CN109790860A - 混合动力建筑机械的控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

混合动力建筑机械的控制系统(100)具备：主泵(71、72)；再生马达(88)，通过工作流体对再生马达(88)进行旋转驱动；电动发电机(91)，与再生马达(88)连结；蓄电器(26)；以及控制器(90)；控制器(90)在致动器未工作时判断为蓄电器(26)的电压小于再生开始电压(Vmin)的情况下，以使从主泵(71、72)向再生马达(88)供给的工作流体的流量大于等于致动器工作时从主泵(71、72)喷出的工作流体的流量的方式，控制主泵(71、72)。

Description

混合动力建筑机械的控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及混合动力建筑机械的控制系统及控制方法。

背景技术

JP2015-137752A公开了一种混合动力建筑机械，其中，发动机以及通过蓄电部的电力来驱动的旋转电机并用作动力源。在该混合动力建筑机械中，进行如下的再生控制，即，通过从致动器回流的工作油对再生马达进行旋转驱动，并且由与再生马达连结的旋转电机再生的电力被充电到蓄电部。另外，在该混合动力建筑机械中，除了从由发动机驱动的主泵向致动器供给工作油以外，还进行从与旋转电机以及再生马达连结的辅助泵向致动器供给工作油的辅助控制。

发明内容

发明所要解决的技术问题

在JP2015-137752A中记载的混合动力建筑机械中，如果在蓄电部的电压低时进行辅助控制，则蓄电部变成过放电状态，导致蓄电部的耐久性有可能降低。对于这样的问题，可以考虑在致动器未被操作的期间向蓄电部充电，事先提高蓄电部的电压。然而，如果致动器未被操作的时间短，则无法充分地提高蓄电部的电压，有可能无法避免蓄电部变成过放电状态。

本发明的目的在于提高混合动力建筑机械的蓄电部的耐久性。

根据本发明的一个形态，混合动力建筑机械的控制系统具备：可变容量型的流体压力泵，向流体压力致动器供给工作流体；再生马达，通过从所述流体压力致动器回流的工作流体或者从所述流体压力泵供给的工作流体对所述再生马达进行旋转驱动；旋转电机，与所述再生马达连结；蓄电部，蓄积通过所述旋转电机发电产生的电力；以及控制部，控制工作流体从所述流体压力泵向所述再生马达的供给，所述控制部在所述流体压力致动器未工作时判断为所述蓄电部的充电量小于第一规定量的情况下，以使从所述流体压力泵向所述再生马达供给的工作流体的流量大于等于所述流体压力致动器工作时从所述流体压力泵喷出的工作流体的流量的方式，控制所述流体压力泵。

根据本发明的另一形态，在对混合动力建筑机械进行控制的控制方法中，所述混合动力建筑机械具备：可变容量型的流体压力泵，向流体压力致动器供给工作流体；再生马达，通过从所述流体压力致动器回流的工作流体或者从所述流体压力泵供给的工作流体对所述再生马达进行旋转驱动；旋转电机，与所述再生马达连结；以及蓄电部，蓄积通过所述旋转电机发电产生的电力；在所述控制方法中，检测所述流体压力致动器的工作状态，并且检测所述蓄电部的充电量，在所述流体压力致动器未工作且检测出的所述蓄电部的充电量小于第一规定量的情况下，使从所述流体压力泵向所述再生马达供给的工作流体的流量大于等于所述流体压力致动器工作时从所述流体压力泵喷出的工作流体的流量。

附图说明

图1是示出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是混合动力建筑机械的控制系统中的非操作时再生控制的流程图。

图3是用于说明混合动力建筑机械的控制系统中的非操作时再生控制的图。

图4是示出本发明的实施方式的混合动力建筑机械的控制系统的变形例的回路图的一部分的图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。

首先，参照图1，对本发明的实施方式的混合动力建筑机械的控制系统100的整体结构进行说明。在本实施方式中，对混合动力建筑机械为油压挖掘机的情况进行说明。在油压挖掘机中，使用工作油作为工作流体。

油压挖掘机具备作为流体压力泵的第一主泵71和第二主泵72。第一主泵71和第二主泵72为能够调整斜板的偏转角的可变容量型泵。第一主泵71和第二主泵72通过发动机73驱动并同轴旋转。

在发动机73中设置有利用发动机73的剩余力发电的发电机74。通过发电机74发电产生的电力经由充电器25充电到作为蓄电部的蓄电器26。充电器25在连接到一般的家用电源27的情况下，也能够向蓄电器26充入电力。

蓄电器26由电气双层电容器构成。蓄电器26中设置有：检测蓄电器26的温度的温度传感器26a；检测蓄电器26的电压的电压传感器(省略图示)；以及检测向蓄电器26供给的电流值的电流传感器(省略图示)。温度传感器26a向作为控制部的控制器90输出与检测出的蓄电器26的温度相对应的电信号。此外，蓄电器26也可以为锂离子电池或镍氢电池等的二次电池。

从第一主泵71喷出的工作油供给到第一回路系统75。第一回路系统75从上游侧起依次具有：控制回转马达76的操作阀2；控制斗杆缸(省略图示)的操作阀3；控制动臂缸77的动臂二速度用的操作阀4；控制预备用附属装置(省略图示)的操作阀5；以及控制左行驶用的第一行驶用马达(省略图示)的操作阀6。与这些回转马达76、斗杆缸、动臂缸77、预备用附属装置连接的油压设备以及第一行驶用马达相当于流体压力致动器(以下，简称为“致动器”)。

各操作阀2～6控制从第一主泵71向各致动器供给的喷出油的流量，从而控制各致动器的动作。通过伴随着油压挖掘机的操作者对操作杆进行手动操作而供给的先导压力，来操作各操作阀2～6。

各操作阀2～6通过彼此并联的中立流路7和平行流路8连接到第一主泵71。在中立流路7中的操作阀2的上游侧设置有第一供给压力传感器63，所述第一供给压力传感器63检测从第一主泵71供给到中立流路7的工作油的压力。另外，在中立流路7中的操作阀2的上游侧设置有主溢流阀65，所述主溢流阀65在中立流路7的工作油压超过规定的主溢流压力时开阀，从而将工作油压保持在主溢流压力以下。

在中立流路7中的操作阀6的下游侧设置有开闭阀9，所述开闭阀9具有与控制器90连接的螺线管，并且能够阻断中立流路7的工作油。开闭阀9在正常状态下保持全开状态。开闭阀9根据控制器90的指令切换到关闭状态。

在中立流路7中的开闭阀9的下游侧设置有用于生成先导压力的先导压力生成机构10。如果流通的工作油的流量较多，则先导压力生成机构10生成较高的先导压力，如果流通的工作油的流量较少，则先导压力生成机构10生成较低的先导压力。

中立流路7在操作阀2～6均位于中立位置或者中立位置附近的情况下，将从第一主泵71喷出的全部或者一部分工作油引导到罐中。这种情况下，由于在先导压力生成机构10中流通的流量增多，因此生成较高的先导压力。

另一方面，当操作阀2～6切换到全行程状态时，中立流路7被关闭，工作油不再流通。这种情况下，几乎不存在流通先导压力生成机构10的流量，先导压力保持零。但是，根据操作阀2～6的操作量，从第一主泵71喷出的工作油的一部分被引导到致动器，剩余部分从中立流路7被引导到罐中。因此，先导压力生成机构10生成与中立流路7的工作油的流量相对应的先导压力。也就是说，先导压力生成机构10生成与操作阀2～6的操作量相对应的先导压力。

先导流路11连接到先导压力生成机构10。由先导压力生成机构10生成的先导压力被引导至先导流路11。先导压力生成机构10经由先导流路11连接到控制第一主泵71的喷出容量(斜板的偏转角)的调节器12。

调节器12以与先导流路11的先导压力成比例(比例常数为负数)的方式控制第一主泵71的斜板的偏转角。由此，调节器12控制第一主泵71每转的排量。即，第一主泵71的喷出量根据先导流路11的先导压力发生变化。如果操作阀2～6被切换到全行程而不再流经中立流路7，导致先导流路11的先导压力变为零，则第一主泵71的偏转角最大。此时，第一主泵71每转的排量最大。

先导流路11中设置有检测先导流路11的压力的第一压力传感器13。由第一压力传感器13检测出的压力作为压力信号被输出到控制器90。

从第二主泵72喷出的工作油供给到第二回路系统78。第二回路系统78从上游侧起依次具有：控制右行驶用的第二行驶用马达(省略图示)的操作阀14；控制铲斗缸(省略图示)的操作阀15；控制动臂缸77的操作阀16；以及控制斗杆缸(省略图示)的斗杆二速度用的操作阀17。这些第二行驶用马达、铲斗缸、动臂缸77以及斗杆缸相当于流体压力致动器(以下，简称为“致动器”)。

各操作阀14～17控制从第二主泵72向各致动器供给的喷出油的流量，从而控制各致动器的动作。通过伴随着油压挖掘机的操作者对操作杆进行手动操作而供给的先导压力，来操作各操作阀14～17。

各操作阀14～16通过彼此并联的中立流路18和平行流路19连接到第二主泵72。在中立流路18中的操作阀14的上游侧设置有第二供给压力传感器64，所述第二供给压力传感器64检测从第二主泵72供给到中立流路18的工作油的压力。另外，在中立流路18中的操作阀14的上游侧设置有主溢流阀66，所述主溢流阀66在中立流路18的工作油压超过规定的主溢流压力时开阀，从而将工作油压保持在主溢流压力以下。

此外，主溢流阀65、66只要设置于第一回路系统75和第二回路系统78中的至少任意一者即可。仅在第一回路系统75与第二回路系统78中的一者设置主溢流阀时，连接成使工作油还从第一回路系统75和第二回路系统78中的另一者被引导到相同的主溢流阀。这样，在设置有单一的主溢流阀的情况下，主溢流阀被第一回路系统75和第二回路系统78共用。另外，在这种情况下，供给压力传感器也仅设置一个，并且被第一回路系统75和第二回路系统78共用。

在中立流路18中的操作阀17的下游侧设置有开闭阀21，所述开闭阀21具有与控制器90连接的螺线管，并且能够阻断中立流路18的工作油。开闭阀21在正常状态下保持全开状态。开闭阀21根据控制器90的指令切换到关闭状态。

在中立流路18中的开闭阀21的下游侧设置有用于生成先导压力的先导压力生成机构20。先导压力生成机构20是具有与第一主泵71侧的先导压力生成机构10相同的功能的先导压力生成机构。

先导流路22连接到先导压力生成机构20。由先导压力生成机构20生成的先导压力被引导至先导流路22。先导压力生成机构20经由先导流路22连接到控制第二主泵72的喷出容量(斜板的偏转角)的调节器23。

调节器23以与先导流路22的先导压力成比例(比例常数为负数)的方式控制第二主泵72的斜板的偏转角。由此，调节器23控制第二主泵72每转的排量。即，第二主泵的喷出量根据先导流路22的先导压力发生变化。如果操作阀14～17被切换到全行程而不再流经中立流路18，导致先导流路22的先导压力变为零，则第二主泵72的偏转角最大。此时，第二主泵72每转的排量最大。

先导流路22中设置有检测先导流路22的压力的第二压力传感器24。由第二压力传感器24检测出的压力作为压力信号被输出到控制器90。

接下来，对回转马达76进行说明。

在操作阀2的致动器端口上连接与回转马达76连通的流路28、29。在流路28、29上分别连接溢流阀30、31。在操作阀2保持在中立位置时，致动器端口关闭，回转马达76维持停止状态。

在回转马达76停止的状态下，当操作阀2从中立位置切换到一侧时，流路28连接到第一主泵71，流路29与罐连通。由此，从流路28供给工作油，回转马达76向一个方向旋转，并且来自回转马达76的回油经由流路29返回到罐中。当操作阀2切换到另一侧时，流路29连接到第一主泵71，流路28与罐连通。由此，从流路29供给工作油，回转马达76向另一方向旋转，并且来自回转马达76的回油经由流路28返回到罐中。

接下来，对动臂缸77进行说明。

在操作阀16的致动器端口上连接与动臂缸77连通的流路32、35。在操作阀16保持在中立位置时，致动器端口关闭，动臂缸77维持停止状态。

在动臂缸77停止的状态下，当操作阀16从中立位置切换到一侧时，从第二主泵72喷出的工作油经由流路32供给到动臂缸77的活塞侧室33，并且来自杆侧室34的回油经由流路35返回到罐中。由此，动臂缸77伸长。当操作阀16切换到另一侧时，从第二主泵72喷出的工作油经由流路35供给到动臂缸77的杆侧室34，并且来自活塞侧室33的回油经由流路32返回到罐中。由此，动臂缸77收缩。

第一回路系统75的动臂二速度用的操作阀4根据动臂操作杆的操作量，与操作阀16联动地被切换。在连接动臂缸77的活塞侧室33与操作阀16的流路32中，设置由控制器90控制开度的电磁比例节流阀36。电磁比例节流阀36在正常状态下保持全开位置。

混合动力建筑机械的控制系统100具备再生装置，所述再生装置执行对从回转马达76以及动臂缸77排出的工作油的能量进行回收的再生控制。下面，对该再生装置进行说明。

基于再生装置的再生控制通过控制器90来执行。控制器90具备：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和设定值等的ROM(只读存储器)；以及暂时存储各种传感器检测出的信息的RAM(随机存取存储器)。

首先，对利用来自回转马达76的工作油进行能量再生的回转再生控制进行说明。

与回转马达76连接的流路28、29连接到回转再生流路47，所述回转再生流路47用于将来自回转马达76的工作油引导到再生用的再生马达88。在流路28、29各自中设置仅允许工作油向回转再生流路47流动的单向阀48、49。回转再生流路47经由集流再生流路46连接到再生马达88。

再生马达88是斜板的偏转角能够调整的可变容量型马达，并且以与电动发电机91同轴旋转的方式进行连结，所述电动发电机91作为兼用作发电机的旋转电机。再生马达88通过从回转马达76或动臂缸77排出并经由集流再生流路46回流的工作油，被旋转驱动。另外，如将在后面进行说明的那样，再生马达88还通过被直接供给从第一主泵71和第二主泵72喷出的工作油，被旋转驱动。再生马达88的斜板的偏转角由偏转角控制器38控制。偏转角控制器38由控制器90的输出信号控制。

再生马达88能够对电动发电机91进行旋转驱动。在电动发电机91作为发电机发挥功能的情况下，发电产生的再生电力经由逆变器92充电到蓄电器26。再生马达88和电动发电机91可以直接连结，也可以通过减速器连结。

在再生马达88的上游连接吸取流路61，所述吸取流路61在向再生马达88供给的工作油的供给量不充分的情况下，将工作油从罐吸取到集流再生流路46并供给至再生马达88。吸取流路61中设置单向阀61a，所述单向阀61a仅允许工作油从罐向集流再生流路46流动。

回转再生流路47中设置通过从控制器90输出的信号进行切换控制的电磁切换阀50。在电磁切换阀50与单向阀48、49之间设置压力传感器51，所述压力传感器51检测回转马达76回转动作时的回转压力或者制动动作时的制动压力。由压力传感器51检测出的压力作为压力信号被输出到控制器90。

在回转马达76通过经由流路28、29供给的工作油进行回转时，操作阀2被切换到中立位置的制动动作时，通过回转马达76的泵作用喷出的工作油经由单向阀48、49流入到回转再生流路47，并被引导到再生马达88。

在回转再生流路47中的电磁切换阀50的下游侧设置安全阀52。安全阀52例如是在回转再生流路47的电磁切换阀50等发生了异常的情况下维持流路28、29的压力来防止回转马达76失控的阀。

控制器90在判断为压力传感器51的检测压力大于等于回转再生开始压力的情况下，对电磁切换阀50的螺线管进行励磁。由此，电磁切换阀50切换到打开位置，使回转再生开始。控制器90在判断为压力传感器51的检测压力小于回转再生开始压力的情况下，将电磁切换阀50的螺线管设为非励磁。由此，电磁切换阀50切换到关闭位置，回转再生停止。

接下来，对利用来自动臂缸77的工作油进行能量再生的动臂再生控制进行说明。

在流路32上连接从活塞侧室33与电磁比例节流阀36之间分支的动臂再生流路53。动臂再生流路53为用于将来自活塞侧室33的返回工作油引导到再生马达88的流路。回转再生流路47和动臂再生流路53集流并连接到集流再生流路46。

在动臂再生流路53中设置通过从控制器90输出的信号进行切换控制的电磁切换阀54。电磁切换阀54在螺线管非励磁时切换到关闭位置(图示的状态)，阻断动臂再生流路53。电磁切换阀54在螺线管被励磁时切换到打开位置，使动臂再生流路53开通，仅允许工作油从活塞侧室33向集流再生流路46流动。

控制器90基于检测操作阀16的操作方向及其操作量的传感器(省略图示)的检测结果，判断操作者想要使动臂缸77伸长还是想要使动臂缸77收缩。控制器90判断出动臂缸77的伸长动作时，将电磁比例节流阀36保持在作为正常状态的全开位置，并将电磁切换阀54保持在关闭位置。另一方面，控制器90判断出动臂缸77的收缩动作时，根据操作阀16的操作量计算操作者要求的动臂缸77的收缩速度，并且关闭电磁比例节流阀36，将电磁切换阀54切换到打开位置。由此，来自动臂缸77的全部返回工作油被引导到再生马达88，执行动臂再生。

接下来，对辅助控制进行说明，所述辅助控制通过由上述的再生控制再生的能量来驱动辅助泵89，并通过从辅助泵89喷出的工作油的能量来辅助第一主泵71以及第二主泵72的输出。

辅助泵89为斜板的偏转角能够调整的可变容量型泵，与再生马达88以及电动发电机91同轴旋转。通过将电动发电机91作为电动电机使用时的驱动力以及由再生马达88产生的驱动力，能够对辅助泵89进行旋转驱动。辅助泵89的转速、即连结辅助泵89的电动发电机91的转速通过与逆变器92连接的控制器90来控制。另外，辅助泵89的斜板的偏转角由偏转角控制器37控制。偏转角控制器37由控制器90的输出信号控制。

辅助泵89的喷出流路39分支成在第一主泵71的喷出侧集流的第一辅助流路40以及在第二主泵72的喷出侧集流的第二辅助流路41。在分支部安装有高压选择切换阀42。在第一辅助流路40中设置第一单向阀44，所述第一单向阀44仅允许工作油从喷出流路39向第一主泵71的喷出侧流动，在第二辅助流路41中设置第二单向阀45，所述第二单向阀45仅允许工作油从喷出流路39向第二主泵72的喷出侧流动。

高压选择切换阀42是三个端口三个位置的滑柱式切换阀。在高压选择切换阀42中面向滑柱的两端分别设置先导室42a、42b。与第一单向阀44相比更靠第一主泵71侧的第一辅助流路40内的工作油，经由第一先导通路43a供给到一侧的先导室42a。与第二单向阀45相比更靠第二主泵72侧的第二辅助流路41内的工作油，经由第二先导通路43b供给到另一侧的先导室42b。在各先导通路43a、43b中，为了防止高压选择切换阀42的滑柱急剧地移动，设置未图示的衰减用节流阀。

高压选择切换阀42通过设置在滑柱的两端的定心弹簧被保持在中立位置。在高压选择切换阀42保持在中立位置的状态下，辅助泵89的喷出油按比例分配地供给到第一辅助流路40以及第二辅助流路41。

在一侧的先导室42a的先导压力高于另一侧的先导室42b的先导压力的情况下，高压选择切换阀42切换到阻断喷出流路39与第二辅助流路41的连通并且使喷出流路39与第一辅助流路40连通的第一切换位置。而且，在另一侧的先导室42b的先导压力高于一侧的先导室42a的先导压力的情况下，高压选择切换阀42切换到阻断喷出流路39与第一辅助流路40的连通并且使喷出流路39与第二辅助流路41连通的第二切换位置。

也就是说，高压选择切换阀42选择第一辅助流路40与第二辅助流路41中的高压的流路来供给辅助泵89的喷出油。另外，根据一侧的先导室42a与另一侧的先导室42b之间的压差，高压选择切换阀42有时也保持在中立位置与第一切换位置之间的中间位置、或者中立位置与第二切换位置之间的中间位置。这种情况下，压力较高的流路被供给大量的喷出油，而压力较低的流路被供给少量的喷出油。

当辅助泵89通过电动发电机91的驱动力旋转时，辅助泵89辅助第一主泵71以及第二主泵72中的至少一者的输出。关于对第一主泵71以及第二主泵72中的某一者以何种程度进行辅助，由高压选择切换阀42自动确定，而不需要由控制器90控制的比例电磁节流阀等。

另外，在辅助泵89通过电动发电机91的驱动力旋转时，工作油经由集流再生流路46供给到再生马达88，当再生马达88旋转时，再生马达88的旋转力作为对电动发电机91的辅助力发挥作用。因此，能够使对辅助泵89进行旋转驱动的电动发电机91的消耗电力减少与再生马达88的旋转力相当的量。此外，在再生马达88成为驱动源而电动发电机91作为发电机使用时，辅助泵89的斜板的偏转角设定为零，辅助泵89为几乎无负载状态。

接下来，对剩余流量再生控制进行说明，剩余流量再生控制将从第一主泵71和第二主泵72喷出并且成为剩余的工作油不经由各致动器而直接供给到再生马达88，从而使工作油的能量再生。剩余流量再生控制与回转再生控制以及动臂再生控制同样地通过控制器90来执行。

为了将从第一主泵71喷出的工作油直接引导到再生马达88，设置从与第一主泵71的喷出侧连通的第一辅助流路40分支的第一主泵再生流路55。第一主泵再生流路55的一端连接在第一辅助流路40的比第一单向阀44更靠第一主泵71侧处，第一主泵再生流路55的另一端经由集流流路57连接到集流再生流路46。同样地，为了将从第二主泵72喷出的工作油直接引导到再生马达88，设置从与第二主泵72的喷出侧连通的第二辅助流路41分支的第二主泵再生流路56。第二主泵再生流路56的一端连接在第二辅助流路41的比第二单向阀45更靠第二主泵72侧处，第二主泵再生流路56的另一端经由集流流路57连接到集流再生流路46。在集流流路57中设置仅允许工作油从第一主泵71和第二主泵72向集流再生流路46流动的单向阀60。

在第一主泵再生流路55和第二主泵再生流路56中分别设置电磁阀58、59。电磁阀58、59具有与控制器90连接的螺线管，在螺线管非励磁时，切换到关闭位置(图示位置)，在螺线管被励磁时，切换到打开位置。

控制器90在判断为第一供给压力传感器63的检测值大致达到主溢流阀65的主溢流压力的情况下，对电磁阀58的螺线管进行励磁。由此，电磁阀58切换到打开位置，从第一主泵71喷出并经由主溢流阀65排出到罐中的剩余的工作油，经由第一主泵再生流路55被引导到集流再生流路46，并且通过再生马达88回收其能量。

同样地，控制器90在判断为第二供给压力传感器64的检测值大致达到主溢流阀66的主溢流压力的情况下，对电磁阀59的螺线管进行励磁。由此，电磁阀59切换到打开位置，从第二主泵72喷出并经由主溢流阀66排出到罐中的剩余的工作油，经由第二主泵再生流路56被引导到集流再生流路46，并且通过再生马达88回收其能量。

这样，从第一主泵71和第二主泵72喷出的剩余的工作油经由电磁阀58、59被引导到再生马达88。再生马达88对电动发电机91进行旋转驱动使其发电，由电动发电机91发电产生的电力经由逆变器92充电到蓄电器26。由此，执行基于从第一主泵71和第二主泵72喷出的剩余的工作油的剩余流量再生。

进一步，在本实施方式中，利用在上述的剩余流量再生控制中使用的第一主泵再生流路55、第二主泵再生流路56和电磁阀58、59等，在各致动器未被操作时，将从第一主泵71和第二主泵72喷出的工作油直接供给到再生马达88，并且通过控制器90来执行对工作油的能量进行再生的非操作时再生控制。

在此，如果蓄电器26的电压较低时执行上述的辅助控制，则蓄电器26的电压处于使用下限电压附近，其结果，蓄电器26的耐久性有可能降低。为了避免这种状况，需要在进行辅助控制之前、即各致动器未被操作的期间向蓄电器26充电，预先提高蓄电器26的电压。然而，如果各致动器未被操作的时间较短，则无法充分地提高蓄电器26的电压，有可能无法避免蓄电器26变成过放电状态。

在此，在非操作时再生控制中，为了即使在各致动器未被操作的时间较短的情况下也使蓄电器26的电压迅速地升高，增大从第一主泵71和第二主泵72供给到再生马达88的工作油的流量，使其大于等于各致动器工作时从第一主泵71和第二主泵72喷出的工作油的流量。

以下，参照图1至图3，对非操作时再生控制进行说明。图2是执行非操作时再生控制时的流程图，图3是表示非操作时再生控制与蓄电器26的电压之间的关联性的图。

当具备用于执行将在后面进行说明的非操作时再生控制的条件时，控制器90对电磁阀58的螺线管进行励磁，将电磁阀58切换到打开位置，并且对开闭阀9的螺线管进行励磁，将开闭阀9切换到关闭位置。通过将开闭阀9切换到关闭位置，工作油向先导压力生成机构10的流入被阻断，因此先导压力变为零，第一主泵71的偏转角、即喷出量变为最大。从第一主泵71喷出的工作油经由第一主泵再生流路55被引导到集流再生流路46，并且通过再生马达88回收其能量。

同样地，控制器90能够使第二主泵72的喷出量最大，并将从第二主泵72喷出的工作油经由第二主泵再生流路56引导到再生马达88。

这样，从被控制成使喷出量变为最大的第一主泵71和第二主泵72中喷出的工作油，经由电磁阀58、59被引导到再生马达88，与再生马达88一起对电动发电机91进行旋转驱动。此时，根据供给到再生马达88的工作油的流量，增大对电动发电机91的转矩指令值，从而能够增大在电动发电机91中发电产生的电力。在电动发电机91中发电产生的电力经由逆变器92迅速地充电到蓄电器26。这样，在非操作时再生控制中，由于以使喷出量变为最大的方式控制第一主泵71和第二主泵72，因此，即使各致动器未被操作的时间短，也能够迅速地提高蓄电器26的电压。

此外，也可以替代使第一主泵71和第二主泵72这两者的喷出量最大的方式，而以仅使第一主泵71和第二主泵72中的任一者的喷出量变为最大的方式进行控制。这种情况下，另一个泵的偏转角维持在最小状态，其喷出量为致动器未被操作时的流量即待命流量。这样，即使在使第一主泵71和第二主泵72中的任一者的喷出量最大的情况下，由于从第一主泵71和第二主泵72这两者向再生马达88供给的工作油的流量增大，因此，与电动发电机91连结的再生马达88以偏转角最大或者马达效率较高的状态被驱动，能够迅速地且高效地增大在电动发电机91中发电产生的电力。

另外，也可以替代通过关闭开闭阀9、21使先导压力为零并且使第一主泵71和第二主泵72的喷出量最大的结构，构成为分别以电气方式控制第一主泵71和第二主泵72的偏转角，使第一主泵71和第二主泵72的喷出量最大或者使泵效率最高。另外，在使第一主泵71和第二主泵72这两者的喷出量最大的情况下，为了通过再生马达88回收供给的工作油的能量，需要准备容量较大的再生马达88。因此，也可以分别以电气方式控制第一主泵71和第二主泵72的偏转角，并根据再生马达88的容量来调整第一主泵71和第二主泵72的喷出量。即使在这样的情况下，由于从第一主泵71和第二主泵72这两者向再生马达88供给的工作油的流量增大，因此，与电动发电机91连结的再生马达88以偏转角最大或者马达效率较高的状态被驱动，能够迅速地且高效地增大在电动发电机91中发电产生的电力。

接下来，参照图2示出的流程图，对由控制器90执行的非操作时再生控制进行具体说明。

首先，在步骤S11中，控制器90判断各致动器是否正在被操作者操作。关于各致动器是否正在被操作，基于各操作阀2～6、14～17的变位或由操作者操作的各操作杆的变位来判断。此外，作为在本步骤中用于判断的参数，不限于各操作阀2～6、14～17的变位等，只要是与各致动器的操作相关联地变化的参数，可以是任何参数，例如，可以是与各致动器连接的配管内的工作油的压力。

在步骤S11中，在判断为各致动器正在被操作的情况下，进入步骤S12，在基于非操作时再生控制的再生正在被执行时(非操作时再生标志为“1”时)，停止再生，将非操作时再生标志设为“0”。在基于非操作时再生控制的再生未被执行时，即非操作时再生标志为“0”的情况下，使未执行再生的状态继续。

在步骤S11中，在判断为各致动器未被操作的情况下，进入步骤S13，检测构成再生装置的设备、例如电动发电机91、逆变器92、蓄电器26、温度传感器26a、再生马达88的偏转角控制器38等的异常，并判断能否正常执行再生。

在步骤S13中，在判断为构成再生装置的设备存在异常而无法正常执行再生的情况下，进入步骤S14。在步骤S14中执行与步骤S12相同的控制。

在步骤S13中，在判断为构成再生装置的设备无异常且能够正常执行再生的情况下，进入步骤S15。在步骤S15中，判断表示蓄电器26的充电量的电压值Vc是否大于等于作为第二规定量的再生停止电压Vmax。

在此，如图3所示，再生停止电压Vmax被设定为小于蓄电器26的使用上限电压Vmax0的值。再生停止电压Vmax也可以为与执行回转再生控制或动臂再生控制时停止再生的电压相同的值。但是，在这种情况下，在蓄电器26的电压变为再生停止电压Vmax的状态下进行回转再生控制或动臂再生控制时，几乎不进行再生，无法回收工作油的能量，因此混合动力建筑机械的系统效率有可能降低。因此，再生停止电压Vmax优选设定为比执行回转再生控制或动臂再生控制时停止再生的电压低的值。此外，也可以在执行回转再生控制或动臂再生控制并且工作油的能量被再生的情况下预测蓄电器26的电压上升何种程度时，预计由于回转再生控制或者动臂再生控制产生的蓄电器26的电压的上升量，并适当改变再生停止电压Vmax。

在步骤S15中，在判断为蓄电器26的电压值Vc大于等于再生停止电压Vmax的情况下，进入步骤S16。在步骤S16中，在基于非操作时再生控制的再生已被执行的情况下，停止再生，将非操作时再生标志设为“0”。在基于非操作时再生控制的再生未被执行的情况下、即非操作时再生标志为“0”的情况下，蓄电器26的电压值Vc为较高的状态，尚不需要执行非操作时再生控制，因此使未执行再生的状态继续。

在步骤S15中，在判断为蓄电器26的电压值Vc小于再生停止电压Vmax的情况下，进入步骤S17。在步骤S17中，判断蓄电器26的电压值Vc是否小于等于作为第一规定量的再生开始电压Vmin。

在此，如图3所示，再生开始电压Vmin设定为比蓄电器26的使用下限电压Vmin0高的值。另外，通常，刚停止充电后的蓄电器26的电压会下降内部电阻R(T)乘以电流I得到的量，所述内部电阻R(T)根据蓄电器26的内部温度T变化。也就是说，当再生停止电压Vmax与再生开始电压Vmin之差分小于内部电阻R(T)乘以电流I得到的值时，被充电而达到再生停止电压Vmax之后的蓄电器26的电压由于电压下降会变得小于再生开始电压Vmin，因此会在再生控制停止的同时再次开始再生控制。为了避免这种现象，优选地，再生开始电压Vmin随时更新为比从再生停止电压Vmax中减去如下的乘积值而得到的电压值小的值，所述乘积值为根据蓄电器26的内部温度T变化的内部电阻R(T)乘以供给到蓄电器26的电流I得到的值。此外，由于内部电阻R(T)的特性根据蓄电器26的充电量(SOC)和蓄电器26的内部温度T发生变化，因此，通过将内部电阻R(T)的特性预先保存在控制器90中，能够基于温度传感器26a和电流传感器的检测值，预测出会产生多大程度的电压下降。

在步骤S17中，当判断为蓄电器26的电压值Vc小于等于再生开始电压Vmin时，进入步骤S18，开始基于非操作时再生控制的再生，并将非操作时再生标志设为“1”。具体而言，如上所述，控制器90对电磁阀58的螺线管进行励磁，将电磁阀58切换到打开位置，并且对开闭阀9的螺线管进行励磁，将开闭阀9切换到关闭位置。通过将开闭阀9切换到关闭位置，工作油向先导压力生成机构10的流入被阻断，因此先导压力变为零，第一主泵71的偏转角、即喷出量变为最大。从第一主泵71喷出的工作油经由第一主泵再生流路55被引导到集流再生流路46，通过再生马达88回收其能量。此外，基于非操作时再生控制的再生开始后，当蓄电器26的电压值Vc升高至再生停止电压Vmax时，如上所述在步骤S15中停止基于非操作时再生控制的再生。

在步骤S17中，在判断为蓄电器26的电压值Vc大于再生开始电压Vmin的情况下，进入步骤S19，判断非操作时再生标志是否为“1”，即，是否正在执行基于非操作时再生控制的再生。

在步骤S19中，当判断为非操作时再生标志为“1”时，进入步骤S20，当判断为非操作时再生标志不为“1”时，进入步骤S21。

在进入步骤S20时，蓄电器26的电压值Vc大于再生开始电压Vmin且小于再生停止电压Vmax。进一步，由于非操作时再生标志为“1”，因此正在执行基于非操作时再生控制的再生。也就是说，蓄电器26处于通过非操作时再生控制沿图3的A所示的箭头被充电的过程中。因此，在步骤S20中，使再生继续，使非操作时再生标志保持“1”。

另一方面，进入步骤S21时，蓄电器26的电压值Vc大于再生开始电压Vmin且小于再生停止电压Vmax，但是非操作时再生标志不是“1”而是“0”，因此不执行基于非操作时再生控制的再生。也就是说，蓄电器26处于图3的B所示的区域，还不需要执行非操作时再生控制，因此，使非操作时再生标志保持“0”，使不执行再生的状态继续。这种状况可能在例如基于回转再生控制或动臂再生控制的再生结束时的蓄电器26的电压值Vc大于再生开始电压Vmin且小于再生停止电压Vmax的情况下发生。

这样，通过进行非操作时再生控制，各致动器未被操作的期间的蓄电器26的电压值Vc保持在充分高于使用下限电压Vmin0的再生开始电压Vmin至充分低于使用上限电压Vmax0的再生停止电压Vmax的一定范围内。因此，即使执行了辅助控制，也可抑制蓄电器26的电压值Vc下降至使用下限电压Vmin0从而导致蓄电器26变成过放电状态的情况，并且，即使执行了回转再生控制和动臂再生控制，也可抑制蓄电器26的电压值Vc升高至使用上限电压Vmax0从而导致蓄电器26变成过充电状态的情况。另外，如果将再生停止电压Vmax预先设定为比进行回转再生控制和动臂再生控制时停止再生的电压低的值，则能够在进行回转再生控制和动臂再生控制时充分地回收工作油的能量，因此，能够提高混合动力建筑机械的系统效率。

根据上述的实施方式，能够实现以下所述的效果。

在混合动力建筑机械的控制系统100中，在各致动器未被操作时的蓄电器26的电压值Vc小于再生开始电压Vmin的情况下，从被控制成使喷出量变为最大的第一主泵71和第二主泵72向再生马达88供给工作油。因此，即使各致动器未被操作的时间短，也能够迅速地升高蓄电器26的电压。其结果，能够抑制蓄电器26变成过放电状态，能够提高蓄电器26的耐久性。

接下来，对上述实施方式的变形例进行说明。

在上述实施方式中，通过控制器90对执行非操作时再生控制时所操作的电磁阀58、59和开闭阀9、21直接进行开闭控制。也可以取而代之构成为，将电磁阀58、59以及开闭阀9、21变更为通过供给先导压力来开闭的形式的阀体，并另外设置向它们供给先导压力的单一的电磁阀，并通过控制器90控制基于该电磁阀的先导压力的供给。

另外，在上述实施方式中，将蓄电器26的电压值Vc作为蓄电器26的充电量，并基于电压值Vc判断是否执行非操作时再生控制。也可以取而代之，将蓄电器26的充电率(SOC，State Of Charge：充电状态)作为蓄电器26的充电量，并基于充电率判断是否执行非操作时再生控制。

另外，在上述实施方式中，从第一主泵71和第二主泵72喷出的工作油经过设置在第一主泵再生流路55和第二主泵再生流路56中的电磁阀58、59供给到再生马达88。也可以取而代之地构成为，例如，如图4所示，在动臂二速度用的操作阀4内形成能够连通平行流路8与第一主泵再生流路55的流路，并且通过操作阀4的切换向再生马达88供给从第一主泵71喷出的工作油。

在图4中，动臂二速度用的操作阀4在先导压力源PP经由电磁阀58a供给到先导室4a时，切换到使从平行流路8分支的分支流路8a与第一主泵再生流路55连通的位置。这样，通过利用既有的操作阀2～6、14～17，能够将混合动力建筑机械的控制系统100紧凑化。此外，在图4中，对于动臂二速度用的操作阀4的其他切换位置的流路等，省略地示出。

以下，对本発明的实施方式的结构、作用以及效果进行概括说明。

混合动力建筑机械的控制系统100具备：可变容量型的第一主泵71和第二主泵72，向致动器供给工作流体；再生马达88，通过从致动器回流的工作油或者从第一主泵71和第二主泵72供给的工作油被旋转驱动；电动发电机91，与再生马达88连结；蓄电器26，蓄积通过电动发电机91发电产生的电力；辅助泵89，与再生马达88以及电动发电机91连结，并且能够向致动器供给工作油；以及控制器90，控制工作油从第一主泵71和第二主泵72向再生马达88的供给；控制器90在致动器未工作时，在判断为蓄电器26的电压小于再生开始电压Vmin的情况下，以使从第一主泵71和第二主泵72向再生马达88供给的工作油的流量大于等于致动器工作时从第一主泵71和第二主泵72喷出的工作油的流量的方式，控制第一主泵71和第二主泵72。

在该结构中，在各致动器未被操作时的蓄电器26的电压值Vc小于再生开始电压Vmin的情况下，以使从第一主泵71和第二主泵72向再生马达88供给的工作油的流量大于等于致动器工作时从第一主泵71和第二主泵72喷出的工作油的流量的方式，控制第一主泵71和第二主泵72。这样，较大流量的工作油被供给到再生马达88，因此，即使各致动器未被操作的时间短，也能够迅速地升高蓄电器26的电压。其结果，各致动器未被操作时的蓄电器26的电压保持在比再生开始电压Vmin高的状态，抑制蓄电器26变成过放电状态，因此能够提高蓄电器26的耐久性。

另外，控制器90在致动器未工作时，从判断为蓄电器26的电压小于再生开始电压Vmin起，至判断为蓄电器26的电压达到大于再生开始电压Vmin的再生停止电压Vmax为止，以使从第一主泵71和第二主泵72向再生马达88供给的工作油的流量大于等于致动器工作时从第一主泵71和第二主泵72喷出的工作油的流量的方式，控制第一主泵71和第二主泵72。

在该结构中，从判断为蓄电器26的电压小于再生开始电压Vmin起，至蓄电器26的电压达到再生停止电压Vmax为止，从第一主泵71和第二主泵72向再生马达88供给较大流量的工作油。也就是说，在致动器未工作时向蓄电器26进行充电的期间，使向再生马达88供给较大流量的工作油的状态继续。因此，即使各致动器未被操作的时间短，也能够迅速地升高蓄电器26的电压。其结果，各致动器未被操作时的蓄电器26的电压保持在比再生开始电压Vmin高的状态，抑制蓄电器26变成过放电状态，因此能够提高蓄电器26的耐久性。

另外，再生开始电压Vmin是比从再生停止电压Vmax中减去如下的乘积值而得到的值小的值，所述乘积值为根据蓄电器26的内部温度T变化的内部电阻R(T)乘以供给到蓄电器26的电流I得到的值。

在该结构中，再生开始电压Vmin设定为比从再生停止电压Vmax中减去如下的乘积值而得到的值小的值，所述乘积值为蓄电器26的内部电阻R(T)乘以供给到蓄电器26的电流I得到的值。因此，即使刚停止充电之后的蓄电器26的电压根据蓄电器26的内部电阻R(T)发生了下降，也能够防止在停止再生控制的同时再次开始再生控制。另外，预先考虑蓄电器26的内部电阻R(T)的同时将再生开始电压Vmin与再生停止电压Vmax之差尽可能设定得较小，由此能够使各致动器未被操作时的再生控制在短时间内结束，容易将蓄电器26的电压保持在一定范围内。

另外，控制器90判断构成控制系统100的装置的故障，在判断出故障的情况下，在致动器未工作时，不向蓄电器26进行充电。

在该结构中，在判断出构成控制系统100的装置的故障的情况下，停止向蓄电器26充电。这样，在构成控制系统100的装置中发生了任何异常的情况下，通过停止向蓄电器26充电，能够确保控制系统100的安全性。

另外，在对混合动力建筑机械进行控制的控制方法中，所述混合动力建筑机械具备：可变容量型的第一主泵71和第二主泵72，向致动器供给工作油；再生马达88，通过从致动器回流的工作油或者从第一主泵71和第二主泵72供给的工作油被旋转驱动；电动发电机91，与再生马达88连结；蓄电器26，蓄积通过电动发电机91发电产生的电力；以及辅助泵89，与再生马达88以及电动发电机91连结，并且能够向致动器供给工作油；在所述控制方法中，检测致动器的工作状态，并且检测蓄电器26的电压，在致动器未工作并且检测出的蓄电器26的电压小于再生开始电压Vmin的情况下，使从第一主泵71和第二主泵72向再生马达88供给的工作油的流量大于等于致动器工作时从第一主泵71和第二主泵72喷出的工作油的流量。

在该控制方法中，在各致动器未被操作时的蓄电器26的电压值Vc小于再生开始电压Vmin的情况下，以使从第一主泵71和第二主泵72向再生马达88供给的工作油的流量大于等于致动器工作时从第一主泵71和第二主泵72喷出的工作油的流量的方式，控制第一主泵71和第二主泵72。这样，较大的流量的工作油被供给到再生马达88，因此，即使各致动器未被操作的时间短，也能够迅速地升高蓄电器26的电压。其结果，各致动器未被操作时的蓄电器26的电压保持在比再生开始电压Vmin高的状态，抑制蓄电器26变成过放电状态，因此能够提高蓄电器26的耐久性。

以上，虽然对本发明的实施方式进行了说明，但是上述实施方式仅表示本发明的一部分应用例，并非旨在将本发明的保护范围限定为上述实施方式的具体结构。

本申请要求2016年9月16日向日本特许厅申请的特愿2016-182114的优先权，该申请的全部内容通过引用并入到本说明书中。

Claims (5)

1.一种混合动力建筑机械的控制系统，具备：

可变容量型的流体压力泵，向流体压力致动器供给工作流体；

再生马达，通过从所述流体压力致动器回流的工作流体或者从所述流体压力泵供给的工作流体对所述再生马达进行旋转驱动；

旋转电机，与所述再生马达连结；

蓄电部，蓄积通过所述旋转电机发电产生的电力；以及

控制部，控制工作流体从所述流体压力泵向所述再生马达的供给，

所述控制部在所述流体压力致动器未工作时判断为所述蓄电部的充电量小于第一规定量的情况下，以使从所述流体压力泵向所述再生马达供给的工作流体的流量大于等于所述流体压力致动器工作时从所述流体压力泵喷出的工作流体的流量的方式，控制所述流体压力泵。

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，

所述控制部在所述流体压力致动器未工作时，从判断为所述蓄电部的充电量小于所述第一规定量起，至判断为所述蓄电部的充电量达到大于所述第一规定量的第二规定量为止，以使从所述流体压力泵向所述再生马达供给的工作流体的流量大于等于所述流体压力致动器工作时从所述流体压力泵喷出的工作流体的流量的方式，控制所述流体压力泵。

3.根据权利要求2所述的混合动力建筑机械的控制系统，其中，

所述第一规定量以及所述第二规定量为电压，

所述第一规定量是比从所述第二规定量中减去如下的乘积值而得到的值小的值，所述乘积值为根据所述蓄电部的内部温度发生变化的内部电阻乘以向所述蓄电部供给的电流得到的值。

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，

所述控制部判断构成所述控制系统的装置的故障，在判断出故障的情况下，在所述流体压力致动器未工作时，不向所述蓄电部进行充电。

5.一种混合动力建筑机械的控制方法，是对混合动力建筑机械进行控制的控制方法，所述混合动力建筑机械具备：

可变容量型的流体压力泵，向流体压力致动器供给工作流体；

再生马达，通过从所述流体压力致动器回流的工作流体或者从所述流体压力泵供给的工作流体对所述再生马达进行旋转驱动；

旋转电机，与所述再生马达连结；以及

蓄电部，蓄积通过所述旋转电机发电产生的电力；

在所述混合动力建筑机械的控制方法中，

检测所述流体压力致动器的工作状态，并且检测所述蓄电部的充电量，

在所述流体压力致动器未工作且检测出的所述蓄电部的充电量小于第一规定量的情况下，使从所述流体压力泵向所述再生马达供给的工作流体的流量大于等于所述流体压力致动器工作时从所述流体压力泵喷出的工作流体的流量。