CN1916429B - 液压缸的控制装置和包括控制装置的工作机械 - Google Patents

液压缸的控制装置和包括控制装置的工作机械 Download PDF

Info

Publication number
CN1916429B
CN1916429B CN200610159244XA CN200610159244A CN1916429B CN 1916429 B CN1916429 B CN 1916429B CN 200610159244X A CN200610159244X A CN 200610159244XA CN 200610159244 A CN200610159244 A CN 200610159244A CN 1916429 B CN1916429 B CN 1916429B
Authority
CN
China
Prior art keywords
piston
hydraulic cylinder
working oil
oil hydraulic
flow
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN200610159244XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN1916429A (zh
Inventor
山崎洋一郎
畑冈伸义
藤后博
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kobelco Construction Machinery Co Ltd filed Critical Kobelco Construction Machinery Co Ltd
Publication of CN1916429A publication Critical patent/CN1916429A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1916429B publication Critical patent/CN1916429B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2203Arrangements for controlling the attitude of actuators, e.g. speed, floating function
    • E02F9/2214Arrangements for controlling the attitude of actuators, e.g. speed, floating function for reducing the shock generated at the stroke end
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/02Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member
    • F15B11/04Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed
    • F15B11/046Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed depending on the position of the working member
    • F15B11/048Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed depending on the position of the working member with deceleration control
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/205Systems with pumps
    • F15B2211/2053Type of pump
    • F15B2211/20546Type of pump variable capacity
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30Directional control
    • F15B2211/305Directional control characterised by the type of valves
    • F15B2211/3056Assemblies of multiple valves
    • F15B2211/30565Assemblies of multiple valves having multiple valves for a single output member, e.g. for creating higher valve function by use of multiple valves like two 2/2-valves replacing a 5/3-valve
    • F15B2211/3057Assemblies of multiple valves having multiple valves for a single output member, e.g. for creating higher valve function by use of multiple valves like two 2/2-valves replacing a 5/3-valve having two valves, one for each port of a double-acting output member
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30Directional control
    • F15B2211/32Directional control characterised by the type of actuation
    • F15B2211/329Directional control characterised by the type of actuation actuated by fluid pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60Circuit components or control therefor
    • F15B2211/635Circuits providing pilot pressure to pilot pressure-controlled fluid circuit elements
    • F15B2211/6355Circuits providing pilot pressure to pilot pressure-controlled fluid circuit elements having valve means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/705Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor characterised by the type of output members or actuators
    • F15B2211/7051Linear output members
    • F15B2211/7053Double-acting output members

Abstract

液压缸的控制装置和包括控制装置的工作机械,一种包括臂状缸和泵的控制装置,该臂状缸具有缸体和在该缸体内滑动的活塞,该泵向臂状缸提供工作油,该控制装置在活塞靠近臂状缸的行程末端时,通过调节从泵提供给臂状缸的工作油的供给流率和从该臂状缸排出的工作油的排放流率来使活塞减速。当活塞的移动速度变得更大时,活塞开始减速的位置被设定得更加远离行程末端。

Description

液压缸的控制装置和包括控制装置的工作机械
技术领域
本发明涉及一种液压缸的控制装置,并涉及一种包括该控制装置的工作机械。
背景技术
一种通过在靠近行程末端时控制活塞的驱动来防止液压缸损坏的控制装置公开在例如日本未审查的专利申请公开No.2004-293628中。
在这种装置中,根据液压缸内的压力确定活塞的位置是否位于预定的行程末端区域内。当确定所述位置是位于预定区域内时,通过调节液压缸的供给压力和排放压力来使活塞减速。
但是,这种装置在活塞靠近离行程末端(行程末端区域)预定距离的位置时开始使活塞均匀减速。因此,当已经到达该位置的活塞的速度过高时,会向活塞施加一个由惯性产生的较大的力。因此,气缸的内压力(排放部分的内压力)可能会过度增加,以致于损坏气缸。
为了可靠地防止这种损坏,可以通过扩大行程末端区域使减速开始得更早。但是,在这种情况下,即使当活塞的速度没有过高,减速定时也被提前了,这又会导致工作效率降低。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种能够防止液压缸损坏且不会明显降低工作效率的、用于液压缸的控制装置,并提供一种包括该控制装置的工作机械。
根据本发明的用于液压缸的控制装置包括下列基本结构。
也就是说,根据本发明的用于具有缸体和在该缸体内滑动的活塞的液压缸的控制装置包括向一个液压缸提供工作油的多个供给源,当活塞靠近缸体的行程末端时,通过调节从这些供给源提供给液压缸的工作油的供给速率和从该液压缸排出的工作油的排放速率来使所述活塞减速。该控制装置还包括:多个供给和排放调节装置,分别设置在所述液压缸和各供给源之间,改变提供给液压缸的工作油的供给速率和从所述液压缸排出的工作油的排放速率;多个流量调节装置,分别改变从所述各供给源排出的工作油的排放流率;操作装置,通过接受用户的操作来操作所述各供给和排放调节装置;强制操作装置,能够独立于该操作装置的操作状态而强制操作所述各供给和排放调节装置中的至少一个;检测装置,可检测所述活塞的移动速度;以及流量控制装置,该检测装置检测出的所述活塞的速度越大,在越早的时期内使所述强制操作装置操作,从而减小提供给所述缸体的工作油的供给速率和从液压缸排出的工作油的排放速率,使得活塞速度减小,所述流量控制装置判断出所述检测装置或所述强制操作装置在所述活塞的减速控制期间中是否发生异常,当判定为发生了异常时,与不会成为所述强制操作装置驱动的对象的供给和排放调节装置对应的供给源的流量调节装置被操作,使得从所述供给和排放调节装置提供给液压缸的工作油的供给速率设定为最小。
根据本发明,当活塞移动速度变得较大时,活塞的减速开始位置可以设定得更加远离行程末端。由于以高速靠近行程末端的活塞被及时地减速,取决于活塞惯性的力可以在行程末端之前被消除,由此防止了缸体的内部压力过度增加。
相反,当活塞移动速度较低时,该减速开始位置可以根据速度设定为邻近行程末端的位置。因此,当活塞以低速靠近行程末端时,该活塞可以迅速地移向该行程末端附近(减速开始位置)。
因此,根据本发明,可以通过调节缸体内压的过度增加来防止液压缸损坏,而不会明显降低工作效率。
具体地说,本发明中,可以通过减小提供给液压缸的工作油的供给速率和从液压缸排出的工作油的排放速率来使液压缸的活塞减速。
另外,根据这种结构,共同的液压缸可以由多个供给源驱动,使得在正常运行过程中便可向液压缸施加大的驱动力。另一方面,可以在活塞的减速控制过程中,利用至少一个供给和排放调节装置减小提供给液压缸的工作油的供给速率和从液压缸排出的工作油的排放速率来使活塞减速,同时,包括多个单元的部分供给和排放调节装置随操作装置的操作被连续驱动。
而且,根据这种结构,即使检测装置或强制操作装置处于异常状况下时,也就是说,即使确定出成为由强制操作装置驱动的对象的供给和排放调节装置不能被正常控制,也能通过另一个供给和排放调节装置使活塞减速。因此,可以获得更高的安全性。
然后,优选的是,所述流量控制装置在执行所述活塞的减速控制的过程中,对应于由供给和排放调节装置调节的提供给所述液压缸的工作油的供给速率,操作所述流量调节装置来减少从所述从所述供给源排出的排放流速。
根据这种结构,在执行限制提供给液压缸的工作油的供给流速的活塞减速控制的过程中,能够减少供给源的排放流速。因此,例如在夹住供给和排放调节装置的一次侧和二次侧的工作油的供给速率达到均衡时,可以提高活塞减速控制的精度。
另一方面,优选的是,该液压缸包括机械缓冲装置,该缓冲装置用以当活塞在缸体内从预定缓冲开始位置移向行程末端时,通过减小从液压缸中排出的工作油的排放速率来使活塞减速。
根据这种结构,除了通过流量控制装置对活塞的减速控制之外,还可以使活塞更可靠地减速。
根据本发明的另一方面,所述工作机械包括用于液压缸的控制装置,且其特征在于,液压缸包括在活塞移动时相对于缸体伸出和缩回的杆;以及通过所述杆的伸出和缩回驱动工作附件(workingattachment)。
根据这种结构,在通过液压缸的杆的伸出和缩回驱动所述工作附件的过程中,可以在活塞靠近缸体的行程末端时通过使活塞减速来调节对液压缸的损坏。
特别地,在该工作机械中,因为由所述工作附件的重量而产生的惯性力在该工作附件的驱动期间被施加给活塞,所以活塞的移动速度趋于增加。但是,利用上述结构,即使当该工作附件产生的惯性力被施加给活塞,也可以通过根据活塞的移动速度将活塞的减速开始位置设定得更加远离行程末端来防止缸体的内部压力过度增加。因而可以防止液压缸损坏。
附图说明
图1示出了根据本发明的一个实施例的履带式建筑机械的整体结构;
图2是示出了图1中所示的履带式建筑机械的控制装置的示意图;
图3A和3B是臂状缸的局部放大截面图;
图4是示意性地示出了控制器的控制的图;
图5是示出了控制器的控制的流程图;
图6示出了用于图5所示的流程中的开始角图;
图7示出了用于图5所示流程中的电流图。
具体实施方式
下面将参见附图描述本发明的一个优选实施例。
图1示出了根据本发明的一个实施例的履带式建筑机械的整体结构。图2是示出了图1中所示的履带式构造机械的控制装置的示意图。
参照附图描述一种本发明应用于其中的、示例性的工作机械的建筑机械。建筑机械1包括具有履带2a的移动部分2、安装在该移动部分2上的可旋转部分3、安装在该可旋转部分3前部以便可向上和向下移动的工作附件4、控制工作附件4的驱动的控制装置5(参见图2)。
工作附件4包括具有第一吊杆6a和第二吊杆6b的两部分吊杆6以及连接在第二吊杆6b上的臂7。破碎机8连接于臂7的一端。
第一吊杆6a借助于伸缩的第一吊杆气缸9向上或向下移动,而第二吊杆6b借助于伸缩的第二吊杆气缸10向上或向下移动。臂7借助于伸缩的臂状缸(液压缸)11围绕水平轴J1向上或向下摆动,而破碎机8借助于伸缩的破碎机气缸12向上或向下旋转。用于检测臂7围绕水平轴J1的旋转角度的旋转角传感器(检测装置)14设置在第二吊杆6b和臂7之间。
根据本发明的控制装置5包括旋转角传感器14、具有提供给臂状缸11和从臂状缸11中排放工作油的供给和排放路线的液压回路15、以及用于调节通过该液压回路15供给和排放的工作油的流率的控制器(流量控制装置)16。
图3A和3B是臂状缸11的局部放大截面图。
参照图3A和3B,臂状缸11包括缸体17和在该缸体17内滑动以使杆19相对于缸体17伸缩的活塞18。
缸体17包括具有圆形截面的管状元件20和闭合该管状元件20的两开口端的覆盖件。图中,只示出了靠近杆19的覆盖件21,靠近头部的覆盖件并未示出。后面将只描述覆盖件21。覆盖件21具有孔21a和肩部21b,孔21a通过肩部21b与管状元件20的镗孔同轴。而且,覆盖件21具有从肩部21b开始沿孔21a的侧表面而过的旁通线路21c和用于调节旁通线路21c的流道截面的节流阀21d。孔21a连接在用于供给和排放工作油的孔21e上。
另一方面,活塞18包括沿管状元件20的内表面滑动的活塞体22和连接在活塞体22的两端上的垫圈23。在图3A和3B中,相同的附图标记23用于表示两个垫圈。但是,在下面的描述中只有靠近覆盖件21的垫圈被表述为垫圈23。垫圈23可插入到孔21a中。
也就是说,臂状缸11具有由覆盖件21和垫圈23形成的机械的缓冲机构。活塞18的状态可以从图3A中所示的状态转变为图3B中所示的状态。通过这种结构,当活塞18如图3B所示接近活塞体17的行程端时,活塞18的垫圈23密封地安装在孔21a中。结果,活塞18邻近行程末端的区域被分割成活塞体22与肩部21b之间的缓冲腔C1和垫圈23与孔21a之间的排放腔C2。当活塞18进一步前进时,缓冲腔C1内的工作油被迫通过旁通线路21c移动到排放腔C2。但是,由于节流阀21d所施加的流率限制,缓冲腔C1内的压力增加,从而制动活塞18。
现在将参考附图2描述液压回路15的结构。
液压回路15包括一对泵(供给源)25A和25B和遥控阀(操作装置)26,该泵25A和25B分别通过三位开关阀(第一流量调节装置)24A和24B向臂状缸11供给工作油,该遥控阀26从引导泵(pilotpump)(未示出)向三位置开关阀24A和24B供给工作油。在下面的描述中,当不需要区别以下部件时,三位置开关阀24A和24B通常表示为三位置开关阀24,泵25A和25B通常表示为泵25。
泵25是一种变容式泵,各自包括流量调节部分(第二流量调节装置)27,该流量调节部分根据来自于下面将要描述的控制器16的命令调节排放流率。
三位开关阀24如下所述地在三个位置(A,B和C)之间转换。特别地,当工作油既不供给引导孔(pilot port)24a也不供给引导孔24b时,三位置开关阀24保持在中间位置C上,当工作油供给引导孔24a时,该开关阀转换到位置A上,当工作油供给引导孔24b时,该开关阀转换到位置B上。
在中间位置C上,来自于泵25的工作油被收集在第一油箱中,同时来自于臂状缸11中的工作油的排放线路被切断。在位置A上,来自于泵25的工作油供给臂状缸11的孔21e之一,用以使杆19伸出,同时从臂状缸11中排出的工作油被收集到第二油箱中。在位置B上,来自于泵25的工作油供给臂状缸11的另一个孔21e,用以使杆19缩回,同时从臂状缸11中排出的工作油被收集到第二油箱中。
此外,从三位开关阀24的中间位置C到位置A或B的冲程根据工作油到引导孔24a或24b的引导压力的等级而转变。因此,可以调节供给臂状缸11的工作油的供给速率和从臂状缸11中排出的工作油的排放速率。
用以将供给到臂状缸11的工作油的压力限制为预定值的安全阀28设置在泵25和三位开关阀24之间。
另一方面,遥控阀26可响应一控制杆的操作而输出一缩回臂状缸11的杆19的缩回命令(以向上旋转臂7;参见图1)或一使杆19伸出的伸出命令(以向下旋转臂7;参见图1)。
也就是说,遥控阀26响应控制杆26a从图2中所示的中间位置向左的倾斜而输出所述缩回命令,并且响应杆26a的向右倾斜而输出所述伸出命令。随着控制杆26a从中间位置的倾斜度的增加,从引导泵(未示出)供给三位开关阀24的引导孔24a或24b的工作油的引导压力增加。与此类似,遥控阀26与下面所述的控制器16联合操作,且随着控制杆26a从中间位置的倾斜度的增加,施加给流量调节部分27的电流就越高,使得从泵25中排出的工作油的排放流率增加。
特别地,当缩回命令从遥控阀26被输出时,来自于引导泵的工作油被供给到引导孔24b,同时根据控制杆26a的倾斜度调节从泵25中排出的工作油的排放流率。与此相反,当输出伸出命令时,工作油被提供给引导孔24a,同时,根据杆26a的倾斜度来调节从泵25中排出的工作油的排放流率。
而且,比例电磁阀(强制运行的装置)29设置在遥控阀26和三位开关阀24B的引导孔24a之间。比例电磁阀29可以根据来自于下面所述的控制器16的命令(供电电流)改变工作油的下游压力(提供给引导孔24a的引导压力)。因此,相比于来自于遥控阀26的输出而言,更优选的是,比例电磁阀29可以调节提供给三位开关阀24B的引导孔24a的引导压力,进而可以调节供给臂状缸11的工作油的供给速率和从臂状缸11中排出的工作油的排出率。
参考图1和2,控制器16电连接到旋转角度传感器14、流量调节部分27和比例电磁阀29。当臂7向下旋转时(杆19伸出),通过根据由旋转角度传感器14检测到的臂7的旋转位置操作流量调节部分27和比例电磁阀29,控制器16使朝臂状缸11的行程末端前进的活塞18减速。
具体地说,如图4中所示,当活塞18以较慢的速度V1朝行程末端前进时,控制器16通过将活塞18的减速开始位置设定为邻近行程末端来减小减速长度D1,然而,当活塞18以高于速度V1的速度V2朝行程末端前进时,控制器16将减速长度D2设定为长于减速长度D1。也就是说,当移动速度变大时,活塞18的减速开始位置可以被设置得更加远离行程末端。由于以高速靠近行程末端的活塞18被及时地减速,取决于活塞18惯性的力可以在行程末端之前被消除,由此防止了缸体17的内部压力过度增加。
现在将结合附图5描述控制器16所执行的流程。
首先,当流程开始时,旋转角度传感器14检测并保留臂7的旋转角θ(n)(步骤S1)。在这里,旋转角θ(n)是臂7和两部分吊杆6的第二吊杆6b之间的角度(参见图1)。
然后,通过从步骤S1中测量的旋转角θ(n)中减去预先测得的旋转角θ(n-1)计算出角度差Δθ(n)(步骤S 2),并在此时根据角度差Δθ(n)确定出臂7的旋转角是否已经被减小,即,杆19是否伸出(步骤S 3)。
此时,如果确定出杆19没有伸长,即,杆19是中止的或缩回的(步骤S3为“否”),程序返回到步骤S1。
另一方面,如果在步骤S3中确定出杆19伸出(步骤S3为“是”),则确定旋转角θ(n)是否小于或等于预定的判断角“θ判断”(步骤S4)。在这里,如图6中所示,判断角“θ判断”是臂7的旋转角度,该角度根据当杆19以预期的最大速度Vmax伸出时杆19应当开始减速的位置加以设定。在该实施例中,判断角“θ判断”是根据最大速度Vmax设定的,但是可以被设置为更大的值,在该值处杆19进一步被缩回。
在步骤S4中,当确定出旋转角θ(n)大于预定的判断角“θ判断”时(步骤S4为“否”),该流程返回到步骤S1。另一方面,当确定出旋转角θ(n)小于或等于预定的判断角“θ判断”时(步骤S4为“是”),根据五个先前的角度差Δθ(n),...,Δθ(n-5)计算出臂7的平均速度(步骤S5)。
接下来,根据步骤S5中计算出的平均移动速度和预先保留的开始角图M1确定出减速开始角θB(步骤S6)。
在这里,如图6中所示,开始角图M1是根据臂7的速度和角度限定的图。特别地,该开始角图是位于直线上的数据组,其中所述直线连接判断角“θ剂断”处预期最大速度Vmax和在其上速度为0的臂7的预定角度θA。
当确定出减速开始角θB时,根据该减速开始角θB形成了用于确定提供给比例电磁阀29的电流的电流图M2。
在这里,如图7中所示,电流图M2是根据减速开始角θB的值限定的图,并且该图示出按照臂7的旋转角度提供给比例电磁阀29的供电电流的值。也就是说,电流图M2是位于连接电流值iA和在步骤S6中确定出的减速开始角θB的直线上的数据组,其中该电流值i A预设定为在角度θA(参见图6)处提供给比例电磁阀29的电流值。简而言之,当步骤S6中确定出的减速开始角θB变得越大时(例如图7中的θB1),电流图M2(减速)的倾斜度就变得越平缓,而当减速开始角θB变得越小时(例如图7中的θB3),电流图M2的倾斜度就变得越陡。
然后,根据该电流图M2确定提供给比例电磁阀29的供电电流i(n)(步骤S7),接着,根据该供电电流i(n)确定从三位开关阀24提供给臂状缸11的工作油的最大流率。而且,根据该最大流率计算出提供给泵25的流量调节部分27的供电电流imax(步骤S8)。
也就是说,通过向比例电磁阀29提供供电电流i(n)来减小施加给三位开关阀24B的引导压力,从而使该三位开关阀24B供给臂状缸11的工作油的流率减小。但是,这引起了三位开关阀24B的上游压力和下游压力之间的压差,且会引起流率准确度的不稳定性。因此,根据供电电流i(n)确定出供给臂状缸11的工作油的最大流率,并计算出供给流量调节部分27的供电电流imax,使得泵25以取决于该最大流率的流率排放工作油。
然后,确定供给相应的流量调节部分27的供电电流ip1和ip2此时是否大于步骤S8中计算出的供电电流imax(步骤S9)。当在该步骤中确定出供电电流ip1和ip2大于供电电流imax时(步骤S9为“是”),便将供给流量调节部分27的供电电流设定为供电电流imax(步骤S10)。
也就是说,取决于遥控阀26的控制杆26a的倾斜度的供电电流ip1和ip2被提供给相应的流量调节部分27,但是当供电电流ip1和ip2大于供电电流imax时确定:相对于三位开关阀24处的流量调节从泵25中排出过量的工作油。因此,省去工作油的额外的排放。
在步骤S9中确定出“否”后,或者将供电电流ip1和ip2设定为供电电流imax后,确定旋转角传感器14或比例电磁阀29是否处于异常状况下(步骤S11)。
在一种检测旋转角传感器14的异常状况的方法中,例如,臂7的旋转角的检测结果被以预定的电压输出给控制器16。当旋转角度传感器14具有电压输出范围从0.5至4.5V的角度-电压特征曲线时,0V的输出被确定为接地故障,而5V的输出被确定为至电源的短路。以这种方式可以确定异常状况。另一方面,在一种检测比例电磁阀29的异常状况的方法中,例如,为控制器16提供反馈电阻。如果从比例电磁阀29中没有获得预期来自反馈电阻的输出,则可以确定:比例电磁阀29处于异常状况下。
当确定出旋转角传感器14或比例电磁阀29处于异常状况下时(步骤S11为“是”),提供给连接在三位开关阀24A上的泵25A的流量调节部分27的供电电流ip1被设定为最小值(步骤S12),其中该三位开关阀24A不由比例电磁阀29控制。因此,即使不能根据臂7的旋转角正常地执行臂状缸11的减速控制,臂状缸11也可以稳定地减速。
当确定出旋转角传感器14和比例电磁阀29并非处于异常状况下时(步骤S11为“否”),或者在步骤S12之后,该供电电流i(n)被提供给比例电磁阀29,同时,供电电流ip1和ip2(在步骤S10中设定时两者都为imax)被提供给相应的流量调节部分27(步骤S13)。当该供电电流ip1在步骤S12中设定为最小值时,在步骤S13中保留该值。
根据步骤S13,减速流程从取决于臂7的速度的减速开始角θB开始,而臂7从与小于或等于判断角“θ判断”的旋转角相应的位置移动到臂状缸11的行程末端。
如上所述,根据控制装置5,当移动速度变得更大时,活塞18的减速开始位置可设定为更加远离行程末端。由于以高速到达行程末端的活塞18得到了及时的减速,因此可以在行程末端之前消除取决于活塞18惯性的力,由此防止缸体17的内压过度增长。
因此,根据该控制装置5,不管活塞18的移动速度如何,都可以通过调节缸体17内压的过度增长来防止臂状缸11的损坏。
具体地说,根据该控制装置5,可以通过减小使用三位开关阀24提供给臂状缸11的工作油的供给速率和从臂状缸11中排出的工作油的排放速率来使臂状缸11的活塞18减速。
此时,从泵25中排出的工作油的排放流率可以在活塞18的减速控制过程中减小,在所述减速控制中,提供给臂状缸11的工作油的供给速率通过操作流量调节部分27来调节,使得从泵25中排出的工作油的排放流率随提供给臂状缸11的工作油的供给速率而减小,该供给速率由三位开关阀24加以调节,如在控制装置5中一样。因此,三位开关阀24B插入其间的工作油上游供给速率和下游供给速率可以得到平衡,进而可以改进活塞18的减速控制。
根据包括遥控阀26和比例电磁阀29的控制装置5,所述共同的臂状缸11可以由两个泵25驱动,使得在正常运行过程中便可向臂状缸11施加大的驱动力。另一方面,可以在活塞18的减速控制过程中,利用泵25B减小提供给臂状缸11的工作油的供给速率和从臂状缸11排出的工作油的排放速率来使活塞18减速,同时,两个泵25中的一个泵25A随遥控阀26的操作被连续驱动。
当旋转角传感器14或比例电磁阀29处于异常状况下时,通过操作连接在不会成为比例电磁阀29驱动的对象的三位开关阀24A上的泵25A的流量调节部分27,将提供给臂状缸11的工作油的供给速率和从臂状缸11中排出的工作油的排放速率设定为最小值。这样,活塞18就可以由另一个三位开关阀24B减速,即使确定出三位开关阀24A不能被正常控制。因此,可以获得更高的安全性。
而且,根据该控制装置5,臂状缸11包括机械缓冲装置。因此,除了通过控制器16对活塞18的减速控制之外,还可以使活塞18更可靠地减速。
在该实施例中,在杆19的伸出过程中执行活塞18的减速控制。但是,可以在杆19的缩回过程中执行类似的控制。
此外,在该实施例中,根据开始角图M1(见图6)确定减速开始角θB,在该开始角图中,减速开始角随旋转速度线性变化。但是,可以以定相的方式根据旋转速度的预定范围设定减速开始角的范围,且可以使用包括被检测到的旋转速度在内的旋转速度的范围确定减速开始角。例如,当设置三个旋转速度范围,且实际的旋转速度被包括在最快的那个速度范围内时,减速开始角可以设定为图7中所示的θB1。当实际旋转速度包括在第二快的速度范围内时,减速开始角可以设定为图7中所示的θB2。当实际旋转速度包括在第三快的速度范围内时,减速开始角可以设定为图7中所示的θB3。
在该实施例中,通过利用三位开关阀24减小提供给臂状缸11的工作油的供给流率和从臂状缸11中排出的工作油的排放流率来使活塞18减速。但是,可以省略三位开关阀24,且可以通过利用流量调节部分27减小提供给臂状缸11的工作油的供给速率来使活塞18减速。
尽管参考附图中所示的优选实施例描述了本发明,但是应当指出,在此可以采用等效变化以及进行替代,而不背离权利要求中所列举的本发明的范围。

Claims (4)

1.一种液压缸的控制装置,该液压缸具有缸体和在该缸体内滑动的活塞,该控制装置包括向一个液压缸提供工作油的多个供给源,当活塞靠近所述缸体的行程末端时,所述控制装置通过调节从这些供给源提供给所述液压缸的工作油的供给速率和从液压缸排出的工作油的排放速率来使所述活塞减速,其特征在于包括:
多个第一流量调节装置,分别设置在所述液压缸和各供给源之间,改变提供给液压缸的工作油的供给速率和从所述液压缸排出的工作油的排放速率;
多个第二流量调节装置,用于分别改变从所述各供给源排出的工作油的排放流率;
操作装置,通过接受用户的操作来操作所述多个第一流量调节装置;
强制操作装置,能够独立于该操作装置的操作状态而强制操作所述多个第一流量调节装置中的至少一个;
检测装置,可检测所述活塞的移动速度;以及
流量控制装置,该检测装置检测出的所述活塞的速度越大,在越早的时期内使所述强制操作装置操作,从而减小提供给所述缸体的工作油的供给速率和从液压缸排出的工作油的排放速率,使得活塞速度减小,
所述流量控制装置判断出所述检测装置或所述强制操作装置在所述活塞的减速控制期间中是否发生异常,当判定为发生了异常时,与不会成为所述强制操作装置驱动的对象的第一流量调节装置对应的供给源的第二流量调节装置被操作,使得从所述第一流量调节装置提供给液压缸的工作油的供给速率设定为最小。
2.根据权利要求1的控制装置,其中
所述流量控制装置通过根据在活塞减速期间提供给液压缸的工作油的供给速率操作所述第二流量调节装置来减小从所述供给源排出工作油的排放流率,所述供给速率由所述第一流量调节装置调节。
3.根据权利要求1的控制装置,其中
所述液压缸包括机械缓冲装置,该缓冲装置用以当活塞从缸体内的预定缓冲开始位置移向行程末端时,通过减小从液压缸中排出的工作油的排放速率来使所述活塞减速。
4.一种工作机械,包括:
根据权利要求1所述的液压缸的控制装置,其中
所述液压缸包括在活塞移动时相对于缸体伸缩的杆;以及
所述工作机械通过所述杆的伸缩驱动工作用附件。
CN200610159244XA 2005-08-11 2006-08-11 液压缸的控制装置和包括控制装置的工作机械 Active CN1916429B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005-233106 2005-08-11
JP2005233106 2005-08-11
JP2005233106A JP4114684B2 (ja) 2005-08-11 2005-08-11 油圧シリンダの制御装置及びこれを備えた作業機械

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1916429A CN1916429A (zh) 2007-02-21
CN1916429B true CN1916429B (zh) 2011-12-07

Family

ID=37450809

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200610159244XA Active CN1916429B (zh) 2005-08-11 2006-08-11 液压缸的控制装置和包括控制装置的工作机械

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7849685B2 (zh)
EP (1) EP1752664B1 (zh)
JP (1) JP4114684B2 (zh)
CN (1) CN1916429B (zh)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10256923B4 (de) * 2002-12-05 2013-10-24 Liebherr-France S.A. Verfahren und Vorrichtung zur Bewegungsdämpfung von Hydraulikzylindern mobiler Arbeitsmaschinen
KR100974275B1 (ko) 2007-12-17 2010-08-06 볼보 컨스트럭션 이키프먼트 홀딩 스웨덴 에이비 소 선회식 굴삭기의 붐 충격 완화장치 및 그 제어방법
US8876218B2 (en) 2009-07-16 2014-11-04 Tiefenbach Control Systems Gmbh Hydraulic circuit for longwall support
WO2011006461A2 (de) * 2009-07-16 2011-01-20 Tiefenbach Control Systems Gmbh Hydraulische schaltung für den strebausbau
GB2472005A (en) * 2009-07-20 2011-01-26 Ultronics Ltd Control arrangement for monitoring a hydraulic system and altering opening of spool valve in response to operating parameters
CN102061714B (zh) * 2010-12-03 2012-10-17 三一重机有限公司 一种用于挖掘机动臂下降的控制方法
CN102384119B (zh) * 2011-08-31 2013-01-16 中联重科股份有限公司 电液比例阀调速控制方法、装置、系统以及工程机械设备
CN105317667B (zh) * 2014-07-24 2017-03-15 中联重科股份有限公司 泵送速度控制方法、控制装置、泵送系统及工程机械
JP6492806B2 (ja) * 2015-03-12 2019-04-03 コベルコ建機株式会社 建設機械のシリンダ制御装置
SE541823C2 (en) 2016-06-09 2019-12-27 Husqvarna Ab Improved arrangement and method for operating a hydraulic cylinder
JP6697361B2 (ja) * 2016-09-21 2020-05-20 川崎重工業株式会社 油圧ショベル駆動システム
KR102054666B1 (ko) * 2017-04-06 2020-01-22 두산인프라코어 주식회사 건설 기계의 유량 제어 방법 및 이를 수행하기 위한 시스템
JP6576987B2 (ja) * 2017-08-10 2019-09-18 本田技研工業株式会社 油圧制御装置
JP6551490B2 (ja) * 2017-11-02 2019-07-31 ダイキン工業株式会社 油圧装置
CN108915945A (zh) * 2018-06-26 2018-11-30 深圳市名业精密机电设备有限公司 活塞缸通过无极或分段调速精确定位方法
JP7305968B2 (ja) * 2019-01-28 2023-07-11 コベルコ建機株式会社 作業機械における油圧シリンダの駆動装置
JP2021001537A (ja) 2019-06-20 2021-01-07 ジョイ・グローバル・サーフェイス・マイニング・インコーポレーテッド 自動ダンプ制御を備えた産業機械

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2203195A (en) * 1987-03-19 1988-10-12 Festo Kg Circuit for operating a fluid-pressure driven piston
US4896582A (en) * 1985-01-07 1990-01-30 Akermans Verkstad Ab Method for reducing the piston speed, especially in the piston and cylinder assemblies of an excavating machine, and device for carrying out the method
CN1566717A (zh) * 2002-12-05 2005-01-19 利布赫尔-法国股份有限公司 衰减可移动工程机械的液压缸运动的方法和装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4399653A (en) * 1980-03-14 1983-08-23 Pylat Jr John A Automatic adjusting deceleration control for a hydrostatically powered device
US4741159A (en) * 1986-04-08 1988-05-03 Vickers, Incorporated Power transmission
JPH01139101A (ja) 1987-11-26 1989-05-31 Sasakura Eng Co Ltd 晶析装置
JPH04181003A (ja) 1990-11-15 1992-06-29 Komatsu Ltd 油圧シリンダの駆動制御装置
JPH0632702A (ja) 1992-05-18 1994-02-08 Katayama Chem Works Co Ltd 工業用殺菌剤及び工業用殺菌方法
DE29706364U1 (de) * 1997-04-10 1997-06-19 Buemach Engineering Internatio Endlagengedämpfter Arbeitszylinder
JP2004100759A (ja) 2002-09-06 2004-04-02 Komatsu Ltd スイング式油圧ショベルのスイング制御装置
JP2004293628A (ja) 2003-03-26 2004-10-21 Kayaba Ind Co Ltd 液圧シリンダの制御装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4896582A (en) * 1985-01-07 1990-01-30 Akermans Verkstad Ab Method for reducing the piston speed, especially in the piston and cylinder assemblies of an excavating machine, and device for carrying out the method
GB2203195A (en) * 1987-03-19 1988-10-12 Festo Kg Circuit for operating a fluid-pressure driven piston
CN1566717A (zh) * 2002-12-05 2005-01-19 利布赫尔-法国股份有限公司 衰减可移动工程机械的液压缸运动的方法和装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007046732A (ja) 2007-02-22
US7849685B2 (en) 2010-12-14
CN1916429A (zh) 2007-02-21
US20070033934A1 (en) 2007-02-15
EP1752664A3 (en) 2011-12-14
EP1752664B1 (en) 2013-04-10
EP1752664A2 (en) 2007-02-14
JP4114684B2 (ja) 2008-07-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1916429B (zh) 液压缸的控制装置和包括控制装置的工作机械
CN101463612B (zh) 用于小回转半径挖掘机的减震装置及其控制方法
JP5508293B2 (ja) 複数のアクチュエータを備える油圧システム及び関連の制御方法
US10378185B2 (en) Work machine
KR102451430B1 (ko) 건설 기계의 선회 구동 장치
KR20020026850A (ko) 작업용 차량의 속도제어장치 및 그의 속도제어방법
CN102959285B (zh) 作业车辆及作业车辆的控制方法
JP4827789B2 (ja) 油圧アクチュエータ速度制御装置
KR20100100964A (ko) 엔진의 제어 장치 및 그 제어 방법
WO2015056422A1 (ja) 油圧駆動システム
CN104234104A (zh) 建筑机械中的干扰防止装置
KR101969175B1 (ko) 자동 변속식 굴삭기
CN111247296B (zh) 回转式工程机械
ITMI20092119A1 (it) Veicolo battipista e relativo metodo di controllo
JPS6048634B2 (ja) 水力機械のガイドベ−ン閉鎖装置
US20220049463A1 (en) Hydraulic Control Circuit for a Construction Machine
US20100158706A1 (en) Pressure change compensation arrangement for pump actuator
CN115362294A (zh) 建筑机器的液压系统的电控制
EP4194621A1 (en) Work machine
US11629479B2 (en) Hydraulic control circuit for a construction machine
JPH0726562Y2 (ja) 油圧アクチュエータ駆動装置
JP2009155903A (ja) 作業機械のフロント制御方法
JP2000199244A (ja) バックホウ
JP2021042857A (ja) 油圧機械の制御装置
KR20160074866A (ko) 건설장비용 유압시스템 및 이의 제어방법

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant