CN1347818A - 工作车辆的速度控制装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种工作车辆的速度控制装置和方法,它能将工作机的工作速度和车辆的移动速度降低至与所需的速度范围,以便在起重操作时、根据预定的起重模式、与工作内容和工作条件的变化对应,从而改善工作效率。控制器(15)设定一任意的泵吸收转矩曲线。当操作者调节速度时,旋转斜盘自动地控制至与沿着任意的泵吸收转矩曲线的起重机工作速度对应的泵吸收转矩。在当前的起重模式中的工作机致动器(3,4)的工作速度、移动马达(5)的驱动速度等在泵排放量的上限值和下限值之间的泵吸收转矩范围内扩大,与此同时,它可使悬挂载荷的上升速度和下降速度基本一致。

Description

工作车辆的速度控制装置及其控制方法

本发明的技术背景

本发明的技术领域

本发明涉及工作车辆、诸如用于建筑、土木工程等带有起重功能的车辆的速度控制装置，以及它们的速度控制方法。具体地说，它涉及工作车辆的速度控制装置及其速度控制方法，该速度控制装置在起重模式下、在预定的速度范围内可调节工作机的工作速度和车辆的移动速度。

相关技术的介绍

在用于各种类型的建筑、土木工程等的工作车辆上设有工作机，该工作机包括安装在一底盘上的、从而可环绕着一垂直轴线自由地转动的一旋转框架，以及安装在旋转框架上的一主吊杆、一操纵吊杆、一铲斗和一悬吊钩等。由一变量输送泵提供的输出压力油提供给主吊杆汽缸、操纵吊杆汽缸、铲斗汽缸、旋转马达、移动马达等，由此，工作车辆驱动或移动各工作机。

例如，日本专利第2863599号公布了一种安装有这种致动器的工作车辆的一个例子。在公开文件里介绍的一种液压工作机上设有一设定发动机速度的致动器操纵杆；一检测致动器操纵杆的操作量、以便响应操作量输出一发动机速度指令信号的发动机速度指令输送装置；用来提高和降低发动机速度的发动机速度设定装置；用来增加和减少变量输送泵的泵流量的流量调节装置；设定在泵的输出侧的最大操作压力的安全阀；以及设定通向工作机的致动器的压力油的最大压力的安全压力设定装置。

此外，液压工作机上还设有工作模式选择装置，它预先存储各种类型的工作模式，诸如使致动器以高速工作的工作模式，执行精确工作等的工作模式，除了正常工作所需要的致动器的用力和工作速度结合以外，还为了自由地选择工作模式。

当操作者按照工作内容和被执行的工作条件通过工作模式选择装置选择所需要的一种工作模式时，工作模式选择装置至少选出最大的发动机速度、泵的最大输出流量和通向工作机致动器的压力油的最大压力中的至少一种，它们是预先存储在各选择的工作模式里的，并作为工作模式指令信号输出给一控制器。

控制器接受来自工作模式选择装置的工作模式指令信号和来自发动机速度指令输送装置的发动机速度指令信号，并适当地选择在工作模式指令信号和发动机速度指令信号之间的发动机速度，从而输出指令信号给发动机速度设定装置。与此同时，控制器根据工作模式指令信号输出指令信号给泵流量条件装置，并输出指令信号给安全阀和安全压力设定装置。

在上述方式里，控制器输出指令信号给流量调节装置和发动机速度设定装置，这样，根据来自控制器的指令信号输出操作的致动器的工作速度既不太快也不太慢，由此控制变量输送泵的输出油量。与此同时，控制器输出指令信号给安全阀和安全压力设定装置，这样，致动器的工作力既不太大也不太小，由此控制流入致动器的压力油的压力。

按照这种传统的液压工作车辆，流入致动器的压力油的流量和最大压力通过发动机速度设定装置、流量调节装置、安全压力设定装置等被自动限定。因此，可获得对于选定的工作模式的工作内容和工作条件最适宜的工作速度和用力。

另一方面，在这种工作车辆里，在正常挖掘操作、倾卸操作时的主吊杆汽缸和操纵吊杆汽缸的工作速度是这样设定的，例如，使主吊杆和操作吊杆上升时的速度是使它们下降时的速度的30％。它甚至可能以相同的方式提供给具有起重功能的液压工作车辆，其中，一悬吊钩安装在一正常的工作车辆的操纵吊杆的前端部分上。即使在它被转换至起重模式，悬吊钩的外周部分的上升速度与其下降速度相比显著延迟。

在上述专利公开文件中公开的液压工作机响应各种类型的驱动和操作条件执行较佳的工作模式，并将它们存储在工作模式选择装置里。然而，这些工作模式是由操作者本人根据其自己对环境条件的感觉和判断在开始操作前当即选择的，即使在工作内容和工作条件已经改变的时候。例如，在一种条件下，各种环境、诸如天气的变化、工作范围的变化、有或没有障碍等发生，设定的工作模式的操作不总是与实际操作的工作环境一致。

控制器只是响应设定的工作模式输出指令信号给发动机、变量输送泵、安全阀等。这样，一旦设定某种模式，就不可能改变在该工作模式中的工作机的设定的工作速度和设定的工作用力，即使在执行的工作内容或工作条件已经发生变化的时候。因此，在预定的工作模式与实际的工作条件不一致的情况下，或在它不是可能对应于操作者技能的模式的情况下，操作必须在工作模式范围内进行。因此，工作效率等可能降低。

特别是，在具有起重功能的工作车辆里，即使当其转换到起重工作模式，操作也是在悬吊钩的外周的下降速度与其上升速度互相显著不同的情况下进行的，如同在上面提到的正常挖掘时间的相同方式。因此，在驾驶室里操作起重机的操作者不可能使用速度差异，他/她几乎不可能预期悬挂载荷的上升操作及其下降操作之间的转换时间，从而将降低工作效率。

本发明的简要说明

本发明是为了解决这些传统的问题而设计的。本发明的一个目的是提供一种工作车辆的速度控制装置，它能根据预定的起重模式在执行起重操作时响应工作内容和工作条件的变化而将工作机的工作速度和车辆的移动速度降低至一个所需的速度范围内，由此改善工作效率等，此外，还提供一种工作车辆速度控制方法。

按照本发明的第一方面，提供工作车辆的速度控制装置，以便在处于起重模式时控制各致动器的工作速度，它包括：在转换至起重模式时设定最大发动机速度的设定装置；在转换至起重模式时设定适当的泵吸收转矩曲线的设定装置；用来设定泵排放量的设定装置，该泵排放量来自在最大发动机速度时的发动机速度转矩曲线与在上限时的适当的泵吸收转矩曲线的交点；用于在发动机速度转矩曲线范围内的任意的泵吸收转矩曲线的、能获得任意的泵排放量的设定装置，该任意的泵排放量小于设定在上限的泵排放量，而大于来自泵吸收转矩的、对应于在处于起重模式时最小发动机速度的泵排放量；以及对应于泵吸收转矩的变化、设定旋转斜盘角度的设定装置。

按照本发明的第一方面，当转换至起重模式时，一降低至预定发动机速度的信号由一控制器输出。此时，发动机速度对应于在起重操作时所需要的最大发动机速度。因此，控制器预先存储如发动机速度转矩曲线、工作车辆所需要的最小发动机速度、在起重模式操作时适当的泵吸收转矩等信息。对应于各发动机速度的泵吸收转矩曲线是根据选定起重模式时的控制程序计算的，在转换至起重模式时设定的最大发动机速度和工作车辆所需要的最小发动机速度的速度范围内。

即，来自于泵吸收转矩的泵排放量被设定在其上限值处，而该泵吸收转矩在对应于最大发动机速度的发动机速度转矩曲线与在发动机速度范围内的泵吸收转矩曲线的交点处。泵吸收转矩曲线通过其上限值与来自于适当的泵吸收转矩的、对应于工作车辆在最适宜点处所需要的最小发动机速度连接而被设定。然而，这样的话，必须使对应于各发动机速度的、在此时任意选定的泵吸收转矩的值在发动机速度转矩曲线环绕的范围内。

当操作者已经选定起重模式时，发动机速度自动地降低到预定的发动机速度。与此同时，旋转斜盘角度根据来自控制器的指令变化，从而使泵排放量对应于原先设定的上限值。在处于起重模式时，当操作者进一步调节起重机的工作速度时，旋转斜盘的角度、例如沿着设定在最大发动机速度和最小发动机速度之间的上述任意泵吸收转矩曲线、自动地控制到与起重机工作速度对应的泵吸收转矩。即，在当前的起重模式中的致动器的工作速度、移动马达的驱动速度等、在泵排放量的上限值和下限值之间的泵吸收转矩范围内扩大。

在上述方式里，即使在各种环境、诸如工作范围变化、有或没有障碍等情况下，也可以获得对应于执行的工作内容、工作条件、操作者的技能等的最适宜的起重模式，因此，不仅可以实现车辆的稳定的移动性能和工作机的可操作性，而且可显著地改善操作效率等。

此外，按照本发明的第一方面，较佳的是速度控制装置还包括在先导压力接受室一侧的先导压力调节装置，以便提供主阀的液压，将它们分配给主吊杆汽缸、液压马达等的工作流体，其中，主阀的打开面积由先导压力调节装置调节。

例如，在主吊杆汽缸里，主吊杆按照主吊杆汽缸的延伸运动在一直立向上方向上操作，并按照其收缩运动在一向下倾斜方向上操作。然而，由于主吊杆的重心位置在上层结构的前部，因此使主吊杆向下倾斜的收缩方向上的力、由于悬挂载荷等的重量、而作用在主吊杆汽缸上。当主吊杆在起重操作时向下倾斜时，它不可能只通过控制泵流量放慢主吊杆的向下倾斜速度。

按照本发明的第一方面，在向下倾斜主吊杆时的最大速度的上限通过控制先导压力调节装置提供的先导压力油而被设定。主吊杆的向下倾斜速度通过调节在速度范围内的、该速度范围将主吊杆向下倾斜速度作为上限的、主阀的阀塞的冲程、并使它小于标准阀塞的打开面积而放慢，从而减少提供给主吊杆汽缸头部侧的压力油的流量。如上所述，它可以使主吊杆的向下倾斜速度比正常的起重模式时的速度更慢，这样，由操作者执行的起重机的可操作性得到改善。

此外，按照本发明的第一方面，较佳的是，在处于起重模式时，分配工作流体给致动器、诸如主吊杆汽缸等的主阀的打开面积是这样设定的，安装在操纵吊杆前端侧的悬吊钩的外周部分的下降速度被降低到基本等于其上升速度。

在传统的、具有起重功能的工作车辆里，即使被转换到起重模式，悬吊钩外周部分的上升速度和下降速度、即在主吊杆和操纵吊杆以上述的正常工作模式相同的方式摆动时的上升速度和下降速度之间仍存在着巨大的差异。这样，下降速度显著地大于上升速度，使操作者不可能容易地掌握速度差异。因此，难以估计使悬挂载荷上升和下降的转换时间，从而对工作效率有巨大的影响。

此外，按照本发明的第一方面，其结构是这样的，当转换到起重模式时，它可以自动地或有意地调节在主阀下降侧里的打开面积，使主吊杆和/或操纵吊杆基本上等于其上升侧的打开面积。这种调节例如可通过使用上面所述的先导压力调节装置进行。至于先导压力调节装置，除了电动液压控制阀之外还有一种简单的减压阀，这将在本发明的一个实施例里提到。

电动液压控制阀的结构是这样的，当在起重操作时响应起重模式转换开关执行的操作量的一个信号通过控制器输入给电动液压控制阀时，对应一输入量设定的电动液压控制阀的节流门面积被控制在处于起重模式时的主吊杆的设定速度范围内。即，它可以精细地调节来自主阀的下降侧的、提供给主吊杆汽缸和/或操作吊杆汽缸的压力油的流量，从而在处于起重模式时的速度范围内，基本上等于通过主阀提供给各汽缸的上升侧的压力油的流量。此外，在使用电动液压控制阀的情况下，上述设定的速度甚至在通过一独立信号输出系统输入电动液压控制阀、而不是直接与上述控制器连接的情况下也可获得。这样，可以根据工作场所的条件当场调节流量。

另一方面，在不需要精确调节的工作场所的情况下，较佳的是使用减压阀作为先导压力调节装置。这样，提供给在主阀下降侧里的先导压力接受室的压力油通过减压阀将压力下降至预定压力，而主阀的打开面积这样调节，来自主阀下降侧的、提供给主吊杆汽缸和/或操纵吊杆汽缸的压力油的流量变得基本上等于通过主阀提供给各汽缸的上升侧的压力油的流量。

在上述方式里，当从正常工作模式转换至起重模式时，可以自动地或有意地调节主吊杆和/或操纵吊杆的下降速度，使其基本上等于它们的上升速度。因此，操作者可以稳定地执行起重操作，从而可改善操作效率。

按照本发明的第二方面，提供一种工作车辆的速度控制装置，它具有在处于起重模式时控制液压马达速度的控制装置，它包括：在液压马达处于较大侧时维持液压马达的倾斜和转动角度的固定装置，从而在转换至起重模式时固定在一低速侧。

按照本发明的第二方面，在转换至起重模式时，液压马达的倾斜和转动角度维持在较大侧，而液压马达在(例如)具有能自由地供应和关闭的截止阀的固定装置操作下以低速转动。设定液压马达的最大速度的上限。该速度在具有该上限速度的速度范围内被调节，而液压马达的速度锁定在低速侧，不受主阀的阀塞的冲程的影响。由于液压马达的最大速度的上限通过上述方式被设定，因此在起重操作时可平稳地进行移动和旋转。

通过使用上述的速度控制装置，可按照本发明的第三方面进行在工作车辆里的各种致动器的工作速度控制。按照本发明的一种典型方法，提供一种工作车辆速度控制方法，以便在处于起重模式时控制各致动器的工作速度，该方法包括的步骤是：设定在转换至起重模式时的最大发动机速度；设定在转换至起重模式时的适当的泵吸收转矩曲线；设定来自一交点的泵排放量，该交点是在最大发动机速度时的发动机速度转矩曲线与作为上限的适当的泵吸收转矩曲线的交点；在发动机速度转矩曲线范围内设定一任意的泵吸收转矩曲线，从而能获得一任意的泵排放量，该排放量小于作为上限的泵排放量，而大于与在起重模式时的最小发动机速度对应的泵排放量；以及对应于泵吸收转矩的变化设定旋转斜盘角度。

按照本发明的第三方面，当操作者选择起重模式时，控制器设定在预定最大发动机速度时的发动机速度转矩曲线与按照计算预先设定作为上述上限的适当的泵吸收转矩曲线之间的交点处的泵排放量。从而设定通过将上限值与泵排放量连接获得的任意的泵吸收转矩曲线，其中的泵排放量对应于工作车辆所需要的预定的最小发动机速度的泵吸收转矩。

在按照设定的起重模式执行起重操作时，在对应于工作内容和工作条件的变化、操作者的技能等而准备将工作速度限定在一低水平的情况下，操作者有选择地操作(例如)一速度调节开关(一发动机速度表盘)，这样，发动机的速度沿着任意的泵吸收转矩曲线被设定，而任意的泵吸收转矩曲线按照速度调节开关的输出信号设定在最大发动机速度和最低需要的发动机速度之间，而旋转斜盘角度按照对应于发动机速度的泵吸收转矩被设定。

可以对应于工作内容和工作条件的变化、操作者的技能等进一步降低发动机速度、泵排放量等，可以在处于当前的起重模式时调节工作机汽缸的工作速度、移动马达的驱动速度等。

此外，按照本发明的第三方面，较佳的是，速度控制方法还包括设定安装在操纵吊杆前端侧的悬吊钩的安装部分的外周的下降速度，以便降低至基本上等于其上升速度。

速度设定可通过先导压力调节装置、相对于供上述主吊杆和操纵吊杆用的主阀进行。在操纵吊杆前端侧上的悬吊钩的安装部分的外周的下降速度被降低，基本上等于其上升速度，这样，只有在处于起重模式时，主阀的下降侧的打开面积变得基本上等于其上升侧的打开面积。如上所述，由于速度降低到基本上等于上升侧速度，该上升侧速度是固定设定的并显著低于下降侧速度，因此可以稳定地执行另外的操作，并可以获得操作效率。

附图的简要说明

图1是一带有起重机的液压挖掘机的示意的外侧视图，该起重机具有按照本发明典型实施例的工作模式；

图2是示意地显示一带有起重机的液压挖掘机的电动液压系统的控制线路图，该起重机具有按照本发明的典型实施例的工作模式；

图3是示意地显示一带有起重机的液压挖掘机的电动液压系统的控制线路图，该起重机具有按照本发明的另一实施例的工作模式；以及

图4是显示在液压挖掘机里的发动机和泵转矩及发动机速度之间的关系的特性图。

较佳实施例的介绍

下面通过附图具体描述按照本发明的一较佳实施例。

图1显示了一液压挖掘机，它具有按照本发明一典型实施例的起重机。在本实施例里，具有起重机的液压挖掘机将被作为例子，然而，本发明不限于此，它还可应用于许多类型的工作车辆，例如推土机、卡车起重机、履带式挖掘机等等。

具有按照本实施例的起重机的液压挖掘机100设有一底盘101、安装在底盘101上、以便环绕一垂直轴线自由转动的旋转框架102、安装一驾驶室的上层结构103、以及安装在上层结构103上的工作机104。工作机104上设置一从上层结构103的基本中心处直立的主吊杆104a；可枢转地安装在主吊杆104a的自由端上的操纵吊杆104b，从而可在垂直方向上摆动；支承在操纵吊杆104b前端的铲斗104c，从而可在垂直方向上摆动；以及一进行起重操作的悬吊钩106，它提升一悬挂载荷105。

主吊杆104a通过一对设置在主吊杆104a和旋转框架102之间的主吊杆汽缸107、而可枢转地环绕着其底座端、在一垂直方向上上升和下降。操纵吊杆104b通过固定在操纵吊杆104b和主吊杆104a之间的操纵吊杆汽缸108、环绕着作为支点的主吊杆104a的前端、在一垂直方向上摆动。铲斗104c通过借一对左右两节连杆104d安装在铲斗104c和操纵吊杆104b上的铲斗汽缸109、环绕着作为支点的操纵吊杆104b的前端、在一垂直方向上转动。悬吊钩106(例如)可转动地支承在一操纵吊杆顶部销轴上，而操纵吊杆顶部销轴固定于在操纵吊杆104b前端的铲斗104c。

在操纵该起重机时，如图1所示，为了避免铲斗104c和悬吊钩106之间的互相干扰，铲斗汽缸109延伸至铲斗104c的最大挖掘位置，并停止在一状态上，在该状态，铲斗104c的挖掘表面侧移动至最靠近操纵吊杆侧。在该停止状态，起重机的操作通过悬吊钩106进行。在不用时悬吊钩106储存在左右两节连杆104d之间。

图2是示意地显示带有起重机的液压挖掘机100的电动液压系统的控制电路图。在图2中，为了容易理解，有关用于操纵吊杆汽缸108的电动液压系统的介绍被省略。用于操纵吊杆汽缸的电动液压系统具有基本上使用与用于主吊杆汽缸的电动液压系统相同的电路结构。

如图2所示，液压挖掘机100上设有发动机1、由发动机1驱动的变量输送泵2、有选择地从变量输送泵2提供输送压力给各种致动器、诸如主吊杆汽缸107、铲斗汽缸109、移动马达5等的许多致动器操作阀6至8、操纵吊杆操作阀(未画出)、以及单独地转换各操作阀6至8的许多操纵杆9至11。此外，在图2中还显示了一主吊杆汽缸107(3)、一铲斗汽缸109(4)、一移动马达5、对应于所述主吊杆汽缸107的主吊杆操作阀6、对应于所述铲斗汽缸109的铲斗操作阀7、以及对应于所述移动马达5的移动操作阀8。

此外，还提供一电磁阀12，以便在起重机操作时而悬吊钩106未位于左右连杆104d之间时禁止铲斗104c的倾倒操作(汽缸收缩运动)；一压力传感器13，以便检测主吊杆汽缸107的底部侧107a(3a)的液压，以便确认安全载荷；一起重模式转换开关14，以便在执行起重操作时按照预设的起重方式打开；以及一控制器15，以便根据起重模式转换开关14的输出信号控制发动机1的发动机转速、变量输送泵2的输送量等。

控制器15与转速调节开关(未画出)、可以选择转速的电动机转速盘(未画出)等连接。此外，还提供一电动机转速传感器(未画出)，以便用电检测电动机转速；一倾斜和转动角度传感器(未画出)，以便用电检测旋转斜盘的倾斜和转动角度；一压力传感器(未画出)，以便用电检测泵排出压力，等等。各传感器、起重模式转换开关14、转速调节开关、电动机转速盘等的信号输送给控制器15，控制器根据控制程序进行计算处理，由此控制发动机1和变量输送泵2。

发动机1上设有燃料喷射泵(未画出)和电调速器电动机(未画出)。根据来自控制器15的指令信号输出，燃料喷射泵的操纵杆通过电调速器电动机里的操作部分而在一高速转动位置和一低速转动位置之间摆动，由此控制输送给燃料喷射泵的燃料喷嘴的燃料量。变量输送泵2包括一旋转斜盘型的活塞泵，它通过容量控制装置16、根据来自控制器15的指令信号输出改变旋转斜盘2a的倾斜和转动角度，由此，提供给主吊杆汽缸107、铲斗汽缸109和移动马达5的压力油的输送量受到控制。

主吊杆操作阀6、铲斗操作阀7和移动操作阀8包括一四孔三位中心封闭型流量控制阀，它按照其操作位置转换到底部侧、头部侧或非操作位置(中性位置)。由变量输送泵2输送的压力油通过输出回路17有选择地提供给主吊杆操作阀6、铲斗操作阀7和移动操作阀8。由主吊杆汽缸107、铲斗汽缸109和移动马达5返回的油通过排出回路18流回到油箱19。

操纵杆9至11具有第一和第二先导比例控制阀(未画出)，以便输出先导液压。由先导比例控制阀提供的先导油按照操纵杆9至11的操作量(角度)增加，这样，由于增加的先导流动的先导压力，在主吊杆操作阀6、铲斗操作阀7和移动操作阀8里的阀塞的打开程度增加。与打开程度对应，提供给主吊杆汽缸107、铲斗汽缸109和移动马达5的输送压力油的流量增加。

转动防止阀21与第一油管20连接，以便主吊杆汽缸的底部侧107a与主吊杆操作阀6连接。转动防止阀21保持汽缸内压，从而防止主吊杆104a自由下降。转动防止阀21具有一带节流门的开关阀22，以便关闭或向外输出在主吊杆汽缸107里的压力油；一安装在管道23里的止回阀24，以便连接开关阀22的前部和后部并通向汽缸侧；以及一安全阀25，以便使主吊杆汽缸107保持调定压力。安全阀25与排出回路18连接，而排出回路18在止回阀24的输出侧与管道23连接。

当主吊杆操纵杆9向主吊杆上升侧移动时，由操纵杆9提供的先导压力油通过第一先导回路26作用在主吊杆操作阀6的第一压力接受部分6a上，从而使主吊杆操作阀6转换到上升侧。由变量输送泵2提供的输出油由第一油管20通过止回阀24旁通至管道23而提供给主吊杆汽缸107的底部侧107a。另一方面，在头部侧107b里的压力油通过第二油管27从主吊杆操作阀6利用排出回路18返回至油箱19。

当主吊杆操纵杆9向主吊杆下降侧移动时，由操纵杆9提供的先导压力油通过第二先导回路28作用在主吊杆操作阀6的第二压力接受部分6b上，并作用在开关阀22的第一压力接受部分22a上。开关阀22转换至打开位置，这样，由变量输送泵2提供的输出油通过第二油管27提供给主吊杆汽缸107的头部侧107b。另一方面，底部侧107a里的压力油通过开关阀22和主吊杆操作阀6并通过排出回路18返回到油箱19。由于开关阀22的节流门调节了返回油的流量，因此可以慢慢地操作主吊杆汽缸107。

作为先导压力调节装置的一电动液压控制阀29(下面简称EPC阀29)通过第二先导回路28与在主吊杆操作阀6的下降侧里的第二压力接受部分6b连接。EPC阀29的结构是这样的，它可以根据控制器15的指令信号输出在一连通位置和节流位置之间自由转换。当来自控制器15的指令信号在起重操作时响应起重模式转换开关14的操作、而通过一信号电路输入EPC阀29的螺线管29a时，节流门的打开受到控制，它在设定起重模式时、在主吊杆104a的上限工作速度和下限工作速度的设定速度范围内、与施加在螺线管29a上的电流值成比例。与主吊杆操纵杆9的操作量无关，主吊杆的工作速度设定在设定的速度范围内。

当EPC阀29在起重操作时响应起重模式转换开关14的操作而转换时，由于主吊杆操纵杆9向主吊杆下降侧操作、使提供给在主吊杆操作阀6的下降侧里的第二压力接受部分6b的先导压力油的流量减少。由于主吊杆操作阀6的阀冲程的打开面积变小，提供给主吊杆汽缸107的头部侧107b的流量减少，这样，主吊杆的下降速度变得非常慢，而与悬挂载荷的重量无关。因此，它可能使主吊杆的下降速度比正常时的起重模式的速度还要慢，从而可获得平稳的起重操作。按照本发明，EPC阀29与在主吊杆操作阀6的下降侧的先导压力接受部分6b连接，然而，本发明不应限于此。例如，EPC阀等可提供给操纵吊杆的倾卸侧先导压力接受部分(未画出)。

此外，按照本实施例，通过使用EPC阀29可以降低主吊杆的下降速度，使其基本上等于上升速度。在这类工作车辆里，主吊杆和/或操纵吊杆的上升速度一般设定在基本上是下降速度的三分之一。这也可在转换到起重模式后应用于起重操作、以及正常的挖掘操作和倾卸操作。如上所述，这种速度差异对操作者的良好操作有巨大的影响，特别是在起重操作时、诸如使悬挂在悬吊钩上的载荷上升和下降或使它向前和向后移动时。

在起重操作时，例如，当悬挂着载荷的悬吊钩106上升和下降时，即，使主吊杆104a和操纵吊杆104b在垂直方向上摆动时，在操纵吊杆汽缸108延伸至最大状态时，主吊杆104a和操纵吊杆104b的摆动操纵通过在驾驶室里的操纵杆(未画出)向前和向后执行。当操纵杆从中间位置向下倾斜至操作者的相反侧(主吊杆下降侧)时，有可能使悬吊钩106的安装部分的外周下降。另一方面，当将操纵杆推向操作者一侧(主吊杆上升侧)时，可以使它上升。

此时，在主吊杆104a的上升侧和下降侧，即使操纵杆的操作量(从中立位置移动的量)被固定，悬吊钩106的安装部分的外周的上升速度增加到约下降速度的三分之一的程度，而下降速度变成上升速度的三倍。因此，起重操作的操纵杆操作不与悬挂载荷的上升操作和下降操作匹配，操作者不能预期在悬挂状态的悬挂载荷的上升运动和下降运动。这样，存在着犹豫地进行操纵杆操作的情况，从而降低操作效率。

因此，按照本实施例，在主吊杆操作阀和操纵操作阀的上升侧里的阀冲程的打开区域被设定为基本上等于在其下降侧里的阀冲程的打开区域，这样，一旦转换至起重模式，上升速度和下降速度基本上相等。例如，在使用图2所示的EPC阀29的情况下，在控制器15里预先存储一算术表达式，这样，在处于起重模式时，主吊杆104a和操纵吊杆的上升速度和下降速度之比基本上是1。当起重模式转换开关14接通，对应的电流量通过控制器15被输送给EPC阀29的螺线管29a，EPC阀29的节流门的打开受到控制，从而控制主吊杆104a和操纵吊杆的下降速度，使其在处于上述的起重模式时在设定的范围、即从主吊杆104a和操纵吊杆的上限侧工作速度至下限侧工作速度的范围内。

按照本实施例，在处于起重模式时可随意调节上升速度和下降速度之比，使其处于接近1的理想范围内，而不是将比例固定在1。这样，当由于工作环境、操作者的技术等原因而不宜使上升速度与下降速度一致时，在控制器上的上述比例可用手通过表盘(未画出)改变。

另一方面，在没有障碍的情况下，如将上述比例固定在约1处，可使用减压阀代替EPC阀29。图3示意地显示了在使用减压阀的情况下，一种电动液压系统的主要部分的线路图。

这样的减压阀290上设有开关阀部分291和减压阀部分292，开关阀部分291按照主吊杆操纵杆9的操纵转换第二先导回路28的先导压力油，以便响应来自控制器15的信号在连通侧a和关闭侧b之间输送，而减压阀部分292减少输送给在主吊杆操作阀6的下降侧里的第二压力接受部分6b的第二先导回路28的、及转动防止阀21的开关阀22的先导压力油。

开关阀部分291和减压阀部分292是这样构成的，当起重模式转换开关14被切断、而正常工作模式被设定时，由第二先导回路28提供的先导压力油不是通向图3所示的开关阀部分291，而是通过一减压阀292减压至预定的压力，并被输送给在主吊杆操作阀6的下降侧里的第二压力接受部分6b和转动防止阀21的开关阀22。此外，当起重模式转换开关接通时，开关阀部分291从关闭侧b转换至连通侧a，来自第二先导回路28的先导压力油通向减压阀部分292和开关阀部分291。

此时，进入开关阀部分291的压力油沿着使减压阀部分292的节流门通道变窄的方向被供应，因此减少了从减压阀部分292输出的先导压力油的流量，从而进一步降低压力。压力降低的量被设定，因此在通过操纵主吊杆操纵杆9向上升侧而经过第一先导回路27输入第一压力接受部分6a时，使打开区域基本上等于主吊杆操作阀6的打开区域。结果，在主吊杆和操纵吊杆上升侧里的速度变得只有在起重操作时基本上等于它们下降侧的速度。因此，操作者可以预先估计悬挂载荷的运动，可以进行平稳操作，从而显著提高工作效率。

铲斗操作阀7的第一压力接受部分7a通过电磁阀12与铲斗操纵杆10连接，以便限制铲斗104c的倾卸操作。电磁阀12的螺线管12a按照控制器15的指令信号输出被电连接。在提供电流给电磁阀12的螺线管时，电磁阀12被转换到与图2所示的非操作位置相反一侧的位置，从而关闭第一先导回路31，使铲斗操作阀7与铲斗操纵杆10连通。在第一先导回路31里的先导压力油通过电磁阀12返回到油箱19。

当电磁阀12在起重操作时响应起重模式转换开关的操作而转换时，第一先导回路31被关闭，这样，先导压力不提供给铲斗操作阀7，而铲斗操纵杆10的倾卸操作不能进行。

移动马达5包括一旋转斜盘式活塞泵，它按照来自控制器15的指令信号输出、利用容量控制装置32使旋转斜盘5a倾卸和转动来控制总的容量。旋转斜盘5a与电磁阀33连接，电磁阀33构成构成固定装置的一部分，以便将移动马达5的转速控制在一低速侧范围内，该范围在转换至起重模式时、在起重操作过程中具有一上限。提供先导压力油的一移动泵34的先导回路35通过减压阀36与电磁阀33的泵口连接。电磁阀33的螺线管33b与控制器15电气连接。固定装置包括电磁阀33、起重模式转换开关14、控制器15等。

当响应起重模式转换开关14的操作而将来自控制器15的指令信号输入螺线管33b时，电磁阀33转换至图3所示的位置。当电磁阀33转换时，由电磁阀33供应的压力油提供给容量控制装置32。旋转斜盘5a的倾斜和转动角度被改变至最大倾斜和最大角度一侧，因此变得较大，从而移动马达5以大转矩和低速度转动。

即使当移动操纵杆11操作时，移动马达5的速度也被锁定在低速侧，不会受到移动操作阀8的阀冲程的影响。由于移动马达5的最大速度的上限被设定，从而可以在起重操作时获得稳定的移动。当起重模式转换开关14在操作时被关掉时，供应给电磁阀33的电流没有了，电磁阀33转换至与图3所示的位置相反一侧的位置上，使先导回路35被关闭。在先导回路35里的先导油排出。按照本实施例，电磁阀33与移动马达5连接，然而，本发明不应限于此。例如，可以提供具有截止阀等的固定装置，它们相对旋转马达(未画出)可自由地供应和关闭。

在带有按照本实施例的、如上所述的起重机的液压挖掘机100里的控制器15具有作为本发明特征部分之一的速度控制部分，它可以在处于起重模式时调节各致动器的工作速度。该速度控制部分预先存储各类信息、诸如发动机速度转矩曲线、工作车辆所需要的最小发动机速度、在以起重模式操作时适当的泵吸收转矩。当选择起重模式时，与发动机速度对应的泵吸收转矩曲线在发动机速度范围内计算处理，而发动机速度范围在转换至起重模式时按照控制程序设定的最大发动机速度和工作车辆所需要的最小发动机速度之间。

图4显示了发动机和泵转矩与发动机速度之间的关系。在图4中，参考符号A和B分别表示在不选择起重模式时的总的发动机速度转矩曲线和泵吸收转矩曲线，而参考符号C表示对应于总的发动机速度的一适当的泵吸收转矩。参考符号A-1和B-1分别表示、当起重模式转换开关操作而初始设定在起重模式时、与最大发动机速度对应的、一发动机速度转矩曲线和一适当的泵吸收转矩曲线，而参考符号C-1表示对应于发动机速度的适当的泵吸收转矩。通过泵吸收转矩设定泵排放量的上限值。

参考符号A-2表示对应于在转换至起重模式时、工作车辆所需要的最小发动机速度的发动机速度转矩曲线。参考符号C-2表示对应于所述发动机速度的适当的泵吸收转矩。泵排放量的下限值由泵吸收转矩设定。参考符号D表示任选的泵吸收转矩曲线之一，它可通过使对应于泵排放量的上限值的C-1与对应于在发动机速度范围内的任选点处的下限值的C-2连接获得，而发动机速度范围在转换至起重模式时的最大发动机速度和工作车辆所需要的最小发动机速度之间。

当操作者选择起重模式时，发动机速度降至与泵吸收转矩C-1对应的预定发动机速度。同时，旋转斜盘角度(泵排放量)被改变，从而响应控制器15的指令输出而与泵吸收转矩C-1对应。在这种起重模式时，当操作者调节速度时，旋转斜盘角度被控制，与在任选的泵吸收转矩曲线D上的泵吸收转矩的变化对应。在当前的起重模式中的、各致动器的工作速度、移动马达5的驱动速度等在泵吸收转矩的C-1和C-2之间的泵吸收转矩里发展。

这里，当操作者操纵起重模式转换开关14时，起重模式转换开关14的输出信号输出给控制器15。在控制器15的速度控制部分里，在预定最大发动机速度处的发动机速度转矩曲线A-1与适当的泵吸收转矩曲线B-1的交点C-1处的泵排放量被设定为上限值。要设定任选的泵吸收转矩曲线D，可通过使泵吸收转矩C-1与泵吸收转矩C-2连接获得，而泵吸收转矩C-2与工作车辆所需要的预定最小发动机速度对应。通过初始设定起重模式，可根据具有上述上限的泵吸收转矩C-1输出控制信号给发动机1的电调速器、变量输送泵2的容量控制装置16等，从而降低当前的发动机速度，并减少泵排放量。

在根据初始设定的起重模式执行起重操作时，如果想要根据工作内容和工作条件的变化、以及操作者的技能将工作速度约束至一低水平，操作者可选择性地操作速度调节开关(发动机速度表盘)。然后，对应于起重工作速度、并根据在上述任选的泵吸收转矩曲线D上的一任选的泵吸收转矩曲线而变化的指令信号输出给电调速器的电动机、容量控制装置16和32等。与工作内容和工作条件的变化、以及操作者的技能对应，可以进一步降低发动机速度、泵排放量等，这样，在当前起重模式里的工作机汽缸3和4的工作速度、移动马达5的驱动速度等可调节至一任选速度。

如上所述可知，按照本发明的工作车辆，通过使用控制器15的速度控制部分，即使在各种环境下、诸如工作范围的变化、具有或不具有障碍物时，也可以有效地获得与起重模式的工作速度、移动马达5的驱动速度、操作者的技能等对应的任选的起重模式。因此，它不仅可以实现进一步稳定的车辆移动性能和起重机的可操作性，而且可显著地改善起重操作的可操作性，以及可进一步改善工作效率等。

Claims (6)

1.一种工作车辆的速度控制装置，以便在处于起重模式时控制各致动器的工作速度，其特征在于，它包括：

在转换至起重模式时设定最大发动机速度的设定装置；

在转换至起重模式时设定适当的泵吸收转矩曲线的设定装置；

设定泵排放量的设定装置，该泵排放量来自在所述最大发动机速度时的发动机速度转矩曲线与在上限时的所述适当的泵吸收转矩曲线的一交点；

用于在所述发动机速度转矩曲线范围内的任意的泵吸收转矩曲线的、能获得任意的泵排放量的设定装置，在处于起重模式时，该任意的泵排放量小于设定在所述上限的所述泵排放量，而大于来自泵吸收转矩的、对应于最小发动机速度的泵排放量；以及

对应于泵吸收转矩的变化、设定一旋转斜盘角度的设定装置。

2.如权利要求1所述的速度控制装置，其特征在于，还包括在主阀的先导压力接受室一侧的先导压力调节装置，以便将工作流体分配给主吊杆汽缸(107)等，其中，所述主阀的打开面积由所述先导压力调节装置调节。

3.如权利要求1或2所述的速度控制装置，其特征在于，在处于起重模式时，分配工作流体给致动器、诸如主吊杆汽缸(107)等的主阀的打开面积是这样设定的，安装在操纵吊杆(104b)前端侧的悬吊钩(106)的安装部分的外周的下降速度被降低到等于其上升速度。

4.一种工作车辆的速度控制装置，它具有在起重模式时控制液压马达速度的控制装置，其特征在于，它包括：

在液压马达处于较大侧时维持液压马达的倾斜和转动角度的固定装置，从而在转换至起重模式时固定在一低速侧。

5.一种工作车辆速度控制方法，以便在处于起重模式时控制各致动器的工作速度，其特征在于，该方法包括的步骤是：

设定在转换至起重模式时的最大发动机速度；

设定在转换至起重模式时的适当的泵吸收转矩曲线；

设定来自一交点的泵排放量，该交点是在所述最大发动机速度时的发动机速度转矩曲线与作为上限的所述适当的泵吸收转矩曲线的交点；

在所述发动机速度转矩曲线范围内设定一任意的泵吸收转矩曲线，从而能获得一任意的泵排放量，该排放量小于作为所述上限的所述泵排放量，而大于与在起重模式时的最小发动机速度对应的泵排放量；以及

对应于泵吸收转矩的变化设定旋转斜盘角度。

6.如权利要求5所述的工作车辆速度控制方法，其特征在于，还包括设定安装在操纵吊杆(104b)前端侧的悬吊钩(106)的安装部分的外周的下降速度的步骤，以便降低至等于其上升速度。

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