CN102472303B - 液压驱动装置的工作油温控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及能将工作油温的变动抑制得很小的液压驱动装置的工作油温控制装置。控制流量控制阀(11)的控制部(12)包含：求得使工作油升温的能量要素的第一运算机构；第一设定机构，与根据实验或经验已知的油冷却器(9)的通过流量与油冷却器(9)的散热量的第一关系相对应地设定第二关系，将第一关系的油冷却器(9)的散热量置换为使工作油升温的能量要素设定油冷却器(9)的通过流量与使工作油升温的能量要素的上述第二关系；以及第二运算机构，其基于由第一运算机构求得的使工作油升温的能量要素、和由第一设定机构设定的第二关系，求得油冷却器(9)的通过流量，按照由该第二运算机构求得的油冷却器(9)的通过流量控制流量控制阀(11)。

Description

液压驱动装置的工作油温控制装置
技术领域
本发明涉及负荷变动激烈的液压挖掘机等工程机械所具备的液压驱动装置的工作油温控制装置。
背景技术
作为现有的液压驱动装置的工作油温控制装置，有专利文献1所公开的技术。该现有技术设于具有发动机、液压泵、液压驱动器、方向控制阀、向工作油箱返回的返回油路、以及设于该返回油路中的油冷却器的工程机械的液压驱动装置，并包括：将设于返回油路中的油冷却器旁通的非冷却油路；设于该非冷却油路中并对在该非冷却油路中流动的工作油的流量进行控制的流量控制阀、即电磁开关阀；输出控制该电磁开关阀的控制信号的控制部；以及检测油冷却器上游的工作油温度的温度传感器，基于由温度传感器检测的油温对电磁开关阀进行控制。利用电磁开关阀的开闭来使冷却油路和非冷却油路的分流发生变化，从而控制油冷却器的散热量。
现有技术文献
专利文献1：特许第3516984号公报
上述的现有技术由于使工作油升温的能量要素和油温的变化而产生延迟，所以在液压泵的驱动等变化时，在使工作油升温的能量要素与基于油温检测进行着控制的油冷却器的散热量之间产生差，致使冷却产生过与不足。因此，难以使油温保持恒定。因此，在现有技术中，由于因油温的变化引起的工作油粘度的变化，担心液压泵和/或液压驱动器等的动作变得不稳定。
发明内容
本发明就是根据这样的现有技术的实际状况而提出的，其目的在于提供一种能将工作油温的变动抑制得很小的液压驱动装置的工作油温控制装置。
为了达到上述目的，本发明的液压驱动装置的工作油温控制装置配备在液压驱动装置中，该液压驱动装置具有：发动机；由该发动机进行驱动的液压泵；由从该液压泵排出的压力油进行驱动的液压驱动器；控制向液压驱动器供给的压力油的流动的方向控制阀；连接该方向控制阀及工作油箱并将来自上述液压驱动器的返回油导向上述工作油箱的返回油路；以及设于该返回油路中的油冷却器，上述液压驱动装置的工作油温控制装置设有：使设于上述返回油路中的上述油冷却器旁通的非冷却油路；设于该非冷却油路中并控制在该非冷却油路中流动的工作油的流量的流量控制阀；以及输出控制该流量控制阀的控制信号的控制部，上述液压驱动装置的工作油温控制装置的特征在于，上述控制部包含：求得使工作油升温的能量要素的第一运算机构；第一设定机构，该第一设定机构与根据实验或经验已知的上述油冷却器的通过流量与上述油冷却器的散热量的第一关系相对应地设定第二关系，将上述第一关系的上述油冷却器的散热量置换为上述使工作油升温的能量要素设定上述油冷却器的通过流量与上述使工作油升温的能量要素的上述第二关系；第二运算机构，该第二运算机构基于由上述第一运算机构求得的使工作油升温的能量要素、和由上述第一设定机构设定的上述第二关系，求得上述油冷却器的通过流量；第二设定机构，该第二设定机构设定上述油冷却器的通过流量与上述流量控制阀的通过流量的第三关系；第三运算机构，该第三运算机构基于由上述第二运算机构求得的上述油冷却器的通过流量、和由上述第二设定机构设定的上述第三关系，求得上述流量控制阀的通过流量；以及输出机构，该输出机构将与由上述第三运算机构求得的上述流量控制阀的通过流量相应的控制信号输出到上述流量控制阀。
就这样构成的本发明而言，控制设于使油冷却器旁通的非冷却油路中的流量控制阀的控制部的运算所使用的能量要素与根据实验或经验已知的油冷却器的散热量相同，因此，控制流量控制阀的控制信号的值是不产生延迟的值，由此，能够将工作油温的变动抑制得很小。
另外，本发明的液压驱动装置的工作油温控制装置在上述发明中，其特征是：上述控制部包含：求得上述发动机的输出的第四运算机构；求得上述液压驱动器的功的第五运算机构；设定上述发动机的输出及上述液压驱动器的功、与上述使工作油升温的能量要素的第四关系的第三设定机构，上述控制部的上述第一运算机构基于由上述第四运算机构求得的发动机的输出及由上述第五运算机构求得的液压驱动器的功、和由上述第三设定机构设定的第四关系，求得上述使工作油升温的能量要素。就这样构成的本发明而言，由第四运算机构求得发动机的输出，由第五运算机构求得液压驱动器的功，并从第三设定机构设定的第四关系中便能求得与油冷却器的散热量相对应的使工作油升温的能量要素。
另外，本发明的液压驱动装置的工作油温控制装置在上述发明中，其特征是：上述控制部包含：求得上述液压驱动器的功的第五运算机构；求得上述液压泵的输入的第六运算机构；设定上述液压驱动器的功及上述液压泵的输入、与上述使工作油升温的能量要素的第五关系的第四设定机构，上述控制部的上述第一运算机构基于由上述第五运算机构求得的液压驱动器的功及由上述第六运算机构求得的上述液压泵的输入、和由上述第四设定机构设定的第五关系，求得上述使工作油升温的能量要素。就这样构成的本发明而言，由第五运算机构运算液压驱动器的功，由第六运算机构运算液压泵的输入，并从由第四设定机构设定的第五关系便能求得与油冷却器的散热量相对应的使工作油升温的能量要素。
本发明的效果如下。
由于控制设于使油冷却器旁通的非冷却油路中的流量控制阀的控制部包含：求得使工作油升温的能量要素的第一运算机构；第一设定机构，该第一设定机构与根据实验或经验已知的上述油冷却器的通过流量与上述油冷却器的散热量的第一关系相对应地设定第二关系，将上述第一关系的上述油冷却器的散热量置换为上述使工作油升温的能量要素设定上述油冷却器的通过流量与上述使工作油升温的能量要素的上述第二关系；第二运算机构，该第二运算机构基于由上述第一运算机构求得的使工作油升温的能量要素以及由上述第一设定机构设定的上述第二关系求得上述油冷却器的通过流量；设定上述油冷却器的通过流量与上述流量控制阀的通过流量的第三关系的第二设定机构；第三运算机构，该第三运算机构基于由上述第二运算机构求得的上述油冷却器的通过流量以及由上述第二设定机构设定的上述第三关系求得上述流量控制阀的通过流量；以及将与由上述第三运算机构求得的上述流量控制阀的通过流量相应的控制信号输出到上述流量控制阀的输出机构，因而，该控制部的运算所使用的能量要素与根据实验或经验已知的油冷却器的散热量是相同的，因此，控制流量控制阀的控制信号的值是不产生延迟的值，由此，能够将工作油温的变动抑制得很小。因此，与现有技术相比，能够减小工作油的粘度的变动，能够实现液压泵及液压驱动器的工作的稳定化。
附图说明
图1是表示本发明的液压驱动装置的工作油温控制装置的第一实施方式的液压回路图。
图2是表示根据实验或者经验所知的油冷却器的通过流量与油冷却器的散热量的关系的图。
图3是表示用在第一实施方式所具备的控制部所含的第一设定机构设定的油冷却器的通过流量与使工作油升温的能量要素的关系的图。
图4是表示用在第一实施方式所具备的控制部中所含的第二设定机构设定的油冷却器的通过流量与流量控制阀的通过流量的关系的图。
图5是表示用在第一实施方式所具备的控制部中所含的第三设定机构设定的发动机的输出及液压驱动器的功、与使工作油升温的能量要素的关系的图。
图6是表示第一实施方式所具备的控制部的处理顺序的流程图。
图7是表示本发明的第二实施方式的液压回路图。
图8是表示用在第二实施方式所具备的控制部中所含的第四设定机构设定的液压泵的输入及液压驱动器的功、与使工作油升温的能量要素的关系的图。
图9是表示第二实施方式所具备的控制部的处理顺序的流程图。
具体实施方式
以下，基于附图说明本发明的液压驱动装置的工作油温控制装置的实施方式。
图1是表示本发明的液压驱动装置的工作油温控制装置的第一实施方式的液压回路图，图2是表示根据实验或者经验所知的油冷却器的通过流量与油冷却器的散热量的关系的图，图3是表示用在第一实施方式所具备的控制部中所含的第一设定机构设定的油冷却器的通过流量与使工作油升温的能量要素的关系的图，图4是表示用在第一实施方式所具备的控制部中所含的第二设定机构设定的油冷却器的通过流量与流量控制阀的通过流量的关系的图，图5是表示用在第一实施方式所具备的控制部中所含的第三设定机构设定的发动机的输出及液压驱动器的功、与使工作油升温的能量要素的关系的图，图6是表示第一实施方式所具备的控制部的处理顺序的流程图。
设有第一实施方式的工作油温控制装置的工程机械的液压驱动装置、例如液压挖掘机的液压驱动装置如图1所示，具有：发动机1；由该发动机1驱动的液压泵2；由从该液压泵2排出的压力油进行驱动的液压驱动器3；控制向该液压驱动器3供给的压力油的流动的方向控制阀4；连接该方向控制阀4与工作油箱5并将来自液压驱动器3的返回油导向工作油箱5的油路6、返回油路7、冷却油路8；以及设于该冷却油路8中的油冷却器9。配备在这样的液压挖掘机的液压驱动装置中的第一实施方式的工作油温控制装置设有：使油冷却器9旁通的非冷却油路10；设于该非冷却油路10上并控制工作油流量的流量控制阀11；输出控制该流量控制阀11的控制信号的控制部12；检测发动机1的转矩和转速的检测装置13；检测液压驱动器3的压力的压力检测装置14；以及检测液压驱动器3的位移的位移检测装置15。这些检测装置13、14、15向控制部12输送检测值。
另外，控制部12包含：求得使工作油升温的能量要素的第一运算机构；与根据实验或者经验所知的油冷却器9的通过流量与油冷却器9的散热量的图2所示的第一关系相对应地设定：将第一关系的油冷却器9的散热量置换为使工作油升温的能量要素后的油冷却器9的通过流量与使工作油升温的能量要素的图3所示的第二关系的第一设定机构；基于由第一运算机构求得的使工作油升温的能量要素以及由第一设定机构设定的第二关系求得油冷却器9的通过流量的第二运算机构；设定油冷却器9的通过流量与流量控制阀11的流量的图4所示的第三关系的第二设定机构；基于由第二运算机构求得的油冷却器9的通过流量以及由第二设定机构设定的第三关系求得流量控制阀11的通过流量的第三运算机构；以及将与由该第三运算机构求得的流量控制阀11的流量相应的控制信号输出到流量控制阀11的输出机构。另外，包含：基于从检测装置13输出的检测值求得发动机1的输出的第四运算机构；基于从检测装置14、15输出的检测值求得液压驱动器3的功的第五运算机构；设定发动机1的输出及液压驱动器3的功、与使工作油升温的能量要素的图5所示的第四关系的第三设定机构。
在该第一实施方式中，第一运算机构做成基于例如由第四运算机构求得的发动机1的输出及由第五运算机构求得的液压驱动器3的功、和由第三设定机构设定的第四关系求得使工作油升温的能量要素的结构。
在这样构成的第一实施方式所具备的控制部12中，如图6所示，首先，基于作为检测装置13的检测值的发动机的转矩及发动机转速对发动机1的输出进行运算，基于作为检测装置14、15的检测值的液压驱动器3的压力及位移对液压驱动器3的功进行运算(步骤1)。随后，基于由第三设定机构设定的图5所示的发动机1的输出及液压驱动器3的功、与使工作油升温的能量要素的第四关系，并从由步骤1算出的发动机1的输出及液压驱动器3的功中算出使工作油升温的能量要素(步骤2)。接着，基于由第一设定机构设定的图3的油冷却器9的通过流量与使工作油升温的能量要素的关系，从由步骤2算出的使工作油升温的能量要素中算出油冷却器9的通过流量(步骤3)。接着，基于由第二设定机构设定的图4的油冷却器9的通过流量与流量控制阀11的通过流量的关系，从由步骤3算出的油冷却器9的通过流量中算出流量控制阀11的通过流量(步骤4)。最后，向流量控制阀11输出与由步骤4算出的流量控制阀11的通过流量相应的控制信号(步骤5)。由此，流量控制阀11其开口面积被适当控制，从液压驱动器3通过油路6、返回油路7流动的返回油经由冷却油路8流向油冷却器9，并且返回油的一部分经由非冷却油路10通过流量控制阀11进行流动。在此，油冷却器9的通过流量与散热量的关系根据实验或经验已知为上述的图2那样。即、已知：通过使油冷却器9的通过流量变化从而能够控制油冷却器9的散热量。
根据这样构成的第一实施方式，用于控制部12的运算的使工作油升温的能量要素、即基于发动机1的输出及液压驱动器3的功的能量要素与根据实验或经验已知的油冷却器9的散热量相同。因此，控制流量控制阀11的控制信号的值是不产生延迟的值。由此，能够将工作油温的变动抑制得很小。随之，能够减小工作油粘度的变动，从而能够实现液压泵2或者液压驱动器3的动作的稳定化。
图7是表示本发明的第二实施方式的液压回路图，图8是表示用在第二实施方式所具备的控制部中所含的第四设定机构设定的液压泵的输入及液压驱动器的功、与使工作油升温的能量要素的关系的图，图9是表示第二实施方式所具备的控制部的处理顺序的流程图。
图7所示的第二实施方式设置检测液压驱动器3的工作油流量的流量检测装置16来代替图1的第一实施方式的液压驱动器3的位移的检测装置15，另外，还设置检测液压泵2的排出压力的压力检测装置17和检测液压泵2的排出流量的流量检测装置18来代替检测发动机1的转矩及转速的检测装置13。这些检测装置16、17、18做成与控制部12连接的结构。
该第二实施方式所具备的控制部12包含：基于检测装置14、16求得液压驱动器3的功的第五运算机构；基于压力检测装置17及流量检测装置18的检测值求得液压泵2的输入的第六运算机构；以及设定这些由第五运算机构求得的液压驱动器3的功及由第六运算机构求得的液压泵2的输入、与使工作油升温的能量要素的图8所示的第五关系的第四设定机构。在该第二实施方式中，控制部12的上述第一运算机构做成基于由第五运算机构求得的液压驱动器3的功及由第六运算机构求得的液压泵2的输入、与由第四设定机构设定的第五关系求得使工作油升温的能量要素的结构。其它的结构与第一实施方式相同。
在该第二实施方式中，如图9所示，当与图6所示的第一实施方式的流程比较时，只有步骤1、2的内容不同。即，取代在第一实施方式中对发动机1的输出及液压驱动器3的功进行运算，在第二实施方式中基于压力检测装置17及流量检测装置18的检测值和液压泵2的效率数据来对液压泵2的输入进行运算(步骤1)。然后，基于由第四设定机构设定的图8所示的液压驱动器3的功及液压泵2的输入、与使工作油升温的能量要素的关系，从由步骤1算出的液压驱动器3的功及液压泵2的输入中算出使工作油升温的能量要素(步骤2)。步骤3、4、5的处理与第一实施方式的处理相同。
这样构成的第二实施方式也与第一实施方式同样，由于能按照与油冷却器9的散热量相等设定的使工作油升温的能量要素、即基于液压泵2的输入及液压驱动器3的功的能量要素与图3所示的第一设定机构的第二关系来控制流量控制阀11，因此能够得到与第一实施方式相同的效果。
符号的说明
1-发动机，2-液压泵，3-液压驱动器，4-方向控制阀，5-工作油箱，6-油路，7-返回油路，8-冷却油路，9-油冷却器，10-非冷却油路，11-流量控制阀，12-控制部(第一运算机构、第一设定机构、第二运算机构、第二设定机构、第三运算机构、输出机构、第四运算机构、第五运算机构、第三设定机构、第六运算机构、第四设定机构)，13-检测装置，14-压力检测装置，15-位移检测装置，16-流量检测装置，17-压力检测装置，18-流量检测装置。

Claims (3)

1.一种液压驱动装置的工作油温控制装置，配备在液压驱动装置中，该液压驱动装置具有：发动机；由该发动机进行驱动的液压泵；由从该液压泵排出的压力油进行驱动的液压驱动器；控制向液压驱动器供给的压力油的流动的方向控制阀；连接该方向控制阀及工作油箱并将来自上述液压驱动器的返回油导向上述工作油箱的返回油路；以及设于该返回油路中的油冷却器，上述液压驱动装置的工作油温控制装置设有：使设于上述返回油路中的上述油冷却器旁通的非冷却油路；设于该非冷却油路中并控制在该非冷却油路中流动的工作油的流量的流量控制阀；以及输出控制该流量控制阀的控制信号的控制部，上述液压驱动装置的工作油温控制装置的特征在于，
上述控制部包含：
求得使工作油升温的能量要素的第一运算机构；
第一设定机构，该第一设定机构与根据实验或经验已知的上述油冷却器的通过流量与上述油冷却器的散热量的第一关系相对应地设定：将上述第一关系的上述油冷却器的散热量置换为上述使工作油升温的能量要素后的上述油冷却器的通过流量与上述使工作油升温的能量要素的第二关系；
第二运算机构，该第二运算机构基于由上述第一运算机构求得的使工作油升温的能量要素、和由上述第一设定机构设定的上述第二关系，求得上述油冷却器的通过流量；
第二设定机构，该第二设定机构设定上述油冷却器的通过流量与上述流量控制阀的通过流量的第三关系；
第三运算机构，该第三运算机构基于由上述第二运算机构求得的上述油冷却器的通过流量、和由上述第二设定机构设定的上述第三关系，求得上述流量控制阀的通过流量；以及
输出机构，该输出机构将与由上述第三运算机构求得的上述流量控制阀的通过流量相应的控制信号输出到上述流量控制阀。
2.根据权利要求1所述的液压驱动装置的工作油温控制装置，其特征在于，
上述控制部包含：
求得上述发动机的输出的第四运算机构；
求得上述液压驱动器的功的第五运算机构；
设定上述发动机的输出及上述液压驱动器的功、与上述使工作油升温的能量要素的第四关系的第三设定机构，
上述控制部的上述第一运算机构基于由上述第四运算机构求得的发动机的输出及由上述第五运算机构求得的液压驱动器的功、和由上述第三设定机构设定的第四关系，求得上述使工作油升温的能量要素。
3.如权利要求1所述的液压驱动装置的工作油温控制装置，其特征在于，
上述控制部包含：
求得上述液压驱动器的功的第五运算机构；
求得上述液压泵的输入的第六运算机构；
设定上述液压驱动器的功及上述液压泵的输入、与上述使工作油升温的能量要素的第五关系的第四设定机构，
上述控制部的上述第一运算机构基于由上述第五运算机构求得的液压驱动器的功及由上述第六运算机构求得的上述液压泵的输入、和由上述第四设定机构设定的第五关系，求得上述使工作油升温的能量要素。
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