技術(shù)領(lǐng)域

[0001] 本發(fā)明設(shè)及作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生裝置，更詳細(xì)地說，設(shè)及液壓挖掘機(jī)等具 有液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生裝置。

背景技術(shù)

[0002] 在作業(yè)機(jī)械中，具有如下的作業(yè)機(jī)械：其技術(shù)課題為提供一種能夠不占用配置空 間地配置在有限的空間中且能夠擴(kuò)大回收能量的利用用途的液壓油的能量回收裝置及液 壓油的能量回收/再生裝置，且具有通過來自液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的返回液壓油而驅(qū)動的液壓累 馬達(dá)、通過液壓累馬達(dá)的驅(qū)動力而發(fā)電的電動馬達(dá)、和蓄存由電動馬達(dá)發(fā)電所得的電力的 蓄電池(例如參照專利文獻(xiàn)1)。

[0003] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

[0004] 專利文獻(xiàn)

[0005] 專利文獻(xiàn)1:日本特開2000-136806號公報

發(fā)明內(nèi)容

[0006] 根據(jù)上述的現(xiàn)有技術(shù)，將液壓油的能量作為電能蓄存到蓄電池中，因此與通過蓄 能器等來蓄存液壓油的能量的情況相比，具有不需要較大的配置空間運一優(yōu)點。

[0007] 但是，在現(xiàn)有技術(shù)的作業(yè)機(jī)械的情況下，存在如下的技術(shù)課題：由于要將液壓油的 能量先轉(zhuǎn)換成電能再蓄存到蓄電池中，所W回收時和利用時的損失增大，而無法有效地利 用能量。

[000引目P，在將液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的返回油的能量蓄存到蓄電池中時，會產(chǎn)生液壓累馬達(dá)的 損失、電動馬達(dá)的損失、蓄電池的充放電損失，因此是將減去了運些損失的合計量而得到的 能量蓄存到蓄電池中。另外，在利用蓄存在蓄電池中的能量時，也會產(chǎn)生蓄電池、電動馬達(dá)、 液壓累馬達(dá)的損失。因此，在適用了現(xiàn)有技術(shù)的作業(yè)機(jī)械中，若考慮從回收到利用之間的損 失，則可W想到也存在可回收利用的能量的大約一半作為損失而失去了的情況。

[0009] 本發(fā)明是基于上述的情況而研發(fā)的，其目的在于提供一種能夠有效地利用來自液 壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的返回液壓油的作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生裝置。

[0010] 為了實現(xiàn)上述目的，第1發(fā)明提供一種作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生裝置，具有:第1 液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu);再生用液壓馬達(dá)，其通過從上述第1液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)排出的返回油而驅(qū)動;第1 液壓累，其與上述再生用液壓馬達(dá)機(jī)械地連結(jié);第2液壓累，其排出用于驅(qū)動上述第1液壓執(zhí) 行機(jī)構(gòu)及/或第2液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的液壓油;合流管路，其使上述第1液壓累排出的液壓油與上 述第2液壓累排出的液壓油合流;第1調(diào)整器，其能夠調(diào)整在上述合流管路中流通的來自上 述第1液壓累的液壓油的流量;第2調(diào)整器，其能夠調(diào)整上述第2液壓累的排出流量;和控制 裝置，其被輸入上述第2液壓累的目標(biāo)容量指令，根據(jù)上述目標(biāo)容量指令分別計算出從上述 第1液壓累和上述第2液壓累排出的液壓油的流量，并根據(jù)計算出的流量向上述第1調(diào)整器 和上述第2調(diào)整器輸出控制指令，上述控制裝置具有:第1運算部，其根據(jù)輸入的上述第2液 壓累的目標(biāo)容量指令來計算出要求累流量，并W使在上述合流管路中流通的來自上述第I 液壓累的液壓油的流量成為上述要求累流量W下的方式向上述第1調(diào)整器輸出控制指令； 和第2運算部，其從上述要求累流量減去在上述合流管路中流通的來自上述第1液壓累的液 壓油的流量來進(jìn)行計算，并W成為該計算出的目標(biāo)累流量的方式向上述第2調(diào)整器輸出控 制指令。

[0011] 另外，第2發(fā)明的特征在于，在第1發(fā)明中還具有：電動機(jī)，其與上述第1液壓累及上 述再生用液壓馬達(dá)機(jī)械地連結(jié);第3調(diào)整器，其能夠調(diào)整上述電動機(jī)的轉(zhuǎn)速;操作裝置，其用 于對上述第1液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行操作；和操作量檢測器，其檢測上述操作裝置的操作量，上 述控制裝置具有第3運算部，該第3運算部取入由上述操作量檢測器檢測出的上述操作裝置 的操作量，根據(jù)上述操作量來計算出通過從上述第1液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)排出的返回油而輸入到 上述再生用液壓馬達(dá)的回收動力，計算出供給在上述合流管路中流通的來自上述第1液壓 累的液壓油的流量所需的要求輔助動力，W不超過上述回收動力和上述要求輔助動力的方 式設(shè)定目標(biāo)輔助動力，并W成為上述目標(biāo)輔助動力的方式向上述第2調(diào)整器和上述第3調(diào)整 器輸出控制指令。

[0012] 而且，第3發(fā)明的特征在于，在第1發(fā)明中還具有:排出回路，其從設(shè)在將上述第1液 壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)和上述再生用液壓馬達(dá)連接的管路上的分支部分支，用于將來自上述第1液壓 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的返回油向油箱排出；切換閥，其設(shè)在上述排出回路上，對上述排出回路的連通/ 切斷進(jìn)行切換;操作裝置，其用于對上述第1液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行操作;和操作量檢測器，其檢 測上述操作裝置的操作量，上述控制裝置具有第4運算部，該第4運算部取入由上述操作量 檢測器檢測出的上述操作裝置的操作量，并根據(jù)上述操作量向上述切換閥輸出切斷指令。 [001引另外，第4發(fā)明的特征在于，在第2發(fā)明中還具有:排出回路，其從設(shè)在將上述第1液 壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)和上述再生用液壓馬達(dá)連接的管路上的分支部分支，用于將來自上述第1液壓 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的返回油向油箱排出；和流量調(diào)整機(jī)構(gòu)，其設(shè)在上述排出回路上，調(diào)整上述排出回 路的流量，上述控制裝置具有第5運算部，該第5運算部為了使上述回收動力不超過上述電 動機(jī)的最大動力，而W將從上述第1液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)排出的動力分配到上述排出回路的方式 向上述流量調(diào)整機(jī)構(gòu)輸出控制指令。

[0014] 而且，第5發(fā)明的特征在于，在第2發(fā)明中還具有:排出回路，其從設(shè)在將上述第1液 壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)和上述再生用液壓馬達(dá)連接的管路上的分支部分支，用于將來自上述第1液壓 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的返回油向油箱排出；和流量調(diào)整機(jī)構(gòu)，其設(shè)在上述排出回路上，調(diào)整上述排出回 路的流量，上述控制裝置具有第6運算部，該第6運算部為了使上述回收動力不超過上述電 動機(jī)的最大動力和上述要求輔助動力的合計值，而W將從上述第1液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)排出的動 力分配到上述排出回路的方式向上述流量調(diào)整機(jī)構(gòu)輸出控制指令。

[0015] 另外，第6發(fā)明的特征在于，在第1發(fā)明中還具有:分支部，其設(shè)在將上述第1液壓執(zhí) 行機(jī)構(gòu)和上述再生用液壓馬達(dá)連接的管路上;和流量調(diào)整機(jī)構(gòu)，其設(shè)在上述排出回路上，調(diào) 整上述排出回路的流量，上述控制裝置具有第7運算部，該第7運算部為了不超過可輸入到 上述再生用液壓馬達(dá)中的最大流量，而W將從上述第1液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)排出的動力分流到上 述排出回路的方式向上述流量調(diào)整機(jī)構(gòu)輸出控制指令。

[0016] 而且，第7發(fā)明的特征在于，在第1發(fā)明中還具有:排出管路，其從上述合流管路分 支并與油箱連通;和放泄閥，其設(shè)在上述排出管路上，能夠?qū)�來自上述�?液壓累的液壓油 的一部分或全部向油箱釋放，上述第I調(diào)整器是能夠調(diào)整上述放泄閥的開口面積的電磁比 例閥。

[0017]另外，第8發(fā)明的特征在于，在第1發(fā)明中，上述第1液壓累是可變?nèi)萘啃鸵簤豪郏��?述控制裝置構(gòu)成為能夠控制上述可變?nèi)萘啃鸵簤豪鄣娜萘俊?

[001引而且，第9發(fā)明的特征在于，在第1發(fā)明中，上述第2液壓累是可變?nèi)萘啃鸵簤豪郏��?述控制裝置構(gòu)成為能夠控制上述可變?nèi)萘啃鸵簤豪鄣娜萘俊?

[0019]發(fā)明效果

[0020] 根據(jù)本發(fā)明，能夠通過回收的能量來直接驅(qū)動與再生用液壓馬達(dá)機(jī)械地連結(jié)的液 壓累，因此不會產(chǎn)生暫時蓄存能量時的損失。其結(jié)果為，能夠減少能量轉(zhuǎn)換損失，因此能夠 高效地利用能量。

附圖說明

[0021] 圖1是表示具有本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生裝置的第1實施方式的液壓 挖掘機(jī)的立體圖。

[0022] 圖2是表示本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生裝置的第1實施方式的驅(qū)動控制 系統(tǒng)的概略圖。

[0023] 圖3是構(gòu)成本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生裝置的第1實施方式的控制器的 框圖。

[0024] 圖4是說明構(gòu)成本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生裝置的第1實施方式的控制 器的第2函數(shù)發(fā)生器的內(nèi)容的特性圖。

[0025] 圖5是表示本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生裝置的第2實施方式的驅(qū)動控制 系統(tǒng)的概略圖。

[0026] 圖6是構(gòu)成本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生裝置的第2實施方式的控制器的 框圖。

[0027] 圖7是構(gòu)成本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生裝置的第3實施方式的控制器的 框圖。

[0028] 圖8是說明構(gòu)成本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生裝置的第3實施方式的控制 器的可變動力限制運算部的內(nèi)容的特性圖。

[0029] 圖9是表示本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生裝置的第4實施方式的驅(qū)動控制 系統(tǒng)的概略圖。

[0030] 圖10是構(gòu)成本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生裝置的第4實施方式的控制器的 框圖。

具體實施方式

[0031] W下使用附圖來說明本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生裝置的實施方式。

[0032] 實施例1

[0033] 圖1是表示具有本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生裝置的第1實施方式的液壓 挖掘機(jī)的立體圖，圖2是表示本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生裝置的第1實施方式的驅(qū) 動控制系統(tǒng)的概略圖。

[0034] 在圖I中，液壓挖掘機(jī)I具有：多關(guān)節(jié)型的作業(yè)裝置lA，其具有動臂la、斗桿lb及伊 斗Ic;和車身1B，其具有上部旋轉(zhuǎn)體Id及下部行駛體le。動臂Ia能夠轉(zhuǎn)動地支承在上部旋轉(zhuǎn) 體Id上，通過作為第1液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動臂液壓缸(液壓缸)3a而被驅(qū)動。上部旋轉(zhuǎn)體Id能夠 旋轉(zhuǎn)地設(shè)在下部行駛體Ie上。

[0035] 斗桿Ib能夠轉(zhuǎn)動地支承在動臂Ia上，通過斗桿液壓缸(液壓缸)3b而被驅(qū)動。伊斗 Ic能夠轉(zhuǎn)動地支承在斗桿Ib上，通過伊斗液壓缸(液壓缸)3c而被驅(qū)動。下部行駛體Ie通過 左右的行駛馬達(dá)3d、3e而被驅(qū)動。動臂液壓缸3曰、斗桿液壓缸3b及伊斗液壓缸3c的驅(qū)動由設(shè) 置在上部旋轉(zhuǎn)體Id的駕駛室(操作室）內(nèi)且輸出液壓信號的操作裝置4、24(參照圖2)控制。

[0036] 圖2所示的驅(qū)動控制系統(tǒng)具有:動力再生裝置70、操作裝置4、24、由多個滑閥型方 向切換閥構(gòu)成的控制閥5、單向閥6、電磁切換閥7、切換閥8、作為第3調(diào)整器的逆變器9A、斬 波器9B和蓄電裝置9C，作為控制裝置具有控制器100。

[0037] 作為液壓源裝置，具有作為第2液壓累的可變?nèi)萘啃偷囊簤豪?0、供給先導(dǎo)液壓油 的先導(dǎo)液壓累11和油箱12。液壓累10和先導(dǎo)液壓累11通過W驅(qū)動軸連結(jié)的發(fā)動機(jī)50而被驅(qū) 動。液壓累10具有作為第2調(diào)整器的調(diào)節(jié)器10A，調(diào)節(jié)器IOA根據(jù)來自后述的控制器100的指 令來控制液壓累10的斜盤傾轉(zhuǎn)角，由此調(diào)整液壓累10的排出流量。

[0038] 在將來自液壓累10的液壓油向動臂液壓缸3a~行駛馬達(dá)3d供給的油路30上，設(shè) 有:經(jīng)由后述的單向閥6而連結(jié)的作為合流管路的輔助油路31、控制向各執(zhí)行機(jī)構(gòu)供給的液 壓油的方向和流量的由多個滑閥型方向切換閥構(gòu)成的控制閥5、和檢測液壓累10的排出壓 的壓力傳感器40。控制閥5通過先導(dǎo)液壓油向其先導(dǎo)受壓部的供給來切換各方向切換閥的 滑閥位置，將來自液壓累10的液壓油向各液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)供給，來驅(qū)動斗桿化等。壓力傳感器 40將檢測出的液壓累10的排出壓向后述的控制器100輸出。

[0039] 控制閥5的各方向切換閥的滑閥位置通過操作裝置4、24的操作桿等的操作而被切 換。操作裝置4、24通過操作桿等的操作，將從先導(dǎo)液壓累11經(jīng)由未圖示的先導(dǎo)一級側(cè)油路 供給的先導(dǎo)一級液壓油通過先導(dǎo)二級側(cè)油路向控制閥5的先導(dǎo)受壓部供給。在此，W操作裝 置4對作為第1液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動臂液壓缸3a進(jìn)行操作、操作裝置24匯總成一個而對作為第 2液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的除了動臂液壓缸3aW外的執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行操作的形式來示出。

[0040] 操作裝置4在內(nèi)部設(shè)有先導(dǎo)閥4A，經(jīng)由先導(dǎo)配管與控制閥5的控制動臂液壓缸3a的 驅(qū)動的滑閥型方向切換閥的受壓部連接。先導(dǎo)閥4A根據(jù)操作裝置4的操作桿的傾倒方向和 操作量來向控制閥5的先導(dǎo)受壓部輸出液壓信號。控制動臂液壓缸3a的驅(qū)動的滑閥型方向 切換閥根據(jù)從操作裝置輸入的液壓信號來切換位置，并根據(jù)該切換位置來控制從液壓累10 排出的液壓油的流動，由此控制動臂液壓缸3a的驅(qū)動。在此，在供用于W使動臂Ia向下降方 向動作的方式驅(qū)動動臂液壓缸3a的液壓信號（動臂下降操作信號Pd)所通過的先導(dǎo)配管上 安裝有作為操作量檢測器的壓力傳感器41。壓力傳感器41將檢測到的動臂下降操作信號Pd 向后述的控制器100輸出。

[0041] 操作裝置24在內(nèi)部設(shè)有先導(dǎo)閥24A，經(jīng)由先導(dǎo)配管與控制閥5的控制除了動臂液壓 缸3aW外的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動的滑閥型方向切換閥的受壓部連接。先導(dǎo)閥24A根據(jù)操作裝置 24的操作桿的傾倒方向和操作量來向控制閥5的先導(dǎo)受壓部輸出液壓信號。控制相應(yīng)的執(zhí) 行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動的滑閥型方向切換閥根據(jù)從操作裝置輸入的液壓信號來切換位置，并根據(jù)該 切換位置來控制從液壓累10排出的液壓油的流動，由此控制相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動。

[0042] 在將操作裝置24的先導(dǎo)閥24A和控制閥5的受壓部連接的兩個系統(tǒng)的先導(dǎo)配管上 設(shè)有檢測各自的先導(dǎo)壓力的壓力傳感器42、43。壓力傳感器42、43將檢測出的操作裝置24的 操作量信號向后述的控制器100輸出。

[0043] 接下來，說明作為再生裝置的動力再生裝置70。動力再生裝置70具有:缸底側(cè)油路 32、再生回路33、切換閥7、電磁切換閥8、逆變器9A、斬波器9B、蓄電裝置9C、作為再生用液壓 馬達(dá)的液壓馬達(dá)13、電動機(jī)14、輔助液壓累15和控制器100。

[0044] 缸底側(cè)油路32是在動臂液壓缸3a縮短時供向油箱12返回的油（返回油)流通的油 路，一端側(cè)與動臂液壓缸3a的缸底側(cè)油室3al連接，另一端側(cè)與控制閥5的連接端口連接。在 缸底側(cè)油路32上設(shè)有:檢測動臂液壓缸3a的缸底側(cè)油室3al的壓力的壓力傳感器44、和對是 否經(jīng)由控制閥引尋來自動臂液壓缸3a的缸底側(cè)油室3曰1的返回油向油箱12排出進(jìn)行切換的 切換閥7。壓力傳感器44將檢測出的缸底側(cè)油室3al的壓力向后述的控制器100輸出。

[0045] 切換閥7在一端側(cè)具有彈黃7b，在另一端側(cè)具有先導(dǎo)受壓部7a，根據(jù)有無先導(dǎo)液壓 油向該先導(dǎo)受壓部7a的供給，來切換滑閥位置，從而控制從動臂液壓缸3a的缸底側(cè)油室3曰1 向控制閥5流入的返回油的連通/切斷。從先導(dǎo)液壓累11經(jīng)由后述的電磁切換閥8向先導(dǎo)受 壓部7a供給先導(dǎo)液壓油。

[0046] 向電磁切換閥8的輸入端口輸入從先導(dǎo)液壓累11輸出的液壓油。另一方面，向電磁 切換閥8的操作部輸入從控制器100輸出的指令信號。根據(jù)該指令信號來控制從先導(dǎo)液壓累 11供給的先導(dǎo)液壓油向切換閥7的先導(dǎo)操作部7a的供給/切斷。

[0047] 再生回路33將其一端連接在缸底側(cè)油路32的切換閥7與動臂液壓缸3a的缸底側(cè)油 室3al之間，將其另一端與液壓馬達(dá)13的入口連接。由此，經(jīng)由該液壓馬達(dá)13將來自缸底側(cè) 油室3曰1的返回油向油箱12導(dǎo)入。

[0048] 作為再生用液壓馬達(dá)的液壓馬達(dá)13與輔助液壓累15機(jī)械地連結(jié)。輔助液壓累15通 過液壓馬達(dá)13的驅(qū)動力而旋轉(zhuǎn)。

[0049] 在作為第1液壓累的輔助液壓累15的排出口上連接有輔助油路31的一端側(cè)，輔助 油路31的另一端側(cè)與油路30連接。在輔助油路31上設(shè)有允許液壓油從輔助液壓累15向油路 30流入、禁止液壓油從油路30向輔助液壓累15側(cè)流入的單向閥6。

[0050] 輔助液壓累15具有作為第1調(diào)整器的調(diào)節(jié)器15A，調(diào)節(jié)器15A根據(jù)來自后述的控制 器100的指令來控制輔助液壓累15的斜盤傾轉(zhuǎn)角，由此調(diào)整輔助液壓累15的排出流量。

[0051] 液壓馬達(dá)13還與電動機(jī)14機(jī)械地連結(jié)，通過液壓馬達(dá)13的驅(qū)動力來進(jìn)行發(fā)電。在 電動機(jī)14上電連接有用于控制轉(zhuǎn)速的逆變器9A、用于升壓的斬波器9B、用于蓄存發(fā)電所得 的電能的蓄電裝置9C。

[0052] 對于控制器100,除了輸入來自上述的各壓力傳感器的信號W外還輸入由作為上 級控制器的車身控制用控制器200運算出的液壓累10的推定累流量信號。

[0053] 控制器100輸入由壓力傳感器40檢測出的液壓累10的排出壓力、由壓力傳感器41 檢測出的操作裝置4的先導(dǎo)閥4A的下降側(cè)先導(dǎo)壓信號PcU由壓力傳感器42、43檢測出的操作 裝置24的先導(dǎo)閥24A的先導(dǎo)壓信號、由壓力傳感器44檢測出的動臂液壓缸3a的缸底側(cè)油室 3al的壓力信號和來自車身控制用控制器200的推定累流量信號，并根據(jù)運些輸入值進(jìn)行運 算，向電磁切換閥8、逆變器9A、液壓累用調(diào)節(jié)器IOA及輔助液壓累用調(diào)節(jié)器15A輸出控制指 令。

[0054] 電磁切換閥8根據(jù)來自控制器100的指令信號進(jìn)行切換，向切換閥7輸送來自先導(dǎo) 液壓累11的液壓油。逆變器9A根據(jù)來自控制器100的信號而控制成所期望的轉(zhuǎn)速，輔助液壓 累15及液壓累10根據(jù)來自控制器100的信號而被控制成所期望的容量。

[0055] 接下來，說明上述的本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生裝置的第1實施方式的 動作概要。

[0056] 首先，當(dāng)將圖2所示的操作裝置4的操作桿向動臂下降方向操作時，先導(dǎo)壓Pd從先 導(dǎo)閥4A傳遞到控制閥5的先導(dǎo)受壓部，對控制閥5的控制動臂液壓缸3a的驅(qū)動的滑閥型方向 切換閥進(jìn)行切換操作。由此，來自液壓累10的液壓油經(jīng)由控制閥5向動臂液壓缸3a的活塞桿 側(cè)油室3a2流入。其結(jié)果為，動臂液壓缸3a的活塞桿進(jìn)行縮小動作。與之相隨地，從動臂液壓 缸3a的缸底側(cè)油室3al排出的返回油從缸底側(cè)油路32和連通狀態(tài)的切換閥7、控制閥5通過 而被導(dǎo)入到油箱12。

[0057] 此時，向控制器100輸入由壓力傳感器40檢測出的液壓累10的排出壓信號、由壓力 傳感器44檢測出的動臂液壓缸3a的缸底側(cè)油室3曰1的壓力信號、由壓力傳感器41檢測出的 先導(dǎo)閥4A的下降側(cè)先導(dǎo)壓信號PcU和來自車身控制用控制器200的推定累流量信號。

[0058] 在運樣的狀態(tài)下，當(dāng)操作員W規(guī)定值W上將操作裝置4的操作桿向動臂下降方向 操作時，控制器100向電磁切換閥8輸出切換指令，向逆變器9A輸出轉(zhuǎn)速指令，向輔助液壓累 15的調(diào)節(jié)器15A輸出容量指令，向液壓累10的調(diào)節(jié)器IOA輸出容量指令。

[0059] 其結(jié)果為，切換閥7切換到切斷位置，來自動臂液壓缸3a的缸底側(cè)油室3al的返回 油因向控制閥5的油路被切斷，而向再生回路33流動，驅(qū)動液壓馬達(dá)13,然后向油箱12排出。

[0060] 輔助液壓累15通過液壓馬達(dá)13的驅(qū)動力而旋轉(zhuǎn)。輔助液壓累15排出的液壓油經(jīng)由 輔助油路31和單向閥6與液壓累10排出的液壓油合流。控制器IOOW輔助液壓累10的動力的 方式向輔助液壓累15的調(diào)節(jié)器15A輸出容量指令。控制器IOOW使液壓累10的容量減少與從 輔助液壓累15供給的液壓油的流量相應(yīng)的量的方式向調(diào)節(jié)器IOA輸出容量指令。

[0061] 輸入到液壓馬達(dá)13的液壓能量中的沒有完全被輔助液壓累15消耗的剩余能量通 過驅(qū)動電動機(jī)14發(fā)電而被消耗。電動機(jī)14發(fā)電所得的電能被蓄存到蓄電裝置9C中。

[0062] 在本實施方式中，從動臂液壓缸3a排出的液壓油的能量通過液壓馬達(dá)13來回收， 并作為輔助液壓累15的驅(qū)動力來輔助液壓累10的動力。另外，多余的動力經(jīng)由電動機(jī)14蓄 存到蓄電裝置9C中。由此，實現(xiàn)了能量的有效利用和油耗的降低。

[0063] 接下來，使用圖3及圖4來說明控制器100的控制概要。圖3是構(gòu)成本發(fā)明的作業(yè)機(jī) 械的液壓油能量再生裝置的第1實施方式的控制器的框圖，圖4是說明構(gòu)成本發(fā)明的作業(yè)機(jī) 械的液壓油能量再生裝置的第1實施方式的控制器的控制內(nèi)容的特性圖。在圖3及圖4中，與 圖1及圖2所示的附圖標(biāo)記相同的附圖標(biāo)記所示的部分是同一部分，因此省略其詳細(xì)說明。

[0064] 圖3所示的控制器100具有:第1函數(shù)發(fā)生器101、第2函數(shù)發(fā)生器102、第1減法運算 器103、第1乘法運算器104、第2乘法運算器105、第1輸出轉(zhuǎn)換部106、第2輸出轉(zhuǎn)換部107、最 小值選擇運算部108、第1除法運算器109、第2除法運算器110、第3輸出轉(zhuǎn)換部111、第2減法 運算器112、第4輸出轉(zhuǎn)換部113和最小流量信號指令部114。

[0065] 如圖3所示，第1函數(shù)發(fā)生器101將由壓力傳感器41檢測出的操作裝置4的先導(dǎo)閥4A 的下降側(cè)先導(dǎo)壓Pd作為操作桿操作信號141輸入。在第1函數(shù)發(fā)生器101中，將相對于操作桿 操作信號141的切換開始點預(yù)先存儲在表中。

[0066] 第I函數(shù)發(fā)生器101在操作桿操作信號141為切換開始點W下的情況下將OFF信號 向第1輸出轉(zhuǎn)換部106輸出，在超過切換開始點的情況下將ON信號向第1輸出轉(zhuǎn)換部106輸 出。第1輸出轉(zhuǎn)換部106將輸入信號轉(zhuǎn)換成電磁切換閥8的控制信號，并作為電磁閥指令208 向電磁切換閥8輸出。由此，電磁切換閥8進(jìn)行動作，對切換閥7進(jìn)行切換，動臂液壓缸3a的缸 底側(cè)油室3al的油向再生回路33側(cè)流入。

[0067] 第2函數(shù)發(fā)生器102將下降側(cè)先導(dǎo)壓Pd作為操作桿操作信號141輸入到一個輸入 端，將由壓力傳感器44檢測出的動臂液壓缸3a的缸底側(cè)油室3曰1的壓力作為壓力信號144輸 入到另一輸入端。基于運些輸入信號來計算出動臂液壓缸3a的目標(biāo)缸底流量。

[0068] 使用圖4來說明第2函數(shù)發(fā)生器102的運算詳情。圖4是說明構(gòu)成本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械 的液壓油能量再生裝置的第1實施方式的控制器的第2函數(shù)發(fā)生器的內(nèi)容的特性圖。

[0069] 在圖4中，橫軸表示操作桿操作信號141的操作量，縱軸表示目標(biāo)缸底流量(從動臂 液壓缸3a的缸底側(cè)油室3曰1流出的返回油的目標(biāo)流量）。在圖4中，實線的基本特性線a是為 了得到與基于W往的控制閥5進(jìn)行的返回油控制同等的特性而設(shè)定的。W上側(cè)的虛線表示 的特性線b和W下側(cè)的虛線表示的特性線C示出根據(jù)缸底側(cè)油室3al的壓力信號144對特性 線a進(jìn)行了修正的情況。

[0070] 具體地說，當(dāng)缸底側(cè)油室3al的壓力信號144增加時，基本特性線a的傾斜度增加而 被向特性線b的方向修正，特性連續(xù)地發(fā)生變化。相反地，當(dāng)壓力信號144減少時，基本特性 線a的傾斜度減少而被向特性線C的方向修正，特性連續(xù)地發(fā)生變化。像運樣，第2函數(shù)發(fā)生 器根據(jù)操作桿操作信號141來計算出基本的目標(biāo)缸底流量，根據(jù)缸底側(cè)油室3al的壓力信號 144的變化來修正基本的目標(biāo)缸底流量，并計算出最終目標(biāo)缸底流量。

[0071] 返回到圖3,第2函數(shù)發(fā)生器102將最終目標(biāo)缸底流量信號102A向第2輸出轉(zhuǎn)換部 107和第1乘法運算器104輸出。第2輸出轉(zhuǎn)換部107將輸入的最終目標(biāo)缸底流量信號102A轉(zhuǎn) 換成目標(biāo)電動機(jī)轉(zhuǎn)速并作為轉(zhuǎn)速指令信號209A向逆變器9A輸出。由此，控制與液壓馬達(dá)13 的排油容量相當(dāng)?shù)碾妱訖C(jī)14的轉(zhuǎn)速。另外，將轉(zhuǎn)速指令信號209A向第2除法運算器110輸入。

[0072] 第1減法運算器103輸入從車身控制用控制器200輸入的推定累流量信號120和來 自最小流量信號指令部114的最小流量信號，將其偏差作為要求累流量信號103A計算出，并 向第2乘法運算器105和第2減法運算器112輸出。在此，推定累流量信號120是液壓累10的排 出流量的推定值。

[0073] 第1乘法運算器104輸入來自第2函數(shù)發(fā)生器102的最終目標(biāo)缸底流量信號102A和 缸底側(cè)油室3al的壓力信號144,將其乘積值作為回收動力信號104A計算出，并向最小值選 擇運算部108輸出。

[0074] 第2乘法運算器105將由壓力傳感器40檢測出的液壓累10的排出壓作為壓力信號 140輸入到一個輸入端，將第1減法運算器103計算出的要求累流量信號103A輸入到另一輸 入端，將其乘積值作為要求累動力信號105A計算出，并向最小值選擇運算部108輸出。

[0075] 最小值選擇運算部108輸入來自第1乘法運算器104的回收動力信號104A、和來自 第2乘法運算器105的要求累動力信號105A，將某一較小的一方作為輔助液壓累15的目標(biāo)輔 助動力信號108A選擇計算出，并向第1除法運算器109輸出。

[0076] 在此，在考慮了機(jī)器的效率的情況下，由于與將回收的動力通過電動機(jī)14轉(zhuǎn)換成 電能并蓄存到蓄電裝置9C中進(jìn)行再利用相比，盡可能地通過輔助液壓累15來使用能夠減少 損失，所W效率高。因此，通過最小值選擇運算部108來選擇回收動力信號104A和要求累動 力信號105A中的某一較小的一方，由此能夠在不超過要求累動力信號105A的范圍內(nèi)將回收 動力最大限度地向輔助液壓累供給。

[0077] 第1除法運算器109輸入來自最小值選擇運算部108的目標(biāo)輔助動力信號108A和液 壓累10的排出壓的壓力信號140,將使目標(biāo)輔助動力信號108A除W壓力信號140所得的值作 為目標(biāo)輔助流量信號109A計算出，并向第2除法運算器110和第2減法運算器112輸出。

[0078] 第2除法運算器110輸入來自第1除法運算器109的目標(biāo)輔助流量信號109A和來自 第2輸出轉(zhuǎn)換部107的轉(zhuǎn)速指令信號209A，將使目標(biāo)輔助流量信號109A除W轉(zhuǎn)速指令信號 209A所得的值作為輔助液壓累15的目標(biāo)容量信號1IOA計算出，并向第3輸出轉(zhuǎn)換部111輸 出。

[0079] 第3輸出轉(zhuǎn)換部111將輸入的目標(biāo)容量信號IlOA轉(zhuǎn)換成例如傾轉(zhuǎn)角并作為容量指 令信號215A向調(diào)節(jié)器15A輸出。由此，控制輔助液壓累15的容量。

[0080] 第2減法運算器112輸入來自第1減法運算器103的要求累流量信號103A、來自第1 除法運算器109的目標(biāo)輔助流量信號109A、和來自最小流量信號指令部114的最小流量信 號。第2減法運算器112將要求累流量信號103A和最小流量信號相加來計算出從車身控制用 控制器200輸入的推定累流量信號120,將該推定累流量信號120與目標(biāo)輔助流量信號109A 的偏差作為目標(biāo)累流量信號112A計算出，并向第4輸出轉(zhuǎn)換部113輸出。

[0081] 第4輸出轉(zhuǎn)換部113將輸入的目標(biāo)累流量信號112A轉(zhuǎn)換成例如傾轉(zhuǎn)角并作為容量 指令信號210A向調(diào)節(jié)器IOA輸出。由此，控制液壓累10的容量。

[0082] 接下來，使用圖2及圖3來說明基于上述的本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生裝 置的第1實施方式的控制邏輯進(jìn)行的動作。

[0083] 當(dāng)將操作裝置4的操作桿向動臂下降方向操作時，從先導(dǎo)閥4A生成先導(dǎo)壓Pd,由壓 力傳感器41檢測出，并作為操作桿操作信號141輸入到控制器100。此時，液壓累10的排出壓 由壓力傳感器40檢測出并作為壓力信號140輸入到控制器100。另外，動臂液壓缸3a的缸底 側(cè)油室3曰1的壓力由壓力傳感器44檢測出并作為壓力信號144輸入到控制器100。

[0084] 在控制器100中，將操作桿操作信號141輸入到第1函數(shù)發(fā)生器101和第2函數(shù)發(fā)生 器102。第1函數(shù)發(fā)生器101在操作桿操作信號141超過切換開始點的情況下輸出ON信號，經(jīng) 由第1輸出轉(zhuǎn)換部106向電磁切換閥8輸出ON信號。由此，來自先導(dǎo)液壓累11的液壓油經(jīng)由電 磁切換閥8輸入到切換閥7的先導(dǎo)操作部7曰。其結(jié)果為，向?qū)⒏椎讉?cè)油路32切斷的方向（切換 閥7的關(guān)閉側(cè))進(jìn)行切換動作，來自動臂液壓缸3a的缸底側(cè)油室3al的返回油因經(jīng)由控制閥5 向油箱12流入的油路被堵塞，而向流入液壓馬達(dá)13的再生回路33流入。

[0085] 而且，操作桿操作信號141和缸底側(cè)油室3al的壓力信號144在控制器100中被輸入 到第2函數(shù)發(fā)生器102,第2函數(shù)發(fā)生器102計算出與操作桿操作信號141和缸底側(cè)油室3al的 壓力信號144相應(yīng)的最終目標(biāo)缸底流量信號102A。最終目標(biāo)缸底流量信號102A在第2輸出轉(zhuǎn) 換部107中被轉(zhuǎn)換成目標(biāo)電動機(jī)轉(zhuǎn)速，并作為轉(zhuǎn)速指令信號209A輸出到逆變器9A。

[0086] 由此，將電動機(jī)14的轉(zhuǎn)速控制成所期望的轉(zhuǎn)速。其結(jié)果為，從動臂液壓缸3a的缸底 側(cè)油室3al排出的返回油的流量被調(diào)整，而能夠?qū)崿F(xiàn)與操作裝置4的操作桿操作相應(yīng)的順楊 的液壓缸動作。

[0087] 另一方面，將從車身控制用控制器200輸入到控制器100的推定累流量信號120與 來自最小流量信號指令部114的最小流量信號一起輸入到第I減法運算器103,由第I減法運 算器103計算出要求累流量信號103A。

[008引將由第2函數(shù)發(fā)生器102計算出的最終目標(biāo)缸底流量信號102A和缸底側(cè)油室3al的 壓力信號144輸入到第1乘法運算器104,由第1乘法運算器104計算出回收動力信號104A。另 夕h將由第1減法運算器103計算出的要求累流量信號103A和液壓累10的壓力信號140輸入 到第2乘法運算器105,由第2乘法運算器105計算出要求累動力信號105A。將回收動力信號 104A和要求累動力信號105A向最小值選擇運算部108輸入。

[0089] 最小值選擇運算部108將兩個輸入中的較小一方作為目標(biāo)輔助動力信號108A輸 出。運是相對于回收動力信號104A在不超過要求累動力信號105A的范圍內(nèi)計算出能夠優(yōu)先 用于輔助液壓累15的動力(能量的量）。由此，將轉(zhuǎn)換成電能的損失抑制在最小限度，而進(jìn)行 高效的再生動作。

[0090] 將由最小值選擇運算部108計算出的目標(biāo)輔助動力信號108A和液壓累10的排出壓 的壓力信號140輸入到第1除法運算器109,由第1除法運算器109計算出目標(biāo)輔助流量信號 109A。

[0091] 將由第1除法運算器109計算出的目標(biāo)輔助流量信號109A和由第2輸出轉(zhuǎn)換部107 計算出的轉(zhuǎn)速指令信號209A輸入到第2除法運算器110,由第2除法運算器110計算出目標(biāo)容 量信號110A。目標(biāo)容量信號IlOA在第3輸出轉(zhuǎn)換部111中被轉(zhuǎn)換成例如傾轉(zhuǎn)角，并作為容量 指令信號215A輸出到調(diào)節(jié)器15A。

[0092] 由此，輔助液壓累15在不超過要求累動力信號105A的范圍內(nèi)進(jìn)行將盡可能多的流 量向液壓累10供給的控制。其結(jié)果為，能夠高效地利用回收動力。

[0093] 將由第1減法運算器103計算出的要求累流量信號103A、由第1除法運算器109計算 出的目標(biāo)輔助流量信號109A和來自最小流量信號指令部114的最小流量信號輸入到第2減 法運算器112,由第2減法運算器112計算出目標(biāo)累流量信號112A。目標(biāo)累流量信號112A在第 4輸出轉(zhuǎn)換部113中被轉(zhuǎn)換成例如傾轉(zhuǎn)角，并作為容量指令信號210A輸出到調(diào)節(jié)器10A。

[0094] 由此，液壓累10能夠與從輔助液壓累15供給的流量相應(yīng)地減少容量，因此能夠減 少液壓累10的輸出。另外，由于向控制閥5供給的液壓油的流量在沒有來自輔助液壓累15的 供給的情況下、和在有來自輔助液壓累15的供給的情況下不會變化，所W能夠確保與操作 裝置25的操作桿相應(yīng)的良好的操作性。

[0095] 根據(jù)上述的本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生裝置的第1實施方式，能夠W回 收的能量來直接驅(qū)動與再生用的液壓馬達(dá)13機(jī)械地連結(jié)的作為液壓累的輔助液壓累15,因 此不會產(chǎn)生暫時蓄存能量時的損失。其結(jié)果為，能夠減少能量轉(zhuǎn)換損失，因此能夠高效地利 用能量。

[0096] 另外，根據(jù)上述的本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生裝置的第1實施方式，W與 從輔助液壓累15供給的量相應(yīng)地減少液壓累10的容量的方式進(jìn)行控制，因此向控制閥5供 給的液壓油的流量不會發(fā)生變動。由此，能夠確保良好的操作性。

[0097] 實施例2

[0098] W下，使用附圖來說明本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生裝置的第2實施方式。 圖5是表示本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生裝置的第2實施方式的驅(qū)動控制系統(tǒng)的概 略圖，圖6是構(gòu)成本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生裝置的第2實施方式的控制器的框 圖。在圖5及圖6中，與圖I至圖4所示的附圖標(biāo)記相同的附圖標(biāo)記所示的部分是同一部分，因 此省略其詳細(xì)說明。

[0099] 圖5及圖6所示的本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生裝置的第2實施方式大致由 與第1實施方式相同的液壓源和作業(yè)機(jī)等構(gòu)成，但W下的結(jié)構(gòu)不同。在本實施方式中，在將 電磁切換閥8變?yōu)殡姶疟壤�閥60、將切換閥7變更成控制閥61的方面上、和在將液壓馬達(dá)13 替換成可變?nèi)萘啃鸵簤厚R達(dá)62、且設(shè)置了可改變馬達(dá)容量的馬達(dá)調(diào)節(jié)器62A的方面上不同。 馬達(dá)調(diào)節(jié)器62A根據(jù)來自控制器100的指令使可變?nèi)萘啃鸵簤厚R達(dá)62的容量變化。另外，控 制器100在設(shè)置了流量限制運算部130、動力限制運算部131、第3除法運算器133、第3函數(shù)發(fā) 生器134、第5輸出轉(zhuǎn)換部135、固定轉(zhuǎn)速指令部136、第4除法運算器137和第6輸出轉(zhuǎn)換部138 的方面上與第1實施方式不同。

[0100] 在本實施方式中，能夠通過控制閥61對來自動臂液壓缸3a的缸底側(cè)油室3al的返 回油進(jìn)行分流，并且使電動機(jī)14 W固定的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，來控制可變?nèi)萘啃鸵簤厚R達(dá)62的容量， 由此控制再生流量。由此，即使在將超過了電動機(jī)14的最大動力或液壓馬達(dá)62的最大回收 流量的能量/流量從動臂液壓缸3a排出的情況下，也能夠防止機(jī)器破損，并且能夠確保動臂 的操作性。在圖5中，說明與第1實施方式不同的部位。

[0101] 在缸底側(cè)油路32上代替切換閥7而設(shè)有控制閥61。控制閥61對來自動臂液壓缸3a 的缸底側(cè)油室3al的返回油中的經(jīng)由控制閥5向油箱12排出的流量進(jìn)行分流控制。

[0102] 控制閥61在一端側(cè)具有彈黃61b，在另一端側(cè)具有先導(dǎo)受壓部61a。控制閥61的滑 閥根據(jù)輸入到先導(dǎo)受壓部61a的先導(dǎo)液壓油的壓力來進(jìn)行移動，因此控制供液壓油通過的 開口面積，在先導(dǎo)液壓油的壓力為某固定值W上時完全關(guān)閉。由此，能夠控制來自動臂液壓 缸3a的缸底側(cè)油室3曰1的返回油中的經(jīng)由控制閥5向油箱12排出的流量。從先導(dǎo)液壓累11經(jīng) 由后述的電磁比例減壓閥60向先導(dǎo)受壓部61a供給先導(dǎo)液壓油。

[0103] 向本實施方式中的電磁比例減壓閥60的輸入端口輸入從先導(dǎo)液壓累11輸出的液 壓油。另一方面，向電磁比例減壓閥60的操作部輸入從控制器100輸出的指令信號。根據(jù)該 指令信號來調(diào)整電磁比例減壓閥60的滑閥位置，由此，適當(dāng)調(diào)整從先導(dǎo)液壓累11向控制閥 61的先導(dǎo)受壓部61a供給的先導(dǎo)液壓油的壓力。

[0104] 控制器IOOW成為在控制器內(nèi)部運算出的應(yīng)分流到控制閥61的目標(biāo)排出流量的方 式向電磁比例減壓閥60輸出控制指令，來調(diào)整控制閥61的開口面積。

[0105] 接下來，使用圖6來說明本實施方式的控制器100的控制概要。在圖6中說明與第1 實施方式不同的部位。

[0106] 在本實施方式中，將來自第3函數(shù)發(fā)生器134的目標(biāo)面積信號134A向第5輸出轉(zhuǎn)換 部135輸出，第5輸出轉(zhuǎn)換部135將輸入的目標(biāo)開口面積信號135A轉(zhuǎn)換成電磁比例減壓閥60 的控制指令并作為電磁閥指令信號260A向電磁比例減壓閥60輸出。由此，對控制閥61的開 度進(jìn)行控制，從而能夠控制來自動臂液壓缸3a的缸底側(cè)油室3曰1的返回油中的經(jīng)由控制閥5 向油箱12排出的流量。另外，將來自第4除法運算器137的目標(biāo)容量信號137A向第6輸出轉(zhuǎn)換 部138輸出，由第6輸出轉(zhuǎn)換部138將輸入的目標(biāo)容量信號137A轉(zhuǎn)換成例如傾轉(zhuǎn)角并作為容 量指令信號262A向調(diào)節(jié)器62A輸出。由此，控制可變?nèi)萘啃鸵簤厚R達(dá)62的容量。

[0107] 本實施方式中的控制器100省略了第1實施方式中的第1函數(shù)發(fā)生器101和第1輸出 轉(zhuǎn)換部106,除了剩余的運算器還具有流量限制運算部130、動力限制運算部131、第3除法運 算器133、第3函數(shù)發(fā)生器134、第5輸出轉(zhuǎn)換部135、固定轉(zhuǎn)速指令部136、第4除法運算器137 和第6輸出轉(zhuǎn)換部138。

[0108] 如圖6所示，流量限制運算部130輸入由第2函數(shù)發(fā)生器102計算出的最終目標(biāo)缸底 流量信號102A，并輸出通過可變?nèi)萘啃鸵簤豪?2的最大回收流量的上限進(jìn)行了限制的限制 流量信號130A。由于通常液壓馬達(dá)的最大流量是確定的，所W設(shè)定與機(jī)器的規(guī)格相匹配的 特性。將限制流量信號130A向第1乘法運算器104輸出。

[0109] 第1乘法運算器104輸入來自流量限制運算部130的限制流量信號130A和缸底側(cè)油 室3曰1的壓力信號144,將其乘積值作為回收動力信號104A計算出，并向動力限制運算部131 輸出。

[0110] 動力限制運算部131輸入由第1乘法運算器104計算出的回收動力信號104A，并輸 出通過電動機(jī)14的最大動力的上限進(jìn)行了限制的限制回收動力信號131A。關(guān)于電動機(jī)14， 由于通常其最大動力也是確定的，所W設(shè)定與機(jī)器的規(guī)格相匹配的特性。將限制回收動力 信號131A向第3除法運算器132和最小值選擇運算部108輸出。通過流量限制運算部130和動 力限制運算部131來施加限制，由此能夠防止機(jī)器破損。

[0111] 第3除法運算器132輸入來自動力限制運算部131的限制回收動力信號131A和缸底 側(cè)油室3al的壓力信號144,將使限制回收動力信號131A除W壓力信號144所得的值作為目 標(biāo)回收流量信號132A計算出，并向第3減法運算器133和第4除法運算器137輸出。

[0112] 第3減法運算器133輸入來自第2函數(shù)發(fā)生器102的最終目標(biāo)缸底流量信號102A和 來自第3除法運算器132的目標(biāo)回收流量信號132A，將其偏差作為應(yīng)分流到控制閥61的目標(biāo) 排出流量信號133A計算出，并向第3函數(shù)發(fā)生器134輸出。

[0113] 第3函數(shù)發(fā)生器134將由壓力傳感器44檢測出的動臂液壓缸3a的缸底側(cè)油室3曰1的 壓力作為壓力信號144輸入到一個輸入端，并將來自第3減法運算部133的應(yīng)分流到控制閥 61的目標(biāo)排出流量信號133A輸入到另一輸入端。根據(jù)運些輸入信號并基于孔口的公式來計 算出控制閥61的目標(biāo)開口面積，將目標(biāo)開口面積信號134A向第5輸出轉(zhuǎn)換部135輸出。

[0114] 在此，控制閥61的目標(biāo)開口面積A通過W下的算式（1)和(2)來計算出。若使目標(biāo)排 出流量為Qt、使流量系數(shù)為C、使動臂液壓缸3a的缸底側(cè)油室3al的壓力為化、使控制閥61的 開口面積為A、使油箱壓力為OMpa，則為

[011引由此，能夠根據(jù)算式(2)來計算出控制閥61的開口面積。

[0119] 第5輸出轉(zhuǎn)換部135將輸入的目標(biāo)開口面積信號134A轉(zhuǎn)換成電磁比例減壓閥60的 控制指令并作為電磁閥指令信號260A向電磁比例減壓閥60輸出。由此，控制控制閥61的開 度，從而控制應(yīng)分流到控制閥61的流量。

[0120] 固定轉(zhuǎn)速指令部136為了使電動機(jī)14W最大轉(zhuǎn)速的固定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動而將電動機(jī)的轉(zhuǎn) 速指令信號向第2輸出轉(zhuǎn)換部107輸出。第2輸出轉(zhuǎn)換部107將輸入的轉(zhuǎn)速指令信號轉(zhuǎn)換成目 標(biāo)電動機(jī)轉(zhuǎn)速并作為轉(zhuǎn)速指令信號209A向逆變器9A輸出。

[0121] 固定轉(zhuǎn)速指令部136也將電動機(jī)的轉(zhuǎn)速指令信號向第2除法運算器110的另一端和 第4除法運算器137的另一端輸出。

[0122] 第2除法運算器110輸入來自第1除法運算器109的目標(biāo)輔助流量信號109A和來自 固定轉(zhuǎn)速指令部136的電動機(jī)的轉(zhuǎn)速指令信號，將使目標(biāo)輔助流量信號109A除W電動機(jī)的 轉(zhuǎn)速指令信號所得的值作為輔助液壓累15的目標(biāo)容量信號IlOA計算出，并向第3輸出轉(zhuǎn)換 部111輸出。

[0123] 第4除法運算器137輸入來自第3除法運算器132的目標(biāo)回收流量信號132A和來自 固定轉(zhuǎn)速指令部136的電動機(jī)的轉(zhuǎn)速指令信號，將使目標(biāo)回收流量信號132A除W電動機(jī)的 轉(zhuǎn)速指令信號所得的值作為可變?nèi)萘啃鸵簤厚R達(dá)62的目標(biāo)容量信號137A計算出，并向第6 輸出轉(zhuǎn)換部138輸出。

[0124] 第6輸出轉(zhuǎn)換部138將輸入的目標(biāo)容量信號137A轉(zhuǎn)換成例如傾轉(zhuǎn)角并作為容量指 令信號262A向調(diào)節(jié)器62A輸出。由此，控制可變?nèi)萘啃鸵簤厚R達(dá)62的容量。

[0125] 接下來，使用圖5及圖6來說明基于上述的本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生裝 置的第2實施方式的控制邏輯進(jìn)行的動作。

[0126] 從圖6所示的第2函數(shù)發(fā)生器102輸出的最終目標(biāo)缸底流量信號102A通過流量限制 運算部130而被限制成可變?nèi)萘啃鸵簤厚R達(dá)62的最大流量的限制流量信號130A。由此，W避 免規(guī)格W上的流量向可變?nèi)萘啃鸵簤厚R達(dá)62流動的方式進(jìn)行限制，從而能夠防止可變?nèi)萘?型液壓馬達(dá)62破損。

[0127] 另外，將該被限制后的最終目標(biāo)缸底流量信號102A與缸底側(cè)油室3al的壓力信號 144 一起輸入到第1乘法運算器104,計算出回收動力信號104A。

[01%]計算出的回收動力信號104A通過動力限制運算部131被限制成W電動機(jī)14的最大 動力的上限進(jìn)行了限制的限制回收動力信號131A。由此，能夠防止過大的能量輸入到電動 機(jī)軸，從而避免機(jī)器破損或超速。

[0129] 將從動力限制運算部131輸出的限制回收動力信號131A與缸底側(cè)油室3al的壓力 信號144 一起輸入到第3除法運算器132,計算出目標(biāo)回收流量信號132A。

[0130] 而且，將目標(biāo)回收流量132A與最終目標(biāo)缸底流量信號102A-起輸入到第3減法運 算器133,計算出為了實現(xiàn)操作員所期望的動臂液壓缸速度而應(yīng)分流到控制閥61的目標(biāo)排 出流量信號133A。

[0131] 將目標(biāo)排出流量信號133A與缸底側(cè)油室3al的壓力信號144 一起輸入到第3函數(shù)發(fā) 生器134,計算出控制閥61的目標(biāo)開口面積。該目標(biāo)開口面積的信號經(jīng)由第5輸出轉(zhuǎn)換部135 作為電磁閥指令信號260A輸出到電磁閥60。

[0132] 由此，來自圖5所示的動臂液壓缸3a的排出油也分流到控制閥61，將可變?nèi)萘啃鸵?壓馬達(dá)62無法回收的流量流出，從而能夠確保操作員所期望的動臂液壓缸速度。

[0133] 返回到圖6,將從第3除法運算器132輸出的目標(biāo)回收流量信號132A與來自固定轉(zhuǎn) 速指令部136的電動機(jī)的轉(zhuǎn)速指令信號一起輸入到第4除法運算器137,計算出可變?nèi)萘啃?液壓馬達(dá)62的目標(biāo)容量。該目標(biāo)容量的信號經(jīng)由第6輸出轉(zhuǎn)換部138作為容量指令信號262A 向調(diào)節(jié)器62A輸出。

[0134] 由此，向可變?nèi)萘啃鸵簤厚R達(dá)62流入根據(jù)與旋轉(zhuǎn)軸連結(jié)的機(jī)器的規(guī)格進(jìn)行了流量 限制及動力限制而得的流量的工作油。其結(jié)果為，不會輸入過大的動力，因此能夠防止機(jī)器 破損、或發(fā)生超速。

[0135] 此外，在本實施方式中，W同時進(jìn)行回收動力的流量限制和動力的限制的情況為 例進(jìn)行了說明，但不必限于此，期望與機(jī)器的規(guī)格相匹配地進(jìn)行適當(dāng)選擇并設(shè)計。例如，若 電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩足夠而不需要進(jìn)行動力限制，則也可W制作僅進(jìn)行流量限制的控制邏輯。

[0136] 根據(jù)上述的本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生裝置的第2實施方式，能夠得到 與第1實施方式相同的效果。

[0137] 另外，根據(jù)上述的本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生裝置的第2實施方式，向再 生用的可變?nèi)萘啃鸵簤厚R達(dá)62流入與機(jī)器的規(guī)格相應(yīng)的進(jìn)行了流量限制及動力限制而得 的流量的工作油，因此不會輸入過大的動力。其結(jié)果為，能夠防止機(jī)器破損、或產(chǎn)生超速，可 靠性提高。

[013引實施例3

[0139] W下使用附圖來說明本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生裝置的第3實施方式。 圖7是構(gòu)成本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生裝置的第3實施方式的控制器的框圖，圖8 是說明構(gòu)成本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生裝置的第3實施方式的控制器的可變動力 限制運算部的內(nèi)容的特性圖。在圖7及圖8中，與圖1至圖6所示的附圖標(biāo)記相同的附圖標(biāo)記 所示的部分是同一部分，因此省略其詳細(xì)說明。

[0140] 圖7及圖8所示的本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生裝置的第3實施方式由與第 2實施方式相同的液壓源和作業(yè)機(jī)等構(gòu)成，但控制邏輯的結(jié)構(gòu)不同。在本實施方式中，在代 替第2實施方式的動力限制運算部131而設(shè)置可變動力限制運算部140的方面上與第2實施 方式不同。在第2實施方式中，僅通過電動機(jī)14的最大動力來限制工作油向可變?nèi)萘啃鸵簤?馬達(dá)62流入的流量等，但在本實施方式中，通過電動機(jī)14的最大動力和輔助液壓累15的要 求累動力的合計來施加限制。由此，動力限制的上限提高，因此能夠進(jìn)一步增加回收的能 量，油耗降低效果提高。

[0141] 如圖7所示，可變動力限制運算部140輸入由第1乘法運算器104計算出的回收動力 信號104A、和由第2乘法運算器105計算出的要求累動力信號105A，并輸出與電動機(jī)14的最 大動力的上限和輔助液壓累15的要求動力相應(yīng)的帶限制的回收動力信號140A。將帶限制的 回收動力信號140A向第3除法運算器132和最小值選擇運算部108輸出。

[0142] 使用圖8來說明可變動力限制運算部140的運算詳情。在圖8中，橫軸表示由第1乘 法運算器104計算出的作為回收動力信號104A的目標(biāo)回收動力，縱軸表示由可變動力限制 運算部140計算出的帶限制的回收動力。在圖8中，實線的特性線xW電動機(jī)14的最大動力來 規(guī)定與橫軸平行的上限限制線。此時，從第2乘法運算器105輸入的要求累動力信號105A為 0。

[0143] 在輸入到可變動力限制運算部140的要求累動力信號105A從0增加的情況下，特性 線X的上限限制線與該增加的量相應(yīng)地沿y方向向上方移動。換言之，可變動力限制運算部 140與要求累動力的輸入的量相應(yīng)地使帶限制的回收動力的上限增加。

[0144] 由此，目標(biāo)回收動力的上限提高，回收動力增加，油耗降低效果提高，并且即使超 過了電動機(jī)14的動力的能量被輸入到可變?nèi)萘啃鸵簤厚R達(dá)62,也會通過輔助液壓累15來使 用，由此能夠防止超過規(guī)格的動力進(jìn)入電動機(jī)14。

[0145] 根據(jù)上述的本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生裝置的第3實施方式，能夠得到 與第1實施方式相同的效果。

[0146] 另外，根據(jù)上述的本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生裝置的第3實施方式，目標(biāo) 回收動力的上限提高，回收動力增加，油耗降低效果提高。其結(jié)果為，能夠防止機(jī)器破損、或 發(fā)生超速，可靠性提高。

[0147] 實施例4

[0148] W下，使用附圖來說明本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生裝置的第4實施方式。 圖9是表示本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生裝置的第4實施方式的驅(qū)動控制系統(tǒng)的概 略圖，圖10是構(gòu)成本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生裝置的第4實施方式的控制器的框 圖。在圖9及圖10中，與圖1至圖8所示的附圖標(biāo)記相同的附圖標(biāo)記所示的部分是同一部分， 因此省略其詳細(xì)說明。

[0149] 圖9及圖10所示的本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生裝置的第4實施方式大致 由與第1實施方式相同的液壓源和作業(yè)機(jī)等構(gòu)成，但W下的結(jié)構(gòu)不同。在本實施方式中，在 W下方面上不同：向液壓累10的油路30供給的輔助液壓累15的液壓油的流量控制不是通過 輔助液壓累15的容量控制來進(jìn)行，而是通過調(diào)整設(shè)在與輔助油路31連結(jié)的作為排出回路的 排出油路34上的放泄閥16的開口面積來進(jìn)行。因此，在通過固定容量型液壓累來構(gòu)成輔助 液壓累15的方面上不同。另外，控制器100在設(shè)置了第4函數(shù)發(fā)生器122、第4減法運算器123、 開口面積運算部124和第7輸出轉(zhuǎn)換部125的方面上與第1實施方式不同。

[0150] 在圖9中，說明與第1實施方式不同的部位。

[0151] 在輔助油路31中的輔助液壓累15與單向閥6之間的部位上連結(jié)有與油箱12連通的 排出油路34。在排出油路34上設(shè)有控制從輔助油路31向油箱12排出的油的流量的放泄閥 16。

[0152] 放泄閥16在一端側(cè)具有彈黃16b，在另一端側(cè)具有先導(dǎo)受壓部16a。放泄閥16的滑 閥根據(jù)輸入到先導(dǎo)受壓部16a的先導(dǎo)液壓油的壓力進(jìn)行移動，因此控制供液壓油通過的開 口面積，在先導(dǎo)液壓油的壓力為某固定值W上時完全關(guān)閉。由此，能夠控制從輔助油路31向 油箱12排出的在排出油路34中流動的油的流量。從先導(dǎo)液壓累11經(jīng)由后述的電磁比例減壓 閥17向先導(dǎo)雙壓部16a供給先導(dǎo)液壓油。

[0153] 向本實施方式中的電磁比例減壓閥17的輸入端口輸入從先導(dǎo)液壓累11輸出的液 壓油。另一方面，向電磁比例減壓閥17的操作部輸入從控制器100輸出的指令信號。根據(jù)該 指令信號來調(diào)整電磁比例減壓閥17的滑閥位置，由此，適當(dāng)調(diào)整從先導(dǎo)液壓累11向放泄閥 16的先導(dǎo)受壓部16a供給的先導(dǎo)液壓油的壓力。

[0154] 控制器100為了使輔助液壓累15的排出流量成為在控制器內(nèi)部運算出的目標(biāo)輔助 流量，而W使輔助液壓累15的排出流量與目標(biāo)輔助流量的差量經(jīng)由放泄閥16向油箱12流動 的方式，向電磁比例減壓閥17輸出控制指令，來調(diào)整放泄閥16的開口面積。

[0155] 接下來，說明上述的本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生裝置的第4實施方式的 動作概要。在W規(guī)定值W下對操作裝置4的操作桿向動臂下降方向進(jìn)行了操作的情況下的 動作與第1實施方式相同，因此省略說明。

[0156] 當(dāng)操作員W規(guī)定值W上對操作裝置4的操作桿向動臂下降方向進(jìn)行操作時，控制 器100向電磁切換閥8輸出切換指令，向逆變器9A輸出轉(zhuǎn)速指令，向控制放泄閥16的電磁比 例閥17輸出控制指令，向液壓累10的調(diào)節(jié)器1OA輸出容量指令。

[0157] 其結(jié)果為，切換閥7切換到切斷位置，來自動臂液壓缸3a的缸底側(cè)油室3al的返回 油向控制閥5的油路被切斷，因此向再生回路33流動，驅(qū)動液壓馬達(dá)13,然后向油箱12排出。

[0158] 輔助液壓累15通過液壓馬達(dá)13的驅(qū)動力而旋轉(zhuǎn)。輔助液壓累15排出的液壓油經(jīng)由 輔助油路31和單向閥6與液壓累10排出的液壓油合流，W輔助液壓累10的動力的方式進(jìn)行 動作。

[0159] 控制器100向電磁比例減壓閥17輸出控制指令，來控制放泄閥16的開口面積，由此 調(diào)整與液壓累10合流的來自輔助液壓累15的液壓油流量。由此，將向液壓累10的合流流量 控制成所期望的流量。另外，控制器IOOW與從輔助液壓累15供給的液壓油的流量相應(yīng)地減 少液壓累10的容量的方式向調(diào)節(jié)器IOA輸出容量指令。

[0160] 輸入到液壓馬達(dá)13的液壓能量中的沒有完全被輔助液壓累15消耗的剩余能量通 過驅(qū)動電動機(jī)14發(fā)電來消耗。電動機(jī)14發(fā)電所得的電能被蓄存到蓄電裝置9C中。

[0161] 在本實施方式中，從動臂液壓缸3a排出的液壓油的能量通過液壓馬達(dá)13來回收， 并作為輔助液壓累15的驅(qū)動力來輔助液壓累10的動力。另外，多余的動力經(jīng)由電動機(jī)14蓄 存到蓄電裝置9C中。由此，實現(xiàn)了能量的有效利用和油耗的降低。另外，由于是通過放泄閥 16的開口面積的調(diào)整來進(jìn)行合流流量的調(diào)整，所W輔助液壓累15可W是固定容量型液壓 累。其結(jié)果為，動力再生裝置70的結(jié)構(gòu)變簡單。

[0162] 接下來，使用圖10來說明本實施方式中的控制器100的控制概要。在圖10中，說明 與第1實施方式不同的部位。

[0163] 在第1實施方式中，將使目標(biāo)輔助流量信號109A除W最終目標(biāo)缸底流量信號102A 所計算出的目標(biāo)容量信號1IOA從第3輸出轉(zhuǎn)換部111向調(diào)節(jié)器15A輸出，但在本實施方式中， 將來自開口面積運算部124的目標(biāo)開口面積信號124A向第7輸出轉(zhuǎn)換部125輸出，第7輸出轉(zhuǎn) 換部125將輸入的目標(biāo)開口面積信號124A轉(zhuǎn)換成電磁比例減壓閥17的控制指令并作為電磁 閥指令217向電磁比例減壓閥17輸出。由此，控制放泄閥16的開度，從而控制向油箱12側(cè)排 出的輔助液壓累15的流量。其結(jié)果為，將從輔助液壓累15排出的液壓油向液壓累10的合流 流量控制成所期望的流量。

[0164] 本實施方式中的控制器100省略了第1實施方式中的第2除法運算器110和第3輸出 轉(zhuǎn)換部111，除了剩余的運算器，還具有第4函數(shù)發(fā)生器122、第4減法運算器123、開口面積運 算部124和第7輸出轉(zhuǎn)換部125。

[0165] 如圖10所示，第4函數(shù)發(fā)生器122輸入由第2函數(shù)發(fā)生器102計算出的最終目標(biāo)缸底 流量信號102A，并基于最終缸底流量信號102A計算出輔助液壓累15的排出流量信號122A。 將排出流量信號122A向第4減法運算器123輸出。

[0166] 第4減法運算器123輸入來自第4函數(shù)發(fā)生器122的輔助液壓累15的排出流量信號 122A、和來自第1除法運算器109的目標(biāo)輔助流量信號109A，將其偏差作為目標(biāo)放泄流量信 號123A計算出，并向開口面積運算部123的一個輸入端輸出。

[0167] 開口面積運算部124將來自第4減法運算器123的目標(biāo)放泄流量信號123A輸入到一 個輸入端，將壓力傳感器40檢測出的液壓累10的排出壓作為壓力信號140輸入到另一輸入 端。根據(jù)運些輸入信號并基于孔口的公式來計算出放泄閥16的目標(biāo)開口面積，將目標(biāo)開口 面積信號124A向第7輸出轉(zhuǎn)換部125輸出。

[0168] 在此，放泄閥1 6的目標(biāo)開口面積A 0通過W下的算式（3 )來計算出。 R26; R26; R26; R26; (3)

[0169] 在此，Qo是目標(biāo)放泄流量，Pp是液壓累壓力，C是流量系數(shù)。

[0170] 第7輸出轉(zhuǎn)換部125將輸入的目標(biāo)開口面積信號124A轉(zhuǎn)換成電磁比例減壓閥17的 控制指令并作為電磁閥指令217向電磁比例減壓閥17輸出。由此，控制放泄閥16的開度，從 而控制向油箱12側(cè)排出的輔助液壓累15的流量。

[0171] 接下來，使用圖9及圖10來說明基于上述的本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生 裝置的第4實施方式的控制邏輯進(jìn)行的動作。說明與添加到第1實施方式中的運算器相關(guān)的 部分。

[0172] 在控制器100中，將由第2函數(shù)發(fā)生器102計算出的最終目標(biāo)缸底流量信號102A輸 入到第4函數(shù)發(fā)生器122,由第4函數(shù)發(fā)生器122計算出輔助液壓累15的排出流量信號122A。

[0173] 將由第4函數(shù)發(fā)生器122計算出的排出流量信號122A和由第1除法運算器109計算 出的目標(biāo)輔助流量信號109A輸入到第4減法運算器123,由第4減法運算器123計算出目標(biāo)放 泄流量信號123A。將目標(biāo)放泄流量信號123A輸入到開口面積運算部124。

[0174] 在開口面積運算部124中，根據(jù)輸入的目標(biāo)放泄流量信號123A和液壓累10的壓力 信號140來計算出放泄閥16的開口面積信號124A，并向第7輸出轉(zhuǎn)換部125輸出。

[0175] 第7輸出轉(zhuǎn)換部125W放泄閥16的開口面積成為計算出的開口面積的方式向電磁 比例減壓閥17輸出控制指令。由此，將從輔助液壓累15排出的液壓油的剩余流量經(jīng)由放泄 閥16向油箱12排出。其結(jié)果為，將液壓累10的液壓油與輔助液壓累15的液壓油的合流流量 調(diào)整為所期望的流量。

[0176] 根據(jù)上述的本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生裝置的第4實施方式，能夠得到 與第1實施方式相同的效果。

[0177] 另外，根據(jù)上述的本發(fā)明的作業(yè)機(jī)械的液壓油能量再生裝置的第4實施方式，通過 放泄閥16的開口面積的調(diào)整來進(jìn)行來自輔助液壓累10的動力的輔助液壓累15的液壓油的 流量調(diào)整。由此，動力再生裝置70的結(jié)構(gòu)變簡單，而能夠?qū)崿F(xiàn)降低生產(chǎn)成本和提高維護(hù)性。 [017引此外，本發(fā)明并不限定于上述的實施例，還包含各種各樣的變形例。例如，上述的 實施例為了易于理解地說明本發(fā)明而詳細(xì)地進(jìn)行了說明，并不一定限定于具有所說明的全 部結(jié)構(gòu)。