傾轉(zhuǎn)角控制裝置制造方法
【專利摘要】?jī)A轉(zhuǎn)角控制裝置（1）具有壓力傳感器（51～56），壓力傳感器（51～56）向控制單元（60）輸出與操作量相對(duì)應(yīng)的壓力指令信號(hào)?？刂茊卧?0）向電磁比例控制閥（44）輸出與壓力指令信號(hào)相對(duì)應(yīng)的壓力控制信號(hào)，電磁比例控制閥（44）向傾轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（31）輸出與壓力控制信號(hào)相對(duì)應(yīng)的先導(dǎo)壓（p2）。傾轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（31）將可變?nèi)萘勘茫?0L）的傾轉(zhuǎn)角（α）調(diào)節(jié)為與先導(dǎo)壓（p2）相對(duì)應(yīng)的角度。先導(dǎo)壓傳感器（45）檢測(cè)先導(dǎo)壓（p2）后向控制單元（60）輸出壓力反饋信號(hào)?？刂茊卧?0）基于壓力反饋信號(hào)和壓力指令信號(hào)計(jì)算壓力控制信號(hào)后對(duì)先導(dǎo)壓（p2）進(jìn)行反饋控制。
【專利說(shuō)明】?jī)A轉(zhuǎn)角控制裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于控制根據(jù)傾轉(zhuǎn)角改變壓力液的排出容量的可變?nèi)萘勘玫膬A轉(zhuǎn)角的傾轉(zhuǎn)角控制裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]液壓挖掘機(jī)等的建筑機(jī)械具備多個(gè)油壓執(zhí)行器，通過(guò)驅(qū)動(dòng)油壓執(zhí)行器以此可以使吊桿、臂、鏟斗、旋轉(zhuǎn)裝置及行駛裝置等的各種構(gòu)成要素工作而執(zhí)行各種作業(yè)等。這些多個(gè)執(zhí)行器與可變?nèi)萘勘眠B接，通過(guò)從可變?nèi)萘勘门懦龅膲毫σ哼M(jìn)行驅(qū)動(dòng)。可變?nèi)萘勘美缡切卑灞煤托陛S泵等，并且可以通過(guò)改變斜板和軸等的傾轉(zhuǎn)角以此變更排出流量。在可變?nèi)萘勘弥性O(shè)置有用于根據(jù)操作桿的操作量調(diào)節(jié)傾轉(zhuǎn)角的傾轉(zhuǎn)角控制裝置。
[0003]傾轉(zhuǎn)角控制裝置形成為在操作桿的操作量最大時(shí)，從可變?nèi)萘勘门懦鲎畲笈懦隽髁康膲毫σ旱慕Y(jié)構(gòu)。可變?nèi)萘勘玫淖畲笈懦隽髁績(jī)?yōu)選的是設(shè)定為不超過(guò)所有的油壓執(zhí)行器的允許最大流量，但是也可以配合允許最大流量最大的油壓執(zhí)行器而實(shí)際安裝大流量的可變?nèi)萘勘?。在該情況下，需要與各油壓執(zhí)行器的允許最大流量相匹配地高精度地控制可變?nèi)萘勘玫呐懦隽髁俊?br> [0004]又，行駛裝置具有相對(duì)于車身分別配置在左右兩側(cè)且各自獨(dú)立的油壓馬達(dá)。各油壓馬達(dá)從各個(gè)可變?nèi)萘勘帽还┙o壓力液，如果不根據(jù)兩個(gè)可變?nèi)萘勘酶呔鹊乜刂婆懦隽髁?，則直進(jìn)性下降。
[0005]又，在例如液壓挖掘機(jī)中，根據(jù)挖掘作業(yè)和旋轉(zhuǎn)作業(yè)等的工作條件而油壓執(zhí)行器所需的流量不同，因此理想的是根據(jù)液壓挖掘機(jī)的各工作條件而從可變?nèi)萘勘门懦鏊枇髁康膲毫σ骸Ｔ谠撉闆r下，需要通過(guò)傾轉(zhuǎn)角控制裝置高精度地控制從可變?nèi)萘勘门懦龅呐懦隽髁俊?br> [0006]像這樣，對(duì)傾轉(zhuǎn)角控制裝置的控制精度有要求，而作為滿足該控制精度的要求的裝置，已知有例如專利文獻(xiàn)I及專利文獻(xiàn)2所述的傾轉(zhuǎn)角控制裝置。
[0007]專利文獻(xiàn)I所述的傾轉(zhuǎn)角控制裝置具有油壓式的調(diào)節(jié)器(傾轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu))，控制單元驅(qū)動(dòng)該調(diào)節(jié)器以此調(diào)節(jié)可變?nèi)萘勘玫膬A轉(zhuǎn)角?？刂茊卧趦A轉(zhuǎn)角的指令值及實(shí)測(cè)值與可變?nèi)萘勘玫呐懦鰤嚎刂普{(diào)節(jié)器。又，專利文獻(xiàn)2所述的傾轉(zhuǎn)角控制裝置形成為控制單元還基于工作油的溫度調(diào)節(jié)可變?nèi)萘勘玫膬A轉(zhuǎn)角的結(jié)構(gòu)。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn):
專利文獻(xiàn):
專利文獻(xiàn)1:日本特開平9-88902號(hào)公報(bào)；
專利文獻(xiàn)2:日本特開平8-121344號(hào)公報(bào)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明要解決的問(wèn)題:
然而，有的傾轉(zhuǎn)角控制裝置具備先導(dǎo)式的傾轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。具備傾轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的傾轉(zhuǎn)角控制裝置具有電磁比例控制閥，先導(dǎo)式的傾轉(zhuǎn)控制裝置通過(guò)電磁比例控制閥向傾轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)輸出與操作桿的操作量相對(duì)應(yīng)的先導(dǎo)壓，根據(jù)該先導(dǎo)壓，傾轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)可變?nèi)萘勘玫呐懦鋈萘?，即，傾轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)將可變?nèi)萘勘玫呐懦鋈萘空{(diào)節(jié)為與操作桿的操作量相對(duì)應(yīng)的量。在像這樣構(gòu)成的先導(dǎo)式的傾轉(zhuǎn)角控制裝置中，因電磁比例控制閥的性能的個(gè)體差異等的影響而對(duì)排出容量的控制精度產(chǎn)生限制。
[0010]因此，本發(fā)明的目的是提供能夠進(jìn)一步改善可變?nèi)萘勘玫呐懦鋈萘?、即可變?nèi)萘勘玫膬A轉(zhuǎn)角的控制精度及控制的響應(yīng)性的傾轉(zhuǎn)角控制裝置。
[0011]解決問(wèn)題的手段:
本發(fā)明的傾轉(zhuǎn)角控制裝置是控制排出與傾轉(zhuǎn)角相對(duì)應(yīng)的容量的壓力液的可變?nèi)萘勘玫膬A轉(zhuǎn)角的裝置，具備:為了驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器而輸出與操作量相對(duì)應(yīng)的壓力指令信號(hào)的操作單元；輸出與所述壓力指令信號(hào)相對(duì)應(yīng)的壓力控制信號(hào)的控制單元；輸出與所述壓力控制信號(hào)相對(duì)應(yīng)的先導(dǎo)壓的比例控制閥；將所述可變?nèi)萘勘玫膬A轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)為與所述先導(dǎo)壓相對(duì)應(yīng)的角度的傾轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；和檢測(cè)所述先導(dǎo)壓，將與被檢測(cè)的所述先導(dǎo)壓相對(duì)應(yīng)的壓力反饋信號(hào)輸出至控制單元的壓力檢測(cè)器；所述控制單元基于所述壓力反饋信號(hào)和所述壓力指令信號(hào)計(jì)算所述壓力控制信號(hào)。
[0012]根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)控制單元、比例控制閥及傾轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，將傾轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)為與操作單元的操作量相對(duì)應(yīng)的角度，從而可以從可變?nèi)萘勘门懦雠c該操作量相對(duì)應(yīng)的排出容量的工作油。尤其是，在本發(fā)明中，通過(guò)壓力檢測(cè)器檢測(cè)先導(dǎo)壓，根據(jù)與該被檢測(cè)的先導(dǎo)壓相對(duì)應(yīng)的壓力反饋信號(hào)，控制單元對(duì)先導(dǎo)壓進(jìn)行反饋控制，因此可以改善針對(duì)壓力指令信號(hào)所輸出的先導(dǎo)壓的控制精度及響應(yīng)性。借助于此，能夠以高精度且快速響應(yīng)地調(diào)節(jié)相對(duì)于操作單元的操作量的傾轉(zhuǎn)角，可以由可變?nèi)萘勘冕槍?duì)前述操作量以高精度且快速響應(yīng)地控制排出液。
[0013]在上述發(fā)明中，所述比例控制閥具有針對(duì)輸入至所述比例控制閥中的壓力控制信號(hào)輸出規(guī)定的先導(dǎo)壓的閥特性；所述控制單元存儲(chǔ)所述閥特性，并且基于所述壓力反饋信號(hào)、所述壓力指令信號(hào)和所述閥特性計(jì)算所述壓力控制信號(hào)。
[0014]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可以排除比例控制閥的性能的個(gè)體差異等的影響，可以改善先導(dǎo)壓的精度。
[0015]在上述發(fā)明中，優(yōu)選的是所述控制單元具有:存儲(chǔ)表示針對(duì)所述壓力指令信號(hào)應(yīng)從所述比例控制閥輸出的先導(dǎo)壓的輸出特性，基于來(lái)自于所述操作單元的所述壓力指令信號(hào)和所述輸出特性計(jì)算輸出壓信號(hào)的輸出特性運(yùn)算部；和基于所述閥特性、所述反饋信號(hào)和所述輸出壓信號(hào)計(jì)算所述壓力控制信號(hào)的反饋控制部。
[0016]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，輸出特性運(yùn)算部存儲(chǔ)作為向比例控制閥輸入的輸入信號(hào)和來(lái)自于比例控制閥的輸出壓(先導(dǎo)壓)之間的關(guān)系的輸出特性，因此即使例如在向比例控制閥輸入的輸入信號(hào)為最大值的情況下，也能夠適當(dāng)設(shè)定來(lái)自于比例控制閥的輸出壓(先導(dǎo)壓)以使油壓泵的排出量為油壓執(zhí)行器的允許最大流量以下。借助于此，可以防止允許最大流量以上的工作油導(dǎo)入至油壓執(zhí)行器中。
[0017]在上述發(fā)明中，優(yōu)選的是所述反饋控制部具有:基于所述閥特性和所述輸出壓信號(hào)計(jì)算第一電流值的閥特性運(yùn)算器；控制并計(jì)算所述第一電流值與所述壓力反饋信號(hào)之間的偏差并算出控制運(yùn)算值的控制運(yùn)算器；和計(jì)算所述第一電流值加上所述控制運(yùn)算值的壓力控制信號(hào)，將該壓力控制信號(hào)輸出至所述比例控制閥中的加法運(yùn)算器。
[0018]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可以排除比例控制閥的性能的個(gè)體差異等的影響，可以改善先導(dǎo)壓的精度。借助于此，例如可以在執(zhí)行器的允許最大流量的范圍內(nèi)從可變?nèi)萘勘孟驁?zhí)行器供給最大的流量而使執(zhí)行器以最大限度的速度運(yùn)行，又，可以防止因過(guò)量的流量引起的執(zhí)行器的損傷。又，可以修正比例控制閥的響應(yīng)延遲，因此還可以改善先導(dǎo)壓的響應(yīng)性。
[0019]在上述發(fā)明中，優(yōu)選的是所述反饋控制部具有:基于所述閥特性和所述輸出壓信號(hào)計(jì)算第一電流值的閥特性運(yùn)算器；基于所述閥特性和所述壓力反饋信號(hào)計(jì)算第二電流值的閥特性運(yùn)算器；控制并計(jì)算所述第一電流值與所述第二電流值之間的偏差而算出控制運(yùn)算值的控制運(yùn)算器；和計(jì)算所述第一電流值加上所述控制運(yùn)算值的壓力控制信號(hào)，向所述比例控制閥輸出該壓力控制信號(hào)的加法運(yùn)算器。
[0020]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可以排除比例控制閥的性能的個(gè)體差異等的影響，可以改善先導(dǎo)壓的精度。借助于此，例如可以在執(zhí)行器的允許最大流量的范圍內(nèi)從可變?nèi)萘勘孟驁?zhí)行器供給最大的流量而使執(zhí)行器以最大限度的速度運(yùn)行，又，可以防止因過(guò)量的流量引起的執(zhí)行器的損傷。又，可以修正比例控制閥的響應(yīng)延遲，因此還可以改善先導(dǎo)壓的響應(yīng)性。
[0021]在上述發(fā)明中，優(yōu)選的是所述反饋控制部具有:控制并計(jì)算所述輸出壓信號(hào)與所述壓力反饋信號(hào)之間的偏差而算出控制運(yùn)算值的控制運(yùn)算器；算出所述輸出壓信號(hào)加上所述控制運(yùn)算值的加法運(yùn)算值的加法運(yùn)算器；和基于所述閥特性和所述加法運(yùn)算值計(jì)算壓力控制信號(hào)，將該壓力控制信號(hào)輸出至所述比例控制閥中的閥特性運(yùn)算器。
[0022]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可以排除比例控制閥的性能的個(gè)體差異等的影響，可以改善先導(dǎo)壓的精度。借助于此，例如可以在執(zhí)行器的允許最大流量的范圍內(nèi)從可變?nèi)萘勘孟驁?zhí)行器供給最大的流量而使執(zhí)行器以最大限度的速度運(yùn)行，又，可以防止因過(guò)量的流量引起的執(zhí)行器的損傷。又，可以修正比例控制閥的響應(yīng)延遲，因此還可以改善先導(dǎo)壓的響應(yīng)性。
[0023]在上述發(fā)明中，優(yōu)選的是相對(duì)于多個(gè)執(zhí)行器獨(dú)立地設(shè)置所述操作單元；所述控制單元具有:對(duì)于每個(gè)操作單元分別設(shè)置的所述輸出特性運(yùn)算器；和在由所述輸出特性運(yùn)算器計(jì)算出的多個(gè)所述輸出壓信號(hào)中選擇排出流量最大的輸出壓信號(hào)的選擇器。
[0024]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可以基于排出流量變?yōu)樽畲蟮妮敵鰤盒盘?hào)執(zhí)行反饋控制。借助于此，可以使被操作的所有的執(zhí)行器以與操作量相對(duì)應(yīng)的速度運(yùn)動(dòng)。又，對(duì)于每個(gè)操作單元分別設(shè)置有輸出特性運(yùn)算器，因此在單獨(dú)操作各執(zhí)行器時(shí)，可以從可變?nèi)萘勘脤?duì)于每個(gè)執(zhí)行器分別供給最佳的流量。
[0025]在上述發(fā)明中，優(yōu)選的是在通過(guò)負(fù)控制方式進(jìn)行控制傾轉(zhuǎn)角控制裝置的情況下，比例控制閥為反比例型。
[0026]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在因電氣系統(tǒng)的故障等而無(wú)法向比例控制閥通電的情況下，輸出最大壓力而使泵的傾轉(zhuǎn)最小，即達(dá)到最小流量，從而向執(zhí)行器的速度降低的方向產(chǎn)生作用，從而可以實(shí)現(xiàn)故障安全(fail-safe)。
[0027]在上述發(fā)明中，優(yōu)選的是在通過(guò)正控制方式進(jìn)行控制的傾轉(zhuǎn)角控制裝置的情況下，比例控制閥為正比例型。
[0028]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在因電氣系統(tǒng)的故障等而無(wú)法向比例控制閥通電的情況下，輸出最小壓力而使泵的傾轉(zhuǎn)最小，即達(dá)到最小流量，從而向執(zhí)行器的速度降低的方向產(chǎn)生作用，從而可以實(shí)現(xiàn)故障安全。
[0029]在上述發(fā)明中，優(yōu)選的是相對(duì)于多個(gè)執(zhí)行器獨(dú)立地設(shè)置所述操作單元；所述控制單元具有:對(duì)于每個(gè)操作單元分別設(shè)置的所述輸出特性運(yùn)算器；和在由所述輸出特性運(yùn)算器計(jì)算出的多個(gè)所述輸出壓信號(hào)中選擇排出流量最大的輸出壓信號(hào)的選擇器。
[0030]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可以基于排出流量變?yōu)樽畲蟮妮敵鰤盒盘?hào)執(zhí)行反饋控制。借助于此，可以使被操作的所有的執(zhí)行器以與操作量相對(duì)應(yīng)的速度運(yùn)動(dòng)。又，對(duì)于每個(gè)操作單元分別設(shè)置有輸出特性運(yùn)算器，因此在單獨(dú)操作各執(zhí)行器時(shí)，可以從可變?nèi)萘勘脤?duì)于每個(gè)執(zhí)行器分別供給最佳的流量。
[0031]在上述發(fā)明中，是通過(guò)負(fù)控制方式進(jìn)行控制的傾轉(zhuǎn)角控制裝置，具備隨著所述操作單元的操作而工作，并且控制在所述執(zhí)行器中流動(dòng)的壓力液的流量的控制閥；所述操作單元及所述控制閥的閥芯相對(duì)于多個(gè)執(zhí)行器獨(dú)立地設(shè)置；所述控制單元具有:對(duì)于操作單元分別設(shè)置的所述輸出特性運(yùn)算器；在由所述各輸出特性運(yùn)算器計(jì)算出的多個(gè)所述輸出壓信號(hào)中選擇排出容量最大的輸出壓信號(hào)的選擇器；和基于由所述選擇器選擇的輸出壓信號(hào)，在從所述比例控制閥輸出的先導(dǎo)壓、和在所述控制閥的閥芯的最下游分叉的負(fù)控制通路的負(fù)控制壓中選擇排出容量變小的壓力的選擇機(jī)構(gòu)；所述傾轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)將所述可變?nèi)萘勘玫膬A轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)為與由所述選擇機(jī)構(gòu)選擇的壓力相對(duì)應(yīng)的角度。
[0032]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在單獨(dú)操作各執(zhí)行器的情況下，通過(guò)設(shè)置在每個(gè)操作單元的輸出特性運(yùn)算器，以對(duì)每個(gè)執(zhí)行器由可變?nèi)萘勘霉┙o最佳的流量的形式從比例控制閥輸出先導(dǎo)壓。又，在因復(fù)合動(dòng)作和向閥芯的流動(dòng)力等的干擾而導(dǎo)致閥芯的移動(dòng)量與操作單元的操作量不相同的情況下，負(fù)控制壓隨著閥芯的移動(dòng)量而變化。此時(shí)，選擇排出容量減小的壓力，因此可以防止向執(zhí)行器的多余的流量的供給，改善節(jié)能性。又，也可以將通過(guò)本控制單元的控制僅應(yīng)用于一部分的操作單元。
[0033]發(fā)明效果:
根據(jù)本發(fā)明，可以改善可變?nèi)萘勘玫呐懦隽髁?、即可變?nèi)萘勘玫膬A轉(zhuǎn)角的控制精度，且可以改善響應(yīng)性。
[0034]本發(fā)明的上述目的、其他目的、特征、及優(yōu)點(diǎn)是在參照附圖的基礎(chǔ)上，由以下的優(yōu)選的實(shí)施形態(tài)的詳細(xì)說(shuō)明得以明了。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0035]圖1是具備根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施形態(tài)的傾轉(zhuǎn)角控制裝置的油壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的油壓回路圖；
圖2是示出圖1的傾轉(zhuǎn)角控制裝置的結(jié)構(gòu)的油壓回路圖；
圖3是示出圖2、圖7的控制單元的結(jié)構(gòu)的框圖；
圖4中的圖4 Ca)是示出對(duì)于圖2的作業(yè)用操作閥的輸出特性的圖表，圖4 (b)是示出對(duì)于圖2的行駛用操作閥的輸出特性的圖表；
圖5是圖2、圖7的控制單元所執(zhí)行的控制的框圖；
圖6是示出圖2的電磁比例控制閥的輸入電流值與所輸出的先導(dǎo)壓之間的關(guān)系的閥特性的圖表；
圖7是根據(jù)第二實(shí)施形態(tài)的傾轉(zhuǎn)角控制裝置的控制單元所執(zhí)行的控制的框圖；
圖8是圖2、圖7的控制單元所執(zhí)行的控制的框圖； 圖9是示出圖7的電磁比例控制閥的輸入電流值與所輸出的先導(dǎo)壓之間的關(guān)系的閥特性的圖表；
圖10中的圖10 (a)是示出對(duì)于圖7的作業(yè)用操作閥的輸出特性的圖表，圖10 (b)是示出對(duì)于圖7的行駛用操作閥的輸出特性的圖表。

【具體實(shí)施方式】
[0036]以下，參照前述的【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施形態(tài)及第二實(shí)施形態(tài)的傾轉(zhuǎn)角控制裝置1、1A、1B及具備該傾轉(zhuǎn)角控制裝置的油壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2的結(jié)構(gòu)。另外，實(shí)施形態(tài)中的方向的概念是為了便于說(shuō)明而使用的，對(duì)于傾轉(zhuǎn)角控制裝置1、1A、1B及油壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2的結(jié)構(gòu)，其并不啟示將這些結(jié)構(gòu)的配置及方向等限定在該方向上。又，以下說(shuō)明的傾轉(zhuǎn)角控制裝置1、1A、1B及油壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2的結(jié)構(gòu)只是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施形態(tài)，本發(fā)明不限于實(shí)施形態(tài)，在不脫離發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)可以增加、刪除、變更。
[0037][油壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)]
在油壓挖掘機(jī)等的建筑機(jī)械中，具備吊桿、臂、鏟斗、旋轉(zhuǎn)裝置及行駛裝置等的執(zhí)行器，通過(guò)使這些執(zhí)行器工作，以此執(zhí)行各種作業(yè)。這些執(zhí)行器由油缸機(jī)構(gòu)和油壓馬達(dá)等的油壓設(shè)備構(gòu)成，這些執(zhí)行器由圖1所示那樣的油壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2驅(qū)動(dòng)。油壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2具備兩個(gè)油壓泵10L、10R。
[0038]油壓泵10L、10R形成為由發(fā)動(dòng)機(jī)E驅(qū)動(dòng)，從排出端口 1a排出工作油的結(jié)構(gòu)。油壓泵10LU0R的排出端口 1a分別與多路控制閥11L、IlR連接，而將壓力液供給至該多路控制閥IlLUlR中。另外，油壓泵10LU0R的下游側(cè)的結(jié)構(gòu)除了需驅(qū)動(dòng)的油壓執(zhí)行器3?9不同以外，基本上相同。因此，以下，僅主要說(shuō)明與油壓泵1L連接的結(jié)構(gòu)，對(duì)于與油壓泵1R連接結(jié)構(gòu)，僅說(shuō)明所不同的點(diǎn)，對(duì)于相同的結(jié)構(gòu)標(biāo)以相同的符號(hào)并省略說(shuō)明。
[0039]多路控制閥IlL是通過(guò)使多個(gè)控制閥一體化而構(gòu)成，在本實(shí)施形態(tài)中，使四個(gè)控制閥13?16 —體化。四個(gè)控制閥13?16分別與油壓泵1L并列地連接，從油壓泵1L向各控制閥13?16分別供給工作油。這些四個(gè)控制閥13?16例如是吊桿聯(lián)合用控制閥13、臂用控制閥14、左側(cè)行駛裝置用控制閥15及旋轉(zhuǎn)用控制閥16，并且與吊桿用油缸3、臂用油缸4、左側(cè)行駛用馬達(dá)5、旋轉(zhuǎn)用馬達(dá)6分別連接。這些四個(gè)控制閥13?16還分別與罐17連接。另外，與油壓泵1R連接的四個(gè)控制閥26?29例如從上游側(cè)依次是備用控制閥26、右側(cè)行駛裝置用控制閥27、鏟斗用控制閥28及吊桿用控制閥29，并且與右側(cè)行駛用馬達(dá)7、鏟斗用油缸8及吊桿用油缸3分別連接。
[0040]像這樣連接的控制閥13?16是所謂的常開型閥，具備未圖示的閥芯?？刂崎y13?16在閥芯位于中立位置時(shí)形成連接油壓泵1L和罐17的罐通路18。來(lái)自于油壓泵1L的工作油通過(guò)該罐通路18排出至罐17中?？刂崎y13?16按該順序與罐通路18串聯(lián)連接，當(dāng)使任意一個(gè)的控制閥13?16的閥芯從中立位置移動(dòng)時(shí)，通過(guò)該閥芯切斷罐通路18。又，通過(guò)使閥芯移動(dòng)，以此將與移動(dòng)的閥芯的位置相對(duì)應(yīng)的流量的工作油供給至與該閥芯對(duì)應(yīng)的油壓執(zhí)行器3?6中而驅(qū)動(dòng)油壓執(zhí)行器3?6。
[0041]像這樣構(gòu)成的控制閥13?16分別與圖2所示的操作閥21、22連接。另外，在圖2中，僅示出兩個(gè)操作閥21、22，但是實(shí)際上對(duì)于每個(gè)控制閥13?16分別獨(dú)立地設(shè)置有操作閥。作業(yè)用操作閥21 (以下簡(jiǎn)稱為“操作閥21”)是所謂的遙控閥，設(shè)置有操作桿21a。操作桿21a形成為可以從中立位置向規(guī)定方向(例如前后方向和左右方向等)搖動(dòng)的結(jié)構(gòu)，操作閥21形成為使與該操作桿21a的操作量相對(duì)應(yīng)的先導(dǎo)壓向與操作方向相對(duì)應(yīng)的方向流動(dòng)的結(jié)構(gòu)。
[0042]操作閥21例如與吊桿聯(lián)合用控制閥13、臂用控制閥14或旋轉(zhuǎn)用控制閥16連接，并且將與操作桿21a的操作量相對(duì)應(yīng)的先導(dǎo)壓供給至各閥13、14、16的閥芯。受到先導(dǎo)壓的閥芯從中立位置移動(dòng)至與供給的先導(dǎo)壓相應(yīng)的位置。借助于此，與操作桿21a的操作量相對(duì)應(yīng)的量的工作油被供給至油壓執(zhí)行器3、4、6，油壓執(zhí)行器3、4、6以與操作桿21a的操作量相對(duì)應(yīng)的速度移動(dòng)。
[0043]行駛用操作閥22 (以下簡(jiǎn)稱為“操作閥22”)是所謂的遙控閥，具有左右一對(duì)的操作踏板22a、22b?？梢韵蚯昂蠓较驌u動(dòng)操作這些操作踏板22a、22b。又,在操作踏板22a、22b上分別設(shè)置有行駛用桿22c、22d，還可以通過(guò)行駛用桿22c、22d操作操作踏板22a、22b。行駛用操作閥22使與操作踏板22a、22b的操作量相對(duì)應(yīng)的先導(dǎo)壓向與操作方向相對(duì)應(yīng)的方向流動(dòng)。
[0044]又，行駛用操作閥22與左側(cè)行駛裝置用控制閥15和右側(cè)行駛裝置用控制閥27連接。行駛用操作閥22在左側(cè)的操作踏板22a被操作時(shí)，使與該操作量相對(duì)應(yīng)的先導(dǎo)壓供給至左側(cè)行駛裝置用控制閥15的閥芯，在右側(cè)的操作踏板22a被操作時(shí)，使與該操作量相對(duì)應(yīng)的先導(dǎo)壓供給至右側(cè)行駛裝置用控制閥27的閥芯。各閥15、27的閥芯從中立位置移動(dòng)至與受到的先導(dǎo)壓相對(duì)應(yīng)的位置。借助于此，將與操作踏板22a、22b的操作量相對(duì)應(yīng)的量的工作油供給至左側(cè)行駛用馬達(dá)5及右側(cè)行駛用馬達(dá)7，左側(cè)行駛用馬達(dá)5及右側(cè)行駛用馬達(dá)7以與操作踏板22a、22b的操作量相對(duì)應(yīng)的速度運(yùn)動(dòng)。
[0045]像這樣構(gòu)成的油壓驅(qū)動(dòng)回路2中采用的油壓泵10LU0R是斜板泵和斜軸泵等的可變?nèi)萘啃蔚挠蛪罕?。在本?shí)施形態(tài)中，油壓泵10LU0R采用斜板泵。油壓泵10LU0R可以使該斜板1b傾轉(zhuǎn)而改變斜板1b的傾轉(zhuǎn)角α，排出與該傾轉(zhuǎn)角α相對(duì)應(yīng)的排出容量的工作油。而且，為了調(diào)節(jié)該傾轉(zhuǎn)角α，而在油壓泵10LU0R中分別設(shè)置有傾轉(zhuǎn)角控制裝置I。
[0046]另外，分別設(shè)置于油壓泵10LU0R的傾轉(zhuǎn)角控制裝置I具有相同的結(jié)構(gòu)。以下，僅說(shuō)明設(shè)置于油壓泵1L的傾轉(zhuǎn)角控制裝置I的結(jié)構(gòu)，對(duì)于設(shè)置于油壓泵1R的傾轉(zhuǎn)角控制裝置I的結(jié)構(gòu)，標(biāo)以相同的符號(hào)并省略說(shuō)明。
[0047][第一實(shí)施形態(tài)]
<傾轉(zhuǎn)角控制裝置>
傾轉(zhuǎn)角控制裝置I如圖2所示具備傾轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)31。傾轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)31是所謂的伺服機(jī)構(gòu)，設(shè)置于油壓泵10L。傾轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)31具有未圖示的伺服活塞，伺服活塞與斜板1b連接。伺服活塞形成為根據(jù)先導(dǎo)活塞31a的移動(dòng)量而運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)。在傾轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)31中，在先導(dǎo)活塞31a的一端側(cè)形成有壓力室31b，在向該壓力室31b內(nèi)供給先導(dǎo)壓時(shí)，先導(dǎo)活塞31a運(yùn)動(dòng)，與此相對(duì)應(yīng)地伺服活塞運(yùn)動(dòng)，斜板1b傾轉(zhuǎn)。傾轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)31的壓力室31b如圖2所示通過(guò)第一先導(dǎo)通路41與罐通路18的比旋轉(zhuǎn)用控制閥16(關(guān)于油壓泵10R，吊桿用控制閥29)靠近下游側(cè)的連接點(diǎn)32連接。在罐通路18中，在比該連接點(diǎn)32靠近下游側(cè)(即，罐側(cè))的位置上形成有節(jié)流部33，并且以連接該節(jié)流部33的前后的形式設(shè)置有泄壓閥34。
[0048]在罐通路18中，當(dāng)工作油流入罐通路18內(nèi)時(shí)，連接點(diǎn)32的壓力因節(jié)流部33而上升，作為負(fù)控制通路的第一先導(dǎo)通路41的先導(dǎo)壓(以下稱為“負(fù)控制壓”)pl增高。增高的負(fù)控制壓Pl被導(dǎo)入至傾轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)31的壓力室31b內(nèi)，以此伺服活塞與先導(dǎo)活塞31a —起運(yùn)動(dòng)，斜板1b的傾轉(zhuǎn)角α減小。借助于此，油壓泵1L的排出容量減少。另一方面，在操作油壓執(zhí)行器3?6的操作閥21、22而切斷罐通路18時(shí)，負(fù)控制壓pi下降。下降的負(fù)控制壓Pl被導(dǎo)入至傾轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)31的壓力室31b內(nèi)，以此伺服活塞與先導(dǎo)活塞31a —起返回至原來(lái)的位置側(cè)，斜板1b的傾轉(zhuǎn)角α增大。借助于此，油壓泵1L的排出容量增加。像這樣，在本實(shí)施形態(tài)中，傾轉(zhuǎn)角控制裝置I形成為以負(fù)控制方式控制油壓泵1L的排出容量的結(jié)構(gòu)。另外，在負(fù)控制方式的情況下，因后述的理由而優(yōu)選的是電磁比例控制閥44為反比例閥。
[0049]在像這樣構(gòu)成的傾轉(zhuǎn)角控制裝置I中，第一先導(dǎo)通路41與第二先導(dǎo)通路43連接，在第一先導(dǎo)通路41與第二先導(dǎo)通路43之間設(shè)置有梭閥43。作為選擇機(jī)構(gòu)的梭閥42通過(guò)第二先導(dǎo)通路43與電磁比例控制閥44連接。電磁比例控制閥44輸出與輸入的壓力控制信號(hào)相對(duì)應(yīng)的先導(dǎo)壓Ρ2。梭閥42從來(lái)自于電磁比例控制閥44的先導(dǎo)壓ρ2和來(lái)自于連接點(diǎn)32的負(fù)控制壓pi中選擇較高的一個(gè)，并且將被選擇的先導(dǎo)壓導(dǎo)入至傾轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)31的壓力室31b內(nèi)。又，在第二先導(dǎo)通路43中設(shè)置有用于測(cè)定先導(dǎo)壓p2的先導(dǎo)壓傳感器45 (壓力檢測(cè)器)。
[0050]又，在各操作閥21、22中也設(shè)置有壓力傳感器51?56，各控制閥21、22與這些壓力傳感器51?56 —起構(gòu)成操作單元19、20。這些壓力傳感器通過(guò)檢測(cè)供給至各控制閥的各先導(dǎo)壓以此檢測(cè)對(duì)各操作閥的操作量，輸出與該檢測(cè)結(jié)果相對(duì)應(yīng)的各壓力指令信號(hào)。
[0051]像這樣構(gòu)成的壓力傳感器51?56、先導(dǎo)壓傳感器45及電磁比例控制閥44與控制單兀60連接?？刂茊呜?0基于從壓力傳感器51?56、先導(dǎo)壓傳感器45輸出的檢測(cè)結(jié)果(即，壓力指令信號(hào)及壓力反饋信號(hào))反饋控制電磁比例控制閥44的輸出(先導(dǎo)壓p2)。以下，進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明控制單元60的結(jié)構(gòu)。
[0052]控制單元60如圖3所示具有輸出特性運(yùn)算器61?66。輸出特性運(yùn)算器61?66分別與壓力傳感器51?56 —對(duì)一地相對(duì)應(yīng)，并且對(duì)來(lái)自于對(duì)應(yīng)的壓力傳感器51?56的壓力指令信號(hào)與電磁比例控制閥44的輸出壓之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系、即輸出特性進(jìn)行存儲(chǔ)。該輸出特性是例如以相對(duì)于最大操作量的油壓泵1L的排出量達(dá)到油壓執(zhí)行器3?6的允許最大流量以下的形式設(shè)定電磁比例控制閥44的輸出壓。借助于此，防止了允許最大流量以上的工作油被導(dǎo)入至各油壓執(zhí)行器3?6中。而且，各運(yùn)算器61?66基于對(duì)應(yīng)的壓力傳感器51?56的壓力指令信號(hào)與所述輸出特性計(jì)算電磁比例控制閥44的輸出壓信號(hào)。各運(yùn)算器61?66分別與第一選擇器67及第二選擇器68連接，并且向第一選擇器67及第二選擇器68輸出計(jì)算出的輸出壓信號(hào)。
[0053]具體而言，例如與吊桿用壓力傳感器51相對(duì)應(yīng)的第一輸出特性運(yùn)算器61與第一選擇器67和第二選擇器68連接，將計(jì)算出的輸出壓信號(hào)輸出至該兩個(gè)選擇器67、68中。又，分別與臂用壓力傳感器52、左側(cè)行駛裝置用壓力傳感器53、及旋轉(zhuǎn)用壓力傳感器54對(duì)應(yīng)的第二輸出特性運(yùn)算器?第四輸出特性運(yùn)算器62?64與第一選擇器67連接，將計(jì)算出的輸出壓信號(hào)輸出至第一選擇器67中。此外，分別與右側(cè)行駛裝置用壓力傳感器55及鏟斗用壓力傳感器56對(duì)應(yīng)的第五輸出特性運(yùn)算器65及第六輸出特性運(yùn)算器66與第二選擇器68連接，將計(jì)算出的輸出壓信號(hào)輸出至第二選擇器68中。另外，對(duì)于第一輸出特性運(yùn)算器61、第二輸出特性運(yùn)算器62、第三輸出特性運(yùn)算器63、第四輸出特性運(yùn)算器64、第五輸出特性運(yùn)算器65及第六輸出特性運(yùn)算器66的輸出特性，適當(dāng)選擇如圖4 Ca)所示那樣壓力指令信號(hào)與先導(dǎo)壓P2處于反比例關(guān)系的輸出特性、和如圖4 (b)所示那樣相對(duì)于壓力指令信號(hào)的先導(dǎo)壓P2階梯性變化且具有滯后性的輸出特性等。
[0054]第一選擇器67具有在輸入至第一選擇器67的輸出壓信號(hào)中選擇任意一個(gè)的功能。更具體而言，第一選擇器67形成為在輸入至其中的多個(gè)輸出壓信號(hào)中選擇使油壓泵1L的排出容量達(dá)到最大的輸出壓信號(hào)的結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施形態(tài)中，電磁比例控制閥44的輸出特性如圖6所示為隨著輸入的電流值(壓力控制信號(hào))增大而輸出壓(先導(dǎo)壓)減小的反比例關(guān)系，且為非線性關(guān)系。因此，第一選擇器67形成為在輸入的多個(gè)輸出壓信號(hào)中選擇一個(gè)最小的輸出壓信號(hào)的結(jié)構(gòu)。又，第二選擇器68具有在輸入的多個(gè)輸出壓信號(hào)中選擇一個(gè)最小的輸出壓信號(hào)的功能。第一選擇器67將選擇的輸出壓信號(hào)輸出至第一反饋控制器69，第二選擇器68將選擇的輸出壓信號(hào)輸出至第二反饋控制器70。另外，第二反饋控制器70具有與第一反饋控制器69相同的結(jié)構(gòu)，因此省略該結(jié)構(gòu)的說(shuō)明。
[0055]第一反饋控制器69形成為如圖5所示具有第一限制運(yùn)算器71，并且使從第一選擇器67輸出的被選擇的輸出壓信號(hào)輸入至第一限制運(yùn)算器71中。第一限制運(yùn)算器71具有判定輸入的輸出壓信號(hào)是否小于規(guī)定的壓力的功能。此外，第一限制運(yùn)算器71具有在輸入的輸出壓信號(hào)小于規(guī)定的壓力時(shí)，將輸入的輸出壓信號(hào)原封不動(dòng)地輸出，在規(guī)定壓力以上時(shí)，使輸入的輸出壓信號(hào)變成規(guī)定的壓力的信號(hào)后輸出的限制功能。具有這樣的功能的第一限制運(yùn)算器71與閥特性運(yùn)算器72連接。
[0056]閥特性運(yùn)算器72形成為基于輸出壓信號(hào)計(jì)算應(yīng)向電磁比例控制閥44內(nèi)流入的第一電流值的結(jié)構(gòu)。具體而言，閥特性運(yùn)算器72具有:存儲(chǔ)表示輸入至電磁比例控制閥44的電流值與電磁比例控制閥44所輸出的先導(dǎo)壓之間的關(guān)系的閥特性，并且基于該閥特性和輸入的輸出壓信號(hào)計(jì)算應(yīng)向電池比例控制閥44內(nèi)輸入的指令電流值Il (第一電流值)的功能。
[0057]又，閥特性運(yùn)算器72與先導(dǎo)壓傳感器45連接，并且被輸入作為先導(dǎo)壓傳感器45的檢測(cè)結(jié)果的壓力反饋信號(hào)。閥特性運(yùn)算器72基于該壓力反饋信號(hào)和前述閥特性計(jì)算作為實(shí)際輸入至電磁比例控制閥44中的電流值的實(shí)際電流值12 (第二電流值)。像這樣構(gòu)成的閥特性運(yùn)算器72還與偏差運(yùn)算器73連接，向該偏差運(yùn)算器73輸出兩個(gè)電流值I1、12。
[0058]偏差運(yùn)算器73具有從指令電流值Il減去實(shí)際電流值12而計(jì)算出偏差Λ I的功能。偏差運(yùn)算器73與PI (proport1nal integral ;比例積分)運(yùn)算器74連接，向PI運(yùn)算器74輸出偏差A(yù)l。PI運(yùn)算器74執(zhí)行PI運(yùn)算，將該運(yùn)算結(jié)果輸出至加法運(yùn)算器75。具體而言，PI運(yùn)算器74具有比例運(yùn)算部74a、積分運(yùn)算部74b、限制運(yùn)算部74c、和加法運(yùn)算部74d，向比例運(yùn)算部74a及積分運(yùn)算部74b輸入偏差A(yù)l。
[0059]比例運(yùn)算部74a具有計(jì)算對(duì)偏差Λ I乘以比例增益Kp的比例項(xiàng)的功能。又，積分運(yùn)算部74b具有計(jì)算對(duì)偏差I(lǐng)的積分值乘以規(guī)定的積分增益Ki的積分項(xiàng)的功能。又，積分運(yùn)算部74b與限制運(yùn)算部74c連接，因此計(jì)算出的積分項(xiàng)被輸出至限制運(yùn)算部74c中。限制運(yùn)算部74c具有判定計(jì)算的積分項(xiàng)是否小于規(guī)定值的功能。此外，具有在積分項(xiàng)小于規(guī)定值的情況下，將積分項(xiàng)原封不動(dòng)地輸出，在規(guī)定值以上的情況下使積分項(xiàng)變成規(guī)定值后輸出的限制功能。限制運(yùn)算部74c與比例運(yùn)算部74a—起與加法運(yùn)算部74d連接,各運(yùn)算部74a、74c將計(jì)算結(jié)果輸出至加法運(yùn)算部74d中。加法運(yùn)算部74d具有將來(lái)自于比例運(yùn)算部74a的比例項(xiàng)和來(lái)自于限制運(yùn)算部74c的積分項(xiàng)進(jìn)行加法運(yùn)算的功能。即，PI運(yùn)算部74將比例項(xiàng)與積分項(xiàng)相加而算出PI運(yùn)算值(控制運(yùn)算值)。加法運(yùn)算部74d與加法運(yùn)算器75連接，并且向加法運(yùn)算器75輸出PI運(yùn)算值。
[0060]加法運(yùn)算器75還與閥特性運(yùn)算器72連接，并且從閥特性運(yùn)算器輸出指令電流值II。加法運(yùn)算器75具有令指令電流值Il加上PI運(yùn)算值后算出壓力控制信號(hào)的功能。此夕卜，加法運(yùn)算器75與第二限制運(yùn)算器76連接，向該第二限制運(yùn)算器76輸出壓力控制信號(hào)。第二限制運(yùn)算器76具有判定該壓力控制信號(hào)是否小于規(guī)定的電流值的功能。此外，第二限制運(yùn)算器76具有在壓力控制信號(hào)小于規(guī)定的電流值時(shí)，將壓力控制信號(hào)原封不動(dòng)地輸出，在規(guī)定的電流值以上時(shí)，將壓力控制信號(hào)變成規(guī)定的電流值的信號(hào)后輸出的功能。該第二限制運(yùn)算器76與電磁比例控制閥44連接，向電磁比例控制閥44輸出壓力控制信號(hào)。
[0061]<傾轉(zhuǎn)角控制裝置的動(dòng)作>
在如上述那樣構(gòu)成的傾轉(zhuǎn)角控制裝置I中，在操作桿21a和操作踏板22a、22b等被操作而從操作閥21、22輸出先導(dǎo)壓時(shí)，各壓力傳感器51?56檢測(cè)該先導(dǎo)壓。各壓力傳感器51?56將檢測(cè)到的先導(dǎo)壓作為壓力指令信號(hào)輸出至控制單元60?？刂茊卧?0如上所述具有圖5所示那樣的反饋控制器69、70。電磁比例控制閥44將與通過(guò)反饋控制器69、70算出的壓力控制信號(hào)相對(duì)應(yīng)的先導(dǎo)壓P2輸出至第二先導(dǎo)通路43。
[0062]輸出的先導(dǎo)壓p2通過(guò)先導(dǎo)壓傳感器45進(jìn)行檢測(cè)，并且檢測(cè)結(jié)果作為壓力反饋信號(hào)輸出至控制單元60?？刂茊卧?0基于該壓力反饋信號(hào)與壓力指令信號(hào)，且鑒于電磁比例控制閥44的特性如上所述將先導(dǎo)壓p2進(jìn)行反饋控制、具體而言進(jìn)行PI控制。執(zhí)行PI控制的先導(dǎo)壓P2被導(dǎo)入至梭閥42。在梭閥42中，選擇該先導(dǎo)壓p2和從中心旁通通路的連接點(diǎn)32分叉的第一先導(dǎo)通路41的負(fù)控制壓pi中的較高的一個(gè)，將所選擇的先導(dǎo)壓導(dǎo)入至傾轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)31。在傾轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)31中，通過(guò)導(dǎo)入的先導(dǎo)壓，伺服活塞與先導(dǎo)活塞31a的運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)地運(yùn)動(dòng)，斜板1b傾轉(zhuǎn)為與前述先導(dǎo)壓相對(duì)應(yīng)的傾轉(zhuǎn)角α。
[0063]具體而言，在為了驅(qū)動(dòng)任意一個(gè)油壓執(zhí)行器3?9而操作操作閥21、22時(shí)，罐通路18被任意一個(gè)的控制閥13?16切斷而負(fù)控制壓pi降低。另一方面，先導(dǎo)壓ρ2是根據(jù)操作閥21、22的操作量輸出，與負(fù)控制壓pi相同地降低。然而，先導(dǎo)壓ρ2是對(duì)于每個(gè)執(zhí)行器分別基于輸出特性進(jìn)行運(yùn)算，因此可以預(yù)先將先導(dǎo)壓Ρ2根據(jù)執(zhí)行器的所需流量而設(shè)定為較高。因此，在梭閥42中，先導(dǎo)壓ρ2被選擇后導(dǎo)入至傾轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)31的壓力室31b內(nèi)。在傾轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)31中，先導(dǎo)活塞31a受到該先導(dǎo)壓p2而運(yùn)動(dòng)，并且斜板1b通過(guò)伺服活塞傾轉(zhuǎn)為與先導(dǎo)壓P2相對(duì)應(yīng)的角度。即，斜板1b傾轉(zhuǎn)為與要求最大的流量的操作閥21、22的操作量相對(duì)應(yīng)的角度，得到每個(gè)執(zhí)行器必要最小限度的流量。
[0064]另一方面，在未操作操作閥21、22時(shí)，連接點(diǎn)32通過(guò)罐通路18與油壓泵10LU0R直接連接。因此，在連接點(diǎn)32上，壓力上升，與油壓泵10L、1R的排出壓相對(duì)應(yīng)的負(fù)控制壓Pl被導(dǎo)入至梭閥42內(nèi)。相對(duì)于此，由于操作閥21、22未被操作，因此先導(dǎo)壓p2與未圖示的先導(dǎo)壓力源的壓力大致相等，達(dá)到最大值。因此，梭閥42將負(fù)控制壓pi和先導(dǎo)壓p2中的任意一個(gè)高壓側(cè)導(dǎo)入至傾轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)31的壓力室31b內(nèi)。在傾轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)31中，因受到該高壓側(cè)的壓力，伺服活塞通過(guò)先導(dǎo)活塞31a而運(yùn)動(dòng)，斜板1b傾轉(zhuǎn)為與高壓側(cè)的先導(dǎo)壓相對(duì)應(yīng)的角度。即，因受到高壓側(cè)的先導(dǎo)壓，而以使斜板1b向豎立的方向(減小傾轉(zhuǎn)角α的方向)傾轉(zhuǎn)的形式運(yùn)動(dòng)，減少油壓泵1LUOR的排出流量。
[0065]像這樣在傾轉(zhuǎn)角控制裝置I中，將從電磁比例控制閥44輸出的先導(dǎo)壓p2相對(duì)于壓力指令信號(hào)根據(jù)輸出特性一對(duì)一地進(jìn)行設(shè)定，并且將該先導(dǎo)壓P2基于作為先導(dǎo)壓傳感器45的檢測(cè)結(jié)果的壓力反饋信號(hào)進(jìn)行反饋控制。因此，相對(duì)于壓力指令信號(hào)的先導(dǎo)壓p2的輸出精度得到改善。通過(guò)將相對(duì)于這樣的壓力指令信號(hào)的輸出精度較高的先導(dǎo)壓P2導(dǎo)入至傾轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)31的壓力室31b內(nèi)，以此改善相對(duì)于操作閥21、22的操作量的斜板1b的傾斜角α的位置精度，可以將油壓泵10LU0R的排出流量相對(duì)于操作閥21、22的操作量高精度地進(jìn)行控制。借助于此，能夠防止允許最大流量以上的工作油從油壓泵10LU0R排出，與此同時(shí)能夠以必要最小限度的排出流量進(jìn)行控制。借助于此，可以防止油壓執(zhí)行器3?9的損傷，并且可以使各油壓執(zhí)行器3?9通過(guò)必要最小限度的排出流量各自以最大限度的速度運(yùn)動(dòng)。
[0066]又，在傾轉(zhuǎn)角控制裝置I中，通過(guò)偏差運(yùn)算器73及PI運(yùn)算器74對(duì)先導(dǎo)壓ρ2進(jìn)行PI控制。借助于此，變得穩(wěn)定且向目標(biāo)值的收斂變快，可以改善油壓泵10LU0R的排出流量的響應(yīng)性。
[0067]此外，電磁比例控制閥44具有非線性的閥特性，又，即使是相同的電磁比例控制閥，每個(gè)產(chǎn)品的閥特性也不相同。在傾轉(zhuǎn)角控制裝置I中，基于電磁比例控制閥44的閥特性通過(guò)閥特性運(yùn)算器72計(jì)算相對(duì)于需輸出的先導(dǎo)壓ρ2而需流入的電流值13。借助于此，可以進(jìn)一步改善相對(duì)于壓力指令信號(hào)的先導(dǎo)壓Ρ2的輸出精度，并且可以相對(duì)于操作閥21、22的操作量高精度地控制油壓泵10LU0R的排出容量。
[0068]又，在傾轉(zhuǎn)角控制裝置I中，在多個(gè)操作閥21、22被同時(shí)操作時(shí)，控制單元60通過(guò)選擇器67、68判斷最需要流量的壓力指令信號(hào)，并且通過(guò)反饋控制器69、70根據(jù)壓力指令信號(hào)控制先導(dǎo)壓Ρ2。像這樣，根據(jù)所需最大流量調(diào)節(jié)油壓泵10LU0R的排出容量，因此可以將與前述操作量相對(duì)應(yīng)的流量的工作油導(dǎo)入至油壓執(zhí)行器3?9內(nèi)。借助于此，即使多個(gè)操作閥21、22被同時(shí)操作，也可以使油壓執(zhí)行器3?9以與前述操作量相對(duì)應(yīng)的速度運(yùn)動(dòng)。
[0069][第二實(shí)施形態(tài)]
本發(fā)明的第二實(shí)施形態(tài)的傾轉(zhuǎn)角控制裝置IA與第一實(shí)施形態(tài)的傾轉(zhuǎn)角控制裝置I結(jié)構(gòu)類似。因此，對(duì)于第二實(shí)施形態(tài)的傾轉(zhuǎn)角控制裝置IA的結(jié)構(gòu)，主要說(shuō)明與第一實(shí)施形態(tài)的傾轉(zhuǎn)角控制裝置I的結(jié)構(gòu)所不同的點(diǎn)，對(duì)于相同的結(jié)構(gòu)標(biāo)以相同的符號(hào)并省略說(shuō)明。對(duì)于以下說(shuō)明的第三實(shí)施形態(tài)的傾轉(zhuǎn)角控制裝置IB也是同樣如此。
[0070]第二實(shí)施形態(tài)的傾轉(zhuǎn)角控制裝置IA如圖7所示形成為將油壓泵10LU0R的排出容量以正控制方式進(jìn)行控制的結(jié)構(gòu)。另外，在正控制方式的情況下，因下述的理由，電磁比例控制閥44優(yōu)選為正比例閥。在傾轉(zhuǎn)角控制裝置IA中，先導(dǎo)壓ρ2導(dǎo)入至傾轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)31的壓力室31b內(nèi)，斜板1b傾轉(zhuǎn)為與該先導(dǎo)壓ρ2相對(duì)應(yīng)的角度。借助于此，調(diào)節(jié)油壓泵1L(或油壓泵10R)的排出流量。另外，在正控制方式的情況下，在該先導(dǎo)壓ρ2較大時(shí)，油壓泵1L (或油壓泵10R)的排出流量增大。
[0071 ] 又，傾轉(zhuǎn)角控制裝置IA具有控制單元60Α，并且與第一實(shí)施形態(tài)相同地通過(guò)圖5所示的那樣的反饋控制器69、70計(jì)算壓力控制信號(hào)。電磁比例控制閥44向第二先導(dǎo)通路43輸出與由反饋控制器69、70算出的壓力控制信號(hào)相對(duì)應(yīng)的先導(dǎo)壓ρ2。
[0072]輸出的先導(dǎo)壓ρ2在第二先導(dǎo)通路43中被先導(dǎo)壓傳感器45檢測(cè)，并且檢測(cè)結(jié)果作為壓力反饋信號(hào)輸出至控制單元60A?？刂茊卧?0A基于該壓力反饋信號(hào)和壓力指令信號(hào)如上述那樣對(duì)先導(dǎo)壓p2進(jìn)行反饋控制、具體而言PI控制。根據(jù)被PI控制的先導(dǎo)壓p2，伺服活塞通過(guò)傾轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)31的先導(dǎo)活塞31a運(yùn)動(dòng)，斜板1b位于傾轉(zhuǎn)角α。借助于此，可以向油壓泵10L、10R排出與壓力指令信號(hào)(在輸入多個(gè)壓力指令信號(hào)時(shí)，選擇最大的輸出壓信號(hào))相對(duì)應(yīng)的排出容量、即與操作閥21、22的操作量(在多個(gè)操作閥21、22被操作時(shí)，選擇最大的操作量)相對(duì)應(yīng)的排出流量。
[0073]另外，在傾轉(zhuǎn)角控制裝置IA中，為了以正控制方式控制排出流量，而使用正比例型的電磁比例控制閥44、44。正比例型的電磁比例控制閥44、44的閥特性如圖9所示隨著輸入的電流值(壓力控制信號(hào))增大而輸出壓(先導(dǎo)壓)增大，且為非線性。利用這樣的正比例型的電磁比例控制閥4 4、4 4的優(yōu)點(diǎn)是在因電氣系統(tǒng)的故障等而無(wú)法向電磁閥通電的情況下，輸出最小壓力而使泵的傾轉(zhuǎn)最小，即變?yōu)樽钚×髁?，從而向?zhí)行器速度降低的方向產(chǎn)生作用，從而可以實(shí)現(xiàn)故障安全。
[0074]又，在控制單元60Α中，與電磁比例控制閥44、44的采用相匹配地，各輸出特性運(yùn)算器61?65的輸出特性為圖10 (a)及圖10 (b)中的任意一個(gè)。在圖10 (a)中，壓力指令信號(hào)與先導(dǎo)壓P2處于正比例關(guān)系。在圖10 (b)中，相對(duì)于壓力指令信號(hào)的先導(dǎo)壓p2以正比例且階梯性地變化。
[0075]像這樣構(gòu)成的傾轉(zhuǎn)角控制裝置IA發(fā)揮與第一實(shí)施形態(tài)的傾轉(zhuǎn)角控制裝置I相同的作用效果。
[0076][第三實(shí)施形態(tài)]
傾轉(zhuǎn)角控制裝置1、認(rèn)的控制單元60、6(^如圖8所示具有反饋控制器69八、7(^。在反饋控制器69A、70A中，從第一限制運(yùn)算器71輸出的輸出壓信號(hào)及來(lái)自于先導(dǎo)壓傳感器45的壓力反饋信號(hào)不通過(guò)閥特性運(yùn)算器72地輸入至偏差運(yùn)算器73A中，通過(guò)偏差運(yùn)算器73A計(jì)算輸出壓信號(hào)與壓力反饋信號(hào)之間的偏差Λ P。又，在PI控制器74Α中，將該偏差Λρ進(jìn)行PI運(yùn)算而算出PI運(yùn)算值，并且輸出至加法運(yùn)算器75中。
[0077]又，第一限制運(yùn)算器71與偏差運(yùn)算器73Α不同地與加法運(yùn)算器75直接連接，向加法運(yùn)算器75輸出輸出壓信號(hào)。在加法運(yùn)算器75中，對(duì)輸出壓信號(hào)加上PI運(yùn)算值。閥特性運(yùn)算器72Α具有基于由加法運(yùn)算器75算出的加法運(yùn)算值及閥特性算出壓力控制信號(hào)的功能。在這里所算出的壓力控制信號(hào)被輸入至第二限制運(yùn)算器76中而在第二限制運(yùn)算器76中被限制為規(guī)定的電流值以下，并且輸出至電磁比例控制閥44中。電磁比例控制閥44將與該壓力控制信號(hào)相對(duì)應(yīng)的先導(dǎo)壓Ρ2輸出至第二先導(dǎo)通路43中。
[0078]另外，在本實(shí)施形態(tài)中，電磁比例控制閥44在控制單元60中是隨著輸入的電流值減小而輸出壓增大的反比例閥，其閥特性如圖6所示為非線性。又，在控制單元60Α中是隨著輸入的電流值增大而輸出壓增大的正比例閥，其閥特性如圖9所示為非線性。在負(fù)控制方式中使用反比例型的電磁比例控制閥44，而在正控制方式中使用正比例型的電磁比例控制閥44的優(yōu)點(diǎn)是在因電氣系統(tǒng)的故障等而無(wú)法向電磁閥通電的情況下，輸出最大壓力而使泵的傾轉(zhuǎn)最小，即變?yōu)樽钚×髁浚瑥亩驁?zhí)行器的速度降低的方向產(chǎn)生作用，從而可以實(shí)現(xiàn)故障安全。
[0079]除此以外，第三實(shí)施形態(tài)的傾轉(zhuǎn)角控制裝置IB發(fā)揮與第一實(shí)施形態(tài)的傾轉(zhuǎn)角控制裝置I相同的作用效果。
[0080]<其他實(shí)施形態(tài)>
在第一實(shí)施形態(tài)及第二實(shí)施形態(tài)中，將先導(dǎo)壓P2進(jìn)行PI控制，但是也可以進(jìn)行PID控制。又，在第一實(shí)施形態(tài)的負(fù)控制方式中采用反比例型的電磁比例控制閥，在第二實(shí)施形態(tài)的正控制方式中采用正比例型的電磁比例控制閥，但是不限于此。
[0081]在第一實(shí)施形態(tài)及第二實(shí)施形態(tài)中，作為調(diào)節(jié)先導(dǎo)壓p2的閥使用了電磁比例控制閥44，但是電磁比例控制閥不一定必須是電磁比例減壓閥。例如，也可以是電磁比例泄壓閥、由力馬達(dá)(force motor)驅(qū)動(dòng)的比例控制閥或由壓電元件驅(qū)動(dòng)的比例控制閥等。
[0082]由上述說(shuō)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員明了本發(fā)明的較多的改良和其他實(shí)施形態(tài)等。因此，上述說(shuō)明僅作為例示解釋，是以向本領(lǐng)域技術(shù)人員教導(dǎo)實(shí)施本發(fā)明的最優(yōu)選的形態(tài)為目的提供。在不脫離本發(fā)明的精神的范圍內(nèi)，可以實(shí)質(zhì)上變更其結(jié)構(gòu)和/或功能的具體內(nèi)容。
[0083]符號(hào)說(shuō)明:
I 傾轉(zhuǎn)角控制裝置；
3吊桿用油缸；
4臂用油缸；
5左側(cè)行駛用馬達(dá)；
6旋轉(zhuǎn)用馬達(dá)；
7右側(cè)行駛用馬達(dá)；
8鏟斗用油缸；
9吊桿用油缸；
1b 斜板；
10LU0R油壓泵；
21操作閥；
21a 操作桿；
22行駛用操作閥；
22a 操作踏板；
31 傾轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；
42 梭閥；
44電磁比例控制閥；
45先導(dǎo)壓傳感器；
51吊桿用壓力傳感器；
52臂用壓力傳感器；
53左側(cè)行駛裝置用壓力傳感器；
54旋轉(zhuǎn)用壓力傳感器；
55右側(cè)行駛裝置用壓力傳感器；
56鏟斗用壓力傳感器；
60 控制單元；
61?66第一輸出特性運(yùn)算器?第六輸出特性運(yùn)算器；
67第一選擇器；
68第二選擇器；72閥特性運(yùn)算器；
73偏差運(yùn)算器；
74PI運(yùn)算器；
75加法運(yùn)算器。
【權(quán)利要求】
1.一種傾轉(zhuǎn)角控制裝置， 是控制排出與傾轉(zhuǎn)角相對(duì)應(yīng)的容量的壓力液的可變?nèi)萘勘玫膬A轉(zhuǎn)角的裝置，具備: 為了驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器而輸出與操作量相對(duì)應(yīng)的壓力指令信號(hào)的操作單元； 輸出與所述壓力指令信號(hào)相對(duì)應(yīng)的壓力控制信號(hào)的控制單元； 輸出與所述壓力控制信號(hào)相對(duì)應(yīng)的先導(dǎo)壓的比例控制閥； 將所述可變?nèi)萘勘玫膬A轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)為與所述先導(dǎo)壓相對(duì)應(yīng)的角度的傾轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；和檢測(cè)所述先導(dǎo)壓，將與被檢測(cè)的所述先導(dǎo)壓相對(duì)應(yīng)的壓力反饋信號(hào)輸出至控制單元的壓力檢測(cè)器； 所述控制單元基于所述壓力反饋信號(hào)和所述壓力指令信號(hào)計(jì)算所述壓力控制信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傾轉(zhuǎn)角控制裝置，其特征在于， 所述比例控制閥具有針對(duì)輸入至所述比例控制閥中的壓力控制信號(hào)輸出規(guī)定的先導(dǎo)壓的閥特性； 所述控制單元存儲(chǔ)所述閥特性，并且基于所述壓力反饋信號(hào)、所述壓力指令信號(hào)和所述閥特性計(jì)算所述壓力控制信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的傾轉(zhuǎn)角控制裝置，其特征在于， 所述控制單元具有: 存儲(chǔ)表示針對(duì)所述壓力指令信號(hào)應(yīng)從所述比例控制閥輸出的先導(dǎo)壓的輸出特性，基于來(lái)自于所述操作單元的所述壓力指令信號(hào)和所述輸出特性計(jì)算輸出壓信號(hào)的輸出特性運(yùn)算部；和 基于所述閥特性、所述反饋信號(hào)和所述輸出壓信號(hào)計(jì)算所述壓力控制信號(hào)的反饋控制部。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的傾轉(zhuǎn)角控制裝置，其特征在于， 所述反饋控制部具有: 基于所述閥特性和所述輸出壓信號(hào)計(jì)算第一電流值的閥特性運(yùn)算器； 控制并計(jì)算所述第一電流值與所述壓力反饋信號(hào)之間的偏差并算出控制運(yùn)算值的控制運(yùn)算器；和 計(jì)算所述第一電流值加上所述控制運(yùn)算值的壓力控制信號(hào)，將該壓力控制信號(hào)輸出至所述比例控制閥中的加法運(yùn)算器。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的傾轉(zhuǎn)角控制裝置，其特征在于， 所述反饋控制部具有: 基于所述閥特性和所述輸出壓信號(hào)計(jì)算第一電流值的閥特性運(yùn)算器； 基于所述閥特性和所述壓力反饋信號(hào)計(jì)算第二電流值的閥特性運(yùn)算器； 控制并計(jì)算所述第一電流值與所述第二電流值之間的偏差并算出控制運(yùn)算值的控制運(yùn)算器；和 計(jì)算所述第一電流值加上所述控制運(yùn)算值的壓力控制信號(hào)，向所述比例控制閥輸出該壓力控制信號(hào)的加法運(yùn)算器。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的傾轉(zhuǎn)角控制裝置，其特征在于， 所述反饋控制部具有: 控制并計(jì)算所述輸出壓信號(hào)與所述壓力反饋信號(hào)之間的偏差并算出控制運(yùn)算值的控制運(yùn)算器； 算出所述輸出壓信號(hào)加上所述控制運(yùn)算值的加法運(yùn)算值的加法運(yùn)算器；和基于所述閥特性和所述加法運(yùn)算值計(jì)算壓力控制信號(hào)，將該壓力控制信號(hào)輸出至所述比例控制閥的閥特性運(yùn)算器。
7.根據(jù)權(quán)利要求3至6中任意一項(xiàng)所述的傾轉(zhuǎn)角控制裝置，其特征在于， 相對(duì)于多個(gè)執(zhí)行器獨(dú)立地設(shè)置所述操作單元； 所述控制單元具有: 對(duì)于每個(gè)操作單元分別設(shè)置的所述輸出特性運(yùn)算器；和 在由所述輸出特性運(yùn)算器計(jì)算出的多個(gè)所述輸出壓信號(hào)中選擇排出流量最大的輸出壓信號(hào)的選擇器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任意一項(xiàng)所述的傾轉(zhuǎn)角控制裝置，其特征在于， 是通過(guò)負(fù)控制方式進(jìn)行控制的傾轉(zhuǎn)角控制裝置； 所述比例控制閥為反比例型。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任意一項(xiàng)所述的傾轉(zhuǎn)角控制裝置，其特征在于， 是通過(guò)正控制方式進(jìn)行控制的傾轉(zhuǎn)角控制裝置； 所述比例控制閥為正比例型。
10.根據(jù)權(quán)利要求3至6中任意一項(xiàng)所述的傾轉(zhuǎn)角控制裝置，其特征在于， 是通過(guò)負(fù)控制方式進(jìn)行控制的傾轉(zhuǎn)角控制裝置， 具備隨著所述操作單元的操作而工作，并且控制在所述執(zhí)行器中流動(dòng)的壓力液的流量的控制閥； 所述操作單元及所述控制閥的閥芯相對(duì)于多個(gè)執(zhí)行器獨(dú)立地設(shè)置； 所述控制單元具有: 對(duì)于操作單元分別設(shè)置的所述輸出特性運(yùn)算器； 在由所述各輸出特性運(yùn)算器計(jì)算出的多個(gè)所述輸出壓信號(hào)中選擇排出容量最大的輸出壓信號(hào)的選擇器；和 基于由所述選擇器選擇的輸出壓信號(hào)，在從所述比例控制閥輸出的先導(dǎo)壓、和在所述控制閥的閥芯的最下游分叉的負(fù)控制通路的負(fù)控制壓中選擇排出容量變小的壓力的選擇機(jī)構(gòu)； 所述傾轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)將所述可變?nèi)萘勘玫膬A轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)為與由所述選擇機(jī)構(gòu)選擇的壓力相對(duì)應(yīng)的角度。
【文檔編號(hào)】F15B11/08GK104334879SQ201380030211
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2013年7月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月10日
【發(fā)明者】山田昌啟, 村岡英泰, 藤山和人, 山本良 申請(qǐng)人:川崎重工業(yè)株式會(huì)社