液压控制装置及包括该液压控制装置的工程机械的制作方法
【专利摘要】本发明减少降动臂及伸斗杆的复合动作时的泵的动力损失。控制器(30)在降动臂的单独动作时，执行使第一泵(14)的容量对应于动臂操作部件(19)的操作量的增加而增加的单独控制，另一方面，在检测出降动臂及伸斗杆的复合动作，且动臂操作部件(19)的操作量为规定操作量以上的限制控制期间中，与单独控制相比限制第一泵(14)的容量。
【专利说明】作。
括:动臂用控制阀，用于控制对动臂液压缸:寸斗杆液压缸的工作油的供排。
有通过串联管路而串联连接的中心旁通通联回路而并联地连接于第一泵。
相对高于收斗杆的动作即升动臂有时被复:流部，以防止在该复合动作时，来自泵的工
I'，能够将来自第一泵的工作油优先引导到.存在以下的问题:在伸斗杆和负载相对低会损失第一泵的动力。
电控制阀的中心旁通通路的开口收缩。结杆用控制阀。但是，因为在该并联回路中设找寸低于斗杆液压缸的一侧的动臂液压缸。致第一泵的动力被浪费。因间中，所述控制部与所述单独控制相比限
括:机身；动臂，能够相对于所述机身进行.行伸动作或收动作；以及上述述液压控制
的复合动作时的泵的动力损失。
\的液压挖掘机的整体结构的左视图。
5机中的液压控制装置的回路图。
-泵的泵容量的控制的曲线图，且表示降动
-泵的泵容量的控制的曲线图，且表示伸斗
-泵的泵容量的控制的曲线图，且表示对应[0030]上部回转体3包括:能够回转地设置于下部行走体2的回转框架3a、和能够相对于回转框架3a起伏的作业附属装置5。
[0031]作业附属装置5包括:动臂6，具有能够起伏地安装于所述回转框架3a的基端部；斗杆7，具有能够摇动地安装于动臂6的前端部的基端部；以及挖斗8，能够摇动地安装于斗杆7的前端部。
[0032]另外，作业附属装置5包括:动臂液压缸9，使动臂6相对于回转框架3a起伏；斗杆液压缸10,使斗杆7相对于动臂6摇动；以及挖斗液压缸11，使挖斗8相对于斗杆7摇动。具体而言，因动臂液压缸9伸长而进行动臂6的升动作，另一方面，因动臂液压缸9缩短而进行动臂6的降动作。另外，因斗杆液压缸10伸展而进行斗杆7的收动作，另一方面，因斗杆液压缸10缩短而进行斗杆7的伸动作。
[0033]参照图2，液压控制装置4包括:所述动臂液压缸9 ;所述斗杆液压缸10 ;第一泵14及第二泵15，由图外的发动机驱动；动臂侧控制阀16，设置在第一泵14与动臂液压缸9之间；第一斗杆侧控制阀17，设置在第一泵14与斗杆液压缸10之间；第二斗杆侧控制阀18，设置在第二泵15与斗杆液压缸10之间；动臂操作部件19，用于对动臂侧控制阀16进行切换操作；斗杆操作部件20，用以对各斗杆侧控制阀17、18进行切换操作；串联回路R1，将动臂侧控制阀16与第一斗杆侧控制阀17串联地连接于第一泵14 ;后述的并联回路，将动臂侧控制阀16与第一斗杆侧控制阀17并联地连接于第一泵14 ;节流部27，设置在并联回路中；主管路R5，连接第二泵15与第二斗杆侧控制阀18 ;动臂操作传感器(动臂操作检测部件)21，能够检测动臂操作部件19的操作量；斗杆操作传感器(斗杆操作检测部件)22，能够检测斗杆操作部件20的操作量；控制器30 ;第三先导阀25 ;第四先导阀26 ;第一切换阀28 ;以及第二切换阀29。
[0034]第一泵14及第二泵15是可变容量式的泵。具体而言,第一泵14具有能够调整其容量的调节器14a。同样地，第二泵15具有能够调整其容量的调节器15a。
[0035]动臂侧控制阀16控制对动臂液压缸9的工作油的供排。具体而言，在动臂操作部件19未被操作的状态下，动臂侧控制阀16被向中立位置A施力，并且能够对应于动臂操作部件19的操作量，从中立位置A向降动臂位置B或升动臂位置C切换。在中立位置A处设置有中心旁通开口。在动臂侧控制阀16处于中立位置A的状态下，来自第一泵14的工作油通过中心旁通开口而不供应到动臂液压缸9。若将动臂侧控制阀16切换到降动臂位置B，则动臂液压缸9缩短，由此，动臂6倒伏。若将动臂侧控制阀16切换到升动臂位置C，则动臂液压缸9伸长，由此，动臂6立起。
[0036]第一斗杆侧控制阀17控制对斗杆液压缸10的来自第一泵14的工作油的供排。具体而言，在斗杆操作部件20未被操作的状态下，第一斗杆侧控制阀17被向中立位置D施力，并且能够对应于斗杆操作部件20的操作量，从中立位置D向伸斗杆位置E或收斗杆位置F切换。在中立位置D处设置有中心旁通开口。在斗杆侧控制阀17处于中立位置D的状态下，来自第一泵14的工作油通过中心旁通开口而不供应到斗杆液压缸10。若将斗杆侧控制阀17切换到伸斗杆位置E，则斗杆液压缸10缩短，由此，斗杆7向伸方向摇动。若将斗杆侧控制阀17切换到收斗杆位置F，则斗杆液压缸10伸展，由此，斗杆7向收方向摇动。
[0037]第二斗杆侧控制阀18控制对斗杆液压缸10的来自第二泵15的工作油的供排。具体而言，在斗杆操作部件20未被操作的状态下，第二斗杆侧控制阀18被向中立位置G施力，并且能够对应于斗杆操作部件20的操作量，从中立位置G向伸斗杆位置H或收斗杆位置I切换。在中立位置G处设置有中心旁通开口。与第二斗杆侧控制阀18的切换位置对应的斗杆7的动作与第一斗杆侧控制阀17的情况相同。
[0038]串联回路Rl将动臂侧控制阀16与第一斗杆侧控制阀17串联地连接于第一泵14，以使第一斗杆侧控制阀17位于动臂侧控制阀16下游。由此，在动臂侧控制阀16被向中立位置A施力的状态下，来自第一泵14的工作油通过动臂侧控制阀16的中心旁通开口而被引导到第一斗杆侧控制阀17。而且，在第一斗杆侧控制阀17被向中立位置D施力的状态下，来自第一泵14的工作油通过第一斗杆侧控制阀17的中心旁通开口而被引导到油箱T。此外，被引导到油箱T的工作油的流量由设置得比第一斗杆侧控制阀17更靠下游侧的第一切换阀28调整。
[0039]并联回路包括:第一并列管路R2，从第一泵14不经由动臂侧控制阀16而连接于第一斗杆侧控制阀17 ;第二并列管路R3，连接第一并列管路R2与动臂侧控制阀16 ;第一先导阀23，设置在第一并列管路R2中；以及第二先导阀24，设置在第二并列管路R3中。第一并列管路R2在比动臂侧控制阀16更靠上游侧处从串联回路Rl分支而连接于第一斗杆侧控制阀17的泵口。第二并列管路R3在比第一先导阀23更靠下游侧处从第一并列管路R2分支而连接于动臂侧控制阀16的泵口。第一先导阀23允许工作油从第一泵14流向各控制阀16、17，另一方面，限制该工作油逆向流动。第二先导阀23允许工作油从第一泵14流向动臂侧控制阀16，另一方面，限制该工作油逆向流动。
[0040]节流部27设置在并联回路中，以便产生使来自第一泵的工作油优先于第一斗杆侧控制阀17地被引导到动臂侧控制阀16的压力损失。具体而言，节流部27设置在第一并列管路R2中的比第二并列管路R3的分支点更靠下游侧处。
[0041]此外，第一并列管路R2中的节流部27的下游位置、和串联回路Rl中的动臂侧控制阀16与第一斗杆侧控制阀17之间的位置由供应管路R4连接。在该供应管路R4中设置有第三先导阀25。第三先导阀25允许工作油从串联回路Rl流向第一并列管路R2，另一方面，限制该工作油逆向流动。因此，能够将在串联回路Rl中流动的工作油引导到第一斗杆侧控制阀17的泵口。
[0042]另外，在连接于第二泵15的主管路R5中的比第二斗杆侧控制阀18更靠上游侧的位置与第二斗杆侧控制阀18的泵口之间，设置有供应管路R6。在供应管路R6中设置有第四先导阀26。第四先导阀26允许工作油从主管路R5流向第二斗杆侧控制阀18，另一方面，限制该工作油逆向流动。而且，在主管路R5中的比第二斗杆侧控制阀18更靠下游侧的位置，设置有第二切换阀29。第二切换阀29能够调整通过主管路R5而被引导到油箱T的工作油的流量。
[0043]动臂操作传感器能够检测动臂操作部件19的操作量。在图2中，仅图示了动臂操作传感器21而省略了检测用于使动臂6进行升动作的先导压的动臂操作传感器的图示，该动臂操作传感器21检测用于使动臂6进行降动作的先导压，并将其检测信号Sil输出到控制器30。
[0044]斗杆操作传感器能够检测斗杆操作部件20的操作量。在图2中，仅图示了斗杆操作传感器22而省略了检测用于使斗杆7进行收动作的先导压的斗杆操作传感器的图示，该斗杆操作传感器22检测用于使斗杆7进行伸动作的先导压，并将其检测信号Si2输出到控制器30。
[0045]控制器30能够控制各泵14、15的容量及各切换阀28、29的操作量。具体而言，控制器30基于来自各操作传感器21、22的检测信号Sil、Si2，对各调节器14a、15a及各切换阀28、29的电磁线圈输出控制信号Si3?Si6。
[0046]另外，控制器30存储图3?图5所示的第一泵14的容量特性。
[0047]图3表示在进行降动臂的单独操作的情况下，与动臂操作部件19的操作量对应的第一泵14的容量特性Tl。对于容量特性Tl，容量对应于降动臂的操作量的增加而增加。具体而言，在从动臂操作部件19的最小操作量算起的指定范围内，第一泵14的容量固定为最小值min而与动臂操作部件19的操作量无关，在从动臂操作部件19的最大操作量到眼前的指定范围内，第一泵14的容量固定为最大值max而与动臂操作部件19的操作量无关。除了这些范围之外，第一泵14的容量对应于动臂操作部件19的操作量的增加而增加。此外，还能够省略所述各范围。即，还包括以下的情况:在“容量对应于降动臂操作量的增加而增力口”的容量特性Tl中，设定有容量固定为最小值min的所述范围、及容量固定为最大值max的所述范围。
[0048]图4表示在进行伸斗杆的单独操作的情况下，与斗杆操作部件20的操作量对应的第一泵14的容量特性(斗杆必需容量)T2。对于容量特性T2，容量对应于伸斗杆的操作量的增加而增加。具体而言，在从斗杆操作部件20的最小操作量算起的指定范围内，第一泵14的容量固定为最小值min而与斗杆操作部件20的操作量无关，在从斗杆操作部件20的最大操作量到眼前的指定范围内，第一泵14的容量固定为最大值max而与斗杆操作部件20的操作量无关。除了这些范围之外，第一泵14的容量对应于斗杆操作部件20的操作量的增加而增加。此外，还能够省略所述各范围。即，还包括以下的情况:在“容量对应于伸斗杆操作量的增加而增加”的容量特性T2中，设定有容量固定为最小值min的所述范围、及容量固定为最大值max的所述范围。
[0049]图5表示在进行伸斗杆与降动臂的复合动作的情况下，与动臂操作部件19的操作量对应的第一泵14的容量特性(规定上限容量)T3。对于容量特性T3，容量对应于降动臂的操作量的增加而减少。具体而言，在从动臂操作部件19的最小操作量算起的指定范围内，第一泵14的容量固定为最大值max而与动臂操作部件19的操作量无关，在从动臂操作部件19的最大操作量到眼前的指定范围内，第一泵14的容量固定为最小值min而与动臂操作部件19的操作量无关。除了这些范围之外，第一泵14的容量对应于动臂操作部件19的操作量的增加而减少。此外，还能够省略所述各范围。即，还包括以下的情况:在“容量对应于降动臂操作量的增加而增加的容量特性T3中，设定有容量固定为最小值min的所述范围、及容量固定为最大值max的所述范围。
[0050]于是，在进行伸斗杆与降动臂的复合动作的情况下，控制器30控制第一泵14的容量，以使该第一泵14的容量为特性T3以下。由此，在降动臂操作量比降动臂单独操作时的容量特性Tl与复合动作时的容量特性T3的交点(规定操作量)Al更大的范围内，与降动臂单独操作时的容量相比限制第一泵14的容量。因此，与在伸斗杆与降动臂的复合动作时，仍进行基于容量特性Tl的控制的情况相比，在图5的阴影线所示的范围内，能够减少第一泵14的容量。因此，能够减少第一泵14的动力损失。
[0051]而且，控制器30控制第一泵14的容量，以使该第一泵14的容量为由容量特性T2I」定为未进行伸斗杆操作，则返回所述步骤下，即，在判定为进行伸斗杆的单独操作的I作量来确定容量(步骤36)。
[申斗杆操作的情况下，即，在判定为进行降持性II与降动臂操作量来确定容量(步骤
3确定的容量的控制信号313输出到第一泵
1，在检测出了降动臂及伸斗杆的复合动作9的操作量为规定操作量八1(参照图5)以:量特性II相比限制第一泵14的容量。由块应到动臂液压缸9的状况下，抑制对动臂-泵14的动力损失。
力臂及伸斗杆的复合动作时的第一泵14的[量，以使该第一泵14的容量为预先设定的预先设定的操作量八1以上的范围内，与由比较地限制容量即可。
存储了图7所示的容量特性14。容量特性内，与降动臂单独操作时的容量特性II (参围内，容量特性14保持固定而与降动臂操字量，与使用降动臂单独操作时的容量特性:示的范围内。此外，对于容量特性14，操作4乍量八1以上的范围的容量，以使该容量以I加。
涉及的控制器30执行的处理。此外，仅说
操作的情况下，即，在判定为进行降动臂与是否为操作量八1以上(步骤321)。
7操作量八1以上，则基于图7所示的容量特自此，能够与基于降动臂的单独操作时的容I。制部与所述单独控制相比限制第一泵的容
4干的复合动作，且动臂操作部件的操作量制相比限制第一泵的容量。由此，抑制在来春液压缸的状况下，过分地对动臂液压缸供
有斗杆的复合动作时的泵的动力损失。
I下的操作量，该操作量使得来自第一泵的到斗杆侧控制阀的工作油的比例为指定值
，所述控制部控制所述第一泵的容量，使得I定上限容量以下，所述规定上限容量被预
该第一泵的容量为预先设定的规定上限容,对应于该操作量的第一泵的容量的情况相“所述规定上限容量的最大值被设定为大
I:为最小的状态下，能够将第一泵的容量设
括:机身；动臂，能够相对于所述机身进行.行伸动作或收动作；以及所述液压控制装
的复合动作时的泵的动力损失。
量特性的一例)
量特性的一例)[0109]20斗杆操作部件
[0110]21动臂操作传感器(动臂操作检测部件的一例)
[0111]22斗杆操作传感器(斗杆操作检测部件的一例)
[0112]30控制器(控制部的一例)
【权利要求】
1.一种液压控制装置，其特征在于，设置于具有动臂和斗杆的工程机械，包括: 动臂液压缸，使所述动臂进行升动作或降动作； 斗杆液压缸，使斗杆相对于所述动臂进行伸动作或收动作； 可变容量式的第一泵； 第二泵，能够对所述斗杆液压缸供应工作油； 动臂操作部件，接受用于驱动所述动臂的操作； 斗杆操作部件，接受用于驱动所述斗杆的操作； 动臂侧控制阀，能够对应于所述动臂操作部件的操作量而在供应位置与中立位置之间切换，所述供应位置对动臂液压缸供应工作油，所述中立位置停止对动臂液压缸供应工作油并且设置有使工作油通过的开口； 斗杆侧控制阀，通过与所述斗杆操作 部件的操作量对应的切换动作，控制对所述斗杆液压缸的工作油的供排； 串联回路，将所述动臂侧控制阀与所述斗杆侧控制阀串联地连接于所述第一泵，并使所述斗杆侧控制阀位于所述动臂侧控制阀的下游； 并联回路，将所述动臂侧控制阀与所述斗杆侧控制阀并联地连接于所述第一泵；节流部，设置在所述并联回路中，使来自所述第一泵的工作油优先于所述斗杆侧控制阀地引导到所述动臂侧控制阀； 动臂操作检测部件，能够检测所述动臂操作部件的操作量； 斗杆操作检测部件，能够检测所述斗杆操作部件的操作量；以及控制部，在降动臂的单独动作时，执行使所述第一泵的容量对应于所述动臂操作部件的操作量的增加而增加的单独控制，其中， 在由所述各检测部件检测出降动臂及伸斗杆的复合动作，且所述动臂操作部件的操作量为规定操作量以上的限制控制期间中，所述控制部与所述单独控制相比限制第一泵的容量。
2.根据权利要求1所述的液压控制装置，其特征在于: 所述控制部控制所述第一泵的容量，使得在所述限制控制期间中，所述第一泵的容量为规定上限容量以下，所述规定上限容量被预先设定为使第一泵的容量比所述单独控制时小。
3.根据权利要求2所述的液压控制装置，其特征在于: 所述规定上限容量被设定为，在所述规定操作量以上的范围内对应于所述动臂操作部件的操作量的增加而减少。
4.根据权利要求2或3所述的液压控制装置，其特征在于: 所述控制部存储斗杆必需容量，并且控制所述第一泵的容量，使得在所述限制控制期间中，所述第一泵的容量为所述斗杆必需容量和所述规定上限容量中较小的容量，所述斗杆必需容量是被设定成对应于所述斗杆操作部件的操作量的增加而增加的第一泵的容量的特性。
5.根据权利要求3所述的液压控制装置，其特征在于: 所述规定上限容量被设定成在未达到所述规定操作量的范围内，也对应于动臂操作部件的操作量的增加而减少，所述控制部存储斗杆必需容量，并且控制所述第一泵容量，使得在检测出所述降动臂及伸斗杆复合动作的情况下，在所述动臂操作部件的整个操作范围内，所述第一泵容量为所述斗杆必需容量和所述规定上限容量中较小的容量，所述斗杆必需容量是被设定成对应于所述斗杆操作部件的操作量的增加而增加的第一泵的容量的特性。
6.根据权利要求5所述的液压控制装置，其特征在于: 所述规定上限容量的最大值被设定为大于或等于所述斗杆必需容量的最大值。
7.—种工程机械，其特征在于包括: 机身； 动臂，能够相对于所述机身进行升动作或降动作； 斗杆，能够相对于所述动臂进行伸动作或收动作；以及 权利要求1至6中任一项所述的液压控制装置，控制所述动臂及所述斗杆的驱动。
【文档编号】F15B11/00GK104040082SQ201280066889
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2012年12月27日 优先权日:2012年1月11日
【发明者】但马一治, 上田浩司 申请人:神钢建机株式会社