CN107923153B

CN107923153B - 工程机械及工程机械的控制方法

Info

Publication number: CN107923153B
Application number: CN201680047803.XA
Authority: CN
Inventors: 崔大均; 金基龙; 郑泰燮
Original assignee: Doosan Infracore Co Ltd
Current assignee: Hyundai Yingweigao Co ltd
Priority date: 2015-08-21
Filing date: 2016-08-22
Publication date: 2021-03-02
Anticipated expiration: 2036-08-22
Also published as: US10329738B2; KR102425743B1; US20180238026A1; WO2017034259A1; CN107923153A; KR20170022627A

Abstract

本发明公开了一种诸如具备液压系统的挖掘机的工程机械和工程机械的控制方法。本发明的工程机械包括：液压泵，其被驱动源驱动来供应工作油；驱动器，其从所述液压泵接受工作油来进行动作；滑阀，其控制从所述液压泵供应至所述驱动器的工作油的流动；以及操作部，其用于控制所述驱动器的动作，所述工程机械包括：存储部，其存储所述驱动器的至少两个动作速度剖面；动作速度选择部，其用于选择存储于所述存储部的所述至少两个动作速度剖面中的某一个；以及控制部，其基于通过所述动作速度选择部选择的所述动作速度剖面控制所述液压泵的排出流量。

Description

工程机械及工程机械的控制方法

技术领域

本发明涉及一种工程机械及工程机械的控制方法，更详细而言，涉及一种诸如具备液压系统的挖掘机的工程机械及其控制方法。

背景技术

通常，挖掘机是在工程现场执行沙土的挖掘、装载、搬运以及装卸作业等的工程机械。图1是图示一般的挖掘机的图。挖掘机具备用于支撑挖掘机并使挖掘机行驶的下部行驶体1、驾驶室3，并包括支撑作业单元的上部旋回体2、动臂5、斗杆6、铲斗7，且包括执行多种作业的作业单元。动臂5、斗杆6、铲斗7分别枢轴结合于上部旋回体2、动臂5、斗杆6。动臂5、斗杆6、铲斗7分别由动臂缸8、斗杆缸11、铲斗缸10驱动。

诸如动臂5、斗杆6、铲斗7等作业单元通过控制杆的操作进行动作。用户可以操作控制杆来个别地控制作业单元。通常，作业单元的动作速度与控制杆的操作量成比例。亦即，若控制杆的操作量小，则作业单元以较慢的速度进行动作，若控制杆的操作量大，则作业单元以较快的速度进行动作。

然而，由于每个用户的作业倾向不同，当以相同的操作量操作控制杆来使作业单元进行动作时，有的用户可能会觉得作业单元的动作速度慢，而也有的用户可能会觉得作业单元的动作速度快。

现有技术文献

专利文献

专利文献1 KR10-2004-0045635 A

发明内容

技术课题

为解决前述的以往技术的问题，本发明的目的在于，提供一种能够调节驱动器的速度以使工程机械的驱动器能够相对于相同的控制杆操作量以多种速度进行动作的工程机械及工程机械的控制方法。

技术方案

为解决上述课题，本发明可以提供一种工程机械，其包括：液压泵，其被驱动源驱动来供应工作油；驱动器，其从所述液压泵接受工作油来进行动作；滑阀，其控制从所述液压泵供应至所述驱动器的工作油的流动；以及操作部，其用于控制所述驱动器的动作，所述工程机械包括：存储部，其存储所述驱动器的至少两个动作速度剖面；动作速度选择部，其用于选择存储于所述存储部的所述至少两个动作速度剖面中的某一个；以及控制部，其基于通过所述动作速度选择部选择的所述动作速度剖面控制所述液压泵的排出流量。

此时，可以具备至少两个所述驱动器，在所述存储部存储有至少两个对所述至少两个驱动器中的各个驱动器的动作速度剖面，所述控制部基于对所述至少两个驱动器中的各个驱动器所选择的所述动作速度剖面的组合控制所述液压泵的排出流量。

此外，所述液压泵可以是能够通过变更斜盘的角度来调节排出流量的可变容量型液压泵，所述工程机械还包括：调节器，其为变更所述液压泵的斜盘的角度而结合于所述斜盘；以及第一电磁比例减压阀，其通过从所述控制部输出的第一控制信号向所述调节器施加第一先导压力，所述控制部向所述第一电磁比例减压阀输出所述第一控制信号来控制所述液压泵的排出流量。

此外，所述控制部可以基于由所述动作速度选择部选择的所述动作速度剖面控制所述滑阀的位移。

此外，所述工程机械还可以包括：第二电磁比例减压阀，其通过从所述控制部输出的第二控制信号向所述滑阀施加第二先导压力，所述控制部向所述第二电磁比例减压阀输出所述第二控制信号来控制所述滑阀的位移。

此外，所述动作速度选择部可以能够选择包括工程机械的挖掘(digging)、起重(lifting)、整地(grading)的动作中的一个或两个以上的动作。

此外，本发明可以提供一种工程机械的控制方法，所述工程机械包括：液压泵，其被驱动源驱动来供应工作油并通过变更斜盘的角度来调节排出流量；驱动器，其从所述液压泵接受工作油来进行动作；滑阀，其控制从所述液压泵供应至所述驱动器的工作油的流动；以及操作部，其用于控制所述驱动器的动作，所述工程机械的控制方法包括：在存储部存储所述驱动器的至少两个动作速度剖面的步骤；选择存储于所述存储部的所述至少两个动作速度剖面中的某一个的步骤；以及基于所选择的所述动作速度剖面控制所述液压泵的排出流量的步骤。

此时，可以具备至少两个所述驱动器，在所述存储部存储有至少两个对所述至少两个驱动器中的各个驱动器的动作速度剖面，基于对所述至少两个驱动器中的各个驱动器所选择的所述动作速度剖面的组合控制所述液压泵的排出流量。

此外，所述基于所选择的所述动作速度剖面控制所述液压泵的排出流量的步骤可以包括：控制部向第一电磁比例减压阀输出第一控制信号的步骤；所述第一电磁比例减压阀基于所述第一控制信号生成第一先导压力的步骤；以及调节器基于述第一先导压力变更所述液压泵的斜盘的角度的步骤。

此外，所述工程机械的控制方法还可以包括：基于所选择的所述动作速度剖面控制所述滑阀的位移的步骤。

此外，所述基于所选择的所述动作速度剖面控制所述滑阀的位移的步骤可以包括：控制部向第二电磁比例减压阀输出第二控制信号的步骤；以及所述第二电磁比例减压阀基于所述第二控制信号向所述滑阀施加第二先导压力的步骤。

发明的效果

根据本发明的一实施例，由于工程机械的每个驱动器具备多个动作速度剖面，因而用户能够对每个驱动器选择符合自身的作业倾向的动作速度剖面，从而能够提高作业的效率。

附图说明

图1是图示一般的挖掘机的图。

图2是图示本发明的一实施例的工程机械的整体结构的图。

图3是图示本发明另一实施例的包括工程机械的液压系统的整体结构的图。

图4是图示本发明的一实施例的工程机械中的驱动器的动作速度剖面的一例的图。

图5是图示本发明的一实施例的工程机械中的动作速度剖面被变更的例子的图。

图6是本发明的一实施例的工程机械的控制方法的顺序图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的优选实施例进行详细说明。首先，需要注意的是，对各图的构成要素附以参照符号时，对于相同的构成要素，即使标示于不同的图，也尽量使其具有相同的符号。此外，在说明本实施例时，当判断为对相关的公知构成或功能的具体说明有可能使本实施例的要旨不清楚时，省略其详细说明。

图2是图示本发明的一实施例的工程机械的整体结构的图，图3是图示本发明另一实施例的包括工程机械的液压系统的整体结构的图。图4是图示本发明的一实施例的工程机械中的驱动器的动作速度剖面的一例的图，图5是图示本发明的一实施例的工程机械中的动作速度剖面被变更的例子的图。

参照图2，本发明的一实施例的工程机械可以包括液压泵52、54、56、驱动器42、44、操作部60、控制部20、滑阀92、94、动作速度选择部22、存储部24。本发明的一实施例的工程机械可以是挖掘机。下面以本发明的一实施例的工程机械为挖掘机为例进行说明。

液压泵52、54、56可以包括主泵52、54以及副泵56。主泵52、54可以包括第一泵52和第二泵54。第一泵52、第二泵54可以向驱动器42、44供应工作油以使工程机械执行规定动作。副泵56可以向第一电磁比例减压阀83、85和第二电磁比例减压阀93、95供应先导工作油，且可以向附加性的液压设备供应工作油。第一泵52、第二泵54以及副泵56可以由诸如发动机70的驱动源驱动，发动机70可以由电磁控制单元72(ECU)控制。电磁控制单元72可以向控制部20传递发动机70的发动机旋转速度、输出转矩等信息。

第一泵52、第二泵54是能够双向排出工作油的双向泵，且可以是能够通过变更斜盘角，即斜盘53、55的倾斜角来调节排出流量的可变容量型泵。在第一泵52、第二泵54的斜盘53、55可以具备斜盘角传感器(未图示)，斜盘角传感器可以检测第一泵52、第二泵54的斜盘角而输出至控制部20。

驱动器42、44包括第一驱动器42和第二驱动器44。驱动器42、44可以是液压缸或液压电机。第一驱动器42可以从第一泵52接受工作油来进行工作，第二泵54可以从第二泵54接受工作油来进行工作。

操作部60可以包括第一控制杆62、第二控制杆64。操作部60的操作量由操作量传感器66检测，被检测的值可以输出至控制部20。操作部60的操作量意指由用户操作操作部60的大小。操作部60的操作量可以是诸如操作部60的位移或角度、通过操作部60的操作所产生的信号、电压、电流等的大小的多种形态的值。操作量传感器66可以是如测量操作部60的角度的角度传感器那样直接获取操作部60的操作量，也可以是测量通过操作部60的操作所生成的压力或计算信号来间接获取操作部60的操作量。若由用户操作操作部60，则由操作量传感器66获取操作部60的操作量，操作量传感器66将该操作量传输至控制部20。

控制部20可以根据第一控制杆62、第二控制杆64的操作输出变更第一泵52、第二泵54的斜盘53、55的角度的第一控制信号来变更第一泵52、第二泵54的排出流量和排出压力。为通过控制部20的第一控制信号调节第一泵52、第二泵54的斜盘53、55的角度，可以具备第一电磁比例减压阀83、85(Electronic Proportional Pressure Reducing Valve；EPPR valve)和调节器82、84。调节器82、84可以分别结合于第一泵52、第二泵54的斜盘53、55，在调节器82、84可以连接有第一电磁比例减压阀83、85。第一电磁比例减压阀83、85基于从控制部20接收的第一控制信号进行工作来生成第一先导压力，由第一电磁比例减压阀83、85生成的第一先导压力被传递至调节器82、84。此时，第一电磁比例减压阀83、85生成第一先导压力所需要的工作油可以从副泵56供应。调节器82、84可以通过第一电磁比例减压阀83、85的第一先导压力信号变更第一泵52、第二泵54的斜盘53、55的角度来变更第一泵52、第二泵54的排出流量。

滑阀92、94可以包括第一滑阀92和第二滑阀94。第一滑阀92位于连接第一泵52和第一驱动器42的流路上来控制从第一泵52供应至第一驱动器42的工作油的流动。第二滑阀94位于连接第二泵54和第二驱动器44的流路上来控制从第二泵54供应至第二驱动器44的工作油的流动。

若滑阀92、94的位移大，换言之，若滑阀92、94的端口被大地开放，则供应至驱动器42、44的工作油的油量增加，若滑阀92、94的位移小，换言之，若滑阀92、94的端口被小地开放，则供应至驱动器42、44的工作油的油量减少。

滑阀92、94的位移可以由第二电磁比例减压阀93、95控制。第二电磁比例减压阀93、95可以分别具备于第一滑阀92和第二滑阀94。第二电磁比例减压阀93、95可以基于从控制部20接收的第二控制信号生成第二先导压力，由第二电磁比例减压阀93、95生成的第二先导压力被传递至滑阀92、94的受压部。此时，第二电磁比例减压阀93、95生成第二先导压力所需要的工作油可以从副泵56供应。可以通过由第二电磁比例减压阀93、95生成的第二先导压力信号控制滑阀92、94的位移。

如此，本发明的一实施例的工程机械中包括的液压系统可以是电磁式压力控制型液压泵系统。在电磁式压力控制型液压泵系统中，第一泵52、第二泵54的排出压力和排出流量可以由分别具备于第一泵52、第二泵54的第一电磁比例减压阀83、85和调节器82、84独立地控制。一方面，在本实施例中，为变更第一泵52、第二泵54的斜盘53、55的倾斜角，利用第一电磁比例减压阀83、85和调节器82、84，但用于变更第一泵52、第二泵54的斜盘53、55的倾斜角的手段不限于此，可以利用公知的多种装置。

存储部24存储对操作部60的操作量的驱动器42、44的动作速度剖面。可以在存储部24对每个驱动器42、44各存储至少两个动作速度剖面。驱动器的动作速度意指驱动器的工作部通过被供应的工作油进行动作的速度。例如，在驱动器为液压缸的情况下，驱动器的缸杆通过工作油伸长或收缩，而驱动器的动作速度意指缸杆所伸长或收缩的速度。此外，在驱动器为液压电机的情况下，驱动器的驱动轴通过工作油旋转，而驱动器的动作速度意指驱动轴旋转的速度。

驱动器42、44的动作速度剖面，指如图4所图示在操作部60的最少操作量至最大操作量的范围内与操作部60的操作量对应地设定的驱动器42、44的动作速度。在驱动器42、44的动作速度剖面具备为多个的情况下，根据在驱动器42、44的驱动中选择多个动作速度剖面中的哪一个，即使以相同的操作量操作操作部60，驱动器42、44的动作速度也不同。以图4为基准，若选择动作速度剖面曲线图上位于下侧的动作速度剖面，则相对于相同的操作部60的操作量，驱动器42、44的动作速度变慢，若选择位于上侧的动作速度剖面，则相对于相同的操作部60的操作量，驱动器42、44的动作速度变快。因此，若驱动器42、44的动作速度剖面具备为多个，则用户可以选择适合自身的作业倾向的动作速度剖面来操作工程机械。驱动器42、44的动作速度剖面可以由工程机械的制造者预先设定，也可以由用户任意设定。动作速度剖面可以是线性或非线性，也可以是线性和非线性的组合。

此外，动作速度剖面可以对多个驱动器42、44中的各个驱动器个别地设定。在本实施例中，以驱动器42、44具备为两个为例进行了图示，但根据工程机械的种类和结构，可以具备三个以上的驱动器42、44。此时，可以对每个驱动器42、44各设定多个动作速度剖面。因此，用户可以对各个驱动器42、44个别地选择动作速度剖面。

动作速度选择部22用于用户选择存储于存储部24的多个动作速度剖面中的某一个。动作速度选择部22例如可以是工程机械的触摸方式的显示装置，可以是与显示装置不同的选择杆、按钮或开关。若用户通过动作速度选择部22选择多个动作速度剖面中的某一个，则其结果是可以被输出至控制部20。

若通过动作速度选择部22选择规定的动作速度剖面，则控制部20可以基于该动作速度剖面与操作部60的操作对应地输出用于控制第一泵52、第二泵54的第一控制信号。此时，若对多个驱动器中的各个驱动器选择动作速度剖面，则控制部20可以基于所选择的动作速度剖面的组合控制第一泵52、第二泵54的排出流量。换言之，若选择对第一驱动器42的动作速度剖面和对第二驱动器44的动作速度剖面，则控制部20可以组合对第一驱动器42所选择的动作速度剖面和对第二驱动器44所选择的动作速度剖面来控制第一泵52、第二泵54的排出流量，以使第一驱动器42和第二驱动器44的动作速度能够追随所选择的动作速度剖面。此外，若通过动作速度选择部22选择规定动作速度剖面，则控制部20可以基于该动作速度剖面与操作部60的操作对应地输出用于控制第一滑阀92、第二滑阀94的第二控制信号。如图5所图示，若作为第一驱动器42的动作速度剖面选择用实线表示的动作速度剖面，则与选择用虚线表示的动作速度剖面时相比，相对于相同的操作部60的操作量的第一驱动器42的动作速度增加。为体现所增加的动作速度，控制部20可以输出增加第一泵52的排出流量的第一控制信号。此外，在从第一泵52排出的工作油经由第一滑阀92供应至第一驱动器42的情况下，为防止在第一滑阀92中的压力损失，控制部20可以输出增加第一滑阀92的位移的第二控制信号。

一方面，如图3所图示，工程机械也可以仅具备一个主泵52。在这种情况下，如图5所图示，在作为第一驱动器42的动作速度剖面选择用实线表示的动作速度剖面，作为第二驱动器44的动作速度剖面选择用虚线表示的动作速度剖面的情况下，控制部20可以将第一滑阀92、第二滑阀94控制为使第一滑阀92具有大于第二滑阀94的位移。

一方面，所述动作速度选择部也可以选择包括工程机械的挖掘(digging)、起重(lifting)、整地(grading)的动作中的一个或两个以上的动作。

下面参照图6对本发明的一实施例的工程机械的控制方法进行说明。图6是本发明的一实施例的工程机械的控制方法的顺序图。参照图6，本发明的一实施例的工程机械的控制方法可以包括：在存储部24存储驱动器42、44的至少两个动作速度剖面的步骤S10；选择存储于存储部24的至少两个动作速度剖面中的某一个步骤S20；以及基于所选择的动作速度剖面控制液压泵52、54的排出流量的步骤S30。本发明的一实施例的工程机械的控制方法还可以包括：基于所选择的动作速度剖面控制滑阀92、94的位移的步骤S40。下面对各步骤进行详细说明。

在存储部24存储驱动器42、44的至少两个动作速度剖面的步骤S10中，可以由用户或工程机械制造者将驱动器42、44的动作速度剖面存储于存储部24。此外，控制部20可以分析用户的操作模式来将判断为适合用户的动作速度剖面存储于存储部24。此时，在工程机械可以具备至少两个驱动器42、44，在存储部24可以对每个驱动器42、44各存储至少两个动作速度剖面。

选择存储于存储部24的至少两个动作速度剖面中的某一个的步骤S20中，用户可以通过动作速度选择部22选择存储于存储部24的各驱动器42、44的动作速度剖面中的某一个。对于未被用户选择动作速度剖面的驱动器，可以适用制造者预先设定为基本值的动作速度剖面。此外，也可以适用被控制部20判断为适合用户的动作速度剖面。

在基于所选择的动作速度剖面控制液压泵52、54的排出流量的步骤S30中，可以基于控制部20所选择的动作速度剖面控制液压泵52、54的排出流量。此时，控制部20可以基于对至少两个驱动器42、44中的各个驱动器所选择的动作速度剖面的组合控制液压泵52、54的排出流量。

基于所选择的动作速度剖面控制液压泵52、54的排出流量的步骤S30可以包括：控制部20向第一电磁比例减压阀83、85输出第一控制信号的步骤S31；第一电磁比例减压阀83、85基于第一控制信号生成第一先导压力的步骤S32；以及调节器82、84基于第一先导压力变更液压泵52、54的斜盘53、55的角度的步骤S33。

在基于所选择的动作速度剖面控制滑阀92、94的位移的步骤S40中，可以基于控制部20所选择的动作速度剖面控制滑阀92、94的位移。

此时，基于所选择的动作速度剖面控制滑阀92、94的位移的步骤S40可以包括：控制部20向第二电磁比例减压阀93、95输出第二控制信号的步骤S41；以及第二电磁比例减压阀93、95基于第二控制信号向滑阀92、94施加第二先导压力的步骤S42。

一方面，上述基于所选择的动作速度剖面控制液压泵52、54的排出流量的步骤S30和基于所选择的动作速度剖面控制控制滑阀92、94的位移的步骤S40可以同时执行，或者也可以根据需要先执行两者之一后再执行其余一个。

以上说明只不过是示例性地说明了本发明的技术思想，本发明所属技术领域中的一般的技术人员可以在不脱离本发明的本质特征的范围内实施多种修改、变更和置换。因此，本实施例不用于限定本发明的技术思想，而是用于说明本发明的技术思想，且本发明的技术思想的范围不被这些实施例所限定。本发明的保护范围应通过下面的权利要求书解释，在与其等同的范围内的所有技术思想应被解释为落入本发明的权利范围。

符号说明

20－控制部，22－动作速度选择部，24－存储部，42，44－驱动器，52、54－液压泵，53、55－斜盘，60－操作部，70－发动机，82、84－调节器，83、85－第一电磁比例减压阀，92、94－滑阀，93、95－第二电磁比例减压阀。

Claims

1.一种工程机械，其包括：

液压泵，其被驱动源驱动来供应工作油；驱动器，其从所述液压泵接受工作油来进行动作；滑阀，其控制从所述液压泵供应至所述驱动器的工作油的流动；以及操作部，其用于控制所述驱动器的动作，

所述工程机械的特征在于，包括：

存储部，其存储所述驱动器的至少两个动作速度剖面；

动作速度选择部，其用于选择存储于所述存储部的所述至少两个动作速度剖面中的某一个；以及

控制部，其基于通过所述动作速度选择部选择的所述动作速度剖面控制所述液压泵的排出流量，

所述控制部基于由所述动作速度选择部选择的所述动作速度剖面控制所述滑阀的位移。

2.根据权利要求1所述的工程机械，其特征在于，

具备至少两个所述驱动器，

在所述存储部存储有至少两个对至少两个所述驱动器中的各个驱动器的动作速度剖面，

所述控制部基于对至少两个所述驱动器中的各个驱动器所选择的所述动作速度剖面的组合控制所述液压泵的排出流量。

3.根据权利要求1所述的工程机械，其特征在于，

所述液压泵是能够通过变更斜盘的角度来调节排出流量的可变容量型液压泵，

所述工程机械还包括：

调节器，其为变更所述液压泵的斜盘的角度而结合于所述斜盘；以及

第一电磁比例减压阀，其通过从所述控制部输出的第一控制信号向所述调节器施加第一先导压力，

所述控制部向所述第一电磁比例减压阀输出所述第一控制信号来控制所述液压泵的排出流量。

4.根据权利要求1所述的工程机械，其特征在于，

所述工程机械还包括：第二电磁比例减压阀，其通过从所述控制部输出的第二控制信号向所述滑阀施加第二先导压力，

所述控制部向所述第二电磁比例减压阀输出所述第二控制信号来控制所述滑阀的位移。

5.根据权利要求1所述的工程机械，其特征在于，

所述动作速度选择部能够选择包括工程机械的挖掘、起重、整地的动作中的一个或两个以上的动作。

6.一种工程机械的控制方法，所述工程机械包括：

液压泵，其被驱动源驱动来供应工作油并通过变更斜盘的角度来调节排出流量；驱动器，其从所述液压泵接受工作油来进行动作；滑阀，其控制从所述液压泵供应至所述驱动器的工作油的流动；以及操作部，其用于控制所述驱动器的动作，

所述工程机械的控制方法的特征在于，包括：

在存储部存储所述驱动器的至少两个动作速度剖面的步骤；

选择存储于所述存储部的所述至少两个动作速度剖面中的某一个的步骤；以及

基于所选择的所述动作速度剖面控制所述液压泵的排出流量的步骤，

所述工程机械的控制方法还包括：

基于所选择的所述动作速度剖面控制所述滑阀的位移的步骤。

7.根据权利要求6所述的工程机械的控制方法，其特征在于，

具备至少两个所述驱动器，

基于对至少两个所述驱动器中的各个驱动器所选择的所述动作速度剖面的组合控制所述液压泵的排出流量。

8.根据权利要求6所述的工程机械的控制方法，其特征在于，

所述基于所选择的所述动作速度剖面控制所述液压泵的排出流量的步骤包括：

控制部向第一电磁比例减压阀输出第一控制信号的步骤；

所述第一电磁比例减压阀基于所述第一控制信号生成第一先导压力的步骤；以及

调节器基于述第一先导压力变更所述液压泵的斜盘的角度的步骤。

9.根据权利要求6所述的工程机械的控制方法，其特征在于，

所述基于所选择的所述动作速度剖面控制所述滑阀的位移的步骤包括：

控制部向第二电磁比例减压阀输出第二控制信号的步骤；以及

所述第二电磁比例减压阀基于所述第二控制信号向所述滑阀施加第二先导压力的步骤。