專利名稱：混合動力建筑機械的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及控制例如鏟土機等建筑機械的驅(qū)動源的控制裝置。
背景技術(shù)：
鏟土機等建筑機械中的混合動力構(gòu)造，例如通過驅(qū)動器的排出能量使發(fā)電機旋轉(zhuǎn) 并發(fā)電，將該電力蓄電于蓄電池，同時，通過該蓄電池的電力驅(qū)動電動馬達使驅(qū)動器動作。專利文獻1 (日本)特開2002-275945號公報在上述現(xiàn)有的控制裝置中，例如，在發(fā)電機及電動馬達等電力系統(tǒng)產(chǎn)生故障時，存 在不能使驅(qū)動器動作的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種混合動力建筑機械的控制裝置，即使電動馬達等的電力 系統(tǒng)產(chǎn)生故障，也不會對與主泵連接的回路系統(tǒng)產(chǎn)生影響。本發(fā)明第一方面的混合動力建筑機械的控制裝置，其構(gòu)成為，具備容量可變型的 主泵、控制該主泵的傾轉(zhuǎn)角的調(diào)節(jié)器、通過來自所述主泵的排出流體而動作的驅(qū)動器、檢測 驅(qū)動器是否動作的傳感器、與主泵的排出側(cè)連接且其傾轉(zhuǎn)角被傾角控制器控制的容量可變 型副泵、使該副泵旋轉(zhuǎn)的電動馬達、控制所述傾角控制器及電動馬達的控制器，所述控制器 在接收所述傳感器的輸出信號并判定為驅(qū)動器正在動作時，使電動馬達處于驅(qū)動狀態(tài)，經(jīng) 由傾角控制器控制副泵的傾轉(zhuǎn)角。本發(fā)明第二方面構(gòu)成為，具備電動馬達、副泵、與所述電動馬達及副泵同軸旋轉(zhuǎn) 的容量可變型輔助馬達，所述輔助馬達具備通過驅(qū)動器排出的能量動作并控制傾轉(zhuǎn)角的傾 角控制器，由所述控制器控制傾角控制器，控制輔助馬達的傾轉(zhuǎn)角。本發(fā)明第三方面構(gòu)成為，在使副泵和主泵連通的通路路程中設(shè)置只容許從副泵向 主泵流通的單向閥，在使驅(qū)動器和輔助馬達連通的通路路程中設(shè)置通過彈簧的彈力保持關(guān) 閉位置即常規(guī)位置的電磁閥，所述控制器根據(jù)驅(qū)動器的操作狀況控制所述電磁閥。本發(fā)明第四方面，所述主泵通過發(fā)動機的驅(qū)動力而旋轉(zhuǎn)，并且使發(fā)電機聯(lián)合該發(fā) 動機，另一方面，設(shè)置對向所述電動馬達供給的電力進行蓄積的蓄電池，在該蓄電池上連接 蓄電池充電器，將該蓄電池充電器與所述發(fā)電機連接，并且也可以將其與有別于該裝置的 其它家庭用電源等獨立系統(tǒng)電源連接。根據(jù)第一發(fā)明，由于通過電動馬達驅(qū)動輔助主泵的副泵，即使用于驅(qū)動電動馬達 的電氣系統(tǒng)發(fā)生故障，只要副泵不能進行輔助，則幾乎不會對主泵的回路系統(tǒng)產(chǎn)生影響。因 此，對于該裝置的可靠性提高。根據(jù)第二發(fā)明，由于具備通過驅(qū)動器的流體能量動作的輔助馬達，因此，可以利用 所述流體能量輔助電動馬達或者副泵。根據(jù)第三發(fā)明，由于在將副泵或輔助馬達及電動馬達作為主要元件的系統(tǒng)產(chǎn)生故 障時，也能夠?qū)⑴c主泵連接的回路系統(tǒng)和將副泵或輔助馬達及電動馬達作為主要元件的回路系統(tǒng)在流體性上分斷，因此上述的可靠性進一步提高。 根據(jù)第四發(fā)明，由于能夠?qū)㈦妱玉R達的電源遍及多路提供，因而能夠根據(jù)需要對 蓄電池進行蓄電。因此，不存在電動發(fā)電機的電力不充足的現(xiàn)象。


圖1是表示本發(fā)明的實施方式的回路圖2是表示比例電磁閥的其它實施方式的局部回路圖。
標記說明
MPl第一主泵
MP2第二主泵
1回轉(zhuǎn)馬達用操作閥
2臂1速用操作閥
BC動臂缸
3動臂2速用操作閥
4預(yù)備用操作閥
5左行進馬達用操作閥
9控制流路
10調(diào)節(jié)器
11第一壓力傳感器
C控制器
12右行進馬達用操作閥
13鏟斗用操作閥
14動臂1速用操作閥
15臂2速用操作閥
19控制流路
20調(diào)節(jié)器
21第二壓力傳感器
SP副泵
35、36傾角控制器
AM輔助馬達
MG兼用發(fā)電機的電動馬達
40,41第一、二比例電磁節(jié)流閥
具體實施例方式圖1所示的實施方式，在鏟土機的控制裝置中具備容量可變型的第一、二主泵 MP1、MP2，同時，將第一回路系統(tǒng)與第一主泵MPl連接，將第二回路系統(tǒng)與第二主泵MP2連 接。在上述第一回路系統(tǒng)中，從其上游側(cè)依次連接有控制回轉(zhuǎn)馬達RM的回轉(zhuǎn)馬達用 操作閥1、控制未圖示的臂缸的臂1速用操作閥2、控制動臂缸BC的動臂2速用操作閥3、控制未圖示的預(yù)備用附屬裝置的預(yù)備用操作閥4、及控制未圖示的左行進用馬達的左行進馬 達用操作閥5。上述各操作閥1 5分別經(jīng)由中立流路6及并行通路7與第一主泵MPl連接。在上述中立流路6即左行進馬達用操作閥5的下游側(cè)設(shè)置有控制壓力生成機構(gòu)8。 若流過控制壓力生成機構(gòu)8的流量多，則該控制壓力生成機構(gòu)8生成高的控制壓力，若流量 少則生成低的控制壓力。另外，在所有上述操作閥1 5處于中立位置或者中立位置附近時，上述中立流路 6將從第一主泵MPl排出的流體的全部或者一部分導(dǎo)向油箱T，但由于此時通過控制壓力生 成機構(gòu)8的流量變多，所以能夠如上述地生成高的控制壓力。另一方面，若將上述操作閥1 5在全行程的狀態(tài)下切換，則中立流路6關(guān)閉而流 體的流通停止。因此，在該情況下，流過控制壓力生成機構(gòu)8的流量幾乎消失，控制壓力保 持為零。但是，由于根據(jù)操作閥1 5的操作量將泵排出量的一部分導(dǎo)向驅(qū)動器，一部分從 中立流路6導(dǎo)向油箱T，因此，控制壓力生成機構(gòu)8生成與在中立流路6中流過的流量相應(yīng) 的控制壓力。換言之，控制壓力生成機構(gòu)8生成與操作閥1 5的操作量相應(yīng)的控制壓力。而且，將控制流路9與控制壓力生成機構(gòu)8連接，同時，將該控制流路9與控制第 一主泵MPl的傾轉(zhuǎn)角的調(diào)節(jié)器10連接。該調(diào)節(jié)器10與控制壓力成反比地控制第一主泵 MPl的排出量。因此，在使操作閥1 5全行程而中立流路6的流動成為零時，換言之控制 壓力生成機構(gòu)8產(chǎn)生的控制壓力成為零時，能夠最大地保持第一主泵MPl的排出量。將第一壓力傳感器11與如上述的控制流路9連接，同時，將通過該第一壓力傳感 器11檢測出的壓力信號輸入控制器C。另一方面，在上述第二回路系統(tǒng)中，從其上游側(cè)依次連接有控制未圖示的右行進 用馬達的右行進馬達用操作閥12、控制未圖示的鏟斗操縱缸的鏟斗用操作閥13、控制動臂 缸BC的動臂1速用操作閥14、及控制未圖示的臂缸的臂2速用操作閥15。另外，在上述動 臂1速用操作閥14上設(shè)置有檢測其操作方向及操作量的傳感器14a。上述各操作閥12 15經(jīng)由中立流路16與第二主泵MP2連接，同時，鏟斗用操作 閥13及動臂1速用操作閥14經(jīng)由并行通路17與第二主泵MP2連接。在上述中立流路16、即臂2速用操作閥15的下游側(cè)設(shè)置有控制壓力生成機構(gòu)18。 該控制壓力生成機構(gòu)18與之前說明的控制壓力生成機構(gòu)8為完全同樣的功能。而且，將控制流路19與控制壓力生成機構(gòu)18連接，同時，將該控制流路19與控制 第二主泵MP2的傾轉(zhuǎn)角的調(diào)節(jié)器20連接。該調(diào)節(jié)器20與控制壓力成反比例地控制第二主 泵MP2的排出量。因此，在使操作閥12 15全行程而中立流路16的流動成為零時，換言 之控制壓力生成機構(gòu)18產(chǎn)生的控制壓力成為零時，能夠?qū)⒌诙鞅肕P2的排出量保持在最 大。將第二壓力傳感器21與上述的控制流路19連接，同時，將通過該第二壓力傳感器 21檢測出的壓力信號輸入控制器C。如上述的第一、二主泵MP1、MP2通過一臺發(fā)動機E的驅(qū)動力同軸旋轉(zhuǎn)。在該發(fā)動 機E上設(shè)置有發(fā)電機22，通過發(fā)動機E的剩余輸出使發(fā)電機22旋轉(zhuǎn)以使其能夠發(fā)電。而 且，發(fā)電機22發(fā)出的電經(jīng)由蓄電池充電器23對蓄電池24充電。
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另外，上述蓄電池充電器23即使在與普通的家庭用電源25連接的情況下，也能夠 對蓄電池24充電。即，該蓄電池充電器23也可以與和該裝置不同的其它的獨立系統(tǒng)電源 連接。另外，在與第一回路系統(tǒng)連接的回轉(zhuǎn)馬達用操作閥1的驅(qū)動器端口連接與回轉(zhuǎn)馬 達RM連通的通路26、27，同時，將制動閥28、29與兩通路26、27分別連接。而且，在將回轉(zhuǎn) 馬達用操作閥1保持在圖示的中立位置時，關(guān)閉上述驅(qū)動器端口，回轉(zhuǎn)馬達RM維持停止狀 態(tài)。若將回轉(zhuǎn)馬達用操作閥1從上述的狀態(tài)向例如圖面右側(cè)位置切換，則一通路26與 第一主泵MPl連接，另一通路27與油箱T連通。因此，從通路26供給壓力流體，回轉(zhuǎn)馬達 RM旋轉(zhuǎn)，同時，來自回轉(zhuǎn)馬達RM的返回流體經(jīng)由通路27回到油箱T。若將回轉(zhuǎn)馬達用操作閥1與上述相反地向左側(cè)位置切換，則之后將泵排出流體向 通路27供給，通路26與油箱T連通，回轉(zhuǎn)馬達RM反向旋轉(zhuǎn)。如上述在驅(qū)動回轉(zhuǎn)馬達RM時，上述制動閥28或29發(fā)揮減壓閥的功能，在通路26、 27為設(shè)定壓力以上時，制動閥28、29打開，將高壓側(cè)的流體導(dǎo)向低壓側(cè)。另外，在使回轉(zhuǎn)馬 達RM旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，若使回轉(zhuǎn)馬達用操作閥1回到中立位置，則該操作閥1的驅(qū)動器端口 關(guān)閉。這樣，即使操作閥1的驅(qū)動器端口被關(guān)閉，回轉(zhuǎn)馬達RM也能夠通過其慣性能量繼續(xù) 旋轉(zhuǎn)，但由于回轉(zhuǎn)馬達RM通過慣性能量旋轉(zhuǎn)，從而該回轉(zhuǎn)馬達RM發(fā)揮泵作用。此時，由通 路26、27、回轉(zhuǎn)馬達RM、制動閥28或29構(gòu)成閉合回路，同時，通過制動閥28或29將上述慣 性能量變換成熱能量。另一方面，若將動臂1速用操作閥14從中立位置向圖面右側(cè)位置切換，則來自第 二主泵MP2的壓力流體經(jīng)由通路30向動臂缸BC的活塞側(cè)室31供給，同時，來自該桿側(cè)室 32的返回流體經(jīng)由通路30回到油箱T，動臂缸BC伸長。相反，若將動臂1速用操作閥14向圖面左方向切換，則來自第二主泵MP2的壓力 流體經(jīng)由通路30向動臂缸BC的桿側(cè)室31供給，同時，來自該活塞側(cè)室32的返回流體經(jīng)由 通路30回到油箱T，動臂缸BC收縮。另外，動臂2速用操作閥3與上述動臂1速用操作閥 14連動進行切換。在連結(jié)如上述的動臂缸BC的活塞側(cè)室31和動臂1速用操作閥14的通路30上設(shè) 置有被控制器C控制開度的比例電磁閥34。另外，該比例電磁閥34在其常規(guī)狀態(tài)下保持全 開位置。然后，對輔助第一、二主泵MP1、MP2的輸出的容量可變型的副泵SP進行說明。上述容量可變型的副泵SP通過兼用發(fā)電機的電動馬達MG的驅(qū)動力旋轉(zhuǎn)，通過該 電動馬達MG的驅(qū)動力，容量可變型的輔助馬達AM也同軸旋轉(zhuǎn)。而且，將變換器I與上述電 動馬達MG連接，同時，將該變換器I與控制器C連接，通過該控制器C能夠控制電動馬達MG 的轉(zhuǎn)速等。另外，如上述的副泵SP及輔助馬達AM的傾轉(zhuǎn)角通過傾角控制器35、36控制，但該 傾角控制器35、36通過控制器C的輸出信號控制。在上述副泵SP上連接排出通路37，該排出通路37被分支為與第一主泵MPl的排 出側(cè)合流的第一合流通路38和與第二主泵MP2的排出側(cè)合流的第二合流通路39，同時，在 這些第一、二合流通路38、39上分別設(shè)置有通過控制器C的輸出信號控制開度的第一、二比例電磁節(jié)流閥40、41。另一方面，在輔助馬達AM上連接有連接用通路42，該連接用通路42經(jīng)由合流通路 43及單向閥44、45與和回轉(zhuǎn)馬達RM連接的通路26、27連接。而且，在上述合流通路43設(shè) 置通過控制器C開閉控制的電磁切換閥46，同時，在該電磁切換閥46與單向閥44、45之間 設(shè)置檢測回轉(zhuǎn)馬達RM旋轉(zhuǎn)時的壓力或者制動時的壓力的壓力傳感器47，將該壓力傳感器 47的壓力信號輸入控制器C。另外，在合流通路43即相對于從回轉(zhuǎn)馬達RM向連接用通路42的流動在比上述電 磁切換閥46更下游側(cè)的位置設(shè)置有安全閥48，在例如電磁切換閥46等連接用通路42、43 系統(tǒng)產(chǎn)生故障時，該安全閥48維持通路26、27的壓力，防止回轉(zhuǎn)馬達RM所謂的失速。進而，在上述動臂缸BC與上述比例電磁閥34之間設(shè)置有與連接用通路42連通的 通路49，同時，在該通路49上設(shè)置有通過控制器C控制的電磁開閉閥50。下面，對該實施方式的作用進行說明，在該實施方式中，預(yù)先設(shè)定副泵SP的輔助 流量，其中，判斷控制器C如何最有效地控制副泵SP的傾轉(zhuǎn)角、輔助馬達AM的傾轉(zhuǎn)角、電動 馬達MG的轉(zhuǎn)速等以實施各自的控制。目前，若將第一回路系統(tǒng)的操作閥1 5保持在中立位置，則從第一主泵MPl排出 的流體的總量經(jīng)由中立流路6及控制壓力生成機構(gòu)8被導(dǎo)向油箱T。這樣，第一主泵MPl的 排出總量流過控制壓力生成機構(gòu)8時，在此生成的控制壓力變高，同時，將相對高的控制壓 力導(dǎo)向控制流路9。而且，通過導(dǎo)向控制流路9的高的控制壓力的作用，調(diào)節(jié)器10動作，將 第一主泵MPl的排出量保持在最小。此時的高的控制壓力的壓力信號從第一壓力傳感器1 向輸入控制器C輸入。另外，在將第二回路系統(tǒng)的操作閥12 15保持在中立位置時，也和第一回路系統(tǒng) 的情況同樣，控制壓力生成機構(gòu)18生成相對高的控制壓力，同時，該高的壓力作用于調(diào)節(jié) 器20，將第二主泵MP2的排出量保持在最小。而且，此時的高的控制壓力的壓力信號從壓力 傳感器21向控制器C輸入。當(dāng)從上述第一、二壓力傳感器11、21向控制器C輸入相對高的壓力信號時，控制器 C判定第一、二主泵MP1、MP2維持最小排出量，控制傾角控制器35、36，使副泵SP及輔助馬 達AM的傾轉(zhuǎn)角為零或者最小。另外，控制器C接收到如上述的第一、二主泵MP1、MP2的排出量為最小的消息的信 號時，控制器C可以使電動馬達MG的旋轉(zhuǎn)停止，也可以使該旋轉(zhuǎn)繼續(xù)。在使電動馬達MG的旋轉(zhuǎn)停止的情況下，具有能夠節(jié)約耗電量的效果，在使電動馬 達MG的旋轉(zhuǎn)繼續(xù)的情況下，由于副泵SP及輔助馬達AM也繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，因此具有能夠使該副 泵SP及輔助馬達AM起動時的沖擊減小的效果。無論如何，使電動馬達MG停止或者繼續(xù)旋 轉(zhuǎn)，只要根據(jù)該建筑機械的用途或使用狀況決定即可。在上述狀況下若切換第一回路系統(tǒng)或第二回路系統(tǒng)的任何一個系統(tǒng)的操作閥，則 根據(jù)其操作量，流過中立流路6或16的流量減少，伴隨與此通過控制壓力生成機構(gòu)8或18 生成的控制壓力變低。這樣，若控制壓力變低，則伴隨此第一主泵MPl或第二主泵MP2增大 其傾轉(zhuǎn)角，使排出量增大。另外，如上述在使第一主泵MPl或第二主泵MP2的排出量增大時，控制器C將電動 馬達MG保持在持續(xù)旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)。S卩，在第一、二主泵MP1、MP2的排出量為最小時使電動馬達MG停止的情況下，控制器C檢測到控制壓力變低，使電動馬達MG再起動。而且，控制器C根據(jù)第一、二壓力傳感器11、21的壓力信號，控制第一、二比例電磁 節(jié)流閥40、41的開度，將副泵SP的排出量按比例分配向第一、二回路系統(tǒng)供給。如上所述，根據(jù)該實施方式，由于僅通過第一、二壓力傳感器11、21的壓力信號， 控制器C就能夠控制副泵SP的傾轉(zhuǎn)角及第一、二比例電磁節(jié)流閥40、41的開度，因此，能夠 使壓力傳感器的數(shù)量減少。另一方面，為了驅(qū)動與上述第一回路系統(tǒng)連接的回轉(zhuǎn)馬達冊，若使回轉(zhuǎn)馬達用操 作閥1無論左右、例如向圖面右側(cè)位置切換，則一通路26與第一主泵MPl連接，另一通路27 與油箱T連通，使回轉(zhuǎn)馬達RM旋轉(zhuǎn)，但此時的回轉(zhuǎn)壓力被保持在制動閥28的設(shè)定壓力。另 外，若將上述操作閥1向圖中左方向切換，則上述另一通路27與第一主泵MPl連通，上述一 通路26與油箱T連通，使回轉(zhuǎn)馬達RM旋轉(zhuǎn)，此時的回轉(zhuǎn)壓力也被保持在制動閥29的設(shè)定 壓力。另外，當(dāng)在回轉(zhuǎn)馬達RM回轉(zhuǎn)的正中將回轉(zhuǎn)馬達用操作閥1切換到中立位置時，如 上所述，在通路26、27間構(gòu)成閉合回路，同時，制動閥28或29維持該閉合回路的制動壓力， 將慣性能量變換成熱能量。而且，壓力傳感器47檢測上述回轉(zhuǎn)壓力或者制動壓力，同時，將該壓力信號向控 制器C輸入?？刂破鰿在不會對回轉(zhuǎn)馬達RM的回轉(zhuǎn)或者制動動作產(chǎn)生影響的范圍內(nèi)、即檢 測出比制動閥28或29的設(shè)定壓力低的壓力時，將電磁切換閥46從閉位置切換至開位置。 這樣，若將電磁切換閥46切換至開位置，則向回轉(zhuǎn)馬達RM導(dǎo)向的壓力流體流過合流通路 46，同時經(jīng)由安全閥48及連接用通路42向輔助馬達AM供給。此時，控制器C根據(jù)來自壓力傳感器47的壓力信號，控制輔助馬達AM的傾轉(zhuǎn)角， 其為如下所述。即，若通路26或27的壓力沒有保持在回轉(zhuǎn)動作或者制動動作所需的壓力，則不能 使回轉(zhuǎn)馬達RM回轉(zhuǎn)或者進行制動。于是，為了將上述通路26或27的壓力保持在上述回轉(zhuǎn)壓力或者制動壓力，控制器 C 一邊控制輔助馬達AM的傾轉(zhuǎn)角，一邊控制回轉(zhuǎn)馬達RM的負荷。即，控制器C以通過壓力 傳感器47檢測的壓力與上述回轉(zhuǎn)馬達RM的回轉(zhuǎn)壓力或者制動壓力幾乎相同的方式控制輔 助馬達AM的傾轉(zhuǎn)角。若上述那樣輔助馬達AM獲得旋轉(zhuǎn)力，則該旋轉(zhuǎn)力作用于同軸旋轉(zhuǎn)的電動馬達MG， 但該輔助馬達AM的旋轉(zhuǎn)力作為相對于電動馬達MG的輔助力起作用。因此，可使電動馬達 MG的耗電量減少與輔助馬達AM的旋轉(zhuǎn)力相當(dāng)?shù)牧?。另外，雖然通過上述輔助馬達AM的旋轉(zhuǎn)力也能夠輔助副泵SP的旋轉(zhuǎn)力，但在此 時，輔助馬達AM和副泵SP相輔相成發(fā)揮壓力變換功能。S卩，流入連接用通路42的流體壓必須比泵排出壓低。利用該低的壓力，為了在副 泵SP上維持高的排出壓，而通過輔助馬達AM和副泵SP發(fā)揮增壓功能。S卩，上述輔助馬達AM的輸出由每一次旋轉(zhuǎn)的排量Q1和當(dāng)時的壓力P1的乘積決定。 另外，副泵SP的輸出由每一次旋轉(zhuǎn)的排量Q2和排出壓力P2的乘積決定。而且，在該實施方 式中，由于輔助馬達AM和副泵SP同軸旋轉(zhuǎn)，因MQ1XP1 = Q2XP2必須成立。因此，例如， 若將輔助馬達AM的上述排量Q1設(shè)為副泵SP的排量Q2的3倍即Q1 = 3Q2，則上述等式成為SQ2XP1 = Q2XP20根據(jù)該式，若兩邊除以Q2，則SP1 = P2成立。因此，若改變副泵SP的傾轉(zhuǎn)角來控制上述排量Q2,則通過輔助馬達AM的輸出能夠 使副泵SP上維持規(guī)定的排出壓力。換言之，可以使來自回轉(zhuǎn)馬達RM的流體壓增壓，并將其 從副泵SP排出。但是，輔助馬達AM的傾轉(zhuǎn)角如上述以將通路26、27的壓力保持在回轉(zhuǎn)壓力或者制 動壓力的方式進行控制。因此，在利用來自回轉(zhuǎn)馬達RM的流體的情況下，必然能夠決定輔 助馬達AM的傾轉(zhuǎn)角。這樣，在決定輔助馬達AM的傾轉(zhuǎn)角中，為了使其發(fā)揮上述的壓力變換 功能，控制副泵SP的傾轉(zhuǎn)角。另外，在上述連接用通路42、43系統(tǒng)的壓力由于某種原因而變得比回轉(zhuǎn)壓力或者 制動壓力低時，根據(jù)來自壓力傳感器47的壓力信號，控制器C關(guān)閉電磁切換閥46，使其不會 對回轉(zhuǎn)馬達RM產(chǎn)生影響。另外，在連接用通路42上產(chǎn)生流體的泄漏時，安全閥48發(fā)揮功能以使通路26、27 的壓力不會低至所需以上，從而防止回轉(zhuǎn)馬達RM的失速。然后，對切換動臂1速用操作閥14及與其連動的第一回路系統(tǒng)的動臂2速用操作 閥3來控制動臂缸BC的情況進行說明。為了使動臂缸BC動作，若切換動臂1速用操作閥14及與其連動的第一回路系統(tǒng) 的動臂2速用操作閥3，則通過傳感器14a檢測上述操作閥的操作方向和其操作量，同時，將 其操作信號向控制器C輸入。根據(jù)上述傳感器14a的操作信號，控制器C判定操作員是否要動臂缸BC上升或者 下降。若用于使動臂缸BC上升的信號輸入控制器C，則控制器C使比例電磁閥34保持在常 規(guī)狀態(tài)。換言之，使比例電磁閥34保持在全開位置。此時，為了確保從副泵SP排出規(guī)定的 排出量，控制器C使電磁開閉閥50保持在圖示的關(guān)閉位置，同時，控制電動馬達MG的轉(zhuǎn)速 及副泵SP的傾轉(zhuǎn)角。另一方面，若將使動臂缸BC下降的信號從上述傳感器14a向控制器C輸入，則控 制器C根據(jù)操作閥14的操作量，運算操作員所需要的動臂缸BC的下降速度，同時，關(guān)閉比 例電磁閥34，并將電磁開閉閥50切換至開位置。如上述，若關(guān)閉比例電磁閥34并將電磁開閉閥50切換至開位置，則動臂缸BC的 返回流體的總量向輔助馬達AM供給。但是，若通過輔助馬達AM消耗的流量比為了維持操 作員所需要的下降速度所必需的流量少，則動臂缸BC不能維持操作員所需要的下降速度。 在如此情況下，控制器C根據(jù)操作閥14的操作量、輔助馬達AM的傾轉(zhuǎn)角、電動馬達MG的轉(zhuǎn) 速等，控制比例電磁閥34的開度以使輔助馬達AM消耗的流量以上的流量返回油箱T，從而 維持操作員所需要的動臂缸BC的下降速度。另一方面，向輔助馬達AM供給流體時，輔助馬達AM旋轉(zhuǎn)，同時，該旋轉(zhuǎn)力作用于同 軸旋轉(zhuǎn)的電動馬達MG，該輔助馬達AM的旋轉(zhuǎn)力作為相對于電動馬達MG的輔助力起作用。 因此，能夠使電動馬達MG的耗電量減少與輔助馬達AM的旋轉(zhuǎn)力相當(dāng)?shù)牧?。另一方面，不對電動馬達MG供給電力，僅通過輔助馬達AM的旋轉(zhuǎn)力就能夠使副泵 SP旋轉(zhuǎn)，但此時，輔助馬達AM及副泵SP與上述同樣地發(fā)揮壓力變換功能。然后，對同時進行回轉(zhuǎn)馬達RM的旋轉(zhuǎn)動作和動臂缸BC的下降動作的情況進行說 明。
如上述在一邊使回轉(zhuǎn)馬達RM旋轉(zhuǎn)，一邊使動臂缸BC下降時，來自回轉(zhuǎn)馬達RM的 流體和來自動臂缸BC的返回流體通過連接用通路42合流并向輔助馬達AM供給。此時，若連接用通路42的壓力上升，則伴隨此合流通路43側(cè)的壓力也上升，即使 該壓力變得比回轉(zhuǎn)馬達RM的回轉(zhuǎn)壓力或者制動壓力高，由于具有單向閥44、45，所以也不 會對回轉(zhuǎn)馬達RM產(chǎn)生影響。另外，如上述若連接用通路42側(cè)的壓力變得比回轉(zhuǎn)壓力或者制動壓力低，則控制 器C根據(jù)來自壓力傳感器47的壓力信號關(guān)閉電磁切換閥46。因此，在使回轉(zhuǎn)馬達RM的旋轉(zhuǎn)動作和動臂缸BC的下降動作如上述那樣同時進行 時，無需考慮上述回轉(zhuǎn)壓力或者制動壓力，將動臂缸BC的必要下降速度作為基準決定輔助 馬達AM的傾轉(zhuǎn)角即可。無論如何，可通過輔助馬達AM的輸出輔助副泵SP的輸出，同時，將從副泵SP排出 的流量通過第一、二比例電磁節(jié)流閥40、41按比例分配向第一、二回路系統(tǒng)供給。另一方面，在將輔助馬達AM作為驅(qū)動源、將電動馬達MG作為發(fā)電機使用時，使副 泵SP的傾轉(zhuǎn)角成為零幾乎處于無負荷狀態(tài)，若為了使電動馬達MG旋轉(zhuǎn)而使輔助馬達AM維 持必要的輸出的話，則利用輔助馬達AM的輸出能夠使電動馬達MG發(fā)揮發(fā)電功能。另外，在該實施方式中，可利用發(fā)動機E的輸出通過發(fā)電機22發(fā)電，或利用輔助馬 達AM使電動馬達MG發(fā)電。而且，將這樣發(fā)出的電力對蓄電池24蓄電，由于在該實施方式 中利用家庭用電源25能夠?qū)π铍姵?4蓄電，因此能夠提供電動馬達MG的電并遍及多路。另一方面，在該實施方式中，利用來自回轉(zhuǎn)馬達RM及動臂缸BC的流體使輔助馬達 AM旋轉(zhuǎn)，同時，通過該輔助馬達AM的輸出能夠輔助副泵SP及電動馬達MG，因此，能夠?qū)⒅?至利用再生動力期間的能量損耗抑制在最小限度。例如，在目前的情況下，利用來自驅(qū)動器 的流體使發(fā)電機旋轉(zhuǎn)，進而利用通過該發(fā)電機蓄積的電驅(qū)動電動馬達，通過該電動馬達的 驅(qū)動力使驅(qū)動器動作，與該現(xiàn)有的裝置相比能夠直接利用流體壓的再生動力。另外，圖2是表示使圖1的比例電磁閥34及電磁開閉閥50成為一體的其它實施 方式，該比例電磁閥51通常保持圖示的開位置，在從控制器C輸入信號時，向圖面右側(cè)位置 切換。在比例電磁閥51向圖面右側(cè)位置切換時，節(jié)流閥51a位于動臂缸BC和油箱T的連 通路程中，單向閥51b位于動臂缸BC和輔助馬達AM之間。而且，上述節(jié)流閥51a根據(jù)該比 例電磁閥51的切換量控制開度。其它和上述圖1中的電磁閥相同。另外，圖中符號52、53為在第一、二比例電磁節(jié)流閥40、41的下游側(cè)設(shè)置的單向 閥，只容許從副泵SP向第一、二主泵MP1、MP2側(cè)的流通。如上述設(shè)置單向閥52、53，同時設(shè)置電磁切換閥46及電磁開閉閥50或比例電磁閥 51，因此，例如在副泵SP及輔助馬達AM系統(tǒng)發(fā)生故障的情況下，能夠?qū)⒌谝?、二主泵MP1、 MP2系統(tǒng)和副泵SP及輔助馬達AM系統(tǒng)切離。特別是電磁切換閥46、比例電磁閥51及電磁 開閉閥50，在它們處于常規(guī)狀態(tài)時，如圖所示通過彈簧的彈力保持處于關(guān)閉位置的常規(guī)位 置，同時，由于上述比例電磁閥36、比例電磁閥51也保持在全開位置的常規(guī)位置，因此即使 電氣系統(tǒng)發(fā)生故障，也能夠?qū)⑷缟鲜龅牡谝?、二主泵MP1、MP2系統(tǒng)和副泵SP及輔助馬達AM 系統(tǒng)切離。
權(quán)利要求
一種混合動力建筑機械的控制裝置，其構(gòu)成為，具備容量可變型的主泵、控制該主泵的傾轉(zhuǎn)角的調(diào)節(jié)器、通過來自所述主泵的排出流體而動作的驅(qū)動器、檢測驅(qū)動器是否動作的傳感器、與主泵的排出側(cè)連接且其傾轉(zhuǎn)角被傾角控制器控制的容量可變型副泵、使該副泵旋轉(zhuǎn)的電動馬達、控制所述傾角控制器及電動馬達的控制器，所述控制器在接收所述傳感器的輸出信號并判定為驅(qū)動器正在動作時，使電動馬達處于驅(qū)動狀態(tài)，經(jīng)由傾角控制器控制副泵的傾轉(zhuǎn)角。
2.如權(quán)利要求1所述的混合動力建筑機械的控制裝置，其中，構(gòu)成為，具備電動馬達、 副泵、與所述電動馬達及副泵同軸旋轉(zhuǎn)的容量可變型輔助馬達，所述輔助馬達具備通過驅(qū) 動器排出的能量動作并控制傾轉(zhuǎn)角的傾角控制器，由所述控制器控制傾角控制器，控制輔 助馬達的傾轉(zhuǎn)角。
3.如權(quán)利要求1或2所述的混合動力建筑機械的控制裝置，其中，構(gòu)成為，在使副泵和 主泵連通的通路路程中設(shè)置只容許從副泵向主泵流通的單向閥，在使驅(qū)動器和輔助馬達連 通的通路路程中設(shè)置通過彈簧的彈力保持關(guān)閉位置即常規(guī)位置的電磁閥，所述控制器根據(jù) 驅(qū)動器的操作狀況控制所述電磁閥。
4.如權(quán)利要求1 3中的任一項所述的混合動力建筑機械的控制裝置，其中，所述主泵 通過發(fā)動機的驅(qū)動力而旋轉(zhuǎn)，并且使發(fā)電機聯(lián)合該發(fā)動機，另一方面，設(shè)置將供給所述電動 馬達的電力蓄積的蓄電池，在該蓄電池上連接蓄電池充電器，將該蓄電池充電器與所述發(fā) 電機連接，并且也可以與其它家庭用電源等獨立系統(tǒng)電源連接。
全文摘要
本發(fā)明提供一種混合動力建筑機械的控制裝置，將回轉(zhuǎn)馬達(RM)及動臂缸(BC)的排出能量利用為電動馬達(MG)的輔助力。在第主泵(MP1、MP2)的排出側(cè)使由電動馬達(MG)的輸出驅(qū)動的副泵(SP)和輔助馬達(AM)一體旋轉(zhuǎn)。而且，通過回轉(zhuǎn)馬達(RM)及動臂缸(BC)的排出能量使輔助馬達(AM)旋轉(zhuǎn)，并且通過該輔助馬達(AM)的驅(qū)動力輔助電動馬達(MG)的輸出。
文檔編號E02F9/20GK101981324SQ20098011070
公開日2011年2月23日 申請日期2009年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月26日
發(fā)明者川崎治彥, 江川佑弘 申請人:卡亞巴工業(yè)株式會社