液壓控制裝置及液壓控制方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種液壓控制裝置及液壓控制方法，在液壓驅(qū)動(dòng)器經(jīng)由中位封閉型方向切換閥連接于液壓泵并且在方向切換閥與液壓泵之間設(shè)置有與油箱相連的卸荷閥的施工機(jī)械中，所述液壓控制裝置對(duì)液壓泵進(jìn)行控制，其具備：卸荷閥控制機(jī)構(gòu)；指令值計(jì)算機(jī)構(gòu)，在方向切換閥的向液壓驅(qū)動(dòng)器的流路被打開(kāi)的狀況下，根據(jù)用于改變方向切換閥的位置的操作部件的操作量和液壓泵的吐出壓，計(jì)算假想負(fù)控系統(tǒng)時(shí)的假想負(fù)控壓，并根據(jù)假想負(fù)控壓來(lái)計(jì)算對(duì)液壓泵的控制指令值；以及校正機(jī)構(gòu)，在方向切換閥的向液壓驅(qū)動(dòng)器的流路被關(guān)閉的狀況下，校正指令值或在該控制指令值的計(jì)算中使用的任意參數(shù)，以使液壓泵的吐出流量成為規(guī)定流量。
【專(zhuān)利說(shuō)明】液壓控制裝置及液壓控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在液壓驅(qū)動(dòng)器經(jīng)由中位封閉型方向切換閥連接于液壓泵并且在方向切換閥與液壓泵之間設(shè)置有與油箱相連的卸荷閥的施工機(jī)械中，對(duì)液壓泵進(jìn)行控制的液壓控制裝置及液壓控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]一直以來(lái)，已知有代替一般的泄放控制來(lái)進(jìn)行的可變?nèi)萘勘玫目刂品椒?，所述一般的泄放控制中，通過(guò)按照控制閥的操作量改變泄放流量來(lái)控制液壓驅(qū)動(dòng)器的速度，所述可變?nèi)萘勘玫目刂品椒ㄖ校褂弥形环忾]型控制閥，另一方面，對(duì)控制閥設(shè)定假想的泄放開(kāi)口，并按照操作量改變?cè)摷傧胄狗砰_(kāi)口的面積(假想泄放開(kāi)口面積)(例如，參考專(zhuān)利文獻(xiàn)I)。該控制方法中，利用假想泄放開(kāi)口面積和基于其的假想泄放量來(lái)計(jì)算所需的泵吐出壓力，并執(zhí)行泵控制以實(shí)現(xiàn)該泵吐出壓力。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0005]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)平10-47306號(hào)公報(bào)
[0006]發(fā)明的概要
[0007]發(fā)明要解決的技術(shù)課題
[0008]然而，上述的專(zhuān)利文獻(xiàn)I所述的技術(shù)中，僅僅是設(shè)定假想的泄放開(kāi)口，而沒(méi)有假想負(fù)控節(jié)流器，因此不能假想地再現(xiàn)負(fù)控系統(tǒng)。眾所周知，負(fù)控系統(tǒng)在負(fù)荷較高的情況下液壓驅(qū)動(dòng)器的速度成為低速，而在負(fù)荷較低的情況下液壓驅(qū)動(dòng)器的速度成為高速，在這一點(diǎn)上符合人的慣性。
[0009]另一方面，當(dāng)使用中位封閉型方向切換閥來(lái)假想地再現(xiàn)負(fù)控系統(tǒng)時(shí)、當(dāng)方向切換閥的向液壓驅(qū)動(dòng)器的流路被關(guān)閉時(shí)，為了將來(lái)自液壓泵的多余的流量排出到油箱，需要在方向切換閥的前段設(shè)置卸荷閥。然而，在用這種卸荷閥排出剩余流量期間，幾乎沒(méi)有節(jié)流而液壓泵的吐出壓接近零。此時(shí)，若要根據(jù)這種液壓泵的吐出壓假想地再現(xiàn)負(fù)控系統(tǒng)，則會(huì)生成使液壓泵的吐出流量増大的指令值(例如，指示最大流量的指令值)，從而產(chǎn)生白白損耗掉能源的不良情況。
[0010]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種在使用中位封閉型方向切換閥假想地再現(xiàn)負(fù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)中，能夠?qū)⑿逗砷y打開(kāi)時(shí)的液壓泵的吐出流量維持成為適當(dāng)流量的液壓控制裝置及液壓控制方法。
[0011]用于解決技術(shù)課題的手段
[0012]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一方面提供一種液壓控制裝置，在液壓驅(qū)動(dòng)器經(jīng)由中位封閉型方向切換閥連接于液壓泵并且在所述方向切換閥與所述液壓泵之間設(shè)置有與油箱相連的卸荷閥的施工機(jī)械中，所述液壓控制裝置對(duì)所述液壓泵進(jìn)行控制，其具備:
[0013]卸荷閥控制機(jī)構(gòu)，對(duì)所述卸荷閥進(jìn)行控制，以使在所述方向切換閥的向所述液壓驅(qū)動(dòng)器的流路被打開(kāi)的狀況下，截?cái)嗨鲆簤罕门c所述油箱之間的連通，并且，在所述方向切換閥的向所述液壓驅(qū)動(dòng)器的流路被關(guān)閉的狀況下，確立所述液壓泵與所述油箱之間的連通；
[0014]指令值計(jì)算機(jī)構(gòu)，在所述方向切換閥的向所述液壓驅(qū)動(dòng)器的流路被打開(kāi)的狀況下，根據(jù)用于改變所述方向切換閥的位置的操作部件的操作量和所述液壓泵的吐出壓，計(jì)算假想負(fù)控系統(tǒng)時(shí)的假想負(fù)控壓，并根據(jù)所述假想負(fù)控壓來(lái)計(jì)算對(duì)所述液壓泵的控制指令值；以及
[0015]校正機(jī)構(gòu)，在所述方向切換閥的向所述液壓驅(qū)動(dòng)器的流路被關(guān)閉的狀況下，校正所述控制指令值或在該控制指令值的計(jì)算中使用的任意參數(shù)，以使所述液壓泵的吐出流量成為規(guī)定流量。
[0016]發(fā)明效果
[0017]根據(jù)本發(fā)明，在使用中位封閉型方向切換閥來(lái)假想地再現(xiàn)負(fù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)中，能夠?qū)⑿逗砷y打開(kāi)時(shí)的液壓泵的吐出流量維持成為適當(dāng)流量。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是表示本發(fā)明所涉及的施工機(jī)械I的結(jié)構(gòu)例的圖。
[0019]圖2是表不基于本發(fā)明的一實(shí)施例的液壓控制系統(tǒng)60的回路圖。
[0020]圖3是中位全開(kāi)型(負(fù)控)系統(tǒng)中使用的方向切換閥的概要圖。
[0021]圖4是在通過(guò)本實(shí)施例的控制器10實(shí)現(xiàn)的假想泄放系統(tǒng)中再現(xiàn)的負(fù)控系統(tǒng)的塊圖。
[0022]圖5是表示假想方向切換閥及方向切換閥的特性的一例的圖。
[0023]圖6是通過(guò)本實(shí)施例的控制器10實(shí)現(xiàn)的假想泄放系統(tǒng)的控制塊圖的基礎(chǔ)部分。
[0024]圖7是表示假想泄放系統(tǒng)中再現(xiàn)的負(fù)控系統(tǒng)的一例的概要的圖。
[0025]圖8是表不假想負(fù)控壓-流量表及開(kāi)口面積-流量表的各一例的圖。
[0026]圖9是通過(guò)本實(shí)施例的控制器10實(shí)現(xiàn)的假想泄放系統(tǒng)的控制塊圖的追加部分。
[0027]圖10是表示本實(shí)施例的通過(guò)液壓控制系統(tǒng)60實(shí)現(xiàn)的主要控制的一例的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]以下，參考附圖對(duì)用于實(shí)施本發(fā)明的最佳方式進(jìn)行說(shuō)明。
[0029]圖1是表示本發(fā)明所涉及的施工機(jī)械I的結(jié)構(gòu)例的圖。施工機(jī)械I為如液壓挖土機(jī)、叉車(chē)、起重機(jī)等搭載有人進(jìn)行操作的液壓系統(tǒng)的機(jī)械。在圖1中，施工機(jī)械I在履帶式下部行走體2之上經(jīng)由回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以X軸為中心回轉(zhuǎn)自如地搭載有上部回轉(zhuǎn)體3。并且，上部回轉(zhuǎn)體3在前方中央部具備由動(dòng)臂4、斗桿5及鏟斗6、以及分別對(duì)它們進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的作為液壓驅(qū)動(dòng)器的動(dòng)臂缸7、斗桿缸8及鏟斗缸9構(gòu)成的挖掘裝置。挖掘裝置可以為軋碎機(jī)和破碎機(jī)等其他裝置。
[0030]圖2是表不基于本發(fā)明的一實(shí)施例的液壓控制系統(tǒng)60的回路圖。液壓控制系統(tǒng)60包含每次旋轉(zhuǎn)時(shí)的吐出量(cc / rev)可變的可變?nèi)萘啃鸵簤罕?1。液壓泵11連接于原動(dòng)機(jī)(例如引擎)17，通過(guò)原動(dòng)機(jī)17旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。液壓泵11經(jīng)由供給管路13及中位封閉型方向切換閥(控制閥)20,22,24而并聯(lián)連接于動(dòng)臂缸7、斗桿缸8及鏟斗缸9 (液壓驅(qū)動(dòng)器的一例)。并且，在與油箱T相連的返回管路14上經(jīng)由方向切換閥20、22、24而與動(dòng)臂缸7、斗桿缸8及鏟斗缸9并聯(lián)連接。液壓泵11被調(diào)節(jié)裝置12控制。另外，方向切換閥20、22、24可以為通過(guò)液壓而被位置控制的類(lèi)型，也可以為如圖所示的通過(guò)來(lái)自控制器10的電信號(hào)(驅(qū)動(dòng)信號(hào))而被位置控制的類(lèi)型。
[0031]另外，液壓控制系統(tǒng)60可以包含如行走用液壓馬達(dá)和回轉(zhuǎn)用液壓馬達(dá)那樣的其他的液壓驅(qū)動(dòng)器。并且，液壓控制系統(tǒng)60所包含的液壓驅(qū)動(dòng)器的個(gè)數(shù)，在圖2所示的例子中為3個(gè)，但也可以為包括I個(gè)在內(nèi)的任意個(gè)數(shù)。
[0032]在自液壓泵11的供給管路13上設(shè)置有檢測(cè)液壓泵11的吐出壓(泵吐出壓)的液壓傳感器30。液壓傳感器30可以向控制器10輸入與泵吐出壓對(duì)應(yīng)的電信號(hào)。
[0033]供給管路13上設(shè)置有卸荷閥18。卸荷閥18連接與油箱T相連的返回管路14。由此，供給管路13經(jīng)由卸荷閥18而與油箱T連通。卸荷閥18根據(jù)其位置來(lái)切換供給管路13與油箱T連通的狀態(tài)和供給管路13被從油箱T截?cái)嗟臓顟B(tài)。可以根據(jù)各方向切換閥20、22,24的向各液壓驅(qū)動(dòng)器(動(dòng)臂缸7、斗桿缸8及鏟斗缸9)的流路(驅(qū)動(dòng)器管路)的開(kāi)閉狀態(tài)來(lái)控制卸荷閥18。例如，只要各方向切換閥20、22、24的各驅(qū)動(dòng)器管路的任意I個(gè)被打開(kāi)，卸荷閥18就會(huì)被關(guān)閉，以免從液壓泵11吐出的油排出到油箱T中。另一方面，當(dāng)各方向切換閥20、22、24的各驅(qū)動(dòng)器管路全部被關(guān)閉時(shí)，卸荷閥18被打開(kāi)而形成從液壓泵11吐出的油排出到油箱T中的狀態(tài)。另外，卸荷閥18可以為通過(guò)液壓而被位置控制的類(lèi)型，也可以為如圖所示的通過(guò)電信號(hào)而被位置控制的類(lèi)型。
[0034]并且，在供給管路13上設(shè)置有溢流閥19。并且，返回管路14經(jīng)由各對(duì)應(yīng)的溢流閥21a、21b、23a、23b、25a、25b而分別連接于動(dòng)臂缸7、斗桿缸8及鏟斗缸9的各無(wú)桿側(cè)及有桿側(cè)。另外，圖示的例子中，溢流閥21a、21b、23a、23b、25a、25b包含補(bǔ)充止回閥。溢流閥19、21a、21b、23a、23b、25a、25b可以為通過(guò)液壓而被位置控制的類(lèi)型，也可以為如圖所示的通過(guò)電信號(hào)而被位置控制的類(lèi)型。
[0035]控制器10以微型計(jì)算機(jī)為中心構(gòu)成，例如具有CPU、存儲(chǔ)控制程序等的ROM、存儲(chǔ)運(yùn)算結(jié)果等的可讀寫(xiě)的RAM、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、輸入界面及輸出界面等。
[0036]在控制器10上電連接有各種操作部件40、42、43。操作部件40、42為用于對(duì)各方向切換閥20、22、24的位置進(jìn)行可變操作以便用戶(hù)操作施工機(jī)械I的部件。操作部件40、42、43可以為例如操縱桿或踏板方式。本例子中，操作部件40、42、43分別為用于操作斗桿5的斗桿操作操縱桿、用于操作動(dòng)臂4的動(dòng)臂操作操縱桿、用于操作鏟斗6的鏟斗操作操縱桿。由用戶(hù)操作的操作部件40、42、43的操作量(沖程)被作為電信號(hào)而輸入到控制器10。由用戶(hù)操作的操作部件40、42、43的操作量的檢測(cè)方法可以為用壓力傳感器檢測(cè)先導(dǎo)壓的方法，也可以為檢測(cè)操縱桿角度的方法。
[0037]控制器10根據(jù)操作部件40、42、43的操作量等，控制方向切換閥20、22、24以及卸荷閥18。另外，當(dāng)方向切換閥20、22、24為通過(guò)液壓而被位置控制的類(lèi)型時(shí)，方向切換閥20、22,24通過(guò)根據(jù)操作部件40、42、43的操作發(fā)生變化的先導(dǎo)壓而被直接控制。
[0038]并且，控制器10根據(jù)操作部件40、42、43的操作量等，經(jīng)由調(diào)節(jié)裝置12控制液壓泵11。另外，對(duì)于該液壓泵11的控制方法將在后面詳述。
[0039]其次，對(duì)基于本實(shí)施例的控制器10的特征性控制方法進(jìn)行說(shuō)明。
[0040]本實(shí)施例的控制器10在圖2所示的具備中位封閉型方向切換閥20、22、24的液壓回路中，通過(guò)泵控制來(lái)再現(xiàn)中位全開(kāi)型(負(fù)控系統(tǒng))的控制特性。以下，將這種系統(tǒng)稱(chēng)作“假想泄放系統(tǒng)”。
[0041]圖3是中位全開(kāi)型(負(fù)控)系統(tǒng)中使用的方向切換閥的概要圖。負(fù)控系統(tǒng)中，在方向切換閥處于中立狀態(tài)時(shí)，如圖3 (A)所示，液壓泵的吐出流量通過(guò)中位旁通管路全部卸載到油箱中。例如，在方向切換閥通過(guò)操作部件的操作向右側(cè)移動(dòng)時(shí)，如圖3 (B)所示，向液壓驅(qū)動(dòng)器的流路被打開(kāi)，同時(shí)中位旁通管路被節(jié)流。若成為極限操作狀態(tài)，則如圖3 (C)所示，中位旁通管路被完全關(guān)閉，液壓泵的吐出流量全部供給到液壓驅(qū)動(dòng)器。它們的關(guān)系能夠如下進(jìn)行表示。
[0042][數(shù)式I]
【權(quán)利要求】
1.一種液壓控制裝置，在液壓驅(qū)動(dòng)器經(jīng)由中位封閉型方向切換閥連接于液壓泵并且在所述方向切換閥與所述液壓泵之間設(shè)置有與油箱相連的卸荷閥的施工機(jī)械中，所述液壓控制裝置對(duì)所述液壓泵進(jìn)行控制，其特征在于，具備: 卸荷閥控制機(jī)構(gòu)，對(duì)所述卸荷閥進(jìn)行控制，以使在所述方向切換閥的向所述液壓驅(qū)動(dòng)器的流路被打開(kāi)的狀況下，截?cái)嗨鲆簤罕门c所述油箱之間的連通，并且，在所述方向切換閥的向所述液壓驅(qū)動(dòng)器的流路被關(guān)閉的狀況下，確立所述液壓泵與所述油箱之間的連通； 指令值計(jì)算機(jī)構(gòu)，在所述方向切換閥的向所述液壓驅(qū)動(dòng)器的流路被打開(kāi)的狀況下，根據(jù)用于改變所述方向切換閥的位置的操作部件的操作量和所述液壓泵的吐出壓，計(jì)算假想負(fù)控系統(tǒng)時(shí)的假想負(fù)控壓，并根據(jù)所述假想負(fù)控壓來(lái)計(jì)算對(duì)所述液壓泵的控制指令值；以及 校正機(jī)構(gòu)，在所述方向切換閥的向所述液壓驅(qū)動(dòng)器的流路被關(guān)閉的狀況下，校正所述控制指令值或在該控制指令值的計(jì)算中使用的任意參數(shù)，以使所述液壓泵的吐出流量成為規(guī)定流量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓控制裝置，其中， 所述規(guī)定流量對(duì)應(yīng)所述液壓泵的最小吐出流量。
3.一種液壓控制方法，在液壓驅(qū)動(dòng)器經(jīng)由中位封閉型方向切換閥連接于液壓泵并且在所述方向切換閥與所述液壓泵之間設(shè)置有與油箱相連的卸荷閥的施工機(jī)械中，對(duì)所述液壓泵進(jìn)行控制，其特征在于，具備以下步驟: 在所述方向切換閥的向所述液壓驅(qū)動(dòng)器的流路被打開(kāi)的狀況下，控制所述卸荷閥，以截?cái)嗨鲆簤罕门c所述油箱之間的連通，并且根據(jù)用于改變所述方向切換閥的位置的操作部件的操作量和所述液壓泵的吐出壓，計(jì)算假想負(fù)控系統(tǒng)時(shí)的假想負(fù)控壓，并根據(jù)所述假想負(fù)控壓來(lái)計(jì)算對(duì)所述液壓泵的控制指令值；以及 在所述方向切換閥的向所述液壓驅(qū)動(dòng)器的流路被關(guān)閉的狀況下，控制所述卸荷閥，以確立所述液壓泵與所述油箱之間的連通，并且計(jì)算對(duì)所述液壓泵的控制指令值，以使所述液壓泵的吐出流量成為規(guī)定流量。
【文檔編號(hào)】F15B11/00GK103748364SQ201280040917
【公開(kāi)日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2012年8月9日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月21日
【發(fā)明者】松崎英祐 申請(qǐng)人:住友重機(jī)械工業(yè)株式會(huì)社