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1、10申请公布号CN103201522A43申请公布日20130710CN103201522ACN103201522A21申请号201180053343922申请日20111028201024879720101105JPF15B11/00200601E02F9/00200601E02F9/22200601F01N3/023200601F02D29/00200601F02D29/0420060171申请人日立建机株式会社地址日本东京都72发明人高桥究钓贺靖贵吉田肇竹林圭文森和繁74专利代理机构北京市金杜律师事务所11256代理人陈伟54发明名称具有排气净化装置的工程机械用液压驱动系统57摘要本发明。
2、提供一种工程机械的液压驱动系统,在进行负载感应控制的液压驱动系统中,在没有执行器操作的情况下能够通过泵输出上升控制高效地对排气净化装置42的过滤器堆积物进行燃烧除去,且即使同时进行执行器操作和泵输出上升控制也不会相互影响,且为简便、低成本的构成。具有对发动机转速检测阀13的上游侧的先导泵30的排出压和油箱压进行切换并向梭阀45输出的电磁切换阀46;配置在将差压减压阀11的输出压向LS控制阀17B导入的油路12B中、对负载感应控制的有效、无效进行切换的电磁切换阀48,控制器49,在排气净化装置42需要进行再生时,电磁切换阀46将先导泵30的排出压作为假设负载压输出,电磁切换阀48以使负载感应控制。
3、无效的方式进行切换。30优先权数据85PCT申请进入国家阶段日2013050386PCT申请的申请数据PCT/JP2011/0749662011102887PCT申请的公布数据WO2012/060298JA2012051051INTCL权利要求书2页说明书19页附图8页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书19页附图8页10申请公布号CN103201522ACN103201522A1/2页21一种工程机械的液压驱动系统,具有发动机1;通过该发动机1驱动的可变容量型的液压泵2;通过从该液压泵2排出的压力油被驱动的多个执行器3A、3B、3C;对从所述液压泵2向多个执行。
4、器3A、3B、3C供给的压力油的流量进行控制的多个流量及方向控制阀6A、6B、6C;检测多个所述执行器3A、3B、3C的最高负载压的最高负载压检测回路9A、9B、9C;泵控制装置17,具有扭矩控制部17A,其随着所述液压泵2的排出压升高而减少所述液压泵2的容量,并进行吸收扭矩恒定控制,该吸收扭矩恒定控制以所述液压泵2的吸收扭矩不超过预先设定的最大扭矩的方式进行控制;及负载感应控制部17B、17C,其以所述液压泵2的排出压比多个所述执行器3A、3B、3C的最高负载压仅高出目标差压的方式进行控制;卸荷阀15,设在将所述液压泵2连接在多个所述流量及方向控制阀6A、6B、6C上的管路中,在所述液压泵2。
5、的排出压比在所述最高负载压上加上设定压后的压力高时成为开状态,并使所述液压泵2的排出油返回油箱,对所述液压泵2的排出压的上升进行限制,其特征在于,具有对规定压力和油箱压的某一方进行切换并输出,将其输出压作为假设负载压向所述最高负载压检测回路9A、9B、9C导入的第一切换阀46;对基于所述泵控制装置17的所述负载感应控制部17B、17C的负载感应控制的有效、无效进行切换的第二切换阀48;对所述发动机1的排气进行净化的排气净化装置42;控制装置49,以如下方式对所述第一及第二切换阀46、48进行切换,在所述排气净化装置42不需要进行再生时,所述第一切换阀46将所述油箱压作为假设负载压输出,所述第二。
6、切换阀48使基于所述泵控制装置17的负载感应控制有效,在所述排气净化装置42需要进行再生时,所述第一切换阀46将所述规定压力作为假设负载压输出,所述第二切换阀48使基于所述泵控制装置17的负载感应控制无效。2如权利要求1所述的工程机械的液压驱动系统,其特征在于还具有通过所述发动机1被驱动的先导泵30;连接于该先导泵30,供给用于控制多个所述流量及方向控制阀6A、6B、6C的压力油的先导压供给油路31;具有设在所述先导压供给油路31上的节流部、通过该节流部的压力损失生成依存于所述发动机转速的液压信号的发动机转速检测阀13,所述泵控制装置17的负载感应控制部17B、17C构成将所述发动机转速检测阀。
7、13生成的所述液压信号作为所述负载感应控制的目标差压进行设定,所述第一切换阀46,作为所述规定压力,对所述发动机转速检测阀13的上游侧的压力即所述先导泵30的排出压进行输出。3如权利要求1或2所述的工程机械的液压驱动系统,其特征在于权利要求书CN103201522A2/2页3还具有将所述液压泵2的排出压和所述最高负载压的差压作为绝对压向所述泵控制装置17输出的差压减压阀11,所述第二切换阀48配置在向所述泵控制装置17的负载感应控制部17B、17C导入所述差压减压阀11的输出压的油路12B中,以在所述排气净化装置42不需要进行再生时输出所述差压减压阀11的输出压、在所述排气净化装置42需要进行。
8、再生时输出所述油箱压的方式进行切换。4如权利要求13的任一项所述的工程机械的液压驱动系统,其特征在于还具有用于检测所述排气净化装置42的排气阻力的压力检测装置,所述控制装置49基于所述压力检测装置的检测结果,以同时对所述第一及第二切换阀46、48进行切换的方式进行控制。5如权利要求14的任一项所述的工程机械的液压驱动系统,其特征在于所述泵控制装置17的扭矩控制部17A,作为表示所述液压泵2的排出压和容量的关系的特性,预先设有由最大容量恒定特性和最大吸收扭矩恒定特性构成的特性,扭矩控制部17A构成为,在所述液压泵2的排出压为从所述最大容量恒定特性向所述最大吸收扭矩恒定特性的过渡点的压力即第一值以。
9、下时,即使所述液压泵2的排出压上升,也使所述液压泵2的最大容量恒定,在所述液压泵2的排出压上升到超过所述第一值后,以所述液压泵2的最大容量根据所述最大吸收扭矩恒定特性减少的方式对所述液压泵2的容量进行控制,所述规定压力被设定为,在该规定压力上加上所述卸荷阀15的设定压和所述卸荷阀15的过载特性的压力后的压力成为从所述最大容量恒定特性向所述最大吸收扭矩恒定特性的过渡点附近的压力以上的值。权利要求书CN103201522A1/19页4具有排气净化装置的工程机械用液压驱动系统技术领域0001本发明涉及用于液压挖掘机等的工程机械、以液压泵的排出压比多个执行器的最高负载压仅高出目标差压的量的方式进行负载。
10、感应控制的工程机械的液压驱动系统,尤其涉及具有用于对发动机的排气中所含有颗粒状物质微粒物质进行净化的排气净化装置的工程机械的液压驱动系统。背景技术0002以液压泵的排出压比多个执行器的最高负载压仅高出目标差压的量的方式进行负载感应控制的液压驱动系统被称作负载感应系统,例如记载在专利文献1中。0003专利文献1中记载的液压驱动系统具有发动机;通过该发动机驱动的可变容量型的液压泵;通过从该液压泵排出的压力油驱动的多个执行器;对从液压泵向多个执行器供给的压力油的流量进行控制的多个流量及方向控制阀;检测多个执行器的最高负载压的检测回路;以液压泵的排出压比所述多个执行器的最高负载压仅高出目标差压的量的方。
11、式进行负载感应控制的控制机构;卸荷阀,设在将液压泵连接在多个流量及方向控制阀上的管路中,在液压泵的排出压比在最高负载压上加上设定压后的压力高时成为开状态、并使液压泵的排出油返回油箱,限制液压泵的排出压的上升。0004另外,作为负载感应系统,专利文献2中记载了一种具有排气净化装置的结构。在该结构中,在设于排气管的排气净化装置中设置排气阻力传感器,当传感器的检测值为规定水平以上时,从控制装置输出信号,控制主泵的调节器和卸荷阀,使液压泵的排出量和排出压同时上升,并在发动机上作用液压负载。由此,提高发动机的输出并使排气温度上升,使氧化催化剂活性化从而使过滤器堆积物燃烧,对过滤器进行再生。0005现有技。
12、术文献0006专利文献0007专利文献1日本特开2001193705号公报0008专利文献2日本专利第3073380号公报0009发明的概要0010发明欲解决的课题0011液压挖掘机等的工程机械中,作为其驱动源搭载有柴油发动机。对从柴油发动机排出的颗粒状物质以下称作PM的排出量的限制,与NOX、CO、HC等一起逐年强化。对于这样的限制,一般在发动机中设置排气净化装置,通过发动机排气净化装置内的被称作柴油机微粒过滤器DPFDIESELPARTICULATEFILTER的过滤器捕集PM,从而减少被向外部排出的PM的量。在该排气净化装置中,过滤器的PM补足量逐渐增加后,过滤器会发生阻塞,所以发动机的。
13、排压上升,会诱发燃耗的恶化等,因此,需要对过滤器所捕集的PM进行适当燃烧从而消除过滤器的阻塞,使过滤器再生。0012对于过滤器的再生,通常使用氧化催化剂。存在氧化催化剂被配置在过滤器的上游侧的情况、和直接放置在过滤器上的情况这两种情况,但无论哪种情况,为了使氧化催化说明书CN103201522A2/19页5剂活性化,排气的温度都必须比氧化催化剂的活性温度高,因此,需要强制地使排气温度上升到比氧化催化剂的活性温度高的温度。0013在专利文献1记载的液压驱动系统中,可变容量型的主泵为了进行负载感应控制,例如在全部的操作杆处于中立时,主泵的倾转角容量成为最小,排出流量也为最少。另外,主泵的排出压受到。
14、卸荷阀控制,当全部的操作杆处于中立时,主泵的排出压成为与卸荷阀的设定压大致相同的最小压力。其结果,主泵的吸收扭矩也成为最小。0014在进行这样的负载感应控制的液压驱动系统的发动机中设置排气净化装置的情况下,在全部的操作杆处于中立时,发动机的负载降低,发动机的排气的温度降低。0015在专利文献2记载的液压驱动系统中,在需要进行排气净化装置的过滤器的再生时,通过排气阻力传感器检测出该情况,并进行使主泵的排出流量和排出压同时上升的控制以下,称作泵输出上升控制,由此在发动机上施加液压负载,提高发动机的输出从而使排气温度上升,使氧化催化剂活性化并使过滤器堆积物燃烧。因此,即使在全部的操作杆处于中立时,主。
15、泵的吸收马力也不会减小,能够进行过滤器的再生。0016但是,在专利文献2的技术中,在对某个操作杆进行操作并使执行器工作的状态下进行泵输出上升控制、或在泵输出上升控制中对操作杆进行操作从而使执行器动作等使执行器操作和泵输出上升控制同时进行的情况下,有可能会相互影响、损害执行器的操作性,在泵输出上升控制中产生不良情况。0017即,专利文献2中,在排气净化装置需要进行再生的条件时,从控制装置输出信号并对主泵的调节器进行直接控制,由此,得到目标流量Q2,而通过来自控制装置的信号对卸荷阀进行直接控制,由此得到目标压力P2。由此,在全部的操作杆处于中立、没有执行器操作的情况下,由于能够得到目标压力P2和目。
16、标流量Q2,所以,能够使主泵的吸收扭矩与泵输出上升控制所需要的目标值一致。0018但是,例如泵输出上升控制中,若进行低负载/大流量的执行器操作例如斗杆铲装操作等,则从主泵排出的压力油流入斗杆液压缸,但在斗杆液压缸的要求流量比通过基于泵输出上升控制进行的调节器的控制而得到的主泵的目标流量Q2多的情况下,斗杆液压缸不会达到目标速度。另外,主泵的排出压也降低从而达不到目标压力P2,主泵的吸收扭矩也从最佳值减少。0019另外,例如泵输出上升控制中,若进行高负载/小流量的执行器操作例如铲斗卸载操作等,则在卸荷阀上作用有来自控制装置的信号和本来的执行器的负载压,所以,通过卸荷阀被控制的主泵的排出压变得比目。
17、标压力P2高,主泵的吸收扭矩也从最佳值增加。0020基于该理由,在专利文献2中,推荐仅限于在操作杆处于中立时进行泵输出上升控制。0021另外,卸荷阀是作用有较高的高压即主泵的排出压和执行器的负载压的构成,为了从控制装置输出信号从而对卸荷阀进行电控制,存在电机控制部变得非常昂贵的问题。发明内容0022本发明的目的在于提供一种工程机械的液压驱动系统,在进行负载感应控制的液压驱动系统中,在没有执行器操作的情况下能够通过泵输出上升控制高效地燃烧除去排气净化装置内的过滤器堆积物,且即使同时进行执行器操作和泵输出上升控制也不会相互影说明书CN103201522A3/19页6响,不会损害执行器的操作性,在泵。
18、输出上升控制中不会发生不良情况,而且能够简便且以低成本实现。0023用于解决课题的手段00241本发明为了实现上述目的,为一种工程机械的液压驱动系统,具有发动机;通过该发动机驱动的可变容量型的液压泵;通过从该液压泵排出的压力油被驱动的多个执行器;对从所述液压泵向多个执行器供给的压力油的流量进行控制的多个流量及方向控制阀;检测多个所述执行器的最高负载压的最高负载压检测回路;泵控制装置,具有扭矩控制部,其随着所述液压泵的排出压升高减少所述液压泵的容量,并进行吸收扭矩恒定控制,该吸收扭矩恒定控制以所述液压泵的吸收扭矩不超过预先设定的最大扭矩的方式进行控制;及负载感应控制部,其以所述液压泵的排出压比多。
19、个所述执行器的最高负载压仅高出目标差压的方式进行控制;卸荷阀,设在将所述液压泵连接在多个所述流量及方向控制阀上的管路中,在所述液压泵的排出压比在所述最高负载压上加上设定压后的压力高时成为开状态,并使所述液压泵的排出油返回油箱,对所述液压泵的排出压的上升进行限制,其特征在于,具有对规定压力和油箱压的某一方进行切换并输出,将其输出压作为假设负载压向所述最高负载压检测回路导入的第一切换阀;对基于所述泵控制装置的所述负载感应控制部的负载感应控制的有效、无效进行切换的第二切换阀;对所述发动机的排气进行净化的排气净化装置;控制装置,以如下方式对所述第一及第二切换阀进行切换,在所述排气净化装置不需要进行再生。
20、时,所述第一切换阀将所述油箱压作为假设负载压输出,所述第二切换阀使基于所述泵控制装置的负载感应控制有效,在所述排气净化装置需要进行再生时,所述第一切换阀将所述规定压力作为假设负载压输出,所述第二切换阀使基于所述泵控制装置的负载感应控制无效。0025这样构成的本发明的作用如下。0026在排气净化装置的过滤器的PM堆积量增加、且成为排气净化装置需要进行再生的状态后,控制装置对第一以及第二切换阀进行切换,第一切换阀在没有执行器操作的情况下,将规定压力作为假设负载压输出,第二切换阀使负载感应控制无效。0027第一切换阀将规定压力作为假设负载压输出,由此,最高负载压检测回路,作为最高负载压,选择假设负载。
21、压规定压力和实际多个执行器的最高负载压中高的一方。因此,通过卸荷阀的作用,液压泵的排出压被保持于在假设负载压规定压力和实际的多个执行器的最高负载压中高的一方的压力上加上卸荷阀的设定压和由卸荷阀的过载特性所决定的压力后的压力。另外,负载感应控制无效,由此,泵控制装置中仅扭矩控制部发挥功能,液压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围内增加。因此,通过将规定压力假设负载压设定成适当的值,液压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,能够进行利用基于扭矩控制部的吸收扭矩恒定控制的泵输出上升控制泵吸收扭矩上升控制。0028在这样液压泵的吸收扭矩上升后,与之相应地,。
22、发动机的负载升高,排气温度上升。由此,设在排气净化装置中的氧化催化剂活性化,所以,通过向排气中供给未燃燃料,未燃燃料通过活性化的氧化催化剂而燃烧从而排气的温度上升,通过该高温的排气,堆积在过滤器中的PM被燃烧除去。0029在泵输出上升控制中进行低负载/大流量的执行器操作,即使从液压泵排出的压说明书CN103201522A4/19页7力油流入执行器,由于使负载感应控制无效,所以,泵控制装置在扭矩控制部的吸收扭矩恒定控制的最大扭矩的范围内以使液压泵2的容量增大的方式持续进行控制。其结果,向执行器供给必要的流量,能够不受泵输出上升控制的影响地进行执行器操作。0030另外,即使在执行器的负载压比假设负。
23、载压规定压力低的情况下,作为最高负载压选择假设负载压规定压力,液压泵的排出压通过卸荷阀的作用,被保持在与进行执行器操作前相同的值。因此,不会受到执行器操作的影响而导致液压泵的排出压降低,能够进行与执行器操作进行前相同的泵输出上升控制。0031另外,在泵输出上升控制中,在进行高负载/小流量的执行器操作的情况下,其执行器的负载压作为最高负载压进行选择,液压泵的排出压通过卸荷阀的作用,根据执行器的负载压而上升。此时,液压泵的吸收扭矩通过扭矩控制部的吸收扭矩恒定控制以不超过最大扭矩的方式受到控制。由此,能够不受执行器操作的影响地进行与执行器操作进行前同样的泵输出上升控制。另一方面,由于液压泵的排出压根。
24、据负载压而上升,所以,能够不受泵输出上升控制的影响地进行执行器操作。0032如以上那样,即使同时进行执行器操作和泵输出上升控制也不会相互影响,能够防止损害执行器的操作性、防止在泵输出上升控制中产生不良情况。0033而且,第一切换阀和第二切换阀是比较廉价的切换阀,所以,能够简便地以低成本实现上述效果。00342在上述1中,优选地,还具有通过所述发动机被驱动的先导泵;连接于该先导泵,供给用于控制多个所述流量及方向控制阀的压力油的先导压供给油路;具有设在所述先导压供给油路上的节流部,通过该节流部的压力损失生成依存于所述发动机转速的液压信号的发动机转速检测阀,所述泵控制装置的负载感应控制部以将所述发动。
25、机转速检测阀生成的所述液压信号作为所述负载感应控制的目标差压进行设定的方式构成,所述第一切换阀,作为所述规定压力,对所述发动机转速检测阀的上游侧的压力即所述先导泵的排出压进行输出。0035由此,能够利用发动机转速检测阀的上游侧的压力等既存的压力生成作为假设压力的规定压力。00363在上述1或2中,优选地,还具有将所述液压泵的排出压和所述最高负载压的差压作为绝对压向所述泵控制装置输出的差压减压阀,所述第二切换阀配置在向所述泵控制装置的负载感应控制部导入所述差压减压阀的输出压的油路中,以在所述排气净化装置不需要进行再生时输出所述差压减压阀的输出压、且在所述排气净化装置需要进行再生时输出所述油箱压的。
26、方式进行切换。0037由此,仅通过在将差压减压阀的输出压导向泵控制装置的负载感应控制部的油路中夹装第二切换阀的简单的构成,能够对负载感应控制的有效、无效进行切换。00384另外,上述13中,优选地,还具有用于检测所述排气净化装置的排气阻力的压力检测装置,所述控制装置基于所述压力检测装置的检测结果,以同时对所述第一及第二切换阀进行切换的方式进行控制。0039由此,能够利用压力检测装置检测排气净化装置是否需要再生,并切换第一及第二切换阀。00405另外,在上述14中,优选地,所述泵控制装置的扭矩控制部,作为表示说明书CN103201522A5/19页8所述液压泵的排出压和容量的关系的特性,预先设有。
27、由最大容量恒定特性和最大吸收扭矩恒定特性构成的特性,扭矩控制部构成为,在所述液压泵的排出压为从所述最大容量恒定特性向所述最大吸收扭矩恒定特性的过渡点的压力即第一值以下时,即使所述液压泵的排出压上升,也使所述液压泵的最大容量恒定,在所述液压泵的排出压上升到超过所述第一值后,以所述液压泵的最大容量根据所述最大吸收扭矩恒定特性减少的方式对所述液压泵的容量进行控制,0041所述规定压力被设定为,以在该规定压力上加上所述卸荷阀的设定压和所述卸荷阀的过载特性的压力后的压力成为从所述最大容量恒定特性向所述最大吸收扭矩恒定特性的过渡点附近的压力以上的值。0042由此,无论在假设负载压作为最高负载压被选择的情况。
28、下还是实际的负载压作为最高负载压被选择的情况下,都能够以利用基于扭矩控制部的吸收扭矩恒定控制的最大扭矩进行泵输出上升控制。0043发明的效果0044在进行负载感应控制的液压驱动系统中,在没有执行器操作的情况下能够通过泵输出上升控制高效地对排气净化装置内的过滤器堆积物进行燃烧除去,且即使同时进行执行器操作和泵输出上升控制也不会相互影响,能够防止损害执行器的操作性、在泵输出上升控制中产生不良情况。另外,能够简便地以低成本实现上述效果。附图说明0045图1是表示本发明的第一实施方式的液压驱动系统的构成的图。0046图2是表示基于马力控制倾转活塞的主泵的PQ压力泵容量特性的图。0047图3是表示主泵的。
29、吸收扭矩特性的图。0048图4是表示搭载有本实施方式的液压驱动系统的液压挖掘机的外观的图。0049图5是表示排气净化装置内的PM堆积量和通过排气阻力传感器检测的排气阻力过滤器的前后差压的关系的图。0050图6是表示控制器的处理功能的流程图。0051图7是表示假定油箱压为0MPA的情况下的卸荷阀的动作特性的图。0052图8是表示本发明的第二实施方式的液压驱动系统的构成的图。0053图9是表示本发明的第三实施方式的液压驱动系统的构成的图。具体实施方式0054以下,利用附图说明本发明的实施方式。00550056构成0057图1是表示本发明的第一实施方式中的液压驱动系统的构成的图。本实施方式是将本发明。
30、适用于前摆式的液压挖掘机的液压驱动系统的情况下的实施方式。0058图1中,本实施方式的液压驱动系统具有发动机1;被该发动机1驱动的作为主泵的可变容量型的液压泵以下称为主泵2及固定容量型的先导泵30;通过从主泵2排出的压力油驱动的多个执行器3A、3B、3C;中立关闭型的多个流量及方向控制阀6A、6B、说明书CN103201522A6/19页96C,连接在与主泵2的排出油的供给油路5上所连接的执行器3A、3B、3C对应的油路8A、8B、8C上,分别对从主泵2向执行器3A、3B、3C供给的压力油的流量和方向进行控制;在流量及方向控制阀6A、6B、6C的上游侧连接于油路8A、8B、8C、对流量及方向控。
31、制阀6A、6B、6C的入口节流部的前后差压进行控制的压力补偿阀7A、7B、7C;在执行器3A、3B、3C的负载压中选择最高压力并输出的梭阀9A、9B、9C;将主泵2的排出压和所述最高负载压的差压作为绝对压并向油路12A、12B输出的差压减压阀11;连接于主泵2的排出油的供给油路5、以不使供给油路5的压力主泵2的最高排出压最高回路压力成为设定压力以上的方式进行限制的主溢流阀14;卸荷阀15,连接在主泵2的排出油的供给油路5上,当供给油路5的压力比在最高负载压上加上由弹簧15A设定的启开压设定压PUN后的压力高时,成为开状态,并使供给油路5的压力油回到油箱T,限制供给油路相对于最高负载压的压力的上。
32、升;控制主泵2的倾转角容量或排量的泵控制装置17;连接于先导泵30,对用于控制多个流量及方向控制阀6A、6B、6C的压力油进行供给的先导压供给油路31;配置于先导压供给油路31、基于与发动机1的转速成比例的先导泵30的排出流量,将依存于发动机转速的液压信号作为绝对压PGR输出的发动机转速检测阀13;连接于先导压供给油路31的发动机转速检测阀13的下游侧油路部分即先导油路31B、保持先导油路31B的压力恒定的先导溢流阀32;通过门锁定杆24被操作,使先导压供给油路31的更下游侧的油路部分即先导油路31C选择性地与先导油路31B及油箱T的一方连通的作为安全阀的门锁定阀100;连接于先导油路31C、。
33、对流量及方向控制阀6A、6B、6C进行操作从而产生用于使对应的执行器3A、3B、3C动作的指令先导压指令信号的操作杆装置122、123参照图4。0059执行器3A、3B、3C为例如液压挖掘机的旋转马达、动臂液压缸及斗杆液压缸,流量及方向控制阀6A、6B、6C分别为例如旋转用、动臂用、斗杆用的流量及方向控制阀。为了图示的方便,省略了铲斗液压缸、动臂摆动液压缸、行驶马达等其他的执行器及涉及这些执行器的流量及方向控制阀的图示。0060压力补偿阀7A、7B、7C具有作为其目标补偿差压而经由油路12A导入差压减压阀11的输出压的开方向动作的受压部21A、21B、21C;对流量及方向控制阀6A、6B、6C。
34、的入口节流部的前后差压进行检测的受压部22A、23A、22B、23B、22C、23C,以流量及方向控制阀6A、6B、6C的入口节流部的前后差压与差压减压阀11的输出压主泵2的排出压和执行器3A、3B、3C的最高负载压的差压相等的方式进行控制。即,压力补偿阀7A、7B、7C的各目标补偿差压以与主泵2的排出压和执行器3A、3B、3C的最高负载压的差压相等的方式被设定。0061流量及方向控制阀6A、6B、6C分别具有负载端口26A、26B、26C,这些负载端口26A、26B、26C,在流量及方向控制阀6A、6B、6C位于中立位置时与油箱T连通,作为负载压而输出油箱压,在流量及方向控制阀6A、6B、6。
35、C从中立位置被向图示左右的操作位置切换时,与各执行器3A、3B、3C连通,并输出执行器3A、3B、3C的负载压。0062梭阀9A、9B、9C连接成并排TOURNAMENT形式,与负载端口26A、26B、26C一起构成最高负载压检测回路。即,梭阀9A对经由梭阀45后述而导入的流量及方向控制阀6A的负载端口26A的压力和流量及方向控制阀6B的负载端口26B的压力中的高压侧进行选择并输出,梭阀9B对梭阀9A的输出压和流量及方向控制阀6C的负载端口26C的压力中说明书CN103201522A7/19页10的高压侧进行选择并输出,梭阀9C对梭阀9B的输出压和未图示的其他同样的梭阀的输出压中的高压侧进行选。
36、择并输出。梭阀9C为最后阶段的梭阀,其输出压作为最高负载压而经由信号油路27、27A被导入差压减压阀11及卸荷阀15。0063差压减压阀11是这样一种阀先导油路31B的压力经由油路33、34被引导,通过将该压力作为源压而将主泵2的排出压和最高负载压的差压作为绝对压生成,差压减压阀11具有导入主泵2的排出压的受压部11A;导入最高负载压的受压部11B;导入自身的输出压的受压部11C。0064卸荷阀15具有设定卸荷阀的启开压PUN的闭方向动作的上述的弹簧15A;导入供给油路5的压力主泵2的排出压的开方向动作的受压部15B;最高负载压经由信号油路27A被引导的闭方向动作的受压部15C,该卸荷阀15,。
37、在供给油路5的压力比在最高负载压上加上弹簧15A的设定压PUN后的压力高时,成为开状态并使供给油路5的压力油返回油箱T,对供给油路5的压力的上升进行限制。对于卸荷阀15的弹簧15A的设定压,一般被设定成与发动机1为额定最高转速时的由发动机转速检测阀13的差压减压阀13B的输出压所设定的负载感应控制的目标差压后述大致相同的值或比其稍高的压力,本实施方式中,被设定成与负载感应控制的目标差压相同的值。0065流量及方向控制阀6A、6B、6C、压力补偿阀7A、7B、7C、梭阀9A、9B、9C及后述的梭阀45、差压减压阀11、主溢流阀14、卸荷阀15被配置在控制阀4内。0066发动机转速检测阀13包括具。
38、有其节流量根据来自先导泵30的排出流量可变的特性的可变节流阀13A;将其可变节流阀13A的前后差压作为绝对压PGR输出的差压减压阀13B。由于先导泵30的排出流量根据发动机转速而发生变化,所以,可变节流阀13A的前后差压也根据发动机转速发生变化,其结果为,差压减压阀13B所输出的绝对压PGR也根据发动机转速而发生变化。差压减压阀13B的输出压可变节流阀13A的前后差压的绝对压经由油路40而作为负载感应控制的目标差压被向控制主泵2的倾转角容量或排量的泵控制装置17引导。由此,能够谋求与发动机转速相应的饱和现象的改善,在将发动机转速设定较低的情况下能够得到良好的微操作性。这点在日本特开平10196。
39、604号公报中有详细说明。0067泵控制装置17具有扭矩控制倾转活塞17A扭矩控制部;LS控制阀17B及LS控制倾转活塞17C负载感应控制部。0068扭矩控制倾转活塞17A随着主泵2的排出压升高而减小主泵2的倾转角,以主泵2的吸收扭矩输入扭矩不超过预先设定的最大扭矩的方式进行控制,由此主泵2的吸收扭矩以不超过发动机1的限制扭矩图2的限制扭矩TEL的方式受到控制,限制了主泵2的消耗马力,且防止因过负载导致的发动机1的停止发动机失速。0069LS控制阀17B具有相对的受压部17D、17E,发动机转速检测阀13的差压减压阀13B的输出压作为负载感应控制的目标差压目标LS差压经由油路40被导入受压部1。
40、7D,差压减压阀11的输出压主泵2的排出压和最高负载压的差压的绝对压经由油路12B被导入受压部17E。LS控制阀17B进行如下控制,在差压减压阀11的输出压比差压减压阀13B的输出压高时,将先导油路31B的压力经由油路33导向LS控制倾转活塞17C并减小主泵2的倾转角,在差压减压阀11的输出压比差压减压阀13B的输出压低时,使LS控制倾转活塞17C与油箱T连通并增加主泵2的倾转角,由此,以使主泵2的排出压比最高负说明书CN103201522A108/19页11载压高出差压减压阀13B的输出压目标差压的量的方式控制主泵2的倾转角。由此,LS控制阀17B及LS控制倾转活塞17C以主泵2的排出压PD。
41、比多个执行器3A、3B、3C的最高负载压PLMAX高出目标差压的量的方式进行负载感应控制。0070利用图2及图3说明扭矩控制倾转活塞17A的扭矩控制的详细情况。图2是表示以下特性以下,称作PQ压力泵容量特性的图,该特性是表示基于扭矩控制倾转活塞17A的主泵2的排出压和容量倾转角的关系的特性,图3是表示主泵2的吸收扭矩特性的图。图2及图3的横轴表示主泵2的排出压P。图2的纵轴表示主泵2的容量或倾转角Q,图3的纵轴表示主泵2的吸收扭矩TP。0071图2中,主泵2的PQ特性由最大容量恒定特性TP0和最大吸收扭矩恒定特性TP1、TP2构成。0072在主泵2的排出压P为从最大容量恒定特性TP0过渡到最大。
42、吸收扭矩恒定特性TP1、TP2的拐点过渡点的压力即第一值P0以下时,即使主泵2的排出压P上升,主泵2的最大容量也以Q0恒定。此时,如图3所示,随着主泵2的排出压P上升,泵排出压和泵容量的积即主泵2的最大吸收扭矩增加。在主泵2的排出压P超过第一值P0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的特性线减少,主泵2的吸收扭矩被保持在由TP1、TP2的特性所决定的最大扭矩TMAX。TP1、TP2的特性线以近似吸收扭矩恒定曲线双曲线的方式通过未图示的两个弹簧被设定,最大扭矩TMAX大致恒定。另外,其最大扭矩TMAX以比发动机1的限制扭矩TEL小的方式被设定。由此,主泵2的排出压P超过。
43、第一值P0地上升后,减少主泵2的最大容量,以主泵2的吸收扭矩输入扭矩不超过预先设定的最大扭矩TMAX的方式进行控制,并以主泵2的吸收扭矩不超过发动机1的限制扭矩TEL的方式进行控制。将基于该特性TP1、TP2的最大吸收扭矩的控制称作吸收扭矩恒定控制或吸收马力恒定控制。0073回到图1,本实施方式的液压驱动系统,除了上述构成以外,还具有以下的构成。0074即,液压驱动系统具有排气净化装置42,配置在构成发动机1的排气系统的排气管路41上;检测排气净化装置42内的排气阻力的排气阻力传感器43;指令对排气净化装置42进行强制再生的强制再生开关44;梭阀45,配置于将流量及方向控制阀6A的负载端口26。
44、A的压力导向梭阀9A的油路,选择负载端26A的压力和外部压力后述的高压侧并输出;对先导压供给油路31的发动机转速检测阀13的上游侧油路部分即先导泵30的排出压先导油路31A的压力和油箱压进行切换,并输出其一方的压力,将该输出压作为外部压力导向梭阀45的电磁切换阀46第一切换阀;配置在将差压减压阀11的输出压导向LS控制阀17B的受压部17E的油路12B中、对差压减压阀11的输出压主泵2的排出压和最高负载压的差压的绝对压和油箱压进行切换,并将其一方的压力导向LS控制阀17B的受压部17E的电磁切换阀48第二切换阀;输入排气阻力传感器43的检测信号和强制再生开关44的指令信号,并进行规定的运算处理。
45、,输出用于切换电磁切换阀46、48的电信号的控制器49控制装置。0075排气净化装置42通过内置的过滤器对排气所包含的颗粒状物质PM进行捕集。另外,排气净化装置42具有氧化催化剂,在排气温度达到规定温度以上后,氧化催化剂活性化,通过该氧化催化剂使排气中所添加的未燃燃料燃烧,由此,使排气温度上升,对过滤器所捕集并堆积的PM进行燃烧处理。说明书CN103201522A119/19页120076排气阻力传感器43是例如对排气净化装置42的过滤器的上游侧和下游侧的前后差压排气净化装置42的排气阻力进行检测的差压检测装置。0077电磁切换阀46在从控制器49输出的电信号为OFF时位于图示的位置,将油箱压。
46、作为外部压力输出,且在电信号成为ON后从图示的位置切换,将先导泵30的排出压规定压力作为外部压力输出。电磁切换阀48在从控制器49输出的电信号为OFF时位于图示的位置,并输出差压减压阀11的输出压主泵2的排出压和最高负载压的差压的绝对压,在电信号成为ON后从图示的位置切换,并输出油箱压。0078先导压供给油路31中设有将与发动机转速成比例的压力作为绝对压PGR输出的发动机转速检测阀13,发动机转速检测阀13的上游侧的压力即先导油路31A的压力被保持在以下压力,即在由先导溢流阀32决定的先导油路31B的压力例如39MPA上加上发动机转速检测阀13输出的绝对压PGR例如20MPA后的压力例如39M。
47、PA20MPA59MPA。对于该先导泵30的排出压,在全部操作杆位于中立时,在该压力59MPA上加上卸荷阀15的设定压例如20MPA和卸荷阀的过载特性的压力例如20MPA后的压力约10MPA为与从基于扭矩控制倾转活塞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过渡点附近的压力约10MPA相等的压力或值比其高的压力,由此,在全部操作杆位于中立时,通过将该压力先导泵30的排出压作为假设负载压输出,能够以利用基于扭矩控制倾转活塞17A的吸收扭矩恒定控制的最大扭矩TMAX实施泵吸收扭矩上升控制后述。0079图4是表示搭载有本实施方式的液压驱动系统的液压挖掘机的外观的图。0080液压挖掘机具有。
48、下部行驶体101;能够旋转地搭载在该下部行驶体101上的上部旋转体102;经由摆柱103以能够在上下以及左右方向上转动的方式连结在该上部旋转体102的前端部分上的前作业机104。下部行驶体101为履带式,在履带架105的前方侧设有能够上下动的排土用的刮板106。上部旋转体102具有成为基础下部构造的旋转台107;设在旋转台107上的顶篷型的驾驶室108。前作业机104具有动臂111、斗杆112、铲斗113,动臂111的基端销结合于摆柱103,动臂111的前端销结合于斗杆112的基端,斗杆112的前端销结合于铲斗113。0081上部旋转体102通过旋转马达3A相对于下部行驶体101被旋转驱动,动。
49、臂111、斗杆112、铲斗113分别通过伸缩动臂液压缸3B、斗杆液压缸3C、铲斗液压缸3D而转动。下部行驶体101通过左右的行驶马达3F、3G被驱动。刮板106通过刮板液压缸3H沿上下被驱动。图1中省略了铲斗液压缸3D、左右的行驶马达3F、3G、刮板液压缸3H及其它们的回路要素的图示。0082驾驶室108中设有驾驶席121、操作杆装置122、123图2中仅图示右侧及门锁定杆24。0083图5是表示排气净化装置42内的PM堆积量和通过排气阻力传感器43所检测的排气阻力过滤器的前后差压的关系的图。0084图5中,随着排气净化装置42内的PM堆积量增加,排气净化装置42的排气阻力上升。图中,WB为需要自动再生控制的PM堆积量,PB为PM堆积量为WB时的排气阻力。WA是可以使再生控制结束的PM堆积量,PA是PM堆积量为WA时的排气阻力。0085控制器49的存储装置未图示中,PB作为用于开始自动再生控制的阈值而说明书CN103201522A1210/19页13被存储,PA作为用于使再生控制结束的阈值而被存储。0086图6是表示控制器49的处理功能的流程图。根据图6说明基于控制器49进行的排气净化装置42的再生处理顺序。0087首先,控制器49基于来自排气阻力传感器43的检测信号和来自强制再生开关44的指令信号,对排气净化装置42内的排气阻力P和用于开始自动再生控制的阈。