挖土机及其控制方法与流程

文档序号:12286235阅读:366来源:国知局
挖土机及其控制方法与流程

本发明涉及一种具备再生油路的挖土机及其控制方法,在进行动臂下降操作时,所述再生油路使从动臂缸的收缩侧油室流出的工作油流入到伸展侧油室。



背景技术:

已知有如下施工机械的控制装置,其通过1台液压泵吐出的工作油同时驱动动臂缸及铲斗缸,以使作为操作体的动臂及铲斗同时进行动作(参考专利文献1。)。

该控制装置包括再生油路,在进行了动臂下降操作的情况下,该再生油路使得从动臂缸的底侧油室流出的工作油流入到动臂缸的杆侧油室。并且,在仅进行了动臂下降操作的情况下,与动臂下降操作和铲斗打开操作同时进行的情况相比,使液压泵的吐出流量减少,避免液压泵的吐出压力过度上升。

以往技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2000-309949号公报

发明的概要

发明要解决的技术课题

然而,即使在仅进行了动臂下降操作的情况下,上述控制装置也仍根据动臂操作杆的操作量来确定液压泵的吐出流量,这是无法改变的。因此,即使在欲使动臂缸收缩的外力(例如,包括土砂的重量的附件的重量所产生的力)的大小不同的情况下,若动臂操作杆的操作量相同,则液压泵的吐出流量也相同。其结果,外力越小,再生效率(在流入到动臂缸的杆侧油室的工作油量中所占的再生油量的比例)变得越低。

鉴于上述情况,优选提供一种能够提高动臂下降操作时的再生效率的挖土机。

用于解决技术课题的手段

本发明的实施例所涉及的挖土机具备:动臂缸,接受液压泵吐出的工作油的至少一部分作为泵供给油;再生油路,使得从所述动臂缸的收缩侧油室流出的工作油的一部分作为再生油流入到伸展侧油室;及控制装置,控制所述液压泵吐出的工作油的吐出流量而调整所述泵供给油的供给流量,在进行了动臂下降操作的情况下,所述控制装置根据作用于所述动臂缸的推力来确定所述吐出流量,一边将所述伸展侧油室的压力设为规定压力以上,一边使所述再生油的再生流量成为最大。

发明效果

根据上述方法可以提供一种能够提高动臂下降操作时的再生效率的挖土机。

附图说明

图1是表示本发明的实施例所涉及的挖土机的结构例的侧视图。

图2是表示搭载于图1的挖土机的液压回路的结构例的图。

图3是表示单独进行了动臂下降操作时的液压回路的状态的图。

图4是表示流入流出于动臂缸的工作油的关系的图。

图5是表示动臂下降操作量与再生油路及回油路的各自的流路面积之间的对应关系的一例的图。

图6是表示吐出流量分别与动臂缸流入流量、再生流量及动臂杆压力之间的关系的图表。

图7是表示吐出流量优化处理的一例的流程的流程图。

图8是表示单独进行动臂下降操作时的各种参数随时间的变化的图表。

具体实施方式

图1是表示本发明的实施例所涉及的作业机械的结构例的侧视图。在图1中,作为作业机械的挖土机(挖掘机)1经由回转机构将上部回转体3以围绕X轴回转自如的方式搭載于履带式下部行走体2上。

并且,上部回转体3在前方中央部具备挖掘附件。挖掘附件包括动臂4、斗杆5及铲斗6,且包括作为液压驱动器的动臂缸7、斗杆缸8及铲斗缸9。

图2是表示搭载于图1的挖土机的液压回路的结构例的图。另外,图2的虚线表示控制压力线,图2的点线表示电信号线。

液压泵10L、10R是通过引擎、电动马达等驱动源而被驱动的可变容量型泵。在本实施例中,液压泵10L通过连通控制阀11L~15L彼此的中位旁通油路30L使工作油循环至工作油罐22。并且,液压泵10L可以通过平行于中位旁通油路30L而延伸的平行油路31L而分别向控制阀11L~15L供给工作油。同样地,液压泵10R通过连通控制阀11R~15R彼此的中位旁通油路30R使工作油循环至工作油罐22。并且,液压泵10R可以通过平行于中位旁通油路30R而延伸的平行油路31R分别向控制阀12R~15R供给工作油。另外,以下内容中,有时液压泵10L及液压泵10R统称为“液压泵10”而被参考。关于左右一对地构成的其它构成要件也相同。

控制阀11L为线轴阀,该线轴阀在作为操作装置的左侧行走杆(未图示。)被操作的情况下切换工作油的流动,以便将液压泵10L吐出的工作油供给到作为液压驱动器的左侧行走用液压马达42L。

控制阀11R为作为直行阀的线轴阀。在本实施例中,直行阀11R为4通2位的线轴阀,具有第1阀位置及第2阀位置。具体而言,第1阀位置具有连通液压泵10L与平行油路31L的流路和连通液压泵10R与控制阀12R的流路。并且,第2阀位置具有连通液压泵10R与平行油路31L的流路和连通液压泵10L与控制阀12R的流路。

控制阀12L为线轴阀,该线轴阀切换工作油的流动,以便将液压泵10吐出的工作油供给到选择性液压驱动器(未图示。)。

控制阀12R为线轴阀,该线轴阀在作为操作装置的右侧行走杆(未图示。)被操作的情况下切换工作油的流动,以便将液压泵10吐出的工作油供给到作为液压驱动器的右侧行走用液压马达42R。

控制阀13L为线轴阀,该线轴阀在作为操作装置的回转操作杆(未图示。)被操作的情况下切换工作油的流动,以便将液压泵10吐出的工作油供给到作为液压驱动器的回转用液压马达44。

控制阀13R为线轴阀,该线轴阀在作为操作装置的铲斗操作杆(未图示。)被操作的情况下切换工作油的流动,以便将液压泵10吐出的工作油供给到铲斗缸9。

控制阀14L、14R为线轴阀,该线轴阀在作为操作装置的动臂操作杆(未图示。)被操作的情况下切换工作油的流动,以便将液压泵10吐出的工作油供给到动臂缸7。另外,在动臂操作杆以规定的杆操作量以上的量向动臂上升方向被操作的情况下,控制阀14L将工作油追加供给到动臂缸7。

控制阀15L、15R为线轴阀,该线轴阀在作为操作装置的斗杆操作杆(未图示。)被操作的情况下切换工作油的流动,以便将液压泵10吐出的工作油供给到斗杆缸8。另外,控制阀15R在斗杆操作杆以规定的杆操作量以上的量被操作的情况下,将工作油追加供给到斗杆缸8。

中位旁通油路30L、30R在位于最下游的控制阀15L、15R与工作油罐22之间分别具备负控制节流阀20L、20R。另外,以下,将负控制简称为“负控”。负控节流阀20L、20R对液压泵10L、10R吐出的工作油的流动进行限制,以便在负控节流阀20L、20R的上游产生负控压力。

压力传感器S1、S2检测在负控节流阀20L、20R的上游产生的负控压力,并将检测到的值作为负控压力电信号输出到控制器54。

压力传感器S3、S4检测液压泵10L、10R的吐出压力,并将检测到的值作为吐出压力电信号输出到控制器54。

压力传感器S5检测动臂缸7的杆侧油室中的工作油的压力,并将检测到的值作为动臂杆压力电信号对控制器54进行输出。并且,压力传感器S6检测动臂缸7的底侧油室中的工作油的压力,并将检测到的值作为动臂底部压力电信号对控制器54进行输出。

另外,在左侧行走杆、右侧行走杆、斗杆操作杆、回转操作杆、动臂操作杆、铲斗操作杆等操作装置中安装有操作内容检测部。操作内容检测部例如为对各操作装置生成的先导压力进行检测的压力传感器(未图示。)。这些压力传感器将检测到的值作为先导压力电信号输出到控制器54。

控制器54为控制液压回路的功能要件,例如为具备CPU、RAM、ROM、NVRAM等的计算机。在本实施例中,控制器54根据压力传感器等操作内容检测部的输出对各种操作装置的操作内容(例如杆操作的有无、杆操作方向、杆操作量等。)进行电检测。另外,操作内容检测部也可以由检测各种操作杆的倾斜的倾斜传感器等除了压力传感器以外的传感器构成。

而且,控制器54使CPU执行对应于各种功能要件的程序,该各种功能要件使泵调节器40L、40R等按照各种操作装置的操作内容进行动作。

泵调节器40L、40R是对液压泵10L、10R的吐出流量进行控制的机构。在本实施例中,泵调节器40L、40R按照控制器54生成的指令而调整液压泵10L、10R的斜板偏转角,从而控制液压泵10L、10R的吐出流量。

例如挖土机1中的液压驱动器均未被操作的状态下,液压泵10L、10R吐出的工作油通过中位旁通油路30L、30R而到达负控节流阀20L、20R,使得在负控节流阀20L、20R的上游产生的负控压力增大。该情况下,泵调节器40L、40R按照控制器54根据负控压力信号而生成的指令减少液压泵10L、10R的吐出流量。其结果,液压泵10L、10R吐出的工作油在通过中位旁通油路30L、30R时的压力损失(抽吸损失)得以抑制。

另一方面,在任意的液压驱动器被操作的情况下,液压泵10L、10R吐出的工作油经由对应于该液压驱动器的控制阀而流入到该液压驱动器。因此,到达负控节流阀20L、20R的量减少或消失,在负控节流阀20L、20R的上游产生的负控压力降低。该情况下,泵调节器40L、40R使液压泵10L、10R的吐出流量增大,且使足够的工作油在各液压驱动器中循环,将各驱动器的驱动设为可靠的驱动。

并且,在液压泵10L、10R的吐出压力超过按照吐出流量而定的规定值的情况下,泵调节器40L、40R按照控制器54根据吐出压力信号而生成的指令减少液压泵10L、10R的吐出流量。这是为了防止液压泵10L、10R的吸収马力超过作为驱动源的引擎的输出马力。

另外,泵调节器40L、40R也可以利用负控节流阀20L、20R的上游的负控压力、液压泵10L的吐出压力及液压泵10R的吐出压力,以液压的方式控制液压泵10L、10R的吐出流量。

接着,参考图3对单独进行了动臂下降操作时的液压回路的状态进行说明。另外,图3是表示单独进行了动臂下降操作时的液压回路的状态的图,且对应于图2。并且,在本实施例中,动臂下降操作是指在使挖掘附件在空中进行动作时用于使动臂4下降的操作。并且,图3的粗实线表示朝向动臂缸7的工作油的流动,图3的粗点线表示朝向工作油罐22的工作油的流动。并且,在本实施例中,以全杆操作进行动臂下降操作。“全杆操作”是指以规定的操作量以上的量进行的杆操作,规定的操作量例如为80%以上的操作量。另外,操作量100%对应于使操作杆最大限度地倾斜时的操作量,操作量0%对应于将操作杆保持中立时(对操作杆未进行操作时)的操作量。

具体而言,若动臂操作杆朝下方被操作,则控制阀14R在图右侧的先导端口受到先导压力而向图左侧移动。

若控制阀14R向左移动,则中位旁通油路30R被阻断,因此液压泵10R吐出的工作油在通过平行油路31R之后朝向控制阀14R流动。而且,平行油路31R的工作油在通过控制阀14R之后流入到动臂缸7的杆侧油室。并且,从动臂缸7的底侧油室流出的工作油的另一部分在通过形成于控制阀14R内的再生油路33之后,与来自平行油路31R的工作油进行合流,并流入到动臂缸7的杆侧油室。并且,从动臂缸7的底侧油室流出的工作油的剩余部分通过形成于控制阀14R内的回油路34而排出到工作油罐22。

接着,参考图4对单独进行了动臂下降操作时作用于动臂缸7的推力F、液压泵10R的吐出流量Qp、再生油路33的再生流量Qg及回油路34的回流量Qc的关系进行说明。另外,图4是表示流入流出于动臂缸7的工作油的关系的图。

若将在动臂缸7内滑动的活塞的杆侧的受压面积设为Ar,将底侧的受压面积设为Ab,将杆侧油室的压力设为动臂杆压力Pr,将底侧油室的压力设为动臂底部压力Pb,则作用于动臂缸7的推力F可以由下式(1)表示。

[数学式1]

F=Ab×Pb-Ar×Pr...(1)

并且,式(1)可以由下式(2)进行改写。

[数学式2]

并且,若将再生油路33构成的节流阀的前后的差压设为ΔP(=Pb-Pr),将工作油的密度设为ρ,将再生油路33的流路面积(节流阀剖面)设为Ag,将工作油的流出系数设为C,则再生油路33的再生流量Qg可以由下式(3)表示。

[数学式3]

在此,若使用由式(4)表示的第1节流系数Cg,则式(3)可以由下式(5)进行改写。

[数学式4]

[数学式5]

Qg2=Cg2×(Pb-Pr)…(5)

同样地,若将回油路34的下游的压力设为Pt,将构成回油路34的节流阀的前后的差压设为ΔP(=Pb-Pt),将工作油的密度设为ρ,将回油路34的流路面积(节流阀剖面)设为Ac,将工作油的流出系数设为C,则回油路34的回流量Qc可以由下式(6)表示。

[数学式6]

在此,若使用由式(7)表示的第2节流系数Cc,则式(6)可以由下式(8)进行改写。

[数学式7]

[数学式8]

Qc2=Cc2×(Pb-Pt)…(8)

另外,再生油路33的流路面积Ag和回油路34的流路面积Ac是按照动臂操作杆朝下方的杆操作量(以下,设为“动臂下降操作量”。)而唯一确定的值。图5表示动臂下降操作量分别与流路面积Ag及流路面积Ac之间的对应关系的一例。具体而言,动臂下降操作量越大,流路面积Ag及流路面积Ac均越大。例如,在动臂下降操作量为100%(最大杆操作量)的情况下,流路面积Ag成为最大值Agmax,且流路面积Ac成为最大值Acmax。

因此,在本实施例中,第1节流系数Cg及第2节流系数Cc与动臂下降操作量之间的对应关系根据式(4)及式(7)预先被导出,并以对应表的形式预先存储于控制器54的ROM等中。从而,若动臂下降操作量被确定,则控制器54能够分别将第1节流系数Cg及第2节流系数Cc确定为唯一。

并且,若将流入到动臂缸7的杆侧油室中的工作油的流量设为动臂缸流入流量Qs,将从动臂缸7的底侧油室流出的工作油的流量设为排出流量Qe,则排出流量Qe可以由下式(9)表示。

[数学式9]

而且,若动臂缸流入流量Qs为再生流量Qg与液压泵10R的吐出流量Qp之和,且排出流量Qe为再生流量Qg与回流量Qc之和,则式(9)可以由下式(10)进行改写。

[数学式10]

接着,参考图6来说明使动臂操作杆朝下方进行了全杆操作时的吐出流量Qp分别与动臂缸流入流量Qs、再生流量Qg及动臂杆压力Pr之间的关系。图6是表示使动臂操作杆朝下方进行了全杆操作时的吐出流量Qp分别与动臂缸流入流量Qs、再生流量Qg及动臂杆压力Pr之间的关系的图表。具体而言,图6(A)是表示吐出流量Qp与动臂缸流入流量Qs的关系的图表。并且,图6(B)是表示吐出流量Qp与再生流量Qg的关系的图表,图6(C)是表示吐出流量Qp与动臂杆压力Pr的关系的图表。另外,在图6(A)~图6(C)中,对应于吐出流量Qp的横轴相同。并且,在图6(A)~图6(C)中,用实线表示的变化表示欲使动臂缸7收缩的外力较大的情况下的变化。并且,用虚线表示的变化表示外力为中等程度的情况下的变化,用单点划线表示的变化表示外力较小的情况下的变化。另外,欲使动臂缸7收缩的外力根据铲斗6内的土砂的量、挖土机1的姿势(是在倾斜地面,还是在平坦地面)及挖掘附件的姿势等而变化。

具体而言,如图6(A)所示,在使动臂操作杆朝下方进行了全杆操作的情况下,即,将回油路34的流路面积Ac设为最大值Acmax的情况下,动臂缸流入流量Qs与吐出流量Qp的大小无关,外力越大则越大。

另一方面,若外力恒定,则动臂缸流入流量Qs几乎恒定,而与吐出流量Qp的大小无关。即,即使增大吐出流量Qp,动臂缸流入流量Qs也不会增大,动臂下降速度也不会增大。这是因为如图6(B)所示,再生流量Qg与外力的大小无关,随着吐出流量Qp增大而减少。

因此,若减少吐出流量Qp,则无需减少动臂缸流入流量Qs便能够增大再生流量Qg。

然而,如图6(C)所示,动臂杆压力Pr具有如下倾向,即与外力的大小无关,随着吐出流量Qp减少而降低。因此,若使吐出流量Qp过度减少,则将导致动臂杆压力Pr过度降低,有可能导致产生气穴。

并且,如图6(C)所示,若吐出流量Qp恒定,则外力越大,动臂杆压力Pr越低。即,若外力较大,则即使在吐出流量Qp较大的情况下,也有可能导致动臂杆压力Pr降低至产生气穴的水平。

因此,吐出流量Qp的减少能够实现再生流量Qg的增大,在实现节能方面是有效的。然而,在不产生气穴而使再生流量Qg成为最大化时所需的吐出流量Qp根据外力的大小而不同,因此不能无限制地减少吐出流量Qp。

因此,控制器54以动臂杆压力Pr成为规定的目标压力Ptg的方式确定吐出流量Qp,在不产生气穴的范围内,使再生流量Qg尽可能较大。另外,规定的目标压力Ptg为不可能产生气穴的水平的压力,例如为4[MPa]。

在图6(C)的例子中,控制器54将外力较小时的吐出流量Qp设为QpL,以便将动臂杆压力Pr设为目标压力Ptg。并且,控制器54将外力为中等程度时的吐出流量Qp设为QpM(>QpL),将外力较大时的吐出流量Qp设为QpH(>QpM)。

而且,若外力较小时的吐出流量Qp被确定为QpL,则外力较小时的再生流量Qg成为QgL,动臂缸流入流量Qs成为QsL(=QgL+QpL)。并且,若外力为中等程度时的吐出流量Qp被确定为QpM,则外力为中等程度时的再生流量Qg成为QgM(>QgL),动臂缸流入流量Qs成为QsM(=QgM+QpM>QsL)。并且,若外力较大时的吐出流量Qp被确定为QpH,则外力较大时的再生流量Qg成为QgH(>QgM),动臂缸流入流量Qs成为QsH(=QgH+QpH>QsM)。

并且可知在动臂操作杆朝下方被全杆操作的情况下,和与外力的大小无关而吐出相同的吐出流量QpR时的情况相比,外力越小,则再生流量Qg的增量越大。具体而言,再生流量Qg的增量在外力较大时成为DH,在外力为中等程度时成为DM(>DH),外力较小时成为DL(>DM)。并且可知在吐出相同的吐出流量QpR时,外力越大,则动臂杆压力Pr越小。另一方面,可知即使在将吐出流量Qp从QpR减少为QpL、QpM或QpH的情况下,若外力相同,则在动臂缸流入流量Qs上几乎未发现变化。

接着,参考图7来说明控制器54对液压泵10R的吐出流量Qp进行的优化处理(以下,设为“吐出流量优化处理”。)。另外,图7是表示吐出流量优化处理的一例的流程的流程图,控制器54以规定的控制周期重复执行该吐出流量优化处理。并且,在本实施例中,“吐出流量Qp的优化”是指在不产生气穴的范围内实现使再生流量Qg成为最大的吐出流量。

首先,控制器54判定是否正在进行动臂下降操作(步骤ST1)。在本实施例中,控制器54根据压力传感器等操作内容检测部的输出,由动臂操作杆的操作内容来判定是否正在进行动臂下降操作。并且,在本实施例中,控制器54在检测到动臂操作杆单独朝下方被全杆操作的情况下,判定为正在进行动臂下降操作。并且,在本实施例中,控制器54在判断为未将挖掘附件对挖掘对象进行按压的情况下,即判断为使挖掘附件在空中进行动作的情况下,判定为正在进行动臂下降操作。另外,控制器54根据压力传感器S5输出的动臂杆压力信号以及压力传感器S6输出的动臂底部压力信号中的至少一个来判断是否将挖掘附件对挖掘对象进行按压。

在判定为并没有进行动臂下降操作的情况下(步骤ST1的否),控制器54结束本次吐出流量优化处理。

在判定为正在进行动臂下降操作的情况下(步骤ST1的是),控制器54导出对泵调节器40R的指令即第1指令值(步骤ST2)。在本实施例中,控制器54按照负控压力信号而导出第1指令值。第1指令值为按照负控压力信号而唯一确定的吐出流量指令值,动臂下降操作量越大则越大。具体而言,动臂下降操作量越大,控制阀14R的移动量变得越大,中位旁通油路30R的流路面积变得越小。而且,若中位旁通油路30R的流路面积变小,则负控压力变低,吐出流量指令值变大。而且,若吐出流量指令值变大,则液压泵10R的吐出流量Qp变大。另外,控制器54也可以按照动臂下降操作量而导出第1指令值。

之后,控制器54对泵调节器40R输出第1指令值,并控制斜板偏转角,以使液压泵10R的吐出流量Qp成为对应于第1指令值的流量(步骤ST3)。

之后,控制器54判定动臂底部压力Pb及动臂杆压力Pr各自的变动幅度是否小于规定值(步骤ST4)。这是因为若变动幅度较大,则无法准确地推断作用于动臂缸7的推力F。另外,在本实施例中,控制器54导出压力传感器S5输出的动臂杆压力信号的先前值和当前值之差作为动臂底部压力Pb的变动幅度。关于动臂杆压力Pr的变动幅度也相同。

在判定为动臂底部压力Pb及动臂杆压力Pr中的至少1个的变动幅度为规定值以上的情况下(步骤ST4的否),控制器54重复步骤ST4的判定。

之后,在判定为动臂底部压力Pb及动臂杆压力Pr各自的变动幅度小于规定值的情况下(步骤ST4的是),控制器54导出对泵调节器40R的指令即第2指令值(步骤ST5)。第2指令值为按照作用于动臂缸7的推力F而变化的吐出流量指令值,推力F越大则越大。

具体而言,控制器54根据压力传感器S5输出的动臂杆压力信号、压力传感器S6输出的动臂底部压力信号及上述式(1)来导出作用于动臂缸7的推力F。

并且,控制器54从ROM等读取有关动臂杆压力Pr的规定的目标压力Ptg,并根据推力F和上述式(2)而导出将动臂杆压力Pr设为目标压力Ptg的情况下的动臂底部压力Pb。

并且,控制器54参考对应表来获取对应于当前的动臂下降操作量的第1节流系数Cg及第2节流系数Cc,所述对应表预先存储有第1节流系数Cg及第2节流系数Cc与动臂下降操作量之间的对应关系。另外,对应表预先存储于ROM等中。

而且,控制器54根据所获取的第1节流系数Cg和式(5)来导出再生油路33的再生流量Qg。并且,控制器54根据所获取的第2节流系数Cc和式(8)来导出回油路34的回流量Qc。

而且,控制器54根据再生流量Qg、回流量Qc及式(10)来导出对应于第2指令值的吐出流量。

另外,为了导出第2指令值,控制器54不一定每次都要导出将动臂杆压力Pr设为目标压力Ptg的情况下的动臂底部压力Pb、再生流量Qg、回流量Qc等。例如控制器54可以参考对应表,该对应表预先存储有有关动臂操作杆的先导压力信号、动臂底部压力信号及动臂杆压力信号的组合与第2指令值之间的对应关系。该情况下,控制器54参考预先存储于ROM等中的所述对应表,直接导出与当前的动臂下降操作量、动臂杆压力Pr及动臂底部压力Pb的组合对应的第2指令值。

之后,控制器54对泵调节器40R输出第2指令值,并进行控制,以使液压泵10R的吐出流量Qp成为对应于第2指令值的吐出流量(步骤ST6)。

由此,控制器54在不产生气穴的范围内将液压泵10R的吐出流量Qp进行优化,以使再生流量Qg成为最大。

接着,参考图8对控制器54执行吐出流量优化处理的情况下的各种参数随时间的变化进行说明。另外,图8是表示单独进行动臂下降操作时的各种参数随时间的变化的图表。具体而言,图8(A)表示动臂杆压力Pr及动臂底部压力Pb随时间变化。并且,图8(B)表示吐出流量指令值随时间变化,图8(C)表示动臂下降速度随时间变化。另外,在图8(A)~图8(C)中,作为时间轴的横轴相同。

具体而言,直至在时刻t1单独进行动臂下降操作为止,如图8(A)所示,动臂底部压力Pb及动臂杆压力Pr以变动幅度较小的状态变化。而且,若在时刻t1单独进行动臂下降操作,则动臂底部压力Pb及动臂杆压力Pr的变动幅度变大。例如,动臂底部压力Pb因工作油从底侧油室流出而暂时降低,动臂杆压力Pr因工作油流入到杆侧油室而暂时增大。之后,动臂底部压力Pb及动臂杆压力Pr分别趋向稳定,在时刻t2,各自的变动幅度小于规定值。

关于吐出流量指令值,若在时刻t1单独进行动臂下降操作,则控制器54导出与负控压力对应的第1指令值d1,并设定第1指令值d1作为吐出流量指令值。因此,如图8(B)所示,在时刻t1,吐出流量指令值增加至第1指令值d1。之后,控制器54使用第1指令值d1作为吐出流量指令值,直至判定为动臂底部压力Pb及动臂杆压力Pr各自的变动幅度小于规定值。因此,吐出流量指令值按第1指令值d1变化。之后,在时刻t2,若判定为动臂底部压力Pb及动臂杆压力Pr各自的变动幅度小于规定值,则控制器54导出与作用于动臂缸7的推力F对应的第2指令值d2。此时,控制器54确定吐出流量指令值,以便在经过规定时间T1之后,液压泵10R的实际吐出流量Qp成为对应于第2指令值的吐出流量。这是为了避免吐出流量Qp的骤变。具体而言,控制器54对作为当前吐出流量指令值的第1指令值d1与作为经过规定时间T1之后的吐出流量指令值的第2指令值d2之间进行线性插值而导出中间指令值。而且,控制泵调节器40R,以使实际吐出流量Qp与对应于中间指令值的吐出流量一致。因此,如图8(B)所示,吐出流量指令值从时刻t2上的第1指令值d1比较缓慢地下降,在经过规定时间T1之后的时刻t3达到第2指令值d2。

如图8(C)所示,动臂下降速度在时刻t1进行了动臂下降操作之后逐渐增加,在时刻t2,达到对应于动臂下降操作量的速度Vt。而且,在时刻t2,吐出流量指令值开始降低,在实际吐出流量Qp开始减少之后,也维持所述速度Vt。另外,在时刻t3,吐出流量指令值成为第2指令值d2,在实际吐出流量Qp成为对应于第2指令值d2的吐出流量之后,也维持所述速度Vt。这是因为再生流量Qg增大相当于吐出流量Qp减少的量。

通过以上结构,在进行了动臂下降操作的情况下,控制器54按照作用于动臂缸7的推力F而确定吐出流量Qp,一边将动臂杆压力Pr设为规定的目标压力Ptg以上,一边使再生流量Qg成为最大。因此,能够一边防止气穴的产生,一边提高动臂下降操作时的再生效率。并且,将吐出流量Qp减少为所需的最小限度,因此能够实现节能化。

并且,在刚进行动臂下降操作之后,控制器54按照负控压力或动臂下降操作量而确定第1指令值d1。然后控制泵调节器40R,以使液压泵10R的实际吐出流量Qp与对应于第1指令值d1的吐出流量一致。并且,在动臂缸7内的工作油的压力稳定之后,按照作用于动臂缸7的推力F、再生油路33的流路面积Ag及回油路34的流路面积Ac而确定第2指令值d2。然后控制泵调节器40R,以使液压泵10R的实际吐出流量Qp与对应于第2指令值d2的吐出流量一致。具体而言,在动臂缸7中的工作油的压力的变动幅度小于规定值的情况下,控制器54确定第2指令值。因此,控制器54在高精度地导出推力F的基础上,能够一边将动臂杆压力Pr设为规定的目标压力Ptg以上,一边导出与能够使再生流量Qg成为最大的吐出流量Qp对应的第2指令值d2。

另外,作用于动臂缸7的推力F根据动臂底部压力Pb及受压面积Ab与动臂杆压力Pr及受压面积Ar而导出。因此,控制器54能够以简单的结构高精度地导出推力F。

并且,再生油路33的流路面积Ag及回油路34的流路面积Ac根据动臂下降操作量而导出。因此,控制器54能够防止气穴的产生,并能够一边提高动臂下降操作时的再生效率,一边实现对应于动臂下降操作量的动臂下降速度。

并且,控制器54对第1指令值d1与第2指令值d2之间进行插值而导出中间指令值。然后控制泵调节器40R,以便在经过规定时间之后,使液压泵10R的实际吐出流量Qp成为对应于第2指令值d2的吐出流量,并使实际吐出流量Qp与对应于所述中间指令值的吐出流量一致。因此,控制器54能够防止吐出流量Qp的骤变、再生流量Qg的骤变及动臂缸流入流量Qs(动臂下降速度)的骤变,且能够一边防止气穴的产生,一边提高动臂下降操作时的再生效率。

以上,关于本发明的实施例进行了详述,但本发明并不限定于特定的实施例,在记载于权利要求范围中的本发明的宗旨的范围内可以进行各种变形及变更。

例如,在上述实施例中,控制器54在检测到动臂操作杆单独朝下方被全杆操作的情况下判定为正在进行动臂下降操作。然而,本发明并不限定于该结构。例如,控制器54也可以在检测到动臂操作杆单独朝下方被半杆操作的情况下判定为正在进行动臂下降操作。另外,“半杆操作”是指以比全杆操作小的操作量进行的杆操作。

并且,在上述实施例中,再生油路33形成于控制阀14R的内部,但也可以形成于控制阀14R的外部。

本申请主张基于2014年5月19日于日本申请的日本专利申请2014-103710号的优先权,并将这些日本专利申请的全部内容通过参考而援用于本申请中。

符号说明

1-挖土机,2-下部行走体,3-上部回转体,4-动臂,5-斗杆,6-铲斗,7-动臂缸,8-斗杆缸,9-铲斗缸,10L、10R-液压泵,11L、11R、12L、12R、13L、13R、14L、14R、15L、15R-控制阀,20L、20R-负控节流阀,22-工作油罐,30L、30R-中位旁通油路,31L、31R-平行油路,33-再生油路,34-回油路,40L、40R-泵调节器,42L、42R-行走用液压马达,44-回转用液压马达,54-控制器,S1~S6-压力传感器。

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