回转控制装置及具备该回转控制装置的工程机械

摘要

本发明提供回转控制装置及具备该回转控制装置的工程机械。具体而言，提供一种能够降低逆向操作时的液压泵的动力损失的回转驱动装置及一种工程机械。回转驱动装置包括回转马达、液压泵、一对回转用油路、控制阀、一对泄压阀、回转操作单元、操作检测器、回转方向检测器和控制器。所述控制器，控制所述液压泵的喷出量，使得在所述操作检测器所检测出的操作方向与所述回转方向检测器所检测出的回转方向一致的顺向操作时，所述液压泵的喷出量随着所述操作检测器所检测出的操作量增大而增大，而在所述操作检测器所检测出的操作方向与所述回转方向检测器检所测出的回转方向相反的逆向操作时，将所述液压泵的喷出量限制为小于所述顺向操作时的喷出量。

权利要求

1.一种回转控制装置，其特征在于包括：

回转马达，用于回转驱动回转体；

液压泵，作为所述回转马达的液压源，所述液压泵的喷出量能够在最大设定值与最低设定值之间变动；

一对回转用油路，分别连接于所述回转马达的两侧的端口，以向两个方向驱动所述回转体；

控制阀，设置在所述回转用油路与所述液压泵之间，在所述回转用油路之间切换以作为来自所述液压泵的喷出油的供应对象；

一对泄压阀，作为制动阀而分别与所述回转用油路连接；

回转操作单元，用于操作所述控制阀；

操作检测器，检测所述回转操作单元的操作方向及操作量；

回转方向检测器，检测所述回转体的回转方向；以及

控制器，控制所述液压泵的喷出量，使得在所述操作检测器所检测出的操作方向与所述回转方向检测器所检测出的回转方向一致的顺向操作时，进行随着所述操作检测器所检测出的操作量增大而令所述液压泵的喷出量向所述最大设定值增大的正控制，而在所述操作检测器所检测出的操作方向与所述回转方向检测器检所测出的回转方向相反的逆向操作时，以令所述液压泵的喷出量小于所述顺向操作时的喷出量的方式，令所述液压泵的喷出量向所述最低设定值降低。

2. 根据权利要求1所述的回转控制装置，其特征在于还包括：卸荷回路，从连接所述液压泵与所述控制阀的泵喷出油路分支，用于使工作油从所述液压泵返回油箱；以及卸荷阀，设置于所述卸荷回路，能够调整开口的大小，所述卸荷阀的开口能够在最大开口与最小开口之间调整，其中，所述控制器，在所述顺向操作时，以随着所述操作检测器所检测出的操作量增大而所述卸荷阀的开口变小的方式将所述卸荷阀的开口向所述最小开口调整，而在所述逆向操作时，以所述卸荷阀的开口比所述顺向操作时大的方式将所述卸荷阀的开口向所述最大开口调整。

3.根据权利要求2所述的回转控制装置，其特征在于还包括：止回阀，设置在所述泵喷出油路中的所述卸荷回路的分支点与所述控制阀之间，允许工作油从所述液压泵向所述控制阀流动，并阻止其逆向流动。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的回转控制装置，其特征在于：所述控制器从检测出所述逆向操作的时刻开始，消耗预先设定的延迟时间，使所述液压泵的喷出量向所述最低设定值递减。

5.一种工程机械，其特征在于包括：

自走式的下部行走体；

上部回转体，相对于所述下部行走体能够回转地设置在该下部行走体上；以及权利要求1至4中任一项所述的回转控制装置，使所述上部回转体作为所述回转体而回转。

说明书

回转控制装置及具备该回转控制装置的工程机械

技术领域

[0001] 本发明涉及如液压挖掘机般具有通过回转马达(液压马达)来回转驱动的回转体的工程机械的回转控制装置。

背景技术

[0002] 以往，例如，液压挖掘机的回转系统具备对回转马达供应工作油的液压泵、控制工作油对回转马达的供应与排出的控制阀、操作控制阀的回转操作单元(以下，以一般的遥控阀的情况进行说明)、及分别设置在回转马达与控制阀之间的右回转用油路及左回转用油路中的泄压阀(参照日本专利公开公报特开2010-156136号)。

[0003] 在此回转系统中，例如当遥控阀向右回转方向受到操作时，经由右回转用油路将工作油供应给回转马达。由此，回转体开始向右方回转。

[0004] 此处，控制阀构成为在中立位置截断工作油的流通。因此，当在回转体的右回转中停止遥控阀的操作而使控制阀恢复到中立位置时，对回转马达的工作油的供应停止，另一方面，通过泄压阀的工作，对上部回转体发挥减速作用。其结果，上部回转体一边因惯性旋转一边逐渐停止。

[0005] 另一方面，有时，在所述右回转动作的减速中，为了切换成左回转动作，而逆向操作遥控阀，将控制阀操作到左回转位置。以下，将与回转方向相同方向的遥控阀的操作称作“顺向操作”，将与回转方向相反向的遥控阀的操作称作“逆向操作”。

[0006] 此处，在进行所谓的正控制(以下称作“正控”)的液压挖掘机中，以如下方式进行控制，即，无论上部回转体的回转方向如何，液压泵的容量被控制为随着遥控阀的操作量增大而增大。

[0007] 在该正控下，当进行所述逆向操作时，与该操作量的大小相应的流量的工作油被供应至回转马达的排出侧的油路(所述例子中为左回转用油路)。该工作油未被用于上部回转体的加速而是经由泄压阀被回收到油箱中，因此在逆向操作时会发生液压泵的动力损失。

发明内容

[0008] 本发明的目的在于提供一种能够降低逆向操作时的液压泵的动力损失的回转驱动装置及具备该回转驱动装置的工程机械。

[0009] 为了解决上述课题，本发明提供一种回转控制装置，包括：回转马达，用于回转驱动回转体；液压泵，作为所述回转马达的液压源；一对回转用油路，分别连接于所述回转马达的两侧的端口，以向两个方向驱动所述回转体；控制阀，设置在所述回转用油路与所述液压泵之间，在所述回转用油路之间切换以作为来自所述液压泵的喷出油的供应对象；一对泄压阀，作为制动阀而分别与所述回转用油路连接；回转操作单元，用于操作所述控制阀；操作检测器，检测所述回转操作单元的操作方向及操作量；回转方向检测器，检测所述回转体的回转方向；以及控制器，控制所述液压泵的喷出量，使得在所述操作检测器所检测出的操作方向与所述回转方向检测器所检测出的回转方向一致的顺向操作时，所述液压泵的喷出量随着所述操作检测器所检测出的操作量增大而增大，而在所述操作检测器所检测出的操作方向与所述回转方向检测器检所测出的回转方向相反的逆向操作时，将所述液压泵的喷出量限制为小于所述顺向操作时的喷出量。

[0010] 而且，本发明提供一种工程机械，包括：自走式的下部行走体；上部回转体，相对于所述下部行走体能够回转地设置在该下部行走体上；以及所述回转控制装置，使所述上部回转体作为所述回转体而回转。

[0011] 根据本发明，能够降低逆向操作时的液压泵的动力损失。

附图说明

[0012] 图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的液压挖掘机的右视图。

[0013] 图2是表示图1所示的液压挖掘机的回转控制装置的回路图。

[0014] 图3是表示由图2所示的控制器所执行的处理的流程图。

[0015] 图4是表示图3的逆杆探测处理的内容的流程图。

[0016] 图5是表示图2所示的控制器所进行的控制的内容的时间图。

具体实施方式

[0017] 以下，参照附图来说明本发明的实施方式。另外，以下的实施方式是将本发明具体化的例子，并不具有限定本发明的技术范围的性质。

[0018] 参照图1，作为工程机械的一例的液压挖掘机1具备：具有履带2a的下部行走体2、能够绕相对于地面垂直的轴回转的设置在下部行走体2上的上部回转体(回转体)3、相对于上部回转体3能够起伏地设置的附属装置4、及控制上部回转体3相对于下部行走体2的回转动作的回转控制装置5(参照图2)。

[0019] 附属装置4具备：相对于上部回转体3能够起伏地设置的动臂6、相对于动臂6的前端部能够转动地安装的斗杆7、及相对于斗杆7的前端能够转动地安装的铲斗8。而且，附属装置4具备使动臂6起伏的动臂缸9、使斗杆7转动的斗杆缸10、及使铲斗8转动的铲斗缸11。

[0020] 以下，参照图2来说明回转控制装置5。

[0021] 回转控制装置5具备：回转马达14，用于回转驱动上部回转体3；可变容量式的液压泵15，作为回转马达14的液压源；控制阀16，用于切换回转马达14的旋转方向(上部回转体3的回转方向)；右回转油路R1及左回转油路R2，连接于回转马达14的两侧的端口，以向左右两个方向驱动上部回转体3；一对泄压阀19A、19B，作为制动阀而分别连接于各回转油路R1、R2；作为回转操作单元的遥控阀17，操作控制阀16；操作传感器(操作检测器)18A、18B，检测遥控阀17的操作方向及操作量；卸荷回路22，用于降低液压泵15的负荷；止回阀21，设置在卸荷回路22与控制阀16之间；旋转传感器(回转方向检测器)23，检测上部回转体3的回转方向；以及控制器24。另外，图2中，附图标记20A及20B是用于从油箱W向液压泵15补给工作油的补给阀。

[0022] 液压泵15具有接受来自后述控制器24的指令以调整泵容量的泵调节器15a。

[0023] 控制阀16具有用于使回转马达14停止的中立位置P1、用于将液压泵15的喷出油供应至右回转油路R1以使回转马达14右回转的右回转位置P2、及用于将液压泵15的喷出油供应至左回转油路R2以使回转马达14左回转的左回转位置P3，通过受到杆操作的遥控阀17来进行切换操作。

[0024] 操作传感器18A、18B通过被供应至控制阀16的先导压来检测遥控阀17的操作方向及操作量，并将该检测信号(右杆信号或左杆信号及与这些操作量相关的信号)输出至控制器24。

[0025] 卸荷回路22从连接液压泵15与控制阀16的泵喷出油路R3分支并连接于油箱W。在该卸荷回路22中设置有卸荷阀22a。

[0026] 卸荷阀22a是开口面积可变的电磁阀。具体而言，卸荷阀22a由控制器24在允许从液压泵15向油箱W的最大流量的流动的全开位置P5、与隔断从液压泵15朝向油箱W的工作油的流动的隔断位置P4之间进行切换控制。

[0027] 止回阀21被设置在泵喷出油路R3中的卸荷回路22的分支点与控制阀16之间。而且，止回阀21允许工作油从液压泵15向控制阀16流动，另一方面，限制其逆向流动。

[0028] 旋转传感器23检测上部回转体3的旋转方向，将检测信号(右旋转信号或左旋转信号)输出至控制器24。

[0029] 控制器24基于操作传感器18A、18B及旋转传感器23的检测结果，调整液压泵15的容量(喷出量)及卸荷阀22a的开度。以下，参照图2及图5来说明由控制器24所执行的控制的内容。

[0030] 控制器24根据是处于操作传感器18A、18B所检测出的操作方向与旋转传感器23所检测出的回转方向一致的顺向操作状态(逆杆标志是否为关闭)还是处于相反的逆向操作状态(逆杆标志是否为启动)，来切换控制内容。

[0031] 首先，对液压泵15的容量的控制进行说明。另外，图5表示在顺向进行全杆（full lever）操作的状态下，向逆向进行全杆操作，并再次向顺向进行全杆操作的情况。

[0032] 在顺向操作时(逆杆标志为关闭的状态)，控制器24将液压泵15的容量调整为随着操作传感器18A、18B所检测出的操作量增大而增大。图5的例子中，与全杆操作相应地，液压泵15的容量被设定到最大。

[0033] 另一方面，在逆向操作时(逆杆标志为启动的状态)，使液压泵15的容量降低至设定值，使得控制器24的喷出流量达到最低流量(待机流量)。由此，与图5的点划线L2所示的液压泵15的喷出流量随着遥控阀17的操作量增大而增大的通常的正控相比，能够降低经由泄压阀19A、19B被回收至油箱W的工作油的流量。因此，能够降低逆向操作时的液压泵15的动力损失。另外，本实施方式中，控制液压泵15的容量，以使喷出流量达到最低流量，但只要将液压泵15的容量限制为小于顺向操作时的容量(点划线L2)，便能够降低液压泵15的动力损失。

[0034] 此处，控制器24如图5的附图标记L1所示，从检测出逆向操作的时刻开始，消耗预先设定的延迟时间，使液压泵15的容量递减至限制容量。由此，当在逆向操作之后立即进行顺向操作时，能够抑制对回转马达14的工作油的流量不足的情况。

[0035] 接下来，对卸荷阀22a的开度的控制进行说明。

[0036] 在顺向操作时，控制器24将卸荷阀22a的开口调整为随着操作传感器18A、18B所检测出的操作量增大而减小。图5中，遥控阀17受到全杆操作，相应地，卸荷阀22a的开口被调整为最小的开口(全闭)。

[0037] 另一方面，在逆向操作时，控制器24将卸荷阀22a的开口调整为最大的开口(全开口)。由此，相比图5的两点划线L3所示的以往的控制即将卸荷阀22a的开口调整为随遥控阀17的操作量增大而减小，能够降低液压泵15的动力损失。具体而言，对于图5的阴影线所示的喷出流量E1，能够降低液压泵15的喷出压力，因此能够进一步降低液压泵15的动力损失。
另外，本实施方式中，将卸荷阀22a的开口调整为全开口，但只要使卸荷阀22a的开口大于顺向操作时的开口(两点划线L3)，便能够降低液压泵15的动力损失。

[0038] 通过图3及图4的流程图来详述以上的作用。

[0039] 当控制器24的处理开始时，在图3中，首先执行用于判定是否正进行逆向操作的逆杆探测处理T。

[0040] 在逆杆探测处理T中，如图4所示，判定是否从操作传感器18A输入有右杆信号(步骤T1)，当在步骤T1中判定为“是”时，判定是否输入有左旋转信号(步骤T2)。当在该步骤T2中判定为“是”时，即，在输入有右杆信号的情况下输入有左旋转信号时，判断为正进行逆向操作，将逆杆标志设定为启动(步骤T3)。

[0041] 而且，当在步骤T1中判定为“否”时，判定是否从操作传感器18B输入有左杆信号(步骤T4)，当在步骤T4中判定为“是”时，判定是否输入有右旋转信号(步骤T5)。当在该步骤T5中判定为“是”时，即，在输入有左杆信号的情况下输入有右旋转信号时，判断为正进行逆向操作，将逆杆标志设定为启动(步骤T6)。

[0042] 另一方面，当在步骤T2及步骤T5中判定为“否”时，即，正进行顺向操作时或者尽管正进行杆操作但上部回转体3未回转时，判断为未进行逆向操作，将逆杆标志设定为关闭(步骤T7)。

[0043] 同样，当在步骤T4中判定为“否”时，即，在未进行杆操作时，也判断为未进行逆向操作，在步骤T7中将逆杆标志设定为关闭。

[0044] 在图3所示的主要程序中，接受逆杆探测处理T的结果，判定逆杆标志是否为启动(步骤S1)。当在步骤S1中判定为“是”时，如图3及图5所示，将液压泵15的喷出流量(容量)限制为小于顺向操作时(步骤S2)，将卸荷阀22a的开口调整得比顺向操作时大(步骤S3)。由此，减少经由泄压阀19A、19B被回收到油箱W中的工作油的流量，并且降低液压泵15的喷出压力，从而能够降低液压泵15的动力损失。

[0045] 另一方面，当在步骤S1中判定为“否”时，进行喷出流量的通常控制(正控)，即液压泵15的容量随着遥控阀17的操作量增大而增大(步骤S4)。继而，进行卸荷阀22a的通常控制，即将卸荷阀22a的开口调整为随着遥控阀17的操作量增大而减小(步骤S5)。

[0046] 如以上所说明的，在逆向操作时，将液压泵15的喷出量限制为小于顺向操作时，从而在逆向操作时，能够降低经由泄压阀19A、19B被回收到油箱W中的工作油的流量。

[0047] 因此，与在逆向操作时将液压泵15的喷出量设定为和顺向操作时相同的情况相比，能够降低液压泵15的动力损失。

[0048] 而且，根据所述实施方式，起到如下效果。

[0049] 所述实施方式中，在逆向操作时将卸荷阀22a的开口调整得比顺向操作时大，从而能够降低逆向操作时的液压泵15的喷出压力。

[0050] 因此，与在逆向操作时将卸荷阀22a的开口调整为和顺向操作时相同的情况相比，能够进一步降低液压泵15的动力。

[0051] 另外，当在逆向操作时打开卸荷阀22a时，存在从回转马达14导出的工作油经由控制阀16流动到油箱W的危险。

[0052] 此处，所述实施方式中，能够通过止回阀21来限制从回转马达14导出的工作油流动到卸荷阀22a，因此能够通过从回转马达14导出的工作油来使泄压阀19A、19B切实地工作。即，如上所述，通过打开卸荷阀22a，能够降低液压泵15的动力，并且能够切实地获得由泄压阀19A、19B带来的上部回转体3的减速作用。

[0053] 而且，根据所述实施方式，液压泵15的喷出量消耗延迟时间而递减，因此当在逆向操作之后立即进行顺向操作时，能够抑制对回转马达14的工作油的流量不足的情况。

[0054] 另外，所述实施方式中，通过调整液压泵15的容量，从而控制其喷出量，但也可通过容量调整以外的方式来控制液压泵15的喷出量。例如，也可通过调整液压泵15的驱动速度、或者用于驱动液压泵15的装置(发动机或电动机等)的驱动速度(转速)，从而控制液压泵15的喷出量。

[0055] 另外，上述的具体实施方式主要包括具有以下结构的发明。

[0056] 为了解决上述课题，本发明提供一种回转控制装置，包括：回转马达，用于回转驱动回转体；液压泵，作为所述回转马达的液压源；一对回转用油路，分别连接于所述回转马达的两侧的端口，以向两个方向驱动所述回转体；控制阀，设置在所述回转用油路与所述液压泵之间，在所述回转用油路之间切换以作为来自所述液压泵的喷出油的供应对象；一对泄压阀，作为制动阀而分别与所述回转用油路连接；回转操作单元，用于操作所述控制阀；操作检测器，检测所述回转操作单元的操作方向及操作量；回转方向检测器，检测所述回转体的回转方向；以及控制器，控制所述液压泵的喷出量，使得在所述操作检测器所检测出的操作方向与所述回转方向检测器所检测出的回转方向一致的顺向操作时，所述液压泵的喷出量随着所述操作检测器所检测出的操作量增大而增大，而在所述操作检测器所检测出的操作方向与所述回转方向检测器检所测出的回转方向相反的逆向操作时，将所述液压泵的喷出量限制为小于所述顺向操作时的喷出量。

[0057] 根据本发明，在逆向操作时，将液压泵的喷出量限制为小于顺向操作时的喷出量，从而在逆向操作时，能够降低经由泄压阀被回收到油箱中的工作油的流量。

[0058] 因此，与在逆向操作时将液压泵的容量设定为与顺向操作时相同的情况相比，能够降低液压泵的动力损失。

[0059] 在所述回转控制装置中，较为理想的是还包括：卸荷回路，从连接所述液压泵与所述控制阀的泵喷出油路分支，用于使工作油从所述液压泵返回油箱；以及卸荷阀，设置于所述卸荷回路，能够调整开口的大小，其中，所述控制器，在所述顺向操作时，将所述卸荷阀的开口调整为随着所述操作检测器所检测出的操作量增大而减小，而在所述逆向操作时，将所述卸荷阀的开口调整得比所述顺向操作时大。

[0060] 根据该结构，通过在逆向操作时将卸荷阀的开口调整得比顺向操作时大，从而能够降低逆向操作时的液压泵的喷出压力。

[0061] 因此，与在逆向操作时将卸荷阀的开口调整为与顺向操作时相同的情况相比，能够进一步降低液压泵的动力。

[0062] 另外，如上所述，当在所述逆向操作时打开卸荷阀时，存在从回转马达导出的工作油经由控制阀及卸荷阀流动到油箱的危险。

[0063] 该结构中，较为理想的是还包括：止回阀，设置在所述泵喷出油路中的所述卸荷回路的分支点与所述控制阀之间，允许工作油从所述液压泵向所述控制阀流动，并阻止其逆向流动。

[0064] 这样，能够通过止回阀来限制从回转马达导出的工作油流动到卸荷阀，因此能够通过从回转马达导出的工作油来使泄压阀切实地工作。即，如上所述，通过打开卸荷阀，能够降低液压泵的动力，并且切实地获得由泄压阀带来的回转体的减速作用。

[0065] 在所述回转控制装置中，较为理想的是，所述控制器从检测出所述逆向操作的时刻开始，消耗预先设定的延迟时间，使所述液压泵的喷出量递减至设定值。

[0066] 根据该结构，液压泵的喷出量消耗延迟时间而递减，因此，当在逆向操作之后立即进行顺向操作时，能够抑制对回转马达的工作油的流量不足的情况。

[0067] 而且，本发明提供一种工程机械，包括：自走式的下部行走体；上部回转体，相对于所述下部行走体能够回转地设置在该下部行走体上；以及所述回转控制装置，使所述上部回转体作为所述回转体而回转。