[发明专利]建筑机械的旋转驱动控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及在旋转驱动建筑机械的上部旋转体的旋转液压马达中，能够控制未用于所述旋转液压马达的驱动而被排出的溢流流量的建筑机械的旋转驱动控制系统。

背景技术

在建筑机械中的液压挖掘机等上部旋转式建筑机械中，将上部旋转体旋转自如地安装在具有行驶体的下部车体上，在该上部旋转体上摆动自如地安装有具有大臂、小臂、铲斗等的工作装置。所述下部行驶体由行驶液压马达驱动，上部行驶体利用旋转液压马达进行旋转动作。所述大臂、小臂、铲斗等分别利用大臂液压缸、小臂液压缸、铲斗液压缸等进行摆动动作。

在所述各液压马达、各液压缸等液压执行机构中，利用与各执行机构对应设置的各控制阀，控制从由发动机驱动的可变容量型液压泵排出的压力油的供给或排出。而且，可变容量型液压泵的泵容量根据液压执行机构中的负荷压力、泵排出压力及控制阀的位置而被控制。

例如，根据液压执行机构中的负荷压力与液压泵的排出压力的负荷传感差压，控制液压泵的泵容量，并且，液压泵的泵容量被控制为使液压泵的泵吸收扭矩(液压泵的泵容量×液压泵的泵排出压力)达到一定值以下。

具体而言，根据负荷传感差压，当液压执行机构需要大量的泵排出流量时，进行控制以增大液压泵的泵容量，当液压执行机构不需要大量的泵排出流量时，或者当控制阀回到中立位置(不向液压马达、液压缸供给压力油的位置)时，进行控制以减小可变容量型液压泵的泵容量。

控制泵容量，以便能够排出液压执行机构所需的流量。这样根据负荷传感差压控制可变容量型液压泵的泵容量，当不需要向液压马达、液压缸等液压执行机构供给压力油时，能够使可变容量型液压泵的泵容量处于最小的状态。由此，能够减少旋转驱动可变容量型液压泵的发动机的消耗马力。

作为控制液压泵的泵容量时的目标泵容量，可以利用根据液压泵的目标泵吸收扭矩与液压泵的泵排出压力的对应关系而确定的液压泵的目标泵容量、或根据对驱动上部旋转体的旋转液压马达进行操纵的操纵杆的操纵量而确定的液压泵的目标泵容量等进行设定。

通常，在液压泵的泵容量D、泵吸收扭矩T及泵排出压力P之间，D＝T/P的关系式成立。在该关系式中，在右边与左边之间需要常数，但是，在上述关系式中省略了该常数。利用该关系式并根据目标泵吸收扭矩T，能够确定对应于当前的泵排出压力P的目标泵容量。通常，目标泵吸收扭矩与各时间点的发动机转速对应而设定。

除此之外，可预先通过实验等设定对应于操纵旋转液压马达的操纵杆的操纵量的目标泵容量，以求出对应于检测到的操纵杆的操纵量的目标泵容量。然后，能够根据检测到的操纵杆的操纵量，控制液压泵的斜盘角以使液压泵的泵容量达到目标泵容量。

这样，通过控制液压泵的目标泵吸收扭矩，当泵排出压力为高压时，进行控制以减小泵容量，当泵排出压力为低压时，进行控制以增大泵容量。作为液压泵的目标泵吸收扭矩，根据发动机的输出状态(全部输出、部分输出)进行设定。这样，通过控制液压泵的目标泵吸收扭矩，防止驱动可变容量型液压泵的发动机达到过负荷状态而导致发动机熄火。

在此，例如关于液压挖掘机的上部旋转体，例举驱动上部旋转体的旋转液压马达。如果旋转驱动用先导阀被操纵，则旋转液压马达用控制阀(以下将旋转液压马达用控制阀称为旋转控制阀)从中立位置被切换，自液压泵排出的压力油输送到旋转液压马达。从而能够利用旋转液压马达的驱动使液压挖掘机的上部旋转体旋转。

如果旋转液压马达用旋转控制阀被切换，则根据作用于对液压泵的泵容量进行控制的负荷传感阀的负荷传感差压(泵排出压力与旋转液压马达的负荷压力的差压)，控制液压泵的泵容量，使其达到对应于负荷传感差压的泵容量。即，如果旋转控制阀被切换，则立即(通常在0.2～0.3秒左右之间)控制液压泵以使泵容量增大。

另外，不限于上述负荷传感系统的液压回路，在中立全开型系统的液压回路中类似的作用也有效。

但是，由于欲使上部旋转体停止的惯性力大，因此，将上部旋转体从停止状态加速到稳定旋转速度(旋转液压马达用的旋转控制阀指示的泵排出量全部流入旋转液压马达的状态)需要时间。从该停止状态提速到稳定旋转速度的提速时间通常需要2～3秒左右。

因此，在上部旋转体被提速到稳定旋转速度的时间内，从液压泵排出的压力油的一部分未用于旋转液压马达的驱动而成为使上部旋转体加速的加速中的剩余流量，从旋转溢流阀排出而被浪费。这样，如果从液压泵排出的压力油无用地被排出，则导致发动机油耗增加、液压油油温上升、溢流噪声提高等弊端。