混合動力建築機械的控制系統的製作方法
2023-11-01 13:31:45 3
混合動力建築機械的控制系統的製作方法
【專利摘要】混合動力建築機械的控制系統包括：動臂操作用的操作閥、可變容量式流體壓馬達、用於調節分配到流體壓馬達的流量比例的分配機構、與流體壓馬達一體旋轉的電動發電機、與電動發電機一體旋轉的可變容量式輔助泵、用於控制分配機構的分配機構控制部、用於控制流體壓馬達和輔助泵的偏轉角的偏轉角控制部、以及用於將電動發電機的轉速維持在目標轉速的電動發電機控制部。動臂回生控制時的目標轉速設定為高於僅進行輔助控制的情況下的目標轉速。
【專利說明】混合動力建築機械的控制系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種混合動力建築機械的控制系統。
【背景技術】
[0002]公知有一種包括發動機和電動發電機在內的動力挖掘機等混合動力建築機械。混合動力建築機械利用發動機的剩餘輸出使發電機旋轉而發電，或利用自傳動裝置排出的能量使電動發電機旋轉而發電。如此發電得到的電力能夠用於使電動發電機旋轉，利用電動發電機的旋轉能夠驅動液壓馬達等。
[0003]在JP2009-235717A中，公開了一種將迴轉馬達的迴轉壓力用作回生能量的混合動力建築機械的控制裝置。該控制裝置在動臂下降時利用自動臂缸排出的流體的壓力、迴轉馬達的迴轉壓力使流體壓馬達旋轉，從而使電動發電機旋轉而進行發電，或使與流體壓馬達連結的輔助泵工作。
[0004]在上述控制裝置中，由於輔助泵與主泵一起使用，因此不需要較大的排出量，能夠以相對較低的轉速使用。電動發電機自動臂缸回生能量。由於來自動臂缸的回生流量較多，因此，為了回生更多的能量，需要使電動發電機以更高的轉速旋轉。
[0005]但是，在同時進行自動臂缸回生能量的動臂回生控制和對輔助泵的驅動的情況下，如上所述，由於輔助泵所要求的轉速較低，因此，難以使電動發電機的轉速充分地上升。因而，難以在動臂缸收縮的動臂的下降時使動臂的下降速度充分地上升到操作者的要求速度。
【發明內容】
[0006]該發明的目的在於提供一種在進行高效的能量回生的同時，能夠在動臂下降時使動臂的下降速度充分地上升到操作者的要求速度的混合動力建築機械的控制系統。
[0007]根據本發明的某實施方式，一種混合動力建築機械的控制系統，包括:操作閥，其控制動臂缸，用於進行對動臂的操作；可變容量式流體壓馬達，其用於回生，該可變容量式流體壓馬達在動臂下降時自動臂缸排出的返回流體的作用下旋轉；分配機構，其用於調節返回流體中分配到流體壓馬達的流量比例；電動發電機，其與流體壓馬達一體旋轉；可變容量式輔助泵，其與電動發電機一體旋轉；分配機構控制部，其用於以維持根據操作閥的切換量而規定的動臂的下降速度的方式控制分配機構；偏轉角控制部，其用於控制流體壓馬達和輔助泵的偏轉角；以及電動發電機控制部，其用於將電動發電機的轉速維持在目標轉速；利用返回流體使流體壓馬達旋轉的動臂回生控制時的目標轉速設定為高於僅進行使輔助泵工作的輔助控制的情況下的目標轉速。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1是表示本發明的實施方式的混合動力建築機械的控制系統的迴路圖。
[0009]圖2是表示在控制器中進行的處理的內容的流程圖。
【具體實施方式】
[0010]以下參照【專利附圖】
【附圖說明】本發明的實施方式。
[0011]圖1是表示本發明的實施方式的混合動力建築機械的控制系統的迴路圖。
[0012]在本實施方式中，作為混合動力建築機械，例示了動力挖掘機，但也可以是其他的建築機械。動力挖掘機包括可變容量式的第I主泵MP1、可變容量式的第2主泵MP2、連接於第I主泵MPl的第I迴路系統以及連接於第2主泵MP2的第2迴路系統。
[0013]在第I迴路系統上，自上遊側依次連接有用於控制迴轉馬達RM的迴轉馬達用的操作閥1、用於控制鬥杆缸(未圖示)的鬥杆單速用的操作閥2、用於控制動臂缸BC的動臂雙速用的操作閥3、用於控制預備用附件(未圖示)的預備用的操作閥4、用於控制左行走馬達(未圖示)的左行走馬達用的操作閥5。
[0014]各操作閥I?5經由中立流路6和並行通路7而連接於第I主泵MP1。在中立流路6上的左行走馬達用的操作閥5的下遊側設有先導壓力生成機構8。在先導壓力生成機構8中流動的流量越大，先導壓力生成機構8越會在其上遊側生成越高的先導壓力。
[0015]由於在先導壓力生成機構8中流動的流量根據操作閥I?5的切換量而變化，因此，先導壓力生成機構8生成與操作閥I?5的切換量相對應的先導壓力。
[0016]在操作閥I?5全部位於中立位置或中立位置附近的情況下，中立流路6將自第I主泵MPl排出的全部或一部分流體引導至箱T。在該情況下，由於在先導壓力生成機構8中通過的流量較大，因此，先導壓力生成機構8生成較高的先導壓力。
[0017]在操作閥I?5被切換的情況下，泵排出量的一部分被引導至傳動裝置，剩餘部分自中立流路6被引導至箱T。該情況下，先導壓力生成機構8生成與流入中立流路6的流量相對應的先導壓力。
[0018]在操作閥I?5被切換到全行程的狀態的情況下，中立流路6關閉而使流體無法流通。該情況下，因為在先導壓力生成機構8中流動的流量消失，因此，先導壓力保持為零。
[0019]在先導壓力生成機構8連接有先導流路9。先導流路9連接於用於控制第I主泵MPl的偏轉角的調節器10。調節器10與先導流路9的先導壓成反比例地控制第I主泵MPl的偏轉角，從而控制第I主泵MPl的排出量。因而，若操作閥I?5被切換到全行程的狀態，則由於中立流路6中的流動消失且先導壓力生成機構8所生成的先導壓力變為零，因此，第I主泵MPl的偏轉角成為最大且排出量成為最大。
[0020]在先導流路9上連接有第I壓力傳感器11。第I壓力傳感器11將檢測到的壓力信號輸入到控制器C。
[0021]另一方面，在第2迴路系統上，自上遊側依次連接有用於控制右行走馬達(未圖示)的右行走馬達用的操作閥12、用於控制鏟鬥缸(未圖示)的鏟鬥用的操作閥13、用於控制動臂缸BC的動臂單速用的操作閥14、用於控制鬥杆缸(未圖示)的鬥杆雙速用的操作閥15。在動臂單速用的操作閥14上設有用於檢測操作方向和切換量的傳感器14a。
[0022]各操作閥12?15經由中立流路16而連接於第2主泵MP2。而且，鏟鬥用的操作閥13和動臂單速用的操作閥14經由並行通路17而連接於第2主泵MP2。在中立流路16上的鬥杆雙速用的操作閥15的下遊側設有先導壓力生成機構18。在先導壓力生成機構18中流動的流量越大，先導壓力生成機構18越會在其上遊側生成越高的先導壓力。
[0023]在先導壓力生成機構18連接有先導流路19。先導流路19連接於用於控制第2主泵MP2的偏轉角的調節器20。調節器20與先導流路19的先導壓力成反比例地控制第2主泵MP2的偏轉角，從而控制第2主泵MP2的排出量。因而，若操作閥12?15被切換到全行程的狀態，則由於中立流路16中的流動消失且先導壓力生成機構18所生成的先導壓力變為零，因此，第2主泵MP2的偏轉角成為最大且排出量成為最大。
[0024]在先導流路19連接有第2壓力傳感器21。第2壓力傳感器21將檢測到的壓力信號輸入到控制器C。
[0025]第I主泵MPl和第2主泵MP2利用一個發動機E的驅動力同軸旋轉。在發動機E連結有發電機22。發電機22利用發動機E的剩餘輸出旋轉從而能夠發電。利用發電機22發電得到的電力經由電池充電器23充電至電池24。在電池充電器23連接於家庭用的電源25的情況下，也能夠向電池24充電。也就是說，電池充電器23還能夠連接於獨立於動力挖掘機的電源。電池24連接於控制器C。控制器C具有監視電池24的充電量的功能。
[0026]在連接於第I迴路系統的迴轉馬達用的操作閥I的傳動裝置埠上連接有與迴轉馬達RM連通的通路26、27。在作為迴轉迴路的通路26、27分別連接有溢流閥28、29。在迴轉馬達用的操作閥I保持於圖1所示的中立位置的情況下，傳動裝置埠閉塞而使迴轉馬達RM維持在停止狀態。
[0027]若迴轉馬達用的操作閥I被切換到圖1的右側位置，則通路26連接於第I主泵MPl，通路27與箱T連通。因而，第I主泵MPl的排出流體經由通路26供給至迴轉馬達RM而使迴轉馬達RM旋轉。而且，來自迴轉馬達RM的返回流體經由通路27返回至箱T。
[0028]若迴轉馬達用的操作閥I被切換到圖1的左側位置，則第I主泵MPl的排出流體經由通路27供給至迴轉馬達RM而使迴轉馬達RM反轉。而且，來自迴轉馬達RM的返回流體經由通路26返回至箱T。
[0029]在迴轉馬達RM旋轉過程中，當通路26、27到達了設定壓力以上時，溢流閥28、29打開而使高壓側的流體返回至箱。另外，在迴轉馬達RM旋轉過程中，在迴轉馬達用的操作閥I返回到中立位置的情況下，操作閥I的傳動裝置埠閉塞。即使操作閥I的傳動裝置埠閉塞，迴轉馬達RM也會利用自身的慣性能量暫時持續旋轉。迴轉馬達RM利用慣性能量旋轉從而迴轉馬達RM發揮泵作用。此時，若利用通路26、27、迴轉馬達RM、溢流閥28、29構成閉合迴路，則慣性能量利用溢流閥28、29轉換為熱能量。
[0030]在本實施方式中，在利用使迴轉馬達RM停止的制動時的慣性能量、迴轉動作時的迴轉壓力使通路26、27內的壓力超過打開溢流閥28、29的設定壓力時，代替將該能量作為熱能量進行消耗，將迴轉迴路的流體經由後述的合流通路43供給到流體壓馬達AM。由此，能夠進行迴轉回生控制。在迴轉回生控制時，控制器C將設於合流通路43的電磁開閉閥46切換到打開位置。
[0031]另外，在本實施方式中，在合流通路43設有電磁開閉閥46，但也可以代替電磁開閉閥46而設置在先導壓力的作用下進行切換的開閉閥。在該情況下，只要新設置用於控制先導壓力的先導電磁控制閥即可。先導電磁控制閥能夠利用來自控制器C的信號進行開閉控制。
[0032]若動臂單速用的操作閥14自中立位置被切換到圖1的右側位置，則來自第2主泵MP2的壓力流體經由通路30被供給到動臂缸BC的活塞側室31。來自活塞杆側室32的返回流體經由通路33返回到箱T。由此，動臂缸BC伸長而動臂上升。
[0033]相反地，若動臂單速用的操作閥14被切換到圖1的左側位置，則來自第2主泵MP2的壓力流體經由通路33被供給到動臂缸BC的活塞杆側室32。來自活塞側室31的返回流體經由通路30返回到箱T。由此，動臂缸BC收縮而動臂下降。另外，動臂雙速用的操作閥3與動臂單速用的操作閥14連動地切換。
[0034]使動臂下降且使動臂缸BC收縮時的返回流量根據動臂單速用的操作閥14的切換量來確定，動臂的下降速度根據返回流量來確定。也就是說，根據操作者操作用於切換動臂單速用的操作閥14的控制杆時的操作量來對動臂缸BC的收縮速度、即動臂的下降速度進行控制。
[0035]在連結動臂缸BC的活塞側室31和動臂單速用的操作閥14之間的通路30設有比例電磁閥34。比例電磁閥34的開度由控制器C的輸出信號控制，在正常狀態下成為全開。
[0036]接著，說明對第I主泵MPl和第2主泵MP2的輸出進行輔助的可變容量式的輔助泵AP。
[0037]在輔助泵AP連結有電動發電機MG，在電動發電機MG連結有流體壓馬達AM。輔助泵AP在電動發電機MG或可變容量式的流體壓馬達AM的驅動力的作用下旋轉，電動發電機MG和流體壓馬達AM同軸旋轉。
[0038]在電動發電機MG連接有變換器I，變換器I連接於控制器C。控制器C經由變換器I控制電動發電機MG的轉速等。輔助泵AP和流體壓馬達AM的偏轉角由偏轉角控制器35,36控制。偏轉角控制器35、36連接於控制器C，由控制器C的輸出信號控制。
[0039]在輔助泵AP連接有排出通路37。排出通路37分支為合流於第I主泵MPl的排出偵_第I合流通路38、合流於第2主泵MP2的排出側的第2合流通路39。在第I合流通路38和第2合流通路39上設有分別由控制器C的輸出信號控制開度的第I比例電磁節流閥40和第2比例電磁節流閥41。
[0040]在流體壓馬達AM連接有連接用通路42。連接用通路42藉助合流通路43和單向閥44、45連接於連接有迴轉馬達RM的通路26、27。在合流通路43設有由控制器C開閉控制的電磁開閉閥46。在電磁開閉閥46與單向閥44、45之間設有用於檢測迴轉馬達RM的迴轉時的壓力或制動時的壓力、即迴轉壓力的壓力傳感器47。壓力傳感器47的壓力信號被輸入到控制器C。
[0041 ] 在合流通路43中，對於自迴轉迴路向流體壓馬達AM的流動而言，在比電磁開閉閥46靠下遊側設有安全閥48。在例如電磁開閉閥46等設於連接用通路42和合流通路43的系統的構件發生了故障的情況下，安全閥48通過維持通路26、27的壓力來防止迴轉馬達RM的偏離。另外，對於自迴轉迴路向流體壓馬達AM的流動而言，自上遊側依次設有壓力傳感器47、電磁開閉閥46、安全閥48。
[0042]在動臂缸BC與比例電磁閥34之間設有與連接用通路42連通的通路49。在通路49上設有由控制器C控制的電磁開閉閥50。另外，在本實施方式中，設有比例電磁閥34和電磁開閉閥50這兩者，但在設有不將動臂缸BC的返回流體導入流體壓馬達AM的流路切換機構等的情況下，也可以不設置電磁開閉閥50。
[0043]若電磁開閉閥50被切換到打開位置，則根據比例電磁閥34的開度，來自動臂缸BC的返回流體分配為被引導至流體壓馬達AM的流體和自動臂單速用的操作閥14被引導至箱的流體。
[0044]在開放電磁開閉閥50時，控制器C根據操作動臂缸BC的動臂單速用的操作閥14的控制杆的操作量運算操作者所要求的動臂缸BC的下降速度。控制器C根據被引導至流體壓馬達AM的流體和自動臂單速用的操作閥14被引導至箱的流體的合計流量以能夠維持動臂缸BC的下降速度的方式確定比例電磁閥34的開度。
[0045]在控制器C上連接有用於檢測各操作閥I?5、12?15的控制杆的操作量的切換量檢測部(未圖示)。另外，切換量檢測部可以是用於檢測各操作閥I?5、12?15的控制杆的切換量的結構，還可以是直接檢測各操作閥I?5、12?15的滑閥的移動量、或檢測作用於滑閥的先導壓力的結構。
[0046]在控制器C內存儲有轉速Nb、轉速Na以及轉速Nr。轉速Nb為動臂回生控制時的電動發電機的轉速。轉速Na為不進行動臂回生控制和迴轉回生控制而僅使輔助泵AP工作的情況下的電動發電機MG的轉速。轉速Nr為在不進行動臂回生控制而僅施行迴轉回生控制的情況、以及施行迴轉回生控制和輔助控制這兩種控制的情況下的電動發電機MG的轉速。
[0047]在控制器C內預先存儲有迴轉壓力的閾值Pt。閾值Pt為略低於設於迴轉馬達RM的迴轉迴路的溢流閥28、29的設定壓力的壓力，為略低於迴轉馬達RM的制動壓力或起動壓力的壓力。在利用壓力傳感器47檢測到的迴轉壓力達到了閾值Pt的情況下，控制器C將電磁開閉閥46自關閉位置切換到打開位置，並將經由溢流閥28、29向箱排出的量的流體供給到合流通路43。
[0048]在控制器C內預先存儲有根據迴轉壓力和迴轉壓力的閾值而運算迴轉回生流量的運算公式。因而，控制器C能夠使用該運算公式而根據利用壓力傳感器47檢測到的壓力預測迴轉回生流量。
[0049]另外，例如，可以將表示利用壓力傳感器47檢測到的壓力與迴轉回生流量之間的關係的表格預先存儲在控制器C內，參照該表格進行對迴轉回生流量的預測。在該情況下，控制器C可以不包括運算功能。
[0050]以下，說明動臂回生控制時和迴轉回生控制時的控制器的處理。圖2是表示控制器的處理的內容的流程圖。
[0051]在步驟SI中，控制器C設定與輔助控制指令相對應的輔助流量Qa和預先存儲的電動發電機MG的轉速Na。輔助控制指令為使輔助泵AP工作的信號。該信號為動臂單速用的操作閥14被向使動臂缸BC伸長的方向操作或其他的操作閥1、2、4、5、13、15被操作的情況下自用於檢測各操作閥的切換量的切換量檢測部輸入到控制器C的信號。在僅進行動臂缸BC收縮的動臂的下降控制的情況下，不輸出輔助控制指令。
[0052]S卩，除動臂的下降控制以外，在操作閥被操作的情況下，控制器C檢測操作閥的切換量，並且，根據在控制器內預先設定的運算公式運算輔助泵的排出量、即輔助流量Qa。
[0053]在步驟S2中，控制器C根據動臂單速用O操作閥14的操作狀況檢測動臂缸BC的伸縮狀態。在動臂缸BC收縮工作時、即動臂的下降控制時的情況下，控制器C根據動臂單速用的操作閥14的切換量運算動臂回生流量Qb。另外，控制器C設定預先存儲的動臂回生控制時的電動發電機MG的轉速Nb。
[0054]在步驟S3中，控制器C設定迴轉回生控制時的電動發電機MG的轉速Nr和迴轉壓力的閾值Pt。轉速Nr和閾值Pt預先存儲在控制器C內。另外，在步驟SI?S3中，控制器C設定轉速Na等的意思是將控制連接於控制器C的操作閥、偏轉角控制器35、36等所需要的數據設定在控制程序中。
[0055]在步驟S4中，控制器C判斷是否進行動臂回生控制、即是否存在動臂回生控制指令。動臂回生控制指令為在動臂用控制閥的操作控制杆被向使動臂缸BC收縮、S卩向使動臂下降的方向操作的情況下檢測出的信號，且自切換量檢測部輸入到控制器C。若判斷存在動臂回生控制指令，則處理進入步驟S5，若判斷不存在動臂回生控制指令，則處理進入步驟Sn。
[0056]在步驟S5中，控制器C判斷是否存在輔助控制指令和迴轉動作中的至少一者。是否使輔助泵AP工作通過是否存在輔助控制指令來判斷。是否使迴轉馬達RM工作通過是否存在迴轉馬達用的操作閥I的切換操作來判斷。
[0057]若判斷不存在輔助控制指令且沒有進行迴轉馬達用的操作閥I的切換操作，則處理進入步驟S6。若判斷為使輔助泵AP或迴轉馬達RM工作，則處理進入步驟S8。
[0058]在步驟S6中，控制器C根據動臂單速用的操作閥14的切換量運算動臂缸BC的收縮速度(動臂的下降速度)、即來自動臂缸BC的返回流量。而且，控制器C將電磁開閉閥50切換到打開位置，並且根據運算得到的返回流量控制比例電磁閥34的開度。
[0059]而且，控制器C運算用於單獨執行伴隨動臂缸BC的收縮動作的動臂回生控制的控制值。具體而言，控制器C根據比例電磁閥34的開度運算被引導至連接用通路42的回生流量Qb，利用該回生流量Qb運算能夠將電動發電機MG的轉速維持在轉速Nb的流體壓馬達AM的偏轉角β。也就是說，偏轉角β為與使在回生流量Qb的作用下旋轉的流體壓馬達AM以轉速Nb旋轉所需的每旋轉一周的排量相對應的偏轉角。
[0060]而且，控制器C使與以轉速Nb旋轉的電動發電機MG—體旋轉的輔助泵AP的偏轉角α為零且使其排出量為零。
[0061]在步驟S5中，若判斷使輔助泵AP或迴轉馬達RM工作且處理進入步驟S8，則控制器C判斷是否存在迴轉回生控制指令。迴轉回生控制指令意思是設於合流通路43的壓力傳感器47所檢測的迴轉壓力到達了閾值Pt的情況下的輸入信號。若判斷存在迴轉回生控制指令，則處理進入步驟S9，若判斷不存在迴轉回生控制指令，則處理進入步驟S10。
[0062]在步驟S9中，控制器C確定用於進行動臂回生控制、迴轉回生控制以及輔助控制的控制值。即、控制器C運算能夠將電動發電機MG的轉速維持在與單獨控制動臂回生控制時(步驟S6)相同的轉速Nb並且能夠將利用壓力傳感器47檢測的迴轉壓力的值保持為閾值Pt的流體壓馬達AM的偏轉角β。
[0063]而且，控制器C運算以轉速Nb旋轉的同時能夠排出運算出的輔助流量Qa的輔助泵AP的偏轉角a。該偏轉角α為與以轉速Nb旋轉的輔助泵AP排出輔助流量Qa所需的每旋轉一周的排量相對應的偏轉角。
[0064]在步驟S8中，若判斷不存在迴轉回生控制指令且處理進入步驟S10，則控制器C運算不進行迴轉回生控制而進行動臂回生控制和輔助控制所需的控制值。即、控制器C運算能夠利用設定的回生流量Qb將電動發電機MG的轉速維持在設定的轉速Nb的流體壓馬達AM的偏轉角β。另外，控制器C運算以轉速Nb旋轉的同時能夠排出設定的輔助流量Qa的輔助泵AP的偏轉角α。
[0065]在步驟S4中，若判斷不存在動臂回生控制指令且處理進入步驟S11，則控制器C判斷是否存在用於使輔助泵AP工作的輔助控制指令或迴轉馬達RM的迴轉動作。若判斷輔助控制指令和迴轉動作均不存在，則處理進入步驟S12，控制器C將控制值設定為零。
[0066]若判斷存在輔助控制指令或迴轉動作且處理進入步驟S13，則控制器C判斷是否存在迴轉回生控制指令。在利用壓力傳感器47檢測到的迴轉壓力到達了閾值Pt的情況下，判斷為存在迴轉回生控制指令，在迴轉壓力未到達閾值Pt的情況下，判斷為不存在迴轉回生控制指令。若判斷存在迴轉回生控制指令，則處理進入步驟S14，若判斷不存在迴轉回生控制指令，則處理進入步驟S17。
[0067]在步驟S14中，控制器C判斷是否存在輔助控制指令。若判斷存在輔助控制指令，則處理進入步驟S15，若判斷不存在輔助控制指令，則處理進入步驟S16。
[0068]在步驟S15中，控制器C運算用於進行迴轉回生控制和輔助控制的控制值。控制器C運算在進行迴轉回生控制的同時進行除動臂缸BC的收縮動作(動臂的下降動作)以外的操作的情況下的控制值。
[0069]S卩，控制器C運算能夠將電動發電機MG的轉速維持在轉速Nr並且能夠使迴轉壓力保持為閾值Pt的流體壓馬達AM的偏轉角β，並且運算能夠排出運算出的輔助流量Qa的輔助泵AP的偏轉角α。
[0070]也就是說，偏轉角α為與以轉速Nr旋轉的輔助泵AP用於排出輔助流量Qa的每旋轉一周的排量相對應的偏轉角。偏轉角β為流體壓馬達AM以轉速Nr旋轉的同時維持閾值Pt所需的偏轉角。
[0071]在步驟S14中，若判斷不存在輔助控制指令而處理進入步驟S16，則控制器C運算能夠將電動發電機MG的轉速維持在轉速Nr並且能夠將轉壓力保持在閾值Pt的流體壓馬達AM的偏轉角β。在本步驟中，由於不需要輔助控制，因此，控制器C將以轉速Nr旋轉的輔助泵AP的偏轉角α設定為零，且使輔助泵AP的排出量為零。
[0072]在步驟S13中，若判斷不存在迴轉回生控制指令而處理進入步驟S17，則控制器C運算不存在動臂回生控制和迴轉回生控制的僅用於進行輔助控制的控制值。即，控制器C運算能夠在維持電動發電機MG的轉速Na的同時排出輔助流量Qa的輔助泵AP的偏轉角α。在本步驟中，由於不進行動臂回生控制和迴轉回生控制，因此，控制器C將流體壓馬達AM的偏轉角β設定為零。
[0073]在上述步驟S6、S9、S10、S15、S16、S17中，在運算出與各控制相對應的控制值之後，處理進入步驟S7。
[0074]在步驟S7中，控制器C確認各步驟中指定的流量、轉速在電動發電機MG的動力限制內，如果在限制內則執行與上述控制值相對應的控制。另外，如果在限制外則修正為限制內，且執行與上述控制值相對應的控制。
[0075]另外，在執行上述控制時，控制器C除控制流體壓馬達AM和輔助泵AP的偏轉角以夕卜，還對比例電磁閥34、電磁開閉閥50以及電磁開閉閥46進行控制。
[0076]例如，在輸入有動臂回生控制指令的情況下，控制器C關閉比例電磁閥34而將電磁開閉閥50切換到打開位置，將來自動臂缸BC的回生流量引導至連接用通路42。另外，在輸入有迴轉回生控制指令的情況下，控制器C將合流通路43的電磁開閉閥46切換到打開位置，將自迴轉馬達RM排出的流體引導至連接用通路42。
[0077]在本實施方式的控制迴路中，在迴轉迴路的迴轉壓力到達了略低於在溢流閥28、29設定的制動壓力的閾值Pt時，合流通路43的電磁開閉閥46被切換到打開位置且迴轉迴路的流體被引導至流體壓馬達AM。因而，能夠防止迴轉壓力到達制動壓力而使迴轉迴路的流體經由溢流閥28、29流入箱T。由此，能夠通過將經由溢流閥28、29返回到箱T的流體引導至流體壓馬達AM回生能量。
[0078]在本實施方式中，在返回流量增大的動臂回生控制時，由於以相對較大的轉速、SP轉速Nb使電動發電機MG旋轉，因此，能夠將返回流量不浪費地供給到流體壓馬達AM。
[0079]在僅進行輔助控制的情況下、或僅進行迴轉回生控制的情況下，電動發電機MG的轉速設定為小於轉速Nb的轉速Na、Nr。如此減小轉速Na、Nr的原因如以下所述。
[0080]由於同時使用第I主泵MPl和第2主泵MP2，因此，輔助泵AP不需要太大的排出量。因此，輔助泵AP的偏轉角α多控制為較小的角度。
[0081]在偏轉角α較小的狀態下，在欲將電動發電機MG的轉速增大且將輔助泵AP的排出量控制在微小的範圍內的情況下，偏轉角α的控制範圍也變得微小。若欲在微小的控制範圍內控制偏轉角α，則難以控制輔助泵AP的排出量，並且輔助泵AP的泵效率降低。
[0082]因此，通過將僅進行輔助控制的情況下的轉速Na設定為較小，而容易控制輔助泵AP的排出量，並且使輔助泵AP的泵效率提高。
[0083]另外，由於迴轉回生流量較少，因此，在僅進行迴轉回生控制的情況下供給到流體壓馬達AM的流量變得較少。因此，通過將僅進行迴轉回生控制的情況下的電動發電機MG的轉速Nr設定為較小，能夠增大流體壓馬達AM的偏轉角β的控制範圍。
[0084]另一方面，在同時執行動臂回生控制和輔助控制或同時執行動臂回生控制和迴轉回生控制的情況下，為了優先進行動臂回生控制，電動發電機MG的轉速設定為相對較大的轉速Nb。
[0085]另外，輔助控制時的轉速Na和迴轉回生控制時的轉速Nr只要分別設定為小於動臂回生控制時的轉速Nb即可，轉速Na和轉速Nr中的一者大於另一者也可以，兩者相等也可以。
[0086]以上，說明了本發明的實施方式，但上述實施方式僅示出了本發明的應用例的一部分，其宗旨並不在於將本發明的技術範圍限定於上述實施方式的具體結構中。
[0087]本申請基於2012年8月15日向日本國特許廳申請的日本特願2012-180234主張優先權，該申請的全部內容通過參照編入到本說明書中。
【權利要求】
1.一種混合動力建築機械的控制系統，包括: 操作閥，其控制動臂缸，用於進行對動臂的操作； 可變容量式流體壓馬達，其用於回生，該可變容量式流體壓馬達在上述動臂下降時自上述動臂缸排出的返回流體的作用下旋轉； 分配機構，其用於調節上述返回流體中分配到上述流體壓馬達的流量比例； 電動發電機，其與上述流體壓馬達一體旋轉； 可變容量式輔助泵，其與上述電動發電機一體旋轉； 分配機構控制部，其用於以維持根據上述操作閥的切換量而規定的上述動臂的下降速度的方式控制上述分配機構； 偏轉角控制部，其用於控制上述流體壓馬達和上述輔助泵的偏轉角；以及 電動發電機控制部，其用於將上述電動發電機的轉速維持在目標轉速； 上述流體壓馬達在上述返回流體的作用下旋轉的、動臂回生控制時的上述目標轉速設定為高於僅進行使上述輔助泵工作的輔助控制的情況下的上述目標轉速。
2.根據權利要求1所述的混合動力建築機械的控制系統，其中， 該混合動力建築機械的控制系統還包括: 返回流量運算部，其在上述動臂回生控制時，根據上述操作閥的切換量運算上述返回流體的流量、即返回流量； 回生流量運算部，其運算上述返回流量中的、利用上述分配機構分配到上述流體壓馬達的流量、即動臂回生流量；以及 馬達偏轉角運算部，其根據上述動臂回生流量運算使上述電動發電機維持在上述動臂回生控制時的上述目標轉速所需的上述流體壓馬達的偏轉角； 上述偏轉角控制部根據利用上述馬達偏轉角運算部運算出的上述偏轉角而控制上述流體壓馬達的偏轉角。
3.根據權利要求1所述的混合動力建築機械的控制系統，其中， 該混合動力建築機械的控制系統還包括: 輔助流量運算部，其在僅進行上述輔助控制的情況下，運算上述輔助泵的排出量、即輔助流量；以及 泵偏轉角運算部，其根據上述輔助流量，運算上述電動發電機在僅進行上述輔助控制的情況下維持上述目標轉速所需的上述輔助泵的偏轉角； 上述偏轉角控制部根據利用上述泵偏轉角運算部運算出的上述偏轉角而控制上述輔助泵的偏轉角。
4.根據權利要求1所述的混合動力建築機械的控制系統，其中， 該混合動力建築機械的控制系統還包括: 迴轉迴路，其經由在連接上述動臂缸和上述流體壓馬達之間的通路合流的合流通路而連接於上述流體壓馬達； 迴轉馬達，其設於上述迴轉迴路； 壓力檢測器，其用於檢測上述迴轉馬達的迴轉壓力；以及 迴轉回生判斷部，其在利用上述壓力檢測器檢測到的上述迴轉壓力到達了預先設定的閾值代的情況下，判斷為是上述流體壓馬達在自上述迴轉迴路被引導至上述流體壓馬達的流體的作用下旋轉的迴轉回生控制時； 判斷為是上述迴轉回生控制時的情況下的上述目標轉速設定為低於上述動臂回生控制時的上述目標轉速。
5.根據權利要求4所述的混合動力建築機械的控制系統，其中，該混合動力建築機械的控制系統還包括偏轉角運算部，在判斷為是上述迴轉回生控制時的情況下，該偏轉角運算部運算將上述馬達發電機的轉速維持在上述迴轉回生控制時的上述目標轉速並且將上述迴轉壓力維持在上述閾值代所需的上述流體壓馬達的偏轉角，上述偏轉角控制部根據利用上述偏轉角運算部運算出的上述偏轉角控制上述流體壓馬達的偏轉角。
【文檔編號】E02F9/20GK104364536SQ201380031542
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2013年8月5日 優先權日:2012年8月15日
【發明者】川崎治彥, 江川祐弘 申請人:萱場工業株式會社