CN110337545A - 作业机械的液压油能量回收装置 - Google Patents

Abstract

控制器(45)具备：经过时间计测部(47A)，其根据来自重置开关(44)的重置信号而计测从开始使用蓄能器(29)起的经过时间(tx)；工作次数计测部(47B)，其根据来自蓄压侧压力传感器(39)的检测信号而计测蓄能器(29)的工作次数、即重置后的动臂下降次数(N)；气体透过量推定部(47C)，其推定蓄能器(29)的推定气体透过量(Qloss)；封入气体压推定部(47D)，其求出蓄能器(29)的气体室(29B)的推定封入气体压(Pgs)；和蓄能器劣化判定部(47E)，其判定蓄能器(29)的劣化状况并输出判定结果。

Description

作业机械的液压油能量回收装置

技术领域

本发明涉及用于从例如液压挖掘机的液压执行机构回收液压油的能量的、作业机械的液压油能量回收装置。

背景技术

近年来，在以液压挖掘机为代表的作业机械中，以液压泵的载荷减轻和液压能量的有效再利用为目的，而开发出在液压回路上具备蓄能器的结构的作业机械(专利文献1、2)。其中，在专利文献1的现有技术中，构成为在将液压执行机构和方向控制阀连接的主管路上设置分支油路来连接蓄能器。该蓄能器将从液压执行机构向油箱返回的高液压油蓄存。在进行操作杆的最大限度操作时，通过放出蓄能器内的液压油，来辅助液压执行机构的动作。由此，能够减轻液压泵的载荷而抑制发动机的燃料消耗量。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-003183号公报

专利文献2：日本特开2009-19678号公报

发明内容

另外，在现有技术的液压油能量回收装置中，若蓄能器破损或性能显著降低，则无法得到所期待的燃料消耗量抑制效果。而且，有被封入在蓄能器的气体室中的加压气体向液压配管漏出的隐患。由此，也有工作油从工作油油箱向外部喷出的隐患。因此，在专利文献2中，为了防止在蓄能器的加压气体泄露到液压配管的情况下配管内的工作油从工作油油箱向外部喷出，而将工作油油箱的内压显示到监视器画面上从而能够容易检测蓄能器的破损。

但是，作为蓄能器的破损形态，如专利文献2所记载那样，并不仅仅是蓄能器的隔壁破损而蓄存的气体被急剧放出到油室的形态。例如，在活塞式蓄能器的情况下，气体会逐渐从活塞外周面与缸内周面之间的密封环透过。另外，在气囊式蓄能器的情况下，气体会逐渐从气囊透过。由此，蓄能器也存在产生被封入的气体压逐渐降低、所谓性能劣化的情况。

在这样的性能劣化的情况下，由于气体室的气体逐渐漏出到油室，所以工作油油箱的内压上升率不会显著变化。因此，难以例如如专利文献1所记载的那样，通过设在工作油油箱内的压力检测机构检测出蓄能器的性能劣化。而且，即使在蓄能器实际破损后检测出异常，在该情况下，液压挖掘机等作业机械也会因蓄能器的破损而无法运转，从而有损便利性。

本发明是鉴于这样的现有技术的问题而做出的，其目的在于提供一种能够尽早地检测或预测蓄能器的劣化状态并敦促操作员恰当应对的、作业机械的液压油能量回收装置。

为了解决上述课题，而将本发明适用于作业机械的液压油能量回收装置，其中该作业机械具备：通过搭载于作业机械的原动机而被驱动的主泵；通过上述主泵而被驱动的液压执行机构；和回收来自上述液压执行机构的返回油的一部分或全部的蓄能器。

并且，本发明所采用的结构的特征在于，具备：检测上述蓄能器的压力的压力检测装置；在更换上述蓄能器时进行重置的重置装置；对上述液压执行机构进行操作的操作杆装置；和输入来自上述压力检测装置及上述重置装置的信号的控制器，上述控制器具有：经过时间计测部，其根据来自上述重置装置的信号而计测从开始使用上述蓄能器起的时间；工作次数计测部，其根据来自上述压力检测装置的信号而计测上述蓄能器的工作次数；封入气体压推定部，其根据来自上述压力检测装置的信号，在上述蓄能器压力从油箱压的状态开始蓄压的情况下，依据上述蓄能器压力的上涨方式推定蓄能器的封入气体压；和蓄能器劣化判定部，其基于来自上述经过时间计测部、上述工作次数计测部、上述封入气体压推定部的输出中的至少一个输出而判定上述蓄能器的劣化状况，并输出判定结果。

如上述那样，根据本发明，根据开始使用蓄能器起的经过时间工作次数、封入气体压的推定值而判别蓄能器的劣化状况。由此，能够在实际达到破损之前向操作员报知劣化判定的结果，根据需要敦促更换蓄能器，从而能够提高作为液压油能量回收装置的便利性、可靠性。

附图说明

图1是表示搭载有本发明的实施方式的液压油能量回收装置的液压挖掘机的外观图。

图2是在发动机的停止状态下表示适用了实施方式的液压油能量回收装置的液压缸驱动回路的控制回路图。

图3是表示使发动机运转的状态下的液压缸驱动回路的控制回路图。

图4是表示将图3的方向控制阀切换到动臂下降操作的位置而使液压油回收到蓄能器的状态的控制回路图。

图5是表示使回收并蓄存在蓄能器中的液压油在主回路侧再生的状态的控制回路图。

图6是图2所示的控制器的控制框图。

图7是表示通过控制器经由电磁比例减压阀切换给排控制阀的控制处理和卸荷阀的控制处理的流程图。

图8是表示基于控制器进行的蓄能器的劣化判定处理的流程图。

图9是对封入在蓄能器的气体室中的气体压进行推定运算时的特性线图。

图10是表示在动臂下降操作时蓄存在蓄能器的油室中的蓄能器压力的特性的特性线图。

具体实施方式

以下，列举将本发明的实施方式的作业机械的液压油能量回收装置适用于搭载在液压挖掘机的液压缸驱动回路的情况为例，遵照附图的图1至图10来详细地进行说明。

在图1中，作为作业机械的代表例的液压挖掘机1构成为包含：能够自行的履带式的下部行驶体2；设在下部行驶体2上的旋转装置3；经由旋转装置3能够旋转地搭载在下部行驶体2上的上部旋转体4；和设在上部旋转体4的前侧且进行挖掘作业等的多关节构造的作业装置5。在该情况下，下部行驶体2和上部旋转体4构成液压挖掘机1的车身。

下部行驶体2构成为包含：左右一对的履带2A(仅图示一方)；和通过使该各履带2A环绕驱动而使液压挖掘机1行驶的左右的行驶用液压马达(未图示)。下部行驶体2根据来自后述的主液压泵13(参照图2)的液压油的供给而旋转驱动上述行驶用液压马达，由此使液压挖掘机1前进或后退。

也被称为作业机或前作业机的作业装置5例如构成为包含动臂5A、斗杆5B、作为作业工具的铲斗5C、和作为驱动它们的液压执行机构的动臂缸5D、斗杆缸5E、铲斗缸(作业工具缸)5F。作业装置5根据来自图2所示的主液压泵13(即主泵)的液压油的给排，而使液压缸(缸5D、5E、5F)伸长或缩短，由此以进行俯仰动作(沿上下摆动)的方式工作。

此外，以下说明的图2的回路图主要示出用于驱动控制动臂缸5D(液压缸的代表例)的液压缸驱动回路。这只是为了避免附图复杂、使说明明确而简化后的回路图，关于与斗杆缸5E、铲斗缸5F、上述的左右的行驶用液压马达、后述的旋转用液压马达相关的驱动回路(未图示)也是，与图2大致同样地构成。

上部旋转体4经由旋转装置3搭载在下部行驶体2上，旋转装置3构成为包含旋转轴承、旋转用液压马达、减速机构等。上部旋转体4根据来自后述的主液压泵13(参照图2)的液压油的供给，旋转驱动作为液压马达的旋转用液压马达，由此在下部行驶体2上与作业装置5一起旋转。上部旋转体4构成为包含作为上部旋转体4的支承构造体(基架)的旋转架6、和搭载在旋转架6上的操作室7、配重8等。

在该情况下，在旋转架6上搭载有后述的发动机12、主液压泵13及先导液压泵20、工作油油箱14、控制阀装置(在图2中仅图示动臂用方向控制阀22)等。在操作室7内，例如以位于驾驶席的后方下侧的方式设有后述的控制器45(参照图2～图6)。另一方面，在旋转架6的后端侧，用于保持与作业装置5之间的重量平衡的配重8例如以位于发动机12的后侧的方式设置。

旋转架6经由旋转装置3搭载在下部行驶体2上。在旋转架6的前部左侧设有内部成为驾驶室的操作室7，在该操作室7内，设有供操作员落座的驾驶席(未图示)。在上述驾驶席周围设有用于对液压挖掘机1进行操作的各种操作装置(在图2中仅图示动臂用操作杆装置24)。上述操作装置例如构成为包含设在驾驶席的前侧的左右的行驶用杆及踏板操作装置、和分别设在驾驶席的左右两侧的左右的作业用操作杆装置。

在图2所示的液压回路图中，仅示出各种操作装置(行驶用操作装置及作业用操作装置)中的用于对作业装置5的动臂5A、即动臂缸5D进行驱动操作的动臂用操作杆装置24。例如，上述的行驶用杆及踏板操作装置、旋转用操作杆装置、斗杆用操作杆装置、铲斗用操作杆装置等省略图示。动臂用操作杆装置24例如与右侧的作业用操作杆装置的前后方向上的操作相对应。

操作装置将与操作员的操作(杆操作、踏板操作)相应的先导信号(先导压)输出到由多个方向控制阀(在图2中仅图示动臂用方向控制阀22)构成的控制阀装置。由此，操作员能够使行驶用液压马达、作业装置5的缸5D、5E、5F、旋转装置3的旋转用液压马达动作(驱动)。此外，在图2的液压回路图中，仅示出构成控制阀装置的多个方向控制阀中的动臂用方向控制阀22(例如省略左行驶用方向控制阀、右行驶用方向控制阀、旋转用方向控制阀、斗杆用方向控制阀、铲斗用方向控制阀等)。

接下来，一边参照图2～图5一边说明用于驱动液压挖掘机1的液压执行机构(例如使动臂5A工作的动臂缸5D)的液压缸驱动回路(即液压缸驱动装置)。

如图2～图5所示，液压挖掘机1具备通过从作为主泵的液压泵13供给的液压油使液压挖掘机1的液压执行机构动作(驱动)的液压回路11。该液压回路11构成为包含：包含液压执行机构(例如动臂缸5D)的主液压回路11A；用于对液压执行机构(例如动臂缸5D)进行操作的先导液压回路11B；和包含后述的蓄能器29的回收液压回路11C。

即，液压回路11例如构成为包含动臂缸5D、发动机12、液压泵13、作为油箱的工作油油箱14、先导液压泵20、控制阀装置(例如动臂用方向控制阀22)和操作装置(例如动臂用操作杆装置24)。在此基础上，液压回路11构成为包含作为蓄压器的蓄能器29、作为回收装置及第1控制阀的回收控制阀31、作为兼作主回路供给装置及先导回路给排装置的第2控制阀的给排控制阀34、作为第1压力检测装置的蓄压侧压力传感器39、和作为控制装置的控制器45。

液压回路11的主液压回路11A例如除了动臂缸5D以外，还具备发动机12、液压泵13、工作油油箱14、动臂用方向控制阀22、先导单向阀19和高压溢流阀23。另外，主液压回路11A具备主排出管路15、返回管路16、缸底侧管路17和活塞杆侧管路18。

另一方面，液压回路11的先导液压回路11B具备发动机12、先导液压泵20、工作油油箱14、先导排出管路21、操作装置(例如动臂用操作杆装置24)、低压溢流阀26、作为一侧先导管路的伸长侧先导管路25A、和作为另一侧先导管路的缩短侧先导管路25B。另外，先导液压回路11B具备作为先导流量减少装置的卸荷阀27、和作为止回阀的单向阀28。

而且，液压回路11的回收液压回路11C是构成液压油能量回收装置的回路，除了蓄能器29以外，还具备回收控制阀31、给排控制阀34、蓄压侧压力传感器39和控制器45。另外，回收液压回路11C具备回收管路30、回收单向阀32、主再生管路35和先导再生管路37。

此外，图2所示的液压回路11主要示出用于将动臂缸5D向伸长或缩短方向驱动的动臂用液压驱动回路(即动臂用液压驱动装置)。换言之，图2所示的液压回路11省略了用于使下部行驶体2行驶的行驶用液压回路(即行驶用液压驱动装置)、用于使斗杆5B向伸长或缩短方向驱动的斗杆用液压回路(即斗杆用液压驱动装置)、用于使铲斗5C向伸长或缩短方向驱动的铲斗用液压回路(即铲斗用液压驱动装置)、以及用于驱动旋转装置3(使上部旋转体4相对于下部行驶体2旋转)的旋转用液压回路(即旋转用液压驱动装置)。

作为原动机的发动机12搭载在旋转架6上。发动机12由例如柴油发动机等内燃机构成。在发动机12的输出侧安装有主液压泵13和先导液压泵20，这些主液压泵13及先导液压泵20通过发动机12而被旋转驱动。此外，用于驱动主液压泵13及先导液压泵20的驱动源(原动机)除了能够由作为内燃机的发动机12单方构成以外，也可以由例如发动机和电动马达、或电动马达单方构成。

主液压泵13与发动机12机械地(即能够进行动力传递地)连接。主液压泵13向包含液压执行机构(动臂缸5D)的主液压回路11A供给液压油。主液压泵13例如由可变容量型的液压泵、更具体地说可变容量型的斜盘式、斜轴式或径向活塞式液压泵构成。此外，在图2中，虽然是以一台液压泵示出主液压泵13，但能够由例如两台以上的多个液压泵构成。

主液压泵13经由控制阀装置而与液压执行机构连接。例如，主液压泵13经由动臂用方向控制阀22而与动臂缸5D连接，向该动臂缸5D供给液压油。此外，来自主液压泵13的液压油例如除了动臂缸5D以外，还被供给到斗杆缸5E、铲斗缸5F、行驶用液压马达及旋转用液压马达(均未图示)。

主液压泵13将蓄留在工作油油箱14中的工作油作为液压油排出到主排出管路15。排出到主排出管路15的液压油经由动臂用方向控制阀22被供给到动臂缸5D的缸底侧油室5D4或活塞杆侧油室5D5。动臂缸5D的活塞杆侧油室5D5或缸底侧油室5D4的液压油经由动臂用方向控制阀22及返回管路16而返回到工作油油箱14。像这样，主液压泵13与蓄留工作油的工作油油箱14一起构成主要的液压源。

如图2所示，动臂缸5D构成为包含形成其外壳的缸筒5D1、活塞5D2和活塞杆5D3。活塞5D2能够滑动地插嵌在缸筒5D1内，将缸筒5D1内划分成缸底侧油室5D4和活塞杆侧油室5D5。活塞杆5D3的基端侧固定在活塞5D2上，前端侧向缸筒5D1外突出。并且，动臂用方向控制阀22与缸底侧油室5D4之间通过缸底侧管路17连接，动臂用方向控制阀22与活塞杆侧油室5D5之间通过活塞杆侧管路18连接。

在该情况下，在缸底侧管路17的中途连接有后述的回收管路30。另外，在缸底侧管路17上，以位于缸底侧管路17与回收管路30的连接部(分支部)和液压缸5D的缸底侧油室5D4之间的方式设有先导单向阀19。先导单向阀19与普通的单向阀同样地，允许液压油从缸底侧管路17侧朝向缸底侧油室5D4流通，并阻止液压油向与之相反的朝向(从缸底侧油室5D4朝向缸底侧管路17侧)流通。

但是，经由后述的分支先导管路25B1向先导单向阀19供给与动臂用操作杆装置24的操作相应的先导压(二次压)。在来自分支先导管路25B1的先导压被供给到先导单向阀19的情况下(即动臂用操作杆装置24被向动臂缸5D的缩短方向操作的情况下)，先导单向阀19通过该先导压而被强制打开。在先导单向阀19打开时，缸底侧油室5D4内的液压油朝向缸底侧管路17及回收管路30侧流通(排出)。

先导液压泵20与主液压泵13同样地通过发动机12而被旋转驱动。由此，先导液压泵20向用于对液压执行机构(例如动臂缸5D)进行操作的先导液压回路11B供给先导液压油。先导液压泵20由例如固定容量型的齿轮泵、斜轴式或斜盘式液压泵等构成。先导液压泵20将蓄留在工作油油箱14中的工作油作为液压油而排出到先导排出管路21。即，先导液压泵20与工作油油箱14一起构成先导液压源。

先导液压泵20经由先导排出管路21等而与操作装置(动臂用操作杆装置24)连接。先导液压泵20向操作装置(动臂用操作杆装置24)作为一次压而供给先导液压油。在该情况下，从先导液压泵20排出的先导液压油经由操作装置(动臂用操作杆装置24)，被供给到控制阀装置(动臂用方向控制阀22的先导部22A、22B)、先导单向阀19、后述的回收控制阀31。

控制阀装置是由包含动臂用方向控制阀22在内的多个方向控制阀构成的控制阀组。控制阀装置根据包含动臂用操作杆装置24在内的各种操作装置的操作，将从主液压泵13排出的液压油分配到动臂缸5D、斗杆缸5E、铲斗缸5F、行驶用液压马达及旋转用液压马达。

此外，以下的说明中，将动臂用方向控制阀22(以下简称为方向控制阀22)作为控制阀装置的代表例进行说明。另外，关于用于对控制阀装置进行切换操作的操作装置也是，将用于对动臂用方向控制阀22进行切换操作的动臂用操作杆装置24(以下简称为操作杆装置24)作为代表例进行说明。同时，关于通过操作装置的操作进行动作(伸长、缩短)的液压执行机构也是，将动臂缸5D(以下也简称为液压缸5D)作为代表例进行说明。

方向控制阀22根据基于配置在操作室7内的操作杆装置24的操作产生的切换信号(先导压)，对从主液压泵13向液压缸5D供给的液压油的方向进行切换控制。由此，液压缸5D通过从主液压泵13供给(排出)的液压油而被向伸长或缩短方向驱动。方向控制阀22由先导操作式的方向控制阀、例如以四口三位(或六口三位)的液压先导式伺服阀组成的方向控制阀构成。

方向控制阀22在主液压泵13与液压缸5D之间切换液压油相对于液压缸5D的供给和排出。由此，将液压缸5D伸长或缩短。方向控制阀22的液压先导部22A、22B被供给基于操作杆装置24的操作产生的切换信号(先导压)。由此，方向控制阀22被从中立位置(A)切换操作到切换位置(B)、(C)中的某一个位置。

在主排出管路15的中途，以位于主液压泵13与方向控制阀22之间的方式设有高压溢流阀23。高压溢流阀23为了防止过载作用于主液压泵13，而在主排出管路15内的压力超过了预先确定的压力(高压设定值)时打开，使过剩压溢流到工作油油箱14侧。主排出管路15内的压力由后述的泵侧压力传感器42检测。

操作杆装置24配置在上部旋转体4的操作室7内。操作杆装置24例如由杆式的减压阀型先导阀构成。通过先导排出管路21向操作杆装置24供给来自先导液压泵20的液压油(一次压)。操作杆装置24将与操作员的杆操作相应的先导压(二次压)经由伸长侧先导管路25A或缩短侧先导管路25B输出到方向控制阀22的液压先导部22A、22B。

即，操作杆装置24在由操作员进行倾转操作时，将与该操作量成正比的先导压供给到方向控制阀22的液压先导部22A、22B中的某一方。例如，如图5所示，当将操作杆装置24向液压缸5D的伸长方向操作时(即当进行使动臂5A仰动的抬升操作时)，通过该操作产生的先导压经由伸长侧先导管路25A被供给到方向控制阀22的液压先导部22A。由此，方向控制阀22从中立位置(A)切换到动臂抬升侧的切换位置(B)。因此，来自主液压泵13的液压油经由缸底侧管路17被供给到液压缸5D的缸底侧油室5D4。液压缸5D的活塞杆侧油室5D5的液压油经由活塞杆侧管路18、返回管路16而返回到工作油油箱14。

与此相对，例如如图4所示，当将操作杆装置24向液压缸5D的缩短方向操作时(即当进行使动臂5A俯动的下降操作时)，通过该操作产生的先导压经由缩短侧先导管路25B被供给到方向控制阀22的液压先导部22B。由此，方向控制阀22从中立位置(A)切换到动臂下降侧的切换位置(C)。因此，来自主液压泵13的液压油经由活塞杆侧管路18被供给到液压缸5D的活塞杆侧油室5D5。

此时的先导压经由从缩短侧先导管路25B分支的分支先导管路25B1也被供给到先导单向阀19。因此，先导单向阀19通过来自分支先导管路25B1的先导压而被强制打开。由此，液压油能够从液压缸5D的缸底侧油室5D4朝向缸底侧管路17流通。即，先导单向阀19为了防止液压油意外从液压缸5D的缸底侧油室5D4流出(动臂落下)而在通常时切断回路。但是，在使动臂5A进行俯动(下降操作)时，通过先导单向阀19打开上述回路。

另外，来自分支先导管路25B1的先导压也被供给到后述的回收控制阀31的液压先导部31A。回收控制阀31当被供给先导压时，从闭阀位置切换到开阀位置而使液压缸5D的缸底侧油室5D4与蓄能器29连通。由此，缸底侧油室5D4的液压油被供给到蓄能器29。即，液压缸5D的缸底侧油室5D4的液压油被回收到蓄能器29。此时，液压油从液压缸5D的缸底侧油室5D4经由缸底侧管路17流动到方向控制阀22(返回管路16)侧。该液压油(即向工作油油箱14返回的液压油)被方向控制阀22的切换位置(C)处的节流部22C限制流量。

在操作杆装置24设有检测操作员的倾转操作的作为操作检测机构的操作检测传感器24A。操作检测传感器24A与控制器45连接。操作检测传感器24A将与有无杆操作或杆操作量相对应的信号作为操作杆信号输出到控制器45。操作检测传感器24A例如能够由位移传感器或检测先导压的压力传感器构成。操作检测传感器24A不仅设于图2所示的动臂用操作杆装置24，还设于其他操作装置(均未图示)。

在先导排出管路21的中途设有低压溢流阀26。该低压溢流阀26以位于比后述的单向阀28靠上游侧的位置的方式设在先导排出管路21与工作油油箱14之间。低压溢流阀26在先导排出管路21内的压力超过了预先确定的压力(图10所示的低压设定值Ps0)时打开，使其过剩压溢流到工作油油箱14侧。而且，在先导排出管路21的中途设有卸荷阀27和单向阀28。此外，在先导排出管路21中的、位于单向阀28与操作杆装置24之间的部位，连接有后述的先导再生管路37。

卸荷阀27配置在先导液压泵20与先导液压回路11B之间(即在先导液压泵20的排出侧比单向阀28靠上游侧的位置)。卸荷阀27是将从先导液压泵20排出的液压油排出到工作油油箱14的阀。卸荷阀27例如由两口两位的电磁先导式切换阀(电磁螺线管式切换阀、电磁控制阀)构成。卸荷阀27的电磁先导部27A与控制器45连接。

卸荷阀27例如常时为闭阀位置，根据来自控制器45的信号(指令)而从闭阀位置切换到开阀位置。当卸荷阀27切换到开阀位置时，先导排出管路21成为相对于工作油油箱14连通的状态。即，卸荷阀27根据来自控制器45的指令(电力的供给)，将从先导液压泵20排出的液压油向工作油油箱14排出。由此，卸荷阀27构成能够减少从先导液压泵20向先导液压回路11B(更具体地说操作杆装置24侧)流通的先导液压油的流量的先导流量减少装置。

单向阀28设在卸荷阀27与先导液压回路11B之间(即在比卸荷阀27靠下游侧且比先导再生管路37与先导排出管路21的连接部位靠上游侧的位置)。单向阀28是阻止先导液压回路11B侧(更具体地说操作杆装置24侧)的液压油向卸荷阀27侧流动的止回阀。单向阀28允许液压油从先导液压泵20侧朝向操作杆装置24侧及先导再生管路37侧流通，并阻止液压油向相反的朝向(从操作杆装置24侧及先导再生管路37侧朝向卸荷阀27侧及先导液压泵20侧)流通。

先导再生管路37与先导排出管路21中的比单向阀28靠下游侧的部位连接。因此，蓄存在后述的蓄能器29中的液压油以从给排控制阀34侧流入到单向阀28与操作杆装置24之间(先导排出管路21中的比单向阀28靠下游侧的位置)的方式被供给。因此，例如即使在通过卸荷阀27将来自先导液压泵20的液压油向工作油油箱14排出时，操作杆装置24也能够通过来自蓄能器29的液压油确保先导压。单向阀28阻止此时的液压油(来自蓄能器29的先导压)向卸荷阀27侧(工作油油箱14侧)流出。

蓄能器29将从液压缸5D排出的液压油蓄存。蓄能器29由内部被划分成油室29A和气体室29B的活塞式蓄能器或气囊式蓄能器构成。蓄能器29的油室29A与回收管路30、液压油给排管路33连接(连通)，在气体室29B内封入有加压气体。

如图4所示，在液压缸5D缩短时从液压缸5D的缸底侧油室5D4排出的液压油经由先导单向阀19、回收管路30、回收控制阀31、回收单向阀32而流入到蓄能器29的油室29A中。由此，蓄能器29的油室29A以回收来自液压执行机构(液压缸5D)的返回油的一部分或全部的方式将液压油蓄存。此时，气体室29B以使油室29A与蓄油量相应地扩大的方式被压缩。

另外，蓄能器29如后述那样，根据需要，将从先导液压泵20排出的液压油回收并蓄存。此时，从先导液压泵20排出的液压油从先导排出管路21侧经由先导再生管路37、给排控制阀34而流入到蓄能器29的油室29A中。蓄存在蓄能器29的油室29A中的液压油根据给排控制阀34被切换到主侧位置(E)和先导侧位置(F)中的哪一个位置，而作为再生油被供给到液压缸5D或操作杆装置24。

回收管路30的一端侧与缸底侧管路17连接，另一端侧与蓄能器29的油室29A连接。在回收管路30的中途，从一端侧(缸底侧管路17侧)起按顺序设有回收控制阀31、回收单向阀32。回收控制阀31构成使从液压缸5D排出的液压油回收到蓄能器29的回收装置。即，回收控制阀31是使液压缸5D的缸底侧油室5D4与蓄能器29之间连通或切断的第1控制阀。回收控制阀31由例如两口两位的液压先导式切换阀构成。从操作杆装置24经由分支先导管路25B1向回收控制阀31的液压先导部31A供给先导压。回收控制阀31例如常时为闭阀位置，当将先导压供给到液压先导部31A时从闭阀位置切换到开阀位置。

即，在操作杆装置24被向液压缸5D的缩短方向操作了的情况下，经由缩短侧先导管路25B的分支先导管路25B1向回收控制阀31的液压先导部31A供给与操作杆装置24的操作相应的先导压。由此，回收控制阀31切换到开阀位置，使得液压缸5D的缸底侧油室5D4与蓄能器29的油室29A连通。此时，在蓄能器29的油室29A中，以回收的方式蓄存有从液压缸5D的缸底侧油室5D4排出的液压油(返回油)。另一方面，回收控制阀31在操作杆装置24被向液压缸5D的伸长方向操作或处于中立状态(非操作状态)时，返回到闭阀位置，使得切断液压缸5D的缸底侧油室5D4与蓄能器29的连通(即在中途切断回收管路30)。

回收单向阀32以位于回收控制阀31与蓄能器29之间的方式设在回收管路30的中途。回收单向阀32允许液压油从回收控制阀31侧朝向蓄能器29侧流通，并阻止液压油向相反的朝向(从蓄能器29侧朝向回收控制阀31侧)流通。即，回收单向阀32阻止来自蓄能器29的液压油逆流到液压缸5D的缸底侧油室5D4。

液压油给排管路33在回收管路30的下游侧与蓄能器29的油室29A连接。该液压油给排管路33是以在蓄能器29的油室29A与后述的给排控制阀34之间使液压油给排(流出、流入)的方式将蓄能器29与给排控制阀34之间连接的管路。液压油给排管路33的一个端部在回收管路30的下游侧与蓄能器29的油室29A连接，另一个端部与给排控制阀34连接。

给排控制阀34是将与蓄能器29的油室29A连接的液压油给排管路33切换连接到后述的主再生管路35和先导再生管路37中的某一条管路的控制阀。给排控制阀34构成将蓄存在蓄能器29中的液压油供给到主再生管路35的主回路供给装置、或将液压油经由先导再生管路37相对于蓄能器29给排的先导回路给排装置。即，给排控制阀34是切换蓄能器29的油室29A与主液压回路11A(主排出管路15)或先导液压回路11B(先导排出管路21)的连通、切断的第2控制阀。

给排控制阀34由例如以三口三位的液压先导式伺服阀组成的方向控制阀构成。给排控制阀34如图2所示那样在发动机12停止的期间，通过弹簧34A配置在主侧位置(E)。但是，当如图3～图5所示那样运转发动机12时，给排控制阀34根据供给到液压先导部34B的先导压而被从主侧位置(E)切换操作到中间的切断位置(D)或先导侧位置(F)。经由通过控制器45进行切换控制的电磁比例减压阀38向给排控制阀34的液压先导部34B供给先导压。

如图5所示，在电磁比例减压阀38被切换到减压位置(b)而液压先导部34B与工作油油箱14连通的期间，给排控制阀34通过弹簧34A返回到主侧位置(E)。此时，将蓄能器29的油室29A和主再生管路35、主排出管路15连接，蓄能器29的液压油例如经由切换位置(B)的方向控制阀22合流并供给到液压缸5D(例如缸底侧油室5D4)。

主再生管路35在给排控制阀34处于主侧位置(E)时与液压油给排管路33(即蓄能器29的油室29A)连接，在该状态下，使蓄能器29的油室29A与主排出管路15连通。主再生管路35的一端侧与给排控制阀34连接，另一端侧与主排出管路15(即主液压泵13与方向控制阀22之间)连接。在主再生管路35的中途设有主单向阀36。该主单向阀36允许液压油从蓄能器29(给排控制阀34)侧朝向主排出管路15侧流通，并阻止液压油向相反的朝向流通。即，主单向阀36防止来自主排出管路15的液压油朝向给排控制阀34(即蓄能器29)侧逆流。

先导再生管路37构成先导一次压供给路，以连接在给排控制阀34与先导排出管路21之间的方式设置。即，先导再生管路37的一个端部与给排控制阀34连接，另一个端部与先导排出管路21(即单向阀28与操作杆装置24之间)连接。如图3所示，在给排控制阀34被切换到先导侧位置(F)时，先导再生管路37与液压油给排管路33(即蓄能器29的油室29A)连接。在该情况下，蓄能器29的油室29A经由液压油给排管路33和先导再生管路37而与先导排出管路21连通。此时，蓄存在蓄能器29中的液压油能够经由先导再生管路37供给到先导液压回路11B(更具体地说先导排出管路21)。此外，也能够与之相反地将从先导液压泵20排出到先导排出管路21的先导液压油的一部分经由先导再生管路37、给排控制阀34及液压油给排管路33而蓄存到蓄能器29中。

电磁比例减压阀38是通过控制器45进行切换控制来将向给排控制阀34的液压先导部34B供给的先导压(指令压)可变地减压而进行控制的电磁式的指令压控制阀。换言之，电磁比例减压阀38是将先导再生管路37(先导一次压供给路)的压力减压后引导到作为给排控制阀34的受压部的液压先导部34B的电磁阀。电磁比例减压阀38具有与控制器45的输出侧连接的比例螺线管部(即电磁比例先导部38A)。电磁比例减压阀38根据从控制器45输出到电磁比例先导部38A的控制信号的电流值而从连通位置(a)切换到减压位置(b)。

在控制信号的电流值为零时，电磁比例减压阀38如图3所示成为连通位置(a)。因此，电磁比例减压阀38将例如从先导液压泵20经由先导排出管路21、先导再生管路37(先导一次压供给路)供给的先导液压油的压力不减压地供给到给排控制阀34的液压先导部34B。由此，给排控制阀34根据此时的先导压而被从主侧位置(E)切换操作到先导侧位置(F)。

如图4所示，电磁比例减压阀38在控制信号的电流值增大而为中间值时，在连通位置(a)与减压位置(b)之间以电磁比例的方式切换。此时，电磁比例减压阀38以将来自先导再生管路37的先导压(一次压)减压的方式进行控制。由此，电磁比例减压阀38将例如被减压至中间压的先导压供给到给排控制阀34的液压先导部34B。其结果为，给排控制阀34根据该中间压的先导压而被切换操作到中间的切断位置(D)。

而且，当控制信号的电流值以成为最大的方式增大后，如图5所示，电磁比例减压阀38从连通位置(a)切换到减压位置(b)。由此，给排控制阀34的液压先导部34B与工作油油箱14连通。因此，给排控制阀34通过弹簧34A返回到主侧位置(E)。像这样，作为电磁式的指令压控制阀的电磁比例减压阀38遵照来自控制器45的控制信号而在连通位置(a)与减压位置(b)之间以与电流值成正比的方式进行切换。由此，给排控制阀34根据经由电磁比例减压阀38供给到该液压先导部34B的先导压而被切换操作到切断位置(D)、主侧位置(E)和先导侧位置(F)中的某一个位置。

蓄压侧压力传感器39检测蓄能器29的油室29A内的压力。该蓄压侧压力传感器39设在回收管路30中的回收单向阀32与蓄能器29之间(换言之蓄能器29与给排控制阀34之间)。蓄压侧压力传感器39是检测蓄能器29的油室29A内的压力并将该检测信号输出到控制器45的压力检测装置。

温度传感器40是设在与蓄能器29的油室29A连通的部位(例如液压油给排管路33的中途)的温度检测装置。温度传感器40检测在该部位流通的液压油(工作流体)的温度，将该检测信号输出到控制器45。溢流阀41位于蓄能器29与给排控制阀34之间，例如设在液压油给排管路33的中途。溢流阀41为了防止过载作用于蓄能器29和给排控制阀34，而在液压油给排管路33内的压力超过了预先确定的设定压力时打开，使过剩压溢流到工作油油箱14侧。

泵侧压力传感器42在主液压泵13与方向控制阀22之间检测主排出管路15内的压力。该泵侧压力传感器42将从主液压泵13排出到主排出管路15的液压油的压力作为图7的步骤6中示出的主压进行检测，并将该检测信号输出到控制器45。

显示监视器43构成用于向操作员报知蓄能器29的劣化状态等、并进行警告的报知装置。在后述的控制器45的蓄能器劣化判定处理部47判定了蓄能器29的劣化时，使显示监视器43工作。显示监视器43通过监视器画面的显示向操作员报知蓄能器29的劣化状态。重置开关44是在更换蓄能器29时进行重置的重置装置。控制器45从重置开关44输入更换了蓄能器29的信息。此外，作为上述报知装置，并不限于显示监视器43，例如能够使用语音合成装置、报知灯、蜂鸣器。

控制器45是进行卸荷阀27及电磁比例减压阀38的切换控制的控制装置，例如由微型计算机构成。如图6所示，控制器45例如具备进行卸荷阀27及电磁比例减压阀38的切换控制的阀控制部46、和如后述那样进行蓄能器29的劣化判定的蓄能器劣化判定处理部47。在控制器45的输入侧连接有附设在操作杆装置24上的操作检测传感器24A、作为压力检测装置的蓄压侧压力传感器39、作为温度检测装置的温度传感器40、泵侧压力传感器42及作为重置装置的重置开关44。

即，在控制器45中分别输入有由泵侧压力传感器42检测出的主液压泵13的排出压(主压)、由蓄压侧压力传感器39检测出的蓄能器29的压力(蓄能器压力Pa)、由温度传感器40检测出的工作油的温度(即与蓄能器29的油室29A连接的液压油给排管路33内的温度)、来自重置开关44的重置信号、和来自对操作杆装置24的操作进行检测的操作检测传感器24A的操作杆信号。

在控制器45的输出侧连接有卸荷阀27的电磁先导部27A、电磁比例减压阀38的电磁比例先导部38A及作为报知装置的显示监视器43。从控制器45输出如上述那样切换控制卸荷阀27的信号、为了切换控制给排控制阀34而通过电磁比例减压阀38可变地控制先导压的信号、和使用于向操作员报知蓄能器29的劣化状态的图像显示到显示监视器43上的信号。

如图6所示，控制器45的蓄能器劣化判定处理部47具有经过时间计测部47A、工作次数计测部47B、气体透过量推定部47C、封入气体压推定部47D和蓄能器劣化判定部47E。经过时间计测部47A根据来自重置开关44的重置信号而计测开始使用蓄能器29起的经过时间tx(参照图8中的步骤11)。工作次数计测部47B根据来自蓄压侧压力传感器39的检测信号而计测(计数)蓄能器29的工作次数、即重置后的动臂下降次数N(参照图8中的步骤15)。气体透过量推定部47C基于来自上述经过时间计测部47A、蓄压侧压力传感器39及温度传感器40的输出而推定运算蓄能器29的推定气体透过量Qloss(参照后述的算式1)(参照图8中的步骤16)。封入气体压推定部47D在蓄能器29从油箱压的状态开始蓄压的情况下，基于来自蓄压侧压力传感器39的检测信号，根据蓄能器29的压力的上涨方式(压力上升率)推定运算蓄能器29的气体室29B的推定封入气体压Pgs(参照图8中的步骤17)。蓄能器劣化判定部47E基于来自上述经过时间计测部47A、上述工作次数计测部47B、上述气体透过量推定部47C、上述封入气体压推定部47D的输出中的至少一个输出而判定蓄能器29的劣化状况，并输出判定结果(参照图8中的步骤12～13)。

控制器45的阀控制部46判定是否将蓄存在蓄能器29中的液压油供给到主液压回路11A(主排出管路15)和先导液压回路11B(先导排出管路21)中的某一条液压回路，并且根据该判定结果经由电磁比例减压阀38控制给排控制阀34。在该情况下，控制器45根据由蓄压侧压力传感器39检测出的蓄能器压力Pa(参照图10)、和由泵侧压力传感器42检测出的主排出管路15的主压，经由电磁比例减压阀38控制给排控制阀34。另外，同时，控制器45的阀控制部46根据由蓄压侧压力传感器39检测出的蓄能器29的压力，切换控制卸荷阀27。

控制器45例如具有由闪存、ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)及/或EEPROM(带电可擦可编程只读存储器)构成的存储器45A。在该存储器45A中，保存有电磁比例减压阀38(给排控制阀34)及卸荷阀27的控制处理中使用的程序(例如用于进行图7所示的控制处理的程序)、判定蓄能器29的劣化状态的处理程序(参照图8)、和为了对蓄能器29的压力进行比较判定而预先设定的第1设定压Ps1及第2设定压Ps2(Ps1>Ps2)等。

在此，第1设定压Ps1是作为用于判定从蓄能器29的油室29A向主液压回路11A(主排出管路15)供给液压油、还是向先导液压回路11B(先导排出管路21)供给液压油的判断基准的压力。即，第1设定压Ps1是为了能够在主液压回路11A和先导液压回路11B中的某一条回路中有效地利用来自蓄能器29的液压油而预先通过实验、计算、模拟等求出的压力。由此，第1设定压Ps1能够设定为比先导排出管路21内的先导压(即基于低压溢流阀26的低压设定值Ps0)稍高(例如高0.5～1MPa左右)的压力。

另外，第2设定压Ps2是作为用于将卸荷阀27从闭阀位置切换到开阀位置的判断基准的压力。即，在卸荷阀27从闭阀位置切换到开阀位置的情况下，从蓄能器29向操作杆装置24供给先导液压油(一次压)。此时，由于来自先导液压泵20的先导液压油被从卸荷阀27排出到工作油油箱14，所以能够减少先导液压泵20的旋转载荷(输出)。第2设定压Ps2是预先通过实验、计算、模拟等求出的压力。由此，第2设定压Ps2能够被设定为比先导排出管路21内的先导压(即基于低压溢流阀26的低压设定值Ps0)稍低(例如低0.5Mpa左右)的压力。

控制器45在蓄能器29的压力(蓄能器压力Pa)比第1设定压Ps1高的情况下，以将来自蓄能器29的液压油供给到主液压回路11A(主排出管路15)的方式控制给排控制阀34。即，控制器45在由蓄压侧压力传感器39检测出的蓄能器压力Pa比第1设定压Ps1高时，将电磁比例减压阀38如图5所示那样切换到减压位置(b)，使给排控制阀34的液压先导部34B与工作油油箱14连通。因此，给排控制阀34通过弹簧34A切换到主侧位置(E)，将来自蓄能器29的液压油供给到主排出管路15。

另外，控制器45在蓄能器压力Pa比第1设定压Ps1低的情况下，以将来自蓄能器29的液压油供给到先导液压回路11B(先导排出管路21)的方式控制给排控制阀34。即，控制器45在由蓄压侧压力传感器39检测出的蓄能器29的压力Pa比第1设定压Ps1低时，使电磁比例减压阀38如图3所示那样为连通位置(a)，从而使给排控制阀34的液压先导部34B与先导再生管路37(先导一次压供给路)连通。因此，给排控制阀34抵抗弹簧34A而切换到先导侧位置(F)，将来自蓄能器29的液压油供给到先导再生管路37、先导排出管路21(或根据需要将先导排出管路21的液压油供给到蓄能器29)。

像这样，在将来自蓄能器29的液压油向先导排出管路21供给时，控制器45输出将卸荷阀27切换到开阀位置的信号。即，控制器45在蓄能器29的压力Pa比第1设定压Ps1低、且比第2设定压Ps2高时，进行使卸荷阀27打开的控制，通过来自先导再生管路37的液压油(即来自蓄能器29的液压油)提供应该供给到操作杆装置24的先导液压油。由此，能够减少发动机12针对先导液压泵20的旋转载荷，从而能够抑制发动机12的燃料消耗量。

图9所示的特性线48表示油室29A的蓄能器压力Pa从油箱压状态上涨时(压力上升时)的压力特性。在被封入于蓄能器29的气体室29B的气体的初始压力为Pgs的情况下，油室29A的蓄能器压力Pa在超过气体的初始压力Pgs之前在时刻t0急速上升。在时刻t1以后，油室29A扩张、气体室29B压缩，由此油室29A的蓄能器压力Pa如特性线部48A那样渐增。蓄能器29的油室29A在其压力超过被封入于气体室29B的气体的压力之前，维持该状态。当其压力进一步上升时，在活塞型蓄能器的情况下，活塞执行冲程，在气囊式蓄能器的情况下，气囊收缩。

因此，油室29A的蓄能器压力Pa从油箱压上涨时的压力特性成为图9所示的特性线48那样。在油室29A的蓄能器压力Pa与被封入在气体室29B中的气体的初始压力Pgs相等之前，蓄能器29的油室29A的容积不会发生变化。因此，蓄能器压力Pa通过气体室29B内的气体的压缩性而急剧上升。但是，若超过初始压力Pgs，则由于蓄能器29的油室29A和气体室29B的容积会开始发生变化，所以蓄能器压力Pa的上升如特性线部48A那样变缓和。

图9的下侧所示的特性线49表示蓄能器压力Pa的变化比率(压力Pa的微分值)。例如如图4所示，关于横轴的时间，若将回收控制阀31切换到开阀位置、并且给排控制阀34切换到切断位置(D)的时刻设为t0，将蓄能器压力Pa到达初始压力Pgs的时刻设为t1，则蓄能器压力Pa的变化比率在时刻t1附近成为峰值，然后急剧降低。因此，蓄能器压力Pa的变化比率成为峰值的时刻t1的蓄能器压力Pa为初始压力Pgs。该压力能够作为图8的步骤17所示的推定封入气体压Pgs而求出。

图10所示的特性线50表示动臂下降操作时的先导压力Pd的特性，特性线51表示蓄能器压力Pa的特性。当在时刻t2将操作杆装置24开始向动臂下降侧倾转操作时，在缩短侧先导管路25B及分支先导管路25B1中，如特性线50那样产生动臂下降操作时的先导压力Pd。基于操作杆装置24进行的动臂下降操作在时刻t2～t3的范围内进行。先导压力Pd被升压至低压溢流阀26的低压设定值Ps0。

此时，方向控制阀22如图4所示那样从中立位置(A)切换到动臂下降侧的切换位置(C)。由此，来自主液压泵13的液压油经由活塞杆侧管路18被供给到液压缸5D的活塞杆侧油室5D5。来自液压缸5D的缸底侧油室5D4的返回油(液压油)经由缸底侧管路17、先导单向阀19、回收管路30、回收控制阀31及回收单向阀32被回收(蓄存)到蓄能器29的油室29A中。

因此，油室29A的蓄能器压力Pa如图10所示的特性线51那样，在时刻t2以后升压，在时刻t3动臂下降操作时的先导压力Pd降低后，蓄能器压力Pa也保持高的压力状态(即蓄能器29为蓄压状态)。在此，图10所示的压力阈值Pth为对动臂下降次数N进行计数时的阈值，当蓄能器压力Pa在时刻t4以后上升到预先设定的压力阈值Pth以上时，每次均将动臂下降次数N作为「N←N+1」而加“1”。

该压力阈值Pth被设定为比作为用于将卸荷阀27从闭阀位置切换到开阀位置的判断基准的压力(第2设定压Ps2)高的压力。因此，在图3所示的状态下，蓄能器29的油室29A的压力(蓄能器压力Pa)不会成为与先导再生管路37连接的低压溢流阀26的低压设定值Ps0以上，动臂下降次数N不会被计数而不会增加。而且，在图3所示的状态下，给排控制阀34被切换到先导侧位置(F)，蓄能器29的油室29A和先导再生管路37经由给排控制阀34而连接。

本实施方式的液压挖掘机1具有上述结构，接下来说明其动作。

图2示出发动机12起动前的状态，液压回路11的主液压回路11A、先导液压回路11B及回收液压回路11C处于停止状态。

在该情况下，由于发动机12停止，主液压泵13及先导液压泵20也停止，所以先导再生管路37的压力成为油箱压，伸长侧先导管路25A和缩短侧先导管路25B的先导压也成为油箱压。由于先导再生管路37的压力为油箱压，所以电磁比例减压阀38的输出也成为油箱压，给排控制阀34通过弹簧34A而被保持在主侧位置(E)。

像这样，由于给排控制阀34为主侧位置(E)，所以连接有蓄能器29的油室29A的液压油给排管路33经由主单向阀36、主再生管路35而与主液压泵13的主排出管路15连接。但是，该主排出管路15在发动机12停止后成为油箱压。因此，连接有蓄能器29的油室29A的液压油给排管路33也与油箱压相等。另外，先导单向阀19处于闭阀状态，回收控制阀31也被保持在闭阀位置。

接着，图3示出使发动机12运转而操作杆装置24等全部处于中立位置的状态。

在该情况下，当搭乘于操作室7的操作员使发动机12起动后，通过发动机12驱动主液压泵13及先导液压泵20。从主液压泵13排出到主排出管路15的液压油的最高压被高压溢流阀23控制，主排出管路15的压力被保持为由高压溢流阀23设定的压力。从先导液压泵20排出到先导排出管路21的先导液压油的最高压被低压溢流阀26控制，先导排出管路21、先导再生管路37的压力被保持为由低压溢流阀26设定的压力。

在此，卸荷阀27和电磁比例减压阀38通过图6所示的控制器45的阀控制部46而遵照图7的控制处理被控制。在从控制器45的阀控制部46输出的控制信号的电流值为零时，电磁比例减压阀38如图3所示那样成为连通位置(a)。因此，电磁比例减压阀38将例如从先导液压泵20经由先导排出管路21、先导再生管路37(先导一次压供给路)供给的先导液压油的压力不减压地供给到给排控制阀34的液压先导部34B。由此，给排控制阀34根据此时的先导压而被从主侧位置(E)切换操作到先导侧位置(F)。

如图3所示，在卸荷阀27处于闭阀位置的期间，从先导液压泵20排出的液压油经由先导排出管路21、单向阀28、先导再生管路37、给排控制阀34及液压油给排管路33被引导到蓄能器29的油室29A。当将从先导液压泵20排出的液压油蓄存(回收)到蓄能器29的油室29A中时，与蓄能器29的油室29A连接的油路(即液压油给排管路33、先导再生管路37、先导排出管路21)的压力逐渐上升。

当油室29A的蓄能器压力Pa比第2设定压Ps2高时，例如在图7的步骤8中，判定成“Pa>Ps2”。在接下来的步骤9中，在通过电磁比例减压阀38将给排控制阀34保持在先导侧位置(F)的状态下，将卸荷阀27从闭阀位置切换到开阀位置。当卸荷阀27打开时，从先导液压泵20排出的液压油经由卸荷阀27而被放出到工作油油箱14。

此时，给排控制阀34处于先导侧位置(F)，先导再生管路37和蓄能器29的油室29A为经由给排控制阀34连接的状态，因此蓄存在蓄能器29的油室29A中的液压油经由给排控制阀34、先导再生管路37而被供给到操作杆装置24。因此，能够通过来自先导再生管路37的液压油(即来自蓄能器29的液压油)提供应该供给到操作杆装置24的先导液压油。由此，能够减少发动机12针对先导液压泵20的旋转载荷，而抑制发动机12的燃料消耗量。此外，在卸荷阀27打开的期间，通过单向阀28的作用，先导再生管路37的液压油不会逆流到先导排出管路21及先导液压泵20侧。

另外，即使在包含操作杆装置24在内的全部操作杆装置为中立的情况下，也存在液压油从与先导再生管路37连接的操作杆装置24的减压阀、电磁比例减压阀38漏泄的情况。由于该漏泄，液压油会从先导再生管路37一点一点地漏到工作油油箱14，因此先导再生管路37的压力会逐渐降低。因此，连接有蓄能器29的油室29A的液压油给排管路33、先导再生管路37的压力有时会比第2设定压Ps2小。在这样的情况下，例如通过图7的步骤10的处理而关闭卸荷阀27，先导再生管路37的压力通过从先导液压泵20供给的先导液压油而上升。

像这样，在全部操作杆装置为中立的情况下，先导再生管路37的压力通过卸荷阀27重复打开、关闭而被保持为第2设定压Ps2。此时，由于第2设定压Ps2相较于与先导再生管路37连接的低压溢流阀26的开阀压(低压设定值Ps0)而设定为如图10所示的低压力，所以低压溢流阀26不会进行动作。

接下来，图4示出在使发动机12运转的状态下进行动臂下降操作的情况。

在该情况下，在发动机12的运转状态下，从主液压泵13及先导液压泵20排出的液压油根据设在操作室7内的行驶用操作装置及作业用操作装置(操作杆装置24)的杆操作、踏板操作，朝向行驶液压马达、旋转液压马达、作业装置5的动臂缸5D、斗杆缸5E、铲斗缸5F排出。因此，考虑通过操作杆装置24进行了动臂下降操作的情况。

如上述那样，在全部操作杆装置为中立的情况下，先导再生管路37及蓄能器29的油室29A的压力被保持为第2设定压PS2。在该状态下，当通过操作杆装置24进行动臂下降操作时，缩短侧先导管路25B的先导压被供给到方向控制阀22的液压先导部22B，方向控制阀22被切换到动臂下降操作侧的切换位置(C)。因此，通过发动机12的运转而从主液压泵13排出的液压油经由主排出管路15、方向控制阀22被供给到活塞杆侧管路18，使液压缸5D向收缩方向执行冲程。

此时，来自分支先导管路25B1的先导压(图10所示的动臂下降操作时的先导压力Pd)也被引导到先导单向阀19和回收控制阀31，使先导单向阀19强制打开，并且将回收控制阀31切换到开阀位置。因此，来自液压缸5D的缸底侧油室5D4的返回油经由先导单向阀19，被引导到缸底侧管路17，其一部分经由方向控制阀22的节流部22C及返回管路16而被排出到工作油油箱14。但是，剩余的大部分的返回油(液压油)经由回收控制阀31、回收单向阀32被引导到与蓄能器29的油室29A连接的液压油给排管路33。

在此，控制器45的阀控制部46向电磁比例减压阀38的电磁比例先导部38A输出控制信号，在连通位置(a)与减压位置(b)之间以电磁比例切换控制电磁比例减压阀38。因此，电磁比例减压阀38将来自先导再生管路37(先导一次压供给路)的先导压例如减压至中间压，将该先导压供给到给排控制阀34的液压先导部34B。由此，给排控制阀34根据该中间压的先导压而被切换操作到中间的切断位置(D)。在图7所示的步骤1中，当动臂下降操作被判定成“是”时，转移到步骤2而以给排控制阀34成为中间的切断位置(D)的方式，控制电磁比例减压阀38。

因此，液压油给排管路33通过给排控制阀34而相对于主再生管路35和先导再生管路37双方被切断，上述的大部分的返回油(液压油)被引导到蓄能器29的油室29A。油室29A的蓄能器压力Pa通过来自液压缸5D(缸底侧油室5D4)的返回油，如图10所示那样在进行动臂下降操作的时刻t2～t3期间，如特性线51那样上升。因此，蓄能器29回收(蓄存)此时的液压油。此时，蓄能器29例如能够利用通过动臂5A的自重等施加的使液压缸5D缩短的力来将液压缸5D的缸底侧油室5D4的液压油蓄存(充油)。

接下来，图5示出在使发动机12运转的状态下进行动臂抬升操作的情况。

在此，在通过操作杆装置24进行了动臂抬升操作的情况下，来自伸长侧先导管路25A的先导压被供给到方向控制阀22的液压先导部22A，方向控制阀22被切换到动臂抬升操作侧的切换位置(B)。因此，通过发动机12的运转而从主液压泵13排出的液压油经由主排出管路15、方向控制阀22，从缸底侧管路17供给到缸底侧油室5D4，使液压缸5D向伸长方向执行冲程。

此时，来自液压缸5D的活塞杆侧油室5D5的返回油经由活塞杆侧管路18、方向控制阀22及返回管路16而被排出到工作油油箱14。但是，在该情况下，当给排控制阀34成为主侧位置(E)而与液压油给排管路33(即蓄能器29的油室29A)连接时，主再生管路35使蓄能器29的油室29A与主排出管路15连通。由此，暂时回收(蓄存)在蓄能器29的液压油以从主再生管路35向主排出管路15再生的方式流通，此时的再生油与从主液压泵13排出到主排出管路15的液压油合流。

在图5所示的动臂抬升操作时，从控制器45的阀控制部46向电磁比例减压阀38的电磁比例先导部38A输出控制信号，增大该电流值，由此将电磁比例减压阀38切换到减压位置(b)。由此，给排控制阀34的液压先导部34B经由电磁比例减压阀38而与工作油油箱14连通，给排控制阀34通过弹簧34A而被切换到主侧位置(E)。因此，蓄能器29的油室29A和主再生管路35、主排出管路15连接，蓄能器29的液压油经由例如切换位置(B)的方向控制阀22而被供给到液压缸5D的缸底侧油室5D4。

其结果为，在进行操作杆装置24的最大限度操作时，从主液压泵13排出到主排出管路15的液压油和来自主再生管路35的再生油合流。因此，能够经由方向控制阀22、缸底侧管路17增加向液压缸5D的缸底侧油室5D4供给的液压油的流量，并且能够将液压缸5D的伸长速度增速。由此，能够将蓄能器29内的液压油从主再生管路35放出到主排出管路15而辅助液压缸5D的伸长动作，从而能够减轻主液压泵13的载荷而抑制发动机12的燃料消耗量。

接下来，参照图7来说明基于控制器45的阀控制部46对电磁比例减压阀38(给排控制阀34)和卸荷阀27的控制处理。

首先，当通过发动机12的起动而开始处理动作时，在步骤1中判定是否进行了动臂下降操作。这是判定是否根据由操作检测传感器24A检测的操作杆装置24的操作杆信号以方向控制阀22切换到切换位置(C)的方式进行了动臂下降操作。

在步骤1中判定成“是”时，在接下来的步骤2中，在连通位置(a)与减压位置(b)之间以电磁比例切换控制电磁比例减压阀38，使得给排控制阀34切换到图4所示的切断位置(D)。由此，给排控制阀34以成为中间的切断位置(D)的方式经由电磁比例减压阀38被控制。另外，卸荷阀27如图4所示那样被保持在闭阀位置。并且，在接下来的步骤3中返回，重复步骤1及其以后的处理。

另一方面，在步骤1中判定成“否”时，在接下来的步骤4中，判定油室29A的蓄能器压力Pa是否比第1设定压Ps1大。第1设定压Ps1被设定为比先导排出管路21内的先导压(即基于低压溢流阀26的低压设定值Ps0)稍高的压力。在蓄能器压力Pa比第1设定压Ps1高的情况下，即使将蓄能器29的液压油返回到先导液压回路11B(先导排出管路21侧)，也存在低压溢流阀26打开而排出液压油的情况。另外，在给排控制阀34中也具有压力损失，有可能无法有效地使用能量(液压油)。

因此，在步骤4中判定成“是”时，为了使蓄能器29的液压油在主液压回路11A(主排出管路15)侧再生，而转移到步骤5，根据来自操作检测传感器24A的检测信号判定是否输出了动臂下降以外的操作杆信号。在步骤5中判定成“是”时，在接下来的步骤6中，判定蓄能器压力Pa是否比主压(即主液压泵13的排出压)大。此时，主压由泵侧压力传感器42检测，蓄能器压力Pa由蓄压侧压力传感器39检测。

在步骤6中判定成“是”时，在接下来的步骤7中，将电磁比例减压阀38切换控制到减压位置(b)，使得给排控制阀34切换到图5所示的主侧位置(E)。由此，给排控制阀34以成为主侧位置(E)的方式经由电磁比例减压阀38被控制。因此，被蓄存在蓄能器29中的液压油以从主再生管路35向主排出管路15再生的方式流通，此时的再生油与从主液压泵13排出到主排出管路15的液压油合流。另外，卸荷阀27如图5所示那样被保持在闭阀位置。

另一方面，在步骤5和步骤6中判定成“否”时，转移到步骤2，使给排控制阀34如上述那样为切断位置(D)，卸荷阀27保持在闭阀位置。并且，在该情况下也在步骤3中返回，重复步骤1及其以后的处理。

另一方面，在上述步骤4中判定成“否”时，蓄能器29的压力(蓄能器压力Pa)成为第1设定压Ps1以下。因此，在将蓄能器29的液压油返回到先导液压回路11B(先导排出管路21侧)的情况下，能够判断成可在先导液压回路11B侧有效地使用能量(液压油)。因此，在接下来的步骤8中，判定蓄能器压力Pa是否比第2设定压Ps2大。第2设定压Ps2被设定为比先导排出管路21内的先导压(基于低压溢流阀26的低压设定值Ps0)稍低的压力。

在步骤8中判定成“是”时，蓄能器压力Pa比第2设定压Ps2高、且为第1设定压Ps1以下。因此，为了在接下来的步骤9中将给排控制阀34切换到先导侧位置(F)，而如图3所示，使电磁比例减压阀38为连通位置(a)。由此，例如从先导液压泵20经由先导排出管路21、先导再生管路37供给的先导液压油不会减压地被供给到给排控制阀34的液压先导部34B。由此，给排控制阀34根据此时的先导压而被切换操作到先导侧位置(F)。

另外，在步骤9中将卸荷阀27切换到开阀位置。因此，来自先导液压泵20的先导液压油经由卸荷阀27而被排出到工作油油箱14，由此能够抑制先导液压泵20的载荷，从而能够降低发动机12的油耗。而且，在操作杆装置24的倾转操作时，能够将来自蓄能器29的液压油经由先导侧位置(F)的给排控制阀34及先导再生管路37供给到操作杆装置24。由此，操作杆装置24能够在进行杆操作时经由先导管路25A或25B向方向控制阀22供给先导压(二次压)。由此，在卸荷阀27打开时，也会切换方向控制阀22的切换位置，而能够进行操作员所期望的动臂操作。

另一方面，在步骤8中判定成“否”时，蓄能器压力Pa成为第2设定压Ps2以下。因此，在接下来的步骤10中经由电磁比例减压阀38将给排控制阀34切换到先导侧位置(F)，卸荷阀27返回到闭阀位置。由此，来自先导液压泵20的先导液压油经由单向阀28及给排控制阀34、先导再生管路37而供给到蓄能器29。另外，来自先导液压泵20的先导液压油也被供给到操作杆装置24侧。

由此，能够确保操作杆装置24所需的液压油，且能够进行蓄能器29的蓄压(充油)。基于先导液压泵20的液压油对蓄能器29的蓄压(充油)例如进行至比低压溢流阀26的开阀压(低压设定值Ps0)稍低的压力(第2设定压Ps2)。由此，能够抑制液压油从低压溢流阀26排出(舍弃能量)。然后，在步骤3中返回，继续进行步骤1及其以后的处理。

接下来，参照图8来说明基于控制器45的蓄能器劣化判定处理部47进行的处理。

首先，当通过发动机12的起动而开始处理动作时，在步骤11中，判定重置开关44被操作后的经过时间tx是否为比预先设定的时间tRP(即蓄能器29的更换时期)短的时间。在步骤11中判定成“否”的情况下，由于更换蓄能器29后的经过时间tx达到了更换时期，所以在接下来的步骤12中进行蓄能器29的劣化判定。在接下来的步骤13中，使蓄能器劣化警告显示到显示监视器43上。然后，例如通过进行蓄能器29的更换，而在步骤14中返回，继续进行步骤11及其以后的处理。

在步骤11中判定成“是”的情况下，由于蓄能器29没有达到更换时期，所以在接下来的步骤15中，在重置开关44被操作后，判定动臂下降次数N是否比预先设定的次数NRP小。在此，如图10所示，动臂下降次数N在每次蓄能器压力Pa上升到压力阈值Pth以上时，均作为“N←N+1”而加“1”。换言之，在每次实质地进行动臂5A的下降操作时，动臂下降次数N被计数为“N←N+1”。

例如，如图3所示，在给排控制阀34处于先导侧位置(F)的情况下，蓄能器29的油室29A和先导再生管路37经由给排控制阀34而连接。在该状态下，蓄能器29的油室29A的压力不会成为与先导再生管路37连接的低压溢流阀26的开阀压(低压设定值Ps0)以上。在该情况下，能够判断成没有进行动臂5A的下降操作，因此，动臂下降次数N不会被计数而不会增加。

当在步骤15中判定成“否”时，动臂5A的下降操作在多次(作为阈值的次数NRP)范围内被重复。即，能够判断成蓄能器29由于重复多次液压油的回收(蓄压)和放出(再生)而达到了更换时期。因此，在该情况下也在步骤12中进行蓄能器29的劣化判定，在步骤13中使蓄能器劣化警告显示到显示监视器43上。

在步骤15中判定成“是”的情况下，动臂下降次数N没有达到预先设定的次数NRP(蓄能器29的更换时期)。因此，在接下来的步骤16中，对被封入在蓄能器29的气体室29B中的加压气体透过到油室29A侧的气体透过量进行推定运算。在此基础上，判定推定气体透过量Qloss是否比作为预先确定的阈值的透过气体量QRP小。在该情况下，推定气体透过量Qloss通过下述的算式1而运算并求出。

[算式1]

Qloss＝Kloss×tx×Pav×Tav

在此，上述算式1的推定气体透过量Qloss通过将在上述步骤11中求出的经过时间tx、蓄能器压力Pa的平均值Pav、工作流体的平均温度Tav、预先确定的系数Kloss彼此相乘(乘法计算)而求出。在该情况下，蓄能器压力Pa的平均值Pav和工作流体的平均温度Tav被计算为在经过时间tx整体范围内的平均值。工作流体的温度是由设在与蓄能器29的油室29A连通的部位(例如液压油给排管路33的中途)的作为温度检测装置的温度传感器40检测的液压油的温度。

在步骤16中判定成“否”时，基于上述算式1计算出的推定气体透过量Qloss成为作为阈值的透过气体量QRP以上。换言之，例如经由密封部件(未图示)等从蓄能器29的气体室29B向油室29A侧透过的气体透过量超过了阈值。尤其是，当蓄能器29的温度变高时，经由上述密封部件的气体的透过量有时会增加。在这样的情况下也是，当在步骤16中判定成“否”时，在接下来的步骤12中进行蓄能器29的劣化判定，在步骤13中使蓄能器劣化警告显示到显示监视器43上。

在步骤16中判定成“是”的情况下，由于推定气体透过量Qloss没有达到作为阈值的透过气体量QRP，所以在接下来的步骤17中，判定被封入在蓄能器29的气体室29B中的气体的推定封入气体压Pgs是否为比预先设定的压力阈值PgsRP高的压力。推定封入气体压Pgs根据开始向蓄能器29蓄存液压油时的上涨特性(图9中的特性线49)而作为与特性线48所示的蓄能器压力Pa的初始压力Pgs相等的压力被求出。

在步骤17中判定成“否”时，蓄能器29的推定封入气体压Pgs降低至预先设定的压力阈值PgsRP以下。换言之，被封入在蓄能器29的气体室29B中的加压气体的压力降低到阈值以下。在这样的情况下也是，在步骤12中进行蓄能器29的劣化判定，在步骤13中使蓄能器劣化警告显示到显示监视器43上。另外，在步骤17中判定成“否”的情况下，在步骤14中返回，继续进行步骤11及其以后的处理。

如此，根据本实施方式，控制器45具有阀控制部46和蓄能器劣化判定处理部47，蓄能器劣化判定处理部47如上述那样具备经过时间计测部47A(参照图8中的步骤11)、工作次数计测部47B(参照图8中的步骤15)、气体透过量推定部47C(参照图8中的步骤16)、封入气体压推定部47D(参照图8中的步骤17)及蓄能器劣化判定部47E(参照图8中的步骤12～13)。

由此，能够根据开始使用蓄能器29起的经过时间tx、工作次数N、蓄能器29的推定气体透过量Qloss或推定封入气体压Pgs而判别蓄能器29的劣化状况。并且，能够在蓄能器29实际达到破损前向操作员报知劣化判定的结果。另外，能够根据需要敦促更换蓄能器29。由此，能够提高作为液压油能量回收装置的便利性、可靠性。

因此，根据本实施方式，能够根据使用蓄能器29起的经过时间tx、工作次数N、平均压力(蓄能器压力Pa的平均值Pav)、平均温度(工作流体的平均温度Tav)而推定蓄能器29的劣化情况。能够通过例如显示监视器43及/或语音合成装置的报知装置向操作员通知该推定(判定)结果。因此，操作员能够在该性能劣化变得显著之前实施蓄能器29的更换，从而能够将包含液压缸5D在内的液压驱动装置的动作效率降低防止于未然。

另外，根据蓄能器29的压力上涨时的压力特性而求出推定封入气体压Pgs，通过显示监视器43向操作员通知封入气体压的降低。因此，操作员根据气体从蓄能器29内的密封部件的透过而也能够对于封入气体压降低那样的破损形态正确地掌握蓄能器29的异常，从而敦促尽早更换蓄能器29。

此外，在上述实施方式中，列举使蓄能器29的液压油返回到主液压回路11A的主排出管路15侧的情况为例进行了说明。但是，本发明并不限于此，蓄能器29的液压油只要返回到高压的主液压回路11A则可以返回到任何地方，例如能够为返回到斗杆缸5E、铲斗缸5F等其他液压执行机构的结构。另外，关于回收液压油的液压执行机构也是，并不限于动臂缸5D，能够为将来自斗杆缸5E、铲斗缸5F等其他液压执行机构的液压油回收(蓄存)到蓄能器29的结构。

另外，在上述实施方式中，列举成为通过发动机12驱动先导液压泵20的结构的情况为例进行了说明。但是，本发明并不限于此，例如也可以为与主液压泵不同地通过电动马达等驱动先导液压泵的结构。在该情况下，在从执行机构向先导液压回路供给液压油时，能够将电动马达的旋转减速或停止。

另外，在上述实施方式中，作为作业机械，列举通过发动机12而被驱动的发动机式的液压挖掘机1为例进行了说明。但是，本发明并不限于此，例如能够适用于通过发动机和电动马达而被驱动的混合动力式的液压挖掘机、乃至电动式的液压挖掘机。另外，并不限于液压挖掘机，能够广泛适用于轮式装载机、液压起重机、推土机等各种作业机械。

附图标记说明

1液压挖掘机(作业机械)

5D动臂缸(液压执行机构)

11A主液压回路

11B先导液压回路

13主液压泵(主泵)

20先导液压泵

24操作杆装置

29蓄能器

31回收控制阀

34给排控制阀

35主再生管路

37先导再生管路

38电磁比例减压阀

39蓄压侧压力传感器(压力检测装置)

40温度传感器(温度检测装置)

43显示监视器(报知装置)

44重置开关(重置装置)

45控制器

46阀控制部

47蓄能器劣化判定处理部

47A经过时间计测部

47B工作次数计测部

47C气体透过量推定部

47D封入气体压推定部

47E蓄能器劣化判定部

Claims (3)

1.一种作业机械的液压油能量回收装置，该作业机械具备：通过搭载于作业机械的原动机而被驱动的主泵；通过所述主泵而被驱动的液压执行机构；和回收来自所述液压执行机构的返回油的一部分或全部的蓄能器，所述作业机械的液压油能量回收装置的特征在于，具备：

检测所述蓄能器的压力的压力检测装置；

在更换所述蓄能器时进行重置的重置装置；和

输入来自对所述液压执行机构进行操作的操作杆装置、所述压力检测装置及所述重置装置的信号的控制器，

所述控制器具有：

经过时间计测部，其根据来自所述重置装置的信号而计测从开始使用所述蓄能器起的时间；

工作次数计测部，其根据来自所述压力检测装置的信号而计测所述蓄能器的工作次数；

封入气体压推定部，其根据来自所述压力检测装置的信号，在所述蓄能器压力从油箱压的状态开始蓄压的情况下，依据所述蓄能器压力的上涨方式推定蓄能器的封入气体压；和

蓄能器劣化判定部，其基于来自所述经过时间计测部、所述工作次数计测部、所述封入气体压推定部的输出中的至少一个输出而判定所述蓄能器的劣化状况，并输出判定结果。

2.如权利要求1所述的作业机械的液压油能量回收装置，其特征在于，

还具备检测所述工作流体的温度的温度检测装置，

所述控制器具备气体透过量推定部，该气体透过量推定部基于来自所述经过时间计测部、所述压力检测装置及所述温度检测装置的输出而推定所述蓄能器的气体透过量，

所述蓄能器劣化判定部基于来自所述经过时间计测部、所述工作次数计测部、所述封入气体压推定部、所述气体透过量推定部的输出中的至少一个输出而判定所述蓄能器的劣化状况。

3.如权利要求1所述的作业机械的液压油能量回收装置，其特征在于，

还具备用于进行警告的报知装置，

所述控制器在所述蓄能器劣化判定部判定了所述蓄能器的劣化时使所述报知装置工作。