箱之间分别配置有单向阀310a、310b。这是为了在两个吸入口和两个吐出口中的压力小于工作油箱的压力时，从工作油箱供给压力油，并将吸入口和吐出口的压力维持在工作油箱的压力以上。
[0112]在此，参考图11对第二实施例中控制器30控制工作油在连通回路320中的流动的处理(以下称为“第二连通回路驱动处理”)进行说明。另外，图11为表示第二连通回路驱动处理的流程的流程图，控制器30在挖土机运行过程中以规定的控制周期反复执行第二连通回路驱动处理。
[0113]首先，控制器30根据压力传感器29的输出检测动臂操作杆的操作量，并判定是否向下降方向驱动动臂4 (步骤ST1)。另外，控制器30也可根据检测动臂4的转动角度的角度传感器(未图示)、或检测动臂缸7的位移(伸缩)的变位传感器(未图示)的输出来判定是否向下降方向驱动动臂4。判定斗杆5或铲斗6是否已驱动的情况也相同。
[0114]当判定为未向下降方向驱动动臂4时(步骤STl的否)，控制器30从连通回路320切断液压泵/马达310 (步骤ST2)。
[0115]另外，以下将未向下降方向驱动动臂4的状态(即，为向提升方向驱动动臂4或未驱动动臂4的状态。)称为第五驱动模式。图10表示混合式挖土机处于该第五驱动模式时的连通回路320的状态的一例。
[0116]具体而言，控制器30对连通回路320中的第一电磁阀321输出规定的控制信号，并将该阀位置切换到第二阀位置321B，从连通回路320切断液压泵/马达310。另外，控制器30对逆变器18C输出规定的控制信号，并停止电动发电机300及液压泵/马达310的旋转。
[0117]另一方面，当判定为向下降方向驱动动臂4时(步骤STl的是)，控制器30根据压力传感器29的输出检测斗杆操作杆的操作量，并判定是否驱动了斗杆5 (步骤ST3)。
[0118]当判定为驱动了斗杆5时(步骤ST3的是)，控制器30进一步对动臂缸7的底侧油室中的工作油的压力Pb、和斗杆缸8的杆侧油室中的工作油的压力Pa加上规定的压力增宽(展宽)THl的压力Pa+ΤΗΙ进行比较(步骤ST4)。[0119]压力Pb为压力Pa+ΤΗΙ以上时(步骤ST4的是)，控制器30使液压泵/马达310作为液压马达而发挥作用。液压泵/马达310将从动臂缸7的底侧油室吸入的工作油的压力Pb减压至压力Pa+ΤΗΙ，并朝向斗杆缸8的杆侧油室吐出该工作油(步骤ST5)。
[0120]另外，以下将向下降方向驱动动臂4时驱动斗杆5，且压力Pb成为压力Pa+ΤΗΙ以上的状态称为第六驱动模式。混合式挖土机例如在挖掘动作过程中或翻卸动作过程中可成为该第六驱动模式。
[0121]具体而言，图12中，控制器30对连通回路320中的第一电磁阀321和第二电磁阀322输出规定的控制信号，连通动臂缸底侧油路Cl和液压泵/马达310，并且经由油路C3连通斗杆缸杆侧油路C2和液压泵/马达310。并且，控制器30对逆变器18C输出规定的控制信号，并使液压泵/马达310作为液压马达而发挥作用，使电动发电机300再生运行。
[0122]另外，控制器30对调节器14RA输出规定的控制信号来控制主泵14R的吐出量，通过液压泵/马达310吐出的工作油和主泵14R吐出的工作油以所期望的流量向斗杆缸8的杆侧油室供给工作油。另外，控制器30也可以向斗杆缸8的杆侧油室仅供给液压泵/马达310吐出的工作油来驱动斗杆5。
[0123]由此，控制器30使液压泵/马达310作为液压马达而工作，将液压泵/马达310吐出的工作油的压力减压至适当的水平(能够供给到斗杆缸8的水平)。而且，为了由液压泵/马达310所吐出的工作油驱动斗杆5而有效地利用控制器30。这是因为，当液压泵/马达310所吐出的工作油的压力显著高于斗杆缸8的杆侧油室中的工作油的压力时(例如为Pa+ΤΗΙ以上时)，会导致在将该工作油供给到斗杆缸8的杆侧油室时产生不必要的压力损失。如此一来，控制器30能够更有效地利用液压泵/马达310。
[0124]并且，当压力Pb小于压力Pa+ΤΗΙ时(步骤ST4的否)，控制器30使液压泵/马达310作为液压泵而发挥作用。液压泵/马达310将从动臂缸7的底侧油室吸入的工作油的压力Pb增压至压力Pa+PH1，并朝向斗杆缸8的杆侧油室吐出该工作油(步骤ST6)。
[0125]另外，以下将向下降方向驱动动臂4时驱动斗杆5，且压力Pb低于压力Pa+ΤΗΙ的状态称为第七驱动模式。混合式挖土机例如在挖掘动作过程中或翻卸动作过程中可成为该第七驱动模式。
[0126]具体而言，图13中，控制器30对连通回路320中的第一电磁阀321和第二电磁阀322输出规定的控制信号，连通动臂缸底侧油路Cl和液压泵/马达310，并且经由油路C3连通斗杆缸杆侧油路C2和液压泵/马达310。并且，控制器30对逆变器18C输出规定的控制信号，使电动发电机300动力运行，并使液压泵/马达310作为液压泵而发挥作用。
[0127]另一方面，当判定为向下降方向驱动动臂4时(步骤STl的是)，且判定为未驱动斗杆5时(步骤ST3的否)，控制器30使液压泵/马达310作为液压马达而发挥作用，并向工作油箱排出液压泵/马达310所吐出的工作油(步骤S17)。
[0128]另外，以下将向下降方向驱动动臂4时未驱动动臂5的状态称为第八驱动模式。混合式挖土机例如在动臂下降回转动作过程中可成为该第八驱动模式。
[0129]具体而言，图14中，控制器30对连通回路320中的第一电磁阀321和第二电磁阀322输出规定的控制信号，连通动臂缸底侧油路Cl和液压泵/马达310，并连通工作油箱和液压泵/马达310。另外，控制器30切断斗杆缸杆侧油路C2和液压泵/马达310的连通。并且，控制器30对逆变器18C输出规定的控制信号，并使液压泵/马达310作为液压马达而发挥作用，使电动发电机300再生运行。
[0130]第二实施例中，控制器30向液压泵/马达310供给动臂4因自重下降时从动臂缸
7的底侧油室流出的工作油，使液压泵/马达310作为液压马达而发挥作用，利用电动发电机300执行再生运行。然而，控制器30向液压泵/马达310供给斗杆5因自重而进行张开缩回时从斗杆缸8的杆侧油室或底侧油室流出的工作油，使液压泵/马达310作为液压马达而发挥作用，也可利用电动发电机300执行再生运行。
[0131]另外，第二实施例中，控制器30将液压泵/马达310所吐出的工作油供给到斗杆缸8，然而也可供给到动臂缸7、铲斗缸9、行走用液压马达1A、1B中。
[0132]在此，参考图12?图14对第六驱动模式、第七驱动模式及第八驱动模式的各模式中的连通回路320的状态进行详细说明。另外，图12?图14中的粗实线表示产生有工作油的流动。并且图12和图13的各图中用灰色粗实线表示的油路表示其压力低于同一图中用黑色粗实线表示的油路的压力。
[0133]首先，参考图12对第六驱动模式中的连通回路320的状态进行说明。
[0134]图12表示如下状态，即主泵14L所吐出的工作油流入到动臂缸7的杆侧油室，主泵14R所吐出的工作油流入到斗杆缸8的杆侧油室的状态。S卩，表示动臂4向下降方向被驱动，斗杆5向张开方向被驱动的状态。另外。此时的斗杆缸杆侧油路C2作为将主泵14R所吐出的工作油供给到作为驱动对象的液压驱动器的油路，即向作为驱动对象的液压驱动器供给工作油的第一油路，还称为“第一油路”。
[0135]并且，由动臂缸压力传感器SI检测出的动臂缸底侧油路Cl即动臂缸7的底侧油室中的工作油的压力Pb，大于由斗杆缸压力传感器S2检测出的斗杆缸杆侧油路C2即斗杆缸8的杆侧油室中的工作油的压力Pa加上压力增宽THl的压力Pa+TH1。
[0136]在这种状态下，控制器30对逆变器18C输出规定的控制信号，使液压泵/马达310作为液压马达而发挥作用，使电动发电机300再生运行。此时的电动发电机300的发电量(旋转负荷)例如根据压力Pb与压力Pa之差(Pb-Pa)来确定，被确定为该压力差越大发电量越大。另外，液压泵/马达310所吐出的工作油的压力通过增减电动发电机300的发电量(旋转负荷)而被调整，且被调整为压力Pa加上压力增宽THl的压力Pa+TH1。
[0137]并且，控制器30对第一电磁阀321输出控制信号，并将该阀位置切换到第三阀位置321C。并且，控制器30对第二电磁阀322输出控制信号，并将该阀位置切换到第一阀位置322A。其结果，液压泵/马达310所吐出的工作油通过第一电磁阀321、第二电磁阀322及油路C3到达斗杆缸杆侧油路C2 (第一油路)，与主泵14R所吐出的工作油合流，且流入到斗杆缸8的杆侧油室。另外，连接此时的液压泵/马达310和斗杆缸杆侧油路C2的油路(包括流路C3在内)为，向作为驱动对象的液压驱动器供给液压泵/马达310所吐出的工作油的油路，即向作为驱动对象的液压驱动器供给工作油的第二油路，还被称作“第二流路”。
[0138]并且，控制器30对调节器14RA输出控制信号，并调整主泵14R的吐出量，例如，使从主泵14R向斗杆缸8的杆侧油室的工作油的流量减少与液压泵/马达310所吐出的工作油的流量相应的量。这是为了不放慢斗杆5的动作，而减少主泵14R的吐出量，从而降低控制阀17中的压力损失。并且，控制器30也可通过控制作为控制阀17之一的斗杆用流量控制阀17A使从主泵14R向斗杆缸8的杆侧油室的工作油的流量减少或消失。这是为了不放慢斗杆5的动作而能够将主泵14R所吐出的工作油供给到其他液压驱动器中。另外，当从主泵14R向斗杆缸8的杆侧油室的工作油的流量消失时，只有液压泵/马达310所吐出的工作油被供给到斗杆缸8的杆侧油室。并且，控制器30也可以不使从主泵14R向斗杆缸8的杆侧油室的工作油的流量减少，而可向斗杆缸8的杆侧油室供给液压泵/马达310所吐出的工作油。这是为了补充主泵14R的吐出量的不足、或增大斗杆5的动作速度。
[0139]如此一来，连通回路320向下降方向驱动动臂4，向张开方向驱动斗杆5，并且，在压力Pb成为压力Pb+ΤΗΙ以上的第六驱动模式中，使液压泵/马达310所吐出的工作油流入到斗杆缸8的杆侧油室。
[0140]另外，油路C3也可以是与连接斗杆缸8的底侧油室和控制阀17的油路合流的流路。此时，液压泵/马达310所吐出的工作油流入到斗杆缸8的底侧油室，并且用于缩回斗杆5。
[0141]其次，参考图13对第七驱动模式中的连通回路320的状态进行说明。
[0142]图13表示如下状态，即主泵14L所吐出的工作油流入到动臂缸7的杆侧油室，主泵14R所吐出的工作油流入到斗杆缸8的底侧油室的状态。S卩，表示动臂4向下降方向被驱动，斗杆5向缩回方向被驱动的状态。另外。此时的第一油路，即将主泵14R所吐出的工作油供给到作为驱动对象的液压驱动器的油路成为连接斗杆缸8的底侧油室和控制阀17的斗杆缸底侧油路C2a。
[0143]并且，由动臂缸压力传感器SI检测出的动臂缸底侧油路Cl即动臂缸7的底侧油室中的工作油的压力Pb，小于由斗杆缸压力传感器S2a检测出的斗杆缸底侧油路C2a即斗杆缸8的底侧油室中的工作油的压力Paa加上压力增宽THl的压力Paa+THl。
[0144]在这种状态下，控制器30对逆变器18C输出规定的控制信号，使电动发电机300动力运行，使液压泵/马达310作为液压泵而发挥作用。此时的电动发电机300的转矩(用于维持规定转速所需的转矩)例如根据压力Paa的大小以及压力Pb与压力Paa之差(Paa-Pb )发生变化,压力Paa越大，转矩变得越大,另外,该压力差(Paa-Pb )越大,转矩变得越大。另外，液压泵/马达310所吐出的工作油的压力通过增减电动发电机300的转速而被调整，且被调整为压力Paa加上压力增宽THl的压力Paa+THl。
[0145]并且，控制器30对第一电磁阀321输出控制信号，并将该阀位置切换到第三阀位置321C。并且，控制器30对第二电磁阀322输出控制信号，并将该阀位置切换到第一阀位置322A。其结果，液压泵/马达310所吐出的工作油通过第一电磁阀321、第二电磁阀322及油路C3到达斗杆缸底侧油路C2a (第一油路)，与主泵14R所吐出的工作油合流，并流入斗杆缸8的底侧油室。另外，此时的第二流路，即将液压泵/马达310所吐出的工作油供给到作为驱动对象的液压驱动器的油路成为连接液压泵/马达310和斗杆缸底侧油路C2a的油路(包括流路C3在内)。
[0146]并且，控制器30对调节器14RA输出控制信号，并调整主泵14R的吐出量，例如，使从主泵14R向斗杆缸8的底侧油室的工作油的流量减少与液压泵/马达310所吐出的工作油的流量相应的量。这是为了不放慢斗杆5的动作而减少主泵14R的吐出量，从而降低控制阀17中的压力损失。并且，控制器30也可通过控制作为控制阀17之一的斗杆用流量控制阀17A使从主泵14R向斗杆缸8的底侧油室的工作油的流量减少或消失。这是为了不放慢斗杆5的动作而能够将主泵14R所吐出的工作油供给到其他液压驱动器中。另外，当从主泵14R向斗杆缸8的底侧油室的工作油的流量消失时，只有液压泵/马达310所吐出的工作油被供给到斗杆缸8的底侧油室。并且，控制器30也可以不减少从主泵14R向斗杆缸8的底侧油室的工作油的流量，而向斗杆缸8的底侧油室供给液压泵/马达310所吐出的工作油。这是为了补充主泵14R的吐出量的不足、或增大斗杆5的动作速度。
[0147]如此一来，连通回路320在动臂4向下降方向被驱动，斗杆5向张开方向被驱动，且在压力Pb小于压力Pa+ΤΗΙ的第七驱动模式中，使液压泵/马达310所吐出的工作油流入到斗杆缸8的杆侧油室。
[0148]另外，油路C3也可以是与连接斗杆缸8的杆侧油室和控制阀17的油路合流的流路。此时，液压泵/马达310所吐出的工作油流入到斗杆缸8的杆侧油室，并且用于张开斗杆5。
[0149]其次，参考图14对第八驱动模式中的连通回路320的状态进行说明。
[0150]图14表示主泵14L所吐出的工作油流入到动臂缸7的杆侧油室，并未向斗杆缸8供给工作油的状态。即，表示动臂4被向下降方向驱动，且斗杆5未被驱动的状态。
[0151]在这种状态下，控制器30对逆变器18C输出规定的控制信号，使液压泵/马达310作为液压马达而发挥作用，从而使电动发电机300再生运行。此时的电动发电机300的发电量(旋转负荷)根据压力Pb的大小发生变化，压力Pb越大发电量变得越大。
[0152]并且，控制器30对第一电磁阀321输出控制信号，并将该阀位置切换到第三阀位置321C。并且，控制器30对第二电磁阀322输出控制信号，并将该阀位置切换到第二阀位置322B。其结果，液压泵/马达310所吐出的工作油通过第一电磁阀321和第二电磁阀322向工作油箱排出。
[0153]如此一来，连通回路320在动臂4向下降方向被驱动，且未驱动斗杆5的第八驱动模式中，将液压泵/马达310所吐出的工作油向工作油箱排出。
[0154]接着，参考图15对第六驱动模式中的连通回路320的另一状态进行说明。
[0155]图15与图12同样地表示主泵14L所吐出的工作油流入到动臂缸7的杆侧油室，且主泵14R所吐出的工作油流入到斗杆缸8的杆侧油室的状态。即，表示动臂4向下降方向被驱动，且斗杆5向张开方向被驱动的状态。
[0156]并且，由动臂缸压力传感器SI检测出的动臂缸底侧油路Cl即动臂缸7的底侧油室中的工作油的压力Pb，大于由斗杆缸压力传感器S2检测出的斗杆缸杆侧油路C2即斗杆缸8的杆侧油室中的工作油的压力Pa加上压力增宽THl的压力Pa+TH1。
[0157]在这种状态下，控制器30对第一电磁阀321输出控制信号，并将该阀位置切换到第一阀位置321A。并且，控制器30对第二电磁阀322输出控制信号，并将该阀位置切换到第一阀位置322A。其结果，液压泵/马达310从连通回路320被切断，从动臂缸7的底侧油室流出的一部分或全部工作油通过第一电磁阀321、第二电磁阀322及油路C3到达斗杆缸杆侧油路C2 (第一油路)，与主泵14R所吐出的工作油合流，并流入到斗杆缸8的杆侧油室。
[0158]并且，控制器30对调节器14RA输出控制信号，并调整主泵14R的吐出量，例如使从主泵14R向斗杆缸8的杆侧油室的工作油的流量减少与从动臂缸7的底侧油室流出而流入到斗杆缸8的杆侧油室的工作油的流量相应的量。这是为了不放慢斗杆5的动作,而减少主泵14R的吐出量，从而降低控制阀17中的压力损失。并且，控制器30也可以通过控制作为控制阀17之一的斗杆用流量控制阀17A使从主泵14R向斗杆缸8的杆侧油室的工作油的流量减少或消失。这是为了不放慢斗杆5的动作，而能够将主泵14R所吐出的工作油供给到其他液压驱动器中。另外，当从主泵14R向斗杆缸8的杆侧油室的工作油的流量消失时，只有从动臂缸7的底侧油室流出的工作油被供给到斗杆缸8的杆侧油室。并且，控制器30也可以不使从主泵14R向斗杆缸8的杆侧油室的工作油的流量减少，而向斗杆缸8的杆侧油室供给从动臂缸7的底侧油室流出的工作油。这是为了补充主泵14R的吐出量的不足、或增大斗杆5的动作速度。
[0159]如此一来，连通回路320在动臂4向下降方向被驱动，斗杆5向张开方向被驱动，且在压力Pb成为压力Pa+ΤΗΙ以上的第六驱动模式中，不经由液压泵/马达310就能够使从动臂缸7的底侧油室流出的工作油流入到斗杆缸8的杆侧油室。
[0160]另外，油路C3也可以是与连接斗杆缸8的底侧油室和控制阀17的油路合流的流路。此时，从动臂缸7的杆侧油室流出的工作油流入到斗杆缸8的底侧油室，并用于缩回斗杆5。
[0161]根据以上结构，本发明的第二实施例所涉及的混合式挖掘机在第六驱动模式及第八驱动模式时使液压泵/马达310作为再生用马达而发挥作用，在第七驱动模式时使液压泵/马达310作为液压泵而发挥作用。其结果，混合式挖掘机在各种驱动模式中能够有效利用液压泵/马达310。
[0162]并且，本发明的第二实施例所涉及的混合式挖掘机在第七驱动模式时使液压泵/马达310作为液压泵而发挥作用，将从动臂缸7的底侧油室流出的工作油进行增压而供给到斗杆缸8。其结果，混合式挖掘机即使在斗杆缸8 (供给端)内的工作油的压力Pa高于动臂缸7 (供给源)的工作油的压力Pb的情况下，也能够将从动臂缸7流出的工作油供给到斗杆缸8。供给源为斗杆缸8、供给端为动臂缸7的情况下也相同。
[0163]并且，本发明的第二实施例所涉及的混合式挖掘机在第六驱动模式及第七驱动模式时，使液压泵/马达310所吐出的工作油在作为驱动对象的液压驱动器与控制阀17之间合流。其结果，混合式挖掘机能够避免在控制阀17内产生的压力损失，并能够将液压泵/马达310所吐出的工作油有效地供给到作为驱动对象的液压驱动器。
[0164]以上，对本发明的优选实施例进行了详细说明，但本发明不限于上述的实施例，不脱离本发明的范围而能够对上述实施例施以各种变形及置换。
[0165]例如，在第一及第二实施例中，液压泵/马达310作为动臂再生用液压马达而发挥作用，但也可以作为追加或代替的斗杆再生用液压马达或动臂再生用液压马达而发挥作用。
[0166]并且，在第一及第二实施例中，第一电磁阀321和第二电磁阀322构成为分别独立的两个滑阀，但也可由一个滑阀构成。
[0167]另外,在第一和第二实施例中，连通回路320适用于搭载有两个主泵14L、14R的混合式挖土机，但也可适用于搭载有单一的主泵14的混合式挖土机。
[0168]另外，在第一和第二实施例中，连通回路320适用于具备回转用电动机21的混合式挖土机，但也可适用于具备回转用液压马达的挖土机。此时，液压泵/马达310所吐出的工作油可供给到回转用液压马达中。
[0169]并且，本申请主张基于2011年9月9日申请的日本专利申请第2011-197672号的优先权、以及2011年9月12日申请的日本专利申请第2011-198889号的优先权，日本专利申请的全部内容通过参考援用于本申请。[0170]符号说明
[0171]1-下部行走体，1A、1B-行走用液压马达，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，10-驾驶室，11-引擎，12-电动发电机，13-变速器，14、14L、14R-主泵，14A、14LA、14RA-调节器，15-先导泵，16-高压液压管路，17-控制阀，17A-斗杆用流量控制阀，17B-动臂用流量控制阀，18AU8C-逆变器，19-电容器，20-逆变器，21-回转用电动机，22-分解器，23-机械制动器，24-回转变速器，25-先导管路，26-操作装置，26A、26B-操纵杆，26C-踏板，27、28-液压管路，29-压力传感器，30-控制器，40-回转用液压马达，100-升降压转换器，110-DC母线，Ill-DC母线电压检测部，112-电容器电压检测部，113-电容器电流检测部，120-蓄电系统，300-电动发电机，310-液压泵/马达，320-连通回路，321-第一电磁阀，322-第二电磁阀，323-止回阀，S1-动臂缸压力传感器，S2、S2a-斗杆缸压力传感器。
【权利要求】
1.一种挖土机，具有多个液压驱动器，其特征在于，具备: 主泵； 液压泵/马达，利用从所述多个液压驱动器中的第一液压驱动器流出的工作油，作为液压马达发挥作用，并且作为液压泵发挥作用； 控制阀，对所述多个液压驱动器中的工作油的流动进行控制； 第一油路，经由所述控制阀连接所述主泵与所述多个液压驱动器中的第二液压驱动器；以及 第二油路，连接所述液压泵/马达与所述第二液压驱动器， 所述第二油路在所述控制阀与所述第二液压驱动器之间与所述第一油路合流。
2.根据权利要求1所述的挖土机，其特征在于， 还具备电磁阀，该电磁阀配置于连接所述第一液压驱动器与所述液压泵/马达的油路， 所述电磁阀在驱动所述第一液压驱动器时连通所述油路。
3.根据权利要求1所述的挖土机，其特征在于， 所述第一液压驱动器为驱动动臂的动臂缸， 所述液压泵/马达在降低`所述动臂时，利用从所述动臂缸流出的工作油，作为液压马达发挥作用。
4.根据权利要求1所述的挖土机，其特征在于， 所述第一液压驱动器为驱动动臂的动臂缸， 所述液压泵/马达在提升所述动臂时，作为对所述动臂缸供给工作油的液压泵发挥作用。
5.根据权利要求1所述的挖土机，其特征在于， 所述第一液压驱动器为驱动动臂的动臂缸， 所述液压泵/马达在所述动臂为非驱动状态且所述动臂之外的工作要件为驱动状态时，作为对驱动该工作要件的液压驱动器供给工作油的液压泵发挥作用。
6.根据权利要求1所述的挖土机，其特征在于， 所述液压泵/马达吸入从所述第一液压驱动器流出的工作油，并向所述多个液压驱动器中的第二液压驱动器吐出。
7.根据权利要求6所述的挖土机，其特征在于， 所述液压泵/马达对从所述第一液压驱动器流出的工作油的压力进行增压，并以高于所述第二液压驱动器中的工作油压力的状态吐出。
8.根据权利要求6所述的挖土机，其特征在于， 当从所述第一液压驱动器流出的工作油的压力比所述第二液压驱动器中的工作油的压力高规定压力增宽以上的情况下，所述液压泵/马达对从所述第一液压驱动器流出的工作油的压力进行减压而吐出。
9.根据权利要求6所述的挖土机，其特征在于， 具备能够将从所述第一液压驱动器流出的工作油直接供给到所述第二液压驱动器的油路。
10.根据权利要求6所述的挖土机，其特征在于，所述第一液压驱动器为动臂缸， 所述第二液压驱动器为斗杆缸。
11.根据权利要求6所述的挖土机，其特征在于， 所述第一液压驱动器为斗杆缸， 所述第二液压驱动器为动臂缸。
12.一种挖土机的控制方法，所述挖土机具备: 多个液压驱动器； 主泵； 液压泵/马达，利用从所述多个液压驱动器中的第一液压驱动器流出的工作油，作为液压马达发挥作用，并且作为液压泵发挥作用； 控制阀，对所述多个液压驱动器中的工作油的流动进行控制； 第一油路，经由所述控制阀连接所述主泵与所述多个液压驱动器中的第二液压驱动器；以及 第二油路，连接所述液压泵/马达与所述第二液压驱动器， 所述挖土机的控制方法的特征在于， 使流过所述第二油路的工作油与在所述控制阀和所述第二液压驱动器之间流过所述第一油路的工作油合流。`
13.根据权利要求12所述的挖土机的控制方法，其特征在于， 连接所述第一液压驱动器与所述液压泵/马达的油路上所配置的电磁阀，在驱动所述第一液压驱动器时连通所述油路。
14.根据权利要求12所述的挖土机的控制方法，其特征在于， 所述液压泵/马达吸入从所述第一液压驱动器流出的工作油，并向所述多个液压驱动器中的第二液压驱动器吐出。
15.根据权利要求14所述的挖土机的控制方法，其特征在于， 所述液压泵/马达对从所述第一液压驱动器流出的工作油的压力进行增压，并以高于所述第二液压驱动器中的工作油的压力的状态吐出。
【文档编号】F15B21/14GK103781972SQ201280043747
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2012年9月6日 优先权日:2011年9月9日
【发明者】吴春男 申请人:住友重机械工业株式会社