CN103890413B - 液压驱动系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液压驱动系统，操作状态判定部判定液压缸是在操作过程中还是在非操作过程中。排出压力减小部使供给泵的排出压力减小。在液压缸是非操作过程中时，排出压力控制部控制排出压力减小部，使供给泵的排出压力减小到比通常压力低的低压力。通常压力是液压缸为操作过程中时的供给泵的排出压力。蓄能器与供给流路连接。单向阀配置在蓄能器与供给泵之间。单向阀允许工作油从供给泵向蓄能器流动，但禁止工作油从蓄能器向供给泵的流动。

Description

液压驱动系统

技术领域

本发明涉及一种液压驱动系统。

背景技术

液压挖掘机、轮式装载机等作业机械具有液压缸。经由液压回路将从液压泵排出的工作油供给到液压缸。例如，在专利文献1中，提出了具有用于向液压缸供给工作油的液压闭合回路的作业机械。由于液压回路是闭合回路，所以被液压缸驱动的部件的动能、势能再生。其结果是，能够减小驱动液压泵的动力机的耗油量。

在液压闭合回路中，大多并列设置有供给回路。供给回路是例如为了对与从液压泵泄漏的油相当的量的工作油进行补充而设置的。在供给回路中设置有供给泵和溢流阀等。供给泵通常是固定容量泵，被发动机等驱动源驱动。溢流阀限定供给回路的液压(以下，称为“供给压力”)。在向液压泵供给的工作油的流量不足而使液压闭合回路的液压比供给压力低时，工作油从供给回路被供给到液压闭合回路。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2009-511831号

发明内容

发明所要解决的技术问题

上述液压闭合回路优选被设置在预计能够充分实现动能、势能的再生的液压回路中。因此，液压闭合回路大多相对于通常的液压回路而独立地设置。例如，在液压挖掘机的情况下，利用液压闭合回路驱动大臂液压缸。或者，在轮式装载机的情况下，利用液压闭合回路驱动提升液压缸。在这些情况下，在车辆处于行驶过程中时，液压闭合回路不工作。因此，供给泵(チャージポンプ)中的消耗动力几乎都损失了。

为了减小上述供给泵中的消耗动力的损失，考虑将可变容量型泵作为供给泵使用。在该情况下，在液压闭合回路的非工作时，将供给泵的排出流量变为零，从而能够减小供给泵中的消耗动力的损失。但是，可变容量型泵比固定容量型泵昂贵。因此，在将可变容量型泵用作供给泵的情况下，存在作业机械的成本增大的问题。

另外，在上述液压闭合回路中，为了防止工作油的逆流，设置了止回阀。止回阀在液压闭合回路中配置在液压泵与液压缸之间。例如，在液压缸是液压挖掘机的大臂液压缸的情况下，止回阀在液压闭合回路中配置在液压泵与大臂液压缸之间。由于铲斗的装载负荷或者因作业机的自重而引起的负荷作用于大臂液压缸，所以在大臂液压缸与止回阀之间的流路中，产生用于抵抗该负荷的液压(以下，称为“保持压”)。在该状态下，在向大臂液压缸供给工作油的情况下，从液压泵排出的工作油首先用于使液压泵与止回阀之间的流路的液压升压到保持压。在液压泵与止回阀之间的流路的液压变为保持压以上时，止回阀打开，工作油被供给到大臂液压缸。由此，大臂液压缸开始工作。直到大臂液压缸开始工作之前，因为没有从大臂液压缸向液压泵的回油，所以被供给到液压泵的工作油全部从供给回路(チャージ回路)被供给。因此，供给泵需要具有能够供给这样的升压时的工作油的流量的容量。另一方面，在大臂液压缸的工作过程中，液压泵与大臂液压缸之间的液压已经达到用于驱动大臂液压缸所需的压力。因此，供给泵能够供给比上述升压时的流量少的流量的工作油即可。因此，在以上述升压时为基准来设定供给泵的容量时，在大臂液压缸的工作过程中，产生剩余流量的工作油。剩余流量的工作油从供给流路(チャージ流路)向工作油箱排出。如此，在以上述升压时为基准来设定供给泵的容量时，大流量的工作油从供给流路被浪费地排出。另外，在供给泵的容量大时，上述液压闭合回路不工作的状态下的供给泵中的消耗动力的损失也变大。

本发明的课题在于，提供一种能够减小供给泵中的消耗动力的损失的液压驱动系统。

本发明的第一方式的液压驱动系统具有主泵、液压缸、工作油流路、止回阀、供给回路、操作部件、操作状态判定部、排出压力减小部、排出压力控制部、蓄能器和单向阀。主泵具有排出工作油的第一液压泵及第二液压泵。液压缸通过从主泵排出的工作油而被驱动。工作油流路将第一液压泵和第二液压泵与液压缸连接。工作油流路在第一液压泵与液压缸之间构成闭合回路。止回阀在工作油流路中配置在主泵与液压缸之间。止回阀允许工作油从主泵向液压缸流动，但禁止工作油从液压缸向主泵流动。供给回路具有供给流路和供给泵。供给流路在工作油流路中连接在主泵与止回阀之间。供给泵向供给流路排出工作油。在工作油流路的液压变得比供给压力(チャージ圧)小时，供给回路向工作油流路补充工作油。操作部件是用于操作液压缸的部件。操作状态判定部判定液压缸是在操作过程中还是在非操作过程中。排出压力减小部使供给泵的排出压力减小。在液压缸为非操作过程中时，排出压力控制部控制排出压力减小部，使供给泵的排出压力减小到比通常压力低的低压力。通常压力是液压缸为操作过程中时的供给泵的排出压力。蓄能器与供给流路连接。单向阀配置在蓄能器与供给泵之间。单向阀允许工作油从供给泵向蓄能器流动，但禁止工作油从蓄能器向供给泵流动。

本发明的第二方式的液压驱动系统在第一方式的液压驱动系统的基础上，还具有存蓄压力检测部和存蓄压力判定部。存蓄压力检测部检测蓄能器的存蓄压力。存蓄压力判定部判定蓄能器的存蓄压力是否为第一设定压力以下。在液压缸的非操作过程中，在蓄能器的存蓄压力成为第一设定压力以下时，排出压力控制部将供给泵的排出压力从低压力变成通常压力。

本发明的第三方式的液压驱动系统在第二方式的液压驱动系统的基础上，存蓄压力判定部判定蓄能器的存蓄压力是否为第二设定压力以上。第二设定压力比第一设定压力大。在液压缸的非操作过程中，蓄能器的存蓄压力从第一设定压力以下的压力恢复到第二设定压力以上的压力时，排出压力控制部使供给泵的排出压力从通常压力返回低压力。

本发明的第四方式的液压驱动系统在第二或第三方式的液压驱动系统的基础上，还具有泵控制部。泵控制部基于操作部件的操作位置控制主泵的排出流量。操作状态判定部基于操作部件的操作位置，判定液压缸是在操作过程中还是在非操作过程中。存蓄压力判定部判定蓄能器的存蓄压力是否为第三设定压力以下。在蓄能器的存蓄压力为第三设定压力以下时，即使通过操作部件进行使工作油开始从主泵排出的操作，泵控制部也进行待机控制。待机控制是不使工作油开始从主泵排出，直到蓄能器的存蓄压力变得比第三设定压力大的控制。

本发明的第五方式的液压驱动系统在第四方式的液压驱动系统的基础上，第三设定压力是第一设定压力以上的压力。

本发明的第六方式的液压驱动系统在第四或第五方式的液压驱动系统的基础上，还具有显示装置，该显示装置显示处于待机控制的执行中的情况。

本发明的第七方式的液压驱动系统在第一至第六方式中任一方式的液压驱动系统的基础上，在操作部件保持在中立位置规定时间以上时，操作状态判定部判定液压缸为在非操作过程中。

本发明的第八方式的液压驱动系统在第一至第七方式中任一方式的液压驱动系统的基础上，供给流路具有第一供给流路和第二供给流路。第一供给流路与供给泵连接。第二供给流路经由单向阀与第一供给流路连接。排出压力减小部使第一供给流路的液压减小。

发明的效果

在本发明的第一方式的液压驱动系统中，在液压缸处于非操作过程中时，供给泵的排出压力被减小到低压力。因此，能够减小供给泵中的消耗动力的损失。另外，在使主泵与止回阀之间的工作油流路的压力升压到保持压力时，能够与从供给泵排出的工作油一起，通过存蓄在蓄能器中的工作油，进行工作油向工作油流路的补充。因此，与仅利用供给泵向工作油流路补充工作油的情况相比，能够使供给泵小型化。由此，能够进一步减小供给泵中的消耗动力的损失。另外，利用单向阀，防止在供给泵停止时，存蓄在蓄能器中的工作油向供给泵流动。由此，能够抑制蓄能器的存蓄压力的降低。

另一方面，即使液压缸处于非操作过程中，存蓄在蓄能器中的工作油也从第一液压泵的滑动部等一点一点地泄漏。因此，在供给泵的排出压力长时间地维持在低压力时，存蓄在蓄能器中的工作油随着时间的经过而减少，由此，蓄能器的存蓄压力降低。在这样的状态下，在液压缸被操作时，从供给回路向工作油流路补充的油量不足，从而第一液压泵发生空气混入(エアレーション)或气蚀。因此，在本发明的第二方式的液压驱动系统中，在液压缸的非操作过程中，在蓄能器的存蓄压力成为第一设定压力以下时，排出压力控制部将供给泵的排出压力从低压力变成通常压力。由此，即使液压缸长时间维持在非操作状态，也能够抑制蓄能器的存蓄压力降低。即，能够抑制在液压缸开始操作时，第一液压泵发生空气混入或气蚀。

在本发明的第三方式的液压驱动系统中，在蓄能器的存蓄压力恢复到第二设定压力以上时，供给泵的排出压力从通常压力返回低压力。由此，能够抑制蓄能器的存蓄压力降低，并且能够减小供给泵中的消耗动力的损失。

在本发明的第四方式的液压驱动系统中，即使进行操作部件的操作，也不使工作油开始从主泵排出，直到蓄能器的存蓄压力变得比第三设定压力大。因此，能够抑制第一液压泵发生空气混入或气蚀。

在本发明的第五方式的液压驱动系统中，在蓄能器存蓄了所需的油量的工作油的状态下，能够使工作油开始从主泵排出。

在本发明的第六方式的液压驱动系统中，能够向操作者通知因正在执行待机控制而使主泵不起动的情况。

在本发明的第七方式的液压驱动系统中，在操作部件临时通过中立位置时等、液压缸不是非操作过程中时，能够防止误判定为液压缸处于非操作过程中。

在本发明的第八方式的液压驱动系统中，排出压力减小部使第一供给流路的液压减小。由此，供给泵的排出压力被减小。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式的液压驱动系统的结构的框图。

图2是表示供给泵的排出压力控制的处理的流程图。

图3是表示待机控制的处理的流程图。

图4是表示本发明的第二实施方式的液压驱动系统的结构的框图。

图5是表示本发明的其他实施方式的液压驱动系统的结构的框图。

图6是表示本发明的其他实施方式的液压驱动系统的结构的框图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明实施方式的液压驱动系统。

1.第一实施方式

图1是表示本发明的第一实施方式的液压驱动系统1的结构的框图。液压驱动系统1搭载在例如液压挖掘机、轮式装载机、推土机等作业机械。液压驱动系统1具有发动机11、主泵10、液压缸14、工作油流路15、流路切换阀16、发动机控制器22、泵控制器24。

发动机11驱动主泵10。发动机11是例如柴油发动机，通过调整来自燃料喷射装置21的燃料的喷射量，控制发动机11的输出。利用发动机控制器22控制燃料喷射装置21，从而进行燃料喷射量的调整。此外，发动机11的实际转速通过转速传感器23检测，该检测信号分别被输入发动机控制器22及泵控制器24。

主泵10被发动机11驱动，排出工作油。主泵10具有第一液压泵12和第二液压泵13。从主泵10排出的工作油经由流路切换阀16供给到液压缸14。

第一液压泵12是可变容量型的液压泵。通过控制第一液压泵12的倾转角，控制第一液压泵12的排出流量。第一液压泵12的倾转角被第一泵流量控制部25控制。第一泵流量控制部25基于来自泵控制器24的指令信号，控制第一液压泵12的倾转角，从而控制第一液压泵12的排出流量。第一液压泵12是两方向排出型的液压泵。具体来说，第一液压泵12具有第一泵端口12a和第二泵端口12b。第一液压泵12能够切换为第一排出状态和第二排出状态。第一液压泵12在第一排出状态下，从第二泵端口12b吸入工作油而从第一泵端口12a排出工作油。第一液压泵12在第二排出状态下，从第一泵端口12a吸入工作油而从第二泵端口12b排出工作油。

第二液压泵13是可变容量型的液压泵。通过控制第二液压泵13的倾转角，控制第二液压泵13的排出流量。第二液压泵13的倾转角被第二泵流量控制部26控制。第二泵流量控制部26基于来自泵控制器24的指令信号来控制第二液压泵13的倾转角，从而控制第二液压泵13的排出流量。第二液压泵13是两方向排出型的液压泵。具体来说，第二液压泵13具有第一泵端口13a和第二泵端口13b。第二液压泵13与第一液压泵12同样地，能够切换为第一排出状态和第二排出状态。第二液压泵13在第一排出状态下，从第二泵端口13b吸入工作油而从第一泵端口13a排出工作油。第二液压泵13在第二排出状态下，从第一泵端口13a吸入工作油而从第二泵端口13b排出工作油。

液压缸14通过从主泵10排出的工作油而被驱动。液压缸14驱动例如大臂、小臂或铲斗等工作装置。液压缸14具有缸杆14a和缸筒14b。缸筒14b的内部通过缸杆14a而被划分成第一室14c和第二室14d。液压缸14具有第一缸端口14e和第二缸端口14f。第一缸端口14e与第一室14c连通。第二缸端口14f与第二室14d连通。液压缸14能够切换成向第二缸端口14f供给工作油并从第一缸端口14e排出工作油的状态、以及向第一缸端口14e供给工作油并从第二缸端口14f排出工作油的状态。即，通过切换工作油相对于第一室14c和第二室14d的供给和排出，使液压缸14伸缩。具体来说，经由第一缸端口14e向第一室14c供给工作油，经由第二缸端口14f从第二室14d排出工作油，从而使液压缸14伸展。经由第二缸端口14f向第二室14d供给工作油，经由第一缸端口14e从第一室14c排出工作油，从而使液压缸14收缩。此外，缸杆14a在第一室14c的受压面积比缸杆14a在第二室14d的受压面积大。因此，在使液压缸14伸展时，比从第二室14d排出的工作油的量多的工作油被供给到第一室14c。另外，在使液压缸14收缩时，比供给到第二室14d的工作油量多的工作油从第一室14c排出。

工作油流路15将第一液压泵12和第二液压泵13与液压缸14连接。工作油流路15具有第一流路17和第二流路18。第一流路17与第一液压泵12的第一泵端口12a和第一缸端口14e连接。另外，第一流路17与第二液压泵13的第一泵端口13a和第一缸端口14e连接。第二流路18与第一液压泵12的第二泵端口12b和第二缸端口14f连接。第一流路17具有第一缸流路31和第一泵流路33。第二流路18具有第二缸流路32和第二泵流路34。第一缸流路31经由第一缸端口14e与液压缸14的第一室14c连接。第二缸流路32经由第二缸端口14f与液压缸14的第二室14d连接。第一泵流路33是用于经由第一缸流路31向液压缸14的第一室14c供给工作油、或者经由第一缸流路31从液压缸14的第一室14c回收工作油的流路。第一泵流路33与第一液压泵12的第一泵端口12a连接。另外，第一泵流路33与第二液压泵13的第一泵端口13a连接。因此，来自第一液压泵12和第二液压泵13双方的工作油被供给到第一泵流路33。第二泵流路34是用于经由第二缸流路32向液压缸14的第二室14d供给工作油、或者经由第二缸流路32从液压缸14的第二室14d回收工作油的流路。第二泵流路34与第一液压泵12的第二泵端口12b连接。第二液压泵13的第二泵端口13b与工作油箱27连接。因此，来自第一液压泵12的工作油被供给到第二泵流路34。工作油流路15通过第一泵流路33、第一缸流路31、第二缸流路32和第二泵流路34，在第一液压泵12与液压缸14之间构成闭合回路。另外，工作油流路15通过第一泵流路33和第一缸流路31，在第二液压泵13和液压缸14之间构成了开路。

液压驱动系统1还具有供给回路19。供给回路19具有供给流路35和供给泵28。供给泵28是用于向工作油流路15补充工作油的液压泵。供给泵28被发动机11驱动，从而将工作油向供给流路35排出。供给泵28是固定容量型的液压泵。供给流路35与供给泵28和工作油流路15连接。供给流路35在工作油流路15中连接在主泵10与第一止回阀44之间。具体来说，供给流路35经由止回阀41a与第一泵流路33连接。在第一泵流路33的液压比供给流路35的供给压力低时止回阀41a打开。供给流路35在工作油流路15中连接在主泵10与第二止回阀45之间。具体来说，供给流路35经由止回阀41b与第二泵流路34连接。在第二泵流路34的液压比供给压力低时止回阀41b打开。由此，在工作油流路15的液压比供给压力小时，供给回路19向工作油流路15补充工作油。供给流路35具有第一供给流路35a和第二供给流路35b。第一供给流路35a与供给泵28连接。第二供给流路35b经由后述的第三止回阀49与第一供给流路35a连接。第二供给流路35b经由上述止回阀41a与第一泵流路33连接。第二供给流路35b经由上述止回阀41b与第二泵流路34连接。另外，供给流路35经由供给溢流阀42与工作油箱27连接。更详细地说，第一供给流路35a经由供给溢流阀42与工作油箱27连接。供给溢流阀42将供给压力维持在规定的设定压力。在第一泵流路33或第二泵流路34的液压比供给压力低时，来自供给泵28的工作油经由供给流路35被供给到第一泵流路33或第二泵流路34。由此，将第一泵流路33及第二泵流路34的液压维持在规定值以上。

另外，在供给流路35连接有排出压力减小部39。更详细地说，排出压力减小部39与第一供给流路35a连接。排出压力减小部39是所谓的旁通阀，能够切换成连接状态Pa和关闭状态Pb。排出压力减小部39在连接状态Pa下，将第一供给流路35a与工作油箱27连接。因此，排出压力减小部39在连接状态Pa下，使第一供给流路35a的液压减小。即，排出压力减小部39在连接状态Pa下，使供给泵28的排出压力减小。排出压力减小部39在关闭状态Pb下，关闭第一供给流路35a与工作油箱27之间的油路。排出压力减小部39是电磁切换阀，通过来自泵控制器24的指令信号，切换成连接状态Pa和关闭状态Pb。具体来说，排出压力减小部39在来自泵控制器24的指令信号为关闭时，通过施力部件39a的施力而设定成关闭状态Pb。排出压力减小部39在来自泵控制器24的指令信号为打开时，被设定成连接状态Pa。

工作油流路15还具有溢流流路36。溢流流路36经由止回阀41c与第一泵流路33连接。在第一泵流路33的液压比溢流流路36的液压高时打开止回阀41c。溢流流路36经由止回阀41d与第二泵流路34连接。在第二泵流路34的液压比溢流流路36的液压高时打开止回阀41d。另外，溢流流路36经由溢流阀43与供给流路35连接。溢流阀43将溢流流路36的压力维持在规定的溢流压力以下。由此，第一泵流路33及第二泵流路34的液压被维持在规定的溢流压力以下。另外，工作油流路15还具有调整流路37。调整流路37与供给流路35连接。

在供给流路35连接有蓄能器38。具体来说，蓄能器38与第二供给流路35b连接。另外，在供给流路35配置有第三止回阀49。第三止回阀49配置在第一供给流路35a与第二供给流路35b之间。即，第三止回阀49配置在蓄能器38与供给泵28之间。第三止回阀49允许从第一供给流路35a向第二供给流路35b流动油，禁止从第二供给流路35b向第一供给流路35a流动油。即，第三止回阀49允许工作油从供给泵28向蓄能器38流动，禁止工作油从蓄能器38向供给泵28流动。第三止回阀49是本发明的单向阀的一个例子。在蓄能器38连接有存蓄压力检测部48。存蓄压力检测部48检测蓄能器38的存蓄压力。存蓄压力检测部48将表示检测出的存蓄压力的检测信号发送到泵控制器24。

流路切换阀16是基于来自泵控制器24的指令信号而被控制的电磁控制阀。流路切换阀16基于来自泵控制器24的指令信号，切换流路的连接。流路切换阀16在工作油流路15中配置在主泵10与液压缸14之间。流路切换阀16具有第一泵用端口16a、第一缸用端口16b、第一调整用端口16c和第一旁通端口16d。第一泵用端口16a经由第一止回阀44与第一泵流路33连接。第一缸用端口16b与第一缸流路31连接。第一调整用端口16c与调整流路37连接。

第一止回阀44在工作油流路15中配置在主泵10与液压缸14之间。第一止回阀44允许工作油从主泵10向液压缸14流动。第一止回阀44禁止工作油从液压缸14向主泵10流动。具体来说，在通过流路切换阀16将工作油从第一泵流路33向第一缸流路31供给时，第一止回阀44允许工作油从第一泵流路33向第一缸流路31的流动，禁止工作油从第一缸流路31向第一泵流路33流动。

流路切换阀16还具有第二泵用端口16e、第二缸用端口16f、第二调整用端口16g和第二旁通端口16h。第二泵用端口16e经由第二止回阀45与第二泵流路34连接。第二止回阀45是将工作油的流动限制为一个方向的止回阀。第二缸用端口16f与第二缸流路32连接。第二调整用端口16g与调整流路37连接。

第二止回阀45在工作油流路15中配置在主泵10与液压缸14之间。第二止回阀45允许工作油从主泵10向液压缸14流动。第二止回阀45禁止工作油从液压缸14向主泵10流动。具体来说，在通过流路切换阀16将工作油从第二泵流路34供给到第二缸流路32时，第二止回阀45允许工作油从第二泵流路34向第二缸流路32流动，禁止工作油从第二缸流路32向第二泵流路34流动。

流路切换阀16能够切换成第一位置状态P1、第二位置状态P2和中立位置状态Pn。流路切换阀16在第一位置状态P1下，使第一泵用端口16a和第一缸用端口16b连通，并且使第二缸用端口16f和第二旁通端口16h连通。因此，流路切换阀16在第一位置状态P1下，将第一泵流路33经由第一止回阀44与第一缸流路31连接，并且将第二缸流路32在不经由第二止回阀45的情况下与第二泵流路34连接。此外，在流路切换阀16为第一位置状态P1时，第一旁通端口16d、第一调整用端口16c、第二泵用端口16e和第二调整用端口16g相对于任意端口都被切断。

在使液压缸14伸展时，第一液压泵12和第二液压泵13在第一排出状态下被驱动，并且流路切换阀16被设定成第一位置状态P1。由此，从第一液压泵12的第一泵端口12a和第二液压泵13的第一泵端口13a排出的工作油通过第一泵流路33、第一止回阀44、第一缸流路31供给到液压缸14的第一室14c。另外，液压缸14的第二室14d的工作油通过第二缸流路32、第二泵流路34回收到第一液压泵12的第二泵端口12b。由此，液压缸14伸长。

流路切换阀16在第二位置状态P2下，使第二泵用端口16e和第二缸用端口16f连通，并且使第一缸用端口16b和第一旁通端口16d连通。因此，流路切换阀16在第二位置状态P2下，将第一缸流路31在不经由第一止回阀44的情况下与第一泵流路33连接，并且将第二泵流路34经由第二止回阀45与第二缸流路32连接。此外，在流路切换阀16是第二位置状态P2时，第一泵用端口16a、第一调整用端口16c、第二旁通端口16h和第二调整用端口16g相对于任意的端口都被切断。

在使液压缸14收缩时，第一液压泵12和第二液压泵13在第二排出状态下被驱动，并且流路切换阀16被设定成第二位置状态P2。由此，从第一液压泵12的第二泵端口12b排出的工作油通过第二泵流路34、第二止回阀45、第二缸流路32，供给到液压缸14的第二室14d。另外，液压缸14的第一室14c的工作油通过第一缸流路31、第一泵流路33，回收到第一液压泵12的第一泵端口12a及第二液压泵13的第一泵端口13a。由此，使液压缸14收缩。

流路切换阀16在中立位置状态Pn下，使第一旁通端口16d和第一调整用端口16c连通，并且使第二旁通端口16h和第二调整用端口16g连通。因此，流路切换阀16在中立位置状态Pn下，将第一泵流路33在不经由第一止回阀44的情况下与调整流路37连接，并且将第二泵流路34在不经由第二止回阀45的情况下与调整流路37连接。此外，在流路切换阀16是中立位置状态Pn时，第一泵用端口16a、第一缸用端口16b、第二泵用端口16e和第二缸用端口16f相对于任意的端口都被切断。

液压驱动系统1还具有操作装置46。操作装置46具有操作部件46a和操作检测部46b。操作部件46a是为了对作业机械的各种动作发出指令而被操作者操作的。例如，在液压缸14是驱动大臂的大臂液压缸的情况下，操作部件46a是用于操作大臂的大臂操作杆。操作部件46a能够从中立位置向使液压缸14伸长的方向和使液压缸14收缩的方向这两个方向操作。操作检测部46b检测操作部件46a的操作量及操作方向。操作检测部46b是例如检测操作部件46a的位置的传感器。在操作部件46a位于中立位置时，操作部件46a的操作量为零。表示操作部件46a的操作量及操作方向的检测信号从操作检测部46b输入泵控制器24。泵控制器24根据操作部件46a的操作量运算向液压缸14供给的工作油的目标流量。

液压驱动系统1还具有显示装置47。显示装置47是例如液晶监视器等显示装置。显示装置47根据来自泵控制器24的指令信号，显示与作业机械相关的各种信息。

发动机控制器22通过控制燃料喷射装置21来控制发动机11的输出。基于所设定的目标发动机转速及作业模式而设定的发动机输出扭矩特性被图像化(マップ化)而存储在发动机控制器22中。发动机输出扭矩特性表示发动机11的输出扭矩与转速的关系。发动机控制器22基于发动机输出扭矩特性控制发动机11的输出。

泵控制器24根据由操作部件46a设定的目标流量，控制向液压缸14供给的工作油的流量，在使液压缸14伸展的情况下，泵控制器24通过第一泵流量控制部25及第二泵流量控制部26控制向液压缸14供给的工作油的流量。在使液压缸14收缩的情况下，泵控制器24通过第一泵流量控制部25控制向液压缸14供给的工作油的流量。

另外，泵控制器24根据操作部件46a的操作方向，控制流路切换阀16。在操作部件46a从中立位置向使液压缸14伸长的方向被操作时，泵控制器24将流路切换阀16设定成第一位置状态P1。由此，第一泵流路33和第一缸流路31经由第一止回阀44连接。另外，第二泵流路34和第二缸流路32不经由第二止回阀45连接。工作油从第一液压泵12的第一泵端口12a和第二液压泵13的第一泵端口13a排出到第一泵流路33。但是，第一止回阀44不打开、液压缸14不工作，直到第一泵流路33的液压超过第一缸流路31的保持压力。另一方面，第二泵流路34的工作油被吸入第一液压泵12的第二泵端口12b。因此，第二泵流路34的液压降低。在第二泵流路34的液压成为供给压力以下时，止回阀41b打开，供给流路35和第二泵流路34连通。由此，工作油从供给流路35补充到第二泵流路34。此时，事先通过供给泵28被畜压的来自蓄能器38的工作油与来自供给泵28的工作油一起经由供给流路35补充到第二泵流路34。在第一泵流路33的液压超过第一缸流路31的保持压力时，第一止回阀44打开，第一泵流路33和第一缸流路31连通。由此，工作油被供给到液压缸14的第一室14c，液压缸14伸长。另外，在液压缸14的伸长动作过程中，工作油从液压缸14的第二室14d排出，通过第二缸流路32及第二泵流路34返回第一液压泵12的第二泵端口12b。此时，在第一液压泵12内，压缩工作油所需的流量的工作油和能够补充第一液压泵12中的工作油的泄漏量的程度的流量的工作油从供给流路35补充到第二泵流路34。

在操作部件46a从中立位置向使液压缸14收缩的方向被操作时，泵控制器24将流路切换阀16设定成第二位置状态P2。由此，第二泵流路34和第二缸流路32经由第二止回阀45连接。另外，第一泵流路33和第一缸流路31不经由第一止回阀44地连接。工作油从第一液压泵12的第二泵端口12b排出到第二泵流路34。但是，第二止回阀45不打开、液压缸14不工作，直到第二泵流路34的液压超过第二缸流路32的保持压。另一方面，第一泵流路33的工作油被吸入第一液压泵12的第一泵端口12a和第二液压泵13的第一泵端口13a。因此，第一泵流路33的液压降低。在第一泵流路33的液压成为供给压力以下时，止回阀41a打开，供给流路35和第一泵流路33连通。由此，工作油从供给流路35补充到第一泵流路33。此时，事先通过供给泵28被畜压的来自蓄能器38的工作油与来自供给泵28的工作油一起经由供给流路35补充到第一泵流路33。在第二泵流路34的液压超过第二缸流路32的保持压力时，第二止回阀45打开，第二泵流路34和第二缸流路32连通。由此，工作油被供给到液压缸14的第二室14d，液压缸14收缩。另外，在液压缸14的收缩工作过程中，工作油从液压缸14的第一室14c排出，通过第一缸流路31及第一泵流路33，返回第一液压泵12的第一泵端口12a和第二液压泵13的第一泵端口13a。此时，在第一液压泵12内，压缩工作油所需的流量的工作油和能够补充第一液压泵12中的工作油的泄漏量的程度的流量的工作油从供给流路35补充到第一泵流路33。

接着，对由泵控制器24执行的供给泵28的排出压力控制进行说明。泵控制器24具有泵控制部24a、存储部24b、操作状态判定部24c、排出压力控制部24d和存蓄压力判定部24e。泵控制部24a、操作状态判定部24c、排出压力控制部24d和存蓄压力判定部24e通过例如CPU等运算装置实现。存储部24b通过RAM、ROM、硬盘、闪存等存储装置实现。泵控制部24a基于操作部件46a的操作位置控制主泵10的排出流量。具体来说，泵控制部24a根据操作部件46a的操作量运算向液压缸14供给的工作油的目标流量。存储部24b存储用于控制第一液压泵12和第二液压泵13的信息。

图2是表示由泵控制器24执行的供给泵28的排出压力控制的处理的流程图。供给泵28的排出压力控制是在液压缸14为非操作过程中时控制供给泵28的排出压力的控制。此外，在液压缸14为操作过程中时，排出压力控制部24d将向排出压力减小部39发出的指令信号设为关闭，从而将排出压力减小部39设定成关闭状态Pb。由此，第一供给流路35a的液压被供给溢流阀42的设定压力限定。即，供给泵28的排出压力被供给溢流阀42的设定压力限定。因此，液压缸14为操作过程中时的供给泵28的排出压力(以下，称为“通常压力”)与供给溢流阀42的设定压力相当。

在步骤S101中，操作检测部46b检测操作部件46a的操作位置。在步骤S102中，操作状态判定部24c判定操作位置是否为中立位置。在操作位置是中立位置时，进入步骤S103。在步骤S103中，操作状态判定部24c检测经过时间t。经过时间t是从操作部件46a被切换到中立位置的时刻到当前的时间。在步骤S104中，操作状态判定部24c判定经过时间t是否为规定时间t0以上。在经过时间t是规定时间t0以上时，进入步骤S105。像这样，在步骤S101～S104中，操作状态判定部24c基于来自操作检测部46b的检测信号，判定液压缸14是在操作过程中还是在非操作过程中。具体来说，在操作部件46a保持在中立位置规定时间t0以上时，操作状态判定部24c判定液压缸14是在非操作过程中。另外，在操作部件46a的中立位置的保持时间比规定时间t0少时，操作状态判定部24c判定液压缸14是在操作过程中。另外，在操作部件46a处于中立位置以外的位置时，操作状态判定部24c判定液压缸14是在操作过程中。

在步骤S105中，排出压力控制部24d将排出压力减小部39设定成连接状态Pa。具体来说，排出压力控制部24d通过将向排出压力减小部39发出的指令信号设为打开，将排出压力减小部39从关闭状态Pb切换成连接状态Pa。由此，供给泵28的排出压力被减小到比通常压力低的低压力。

在步骤S102中，在操作位置不是中立位置时，返回步骤S101。在步骤S104中，在经过时间t比规定时间t0小时，返回步骤S103。即，在操作状态判定部24c判定液压缸14是在操作过程中时，排出压力控制部24d将排出压力减小部39维持在关闭状态Pb。由此，在液压缸14是在操作过程中时，将供给泵28的排出压力维持在通常压力。

在步骤S106中，存蓄压力检测部48检测蓄能器38的存蓄压力Pacc。在步骤S107中，存蓄压力判定部24e判定存蓄压力Pacc是否为第一设定压力以下。第一设定压力与蓄能器38所需的存蓄压力的下限相当。在存蓄压力Pacc为第一设定压力以下时，进入步骤S108。

在步骤S108中，排出压力控制部24d将排出压力减小部39设定成关闭状态Pb。由此，蓄能器38存蓄供给泵28排出的工作油。其结果是，供给泵28的排出压从低压力恢复到通常压力。

在步骤S109中，存蓄压力判定部24e判定存蓄压力Pacc是否为第二设定压力以上。第二设定压力比第一设定压力大。在存蓄压力Pacc为第二设定压力以上时，进入步骤S110。

在步骤S110中，排出压力控制部24d将排出压力减小部39设定成连接状态Pa。由此，供给泵28的排出压力从通常压力变为低压力。即，在液压缸14的非操作过程中，蓄能器38的存蓄压力从第一设定压力以下的压力恢复到第二设定压力以上的压力时，排出压力控制部24d使供给泵28的排出压力从通常压力返回到低压力。

在步骤S109中，在存蓄压力Pacc不是第二设定压力以上时，返回步骤S108。由此，供给泵28的排出压力被维持在通常压力。即，排出压力控制部24d将供给泵28的排出压维持在通常压力，直到蓄能器38的存蓄压力从第一设定压力以下的压力恢复到第二设定压力以上的压力。

图3是表示由泵控制器24执行的待机控制的处理的流程图。待机控制是在检测到利用操作部件46a进行起动操作时而执行的。起动操作是使工作油从主泵10开始排出的操作。在步骤S201中，判定操作状态判定部24c是否进行了起动操作。操作状态判定部24c基于操作部件46a的操作位置，判定是否进行了起动操作。例如，在进行了用于使主泵10的容量从0增大到规定容量的操作时，操作状态判定部24c判定进行了起动操作。在进行了起动操作时，进入步骤S202。

在步骤S202中，存蓄压力检测部48检测蓄能器38的存蓄压力Pacc。在步骤S203中，存蓄压力判定部24e判定存蓄压力Pacc是否比第三设定压力大。第三设定压力在第一设定压力以上。第三设定压力也可以与第一设定压力相同。在存蓄压力Pacc比第三设定压力大时，进入步骤S204。

在步骤S204中，泵控制部24a使从主泵10的排出开始。具体来说，泵控制部24a通过控制第一泵流量控制部25及第二泵流量控制部26，使第一液压泵12及第二液压泵13的容量增大。

在步骤S203中，在存蓄压力Pacc是第三设定压力以下时，在步骤S205中，泵控制部24a使待机显示显示在显示装置47上。待机显示是表示处于待机控制的执行中的显示。即，待机显示是用于通过执行待机控制而将没有从主泵10开始排出的情况通知操作者的显示。

如步骤S203～S205所示，在蓄能器38的存蓄压力为第三设定压力以下时，即使通过操作部件46a进行起动操作，泵控制部24a也不使工作油开始从主泵10排出，直到蓄能器38的存蓄压力变得比第三设定压力大。

本实施方式的液压驱动系统1具有以下特征。

在上述供给泵28的排出压力控制中，在液压缸14在非操作过程中时，供给泵28的排出压力被减小为低压力。由此，能够减小供给泵28中的消耗动力的损失。另外，在使主泵10与止回阀44、45之间的工作油流路15的压力升压到保持压力时，能够与从供给泵28排出的工作油一起，通过存蓄在蓄能器38中的工作油，进行工作油向工作油流路15的补充。因此，与仅通过供给泵28将工作油补充到工作油流路15的情况相比，能够使供给泵28小型化。由此，能够进一步减小供给泵28中的消耗动力的损失。

通过第三止回阀49，在供给泵28停止时，防止存蓄在蓄能器38中的工作油向供给泵28流动。由此，能够抑制蓄能器38的存蓄压力的降低。

在液压缸14的非操作过程中，在蓄能器38的存蓄压力成为第一设定压力以下时，排出压力控制部24d将供给泵28的排出压从低压力变为通常压力。由此，即使液压缸14长时间维持成非操作状态，也能够抑制蓄能器38的存蓄压力的降低。即，在液压缸14的操作开始时，能够抑制第一液压泵12发生空气混入或气蚀。

在蓄能器38的存蓄压力恢复到第二设定压力以上时，供给泵28的排出压力从通常压力返回到低压力。由此，能够减小供给泵28中的消耗动力的损失。

在上述待机控制中，即使通过操作部件46a进行起动操作，工作油不开始从主泵10排出，直到蓄能器38的存蓄压力变得比第三设定压力大。因此，能够抑制第一液压泵12发生空气混入或气蚀。另外，第三设定压力是第一设定压力以上。因此，在蓄能器38中存蓄了所需的油量的工作油的状态下，能够使工作油开始从主泵10排出。

在通过待机控制使工作油从主泵10的排出停止时，在显示装置47显示待机显示。由此，操作者能够得知因正在执行待机控制而主泵10不起动的情况。

在供给泵28的排出压力控制中，在操作部件46a保持在中立位置规定时间t0以上时，操作状态判定部24c判定液压缸14是在非操作过程中。因此，能够防止操作部件46a临时通过中立位置时等液压缸14不是非操作过程中时，误判定成液压缸14是在非操作过程中。

2.第二实施方式

工作油向液压缸14的流动方向的切换不限于第一实施方式的流路切换阀16，也可以通过其他结构来进行。图4是表示本发明第二实施方式的液压驱动系统2的结构的框图。在液压驱动系统2中，代替第一实施方式的流路切换阀16，使用了第一先导止回阀51和第二先导止回阀52。第一先导止回阀51根据来自泵控制器24的指令信号切换成限制状态和开放状态。第一先导止回阀51在限制状态下，允许工作油从第一泵流路33向第一缸流路31流动，禁止工作油从第一缸流路31向第一泵流路33流动。第一先导止回阀51在开放状态下，允许工作油从第一缸流路31向第一泵流路33流动。第二先导止回阀52根据来自泵控制器24的指令信号，被切换成限制状态和开放状态。第二先导止回阀52在限制状态下，允许工作油从第二泵流路34向第二缸流路32流动，禁止工作油从第二缸流路32向第二泵流路34流动。第二先导止回阀52在开放状态下，允许工作油从第二缸流路32向第二泵流路34流动。

在操作部件46a从中立位置向使液压缸14伸长的方向被操作时，泵控制器24将第一先导止回阀51设定成限制状态，并将第二先导止回阀52设定成开放状态。因此，在第一泵流路33的液压超过第一缸流路31的保持压力时，第一先导止回阀51打开，从第一液压泵12及第二液压泵13排出的工作油通过第一泵流路33和第一缸流路31供给到液压缸14的第一室14c。另外，工作油从液压缸14的第二室14d排出，通过第二缸流路32和第二泵流路34返回第一液压泵12。

在操作部件46a从中立位置向使液压缸14收缩的方向被操作时，泵控制器24将第一先导止回阀51设定成开放状态，并将第二先导止回阀52设定成限制状态。因此，在第二泵流路34的液压超过第二缸流路32的保持压力时，从第一液压泵12排出的工作油通过第二泵流路34和第二缸流路32供给到液压缸14的第二室14d。另外，工作油从液压缸14的第一室14c排出，通过第一缸流路31和第一泵流路33返回第一液压泵12及第二液压泵13。

液压驱动系统2的其他结构与第一实施方式的液压驱动系统1相同。另外，第二实施方式的液压驱动系统2也具有与第一实施方式的液压驱动系统1相同的特征。

以上，虽然对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不限于上述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行各种变更。

在上述第一实施方式及第二实施方式中，泵流量控制部25、26控制液压泵12、13的倾转角，从而控制液压泵12、13的排出流量。但是，也可以通过控制液压泵12、13的转速，控制液压泵12、13的排出流量。例如，如图5所示，作为驱动源也可以使用电动机57。在图5中，在第一实施方式的液压驱动系统1中，代替发动机11，使用了电动机57。另外，液压泵12、13是固定容量型的液压泵。在该情况下，泵控制器24通过控制电动机57的转速，控制液压泵12、13的转速，以使液压泵12、13的排出流量成为与操作部件46a的操作量对应的目标流量。或者，如图6所示，在第二实施方式的液压驱动系统2中，代替发动机11，作为驱动源也可以使用电动机57。此外，在使用电动机57作为驱动源的情况下，待机控制中的起动操作也可以是使液压泵12、13的转速从0增大到规定的转速的操作。

在上述实施方式中，在来自泵控制器24的指令信号为关闭时，排出压力减小部39被设定成关闭状态Pb。另外，在来自泵控制器24的指令信号为打开时，排出压力减小部39被设定成连接状态Pa。但是，与上述相反地，也可以在来自泵控制器24的指令信号为关闭时，排出压力减小部39通过施力部件39a的施力被设定成连接状态Pa。也可以在来自泵控制器24的指令信号为打开时，排出压力减小部39通过电磁推力被设定成关闭状态Pb。

排出压力减小部不限于旁通阀，只要是能够使供给泵28的排出压力比供给溢流阀42的设定压力小的装置即可。例如，也可以将供给溢流阀42用作排出压力减小部。在该情况下，供给溢流阀42的溢流压力能够切换成第一溢流压力和第二溢流压力。第一溢流压力与上述通常压力相当。第二溢流压力与上述低压力相当。供给溢流阀42基于来自泵控制器24的指令信号，将溢流压力从第一溢流压力切换成第二溢流压力，从而使供给泵28的排出压力减小。

代替第三止回阀49，也可以使用止回阀以外的单向阀。作为显示装置47，不限于显示装置，也可以使用警告灯等其他的显示装置。液压缸14是在操作过程中还是在非操作过程中的判定不限于操作部件46a的操作，也可以通过其他方法判定。例如，也可以通过检测液压缸14的动作，进行液压缸14是在操作过程中还是在非操作过程中的判定。但是，为了执行上述待机控制，操作状态判定部24c优选基于操作部件46a的操作来进行判定。

工业上的可利用性

根据本发明，可以提供一种能够减小供给泵中的消耗动力的损失的液压驱动系统。

附图标记的说明

1、2液压驱动系统

10主泵

14液压缸

15工作油流路

19供给回路

24a泵控制部

24c操作状态判定部

24d排出压力控制部

24e存蓄压力判定部

28供给泵

35供给流路

38蓄能器

39排出压力减小部

44第一止回阀

45第二止回阀

46a操作部件

47显示装置

48存蓄压力检测部

49第三止回阀

Claims (8)

1.一种液压驱动系统，其特征在于，具有：

主泵，其具有排出工作油的第一液压泵及第二液压泵；

液压缸，其通过从所述主泵排出的工作油而被驱动；

工作油流路，其将所述第一液压泵和所述第二液压泵与所述液压缸连接，在所述第一液压泵和所述液压缸之间构成闭合回路；

止回阀，其在所述工作油流路中配置在所述主泵与所述液压缸之间，允许工作油从所述主泵向所述液压缸流动，禁止工作油从所述液压缸向所述主泵流动；

供给回路，其具有在所述工作油流路中连接在所述主泵与所述止回阀之间的供给流路、以及向所述供给流路排出工作油的供给泵，在所述工作油流路的液压变得比所述供给流路的液压小时，向所述工作油流路补充工作油；

用于操作所述液压缸的操作部件；

操作状态判定部，其判定所述液压缸是在操作过程中还是在非操作过程中；

排出压力减小部，其使所述供给泵的排出压力减小；

排出压力控制部，其在所述液压缸处于非操作过程中时，控制所述排出压力减小部，使所述供给泵的排出压力减小到比所述液压缸在操作过程中时的所述供给泵的排出压力即通常压力低的低压力；

蓄能器，其与所述供给流路连接；

单向阀，其配置在所述蓄能器与所述供给泵之间，允许工作油从所述供给泵向所述蓄能器流动，禁止工作油从所述蓄能器向所述供给泵流动。

2.如权利要求1所述的液压驱动系统，其特征在于，还具有：

存蓄压力检测部，其检测所述蓄能器的存蓄压力；

存蓄压力判定部，其判定所述蓄能器的存蓄压力是否为第一设定压力以下，

在所述液压缸的非操作过程中，在所述蓄能器的存蓄压力成为第一设定压力以下时，所述排出压力控制部将所述供给泵的排出压力从所述低压力变为所述通常压力。

3.如权利要求2所述的液压驱动系统，其特征在于，

所述存蓄压力判定部判定所述蓄能器的存蓄压力是否为比所述第一设定压力大的第二设定压力以上，

在所述液压缸的非操作过程中，在所述蓄能器的存蓄压力从所述第一设定压力以下的压力恢复到所述第二设定压力以上的压力时，所述排出压力控制部使所述供给泵的排出压力从所述通常压力返回所述低压力。

4.如权利要求2或3所述的液压驱动系统，其特征在于，

还具有基于所述操作部件的操作位置来控制所述主泵的排出流量的泵控制部，

所述操作状态判定部基于所述操作部件的操作位置，判定所述液压缸是在操作过程中还是在非操作过程中，

所述存蓄压力判定部判定所述蓄能器的存蓄压力是否是第三设定压力以下，

在所述蓄能器的存蓄压力为第三设定压力以下时，即使通过所述操作部件进行使工作油开始从所述主泵排出的操作，所述泵控制部也进行不使工作油开始从所述主泵排出的待机控制，直到所述蓄能器的存蓄压力变得比所述第三设定压力大。

5.如权利要求4所述的液压驱动系统，其特征在于，所述第三设定压力是所述第一设定压力以上的压力。

6.如权利要求4所述的液压驱动系统，其特征在于，还具有显示装置，该显示装置显示处于所述待机控制的执行中的情况。

7.如权利要求1所述的液压驱动系统，其特征在于，在所述操作部件保持在中立位置规定时间以上时，所述操作状态判定部判定所述液压缸是在非操作过程中。

8.如权利要求1所述的液压驱动系统，其特征在于，

所述供给流路具有与所述供给泵连接的第一供给流路、经由所述单向阀与所述第一供给流路连接的第二供给流路，

所述排出压力减小部使所述第一供给流路的液压减小。