CN107208673B - 作业机械的液压驱动系统 - Google Patents

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Abstract

作业机械的液压驱动系统(100A)具备动臂油缸(4)(第一液压执行机构)、斗杆油缸(8)(第二液压执行机构)、液压泵装置(51)、控制阀(5)、再生装置(61)、第一操作装置(41)、第二操作装置(42)、传感器装置(71)以及控制器(27)(控制装置)。传感器装置(71)包括压力传感器(23)、压力传感器(24)、压力传感器(25)以及压力传感器(26)中的至少一个传感器。控制器(27)具备异常检测部(142)和第一控制部。异常检测部(142)判定传感器装置(71)是否异常。在传感器装置(71)异常的情况下,即使由传感器装置(71)检测出的值满足再生条件,第一控制部也控制再生装置(61)使得其不将来自动臂油缸(4)的返回油供给到斗杆油缸(8)。

Description

作业机械的液压驱动系统
技术领域
本发明涉及作业机械的液压驱动系统,涉及液压挖掘机等具有液压执行机构且再生来自液压执行机构的液压能量的作业机械的液压驱动系统。
背景技术
公开了经由液压阀对来自液压执行机构的回流液压油进行再生而实现节能的作业机械(例如、参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特许第5296570号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1所记载的技术中,在作业机械的液压执行机构之中尤其是在用于对动臂(boom)进行驱动的动臂油缸(boom cylinder)中,在其因自重而下落时从动臂油缸的缸底侧排出的动力(液压油)经由阀在别的执行机构的驱动时再生。
但是,在专利文献1所记载的那样的作业机械中,在检测液压的压力传感器发生了故障的情况下,有时恐会出现对于操作员而言没有预料到的动作。
例如在专利文献1中记载了下述控制:分别进入动臂下降动作和斗杆翻卸动作(ON),在动臂缸底压力比斗杆杆体(arm rod)压力高的情况下,为了进行再生而打开再生阀,另外为了减少放泄流量而缩窄(日文原文:絞り)油箱(tank)流道。
考虑下述情况:某个瞬间,动臂缸底压力比斗杆杆体压力高,进入斗杆翻卸操作(ON)而不进入动臂下降操作(OFF)。在该状态下要考虑下述情况:在动臂下降先导压传感器发生异常、判断为进入了动臂下降操作的情况下,控制器判定为再生条件全部具备,打开再生阀,因此动臂缸底的液压油再生到斗杆杆体,动臂油缸会不经意地下降。
另外作为另一个例子,可以考虑下述情况:在进行动臂下降斗杆翻卸动作时,斗杆杆体压力比动臂缸底压力高。在该情况下,通常斗杆杆体压力一方比动臂缸底压力高因此进行不打开再生阀的控制,但是若由于动臂缸底压力传感器的异常而判断为动臂缸底压力一方高,则控制器进行打开再生阀并为了减少放泄的流量而缩窄油箱流道的控制。
在该状态下,斗杆杆体压力一方比动臂缸底压力高,因此,即使打开了再生阀液压油也不会从动臂缸底流到斗杆杆体,而且因为油箱流道缩窄了所以从动臂缸底排出的油也没有可去之处,动臂油缸紧急减速、紧急停止,在操作上感到不适感。进一步,即使动臂缸底压力传感器没有异常,在斗杆杆体压力传感器发生了异常并判断为斗杆杆体压力比动臂缸底压力低的情况下也会出现同样的现象。此外,这些压力传感器异常是由断线、短路等引发的现象。
因此,本发明是基于上述情况而完成的发明。本发明的目的在于提供一种即使在传感器装置发生了异常的情况下也能确保与操作员的操作相应的液压执行机构的动作的作业机械的液压驱动系统。
用于解决课题的技术方案
为了达成上述目的,本发明具备:第一液压执行机构;第二液压执行机构;液压泵装置,其向所述第一液压执行机构和所述第二液压执行机构供给液压油;控制阀,其调整来自所述第一液压执行机构的返回油的流量;再生装置,其用于将来自所述第一液压执行机构的返回油向所述第二液压执行机构供给;第一操作装置,其用于操作所述第一液压执行机构;第二操作装置,其用于操作所述第二液压执行机构;传感器装置,其包括检测所述第一操作装置的操作量的第一操作量检测器、检测所述第二操作装置的操作量的第二操作量检测器、检测所述第一液压执行机构的缸底侧的压力的第一压力检测器以及检测所述液压泵装置与所述第二液压执行机构之间的压力的第二压力检测器中的至少一个检测器;异常检测部,其判定所述传感器装置是否异常;和控制装置,其具有第一控制部,在所述传感器装置正常且由所述传感器装置检测出的值满足表示将来自所述第一液压执行机构的返回油向所述第二液压执行机构供给时所要求的条件的再生条件的情况下,所述第一控制部控制所述再生装置使得其将来自所述第一液压执行机构的返回油供给到所述第二液压执行机构,在所述传感器装置异常的情况下,即使由所述传感器装置检测出的值满足所述再生条件,所述第一控制部也控制所述再生装置使得其不将来自所述第一液压执行机构的返回油供给到所述第二液压执行机构。
由此,在传感器装置异常的情况下,即使由传感器装置检测出的值满足再生条件,来自第一液压执行机构的返回油也不被供给到第二液压执行机构(不被再生)。因此,即使在传感器装置发生了异常的情况下也能确保与操作员的操作相应的液压执行机构的动作。
发明的效果
根据本发明,即使在传感器装置发生了异常的情况下,也能确保与操作员的操作相应的液压执行机构的动作。上述以外的问题、构成以及效果可以通过以下实施方式的说明来明确。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的液压驱动系统的构成图。
图2是用于说明图1所示的控制器的控制逻辑的图。
图3是图2所示的再生控制运算部的构成图。
图4是图1所示的再生控制阀的开口面积线图。
图5A是图1所示的压力传感器的特性线图。
图5B是用于说明图2所示的异常检测部的判断处理的流程图。
图6是图1所示的泵流量运算部的构成图。
图7是本发明的第二实施方式的液压驱动系统的构成图。
图8A是用于说明图7所示的控制器的控制逻辑的图。
图8B是图8A所示的切换开关的模式图。
图9是图8A所示的再生控制运算部的构成图。
图10是本发明的第三实施方式的液压驱动系统的构成图。
图11是用于说明图10所示的控制器的控制逻辑的图。
图12是示出搭载有本发明的第一~第三实施方式的液压驱动系统的液压挖掘机的外观的图。
具体实施方式
以下,利用附图对本发明的第一~第三实施方式的液压驱动系统的构成和动作进行说明。液压驱动系统通过油压来驱动设置于作业机械(液压挖掘机等)的被驱动部(动臂、斗杆等)。
首先利用图12对作为作业机械(建筑机械)的一例的液压挖掘机的构成进行说明。图12是示出搭载有本发明的第一~第三实施方式的液压驱动系统的液压挖掘机的外观的图。
液压挖掘机具备下部行驶体201、上部回转体202以及前作业机203。下部行驶体201具有左右的履带式行驶装置201a、201b(仅图示了单侧的履带式行驶装置),该左右的履带式行驶装置201a、201b由左右的行驶马达201c、201d(仅图示了单侧的行驶马达)驱动。上部回转体202能回转地搭载在下部行驶体201上,由回转马达202a回转驱动。前作业机203能俯仰地安装于上部回转体202的前部。在上部回转体202设置有舱室(驾驶室)202b,在舱室202b内配置有操作杆、行驶用的操作踏板装置等操作装置。
前作业机203是具有动臂205(第一被驱动体)、斗杆206(第二被驱动体)、铲斗207的多关节构造,动臂205通过动臂油缸4(第一液压执行机构)的伸缩而相对于上部回转体202在上下方向上转动,斗杆206通过斗杆油缸8(第二液压执行机构)的伸缩而相对于动臂205在上下和前后方向上转动,铲斗207通过铲斗油缸208的伸缩而相对于斗杆206在上下和前后方向上回动。
(第一实施方式)
接下来,利用图1对液压驱动系统100A的构成进行说明。图1是本发明的第一实施方式的液压驱动系统100A的构成图。此外,在图1中,为了容易观察而摘录地示出液压挖掘机的动臂回路、斗杆回路。
液压泵1是可变容量型液压泵,对控制阀5供给液压油。另外,液压泵1也与未图示的另一执行机构相关,也与另一执行机构的操作杆相应地由控制器27(控制装置)来控制排出流量。
液压泵2是可变容量型液压泵,能由控制器27来控制排出流量并对控制阀9供给液压油。来自液压泵1的液压油经由控制阀5、缸底侧管路15被传递到动臂油缸4的缸底侧。进一步来自泵1的液压油经由控制阀5通过杆体侧管路13被传递到动臂油缸4的杆体侧。
在此,液压泵1和液压泵2构成液压泵装置51。液压泵装置51向动臂油缸4(第一液压执行机构)和斗杆油缸8(第二液压执行机构)供给液压油。
液压泵1、2分别具备调节器(regulator)1a、2a,通过由来自控制器27的控制信号来控制调节器1a、2a从而控制液压泵1、2的倾转角(容量)、控制排出流量。
安装于操作杆6的先导阀7产生与操作杆6的操作量相应的先导压力。由于发生上提侧操作而产生的先导压力Pu_b经由上提侧先导管路传递到控制阀5的操作端口(port)5a,控制阀5作出与先导压力相应的切换控制操作。
由于发生下降侧操作而产生的先导压力Pd_b经由下降侧先导管路传递到控制阀5的操作端口5b,控制阀5作出与先导压力相应的切换控制操作。进一步先导压力Pd_b也传递到连通控制阀16,作出连通控制阀16的切换控制操作。
在此,操作杆6和先导阀7构成用于操作动臂油缸4(第一液压执行机构)的第一操作装置41。控制阀5调整来自动臂油缸4(第一液压执行机构)的返回油的流量。
设置有过载溢流阀(overload relief valve)12,其分支于缸底侧管路15和杆体侧管路13,并带有用于防止由于压力过度上升而导致机器损伤并且减少由于负压而产生气穴(cavitation)的补充构造(makeup)。
在动臂油缸4的缸底侧管路15设置有将缸底的液压油再生到杆体的连通管路14,在连通管路14设置有连通控制阀16。如前所述,连通控制阀16通过先导压力Pd_b而动作,连通控制阀16打开从而将动臂油缸4的液压油送到杆体,防止杆体的负压。
在缸底侧管路15进一步设置有用于将动臂油缸4的排出油再生到液压泵2的出口的再生控制阀17,一侧的口与控制阀5、另一侧的口与再生侧管路18相连。
在此,再生控制阀17(再生阀)、再生侧管路18(再生通路)、比例电磁阀22(第一电磁阀)构成用于将来自动臂油缸4(第一液压执行机构)的返回油向斗杆油缸8(第二液压执行机构)供给的再生装置61。再生装置61的再生控制阀17是具有用于将来自动臂油缸4的返回油向斗杆油缸8供给的端口和用于将来自动臂油缸4的返回油向控制阀5排出的端口的方向控制阀。由此,例如,能统括地控制再生流量和放泄流量。
另一方面,来自液压泵2的液压油经由控制阀9、缸底侧管路20再经由斗杆油缸8的缸底侧和杆体侧管路21也传递到杆体侧。
安装于操作杆10的先导阀11产生与操作杆10的操作量相应的先导压力。由于操作杆10被向铅垂上侧(cloud)操作而产生的先导压力Pc_a经由铅垂上侧先导管路传递到控制阀9的操作端口9a,控制阀9作出与先导压力相应的切换控制操作。
由于发生翻卸侧操作而产生的先导压力Pd_a经由翻卸侧先导管路传递到控制阀9的操作端口9b,控制阀9作出与先导压力相应的切换控制操作。
在此,操作杆10和先导阀11构成用于操作斗杆油缸8(第二液压执行机构)的第二操作装置42。
设置有过载溢流阀19,其分支到缸底侧管路20和杆体侧管路21,并带有用于防止由于压力过度上升而导致机器损伤并且减少由于负压而产生气穴的补充构造。
比例电磁阀22由于控制器27的控制信号而动作,将从先导泵3供给的液压油变换成所期望的Pi压力并针对再生控制阀17控制导通开度。
先导阀7的上提侧先导压力Pu_b和下降侧先导压力Pd_b由压力传感器28、23检测,动臂油缸4的缸底压力Pb_b由压力传感器25检测,泵压力由压力传感器26检测,分别输入控制器27。在控制器27中,作出与输入的先导压力、缸底压力、泵压力相应的控制,对比例电磁阀22以及泵1、泵2输出控制指令。
接下来对进行动臂下降的情况进行说明。
在操作杆6进入了动臂下降方向的情况下,从先导阀7产生的先导压力Pd_b输入控制阀5的操作端口5b、连通控制阀16。由此,控制阀5被切换、缸底侧管路15与油箱相连,由此动臂油缸4的缸底液压油被排出到油箱、动臂油缸4进行下降动作。进一步,连通控制阀16也同样被切换、液压油从缸底侧管路15再生到杆体侧管路13,进一步控制器27对液压泵1输出倾转指令由此液压泵1的液压油也流入杆体侧管路13,从而防止杆体侧管路13变为负压。
接下来对同时进行动臂下降和斗杆的驱动的情况进行说明。此外,作为原理来讲在进行斗杆翻卸的情况下和进行铅垂上侧提升的情况下是一样的,因此以斗杆翻卸动作为例进行说明。
从先导阀11产生的先导压力Pd_a输入控制阀9的操作端口9b。由此,控制阀9被切换、缸底侧管路20与油箱相连、杆体侧管路21与液压泵2相连,由此缸底的液压油被排出到油箱,液压泵2的液压油流入杆体侧,从而斗杆油缸8进行缩小动作。
压力传感器23、24、25、26、28的信号输入控制器27,通过后述的控制逻辑对比例电磁阀22输出信号。通过来自比例电磁阀22的压力信号,再生控制阀17受到控制,将动臂油缸4的缸底液压油经由再生控制阀17再生到斗杆油缸8。
在此,压力传感器23或28(第一操作量检测器)检测第一操作装置41的操作量。压力传感器24(第二操作量检测器)检测第二操作装置42的操作量。压力传感器25(第一压力检测器)检测动臂油缸4(第一液压执行机构)的缸底侧的油压。压力传感器26(第二压力检测器)检测从液压泵装置51供给的油压。压力传感器23、24、25、26、28构成传感器装置71。
从先导阀7产生的先导压力Pd_b输入控制阀5的操作端口5b、连通控制阀16。由此,控制阀5被切换、进一步连通控制阀16也同样地被切换,从而,从动臂油缸4的缸底排出的液压油再生,并且液压泵1的液压油也流入动臂油缸的杆体侧管路13防止出现负压。
另外,控制器27对液压泵2输出倾转指令,与再生控制阀17的再生流量相应地减少泵流量实现燃料费用减低。
<控制逻辑>
接下来利用对控制器27中运算的控制逻辑进行说明。图2是用于说明图1所示的控制器27的控制逻辑的图。
如图2所示,控制器27具备再生控制运算部141、异常检测部142、泵流量运算部143、乘法运算器144~145、减法运算器146、输出变换部147。
根据图2可知,杆操作信号123是表示通过压力传感器23检测出的操作杆6的操作量(先导压力Pd_b)的信号。缸底压力信号125是表示通过压力传感器25检测出的动臂油缸4的缸底压力Pb_b的信号。泵压力信号126是表示通过压力传感器26检测出的泵压力Pp的信号。杆操作信号124是表示通过压力传感器24检测出的操作杆10的操作量(先导压力Pd_a)的信号。杆操作信号128是表示通过压力传感器28检测出的操作杆6的操作量(先导压力Pu_b)的信号。
再生控制运算部141运算再生控制阀17的目标再生侧开口面积Ar3并输出给乘法运算器144。进一步,运算目标泵降低流量Qr3并输出给乘法运算器135。将再生控制运算部141的详细情况示于图3。图3是图2所示的再生控制运算部141的构成图。
如图3所示,再生控制运算部141具备函数发生器131~134和乘法运算器135~138。
函数发生器131算出与杆操作信号123(值:Pd_b)相应的再生控制阀17的再生侧的开口面积Ar1。将再生控制阀17的开口面积线图示于图4。图4是图1所示的再生控制阀17的开口面积线图。
图4的横轴表示再生控制阀17的阀芯行程(spool stroke),纵轴表示开口面积。在阀芯行程最小的情况下,油箱事先打开、再生侧的开口面积关闭,因此不会发生再生。当行程逐渐向右移动时,油箱关闭、再生侧的开口打开,因此从动臂缸底排出的液压油流入再生侧管路18。另外,通过调整行程,能使再生侧开口面积改变,能控制再生流量。
即,在杆操作信号123(值:Pd_b)大的情况下,通过增大再生控制阀17的行程并扩大再生侧的开口面积Ar1来进行控制使得再生流量增多。只要调整函数发生器131的表以及再生控制阀17的开面积线图,使得此时的动臂油缸的缸底侧的排出油变得与不发生再生时同等即可。
回到图3,函数发生器132根据杆操作信号123(值:Pd_b)求出泵降低流量Qr1。函数发生器132只要根据通过函数发生器131设定了的开口面积Ar1的特性进行设定即可。即,通过函数发生器131输出的开口面积Ar1越大再生流量越多,因此需要将泵降低流量Qr1也设定地多一些。
减法运算器130算出缸底压力信号125(值:Pb_b)与泵压力信号126(值:Pp)的压力差。函数发生器133在压力差超过了某个设定值的情况下输出1,在压力差为设定值以下的情况下输出0。
由此,从函数发生器131输出的再生控制阀17的再生侧的开口面积Ar1,在压力差比设定值低的情况下,判断为不能再生,以将再生侧的开口面积Ar2设定为0的方式通过乘法运算器135进行运算。在压力差比设定值高的情况下,判断为能再生,以使再生侧的开口面积Ar2成为从函数发生器131输出的值Ar1的方式通过乘法运算器135进行运算。
即,乘法运算器135将函数发生器131的输出值Ar1与函数发生器133的输出值(0或1)的积算值作为再生侧的开口面积Ar2输出。
与函数发生器132的输出同样地,从函数发生器132输出的泵降低流量Qr1,在压力差比设定值低的情况下,也判定为不能再生,以将泵降低流量Qr2设定为0的方式通过乘法运算器136进行运算。在压力差比设定值高的情况下,判断为能再生,以使泵降低流量Qr2成为从函数发生器132输出的值Qr1的方式通过乘法运算器136进行运算。
即,乘法运算器136将函数发生器132的输出值Qr1与函数发生器133的输出值(0或1)的积算值作为泵降低流量Qr2输出。
杆操作信号124(值:Pd_a)输入函数发生器134。函数发生器134在杆操作信号124所示的操作量(先导压力Pd_a)为一定值以下的情况下输出0,在为一定值以上的情况下输出1。在杆操作信号124即操作杆10的操作量低的情况下,控制阀9有点关闭的趋势,即使打开再生控制阀17的再生侧开口面积流量也几乎不会向斗杆杆体侧流动。相反在杆操作信号124足够高的情况下,控制阀9事先打开能使再生流量充分流动。因此,在函数发生器134中,根据杆操作信号124(值:Pd_a)来进行能否再生的判断。
由此,从函数发生器131输出的再生控制阀17的再生侧的开口面积Ar1,在杆操作信号124(值:Pd_a)比设定值低的情况下,判断为不能再生,以将再生侧的开口面积Ar3设定为0的方式通过乘法运算器137进行运算。在杆操作信号124(值:Pd_a)比设定值高的情况下,判定为能再生,以使再生侧的开口面积Ar3成为从函数发生器131输出的值的方式通过乘法运算器137进行运算。
即,乘法运算器137将乘法运算器135的输出值Ar2与函数发生器134的输出值(0或1)的积算值Ar3作为目标再生侧开口面积139输出。
与函数发生器132的输出同样地,从函数发生器132输出的泵降低流量Qr1,在杆操作信号124(值:Pd_a)比设定值低的情况下,判断为不能再生,以将泵降低流量Qr3设定为0的方式通过乘法运算器138进行运算。在杆操作信号124比设定值高的情况下,判断为能再生,以使泵降低流量Qr3成为从函数发生器132输出的值的方式通过乘法运算器138进行运算。
即,乘法运算器138将乘法运算器136的输出值Qr2与函数发生器134的输出值(0或1)的积算值Qr3作为目标泵降低流量140输出。
这样,乘法运算器137的输出Ar3作为目标再生侧开口面积139被输出,乘法运算器138的输出Qr3作为目标泵降低流量140被输出。
返回图2,在异常检测部142中,输入各传感器信号,并且判断传感器信号正常或异常,如果正常则对乘法运算器144、145输出1,如果异常则输出0。
接下来,利用图5对异常检测部142的动作的详情进行说明。图5A是图1所示的压力传感器的特性线图。图5B是用于说明图2所示的异常检测部142的判断处理的流程图。
图5A的横轴表示输入压力传感器的压力,纵轴表示压力传感器的输出电压。按压力传感器的规格确定的相对于最小压力Pmin的输出电压为Emin,相对于最大压力Pmax的输出电压为Emax。通常输出电压Emin设定为比0V高的值,输出电压Emax设定为比电源电压低的值。
在此,在发生了断线或短路的情况下,输出电压变为0V或电源电压附近,输出偏离Emin到Emax的范围的电压。在异常检测部142中,在输出电压偏离了Emin到Emax的情况下判定为异常,在任意传感器被判定为异常的情况下,对乘法运算器144、145输出0,在没有异常的情况下输出1。
即,异常检测部142,在从压力传感器输出的所述电信号变得比预先设定的下限值Emin小的情况或变得比预先设定的上限值Emax大的情况下,判定为异常。由此,能通过简单的构成来判断传感器装置71是否异常。
此外,也可以按每个压力传感器设定Emax和Emin。例如、对于检测从第一操作装置41和第二操作装置42输出的先导压力的压力传感器23、24,设定与下限压力Pmin1对应的下限输出电压Emin1,设定与上限压力Pmax1对应的上限输出电压Emax1。另一方面,对于检测动臂油缸4的缸底侧的油压的压力传感器25、检测泵压力的压力传感器26,设定与下限压力Pmin2对应的下限输出电压Emin2,设定与上限压力Pmax2对应的上限输出电压Emax2。在此为Pmin1≤Pmin2、Pmax1≤Pmax2、Emin1≤Emin2、Emax2≤Emax3。
利用图5B对异常检测部142的判断处理进行说明。在此,为了简化说明,设为有n个压力传感器,通过索引i(i=1~n)来识别各个压力传感器。此外,异常检测部142例如将预定的周期设为触发条件来执行以下所示的处理。
异常检测部142设定成为对象的压力传感器(步骤S10)。异常检测部142判定压力传感器的输出电压E是否比最大电压Emax大(步骤S15)。在异常检测部142,压力传感器的输出电压E比最大电压Emax大的情况下(步骤S15;是),判定为包含该压力传感器的传感器装置71异常(故障)(步骤S35)。另一方面,在异常检测部142压力传感器的输出电压E为最大电压Emax以下的情况下(步骤S15;否),处理向步骤S20前进。
异常检测部142判定压力传感器的输出电压E是否比最小电压Emin小(步骤S20)。在异常检测部142判定为压力传感器的输出电压E比最小电压Emin小的情况下(步骤S20;是),判定为传感器装置71异常。另一方面,在异常检测部142判定为压力传感器的输出电压E比最小电压Emin大的情况下(步骤S20;否),处理向步骤S25前进。
异常检测部142判定压力传感器的索引是否比n小(步骤S25)。在异常检测部142判定为压力传感器的索引为n的情况下,处理向步骤S30前进。在此,在所有压力传感器的输出电压E在预定的电压范围内时(Emin≤E≤Emax),处理向步骤S30前进。异常检测部142判定为传感器装置71正常(没有故障)(步骤S30),结束处理。此外,如前所述,异常检测部142在判定为正常的情况下输出1,在判定为异常的情况下输出0。
回到图2,关于从再生控制运算部141输入乘法运算器144或145的信号,当异常检测部142判断为各传感器信号正常时输出输入状态的值,当异常检测部142判定为有异常时,为了与从异常检测部142输出的0相当而从乘法运算器144或145输出0的信号。
即,若从异常检测部142判定为各传感器信号的任意信号异常,则再生控制阀17的目标再生侧开口面积Ar4和目标泵降低流量Qr4变为0,从动臂油缸4向斗杆油缸8的再生被取消,并且按后述的再生流量的量减低液压泵2的排出流量的控制也被取消。
泵流量运算部143执行用于根据杆操作信号123、128来控制液压泵1的流量、根据杆操作信号124来控制液压泵2的流量的控制逻辑。将详情示于图6。图6是图1所示的泵流量运算部143的构成图。
如图6所示,泵流量运算部143具备函数发生器151~153和最大值选择器154。
根据图6可知,杆操作信号124输入函数发生器151,以在函数发生器151中变为与杆操作相应的泵流量Q_p2_req的方式,输出液压泵2要求流量155。
进一步在杆操作信号124(值:Pd_a)没有进入函数发生器151中的情况下,成为从液压泵2输出最低限的流量这样的特性。这是为了改善进入操作杆时的响应性并防止液压泵的发热胶着(焼き付き)。而且,当杆操作信号124上升时,与此相应地液压泵2的流量增加、流入斗杆油缸8的液压油增加。由此,成为与操作量相应的斗杆油缸速度。
杆操作信号123(值:Pd_b)输入函数发生器152,杆操作信号128(值:Pu_b)输入函数发生器153。函数发生器152、153分别将与动臂下降侧操作、上提侧操作相应的液压泵1的流量Qd_p1、Qu_p1输出到最大值选择器154。
函数发生器152、153与函数发生器151同样地在没有输入杆操作信号的情况下,成为从液压泵1输出最低限的流量这样的特性。而且,当杆操作信号上升时,与此相应地液压泵1的流量增加、流入动臂油缸4的液压油增加。由此,成为与操作量相应的动臂油缸速度。
进一步函数发生器152成为与函数发生器153相比与杆操作信号相应的流量的增加少的特性。这是因为:杆操作信号123(值:Pd_b)是动臂下降侧操作的信号,动臂下降动作时从液压泵1送入动臂油缸4的流量为少量即可。即,在动臂下降动作时虽然需要从液压泵1送出液压油以使得动臂油缸4的杆体不会变为负压,但是因为通过连通控制阀16使液压油从缸底流向杆体、进一步杆体面积为缸底面积的约一半,所以与动臂上提动作时相比不需要设为大流量。
在最大值选择器154中,输出函数发生器152、153的输出值Qd_p1、Qu_p1之中的大的输出值作为液压泵1目标流量156(值:Q_p1)。
返回图2,对减法运算器146输入液压泵2要求流量Q_p2_req和目标泵降低流量Qr4,从液压泵2要求流量Q_p2_req中减去液压泵2目标流量的量即再生流量Qr4的量,作为液压泵2目标流量Q_p2从减法运算器146输出。
对输出变换部147输入乘法运算器144的输出Ar4和减法运算器146的输出Q_p2、进一步从泵流量运算部143输入液压泵1目标流量156(值:Q_p1),分别作为对比例电磁阀22的电磁阀指令122、对液压泵2的倾转指令102、还有对液压泵1的倾转指令101而输出。
由此,比例电磁阀22受到控制,通过从比例电磁阀22输出的驱动压力将再生控制阀17控制为所希望的开口面积。另外,通过倾转指令102将液压泵2控制为所希望的倾转,排出减低了再生流量的量后的泵流量。而且,通过倾转指令101将液压泵1控制为所希望的倾转并向动臂油缸4送出流量。
接下来对动作进行说明。
如图3所示,若输入杆操作信号123(值:Pd_b),则从函数发生器131和函数发生器132分别输出再生控制阀17的再生侧的开口面积Ar1和泵降低流量Qr1
而且,经由减法运算器130算出缸底压力信号125(值:Pb_b)与泵压力信号126(值:Pp)的压力差,通过函数发生器133进行能否再生的判断。
同样地,根据杆操作信号124(值:Pd_a)通过函数发生器134进行能否再生的判断。
在根据运算出的压力差和杆操作信号124(值:Pd_a)判断为能再生的情况下,从函数发生器131输出的再生控制阀17的再生侧的开口面积Ar1,经由乘法运算器135和137作为目标再生侧开口面积139(值:Ar3)输出,从函数发生器132输出的泵降低流量Qr1经由乘法运算器136和138作为目标泵降低流量140(值:Qr3)输出。
如图2所示,在异常检测部142中进行各传感器信号的正常·异常的判定,在判定为正常的情况下对乘法运算器144、145输出1,在判定为异常的情况下输出0。
由此,在各传感器信号异常的情况下,将目标再生侧开口面积Ar4和目标泵降低流量Qr4设为0。
对减法运算器146输入来自泵流量运算部143的液压泵2要求流量Q_p2_req和目标泵降低流量Qr4,泵流量降低再生流量Qr4的量而输出液压泵2目标流量Q_p2。
在输出变换部147中目标再生侧开口面积Ar4、液压泵2目标流量Q_p2以及液压泵1目标流量Q_p1分别被变换而作为电磁阀指令122、倾转指令102、倾转指令101分别输出到比例电磁阀22、液压泵2、以及液压泵1。
根据以上内容,在通过异常检测部142判定为各传感器正常的情况下,目标再生侧开口面积139和目标泵降低流量140原样输出,控制为所希望的再生控制阀的开口面积和泵流量,因此通过再生控制阀17来控制调整动臂油缸4的排出油使之经过再生侧管路18再生到液压泵2。
进一步,在液压泵2中泵流量降低再生流量的量而成为操作员所希望的速度,并且通过降低泵流量从而使燃料经济性提高。
在通过异常检测部142判定为各传感器中的某个传感器异常的情况下,根据异常检测部142以将目标再生侧开口面积139和目标泵降低流量140设为0的方式进行运算。由此,再生控制阀17不会被切换,根据与操作杆6相应的控制阀5的开口面积来进行速度调整,进一步液压泵2的流量也成为与操作杆10相应的流量,被调整为操作员所希望的速度。
在此,控制器27作为第一控制部来发挥功能,在传感器装置71正常且由传感器装置71检测出的值满足再生条件的情况下,该控制器27控制再生装置61使得其将来自动臂油缸4(第一液压执行机构)的返回油供给到斗杆油缸8(第二液压执行机构)。另外,在传感器装置71异常的情况下,即使由传感器装置71检测出的值满足再生条件,控制器27(第一控制部)也控制再生装置61使得其不将来自动臂油缸4的返回油供给到斗杆油缸8。此外,再生条件是在将来自动臂油缸4的返回油向斗杆油缸8供给时所要求的条件。
另外,控制器27作为第二控制部来挥发功能,在传感器装置71正常且由传感器装置71检测出的值满足再生条件的情况下,该控制器27控制液压泵装置51使得其根据表示将来自动臂油缸4的返回油向斗杆油缸8供给的流量的再生流量使液压泵装置51的排出流量减少。,在传感器装置71异常的情况下,即使由传感器装置71检测出的值满足再生条件,控制器27(第二控制部)也取消使液压泵装置51的排出流量减少的控制。
进一步具体的本实施方式的效果如下所述。
例如,如在〔发明要解决的问题〕所示的那样,考虑动臂缸底压力比斗杆杆体压力高、已进入斗杆翻卸操作、尚未进入动臂下降操作的情况。在该状态下,在动臂下降先导压传感器23发生了异常并判断为进入了动臂下降操作的情况下,通过再生控制运算部141判定为再生的条件全部具备,输出目标再生侧开口面积139和目标泵降低流量140。
在假设没有异常检测部142的情况下,目标再生侧开口面积139和目标泵降低流量140保持原样经由输出变换部147作为电磁阀指令122和倾转指令102输出。可以认为:再生控制阀17因此被切换、进一步液压泵2的流量降低,因而动臂缸底的液压油再生到斗杆杆体,动臂油缸不经意地下降,进一步斗杆油缸8的速度发生变化。
但是,在本实施方式中在发生了上述那样的传感器的故障的情况下,通过从异常检测部142对乘法运算器144、145输出0,将目标再生侧开口面积139和目标泵降低流量140分别设定为0。由此,能抑制基于电磁阀指令122的来自比例电磁阀22的输出,因此能防止再生控制阀17不经意地被切换、并防止动臂油缸以超预测的速度下降。
进一步,液压泵2要求流量155不会因减法运算器146被降低,因此倾转指令102成为与液压泵要求流量155相应的输出。由此,液压泵2的流量不会不经意地变化,因此斗杆油缸8的速度能设为操作员所希望的速度。
另外,作为另一个例子,考虑在进行动臂下降斗杆翻卸动作时斗杆杆体压力比动臂缸底压力高的情况。在该情况下,通常斗杆杆体压力一方比动臂缸底压力高所以进行不打开再生控制阀的控制,但是若根据动臂缸底压力传感器的异常判断为动臂缸底压力一方高,则再生控制运算部141内的函数发生器133输出判定为能再生的1,因此输出目标再生侧开口面积139。
在该情况下,若假设没有异常检测部142,则目标再生侧开口面积139保持原样经由输出变换部147作为电磁阀指令122被输出,对再生控制阀17进行切换。但是,实际上斗杆杆体压力一方比动臂缸底压力高,因此即使打开再生控制阀液压油也不会从动臂缸底流到斗杆杆体,而且油箱流道缩窄了,所以从动臂缸底排出的油无处可去,动臂油缸紧急减速、紧急停止,在操作上感到不适感。
但是,在本实施方式中在发生了上述那样的传感器的故障的情况下,从异常检测部142对乘法运算器144输出0,从而将目标再生侧开口面积139设定为0。由此,来自电磁阀指令122的输出被抑制,不进行不经意的再生控制阀17的切换,因此能防止紧急减速、紧急停止。
根据以上内容,在本实施方式中,不管各传感器是正常还是异常各执行机构都被控制为操作员所希望的速度
如以上说明了的那样,根据本实施方式,即使在传感器装置71发生了异常的情况下也能确保与操作员的操作相应的液压执行机构(动臂油缸4、斗杆油缸8)的动作。
(第二实施方式)
接下来利用图7对液压驱动系统100B的构成进行说明。图7是本发明的第二实施方式的液压驱动系统100B的构成图。此外,省略对于与第一实施方式相同的部分的说明。
根据图7可知,在第一实施方式中分别在控制阀5和再生侧管路18具有端口的再生控制阀17,在第二实施方式中成为仅调整再生侧管路18的流量的再生控制阀30。进一步,事先配置有对先导阀7的下降侧先导压力Pd_b进行减压的常开型的比例电磁阀31,由控制器27控制。
在此,再生侧管路18(再生通路)、再生控制阀30(再生阀)、比例电磁阀22(第一电磁阀)和比例电磁阀31(第二电磁阀)构成再生装置61。再生侧管路18将来自动臂油缸4(第一液压执行机构)的返回油向斗杆油缸8(第二液压执行机构)供给。再生控制阀30调整再生侧管路18的液压油的流量。比例电磁阀22对再生控制阀30油压控制。常开型的比例电磁阀31输入与第一操作装置41的操作量相应的第一先导压力,对控制阀5输出对所述第一先导压力减压而得的第二先导压力,通过第二先导压力来控制控制阀5。
接下来,对于同时进行动臂下降和斗杆的驱动的情况进行说明。
从先导阀11产生的先导压力Pd_a输入控制阀9的操作端口9b。由此,控制阀9被切换、缸底侧管路20与油箱相连、杆体侧管路21与液压泵2相连,从而将缸底的液压油排出到油箱,液压泵2的液压油流入杆体侧从而斗杆油缸8进行缩小动作。
对控制器27输入压力传感器23、24、25、26、28的信号,通过后述的控制逻辑分别对比例电磁阀22、31输出信号。通过来自比例电磁阀22的压力信号来控制再生控制阀30(再生阀),将动臂油缸4的缸底液压油经由再生控制阀30再生到斗杆油缸8。先导压力Pd_b通过比例电磁阀31被适度减压,对控制阀5进行节流调整。
在此,控制器27作为第三控制部发挥功能,在传感器装置71正常且由传感器装置71检测出的值满足再生条件的情况下,该第三控制部控制比例电磁阀31(第二电磁阀)以使得对第一先导压力进行减压。另外,在传感器装置71异常的情况下,即使由传感器装置71检测出的值满足再生条件,控制器27(第三控制部)控制比例电磁阀31使得不对第一先导压力进行减压。
由此,将被排出到油箱的放泄流量减少经由再生控制阀30再生了的流量的量,动臂油缸4被速度调整为操作员所希望的速度。
进一步通过设为这样的构成,与第一实施方式相比能分别控制再生控制阀30和控制阀5,因此能细致地控制再生流量和放泄流量,能更加提高燃料费用减低效果。
另外,从先导阀7产生的先导压力Pd_b输入连通控制阀16,由此从动臂油缸4的缸底排出的液压油被再生,并且防止液压泵1的液压油也流入动臂油缸的杆体侧管路13而成为负压。
另外,控制器27对液压泵2输出倾转指令,根据再生控制阀30的再生流量减少泵流量并实现燃料费用减低。
<控制逻辑>
接下来利用图8对通过控制器27运算的控制逻辑进行说明。图8A是用于说明图7所示的控制器27的控制逻辑的图。图8B是图8A所示的切换开关81的模式图。
根据图8A可知,与第一实施方式不同,再生控制运算部141除了分别供给到乘法运算器144和乘法运算器145的目标再生侧开口面积Ar11、目标泵降低流量Qr12外,还输出目标油箱开口面积At1(最上部的信号)。
进一步在第二实施方式中,目标再生侧开口面积Ar11、目标泵降低流量Qr12的算出方法不同,因此和目标油箱开口面积At1的算出方法一起进行说明。
图9是图8A所示的再生控制运算部141的构成图。根据图9可知,对函数发生器158输入杆操作信号123(值:Pd_b)和缸底压力信号125(值:Pb_b),决定目标缸底流量Qb_b。目标缸底流量Qb_b与杆操作信号123成比例地上升,成为由于压力(Pb_b)上升而斜度陡增的特性。
杆操作信号124的输出(值:Pd_a)输入函数发生器160,算出液压泵2的要求流量Q_p2_req。即,函数发生器160的特性成为与第一实施方式中示出的图6的函数发生器151相同的特性。
从函数发生器158输出的目标缸底流量Qb_b和从函数发生器160输出的液压泵2的要求流量Q_p2_req输入最小值选择器161,将输入的信号小的一方决定为目标再生流量Qr11。在此,之所以选择了目标缸底流量Qb_b和液压泵2的要求流量Q_p2_req之中小的一方是因为:若与原本想放出的液压泵2的流量相比再生流量变多,则与通过通常的液压泵2来驱动斗杆油缸8相比更早地动作,操作性恶化。
减法运算器157算出缸底压力信号125所示的缸底压力Pb_b与泵压力信号126所示的泵压力Pp的压力差、将压力差供给到输出判定部159。
对输出判定部159(函数发生器)输入基于缸底压力信号125和泵压力信号126的压力差。输出判定部159在压力差超过了某个设定值的情况下输出1,在压力差为设定值以下的情况下输出0。
即,输出判定部159在缸底压力信号125(值:Pb_b)比泵压力信号126(值:Pp)高的情况下输出1、在泵压力信号126一方高的情况下输出0,都输出到乘法运算器163。
在乘法运算器163中输入目标再生流量Qr11和输出判定部159的输出(0或1),在缸底压力Pb_b一方高的情况下输出目标再生流量Qr11,在泵压力Pp一方高的情况下输出0。通过进行这样的运算,在泵压力Pp一方高、不能再生的情况下,输出0信号并输送指令使其不动作。
通过乘法运算器163算出的目标再生流量Qr12与基于缸底压力信号125(值:Pb_b)和泵压力信号126(值:Pp)的压力差(Pb_b-Pp)输入开口面积运算部165,根据节流装置的式(1)运算再生控制阀30的目标再生侧开口面积139(值:Ar11)。即,若将目标再生流量设为Qr、将动臂油缸4的缸底压力信号125设为Pb_b、将泵压力信号126设为Pp,则作为再生控制阀30的目标再生侧开口面积139的Ar可以作为下式算出。
Ar=Qr/(C√(Pb_b-Pp))…(1)
在此C是流量系数。
通过乘法运算器163算出的目标再生流量Qr12和目标缸底流量Qb_b输入减法运算器162,算出目标排出流量Qt(=Qb_b-Qr12)。算出的目标排出流量Qt和缸底压力信号125(值:Pb_b)输入开口面积运算部164,根据节流装置的式(2)运算目标油箱开口面积166(值:At1)。即,若将目标排出流量设为Qt、将输出到比例电磁阀31的目标油箱开口面积166设为At,则可以作为下式算出。
At=Qt/(C√(Pb_b))…(2)
此外,从乘法运算器163输出的目标再生流量Qr12作为目标泵降低流量140而输出。
在此,控制器27(第二控制部)选择目标缸底流量Qb_b和泵要求流量Q_p2_req之中的最小值,基于该最小值Qr11算出再生流量Qr12,该目标缸底流量Qb_b表示根据第一操作装置41的操作量Pd_b和动臂油缸4(第一液压执行机构)的缸底侧的油压Pb_b应从动臂油缸4的缸底侧排出的液压油的流量,该泵要求流量Q_p2_req表示根据第二操作装置42的操作量Pd_a应供给到斗杆油缸8的液压油的流量。
根据以上内容,再生控制运算部141的输出分别作为目标油箱开口面积166(值:At1)、目标再生侧开口面积139(值:Ar11)、还有目标泵降低流量140(值:Qr12)而输出。
根据图8A可知,在第二实施方式中进一步追加了切换开关81和最大值选择器150,对最大值选择器150输入从再生控制运算部141输出的目标油箱开口面积At1和切换开关81的输出值。在此,如图8B所示,切换开关81若从异常检测部142输入了1(正常)则对最大值选择器150输出0。另一方面,切换开关81若从异常检测部142输入0(异常)则对最大值选择器150输出控制阀5的最大开口面积At_max。
由此,若判断为异常检测部142异常,则不管再生控制运算部141的输出At1如何,始终从最大值选择器150输出最大开口面积At_max。
相反,若异常检测部142判断为正常,则通过再生控制运算部141运算出的值At1保持原样从最大值选择器150输出。
也就是,根据图7可知,比例电磁阀31是常开型的比例电磁阀,因此在电磁阀指令231为0即电流为0的情况下下降先导压力Pd_b不会被比例电磁阀31减压,保持原样的压力信号施加于控制阀5。相反在电磁阀指令231增加即电流增加的情况下下降先导压力Pd_b通过比例电磁阀31被减压,因此控制阀5的开度被节流。
接下来对动作进行说明。
如图9所示,根据来自杆操作信号123、缸底压力信号125、泵压力信号126和杆操作信号124的各种信号,通过再生控制运算部141算出目标油箱开口面积At1、目标再生侧开口面积Ar11还有目标泵降低流量Qr12
控制调整目标再生侧开口面积Ar11,使得从动臂油缸4排出的液压油最大限度再生到液压泵2,进一步使流入斗杆油缸8的流量变得不比不进行再生的情况下的流量多。
控制调整目标油箱开口面积At1,使得从动臂油缸4排出的流量,在进行再生的情况下和不进行再生的情况下不变。
进一步,为了将液压泵2的流量降低再生流量的量,将运算出的再生流量Qr12作为目标泵降低流量输出。
如图8A所示,经由乘法运算器144、145、切换开关81、最大值选择器150、减法运算器146,各自的输出由输出变换部147进行输出变换,目标油箱开口面积At2作为电磁阀指令231输出、目标再生侧开口面积Ar12作为电磁阀指令122输出、液压泵2目标流量Q_p2作为倾转指令102输出、液压泵1目标流量Q_p1作为倾转指令101输出。
若判断为异常检测部142正常,则对乘法运算器144、145、切换开关81输出1,从而通过再生控制运算部141运算出的目标油箱开口面积At1、目标再生侧开口面积Ar11、目标泵降低流量Qr12保持原样输出。由此,通过比例电磁阀22对再生控制阀30进行控制调整,通过比例电磁阀31对控制阀5进行控制调整,为了使来自动臂油缸4的排出油最大限度地再生到液压泵2并保持动臂油缸4的速度而控制控制阀5。
进一步,通过减法运算器146从液压泵2要求流量Q_p2_req减去液压泵2目标流量的量即再生流量Qr13的量。由此,能将液压泵2的流量降低再生流量的量并实现燃料费用降低。
若判断为异常检测部142异常,则从切换开关81对最大值选择器150输入最大开口面积At_max,由此输入比例电磁阀31的下降先导压力Pd_b不会被减压、保持原样施加于控制阀5,调整为与操作杆6的操作量相应的开口面积。
另外,基于来自异常检测部142的输出,以将目标再生侧开口面积139(值:Ar12)和目标泵降低流量140(值:Qr13)设为0的方式进行运算。由此,再生控制阀30保持关闭,来自动臂油缸4的排出油全部经由控制阀5流向油箱。控制阀5成为与操作杆6相应的开口面积,因此动臂油缸4被速度调整为操作员所希望的速度。
进一步,液压泵2的流量也成为与操作杆10的操作量相应的流量,调整为操作员所希望的斗杆油缸速度。
以上,根据本发明的第二实施方式,通过经由再生控制阀30和比例电磁阀31通过控制阀5细致地对动臂油缸4的排出油进行控制调整,从而与第一实施方式相比,能尽可能地对排出油进行再生、将动臂油缸4的速度保持为操作员所希望的速度。而且,通过将液压泵2的流量减少再生流量的量,从而能调整为操作员所希望的斗杆速度、进一步实现燃料费用减低。
而且与第一实施方式同样地,不管传感器正常还是异常,执行机构都被速度调整为操作员所希望的速度。
如以上说明了的那样,根据本实施方式,即使在传感器装置71发生了异常的情况下也能确保与作员的操作相应的液压执行机构(动臂油缸4、斗杆油缸8)的动作。
(第三实施方式)
接下来利用图10来说明液压驱动系统100C的构成。图10是本发明的第三实施方式的液压驱动系统100C的构成图。此外,对于与第一实施方式相同的部分省略说明。
根据图10可知,在第一实施方式中再生控制阀17是在通常时关闭再生侧的构成,相对于此,在第三实施方式中再生控制阀32的不同之处在于其是在通常时打开再生侧的构成。
而且,在第三实施方式中,控制器27在不使动臂油缸4的液压油再生到斗杆油缸8的通常的动臂下降动作时进行控制使得:通过对从比例电磁阀22向再生控制阀32的输出进行输送切换,由此将从动臂油缸4的缸底排出的液压油送到控制阀5并且不将液压油再生到斗杆油缸8。
而且,在动臂下降斗杆翻卸动作时,控制器27进行控制使得:比例电磁阀22的输出受到抑制,从动臂油缸4排出的液压油经由再生控制阀32再生到斗杆油缸8。
在此,再生侧管路18(再生通路)、再生控制阀32(再生阀)和比例电磁阀31(第二电磁阀)构成再生装置61。
<控制逻辑>
接下来,利用图11对通过控制器27运算的控制逻辑进行说明。图11是用于说明图10所示的控制器27的控制逻辑的图。此外,对于与第一实施方式所示的图2同样的部分省略说明。
根据图11可知,在与第一实施方式不同的部分追加了函数发生器167。
经由乘法运算器144对函数发生器167输入通过再生控制运算部141算出的目标再生侧开口面积139(值:Ar3)。
函数发生器167示出再生控制阀32的再生侧的开口面积Ar4与从比例电磁阀22输出的控制压力的关系。即,成为下述特性:在关闭再生控制阀32的再生侧的开口面积时,输出用于切换再生控制阀32的最大控制压力,在将再生侧的开口面积设为全开时,输出用于不切换再生控制阀32的最小控制压力。
在输出变换部168中,以成为从函数发生器167输出的控制压力的方式作为电磁阀指令122向比例电磁阀22输出。
接下来对于动作进行说明。
若杆操作信号123、缸底压力信号125、泵压力信号126、杆操作信号124输入再生控制运算部141,则在满足了所有再生条件的情况下输出目标再生侧开口面积139。
通过异常检测部142进行各传感器信号的正常·异常的判定,在判定为正常的情况下对乘法运算器144输出1、在判定为异常的情况下对乘法运算器144输出0。
由此,在各传感器信号异常的情况下,将目标再生侧开口面积设为0。
对函数发生器167输入从乘法运算器144输出的目标再生侧开口面积,输出再生控制阀32的再生侧的开口面积成为所希望的值的控制压力。
通过输出变换部168,以成为从函数发生器167输出的控制压力的方式作为电磁阀指令122向比例电磁阀22输出。
根据以上内容,在通过异常检测部142判定为各传感器正常的情况下,成为目标再生侧开口面积139的控制压力保持原样输出,被控制成所希望的再生控制阀的开口面积,因此动臂油缸4的排出油受再生控制阀17控制调整并经过再生侧管路18再生到液压泵2。
在通过异常检测部142判定为各传感器的某个传感器异常的情况下,通过以利用异常检测部142将目标再生侧开口面积139设为0的方式进行运算,从而通过函数发生器167输出最大控制压力。由此,再生控制阀17被切换,根据与操作杆6相应的控制阀5的开口面积来进行速度调整并调整为操作员所希望的速度。
如以上说明了的那样,根据本实施方式,即使在传感器装置71发生了异常的情况下也能确保与操作员的操作相应的液压执行机构(动臂油缸4、斗杆油缸8)的动作。
此外,本发明不限定于上述的实施方式,包含各种各样的变形例。上述的实施方式是用于易于理解说明本发明的实施方式,未必限定于具备说明了的所有构成的实施方式。另外,也可以将某个实施方式的一部分构成置换成别的实施方式的构成,也可以对某个实施方式的构成追加别的实施方式的构成。另外,关于各实施方式的一部分构成,也可以进行其他构成的追加、削除、置换。
在上述的实施方式中,压力传感器26设置于液压泵的出口,但是也可以设置于斗杆油缸8的杆体侧。即,只要能检测出液压泵2与斗杆油缸8之间压力即可。
在上述实施方式中,构成液压泵装置51的液压泵的数量是2个,但是不限定于此,也可以是1个。在液压泵装置51由1个液压泵构成的情况下,,在传感器装置71正常且由传感器装置71检测出的值满足再生条件的情况下,控制器27(第二控制部)控制液压泵使得其根据再生流量来减少排出流量。此外,在该情况下,从液压泵供给到动臂油缸4的杆体侧13的流量也减少,但是如果增大连通控制阀16的开度、充分确保从动臂油缸4的缸底向杆体的流量,则来自液压泵的供给几乎是不需要的,不会对操作性造成影响。
在上述实施方式中,操作杆6的操作量由压力传感器23或28来检测,但是不限定于此,例如也可以是电阻式位置传感器等。操作杆10的操作量也是同样。
在上述实施方式中,第一操作量检测器(23或28)、第二操作量检测器(24)、第一压力检测器(25)和第二压力检测器(26)是输出与检测出的压力相应的电信号的压力传感器,但是压力传感器的种类不限定于此。例如,压力传感器也可以利用液压逻辑来检测油压。
在上述实施方式中,对于将本发明应用于液压挖掘机的情况进行了说明,但是,只要是具备在第一操作装置41在动臂(第一被驱动体)的自重下落方向上被操作了时、由于动臂的自重下落而从缸底侧排出液压油并从杆体侧吸入液压油的液压缸的作业机械,本发明也可以适用于液压起重机、斗式链轮装货机等其他的作业机械。
在上述实施方式中,对将由于动臂205的自重下落从动臂油缸4(第一液压执行机构)的缸底侧排出的液压油再生到斗杆油缸8(第二液压执行机构)的例子进行了说明,但是也可以再生到行驶马达201c、201d、回转马达202a等其他的液压缸。另外,也可以将由于惯性力而从行驶马达201c、201d、回转马达202a等排出的液压油再生到其他的液压缸。
在上述实施方式中,在动臂下降动作时液压泵1的液压油流入杆体侧管路13,但是也可以关闭控制阀5的入口节流装置(meter-in)使液压油不流入杆体侧管路13。
此外,上述的各构成、功能等,也可以利用例如集成电路等进行设计等等从而通过硬件来实现其一部分或全部。另外,上述的各构成、功能等,也可以通过处理器解释、执行实现各个功能的程序从而通过软件来实现。实现各功能的程序、表、文件等信息可以存储于存储器、硬盘、SSD(Solid State Drive,固态硬盘)等存储装置、或者置于iC卡、SD卡、DVD等存储介质。
附图标记说明
1…液压泵(液压泵装置)
2…液压泵(液压泵装置)
4…动臂油缸(第一液压执行机构)
5…控制阀
6…操作杆(第一操作装置)
7…先导阀(第一操作装置)
8…斗杆油缸(第二液压执行机构)
10…操作杆(第二操作装置)
11…先导阀(第二操作装置)
17…再生控制阀(再生装置)
18…再生侧管路(再生通路、再生装置)
22…比例电磁阀(第一电磁阀、再生装置)
23…压力传感器(第一操作量检测器)
24…压力传感器(第二操作量检测器)
25…压力传感器(第一压力检测器)
26…压力传感器(第二压力检测器)
27…控制器(控制装置、第一控制部、第二控制部、第三控制部)
28…压力传感器(第一操作量检测器)
30…再生控制阀(再生阀、再生装置)
31…比例电磁阀(第二电磁阀、再生装置)
32…再生控制阀(再生装置)
41…第一操作装置
42…第二操作装置
51…液压泵装置
61…再生装置
71…传感器装置
100A、100B、100C…作业机械的液压驱动系统
142…异常检测部。

Claims (5)

1.一种作业机械的液压驱动系统,具备:
第一液压执行机构;
第二液压执行机构;
液压泵装置,其对所述第一液压执行机构和所述第二液压执行机构供给液压油;
控制阀,其调整来自所述第一液压执行机构的返回油的流量;
再生装置,其用于将来自所述第一液压执行机构的返回油向所述第二液压执行机构供给;
第一操作装置,其用于操作所述第一液压执行机构;
第二操作装置,其用于操作所述第二液压执行机构;
传感器装置,其包括检测所述第一操作装置的操作量的第一操作量检测器、检测所述第二操作装置的操作量的第二操作量检测器、检测所述第一液压执行机构的缸底侧的压力的第一压力检测器和检测所述液压泵装置与所述第二液压执行机构之间的压力的第二压力检测器中的至少一个检测器,
所述作业机械的液压驱动系统的特征在于,所述作业机械的液压驱动系统还包括:
控制装置,其具有异常检测部和第一控制部,所述异常检测部判定所述传感器装置是否异常,所述第一控制部在所述传感器装置正常且由所述传感器装置检测出的值满足再生条件的情况下,控制所述再生装置使得其将来自所述第一液压执行机构的返回油供给到所述第二液压执行机构,其中,所述再生条件表示将来自所述第一液压执行机构的返回油向所述第二液压执行机构供给时所要求的条件,在所述传感器装置异常的情况下,即使由所述传感器装置检测出的值满足所述再生条件,所述第一控制部也控制所述再生装置使得其不将来自所述第一液压执行机构的返回油供给到所述第二液压执行机构。
2.根据权利要求1所述的作业机械的液压驱动系统,其特征在于,
所述控制装置还具备第二控制部,
所述第二控制部在所述传感器装置正常且由所述传感器装置检测出的值满足所述再生条件的情况下,控制所述液压泵装置使得其根据将来自所述第一液压执行机构的返回油供给到所述第二液压执行机构的再生流量而使所述液压泵装置的排出流量减少,
在所述传感器装置异常的情况下,即使由所述传感器装置检测出的值满足所述再生条件,所述第二控制部也取消使所述液压泵装置的排出流量减少的控制。
3.根据权利要求1所述的作业机械的液压驱动系统,其特征在于,
所述再生装置是具有将来自所述第一液压执行机构的返回油向所述第二液压执行机构供给的端口和用于将来自所述第一液压执行机构的返回油排出到所述控制阀的端口的方向控制阀。
4.根据权利要求1所述的作业机械的液压驱动系统,其特征在于,
所述再生装置具有:
再生通路,其用于将来自所述第一液压执行机构的返回油向所述第二液压执行机构供给;
再生阀,其调整所述再生通路中的液压油的流量;
第一电磁阀,其对所述再生阀进行油压控制;和
常开型的第二电磁阀,其被输入与所述第一操作装置的操作量相应的第一先导压力,将对所述第一先导压力进行减压而得的第二先导压力输出到所述控制阀,通过所述第二先导压力来控制所述控制阀,
所述控制装置还具备第三控制部,
所述第三控制部在所述传感器装置正常且由所述传感器装置检测出的值满足所述再生条件的情况下,控制所述第二电磁阀以使得对所述第一先导压力进行减压,在所述传感器装置异常的情况下,即使由所述传感器装置检测出的值满足所述再生条件,所述第三控制部也控制所述第二电磁阀使得不对所述第一先导压力进行减压。
5.根据权利要求1所述的作业机械的液压驱动系统,其特征在于,
所述第一操作量检测器、所述第二操作量检测器、所述第一压力检测器、所述第二压力检测器是输出与检测出的压力相应的电信号的压力传感器,
在从所述压力传感器输出的所述电信号比预先设定的下限值小或比预先设定的上限值大的情况下,所述异常检测部判定为所述压力传感器异常。
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