建筑機械油壓系統(tǒng)及其控制方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及建筑機械油壓系統(tǒng)及其控制方法，更具體地涉及在操作建筑機械時實 現(xiàn)自由的負荷感（load feeling)、且根據(jù)建筑機械的工作模式對多個油壓栗分別獨立地進 行控制的建筑機械油壓系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術】
[0002] -般來講，建筑機械具有油壓系統(tǒng)，上述油壓系統(tǒng)接受從發(fā)動機提供的動力。這樣 的油壓系統(tǒng)包括：油壓栗、主控制閥、致動器和操作部等。
[0003] 圖1是示出現(xiàn)有的建筑機械油壓系統(tǒng)的油壓線路圖，上述建筑機械油壓系統(tǒng)包 括：油壓栗（1);致動器（2)，其通過從上述油壓栗（1)排出的液壓油而進行驅(qū)動；線軸 (spool) (3)，其構(gòu)成了上述液壓栗（1)與上述致動器之間設置的主控制閥（未圖示）；中位 開放（open center)流路（4)，其在上述線軸（3)處于中立狀態(tài)的情況下，使從上述油壓栗 (1)排出的液壓油分流（bypass)、即旁路控制（bleed off);流量控制單元（5)，其被輸入上 述中位開放流路（4)中檢測到的負流量控制（Negative Flow Control，NFC)壓力（Pn)，為 了調(diào)節(jié)上述油壓栗（1)的流量而控制上述油壓栗（1)的斜板角。
[0004] 具體而言，操作者為了驅(qū)動上述致動器（2)而操作操縱桿等操作部時，上述線軸 (3)移動而使上述中位開放流路（4)減少。由此，上述負流量控制壓力（Pn)也會減少，為了 增加上述油壓栗（1)的流量而調(diào)節(jié)斜板角。即，上述建筑機械油壓系統(tǒng)被控制成上述油壓 栗（1)的輸入信號（Pn)和輸出信號（流量）成反比。
[0005] 根據(jù)這樣的建筑機械油壓系統(tǒng)，待機（stand-by)時液壓油分流到上述中位開放 流路（4)而發(fā)生流量損失，因上述線軸（3)的設計而發(fā)生壓力損失，從而存在效率降低的問 題。
[0006] 另一方面，以往已知的建筑機械油壓系統(tǒng)中，油壓栗由流量控制型的第1栗、第2 栗和輔助栗構(gòu)成。上述第1栗以及第2栗向需要進行作業(yè)的致動器提供液壓油，上述輔助 栗向附加的油壓機器或閥單元的線軸受壓部提供先導（pilot)液壓油。
[0007] 主控制閥的內(nèi)部具有用于對各致動器分配液壓油的多個閥單元。各閥單元各自具 有線軸，并根據(jù)上述線軸的移動而進行開閉，由此可使液壓油的流動方向控制成正向或逆 向。這樣的線軸的移動位移可通過上述先導液壓油進行流動。
[0008] 上述第1栗和第2栗所承擔的作業(yè)機器的線軸是已設定的，例如，上述第1栗可承 擔臂1中的線軸，吊桿2中的線軸，擺動線軸、可選線軸和右側(cè)行駛線軸，上述第2栗可承擔 臂2中的線軸、吊桿1中的線軸、鏟斗線軸、左側(cè)行駛線軸。
[0009] 為了進行作業(yè)人所期望的作業(yè)，上述多種線軸可復合式地動作。例如，進行挖掘上 車作業(yè)時，通過吊桿下降（boom down)、臂收攏（arm crowd)產(chǎn)斗收攏（bucket crowd)的 動作進行挖土抬起之后，進行吊桿上升（boom up)和上部體擺動（swing)，然后根據(jù)臂的傾 卸（Arm dump)產(chǎn)斗的傾卸（bucket dump)作用而將土移動后倒出。
[0010] 這樣的作業(yè)機器的各致動器進行一系列的動作時，與對吊桿上升和臂收攏等施加 的負荷相比，對上部體擺動施加的負荷相對較小。
[0011] 以往已知的建筑機械油壓系統(tǒng)中，將發(fā)動機動力相同地分配給第1栗和第2栗。 即，假定發(fā)動機的動力為100%的情況下，向第1栗和第2栗分別分配50%發(fā)動機動力，來 控制栗的流量。
[0012] 如上所述，多種致動器中的某一特定致動器的特定動作被施加不同輕重的負荷。 即，可能對第一栗上施加重負荷而對第2栗施加輕負荷。此時，可掌握第2栗在栗動力上相 對地具有富余量。
[0013] 以往已知的建筑機械油壓系統(tǒng)中，如上所述，被施加重負荷的第1栗以動力上升 的方式對流量進行控制，被施加輕負荷的第2栗以動力減少的方式對流量進行控制。
[0014] 對上述栗控制進行進一步說明。第1栗和第2栗檢測彼此的栗壓力，根據(jù)對方的栗 壓力大小而調(diào)節(jié)相應栗的斜板角度。例如，對方栗的栗壓力高時，相應栗以減少容積的方式 進行控制，相應栗的栗壓力高時，對方栗以減少容積的方式進行控制。在此，容積（cc/rev) 意味著栗的每單位旋轉(zhuǎn)的排出流量。
[0015] 以往已知的油壓系統(tǒng)的控制存在如下問題。
[0016] 第1栗以及第2栗中，為了給對方的栗壓力施加相應的栗控制，經(jīng)過油壓線和各種 閥，在這樣的過程中會發(fā)生液壓油的壓力損失。另外，在栗動力上具有富余量是意味著在發(fā) 動機上實現(xiàn)的一部分動力未被利用而浪費掉。
[0017] -方面，發(fā)動機是燃燒燃料來實現(xiàn)動力的，如上所述，存在與發(fā)動機動力未被利用 的部分對應地浪費燃料的問題。
[0018] 另一方面，如上所述，存在如下問題：以往已知的油壓系統(tǒng)的第1栗以及第2栗以 平均壓力來限制馬力，因此只能使用未考慮到排出流量的馬力控制，在某一特定的工作形 態(tài)上，無法利用栗可實現(xiàn)的最大馬力。
[0019] 另外，現(xiàn)有已知的建筑機械油壓系統(tǒng)的第1栗以及第2栗設定成被分配相同比率 的發(fā)動機馬力，因此按每個作業(yè)模式或負荷模式而施加不同的負荷時，也無法不同地設定 發(fā)動機馬力的分配比率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0020] 技術課題
[0021] 本發(fā)明為了解決上述問題，提供一種建筑機械油壓系統(tǒng)，該建筑機械油壓系統(tǒng)由 中位關閉型主控制閥和壓力控制型油壓栗構(gòu)成，由此可防止流量損失和壓力損失的同時實 現(xiàn)自由的負荷感（load feeling)，而且，提供一種建筑機械油壓系統(tǒng)的控制方法，該控制方 法中，根據(jù)工作模式或負荷來設定分配比率，并根據(jù)該分配比率來對第1栗和第2栗分配發(fā) 動機馬力，由此可利用從發(fā)動機向第1栗和第2栗提供的發(fā)動機馬力的全部，從而可提高燃 料效率。
[0022] 本發(fā)明要解決的技術課題不限于以上提到的技術課題，對于本發(fā)明所屬技術領域 中知曉普通知識的人員來說，可通過下述記載來明確理解沒有提到的其他技術課題。
[0023] 用于解決課題的手段
[0024] 用于達到上述目的的本發(fā)明的建筑機械油壓系統(tǒng)包括：多個壓力控制型油壓栗， 其通過建筑機械中設置的發(fā)動機而進行驅(qū)動；致動器，其通過從上述油壓栗排出的液壓油 而進行驅(qū)動；中位關閉（closed center)型主控制閥，其設置在上述油壓栗與上述致動器 之間，且使虛擬流量分流；和控制部，其從上述主控制閥被輸入分流的虛擬流量，來控制上 述油壓栗。
[0025] 而且，上述建筑機械油壓系統(tǒng)的特征在于，該建筑機械油壓系統(tǒng)還包括：壓力傳感 器，其檢測上述建筑機械中設置的多個操作部的壓力；角度傳感器，其檢測上述油壓栗的斜 板角；和電磁比例減壓閥（EPPR valve)，其設置在上述油壓栗與上述控制部之間，上述控制 部被輸入上述操作部的壓力和上述油壓栗的斜板角，將基于此的電流指令輸出到上述電磁 比例減壓閥，上述電磁比例減壓閥控制上述斜板角，以將上述油壓栗的壓力控制成與上述 電流指令成比例。
[0026] 另外，特征在于，上述控制部根據(jù)上述建筑機械的工作模式而分別獨立地控制上 述油壓栗。
[0027] 特征在于，優(yōu)選地，上述控制部根據(jù)按上述建筑機械的工作模式預先設定的分配 比率，對上述油壓栗分別分配從上述發(fā)動機提供的最大馬力值。
[0028] 另外，特征在于，上述油壓栗包括第1栗和第2栗，上述控制部檢測對上述第1栗 和第2栗分別分配的多個操作部的操作量而按上述第1栗和第2栗相加，將相加后的操作 量更大的一方對第1栗進行分配。
[0029] 另外，特征在于，上述油壓栗包括第1栗和第2栗，上述控制部將上述第1栗和第 2栗中負荷壓力更大的一方對第1栗進行分配。
[0030] 另外，上述油壓栗包括第1栗和第2栗，上述控制部包括：流量控制部，其對從上述 第1栗和第2栗排出的液壓油的流量與上述建筑機械中設置的多個操作部所請求的液壓油 的流量進行比較，來計算上述第1栗和第2栗的扭矩比率；動力換擋控制部，其接收從上述 操作部、負荷模式選擇部、發(fā)動機轉(zhuǎn)速設定部和發(fā)動機控制單元（ECU)提供的信息，來計算 上述油壓栗所需求的扭矩的總和；馬力分配控制部，其根據(jù)上述流量控制部計算出的扭矩 比率和上述動力換擋控制部計算出的扭矩的總和，來計算上述第1栗和第2栗各自承擔的 扭矩；和栗控制部，其從上述流量控制部中發(fā)生的壓力指令（P 1)、上述馬力分配控制部計算 出的壓力指令（Pd)和對上述操作部最大地施加的最大栗壓力值（P niax)中選擇最小值作為上 述第1栗和第2栗的壓力指令值而輸出。
[0031] 另外，特征在于，從檢測上述操作部的操作壓力而計算出的需求流量（Qp)中減去 分流流量