CN1878963A - 建设机械的油压控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种建设机械的油压控制装置,其目的在于抑制合·分流阀的切换的前后发生的流量变动,进一步提高操作性、作业效率,另外,并以正确地判断合·分流阀的切换时期,抑制压力补偿阀的压力损失引起的能源浪费从而进一步提高能源效率,并进一步提高多个油压调节器的复合动作时的作业效率为目的,该目的通过第1合·分流阀(13)及第2合·分流阀(21)处于合流位置(A)的状态,在控制器(14)判断为第1及第2油压调节器(4、7)的各必要流量(Q1d、Q2d)低于第1及第2可变容量型油压泵(2、3)的相当于一个泵的最大输出流量(Qmax)的情况(S3的判断为YES)下,以最初进行将第1合·分流阀(13)从合流位置(A)切换到分流位置(B)的动作(S4),第1合·分流阀(13)的切换结束后(S8的判断为YES),进行将第2合·分流阀(21)从合流位置(A)切换到分流位置(B)的动作(S9)的方式,控制第1及第2合·分流阀(13、21)的切换,由此实现。

Description

建设机械的油压控制装置
技术领域
本发明涉及建设机械的油压控制装置,特别涉及从多个油压泵输出的液压油经由多个输出油路、多个主操作阀,在向多个油压调节器供给的油压回路中,将多个输出油路切换为合流状态或分流状态的油压控制装置。
背景技术
油压铲等建设机械上设有起重臂、臂、铲斗等多个作业机以及上部旋转体,这些多个作业机以及上部旋转体,通过驱动对应的多个油压调节器(油压缸、油压电动机),从而各自动作。
作为这些多个油压调节器的驱动源,通常使用多个(两个)可变容量型油压泵、即第1及第2油压泵。
从第1油压泵经由第1输出油路向第1主操作阀供给液压油,经过第1主操作阀的液压油,供给第1油压调节器。这里,第1主操作阀,例如由左侧的操作杆操作。左操作杆是操作例如臂、上部旋转体的动作的操作杆,第1油压调节器是使臂、上部旋转体动作的作业机用油压调节器。通过操作左操作杆,使从第1主操作阀供给第1油压调节器的液压油的方向及流量变化,并以与其对应的方向、速度使臂、上部旋转体动作。
另一方面,从第2油压泵经由第2输出油路向第2主操作阀供给液压油,经过第2主操作阀的液压油,供给到第2油压调节器。这里,第2主操作阀,例如由右侧的操作杆操作。右操作杆是操作例如起重臂、铲斗的动作的操作杆,第2油压调节器是使起重臂、铲斗动作的作业机用油压调节器。通过操作右操作杆,使从第2主操作阀供给第2油压调节器的液压油的方向及流量变化,并以与其对应的方向、速度使起重臂、铲斗动作。
已公开的专利文献1、2、3中记载的发明为,建设机械的油压回路中,设置使第1输出油路与第2输出油路形成为连通状态或断开状态的合·分流阀,并将合·分流阀切换到合流位置、分流位置。若将合·分流阀切换到合流位置,则连通第1输出油路与第2输出油路,两输出油路成为合流状态;若将合·分流阀切换到分流位置,则断开第1输出油路与第2输出油路,成为分流状态。
在建设机械中,通过同时操作左右的操作杆,并同时驱动第1及第2油压调节器,由此使分别对应第1及第2油压调节器的多个作业机复合动作而进行作业的机会较多。
这里,若将第1输出油路与第2输出油路合流为单流,并同时驱动多个油压调节器,则即使仅以同一操作量操作左右的操作杆,也会向负荷较小一方的油压调节器(例如第1油压调节器)侧供给较多的流量,向负荷较大一方的油压调节器(第2油压调节器)只供给较少的流量,从而损害操作性。
因此,以向第1及第2油压调节器供给、不受负荷的影响且对应左右操作杆的操作量的流量的方式,为每个第1及第2主操作阀设置第1及第2压力补偿阀。
若合·分流阀被切换到合流位置,则与此同时由第1及第2压力补偿阀进行压力补偿。压力补偿,通过将第1及第2油压调节器的各负荷压P1、P2中的最高负荷压、例如P2导入第1及第2压力补偿阀而进行。另外,若合·分流阀从合流位置被切换到分流位置,则与此同时解除第1及第2压力补偿阀的压力补偿。压力补偿的解除,通过将自己的油压调节器的负荷压而非最高负荷压分别导入第1及第2压力补偿阀而进行。
从第1及第2主操作阀供给第1及第2油压调节器的液压油的流量Q1、Q2(1/min),若将第1及第2主操作阀的开口面积设为A1、A2,第1及第2主操作阀的节流前后差压设为ΔP1、ΔP2,流量系数设为c,则可由下述(1)、(2)式表示。
Q 1 = c · A 1 · ( ΔP 1 ) - - - ( 1 )
Q 2 = c · A 2 · ( ΔP 2 ) - - - ( 2 )
若进行压力补偿,则负荷较轻侧的第1主操作阀的节流前后差压、换而言之上述(1)式的右边的ΔP1,成为与负荷较重侧的第2主操作阀的节流前后差压ΔP2相同的值。由此在压力补偿状态下,下述(3)式中所示的关系成立。
Q1/Q2=A1/A2……(3)
于是,通过进行压力补偿,第1及第2主操作阀的节流前后差压成为同一值,将向第1及第2油压调节器供给、不受负荷的影响且与第1及第2主操作阀的开度A1、A2,即与左右操作杆的操作量成比例的流量Q1、Q2,从而提高使多个作业机复合动作时的操作性。
(现有技术1)
如所述,在专利文献1、2、3中,油压回路构成为,合·分流阀从合流位置被切换到分流位置的同时,由第1及第2压力补偿阀解除压力补偿,另一方面,合·分流阀从分流位置被切换到合流位置的同时,以由第1及第2压力补偿阀进行压力补偿。
(现有技术2)
在专利文献1、2中,第1及第2油压泵中的一个油压泵的斜板达到最大倾斜位置,且另一个油压泵的输出压力达到大于这个油压泵的输出压力时,将合·分流阀从分流位置切换到合流位置。
(现有技术3)
在专利文献3中,驱动特定的油压调节器时,将合·分流阀切换到分流位置或合流位置。例如,在一个移动用油压电动机动作的情况下,被切换到分流位置,在作业机用油压调节器动作的情况下,被切换到合流位置。
专利文献1:特开平9-217705号公报
专利文献2:特开平10-82403号公报
专利文献3:特开平11-218102号公报
如由现有技术1所说明,以往,合·分流阀从合流位置被切换到分流位置的同时,由第1及第2压力补偿阀解除压力补偿,合·分流阀从分流位置被切换到合流位置的同时,由第1及第2压力补偿阀进行压力补偿。
然而,若这样连通、断开第1及第2输出油路的同时进行压力补偿的开、关,则在合·分流阀的切换的前后,经过第1及第2输出油路的流量产生变动,从而损害操作性,降低作业效率。
本发明鉴于该现状而实现,将抑制合·分流阀的切换的前后发生的流量变动,进一步提高操作性、作业效率作为第1解决课题。
然而,将合·分流阀置于合流位置从而进行压力补偿的状态下,负荷较大一方的油压调节器(例如第2油压调节器)侧的压力补偿阀(第2压力补偿阀),开放流路,使液压油较易从主操作阀(第2主操作阀)流至油压调节器(第2油压调节器),另一方面,对应负荷较小一方的油压调节器(第1油压调节器)的压力补偿阀(第1压力补偿阀),紧缩流路,使液压油难以从主操作阀(第1主操作阀)流至油压调节器(第1油压调节器)。由此负荷较小侧的压力补偿阀(第1压力补偿阀),产生无用的压力损失,发生能源浪费。
为此,从防止压力损失引起的能源浪费的观点出发,若是不进行压力补偿也可的状况,则需要尽量迅速地将合·分流阀从合流位置切换到分流位置。另一方面,从提高使多个作业机复合动作时的作业效率的观点出发,需要在适当的时机迅速地将合·分流阀从分流位置切换到合流位置。
本发明鉴于该现状而实现,将正确地判断合·分流阀的切换时期,抑制压力补偿阀的压力损失引起的能源浪费从而进一步提高能量效率,并进一步提高多个油压调节器复合动作时的作业效率作为第2解决课题。
另外,本发明将同时完成第1及第2解决课题作为第3解决课题。
另外,在现有技术2中,基于油压泵的斜板倾斜角、输出压力,判断合·分流阀的切换时期,但这样从油压泵获得的信息,与本发明的第1及第2油压调节器实际要求的流量有所不同。另外,在现有技术3中,基于特定的油压调节器动作的情况,进行合·分流阀的切换,但并非如本发明在判断出油压调节器实际要求多少流量的基础上,进行合·分流阀的切换。
发明内容
第1发明,其特征在于,具有:
第1及第2可变容量型油压泵;
第1及第2油压调节器,其由第1及第2可变容量型油压泵供给输出的液压油而驱动;
第1及第2主操作阀,其用于切换供给第1及第2油压调节器的液压油的方向及流量;
第1及第2输出油路,其用于连通第1及第2可变容量型油压泵的输出口与第1及第2主操作阀;
第1及第2压力补偿阀,其用于将第1及第2主操作阀的前后差压补偿为规定值;
第1合·分流阀,其用于切换连通第1输出油路与第2输出油路之间的合流位置和、断开第1输出油路与第2输出油路之间的分流位置;
最高负荷压检测机构,其用于检测第1及第2油压调节器的各负荷压中的最高负荷压;
第1及第2负荷压导入油路,其用于向第1及第2压力补偿阀导入负荷压;
第2合·分流阀,其用于切换将由最高负荷压检测机构检测出的最高负荷压的液压油导入第1及第2负荷压导入油路的合流位置和、将第1及第2油压调节器的负荷压分别导入对应的第1及第2负荷压导入油路的分流位置;
控制机构,其在判断为将第1合·分流阀及第2合·分流阀从合流位置切换到分流位置的情况下,以最初进行将第1合·分流阀从合流位置切换到分流位置的动作,第1合·分流阀的切换结束后,进行将第2合·分流阀从合流位置切换到分流位置的动作的方式,控制第1及第2合·分流阀的切换。
第2发明,其特征在于,具有:
第1及第2可变容量型油压泵;
第1及第2油压调节器,其由第1及第2可变容量型油压泵供给输出的液压油而驱动;
第1及第2主操作阀,其用于切换供给第1及第2油压调节器的液压油的方向及流量;
第1及第2输出油路,其用于连通第1及第2可变容量型油压泵的输出口与第1及第2主操作阀;
第1及第2压力补偿阀,其用于将第1及第2主操作阀的前后差压补偿为规定值;
第1合·分流阀,其用于切换连通第1输出油路与第2输出油路之间的合流位置和、断开第1输出油路与第2输出油路之间的分流位置;
最高负荷压检测机构,其用于检测第1及第2油压调节器的各负荷压中的最高负荷压;
第1及第2负荷压导入油路,其用于向第1及第2压力补偿阀导入负荷压;
第2合·分流阀,其用于切换将由最高负荷压检测机构检测出的最高负荷压的液压油导入第1及第2负荷压导入油路的合流位置和、将第1及第2油压调节器的负荷压分别导入对应的第1及第2负荷压导入油路的分流位置;
必要流量演算机构,其用于演算应供给第1及第2油压调节器的必要流量;
判断机构,其用于判断由必要流量演算机构演算出的第1及第2油压调节器的各必要流量是否低于第1及第2可变容量型油压泵的相当于一个泵的最大输出流量;
控制机构,其以第1合·分流阀及第2合·分流阀处于合流位置的状态,在判断机构判断为,第1及第2油压调节器的各必要流量低于第1及第2可变容量型油压泵的相当于一个泵的最大输出流量的情况下,以最初进行将第1合·分流阀从合流位置切换到分流位置的动作,第1合·分流阀的切换结束后,进行将第2合·分流阀从合流位置切换到分流位置的动作的方式,控制第1及第2合·分流阀的切换。
第3发明,其特征在于,具有:
第1及第2可变容量型油压泵;
第1及第2油压调节器,其由第1及第2可变容量型油压泵供给输出的液压油而驱动;
第1及第2主操作阀,其用于切换供给第1及第2油压调节器的液压油的方向及流量;
第1及第2输出油路,其用于连通第1及第2可变容量型油压泵的输出口与第1及第2主操作阀;
第1及第2压力补偿阀,其用于将第1及第2主操作阀的前后差压补偿为规定值;
第1合·分流阀,其用于切换连通第1输出油路与第2输出油路之间的合流位置和、断开第1输出油路与第2输出油路之间的分流位置;
最高负荷压检测机构,其用于检测第1及第2油压调节器的各负荷压中的最高负荷压;
第1及第2负荷压导入油路,其用于向第1及第2压力补偿阀导入负荷压;
第2合·分流阀,其用于切换将由最高负荷压检测机构检测出的最高负荷压的液压油导入第1及第2负荷压导入油路的合流位置和、将第1及第2油压调节器的负荷压分别导入对应的第1及第2负荷压导入油路的分流位置;
必要流量演算机构,其用于演算应供给第1及第2油压调节器的必要流量;
判断机构,其用于判断由必要流量演算机构演算的第1及第2油压调节器的各必要流量是否低于第1及第2可变容量型油压泵的相当于一个泵的最大输出流量;
控制机构,其以第1合·分流阀及第2合·分流阀处于合流位置的状态,在判断机构判断为,第1及第2油压调节器的各必要流量低于第1及第2可变容量型油压泵的相当于一个泵的最大输出流量的情况下,执行将第1合·分流阀、第2合·分流阀从合流位置切换到分流位置的控制。
第4发明,其特征在于,在第1发明中,
所述控制机构,
在判断为将第1合·分流阀及第2合·分流阀从分流位置切换到合流位置的情况下,以最初进行将第2合·分流阀从分流位置切换到合流位置的动作,第2合·分流阀的切换结束后,进行将第1合·分流阀从分流位置切换到合流位置的动作的方式,控制第1及第2合·分流阀的切换。
第5发明,其特征在于,在第2发明中,
所述控制机构,
以第1合·分流阀及第2合·分流阀处于分流位置的状态,在判断机构判断为,第1及第2油压调节器的必要流量中的至少一方的必要流量,在第1及第2可变容量型油压泵的相当于一个泵的最大输出流量以上的情况下,以最初进行将第2合·分流阀从分流位置切换到合流位置的动作,第2合·分流阀的切换结束后,进行将第1合·分流阀从分流位置切换到合流位置的动作的方式,控制第1及第2合·分流阀的切换。
第6发明,其特征在于,在第3发明中,
所述控制机构,
以第1合·分流阀及第2合·分流阀处于分流位置的状态,在判断机构判断为,第1及第2油压调节器的必要流量中的至少一方的必要流量,在第1及第2可变容量型油压泵的相当于一个泵的最大输出流量以上的情况下,执行将第1合·分流阀、第2合·分流阀从分流位置切换到合流位置的控制。
第7发明,其特征在于,具有:
第1及第2可变容量型油压泵;
第1及第2油压调节器,其由第1及第2可变容量型油压泵供给输出的液压油而驱动;
第1及第2主操作阀,其用于切换供给第1及第2油压调节器的液压油的方向及流量;
第1及第2输出油路,其用于连通第1及第2可变容量型油压泵的输出口与第1及第2主操作阀;
第1及第2压力补偿阀,其用于将第1及第2主操作阀的前后差压补偿为规定值;
第1合·分流阀,其用于切换连通第1输出油路与第2输出油路之间的合流位置和、断开第1输出油路与第2输出油路之间的分流位置;
最高负荷压检测机构,其用于检测第1及第2油压调节器的各负荷压中的最高负荷压;
第1及第2负荷压导入油路,其用于向第1及第2压力补偿阀导入负荷压;
第2合·分流阀,其用于切换将由最高负荷压检测机构检测出的最高负荷压的液压油导入第1及第2负荷压导入油路的合流位置和、将第1及第2油压调节器的负荷压分别导入对应的第1及第2负荷压导入油路的分流位置;
控制机构,其在判断为将第1合·分流阀及第2合·分流阀从分流位置切换到合流位置的情况下,以最初进行将第2合·分流阀从分流位置切换到合流位置的动作,第2合·分流阀的切换结束后,进行将第1合·分流阀从分流位置切换到合流位置的动作的方式,控制第1及第2合·分流阀的切换。
第8发明,其特征在于,具有:
第1及第2可变容量型油压泵;
第1及第2油压调节器,其由第1及第2可变容量型油压泵供给输出的液压油而驱动;
第1及第2主操作阀,其用于切换供给第1及第2油压调节器的液压油的方向及流量;
第1及第2输出油路,其用于连通第1及第2可变容量型油压泵的输出口与第1及第2主操作阀;
第1及第2压力补偿阀,其用于将第1及第2主操作阀的前后差压补偿为规定值;
第1合·分流阀,其用于切换连通第1输出油路与第2输出油路之间的合流位置和、断开第1输出油路与第2输出油路之间的分流位置;
最高负荷压检测机构,其用于检测第1及第2油压调节器的各负荷压中的最高负荷压;
第1及第2负荷压导入油路,其用于向第1及第2压力补偿阀导入负荷压;
第2合·分流阀,其用于切换将由最高负荷压检测机构检测出的最高负荷压的液压油导入第1及第2负荷压导入油路的合流位置和、将第1及第2油压调节器的负荷压分别导入对应的第1及第2负荷压导入油路的分流位置;
必要流量演算机构,其用于演算应供给第1及第2油压调节器的必要流量;
判断机构,其用于判断由必要流量演算机构演算的第1及第2油压调节器的各必要流量是否低于第1及第2可变容量型油压泵的相当于一个泵的最大输出流量;
控制机构,其以第1合·分流阀及第2合·分流阀处于分流位置的状态,在判断机构判断为,第1及第2油压调节器的必要流量中的至少一方的必要流量超过第1及第2可变容量型油压泵的相当于一个泵的最大输出流量的情况下,以最初进行将第2合·分流阀从分流位置切换到合流位置的动作,第2合·分流阀的切换结束后,进行将第1合·分流阀从分流位置切换到合流位置的动作的方式,控制第1及第2合·分流阀的切换。
第9发明,其特征在于,具有:
第1及第2可变容量型油压泵;
第1及第2油压调节器,其由第1及第2可变容量型油压泵供给输出的液压油而驱动;
第1及第2主操作阀,其用于切换供给第1及第2油压调节器的液压油的方向及流量;
第1及第2输出油路,其用于连通第1及第2可变容量型油压泵的输出口与第1及第2主操作阀;
第1及第2压力补偿阀,其用于将第1及第2主操作阀的前后差压补偿为规定值;
第1合·分流阀,其用于切换连通第1输出油路与第2输出油路之间的合流位置和、断开第1输出油路与第2输出油路之间的分流位置;
最高负荷压检测机构,其用于检测第1及第2油压调节器的各负荷压中的最高负荷压;
第1及第2负荷压导入油路,其用于向第1及第2压力补偿阀导入负荷压;
第2合·分流阀,其用于切换将由最高负荷压检测机构检测出的最高负荷压的液压油导入第1及第2负荷压导入油路的合流位置和、将第1及第2油压调节器的负荷压分别导入对应的第1及第2负荷压导入油路的分流位置;
必要流量演算机构,其用于演算应供给第1及第2油压调节器的必要流量;
判断机构,其用于判断由必要流量演算机构演算的第1及第2油压调节器的各必要流量是否低于第1及第2可变容量型油压泵的相当于一个泵的最大输出流量;
控制机构,其以第1合·分流阀及第2合·分流阀处于分流位置的状态,在判断机构判断为,第1及第2油压调节器的必要流量中的至少一方的必要流量超过第1及第2可变容量型油压泵的相当于一个泵的最大输出流量的情况下,执行将第1合·分流阀、第2合·分流阀从分流位置切换到合流位置的控制。
根据第1发明,如图1、图2所示,由控制器14判断为,将第1合·分流阀13及第2合·分流阀21从合流位置A切换到分流位置B的情况下(S3的判断为YES),以最初进行将第1合·分流阀13从合流位置A切换到分流位置B的动作(S4),第1合·分流阀13的切换结束后(S8的判断为YES),进行将第2合·分流阀21从合流位置A切换到分流位置B的动作(S9)的方式,控制第1及第2合·分流阀13、21的切换。
于是,根据本第1发明,在从合流位置A切换到分流位置B时,由于将第1合·分流阀1 3切换到分流位置B并断开第1及第2输出油路10、11之后,将第2合·分流阀21切换到分流位置B并打开压力补偿,所以在合分流阀13、21的切换前后,可抑制由第1及第2输出油路10、11发生的流量变动,提高操作性、作业效率。
根据第3发明,如图1、图2所示,以第1合·分流阀13及第2合·分流阀21处于合流位置A的状态,在控制器14判断为,第1及第2油压调节器4、7的各必要流量Q1d、Q2d低于第1及第2可变容量型油压泵2、3的相当于一个泵的最大输出流量Qmax的情况下(S3的判断为YES),执行将第1合·分流阀13、第2合·分流阀21从合流位置A切换到分流位置B的控制(S4~10)。
如此,根据本第3发明,由于演算第1及第2油压调节器4、7的必要流量Q1d、Q2d,且在判断为必要流量Q1d、Q2d低于第1及第2油压泵2、3的相当于一个泵的最大输出流量Qmax的情况下,判断为切换到分流位置,所以可正确地判断第1及第2合·分流阀13、21的向分流位置切换的切换时期,抑制压力补偿阀6、9的压力损失引起的能源浪费从而提高能源效率,并提高使多个作业机(多个油压调节器4、7)复合动作时的作业效率。
根据第2发明,如图1、图2所示,以第1合·分流阀13及第2合·分流阀21处于合流位置A的状态,在控制器14判断为,第1及第2油压调节器4、7的各必要流量Q1d、Q2d低于第1及第2可变容量型油压泵2、3的相当于一个泵的最大输出流量Qmax的情况下(S3的判断为YES),以最初进行将第1合·分流阀13从合流位置A切换到分流位置B的动作(S4),第1合·分流阀13的切换结束后(S8的判断为YES),进行将第2合·分流阀21从合流位置A切换到分流位置B的动作(S9)的方式,控制第1及第2合·分流阀13、21的切换。
本第2发明是组合第1发明与第3发明的发明,可获得第1发明的效果、第2发明的效果。
第4发明,在第1发明中,此外,由控制器14判断为,将第1合·分流阀13及第2合·分流阀21从分流位置B切换到合流位置A的情况下(S3的判断为NO),以最初进行将第2合·分流阀21从分流位置B切换到合流位置A的动作(S11),第2合·分流阀21的切换结束后(S12的判断为YES),进行将第1合·分流阀13从分流位置B切换到合流位置A的动作(S13)的方式,控制第1及第2合·分流阀13、21的切换。
于是,根据本第4发明,在从分流位置B切换到合流位置A时,由于将第2合·分流阀21切换到合流位置A并打开压力补偿之后,将第1合·分流阀13切换到合流位置A并连通第1及第2输出油路10、11,所以不仅第1发明的向分流位置切换时,即使向合流位置切换时,也可抑制由切换前后的第1及第2输出油路10、11发生的流量变动,提高操作性、作业效率。
第6发明,在第3发明中,此外,以第1合·分流阀13及第2合·分流阀21处于分流位置B的状态,在控制器14判断为,第1及第2油压调节器4、7的必要流量Q1d、Q2d中的至少一方的必要流量,在第1及第2可变容量型油压泵2、3的相当于一个泵的最大输出流量Qmax以上的情况下(S3的判断为NO),执行将第1合·分流阀13、第2合·分流阀21从分流位置B切换到合流位置A的控制(S11~14)。
于是,根据本第6发明,由于演算第1及第2油压调节器4、7的必要流量Q1d、Q2d,且在判断为必要流量Q1d、Q2d中的至少一方在第1及第2油压泵2、3的相当于一个泵的最大输出流量Qmax以上的情况下,判断为切换到合流位置,所以不仅对于第3发明的向分流位置切换的切换时期,即使对于向合流位置切换的切换时期,也可正确地判断,且抑制压力补偿阀6、9的压力损失引起的能源浪费从而提高能源效率,并提高使多个作业机(多个油压调节器4、7)复合动作时的作业效率。
第5发明,在第2发明中,此外,以第1合·分流阀13及第2合·分流阀21处于分流位置B的状态,在控制器14判断为,第1及第2油压调节器4、7的必要流量Q1d、Q2d中的至少一方的必要流量,在第1及第2可变容量型油压泵2、3的相当于一个泵的最大输出流量Qmax以上的情况下(S3的判断为NO),以最初进行将第2合·分流阀21从分流位置B切换到合流位置A的动作(S11),第2合·分流阀21的切换结束后(S12的判断为YES),进行将第1合·分流阀13从分流位置B切换到合流位置A的动作(S13)的方式,控制第1及第2合·分流阀13、21的切换。
本第5发明是组合第4发明与第6发明的发明,可获得第4发明的效果、第6发明的效果。
根据本第7发明,如图1、图2所示,由控制器14判断为,将第1合·分流阀13及第2合·分流阀21从分流位置B切换到合流位置A的情况下(S3的判断为NO),以最初进行将第2合·分流阀21从分流位置B切换到合流位置A的动作(S11),第2合·分流阀21的切换结束后(S12的判断为YES),进行将第1合·分流阀13从分流位置B切换到合流位置A的动作(S13)的方式,控制第1及第2合·分流阀13、21的切换。
如此,根据本第7发明,在从分流位置B切换到合流位置A时,由于将第2合·分流阀21切换到合流位置A并打开压力补偿之后,将第1合·分流阀13切换到合流位置A并连通第1及第2输出油路10、11,所以可抑制向合流位置切换的切换前后中的第1及第2输出油路10、11发生的流量变动,提高操作性、作业效率。
根据第9发明,如图1、图2所示,以第1合·分流阀13及第2合·分流阀21处于分流位置B的状态,在控制器14判断为,第1及第2油压调节器4、7的必要流量Q1d、Q2d中的至少一方的必要流量,在第1及第2可变容量型油压泵2、3的相当于一个泵的最大输出流量以上Qmax的情况下(S3的判断为NO),执行将第1合·分流阀13、第2合·分流阀21从分流位置B切换到合流位置A的控制(S11~14)。
于是,根据本第9发明,由于演算第1及第2油压调节器4、7的必要流量Q1d、Q2d,且在判断为必要流量Q1d、Q2d中的至少一方在第1及第2油压泵2、3的相当于一个泵的最大输出流量Qmax以上的情况下,判断为切换到合流位置,所以可正确地判断第1及第2合·分流阀13、21的向合流位置切换的切换时期,抑制压力补偿阀6、9的压力损失引起的能源浪费从而提高能源效率,并提高使多个作业机(多个油压调节器4、7)复合动作时的作业效率。
根据第8发明,如图1、图2所示,以第1合·分流阀13及第2合·分流阀21处于分流位置B的状态,在控制器14判断为,第1及第2油压调节器4、7的必要流量Q1d、Q2d中的至少一方的必要流量,在第1及第2可变容量型油压泵2、3的相当于一个泵的最大输出流量Qmax以上的情况下(S3的判断为NO),以最初进行将第2合·分流阀21从分流位置B切换到合流位置A的动作(S11),第2合·分流阀21的切换结束后(S12的判断为YES),进行将第1合·分流阀13从分流位置B切换到合流位置A的动作(S13)的方式,控制第1及第2合·分流阀13、21的切换。
本第8发明是组合第7发明与第9发明的发明,可获得第7发明的效果、第9发明的效果。
附图说明
图1是表示本发明的建设机械的油压控制装置的实施例的油压回路图。
图2是表示图1中所示的由控制器进行的处理内容的流程图。
图3(a)、(b)分别是图1中所示的第2合·分流阀的切换动作的时间图、第1合·分流阀的切换动作的时间图。
图4(a)、(b)、(c)是例示第1及第2合·分流阀的切换动作中的调制曲线的图。
图5是表示用于求第1及第2油压调节器的必要流量的对应关系的图。
图6是表示图1的变形例的油压回路图。
具体实施方式
以下,参照附图,对本发明的建设机械的油压控制装置的实施方式进行说明。
图1是表示本发明的油压控制装置的实施方式的油压回路图。图1表示搭载于油压铲的油压回路。
油压铲上设有起重臂、臂、铲斗等多个作业机以及上部旋转体,这些多个作业机以及上部旋转体,通过驱动对应的第1作业机用油压调节器4、第2作业机用油压调节器7,从而各自动作。第1油压调节器4、第2油压调节器7,由油压缸或油压电动机构成,但图1中从说明的便利出发,由油压缸表示。另外,实际的油压铲中,为各作业机以及每个上部旋转体设置油压调节器,但本实施例中,从说明的便利上,对应臂、上部旋转体设有第1油压调节器4,对应起重臂、铲斗设有第2油压调节器7。
这些第1及第2油压调节器4、7,以两个可变容量型油压泵、换而言之第1油压泵2、第2油压泵3为驱动源而驱动。
第1及第2油压泵2、3由发动机1驱动。
第1油压泵2的斜板2a由伺服机构25驱动。伺服机构25,对应控制信号(电信号)而动作,并使第1油压泵2的斜板2a变化到对应控制信号的位置。通过变化第1油压泵2的斜板2a的倾斜位置,变化第1油压泵2的容量(cc/rev)。同样,第2油压泵3的斜板3a由伺服机构26驱动。通过变化第2油压泵3的斜板3a的倾斜位置,变化第2油压泵3的容量(cc/rev)。第1油压泵2的斜板2a处于最大倾斜位置(最大容量),发动机1的旋转数为最高旋转数时,从第1油压泵2的输出口供给最大输出流量Qmax的液压油。同样,第2油压泵3的斜板3a处于最大倾斜位置(最大容量),发动机1的旋转数为最高旋转数时,从第2油压泵3的输出口供给最大输出流量Qmax的液压油。本说明书中,将该最大输出流量Qmax(1/min)定义为“相当于一个泵的最大输出流量”。
第1油压泵2的输出口,经由第1输出油路10连通着第1主操作阀5的入口端口。第1主操作阀5的出口端口连通着第1油压调节器4的油室。
从第1油压泵2输出的液压油,经由第1输出油路10供给第1主操作阀5,经过第1主操作阀5的液压油供给第1油压调节器4。
第1主操作阀5,例如由设置于运转室的左侧的左操作杆29操作。左操作杆29是操作臂、上部旋转体的动作的操作杆。通过操作左操作杆29,变化从第1主操作阀5供给第1油压调节器4的液压油的方向及流量,并以与其对应的方向、速度动作臂、上部旋转体。
另一发面,第2油压泵3的输出口,经由第2输出油路11连通着第2主操作阀8的入口端口。第2主操作阀8的出口端口连通着第2油压调节器7的油室。
从第2油压泵3输出的液压油,经由第2输出油路11供给第2主操作阀8,经过第2主操作阀8的液压油供给第2油压调节器7。
第2主操作阀8,例如由设置于运转室的右侧的右操作杆30操作。右操作杆30是操作起重臂、铲斗的动作的操作杆。通过操作右操作杆30,变化从第2主操作阀8供给第2油压调节器7的液压油的方向及流量,并以与其对应的方向、速度动作起重臂、铲斗。
第1输出油路10与第2输出油路11,由连通油路(合流油路)12连接。连通油路12上设有第1合·分流阀13。第1合·分流阀13是切换阀,具有:合流位置A,其用于打开连通油路12,并连通第1输出油路10与第2输出油路11之间;分流位置B,其用于关闭连通油路12,并断开第1输出油路10与第2输出油路11之间。第1合·分流阀13,对应施加于附设的电磁线圈13a的控制信号,进行切换动作。
第1主操作阀5上,设有将第1主操作阀5的节流的前后差压补偿为规定值的第1压力补偿阀6。
另一方面,第2主操作阀8上,设有将第2主操作阀8的节流的前后差压补偿为规定值的第2压力补偿阀9。
第1压力补偿阀6具有:第1受压部6a,其被供给第1压力补偿阀6的出口端口侧压力、换而言之第1油压调节器4的保持压;第2受压部6b,其被供给往复阀15的出口端口侧的控制压;弹簧6c,其设置于第1受压部6a侧。
往复(shuttle)阀15的一方的入口端口,经由保持压导入油路17连通着第1压力补偿阀6的出口端口,往复阀15的另一方的入口端口,经由第1负荷压导入油路16连通着往复阀22的出口端口。
另一方面,第2压力补偿阀9具有:第1受压部9a,其被供给第2压力补偿阀9的出口端口侧压力、换而言之第2油压调节器7的保持压;第2受压部9b,其被供给往复阀18的出口端口侧的控制压;弹簧9c,其设置于第1受压部9a侧。
往复阀18的一方的入口端口,经由保持压导入油路20连通着第2压力补偿阀9的出口端口,往复阀18的另一方的入口端口,连通着第2负荷压导入油路19。
往复阀22是检测第1油压调节器4的负荷压、换而言之第1主操作阀5的出口端口侧压P1和、第2油压调节器7的负荷压、换而言之第2主操作阀8的出口端口侧压P2中的高压侧的压力、换而言之最高负荷压,并将最高负荷压输出到第1负荷压导入油路16及19的阀。第1负荷压导入油路16,经由第2合·分流阀21连通着第2负荷压导入油路19。
往复阀22的一方的入口端口,经由负荷压导入油路23连通着第1主操作阀5的出口端口,往复阀22的另一方的入口端口,经由第2合·分流阀21连通着负荷压导入油路24。
第2合·分流阀21是切换阀,具有:合流位置A,其用于将由往复阀22检测出的最高负荷压的控制液压油导入第1及第2负荷压导入油路16、19;分流位置B,其用于将第1及第2油压调节器的负荷压P1、P2分别导入对应的第1及第2负荷压导入油路16、19。第2合·分流阀21,对应施加于附设的电磁线圈21a的控制信号,进行切换动作。
第1输出油路10上,设有检测流过第1输出油路10的液压油的压力P1p的压力传感器27。同样,第2输出油路11上,设有检测流过第2输出油路11的液压油的压力P2p的压力传感器28。
压力传感器27、28的检测信号被输入控制器14。另外,左右操作杆29、30的操作量S1、S2由操作量检测传感器31、32检测,且表示操作量S1、S2的信号被输入控制器14。
控制器14,如后述,基于输入的信号,作成应输出给第1合·分流阀13、第2合·分流阀21的各电磁线圈13a、21a的控制信号,并将其输出,由此控制第1合·分流阀13、第2合·分流阀21的切换。另外,控制器14,如后述,基于输入的信号,作成应输出给伺服机构25、26的控制信号,并将其输出,由此在第1合·分流阀13的切换控制时,控制第1及第2油压泵2、3的斜板2a、3a的倾斜位置。
另外图1中未图示,但第1及第2油压泵2、3的斜板2a、3a的倾斜位置的控制,除去上述切换控制时,以由道路传感控制进行为前提。
即,例如导入第1负荷压导入油路16的负荷压(假设为PL),施加于第l油压泵2的伺服机构25,并且流过第1输出油路10的液压油的压力(假设为Pp),施加于第1油压泵2的伺服机构25。
这里,两压力差Pp-PL是第1主操作阀5的节流前后差压ΔP1。在伺服机构25中,以第1主操作阀5的前后差压ΔP1(=Pp-PL)成为一定差压的方式,控制第1油压泵2的斜板2a的倾斜位置。
在上述(1)式 ( Q 1 = c · A 1 · ( ΔP 1 ) ) 中,由于第1主操作阀5的节流前后差压ΔP1一定,所以可不论第1油压调节器4的负荷的大小,将与第1主操作阀5的开度A1、换而言之操作杆29的操作量S1成比例的流量Q1供给第1油压调节器4,提高操作性。
同样,即使对于第2油压泵3侧,导入第2负荷压导入油路16的负荷压(PL),施加于第2油压泵3的伺服机构26,并且流过第2输出油路11的液压油的压力(假设为Pp),施加于第2油压泵3的伺服机构26,同样进行道路传感控制。
另外,在油压铲中,作业机用的左右操作杆29、30以外,操作下部行驶体的动作的左右的移动用的操作杆(或操作踏板)设置于运转室。
油压铲的下部行驶体由左右履带、左右驱动链轮等构成,由设置于车体的左右的左右的移动用油压电动机驱动左右驱动链轮,由此下部行驶体动作。
左油压电动机与第1油压调节器4相当,由经由第1输出油路10而供给的液压油驱动。设有与第1主操作阀5相当的左移动用操作阀,且通过操作左移动用操作杆,变化从左移动用操作阀供给左移动用油压电动机的液压油的方向及流量,并以与其对应的方向、速度动作左驱动链轮、左履带。
另一方面,右油压电动机与第2油压调节器7相当,由经由第2输出油路11而供给的液压油驱动。设有与第2主操作阀8相当的右移动用操作阀,且通过操作右移动用操作杆,变化从右移动用操作阀供给右移动用油压电动机的液压油的方向及流量,并以与其对应的方向、速度动作右驱动链轮、右履带。
然后,参照图2的流程图、图3的时间图,对由控制器14进行的处理内容进行说明。图3(a)表示第2合·分流阀21的切换动作的时间图、图3(b)表示第1合·分流阀13的切换动作的时间图。
若操作员将键开关操作到发动机启动位置,则从电源向控制器14外加电压而启动控制器14,从而发动机1开动。随之由控制器14启动图2的处理。控制器14的启动时的初期状态下,第1合·分流阀13、第2合·分流阀21共同以位于合流位置A的方式,向各电磁线圈13a、21a输出控制信号。
第2合·分流阀21位于合流位置A时,进行压力补偿。
若第2合·分流阀21位于合流位置A,则连通第1负荷压导入油路16与第2负荷压导入油路19,并负荷压导入油路24连通往复阀22的入口端口。这里,若作为第2主操作阀8的出口端口侧压的负荷压P2大于作为第1主操作阀5的出口端口侧压的负荷压P1而为高压,则从负荷压导入油路24经由往复阀22向第1负荷压导入油路16导入最高负荷压P2。由此经由第1负荷压导入油路16、往复阀15向第1压力补偿阀6的第2受压部6b,施加最高负荷压P2。该结果,第1主操作阀5的出口端口侧的负荷压,从自己的负荷压P1表面上变化为最高负荷压P2。
另一方面,从负荷压导入油路24经由往复阀22、第1负荷压导入油路16向第2负荷压导入油路19导入最高负荷压P2。由此经由第2负荷压导入油路19、往复阀18向第2压力补偿阀9的第2受压部9b,施加最高负荷压P2。该结果,第2主操作阀8的出口端口侧的负荷压,维持自己的负荷压P2(最高负荷压)。
从第1及第2主操作阀5、8供给第1及第2油压调节器4、7的液压油的流量Q1、Q2(1/min),若将第1及第2主操作阀的开口面积设为A1、A2,第1及第2主操作阀的节流前后差压设为ΔP1、ΔP2,流量系数设为c,则可由下述(1)、(2)式表示。
Q 1 = c · A 1 · ( ΔP 1 ) - - - ( 1 )
Q 2 = c · A 2 · ( ΔP 2 ) - - - ( 2 )
若进行压力补偿,则负荷较轻侧的第1主操作阀5的节流前后差压、换而言之上述(1)式的右边的ΔP1,成为与负荷较重侧的第2主操作阀8的节流前后差压ΔP2相同的值。由此在压力补偿状态下,下述(3)式中所示的关系成立。
Q1/Q2=A1/A2……(3)
于是,通过进行压力补偿,第1及第2主操作阀5、8的节流前后差压成为同一值,并向第1及第2油压调节器4、7供给不受负荷的影响且与第1及第2主操作阀5、8的开度A1、A2、换而言之左右操作杆的操作量成比例的流量Q1、Q2,从而提高使多个作业机复合动作时的操作性。
如以上,初期状态下形成为合流状态,从而判断左右移动用操作杆是在中立位置(OFF)、还是被操作(ON)了(S1)。
在操作左右移动用操作杆的情况(S1的判断为NO)下,执行S21、S22、S23所表示的移动逻辑,不进行本发明的控制(S3~S14)。
在移动逻辑中,首先,判断作业机用操作杆29、30是在中立位置(关)、还是被操作(开)了(S21)。
在判断为作业机用操作杆29、30处于中立位置的情况(S21的判断为YES)下,由于是作业机不动作而下部行驶体单独动作的情况,所以将下部行驶体的左右履带的动作形成为分流状态而进行。即,第1合·分流阀13、第2合·分流阀21共同从合流位置A切换到分流位置B。在下部行驶体单独动作的情况下,根本上,形成为分流状态是为了确保转向操作时的操作性。假设断开转向时,若形成为合流状态,则液压油较易流过进行压力补偿而负荷较轻一方的行驶用油压电动机(例如左行驶用油压电动机),且由于转向操作时的操作性恶化,所以是出于避免此情况的目的(S22)。
另一方面,在判断为作业机用操作杆29、30被操作的情况(S21的判断为NO)下,由于是作业机与下部行驶体复合动作的情况,所以维持第1合·分流阀13、第2合·分流阀21的合流位置A,形成为原有的合流状态(S23)。
左右移动用操作杆处于中立位置的情况(S1的判断为YES)下,继而,判断作业机用操作杆29、30是(开)否(关)被操作(S2)。
在判断为作业机用操作杆29、30未被操作的情况(处于中立位置)(S2的判断为NO)下,再次返回到S1的处理,但在判断为作业机用操作杆29、30的任一个已被操作的情况(S2的判断为YES)下,转移到S3。
在S3中,基于左右操作杆29、30的操作量S1、S2,演算应供给第1及第2油压调节器4、7的必要流量Q1d、Q2d(1/min)。
从上述(3)式(Q1/Q2=A1/A2)可知,合流状态下由压力补偿决定、对应第1及第2主操作阀5、8的开度A1、A2供给第1及第2油压调节器4、7的流量Q1、Q2。因此,可基于左右操作杆29、30的操作量S1、S2(第1及第2主操作阀5、8的开度A1、A2),求出应供给第1及第2油压调节器4、7的必要流量Q1d、Q2d。
图5是对必要流量Q1d、Q2d的其他求法进行说明的图。
该情况,如同图5所示,预先存储有第1油压调节器4的负荷压P1与操作杆29的操作量S1及与第1油压调节器4的必要流量Q1d之间的对应关系。并且,检测第1油压调节器4的负荷压P1,并基于该检测负荷压P1与检测出的杆操作量S1,遵从图5中所示的对应关系,演算第1油压调节器4的必要流量Q1d。同样,检测第2油压调节器7的负荷压P2,并基于检测负荷压P2与杆操作量S2,遵从图5中所示的对应关系,演算第2油压调节器7的必要流量Q2d。
按以上的方法进行,并判断演算出的第1及第2油压调节器4、7的各必要流量Q1d、Q2d各自是否低于第1及第2泵2、3的相当于一个泵的最大输出流量Qmax(S3)。
判断为演算出的第1及第2油压调节器4、7的各必要流量Q1d、Q2d各自低于第1及第2泵2、3的相当于一个泵的最大输出流量Qmax的情况(S3的判断为YES),判断为应从合流状态形成为分流状态,从而转移到S4。即,第1及第2油压调节器的各必要流量Q1d、Q2d各自低于第1及第2泵2、3的相当于一个泵的最大输出流量Qmax时,将应供给各油压调节器4、7的流量,由对应的一个油压泵的最大输出流量提供,所以即使形成为分流状态,也可由第1及第2油压调节器4、7充分地确保动作速度,避免降低作业效率。另外,比起形成为分流状态的一方以合流状态启动压力补偿的功能而引起的压力损失,从能源效率的观点为优选。因此,应避免以合流状态进行压力补偿而引起的压力损失、及由此引起的能源浪费,所以即使在作业进行中也应迅速地转移到分流状态。
这样从合流状态形成为分流状态的状况,例如为使臂和铲斗复合动作的情况。使臂和铲斗复合动作时,不仅杆操作量小的情况,即使将操作杆29、30置于最大行程位置而进行挖掘作业的状况,在负荷压高的情况下,第1及第2油压调节器4、7的各必要流量Q1d、Q2d各自也将变为低于相当于一个泵的最大输出流量Qmax。
另外,从油压铲向翻斗汽车排土后,在进行将铲斗返回挖掘位置的“向下旋转动作”的情况下,复合上部旋转体的旋转动作与降下起重臂的动作而进行。最初旋转动作是以低于相当于一个泵的最大输出流量Qmax而进行的作业,降下起重臂的动作由于负荷压力较低且必要流量是不产生油压调节器7内的负压减少这一水平的较少流量而进行得充分。另外,若采用再利用从第1及第2油压调节器4、7排出到槽内的液压油的油压再生回路,则必要流量以低于相当于一个泵的最大输出流量Qmax而充分提供。
以下,根据S4~S10的处理,第1合·分流阀13、第2合·分流阀21从合流位置A被切换到分流位置B。
控制器14,以最初进行将第1合·分流阀13从合流位置A切换到分流位置B的动作,第1合·分流阀13的切换结束后,进行将第2合·分流阀21从合流位置A切换到分流位置B的动作的方式,向第1及第2合·分流阀13、21输出控制信号。这是通过首先进行第1及第2输出油路10、11的分流,继而进行第1及第2负荷压导入油路16、19的分流,目的在于在切换为分流时尽量继续合流时的压力补偿的功能,从而抑制合·分流阀13、21的切换的前后发生的流量变动。
即,首先,如图3(b)所示,在时刻t1开始将第1合·分流阀13从合流位置A切换到分流位置B的动作、换而言之关闭连通油路12的动作(S4)。
第1合·分流阀13的从合流位置A向分流位置B切换的切换动作、换而言之第1合·分流阀13的闭动作,以遵从图3(b)中所示的调制曲线,滑阀以规定的时间(例如0.3~0.5sec)从开位置A移动到闭位置B的方式进行(S4~S8)。
第1合·分流阀13的闭动作的调制曲线,也可为图4(a)、(b)、(c)中例示的曲线。
第1合·分流阀13的闭动作中,控制器14,基于压力传感器27、28的检测压力P1p、P2p,控制第1及第2油压泵2、3的斜板2a、3a。
基于压力传感器27、28的检测压力P1p、P2p,演算第1及第2油压泵2、3的输出流量Q1p、Q2p(1/min)的流量差Q1p-Q2p,并判断第1油压泵2的输出流量Q1p是否大于第2油压泵3的流量Q2p(S5)。
在判断为第1油压泵2的输出流量Q1p大于第2油压泵3的流量Q2p的情况(S5的判断为YES)下,以第1油压泵2的输出流量Q1p按规定的微小流量ΔQ1p渐渐增大,且第2油压泵3的输出流量Q2p按规定的微小流量ΔQ2p渐渐减少的方式,向伺服机构25、26输出控制信号。第1油压泵2的输出流量的增大、第2油压泵3的输出流量的减少,直至进行到达到由上述S3演算出的第1及第2油压调节器4、7的各必要流量Q1d、Q2d。但是,输出流量增大的最大值为达到油压泵2的最大输出流量Qmax(最大斜板倾斜位置)(S6)。
另一方面,在判断为第1油压泵2的输出流量Q1p小于第2油压泵3的流量Q2p的情况(S5的判断为NO)下,以第1油压泵2的输出流量Q1p按规定的微小流量ΔQ1p渐渐减少,且第2油压泵3的输出流量Q2p按规定的微小流量ΔQ2p渐渐增大的方式,向伺服机构25、26输出控制信号。第1油压泵2的输出流量的减少、第2油压泵3的输出流量的增大,直至进行到达到由上述S3演算出的第1及第2油压调节器4、7的各必要流量Q1d、Q2d。但是,输出流量增大的最大值为达到油压泵3的最大输出流量Qmax(最大斜板倾斜位置)(S7)。
然后判断第1合·分流阀13的向分流位置B切换的切换动作(闭动作)是否结束(S8)。
在第1合·分流阀13的向分流位置B切换的切换动作(闭动作)未结束的情况(S8的判断为NO)下,再次返回S4,继续第1合·分流阀13的向分流位置B切换的切换动作(闭动作)而进行(S4),但在第1合·分流阀12的向分流位置B切换的切换动作(闭动作)已结束的情况(S8的判断为YES)下,转移到下一S9中,开始第2合·分流阀21的从合流位置A向分流位置B切换的切换动作(闭动作)(S9)。
如图3(a)所示,第2合·分流阀21的从合流位置A向分流位置B切换的切换动作(闭动作),在距离第1合·分流阀13的切换动作开始时刻t 1延迟了规定的时间的时刻t2开始。并且,该切换动作与第1合·分流阀13的切换动作时相同,以遵从图3(a)中所示的调制曲线,滑阀以规定的时间(例如0.3~0.5sec)移动到闭位置B的方式而进行(S9~S10)。
第2合·分流阀21的闭动作的调制曲线,也可为图4(a)、(b)、(c)中例示的曲线。
判断第2合·分流阀21的向分流位置B切换的切换动作(闭动作)是否结束(S10),在第2合·分流阀21的向分流位置B切换的切换动作(闭动作)未结束的情况(S10的判断为NO)下,再次返回S9,继续第2合·分流阀21的向分流位置B切换的切换动作(闭动作)而进行(S9),但在第2合·分流阀21的向分流位置B切换的切换动作(闭动作)已结束的情况(S10的判断为YES)下,再次返回S1,重新判断移动用操作杆是否关闭,以下重复同样的处理而执行。
若第2合·分流阀21位于分流位置B,则解除压力补偿。
若第2合·分流阀21位于分流位置B,则断开第1负荷压导入油路16与第2负荷压导入油路19,并断开负荷压导入油路24与往复阀22的入口端口。由此,经由负荷压导入油路23、往复阀22、第1负荷压导入油路16、往复阀15,向第1压力补偿阀6的第2受压部6b施加自己的负荷压P1。该结果,第1主操作阀5的出口端口侧的负荷压维持自己的负荷压P1。
另一方面,经由负荷压导入油路24、第2合·分流阀21的连通路21b、第2负荷压导入油路19、往复阀18,向第2压力补偿阀9的第2受压部9b施加自己的负荷压P2。该结果,第2主操作阀8的出口端口侧的负荷压维持自己的负荷压P2。
如以上,根据本发明,由于第1合·分流阀13的向分流位置B切换的切换动作(闭动作)结束后,开始第2合·分流阀21的向分流位置B切换的切换动作(闭动作),在切换到分流位置时尽量继续合流时的压力补偿而进行,所以可抑制第1及第2合·分流阀13、21的切换的前后中的流量变动。由此提高操作性、作业效率。
另一方面,由S3判断为,演算出的第1及第2油压调节器4、7的各必要流量Q1d、Q2d中的至少一方在第1及第2泵2、3的相当于一个泵的最大输出流量Qmax以上的情况(S3的判断为NO),判断为应从分流状态形成为合流状态,从而转移到S11。即,第1及第2油压调节器的各必要流量Q1d、Q2d中的至少一方在第1及第2泵2、3的相当于一个泵的最大输出流量Qmax以上时,应供给各油压调节器4、7的流量,不能仅由对应的一个油压泵的最大输出流量提供的情况,为了充分确保第1及第2油压调节器4、7的动作速度从而避免降低作业效率进行,需要合流第1及第2油压泵2、3的输出流量,并供给第1及第2油压调节器4、7。
这样从分流状态形成为合流状态的状况,例如为复合抬起起重臂的动作和臂动作而进行的情况。
以下,根据S11~S14的处理,第1合·分流阀13、第2合·分流阀21从分流位置B被切换到合流位置A。
控制器14,以最初进行将第2合·分流阀21从分流位置B切换到合流位置A的动作,第2合·分流阀21的切换结束后,进行将第1合·分流阀13从分流位置B切换到合流位置A的动作的方式,向第1及第2合·分流阀13、21输出控制信号。这是通过首先进行第1及第2负荷压导入油路16、19的合流,继而进行第1及第2输出油路10、11的合流,目的在于在切换为合流时提前使合流时的压力补偿的功能有效,从而抑制合·分流阀13、21的切换的前后发生的流量变动。
即,首先,如图3(a)所示,在时刻t3开始将第2合·分流阀21从分流位置B切换到合流位置A的动作(S11)。
第2合·分流阀21的从分流位置B向合流位置A切换的切换动作、换而言之第2合·分流阀21的开动作,以遵从图3(a)中所示的调制曲线,滑阀以规定的时间(例如0.3~0.5sec)从闭位置B移动到开位置A的方式进行(S11~S12)。
第2合·分流阀21的开动作的调制曲线,也可为与图4(a)、(b)、(c)中例示的曲线相当的曲线。
判断第2合·分流阀13的向合流位置B切换的切换动作(开动作)是否结束(S12),在第2合·分流阀21的向合流位置A切换的切换动作(开动作)未结束的情(S12的判断为NO)下,再次返回S11,继续第2合·分流阀21的向合流位置A切换的切换动作(开动作)而进行(S11),但在第2合·分流阀21的向合流位置A切换的切换动作(开动作)已结束的情况(S12的判断为YES)下,转移到下一S13中,开始第1合·分流阀13的从分流位置B向合流位置A切换的切换动作(开动作)(S13)。
如图3(b)所示,第1合·分流阀13的从分流位置B向合流位置A切换的切换动作(开动作),在距离第2合·分流阀21的切换动作开始时刻t3延迟了规定的时间的时刻t4开始。并且,该切换动作与第2合·分流阀21的切换动作时相同,以遵从图3(b)中所示的调制曲线,滑阀以规定的时间(例如0.3~0.5sec)移动到开位置A的方式进行(S13~S14)。
第1合·分流阀13的开动作的调制曲线,也可为图4(a)、(b)、(c)中例示的曲线。
判断第1合·分流阀13的向合流位置A切换的切换动作(开动作)是否结束(S14),在第1合·分流阀13的向合流位置A切换的切换动作(开动作)未结束的情况(S14的判断为NO)下,再次返回S13,继续第1合·分流阀13的向合流位置A切换的切换动作(开动作)而进行(S13),但在第1合·分流阀13的向合流位置A切换的切换动作(开动作)已结束的情况(S14的判断为YES)下,再次返回S1,重新判断移动用操作杆是否关闭,以下重复同样的处理而执行。
如以上,根据本实施例,由于第2合·分流阀21的向合流位置A切换的切换动作(开动作)结束后,开始第1合·分流阀13的向合流位置A切换的切换动作(开动作),在切换到合流位置时尽量提前使合流时的压力补偿有效,所以可抑制第1及第2合·分流阀13、21的切换的前后中的流量变动。由此提高操作性、作业效率。
另外,即使第1合·分流阀13的从分流位置B向合流位置A切换的切换动作(开动作)时(S13、S14),也与第1合·分流阀13的从合流位置A向分流位置B切换的切换动作(闭动作)时的控制(S5、S6、S7)相同,可控制第1及第2油压泵2、3的斜板2a、3a的倾斜位置。
如以上,根据本实施例,由于从合流位置切换到分流位置时,断开第1及第2输出油路10、11之后,关闭压力补偿,从分流位置切换到合流位置时,打开压力补偿之后,连通第1及第2输出油路10、11,所以可抑制合分流阀13、21的切换前后第1及第2输出油路10、11中发生的流量变动,提高操作性、作业效率。
另外,根据本实施例,由于演算第1及第2油压调节器4、7的必要流量Q1d、Q2d,并对应必要流量Q1d、Q2d是否低于第1及第2油压泵2、3的相当于一个泵的最大输出流量Qmax,而判断是切换到分流位置还是切换到合流位置,所以可正确地判断合·分流阀13、21的切换时期,抑制压力补偿阀6、9的压力损失引起的能源浪费从而提高能源效率,并提高使多个作业机(多个油压调节器4、7)复合动作时的作业效率。
进而,另外,从开始第1合·分流阀13的切换的时刻t1到开始第2合·分流阀21切换的时刻t2的延迟时刻t2-t1,或从开始第2合·分流阀21的切换的时刻t3到开始第1合·分流阀13切换的时刻t4的延迟时刻t4-t3,两者可均设为相同时间,另外也可不同。另外,上述延迟时刻t2-t1、t4-t3,可根据作业机(油压调节器)的每个种类而有所不同。另外,调制曲线,对于将第1合·分流阀13从合流位置A切换到分流位置B的情况,将第1合·分流阀13从分流位置B切换到合流位置A的情况,将第2合·分流阀21从合流位置A切换到分流位置B的情况,将第2合·分流阀21从分流位置B切换到合流位置A的情况的所有情况,可使用相同调制曲线,也可根据各情况适当使调制曲线不同。
另外,在本实施例中,为第1及第2输出油路10、11分别设置压力传感器27、28,并基于这些压力传感器27、28的检测压力,求出流过第1及第2输出油路10、11的液压油的流量差Q1p-Q2p,但用于求流量差Q1p-Q2p的传感器,也可为压力传感器以外的传感器。例如可设置检测流过第1及第2输出油路10、11的各液压油的差压的差压传感器,并基于该差压传感器检测出的差压,求出流量差Q1p-Q2p,也可为每个输出油路10、11设置检测流过第1及第2输出油路10、11的液压油的各量Q1p、Q2p的流量传感器,并基于各流量传感器的检测流量Q1p、Q2p,求出流量差Q1p-Q2p。
另外,在本实施例中,基于操作杆29、30的操作量S1、S2,演算第1及第2油压调节器4、7的必要流量Q1d、Q2d,但也可如图6中所示,为第1及第2油压调节器(油压缸)4、7分别设置检测油压调节器4、7的活塞杆的行程量的行程量检测传感器33、34,并基于这些由各行程量传感器33、34检测出的行程量,演算第1及第2油压调节器4、7的必要流量Q1d、Q2d。
另外,在本实施例中,作为建设机械,假定为履带式的油压铲,在移动用操作杆打开的情况(S1的判断为NO)下,不论第1及第2油压调节器4、7的必要流量Q1d、Q2d如何,转移到移动逻辑(S21~23)中,不进行本实施例的控制(S3~S14),但本发明也可适用于履带式的油压铲以外的建设机械,另外即使移动用操作杆被打开的情况,也可进行本发明的控制。
也可使本发明适用于例如车轮式的建设机械、例如轮式装载机,也可省略图2的流程中的S1、行驶逻辑(S21~23)的处理,对应作业机用操作杆是否被操作(S2),转移到本发明的控制(S3~S14)中。

Claims (9)

1、一种建设机械的油压控制装置,其特征在于,具有:
第1及第2可变容量型油压泵;
第1及第2油压调节器,其由第1及第2可变容量型油压泵供给输出的液压油而驱动;
第1及第2主操作阀,其用于切换供给第1及第2油压调节器的液压油的方向及流量;
第1及第2输出油路,其用于连通第1及第2可变容量型油压泵的输出口与第1及第2主操作阀;
第1及第2压力补偿阀,其用于将第1及第2主操作阀的前后差压补偿为规定值;
第1合·分流阀,其用于切换连通第1输出油路与第2输出油路之间的合流位置和断开第1输出油路与第2输出油路之间的分流位置;
最高负荷压检测机构,其用于检测第1及第2油压调节器的各负荷压中的最高负荷压;
第1及第2负荷压导入油路,其用于向第1及第2压力补偿阀导入负荷压;
第2合·分流阀,其用于切换将由最高负荷压检测机构检测出的最高负荷压的液压油导入第1及第2负荷压导入油路的合流位置,和将第1及第2油压调节器的负荷压分别导入对应的第1及第2负荷压导入油路的分流位置;
控制机构,其在判断为将第1合·分流阀及第2合·分流阀从合流位置切换到分流位置的情况下,最初进行将第1合·分流阀从合流位置切换到分流位置的动作,第1合·分流阀的切换结束后,进行将第2合·分流阀从合流位置切换到分流位置的动作,如此而控制第1及第2合·分流阀的切换。
2、一种建设机械的油压控制装置,其特征在于,具有:
第1及第2可变容量型油压泵;
第1及第2油压调节器,其由第1及第2可变容量型油压泵供给输出的液压油而驱动;
第1及第2主操作阀,其用于切换供给第1及第2油压调节器的液压油的方向及流量;
第1及第2输出油路,其用于连通第1及第2可变容量型油压泵的输出口与第1及第2主操作阀;
第1及第2压力补偿阀,其用于将第1及第2主操作阀的前后差压补偿为规定值;
第1合·分流阀,其用于切换连通第1输出油路与第2输出油路之间的合流位置,和断开第1输出油路与第2输出油路之间的分流位置;
最高负荷压检测机构,其用于检测第1及第2油压调节器的各负荷压中的最高负荷压;
第1及第2负荷压导入油路,其用于向第1及第2压力补偿阀导入负荷压;
第2合·分流阀,其用于切换将由最高负荷压检测机构检测出的最高负荷压的液压油导入第1及第2负荷压导入油路的合流位置,和将第1及第2油压调节器的负荷压分别导入对应的第1及第2负荷压导入油路的分流位置;
必要流量演算机构,其用于演算应供给第1及第2油压调节器的必要流量;
判断机构,其用于判断由必要流量演算机构演算的第1及第2油压调节器的各必要流量是否低于第1及第2可变容量型油压泵的相当于一个泵的最大输出流量;
控制机构,其以第1合·分流阀及第2合·分流阀处于合流位置的状态,在判断机构判断为,第1及第2油压调节器的各必要流量低于第1及第2可变容量型油压泵的相当于一个泵的最大输出流量的情况下,最初进行将第1合·分流阀从合流位置切换到分流位置的动作,第1合·分流阀的切换结束后,进行将第2合·分流阀从合流位置切换到分流位置的动作,如此而控制第1及第2合·分流阀的切换。
3、一种建设机械的油压控制装置,其特征在于,具有:
第1及第2可变容量型油压泵;
第1及第2油压调节器,其由第1及第2可变容量型油压泵供给输出的液压油而驱动;
第1及第2主操作阀,其用于切换供给第1及第2油压调节器的液压油的方向及流量;
第1及第2输出油路,其用于连通第1及第2可变容量型油压泵的输出口与第1及第2主操作阀;
第1及第2压力补偿阀,其用于将第1及第2主操作阀的前后差压补偿为规定值;
第1合·分流阀,其用于切换连通第1输出油路与第2输出油路之间的合流位置,和断开第1输出油路与第2输出油路之间的分流位置;
最高负荷压检测机构,其用于检测第1及第2油压调节器的各负荷压中的最高负荷压;
第1及第2负荷压导入油路,其用于向第1及第2压力补偿阀导入负荷压;
第2合·分流阀,其用于切换将由最高负荷压检测机构检测出的最高负荷压的液压油导入第1及第2负荷压导入油路的合流位置,和将第1及第2油压调节器的负荷压分别导入对应的第1及第2负荷压导入油路的分流位置;
必要流量演算机构,其用于演算应供给第1及第2油压调节器的必要流量;
判断机构,其用于判断由必要流量演算机构演算的第1及第2油压调节器的各必要流量是否低于第1及第2可变容量型油压泵的相当于一个泵的最大输出流量;
控制机构,其以第1合·分流阀及第2合·分流阀处于合流位置的状态,在判断机构判断为,第1及第2油压调节器的各必要流量低于第1及第2可变容量型油压泵的相当于一个泵的最大输出流量的情况下,执行将第1合·分流阀、第2合·分流阀从合流位置切换到分流位置的控制。
4、根据权利要求1所述的建设机械的油压控制装置,其特征在于,
所述控制机构,在判断为将第1合·分流阀及第2合·分流阀从分流位置切换到合流位置的情况下,最初进行将第2合·分流阀从分流位置切换到合流位置的动作,第2合·分流阀的切换结束后,进行将第1合·分流阀从分流位置切换到合流位置的动作,如此而控制第1及第2合·分流阀的切换。
5、根据权利要求2所述的建设机械的油压控制装置,其特征在于,
所述控制机构,以第1合·分流阀及第2合·分流阀处于分流位置的状态,在判断机构判断为,第1及第2油压调节器的必要流量中的至少一方的必要流量在第1及第2可变容量型油压泵的相当于一个泵的最大输出流量以上的情况下,最初进行将第2合·分流阀从分流位置切换到合流位置的动作,第2合·分流阀的切换结束后,进行将第1合·分流阀从分流位置切换到合流位置的动作,如此而控制第1及第2合·分流阀的切换。
6、根据权利要求3所述的建设机械的油压控制装置,其特征在于,
所述控制机构,以第1合·分流阀及第2合·分流阀处于分流位置的状态,在判断机构判断为,第1及第2油压调节器的必要流量中的至少一方的必要流量在第1及第2可变容量型油压泵的相当于一个泵的最大输出流量以上的情况下,执行将第1合·分流阀、第2合·分流阀从分流位置切换到合流位置的控制。
7、一种建设机械的油压控制装置,其特征在于,具有:
第1及第2可变容量型油压泵;
第1及第2油压调节器,其由第1及第2可变容量型油压泵供给输出的液压油而驱动;
第1及第2主操作阀,其用于切换供给第1及第2油压调节器的液压油的方向及流量;
第1及第2输出油路,其用于连通第1及第2可变容量型油压泵的输出口与第1及第2主操作阀;
第1及第2压力补偿阀,其用于将第1及第2主操作阀的前后差压补偿为规定值;
第1合·分流阀,其用于切换连通第1输出油路与第2输出油路之间的合流位置,和断开第1输出油路与第2输出油路之间的分流位置;
最高负荷压检测机构,其用于检测第1及第2油压调节器的各负荷压中的最高负荷压;
第1及第2负荷压导入油路,其用于向第1及第2压力补偿阀导入负荷压;
第2合·分流阀,其用于切换将由最高负荷压检测机构检测出的最高负荷压的液压油导入第1及第2负荷压导入油路的合流位置,和将第1及第2油压调节器的负荷压分别导入对应的第1及第2负荷压导入油路的分流位置;
控制机构,其在判断为将第1合·分流阀及第2合·分流阀从分流位置切换到合流位置的情况下,最初进行将第2合·分流阀从分流位置切换到合流位置的动作,第2合·分流阀的切换结束后,进行将第1合·分流阀从分流位置切换到合流位置的动作,如此而控制第1及第2合·分流阀的切换。
8、一种建设机械的油压控制装置,其特征在于,具有:
第1及第2可变容量型油压泵;
第1及第2油压调节器,其由第1及第2可变容量型油压泵供给输出的液压油而驱动;
第1及第2主操作阀,其用于切换供给第1及第2油压调节器的液压油的方向及流量;
第1及第2输出油路,其用于连通第1及第2可变容量型油压泵的输出口与第1及第2主操作阀;
第1及第2压力补偿阀,其用于将第1及第2主操作阀的前后差压补偿为规定值;
第1合·分流阀,其用于切换连通第1输出油路与第2输出油路之间的合流位置,和断开第1输出油路与第2输出油路之间的分流位置;
最高负荷压检测机构,其用于检测第1及第2油压调节器的各负荷压中的最高负荷压;
第1及第2负荷压导入油路,其用于向第1及第2压力补偿阀导入负荷压;
第2合·分流阀,其用于切换将由最高负荷压检测机构检测出的最高负荷压的液压油导入第1及第2负荷压导入油路的合流位置,和将第1及第2油压调节器的负荷压分别导入对应的第1及第2负荷压导入油路的分流位置;
必要流量演算机构,其用于演算应供给第1及第2油压调节器的必要流量;
判断机构,其用于判断由必要流量演算机构演算的第1及第2油压调节器的各必要流量是否低于第1及第2可变容量型油压泵的相当于一个泵的最大输出流量;
控制机构,其以第1合·分流阀及第2合·分流阀处于分流位置的状态,在判断机构判断为,第1及第2油压调节器的必要流量中的至少一方的必要流量超过第1及第2可变容量型油压泵的相当于一个泵的最大输出流量的情况下,最初进行将第2合·分流阀从分流位置切换到合流位置的动作,第2合·分流阀的切换结束后,进行将第1合·分流阀从分流位置切换到合流位置的动作,如此而控制第1及第2合·分流阀的切换。
9、一种建设机械的油压控制装置,其特征在于,具有:
第1及第2可变容量型油压泵;
第1及第2油压调节器,其由第1及第2可变容量型油压泵供给输出的液压油而驱动;
第1及第2主操作阀,其用于切换供给第1及第2油压调节器的液压油的方向及流量;
第1及第2输出油路,其用于连通第1及第2可变容量型油压泵的输出口与第1及第2主操作阀;
第1及第2压力补偿阀,其用于将第1及第2主操作阀的前后差压补偿为规定值;
第1合·分流阀,其用于切换连通第1输出油路与第2输出油路之间的合流位置,和断开第1输出油路与第2输出油路之间的分流位置;
最高负荷压检测机构,其用于检测第1及第2油压调节器的各负荷压中的最高负荷压;
第1及第2负荷压导入油路,其用于向第1及第2压力补偿阀导入负荷压;
第2合·分流阀,其用于切换将由最高负荷压检测机构检测出的最高负荷压的液压油导入第1及第2负荷压导入油路的合流位置,和将第1及第2油压调节器的负荷压分别导入对应的第1及第2负荷压导入油路的分流位置;
必要流量演算机构,其用于演算应供给第1及第2油压调节器的必要流量;
判断机构,其用于判断由必要流量演算机构演算的第1及第2油压调节器的各必要流量是否低于第1及第2可变容量型油压泵的相当于一个泵的最大输出流量;
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