CN109642416A - 工程机械的控制系统及工程机械的控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种工程机械的控制系统，包括：液压泵；第一驱动器及第二驱动器，其分别通过第一并联管路及第二并联管路连接至所述液压泵；第一控制阀及第二控制阀，其用于根据具备于内部的阀芯的位移量来分别控制所述第一驱动器及第二驱动器的动作；第一阀芯位移调整阀及第二阀芯位移调整阀，其根据所输入的控制信号来将用于控制所述第一控制阀及第二控制阀的阀芯的位移量的先导信号压力分别供应至所述阀芯；以及控制部，其根据作业者的操作信号来向所述第一阀芯位移调整阀及第二阀芯位移调整阀输出所述控制信号，并在接收用于所述第一驱动器及第二驱动器的复合动作的操作信号时调整为根据对所述第一驱动器的操作信号来限制对所述第二驱动器的操作信号所对应的所述第二控制阀的阀芯位移量。

Description

工程机械的控制系统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的控制系统及工程机械的控制方法。更详细而言，涉及一种具有利用电子比例减压阀的电子液压式主控阀的工程机械的控制系统及利用其的工程机械的控制方法。
背景技术
近来，在工程机械中，可以使用通过电子比例减压阀(EPPRV)来进行电子控制的电子液压式主控阀。在现有的具有机械液压式主控阀的工程机械中，当执行工作压力彼此不同的驱动器的复合动作时，可以在液压管路设置节流孔来调整这些驱动器之间的流量分配的平衡。
然而，由于所述节流孔的固定的面积的限制，发生非效率的流量分配及控制性下降的情况，并且，当施加于驱动器的负荷较大时，存在压力损失导致燃料效率下降的问题。
发明内容
技术课题
本发明的一课题在于，提供一种能够改善燃料效率，并提高控制性的工程机械的控制系统。
本发明的另一课题在于，提供一种利用上述控制系统的工程机械的控制方法。
技术方案
用于实现上述本发明的一课题的一些示例性的实施例的工程机械的控制系统包括：液压泵；第一驱动器及第二驱动器，其分别通过第一并联管路及第二并联管路连接至所述液压泵，且能够利用从所述液压泵排出的工作油来进行动作；第一控制阀及第二控制阀，其分别设置于所述第一并联管路及第二并联管路，且用于根据具备于内部的阀芯的位移量来分别控制所述第一驱动器及第二驱动器的动作；第一阀芯位移调整阀及第二阀芯位移调整阀，其根据所输入的控制信号来将用于控制所述第一控制阀及第二控制阀的阀芯的位移量的先导信号压力分别供应至所述阀芯；以及控制部，其根据作业者的操作信号来向所述第一阀芯位移调整阀及第二阀芯位移调整阀输出所述控制信号，并在接收用于所述第一驱动器及第二驱动器的复合动作的操作信号时调整为根据对所述第一驱动器的操作信号来限制对所述第二驱动器的操作信号所对应的所述第二控制阀的阀芯位移量。
在一些示例性的实施例中，可以是，所述控制部向所述第二阀芯位移调整阀输出与对所述第一驱动器的操作信号的大小成比例地减少从所述第二驱动器的操作信号向所述第二控制阀的阀芯位移量的转换比率的控制信号。
在一些示例性的实施例中，可以是，当对所述第一驱动器的操作信号为最大时，对所述第二驱动器的操作信号的转换比率被限制为所述第二驱动器的单独动作时的转换比率的至少50％。
在一些示例性的实施例中，可以是，所述第二控制阀的流路面积被控制为与对所述第一驱动器的操作信号的大小成反比。
在一些示例性的实施例中，可以是，所述第一阀芯位移调整阀及第二阀芯位移调整阀包括电子比例减压阀(Electronic Proportional Pressure Reducing Valve，EPPRV)。
在一些示例性的实施例中，可以是，所述控制部包括：优先模式判断部，其从作为所述操作信号输入的对所述第一驱动器及第二驱动器的控制杆位移量中判断是否执行用于使所述第一驱动器的动作优先的优先模式；控制杆位移量转换部，其在所述优先模式时将对所述第二驱动器输入的控制杆位移量转换成具有与所述第一驱动器的控制杆位移量成反比地减少的值的二次控制杆位移量；以及输出部，其根据调整后的所述二次控制杆位移量来输出用于控制所述先导信号压力的强度的所述控制信号。
在一些示例性的实施例中，可以是，在所述液压泵或所述第一驱动器及第二驱动器的压力超过已设定的压力范围的高负荷作业时，所述优先模式判断部解除所述优先模式。
在一些示例性的实施例中，可以是，所述第一控制阀及第二控制阀依次设置于连接至所述液压泵的中心旁通流路。
在一些示例性的实施例中，可以是，所述第一驱动器包括动臂缸，且所述第二驱动器包括铲斗缸；所述第一控制阀包括动臂控制阀，且所述第二控制阀包括铲斗控制阀。
在一些示例性的实施例中，可以是，当所述第一驱动器的工作压力大于所述第二驱动器的工作压力时，所述控制部决定为执行所述优先模式。
在用于实现上述本发明的另一课题的一些示例性的实施例的工程机械的控制方法中，提供包括通过第一并联管路及第二并联管路连接至一个液压泵的第一驱动器及第二驱动器及分别设置于所述第一并联管路及第二并联管路且用于分别控制所述第一驱动器及第二驱动器的动作的第一控制阀及第二控制阀的液压系统；接收对所述第一驱动器及第二驱动器的作业者的操作信号；从所述操作信号中判断是否进行用于使所述第一驱动器及第二驱动器中的所述第一驱动器的动作优先的优先模式的动作；以及在优先模式时，将所述第二控制阀的阀芯位移量调整为根据对所述第一驱动器的操作信号来限制对所述第二驱动器的操作信号所对应的所述第二控制阀的阀芯位移量。
在一些示例性的实施例中，可以是，所述调整第二控制阀的阀芯位移量的步骤包括：与对所述第一驱动器的操作信号的大小成比例地减少从所述第二驱动器的操作信号向所述第二控制阀的阀芯位移量的转换比率。
在一些示例性的实施例中，可以是，所述调整第二控制阀的阀芯位移量的步骤包括：当对所述第一驱动器的操作信号为最大时，将对所述第二驱动器的操作信号的转换比率限制为所述第二驱动器的单独动作时的转换比率的至少50％。
在一些示例性的实施例中，可以是，所述调整第二控制阀的阀芯位移量的步骤包括：控制为使所述优先模式时的所述第二控制阀的流路面积与对所述第一驱动器的操作信号的大小成反比。
在一些示例性的实施例中，可以是，所述接收对第一驱动器及第二驱动器的作业者的操作信号的步骤包括：接收对所述第一驱动器及第二驱动器的控制杆位移量，所述调整第二控制阀的阀芯位移量的步骤包括：将对所述第二驱动器输入的控制杆位移量转换成具有与对所述第一驱动器的控制杆位移量成反比地减少的值的二次控制杆位移量。
在一些示例性的实施例中，可以是，所述方法还包括：向所述第二控制阀的阀芯供应用于根据调整后的所述二次控制杆位移量来控制所述第二控制阀的阀芯位移量的先导信号压力。
在一些示例性的实施例中，可以是，所述向第二控制阀的阀芯供应所述先导信号压力的步骤包括：利用EPPRV。
在一些示例性的实施例中，可以是，所述方法还包括：在所述液压泵或所述第一驱动器及第二驱动器的压力超过已设定的压力范围的高负荷作业时，解除所述优先模式。
在一些示例性的实施例中，可以是，所述第一驱动器包括动臂缸，且所述第二驱动器包括铲斗缸；所述第一控制阀包括动臂控制阀，且所述第二控制阀包括铲斗控制阀。
在一些示例性的实施例中，可以是，所述工程机械的控制方法包括：当判断是否进行所述优先模式的动作时，对所述第一驱动器中的工作压力与所述第二驱动器中的工作压力进行比较。
发明的效果
根据示例性的实施例，当执行工作压力彼此不同的第一驱动器及第二驱动器的复合动作时，可以通过减少工作油流向所述第一驱动器及第二驱动器中的具有相对低的工作压力的驱动器的控制阀的流路面积来提升工作压力，并调节流向所述第一驱动器及第二驱动器的流量的分配。
因此，可以在现有的控制系统中去除为了在进行复合动作时分配流量而设置的节流孔，因而能够获得成本节减效果和燃料效率改善效果。此外，能够防止因现有的节流孔所具有的控制的限制而可能会发生的面积导致的非效率的流量分配及压力损失，且能够通过根据施加于驱动器的负荷和控制杆位移量可变地执行入口节流(meter-in)控制来改善燃料效率，并提高控制性。
但是，本发明的效果并不限于以上提及的效果，在不脱离本发明的思想及范围的前提下，可以被多样地扩展。
附图说明
图1是示出一些示例性的实施例的工程机械的控制系统的液压回路图。
图2是示出图1的工程机械的控制系统的控制部的框图。
图3是示出在存储于图2的控制部的动臂优先模式时动臂控制杆位移量所对应的铲斗控制杆位移量限制图的图表。
图4是示出图3的铲斗控制杆位移量限制图所对应的铲斗控制杆位移量的转换比率的图表。
图5是示出当在图1中接收到动臂上升及铲斗推压的复合动作信号时的控制系统的液压回路图。
图6是示出一些示例性的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。
在本发明的各图中，为了本发明的清晰性，结构物的尺寸相对于实际被夸大而图示。
在本发明中，第一、第二等术语可以用于说明多种构成要素，但这些构成要素不应限定于这些术语。这些术语仅用作区分一构成要素与另一构成要素的目的。
在本发明中使用的术语仅为说明特定的实施例而使用，而并不意图限定本发明。除非上下文中明确另行定义，单数的表述包括复数的表述。在本申请中，“包括”或“具有”等术语应理解为旨在指定说明书中记载的特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或这些的组合的存在，而并非预先排除一个或一个以上的其他特征或数字、步骤、动作、构成要素、部件或这些的组合的存在或可追加性。
对于本说明书中公开的本发明的实施例，特定的结构性乃至功能性说明仅仅是以用于说明本发明的实施例的目的例示的，本发明的实施例可以被实施为多种形态，不应解释为限定于本说明书中说明的实施例。
即，本发明可以追加多种变更，且可以具有多种形态，一些特定实施例例示于附图，并在本说明书中进行详细说明。但是，这并不意图将本发明限定于特定的公开形态，而是应理解为包括落入本发明的思想及技术范围内的所有变更、均等物乃至替代物。
图1是示出一些示例性的实施例的工程机械的控制系统的液压回路图。图2是示出图1的工程机械的控制系统的控制部的框图。图3是示出在存储于图2的控制部的动臂优先模式时动臂控制杆位移量所对应的铲斗控制杆位移量限制图的图表。图4是示出图3的铲斗控制杆位移量限制图所对应的铲斗控制杆位移量的转换比率的图表。图5是示出当在图1中接收到动臂上升及铲斗推压的复合动作信号时的控制系统的液压回路图。
参照图1至图5，工程机械的控制系统可以包括：第一液压泵100；第一驱动器10及第二驱动器20，其分别通过第一并联管路210及第二并联管路220连接至第一液压泵100，且能够利用从第一液压泵100排出的工作油来进行动作；第一控制阀310及第二控制阀320，其分别设置于第一并联管路210及第二并联管路220，用于分别控制第一驱动器10及第二驱动器20的动作；第一阀芯位移调整阀410及第二阀芯位移调整阀420，其与所输入的控制信号成比例地将用于控制第一控制阀310及第二控制阀320的阀芯的位移量的先导信号压力分别供应至所述阀芯；以及控制部500，其用于根据作业者的操作信号来分别向第一阀芯位移调整阀410及第二阀芯位移调整阀420输出所述控制信号，并根据第一驱动器10及第二驱动器20中的某一个的操作信号来调整用于控制另一个的动作的所述阀芯的阀芯位移量。
在一些示例性的实施例中，所述工程机械可以包括挖掘机、轮式装载机、叉车等。下面对所述工程机械为挖掘机的情况进行说明。但是，可以理解的是，并不因此而将一些示例性实施例的控制系统限定于用于控制挖掘机，还可以实质上相同地适用于轮式装载机、叉车等。
所述工程机械可以包括下部行驶体、以能够旋回的方式搭载于所述下部行驶体上的上部旋回体、以及设置于所述上部旋回体的驾驶室和前作业装置。所述前作业装置可以包括动臂、斗杆以及铲斗。可以在所述动臂与所述上部框架之间设置用于控制所述动臂的动作的动臂缸。可以在所述动臂与所述斗杆之间设置用于控制所述斗杆的动作的斗杆缸。另外，可以在所述斗杆与所述铲斗之间设置用于控制所述铲斗的动作的铲斗缸。随着所述动臂缸、所述斗杆缸以及所述铲斗缸伸长或收缩，所述动臂、所述斗杆以及所述铲斗可以实现多种动作，且所述前作业装置可以执行多种作业。
在一些示例性的实施例中，第一液压泵100可以通过动力传递装置连接至发动机(未图示)。来自所述发动机的动力可以被传递至第一液压泵100。从第一液压泵100排出的工作油可以经由第一控制阀310及第二控制阀320而分别被分配供应至第一驱动器10及第二驱动器20。
具体地，第一控制阀310及第二控制阀320可以通过第一主液压管路200连接至第一液压泵100。第一主液压管路200可以被分歧为第一中心旁通管路202及第一并联管路210及第二并联管路220。可以在第一中心旁通管路202串联地依次设置第一控制阀310及第二控制阀320。
第一控制阀310及第二控制阀320可以分别连接至互相并联连接于第一液压泵100的第第一并联管路210及第二并联管路220。即使切换第一控制阀而关闭第一中心旁通管路202，由于第二控制阀320通过第二并联管路220连接至第一液压泵100，因而可以接收从第一液压泵100排出的工作油。由于第一控制阀310及第二控制阀320与并联连接于第一液压泵100的第一并联管路210及第二并联管路220连接，因而当切换第一控制阀310及第二控制阀320时，从第一液压泵100排出的工作油可以通过第一控制阀310及第二控制阀320被分配供应至第一驱动器10及第二驱动器20。
虽然图中未图示，可以在第一中心旁通管路202设置用于控制第三驱动器的动作的辅助控制阀，且从第一液压泵100排出的工作油可以通过所述辅助控制阀被供应至所述第三驱动器。在这种情况下，与第一并联管路210及第二并联管路220类似的结构的并联管路可以与所述辅助控制阀连接。
在一些示例性的实施例中，可以是，第一驱动器10为所述动臂缸，第二驱动器20为所述铲斗缸。在这种情况下，可以是，第一控制阀310为动臂控制阀，第二控制阀320为铲斗控制阀。
第一控制阀10，即，所述动臂控制阀可以通过动臂头液压管路232及动臂杆液压管路234分别与第一驱动器10，即，所述动臂缸的动臂头腔12及动臂杆腔14连接。因此，可以通过切换第一控制阀310来将从第一液压泵100排出的工作油选择性地供应至动臂头腔12及动臂杆腔14。
驱动动臂缸10的工作油可以通过液压回油管路返回至储油槽T。在一些示例性的实施例中，在动臂上升时，来自动臂杆腔14的工作油可以通过动臂杆液压管路234经由第一控制阀310，即，所述动臂控制阀而被排出至储油槽T。
第二控制阀320，即，所述铲斗控制阀可以通过铲斗头液压管路242及铲斗杆液压管路244分别与第二驱动器，即，铲斗缸20的铲斗头腔22及铲斗杆腔24连接。因此，可以通过切换第二控制阀320来将从第一液压泵100排出的工作油选择性地供应至铲斗头腔22及铲斗杆腔24。
驱动铲斗缸20的工作油可以通过回油液压管路返回至储油槽T。来自铲斗头腔22及铲斗杆腔24的工作油可以通过铲斗头液压管路242及铲斗杆液压管路244经由第二控制阀320，即，所述铲斗控制阀而分别被排出至储油槽T。
另一方面，当没有对第一驱动器10及第二驱动器20的操作信号时，从第一液压泵100排出的工作油可以通过第一中心旁通流路202返回至储油槽T。
在一些示例性的实施例中，先导泵400可以连接至所述发动机的输出轴，在这种情况下，接收所述发动机的动力的先导泵400可以被驱动而排出控制油。例如，所述先导泵可以是齿轮泵。在这种情况下，所述工作油及所述控制油可以包括实质上相同的物质。
从先导泵400排出的控制油可以经由第一阀芯位移调整阀410及第二阀芯位移调整阀420而分别被供应至第一控制阀310及第二控制阀320的阀芯。从先导泵400排出的控制油可以通过控制流路402分别被供应至第一阀芯位移调整阀410及第二阀芯位移调整阀420。
第一阀芯位移调整阀410及第二阀芯位移调整阀420可以与所输入的控制信号成比例地将用于控制第一控制阀310及第二控制阀320的阀芯的位移量的先导信号压力分别供应至所述阀芯。
例如，一对第一阀芯位移调整阀410可以分别具备于第一控制阀310的阀芯的两侧。从第一阀芯位移调整阀410输出的第一先导信号压力被选择性地供应至第一控制阀310内的阀芯的两侧，从而可以切换第一控制阀310。第一阀芯位移调整阀410可以供应具有与所输入的控制信号成比例的大小的第一先导信号。第一控制阀310内的阀芯的移动可以由所述第一先导信号压力控制。即，可以根据所述第一先导信号压力的供应方向来决定所述阀芯的移动方向，且根据所述第一先导信号压力的强度来决定所述阀芯的位移量。
此外，一对第二阀芯位移调整阀420可以分别具备于第二控制阀320的阀芯的两侧。从第二阀芯位移调整阀420输出的第二先导信号压力被选择性地供应至第二控制阀320内的阀芯的两侧，从而可以切换第二控制阀320。第二阀芯位移调整阀420可以供应具有与所输入的控制信号成比例的大小的第二先导信号。第二控制阀320内的阀芯的移动可以由所述第二先导信号压力控制。即，可以根据所述第二先导信号压力的供应方向来决定所述阀芯的移动方向，并根据所述第二先导信号压力的强度来决定所述阀芯的位移量。
在一些示例性的实施例中，所述工程机械的控制系统包括作为具有第一控制阀310及第二控制阀320的组装体的主控阀(Main Control Valve，MCV)。所述主控阀可以是包括根据所输入的电信号控制施加于至控制阀内的阀芯的先导工作油的电子比例减压阀(EPPRV)的电子液压式主控阀。第一阀芯位移调整阀410及第二阀芯位移调整阀420可以包括电子比例减压阀(EPPRV)。
控制部500可以从操作部600接收与作业者的操作量成比例的操作信号，并以对应于所述操作信号的方式分别向第一阀芯位移调整阀410及第二阀芯位移调整阀420输出作为所述控制信号的压力指令信号。所述电子比例减压阀可以通过将与所述压力指令信号成比例的二次压力分别输出至对应的所述阀芯来用电控制信号控制所述阀芯。
例如，控制部500可以接收对第一驱动器10的操作信号，例如，接收控制杆位移量，并生成对应于所接收的所述控制杆位移量的控制信号，例如，生成电流而施加至第一阀芯位移调整阀410。第一阀芯位移调整阀410可以通过将与所施加的所述电流的强度成比例的第一先导信号压力供应至第一控制阀310的阀芯，根据所施加的所述第一先导信号压力的强度来移动第一控制阀310的阀芯。从而，对第一驱动器10的所接收的所述控制杆位移量可以以已设定的转换比率被转换成第一控制阀310的阀芯位移量。
控制部500可以接收对第二驱动器20的操作信号，例如，接收控制杆位移量，并生成对应于所接收的所述控制杆位移量的控制信号，例如，生成电流而施加至第二阀芯位移调整阀420。第二阀芯位移调整阀420可以通过将与所施加的所述电流的强度成比例的第二先导信号压力供应至第二控制阀320的阀芯，根据所施加的所述第二先导信号压力的强度来移动第二控制阀320的阀芯。从而，对第二驱动器20的所接收的所述控制杆位移量可以以已设定的转换比率被转换成第二控制阀320的阀芯位移量。
例如，操作部600可以包括控制杆、踏板等。若作业者操作操作部600，则可以生成对应于所述操作的操作信号。操作部600可以包括测量所述控制杆位移量(或角度)的传感器。操作部600可以输出对应于所测量的所述位移量的电压信号或电流信号之类的信号。控制部600可以通过接收所述操作信号，以对应于所述操作信号的方式控制所述主控阀来启动所述第一驱动器及第二驱动器。
在一些示例性实施例中，所述工程机械的控制系统还可以包括：第二液压泵110，其用于向第一驱动器10供应工作油；第三控制阀330，其设置于第一驱动器10与第二液压泵110之间的液压管路，且用于控制第一驱动器10的动作；以及第三阀芯位移调整阀430，其与所输入的控制信号成比例地将用于控制第三控制阀330的阀芯的位移量的先导信号压力供应至所述阀芯。
在一些示例性的实施例中，第二液压泵110可以连接至驱动第一液压泵100的所述发动机。从第二液压泵110排出的工作油可以经由第三控制阀330而被供应至第一驱动器10。
具体地，第三控制阀330可以通过第二主液压管路204连接至第二液压泵110。第二主液压管路204可以被分歧为第二中心旁通管路204及第三并联管路230。可以在第二中心旁通管路204串联地依次设置第三控制阀330及追加性的辅助控制阀(未图示)。
第三控制阀330可以通过动臂头液压管路232及动臂杆液压管路234分别与第一驱动器10，即，所述动臂缸的动臂头腔12及动臂杆腔14。可以切换第三控制阀330，将从第二液压泵110排出的工作油选择性地供应至动臂头腔12及动臂杆腔14。从而，从第一液压泵100及第二液压泵110排出的工作油可以经由第一控制阀310、第二控制阀330而合流后被供应至第一驱动器10。这样的合流可以在第一驱动器10为高负荷状态时进行。
当没有对第一驱动器10的操作信号时，从第二液压泵110排出的工作油可以通过第二中心旁通流路204返回至储油槽T。
从先导泵400排出的控制油可以经由第三阀芯位移调整阀430而被供应至第三控制阀330的阀芯。从先导泵400排出的控制油可以通过控制流路402被供应至第三阀芯位移调整阀430。
第三阀芯位移调整阀430可以与所输入的控制信号成比例地将用于控制第三控制阀330的阀芯的位移量的先导信号压力供应至第三控制阀330的所述阀芯。
例如，一对第三阀芯位移调整阀430可以分别具备于第三控制阀330的阀芯的两侧。从第三阀芯位移调整阀430输出的第三先导信号压力被选择性地供应至第三控制阀330内的阀芯的两侧，从而可以切换第三控制阀330。第三阀芯位移调整阀430可以供应具有与所输入的控制信号成比例的大小的第三先导信号。第三控制阀330内的阀芯的移动可以由所述第三先导信号压力控制。即，可以根据所述第三先导信号压力的供应方向来决定所述阀芯的移动方向，并根据所述第三先导信号压力的强度来决定所述阀芯的位移量。
在一些示例性的实施例中，第三阀芯位移调整阀430可以包括电子比例减压阀(EPPRV)。
控制部500可以接收对第一驱动器10的操作信号，例如，接收控制杆位移量，并生成对应于所接收的所述控制杆位移量的控制信号，例如，生成电流而施加至第三阀芯位移调整阀430。第三阀芯位移调整阀430可以通过将与所施加的所述电流的强度成比例的第三先导信号压力供应至第三控制阀330的阀芯，根据所施加的所述第三先导信号压力的强度来移动第三控制阀330的阀芯。从而，对第一驱动器10的所接收的所述控制杆位移量可以以已设定的转换比率被转换成第三控制阀330的阀芯位移量。
在一些示例性的实施例中，控制部500可以在接收用于进行第一驱动器10及第二驱动器20的复合动作的操作信号时控制为根据第一驱动器10的操作信号来限制对第二驱动器20的操作信号所对应的第二控制阀320的阀芯位移量。控制部500可以将与第一驱动器10的操作信号的大小成比例地减少对第二驱动器20的操作信号的第二控制阀320的阀芯位移量的转换比率的控制信号输出至第二阀芯位移调整阀420。
如图2所图示，控制部500可以包括数据接收部510、优先模式判断部520、控制杆位移量转换部530以及输出部540。
数据接收部510可以从操作部600接收控制杆位移量。数据接收部510可以接收作为对动臂、斗杆、铲斗以及回转的操作信号的控制杆位移量。例如，数据接收部510可以接收作为对动臂缸的操作信号的动臂控制杆位移量(动臂行程)及作为对铲斗缸的操作信号的铲斗控制杆位移量(铲斗行程)。此外，数据接收部510可以接收第一液压泵100及第二液压泵110的压力。此外，数据接收部510可以接收所述驱动器的压力。
优先模式判断部520可以从作为所述操作信号而输入的对第一驱动器10及第二驱动器20的控制杆位移量中判断是否执行用于使第一驱动器10的动作优先的优先模式。优先模式判断部520在接收动臂控制杆位移量及铲斗控制杆位移量时，对第一驱动器10中的工作压力与第二驱动器20中的工作压力进行比较，当第一驱动器10的工作压力大于第二驱动器20的工作压力时，可以决定为执行用于使第一驱动器10的动作优先的优先模式。另一方面，在第一液压泵100的压力超过已设定的压力范围的高负荷作业时，优先模式判断部520可以解除所述动臂优先模式。
当执行铲斗的单独动作时，第一液压泵100的排出压力可以为约80bar；当执行动臂的单独动作时，第一液压泵100的排出压力可以为约130bar。另一方面，当铲斗执行挖地的动作时，第一液压泵100的排出压力可以增加至与所述动臂的工作压力类似的值。
例如，当所述动臂在所述铲斗以约80bar的工作压力进行动作的状态下进行动作时(当接收对动臂和铲斗的复合动作的操作信号时)，在所述动臂缸的工作压力大于所述铲斗缸的工作压力的情况下，优先模式判断部520可以决定为执行动臂优先模式。当第一液压泵100的排出压力为已设定的第二压力(例如，约180bar)以下时，优先模式判断部520可以决定为执行所述动臂优先模式。另一方面，在所述动臂与铲斗的复合动作时，当第一液压泵100的排出压力为所述第二压力以上时，优先模式判断部520可以判断为高负荷作业，并解除所述动臂优先模式。此外，在所述铲斗的单独动作时，当第一液压泵100的排出压力为已设定的第一压力(例如，约130bar或180bar)以上时，优先模式判断部520可以判断为高负荷作业而不调整所输入的铲斗控制杆位移量，而是以对应于最初输入的值的方式分别向第二阀芯位移调整阀420输出作为所述控制信号的压力指令信号。
在所述优先模式时，控制杆位移量转换部530可以将对第二驱动器20输入的控制杆位移量转换成具有与第一驱动器10的控制杆位移量成比例地减少的值的二次控制杆位移量。
如图3所图示，在动臂优先模时，控制杆位移量转换部530可以利用位移量限制图，从所输入的铲斗控制杆位移量(铲斗行程)中计算二次铲斗控制杆位移量(转换后的铲斗行程)。所输入的所述铲斗控制杆位移量可以以所述位移量限制图中存储的动臂控制杆位移量的大小所对应的已设定的比率被转换成所述二次铲斗控制杆位移量。相对于所输入的所述铲斗控制杆位移量的所述二次铲斗控制杆位移量的减少率可以与动臂控制杆位移量(动臂行程)的大小成比例。即，可以以动臂行程越增加，所述二次铲斗控制杆位移量越减少的方式转换。
输出部540可以与所述调整后(被限制的)的二次控制杆位移量成比例地输出用于控制所述先导信号压力的强度的所述控制信号。输出部540可以生成与调整后的所述二次铲斗控制杆位移量成比例的电流而施加至第二阀芯位移调整阀420。第二阀芯位移调整阀420可以通过将与所施加的所述电流的强度成比例的第二先导信号压力供应至所述铲斗控制阀的阀芯，根据所施加的所述第二先导信号压力的强度来移动所述铲斗控制阀的阀芯。
因此，所述动臂优先模式时的所述铲斗控制阀的流路面积可以被控制为与对动臂的操作信号的大小成反比。即，调整后的所述二次铲斗控制杆位移量所对应的所述铲斗控制阀的流路面积可以被控制为小于铲斗的单独动作时的所述铲斗控制阀的流路面积，且所述流路面积的减少比率可以与对所述动臂的操作信号的大小成比例。
如图4所图示，随着调整所述二次铲斗控制杆位移量，也可以调整对所述铲斗控制阀的操作信号的阀芯位移量。即，可以使从铲斗操作信号向铲斗控制阀的阀芯位移量的转换比率(铲斗操作信号的转换比率)与动臂行程的大小成反比地减少。所述动臂优先模式中的所述铲斗操作信号的转换比率可以小于单独动作时的转换比率。例如，当动臂行程为100％时，从所输入的所述铲斗控制杆位移量向所述铲斗控制阀的阀芯位移量的转换比率可以被减少至铲斗单独动作时的转换比率的约50％。
如上述，所述工程机械的控制系统可以包括用于控制第一驱动器及第二驱动器的动作的第一控制阀及第二控制阀、以及包括根据所输入的电信号来控制施加于所述第一控制阀及第二控制阀内的阀芯的先导工作油的电子比例减压阀的电子液压式主控阀。当执行工作压力彼此不同的第一驱动器及第二驱动器的复合动作时，所述工程机械的控制系统可以用所述第一驱动器及第二驱动器中具有相对低的工作压力的驱动器减少工作油所流经的控制阀的流路面积来提升工作压力，并调整流向所述第一驱动器及第二驱动器的流量的分配。
因此，不采用现有的具有机械液压主控阀的控制系统中在复合动作时为分配流量而设置的节流孔结构，代之以在具有电子液压式主控阀的控制系统中执行这种功能，从而可以获得成本节减效果和燃料效率改善效果。此外，能够防止现有的节流孔结构中因固定的节流孔面积导致的非效率的流量分配及压力损失，且能够根据施加于驱动器的负荷和控制杆位移量可变地执行入口节流(meter-in)控制来改善燃料效率，并提高控制性。
下面利用图1的控制系统对控制工程机械的方法进行说明。
图6是用于示出一些示例性的实施例的工程机械的控制方法的顺序图。
参照图1、图2及图6，可以接收对第一驱动器10及第二驱动器20的作业者的操作信号及第一液压泵100的排出压力(S100、S120)。可以判断由第一驱动器10及第二驱动器20执行的作业是否为高负荷作业(S110)。
在一些示例性的实施例中，可以接收作为对动臂缸的操作信号的动臂控制杆位移量(动臂行程)及作为对铲斗缸的操作信号的铲斗控制杆位移量(铲斗行程)。此外，可以接收第一液压泵100及第二液压泵110的压力。不同于此，可以接收所述动臂缸及所述铲斗缸的压力。
在一些示例性的实施例中，可以在铲斗执行单独动作的状态下接收第一液压泵100的排出压力。当所述泵的排出压力为已设定的第一压力(例如，130bar)以上时，可以判断为高负荷作业(S110)。在这种情况下，不转换对铲斗输入的控制杆位移量(铲斗行程)，而是将最初输入值所对应的控制信号(电流)输出至第二阀芯位移调整阀420，第二阀芯位移调整阀420将与所施加的所述电流的强度成比例的第二先导信号压力供应至第二控制阀320的阀芯，从而可以根据所施加的所述第二先导信号压力的强度来移动第二控制阀320的阀芯(S152)。
接着，可以从所述操作信号中判断是否进行用于使第一驱动器10及第二驱动器20中的第一驱动器10的动作优先的优先模式的动作(S130)。
在一些示例性的实施例中，当在所述铲斗进行动作的状态下接收对动臂的操作信号时，可以决定是否执行动臂优先模式。当接收到对所述动臂和铲斗的复合动作的操作信号时，当所述动臂缸的工作压力大于所述铲斗缸的工作压力时，可以决定为执行动臂优先模式。例如，当第一液压泵100的排出压力在第一压力(例如，约130bar)以上且已设定的第二压力(例如，约180bar)以下的范围时，可以决定为执行所述动臂优先模式。
之后，在所述优先模式时，可以根据对第一驱动器10的操作信号来限制对第二驱动器20输入的操作信号(S140)。在所述优先模式的情况下，可以将对第二驱动器20输入的控制杆位移量调整为具有与第一驱动器10的控制杆位移量成比例地减少的值的二次控制杆位移量。
在一些示例性的实施例中，可以利用位移量限制图，从所输入的铲斗控制杆位移量(铲斗行程)中计算二次铲斗控制杆位移量(转换后的铲斗行程)。所输入的所述铲斗控制杆位移量可以以所述位移量限制图中存储的动臂控制杆位移量的大小所对应的已设定的比率转换成所述二次铲斗控制杆位移量。对所输入的所述铲斗控制杆位移量的所述二次铲斗控制杆位移量的减少率可以与动臂控制杆位移量(动臂行程)的大小成比例。即，可以以动臂行程越增加，所述二次铲斗控制杆位移量越减少的方式转换。
接着，可以根据对第二驱动器20的被限制的所述操作信号来移动第二控制阀320的阀芯(S150)。
在一些示例性的实施例中，可以通过将被限制的所述二次铲斗控制杆位移量(被限制的铲斗行程)所对应的控制信号(电流)输出至第二阀芯位移调整阀420，而第二阀芯位移调整阀420将与所施加的所述电流的强度成比例的第二先导信号压力供应至第二控制阀320的阀芯，根据所施加的所述第二先导信号压力的强度来移动第二控制阀320的阀芯。
随着调整所述铲斗控制杆位移量，也可以调整对所述铲斗控制阀的操作信号的阀芯位移量。即，可以使从铲斗操作信号向铲斗控制阀的阀芯位移量的转换比率(铲斗操作信号的转换比率)与动臂行程的大小成比例地减少。所述动臂优先模式中的所述铲斗操作信号的转换比率可以小于铲斗单独动作时的转换比率。例如，当动臂行程为100％时，从所输入的所述铲斗控制杆位移量向所述铲斗控制阀的阀芯位移量的转换比率可以被减少至铲斗单独动作时的转换比率的约50％。
如上述，当执行工作压力彼此不同的动臂和铲斗的复合动作时，可以用具有相对低的工作压力的铲斗减少工作油所流经的控制阀的流路面积来提升铲斗的工作压力，并调整流向所述动臂和铲斗的流量的分配。
从而，可以通过根据施加于动臂和铲斗的负荷和动臂的控制杆位移量可变地执行对铲斗的入口节流(meter-in)控制来改善燃料效率，并提高控制性。
尽管参照本发明的一些实施例进行了说明，本领域的一般的技术人员可以理解在不脱离下面的权利要求书中记载的本发明的思想及领域的范围内可以对本发明实施多种修改和变更。
符号说明
10：第一驱动器，12：动臂头腔，14：动臂杆腔，20：第二驱动器，22：铲斗头腔，24：铲斗杆腔，100：第一液压泵，110：第二液压泵，200：主液压管路，202：第一中心旁通管路，204：第二中心旁通管路，210：第一并联管路，220：第二并联管路，230：第三并联管路，232：动臂头液压管路，234：动臂杆液压管路，310：第一控制阀，320：第二控制阀，330：第三控制阀，400：先导泵，402：控制流路，410：第一阀芯位移调整阀，420：第二阀芯位移调整阀，430：第三阀芯位移调整阀，500：控制部，510：数据接收部，520：优先模式判断部，530：控制杆位移量转换部，540：输出部，600：操作部。

Claims (20)

1.一种工程机械的控制系统，其特征在于，包括：
液压泵；
第一驱动器及第二驱动器，其分别通过第一并联管路及第二并联管路连接至所述液压泵，且能够利用从所述液压泵排出的工作油来进行动作；
第一控制阀及第二控制阀，其分别设置于所述第一并联管路及第二并联管路，且用于根据具备于内部的阀芯的位移量来分别控制所述第一驱动器及第二驱动器的动作；
第一阀芯位移调整阀及第二阀芯位移调整阀，其根据所输入的控制信号来将用于控制所述第一控制阀及第二控制阀的阀芯的位移量的先导信号压力分别供应至所述阀芯；以及
控制部，其根据作业者的操作信号来向所述第一阀芯位移调整阀及第二阀芯位移调整阀输出所述控制信号，并在接收用于所述第一驱动器及第二驱动器的复合动作的操作信号时调整为根据对所述第一驱动器的操作信号来限制对所述第二驱动器的操作信号所对应的所述第二控制阀的阀芯位移量。
2.根据权利要求1所述的工程机械的控制系统，其特征在于，
所述控制部向所述第二阀芯位移调整阀输出与对所述第一驱动器的操作信号的大小成比例地减少从所述第二驱动器的操作信号向所述第二控制阀的阀芯位移量的转换比率的控制信号。
3.根据权利要求2所述的工程机械的控制系统，其特征在于，
当对所述第一驱动器的操作信号为最大时，对所述第二驱动器的操作信号的转换比率被限制为所述第二驱动器的单独动作时的转换比率的至少50％。
4.根据权利要求1所述的工程机械的控制系统，其特征在于，
所述第二控制阀的流路面积被控制为与对所述第一驱动器的操作信号的大小成反比。
5.根据权利要求1所述的工程机械的控制系统，其特征在于，
所述第一阀芯位移调整阀及第二阀芯位移调整阀包括电子比例减压阀。
6.根据权利要求1所述的工程机械的控制系统，其特征在于，
所述控制部包括：
优先模式判断部，其从作为所述操作信号输入的对所述第一驱动器及第二驱动器的控制杆位移量中判断是否执行用于使所述第一驱动器的动作优先的优先模式；
控制杆位移量转换部，其在所述优先模式时将对所述第二驱动器输入的控制杆位移量转换成具有与所述第一驱动器的控制杆位移量成反比地减少的值的二次控制杆位移量；以及
输出部，其根据调整后的所述二次控制杆位移量来输出用于控制所述先导信号压力的强度的所述控制信号。
7.根据权利要求6所述的工程机械的控制系统，其特征在于，
在所述液压泵或所述第一驱动器及第二驱动器的压力超过已设定的压力范围的高负荷作业时，所述优先模式判断部解除所述优先模式。
8.根据权利要求1所述的工程机械的控制系统，其特征在于，
所述第一控制阀及第二控制阀依次设置于连接至所述液压泵的中心旁通流路。
9.根据权利要求8所述的工程机械的控制系统，其特征在于，
所述第一驱动器包括动臂缸，且所述第二驱动器包括铲斗缸；
所述第一控制阀包括动臂控制阀，且所述第二控制阀包括铲斗控制阀。
10.根据权利要求1所述的工程机械的控制系统，其特征在于，
当所述第一驱动器的工作压力大于所述第二驱动器的工作压力时，所述控制部决定为执行所述优先模式。
11.一种工程机械的控制方法，其特征在于，包括：
提供包括通过第一并联管路及第二并联管路连接至一个液压泵的第一驱动器及第二驱动器及分别设置于所述第一并联管路及第二并联管路且用于分别控制所述第一驱动器及第二驱动器的动作的第一控制阀及第二控制阀的液压系统；
接收对所述第一驱动器及第二驱动器的作业者的操作信号；
从所述操作信号中判断是否进行用于使所述第一驱动器及第二驱动器中的所述第一驱动器的动作优先的优先模式的动作；以及
在优先模式时，将所述第二控制阀的阀芯位移量调整为根据对所述第一驱动器的操作信号来限制对所述第二驱动器的操作信号所对应的所述第二控制阀的阀芯位移量。
12.根据权利要求11所述的工程机械的控制方法，其特征在于，
所述调整第二控制阀的阀芯位移量的步骤包括：与对所述第一驱动器的操作信号的大小成比例地减少从所述第二驱动器的操作信号向所述第二控制阀的阀芯位移量的转换比率。
13.根据权利要求12所述的工程机械的控制方法，其特征在于，
所述调整第二控制阀的阀芯位移量的步骤包括：当对所述第一驱动器的操作信号为最大时，将对所述第二驱动器的操作信号的转换比率限制为所述第二驱动器的单独动作时的转换比率的至少50％。
14.根据权利要求11所述的工程机械的控制方法，其特征在于，
所述调整第二控制阀的阀芯位移量的步骤包括：控制为使所述优先模式时的所述第二控制阀的流路面积与对所述第一驱动器的操作信号的大小成反比。
15.根据权利要求11所述的工程机械的控制方法，其特征在于，
所述接收对第一驱动器及第二驱动器的作业者的操作信号的步骤包括：接收对所述第一驱动器及第二驱动器的控制杆位移量，
所述调整第二控制阀的阀芯位移量的步骤包括：将对所述第二驱动器输入的控制杆位移量转换成具有与对所述第一驱动器的控制杆位移量成反比地减少的值的二次控制杆位移量。
16.根据权利要求15所述的工程机械的控制方法，其特征在于，还包括：
向所述第二控制阀的阀芯供应用于根据调整后的所述二次控制杆位移量来控制所述第二控制阀的阀芯位移量的先导信号压力。
17.根据权利要求16所述的工程机械的控制方法，其特征在于，
所述向第二控制阀的阀芯供应所述先导信号压力的步骤包括：利用电子比例减压阀。
18.根据权利要求11所述的工程机械的控制系统，其特征在于，还包括：
在所述液压泵或所述第一驱动器及第二驱动器的压力超过已设定的压力范围的高负荷作业时，解除所述优先模式。
19.根据权利要求11所述的工程机械的控制方法，其特征在于，
所述第一驱动器包括动臂缸，且所述第二驱动器包括铲斗缸；
所述第一控制阀包括动臂控制阀，且所述第二控制阀包括铲斗控制阀。
20.根据权利要求1所述的工程机械的控制方法，其特征在于，包括：
当判断是否进行所述优先模式的动作时，对所述第一驱动器中的工作压力与所述第二驱动器中的工作压力进行比较。
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