液壓裝置的製作方法

2023-05-16 22:33:41

專利名稱：液壓裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及能夠安裝於例如挖掘機、粉碎作業設備、解體作業設備等液壓作業設備中的液壓裝置。
背景技術：
過去，關於液壓裝置有在日本特開2009 - 216182號公報(專利文獻I)中公開的裝置。該液壓裝置具有:液壓泵；驅動液壓泵的可變速馬達；檢測液壓泵的噴出壓力的壓力傳感器；以及控制裝置，其根據壓力傳感器檢測出的壓力，控制液壓泵的旋轉速度。但是，上述過去的液壓裝置存在這樣的問題，即，在負荷的特性變化的情況下，即使想要通過使用來自壓力傳感器的信號控制液壓泵的旋轉速度，使得由壓力傳感器檢測出的液壓泵的噴出壓力的值固定，液壓泵的噴出壓力的收斂性能也較差。並且，上述過去的液壓裝置還存在這樣的問題，S卩，在負荷的請求流量大幅變動的情況下，即使想要通過使用來自壓力傳感器的信號控制液壓泵的旋轉速度，變更液壓泵的噴出流量，也不能充分縮短截止到將液壓泵的噴出流量變更為目標量(請求流量)所需的時間。即，存在針對上述負荷的請求流量的變動的響應性不足的問題。現有技術文獻專利文獻專利文獻1:日本特開2009 - 216182號公報

發明內容
發明要解決的問題因此，本發明的課題是提供一種液壓裝置，即使是負荷的特性變化時，也能夠良好地控制液壓泵的噴出壓力，進而能夠針對負荷的請求流量的變動迅速進行響應。用於解決問題的手段為了解決上述問題，本發明的液壓裝置的特徵在於，該液壓裝置具有:液壓泵；電動馬達,其驅動所述液壓泵；壓力傳感器，其檢測所述液壓泵的噴出壓力；旋轉速度傳感器，其檢測所述液壓泵的旋轉速度；以及控制裝置，所述控制裝置根據所述液壓泵的目標噴出壓力與由所述壓力傳感器檢測出的所述液壓泵的噴出壓力之比、和根據由所述旋轉速度傳感器檢測出的所述液壓泵的旋轉速度求出的所述液壓泵的噴出流量，來求取與所述液壓泵的目標噴出壓力對應的所述液壓泵的目標噴出流量，所述控制裝置控制所述電動馬達的旋轉速度，以使所述液壓泵的噴出流量接近所述液壓泵的目標噴出流量。
根據上述結構，所述控制裝置根據液壓泵的目標噴出壓力與由壓力傳感器檢測出的液壓泵的噴出壓力之比、和根據由旋轉速度傳感器檢測出的液壓泵的旋轉速度求出的液壓泵的噴出流量，來求取與液壓泵的目標噴出壓力對應的液壓泵的目標噴出流量，所述控制裝置控制電動馬達的旋轉速度，以使液壓泵的噴出流量接近液壓泵的目標噴出流量。其結果是，即使是負荷的特性變化時，也能夠良好地控制液壓泵的噴出壓力，並且能夠迅速響應負荷的請求流量的變動。即，能夠提高所述液壓泵的噴出壓力的收斂性能，能夠縮減響應速度。在一個實施方式的液壓裝置中，所述液壓泵的目標噴出流量是根據下式求出的，Q0 = Q1.(P0 — P1) 1/nQ0:所述液壓泵的目標噴出流量Q1:所述液壓泵的噴出流量P0:所述液壓泵的目標噴出壓力P1:所述液壓泵的噴出壓力η:節流孔的特性常數。根據上述實施方式，由於利用上式求出所述液壓泵的目標噴出流量，因而能夠確實提高所述液壓泵的噴出壓力收斂性能，能夠確實縮減響應速度。發明效果根據本發明的液壓裝置，控制裝置根據液壓泵的目標噴出壓力與由壓力傳感器檢測出的液壓泵的噴出壓力之比、和根據由旋轉速度傳感器檢測出的液壓泵的旋轉速度求出的液壓泵的噴出流量，來求取與液壓泵的目標噴出壓力對應的液壓泵的目標噴出流量，控制裝置控制電動馬達的旋轉速度，以使液壓泵的噴出流量接近液壓泵的目標噴出流量，因而能夠提高液壓泵的噴出壓力的收斂性能，能夠減小響應速度。


圖1是本發明的一個實施方式的液壓裝置的主要部分的框圖。圖2是示出挖掘機的液壓電路的概況的框圖。圖3是用於說明本發明的一個實施方式的電動馬達的旋轉速度控制的流程圖。圖4是示出過去的液壓裝置的響應特性的曲線圖。圖5是示出過去的液壓裝置的響應特性的曲線圖。圖6是示出過去的液壓裝置的響應特性的曲線圖。圖7是示出過去的液壓裝置的響應特性的曲線圖。圖8是示出上述實施方式的液壓裝置的響應特性的曲線圖。圖9是示出上述實施方式的液壓裝置的響應特性的曲線圖。圖10是示出上述實施方式的液壓裝置的響應特性的曲線圖。圖11是示出上述實施方式的液壓裝置的響應特性的曲線圖。
具體實施例方式下面，根據圖示的實施方式更詳細地說明本發明的液壓裝置。圖1是本發明的一個實施方式的液壓裝置的主要部分的框圖。
所述液壓裝置被安裝於挖掘機(shovel car),所述液壓裝置具有:例如作為固定容量型液壓泵的先導泵1，其吸入油箱106內的工作油並噴出；電動馬達2，其驅動先導泵I ;壓力傳感器3，其檢測先導泵I的噴出壓力；旋轉速度傳感器4，其檢測先導泵I的旋轉速度；以及控制裝置5，其控制電動馬達2。另外，先導泵I是本發明的液壓泵的一例。另外，在所述挖掘機也安裝有未圖示的存儲裝置，用於存儲先導泵I的目標噴出壓力的設定值。圖2是示出所述挖掘機的液壓電路的概況的框圖。所述挖掘機具有主體部101。該主體部101具有旋轉體111、一端部能夠轉動地與旋轉體111連接的吊杆112、一端部能夠轉動地與吊杆112的另一端部連接的臂113、能夠轉動地與臂113的另一端部連接的挖鬥(bucket)114。並且，主體部101通過控制閥102與例如作為可變容量型液壓泵的主泵105連接。所述主泵105吸引油箱106內的工作油，並朝向控制閥102噴出。該控制閥102切換從主泵105供給的工作油的流路，並使工作油流向主體部101或流向油箱106。在所述控制閥102與先導泵I之間設置右手用操作杆103和左手用操作杆104。該右手用操作杆103和左手用操作杆104接受先導泵I的一次先導壓力，並生成二次先導壓力。所述右手用操作杆103具有:先導閥121，其生成用於使吊杆112抬起的吊杆抬起先導壓力；先導閥122，其生成用於使吊杆112下降的吊杆下降先導壓力；先導閥123，其生成用於使挖鬥114進行挖掘動作的挖鬥挖掘先導壓力；先導閥124，其生成用於使挖鬥114進行排土動作的挖鬥排土先導壓力。並且，在用戶操作右手用操作杆103時，從右手用操作杆103向控制裝置5輸出表示該右手用操作杆103的操作量的信號。所述左手用操作杆104具有:先`導閥131，其生成用於推壓臂113的臂推壓先導壓力；先導閥132，其生成用於拉回臂113的臂拉回先導壓力；先導閥133，其生成用於使旋轉體111向右旋轉的右旋先導壓力；先導閥134，其生成用於使旋轉體111向左旋轉的左旋先導壓力。並且，在用戶操作左手用操作杆104時，從右手用操作杆103向控制裝置5輸出表示該左手用操作杆104的操作量的信號。 下面，說明所述液壓裝置的控制方式。所述控制方式是利用下式所示的關係，
O"/> = c^Tn=2—(式 I)
AP:先導泵I的噴出壓力c:流出係數Q:先導泵I的噴出流量A:節流孔的斷面積(在複合系統中指系統整體的等效節流孔斷面積)η:表示節流孔的特性的值根據當前的先導泵I的噴出壓力和噴出流量估計先導泵I的目標旋轉速度，並控制電動馬達2使能夠得到該目標旋轉速度，由此實現良好的壓力控制，而且與節流孔的斷面積、流出係數無關。另外，即使是在負荷不表示純粹的節流孔的特性(η = 2)的情況下，如果通過變更η的值能夠近似節流孔的特性的話，也能夠使用採用上式I所示的關係的方法。更詳細地進行說明，將某個時刻的先導泵I的噴出壓力設SP1，將根據該時刻的先導泵I的旋轉速度而近似計算出(可以考慮容積效率，也可以不考慮容積效率)的先導泵I的噴出流量設為Q1,此時下式2成立。其中，當在先導泵I的目標噴出壓力P(|與目標噴出壓力P。時的先導泵I的噴出流量Qtl之間，在極短時間內c、A不變的情況下，下式3成立。
----(式 2)
權利要求
1.一種液壓裝置，其特徵在於，該液壓裝置具有: 液壓泵(I)； 電動馬達(2)，其驅動所述液壓泵(I)； 壓力傳感器(3)，其檢測所述液壓泵(I)的噴出壓力； 旋轉速度傳感器(4)，其檢測所述液壓泵(I)的旋轉速度；以及 控制裝置(5)， 所述控制裝置(5 )根據所述液壓泵(I)的目標噴出壓力與由所述壓力傳感器(3 )檢測出的所述液壓泵(I)的噴出壓力之比、和根據由所述旋轉速度傳感器(4)檢測出的所述液壓泵(I)的旋轉速度求出的所述液壓泵(I)的噴出流量，來求取與所述液壓泵(I)的目標噴出壓力對應的所述液壓泵(I)的目標噴出流量， 所述控制裝置(5 )控制所述電動馬達(2 )的旋轉速度，以使所述液壓泵(I)的噴出流量接近所述液壓泵(I)的目標噴出流量。
2.根據權利要求1所述的液壓裝置，其特徵在於，所述液壓泵(I)的目標噴出流量是根據下式求出的， Qo = Q1-(Po-Pi)1/n Q0:所述液壓泵(I)的目標噴出流量 Q1:所述液壓泵(I)的噴出流量 P0:所述液壓泵(I)的目標噴出壓力 P1:所述液壓泵(I)的噴出壓力 η:節流孔的特性常數。
全文摘要
液壓裝置具備的控制裝置(5)根據先導泵(1)的目標噴出壓力與由壓力傳感器(3)檢測出的先導泵(1)的噴出壓力之比、和根據由旋轉速度傳感器(4)檢測出的先導泵(1)的旋轉速度求出的先導泵(1)的噴出流量，來求取與先導泵(1)的目標噴出壓力對應的先導泵(1)的目標噴出流量，並且控制電動馬達(2)的旋轉速度，以使先導泵(1)的噴出流量接近先導泵(1)的目標噴出流量。
文檔編號F04B49/06GK103080550SQ201180041829
公開日2013年5月1日 申請日期2011年8月17日 優先權日2010年9月14日
發明者河田健一, 梅棹瞬 申請人:大金工業株式會社