混合動力式工程機(jī)械的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及作為旋轉(zhuǎn)體的驅(qū)動源而具有液壓馬達(dá)和電動馬達(dá)雙方的混合動力式工程機(jī)械。
【背景技術(shù)】
[0002]在具有由發(fā)動機(jī)驅(qū)動的液壓栗、由來自該液壓栗的工作油驅(qū)動的液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)體的工程機(jī)械(例如，液壓挖掘機(jī))中，存在通過電動馬達(dá)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)體的驅(qū)動和制動、并將旋轉(zhuǎn)制動時的旋轉(zhuǎn)體的動能再生為電能的混合動力式工程機(jī)械。在該工程機(jī)械中，利用旋轉(zhuǎn)制動時得到的再生電力并通過電動馬達(dá)來驅(qū)動旋轉(zhuǎn)體，由此，降低液壓栗動力(即發(fā)動機(jī)載荷)，謀求基于發(fā)動機(jī)的燃料消耗量的削減而實現(xiàn)的節(jié)能化。
[0003]在這種混合動力式工程機(jī)械中，存在作為用于使旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)(旋轉(zhuǎn)馬達(dá))而搭載有液壓馬達(dá)(液壓旋轉(zhuǎn)馬達(dá))和電動馬達(dá)(電動旋轉(zhuǎn)馬達(dá))雙方的(液壓電動復(fù)合旋轉(zhuǎn))工程機(jī)械(例如，專利文獻(xiàn)1)。在該混合動力式工程機(jī)械的液壓系統(tǒng)中，與搭載于以往型工程機(jī)械的液壓系統(tǒng)相同，為通過從同一液壓栗排出的液壓油來驅(qū)動液壓旋轉(zhuǎn)馬達(dá)和其他液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)(液壓缸)的回路結(jié)構(gòu)。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開2011-241653號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]在像上述那樣液壓旋轉(zhuǎn)馬達(dá)和其他液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)從同一液壓栗接受液壓油供給的液壓系統(tǒng)的情況下，在由操作員同時操作該液壓旋轉(zhuǎn)馬達(dá)和該其他液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)時，在載荷相對小(載荷壓低)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)中流入有更多的工作油。因此，在液壓旋轉(zhuǎn)馬達(dá)的載荷相對小的情況下，更多的工作油流入到液壓旋轉(zhuǎn)馬達(dá)中而旋轉(zhuǎn)體加速，存在操作員的操作感降低的傾向。尤其在像上述那樣通過液壓旋轉(zhuǎn)馬達(dá)和電動旋轉(zhuǎn)馬達(dá)雙方來驅(qū)動旋轉(zhuǎn)體的液壓系統(tǒng)的情況下，由于基于電動旋轉(zhuǎn)馬達(dá)的驅(qū)動輔助而使液壓旋轉(zhuǎn)馬達(dá)的載荷小于以往型工程機(jī)械，所以更多的工作油流入到液壓旋轉(zhuǎn)馬達(dá)中的上述傾向變得顯著。
[0008]作為像上述那樣液壓旋轉(zhuǎn)馬達(dá)和其他液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)從同一液壓栗接受工作油供給的液壓系統(tǒng)，通常作為該其他液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)而配置了液壓挖掘機(jī)中的動臂液壓缸。在這樣的液壓系統(tǒng)的情況下，在旋轉(zhuǎn)操作中執(zhí)行動臂抬升操作(旋轉(zhuǎn)動臂抬升操作)時，與液壓旋轉(zhuǎn)馬達(dá)相比相對大的載荷作用于動臂液壓缸，由此導(dǎo)致液壓栗壓上升，高壓的工作油流入(被壓入)到載荷輕的液壓旋轉(zhuǎn)馬達(dá)而使旋轉(zhuǎn)體加速。例如，在一邊以低速旋轉(zhuǎn)一邊使懸吊荷物準(zhǔn)確地移動到規(guī)定目標(biāo)位置的荷物懸吊作業(yè)中，在為了于低速旋轉(zhuǎn)中將懸吊荷物抬升而進(jìn)行動臂抬升操作的情況下，在動臂抬升操作開始時，旋轉(zhuǎn)體違背操作員的意圖而加速，導(dǎo)致操作員難以使懸吊荷物準(zhǔn)確停止在該目標(biāo)位置。
[0009]本發(fā)明的目的在于，在作為旋轉(zhuǎn)體的驅(qū)動源而具有液壓馬達(dá)和電動馬達(dá)雙方的混合動力式工程機(jī)械中，能夠良好地保持旋轉(zhuǎn)復(fù)合動作時的操作員的操作感。
[0010](1)為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明為一種混合動力式工程機(jī)械，具有:旋轉(zhuǎn)體；液壓栗；液壓旋轉(zhuǎn)馬達(dá)，其通過來自上述液壓栗的工作油來驅(qū)動上述旋轉(zhuǎn)體；電動旋轉(zhuǎn)馬達(dá)，其與上述液壓旋轉(zhuǎn)馬達(dá)一起驅(qū)動上述旋轉(zhuǎn)體；和液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其存在與上述旋轉(zhuǎn)體同時動作的情況，且通過來自上述液壓栗的工作油而驅(qū)動，其中，還具有:入口節(jié)流控制用的方向控制閥，其控制從上述液壓栗向上述液壓旋轉(zhuǎn)馬達(dá)供給的液壓油的流動；出口節(jié)流控制用的方向控制閥，其控制來自上述液壓旋轉(zhuǎn)馬達(dá)的返回油的流動；和限制裝置，其限制上述入口節(jié)流控制用的方向控制閥的動作，在上述液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)與上述旋轉(zhuǎn)體同時動作時，通過上述限制裝置使上述入口節(jié)流控制用的方向控制閥無法動作，而使上述旋轉(zhuǎn)體僅由上述電動旋轉(zhuǎn)馬達(dá)驅(qū)動。
[0011]在這樣構(gòu)成的本發(fā)明中，能夠良好地保持旋轉(zhuǎn)復(fù)合操作時的操作員的操作感。
[0012](2)上述(1)中，優(yōu)選的是，上述入口節(jié)流控制用的方向控制閥是配置在構(gòu)成將上述液壓栗與油箱連接的油路的一部分的中間旁通油路上、且具有控制從上述液壓栗向油箱返回的液壓油的流量的功能的方向控制閥，上述出口節(jié)流控制用的方向控制閥是配置在上述中間旁通油路以外的油路上的方向控制閥。
[0013](3)上述(2)中，優(yōu)選的是，上述入口節(jié)流控制用的方向控制閥是配置在構(gòu)成將上述液壓栗與油箱連接的油路的一部分的中間旁通油路上、且具有控制從上述液壓栗向油箱返回的液壓油的流量的功能的方向控制閥，上述出口節(jié)流控制用的方向控制閥是配置在上述中間旁通油路上、但不具有控制從上述液壓栗向油箱返回的液壓油的流量的功能的方向控制閥。
[0014](4)上述⑵或(3)中，優(yōu)選的是，上述入口節(jié)流控制用的方向控制閥及上述出口節(jié)流控制用的方向控制閥是通過相同的操作先導(dǎo)壓而切換的方向控制閥，上述限制裝置具有在上述液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)與上述旋轉(zhuǎn)體同時動作時，切斷向上述開口節(jié)流控制用的方向控制閥導(dǎo)入的操作先導(dǎo)壓的閥裝置。
[0015]發(fā)明效果
[0016]根據(jù)本發(fā)明，在作為旋轉(zhuǎn)體的驅(qū)動源而具有液壓馬達(dá)和電動馬達(dá)雙方的混合動力式工程機(jī)械中，能夠良好地保持旋轉(zhuǎn)復(fù)合動作時的操作員的操作感。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明的實施方式的混合動力式液壓挖掘機(jī)的側(cè)視圖。
[0018]圖2是第1實施方式的液壓系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)圖。
[0019]圖3是本發(fā)明的實施方式的電磁減壓閥及逆變器裝置的控制框圖。
[0020]圖4是本發(fā)明的實施方式的電磁減壓閥的控制流程圖。
[0021]圖5是本發(fā)明的實施方式的逆變器裝置的控制流程圖。
[0022]圖6是以往型液壓系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)圖。
[0023]圖7是第2實施方式的液壓系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)圖。
[0024]圖8是第3實施方式的液壓系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)圖。
[0025]附圖標(biāo)記說明
[0026]1液壓栗；2旋轉(zhuǎn)用的方向控制閥；3液壓旋轉(zhuǎn)馬達(dá)；4油箱；5、6溢流閥；7、8補(bǔ)給閥；9先導(dǎo)液壓源；10旋轉(zhuǎn)操作裝置；10a操作桿；11壓力傳感器(右轉(zhuǎn)先導(dǎo)壓傳感器)；12壓力傳感器(左轉(zhuǎn)先導(dǎo)壓傳感器)；13控制器；14電動旋轉(zhuǎn)馬達(dá)；15動臂用的方向控制閥；16動臂液壓缸；19動臂操作裝置；19a操作桿；20壓力傳感器(動臂抬升先導(dǎo)壓傳感器);22、23、25單向閥；24溢流閥；28、33旋轉(zhuǎn)用的第1方向控制閥;28a、28b受壓部;29a、29b受壓部；32a、32b受壓部；33a、33b受壓部；34a、34b受壓部；29、32、34旋轉(zhuǎn)用的第2方向控制閥;30、31電磁減壓閥；40下部行駛體；41a、41b履帶；45a、45b履帶架;46、47行駛用液壓馬達(dá)；50上部旋轉(zhuǎn)體；51發(fā)動機(jī)；52輔助發(fā)電馬達(dá)；54蓄電裝置；58旋轉(zhuǎn)架；59減速機(jī)構(gòu)；60前作業(yè)裝置；61動臂；62斗桿；63斗桿液壓缸；65鏟斗；66鏟斗液壓缸；71液壓油供給油路；72中間旁通油路；73入口節(jié)流式油路；74L、74R執(zhí)行機(jī)構(gòu)油路；75液壓油排出油路；81LU81R1先導(dǎo)油路;81L2、81R2先導(dǎo)油路;82L、82R、83U、83D先導(dǎo)油路；103逆變器裝置
【具體實施方式】
[0027]以下，作為工程機(jī)械以液壓挖掘機(jī)為例，使用【附圖說明】本發(fā)明的各實施方式。此夕卜，本發(fā)明能夠普遍適用于包括上部旋轉(zhuǎn)體和作為該上部旋轉(zhuǎn)體的驅(qū)動源而具有液壓旋轉(zhuǎn)馬達(dá)及電動旋轉(zhuǎn)馬達(dá)雙方的工程機(jī)械，本發(fā)明的適用對象不限定于以下說明中使用的履帶式的液壓挖掘機(jī)。例如，也能夠適用于輪式的液壓挖掘機(jī)和起重機(jī)等其他工程機(jī)械。
[0028]《第1實施方式》
[0029]?結(jié)構(gòu)?
[0030]圖1是本發(fā)明的實施方式的混合動力式液壓挖掘機(jī)的側(cè)視圖。該圖所示的混合動力式液壓挖掘機(jī)具有下部行駛體40、上部旋轉(zhuǎn)體50和前作業(yè)裝置60。
[0031]下部行駛體40具有一對履帶41a、41b及履帶架45a、45b (僅圖示出一側(cè))、獨(dú)立地驅(qū)動控制各履帶41a、41b的一對行駛用液壓馬達(dá)46、47及其減速機(jī)構(gòu)(未圖示)。
[0032]上部旋轉(zhuǎn)體50具有作為原動機(jī)的發(fā)動機(jī)51、輔助發(fā)電馬達(dá)52、液壓栗1、液壓旋轉(zhuǎn)馬達(dá)3、電動旋轉(zhuǎn)馬達(dá)14、蓄電裝置54、減速機(jī)構(gòu)59、和搭載這些裝置的旋轉(zhuǎn)架58。
[0033]輔助發(fā)電馬達(dá)52與發(fā)動機(jī)51機(jī)械連結(jié)，在蓄電裝置54中殘存有電力的情況下對發(fā)動機(jī)51進(jìn)行輔助，在沒有殘存電力的情況下由發(fā)動機(jī)51驅(qū)動而進(jìn)行發(fā)電。液壓栗1與發(fā)動機(jī)51機(jī)械連結(jié)，汲取油箱(未圖示)內(nèi)的工作油而向各液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)供給工作油。
[0034]液壓旋轉(zhuǎn)馬達(dá)3及電動旋轉(zhuǎn)馬達(dá)14均為上部旋轉(zhuǎn)體50的驅(qū)動源，經(jīng)由減速機(jī)構(gòu)59對上部旋轉(zhuǎn)體50進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。液壓旋轉(zhuǎn)馬達(dá)3通過來自液壓栗1的工作油對上部旋轉(zhuǎn)體50進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。電動旋轉(zhuǎn)馬達(dá)14通過來自蓄電裝置54或輔助發(fā)電馬達(dá)52的電力對上部旋轉(zhuǎn)體50進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。關(guān)于作為上部旋轉(zhuǎn)體50的驅(qū)動源如