专利名称：液压控制回路的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有多个液压控制阀的液压控制回路，该多个液压控制阀通过液压控制油来切换操作多个液压切换阀。
具有多个液压致动器的液压铲斗，作为典型的致动器，具有作业机的液压缸、上部旋转体的旋转液压电动机、下部行走体的行走液压电动机等。由液压切换阀切换操作将来自由发动机所驱动的致动器用泵的排出油输送给液压致动器，由此来使这些液压致动器动作。
作为该液压切换阀的典型的切换装置，通过液压控制阀来给液压切换阀的阀柱端部供给液压控制油，来滑动操作阀柱，进行所谓的液压控制操作。不是用手动直接操作液压切换阀，而是对其进行液压控制操作，由此，来减轻操作力，并且能够在远处操作液压切换阀，因此，大多用于液压铲斗、吊车等。下面说明用于该液压控制操作的液压控制回路的构成(1)液压控制油是通过与致动器用泵不同的由发动机所驱动的例如齿轮泵这样的固定容量的专用液压控制泵所生成排出的。
(2)所排出的液压控制油的压力通过减压阀而设定保持在用于操作液压切换阀等所需要的液压控制压力上。
(3)分别对应于多个液压致动器，多个液压切换阀分别按照多个液压切换阀的每一个而设置多个液压控制阀。当追加具有液压致动器的附件等时，增设所追加的液压致动器用的液压切换阀和液压控制阀。
(4)液压控制泵的排出油量可以同时操作多个液压控制阀，也可以以随意的快慢速度来操作液压控制阀，为了不会使提供给液压控制阀的液压控制油量发生不足，尽可能采用排出容量大的液压控制泵。但是，由于在增设液压控制阀而使数量增加的情况下会发生不足，就需要更换成大排出量的泵。
在上述这样的现有液压控制回路中，存在以下需要解决的问题(1)当液压控制阀不被操作时，液压控制油全部通过减压阀返回油箱。由此，具有压力能量的液压控制油变热，则工作油的温度上升。为了增加了液压致动器的数量，并且，为了使液压致动器的动作响应良好，则当更换为排出容量大的液压控制泵而使液压控制油量增加时，发热量进一步增加，则用于冷却工作油的油冷却器的负担增加。而且，驱动液压控制泵的发动机的燃料消费也增加了。
(2)当为了增设附件等而追加液压切换阀时，由于多个液压切换阀同时被操作的机会、频率增加了，则来自流入各个液压切换阀的液压控制油在现有的液压控制泵中是不足的，则液压切换阀的操作性(响应性)变差。
鉴于上述问题，本发明所要解决的技术课题是提供一种液压控制回路，(1)减少工作油的发热，并且，(2)即使增设了液压控制阀并同时操作多个，也能充分地向液压控制阀供给液压控制油而操作性不受损害。
在本发明中，为了解决上述技术课题，按以下这样来构成液压控制回路(1)采用可变容量泵来作为液压控制泵。
(2)用操作检测装置来检测液压控制阀的操作状态，通过控制器从该操作状态运算出在操作液压切换阀中所需要的液压控制泵排出油量，从而使液压控制泵仅排出必要的最小限度的油量。
即，根据本发明，为了解决上述技术课题，提供一种液压控制回路，包括排出液压控制油的液压控制泵、通过控制供给该液压控制油来切换操作多个液压切换阀的多个液压控制阀，其特征在于，该液压控制泵由可变容量泵构成。
在最佳实施例中，该液压控制回路包括检测该多个液压控制阀的各个操作状态的操作检测装置、根据来自该操作检测装置的检测信号而运算出必要的液压控制油量来作为容量指令信号输出给该可变容量泵的控制器。该操作检测装置最好检测该液压控制阀的操作杆的操作角度。
在本发明的液压控制回路中，(1)通过操作检测装置来检测多个液压控制阀的操作状态(所操作的液压控制阀的数量、液压控制阀的开度)。
(2)由控制器来运算必要的液压控制油量，向液压控制泵的可变容量机构指令必要排出量。
(3)液压控制泵的可变容量机构工作，而从液压控制泵排出所指令的油量。因此，由于保持了必要的最小限度的液压控制油量，就能抑制工作油的发热、发动机的燃料消费量的增加，并且能够改善操作性(响应性)。
图1是包含按本发明所构成的液压控制回路的实施例的液压铲斗的液压致动器操作系统的简图。
下面参照表示了按本发明所构成的液压控制回路的最佳实施例的附图来进行更详细的说明。
参照图1，通过具有多个液压致动器的液压铲斗来说明该实施例，液压铲斗的液压致动器的操作系统包括用标号2表示全体的液压控制回路、由液压控制回路2所操作的多个液压切换阀4、由液压切换阀4所操作的多个液压致动器6、排出用于驱动液压致动器6的压油的致动器用泵8。
液压控制回路2包括由发动机9所旋转驱动而排出液压控制油的可变容量的液压控制泵10、通过控制供给液压控制油来切换操作多个液压切换阀4的多个液压控制阀14。在液压控制回路2中进一步包含规定液压控制回路的压力的减压阀20、通过多个液压控制阀14的操作状态来运算液压控制泵10的排出油量而向液压控制泵10进行指令的控制器18。来自液压控制泵10的排出油通过油路30连接在减压阀20上，经过减压阀20返回油箱22。从而在油路30中保持规定的液压控制压力。油路30分别连接在多个液压控制阀14上。在减压阀20与油箱22之间设置用于冷却工作油的油冷却器21。
多个液压致动器6包含作为作业机的液压缸的一对吊杆缸6a、6a、悬臂缸6b、铲斗缸6c；上部旋转体的旋转电动机6d；下部行走体的左右一对的行走电动机6e、6f。多个液压致动器6分别通过油路36连接在与多个液压切换阀4相对应的液压切换阀上。多个液压切换阀4包含吊杆用液压切换阀4a、悬臂缸用液压切换阀4b、铲斗缸用液压切换阀4c、旋转电动机用液压切换阀4d、一对行走电动机用液压切换阀4e,4f。来自致动器用泵8的排出油分别供给多个液压切换阀4，在液压切换阀4未被操作的中立状态下，排出油流入油箱22。多个液压切换阀4的每个即液压切换阀4a、4b、4c、4d、4e、4f其本身由公知的液压控制动作的三位置的柱阀所构成，通常，被保持在来自致动器用泵8的排出油不流入液压致动器6的中立位置上，当来自液压控制阀14的液压控制油经过油路32有选择地提供给阀柱两端部的任一方时，液压切换阀4被有选择地切换，工作油被提供给液压致动器6。
多个液压控制阀14包含操作吊杆缸用液压切换阀4a的吊杆用液压控制阀14a、操作悬臂缸用液压切换阀4b的悬臂用液压控制阀14b、操作铲斗用液压切换阀4c的铲斗缸用液压控制阀14c、操作旋转电动机用液压切换阀4d的旋转用液压控制阀14d、分别操作一对行走电动机用液压切换阀4e,4f的行走用液压控制阀14e,14f。多个液压切换阀4的每个即液压控制阀14a、14b、14c、14d、14e、14f其本身由公知的三位置柱阀所构成，使操作阀柱的操作杆16以其旋转中心为中心沿预定方向有选择地进行摇动而操作。当不操作操作杆16时的液压控制阀14被保持在来自液压控制泵10的液压控制油不流入液压切换阀4的中立位置上。通过操作操作杆16，液压控制油经过油路32在阀柱的两端部的任一方有选择地提供给多个液压切换阀4中相对应的液压切换阀。操作检测装置15由检测旋转角的变位的公知的电位计所构成。操作检测装置15设在操作杆16的旋转中心上，电气地检测操作杆16距中立位置的角度变位。所检测的角度变位信号输出给控制器18。即，在液压控制阀14未被操作的状态下，操作杆16距中立位置的角度变位是0，当被操作时，检测操作的程度(阀的开度)作为角度变位。
作为可变容量泵的液压控制泵10具有公知的例如通过改变斜板的斜度来变更排出量的斜板式活塞泵11、控制斜板的斜度的斜板控制器12。斜板控制器12包含改变斜板的角度的控制缸(未图示)和控制控制缸的伸缩的液压电磁阀(未图示)。当通过电气信号来操作液压电磁阀时，控制缸动作而使斜板的倾斜角度变更，使活塞泵11的活塞行程变更，来变更排出量。液压控制泵10的最大排出量最好大于现有的固定容量的液压控制泵的最大排出量来进行设定。
由微型计算机所构成的控制器18根据来自操作检测装置15的检测信号来运算出在多个液压控制阀14中所操作的液压控制阀的数量，并且从该液压控制阀的开度来运算出必要的液压控制泵10的排出量，向斜板控制器12输出容量指令信号。
下面说明上述那样构成的液压控制回路2的作用
(1)液压控制泵11所排出的液压控制油流入油路30，在多个液压控制阀14(14a、14b、14c、14d、14e、14f)未被操作的中立状态下，液压控制油在维持油路30中的液压控制压力的状态下经过减压阀20、油冷却器21放出到油箱22中。
(2)当多个液压控制阀14的任何液压控制阀的操作杆16被操作时，通过操作检测装置15来检测操作杆16的操作状态(所操作的液压控制阀的数量、液压控制阀的开度)并输出给控制器18。
(3)控制器18根据操作检测装置15的输出信号来运算出必要的液压控制泵10的排出量，向斜板控制器12输出容量指令信号。即，在从多个液压控制阀14中操作了一个的状态下，作为容量指令信号被输出，以使液压控制油量成为组合了一个液压控制阀所需要的油量和用于维持液压控制压力的最小限度的油量的排出量。在从多个液压控制阀14中多个液压控制阀被同时操作的状态下，同样，作为容量指令信号被输出，以使液压控制油量成为组合了多个液压控制阀所需要的油量和用于维持液压控制压力的最小限度的油量的排出量。即使在任一种操作状态下，通过液压控制阀的开度来校正容量指令信号，以便于成为与开度成比例的排出油量。在多个液压控制阀14全部处于中立位置而使液压控制阀14未被操作的状态下，作为容量指令信号被输出，以使液压控制泵10的排出量成为维持液压控制阀14的操作中具有的液压控制压力的待机状态的最小限度的排出量。
(4)液压控制泵10通过从控制器18所输出的容量指令信号来操作斜板控制器12的液压电磁阀，使控制缸动作来使斜板的倾斜角度变更。这样使液压控制泵10的排出量变更。
(5)来自所操作的液压控制阀14的液压控制油通过油路32而流入到对应的液压切换阀4的被选择的阀柱端部，来切换液压切换阀4。由发动机9所驱动的致动器用泵8的排出油从油路34流入油路36，流入多个液压致动器6对应的液压致动器，来使液压致动器动作。
(6)当液压控制阀14的操作杆16返回中立的位置时，通过向液压切换阀4的油路32的液压控制油的流动停止。所操作的液压切换阀4返回中立状态，动作的液压致动器6停止。如果没有其他被操作的液压控制阀14，如上述那样，液压控制泵10的排出量被设定为维持在液压控制阀14的操作中具有的液压控制压力的待机状态的最小限度的排出量。
上述那样构成的液压控制回路，(1)当液压控制阀处于未被操作的中立状态时，液压控制泵的排出油量被控制为最小限度，通过减压阀的油量被抑制为最小限度，因此，工作油的发热被减小。驱动液压控制泵的发动机的燃料消费的增加受到抑制，而减轻了由油冷却器所产生的工作油的冷却负担。
(2)从液压控制泵排出与同时被操作的液压控制阀的数量和液压控制阀的开度相对应的必要最小限度的液压控制油量，因此，即使增设了液压控制阀，也能防止由液压控制油的不足所引起的液压切换阀的操作问题，操作性(响应性)不受损失。
以上根据实施例而详细说明了本发明，但是，本发明并不仅限于上述实施例，可以在本发明的范围中进行各种变形或修正。例如，(1)在本实施例中，作为检测液压控制阀的操作状态的操作检测装置，检测液压控制阀的操作杆的操作角度，而当液压控制阀是电磁操作阀时，能够感知操作电磁操作阀的电气开关的通断来检测液压控制阀的操作状态。在电气比例切换阀的情况下，能够直接感知、检测控制电气信号。
(2)在本实施例中，通过液压控制回路的液压控制阀来控制操作液压致动器的液压切换阀，而由液压控制阀所控制的液压切换阀并不仅限于操作液压致动器的液压切换阀，当然也能用于由液压控制油所切换控制的压力控制阀、流量控制阀、逻辑阀、逆止阀或其他的切换阀等。
根据按本发明所构成的液压控制回路，提供一种液压控制回路，(1)减少工作油的发热，并且，(2)即使在增设了液压控制阀并同时操作多个的情况下，操作性没有受到损害。
权利要求
1．一种液压控制回路，包括排出液压控制油的液压控制泵、通过控制供给该液压控制油来切换操作多个液压切换阀的多个液压控制阀，其特征在于，该液压控制泵由可变容量泵构成。
2．根据权利要求1所述的液压控制回路，其特征在于，该液压控制回路包括检测该多个液压控制阀的各个操作状态的操作检测装置、根据来自该操作检测装置的检测信号而运算出必要的液压控制油量来作为容量指令信号输出给该可变容量泵的控制器。
3．根据权利要求2所述的液压控制回路，其特征在于，该操作检测装置检测该液压控制阀的操作杆的操作角度。
全文摘要
本发明提供一种液压控制回路,包括排出液压控制油的液压控制泵和通过控制供给液压控制油操作多个液压切换阀的多个液压控制阀,减少由保持液压控制压力油所引起的工作油的发热,即使同时操作多个液压控制阀,也能充足地给液压控制阀供给液压控制油,操作性没有受到损害。采用可变容量泵作为液压控制泵。用操作检测装置检测液压控制阀的操作状态,通过控制器从其状态运算出操作液压切换阀所需要的液压控制泵排出量,液压控制泵仅排出必要的油量。
文档编号F16K17/10GK1217769SQ98800170
公开日1999年5月26日 申请日期1998年1月27日 优先权日1997年2月24日
发明者伊贺真 申请人:新卡特彼勒三菱株式会社