作业机械

文档序号:144189 发布日期:2021-10-22 浏览:50次 >En<

阅读说明:本技术 作业机械 (Working machine ) 是由 千叶孝昭 熊谷贤人 今井勇佑 于 2020-08-07 设计创作,主要内容包括:一种液压挖掘机(1)具备:发动机(16);主液压泵(17),其由发动机(16)驱动;多个液压致动器,其由从主液压泵(17)排出的液压油驱动;多个流量控制阀,其控制从主液压泵(17)向液压致动器供给的液压油的流量;先导液压泵(18),其供给用于驱动这些流量控制阀的液压油;以及控制装置(15),其控制先导液压泵(18)的排出流量。控制装置(15)将先导液压泵(18)的排出流量控制成根据向流量控制阀的控制指令而决定的要求先导流量与预先设定的待机流量之和。(A hydraulic excavator (1) is provided with: an engine (16); a main hydraulic pump (17) driven by an engine (16); a plurality of hydraulic actuators driven by hydraulic oil discharged from a main hydraulic pump (17); a plurality of flow control valves that control the flow rate of hydraulic oil supplied from a main hydraulic pump (17) to a hydraulic actuator; a pilot hydraulic pump (18) to which hydraulic oil for driving the flow control valves is supplied; and a control device (15) that controls the discharge flow rate of the pilot hydraulic pump (18). The control device (15) controls the discharge flow rate of the pilot hydraulic pump (18) to be the sum of a required pilot flow rate determined in accordance with a control command to the flow rate control valve and a preset standby flow rate.)

作业机械

技术领域

本发明涉及作业机械。

本申请基于2019年9月25日申请的日本特愿2019-174623号主张优先权,在此引用其内容。

背景技术

作为作业机械,公知一种液压挖掘机,其具备供给驱动液压致动器的液压油的主液压泵、控制向液压致动器供给的液压油的流量的流量控制阀、以及供给用于驱动流量控制阀的液压油的先导液压泵。在这样的作业机械中,通常主液压泵和先导液压泵由1个发动机(即原动机)驱动,先导液压泵是固定容量型液压泵。而且,即使在未驱动液压致动器的情况下,先导液压泵也根据发动机的转速供给液压油,因此存在浪费能源的问题。

为了解决该问题,提出了各种技术。例如在专利文献1中公开了如下的作业机械:与驱动主液压泵的原动机分开地设置驱动先导液压泵的电动马达,根据液压致动器的操作信号来控制与先导液压泵直接连结的电动马达的启动和停止。根据该作业机械,在没有液压致动器的操作信号的情况下,电动马达停止,因此能够抑制先导液压泵的无用的能源消耗。

另外,在专利文献2中,公开了具备压力补偿型的可变容量先导液压泵的作业机械。根据该作业机械,根据先导液压泵的排出压力来控制排出流量,以使先导液压泵的消耗转矩恒定,因此能够降低没有液压致动器的操作的情况、即不需要先导液压泵的排出流量的情况下的能源消耗。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利第4601635号公报

专利文献2:日本特开2017-061795号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是,在上述的作业机械中,存在以下的问题点。即,在专利文献1的作业机械中,输入液压致动器的操作信号后与先导液压泵直接连结的电动马达启动,因此在电动马达的转速上升之前,先导液压泵的排出压力不上升。因此,液压致动器的响应性降低,有可能损害操作性。另外,根据操作信号,电动马达仅进行启动和停止的动作,因此在液压致动器操作时从先导液压泵供给剩余的排出流量,结果浪费能源。

另外,在专利文献2的作业机械中,在压力补偿型的可变容量先导液压泵中,通过液压致动器的操作来驱动流量控制阀,先导液压泵的排出压力降低之后先导液压泵的供给流量上升,因此根据可变容量先导液压泵的响应性,有可能暂时发生液压致动器动作的减速或停止,使操作性恶化。

鉴于上述情况,本发明的目的在于提供一种作业机械,其能够降低先导液压泵所消耗的能源,并且能够维持良好的操作性。

用于解决课题的手段

本发明的作业机械具备:原动机;至少一个主液压泵,其由所述原动机驱动;多个液压致动器,其由从所述主液压泵排出的液压油驱动;多个流量控制阀,其控制从所述主液压泵向所述液压致动器供给的液压油的流量;先导液压泵,其供给用于驱动所述流量控制阀的液压油;以及控制装置,其控制所述先导液压泵的排出流量,其中,所述控制装置将所述先导液压泵的排出流量控制成根据向所述流量控制阀的控制指令而决定的要求先导流量与预先设定的待机流量之和。

根据本发明的作业机械,能够降低先导液压泵的能源消耗。此外,由于从先导液压泵供给比液压致动器的驱动所需的先导流量多出待机流量的先导流量,因此能够防止因液压致动器的响应延迟、先导流量的供给不足导致的液压致动器的暂时的减速、停止,能够维持良好的操作性。

发明效果

根据本发明,能够降低先导液压泵所消耗的能源,并且能够维持良好的操作性。

附图说明

图1是表示第一实施方式的液压挖掘机的侧视图。

图2是表示第一实施方式的液压挖掘机的系统的结构图。

图3是表示第一实施方式的液压挖掘机的液压回路的图。

图4是用于说明液压致动器和流量控制阀的液压回路的图。

图5是表示与先导液压泵的控制相关的控制装置的框图。

图6是用于说明要求先导流量运算部的运算的图。

图7是表示流量控制阀的控制指令与要求先导流量的关系的图。

图8是表示先导液压泵的排出流量的时间序列变化的图。

图9是表示第二实施方式的液压挖掘机的系统的结构图。

图10是表示与先导液压泵的控制相关的控制装置的框图。

图11是表示第三实施方式的液压挖掘机的系统的结构图。

图12是表示第三实施方式的液压挖掘机的液压回路的图。

图13是表示与先导液压泵的控制相关的控制装置的框图。

图14是表示控制装置的控制处理的流程图。

图15是表示先导液压泵的排出流量的时间序列变化的图。

图16是表示第四实施方式的液压挖掘机的系统的结构图。

图17是表示与先导液压泵的控制相关的控制装置的框图。

具体实施方式

以下,参照附图对本发明的作业机械的实施方式进行说明。在附图的说明中,对相同的要素标注相同的符号,并省略重复说明。另外,在以下的说明中,列举作业机械为液压挖掘机的例子进行说明,但本发明并不限定于液压挖掘机,也适用于液压挖掘机以外的作业机械。并且,在以下的说明中,上下、左右、前后的方向以及位置以液压挖掘机的通常的使用状态、即行驶体与地面接触的状态为基准。

[第一实施方式]

图1是表示第一实施方式的液压挖掘机的侧视图。本实施方式的液压挖掘机1具备:行驶体2,其驱动分别设置于左右侧部的履带而行驶;以及旋转体3,其以能够旋转的方式设置于行驶体2的上部。旋转体3具有驾驶室4、机械室5、配重6以及作业机7。驾驶室4设置于旋转体3的左侧部。机械室5设置于驾驶室4的后方。配重6设置于机械室5的后方、即旋转体3的最后部。

作业机7具有动臂8、斗杆9、铲斗10、用于驱动动臂8的动臂缸11a、用于驱动斗杆9的斗杆缸11b以及用于驱动铲斗10的铲斗缸11c。动臂8的基端部经由动臂销能够转动地安装于旋转体3的前部。斗杆9的基端部经由斗杆销能够转动地安装于动臂8的前端部。铲斗10的基端部经由铲斗销能够转动地安装于斗杆9的前端部。

动臂缸11a、斗杆缸11b、铲斗缸11c分别是通过液压油被驱动的液压致动器。因此,在以下的说明中,将动臂缸11a称为“液压致动器11a”,将斗杆缸11b称为“液压致动器11b”,将铲斗缸11c称为“液压致动器11c”。

在旋转体3的中央部设置有旋转马达11d(参照图4)。若驱动旋转马达11d,则旋转体3相对于行驶体2旋转。另外,在行驶体2上分别设置有右行驶马达11e和左行驶马达11f(参照图4)。若驱动这些行驶马达,则左右的履带分别被驱动。由此,行驶体2能够前进或后退。旋转马达11d、右行驶马达11e以及左行驶马达11f分别是通过液压油被驱动的液压致动器。因此,在以下的说明中,将旋转马达11d称为“液压致动器11d”,将右行驶马达11e称为“液压致动器11e”,将左行驶马达11f称为“液压致动器11f”。

另外,在机械室5的内部分别设置有发动机16、主液压泵17以及先导液压泵18(参照图2)。主液压泵17和先导液压泵18分别通过发动机(原动机)16被驱动。此外,主液压泵17和先导液压泵18也可以分别通过电动机(原动机)被驱动。

图2是表示第一实施方式的液压挖掘机的系统的结构图。如图2所示,液压致动器11a~11f被通过主液压泵17排出并且通过流量控制阀25a~25f供给的液压油驱动。流量控制阀25a~25f用于控制从主液压泵17向各液压致动器11a~11f供给的液压油的流量,通过从操作装置14输出的控制先导压力被驱动。

主液压泵17和先导液压泵18是由发动机16驱动的可变容量型的液压泵,通过来自控制装置15的控制指令分别控制主液压泵17及先导液压泵18的排量(泵倾转)。更具体而言,来自控制装置15的控制信号被发送至调节器17a,调节器17a控制主液压泵17的倾转,由此调整主液压泵17的排出流量。同样地,来自控制装置15的控制信号被发送至调节器18a,调节器18a通过控制先导液压泵18的倾转来调整先导液压泵18的排出流量。然后,主液压泵17向流量控制阀25a~25f供给液压油,先导液压泵18向操作装置14供给先导液压油。

操作装置14是液压式的先导杆,根据先导杆的操作量对从先导液压泵18供给的先导液压油进行减压,并向各流量控制阀25a~25f输出控制先导压力。另外,详细内容后述,在液压式的先导杆上安装有操作量检测装置。操作量检测装置检测操作装置14的操作量,并将该检测结果输出到控制装置15。

控制装置15基于操作量检测装置的检测结果,根据从操作装置14输出的各操作量运算出向流量控制阀25a~25f的控制指令,根据向流量控制阀25a~25f的控制指令和从发动机16输出的发动机转速分别运算并输出主液压泵17及先导液压泵18的控制量。

图3是表示第一实施方式的液压挖掘机的液压回路的图。如图3所示,操作装置14由动臂操作杆22a、斗杆操作杆22b、铲斗操作杆22c、旋转操作杆22d、右行驶操作杆22e、左行驶操作杆22f构成。在动臂操作杆22a上安装有用于检测其操作量的动臂操作量检测装置23a,在斗杆操作杆22b上安装有用于检测其操作量的斗杆操作量检测装置23b,在铲斗操作杆22c上安装有用于检测其操作量的铲斗操作量检测装置23c,在旋转操作杆22d上安装有用于检测其操作量的旋转操作量检测装置23d,在右行驶操作杆22e上安装有用于检测其操作量的右行驶操作量检测装置23e,在左行驶操作杆22f上安装有用于检测其操作量的左行驶操作量检测装置23f。各操作量检测装置23a~23f将其检测出的结果输出到控制装置15。此外,各操作量检测装置23a~23f可以是对各操作杆22a~22f的驱动量进行电测量的电位计、行程传感器等装置,也可以是对由各操作杆22a~22f的操作结果而产生的控制先导压力进行检测的压力传感器。

虽未图示,但在操作杆22a~22f上分别设置有先导阀。先导阀根据操作杆22a~22f的操作方向和操作量,对从先导液压泵18供给的先导液压油进行减压,并将控制先导压力输出至流量控制阀25a~25f。

更具体而言,从动臂操作杆22a输出动臂下降控制先导压力24a和动臂上升控制先导压力24b,从斗杆操作杆22b输出斗杆卸载控制先导压力24c和斗杆收回控制先导压力24d,从铲斗操作杆22c输出铲斗卸载控制先导压力24e和铲斗收回控制先导压力24f,从旋转操作杆22d输出旋转右控制先导压力24g和旋转左控制先导压力24h,从右行驶操作杆22e输出右行驶前进控制先导压力24i和右行驶后退控制先导压力24j,从左行驶操作杆22f输出左行驶前进控制先导压力24k和左行驶后退控制先导压力24l。

另外,在先导液压泵18的排出油路的中途设置有溢流阀(relief valve)21。该溢流阀21防止先导液压油上升到溢流阀21的设定压力以上。

图4是用于说明液压致动器及流量控制阀的液压回路的图。如上所述,液压致动器11a~11f被通过主液压泵17排出并通过流量控制阀25a~25f供给的液压油驱动。流量控制阀25a~25f中,25a为动臂流量控制阀,25b为斗杆流量控制阀,25c为铲斗流量控制阀,25d为旋转流量控制阀,25e为右行驶流量控制阀,25f为左行驶流量控制阀。

即,动臂流量控制阀25a控制向液压致动器(即,动臂缸)11a供给的液压油的流量,斗杆流量控制阀25b控制向液压致动器(即,斗杆缸)11b供给的液压油的流量,铲斗流量控制阀25c控制向液压致动器(即,铲斗缸)11c供给的液压油的流量,旋转流量控制阀25d控制向液压致动器(即,旋转马达)11d供给的液压油的流量,右行驶流量控制阀25e控制向液压致动器(即,右行驶马达)11e供给的液压油的流量,左行驶流量控制阀25f控制向液压致动器(即,左行驶马达)11f供给的液压油的流量。

例如,动臂流量控制阀25a通过从操作装置14输出的动臂下降控制先导压力24a或动臂上升控制先导压力24b被驱动。例如,在动臂下降控制先导压力24a作用于动臂流量控制阀25a的情况下,动臂流量控制阀25a向图4中的右方向驱动。由此,从主液压泵17供给的液压油被供给至动臂缸11a的杆室侧,动臂缸11a的底室侧的油被排出至油箱。其结果,动臂缸11a向收缩方向动作,动臂8向下降方向动作。

另一方面,在动臂上升控制先导压力24b作用于动臂流量控制阀25a的情况下,动臂流量控制阀25a向图4中的左方向驱动,因此从主液压泵17供给的液压油被供给至动臂缸11a的底室侧,动臂缸11a的杆室侧的油被排出至油箱。由此,动臂缸11a向伸长方向动作,动臂8向上升方向动作。

图5是表示与先导液压泵的控制相关的控制装置的框图。如图5所示,控制装置15由流量控制阀指令运算部39、要求先导流量运算部29、目标泵容积运算部30构成。流量控制阀指令运算部39基于从各操作杆22a~22f输出的操作量来运算并输出各流量控制阀25a~25f的控制指令。在本实施方式中,操作装置14是液压式的先导杆,因此实际向流量控制阀25a~25f输出的控制指令是由先导阀生成的先导压力,但在流量控制阀指令运算部39中根据操作装置14的操作量来推定实际生成的先导压力。

要求先导流量运算部29根据流量控制阀25a~25f的控制指令来运算先导液压泵18的要求先导流量。换言之,该要求先导流量运算部29求出根据流量控制阀25a~25f的控制指令而决定的要求先导流量。另一方面,目标泵容积运算部30通过将从要求先导流量运算部29输出的要求先导流量除以发动机转速,来运算先导液压泵18的目标泵容积,并且输出用于成为运算出的目标泵容积的控制指令。

图6是用于说明要求先导流量运算部的运算的图。如图6所示,要求先导流量运算部29根据流量控制阀25a~25f的控制指令并基于转换表来运算各流量控制阀25a~25f的要求先导流量,取要求先导流量本身的值与使要求先导流量通过高通滤波器并乘以常数后的值之和,由此仅在流量控制阀25a~25f开始移动时暂时增加要求先导流量。

另外,要求先导流量运算部29通过选择要求先导流量本身的值和滤波处理后的值的最大值,在要求先导流量下降时不进行滤波处理。之后,要求先导流量运算部29取各流量控制阀25a~25f的要求先导流量之和,将其与预先设定的待机流量之和作为先导液压泵的要求先导流量而输出。

在此,待机流量是指控制向液压致动器11a~11f供给的液压油的流量的每一个流量控制阀25a~25f所消耗的先导流量,也称为等待流量。此外,在本实施方式的液压挖掘机1中,如上所述设置有多个液压致动器(即,6个液压致动器11a~11f),在按时间序列依次驱动这些液压致动器11a~11f时,对液压致动器11a~11f设定待机流量。

例如,在操作员依次移动动臂8、斗杆9、铲斗10来装载砂土等的情况下,依次驱动用于驱动动臂8的液压致动器(即,动臂缸)11a、用于驱动斗杆9的液压致动器(即,斗杆缸)11b、用于驱动铲斗10的液压致动器(即,铲斗缸)11c。此时,对每个液压致动器11a、液压致动器11b、液压致动器11c设定待机流量(参照图8)。并且,对每个液压致动器11a、11b、11c设定的待机流量可以相同,也可以不同。

另一方面,在使行驶体2前进或者后退的情况下,同时驱动液压致动器(即,右行驶马达)11e以及液压致动器(即,左行驶马达)11f。此时,对输出驱动指令的液压致动器11e和液压致动器11f设定1个待机流量。

图7是表示流量控制阀的控制指令与要求先导流量的关系的图。如图7所示,针对流量控制阀的控制指令,要求先导流量被设定为单调增加,但两者的关系由液压先导杆的特性、流量控制阀的特性决定,既可以按每个液压致动器而不同,也可以不是单调增加。

图8是表示先导液压泵的排出流量的时间序列变化的图。在图8中,单点划线所示的是进行动态流量补偿之前的要求先导流量之和,虚线所示的是进行动态流量补偿后的要求先导流量之和,实线所示的是先导液压泵的排出流量。在该图8所示的例子中,例如假定操作员依次驱动动臂8、斗杆9、铲斗10来装载砂土等的作业。

如图8所示,在本实施方式中,相对于与流量控制阀25a~25f的控制指令相应的要求先导流量之和(即,单点划线所示的进行动态流量补偿之前的要求先导流量之和),仅在开始移动时通过滤波处理而要求先导流量暂时变多,输出动态的流量补偿指令(即,虚线所示的进行了动态的流量补偿的要求先导流量之和)。在本实施方式中,将对进行了该动态的流量补偿的要求先导流量之和加上预先设定的待机流量而得到的流量作为先导液压泵的排出流量而输出(参照实线部分)。

即,在本实施方式的液压挖掘机1中,控制装置15控制先导液压泵18的排出流量,使得成为根据向流量控制阀25a~25f的控制指令而决定的要求先导流量与预先设定的待机流量之和。因此,先导液压泵18供给比液压致动器11a~11f的驱动所需的先导流量多出待机流量的先导流量,因此能够减少先导液压泵18的能量消耗,并且能够防止因先导流量的供给不足而引起的液压致动器11a~11f的响应延迟、液压致动器11a~11f的暂时的减速、停止,能够维持良好的操作性。

[第二实施方式]

以下,参照图9以及图10对作业机械的第二实施方式进行说明。本实施方式的液压挖掘机在先导液压泵通过电动机被驱动这一点以及控制装置的构造上与上述的第一实施方式不同。其他结构与第一实施方式相同,因此省略重复说明。

图9是表示第二实施方式的液压挖掘机的系统的结构图。在本实施方式中,先导液压泵18是通过电动机31被驱动的固定容量型液压泵,电动机31通过电池32被驱动,其转速根据来自控制装置15A的控制指令而被控制。电动机31和电池32例如配置在机械室5的内部。

图10是表示与先导液压泵的控制相关的控制装置的框图。如图10所示,控制装置15A由流量控制阀指令运算部39、要求先导流量运算部29、目标电动机旋转运算部33构成。流量控制阀指令运算部39以及要求先导流量运算部29与在第一实施方式中说明的内容相同。另一方面,目标电动机旋转运算部33通过将从要求先导流量运算部29输出的要求先导流量除以先导液压泵18的泵容积,来运算目标电动机转速并输出控制指令。

然后,与第一实施方式同样地,控制装置15A控制先导液压泵18的排出流量,使得成为根据向流量控制阀25a~25f的控制指令而决定的要求先导流量与预先设定的待机流量之和。

根据本实施方式的液压挖掘机,与上述的第一实施方式同样地,能够降低先导液压泵所消耗的能量,并且能够维持良好的操作性。

[第三实施方式]

以下,参照图11~图15对作业机械的第三实施方式进行说明。本实施方式的液压挖掘机在操作装置为电动杆这一点、以及还具备电磁比例阀这一点上与上述的第一实施方式不同。其他结构与第一实施方式相同,因此省略重复说明。

图11是表示第三实施方式的液压挖掘机的系统的结构图。本实施方式的操作装置14A是电动杆,由动臂操作杆、斗杆操作杆、铲斗操作杆、旋转操作杆、右行驶操作杆以及左行驶操作杆构成。动臂操作杆将动臂下降操作量和动臂上升操作量输出到控制装置15B,斗杆操作杆将斗杆卸载操作量和斗杆收回操作量输出到控制装置15B,铲斗操作杆将铲斗卸载操作量和铲斗收回操作量输出到控制装置15B,旋转操作杆将旋转右操作量和旋转左操作量输出到控制装置15B,右行驶操作杆将右行驶前进操作量和右行驶后退操作量输出到控制装置15B,左行驶操作杆将左行驶前进操作量和左行驶后退操作量输出到控制装置15B。

另外,本实施方式的液压挖掘机还具备电磁比例阀(减压阀)34。电磁比例阀34基于来自控制装置15B的控制指令对从先导液压泵18供给的液压油进行减压,生成驱动流量控制阀25a~25f的先导压力,并输出至流量控制阀25a~25f。

图12是表示第三实施方式的液压挖掘机的液压回路的图。如图12所示,电磁比例阀34由动臂下降电磁比例阀35a、动臂上升电磁比例阀35b、斗杆卸载电磁比例阀35c、斗杆收回电磁比例阀35d、铲斗卸载电磁比例阀35e、铲斗收回电磁比例阀35f、旋转右电磁比例阀35g、旋转左电磁比例阀35h、右行驶前进电磁比例阀35i、右行驶后退电磁比例阀35j、左行驶前进电磁比例阀35k及左行驶后退电磁比例阀35l构成。

动臂下降电磁比例阀35a将动臂下降控制先导压力37a输出至动臂流量控制阀25a,动臂上升电磁比例阀35b将动臂上升控制先导压力37b输出至动臂流量控制阀25a。斗杆卸载电磁比例阀35c向斗杆流量控制阀25b输出斗杆卸载控制先导压力37c,斗杆收回电磁比例阀35d向斗杆流量控制阀25b输出斗杆收回控制先导压力37d。铲斗卸载电磁比例阀35e将铲斗卸载控制先导压力37e输出至铲斗流量控制阀25c,铲斗收回电磁比例阀35f将铲斗收回控制先导压力37f输出至铲斗流量控制阀25c。

旋转右电磁比例阀35g将旋转右控制先导压力37g输出至旋转流量控制阀25d,旋转左电磁比例阀35h将旋转左控制先导压力37h输出至旋转流量控制阀25d。右行驶前进电磁比例阀35i将右行驶前进控制先导压力37i输出到右行驶流量控制阀25e,右行驶后退电磁比例阀35j将右行驶后退控制先导压力37j输出到右行驶流量控制阀25e。左行驶前进电磁比例阀35k将左行驶前进控制先导压力37k输出至左行驶流量控制阀25f,左行驶后退电磁比例阀35l将左行驶后退控制先导压力37l输出至左行驶流量控制阀25f。

图13是表示与先导液压泵的控制相关的控制装置的框图。如图13所示,控制装置15B由最大流量运算部36、流量控制阀指令运算部39、要求先导流量运算部29、目标泵容积运算部30、流量控制阀指令限制部38构成。

最大流量运算部36基于发动机转速和先导液压泵18的最大排量来运算先导液压泵18的最大流量,并将运算出的结果向要求先导流量运算部29输出。流量控制阀指令运算部39根据从操作装置14A输出的各操作杆的操作量来运算并输出流量控制阀25a~25f的控制指令。要求先导流量运算部29基于从最大流量运算部36输出的先导液压泵18的最大流量和从流量控制阀指令运算部39输出的流量控制阀控制指令,输出先导液压泵18的要求先导流量和各流量控制阀25a~25f的限制控制量。另外,要求先导流量运算部29的详细情况后述。

目标泵容积运算部30基于发动机转速和从要求先导流量运算部29输出的要求先导流量来运算先导液压泵18的目标容积,并输出向先导液压泵18的控制指令。

流量控制阀指令限制部38基于从流量控制阀指令运算部39输出的流量控制阀25a~25f的控制量和从要求先导流量运算部29输出的各流量控制阀25a~25f的限制控制量,运算电磁比例阀34的控制指令并输出。具体而言,选择从流量控制阀指令运算部39输出的流量控制阀25a~25f的控制量和从要求先导流量运算部29输出的流量控制阀25a~25f的限制控制量的小的一方,输出流量控制阀25a~25f的控制量所需的电磁比例阀指令。

图14是表示控制装置的控制处理的流程图。首先,在步骤S1中,要求先导流量运算部29根据从流量控制阀指令运算部39输出的流量控制阀25a~25f的控制指令来运算由各流量控制阀25a~25f消耗的要求先导流量。根据流量控制阀25a~25f的控制指令运算要求先导流量的方法与在第一实施方式中说明的内容相同。

在继步骤S1之后的步骤S2中,控制装置15B在各要求先导流量大于0时进行液压致动器的开启(ON)判定,在要求先导流量为0时进行液压致动器的关闭(OFF)判定。在继步骤S2之后的步骤S3中,控制装置15B针对判定为关闭的液压致动器,将分配给该液压致动器的动作编号设为0。

在继步骤S3之后的步骤S4中,控制装置15B从判定为开启的液压致动器中、上次运算时的动作编号为0以外的较小的液压致动器开始,从1开始依次重新分配本次动作的动作编号。在继步骤S4之后的步骤S5中,控制装置15B对判定为开启的液压致动器中、上次运算时的动作编号为0的液压致动器,从在步骤S4中分配的编号的下一个编号起依次分配本次动作的动作编号。

在继步骤S5之后的步骤S6中,控制装置15B在判定为开启的液压致动器中存在多个上次运算时的动作编号为0的液压致动器的情况下,根据预先设定的液压致动器的优先顺序来分配动作编号。然后,控制装置15B选择所分配的动作编号中最小的动作编号的液压致动器。

在继步骤S6之后的步骤S7中,控制装置15B判定与所选择的液压致动器对应的要求先导流量是否为从最大流量运算部36输出的先导液压泵的最大流量以下。在所选择的液压致动器的要求先导流量为最大流量以下的情况下,控制装置15B直接输出要求先导流量,作为所选择的液压致动器的要求先导流量(参照步骤S8)。另一方面,在所选择的液压致动器的要求先导流量大于最大流量的情况下,控制装置15B将最大流量作为所选择的液压致动器的要求先导流量而输出(参照步骤S9)。

在继步骤S8或步骤S9之后的步骤S10中,控制装置15B从最大流量减去输出的要求先导流量,更新为在下一次计算中使用的最大流量。在继步骤S10之后的步骤S11中,控制装置15B判定是否存在未决定要求先导流量的液压致动器。在存在未决定要求先导流量的液压致动器的情况下,控制处理进入步骤S12。在步骤S12中,控制装置15B选择下一个动作编号小的液压致动器。然后,控制处理进入步骤S7,重复从上述步骤S7开始的控制处理。另一方面,在步骤S11中判定为不存在未决定要求先导流量的液压致动器的情况下,一系列的控制处理结束。

根据这样的控制装置15B的控制处理,能够基于各流量控制阀25a~25f的控制量来运算各液压致动器11a~11f的要求先导流量,并且即使多个液压致动器一次要求了先导流量,也能够限制以时间序列从后输入了驱动指令的液压致动器的要求先导流量。

另外,控制装置15B将按照控制流程计算出的各液压致动器的要求先导流量与预先设定的待机流量之和作为先导液压泵的要求先导流量而输出。而且,通过对运算出的各液压致动器的要求先导流量进行在步骤S1中使用的流量控制阀的控制量和要求先导流量的转换,运算并输出各流量控制阀的限制控制量。

图15是表示先导液压泵的排出流量的时间序列变化的图。图15中的单点划线、虚线以及实线所示的内容与图8中说明的内容相同。如图15所示,先导液压泵的排出流量为先导液压泵的最大流量以下的情况下,以成为与流量控制阀的控制量相应的要求先导流量(换言之,根据向流量控制阀的控制指令而决定的要求先导流量)和待机流量之和的方式输出。另一方面,在超过了先导液压泵的最大流量的情况下,以先导液压泵的最大流量输出先导液压泵的排出流量。另外,在与流量控制阀的控制量相应的要求先导流量之和超过了先导液压泵的最大流量的情况下,限制为由流量控制阀消耗的先导流量之和成为先导液压泵的最大流量。

根据本实施方式的液压挖掘机,与上述的第一实施方式同样地,除了能够得到可降低先导液压泵所消耗的能量并且可维持良好的操作性的效果之外,还能够得到以下的作用效果。即,在依次控制多个液压致动器的情况下,即使电磁比例阀所消耗的先导流量超过了先导液压泵的最大流量,也限制以时间序列从后输出了控制指令的电磁比例阀的输出,换言之,限制从后输出了驱动指令的液压致动器的要求先导流量。因此,能够防止由先导流量的供给不足引起的液压致动器的减速、停止,此前输出了驱动指令的液压致动器能够继续动作。

即,在液压致动器驱动所需的要求先导流量超过了先导液压泵的最大流量的情况下,通过限制在要求先导流量超过先导液压泵的最大流量以前动作的电磁比例阀以外的电磁比例阀的输出,能够防止此前动作的液压致动器减速或停止,能够维持良好的操作性。

[第四实施方式]

以下,参照图16及图17对作业机械的第四实施方式进行说明。本实施方式的液压挖掘机在先导液压泵通过电动机被驱动的这一点、以及还具备电磁比例阀这一点上与上述的第一实施方式不同。其他结构与第一实施方式相同,因此省略重复说明。

图16是表示第四实施方式的液压挖掘机的系统的结构图。在本实施方式中,先导液压泵18是通过电动机31被驱动的固定容量型液压泵,电动机31通过电池32被驱动,其转速根据来自控制装置15C的控制指令被控制。电动机31和电池32例如设置在机械室5的内部。

另外,本实施方式的液压挖掘机还具备电磁比例阀34。电磁比例阀34基于来自控制装置15C的控制指令对从先导液压泵18供给的液压油进行减压,生成驱动流量控制阀25a~25f的先导压力,并输出至流量控制阀25a~25f。此外,电磁比例阀34的结构与在第三实施方式中说明的内容相同。

图17是表示与先导液压泵的控制相关的控制装置的框图。如图17所示,控制装置15C由最大流量运算部36、流量控制阀指令运算部39、要求先导流量运算部29、目标电动机旋转运算部33以及流量控制阀指令限制部38构成。最大流量运算部36根据先导液压泵18的排量和电动机31的最大转速来运算先导液压泵18的最大流量并输出。

目标电动机旋转运算部33根据先导液压泵18的排量和从要求先导流量运算部29输出的先导液压泵18的要求先导流量来运算电动机31的目标转速,并输出控制指令。要求先导流量运算部29、流量控制阀指令运算部39以及流量控制阀指令限制部38的结构与第三实施方式中说明的内容相同。

根据本实施方式的液压挖掘机,与上述的第一实施方式同样地,除了能够得到可降低先导液压泵所消耗的能量并且可维持良好的操作性的效果之外,还能够得到以下的作用效果。即,在依次控制多个液压致动器的情况下,即使电磁比例阀所消耗的先导流量超过了先导液压泵的最大流量,由于以时间序列从后输出了控制指令的电磁比例阀的输出被限制,因此能够防止因先导流量的供给不足而导致的液压致动器的减速、停止,在此之前输出了驱动指令的液压致动器能够继续动作。

以上,对本发明的实施方式进行了详述,但本发明并不限定于上述的实施方式,在不脱离要求专利保护的范围所记载的本发明的主旨的范围内,能够进行各种设计变更。

符号说明

1液压挖掘机、

2行驶体、

3旋转体、

4驾驶室、

5机械室、

6配重、

7作业机、

8动臂、

9斗杆、

10铲斗、

11a~11f液压致动器、

14、14A操作装置、

15、15A、15B、15C控制装置、

16发动机(原动机)、

17主液压泵、

17a、18a调节器、

18先导液压泵、

25a~25f流量控制阀、

29要求先导流量运算部、

30目标泵容积运算部、

31电动机、

33目标电动机旋转运算部、

34电磁比例阀(减压阀)、

36最大流量运算部、

38流量控制阀指令限制部、

39流量控制阀指令运算部。

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