回轉(zhuǎn)式工程機(jī)械的制作方法
【專(zhuān)利摘要】回轉(zhuǎn)式工程機(jī)械包括：用于回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的液壓馬達(dá)即回轉(zhuǎn)馬達(dá)(11)、可變?nèi)萘啃鸵簤罕?10)、包含操作部件(12a)的回轉(zhuǎn)操作裝置(12)、基于回轉(zhuǎn)操作裝置(12)的操作信號(hào)控制回轉(zhuǎn)馬達(dá)(11)的控制閥(13)、泵調(diào)節(jié)器(25)、使剩余油流入油箱(T)的泄壓閥(27)、檢測(cè)操作部件(12a)的操作方向及操作量的操作檢測(cè)器(28、29)、馬達(dá)轉(zhuǎn)速檢測(cè)器(30)、以及控制液壓泵(10)的噴出流量的控制器(26)。控制器(26)求出由回轉(zhuǎn)操作量求出的回轉(zhuǎn)馬達(dá)(11)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速與馬達(dá)轉(zhuǎn)速檢測(cè)器(30)所檢測(cè)出的實(shí)際轉(zhuǎn)速的偏差，并控制噴出流量，以使該偏差接近于0。
【專(zhuān)利說(shuō)明】回轉(zhuǎn)式工程機(jī)械 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及挖掘機(jī)等回轉(zhuǎn)式工程機(jī)械。
【背景技術(shù)】
[0002]以挖掘機(jī)為例，對(duì)本發(fā)明的【背景技術(shù)】進(jìn)行說(shuō)明。
[0003]一般的挖掘機(jī)例如如圖6所示，包括:履帶式下部行走體I ;上部回轉(zhuǎn)體2，繞垂直 于地面軸X回轉(zhuǎn)自如地搭載在所述履帶式下部行走體I上；以及挖掘附屬裝置3，安裝于所 述上部回轉(zhuǎn)體2。挖掘附屬裝置3具有:起伏自如的動(dòng)臂4、安裝在該動(dòng)臂4前端的斗桿5、 安裝在該斗桿5前端的鏟斗6、以及分別用于使所述動(dòng)臂4、斗桿5及鏟斗6工作的缸體(液 壓缸)即動(dòng)臂液壓缸7、斗桿液壓缸8及鏟斗液壓缸9。而且，設(shè)置有回轉(zhuǎn)馬達(dá)作為所述液 壓缸7?9以外的液壓致動(dòng)器，該回轉(zhuǎn)馬達(dá)包括:驅(qū)動(dòng)下部行走體I的左右履帶的左右的行 走馬達(dá)、和用于回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)上部回轉(zhuǎn)體2的液壓馬達(dá)。
[0004]為了使所述各致動(dòng)器工作，使用作為其液壓源的液壓泵、作為操作裝置的遙控閥、 以及基于所述遙控閥的操作，控制從所述液壓泵向各致動(dòng)器供應(yīng)工作油及從該致動(dòng)器排出 工作油的控制閥，由此，控制各致動(dòng)器的工作方向和工作速度。在針對(duì)所述各致動(dòng)器而構(gòu)建 的致動(dòng)器回路中，在泵噴出管路與油箱之間設(shè)置有主泄壓閥(以下僅稱(chēng)為泄壓閥)，使得回 路配管或設(shè)備等不會(huì)因高壓而破損，若回路壓力超過(guò)泄壓力，則該主泄壓閥打開(kāi)，使壓油流 入油箱。
[0005]在所述致動(dòng)器回路中的用于驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)馬達(dá)的回轉(zhuǎn)回路中，使用可變?nèi)萘勘米鳛樗?述液壓泵，并且經(jīng)常采用遙控閥的操作量(以下稱(chēng)為回轉(zhuǎn)操作量)越大，則使該泵的噴出流 量(以下稱(chēng)為泵流量)越多的所謂的正控制。在此情況下，由所述回轉(zhuǎn)操作量決定的泵流 量與在所述回轉(zhuǎn)馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)中所實(shí)際使用的馬達(dá)流量即回轉(zhuǎn)流量之差，是從泄壓閥流入油箱 的工作油的流量即剩余流量，該剩余流量即泄壓流量越多，則液壓泵的能量效率越差。
[0006]以往，為了抑制該剩余流量，如專(zhuān)利文獻(xiàn)I所示，以下的技術(shù)已為公眾所知:根據(jù) 回轉(zhuǎn)時(shí)的泵壓和泄壓閥的壓力特性推算泄壓流量，并控制泵流量，以使該推算值變成O。然 而，對(duì)于以所述方式，根據(jù)泄壓閥的壓力特性來(lái)“推算”泄壓流量即剩余流量的技術(shù)，作為推 算依據(jù)的壓力特性本身存在各泄壓閥自身的誤差或由溫度引起的誤差，因此，難以高精度 地獲得推算值。這有可能會(huì)導(dǎo)致因伴隨流量不足的不充分的回轉(zhuǎn)速度而使作業(yè)效率下降， 或相反地因伴隨流量過(guò)多的剩余流量的增大而使節(jié)能效果下降。
[0007]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本專(zhuān)利公開(kāi)公報(bào)特開(kāi)2004-225867號(hào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提供以下的回轉(zhuǎn)式工程機(jī)械，其能夠準(zhǔn)確地求出剩余流量，從 而適當(dāng)?shù)乜刂朴糜诨剞D(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的液壓泵的流量。本發(fā)明所提供的回轉(zhuǎn)式工程機(jī)械包括:下部 行走體；上部回轉(zhuǎn)體，回轉(zhuǎn)自如地搭載在所述下部行走體上；回轉(zhuǎn)馬達(dá)，是通過(guò)接受工作油 的供應(yīng)而回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)上部回轉(zhuǎn)體的液壓馬達(dá)；可變?nèi)萘啃偷囊簤罕?，用于將所述工作油供?yīng)至所述液壓馬達(dá)；泵調(diào)節(jié)器，使所述液壓泵的噴出流量發(fā)生變化；回轉(zhuǎn)操作裝置，包含為了 輸入與所述回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)相關(guān)的指令而受到操作的操作部件，輸出對(duì)應(yīng)于所述操作部件的操作 的操作信號(hào)；控制閥，基于所述回轉(zhuǎn)操作裝置的操作信號(hào)，控制工作油向所述液壓馬達(dá)的供 應(yīng)以及從所述液壓馬達(dá)的噴出；泄壓閥，使從所述液壓泵噴出的工作油中的剩余部分返回 油箱；操作檢測(cè)器，檢測(cè)所述回轉(zhuǎn)操作裝置的操作部件的操作方向及操作量；馬達(dá)轉(zhuǎn)速檢 測(cè)器，檢測(cè)所述回轉(zhuǎn)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速；以及控制器，向所述泵調(diào)節(jié)器指示所述液壓泵的噴出流 量，其中，所述控制器求出所述回轉(zhuǎn)馬達(dá)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速與所述回轉(zhuǎn)馬達(dá)的實(shí)際轉(zhuǎn)速的偏差，即 相當(dāng)于所述剩余的工作油的流量的剩余流量的值，并控制所述液壓泵的噴出流量，以使所 述偏差接近于O，所述回轉(zhuǎn)馬達(dá)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速由所述回轉(zhuǎn)操作裝置的操作部件的操作量求出， 所述回轉(zhuǎn)馬達(dá)的實(shí)際轉(zhuǎn)速由所述馬達(dá)轉(zhuǎn)速檢測(cè)器檢測(cè)出。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是表示本發(fā)明實(shí)施方式所涉及的回轉(zhuǎn)回路的圖。
[0010]圖2是表示所述實(shí)施方式所涉及的控制器所進(jìn)行的運(yùn)算控制內(nèi)容的方框線圖。
[0011]圖3是表示所述實(shí)施方式中的回轉(zhuǎn)操作量與目標(biāo)轉(zhuǎn)速的關(guān)系的圖。
[0012]圖4是在所述實(shí)施方式中根據(jù)回轉(zhuǎn)操作量的大小來(lái)改變?cè)隽康恼f(shuō)明圖。
[0013]圖5是用于說(shuō)明所述實(shí)施方式中的基于第二正控制的電流值與基于第一正控制 的電流值之間的低位選擇的圖。
[0014]圖6是表示一般的挖掘機(jī)的側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施方式與所述【背景技術(shù)】同樣地，將圖6所示 的挖掘機(jī)作為適用對(duì)象。
[0016]圖1表示本發(fā)明實(shí)施方式所涉及的回轉(zhuǎn)回路，即用于回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)圖6所示的上部回 轉(zhuǎn)體2的回路。該回路包含:液壓泵10，由未圖示的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)且作為液壓源；回轉(zhuǎn)用的液 壓馬達(dá)即回轉(zhuǎn)馬達(dá)11，通過(guò)被供應(yīng)從所述液壓泵10噴出的工作油而轉(zhuǎn)動(dòng)，回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)上部回 轉(zhuǎn)體2 ;作為回轉(zhuǎn)操作裝置的遙控閥12，包含操作桿12a，該操作桿12a被操作以輸入所述 回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的指令；以及控制閥13，設(shè)置在液壓泵10及油箱T與回轉(zhuǎn)馬達(dá)11之間，是能夠由 所述遙控閥12操作的液壓先導(dǎo)式切換閥。
[0017]所述回轉(zhuǎn)馬達(dá)11分別具有作為第一端口及第二端口的左端口 Ila及右端口 11b， 當(dāng)從左端口 Ila供應(yīng)工作油時(shí)，從右端口 Ilb噴出該工作油，使圖6所示的上部回轉(zhuǎn)體2左 回轉(zhuǎn)，相反地，當(dāng)從右端口 Ilb供應(yīng)工作油時(shí)，從左端口 Ila噴出該工作油，使所述上部回轉(zhuǎn) 體2向右回轉(zhuǎn)。
[0018]所述遙控閥12的操作桿12a在中立位置與左右的回轉(zhuǎn)位置之間受到操作，遙控閥 12從對(duì)應(yīng)于該操作方向的端口輸出大小對(duì)應(yīng)于操作量的先導(dǎo)壓。通過(guò)該先導(dǎo)壓將控制閥 13從圖示的中立位置13a切換至左回轉(zhuǎn)位置13b或右回轉(zhuǎn)位置13c，由此，工作油向回轉(zhuǎn)馬 達(dá)11的供應(yīng)方向以及從回轉(zhuǎn)馬達(dá)11噴出的左右的噴出方向、和該工作油的流量受到控制。 換句話說(shuō)，進(jìn)行回轉(zhuǎn)狀態(tài)的切換，即，向(包含起動(dòng)的)加速、恒定速度下的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)、減速 及停止的各狀態(tài)的切換，以及進(jìn)行回轉(zhuǎn)方向及回轉(zhuǎn)速度的控制。[0019]所述回路包含:作為第一管路及第二管路的左回轉(zhuǎn)管路14及右回轉(zhuǎn)管路15、泄壓 閥回路18、止回閥回路21、連通道22、補(bǔ)充管路23及用于將回路壓力限制在設(shè)定值以下的 主泄壓閥27。
[0020]左回轉(zhuǎn)管路14連接所述控制閥13和回轉(zhuǎn)馬達(dá)11的左端口 11a，右回轉(zhuǎn)管路15連 接所述控制閥13和所述回轉(zhuǎn)馬達(dá)11的右端口 lib。所述泄壓閥回路18、止回閥回路21及 連通道22設(shè)置在兩個(gè)回轉(zhuǎn)管路14、15之間。
[0021]設(shè)置所述泄壓閥回路18，使兩個(gè)回轉(zhuǎn)管路14、15彼此連接。該泄壓閥回路18包含 相當(dāng)于制動(dòng)閥的一對(duì)泄壓閥16、17，所述泄壓閥16、17設(shè)置為使出口彼此相對(duì)向且連接。
[0022]所述止回閥回路21以與所述泄壓閥回路18并列的狀態(tài)設(shè)置在比所述泄壓閥回路 18更靠近所述回轉(zhuǎn)馬達(dá)11的位置，以使兩個(gè)回轉(zhuǎn)管路14、15彼此連接。該止回閥回路21 包含一對(duì)止回閥19、20，所述止回閥19、20以使入口彼此相對(duì)向且連接的方式設(shè)置。
[0023]所述連通道22連接所述泄壓閥回路18中的位于兩個(gè)泄壓閥16、17之間的部位、 和所述止回閥回路21中的位于兩個(gè)止回閥19、20之間的部位。所述補(bǔ)充管路23將所述連 通道22連接于油箱T以吸起工作油。在該補(bǔ)充管路23中設(shè)置有背壓閥24。
[0024]該裝置中，當(dāng)遙控閥12未受到操作時(shí)，S卩，當(dāng)該遙控閥12的操作桿12a處于中立 位置時(shí)，控制閥13保持在圖1所示的中立位置13a。若從該狀態(tài)對(duì)操作桿12a進(jìn)行操作， 則控制閥13會(huì)以對(duì)應(yīng)于所述操作桿12a的操作量的行程，從中立位置13a向圖左側(cè)的位置 (左回轉(zhuǎn)位置)13b或右側(cè)的位置(右回轉(zhuǎn)位置)13c動(dòng)作。
[0025]控制閥13在所述中立位置13a處，將兩個(gè)回轉(zhuǎn)管路14、15與泵10截?cái)啵皇够剞D(zhuǎn) 馬達(dá)11轉(zhuǎn)動(dòng)。若從該狀態(tài)向左回轉(zhuǎn)側(cè)或右回轉(zhuǎn)側(cè)對(duì)遙控閥12的操作桿12a進(jìn)行操作，則 控制閥13會(huì)切換至左回轉(zhuǎn)位置13b或右回轉(zhuǎn)位置13c，從而允許從液壓泵10向左回轉(zhuǎn)管路 14或右回轉(zhuǎn)管路15供應(yīng)工作油。由此，回轉(zhuǎn)馬達(dá)11向左或右轉(zhuǎn)動(dòng)，從而變成回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)上部 回轉(zhuǎn)體2的狀態(tài)即加速或穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。此時(shí)，從回轉(zhuǎn)馬達(dá)11噴出的油經(jīng)由控制閥13返 回油箱T。在回轉(zhuǎn)中，當(dāng)回路壓力超過(guò)設(shè)定值時(shí)，所述主泄壓閥27打開(kāi)，使剩余的工作油返 回油箱T。
[0026]另一方面，例如在右回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)中對(duì)遙控閥12進(jìn)行減速操作，S卩，該遙控閥12的操 作桿12a返回中立位置或向返回中立位置的方向受到操作時(shí)，停止向回轉(zhuǎn)馬達(dá)11供應(yīng)壓油 及使油停止從回轉(zhuǎn)馬達(dá)11返回油箱T，或者使該被供應(yīng)的工作油的流量及返回油的流量減 少。另一方面，回轉(zhuǎn)馬達(dá)11會(huì)因上部回轉(zhuǎn)體2的慣性而繼續(xù)進(jìn)行右回轉(zhuǎn)，因此，其出口節(jié)流 側(cè)即左回轉(zhuǎn)管路14中的壓力升高，若該壓力達(dá)到一定值，則圖左側(cè)的泄壓閥16會(huì)打開(kāi)，左 回轉(zhuǎn)管路14的油如圖1的虛線箭頭所示，依次通過(guò)所述泄壓閥16、連通道22、圖右側(cè)的止 回閥20及右回轉(zhuǎn)管路(入口節(jié)流側(cè)管路)15流入回轉(zhuǎn)馬達(dá)11。由此，回轉(zhuǎn)馬達(dá)11進(jìn)行慣 性轉(zhuǎn)動(dòng)，并且接受由所述泄壓作用產(chǎn)生的液壓制動(dòng)力而減速并停止。在從左回轉(zhuǎn)減速/停 止時(shí)，也與所述情況相同。另外，在所述減速中，回轉(zhuǎn)管路14或15傾向于變成負(fù)壓時(shí)，油箱 油通過(guò)補(bǔ)充管路23、連通道22及止回閥回路21這一路徑被吸起至回轉(zhuǎn)管路14或15，由此 防止氣穴現(xiàn)象。
[0027]所述液壓泵10是可變?nèi)萘啃鸵簤罕?，其具有可變的傾轉(zhuǎn)角，且其噴出流量會(huì)因該 傾轉(zhuǎn)角的變化而發(fā)生變化。而且，本實(shí)施方式所涉及的回路還包括:泵調(diào)節(jié)器25，使所述液 壓泵10的傾轉(zhuǎn)角及其噴出的工作油的流量即噴出流量發(fā)生變化；控制器26，通過(guò)將流量指令輸入該泵調(diào)節(jié)器25來(lái)控制所述液壓泵10的噴出流量；作為操作檢測(cè)器的先導(dǎo)壓傳感器 28,29 ;作為馬達(dá)轉(zhuǎn)速檢測(cè)器的轉(zhuǎn)速傳感器30 ;以及增量調(diào)節(jié)器31。
[0028]所述各先導(dǎo)壓傳感器28、29檢測(cè)從所述遙控閥12輸出的先導(dǎo)壓作為回轉(zhuǎn)操作量， 并輸出對(duì)應(yīng)于該先導(dǎo)壓的操作檢測(cè)信號(hào)。所述轉(zhuǎn)速傳感器30檢測(cè)所述回轉(zhuǎn)馬達(dá)11的轉(zhuǎn)速， 并輸出對(duì)應(yīng)于該轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速檢測(cè)信號(hào)。
[0029]所述控制器26基于從所述先導(dǎo)壓傳感器28、29輸入的操作檢測(cè)信號(hào)、和從所述轉(zhuǎn) 速傳感器30輸入的轉(zhuǎn)速檢測(cè)信號(hào)，運(yùn)算必要的泵流量即所述液壓泵10的噴出流量、和用于 獲得該泵流量的泵傾轉(zhuǎn)角，并指示泵調(diào)節(jié)器25將實(shí)際傾轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)成該運(yùn)算出的泵傾轉(zhuǎn)角。
[0030]所述增量調(diào)節(jié)器31是供操作員手動(dòng)地任意變更增量(比例常數(shù))而受到操作的 調(diào)節(jié)器，其將對(duì)應(yīng)于該操作的增量調(diào)節(jié)信號(hào)輸入所述控制器26，所述增量(比例常數(shù))是為 了供所述控制器26運(yùn)算泵流量而設(shè)定的增量。
[0031]接著，參照?qǐng)D2的方框線圖說(shuō)明由所述控制器26進(jìn)行的具體的控制動(dòng)作。
[0032]對(duì)于所述回轉(zhuǎn)回路，控制器26基本上實(shí)施正控制。具體而言，首先，根據(jù)預(yù)先以圖 3的方式設(shè)定的先導(dǎo)壓(回轉(zhuǎn)操作量)/目標(biāo)轉(zhuǎn)速的特性，求出對(duì)應(yīng)于回轉(zhuǎn)操作量的回轉(zhuǎn)馬 達(dá)11的目標(biāo)轉(zhuǎn)速即一次目標(biāo)轉(zhuǎn)速ntl，將該一次目標(biāo)轉(zhuǎn)速ntl與轉(zhuǎn)速傳感器30所檢測(cè)出的 回轉(zhuǎn)馬達(dá)11的實(shí)際的轉(zhuǎn)速即實(shí)際轉(zhuǎn)速nr作比較。即，求出所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速ntl與實(shí)際轉(zhuǎn)速 nr的偏差a，在步驟SI中，將增量乘以所述偏差a而算出修正轉(zhuǎn)速nre。
[0033]在此，參照?qǐng)D4說(shuō)明乘以所述增量的理由。圖4左側(cè)的曲線圖與回轉(zhuǎn)操作量較大 的情況相關(guān)，右側(cè)的曲線圖與回轉(zhuǎn)操作量較小的情況相關(guān)，從上起的第一層的曲線圖表示 先導(dǎo)壓的時(shí)間變化，第二層的曲線圖表示一次目標(biāo)轉(zhuǎn)速ntl及實(shí)際轉(zhuǎn)速nr的時(shí)間變化，第 三層的曲線圖表示增量的時(shí)間變化，第四層的曲線圖表示泵流量的時(shí)間變化。
[0034]如圖4的第一層的曲線圖所示，根據(jù)回轉(zhuǎn)操作量的大小，遙控閥12所輸出的先導(dǎo) 壓的值及其上升角度有所不同。結(jié)果，如第二層的曲線圖所示，回轉(zhuǎn)操作量越大，則初始的 一次目標(biāo)轉(zhuǎn)速ntl與實(shí)際轉(zhuǎn)速ntl的偏差a越大。因此，在通常的正控制下，在回轉(zhuǎn)操作 量較大的情況下，泵流量急劇增加，且剩余流量增加，相反地，在回轉(zhuǎn)操作量較小的情況下， 泵流量的追隨性變差。
[0035]因此，如圖4的第三層的曲線圖所示，在回轉(zhuǎn)操作量較大的情況下，降低增量以降 低泵流量，在回轉(zhuǎn)操作量較小的情況下，增大增量以增大泵流量，由此，如第四層的曲線圖 所示，在回轉(zhuǎn)操作量較大的情況下，能夠抑制剩余流量的產(chǎn)生，從而減少能量損耗，在回轉(zhuǎn) 操作量較小的情況下，能夠改善泵流量的追隨性即致動(dòng)器的響應(yīng)性。所述增量的大小是控 制器26根據(jù)所述回轉(zhuǎn)操作量的大小而自動(dòng)設(shè)定的，但在本實(shí)施方式中，還能夠由操作員對(duì) 增量調(diào)節(jié)器31進(jìn)行操作，從而根據(jù)該操作員的喜好或用途等手動(dòng)地選擇、變更所述增量的 大小。
[0036]控制器26在接下來(lái)的步驟S2中，將所述修正轉(zhuǎn)速nre與實(shí)際轉(zhuǎn)速nr相加而求出 二次目標(biāo)轉(zhuǎn)速nt2,然后求出用于獲得該目標(biāo)二次轉(zhuǎn)速nt2的馬達(dá)流量(回轉(zhuǎn)流量)Qs。
[0037]控制器26在接下來(lái)的步驟S3中，求出用于獲得所述回轉(zhuǎn)流量Qs的泵傾轉(zhuǎn)角qs， 然后在步驟S4中，求出為了實(shí)現(xiàn)該泵傾轉(zhuǎn)角qs而應(yīng)從控制器26向泵調(diào)節(jié)器25供應(yīng)的電 流即第一正控制電流ipl。
[0038]另一方面，控制器26另外根據(jù)僅由回轉(zhuǎn)操作量決定的目標(biāo)轉(zhuǎn)速即一次目標(biāo)轉(zhuǎn)速nrl,依次運(yùn)算用于實(shí)現(xiàn)該一次目標(biāo)轉(zhuǎn)速nrl的泵流量一回轉(zhuǎn)流量一泵傾轉(zhuǎn)角，由此推算出 第二正控制電流ip2，在步驟S5中，進(jìn)行所述第一正控制電流ipl與所述第二正控制電流 ip2之間的低位選擇。
[0039]參照?qǐng)D5說(shuō)明該低位選擇的含義。圖5表示回轉(zhuǎn)減速停止時(shí)的先導(dǎo)壓、目標(biāo)轉(zhuǎn)速、 電流值及實(shí)際轉(zhuǎn)速的推移。圖5中，“第一正控制”是指將增量乘以偏差a的本發(fā)明固有的 控制，“第二正控制”是指以往進(jìn)行的僅由回轉(zhuǎn)操作量來(lái)決定目標(biāo)轉(zhuǎn)速的控制。圖5上部的 左側(cè)的曲線圖與第二正控制相關(guān)，右側(cè)的曲線圖與第一正控制相關(guān)。
[0040]在所述上部回轉(zhuǎn)體2的回轉(zhuǎn)中，遙控閥12的操作桿12a從左回轉(zhuǎn)位置或右回轉(zhuǎn)位 置返回中立位置時(shí)，從該操作時(shí)刻起，目標(biāo)轉(zhuǎn)速及正控制電流減少，由此，實(shí)際轉(zhuǎn)速nr逐漸 減小直至回轉(zhuǎn)停止。此處，在第二正控制下，在操作桿12a到達(dá)中立位置的時(shí)刻，正控制電 流最小，從該時(shí)刻略微經(jīng)過(guò)一些時(shí)間間隔后，上部回轉(zhuǎn)體2停止回轉(zhuǎn)，而在第一正控制下， 由于反饋實(shí)際轉(zhuǎn)速，所以電流值及實(shí)際轉(zhuǎn)速nr的減小過(guò)程需要比第二正控制更多的時(shí)間， 回轉(zhuǎn)停止稍遲。因此，此時(shí)通過(guò)選擇比第一正控制電流ipl的值更低的第二正控制電流ip2 的值，如圖5最下層的曲線圖所示，能夠迅速地使實(shí)際轉(zhuǎn)速nr減小而停止回轉(zhuǎn)。相反地，在 包含起動(dòng)的加速時(shí)，通過(guò)選擇相對(duì)較低的第一正控制電流ipl的值，能夠削減剩余流量。
[0041]這樣，根據(jù)本實(shí)施方式所涉及的回轉(zhuǎn)系統(tǒng)，對(duì)應(yīng)于回轉(zhuǎn)操作量的回轉(zhuǎn)馬達(dá)11的目 標(biāo)轉(zhuǎn)速即一次目標(biāo)轉(zhuǎn)速ntl與檢測(cè)出的實(shí)際轉(zhuǎn)速nr的偏差a即相當(dāng)于剩余流量的值的計(jì) 算、和使該值接近于0的泵流量控制，與基于泄壓流量的推算值控制泵流量的公知技術(shù)相 t匕，能夠更準(zhǔn)確地基于剩余流量來(lái)適當(dāng)?shù)乜刂屏髁浚纱?，能夠抑制回轉(zhuǎn)時(shí)的剩余流量而提 高能量效率。
[0042]另外，本實(shí)施方式所涉及的控制器26將回轉(zhuǎn)操作量越大則越小的增量，乘以根據(jù) 回轉(zhuǎn)操作量而求出的一次目標(biāo)轉(zhuǎn)速ntl與實(shí)際轉(zhuǎn)速nr的偏差a，求出修正轉(zhuǎn)速nre，并基 于由該修正轉(zhuǎn)速nre與實(shí)際轉(zhuǎn)速nr之和決定的二次目標(biāo)轉(zhuǎn)速nt2，求出應(yīng)向回轉(zhuǎn)馬達(dá)11供 應(yīng)的回轉(zhuǎn)流量Qs，因此，在包含起動(dòng)時(shí)的加速時(shí)，在所述回轉(zhuǎn)操作量較大的情況下，能夠抑 制泵流量的增加而減少剩余流量，另一方面，在所述回轉(zhuǎn)操作量較小的情況下，能夠改善速 度追隨性。
[0043]而且如上所述，第一正控制電流ipl的值及第二正控制電流ip2之間的低位選擇 能夠取得加速時(shí)的高節(jié)能效果，且能夠?qū)崿F(xiàn)減速停止時(shí)的高響應(yīng)性。然而，本發(fā)明還包含不 進(jìn)行該低位選擇的方式，該方式也能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確地求出剩余流量這一本發(fā)明的基本目的。
[0044]本發(fā)明所涉及的回轉(zhuǎn)式工程機(jī)械并不限于挖掘機(jī)。例如還能夠適用于利用挖掘機(jī) 的母體構(gòu)成的拆樓機(jī)或破碎機(jī)等其他回轉(zhuǎn)式工程機(jī)械。
[0045]如上所述，本發(fā)明提供以下的回轉(zhuǎn)式工程機(jī)械，其能夠準(zhǔn)確地求出剩余流量，從而 適當(dāng)?shù)乜刂朴糜诨剞D(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的液壓泵的流量。該回轉(zhuǎn)式工程機(jī)械包括:下部行走體；上部回 轉(zhuǎn)體，回轉(zhuǎn)自如地搭載在所述下部行走體上；回轉(zhuǎn)馬達(dá)，是通過(guò)接受工作油的供應(yīng)而回轉(zhuǎn)驅(qū) 動(dòng)上部回轉(zhuǎn)體的液壓馬達(dá)；可變?nèi)萘啃偷囊簤罕茫糜趯⑺龉ぷ饔凸?yīng)至所述液壓馬達(dá)； 泵調(diào)節(jié)器，使所述液壓泵的噴出流量發(fā)生變化；回轉(zhuǎn)操作裝置，包含為了輸入與所述回轉(zhuǎn)驅(qū) 動(dòng)相關(guān)的指令而受到操作的操作部件，輸出對(duì)應(yīng)于所述操作部件的操作的操作信號(hào)；控制 閥，基于所述回轉(zhuǎn)操作裝置的操作信號(hào)，控制工作油向所述液壓馬達(dá)的供應(yīng)以及從所述液 壓馬達(dá)的噴出；泄壓閥，使從所述液壓泵噴出的工作油中的剩余部分返回油箱；操作檢測(cè)器，檢測(cè)所述回轉(zhuǎn)操作裝置的操作部件的操作方向及操作量；馬達(dá)轉(zhuǎn)速檢測(cè)器，檢測(cè)所述回 轉(zhuǎn)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速；以及控制器，向所述泵調(diào)節(jié)器指示所述液壓泵的噴出流量，其中，所述控制 器求出所述回轉(zhuǎn)馬達(dá)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速與所述回轉(zhuǎn)馬達(dá)的實(shí)際轉(zhuǎn)速的偏差，即相當(dāng)于所述剩余的 工作油的流量的剩余流量的值，并控制所述液壓泵的噴出流量，以使所述偏差接近于O，所 述回轉(zhuǎn)馬達(dá)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速由所述回轉(zhuǎn)操作裝置的操作部件的操作量求出，所述回轉(zhuǎn)馬達(dá)的實(shí) 際轉(zhuǎn)速由所述馬達(dá)轉(zhuǎn)速檢測(cè)器檢測(cè)出。
[0046]S卩，所述控制器具有:偏差推算部，推算所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速與所述實(shí)際轉(zhuǎn)速的偏差或相 當(dāng)于該偏差的值；以及噴出流量控制部，控制所述液壓泵的噴出流量，以使該推算出的值接 近于O。此種對(duì)應(yīng)于回轉(zhuǎn)操作量的回轉(zhuǎn)馬達(dá)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速與檢測(cè)出的實(shí)際轉(zhuǎn)速的偏差a即相 當(dāng)于剩余流量的值的計(jì)算、和使該值接近于0的泵流量控制，與基于泄壓流量的推算值控 制泵流量的公知技術(shù)相比，能夠更準(zhǔn)確地基于剩余流量來(lái)適當(dāng)?shù)乜刂屏髁?。由此，能夠抑?回轉(zhuǎn)時(shí)的剩余流量而提高能量效率。
[0047]更為理想的是，所述控制器以所述回轉(zhuǎn)操作裝置的操作部件的操作量即回轉(zhuǎn)操作 量越大則越小的方式?jīng)Q定增量，將所述增量乘以由所述回轉(zhuǎn)操作量求出的目標(biāo)轉(zhuǎn)速即一次 目標(biāo)轉(zhuǎn)速與實(shí)際轉(zhuǎn)速的偏差而求出修正轉(zhuǎn)速，根據(jù)由所述修正轉(zhuǎn)速與所述實(shí)際轉(zhuǎn)速之和決 定的二次目標(biāo)轉(zhuǎn)速來(lái)求出應(yīng)向所述回轉(zhuǎn)馬達(dá)供應(yīng)的回轉(zhuǎn)流量，以獲得所述回轉(zhuǎn)流量的方式 控制所述液壓泵的噴出流量。換句話說(shuō)，所述噴出流量控制部具有:增量設(shè)定部，設(shè)定所述 回轉(zhuǎn)操作裝置的操作部件的操作量即回轉(zhuǎn)操作量越大則越小的增量；修正轉(zhuǎn)速?zèng)Q定部，將 所述增量乘以根據(jù)所述回轉(zhuǎn)操作量而求出的目標(biāo)轉(zhuǎn)速即一次目標(biāo)轉(zhuǎn)速與實(shí)際轉(zhuǎn)速的偏差， 求出修正轉(zhuǎn)速；回轉(zhuǎn)流量決定部，根據(jù)由該修正轉(zhuǎn)速與所述實(shí)際轉(zhuǎn)速之和決定的二次目標(biāo) 轉(zhuǎn)速，求出應(yīng)向所述回轉(zhuǎn)馬達(dá)供應(yīng)的回轉(zhuǎn)流量；以及噴出流量調(diào)節(jié)部，基于該回轉(zhuǎn)流量決定 部調(diào)節(jié)所述液壓泵的噴出流量。
[0048]此種包含基于回轉(zhuǎn)操作量的增量設(shè)定的運(yùn)算控制能夠根據(jù)回轉(zhuǎn)操作量，獲得適當(dāng) 的流量特性。具體而言，特別是在包含起動(dòng)時(shí)的回轉(zhuǎn)加速時(shí)，所述回轉(zhuǎn)操作量越大，則所述 偏差越大，且剩余流量越多，因此，回轉(zhuǎn)操作量越大，則將越小的增量乘以所述偏差，抑制泵 流量的增加，由此，能夠減少剩余流量，另一方面，當(dāng)相對(duì)于泵流量的增加，容易延遲馬達(dá)速 度變化的回轉(zhuǎn)操作量較小時(shí)，通過(guò)使用較大的增量，能夠改善速度追隨性。
[0049]另外，更為理想的是，所述控制器在基于所述回轉(zhuǎn)操作裝置的操作量和偏差而求 出的第一值、與僅基于所述回轉(zhuǎn)操作裝置的操作量而決定的第二值之間進(jìn)行低位選擇，以 作為對(duì)應(yīng)于所述液壓泵的噴出流量的值，并以選擇的值為目標(biāo)來(lái)控制所述液壓泵的噴出流 量。這能夠執(zhí)行對(duì)應(yīng)于回轉(zhuǎn)加速、減速停止的適當(dāng)?shù)牧髁靠刂?。具體而言，在回轉(zhuǎn)加速時(shí)， 選擇基于使偏差接近于0的反饋控制的第一值，由此，能夠迅速地使剩余流量變成0，從而 獲得高節(jié)能效果，另一方面，在減速停止時(shí)，選擇基于對(duì)應(yīng)于回轉(zhuǎn)操作量的正控制控制的第 二值(為了在操作量為0時(shí)，使泵流量為0)，由此，與繼續(xù)輸出泵流量直至回轉(zhuǎn)馬達(dá)的實(shí)際 轉(zhuǎn)速變成0的以往的控制，即基于所述第一值的控制相比，能夠迅速地使上部回轉(zhuǎn)體停止 回轉(zhuǎn)，即提高停止的響應(yīng)性。
【權(quán)利要求】
1.一種回轉(zhuǎn)式工程機(jī)械，其特征在于包括:下部行走體；上部回轉(zhuǎn)體，回轉(zhuǎn)自如地搭載在所述下部行走體上；回轉(zhuǎn)馬達(dá)，是通過(guò)接受工作油的供應(yīng)而回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)上部回轉(zhuǎn)體的液壓馬達(dá)；可變?nèi)萘啃偷囊簤罕?，用于將所述工作油供?yīng)至所述液壓馬達(dá)；泵調(diào)節(jié)器，使所述液壓泵的噴出流量發(fā)生變化；回轉(zhuǎn)操作裝置，包含為了輸入與所述回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)相關(guān)的指令而受到操作的操作部件，輸 出對(duì)應(yīng)于所述操作部件的操作的操作信號(hào)；控制閥，基于所述回轉(zhuǎn)操作裝置的操作信號(hào)，控制工作油向所述液壓馬達(dá)的供應(yīng)以及 從所述液壓馬達(dá)的噴出；泄壓閥，使從所述液壓泵噴出的工作油中的剩余部分返回油箱；操作檢測(cè)器，檢測(cè)所述回轉(zhuǎn)操作裝置的操作部件的操作方向及操作量；馬達(dá)轉(zhuǎn)速檢測(cè)器，檢測(cè)所述回轉(zhuǎn)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速；以及 控制器，向所述泵調(diào)節(jié)器指示所述液壓泵的噴出流量，其中，所述控制器求出所述回轉(zhuǎn)馬達(dá)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速與所述回轉(zhuǎn)馬達(dá)的實(shí)際轉(zhuǎn)速的偏差，即相當(dāng) 于所述剩余的工作油的流量的剩余流量的值，并控制所述液壓泵的噴出流量，以使所述偏 差接近于O，所述回轉(zhuǎn)馬達(dá)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速由所述回轉(zhuǎn)操作裝置的操作部件的操作量求出，所述 回轉(zhuǎn)馬達(dá)的實(shí)際轉(zhuǎn)速由所述馬達(dá)轉(zhuǎn)速檢測(cè)器檢測(cè)出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的回轉(zhuǎn)式工程機(jī)械，其特征在于:更為理想的是，所述控制器以所述回轉(zhuǎn)操作裝置的操作部件的操作量即回轉(zhuǎn)操作量越 大則越小的方式?jīng)Q定增量，將所述增量乘以由所述回轉(zhuǎn)操作量求出的目標(biāo)轉(zhuǎn)速即一次目標(biāo) 轉(zhuǎn)速與實(shí)際轉(zhuǎn)速的偏差而求出修正轉(zhuǎn)速，根據(jù)由所述修正轉(zhuǎn)速與所述實(shí)際轉(zhuǎn)速之和決定的 二次目標(biāo)轉(zhuǎn)速來(lái)求出應(yīng)向所述回轉(zhuǎn)馬達(dá)供應(yīng)的回轉(zhuǎn)流量，以獲得所述回轉(zhuǎn)流量的方式控制 所述液壓泵的噴出流量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的回轉(zhuǎn)式工程機(jī)械，其特征在于:所述控制器在基于所述回轉(zhuǎn)操作裝置的操作量和偏差而求出的第一值、與僅基于所述 回轉(zhuǎn)操作裝置的操作量而決定的第二值之間進(jìn)行低位選擇，以作為對(duì)應(yīng)于所述液壓泵的噴 出流量的值，并以選擇的值為目標(biāo)來(lái)控制所述液壓泵的噴出流量。
【文檔編號(hào)】E02F9/22GK103562565SQ201280025372
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2012年5月11日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月25日
【發(fā)明者】山下耕治, 小見(jiàn)山昌之, 小巖井一茂, 上田浩司, 前田健吾 申請(qǐng)人:神鋼建設(shè)機(jī)械株式會(huì)社, 株式會(huì)社神戶制鋼所