CN104981573A - 挖掘机的油压泵控制装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本说明书的一实施例是涉及关于改变动作模式的挖掘机的油压泵控制方法，包括：操作部，其包括控制杆或踏板，且根据作业者的操作来产生动作信号；流量供给部，其包括多个泵和多个逻辑阀，且向致动器供给流量，以驱动与上述动作信号对应的多个致动器；和控制部，其针对根据上述动作信号而设定的动作模式的改变，利用考虑到致动器的使用频度和负荷的各动作优先顺序算法来控制上述流量供给部。

Description

挖掘机的油压泵控制装置及方法
技术领域
本发明涉及关于改变动作模式的挖掘机的油压泵控制方法。
背景技术
挖掘机是在土木、建筑、建设现场进行挖地的挖掘工作，搬运沙土的装载工作，拆解建筑的破碎工作，整理地面的整地工作等工作的施工机械，其由前部装置构成，且由于在执行上述工作时需要出很大的力，因此，主要使用了油压，其中，该前部装置包括如下选项：起到装备的移动作用的运行体；搭载在运行体上而旋转360度的上部旋转体；在上部旋转体上以可旋转的方式连接的杆和臂；以及在臂的端部附着的铲斗或破碎机等。
使用油压的挖掘机包括：提供动力的发动机；向连接在各个致动器上的气缸提供流量的泵；和决定向各气缸提供的流量的阀。
若想以用户操作控制杆程度的速度运行气缸，要形成由阀槽产生的泵侧和气缸侧之间的压力差以使仅一定的流量通过，然而，因这样的阀的前后端的压力差而不可避免地产生流量的损失。这种阀中的流量损失会成为整个挖掘机油压损失的最大原因，因此要排除使用阀槽并直接控制泵的流量以提供给气缸，可减少油压损失。
换句话说，若直接控制泵，就不会使用阀槽，因此不能将相同压力的泵流量恰当地分配到各气缸中，因此一个泵只能连接到一个气缸。但是，由于车辆内部空间的限制，泵的个数会受到限制。由此，在泵的个数被限制的情况下，可在各个气缸上使用逻辑阀，其根据控制杆的动作能实时地对泵进行分配。
发明内容
技术课题
为了最小化逻辑阀的改变以减少油压损失，需要如下方法：研究挖掘机的单独动作和复合动作等中的动作模式，以同时使用频度高的观点或动作时的负荷高的观点来按各气缸动作赋予权重值，以最小化基于控制杆的动作变动的动作模式改变。
本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的是提供挖掘机的油压泵控制装置及方法，利用对于动作模式改变的优先顺序算法来最小化逻辑阀的改变。
课题解决手段
为了达到上述目的，根据本说明书中示出的一实施例的挖掘机的油压泵控制装置，其特征在于，包括：操作部，其包括控制杆或踏板，且根据作业者的操作来产生动作信号；流量供给部，其包括多个泵和多个逻辑阀，且向致动器供给流量，以运行与上述动作信号对应的多个致动器；和控制部，其针对根据上述动作信号设定的动作模式的改变，利用考虑到致动器的使用频度和负荷的各动作优先顺序算法来控制上述流量供给部。
根据本说明书中示出的一实施例，针对基于动作信号的动作模式改变，控制挖掘机的油压泵的方法，其特征在于，包括如下步骤：确认是否输入有与运行装置对应的动作信号，在输入有上述与运行装置对应的动作信号的情况下，优先地向运行装置分配2个泵；确认是否输入有与辅助装置对应的动作信号，在输入有上述与辅助装置对应的动作信号的情况下，向上述辅助装置分配1个泵；确认是否输入有与摇杆对应的动作信号，在输入有上述与摇杆对应的动作信号的情况下，向上述摇杆分配1个泵；确认是否输入有与杆对应的动作信号，在输入有上述与杆对应的动作信号的情况下，在要驱动的致动器的个数少于泵的总个数时，对杆分配2个泵，在要驱动的致动器的个数多于或等于泵的总个数时，对杆分配1个泵；确认是否输入有与臂对应的动作信号，在输入有上述与臂对应的动作信号的情况下，在要驱动的致动器的个数少于泵的总个数时，对臂分配2个泵，在要驱动的致动器的个数多于或等于泵的总个数时，对臂分配1个泵；和确认是否输入有与铲斗对应的动作信号，在输入有上述与铲斗对应的动作信号时，对上述铲斗分配1个泵。
发明效果
根据本发明中示出的一实施例，使用逻辑阀，可直接控制流量，因此提高了控制正确性并提高了挖掘机的作业燃油效率。
并且，一个泵可以给一个以上的致动器供给流量，因此可减少泵的个数。
并且，因各气缸的泵的映射，因复合动作中的流量增加而能够提高工作速度。
附图说明
图1是例示根据本发明一实施例的挖掘机的油压泵控制装置的结构图的图。
图2是例示根据本发明一实施例的挖掘机的油压供给部的结构图的图。
图3是用于说明根据本发明一实施例的挖掘机的油压泵控制方法的流程图。
具体实施方式
本说明书中使用的技术用语是仅用于说明特定的实施例，应留意其并不意图限定本发明。
并且，只要语法上未明确指出，在本说明书中使用的单数的表达包含多数的表达。本申请中“构成”或“包括”等用语不应解释为包括所有说明书上记载的多个构成要素或多个步骤，应被解释为可以不包含其中的部分构成要素或部分步骤，或，还可包含附加的构成要素或步骤。并且，本说明书中使用的对于结构要素的后缀“模块”及“部”是考虑到说明书的制作的方便而赋予或混用的，其自身并不具有相互区别的意思或作用。
另外，本说明书中使用的第1、第2等包含序数的用于可用于说明多种构成要素，但上述构成要素不应被上述用于所限定。上述用语仅使用为使一个构成要素区别于其他构成要素的目的。例如，在不超过本发明权利范围下，第1构成要素可命名为第2构成要素，类似地，第2构成要素也可命名为第1构成要素。
另外，说明本发明时，当对于关联公知技术的具体说明会混淆本发明主旨时，省略其详细说明。另外，附图仅用于更易于理解本发明思想，要留意的是，不应解释为本发明思想限制于附图。
图1是例示根据本发明一实施例的挖掘机的油压泵控制装置的结构图的图。
如图1所示，挖掘机的油压泵控制装置包括操作部(100)、控制部(200)、油压供给部(300)和致动器(400)。
在作业者操作控制杆或踏板时，操作部(100)生成与此对应的动作信号。
控制部(200)针对基于上述动作信号的动作模式改变利用考虑到使用频度和负荷的各动作优先顺序算法来控制上述流量供给部(300)。各动作优先顺序算法在以后进行说明。
流量供给部(300)包括多个泵(320)和阀(310)，为了驱动与上述动作信号对应的致动器(400)，向上述致动器(400)供给流量。图2是简略地例示流量供给部(300)的结构图的图。参照图2，对于流量供给部(300)而言，由多个(例如5个)泵(300)通过阀(310)连接在各个致动器(400)上。在此，致动器(400)包括运行装置、辅助装置、摇杆、杆、臂和铲斗，通过上述流量供给部(300)供给并控制流量以启动致动器。
考虑到致动器，流量供给部(300)的泵配置为硬件式。例如，在运行装置的情况下，同时使用左侧和右侧发动机的情况居多，因此在运行装置上，基本地分别左右运行发动机配置泵1和泵4。用于运行的泵要分配指定的泵，不能对其进行改变。另外，臂和杆具有较大负重，为了达到充分的速度会发生要同时使用2个泵的情况，因此可包括2泵模式。
本实施例如图2所示，对于运行装置、辅助装置、摇杆、杆、臂和铲斗假定具有5个泵，根据与动作信号对应的动作模式而可给各个致动器分配的泵例示在表1中。
表1
模式 摇杆 杆 臂 铲斗 辅助装置 右运行装置 左运行装置
1 泵3 泵2 泵2 泵1 泵4
2 泵3 泵5 泵2 泵1 泵4
3 泵3 泵2 泵2 泵1 泵4
4 泵5 泵3 泵2 泵1 泵4
5 泵3 泵2 泵5 泵1 泵4
6 泵3 泵5 泵2 泵1 泵4
7 泵3 泵2 泵5 泵1 泵4
8 泵3 泵4 泵2 泵1 泵4
9 泵4 泵3 泵2 泵1 泵4
10 泵3 泵4 泵1 泵5 泵2
11 泵3 泵4 泵1泵2 泵5
12 泵3 泵4泵5 泵1 泵2
如此，控制部(200)根据连接在各致动器上的动作模式，利用可向各致动器分配的泵表，根据各动作优先顺序算法来对泵进行分配。
对泵进行分配是指为了使泵的流量供给到所分配的致动器中而控制逻辑阀的端口。
在各动作优先顺序算法中，运行装置、辅助装置、此外的致动器是按照顺序具有优先分配权，由于运行装置在运行时的左右平衡很重要，因此运行装置具有泵分配的最优先权，其分配有2个泵。
在对各致动器分配泵时，将与运行装置对应的动作信号考虑为第一顺位而在输入了与上述运行装置对应的动作信号时分配2个泵，将与辅助装置对应的动作信号考虑为第二顺位而在输入了与上述辅助装对应的动作信号时分配1个泵，在输入了与上述臂和杆对应的各个动作信号时，根据情况分配2个泵，根据动作信号的改变而改变泵的分配时，要改变的泵的流量变成0之后将上述泵分配到改变后的致动器，对应于动作信号而需求的泵的个数在已设置的泵的个数以上的情况下，对与分配2个泵的致动器对应的的泵中的一个泵的分配进行改变。例如，假定总共有5个泵，对杆分配了2个泵、对臂分配了1个泵、对铲斗分配了1个泵、对摇杆分配了1个泵时，当输入下一个辅助装置的驱动信号时，由于杆上分配了2个泵，因此分配给了杆的1个泵再分配给辅助装置。
图3是用于说明根据本发明一实施例的挖掘机的油压泵控制方法的流程图。
参照图3，说明关于根据动作信号改变动作模式的挖掘机的油压泵控制方法。假定泵是5个，动作模式是参照表1进行说明的。
首先，确认是否输入有与具有最优先权的运行装置对应的动作信号(S100)。
在步骤S100中，在输入有与运行装置对应的动作信号时，向运行装置分配2个泵，并确认是否输入有与辅助装置对应的动作信号(S200)。
在步骤S200中，在输入有与上述辅助装置对应的动作信号时，向辅助装置分配1个泵，并确认是否输入有与摇杆对应的动作信号(S300)。
在步骤S300中，在输入有与上述摇杆对应的动作信号时，向上述摇杆分配1个泵，并确认是否输入有与杆对应的动作信号(S400)。
在步骤S400中，在输入有与杆对应的动作信号时，要向各个致动器分配的泵基于动作模式2。
在步骤S400中，在没有输入与杆对应的动作信号时，确认是否输入有与臂对应的动作信号(S410)。
在步骤S410中，在输入有与臂对应的动作信号时，要分配给各个致动器的泵基于动作模式1，在步骤S410中，在没有输入与臂对应的动作信号时，要分配给各个致动器的泵基于动作模式3。
在步骤S100中，在没有输入与运行装置对应的动作信号时，确认是否输入有与辅助装置对应的动作信号(S110)。
在步骤S110中，在输入有与辅助装置对应的动作信号时，要分配给各个致动器的泵基于动作模式10。
在步骤S110中，在没有输入与辅助装置对应的动作信号时，确认杆的动作信号是否大于臂的动作信号(S120)。
在步骤S120中，在杆的动作信号大于臂的动作信号时，要分配给各个致动器的泵基于动作模式12，在步骤120中，杆的动作信号不大于臂的动作信号时，要分配给各个致动器的泵基于动作模式11。
步骤S200中，没有输入对应于上述辅助装置的动作信号时，确认是否有对应于摇杆的动作信号的输入(S210)。
在步骤S210中，在输入有与摇杆对应的动作信号时，确认是否输入有与杆对应的动作信号(S220)。
在步骤S220中，在输入有与杆对应的动作信号时，确认是否输入有与臂对应的动作信号(S230)。
在步骤S230中，在输入有与臂对应的动作信号时，要分配给各个致动器的泵基于动作模式6。
在步骤S210中，在没有输入与摇杆对应的动作信号时，要分配给各个致动器的泵基于动作模式9。
在步骤S220中，在没有输入与杆对应的动作信号时，要分配给各个致动器的泵基于动作模式7。
在步骤S230中，在没有输入对与臂对应的动作信号时，要分配给各个致动器的泵基于动作模式8。
在步骤S300中，在没有输入与摇杆对应的动作信号时，确认是否输入有与杆对应的动作信号(S310)。
在步骤S310中，在输入有与杆对应的动作信号时，要分配给各个致动器的泵基于动作模式4。
在步骤S310中，在没有输入与杆对应的动作信号时，要分配给各个致动器的泵动作模式5。
如此，根据动作信号的改变而改变泵的分配时，要改变分配的泵的流量充分变低后，例如流量变成0后，将上述泵分配给与动作信号的改变对应的致动器。这是因为，在剩有泵的流量排放的状态下，若瞬间关闭阀，则泵侧的压力上升而导致排管破损或发生漏油等。
另外，与动作信号对应地需求的泵的个数是已设置的泵的个数以上时，对与分配有2个泵的致动器对应的泵中的一个泵的分配进行改变。
图示的各步骤并不是必须需要的，部分步骤可省略。
前述方法可通过多种手段体现。例如，本发明实施例可由硬件、固件、软件或它们的结合等来体现。
通过硬件体现的情况下，根据本发明实施例的方法可由一个或一个以上的ASICs(application specific integrated circuits)、DSPs(digital signal processors),DSPDs(digital signal processing devices)、PLDs(programmable logic devices)、FPGAs(field programmable gate arrays)、处理器、控制器、微控制器等来体现。
由固件或软件体现的情况下，根据本发明实施例的方法可由执行如上说明的功能或动作的模块、过程或函数形态来体现。软件代码存储在存储单元中，其可通过处理器运行。上述存储单元位于上述处理器内部或外部，可通过公知的多种手段和上述处理器收发数据。
以上，通过参照附图来说明了公开在本说明书的实施例。如上图示在各附图的实施例不应被限定地解释，其可通过熟知本说明书内容的技术人员组合起来，在组合的情况中，可解释为部分构成要素可省略。
由此，本说明书中记载的实施例和附图上图示的构成仅是本说明书中公开的一实施例，其不代表本说明书公开的所有技术思想，从本申请角度考虑应理解的是，本申请可具有代替上述实施例的多种等同物或变形例。
产业上的可利用性
根据本发明的油压泵的控制装置及方法，可使用泵的逻辑阀而选择要供给流量的致动器，因此可减少泵的个数。

Claims (10)

1.一种挖掘机的油压泵控制装置，其包括：
操作部，其根据作业者的操作来产生动作信号；
流量供给部，其包括多个泵和多个逻辑阀，为了驱动与上述动作信号对应的多个致动器而向上述致动器供给流量；和
控制部，其针对根据上述动作信号而设定的动作模式的改变，利用考虑到致动器的使用频度和负荷的各动作的优先顺序算法来控制上述流量供给部。
2.如权利要求1所述的挖掘机的油压泵控制装置，其特征在于，
上述致动器包括运行装置、辅助装置、摇杆、杆、臂和铲斗，上述逻辑阀设置在连接上述泵和上述致动器的流路上，上述控制部控制上述逻辑阀以将上述泵分配给上述致动器。
3.如权利要求2所述的挖掘机的油压泵控制装置，其特征在于，
上述致动器包括运行装置、辅助装置、摇杆、杆、臂和铲斗，
在输入有上述多个致动器的动作信号的情况下，当输入有与上述运行装置对应的动作信号时，上述控制部优先地向上述运行装置分别分配2个泵。
4.如权利要求2所述的挖掘机的油压泵控制装置，其特征在于，
在输入有上述多个致动器的动作信号的情况下，当输入有与上述辅助装置对应的动作信号时，上述控制部优先地向上述辅助装置分配1个泵。
5.如权利要求2所述的挖掘机的油压控制装置，其特征在于，
在输入有上述多个致动器的动作信号的情况下，当分别输入有与上述臂和杆对应的动作信号时，上述控制部根据情况向上述臂或杆分配2个泵。
6.如权利要求2所述的挖掘机的油压泵控制装置，其特征在于，
在输入有上述多个致动器的动作信号的情况下，上述控制部将上述运行装置设为最优先，将上述辅助装置设为次优先，将上述泵分配给上述多个致动器。
7.如权利要求2所述的挖掘机的油压泵控制装置，其特征在于，
在根据上述动作信号的改变而改变泵的分配的情况下，在要改变的泵的排放流量消尽后，上述控制部将上述泵分配给要改变的致动器。
8.如权利要求2所述的挖掘机的油压泵控制装置，其特征在于，
在与上述动作信号对应地需求的泵的个数是所设置的泵的个数以上的情况下，上述控制部对与分配有2个泵的致动器对应的泵中的一个泵的分配进行改变。
9.一种挖掘机的油压泵控制方法，针对基于动作信号的动作模式改变而控制油压泵，该油压泵控制方法包括如下步骤：
确认是否输入有与运行装置对应的动作信号，当输入有与上述运行装置对应的动作信号时，优先地向运行装置分配2个泵；
确认是否输入有与辅助装置对应的动作信号，当输入有与上述辅助装置对应的动作信号时，向上述辅助装置分配1个泵；
确认是否输入有与摇杆对应的动作信号，当输入有与上述摇杆对应的动作信号时，向上述摇杆分配1个泵；
确认是否输入有与上述杆对应的动作信号，当输入有与上述杆对应的动作信号时，在要驱动的致动器的个数少于泵的总个数的情况下，向杆分配2个泵，在要驱动的致动器的个数多于或等于泵的总个数的情况下，向杆分配1个泵；
确认是否输入有与臂对应的动作信号，当输入有与上述臂对应的动作信号时，在要驱动的致动器的个数少于泵的总个数的情况下，向臂分配2个泵，在要驱动的致动器的个数多于或等于泵的总个数的情况下，向臂分配1个泵；和
确认是否输入有与铲斗对应的动作信号，当输入有与上述铲斗对应的动作信号时，向上述铲斗分配1个泵。
10.如权利要求9所述的挖掘机的油压泵控制方法，其特征在于，
在根据上述动作信号的改变而改变了泵的分配的情况下，在要改变分配的泵的排放流量消尽后，将上述泵分配给与动作信号的改变对应的致动器，
在与上述动作信号对应地需求的泵的个数是所设置的泵的个数以上的情况下，对与分配有2个泵的致动器对应的泵中的一个泵的分配进行改变。
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