CN112424483B - 工程机械 - Google Patents

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CN112424483B CN201980047877.7A CN201980047877A CN112424483B CN 112424483 B CN112424483 B CN 112424483B CN 201980047877 A CN201980047877 A CN 201980047877A CN 112424483 B CN112424483 B CN 112424483B
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井村进也
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Abstract

提供一种工程机械，其能够不依赖负载条件地高精度控制从液压泵向多个液压执行机构进行的分流。控制器(100)具有出口节流阀控制部(140)，该出口节流阀控制部根据供给压力与第2入口节流压力之间的压力差来运算第2出口节流阀(65a)、(65b)的目标开口面积，或者根据所述供给压力与所述第1入口节流压力之间的压力差来运算第1出口节流阀(55a)、(55b)的目标开口面积。

Description

工程机械
技术领域
本发明涉及液压挖掘机等工程机械。
背景技术
在工程机械(例如液压挖掘机)中，使从液压泵排出的液压油流入(入口节流)液压执行机构的一个油室，并使液压油从液压执行机构的另一个油室向油箱排出(出口节流)，由此使液压执行机构工作。向液压执行机构的一个油室流入的液压油的流量(入口节流流量)例如由入口节流阀调节，从液压执行机构的另一个油室向油箱排出的液压油的流量(出口节流流量)例如由出口节流阀调节。这些阀的阀体根据操作员的杆操作和由控制器运算的液压执行机构的目标速度而移动。通常，从阀通过的流量由阀的开口面积(阀体的移动量)和阀的前后差压所定。其中，阀的前后差压根据作用于液压执行机构的负载的大小而变化。因此，操作员通过杆操作且控制器通过入口节流阀的控制信号来调节阀的开口面积，控制向液压执行机构给排的液压油的流量，即控制液压执行机构的工作速度。
另外，在从一台液压泵向多个液压执行机构供给液压油的情况下，也由各入口节流阀的开口面积和前后差压来决定各液压执行机构的入口节流流量。在分别作用于多个液压执行机构的负载的大小不同的情况下，液压油易于流向负载小的液压执行机构，由此为了向多个液压执行机构同时供给(分流)液压油，需要根据各入口节流阀的前后差压来调节各入口节流阀的开口面积。
例如，专利文献1中，设有检测控制阀的行程的行程传感器(阀位置传感器)，并且设有检测控制阀的前后的压力的压力传感器，阀控制器基于来自这些传感器的信号以及来自主控制器的信号来电子控制控制阀的开度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平6－117408号公报
发明内容
但是，在专利文献1所述的工程机械的液压回路中，担心无法通过多个液压执行机构的负载条件来正确控制各液压执行机构的工作速度。这是因为没有考虑到作用于控制阀的流体力、阀位置传感器的误差、和压力传感器的误差。
例如在分别作用于多个液压执行机构的负载大幅不同的情况下，与负载低的那个液压执行机构对应的入口节流阀的前后差压(液压泵的排出压力与液压执行机构的负载压力之间的压力差)会变大。通常，入口节流阀的前后差压变得越大，为了获得希望的入口节流流量所必要的开口面积会变得越小，与此相应地流速(单位开口面积下的流量)会变大。该结果为，作用于阀体的流体力变大，易于在入口节流阀的开口面积中产生误差。另外，由于相对于入口节流阀的开口面积变化量的、入口节流流量的变化量变大，所以流量误差相对于入口节流阀的开口面积的误差而扩大。也就是说，入口节流阀的前后差压越大，因流体力、阀位置传感器的误差而引起的流量误差也越大。
另一方面，在分别作用于多个液压执行机构的负载极其接近的情况下，各液压执行机构的入口节流压力与供给压力几乎相等，由此压力传感器的误差相对于入口节流阀的前后差压而相对变大，难以根据入口节流阀的前后差压的测量值算出希望的目标开口面积。也就是说，入口节流阀的前后差压越小，因压力传感器的误差而引起的流量误差也越大。
本发明是鉴于上述课题而做出的，其目的为，提供一种能够不依赖负载条件地高精度控制从液压泵向多个液压执行机构进行的分流的工程机械。
为了实现上述目的，本发明的工程机械具有：油箱；液压泵；具有两个给排端口的第1液压执行机构以及第2液压执行机构；设于将所述第1液压执行机构与所述液压泵连接的油路的第1入口节流阀；设于将所述第2液压执行机构与所述液压泵连通的油路的第2入口节流阀；设于将所述第1液压执行机构与所述油箱连通的油路的第1出口节流阀；设于将所述第2液压执行机构与所述油箱连通的油路的第2出口节流阀；检测作为所述第1液压执行机构的负载压力的第1入口节流压力的第1压力传感器；检测作为所述第2液压执行机构的负载压力的第2入口节流压力的第2压力传感器；检测作为所述液压泵的排出压力的供给压力的第3压力传感器；和具有入口节流阀控制部的控制器，该入口节流阀控制部根据所述供给压力与所述第1入口节流压力之间的压力差来运算所述第1入口节流阀的目标开口面积，并根据所述供给压力与所述第2入口节流压力之间的压力差来运算所述第2入口节流阀的目标开口面积，其中，所述控制器具有出口节流阀控制部，该出口节流阀控制部根据所述供给压力与所述第2入口节流压力之间的压力差来运算所述第2出口节流阀的目标开口面积，或者根据所述供给压力与所述第1入口节流压力之间的压力差来运算所述第1出口节流阀的目标开口面积。
根据上述构成的本发明，根据供给压力与第2入口节流压力之间的压力差来控制第2出口节流阀，或者通过根据供给压力与第1入口节流压力之间的压力差来控制第1出口节流阀，由此降低向第1液压执行机构以及第2液压执行机构中的任何低负载侧供给液压油的第1入口节流阀或者第2入口节流阀的前后差压。由此，不依靠第1执行机构以及第2执行机构的负载条件地，使第1入口节流阀以及第2入口节流阀的开口面积扩大，且使相对于开口面积变化量的入口节流流量的变化量变小，由此减少因对第1入口节流阀或者第2入口节流阀的阀体作用的流体力、第1入口节流阀或者第2入口节流阀的开口面积的误差而引起的入口节流流量误差。
发明效果
根据本发明，在工程机械中，能够不依赖负载条件地高精度控制从液压泵向多个液压执行机构进行的分流。
附图说明
图1是示意表示本发明的第1实施例的液压挖掘机的外观的图。
图2是图1所示的液压挖掘机上搭载的液压执行机构控制系统的概略构成图。
图3是图2所示的控制器的功能框图。
图4是图3所示的出口节流阀控制部的功能框图。
图5是表示前后差压降低开口运算部的运算中所用的前后差压降低开口图表的一例的图。
图6是表示图4所示的目标开口选择部的运算处理的流程图。
图7是本发明的第2实施例中的出口节流阀控制部的功能框图。
图8是表示图7所示的压力差保持开口运算部的运算中所用的压力差保持开口图表的一例的图。
图9是表示图7所示的目标开口选择部的运算处理的流程图。
图10是本发明的第3实施例中的控制器的功能框图。
图11是图10所示的出口节流阀控制部的功能框图。
图12是表示图11所示的目标开口选择部的运算处理的流程图。
图13是表示入口节流阀的前后差压与入口节流流量之间的关系的图。
具体实施方式
以下，作为本发明实施方式的工程机械而以液压挖掘机为例，边参照附图边进行说明。此外，各图中，对于同等的部件标注相同的附图标记，并适当省略重复的说明。
实施例1
参照图1至图6来说明本发明的第1实施例。
图1是示意表示本实施例的液压挖掘机的外观的图。
图1中，液压挖掘机600具有将沿垂直方向分别转动的多个被驱动部件(动臂11、斗杆12、铲斗(作业工具)8)连结而构成的多关节型的前作业装置(前作业机)15、构成车身的上部旋转体10以及下部行驶体9，上部旋转体10相对于下部行驶体9能够旋转地设置。
前作业装置15的动臂11的基端能够在垂直方向上转动地支承于上部旋转体10的前部，斗杆12的一端能够在垂直方向上转动地支承于动臂11的顶端，铲斗8经由铲斗连杆8a能够在垂直方向上转动地支承于斗杆12的另一端。
动臂11、斗杆12、铲斗8、上部旋转体10、以及下部行驶体9分别由作为液压执行机构的动臂液压缸5、斗杆液压缸6、铲斗液压缸7、旋转液压马达4、以及左右的行驶液压马达3b(仅图示左侧)来驱动。
在供操作员搭乘的驾驶室16内，设有输出用于操作前作业装置15的液压执行机构5～7、以及上部旋转体10的旋转液压马达4的操作信号的右操作杆装置1c以及左操作杆装置1d、和输出用于操作下部行驶体9的左右的行驶液压马达3b的操作信号的行驶用右操作杆装置1a以及行驶用左操作杆装置1b。
左右的操作杆装置1c、1d分别是作为操作信号而输出电气信号的电气式操作杆装置，具有由操作员向前后左右倾倒操作的操作杆、和生成与该操作杆的倾倒方向以及倾倒量(杆操作量)相应的电气信号的电气信号生成部。从操作杆装置1c、1d输出的电气信号经由电气配线输入至控制器100(图2所示)。本实施例中，右操作杆装置1c的操作杆的前后方向上的操作与动臂液压缸5的操作对应，该操作杆的左右方向上的操作与铲斗液压缸7的操作对应。另一方面，左操作杆装置1c的操作杆的前后方向上的操作与旋转液压马达4的操作对应，该操作杆的左右方向上的操作与斗杆液压缸6的操作对应。
动臂液压缸5、斗杆液压缸6、铲斗液压缸7、旋转液压马达4、以及左右的行驶液压马达3b的工作控制是通过由控制阀20来控制从液压泵装置2向液压执行机构3b、4～7供给的工作油的方向以及流量而进行的，该液压泵装置2由发动机和电动马达等原动机(本实施例中为发动机14)所驱动。
控制阀20由从控制器100(图2所示)输出的控制信号所驱动。基于行驶用右操作杆装置1a以及行驶用左操作杆装置1b的操作而从控制器100向控制阀20输出控制信号，由此下部行驶体9的左右的行驶液压马达3b的工作被控制。另外，基于来自操作杆装置1c、1d的操作信号而从控制器100向控制阀20输出控制信号，由此液压执行机构3b、4～7的工作被控制。动臂11通过动臂液压缸5的伸缩而相对于上部旋转体10在上下方向上转动，斗杆12通过斗杆液压缸6的伸缩而相对于动臂11在上下以及前后方向上转动，铲斗8通过铲斗液压缸7的伸缩而相对于斗杆12在上下以及前后方向上转动。
图2是液压挖掘机600上搭载的液压执行机构控制系统的概略构成图。
图2中，液压执行机构控制系统由对液压挖掘机600的工作进行控制的控制器100、和对动臂液压缸5以及斗杆液压缸6进行驱动的控制阀20构成。此外，为了简化说明，图2中仅表示控制阀20的泄放部分20a、动臂部分20b、斗杆部分20c，省略其他部分。
液压泵装置2由液压泵2a和调节器2b构成。调节器2b由控制器100驱动，调整液压泵2a的排出流量。液压泵2a的排出端口经由供给油路21与控制阀20连接。
在控制阀20的泄放部分20a、动臂部分20b、以及斗杆部分20c内，经由供给油路21从液压泵2a供给有液压油。泄放部分20a中，供给油路21向分支油路22分支，分支油路22经由泄放阀25与油箱29连接。泄放阀25由控制器100驱动，通过将供给油路21与油箱29连通，使来自液压泵2a的液压油泄放。
动臂部分20b中，供给油路21经由动臂入口节流阀53a(53b)与执行机构油路54a(54b)连接。执行机构油路54a(54b)与动臂液压缸5的缸底侧油室5a(活塞杆侧油室5b)连接。另外，执行机构油路54a(54b)经由动臂出口节流阀55a(55b)与油箱29连接。控制器100通过驱动动臂入口节流阀53a(53b)使其打开，而能够将来自液压泵2a的液压油向动臂液压缸5的缸底侧油室5a(活塞杆侧油室5b)供给。另外，控制器100通过驱动动臂出口节流阀55a(55b)使其打开，而能够将动臂液压缸5的缸底侧油室5a(活塞杆侧油室5b)的液压油向油箱29排出。此外，斗杆部分20c的构成与动臂部分20b同样，因此省略说明。
对于控制器100输入有如下信号：来自右操作杆装置1c、左操作杆装置1d的动臂操作信号、斗杆操作信号；来自供给油路21中设置的供给压力传感器28的供给压力信号；来自执行机构油路54a中设置的动臂压力传感器58a的动臂压力信号；来自执行机构油路64a中设置的斗杆压力传感器68a的斗杆压力信号；来自动臂入口节流阀53a上设置的动臂入口节流阀位置传感器59a的动臂入口节流阀位置信号；和来自斗杆入口节流阀63a上设置的斗杆入口节流阀位置传感器69a的斗杆入口节流阀位置信号，基于这些输入，驱动调节器2b、泄放阀25、动臂入口节流阀53a、53b、动臂出口节流阀55a、55b、斗杆入口节流阀63a、63b和斗杆出口节流阀65a、65b。
在此，本实施例中，为了简化说明，构成为在执行机构油路54a、64a中仅设有压力传感器58a、68a，但也可以在执行机构油路54b、64b中设置压力传感器。另外，阀位置传感器也可以在全部的泄放阀25、动臂入口节流阀53a、53b、动臂出口节流阀55a、55b、斗杆入口节流阀63a、63b、斗杆出口节流阀65a、65b上设置。
图3是控制器100的功能框图。此外图3中，为了简化说明，仅表示与从液压泵2a向动臂液压缸5、斗杆液压缸6的缸底侧油室5a、6a供给液压油的功能有关的部分，省略了有关其他功能的部分。
图3中，控制器100具有目标流量运算部110、泵控制部120、入口节流阀控制部130、出口节流阀控制部140、阀位置控制部150、和转换部161～165。
转换部161～165将来自各传感器的信号转换为物理值并输出。例如，转换部161、162、163根据为电压值的动臂压力信号、斗杆压力信号、供给压力信号，使用压力转换用图表来运算为压力值的动臂入口节流压力、斗杆入口节流压力、供给压力并输出，转换部164、165根据为负载比的动臂入口节流阀位置信号、斗杆入口节流阀位置信号，使用行程转换用图表来运算为行程值的动臂入口节流阀位置、斗杆入口节流阀位置并输出。
目标流量运算部110基于来自右操作杆装置1c、左操作杆装置1d的动臂操作信号、斗杆操作信号来运算动臂目标流量、斗杆目标流量，并向泵控制部120、入口节流阀控制部130、出口节流阀控制部140发送。例如，右操作杆装置1c越向车身的后方倾倒，则动臂目标流量越向正侧变大，右操作杆装置1c越向车身的前方倾倒，则动臂目标流量越向负侧变大，左操作杆装置1d越向车身的右方倾倒，则斗杆目标流量越向正侧变大，左操作杆装置1d越向车身的左方倾倒，则斗杆目标流量越向负侧变大。
泵控制部120基于动臂目标流量、斗杆目标流量来运算调节器控制信号和泄放阀控制信号，并分别向调节器2b和泄放阀25输出。例如，以从液压泵2a供给动臂目标流量的绝对值与斗杆目标流量的绝对值之间的合计值的方式运算调节器控制信号，并以与调节器控制信号相应地关闭泄放阀25的方式运算泄放阀控制信号。
入口节流阀控制部130基于动臂目标流量、斗杆目标流量、动臂入口节流压力、斗杆入口节流压力、供给压力来运算动臂入口节流阀目标开口面积、斗杆入口节流阀目标开口面积，并向阀位置控制部150输出。这些运算与例如专利文献1所述的运算方法相同。
出口节流阀控制部140基于动臂目标流量、斗杆目标流量、动臂入口节流压力、斗杆入口节流压力、供给压力来运算动臂出口节流阀目标开口面积、斗杆出口节流阀目标开口面积并向阀位置控制部150输出。随后详述由出口节流阀控制部140进行的运算。
阀位置控制部150基于动臂入口节流阀目标开口面积、斗杆入口节流阀目标开口面积、动臂出口节流阀目标开口面积、斗杆出口节流阀目标开口面积、动臂入口节流阀位置、斗杆入口节流阀位置来运算动臂入口节流阀控制信号、斗杆入口节流阀控制信号、动臂出口节流阀控制信号、斗杆出口节流阀控制信号并分别向动臂入口节流阀53a、斗杆入口节流阀63a、动臂出口节流阀55b、斗杆出口节流阀65b输出。例如，使用表示阀的开口面积特性的图表，以使阀位置成为与目标开口面积相应的阀位置的方式运算控制信号。另外，也可以根据与目标开口面积相应的阀位置和由阀位置传感器59a、69a取得的阀位置之间的偏差，由公知的反馈控制来修正控制信号。
图4是出口节流阀控制部140的功能框图。此外，图4中，仅表示与动臂出口节流阀目标开口面积的运算相关的部分，省略了与斗杆出口节流阀目标开口面积的运算相关的部分。此外，斗杆出口节流阀目标开口面积的运算与以下说明的动臂出口节流阀目标开口面积的运算同样地进行。
图4中，出口节流阀控制部140具有基准排出开口运算部141、溜动防止开口运算部142、前后差压降低开口运算部143、目标开口选择部144、和减法运算部145。
减法运算部145从供给压力中减去动臂入口节流压力来运算入口节流阀53a(53b)的前后差压，并向前后差压降低开口运算部143输出。
基准排出开口运算部141基于动臂目标流量来运算基准排出开口面积并向目标开口选择部144输出。例如以动臂目标流量越大则使基准排出开口面积也变得越大的方式运算。优选为，运算基准排出开口面积，使得以抑制由从动臂排出的出口节流流量所产生的压力损失为目的，而使动臂出口节流阀的开口面积与动臂目标流量相应地变大。
溜动防止开口运算部142基于动臂入口节流压力来运算溜动防止开口面积并向目标开口选择部144输出。例如，以从固定值(例如5MPa)中减去动臂入口节流压力所得的值越大，则使溜动防止开口面积越小的方式运算。通常，在液压执行机构溜动(自重下落和由外力驱动等)的情况下，入口节流压力大致为零。因此，本实施例中，优选为，与动臂入口节流压力相应地运算溜动防止开口面积，使得以防止动臂11溜动为目的，而使动臂入口节流压力保持为与零相比足够大的值。
前后差压降低开口运算部143基于入口节流前后差压来运算前后差压降低开口面积并向目标开口选择部144输出。例如，使用图5所示的前后差压降低开口图表来运算前后差压降低开口面积。如图5所示，入口节流前后差压越大(例如若为10MPa以上)，则使动臂的出口节流开口面积越小，使出口节流压力越大。出口节流压力由于作为制动而作用于动臂11，所以若出口节流压力变大，则动臂11的外表上的负载增加，入口节流前后差压减少。通过减少入口节流前后差压，能够导致用于获得动臂目标流量的动臂入口节流阀53a(53b)的开口面积变大，减少对阀体作用的流体力。另外，如图13所示，能够使相对于入口节流开口面积变化量的入口节流流量的变化量变小。由此，能够减少因对入口节流阀53a(53b)的阀体作用的流体力、阀位置传感器59a的误差而引起的入口节流流量误差。
目标开口选择部144从基准排出开口面积、溜动防止开口面积、前后差压降低开口面积中选择一个，将其作为动臂出口节流目标开口面积而向阀位置控制部150输出。
图6是表示目标开口选择部144的运算处理的流程图。
若在步骤S1401中入口节流压力为阈值PL(例如5MPa)以上，则向步骤S1402前进，若并非如此，则向步骤S1420前进。
在步骤S1420中，将溜动防止开口面积作为动臂出口节流目标开口面积而选择，并向阀位置控制部150输出。
若在步骤S1402中入口节流前后差压为阈值PH(例如10MPa)以下，则向步骤S1410前进，若并非如此，则向步骤S1430前进。在此，在仅驱动动臂液压缸5的情况下，将动臂入口节流阀53a(53b)设为全开，由液压泵2a的排出流量来调整向动臂液压缸5的供给流量。由此，动臂液压缸5的负载压力和液压泵2a的排出压力变得几乎相等，动臂入口节流阀53a(53b)的前后差压不会成为阈值PH以上。动臂入口节流阀53a(53b)的前后差压成为阈值PH以上是发生在当同时驱动动臂液压缸5和斗杆液压缸6时液压泵2a的排出压力伴随斗杆入口节流压力的上升而高于动臂入口节流压力之时。
在步骤S1430中，将前后差压降低开口面积作为动臂出口节流目标开口面积而选择，并向阀位置控制部150输出。
在步骤S1410中，将基准排出开口面积作为动臂出口节流目标开口面积而选择，并向阀位置控制部150输出。
如以上那样，在动臂入口节流压力小的情况下，溜动防止开口面积被选择作为动臂出口节流目标开口面积，由此能够防止动臂11的溜动。另外，即使在动臂入口节流压力大的情况下，由于在入口节流压力差大的情况下，前后差压降低开口面积被选择作为动臂出口节流目标开口面积，所以能够减少因对动臂入口节流阀53a(53b)的阀体作用的流体力、阀位置传感器59a的误差而引起的入口节流流量误差。另外，在动臂入口节流压力高，且入口节流前后差压小的情况下，基准排出开口面积被选择作为动臂出口节流目标开口面积，由此能够抑制由出口节流流量而产生的压力损失。
本实施例的液压挖掘机(工程机械)600具有：油箱29；液压泵2a；具有两个给排端口的动臂液压缸(第1液压执行机构)5以及斗杆液压缸(第2液压执行机构)6；设于将动臂液压缸(第1液压执行机构)5和液压泵2a连接的油路54a、54b的第1入口节流阀53a、53b；设于将斗杆液压缸(第2液压执行机构)6与液压泵2a连通的油路64a、64b的第2入口节流阀63a、63b；设于将动臂液压缸(第1液压执行机构)5与油箱29连通的油路的动臂出口节流阀(第1出口节流阀)55a、55b；设于将斗杆液压缸(第2液压执行机构)与油箱29连通的油路的斗杆出口节流阀(第2出口节流阀)65a、65b；检测作为动臂液压缸(第1液压执行机构)的负载压力的动臂入口节流压力(第1入口节流压力)的动臂压力传感器(第1压力传感器)58a；检测作为斗杆液压缸(第2液压执行机构)6的负载压力的斗杆入口节流压力(第2入口节流压力)的斗杆压力传感器(第2压力传感器)68a；检测作为液压泵2a的排出压力的供给压力的供给压力传感器(第3压力传感器)28；和具有入口节流阀控制部130的控制器100，该入口节流阀控制部130根据所述供给压力与动臂入口节流压力(第1入口节流压力)之间的压力差来运算动臂入口节流阀(第1入口节流阀)53a(53b)的目标开口面积，并根据所述供给压力与斗杆入口节流压力(第2入口节流压力)之间的压力差来运算斗杆入口节流阀(第2入口节流阀)63a(63b)的目标开口面积，控制器100具有出口节流阀控制部140，该出口节流阀控制部140根据所述供给压力与斗杆入口节流压力(第2入口节流压力)之间的压力差来运算斗杆出口节流阀(第2出口节流阀)63a(63b)的目标开口面积，或者根据所述供给压力与动臂入口节流压力(第1入口节流压力)之间的压力差来运算动臂出口节流阀(第1出口节流阀)55a(55b)的目标开口面积。
另外，本实施例中的出口节流阀控制部140随着液压泵2a的供给压力与动臂入口节流压力(第1入口节流压力)之间的压力差变大而使动臂出口节流阀(第1出口节流阀)55a(55b)的目标开口面积变小，或者随着所述供给压力与斗杆入口节流压力(第2入口节流压力)之间的压力差变大而使斗杆出口节流阀(第2出口节流阀)65a(65b)的目标开口面积变小。
另外，本实施例的液压挖掘机(工程机械)600具有：上部旋转体(车身)10；能够转动地安装于上部旋转体10的动臂11；能够转动地安装于动臂11的斗杆12；能够转动地安装于斗杆12的顶端部的铲斗8，驱动动臂11的动臂液压缸(第1液压执行机构)5；驱动斗杆12的斗杆液压缸(第2液压执行机构)6；和驱动铲斗8的铲斗液压缸(第2液压执行机构)。
根据以上那样构成的本实施例，通过根据供给压力与斗杆入口节流压力之间的压力差来控制斗杆出口节流阀65a(65b)，或者通过根据供给压力与动臂入口节流压力之间的压力差来控制动臂出口节流阀55a(55b)，而降低向动臂液压缸5以及斗杆液压缸6中的任何低负载侧供给液压油的动臂入口节流阀55a(55b)或者斗杆入口节流阀63a(63b)的前后差压。由此，不依靠动臂液压缸5以及斗杆液压缸6的负载条件地，使动臂入口节流阀55a(55b)以及斗杆入口节流阀63a(63b)的开口面积扩大，且使相对于开口面积变化量的入口节流流量的变化量变小，由此减少因对动臂入口节流阀55a(55b)或者斗杆入口节流阀63a(63b)的阀体作用的流体力、动臂入口节流阀53a(53b)或者斗杆入口节流阀63a(63b)的开口面积的误差而引起的入口节流流量误差。
此外，本实施例中，说明了在液压挖掘机600搭载有控制器100的构成，但可以为，例如将控制器100与液压挖掘机600分离配置，能够进行液压挖掘机600的远程操作。
实施例2
参照图7至图9来说明本发明的第2实施例。
本实施例降低因检测入口节流前后差压的压力传感器28、58a、68a的误差而引起的入口节流流量误差。
图7是本实施例中的出口节流阀控制部140的功能框图。以下，以与第1实施例(图4所示)的不同点为中心来说明。
图7中，出口节流阀控制部140具有基准排出开口运算部141、溜动防止开口运算部142、前后差压降低开口运算部143、和减法运算部145，还具有目标开口选择部244、压力差保持开口运算部246、和减法运算部247。
减法运算部247运算从动臂入口节流压力中减去斗杆入口节流压力所得的压力差(以下为动臂斗杆入口节流压力差)，并向压力差保持开口运算部246输出。
压力差保持开口运算部246基于动臂斗杆入口节流压力差来运算压力差保持开口面积并向目标开口选择部244输出。例如，使用图8所示的压力差保持开口图表来运算压力差保持开口面积。动臂斗杆入口节流压力差越小(例如若为2MPa以下)，则使动臂出口节流阀的开口面积越小，使动臂液压缸5的出口节流压力越大。通常，当使前作业机15空摆时，与斗杆液压缸6相比动臂液压缸5的入口节流压力较大，但是若当挖掘时挖掘反力作用于动臂11，则动臂液压缸5的入口节流压力变得比斗杆液压缸6小。当动臂液压缸5的出口节流压力高于斗杆液压缸6的出口节流压力时，抑制压力损失，由此在将泄放阀25关闭的状态下，将动臂液压缸5的入口节流阀53a(53b)设为全开，调整斗杆液压缸6的入口节流阀63a(63b)的开口面积，由此控制对动臂液压缸5供给的流量。此时，动臂液压缸5的入口节流压力与液压泵2a的供给压力几乎相等，动臂液压缸5的入口节流前后差压几乎为零。若当挖掘时挖掘反力作用于动臂11，则动臂液压缸5的入口节流压力降低，接近斗杆液压缸6的入口节流压力。此时，第1实施例中，斗杆液压缸6的入口节流前后差压为较小，由此相对地无法忽视压力传感器28、58a、68a的误差，难以高精度地控制由斗杆液压缸6侧的入口节流阀63a(63b)向动臂液压缸5供给的流量。本实施例中，基于动臂入口节流压力与斗杆入口节流压力之间的压力差(动臂斗杆入口节流压力差)来运算压力差保持开口面积，由此即使在挖掘时与斗杆液压缸6相比将动臂液压缸5的入口节流压力保持得高，也能够减少因检测入口节流前后差压的压力传感器28、58a、68a的误差而引起的入口节流流量误差。
目标开口选择部244从基准排出开口面积、溜动防止开口面积、前后差压降低开口面积、和压力差保持开口面积中选择一个，将其作为动臂出口节流目标开口面积而向阀位置控制部150输出。
图9是表示目标开口选择部244的运算处理的流程图。以下，说明与第1实施例(图6所示)的不同点。
若在步骤S1402中入口节流前后差压为阈值PH(例如10MPa)以下，并在步骤S2403中动臂斗杆入口节流压力差为阈值PL2(例如2MPa)以上，则向步骤S1410前进，若并非如此，则向步骤S2460前进。
在步骤S2460中，将压力差保持开口面积选择作为动臂出口节流目标开口面积，并向阀位置控制部150输出。
本实施例中的出口节流阀控制部140在动臂入口节流压力(第1入口节流压力)高于斗杆入口节流压力(第2入口节流压力)，且动臂入口节流压力(第1入口节流压力)与斗杆入口节流压力(第2入口节流压力)之间的压力差小于阈值(第1规定压力差)的情况下，使动臂出口节流阀(第1出口节流阀)55a(55b)的目标开口面积变小，或者在斗杆入口节流压力(第2入口节流压力)高于动臂入口节流压力(第1入口节流压力)，且斗杆入口节流压力(第2入口节流压力)与动臂入口节流压力(第1入口节流压力)之间的压力差小于阈值(第2规定压力差)的情况下，使所述第2出口节流阀的目标开口面积变小。
根据以上那样构成的本实施例，在与第1实施例同样的效果的基础上，还能够获得以下的效果。
在动臂入口节流压力高于斗杆入口节流压力，且其压力差小的情况下，压力差保持开口面积被选择作为动臂出口节流阀55a(55b)的目标开口面积，由此即使在挖掘时也能够与斗杆液压缸6相比将动臂液压缸5的入口节流压力保持得大，能够减少因检测入口节流前后差压的压力传感器28、58a、68a的误差而引起的入口节流流量误差。
实施例3
参照图10～图12来说明本发明的第3实施例。
本实施例中，以不检测入口节流前后差压的方式运算前后差压降低开口面积。
图10是本实施例中的控制器100的功能框图。以下，以与第1实施例(图3所示)的不同点为中心来说明。
图10中，控制器100具有目标流量运算部110、泵控制部120、入口节流阀控制部130、出口节流阀控制部340、阀位置控制部150、和转换部161～165。本实施例中的出口节流阀控制部340与第1实施例的出口节流阀控制部140(图3所示)的不同点在于，没有从转换部163输入供给压力，而是从入口节流阀控制部130输入动臂入口节流阀目标开口面积、和斗杆入口节流阀目标开口面积。
图11是出口节流阀控制部340的功能框图。以下，以与第1实施例(图4所示)的不同点为中心来说明。
图11中，出口节流阀控制部140具有基准排出开口运算部141、溜动防止开口运算部142、和流体力降低开口运算部343。
流体力降低开口运算部343基于动臂入口节流目标开口面积来运算流体力降低开口面积并向目标开口选择部144输出。流体力降低开口运算部343逐渐使流体力降低开口面积变小，直到例如动臂入口节流目标开口面积成为规定值(例如5mm2)以上为止。通过缩小动臂的出口节流开口面积而增加出口节流压力，能够增大动臂入口节流目标开口面积，与第1实施例同样地抑制流体力。另外，如图13所示，能够使相对于开口面积变化量的入口节流流量的变化量变小。由此，能够减少因对入口节流阀53a(53b)的阀体作用的流体力、阀位置传感器59a的误差而引起的入口节流流量误差。
图12是表示目标开口选择部344的运算处理的流程图。以下，说明与第1实施例(图6所示)的不同点。
若在步骤S3402中动臂入口节流阀目标开口面积为阈值AL(例如5mm2)以上，则向步骤S1410前进，若并非如此，则向步骤S3430前进。
在步骤S3430中，将流体力降低开口面积作为动臂出口节流目标开口面积而选择，并向阀位置控制部150输出。
本实施例中的出口节流阀控制部140在动臂入口节流阀(第1入口节流阀)53a(53b)的目标开口面积小于阈值(第1规定开口面积)AL的情况下，使动臂出口节流阀(第1出口节流阀)55a(55b)的目标开口面积变小，或者在斗杆入口节流阀(第2入口节流阀)63a(63b)的目标开口面积小于阈值(第2规定开口面积)的情况下，使斗杆出口节流阀(第2出口节流阀)65a(65b)的目标开口面积变小。
根据以上那样构成的本实施例，在动臂入口节流阀目标开口面积小的情况(斗杆入口节流压力高于动臂入口节流压力，且其压力差大的情况)下，流体力降低开口面积被选择作为动臂出口节流目标开口面积，或者在斗杆入口节流阀目标开口面积小的情况(动臂入口节流压力高于斗杆入口节流压力，且其压力差大的情况)下，流体力降低开口面积被选择作为斗杆出口节流目标开口面积，由此与第1实施例同样地，能够减少因对入口节流阀53a、53b、63a、63b的阀体作用的流体力、入口节流阀53a、53b、63a、63b的开口面积的误差而引起的入口节流流量误差。
此外，本实施例中，记载了使用入口节流目标开口面积来运算前后差压降低开口面积的例子来说明，但也可以基于阀位置传感器59a、69a的信号来运算前后差压降低开口面积。
以上，详细说明了本发明的实施方式，但本发明并不限定于上述实施方式，包含各种变形例。例如，上述实施方式中，将本发明适用于在前作业装置的顶端作为作业工具而具有铲斗的液压挖掘机，但本发明的适用对象并不限于此，也能够适用于具有铲斗以外的作业工具的液压挖掘机和液压挖掘机以外的工程机械。另外，上述实施方式为了易于理解地说明本发明而进行了详细说明，但并不限定于必须具有所说明的全部构成。
附图标记说明
1a…行驶用右操作杆装置，1b…行驶用左操作杆装置，1c…右操作杆装置，1d…左操作杆装置，2…液压泵装置，2a…液压泵，2b…调节器，3b…行驶液压马达，3b…液压执行机构，4…旋转液压马达(液压执行机构)，5…动臂液压缸(液压执行机构)，5a…缸底侧油室，5b…活塞杆侧油室，6…斗杆液压缸(液压执行机构)，7…铲斗液压缸(液压执行机构)，8…铲斗(作业工具)，8a…铲斗连杆，9…下部行驶体，10…上部旋转体(车身)，11…动臂，12…斗杆，14…发动机(原动机)，15…前作业装置，16…驾驶室，20…控制阀，20a…泄放部分，20b…动臂部分，20c…斗杆部分，21…供给油路，22…分支油路，25…泄放阀，28…供给压力传感器，29…油箱，53a、53b…动臂入口节流阀(第1入口节流阀)，54a、54b…执行机构油路，55a、55b…动臂出口节流阀(第1出口节流阀)，58a…动臂压力传感器(第1压力传感器)，59a…动臂入口节流阀位置传感器，63a、63b…斗杆入口节流阀(第2入口节流阀)，64a、64b…执行机构油路，65a、65b…斗杆出口节流阀(第2出口节流阀)，68a…斗杆压力传感器(第2压力传感器)，69a…斗杆入口节流阀位置传感器，100…控制器，110…目标流量运算部，120…泵控制部，130…入口节流阀控制部，140…出口节流阀控制部，141…基准排出开口运算部，142…溜动防止开口运算部，143…前后差压降低开口运算部，144…目标开口选择部，145…减法运算部，150…阀位置控制部，161～165…转换部，244…目标开口选择部，246…压力差保持开口运算部，247…减法运算部，343…流体力降低开口运算部，344…目标开口选择部，600…液压挖掘机(工程机械)。

Claims (4)

1.一种工程机械，其具有：
油箱；
液压泵；
具有两个给排端口的第1液压执行机构以及第2液压执行机构；
设于将所述第1液压执行机构与所述液压泵连接的油路的第1入口节流阀；
设于将所述第2液压执行机构与所述液压泵连通的油路的第2入口节流阀；
设于将所述第1液压执行机构与所述油箱连通的油路的第1出口节流阀；
设于将所述第2液压执行机构与所述油箱连通的油路的第2出口节流阀；
检测作为所述第1液压执行机构的负载压力的第1入口节流压力的第1压力传感器；
检测作为所述第2液压执行机构的负载压力的第2入口节流压力的第2压力传感器；
检测作为所述液压泵的排出压力的供给压力的第3压力传感器；和
具有入口节流阀控制部的控制器，该入口节流阀控制部根据所述供给压力与所述第1入口节流压力之间的压力差来运算所述第1入口节流阀的目标开口面积，并根据所述供给压力与所述第2入口节流压力之间的压力差来运算所述第2入口节流阀的目标开口面积，所述工程机械的特征在于，
所述控制器具有出口节流阀控制部，该出口节流阀控制部根据所述供给压力与所述第2入口节流压力之间的压力差来运算所述第2出口节流阀的目标开口面积，或者根据所述供给压力与所述第1入口节流压力之间的压力差来运算所述第1出口节流阀的目标开口面积，
所述出口节流阀控制部在所述第1入口节流压力高于所述第2入口节流压力，且所述第1入口节流压力与所述第2入口节流压力之间的压力差小于第1规定压力差的情况下，使所述第1出口节流阀的目标开口面积变小，或者在所述第2入口节流压力高于所述第1入口节流压力，且所述第2入口节流压力与所述第1入口节流压力之间的压力差小于第2规定压力差的情况下，使所述第2出口节流阀的目标开口面积变小。
2.根据权利要求1所述的工程机械，其特征在于，
所述出口节流阀控制部随着所述供给压力与所述第1入口节流压力之间的压力差变大而使所述第1出口节流阀的目标开口面积变小，或者随着所述供给压力与所述第2入口节流压力之间的压力差变大而使所述第2出口节流阀的目标开口面积变小。
3.根据权利要求1所述的工程机械，其特征在于，具有：
车身；
能够转动地安装于所述车身的动臂；
能够转动地安装于所述动臂的斗杆；和
能够转动地安装于所述斗杆的顶端部的铲斗，
所述第1液压执行机构是驱动所述动臂的动臂液压缸，
所述第2液压执行机构是驱动所述斗杆的斗杆液压缸、或者是驱动所述铲斗的铲斗液压缸。
4.根据权利要求1所述的工程机械，其特征在于，
所述出口节流阀控制部在所述第1入口节流阀的目标开口面积小于第1规定开口面积的情况下，使所述第1出口节流阀的目标开口面积变小，或者在所述第2入口节流阀的目标开口面积小于第2规定开口面积的情况下，使所述第2出口节流阀的目标开口面积变小。
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