CN102667014B - 利用了可变举动特性的电子液压控制装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及利用了可变举动特性的电子液压控制装置及其方法，详细地讲，涉及检测使用者在预先设定的时间内以中立为基准向正向侧（+）方向和反向侧（-）方向操作电子液压系统的电子操纵杆并根据其检测结果使举动特性（例如，通常举动特性或急剧动作举动特性）可变，从而在操作工程机械时同时提高驾驶员的舒适性和急剧动作操作性，因而最终能够向驾驶员提供便利性。

Description

利用了可变举动特性的电子液压控制装置及其方法

技术领域

本发明涉及利用了可变举动特性的电子液压控制装置及其方法，详细地讲，涉及检测使用者在预先设定的时间内以中立为基准向正向侧（+）方向和反向侧（-）方向操作电子液压系统的电子操纵杆并根据其检测结果使举动特性（例如，通常举动特性或急剧动作举动特性）可变，从而在操作工程机械上均提高驾驶员的舒适性和急剧动作操作性，以最终能够向驾驶员提供便利性的、利用了可变举动特性的电子液压控制装置及其方法。

背景技术

过去工程机械的作业机设计成以机械式液压系统驱动。机械式液压系统以来自位于控制先导液压的操纵杆的阀打开或关闭机械式主控制阀（MCV:MainControl Valve）的滑阀，从而具有控制向与工程机械的作业机连接的液压缸供给的主液压的构造。

图1是现有机械式液压系统的构成图。

如在图1中所图示，现有的机械式液压系统包括发动机110、泵120、与液压式操纵杆131连接的液压阀130、液压式主控制阀140、以及液压缸150。这里，液压式主控制阀140具备滑阀141，并通过节流孔142与液压缸150连接。

由发动机110而运转的泵120向液压阀130和液压式主控制阀（MCV）140供给工作油121即液压。现有的机械式液压系统设计成以机械方式调整液压而驱动工程机械的作业机。

使用者要通过操作液压式操纵杆131来控制液压缸150。为此，液压阀130根据使用者针对液压式操纵杆131的操作而向液压式MCV140供给从泵120供给的先导液压。这样一来，来自液压阀130的先导液压打开或关闭机械式主控制阀（MCV）140的滑阀（Spool）141，从而利用于变更向与作业机直接相连的液压缸150供给的主液压。

另一方面，液压式操纵杆131和对于实际作业机的动作的举动性由与机械式液压系统连接的各机械要素的特性决定。例如，举动性由以液压式MCV140内的滑阀141的阀口（Notch）形状或设于液压管路的节流孔142等构成的零部件的特性决定。因而这些零部件作为机械要素具有固有特性，因而存在不易构成为运转中具有多种举动性的可变构造的缺点。

因此，在于由这种机械式液压系统构成的现有的工程机械，就液压式操纵杆131和对此的作业机的举动性而言，只能是相互对立的作业人员的舒适性和急剧动作（例如，铲斗的抖去动作）操作性只能在适当范围妥协决定。考虑作业人员的舒适性而过于平稳地设定时在抖去操作性上会出现问题。现有的工程机械采纳了稍微降低作业人员的舒适性并在对作业不带来问题程度的适当范围提高液压式操纵杆131的响应性的构造。

尤其，在于抖去作业，工程机械（例如，轮式装载机和挖掘机等）挖掘有可能有某种程度的粘性的挖掘对象物。例如，有粘性的挖掘对象物可以是粘土、家畜粪尿、以及混凝土等。在这种情况下，需要有驾驶员将挖掘对象物装载到铲斗之后在倒掉的位置将铲斗上下抖动而使因粘性而粘附在铲斗中的残余物下落的工程机械的驾驶方法。

这里，抖去动作中抖动铲斗的部分应尽可能设定液压变动为最大量以此得到最大的效果。即、最大限度地提高液压式操纵杆131的响应性的构造在抖去作业中可具有最佳操作性。与此相反，若仅针对抖去作业而设定作业机的反应性，则在除了抖去作业之外的作业也给车辆导致振动，因而存在有损作业人员的舒适性的问题。

如前面所述，在现有的机械式液压系统存在如下问题。即、若使工程机械的举动特性平稳而提高驾驶员的舒适性，则作为对此的代价出现如装载物抖去那样的急剧的反应性的降低特定作业的效率的问题。

发明内容

技术课题

本发明是为了解决上述的问题而研究出的，其目的在于提供一种在操作工程机械时同时提高驾驶员的舒适性和急剧动作操作性，以最终能够向驾驶员提供便利性的、利用了可变举动特性的电子液压控制装置及其方法。

解决课题手段

为此，根据本发明的电子液压控制装置，在利用了可变举动特性的电子液压控制装置中，其特征是，包括：用于接受根据使用者操作的操作信号和模式选择信号的输入的信号输入部；用于根据上述输入的模式选择信号而变更为通常举动特性模式或急剧动作举动特性模式的举动模式变更部；根据上述变更的举动特性模式，若是上述通常举动特性模式，则使上述输入的操作信号以1:1的比率对应而输出，若是上述急剧动作举动特性模式则使上述输入的操作信号与规定的增益相应地增减而输出的信号处理部；以及用于根据从上述信号处理部输出的信号而驱动比例阀的比例阀驱动部。

发明效果

本发明具有如下效果。即、检测使用者在预先设定的时间内以中立为基准向正向侧（+）方向和反向侧（-）方向操作电子液压系统的电子操纵杆并根据其检测结果使举动特性（例如，通常举动特性或急剧动作举动特性）可变，从而在操作工程机械时同时提高驾驶员的舒适性和急剧动作操作性，因而最终能够向驾驶员提供便利性。

附图说明

图1是现有机械式液压系统的构成图。

图2是本发明的利用了可变举动特性的电子液压控制装置的一实施例的构成图。

图3是本发明的对于根据操纵杆输出的举动特性模式转换过程的一实施例的说明图。

图4是在适用于本发明的通常举动模式中的对于信号处理方法的一实施例流程图。

图5是本发明的对于根据操纵杆的输出所进行的抖去作业模式和通常作业模式的一实施例的说明图。

具体实施方式

下面参照附图详细说明根据本发明的实施例。通过下面的详细的说明将清楚本发明的构成及由此而带来的作用效果。在详细说明本发明之前需要提醒的是，对于相同构成要素即便在其它的附图有表示也尽可能以相同的符号表示，对于已公知的构成，在判断为有可能使本发明的要旨模糊的情况下省略具体说明。

图2是本发明的利用了可变举动特性的电子液压控制装置的一实施例构成图。

本发明的电子液压控制装置220包括信号输入部221、操作状态判断部222、举动模式变更部223、信号输入部224、以及比例阀驱动部225。这里，操作电压输入部221包括AD转换器2211和映射器2212。

下面观察根据本发明的电子液压控制装置220的各个构成要素。

首先，电子液压控制装置220与连接于电子操纵杆211的角度传感器210相连。这里，电子操纵杆211是对于使用者所能操作作业机的操作器的一例，而不限定于操纵杆。

电子液压控制装置220与具备多个电子比例阀231的电子主控制阀230相连。电子主控制阀230从由发动机110而动作的泵120供给到工作油（液压），并按照电子液压控制装置220的比例阀231控制电流向液压缸150供给主液压。

信号输入部221从角度传感器210输入到与电子操纵杆211的使用者操作对应的比例电压信号，并对该输入的比例电压信号进行模拟-数字（Analog-Digital）转换过程和映射（Mapping）过程而输出操纵杆211的数字操作信号。另外，信号输入部221从使用者输入到与作业机的举动模式相关的模式选择信号（例如，声音识别信号、转换信号等）。这里，电子液压控制装置220能够与声音识别器和开关等（图2中未图示）连接而输入使用者的模式选择信号。

具体来看，信号输入部221的AD转换器2211从与电子操纵杆211相连的角度传感器210输入比例电压信号。另外，AD转换器2211从声音识别器或开关等输入模式选择信号。接着，AD转换器2211对所输入的信号进行模拟-数字转换而输出数字信号。该输出的数字信号传递到操作状态判断部222和映射器2212。

映射器2212在操纵杆211位于中立位置时和离开了中立位置的侧面位置时，考虑到驾驶员的驾驶特性而映射数字操作信号并输出所映射的数字操作信号。

另一方面，操作状态判断部222分析从信号输入部221输出的操纵杆211的数字操作信号而判断操纵杆211的使用者操作状态。而且，操作状态判断部222根据其判断结果可将模式选择信号判断为通常举动特性模式和急剧动作举动特性模式中的一个举动模式。操作状态判断部222判断数字操作信号是相当于通常举动模式还是相当于急剧动作（即、抖去动作）举动模式。观察急剧动作模式，驾驶员为了进行抖去作业而进行将控制铲斗的操纵杆211以中立位置中心反复向正/反方向切换的操作。此时，操作状态判断部222检测这种驾驶员的操作特性而判断为驾驶员在进行抖去动作。

例如，若操纵杆211的方向在1秒钟以内以中立为基准以正向→反向→正向→反向或反向→正向→反向→正向变化，则操作状态判断部222检测为是抖去动作。与此相反，若操纵杆在1秒钟以内持续地停留在中立或正向、反向上，则操作状态判断部222检测为是通常作业。这里，通常举动模式是指使用者将操纵杆211以中立位置为中心向某一方向切换或者并非急剧地切换的通常的操作状态。与此相反，急剧动作（抖去动作）举动模式是指使用者在特定时间以内以中立位置为中心向正/反方向急剧地反复切换操纵杆211的操作状态。

举动模式变更部223根据从信号输入部221输入的模式选择信号而变更为通常举动特性模式或急剧动作举动特性模式。另外，举动模式变更部223能够根据在操作状态判断部222判断的举动模式而变更举动特性。举动模式变更部223将举动特性变更为抖去举动特性或通常举动特性。

信号处理部224根据在举动模式变更部223变更的举动特性而对从信号输入部221输出的数字操作信号进行信号处理。信号处理部224在通常举动特性以积分形态对数字操作信号进行信号处理。例如，信号处理部224与通常举动特性的增益相应地增加或减少数字操作信号。这里，增益的增减意味着延迟对操纵杆211的操作响应的速度。

比例阀驱动部225根据在信号处理部224已被信号处理的数字操作信号而输出控制电子主控制阀（MCV）230的比例阀的比例阀（P/V:Proportional Valve）控制电流信号。这样一来，电子主控制阀（MCV）230的比例阀231根据比例阀控制电流信号而向液压缸150供给主液压。

图3是本发明的对于根据操纵杆输出的举动特性模式转换过程的一实施例的说明图。

就图3的过程而言，图3中表示有从通常举动模式变更为抖去举动模式之后重新变更为通常举动模式的过程。就这种过程而言，从通常举动模式通过旨在进行抖去动作的反复操作过程301而变更为抖去动作模式302，且从抖去举动模式302通过旨在变更到通常动作模式304的中立操作过程303而转换成通常动作模式304。

观察反复操作过程301，使用者以中立位置为基准向正/反方向反复操作电子操纵杆211。按照操纵杆211的反复操作，角度传感器210输出正/反方向的操纵杆输出电压。这样一来，操作状态判断部222将操作状态判断为抖去动作。此时，通常举动模式激活信号310表示接通（ON）信号，抖去举动模式激活信号320表示断开（OFF）信号。这里，假定为了进行抖去作业而在1秒钟以内以中立位置为基准向正/反方向最少要三次切换操纵杆211。

经“301”过程之后，举动模式变更部223将举动特性从通常举动模式变更为抖去举动模式302。这里，通常举动模式激活信号310表示断开（OFF）信号，抖去举动模式激活信号320表示接通（ON）信号。在”302”过程，随着变更为抖去举动特性而成为急剧动作，从而能够容易进行抖去作业。

而且，若操纵杆输出电压没有以中立位置为基准的正/反向反复的切换地维持1秒钟以上，则操作状态判断部222判断操作状态为通常举动动作。这里，通常举动模式激活信号310表示断开（OFF）信号，抖去举动模式激活信号320表示接通（ON）信号。

经“303”过程之后，举动模式变更部223将举动特性从抖去举动模式变更为通常举动模式304。这里，通常举动模式激活信号310表示接通（ON）信号，抖去举动模式激活信号320表示断开（OFF）信号。在通常举动模式304，电子液压控制装置220转换到通常举动特性而进行信号处理。

图4是在适用于本发明的通常举动模式中对于信号处理方法的一实施例流程图。

在通常举动特性模式，信号处理部224从映射器221接收与电子操纵杆211的操作对应的操纵杆输出信号（下面称为‘目标电流’），并将该目标电流根据通常举动特性以一定的增益增减后向比例阀驱动部225传输。下面将信号处理部224向比例阀驱动部225传递的电流值称为‘指令电流’。

信号处理部224确认目标电流是否与指令电流相同（402）。

上述确认结果（402），若目标电流与指令电流不相同，则信号处理部224确认目标电流是否超过指令电流（404）。与此相反，若目标电流与指令电流相同，则信号处理部224将目标电流按原样向比例阀驱动部225传输。

上述确认结果（404），若目标电流超过指令电流，则信号处理部224与根据通常举动特性的一定的增益相应地增加指令电流并向比例阀驱动部225传递（406）。与此相反，若目标电流小于指令电流，则信号处理部224与根据通常举动特性的一定的增益相应地减少指令电流并向比例阀驱动部225传输（408）。这是为了考虑到使用者的舒适性而以与一定的斜率相应的积分形态对目标电流设定指令电流之故。

图5是本发明的对于根据操纵杆输出所进行的抖去作业模式和通常作业模式的一实施例的说明图。

若举动模式是抖去举动特性，则信号处理部224将经过了模拟-数字转换过程和映射过程的操纵杆的输出值按原样向电子比例阀231传输而进行控制。关于此，观察在与操纵杆输出值510的急剧动作部分511对应的抖去作业模式520的急剧动作部分521。

若操纵杆输出值510在急剧动作部分511变更为特定值，则信号处理部224如在抖去作业模式520中所图示那样按原样输出操纵杆输出值510。

与此相反，若举动模式是通常举动特性，则信号处理部224使经过了模拟-数字转换过程和映射过程的操纵杆的输出值增减一定增益并向电子比例阀231传输而进行控制。关于此，观察在与操纵杆输出值510的急剧动作部分511对应的通常作业模式530的急剧动作部分531。就操纵杆输出值510而言，特定值在急剧动作部分511使操纵杆输出值510与急剧动作部分531的斜率相应地增减而输出。

参照[表1]观察按举动模式的特征。

表1

如上述[表1]所示，在抖去举动模式，电子液压控制装置220以经过了AD转换过程和映射过程的操纵杆的输出值按原样控制电子比例阀，从而工程机械对操纵杆的切换显出迅速的响应性，因而能够容易进行抖去作业。但在车体产生振动的可能性变大。

与此相反，在通常举动模式，电子液压控制装置220将经过了AD转换过程和映射过程的操纵杆的输出值以一定的时间为单位增减一定增益而进行控制，从而工程机械对操纵杆的切换具有平稳的响应性（不进行急剧动作），因而虽然减少对车体的振动但有可能不易进行如铲斗抖去作业那样的特定作业。

由此，电子液压控制装置220通过操纵杆切换的操作状态判断是否使用者要进行装载物抖去作业，由此根据作业状况改变预先设定的工程机械的举动特性而进行选择，从而能够提高使用者的便利性，且能够使作业效率最佳。

以上的说明不过是例示说明了本发明而已，由本领域技术人员在不超出本发明的技术思想的范围内可进行各种变形。因此，在本发明的说明书中公开的实施例并非限定本发明。本发明的范围应由权利要求书解释，与其等同的范围内的所有技术也应解释为包括在本发明的范围。

产业上利用可能性

本发明在操作工程机械时同时提高驾驶员的舒适性和急剧动作操作性，从而最终能够向驾驶员提供便利性。

Claims (2)

1.一种电子液压控制装置，其利用可变举动特性，其特征在于，包括：

用于接受根据使用者操作的操作信号和模式选择信号的输入的信号输入部；

用于根据上述输入的模式选择信号而变更为通常举动特性模式或急剧动作举动特性模式的举动模式变更部；

根据上述变更的举动特性模式，若是上述通常举动特性模式，则使上述输入的操作信号以1:1的比率对应而输出，若是上述急剧动作举动特性模式，则使上述输入的操作信号与规定的增益相应地增减而输出的信号处理部；

用于根据从上述信号处理部输出的信号而驱动比例阀的比例阀驱动部；以及

用于分析上述输入的操作信号而将上述输入的模式选择信号判断为通常举动特性模式和急剧动作举动特性模式中的某一个举动模式的操作状态判断部，

若上述输入的操作信号在规定的时间内以中立位置为基准向正向侧(+)和反向侧(-)方向与规定的次数相应地反复交替，则上述操作状态判断部判断为是急剧动作举动模式，或者若上述输入的操作信号在规定的时间以内持续地维持中立位置、正向侧方向以及反向侧方向中的某一个，则在上述操作状态判断步骤判断为是通常举动模式。

2.一种电子液压控制方法，其利用可变举动特性，其特征在于，包括：

接受根据使用者操作的操作信号和模式选择信号的输入的信号输入步骤；

根据上述输入的模式选择信号而变更为通常举动特性模式或急剧动作举动特性模式的举动模式变更步骤；

根据上述变更的举动特性模式，若是上述通常举动特性模式，则使上述输入的操作信号以1:1的比率对应而输出，若是上述急剧动作举动特性模式，则使上述输入的操作信号与规定的增益相应地增减而输出的信号处理步骤；

根据上述输出的信号而驱动比例阀的比例阀驱动步骤；以及

包括分析上述输入的操作信号而将上述输入的模式选择信号判断为通常举动特性模式和急剧动作举动特性模式中的某一个举动模式的操作状态判断步骤，

若上述输入的操作信号在规定的时间内以中立位置为基准向正向侧(+)和反向侧(-)方向与规定的次数相应地反复交替，则在上述操作状态判断步骤判断为是急剧动作举动模式，或者若上述输入的操作信号在规定的时间以内持续地维持中立位置、正向侧方向以及反向侧方向中的某一个，则在上述操作状态判断步骤判断为是通常举动模式。