回轉(zhuǎn)式工程機(jī)械的制作方法
【專利摘要】回轉(zhuǎn)式工程機(jī)械包括：液壓馬達(dá)(11)，具有第一及第二端口(11a、11b)且回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)上部回轉(zhuǎn)體；液壓泵(10)；包含操作部件(12a)的回轉(zhuǎn)操作裝置(12)；控制閥(13)，基于回轉(zhuǎn)操作裝置(12)的操作信號(hào)控制液壓馬達(dá)(11)；第一及第二管路(14、15)，連接液壓馬達(dá)(11)的第一及第二端口(11a、11b)和控制閥；連通切換裝置(25、26)，能夠?qū)蓚€(gè)管路(14、15)與油箱(T)之間的連通及隔斷進(jìn)行切換；電動(dòng)機(jī)(29)；蓄電器(30)；以及控制器(27)?？刂破?27)在回轉(zhuǎn)動(dòng)作中，使出口側(cè)的管路與油箱(T)連通，并且在減速操作時(shí)，通過電動(dòng)機(jī)(29)和蓄電器(30)的再生作用進(jìn)行制動(dòng)，將再生電力存儲(chǔ)至蓄電器(30)，在電氣系統(tǒng)發(fā)生了異常時(shí)，使連通切換裝置(25、26)成為連通隔斷狀態(tài)，使再生作用停止，從而確保回轉(zhuǎn)動(dòng)作。
【專利說明】回轉(zhuǎn)式工程機(jī)械【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及挖掘機(jī)等回轉(zhuǎn)式工程機(jī)械。
【背景技術(shù)】
[0002]以挖掘機(jī)為例，對(duì)本發(fā)明的【背景技術(shù)】進(jìn)行說明。
[0003]一般的挖掘機(jī)例如如圖3所示，包括:履帶式下部行走體I ;上部回轉(zhuǎn)體2，繞垂直于地面的軸X旋轉(zhuǎn)自如地搭載在所述履帶式下部行走體I上；以及挖掘附屬裝置3，安裝于所述上部回轉(zhuǎn)體2。挖掘附屬裝置3具有:起伏自如的動(dòng)臂4、安裝在該動(dòng)臂4前端的斗桿
5、安裝在該斗桿5前端的挖斗6、以及分別用于使所述動(dòng)臂4、斗桿5以及挖斗6工作的缸體(液壓缸)，即動(dòng)臂液壓缸7、斗桿液壓缸8及挖斗液壓缸9。
[0004]日本專利公開公報(bào)特開2010-65510號(hào)(專利文獻(xiàn)I)公開了如上所述的挖掘機(jī)，其包括:用于使上部回轉(zhuǎn)體回轉(zhuǎn)的液壓馬達(dá)、連接于該液壓馬達(dá)的電動(dòng)機(jī)及蓄電器，在所述回轉(zhuǎn)減速時(shí)，所述電動(dòng)機(jī)發(fā)揮再生作用而產(chǎn)生制動(dòng)力，并且將再生電力存儲(chǔ)于所述蓄電器。
[0005]然而，對(duì)于所述技術(shù)，在包含所述電動(dòng)機(jī)、所述蓄電器及對(duì)所述電動(dòng)機(jī)、所述蓄電器進(jìn)行控制的控制系統(tǒng)的電氣系統(tǒng)發(fā)生異常的情況下，例如在電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障而無法產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的情況下，或在蓄電器處于無法完全回收再生電力的狀態(tài)的情況下，無法獲得正常的再生作用(制動(dòng)作用及電力回收作用)。若在回轉(zhuǎn)動(dòng)作中發(fā)生此種異常，則回轉(zhuǎn)無法停止，另外，有可能會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)或蓄電器損壞。因此，在損壞后，若不進(jìn)行修理，就無法進(jìn)行回轉(zhuǎn)動(dòng)作，導(dǎo)致作業(yè)無法進(jìn)行。
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本專利公開公報(bào)特開2010-65510號(hào)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供以下的回轉(zhuǎn)式工程機(jī)械，其具有用于在回轉(zhuǎn)動(dòng)作中進(jìn)行再生的電動(dòng)機(jī)及蓄電器，且在包含所述電動(dòng)機(jī)及蓄電器的電氣系統(tǒng)發(fā)生異常時(shí)，能夠維持所述回轉(zhuǎn)動(dòng)作，并且保護(hù)所述電動(dòng)機(jī)及蓄電器。本發(fā)明所提供的回轉(zhuǎn)式工程機(jī)械包括:下部行走體；上部回轉(zhuǎn)體，回轉(zhuǎn)自如地搭載在所述下部行走體上；液壓馬達(dá)，具有第一端口及第二端口，從其中一個(gè)端口接受工作油的供應(yīng)并從另一個(gè)端口噴出工作油，由此，回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)上部回轉(zhuǎn)體；液壓泵，噴出供應(yīng)至所述液壓馬達(dá)的工作油；電動(dòng)機(jī)，由所述液壓馬達(dá)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)而發(fā)揮再生作用；蓄電器，存儲(chǔ)該電動(dòng)機(jī)的再生電力；回轉(zhuǎn)操作裝置，包含為了輸入與所述回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)相關(guān)的指令而受到操作的操作部件，并輸出對(duì)應(yīng)于所述操作部件的操作的操作信號(hào)；控制閥，基于所述回轉(zhuǎn)操作裝置的操作信號(hào)，控制工作油向所述液壓馬達(dá)的供應(yīng)以及從所述液壓馬達(dá)的噴出；第一管路，連接所述液壓馬達(dá)的第一端口和所述控制閥；第二管路，連接所述液壓馬達(dá)的第二端口和所述控制閥；制動(dòng)閥，連接于所述第一及第二管路，且在所述操作部件向減速方向受到操作的減速操作時(shí)，發(fā)揮對(duì)于所述液壓馬達(dá)的液壓制動(dòng)作用；連通切換裝置，能夠在切換連通狀態(tài)和連通隔斷狀態(tài)之間切換，所述連通狀態(tài)使所述兩個(gè)管路中的處于所述液壓馬達(dá)出口側(cè)的管路不經(jīng)由所述控制閥，與油箱或所述兩個(gè)管路中的處于所述液壓馬達(dá)入口側(cè)的管路連通，所述連通隔斷狀態(tài)使所述連通隔斷；操作檢測(cè)器，檢測(cè)所述回轉(zhuǎn)操作裝置的操作部件的操作；以及控制器，基于來自所述操作檢測(cè)器的檢測(cè)信號(hào)，控制所述連通切換裝置的切換，其中，該控制器基于來自包含所述電動(dòng)機(jī)及蓄電器和各個(gè)控制系統(tǒng)的電氣系統(tǒng)的信號(hào)，判斷是否發(fā)生了電動(dòng)機(jī)和蓄電器無法發(fā)揮再生作用或再生作用不適當(dāng)?shù)漠惓Ｇ闆r，在判斷為未發(fā)生所述異常情況的情況下，即至少在處于所述減速操作時(shí)的情況下，將所述連通切換裝置切換至所述連通狀態(tài)，并且輸出用于使所述電動(dòng)機(jī)發(fā)揮再生作用的驅(qū)動(dòng)指令，在判斷為所述電氣系統(tǒng)處于異常狀態(tài)的情況下，將所述連通切換裝置切換至所述連通隔斷狀態(tài)，并且輸出用于使所述電動(dòng)機(jī)不發(fā)揮再生作用的非驅(qū)動(dòng)指令。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的液壓回路的圖。
[0009]圖2是表示所述實(shí)施方式所涉及的控制器的控制動(dòng)作的流程圖。
[0010]圖3是表示一般的挖掘機(jī)的側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。本實(shí)施方式與所述【背景技術(shù)】同樣地，將圖3所示的挖掘機(jī)作為適用對(duì)象。
[0012]圖1表示本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的液壓回路。該回路包含:液壓泵10，由未圖示的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)且作為液壓源；回轉(zhuǎn)用的液壓馬達(dá)11，因被供應(yīng)了從所述液壓泵10噴出的工作油而旋轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)上部回轉(zhuǎn)體2 ;遙控閥12，包含操作桿12a且作為回轉(zhuǎn)操作裝置，該操作桿12a被操作以用于輸入所述回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的指令；以及控制閥13，是設(shè)置在液壓泵10及油箱T與液壓馬達(dá)11之間，且能夠由所述遙控閥12操作的液壓先導(dǎo)式切換閥。
[0013]所述液壓馬達(dá)11分別具有第一端口及第二端口即左端口 Ila及右端口 11b，當(dāng)從左端口 Ila供應(yīng)工作油時(shí)，從右端口 Ilb噴出該工作油，使圖3所示的上部回轉(zhuǎn)體2向左回轉(zhuǎn)，相反地，當(dāng)從右端口 Ilb供應(yīng)工作油時(shí)，從左端口 Ila噴出該工作油，使所述上部回轉(zhuǎn)體2向右回轉(zhuǎn)。
[0014]所述遙控閥12的操作桿12a在中立位置與左右的回轉(zhuǎn)位置之間受到操作，遙控閥12從對(duì)應(yīng)于該操作方向的端口輸出大小對(duì)應(yīng)于操作量的先導(dǎo)壓。通過該先導(dǎo)壓將控制閥13從圖示的中立位置13a切換至左回轉(zhuǎn)位置13b或右回轉(zhuǎn)位置13c，工作油向液壓馬達(dá)11的供應(yīng)方向以及從液壓馬達(dá)11噴出的左右的噴出方向、和該工作油的流量受到控制。換句話說，進(jìn)行回轉(zhuǎn)狀態(tài)的切換，即，向(包含起動(dòng)的)加速、恒定速度下的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)、減速及停止的各狀態(tài)的切換，以及進(jìn)行控制回轉(zhuǎn)方向及回轉(zhuǎn)速度的控制。
[0015]所述回路分別包含:作為第一管路及第二管路的左回轉(zhuǎn)管路14及右回轉(zhuǎn)管路15、泄壓閥回路18、止回閥回路21、連通道22及補(bǔ)充管路23。
[0016]左回轉(zhuǎn)管路14連接所述控制閥13和液壓馬達(dá)11的左端口 11a，右回轉(zhuǎn)管路15連接所述控制閥13和所述液壓馬達(dá)11的右端口 lib。所述泄壓閥回路18、止回閥回路21及連通道22設(shè)置在兩個(gè)回轉(zhuǎn)管路14、15之間。
[0017]設(shè)置所述泄壓閥回路18，使兩個(gè)回轉(zhuǎn)管路14、15彼此連接。該泄壓閥回路18包含一對(duì)泄壓閥16、17，所述泄壓閥16、17設(shè)置為其出口相對(duì)向且連接。
[0018]所述止回閥回路21與所述泄壓閥回路18并列地設(shè)置在比所述泄壓閥回路18更靠近所述液壓馬達(dá)11的位置，使兩個(gè)回轉(zhuǎn)管路14、15彼此連接。該止回閥回路21包含一對(duì)止回閥19、20，所述止回閥19、20被設(shè)置為其入口相對(duì)向且連接。
[0019]所述連通道22連接所述泄壓閥回路18中的位于兩個(gè)泄壓閥16、17之間的部位、和所述止回閥回路21中的位于兩個(gè)止回閥19、20之間的部位。所述補(bǔ)充管路23將所述連通道22連接于油箱T以吸起工作油。在該補(bǔ)充管路23中設(shè)置有背壓閥24。
[0020]對(duì)于所述裝置，當(dāng)遙控閥12未受到操作時(shí)，即，該遙控閥12的操作桿12a處于中立位置時(shí)，控制閥13保持在圖1所示的中立位置13a。若從該狀態(tài)對(duì)操作桿12a進(jìn)行操作，則控制閥13會(huì)以對(duì)應(yīng)于所述操作桿12a的操作量的行程，從中立位置13a向圖左側(cè)的位置(左回轉(zhuǎn)位置)13b或右側(cè)的位置(右回轉(zhuǎn)位置)13c動(dòng)作。
[0021]控制閥13在所述中立位置13a時(shí)，將兩個(gè)回轉(zhuǎn)管路14、15和泵10之間截?cái)啵皇挂簤厚R達(dá)11旋轉(zhuǎn)。從該狀態(tài)向左回轉(zhuǎn)側(cè)或右回轉(zhuǎn)側(cè)操作遙控閥12的操作桿12a時(shí)，控制閥13被切換至左回轉(zhuǎn)位置13b或右回轉(zhuǎn)位置13c，從而允許從液壓泵10向左回轉(zhuǎn)管路14或右回轉(zhuǎn)管路15供應(yīng)工作油。由此，液壓馬達(dá)11向左或右旋轉(zhuǎn)，變成回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)上部回轉(zhuǎn)體2的狀態(tài)即加速或穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。此時(shí)，從液壓馬達(dá)11噴出的油經(jīng)由控制閥13返回油箱T。
[0022]例如在右回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)中遙控閥12受到減速操作時(shí)，即，該遙控閥12的操作桿12a返回中立位置或向返回中立位置的方向受到操作時(shí)，停止向液壓馬達(dá)11供應(yīng)壓油并使油停止從液壓馬達(dá)11返回油箱T，或者使該被供應(yīng)的工作油的流量及返回油的流量減少。另一方面，液壓馬達(dá)11會(huì)因上部回轉(zhuǎn)體2的慣性而繼續(xù)進(jìn)行右回轉(zhuǎn)，因此，其出口節(jié)流側(cè)即左回轉(zhuǎn)管路14中的壓力升高，若該壓力達(dá)到一定值，則圖左側(cè)的泄壓閥16會(huì)打開，左回轉(zhuǎn)管路14的油如圖1的虛線箭頭所示，依次通過所述泄壓閥16、連通道22、圖右側(cè)的止回閥20及右回轉(zhuǎn)管路(入口節(jié)流側(cè)管路)15流入液壓馬達(dá)11。由此，液壓馬達(dá)11 一邊進(jìn)行慣性旋轉(zhuǎn)，一邊承受由所述泄壓作用產(chǎn)生的液壓制動(dòng)力而減速并停止。在從左回轉(zhuǎn)進(jìn)行減速/停止時(shí)，也與上述情況相同。另外，上述減速中，回轉(zhuǎn)管路14或15傾向于變成負(fù)壓時(shí)，油箱油會(huì)通過補(bǔ)充管路23、連通道22及止回閥回路21被吸起至回轉(zhuǎn)管路14或15，由此防止氣穴現(xiàn)象。
[0023]而且，本實(shí)施方式所涉及的回路包括:構(gòu)成連通切換裝置的第一連通閥及第二連通閥即左連通閥25及右連通閥26、控制器27、能夠通過液壓馬達(dá)11旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的回轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)29、蓄電器30、基于來自所述控制器27的指令控制所述電動(dòng)機(jī)29及所述蓄電器30的電動(dòng)機(jī)及蓄電器控制器31、操作檢測(cè)器即壓力傳感器32、33、以及作為速度檢測(cè)器的速度傳感器34。
[0024]所述各連通閥25、26由電磁切換閥構(gòu)成，且根據(jù)所述控制器27所輸入的指令信號(hào)，在開位置a與閉位置b之間切換。各連通閥25、26具有:入口側(cè)端口，分別連接于所述回轉(zhuǎn)管路14、15 ;以及出口側(cè)端口，經(jīng)由通道28分別連接于泄壓閥回路18中的兩個(gè)泄壓閥
16、17之間的部位。如上所述，所述泄壓閥回路18的部位經(jīng)由連通道22及補(bǔ)充管路23連接于油箱T，因此，在各連通閥25、26被設(shè)置至開位置a時(shí)，各回轉(zhuǎn)管路14、15不經(jīng)由控制閥13而分別直接與油箱T連通。[0025]所述各壓力傳感器32、33通過從所述遙控閥12輸出的先導(dǎo)壓檢測(cè)遙控閥12的操作。即，檢測(cè)所述遙控閥12的操作桿12a是處于中立位置還是受到左回轉(zhuǎn)操作或右回轉(zhuǎn)操作。具體而言，輸出與從所述遙控閥12輸出的各先導(dǎo)壓對(duì)應(yīng)的操作檢測(cè)信號(hào)。所述速度傳感器34檢測(cè)所述回轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)29的轉(zhuǎn)速，即對(duì)應(yīng)于上部回轉(zhuǎn)體2的回轉(zhuǎn)速度的速度，并輸出回轉(zhuǎn)速度檢測(cè)信號(hào)。
[0026]所述控制器27基于從所述壓力傳感器32、33輸入的操作檢測(cè)信號(hào)、和從所述速度傳感器34輸入的回轉(zhuǎn)速度檢測(cè)信號(hào)，判斷上部回轉(zhuǎn)體2是處于回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)(包含起動(dòng)時(shí)的加速時(shí)或穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí))，處于減速時(shí)，還是處于停止?fàn)顟B(tài)，在判斷為處于回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)的情況下，僅將所述兩個(gè)連通閥25、26中的受到操作的一側(cè)的相反側(cè)的連通閥，即與兩個(gè)回轉(zhuǎn)管路14、15中的相當(dāng)于出口側(cè)管路的管路連接的連通閥(在右回轉(zhuǎn)時(shí)，該連通閥為與左回轉(zhuǎn)管路14連接的左連通閥25，在左回轉(zhuǎn)時(shí)，該連通閥為與右回轉(zhuǎn)管路15連接的右連通閥26:以下稱為“出口側(cè)連通閥”)切換至開位置a液壓馬達(dá)11向上述出口側(cè)管路噴出工作油。
[0027]因此，在回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)，從液壓馬達(dá)11噴出至左回轉(zhuǎn)管路14或右回轉(zhuǎn)管路15的工作油不通過控制閥13，而是通過與其出口側(cè)管路連接的連通閥25或26直接返回油箱T。例如在右回轉(zhuǎn)時(shí)，如圖1的粗線及實(shí)線箭頭所示，從液壓馬達(dá)11噴出的工作油依次通過左回轉(zhuǎn)管路14、左側(cè)連通閥25、通道28、連通道22及補(bǔ)充管路23返回油箱T。在該回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)中，回轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)29旋轉(zhuǎn)，即被液壓馬達(dá)11帶動(dòng)。換句話說，回轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)29由該液壓馬達(dá)11驅(qū)動(dòng)。
[0028]例如從所述右回轉(zhuǎn)狀態(tài)向減速方向操作遙控閥12的操作桿12a，即，使操作桿12a返回中立位置或向中立位置靠近時(shí)，如圖1中的虛線箭頭所示，所述工作油以從所述連通道22通過止回閥回路21的右側(cè)止回閥20返回右回轉(zhuǎn)管路15的方式循環(huán)。此時(shí)，回轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)29基于來自控制器27的再生指令而發(fā)揮發(fā)電機(jī)(再生)作用，對(duì)液壓馬達(dá)11的旋轉(zhuǎn)制動(dòng)，并且將產(chǎn)生的再生電力輸送并存儲(chǔ)至蓄電器30。通過所述再生作用，液壓馬達(dá)11的旋轉(zhuǎn)被制動(dòng)，上部回轉(zhuǎn)體2減速/停止。
[0029]另一方面，在回轉(zhuǎn)停止?fàn)顟B(tài)下，連通閥25、26根據(jù)來自控制器27的指令信號(hào)而關(guān)閉，并且液壓馬達(dá)11及上部回轉(zhuǎn)體2通過由泄壓閥回路18產(chǎn)生的液壓制動(dòng)而保持在停止?fàn)顟B(tài)。
[0030]來自電動(dòng)機(jī)29的與其狀態(tài)(速度、溫度等)相關(guān)的信息、來自蓄電器30的與其狀態(tài)(溫度、電壓等)相關(guān)的信息、以及來自電動(dòng)機(jī)及蓄電器控制器31的與其狀態(tài)(電壓、電流、溫度等)相關(guān)的信息分別作為用于判斷電氣系統(tǒng)有無異常的信息，始終輸入所述控制器27?？刂破?7具有:異常判斷部，基于上述信息來判斷有無異常；以及指令部，在正常時(shí)，如上所述，將對(duì)電動(dòng)機(jī)29的驅(qū)動(dòng)指令輸入電動(dòng)機(jī)及蓄電器控制器31，在異常時(shí)，將非驅(qū)動(dòng)指令(再生停止指令)輸入電動(dòng)機(jī)29。
[0031]參照?qǐng)D2的流程圖說明由所述控制器27進(jìn)行的具體的控制動(dòng)作。
[0032]每當(dāng)開始進(jìn)行控制時(shí)，控制器27在步驟S1、S2中，基于來自電動(dòng)機(jī)29、蓄電器30、控制器31的狀態(tài)信號(hào)，判定包含該電動(dòng)機(jī)29、蓄電器30、控制器31及配線的整個(gè)電氣系統(tǒng)的異常。此處，在”是”的情況下，即在完全無異常的情況下，在步驟S3中，基于操作的有無及回轉(zhuǎn)速度，判斷是否處于回轉(zhuǎn)動(dòng)作狀態(tài)，即判斷處于回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)、回轉(zhuǎn)減速狀態(tài)中的哪一個(gè)狀態(tài)。此處，回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)包含回轉(zhuǎn)加速狀態(tài)及穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)這兩者，回轉(zhuǎn)減速狀態(tài)是指因遙控閥12的操作桿12a從左回轉(zhuǎn)位置或右回轉(zhuǎn)位置被朝中立位置側(cè)操作而形成的減速狀態(tài)、和因所述操作桿12a返回中立位置而形成的減速狀態(tài)這兩者。
[0033]在步驟S3為”是”時(shí)，即判斷為處于回轉(zhuǎn)動(dòng)作狀態(tài)時(shí)，控制器27在步驟S4中使兩個(gè)連通閥25、26中的操作側(cè)的相反側(cè)的連通閥即出口側(cè)連通閥開閥，例如在右回轉(zhuǎn)時(shí)，將指令信號(hào)輸入左側(cè)連通閥25而使其開閥。上述開閥的連通閥即出口側(cè)連通閥能夠使從液壓馬達(dá)11噴出的油不經(jīng)由控制閥13而直接返回油箱，由此，能夠消除由控制閥13的節(jié)流作用引起的背壓。由此，在回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)，能夠減小作用于液壓馬達(dá)11的出口節(jié)流側(cè)的背壓，使入口節(jié)流側(cè)的壓力降低，并使泵壓下降，由此，能夠抑制液壓泵10的動(dòng)力損失，從而節(jié)約倉(cāng)tfi。
[0034]另外，控制器27預(yù)先存儲(chǔ)有針對(duì)遙控閥12的操作量和目標(biāo)速度而預(yù)先設(shè)定的映射(map)，基于該映射和所述遙控閥12的實(shí)際操作量決定目標(biāo)速度，并基于該目標(biāo)速度和實(shí)際回轉(zhuǎn)速度的比較，判斷液壓馬達(dá)11是處于回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)中還是處于減速中。接著，在判斷為處于回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)中的情況下，如上所述，向連通閥25、26中的出口側(cè)連通閥輸入開閥指令，在判斷為處于減速中的情況下，除了所述開閥指令之外，還向電動(dòng)機(jī)及蓄電器控制器31輸入對(duì)電動(dòng)機(jī)29的驅(qū)動(dòng)指令。收到該驅(qū)動(dòng)指令的電動(dòng)機(jī)29進(jìn)行再生制動(dòng)動(dòng)作，對(duì)液壓馬達(dá)11進(jìn)行制動(dòng)，并且將再生電力儲(chǔ)存至蓄電器30。
[0035]這樣，只要電氣系統(tǒng)為正常狀態(tài)，則在減速時(shí)，電動(dòng)機(jī)29和蓄電器30發(fā)揮再生作用。
[0036]相對(duì)地，在步驟S2中判斷為”否”的情況下，即在判斷為電氣系統(tǒng)中所含的特定要素有異常的情況下，或在步驟S3中判斷為并非處于回轉(zhuǎn)動(dòng)作狀態(tài)即處于回轉(zhuǎn)停止?fàn)顟B(tài)的情況下，均轉(zhuǎn)移至步驟S5。此處所謂“異?！保?電動(dòng)機(jī)29的加熱或速度過快、超負(fù)荷等，蓄電器30的高溫、電池不均衡、過電壓、設(shè)定電壓異常等，控制器31的傳感器異常、過電流、CPU異常、輸入過壓、輸入電壓不足、過熱等?？刂破?7在步驟S5中關(guān)閉連通閥25、26，并且對(duì)電動(dòng)機(jī)29發(fā)出非驅(qū)動(dòng)指令，即使再生作用停止的指令。由此，使電動(dòng)機(jī)29及蓄電器30的再生作用停止，并使泄壓閥回路18發(fā)揮液壓制動(dòng)作用。
[0037]這樣，所述工程機(jī)械除了能夠在電氣系統(tǒng)正常時(shí)，減小回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)的背壓而使泵壓下降之外，還能夠在減速時(shí)，使電動(dòng)機(jī)29及蓄電器30發(fā)揮再生作用而使回轉(zhuǎn)能量再生，由此，能夠提高能量效率。另一方面，在電氣系統(tǒng)發(fā)生了異常的情況下，隔斷連通閥25、26所實(shí)現(xiàn)的連通，并使再生作用停止，在成為與無電動(dòng)機(jī)29、蓄電器30及連通閥25、26的通常的液壓挖掘機(jī)相同的狀態(tài)下，在減速時(shí)利用制動(dòng)閥發(fā)揮液壓制動(dòng)，因此，能夠確?；剞D(zhuǎn)動(dòng)作而繼續(xù)進(jìn)行作業(yè)。另外，所述再生作用的停止能夠避免在電動(dòng)機(jī)29及蓄電器30中產(chǎn)生過電流及過電壓，從而保護(hù)所述電動(dòng)機(jī)29及蓄電器30。
[0038]本發(fā)明并不限定于以上的實(shí)施方式，例如還包含如下所述的方式。
[0039](I)所述實(shí)施方式所涉及的連通切換裝置包含分別設(shè)置在馬達(dá)兩側(cè)的管路14、15與油箱T之間的連通閥25、26，各個(gè)連通閥在使馬達(dá)出口側(cè)管路與油箱T連通的開位置a和隔斷該連通的閉位置b之間切換，還可以包含與專利文獻(xiàn)I中記載的短路切換閥同樣地，在使馬達(dá)兩側(cè)管路短路的位置與將兩側(cè)管路連接于控制閥的位置之間切換的連通閥在內(nèi)，將這些連通閥設(shè)置在馬達(dá)兩側(cè)管路與控制閥之間。對(duì)于該方式，僅在回轉(zhuǎn)減速時(shí)，將連通閥切換至開位置而使其發(fā)揮再生制動(dòng)即可，由此，能夠獲得與所述實(shí)施方式基本相同的作用效果O
[0040](2)在所述實(shí)施方式中，使用來自速度傳感器29的電動(dòng)機(jī)速度信號(hào)判斷回轉(zhuǎn)狀態(tài)(回轉(zhuǎn)停止等)，還能夠通過不使用電動(dòng)機(jī)速度信號(hào)的其他方法判斷回轉(zhuǎn)狀態(tài)，例如當(dāng)回轉(zhuǎn)操作裝置的操作部件(遙控閥12的操作桿12a)處于中立位置并持續(xù)了一定時(shí)間時(shí)，判斷為回轉(zhuǎn)已停止。
[0041](3)所述實(shí)施方式所涉及的連通閥25、26即使在回轉(zhuǎn)停止?fàn)顟B(tài)下，仍被設(shè)置在連通隔斷位置，但對(duì)于本發(fā)明，還可以在回轉(zhuǎn)停止?fàn)顟B(tài)下，使連通切換裝置為開狀態(tài)，通過電動(dòng)機(jī)的位置保持控制或機(jī)械制動(dòng)等保持停止?fàn)顟B(tài)。
[0042](4)本發(fā)明所涉及的回轉(zhuǎn)式工程機(jī)械并不限于挖掘機(jī)。例如還能夠適用于利用挖掘機(jī)的母體構(gòu)成的拆樓機(jī)或破碎機(jī)等其他回轉(zhuǎn)式工程機(jī)械。
[0043]如上所述，本發(fā)明提供以下的回轉(zhuǎn)式工程機(jī)械，其具有用于在回轉(zhuǎn)動(dòng)作中進(jìn)行再生的電動(dòng)機(jī)及蓄電器，且在包含所述電動(dòng)機(jī)及蓄電器的電氣系統(tǒng)發(fā)生異常時(shí)，能夠維持所述回轉(zhuǎn)動(dòng)作，并且保護(hù)所述電動(dòng)機(jī)及蓄電器。所述回轉(zhuǎn)式工程機(jī)械包括:下部行走體；上部回轉(zhuǎn)體，回轉(zhuǎn)自如地搭載在所述下部行走體上；液壓馬達(dá)，具有第一端口及第二端口，從其中一個(gè)端口接受工作油的供應(yīng)并從另一個(gè)端口噴出工作油，由此，回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)上部回轉(zhuǎn)體；液壓泵，噴出供應(yīng)至所述液壓馬達(dá)的工作油；電動(dòng)機(jī)，由所述液壓馬達(dá)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)而發(fā)揮再生作用；蓄電器，存儲(chǔ)所述電動(dòng)機(jī)的再生電力；回轉(zhuǎn)操作裝置，包含為了輸入與所述回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)相關(guān)的指令而受到操作的操作部件，并輸出對(duì)應(yīng)于所述操作部件的操作的操作信號(hào)；控制閥，基于所述回轉(zhuǎn)操作裝置的操作信號(hào)，控制工作油向所述液壓馬達(dá)的供應(yīng)以及從所述液壓馬達(dá)的噴出；第一管路，連接所述液壓馬達(dá)的第一端口和所述控制閥；第二管路，連接所述液壓馬達(dá)的第二端口和所述控制閥；制動(dòng)閥，連接于所述第一及第二管路，且在所述操作部件向減速方向受到操作的減速操作時(shí)，發(fā)揮對(duì)于所述液壓馬達(dá)的液壓制動(dòng)作用；連通切換裝置，能夠在切換連通狀態(tài)和連通隔斷狀態(tài)之間切換，所述連通狀態(tài)使所述兩個(gè)管路中的處于所述液壓馬達(dá)出口側(cè)的管路不經(jīng)由所述控制閥，與油箱或所述兩個(gè)管路中的處于所述液壓馬達(dá)入口側(cè)的管路連通，所述連通隔斷狀態(tài)使所述連通隔斷；操作檢測(cè)器，檢測(cè)所述回轉(zhuǎn)操作裝置的操作部件的操作；以及控制器，基于來自所述操作檢測(cè)器的檢測(cè)信號(hào)，控制所述連通切換裝置的切換，其中，所述控制器基于來自包含所述電動(dòng)機(jī)及蓄電器和各個(gè)控制系統(tǒng)的電氣系統(tǒng)的信號(hào)，判斷是否發(fā)生了電動(dòng)機(jī)和蓄電器無法發(fā)揮再生作用或再生作用不適當(dāng)?shù)漠惓Ｇ闆r，在判斷為未發(fā)生所述異常情況的情況下，即至少在處于所述減速操作時(shí)的情況下，將所述連通切換裝置切換至所述連通狀態(tài)，并且輸出用于使所述電動(dòng)機(jī)發(fā)揮再生作用的驅(qū)動(dòng)指令，在判斷為所述電氣系統(tǒng)處于異常狀態(tài)的情況下，將所述連通切換裝置切換至所述連通隔斷狀態(tài)，并且輸出用于使所述電動(dòng)機(jī)不發(fā)揮再生作用的非驅(qū)動(dòng)指令。
[0044]所述工程機(jī)械在電氣系統(tǒng)正常的狀態(tài)下，至少在回轉(zhuǎn)減速時(shí)打開連通閥，使液壓馬達(dá)出口側(cè)的管路與油箱或入口側(cè)的管路連通，由此，在電氣系統(tǒng)正常的狀態(tài)下的減速時(shí)，能夠使電動(dòng)機(jī)發(fā)揮再生作用而產(chǎn)生制動(dòng)力，并且回收回轉(zhuǎn)能量。另一方面，若包含電動(dòng)機(jī)及蓄電器的電氣系統(tǒng)發(fā)生異常，則關(guān)閉所述連通閥而隔斷所述連通，且因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的再生作用停止，所以與通常的液壓挖掘機(jī)同樣地，能夠在減速時(shí)由制動(dòng)閥發(fā)揮液壓制動(dòng)作用。由此，能夠確?；剞D(zhuǎn)動(dòng)作而繼續(xù)進(jìn)行作業(yè)，并且能夠通過使再生作用停止來保護(hù)蓄電器及電動(dòng)機(jī)。[0045]所述連通切換裝置例如較佳為設(shè)置在所述第一及第二管路與所述油箱之間，且能夠在將兩個(gè)管路與油箱隔斷的狀態(tài)、連通第一管路和油箱并將第二管路與油箱之間隔斷的狀態(tài)、以及連通第二管路和油箱并將第一管路與油箱之間隔斷的狀態(tài)之間切換。在此情況下，所述控制器優(yōu)選在所述電氣系統(tǒng)為正常狀態(tài)且在回轉(zhuǎn)動(dòng)作中，使所述連通切換裝置工作，以使所述第一及第二管路中的相當(dāng)于處在所述液壓馬達(dá)出口側(cè)的管路即出口側(cè)管路的管路和油箱連通且使另一個(gè)管路與油箱之間隔斷。所述連通除了會(huì)產(chǎn)生所述再生效果之夕卜，還會(huì)產(chǎn)生減小回轉(zhuǎn)加速時(shí)及穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的背壓的效果。
[0046]更具體而言，所述連通切換裝置較佳為包含:第一連通閥，設(shè)置在所述第一管路與所述油箱之間，且能夠在連通兩者的開位置和將兩者之間隔斷的閉位置之間切換；以及第二連通閥，設(shè)置在所述第二管路與所述油箱之間，且能夠在連通兩者的開位置和將兩者之間隔斷的閉位置之間切換。在此情況下，所述控制器優(yōu)選在所述電氣系統(tǒng)為正常狀態(tài)且在回轉(zhuǎn)動(dòng)作中，使所述第一及第二連通閥中的與出口側(cè)管路連接的連通閥處于開位置，并使另一個(gè)連通閥處于閉位置。
[0047]另外，所述控制器優(yōu)選在回轉(zhuǎn)停止時(shí)，將所述連通切換裝置切換至連通隔斷狀態(tài)。這能夠使制動(dòng)閥發(fā)揮液壓制動(dòng)作用，將液壓馬達(dá)及上部回轉(zhuǎn)體保持在停止?fàn)顟B(tài)，且與在回轉(zhuǎn)停止?fàn)顟B(tài)下對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行位置保持控制的情況相比，能夠有助于節(jié)省電力。
【權(quán)利要求】
1.一種回轉(zhuǎn)式工程機(jī)械，其特征在于包括: 下部行走體； 上部回轉(zhuǎn)體，回轉(zhuǎn)自如地搭載在所述下部行走體上； 液壓馬達(dá)，具有第一端口及第二端口，從其中一個(gè)端口接受工作油的供應(yīng)并從另一個(gè)端口噴出工作油，由此,回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)上部回轉(zhuǎn)體； 液壓泵，噴出供應(yīng)至所述液壓馬達(dá)的工作油； 電動(dòng)機(jī)，由所述液壓馬達(dá)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)而發(fā)揮再生作用； 蓄電器，存儲(chǔ)所述電動(dòng)機(jī)的再生電力； 回轉(zhuǎn)操作裝置，包含為了輸入與所述回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)相關(guān)的指令而受到操作的操作部件，并輸出對(duì)應(yīng)于所述操作部件的操作的操作信號(hào)； 控制閥，基于所述回轉(zhuǎn)操作裝置的操作信號(hào)，控制工作油向所述液壓馬達(dá)的供應(yīng)以及從所述液壓馬達(dá)的噴出； 第一管路，連接所述液壓馬達(dá)的第一端口和所述控制閥； 第二管路，連接所述液壓馬達(dá)的第二端口和所述控制閥； 制動(dòng)閥，連接于所述第一及第二管路，且在所述操作部件向減速方向受到操作的減速操作時(shí)，發(fā)揮對(duì)于所述液壓馬達(dá)的液壓制動(dòng)作用； 連通切換裝置，能夠在切換連通狀態(tài)和連通隔斷狀態(tài)之間切換，所述連通狀態(tài)使所述兩個(gè)管路中的處于所述液壓馬達(dá)出口側(cè)的管路不經(jīng)由所述控制閥，與油箱或所述兩個(gè)管路中的處于所述液壓馬達(dá)入口側(cè)的管路連通，所述連通隔斷狀態(tài)使所述連通隔斷； 操作檢測(cè)器，檢測(cè)所述回轉(zhuǎn)操作裝置的操作部件的操作；以及控制器，基于來自所述操作檢測(cè)器的檢測(cè)信號(hào)，控制所述連通切換裝置的切換，其中，所述控制器基于來自包含所述電動(dòng)機(jī)及蓄電器和各個(gè)控制系統(tǒng)的電氣系統(tǒng)的信號(hào)，判斷是否發(fā)生了電動(dòng)機(jī)和蓄電器無法發(fā)揮再生作用或再生作用不適當(dāng)?shù)漠惓Ｇ闆r，在判斷為未發(fā)生所述異常情況的情況下，即至少在處于所述減速操作時(shí)的情況下，將所述連通切換裝置切換至所述連通狀態(tài)，并且輸出用于使所述電動(dòng)機(jī)發(fā)揮再生作用的驅(qū)動(dòng)指令，在判斷為所述電氣系統(tǒng)處于異常狀態(tài)的情況下，將所述連通切換裝置切換至所述連通隔斷狀態(tài)，并且輸出用于使所述電動(dòng)機(jī)不發(fā)揮再生作用的非驅(qū)動(dòng)指令。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回轉(zhuǎn)式工程機(jī)械，其特征在于: 所述連通切換裝置設(shè)置在所述第一及第二管路與所述油箱之間，且能夠在將兩個(gè)管路與油箱隔斷的狀態(tài)、連通第一管路和油箱并將第二管路與油箱之間隔斷的狀態(tài)、以及連通第二管路和油箱并將第一管路與油箱之間隔斷的狀態(tài)之間切換， 所述控制器在所述電氣系統(tǒng)為正常狀態(tài)且在回轉(zhuǎn)動(dòng)作中，使所述連通切換裝置工作，以使所述第一及第二管路中的相當(dāng)于處在所述液壓馬達(dá)出口側(cè)的管路即出口側(cè)管路的管路和油箱連通且使另一個(gè)管路與油箱之間隔斷。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的回轉(zhuǎn)式工程機(jī)械，其特征在于， 所述連通切換裝置包含:第一連通閥，設(shè)置在所述第一管路與所述油箱之間，且能夠在連通兩者的開位置和將兩者之間隔斷的閉位置之間切換；以及第二連通閥，設(shè)置在所述第二管路與所述油箱之間，且能夠在連通兩者的開位置和將兩者之間隔斷的閉位置之間切換，所述控制器在所述電氣系統(tǒng)為正常狀態(tài)且在回轉(zhuǎn)動(dòng)作中，使所述第一及第二連通閥中的與出口側(cè)管路連接的連通閥處于開位置，并使另一個(gè)連通閥處于閉位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的回轉(zhuǎn)式工程機(jī)械，其特征在于: 所述控制器在回轉(zhuǎn)停止時(shí)，將所述連通切換裝置切換至連通隔斷狀態(tài)。
【文檔編號(hào)】E02F9/22GK103502540SQ201280021547
【公開日】2014年1月8日 申請(qǐng)日期:2012年4月19日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月2日
【發(fā)明者】小見山昌之, 上村佑介 申請(qǐng)人:神鋼建設(shè)機(jī)械株式會(huì)社