专利名称：用于加工设备的液压控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于加工设备如液压挖土机等的液压控制装置。
背景技术：
一般地，一些加工设备如液压挖土机等，包括多个液压致动器，一将压力油输送到这些液压致动器的液压泵，一操作用来控制压力油向各液压泵的输送的控制阀，及一通过输入操作设备的操作信号而将控制指令输出到控制阀的致动装置的控制单元。在用于这种设备的液压控制系统中，具有一个封闭的中心系统，其中当控制阀处于中间位置时油不会流出。并且，常规地，在这种封闭的中心系统中，各控制阀的开启程度构造成使该开启程度响应与之对应的操作设备的操作程度而被控制，而不考虑其它操作设备的操作状态。
但是，如果多个操作设备组合操作，就会出现这种情况，即操作对应的操作设备所需的各液压致动器要求的流量总和大于液压泵能够输送的流量。在这些情况下，经过各控制阀供给到液压致动器的压力油的流量，变得小于所要求的流量。由于如上所述，各控制阀的开启程度是响应与之对应的操作设备的操作程度而被控制的，操作程度可能会增加到大于液压泵的输送量。在这种情况下，液压致动器会变成真空的，导致不充分的运动。例如，当与一加工设备相连的前部附属装置与之互锁并致动后，阻碍了平稳的致动，并且会产生一个问题，即工作效率变得更糟了。这是本发明将解决的一个目标。
发明的公开本发明设计用来解决由于上述情况产生的问题。根据本发明的用于加工设备的液压控制装置构造成在一种加工设备中包括多个液压致动器；一用于向这些液压致动器输送压力油的液压泵；用于控制向各液压致动器输送压力油的控制阀；及一用于操作各控制阀的阀操作装置；提供了一个控制单元，该控制单元输入从用于对各液压致动器的操作设备的操作状态进行检测的操作状态检测装置来的信号，在对应输入信号的基础上将控制指令输出到与之对应的阀操作装置，其中上述控制单元在从上述操作状态检测装置来的输入信号的基础上对流量进行计算，用于将上述液压泵的输出流量分配到各液压致动器，并为了将上述分配流量输送到各液压致动器而将控制指令输出到上述阀操作装置。
并且，在这种结构中，控制阀操作，将分配流量供给到各液压致动器，其中当组合操作多个液压致动器时，液压泵的输出流量可充分地分配到各液压致动器，同时，能够防止控制阀的开启程度大于液压泵的供给流量，从而其合成工作效率得到提高。
在这种类型中，能够在最大扭矩、旋转次数、以及此刻泵的排出压力的基础上计算液压泵的输出流量。
另外，当在操作设备的操作状态基础上所需的各液压致动器的流量总和小于液压泵的输出流量时，能够通过将所要求的各液压致动器的流量设定为分配流量而防止分配流量变得大于所要求的流量。
附图概述
图1是一液压挖土机的侧视图；图2是表示向液压致动器输送压力油的液压回路的示意图；图3是表示控制单元输入和输出的方块图；图4是表示泵所需流量的加速程序的控制方块图；图5是表示泵的允许流量的加速的控制方块图；及图6是表示分配流量的加速程序的控制方块图。
实施本发明的最佳模式下面，将参照附图对本发明的实施例进行说明。在附图中，1代表一液压挖土机。该液压挖土机1包括一履带车型底部结构2，一被支承以在底部结构2上自由转动的上部结构3，以及各部分如一与上部结构3相连的前部附属装置4，其中前部附属装置4的基本结构如现有技术中那样，包括一悬臂，该悬臂的底端部可在上部结构3上自由摆动，一支承在悬臂5端部以自由摆动的操作杆6，一支承在操作杆6端部以自由摆动的挖斗7，等等。
另外，液压挖土机1设置了各种类型的液压致动器，如用于左行和右行的马达8、9，用于摆动悬臂的悬臂液压缸10，用于摆动操作杆的操作杆液压缸11，用于摆动挖斗的挖斗液压缸12，及用于致动附属装置的附属装置液压缸13(未标示)，等等。这些液压致动器的致动是在从由发动机的能量驱动的液压泵P供给的压力油的基础上完成的。
图2表示向液压致动器8至13的压力油输送回路的示意图。在该附图中，14至19是用于左行、右行、悬臂、操作杆、挖斗和附属装置的控制阀，每个阀控制向各液压致动器的压力油的供给。这些控制阀14至18分别由一液压控制型三位换向阀组成。
尽管在没有压力油供给到先导口14a至19a或14b至19b的状态下，控制阀14至19位于没有压力油被送到液压致动器13至18的中间位置N，通过将先导压力油供给到先导口14a至19a或14b至19b而使滑阀移动，从而控制阀14至19变到压力油输送位置X或Y，其中将压力油从液压泵P供给到对应液压致动器8至13的其中一个油腔8a,9a,10a,11a,12a或13a的阀路是打开的，用于将排出的油从液压致动器8至13的其它油腔8b,9b,10b,11b,12b或13b返回油箱T的阀路也是打开的。并且，上述控制阀14至19中阀路的开启程度(滑阀位置)通过由先导口14a至19a或14b至19b提供的先导压力而控制。
另外，用于左行、右行、悬臂、操作杆、挖斗和附属装置的电磁比例压力阀20A至25A和20B至25B将先导压力油输出到控制阀14至19的先导口14a至19a和14b至19b。电磁比例减压阀20A至25A和20B至25B在由下面将描述的控制单元26提供的指令的基础上被控制。
同样，在图2中，27是一个用于液压锁定的电磁换向阀，当锁定操作杆28处于打开状态时，电磁换向阀27将向电磁比例减压阀20A至25A和20B至25B输送先导压力油的油路关闭，从而液压致动器8至13的操作被锁定。但是，当锁定操作杆28处于关闭状态时，输送先导压力油的油路打开，从而液压致动器8至13的操作可以进行。
另外，29至34是操作量检测装置，分别对用于左行、右行、悬臂、操作杆、挖斗和附属装置的各操作杆和操作踏板的操作量进行检测，包括角度传感器等。从操作量检测装置29至34输出的检测信号被输入到控制单元26中。
控制单元26构造成一微型计算机等，以便从操作量检测装置29至34，用于检测液压泵P的排出压力的压力传感器35，加速度计盘36和锁定开关28等处输入信号，并在对应的输入信号的基础上向电磁比例减压阀20A至25A，20B至25B以及液压锁定电磁换向阀27输出控制指令。
此处，加速度计盘36是一个用于设定发动机旋转次数的操作盘，其中旋转次数可以设定为十级[1]至[10]，例如，如果加速度计盘36设定为[1]，则旋转次数设定为850转每分，加速度计盘设定为[5]，则旋转次数变为1,450转每分，加速度计盘设定为[10]，则发动机旋转次数变为2,200转每分。
下面将对上述控制单元26的控制步骤进行说明。首先，在从上述操作量检测装置29至34输入的操作设备的操作量的基础上，对各液压致动器8至13所要求并与之对应的操作速度进行计算，从而获取获得对应的操作速度必需的流量α1至α6。然后，对各液压致动器8至13所需的流量α1至α6的绝对值的总和进行计算，该总和用作泵所需的流量α。
另一方面，利用液压泵P能够实时输出的最大扭矩，对由上述压力传感器35检测到的液压泵P的排出压力、由加速度计盘36建立的旋转次数、此刻液压泵P的允许流量(液压泵P能够输出的最大流量)进行计算。在这种情况下，如图5中流量流表达式所示，当液压泵P的排出压力减小后，泵流量随之增大。但是，准备了第一限动器37在排出压力非常小时备用，且对它进行控制，使泵的允许流量β不大于液压泵P能够输出的最大流量。
然后，获得上述泵允许流量β与所需流量α的比率(β/α)，且为了获得分配到各液压致动器8至13的分配流量r1至r6(r1至r6=α1至α6×β/α)，该比率由各液压致动器8至13所需流量α1至α6变成多倍。在这种情况下，如果泵的允许流量β大于所需流量α，则上述比率(β/α)将大于[1]，就会产生下述问题，即各液压致动器8至13的流量r1至r6大于所需的流量α1至α6。为了防止这种问题的出现，提供了第二限动器38将该比率限定为[1]，从而使各液压致动器8至13所需的流量α1至α6设置成分配的流量r1至r6，其中泵的允许流量β大于泵所需流量。
并且，为了对控制阀14至19的开启程度进行控制，使供给到各液压致动器8至13的压力油的流量成为上述的分配流量r1至r6，控制单元26将控制指令输出到电磁比例减压阀20A至25A和20B至25B。从而，控制阀14至19的开启程度对应于分配的流量r1至r6，其中液压泵P的输出流量被分配到各液压致动器8至13，对应的分配流量r1至r6供给到各液压致动器8至13。
在这样构造的液压控制装置中，各液压致动器8至13的操作是通过在操作设备的操作的基础上从液压泵P输送压力油而完成的。在这种情况下，对控制向液压致动器8至13输送压力油的控制阀14至19的开启程度进行控制，使供给到液压致动器8至13的油的流量成为分配的流量r1至r6，这是通过对应于操作设备的操作量对液压泵P的输出流量进行分配而获得的。
由此，当对多个操作设备进行操作时，其中前部附属装置4以互锁状态操作，在各操作设备需要的液压致动器8至13所需流量的总和大于液压泵P的输出流量这种情况下，控制阀14至19的开启程度将对应于在各操作设备操作量的基础上对液压泵P的输出流量进行分配而获得的流量r1至r6，其中由于对应分配的流量r1至r6供给到各液压致动器8至13，液压泵P的输出流量可以充分地分配到各液压致动器8至13。另外，在这种情况下，由于控制阀14至19的开启程度对应于分配流量r1至r6，不可能如现有技术中那样，控制阀14至19的开启程度变得大于输送流量。因此，前部附属装置4可以平稳地致动，并有助于提高工作效率。
工业实用性总之，如权利要求1中所述的，分别对向各液压致动器的压力油进行输送控制的控制阀这样操作，使在液压泵输出流量的基础上计算出的分配流量能够供给到对应的液压致动器，从而能够充分地将压力油的流量从液压泵输送和分配到多个液压致动器，还能够防止控制阀的开启程度变得大于液压致动器的输送流量。因此，合成的操作效率进一步提高，从这个观点看在工业上有良好的实用性。
进一步涉及与权利要求1所述的本发明相对应的权利要求2所述的结构，由于能够获得液压泵的输出流量，从这个观点看，也有良好的实用性。
再进一步涉及与这些发明所述的本发明相对应的权利要求2所述的结构，通过使分配流量大于操作设备所需的流量，能够防止麻烦或问题的产生。从这个观点看，也有良好的实用性。
权利要求
1．一种用于加工设备的液压控制装置，包括多个液压致动器；一用于向这些液压致动器输送压力油的液压泵；用于控制向各液压致动器输送压力油的控制阀；及一用于操作各控制阀的阀操作装置；其中提供了一个控制单元，该控制单元输入从用于对各液压致动器的操作设备的操作状态进行检测的操作状态检测装置来的信号，在对应输入信号的基础上将控制指令输出到与之对应的阀操作装置，其中上述控制单元对流量进行计算，在从上述操作状态检测装置来的输入信号的基础上，用于将上述液压泵的输出流量分配到各液压致动器，并为了将上述分配流量输送到各液压致动器而将控制指令输出到上述阀操作装置。
2．如权利要求1所述的用于加工设备的液压控制装置，其中在最大扭矩、发动机转数、以及此刻液压泵的排出压力的基础上对液压泵的输出流量进行计算。
3．如权利要求1或2所述的用于加工设备的液压控制装置，其中当在操作设备的操作状态的基础上获得的上述各液压致动器所需流量的总和小于上述液压泵的输出流量时，上述各液压致动器的所需流量被设定，使它们成为上述分配流量。
全文摘要
在加工设备、如设有多个液压致动器的液压挖土机中,合成工作效率可以提高。在控制部分中,在依照操作设备操作量的允许流量β的基础上对将分配到各液压致动器的流量r1至r6进行计算,控制指令被输出到一电磁减压阀,使对应的分配流量供给到各液压致动器。
文档编号F15B21/08GK1288507SQ99802121
公开日2001年3月21日 申请日期1999年11月10日 优先权日1998年11月12日
发明者守屋直行, 古田秀人 申请人:新卡特彼勒三菱株式会社