[发明专利]作业机械的液压摆动控制设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于作业机械的摆动运动的液压泵的功率控制器。

背景技术

在作业机械、例如液压挖掘机中，液压油马达可使下部行走机构上的旋转上部结构摆动。由于作业机械具有高的惯性矩，在液压油马达起动和加速时液压油回路中的液压压力变得极高并造成液压油的溢流损失。已经提出了用于减少这种溢流损失的多种技术。

例如，专利文献1公开了一种减小液压泵的排放流量以减少摆动马达的操作过程中的溢流损失的技术。这种技术涉及检测来自链接到摆动杆的先导阀的先导压力、检测流量控制阀和摆动马达之间的回路上的液压压力、以及根据这些值控制液压泵的旋转斜盘角度。这种配置可减少溢流损失，并且防止由热生成和高温造成摆动马达性能恶化。

引用列表

专利文献

专利文献1日本专利公开No.9-195322

发明内容

本发明所要解决的问题

专利文献1中描述的技术涉及控制液压泵的旋转斜盘，使得针对流量需求Qn，从液压泵排放流量Qn+q，其中流量Qn+q通过将摆动马达运动所要求的溢流流量q加上在摆动马达起动和加速时的摆动速率下的流量需求Qn来获得。由于机械主体的摆动速率通常根据机械主体体位大范围地波动，因此很难从摆动杆的先导压力和溢流压力计算流量需求Qn。

摆动运动开始后摆动速率的波动通过图4中的实线M1、M2显示。由于机械主体的惯性矩随着前部作业设备(例如吊杆装置、臂装置和铲斗装置)从机械主体的中心向前延伸的最大延伸体位增加，所以如实线M1所示的，摆动速率不会增加。相反，由于机械主体的惯性矩随着前部作业设备缩回到机械主体的中心的最小延伸体位减小，所以如实线M2所示，摆动速率趋于增加。在专利文献1描述的技术中，难以使液压泵的排放流量跟随摆动速率的这种波动。结果，不能确切地根据机械主体体位确定流量需求Qn。

特别是，在专利文献1描述的技术中，由于溢流压力只在液压油从溢流阀溢流后才反映到排放流量的控制，所以控制的延迟太大而不能将实际溢流流量控制为q。

本发明的目的(就该问题而言已经实现了)在于提供一种作业机械的液压摆动控制设备，其在液压控制中具有提高的控制响应性，用于减少摆动运动的加速过程中的溢流损失。

解决问题的方案

为了实现所述目的，根据权利要求1，本发明的作业机械的液压摆动控制设备包括：安装在作业机械中的液压泵；接收来自液压泵的液压油供应并使作业机械摆动的摆动马达；在摆动马达的操作过程中限定连接在液压泵和摆动马达之间的液压油回路中的液压油压力上限的摆动溢流阀；检测从液压泵供应到摆动马达的液压压力的液压压力检测装置；检测关于摆动马达的摆动运动的摆动操作量的摆动操作量检测装置；根据摆动操作量检测装置检测的摆动操作量设定摆动马达所需的液压油的要求流量的要求流量设定装置；根据液压压力检测装置检测的液压压力评估从摆动溢流阀溢流的液压油溢流体积的溢流体积评估装置；通过从要求流量设定装置设定的要求流量扣除溢流体积评估装置评估的溢流体积计算合适流量的泵流量扣除装置；以及根据泵流量扣除装置计算的合适流量控制液压泵的排放流量的排放流量控制装置，其中溢流体积评估装置根据液压压力和摆动溢流阀的超载特征评估溢流体积。

注意，溢流体积不仅可为正值，还可为负值。换句话说，在从液压泵延伸到摆动马达的液压油回路中的液压压力超过溢流压力的状态下，溢流压力被评估为处于正的范围，而在从液压泵延伸到摆动马达的液压油回路中的液压压力不超过溢流压力的状态下，溢流压力被评估为处于负的范围。

因此，如果溢流压力是正的，则合适流量将比要求流量小。而如果溢流压力是负的，则将从要求流量中减去一负值，从而合适流量将比要求流量大。

另外，超载特征指的是，在初级侧的液压压力(初级压力)超过溢流压力并且仍随着溢流体积的增加而增加的现象中，溢流体积和初级压力之间的对应关系。

例如，摆动溢流阀在小于溢流压力的初级压力下完全关闭并在等于或高于溢流压力的初级压力下打开。摆动溢流阀所需的功能是控制溢流体积，使得初级压力不超过溢流压力。然而，实际的初级压力随着溢流体积的增加而微微增加。通常在超过溢流压力的范围内，可以发现初级压力和溢流体积之间具有预定函数关系。在本发明中，从这种函数关系评估溢流体积。

另外，根据权利要求2，并结合权利要求1的配置，在本发明的作业机械的液压摆动控制设备中，如果液压压力高于摆动溢流阀的溢流压力，溢流体积评估装置将溢流体积评估为正值，而如果液压压力低于摆动溢流阀的溢流压力，则将溢流体积评估为负值。