CN105579715B - 混合动力建筑机械的控制系统 - Google Patents

Abstract

一种混合动力建筑机械的控制系统，其包括：再生马达，其在自回转回路导入的工作流体的作用下旋转；压力检测器，其检测上述回转马达的回转压力或者进行制动动作时的制动压力；回转再生用切换阀，其在先导流体的压力的作用下切换到打开位置时，自上述回转回路向上述再生马达引导工作流体，而进行回转再生；电磁比例减压阀，其在上述压力检测器的检测压力达到第一设定压力的情况下切换到打开位置，产生将上述回转再生用切换阀切换到打开位置的先导二次压；以及先导切换阀，其在上述回转回路的压力达到第二设定压力的情况下切换到打开位置，使用于将上述回转再生用切换阀切换到打开位置的先导流体通过。

Description

混合动力建筑机械的控制系统

技术领域

本发明涉及一种混合动力建筑机械的控制系统，其具备利用自致动器导入的工作流体进行能量再生的再生装置。

背景技术

作为以往的混合动力建筑机械，已知有利用自回转马达导入的工作油使液压马达旋转而进行能量再生的混合动力建筑机械。

在日本JP2009－281525A公开有，在用于检测回转马达在回转时的回转压力或在制动时的制动压力的压力传感器的压力信号达到预先设定的压力时，将电磁切换阀切换到打开位置而进行回转再生，并且控制与安全阀并列设置的电磁比例节流阀的开度，从而减少安全阀的通路阻力。

然而，在日本JP2009－281525A所记载的混合动力建筑机械中，例如在电路产生某种故障的情况下，由于回转马达的压力降低，因此即使欲停止回转再生，电磁切换阀也仍维持被切换到打开位置的状态，存在回转马达的可控性变差的隐患。

发明内容

本发明的目的在于提高回转再生时的失效保护性能。

根据本发明的某一方式，混合动力建筑机械的控制系统包括：流体压泵，其作为回转马达的驱动源；再生用的再生马达，其在自用于驱动上述回转马达的回转回路导入的工作流体的作用下旋转；旋转电机，其连结于上述再生马达；压力检测器，其检测上述回转马达进行回转动作时的回转压力或者进行制动动作时的制动压力；控制器，其进行上述混合动力建筑机械的再生控制；回转再生用切换阀，其在供给的先导流体的压力的作用下进行切换，在切换到打开位置时该回转再生用切换阀自上述回转回路向上述再生马达引导工作流体，而进行回转再生；电磁比例减压阀，在上述压力检测器的检测压力达到预先设定的第一设定压力的情况下，该电磁比例减压阀按照来自上述控制器的指令切换到打开位置，而产生用于将上述回转再生用切换阀切换到打开位置的先导二次压；以及先导切换阀，其以与上述电磁比例减压阀串联的方式设置，在上述回转回路的压力达到预先设定的第二设定压力的情况下，该先导切换阀将该压力作为先导压而切换到打开位置，使用于将上述回转再生用切换阀切换到打开位置的先导流体通过。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式的混合动力建筑机械的控制系统的回路图。

图2是图1中的主要部分放大图。

图3是表示本发明的第二实施方式的混合动力建筑机械的控制系统的回路图。

图4是表示本发明的第三实施方式的混合动力建筑机械的控制系统的回路图。

图5是表示本发明的第四实施方式的混合动力建筑机械的控制系统的回路图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式的混合动力建筑机械的控制系统进行说明。在以下的各实施方式中，对混合动力建筑机械是液压挖掘机的情况进行说明。

(第一实施方式)

以下，参照图1以及图2说明本发明的第一实施方式的混合动力建筑机械的控制系统100。

如图1所示，液压挖掘机包括用发动机73驱动的作为流体压泵的第一主泵71、第二主泵72。第一主泵71、第二主泵72是能够调整斜板的偏转角的可变容量型泵，并同轴地旋转。

自第一主泵71排出的工作油(工作流体)自上游侧起依次供给到控制回转马达76的操作阀1、控制斗杆缸(未图示)的斗杆一档用的操作阀2、控制作为流体压缸的动臂缸77的动臂二档用的操作阀3、控制备用配件(未图示)的操作阀4、以及控制左行驶用的第一行驶用马达(未图示)的操作阀5。各操作阀1～5控制自第一主泵71导入各致动器的工作油的流量，控制各致动器的动作。各操作阀1～5靠伴随着液压挖掘机的操作人员手动操作操作杆而供给的先导压进行操作。

各操作阀1～5通过彼此并列的中立流路6与并行流路7而连接于第一主泵71。在中立流路6中的、操作阀5的下游侧设有用于生成先导压的先导压生成机构8。通过的流量多则先导压生成机构8在上游侧生成较高的先导压，通过的流量少则先导压生成机构8在上游侧生成较低的先导压。

在操作阀1～5全部处于中立位置或者中立位置附近时，中立流路6将自第一主泵71排出的工作油的全部或者一部分引导到油箱。此时，由于通过先导压生成机构8的流量变多，因此生成较高的先导压。

另一方面，若操作阀1～5被切换到全冲程的状态，则中立流路6关闭，工作油不再流通。此时，通过先导压生成机构8的流量几乎消失，先导压保持为零。但是，根据操作阀1～5的操作量，有时自第一主泵71排出的工作油的一部分被引导到致动器，其余的工作油自中立流路6被引导到油箱，因此先导压生成机构8生成与中立流路6的工作油的流量对应的先导压。换句话说，先导压生成机构8生成与操作阀1～5的操作量对应的先导压。

在先导压生成机构8连接有先导流路9，先导流路9被导入利用先导压生成机构8生成的先导压。先导流路9连接于控制第一主泵71的斜板的偏转角的调节器10。调节器10以与先导流路9的先导压成比例(比例常数是负数)的方式控制第一主泵71的斜板的偏转角，从而控制第一主泵71每旋转一周所排出的排量。因此，若操作阀1～5被切换到全冲程，中立流路6中的流动消失，先导流路9的先导压成为零，则第一主泵71的斜板的偏转角达到最大，每旋转一周所排出的排量达到最大。

在先导流路9设有用于检测先导流路9的压力的第一压力传感器11。

自第二主泵72排出的工作油自上游侧起依次供给到控制右行驶用的第二行驶用马达(未图示)的操作阀12、控制铲斗缸(未图示)的操作阀13、控制动臂缸77的动臂一档用的操作阀14、以及控制斗杆缸(未图示)的斗杆臂二档用的操作阀15。各操作阀12～15控制自第二主泵72导入各致动器的工作油的流量，从而控制各致动器的动作。各操作阀12～15靠伴随着液压挖掘机的操作人员手动操作操作杆而供给的先导压进行操作。

各操作阀12～15通过中立流路16而连接于第二主泵72。另外，操作阀13以及操作阀14通过与中立流路16并列的并行通路17而连接于第二主泵72。在中立流路16中的、操作阀15的下游侧设有用于生成先导压的先导压生成机构18。先导压生成机构18具有与第一主泵71侧的先导压生成机构8相同的功能。

在先导压生成机构18连接有先导流路19，先导流路19被导入靠先导压生成机构18生成的先导压。先导流路19连接于控制第二主泵72的斜板的偏转角的调节器20。调节器20以与先导流路19的先导压成比例(比例常数是负数)的方式控制第二主泵72的斜板的偏转角，从而控制第二主泵72每旋转一周所排出的排量。因此，若操作阀12～15被切换到全冲程，中立流路16中的流动消失，先导流路19的先导压成为零，则第二主泵72的斜板的偏转角达到最大，每旋转一周所排出的排量达到最大。

在先导流路19设有用于检测先导流路19的压力的第二压力传感器21。

在发动机73设有利用发动机73的余力发电的发电机22。利用发电机22发电而得到的电力经由电池充电器23被充入电池24。电池充电器23在与通常的家庭用的电源25连接的情况也能够向电池24充入电力。

接下来，对回转马达76进行说明。

回转马达76设于用于驱动回转马达76的回转回路75。回转回路75包括：一对供排通路26、27，它们将第一主泵71与回转马达76连接起来，并夹设有操作阀1；以及溢流阀28、29，它们分别连接于供排通路26、27，并在设定压力下开阀。

在操作阀1处于中立位置(图1所示的状态)的情况下，由于操作阀1的致动器油口关闭，因此工作油相对于回转马达76的供排被阻断，回转马达76保持停止状态。

若操作阀1切换到图1中的右侧位置，则供排通路26与第一主泵71连接，供排通路27与油箱连通。由此，工作油通过供排通路26被供给从而回转马达76旋转，并且来自回转马达76的返回工作油通过供排通路27排出到油箱。另一方面，若操作阀1切换到图1中的左侧位置，则供排通路27与第一主泵71连接，供排通路26与油箱连通，回转马达76反向旋转。

在回转马达76进行回转动作时，在供排通路26的回转压力达到了溢流阀28的设定压力的情况下，溢流阀28开阀，在供排通路27的回转压力达到了溢流阀29的设定压力的情况下，溢流阀29开阀，从而高压侧的多余流量被引导到低压侧。

在回转马达76进行回转动作的过程中，若操作阀1被切换到中立位置，则操作阀1的致动器油口关闭，由供排通路26、供排通路27、回转马达76、以及溢流阀28、29构成闭合回路。这样，即使操作阀1的致动器油口关闭，回转马达76也将靠惯性能量继续旋转而发挥泵作用。

由此，供排通路26、27中、在回转动作时处于低压的一者成为高压，供排通路26、27中、在回转动作时处于高压的另一者成为低压，制动力作用于回转马达76而进行制动动作。此时，在供排通路26的制动压力达到了溢流阀28的设定压力的情况下，溢流阀28开阀，在供排通路27的制动压力达到了溢流阀29的设定压力的情况下，溢流阀29开阀，而将高压侧的制动流量引导到低压侧。

在回转马达76进行制动动作时，在回转马达76的吸入流量不足的情况下，通过仅容许工作油自油箱向供排通路26的流动的单向阀54和仅容许工作油自油箱向供排通路27的流动的单向阀55吸入油箱的工作油。

接下来，对动臂缸77进行说明。

控制动臂缸77的动作的操作阀14靠伴随着液压挖掘机的操作人员手动操作操作杆93而自先导泵94通过先导阀95供给到先导室96a、96b的先导压进行操作。动臂二档用的操作阀3与操作阀14连动地进行切换。

在先导室96a被供给先导压的情况下，操作阀14切换到图1中的右侧位置，自第二主泵72排出的工作油通过供排通路30供给到动臂缸77的活塞侧室31，并且来自杆侧室32的返回工作油通过供排通路33排出到油箱，动臂缸77伸长。

另一方面，在先导室96b被供给先导压的情况下，操作阀14切换到图1中的左侧位置，自第二主泵72排出的工作油通过供排通路33供给到动臂缸77的杆侧室32，并且来自活塞侧室31的返回工作油通过供排通路30排出到油箱，动臂缸77收缩。

在先导室96a、96b未被供给先导压的情况下，操作阀14被切换到中立位置(图1所示的状态)，工作油相对于动臂缸77的供排被阻断，动臂保持停止的状态。

在将操作阀14切换到中立位置而停止动臂的移动的情况下，由于铲斗、斗杆、以及动臂等的自重，收缩方向的力作用于动臂缸77。这样，动臂缸77在操作阀14位于中立位置的情况下利用活塞侧室31保持负载，活塞侧室31成为负载侧压力室。

混合动力建筑机械的控制系统100具备回收来自回转回路75以及动臂缸77的工作油的能量而进行能量再生的再生装置。以下，对该再生装置进行说明。

再生装置所进行的再生控制是靠控制器90进行的。控制器90包括执行再生控制的CPU、存储有CPU的处理动作所需的控制程序、设定值等的ROM、以及暂时存储各种传感器所检测出的信息的RAM。

首先，对利用来自回转回路75的工作油而进行能量再生的回转再生装置进行说明。

在连接于回转马达76的供排通路26、27分别连接有分支通路57、58。分支通路57、58汇合，并与用于将来自回转回路75的工作油引导到再生用的再生马达88的回转再生通路45连接。在分支通路57设有仅容许工作油自供排通路26向回转再生通路45的流动的单向阀46，在分支通路58设有仅容许工作油自供排通路27向回转再生通路45的流动的单向阀47。回转再生通路45通过汇合再生通路44而连接于再生马达88。

再生马达88是能够调整斜板的偏转角的可变容量型马达，并与作为兼作发电机的旋转电机的电动马达91以同轴旋转的方式连结。在电动马达91作为发电机发挥功能的情况下，利用电动马达91发出的电力经由逆变器92而充入电池24。再生马达88与电动马达91既可以直接连结，也可以借助减速器来连结。

在回转再生通路45设有作为回转再生用切换阀的切换阀48，该切换阀48在基于自控制器90输出的信号而供给的先导流体的压力的作用下进行切换控制。在切换阀48与单向阀46、47之间设有作为压力检测器的压力传感器49，该压力传感器49用于检测回转马达76进行回转动作时的回转压力或者进行制动动作时的制动压力。利用压力传感器49检测出的压力信号被输出到控制器90。

切换阀48在先导室48a未被供给先导压时被设定于闭合位置(图1所示的状态)并阻断回转再生通路45。切换阀48在先导室48a被供给了先导压时被设定于打开位置并使回转再生通路45开通。切换阀48若切换到打开位置，则将来自回转回路75的工作油引导到再生马达88。由此，进行回转再生。这样，切换阀48用于进行回转再生。

如图2所示，为了供给切换切换阀48的先导压，设有在压力传感器49的检测压力达到预先设定的第一设定压力的情况下按照来自控制器90的开阀指令切换到打开位置的电磁比例减压阀101、以及在回转回路75的压力达到预先设定的第二设定压力的情况下将该压力作为先导压而切换到供给位置(打开位置)102b的、作为先导切换阀的三通阀102。

将来自被发动机73驱动的先导泵的先导流体引导到先导室48a，从而切换切换阀48。也可以取代于此，而对将三通阀102切换到供给位置102b的、回转回路75的压力减压并引导到先导室48a，从而切换切换阀48。

电磁比例减压阀101根据来自控制器90的开阀指令产生用于将切换阀48切换到打开位置的先导二次压。由电磁比例减压阀101产生的先导二次压被引导到三通阀102。电磁比例减压阀101在未被输入来自控制器90的开阀指令的状态下不输出先导二次压。

若电磁比例减压阀101被输入来自控制器90的开阀指令，则螺线管101b的电磁力根据指令值而成比例地变化，产生与电磁力对应的先导二次压。因此，电磁比例减压阀101能够根据来自控制器90的开阀指令而成比例地调整先导二次压。

三通阀102被设为与电磁比例减压阀101串联。三通阀102包括能够排出先导室48a的先导流体的排出位置(闭合位置)102a、能够向先导室48a供给先导流体的供给位置(打开位置)102b、以及被导入回转回路75的压力来作为先导压的先导室102c。

三通阀102被做成在回转回路75的压力被引导到先导室102c从而三通阀102被切换到供给位置102b时，能够供用于将切换阀48切换到打开位置的先导流体通过。比用于控制自回转回路75导入的工作油的导通的切换阀48靠上游的压力被作为先导压而引导到三通阀102的先导室102c。通过三通阀102后的先导流体被引导到切换阀48的先导室48a。

第一设定压力被设定为开始回转再生的回转再生开始压力。第二设定压力被设定为比第一设定压力低。因此，若回转回路75的压力上升，则首先在达到第二设定压力时，三通阀102被切换到供给位置102b。然后，若回转回路75的压力进一步上升而达到第一设定压力。则根据来自控制器90的开阀指令而输出先导二次压。

这样，若回转回路75的压力上升，首先，三通阀102被切换到供给位置102b，成为将先导流体引导到先导室48a的待机状态。然后，若回转回路75的压力达到开始回转再生的回转再生开始压力，则电磁比例减压阀101输出先导二次压而实际上向先导室48a导入先导流体。这样，能够仅在回转回路75的压力为预定以上的情况下将切换阀48切换到打开位置。

由此，与将电磁切换阀用作回转再生用切换阀的情况相比较，通过使用作为先导切换阀的切换阀48，即使电路产生某种故障，切换阀48也会在回转回路75自身的回转压力降低时切换到闭合位置，因此能够避免回转失控。换言之，由于回转压力达到预定的压力以上所以进行回转再生，因此在回转压力为预定的压力以下的情况下，能够防止电气误工作。

如以上那样，在根据来自控制器90的指令而切换的电磁比例减压阀101、以及将回转回路75的压力作为先导压而切换的三通阀102都被切换到打开位置的情况下，切换阀48被切换到先导室48a被供给先导流体而进行回转再生的打开位置。因此，例如即使在控制器90、电磁比例减压阀101的螺线管101b等的电路产生某种故障的情况下，三通阀102也会在自回转回路75导入的工作流体的压力降低时被切换到排出位置102a。由此，先导流体不再被供给，因此切换阀48被切换到闭合位置。因此，能够提高回转再生时的失效保护性能。

三通阀102配设于电磁比例减压阀101与切换阀48之间。在该情况下，来自先导泵的先导压被电磁比例减压阀101减压而引导到三通阀102。由此，能够使三通阀102小型化。并不局限于此，也可以颠倒电磁比例减压阀101与三通阀102的顺序而将电磁比例减压阀101配设于三通阀102与切换阀48之间。

对工作油自回转回路75流向再生马达88的路径进行说明。例如，在进行回转马达76靠通过供排通路26供给的工作油回转的回转动作时，供排通路26的多余油通过分支通路57以及单向阀46而流入回转再生通路45，并引导到再生马达88。另外，在回转马达76靠通过供排通路26而供给的工作油回转时，在进行操作阀1被切换到中立位置的制动动作时，靠回转马达76的泵作用排出的工作油通过分支通路58以及单向阀47而流入回转再生通路45，并引导到再生马达88。

在回转再生通路45中的切换阀48的下游侧设有减压阀50。减压阀50是以入口与出口的压差为恒定值的方式动作的压差恒定型的阀。

在回转再生通路45连接有绕过减压阀50的旁通通路56。在旁通通路56设有具有阻断位置与连通位置的旁通阀51。旁通阀51是先导操作型的切换阀。旁通阀51在先导室51a未被供给先导压的正常状态下成为连通位置(图1所示的状态)，在操作阀14的先导室96b被供给先导压时同时，将相同的压力的先导压供给到先导室51a，并设定于阻断位置。换句话说，旁通阀51在向动臂缸77的活塞侧室31收缩的方向操作操作阀14的先导压的作用下被设定于阻断位置，与动臂缸77的收缩动作连动地进行切换。

以下，对回转再生的再生控制进行说明。

控制器90在判断为压力传感器49的检测压力达到回转再生开始压力的情况下向电磁比例减压阀101输出开阀指令，从而向切换阀48的先导室48a供给先导流体。由此，切换阀48被切换到打开位置，回转再生开始。

控制器90在判断为压力传感器49的检测压力小于回转再生开始压力的情况下停止向电磁比例减压阀101发出的开阀指令。由此，切换阀48被切换到闭合位置，回转再生停止。

接下来，对利用来自动臂缸77的工作油而进行能量再生的动臂再生装置进行说明。

在将动臂缸77的活塞侧室31与操作阀14连接起来的供排通路30设有根据控制器90的输出信号控制开度的电磁比例节流阀34。电磁比例节流阀34在正常状态下保持全开位置。

在供排通路30连接有自活塞侧室31与电磁比例节流阀34之间分支的、作为缸再生通路的动臂再生通路52。动臂再生通路52是用于将来自活塞侧室31的返回工作油引导到再生马达88的通路。回转再生通路45与动臂再生通路52汇合而连接于汇合再生通路44。

在动臂再生通路52设有靠自控制器90输出的信号进行切换控制的作为缸再生用切换阀的切换阀53。切换阀53在螺线管为非励磁时设定于闭合位置(图1所示的状态)，阻断动臂再生通路52，切换阀53在螺线管励磁时设定于打开位置，并使动臂再生通路52开通。切换阀48与切换阀53并列设置。

在操作阀14设有检测操作阀14的操作方向与其操作量的传感器97。利用传感器97检测出的压力信号被输出到控制器90。检测操作阀14的操作方向与其操作量等同于检测动臂缸77的伸缩方向与其伸缩量。因此，传感器97作为检测动臂缸77的动作状态的动作状态检测器发挥功能。

此外，作为动作状态检测器，取代驱动传感器97，既可以在动臂缸77设置检测活塞杆的移动方向与其移动量的传感器，或者也可以在操作杆93设置检测操作杆93的操作方向与其操作量的传感器。

控制器90基于传感器97的检测结果而判断操作人员欲使动臂缸77伸长还是欲使动臂缸77收缩。控制器90若判断是动臂缸77的伸长动作则将电磁比例节流阀34保持于正常状态即全开位置，并且将切换阀53保持于闭合位置。

另一方面，控制器90若判断是动臂缸77的收缩动作，则根据操作阀14的操作量计算操作人员所要求的动臂缸77的收缩速度，并且关闭电磁比例节流阀34，将切换阀53切换到打开位置。由此，来自动臂缸77的返回工作油全部被引导到再生马达88，进行动臂再生。

然而，若再生马达88所消耗的流量比为了维持操作人员所要求的动臂缸77的收缩速度而需要的流量小，则动臂缸77不能维持操作人员所要求的收缩速度。这时，控制器90基于操作阀14的操作量、再生马达88的斜板的偏转角、以及电动马达91的转速等而控制电磁比例节流阀34的开度，以便使再生马达88所消耗的流量以上的流量返回到油箱，维持操作人员所要求的动臂缸77的收缩速度。

接下来，对旁通阀51的动作进行说明。首先，对仅进行回转再生的情况进行说明。

控制器90在判断为压力传感器49的检测压力达到回转再生开始压力的情况下，向电磁比例减压阀101输出开阀指令，向切换阀48的先导室48a供给先导流体。由此，切换阀48被切换到打开位置，回转再生开始。

另一方面，控制器90若基于传感器97的检测结果判断是动臂缸77处于伸长动作过程中或者停止中，则将切换阀53设定于闭合位置。由此，来自动臂缸77的返回工作油不会被引导到再生马达88，不会进行动臂再生。

这里，在动臂缸77进行伸长动作时以及停止时，操作阀14的先导室96b未被供给先导压，因此旁通阀51的先导室51a也未被供给先导压，旁通阀51成为连通位置。由此，来自回转回路75的工作油绕过减压阀50而通过旁通阀51被引导到再生马达88。

这样，在仅进行回转再生的情况下，旁通阀51被设定于连通位置，来自回转回路75的工作油以未被减压阀50减压为前提引导到再生马达88。因此，可进行高效的再生。

这里，由于在仅进行回转再生的情况下，来自回转回路75的工作油以未被减压阀50减压为前提引导到再生马达88，因此，回转回路75的压力容易降低。存在切换阀48以如下方式重复开闭的隐患：在回转回路75的压力降低到比回转再生开始压力低的情况下，切换阀48被切换到闭合位置，回转再生停止，之后，若回转马达76处于回转动作过程中，则回转回路75的压力再次上升，在回转回路75的压力再次达到回转再生开始压力时，切换阀48切换到打开位置，回转再生再次开始。在产生这种情况时，存在因切换阀48的开闭所带来的压力变动而引发振动的隐患。

因此，在仅进行回转再生的情况下，控制器90控制再生马达88的斜板的偏转角以及转速而控制引导到再生马达88的再生流量，以避免压力传感器49的检测压力降低到比回转再生开始压力低。具体而言，控制器90根据压力传感器49的检测压力计算理论回转再生流量，以使引导到再生马达88的再生流量不超过理论回转再生流量的方式控制再生马达88的斜板的偏转角以及转速。使用规定了压力传感器49的检测压力与流入溢流阀28、29的溢流流量之间的关系的映射表而计算理论回转再生流量。

换句话说，控制器90通过参照映射表而根据压力传感器49的检测压力计算流入溢流阀28、29的溢流流量(理论回转再生流量)，将引导到再生马达88的再生流量控制为不超过该溢流流量。由此，即使在仅进行回转再生，且来自回转回路75的工作油以不被减压阀50减压为前提引导到再生马达88的情况下，也能够将回转回路75的压力保持为不给回转马达76的回转动作或制动动作带来影响的压力。

接下来，对同时进行回转再生与动臂再生的情况进行说明。

控制器90在判断为压力传感器49的检测压力达到了回转再生开始压力的情况下，向电磁比例减压阀101输出开阀指令，从而向切换阀48的先导室48a供给先导流体。由此，切换阀48被切换到打开位置，回转再生开始。另一方面，控制器90若基于传感器97的检测结果而判断为动臂缸77处于收缩动作过程中，则将切换阀53切换到打开位置。由此，来自动臂缸77的返回工作油被引导到再生马达88，进行动臂再生。

这里，在动臂缸77进行收缩动作时，在操作阀14的先导室96b被供给先导压的同时，旁通阀51的先导室51a也被供给先导压，因此旁通阀51被设定于阻断位置。由此，来自回转回路75的工作油通过减压阀50而引导到再生马达88。

这样，在同时进行回转再生与动臂再生的情况下，旁通阀51被设定于阻断位置，来自回转回路75的工作油被减压阀50减压并被引导到再生马达88。因此，来自回转回路75的工作油被减压并与来自动臂缸77的返回工作油汇合，并被引导到再生马达88。

来自动臂缸77的返回工作油的压力比来自回转回路75的工作油的压力小。减压阀50起到弥补来自动臂缸77的返回工作油与来自回转回路75的工作油之间的压差的作用。换句话说，由于来自回转回路75的工作油被减压阀50减压，从而来自回转回路75的工作油与来自动臂缸77的返回工作油在汇合再生通路44稳定地汇合。

另外，如上述那样，在回转再生时，存在因切换阀48的开闭所带来的压力变动而引发振动的隐患。然而，在同时进行回转再生与动臂再生的情况下，由于来自回转回路75的工作油被减压阀50减压，因此回转回路75的压力成为再生马达88的压力加上减压阀50的压力损失而得到的压力。因此，能够防止回转回路75的压力降低，并防止因回转回路75的压力降低而引发振动。

如以上那样，旁通阀51被控制为：在仅进行回转再生的情况下，来自回转回路75的工作油以不被减压阀50减压为前提引导到再生马达88，在同时进行回转再生与动臂再生的情况下，来自回转回路75的工作油被减压阀50减压而引导到再生马达88。这样，能够以简单的再生控制进行高效的再生。

在以上的实施方式中，说明了旁通阀51是先导操作型的切换阀的情况。也可以取代于此，而用电磁阀构成旁通阀51。此时，旁通阀51靠基于传感器97的检测结果而自控制器90输出的信号设定于阻断位置。具体而言，控制器90在基于传感器97的检测结果判断为动臂缸77处于收缩动作过程中的情况下，将旁通阀51切换到阻断位置。

另外，在以上的实施方式中，作为利用来自流体压缸的返回工作油进行再生的例子，说明了利用来自动臂缸77的返回工作油的情况。然而，也可以取代动臂缸77而利用来自斗杆驱动用的斗杆缸或者铲斗驱动用的铲斗缸的返回工作油而进行再生。由于斗杆缸以及铲斗缸在操作阀2、13处于中立位置的情况下大多为靠杆侧室保持负载的状态，因此也可以将杆侧室作为负载侧压力室。

接下来，对辅助第一主泵71、第二主泵72的输出的辅助泵89进行说明。辅助泵89是能够调整斜板的偏转角的可变容量型泵，并且以与再生马达88同轴旋转的方式连结于该再生马达88。辅助泵89靠电动马达91的驱动力旋转。电动马达91的转速通过逆变器92而被控制器90控制。辅助泵89以及再生马达88的斜板的偏转角通过倾角控制器35、36而被控制器90控制。

在辅助泵89连接有排出通路37。排出通路37分支成与第一主泵71的排出侧汇合的第一辅助流路38、以及与第二主泵72的排出侧汇合的第二辅助流路39而形成。在第一辅助流路38设有靠控制器90的输出信号控制开度的第一电磁比例节流阀40，在第二辅助流路39设有靠控制器90的输出信号控制开度的第二电磁比例节流阀41。另外，在第一辅助流路38中的、比第一电磁比例节流阀40靠下游的位置设有仅容许工作油自辅助泵89向第一主泵71流动的单向阀42，在第二辅助流路39中的、比第二电磁比例节流阀41靠下游的位置设有仅容许工作油自辅助泵89向第二主泵72的流动的单向阀43。

若辅助泵89靠电动马达91的驱动力旋转，则辅助泵89对第一主泵71、第二主泵72的输出进行辅助。控制器90根据来自第一压力传感器11、第二压力传感器21的压力信号来控制第一电磁比例节流阀40、第二电磁比例节流阀41的开度，从而将自辅助泵89排出的工作油按比例分配，而供给到第一主泵71、第二主泵72的排出侧。

若通过汇合再生通路44向再生马达88供给工作油，再生马达88旋转，则再生马达88的旋转力作为针对同轴旋转的电动马达91的辅助力发挥作用。因此，能够使电动马达91的消耗电力减少再生马达88的旋转力的大小。

在将再生马达88用作驱动源并将电动马达91用作发电机时，辅助泵89将斜板的偏转角设定为零并成为基本无负载状态。

根据以上的第一实施方式，起到以下所示的效果。

在按照来自控制器90的指令切换的电磁比例减压阀101、以及将回转回路75的压力作为先导压而切换的三通阀102都被切换到打开位置的情况下，切换阀48被切换到先导室48a被供给先导流体而进行回转再生的打开位置。因此，例如即使在控制器90、电磁比例减压阀101的螺线管101b等的电路产生某种故障的情况下，三通阀102也会在自回转回路75导入的工作流体的压力降低时被切换到排出位置102a。由此，先导流体不再被供给，因此切换阀48被切换到闭合位置。因此，能够提高回转再生时的失效保护性能。

另外，在本实施方式的再生控制中，在仅进行回转再生的情况下，来自回转回路75的工作油以不被减压阀50减压为前提引导到再生马达88，在同时进行回转再生与动臂再生的情况下，来自回转回路75的工作油被减压阀50减压而引导到再生马达88，因此是简单的控制。另外，在仅进行回转再生的情况下，来自回转回路75的工作油以不被减压为前提引导到再生马达88，因此可进行高效的再生。由此，能够以简单的再生控制进行高效的再生。

(第二实施方式)

以下，参照图3对本发明的第二实施方式的混合动力建筑机械的控制系统200进行说明。在以下所示的各实施方式中，以与上述第一实施方式不同的点为中心进行说明，对具有与第一实施方式相同的功能的结构标注相同的附图标记并省略说明。

在混合动力建筑机械的控制系统200中，在回转再生通路45设有具有上述第一实施方式的切换阀48以及旁通阀51的功能的、作为回转再生用切换阀的切换阀201。

切换阀201是如下先导切换阀：其具有阻断位置A、第一连通位置B、以及第二连通位置C这三个位置，并在基于控制器90的输出信号供给的先导流体的压力的作用下切换位置。另外，切换阀201具有供回转回路75的压力导入的入口油口201a、连通于减压阀50的出口油口201b、以及连通于旁通通路56的旁通油口201c这三个油口。旁通通路56将切换阀201的旁通油口201c与回转再生通路45中的减压阀50的下游侧连接起来。

在切换阀201的阻断位置A，出口油口201b以及旁通油口201c与入口油口201a之间的连通被阻断。在第一连通位置B，出口油口201b以及旁通油口201c连通于入口油口201a。在第二连通位置C，出口油口201b连通于入口油口201a，旁通油口201c与入口油口201a之间的连通被阻断。

控制器90在判断为压力传感器49的检测压力小于回转再生开始压力的情况下，停止向电磁比例减压阀101发出的开阀指令，将切换阀201设定于阻断位置A。在阻断位置A中，来自回转回路75的工作油不被引导到再生马达88，不进行回转再生。

另外，控制器90在压力传感器49的检测压力达到回转再生开始压力并且基于传感器97的检测结果判断为动臂缸77处于伸长动作过程中或者停止中的情况下，向电磁比例减压阀101输出开阀指令而将切换阀201设定于第一连通位置B，并且将切换阀53设定于闭合位置。换句话说，切换阀201在压力传感器49的检测压力达到回转再生开始压力、并且切换阀53处于闭合位置的情况下被设定于第一连通位置B。

由此，仅来自回转回路75的工作油被引导到再生马达88，仅进行回转再生。此时，由于旁通通路56利用切换阀201而开通，因此来自回转回路75的工作油绕过减压阀50而被引导到再生马达88。这样，在仅进行回转再生的情况下，来自回转回路75的工作油以不被减压阀50减压为前提引导到再生马达88。

另外，控制器90在压力传感器49的检测压力达到回转再生开始压力并且基于传感器97的检测结果判断为动臂缸77处于收缩动作过程中的情况下，向电磁比例减压阀101输出开阀指令而将切换阀201设定于第二连通位置C，并且将切换阀53设定于打开位置。换句话说，切换阀201在压力传感器49的检测压力达到回转再生开始压力、并且切换阀53处于打开位置的情况下被设定于第二连通位置C。

由此，来自回转回路75的工作油以及来自动臂缸77的返回工作油被引导到再生马达88，同时进行回转再生与动臂再生。此时，由于回转再生通路45利用切换阀201而开通，另一方面，旁通通路56被阻断，因此来自回转回路75的工作油通过减压阀50而引导到再生马达88。这样，在同时进行回转再生与动臂再生的情况下，来自回转回路75的工作油被减压阀50减压而引导到再生马达88。

与将切换阀201切换到第二连通位置C的情况相比较，在将切换阀201切换到第一连通位置B的情况下，控制器90输出开阀指令，以便增大电磁比例减压阀101所产生的先导二次压。由此，与将切换阀201切换到第二连通位置C的情况相比较，在将切换阀201切换到第一连通位置B的情况下，被供给到切换阀201的先导室48a的先导流体的压力更高。这样，切换阀201根据供给到先导室48a的先导压的高低而在第一连通位置B与第二连通位置C之间进行切换。

根据以上的第二实施方式，起到与第一实施方式相同的作用效果，并且不再需要第一实施方式中所需要的旁通阀51，因此能够降低成本。

(第三实施方式)

以下，参照图4对本发明的第三实施方式的混合动力建筑机械的控制系统300进行说明。

在混合动力建筑机械的控制系统300中，在回转再生通路45设有具有上述第一实施方式的切换阀48、减压阀50、以及旁通阀51的功能的作为回转再生用切换阀的切换阀301。

切换阀301是如下先导切换阀：其具有阻断位置D、第一连通位置E、以及第二连通位置F这三个位置，并在基于控制器90的输出信号供给的先导流体的压力的作用下切换位置。切换阀301在阻断位置D阻断回转再生通路45，在第一连通位置E将来自回转回路75的工作油以不减压为前提引导到再生马达88，在第二连通位置F将来自回转回路75的工作油通过节流而被减压并引导到再生马达88。

控制器90在判断为压力传感器49的检测压力小于回转再生开始压力的情况下停止向电磁比例减压阀101发出的开阀指令，将切换阀301设定于阻断位置D。在阻断位置D中，来自回转回路75的工作油不被引导到再生马达88，不进行回转再生。

另外，控制器90在压力传感器49的检测压力达到回转再生开始压力并且基于传感器97的检测结果判断为动臂缸77处于伸长动作过程中或者停止中的情况下，向电磁比例减压阀101输出开阀指令，而将切换阀301设定于第一连通位置E，并且将切换阀53设定于闭合位置。换句话说，切换阀301在压力传感器49的检测压力达到回转再生开始压力、并且切换阀53处于闭合位置的情况下被设定于第一连通位置E。

与将切换阀301切换到第二连通位置F的情况相比较，在将切换阀301切换到第一连通位置E的情况下，控制器90输出开阀指令，以便增大电磁比例减压阀101所产生的先导二次压。由此，与将切换阀301切换到第二连通位置F的情况相比较，在将切换阀301切换到第一连通位置E的情况下，被供给到切换阀301的先导室48a的先导流体的压力更高。这样，切换阀301根据供给到先导室48a的先导压的高低而在第一连通位置E与第二连通位置F之间进行切换。

由此，仅来自回转回路75的工作油被引导到再生马达88，仅进行回转再生。此时，来自回转回路75的工作油以不被切换阀301减压为前提引导到再生马达88。这样，在仅进行回转再生的情况下，来自回转回路75的工作油以不被减压为前提引导到再生马达88。

另外，控制器90在压力传感器49的检测压力达到回转再生开始压力、并且基于传感器97的检测结果判断为动臂缸77处于收缩动作过程中的情况下，向电磁比例减压阀101输出开阀指令，而将切换阀301设定于第二连通位置F，并且将切换阀53设定于打开位置。换句话说，切换阀301在压力传感器49的检测压力达到回转再生开始压力、并且切换阀53处于打开位置的情况下，被设定于第二连通位置F。

由此，来自回转回路75的工作油以及来自动臂缸77的返回工作油被引导到再生马达88，同时进行回转再生与动臂再生。此时，来自回转回路75的工作油被切换阀301节流而引导到再生马达88。这样，在同时进行回转再生与动臂再生的情况下，来自回转回路75的工作油通过节流而被减压，并被引导到再生马达88。

根据以上的第三实施方式，起到与第一实施方式相同的作用效果，并且不再需要第一实施方式中所需要的减压阀50、旁通通路56、以及旁通阀51，因此能够降低成本。

(第四实施方式)

以下，参照图5对本发明的第四实施方式的混合动力建筑机械的控制系统400进行说明。

在混合动力建筑机械的控制系统400中，在取代溢流阀28、29而设置能够调整设定压力的溢流阀65这一点上与上述各实施方式不同。

混合动力建筑机械的控制系统400包括：溢流阀65，其在回转马达76进行回转动作时的回转压力或者进行制动动作时的制动压力达到设定压力的情况下开阀，容许工作流体向低压侧的流动；以及调整器60，其能够调整溢流阀65的设定压力。

溢流阀65设为从比自回转回路75引导的工作油的切换阀48靠上游的位置分支。溢流阀65在回转回路75的压力大于作为施力构件的螺旋弹簧62的作用力的情况下开阀。通过螺旋弹簧62的作用力来确定溢流阀65的设定压力。

调整器60通过靠引导到先导室61的先导压增大螺旋弹簧62的作用力，使溢流阀65的设定压力上升。先导室61被供给自先导泵供给并通过电磁比例减压阀101与三通阀102的先导流体的压力。即，在压力传感器49的检测压力达到回转再生开始压力的情况下，先导室61被导入先导压，在压力传感器49的检测压力小于回转再生开始压力的情况下，先导室61不被导入先导压。

具体而言，在压力传感器49的检测压力达到回转再生开始压力的情况下，自控制器90向电磁比例减压阀101输出信号，电磁比例减压阀101开阀，从而先导室61被导入先导压。另一方面，在压力传感器49的检测压力小于回转再生开始压力的情况下，不会自控制器90向电磁比例减压阀101输出信号，电磁比例减压阀101闭阀，因此先导室61不会被导入先导压。

这样，调整器60以如下方式进行动作：在压力传感器49的检测压力达到回转再生开始压力的情况下，使溢流阀65的设定压力自初始设定压力起上升，在压力传感器49的检测压力小于回转再生开始压力的情况下，使溢流阀65的设定压力返回至初始设定压力。

回转再生开始压力被设定为与溢流阀65的初始设定压力、也即是未靠先导压升压的情况下的溢流阀65的设定压力相同的压力。

以下，对回转再生的再生控制进行说明。

控制器90在判断为压力传感器49的检测压力达到回转再生开始压力的情况下，向电磁比例减压阀101输出开阀指令，向切换阀48的先导室48a供给先导流体，并且向调整器60输出溢流阀65的升压指令。由此，切换阀48被切换到打开位置，回转再生开始，并且溢流阀65的设定压力自初始设定压力起上升。

这样，由于在切换阀48被切换到打开位置而开始回转再生的同时，溢流阀65的设定压力自初始设定压力起上升，因此回转回路75的工作油难以流入溢流阀65，而通过切换阀48被引导到再生马达88。因此，可抑制再生量的降低。

以往，为了在切换阀48被切换到打开位置的回转再生时使回转回路75的工作油难以流入溢流阀65，需要将用于使切换阀48开阀的回转再生开始压力设定为比溢流阀65的初始设定压力低的压力。换句话说，为了抑制再生量的降低，需要设定为切换阀48比溢流阀65更早地开阀。在该情况下，由于回转马达76以比溢流阀65的初始设定压力低的压力进行回转动作以及制动动作，因此回转马达76的加减速性能变差。

然而，在本实施方式中，在回转再生时，溢流阀65升压，回转回路75的工作油难以流入溢流阀65，因此无需将用于使切换阀48开阀的回转再生开始压力设定为比溢流阀65的初始设定压力低的压力，能够将回转再生开始压力设定为与溢流阀65的初始设定压力相同的压力。因此，即使在回转再生时，回转马达76也以溢流阀65的设定压力进行回转动作以及制动动作，因此回转马达76的加减速性能不会变差。

如以上所述，在本实施方式中，能够使回转再生时的回转马达76的加减速性能提高，并且能够抑制再生量的降低。

这里，作为使回转再生时的回转马达76的加减速性能提高、并且抑制再生量的降低的方法，可以考虑预先将溢流阀65的设定压力设定为比通常的设定压力高，并且将用于使切换阀48开阀的回转再生开始压力设定为比溢流阀65的设定压力低的压力。

然而，在该方法中，在成为电气设备产生故障等而无法进行回转再生的状况的情况下，由于回转马达76的回转动作时的回转压力以及制动动作时的制动压力变大，因此加减速特性变得过度。

与此相对，在本实施方式中，即使在成为这种状况的情况下，回转马达76也会靠未升压的溢流阀65的初始设定压力进行回转动作以及制动动作，因此能够以通常的加减速特性进行作业。这样，在本实施方式中，即使在成为不能进行回转再生的状况的情况下，也能够以通常的感觉操作建筑机械。

控制器90在判断为压力传感器49的检测压力小于回转再生开始压力的情况下，停止向切换阀48发出的开阀指令，并且停止向溢流阀65发出的调整器60的升压指令。由此，切换阀48被切换到闭合位置，回转再生停止，并且调整器60所进行的溢流阀65的升压被解除，溢流阀65的设定压力返回初始设定压力。

根据以上的第四实施方式，起到与第一实施方式相同的作用效果。另外，在切换阀48开阀而进行回转再生的情况下，溢流阀65的设定压力自初始设定压力起上升，因此回转回路75的工作油难以流入溢流阀65，而被引导到再生马达88。因此，可抑制再生量的降低。另外，作为在进行回转再生的情况下回转回路75的工作油难以流入溢流阀65的结果，无需将用于使切换阀48开阀的回转再生开始压力设定为比溢流阀65的初始设定压力低的压力。因此，即使在进行回转再生的情况下，回转马达76的加减速性能也不会变差。由此，能够使回转再生时的回转马达76的加减速性能提高，并且能够抑制再生量的降低。

在上述第四实施方式中，溢流阀65设为从比控制自回转回路75引导的工作油的导通的切换阀48靠上游的位置分支。在该情况下，由于只要设置单一的溢流阀65即可，因此能够降低成本。也可以取代于此，而将图1、图3以及图4所示的设于供排通路26的溢流阀28、设于供排通路27的溢流阀29做成与溢流阀65相同的结构。即使如此构成，也起到与上述第四实施方式相同的作用效果。

以上，说明了本发明的实施方式，但是上述实施方式只不过是本发明的应用例的一部分，其主旨并不在于将本发明的技术范围限定于上述实施方式的具体结构。

本申请要求基于2013年9月27日向日本国特许厅申请的特愿2013－201408号的优先权，将该申请的所有内容通过参照编入本说明书。

Claims (12)

1.一种混合动力建筑机械的控制系统，其中，该混合动力建筑机械的控制系统包括：

流体压泵，其作为回转马达的驱动源；

再生用的再生马达，其在自用于驱动上述回转马达的回转回路导入的工作流体的作用下旋转；

旋转电机，其连接于上述再生马达；

压力检测器，其检测上述回转马达进行回转动作时的回转压力或者进行制动动作时的制动压力；

控制器，其进行上述混合动力建筑机械的再生控制，

该混合动力建筑机械的控制系统的特征在于，其还包括：

回转再生用切换阀，其在所供给的先导流体的压力的作用下进行切换，在切换到打开位置时，该回转再生用切换阀自上述回转回路向上述再生马达引导工作流体，而进行回转再生；

电磁比例减压阀，在上述压力检测器的检测压力达到预先设定的第一设定压力的情况下，该电磁比例减压阀按照来自上述控制器的指令切换到打开位置，而产生用于将上述回转再生用切换阀切换到打开位置的先导二次压；以及

先导切换阀，其以与上述电磁比例减压阀串联的方式设置，在上述回转回路的压力达到预先设定的第二设定压力的情况下，该先导切换阀将该压力作为先导压而切换到打开位置，使用于将上述回转再生用切换阀切换到打开位置的先导流体通过。

2.根据权利要求1所述的混合动力建筑机械的控制系统，其中，

上述第一设定压力被设定为开始回转再生的回转再生开始压力，

上述第二设定压力被设定为比上述第一设定压力低。

3.根据权利要求1所述的混合动力建筑机械的控制系统，其中，

上述先导切换阀配设于上述电磁比例减压阀与上述回转再生用切换阀之间。

4.根据权利要求1所述的混合动力建筑机械的控制系统，其中，

上述回转再生用切换阀在自先导泵导入的先导流体的压力的作用下进行切换。

5.根据权利要求1所述的混合动力建筑机械的控制系统，其中，

上述回转再生用切换阀在将上述先导切换阀切换到打开位置的上述回转回路的压力的作用下进行切换。

6.根据权利要求1所述的混合动力建筑机械的控制系统，其中，

上述混合动力建筑机械的控制系统还包括：

回转再生通路，其设有上述回转再生用切换阀；

减压阀，其设于上述回转再生通路中的上述回转再生用切换阀的下游侧；

旁通通路，其连接于上述回转再生通路并绕过上述减压阀；以及

旁通阀，其设于上述旁通通路，并具有阻断位置与连通位置。

7.根据权利要求6所述的混合动力建筑机械的控制系统，其中，

上述混合动力建筑机械的控制系统还包括：

流体压缸，其被上述流体压泵驱动；

动作状态检测器，其检测上述流体压缸的动作状态；

缸再生用切换阀，其与上述回转再生用切换阀并列设置，基于上述动作状态检测器的检测结果而开阀，并自上述流体压缸向上述再生马达引导工作流体而进行缸再生；

缸再生通路，其设有上述缸再生用切换阀；以及

汇合再生通路，上述回转再生通路与上述缸再生通路汇合并连接于该汇合再生通路，且该汇合再生通路向上述再生马达引导工作流体。

8.根据权利要求7所述的混合动力建筑机械的控制系统，其中，

上述再生马达在自用于驱动上述回转马达的上述回转回路导入的工作流体以及自上述流体压缸导入的工作流体的作用下旋转，

上述旁通阀在仅进行上述回转再生的情况下被设定于上述连通位置，在同时进行上述回转再生与上述缸再生的情况下被设定于上述阻断位置。

9.根据权利要求7所述的混合动力建筑机械的控制系统，其中，

上述回转再生用切换阀在上述压力检测器的检测压力小于上述第一设定压力的情况下，被设定于阻断位置，在上述压力检测器的检测压力达到上述第一设定压力、并且上述缸再生用切换阀处于闭阀状态的情况下，被设定于将上述旁通通路开通的第一连通位置，在上述压力检测器的检测压力达到上述第一设定压力、并且上述缸再生用切换阀处于开阀状态的情况下，被设定于将上述回转再生通路开通并将上述旁通通路阻断的第二连通位置。

10.根据权利要求7所述的混合动力建筑机械的控制系统，其中，

上述回转再生用切换阀在上述压力检测器的检测压力小于上述第一设定压力的情况下，被设定于阻断位置，在上述压力检测器的检测压力达到上述第一设定压力、并且上述缸再生用切换阀处于闭阀状态的情况下，被设定于不对来自上述回转回路的工作流体减压、而引导到上述再生马达的第一连通位置，在上述压力检测器的检测压力达到上述第一设定压力、并且上述缸再生用切换阀处于开阀状态的情况下，被设定于将来自上述回转回路的工作流体节流并引导到上述再生马达的第二连通位置。

11.根据权利要求8所述的混合动力建筑机械的控制系统，其中，

上述再生马达是能够调整斜板的偏转角的可变容量型马达，

在仅进行上述回转再生的情况下，上述控制器控制上述再生马达的斜板的偏转角以及上述再生马达的转速，以避免上述压力检测器的检测压力降低到比上述第一设定压力低。

12.根据权利要求1所述的混合动力建筑机械的控制系统，其中，

上述混合动力建筑机械的控制系统包括：

溢流阀，其在上述回转马达进行回转动作时的回转压力或者进行制动动作时的制动压力达到设定压力的情况下开阀，容许工作流体向低压侧的流动；以及

调整器，其能够调整上述溢流阀的设定压力；

在上述压力检测器的检测压力达到上述第一设定压力的情况下，上述调整器使上述溢流阀的设定压力自初始设定压力起上升。