專利名稱:液壓回路的控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域:
本發(fā)明涉及一種用于同時操作多個致動器的液壓回路的控制系統(tǒng)。
上述的這種液壓挖掘機具有兩個泵,使液壓和流率由連接于這兩個泵的若干控制閥通過平行的通道輸送至致動器52、54、56、58、60。
這些致動器52、54、56、58、60中有一些是通過這兩個泵的液壓油的匯流而操作的,而還有一些僅通過任何一個泵的液壓油而操作。
在液壓挖掘機的場合,轉臂致動器54、操作臂致動器56和附件致動器60通過兩個泵的液壓油的匯流而操作。僅通過由任何一個泵所提供的液壓油而工作的致動器例如包括轉動致動器52和鏟斗致動器58。
附件致動器60要求較高的流率,其超過單個泵的供給流率,因而必須結合兩個泵的液壓油的流量來驅動。
當操作具有上述特性的附件致動器60、同時又操作一個兩泵匯流式致動器(諸如轉臂致動器54或操作臂致動器56)時,在致動器的平行連接上會有一個問題液壓油會集中在具有最低工作壓力的致動器中,因而使其它致動器的操作顯著減速。
例如,當使用一開/關式破碎機等作為附件59時,附件致動器60的用于打開或關閉破碎機的工作壓力要低于轉臂致動器54或操作臂致動器56用于抬起轉臂55或操作臂57的工作壓力。因此,當操作一操作裝置以抬起轉臂55和/或操作臂57、同時打開或關閉附件59時,轉臂致動器54和操作臂致動器56一直要到工作壓力較低的附件致動器60抵達其行程末尾后才開動。這樣,就很難以最佳的同步方式來操作這些致動器。
為了解決以上問題,本發(fā)明的目的在于,當同步于其它致動器而操作某一要求較高流率的特定致動器時,改善機器的功能。發(fā)明揭示本發(fā)明的液壓回路控制系統(tǒng)包括一或多個用于控制從一或多個泵輸送到一特定致動器的特定控制閥、一或多個用于控制從所述泵輸送到一或多個其它致動器的其它控制閥、用于區(qū)分單獨操作所述特定致動器的控制工況和同步于任何其它致動器操作所述特定致動器的控制工況的辨別裝置、以及用于根據所辨別出的控制工況控制特定控制閥的一控制特性的控制器。
利用上述結構,該辨別裝置能夠使通過由泵提供的液壓流體操作特定致動器的模式在單獨操作的情況與同步于任何其它致動器而操作的情況之間區(qū)分開。因此,當以組合操作模式操作特定致動器時,可以控制特定控制閥和其它控制閥而在這些閥之間實現(xiàn)最佳的平衡,使特定致動器和其它致動器的組合操作能力得以提高。當特定致動器單獨操作時,可確保特定致動器所需要的高流率。
按照本發(fā)明的另一特點的液壓回路控制系統(tǒng)的特征在于,所述一或多個泵由多個泵構成;所述一或多個特定控制閥由多個控制閥構成,它們分別對應于所述多個泵;所述一或多個其它控制閥由多個控制閥構成,它們分別對應于所述多個泵;并且,該控制器具有儲存各控制閥的控制特性并在儲存于其中的多個控制特性中選擇最適合于控制工況的特性的功能。
因此,當從辨別裝置收到控制工況后,控制器能夠用從預先儲存的多個控制特性中選出的特性來控制分別與多個泵相關的特定控制閥,使其最適合于該控制工況。這樣,可確保致動器在組合操作模式中有優(yōu)良的操作能力,并單個操作模式中有較高的流率。
按照本發(fā)明另一特點的液壓回路控制系統(tǒng)的特征在于,各提供有兩個泵和特定控制閥,該控制器具有這樣一種功能,即當判明特定致動器與任何其它致動器組合操作時,該控制器按照組合操作模式的泵選擇標準自動調節(jié)控制信號而輸出給該兩個特定控制閥,將特定致動器的液壓流體源從該兩個泵切換到其中的任何一個泵,該標準相對于其它致動器是預先設定的。
利用上述結構,當特定致動器與任何其它致動器一起操作時,從該兩個泵送出的液壓流體線路中的一條由該兩個特定控制閥中的一個切斷,切斷的線路中的液壓流體通過其它控制閥輸送到其它致動器。因此,即使該特定致動器在一個低于其它致動器的壓力下操作,也可以提高該特定致動器和其它致動器的組合操作能力。
按照本發(fā)明另一特點的液壓回路控制系統(tǒng)的特征在于,該控制器具有儲存多個控制方式的功能,這些控制方式包括多個分組的特定控制閥的控制特性,并且,該液壓回路控制系統(tǒng)包括一用于從這些控制方式中選出最適合于特定致動器的控制方式的控制方式選擇裝置。
當該特定致動器由另一種致動器代替時,該控制方式選擇裝置允許通過僅設定適合于要使用的特定致動器的種類的方式來集體設定多個控制特性。由于無需對各附件單獨進行控制特性重新設定這一復雜操作,因而有利于在改換特定致動器時所必需的調節(jié)操作。
按照本發(fā)明另一特點的液壓回路控制系統(tǒng)的控制器具有一控制方式,該控制方式包括這樣的控制特性,以使得在控制器判明組合操作并且有較大載荷作用于其它致動器時,減小輸出信號相對于待輸入給特定控制閥的操作量的比。因此,通過減小輸出信號相對于待輸入給特定控制閥的操作量的比,使施加于受重載的其它致動器的液壓流體的壓力增加該減小的量,從而可以優(yōu)化特定致動器和其它致動器的組合操作。
按照本發(fā)明另一特點的液壓回路控制系統(tǒng)的控制器具有一控制特性改寫裝置,它適于用對應于某些其它致動器的其它控制特性來改寫當前儲存在控制器中的控制特性。因此,當使用原先未使用的某些其它特定致動器時,該控制特性改寫裝置允許通過在任何所需時刻改寫控制特性來以最佳的控制特性控制液壓回路。
按照本發(fā)明的另一特點,該特定致動器是用于操作連接于一液壓挖掘機的工作裝置前端的附件的一附件致動器,該其它致動器是除該附件致動器以外的工作致動器。因此,本發(fā)明能夠提高附件致動器和其它致動器的組合操作能力,所述附件致動器是一液壓挖掘機的工作裝置的所有致動器中流率要求最高的致動器。本發(fā)明還可確保附件致動器在以單個操作模式操作時以最大速度操作。
按照本發(fā)明另一特點的液壓回路控制系統(tǒng)的控制器能夠儲存多個控制方式,它們包括多個特定控制閥的控制特性,這些特性按照能以可互換方式連接于同一工作裝置的多個附件分組,并且該控制器具有一控制方式選擇裝置,用于在附件改換時從這些控制方式中選出適合于新連接的附件的致動器的一種方式。
該特點對于必須改換多個附件來執(zhí)行的拆除作業(yè)或其它作業(yè)尤為有效,因為它不需要在每次改換附件時都設定或調節(jié)控制工況;不是在每次改換附件時設定或調節(jié)控制工況,而是通過從已由多個控制工況分組預先形成的多個控制方式中選出適合于要使用的附件的控制方式來集體設定多個控制特性。因此,本發(fā)明可有效地便利于改換附件時的調節(jié)操作。
本發(fā)明的優(yōu)選實施例下面參照
圖1到38所示的一個實施例來對本發(fā)明作詳細說明。以下說明中也使用圖39所示液壓挖掘機的致動器52、54、56、58、60的標號。
圖1示出一液壓回路和一液壓挖掘機的電子控制系統(tǒng)。為了說明工作原理,省去了驅動系統(tǒng)等,以簡化描述。兩個液壓泵(以下簡稱為泵)12、13的進入端連接于一油箱11。液壓油輸送通道14連接于控制閥21到28的油進入口。中央旁通通道15通過控制閥21到28連接于節(jié)流孔16和卸壓閥17,液壓油由此通過油箱管路18流入油箱11。更具體地說,當連接于一個泵的控制閥處于中間位置時,連接于所述泵的中央旁通通道15通過相應的控制閥、節(jié)流孔16、卸壓閥17和油箱管路18與油箱11相通。
控制閥21是一用于控制轉動致動器52的導向操作轉動控制閥??刂崎y21的導向壓力接收部分連接于一轉動導向壓力控制液壓回路31,該液壓回路適于控制轉動導向壓力。用于檢測轉動導向壓力控制液壓回路31的轉動導向壓力的一轉動導向壓力傳感器32也連接于控制閥21的導向壓力接收部分。
控制閥22、23是用于控制轉臂致動器54的導向操作轉臂控制閥??刂崎y22、23的導向壓力接收部分連接于一轉臂導向壓力控制液壓回路33,該液壓回路適于控制轉臂的導向壓力。用于檢測轉臂導向壓力控制液壓回路33的轉臂導向壓力的一轉臂導向壓力傳感器34也連接于控制閥22、23的導向壓力接收部分。
控制閥24、25是用于控制操作臂致動器56的導向操作的操作臂控制閥。控制閥24、25的導向壓力接收部分連接于一操作臂導向壓力控制液壓回路35,該液壓回路適于控制操作臂的導向壓力。用于檢測操作臂導向壓力控制液壓回路35的操作臂導向壓力的一操作臂導向壓力傳感器36也連接于控制閥24、25的導向壓力接收部分。
控制閥26是一用于控制鏟斗致動器58的導向操作鏟斗控制閥。控制閥26的導向壓力接收部分連接于鏟斗導向壓力控制液壓回路37,該液壓回路適于控制鏟斗的導向壓力。用于檢測鏟斗導向壓力控制液壓回路37的鏟斗導向壓力的一鏟斗導向壓力傳感器38也連接于控制閥26的導向壓力接收部分。
控制閥27、28是導向操作附件控制閥,它們用作控制一特定致動器的特定控制閥,該特定致動器在本實施例中是附件致動器60。電磁比例控制閥41、42分別連接于控制閥27、28的導向壓力接收部分。電磁比例控制閥41適于控制附件導向壓力的一條管路,即附件導向壓力1。電磁比例控制閥42適于控制附件導向壓力的另一條管路,即附件導向壓力2。
轉動導向壓力傳感器32、轉臂導向壓力傳感器34、操作臂導向壓力傳感器36和鏟斗導向壓力傳感器38連接于控制器43的輸入部分。
附件操作單元44也連接于控制器43的輸入部分,以輸入與附件操作量相應的電磁信號。上述的電磁比例控制閥41、42也連接于控制器43的輸出部分,以根據從各傳感器和其它相關元件輸入的信號來處理按照附件操作量從附件操作單元44輸入的電磁信號。經處理的信號從控制器43輸出到電磁比例控制閥41、42。對附件操作單元44的信號進行處理的程序將在下面描述。
附件控制閥27、28的行程、也就是這些控制閥的閥塞的位置,是與從電磁比例控制閥41、42輸出的附件導向壓力成比例地控制。
如上所述,液壓回路從左到右依次連接有五種液壓致動器,即轉動致動器(液壓馬達)52、附件致動器(液壓缸)60、轉臂致動器(液壓缸)54、操作臂致動器(液壓缸)56以及鏟斗致動器(液壓缸)58。轉動致動器52適于由一單個泵、即左側的泵12提供液壓和流率。鏟斗致動器58也適于由一單個泵、即右側的泵13提供液壓和流率。附件致動器60、轉臂致動器54和操作臂致動器56適于由兩個泵12、13提供液壓和流率。
上述的電子控制系統(tǒng)具有五個輸入裝置、兩個輸出裝置以及適于控制這些輸入和輸出裝置的控制器43。這五個輸入裝置包括轉動導向壓力傳感器32、轉臂導向壓力傳感器34、操作臂導向壓力傳感器36以及鏟斗導向壓力傳感器38。這兩個輸出裝置包括用于控制左側附件導向壓力1的電磁比例控制閥41和用于控制右側附件導向壓力2的電磁比例控制閥42。
控制閥27、28控制從泵12、13輸送到附件致動器60的液壓流體(在本實施例中是液壓油)。其它控制閥21到26控制從泵12、13輸送到其它致動器52、54、56、58的液壓流體(在本實施例中是液壓油)。
用于檢測轉動導向壓力P1的轉動導向壓力傳感器32、用于檢測轉臂導向壓力P2的轉臂導向壓力傳感器34、用于檢測操作臂導向壓力的操作臂導向壓力傳感器36以及用于檢測鏟斗導向壓力P3的鏟斗導向壓力傳感器38是區(qū)分單獨操作附件致動器60的控制工況和同步于任何其它致動器52、54、56、58而操作該附件致動器的控制工況的辨別裝置。
如圖7到38所示,控制器43的一個功能在于,按照辨別裝置、即上述導向壓力傳感器32、34、36、38所獲得的數據來對控制閥27、28的控制特性進行控制,因而控制器43可通過區(qū)分由泵12、13所供給的液壓油操作的附件致動器的操作模式、即是單獨操作附件致動器60還是同步于任何其它致動器52、54、56、58而操作附件致動器,來對控制閥27、28的控制特性進行控制。
利用上述功能,當附件致動器60以組合模式操作時,控制器43可保持控制閥27、28與其它控制閥21到26之間的最佳平衡,從而提高致動器60和與致動器60同步操作的其它致動器52、54、56、58的操作能力。當附件致動器60單獨操作時,控制器43可確保附件致動器60所需要的高流率。
提供多個泵、即泵12和13而與附件的控制閥27、28,轉臂的控制閥22、23,以及操作臂的控制閥24、25對應。為了控制轉動和鏟斗,各提供一個控制閥與左側泵12相聯(lián)的轉動控制閥21,以及與右側泵13相聯(lián)的鏟斗控制閥26。控制器43具有將各控制閥27、28的控制特性儲存于其存儲器中并從儲存在其存儲器內的多個控制特性中選出最適合于控制工況的特性的功能。
因此,當從用作辨別裝置的導向壓力傳感器32、34、36、38收到控制工況后,控制器43能夠用從預先儲存的多個控制特性中選出的最適合于控制工況的特性來控制分別與多個泵12、13相聯(lián)的附件控制閥27、28。這樣,可確保附件在組合操作模式中的優(yōu)良操作能力以及在單個操作模式中高流率。
在本實施例中,各提供兩個控制閥(27和28)和泵(12和13),控制器43具有這樣一種功能,即在判明附件致動器60與任何其它致動器52、54、56、58的組合操作后,控制器43按照組合操作模式的泵選擇標準自動調節(jié)控制信號而通過電磁比例控制閥41、42輸出給該兩個附件控制閥27、28,將附件致動器60的液壓流體源從該兩個泵12、13切換到泵12或泵13,該標準相對于其它致動 52、54、56、58是預先設定的。
利用上述結構,當附件致動器60與任何其它致動器52、54、56、58一起操作時,從該兩個泵12、13送出的液壓油管路中的一條由該兩個附件控制閥27、28中的一個切斷,切斷的管路中的液壓油通過其它控制閥21到26輸送到其它致動器52、54、56、58。因此,即使附件致動器在一個低于其它致動器52、54、56、58的壓力下操作,也可以提高附件致動器60和與該附件致動器60同步操作的其它致動器52、54、56、58的組合操作能力。
控制器43具有儲存多個控制方式的功能,這些控制方式包括多個分組的附件控制閥27、28的控制特性。用于從這些控制方式中選出最適合于附件致動器60的一控制方式選擇裝置45連接于控制器43。
控制方式選擇裝置45是一鍵盤、擴充鍵盤、開關等,它可由液壓挖掘機的操作者操作,以從儲存于控制器43的存儲器中的多個控制方式選出一個控制方式。
如圖2到6所示,當附件致動器60由另一種致動器代替時,該控制方式選擇裝置45允許操作者通過僅從不同的控制方式([設定1]、[設定2]、[設定3]和[設定4])中選出適合于要使用的附件致動器60的種類的方式來集體設定儲存在存儲器內的多個控制特性(表1-1到1-8,表2-1到2-8,表3-1到3-8,表4-1到4-8)。由于無需對各附件單獨進行控制特性重新設定這一繁復的操作,因而控制方式選擇裝置45方便了在改換附件致動器60時所必需的調節(jié)操作。
控制器43具有一控制方式,該控制方式包括這樣的控制特性,以使得在控制器43判明組合操作并且有較大載荷作用于其它致動器52、54、56、58時,減小輸出信號相對于待輸入給附件控制閥27、28的操作量的比。
更具體地說,如圖25(a)、圖27(b)、圖28(a)、圖29(a)、圖30(a)及其它相關附圖所示,通過減小輸出信號相對于待輸入給附件控制閥27、28的操作量的比,使施加于受重載的其它致動器52、54、56、58的液壓油的壓力和流率增加該減小的量,從而可以優(yōu)化附件致動器60和其它致動器52、54、56、58的組合操作。
控制器43還連接有一控制特性改寫裝置46,它適于用對應于某些其它附件致動器60的其它控制特性來改寫當前儲存在控制器43中的控制特性。該控制特性改寫裝置46是一用于從一鍵盤、擴充鍵盤或信息媒介輸入新數據的裝置,它將新數據儲存于控制器43的存儲器中。
當使用原先未使用的某些其它附件致動器60時,該控制特性改寫裝置46允許通過在任何所需時刻改寫控制特性來以最佳的控制特性控制液壓回路。
如圖39所示,本實施例中的附件致動器60是用于操作連接于一液壓挖掘機的工作裝置前端的附件59的一附件致動器,而其它致動器52、54、56、58是除該附件致動器60以外的工作致動器。因此,本實施例能夠提高附件致動器60(所需要的流率是液壓挖掘機的工作裝置的致動器中最高的)與工作裝置的其它致動器52、54、56、58的組合操作能力。本發(fā)明還可確保附件致動器60在以單個操作模式操作時以最大速度操作。
控制器43能夠儲存多個控制方式([設定1]、[設定2]、[設定3]和[設定4]),它們包括附件控制閥27、28的多個控制特性,這些特性按照能以可互換方式連接于同一工作裝置的多個附件59分組。該控制器43具有上述的控制方式選擇裝置45,它能夠在附件改換時從這些控制方式中選出適合于新連接的附件的致動器的一種方式。該控制方式選擇裝置45對于必須改換多個附件59來執(zhí)行的拆除作業(yè)或其它作業(yè)尤為有效;不是在每次改換附件時設定或調節(jié)控制工況,而是通過從已由多個控制工況分組預先形成的多個控制方式中選出適合于要使用的附件的控制方式來集體設定多個控制特性。因此,控制方式選擇裝置45可便利于改換附件時的調節(jié)操作。
下面對控制器43和其它元件的功能進行更詳細的描述。為了簡單起見,所描述的是一簡化的系統(tǒng),它僅使用轉動導向壓力P1、轉臂導向壓力P2和鏟斗導向壓力P3作為辨別裝置的辨別信號輸出,這些壓力P1、P2、P3用作輸入控制器43的控制工況。下面的說明描述的是如何可以通過按三個相應壓力范圍的組合來改變附件的左、右側導向壓力1、2的控制特性來提高組合操作能力。所述控制特性示于圖7到38中。
圖2到6是表示選擇附件導向壓力的控制方式和控制特性的過程的流程圖。在這些流程圖中,圓圈中的數字代表步驟號,表示的是程序。
(步驟1)圖2示出了選擇附件導向壓力的控制方式的一個實例,其中選擇可以從四個控制方式中進行[設定1],給予轉動優(yōu)先;[設定2],給予鏟斗優(yōu)先,并將一較高的優(yōu)先級分配給工具;[設定3],給予鏟斗優(yōu)先,并將一較低的優(yōu)先級分配給工具;[設定4],給予組合操作能力優(yōu)先。
給予轉動優(yōu)先是一種適用于開/閉式附件59的設定,諸如開/閉式破碎機,該附件通常是在上部結構轉動的同時使用。給予鏟斗優(yōu)先是一適用于這樣一種附件的設定,該附件在操作過程中其受附件致動器58的沖擊角可以調節(jié)。這種附件的一個典型的例子是破碎機(一種碎石工具)。對該工具分配一個較高或較低的優(yōu)先級應該根據附件59的重量;當附件59較重時,應選擇“對工具的較低優(yōu)先級”,這是因為附件59越重,作用于轉臂致動器54的載荷越大。給予組合操作能力優(yōu)先是一種在使附件致動器60與一使用兩個泵的液壓油的致動器(諸如轉臂致動器54或操作臂致動器56)一起工作時用于防止附件致動器60的操作速度驟變的設定。
(步驟2)將轉動導向壓力P1、轉臂導向壓力P2、鏟斗導向壓力P3以及待輸入的附件操作量X(即表示附件操作的輸入信號)讀入控制器43。
(步驟3到10)根據工作的性質,通過控制方式選擇裝置45從多個設定中選擇一種方式[設定1],給予轉動優(yōu)先;[設定2],給予鏟斗優(yōu)先,并將一較高的優(yōu)先級分配給工具;[設定3],給予鏟斗優(yōu)先,并將一較低的優(yōu)先級分配給工具;[設定4],給予組合操作能力優(yōu)先。
例如,當選擇[設定3]時,流程表示在步驟3和步驟5中選擇“否”,然后在步驟7中選擇“是”。但是,在實際操作中,選擇可以通過這樣來進行,操作控制方式選擇裝置45,僅從[設定1]、[設定2]、[設定3]和[設定4]中選擇一個設定。
在附件59是一種通常在上部結構53轉動的同時使用的開/閉式破碎機的情況下,應選擇給予轉動優(yōu)先的[設定1]。在附件59是一種在操作過程中其受鏟斗致動器58的沖擊角可以調節(jié)的破碎機的情況下,應選擇給予鏟斗優(yōu)先的[設定2]或[設定3]。在附件59較重的情況下,可以通過選擇[設定3]來優(yōu)化附件59與任何其它致動器(諸如適于提升或降低附件59的轉臂致動器54)的組合操作能力,該[設定3]是一種用于降低附件59的優(yōu)先級的設定。當同步于一使用兩個泵的液壓油的致動器(諸如轉臂致動器54或操作臂致動器56)而操作附件致動器60時,可以通過選擇[設定4]來提高附件59的操作能力,該[設定4]用于給予組合操作能力優(yōu)先,以防止附件操作速度驟變。
給予轉動優(yōu)先的[設定1]以及給予鏟斗優(yōu)先的[設定2]和[設定3]在組合操作模式中要求附件控制閥27、28中的任一個的閥塞完全返回到中間位置。這一特點使附件致動器60在與一使用單個泵的液壓油的致動器(諸如轉動致動器52或鏟斗致動器58)組合操作時具有優(yōu)良的操作能力。然而,當使附件致動器60與一使用兩個泵的液壓油的致動器(諸如轉臂致動器54或操作臂致動器56)一起操作時,附件致動器60的操作速度可能發(fā)生驟變,這會影響其操作能力。這可以通過選擇給予組合操作能力優(yōu)先的[設定4]來避免。選擇[設定4]可以減慢總的工作速度。另一方面,在確保液壓油從兩個泵恒定地輸送到附件致動器60的同時,由于消除了在附件致動器與另一個使用兩個泵的液壓油的致動器的組合操作過程中附件操作速度發(fā)生驟變的可能性,因而也有利于附件59的操作。
(步驟4)首先,下面參照圖3所示的流程來說明在圖2所示流程的附件設定中選擇給予轉動優(yōu)先的[設定1](步驟3中的“是”)的情況。
(步驟11、12)當操作附件致動器60而使其以單個操作模式工作時,也就是當附件致動器60在給予轉動優(yōu)先的控制方式中的P1=P2=P3=0的情況下操作時,按照表1-1中設定的控制特性,按圖7(a)和(b)所示,與附件操作的輸入量成比例地控制附件的左、右側導向壓力。
(步驟13、14)當操作附件致動 60而使其與轉動致動器52同時工作時,也就是當附件致動器60在給予致動優(yōu)先的控制方式中的P1>0并且P2=P3=0的情況下操作時,附件的左、右側導向壓力按圖8(a)和(b)所示控制。更具體地說,按照表1-2中設定的控制特性,與附件操作輸入量成比例地控制右側導向壓力2,同時將左側導向壓力1保持在零,使左側泵12的液壓和流率僅輸送到轉動致動器52,而不用于附件致動器60。
(步驟15、16)當操作附件致動器60而使其與轉臂致動器54同時工作時,也就是當附件致動器60在給予轉動優(yōu)先的控制方式中P1=0、P2>0并且P3=0的情況下操作時,附件的左、右側導向壓力按圖9(a)和(b)所示控制。更具體地說,按照表1-3中設定的控制特性,與附件操作輸入量成比例地控制右側導向壓力2,同時將左側導向壓力1保持在零,使左側泵12的液壓和流率僅輸送到轉臂致動器54,而不用于附件致動器60。
(步驟17、18)當操作附件致動器60而使其與鏟斗致動器58同時工作時,也就是當附件致動器60在給予轉動優(yōu)先的控制方式中P1=P2=0并且P3>0的情況下操作時,附件的左、右側導向壓力按圖10(a)和(b)所示控制。更具體地說,按照表1-4中設定的控制特性,與附件操作輸入量成比例地控制左側導向壓力1,同時將右側導向壓力2保持在零,使右側泵13的液壓和流率僅輸送到鏟斗致動器58,而不用于附件致動器60。
(步驟19、20)當操作轉動致動器52、轉臂致動器54和附件致動器60而使它們同時工作時,也就是當附件致動器60在給予轉動優(yōu)先的控制方式中P1>0、P2>0并且P3=0的情況下操作時,附件的左、右側導向壓力按圖11(a)和(b)所示控制。更具體地說,按照表1-5中設定的控制特性,與附件操作輸入量成比例地控制右側導向壓力2,同時將左側導向壓力1保持在零,使左側泵12的液壓油不用于附件致動器60,而是輸送到轉動致動器52或轉臂致動器54中壓力可能較低的那一個。
(步驟21、22)
當操作轉動致動器52、鏟斗致動器58和附件致動器60而使它們同時工作時,也就是當附件致動器60在給予轉動優(yōu)先的控制方式中P1>0、P2=0并且P3>0的情況下操作時,附件的左、右側導向壓力按圖12(a)和(b)所示控制。更具體地說,按照表1-6中設定的控制特性,與附件操作輸入量成比例地控制右側導向壓力2,同時將左側導向壓力1保持在零,使左側泵12的液壓和流率僅輸送到轉動致動器52,而不用于附件致動器60。
(步驟23、24)當操作轉臂致動器54、鏟斗致動器58和附件致動器60而使它們同時工作時,也就是當附件致動器60在給予轉動優(yōu)先的控制方式中P1=0、P2>0并且P3>0的情況下操作時,附件的左、右側導向壓力按圖13(a)和(b)所示控制。更具體地說,按照表1-7中設定的控制特性,與附件操作輸入量成比例地控制左側導向壓力1,同時將右側導向壓力2保持在零,使右側泵13的液壓油不用于附件致動器60,而是輸送到鏟斗致動器58或轉臂致動器54中壓力可能較低的那一個。
(步驟25)當操作轉動致動器52、轉臂致動器54、鏟斗致動器58和附件致動器60而使它們同時工作時,也就是當附件致動器60在給予轉動優(yōu)先的控制方式中P1>0、P2>0并且P3>0的情況下操作時,附件的左、右側導向壓力按圖14(a)和(b)所示控制。更具體地說,按照表1-8中設定的控制特性,與附件操作輸入量成比例地控制右側導向壓力2,同時將左側導向壓力1保持在零,使左側泵12的液壓油不用于附件致動器60,而是輸送到轉動致動器52或轉臂致動器54中壓力可能較低的那一個。
(步驟6)第二,下面參照圖4所示的流程來說明在圖2所示流程的附件設定中選擇給予鏟斗優(yōu)先并將一較高優(yōu)先級分配給附件的[設定2](步驟5中的“是”)的情況。
(步驟26、27)當以單個操作模式操作附件致動器60時,也就是當附件致動器60在給予鏟斗優(yōu)先并將一較高優(yōu)先級分配給附件的控制方式中P1=0=P2=0的情況下操作時,附件的左、右側導向壓力按圖15(a)和(b)所示,按照表2-1中設定的控制特性,與附件操作輸入量成比例地控制。
(步驟28、29)
當操作附件致動器60而使其與轉動致動器52同時工作時,也就是當附件致動 60在給予鏟斗優(yōu)先并將一較高優(yōu)先級分配給附件的控制方式中P1>0并且P2=P3=0的情況下操作時,附件的左、右側導向壓力按圖16(a)和(b)所示控制。更具體地說,按照表2-2中設定的控制特性,與附件操作輸入量成比例地控制右側導向壓力2,同時將左側導向壓力1保持在零,使左側泵12的液壓和流率僅輸送到轉動致動器52,而不用于附件致動器60。
(步驟30、31)當操作附件致動器60而使其與轉臂致動器54同時工作時,也就是當附件致動器60在給予鏟斗優(yōu)先并將一較高優(yōu)先級分配給附件的控制方式中P1=0、P2>0并P3=0的情況下操作時,附件的左、右側導向壓力按圖17(a)和(b)所示控制。更具體地說,按照表2-3中設定的控制特性,與附件操作輸入量成比例地控制左側導向壓力1,同時將右側導向壓力2保持在零,使右側泵13的液壓和流率僅輸送到轉臂致動器54,而不用于附件致動器60。
(步驟32、33)當操作附件致動器60而使其與鏟斗致動器58同時工作時,也就是當附件致動器60在給予鏟斗優(yōu)先并將一較高優(yōu)先級分配給附件的控制方式中P1=P2=0并且P3>0的情況下操作時,附件的左、右側導向壓力按圖18(a)和(b)所示控制。更具體地說,按照表2-4中設定的控制特性,與附件操作輸入量成比例地控制左側導向壓力1,同時將右側導向壓力2保持在零,使右側泵13的液壓和流率僅輸送到鏟斗致動器58,而不用于附件致動器60。
(步驟34、35)當操作轉動致動器52、轉臂致動器54和附件致動器60而使它們同時工作時,也就是當附件致動器60在給予鏟斗優(yōu)先并將一較高優(yōu)先級分配給附件的控制方式中P1>0、P2>0并且P3=0的情況下操作時,附件的左、右側導向壓力按圖19(a)和(b)所示控制。更具體地說,按照表2-5中設定的控制特性,與附件操作輸入量成比例地控制右側導向壓力2,同時將左側導向壓力1保持在零,使左側泵12的液壓油不用于附件致動器60,而是輸送到轉動致動器52或轉臂致動器54中壓力可能較低的那一個。
(步驟36、37)當操作轉動致動器52、鏟斗致動器58和附件致動器60而使它們同時工作時,也就是當附件致動器60在給予鏟斗優(yōu)先并將一較高優(yōu)先級分配給附件的控制方式中P1>0、P2=0并且P3>0的情況下操作時,附件的左、右側導向壓力按圖20(a)和(b)所示控制。更具體地說,按照表2-6中設定的控制特性,與附件操作輸入量成比例地控制左側導向壓力1,同時將右側導向壓力2保持在零,使右側泵13的液壓和流率僅輸送到鏟斗致動器58,而不用于附件致動器60。
(步驟38、39)當操作轉臂致動器54、鏟斗致動器58和附件致動器60而使它們同時工作時,也就是當附件致動器60在給予鏟斗優(yōu)先并將一較高優(yōu)先級分配給附件的控制方式中P1=0、P2>0并且P3>0的情況下操作時,附件的左、右側導向壓力按圖21(a)和(b)所示控制。更具體地說,按照表2-7中設定的控制特性,與附件操作輸入量成比例地控制左側導向壓力1,同時將右側導向壓力2保持在零,使右側泵13的液壓油不用于附件致動器60,而是輸送到鏟斗致動器58或轉臂致動器54中壓力可能較低的那一個。
(步驟40)當操作轉動致動器52、轉臂致動器54、鏟斗致動器58和附件致動器60而使它們同時工作時,也就是當附件致動器60在給予鏟斗優(yōu)先并將一較高優(yōu)先級分配給附件的控制方式中P1>0、P2>0并且P3>0的情況下操作時,附件的左、右側導向壓力按圖22(a)和(b)所示控制。更具體地說,按照表2-8中設定的控制特性,與附件操作輸入量成比例地控制左側導向壓力1,同時將右側導向壓力2保持在零,使右側泵13的液壓油不用于附件致動器60,而是輸送到鏟斗致動器58或轉臂致動器54中壓力可能較低的那一個。
(步驟8)第三,下面參照圖5所示的流程來說明在圖2所示流程的附件設定中選擇給予鏟斗優(yōu)先并將一較低優(yōu)先級分配給附件的[設定3](步驟7中的“是”)的情況。
(步驟41、42)當操作附件致動器60而以使其以單個操作模式工作時,也就是當附件致動器60在給予鏟斗優(yōu)先并將一較低優(yōu)先級分配給附件的控制方式中的P1=P2=P3=0的情況下操作時,按照表3-1中設定的控制特性,按圖23(a)和(b)所示,與附件操作的輸入量成比例地控制附件的左、右側導向壓力。
(步驟43、44)當操作附件致動器60而使其與轉動致動器52同時工作時,也就是當附件致動器60在給予鏟斗優(yōu)先并將一較低優(yōu)先級分配給附件的控制方式中P1>0并且P2=P3=0的情況下操作時,附件的左、右側導向壓力按圖24(a)和(b)所示控制。更具體地說,按照表3-2中設定的控制特性,與附件操作輸入量成比例地控制右側導向壓力2,同時將左側導向壓力1保持在零,使左側泵12的液壓和流率僅輸送到轉動致動器52,而不用于附件致動器60。
(步驟45、46)當操作附件致動器60而使其與轉臂致動器54同時工作時,也就是當附件致動器60在給予鏟斗優(yōu)先并將一較低優(yōu)先級分配給附件的控制方式中P1=0、P2>0并且P3=0的情況下操作時,附件的左、右側導向壓力按圖25(a)和(b)所示控制。更具體地說,按照表3-3中設定的控制特性,與附件操作輸入量成比例地控制左側導向壓力1,通過降低導向壓力的比例增益而使從左側泵12輸送到附件致動器60的液壓油與對附件分配較高優(yōu)先級的場合相比保持在一相對較低的壓力和流率。同時,將右側導向壓力2保持在零,使右側泵13的液壓和流率僅輸送到轉臂致動器54,而不用于附件致動器60。
(步驟47、48)當操作附件致動器60而使其與鏟斗致動器58同時工作時,也就是當附件致動器60在給予鏟斗優(yōu)先并將一較低優(yōu)先級分配給附件的控制方式中P1=P2=0并且P3>0的情況下操作時,附件的左、右側導向壓力按圖26(a)和(b)所示控制。更具體地說,按照表3-4中設定的控制特性,與附件操作輸入量成比例地控制左側導向壓力1,同時將右側導向壓力2保持在零,使右側泵13的液壓和流率僅輸送到鏟斗致動器58,而不用于附件致動器60。
(步驟49、50)當操作轉動致動器52、轉臂致動器54和附件致動器60而使它們同時工作時,也就是當附件致動器60在給予鏟斗優(yōu)先并將一較低優(yōu)先級分配給附件的控制方式中P1>0、P2>0并且P3=0的情況下操作時,附件的左、右側導向壓力按圖27(a)和(b)所示控制。更具體地說,按照表3-5中設定的控制特性,與附件操作輸入量成比例地控制右側導向壓力2,通過降低導向壓力的比例增益而使從右側泵13輸送到附件致動器60的液壓油與對附件分配較高優(yōu)先級的場合相比保持在一相對較低的壓力和流率。同時,將左側導向壓力1保持在零,使左側泵12的液壓油不用于附件致動器60,而是輸送到轉動致動器52或轉臂致動器54中壓力可能較低的那一個。
(步驟51、52)當操作轉動致動器52、鏟斗致動器58和附件致動器60而使它們同時工作時,也就是當附件致動器60在給予鏟斗優(yōu)先并將一較低優(yōu)先級分配給附件的控制方式中P1>0、P2=0并P3>0的情況下操作時,附件的左、右側導向壓力按圖28(a)和(b)所示控制。更具體地說,按照表3-6中設定的控制特性,與附件操作輸入量成比例地控制左側導向壓力1,通過降低導向壓力的比例增益而使從左側泵12輸送到附件致動器60的液壓油與對附件分配較高優(yōu)先級的場合相比保持在一相對較低的壓力和流率。同時,將右側導向壓力2保持在零,使右側泵13的液壓和流率僅輸送到鏟斗致動器58,而不用于附件致動器60。
(步驟53、54)當操作轉臂致動器54、鏟斗致動器58和附件致動器60而使它們同時工作時,也就是當附件致動器60在給予鏟斗優(yōu)先并將一較低優(yōu)先級分配給附件的控制方式中P1=0、P2>0并且P3>0的情況下操作時,附件的左、右側導向壓力按圖29(a)和(b)所示控制。更具體地說,按照表3-7中設定的控制特性,與附件操作輸入量成比例地控制左側導向壓力1,通過降低導向壓力的比例增益而使從左側泵12輸送到附件致動器60的液壓油與對附件分配較高優(yōu)先級的場合相比保持在一相對較低的壓力和流率。同時,將右側導向壓力2保持在零,使右側泵13的液壓油不用于附件致動器60,而是輸送到鏟斗致動器58或轉臂致動器54中壓力可能較低的那一個。
(步驟55)當操作轉動致動器52、轉臂致動器54、鏟斗致動器58和附件致動器60而使它們同時工作時,也就是當附件致動器60在給予鏟斗優(yōu)先并將一較低優(yōu)先級分配給附件的控制方式中P1>0、P2>0并且P3>0的情況下操作時,附件的左、右側導向壓力按圖30(a)和(b)所示控制。更具體地說,按照表3-8中設定的控制特性,與附件操作輸入量成比例地控制左側導向壓力1,通過降低導向壓力的比例增益而使從左側泵12輸送到附件致動器60的液壓油與對附件分配較高優(yōu)先級的場合相比保持在一相對較低的壓力和流率。同時,將右側導向壓力2保持在零,使右側泵13的液壓油不用于附件致動器60,而是輸送到鏟斗致動器58或轉臂致動器54中壓力可能較低的那一個。
(步驟10)第四,下面參照圖6所示的流程來說明在圖2所示流程的附件設定中選擇給予組合操作能力優(yōu)先的[設定4](步驟9中的“是”)的情況。
(步驟56、57)
當操作附件致動 60而以使其以單個操作模式工作時,也就是當附件致動器60在給予組合操作能力優(yōu)先的控制方式中的P1=P2=P3=0的情況下操作時,按照表4-1中設定的控制特性,按圖31(a)和(b)所示,與附件操作的輸入量成比例地控制附件的左、右側導向壓力。
(步驟58、59)當操作附件致動器60而使其與轉動致動器52同時工作時,也就是當附件致動器60在給予組合操作能力優(yōu)先的控制方式中的P1>0并且P2=P3=0的情況下操作時,按照表4-2中設定的控制特性,按圖32(a)和(b)所示,與附件操作的輸入量成比例地控制附件的左、右側導向壓力1、2。此時,左側導向壓力1的比例增益控制成低于右側導向壓力2的比例增益,使從左側泵12輸送到附件致動器60的液壓油的壓力和流率保持略低于從右側泵13輸送到附件60的液壓油的壓力和流率。
(步驟60、61)當操作附件致動器60而使其與轉臂致動器54同時工作時,也就是當附件致動器60在給予組合操作能力優(yōu)先的控制方式中的P1=0、P2>0并P3=0的情況下操作時,按照表4-3中設定的控制特性,按圖33(a)和(b)所示,與附件操作的輸入量成比例地控制附件的左、右側導向壓力1、2。此時,與單獨操作附件的場合相比,降低導向壓力的比例增益,使從左側泵12和右側泵13輸送到附件致動器60的液壓油保持在相對較低的壓力和流率。
(步驟62、63)當操作附件致動器60而使其與鏟斗致動器58同時工作時,也就是當附件致動器60在給予組合操作能力優(yōu)先的控制方式中的P1=P2=0并且P3>0的情況下操作時,按照表4-4中設定的控制特性,按圖34(a)和(b)所示,與附件操作的輸入量成比例地控制附件的左、右側導向壓力1、2。此時,右側導向壓力2的比例增益控制成低于左側導向壓力1的比例增益,使從右側泵13輸送到附件致動器60的液壓油的壓力和流率保持略低于從左側泵12輸送到附件60的液壓油的壓力和流率。
(步驟64、65)當操作轉動致動器52、轉臂致動器54和附件致動器60而使它們同時工作時,也就是當附件致動器60在給予組合操作能力優(yōu)先的控制方式中的P1>0、P2>0并且P3=0的情況下操作時,按照表4-5中設定的控制特性,按圖35(a)和(b)所示,與附件操作的輸入量成比例地控制附件的左、右側導向壓力1、2。此時,與單獨操作附件的場合相比,降低導向壓力的比例增益,使從左側泵12和右側泵13輸送到附件致動器60的液壓油保持在相對較低的壓力和流率。
(步驟66、67)當操作轉動致動器52、鏟斗致動器58和附件致動器60而使它們同時工作時,也就是當附件致動器60在給予組合操作能力優(yōu)先的控制方式中的P1>0、P2=0并且P3>0的情況下操作時,按照表4-6中設定的控制特性,按圖36(a)和(b)所示,與附件操作的輸入量成比例地控制附件的左、右側導向壓力1、2。此時,與單獨操作附件的場合相比,降低導向壓力的比例增益,使從左側泵12和右側泵13輸送到附件致動器60的液壓油保持在相對較低的壓力和流率。
(步驟68、69)當操作轉臂致動器54、鏟斗致動器58和附件致動器60而使它們同時工作時,也就是當附件致動器60在給予組合操作能力優(yōu)先的控制方式中的P1=0、P2>0并且P3>0的情況下操作時,按照表4-7中設定的控制特性,按圖37(a)和(b)所示,與附件操作的輸入量成比例地控制附件的左、右側導向壓力1、2。此時,與單獨操作附件的場合相比,降低導向壓力的比例增益,使從左側泵12和右側泵13輸送到附件致動器60的液壓油保持在相對較低的壓力和流率。
(步驟70)當操作轉動致動器52、轉臂致動器54、鏟斗致動器58和附件致動器60而使它們同時工作時,也就是當附件致動器60在給予組合操作能力優(yōu)先的控制方式中的P1>0、P2>0并且P3>0的情況下操作時,按照表4-8中設定的控制特性,按圖38(a)和(b)所示,與附件操作的輸入量成比例地控制附件的左、右側導向壓力1、2。此時,與單獨操作附件的場合相比,降低導向壓力的比例增益,使從左側泵12和右側泵13輸送到附件致動器60的液壓油保持在相對較低的壓力和流率。
如上所述,當附件59是一種開/閉式破碎機或者通常在上部結構53轉動的同時使用的任何其它的開/閉式工具時,本發(fā)明的液壓回路給予液壓油對轉動致動器52的輸送以優(yōu)先(轉動優(yōu)先模式)。在附件59是這樣一種破碎機或任何其它類似工具的情況下,即該破碎機或類似工具在操作過程中其受鏟斗致動器58的沖擊角可以調節(jié),給予鏟斗優(yōu)先的設定、也就是將一較高優(yōu)先級分配給附件的鏟斗優(yōu)先模式是合適的。當附件59較重、因而造成一較重的載荷作用于轉臂致動器54等時,可通過選擇一種要求降低對附件的優(yōu)先級的設定、也就是給予鏟斗優(yōu)先并將一較低優(yōu)先級分配給附件的設定來優(yōu)化該附件與其它致動器(諸如轉臂致動器54)的組合操作。當同步于使用兩個泵的液壓油的致動器54和/或致動器56而操作附件致動器60時,可通過選擇給予組合能力優(yōu)先的設定、也就是要求恒定地以兩泵匯流流率操作附件致動器60的設定,防止附件59的操作速度驟變,從而提高附件59的操作能力。
由于能夠將多個用于控制附件致動器60的控制方式儲存在存儲器中,并在改換成另一種附件時能從所儲存的控制方式中選擇一個方式,因而控制器43消除了每次改換附件時對設定進行重新調節(jié)這一繁復的操作。
由于能夠改變儲存于存儲器中的控制特性,因而控制器43能優(yōu)化任何其它后加入的控制特性。
而且,本發(fā)明的液壓回路可使附件致動器60在單獨操作模式中達到令人滿意的最大工作速度,同時在附件與任何其它致動器52、54、56、56、58組合操作中提供令人滿意的操作能力。
在必須改換多個附件來執(zhí)行的拆除作業(yè)或其它作業(yè)中,無需每次改換附件時通過單獨調節(jié)各控制特性(諸如回路配置或壓力設定)來設定或調節(jié)液壓回路;通過對多個控制工況進行分組來制備多個控制方式,并從這些控制方式中選擇一個方式,從而可集體地設定多個控制特性。因此,本發(fā)明有利于在改換附件時所進行的調節(jié)操作。
本發(fā)明的另一優(yōu)點在于,能夠在任何需要的時候通過改寫控制特性來優(yōu)化對某些其它附件致動器60的液壓回路的控制。
按照圖1所示的實施例,導向操作控制閥21到28由一液壓導向系統(tǒng)控制。但是,本發(fā)明的控制系統(tǒng)也可用于控制適于由電信號操作的電磁操作控制閥。
在這種情況下,就不需要提供導向壓力控制液壓回路31、33、35、37或導向壓力傳感器32、34、36、38了,這是因為控制器43能夠處理從電氣操縱桿等輸入的電信號,并通過輸出電信號而直接控制電磁操作控制閥。
工業(yè)實用性本發(fā)明的控制系統(tǒng)的用途并不局限于液壓挖掘機的液壓回路;它還可應用于任何其它工作機器的同時操作多個液壓致動器的液壓回路。
權利要求
1.一種液壓回路控制系統(tǒng),包括一或多個用于控制從一或多個泵輸送到一特定致動器的特定控制閥;一或多個用于控制從所述泵輸送到一或多個其它致動器的其它控制閥;用于區(qū)分單獨操作所述特定致動器的控制工況和同步于任何其它致動器操作所述特定致動器的控制工況的辨別裝置;以及一用于根據所辨別出的控制工況控制特定控制閥的控制特性的控制器。
2.如權利要求1所述的液壓回路控制系統(tǒng),其特征在于所述一或多個泵由多個泵構成;所述一或多個特定控制閥由多個控制閥構成,它們分別對應于所述多個泵;所述一或多個其它控制閥由多個控制閥構成,它們分別對應于所述多個泵;并且,該控制器具有儲存各控制閥的控制特性并在儲存于其中的多個控制特性中選擇最適合于控制工況的特性的功能。
3.如權利要求2所述的液壓回路控制系統(tǒng),其特征在于各提供有兩個泵和特定控制閥;并且該控制器具有這樣一種功能,即當判明特定致動器與任何其它致動器組合操作時,該控制器按照組合操作模式的泵選擇標準自動調節(jié)控制信號而輸出給該兩個特定控制閥,將特定致動器的液壓流體源從該兩個泵切換到其中的任何一個泵,該標準相對于其它致動器是預先設定的。
4.如權利要求1到3的任一項所述的液壓回路控制系統(tǒng),其特征在于該控制器具有儲存多個控制方式的功能,這些控制方式包括多個分組的特定控制閥的控制特性;并且,該液壓回路控制系統(tǒng)包括一用于從這些控制方式中選出最適合于特定致動器的控制方式的控制方式選擇裝置。
5.如權利要求4所述的液壓回路控制系統(tǒng),其特征在于該控制器具有一控制方式,該控制方式包括這樣的控制特性,以使得在控制器判明組合操作并且有較大載荷作用于其它致動器時,減小輸出信號相對于待輸入給特定控制閥的操作量的比。
6.如權利要求1到5的任一項所述的液壓回路控制系統(tǒng),其特征在于該控制器具有一控制特性改寫裝置,它適于用對應于某些其它致動器的其它控制特性來改寫當前儲存在控制器中的控制特性。
7.如權利要求1到6的任一項所述的液壓回路控制系統(tǒng),其特征在于該特定致動器是用于操作連接于一液壓挖掘機的工作裝置前端的附件的一附件致動器;并且該其它致動器是除該附件致動器以外的工作致動器。
8.如權利要求7所述的液壓回路控制系統(tǒng),其特征在于該控制器能夠儲存多個控制方式,它們包括多個特定控制閥的控制特性,這些特性按照能以可互換方式連接于同一工作裝置的多個附件分組;并且該控制器具有一控制方式選擇裝置,用于在附件改換時從這些控制方式中選出適合于新連接的附件的致動器的一種方式。
全文摘要
一種液壓回路控制系統(tǒng),其中,從泵(12)和(13)輸送到附件致動器(60)的液壓油由附件控制閥(27)和(28)控制。從泵(12)和(13)輸送到其它致動器(52)、(54)、(56)和(58)的液壓油由其它控制閥(21)到(26)控制。導向壓力傳感器(32)、(34)、(36)和(38)判明單獨操作附件致動器(60)的控制工況和同步于任何其它致動器(52)、(54)、(56)和(58)而操作附件致動器(60)的控制工況。附件控制閥(27)和(28)的控制特性由控制器(43)根據判明的控制工況來控制。
文檔編號E02F9/22GK1462345SQ02801625
公開日2003年12月17日 申請日期2002年3月28日 優(yōu)先權日2001年5月15日
發(fā)明者小西英雄, 秋山征一, 田中雅之 申請人:新履帶牽引車三菱有限公司