工程机械及其控制方法与流程

本发明涉及一种工程机械及其控制方法，更详细地，涉及一种能够控制动臂的下降速度的工程机械及其控制方法。

背景技术：

1、工程机械是指用于土木施工建筑施工的所有机械。通常，工程机械具有发动机和利用发动机的动力动作的液压泵，并且利用通过发动机和液压泵产生的动力来行驶或驱动作业装置。

2、例如，作为工程机械的一种的挖掘机是进行在土木、建筑、建设工地挖地的挖掘作业、搬运沙土的装载作业、拆除建筑物的破碎作业、以及整理地面的整地作业等作业的工程机械，其由起到装备的移动作用的行驶体、安装在行驶体上并360度旋转的上部旋回体、以及作业装置构成。

3、此外，挖掘机包括利用于行驶的行驶电机、使用于上部旋回体的摇摆(swing)的旋回电机、以及利用于作业和装置的动臂缸、斗杆缸、铲斗缸、以及可选缸等驱动装置。另外，这些驱动装置由从被发动机或电动机驱动的可变容量型液压泵排出的工作油驱动。

4、此外，挖掘机具有包括用于控制前述各种驱动装置的控制杆、操作杆或踏板等的操作装置。

5、此外，近来，回收作业装置具有的势能以将回收的能量辅助性地利用于各种驱动装置的动作的能量再生系统被应用于工程机械。

6、在诸如动臂的作业装置通过上下移动的情况下，当使抬升的动臂下降时，动臂缸的头侧的工作油通过动臂的势能从动臂缸以高压被推出。这种高压的工作油被转化为热能而散失，或者，在返回至储存罐时，动臂的势能会消失。

7、因此，能量再生系统可以通过在蓄能器(accumulator)中蓄积高压的工作油，而后利用蓄积的工作油运行再生电机来降低驱动液压泵的发动机的燃料消耗。

8、但是，从动臂缸的头侧排出的工作油的压力因蓄能器而发生变动，这种压力的变动使得作业者无法按照意图控制动臂的速度。即，以往的能量再生系统中存在着无法应对因蓄能器的压力变化而与作业者的操作意图无关地发生的动臂下降速度的变化的问题。

9、具体地，例如，当作业者操作控制杆以使动臂下降时，即使是在以使动臂以恒定的速度下降的方式恒定地维持控制杆的操作的情况下，压力也会因蓄积在蓄能器中的工作油而变动，从结果而言，存在着动臂的下降速度会与作业者的操作意图不同地降低的问题。

技术实现思路

1、技术问题

2、本发明的实施例提供一种在通过回收动臂下降时动臂具有的势能来提高燃料效率的同时，能够按照用户的意图控制动臂的速度的工程机械及其控制方法。

3、技术方案

4、根据本发明的实施例，一种工程机械，其包括动臂，所述工程机械包括：动臂缸，其使所述动臂升降，并且区分为头侧和杆侧；动臂再生阀，其控制从所述动臂缸的头侧排出的工作油的流量；操作装置，其产生用于所述动臂的操作的操作信号；蓄能器，其储存从所述动臂缸排出的工作油；再生电机，其利用从所述动臂缸排出或从所述蓄能器排出的工作油执行再生动作以生成再生能源；以及控制装置，其基于所述动臂下降时的所述蓄能器的压力来校正所述动臂再生阀的开口面积。

5、可以是，所述控制装置以随着所述蓄能器的压力增加，使所述动臂再生阀的开口面积变大的方式校正传递至所述动臂再生阀的控制指令。

6、所述控制装置可以决定对应于所述操作装置的操作信号的所述动臂的目标速度，并计算为了达到所述目标速度而需要通过所述动臂再生阀的工作油的所述目标通过流量，并且以使所述动臂的当前速度追随所述目标速度的方式校正传递至所述动臂再生阀的控制指令。

7、上述工程机械还可以包括：蓄能器压力传感器，其测量所述蓄能器的压力。

8、此外，上述工程机械还可以包括：控制阀，其控制对所述动臂缸的工作油的供应；第一动臂液压管路，其连接所述控制阀和所述动臂缸的头侧；第二动臂液压管路，其连接所述控制阀和所述动臂缸的杆侧；再循环管路，其从所述第一动臂液压管路分支而与所述第二动臂液压管路连接；以及再生管路，其从所述再循环管路分支而与所述再生电机连接。

9、所述动臂再生阀可以包括：第一阀芯，其调节所述再生管路的通过流量；以及第二阀芯，其调节所述再循环管路的通过流量。并且，所述控制装置可以调节所述第一阀芯和所述第二阀芯的开口面积。

10、上述工程机械还可以包括：主泵，其向所述控制阀供应工作油；以及发动机，其与所述主泵及所述再生电机连接。

11、此外，上述工程机械还可以包括：工作油储存管路，其从所述再循环管路分支而与所述蓄能器连接；以及蓄能器阀，其设置在所述工作油储存管路上以控制工作油向所述蓄能器的流入和从所述蓄能器的流出。

12、此外，根据本发明的实施例，一种工程机械的控制方法，所述工程机械包括用于驱动动臂的动臂缸，所述工程机械的控制方法包括：接收用于操作所述动臂的操作信号的步骤；接收用于储存从所述动臂缸排出的工作油的蓄能器的压力信息的步骤；根据所述操作信号计算需要从所述动臂缸排出的工作油的目标通过流量的步骤；以及根据所述蓄能器的压力校正所述目标通过流量的步骤。

13、所述目标通过流量可以是从所述动臂缸的头侧排出至所述蓄能器的第一目标通过流量和从所述动臂缸的头侧排出至所述动臂缸的杆侧的第二目标通过流量中的一个以上。

14、发明的效果

15、根据本发明的实施例，工程机械及其控制方法在通过回收动臂下降时动臂具有的势能来提高燃料效率的同时，能够按照用户的意图控制动臂的速度。

技术特征：

1.一种工程机械，其包括动臂，所述工程机械的特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的工程机械，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的工程机械，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的工程机械，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的工程机械，其特征在于，还包括：

6.根据权利要求5所述的工程机械，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的工程机械，其特征在于，还包括：

8.根据权利要求5所述的工程机械，其特征在于，还包括：

9.一种工程机械的控制方法，所述工程机械包括用于驱动动臂的动臂缸，所述工程机械的控制方法的特征在于，包括：

10.根据权利要求10所述的工程机械的控制方法，其特征在于，

技术总结
本发明的实施例提供一种工程机械，其包括动臂，所述工程机械包括：动臂缸，其使所述动臂升降，并且区分为头侧和杆侧；动臂再生阀，其控制从所述动臂缸的头侧排出的工作油的流量；操作装置，其产生用于所述动臂的操作的操作信号；蓄能器，其储存从所述动臂缸排出的工作油；再生电机，其利用从所述动臂缸排出或从所述蓄能器排出的工作油执行再生动作以生成再生能源；以及控制装置，其基于所述动臂下降时的所述蓄能器的压力来校正所述动臂再生阀的开口面积。

技术研发人员：姜秉一
受保护的技术使用者：现代斗山英维高株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13