挖土機以及挖土機的控制方法

2023-06-14 05:57:41

挖土機以及挖土機的控制方法
【專利摘要】本發明提供一種挖土機以及挖土機的控制方法，本發明的實施例所涉及的混合式挖土機具備：主泵（14）；液壓泵/馬達（310），利用從動臂缸（7）流出的工作油作為液壓馬達而發揮作用，並且作為液壓泵而發揮作用；控制閥（17）；第一油路，經由控制閥（17）連接主泵（14）和鬥杆缸（8）；及第二油路，連接液壓泵/馬達(310)和鬥杆缸（8），第二油路在控制閥（17）與鬥杆缸（8）之間與第一油路合流。
【專利說明】挖土機以及挖土機的控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種具備動臂再生用液壓馬達的挖土機以及挖土機的控制方法。
【背景技術】
[0002]以往，已知有具備電動發電機的混合式挖土機，該電動發電機在動臂下降時或鬥杆縮回時通過再生用液壓馬達而被旋轉驅動(例如，參考專利文獻I)。
[0003]該混合式挖土機利用在動臂下降時從動臂缸的缸底側油室流出的工作油，或者利用在鬥杆縮回時從鬥杆缸的杆側油室流出的工作油使再生用液壓馬達旋轉。其結果，混合式挖土機使連結於再生用液壓馬達的電動發電機作為發電機而發揮作用，從而將動臂及鬥杆的勢能作為電能而回收。
[0004]以往技術文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本特開2010-48343號公報
[0007]發明的概要
[0008]發明要解決的技術課題
[0009]然而，專利文獻I的混合式挖土機僅僅使連結於再生用液壓馬達的電動發電機作為發電機而發揮作用，並不具備用於使該電動發電機作為電動機有效地發揮作用的液壓迴路，無法充分地應用再生用液壓馬達。
[0010]鑑於上述問題，本發明的目的在於提供一種更有效地應用再生用液壓馬達的挖土機以及挖土機的控制方法。
[0011]用於解決技術課題的手段
[0012]為了實現上述目的，本發明的實施例所涉及的挖土機為具有多個液壓驅動器的挖土機，其特徵在於，具備:主泵；液壓泵/馬達，利用從所述多個液壓驅動器中的第一液壓驅動器流出的工作油，作為液壓馬達而發揮作用，並且作為液壓泵而發揮作用；控制閥，對所述多個液壓驅動器中的工作油的流動進行控制；第一油路，經由所述控制閥連接所述主泵和所述多個液壓驅動器中的第二液壓驅動器；以及第二油路，連接所述液壓泵/馬達和所述第二液壓驅動器，所述第二油路在所述控制閥與所述第二液壓驅動器之間與所述第一油路合流。
[0013]並且，本發明的實施例所涉及的挖土機的控制方法中，所述挖土機具備:多個液壓驅動器；主泵；液壓泵/馬達，利用從所述多個液壓驅動器中的第一液壓驅動器流出的工作油，作為液壓馬達而發揮作用，並且作為液壓泵而發揮作用；控制閥，對所述多個液壓驅動器中的工作油的流動進行控制；第一油路，經由所述控制閥連接所述主泵和所述多個液壓驅動器中的第二液壓驅動器；以及第二油路，連接所述液壓泵/馬達和所述第二液壓驅動器，所述挖土機的控制方法的特徵在於，使流過所述第二油路的工作油與在所述控制閥和所述第二液壓驅動器之間流過所述第一油路的工作油合流。
[0014]發明效果[0015]根據上述方式，本發明能夠提供一種更加有效地應用再生用液壓馬達的挖土機以及挖土機的控制方法。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本發明的實施例所涉及的混合式挖土機的側視圖。
[0017]圖2是表示本發明的實施例所涉及的混合式挖土機的動作狀態變化的圖。
[0018]圖3是表示第一實施例所涉及的混合式挖土機的驅動系統的結構例的框圖。
[0019]圖4是表示第一實施例所涉及的混合式挖土機的蓄電系統的結構例的框圖。
[0020]圖5是表示第一實施例所涉及的混合式挖土機的第一驅動模式中的連通迴路的結構例的圖。
[0021]圖6是表示第一連通電路驅動處理的流程的流程圖。
[0022]圖7是表示第一實施例所涉及的混合式挖土機的第二驅動模式中的連通迴路的狀態的圖。
[0023]圖8是表示第一實施例所涉及的混合式挖土機的第三驅動模式中的連通迴路的狀態的圖。
[0024]圖9是表示第一實施例所涉及的混合式挖土機的第四驅動模式中的連通迴路的狀態的圖。
[0025]圖10是表示第二實施例所涉及的混合式挖土機的第五驅動模式中的連通迴路的狀態的圖。
[0026]圖11是表示第二連通迴路驅動處理的流程的流程圖。
[0027]圖12是表示第二實施例所涉及的混合式挖土機的第六驅動模式中的連通迴路的狀態的圖。
[0028]圖13是表示第二實施例所涉及的混合式挖土機的第七驅動模式中的連通迴路的狀態的圖。
[0029]圖14是表示第二實施例所涉及的混合式挖土機的第八驅動模式中的連通迴路的狀態的圖。
[0030]圖15是表示第二實施例所涉及的混合式挖土機的第六驅動模式中的連通迴路的其他狀態的圖。
【具體實施方式】
[0031]圖1是表示應用本發明的實施例的混合式挖土機的側視圖。
[0032]在混合式挖土機的下部行走體I上經由迴轉機構2搭載有上部迴轉體3。在上部迴轉體3上安裝有動臂4。動臂4的前端安裝有鬥杆5，鬥杆5的前端安裝有鏟鬥6。動臂
4、鬥杆5以及鏟鬥6為通過動臂缸7、鬥杆缸8以及鏟鬥缸9而分別被液壓驅動的工作要件。上部迴轉體3上設置有駕駛室10，並且搭載有引擎等動力源。
[0033]接著，參考圖2，對本發明的實施例所涉及的混合式挖土機的動作的一例，即挖掘、裝載動作進行說明。首先，如狀態CDl所示，操作人員使上部迴轉體3迴轉，鏟鬥6位於挖掘位置的上方，在鬥杆5張開且鏟鬥6張開的狀態下使動臂4下降，使鏟鬥6下降以使鏟鬥6的前端距挖掘對象成為所希望的高度。通常，在使上部迴轉體3迴轉時以及使動臂4下降時，操作人員以目測方式確認鏟鬥6的位置。並且，通常，上部迴轉體3的迴轉以及動臂4的下降同時進行。將以上動作稱作動臂下降迴轉動作，將該動作區間稱作動臂下降迴轉動作區間。
[0034]操作人員在判斷鏟鬥6的前端到達所希望的高度的情況下，如狀態CD2所示，將鬥杆5縮回直至鬥杆5成為大致垂直於地面。由此，規定深度的土被挖掘，用鏟鬥6進行摟取直至鬥杆5成為大致垂直於地面。接著，如狀態⑶3所示，操作人員將鬥杆5以及鏟鬥6進一步縮回，如狀態CD4所示，縮回鏟鬥6直至鏟鬥6成為大致垂直於鬥杆5。即縮回鏟鬥6直至鏟鬥6的上邊緣成為大致水平，將匯集的土收納於鏟鬥6內。將以上動作稱作挖掘動作，將該動作區間稱作挖掘動作區間。
[0035]接著，操作人員在判斷鏟鬥6縮回至大致垂直於鬥杆5的情況下，如狀態⑶5所示，在縮回鏟鬥6的狀態下，提升動臂4直至鏟鬥6的底部距地面成為所希望的高度。將該動作稱作動臂提升動作，將該動作區間稱作動臂提升動作區間。緊接著該動作或同時，操作人員使上部迴轉體3迴轉，如箭頭ARl所示，使鏟鬥6迴轉移動到卸土位置。將包括動臂提升動作的該動作稱作動臂提升迴轉動作，將該動作區間稱作動臂提升迴轉動作區間。
[0036]另外，之所以將動臂4提升至鏟鬥6的底部成為所希望的高度，是因為例如對翻鬥車的翻鬥進行卸土時，若不將鏟鬥6提升至高於翻鬥的高度，則會導致鏟鬥6碰到翻鬥。
[0037]接著，操作人員在判斷動臂提升迴轉動作結束的情況下，如狀態CD6所示，在使動臂4下降或使動臂4停止的同時，張開鬥杆5以及鏟鬥6而排出鏟鬥6內的土。將該動作稱作翻卸動作，將該動作區間稱作翻卸動作區間。
[0038]接著，操作人員在判斷翻卸動作結束的情況下，如狀態CD7所示，使上部迴轉體3向箭頭AR2的方向迴轉，使鏟鬥6移動到挖掘位置的正上方。此時，與迴轉同時，使動臂4下降以使鏟鬥6下降至距挖掘對象所希望的高度。該動作為在狀態⑶I中進行說明的動臂下降迴轉動作的一部分。其後，操作人員如狀態CDl所示使鏟鬥6下降至所希望的高度，以再次進行挖掘動作之後的動作。
[0039]操作人員將上述「動臂下降迴轉動作」、「挖掘動作」、「動臂提升迴轉動作」以及「翻卸動作」作為一個循環，在重複該循環的同時進行挖掘、裝載。
[0040]實施例1
[0041]圖3是表示本發明的第一實施例所涉及的混合式挖土機的驅動系統的結構的框圖。圖3分別用雙重線表示機械動力系統，用實線(粗線)表示高壓液壓管路，用虛線表示先導管路，用實線(細線)表示電力驅動/控制系統。
[0042]作為機械式驅動部的引擎11和作為輔助驅動部的電動發電機12分別連接於變速器13的2個輸入軸。在變速器13的輸出軸上，作為液壓泵而連接有主泵14以及先導泵
15。主泵14上經由高壓液壓管路16連接有控制閥17。
[0043]調節器14A為用於控制主泵14的吐出量的裝置，例如，根據主泵14的吐出壓力和來自控制器30的控制信號等來調節主泵14的斜板偏轉角，從而控制主泵14的吐出量。
[0044]控制閥17為對混合式挖土機中的液壓系統進行控制的控制裝置。下部行走體I用液壓馬達IA (右用)以及IB (左用)、動臂缸7、鬥杆缸8及鏟鬥缸9經由高壓液壓管路而連接於控制閥17。另外，以下，將下部行走體I用液壓馬達IA (右用)以及IB (左用)、動臂缸7、鬥杆缸8及鏟鬥缸9統稱為液壓驅動器。[0045]在電動發電機12上經由逆變器18A連接有包含作為蓄電器的電容器的蓄電系統120。在蓄電系統120上經由逆變器20連接有作為電動工作要件的迴轉用電動機21。在迴轉用電動機21的迴轉軸21A上連接有分解器22、機械制動器23及迴轉變速器24。並且，在先導泵15上經由先導管路25連接有操作裝置26。由迴轉用電動機21、逆變器20、分解器22、機械制動器23及迴轉變速器24構成第一負載驅動系統。
[0046]操作裝置26包含操縱杆26A、操縱杆26B及踏板26C。操縱杆26A、操縱杆26B及踏板26C經由液壓管路27及液壓管路28分別連接於控制閥17及壓力傳感器29。壓力傳感器29作為檢測液壓驅動器的各工作狀態的工作狀態檢測部而發揮作用，並連接於進行電力系統的驅動控制的控制器30。
[0047]並且，在第一實施例中，用於獲得動臂再生電力的動臂再生用電動發電機300經由逆變器18C連接於蓄電系統120。電動發電機300由液壓泵/馬達310驅動而作為發電機，該液壓泵/馬達通過從動臂缸7流出的工作油而被驅動。電動發電機300利用在動臂4因自重而下降時從動臂缸7流出的工作油的壓力將動臂4的勢能(從動臂缸7流出的工作油的液壓能)轉換成電能。另外，在圖3中，為了便於說明，將液壓泵/馬達310與電動發電機300在分開的位置表示，然而，實際上，電動發電機300的旋轉軸被機械地連結於液壓泵/馬達310的旋轉軸上。即液壓泵/馬達310構成為，在動臂4下降時通過從動臂缸7流出的工作油而進行旋轉，設置該液壓泵/馬達是為了將動臂4因自重而下降時的工作油的液壓能轉換成旋轉力。
[0048]由電動發電機300發電的電力作為再生電力而經由逆變器18C供給到蓄電系統
120。由電動發電機300與逆變器18C構成第二負載驅動系統。
[0049]連通迴路320為用於使液壓泵/馬達310的功能在液壓泵和液壓馬達之間切換動作的液壓迴路，例如，根據來自控制器30的控制信號，將從動臂缸7流出的全部或一部分工作油供給到液壓泵/馬達310，使液壓泵/馬達310作為動臂再生用液壓馬達而動作。並且，連通迴路320根據來自控制器30的控制信號，將液壓泵/馬達310吐出的工作油供給到動臂缸7或鬥杆缸8，該液壓泵/馬達由電動發電機300驅動而作為液壓泵。另外，關於連通迴路320的動作將進行後述。
[0050]圖4為表不蓄電系統120的結構的框圖。蓄電系統120包括電容器19、升降壓轉換器100及DC母線110。在電容器19上設置有用於檢測電容器電壓值的電容器電壓檢測部112和用於檢測電容器電流值的電容器電流檢測部113。通過電容器電壓檢測部112和電容器電流檢測部113而檢測的電容器電壓值和電容器電流值被供給到控制器30。
[0051]升降壓轉換器100根據電動發電機12、迴轉用電動機21及電動發電機300的運行狀態而進行升壓動作和降壓動作的切換控制，以將DC母線電壓值限定在一定的範圍內。DC母線110配設於逆變器18A、18C及20與升降壓轉換器100之間，在電容器19、電動發電機12、迴轉用電動機21及電動發電機300之間進行電力授受。
[0052]在此，再次參考圖3詳細地說明控制器30。控制器30為作為進行混合式挖土機的驅動控制的主控制部的控制裝置。控制器30由包含CPU (Ce ntral Processing Unit)及內部存儲器的運算處理裝置構成，是通過CPU執行存儲在內部存儲器中的驅動控制用程序而動作的裝置。
[0053]控制器30將由壓力傳感器29提供的信號轉換為迴轉速度指令，進行迴轉用電動機21的驅動控制。此時，由壓力傳感器29提供的信號相當於表示為了使迴轉機構2迴轉而對操作裝置26 (迴轉操縱杆)進行操作時的操作量的信號。
[0054]並且，控制器30進行電動發電機12的運行控制(電動(輔助)運行或者發電運行的切換)，並對作為升降壓控制部的升降壓轉換器100進行驅動控制，從而進行電容器19的充放電控制。具體而言，控制器30根據電容器19的充電狀態、電動發電機12的運行狀態(電動(輔助)運行或者發電運行)、迴轉用電動機21的運行狀態(動力運行或者再生運行)、及電動發電機300的運行狀態(動力運行或者再生運行)進行升降壓轉換器100的升壓動作和降壓動作的切換控制，由此進行電容器19的充放電控制。
[0055]該升降壓轉換器100的升壓動作和降壓動作的切換控制根據由DC母線電壓檢測部111檢測的DC母線電壓值、由電容器電壓檢測部112檢測的電容器電壓值、及由電容器電流檢測部113檢測的電容器電流值來進行。
[0056]在上述那樣的結構中，作為輔助馬達的電動發電機12發電的電力，經由逆變器18A而供給到蓄電系統120的DC母線110，並經由升降壓轉換器100而供給到電容器19。並且，因迴轉用電動機21再生運行而生成的再生電力，經由逆變器20供給到蓄電系統120的DC母線110，並經由升降壓轉換器100供給到電容器19。並且，動臂再生用電動發電機300發電的電力，經由逆變器18C而供給到蓄電系統120的DC母線110，並經由升降壓轉換器100供給到電容器19。另外，電動發電機12或電動發電機300發電的電力可經由逆變器20直接供給到迴轉用電動機21，迴轉用電動機21或電動發電機300發電的電力可經由逆變器18A直接供給到電動發電機12，電動發電機12或迴轉用電動機21發電的電力可經由逆變器18C直接供給到電動發電機300。
[0057]電容器19隻要是可充放電的蓄電器即可，以便經由升降壓轉換器100在與DC母線110之間進行電力授受。另外，圖4中示出作為蓄電器的電容器19，但代替電容器19，也可以使用鋰離子電池等可充放電的二次電池、鋰離子電容器，或者可進行電力授受的其他形式的電源作為蓄電器。
[0058]除上述功能之外，控制器30還根據混合式挖土機的驅動模式來進行連通迴路320的驅動控制。
[0059]在此，參考圖5詳細地說明連通迴路320。另外，圖5是表示連通迴路320的結構例的圖，在第一實施例中，連通迴路320由第一電磁閥321、第二電磁閥322及止回閥323構成。並且，連通迴路320被配置成連接如下部分:動臂缸底側油路Cl，連接動臂缸7的底側油室與控制閥17 (用粗線強調表示);鬥杆缸杆側油路C2，連接鬥杆缸8的杆側油室與控制閥17 (同樣用粗線強調表示)；及液壓泵/馬達310。
[0060]第一電磁閥321為切換流入到液壓泵/馬達310的工作油的供給源，且切換從液壓泵/馬達310流出的工作油的供給端的電磁閥，例如為3位4通滑閥。流入到液壓泵/馬達310的工作油的供給源，例如為動臂缸7的底側油室或工作油箱。並且，從液壓泵/馬達310流出的工作油的供給端，例如為工作油箱、動臂缸7的底側油室或鬥杆缸8的杆側油室。
[0061]第二電磁閥322為用於以二選一的方式切換動臂缸底側油路Cl與液壓泵/馬達310之間的連接，和鬥杆缸杆側油路C2與液壓泵/馬達310之間的連接的電磁閥，例如為2位4通滑閥。[0062]止回閥323設置於連接第二電磁閥322與鬥杆缸杆側油路C2的油路C3上，是防止工作油從鬥杆缸杆側油路C2流向液壓泵/馬達310的閥。
[0063]另外，在液壓泵/馬達310的兩個吐出口與工作油箱之間分別配置有單向閥310a、310b。這是為了在兩個吐出口各自的壓力小於工作油箱的壓力的情況下，從工作油箱供給壓力油，將吐出口的壓力維持在工作油箱的壓力以上。
[0064]在此，參考圖6，說明控制器30對連通迴路320中的工作油的流動進行控制的處理(以下，稱作「第一連通迴路驅動處理」)。另外，圖6是表示第一連通迴路驅動處理的流程的流程圖，控制器30在挖土機運行過程中以規定的控制周期反覆執行第一連通迴路驅動處理。
[0065]首先，控制器30根據壓力傳感器29的輸出來檢測動臂操縱杆的操作量，並判定是否驅動動臂4 (步驟ST1)。並且，控制器30也可以根據檢測動臂4的迴轉角度的角度傳感器(未圖示)，或檢測動臂缸7的位移(伸縮)的位移傳感器(未圖示)的輸出來判定是否驅動動臂4。在判定是否驅動動臂5或鏟鬥6時也相同。
[0066]當判定為未驅動動臂4的情況下(步驟STl的否)，控制器30根據壓力傳感器29的輸出檢測鬥杆操縱杆的操作量，並判定是否驅動鬥杆5 (步驟ST2)。
[0067]當判定為未驅動鬥杆5的情況下(步驟ST2的否)，控制器30從連通迴路320切斷液壓泵/馬達310 (步驟ST3)。
[0068]另外，以下，將動臂4與鬥杆5均處於非驅動狀態的該狀態稱作第一驅動模式。圖5表示混合式挖土機處於該第一驅動模式時的連通迴路320的狀態。
[0069]具體而言，控制器30對連通迴路320中的第一電磁閥321輸出規定的控制信號，將該閥位置切換到第二閥位置321B，從連通迴路320切斷液壓泵/馬達310。並且，控制器30對逆變器18C輸出規定的控制信號，使電動發電機300以及液壓泵/馬達310停止旋轉。
[0070]另一方面，當判定為驅動了鬥杆5的情況下(在第一實施例中，判定為向張開方向驅動鬥杆5時)(步驟ST2的是)，控制器30使液壓泵/馬達310作為液壓泵而發揮作用，將液壓泵/馬達310吐出的工作油供給到鬥杆缸8的杆側油室(步驟ST4)。
[0071]另外，以下，將動臂4處於非驅動狀態時鬥杆5處於驅動狀態(在第一實施例中，鬥杆5張開的狀態)的該狀態稱作第二驅動模式。後述的圖7表示混合式挖土機處於該第二驅動模式時的連通迴路320的狀態。混合式挖土機例如在翻卸動作過程中成為該第二驅動模式。
[0072]具體而言，控制器30向連通迴路320中的第一電磁閥321以及第二電磁閥322輸出規定的控制信號，並經由油路C3將鬥杆缸杆側油路C2與液壓泵/馬達310連通。並且，控制器30對逆變器18C輸出規定的控制信號，使電動發電機300以及液壓泵/馬達310開始旋轉。
[0073]並且，控制器30對調節器14RA輸出規定的控制信號而控制主泵14R的吐出量，並通過液壓泵/馬達310吐出的工作油和主泵14R吐出的工作油，以所希望的流量向鬥杆缸8的杆側油室供給工作油。另外，控制器30也可以僅將液壓泵/馬達310吐出的工作油供給到鬥杆缸8的杆側油室以向張開方向驅動鬥杆5。
[0074]由此，控制器30使液壓泵/馬達310作為液壓泵而發揮作用，為了驅動鬥杆5，(在第一實施例中，為了張開鬥杆5)能夠利用液壓泵/馬達310吐出的工作油。其結果，控制器30能夠更有效地利用液壓泵/馬達310。
[0075]並且，當判定為驅動了動臂4的情況下(步驟STl的是)，控制器30判定是否向提升方向驅動動臂4 (步驟ST5)。
[0076]當判定為向提升方向驅動動臂4的情況下(步驟ST5的是)，控制器30使液壓泵/馬達310作為液壓泵而發揮作用，將液壓泵/馬達310吐出的工作油供給到動臂缸7的底側油室(步驟ST6)。
[0077]另外，以下，將動臂4上升的該狀態稱作第三驅動模式。後述的圖8表示混合式挖土機處於該第三驅動模式時的連通迴路320的狀態。混合式挖土機例如在動臂提升迴轉動作中成為該第三驅動模式。
[0078]具體而言，控制器30對連通迴路320中的第一電磁閥321以及第二電磁閥322輸出規定的控制信號，並將動臂缸底側油路Cl與液壓泵/馬達310進行連通。並且，控制器30對逆變器18C輸出規定的控制信號，使電動發電機300以及液壓泵/馬達310開始旋轉。
[0079]並且，控制器30對調節器14LA輸出規定的控制信號而控制主泵14L的吐出量，並通過液壓泵/馬達310吐出的工作油和主泵14L吐出的工作油，以所希望的流量對動臂缸7的底側油室供給工作油。另外，控制器30也可以僅將液壓泵/馬達310吐出的工作油供給到動臂缸7的底側油室，以便向提升方向驅動動臂4。
[0080]由此，控制器30使液壓泵/馬達310作為液壓泵而發揮作用，為了向提升方向驅動動臂4，能夠利用液壓泵/馬達310吐出的工作油。其結果，控制器30能夠更有效地利用液壓泵/馬達310。
[0081]另一方面，當判定為向下降方向驅動動臂4的情況下(步驟ST5的否)，控制器30將從動臂缸7的底側油室流出的工作油供給到液壓泵/馬達310，使液壓泵/馬達310作為液壓馬達而發揮作用(步驟ST7)。
[0082]另外，以下，將動臂4下降的該狀態稱作第四驅動模式。後述的圖9表示混合式挖土機處於第四驅動模式時的連通迴路320的狀態。混合式挖土機例如在動臂下降迴轉動作中成為該第四驅動模式。
[0083]具體而言，控制器30對連通迴路320中的第一電磁閥321以及第二電磁閥322輸出規定的控制信號，並將動臂缸底側油路Cl與液壓泵/馬達310連通。並且，控制器30對逆變器18C輸出規定的控制信號，使電動發電機300再生運行。
[0084]由此，控制器30使液壓泵/馬達310作為液壓馬達而發揮作用，為了使動臂4的勢能再生而能夠利用液壓泵/馬達310。
[0085]並且，在第一實施例中，控制器30為了驅動動臂4以及鬥杆5而利用液壓泵/馬達310吐出的工作油，然而，也可以為了鏟鬥6的驅動或下部行走體I的行走而利用。
[0086]在此，參考圖7?圖9對第二驅動模式、第三驅動模式及第四驅動模式的各自的連通迴路320的狀態進行詳細的說明。另外，圖7?圖9中的粗實線表示生成有工作油的流動。
[0087]首先，參考圖7說明第二驅動模式中的連通迴路320的狀態。
[0088]圖7表示主泵14R吐出的工作油流入鬥杆缸8的杆側油室的狀態。另外，此時的鬥杆缸杆側油路C2為，將主泵14R吐出的工作油供給到作為驅動對象的液壓驅動器的油路，即向作為驅動對象的液壓驅動器供給工作油的第一油路，還被稱為「第一油路」。[0089]在這種狀態下，控制器30對第一電磁閥321輸出控制信號，將該閥位置切換到第一閥位置321A。並且，控制器30對第二電磁閥322輸出控制信號，將該閥位置切換到第二閥位置322B。其結果，液壓泵/馬達310吐出的工作油通過第一電磁閥321、第二電磁閥322及油路C3到達鬥杆缸杆側油路C2 (第一油路)，與主泵14R吐出的工作油合流，並流入鬥杆缸8的杆側油室。另外，此時連接液壓泵/馬達310與鬥杆缸杆側油路C2的油路(包括油路C3)為，將液壓泵/馬達310吐出的工作油供給到作為驅動對象的液壓驅動器的油路，即向作為驅動對象的液壓驅動器供給工作油的第二油路，還被稱為「第二油路」。
[0090]並且，控制器30對調節器14RA輸出控制信號，調節主泵14R的吐出量，例如，使從主泵14R向鬥杆缸8的杆側油室的工作油的流量僅減少液壓泵/馬達310吐出的工作油的流量。這是為了不放慢鬥杆5的動作而減少主泵14R的吐出量，從而減少控制閥17中的壓力損失。並且，控制器30也可以控制作為控制閥17之一的鬥杆用流量控制閥17A，以使從主泵14R向鬥杆缸8的杆側油室的工作油的流量減少或消失。這是為了不放慢鬥杆5的動作而能夠將主泵14R吐出的工作油供給到其他液壓驅動器。另外，在使從主泵14R向鬥杆缸8的杆側油室的工作油的流量消失的情況下，只有液壓泵/馬達310吐出的工作油供給到鬥杆缸8的杆側油室。並且，控制器30也可以不減少從主泵14R向鬥杆缸8的杆側油室的工作油的流量，而向鬥杆缸8的杆側油室供給液壓泵/馬達310吐出的工作油。這是為了補充主泵14R的吐出量的不足，或者為了增加鬥杆5的動作速度。
[0091]這樣，連通迴路320在第二驅動模式，即動臂4處於非驅動狀態時鬥杆5張開的模式中，使液壓泵/馬達310吐出的工作油流入到鬥杆缸8的杆側油室。
[0092]另外，油路C3也可以與連接鬥杆缸8的底側油室與控制閥17的油路合流。此時，在第二驅動模式中，液壓泵/馬達310吐出的工作油流入到鬥杆缸8的底側油室而用於縮回鬥杆5。
[0093]其次，參考圖8，對第三驅動模式中的連通迴路320的狀態進行說明。
[0094]圖8表示主泵14L吐出的工作油流入到動臂缸7的底側油室的狀態。另外，此時的第一油路成為動臂缸底側油路Cl。動臂缸底側油路Cl為將主泵14L吐出的工作油向作為驅動對象的液壓驅動器供給的油路，即向作為驅動對象的液壓驅動器供給工作油的第一油路。
[0095]在這種狀態下，控制器30對第一電磁閥321輸出控制信號，並將該閥位置切換到第一閥位置321A。並且，控制器30對第二電磁閥322輸出控制信號，並將該閥位置切換到第一閥位置322A。其結果，液壓泵/馬達310吐出的工作油通過第一電磁閥321以及第二電磁閥322而到達動臂缸底側油路Cl (第一油路)，與主泵14L吐出的工作油合流，並流入動臂缸7的底側油室。另外，此時的第二油路成為連接液壓泵/馬達310與動臂缸底側油路Cl的油路C4。油路C4為將液壓泵/馬達310吐出的工作油供給到作為驅動對象的液壓驅動器的油路，即向作為驅動對象的液壓驅動器供給工作油的第二油路。
[0096]另外，控制器30對調節器14LA輸出控制信號，並調整主泵14L的吐出量，例如，使從主泵14L向動臂缸7的底側油室的工作油的流量減少與液壓泵/馬達310所吐出的工作油的流量相應的量。這是為了不放慢動臂4的提升方向的動作而降低主泵14L的吐出量，從而降低控制閥17中的壓力損失。並且，也可通過控制器30控制作為控制閥17之一的動臂用流量控制閥17B來使從主泵14L向動臂缸7的底側油室的工作油的流量減少或消失。這是為了不放慢動臂4的提升方向的動作，而能夠將主泵14L吐出的工作油供給到其他液壓驅動器。另外，當從主泵14L向動臂缸7的底側油室的工作油的流量消失時，只有液壓泵/馬達310所吐出的工作油被供給到動臂缸7的底側油室。並且，控制器30不使從主泵14L向動臂缸7的底側油室的工作油的流量減少，將液壓泵/馬達310所吐出的工作油供給到動臂缸7的底側油室。這是為了補充主泵14L的吐出量的不足、或增大動臂4的動作速度。
[0097]如此一來，連通迴路320在動臂4提升的第三驅動模式中，使液壓泵/馬達310吐出的工作油流入到動臂缸7的底側油室。
[0098]接著，參考圖9對第四驅動模式中的連通迴路320的狀態進行說明。
[0099]控制器30對第一電磁閥321輸出控制信號，將該閥位置切換到第三閥位置321C。並且，控制器30對第二電磁閥322輸出控制信號，並將該閥位置切換到第一閥位置322A。另外，控制器30對逆變器18C輸出控制信號，並停止電動發電機300及液壓泵/馬達310的旋轉，從而設為可再生運行的狀態。其結果，從動臂缸7的底側油室流出的工作油的一部分或全部通過第二電磁閥322及第一電磁閥321流入到液壓泵/馬達310，剩下的部分通過控制閥17的動臂用流量控制閥17B向工作油箱排出。
[0100]如此一來，連通迴路320在動臂4下降的第四驅動模式中使從動臂缸7的底側油室流出的工作油流入到液壓泵/馬達310。
[0101 ] 根據以上的結構，本發明的第一實施例所涉及的混合式挖土機中，在第二驅動模式及第三驅動模式時使液壓泵/馬達310作為液壓泵而發揮作用，且在第四驅動模式時使液壓泵/馬達310作為再生用液壓馬達而發揮作用。其結果，混合式挖土機能夠有效利用液壓泵/馬達310。
[0102]並且，本發明的第一實施例所涉及的混合式挖土機使液壓泵/馬達310所吐出的工作油在作為驅動對象的液壓驅動器和控制閥17之間合流。其結果，混合式挖土機能夠避免在控制閥17中產生的壓力損失，同時能夠向作為驅動對象的液壓驅動器有效地供給液壓泵/馬達310所吐出的工作油。
[0103]實施例2
[0104]接著，對本發明的第二實施例進行說明。另外，第二實施例所涉及的混合式挖土機中的驅動系統和蓄電系統的結構與圖3及圖4所示的第一實施例所涉及的混合式挖土機中的驅動系統和蓄電系統的結構相同。
[0105]第二實施例中，用於檢測動臂缸7的底側油室中的工作油的壓力的動臂缸壓力傳感器SI安裝於動臂缸7，用於檢測鬥杆缸8的杆側油室中的工作油的壓力的鬥杆缸壓力傳感器S2安裝於鬥杆缸8。動臂缸壓力傳感器SI及鬥杆缸壓力傳感器S2分別為液壓驅動器壓力檢測部的一例，並對控制器30輸出檢測出的壓力值。
[0106]並且，第二實施例中，連通迴路320為以液壓泵和液壓馬達的方式切換液壓泵/馬達310的功能而使其動作的液壓迴路。連通迴路320例如根據來自控制器30的控制信號將從動臂缸7流出的全部或一部分工作油供給到液壓泵/馬達310，並使液壓泵/馬達310作為動臂再生用液壓馬達而工作。並且，連通迴路320向作為液壓泵而工作的液壓泵/馬達310供給從動臂缸7流出的全部或一部分工作油，並將液壓泵/馬達310所吐出的工作油供給到鬥杆缸8。另外，對連通迴路320的動作進行後述。
[0107]在此，參考圖10對第二實施例中的連通迴路320的詳細內容進行說明。另外，圖10為表示第二實施例中的連通迴路320的結構例的圖，第二實施例中，連通迴路320由第一電磁閥321、第二電磁閥322及止回閥323構成。而且，連通迴路320配置成連接動臂缸7的底側油路Cl (以粗線強調表示)、鬥杆缸杆側油路C2 (同樣以粗線強調表示)以及液壓泵/馬達310，所述動臂缸底側油路Cl連接動臂缸7的底側油室和控制閥17，所述鬥杆缸杆側油路C2連接鬥杆缸8的杆側油室和控制閥17。
[0108]第一電磁閥321為，切換流入到液壓泵/馬達310的工作油的供給源，並切換從液壓泵/馬達310流出的工作油的供給端的電磁閥，例如為3位4通滑閥。流入液壓泵/馬達310的工作油的供給源例如為動臂缸7的底側油室或工作油箱。並且，從液壓泵/馬達310流出的工作油的供給端例如為工作油箱或鬥杆缸8的杆側油室。
[0109]第二電磁閥322為用於以二選一的方式切換工作油箱與液壓泵/馬達310之間的連接、和鬥杆缸杆側油路C2與液壓泵/馬達310之間的連接的電磁閥，例如為2位3通滑閥。
[0110]止回閥323設置於連接第二電磁閥322和鬥杆缸杆側油路C2的油路C3上，且為防止工作油從鬥杆缸杆側油路C2流向液壓泵/馬達310的閥。
[0111]另外，液壓泵/馬達310的兩個吸入口和兩個吐出口與工作油箱之間分別配置有單向閥310a、310b。這是為了在兩個吸入口和兩個吐出口中的壓力小於工作油箱的壓力時，從工作油箱供給壓力油，並將吸入口和吐出口的壓力維持在工作油箱的壓力以上。
[0112]在此，參考圖11對第二實施例中控制器30控制工作油在連通迴路320中的流動的處理(以下稱為「第二連通迴路驅動處理」)進行說明。另外，圖11為表示第二連通迴路驅動處理的流程的流程圖，控制器30在挖土機運行過程中以規定的控制周期反覆執行第二連通迴路驅動處理。
[0113]首先，控制器30根據壓力傳感器29的輸出檢測動臂操作杆的操作量，並判定是否向下降方向驅動動臂4 (步驟ST1)。另外，控制器30也可根據檢測動臂4的轉動角度的角度傳感器(未圖示)、或檢測動臂缸7的位移(伸縮)的變位傳感器(未圖示)的輸出來判定是否向下降方向驅動動臂4。判定鬥杆5或鏟鬥6是否已驅動的情況也相同。
[0114]當判定為未向下降方向驅動動臂4時(步驟STl的否)，控制器30從連通迴路320切斷液壓泵/馬達310 (步驟ST2)。
[0115]另外，以下將未向下降方向驅動動臂4的狀態(即，為向提升方向驅動動臂4或未驅動動臂4的狀態。)稱為第五驅動模式。圖10表示混合式挖土機處於該第五驅動模式時的連通迴路320的狀態的一例。
[0116]具體而言，控制器30對連通迴路320中的第一電磁閥321輸出規定的控制信號，並將該閥位置切換到第二閥位置321B，從連通迴路320切斷液壓泵/馬達310。另外，控制器30對逆變器18C輸出規定的控制信號，並停止電動發電機300及液壓泵/馬達310的旋轉。
[0117]另一方面，當判定為向下降方向驅動動臂4時(步驟STl的是)，控制器30根據壓力傳感器29的輸出檢測鬥杆操作杆的操作量，並判定是否驅動了鬥杆5 (步驟ST3)。
[0118]當判定為驅動了鬥杆5時(步驟ST3的是)，控制器30進一步對動臂缸7的底側油室中的工作油的壓力Pb、和鬥杆缸8的杆側油室中的工作油的壓力Pa加上規定的壓力增寬(展寬)THl的壓力Pa+ΤΗΙ進行比較(步驟ST4)。[0119]壓力Pb為壓力Pa+ΤΗΙ以上時(步驟ST4的是)，控制器30使液壓泵/馬達310作為液壓馬達而發揮作用。液壓泵/馬達310將從動臂缸7的底側油室吸入的工作油的壓力Pb減壓至壓力Pa+ΤΗΙ，並朝向鬥杆缸8的杆側油室吐出該工作油(步驟ST5)。
[0120]另外，以下將向下降方向驅動動臂4時驅動鬥杆5，且壓力Pb成為壓力Pa+ΤΗΙ以上的狀態稱為第六驅動模式。混合式挖土機例如在挖掘動作過程中或翻卸動作過程中可成為該第六驅動模式。
[0121]具體而言，圖12中，控制器30對連通迴路320中的第一電磁閥321和第二電磁閥322輸出規定的控制信號，連通動臂缸底側油路Cl和液壓泵/馬達310，並且經由油路C3連通鬥杆缸杆側油路C2和液壓泵/馬達310。並且，控制器30對逆變器18C輸出規定的控制信號，並使液壓泵/馬達310作為液壓馬達而發揮作用，使電動發電機300再生運行。
[0122]另外，控制器30對調節器14RA輸出規定的控制信號來控制主泵14R的吐出量，通過液壓泵/馬達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鬥杆缸8的杆側油室供給工作油。另外，控制器30也可以向鬥杆缸8的杆側油室僅供給液壓泵/馬達310吐出的工作油來驅動鬥杆5。
[0123]由此，控制器30使液壓泵/馬達310作為液壓馬達而工作，將液壓泵/馬達310吐出的工作油的壓力減壓至適當的水平(能夠供給到鬥杆缸8的水平)。而且，為了由液壓泵/馬達310所吐出的工作油驅動鬥杆5而有效地利用控制器30。這是因為，當液壓泵/馬達310所吐出的工作油的壓力顯著高於鬥杆缸8的杆側油室中的工作油的壓力時(例如為Pa+ΤΗΙ以上時)，會導致在將該工作油供給到鬥杆缸8的杆側油室時產生不必要的壓力損失。如此一來，控制器30能夠更有效地利用液壓泵/馬達310。
[0124]並且，當壓力Pb小於壓力Pa+ΤΗΙ時(步驟ST4的否)，控制器30使液壓泵/馬達310作為液壓泵而發揮作用。液壓泵/馬達310將從動臂缸7的底側油室吸入的工作油的壓力Pb增壓至壓力Pa+PH1，並朝向鬥杆缸8的杆側油室吐出該工作油(步驟ST6)。
[0125]另外，以下將向下降方向驅動動臂4時驅動鬥杆5，且壓力Pb低於壓力Pa+ΤΗΙ的狀態稱為第七驅動模式。混合式挖土機例如在挖掘動作過程中或翻卸動作過程中可成為該第七驅動模式。
[0126]具體而言，圖13中，控制器30對連通迴路320中的第一電磁閥321和第二電磁閥322輸出規定的控制信號，連通動臂缸底側油路Cl和液壓泵/馬達310，並且經由油路C3連通鬥杆缸杆側油路C2和液壓泵/馬達310。並且，控制器30對逆變器18C輸出規定的控制信號，使電動發電機300動力運行，並使液壓泵/馬達310作為液壓泵而發揮作用。
[0127]另一方面，當判定為向下降方向驅動動臂4時(步驟STl的是)，且判定為未驅動鬥杆5時(步驟ST3的否)，控制器30使液壓泵/馬達310作為液壓馬達而發揮作用，並向工作油箱排出液壓泵/馬達310所吐出的工作油(步驟S17)。
[0128]另外，以下將向下降方向驅動動臂4時未驅動動臂5的狀態稱為第八驅動模式。混合式挖土機例如在動臂下降迴轉動作過程中可成為該第八驅動模式。
[0129]具體而言，圖14中，控制器30對連通迴路320中的第一電磁閥321和第二電磁閥322輸出規定的控制信號，連通動臂缸底側油路Cl和液壓泵/馬達310，並連通工作油箱和液壓泵/馬達310。另外，控制器30切斷鬥杆缸杆側油路C2和液壓泵/馬達310的連通。並且，控制器30對逆變器18C輸出規定的控制信號，並使液壓泵/馬達310作為液壓馬達而發揮作用，使電動發電機300再生運行。
[0130]第二實施例中，控制器30向液壓泵/馬達310供給動臂4因自重下降時從動臂缸
7的底側油室流出的工作油，使液壓泵/馬達310作為液壓馬達而發揮作用，利用電動發電機300執行再生運行。然而，控制器30向液壓泵/馬達310供給鬥杆5因自重而進行張開縮回時從鬥杆缸8的杆側油室或底側油室流出的工作油，使液壓泵/馬達310作為液壓馬達而發揮作用，也可利用電動發電機300執行再生運行。
[0131]另外，第二實施例中，控制器30將液壓泵/馬達310所吐出的工作油供給到鬥杆缸8，然而也可供給到動臂缸7、鏟鬥缸9、行走用液壓馬達1A、1B中。
[0132]在此，參考圖12?圖14對第六驅動模式、第七驅動模式及第八驅動模式的各模式中的連通迴路320的狀態進行詳細說明。另外，圖12?圖14中的粗實線表示產生有工作油的流動。並且圖12和圖13的各圖中用灰色粗實線表示的油路表示其壓力低於同一圖中用黑色粗實線表示的油路的壓力。
[0133]首先，參考圖12對第六驅動模式中的連通迴路320的狀態進行說明。
[0134]圖12表示如下狀態，即主泵14L所吐出的工作油流入到動臂缸7的杆側油室，主泵14R所吐出的工作油流入到鬥杆缸8的杆側油室的狀態。S卩，表示動臂4向下降方向被驅動，鬥杆5向張開方向被驅動的狀態。另外。此時的鬥杆缸杆側油路C2作為將主泵14R所吐出的工作油供給到作為驅動對象的液壓驅動器的油路，即向作為驅動對象的液壓驅動器供給工作油的第一油路，還稱為「第一油路」。
[0135]並且，由動臂缸壓力傳感器SI檢測出的動臂缸底側油路Cl即動臂缸7的底側油室中的工作油的壓力Pb，大於由鬥杆缸壓力傳感器S2檢測出的鬥杆缸杆側油路C2即鬥杆缸8的杆側油室中的工作油的壓力Pa加上壓力增寬THl的壓力Pa+TH1。
[0136]在這種狀態下，控制器30對逆變器18C輸出規定的控制信號，使液壓泵/馬達310作為液壓馬達而發揮作用，使電動發電機300再生運行。此時的電動發電機300的發電量(旋轉負荷)例如根據壓力Pb與壓力Pa之差(Pb-Pa)來確定，被確定為該壓力差越大發電量越大。另外，液壓泵/馬達310所吐出的工作油的壓力通過增減電動發電機300的發電量(旋轉負荷)而被調整，且被調整為壓力Pa加上壓力增寬THl的壓力Pa+TH1。
[0137]並且，控制器30對第一電磁閥321輸出控制信號，並將該閥位置切換到第三閥位置321C。並且，控制器30對第二電磁閥322輸出控制信號，並將該閥位置切換到第一閥位置322A。其結果，液壓泵/馬達310所吐出的工作油通過第一電磁閥321、第二電磁閥322及油路C3到達鬥杆缸杆側油路C2 (第一油路)，與主泵14R所吐出的工作油合流，且流入到鬥杆缸8的杆側油室。另外，連接此時的液壓泵/馬達310和鬥杆缸杆側油路C2的油路(包括流路C3在內)為，向作為驅動對象的液壓驅動器供給液壓泵/馬達310所吐出的工作油的油路，即向作為驅動對象的液壓驅動器供給工作油的第二油路，還被稱作「第二流路」。
[0138]並且，控制器30對調節器14RA輸出控制信號，並調整主泵14R的吐出量，例如，使從主泵14R向鬥杆缸8的杆側油室的工作油的流量減少與液壓泵/馬達310所吐出的工作油的流量相應的量。這是為了不放慢鬥杆5的動作，而減少主泵14R的吐出量，從而降低控制閥17中的壓力損失。並且，控制器30也可通過控制作為控制閥17之一的鬥杆用流量控制閥17A使從主泵14R向鬥杆缸8的杆側油室的工作油的流量減少或消失。這是為了不放慢鬥杆5的動作而能夠將主泵14R所吐出的工作油供給到其他液壓驅動器中。另外，當從主泵14R向鬥杆缸8的杆側油室的工作油的流量消失時，只有液壓泵/馬達310所吐出的工作油被供給到鬥杆缸8的杆側油室。並且，控制器30也可以不使從主泵14R向鬥杆缸8的杆側油室的工作油的流量減少，而可向鬥杆缸8的杆側油室供給液壓泵/馬達310所吐出的工作油。這是為了補充主泵14R的吐出量的不足、或增大鬥杆5的動作速度。
[0139]如此一來，連通迴路320向下降方向驅動動臂4，向張開方向驅動鬥杆5，並且，在壓力Pb成為壓力Pb+ΤΗΙ以上的第六驅動模式中，使液壓泵/馬達310所吐出的工作油流入到鬥杆缸8的杆側油室。
[0140]另外，油路C3也可以是與連接鬥杆缸8的底側油室和控制閥17的油路合流的流路。此時，液壓泵/馬達310所吐出的工作油流入到鬥杆缸8的底側油室，並且用於縮回鬥杆5。
[0141]其次，參考圖13對第七驅動模式中的連通迴路320的狀態進行說明。
[0142]圖13表示如下狀態，即主泵14L所吐出的工作油流入到動臂缸7的杆側油室，主泵14R所吐出的工作油流入到鬥杆缸8的底側油室的狀態。S卩，表示動臂4向下降方向被驅動，鬥杆5向縮回方向被驅動的狀態。另外。此時的第一油路，即將主泵14R所吐出的工作油供給到作為驅動對象的液壓驅動器的油路成為連接鬥杆缸8的底側油室和控制閥17的鬥杆缸底側油路C2a。
[0143]並且，由動臂缸壓力傳感器SI檢測出的動臂缸底側油路Cl即動臂缸7的底側油室中的工作油的壓力Pb，小於由鬥杆缸壓力傳感器S2a檢測出的鬥杆缸底側油路C2a即鬥杆缸8的底側油室中的工作油的壓力Paa加上壓力增寬THl的壓力Paa+THl。
[0144]在這種狀態下，控制器30對逆變器18C輸出規定的控制信號，使電動發電機300動力運行，使液壓泵/馬達310作為液壓泵而發揮作用。此時的電動發電機300的轉矩(用於維持規定轉速所需的轉矩)例如根據壓力Paa的大小以及壓力Pb與壓力Paa之差(Paa-Pb )發生變化,壓力Paa越大，轉矩變得越大,另外,該壓力差(Paa-Pb )越大,轉矩變得越大。另外，液壓泵/馬達310所吐出的工作油的壓力通過增減電動發電機300的轉速而被調整，且被調整為壓力Paa加上壓力增寬THl的壓力Paa+THl。
[0145]並且，控制器30對第一電磁閥321輸出控制信號，並將該閥位置切換到第三閥位置321C。並且，控制器30對第二電磁閥322輸出控制信號，並將該閥位置切換到第一閥位置322A。其結果，液壓泵/馬達310所吐出的工作油通過第一電磁閥321、第二電磁閥322及油路C3到達鬥杆缸底側油路C2a (第一油路)，與主泵14R所吐出的工作油合流，並流入鬥杆缸8的底側油室。另外，此時的第二流路，即將液壓泵/馬達310所吐出的工作油供給到作為驅動對象的液壓驅動器的油路成為連接液壓泵/馬達310和鬥杆缸底側油路C2a的油路(包括流路C3在內)。
[0146]並且，控制器30對調節器14RA輸出控制信號，並調整主泵14R的吐出量，例如，使從主泵14R向鬥杆缸8的底側油室的工作油的流量減少與液壓泵/馬達310所吐出的工作油的流量相應的量。這是為了不放慢鬥杆5的動作而減少主泵14R的吐出量，從而降低控制閥17中的壓力損失。並且，控制器30也可通過控制作為控制閥17之一的鬥杆用流量控制閥17A使從主泵14R向鬥杆缸8的底側油室的工作油的流量減少或消失。這是為了不放慢鬥杆5的動作而能夠將主泵14R所吐出的工作油供給到其他液壓驅動器中。另外，當從主泵14R向鬥杆缸8的底側油室的工作油的流量消失時，只有液壓泵/馬達310所吐出的工作油被供給到鬥杆缸8的底側油室。並且，控制器30也可以不減少從主泵14R向鬥杆缸8的底側油室的工作油的流量，而向鬥杆缸8的底側油室供給液壓泵/馬達310所吐出的工作油。這是為了補充主泵14R的吐出量的不足、或增大鬥杆5的動作速度。
[0147]如此一來，連通迴路320在動臂4向下降方向被驅動，鬥杆5向張開方向被驅動，且在壓力Pb小於壓力Pa+ΤΗΙ的第七驅動模式中，使液壓泵/馬達310所吐出的工作油流入到鬥杆缸8的杆側油室。
[0148]另外，油路C3也可以是與連接鬥杆缸8的杆側油室和控制閥17的油路合流的流路。此時，液壓泵/馬達310所吐出的工作油流入到鬥杆缸8的杆側油室，並且用於張開鬥杆5。
[0149]其次，參考圖14對第八驅動模式中的連通迴路320的狀態進行說明。
[0150]圖14表示主泵14L所吐出的工作油流入到動臂缸7的杆側油室，並未向鬥杆缸8供給工作油的狀態。即，表示動臂4被向下降方向驅動，且鬥杆5未被驅動的狀態。
[0151]在這種狀態下，控制器30對逆變器18C輸出規定的控制信號，使液壓泵/馬達310作為液壓馬達而發揮作用，從而使電動發電機300再生運行。此時的電動發電機300的發電量(旋轉負荷)根據壓力Pb的大小發生變化，壓力Pb越大發電量變得越大。
[0152]並且，控制器30對第一電磁閥321輸出控制信號，並將該閥位置切換到第三閥位置321C。並且，控制器30對第二電磁閥322輸出控制信號，並將該閥位置切換到第二閥位置322B。其結果，液壓泵/馬達310所吐出的工作油通過第一電磁閥321和第二電磁閥322向工作油箱排出。
[0153]如此一來，連通迴路320在動臂4向下降方向被驅動，且未驅動鬥杆5的第八驅動模式中，將液壓泵/馬達310所吐出的工作油向工作油箱排出。
[0154]接著，參考圖15對第六驅動模式中的連通迴路320的另一狀態進行說明。
[0155]圖15與圖12同樣地表示主泵14L所吐出的工作油流入到動臂缸7的杆側油室，且主泵14R所吐出的工作油流入到鬥杆缸8的杆側油室的狀態。即，表示動臂4向下降方向被驅動，且鬥杆5向張開方向被驅動的狀態。
[0156]並且，由動臂缸壓力傳感器SI檢測出的動臂缸底側油路Cl即動臂缸7的底側油室中的工作油的壓力Pb，大於由鬥杆缸壓力傳感器S2檢測出的鬥杆缸杆側油路C2即鬥杆缸8的杆側油室中的工作油的壓力Pa加上壓力增寬THl的壓力Pa+TH1。
[0157]在這種狀態下，控制器30對第一電磁閥321輸出控制信號，並將該閥位置切換到第一閥位置321A。並且，控制器30對第二電磁閥322輸出控制信號，並將該閥位置切換到第一閥位置322A。其結果，液壓泵/馬達310從連通迴路320被切斷，從動臂缸7的底側油室流出的一部分或全部工作油通過第一電磁閥321、第二電磁閥322及油路C3到達鬥杆缸杆側油路C2 (第一油路)，與主泵14R所吐出的工作油合流，並流入到鬥杆缸8的杆側油室。
[0158]並且，控制器30對調節器14RA輸出控制信號，並調整主泵14R的吐出量，例如使從主泵14R向鬥杆缸8的杆側油室的工作油的流量減少與從動臂缸7的底側油室流出而流入到鬥杆缸8的杆側油室的工作油的流量相應的量。這是為了不放慢鬥杆5的動作,而減少主泵14R的吐出量，從而降低控制閥17中的壓力損失。並且，控制器30也可以通過控制作為控制閥17之一的鬥杆用流量控制閥17A使從主泵14R向鬥杆缸8的杆側油室的工作油的流量減少或消失。這是為了不放慢鬥杆5的動作，而能夠將主泵14R所吐出的工作油供給到其他液壓驅動器中。另外，當從主泵14R向鬥杆缸8的杆側油室的工作油的流量消失時，只有從動臂缸7的底側油室流出的工作油被供給到鬥杆缸8的杆側油室。並且，控制器30也可以不使從主泵14R向鬥杆缸8的杆側油室的工作油的流量減少，而向鬥杆缸8的杆側油室供給從動臂缸7的底側油室流出的工作油。這是為了補充主泵14R的吐出量的不足、或增大鬥杆5的動作速度。
[0159]如此一來，連通迴路320在動臂4向下降方向被驅動，鬥杆5向張開方向被驅動，且在壓力Pb成為壓力Pa+ΤΗΙ以上的第六驅動模式中，不經由液壓泵/馬達310就能夠使從動臂缸7的底側油室流出的工作油流入到鬥杆缸8的杆側油室。
[0160]另外，油路C3也可以是與連接鬥杆缸8的底側油室和控制閥17的油路合流的流路。此時，從動臂缸7的杆側油室流出的工作油流入到鬥杆缸8的底側油室，並用於縮回鬥杆5。
[0161]根據以上結構，本發明的第二實施例所涉及的混合式挖掘機在第六驅動模式及第八驅動模式時使液壓泵/馬達310作為再生用馬達而發揮作用，在第七驅動模式時使液壓泵/馬達310作為液壓泵而發揮作用。其結果，混合式挖掘機在各種驅動模式中能夠有效利用液壓泵/馬達310。
[0162]並且，本發明的第二實施例所涉及的混合式挖掘機在第七驅動模式時使液壓泵/馬達310作為液壓泵而發揮作用，將從動臂缸7的底側油室流出的工作油進行增壓而供給到鬥杆缸8。其結果，混合式挖掘機即使在鬥杆缸8 (供給端)內的工作油的壓力Pa高於動臂缸7 (供給源)的工作油的壓力Pb的情況下，也能夠將從動臂缸7流出的工作油供給到鬥杆缸8。供給源為鬥杆缸8、供給端為動臂缸7的情況下也相同。
[0163]並且，本發明的第二實施例所涉及的混合式挖掘機在第六驅動模式及第七驅動模式時，使液壓泵/馬達310所吐出的工作油在作為驅動對象的液壓驅動器與控制閥17之間合流。其結果，混合式挖掘機能夠避免在控制閥17內產生的壓力損失，並能夠將液壓泵/馬達310所吐出的工作油有效地供給到作為驅動對象的液壓驅動器。
[0164]以上，對本發明的優選實施例進行了詳細說明，但本發明不限於上述的實施例，不脫離本發明的範圍而能夠對上述實施例施以各種變形及置換。
[0165]例如，在第一及第二實施例中，液壓泵/馬達310作為動臂再生用液壓馬達而發揮作用，但也可以作為追加或代替的鬥杆再生用液壓馬達或動臂再生用液壓馬達而發揮作用。
[0166]並且，在第一及第二實施例中，第一電磁閥321和第二電磁閥322構成為分別獨立的兩個滑閥，但也可由一個滑閥構成。
[0167]另外,在第一和第二實施例中，連通迴路320適用於搭載有兩個主泵14L、14R的混合式挖土機，但也可適用於搭載有單一的主泵14的混合式挖土機。
[0168]另外，在第一和第二實施例中，連通迴路320適用於具備迴轉用電動機21的混合式挖土機，但也可適用於具備迴轉用液壓馬達的挖土機。此時，液壓泵/馬達310所吐出的工作油可供給到迴轉用液壓馬達中。
[0169]並且，本申請主張基於2011年9月9日申請的日本專利申請第2011-197672號的優先權、以及2011年9月12日申請的日本專利申請第2011-198889號的優先權，日本專利申請的全部內容通過參考援用於本申請。[0170]符號說明
[0171]1-下部行走體，1A、1B-行走用液壓馬達，2-迴轉機構，3-上部迴轉體，4-動臂，5-鬥杆，6-鏟鬥，7-動臂缸，8-鬥杆缸，9-鏟鬥缸，10-駕駛室，11-引擎，12-電動發電機，13-變速器，14、14L、14R-主泵，14A、14LA、14RA-調節器，15-先導泵，16-高壓液壓管路，17-控制閥，17A-鬥杆用流量控制閥，17B-動臂用流量控制閥，18AU8C-逆變器，19-電容器，20-逆變器，21-迴轉用電動機，22-分解器，23-機械制動器，24-迴轉變速器，25-先導管路，26-操作裝置，26A、26B-操縱杆，26C-踏板，27、28-液壓管路，29-壓力傳感器，30-控制器，40-迴轉用液壓馬達，100-升降壓轉換器，110-DC母線，Ill-DC母線電壓檢測部，112-電容器電壓檢測部，113-電容器電流檢測部，120-蓄電系統，300-電動發電機，310-液壓泵/馬達，320-連通迴路，321-第一電磁閥，322-第二電磁閥，323-止回閥，S1-動臂缸壓力傳感器，S2、S2a-鬥杆缸壓力傳感器。
【權利要求】
1.一種挖土機，具有多個液壓驅動器，其特徵在於，具備: 主泵； 液壓泵/馬達，利用從所述多個液壓驅動器中的第一液壓驅動器流出的工作油，作為液壓馬達發揮作用，並且作為液壓泵發揮作用； 控制閥，對所述多個液壓驅動器中的工作油的流動進行控制； 第一油路，經由所述控制閥連接所述主泵與所述多個液壓驅動器中的第二液壓驅動器；以及 第二油路，連接所述液壓泵/馬達與所述第二液壓驅動器， 所述第二油路在所述控制閥與所述第二液壓驅動器之間與所述第一油路合流。
2.根據權利要求1所述的挖土機，其特徵在於， 還具備電磁閥，該電磁閥配置於連接所述第一液壓驅動器與所述液壓泵/馬達的油路， 所述電磁閥在驅動所述第一液壓驅動器時連通所述油路。
3.根據權利要求1所述的挖土機，其特徵在於， 所述第一液壓驅動器為驅動動臂的動臂缸， 所述液壓泵/馬達在降低`所述動臂時，利用從所述動臂缸流出的工作油，作為液壓馬達發揮作用。
4.根據權利要求1所述的挖土機，其特徵在於， 所述第一液壓驅動器為驅動動臂的動臂缸， 所述液壓泵/馬達在提升所述動臂時，作為對所述動臂缸供給工作油的液壓泵發揮作用。
5.根據權利要求1所述的挖土機，其特徵在於， 所述第一液壓驅動器為驅動動臂的動臂缸， 所述液壓泵/馬達在所述動臂為非驅動狀態且所述動臂之外的工作要件為驅動狀態時，作為對驅動該工作要件的液壓驅動器供給工作油的液壓泵發揮作用。
6.根據權利要求1所述的挖土機，其特徵在於， 所述液壓泵/馬達吸入從所述第一液壓驅動器流出的工作油，並向所述多個液壓驅動器中的第二液壓驅動器吐出。
7.根據權利要求6所述的挖土機，其特徵在於， 所述液壓泵/馬達對從所述第一液壓驅動器流出的工作油的壓力進行增壓，並以高於所述第二液壓驅動器中的工作油壓力的狀態吐出。
8.根據權利要求6所述的挖土機，其特徵在於， 當從所述第一液壓驅動器流出的工作油的壓力比所述第二液壓驅動器中的工作油的壓力高規定壓力增寬以上的情況下，所述液壓泵/馬達對從所述第一液壓驅動器流出的工作油的壓力進行減壓而吐出。
9.根據權利要求6所述的挖土機，其特徵在於， 具備能夠將從所述第一液壓驅動器流出的工作油直接供給到所述第二液壓驅動器的油路。
10.根據權利要求6所述的挖土機，其特徵在於，所述第一液壓驅動器為動臂缸， 所述第二液壓驅動器為鬥杆缸。
11.根據權利要求6所述的挖土機，其特徵在於， 所述第一液壓驅動器為鬥杆缸， 所述第二液壓驅動器為動臂缸。
12.一種挖土機的控制方法，所述挖土機具備: 多個液壓驅動器； 主泵； 液壓泵/馬達，利用從所述多個液壓驅動器中的第一液壓驅動器流出的工作油，作為液壓馬達發揮作用，並且作為液壓泵發揮作用； 控制閥，對所述多個液壓驅動器中的工作油的流動進行控制； 第一油路，經由所述控制閥連接所述主泵與所述多個液壓驅動器中的第二液壓驅動器；以及 第二油路，連接所述液壓泵/馬達與所述第二液壓驅動器， 所述挖土機的控制方法的特徵在於， 使流過所述第二油路的工作油與在所述控制閥和所述第二液壓驅動器之間流過所述第一油路的工作油合流。`
13.根據權利要求12所述的挖土機的控制方法，其特徵在於， 連接所述第一液壓驅動器與所述液壓泵/馬達的油路上所配置的電磁閥，在驅動所述第一液壓驅動器時連通所述油路。
14.根據權利要求12所述的挖土機的控制方法，其特徵在於， 所述液壓泵/馬達吸入從所述第一液壓驅動器流出的工作油，並向所述多個液壓驅動器中的第二液壓驅動器吐出。
15.根據權利要求14所述的挖土機的控制方法，其特徵在於， 所述液壓泵/馬達對從所述第一液壓驅動器流出的工作油的壓力進行增壓，並以高於所述第二液壓驅動器中的工作油的壓力的狀態吐出。
【文檔編號】F15B21/14GK103781972SQ201280043747
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年9月6日 優先權日:2011年9月9日
【發明者】吳春男 申請人:住友重機械工業株式會社