液压驱动系统技术方案

本发明专利技术提供在发动机负荷增大时抑制发动机的转速过度跌落，并且可靠性较高的液压驱动系统。油压驱动系统（1）具备：发动机（E）；可变容量型的油压泵（17L、17R）；倾转角调节装置（20）；转速传感器（22）；和控制装置（30）。控制装置（30）控制倾转角调节装置（20）的动作，以使油压泵（17L、17R）的泵转矩达到目标指令转矩的形式改变油压泵（17L、17R）的排出容量。又，控制装置（30）在将泵转矩提升至目标指令转矩时，如果由转速传感器22检测出的发动机E的实时转速小于控制开始转速，则使泵转矩以预先设定的上限变化率以下的变化率从小于目标指令转矩的待机转矩上升至目标指令转矩。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及能够控制由发动机驱动并排出压力液的可变容量型液压泵的排出容量的液压驱动系统。
技术介绍
建筑机械等中配备有由发动机旋转驱动的油压泵，在操纵操作杆等操作件时，从油压泵排出压力油。排出的压力油导入至油压缸等油压执行器中，从而使油压执行器工作。由于油压执行器进行工作，所以斗杆（arm）或动臂（boom）等执行动作。如果通过来自于油压泵的压力油使油压执行器工作，则施加于发动机的负荷增大，发动机的转速降低。作为抑制上述发动机转速降低的装置，已知有例如专利文献1以及专利文献2的装置。在专利文献1的排出量控制装置中，设定有设定基准转速，当发动机的实际转速低于该设定基准转速时，根据该设定基准转速与发动机的实际转速之间的转速偏差降低泵吸收转矩（即，排出流量），从而减少发动机的负荷。又，专利文献2的发动机控制装置具有控制流入油压执行器的工作油的流量的控制阀，来自于遥控阀的先导油通过先导油路输入至控制阀中。在先导油路中设置有压力开关，通过该压力开关检测出油压执行器的操作。当检测出油压执行器的操作时，将主泵的转矩从低转矩提升至规定的高转矩。现有技术文献：专利文献：专利文献1：日本特公平6-58111号公报；专利文献2：日本特许第3688969号说明书。
技术实现思路
专利技术要解决的问题：在专利文献1的排出量控制装置中，根据设定基准转速与发动机的实际转速之间的转速偏差降低泵吸收转矩（即，排出流量），因此有必要将设定基准转速设定得较低。此时，在实际转速跌落的速度增大后再降低泵吸收转矩，因此实际转速跌落得很大。为了解决这样的问题，在专利文献2的发动机控制装置中，在油压执行器的操作开始的同时将主泵的转矩从低转矩提升至规定的高转矩。然而，在专利文献2的发动机控制装置中，通过压力开关检测出油压执行器的操作开始。因此，部件数量增加，系统结构的费用增加。又，压力开关是具有接点的结构，因此操作次数是有限的，可靠性降低。因此，本专利技术的目的是提供当发动机负荷增大时抑制发动机转速的过度跌落、且可靠性较高的液压驱动系统。解决问题的手段：本专利技术的液压驱动系统具备：以被预先设定的设定转速旋转驱动的形式由转速控制设备控制动作的发动机；由所述发动机旋转驱动而排出压力液的可变容量型的液压泵；改变所述液压泵的排出容量而调节所述液压泵的泵转矩的可变容量机构；用于检测所述发动机的负荷的负荷传感器；和控制所述可变容量机构的动作，以使所述液压泵的泵转矩达到预先设定的目标指令转矩的形式改变所述液压泵的排出容量的控制装置；所述控制装置基于由所述负荷传感器检测的检测结果判定所述发动机的负荷是否为控制开始阈值以上，在所述发动机的负荷达到预先设定的控制开始阈值以上时，通过控制所述可变容量机构的动作，使所述液压泵的泵转矩以预先设定的上限变化率以下的变化率从小于所述目标指令转矩的待机转矩上升至所述目标指令转矩。根据本专利技术，能够使液压泵的泵转矩缓缓地上升，因此能够防止使液压泵工作的发动机的负荷急剧增大。借助于此，能够抑制发动机的实时转速过度跌落。又，控制装置基于发动机的负荷控制可变容量机构的动作，因此能够减少具有机械性可动机构的压力传感器、例如压力开关这样操作次数有限的结构，因此能够改善油压驱动系统的可靠性。也可以是在上述专利技术中，所述液压泵通过调节其倾转角改变排出容量；所述可变容量机构具有切换所述液压泵的所述倾转角的伺服机构、和基于已输入的动力换挡指令调节所述伺服机构的控制阀；所述控制装置具有目标电流计算部、待机电流计算部、电流指令值选择部、控制执行判定部、和变化率限制部；所述目标电流计算部为了使所述液压泵的泵转矩达到所述目标指令转矩，而计算出作为应输入至所述控制阀的电流指令值的目标电流；所述待机电流计算部为了使所述液压泵的泵转矩达到所述待机转矩，而计算出作为应输入至所述控制阀的所述电流指令值的待机电流；所述电流指令值选择部，在所述控制执行判定部判定所述发动机的负荷小于所述控制开始阈值时，选择由所述待机电流计算部算出的待机电流作为所述电流指令值，且在所述控制执行判定部判定所述发动机的负荷为所述控制开始阈值以上时，选择由所述目标电流计算部算出的目标电流作为所述电流指令值；所述变化率限制部计算出将所述电流指令值的变化率限制在所述上限变化率以下的动力换挡指令值，并且将与所述动力换挡指令值相对应的所述动力换挡指令输出至控制阀。根据上述结构，在发动机的负荷小于控制开始阈值时，与待机电流相对应的动力换挡指令输出至控制阀，能够使液压泵的泵转矩达到待机转矩。又，在发动机的负荷为控制开始阈值以上时，为了使液压泵的泵转矩达到目标指令转矩，而电流指令值从待机电流切换为目标电流。在切换电流指令值而从待机电流上升至目标电流时，通过变化率限制部，将动力换挡指令值的变化率限制在上限变化率以下，因此能够使动力换挡指令值缓缓地上升。借助于此，可以缓缓地提升液压泵的泵转矩，其结果是可以防止驱动液压泵的发动机的负荷急剧增大。也可以是在上述专利技术中，所述控制装置在使所述液压泵的泵转矩从所述待机转矩上升至所述目标指令转矩时，如果满足预先设定的变更条件，则能够改变所述上限变化率。根据上述结构，可以根据发动机或液压泵的特性等改变泵转矩的变化率的上限变化率。例如，可以在发动机的响应速度较慢的低转矩状态下，减小上限变化率，而随着泵转矩的增高，提高上限变化率。借助于此，能够抑制发动机的实时转速的过度降低，且能够缩短泵转矩达到目标指令转矩所需的时间。也可以是在上述专利技术中，所述控制装置设定与所述负荷传感器中检测出的检测结果相对应的转矩上限值，并且在所述待机转矩和所述目标指令转矩之间改变所述液压泵的泵转矩时，将所述液压泵的泵转矩限制在所述转矩上限值以下。根据上述结构，可以设定与发动机的负荷相对应的转矩上限值，例如可以随着发动机的负荷下降而降低转矩上限值。借助于此，可以随着发动机的负荷的下降而降低泵转矩，又，转矩上限值随着发动机的负荷而变化，因此即便在发动机的负荷下降的中途发动机的负荷急剧增大，由于泵转矩限制在转矩上限值以下，所以也能够使泵转矩从较低的转矩缓缓地上升至目标指令转矩。借助于此，即便在发动机负荷下降的期间发动机的负荷再次增加，也能够抑制发动机的实时转速的过度跌落。优选的是在上述专利技术中，所述负荷传感器包括用于检测所述发动机的实时转速的转速传感器；所述控制执行判定部基于所述转速传感器中检测的所述实时转速判定所述发动机的负荷是否达到所述控制开始阈值以上。可以通过转速传感器，根据发动机的实时转速的变动间接地检测出发动机的负荷的变动。根据上述结构，能够基于检测出的实时转速控制泵转矩，从而能够通过安装于发动机的转速传感器实现泵转矩的控制。也可以是在上述专利技术中，所述控制装置形成为如下结构：在由所述转速传感器检测出的所述实时转速小于基准转速时，基于所述实时转速和所述设定转速之间的转速差减少所述液压泵的泵转矩，所述基准转速小于与所述控制开始阈值相对应的控制开始转速。根据上述结构，在发动机的实时转速大幅度低于控制开始阈值而导致小于基准转速时，能够基于转速差减少泵转矩。在限制泵转矩的上限变化率的同时基于转速差减少泵转矩，从而能够防止发动机的实时转速的过度跌落。优选的是在上述专利技术中，所述负荷传感器包括检测作为所述液压泵的排出压的泵压的泵压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液压驱动系统，具备：发动机，所述发动机的动作以被预先设定的设定转速旋转驱动的形式由转速控制设备控制；由所述发动机旋转驱动而排出压力液的可变容量型的液压泵；改变所述液压泵的排出容量而调节所述液压泵的泵转矩的可变容量机构；用于检测所述发动机的负荷的负荷传感器；和控制所述可变容量机构的动作，以使所述液压泵的泵转矩达到预先设定的目标指令转矩的形式改变所述液压泵的排出容量的控制装置；所述控制装置基于由所述负荷传感器检测的检测结果判定所述发动机的负荷是否为控制开始阈值以上，在所述发动机的负荷达到预先设定的控制开始阈值以上时，通过控制所述可变容量机构的动作，使所述液压泵的泵转矩以预先设定的上限变化率以下的变化率从小于所述目标指令转矩的待机转矩上升至所述目标指令转矩。

【技术特征摘要】
2015.02.16 JP 2015-0273531.一种液压驱动系统，具备：发动机，所述发动机的动作以被预先设定的设定转速旋转驱动的形式由转速控制设备控制；由所述发动机旋转驱动而排出压力液的可变容量型的液压泵；改变所述液压泵的排出容量而调节所述液压泵的泵转矩的可变容量机构；用于检测所述发动机的负荷的负荷传感器；和控制所述可变容量机构的动作，以使所述液压泵的泵转矩达到预先设定的目标指令转矩的形式改变所述液压泵的排出容量的控制装置；所述控制装置基于由所述负荷传感器检测的检测结果判定所述发动机的负荷是否为控制开始阈值以上，在所述发动机的负荷达到预先设定的控制开始阈值以上时，通过控制所述可变容量机构的动作，使所述液压泵的泵转矩以预先设定的上限变化率以下的变化率从小于所述目标指令转矩的待机转矩上升至所述目标指令转矩。2.根据权利要求1所述的液压驱动系统，其特征在于，所述液压泵通过调节其倾转角改变排出容量；所述可变容量机构具有切换所述液压泵的所述倾转角的伺服机构、和基于已输入的动力换挡指令调节所述伺服机构的控制阀；所述控制装置具有目标电流计算部、待机电流计算部、电流指令值选择部、控制执行判定部、和变化率限制部；所述目标电流计算部为了使所述液压泵的泵转矩达到所述目标指令转矩，而计算出作为应输入至所述控制阀的电流指令值的目标电流；所述待机电流计算部为了使所述液压泵的泵转矩达到所述待机转矩，而计算出作为应输入至所述控制阀的所述电流指令值的待机电流；所述电流指令值选择部，在所述控制执行判定部判定为所述发动机的负荷小于所述控制开始阈值时，选择由所述待机电流计算部算出的待机电流作为所述电流指令值，且在所述控制执行判定部判定所述发动机的负荷为所述控制开始阈值以上时，选择由所述目标电流计算部算出的目标电流作为所述电流指令值；所述变化率限制部计算出将...

【专利技术属性】
技术研发人员：近藤哲弘，村冈英泰，桥崎知，
申请(专利权)人：川崎重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP