CN103924628A - 回转式工程机械 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种回转式工程机械。该工程机械具备上部回转体(2)、回转马达(8)、液压泵(7)、控制阀(10)、回转操作装置(11)、回转制动器(12)、回转速度传感器(27)、检测回转操作装置(11)所受的操作并输出回转操作信号的回转操作检测器(26)及控制器(17)。控制器(17)在回转操作中以设定的时间间隔存储由回转速度传感器(27)检测出的回转速度，基于回转操作装置(11)的中立复位操作来使回转制动器(12)工作，将此时的回转速度的存储值再设置为0。据此，无论回转速度传感器(27)的输出的误差如何，均能够实现回转速度的正确控制。

Description

回转式工程机械
技术领域
本发明涉及液压挖掘机(hydraulic excavator)等回转式的工程机械。
背景技术
以图3所示的液压挖掘机为例来说明本发明的背景技术。该液压挖掘机具备：履带式的下部行走体(lower travelling body)1；绕垂直于地面的轴X回转自如地搭载在该下部行走体上的上部回转体(upper slewing body)2；以及安装在该上部回转体2上的挖掘用的前附属装置6。前附属装置6包括动臂3、斗杆4及铲斗5。进而，该液压挖掘机具有利用液压来使所述上部回转体2回转的液压回转系统(hydraulic slewing system)。该系统具备：作为驱动源的回转马达，由液压马达构成；控制阀，控制该回转马达的动作；左右回转用管路，连结所述液压马达与所述控制阀；泄压阀，作为制动阀设置在这些回转用管路彼此之间；遥控阀，包含被施加用于回转的操作的操作杆；以及回转制动器，为机械制动器，即所谓的驻车制动器。该系统中，当所述操作杆复位到中立位置时，停止从液压泵向回转马达供油，并且通过所述泄压阀的开阀即泄压工作来使回转马达减速，且所述回转制动器工作，以将所述上部回转体2保持为停止状态。
而且，以该液压回转系统为前提来进行各种控制。例如，通过回转速度传感器来检测上部回转体的回转速度，基于检测出的回转速度来控制所述液压回转系统的工作。例如，在日本专利公开公报特开2011-179280号中，公开了如下技术：当检测出的回转速度达到由遥控阀的操作量求出的目标速度时，转变为等速运转。另外，还已知有根据回转速度来控制液压泵的喷出量的技术。
然而，在回转速度传感器的特性上，有时会因温度变化等导致传感器输出产生偏移(相对于规格的偏差)。具体而言，有可能会发生尽管上部回转体已停止但传感器输出仍未变成0的现象。此种现象会导致下述问题：妨碍回转速度的正确检测，因使用包含误差的传感器输出而无法实现预期的控制，或者控制精度变差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种回转式工程机械，其具备上部回转体及检测该上部回转体回转速度的回转速度传感器，无论所述回转速度传感器的输出的误差如何，均能够实现正确的控制。
本发明所提供的回转式工程机械包括：下部行走体；上部回转体，能够回转地搭载在所述下部行走体上；回转马达，由液压马达构成，回转驱动所述上部回转体；液压泵，喷出用于使所述回转马达工作的工作油；控制阀，对所述回转马达的所述工作油的供应和排出进行控制；回转操作装置，接受对于所述控制阀的操作，对应于该操作来使所述控制阀工作；回转制动器，基于所述回转操作装置接受中立复位操作的情况，对所述回转马达施加制动力，以使所述上部回转体机械性地停止且保持为停止状态，所述中立复位操作用于使所述上部回转体停止回转；回转速度传感器，检测所述上部回转体的回转速度并输出回转速度信号；回转操作检测器，检测所述回转操作装置所受的操作并输出回转操作信号；以及控制器，输入来自所述回转速度传感器及所述回转操作检测器的信号，其中，所述控制器(i)在所述回转操作装置接受用于使所述上部回转体回转的回转操作的期间，以设定的时间间隔存储由所述回转速度传感器检测出的回转速度，(ii)基于所述回转操作机构的中立复位操作来使所述回转制动器工作，(iii)将所述回转制动器工作时的所述回转速度的存储值再设置为0。
根据本发明，无论所述回转速度传感器的输出的误差如何，均能够实现回转速度的正确控制。
附图说明
图1是本发明的实施方式所涉及的工程机械的回转系统的结构图。
图2是用于说明上述实施方式所涉及的工程机械的作用的流程图。
图3是作为工程机械例的液压挖掘机的概略侧视图。
具体实施方式
参照图1及图2来说明本发明的实施方式。本实施方式中，本发明适用于例如图3所示的液压挖掘机，即具备如下部件的液压挖掘机：下部行走体1、能够回转地搭载在该下部行走体1上的上部回转体2、及安装在该上部回转体2上的挖掘用附属装置6。
图1表示本实施方式所涉及的液压挖掘机所具备的回转系统，即用于使其上部回转体回转的回转系统。该回转系统具备作为液压源的液压泵7、被该液压泵7供应工作油(hydraulic fluid)而旋转的、由液压马达构成的回转马达8、以及通过该回转马达8所生成的动力来使图3所示的上部回转体2回转的回转驱动装置9。回转驱动装置9包含图1所示的马达轴9a及回转齿轮9b，所述马达轴9a连结于所述回转马达8的输出轴。
该系统还具备控制阀10、遥控阀11、回转制动器12、制动器切换阀13、先导泵14、作为左右回转用管路的先导管线15、16、控制器17及储液罐T。
所述控制阀10由具有一对先导端口10a、10b的液压先导切换阀构成。所述控制阀10被设置在所述液压泵7与所述回转马达8之间，对回转马达8的工作油的供应和排出进行控制，即对回转马达8的旋转/停止的切换、旋转方向、转速进行控制。具体而言，所述回转马达具有一对端口，这些端口与所述控制阀10分别通过马达管路20、21相互连接。
所述遥控阀11具有操作杆11a与阀主体11b。操作员对操作杆11a实施操作。阀主体11b根据所述操作杆11a被实施的操作，输出用于使所述控制阀10工作的先导压力。
回转制动器12是机械制动器，用于在通过所述操作杆11a向中立位置的复位操作而控制阀10成为中立状态时，对回转马达8施加制动力，以使上部回转体2机械性地停止、保持。所述先导泵14是用于使所述回转制动器12工作的液压源。而且，所述先导泵14也是所述遥控阀11所输出的先导压力的液压源。所述制动器切换阀13被设置在所述回转制动器12与所述先导泵14之间，以控制该回转制动器12的工作。
所述遥控阀11的阀主体11b具有用于输出所述先导压力的一对输出侧端口(a pair ofoutlet ports)。这些输出侧端口分别经由左右回转用的先导管线15、16，分别连接于所述控制阀10的先导端口10a、10b。遥控阀11的阀主体11b在所述操作杆11a未受到操作而处于中立位置时，不输出先导压力，另一方面，操作杆11a被施加操作时，将与其操作方向和操作量相应的先导压力通过所述先导管线15或16输入至所述先导端口10a或10b。控制阀10具有中立位置10N、左回转位置10L及右回转位置10R，且以如下方式工作，当两先导端口10a、10b均未被输入先导压力时保持中立位置10N，当先导端口10a、10b中的任一者被输入先导压力时，对应于该先导压力而切换为左回转位置10L或右回转位置10R。
图1所示的制动器切换阀13由两位置的电磁切换阀构成。具体而言，制动器切换阀13具有接受电信号的输入的电磁线圈13a，根据有无该电信号的输入而切换到制动工作位置13A与制动解除位置13B。制动器切换阀13在所述制动工作位置13A处，允许将先导泵14输出的液压供应至所述回转制动器12，另一方面，在所述制动解除位置13B处，停止对回转制动器12的液压供应。
所述控制器17通过对所述制动器切换阀13的电磁线圈13a的电信号的输入，控制所述制动器切换阀13的切换动作。具体而言，在回转操作时，即在所述遥控阀11的操作杆11a被施加操作时，将所述制动器切换阀13切换到制动解除位置13B，在回转停止时，即在所述遥控阀11的操作杆11a未被施加操作时，将所述制动器切换阀13置于制动工作位置13A。
回转制动器12具有制动气缸18与制动体19。制动气缸18由能够伸缩的液压气缸构成，通过其伸缩动作来进行制动工作状态与制动解除状态的切换。制动体19设置在所述制动气缸18的杆侧的端部，在该制动气缸18的伸长工作时接触回转驱动装置9的例如马达轴9a，以对该回转驱动装置9施加制动力。
本实施方式所涉及的回转制动器12是仅在受到液压供应时解除制动的负制动器。具体而言，该回转制动器12的制动气缸18内置有弹簧。该弹簧在未受到所述液压供应时，将该制动气缸18保持为伸长状态即制动工作状态。当受到所述液压供应时，该液压将克服所述弹簧的弹力使所述制动气缸18收缩以解除制动。
该系统还具备一对泄压阀22、23以及一对止回阀24、25。所述各泄压阀22、23作为制动阀设置在所述马达管路20、21与储液罐T之间。所述止回阀24、25为了防止气穴而设置在所述马达管路20、21与储液罐T之间。
在该系统中，当在回转中遥控阀11受到中立复位操作时，即，当该遥控阀11的操作杆11a受到操作以复位到中立位置时，控制阀10返回中立位置10N，阻止对回转马达8的工作油的供应。此时，泄压阀22或23开阀而进行泄压工作，以发挥减速作用即使液压制动器工作。由此，上部回转体2一边因惯性回转一边减速，最终停止。
在所述停止后，上部回转体2理论上会因控制阀10阻挡对液压马达8的工作油的流路的作用而保持为停止状态。但是，该停止保持作用由于回转马达8或控制阀10处存在漏油而变得不可靠，在倾斜地等处，存在尽管所述控制阀10处于中立复位，但上部回转体2仍会因其自重而活动的危险。
因此，控制器17为了可靠地保持所述停止状态，使作为机械制动器的所述回转制动器12工作，以对所述回转驱动装置9施加机械性的制动力。具体而言，所述控制器17在遥控阀11的中立复位后，即在该操作杆11a返回中立位置之后，在经过预先设定的时间之后使所述回转制动器12工作，以实现可靠的回转停止及停止保持作用。对于所述预先设定的时间，设定为从所述遥控阀11的中立复位到通过控制阀10的液压制动作用而上部回转体2的回转可靠停止为止的时间。换言之，通常，上部回转体2在回转制动器12工作的时刻实质上处于回转停止状态，将该回转制动器12的工作时机设定为，该工作的回转制动器12能够将该上部回转体2保持在回转停止状态。
作为用于实现该控制的机构，本实施方式所涉及的液压挖掘机除了所述控制器17以外，还具备操作传感器26及回转速度传感器27。操作传感器26是检测遥控阀11被施加的操作的回转操作检测器，本实施方式中，由检测该遥控阀11对控制阀10施加的先导压力的压力传感器构成。具体而言，在两先导管线15、16彼此之间设置梭阀28，由所述操作传感器26检测该梭阀28所选择的较高一方的压力、即先导管线15、16中的任一方产生的先导压力。所述回转速度传感器27检测所述上部回转体2的回转速度。这些传感器26、27分别生成电信号、即回转操作信号及回转速度信号，并输入至控制器17。
控制器17基于来自操作传感器26的回转操作信号判断遥控阀11是否受到回转操作，即判断该操作杆11a是否从中立位置被操作到任一侧，或者是否向中立复位，即所述操作杆11a是否处于中立位置。控制器17在判断为回转操作中时，输出电信号，以将制动器切换阀13切换到制动解除位置13B。另一方面，控制器17在判断为中立复位中时，在从该中立复位时刻经过设定时间后将制动器切换阀13切换到制动工作位置13A。
此外，本实施方式所涉及的控制器17基于由回转速度传感器27检测出的回转速度，进行液压泵7的喷出量的控制及其他各种控制，除此以外，每当回转停止时自动进行回转速度传感器27的输出(以下简称作“传感器输出”)的零校正(zero-correction)。具体而言，控制器17在遥控阀11的操作杆11a向左或右受到回转操作的期间，以预先设定的时间间隔存储由回转速度传感器27检测出的回转速度。并且，当遥控阀11受到中立复位操作时，在从进行该中立复位操作的时刻经过所述设定时间时，对制动器切换阀13进行制动工作指令，并且将该制动工作指令时刻的回转速度的存储值再设置为“0”。
根据图2的流程图更具体地说明该动作。控制器17在步骤S1中判断是否有来自遥控阀11的回转操作信号，若为“是”，则在步骤S2中，以设定时间间隔存储、更新来自回转速度传感器27的回转速度的检测值。若在步骤S1中为“否”(无回转操作信号)，则进行步骤S3的判断，即，判断遥控阀11进行中立复位而无回转操作信号后是否经过了设定时间，当判断为“是”即经过了设定时间时，在步骤S4中对制动器切换阀13进行制动工作指令。此外，在步骤S5中，将此时刻、即进行了制动工作指令的时刻的回转速度的存储值(最新更新值)再设置为“0”而不论其实际存储值如何。即，将回转速度识别为0。因而，当进行下次回转操作时，控制器17所识别的由回转速度传感器27检测出的回转速度从“0”开始。这样，每当回转停止时，自动进行传感器输出的“零校正”，基于该零校正的速度检测值，执行根据回转速度来控制泵喷出量等的各种控制。
这样，在回转制动器12在上部回转体2的停止时进行工作这一前提下（也就是，在回转制动器12的工作时间处于上部回转体2的回转停止期间之前提下），控制器17在回转制动器12的工作前(回转操作中)隔开时间间隔存储回转速度的检测值，并将回转制动工作时的存储值再设置为“0”而不论实际存储值如何，由此，每当回转停止时，能够自动进行传感器输出的零校正。即，能够修正回转速度传感器27的偏移误差等。
本实施方式中，通常在控制器17输出制动工作指令的时刻，上部回转体2已通过液压制动作用达到回转停止状态，基于这一前提，将输出制动工作指令的时刻的回转速度的存储值再设置为“0”，因此能更正确地进行回转停止时刻的零校正。但是，作为工程机械的回转制动器的特性，若已明确在制动工作指令的输出时刻稍后或稍前上部回转体2停止回转，则也可将在制动工作指令的输出时刻稍后或稍前的时刻的存储值再设置为“0”。本发明中所说的“回转制动器的工作时”的概念包含这些情况。
而且，本发明并不限于液压挖掘机。本发明例如也能够广泛适用于利用液压挖掘机的母体构成的解体机等其他回转式的工程机械。
如上所述，根据本发明，提供一种回转式工程机械，其具备上部回转体及检测其回转速度的回转速度传感器，无论所述回转速度传感器的输出的误差如何，均能够实现正确的控制。该回转式工程机械包括：下部行走体；上部回转体，能够回转地搭载在所述下部行走体上；回转马达，由液压马达构成，回转驱动所述上部回转体；液压泵，喷出用于使所述回转马达工作的工作油；控制阀，对所述回转马达的所述工作油的供应和排出进行控制；回转操作装置，接受对于所述控制阀的操作，对应于该操作来使所述控制阀工作；回转制动器，基于所述回转操作装置接受中立复位操作的情况，对所述回转马达施加制动力，以使所述上部回转体机械性地停止且保持为停止状态，所述中立复位操作用于使所述上部回转体停止回转；回转速度传感器，检测所述上部回转体的回转速度并输出回转速度信号；回转操作检测器，检测所述回转操作装置所受的操作并输出回转操作信号；以及控制器，输入来自所述回转速度传感器及所述回转操作检测器的信号，其中，所述控制器(i)在所述回转操作装置接受用于使所述上部回转体回转的回转操作的期间，以设定的时间间隔存储由所述回转速度传感器检测出的回转速度，(ii)基于所述回转操作机构的中立复位操作来使所述回转制动器工作，(iii)将所述回转制动器工作时的所述回转速度的存储值再设置为0。
本发明的回转式工程机械，在回转制动器在上部回转体的停止时进行工作这一前提下，让所述控制器在回转制动器的制动工作前(回转操作中)隔开时间间隔存储回转速度的检测值，并将回转制动工作时的存储值再设置为“0”而不论实际的存储值如何，由此，每当回转停止时，能够自动进行回转速度传感器的零校正。即，能够修正该回转速度传感器的偏移误差等。
较为理想的是，本发明的工程机械还包括：一对马达管路，连结所述控制阀与所述回转马达的一对端口（也就是，所述一对马达管路中的一个马达管路连结所述控制阀与所述回转马达具备的一对端口中的一个端口，所述一对马达管路中的另一个马达管路连结所述控制阀与所述回转马达具备的一对端口中的另一个端口）；以及一对泄压阀，设置在所述一对马达管路与储液罐之间（也就是，所述一对泄压阀中的一个泄压阀设置在所述一对马达管路中的一个马达管路与储液罐之间，所述一对泄压阀中的另一个泄压阀设置在所述一对马达管路中的另一个马达管路与所述储液罐之间），其中，所述控制阀伴随所述回转操作装置的中立复位而被设置为中立位置，在所述中立位置，使所述液压泵至所述回转马达的工作油的供应停止，所述控制阀被设置于中立位置使得所述泄压阀开阀而进行泄压工作，以使液压制动器工作，在所述回转操作装置被中立复位后经过设定时间后，所述控制器进行用于使所述回转制动器工作的制动工作指令，将所述制动工作指令时刻的所述回转速度的存储值再设置为0。其理由如下。
在液压挖掘机等实际的工程机械中，如上所述，在回转操作装置的中立复位后，通过泄压阀的减速作用使回转速度掉到大致0后进行回转制动器的工作。具体而言，进行如下控制：从所述中立复位经过预先设定为减速所需时间的时间的时刻，使回转制动器工作。此时，通常，控制器对回转制动器进行工作指令的时刻为上部回转体的回转停止时刻。因此，如上所述，将对回转制动器进行工作指令的时刻的回转速度的存储值再设置为0，从而能够更正确地进行回转停止时刻的零校正。

Claims (2)

1.一种回转式工程机械，其特征在于包括：
下部行走体；
上部回转体，能够回转地搭载在所述下部行走体上；
回转马达，由液压马达构成，回转驱动所述上部回转体；
液压泵，喷出用于使所述回转马达工作的工作油；
控制阀，对所述回转马达的所述工作油的供应和排出进行控制；
回转操作装置，接受对于所述控制阀的操作，对应于该操作来使所述控制阀工作；
回转制动器，基于所述回转操作装置接受中立复位操作的情况，对所述回转马达施加制动力，以使所述上部回转体机械性地停止且保持为停止状态，所述中立复位操作用于使所述上部回转体停止回转；
回转速度传感器，检测所述上部回转体的回转速度并输出回转速度信号；
回转操作检测器，检测所述回转操作装置所受的操作并输出回转操作信号；以及
控制器，输入来自所述回转速度传感器及所述回转操作检测器的信号，其中，
所述控制器(i)在所述回转操作装置接受用于使所述上部回转体回转的回转操作的期间，以设定的时间间隔存储由所述回转速度传感器检测出的回转速度，(ii)基于所述回转操作机构的中立复位操作来使所述回转制动器工作，(iii)将所述回转制动器工作时的所述回转速度的存储值再设置为0。
2.根据权利要求1所述的回转式工程机械，其特征在于还包括：
一对马达管路，连结所述控制阀与所述回转马达的一对端口；以及
一对泄压阀，设置在所述一对马达管路与储液罐之间，其中，
所述控制阀伴随所述回转操作装置的中立复位而被设置为中立位置，在所述中立位置，使所述液压泵至所述回转马达的工作油的供应停止，所述控制阀被设置于中立位置使得所述泄压阀开阀而进行泄压工作，以使液压制动器工作，
在所述回转操作装置被中立复位后经过设定时间后，所述控制器进行用于使所述回转制动器工作的制动工作指令，将所述制动工作指令时刻的所述回转速度的存储值再设置为0。
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