作业机械的液压控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及液压挖掘机等作业机械的液压控制装置。
【背景技术】
[0002]作为现有的作业机械的液压控制装置，以往常用如下泄放(bleed-off)方式的液压系统:将泄放通路设置在方向控制阀上，并将该泄放通路配置在旁通管线上，其中方向控制阀控制从液压泵排出并向液压执行机构供给的液压油的流动。泄放方式的液压系统通过进行如下泄放控制来控制流向执行机构的流量:根据方向控制阀的操作量(冲程)使液压泵的排出流量的一部分经由泄放通路而返回到油箱。
[0003]对于这样的泄放方式的液压系统，从提高能量效率的观点出发，进行了减少或降低经由泄放通路返回到油箱的流量(泄放流量)这一方向上的技术开发，而作为其中一例具有专利文献I所记载的液压系统。
[0004]在专利文献I所记载的液压系统中，使用中位封闭式(closed center type)的控制阀(方向控制阀)并通过控制器来控制液压泵的排出流量，由此实际不将液压泵的排出流量的一部分向油箱释放，再现了与具有泄放通路的控制阀(方向控制阀)同等的泄放控制。
[0005]另外，在作业机械的液压控制装置上，通常为了保护液压设备而设有溢流阀，在驱动液压执行机构时，当液压泵的排出压即将升高为溢流阀的设定压以上时，溢流阀动作而使液压泵的排出流量的一部分返回到油箱，从而使液压泵的排出压不会升高为溢流阀的设定压以上。但是，在该情况下，从溢流阀向油箱返回的溢流流量也会成为能量损失，而要进行降低溢流流量的技术开发。作为其中一例具有专利文献2及专利文献3所记载的液压系统。
[0006]在专利文献2所记载的液压系统中，在正泵流量控制、压力反馈控制和PQ控制中分别对泵流量指令值进行运算，并从这些泵流量指令值中选择使泵流量最小的泵流量指令值来控制液压泵的排出流量。在此，压力反馈控制是指基于液压泵的排出压力与压力设定值的偏差来对泵流量指令值进行运算的控制(截止压力控制)，由此即使在如液压挖掘机的旋转体驱动时那样地液压泵的排出压力急剧上升的情况下，也会降低溢流流量(损失)而提尚能量效率。
[0007]另外，在专利文献3所记载的液压系统中，在上述专利文献2中，在选择了压力反馈控制的泵流量指令值时，从该选择时刻开始，进行随着时间的经过而使流量指令值增加的流量增加控制，由此在压力反馈控制的后半程中提高液压泵的排出压而确保驱动力(坡道上的爬坡力、旋转力)。
[0008]现有技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1:日本专利3745038号公报
[0011]专利文献2:日本专利4096900号公报
[0012]专利文献3:日本专利4434159号公报
【发明内容】
[0013]专利文献I所记载的液压系统使用中位封闭式的控制阀(方向控制阀)并通过控制器来控制液压泵的排出流量，但控制内容是泄放控制的再现，即使能够降低基于设有泄放通路的方向控制阀的泄放控制而产生的液压泵排出流量的节流损失，也无法期待泄放控制的再现以上的特性和性能的改善。
[0014]例如，液压挖掘机的挖掘作业是通过使斗杆液压缸伸长来使斗杆向铲装方向转动从而使铲斗的刃尖深入地面，并通过使铲斗液压缸伸长来向铲斗内扒入沙土的作业。斗杆液压缸的伸长动作及铲斗液压缸的伸长动作通过操作员操作各自的操作杆装置来进行。在该挖掘作业中，若能够通过与操作杆装置的操作量相应地控制液压泵的排出压力来调整挖掘力，则容易进行挖掘，且提高了操作性能(操作员易于操作、操作感、作业效率等)而便利。但是，在专利文献I所记载的液压系统中，由于液压泵的排出压力无法与操作杆装置的操作量相应地唯一确定，所以无法进行那样的控制。
[0015]即使在专利文献2及专利文献3所记载的液压系统中，也无法与操作杆装置的操作量相应地控制液压泵的排出压力，这一点是相同的，具有同样的技术课题。
[0016]本发明是鉴于上述课题而研发的，其目的在于提供一种作业机械的液压控制装置，能够降低基于泄放控制而产生的液压泵排出流量的节流损失，提高能量效率，并且能够与操作杆装置的操作量相应地控制液压泵的排出压力，也提高操作性能。
[0017](I)为了解决上述技术课题，本发明是一种作业机械的液压控制装置，具有:原动机；可变容量型液压泵，其通过该原动机而驱动；液压执行机构，其通过从该液压泵排出的液压油而驱动；方向控制阀，其控制从上述液压泵向上述液压执行机构供给的液压油的流动；操作杆装置，其供操作员输入操作指令；操作量检测器，其检测上述操作杆装置的操作量；压力检测器，其检测上述液压泵的排出压力；和泵控制装置，其控制上述液压泵的倾转量，上述泵控制装置具有:目标泵压力设定部，其基于来自上述操作量检测器的操作量信号来计算出随着来自上述操作量检测器的操作量信号增加而增加的目标泵排出压力；泵流量上限设定部，其基于来自上述操作量检测器的操作量信号来计算出随着来自上述操作量检测器的操作量信号增加而增加的泵流量上限值；和倾转量控制部，其基于上述目标泵压力设定部所计算出的目标泵排出压力、上述泵流量上限设定部所计算出的泵流量上限值、和上述压力检测器所检测出的上述液压泵的排出压力，来控制上述液压泵的倾转量。
[0018]像这样在本发明中，倾转量控制部基于泵流量上限设定部所计算出的泵流量上限值来控制液压泵的倾转量，由此能够降低基于泄放控制产生的液压泵排出流量的节流损失，从而提高能量效率。另外，倾转量控制部基于目标泵压力设定部所计算出的目标泵排出压力和压力检测器所检测出的液压泵的排出压力来控制液压泵的倾转量，由此，能够与操作杆装置的操作量相应地控制液压泵的排出压力，从而能够提高操作性能。
[0019](2)上述(I)的作业机械的液压控制装置优选的是，具有检测上述原动机的转速的原动机旋转检测器，上述泵控制装置还具有转速修正部，该转速修正部计算通过上述原动机旋转检测器所检测出的上述原动机的转速对上述泵流量上限设定部所计算出的泵流量上限值进行修正后的泵倾转上限值，上述倾转量控制部具有控制量限制部，该控制量限制部基于上述转速修正部所计算出的上述泵倾转上限值来限制上述液压泵的倾转量的上限。
[0020]像这样在本发明中，通过原动机的转速来修正泵流量上限值而计算出泵倾转上限值，来限制液压泵的倾转量的上限，由此，即使原动机的转速变化，也由于以使得液压泵的排出流量的上限始终为所计算出的泵流量上限值的方式进行控制，所以能够进行与操作杆装置的操作量相应的准确的液压泵的排出流量控制。
[0021](3)上述(I)或(2)的作业机械的液压控制装置还优选的是，还具有:泵动力上限设定装置，其设定用于限制上述液压泵的吸收动力量的动力限制值；流量上限值修正部，其通过上述压力检测器所检测出的上述液压泵的排出压力对上述泵动力上限设定装置所设定的动力限制值进行修正并计算出泵流量上限值；和选择部，其对上述泵流量上限设定部所计算出的泵流量上限值和上述流量上限值修正部所计算出的泵流量上限值进行比较，并选择其中较小的一方，上述倾转量控制部基于上述选择部所选择的泵流量上限值来控制上述液压泵的倾转量。
[0022]像这样在本发明中，通过选择泵流量上限设定部所计算出的泵流量上限值和流量上限值修正部所计算出的泵流量上限值中较小的一方来控制液压泵的倾转量，能够进行将液压泵的动力限制值也追加于制约的控制，能够进一步提高系统的操作性能。
[0023](4)在上述(3)的作业机械的液压控制装置中，优选的是，上述泵动力上限设定装置构成为，通过操作员对操作装置进行操作而能够改变上述动力限制值。
[0024]由此，由于能够以操作员的意志自由地设定动力限制值，所以能够进一步提高系统的操作性能。
[0025](5)在上述⑴?⑶的作业机械的液压控制装置中，优选的是，上述目标泵压力设定部构成为，预先设定多个目标泵压力特性，并能够通过操作员对操作装置进行操作来选择所期望的一个。
[0026]由此，能够以操作员的意志自由地调整目标泵压力特性，操作性能进一步提高。
[0027](6)在上述(I)?⑶的作业机械的液压控制装置中，还优选的是，上述泵流量上限设定部构成为，预先设定多个泵流量上限值特性，并能够通过操作员对操作装置进行操作来选择所期望的一个。
[0028]由此，能够以操作员的意志自由地调整泵流量上限值的特性，操作性能进一步提尚O
[0029](7)在上述(I)?(3)的作业机械的液压控制装置中，还优选的是，上述目标泵压力设定部和上述泵流量上限设定部具有:高功率模式，其组合使目标泵压力设定部中的相对于上述操作量信号的目标泵压力为较大的设定值的特性和使上述泵流量上限设定部中的相对于上述操作量信号的泵流量上限值为较大的设定值的特性；标准模式，其组合使上述目标泵压力设定部中的相对于上述操作量信号的目标泵压力为中间附近的设定值的特性和使上述泵流量上限设定部中的相对于上述操作量信号的泵流量上限值为中间附近的设定值的特性；和微操作模式，其使上述目标泵压力设定部中的相对于上述操作量信号的目标泵压力为较小的设定值的特性和使上述泵流量上限设定部中的相对于