工程机械的制作方法

本发明涉及工程机械，更详细而言，涉及具备液压挖掘机等液压执行机构，并具备对来自液压执行机构的液压油进行再生的再生回路的工程机械。

背景技术：

在工程机械中，为了使发动机的燃料效率提高来实现节能化，已知有经由控制阀将来自液压执行机构的返回油再生的技术，其例子记载于专利文献1和专利文献2中。

在专利文献1中记载了如下的液压控制装置：在用于对工程机械中的作业装置进行驱动的动臂液压缸中，使其自重下落时从缸底侧油室排出的动力经由控制阀而再生到其他液压执行机构的驱动中。

另外，专利文献2记载了如下的液压驱动装置：为了高效地利用以往排出到油箱中的返回油，在液压挖掘机进行动臂抬升和斗杆拉回的复合动作的挖掘时，使动臂液压缸的活塞杆侧油室的高压油再生到斗杆液压缸的缸底侧油室。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5296570号公报

专利文献2：日本专利第4562948号公报

技术实现要素：

根据上述的以往技术，能够使动臂下降操作时或动臂抬升操作时的、来自动臂液压缸的返回油再生，因此能够实现节能化。但是，在任一以往技术均仅记载了动臂下降时和动臂抬升时的某一操作时的返回油的再生，关于应对动臂抬升操作和动臂下降操作双方的操作下的返回油的再生的技术，则没有提及。

若欲基于以往技术来在动臂抬升操作和动臂下降操作双方的操作时进行返回油的再生，则需要将动臂抬升操作时的返回油向油箱排出的阀和再生的阀、将动臂下降操作时的返回油向油箱排出的阀和再生的阀、共计4个阀，因此担心招致液压设备的大型化。

另外，对动臂抬升操作时和动臂下降操作时向油箱的排出量和再生流量适当地进行控制，是维持操作性所必需的，例如仅通过单纯的切换回路会给操作员带来很大的违和感，因此回路的复杂化是必需的，导致生产率恶化。

本发明是基于上述情况而完成的，其目的在于，提供如下的工程机械：能够通过少量的阀构成来实现动臂抬升操作和动臂下降操作双方操作时的返回油的再生，能够确保动臂抬升操作和动臂下降操作双方操作时的良好的操作性。

为了解决上述课题，采用例如权利要求书中记载的结构。本申请包含用于解决上述课题的多个手段，列举一例，工程机械具备：第1液压执行机构、第2液压执行机构、油箱、和向所述第2液压执行机构供给液压油的第1液压泵，其特征在于，具备：返回油选择装置，其选择在所述第1液压执行机构的抬升操作时或下降操作时产生的返回油的供给源并排出；再生管路，其将从所述返回油选择装置排出的液压油供给到所述第2液压执行机构与所述第1液压泵之间以再生；排出管路，其将从所述返回油选择装置排出的液压油向所述油箱排出；以及再生排出流量调整装置，其能够调整在所述再生管路中流动的液压油的流量和在所述排出管路中流动的液压油的流量。

发明效果

根据本发明，能够通过少量的阀构成，实现动臂抬升操作和动臂下降操作双方的操作时的返回油的再生，并能够确保动臂抬升操作和动臂下降操作双方的操作时的良好的操作性。

附图说明

图1是表示本发明的工程机械的第1实施方式的液压挖掘机的侧视图。

图2是构成本发明的工程机械的第1实施方式的液压驱动系统的概要图。

图3是表示构成本发明的工程机械的第1实施方式的再生控制阀的开口面积特性的特性图。

图4是构成本发明的工程机械的第1实施方式的控制器的框图。

图5是表示构成本发明的工程机械的第1实施方式的排出阀的开口面积特性的特性图。

图6是构成本发明的工程机械的第2实施方式的液压驱动系统的概要图。

图7是构成本发明的工程机械的第2实施方式的控制器的框图。

图8是构成本发明的工程机械的第3实施方式的液压驱动系统的概要图。

具体实施方式

以下，使用附图说明本发明的工程机械的实施方式。

实施例1

图1是表示本发明的工程机械的第1实施方式的液压挖掘机的侧视图，图2是构成本发明的工程机械的第1实施方式的液压驱动系统的概要图。

图1中，液压挖掘机具有下部行驶体201、上部旋转体202和前作业机203。下部行驶体201具有左右的履带式行驶装置201a、201a(仅图示出单侧)，通过左右的行驶马达201b、201b(仅图示出单侧)而被驱动。上部旋转体202以能够旋转的方式搭载在下部行驶体201上，通过旋转马达202a而被旋转驱动。前作业机203以能够俯仰的方式安装在上部旋转体202的前部。在上部旋转体202具备车室(驾驶室)202b，在车室202b内配置有后述的操作装置。

前作业机203是具有动臂205(第1被驱动体)、斗杆206(第2被驱动体)和铲斗207的多关节构造，动臂205通过作为第1液压执行机构的动臂液压缸3的伸缩而相对于上部旋转体202在上下方向上转动，斗杆206通过作为第2液压执行机构的斗杆液压缸7的伸缩而相对于动臂205在上下及前后方向转动，铲斗207通过铲斗液压缸208的伸缩而相对于斗杆206在上下及前后方向转动。

图2所示的构成本实施方式的液压驱动系统仅例示出与动臂液压缸6和斗杆液压缸7有关的系统。该液压驱动系统具备：被未图示的发动机驱动的可变容量型的第1液压泵1和第2液压泵2；被从第1液压泵1及第2液压泵2的至少一方供给液压油、驱动液压挖掘机的动臂205的动臂液压缸6(第1液压执行机构)；被从第1液压泵1及动臂液压缸6的返回油的至少一方供给液压油、驱动液压挖掘机的斗杆206的斗杆液压缸7(第2液压执行机构)；对被从第1液压泵1供给到斗杆液压缸7的液压油的流动(流量和方向)进行控制的控制阀3；对被从第1液压泵1供给到动臂液压缸6的液压油的流动(流量和方向)和动臂液压缸6的返回油的排出流量进行控制的排出阀4；对被从第2液压泵2供给到动臂液压缸6的液压油的流动(流量和方向)和动臂液压缸6的返回油的供给源进行选择并控制的作为返回油选择装置的返回油选择阀5；对返回油的再生流量和排出流量进行控制的再生控制阀8；输出动臂205的动作指令并对排出阀4和返回油选择阀5进行切换的第1操作装置9；以及输出斗杆206的动作指令并切换控制阀3的第2操作装置11。第1液压泵1和第2液压泵2以还向未图示的其他执行机构供给液压油的方式还与未图示的控制阀连接，但这些回路部分省略。

第1液压泵1和第2液压泵是可变容量型，分别具备作为排出流量调整机构的调节器1a、2a，通过来自控制器21(后述)的控制信号而控制调节器1a、2a，由此控制第1及第2液压泵1、2的倾转角(容量)，来控制排出流量。

在将从第1液压泵1排出的液压油向动臂液压缸6、斗杆液压缸7供给的第1主管路31上，从上游侧起串联地配置有控制阀3和排出阀4。在将从第2液压泵2排出的液压油向动臂液压缸6供给的第2主管路32上，配置有返回油选择阀5。此外，在第1主管路31上，设置有对第1液压泵排出的液压油的压力进行检测的作为第2压力检测装置的压力传感器18。压力传感器18检测到的第1液压泵的排出压信号被输入到控制器21。

控制阀3是3位6通的切换控制阀，根据向其两操作部3x、3y供给的先导压力，切换控制阀位置，使工作油的流路的开口面积变化。由此，控制从第1液压泵1向斗杆液压缸7供给的工作油的方向和流量，驱动斗杆液压缸7。另外，控制阀3具有：被供给来自第1液压泵1的液压油的入口端口3c、与工作油油箱30连通的出口端口3d、在中立位置时连通的中央端口3t、和与斗杆液压缸7侧连接的连接端口3a、3b，是在位于中立位置时将来自第1液压泵1的液压油与工作油油箱30连通的中间旁通型。此外，在连接第1主管路31和入口端口3c的配管上设置有防止向第1液压泵1的逆流的单向阀15。

排出阀4是3位7通的切换控制阀，返回油选择阀5是3位6通的切换控制阀，通过向其两操作部4x、5x、4y、5y供给的先导压力而切换控制阀位置，使工作油的油路的开口面积变化。具体而言，在向操作部4y和5y供给先导压力时，排出阀4向左方移动，返回油选择阀5向右方移动，分别被切换到a位置。相反地，在向操作部4x和5x供给先导压力时，排出阀4向右方移动，返回油选择阀5向左方移动，分别切换到b位置。通过这些动作，来对从第1液压泵1及第2液压泵2的至少一方向动臂液压缸6供给的工作油的方向和流量进行控制，来驱动动臂液压缸6。

另外，返回油选择阀5具有：被供给来自第2液压泵2的液压油的入口端口5c、与后述的连通管路23连通的连接端口5d、在中立位置时连通的中央端口5t、与动臂液压缸6侧连接的连接端口5a、5b，是在位于中立位置时将来自第2液压泵2的液压油与工作油油箱30连通的中间旁通型。此外，在连接第2主管路32和入口端口5c的配管上设置有防止向第2液压泵2的逆流的单向阀12。此外，在返回油选择阀5的a位置的从连接端口5a向连接端口5d连通的内部油路上设置有节流部。

另外，排出阀4具有：被供给来自第1液压泵1的液压油的入口端口4c、与工作油油箱30连通的出口端口4d、与后述的连通管路23连通的连接端口4e、在中立位置时连通的中央端口4t、与动臂液压缸6侧连接的连接端口4a、4b，是在位于中立位置时将来自第1液压泵1的液压油与工作油油箱30连通的中间旁通型。此外，在连接第1主管路31和入口端口4c的配管上设置有防止向第1液压泵1的逆流的单向阀13。另外，在排出阀4的a位置的从连接端口4e向连接端口4a连通的内部油路上设置有节流部。而且，在连接端口4e上连接有连通管路23的一端侧，连通管路23的另一端侧经由再生控制阀8与返回油选择阀5的连接端口5d连接。

动臂液压缸6具有液压缸和活塞杆，液压缸具备缸底侧油室6a和活塞杆侧油室6b。在缸底侧油室6a连接有第1管路33的一端侧，第1管路33的另一端侧与排出阀4的连接端口4a和返回油选择阀5的连接端口5a连接。在活塞杆侧油室6b上连接有第2管路34的一端侧，第2管路34的另一端侧与排出阀4的连接端口4b和返回油选择阀5的连接端口5b连接。此外，在第1管路33上，设置有对动臂液压缸6的缸底侧油室6a的压力进行检测的作为第1压力检测装置的压力传感器17。压力传感器17检测到的动臂液压缸的缸底侧油室6a的压力信号被输入到控制器21。

斗杆液压缸7具有液压缸和活塞杆，液压缸具备缸底侧油室7a和活塞杆侧油室7b。在缸底侧油室7a上连接有第3管路35的一端侧，第3管路35的另一端侧与控制阀3的连接端口3a连接。在活塞杆侧油室7b上连接有第4管路36的一端侧，第4管路36的另一端侧与控制阀3的连接端口3b连接。

作为排出管路的连通管路23是将来自动臂液压缸6的缸底侧油室6a的返回油从返回油选择阀5经由排出阀4排出到工作油油箱30的管路。在连通管路23的中间部设置有是对将返回油排出还是再生进行切换的再生控制阀8。再生控制阀8是2位3通的电磁比例阀，具备接受来自控制器21的指令的操作部、滑阀部和弹簧部。再生控制阀8在2个端口(一方的出口端口和入口端口)上连接有连通管路23，在1个端口(另一方的出口端口)上连接有再生管路24的一端侧。再生管路24的另一端侧经由仅允许来自再生管路24的流出的单向阀16而与控制阀3的入口端口3c连接。

再生控制阀8在没有来自控制器21的指令信号时通过弹簧而使滑阀配置在连通位置。由于连通管路23连通，因此能够将来自动臂液压缸6的返回油向排出阀4供给并向工作油油箱30排出。另一方面，通过来自控制器21的指令信号而使滑阀移动，由此使返回油的向工作油油箱30的排出量减少，来调整经由再生管路24而供给到控制阀3的再生流量。

第1操作装置9具备操作杆和先导阀9a，先导阀9a产生与操作杆的倾动操作的操作量相应的先导压。由虚线所示的先导管路从第1操作装置9与排出阀4和返回油选择阀5的各操作部4x、4y、5x、5y连接。若将操作杆向动臂抬升侧操作，则生成与操作杆的操作量相应的动臂抬升先导压pu，该动臂抬升先导压pu被供给到排出阀4的操作部4x和返回油选择阀5的操作部5x，根据该先导压，排出阀4切换到动臂抬升方向(图示左侧的位置)，返回油选择阀5切换到动臂抬升方向(图示右侧的位置)。同样地，若将操作杆向动臂下降侧操作，则生成与操作杆的操作量相应的动臂下降先导压pd，该动臂下降先导压pd被供给到排出阀4的操作部4y和返回油选择阀5的操作部5y，根据该先导压，排出阀4切换到动臂下降方向(图示右侧的位置)，返回油选择阀5被切换到动臂下降方向(图示左侧的位置)。

第2操作装置10具备操作杆和先导阀10a，先导阀10a产生与操作杆的倾动操作的操作量相应的先导压。由虚线所示的先导管路从第2操作装置10与控制阀3的操作部3x、3y连接。若操作杆向拉回侧操作，则生成与操作杆的操作量相应的拉回先导压pc，该拉回先导压pc被供给到控制阀3的操作部3x，根据该先导压而将控制阀3切换到拉回方向(图示左侧的位置)。同样地，若将操作杆向推出侧操作，则生成与操作杆的操作量相应的推出先导压pd，该推出先导压pd被供给到控制阀3的操作部3y，根据该先导压而控制阀3切换到推出方向(图示右侧的位置)。

在动臂下降先导管路和动臂抬升先导管路上设置有对动臂下降先导压力pd进行检测的压力传感器19和对动臂抬升先导压力pu进行检测的压力传感器25。这些压力传感器19及25检测到的压力信号被输入到控制器21。同样地，在斗杆拉回先导管路和斗杆推出先导管路上设置有对斗杆拉回先导压力pc进行检测的压力传感器26和对斗杆推出先导压力pd进行检测的压力传感器20。这些压力传感器26及20检测到的压力信号被输入到控制器21。

控制器21输入来自压力传感器18、19、20、25、26的检测信号118、119、120、125、126，并基于这些信号进行规定的运算，向再生控制阀8输出控制指令。

在此，压力传感器19和压力传感器25是能够检测第1操作装置9的操作量的第1操作量检测器，压力传感器26和压力传感器20是能够检测第2操作装置10的操作量的第2操作量检测器。

再生控制阀8通过来自控制器21的控制指令而动作。具体而言，通过被供给到操作部的电信号，来控制其行程，控制开度(开口面积)。

图3是表示构成本发明的工程机械的第1实施方式的再生控制阀的开口面积特性的特性图。图3的横轴表示再生控制阀8的滑阀行程，纵轴表示开口面积。

在图3中，在滑阀行程为最小的情况(位于正常位置的情况)下，排出侧通路打开，开口面积最大，再生侧通路关闭，开口面积为零。若逐渐增大行程，则排出侧通路的开口面积逐渐减小，再生侧通路打开且开口面积逐渐增加。若使行程进一步增加，则排出侧通路关闭(开口面积成为零)，再生侧通路的开口面积进一步增加。像这样构成的结果是，在滑阀行程为最小的情况下，不会产生从动臂液压缸6排出的液压油被再生的情况，其全部量流入排出阀4侧，若使行程逐渐移向上方，则从动臂液压缸6排出的液压油的一部流入到再生管路24。另外，通过调整行程，能够使排出侧通路和再生管路24的开口面积变化，能够抑制再生流量。

在本实施方式中，通过排出阀4、返回油选择阀5和再生控制阀8构成再生排出流量调整装置，再生排出流量调整装置能够对在再生管路24中流动的液压油的流量和在与工作油油箱30连接的作为排出管路的连通管路23中流动的液压油的流量进行调整。

接下来，对上述本发明的工程机械的第1实施方式的动作进行说明。首先，说明由操作员进行的动臂抬升操作。

在图2中，当通过第1操作装置9的操作杆进行动臂抬升的操作时，从先导阀9a产生的动臂抬升先导压力pu被供给到排出阀4的操作部4x和返回油选择阀5的操作部5x。由此，排出阀4向右方移动，返回油选择阀5向左方移动，分别切换到b位置。

其结果是，来自第1液压泵1的液压油从排出阀4的入口端口4c经由内部油路和连接端口4a而通过第1管路33供给到动臂液压缸6的缸底侧油室6a。另外，来自第2液压泵2的液压油从返回油选择阀5的入口端口5c经由内部油路和连接端口5a并通过第1管路33而供给到动臂液压缸6的缸底侧油室6a。

另一方面，从动臂液压缸6的活塞杆侧油室6b排出的返回油从第2管路34、返回油选择阀5的连接端口5b经由内部油路和连接端口5d而流入到连通管路23。流入的液压油从排出阀4的连接端口4e经由设于内部油路的节流部和出口端口4d而排出到工作油油箱30。像这样，向动臂液压缸6的缸底侧油室6a流入来自第1液压泵1和第2液压泵2的液压油，并且活塞杆侧油室6b内的液压油通过返回油选择阀5和排出阀4而排出到工作油油箱30。其结果是，动臂液压缸6的活塞杆伸长，动臂向抬升方向动作。

接下来，说明由操作员进行的斗杆拉回操作。

在图2中，当通过第2操作装置10的操作杆而进行斗杆拉回的操作时，从先导阀10a产生的斗杆拉回先导压力pc被供给到控制阀3的操作部3x。由此，控制阀3向右方移动，切换到b位置。

其结果是，来自第1液压泵1的液压油从控制阀3的入口端口3c经由内部油路和连接端口3a并通过第3管路35而供给到斗杆液压缸7的缸底侧油室7a。

另一方面，从斗杆液压缸7的活塞杆侧油室7b排出的返回油从第4管路36、控制阀3的连接端口3b经由内部油路和出口端口3d而排出到工作油油箱30。像这样，向斗杆液压缸7的缸底侧油室7a流入来自第1液压泵1的液压油，并且活塞杆侧油室7b内的液压油通过控制阀3而被排出到工作油油箱30。其结果是，斗杆液压缸7的活塞杆伸长，斗杆向拉回方向动作。

接下来，说明同时进行基于操作员的动臂抬升操作和斗杆拉回操作、并将来自动臂液压缸6的返回油向斗杆液压缸7再生的动作。在将动臂液压缸6的返回油向斗杆液压缸7再生的情况下，在上述动臂抬升动作和斗杆拉回动作的基础上，再生控制阀8被控制器21控制。第1液压泵1、第2液压泵2、控制阀3、排出阀4、返回油选择阀5的动作与上述相同，因此省略详细说明。

若通过第1操作装置9的操作杆进行动臂抬升的操作，则从先导阀9a产生的动臂抬升先导压力pu被压力传感器25检测并被输入到控制器21。另外，若通过第2操作装置10的操作杆进行斗杆拉回的操作，则从先导阀10a产生的斗杆拉回先导压力pc被压力传感器26检测并被输入到控制器21。另外，第1液压泵1的排出压被压力传感器18检测并被输入到控制器21。

控制器21基于所输入的各信号而计算出再生控制阀8的指令信号，控制再生控制阀8的开度行程。通过控制再生控制阀8的开度行程，从返回油选择阀5的连接端口5b经由内部油路和连接端口5d流入到连通管路23的、从动臂液压缸6的活塞杆侧油室6b排出的返回油，经由再生控制阀8而流入到再生管路24。流入到再生管路24的返回油经由单向阀16而流入到控制阀3的入口端口3c。其结果是，流入到连通管路23的来自动臂液压缸6的返回油经由再生控制阀8流入到第1液压泵的排出侧，并经由控制阀3向斗杆液压缸7再生。由于动臂液压缸6的返回油向斗杆液压缸7的缸底侧油室7a再生，因此能够使斗杆液压缸7高效地动作。

接下来，说明由操作员进行的动臂下降操作。

在图2中，若通过第1操作装置9的操作杆进行动臂下降的操作，则从先导阀9a产生的动臂下降先导压力pd被供给到排出阀4的操作部4y和返回油选择阀5的操作部5y。由此，排出阀4向左方移动，返回油选择阀5向右方移动，分别切换到a位置。

其结果是，来自第1液压泵1的液压油从排出阀4的入口端口4c经由内部油路和连接端口4b并通过第2管路34而供给到动臂液压缸6的活塞杆侧油室6b。另外，来自第2液压泵2的液压油从返回油选择阀5的入口端口5c经由内部油路和连接端口5b并通过第2管路34而供给到动臂液压缸6的活塞杆侧油室6b。

另一方面，从动臂液压缸6的缸底侧油室6a排出的返回油从第1管路33、返回油选择阀5的连接端口5a经由内部油路和连接端口5d而流入到连通管路23。流入的液压油从排出阀4的连接端口4e经由设置于内部油路的节流部和出口端口4d而排出到工作油油箱30。像这样，向动臂液压缸6的活塞杆侧油室6b流入来自第1液压泵1和第2液压泵2的液压油，并且缸底侧油室6a内的液压油通过返回油选择阀5和排出阀4而向工作油油箱30排出。其结果是，动臂液压缸6的活塞杆缩短，动臂向下降方向动作。

接下来，说明由操作员进行的斗杆推出操作。

在图2中，若通过第2操作装置10的操作杆而进行斗杆推出的操作，则从先导阀10a产生的斗杆推出先导压力pd被供给到控制阀3的操作部3y。由此，控制阀3向左方移动，切换到a位置。

其结果是，来自第1液压泵1的液压油从控制阀3的入口端口3c经由内部油路和连接端口3b并通过第4管路36而供给到斗杆液压缸7的活塞杆侧油室7b。

另一方面，从斗杆液压缸7的缸底侧油室7a排出的返回油从第3管路35、控制阀3的连接端口3a经由内部油路和出口端口3d而排出到工作油油箱30。像这样，向斗杆液压缸7的活塞杆侧油室7b流入来自第1液压泵1的液压油，并且缸底侧油室7a内的液压油通过控制阀3而排出到工作油油箱30。其结果是，斗杆液压缸7的活塞杆缩短，斗杆向推出方向动作。

接下来，说明同时进行基于操作员的动臂下降操作和斗杆推出操作、并将来自动臂液压缸6的返回油向斗杆液压缸7再生的动作。在将动臂液压缸6的返回油再生于斗杆液压缸7的情况下，在上述动臂下降动作和斗杆推出动作的基础上，再生控制阀8被控制器21控制。第1液压泵1、第2液压泵2、控制阀3、排出阀4、返回油选择阀5的动作与上述相同，因此省略详细说明。

若通过第1操作装置9的操作杆而进行动臂下降的操作，则从先导阀9a产生的动臂下降先导压力pd被压力传感器19检测并被输入到控制器21。另外，若通过第2操作装置10的操作杆进行斗杆推出的操作，则从先导阀10a产生的斗杆推出先导压力pd被压力传感器20检测并被输入到控制器21。另外，第1液压泵1的排出压被压力传感器18检测并被输入到控制器21。而且，动臂液压缸6的缸底侧油室6a的压力被压力传感器17检测并被输入到控制器21。

控制器21基于输入的各信号来计算再生控制阀8的指令信号，控制再生控制阀8的开度行程。通过控制再生控制阀8的开度行程，从返回油选择阀5的连接端口5a经由连接端口5d流入到连通管路23的从动臂液压缸6的缸底侧油室6a排出的返回油，经由再生控制阀8而流入到再生管路24。流入到再生管路24的返回油经由单向阀16而流入到控制阀3的入口端口3c。其结果是，流入到连通管路23的来自动臂液压缸6的返回油经由再生控制阀8而流入到第1液压泵的排出侧，并经由控制阀3而向斗杆液压缸7再生。由于动臂液压缸6的返回油向斗杆液压缸7的活塞杆侧油室7b再生，因此能够使斗杆液压缸7增速。另外，通过控制第1液压泵1的调节器1a，能够抑制第1液压泵1的流量，因此能够抑制驱动设备的输出，实现节能。

如上述那样，在本实施方式中，能够通过返回油选择阀5、再生控制阀8和排出阀4这些最小限度所需的3个阀构成再生排出流量调整装置，该再生排出流量调整装置能够使动臂抬升时或动臂下降时的返回油控制为再生侧或排出侧。另外，再生侧的流量能够由再生控制阀8调整，排出侧的流量能够由排出阀4调整，因此能够确保良好的操作性。

接下来，使用图4及5说明控制器21所执行的再生控制阀8的控制方法。图4是构成本发明的工程机械的第1实施方式的控制器的框图，图5是表示构成本发明的工程机械的第1实施方式的排出阀的开口面积特性的特性图。在图4及图5中，与图1至图3所示的附图标记相同的附图标记的部件是相同的部分，因此省略其详细说明。

如图4所示，控制器21具有函数发生器133、函数发生器134、减法器135、函数发生器136、函数发生器137、乘法器138、乘法器138、函数发生器139、函数发生器140、乘法器141、乘法器142、乘法器143、最大值选择器144和输出转换部146。

在图4中，检测信号119是通过压力传感器19检测到第1操作装置9的操作杆的动臂下降方向的操作先导压pd的信号(杆操作信号)，检测信号120是通过压力传感器20检测到第2操作装置10的操作杆的斗杆推出方向的操作先导压pd的信号(杆操作信号)，检测信号117是通过压力传感器17检测到动臂液压缸6的缸底侧油室6a的压力(第1管路33的压力)的信号(缸底压信号)，检测信号118是通过压力传感器18检测到第1液压泵1的排出压(第1主管路31的压力)的信号(泵压信号)。另外，检测信号125是通过压力传感器25检测到第1操作装置9的操作杆的动臂抬升方向的操作先导压pu的信号(杆操作信号)，检测信号126是通过压力传感器26检测到第2操作装置10的操作杆的斗杆拉回方向的操作先导压pc的信号(杆操作信号)。

函数发生器133是根据动臂下降的杆操作信号119来计算出再生控制阀8的再生侧的开口面积的部件，基于图3所示的再生控制阀8的开口面积特性来设定特性。函数发生器133的输出被输入到乘法器138。图3的横轴表示再生控制阀8的滑阀行程，纵轴表示开口面积。在图3中，在滑阀行程最小的情况下，排出侧通路打开，再生侧的开口面积关闭，因此不进行再生。若逐渐增加行程，则排出侧通路的开口面积逐渐减小，再生侧通路打开且开口面积逐渐增加，因此从动臂液压缸6排出的液压油流入到再生管路24。另外，通过调整行程，能够使再生侧的开口面积变化，因此能够控制再生流量。

换言之，在动臂下降的杆操作信号119大的情况下，控制成：使再生控制阀8的行程增大而使再生侧的开口面积增加，流过大的再生流量。期望以从动臂液压缸6的缸底侧油室6a排出的返回油的流量与不进行再生的情况同等的方式调整函数发生器133的表格。

返回到图4，函数发生器134是根据斗杆推出的杆操作信号120而计算在乘法器中使用的系数的部件，在杆操作信号120从0到预先设定的设定值为止输出最小值0，在杆操作信号超过了设定值时输出最大值1。函数发生器134的输出被输入到乘法器138。

乘法器138输出由函数发生器133计算出的开口面积和由函数发生器134计算出的系数，并将乘法值输出为开口面积。乘法器138的输出被输入到乘法器142。通过该运算，即使输入动臂下降的杆操作信号119，只要没有输入斗杆推出的杆操作信号120，来自乘法器138的输出也为0，使再生控制阀8保持行程0。这是为了防止如下情况的运算：即使进行动臂下降操作，在不进行斗杆推出操作且控制阀3为中立状态而无法进行再生的情况下返回油的供给目的地消失。

减法器135输入缸底压信号117和泵压信号118，计算出差压，并将该差压信号输入到函数发生器139。

函数发生器139是根据由减法器135计算出的差压来计算在乘法器中使用的系数的部件，差压从0到预先设定的设定值为止输出最小值0，在差压超过了设定值时输出最大值1。函数发生器139的输出被输入到乘法器142。

乘法器142输入由乘法器138计算出的开口面积和由函数发生器139计算出的系数，并将乘法值输出为开口面积。乘法器142的输出被输入到最大值选择器144。通过该运算，关于由函数发生器133计算出的再生控制阀8的开口面积，在差压比设定值低的情况下，判断为不可再生而生成使再生侧的开口面积设为0的信号。另一方面，在差压比设定值高的情况下，判断为可再生而运算为使再生侧的开口面积成为从函数发生器133输出的值。

此外，在再生控制阀8为0行程时，排出侧全开，返回油被供给到排出阀4，通过排出阀4适当地进行节流控制。在图5中示出排出阀4的开口面积特性。图5的横轴表示排出阀4的行程，纵轴表示开口面积。若向排出阀4的操作部4x、4y输入动臂抬升先导压pu或动臂下降先导压pd，则根据先导压而行程增加。因此，为根据先导压的增加而开口面积增加的特性，流入到排出阀4的返回油根据杆操作量而被适当地进行节流控制。此外，排出阀4具有2个操作部4x、4y，能够分别独立地设定特性。

返回到图4，函数发生器136是根据动臂抬升的杆操作信号125计算再生控制阀8的再生侧的开口面积的部件。在动臂抬升的杆操作信号125大的情况下，控制成：增大再生控制阀8的行程而使再生侧的开口面积增加，从而流过大的再生流量。函数发生器136的输出向乘法器141输入。

函数发生器137是根据斗杆拉回的杆操作信号126计算在乘法器中使用的系数的部件，杆操作信号126从0到预先设定的设定值为止输出最小值0，在杆操作信号超过了设定值时，输出最大值1。函数发生器137的输出被输入到乘法器141。

乘法器141输入由函数发生器136计算出的开口面积和由函数发生器137计算出的系数，并将乘法值输出为开口面积。乘法器141的输出被输入到乘法器143。通过该运算，即使输入动臂抬升的杆操作信号125，只要没有输入斗杆拉回的杆操作信号126，来自乘法器141的输出也为0，再生控制阀8保持行程0。这是为了防止如下情况的运算：即使进行动臂抬升操作，在不进行斗杆拉回操作、控制阀3为中立状态而无法再生的情况下，返回油的供给目的地消失。

函数发生器140是根据泵压信号118来计算在乘法器中使用的系数的部件，泵压信号118从0到预先设定的设定值为止输出最小值0，在泵压信号118超过了设定值时，输出最大值1。函数发生器140的输出被输入到乘法器143。

乘法器143输入由乘法器141计算出的开口面积和由函数发生器140计算出的系数，并将乘法值输出为开口面积。乘法器143的输出被输入到最大值选择器144。该运算是为了如下目的的运算：仅在对动臂液压缸6作用挖掘反力而动臂液压缸6的活塞杆侧油室6b成为高压时，将活塞杆侧油室6b的返回油再生到斗杆液压缸7。在本实施方式中，通过泵压信号118判断该挖掘状态的判定，仅在泵压信号为高压的情况下，控制为根据乘法器141的输出来将再生控制阀8连接到再生管路24。

另外，在如空中的水平牵引那样低负荷作业的情况下，与动臂抬升的返回油向斗杆液压缸7再生相比，排出到工作油油箱30更能降低压力损失、效率更好。因此，在本实施方式中，在泵压信号118为设定值以下的情况下，函数发生器140输出0，与乘法器141的巢津力无关地，从乘法器143输出0，不控制再生控制阀8，由此将返回油导向排出阀4，进行降低不必要的损失的控制。此外，挖掘时的判定也可以使用斗杆液压缸7的缸底侧油室7a的压力信号和/或动臂液压缸6的活塞杆侧油室6b的压力信号。

最大值选择器144输入乘法器142的输出和乘法器143的输出，并输入两者中的最大值。最大值选择器144的输出输入到输出转换部146。在本实施方式中，通常，乘法器142的输出和乘法器143的输出必然一方为0。其理由在于，动臂抬升操作和动臂下降操作不能同时进行，因此函数发生器133和136的某一方必然为0。斗杆拉回操作和斗杆推出操作的关系也相同。通过最大值选择器144，计算出在动臂抬升时或动臂下降时所需的再生控制阀8的再生侧开口面积。

输出转换部146对输入的再生控制阀8的再生侧开口面积进行输出转换，并输出为作为向再生控制阀8的控制指令的电磁阀指令108a。由此，再生控制阀8的再生侧开口面积被控制为所期望的值。

接下来，对控制器21的动作进行说明。

若输入动臂下降操作的杆操作信号119，则函数发生器133计算出再生控制阀8的再生侧的开口面积信号，并输出到乘法器138。若输入斗杆推出操作的杆操作信号120，则函数发生器134在输入斗杆推出操作而能够再生时向乘法器138输出1，在不能再生时，向乘法器138输出0。乘法器138对从函数发生器133输出的再生控制阀8的开口面积信号进行修正并输入到乘法器142。

缸底压信号117和泵压信号118被输入减法器135，计算出差压信号。差压信号被输入到函数发生器139，函数发生器139进行能够再生或不能再生的判断，在能够再生时向乘法器142输出1，在不能再生时向乘法器142输出0。乘法器142对从函数发生器133输出的再生控制阀8的开口面积信号进行修正并输出到最大值选择器144。

当输入动臂抬升操作的杆操作信号125时，函数发生器136计算出再生控制阀8的再生侧的开口面积信号，并向乘法器141输出。若输入斗杆拉回操作的杆操作信号126，则函数发生器137在进入斗杆拉回操作而能够再生时向乘法器141输出1，在不能再生时向乘法器141输出0。乘法器141对从函数发生器136输出的再生控制阀8的开口面积信号进行修正并向乘法器143输出。

泵压信号118被输入到函数发生器140，函数发生器140进行是否为挖掘状态的判断，在为挖掘状态时向乘法器143输出1，在不为挖掘状态时向乘法器143输出0。乘法器143对从函数发生器136输出的再生控制阀8的开口面积信号进行修正，并向最大值选择器144输出。

通过最大值选择器144，计算出动臂抬升时或动臂下降时所需的再生控制阀8的再生侧开口面积，并向输出转换部146输出。在输出转换部146中，对输入的再生控制阀8的开口面积进行输出转换，输出为作为向再生控制阀8的控制指令的电磁阀指令108a。由此，能够将再生控制阀8的再生侧的开口面积控制为所期望的值。

通过以上的动作，动臂抬升时或下降时的返回油在再生时由再生控制阀8适当地进行节流控制，并且即使在不再生的情况下，也通过排出阀4适当地进行节流控制。由此，能够确保良好的操作性。另外，仅通过再生控制阀8、返回油选择阀5和排出阀4这3个阀，就能够在适当地对动臂抬升时或下降时的返回油进行流量调整的同时进行再生，因此能够确保良好的操作性。

根据上述本发明的工程机械的第1实施方式，能够通过少量的阀构成来实现动臂抬升操作和动臂下降操作双方操作时的返回油的再生，能够确保动臂抬升操作和动臂下降操作双方操作时的良好的操作性。

另外，在本实施方式中，以将动臂抬升操作时的返回油向斗杆液压缸7的缸底侧油室7a再生的情况为例进行了说明。这是在通常的液压挖掘机的砂砾堆积动作或水平牵引动作时能够得到效果的结构。但是，不限于此。根据需要也可以构成为将动臂抬升操作时的返回油再生于斗杆液压缸7的活塞杆侧油室7b、其他液压执行机构。另外，还可以构成为将动臂下降操作时的返回油再生于斗杆液压缸7的缸底侧油室7a、其他液压执行机构。

另外，在本实施方式中，成为如下构成：从能够向动臂液压缸6和斗杆液压缸7供给液压油的第1液压泵1经由排出阀4向动臂液压缸6供给液压油，从能够向动臂液压缸6供给液压油的第2液压泵2经由返回油选择阀5向动臂液压缸6供给液压油，但不限于此。例如，也可以构成为：从第1液压泵1经由回油选择阀5向动臂液压缸6供给液压油，并从第2液压泵2经由排出阀4向动臂液压缸6供给液压油。这在例如一体地制作阀的情况下，能够成为最容易构成的连接。

而且，在本实施方式中，由控制器21利用缸底压信号117和泵压信号118来运算出差压，在差压为设定值以下的情况下进行不使动臂下降操作时再生的控制，但在动臂下降操作时的返回油的压力必然比斗杆液压缸7的活塞杆侧油室7b的压力高的工程机械的情况下，不需要这样的控制。

另外，在本实施方式中，由控制器21取入泵压信号118，在泵压信号118为设定值以下的情况下在动臂抬升操作时进行不再生的控制，但这不是必需的，在与效率相比更重视速度的工程机械中，即使与负荷无关地进行再生，也不存在动作上问题。而且，该情况下不需要压力传感器18，能够实现成本降低。

实施例2

以下，使用附图说明本发明的工程机械的第2实施方式。图6是构成本发明的工程机械的第2实施方式的液压驱动系统的概要图，图7是构成本发明的工程机械的第2实施方式的控制器的框图。在图6及图7中，与图1至图5所示的附图标记相同的附图标记的部件为相同部分，因此其详细说明省略。

在本发明的工程机械的第2实施方式中，液压驱动系统的概要与第1实施方式大致相同，但将再生控制阀8置换为再生阀41和排出阀42、以及将排出阀4置换为第2控制阀40方面与第1实施方式不同。在本实施方式中，将第1实施方式的再生控制阀8设为再生阀41和排出阀42，通过控制器21a来分别控制开度，由此能够进行更为细致的流量控制。另外，由于第1实施方式中的对排出阀4的返回油进行控制的功能由排出阀42执行，因此置换为仅具有将第1液压泵1的液压油切换并供给到动臂液压缸6的功能的第2控制阀40。

具体而言，如图6所示那样，在连通管路23的中间部设置有能够调整返回油的流量的2位2通的电磁比例阀即排出阀42。另外，在再生管路24的中间部设置有能够调整再生流量的为2位2通的电磁比例阀的再生阀41。在连通管路23的排出阀42与返回油选择阀5之间设置有连接再生管路24的一端侧的分支部。

第2控制阀40为3位6通的切换控制阀，通过向其两先导操作部40x、40y供给的先导压力来切换控制阀位置，使工作油的流路的开口面积变化。由此，对从第1液压泵1向动臂液压缸6供给的工作油的方向和流量进行控制，对动臂液压缸7进行驱动。另外，第2控制阀40具有：被供给来自第1液压泵1的液压油的入口端口40c、在中立位置时连通的中央端口40t、和与动臂液压缸6侧连接的连接端口40a、40b，是在位于中立位置时将来自第1液压泵1的液压油与工作油油箱30连通的中间旁通型。此外，在连接第1主管路31和入口端口40c的配管上设置有防止向第1液压泵1的逆流的单向阀13。

接下来，使用图7对本实施方式中的控制器21a所执行的再生阀41和排出阀42的控制方法进行说明。

如图7所示，本实施方式中的控制器21a的构成与第1实施方式中的控制器21的构成相比，在以下方面不同。

(a)被输入动臂下降操作量即杆操作信号119和动臂抬升操作量即杆操作信号125的函数发生器133、136置换为函数发生器147、148。另外，被输入斗杆推出操作量即杆操作信号120和斗杆拉回操作量即杆操作信号126的函数发生器134、137置换为函数发生器152、153。

(b)追加了：被输入函数发生器147的输出和函数发生器148的输出、并选择最大值的第2最大值选择器149；从第2最大值选择器149的输出减去最大值选择器144的输出的第2减法器150；被输入最大值选择器144的输出和第2减法器150的输出、并输出再生阀41的指令即电磁阀指令141a和排出阀42的指令即电磁阀指令142a的输出转换部151。

在本实施方式中，通过函数发生器147和函数发生器148，计算出在通常不再生的情况下的排出侧的被节流控制的开口面积信号。即，计算出与第1实施方式中的排出阀4的开口面积相等的开口面积。此外，将从函数发生器147和函数发生器148输出的开口面积信号称为目标开口面积信号。

函数发生器152是根据作为斗杆推出操作量的杆操作信号120计算在乘法器中使用的系数的部件，在杆操作信号120为0时输出最小值0，伴随杆操作信号120的增加使输出增大而作为最大值输出1。从函数发生器152输出的值被输出到乘法器138，对目标开口面积进行修正。

函数发生器153根据作为斗杆拉回操作量的杆操作信号126计算在乘法器中使用的系数，在杆操作信号126为0时输出最小值0，伴随杆操作信号126的增加而使输出增大并作为最大值输出1。从函数发生器153输出的值被输出到乘法器141，对目标开口面积进行修正。

基于函数发生器152和函数发生器153的输出的运算相对于第1实施方式中的是可再生还是不可再生的on/off的控制，能够进行与斗杆操作相应的更为细致的控制。

通过乘法器138、乘法器142、乘法器141和乘法器143修正后的目标开口面积信号经由最大值选择器144和输出转换部151而作为电磁阀指令141a输出到再生阀41。由此，以成为通过控制器21运算的目标开口面积的方式对再生阀41进行节流控制。

另一方面，第2最大值选择器149选择函数发生器147的输出和函数发生器148的输出中的某一最大值，输出动臂下降时或动臂抬升时的不再生的情况下的排出阀42的开口面积信号。

第2减法器150从第2最大值选择器149的输出的、在动臂下降时或动臂抬升时不再生的情况下的排出阀42的开口面积信号减去作为最大值选择器144的输出的再生阀41的目标开口面积信号，并计算为排出阀42的目标开口面积信号，经由输出转换部151而作为电磁阀指令142a输出到排出阀42。通过该运算，通过与通过再生阀41向再生侧流动的开口面积相应地，减去排出阀42的开口面积，由此排出阀42与不再生的情况相比减小。其结果为，向工作油油箱30排出的返回油减少，向再生侧流过大的流量。

而且，在函数发生器152或函数发生器153输出1的情况下，即能够向斗杆液压缸7再生最大限度的返回油的情况下，由函数发生器147和函数发生器148计算出的目标开口面积信号直接经由最大值选择器144输入到第2减法器150，因此第2减法器150的输出成为0。其结果为，排出阀42关闭，由此返回油全部被再生。

相反地，在判断为不可再生且再生阀41的目标开口面积信号为0的情况下，第2减法器150的输出原样成为第2最大值选择器149的输出，全部的返回油经由排出阀42而排出到工作油油箱30，能够通过在函数发生器147和函数发生器148中设定的开口面积来适当地进行节流控制。

通过以上动作，在本实施方式中，动臂抬升时或下降时的返回油在再生时通过再生阀41而被适当地进行节流控制，并且即使在不再生的情况下，也通过排出阀42适当地进行节流控制。由此，能够确保良好的操作性。另外，仅通过再生阀41、返回油选择阀5和排出阀42这3个阀，就能够在对动臂抬升时或下降时的返回油适当地进行流量调整的同时进行再生，因此能够确保良好的操作性。

根据上述本发明的工程机械的第2实施方式，能够得到与上述第1实施方式相同的效果。

另外，根据上述本发明的工程机械的第2实施方式，能够分别独立地控制再生侧和排出侧的流量，因此能够进行更为细致的调整，能够确保良好的操作性。

实施例3

以下，使用附图说明本发明的工程机械的第3实施方式。图8是构成本发明的工程机械的第3实施方式的液压驱动系统的概要图。图8中，与图1至图7所示的附图标记相同的附图标记的部件为相同部分，因此其详细说明省略。

在本发明的工程机械的第3实施方式中，液压驱动系统的概要与第1实施方式大致相同，但省略了控制器21、压力传感器17、18、19、20、25、26和作为电磁比例阀的再生控制阀8，并将电控制的部分全部变更为液压地动作的部分，在这些方面不同。作为相当于压力传感器和控制器21的部件，设置有第1逻辑阀27、第2逻辑阀28和高压选择阀29，将为电磁比例阀的再生控制阀8置换为液压驱动的再生控制阀43。

具体而言，如图8所示，在连通管路23的中间部设置有对是将返回油排出还是再生进行切换的再生控制阀43。再生控制阀43是2位3通的控制阀，具备接受来自高压选择阀29的先导压的操作部43a、滑阀部和弹簧部。再生控制阀43在两个端口(一方的出口端口和入口端口)连接有连通管路23，在1个端口(另一方的出口端口)连接有再生管路24的一端侧。

第1逻辑阀27是2位2通的切换阀，具备将来自先导阀10a的斗杆拉回先导压pc经由先导油路供给的操作部27a、滑阀部和弹簧部。向第1逻辑阀27的入口端口经由先导油路供给来自先导阀9a的动臂抬升先导压pu，第1逻辑阀27的出口端口经由先导油路与高压选择阀29的一方的输入端口连接。

第2逻辑阀28是2位2通的切换阀，具备将来自先导阀10a的斗杆推出先导压pd经由先导油路供给的操作部28a、滑阀部和弹簧部。向第2逻辑阀28的入口端口经由先导油路供给来自先导阀9a的动臂下降先导压pd，第2逻辑阀28的出口端口经由先导油路与高压选择阀29的另一方的输入端口连接。

第1逻辑阀27在正常位置下关闭，即使作用动臂抬升先导压pu，若不进行基于斗杆拉回先导压pc的供给的切换，向作为逻辑阀的输出的高压选择阀29供给的先导压也为0。另外，相反地，即使通过斗杆拉回先导压pc切换了第1逻辑阀27，在动臂抬升先导压pu为0的情况下，从第1逻辑阀27输出的先导压也为0。即，第1逻辑阀27在被输入动臂抬升先导压pu和斗杆拉回先导压pc双方的情况下输出先导压。这意味着：在进入了动臂抬升操作和斗杆拉回操作的情况下，输出为了将动臂抬升操作时的返回油再生到斗杆液压缸7的缸底侧油室7a而对再生控制阀43进行切换的信号。

第2逻辑阀28也与第1逻辑阀27同样地，在被输入了来自先导阀9a的动臂下降先导压pd和来自先导阀10a的斗杆推出先导压pd双方的情况下，输出先导压。这意味着：在进入了动臂下降操作和斗杆推出操作的情况下，输出为了将动臂下降操作时的返回油再生到斗杆液压缸7的活塞杆侧油室7b而切换再生控制阀43的信号。

从第1逻辑阀27和第2逻辑阀28输出的先导压被供给到高压选择阀29，某一方高的压力被供给到再生控制阀43的操作部43a，对再生控制阀43进行切换。该情况下，动臂抬升先导压pu和动臂下降先导压pd不同时输出，因此不从第1逻辑阀27和第2逻辑阀28同时输出先导压。即，用于进行动臂抬升斗杆拉回时的再生的控制信号、或用于进行动臂下降斗杆推出时的再生的控制信号中的某一方被输入到再生控制阀43。通过切换再生控制阀43，流入到连通管路23的返回油经由再生控制阀43而向斗杆液压缸7再生。

此外，在本实施方式中，由于不检测动臂液压缸6的缸底侧油室6a的压力和第1液压泵1的排出压，所以如在第1实施方式中说明那样，优选适用于动臂下降操作时的返回油的压力必然比斗杆液压缸7的活塞杆侧油室7b的压力高那样的工程机械、动臂抬升时与效率相比更重视速度的工程机械。

根据上述本发明的工程机械的第3实施方式，能够得到与上述第1实施方式相同的效果。

另外，根据上述本发明的工程机械的第3实施方式，对所有液压驱动装置进行液压地控制，因此能够实现成本降低。

此外，本发明不限定于上述实施例，能够包含各种变形例。例如，上述实施例是为了容易理解地说明本发明所进行的详细说明，不必限定于具有所说明的全部构成的方案。

附图标记说明

1：第1液压泵、2：第2液压泵、3：控制阀、4：排出阀(再生排出流量调整装置)、5：返回油选择阀(再生排出流量调整装置)、6：动臂液压缸、7：斗杆液压缸、8：再生控制阀(再生排出流量调整装置)、9：第1操作装置、10：第2操作装置、12：单向阀、13：单向阀、14：单向阀、15：单向阀、16：单向阀、17：压力传感器、18：压力传感器、19：压力传感器、20：压力传感器、21：控制器、21a：控制器、23：连通管路(排出管路)、24：再生管路、25：压力传感器、26：压力传感器、27：第1逻辑阀、28：第2逻辑阀、29：高压选择阀、30：工作油油箱、31：第1主管路、32：第2主管路、33：第1管路、34：第2管路、35：第3管路、36：第4管路、40：第2控制阀、41：再生阀(再生排出流量调整装置)、42：排出阀(再生排出流量调整装置)、43：再生控制阀(再生排出流量调整装置)。