挖掘机制造技术

本发明专利技术提供一种挖掘机，能够以更高的响应性来控制液压泵。本发明专利技术的实施例的挖掘机具备：斗杆缸(8)；液压泵(14)，朝斗杆缸(8)供给工作油；模型预测控制部(34)，基于斗杆缸(8)的伸缩速度(v)、液压泵(14)的泵排出压(Pd)以及排量(Vd)，对规定时间后的泵排出压(Pd)以及排量(Vd)进行预测而导出排量指令值(Vtc)；以及控制器(30)，对液压泵(14)进行控制。控制器(30)使用模型预测控制部(34)导出的排量指令值(Vtc)对液压泵(14)进行控制。

【技术实现步骤摘要】

本申请主张基于2015年3月12日申请的日本专利申请第2015-049793号以及2015年3月13日申请的日本专利申请第2015-051368号的优先权。这些日本申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。本专利技术涉及一种具有液压驱动器的挖掘机。
技术介绍
已知一种建筑机械，防止由液压泵的排出压急剧上升时的发动机转速的剧减而导致的燃料喷射量的剧增(参照专利文献1)。该建筑机械进行马力控制，以便即使液压泵的排出压变化、液压泵的泵吸收扭矩也不超过发动机输出扭矩。具体而言，在液压泵的排出压上升的情况下，使排出量降低以使得由排出压与排出量之积表示的泵吸收扭矩成为规定扭矩(高扭矩)。此外，在判断为液压泵的排出压的上升速度为规定速度以上的情况下，在使规定扭矩降低的基础上，使排出量降低以使得泵吸收扭矩成为降低后的规定扭矩(低扭矩)。其目的在于，防止在液压泵的排出压急剧上升时排出量的降低延迟而泵吸收扭矩超过发动机输出扭矩。结果，能够抑制浪费的燃料消耗并且能够提高液压驱动器等的操作性。专利文献1：日本特开2005-54903号公报但是，在上述建筑机械中，在检测到液压泵的排出压急剧上升之后使其排出量降低这一点未产生改变，而受到从使排出量降低起到排出压实际降低为止所需要的时间即液压泵的响应延迟时间的影响。因此，根据降低后的规定扭矩(低扭矩)的设定，有可能超过发动机输出扭矩而使液压泵的泵吸收扭矩增大、或者有可能使泵吸收扭矩过度降低。
技术实现思路
鉴于上述情况，期望提供能够以更高的响应性来控制液压泵的挖掘机。本专利技术的实施例的挖掘机具备：液压驱动器；变量式的液压泵，向上述液压驱动器供给工作油；模型预测控制部，基于上述液压驱动器的状态量以及上述液压泵的状态量，对规定时间后的上述液压泵的状态量进行预测而导出对于上述液压泵的指令值；以及控制装置，对上述液压泵进行控制，上述控制装置使用上述模型预测控制部导出的对于上述液压泵的指令值对上述液压泵进行控制。专利技术的效果通过上述构造，能够提供能够以更高的响应性来控制液压泵的挖掘机。附图说明图1是表示搭载本专利技术的实施例的驱动系统的挖掘机的构成例的图。图2是表示本专利技术的实施例的驱动系统的构成例的概要图。图3是表示泵流量与负控压之间的关系的负控制线图。图4是表示泵流量与泵排出压之间的关系的马力控制线图(PQ线图)。图5是表示控制系统的构成例的功能框图。图6是表示泵排出压、排量以及泵吸收扭矩的时间推移的图。图7是表示本专利技术的实施例的挖掘机的构成例的图。图8是表示图7的挖掘机所搭载的驱动系统的构成例的回路图。图9是表示回转液压回路的构成例的概要图。图10是表示回转液压回路内压与回转减压流量之间的关系的图。图11是表示控制系统的构成例的图。图12是表示回转杆操作量以及回转液压回路内压的时间推移的图。符号的说明1：下部行驶体；2：回转机构；2L：左侧行驶用液压马达；2R：右侧行驶用液压马达；3：上部回转体；4：动臂；5：斗杆；6：铲斗；7：动臂缸；8：斗杆缸；9：铲斗缸；11：发动机；14、14L、14R：液压泵；15：控制泵；17：控制阀；19L、19R：减压阀；20L、20R：负控节流阀；21：回转用液压马达；21L：第1端口；21R：第2端口；22：工作油箱；30：控制器；31：驱动器状态量取得部；32：泵排出压检测部；33：马力控制
部；34：模型预测控制部；35：模型状态重新设定部；40L、40R：中间旁通管路；41L、41R：负控节流阀；50、50L、50R：泵调节器；51L、51R：偏转驱动器；55L、55R：电磁阀；60L、60R：滑阀机构；61L、61R：排出量控制部；70L、70R、73：管路；71L、71R：回转减压阀；72L、72R：单向阀；75：发动机转速设定拨盘；80：机械制动器；81：减速器；82：回转操作杆；83：主减压阀；100：驱动系统；171L、171R、172L、172R、173L、173R、174R、175L、175R：控制阀；200：回转液压回路；E30：姿态检测部；E31：排量检测部；E32：回转液压回路内压检测部；E33：回转角速度检测部；P1：第1端口；P2：第2端口；S1～S6、S7L、S7R：压力传感器。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的优选实施例进行说明。图1表示作为本专利技术的实施例的建筑机械的挖掘机的构成例。图1的挖掘机为，在履带式的下部行驶体1上经由回转机构2以围绕X轴回转自如的方式搭载上部回转体3。此外，上部回转体3在前方中央部具备挖掘附属装置。挖掘附属装置包括作为作业体的动臂4、斗杆5以及铲斗6，并且包括作为液压驱动器的动臂缸7、斗杆缸8以及铲斗缸9。此外，在动臂缸7安装有对动臂缸7的伸缩状态进行检测的动臂行程传感器7s。此外，在斗杆缸8安装有对斗杆缸8的伸缩状态进行检测的斗杆行程传感器8s，在铲斗缸9安装有对铲斗缸9的伸缩状态进行检测的铲斗行程传感器9s。另外，也可以用对作业体的转动角度进行检测的角度传感器来置换行程传感器中的至少一个。图2是本专利技术的实施例的驱动系统100的概要图。驱动系统100主要包括发动机11、液压泵14、控制阀17以及控制器30。液压泵14由发动机11驱动。在本实施例中，液压泵14是使每1旋转的排出量(排量)成为可变的变量型斜板式液压泵。排量由泵调节器50控制。具体而言，液压泵14包括由泵调节器50L控制排量的液压泵14L、以及由泵调节器50R控制排量的液压泵14R。此外，在本实施例中，液压泵14的旋转轴与发动机11的旋转轴连结而以与发动机11的旋转速度相同的旋转
速度进行旋转。另外，液压泵14的旋转轴与飞轮连结，抑制发动机输出扭矩变动时的旋转速度的变动。发动机11是挖掘机的驱动源。在本实施例中，发动机11是具备作为增压器的涡轮增压器以及燃料喷射装置的柴油发动机，搭载于上部回转体3。另外，发动机11作为增压器也可以具备机械增压器。控制阀17是将液压泵14排出的工作油朝各种液压驱动器供给的液压控制机构。在本实施例中，控制阀17包括控制阀171L、171R、172L、172R、173L、173R、174R、175L、175R。此外，液压驱动器包括左侧行驶用液压马达2L、右侧行驶用液压马达2R、动臂缸7、斗杆缸8、铲斗缸9、回转用液压马达21。具体而言，液压泵14L使工作油经由连通控制阀171L、172L、173L、以及175L的中间旁通管路40L循环至工作油箱22。同样，液压泵14R使工作油经由连通控制阀171R、172R、173R、174R、以及175R的中间旁通管路40R循环至工作油箱22。控制阀171L是对左侧行驶用液压马达2L与液压泵14L之间的工作油的流量以及流动方向进行控制的滑阀。控制阀171R是作为行驶直行阀的滑阀。控制阀171R切换工作油的流动，以便为了提高下部行驶体1的直行性而从液压泵14L朝左侧行驶用液压马达2L以及右侧行驶用液压马达2R分别供给工作油。具体而言，在左侧行驶用液压马达2L以及右侧行驶用液压马达2R与其他任意的液压驱动器被同时操作的情况下，液压泵14L朝左侧行驶用液压马达2L以及右侧行驶用液压马达2R的双方供给工作油。另外，在除此以外的情况下，液压泵14L朝左侧行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种挖掘机，具备：液压驱动器；变量式的液压泵，朝所述液压驱动器供给工作油；模型预测控制部，基于所述液压驱动器的状态量以及所述液压泵的状态量，对规定时间后的所述液压泵的状态量进行预测而导出对于所述液压泵的指令值；以及控制装置，对所述液压泵进行控制，所述控制装置使用所述模型预测控制部导出的对于所述液压泵的指令值，对所述液压泵进行控制。

【技术特征摘要】
2015.03.12 JP 2015-049793;2015.03.13 JP 2015-051361.一种挖掘机，具备：液压驱动器；变量式的液压泵，朝所述液压驱动器供给工作油；模型预测控制部，基于所述液压驱动器的状态量以及所述液压泵的状态量，对规定时间后的所述液压泵的状态量进行预测而导出对于所述液压泵的指令值；以及控制装置，对所述液压泵进行控制，所述控制装置使用所述模型预测控制部导出的对于所述液压泵的指令值，对所述液压泵进行控制。2.如权利要求1所述的挖掘机，其中，所述液压驱动器的状态量为作为所述液压驱动器的液压缸的伸缩速度、所述液压缸内的工作油的压力、或者通过所述液压缸而转动的作业要素的转动角度。3.如权利要求1或2所述的挖掘机，其中，所述液压泵的状态量包含所述液压泵的排量以及排出压。4.一种挖掘机，具备：回转用液压马达；变量式的液压泵，朝所述回转用液压马达供给工作油；回转减压阀，配置于将所述回转用液压马达与所述液压泵进行连接的管路上；以及控制器，对所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：松崎英祐，塚根浩一郎，
申请(专利权)人：住友重机械工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP