本發(fā)明涉及搭載于液壓挖掘機和起重機等作業(yè)機械上的液壓驅(qū)動裝置。

背景技術(shù)：

在液壓挖掘機等液壓式作業(yè)機械中，通常利用發(fā)動機對液壓泵進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動，并通過從液壓泵排出的液壓油來操作液壓缸等液壓執(zhí)行機構(gòu)。作為搭載于這種作業(yè)機械上的液壓驅(qū)動裝置，例如有專利文獻1及專利文獻2記載的技術(shù)。

專利文獻1記載的液壓驅(qū)動裝置通過將從1臺液壓泵排出的液壓油分流并供給至多個執(zhí)行機構(gòu)而能夠進行復(fù)合動作。

另一方面，專利文獻2記載的液壓驅(qū)動裝置具備2臺發(fā)動機驅(qū)動液壓泵和1臺電動式液壓泵，通過利用不同的液壓泵來驅(qū)動各執(zhí)行機構(gòu)而實現(xiàn)了復(fù)合動作中的操作的獨立性。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開平8-105078

專利文獻2：日本專利第4509877號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

在專利文獻1記載的液壓驅(qū)動裝置中，由于是利用1臺液壓泵來驅(qū)動多個執(zhí)行機構(gòu)，所以對液壓泵進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動時產(chǎn)生的拖曳損失小。但是，在驅(qū)動多個執(zhí)行機構(gòu)的復(fù)合動作時，會在對液壓泵的排出油進行分流的控制節(jié)流閥處產(chǎn)生壓力損失。

另一方面，在專利文獻2記載的液壓驅(qū)動裝置中，由于各執(zhí)行機構(gòu)由不同的液壓泵來驅(qū)動，所以在復(fù)合動作時也不會產(chǎn)生伴隨分流的壓力損失。但是，在僅對以由電動式液壓泵驅(qū)動的方式構(gòu)成的鏟斗進行操作的單獨動作時，電動式液壓泵和發(fā)動機驅(qū)動的液壓泵一起共計3臺液壓泵被驅(qū)動，拖曳損失會變大。

本發(fā)明是鑒于上述課題而提出的，其目的在于提供一種能夠通過降低液壓泵的壓力損失及拖曳損失來改善作業(yè)機械的油耗的液壓驅(qū)動裝置。

(1)為了解決上述課題，本發(fā)明具備：發(fā)動機；第1液壓泵及第2液壓泵，其由所述發(fā)動機驅(qū)動；第1泵油路及第2泵油路，其分別供給所述第1液壓泵及第2液壓泵的排出油；至少一個第1執(zhí)行機構(gòu)，其由從所述第1泵油路供給的液壓油來驅(qū)動；多個第2執(zhí)行機構(gòu)，其由從所述第2泵油路供給的液壓油來驅(qū)動；第1方向控制閥，其設(shè)置在所述第1泵油路上，控制向所述第1執(zhí)行機構(gòu)供給的液壓油的流量；多個第2方向控制閥，其設(shè)置在所述第2泵油路上，分別控制向所述多個第2執(zhí)行機構(gòu)供給的液壓油的流量；多個操作裝置，其通過對所述第1方向控制閥及所述多個第2方向控制閥分別進行切換操作來操作所述第1執(zhí)行機構(gòu)及所述多個第2執(zhí)行機構(gòu)；電動機；第3液壓泵，其由所述電動機驅(qū)動；第3泵油路，其供給所述第3液壓泵的排出油；第3方向控制閥，其設(shè)置在所述第3泵油路上，由對所述多個第2執(zhí)行機構(gòu)中的特定執(zhí)行機構(gòu)進行操作的所述多個操作裝置中的特定操作裝置來進行切換操作，控制從所述第3液壓泵向所述特定執(zhí)行機構(gòu)供給的液壓油的流量；以及控制裝置，其根據(jù)所述多個第2執(zhí)行機構(gòu)的操作對所述電動機進行驅(qū)動控制。

在如此構(gòu)成的本發(fā)明中，能夠利用發(fā)動機驅(qū)動的第2液壓泵和電動機驅(qū)動的第3液壓泵選擇性地驅(qū)動特定執(zhí)行機構(gòu)，由此能夠抑制第2液壓泵的壓力損失及第3液壓泵的拖曳損失，從而能夠改善作業(yè)機械的油耗。

(2)在上述(1)中，優(yōu)選地，還具備分別檢測所述多個操作裝置的操作量的多個操作量檢測裝置，所述控制裝置在通過所述多個操作量檢測裝置檢測到所述多個第2執(zhí)行機構(gòu)中的包括所述特定執(zhí)行機構(gòu)在內(nèi)的兩個以上的第2執(zhí)行機構(gòu)的復(fù)合操作時，利用所述電動機驅(qū)動所述第3液壓泵。

這樣，在包括特定執(zhí)行機構(gòu)在內(nèi)的兩個以上的第2執(zhí)行機構(gòu)的復(fù)合動作時，通過第3液壓泵驅(qū)動特定執(zhí)行機構(gòu)，且不從第2液壓泵向特定執(zhí)行機構(gòu)供給液壓油，因此能夠抑制第2液壓泵的壓力損失。

(3)在上述(2)中，優(yōu)選地，還具備檢測所述特定執(zhí)行機構(gòu)的負載壓力的負載壓力檢測裝置，所述控制裝置在通過所述多個操作量檢測裝置檢測到所述多個第2執(zhí)行機構(gòu)中的包括所述特定執(zhí)行機構(gòu)在內(nèi)的兩個以上的第2執(zhí)行機構(gòu)的復(fù)合操作、且通過所述負載壓力檢測裝置檢測到的所述特定執(zhí)行機構(gòu)的負載壓力比規(guī)定的負載壓力高時，不利用所述電動機驅(qū)動所述第3液壓泵。

這樣，在包括特定執(zhí)行機構(gòu)在內(nèi)的兩個以上的第2執(zhí)行機構(gòu)的復(fù)合動作時、且是重負載作業(yè)時，利用發(fā)動機驅(qū)動的第2液壓泵來驅(qū)動特定執(zhí)行機構(gòu)，由此，能夠抑制電動機的功率損耗，并且能夠維持與以往同等的操作性。

(4)在上述(1)中，優(yōu)選地，所述特定執(zhí)行機構(gòu)為斗桿液壓缸。

這樣，通過將在輕負載作業(yè)時被復(fù)合操作的頻率高且需要大流量的斗桿液壓缸設(shè)為能夠利用發(fā)動機驅(qū)動的第2液壓泵和電動機驅(qū)動的第3液壓泵選擇性地驅(qū)動的特定執(zhí)行機構(gòu)，能夠提高第2液壓泵的壓力損失及第3液壓泵的拖曳損失的降低效果。

(5)在上述(1)中，優(yōu)選地，還具備檢測包括所述電動機在內(nèi)的電動系統(tǒng)的異常的異常檢測裝置，所述控制裝置在通過所述異常檢測裝置檢測到所述電動系統(tǒng)的異常時，不利用所述電動機驅(qū)動所述第3液壓泵。

這樣，在包括電動機在內(nèi)的電動系統(tǒng)發(fā)生了異常的情況下，通過利用發(fā)動機驅(qū)動的第2液壓泵來驅(qū)動特定執(zhí)行機構(gòu)，能夠防止與電動系統(tǒng)相關(guān)的重大故障，并且維持與以往同等的操作性。

(6)在上述(1)中，優(yōu)選地，還具備蓄存用于驅(qū)動所述電動機的電力的蓄電池、和檢測所述蓄電池的充電率的充電率檢測裝置，所述控制裝置在通過所述充電率檢測裝置檢測到的蓄電池充電率比規(guī)定的充電率低時，不利用所述電動機驅(qū)動第3液壓泵。

這樣，當(dāng)蓄電池的剩余電量不足時，利用發(fā)動機驅(qū)動的第2液壓泵來驅(qū)動特性執(zhí)行機構(gòu)，由此能夠維持與以往同等的操作性。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠通過降低液壓泵的壓力損失或拖曳損失，來改善作業(yè)機械的油耗。

附圖說明

圖1是具備本發(fā)明的實施方式的液壓驅(qū)動裝置的液壓挖掘機的側(cè)視圖。

圖2是本發(fā)明的實施方式的液壓驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)圖。

圖3是表示本發(fā)明的實施方式中的基于主控制器進行的控制的流程圖。

圖4a是表示本發(fā)明的實施方式中的發(fā)動機轉(zhuǎn)速與第1及第2泵的基準動力之間的關(guān)系的圖。

圖4b是表示本發(fā)明的實施方式中的蓄電池soc與第3泵的基準動力之間的關(guān)系的圖。

圖5是本發(fā)明的實施方式中的泵基準流量的運算流程圖。

圖6是表示本發(fā)明的實施方式中的斗桿負載壓力與第3泵的基準流量的修正增益之間的關(guān)系的圖。

圖7是表示本發(fā)明的實施方式中的從電動系統(tǒng)向主控制器的數(shù)據(jù)流的框圖。

圖8是表示本發(fā)明的實施方式中的基于主控制器進行的電動系統(tǒng)異常標志的設(shè)定處理的流程圖。

圖9是表示斗桿液壓缸的驅(qū)動模式與能量損失之間的關(guān)系的圖。

具體實施方式

以下，作為本發(fā)明的實施方式，以將本發(fā)明適用于液壓挖掘機的液壓驅(qū)動裝置的情況為例來進行說明。

～結(jié)構(gòu)～

圖1是表示本實施方式的液壓挖掘機的外觀的圖。液壓挖掘機具備下部行駛體1、上部旋轉(zhuǎn)體2、和前作業(yè)裝置3。

下部行駛體1具備左右的履帶11a、11b(僅圖示左側(cè))和左右的行駛液壓馬達12a、12b(僅圖示左側(cè))，并通過利用左右的行駛液壓馬達12a、12b分別驅(qū)動左右的履帶11a、11b而行駛。

上部旋轉(zhuǎn)體2具有作為支承機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)車架2a，在旋轉(zhuǎn)車架2a上搭載有：作為原動機的發(fā)動機13；電動機m(未圖示)；與發(fā)動機13連結(jié)的發(fā)電電動機gm(未圖示)；由發(fā)動機13驅(qū)動的液壓泵p1、p2；由電動機驅(qū)動的液壓泵p3(未圖示)；相對于下部行駛體1對上部旋轉(zhuǎn)體2(旋轉(zhuǎn)車架2a)進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)液壓馬達10；和將液壓泵p1～p3的排出油分配并供給至各執(zhí)行機構(gòu)7～10、12a、12b的控制閥15等。

前作業(yè)裝置3具有：能夠沿上下方向轉(zhuǎn)動地安裝在上部旋轉(zhuǎn)體2上的動臂4、能夠轉(zhuǎn)動地安裝在動臂4的頂端的斗桿5、和能夠轉(zhuǎn)動地安裝在斗桿5的頂端的鏟斗6。動臂4通過動臂液壓缸7的伸縮而在上下方向上轉(zhuǎn)動，斗桿5通過斗桿液壓缸8的伸縮而在上下、前后方向上轉(zhuǎn)動，鏟斗6通過鏟斗液壓缸9的伸縮而在上下、前后方向上轉(zhuǎn)動。

圖2是本發(fā)明的實施方式的液壓驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)圖。液壓驅(qū)動裝置具備：發(fā)動機13、發(fā)電電動機gm、電動機m、三個液壓泵(以下適當(dāng)稱為第1～第3泵)p1～p3、控制閥15、多個執(zhí)行機構(gòu)8～10、分別操作各執(zhí)行機構(gòu)8～10的多個操作裝置19～21、和作為控制裝置的主控制器(以下適當(dāng)稱為控制器)18。

此外，圖1所示的動臂液壓缸7及左右的行駛液壓馬達12a、12b由第1、第2泵p1、p2中的任意一個來驅(qū)動，但是由于執(zhí)行機構(gòu)7、12a、12b的動作并不影響以下的討論，所以在圖2中省略了與執(zhí)行機構(gòu)7、12a、12b的驅(qū)動相關(guān)的部分。

在發(fā)動機13的輸出軸上連結(jié)有發(fā)電電動機gm，在發(fā)電電動機gm的輸出軸上連結(jié)有第1、第2泵p1、p2。發(fā)電電動機gm通過發(fā)動機13的驅(qū)動力及蓄存在蓄電池14內(nèi)的電能中的某一方或雙方來工作，并驅(qū)動第1、第2泵p1、p2。發(fā)電電動機gm經(jīng)由第1逆變器inv1與蓄電池14及第2逆變器inv2連接，并具有以下功能：將發(fā)動機13的動力轉(zhuǎn)換成電能并向蓄電池14或第2逆變器inv2輸出的作為發(fā)電機的功能；和通過經(jīng)由第1逆變器inv1供給的蓄電池14的電能來輔助驅(qū)動第1、第2泵p1、p2的作為電動機的功能。

在電動機m的輸出軸上連結(jié)有第3泵p3。電動機m經(jīng)由第2逆變器inv2與蓄電池14及第1逆變器inv1連接，并通過存儲在蓄電池14內(nèi)的電能及由發(fā)電電動機gm發(fā)電產(chǎn)生的電能中的某一方或雙方來工作，從而驅(qū)動第3泵p3。

第1、第2泵p1、p2是可變?nèi)萘啃鸵簤罕?，分別通過經(jīng)由第1、第2泵調(diào)節(jié)器r1、r2調(diào)節(jié)泵容量(排油容積)來控制排出流量。第3泵p3是固定容量型液壓泵，通過經(jīng)由第2逆變器inv2調(diào)節(jié)電動機m的轉(zhuǎn)速來控制排出流量。

控制閥15配置在第1～第3泵p1～p3與多個執(zhí)行機構(gòu)8～10之間，將第1～第3泵p1～p3的排出油分配并供給至各執(zhí)行機構(gòu)8～10。在控制閥15的內(nèi)部形成有多條泵油路(以下適當(dāng)稱為第1～第3泵油路)l1～l3，在第1泵油路l1上配置有對向鏟斗液壓缸9供給的液壓油的方向及流量進行控制的方向控制閥v2，在第2泵油路l2上配置有對向斗桿液壓缸8供給的液壓油的方向及流量進行控制的方向控制閥v1、和對向旋轉(zhuǎn)液壓馬達10供給的液壓油的方向及流量進行控制的方向控制閥v3，在第3泵油路l3上配置有對向斗桿液壓缸8供給的液壓油的方向及流量進行控制的方向控制閥v4。第1～第3液壓泵p1～p3的排出油分別由第1～第3泵油路l1～l3來引導(dǎo)，并經(jīng)由各方向控制閥v1～v4供給至各執(zhí)行機構(gòu)8～10。

在第1～第3泵油路l1～l3上分別安裝有檢測第1～第3泵p1～p3的排出壓力的泵壓傳感器s1～s3。在將斗桿液壓缸8與方向控制閥v1、v4連接的端蓋側(cè)油路l5及活塞桿側(cè)油路l6上，分別安裝有檢測斗桿液壓缸8的負載壓力的負載壓力傳感器s4、s5。泵壓傳感器s1～s3及負載壓力傳感器s4、s5的檢測信號被輸入至控制器18。

操作裝置(以下適當(dāng)稱為斗桿操作裝置)19具備先導(dǎo)閥19a、和與先導(dǎo)閥19a連結(jié)的操作桿(以下適當(dāng)稱為斗桿操作桿)19b。先導(dǎo)閥19a與由先導(dǎo)泵及先導(dǎo)溢流閥等構(gòu)成的先導(dǎo)液壓源17連接，根據(jù)操作桿19b的操作方向及操作量對從先導(dǎo)液壓源17輸入的先導(dǎo)一次壓力進行減壓，并將其作為先導(dǎo)壓pl1、pl2輸出。先導(dǎo)壓pl1、pl2被分別引導(dǎo)至方向控制閥v1、v4的左右的先導(dǎo)受壓部，將斗桿操作用的方向控制閥v1、v4向右左某一方向進行切換操作。在與先導(dǎo)閥19a連接的兩條先導(dǎo)油路上，分別安裝有檢測先導(dǎo)壓pl1、pl2的先導(dǎo)壓傳感器s6、s7，先導(dǎo)壓傳感器s6、s7的檢測信號被輸入至控制器18。

操作裝置20(以下適當(dāng)稱為鏟斗操作裝置)具備先導(dǎo)閥20a、和與先導(dǎo)閥20a連結(jié)的操作桿(以下適當(dāng)稱為鏟斗操作桿)20b。先導(dǎo)閥20a與先導(dǎo)液壓源17連接，根據(jù)操作桿20b的操作方向及操作量對從先導(dǎo)液壓源17輸入的先導(dǎo)一次壓力進行減壓，并將其作為先導(dǎo)壓pl3、pl4輸出。先導(dǎo)壓pl3、pl4被分別引導(dǎo)至鏟斗操作用的方向控制閥v2的左右的先導(dǎo)受壓部，將方向控制閥v2向右左某一方向進行切換操作。在與先導(dǎo)閥20a連接的兩條先導(dǎo)油路上，分別安裝有檢測先導(dǎo)壓pl3、pl4的先導(dǎo)壓傳感器s8、s9，先導(dǎo)壓傳感器s8、s9的檢測信號被輸入至控制器18。

操作裝置21(以下適當(dāng)稱為旋轉(zhuǎn)操作裝置)具備先導(dǎo)閥21a、和與先導(dǎo)閥21a連結(jié)的操作桿(以下適當(dāng)稱為旋轉(zhuǎn)操作桿)21b。先導(dǎo)閥21a與先導(dǎo)液壓源17連接，根據(jù)操作桿21b的操作方向及操作量對從先導(dǎo)液壓源17輸入的先導(dǎo)一次壓力進行減壓，并將其作為先導(dǎo)壓pl5、pl6輸出。先導(dǎo)壓pl5、pl6被分別引導(dǎo)至旋轉(zhuǎn)操作用的方向控制閥v3的左右的先導(dǎo)受壓部，將方向控制閥v3向右左某一方向進行切換操作。在與先導(dǎo)閥21a連接的兩條先導(dǎo)油路上，分別安裝有檢測先導(dǎo)壓pl5、pl6的先導(dǎo)壓傳感器s10、s11，先導(dǎo)壓傳感器s10、s11的檢測信號被輸入至控制器18。

控制器18監(jiān)視泵壓傳感器s1～s3的檢測值(第1～第3泵p1～p3的排出壓力)以使第1～第3泵p1～p3不超過極限值，并且根據(jù)泵壓傳感器s1～s3的檢測值(第1～第3泵p1～p3的排出壓力)、負載壓力傳感器s4、s5的檢測值(斗桿負載壓力)及先導(dǎo)壓傳感器s6～s11的檢測值(先導(dǎo)壓p1～p6)來設(shè)定第1～第3泵p1～p3的目標流量，并以使第1～第3泵p1～p3的排出流量與各自的目標流量一致的方式控制第1、第2泵p1、p2的容量(排油容積)及電動機m的轉(zhuǎn)速。第1、第2泵p1、p2的泵容量(排油容積)通過由控制器18向第1、第2泵調(diào)節(jié)器r1、r2發(fā)送傾轉(zhuǎn)控制信號來控制，電動機m的轉(zhuǎn)速通過由控制器18向第2逆變器inv2發(fā)送轉(zhuǎn)速控制信號來控制。

～控制～

用圖3來說明本實施方式的液壓驅(qū)動裝置的控制方法。

圖3是表示基于控制器18進行的控制的流程圖。關(guān)于構(gòu)成圖3的控制流程的各步驟，按以下順序來說明。

在步驟s101中，參照預(yù)先設(shè)定的圖表(圖4a示出一例)，從發(fā)動機當(dāng)前轉(zhuǎn)速或發(fā)動機轉(zhuǎn)速目標值來決定第1·第2泵基準動力pow12。在此，所述圖表以第1·第2泵基準動力pow12不超過發(fā)動機最大輸出hp1的方式設(shè)定。

在步驟s102中，參照預(yù)先設(shè)定的圖表(圖4b示出一例)，從蓄電池充電量(soc)來決定第3泵基準動力pow3。在此，所述圖表以第3泵基準動力pow3不超過電動機m的最大輸出hp2、且當(dāng)?shù)陀谝?guī)定的蓄電池剩余電量(soc2)時第3泵基準動力為零的方式設(shè)定。

在步驟s103中，判定電動系統(tǒng)異常標志是否關(guān)閉(off)，若電動系統(tǒng)異常標志關(guān)閉則進入步驟s105。若電動系統(tǒng)異常標志開啟(on)則進入步驟s104，將第3泵基準動力pow3設(shè)定為零并進入步驟s105。

在步驟s105中，基于圖5所示的運算流程從各種操作信號、第1～第3泵排出壓力(泵壓傳感器s1～s3的檢測值)sv1～sv3、和泵基準動力pow12、pow3來決定各泵的基準流量q1c、q2c、q3c。

在圖5的運算流程中，首先，對運算第1、第2泵p1、p2的基準流量的流程進行說明。

一開始，先參照圖表t1從與第1泵p1連接的執(zhí)行機構(gòu)的操作先導(dǎo)壓的最大值plm1來決定流量q1a。同樣參照圖表t2從與第2泵p2連接的執(zhí)行機構(gòu)的操作先導(dǎo)壓的最大值plm2來決定流量q2a。

然后，按照以下公式從第1、第2泵排出壓力sv1、sv2和第1·第2泵基準動力pow12來計算流量q12b(流量運算c1)。

p12＝(sv1+sv2)/2

q12b＝pow12b/p12×60

最后，將q1a、q12b中的最小值設(shè)定為第1泵基準流量q1c，并將q2a、q12b中的最小值設(shè)定為第2泵基準流量q2c。

接著，在圖5的運算流程中，對運算第3泵p3的基準流量的流程進行說明。

一開始，先參照圖表t3從與第3泵p3連接的執(zhí)行機構(gòu)的操作先導(dǎo)壓的最大值plm3來決定流量q3a。

然后，按照以下公式從第3泵排出壓力sv3和第3泵基準動力pow3來計算流量q3b(流量運算c2)。

q3b＝pow3b/sv2×60

最后，將q3a、q3b中的最小值設(shè)定為第3泵基準流量q3c。在此，尤其是在步驟s102及s104中第3泵基準動力pow3成為零的情況下，第3泵基準流量q3c為零。

在步驟s106中，從操作先導(dǎo)壓傳感器值來判定是否正在同時進行斗桿操作和旋轉(zhuǎn)操作，若正在同時進行則進入步驟s108。若并未同時進行則進入步驟s107，將第3泵基準流量q3c設(shè)定為零。

在步驟s108中，參照預(yù)先設(shè)定的圖表(圖6示出一例)，從負載壓力傳感器s4、s5的檢測值sv4、sv5來決定修正增益g，并利用以下公式對第3泵基準流量進行修正。

q3c’＝q3c×g

在此，g取0～1的值，當(dāng)執(zhí)行機構(gòu)負載壓力為某個固定以上的值(圖6中的pam2)時則為0。

在步驟s109中，從第2泵基準流量減去修正后的第3泵基準流量q3c’來運算修正后第2泵基準流量q2c’。

q2c’＝q2c－q3c’

在步驟s110中，決定第1～第3泵目標流量q1d、q2d、q3d。在此，第1泵目標流量q1d設(shè)為q1c，第2泵目標流量q2d設(shè)為修正后第2泵基準流量q2c’，第3泵目標流量q3d設(shè)為修正后第3泵基準流量q3c’。

在步驟s111中，從第1、第2泵目標流量q1d、q2d和發(fā)動機當(dāng)前轉(zhuǎn)速或發(fā)動機目標轉(zhuǎn)速來運算第1及第2泵目標排油容積，并向第1、第2泵調(diào)節(jié)器r1、r2發(fā)送傾轉(zhuǎn)指令。

在步驟s112中，從第3泵目標流量q3d和第3泵排油容積來運算電動機目標轉(zhuǎn)速，并向第2逆變器inv2發(fā)送電動機轉(zhuǎn)速指令來控制電動機轉(zhuǎn)速，結(jié)束流程。

接著，用圖7及圖8來說明基于主控制器18的蓄電池充電率的獲取方法及電動系統(tǒng)異常標志的設(shè)定方法。

圖7是表示從電動系統(tǒng)30向主控制器18的數(shù)據(jù)流的框圖。電動系統(tǒng)30由蓄電池14、發(fā)電電動機gm、電動機m、第1逆變器inv1、第2逆變器inv2等與第3泵p3的驅(qū)動相關(guān)的裝置構(gòu)成。搭載于蓄電池14的蓄電池控制器22基于蓄電池溫度、蓄電池電壓及蓄電池電流值來計算蓄電池充電率，并將其發(fā)送給主控制器18。另外，蓄電池控制器22基于蓄電池溫度將蓄電池異常標志設(shè)定為關(guān)閉或開啟，并將其發(fā)送給主控制器18。在此，蓄電池異常標志在蓄電池溫度處于正常溫度范圍內(nèi)時設(shè)定為關(guān)閉，在蓄電池溫度脫離了正常溫度范圍時設(shè)定為開啟。

搭載于第1逆變器inv1的第1逆變器用控制器23基于逆變器溫度和從安裝在發(fā)電電動機gm上的發(fā)電電動機用熱敏電阻25接收到的發(fā)電電動機溫度將發(fā)電電動機異常標志設(shè)定為關(guān)閉或開啟，并將其發(fā)送給主控制器18。在此，發(fā)電電動機異常標志在逆變器溫度及發(fā)電電動機溫度分別處于正常溫度范圍內(nèi)時設(shè)定為關(guān)閉，在逆變器溫度或發(fā)電電動機溫度中的任一項脫離了正常溫度范圍時設(shè)定為開啟。

搭載于第2逆變器inv2的第2逆變器用控制器24基于逆變器溫度和從安裝在電動機m上的電動機用熱敏電阻26接收到的電動機溫度將電動機異常標志設(shè)定為關(guān)閉或開啟，并將其發(fā)送給主控制器18。在此，電動機異常標志在逆變器溫度及電動機溫度分別處于正常溫度范圍內(nèi)時設(shè)定為關(guān)閉，在逆變器溫度或電動機溫度中的任一項脫離了正常溫度范圍時設(shè)定為開啟。

圖8是表示基于主控制器18進行的電動系統(tǒng)異常標志的設(shè)定處理的流程圖。關(guān)于構(gòu)成圖8的流程的各步驟，按以下順序來說明。

主控制器18首先判定從蓄電池控制器22接收到的蓄電池異常標志是否關(guān)閉(步驟s201)。

若在步驟s201中判定為是(yes)(蓄電池異常標志關(guān)閉)的話，則判定從第1逆變器用控制器23接收到的發(fā)電電動機異常標志是否關(guān)閉(步驟s202)。

若在步驟s202中判定為是(yes)(蓄電池異常標志關(guān)閉)的話，則判定從第2逆變器用控制器24接收到的電動機異常標志是否關(guān)閉(步驟s203)。

若在步驟s203中判定為是(yes)(電動機異常標志關(guān)閉)的話，則將電動設(shè)備異常標志設(shè)定為關(guān)閉(步驟s204)并結(jié)束流程。

另一方面，若在步驟s201～s203的任一項中判定為否(no)的話，則將電動系統(tǒng)異常標志設(shè)定為開啟(步驟s205)并結(jié)束流程。

根據(jù)以上流程，在構(gòu)成電動系統(tǒng)30的所有設(shè)備均正常的情況下，電動系統(tǒng)異常標志設(shè)定為關(guān)閉，在構(gòu)成電動系統(tǒng)30的設(shè)備中的任一個發(fā)生了異常的情況下，電動系統(tǒng)異常標志設(shè)定為開啟。

～動作～

用圖2來說明通過上述的控制器18的控制流程實現(xiàn)的液壓驅(qū)動裝置的動作。

(斗桿·鏟斗復(fù)合動作)

當(dāng)斗桿操作桿19b及鏟斗操作桿20b同時被操作時，根據(jù)各桿的操作方向及操作量將先導(dǎo)壓pl1、pl2及先導(dǎo)壓pl3、pl4分別從先導(dǎo)閥19a、20a輸出。

控制器18根據(jù)第1、第2泵p1、p2的排出壓力(泵壓傳感器s1、s2的檢測值)來設(shè)定第1、第2泵p1、p2的目標流量，并以使第1、第2泵p1、p2的排出流量與各自的目標流量一致的方式控制第1、第2泵p1、p2的傾轉(zhuǎn)角。另外，由于不是旋轉(zhuǎn)·斗桿復(fù)合操作，所以將第3泵p3的目標流量設(shè)定為零而不使電動機m工作。

從斗桿操作裝置19輸出的斗桿先導(dǎo)壓pl1、pl2將方向控制閥v1、v4向左右某一方向進行切換操作。從鏟斗操作裝置20輸出的鏟斗先導(dǎo)壓pl3、pl4將方向控制閥v2向左右某一方向進行切換操作。

由此，根據(jù)斗桿操作桿19b的操作從第2泵油路l2向斗桿液壓缸8供給液壓油，并根據(jù)鏟斗操作桿20b的操作從第1泵油路l1向鏟斗液壓缸9供給液壓油，從而實現(xiàn)斗桿·鏟斗復(fù)合操作。這時，由于電動機m并不工作，所以不會從第3液壓泵p3向斗桿液壓缸8供給液壓油。

(斗桿·鏟斗·旋轉(zhuǎn)復(fù)合動作(輕負載))

當(dāng)斗桿操作桿19b、鏟斗操作桿20b及旋轉(zhuǎn)操作桿21b同時被操作時，根據(jù)各桿的操作方向及操作量將先導(dǎo)壓pl1、pl2、先導(dǎo)壓pl3、pl4、及先導(dǎo)壓pl5、pl6分別從先導(dǎo)閥19a～21a輸出。

控制器18基于圖3的控制流程來控制第1～第3泵p1～p3的排出流量。首先，從發(fā)動機轉(zhuǎn)速來決定pow12，并從蓄電池充電量來決定pow3。由于當(dāng)蓄電池充電量低于規(guī)定值(圖4b的soc2)時pow3為零，且之后運算的第3泵目標流量為零，所以當(dāng)蓄電池充電量變成規(guī)定值以下時，驅(qū)動第3泵p3的電動機m并不工作。

對圖5中各泵的基準流量的運算進行說明。參照圖表t1，從與第1泵p1連接的執(zhí)行機構(gòu)的最大操作壓力plm1(這種情況下為鏟斗操作先導(dǎo)壓)來決定qa1。另外，參照圖表t2，從與第2泵p2連接的執(zhí)行機構(gòu)的最大操作壓力plm2(這種情況下為斗桿操作先導(dǎo)壓、旋轉(zhuǎn)操作先導(dǎo)壓中的最大值)來決定qa2。通過流量運算c1，從第1、第2泵排出壓力sv1、sv2和第1·第2泵基準動力pow12來決定q12b，將q1a、q12b中的最小值設(shè)為第1泵基準流量q1c，并將q2a、q12b中的最小設(shè)作為第2泵基準流量q2c。

另外，參照圖表t3，從與第3泵p3連接的執(zhí)行機構(gòu)的最大操作壓力plm3(這種情況下為斗桿操作先導(dǎo)壓)來決定基準流量qa3。通過流量運算c2，從第3泵排出壓力sv3和第3泵基準動力pow3來決定基準流量q3b，將基準流量q3a、q3b中的最小值設(shè)為第3泵基準流量q3c。在此，當(dāng)進行旋轉(zhuǎn)·斗桿復(fù)合操作、且斗桿負載壓力為輕負載(圖6中的pam1以下)時，第3泵目標流量q3d成為q3c，第2泵目標流量q2d成為從第2泵基準流量q2c減去q3c后得到的值。第1泵目標流量并不進行修正，從而成為q1d＝q1c。

基于如上所述計算后的各泵目標流量來控制第1、第2泵p1、p2的傾轉(zhuǎn)角及驅(qū)動第3泵p3的電動機m的轉(zhuǎn)速。

從斗桿操作裝置19輸出的先導(dǎo)壓pl1、pl2被分別引導(dǎo)至方向控制閥v1、v4的左右的先導(dǎo)受壓部，將方向控制閥v1、v4向左右某一方向進行切換操作。從鏟斗操作裝置20輸出的先導(dǎo)壓pl3、pl4被分別引導(dǎo)至方向控制閥v2的左右的先導(dǎo)受壓部，將方向控制閥v2向左右某一方向進行切換操作。從旋轉(zhuǎn)操作裝置21輸出的先導(dǎo)壓pl5、pl6被分別引導(dǎo)至方向控制閥v3的左右的先導(dǎo)受壓部，將方向控制閥v3向左右某一方向進行切換操作。

由此，根據(jù)斗桿操作桿19b的操作從第3泵p3向斗桿液壓缸8供給液壓油，根據(jù)鏟斗操作桿20b的操作從第1泵p1向鏟斗液壓缸9供給液壓油，并根據(jù)旋轉(zhuǎn)操作桿21b的操作從第2泵p2向旋轉(zhuǎn)液壓馬達10供給液壓油，從而實現(xiàn)輕負載作業(yè)中的斗桿·鏟斗·旋轉(zhuǎn)的復(fù)合動作。這時，第2泵油路l2經(jīng)由方向控制閥v1、v2與斗桿液壓缸8及旋轉(zhuǎn)液壓馬達10雙方連通，但由于方向控制閥v1相對于方向控制閥v3設(shè)置在串聯(lián)連接的下游側(cè)，且在并行油路l4上設(shè)有節(jié)流閥，所以第2泵p2的排出油幾乎不向斗桿液壓缸8供給。因此，在將第2泵p2的排出油向斗桿液壓缸8分流的控制節(jié)流閥中，幾乎不會產(chǎn)生壓力損失。

(斗桿·鏟斗·旋轉(zhuǎn)復(fù)合動作(重負載))

當(dāng)斗桿操作桿19b、鏟斗操作桿20b及旋轉(zhuǎn)操作桿21b同時被操作時，根據(jù)各操作桿的操作將先導(dǎo)壓pl1～pl6從先導(dǎo)閥19a～21a輸出。

控制器18基于圖3的控制流程來控制第1～第3泵p1～p3的排出流量。在此，當(dāng)斗桿負載壓力變成規(guī)定值以上(圖6中的pam2以上)時，第3泵修正增益g變成零，修正后第3泵基準流量變成零。由此，第3泵目標流量變成零，第2泵目標流量與第2泵基準流量一致。

從斗桿操作裝置19輸出的先導(dǎo)壓pl1、pl2被分別引導(dǎo)至方向控制閥v1、v4的左右的先導(dǎo)受壓部，將方向控制閥v1、v4向左右某一方向進行切換操作。從鏟斗操作裝置20輸出的先導(dǎo)壓pl3、pl4被分別引導(dǎo)至方向控制閥v2的左右的先導(dǎo)受壓部，將方向控制閥v2向左右某一方向進行切換操作。從旋轉(zhuǎn)操作裝置21輸出的先導(dǎo)壓pl5、pl6被分別引導(dǎo)至方向控制閥v3的左右的先導(dǎo)受壓部，將方向控制閥v3向左右某一方向進行切換操作。

由此，根據(jù)斗桿操作桿19b及旋轉(zhuǎn)操作桿21b的操作將第2泵p2的排出油分流并供給至斗桿液壓缸8及旋轉(zhuǎn)液壓馬達10，并根據(jù)鏟斗操作桿20b的操作將第1泵p1的排出油供給至鏟斗液壓缸9，從而實現(xiàn)重負載作業(yè)中的斗桿·鏟斗·旋轉(zhuǎn)的復(fù)合動作。這時，由于電動機m并不工作，所以不會從第3泵p3向斗桿液壓缸8供給液壓油。

圖9是表示在本實施方式的液壓驅(qū)動裝置中通過將斗桿負載壓力(輕負載/重負載)、斗桿操作(單獨/復(fù)合)及斗桿驅(qū)動源(第2泵p2/第3泵p3)組合而確定的驅(qū)動模式m1～m8與在各驅(qū)動模式下產(chǎn)生的能量損失(拖曳損失、壓力損失及功率損耗)之間的關(guān)系的圖。

(驅(qū)動模式m1、m2)

在斗桿單獨的輕負載作業(yè)中，在利用發(fā)動機驅(qū)動的第2泵p2來驅(qū)動斗桿液壓缸8的情況下(驅(qū)動模式m1)，不會產(chǎn)生伴隨第3泵p3的驅(qū)動的拖曳損失及伴隨電動機m的工作的功率損耗。另外，由于第2泵p2的排出油僅向斗桿液壓缸8供給，所以不會產(chǎn)生伴隨分流的壓力損失。另一方面，在利用電動機驅(qū)動的第3泵p3來驅(qū)動斗桿液壓缸8的情況下(驅(qū)動模式m2)，雖然與驅(qū)動模式m1相同地不會產(chǎn)生伴隨分流的壓力損失，但會產(chǎn)生伴隨第3泵p3的驅(qū)動的拖曳損失及伴隨電動機m的工作的功率損耗。因此，在斗桿單獨的輕負載作業(yè)中，利用發(fā)動機驅(qū)動的第2泵p2來驅(qū)動斗桿液壓缸8(選擇驅(qū)動模式m5)的話，能量損失更小(油耗更經(jīng)濟)。

(驅(qū)動模式m3、m4)

在旋轉(zhuǎn)·斗桿復(fù)合的輕負載作業(yè)中，在利用發(fā)動機驅(qū)動的第2泵p2來驅(qū)動斗桿液壓缸8和旋轉(zhuǎn)液壓馬達10的情況下(驅(qū)動模式m3)，不會產(chǎn)生伴隨第3泵p3的驅(qū)動的拖曳損失及伴隨電動機m的工作的功率損耗。但是，由于第2泵p2與斗桿液壓缸8和旋轉(zhuǎn)液壓馬達10連通，并且從第2泵p2向負載壓力小的斗桿液壓缸8分流并供給大量的液壓油，所以會產(chǎn)生很大的壓力損失。另一方面，在利用第2泵p2驅(qū)動旋轉(zhuǎn)液壓馬達10、并利用第3泵p3驅(qū)動斗桿液壓缸8的情況下(驅(qū)動模式m4)，雖然會產(chǎn)生伴隨第3泵p3的驅(qū)動的拖曳損失及伴隨電動機m的工作的功率損耗，但由于斗桿負載壓力低且電動機m的耗電量小，所以功率損耗小。另外，由于第2泵p2的排出油僅向旋轉(zhuǎn)液壓馬達10供給，所以不會產(chǎn)生伴隨分流的壓力損失。因此，在旋轉(zhuǎn)·斗桿復(fù)合的輕負載作業(yè)中，利用電動機驅(qū)動的第3泵p3來驅(qū)動斗桿液壓缸8(選擇驅(qū)動模式m4)的話，能量損失更小(油耗更經(jīng)濟)。

(驅(qū)動模式m5、m6)

在斗桿單獨的重負載作業(yè)中，在利用發(fā)動機驅(qū)動的第2泵p2來驅(qū)動斗桿液壓缸8的情況下(驅(qū)動模式m5)，不會產(chǎn)生伴隨第3泵p3的驅(qū)動的拖曳損失及伴隨電動機m的工作的功率損耗。另外，由于第2泵p2的排出油僅向斗桿液壓缸8供給，所以不會產(chǎn)生伴隨分流的壓力損失。另一方面，在利用電動機驅(qū)動的第3泵p3來驅(qū)動斗桿液壓缸8的情況下(驅(qū)動模式m6)，雖然會產(chǎn)生伴隨第3泵p3的驅(qū)動的拖曳損失及伴隨電動機m的工作的功率損耗，但由于斗桿液壓缸8的負載壓力低且電動機m的耗電量小，所以功率損耗小。因此，在斗桿單獨的重負載作業(yè)中，利用發(fā)動機驅(qū)動的第2泵p2來驅(qū)動斗桿液壓缸8(選擇驅(qū)動模式m5)的話，能量損失更小(油耗更經(jīng)濟)。

(驅(qū)動模式m7、m8)

在旋轉(zhuǎn)·斗桿復(fù)合的重負載作業(yè)中，在利用發(fā)動機驅(qū)動的第2泵p2同時驅(qū)動斗桿液壓缸8和旋轉(zhuǎn)液壓馬達10的情況下(驅(qū)動模式m7)，不會產(chǎn)生伴隨第3泵p3的驅(qū)動的拖曳損失及伴隨電動機m的工作的功率損耗。另外，雖然第2泵p2與斗桿液壓缸8和旋轉(zhuǎn)液壓馬達10連通，但由于斗桿負載壓力高、且從第2泵p2向斗桿液壓缸8分流并供給的液壓油為少量，所以不會產(chǎn)生很大的壓力損失。另一方面，在利用第2泵p2驅(qū)動旋轉(zhuǎn)液壓馬達10、并利用第3泵p3驅(qū)動斗桿液壓缸8的情況下(驅(qū)動模式m8)，由于第2泵p2的排出油僅向旋轉(zhuǎn)液壓馬達10供給，所以不會產(chǎn)生伴隨分流的壓力損失。但是，會產(chǎn)生伴隨第3泵p3的驅(qū)動的拖曳損失，并且通過利用電動機驅(qū)動的第3泵p3來驅(qū)動負載壓力高的斗桿液壓缸8，電動機m的耗電量會增大，會產(chǎn)生很大的功率損耗。因此，在旋轉(zhuǎn)·斗桿復(fù)合的重負載作業(yè)中，利用發(fā)動機驅(qū)動的第2泵p2來驅(qū)動斗桿液壓缸8(選擇驅(qū)動模式m7)的話，能量損失更小(油耗更經(jīng)濟)。

在本實施方式的液壓驅(qū)動裝置中，通過由控制器18執(zhí)行圖3所示的控制流程，能夠根據(jù)斗桿操作、旋轉(zhuǎn)操作及斗桿負載壓力來選擇能量損失小(油耗經(jīng)濟)的驅(qū)動模式m1、m4、m5、m7中的某一種。

～效果～

根據(jù)上述的本發(fā)明的實施方式，在僅與第2泵油路l2連接的多個執(zhí)行機構(gòu)8、10中的斗桿液壓缸8被操作的單獨動作時，不使電動機m工作而利用第2泵p2驅(qū)動斗桿液壓缸8，由此能夠抑制伴隨第3液壓泵p3的驅(qū)動的拖曳損失的產(chǎn)生。另一方面，在與第2泵油路l2連接的包括斗桿液壓缸8在內(nèi)的多個執(zhí)行機構(gòu)8、10同時被操作的復(fù)合動作時，使電動機m工作并利用第3泵p3驅(qū)動斗桿液壓缸8，由此能夠抑制在將第2泵p2的排出油分流并供給至斗桿液壓缸8的情況下產(chǎn)生的壓力損失。這樣，通過根據(jù)斗桿操作及旋轉(zhuǎn)操作來利用發(fā)動機驅(qū)動的第2泵p2和電動機驅(qū)動的第3泵p3選擇性地驅(qū)動斗桿液壓缸8，并抑制伴隨分流的壓力損失及伴隨第3泵p3的驅(qū)動的拖曳損失，從而能夠改善作業(yè)機械的油耗。此外，通過將在輕負載作業(yè)中被復(fù)合操作的頻率高且需要大流量的斗桿液壓缸8設(shè)為能夠利用第2泵p2和第3泵p3選擇性地驅(qū)動的特定執(zhí)行機構(gòu)，與將其他執(zhí)行機構(gòu)設(shè)為特定執(zhí)行機構(gòu)的情況相比，能夠提高壓力損失及拖曳損失的抑制效果。

另外，根據(jù)上述的本發(fā)明的實施方式，在重負載作業(yè)(斗桿液壓缸8的負載壓力為pam2以上)中，不使電動機m工作而利用第2泵p2驅(qū)動斗桿液壓缸8，由此能夠防止電動機m的耗電量過度上升，從而防止伴隨電動機m的工作的功率損耗增大。

進一步地，根據(jù)上述的本發(fā)明的實施方式，在與第3泵p3的驅(qū)動相關(guān)的電動系統(tǒng)發(fā)生了異常的情況下，不使電動機m工作，并將發(fā)動機驅(qū)動的第2泵p2的排出油分流并供給至斗桿液壓缸8和旋轉(zhuǎn)液壓馬達10，由此，能夠防止與電動系統(tǒng)相關(guān)的重大故障，并且維持與以往同等的操作性。另外，在蓄電池14的剩余電量不充足的情況下，同樣也不使電動機m工作，并將發(fā)動機驅(qū)動的第2泵p2的排出油分流并供給至斗桿液壓缸8和旋轉(zhuǎn)液壓馬達10，由此，能夠維持與以往同等的操作性。

附圖標記說明

1：下部行駛體

2：上部旋轉(zhuǎn)體

2a：旋轉(zhuǎn)車架

3：前作業(yè)裝置

4：動臂

5：斗桿

6：鏟斗

7：動臂液壓缸

8：斗桿液壓缸(第2執(zhí)行機構(gòu)/特定執(zhí)行機構(gòu))

9：鏟斗液壓缸(第1執(zhí)行機構(gòu))

10：旋轉(zhuǎn)液壓馬達(第2執(zhí)行機構(gòu))

11a、11b：履帶

12a、12b：行駛液壓馬達

13：發(fā)動機

14：蓄電池

15：控制閥

17：先導(dǎo)液壓源

18：主控制器(控制裝置)

19：斗桿操作裝置

20：鏟斗操作裝置

21：旋轉(zhuǎn)操作裝置

19a～21a：先導(dǎo)閥

19b：斗桿操作桿

20b：鏟斗操作桿

21b：旋轉(zhuǎn)操作桿

22：蓄電池控制器(充電率檢測裝置)

23：第1逆變器用控制器

24：第2逆變器用控制器

25：發(fā)電電動機用熱敏電阻

26：電動機用熱敏電阻

30：電動系統(tǒng)

gm：發(fā)電電動機

inv1：第1逆變器

inv2：第2逆變器

l1：第1泵油路

l2：第2泵油路

l3：第3泵油路

l4：并行油路

l5：端蓋側(cè)油路

l6：活塞桿側(cè)油路

m：電動機

m1～m8：驅(qū)動模式

p1：第1泵

p2：第2泵

p3：第3泵

pl1～pl6：先導(dǎo)壓

r1：第1泵調(diào)節(jié)器

r2：第2泵調(diào)節(jié)器

s1～s3：泵壓傳感器

s4、s5：負載壓力傳感器(負載壓力檢測裝置)

s6～s11：先導(dǎo)壓傳感器(操作量檢測裝置)

t1、t2：轉(zhuǎn)換圖表

v1：方向控制閥(第2方向控制閥)

v2：方向控制閥(第1方向控制閥)

v3：方向控制閥(第2方向控制閥)

v4：方向控制閥(第3方向控制閥)