专利名称：液压能量再生装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及例如在液压挖掘机等建筑机械等中使用的液压能量再生装置。
背景技术：
目前，作为液压能量再生装置，已知有一种装置，其包括:液压泵；液压致动器，该液压致动器被从上述液压泵排出的油驱动；切换阀，该切换阀对从上述液压泵供给至上述液压致动器的油的流量及流动方向进行控制；再生用液压马达，该再生用液压马达设于上述切换阀的下游侧；以及发电机，该发电机被上述液压马达驱动(参照日本专利特开2003 — 49810号公报:专利文献I)。此外，仅当上述切换阀处于中立位置时，将从液压泵排出的油供给至再生用液压马达，并在发电机中利用该油。另一方面，当切换阀处于切换位置时，从液压泵排出的油并不被供给至再生用液压马达，因而未在发电机中被利用。以下，将仅在中立位置与再生用液压马达连通的切换阀的通路(端口)称为节流用通路(端口)。因此，实际上，当上述切换阀处于切换位置时，为了稳定地操作液压致动器，也使剩余的油从液压泵中流出。此外，该剩余的油并不被供给至再生用液压马达，而是被白白地丢弃至油箱。现有技术文献专利文献专利文献1:日本专利特开2003 - 49810号公报
发明内容
因此，本发明的技术问题在于提供一种在切换阀的切换位置处也能有效地利用从液压泵装置排出的剩余的油的液压能量再生装置。为了解决上述技术问题，本发明的液压能量再生装置的特征是，包括:液压泵装置；液压致动器，该液压致动器被从上述液压泵装置排出的油驱动；切换阀，该切换阀对从上述液压泵装置供给至上述液压致动器的油的流量及流动方向进行控制，并具有在中立位置及切换位置处打开的旁通通路；再生用液压马达，该再生用液压马达在从上述液压泵装置经由上述切换阀的上述旁通通路与油箱连通的旁通管路上设于上述切换阀的下游侧，并因经由该旁通管路流出至上述油箱的油而旋转；以及发电机，该发电机被上述再生用液压马达驱动。根据本发明的液压能量再生装置，上述切换阀具有在中立位置及切换位置处打开的旁通通路，因此，当切换阀处于中立位置时，从液压泵装置排出的油经由旁通通路而被供给至再生用液压马达，并在发电机中被利用。另一方面，当切换阀处于切换位置时，为了稳定地操作液压致动器而从液压泵装置排出的剩余的油被供给至再生用液压马达，并在发电机中被利用。因此，在上述切换阀的切换位置处，也能有效地利用从液压泵装置排出的剩余的油。另外，在一实施方式的液压能量再生装置中，包括流量压力控制部，该流量压力控制部使被上述再生用液压马达驱动的上述发电机的旋转转矩变化，以对流过上述再生用液压马达的油的流量及压力进行控制。根据该实施方式的液压能量再生装置，上述流量压力控制部使被再生用液压马达驱动的上述发电机的旋转转矩变化，以对流过再生用液压马达的油的流量及压力进行控制，因此，从液压泵装置排出并流过再生用液压马达的油一边被再生用液压马达施加阻力，一边流动至再生用液压马达下游侧的油箱。藉此，能在上述旁通管路、即与该旁通管路始终连通的液压泵装置的排出管路中产生为操作液压致动器所需的压力。这样，能使再生用液压马达具有现有切换阀的节流用端口的功能。相反地，也能从上述旁通管路中释放过大的压力，因此，也能使再生用液压马达具有现有泄压阀的功能。此外，即便在作为泄压阀释放压力时，由于使再生用液压马达旋转，因此，也能将高压的剩余油用于再生。因此，能将从中压到高压的剩余油原样地用于再生，不降低流量再生效率，就能提高压力再生效率。另外，再生用液压马达及发电机具有泄压阀的功能及节流的功能。另外，在一实施方式的液压能量再生装置中，上述液压泵装置具有改变所排出的油的流量的功能，设置操作部，该操作部对从上述液压泵装置供给至上述液压致动器的油的流量及流动方向进行操作，上述操作部控制上述切换阀，以在上述操作部的操作量(操作的大小)越大时，使上述切换阀的与上述液压致动器连通的端口的开度越大，设置泵排出量控制部，该泵排出量控制部控制上述液压泵装置，以在上述切换阀的上述开度越大时，使从上述液压泵装置排出的油的流量越大。根据该实施方式的液压能量再生装置，具有上述切换阀控制部和上述泵排出量控制部，因此，操作部的操作量越大，则越是增大从液压泵装置排出的油的流量。进行所谓正控制。另外，在一实施方式的液压能量再生装置中，包括:使用量运算部，该使用量运算部从由上述液压泵装置排出的油的流量中减去由上述再生用液压马达的转速求出的油的流过流量，以求出用于驱动上述液压致动器的油的使用量；以及流量压力修正部，该流量压力修正部将由上述使用量运算部求出的使用量和目标值进行比较，并修正从上述液压泵装置排出的油的流量和被上述再生用液压马达驱动的上述发电机的旋转转矩中的至少一方，以消除该使用量与目标值的偏差。根据该实施方式的液压能量再生装置，具有上述使用量运算部和上述流量压力修正部，因此，并不被液压致动器的负载压力影响，能进行高精度的操作。根据本发明的液压能量再生装置，上述切换阀具有在中立位置及切换位置处打开的旁通通路，因此，在切换阀的切换位置处，也能有效地利用从液压泵装置排出的剩余的油。
图1是表示本发明的液压能量再生装置的第一实施方式的回路图。
图2是表示操作部的操作量与各端口的通路的开口面积之间的关系的图表。图3是表示操作量与泵压力之间的关系的图表。图4是表示本发明的液压能量再生装置的第一实施方式的回路图。图5是表示本发明的液压能量再生装置的第三实施方式的回路图。(符号说明)I 可变容量型液压泵2A第一切换阀2B第二切换阀3A第一操作部3B第二操作部3C第三操作部4 发动机5 油箱6、6A控制装置6a泵排出量控制部6b使用量运算部6c流量压力修正部6d流量压力调节部6e节流量调节部8A第一液压致动器8B第二液压致动器10液压泵装置51第一管路(旁通管路)52第二管路(排出管路)62再生用液压马达63发电机64转换器65蓄电装置70 连结控制阀80A第一泵驱动回路80B第二泵驱动回路90流量压力控制部91可变节流孔92压力传感器93节流量调节部SI第一位置(中立位置)S2第二位置(切换位置)S3第三位置(切换位置)
具体实施例方式以下，根据图示的实施方式对本发明进行详细的说明。(第一实施方式)图1示出了本发明的液压能量再生装置的一实施方式的回路图。如图1所示，该液压能量再生装置例如使用于液压挖掘机等建筑机械等，其包括液压泵装置10、第一液压致动器8A、第二液压致动器SB、第一切换阀2A、第二切换阀2B、再生用液压马达62、及发电机63。上述液压泵装置10具有:可变容量型液压泵I ;以及驱动该可变容量型液压泵I的发动机4。可变容量型液压泵I是叶片泵、活塞泵等液压泵，可改变单位时间内排出的油的流量。上述第一、第二液压致动器8A、8B被从可变容量型液压泵I排出的油驱动。第一、第二液压致动器8A、8B例如是驱动动臂、斗杆、挖斗等的缸，其缸杆利用工作油在上下方向和左右方向上往复移动。上述第一切换阀2A、第二切换阀2B对从可变容量型液压泵I供给至第一、第二液压致动器8A、8B的油的流量及流动方向进行控制。第一切换阀2A、第二切换阀2B彼此经由作为从可变容量型液压泵I连通至油箱5的旁通管路的第一管路51而连接。在第一管路51上，第一切换阀2A位于比第二切换阀2B更靠可变容量型液压泵I 一侧的位置。第一切换阀2A、第二切换阀2B分别与作为从可变容量型液压泵I排出的油的排出管路的第二管路52连接。第二管路52与第一管路51的第一切换阀2A的上游侧部分连接。上述第一切换阀2A经由第二管路52、第三管路53与第一液压致动器8A连接，并经由第五管路55与油箱7连接。上述第二切换阀2B经由第六管路56、第七管路57与第二液压致动器SB连接，并经由第五管路55与油箱7连接。上述再生用液压马达62在第一管路51中设于第一切换阀2A、第二切换阀2B的下游侧，并因经由该第一管路51流出至油箱5的油而旋转。上述发电机63与再生用液压马达62的轴连结，并被再生用液压马达62驱动。转换器64与发电机63连接，转换器64对供给至发电机63的电流的频率进行控制。通过改变该频率，能控制发电机63的转速或转矩以调节发电机63的发电量。蓄电装置65与转换器64连接，蓄电装置65存储在发电机63中产生的电。该电被未图示的电装置所使用，从而能获得节能效果。上述第一切换阀2A具有六个端口 P、P’、T’、T、A、B。P端口 P与第二管路52连接，P’端口 P’经由单向阀12与第二管路52连接，T’端口 T’与第五管路55连接，T端口T与第一管路51连接，A端口 A与第三管路53连接，B端口 B与第四管路54连接。上述第一切换阀2A具有作为中立位置的第一位置SI和作为切换位置的第二位置S2及第三位置S3。在第一位置SI处，P端口 P与T端口 T连通，且P’端口 P’、T’端口 Τ’、A端口 A及B端口 B处于切断状态。此时，从可变容量型液压泵I排出的油在流过P端口P、T端口 T之后，在第一管路51中流动。在上述第二位置S2处，P’端口 P’与A端口 A连通，且Τ’端口 Τ’与B端口 B连通，且P端口 P与T端口 T连通。此时，从可变容量型液压泵I排出的油在流过P端口 P、T端口 T之后，在第一管路51流动。另外，从可变容量型液压泵I排出的油在流过P’端口P’、A端口 A之后，在第三管路53中流动，并被供给至第一液压致动器8A的一侧的第一缸室。第一液压致动器8A的另一侧的第二缸室的油在第四管路54中流动，流过B端口 B、T’端口 T’，并流经第二管路55而返回至油箱7。在P’端口 P’的上游侧设有单向阀11。在上述第三位置S3处，P’端口 P’与B端口 B连通，且T’端口 T’与A端口 A连通，且P端口 P与T端口 T连通。此时，从可变容量型液压泵I排出的油在流过P端口 P、T端口 T之后，在第一管路51中流动。另外，从可变容量型液压泵I排出的油在流过P’端口P’、B端口 B之后，在第四管路54中流动，并被供给至第一液压致动器8Α的另一侧的第二缸室。第一液压致动器8Α的一侧的第一缸室的油在第三管路53中流动，流过A端口 Α、Τ’端口 Τ’，并流经第五管路55而返回至油箱7。上述第二切换阀2Β与第一切换阀2Α相同，具有六个端口 Ρ、Ρ’、Τ’、Τ、Α、Β。P端
口 P与第一管路51连接，P’端口 P’经由单向阀12与第二管路52连接，Τ’端口 Τ’与第五管路55连接，T端口 T经由第一管路51与再生用液压马达62连接，A端口 A与第六管路56连接，B端口 B与第七管路57连接。在上述第二切换阀2Β的第一位置S1、第二位置S2、第三位置S3处，P端口 P与T端口 T连通，从第一切换阀2Α流经第一管路51的油在流过第二切换阀2Β的P端口 Ρ、Τ端口 T之后，流动至再生用液压马达62。另外，上述第二切换阀2Β的其它结构是与上述第一切换阀2Α相同的结构，因此，省略说明。上述第一切换阀2Α、第二切换阀2Β具有与再生用液压马达62始终连通的P端口P、T端口 Τ。例如，切换阀2Α、2Β在P端口 P与T端口 T之间采用不设置滑盘的结构。换言之，第一切换阀2Α、第二切换阀2Β具有在第一位置SI (中立位置)及第二位置S2、第三位置S3 (切换位置)处打开的旁通通路。该旁通通路与第一管路51连通。SP，该切换阀2Α、2Β的P端口 P及T端口 T没有现有切换阀的节流用端口的节流功能。设有流量压力控制部90，该流量压力控制部90使上述再生用液压马达62的旋转转矩变化以对流过上述再生用液压马达62的油的流量及压力进行控制。具体而言，流量压力控制部90通过对与再生用液压马达62的轴连结的发电机63的转矩进行控制，来使再生用液压马达62的转矩变化。此外，上述流量压力控制部90根据设于第一管路51的第二切换阀2Β与再生用液压马达62之间的压力传感器92的输出来调节再生用液压马达62的转矩，以将流过再生用液压马达62的油的流量及压力调节至规定值。上述第一切换阀2Α通过第一操作部3Α的操作而被控制，上述第二切换阀2Β通过第二操作部3Β的操作而被控制。即，第一操作部3Α对从可变容量型液压泵I供给至第一液压致动器8Α的油的流量及流动方向进行操作，第二操作部3Β对从可变容量型液压泵I供给至第二液压致动器8Β的油的流量及流动方向进行操作。上述第一操作部3Α是例如操作杆，将第一操作部3Α的操作作为指令信号(操作Pi)传送至第一切换阀2Α，以对第一切换阀2Α进行控制。具体而言，第一切换阀2Α根据第一操作部3Α的操作方向而被设定于第一位置S1、第二位置S2、第三位置S3中的任意位置或它们的中间位置。另外，上述第一操作部3Α根据第一操作部3Α的操作量(例如杆的移动量等操作幅度)控制第一切换阀2Α的开度。即，第一操作部3Α控制第一切换阀2Α，以在第一操作部3A的操作量越大时，使第一切换阀2A的与第一液压致动器8A连通的P’端口 P’、T’端口 T’、A端口 A、B端口 B的开度越大。另外，上述第二操作部3B及上述第二切换阀2B具有与上述第一操作部3A及上述第一切换阀2A相同的结构，因此，省略说明。利用控制装置6控制上述可变容量型液压泵1、上述切换阀2A、2B及上述流量压力控制部90。控制装置6具有泵排出量控制部6a、使用量运算部6b、流量压力修正部6c及流量压力调节部6d。上述泵排出量控制部6a控制可变容量型液压泵1，以在上述切换阀2A、2B的上述开度越大时，使从可变容量型液压泵I排出的油的流量越大。即，若第一操作部3A的控制量较大，使第一切换阀2A的与第一液压致动器8A连通的P’端口 P’、T’端口 Τ’、Α端口 Α、B端口 B的开度越大的话，则越是增大从可变容量型液压泵I排出的油的流量。另外，上述第二操作部3Β及上述第二切换阀2Β也是相同的。这样，泵排出量控制部6a进行所谓正控制。上述使用量运算部6b从由可变容量型液压泵I排出的油的流量中减去由再生用液压马达62的转速求出的油的流过流量，以求出用于驱动第一液压致动器8A、第二液压致动器8B的油的使用量。上述流量压力修正部6c将由上述使用量运算部6b求出的使用量和目标值进行比较，并修正从可变容量型液压泵I排出的油的流量和被再生用液压马达62驱动的发电机63的旋转转矩中的至少一方，以消除该使用量与目标值的偏差。即，在用于驱动第一液压致动器8A、第二液压致动器SB的油的使用量比目标值大的情况下，减小可变容量型液压泵I的排出量以减小流动至第一液压致动器8A、第二液压致动器SB的油的流量，和/或减小再生用液压马达62的旋转转矩，以增大朝油箱5流动的流量，并减小流动至第一液压致动器8A、第二液压致动器SB的油的流量。这样，并不会被液压致动器8A、8B的负载压力影响，从而能进行高精度的操作。上述流量压力调节部6d控制流量压力控制部90。例如，流量压力调节部6d控制流量压力控制部90，使再生用液压马达62的转矩变化，从而在第一管路51和与该第一管路51始终连通的第二管路52中产生为操作第一压致动器8A、第二液压致动器SB所需的压力。接着，对上述结构的液压能量再生装置的作用进行说明。上述切换阀2A、2B具有在中立位置SI及切换位置S2、S3中打开的旁通通路，因此，当切换阀2A、2B处于中立位置SI时，从可变容量型液压泵I排出的油经由旁通通路而供给至再生用液压马达62，并在发电机63中被利用。另一方面，当切换阀2A、2B处于切换位置S2、S3时，为了稳定地操作液压致动器8A、8B而从可变容量型液压泵I排出的剩余的油被供给至再生用液压马达62，并在发电机63中被利用。因此，当上述切换阀2A、2B处于切换位置S2、S3时，也能有效地利用从可变容量型液压泵I排出的剩余的油。另外，上述流量压力控制部90使被再生用液压马达62驱动的发电机63的旋转转矩变化，来对流过再生用液压马达62的油的流量及压力进行控制，因此，从可变容量型液压泵I排出并流过再生用液压马达62的油一边被再生用液压马达62施加阻力，一边流动至再生用液压马达62下游侧的油箱5。藉此，能在上述第一管路51、即与该第一管路51始终连通的第二管路52中产生为操作液压致动器8A、8B所需的压力。通过增大再生用液压马达62的旋转转矩，能增大再生用液压马达62上游侧的压力(即液压致动器8A、8B的操作压力)。这样，能使再生用液压马达62具有现有切换阀的节流用端口的功能。相反地，也能从上述第一管路51中释放过大的压力，因此，也能使再生用液压马达62具有现有泄压阀的功能。此外，即便在作为泄压阀释放压力时，由于使再生用液压马达62旋转，因此，也能将高压的剩余油用于再生。总之，再生用液压马达62及发电机63具有泄压阀的功能及节流的功能。具体而言，上述第一切换阀2A的各端口 P、P’、T’、T、A、B由图2所示的变化图形来控制。另外，第二切换阀2B的端口的控制也与图2相同，因此，省略说明。如图2所示，横轴表示第一操作部3A的操作量，纵轴表示各端口的开口面积。操作量为0%是指将第一操作部3A的杆设为中立位置、也就是将第一切换阀2A设为第一位置SI时，操作量为100%是指将第一操作部3A的杆朝一个方向的切换位置最大限度地移动时、也就是将第一切换阀2A设为第二位置S2时。另外，朝第三位置S3的切换也是相同的。此外，下面对上述第一切换阀2A的控制进行说明，如第一图形线Ql所示，从P端口 P朝T端口 T的通路的面积始终是恒定的。通过如第二图形线Q2所示使从P’端口 P’朝A端口 A的通路的面积变化，且如图2的第三图形线Q3所示使从B端口 B朝T’端口 T’的通路的面积变化，来调节供给至第一液压致动器8A的流量和从第一液压致动器8A流出的流量。此时，通过使再生用液压马达62的“阻力”(即旋转转矩)变化，来代替现有切换阀的节流用端口的“节流”特性。本来，“节流”功能具有一边“使压力上升” 一边“使油流动”这样的两个作用，因此，不能单纯地仅用“阻力”来代替。然而，本发明的流量压力控制部90能对压力传感器92的输出或再生用液压马达62的转速进行检测以算出流动的流量。对其进行灵活运用，就能进行控制，以一边施加“阻力”来“使压力上升”，同时，一边对“转速”进行检测来“使油流动(调节阻力)”。藉此，再生用液压马达62便可代替现有的节流用端口。此外，通过用上述再生用液压马达62来代替现有的“节流”，在“节流”的情况下，能经由再生用液压马达62以电能的形式使作为热而发散至周围的一部分能量再生。另外，使用上述再生用液压马达62控制压力，因此，如图3所示，除了低压区域Rl之外，还能对高压区域R2进行再生。图3表示操作量与泵压力之间的关系，横轴表示操作部3A、3B的操作量，纵轴表示可变容量型液压泵I的排出压力。如图3所示，在产生操作液压致动器8A、8B的必要压力之前的期间，泵压力为低压的第一压力P1。该第一压力Pi为卸载压损。另外，在负控制的情况下，第一压力Pi为假想线所示的第二压力P2 (负控制压力)，该第二压力P2比第一压力Pl大。此外，若逐渐增大操作量，则依次变为第三压力P3、第四压力P4。第三压力P3为“致动器负载压力X (1.1 1.2)”左右，第四压力P4为“致动器负载压力+ α”。第四压力Ρ4比第三压力Ρ3小。因此，在本发明中，除了低压的油(即低压区域Rl)之外，还能将从中压到高压的剩余油(即中高压区域R2)用于再生，不降低流量再生效率，就能提高压力再生效率。另夕卜，能以高压(较大的差压)使再生用液压马达62旋转，因此，能以较大的力使发电机63发电，从而能获得较多的发电量。与此相对，在现有液压能量再生装置中，不能对高压区域R2进行再生，而仅能对低压区域Rl进行再生。这是由于高压区域R2在比现有切换阀的节流用通路更靠上游侧的位置产生的缘故。(第二实施方式)图4示出了本发明的液压能量再生装置的第二实施方式。与上述第一实施方式的不同点在于，在该第二实施方式中具有两个泵驱动回路和一个再生用液压马达。另外，由于米用与上述第一实施方式相同的结构，因此省略与上述第一实施方式相同的符号的说明。如图4所示,该液压能量再生装置具有第一泵驱动回路80A、第二泵驱动回路80B和一个再生用液压马达62。上述第一泵驱动回路80A、第二泵驱动回路80B的结构与上述第一实施方式的图1所示的回路的比压力传感器92更靠上游侧的结构相同。第一泵驱动回路80A、第二泵驱动回路80B分别具有液压泵装置10、第一切换阀2A、第二切换阀2B、液压致动器8A、8B。第一切换阀2A、第二切换阀2B分别具有在中立位置SI及切换位置S2、S3处打开的旁通通路。上述再生用液压马达62经由连结控制阀70与上述第一泵驱动回路80A、第二泵驱动回路80B的最下游连接。在连结控制阀70与再生用液压马达62之间设有压力传感器92。上述连结控制阀70例如是比例减压阀。连结控制阀70具有第一端口 71 第六端口 76。第一端口 71与第一泵驱动回路80A的最下游(第一管路51)连接，第二端口 72与第二泵驱动回路80B的最下游(第一管路51)连接，第三端口 73与油箱81连接，第四端口 74经由单向阀12与再生用液压马达62连接，第五端口 75经由单向阀13与再生用液压马达62连接，第六端口 76与油箱82连接。上述连结控制阀70具有第一位置S1、第二位置S2及第三位置S3。在第一位置SI处，第一端口 71与第四端口 74连通，且第二端口 72与第五端口 75连通。此外，在第一泵驱动回路80A的第一管路51中流动的油和在第二泵驱动回路80B的第一管路51中流动的油流动至再生用液压马达62。在第二位置S2处，第一端口 71与第四端口 74连通，且第二端口 72与第六端口 76连通。此外，在第一泵驱动回路80A的第一管路51中流动的油流动至再生用液压马达62。在第二泵驱动回路80B的第一管路51中流动的油流动至油箱82。在上述第三位置S3处，第一端口 71与第三端口 73连通，且第二端口 72与第五端口 75连通。此外，在第二泵驱动回路80B的第一管路51中流动的油流动至再生用液压马达62。在第一泵驱动回路80A的第一管路51中流动的油流动至油箱81。通过第三操作部3C的操作来控制上述连结控制阀70。该第三操作部3C将第三操作部3C的操作作为信号传送至连结控制阀70，以控制连结控制阀70。具体而言，在将未使用的泵驱动回路侧的卸载通路连接到油箱的状态下，若追加使用该未使用的卸载通路，则操作第三操作部3C，一边将朝油箱打开的卸载通路关闭，一边将其连接到再生用液压马达62。因此，在上述结构的液压能量再生装置中，相对于两个泵驱动回路能由一个再生用液压马达构成，从而能降低成本。一般挖掘机的泵驱动回路为两个，因此，对于挖掘机是优选的。另外，也可将泵驱动回路设为三个以上，并用一个再生用液压马达连接这三个泵驱动回路。(第三实施方式)图5示出了本发明的液压能量再生装置的第三实施方式。与上述第一实施方式的不同点在于，在该第三实施方式中，控制装置的结构不同，存在代替流量压力控制部的结构。另外，由于米用与上述第一实施方式相同的结构，因此省略与上述第一实施方式相同的符号的说明。如图5所示，该液压能量再生装置具有可变节流孔91和节流量调节部93，以代替上述第一实施方式的流量压力控制部90。可变节流孔91被连接在第一管路51的压力传感器92的连接部分与再生用液压马达62之间。节流量调节部93根据压力传感器92的输出调节可变节流孔91的节流量。即，节流量调节部93根据压力传感器92的输出来调节可变节流孔91的节流量，以将流过再生用液压马达62的油的流量及压力调节至规定值。此外，上述可变节流孔91和上述节流量调节部93对流过再生用液压马达62的油的流量及压力进行控制，因此，从可变容量型液压泵I排出并流动至再生用液压马达62的油一边被可变节流孔91及节流量调节部93施加阻力，一边流动至再生用液压马达62下游侧的油箱5。藉此，能在上述第一管路51、即与该第一管路51始终连通的第二管路52中产生为操作液压致动器8A、8B所需的压力。通过增大可变节流孔91的节流量，能增大可变节流孔91上游侧的压力(即液压致动器8A、8B的操作压力)。这样，也能使可变节流孔91及节流量调节部93具有现有切换阀的节流用端口的功能。另一方面，控制装置6A具有泵排出量控制部6a、使用量运算部6b、流量压力修正部6c及节流量调节部6e。泵排出量控制部6a、使用量运算部6b及流量压力修正部6c具有与上述第一实施方式相同的结构，使用节流量调节部6e以代替上述第一实施方式的流量压力调节部6d。上述节流量调节部6e对上述节流量调节部93进行控制。例如,节流量调节部6e控制节流量调节部93，使第一管路51和与该第一管路51始终连通的第二管路52中产生为操作第一液压致动器8A、第二液压致动器SB所需的压力。上述流量压力修正部6c将由上述使用量运算部6b求出的使用量和目标值进行比较，并修正从可变容量型液压泵I排出的油的流量和可变节流孔91的节流量中的至少一方，以消除该使用量与目标值的偏差。即，在用于驱动第一液压致动器8A、第二液压致动器SB的油的使用量比目标值大的情况下，减小可变容量型液压泵I的排出量以减小流动至第一液压致动器8A、第二液压致动器SB的油的流量，和/或增大可变节流孔91的节流量，以增大朝油箱5流动的流量，并减小流动至第一液压致动器8A、第二液压致动器SB的油的流量。这样，并不会被液压致动器8A、8B的负载压力影响，从而能进行高精度的操作。另外，本发明不限定于上述实施方式。例如，也可由固定容量型液压泵和转换器构成上述液压泵装置，并利用转换器来改变固定容量型液压泵的单位时间内排出的油的流量。另外，也可增加或减少上述切换阀的数量、上述液压致动器的数量、上述操作部的数量。另外，上述液压能量再生装置并不限定于正控制，也可使用大流量控制、负控制。另外，也可省略上述切换阀控制部、上述泵排出量控制部、上述使用量运算部、上述流量压力修正部及上述节流量调节部中的至少一个。另外，也可将上述压力传感器设于再生用液压马达的下游，此外，还可将上述压力传感器及上述可变节流孔依次设于再生用液压马达的下游。另外，除了挖掘机以外，上述液压能量再生装置还能应用于小型起重机、卡车起重机、车辆装载车、垃圾车等机械。
权利要求
1.一种液压能量再生装置，其特征在于，包括: 液压泵装置(10)； 液压致动器(8A、8B)，该液压致动器(8A、8B)被从所述液压泵装置(10)排出的油驱动； 切换阀(2A、2B)，该切换阀(2A、2B)对从所述液压泵装置(10)供给至所述液压致动器(8A、8B)的油的流量及流动方向进行控制，并具有在中立位置(SI)及切换位置(S2、S3)处打开的芳通通路； 再生用液压马达(62)，该再生用液压马达￠2)在从所述液压泵装置(10)经由所述切换阀(2A、2B)的所述旁通通路与油箱(5)连通的旁通管路(51)上设于所述切换阀(2A、2B)的下游侧，并因经由该旁通管路(51)流出至所述油箱(5)的油而旋转；以及 发电机(63)，该发电机￠3)被所述再生用液压马达￠2)驱动。
2.如权利要求1所述的液压能量再生装置，其特征在于， 所述液压能量再生装置包括流量压力控制部(90)，该流量压力控制部(90)使被所述再生用液压马达￠2)驱动的所述发电机￠3)的旋转转矩变化，以对流过所述再生用液压马达(62)的油的流量及压力进行控制。
3.如权利要求1或2所述的液压能量再生装置，其特征在于， 所述液压泵装置(10)具有改变所排出的油的流量的功能， 设置有操作部(3A、3B)，该操作部(3A、3B)对从所述液压泵装置(10)供给至所述液压致动器(8A、8B )的油的流量及流动方向进行操作， 所述操作部(3A、3B)控制所述切换阀(2A、2B)，以在所述操作部(3A、3B)的操作量越大时，使所述切换阀(2A、2B)的与所述液压致动器(8A、8B)连通的端口(P’、T’、A、B)的开度越大， 设置有泵排出量控制部(6a)，该泵排出量控制部^a)控制所述液压泵装置(10)，以在所述切换阀(2A、2B)的所述开度越大时，使从所述液压泵装置(10)排出的油的流量越大。
4.如权利要求3所述的液压能量再生装置，其特征在于，包括: 使用量运算部(6b)，该使用量运算部^b)从由所述液压泵装置(10)排出的油的流量中减去由所述再生用液压马达￠2)的转速求出的油的流过流量，以求出用于驱动所述液压致动器(8A、8B)的油的使用量；以及 流量压力修正部(6c)，该流量压力修正部^c)对由所述使用量运算部^b)求出的使用量和目标值进行比较，并修正从所述液压泵装置(10)排出的油的流量和被所述再生用液压马达(62)驱动的所述发电机(63)的旋转转矩中的至少一方，以消除该使用量与目标值的偏差。
全文摘要
本发明提供一种在切换阀的切换位置处也能有效地利用从液压泵装置排出的剩余的油的液压能量再生装置。第一切换阀(2A)和第二切换阀(2B)具有在中立位置及切换位置打开的旁通通路。藉此，当切换阀(2A、2B)处于中立位置时，从可变容量型液压泵(1)排出的油经由旁通通路而被供给至再生用液压马达(62)，并在发电机(63)中被利用。另一方面，当切换阀(2A、2B)处于切换位置时，为了稳定地操作液压致动器(8A、8B)而从可变容量型液压泵(1)排出的剩余的油被供给至再生用液压马达(62)，并在发电机(63)中被利用。
文档编号F15B21/14GK103148064SQ20121051773
公开日2013年6月12日 申请日期2012年12月5日 优先权日2011年12月6日
发明者濑川均 申请人:大金工业株式会社