CN111133155B - 液压系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种液压系统，既能提高回转马达(41)的加速性能，又能抑制提供给回转马达(41)的工作油的流量增大。液压系统包括：检测回转体(11)的回转速度Vs的回转速度传感器(61)；以及控制回转马达(41)的容量即回转马达容量Cm的控制器(70)。控制器(70)控制回转马达容量Cm，以使回转速度Vs位于低速区间V1内时的回转马达容量Cm大于回转速度Vs位于高速区间V2内时的回转马达容量Cm。

Description

液压系统
技术领域
本发明涉及用于驱动工程机械的回转体的液压系统。
背景技术
在用于驱动工程机械的回转体的现有的液压系统中，例如专利文献1的图5所示，具备使回转体进行回转的回转马达、以及向该回转马达提供工作油的液压泵。专利文献1的图5和图6所公开的技术中，动臂缸的底部压力(bottom pressure)越高，则所述回转马达的容量越大。
但是伴随着所述动臂缸的底部压力下降，所述回转马达的容量会减少，从而有可能导致回转马达的加速性能变差。反之，伴随着所述动臂缸的底部压力上升，所述回转马达的容量会增大，从而有可能导致提供给回转马达的工作油的流量增大。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本发明公开公报特开2011-38298
发明内容
本发明的目的在于提供一种液压系统，既能提高回转马达的加速性能，又能抑制提供给该回转马达的工作油的流量增大。
本发明提供一种液压系统，是具备回转体的工程机械的液压系统，包括：液压泵，排出工作油；可变容量型回转马达，以接受来自所述液压泵的工作油的供应从而使所述回转体回转的方式进行工作；回转速度传感器，检测所述回转体的回转速度；以及控制器，控制作为所述回转马达的容量的回转马达容量。在所述控制器中设定有回转速度在一定值以下的低速区间和回转速度高于所述低速区间的高速区间来作为有关回转速度的区间的速度区间。所述控制器进行低速区间大容量控制，以所述回转速度传感器检测出的所述回转速度在所述低速区间时的所述回转马达容量大于所述回转速度在所述高速区间时的所述回转马达容量的方式来控制所述回转马达容量。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式所涉及的液压系统的回路图。
图2是表示图1所示的液压系统中的控制器的运算控制动作的流程图。
图3是表示图1所示的回转体11的速度与回转马达容量Cm之间的关系的图。
图4是表示图1所示的泵21的泵压与回转马达容量Cm之间的关系的图。
图5是表示图1所示的泵21的泵压与回转马达容量Cm之间的关系的图。
图6是表示图1所示的回转马达41和动臂缸31各自的工作油流量的时间变化的图。
图7是表示图1所示的回转体11的回转角度和动臂缸31的长度的时间变化的图。
具体实施方式
参照图1～图7，说明本发明的优选实施方式。图1表示本实施方式所涉及的液压系统20。
所述液压系统20设置于工程机械1。该工程机械1是进行工程作业等的机械，例如挖掘机。该工程机械1具备未图示的下部行走体、作为惯性体的回转体(上部回转体)11、动臂13和液压系统20。
所述回转体11配置在所述下部行走体上，相对于所述下部行走体能够进行回转。下部行走体是在地面上行驶的部分。
所述动臂13受所述回转体11支撑，能够绕水平轴上下动作即起伏动作。动臂13的远端安装有例如未图示的可旋转的斗杆。该斗杆的远端安装有例如未图示的可旋转的铲斗。
所述液压系统20利用油压使所述回转体11进行回转，并且控制该回转。该液压系统20具备主泵21、动臂缸用泵23、动臂控制部30、回转马达控制部40、多个传感器以及控制器70。
所述主泵21相当于本发明的液压泵，其进行驱动以排出工作油。所述动臂缸用泵23是与所述主泵21分开设置且进行驱动以排出工作油的液压泵。
所述动臂控制部30使所述动臂13上下动作且控制其上下动作。所述动臂控制部30具备动臂缸31、动臂控制阀33、动臂操作部35和合流阀37。
所述动臂缸31是用于使所述动臂13进行动作的致动器，由可伸缩的液压缸构成。该动臂缸31通过伸缩来使所述动臂13相对于所述回转体11上下动作。所述动臂缸31从所述动臂缸用泵23接受工作油供应时进行伸缩。所述动臂缸31也可以如后文所述地从所述泵21和所述动臂缸用泵23双方接受工作油的供应。所述动臂缸31具备油缸头室31a和油缸杆室31b。所述动臂缸31在向所述油缸头室31a提供了工作油时伸长，使所述动臂13上升，并且从所述油缸杆室31b排出工作油。反之，所述动臂缸31在向所述油缸杆室31b提供了工作油时收缩，使所述动臂13降下，并且从所述油缸头室31a排出工作油。
所述动臂控制阀33是用于控制从所述动臂缸用泵23提供给所述动臂缸31的工作油的流动方向和流量的阀。所述动臂控制阀33在液压回路中设置于所述动臂缸用泵23与所述动臂缸31之间。所述动臂控制阀33具有多个切换位置。所述动臂控制阀33的切换位置根据输入至该动臂控制阀33的动臂指令(例如先导液压)进行切换。所述多个切换位置包括第一工作位置33a、第二工作位置33b和中立位置33c。
所述第一工作位置33a是升动臂位置，在该升动臂位置上，所述动臂控制阀33形成允许工作油从所述动臂缸用泵23提供给所述油缸头室31a和允许工作油从所述油缸杆室31b返回油箱T的油路。从而，所述动臂13上升即抬起。所述第二工作位置33b是降动臂位置，在该降动臂位置上，所述动臂控制阀33形成允许工作油从所述动臂缸用泵23提供给所述油缸杆室31b且允许工作油从所述油缸头室31a返回油箱T的油路。由此，所述动臂13下降。所述中立位置33c上，所述动臂控制阀33阻断从所述动臂缸用泵23提供给所述动臂缸31的工作油。
动臂操作部35接受工程机械1的操作者作出的动臂操作。所述动臂操作是用于使所述动臂缸31进行工作从而使所述动臂13上下动作的操作。所述动臂操作部35在本实施方式中是具有动臂操作构件即动臂操作杆35a和阀主体35b的动臂遥控阀。所述动臂操作部35的阀主体35b在与施加在所述动臂操作杆35a上的所述动臂操作相对应的指令(例如先导液压)输入至所述动臂控制阀33时，改变该动臂控制阀33的所述切换位置。
所述合流阀37是在允许工作油从所述主泵21提供给所述动臂缸31的状态和阻止工作油从所述主泵21提供给所述动臂缸31的状态之间进行切换的阀。所述合流阀37设置在所述主泵21与所述动臂缸31的所述油缸头室31a之间。具体而言，所述合流阀37设置于合流油路38的中途，该合流油路38从所述主泵21延伸至连接所述动臂控制阀33和所述油缸头室31a的油路。所述合流阀37具有多个切换位置，该多个切换位置包括连通位置37a和阻断位置37b。所述动臂缸合流阀37在所述连通位置37a上开通所述合流油路38，以允许工作油从所述主泵21提供给所述油缸头室31a。所述合流阀37在所述阻断位置37b上阻断所述合流油路38，以阻止工作油从所述主泵21提供给所述油缸头室31a。所述合流阀37的切换位置根据输入至该合流阀37的合流指令进行切换。该合流指令例如是先导液压，本实施方式中，是所述动臂驱动指令中用于使所述动臂13上升的升动臂指令(升动臂先导压)。
所述回转控制部40使所述上部回转体11回转且控制其回转。所述回转控制部40具备回转马达41、调节器42、回转控制阀43和回转操作部45。
回转马达41是可变容量型的液压马达。回转马达41使回转体11相对于下部行走体(未图示)回转。回转马达41经由减速箱(未图示)使回转体11回转。回转马达41从所述主泵21接受工作油的供应而行工作以使所述回转体11回转。在下文的记载中，将回转马达41的容量记为“回转马达容量Cm”。回转马达41具有第一端口41a和第二端口41b。回转马达41在向所述第一端口41a提供了工作油时向右旋转，使所述回转体11向右回转，并从所述第二端口41b排出工作油。反之，回转马达41在向所述第二端口41b提供了工作油时向左旋转，使所述回转体11向左旋转，并且从第一端口41a排出工作油。
所述调节器42与所述回转马达41相连，以控制所述回转马达容量Cm。所述调节器42从所述控制器70接收到容量指令信号的输入时进行工作，以将所述回转马达容量Cm调节至与该容量指令信号相对应的容量。
所述回转控制阀43是用于控制从所述主泵21提供给所述回转马达41的工作油的流动方向和流量的阀。所述回转控制阀43设置在所述主泵21与所述回转马达41之间。所述回转控制阀43具有多个切换位置。回转控制阀43的切换位置根据输入至该回转控制阀43的回转指令(例如先导液压)进行切换。所述多个切换位置包括右回转位置的第一工作位置43a、左回转位置的第二工作位置43b和中立位置43c。
所述回转控制阀43在所述第一工作位置43a和所述第二工作位置43b上分别形成允许工作油从所述主泵21提供给所述回转马达41的油路。具体而言，所述回转控制阀43在所述第一工作位置43a上形成允许工作油从所述主泵21提供给所述回转马达41的第一端口41a且允许工作油从第二端口41b返回油箱T的油路。从而，所述回转马达41向右旋转，使得操作人员看到回转体11向右回转。反之，所述回转控制阀43在所述第二工作位置43b上形成允许工作油从所述主泵21提供给所述第二端口41b且允许工作油从所述第一端口41a返回油箱T的油路。从而，所述回转马达41向左旋转，使得操作人员看到回转体11向左回转。所述回转控制阀43在所述中立位置43c上阻断从所述主泵21到所述回转马达41的油路，从而阻止工作油提供给给该回转马达。
所述回转操作部45接受工程机械1的操作者作出的回转操作。所述回转操作是用于使所述回转马达41进行工作从而使所述回转体11回转的操作。所述回转操作部45在本实施方式中是具有操作构件即回转操作杆45a和阀主体45b的回转遥控阀。所述回转操作部45的阀主体45b在与施加在所述回转操作杆45a上的所述回转操作相对应的指令(例如先导液压)输入至所述回转控制阀43时，改变该回转控制阀43的所述切换位置。
所述多个传感器包括回转速度传感器61、泵压传感器62、动臂操作传感器63和回转操作传感器64。
所述回转速度传感器61检测所述回转体11相对于未图示的所述下部行走体的回转速度(例如角速度)，并生成与之对应的电信号即回转速度检测信号。在下文中，将所述回转体11相对于所述下部行走体的旋转速度记为“回转速度Vs”。所述回转速度传感器61可以直接检测所述回转速度Vs，也可以间接检测。图1所示的回转速度传感器61直接检测所述回转马达41的旋转速度Vm，并基于该旋转速度Vm来确定所述回转体11的回转速度Vs。
所述泵压传感器62检测主泵21的排出压力也就是该主泵21排出的工作油的压力即泵压P1，并生成与之对应的电信号即泵压检测信号。
所述动臂操作传感器63检测为了使所述动臂13进行工作而施加在所述动臂操作杆35a上的所述动臂操作。因此，该动臂操作传感器63检测所述动臂操作杆35a上有没有被施加所述动臂操作。本实施方式所涉及的动臂操作传感器63检测所述动臂操作中用于使所述动臂13上升的动臂上升操作。具体而言，本实施方式所涉及的动臂操作传感器63检测从所述动臂操作部35输入到所述动臂控制阀33的先导液压即动臂上升先导压，并生成与之对应的电信号即动臂操作检测信号。或者，动臂操作传感器63也可以是检测所述动臂操作杆35a的杆角度的电位计等。
所述回转操作传感器64检测为了使所述回转体11回转而施加在所述回转操作杆45a上的所述回转操作。因此，该回转操作传感器64检测回转操作部45上有没有被施加所述回转操作。本实施方式所涉及的回转操作传感器64检测从所述回转操作部45输入到所述回转控制阀43的先导液压即回转先导压，并生成与之对应的电信号即动臂操作检测信号。或者，所述回转操作传感器64也可以是检测所述回转操作杆45a的杆角度的电位计等。
所述控制器70进行信号的输入输出、判定和计算等运算、以及信息的存储等。所述控制器70通过向所述调节器42输入容量指令信号来控制所述回转马达容量Cm。控制器70接受由所述多个传感器分别生成的检测信号的输入。控制器70也可以向所述动臂合流阀37输入用于改变切换位置的合流指令来代替所述升动臂先导压。控制器70计算动臂缸31和回转马达41进行工作所需的工作油的流量，并基于此控制所述主泵21和动臂缸用泵23的排出流量。
与所述回转体11的回转相关的所述液压系统2的动作如下所述。所述回转操作部45向回转控制阀43输入与操作者在回转操作杆45a上施加的回转操作相对应的回转指令即回转先导压。回转控制阀43根据所输入的回转指令，切换到第一工作位置43a或第二工作位置43b。从而，所述主泵21排出的工作油通过所述回转控制阀43流入所述回转马达41，该回转马达41旋转从而使回转体11相对于下部行走体回转。
与所述动臂13的上下动作相关的所述液压系统2的动作如下所述。所述动臂操作部35向动臂控制阀33输入与操作者在动臂操作杆35a上施加的动臂操作相对应的动臂指令即先导液压也就是动臂先导压。动臂控制阀33根据所输入的所述动臂指令，切换到第一工作位置33a或第二工作位置33b。从而，动臂缸用泵23排出的工作油通过所述动臂控制阀33流入动臂缸31，该动臂缸31伸缩从而使动臂13相对于回转体11上下动作。
在使动臂13降下时，所述合流阀37不被输入先导压，从而该合流阀37被保持在阻断位置37b上。与此相对地，在使动臂13上升时，合流阀37被输入升动臂先导压，该合流阀37切换到连通位置37a，允许动臂缸用泵23和主泵21双方向动臂缸31提供工作油。从而，与主泵21没有向动臂缸31提供工作油的情况相比，提供给动臂缸31的工作油的流量增大，动臂缸31的工作(伸长)速度变快。
在所述回转操作和所述升动臂操作分别同时施加在所述回转操作杆45a和所述动臂操作杆35a上的同时操作的情况下，基本上在回转体11旋转的同时动臂13上升。此时，主泵21同时向动臂缸31和回转马达41并行地提供工作油。即，通过并排的回路提供工作油。因此，在同时操作的情况下，主泵21排出的工作油的流量恰当地分配给动臂缸31和回转马达41十分重要。
图2表示了控制回转马达容量Cm时所述控制器70所进行的运算控制动作。下面，参照图1说明上述液压系统20的各构成要素，参照图2说明所述运算控制动作的各个步骤。
所述控制器70进行图3所示的低速区间大容量控制。该低速区间大容量控制是使检测出的回转速度Vs在低速区间V1内时的回转马达容量Cm大于该回转速度Vs在高速区间V2内时的回转马达容量Cm这样的回转马达容量Cm控制。所述低速区间V1是所述回转速度Vs由所述控制器70预先设定的速度区间，是该回转速度Vs在预先设定的容量减小最小速度Vmin以下的区间。所述高速区间V2也是所述回转速度Vs由所述控制器70预先设定的速度区间，是比所述容量减小最小速度Vmin要快的区间。
所述低速区间大容量控制在回转马达41和动臂缸31同时工作时即所述同时操作的情况下进行。低速区间大容量控制也可以在同时操作的情况以外进行。
所述控制器70也进行图3和图4所示的高压时小容量控制。高压时小容量控制是泵压P1越高而回转马达容量Cm越小的控制。高压时小容量控制在回转速度Vs处于低速区间V1内时进行。高压时小容量控制也可以在回转速度Vs处于低速区间V1内或所述高速区间V2中的第二高速区间V2b内时进行。所述高速区间V2包括所述第二高速区间V2b和更高速的第一高速区间V2a。
如图2所示，所述控制器70首先判定用于使所述回转体11回转的回转操作和用于使所述动臂13上升的升动臂操作是否同时施加在各操作杆45a、35a上(即是否在进行同时操作)(步骤S11)。具体而言，所述控制器70判定是否所述回转操作传感器64检测出回转操作部45上施加了所述回转操作且动臂操作传感器63检测出所述动臂操作部35上施加了所述升动臂操作。
在没有进行同时操作的情况下(步骤S11：否)，控制器70将回转马达容量Cm定为图3所示的规定容量C2(通常的容量)。该规定容量C2例如为固定值，与回转速度Vs无关。例如，在对回转体11的回转(回转马达41的旋转)进行了制动的情况下，回转马达容量Cm被设定为所述规定容量C2。
在进行同时操作的情况下(步骤S11：是)，控制器70判定回转速度Vs是否在低速区间V1内。具体而言，该控制器70判定所述回转速度传感器61检测出的所述回转速度Vs是否在预先设定的容量减小最小速度Vmin以下(步骤S21)。回转速度Vs在低速区间V1内的情况下(步骤S21：是)，控制器70将回转马达容量Cm设定为规定容量C3(步骤S22)。该容量C3大于所述规定容量C2。所述回转速度Vs不在所述低速区间V1内的情况下，即在高速区间V2内的情况下(步骤S21：否)，控制器70将所述回转马达容量Cm设定为小于所述容量C3的值即从容量C3减去后的值(步骤S23)。
所述控制器70基于所述泵压传感器62检测出的泵压P1，对所述步骤S22或所述步骤S23中计算出的回转马达容量Cm进行校正(步骤S31)。具体而言，控制器70进行所述泵压P1越高所述回转马达容量Cm越小的校正(高压时小容量控制)。换言之，所述控制器70在所述泵压P1越高的情况下，从所述步骤S22或S23中设定的值减去得越多来校正所述回转马达容量Cm，并在所述泵压P1达到一定值以下的情况下不进行校正。
为了基于所述回转速度Vs来控制所述回转马达容量Cm，所述控制器70也可以预先存储例如用于从所述回转速度Vs计算出回转马达容量Cm的关系式等。或者，也可以预先存储图3～图5所示的控制图表M1～M3。该控制图表M1～M3规定回转速度Vs与回转马达容量Cm的关系。该图表M1～M3中，回转速度Vs设有多个区间(速度区间)，该多个速度区间包括所述低速区间V1和所述高速区间V2。
所述低速区间V1是所述多个速度区间中速度最低的区间。该低速区间V1也可以包括回转速度Vs为零的状态(回转体1停止的状态)。回转速度Vs在低速区间V1内时，控制器70将回转马达容量Cm设定为所述容量C3。该容量C3可以是回转马达41所能取的容量中最大的容量(马达最大容量)，也可以是比马达最大容量要小的容量。例如，可以是近乎最大容量。该容量C3大于所述规定容量C2。回转速度Vs在所述低速区间V1内时的所述回转马达容量Cm在图3所示的例子中被设定为固定的容量C3，但磁式的回转马达容量Cm不一定要固定。图3所示的所述容量减小最小速度Vmin是高速区间V2内的最小速度，换言之是低速区间V1内的最大速度。
所述高速区间V2是回转速度Vs比所述低速区间V1要高的区间，是所述回转马达容量Cm进行减小的容量减小区间。所述控制器70将回转速度Vs在高速区间V2内时的回转马达容量Cm设定为小于回转速度Vs在低速区间V1内时的回转马达容量Cm(容量C3)。
所述高速区间V2包括所述第一高速区间V2a和所述第二高速区间V2b。所述第一高速区间V2a是所述多个速度区间中速度最高的区间。第一高速区间V2a也可以包括所能想到的回转速度Vs中最高的回转速度Vmax。控制器70在回转速度Vs处于所述第一高速区间V2a内时，将所述回转马达容量Cm设定容量C1。该容量C1小于所述规定容量C2。该容量C1也可以等于该规定容量C2。容量C1可以是例如回转马达41所能取的容量中最小的容量。所述回转速度Vs在所述第一高速区间V2a内时的回转马达容量Cm不一定要固定。
所述第二高速区间V2b是所述低速区间V1和所述第一高速区间V2a之间的速度区间(中速区间)。控制器70在所述回转速度Vs处于所述第二高速区间V2b内时，将所述回转马达容量Cm设定在小于所述容量C3且在所述容量C1以上的范围内。图3所示的例子中，控制器70在所示回转速度Vs处于所述第二高速区间V2b内时，使所述回转马达容量Cm随着该回转速度Vs变大而连续(逐渐)变小。第二高速区间V2b中的所述回转马达容量Cm也可以设定为随着所述回转速度Vs变大而分一个或多个阶梯地阶梯式变小的值。例如，在低速区间V1与高速区间V2，回转马达容量Cm可以只分两个阶梯(例如容量C1、容量C3)切换。所述高速区间V2不一定要分为所述所述第一高速区间V2a和所述第二高速区间V2b。
所述控制图表M1～M3的内容、具体是表示所述回转速度Vs与所述回转马达容量Cm的关系的曲线图形状可以有多种设定。例如，第二高速区间V2b中表示回转速度Vs与回转马达容量Cm的关系的曲线图形状在图3～图5所示的例子中呈直线状，也可以是折线状、曲线状、阶梯状、或它们的组合形状。
如上所述，所述控制器70在所述低速区间V1内，基于所述泵压P1来变更所述回转马达容量Cm，也可以在高速区间V2内基于泵压P1来变更回转马达容量Cm。图4和图5所示的控制图表M2、M3在低速区间V1和第二高速区间V2b中具有回转马达容量Cm根据泵压P1变化的特征。
根据图4所示的控制图表M2，在回转速度Vs处于低速区间V1内时，所述泵压P1越高，所述回转马达容量Cm被设定为越小的容量。例如，在泵压P1为规定压力以下时的回转马达容量Cm是容量C3a。在所述低速区间V1，当所述泵压P1超过规定压力时，回转马达容量Cm随着泵压P1变大而被设定为小容量(参照容量C3b、容量C3c、容量C3d)。回转速度Vs在低速区间V1内时的回转马达容量Cm可以设定成随着泵压P1变大而阶梯式地变小的值，也可以设定成连续(无阶梯式)变小的值(在第二高速区间V2b内时也一样)。
所述回转速度Vs在所述第二高速区间V2b内时的回转马达容量Cm被设定为泵压P1越高则越小。在图4所示的例子中，泵压P1越高，表示回转速度Vs与回转马达容量Cm之间的关系的曲线图的倾斜度设定成越平缓(即斜率的绝对值变小)。或者，可以如图5所示的控制图表M3那样，设定成泵压P1越高，第二高速区间V2b内的回转马达容量Cm的上限就越小的特性。例如，第二高速区间V2b内的回转马达容量Cm的上限可以等于低速区间V1内的回转马达容量Cm(参照图5的容量C3a～容量C3d)，也可以小于低速区间V1内的回转马达容量Cm。
进行所述高压时小容量控制的理由如下所述。泵压P1的变化有可能导致动臂缸31和回转马达41的行为的平衡发生变化。例如，当动臂13上施加的负荷变大时，动臂缸31的油缸头室31a的压力即保持压变大，实质上等于该保持压的泵压P1也变大。另外，当动臂13上施加的负荷变大时，动臂缸31的伸长速度也容易变慢。另一方面，当泵压P1变大时，提供给回转马达41的工作油的压力即相当于回转驱动压的压力变大，从而回转马达41的转矩变大，回转体11容易加速。像这样，泵压P1变大时，升动臂的速度容易变慢，回转体11容易加速。像这样，泵压P1的变化会伴随着动臂缸31和回转马达41中的一方速度上升和另一方速度下降(伴随着行为的平衡的变化)。其结果是，所述回转操作和所述升动臂操作同时施加的同时操作的情况下的作业所耗费的时间可能变长。
这里，所述回转马达41的转矩与提供给该回转马达41的工作油的压力即与所述泵压大致等同的压力和流量之积成正比，因此在泵压P1较大的情况下，即使降低回转马达容量Cm也能确保回转体11加速所需的转矩。因此，通过进行所述高压时小容量控制即泵压P1越高回转马达容量Cm越小的控制，能够抑制从主泵21提供给回转马达41的工作油的流量，并且能够增加从主泵21提供给动臂缸31的工作油的流量，从而加快动臂缸31的工作(伸长)速度。例如通过根据泵压P1改变回转马达容量Cm，使得即使该泵压P1发生变化，回转马达41的转矩也保持固定，从而能够确保回转体11的回转动作和动臂13的升动臂动作之间的行为的平衡。由此，使得所述回转操作和所述升动臂操作同时施加的所述同时操作的情况下的作业所耗费的时间能够缩短。
图6和图7表示所述同时操作的情况下动臂缸31和回转马达41等的行为。图6和图7表示了本实施方式与“例1”的对比。“例1”是同时操作的情况下回转马达容量Cm与回转速度Vs无关而保持在固定容量C2(参照图3)的例子。图6是表示从主泵21提供给动臂缸31的工作油的流量即动臂流量和从主泵21提供给回转马达41的工作油的流量即回转流量的分配行为(时间变化)的曲线图。图7是表示回转体11的回转角度和动臂缸31的长度(行程量)的行为(时间变化)的曲线图。图7中，时刻t0时的回转体11的回转角度和动臂缸31的长度分别为0。图6表示了所述实施方式和所述例1中所述动臂流量和所述回转流量的相对大小，图7表示了所述实施方式和所述例1中所述回转角度和动臂缸31的长度的相对大小。
如图6所示，在回转马达41的加速初期(回转体11回转初期)，本实施方式的回转流量多于例1的回转流量(参照时刻t0～t1)。从而，本实施方式的回转马达41的转矩大于例1的转矩。其结果是，如图7所示，本实施方式的回转角度比例1更快达到规定(期望)的角度At，从而能够缩短回转所需的时间。这里如图6所示，在回转体11的加速初期，本实施方式的动臂流量少于例1的动臂流量。因此，如图7所示，在回转体11的加速初期，本实施方式的动臂缸31比例1的要短。
如图6所示，控制器70进行随着回转速度Vs上升使回转马达容量Cm变小的控制(参照图3)，从而减少回转流量。之后，本实施方式的回转流量少于例1的回转流量(参照时刻t1～t2)。而本实施方式的动臂流量多于例1的动臂流量。从而，本实施方式的动臂13的伸长速度快于例1的伸长速度。
如图7所示，本实施方式的回转体11比例1更快达到规定的角度At。从而，本实施方式能够在比例1更早的时刻(提前的时刻)结束回转操作，能够在比例1更早的时刻结束从主泵21向回转马达41提供工作油(参照时刻t2～t3)。从而，主泵21排出的工作油的流量中提供给了回转马达41的流量能够在更早的时刻提供给动臂缸31。由此，本实施方式中，动臂缸31能比例1更快地达到规定(期望)的长度，能够缩短所述同时操作的情况下的作业时间。例如在使用所述同时操作的作业进行多次(反复进行)的情况下，通过缩短使用同时操作的一次作业的时间(周期时间)，进而能够缩短多次作业的时间。
图7所示的例子中，在时刻t2，回转操作结束之后，回转体11在惯性作用下旋转，在图6所示的例子中，回转操作结束之后继续进行升动臂操作，但回转操作结束的时刻以及升动臂操作结束的时刻随着作业内容和状况的不同而不同。因此，上述两个时刻可以是同一时刻，也可以是例如几乎相同的时刻等。
在以上说明的实施方式中，控制器70如图3所示地设定回转速度的速度区间即低速区间V1和高速区间V2，控制器进行低速区间大容量控制，即回转速度Vs在低速区间V1内时的回转马达容量Cm大于回转速度Vs在高速区间V2内时的回转马达容量Cm这样的回转马达容量Cm控制。该低速区间大容量控制能够提高图1所示的回转马达41的加速性能、例如该回转马达41从停止的状态开始加速时(回转启动时)的加速性能。
另外，所述控制器70如图所示地将回转速度Vs在高速区间V2内时的回转马达容量Cm设定为小于回转速度Vs在低速区间V1内时的回转马达容量Cm，从而能够抑制回转流量即提供给图1所示的回转马达41的工作油的流量增大。
所述实施方式所涉及的液压系统20还包括回转马达41以外的其它液压致动器，该液压致动器是与所述回转马达41并行地从主泵21接受工作油的供应而进行工作的供应对象液压致动器即动臂缸31，因此，当所述主泵21排出的工作油提供给回转马达41和动臂缸31双方时，从主泵21提供给动臂缸31的工作油的流量有可能不足从而导致动臂缸31的工作变慢，但该实施方式的控制器70在所述回转马达41和所述动臂缸31同时工作时进行低速区间大容量控制，从而能够抑制所述动臂缸31的工作速度变慢。具体而言，当回转速度Vs在高速区间V2内时，所述动臂流量即从图1所示的主泵21提供给动臂缸31的工作油的流量增加，从而能够加快所述动臂缸31的工作。
通常，所述动臂缸31与该动臂缸31以外的致动器(例如斗杆致动器或铲斗致动器)相比，工程机械1进行作业时工作的量(做功量、移动量等)更多。从而，与回转马达41一同从主泵1接受工作油供应的所述供应对象液压致动器为所述动臂缸31时，在所述控制器70的控制下提高工程机械1的作业性能的效果更加显著。
例如，动臂缸31的工作量多于使斗杆相对于动臂13旋转的斗杆缸的工作量，并多于使铲斗相对于斗杆旋转的铲斗缸的工作量。从而，在所述供应对象液压致动器为所述动臂缸31的情况下，比该供应对象液压致动器是斗杆致动器或铲斗致动器的情况更能提高工程机械1的作业性能。
所述实施方式的液压系统20还包括检测所述主泵21的排出压力即泵压P1的泵压传感器62，所述控制器70如图4所示地进行所述泵压P1越高则回转马达容量Cm越小的控制，从而既能确保回转马达41的加速性能，又能加速动臂缸31的工作。具体而言，所述回转马达41的转矩同泵压P1和图3所示的回转马达容量Cm之积成正比，因此，即使回转马达容量Cm随着泵压P1的上升而变小，也容易确保回转马达41的加速性能。因而，通过泵压P1越高，回转流量即从主泵21提供给回转马达41的工作油的流量越少，动臂流量即从主泵21提供给动臂缸31的工作油的流量越多，从而既能确保回转马达41的加速性能，又能使动臂缸31的工作加速。
本发明并不限于上述实施方式，也可以对该实施方式进行各种变形。
例如，图1所示的回路的连接、工程机械1中包含的构成要素的数量、图2所示的流程图中的步骤的顺序、图3～图5所示的控制图表M1～M3(曲线图)的形状中的一部分或全部都可以变更。
所述动臂缸用泵23和所述合流阀37并不是必需的。例如，可以仅从主泵21向动臂缸31提供工作油。另外，本发明所涉及的液压泵的个数并无限定。
图4所示的基于泵压P1对回转马达容量Cm的校正可以省略。
与回转马达一同从共同的液压泵接受工作油供应的“供应对象致动器”不限于所述动臂缸31，也可以是例如斗杆缸或铲斗缸。或者，也可以是液压缸以外的液压致动器，例如液压马达。
如上文所述，本发明提供一种设置在具备回转体的工程机械中的液压系统，既能提高回转马达的加速性能，又能抑制提供给该回转马达的工作油的流量增大。该液压系统是具备回转体的工程机械的液压系统，包括：液压泵，排出工作油；可变容量型回转马达，以接受来自所述液压泵的工作油的供应从而使所述回转体回转的方式进行工作；回转速度传感器，检测所述回转体的回转速度；以及控制器，控制作为所述回转马达的容量的回转马达容量。在所述控制器中设定有回转速度在一定值以下的低速区间和回转速度高于所述低速区间的高速区间来作为有关回转速度的区间的速度区间。所述控制器进行低速区间大容量控制，以所述回转速度传感器检测出的所述回转速度在所述低速区间时的所述回转马达容量大于所述回转速度在所述高速区间时的所述回转马达容量的方式来控制所述回转马达容量。该低速区间大容量控制能够通过在低速区间相对地增大回转马达容量来提高回转加速性能，并且通过在高速区间相对地减小回转马达容量来抑制提供给所述回转马达的工作油的流量增大。
所述液压系统还可以包括：供应对象液压致动器，是所述回转马达以外的液压致动器，与所述回转马达并行地接受来自所述液压泵的工作油的供应而进行工作。在该情况下，较为理想的是，所述控制器在所述回转马达和所述供应对象液压致动器同时工作时进行所述低速区间大容量控制。由此，能够抑制在所述回转马达和所述供应对象液压致动器同时工作时的所述供应对象液压致动器的工作速度变慢。
较为理想的是，所述供应对象液压致动器是所述工程机械中使动臂能够相对于所述回转体上下动作的动臂缸。由此，能够使所述低速区间大容量控制的作业性能的效果更加显著。
较为理想的是，所述液压系统还包括：泵压传感器，检测所述液压泵的排出压力即泵压，其中，所述控制器控制所述回转马达容量，使得所述泵压越高所述回转马达容量越小。通过像这样的低速区间大容量控制，既能确保回转马达的加速性能，又能使供应对象液压致动器的工作加速。

Claims (4)

1.一种液压系统，是具备下部行走体、相对于所述下部行走体能够回转地配置在该下部行走体上的上部回转体的工程机械的液压系统，其特征在于包括：
液压泵，排出工作油；
可变容量型回转马达，以接受来自所述液压泵的工作油的供应从而使所述上部回转体回转的方式进行工作；
回转速度传感器，检测所述上部回转体的回转速度；以及
控制器，控制作为所述回转马达的容量的回转马达容量，其中，
在所述控制器中设定有回转速度在一定值以下的低速区间和回转速度高于所述低速区间的高速区间来作为有关回转速度的区间的速度区间；
所述控制器进行低速区间大容量控制，以所述回转速度传感器检测出的所述回转速度在所述低速区间时的所述回转马达容量大于所述回转速度在所述高速区间时的所述回转马达容量的方式来控制所述回转马达容量，
所述高速区间具有作为最高速的区间的第一高速区间、及为作为所述低速区间与所述第一高速区间之间的速度区间的第二高速区间，
所述控制器在所述回转速度处于所述第一高速区间时将所述回转马达容量设定为第一容量，在所述回转速度处于所述低速区间时将所述回转马达容量设定为第二容量，
前述回转速度处于所述第二高速区间时在所述第一容量以上且小于所述第二容量的范围内以随着所述回转速度变大而所述回转马达容量减小的方式设定所述回转马达容量。
2.如权利要求1所述的液压系统，其特征在于还包括：
供应对象液压致动器，是所述回转马达以外的液压致动器，与所述回转马达并行地接受来自所述液压泵的工作油的供应而进行工作，其中，
所述控制器在所述回转马达和所述供应对象液压致动器同时工作时进行所述低速区间大容量控制。
3.如权利要求2所述的液压系统，其特征在于：
所述供应对象液压致动器是所述工程机械中使动臂能够相对于所述上部回转体上下动作的动臂缸。
4.如权利要求2或3所述的液压系统，其特征在于还包括：
泵压传感器，检测所述液压泵的排出压力即泵压，其中，
所述控制器控制所述回转马达容量，使得所述泵压越高所述回转马达容量越小。
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