專利名稱:具有排氣凈化裝置的工程機(jī)械用液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及用于液壓挖掘機(jī)等的工程機(jī)械、以液壓泵的排出壓比多個(gè)執(zhí)行器的最高負(fù)載壓僅高出目標(biāo)差壓的量的方式進(jìn)行負(fù)載感應(yīng)控制的工程機(jī)械的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),尤其涉及具有用于對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣中所含有顆粒狀物質(zhì)(微粒物質(zhì))進(jìn)行凈化的排氣凈化裝置的工程機(jī)械的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
背景技術(shù):
以液壓泵的排出壓比多個(gè)執(zhí)行器的最高負(fù)載壓僅高出目標(biāo)差壓的量的方式進(jìn)行負(fù)載感應(yīng)控制的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)被稱作負(fù)載感應(yīng)系統(tǒng),例如記載在專利文獻(xiàn)I中。專利文獻(xiàn)I中記載的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有:發(fā)動(dòng)機(jī);通過(guò)該發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的可變?nèi)萘啃偷囊簤罕?;通過(guò)從該液壓泵排出的壓力油驅(qū)動(dòng)的多個(gè)執(zhí)行器;對(duì)從液壓泵向多個(gè)執(zhí)行器供給的壓力油的流量進(jìn)行控制的多個(gè)流量及方向控制閥;檢測(cè)多個(gè)執(zhí)行器的最高負(fù)載壓的檢測(cè)回路;以液壓泵的排出壓比所述多個(gè)執(zhí)行器的最高負(fù)載壓僅高出目標(biāo)差壓的量的方式進(jìn)行負(fù)載感應(yīng)控制的控制機(jī)構(gòu);卸荷閥,設(shè)在將液壓泵連接在多個(gè)流量及方向控制閥上的管路中,在液壓泵的排出壓比在最高負(fù)載壓上加上設(shè)定壓后的壓力高時(shí)成為開狀態(tài)、并使液壓泵的排出油返回油箱,限制液壓泵的排出壓的上升。另外,作為負(fù)載感應(yīng)系統(tǒng),專利文獻(xiàn)2中記載了一種具有排氣凈化裝置的結(jié)構(gòu)。在該結(jié)構(gòu)中,在設(shè)于排氣管的排氣凈化裝置中設(shè)置排氣阻力傳感器,當(dāng)傳感器的檢測(cè)值為規(guī)定水平以上時(shí),從控制裝置輸出信號(hào),控制主泵的調(diào)節(jié)器和卸荷閥,使液壓泵的排出量和排出壓同時(shí)上升,并在發(fā)動(dòng)機(jī)上作用液壓負(fù)載。由此,提高發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出并使排氣溫度上升,使氧化催化劑活性化從而使過(guò)濾器堆積物燃燒,對(duì)過(guò)濾器進(jìn)行再生?,F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本特開2001-193705號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本專利第3073380號(hào)公報(bào)發(fā)明的概要發(fā)明欲解決的課題液壓挖掘機(jī)等的工程機(jī)械中,作為其驅(qū)動(dòng)源搭載有柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。對(duì)從柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排出的顆粒狀物質(zhì)(以下稱作PM)的排出量的限制,與N0X、CO、HC等一起逐年強(qiáng)化。對(duì)于這樣的限制,一般在發(fā)動(dòng)機(jī)中設(shè)置排氣凈化裝置,通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣凈化裝置內(nèi)的被稱作柴油機(jī)微粒過(guò)濾器(DPF:Diesel Particulate Filter)的過(guò)濾器捕集PM,從而減少被向外部排出的PM的量。在該排氣凈化裝置中,過(guò)濾器的PM補(bǔ)足量逐漸增加后,過(guò)濾器會(huì)發(fā)生阻塞,所以發(fā)動(dòng)機(jī)的排壓上升,會(huì)誘發(fā)燃耗的惡化等,因此,需要對(duì)過(guò)濾器所捕集的PM進(jìn)行適當(dāng)燃燒從而消除過(guò)濾器的阻塞,使過(guò)濾器再生。對(duì)于過(guò)濾器的再生,通常使用氧化催化劑。存在氧化催化劑被配置在過(guò)濾器的上游側(cè)的情況、和直接放置在過(guò)濾器上的情況這兩種情況,但無(wú)論哪種情況,為了使氧化催化劑活性化,排氣的溫度都必須比氧化催化劑的活性溫度高,因此,需要強(qiáng)制地使排氣溫度上升到比氧化催化劑的活性溫度高的溫度。在專利文獻(xiàn)I記載的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中,可變?nèi)萘啃偷闹鞅脼榱诉M(jìn)行負(fù)載感應(yīng)控制,例如在全部的操作桿處于中立時(shí),主泵的傾轉(zhuǎn)角(容量)成為最小,排出流量也為最少。另外,主泵的排出壓受到卸荷閥控制,當(dāng)全部的操作桿處于中立時(shí),主泵的排出壓成為與卸荷閥的設(shè)定壓大致相同的最小壓力。其結(jié)果,主泵的吸收扭矩也成為最小。在進(jìn)行這樣的負(fù)載感應(yīng)控制的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)中設(shè)置排氣凈化裝置的情況下,在全部的操作桿處于中立時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載降低,發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣的溫度降低。在專利文獻(xiàn)2記載的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中,在需要進(jìn)行排氣凈化裝置的過(guò)濾器的再生時(shí),通過(guò)排氣阻力傳感器檢測(cè)出該情況,并進(jìn)行使主泵的排出流量和排出壓同時(shí)上升的控制(以下,稱作泵輸出上升控制),由此在發(fā)動(dòng)機(jī)上施加液壓負(fù)載,提高發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出從而使排氣溫度上升,使氧化催化劑活性化并使過(guò)濾器堆積物燃燒。因此,即使在全部的操作桿處于中立時(shí),主泵的吸收馬力也不會(huì)減小,能夠進(jìn)行過(guò)濾器的再生。但是,在專利文獻(xiàn)2的技術(shù)中,在對(duì)某個(gè)操作桿進(jìn)行操作并使執(zhí)行器工作的狀態(tài)下進(jìn)行泵輸出上升控制、或在泵輸出上升控制中對(duì)操作桿進(jìn)行操作從而使執(zhí)行器動(dòng)作等使執(zhí)行器操作和泵輸出上升控制同時(shí)進(jìn)行的情況下,有可能會(huì)相互影響、損害執(zhí)行器的操作性,在泵輸出上升控制中產(chǎn)生不良情況。S卩,專利文獻(xiàn)2中,在排氣凈化裝置需要進(jìn)行再生的條件時(shí),從控制裝置輸出信號(hào)并對(duì)主泵的調(diào)節(jié)器進(jìn)行直接控制,由此,得到目標(biāo)流量Q2,而通過(guò)來(lái)自控制裝置的信號(hào)對(duì)卸荷閥進(jìn)行直接控制,由此得到目標(biāo)壓力P2。由此,在全部的操作桿處于中立、沒有執(zhí)行器操作的情況下,由于能夠得到目標(biāo)壓力P2和目標(biāo)流量Q2,所以,能夠使主泵的吸收扭矩與泵輸出上升控制所需要的目標(biāo)值一致。但是,例如泵輸出上升控制中,若進(jìn)行低負(fù)載/大流量的執(zhí)行器操作(例如斗桿鏟裝操作等),則從主泵排出的壓力油流入斗桿液壓缸,但在斗桿液壓缸的要求流量比通過(guò)基于泵輸出上升控制進(jìn)行的調(diào)節(jié)器的控制而得到的主泵的目標(biāo)流量Q2多的情況下,斗桿液壓缸不會(huì)達(dá)到目標(biāo)速度。另外,主泵的排出壓也降低從而達(dá)不到目標(biāo)壓力P2,主泵的吸收扭矩也從最佳值減少。另外,例如泵輸出上升控制中,若進(jìn)行高負(fù)載/小流量的執(zhí)行器操作(例如鏟斗卸載操作等),則在卸荷閥上作用有來(lái)自控制裝置的信號(hào)和本來(lái)的執(zhí)行器的負(fù)載壓,所以,通過(guò)卸荷閥被控制的主泵的排出壓變得比目標(biāo)壓力P2高,主泵的吸收扭矩也從最佳值增加。基于該理由,在專利文獻(xiàn)2中,推薦僅限于在操作桿處于中立時(shí)進(jìn)行泵輸出上升控制。另外,卸荷閥是作用有較高的高壓即主泵的排出壓和執(zhí)行器的負(fù)載壓的構(gòu)成,為了從控制裝置輸出信號(hào)從而對(duì)卸荷閥進(jìn)行電控制,存在電機(jī)控制部變得非常昂貴的問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種工程機(jī)械的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),在進(jìn)行負(fù)載感應(yīng)控制的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中,在沒有執(zhí)行器操作的情況下能夠通過(guò)泵輸出上升控制高效地燃燒除去排氣凈化裝置內(nèi)的過(guò)濾器堆積物,且即使同時(shí)進(jìn)行執(zhí)行器操作和泵輸出上升控制也不會(huì)相互影響,不會(huì)損害執(zhí)行器的操作性,在泵輸出上升控制中不會(huì)發(fā)生不良情況,而且能夠簡(jiǎn)便且以低成本實(shí)現(xiàn)。用于解決課題的手段(I)本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)上述目的,為一種工程機(jī)械的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),具有:發(fā)動(dòng)機(jī);通過(guò)該發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的可變?nèi)萘啃偷囊簤罕?;通過(guò)從該液壓泵排出的壓力油被驅(qū)動(dòng)的多個(gè)執(zhí)行器;對(duì)從所述液壓泵向多個(gè)執(zhí)行器供給的壓力油的流量進(jìn)行控制的多個(gè)流量及方向控制閥;檢測(cè)多個(gè)所述執(zhí)行器的最高負(fù)載壓的最高負(fù)載壓檢測(cè)回路;泵控制裝置,具有:扭矩控制部,其隨著所述液壓泵的排出壓升高減少所述液壓泵的容量,并進(jìn)行吸收扭矩恒定控制,該吸收扭矩恒定控制以所述液壓泵的吸收扭矩不超過(guò)預(yù)先設(shè)定的最大扭矩的方式進(jìn)行控制;及負(fù)載感應(yīng)控制部,其以所述液壓泵的排出壓比多個(gè)所述執(zhí)行器的最高負(fù)載壓僅高出目標(biāo)差壓的方式進(jìn)行控制;卸荷閥,設(shè)在將所述液壓泵連接在多個(gè)所述流量及方向控制閥上的管路中,在所述液壓泵的排出壓比在所述最高負(fù)載壓上加上設(shè)定壓后的壓力高時(shí)成為開狀態(tài),并使所述液壓泵的排出油返回油箱,對(duì)所述液壓泵的排出壓的上升進(jìn)行限制,其特征在于,具有:對(duì)規(guī)定壓力和油箱壓的某一方進(jìn)行切換并輸出,將其輸出壓作為假設(shè)負(fù)載壓向所述最高負(fù)載壓檢測(cè)回路導(dǎo)入的第一切換閥;對(duì)基于所述泵控制裝置的所述負(fù)載感應(yīng)控制部的負(fù)載感應(yīng)控制的有效、無(wú)效進(jìn)行切換的第二切換閥;對(duì)所述發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣進(jìn)行凈化的排氣凈化裝置;控制裝置,以如下方式對(duì)所述第一及第二切換閥進(jìn)行切換,在所述排氣凈化裝置不需要進(jìn)行再生時(shí),所述第一切換閥將所述油箱壓作為假設(shè)負(fù)載壓輸出,所述第二切換閥使基于所述泵控制裝置的負(fù)載感應(yīng)控制有效,在所述排氣凈化裝置需要進(jìn)行再生時(shí),所述第一切換閥將所述規(guī)定壓力作為假設(shè)負(fù)載壓輸出,所述第二切換閥使基于所述泵控制裝置的負(fù)載感應(yīng)控制無(wú)效。這樣構(gòu)成的本發(fā)明的作用如下。在排氣凈化裝置的過(guò)濾器的PM堆積量增加、且成為排氣凈化裝置需要進(jìn)行再生的狀態(tài)后,控制裝置對(duì)第一以及第二切換閥進(jìn)行切換,第一切換閥在沒有執(zhí)行器操作的情況下,將規(guī)定壓力作為假設(shè)負(fù)載壓輸出,第二切換閥使負(fù)載感應(yīng)控制無(wú)效。第一切換閥將規(guī)定壓力作為假設(shè)負(fù)載壓輸出,由此,最高負(fù)載壓檢測(cè)回路,作為最高負(fù)載壓,選擇假設(shè)負(fù)載壓(規(guī)定壓力)和實(shí)際多個(gè)執(zhí)行器的最高負(fù)載壓中高的一方。因此,通過(guò)卸荷閥的作用,液壓泵的排出壓被保持于在假設(shè)負(fù)載壓(規(guī)定壓力)和實(shí)際的多個(gè)執(zhí)行器的最高負(fù)載壓中高的一方的壓力上加上卸荷閥的設(shè)定壓和由卸荷閥的過(guò)載特性所決定的壓力后的壓力。另外,負(fù)載感應(yīng)控制無(wú)效,由此,泵控制裝置中僅扭矩控制部發(fā)揮功能,液壓泵的容量在扭矩控制部的吸收扭矩恒定控制的最大扭矩的范圍內(nèi)增加。因此,通過(guò)將規(guī)定壓力(假設(shè)負(fù)載壓)設(shè)定成適當(dāng)?shù)闹?,液壓泵的吸收扭矩上升到基于扭矩控制部的吸收扭矩恒定控制的最大扭矩。即,能夠進(jìn)行利用基于扭矩控制部的吸收扭矩恒定控制的泵輸出上升控制(泵吸收扭矩上升控制)。在這樣液壓泵的吸收扭矩上升后,與之相應(yīng)地,發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)載升高,排氣溫度上升。由此,設(shè)在排氣凈化裝置中的氧化催化劑活性化,所以,通過(guò)向排氣中供給未燃燃料,未燃燃料通過(guò)活性化的氧化催化劑而燃燒從而排氣的溫度上升,通過(guò)該高溫的排氣,堆積在過(guò)濾器中的PM被燃燒除去。在泵輸出上升控制中進(jìn)行低負(fù)載/大流量的執(zhí)行器操作,即使從液壓泵排出的壓力油流入執(zhí)行器,由于使負(fù)載感應(yīng)控制無(wú)效,所以,泵控制裝置在扭矩控制部的吸收扭矩恒定控制的最大扭矩的范圍內(nèi)以使液壓泵2的容量增大的方式持續(xù)進(jìn)行控制。其結(jié)果,向執(zhí)行器供給必要的流量,能夠不受泵輸出上升控制的影響地進(jìn)行執(zhí)行器操作。另外,即使在執(zhí)行器的負(fù)載壓比假設(shè)負(fù)載壓(規(guī)定壓力)低的情況下,作為最高負(fù)載壓選擇假設(shè)負(fù)載壓(規(guī)定壓力),液壓泵的排出壓通過(guò)卸荷閥的作用,被保持在與進(jìn)行執(zhí)行器操作前相同的值。因此,不會(huì)受到執(zhí)行器操作的影響而導(dǎo)致液壓泵的排出壓降低,能夠進(jìn)行與執(zhí)行器操作進(jìn)行前相同的泵輸出上升控制。另外,在泵輸出上升控制中,在進(jìn)行高負(fù)載/小流量的執(zhí)行器操作的情況下,其執(zhí)行器的負(fù)載壓作為最高負(fù)載壓進(jìn)行選擇,液壓泵的排出壓通過(guò)卸荷閥的作用,根據(jù)執(zhí)行器的負(fù)載壓而上升。此時(shí),液壓泵的吸收扭矩通過(guò)扭矩控制部的吸收扭矩恒定控制以不超過(guò)最大扭矩的方式受到控制。由此,能夠不受執(zhí)行器操作的影響地進(jìn)行與執(zhí)行器操作進(jìn)行前同樣的泵輸出上升控制。另一方面,由于液壓泵的排出壓根據(jù)負(fù)載壓而上升,所以,能夠不受泵輸出上升控制的影響地進(jìn)行執(zhí)行器操作。如以上那樣,即使同時(shí)進(jìn)行執(zhí)行器操作和泵輸出上升控制也不會(huì)相互影響,能夠防止損害執(zhí)行器的操作性、防止在泵輸出上升控制中產(chǎn)生不良情況。而且,第一切換閥和第二切換閥是比較廉價(jià)的切換閥,所以,能夠簡(jiǎn)便地以低成本實(shí)現(xiàn)上述效果。(2)在上述(I)中,優(yōu)選地,還具有:通過(guò)所述發(fā)動(dòng)機(jī)被驅(qū)動(dòng)的先導(dǎo)泵;連接于該先導(dǎo)泵,供給用于控制多個(gè)所述流量及方向控制閥的壓力油的先導(dǎo)壓供給油路;具有設(shè)在所述先導(dǎo)壓供給油路上的節(jié)流部,通過(guò)該節(jié)流部的壓力損失生成依存于所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的液壓信號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)閥,所述泵控制裝置的負(fù)載感應(yīng)控制部以將所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)閥生成的所述液壓信號(hào)作為所述負(fù)載感應(yīng)控制的目標(biāo)差壓進(jìn)行設(shè)定的方式構(gòu)成,所述第一切換閥,作為所述規(guī)定壓力,對(duì)所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)閥的上游側(cè)的壓力即所述先導(dǎo)泵的排出壓進(jìn)行輸出。由此,能夠利用發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)閥的上游側(cè)的壓力等既存的壓力生成作為假設(shè)壓力的規(guī)定壓力。(3)在上述(I)或(2)中,優(yōu)選地,還具有將所述液壓泵的排出壓和所述最高負(fù)載壓的差壓作為絕對(duì)壓向所述泵控制裝置輸出的差壓減壓閥,所述第二切換閥配置在向所述泵控制裝置的負(fù)載感應(yīng)控制部導(dǎo)入所述差壓減壓閥的輸出壓的油路中,以在所述排氣凈化裝置不需要進(jìn)行再生時(shí)輸出所述差壓減壓閥的輸出壓、且在所述排氣凈化裝置需要進(jìn)行再生時(shí)輸出所述油箱壓的方式進(jìn)行切換。由此,僅通過(guò)在將差壓減壓閥的輸出壓導(dǎo)向泵控制裝置的負(fù)載感應(yīng)控制部的油路中夾裝第二切換閥的簡(jiǎn)單的構(gòu)成,能夠?qū)ω?fù)載感應(yīng)控制的有效、無(wú)效進(jìn)行切換。(4)另外,上述(I) (3)中,優(yōu)選地,還具有用于檢測(cè)所述排氣凈化裝置的排氣阻力的壓力檢測(cè)裝置,所述控制裝置基于所述壓力檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果,以同時(shí)對(duì)所述第一及第二切換閥進(jìn)行切換的方式進(jìn)行控制。由此,能夠利用壓力檢測(cè)裝置檢測(cè)排氣凈化裝置是否需要再生,并切換第一及第二切換閥。(5)另外,在上述(I) (4)中,優(yōu)選地,所述泵控制裝置的扭矩控制部,作為表示所述液壓泵的排出壓和容量的關(guān)系的特性,預(yù)先設(shè)有由最大容量恒定特性和最大吸收扭矩恒定特性構(gòu)成的特性,扭矩控制部構(gòu)成為,在所述液壓泵的排出壓為從所述最大容量恒定特性向所述最大吸收扭矩恒定特性的過(guò)渡點(diǎn)的壓力即第一值以下時(shí),即使所述液壓泵的排出壓上升,也使所述液壓泵的最大容量恒定,在所述液壓泵的排出壓上升到超過(guò)所述第一值后,以所述液壓泵的最大容量根據(jù)所述最大吸收扭矩恒定特性減少的方式對(duì)所述液壓泵的容量進(jìn)行控制,所述規(guī)定壓力被設(shè)定為,以在該規(guī)定壓力上加上所述卸荷閥的設(shè)定壓和所述卸荷閥的過(guò)載特性的壓力后的壓力成為從所述最大容量恒定特性向所述最大吸收扭矩恒定特性的過(guò)渡點(diǎn)附近的壓力以上的值。由此,無(wú)論在假設(shè)負(fù)載壓作為最高負(fù)載壓被選擇的情況下還是實(shí)際的負(fù)載壓作為最高負(fù)載壓被選擇的情況下,都能夠以利用基于扭矩控制部的吸收扭矩恒定控制的最大扭矩進(jìn)行泵輸出上升控制。發(fā)明的效果在進(jìn)行負(fù)載感應(yīng)控制的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中,在沒有執(zhí)行器操作的情況下能夠通過(guò)泵輸出上升控制高效地對(duì)排氣凈化裝置內(nèi)的過(guò)濾器堆積物進(jìn)行燃燒除去,且即使同時(shí)進(jìn)行執(zhí)行器操作和泵輸出上升控制也不會(huì)相互影響,能夠防止損害執(zhí)行器的操作性、在泵輸出上升控制中產(chǎn)生不良情況。另外,能夠簡(jiǎn)便地以低成本實(shí)現(xiàn)上述效果。
圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)成的圖。圖2是表示基于馬力控制傾轉(zhuǎn)活塞的主泵的Pq(壓力-泵容量)特性的圖。圖3是表示主泵的吸收扭矩特性的圖。
圖4是表示搭載有本實(shí)施方式的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的液壓挖掘機(jī)的外觀的圖。圖5是表示排氣凈化裝置內(nèi)的PM堆積量和通過(guò)排氣阻力傳感器檢測(cè)的排氣阻力(過(guò)濾器的前后差壓)的關(guān)系的圖。圖6是表示控制器的處理功能的流程圖。圖7是表示假定油箱壓為OMPa的情況下的卸荷閥的動(dòng)作特性的圖。圖8是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)成的圖。圖9是表示本發(fā)明的第三實(shí)施方式的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)成的圖。
具體實(shí)施例方式以下,利用
本發(fā)明的實(shí)施方式。<第一實(shí)施方式> 構(gòu)成 圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式中的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)成的圖。本實(shí)施方式是將本發(fā)明適用于前擺式的液壓挖掘機(jī)的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的情況下的實(shí)施方式。圖1中,本實(shí)施方式的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有:發(fā)動(dòng)機(jī)I ;被該發(fā)動(dòng)機(jī)I驅(qū)動(dòng)的作為主泵的可變?nèi)萘啃偷囊簤罕?以下稱為主泵)2及固定容量型的先導(dǎo)泵30 ;通過(guò)從主泵2排出的壓力油驅(qū)動(dòng)的多個(gè)執(zhí)行器3a、3b、3c…;中立關(guān)閉型的多個(gè)流量及方向控制閥6a、6b、6c...,連接在與主泵2的排出油的供給油路5上所連接的執(zhí)行器3a、3b、3c…對(duì)應(yīng)的油路8a、8b、8c…上,分別對(duì)從主泵2向執(zhí)行器3a、3b、3c…供給的壓力油的流量和方向進(jìn)行控制;在流量及方向控制閥6a、6b、6c…的上游側(cè)連接于油路8a、8b、8c…、對(duì)流量及方向控制閥6a、6b、6c…的入口節(jié)流部的前后差壓進(jìn)行控制的壓力補(bǔ)償閥7a、7b、7c…;在執(zhí)行器3a、3b、3c…的負(fù)載壓中選擇最高壓力并輸出的梭閥9a、9b、9c…;將主泵2的排出壓和所述最高負(fù)載壓的差壓作為絕對(duì)壓并向油路12a、12b輸出的差壓減壓閥11 ;連接于主泵2的排出油的供給油路5、以不使供給油路5的壓力(主泵2的最高排出壓-最高回路壓力)成為設(shè)定壓力以上的方式進(jìn)行限制的主溢流閥14 ;卸荷閥15,連接在主泵2的排出油的供給油路5上,當(dāng)供給油路5的壓力比在最高負(fù)載壓上加上由彈簧15a設(shè)定的啟開壓(設(shè)定壓)Pun后的壓力高時(shí),成為開狀態(tài),并使供給油路5的壓力油回到油箱T,限制供給油路相對(duì)于最高負(fù)載壓的壓力的上升;控制主泵2的傾轉(zhuǎn)角(容量或排量)的泵控制裝置17 ;連接于先導(dǎo)泵30,對(duì)用于控制多個(gè)流量及方向控制閥6a、6b、6c…的壓力油進(jìn)行供給的先導(dǎo)壓供給油路31 ;配置于先導(dǎo)壓供給油路31、基于與發(fā)動(dòng)機(jī)I的轉(zhuǎn)速成比例的先導(dǎo)泵30的排出流量,將依存于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的液壓信號(hào)作為絕對(duì)壓Pgr輸出的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)閥13 ;連接于先導(dǎo)壓供給油路31的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)閥13的下游側(cè)油路部分即先導(dǎo)油路31b、保持先導(dǎo)油路31b的壓力恒定的先導(dǎo)溢流閥32 ;通過(guò)門鎖定桿24被操作,使先導(dǎo)壓供給油路31的更下游側(cè)的油路部分即先導(dǎo)油路31c選擇性地與先導(dǎo)油路31b及油箱T的一方連通的作為安全閥的門鎖定閥100 ;連接于先導(dǎo)油路31c、對(duì)流量及方向控制閥6a、6b、6c…進(jìn)行操作從而產(chǎn)生用于使對(duì)應(yīng)的執(zhí)行器3a、3b、3c…動(dòng)作的指令先導(dǎo)壓(指令信號(hào))的操作桿裝置122、123 (參照?qǐng)D4)。執(zhí)行器3a、3b、3c為例如液壓挖掘機(jī)的旋轉(zhuǎn)馬達(dá)、動(dòng)臂液壓缸及斗桿液壓缸,流量及方向控制閥6a、6b、6c分別為例如旋轉(zhuǎn)用、動(dòng)臂用、斗桿用的流量及方向控制閥。為了圖示的方便,省略了鏟斗液壓缸、動(dòng)臂擺動(dòng)液壓缸、行駛馬達(dá)等其他的執(zhí)行器及涉及這些執(zhí)行器的流量及方向控制閥的圖示。壓力補(bǔ)償閥7a、7b、7c…具有:作為其目標(biāo)補(bǔ)償差壓而經(jīng)由油路12a導(dǎo)入差壓減壓閥11的輸出壓的開方向動(dòng)作的受壓部21a、21b、21c...;對(duì)流量及方向控制閥6a、6b、6cr..的入口節(jié)流部的前后差壓進(jìn)行檢測(cè)的受壓部22a、23a、22b、23b、22c、23c...,以流量及方向控制閥6a、6b、6c…的入口節(jié)流部的前后差壓與差壓減壓閥11的輸出壓(主泵2的排出壓和執(zhí)行器3a、3b、3c…的最高負(fù)載壓的差壓)相等的方式進(jìn)行控制。即,壓力補(bǔ)償閥7a、7b、7c…的各目標(biāo)補(bǔ)償差壓以與主泵2的排出壓和執(zhí)行器3a、3b、3c…的最高負(fù)載壓的差壓相等的方式被設(shè)定。流量及方向控制閥6a、6b、6c…分別具有負(fù)載端口 26a、26b、26c...,這些負(fù)載端口26a、26b、26c...,在流量及方向控制閥6a、6b、6c…位于中立位置時(shí)與油箱T連通,作為負(fù)載壓而輸出油箱壓,在流量及方向控制閥6a、6b、6c…從中立位置被向圖示左右的操作位置切換時(shí),與各執(zhí)行器3a、3b、3c…連通,并輸出執(zhí)行器3a、3b、3c…的負(fù)載壓。梭閥9a、9b、9c…連接成并排(tournament)形式,與負(fù)載端口 26a、26b、26c----起
構(gòu)成最高負(fù)載壓檢測(cè)回路。即,梭閥9a對(duì)經(jīng)由梭閥45(后述)而導(dǎo)入的流量及方向控制閥6a的負(fù)載端口 26a的壓力和流量及方向控制閥6b的負(fù) 載端口 26b的壓力中的高壓側(cè)進(jìn)行選擇并輸出,梭閥%對(duì)梭閥9a的輸出壓和流量及方向控制閥6c的負(fù)載端口 26c的壓力中的高壓側(cè)進(jìn)行選擇并輸出,梭閥9c對(duì)梭閥9b的輸出壓和未圖示的其他同樣的梭閥的輸出壓中的高壓側(cè)進(jìn)行選擇并輸出。梭閥9c為最后階段的梭閥,其輸出壓作為最高負(fù)載壓而經(jīng)由信號(hào)油路27、27a被導(dǎo)入差壓減壓閥11及卸荷閥15。差壓減壓閥11是這樣一種閥:先導(dǎo)油路31b的壓力經(jīng)由油路33、34被引導(dǎo),通過(guò)將該壓力作為源壓而將主泵2的排出壓和最高負(fù)載壓的差壓作為絕對(duì)壓生成,差壓減壓閥11具有:導(dǎo)入主泵2的排出壓的受壓部Ila ;導(dǎo)入最高負(fù)載壓的受壓部Ilb ;導(dǎo)入自身的輸出壓的受壓部11c。卸荷閥15具有:設(shè)定卸荷閥的啟開壓Pun的閉方向動(dòng)作的上述的彈簧15a ;導(dǎo)入供給油路5的壓力(主泵2的排出壓)的開方向動(dòng)作的受壓部15b ;最高負(fù)載壓經(jīng)由信號(hào)油路27a被引導(dǎo)的閉方向動(dòng)作的受壓部15c,該卸荷閥15,在供給油路5的壓力比在最高負(fù)載壓上加上彈簧15a的設(shè)定壓Pun后的壓力高時(shí),成為開狀態(tài)并使供給油路5的壓力油返回油箱T,對(duì)供給油路5的壓力的上升進(jìn)行限制。對(duì)于卸荷閥15的彈簧15a的設(shè)定壓,一般被設(shè)定成與發(fā)動(dòng)機(jī)I為額定最高轉(zhuǎn)速時(shí)的由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)閥13的差壓減壓閥13b的輸出壓所設(shè)定的負(fù)載感應(yīng)控制的目標(biāo)差壓(后述)大致相同的值或比其稍高的壓力,本實(shí)施方式中,被設(shè)定成與負(fù)載感應(yīng)控制的目標(biāo)差壓相同的值。流量及方向控制閥6a、6b、6c...、壓力補(bǔ)償閥7a、7b、7c...、梭閥9a、9b、9c…及后述
的梭閥45、差壓減壓閥11、主溢流閥14、卸荷閥15被配置在控制閥4內(nèi)。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)閥13包括:具有其節(jié)流量根據(jù)來(lái)自先導(dǎo)泵30的排出流量可變的特性的可變節(jié)流閥13a ;將其可變節(jié)流閥13a的前后差壓作為絕對(duì)壓Pgr輸出的差壓減壓閥13b。由于先導(dǎo)泵30的排出流量根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速而發(fā)生變化,所以,可變節(jié)流閥13a的前后差壓也根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)生變化,其結(jié)果為,差壓減壓閥13b所輸出的絕對(duì)壓Pgr也根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速而發(fā)生變化。差壓減壓閥13b的輸出壓(可變節(jié)流閥13a的前后差壓的絕對(duì)壓)經(jīng)由油路40而作為負(fù)載感應(yīng)控制的目標(biāo)差壓被向控制主泵2的傾轉(zhuǎn)角(容量或排量)的泵控制裝置17引導(dǎo)。由此,能夠謀求與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速相應(yīng)的飽和現(xiàn)象的改善,在將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)定較低的情況下能夠得到良好的微操作性。這點(diǎn)在日本特開平10-196604號(hào)公報(bào)中有詳細(xì)說(shuō)明。泵控制裝置17具有:扭矩控制傾轉(zhuǎn)活塞17a (扭矩控制部);LS控制閥17b及LS控制傾轉(zhuǎn)活塞17c (負(fù)載感應(yīng)控制部)。扭矩控制傾轉(zhuǎn)活塞17a隨著主泵2的排出壓升高而減小主泵2的傾轉(zhuǎn)角,以主泵2的吸收扭矩(輸入扭矩)不超過(guò)預(yù)先設(shè)定的最大扭矩的方式進(jìn)行控制,由此主泵2的吸收扭矩以不超過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)I的限制扭矩(圖2的限制扭矩TEL)的方式受到控制,限制了主泵2的消耗馬力,且防止因過(guò)負(fù)載導(dǎo)致的發(fā)動(dòng)機(jī)I的停止(發(fā)動(dòng)機(jī)失速)。LS控制閥17b具有相對(duì)的受壓部17d、17e,發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)閥13的差壓減壓閥13b的輸出壓作為負(fù)載感應(yīng)控制的目標(biāo)差壓(目標(biāo)LS差壓)經(jīng)由油路40被導(dǎo)入受壓部17d,差壓減壓閥11的輸出壓(主泵2的排出壓和最高負(fù)載壓的差壓的絕對(duì)壓)經(jīng)由油路12b被導(dǎo)入受壓部17e。LS控 制閥17b進(jìn)行如下控制,在差壓減壓閥11的輸出壓比差壓減壓閥13b的輸出壓高時(shí),將先導(dǎo)油路31b的壓力經(jīng)由油路33導(dǎo)向LS控制傾轉(zhuǎn)活塞17c并減小主泵2的傾轉(zhuǎn)角,在差壓減壓閥11的輸出壓比差壓減壓閥13b的輸出壓低時(shí),使LS控制傾轉(zhuǎn)活塞17c與油箱T連通并增加主泵2的傾轉(zhuǎn)角,由此,以使主泵2的排出壓比最高負(fù)載壓高出差壓減壓閥13b的輸出壓(目標(biāo)差壓)的量的方式控制主泵2的傾轉(zhuǎn)角。由此,LS控制閥17b及LS控制傾轉(zhuǎn)活塞17c以主泵2的排出壓Pd比多個(gè)執(zhí)行器3a、3b、3c…的最高負(fù)載壓PLmax高出目標(biāo)差壓的量的方式進(jìn)行負(fù)載感應(yīng)控制。利用圖2及圖3說(shuō)明扭矩控制傾轉(zhuǎn)活塞17a的扭矩控制的詳細(xì)情況。圖2是表示以下特性(以下,稱作Pq(壓力-泵容量)特性)的圖,該特性是表示基于扭矩控制傾轉(zhuǎn)活塞17a的主泵2的排出壓和容量(傾轉(zhuǎn)角)的關(guān)系的特性,圖3是表示主泵2的吸收扭矩特性的圖。圖2及圖3的橫軸表示主泵2的排出壓P。圖2的縱軸表示主泵2的容量(或傾轉(zhuǎn)角)q,圖3的縱軸表示主泵2的吸收扭矩Tp。 圖2中,主泵2的Pq特性由最大容量恒定特性TpO和最大吸收扭矩恒定特性Tpl、Tp2構(gòu)成。在主泵2的排出壓P為從最大容量恒定特性TpO過(guò)渡到最大吸收扭矩恒定特性Tpl、Tp2的拐點(diǎn)(過(guò)渡點(diǎn))的壓力即第一值PO以下時(shí),即使主泵2的排出壓P上升,主泵2的最大容量也以q0恒定。此時(shí),如圖3所示,隨著主泵2的排出壓P上升,泵排出壓和泵容量的積即主泵2的最大吸收扭矩增加。在主泵2的排出壓P超過(guò)第一值PO地上升后,主泵2的最大容量沿最大吸收扭矩恒定特性TP1、TP2的特性線減少,主泵2的吸收扭矩被保持在由TP1、TP2的特性所決定的最大扭矩Tmax。TPUTP2的特性線以近似吸收扭矩恒定曲線(雙曲線)的方式通過(guò)未圖示的兩個(gè)彈簧被設(shè)定,最大扭矩Tmax大致恒定。另外,其最大扭矩Tmax以比發(fā)動(dòng)機(jī)I的限制扭矩TEL小的方式被設(shè)定。由此,主泵2的排出壓P超過(guò)第一值PO地上升后,減少主泵2的最大容量,以主泵2的吸收扭矩(輸入扭矩)不超過(guò)預(yù)先設(shè)定的最大扭矩Tmax的方式進(jìn)行控制,并以主泵2的吸收扭矩不超過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)I的限制扭矩TEL的方式進(jìn)行控制。將基于該特性TP1、TP2的最大吸收扭矩的控制稱作吸收扭矩恒定控制(或吸收馬力恒定控制)?;氐綀D1,本實(shí)施方式的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),除了上述構(gòu)成以外,還具有以下的構(gòu)成。即,液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有:排氣凈化裝置42,配置在構(gòu)成發(fā)動(dòng)機(jī)I的排氣系統(tǒng)的排氣管路41上;檢測(cè)排氣凈化裝置42內(nèi)的排氣阻力的排氣阻力傳感器43 ;指令對(duì)排氣凈化裝置42進(jìn)行強(qiáng)制再生的強(qiáng)制再生開關(guān)44 ;梭閥45,配置于將流量及方向控制閥6a的負(fù)載端口 26a的壓力導(dǎo)向梭閥9a的油路,選擇負(fù)載端26a的壓力和外部壓力(后述)的高壓側(cè)并輸出;對(duì)先導(dǎo)壓供給油路31的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)閥13的上游側(cè)油路部分即先導(dǎo)泵30的排出壓(先導(dǎo)油路31a的壓力)和油箱壓進(jìn)行切換,并輸出其一方的壓力,將該輸出壓作為外部壓力導(dǎo)向梭閥45的電磁切換閥46(第一切換閥);配置在將差壓減壓閥11的輸出壓導(dǎo)向LS控制閥17b的受壓部17e的油路12b中、對(duì)差壓減壓閥11的輸出壓(主泵2的排出壓和最高負(fù)載壓的差壓的絕對(duì)壓)和油箱壓進(jìn)行切換,并將其一方的壓力導(dǎo)向LS控制閥17b的受壓部17e的電磁切換閥48 (第二切換閥);輸入排氣阻力傳感器43的檢測(cè)信號(hào)和強(qiáng)制再生開關(guān)44的指令信號(hào),并進(jìn)行規(guī)定的運(yùn)算處理,輸出用于切換電磁切換閥46、48的電信號(hào)的控制器49 (控制裝置)。排氣凈化裝置42通過(guò)內(nèi)置的過(guò)濾器對(duì)排氣所包含的顆粒狀物質(zhì)(PM)進(jìn)行捕集。另外,排氣凈化裝置42具有氧化催化劑,在排氣溫度達(dá)到規(guī)定溫度以上后,氧化催化劑活性化,通過(guò)該氧化催化劑使排氣中所添加的未燃燃料燃燒,由此,使排氣溫度上升,對(duì)過(guò)濾器所捕集并堆積的PM進(jìn)行燃燒處理。
排氣阻力傳感器43是例如對(duì)排氣凈化裝置42的過(guò)濾器的上游側(cè)和下游側(cè)的前后差壓(排氣凈化裝置42的排氣阻力)進(jìn)行檢測(cè)的差壓檢測(cè)裝置。電磁切換閥46在從控制器49輸出的電信號(hào)為OFF時(shí)位于圖示的位置,將油箱壓作為外部壓力輸出,且在電信號(hào)成為ON后從圖示的位置切換,將先導(dǎo)泵30的排出壓(規(guī)定壓力)作為外部壓力輸出。電磁切換閥48在從控制器49輸出的電信號(hào)為OFF時(shí)位于圖不的位置,并輸出差壓減壓閥11的輸出壓(主泵2的排出壓和最高負(fù)載壓的差壓的絕對(duì)壓),在電信號(hào)成為ON后從圖示的位置切換,并輸出油箱壓。先導(dǎo)壓供給油路31中設(shè)有將與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速成比例的壓力作為絕對(duì)壓Pgr輸出的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)閥13,發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)閥13的上游側(cè)的壓力即先導(dǎo)油路31a的壓力被保持在以下壓力,即在由先導(dǎo)溢流閥32決定的先導(dǎo)油路31b的壓力(例如3.9MPa)上加上發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)閥13輸出的絕對(duì)壓Pgr(例如2.0MPa)后的壓力(例如3.9MPa+2.0MPa =
5.9MPa)。對(duì)于該先導(dǎo)泵30的排出壓,在全部操作桿位于中立時(shí),在該壓力(5.9MPa)上加上卸荷閥15的設(shè)定壓(例如2.0MPa)和卸荷閥的過(guò)載特性的壓力(例如2.0MPa)后的壓力(約IOMPa)為與從基于扭矩控制傾轉(zhuǎn)活塞17a的主泵2的最大容量恒定特性向最大吸收扭矩恒定特的過(guò)渡點(diǎn)附近的壓力(約IOMPa)相等的壓力或值比其高的壓力,由此,在全部操作桿位于中立時(shí),通過(guò)將該壓力(先導(dǎo)泵30的排出壓)作為假設(shè)負(fù)載壓輸出,能夠以利用基于扭矩控制傾轉(zhuǎn)活塞17a的吸收扭矩恒定控制的最大扭矩Tmax實(shí)施泵吸收扭矩上升控制(后述)。圖4是表示搭載有本實(shí)施方式的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的液壓挖掘機(jī)的外觀的圖。液壓挖掘機(jī)具有:下部行駛體101 ;能夠旋轉(zhuǎn)地搭載在該下部行駛體101上的上部旋轉(zhuǎn)體102 ;經(jīng)由擺柱103以能夠在上下以及左右方向上轉(zhuǎn)動(dòng)的方式連結(jié)在該上部旋轉(zhuǎn)體102的前端部分上的前作業(yè)機(jī)104。下部行駛體101為履帶式,在履帶架105的前方側(cè)設(shè)有能夠上下動(dòng)的排土用的刮板106。上部旋轉(zhuǎn)體102具有:成為基礎(chǔ)下部構(gòu)造的旋轉(zhuǎn)臺(tái)107 ;設(shè)在旋轉(zhuǎn)臺(tái)107上的頂篷型的駕駛室108。前作業(yè)機(jī)104具有動(dòng)臂111、斗桿112、鏟斗113,動(dòng)臂111的基端銷結(jié)合于擺柱103,動(dòng)臂111的前端銷結(jié)合于斗桿112的基端,斗桿112的前端銷結(jié)合于伊斗113。上部旋轉(zhuǎn)體102通過(guò)旋轉(zhuǎn)馬達(dá)3a相對(duì)于下部行駛體101被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng),動(dòng)臂111、斗桿112、鏟斗113分別通過(guò)伸縮動(dòng)臂液壓缸3b、斗桿液壓缸3c、鏟斗液壓缸3d而轉(zhuǎn)動(dòng)。下部行駛體101通過(guò)左右的行駛馬達(dá)3f、3g被驅(qū)動(dòng)。刮板106通過(guò)刮板液壓缸3h沿上下被驅(qū)動(dòng)。圖1中省略了鏟斗液壓缸3d、左右的行駛馬達(dá)3f、3g、刮板液壓缸3h及其它們的回路要素的圖示。駕駛室108中設(shè)有駕駛席121、操作桿裝置122、123(圖2中僅圖示右側(cè))及門鎖定桿24。圖5是表示排氣凈化裝置42內(nèi)的PM堆積量和通過(guò)排氣阻力傳感器43所檢測(cè)的排氣阻力(過(guò)濾器的前后差壓)的關(guān)系的圖。圖5中,隨著排氣凈化裝置42內(nèi)的PM堆積量增加,排氣凈化裝置42的排氣阻力上升。圖中,Wb為需要自動(dòng)再生控制的PM堆積量,APb為PM堆積量為Wb時(shí)的排氣阻力。Wa是可以使再生控制結(jié)束的PM堆積量,Λ Pa是PM堆積量為Wa時(shí)的排氣阻力。控制器49的存儲(chǔ)裝置(未圖示)中,APb作為用于開始自動(dòng)再生控制的閾值而被存儲(chǔ),APa作為用于使再生控制結(jié)束的閾值而被存儲(chǔ)。圖6是表示控制器49的處理功能的流程圖。根據(jù)圖6說(shuō)明基于控制器49進(jìn)行的排氣凈化裝置42的再生處理順序。首先,控制器49基于來(lái)自排氣阻力傳感器43的檢測(cè)信號(hào)和來(lái)自強(qiáng)制再生開關(guān)44的指令信號(hào),對(duì)排氣凈化裝置42內(nèi)的排氣阻力ΛΡ和用于開始自動(dòng)再生控制的閾值A(chǔ)Pb進(jìn)行比較,判定是否ΛΡ> APb,且判定強(qiáng)制再生開關(guān)44是否從OFF切換到ON(步驟S100)。在Λ P > Λ Pb的情況下,或在強(qiáng)制再生開關(guān)44為ON的情況下,進(jìn)入接下來(lái)的處理。在并非ΛΡ> Λ Pb、且強(qiáng)制再生開關(guān)44不為ON的情況下,不動(dòng)作,重復(fù)其判定處理。在Λ P > Λ Pb的情況下,或在強(qiáng)制再生開關(guān)44為ON的情況下,控制器49使向電磁切換閥46、48輸出的電信號(hào)為0Ν,將電磁切換閥46、48從圖不的位置切換,開始泵吸收扭矩上升控制(步驟S110)。另外,控制器49進(jìn)行向排氣中供給未燃燃料的處理。該處理中,例如,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)I的電子調(diào)節(jié)器(未圖示)進(jìn)行控制,通過(guò)實(shí)施發(fā)動(dòng)機(jī)主噴射后的膨脹行程中的二次噴射(追加噴射)而進(jìn)行。泵吸收扭矩上升控制是對(duì)主泵2的排出壓和容量進(jìn)行控制并使主泵2的吸收扭矩增加的控制(后述),通過(guò)使主泵2的吸收扭矩增加,主泵2的輸出(馬力)也增加。S卩,泵吸收扭矩上升控制與泵輸出上升控制同義。泵吸收扭矩上升控制開始后,發(fā)動(dòng)機(jī)I的液壓負(fù)載升高,發(fā)動(dòng)機(jī)I的排氣的溫度上升。由此,設(shè)在排氣凈化裝置42中的氧化催化劑活性化。在這樣的狀況下,通過(guò)向排氣中供給未燃燃料,未燃燃料通過(guò)活性化的氧化催化劑而燃燒從而使排氣的溫度上升,通過(guò)該高溫的排氣,對(duì)堆積在過(guò)濾器中的PM進(jìn)行燃燒除去。此外,未燃燃料的供給還可以通過(guò)在排氣管中設(shè)置再生控制用的燃料噴射裝置、并通過(guò)使該燃料噴射裝置動(dòng)作來(lái)進(jìn)行。在泵吸收扭矩上 升控制期間,控制器49基于來(lái)自設(shè)于排氣凈化裝置42的排氣阻力傳感器43的檢測(cè)信號(hào),對(duì)排氣凈化裝置42內(nèi)的排氣阻力ΛΡ和用于結(jié)束自動(dòng)再生控制的閾值A(chǔ)Pa進(jìn)行比較,判定是否成為ΛΡ<八?&(步驟5120),在并非ΛΡ < Λ Pa的情況下,返回步驟S110,繼續(xù)泵吸收扭矩上升控制。在成為ΛΡ< Λ Pa后,控制器49使向電磁切換閥46、48輸出的電信號(hào)為0FF,將電磁切換閥46、48切換到圖示的位置,停止泵吸收扭矩上升控制(步驟S130)。另外,與此同時(shí)地停止未燃燃料的供給。 動(dòng)作 接下來(lái),包括泵吸收扭矩上升控制(泵輸出上升控制)的詳細(xì)情況,對(duì)本實(shí)施方式的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。1.全部操作桿中立且電磁切換閥46、480FF的情況首先,全部的操作桿(操作桿裝置122、123等的操作桿)位于中立,在圖6的步驟SlOO的判定為否定時(shí),電磁切換閥46、48分別位于圖示的位置。在電磁切換閥46位于圖示的位置時(shí),電磁切換閥46將油箱壓作為外部壓力輸出,該油箱壓被導(dǎo)入梭閥45。在全部的操作桿位于中立時(shí),流量及方向控制閥6a、6b、6c…被保持在圖不的中立位置,它們的負(fù)載端口 26a、26b、26c...的壓力也成為油箱壓。因此,通過(guò)梭閥45及梭閥9a、9b、9c…檢測(cè)的最高負(fù)載壓成為油箱壓。另一方面,在電磁切換閥48位于圖不的位置時(shí),電磁切換閥48輸出差壓減壓閥11的輸出壓(主泵2的排出壓和最高負(fù)載壓的差壓的絕對(duì)壓),該輸出壓被導(dǎo)入LS控制閥17b的受壓部17e。因此,被導(dǎo)入LS控制閥17b的受壓部17e的壓力成為差壓減壓閥11的輸出壓。因此,此時(shí)的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)作與以往的系統(tǒng)相同,主泵2的傾轉(zhuǎn)角(容量)變成最小,排出流量也變得最少。另外,主泵2的排出壓受到卸荷閥15控制,主泵2的排出壓成為與卸荷閥15的設(shè)定壓大致相等的最小壓力。其結(jié)果為,主泵2的吸收扭矩也成為最小。此時(shí)的各部分的動(dòng)作的詳細(xì)如下。通過(guò)梭閥45及梭閥9a、9b、9c…所檢測(cè)的最高負(fù)載壓為油箱壓,差壓減壓閥11將主泵2的排出壓(供給油路5的壓力)和油箱壓的差作為絕對(duì)壓力輸出,并向泵控制裝置17的LS切換閥17b導(dǎo)入發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)閥13的輸出壓和差壓減壓閥11的輸出壓。主泵2的排出壓(供給油路5的壓力)上升,在變得比發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)閥13的輸出壓大后,LS切換閥17b被切換到圖示右側(cè)的位置,被導(dǎo)入主泵2的傾轉(zhuǎn)角控制活塞17c的壓力上升,以主泵2的傾轉(zhuǎn)角變小的方式進(jìn)行控制。但是,主泵2中由于設(shè)有規(guī)定其最小傾轉(zhuǎn)角的止擋件,所以,主泵2被保持在由止擋件所規(guī)定的最小傾轉(zhuǎn)角,排出最少流量。另一方面,在供給油路5中設(shè)有卸荷閥15,在卸荷閥15的受壓部15c導(dǎo)入油箱壓(最高負(fù)載壓),對(duì)于卸荷閥15,在供給油路5的壓力變得比在油箱壓(最高負(fù)載壓)上加上彈簧15a的設(shè)定壓Pun后的壓力高后成為開狀態(tài),并使供給油路5的壓力油返回油箱T,限制供給油路5的壓力的上升。圖7是表示假定油箱壓為OMPa的情況下的卸荷閥15的動(dòng)作特性的圖。圖中,通過(guò)虛線表示在油箱壓導(dǎo)入卸荷閥15的受壓部15c的情況下的供給油路5的通過(guò)流量(主泵2的排出流量)和壓力(主泵2的排出壓)的關(guān)系。供給油路5的壓力,如圖7中A點(diǎn)所示,以成為在作為最高負(fù)載壓所檢測(cè)的油箱壓(OMPa)上加上卸荷閥15的設(shè)定壓(啟開壓)Pun和卸荷閥15的過(guò)載特性的壓力后的壓力Pra的方式被控制。作為一例,使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)閥13作為負(fù)載感應(yīng)目標(biāo)差壓輸出的絕對(duì)壓Pgr為
2.0MPa,使卸荷閥15的設(shè)定壓(啟開壓)Pun為與差壓減壓閥13b輸出的絕對(duì)壓Pgr (負(fù)載感應(yīng)目標(biāo)差壓)相等的2.0MPa0卸荷閥15的過(guò)載特性根據(jù)主泵2的排出流量發(fā)生變化。此時(shí),主泵2的排出流量為最少流量Qra(Qmin),所以,卸荷閥15的過(guò)載特性的壓力很小。其結(jié)果,供給油路5的壓力(主泵2的排出壓)Pra成為比2.0MPa稍高的壓力。該壓力為圖2及圖3中由A點(diǎn)所示的壓力,相當(dāng)于最小壓力Pmin。另外,此時(shí)的主泵2的吸收扭矩為最小扭矩Tmin。2.全部操作桿中立且電磁切換閥46、480N的情況在全部的操作桿(操作桿裝置122、123等的操作桿)位于中立時(shí),需要進(jìn)行排氣凈化裝置42的再生,在圖6的步驟SlOO的判定為肯定的情況下,電磁切換閥46、48分別通過(guò)ON的電信號(hào)從圖示的位置被切換。
在先導(dǎo)壓供給油路31的油路部分(先導(dǎo)油路)31b中設(shè)有先導(dǎo)溢流閥32,將先導(dǎo)壓油路31b的壓力保持在某恒定的壓力(例如3.9MPa)。另外,先導(dǎo)壓供給油路31中設(shè)有將與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速成比例的壓力作為絕對(duì)壓Pgr輸出的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)閥13。位于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)閥13的上游側(cè)的先導(dǎo)泵30的排出壓(先導(dǎo)油路31a的壓力)被保持為在由先導(dǎo)溢流閥32的調(diào)定壓Pio所決定的先導(dǎo)油路31b的壓力(例如3.9MPa)上加上發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)閥13輸出的絕對(duì)壓Pgr (例如2.0MPa)后的壓力(例如3.9MPa+2.0MPa = 5.9MPa)。
在電磁切換閥46從圖示的位置被切換后,電磁切換閥46輸出先導(dǎo)泵30的排出壓,向梭閥45導(dǎo)入該壓力。因此,通過(guò)梭閥45及梭閥9a、9b、9c…檢測(cè)的最高負(fù)載壓選擇多個(gè)執(zhí)行器3a、3b、3c…的最高負(fù)載壓和先導(dǎo)泵30的排出壓中較高一方的壓力。此時(shí),全部的操作桿裝置位于中立,由于流量及方向控制閥6a、6b、6c…的負(fù)載端口 26a、26b、26c…的壓力為油箱壓,所以,作為最高負(fù)載壓,檢測(cè)先導(dǎo)泵30的排出壓,該壓力作為假設(shè)負(fù)載壓被導(dǎo)入卸荷閥15的受壓部15c。圖7的實(shí)線表示假設(shè)負(fù)載壓被導(dǎo)入卸荷閥15的受壓部15c的情況下的供給油路5的通過(guò)流量(主泵2的排出流量)和壓力(主泵2的排出壓)的關(guān)系。供給油路5的壓力如圖7中B點(diǎn)所示,以成為在假設(shè)負(fù)載壓(先導(dǎo)泵30的排出壓)上加上卸荷閥15的設(shè)定壓(啟開壓)Pun和卸荷閥15的過(guò)載特性的壓力后的壓力Prb的方式受到控制。作為一例,使先導(dǎo)溢流閥32的調(diào)定壓Pio成為3.9MPa。另外,如前所述,使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)閥13作為負(fù)載感應(yīng)目標(biāo)差壓輸出的絕對(duì)壓Pgr為2.0MPa,使卸荷閥15的設(shè)定壓(啟開壓)Pun成為與絕對(duì)壓(負(fù)載感應(yīng)目標(biāo)差壓)Pgr相等的2.0MPa。另外,使此時(shí)的卸荷閥15的過(guò)載特性的壓力為約2.0MPa左右。該情況下,供給油路5的壓力(主泵2的排出壓)Prb到達(dá)約I OMPa。另一方面,在電磁切換閥48從圖示的位置被切換后,向掌管主泵2的負(fù)載感應(yīng)控制的LS控制閥17b的受壓部17e導(dǎo)入油箱壓,LS控制閥17b被切換到圖示左側(cè)的位置。由此,負(fù)載感應(yīng)控制變得無(wú)效,且LS控制傾轉(zhuǎn)活塞17c的壓力油經(jīng)由LS控制閥17b返回油箱T,主泵2的傾轉(zhuǎn)(容量)通過(guò)彈簧力而增加,主泵2的排出流量增加。這里,通常,在為液壓挖掘機(jī)等的工程機(jī)械的情況下,基于扭矩控制傾轉(zhuǎn)活塞17a的主泵2的Pq (壓力-泵容量)特性中的拐點(diǎn)的壓力PO通常被設(shè)定在IOMPa左右。結(jié)果為,將電磁切換閥46和電磁切換閥48從圖示位置切換時(shí)的主泵2的排出壓(圖2、圖3、圖7中Prb)成為主泵2的Pq特性的拐點(diǎn)附近的壓力,如圖2的B點(diǎn)所示,主泵2的容量成為由基于扭矩控制傾轉(zhuǎn)活塞17a的吸收扭矩恒定控制所決定的值qb,主泵2的排出流量成為圖7的B點(diǎn)的值Qrb。另外,此 時(shí)的主泵2的吸收扭矩如圖3中B點(diǎn)所示那樣成為最大扭矩Tmax0這樣,通過(guò)切換電磁切換閥46和電磁切換閥48,主泵2的吸收扭矩上升至吸收扭矩恒定控制的最大扭矩Tmax,且能夠以利用基于扭矩控制傾轉(zhuǎn)活塞17a的吸收扭矩恒定控制的最大扭矩Tmax進(jìn)行泵吸收扭矩上升控制。這樣在主泵2的吸收扭矩上升后,與其相應(yīng)地發(fā)動(dòng)機(jī)I的負(fù)載升高,排氣溫度上升。由此,設(shè)在排氣凈化裝置42中的氧化催化劑活性化,所以,如前所述,通過(guò)向排氣中供給未燃燃料,未燃燃料通過(guò)活性化的氧化催化劑而燃燒并使排氣的溫度上升,通過(guò)該高溫的排氣,堆積在過(guò)濾器中的PM被燃燒除去。該泵吸收扭矩上升控制一直繼續(xù)到通過(guò)設(shè)在排氣凈化裝置42中的排氣阻力傳感器43檢測(cè)的排氣凈化裝置42內(nèi)的排氣阻力ΛΡ變得比閾值A(chǔ)Pa小。3.電磁切換閥46、480N時(shí)對(duì)操作桿進(jìn)行操作的情況下面,對(duì)上述2的電磁切換閥46、48為ON的狀態(tài)的再生中對(duì)操作桿進(jìn)行操作的情況進(jìn)行說(shuō)明。在對(duì)任意的執(zhí)行器,例如動(dòng)臂用的操作桿進(jìn)行操作的情況下,流量及方向控制閥6b被切換,向動(dòng)臂液壓缸3b供給壓力油,動(dòng)臂液壓缸3b被驅(qū)動(dòng)。此時(shí),流量及方向控制閥6b的負(fù)載端口 26b成為動(dòng)臂液壓缸3b的負(fù)載壓。另外,由于電磁切換閥46、48從圖示的位置被切換,所以,通過(guò)梭閥45及梭閥9a、9b、9c…檢測(cè)的最高負(fù)載壓成為動(dòng)臂液壓缸3b的負(fù)載壓和先導(dǎo)泵30的排出壓中較高一方的壓力。
首先,對(duì)動(dòng)臂液壓缸3b的負(fù)載壓比先導(dǎo)泵30的排出壓低的情況進(jìn)行說(shuō)明。在動(dòng)臂液壓缸3b的負(fù)載壓比先導(dǎo)泵30的排出壓低的情況下,與全部的操作桿為中立的上述2的情況下相同,作為最高負(fù)載壓,先導(dǎo)泵30的排出壓作為假設(shè)負(fù)載壓而被檢測(cè),該假設(shè)負(fù)載壓被導(dǎo)入卸荷閥15的受壓部15c。此時(shí),主泵2的排出壓通過(guò)卸荷閥15的作用,被保持在與進(jìn)行執(zhí)行器操作前相同的值。另外,由于電磁切換閥48從圖示的位置被切換,所以,與上述2的情況下相同地,向掌管主泵2的負(fù)載感應(yīng)控制的LS控制閥17b的受壓部17e導(dǎo)入油箱壓,負(fù)載感應(yīng)控制變得無(wú)效,且主泵2的容量增加,主泵2的排出流量增力口。因此,主泵2的排出壓(供給油路5的壓力)和排出流量(供給油路5的通過(guò)流量)與進(jìn)行執(zhí)行器操作前同樣地,如圖2及圖7中B點(diǎn)所示那樣受到控制,能夠進(jìn)行利用與進(jìn)行執(zhí)行器操作前同樣的吸收扭矩恒定控制的泵吸收扭矩上升控制。另外,負(fù)載感應(yīng)控制變?yōu)闊o(wú)效,主泵2的排出流量增加,所以,向動(dòng)臂液壓缸3b供給需要的流量,能夠不受到泵吸收扭矩上升控制的影響地進(jìn)行執(zhí)行器操作。而且,在流量及方向控制閥6b中流通的流量由流量及方向控制閥6b的入口節(jié)流的開口面積和入口節(jié)流的前后差壓決定,入口節(jié)流的前后差壓通過(guò)壓力補(bǔ)償閥7b以成為與差壓減壓閥11的輸出壓相等的方式受到控制,所以,在流量及方向控制閥6b中流通的流量(因此為動(dòng)臂液壓缸3b的驅(qū)動(dòng)速度)根據(jù)操作桿的操作量受到控制。下面,對(duì)動(dòng)臂液壓缸3b的負(fù)載壓比先導(dǎo)泵30的排出壓高的情況進(jìn)行說(shuō)明。在動(dòng)臂液壓缸3b的負(fù)載壓比先導(dǎo)泵30的排出壓高的情況下,作為最高負(fù)載壓檢測(cè)出動(dòng)臂液壓缸3b的負(fù)載壓PL,該負(fù)載壓PL被導(dǎo)入卸荷閥15的受壓部15c。因此,供給油路5的壓力(主泵2的排出壓)如圖7中C點(diǎn)所示,以成為在動(dòng)臂液壓缸3b的負(fù)載壓PL上加上卸荷閥15的設(shè)定壓(啟開壓)Pun和卸荷閥15的過(guò)載特性的壓力后的壓力Prc的方式受到控制,變得比全部操作桿為中立時(shí)的壓力Prb高。另一方面,由于電磁切換閥48從圖示的位置被切換,所以,與上述2的情況相同,在掌管主泵2的負(fù)載感應(yīng)控制的LS控制閥17b的受壓部17e中導(dǎo)入油箱壓,負(fù)載感應(yīng)控制變得無(wú)效,且主泵2的容量增加。其結(jié)果,主泵2的吸收扭矩通過(guò)扭矩控制傾轉(zhuǎn)活塞17a (扭矩控制部)的吸收扭矩恒定控制以不超過(guò)最大扭矩Tmax的方式受到控制,如圖2的C點(diǎn)所示,主泵2的容量成為通過(guò)基于扭矩控制傾轉(zhuǎn)活塞17a的吸收扭矩恒定控制而決定的值qc,主泵2的排出流量成為圖7的C點(diǎn)所示的Qrc。因此,能夠不受執(zhí)行器操作的影響地進(jìn)行與進(jìn)行執(zhí)行器操作之前同樣的泵吸收扭矩上升控制。另一方面,主泵2的排出壓根據(jù)負(fù)載壓上升,所以,能夠不受泵吸收扭矩上升控制的影響地進(jìn)行執(zhí)行器操作。而且,在流量及方向控制閥6b中流通的流量由流量及方向控制閥6b的入口節(jié)流的開口面積和入口節(jié)流的前后差壓決定,由于入口節(jié)流的前后差壓通過(guò)壓力補(bǔ)償閥7b以與差壓減壓閥11的輸出壓相等的方式受到控制,所以,在流量 方向控制閥6b中流通的流量(因此為動(dòng)臂液壓缸3b的驅(qū)動(dòng)速度)根據(jù)操作桿的操作量而受到控制。單獨(dú)對(duì)動(dòng)臂以外的操作桿進(jìn)行操作的情況下的動(dòng)作也相同。下面,對(duì)操作兩個(gè)以上的執(zhí)行器的操作桿的情況進(jìn)行說(shuō)明。在對(duì)兩個(gè)以上的執(zhí)行器的操作桿,例如動(dòng)臂用的操作桿和斗桿用的操作桿進(jìn)行操作的情況下,流量及方向控制閥6b、6c被切換,向動(dòng)臂液壓缸3b及斗桿液壓缸3c供給壓力油,動(dòng)臂液壓缸3b及斗桿液壓缸3c被驅(qū)動(dòng)。另外,由于電磁切換閥46從圖示的位置被切換,所以,通過(guò)梭閥45及梭閥9a、9b、9c…被檢測(cè)的最高負(fù)載壓成為動(dòng)臂液壓缸3b及斗桿液壓缸3c的負(fù)載壓和先導(dǎo)泵30的排出壓中較高一方的壓力。這里,在動(dòng)臂液壓缸3b及斗桿液壓缸3c的負(fù)載壓比先導(dǎo)泵30的排出壓低的情況下,作為最高負(fù)載壓,先導(dǎo)泵30的排出壓作為假設(shè)負(fù)載壓而被檢測(cè),所以,此時(shí)的主泵2的排出壓(供給油路5的壓力)、容量和排出流量(供給油路5的通過(guò)流量)的控制與在上述的執(zhí)行器的單獨(dú)操作中執(zhí)行器的負(fù)載壓比假設(shè)負(fù)載壓低的情況下相同。另外,在動(dòng)臂液壓缸3b及斗桿液壓缸3c的負(fù)載壓比先導(dǎo)泵30的排出壓高的情況下,作為最高負(fù)載壓檢測(cè)出動(dòng)臂液壓缸3b和斗桿液壓缸3c的負(fù)載壓中的較高的一方的負(fù)載壓PLH,該負(fù)載壓PLH被導(dǎo)入卸荷閥15的受壓部15c。此時(shí)的主泵2的排出壓(供給油路5的壓力)、容量和排出流量(供給油路5的通過(guò)流量)的控制與在上述的執(zhí)行器的單獨(dú)操作中執(zhí)行器的負(fù)載壓比假設(shè)負(fù)載壓高的情況下相同,主泵2的排出壓、容量和排出流量根據(jù)此時(shí)的負(fù)載壓PLH的大小,例如圖2及圖7中D點(diǎn)所示那樣受到控制,主泵2的吸收扭矩如圖3中D點(diǎn)所示以成為大致最大扭矩Tmax的方式受到控制。另外,在流量及方向控制閥6b、6c中流通的流量由流量及方向控制閥6b、6c的入口節(jié)流的開口面積和入口節(jié)流的前后差壓決定,入口節(jié)流的前后差壓通過(guò)壓力補(bǔ)償閥7b、7c以成為與差壓減壓閥11的輸出壓相等的方式受到控制。由此,無(wú)論動(dòng)臂液壓缸3b和斗桿液壓缸3c的負(fù)載壓的大小,能夠以與流量及方向控制閥6b、6c的入口節(jié)流部的開口面積相應(yīng)的比率將壓力油向動(dòng)臂液壓缸3b和斗桿液壓缸3c供給。而且,此時(shí),即使主泵2的排出流量成為不滿足流量及方向控制閥6b、6c所要求的流量的飽和狀態(tài),由于根據(jù)飽和的程度,差壓減壓閥11的輸出壓(主泵2的排出壓和執(zhí)行器3a、3b、3c…的最高負(fù)載壓的差壓)降低,與之相伴地壓力補(bǔ)償閥7a、7b、7c…的目標(biāo)補(bǔ)償差壓也減小,所以,能夠以流量及方向控制閥6b、6c所要求的流量的比對(duì)主泵2的排出流量進(jìn)行再分配。對(duì)動(dòng)臂和斗桿以外的多個(gè)操作桿同時(shí)進(jìn)行操作的情況下的動(dòng)作也同樣。如以上那樣,在排氣凈化裝置42的再生中無(wú)論怎樣對(duì)執(zhí)行器進(jìn)行操作的情況下,都與沒有執(zhí)行器操作的情況下相同,能夠進(jìn)行利用吸收扭矩恒定控制的泵吸收扭矩上升控制,使發(fā)動(dòng)機(jī)I的負(fù)載增加從而能夠使排氣溫度上升。 效果 通過(guò)以上那樣構(gòu)成的本實(shí)施方式,能夠得到如下的效果。1.在排氣凈 化裝置42的過(guò)濾器的PM堆積量增加、且成為排氣凈化裝置42需要進(jìn)行再生的狀態(tài)后,控制器49對(duì)電磁切換閥46、48進(jìn)行切換,電磁切換閥46將先導(dǎo)泵30的排出壓(規(guī)定壓力)作為假設(shè)負(fù)載壓輸出,電磁切換閥48使負(fù)載感應(yīng)控制無(wú)效。由此,如前述那樣,即使在全部的操作桿中立、沒有執(zhí)行器操作的情況下,主泵2的吸收扭矩也會(huì)上升直到基于扭矩控制傾轉(zhuǎn)活塞17a的吸收扭矩恒定控制的最大扭矩Tmax。即,能夠進(jìn)行利用吸收扭矩恒定控制的泵吸收扭矩上升控制(泵輸出上升控制)。這樣,在主泵2的吸收扭矩上升后,發(fā)動(dòng)機(jī)I的負(fù)載升高,排氣溫度上升,能夠高效地燃燒除去排氣凈化裝置42內(nèi)的過(guò)濾器堆積物。2.在泵吸收扭矩上升控制中進(jìn)行低負(fù)載/大流量的執(zhí)行器操作(例如基于斗桿液壓缸3c的斗桿鏟裝操作等),即使從主泵2排出的壓力油流入執(zhí)行器,由于使負(fù)載感應(yīng)控制無(wú)效,所以,泵控制裝置17在扭矩控制傾轉(zhuǎn)活塞17a(扭矩控制部)的吸收扭矩恒定控制的最大扭矩的范圍內(nèi)以使主泵2的容量增大的方式持續(xù)進(jìn)行控制。其結(jié)果,向執(zhí)行器供給必要的流量,能夠不受泵吸收扭矩上升控制的影響地進(jìn)行執(zhí)行器操作。另外,即使在執(zhí)行器的負(fù)載壓比假設(shè)負(fù)載壓(規(guī)定壓力)低的情況下,作為最高負(fù)載壓選擇假設(shè)負(fù)載壓,主泵2的排出壓通過(guò)卸荷閥15的作用,被保持在與進(jìn)行執(zhí)行器操作前相同的值。因此,不會(huì)受到執(zhí)行器操作的影響而導(dǎo)致主泵2的排出壓降低,能夠進(jìn)行與執(zhí)行器操作進(jìn)行前相同的泵吸收扭矩上升控制。另外,在泵吸收扭矩上升控制中,在進(jìn)行高負(fù)載/小流量的執(zhí)行器操作(例如基于伊斗液壓缸3d進(jìn)行的纟產(chǎn)斗卸載操作等)的情況下,通過(guò)由梭閥9a、9b、9c…構(gòu)成的最高負(fù)載壓檢測(cè)回路將其執(zhí)行器的負(fù)載壓作為最高負(fù)載壓進(jìn)行選擇,主泵2的排出壓通過(guò)卸荷閥15的作用,根據(jù)執(zhí)行器的負(fù)載壓而上升。此時(shí),主泵2的吸收扭矩通過(guò)扭矩控制傾轉(zhuǎn)活塞17a(扭矩控制部)的吸收扭矩恒定控制以不超過(guò)最大扭矩Tmax的方式受到控制。由此,能夠不受執(zhí)行器操作的影響地進(jìn)行與執(zhí)行器操作進(jìn)行前同樣的泵吸收扭矩上升控制。另一方面,主泵2的排出壓由于根據(jù)負(fù)載壓而上升,所以,能夠不受泵吸收扭矩上升控制的影響地進(jìn)行執(zhí)行器操作。如以上那樣,即使同時(shí) 進(jìn)行執(zhí)行器操作和泵吸收扭矩上升控制(泵輸出上升控制)也不會(huì)相互影響,能夠防止損害執(zhí)行器的操作性、防止在泵吸收扭矩上升控制中產(chǎn)生不良情況。3.由于電磁切換閥46和電磁切換閥48是比較廉價(jià)的切換閥,所以,能夠簡(jiǎn)便地以低成本實(shí)現(xiàn)上述效果。4.電磁切換閥46由于構(gòu)成為對(duì)先導(dǎo)壓供給油路31的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)閥13的上游側(cè)油路部分即先導(dǎo)泵30的排出壓(先導(dǎo)油路31a的壓力)和油箱壓進(jìn)行切換,并輸出其中一方的壓力,且將該輸出壓作為外部壓力導(dǎo)入梭閥45,所以,能夠利用既存的壓力作為用于泵吸收扭矩上升控制的假設(shè)負(fù)載壓(規(guī)定壓力),能夠使系統(tǒng)構(gòu)成更廉價(jià)。5.在將差壓減壓閥11的輸出壓導(dǎo)入泵控制裝置17的LS控制閥17b的受壓部17e的油路12b中夾裝有電磁切換閥48,對(duì)差壓減壓閥11的輸出壓和油箱壓進(jìn)行切換并導(dǎo)入LS控制閥17b的受壓部17e,因此,能夠使負(fù)載感應(yīng)控制可靠地停止,僅進(jìn)行扭矩控制。另夕卜,能夠通過(guò)簡(jiǎn)單的構(gòu)成,對(duì)負(fù)載感應(yīng)控制的有效、無(wú)效進(jìn)行切換。〈第二實(shí)施方式〉利用圖8說(shuō)明本發(fā)明的第二實(shí)施方式。圖8是表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)成的圖。本實(shí)施方式表示對(duì)負(fù)載感應(yīng)控制的有效/無(wú)效進(jìn)行切換的第二切換閥的其他的例子。
圖8中,液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有電磁切換閥51,其配置在將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)閥13的差壓減壓閥13b的輸出壓Pgr導(dǎo)入LS控制閥17b的受壓部17d的油路40中,對(duì)差壓減壓閥13b的輸出壓和先導(dǎo)油路31b的壓力進(jìn)行切換,將一方的壓力導(dǎo)入LS控制閥17b的受壓部17d。在圖1的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中,不具有位于油路12b的電磁切換閥48。如前所述,差壓減壓閥13b的輸出壓Pgr例如為2.0MPa左右,先導(dǎo)油路31b的壓力例如為3.9MPa左右??刂破?9,在圖6所示的步驟SllO中,在ΛΡ > Λ Pb的情況下,或在強(qiáng)制再生開關(guān)44為ON的情況下,使向電磁切換閥46和電磁切換閥51輸出的電信號(hào)為0Ν,將電磁切換閥46、51從圖示的位置開始切換。另外,在圖6所示的步驟S130中,成為ΛΡ< APa后,使向電磁切換閥46和電磁切換閥51輸出的電信號(hào)為0FF,將電磁切換閥46、51切換到圖示的位置。電磁切換閥51在來(lái)自控制器49的電信號(hào)為OFF時(shí)位于圖示的位置,將差壓減壓閥13b的輸出壓Pgr作為負(fù)載感應(yīng)控制的目標(biāo)差壓輸出至LS控制閥17b的受壓部17d。當(dāng)來(lái)自控制器49的電信號(hào)被切換成ON后,電磁切換閥51從圖不的位置被切換,將先導(dǎo)油路31b的壓力向LS控制閥17b的受壓部17d輸出。如前所述,先導(dǎo)油路31b的壓力為比差壓減壓閥13b的輸出壓Pgr (2.0MPa)高的3.9MPa左右,該壓力是比導(dǎo)入LS控制閥17b的受壓部17e的減壓閥11的輸出壓(主泵2的排出壓和最高負(fù)載壓的差壓)高的壓力。其結(jié)果,以如下方式進(jìn)行控制,即LS控制閥17b被向圖示左側(cè)的位置切換,負(fù)載感應(yīng)控制變成無(wú)效,且LS控制傾轉(zhuǎn)活塞17c與油箱T連通,主泵2的傾轉(zhuǎn)(容量)增加。但是,在將電磁切換閥46、51從圖示的位置切換時(shí),與第一實(shí)施方式同樣地,主泵2的排出壓(供給油路5的壓力)、容量和排出流量(供給油路5的通過(guò)流量)以圖2及圖7中B點(diǎn)、C點(diǎn)、D點(diǎn)所示那樣受到控制,主泵2的吸收扭矩以圖3中B點(diǎn)、C點(diǎn)、D點(diǎn)所示那樣以成為大致最大扭矩Tmax的方式受到控制。由此,在本實(shí)施方式中,與第一實(shí)施方式同樣地能夠進(jìn)行泵吸收扭矩上升控制,能夠得到與第一實(shí)施方式同樣的效果?!吹谌龑?shí)施方式〉利用圖9說(shuō)明本發(fā)明的第三實(shí)施方式。圖9是表示本發(fā)明的第三實(shí)施方式的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)成的圖。在第一及第二實(shí)施方式中,在電磁切換閥46從圖示的位置被切換時(shí),利用先導(dǎo)泵30的排出壓作為規(guī)定壓力,所述規(guī)定壓力作為假設(shè)負(fù)載壓而輸出。本實(shí)施方式是表示規(guī)定壓力發(fā)生源的其他的例子的實(shí)施方式。圖9中,液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有增壓器52,該增壓器52使通過(guò)先導(dǎo)溢流閥32生成的先導(dǎo)油路31b的壓力(通常,如前所述為3.9MPa左右)增壓至規(guī)定壓力,增壓機(jī)52的輸出壓Pioh作為一個(gè)電磁切換閥46的輸入,代替圖1的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的先導(dǎo)泵30的排出壓(先導(dǎo)油路31a的壓力)而被導(dǎo)入。增壓器52所輸出的規(guī)定壓力以如下方式被設(shè)定,即在該壓力上加上卸荷閥15的設(shè)定壓(啟開壓)Pun和卸荷閥15的過(guò)載特性的壓力后的壓力與基于扭矩控制傾轉(zhuǎn)活塞17a的主泵2的Pq (壓力-泵容量)特性中的從最大容量恒定特性TpO向最大吸收扭矩恒定特性Tpl、Tp2的過(guò)渡點(diǎn)附近的壓力相等或?yàn)楸绕涓叩闹担趫D示的例中,增壓器52所輸出的規(guī)定壓力與先導(dǎo)泵30的排出壓同為例如5.9MPa。
控制器49,在圖6所示的步驟SllO中,在成為ΛΡ> Λ Pb的情況下,或在強(qiáng)制再生開關(guān)44為ON的情況下,使向電磁切換閥46、48輸出的電信號(hào)為0Ν,將電磁切換閥46、48從圖示的位置切換。另外,在圖6所示的步驟S130中,成為ΛΡ < APa后,使向電磁切換閥46、48輸出的電信號(hào)為0FF,將電磁切換閥46、48切換到圖示的位置。電磁切換閥46,在位于圖示的位置時(shí),將油箱壓作為假設(shè)負(fù)載壓向梭閥45輸出,在從圖示的位置切換后,將增壓器52的輸出壓Pioh作為假設(shè)負(fù)載壓向梭閥45輸出。在這樣構(gòu)成的本實(shí)施方式中,能夠與第一實(shí)施方式同樣地進(jìn)行泵吸收扭矩上升控制,能夠得到與第一實(shí)施方式同樣的效果。另外,本實(shí)施方式中,作為全部操作桿中立時(shí)的假設(shè)負(fù)載壓,能夠利用由先導(dǎo)溢流閥32生成那樣的比較低的低壓,本發(fā)明還能夠適用于不具有發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)閥13的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)?!雌渌膶?shí)施方式〉此外,上述實(shí)施方式中,將主泵2的排出壓和最高負(fù)載壓的差壓通過(guò)差壓減壓閥11的輸出壓而作為絕對(duì)壓輸出、并導(dǎo)入壓力補(bǔ)償閥7b、7c…的受壓部21b、21c…及切換閥17b的受壓部17e,還可以構(gòu)成為分別代替受壓部21b、21c…及受壓部17e而在壓力補(bǔ)償閥7b、7c…及切換閥17b上設(shè)置相對(duì)的受壓部,將液壓泵2的排出壓和最高負(fù)載壓分別導(dǎo)入這些受壓部。另外,在上述實(shí)施方式中,使旋轉(zhuǎn)馬達(dá)3a的壓力補(bǔ)償閥7a具有負(fù)載依存特性,但在旋轉(zhuǎn)馬達(dá)3a的負(fù)載壓臨時(shí)升高時(shí),且在還可以不使向旋轉(zhuǎn)馬達(dá)3a的供給流量減少的情況下,或在通過(guò)其他的機(jī)構(gòu)使其具有相同的功能的情況下,壓力補(bǔ)償閥7a還可以是不具有負(fù)載依存特性的通常的壓力補(bǔ)償閥。而且,上述實(shí)施方 式中,在主泵2中設(shè)置止擋件,以主泵2的最少排出流量比與流量及方向控制閥6a的最大開口面積對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)馬達(dá)3a的最大流量大的方式對(duì)主泵2的最小傾轉(zhuǎn)進(jìn)行限制,但在能夠通過(guò)其他的機(jī)構(gòu)消除因液壓泵的負(fù)載感應(yīng)控制和壓力補(bǔ)償閥的控制的干涉導(dǎo)致的系統(tǒng)的不穩(wěn)定性的情況下,還可以將主泵2的最少排出流量設(shè)定為比旋轉(zhuǎn)馬達(dá)3a的最大要求流量小的通常的值?!雌渌膶?shí)施方式〉以上的實(shí)施方式能夠在本發(fā)明的技術(shù)思想的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變更。例如,在上述實(shí)施方式中,將差壓減壓閥11的輸出壓(主泵2的排出壓和最高負(fù)載壓的差壓的絕對(duì)壓)導(dǎo)入壓力補(bǔ)償閥7a、7b、7c…和LS控制閥17b,但還可以將主泵2的排出壓和最高負(fù)載壓分別導(dǎo)入壓力補(bǔ)償閥7a、7b、7c…和LS控制閥17b。該情況下,只要在將主泵2的排出壓導(dǎo)向LS控制閥17b的油路中配置電磁切換閥48,就能夠與第一實(shí)施方式的電磁切換閥48同樣地,通過(guò)切換電磁切換閥48,對(duì)負(fù)載感應(yīng)控制的有效、無(wú)效進(jìn)行切換。另外,上述實(shí)施方式中,對(duì)工程機(jī)械為液壓挖掘機(jī)的情況進(jìn)行了說(shuō)明,但對(duì)于液壓挖掘機(jī)以外工程機(jī)械(例如液壓起重機(jī)、輪式挖掘機(jī)等),只要是具有柴油發(fā)動(dòng)機(jī)和排氣凈化裝置、且搭載進(jìn)行負(fù)載感應(yīng)控制和扭矩控制的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的工程機(jī)械,就能夠與上述實(shí)施方式同樣地適用本發(fā)明,并得到相同的效果。附圖標(biāo)記的說(shuō)明I發(fā)動(dòng)機(jī)
2液壓泵(主泵)3a、3b、3c …執(zhí)行器4控制閥5供給油路6a、6b、6c…流量及方向控制閥7a、7b、7c…壓力補(bǔ)償閥8a、8b、8c …油路9a、9b、9c...梭閥(最高負(fù)載壓檢測(cè)回路)11差壓減壓閥12a、12b 油路13發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)閥13a可變節(jié)流閥
13b差壓減壓閥14主溢流閥15 卸荷閥15a 彈簧17泵控制裝置17a扭矩控制傾轉(zhuǎn)活塞(扭矩控制部)17b LS控制閥(負(fù)載感應(yīng)控制部)17c LS控制傾轉(zhuǎn)活塞(負(fù)載感應(yīng)控制部)17d、17e 受壓部21a、21b、21c …受壓部22a、23a、22b、23b、22c、23c...受壓部24門鎖定桿26a、26b、26c...負(fù)載端口(最高負(fù)載壓檢測(cè)回路)30先導(dǎo)泵31先導(dǎo)壓供給油路31a 31c先導(dǎo)油路32先導(dǎo)溢流閥33、34 油路40 油路41排氣管路42排氣凈化裝置43排氣阻力傳感器44強(qiáng)制再生開關(guān)45 梭閥46電磁切換閥(第一切換閥)48電磁切換閥(第二切換閥)49控制器(控制裝置)
51電磁切換閥(第二切換閥)52增壓器100門鎖定閥101下部行駛體102上部旋轉(zhuǎn)體103 擺柱104前作業(yè)機(jī)105履帶架106 刮板107旋轉(zhuǎn)體108 駕駛室111 動(dòng)臂112 斗桿113 鏟斗122、123操作桿裝置
權(quán)利要求
1.一種工程機(jī)械的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),具有: 發(fā)動(dòng)機(jī)⑴; 通過(guò)該發(fā)動(dòng)機(jī)(I)驅(qū)動(dòng)的可變?nèi)萘啃偷囊簤罕?2); 通過(guò)從該液壓泵(2)排出的壓力油被驅(qū)動(dòng)的多個(gè)執(zhí)行器(3a、3b、3c...); 對(duì)從所述液壓泵(2)向多個(gè)執(zhí)行器(3a、3b、3c...)供給的壓力油的流量進(jìn)行控制的多個(gè)流量及方向控制閥(6a、6b、6c…); 檢測(cè)多個(gè)所述執(zhí)行器(3a、3b、3c...)的最高負(fù)載壓的最高負(fù)載壓檢測(cè)回路(9a、9b、9c...); 泵控制裝置(17),具有:扭矩控制部(17a),其隨著所述液壓泵(2)的排出壓升高而減少所述液壓泵(2)的容量,并進(jìn)行吸收扭矩恒定控制,該吸收扭矩恒定控制以所述液壓泵(2)的吸收扭矩不超過(guò)預(yù)先設(shè)定的最大扭矩的方式進(jìn)行控制;及負(fù)載感應(yīng)控制部(17b、17c),其以所述液壓泵(2)的排出壓比多個(gè)所述執(zhí)行器(3a、3b、3c...)的最高負(fù)載壓僅高出目標(biāo)差壓的方式進(jìn)行控制; 卸荷閥(15),設(shè)在將所述液壓泵(2)連接在多個(gè)所述流量及方向控制閥(6a、6b、6c...)上的管路中,在所述液壓泵(2)的排出壓比在所述最高負(fù)載壓上加上設(shè)定壓后的壓力高時(shí)成為開狀態(tài),并使所述液壓泵(2)的排出油返回油箱,對(duì)所述液壓泵(2)的排出壓的上升進(jìn)行限制,其特征在于,具有: 對(duì)規(guī)定壓力和油箱壓的某一方進(jìn)行切換并輸出,將其輸出壓作為假設(shè)負(fù)載壓向所述最高負(fù)載壓檢測(cè)回路(9a、9b、9c...)導(dǎo)入的第一切換閥(46);` 對(duì)基于所述泵控制裝置(17)的所述負(fù)載感應(yīng)控制部(17b、17c)的負(fù)載感應(yīng)控制的有效、無(wú)效進(jìn)行切換的第二切換閥(48); 對(duì)所述發(fā)動(dòng)機(jī)(I)的排氣進(jìn)行凈化的排氣凈化裝置(42); 控制裝置(49),以如下方式對(duì)所述第一及第二切換閥(46、48)進(jìn)行切換,在所述排氣凈化裝置(42)不需要進(jìn)行再生時(shí),所述第一切換閥(46)將所述油箱壓作為假設(shè)負(fù)載壓輸出,所述第二切換閥(48)使基于所述泵控制裝置(17)的負(fù)載感應(yīng)控制有效,在所述排氣凈化裝置(42)需要進(jìn)行再生時(shí),所述第一切換閥(46)將所述規(guī)定壓力作為假設(shè)負(fù)載壓輸出,所述第二切換閥(48)使基于所述泵控制裝置(17)的負(fù)載感應(yīng)控制無(wú)效。
2.如權(quán)利要求1所述的工程機(jī)械的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),其特征在于: 還具有: 通過(guò)所述發(fā)動(dòng)機(jī)(I)被驅(qū)動(dòng)的先導(dǎo)泵(30); 連接于該先導(dǎo)泵(30),供給用于控制多個(gè)所述流量及方向控制閥(6a、6b、6c...)的壓力油的先導(dǎo)壓供給油路(31); 具有設(shè)在所述先導(dǎo)壓供給油路(31)上的節(jié)流部、通過(guò)該節(jié)流部的壓力損失生成依存于所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的液壓信號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)閥(13), 所述泵控制裝置(17)的負(fù)載感應(yīng)控制部(17b、17c)構(gòu)成將所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)閥(13)生成的所述液壓信號(hào)作為所述負(fù)載感應(yīng)控制的目標(biāo)差壓進(jìn)行設(shè)定, 所述第一切換閥(46),作為所述規(guī)定壓力,對(duì)所述發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)閥(13)的上游側(cè)的壓力即所述先導(dǎo)泵(30)的排出壓進(jìn)行輸出。
3.如權(quán)利要求1或2所述的工程機(jī)械的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),其特征在于:還具有將所述液壓泵(2)的排出壓和所述最高負(fù)載壓的差壓作為絕對(duì)壓向所述泵控制裝置(17)輸出的差壓減壓閥(11), 所述第二切換閥(48)配置在向所述泵控制裝置(17)的負(fù)載感應(yīng)控制部(17b、17c)導(dǎo)入所述差壓減壓閥(11)的輸出壓的油路(12b)中,以在所述排氣凈化裝置(42)不需要進(jìn)行再生時(shí)輸出所述差壓減壓閥(11)的輸出壓、在所述排氣凈化裝置(42)需要進(jìn)行再生時(shí)輸出所述油箱壓的方式進(jìn)行切換。
4.如權(quán)利要求1 3的任一項(xiàng)所述的工程機(jī)械的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),其特征在于: 還具有用于檢測(cè)所述排氣凈化裝置(42)的排氣阻力的壓力檢測(cè)裝置, 所述控制裝置(49)基于所述壓力檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果,以同時(shí)對(duì)所述第一及第二切換閥(46、48)進(jìn)行切換的方式進(jìn)行控制。
5.如權(quán)利要求1 4的任一項(xiàng)所述的工程機(jī)械的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),其特征在于: 所述泵控制裝置(17)的扭矩控制部(17a),作為表示所述液壓泵(2)的排出壓和容量的關(guān)系的特性,預(yù)先設(shè)有由最大容量恒定特性和最大吸收扭矩恒定特性構(gòu)成的特性,扭矩控制部(17a)構(gòu)成為,在所述液壓泵(2)的排出壓為從所述最大容量恒定特性向所述最大吸收扭矩恒定特性的過(guò)渡點(diǎn)的壓力即第一值以下時(shí),即使所述液壓泵(2)的排出壓上升,也使所述液壓泵(2)的最大容量恒定,在所述液壓泵(2)的排出壓上升到超過(guò)所述第一值后,以所述液壓泵(2)的最大容量根據(jù)所述最大吸收扭矩恒定特性減少的方式對(duì)所述液壓泵(2)的容量進(jìn)行控制, 所述規(guī)定壓力被設(shè)定為,在該規(guī)定壓力上加上所述卸荷閥(15)的設(shè)定壓和所述卸荷閥(15)的過(guò)載特性的壓力后的壓力成為從所述最大容量恒定特性向所述最大吸收扭矩恒定特性的過(guò)渡點(diǎn)附近的壓力以上的值`。
全文摘要
本發(fā)明提供一種工程機(jī)械的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),在進(jìn)行負(fù)載感應(yīng)控制的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中,在沒有執(zhí)行器操作的情況下能夠通過(guò)泵輸出上升控制高效地對(duì)排氣凈化裝置(42)的過(guò)濾器堆積物進(jìn)行燃燒除去,且即使同時(shí)進(jìn)行執(zhí)行器操作和泵輸出上升控制也不會(huì)相互影響,且為簡(jiǎn)便、低成本的構(gòu)成。具有對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)閥(13)的上游側(cè)的先導(dǎo)泵(30)的排出壓和油箱壓進(jìn)行切換并向梭閥(45)輸出的電磁切換閥(46);配置在將差壓減壓閥(11)的輸出壓向LS控制閥(17b)導(dǎo)入的油路(12b)中、對(duì)負(fù)載感應(yīng)控制的有效、無(wú)效進(jìn)行切換的電磁切換閥(48),控制器(49),在排氣凈化裝置(42)需要進(jìn)行再生時(shí),電磁切換閥(46)將先導(dǎo)泵(30)的排出壓作為假設(shè)負(fù)載壓輸出,電磁切換閥(48)以使負(fù)載感應(yīng)控制無(wú)效的方式進(jìn)行切換。
文檔編號(hào)F01N3/023GK103201522SQ20118005334
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2011年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月5日
發(fā)明者高橋究, 釣賀靖貴, 吉田肇, 竹林圭文, 森和繁 申請(qǐng)人:日立建機(jī)株式會(huì)社