CN118318079A - 作业机器的液压控制系统 - Google Patents
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Abstract
问题:通过在作业机器的液压回路中设置选项式液压致动器的控制回路,将新的思想引入控制方法,并得到良好的可操作性。解决方案:设置有选项式汇合油路(22),该选项式汇合油路允许第一液压泵(A)和第二液压泵(B)的排放油汇合到选项式汇合油路(22)中,并且选项式汇合油路(22)设置有选项式控制阀(60)和补偿器阀(61),并且被配置为使得可变溢流阀(65)连接至信号压力导入油路(62),该信号压力导入油路连接至补偿器阀(61),通过改变可变溢流阀(65)的溢流设定压力,能够可变地控制到选项式液压致动器(13)的供给压力;另一方面,优化了关于其他液压致动器的分配流量计算、选项式控制阀(60)的开口面积控制、其他液压致动器控制阀(23‑26),以及第一液压泵(A)、第二液压泵(B)的排放压力控制。
Description
发明领域
本发明涉及诸如液压挖掘机的作业机器中的液压控制系统的技术领域。
发明背景
一般来说,在诸如液压挖掘机的作业机器中,一些是可用的,其中多个选项式液压致动器被配置为选择地附接到其上。例如,在液压挖掘机中,诸如液压驱动的破碎机或碎渣机的选项式工具可被可拆卸地附接,以代替用于作为作业附接件的通用用途的铲斗。
在用于驱动这种选项式工具的选项式液压致动器的液压回路打算设置在用于作业机器的液压回路中的情况下,为了节省空间和减少部件数量,需要能够由多个选项式液压致动器共用的回路;另一方面,还需要能够响应于单独选项式液压致动器的控制的回路。例如,能够控制到选项式液压致动器的供给压力以达到与各个选项式液压致动器的作业压力对应的压力的回路;或者,如果选项式液压致动器需要恒定流量,则能够提供恒定流量的回路,而不管选项式液压致动器是执行独立操作还是与其他液压致动器组合操作;或允许从单个液压泵供给加压油的回路,其涉及仅需要小流量的选项式液压致动器,诸如小型破碎机或碎渣机,以及允许从多个液压泵供给加压油的回路,其涉及需要大流量的选项式液压致动器,诸如大型破碎机或碎渣机。
因此,传统上,在控制到选项式液压致动器的供给压力以达到与各个选项式液压致动器的作业压力相对应的压力时,溢流阀设置在从选项式控制阀延伸的一对致动器油路中,用于执行向选项式液压致动器和从选项式液压致动器向选项式液压致动器的供油和排油控制,根据溢流阀的设定压力来控制到选项式液压致动器的供给压力;还已知一种技术,在该技术中,通过使用能够改变设定压力的可变溢流阀作为溢流阀,可以根据各个选项式液压致动器任意地改变对选项式液压致动器的供给压力(例如,参考专利文献1)。
另一方面,提出了一种技术,其中作为配备有选项式液压致动器的作业机器的液压回路,提供了第一泵和第二泵中的两个液压泵;以及第一流量控制阀,该第一流量控制阀、该第二流量控制阀分别控制来自该第一液压泵、该第二液压泵的供给流量;选项式方向切换阀,其允许将从这些第一流量控制阀、第二流量控制阀供给的加压油汇合并且将汇合油供给到选项式液压致动器(例如,参考专利文献2)。在该液压回路中,即使是使用第一液压泵、第二液压泵这两者作为液压供给源的选项式液压致动器,也能够将选项式液压致动器的方向切换阀的数量减少到仅一个;通过关闭第一流量控制阀、第二流量控制阀中的任一个,第一液压泵、第二液压泵中的任一个也可用作选项式液压致动器的液压供给源。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利申请特开号2010-168738
专利文献2:日本专利申请特开号2017-20604
发明内容
本发明要解决的问题
然而,在专利文献1中公开的液压控制系统中,在控制到选项式液压致动器的供给压力以便成为与单独的选项式液压致动器的作业压力相对应的压力时,需要分别设置在一对致动器油路中的一对可变溢流阀,这阻碍了部件数量的减少和成本的降低。
此外,在专利文献2中公开的液压控制系统中,即使从第一液压泵和第二液压泵这两者向选项式液压致动器供给加压油,也可以仅具有用于该选项式液压致动器的方向切换阀,但是为了响应从第一液压泵和第二液压泵中的任一个供给液压的选项式液压致动器,需要分别控制来自第一液压泵和第二液压泵的供给流量的第一两个流量控制阀和第二两个流量控制阀,这也阻碍了部件数量的减少和成本的降低。此外,在专利文献2中公开的液压控制系统被配置为使得在选项式液压致动器和其他液压致动器的组合操作时,用作这些液压致动器的液压供给源的液压泵的排放流量与各个液压致动器操作杆的操作量成比例地分配,但是当以这种方式分配时,在选项式液压致动器需要恒定流量的情况下,供给流量可能变短,并且这里存在本发明要解决的问题。
用于解决问题的手段
本发明的目的是鉴于上述情况解决这些问题,并且权利要求1的发明提供了一种在作业机器中的液压控制系统,该作业机器配备有第一液压泵、第二液压泵;选项式液压致动器,其选择性地安装到该作业机器,该选项式液压致动器的液压供应源是该第一液压泵、该第二液压泵中的一个或两个;以及除了该选项式液压致动器之外的其他液压致动器,该其他液压致动器的液压供给源是该第一液压泵、该第二液压泵中的一个或两个,其中,该液压控制系统还包括第一选项式供给油路、第二选项式供给油路、分别连接至该第一液压泵、该第二液压泵的第一其他液压致动器供给油路、第二其他液压致动器供给油路,该第一其他液压致动器供给油路、该第二其他液压致动器供给油路用作通向该选项式液压致动器、该其他液压致动器的加压油供给通路;选项式汇合油路,其允许第一选项式供给油路、第二选项式供给油路汇合到其中;选项式其他液压致动器控制阀,其分别执行向该其他液压致动器供油和从该其他液压致动器排油的控制;以及控制这些选项式其他液压致动器控制阀的控制装置;另一方面,其中,该选项式汇合油路包括该选项式控制阀和压力补偿阀,设置在该选项式控制阀的上游侧,操作为通过引入该选项式控制阀的入口侧压力和出口侧压力,以预定压力在所引入的入口侧压力和出口侧压力之间保持压差,并且,被配置为使得通过将能够响应于来自控制装置的控制信号改变溢流设定压力的可变溢流阀连接至将该选项式控制阀的该出口侧压力导入该压力补偿阀的信号压力导入油路,并通过该可变溢流阀将该信号压力导入油路的压力降低到溢流设定压力并导入该压力补偿阀,从而能够通过改变该可变溢流阀的该溢流设定压力来可变地控制该选项式控制阀的该入口侧的该选项式汇合油路的压力。
技术方案2的发明是根据技术方案1所述的作业机器的液压控制系统,其中,该液压控制系统包括响应于从该控制装置输出的控制信号,分别控制从该第一液压泵、第二液压泵向油箱流入的放泄流量的第一放泄阀、第二放泄阀,并且该液压控制系统被配置为通过该第一放泄阀、第二放泄阀进行的放泄流量控制来控制该第一液压泵、第二液压泵的排放压力;此外,控制装置执行放泄流量控制,使得在选项式液压致动器使用第一液压泵、第二液压泵中的任一个作为液压供给源的情况下,用作液压供给源的一个液压泵的排放压力高于不用作液压供给源的另一个液压泵的排放压力;并且在选项式液压致动器使用第一液压泵、第二液压泵作为液压供应源的情况下,第一液压泵、第二液压泵的排放压力相等。
技术方案3的发明是根据技术方案1或2该的作业机器的液压控制系统,其中,控制装置包括确定选项式液压致动器、其他液压致动器的第一所需流量、第二所需流量,以及在第一液压泵、第二液压泵的各自的该选项式液压致动器、该其他液压致动器所需的该选项式第一所需流量、该选项式第二所需流量上加上该压力补偿阀的差压调整用的余量流量而得到的选项式第一余量相加所需流量、选项式第二余量相加所需流量,并与该选项式其他液压致动器的操作量、操作杆成比例,并根据该所需流量来控制该第一液压泵、该第二液压泵的该排放流量;以及,其中,在操作该其他液压致动器的情况下,在执行该排放流量控制时,该其他液压致动器的该第一所需流量、该第二所需流量被用作所需流量;另一方面,在操作该选项式液压致动器的情况下,该选项式第一余量相加所需流量、该选项式第二余量相加所需流量被用作所需流量。
技术方案4的发明是在技术方案1至3中任一项该的作业机器中的液压控制系统,其中,该控制装置确定该选项式液压致动器、该其他液压致动器的第一所需流量、第二所需流量,以及通过将用于该压力补偿阀的压差调节的余量流量添加到该选项式第一所需流量、该选项式第二所需流量上而得到的该选项式液压致动器、该其他液压致动器分别对与该选项式其他液压致动器操作杆的操作量成比例的该第一液压泵、该第二液压泵所需的选项式第一余量相加所需流量、选项式第二余量相加所需流量,并根据该所需流量分别控制该选项式其他液压致动器控制阀的开口面积;以及,其中,关于该选项式控制阀,在执行该开口面积控制时,该控制装置控制开口面积,使得通过将该选项式第一所需流量、该选项式第二所需流量相加而得到的总流量被供给到该选项式液压致动器;另一方面,关于该其他液压致动器控制阀,确定通过与该选项式第一余量相加所需流量、该选项式第二余量相加所需流量成比例地分配该第一液压泵、该第二液压泵的该排放流量而得到的其他液压致动器第一分配流量、第二分配流量、其他液压致动器第一所需流量、第二所需流量;并且控制该开口面积,使得通过将该液压致动器的第一分配流量和第二分配流量相加而得到的总流量被供给到该其他液压致动器。
本发明的有利效果
根据权利要求1的发明,通过改变设置在连接至压力补偿阀的信号压力导入油路中的可变溢流阀的溢流设定压力,能够可变地控制供给到选项式液压致动器的加压油的上限压力,以便成为对应于各个选项式液压致动器的压力,从而能够减少部件的数量并降低成本。
根据权利要求2的发明,在该第一选项式供给油路、第二选项式供给油路中没有单独地设置用于打开和关闭该油路的阀的情况下,在该选项式液压致动器使用该第一液压泵、第二液压泵中的任一个作为该液压供给源的情况下,以及在使用两个液压泵作为该液压供给源的情况下,仅从用作该液压供给源的该液压泵供给的加压油能够供给到该选项式汇合油路,由此能够减少零件的数量并降低成本。
根据权利要求3的发明,在选项式液压致动器被操作的情况下,通过增加用于压力补偿阀的压差调节的余量流量而得到的第一余量相加所需流量、第二余量相加所需流量可被确保为选项式液压致动器的泵流量。
根据权利要求4的发明,能够可靠地确保到选项式液压致动器的供给流量,并且能够可靠地避免这样的故障,即在与其他液压致动器组合操作时,到选项式液压致动器的供给流量变得较短;还可以确保与其他液压致动器的良好的、组合的可操作性。
附图说明
图1是液压挖掘机的侧视图。
图2是液压挖掘机的液压回路图。
图3是与选项式液压致动器相关的部分的局部放大液压回路图。
图4是示出切换阀的开口特性的图。
图5是示出控制器的配置的框图。
图6是第一操作量设定单元、第二操作量设定单元的控制框图。
图7(A)、(B)、(C)是表示操作杆的操作量与所需流量的关系的图。
图8是所需流量设定单元和泵控制单元的控制框图。
图9是阀开口区域控制单元的控制框图。
图10是放泄控制单元的控制框图。
图11是放泄控制单元中的第一泵目标压力设定、第二泵目标压力设定的控制框图。
具体实施方式
在下文中,将参考附图讨论本发明的实施例。
图1是示出作为设置有本发明的液压控制系统的作业机器的示例的液压挖掘机1的视图。液压挖掘机1由履带式的下部行驶结构2、被支撑为在该下部行驶结构2的上方自由回转装置的上部回转装置结构3,以及安装在上回转装置结构3上的作业器具4和其他部件构成。此外,作业器具4由以下构成:吊杆5,该吊杆的底端部分被支撑成在上部回转装置结构3上自由地上下摆动;斗杆6,其被支撑为在吊杆5的梢端部自由地向后和向前摆动;铲斗7,其被附接以自由地摆动到斗杆6的梢端部分等;此外,液压挖掘机1配备有各种类型的液压致动器,包括吊杆缸8、斗杆缸9、用于使吊杆5、斗杆6、铲斗7分别摆动的铲斗缸10、用于使下部行驶结构2行驶的左右行驶马达(未示出)、用于使上部回转装置结构3回转装置的回转装置马达11(图2中示出)。此外,液压挖掘机1适于使得包括破碎机、碎渣机、抓斗、倾斜铲斗、旋转切割附接件(全部未示出)的各种液压操作的选项式工具(选项式附接件)能够根据它们的作业内容选择性地安装在铲斗7的位置。如果安装了选项式工具,则铲斗缸10作为液压缸操作,用于使选项式工具相对于斗杆6摆动。
接下来,将参照图2所示的液压回路图讨论设置在液压挖掘机1中的液压控制系统。在图2中,省略了与行驶马达相关的部分的液压回路。
在图2中,附图标记A、B表示可变排量类型的第一液压泵、第二液压泵;Aa、Ba表示用于改变第一液压泵A、第二液压泵B的排量的排量改变装置;附图标记12表示油箱。8、9、10、11表示吊杆缸、斗杆缸、铲斗缸、回转装置马达,它们是永久地安装在液压挖掘机1中的液压致动器。此外,13表示选项式液压致动器,并且选项式液压致动器13是装备在选项式工具中的液压致动器,以便驱动选择性地安装到液压挖掘机1的选项式工具;例如,在安装破碎机作为选项式工具的情况下的破碎机液压致动器(以下简称为破碎机),以及在安装抓钩的情况下的抓钩液压致动器。在本实施例中,吊杆缸8和斗杆缸9被配置为使用第一液压泵A和第二液压泵B两者作为液压供给源;铲斗缸10以第一液压泵A作为液压供给源;以及回转装置马达11使用第二液压泵B作为液压供给源。此外,如下所述的选项式液压致动器13被配置为根据选项式液压致动器13所需的流量以及选项式液压致动器13是与其他液压致动器执行独立操作还是执行组合操作(同时操作)而将第一液压泵A、第二液压泵B中的一个或两个用作液压供给源。在本实施例中,吊杆缸8、斗杆缸9、铲斗缸10和回转装置马达11对应于除了本发明的选项式液压致动器之外的其他液压致动器。
此外,在图2中,附图标记C表示连接至第一液压泵A的排放侧的第一泵送管路;第一吊杆供给油路14、第一铲斗供给油路15、第一斗杆供给油路16和第一选项式供给油路17以彼此平行的状态连接至第一泵送管路C。D表示连接至第二液压泵B的排放侧的第二泵送管路,并且第二吊杆供给油路18、第二斗杆供给油路19、第二回转装置供给油路20和第二选项式供给油路21在它们彼此平行的状态下连接至第二泵送管路D。第一吊杆供给油路14、第二吊杆供给油路18是分别将第一液压泵A、第二液压泵B连接至如下所述的吊杆控制阀23的油路。第一铲斗供给油路15是将第一液压泵A连接至铲斗控制阀25的油路。第一斗杆供给油路16、第二斗杆供给油路19是将第一液压泵A、第二液压泵B连接至斗杆控制阀24的油路。第二回转装置供给油路20是将第二液压泵B与回转装置控制阀26连接的油路。第一选项式供给油路17、第二选项式供给油路21是分别将第一液压泵A、第二液压泵B连接至下述选项式汇合油路22的油路。第一吊杆供给油路14、第一铲斗供给油路15、第一斗杆供给油路16对应于本发明的第一其他液压致动器供给油路。第二吊杆18、第二斗杆19、第二回转装置供给油路20对应于本发明的第二其他液压致动器供给油路。此外,吊杆、杆、铲斗、回转装置控制阀23至26对应于本发明的其他液压致动器控制阀。
用于控制从第二液压泵B到吊杆控制阀23的供给流量的吊杆流量控制阀31设置在第二吊杆供给油路18中;用于控制从第一液压泵A、第二液压泵B到斗杆控制阀24的供给流量的第一斗杆流量控制阀32、第二斗杆流量控制阀33设置在第一斗杆供给油路16、第二斗杆供给油路19中。吊杆流量控制阀31、第一斗杆流量控制阀32、第二斗杆流量控制阀33用作提升阀,其通过由吊杆流量控制螺线管比例阀41先导操作来执行流量控制;第一斗杆流量控制螺线管比例阀42、第二斗杆流量控制螺线管比例阀43(全部在图5和图9中示出)响应于从控制器30输出的控制信号而被致动,并且具有回流防止功能,由此使得能够适应于允许油从第一液压泵A、第二液压泵B流动到吊杆控制阀23、斗杆控制阀24,但是阻断回流。
另一方面,在第一吊杆供给油路14、第一铲斗供给油路15、第二回转装置供给油路20、第一选项式供给油路17、第二选项式供给油路21中,没有设置流量控制阀,如上述吊杆流量控制阀31、第一斗杆流量控制阀32、第二斗杆流量控制阀33;来自第一液压泵A或第二液压泵B的加压油经由第一吊杆供给油路14、第一铲斗供给油路15、第二回转装置供给油路20、第一选项式供给油路17、第二选项式供给油路21直接供给至吊杆控制阀23、铲斗控制阀25、回转装置控制阀26、选项式汇合油路22,而不控制流量。止回阀34设置在第一吊杆供给油路14、第一铲斗供给油路15、第二回转装置供给油路20、第一选项式供给油路17、第二选项式供给油路21中的每一个中,并适于允许油从第一液压泵A、第二液压泵B流入吊杆控制阀23、铲斗控制阀25、回转装置控制阀26、选项式汇合油路22,但阻断回流。
因此,经由第一吊杆供给油路14来自第一液压泵A的加压油和经由第二吊杆供给油路18来自第二液压泵B的加压油可被供给至吊杆控制阀23的泵口23p;此外,来自第二液压泵B的加压油将在其流量由设置在第二吊杆供给油路18中的吊杆流量控制阀31控制的状态(包括关闭状态)下供给至吊杆控制阀23。此外,经由第一斗杆供给油路16来自第一液压泵A的加压油和经由第二斗杆供给油路19来自第二液压泵B的加压油能够供给到斗杆控制阀24的泵口24p;此外,来自第一液压泵A、第二液压泵B的加压油将在其流量由分别设置在第一斗杆供给油路16、第二斗杆供给油路19中的第一斗杆流量控制阀32、第二斗杆流量控制阀33控制的状态(包括关闭状态)下供给到斗杆控制阀24。
吊杆、斗杆、铲斗、回转装置控制阀23至26是控制进出吊杆缸8、斗杆缸9、铲斗缸10、回转装置马达11的供给和排放流量以及供给/排放方向之间的切换的中心关闭型阀芯包括一对先导口23a、23b至26a、26b,分别连接至吊杆、斗杆、铲斗、回转装置螺线管比例阀44a、44b至47a、47b(在图5和9中示出),其响应于来自控制器30的控制信号输出先导压力;供给阀通路23c至26c允许将加压油从第一液压泵A或/和第二液压泵B供给至吊杆缸8、斗杆缸9、铲斗缸10、回转装置马达11;排放阀通路23d至26d允许排放的油从吊杆缸8、斗杆缸9、铲斗缸10、回转装置马达11流入延伸到油箱12的油箱管路T。吊杆、斗杆、铲斗、回转装置控制阀23至26被配置为在先导压力未被输入到两个先导口23a、23b至26a、26b,而是被切换到打开供给阀通路23c至26c和排放阀通路23d至26d的致动位置X或Y的状态下,位于关闭供给阀通路23c至26c和排放阀通路23d至26d,且不进行与对应的液压致动器(吊杆液压缸8、斗杆液压缸9、铲斗液压缸10、回转装置马达11)的供给和排放控制的中立位置N,通过被输入到一个或另一个先导口23a、23b至26a、26b的先导压力,进行与液压致动器的供给和排放控制。而且,根据从吊杆、斗杆、铲斗、回转装置螺线管比例阀44a、44b至47a、47b向吊杆、斗杆、铲斗、回转装置控制阀23至26的各先导口23a、23b至26a、26b输出的先导压力的增减所伴随的阀芯行程量,来控制位于动作位置X或Y时的供给阀通路23c至26c和排放阀通路23d至26d的开口面积的增减。
然后,根据供给阀通路25c、26c、铲斗的排放阀通路25d、26d、回转装置控制阀25、26的开口面积控制进出铲斗缸10、回转装置马达11的供给流量和排放流量。
另外,根据吊杆控制阀23的供给阀通路23c的开口面积,关于从第一液压泵A经由未设置流量控制阀的第一吊杆供给油路14的供给流量,控制向吊杆缸8的供给流量;另一方面,关于从第二液压泵B经由设置有吊杆流量控制阀31的第二吊杆供应油路18的供应流量,在吊杆流量控制阀31关闭的状态下,到吊杆缸8的供应流量变为“零”,而在吊杆流量控制阀31打开的状态下,根据吊杆流量控制阀31的开口面积和吊杆控制阀23的供应阀通路23c的开口面积来控制到吊杆缸8的供应流量。另一方面,根据吊杆控制阀23的排放阀通路23d的开口面积来控制来自吊杆缸8的排放流量。
另外,在第一斗杆流量控制阀32关闭的状态下,关于从第一液压泵A经由设置有第一斗杆流量控制阀32的第一斗杆供应油路16的供应流量,到斗杆缸9的供应流量变为“零”;并且在第一斗杆流量控制阀32打开的状态下根据第一斗杆流量控制阀32的开口面积和斗杆控制阀24的供应阀通路24c的开口面积来控制;另一方面,对于从第二液压泵B经由设置有第二斗杆流量控制阀33的第二斗杆供给油路19的供给流量,在关闭第二斗杆流量控制阀33的状态下,以及在打开第二斗杆流量控制阀33的状态下,向斗杆缸9的供给流量变为“零”,并且根据第二斗杆流量控制阀33的开口面积以及斗杆控制阀24的供给阀通路24c的开口面积来控制。另一方面,将根据斗杆控制阀24的排放阀通路24d的开口面积来控制从斗杆缸9的排放流量。
另一方面,选项式汇合油路22用作通过将连接至第一液压泵A的第一选项式供给油路17的下游侧和连接至第二液压泵B的第二选项式供给油路21的下游侧汇合到其中而形成的油路,并且在选项式汇合油路22中,设置有下述的选项式控制阀60和位于选项式控制阀60的上游侧的补偿器阀61(其对应于本发明的压力补偿阀)。
选项式控制阀60是一种闭合中心类型的滑阀,其控制到选项式液压致动器13的供给和从其排放的流量以及供给和排放方向之间的切换,如图3的放大液压回路图所示,该选项式控制阀包括分别连接至第一选项式螺线管比例阀48a、第二选项式螺线管比例阀48b(如图5和图9所示)的第一先导口60a、第二先导口60b,该第一选项式螺线管比例阀、第二选项式螺线管比例阀响应于从控制器30输出的控制信号输出先导压力;与选项式汇合油路22连接的泵口60p;连接至油箱管路T的油箱口60T;连接至选项式液压致动器13的一个口13a的致动器口60c;连接至选项式致动器13的另一个口13b的另一个致动器口60d;以及经由信号压力导入油路62与后述的补偿器阀61的第二先导口61b连接的负载压力输出口60e。然后,选项式控制阀60被配置为在先导压力未输入到第一先导口60a、第二先导口60b两者的状态下定位在不执行向选项式液压致动器13的供给和从其的排放控制的中间位置N,并且被配置为使负载压力输出口60e与油箱口60t连通,但通过输入到第一先导口60a的先导压力切换到第一致动位置X,以打开从泵口60p延伸到一个致动器口60c的供给阀通路60f、从另一致动器口60d延伸到油箱口60t的排放阀通路60g,以及从供给阀通路60f的下游侧延伸到负载压力输出口60e的负载压力阀通路60h;并且还通过输入到第二先导口60b的先导压力切换到第二致动位置Y,以打开从泵口60p延伸到另一致动器口60d的供给阀通路60f、从一个致动器口60c延伸到箱口60t的排放阀通路60g以及从供给阀通路60f的下游侧延伸到负载压力输出口60e的负载压力阀通路60h。然后,根据由从第一选项式螺线管比例阀48a、第二选项式螺线管比例阀48b输出的先导压力移动的阀芯的行程量,控制供给阀通路60f和排放阀通路60g的开口面积增大或减小;此外,流入和流出选项式液压致动器13的供给流量和排放流量将分别根据供给阀通路60f和排放阀通路60g的开口面积来控制。此外,在第一致动位置X、第二致动位置Y处的选项式控制阀60适于允许选项式控制阀60的出口侧压力(将选项式控制阀60的出口侧压力(供给阀通路60f的下游侧压力,选项式液压致动器13的负载压力)引入到信号压力导入油路62中。
顺便提及,作为选项式液压致动器13,存在各种种类,包括其加压油供给方向是一个方向的选项式液压致动器(例如,破碎机)、其加压油供给方向是双向的选项式液压致动器(例如,双向旋转马达或双作用缸)、需要大流量的选项式液压致动器(例如,大型破碎机和破碎机)以及仅需要小流量的选项式液压致动器(例如,小型破碎机和碎渣机),并且选项式控制阀60共用以各种类型可用的选项式液压致动器13的使用。换言之,在第一致动位置X和第二致动位置Y之间切换选项式控制阀60使得能够执行加压油到选项式液压致动器13的双向供给;并且仅使用第一致动位置X和第二致动位置Y中的任一个致动位置能够执行加压油的单向供给;但是在本实施例中,在执行加压油的单向供给的情况下,设定第一致动位置X的使用。
另一方面,信号压力导入油路62用作从选项式控制阀60的负载压力输出口60e延伸到补偿器阀61的第二先导口61b的油路。在信号压力导入油路62中,设置有第一节流阀63;以及通过第二节流阀64和可变溢流阀65延伸到油箱管路T的信号压力释放油路66,从选项式控制阀60的负载压力输出口60e延伸到第一节流阀63的信号压力导入油路62分支形成。可变溢流阀65作为能够根据来自控制器30的控制信号改变溢流设定压力LP的螺线管比例溢流阀发挥功能,在可变溢流阀65的溢流设定压力LP低于导入到信号压力导入油路62的选项式液压致动器13的负载压力的情况下,输入到补偿器阀61的第二先导口61b的负载信号压力降低到溢流设定压力LP。
补偿器阀61包括第一先导口61a,向该第一先导口输入将补偿器阀61的阀体压到关闭侧的第一先导压力;以及第二先导口61b,向该第二先导口输入将阀体向开口侧按压的第二先导压力;以及弹簧61c,其压向该开口侧,并且开口面积被控制为使得该第一先导压力和该第二先导压力之间的压差保持在由该弹簧61c确定的预定压力K。然后,将补偿器阀61的第一先导口61a连接至选项式汇合油路22的选项式控制阀60的入口侧,并向其输入选项式汇合油路22的压力。此外,第二先导口61b连接至信号压力导入油路62,并且在选项式液压致动器13的负载压力小于或等于可变溢流阀65的溢流设定压力LP的情况下,选项式液压致动器13的负载压力适于被输入;另一方面,选项式液压致动器13的负载压力高于释放设定压力LP,适于输入降低至释放设定压力LP的负载信号压力。因此,在选项式液压致动器13的负载压力小于或等于释放设定压力LP的情况下,由于补偿器阀61的作用,选项式汇合油路22的压力PO被控制为比选项式液压致动器13的负载压力高预定压力K;另一方面,在选项式液压致动器13的负载压力高于释放设定压力LP的情况下,选项式汇合油路22的压力PO被控制为比释放设定压力LP高出预定压力K,因此,通过响应于来自控制器30的控制信号可变地控制可变溢流阀65的释放设定压力LP,选项式控制阀60的入口侧的选项式汇合油路22的压力PO能够被控制为比释放设定压力LP高出预定压力K的压力(小于或等于(LP+K)(PO<(LP+K))。
此外,在图2和图3中,附图标记67表示从选项式控制阀60的一个致动器口60c延伸到选项式液压致动器13的一个口13a的第一致动器油路,附图标记68表示从选项式控制阀60的另一个致动器口60d延伸到选项式液压致动器13的另一个口13b的第二致动器油路;在这些第一致动器油路67、第二致动器油路68中,经由第一选项式溢流阀69、第二选项式溢流阀70分支形成有延伸至油箱管路T的第一选项式溢流油路71、第二选项式溢流油路72。在由于碰撞等外力而诸如产生冲击压力等动态压力变动时,第一致动器油路67、第二致动器油路68成为高压的情况下,第一选项式溢流阀69、第二选项式溢流阀70致动,使高加压油向油箱12排出,但第一选项式溢流阀69、第二选项式溢流阀70的溢流设定压力被设定为选择性地安装于液压挖掘机1的选项式液压致动器13的驱动压力中的最高压力的驱动压力。第一选项式溢流阀69、第二选项式溢流阀70使用不能以电气方式改变溢流设定压力的廉价的溢流阀。另外,溢流阀连接至将吊杆控制阀23、斗杆控制阀24、铲斗控制阀25、回转装置控制阀26分别与吊杆缸8、斗杆缸9、铲斗缸10、回转装置马达11连接的油路,但在图2中省略。
此外,在图2和图3中,附图标记73表示从延伸到油箱12的第一致动器油路67或第二致动器油路68分支并形成的旁路油路。在旁路油路73中配置有切换阀74。如图4所示,切换阀74是双位切换阀,其通过来自控制器30的施加电压而变为ON/OFF,并且切换到关闭位置N和打开位置X;并且将切换阀74切换到打开位置X适于使得从选项式液压致动器13排放的油能够直接流到油箱12,而不经过选项式控制阀60的排放阀通路60g。然后,与例如破碎机一样,在安装了选项式液压致动器13的情况下,这需要在加压油供给方向为一个方向的情况下减小背压,施加在选项式液压致动器13上的背压适于通过打开切换阀74(切换到打开位置X)并允许从选项式液压致动器13排放的油从旁路油路73流入油箱12而可靠地减小。另外,切换阀74是如上所述通过ON/OFF进行切换的廉价的切换阀,因此与例如使用可变溢流阀的情况相比,能够以低成本进行背压降低控制。另外,在安装有需要背压减小的选项式液压致动器13且其加压油供给方向为一个方向的情况下,旁路油路73从用作来自选项式液压致动器13的返回油路的致动器油路分支并形成。在本实施例中,旁路油路73从第二致动器油路68分支而形成。然而,在第一致动器油路67用作来自选项式液压致动器13的返回油路的情况下,旁路油路73从第一致动器油路67分支并形成。
此外,在图2中,附图标记E、F表示分别从连接至第一泵送管路C、第二泵送管路D的所有供给油路14至21的上游位置分支并形成的第一放泄管路、第二放泄管路,延伸到油箱管路T的第一排放管路、第二排放管路。在第一放泄阀75、第二放泄阀76中,分别设置有第一放泄管路E、第二放泄管路F。这些第一放泄阀75、第二放泄阀76由从第一放泄螺线管比例阀49a、第二放泄螺线管比例阀49b(在图5和图10中示出)输出的先导压力致动,以增大或减小开口面积,并由此适于控制成增大或减小从第一液压泵A、第二液压泵B经由第一放泄管路E、第二放泄管路F流到油箱12的放泄流量。然后,第一泵送管路C、第二泵送管路D的压力(第一液压泵A、第二液压泵B的排放压力)适于由第一放泄阀75、第二放泄阀76的放泄流量控制来控制。
此外,在图2中,附图标记77表示阀组,其中结合有用于执行对上述各种类型的液压致动器(吊杆缸8、斗杆缸9、铲斗缸10、回转装置马达11、选项式液压致动器13)的供油和排油控制的各种类型的阀。阀组77由其中结合有用于控制选项式液压致动器的各种类型的阀(选项式控制阀60、补偿器阀61、可变溢流阀65、第一选项式溢流阀69、第二选项式溢流阀70等)的选项式阀组77Y形成,该选项式阀组整体地组装到其中结合有用于永久控制液压致动器的各种类型的阀(吊杆、斗杆、铲斗、回转装置控制阀23至26、铲斗、第一斗杆流量控制阀、第二斗杆流量控制阀31至33等)的主阀组X,并且第一放泄阀75、第二放泄阀76等、旁路油路73和切换阀74设置在阀组77的外部。
另一方面,如图5的框图所示,控制器30(对应于本发明的控制装置)被配置为连接至其输入侧、吊杆操作检测装置80、斗杆操作检测装置81、铲斗操作检测装置82、回转装置操作检测装置83、用于检测吊杆操作杆、斗杆操作杆、铲斗操作杆、回转装置操作杆、选项式操作杆的操作方向和操作量的选项式操作检测装置84;如下所述的选项式液压致动器通知装置85;压力传感器(未示出),其用于检测该第一液压泵A、该第二液压泵B的泵压力;压力传感器(均未示出),用于检测吊杆缸8、斗杆缸9、铲斗缸10、回转装置马达11、选项式液压致动器13等的负载压力;以及连接至其输出侧的第一液压泵A、第二液压泵B的排量改变装置Aa、Ba;吊杆流量控制螺线管比例阀41,其向吊杆流量控制阀31输出先导压力;第一斗杆流量控制螺线管比例阀42、第二斗杆流量控制螺线管比例阀43,其分别向第一斗杆流量控制阀32、第二斗杆流量控制阀33输出先导压力;该吊杆、该斗杆、该铲斗、该回转装置螺线管比例阀44a、44b至47a、47b分别向该吊杆、该斗杆、该铲斗、该回转装置控制阀23至26输出先导压力;向选项式控制阀60输出先导压力的第一选项式螺线管比例阀48a、第二选项式螺线管比例阀48b;将先导压力输出至第一放泄阀75、第二放泄阀76的第一放泄螺线管比例阀49a、第二放泄螺线管比例阀49b;可变溢流阀65;切换阀74等;以及执行第一液压泵A、第二液压泵B的排放流量控制;用于第一放泄管路E、第二放泄管路F的流量控制;在下面描述的第一/第二操作量设定单元90、所需流量设定单元91、泵控制单元92、阀开口面积控制单元93、放泄控制单元94、选项式控制单元95等中,对吊杆缸8、斗杆缸9、铲斗缸10、回转装置马达11、选项式液压致动器13等的供油和排油进行控制。在安装了选项式液压致动器13的情况下,选项式液压致动器通知装置85是用于向控制器30通知诸如选项式液压致动器13的类型和规格,或下述的选项式上限压力PU的值等各种类型的信息的装置。在本实施例中,设置在液压挖掘机1的驾驶室3a中的监控装置(未示出)设定为选项式液压致动器通知装置85,并且其适于通过监控装置的操作将关于选项式液压致动器13的各种信息通知给控制器30,并且适于改变各种信息。此外,在图5中,选项式液压致动器通知装置85设置在控制器30的外部,但是它被配置为在控制器30内提供包含在选项式液压致动器通知装置85中的信息和功能的至少一部分。
接下来,将讨论由设定单元和设置在控制器30中的控制单元执行的控制。
当从吊杆、斗杆、铲斗、回转装置、选项式操作检测装置80至84输入操作信号时,第一/第二操作量设定单元90响应于这些操作信号,针对操作杆的相应操作量设定第一液压泵A所服务的第一操作量和第二液压泵B所服务的第二操作量。第一、第二操作量的设定根据预先存储的数据来执行,取决于用作操作的液压致动器(吊杆缸8、斗杆缸9、铲斗缸10、回转装置马达11、选项式液压致动器13)的液压供给源的第一液压泵A、第二液压泵B、操作杆的操作量、要组合操作(同时操作)的液压致动器、选项式液压致动器13的类型和规格。例如,在本实施例中,由于铲斗缸10仅使用第一液压泵A作为液压供给源,因此当铲斗杆被操作时,仅设定铲斗第一操作量;并且由于回转装置马达11仅使用第二液压泵B作为液压供给源,因此当回转装置操作杆被操作时,仅设定回转装置第二操作量。在吊杆缸8供给有来自第一液压泵A和第二液压泵B两者的加压油的情况下,设定吊杆第一操作量和吊杆第二操作量;当仅从第一液压泵A供给加压油时,仅设定吊杆第一操作量。在斗杆缸9供给有来自第一液压泵A、第二液压泵B的加压油的情况下,设定斗杆第一操作量、第二操作量;但是,当从仅第一液压泵A供给加压油时,仅设置斗杆第一操作量,而当从仅第二液压泵B供给加压油时,仅设置斗杆第二操作量。在选项式液压致动器13从第一液压泵A、第二液压泵B两者供给有加压油的情况下,设定选项式第一操作量、选项式第二操作量,但是当仅从第一液压泵A供给有加压油时,仅设定选项式第一操作量,并且当仅从第二液压泵B供给有加压油时,仅设定选项式第二操作量(见图6)。用于设定第一操作量、第二操作量的数据作为控制参数存储在第一/第二操作量设定单元90中,并且适于根据液压挖掘机1执行的作业内容和选项式液压致动器13的类型和规格使用监测装置等来改变。
另外,所需流量设定单元91根据由第一、第二操作量设定单元90设定的第一、第二操作量,决定各液压致动器(吊杆液压缸8、斗杆液压缸9、铲斗液压缸10、回转装置马达11、选项式液压致动器13)对第一液压泵A、第二液压泵B要求的所需流量(吊杆第一所需流量、吊杆第二所需流量、斗杆第一所需流量、斗杆第二所需流量、铲斗第一所需流量、回转装置第二所需流量、选项式第一所需流量、选项式第二所需流量)。此外,所需流量设定单元91通过将余量流量α添加到选项式第一所需流量、选项式第二所需流量来设定选项式第一余量相加所需流量、选项式第二余量相加所需流量(参见图8)。在加压油从第一液压泵A、第二液压泵B供给至选项式液压致动器13的情况下,余量流量α是要添加至选项式第一所需流量、选项式第二所需流量的流量,以通过由上述补偿器阀61执行的用于差压调节目的的流量控制来避免供给至选项式液压致动器13的加压油不足。在选项式第一所需流量、选项式第二所需流量为“零”的情况下,选项式第一余量相加所需流量、选项式第二余量相加所需流量也变为“零”。
现在,图7(A)、图(B)、图(C)示出了操作杆的选项式第一操作量、选项式第二操作量,选项式第一所需流量、选项式第二所需流量和选项总所需流量(选项式第一所需流量和选项式第二所需流量的总和)之间的关系。然而,(A)示出了在第一/第二操作量设定单元90中,当操作杆的操作量小时,仅设定可操作的第一操作量(仅从第一液压泵A供给加压油),并且当操作杆的操作量大时,设定选项式第一操作量、选项式第二操作量(从第一液压泵A、第二液压泵B两者供给加压油)的情况;(B)示出了选项式第一操作量、选项式第二操作量被设定为相同值(从第一液压泵A、第二液压泵B供给相同量的加压油)的情况;以及(C)示出了仅设定第一操作量、第二操作量中的任一个的情况(仅从第一液压泵A或第二液压泵B中的任一个供给加压油)。
所需流量设定单元91设置有诸如图之类的数据,例如示出第一操作量、第二操作量与各个液压致动器的所需流量之间的关系,并使用该数据确定与操作杆的操作量相对应的所需流量。这种数据适于作为控制参数结合到所需流量设定单元91中。因此,例如,根据液压挖掘机1执行的作业内容和选项式液压致动器13的类型或规格,可以使用监测装置等改变对应于第一操作量、第二操作量的所需流量的值。
此外,泵控制单元92根据由所需流量设定单元91设定的所需流量计算第一液压泵A、第二液压泵B的目标排放流量。在这种情况下,关于吊杆缸8、斗杆缸9、铲斗缸10和回转装置马达11的所需流量,使用由所需流量设定单元91设定的吊杆第一所需流量、吊杆第二所需流量、斗杆第一所需流量、斗杆第二所需流量、铲斗第一所需流量、回转装置第二所需流量;并且关于选项式液压致动器13的所需流量,使用通过将余量流量α相加而得到的选项式第一余量、选项式第二余量相加所需流量。然后,第一液压泵A的目标排放流量使得操作每个液压致动器需要第一液压泵A的第一所需流量的总和(吊杆第一所需流量+斗杆第一所需流量+铲斗第一所需流量+选项式第一余量相加所需流量)被作为目标排放流量。在总流量超过第一液压泵A的最大排放流量的情况下,将最大排放流量作为目标排放流量。此外,类似地,第二液压泵B的目标排放流量使得操作每个液压致动器的第二所需流量和第二余量相加所需流量(吊杆第二所需流量+斗杆第二所需流量+回转装置第二所需流量+选项式第二要求余量相加流量)的总和作为目标排放流量。在总流量超过第二液压泵B的最大排放流量的情况下,将最大排放流量作为目标排放流量。然后,泵控制单元92向第一液压泵A、第二液压泵B的排量改变装置Aa、Ba输出控制信号,从而可以得到目标排放流量(参见图8)。在各个液压致动器的第一操作量都是“零”的情况下,在第二操作量都是“零”的情况下,控制第一液压泵A、第二液压泵B,使得每个液压泵具有最小流量。
另外,阀开口区域控制单元93根据由所需流量设定单元91确定的各液压致动器对第一液压泵A、第二液压泵B的所需流量,确定吊杆、斗杆、铲斗的供给阀通路23c至26c、回转装置控制阀23至26、吊杆流量控制阀31、第一斗杆流量控制阀32、第二斗杆流量控制阀33,以及选项式控制阀60的供给阀通路60f的开口面积。
在这种情况下,由于用于确定用于永久安装的液压致动器(吊杆缸8、斗杆缸9、铲斗缸10、回转装置马达11)的控制阀(吊杆、斗杆、铲斗、回转装置控制阀)23至26和流量控制阀(吊杆、第一斗杆流量控制阀、第二斗杆流量控制阀)31至33的开口面积的控制过程不同于用于确定选项式控制阀60的开口面积的控制过程;首先,将讨论对永久安装的液压致动器的控制阀23至26和流量控制阀31至33的开口面积的控制。
在确定用于永久安装的液压致动器的控制阀23至26和流量控制阀31至33的开口面积时,阀开口面积控制单元93首先确定每个永久液压致动器的分配流量。分配流量的计算由第一液压泵A和第二液压泵B分别执行。换句话说,对于从第一液压泵A供给有加压油的永久安装的液压致动器的分配流量,第一液压泵A的目标排放流量以选项式第一余量相加所需流量、吊杆第一所需流量、斗杆第一所需流量、铲斗第一所需流量之间的比率分配,以确定吊杆第一分配流量、斗杆第一分配流量、铲斗第一分配流量。此外,对于从第二液压泵B供给有加压油的永久安装的液压致动器的分配流量,第二液压泵B的目标排放流量以选项式第二余量相加所需流量、吊杆第二所需流量、斗杆第二所需流量、回转装置第二所需流量之间的比率分配来确定吊杆第二分配流量、斗杆第二分配流量和回转装置第二分配流量。在选项式第一余量相加所需流量、选项式第二余量相加所需流量为“零”的情况下,执行分配流量计算,用于将目标排放流量的整个速率分配给永久液压致动器。然后,阀开口控制单元93计算用于分别从第一液压泵A、第二液压泵B向吊杆缸8、斗杆缸9、铲斗缸10、回转装置马达11供给这些吊杆第一分配流量、吊杆第二分配流量、斗杆第一分配流量、斗杆第二分配流量、铲斗第一分配流量、回转装置第二分配流量的吊杆、斗杆、铲斗、回转装置控制阀23至26的供给阀通路23c至26c的开口面积,以及吊杆、第一斗杆流量控制阀31至第二斗杆流量控制阀33的开口面积;并向吊杆、斗杆、铲斗、回转装置螺线管比例阀44a、44b至47a、47b、吊杆流量控制螺线管比例阀41、第一斗杆流量控制螺线管比例阀42、第二斗杆流量控制螺线管比例阀43输出控制信号,以实现开口面积(参见图9)。
在控制用于永久安装的液压致动器的控制阀23至26和流量控制阀31至33的开口面积时,通过采用以选项式第一余量相加所需流量、选项式第二余量相加所需流量与永久安装的液压致动器的所需流量之间的比率分配第一液压泵A、第二液压泵B的排放流量的构造,即使在选项式液压致动器13与共用液压泵A或/和液压泵B的其他液压致动器(永久安装的液压致动器)组合操作的情况下,其被配置为使得选项式第一余量相加所需流量、选项式第二余量相加所需流量适于供给到选项式汇合油路22,并由此能够可靠地确保到选项式液压致动器13的供给流量。另外,作为控制的一个示例,还可以通过将选项式第一余量相加所需流量、选项式第二余量相加所需流量与专用于组合操作的流量限制系数相乘来调节选项式第一余量相加所需流量、选项式第二余量相加所需流量,并进行控制以将向选项式液压致动器13的供给流量保持在恒定水平。
另一方面,阀开口区域控制单元93在确定选项式控制阀60的开口区域的情况下,运算选项式控制阀60的供给阀通路60f的开口区域,将由所需流量设定单元91设定的选项式第一所需流量、选项式第二所需流量的合计流量向选项式液压致动器13供给,向第一选项式螺线管比例阀48a、第二选项式螺线管比例阀48b输出控制信号,以实现开口区域(参见图9)。在这种情况下,选项式控制阀60的供给阀通路60f的前部和后部之间的压差通过上述补偿器阀61保持在恒定水平(预定压力K)。以高精度控制从选项式控制阀60到选项式液压致动器13的供给流量,以便成为选项式第一所需流量、选项式第二所需流量的总流量。
此外,放泄控制单元94根据由第一/第二操作量设定单元90确定的第一操作量、第二操作量执行从第一液压泵A、第二液压泵B流向油箱12的放泄流量的控制;以及通过控制排放流量来控制第一液压泵A、第二液压泵B的排放压力。
在这种情况下,放泄控制单元94首先根据吊杆第一操作量、吊杆第二操作量、斗杆第一操作量、斗杆第二操作量、铲斗第一操作量、回转装置第二操作量、选项式第一操作量来确定第一所需压力、第二所需压力(吊杆第一所需压力、吊杆第二所需压力、斗杆第一所需压力、斗杆第二所需压力、铲斗第一所需压力、回转装置第二所需压力、选项式第一所需压力、选项式第二所需压力),其对应的相应液压致动器需要第一液压泵A、第二液压泵B。放泄控制单元94设置有例如诸如示出第一操作量、第二操作量与相应液压致动器的所需压力之间的关系的映射的数据;并且使用该数据确定与操作杆的操作量相对应的所需压力,但是该数据适于作为控制参数结合在放泄控制单元94中。对应于操作量的所需压力的值可以根据液压挖掘机1执行的作业内容和选项式液压致动器13的类型和规格而改变。
随后,放泄控制单元94根据第一所需压力、第二所需压力确定第一泵所需压力、第二泵所需压力。在这种情况下,每个液压致动器需要第一液压泵A的所需压力(吊杆第一所需压力、斗杆第一所需压力、铲斗第一所需压力、选项式第一所需压力)的最大值被作为第一泵所需压力PR1;每个液压致动器需要第二液压泵B的所需压力(吊杆第二所需压力、斗杆第二所需压力、回转装置第二所需压力、选项式第二所需压力)的最大值作为第二泵所需压力PR2。所需压力的最大值作为第二泵所需压力PR2。根据这些第一泵所需流量PR1、第二泵所需流量PR2,设定第一液压泵A、第二液压泵B的目标压力(第一泵目标压力、第二泵目标压力)PT1和PT2(参见图10)。
在设定第一泵目标压力PT1、第二泵目标压力PT2时,放泄控制单元94首先确定是否操作了选项式操作杆;如果选项式操作杆未被操作(当选项式第一操作量、选项式第二操作量均为“零”时),则第一泵所需压力PR1、第二泵所需压力PR2被设定为第一液压泵A、第二液压泵B的目标压力PT1、PT2。另一方面,如果选项式操作杆被操作(当选项式第一操作量、选项式第二操作量中的至少一个不是“零”时),则放泄控制单元94执行下述选项优先级控制。
在放泄控制单元94执行选项优先级控制的情况下,放泄控制单元94首先确定向选项式液压致动器13供给加压油的液压泵是仅为第一液压泵A(仅设定选项式第一操作量)还是仅为第二液压泵B(仅设定选项式第二操作量)还是第一液压泵A、第二液压泵B两者(设定选项式第一操作量、选项式第二操作量)。然后,将第一泵所需压力PR1与第二泵所需压力PR2进行比较,在相应情况下:确定结果仅为第一液压泵A的情况(以下称为确定结果(A));仅确定第二液压泵B的情况(以下称为确定结果(B));第一液压泵A、第二液压泵B都被确定的情况(以下称为确定结果(A+B))。
然后,如果在确定结果(A)中第一泵所需压力PR1高于第二泵所需压力PR2(PR1>PR2),则将这些第一泵所需压力PR1、第二泵所需压力PR2分别设定为第二液压泵A、B的目标压力PT1、PT2。另一方面,在确定结果(A)中,如果第一泵所需压力PR1等于或低于第二泵所需压力PR2(PR1≤PR2),则将通过将余量压力β与第二泵所需压力PR2相加而得到的压力(PR2+β)作为第一泵目标压力PT1,并且将第二泵所需压力PR2设定为第二泵目标压力PT2。结果,在确定结果(A)的情况下,即,如果向选项式液压致动器13供给加压油的液压泵仅是第一液压泵A,则将第一液压泵A的目标压力PT1设定为比第二液压泵B的目标压力PT2高的压力。余量压力β是为了确保到选项式液压致动器13供给加压油的液压泵的排放压力总是高于不向选项式液压致动器13供给加压油的液压泵的排放压力而增加的压力。
此外,如果在确定结果(B)中第一泵所需压力PR1高于或等于第二泵所需压力PR2(PR1≥PR2),则将第一泵所需压力PR1作为第一泵目标压力PT1,并且将通过将余量压力β与第一泵所需压力PR1相加而得到的压力(PR1+β)设定为第二泵目标压力PT2。另一方面,在确定结果(B)中,如果第一泵所需压力PR1小于第二泵所需压力PR2(PR1<PR2),则将这些第一泵所需压力PR1、第二泵所需压力PR2设定为第一的目标压力PT1、第二泵的目标压力PT2。结果,在确定结果(B)的情况下,即,在向选项式液压致动器13供给加压油的液压泵仅是第二液压泵B的情况下,将第二液压泵B的目标压力PT2设定为高于第一液压泵A的目标压力PT1。
此外,如果在确定结果(C)中第一泵所需压力PR1大于第二泵所需压力PR2(PR1>PR2),则将第一泵所需压力PR1设定为第一泵目标压力PT1、第二泵目标压力PT2。另一方面,如果在确定结果(C)中第一泵所需压力PR1小于或等于第二泵所需压力PR2(PR1≤PR2),则将第二泵所需压力PR2设定为第一泵目标压力PT1、第二泵目标压力PT2。结果,在确定结果(C)的情况下,即,如果向选项式液压致动器13供给加压油的液压泵都是第一液压泵A、第二液压泵B,则通过将第一液压泵A、第二液压泵B的这些目标压力PT1、PT2与第一泵所需压力PR1、第二泵所需压力PR2中的较高压力相匹配,将它们设定为相同的压力(见图11)。
这样,如果向选项式液压致动器13供给加压油的液压泵是第一液压泵A或第二液压泵B中的任一个(在确定结果(A)或(B)的情况下),则供给加压油的一个液压泵的排放压力被控制为高于不供给加压油的另一液压泵的排放压力。因此,从一个液压泵供给的加压油优选地适于流入选项式汇合油路22,而从另一个液压泵供给的加压油不流入选项式汇合油路22。另一方面,如果第一液压泵A、第二液压泵B都将加压油供给到选项式液压致动器13(在确定结果(A+B)的情况下),则将液压泵A、B两者的排放压力控制为相同的压力,使得从第一液压泵A、第二液压泵B两者供给的加压油适于供给并汇合到选项式汇合油路22。
然后,在设定第一液压泵A、第二液压泵B的目标压力PT1、PT2之后,放泄控制单元94适于计算第一放泄阀75、第二放泄阀76的开口面积以达到目标压力PT1、PT2;向第一放泄螺线管比例阀49a、第二放泄螺线管比例阀49b输出控制信号以形成开口区域;以及控制从第一液压泵A、第二液压泵B(参见图10)流入油箱12的放泄流量。如果各个液压致动器的所有第一操作量为“零”,并且如果所有第二操作量为“零”,则控制放泄流量,使得第一液压泵A、第二液压泵B的排放压力变为预设的最低排放压力。
此外,选项式控制单元95根据从选项式液压致动器通知装置85输入的信息执行用于设定可变溢流阀65的溢流设定压力LP的控制。
在这种情况下,选项式控制单元95根据选项式液压致动器13的类型和规格从选项式液压致动器通知装置85输入预设定为各个选项式液压致动器13的上限压力的选项上限压力PU的值。然后,选项式控制单元95将控制信号输出到可变溢流阀65,以便将可变溢流阀65的溢流设定压力LP改变为通过从选项式上限压力PU减去预定压力(补偿器阀61的弹簧61c指定的压力)K而得到的压力(LP=PU-K)。结果,通过上述补偿器阀61的作用,将选项式控制阀60的入口侧压力PO控制为小于或等于PO≤(LP+K),即小于或等于选项式上限压力PU(PO≤PU)的压力,该压力比可变溢流阀65的溢流设定压力LP高预定压力K(LP+K)。然后,通过将选项式控制阀60的入口侧压力控制为小于或等于选项式上限压力PU,通过以这种方式设定可变溢流阀65的溢流设定压力LP,即使在从选项式控制阀60延伸到选项式液压致动器13的一对第一致动器油路67、第二致动器油路68中分别不设置可变溢流阀,到选项式液压致动器13的供给压力也可小于根据各个选项式液压致动器13设定的选项式上限压力PU。
此外,选项式控制单元95根据从选项式液压致动器通知装置85输入的信息,确定选项式液压致动器13是否是加压油供给方向为一个方向的液压致动器,例如像破碎机,并且需要减小背压。如果确定为适用的液压致动器,则选项式控制单元95输出控制信号以使切换阀74定位在打开位置X。结果,从选项式液压致动器13到油箱12的返回油将直接流到油箱12而不通过选项式控制阀60,使得背压可以可靠地减小。
接下来,将通过示例1至7来讨论当操作选项式操作杆时执行的控制。在每个示例中,在与另一个示例类似的对照的情况下,将简要或省略描述。
示例1
首先,将如示例1那样讨论选项式操作杆被独立操作,并且选项式液压致动器13仅被从第一液压泵A供给加压油的情况。
在这种情况下,当从选项式操作检测装置84输入操作信号时,控制器30首先设定选项式第一操作量,该选项式第一操作量是第一液压泵A所服务的操作量。此外,根据选项式第一操作量,选项式液压致动器13确定第一液压泵A所需的选项式第一所需流量,以及通过将余量流量α添加到选项式第一所需流量而得到的选项式第一余量相加所需流量。然后,通过将选项式第一余量相加所需流量作为目标排放流量来执行第一液压泵A的排放流量控制。此外,控制器30根据选项式第一操作量设定第一液压泵A的选项式液压致动器13所需的选项式第一所需压力;除了将选项式第一所需压力设定为第一泵所需压力PR1之外,还将第一泵所需压力PR1设定为第一液压泵A的目标压力PT1,并且控制第一放泄阀75的开口面积以达到目标压力PT1。另一方面,第二液压泵B的排放流量和排放压力被控制为最低。然后,从第一液压泵A供给的加压油经由第一泵送管路C、第一选项式供给油路17流入选项式汇合油路22,并经由设置在选项式汇合油路22中的补偿器阀61、选项式控制阀60供给到选项式液压致动器13。此外,控制器30通过将可变溢流阀65的设定压力LP设定为通过从根据选项式液压致动器13的类型和规格设定的选项式上限压力PU中减去预定压力K而得到的压力(LP=PU-K),来控制到选项式控制阀60的供给压力,以使其小于或等于选项式上限压力PU。另外,选项式控制阀60的供给阀通路60f的开口面积被控制为与选项式第一所需流量对应的开口面积;但是在这种情况下,由于选项式控制阀60的前部和后部之间的压差通过补偿器阀61保持在预定压力K,因此可以执行高精度的供给流量控制;此外,来自第一液压泵A的供给流量等于通过将余量流量α添加到选项式第一所需流量而得到的选项式第一余量相加所需流量,即使流量由补偿器阀61控制以用于差压调节,到选项式控制阀60的供给流量也不会变短。此外,在选项式液压致动器13需要减小背压的液压致动器的情况下,输出控制信号,使得切换阀74切换到打开位置X,由此能够使来自选项式液压致动器13的返回油经由旁路油路73流入油箱12,而不经过选项式控制阀60。
这样,在示例1中,仅从第一液压泵A向选项式液压致动器13供给加压油,但是在这种情况下,将向选项式控制阀60的供给压力控制为小于或等于根据各个选项式液压致动器13设定的选项式上限压力PU,并且能够以高精度控制到选项式液压致动器13的供给流量。
示例2
随后,与示例2类似,说明独立地操作选项式操作杆,并且从第一液压泵A、第二液压泵B向选项式液压致动器13供给加压油的情况。
在这种情况下,当从选项式操作检测装置84输入操作信号时,控制器30首先设置选项式第一操作量、选项式第二操作量。此外,控制器30根据选项式第一操作量、选项式第二操作量确定选项式第一所需流量、选项式第二所需流量和选项式第一余量相加所需流量、选项式第二余量相加所需流量。然后,控制第一液压泵A、第二液压泵B的排放流量,将选项式第一余量相加所需流量、选项式第二余量相加所需流量作为目标排放流量。此外,控制器30根据选项式第一操作量、选项式第二操作量设定选项式第一所需压力、选项式第二所需压力;此外,这些第一泵所需压力PR1、第二泵所需压力PR2中的较高压力被设定为第一液压泵A、第二液压泵B两者的目标压力PT1、PT2(PT1=PT2),并且第一放泄阀75、第二放泄阀76的开口面积被控制为达到目标压力PT1、PT2。结果,第一液压泵A、第二液压泵B的排放压力被控制为相等。然后,来自第一液压泵A、第二液压泵B的供给加压油分别经由第一泵送管路C、第二泵送管路D、第一选项式供给油路17、第二选项式供给油路21在选项式汇合油路22处汇合;但是在这种情况下,由于第一液压泵A、第二液压泵B的排放压力相等,所以来自两个液压泵A、B的供给油流入选项式汇合油路22,而在汇合时不优先供给来自液压泵A、B中的任一个的加压油,并且经由设置在选项式汇合油路22中的补偿器阀61,选项式控制阀60供给到选项式液压致动器13。然后,选项式控制阀60的供给阀通路60f的开口面积被控制成成为与选项式第一所需流量、选项式第二所需流量的总流量对应的开口面积;但是,在该情况下,与上述示例1类似,能够进行高精度的供给流量控制。此外,控制器30根据需要设定可变溢流阀65的溢流设定压力LP并执行切换阀74的切换控制,但是这些与示例1类似,因此省略说明。
因此,在示例2中,从第一液压泵A、第二液压泵B向选项式液压致动器13供给加压油。即使在这种情况下,与示例1类似,控制到选项式控制阀60的供给压力,使其小于或等于根据单独的选项式液压致动器13设定的选项式上限压力PU;另外,能够高精度地控制到选项式液压致动器13的供给流量。此外,在这种情况下,由于第一液压泵A、第二液压泵B的排放压力被控制为相等,并且来自两个液压泵A、B的供给油可以汇合到选项式汇合油路22中,而不优先考虑来自液压泵A、B中的任一个的加压油供给。
示例3
接下来,将作为示例3讨论如下情况:选项式操作杆与斗杆操作杆和回转装置操作杆组合操作,并且选项式液压致动器13被供给来自第一液压泵A的加压油,并且斗杆缸9和回转装置马达11被供给来自第二液压泵B的加压油。
在这种情况下,当从选项式检测装置84、斗杆操作检测装置81、回转装置操作检测装置83输入操作信号时,控制器30首先设定选项式第一操作量、斗杆第二操作量、回转装置第二操作量。此外,控制器30确定与选项式第一操作量、斗杆第二操作量、回转装置第二操作量相对应的选项式第一所需流量、斗杆第二所需流量、回转装置第二所需流量和选项式第一余量相加所需流量。然后,将选项式第一余量相加所需流量作为目标排放流量来控制第一液压泵A的排放流量,并且将斗杆第二所需流量和回转装置第二所需流量的总和作为目标排放流量来控制第二液压泵B的排放流量(如果总流量超过第二液压泵B的最大排放流量),然后将最大排放流量作为目标排放流量。此外,控制器30设定与选项式第一操作量、斗杆第二操作量、回转装置第二操作量相对应的选项式第一所需压力、斗杆第二所需压力、回转装置第二所需压力。然后,控制器30使用选项式第一所需压力作为第一泵所需压力PR1,并使用斗杆第二所需压力和回转装置第二所需压力中较高的压力作为第二泵所需压力PR2。比较第一泵所需压力PR1和第二泵所需压力PR2,根据比较结果设定第一液压泵A、第二液压泵B的目标压力PT1、PT2;但是在这种情况下,通过上述放泄控制单元94的控制,将向选项式液压致动器13供给加压油的第一液压泵A的目标压力PT1设定为比不向选项式液压致动器13供给加压油的第二液压泵B的目标压力PT2高的压力,并且控制第一放泄阀75、第二放泄阀76的开口面积以实现目标压力PT1、PT2。然后,来自第一液压泵A的供给加压油经由第一泵送管路C、第一选项式供给油路17流入选项式汇合油路22;但是在这种情况下,由于第一液压泵A的排放压力高于第二液压泵B的排放压力,所以来自第一液压泵A的供给加压油优先流入选项式汇合油路22,并且来自第二液压泵B的供给加压油适于不流入选项式汇合油路22。然后,已经流入选项式汇合油路22的来自第一液压泵A的供给加压油经由设置在选项式汇合油路22中的补偿器阀61、选项式控制阀60供给到选项式液压致动器13。在这种情况下,选项式控制阀60的供给阀通路60f的开口面积的控制、可变溢流阀65的溢流设定压力LP的设定,以及根据需要进行的切换阀74的切换控制与示例1类似,因此省略其描述。另一方面,来自第二液压泵B的供给加压油从第二泵送管路D流入第二斗杆供给油路19,并经由第二斗杆流量控制阀33,斗杆控制阀24供给到斗杆缸9;并且从第二泵送管路D流入第二回转装置供给油路20,并经由回转装置控制阀26供给到回转装置马达11。在这种情况下,执行第二斗杆流量控制阀33、斗杆的供给阀通路24c、26c、回转装置控制阀24、26的开口面积的控制,以便具有与斗杆第二分配流量、回转装置第二分配流量相对应的开口面积,该斗杆第二分配流量、回转装置第二分配流量是通过以斗杆第二所需流量、回转装置第二所需流量的比率分配第二液压泵B的排放流量而得到的,通过上述的开阀面积控制单元93控制。在示例3中,由于斗杆缸9被配置为仅从第二液压泵B供给加压油,所以设置在第一斗杆供给油路16中的第一斗杆流量控制阀32被控制为关闭。
因此,在示例3中,选项式操作杆与用于其他液压致动器(斗杆缸9、回转装置马达11)的操作杆组合地操作,并且从第一液压泵A向选项式液压致动器13供给加压油,从第二液压泵B向其他液压致动器供给加压油。在该情况下,与示例1、2类似,控制到选项式控制阀60的供给压力,使其小于或等于根据单独的选项式液压致动器13设定的选项式上限压力PU;另外,能够高精度地控制到选项式液压致动器13的供给流量。此外,在这种情况下,由于将向选项式液压致动器13供给加压油的第一液压泵A的排放压力控制为高于第二液压泵B的排放压力,因此仅能够可靠地使来自第一液压泵A的供给加压油流入选项式汇合油路22。另一方面,第二液压泵B的排放流量被分配给其他液压致动器,从而能够确保选项式液压致动器13与其他液压致动器(斗杆缸9、回转装置马达11)之间的良好的组合可操作性。
示例4
随后,作为示例4,将描述选项式操作杆与吊杆操作杆和铲斗操作杆组合操作,并且选项式液压致动器13被供给有来自第二液压泵B的加压油,吊杆缸8和铲斗缸10被供给有来自第一液压泵A的加压油的情况。
在这种情况下,当操作信号从选项式吊杆、铲斗操作检测装置84、80、82输入时,控制器30首先设置选项式第一操作量、斗杆第二操作量、回转装置第二操作量。此外,控制器30确定与选项式第二操作量、吊杆第一操作量、铲斗第一操作量相对应的选项式第二所需流量、吊杆第一所需流量、铲斗第一所需流量和选项式第二余量相加所需流量。然后,使用作为目标排放流量的选项式第二余量相加所需流量控制第二液压泵B的排放流量,并且第一液压泵A的排放流量控制是使用吊杆第一所需流量和铲斗第一所需流量的总和作为目标排放流量(如果总流量超过第一液压泵A的最大排放流量,则使用最大排放流量作为目标排放流量)来执行的。此外,控制器30根据选项式第二操作量、吊杆第一操作量、铲斗第一操作量设定选项式第二所需压力、吊杆第一所需压力、铲斗第一所需压力。然后,用于该选项的第二所需压力被取作第二泵所需压力PR2,并且吊杆第一所需压力的较高压力、铲斗第一所需压力被取作第一泵所需压力PR1。此外,比较第一泵所需压力PR1和第二泵所需压力PR2,根据比较结果设定第一液压泵A、第二液压泵B的目标压力PT1、PT2;但是在这种情况下,通过上述放泄控制单元94的控制,将向选项式液压致动器13供给加压油的第二液压泵B的目标压力PT2设定为比不向选项式液压致动器13供给加压油的第一液压泵A的目标压力PT1高的压力,并且控制第一放泄阀75、第二放泄阀76的开口面积以实现目标压力PT1、PT2。然后,来自第二液压泵B的供给加压油经由第二泵送管路D、第二选项式供给油路21流入选项式汇合油路22。然而,在这种情况下,由于第二液压泵B的排放压力高于第一液压泵A的排放压力、来自第二液压泵B的供给加压油优先流入选项式汇合油路22,并且来自第一液压泵A的供给加压油适于不流入选项式汇合油路22。然后,已经流入选项式汇合油路22的来自第二液压泵B的供给加压油经由设置在选项式汇合油路22中的补偿器阀61、选项式控制阀60供给到选项式液压致动器13。在这种情况下,选项式控制阀60的供给阀通路60f的开口面积的控制、可变溢流阀65的溢流设定压力LP的设定,以及根据需要进行的切换阀74的切换控制与示例1类似,因此省略其描述。另一方面,来自第一液压泵A的供给加压油从第一泵送管路C流入第一吊杆供给油路14,并经由吊杆控制阀23供给至吊杆缸8;以及从第一泵送管路C流入第一铲斗供给油路15并经由铲斗控制阀25供给到铲斗缸10。在这种情况下,执行对吊杆23、铲斗控制阀25的供给阀通路23c、25c的开口面积的控制,以便具有与吊杆第一分配流量、铲斗第一分配流量相对应的开口面积,该第一分配流量通过以吊杆第一所需流量、铲斗第一所需流量的比率分配第一液压泵A的排放流量而得到。在示例4中,由于吊杆缸8被配置为仅从第一液压泵A供给加压油,所以设置在第二吊杆供给油路18中的吊杆流量控制阀31被控制为关闭。
以此方式,在示例4中,选项式操作杆与用于其他液压致动器(吊杆缸8、铲斗缸10)的操作杆组合地操作,并且选项式液压致动器13被供给来自第二液压泵B的加压油,而其他液压致动器被供给来自第一液压泵A的加压油;但是,在该情况下,也与示例1至3类似,控制到选项式控制阀60的供给压力,使其小于或等于根据单独的选项式液压致动器13设定的选项式上限压力PU;另外,能够高精度地控制到选项式液压致动器13的供给流量。此外,在这种情况下,由于将向选项式液压致动器13供给加压油的第二液压泵B的排放压力控制为高于第一液压泵A的排放压力,因此仅能够可靠地使来自第二液压泵B的供给加压油流入选项式汇合油路22。另一方面,第一液压泵A的排放流量分配给其他液压致动器,从而能够确保选项式液压致动器13与其他液压致动器(吊杆缸8、铲斗缸10)之间的良好的组合可操作性。
示例5
随后,在选项式操作杆与吊杆操作杆、斗杆操作杆和铲斗操作杆组合操作的情况下,从第二液压泵B向选项式液压致动器13供给加压油;吊杆缸8、斗杆缸9和铲斗缸10被供给来自第一液压泵A的加压油,如实施例5所述。
在这种情况下,当操作信号从选项式操作检测装置84、吊杆操作检测装置80、斗杆操作检测装置81、铲斗操作检测装置82输入时,控制器30首先检测选项式第二操作量、吊杆第一操作量、斗杆第一操作量、铲斗第一操作量。此外,控制器30根据选项式第二操作量、吊杆第一操作量、斗杆第一操作量、铲斗第一操作量确定选项式第二所需流量、吊杆第一所需流量、斗杆第一所需流量、铲斗第一所需流量和选项式第二余量相加所需流量。然后,控制第二液压泵B的排放流量,将选项式第二余量相加所需流量作为目标排放流量,并且控制第一液压泵A的排放流量,将吊杆第一所需流量、斗杆第一所需流量和铲斗第一所需流量的总和作为目标排放流量(如果总流量超过第一液压泵A的最大排放流量),然后将最大排放流量作为目标排放流量。此外,控制器30根据选项式第二操作量、吊杆第一操作量、斗杆第一操作量、铲斗第一操作量设定选项式第二所需压力、吊杆第一所需压力、斗杆第一所需压力、铲斗第一所需压力。然后,将选项式第二所需压力取作第二泵所需压力PR2,并且将吊杆第一所需压力、斗杆第一所需压力、铲斗第一所需压力中的最高压力取作第一泵所需压力PR1。此外,与示例4类似,设定第一液压泵A、第二液压泵B的目标压力PT1、PT2,并且控制第一放泄阀75、第二放泄阀76的开口面积以达到目标压力PT1、PT2。在这种情况下,向选项式液压致动器13供给加压油的第二液压泵B的目标压力PT2也被设定为高于不向选项式液压致动器13供给加压油的第一液压泵A的目标压力PT1。来自第二液压泵B的供给加压油经由第二泵送管路D、第二选项式供给油路21流入选项式汇合油路22。在这种情况下,与示例4类似,来自第二液压泵B的供给加压油优先流入选项式汇合油路22,并且来自第一液压泵A的供给加压油不适于流入其中。然后,已经流入选项式汇合油路22的来自第二液压泵B的供给加压油经由补偿器阀61和选项式控制阀60供给到选项式液压致动器13;但是,在该情况下,选项式控制阀60的供给阀通路60f的开口面积的控制、可变溢流阀65的溢流设定压力LP的设定,以及根据需要进行的切换阀74的切换控制与示例1类似,因此省略其描述。另一方面,来自第一液压泵A的供给加压油从第一泵送管路C流入第一吊杆供给油路14,并经由吊杆控制阀23供给至吊杆缸8;以及从一个泵送管路C流入第一斗杆供给油路16,经由第一斗杆流量控制阀32、斗杆控制阀24供给到斗杆缸9,并且进一步从第一泵送管路C流入第一铲斗供给油路15,并且经由铲斗控制阀25供给到铲斗缸10。在这种情况下,吊杆的供给阀通路23c、24c、25c、第一斗杆用流量控制阀32、斗杆、铲斗用控制阀23、24、25的开口面积的控制,通过上述阀开口面积控制部93的控制,以吊杆第一所需流量、斗杆第一所需流量、铲斗第一所需流量的比例分配第一液压泵A的排放流量,从而成为与吊杆第一分配流量、斗杆第一分配流量、铲斗第一分配流量对应的开口面积。在示例5中,由于吊杆缸8、斗杆缸9被配置为仅从第一液压泵A供给加压油,所以设置在第二吊杆供给油路18中的吊杆流量控制阀31、设置在第二斗杆供给油路19中的第二斗杆流量控制阀33被控制为关闭。
以此方式,在示例5中,选项式操作杆与用于其他液压致动器(吊杆缸8、斗杆缸9、铲斗缸10)的操作杆组合地操作,并且选项式液压致动器13被供给来自第二液压泵B的加压油,而其他液压致动器被供给来自第一液压泵A的加压油;但是,在该情况下,也与示例1至4类似,控制到选项式控制阀60的供给压力,使其小于或等于根据单独的选项式液压致动器13设定的选项式上限压力PU;另外,能够高精度地控制到选项式液压致动器13的供给流量。此外,与示例4类似,仅能够可靠地使从第二液压泵B供给的加压油流入选项式汇合油路22;能够确保与选项式液压致动器13和其他液压致动器(吊杆缸8、斗杆缸9、铲斗缸10)的良好的组合可操作性。然后,与示例5类似,在选项式液压致动器13被供给来自第一液压泵、第二液压泵(示例5中的第二液压泵B)中的任一个液压泵的加压油,并且吊杆缸8、斗杆缸9、铲斗缸10被供给来自其他液压泵(示例5中的第一液压泵A)的加压油的配置中,即使选项式液压致动器13是对于一个液压泵需要大部分排放流量的液压致动器,也可以采用仅从一个液压泵供给加压油的配置。
示例6
接下来,将选项式操作杆与吊杆操作杆、回转装置操作杆、选项式液压致动器13和吊杆缸8组合地操作,从第一液压泵A供给加压油,并且对从第二液压泵B向回转装置马达11供给加压油的情况将作为示例6被讨论。
在这种情况下,当从选项式操作检测装置84、吊杆操作检测装置80、回转装置操作检测装置83输入操作信号时,控制器30首先设定选项式第一操作量、吊杆第一操作量、回转装置第二操作量。此外,控制器30根据选项式第一操作量、吊杆第一操作量、回转装置第二操作量确定选项式第一所需流量、吊杆第一所需流量、回转装置第二所需流量和选项式第一余量相加所需流量。然后,以选项式第一余量相加所需流量和吊杆第一所需流量的总和作为目标排放流量(如果总流量超过第一液压泵A的最大排放流量,则以最大排放流量作为目标排放流量),(作为流量)执行第一液压泵A的排放流量控制,并且以回转装置第二所需流量作为目标排放流量来执行第二液压泵B的排放流量控制。此外,控制器30根据选项式第一操作量、吊杆第一操作量、回转装置第二操作量设定选项式第一所需压力、吊杆第一所需压力、回转装置第二所需压力。然后,选项式第一所需压力、吊杆第一所需压力作为第一泵所需压力PR1,并且回转装置第二所需压力作为第二泵所需压力PR2。比较第一泵所需压力PR1和第二泵所需压力PR2,根据比较结果设定第一液压泵A、第二液压泵B的目标压力PT1、PT2;但是在这种情况下,通过上述放泄控制单元94的控制,将向选项式液压致动器13供给加压油的第一液压泵A的目标压力PT1设定为比不向选项式液压致动器13供给加压油的第二液压泵B的目标压力PT2高的压力,并且控制第一放泄阀75、第二放泄阀76的开口面积以实现目标压力PT1、PT2。来自第一液压泵A的供给加压油从第一泵送管路C流入第一吊杆供给油路14,经由吊杆控制阀23供给到吊杆缸8;以及从第一泵送管路C经由第一选项式供给油路17流入选项式汇合油路22;但是在这种情况下,由于第一液压泵A的排放压力高于第二液压泵B的排放压力,所以来自第一液压泵A的供给加压油优先流入选项式汇合油路22,并且来自第二液压泵B的供给加压油适于不流入选项式汇合油路22。控制已经从第一吊杆供给油路14供给到吊杆控制阀23的来自第一液压泵A的加压油,使得根据吊杆控制阀23的供给阀通路23c的开口面积控制吊杆缸8;但是在这种情况下,通过上述阀开口面积控制单元93的控制,吊杆控制阀23的供给阀通路23c的开口面积被控制为与吊杆第一分配流量相对应的开口面积,该吊杆第一分配流量是通过将第一液压泵A的排放流量以选项式第一余量相加所需流量即吊杆第一所需流量的比率分配而得到的。结果,从第一液压泵A流入选项式汇合油路22的流量是通过将余量流量α添加到选项式第一所需流量而得到的选项式第一余量相加所需流量。然后,已经流入选项式汇合油路22的来自第一液压泵A的供给加压油经由设置在选项式汇合油路22中的补偿器阀61、选项式控制阀60供给到选项式液压致动器13。在这种情况下,选项式控制阀60的供给阀通路60f的开口面积被控制成对应于选项式第一所需流量。根据需要进行的开口面积的控制,可变溢流阀65的溢流设定压力LP的设定、补偿器阀61的动作、切换阀74的切换控制与示例1中的类似,因此省略其描述。另一方面,来自第二液压泵B的供给加压油从第二泵送管路D流入第二回转装置供给油路20,并经由回转装置控制阀26供给到回转装置马达11。因为从第二液压泵B供给有加压油的液压致动器仅是回转装置马达11,所以执行对这种情况的回转装置控制阀26的供给阀通路26c的开口面积的控制,以便成为对应于回转装置第二所需流量的开口面积。在示例6中,由于吊杆缸8被配置为仅从第一液压泵A供给加压油,所以设置在第二吊杆供给油路18中的吊杆流量控制阀31被控制为关闭。
以此方式,在示例6中,选项式操作杆与用于两个其他液压致动器(吊杆缸8、回转装置马达11)的操作杆组合地操作,并且选项式液压致动器13和其他液压致动器中的一个被供给来自第一液压泵A的加压油,而其他液压致动器中的另一个被供给来自第二液压泵B的加压油;但是在选项式液压致动器13以这种方式共用另一液压致动器和第一液压泵A的情况下,由于通过将余量流量α与选项式第一所需流量相加而得到的选项式第一余量相加所需流量被供给到选项式汇合油路22,即使当为了通过补偿器阀61调节压差的目的而控制流量时,到选项式控制阀60的供给流量也不会变短;并且,在该情况下,与示例1至5类似,控制到选项式控制阀60的供给压力,使其小于或等于根据单独的选项式液压致动器13设定的选项式上限压力PU;另外,能够高精度地控制到选项式液压致动器13的供给流量。此外,在这种情况下,由于将向选项式液压致动器13供给加压油的第一液压泵A的排放压力控制为高于第二液压泵B的排放压力,因此仅能够可靠地使来自第一液压泵A的供给加压油流入选项式汇合油路22。另一方面,第二液压泵B的排放流量被供给到其他液压致动器中的另一个,因此确保了选项式液压致动器13与其他液压致动器(吊杆缸8、回转装置马达11)之间的良好的组合可操作性。
示例7
接下来,将作为示例7讨论如下情况,其中选项式操作杆与吊杆操作杆、斗杆操作杆和选项式液压致动器13组合操作,并且斗杆缸9被供给来自第二液压泵B的加压油,并且吊杆缸8被供给来自第一液压泵A的加压油。
在这种情况下,当操作信号从选项式检测装置84、斗杆操作检测装置81、吊杆操作检测装置80输入时,控制器30首先设定操作选项式第二操作量、斗杆第二操作量、吊杆第一操作量。此外,控制器30根据可操作的第二操作量、斗杆第二操作量、吊杆第一操作量来确定选项式第二所需流量、斗杆第二所需流量、吊杆第一所需流量和选项式第二余量相加所需流量。然后,以选项式第二余量相加所需流量和斗杆第二所需流量的总和作为目标排放流量(如果总流量超过第二液压泵B的最大排放流量,则以最大排放流量作为目标排放流量),执行第二液压泵B的排放流量控制,并且第一液压泵A的排放流量以吊杆第一所需流量作为目标排放流量来控制。此外,控制器30根据选项式第二操作量、斗杆第二操作量、吊杆第一操作量设定选项式第二所需压力、斗杆第二所需压力、吊杆第一所需压力。然后,将选项式第二所需压力和斗杆第二所需压力中较高的压力作为第二泵所需压力PR2,并且将吊杆第一所需压力作为第一泵所需压力PR1。此外,比较第一泵所需压力PR1和第二泵所需压力PR2,根据比较结果设定第一液压泵A、第二液压泵B的目标压力PT1、PT2;但是在这种情况下,通过上述放泄控制单元94的控制,将向选项式液压致动器13供给加压油的第二液压泵B的目标压力PT2设定为比不向选项式液压致动器13供给加压油的第一液压泵A的目标压力PT1高的压力,并且控制第一放泄阀75、第二放泄阀76的开口面积以实现目标压力PT1、PT2。然后,从第二液压泵B供给的加压油从第二泵送管路D流入第二斗杆供给油路19,并经由第二斗杆流量控制阀33、斗杆控制阀24供给到缸9;以及从第二泵送管路D经由第二选项式供给油路21流入选项式汇合油路22;但是在这种情况下,由于第二液压泵B的排放压力高于第一液压泵的排放压力,从第二液压泵B供给的加压油优先流入选项式汇合油路22,并且从第一液压泵A供给的加压油适于不流入选项式汇合油路22。然后,从第二斗杆供给油路19经由第二斗杆流量控制阀33供给到斗杆控制阀24的第二液压泵B的排放油使得根据第二斗杆流量控制阀33的开口面积和斗杆控制阀24的供给阀通路24c控制到斗杆缸9的供给流量;但是在这种情况下,通过上述阀开口面积控制单元93的控制,将第二斗杆流量控制阀33的开口面积、斗杆控制阀24的供给阀通路24c控制为与斗杆第二分配流量相对应的开口面积,该斗杆第二分配流量是通过将第二液压泵B的排放流量以选项式第二余量相加所需流量、斗杆第二所需流量的比率分配而得到的。结果,通过将余量流量α与选项式第二所需流量相加而得到的选项式第二余量相加所需流量从第二液压泵B流入选项式汇合油路22。然后,已经流入选项式汇合油路22的来自第二液压泵B的供给加压油经由设置在选项式汇合油路22中的补偿器阀61和选项式控制阀60供给到选项式液压致动器13。在这种情况下,选项式控制阀60的供给阀通路60f的开口面积被控制成对应于选项式第二所需流量。根据需要进行的开口面积的控制,可变溢流阀65的溢流设定压力LP的设定、补偿器阀61的动作、切换阀74的切换控制与示例1中的类似,因此省略其描述。另一方面,来自第一液压泵A的供给加压油从第一泵送管路C流入第一吊杆供给油路14,并经由吊杆控制阀23供给至吊杆缸8。由于液压致动器供给有来自第一液压泵A的加压油,所以这种情况下的吊杆控制阀23的供给阀通路23c的开口面积的控制被控制为与吊杆第一所需流量对应的开口面积。仅是吊杆缸8。在示例7中,由于吊杆缸8被配置为仅从第一液压泵A供给加压油,所以设置在第二吊杆供给油路18中的吊杆流量控制阀31被控制为关闭。此外,由于其被配置为使得仅从第二液压泵B向斗杆缸9供给加压油,所以控制设置在第一斗杆供给油路16中的第一斗杆流量控制阀32关闭。
以此方式,在示例7中,选项式操作杆与用于两个其他液压致动器(斗杆缸9、吊杆缸8)的操作杆组合地操作,并且选项式液压致动器13和其他液压致动器中的一个被供给来自第二液压泵B的加压油,而其他液压致动器中的另一个被供给来自第一液压泵A的加压油;但是,即使在选项式液压致动器13以这种方式共用其他液压致动器和第二液压泵B的情况下,由于通过将余量流量α与选项式第一所需流量相加而得到的选项式第一余量相加所需流量被供给到选项式汇合油路22,所以即使当出于通过补偿器阀61进行差压调节的目的而执行流量控制时,向选项式控制阀60的供给流量不短,在该情况下,也与示例1至6类似,控制到选项式控制阀60的供给压力,使其小于或等于根据单独的选项式液压致动器13设定的选项式上限压力PU;另外,能够高精度地控制到选项式液压致动器13的供给流量。此外,在这种情况下,由于将向选项式液压致动器13供给加压油的第二液压泵B的排放压力控制为高于第一液压泵A的排放压力,因此仅能够可靠地使来自第二液压泵B的供给加压油流入选项式汇合油路22。另一方面,第一液压泵A的排放流量被供给到其他液压致动器中的另一个,因此确保了选项式液压致动器13与其他液压致动器(斗杆缸9、吊杆缸8)之间的良好的组合可操作性。
在如上所述构造的本实施例中,用于液压挖掘机1的液压控制系统包括第一液压泵A、第二液压泵B;选择性地安装在液压挖掘机1上的选项式液压致动器13,其液压供给源是这些第一液压泵A、第二液压泵B中的一个或两个;吊杆缸8、斗杆缸9、铲斗缸10,回转装置马达11(其他液压致动器),回转装置马达11的液压供给源是这些第一液压泵A、第二液压泵B中的一个或两个;第一选项式供给油路17、第二选项式供给油路21分别与第一液压泵A、第二液压泵B连接,并作为选项式液压致动器13的加压油供给源;第一吊杆供给油路14、第二吊杆供给油路18、第一斗杆供给油路16、第二斗杆供给油路19、第一铲斗供给油路15、第二回转装置供给油路20(第一其他液压致动器供给油路、第二其他液压致动器供给油路)分别与第一液压泵A、第二液压泵B连接,作为对吊杆缸8、斗杆缸9、铲斗缸10、回转装置马达11的加压供油路;允许第一选项式供给油路17、第二选项式供给油路21被汇合到其中的选项式汇合油路22;选项式控制阀60,其对选项式液压致动器13进行供油和排油控制;吊杆、斗杆、铲斗、回转装置控制阀23至26(其他液压致动器控制阀),其分别对吊杆缸8、斗杆缸9、铲斗缸10、回转装置马达11进行给排油控制;控制器30用于控制这些选项式控制阀60以及吊杆、斗杆、铲斗和回转装置控制阀23至26。在液压控制系统中,选项式汇合油路22设置有选项式控制阀60和设置在选项式控制阀60的上游侧的补偿器阀61,通过引入选项式控制阀60的入口侧压力和出口侧压力,补偿器阀61操作以将引入的入口侧压力和出口侧压力之间的压差维持在预定压力K;以及通过将能够响应于来自控制器30的控制信号而改变溢流设定压力LP的可变溢流阀65连接至将选项式控制阀60的出口侧压力引入补偿器阀61的信号压力导入油路62,并通过可变溢流阀65将信号压力导入油路62的压力降低到溢流设定压力LP并将其引入补偿器阀61,在选项式控制阀60的入口侧的选项式汇合油路22的压力可以根据从控制器30输出到可变溢流阀65的控制信号可变地控制。
结果,通过根据来自控制器30的控制信号改变与信号压力导入油路62连接的可变溢流阀65的溢流设定压力LP,能够可变地控制由选项式控制阀60控制流量并供给到选项式液压致动器13的加压油的上限压力,从而使其成为与各个选项式液压致动器13对应的压力;由此,与将可变溢流阀分别配置在从选项式控制阀60延伸至选项式液压致动器13的一对第一液压致动器油路67、第二液压致动器油路68中,并且可变地控制到选项式液压致动器13供给的加压油的上限压力的液压控制系统相比,能够降低可变溢流阀,从而有助于降低成本。此外,由于通过补偿器阀61将选项式控制阀60的入口侧压力和出口侧压力之间的压差保持在预定压力K,所以能够以高精度控制到选项式液压致动器13的供给流量。
此外,液压控制系统包括第一放泄阀75、第二放泄阀76,用于根据从控制器30输出的控制信号分别控制从第一液压泵A、第二液压泵B流入油箱12的放泄流量,并被配置为使得第一液压泵A、第二液压泵B的排放压力由第一放泄阀75、第二放泄阀76的排放流量控制来控制;但是在这种情况下,在选项式液压致动器13的液压供给源仅是第一液压泵A、第二液压泵B中的一个的情况下,控制器30使用作液压供给源的液压泵中的一个的排放压力高于不用作液压供给源的另一个液压泵的排放压力,并且在液压供给源为第一液压泵A、第二液压泵B的选项式液压致动器13执行排放流量控制以使第一液压泵A、第二液压泵B的排放压力相等的情况下。结果,在液压供给源仅是第一液压泵A、第二液压泵B中的一个的选项式液压致动器13的情况下,可以使来自用作液压供给源的一个液压泵的供给加压油优先流入选项式汇合油路22中,并且因此,不是液压供给源的另一液压泵的供给加压油不流入选项式汇合油路22中。在选项式液压致动器13的压力供给源均为第一液压泵A、第二液压泵B的情况下,来自第一液压泵A、第二液压泵B的加压油的供给将被汇合到选项式汇合油路22中;因此,即使第一选项式供给油路17、第二选项式供给油路21没有设置用于分别打开和关闭油路17、21的阀,在第一液压泵A、第二液压泵B中的任一个用作液压供给源并且两个液压泵用作液压供给源的两种情况下,仅来自用作液压供给源的液压泵的供给加压油能够供给到选项式汇合油路22,从而能够减少部件的数量,并有助于降低成本。
此外,控制器30还执行第一液压泵A、第二液压泵B的排放流量控制;但在这种情况下,控制器30确定选项式第一所需流量、选项式第二所需流量;吊杆第一所需流量、吊杆第二所需流量;斗杆第一所需流量、斗杆第二所需流量;铲斗第一所需流量;回转装置第二所需流量;以及选项式第一余量相加所需流量、选项式第二余量相加所需流量,该选项式第一余量相加所需流量、选项式第二余量相加所需流量是通过将用于补偿器阀61的差压调节的余量流量添加到选项式第一所需流量、选项式第二所需流量而得到的,该选项式第一所需流量、选项式第二所需流量是第一液压泵A、第二液压泵B各自的液压致动器分别根据选项、吊杆、斗杆、铲斗、操作杆的回转装置操作量所需的;以及根据这些所需流量控制第一液压泵A、第二液压泵B的排放流量;并且在操作吊杆缸8、斗杆缸9、铲斗缸10和回转装置马达11的情况下,吊杆第一所需流量、吊杆第二所需流量;斗杆第一所需流量、斗杆第二所需流量;铲斗第一所需流量;以及该回转装置第二所需流量将用作该所需流量;另一方面,在操作选项式液压致动器13的情况下,选项式第一余量相加所需流量、选项式第二余量相加所需流量将被用作所需流量。由此,能够根据操作杆的操作量进行第一液压泵A、第二液压泵B的排放流量控制;此外,在操作选项式液压致动器13的情况下,通过将用于压差调节目的的余量流量α添加到选项式液压致动器13所需的第一所需流量、第二所需流量而得到的第一余量相加所需流量、第二余量相加所需流量可被确保为选项式液压致动器13的泵流量。
此外,控制器30可以根据选项式第一所需流量、选项式第二所需流量、吊杆第一所需流量、吊杆第二所需流量、斗杆第一所需流量、斗杆第二所需流量、铲斗第一所需流量、回转装置第二所需流量,以及通过将该余量流量α添加到该选项式第一所需流量、选项式第二所需流量而得到的该选项式第一余量相加所需流量、选项式第二余量相加所需流量分别控制选项式控制阀60、吊杆、斗杆、铲斗、回转装置控制阀23至26的开口面积;但是在这种情况下,对于选项式控制阀60,控制器30控制其开口面积,使得通过将选项式第一所需流量、选项式第二所需流量相加而得到的总流量提供给选项式液压致动器13。另一方面,对于吊杆、斗杆、铲斗、回转装置控制阀23至26,控制器30确定吊杆第一分配流量、吊杆第二分配流量;斗杆第一分配流量、斗杆第二分配流量;铲斗第一分配流量;通过将第一液压泵A、第二液压泵B的排放流量与选项式第一余量相加所需流量、选项式第二余量相加所需流量成比例地分配而得到的回转装置第二分配流量;吊杆第一所需流量、吊杆第二所需流量;斗杆第一所需流量、斗杆第二所需流量;铲斗第一所需流量;回转装置第二所需流量,并将控制它们的开口面积,使得通过将第一分配流量、第二分配流量相加而得到的总流量提供给吊杆缸8、斗杆缸9、铲斗缸10和回转装置马达11。结果,即使选项式液压致动器13与共用液压泵A或/和液压泵B的其他液压致动器(吊杆缸8、斗杆缸9、铲斗缸10、回转装置马达11)组合操作,选项式第一余量相加所需流量、选项式第二余量相加所需流量也将被供给到选项式汇合油路22,从而能够可靠地确保到选项式液压致动器13的供给流量。因此,在例如选项式液压致动器13是需要恒定流量的液压致动器的情况下,可以可靠地避免诸如在与其他液压致动器组合操作时向选项式液压致动器13的供给流量不足的故障,因为可以确保与其他液压致动器的良好的组合可操作性。
工业实用性
在选项式液压致动器安装在作业机器上的情况下,本发明可用于作业机器诸如液压挖掘机中的液压控制系统。
Claims (4)
1.一种在作业机器中的液压控制系统,所述作业机器配备有第一液压泵、第二液压泵;选项式液压致动器,其选择性地安装到所述作业机器,所述选项式液压致动器的液压供应源是所述第一液压泵、所述第二液压泵中的一个或两个;以及除了所述选项式液压致动器之外的其他液压致动器,所述其他液压致动器的液压供给源是所述第一液压泵、所述第二液压泵中的一个或两个,
其中,所述液压控制系统还包括第一选项式供给油路、第二选项式供给油路、分别连接至所述第一液压泵、所述第二液压泵的第一其他液压致动器供给油路、第二其他液压致动器供给油路,所述第一其他液压致动器供给油路、所述第二其他液压致动器供给油路用作通向所述选项式液压致动器、所述其他液压致动器的加压油供给通路;选项式汇合油路,其允许所述第一选项式供给油路、所述第二选项式供给油路汇合到其中;选项式其他液压致动器控制阀,分别执行向所述其他液压致动器供油和从所述其他液压致动器排油的控制;以及控制这些选项式其他液压致动器控制阀的控制装置;另一方面,
其中,所述选项式汇合油路包括所述选项式控制阀和压力补偿阀,其设置在所述选项式控制阀的上游侧,操作为通过引入所述选项式控制阀的入口侧压力和出口侧压力,以预定压力在所引入的入口侧压力和出口侧压力之间保持压差,并且,被配置为使得通过将能够响应于来自控制装置的控制信号改变溢流设定压力的可变溢流阀连接至将所述选项式控制阀的所述出口侧压力导入所述压力补偿阀的信号压力导入油路,并通过所述可变溢流阀将所述信号压力导入油路的压力降低到溢流设定压力并导入所述压力补偿阀,从而能够通过改变所述可变溢流阀的所述溢流设定压力来可变地控制所述选项式控制阀的所述入口侧的所述选项式汇合油路的压力。
2.根据权利要求1所述的作业机器的液压控制系统,其中,所述液压控制系统包括第一放泄阀、第二放泄阀,所述第一放泄阀、所述第二放泄阀用于响应于从所述控制装置输出的控制信号而分别控制从所述第一液压泵、所述第二液压泵流入油箱的放泄流量,并且所述第一放泄阀、所述第二放泄阀被配置为通过由所述第一放泄阀、所述第二放泄阀控制的放泄流量来控制所述第一液压泵、所述第二液压泵的所述排放压力;并且,所述控制装置执行排放流量控制,使得在所述选项式液压致动器使用所述第一液压泵、所述第二液压泵中的任一个作为所述液压供给源的情况下,用作所述液压供给源的所述一个液压泵的所述排放压力高于不用作所述液压供给源的另一个液压泵的所述排放压力;并且在所述选项式液压致动器使用所述第一液压泵、所述第二液压泵两者作为所述液压供给源的情况下,所述第一液压泵、所述第二液压泵的所述排放压力被均衡。
3.根据权利要求1或2所述的作业机器的液压控制系统,其中,所述控制装置包括确定所述选项式液压致动器、所述其他液压致动器的第一所需流量、第二所需流量,以及在第一液压泵、第二液压泵的各自的所述选项式液压致动器、所述其他液压致动器所需的所述选项式第一所需流量、所述选项式第二所需流量上加上所述压力补偿阀的差压调整用的余量流量而得到的选项式第一余量相加所需流量、选项式第二余量相加所需流量,并与所述选项式其他液压致动器的操作量、操作杆成比例,并根据所述所需流量来控制所述第一液压泵、所述第二液压泵的所述排放流量;以及,其中,在操作所述其他液压致动器的情况下,在执行所述排放流量控制时,所述其他液压致动器的所述第一所需流量、所述第二所需流量被用作所需流量;另一方面,在操作所述选项式液压致动器的情况下,所述选项式第一余量相加所需流量、所述选项式第二余量相加所需流量被用作所需流量。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的作业机器中的液压控制系统,其中,所述控制装置确定所述选项式液压致动器、所述其他液压致动器的第一所需流量、第二所需流量,以及通过将用于所述压力补偿阀的压差调节的余量流量添加到所述选项式第一所需流量、所述选项式第二所需流量上而得到的所述选项式液压致动器、所述其他液压致动器分别对与所述选项式其他液压致动器操作杆的操作量成比例的所述第一液压泵、所述第二液压泵所需的选项式第一余量相加所需流量、选项式第二余量相加所需流量,并根据所述所需流量分别控制所述选项式其他液压致动器控制阀的开口面积;以及,其中,关于所述选项式控制阀,在执行所述开口面积控制时,所述控制装置控制开口面积,使得通过将所述选项式第一所需流量、所述选项式第二所需流量相加而得到的总流量被供给到所述选项式液压致动器;另一方面,关于所述其他液压致动器控制阀,确定通过与所述选项式第一余量相加所需流量、所述选项式第二余量相加所需流量成比例地分配所述第一液压泵、所述第二液压泵的所述排放流量而得到的其他液压致动器第一分配流量、第二分配流量、其他液压致动器第一所需流量、第二所需流量;并且控制所述开口面积,使得通过将所述液压致动器的第一分配流量和第二分配流量相加而得到的总流量被供给到所述其他液压致动器。
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