CN105814324A - 混合动力建筑机械的控制系统 - Google Patents

Abstract

混合动力建筑机械的控制系统(100)包括：主泵(MP1)，其用于喷出工作流体而驱动致动器(RM)；再生马达(M)，其被从所述致动器(RM)经由第一再生通路(46)排出的工作流体驱动；旋转电机(47)，其能够利用所述再生马达(M)驱动；以及再生通路切换阀(58)，其具有在所述第一再生通路(46)内的工作流体向所述再生马达(M)流入的流入量超过规定值时使所述第一再生通路(46)与箱(T)连通的箱连通位置。

Description

混合动力建筑机械的控制系统

技术领域

本发明涉及混合动力建筑机械的控制系统。

背景技术

以往，已知有这样的混合动力建筑机械：利用从致动器引导来的工作油使液压马达旋转来进行能量再生。

在日本JP2009－287745A中公开了一种混合动力建筑机械，该混合动力建筑机械包括动臂缸和回转马达，并且利用在动臂下降操作时从动臂缸引导来的工作油、在回转操作时从回转马达引导来的工作油使液压马达旋转来进行能量再生。

发明内容

然而，对于日本JP2009－287745A所记载的混合动力建筑机械，根据操作的内容、液压马达的状态的不同，有可能出现从动臂缸和回转马达向液压马达引导的工作油的流量过剩的情况。

本发明的目的在于防止被向再生马达引导的工作油的流量过剩。

根据本发明的一技术方案，混合动力建筑机械的控制系统包括：主泵，其用于喷出工作流体而驱动致动器；再生马达，其被从所述致动器经由第一再生通路排出的工作流体驱动；旋转电机，其能够利用所述再生马达驱动；以及再生通路切换阀，其具有在所述第一再生通路内的工作流体向所述再生马达流入的流入量超过规定值时使所述第一再生通路与箱连通的箱连通位置。

附图说明

图1是本发明的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中的再生通路切换阀与高压选择切换阀的放大图。

图3是高压选择切换阀的剖视图。

图4是再生通路切换阀的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式的混合动力建筑机械的控制系统100。在此，对混合动力建筑机械为液压挖掘机的情况进行说明。液压挖掘机使用工作油作为工作流体。

首先，参照图1说明混合动力建筑机械的控制系统100的整体结构。

液压挖掘机包括喷出工作油而驱动各致动器的第一主泵MP1和第二主泵MP2、从第一主泵MP1供给工作油的第一回路系统S1以及从第二主泵MP2供给工作油的第二回路系统S2。

第一主泵MP1和第二主泵MP2是能够调整斜板的偏转角的可变容量型泵。第一主泵MP1和第二主泵MP2利用发动机E进行驱动而同轴旋转。

第一回路系统S1自上游侧起依次具有用于控制回转马达RM的操作阀1、用于控制斗杆缸(未图示)的操作阀2、用于控制作为流体压缸的动臂缸BC的动臂两速用操作阀3、用于控制破碎机(日文：ブレーカ)、破碎器等预备用附件(未图示)的操作阀4以及用于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控制从第一主泵MP1向各致动器引导的工作油的流量，从而控制各致动器的动作。各操作阀1～5利用随着液压挖掘机的操作者手动操作操作杆而供给的先导压力进行操作。

各操作阀1～5经由彼此并排的作为主通路的中立流路6和并行通路7而连接于第一主泵MP1。在中立流路6中的操作阀1的上游侧设有主溢流阀8，该主溢流阀8在中立流路6的工作油压力超过预定的主溢流压力时打开而将工作油压力保持在预定的主溢流压力以下。预定的主溢流压力被较高地设定为能够充分确保各操作阀1～5的最低工作压力的程度。

在中立流路6的操作阀5的下游侧设有用于生成先导压力(负控制压力)的节流件9。对于节流件9，若通过的流量较多则在上游侧生成较高的先导压力，若通过的流量较少则在上游侧生成较低的先导压力。

与节流件9并联地设有先导溢流阀10，该先导溢流阀10在节流件9的上游侧生成的先导压力超过预定的先导溢流压力时打开而将先导压力保持在预定的先导溢流压力以下。另外，预定的先导溢流压力被设定为不会使节流件9产生异常压力的程度且比主溢流阀8的主溢流压力低。

在操作阀1～5全部位于中立位置或中立位置附近的情况下，中立流路6将从第一主泵MP1喷出的工作油的全部或一部分引导至箱T。在该情况下，经过节流件9的工作油的流量增多，因此生成较高的先导压力。

另一方面，若操作阀1～5切换为全冲程，则中立流路6关闭，工作油的流通消失。在该情况下，经过节流件9的工作油的流量几乎消失，先导压力保持为零。但是，根据操作阀1～5的操作量的情况，从第一主泵MP1喷出的工作油的一部分被引导至致动器，剩余部分从中立流路6引导至箱T，因此节流件9生成与中立流路6的工作油的流量相应的先导压力。即，节流件9生成与操作阀1～5的操作量相应的先导压力。

在节流件9的上游侧连接有先导流路11。由节流件9生成的先导压力被向先导流路11引导。先导流路11与用于控制第一主泵MP1的容量(斜板的偏转角)的调节器12连接。

调节器12与先导流路11的先导压力成正比(比例常数为负数)地控制第一主泵MP1的斜板的偏转角，从而控制第一主泵MP1的每旋转一圈的排量。因而，如果操作阀1～5切换为全冲程而使经过节流件9的工作油的流动消失从而使先导流路11的先导压力为零，则第一主泵MP1的斜板的偏转角最大，每旋转一圈的排量最大。

在先导流路11设有用于检测先导流路11的压力的压力传感器13。由压力传感器13检测到的压力信号被输出至控制器C。先导流路11的先导压力与操作阀1～5的操作量相应地发生变化。因此，由压力传感器13检测到的压力信号与第一回路系统S1的要求流量成正比。

第二回路系统S2从上游侧起依次具有用于控制右行驶用的第二行驶用马达(未图示)的操作阀14、用于控制铲斗缸(未图示)的操作阀15、用于控制动臂缸BC的操作阀16以及用于控制斗杆缸(未图示)的斗杆两速用操作阀17。

各操作阀14～17控制从第二主泵MP2向各致动器引导的工作油的流量，从而控制各致动器的动作。各操作阀14～17利用随着液压挖掘机的操作者手动操作操作杆而供给的先导压力进行操作。

各操作阀14～17经由作为主通路的中立流路18连接于第二主泵MP2。另外，各操作阀14～16经由与中立流路18并联的并行通路29连接于第二主泵MP2。在中立流路18的操作阀14的上游侧设有主溢流阀19，该主溢流阀19在中立流路18的工作油压力超过预定的主溢流压力时打开而将工作油压力保持在主溢流压力以下。预定的主溢流压力被较高地设定为能够充分确保各操作阀14～17的最低工作压力的程度。

在中立流路18的操作阀17的下游侧设有用于生成先导压力(负控制压力)的节流件20。节流件20具有与第一主泵MP1侧的节流件9相同的功能。

与节流件20并联地设有先导溢流阀21，该先导溢流阀21在节流件20的上游侧生成的先导压力超过预定的先导溢流压力时打开而将先导压力保持在预定的先导溢流压力以下。另外，预定的先导溢流压力被设定为不会使节流件20产生异常压力的程度且比主溢流阀19的主溢流压力低。

在节流件20的上游侧连接有先导流路22，由节流件20生成的先导压力被向先导流路22引导。先导流路22与用于控制第二主泵MP2的容量(斜板的偏转角)的调节器23连接。

调节器23与先导流路22的先导压力成正比(比例常数为负数)地控制第二主泵MP2的斜板的偏转角，从而控制第二主泵MP2的每旋转一圈的排量。因而，如果操作阀14～17切换为全冲程而使经过节流件20的工作油的流动消失从而使先导流路22的先导压力为零，则第二主泵MP2的斜板的偏转角最大，每旋转一圈的排量最大。

在先导流路22设有用于检测先导流路22的压力的压力传感器24。由压力传感器24检测到的压力信号被输出至控制器C。先导流路22的先导压力与操作阀14～17的操作量相应地发生变化。因此，由压力传感器24检测到的压力信号与第二回路系统S2的要求流量成正比。

发动机E设有利用发动机E的余力进行发电的发电机25。由发电机25发出的电力经由电池充电器26向电池27充入。在电池充电器26连接于普通的家庭用电源28的情况下也能够对电池27充电。

接着，说明回转马达RM。

回转马达RM设于用于驱动回转马达RM的回转回路30。回转回路30包括连接第一主泵MP1与回转马达RM并且安装有操作阀1的一对供排通路31、32和分别连接于供排通路31、32并在设定压力下打开的溢流阀33、34。

操作阀1是三位切换阀。在操作阀1为中立位置时，操作阀1的致动器端口关闭，因此工作油相对于回转马达RM的供排被阻断，回转马达RM保持停止状态。

若操作阀1切换至一位置，则供排通路31与第一主泵MP1连接，供排通路32与箱T连通。由此，工作油经由供排通路31供给从而使回转马达RM旋转，并且来自回转马达RM的返回工作油经由供排通路32排出至箱T。另一方面，若操作阀1切换至另一位置，则供排通路32与第一主泵MP1连接，供排通路31与箱T连通，回转马达RM向反方向旋转。

在回转马达RM进行回转动作时，当供排通路31、32的回转压力达到溢流阀33、34的设定压力时，溢流阀33、34打开而将高压侧的剩余流量引导至低压侧。

在回转马达RM进行回转动作的过程中，若操作阀1切换至中立位置，则操作阀1的致动器端口关闭。由此，由供排通路31、32、回转马达RM以及溢流阀33、34构成闭合回路。这样，即使操作阀1的致动器端口关闭，回转马达RM也能够在惯性能量的作用下继续旋转而发挥泵作用。

由此，在回转动作时供排通路31、32中的处于低压的一者成为高压，在回转动作时供排通路31、32中的处于高压的另一者成为低压。因此，回转马达RM被作用有制动力而进行制动动作。此时，在供排通路31、32的制动压力达到溢流阀33、34的设定压力时，溢流阀33、34打开而将高压侧的制动流量引导至低压侧。

在回转马达RM进行制动动作时，在回转马达RM的吸入流量不足的情况下，箱T内的工作油被经由单向阀35、36吸入，该单向阀35、36仅容许工作油从箱T向供排通路31、32流动。

接着，说明动臂缸BC。

用于控制动臂缸BC的动作的操作阀16是三位切换阀。若操作阀16从中立位置切换至一位置，则从第二主泵MP2喷出的工作油经由供排通路38供给至动臂缸BC的活塞侧室39，并且来自杆侧室40的返回工作油经由供排通路37排出至箱T。因此，动臂缸BC伸长。

另一方面，若操作阀16切换至另一位置，则从第二主泵MP2喷出的工作油经由供排通路37供给至动臂缸BC的杆侧室40，并且来自活塞侧室39的返回工作油经由供排通路38排出至箱T。因此，动臂缸BC收缩。

若操作阀16切换至中立位置，则工作油相对于动臂缸BC的供排被阻断，动臂保持停止的状态。另外，动臂两速用操作阀3在操作者对操作杆操作的操作量大于预定量的情况下进行切换。

在操作阀16切换至中立位置并使动臂的动作停止的情况下，因铲斗、斗杆以及动臂等的自重，而使动臂缸BC被作用有收缩方向的力。这样，动臂缸BC在操作阀16位于中立位置的情况下利用活塞侧室39保持负载，活塞侧室39成为负载侧压力室。

混合动力建筑机械的控制系统100具有回收来自回转回路30和动臂缸BC的工作油的能量来进行能量再生的再生控制用的再生装置。以下，对该再生装置进行说明。

再生装置的再生控制由控制器C来进行。控制器C包括用于执行再生控制的CPU(中央运算处理装置)、存储有CPU的处理动作所需的控制程序、设定值等的ROM(只读存储器)以及暂时存储各种传感器所检测到的信息的RAM(随机存取存储器)。

首先，说明利用来自回转回路30的工作油进行能量再生的回转再生控制。

在连接于回转马达RM的供排通路31、32上分别连接有分支通路41、42。分支通路41、42合流并与用于将来自回转回路30的工作油引导至再生用的再生马达M的回转再生通路43连接。在分支通路41、42分别设有仅容许工作油从供排通路31、32向回转再生通路43流动的单向阀44、45。回转再生通路43经由作为第一再生通路的合流再生通路46与再生马达M连接。

再生马达M是能够调整斜板的偏转角的可变容量型马达，并连结为与作为发电机兼用的旋转电机的电动马达47同轴旋转。再生马达M被从回转马达RM、动臂缸BC经由合流再生通路46排出的工作油驱动。再生马达M能够驱动电动马达47。在电动马达47作为发电机发挥作用的情况下，由电动马达47发出的电力经由逆变器48向电池27充入。再生马达M与电动马达47既可以直接连结，也可以借助减速机进行连结。

在回转再生通路43设有根据由控制器C输出的信号进行切换控制的电磁切换阀49。在电磁切换阀49与单向阀44、45之间设有用于检测回转马达RM进行回转动作时的回转压力或进行制动动作时的制动压力的压力传感器50。由压力传感器50检测到的压力信号被输出至控制器C。

电磁切换阀49在螺线管不励磁时设定在关闭位置(图1所示的状态)，从而阻断回转再生通路43。电磁切换阀49在螺线管励磁时切换至打开位置，从而打开回转再生通路43。电磁切换阀49在切换至打开位置时将来自回转回路30的工作油引导至再生马达M。由此，进行回转再生。

在此，说明工作油从回转回路30向再生马达M流动的路径。例如，在由于经由供排通路31、32供给来的工作油而使回转马达RM进行回转的回转动作时，供排通路31、32的剩余油经由分支通路41、42和单向阀44、45流入回转再生通路43而被引导至再生马达M。另外，在由于经由供排通路31、32供给来的工作油而使回转马达RM进行回转时，在进行将操作阀1切换至中立位置的制动动作时，在回转马达RM的泵作用下喷出的工作油经由分支通路41、42和单向阀44、45流入回转再生通路43而被引导至再生马达M。

在回转再生通路43的电磁切换阀49的下游侧设有安全阀51。安全阀51例如在回转再生通路43的电磁切换阀49等出现异常时维持分支通路41、42的压力而防止回转马达RM失控。

控制器C在判断为压力传感器50的检测压力为回转再生开始压力以上的情况下使电磁切换阀49的螺线管励磁。由此，电磁切换阀49切换至打开位置而开始回转再生。

控制器C在判断为压力传感器50的检测压力小于回转再生开始压力的情况下使电磁切换阀49的螺线管为非励磁状态。由此，电磁切换阀49切换至关闭位置而停止回转再生。

接着，说明利用来自动臂缸BC的工作油进行能量再生的动臂再生控制。

在连接动臂缸BC的活塞侧室39与操作阀16的供排通路38中设有根据控制器C的输出信号控制开度的电磁比例节流阀52。电磁比例节流阀52在正常状态下保持全开位置。

供排通路38与自活塞侧室39与电磁比例节流阀52之间分支出的动臂再生通路53连接。动臂再生通路53是用于将来自活塞侧室39的返回工作油引导至再生马达M的通路。回转再生通路43与动臂再生通路53合流并与合流再生通路46连接。

在动臂再生通路53设有根据由控制器C输出的信号进行切换控制的电磁切换阀54。电磁切换阀54在螺线管不励磁时切换至关闭位置(图1所示的状态)，而阻断动臂再生通路53。电磁切换阀54在螺线管励磁时切换至打开位置，从而打开动臂再生通路53并仅容许工作油从活塞侧室39向合流再生通路46流动。

在操作阀16设有用于检测操作阀16的操作方向及其操作量的传感器(未图示)。由传感器检测到的信号被输出至控制器C。控制器C根据由传感器检测到的操作阀16的操作方向及其操作量来计算动臂缸BC的伸缩方向及其伸缩量。

另外，也可以代替上述传感器，而在动臂缸BC设置用于检测活塞杆的移动方向及其移动量的传感器，或者也可以在操作杆设置用于检测操作方向及其操作量的传感器。

控制器C根据传感器的检测结果来判断操作者是要使动臂缸BC伸长还是收缩。控制器C若判断为动臂缸BC的伸长动作，则将电磁比例节流阀52保持在正常状态的全开位置，并且将电磁切换阀54保持在关闭位置。

另一方面，控制器C若判断为动臂缸BC的收缩动作，则根据操作阀16的操作量来计算操作者所期望的动臂缸BC的收缩速度，并且关闭电磁比例节流阀52，将电磁切换阀54切换至打开位置。由此，来自动臂缸BC的返回工作油全部被引导至再生马达M，而进行动臂再生。

在由再生马达M消耗的流量少于为了维持操作者所期望的动臂缸BC的收缩速度所需要的流量时，控制器C根据操作阀16的操作量、再生马达M的斜板的偏转角以及电动马达47的转速等控制电磁比例节流阀52的开度，以使超过再生马达M所消耗的流量的部分的流量返回至箱T。由此，能够维持操作者所期望的动臂缸BC的收缩速度。

在一边使回转马达RM回转、一边使动臂缸BC下降的情况下，来自回转马达RM的返回工作油与来自动臂缸BC的返回工作油在合流再生通路46合流并供给至再生马达M。

此时，即使回转再生通路43的压力上升且高于回转马达RM的回转压力或制动压力，由于回转再生通路43内的工作油的逆流被单向阀44、45阻止，从而也不会给回转马达RM带来影响。另外，在回转再生通路43的压力降低而低于回转压力或制动压力时，控制器C根据来自压力传感器50的压力信号关闭电磁切换阀49。

因而，在同时进行回转马达RM的回转动作和动臂缸BC的下降动作的情况下，与回转压力或制动压力无关地以动臂缸BC所要求的下降速度为基准限定再生马达M的偏转角。

以下，参照图1和图2说明进行如下控制的阀装置101，即：回收来自中立流路18的工作油的能量来进行能量再生的剩余流量再生控制和利用来自作为辅助泵的副泵SP的工作油的能量来辅助第一主泵MP1的输出和第二主泵MP2的输出的辅助控制。

阀装置101包括在剩余流量再生控制时切换的再生通路切换阀58和在辅助控制时切换的高压选择切换阀71。

首先，说明剩余流量再生控制。

混合动力建筑机械的控制系统100执行回收来自中立流路18的工作油的能量来进行能量再生的剩余流量再生控制。剩余流量再生控制与回转再生控制和动臂再生控制同样地由控制器C来进行。

第二回路系统S2的中立流路18的操作阀14的上游侧与合流再生通路46利用作为第二再生通路的通路56连接。通路56自中立流路18的第二主泵MP2与操作阀14之间分支出来而与合流再生通路46连接。在通路56安装有能够开闭该通路56的再生通路切换阀58。同样地，通路55自中立流路6的第一主泵MP1与操作阀1之间分支出来。

如图2所示，再生通路切换阀58是六端口三位的阀柱(日文：スプール)式切换阀。在再生通路切换阀58的阀柱的两端以与阀柱的两端相面对的方式分别设有先导室58a、58b。阀柱由分别设于两端的一对定心弹簧58c、58d支承为中立状态。再生通路切换阀58在定心弹簧58c、58d的弹簧力的作用下通常保持在正常位置(图1和图2所示的状态)。

在再生通路切换阀58保持在正常位置的状态下，再生通路切换阀58阻断工作油从中立流路18向合流再生通路46的流动。对于再生通路切换阀58，无论是切换至哪个位置的状态，均使与高压选择切换阀71连通的中立流路102同通路56连通。然而，对于高压选择切换阀71侧的端口，无论是切换至哪个位置的状态均关闭。因此，中立流路102的工作油不会流入高压选择切换阀71。

若向一侧的先导室58a供给先导压力，则再生通路切换阀58切换至再生位置(图1中的左侧位置)，从而容许工作油从中立流路18向合流再生通路46流动，若阻断先导压力的供给，则再生通路切换阀58切换至正常位置而堵塞通路56。

供给至先导室58a的先导压力自先导压力源PP经由第一先导通路59供给。在第一先导通路59安装有能够根据来自控制器C的指令信号来输出成正比的先导压力的电磁比例减压阀61。在根据由控制器C输出的指令信号而使螺线管励磁时，电磁比例减压阀61对先导压力源PP的压力进行减压而产生与指令值相对应的先导压力，并将先导压力供给至第一先导通路59。

在此，在第二回路系统S2的中立流路18的比操作阀17靠下游侧且比先导流路22的连接部靠上游侧的位置安装有能够开闭中立流路18的作为主通路切换阀的中立截止阀63。中立截止阀63在先导室63a被供给先导压力时切换至关闭位置而堵塞中立流路18，并且在先导压力的供给被阻断时切换至打开位置而打开中立流路18。

中立截止阀63的先导室63a连接于第一先导通路59。因此，在利用电磁比例减压阀61向再生通路切换阀58的一侧的先导室58a供给先导压力时，同时也向中立截止阀63的先导室63a供给先导压力。即，中立截止阀63与再生通路切换阀58联动地进行动作。

在第一回路系统S1的中立流路6的位于第一主泵MP1与操作阀1之间的部分设有用于检测中立流路6的工作油压力(第一主泵MP1的喷出压力)的压力传感器64。同样地，在第二回路系统S2的中立流路18的位于第二主泵MP2与操作阀14之间的部分设有用于检测中立流路18的工作油压力(第二主泵MP2的喷出压力)的压力传感器65。由各压力传感器64、65检测到的压力信号被输出至控制器C。

控制器C在第二回路系统S2的中立流路18的工作油压力达到预定的设定压力时使电磁比例减压阀61的螺线管励磁。由此，向再生通路切换阀58的一侧的先导室58a供给先导压力，再生通路切换阀58切换至再生位置。之后，中立流路18的工作油经由通路56引导至合流再生通路46，而进行第二回路系统S2的剩余流量再生。其中，预定的设定压力被设定为稍低于主溢流阀19的主溢流压力的压力。

控制器C在切换电磁比例减压阀61来进行剩余流量再生控制时利用调节器66控制再生马达M的斜板的偏转角，以使中立流路6、18的工作油压力为操作阀1～5、操作阀14～17的最低工作压力以上。

另一方面，再生通路切换阀58在另一侧的先导室58b被供给先导压力时切换至箱连通位置(图1中的右侧位置)而将通路56堵塞，在该状态下容许工作油从合流再生通路46向箱T流动，在先导压力的供给被阻断时再生通路切换阀58切换至正常位置而阻断合流再生通路46与箱T的连通。

供给至先导室58b的先导压力由先导压力源PP经由第二先导通路60供给。在第二先导通路60安装有作为能够根据来自控制器C的指令信号来输出成正比的先导压力的电磁阀的电磁比例减压阀62。在根据由控制器C输出的指令信号而使螺线管励磁时，电磁比例减压阀62对先导压力源PP的压力进行减压而产生与指令值相对应的先导压力，并将先导压力供给至第二先导通路60。

控制器C在合流再生通路46内的工作油向再生马达M流入的流入量超过规定值的情况下进行控制，以将再生通路切换阀58切换至箱连通位置而使合流再生通路46与箱T连通。

具体而言，在合流再生通路46设有用于检测被向再生马达M引导的工作油的压力的作为压力检测器的压力传感器57。在本实施方式中，工作油的压力与工作油的流入量相当。也可以取而代之，而设置用于检测工作油的流量的流量计，将检测到的流量作为工作油的流入量。控制器C在判断为由压力传感器57检测到的压力达到规定值的压力时输出切换电磁比例减压阀62的信号，以向再生通路切换阀58的先导室58b供给先导压力。

在此，规定值是根据向再生马达M供给的工作油的压力而预先确定的值。具体而言，控制器C根据来自压力传感器57的压力信号在与能够向再生马达M供给的流量相比过大的流量的工作油被向再生马达M供给而合流再生通路46的压力上升时判断为达到规定值。

另外，控制器C根据来自压力传感器57的压力信号在合流再生通路46内为负压的情况下也能够将再生通路切换阀58切换至箱连通位置。例如，在进行使动臂缸BC收缩而使动臂下降从而将铲斗推压于地面的所谓边坡压实(日文：土羽打ち)操作的情况等下，自动臂缸BC向再生马达M供给的工作油的流量急剧减少。在这样的情况下，有时合流再生通路46内成为负压。

在本实施方式中，再生通路切换阀58切换至箱连通位置，因此在向再生马达M供给的工作油的供给量不充分的情况下，能够将工作油从箱T上吸至合流再生通路46而向再生马达M供给。因此，能够防止工作油向再生马达M供给的供给量不足，从而能够保护再生马达M。

之后，控制器C根据来自压力传感器57的压力信号判断为工作油向再生马达M供给的供给量充分的情况下，使电磁比例减压阀62的螺线管为非励磁状态，将再生通路切换阀58自箱连通位置切换至正常位置。

接着，说明剩余流量再生控制的作用效果。

在中立流路18的工作油压力达到预定的设定压力时，连接于该中立流路18的通路56的再生通路切换阀58切换至再生位置，第二主泵MP2的高压的工作油被引导至再生马达M。

在此，以往，在动臂缸BC、回转马达RM的工作过程中，能够利用动臂再生控制、回转再生控制从动臂缸BC、回转马达RM的剩余流量进行能量再生，但在操作除动臂缸BC、回转马达RM以外的致动器的情况下，无法进行能量再生。

相对于此，在本实施方式中，例如，在操作铲斗、斗杆等的状态下中立流路18的工作油压力达到设定压力的情况下，能够将中立流路18内剩余的工作油引导至再生马达M而不是从主溢流阀19废弃。因此，能够从以往废弃的能量进行再生，因此能够减少能量损失并再生更多的能量。因而，能够减少系统整体上的能量消耗。

另外，在所有致动器均停止的情况下，能够将中立流路18的备用流量引导至再生马达M。由此，进行利用备用流量使再生马达M旋转而进行发电的备用充电，从而能够增大电池充电量。特别是由于在第二回路系统S2的中立流路18设有中立截止阀63，因此能够使中立流路18的工作油压力上升至主溢流压力附近。由此，更高压的剩余流量被引导至再生马达M，因此能够缩短将电池27充电至预定的电池容量所需要的时间。

而且，控制器C在切换电磁比例减压阀61来进行剩余流量再生控制时利用调节器66控制再生马达M的斜板的偏转角，以使中立流路6、18的工作油压力为操作阀1～5、操作阀14～17的最低工作压力以上。由此，能够一边维持中立流路6、18的工作油被引导至再生马达M的一侧的工作油压力一边进行能量再生。

而且，由于中立截止阀63设于比先导溢流阀21靠上游侧的位置，因此在中立流路18的工作油压力达到设定压力而将中立截止阀63切换至关闭位置时，能够防止中立流路18的工作油压力自先导溢流阀21溢流。由此，能够在剩余流量再生控制时将更高的工作油压力供给至再生马达M，因此能够再生更多的能量。

另外，控制器C在被向再生马达M供给的工作油的流量过大的情况下将再生通路切换阀58切换至箱连通位置。由此，合流再生通路46内的工作油被转贮(日文：アンロード)至箱T。因而，能够防止被向再生马达M引导的工作油的流量过剩。

另外，即使在合流再生通路46内为负压的情况下，控制器C也能够根据来自压力传感器57的压力信号将再生通路切换阀58切换至箱连通位置。由此，在向再生马达M供给的工作油的供给量不充分的情况下，能够将工作油从箱T上吸至合流再生通路46而向再生马达M供给。因此，能够防止工作油向再生马达M供给的供给量不足，从而能够保护再生马达M。

接着，说明辅助控制。

副泵SP是能够调整斜板的偏转角的可变容量型泵，被连结为与再生马达M联动地同轴旋转。副泵SP在电动马达47的驱动力的作用下旋转。电动马达47的转速由控制器C经由逆变器48进行控制。副泵SP和再生马达M的斜板的偏转角由控制器C借助调节器67、66进行控制。

在副泵SP连接有作为辅助通路的喷出通路68。副泵SP能够经由喷出通路68向中立流路6、18供给工作油。喷出通路68分支形成为与通路55合流的第一喷出通路69和与通路56合流的第二喷出通路70。在喷出通路68的分支部安装有作为辅助切换阀的高压选择切换阀71。在第一喷出通路69和第二喷出通路70分别安装有仅容许工作油从喷出通路68向通路55或通路56流动的单向阀72、73。

高压选择切换阀71与再生通路切换阀58同样地是六端口三位的阀柱式切换阀。在高压选择切换阀71的阀柱的两端以与阀柱的两端相面对的方式分别设有先导室71a、71b。通路55的工作油经由第一先导通路76供给至一侧的先导室71a。通路56的工作油经由第二先导通路77供给至另一侧的先导室71b。在第一先导通路76设有衰减用节流件74，在第二先导通路77设有衰减用节流件75。阀柱由分别设于两端的一对定心弹簧71c、71d支承为中立状态。高压选择切换阀71在定心弹簧71c、71d的弹簧力的作用下通常保持在正常位置(图1和图2所示的状态)。

高压选择切换阀71在保持在正常位置状态下将副泵SP的喷出油以按比例分配的方式供给至第一喷出通路69和第二喷出通路70。

高压选择切换阀71在一侧的先导室71a的先导压力高于另一侧的先导室71b的先导压力时切换至第一切换位置(图1中的右侧位置)。由此，副泵SP的喷出油被供给至通路55。

高压选择切换阀71在另一侧的先导室71b的先导压力高于一侧的先导室71a的先导压力时切换至第二切换位置(图1中的左侧位置)。由此，副泵SP的喷出油被供给至通路56。

即，高压选择切换阀71选择通路55和通路56中的为高压的一者来供给副泵SP的喷出油。另外，在高压选择切换阀71进行切换的过程中，向通路55和通路56这两者供给工作油，在先导室71a、71b中的一者的先导压力与先导室71a、71b中的另一者的先导压力之间的压差足够高时，副泵SP的喷出油全部供给至通路55和通路56中的为高压的一者，完全不会供给至低压的一者。

若通过电动马达47的驱动力使副泵SP旋转，则副泵SP对第一主泵MP1和第二主泵MP2中的至少一者的输出进行辅助。由高压选择切换阀71决定对第一主泵MP1和第二主泵MP2中的哪一者进行辅助，从而进行不需要控制器C的控制的自动辅助。

在经由合流再生通路46向再生马达M供给工作油而使再生马达M旋转时，再生马达M的旋转力作为对同轴旋转的电动马达47进行辅助的辅助力发挥作用。因而，能够使电动马达47的消耗电力减少与再生马达M的旋转力相对应的量。

在将再生马达M作为驱动源并将电动马达47作为发电机使用时，副泵SP的斜板的偏转角被设定为零，副泵SP成为大致无负载状态。

接着，说明辅助控制的作用效果。

在用于将由副泵SP喷出的工作油引导至中立流路6、18的喷出通路68安装有高压选择切换阀71，高压选择切换阀71选择通路55和通路56中的为高压的一者来供给喷出通路68的工作油。由此，在致动器的负载较高时更多的辅助流量供给至高压侧的中立流路6、18，因此能够确保液压挖掘机的操作速度。

另外，高压选择切换阀71选择通路55和通路56中的高压侧的通路，因此能够将由副泵SP喷出的工作油向高压侧供给。此外，能够防止例如像以往借助比例电磁节流阀将副泵SP的喷出油以按比例分配的方式分别供给至通路55和通路56的情况那样在比例电磁节流阀处产生节流压力损失而导致辅助动力降低，从而能够降低消耗能量。此外，由于不使用比例电磁节流阀，因此能够将来自副泵SP的喷出油供给至中立流路6、18的辅助系统做成低成本且有鲁棒性的系统。

此外，能够一边进行回转再生控制、动臂再生控制一边由副泵SP向中立流路6、18供给工作油，因此在进行例如一边使动臂缸BC收缩一边使斗杆动作的所谓水平抽拉(日文：水平引き)操作的情况下，能够一边利用动臂再生控制进行再生一边利用再生了的动力辅助斗杆。因此，能够降低系统整体上的消耗能量。

此外，通路55的工作油经由衰减用节流件74供给至高压选择切换阀71的一侧的先导室71a，通路56的工作油经由衰减用节流件75供给至另一侧的先导室71b。由此，能够防止高压选择切换阀71的阀柱急剧移动，能够使高压选择切换阀71在中立位置、第一切换位置和第二切换位置之间的切换动作衰减，能够降低在切换时产生的冲击。

接着，参照图3和图4说明高压选择切换阀71和再生通路切换阀58的具体构造。

如图3所示，高压选择切换阀71包括：阀壳110，其内部形成有工作油的流路；阀柱111，其沿轴线方向在阀壳110内滑动。

阀壳110具有：供给通路120，其与喷出通路68连接；一对桥式通路120a、120b，其供从供给通路120供给来的工作油分开流动；端口131、132，其分别与通路55、56连通；连通通路122，其使桥式通路120a与端口131连通；以及连通通路123，其使桥式通路120b与端口132连通。阀柱111具有能够堵塞连通通路122的大径部111a和能够堵塞连通通路123的大径部111b。

在高压选择切换阀71保持在正常位置的状态(图3所示的状态)下，连通通路122、123均为使桥式通路120a、120b与端口131、132分别连通的状态。因此，从供给通路120供给来的工作油按比例分配至桥式通路120a、120b。经过连通通路122、123的工作油分别经由端口131、132供给至通路55、56。

在先导室71a的先导压力高于先导室71b的先导压力的情况下，先导室71a的压力克服定心弹簧71c的作用力而使阀柱111移动，从将使高压选择切换阀71切换至第一切换位置。由此，阀柱111的大径部111b将连通通路123处的桥式通路120b与端口132之间的连通堵塞。因此，从供给通路120供给来的工作油经过桥式通路120a和连通通路122并经由端口131而供给至通路55。

在先导室71b的先导压力高于先导室71a的先导压力的情况下，先导室71b的压力克服定心弹簧71d的作用力而使阀柱111移动，从而将高压选择切换阀71切换至第二切换位置。由此，阀柱111的大径部111a将连通通路122处的桥式通路120a与端口131之间的连通堵塞。因此，从供给通路120供给来的工作油经过桥式通路120b和连通通路123并经由端口132而供给至通路56。

在阀柱111的两端分别设有与阀柱111相比形成为小径的小径活塞112、113。通过利用小径活塞112、113推压阀柱111而将高压选择切换阀71切换至正常位置、第一切换位置和第二切换位置。小径活塞112、113与阀柱111相独立地设置。小径活塞112、113分别以通路55、56的工作油的压力为先导压力进行推压。通过设置小径活塞112、113，而使供给至先导室71a、71b的工作油所产生的先导压力的受压面积减小。因此，与没有设置小径活塞112、113的情况相比，能够减小作用于阀柱111的力。

特别是，在高压选择切换阀71的情况下，由第一主泵MP1、第二主泵MP2喷出的高压的工作油供给至先导室71a、71b。因此，通过在高压选择切换阀71内设置小径活塞112、113，能够使作用于阀柱111的力减小。

如图4所示，再生通路切换阀58包括：阀壳140，其内部形成有工作油的流路；阀柱141，其沿轴线方向在阀壳140内滑动。

阀壳140具有：供给通路150，其与通路56连接；一对桥式通路150a、150b，其供从供给通路150供给来的工作油分开流动；端口161，其与合流再生通路46连通；箱通路162，其与箱T连通；连通通路152，其使桥式通路150b与端口161连通；以及连通通路153，其使端口161与箱通路162连通。阀柱141具有能够堵塞连通通路152的大径部141a和能够堵塞连通通路153的大径部141b。

阀壳140以与高压选择切换阀71的阀壳110重叠的方式设于高压选择切换阀71的阀壳110，以使供给通路150能够经由中立流路102(参照图2)与供给通路120(参照图3)连通。但是，如所述那样，高压选择切换阀71侧的端口无论是在切换至哪个位置的状态下均不与中立流路102连通。因此，在本实施方式中，供给通路150与供给通路120实际上不连通。

在再生通路切换阀58保持在正常位置的状态(图4所示的状态)下，连通通路152、153均被堵塞。因此，桥式通路150b与端口161之间的连通被堵塞，端口161与箱通路162之间的连通被堵塞。因此，从供给通路150供给来的工作油停止于桥式通路150a、150b。

在先导室58a的先导压力高于先导室58b的先导压力的情况下，先导室58a的压力克服定心弹簧58d的作用力而使阀柱141移动，从而将再生通路切换阀58切换至再生位置。由此，阀柱141的大径部141a移动而使连通通路152连通。因此，从供给通路150供给来的工作油经过桥式通路150b和连通通路152并经由端口161而供给至合流再生通路46。

在先导室58b的先导压力高于先导室58a的先导压力的情况下，先导室58b的压力克服定心弹簧58c的作用力而使阀柱141移动，从而将再生通路切换阀58切换至箱连通位置。由此，阀柱141的大径部141b移动而使连通通路153连通。因此，从合流再生通路46供给来的工作油经过连通通路153并经由箱通路162返回至箱T。

在再生通路切换阀58中，定心弹簧58c和定心弹簧58d是单一的弹簧170。在弹簧170的两端分别设有弹簧座171、172。

在阀柱141向再生位置切换时，因阀柱141的移动而一侧的弹簧座171进行移动，从而使弹簧170压缩。由此，弹簧170作为定心弹簧58d发挥作用。

另一方面，在阀柱141向箱连通位置切换时，因阀柱141的移动而使另一侧的弹簧座172进行移动，从而使弹簧170压缩。由此，弹簧170作为定心弹簧58c发挥作用。

像这样，使定心弹簧58c和定心弹簧58d为单一的弹簧170，从而能够削减弹簧数量，并且能够缩短再生通路切换阀58的全长。因此，能够实现阀装置101的小型轻量化。

另外，如图3和图4所示，再生通路切换阀58的阀壳140与高压选择切换阀71的阀壳110为相同的零件。这些阀壳140、110是通常使用的部件型的通用品。因此，使用通用的阀壳140、110构成再生通路切换阀58和高压选择切换阀71，因此能够削减阀装置101的成本。

采用以上的实施方式，取得以下所示的效果。

控制器C在从动臂缸BC、回转马达RM经由合流再生通路46被向再生马达M引导的工作油的流入量超过规定值时将再生通路切换阀58切换至箱连通位置。由此，合流再生通路46内的工作油被引导至箱T。因而，能够防止被向再生马达M引导的工作油的流量过剩。

另外，控制器C在合流再生通路46内为负压的情况下也能够将再生通路切换阀58切换至箱连通位置。由此，在向再生马达M供给的工作油的供给量不充分的情况下，能够将工作油从箱T上吸至合流再生通路46而向再生马达M供给。因此，能够防止工作油向再生马达M供给的供给量不足，从而能够保护再生马达M。

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但所述实施方式只不过示出了本发明的应用例的一部分，其宗旨并不在于将本发明的保护范围限定为所述实施方式的具体结构。

本申请基于2014年1月24日向日本专利局提出申请的日本特愿2014－011529主张优先权，通过参照将该申请的全部内容引入本说明书中。

Claims (5)

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：

主泵，其用于喷出工作流体而驱动致动器；

再生马达，其被从所述致动器经由第一再生通路排出的工作流体驱动；

旋转电机，其能够利用所述再生马达驱动；以及

再生通路切换阀，其具有在所述第一再生通路内的工作流体向所述再生马达流入的流入量超过规定值时使所述第一再生通路与箱连通的箱连通位置。

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，

该混合动力建筑机械的控制系统还包括：

压力检测器，其用于检测被向所述再生马达引导的工作流体的压力；

电磁阀，其能够切换为供给先导压力，该先导压力用于将所述再生通路切换阀切换至所述箱连通位置；以及

控制器，其在判断为由所述压力检测器检测到的压力达到所述规定值的压力时输出用于切换所述电磁阀的信号，以供给所述先导压力。

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，

所述再生通路切换阀在所述第一再生通路内为负压的情况下也能够切换至所述箱连通位置。

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，

该混合动力建筑机械的控制系统还包括：

回路系统，其具有用于将由所述主泵经由主通路供给来的工作流体相对于所述致动器供排的操作阀；

主溢流阀，其用于将所述主通路的工作流体压力保持在主溢流压力以下；以及

第二再生通路，其自所述主通路的所述主泵与所述操作阀之间分支出来，并且与所述第一再生通路连接，

所述再生通路切换阀具有在所述致动器的工作过程中当所述主通路的工作流体压力达到低于所述主溢流压力的设定压力时使所述第二再生通路与所述第一再生通路连通的再生位置。

5.根据权利要求4所述的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还包括：

节流件，其连接在所述主通路的相对于所述操作阀的下游侧，并且用于生成被传递至控制所述主泵的容量的调节器的先导压力；以及

主通路切换阀，其安装在所述主通路上的位于所述操作阀与所述节流件之间的位置，并且能够开闭所述主通路，

在所述再生通路切换阀切换至所述再生位置时，所述主通路切换阀切换至关闭位置。