工程机械的液压驱动装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及液压挖掘机等工程机械的液压驱动装置，尤其涉及具备至少两个可变容量型的液压栗，其中一方的液压栗具有至少进行转矩控制的栗控制装置(调节器)，另一方具有进行道路传感控制与转矩控制的栗控制装置(调节器)的工程机械的液压驱动装置。
【背景技术】
[0002]在液压挖掘机等工程机械的液压驱动装置中，广泛利用具备以液压栗的排出压力比多个驱动器的最高负荷高目标压力差的方式控制液压栗的容量(流量)的调节器的装置，该控制被称为道路传感控制。专利文献1记载了在具备进行这种道路传感控制的调节器的工程机械的液压驱动装置中，设置两个液压栗，利用两个液压栗的各个进行道路传感控制的双栗道路传感系统。
[0003]另外，在工程机械的液压驱动装置的调节器中，通常以通过伴随液压栗的排出压力变高而减少液压栗的容量，从而液压栗的吸收转矩不会超过原动机的额定输出转矩的方式进行转矩控制，防止原动机成为过剩转矩而停止(发动机失速)。在液压驱动装置具备两个液压栗的情况下，一方的液压栗的调节器不仅以自身的排出压力，还取入与另一方的液压栗的吸收转矩相关的参数来进行转矩控制(全转矩控制)，实现原动机的停止防止与原动机的额定输出转矩的有效利用。
[0004]例如在专利文献2中，将一方的液压栗的排出压力通过减压阀导向另一方的液压栗的调节器，进行全转矩控制。减压阀的指定压力是恒定的，并且该指定压力设定为模拟了另一方的液压栗的调节器的转矩控制的最大转矩的值。由此，在只驱动与一方的液压栗相关的驱动器的作业中，一方的液压栗能有效地使用原动机的额定输出转矩的大致全部，并且在同时驱动与另一方的液压栗相关的驱动器的复合操作的作业中，栗整体的吸收转矩不会超过原动机的额定输出转矩，能防止原动机停止。
[0005]在专利文献3中，为了相对于两个可变容量型的液压栗进行全转矩控制，将另一方的液压栗的倾转角作为减压阀的输出压力检测，将该输出压力导向一方的液压栗的调节器。在专利文献4中，通过将另一方的液压栗的倾转角置换为摆动臂的腕长度并检测，提高全转矩控制的控制精度。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本特开2011-196438号公报
[0009]专利文献2:日本特许第3865590号公报
[0010]专利文献3:日本特公平3-7030号公报
[0011]专利文献4:日本特开平7-189916号公报
【发明内容】
[0012]发明所要解决的课题
[0013]通过在专利文献1记载的双栗道路传感系统中组装专利文献2记载的全转矩控制的技术，即使在专利文献1记载的双栗道路传感系统中，也能进行全转矩控制。但是，在专利文献2的全转矩控制中，如上所述，减压阀的指定压力设定为模拟了另一方的液压栗的转矩控制的最大转矩的恒定的值。因此，在同时驱动与两个液压栗相关的驱动器的复合操作的作业中，另一方的液压栗受到转矩控制的限制，成为以转矩控制的最大转矩进行动作的运转状态时，能够实现原动机的额定输出转矩的有效利用。但是，在另一方的液压栗未受到转矩控制的限制，成为利用道路传感控制进行容量控制的运转状态时，不论另一方的液压栗的吸收转矩比转矩控制的最大转矩是否小，模拟了最大转矩的减压阀的输出压力均导向一方的液压栗的调节器，以将一方的液压栗的吸收转矩减少为必要以上的方式进行控制。因此，无法高精度地进行全转矩控制。
[0014]在专利文献3中，通过将另一方的液压栗的倾转角作为减压阀的输出压力检测，将该输出压力导向一方的液压栗的调节器，从而提高全转矩控制的精度。但是，一般地，栗的转矩用排出压力与容量的积、即(排出压力X栗容量)/2π求出，相对于此，在专利文献3中，将一方的液压栗的排出压力导向带台阶活塞的两个引导室的一方，将减压阀的输出压力(另一方的液压栗的排出量比例压力)导向带台阶活塞的另一方的引导室，将排出压力与排出量比例压力的和作为输出转矩的参数控制一方的液压栗的熔炉，因此，具有在与实际所使用的转矩之间产生相当的误差的问题。
[0015]在专利文献4中，通过将另一方的液压栗的倾转角置换为摆动臂的腕长度并检测，提高全转矩控制的控制精度。但是，专利文献4的调节器为摆动臂与设于调节器活塞内的活塞一边传递力一边相对滑动的非常复杂的结构，当具备具有充分的耐久性的结构时，不得不使摆动臂与调节器活塞等部件结实，存在调节器难以小型化之类的问题。特别地，在小型的液压挖掘机且后端半径小的所谓的后方小旋转型的情况下，收纳液压栗的空间小，存在难以搭载的情况。
[0016]本发明的目的在于提供一种液压驱动装置，该液压驱动装置的一方的液压栗至少具有进行转矩控制的栗控制装置，另一方的液压栗具有道路传感控制与转矩控制的至少两个可变容量型的液压栗，通过以纯液压的结构高精度地检测另一方的液压栗的吸收转矩并反馈至一方的液压栗侧，从而高精度地进行全转矩控制，能有效利用原动机的额定输出转矩且提尚搭载性。
[0017]用于解决课题的方法
[0018](1)为了实现上述目的，本发明的工程机械的液压驱动装置具备:原动机；由上述原动机驱动的可变容量型的第一液压栗；由上述原动机驱动的可变容量型的第二液压栗；由从上述第一液压栗及第二液压栗排出的压力油驱动的多个驱动器;控制从上述第一液压栗及第二液压栗向上述多个驱动器供给的压力油的流量的多个流量控制阀；分别控制上述多个流量控制阀的前后压力差的多个压力补偿阀;控制上述第一液压栗的排出流量的第一栗控制装置;控制上述第二液压栗的排出流量的第二栗控制装置，上述第一栗控制装置具有第一转矩控制部，在上述第一液压栗的排出压力与容量的至少一方增大，上述第一液压栗的吸收转矩增大时，上述第一转矩控制部以上述第一液压栗的吸收转矩不会超过第一最大转矩的方式控制上述第一液压栗的容量，上述第二栗控制装置具有:第二转矩控制部，在上述第二液压栗的排出压力与容量的至少一方增大，上述第二液压栗的吸收转矩增大时，上述第二转矩控制部以上述第二液压栗的吸收转矩不会超过第二最大转矩的方式控制上述第二液压栗的容量；以及道路传感控制部，在上述第二液压栗的吸收压力比上述第二最大转矩小时，上述道路传感控制部以上述第二液压栗的排出压力比由从上述第二液压栗排出的压力油驱动的驱动器的最高负荷压力高目标压力差的方式控制上述第二液压栗的容量，上述第一转矩控制部具有:第一转矩控制驱动器，其引导上述第一液压栗的排出压力，以在上述排出压力上升时减少上述第二液压栗的容量且吸收转矩减少的方式控制上述第一液压栗的容量；以及设定上述第一最大转矩的第一加力机构，上述第二转矩控制部具有:第二转矩控制驱动器，其引导上述第二液压栗的排出压力，以在上述排出压力上升时减少上述第二液压栗的容量且吸收转矩减少的方式控制上述第二液压栗的容量;设定上述第二最大转矩的第二加力机构，上述道路传感控制部具有:控制阀，其以随着上述第二液压栗的排出压力与上述最高负荷压力的压力差比上述目标压力差小而变低的方式使道路传感驱动压力变化；以及道路传感控制驱动器，其以随着上述道路传感驱动压力变低而增加上述第二液压栗的容量，且排出流量增加的方式控制上述第二液压栗的容量，上述第一栗控制装置还具有:转矩反馈回路，其引导上述第二液压栗的排出压力与上述道路传感驱动压力，基于上述第二液压栗的排出压力与上述道路传感驱动压力修改上述第二液压栗的排出压力，并作为转矩控制压力输出，从而在上述第二液压栗受到上述第二转矩控制部的控制的限制，以上述第二最大转矩进行动作时以及上述第二液压栗不受到上述第二转矩控制部的控制的限制，上述道路传感控制部控制上述第二液压栗的容量时的任一个情况下，均成为模拟了上述第二液压栗的吸收转矩；以及第三转矩控制驱动器，其引导上述转矩控制压力，以随着上述转矩控制压力变高，减少上述第一液压栗的容量，上述第一最大转矩减少的方式控制上述第一液压栗的容量，上述转矩反馈回路具有引导上述第二液压栗的排出压力的固定节流件、位于该固定节流件的下游侧且下游侧与油箱连接的可变节流阀以及压力限制阀，该压力限制阀连接于上述固定节流件与上述可变节流阀之间的油路，以使上述油路的压力不会成为开始上述第二转矩控制部的控制的压力以上的方式进行控制，上述可变节流件构成为，在上述道路传感驱动压力为最大压力时全开，随着上述道路传感驱动压力变高，开口面积变大，上述转矩反馈回路基于上述固定节流件与上述可变节流阀之间的油路的压力生成上述转矩控制压力，将该转矩控制压力导向上述第三转矩控制驱动器。
[0019]在这样构成的本发明中，第二液压栗不受到第二转矩控制部的控制的限制，在道路传感控制部控制第二液压栗的容量时(第二液压栗的排出压力比开始第二转矩控制部的控制的压力低时)，固定节流件与可变节流阀之间的油路的压力随着第二液压栗的排出压力增加而增加，并且，随着道路传感驱动压力变高而变小。该压力的变化与在第二液压栗不受到第二转矩控制部的控制的限制，道路传感控制控制第二液压栗的容量时，随着第二液压栗的排出压力增加而增加，并且，随着道路传感驱动压力变高(第二液压栗的容量变小)而变小的第二液压栗的吸收转矩的变化近似。另外，转矩控制压力基于固定节流件与可变节流阀之间的油路的压力而生成，转矩控制压力的变化也与第二液压栗的吸收转矩的变化近似。由此，能够以纯液压的结构高精度地检测第二液压栗的吸收转矩，转矩反馈回路以成为模拟了第二液压栗的吸收转矩的特性的方式修正第二液压栗的排出压力，并作为转矩控制压力输出。
[0020]并且，通过将该转矩控制压力导向第三转矩控制驱动器，将第二液压栗的吸收转矩反馈至第一液压栗(一方的液压栗)侧，从而第二液压栗受到第二转矩控制部的控制的限制，在以第二最大转矩进行动作时以及第二液压栗受到第二转矩控制部的控制的限制，道路传感控制部控制第二液压栗的容量时的任一个情况下，能够使第一液压栗的第一转矩控制部所设定的第一最大转矩减少第二液压栗的吸收转矩量，能有效进行全转矩控制，有效利用原动机的额定输出转矩。另外，由于是纯液压地检测第二液压栗的吸收转矩的结构，因此，能使第一栗控制装置小型化，提高搭载性。
[0021](2)在上述(1)中，优选上述转矩反馈回路还具备上述第二液压栗的排出压力作为一次压力引导的减压阀，上述固定节流件与上述可变节流阀之间的油路的压力作为设定上述减压阀的指定压力的目标控制压力被导向上述减压阀，上述减压阀在上述第二液压栗的排出压力比上述指定压力低时，将上述第二液压栗的排出压力将上述第二液压栗的排出压力原样作为二次压力输出，在上述第二液压栗的排出压力比上述指定压力高时，将上述第二液压栗的排出压力减压为上述的指定压力并输出，上述减压阀的输出压力作为上述转矩控制压力导向上述第三转矩控制驱动器。
[0022]通过这样根据第二液压栗的排出压力并利用减压阀生成转矩控制压力，确保利用转矩控制压力驱动第三转矩控制驱动器时的流量，能使驱动第三转矩控制驱动器时的使驱动第三转矩控制驱动器时的应答性良好。
[0023]另外，固定节流件与可变节流阀之间的油路的压力未直接作为转矩控制压力使用，因此，能独立地进行另外，固定节流件与可变节流阀之间的油路的压力未直接作为转矩控制压力使用，因此，能独立地进行用于得到必要的目标控制压力的固定节流件与可变节流阀的设定及第三转矩控制驱动器的应答性的设定，能容易且正确地进行应答性的设定，能容易且正确地进行用于发挥必要的性能的转矩反馈回路的设定。
[0024]另外，在第二液压栗的排出压力比减压阀的指定压力高时，第二液压栗的排出压力变动由减压阀阻挡，不会影响第三转矩控制驱动器，因此确保系统的稳定性。
[0025](3)在上述(1)或(2)中，优选上述压力限制阀是降压阀。
[0026]发明效果
[0027]根据本发明，通过能以纯液压的结构(转矩反馈回路)高精度地检测第二液压栗的吸收转矩，并且将该吸收转矩反馈至第一液压栗(一方的液压栗)侧，从而能高精度地进行全转矩控制，有效利用原动机的额定输出转矩。另外，由于是纯液压地检测第二液压栗的吸收转矩的结构，因此，能使第一栗控制装置小型化，提高搭载性。由此，能提供能量效率好、低燃费且实用的工程机械。
【附图说明】
[0028]图1A是表示本发明的第一实施方式的液压挖掘机(工程机械)的液压驱动装置的整体的液压回路图。
[0029]图1B是表示本发明的第一实施方式的液压挖掘机(工程机械)的液压驱动装置的转矩反馈回路的详细的液压回路图。
[0030]图2是表示本发明的第一实施方式的液压挖掘机(工程机械)的液压驱动装置的整体的方框图。
[0031]图3是表示道路传感控制活塞进行动作时的LS驱动压力与第一及第二液压栗的斜板的倾转角的关系的图。
[0032]图4A是第一转矩控制部的转矩控制线图。
[0033]图4B是第二转矩控制部13b的转矩控制线图。
[0034]图5A是表示LS驱动压力与第一及第二分布阀的开口面积的关系的图。
[0035]图5B是表示第一及第二分压阀的开口面积与目标控制压力的关系的图。
[0036]图5C是表示LS驱动压力变化时的第三及第四排出口的排出压力与目标控制压力的关系的图。
[0037]图5D是表示LS驱动压力变化时的第三及第四排出口的排出压力与转矩控制压力的关系的图。
[0038]图6是表示以(6)式及(7)式表示的第三及第四排出口的排出压力、转矩控制压力与LS驱动压力的关系的图。
[0039]图7是表示液压挖掘机的外观的图。
[0040]图8是作为比较例，表示在具备图1所示的第一及第二液压栗的双栗道路传感系统上组装专利文献2记载的全转矩控制的技术的情况的液压系统的图。
[0041 ]图9是表示图8所示的比较例的全转矩控制的图。
[0042]图10是表示本实施方式的全转矩控制的图。
【具体实施方式】
[0043]下面，根据【附图说明】本发明的实施方式。
[0044]-结构-
[0045]图1A、图1B及图2是表示本发明的第一实施方式的液压挖掘机(工程机械)的液压驱动装置的图，图1A是表示液压驱动装置整体的液压回路图，图2是表示液压驱动装置整体的方框图。图1B是表示图1A及图2所示的转矩反馈回路的详细的液压回路图。
[0046]在图1A及图2中，本实施方式的液压驱动装置具备:具有第一及第二两个排出口P1、P2的可变容量型的第一液压栗la;具有第三及第四两个排出口 P3、P4的可变容量型的第二液压栗lb;与第一及第二液压栗la、lb连接，且驱动第一及第二液压栗la、lb的原动机2;由第一及第二液压栗la的第一及第二排出口 P1、P2的排出油及第二液压栗lb的第三及第四排出口 P3、P4的排出油驱动的多个驱动器3a?3h;配置于第一及第二液压栗la、lb的第一?第四排出口P1?P4与多个驱动器3a?3h之间，控制从第一及