工程機(jī)械的液壓驅(qū)動(dòng)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明為一種工程機(jī)械的液壓驅(qū)動(dòng)裝置。在進(jìn)行負(fù)載傳感控制的液壓驅(qū)動(dòng)裝置中，發(fā)揮與具有卸載閥的情況下同等的功能，且回收從主泵向油箱排出的壓力油的能量，有效利用由主泵產(chǎn)生的壓力油的能量。在連接將來(lái)自主泵（2）的排出油向流量控制閥（26a～26h）供給的第2壓力油供給油路（4a）和油箱（T）的控制油路（51）中配置液壓馬達(dá)（52），在該液壓馬達(dá)（52）的旋轉(zhuǎn)軸（52a）上連結(jié)發(fā)電機(jī)（53），通過(guò)壓力傳感器（54）檢測(cè)最高負(fù)載壓力（PLmax），通過(guò)第2控制裝置（55）在主泵（2）的排出壓力變得比在最高負(fù)載壓（PLmax）上加上預(yù)先確定的值（Pb）后的目標(biāo)控制壓力（Pun）高后以使液壓馬達(dá)（52）旋轉(zhuǎn)的方式對(duì)發(fā)電機(jī)（53）進(jìn)行發(fā)電控制。由發(fā)電機(jī)（53）產(chǎn)生的交流電力被蓄電于電池（41）。
【專利說(shuō)明】工程機(jī)械的液壓驅(qū)動(dòng)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及液壓挖掘機(jī)等的工程機(jī)械的液壓驅(qū)動(dòng)裝置，尤其涉及以使液壓泵的排出壓比多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的最高負(fù)載壓僅高出目標(biāo)差壓的方式對(duì)液壓泵的排出流量進(jìn)行控制的液壓驅(qū)動(dòng)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]以往的工程機(jī)械，例如在液壓挖掘機(jī)的液壓驅(qū)動(dòng)裝置中，以使液壓泵(主泵)的排出壓比多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的最高負(fù)載壓僅高出目標(biāo)差壓的方式控制液壓泵的排出流量，這種控制被稱作負(fù)載傳感控制。在進(jìn)行該負(fù)載傳感控制的液壓驅(qū)動(dòng)裝置中，分別通過(guò)壓力補(bǔ)償閥將多個(gè)流量控制閥的前后差壓保持在規(guī)定差壓，在同時(shí)對(duì)多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的復(fù)合操作時(shí)，無(wú)論各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的負(fù)載壓的大小，都能夠以與各流量控制閥的開口面積相應(yīng)的比率供給壓力油。
[0003]進(jìn)行這樣的負(fù)載傳感控制的液壓驅(qū)動(dòng)裝置，如例如日本特開平10 - 205501號(hào)記載的那樣，在該現(xiàn)有技術(shù)中，在引導(dǎo)主泵的排出油的壓力油供給油路中連接有卸載閥。卸載閥主要在流量控制閥不動(dòng)作的條件(中立時(shí))下動(dòng)作，將主泵的壓力油供給油路的壓力(主泵的排出壓)限制在比主溢流閥的設(shè)定壓低的壓力，中立時(shí)使主泵的排出流量回到油箱。由于該目的，卸載閥設(shè)置設(shè)定目標(biāo)卸載壓的彈簧并使該彈簧向閉閥方向作用，分別引導(dǎo)主泵的排出壓和最高負(fù)載壓，使主泵的排出壓向開閥方向作用，使最高負(fù)載壓向閉閥方向作用。另外，液壓驅(qū)動(dòng)裝置在中立時(shí)，以作為最高負(fù)載壓使油箱壓(大致OMPa)向卸載閥引導(dǎo)的方式構(gòu)成。由此，卸載閥以如下方式進(jìn)行控制，中立時(shí)主泵的排出壓超過(guò)由彈簧設(shè)定的目標(biāo)卸載壓時(shí)開閥并使主泵的排出流量返回油箱，將主泵的排出壓保持在目標(biāo)卸載壓以下。
[0004]另外，卸載閥根據(jù)上述的構(gòu)成的特性，以下述方式進(jìn)行控制:執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)時(shí)，在主泵的排出壓和最高負(fù)載壓的差壓超過(guò)由卸載閥的彈簧設(shè)定的目標(biāo)卸載壓時(shí)，使主泵的排出流量的一部分返回油箱，將主泵的排出壓保持在在最高負(fù)載壓上加上目標(biāo)卸載壓后的壓力以下。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本特開平10 - 205501號(hào)公報(bào)
[0008]發(fā)明的概要
[0009]發(fā)明欲解決的課題
[0010]專利文獻(xiàn)I記載的現(xiàn)有的進(jìn)行負(fù)載傳感控制的液壓驅(qū)動(dòng)裝置，如上所述具有卸載閥，且分別在流量控制閥不動(dòng)作的中立時(shí)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)時(shí)，在主泵的排出壓比最高負(fù)載壓(中立時(shí)為油箱壓)高由彈簧設(shè)定的目標(biāo)卸載壓以上時(shí)使主泵的排出流量返回油箱，以避免主泵的排出壓的不必要的上升。
[0011]但是，對(duì)于使液壓泵的排出流量經(jīng)由卸載閥回到油箱的情況來(lái)說(shuō)，沒(méi)有利用由主泵產(chǎn)生的壓力油的能量，而是浪費(fèi)掉了，從而導(dǎo)致液壓驅(qū)動(dòng)裝置整體的能量消耗效率降低。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的目的在于提供一種工程機(jī)械的液壓驅(qū)動(dòng)裝置，在進(jìn)行負(fù)載傳感控制的液壓驅(qū)動(dòng)裝置中，能夠發(fā)揮與具有卸載閥的情況下同等的功能，且回收從主泵向油箱排出的壓力油的能量，有效利用由主泵產(chǎn)生的壓力油的能量。
[0013]用于解決課題的手段
[0014](I)為了解決上述課題，本發(fā)明為一種工程機(jī)械的液壓驅(qū)動(dòng)裝置，具有:原動(dòng)機(jī)、被該原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的可變?nèi)萘啃偷闹鞅谩⑼ㄟ^(guò)從該主泵排出的壓力油驅(qū)動(dòng)的多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、分別對(duì)從所述主泵向所述多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)供給的壓力油的流動(dòng)進(jìn)行控制的多個(gè)流量控制閥、以使所述主泵的排出壓比所述多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的最高負(fù)載壓高目標(biāo)差壓的方式對(duì)所述主泵的排出流量進(jìn)行負(fù)載傳感控制的泵控制裝置，其中，具有:液壓馬達(dá)，配置在將從所述主泵向所述多個(gè)流量控制閥供給壓力油的壓力油供給油路和油箱連接起來(lái)的控制油路中，能夠通過(guò)從所述主泵排出的壓力油驅(qū)動(dòng)；連結(jié)于該液壓馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)軸的發(fā)電機(jī)；控制裝置，以通過(guò)所述液壓馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)使所述主泵的排出壓力比在所述最高負(fù)載壓上加上預(yù)先確定的值后的目標(biāo)控制壓力高的方式對(duì)所述發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電控制；以及對(duì)由所述發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電力進(jìn)行蓄電的蓄電裝置。
[0015]這樣配置液壓馬達(dá)、發(fā)電機(jī)和控制裝置，以通過(guò)液壓馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)使主泵的排出壓力比在最高負(fù)載壓上加上預(yù)先確定的值后的目標(biāo)控制壓力高的方式對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電控制，由此，分別在流量控制閥不動(dòng)作的中立時(shí)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)時(shí)，若主泵的排出壓變得比最高負(fù)載壓高預(yù)先確定的值以上，則通過(guò)液壓馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)，主泵的排出流量的至少一部分返回油箱，避免了主泵的排出壓的不必要的上升。由此，能夠發(fā)揮與以往的卸載閥同等的功倉(cāng)泛。
[0016]另外，在主泵的排出壓比最高負(fù)載壓高預(yù)先確定的值以上的情況下，發(fā)電機(jī)受到發(fā)電控制，將壓力油的能量轉(zhuǎn)換成電能，將轉(zhuǎn)換的電能蓄積于蓄電裝置。由此，能回收從主泵向油箱排出的壓力油的能量，并能夠有效利用由主泵產(chǎn)生的壓力油的能量。
[0017](2)上述(I)中，優(yōu)選地，工程機(jī)械的液壓驅(qū)動(dòng)裝置還具有檢測(cè)所述最高負(fù)載壓力的壓力傳感器，所述控制裝置，在由所述壓力傳感器檢測(cè)出的所述最高負(fù)載壓上加上所述預(yù)先確定的值而運(yùn)算出所述目標(biāo)控制壓力，并計(jì)算所述發(fā)電機(jī)的發(fā)電扭矩，所述發(fā)電機(jī)的發(fā)電扭矩的大小超過(guò)基于該目標(biāo)控制壓力的所述液壓馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)扭矩，并且所述控制裝置以能夠得到該發(fā)電扭矩的方式對(duì)所述發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電控制。
[0018]由此，控制裝置以通過(guò)液壓馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)使主泵的排出壓力變得比在最高負(fù)載壓上加上預(yù)先確定的值后的目標(biāo)控制壓力高的方式對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電控制。
[0019](3)另外，在上述(I)或(2)中，優(yōu)選地，工程機(jī)械的液壓驅(qū)動(dòng)裝置還具有修正裝置，該修正裝置以隨著所述原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速減低而使所述負(fù)載傳感控制的目標(biāo)差壓降低的方式修正所述負(fù)載傳感控制的目標(biāo)差壓，所述控制裝置以隨著所述原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速降低而使所述預(yù)先確定的值減小的方式修正所述預(yù)先確定的值。
[0020]由此，在使原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速下降時(shí)，由于與負(fù)載傳感控制的目標(biāo)差壓降低同時(shí)地，預(yù)先確定的值減少，所以，不會(huì)擴(kuò)大負(fù)載傳感控制的目標(biāo)差壓和預(yù)先確定的值的差，即使在使原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速降低時(shí)，也能夠在執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)時(shí)確保整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。[0021](4)而且，在上述(I)?(3)的任一項(xiàng)中，優(yōu)選地，所述原動(dòng)機(jī)包含電動(dòng)機(jī)，所述蓄電裝置作為所述電動(dòng)機(jī)的電源發(fā)揮功能。
[0022]由此，能夠通過(guò)發(fā)電機(jī)將回收的能量用于電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)，能夠謀求整個(gè)系統(tǒng)的節(jié)能化。
[0023]發(fā)明的效果
[0024]根據(jù)本發(fā)明，在進(jìn)行負(fù)載傳感控制的液壓驅(qū)動(dòng)裝置中，能夠發(fā)揮與具有卸載閥的情況下同等的功能，且回收從主泵向油箱排出的壓力油的能量，有效利用由主泵產(chǎn)生的壓力油的能量。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的作業(yè)機(jī)械的液壓驅(qū)動(dòng)裝置的圖。
[0026]圖2是表示第2控制裝置的處理內(nèi)容的流程圖。
[0027]圖3是表示液壓挖掘機(jī)的外觀的圖。
[0028]圖4是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的作業(yè)機(jī)械的液壓驅(qū)動(dòng)裝置的圖。
[0029]圖5是表示第2控制裝置的處理內(nèi)容的流程圖。
[0030]圖6是表示存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器的表中的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne和目標(biāo)卸載壓Pb的關(guān)系的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]<第一實(shí)施方式>
[0032]?構(gòu)成?
[0033]圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的作業(yè)機(jī)械的液壓驅(qū)動(dòng)裝置的圖。
[0034]本實(shí)施方式的液壓驅(qū)動(dòng)裝置具有:電動(dòng)機(jī)I ;通過(guò)電動(dòng)機(jī)I驅(qū)動(dòng)的主要的液壓泵(以下稱作主泵)2 ;與主泵2連動(dòng)并通過(guò)電動(dòng)機(jī)I驅(qū)動(dòng)的先導(dǎo)泵3 ;通過(guò)從主泵2排出的壓力油驅(qū)動(dòng)的多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)5、6、7、8、9、10、11、12 ;位于主泵2和多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)5、6、7、8、9、
10、11、12之間的控制閥4 ;連接于供給先導(dǎo)泵3的排出油的壓力油供給油路3a的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)閥30 ;連接于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)閥30的下游側(cè)、具有將先導(dǎo)油路31的壓力保持恒定的先導(dǎo)溢流閥32的先導(dǎo)液壓源33 ;操作桿裝置34&、3仙、34(:、34(1、346、341348、3411，連接于先導(dǎo)油路31，具有將先導(dǎo)液壓源32的液壓作為元壓并生成控制先導(dǎo)壓a、b、c、d、e、f、g、h、1、j、k、1、m、η、O、P 的遙控閥。
[0035]本實(shí)施方式的作業(yè)機(jī)械為例如小型液壓挖掘機(jī)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)5為液壓挖掘機(jī)的旋轉(zhuǎn)馬達(dá)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)6、8為左右的行駛馬達(dá)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)7為刮板缸，執(zhí)行機(jī)構(gòu)9為擺動(dòng)缸，執(zhí)行機(jī)構(gòu)10、11、12分別為動(dòng)臂缸、斗桿缸、鏟斗缸。
[0036]控制閥4具有:經(jīng)由第2壓力油供給油路(區(qū)段內(nèi)通路)4a連接于供給主泵2的排出油的第I壓力油供給油路(配管)2a、分別控制從主泵2向各執(zhí)行機(jī)構(gòu)供給的壓力油的方向和流量的多個(gè)閥門段13、14、15、16、17、18、19、20 ;從多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)5、6、7、8、9、10、11、12的負(fù)載壓中選擇最高的負(fù)載壓(以下，稱作最高負(fù)載壓)PLmax并向信號(hào)油路21輸出的多個(gè)梭閥22a、22b、22c、22d、22e、22f、22g ;連接于控制閥4的第2壓力油供給油路4a、限制主泵2的最高排出壓(最高泵壓)的主溢流閥23 ;連接于控制閥4的第2壓力油供給油路4a、將主泵2的排出壓Pd和最高負(fù)載壓PLmax的差壓PLS作為絕對(duì)壓進(jìn)行檢測(cè)并輸出的差壓減壓閥24。主溢流閥23的排出側(cè)連接于控制閥4內(nèi)的油箱油路29，油箱油路29連接于油箱T。
[0037]閥門段13構(gòu)成為包含流量控制閥26a和壓力補(bǔ)償閥27a，閥門段14構(gòu)成為包含流量控制閥26b和壓力補(bǔ)償閥27b，閥門段15構(gòu)成為包含流量控制閥26c和壓力補(bǔ)償閥27c，閥門段16構(gòu)成為包含流量控制閥26d和壓力補(bǔ)償閥27d，閥門段17構(gòu)成為包含流量控制閥26e和壓力補(bǔ)償閥27e，閥門段18構(gòu)成為包含流量控制閥26f和壓力補(bǔ)償閥27f，閥門段19構(gòu)成為包含流量控制閥26g和壓力補(bǔ)償閥27g，閥門段20構(gòu)成為包含流量控制閥26h和壓力補(bǔ)償閥27h。
[0038]流量控制閥26a?26h分別對(duì)從主泵2向各執(zhí)行機(jī)構(gòu)5?12供給的壓力油的方向和流量進(jìn)行控制，壓力補(bǔ)償閥27a?27h分別控制流量控制閥26a?26h的前后差壓。流量控制閥26a?26h分別被由操作桿裝置34a、34b、34c、34d、34e、34f、34g、34h的遙控閥生成的控制先導(dǎo)壓 a、b、C、d、e、f > g、h、1、j、k、1、m、n、o、p 操作。
[0039]壓力補(bǔ)償閥27a?27h分別具有目標(biāo)差壓設(shè)定用的開閥側(cè)受壓部28a、28b、28c、28d、28e、28f、28g、28h，向該受壓部28a?28h導(dǎo)入差壓減壓閥24的輸出壓，通過(guò)液壓泵壓Pd和最高負(fù)載壓PLmax的差壓PLS的絕對(duì)壓設(shè)定目標(biāo)補(bǔ)償差壓。由此，流量控制閥26a?26h的前后差壓全部同樣地被控制成與液壓泵壓Pd和最高負(fù)載壓PLmax的差壓PLS相等，在同時(shí)驅(qū)動(dòng)多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的復(fù)合操作時(shí)，無(wú)論執(zhí)行機(jī)構(gòu)5?12的負(fù)載壓的大小，根據(jù)流量控制閥26a?26h的開口面積比分配主泵2的排出流量，能夠確保復(fù)合操作性。另外，在成為主泵2的排出流量不滿足要求流量的飽和狀態(tài)的情況下，差壓PLS根據(jù)其供給不足的程度降低，所以，與之對(duì)應(yīng)地壓力補(bǔ)償閥27a?27h所控制的流量控制閥26a?26h的前后差壓以相同比例下降，從而流量控制閥26a?26h的通過(guò)流量減少，在該情況下，也根據(jù)流量控制閥26a?26h的開口面積比分配主泵2排出流量，能夠確保復(fù)合操作性。
[0040]電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)閥30具有:將供給先導(dǎo)泵3的排出油的壓力油供給油路3a連接于先導(dǎo)油路31的油路30e ;設(shè)在該油路30e的節(jié)流要素(固定節(jié)流裝置)30f ;并排連接于油路30e及節(jié)流要素30f的流量檢測(cè)閥30a ;差壓減壓閥30b。流量檢測(cè)閥30a具有隨著通過(guò)流量增大而增大開口面積的可變節(jié)流部30c，先導(dǎo)泵3的排出油通過(guò)油路30e的節(jié)流要素30f和流量檢測(cè)閥30a的可變節(jié)流部30c的雙方向先導(dǎo)油路31側(cè)流動(dòng)。此時(shí)，在節(jié)流要素30f和可變節(jié)流部30c中發(fā)生隨著從壓力油供給油路3a向先導(dǎo)油路31流動(dòng)的壓力油的流量增加而增大的前后差壓，差壓減壓閥30b將該前后差壓作為絕對(duì)壓Pa進(jìn)行檢測(cè)并輸出。先導(dǎo)泵3的排出流量根據(jù)電動(dòng)機(jī)I的轉(zhuǎn)速而變化，所以，通過(guò)檢測(cè)節(jié)流要素30f及可變節(jié)流部30c的前后差壓，能夠檢測(cè)先導(dǎo)泵3的排出流量，能夠檢測(cè)電動(dòng)機(jī)I的轉(zhuǎn)速。另外構(gòu)成為，可變節(jié)流部30c由于隨著通過(guò)流量增大(隨著前后差壓增高)而增大開口面積，所以，隨著通過(guò)流量增大，前后差壓的上升程度變得平緩。
[0041]主泵2為可變?nèi)萘啃偷囊簤罕?，具有用于控制其傾轉(zhuǎn)角(容量)的泵控制裝置35。泵控制裝置35具有馬力控制傾轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)35a、LS控制閥35b、LS控制傾轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)35c。
[0042]馬力控制傾轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)35a在主泵2的排出壓增高后減小主泵2的傾轉(zhuǎn)角，以主泵2的輸入扭矩不超過(guò)預(yù)先設(shè)定的最大扭矩的方式進(jìn)行限制，由此，限制主泵2的消耗馬力，防止因過(guò)負(fù)載導(dǎo)致的電動(dòng)機(jī)I的停止。
[0043]LS控制閥35b具有相對(duì)的受壓部35d、35e，經(jīng)由油路38從電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)閥30的差壓減壓閥30b輸出的絕對(duì)壓Pa (第I規(guī)定值)作為負(fù)載傳感控制的目標(biāo)差壓(目標(biāo)LS差壓)導(dǎo)向受壓部35d，從差壓減壓閥24輸出的差壓PLS的絕對(duì)壓作為反饋壓力經(jīng)由油路39導(dǎo)向受壓部35e，差壓PLS的絕對(duì)壓變得比絕對(duì)壓Pa高后(PLS > Pa)，將先導(dǎo)液壓源33的壓力導(dǎo)向LS控制傾轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)35c并減小主泵2的傾轉(zhuǎn)角，在差壓PLS的絕對(duì)壓變得比絕對(duì)壓Pa低后(PLS < Pa)，將LS控制傾轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)35c與油箱T連通并增加主泵2的傾轉(zhuǎn)角。由此，以使主泵2的排出壓Pd僅比最高負(fù)載壓PLmax高絕對(duì)壓Pa (目標(biāo)LS差壓)的方式控制主泵2的傾轉(zhuǎn)量(排量)。LS控制閥35b及LS控制傾轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)35c構(gòu)成以主泵2的排出壓Pd比多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)5、6、7、8、9、10、11、12的最高負(fù)載壓PLmax僅高負(fù)載傳感控制的目標(biāo)差壓(絕對(duì)壓Pa)的方式控制主泵2的傾轉(zhuǎn)的負(fù)載傳感方式的泵控制裝置。
[0044]這里，絕對(duì)壓Pa由于是根據(jù)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化的值，所以，將絕對(duì)壓Pa作為負(fù)載傳感控制的目標(biāo)差壓加以利用，通過(guò)主泵2的排出壓Pd和最高負(fù)載壓PLmax的差壓PLS的絕對(duì)壓設(shè)定壓力補(bǔ)償閥27a?27h的目標(biāo)補(bǔ)償差壓，由此，能夠控制與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)速度。另外，如前所述，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)閥30的流量檢測(cè)閥30a的可變節(jié)流部30c以隨著通過(guò)流量增大前后差壓的上升程度變得緩和的方式構(gòu)成，由此謀求與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速相應(yīng)的飽和現(xiàn)象的改善，在將電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)定得較低的情況下能夠得到良好的微操作性。
[0045]另外，本實(shí)施方式的液壓驅(qū)動(dòng)裝置，作為其特征的構(gòu)成，具有:成為電動(dòng)機(jī)I的電源的電池41 (蓄電裝置);對(duì)電池41的直流電力進(jìn)行升壓的斬波器42 ;將由斬波器42升壓的直流電力轉(zhuǎn)換成交流電力并向電動(dòng)機(jī)I供給的逆變器43 ;被操作者操作、指示電動(dòng)機(jī)I的目標(biāo)轉(zhuǎn)速的旋轉(zhuǎn)控制旋鈕44 ;基于該目標(biāo)轉(zhuǎn)速以電動(dòng)機(jī)I的轉(zhuǎn)速成為目標(biāo)轉(zhuǎn)速的方式控制逆變器43的第I控制裝置45 ;配置在連接將來(lái)自主泵2的排出油向多個(gè)閥門段13、14、
15、16、17、18、19、20 (流量控制閥26a?26h)供給的第2壓力油供給油路4a和油箱T的控制油路51中、能夠通過(guò)從主泵2排出的壓力油驅(qū)動(dòng)的固定容量型的液壓馬達(dá)52 ;連結(jié)于該液壓馬達(dá)52的旋轉(zhuǎn)軸52a的發(fā)電機(jī)53 ;連接于信號(hào)油路21、檢測(cè)最高負(fù)載壓力PLmax的壓力傳感器54 ;在主泵2的排出壓力比在最高負(fù)載壓PLmax上加上預(yù)先確定的值Pb后的目標(biāo)控制壓力Pun高后，以使液壓馬達(dá)52旋轉(zhuǎn)的方式對(duì)發(fā)電機(jī)53進(jìn)行發(fā)電控制的第2控制裝置55 ;將由發(fā)電機(jī)53產(chǎn)生的交流電力轉(zhuǎn)換成直流電力的換流器56。電池41為充電式，由發(fā)電機(jī)53產(chǎn)生且通過(guò)換流器56轉(zhuǎn)換的直流電力被蓄電于電池41。配置有液壓馬達(dá)52的控制油路51還可以連接于供給主泵2的排出油的第I壓力油供給油路2a。
[0046]圖2是表示第2控制裝置55的處理內(nèi)容的流程圖。
[0047]< 步驟 SlOO >
[0048]第2控制裝置55輸入由壓力傳感器54檢測(cè)的最高負(fù)載壓PLmax。
[0049]<步驟 SllO >
[0050]接下來(lái),第2控制裝置55,在最高負(fù)載壓PLmax上加上預(yù)先確定的值Pb而計(jì)算目標(biāo)控制壓力Pun。
[0051]即，Pun= PLmax + Pb
[0052]這里，預(yù)先確定的值Pb被設(shè)定為，例如與目標(biāo)LS差壓即從差壓減壓閥30b輸出的絕對(duì)壓Pa相等，或與其相比稍高的壓力。例如，在電動(dòng)機(jī)I為最高額定轉(zhuǎn)速時(shí)，若從差壓減壓閥30b輸出的絕對(duì)壓Pa (目標(biāo)LS差壓)為2.0MPa，則預(yù)先確定的值Pb被設(shè)定為2.0?
3.0Mpa左右。本實(shí)施方式中，預(yù)先確定的值Pb被設(shè)定為與絕對(duì)壓Pa (目標(biāo)LS差壓)相等。此外，考慮到因液壓馬達(dá)52和發(fā)電機(jī)53的慣性導(dǎo)致的旋轉(zhuǎn)的延遲等，預(yù)先確定的值Pb還可以為比絕對(duì)壓Pa (目標(biāo)LS差壓)低的值。
[0053]<步驟 SI20 >
[0054]接下來(lái)，第2控制裝置55，在主泵2的排出壓達(dá)到目標(biāo)控制壓力Pun的情況下對(duì)作用在液壓馬達(dá)52上的旋轉(zhuǎn)扭矩Tm進(jìn)行計(jì)算。該旋轉(zhuǎn)扭矩Tm，在使液壓馬達(dá)52的容量為q時(shí)，能夠通過(guò)下述數(shù)式計(jì)算。
[0055]Tm = Pun X q
[0056]本說(shuō)明書中，將該旋轉(zhuǎn)扭矩稱作卸載旋轉(zhuǎn)扭矩。
[0057]<步驟 SI30 >
[0058]接下來(lái)，第2控制裝置55對(duì)大小超過(guò)液壓馬達(dá)52的卸載旋轉(zhuǎn)扭矩Tm的發(fā)電扭矩Tg進(jìn)行運(yùn)算。大小超過(guò)液壓馬達(dá)52的卸載旋轉(zhuǎn)扭矩Tm的發(fā)電扭矩Tg是指，大小與卸載旋轉(zhuǎn)扭矩Tm相同或比其稍大、且旋轉(zhuǎn)方向相反的旋轉(zhuǎn)扭矩。
[0059]<步驟 SI40 >
[0060]接下來(lái)，第2控制裝置55對(duì)發(fā)電機(jī)53用于生成發(fā)電扭矩Tg的發(fā)電電力進(jìn)行運(yùn)算。
[0061]〈步驟S150>
[0062]接下來(lái)，第2控制裝置55將與該發(fā)電電力對(duì)應(yīng)的控制指令向發(fā)電機(jī)53輸出，發(fā)電機(jī)53中生成大小超過(guò)液壓馬達(dá)52的卸載旋轉(zhuǎn)扭矩Tm的發(fā)電扭矩Tg。
[0063]通過(guò)這樣控制發(fā)電機(jī)53，液壓馬達(dá)52、發(fā)電機(jī)53、壓力傳感器54及第2控制裝置55,在主泵2的排出壓超過(guò)在最高負(fù)載壓PLmax上加上規(guī)定的壓力(預(yù)先確定的值Pb)后的壓力(目標(biāo)控制壓力Pun)后，使主泵2的排出流量返回油箱T，能夠發(fā)揮以下與現(xiàn)有的卸載閥同等的功能，即以使主泵2的排出壓不超過(guò)在最高負(fù)載壓PLmax上加上規(guī)定的壓力(預(yù)先確定的值Pb)即目標(biāo)卸載壓后的壓力的方式進(jìn)行控制。
[0064]?液壓挖掘機(jī)?
[0065]圖3表示液壓挖掘機(jī)的外觀。
[0066]圖3中，作為作業(yè)機(jī)械而公知的液壓挖掘機(jī)具有:上部旋轉(zhuǎn)體300、下部行駛體301、擺動(dòng)式的前作業(yè)機(jī)302，前作業(yè)機(jī)302構(gòu)成為包括動(dòng)臂306、斗桿307、鏟斗308。上部旋轉(zhuǎn)體300能夠在下部行駛體301上通過(guò)圖1所示的旋轉(zhuǎn)馬達(dá)5的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。在上部旋轉(zhuǎn)體300的前部安裝有擺柱303，在該擺柱303上能夠上下動(dòng)地安裝有前作業(yè)機(jī)302。擺柱303能夠通過(guò)圖1所示的擺動(dòng)缸9的伸縮而相對(duì)于上部旋轉(zhuǎn)體300在水平方向轉(zhuǎn)動(dòng)，前作業(yè)機(jī)302的動(dòng)臂306、斗桿307、鏟斗308通過(guò)圖1所示的動(dòng)臂缸10、斗桿缸11、鏟斗缸12的伸縮而能夠在上下方向轉(zhuǎn)動(dòng)。下部行駛體301具有中央框架304，在該中央框架304上安裝有通過(guò)圖1所示的刮板缸7的伸縮進(jìn)行上下動(dòng)作的刮板305。下部行駛體301通過(guò)圖1所示的行駛馬達(dá)6、8的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)左右的履帶310、311并由此進(jìn)行行駛。
[0067]?動(dòng)作?
[0068]接下來(lái)，說(shuō)明本實(shí)施方式的液壓驅(qū)動(dòng)裝置的動(dòng)作。
[0069]<全部的操作桿處于中立時(shí)>
[0070]全部的操作桿裝置34a?34h的操作桿位于中立位置的情況下，全部流量控制閥26a?26h處于中立位置，不向執(zhí)行機(jī)構(gòu)5?12供給壓力油。另外，在流量控制閥26a?26h處于中立位置時(shí)，通過(guò)梭閥22a?22g檢測(cè)的最高負(fù)載壓PLmax成為油箱壓(大致OMPa)。[0071]差壓減壓閥24將主泵2的排出壓Pd和最高負(fù)載壓PLmax (當(dāng)前的情況下為油箱壓)的差壓PLS作為絕對(duì)壓輸出。向主泵2的泵控制裝置35的LS控制閥35b導(dǎo)入電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)閥30的輸出壓即絕對(duì)壓Pa和差壓減壓閥24的輸出壓即差壓PLS的絕對(duì)壓，主泵2的排出壓上升，差壓PLS的絕對(duì)壓比絕對(duì)壓Pa大后，LS控制閥35b被切換到圖示右側(cè)的位置，向LS控制傾轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)35c導(dǎo)入先導(dǎo)液壓源33的壓力，以使主泵2的傾轉(zhuǎn)角減小的方式進(jìn)行控制。但是，主泵2中由于設(shè)有規(guī)定其最小傾轉(zhuǎn)角的限制器(未圖示)，所以，主泵2被保持在由該限制器所限定的最小傾轉(zhuǎn)角qmin,排出最少流量Qmin。
[0072]另外，由于最高負(fù)載壓PLmax為大致油箱壓(OMPa)，所以，在第2控制裝置55中計(jì)算的目標(biāo)控制壓力Pun與預(yù)先確定的值Pb大致相等(Pun = Pb),以生成大小超過(guò)與該目標(biāo)控制壓力Pun對(duì)應(yīng)的卸載旋轉(zhuǎn)扭矩Tm的發(fā)電扭矩Tg(大小與卸載旋轉(zhuǎn)扭矩Tm相等或比其稍大，旋轉(zhuǎn)方向相反的發(fā)電扭矩)的方式控制發(fā)電機(jī)53。其結(jié)果，主泵2的排出壓比預(yù)先確定的值Pb高后，作用在液壓馬達(dá)52上的旋轉(zhuǎn)扭矩比發(fā)電機(jī)53的發(fā)電扭矩大，所以，液壓馬達(dá)52旋轉(zhuǎn)(被驅(qū)動(dòng))，主泵2的排出油經(jīng)由液壓馬達(dá)52向油箱T流入，以主泵2的排出壓不比預(yù)先確定的值Pb高的方式進(jìn)行控制。另外，此時(shí)，通過(guò)主泵2的排出油驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)52，發(fā)電機(jī)53被液壓馬達(dá)52驅(qū)動(dòng)而產(chǎn)生電能，該電能經(jīng)由換流器56蓄積在電池41中。
[0073]<對(duì)操作桿進(jìn)行操作的情況下>
[0074]以動(dòng)臂缸10的操作為例，在意圖進(jìn)行動(dòng)臂抬升動(dòng)作而將動(dòng)臂用操作桿裝置34f的操作桿向圖示左方向(動(dòng)臂抬升方向)以全行程進(jìn)行操作的情況下，基于先導(dǎo)液壓源33的壓力油生成用于操作流量控制閥26f的控制先導(dǎo)壓k，并導(dǎo)向流量控制閥26f。由此，動(dòng)臂用的流量控制閥26f被切換，向動(dòng)臂缸10供給壓力油，動(dòng)臂缸10被驅(qū)動(dòng)。
[0075]流過(guò)流量控制閥26f的流量根據(jù)流量控制閥26f的進(jìn)口節(jié)流的開口面積和進(jìn)口節(jié)流的前后差壓決定，進(jìn)口節(jié)流的前后差壓通過(guò)壓力補(bǔ)償閥27f以與差壓減壓閥24的輸出壓即差壓PLS的絕對(duì)壓相等的方式受到控制，所以，流過(guò)流量控制閥26f的流量(因此，動(dòng)臂缸10的驅(qū)動(dòng)速度)根據(jù)操作桿的操作量受到控制。
[0076]動(dòng)臂缸10開始工作后，第I及第2壓力油供給油路2a、4a的壓力臨時(shí)降低。此時(shí)，動(dòng)臂缸10的負(fù)載壓通過(guò)梭閥22a?22g作為最高負(fù)載壓被檢測(cè)，第I及第2壓力油供給油路2a、4a的壓力和動(dòng)臂缸10的負(fù)載壓的差作為差壓減壓閥24的輸出壓被輸出，所以，從差壓減壓閥24輸出的差壓PLS的絕對(duì)壓降低。
[0077]向主泵2的泵控制裝置35的LS控制閥35b導(dǎo)入從電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)閥30的差壓減壓閥30b輸出的絕對(duì)壓Pa和從差壓減壓閥24輸出的差壓PLS的絕對(duì)壓，在差壓PLS的絕對(duì)壓下降到比絕對(duì)壓Pa低后，LS控制閥35b被切換到圖示左側(cè)的位置，使LS控制傾轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)35c與油箱T連通并使LS控制傾轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)35c壓力油返回油箱，以主泵2的傾轉(zhuǎn)角增加的方式進(jìn)行控制，主泵2的排出流量增加。該主泵2的排出流量的增加繼續(xù)到差壓PLS的絕對(duì)壓與絕對(duì)壓Pa相等。通過(guò)這些一系列的動(dòng)作，以主泵2的排出壓(第I及第2壓力油供給油路2a、4a的壓力)比最高負(fù)載壓PLmax高從電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)閥30輸出的絕對(duì)壓Pa (目標(biāo)LS差壓)的量的方式進(jìn)行控制，進(jìn)行將動(dòng)臂用的流量控制閥26f所要求的流量向動(dòng)臂缸10供給的所謂負(fù)載傳感控制。
[0078]另外，在該操作中，在主泵2的排出壓Pd變得比在最高負(fù)載壓PLmax上加上預(yù)先確定的值Pb后的目標(biāo)控制壓力Pun高的情況下,發(fā)電機(jī)53通過(guò)第2控制裝置55,以生成大小超過(guò)通過(guò)Pun = PLmax + Pb的目標(biāo)控制壓力Pun而在液壓馬達(dá)52中發(fā)生的卸載旋轉(zhuǎn)扭矩Tm的發(fā)電扭矩Tg的方式進(jìn)行控制，所以，液壓馬達(dá)52旋轉(zhuǎn)(被驅(qū)動(dòng))，使主泵2的排出油的一部分經(jīng)由液壓馬達(dá)52向油箱T排出，以主泵2的排出壓不比在最高負(fù)載壓PLmax上加上預(yù)先確定的值Pb后的目標(biāo)控制壓力Pun高的方式進(jìn)行控制。另外，此時(shí)，通過(guò)主泵2的排出油，液壓馬達(dá)52被驅(qū)動(dòng)，發(fā)電機(jī)53通過(guò)液壓馬達(dá)52被驅(qū)動(dòng)而產(chǎn)生電能，該電能經(jīng)由換流器56蓄積于電池41。
[0079]在單獨(dú)操作動(dòng)臂以外的操作桿的情況下的動(dòng)作也同樣。
[0080]在對(duì)兩個(gè)以上的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的操作桿裝置，例如動(dòng)臂用的操作桿裝置34f和斗桿用的操作桿裝置34g的操作桿進(jìn)行操作的情況下，流量控制閥26f、26g被切換，向動(dòng)臂缸10及斗桿缸11供給壓力油，動(dòng)臂缸10及斗桿缸11被驅(qū)動(dòng)。
[0081]動(dòng)臂缸10及斗桿缸11的負(fù)載壓中的高的一方的壓力通過(guò)梭閥22a?22g作為最高負(fù)載壓PLmax被檢測(cè)，并向差壓減壓閥24傳遞。
[0082]另外，從電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)閥30輸出的絕對(duì)壓Pa和從差壓減壓閥24輸出的差壓PLS的絕對(duì)壓被導(dǎo)向主泵2的泵控制裝置35的LS控制閥35b，與單獨(dú)驅(qū)動(dòng)動(dòng)臂缸10的情況下同樣地，以主泵2的排出壓(第I及第2壓力油供給油路2a、4a的壓力)比最高負(fù)載壓PLmax高絕對(duì)壓Pa (目標(biāo)LS差壓)的量的方式進(jìn)行控制，進(jìn)行將流量控制閥26f、26g所要求的流量向動(dòng)臂缸10及斗桿缸11供給的所謂負(fù)載傳感控制。
[0083]差壓減壓閥24的輸出壓作為目標(biāo)補(bǔ)償差壓向壓力補(bǔ)償閥27a?27h導(dǎo)向，壓力補(bǔ)償閥27f、27g以使流量控制閥26f、26g的前后差壓與主泵2的排出壓和最高負(fù)載壓PLmax的差壓相等的方式進(jìn)行控制。由此，無(wú)論動(dòng)臂缸10和斗桿缸11的負(fù)載壓的大小，能夠以與流量控制閥26f、26g的進(jìn)口節(jié)流部的開口面積相應(yīng)的比率向動(dòng)臂缸10和斗桿缸11供給壓力油。
[0084]此時(shí)，在主泵2的排出流量不足流量控制閥26f、26g所要求的流量的飽和狀態(tài)的情況下，根據(jù)飽和的程度，差壓減壓閥24的輸出壓(主泵2的排出壓和最高負(fù)載壓PLmax的差壓)降低，與之相伴地，壓力補(bǔ)償閥27a?27h的目標(biāo)補(bǔ)償差壓也減小，所以，能夠?qū)⒅鞅?的排出流量以流量控制閥26f、26g所要求的流量的比進(jìn)行再分配。
[0085]而且，在該操作中，即使在主泵2的排出壓Pd比在最高負(fù)載壓PLmax上加上預(yù)先確定的值Pb后的目標(biāo)控制壓力Pun高的情況下,通過(guò)基于發(fā)電機(jī)53的第2控制裝置55的控制，主泵2的排出油的一部分經(jīng)由液壓馬達(dá)52向油箱T排出，以使主泵2的排出壓不比在最高負(fù)載壓PLmax上加上預(yù)先確定的值Pb后的目標(biāo)控制壓力Pun高的方式進(jìn)行控制,且發(fā)電機(jī)53通過(guò)液壓馬達(dá)52被驅(qū)動(dòng)而產(chǎn)生電能，該電能經(jīng)由換流器56蓄積于電池41。
[0086]同時(shí)操作動(dòng)臂和斗桿以外的多個(gè)操作桿的情況下的動(dòng)作也同樣。
[0087]<在使操作桿恢復(fù)中立的情況下>
[0088]以動(dòng)臂缸10的操作為例，在進(jìn)行意圖從動(dòng)臂抬升動(dòng)作停止并將動(dòng)臂用的操作桿裝置34f的操作桿從全行程向中立位置返回的操作后，先導(dǎo)液壓源33的壓力油被切斷，用于操作流量控制閥26f的控制先導(dǎo)壓k的生成停止，流量控制閥36f返回中立位置。從主泵2排出的壓力油由于流量控制閥26f返回中立位置而不向動(dòng)臂缸10流入。
[0089]另外，此時(shí)，主泵2的排出壓Pd的壓力臨時(shí)上升，但在主泵2的排出壓Pd變得比在最高負(fù)載壓PLmax上加上預(yù)先確定的值Pb后的目標(biāo)控制壓力Pun高后,通過(guò)基于發(fā)電機(jī)53的第2控制裝置55的控制，主泵2的排出油的一部分經(jīng)由液壓馬達(dá)52向油箱T排出，以主泵2的排出壓不比在最高負(fù)載壓PLmax上加上預(yù)先確定的值Pb后的目標(biāo)控制壓力PunP高的方式進(jìn)行控制。另外，發(fā)電機(jī)53被液壓馬達(dá)52驅(qū)動(dòng)而產(chǎn)生電能，該電能經(jīng)由換流器56被蓄積于電池41。
[0090]操作桿裝置34f的操作桿回到中立位置后,全部的操作桿裝置34a?34h的操作桿成為位于中立位置的狀態(tài)，所以，如在“全部的操作桿處于中立時(shí)”中所說(shuō)明的那樣，主泵2以傾轉(zhuǎn)角減小的方式受到控制、且被保持在最小傾轉(zhuǎn)角qmin,主泵2排出最少流量Qmin。
[0091]<降低電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的情況下>
[0092]以上的動(dòng)作是在電動(dòng)機(jī)I為最高額定轉(zhuǎn)速時(shí)的動(dòng)作。在將電動(dòng)機(jī)I的轉(zhuǎn)速降低到低速的情況下，從電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)閥30輸出的絕對(duì)壓Pa與之相應(yīng)地降低，所以，泵控制裝置35的LS控制閥35b的目標(biāo)LS差壓也同樣降低。另外，負(fù)載傳感控制的結(jié)果，壓力補(bǔ)償閥27a?27h的目標(biāo)補(bǔ)償差壓也同樣降低。由此，與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的降低相應(yīng)地，主泵2的排出流量和流量控制閥26a?26h的要求流量減少，執(zhí)行機(jī)構(gòu)5?12的驅(qū)動(dòng)速度不會(huì)變得過(guò)快，能夠提高降低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的情況下的微操作性。
[0093]?效果?
[0094]這樣，在本實(shí)施方式中，分別在全部的操作桿處于中立且流量控制閥26a?26h不動(dòng)作時(shí)和操作桿被操作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)5?12的驅(qū)動(dòng)時(shí)，發(fā)電機(jī)53不旋轉(zhuǎn)直到主泵2的排出壓比最高負(fù)載壓PLmax高預(yù)先確定的值Pb以上，由于液壓馬達(dá)52也不旋轉(zhuǎn)，所以，避免主泵2的排出流量返回油箱而被浪費(fèi)。另一方面，在主泵2的排出壓比最高負(fù)載壓PLmax高預(yù)先確定的值Pb以上后，發(fā)電機(jī)53旋轉(zhuǎn)從而液壓馬達(dá)52也旋轉(zhuǎn)，所以，主泵2的排出流量的至少一部分返回油箱，避免主泵2的排出壓的不必要的上升。由此，能夠發(fā)揮與以往的卸載閥同等的功能。
[0095]另外,在主泵2的排出壓比最高負(fù)載壓PLmax高預(yù)先確定的值Pb以上的情況下，由于發(fā)電機(jī)53旋轉(zhuǎn)，所以，將壓力油的能量向電能轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換的電能蓄積于電池41。由此，回收從主泵2向油箱排出的壓力油的能量，并能夠有效利用由主泵2產(chǎn)生的壓力油的能量。
[0096]這樣根據(jù)本實(shí)施方式，在進(jìn)行負(fù)載傳感控制的液壓驅(qū)動(dòng)裝置中，能夠發(fā)揮與具有卸載閥的情況下同等的功能，且能夠回收從主泵2向油箱排出的壓力油的能量，能夠有效地利用主泵2產(chǎn)生的壓力油的能量。
[0097]另外，本實(shí)施方式中，是將驅(qū)動(dòng)主泵2的原動(dòng)機(jī)作為電動(dòng)機(jī)1、且將電池41 (蓄電裝置)作為電源驅(qū)動(dòng)該電動(dòng)機(jī)I的構(gòu)成，所以，能夠通過(guò)發(fā)電機(jī)53將回收的能量用于電動(dòng)機(jī)I的驅(qū)動(dòng)，能夠謀求整個(gè)系統(tǒng)的節(jié)能化。
[0098]<第2實(shí)施方式>
[0099]利用圖4及圖5說(shuō)明本發(fā)明的第2實(shí)施方式。本實(shí)施方式中，使目標(biāo)卸載壓(預(yù)先確定的值Pb)根據(jù)由旋轉(zhuǎn)控制旋鈕44指示的電動(dòng)機(jī)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速可變。
[0100]圖4是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式的作業(yè)機(jī)械的液壓驅(qū)動(dòng)裝置的圖。
[0101]在本實(shí)施方式的作業(yè)機(jī)械的液壓驅(qū)動(dòng)裝置中，向第2控制裝置55A輸入由旋轉(zhuǎn)控制旋鈕44所指示的電動(dòng)機(jī)I的目標(biāo)轉(zhuǎn)速的指示信號(hào)。
[0102]圖5是表示第2控制裝置55A的處理內(nèi)容的流程圖。[0103]< 步驟 S100A >
[0104]第2控制裝置55A輸入由壓力傳感器54檢測(cè)的最高負(fù)載壓PLmax和由旋轉(zhuǎn)控制旋鈕44指示的電動(dòng)機(jī)I的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne。
[0105]< 步驟 S105>
[0106]然后，第2控制裝置55A將電動(dòng)機(jī)I的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne參照存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的表，對(duì)與該目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne對(duì)應(yīng)的目標(biāo)卸載壓Pb進(jìn)行運(yùn)算。
[0107]圖6是表示存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器的表中的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne和目標(biāo)卸載壓Pb的關(guān)系的圖。在操作旋轉(zhuǎn)控制旋鈕44并降低電動(dòng)機(jī)I的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne時(shí),如圖6的上側(cè)所示,從電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)閥30的差壓減壓閥30b輸出的絕對(duì)壓Pa (目標(biāo)LS差壓)隨著目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne降低而曲線地降低。目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne和目標(biāo)卸載壓Pb的關(guān)系與目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne和目標(biāo)LS差壓Pa的關(guān)系同樣，在操作旋轉(zhuǎn)控制旋鈕44從而降低電動(dòng)機(jī)I的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne時(shí)，如圖6的下側(cè)所示，以隨著目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne降低，目標(biāo)卸載壓Pb曲線降低的方式設(shè)定。這里，目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne和目標(biāo)卸載壓Pb的關(guān)系，例如與目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne和目標(biāo)LS差壓Pa的關(guān)系同樣地被設(shè)定。該情況下，電動(dòng)機(jī)I的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne為最高額定轉(zhuǎn)速Nrated時(shí)的目標(biāo)卸載壓PbO與電動(dòng)機(jī)I的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne為最高額定轉(zhuǎn)速Nrated時(shí)的目標(biāo)LS差壓PaO相等，在使目標(biāo)LS差壓PaO為例如2.0MPa時(shí)，目標(biāo)卸載壓PbO為2.0MPa0此外，如圖6的下側(cè)雙點(diǎn)劃線所示，還可以以目標(biāo)卸載壓Pb比目標(biāo)LS差壓Pa稍大的方式設(shè)定目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne和目標(biāo)卸載壓Pb的關(guān)系。
[0108]<步驟 SllO ?S150 >
[0109]第2控制裝置55A中的之后的處理，與圖2所示的第一實(shí)施方式的處理相同。
[0110]在以上那樣構(gòu)成的本實(shí)施方式中，在由旋轉(zhuǎn)控制旋鈕44指示的電動(dòng)機(jī)I的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne為最高額定轉(zhuǎn)速Nrated時(shí),計(jì)算目標(biāo)卸載壓PbO = PaO,目標(biāo)卸載壓PbO成為與第一實(shí)施方式中的預(yù)先確定的值Pb相同的值。因此，該情況下，液壓馬達(dá)52及發(fā)電機(jī)53與第一實(shí)施方式同樣地動(dòng)作，能夠得到與第一實(shí)施方式相同的效果。
[0111]在操作者意圖進(jìn)行水平牽引等的微操作作業(yè)、且操作旋轉(zhuǎn)控制旋鈕44而使電動(dòng)機(jī)I的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne從最高額定轉(zhuǎn)速Nrated降低的情況下,與電動(dòng)機(jī)I的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne的降低相應(yīng)地，目標(biāo)卸載壓Pb也從絕對(duì)壓PbO降低，在最高負(fù)載壓PLmax上加上目標(biāo)卸載壓Pb后的目標(biāo)控制壓力Pun也同樣降低。而且，分別在全部操作桿處于中立且流量控制閥26a?26h不進(jìn)行動(dòng)作時(shí)和操作桿被操作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)5?12的驅(qū)動(dòng)時(shí)，主泵2的排出壓比目標(biāo)控制壓力Pun高后，液壓馬達(dá)52旋轉(zhuǎn)，主泵2的排出流量的至少一部分回到油箱，避免主泵2的排出壓的不必要的上升。另外，發(fā)電機(jī)53被液壓馬達(dá)52驅(qū)動(dòng)而產(chǎn)生電能，該電能經(jīng)由換流器56蓄積于電池41。
[0112]因此，該情況下也能夠發(fā)揮與卸載閥相同的功能，且能夠回收從主泵2向油箱排出的壓力油的能量，有效利用由主泵2產(chǎn)生的壓力油的能量。
[0113]另外，在操作旋轉(zhuǎn)控制旋鈕44使電動(dòng)機(jī)I的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne降低時(shí)，與從電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)閥30的差壓減壓閥30b輸出的絕對(duì)壓Pa (目標(biāo)LS差壓)降低同時(shí)地，由于在最高負(fù)載壓PLmax上加上目標(biāo)卸載壓Pb后的目標(biāo)控制壓力Pun也同樣降低，所以，不會(huì)擴(kuò)大目標(biāo)LS差壓Pa和標(biāo)控制壓力Pun的差，即使在使電動(dòng)機(jī)I的轉(zhuǎn)速降低時(shí)，也能夠在執(zhí)行機(jī)構(gòu)5?12的驅(qū)動(dòng)時(shí)確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0114]S卩，在執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)時(shí)，因作業(yè)負(fù)載的變動(dòng)導(dǎo)致最高負(fù)載壓PLmax發(fā)生變動(dòng)的情況下，與之相應(yīng)地，因LS控制閥35b的控制(負(fù)載傳感控制)，主泵2的傾轉(zhuǎn)角發(fā)生變化，主泵2的排出壓被調(diào)整，但存在因LS控制閥35b的控制的延遲導(dǎo)致主泵2排出執(zhí)行機(jī)構(gòu)所要求的流量以上的壓力油的情況。此時(shí)，在目標(biāo)控制壓力Pun為恒定的情況下，無(wú)論是否操作旋轉(zhuǎn)控制旋鈕44而使電動(dòng)機(jī)I的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne降低，因LS控制閥35b的控制的延遲導(dǎo)致的主泵2的排出流量的增加都會(huì)使主泵2的排出壓上升，并與之相伴地從差壓減壓閥24輸出的差壓PLS的絕對(duì)壓相對(duì)于目標(biāo)LS差壓大幅度增加，成為系統(tǒng)整體發(fā)振的原因。
[0115]對(duì)此，本實(shí)施方式中，在操作旋轉(zhuǎn)控制旋鈕44使電動(dòng)機(jī)I的目標(biāo)轉(zhuǎn)速Ne降低時(shí)，與之相應(yīng)地目標(biāo)控制壓力Pun降低，由于目標(biāo)LS差壓和目標(biāo)控制壓力Pun的差不會(huì)變大，所以，在主泵2的排出壓變得比與目標(biāo)LS差壓大致相同大小的目標(biāo)控制壓力Pun高后，液壓馬達(dá)52立即旋轉(zhuǎn)并將主泵2的排出流量的一部分向油箱放出。由此，因主泵2的傾轉(zhuǎn)的延遲而發(fā)生的流量分的壓力油被放出，整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性得以確保。
[0116]< 其他 >
[0117]以上的實(shí)施方式在本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)能夠進(jìn)行各種變更。例如，上述實(shí)施方式中，說(shuō)明了原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)I的情況，但原動(dòng)機(jī)還可以是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。該情況下，蓄積于電池41的電力可以作為電裝品的電源加以利用。另外，原動(dòng)機(jī)也可以為柴油發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)的組合，該情況下，在執(zhí)行機(jī)構(gòu)負(fù)載較高時(shí)，利用電池41的電力輔助驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，在發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力有余力時(shí)，使電動(dòng)機(jī)作為發(fā)電機(jī)動(dòng)作，將產(chǎn)生的電力蓄積于電池41，由此，能夠謀求發(fā)動(dòng)機(jī)的小型化和進(jìn)一步的節(jié)能化。
[0118]另外，在上述的實(shí)施方式中，通過(guò)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)閥30液壓性地進(jìn)行電動(dòng)機(jī)I的轉(zhuǎn)速的檢測(cè)，通過(guò)LS控制閥35b液壓性地進(jìn)行利用了電動(dòng)機(jī)I的轉(zhuǎn)速信號(hào)(從差壓減壓閥30b輸出的絕對(duì)壓Pa)的目標(biāo)LS差壓的設(shè)定，設(shè)置檢測(cè)電動(dòng)機(jī)I或主泵2的轉(zhuǎn)速的旋轉(zhuǎn)傳感器，根據(jù)該傳感器信號(hào)計(jì)算目標(biāo)差壓，還可以通過(guò)控制電磁閥，電氣性地進(jìn)行負(fù)載傳感控制。
[0119]而且，上述實(shí)施方式中，作為主泵2的排出壓和最高負(fù)載壓PLmax的差壓PLS將差壓減壓閥24的輸出壓導(dǎo)向壓力補(bǔ)償閥27a?27h和LS控制閥35b，但還可以將主泵2的排出壓和最高負(fù)載壓PLmax分別向壓力補(bǔ)償閥27a?27h和LS控制閥35b導(dǎo)向。
[0120]另外，上述實(shí)施方式中，以液壓馬達(dá)52不旋轉(zhuǎn)直到主泵2的排出壓力變得比在最高負(fù)載壓PLmax上加上預(yù)先確定的值Pb后的目標(biāo)控制壓力Pun高的方式對(duì)發(fā)電機(jī)53進(jìn)行發(fā)電控制，但即使在主泵2的排出壓力不比在最高負(fù)載壓PLmax上加上預(yù)先確定的值Pb后的目標(biāo)控制壓力Pun高的情況下，也可以稍使液壓馬達(dá)52旋轉(zhuǎn)。由此，在主泵2的排出壓力比在最高負(fù)載壓PLmax上加上預(yù)先確定的值Pb后的目標(biāo)控制壓力Pun高時(shí)，能夠沒(méi)有響應(yīng)延遲地使液壓馬達(dá)52及發(fā)電機(jī)53旋轉(zhuǎn)并進(jìn)行抑制主泵2的排出壓的過(guò)度上升的控制。另外，在液壓馬達(dá)52中常時(shí)流通壓力油，由此，能夠常時(shí)對(duì)液壓馬達(dá)52進(jìn)行適當(dāng)潤(rùn)滑，并能夠得到使液壓馬達(dá)52耐久等的效果。
[0121]另外，上述的實(shí)施方式中，說(shuō)明了工程機(jī)械為液壓挖掘機(jī)的情況，但液壓挖掘機(jī)以外的工程機(jī)械(例如液壓起重機(jī)、輪式挖掘機(jī)等)也同樣適用本發(fā)明，能夠得到同樣的效果。
[0122]附圖標(biāo)記的說(shuō)明
[0123]I電動(dòng)機(jī)
[0124]2 主泵[0125]2a第I壓力油供給油路
[0126]3先導(dǎo)泵
[0127]3a壓力油供給油路
[0128]4控制閥
[0129]4a第2壓力油供給油路
[0130]5?12執(zhí)行機(jī)構(gòu)
[0131]13?20閥門段
[0132]21信號(hào)油路
[0133]22a ?22g 梭閥
[0134]23主溢流閥
[0135]24差壓減壓閥
[0136]26a?26h流量控制閥(主滑閥)
[0137]27a?27h壓力補(bǔ)償閥
[0138]30電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)閥
[0139]30a流量檢測(cè)閥
[0140]30b差壓減壓閥
[0141]30c可變節(jié)流部
[0142]31先導(dǎo)油路
[0143]32先導(dǎo)溢流閥
[0144]33先導(dǎo)液壓源
[0145]34a?34h操作桿裝置
[0146]35泵控制裝置
[0147]35a馬力控制傾轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)
[0148]35b LS 控制閥
[0149]35c LS控制傾轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)
[0150]35d、35e 受壓部
[0151]38、39 油路
[0152]41 電池
[0153]42斬波器
[0154]43逆變器
[0155]44旋轉(zhuǎn)控制旋鈕
[0156]45第I控制裝置
[0157]51控制油路
[0158]52液壓馬達(dá)
[0159]52a旋轉(zhuǎn)軸
[0160]53發(fā)電機(jī)
[0161]54壓力傳感器
[0162]55第2控制裝置
[0163]56換流器[0164]300上部旋轉(zhuǎn)體
[0165]301下部行駛體
[0166]302前作業(yè)機(jī)
[0167]303 擺柱
[0168]304中央框架
[0169]305 刮板
[0170]306 動(dòng)臂
[0171]307 斗桿
[0172]308 鏟斗
[0173]310、311 履帶
【權(quán)利要求】
1.一種工程機(jī)械的液壓驅(qū)動(dòng)裝置，具有:原動(dòng)機(jī)(I)、被該原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的可變?nèi)萘啃偷闹鞅?2)、通過(guò)從該主泵排出的壓力油驅(qū)動(dòng)的多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(5?12)、分別對(duì)從所述主泵向所述多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)供給的壓力油的流動(dòng)進(jìn)行控制的多個(gè)流量控制閥(26a?26h)、以使所述主泵的排出壓比所述多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的最高負(fù)載壓(PLmax)高目標(biāo)差壓(Pa)的方式對(duì)所述主泵的排出流量進(jìn)行負(fù)載傳感控制的泵控制裝置(35)，其特征在于，具有: 液壓馬達(dá)(52)，配置在將從所述主泵向所述多個(gè)流量控制閥供給壓力油的壓力油供給油路(2a，4a)和油箱(T)連接起來(lái)的控制油路(51)中，能夠通過(guò)從所述主泵排出的壓力油驅(qū)動(dòng)； 連結(jié)于該液壓馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)軸(52a)的發(fā)電機(jī)(53)； 控制裝置(55)，以通過(guò)所述液壓馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)使所述主泵的排出壓力比在所述最高負(fù)載壓上加上預(yù)先確定的值(Pb)后的目標(biāo)控制壓力(Pun)高的方式對(duì)所述發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電控制；以及 對(duì)由所述發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電力進(jìn)行蓄電的蓄電裝置(41)。
2.如權(quán)利要求1所述的工程機(jī)械的液壓驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于， 還具有檢測(cè)所述最高負(fù)載壓力(PLmax)的壓力傳感器(54)， 所述控制裝置(55)，在由所述壓力傳感器檢測(cè)出的所述最高負(fù)載壓上加上所述預(yù)先確定的值(Pb)而運(yùn)算出所述目標(biāo)控制壓力(Pun)，并計(jì)算所述發(fā)電機(jī)(53)的發(fā)電扭矩，所述發(fā)電機(jī)(53)的發(fā)電扭矩的大小超過(guò)基于該目標(biāo)控制壓力的所述液壓馬達(dá)(52)的旋轉(zhuǎn)扭矩，并且所述控制裝置(55)以能夠得到該發(fā)電扭矩的方式對(duì)所述發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電控制。
3.如權(quán)利要求1或2所述的工程機(jī)械的液壓驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于， 還具有修正裝置(30 )，該修正裝置(30 )以隨著所述原動(dòng)機(jī)(I)的轉(zhuǎn)速減低而使所述負(fù)載傳感控制的目標(biāo)差壓(Pa)降低的方式修正所述負(fù)載傳感控制的目標(biāo)差壓(Pa)， 所述控制裝置(35)以隨著所述原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速降低而使所述預(yù)先確定的值(Pb)減小的方式修正所述預(yù)先確定的值(Pb)。
4.如權(quán)利要求1?3的任一項(xiàng)所述的工程機(jī)械的液壓驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于， 所述原動(dòng)機(jī)(I)包含電動(dòng)機(jī)，所述蓄電裝置(41)作為所述電動(dòng)機(jī)的電源發(fā)揮功能。
【文檔編號(hào)】F15B11/00GK103765019SQ201280041580
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2012年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月31日
【發(fā)明者】森和繁, 高橋究, 竹林圭文, 中村夏樹 申請(qǐng)人:日立建機(jī)株式會(huì)社