专利名称：混合动力建筑机械的控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及控制例如铲土机等建筑机械的驱动源的控制装置。
背景技术：
以往，通常在建筑机械中使用相对小容量的马达，且当使得驱动器动作时，在额定 容量以上使用该马达。这样，特地使用小容量马达，在额定容量以上使用其的理由如下。即， 若马达成为小容量，由此，成本上优点大，同时，建筑机械的驱动器例如铲斗液压缸、大臂液 压缸、动臂液压缸、或旋转电机等，其连续动作时间为几秒钟，非常短，即使在额定容量以上 驱动马达，也几乎不发生烧坏等问题，这是主要原因。专利文献1日本特开2002-275945号公报虽然如上所述在建筑机械中搭载相对小容量的马达，当使得作业机械系统的驱动 器动作时没有问题，但是，欲使得移动马达动作时，产生以下那样的问题。例如，使得建筑机 械移动的距离越长，必须使得移动马达连续运转，但是，若在这种状况下在额定容量以上长 时间使用马达，马达会烧坏。又，即使能避免烧坏，因长时间连续运转，消耗电力大，因此，会 发生在移动目的地蓄电池电量不足，不能使得驱动器动作。
发明内容
本发明的目的在于，提供在移动模式及移动停止作业模式，使得马达输出变化，能 防止移动中马达烧坏或蓄电池电量不足等的混合动力建筑机械的控制装置。为了实现上述目的的技术手段如下本发明将以下混合动力建筑机械的控制装置作为前提该混合动力建筑机械的控制装置包括可变容量型的第1，2主泵；第1，2回路系统，与上述第1，2主泵连接，同时，设有用于控制驱动器的多个操作 阀；第1移动马达用操作阀，设在第1回路系统，且控制一方的移动马达；第2移动马达用操作阀，设在第2回路系统，且控制另一方的移动马达。以上述装置为前提，第一发明的混合动力建筑机械的控制装置包括模式传感器，设在上述第1，2移动马达用操作阀的各自上，且根据上述第1，2移动 马达用操作阀的切换操作，检测是移动模式还是移动停止作业模式；可变容量型的辅助泵；倾角控制器，控制该辅助泵的偏转角度；电动马达，作为上述辅助泵的驱动源；第1，2合流通路，与上述辅助泵连接，且与第1，2主泵的排出侧连通；辅助控制用输入手段，输入移动时是否需要辅助控制的信号；控制器，控制上述辅助泵的偏转角度及电动马达的转速。
并且，该控制器具有以下功能用来自设在第1，2移动马达用操作阀的模式传感器的信号，判断处于移动模式还 是处于移动停止作业模式的功能；当移动模式时，从上述辅助控制用输入手段输入需要辅助控制的信号时，根据比 移动停止作业模式相对低的低输出设定值，控制电动马达的转速或辅助泵的偏转角度中某 一方或双方的功能。第二发明的混合动力建筑机械的控制装置的控制器具有以下功能当用来自上述模式传感器的输入信号判断处于移动停止作业模式时，根据比移动 模式时相对高的高输出设定值，控制电动马达的转速或辅助泵的偏转角度中某一方或双方 的功能。第三发明的混合动力建筑机械的控制装置的控制器具有以下功能当移动模式时从上述辅助控制用输入手段输入不需要辅助的信号时，将电动马达 的转速或辅助泵的偏转角度中某一方或双方设定为零的功能。第四发明的混合动力建筑机械的控制装置设有大功率设定输入手段，控制器具有 以下功能在移动模式中，输入来自大功率设定输入手段的信号时，根据该输入信号，基于上 述高输出设定值，控制电动马达的转速或辅助泵的偏转角度中某一方或双方。第五发明的混合动力建筑机械的控制装置，在上述第1，2回路系统分别设有控制 流路，将当切换操作某个操作阀时产生的控制压力导向上述调节器，在上述控制流路设有 检测其控制压力的第1，2压力传感器。另一方面，在上述第1，2合流通路分别设有第1，2比例电磁节流阀，上述控制器具 有根据来自上述第1，2压力传感器的控制信号计算第1，2回路系统的要求流量的功能，以 及控制上述第1，2比例电磁节流阀将辅助泵的排出量按比例分配给第1，2回路系统的功 能。下面说明本发明的效果按照第一发明，在移动模式中，以低输出使得电动马达动作，因此，即使长时间移 动，也不会烧坏电动马达，或产生电池电量不足。按照第二发明，在移动停止作业模式时，与以往相同，在最大额定容量附近使得电 动马达动作，因此，在移动停止作业模式时不会成为功率不足。按照第三发明，在移动模式时，当输入不要辅助的信号时，能将辅助力设定为零， 因此，不会消耗浪费能量。按照第四发明，能根据来自大功率设定输入手段的信号输入，即使在移动模式也 能设定高输出，因此，例如，在行驶中陷入泥泞道路时，也能容易地从那里脱出。按照第五发明，能根据第1，2回路系统的要求流量，按比例分配合适的流量。
图1是表示本发明的实施形态的回路图。图2是表示控制器的控制体系的流程图。图中符号意义如下
MPl-第1主泵，MP2-第2主泵，1-旋转马达用操作阀，2-大臂(arm) 1速用操作 阀，BC-动臂(boom)液压缸，3-动臂2速用操作阀，4-备用操作阀，5-第1移动马达用操作 阀，9-控制(pilot)流路，10-调节器，11-第1压力传感器，C-控制器，12-第2移动马达用 操作阀，13-铲斗用操作阀，14-动臂1速用操作阀，15-大臂2速用操作阀，19-控制流路， 20-调节器，21-第2压力传感器，SP-辅助泵，35,36-倾角控制器，MG-兼用发电机的马达， 38、39_第1、2合流通路，40、41-第1、2比例电磁节流阀，AI-辅助设定输入手段，HI-大功 率设定输入手段。
具体实施例方式下面，参照
用于实施本发明的最佳实施形态。图1所示实施形态是铲土机的控制装置，具备可变容量型的第1，2主泵MP1，MP2， 同时，第1主泵MPl连接第1回路系统，第2主泵MP2连接第2回路系统。上述第1回路系统中，从其上游侧开始依次连接控制旋转马达RM的旋转马达用操 作阀1、控制图中未示的大臂液压缸的大臂1速用操作阀2、控制动臂液压缸BC的动臂2速 用操作阀3、控制图中未示的备用附属装置的备用操作阀4、以及控制图中未示的作为左移 动用的第1移动用马达的第1移动马达用操作阀5。并且，在第1移动马达用操作阀5设有马达传感器5a，检测没有图示的操作杆位 于中立位置还是位于切换操作位置。当上述操作杆位于中立位置时，该马达传感器5a输出 移动停止作业模式信号，当操作杆位于切换操作位置时，该马达传感器5a输出移动模式信号。再有，上述各操作阀1-5各自通过中立流路6以及并行通路7与第1主泵MPl相 连。上述中立流路6在第1移动马达用操作阀5的下游侧设有控制压力生成机构8。 该控制压力生成机构8如果流过那里的流量多，就生成高的控制压力，若该流量小则生成 低的控制压力。还有，上述中立流路6当上述操作阀1-5全部位于中立位置或者中立位置附近时， 将从第1主泵MPl排出的流体全部或者一部分引导至罐T，这时，通过控制压力生成机构8 的流量也变多，因此，如上所述，生成高的控制压力。另一方面，若上述操作阀1-5在全行程状态被切换，则中立流路6被关闭，不产生 流体的流通。因此，这时，流过控制压力生成机构8的流量几乎没有，控制压力保持零。但是，根据操作阀1-5的操作量，泵排出量的一部分被导向驱动器，一部分从中立 流路6导向罐T，因此，控制压力生成机构8生成与流过中立流路6的流量相对应的控制压 力。换言之，控制压力生成机构8生成与操作阀1-5的操作量相对应的控制压力。并且，上述控制压力生成机构8连接控制流路9，同时，将该控制流路9与控制第1 主泵MPl的偏转角度的调节器10连接。该调节器10与控制压力成反比，控制第1主泵MPl 的排出量。因此，当使得操作阀1-5为全行程，中立流路6的流量为零时，换言之，当控制压 力生成机构8生成的控制压力为零时，第1主泵MPl的排出量为最大。如上所述，控制流路9连接第1压力传感器11，同时，将由该第1压力传感器11检 测出的压力信号输入控制器C。并且，控制流路9的控制压力根据操作阀的操作量变化，因此，第1压力传感器11检测出的压力信号与第1回路系统的要求流量成正比例。另一方面，上述第2回路系统中，从其上游侧开始依次连接控制图中未示的作为 右移动用的第2移动用马达的第2移动马达用操作阀12、控制图中未示的铲斗液压缸的铲 斗用操作阀13、控制动臂液压缸BC的动臂1速用操作阀14、以及控制图中未示的大臂液压 缸的大臂2速用操作阀15。在上述动臂1速用操作阀14，设有检测其操作方向和操作量的 传感器14a。并且，在上述第2移动马达用操作阀12设有马达传感器12a，检测没有图示的操 作杆位于中立位置还是位于切换操作位置。当上述操作杆位于中立位置时，该马达传感器 12a输出移动停止作业模式信号，当操作杆位于切换操作位置时，该马达传感器12a输出移 动模式信号。上述各操作阀12-15，通过中立流路16与第2主泵MP2连接，同时，铲斗用操作阀 13以及动臂1速用操作阀14通过并行通路17连接至第2主泵MP2。上述中立流路16中，在大臂2速用操作阀15的下游侧，设有控制压力生成机构 18，该控制压力生成机构18与先前说明的控制压力生成机构8具有完全相同的功能。并且，上述控制压力生成机构18连接控制流路19，同时，使得该控制流路19连接 至控制第2主泵MP2的偏转角度的调节器20。该调节器20采用与控制压力成反比，控制第 2主泵MP2的排出量。因此，当使得操作阀12-15为全行程，中立流路16的流量为零时，换 言之，当控制压力生成机构18生成的控制压力为零时，第2主泵MP2的排出量为最大。如上所述，控制流路19连接第2压力传感器21，同时，将该第2压力传感器21检 测出的压力信号输入控制器C。并且，控制流路9的控制压力根据操作阀的操作量变化，因 此，第2压力传感器21检测出的压力信号与第2回路系统的要求流量成正比例。如上所述的第1，2主泵MP1，MP2通过一个发动机E的驱动力驱动同轴回转。在该 发动机E上设有发电机22，由发动机E的剩余输出使发电机22回转可以进行发电。而且， 发电机22发电的电力通过电池充电器23对电池24进行充电。上述电池充电器23与通常家庭用的电源25连接时，也使得可以对电池24进行充 电。也就是说，该电池充电器23也可以和与该装置分开的独立电源相连接。还有，与第1回路系统相连的旋转马达用操作阀1的驱动口连接与旋转马达RM连 通的通路26，27，同时，两通路26，27分别与制动阀28，29相连。而且，当旋转马达用操作阀 1置于图示中立位置时，上述驱动口关闭，旋转马达RM保持停止状态。若将旋转马达用操作阀1从上述状态切换至例如图示右侧位置，一方的通路26与 第1主泵MPl相连，另一方的通路27与罐T连通。因此，由通路26供给压力流体，旋转马 达RM回转，同时，从旋转马达RM返回的流体通过通路27返回至罐T。若将旋转马达用操作阀1切换至与上述相反的左侧位置，则泵排出流体供给通路 27，通路26与罐T连通，旋转马达RM进行反转。如上所述，当驱动旋转马达RM时，上述制动阀28或者29发挥减压阀的功能，当通 路26，27成为设定压力以上时，制动阀28，29打开，将高压侧的流体导向低压侧。又，在旋 转马达RM回转状态下，如果使得旋转马达用的操作阀1返回至中立位置，则该操作阀1的 驱动口关闭。即使这样操作阀1的驱动口关闭，旋转马达RM也会因其惯性能量继续回转， 由于旋转马达RM因惯性能量回转，该旋转马达RM起着泵作用。这时，通路26，27，旋转马达RM，制动阀28或者29形成闭合回路，同时，通过制动阀28或者29，上述惯性能量转换成热 能。另一方面，若使得动臂1速用的操作阀14从中立位置切换至图示右侧位置，则来 自第2主泵MP2的压力流体经通路30供给至动臂液压缸BC的活塞侧室31，同时，从其杆侧 室32返回的流体经通路33返回至罐T，动臂液压缸BC伸长。相反，如果将动臂1速用的操作阀14切换至图示左侧位置，则来自第2主泵MP2 的压力流体经通路33供给至动臂液压缸BC的杆侧室32，同时，从其活塞侧室31返回的流 体经通路30返回至罐T，动臂液压缸BC收缩。动臂2速用操作阀3是与上述动臂1速用操 作阀14连动而切换的。在连接上述动臂液压缸BC的活塞侧室31和动臂1速用操作阀14的通路30，设有 由控制器C控制开度的比例电磁阀34。该比例电磁阀34在其正常状态下保持全开位置。下面，对辅助第1，2主泵MP1，MP2的输出的可变容量型的辅助泵SP进行说明。上述可变容量型的辅助泵SP由兼用怍发电机的电动马达MG的驱动力驱动回转， 通过该电动马达MG的驱动力，可变容量型的辅助马达AM也同轴回转。上述电动马达MG连 接变频器(inverter) I，同时，将该变频器I与控制器C相连，通过该控制器C可以控制电动 马达MG的转速等。还有，上述辅助泵SP以及辅助马达AM的偏转角度由倾角控制器35，36控制，该倾 角控制器35，36通过控制器C的输出信号控制。上述辅助泵SP连接排出通路37，该排出通路37分叉为与第1主泵MPl排出侧合 流的第1合流通路38，以及与第2主泵MP2排出侧合流的第2合流通路39，同时，在上述第 1合流通路38设有由控制器C的输出信号控制开度的第1比例电磁节流阀40，在上述第2 合流通路39设有由控制器C的输出信号控制开度的第2比例电磁节流阀41。另一方面，连接用通路42与辅助马达AM连接，该连接用通路42通过合流通路43 以及单向阀44，45，与连接至旋转马达RM的通路26，27相连。而且，在上述合流通路43设 有通过控制器C控制开关的电磁切换阀46，同时，在该电磁切换阀46和单向阀44，45之间， 设有检测旋转马达RM的旋转时压力或者制动时压力的压力传感器47，将该压力传感器47 的压力信号输入控制器C。还有，合流通路43中，对于从旋转马达RM向连接用通路42的流动，在上述电磁切 换阀46的下游侧位置，设置安全阀48，该安全阀48在例如电磁切换阀46等、连接用通路 42，43系统中发生故障时，维持通路26，27的压力，防止旋转马达RM所谓的飞逸(失控)。并且，在上述动臂液压缸BC和上述比例电磁阀34之间，设有与连接用通路42连 通的通路49，同时，在该通路49设有通过控制器C控制的电磁开关阀50。再有，辅助设定输入手段AI和大功率设定输入手段HI与上述控制器C连接。上 述辅助设定输入手段AI系当操作第1移动马达用操作阀5、第2移动马达用操作阀12时操 作者决定接通/断开的手段，当判断为辅助必要时，操作者实行接通操作。又，大功率设定 输入手段HI同样系操作者决定接通/断开的手段，当例如为了使得该建筑机械从泥泞道路 脱出，判断为大功率必要时，操作者实行接通操作。又，如果将第1回路系统的操作阀1-5置于中立位置，则从第1主泵MPl排出的流 体全量经中立流路6以及控制压力生成机构8导向罐T。这样，当第1主泵MPl的排出全量流过控制压力生成机构8时，在那里生成的控制压力变高，同时，控制流路9也被导入相对 高的控制压力。然后，由于导入控制流路9中的高控制压力的作用，调节器10动作，使得第 1主泵MPl的排出量保持为最小。这时的高控制压力的压力信号从第1压力传感器11输入 控制器C。还有，当第2回路系统的操作阀12-15置于中立位置时，和第1回路系统场合一 样，控制压力生成机构18生成相对高的控制压力，同时，该高控制压力作用于调节器20，使 第2主泵MP2的排出量保持为最小。而且，此时的高控制压力的压力信号从第2压力传感 器21输入控制器C。若相对高的压力信号从上述第1，2压力传感器11，21输入控制器C，则控制器C判 断第1，2主泵MP1，MP2维持最小排出量，控制倾角控制器35，36，使得辅助泵SP以及辅助 马达AM的偏转角度为零或最小。当控制器C接收到上述第1，2主泵MP1，MP2的排出量为最小的信号时，控制器C 可以停止电动马达MG的回转，也可以让其继续回转。使电动马达MG的回转停止的时候，具有可以节约消耗电力的效果，使电动马达MG 的继续回转时候，辅助泵SP以及辅助马达AM也继续回转，因此，具有可以减少该辅助泵SP 以及辅助马达AM起动时的振动的效果。不管哪种方式，电动马达MG停止或者继续回转，可 以根据该建筑机械的用途和使用状况决定。若在上述状况下切换第1回路系统或者第2回路系统的某一个的操作阀，则与该 操作量相对应，流过中立流路6或者16的流量减少，由此，由控制压力生成机构8或者18 生成的控制压力变低。如果控制压力变低，那么第1主泵MPl或者第2主泵MP2使其偏转 角度变大，增大排出量。因此，根据控制流路9或19的控制压力，第1、第2回路系统的要求流量确定。例 如，控制压力越高，该回路系统的要求流量越少，控制压力越低，该回路系统的要求流量越多。下面，参照图2的流程图说明控制器C的功能。控制器C如上所述读入来自第1，2压力传感器11，21的信号(步骤Si)，同时，根 据该控制压力信号计算第1、第2回路系统的要求流量的比例分配(步骤S2)。接着，模式传感器5a，12a检测是否切换操作第1移动马达用操作阀5、第2移动马 达用操作阀12，基于来自模式传感器5a，12a的信号，控制器C判断是否置于移动模式(步 骤S3)。是否置于移动模式用是否操作第1移动马达用操作阀5、第2移动马达用操作阀12 进行判断，上述模式传感器5a，12a根据第1移动马达用操作阀5、第2移动马达用操作阀 12的操作杆的操作位置检测该模式。然后，当不是移动模式时，换句话说，当处于通常的移动停止作业模式时，控制器C 控制使得成为比移动模式相对高的高输出设定。即，设定该马达MG的功率控制值和转矩控 制值，使得该马达MG在高输出设定范围内，且超过额定容量处回转(步骤S4，S5)。但是， 此时的上述功率控制值和转矩控制值分别为预先设定值。再有，控制器C根据在步骤S2计 算的比例分配，设定对于第1、第2回路系统的分流值(步骤S6)。接着，控制器C 一边保持高输出设定的功率控制值和转矩控制值，一边计算最合 理的电动马达MG的转速及辅助泵SP的偏转角度，并且，以该计算而得的转速及偏转角度控制电动马达MG的转速及辅助泵SP的偏转角度(步骤S7)。此时，控制器C控制第1，第2 比例电磁节流阀40，41的开度，能按比例分配辅助泵SP的排出量，供给至第1，第2回路系 统。如上所述移动停止作业模式时，根据高输出设定的功率控制值和转矩控制值，使 得电动马达MG在超过额定容量处回转，但是，当辅助泵SP的负荷变大时，控制器C减小例 如辅助泵SP的偏转角度，在上述高输出设定范围内，进行控制，维持功率控制值和转矩控 制值。与此相反，若辅助泵SP的负荷变小，则控制器C例如增大辅助泵SP的偏转角度，或提 高电动马达MG的转速，或同时控制上述偏转角度及转速双方，在上述高输出设定范围内， 进行控制，维持功率控制值和转矩控制值。另一方面，当操作第1移动马达用操作阀5、第2移动马达用操作阀12双方或其中 某一方时，模式传感器5a，12a检测上述操作，向控制器C通知进入移动模式。此时，控制器 C从步骤S3移到步骤S8，判断是否需要辅助控制，判断操作者是否将辅助设定输入手段AI 设为接通。若操作者没有接通辅助设定输入手段Al，则控制器C判断不需要辅助，移到步骤 S9，设定辅助零。设定辅助零时，控制器C在步骤S7中，例如将辅助泵SP的偏转角度设为 零，或者将电动马达MG的转速设为零。因此，不消耗浪费能量。 又，当操作者接通辅助设定输入手段AI时，控制器C移到步骤S10，判断是否需要 大功率，判断操作者是否将大功率设定输入手段HI设为接通。若操作者判断通常移动，不需要大功率，没有接通大功率设定输入手段HI，则控制 器C移到步骤Sll及步骤S12，将移动功率控制值及转矩控制值设为适于连续移动的低输出 设定。即，移动功率控制值及转矩控制值比移动停止作业模式时小，即使使得电动马达MG 连续回转，该电动马达MG也不会烧坏等，同时，在该控制值下移到步骤S7，控制电动马达MG 的转速和辅助泵SP的偏转角度。此时，根据来自第1，2压力传感器11，21的压力信号，控制器C基于第1移动马达 用操作阀5或第2移动马达用操作阀12的分流值，控制第1，2比例电磁节流阀40，41的开度。再有，在上述步骤SlO中，当该建筑机械例如处于泥泞道路，操作者判断一时需要 大的功率，接通大功率设定输入手段HI时，控制器C移到步骤S13及S14，将移动功率控制 值及转矩控制值设定为高输出。即，移动功率控制值及转矩控制值与移动停止作业模式时 相同，使得电动马达MG在高输出设定范围内设为超过额定容量回转的值。步骤S14以后，与上述相同，控制器C实行步骤S6及S7。根据上述本实施形态，在移动停止作业模式中，能在高输出设定范围内超过额定 容量处利用电动马达MG，因此，能利用相对小容量的电动马达，由此，能降低成本。而且，在移动模式中，能设定为低输出，即使长时间连续运转也不会烧坏该电动马 达，且能减少移动过程中的消耗电力。但是，即使在移动中，当例如必须从泥泞道路中脱出该建筑机械时，根据操作者的 判断，可以切换为高输出设定。因此，当需要高输出时，不会功率不足。又，下面，说明使得移动系统以外的作业机械系统的驱动器动作场合。为了驱动与上述第1回路系统连接的旋转马达冊，若将旋转马达用操作阀1切换到左或右，例如切换至图示右侧位置，则一方的通路26与第1主泵MPl连通，另一方的通路 27与罐T连通，使旋转马达RM回转，这时的旋转压力保持为制动阀28的设定压力。又，如 果上述操作阀1切换至图面左方向，则上述一方的通路26与罐T连通，上述另一方的通路 27与第1主泵MPl连通，使旋转马达RM回转，这时的旋转压力也保持为制动阀29的设定压 力。还有，旋转马达RM正在回转时，如果将旋转马达用操作阀1切换至中立位置，那么 如上所述，通路26，27之间形成闭合回路，同时，制动阀28或者29维持该闭合回路的制动 压力，将惯性能量转换成热能。并且，压力传感器47检测上述旋转压力或者制动压力，同时将该压力信号输入控 制器C。控制器C在不影响旋转马达RM的旋转或者制动动作的范围内，当检测出比制动阀 28,29的设定压力低的压力时，将电磁切换阀46从关闭位置切换至打开位置。如果电磁切 换阀46切换至打开位置的话，那么导入旋转马达RM的压力流体流向合流通路43，并经安全 阀48以及连接用通路42，供给至辅助马达AM。此时，控制器C根据来自压力传感器47的压力信号控制辅助马达AM的偏转角度， 说明如下。S卩，通路26或者27的压力，如果不能保持对于旋转动作或者制动动作所需的压 力，就不能使旋转马达RM回转或者制动。于是，为了将上述通路26或者27的压力保持为上述旋转压力或者制动压力，控制 器C边控制辅助马达AM的偏转角度，边控制该旋转马达RM的负荷。也就是说，控制器C控 制辅助马达AM的偏转角度，使得由压力传感器47检测出的压力与上述旋转马达RM的旋转 压力或者制动压力几乎相等。如上所述，如果辅助马达AM得到回转力，则该回转力作用于同轴回转的电动马达 MG，该辅助马达的回转力起着作为对于电动马达MG的辅助力的作用。因此，能减少电动马 达MG的消耗电力，相当于辅助马达AM的回转力。还有，也可以用上述辅助马达AM的回转力辅助上述辅助泵SP的回转力，此时，辅 助马达AM和辅助泵SP相结合，发挥压力变换功能。也就是说，流入连接用通路42的流体压力必定低于泵排出压力。为了利用该低压 力，在辅助泵SP维持高的排出压力，通过辅助马达AM以及辅助泵SP使得发挥增压功能。即，上述辅助马达AM的输出由每回转一周的排量Q1和这时的压力P1的乘积决定。 又，辅助泵SP的输出由每回转一周的排量Q2和排出压力P2的乘积决定。并且，在本实施形 态中，辅助马达AM和辅助泵SP同轴回转，因此，Q1XP1 = Q2XP2必须成立。于是，如果例如 辅助马达AM的上述排量Q1为上述辅助泵SP的排量Q2的3倍，即Q1 = 3Q2，那么上述等式 为SQ2XP1 = Q2XP20将该式二边同除以Q2，那么SP1 = P20因此，如果改变辅助泵SP的偏转角度，控制上述排量Q2，那么利用辅助马达AM的 输出，可以对辅助泵SP维持所定的排出压力。换言之，可以增加来自旋转马达RM的流体压 力，使其从辅助泵SP排出。但是，控制辅助马达AM的偏转角度，使得通路26，27的压力保持为旋转压力或者 制动压力。因此，在利用来自旋转马达RM的流体时，辅助马达AM的偏转角度必然被确定。 在这样确定辅助马达AM的偏转角度中，为了发挥上述压力变换功能，控制辅助泵SP的偏转角度。上述连接用通路42，43系统的压力因某种原因低于旋转压力或者制动压力时，基 于来自压力传感器47的压力信号，控制器C关闭电磁切换阀46，使得不对旋转马达RM带来影响。还有，当在连接用通路42发生流体泄漏时，安全阀48发挥作用，使通路26，27的 压力不低于必须值，防止旋转马达RM的飞逸(失控)。下面，对切换动臂1速用操作阀14以及与其联动的第1回路系统的动臂2速用操 作阀3控制动臂液压缸BC的场合进行说明。为了使动臂液压缸BC动作，若切换动臂1速用操作阀14以及与其联动的操作阀 3，则通过传感器14a检测上述操作阀14的操作方向及其操作量，同时将该操作信号输入控 制器C。根据上述传感器14a的操作信号，控制器C判断操作人员欲使得动臂液压缸BC上 升还是下降。如果用于使得动臂液压缸BC上升的信号输入控制器C，则控制器C使得比例 电磁阀34保持正常状态。换言之，使比例电磁阀34保持全开位置。此时，为了确保从辅助 泵SP有所定的排出量，控制器C使电磁开关阀50保持在图示关闭位置，同时，控制电动马 达MG的转速和辅助泵SP的偏转角度。另一方面，如果使得动臂液压缸BC下降的信号从上述传感器14a输入控制器C，则 控制器C根据操作阀14的操作量，运算操作人员要求的动臂液压缸BC的下降速度，同时， 关闭比例电磁阀34，将电磁开关阀50切换至打开位置。如上所述如果关闭比例电磁阀34，将电磁开关阀50切换至打开位置，那么动臂液 压缸BC的返回流体的全量将供给至辅助马达AM。但是，在辅助马达AM的消耗的流量，如果 小于用以维持操作人员所需下降速度的必要流量，那么动臂液压缸BC将不能维持操作人 员所需的下降速度。此时，控制器C根据上述操作阀14的操作量、辅助马达AM的偏转角度 和电动马达MG的转速等，控制比例电磁阀34的开度，使辅助马达AM消耗流量以上的流量 返回罐T，维持操作人员所需的动臂液压缸BC的下降速度。一方面，如果流体供给至辅助马达AM，辅助马达AM回转，同时，其回转力作用于同 轴回转的电动马达MG，该辅助马达AM的回转力起着作为对于电动马达MG的辅助力的作用。 因此，可以减少相当于辅助马达AM的回转力部分的消耗电力。另一方面，如果不对电动马达MG供给电力，仅仅上述辅助马达AM的回转力也可以 使辅助泵SP回转，这时，辅助马达AM以及辅助泵SP与上述一样，发挥压力变换功能。下面，对同时实行旋转马达RM的旋转动作和动臂液压缸BC的下降动作场合进行 说明。如上所述，一边使旋转马达RM回转，一边使动臂液压缸BC下降时，来自旋转马达 RM的流体和来自动臂液压缸BC的返回流体在连接用通路42合流，供给至辅助马达AM。这时，如果连接 用通路42的压力上升，由此，合流通路43侧的压力也上升，但是， 该压力即使高于旋转马达RM的旋转压力或者制动压力，由于存在单向阀44，45，因此，不会 影响到旋转马达冊。又，如果如上所述连接用通路42侧的压力低于旋转压力或制动压力，则控制器C 根据来自压力传感器47的压力信号，关闭电磁切换阀46。
因此，当如上所述同时进行旋转马达RM的旋转动作和动臂液压缸BC的下降动作时，与上述旋转压力或者制动压力无关，可以将动臂液压缸BC的所需下降速度为基准，决 定辅助马达AM的偏转角度。不管哪种方式，利用辅助马达AM的输出，可以辅助上述辅助泵SP的输出，同时，可 以将来自辅助泵SP的排出流量在第1，2比例电磁节流阀40，41按比例分配，供给至第1，2 回路系统。另一方面，当将辅助马达AM作为驱动源，将电动马达MG作为发电机使用时，辅助 泵SP的偏转角度设为零，处于大致无负荷状态，如果在辅助马达AM，维持用于使得电动马 达MG回转必要的输出，利用辅助马达AM的输出，可使电动马达MG发挥发电功能。另外，在本实施形态中，可以利用发动机E的输出通过发电机22发电，或利用辅助 马达AM使电动马达MG发电。并且，将这样发电的电力蓄积在电池24，在本实施形态中，利 用家庭用的电源25可以蓄电在电池24，因此，可以多方面提供电动马达MG的电力。另一方面，在本实施形态中，利用来自旋转马达RM和动臂液压缸BC的流体使得辅 助马达AM回转，同时，可以用该辅助马达的输出，辅助上述辅助泵SP和电动马达MG，因此， 可以将利用再生动力之前的能量损失抑制在最小限度。例如，以往场合，利用来自驱动器的 流体使发电机回转，再利用在该发电机蓄电的电力，驱动电动马达，用该电动马达的驱动力 使得驱动器动作，与该以往装置相比，可以直接利用流体压力的再生动力。图中符号51，52是设置在第1，2比例电磁节流阀40，41下游侧的单向阀，只容许 从辅助泵SP向第1，2主泵MP1，MP2侧的流通。 如上所述，设有单向阀51，52，同时，设有电磁切换阀46以及电磁开关阀50或者电 磁比例阀34，因此，当例如辅助泵SP以及辅助马达AM系统发生故障时，可以使第1，2主泵 MP1,MP2系统和辅助泵SP以及辅助马达AM系统之间切离。尤其，电磁切换阀46、比例电磁 阀34以及电磁开关阀50处于正常状态时，如图所示，由弹簧的弹力保持作为关闭位置的正 常位置，同时，上述比例电磁阀34也保持作为全开位置的正常位置，因此，即使电气系统发 生故障，也可以如上所述将第1，2主泵MP1，MP2系统，和辅助泵SP以及辅助马达AM系统切 罔。又，当使得上述旋转马达RM或动臂液压缸BC以外的作业机械系统驱动器动作时， 可以操作与其对应的操作阀，当操作上述操作阀时也能根据控制流路9，19的控制压力，把 握第1，2回路系统的要求流量，因此，控制器C如上所述，控制第1，2比例电磁节流阀40， 41，按比例分配辅助泵SP的排出量，供给至第1，2回路系统。而且，当使得包含旋转马达RM、动臂液压缸BC的作业机械系统动作时，如上所述， 在高输出设定下，电动马达MG在超过额定容量的范围内运转，当使得旋转马达RM或动臂液 压缸BC动作时，控制器C检测上述动作，通过辅助马达AM提供辅助力，由此，也可以减轻电 动马达MG的负担。又，也可以不减轻电动马达MG的负担，使得辅助马达AM的辅助力提高， 提高辅助泵SP的输出。
权利要求
1.一种混合动力建筑机械的控制装置，包括 可变容量型的第1，2主泵；第1，2回路系统，与上述第1，2主泵连接，同时，设有用于控制驱动器的多个操作阀； 第1移动马达用操作阀，设在第1回路系统，且控制一方的移动马达； 第2移动马达用操作阀，设在第2回路系统，且控制另一方的移动马达；其特征在于 该混合动力建筑机械的控制装置包括模式传感器，设在上述第1，2移动马达用操作阀的各自上，且根据上述第1，2移动马达 用操作阀的切换操作，检测是移动模式还是移动停止作业模式； 可变容量型的辅助泵； 倾角控制器，控制该辅助泵的偏转角度； 电动马达，作为上述辅助泵的驱动源；第1，2合流通路，与上述辅助泵连接，且与第1，2主泵的排出侧连通； 辅助控制用输入手段，输入移动时是否需要辅助控制的信号； 控制器，控制上述辅助泵的偏转角度及电动马达的转速； 该控制器具有以下功能用来自设在第1，2移动马达用操作阀的模式传感器的信号，判断处于移动模式还是处 于移动停止作业模式的功能；当移动模式时，从上述辅助控制用输入手段输入需要辅助控制的信号时，根据比移动 停止作业模式相对低的低输出设定值，控制电动马达的转速或辅助泵的偏转角度中某一方 或双方的功能。
2.根据权利要求1记载的混合动力建筑机械的控制装置，其特征在于，控制器具有以 下功能当用来自上述模式传感器的输入信号判断处于移动停止作业模式时，根据比移动模式 时相对高的高输出设定值，控制电动马达的转速或辅助泵的偏转角度中某一方或双方的功 能。
3.根据权利要求1或2记载的混合动力建筑机械的控制装置，其特征在于，控制器具有 以下功能当移动模式时从上述辅助控制用输入手段输入不需要辅助的信号时，将电动马达的转 速或辅助泵的偏转角度中某一方或双方设定为零的功能。
4.根据权利要求1或2记载的混合动力建筑机械的控制装置，其特征在于 设有大功率设定输入手段，控制器具有以下功能在移动模式中，输入来自大功率设定输入手段的信号时，根据该输入信号，基于上述高 输出设定值，控制电动马达的转速或辅助泵的偏转角度中某一方或双方。
5.根据权利要求1，2，4中任一个记载的混合动力建筑机械的控制装置，其特征在于 在上述第1，2回路系统分别设有控制流路，将当切换操作某个操作阀时产生的控制压力导向上述调节器，在上述控制流路设有检测其控制压力的第1，2压力传感器，另一方面， 在上述第1，2合流通路分别设有第1，2比例电磁节流阀，上述控制器具有根据来自上述第 1，2压力传感器的控制信号计算第1，2回路系统的要求流量的功能，以及控制上述第1，2比 例电磁节流阀将辅助泵的排出量按比例分配给第1，2回路系统的功能。
全文摘要
本发明的课题在于，当使用小容量的电动马达(MG)，使得连续动作时间短的作业机械系统的驱动器动作时，使得电动马达在超过额定容量的范围内回转，在连续动作时间长的移动中，以额定容量以下使得电动马达回转。本发明的解决手段如下控制器(C)根据来自模式传感器(5a，12a)的信号，判断该建筑机械处于移动模式还是处于移动停止作业模式。并且，当判断为处于移动停止作业模式时，控制器(C)设定为高输出，使得电动马达(MG)在超过额定容量的范围内回转。又，当处于通常移动模式时，控制器(C)设定为低输出，使得电动马达在额定容量以下回转。
文档编号E02F9/20GK102007253SQ20098011317
公开日2011年4月6日 申请日期2009年4月13日 优先权日2008年4月14日
发明者川崎治彦, 江川佑弘 申请人:卡亚巴工业株式会社