液压泵控制器制造技术

本文公开了一种在任何时候都能很好地控制吸收的泵扭矩和发动机输出之间的平衡的液压泵控制器。在该液压泵控制器中，根据操纵单元（１２、１３）的操作而从液压泵（９、１０）排出的工作油的排出流量根据液压泵（９、１０）的排出压力和操纵单元（１２、１３）的操作量或与该操作量相关联的物理量来预计，该液压泵（９、１０）由发动机（１１）驱动，该操纵单元（１２、１３）操纵液压促动器（２７、２８）。根据预计的排出流量和排出压力，计算液压泵的吸收扭矩。然后，发动机（１１）的预计发动机转速由计算出的液压泵（９、１０）的吸收扭矩计算。根据计算出的发动机（１１）的预计发动机转速和实际发动机转速之间的偏差，对液压泵（９、１０）的调节器（１２、１３）进行控制。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及液压泵的控制器，尤其是适用于液压建筑机械的液压泵控制器
技术介绍
通常，液压建筑机械的动力单元系统(液压系统)装备有一个或多个由发动机动力驱动的变排量型液压泵。例如，液压挖掘机是普通的液压建筑机械，液压挖掘机的液压系统装备有由发动机11的动力驱动的第一和第二变排量型液压泵9和10，如附图说明图12所示。从该液压泵9和10排出的压力油通过方向开关阀15和17供给多个液压促动器27和28，该方向开关阀的打开程度根据操纵杆19和20操作量而变化。为了向进行组合操作的液压促动器27和28供给足够量的压力油，需要控制吸收的泵扭矩，以便与发动机的输出保持很好地平衡，这样，实际发动机转速能遵循目标发动机转速。因此，该液压系统装备有控制器30，传感器信号由发动机转速传感器22和压力开关31输入该控制器30。在该控制器30中，发动机11的发动机转速根据由发动机转速传感器22发出的输入信号来检测，并根据由压力传感器31发出的输入信号决定液压泵9和10是否排出压力油。为了控制液压泵9和10的吸收扭矩(或吸收马力)，使发动机转速遵循目标发动机转速，控制信号Ps输出给调节液压泵9和10的排出流量调节器12和13。在电磁比例减压阀14中，对控制信号Ps进行电-油转换，转换后的信号输入给调节器12和13。不过，前述普通液压泵控制器不能预计由于操纵杆9和20的操作而引起的液压泵9和10的排出流量的变化。因此，当液压泵9和10的排出流量瞬时变化时，例如刚操作完操纵杆19和20后，或在稍微操作时，将失去发动机输出和吸收的泵扭矩之间的平衡，且实际发动机转速相对于目标发动机转速的波动将变大。因此，不能有足够量的压力油供给液压促动器27和28，且可操作性降低。而且，对于普通的液压泵控制器，需要根据液压挖掘机的类型对控制参数进行调节。也就是，需要针对各种液压挖掘机类型对部分控制程序进行修改。而且，即使液压挖掘机是同一类，它们之间也有个体差异。而且，还有工作环境改变，例如在寒冷地区和温暖地区之间，以及发动机燃料改变这样的情况。因此，当个体差异、工作环境和条件改变时，在装运液压挖掘机之前对控制参数进行的调节不再适合，实际发动机转速相对于目标发动机转速的波动将变大，可操作性将下降。本专利技术考虑到这些问题。因此，本专利技术的一个目的是提供一种液压泵控制器，该液压泵控制器在任何时候都能够控制吸收的泵扭矩与发动机输出之间的良好平衡。本专利技术的另一目的是提供一种液压泵控制器，该液压泵控制器即使在液压建筑机械之间有个体差异，或者工作环境改变，或者安装于不同类型的液压建筑机械的情况下，也不需要调节控制参数和修改控制程序。专利技术简介根据本专利技术，提供了一种装备于液压系统内的液压泵控制器，其中，液压泵由发动机驱动，这样，工作油通过操纵装置的操作而供给液压促动器，该液压泵控制器还控制液压泵调节器，这样，液压泵的吸收扭矩与发动机的输出平衡。该液压泵控制器包括发动机转速检测装置，用于检测发动机转速；排出压力检测装置，用于检测液压泵的排出压力；操作量检测装置，用于检测操纵装置的操作量，或者检测与该操作量相关联的物理量；排出流量预计装置，用于根据排出压力检测装置和操作量检测装置的输出来预计根据操纵装置的操作而由液压泵排出的工作油的排出流量； 预计发动机转速计算装置，用于根据由排出流量预计装置预计的排出流量和排出压力检测装置的输出来计算液压泵的吸收扭矩，然后通过计算出的液压泵吸收扭矩计算发动机的预计发动机转速；以及调节器控制装置，用于根据由预计发动机转速计算装置计算出的预计发动机转速和由发动机转速检测装置检测的实际发动机转速之间的偏差来控制调节器。通过该结构，根据液压泵的排出压力，并根据操纵装置的操作量或与该操作量相关联的物理量，从工作的液压泵排出的工作油的排出流量能根据操纵装置的操作量来预计。因此，在刚操作操纵杆后或在稍微操作时，可以使发动机的实际发动机转速遵循预计发动机转速，且不会失去发动机输出和吸收的泵扭矩之间的平衡。这样，本专利技术的液压泵控制器能够防止由于发动机转速波动而引起的可操作性降低。在本专利技术的优选方式中，调节器控制装置是通过利用模糊推理来控制调节器的装置。该调节器控制装置包括一致性计算装置和学习(learning)-纠正装置，该一致性计算装置用于根据液压系统的工作状态范围设定多个前提条件，然后计算各前提条件相对于表示工作状态的物理量的一致性，该学习-纠正装置用于根据前提条件设定多个用以控制调节器的控制参数，并根据预计发动机转速和实际发动机转速之间的偏差以及由一致性计算装置计算出的各前提条件的一致性来学习和纠正各控制参数，然后将正确的控制参数输出给调节器。这样，该液压泵控制器的控制是可靠的，因为它利用模糊推理来控制调节器。此外，根据各前提条件相对于表示液压系统工作状态的量的一致性和根据实际发动机转速和预计发动机转速之间的偏差，可以对控制参数进行学习和纠正，并输出给调节器。这样，该液压泵控制器能够根据液压泵的输出状态和响应发动机转速而调节液压泵的吸收扭矩。即使在液压系统的工作状态改变的情况下，例如液压建筑机械之间有个体差异或工作环境改变，甚至在安装于不同类型的液压建筑机械上时，该液压泵控制器也不用调节控制参数和改变控制程序。在本专利技术的另一优选方式中，排出压力和排出流量作为表示工作状态的物理量，前提条件是根据排出压力和排出流量设定的。在本专利技术的还一优选方式中，预计发动机转速的一阶微分值和二阶微分值作为表示工作状态的物理量，前提条件是根据该一阶微分值和二阶微分值设定。附图的简要说明图1是普通液压挖掘机的透视图，作为本专利技术第一实施例的液压泵控制器用于该液压挖掘机；图2是表示用于本专利技术第一实施例的液压泵控制器中的液压泵系统的结构框图；图3是表示在本专利技术第一实施例的液压泵控制器中，发动机输出特性和目标发动机转速之间的关系的示意图；图4是表示在本专利技术第一实施例的液压泵控制器中，发动机输出特性和目标发动机转速之间的关系的示意图；图5是表示用于本专利技术第一实施例的液压泵控制器中的液压泵的调节器特性的示意图；图6是表示在本专利技术第一实施例的液压泵控制器中，用于泵控制的计算机操作的方框图；图7是表示在本专利技术第一实施例的液压泵控制器中，用于模糊控制的模糊规则的示意图；图8是表示用于本专利技术第一实施例的液压泵控制器中的模糊规则的前提部分的成员函数(membership function)的示意图；图9是表示在本专利技术第二实施例的液压泵控制器中，用于泵控制的计算机操作的方框图；图10是表示在本专利技术第二实施例的液压泵控制器中，用于模糊控制的模糊规则的示意图；图11是表示用于本专利技术第二实施例的液压泵控制器中的模糊规则的前提部分的成员函数的示意图；图12是表示用于普通液压泵控制器中的液压系统的结构框图。实施本专利技术的最佳方式下面将参考附图介绍本专利技术第一实施例的液压泵控制器。首先介绍采用该液压泵控制器的普通液压挖掘机的结构。如图1所示，液压挖掘机1装备有上部旋转台2B，该上部旋转台2B能相对于底部移动台座2A自由旋转。悬臂3从该上部旋转台2B伸出，其外端与斗杆(stick)5相连。该斗杆5在其外端有一铲斗7。在旋转台2B中，该液压挖掘机1除了装备有用于使该上部旋转台2B旋转的旋转马达(未示出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装备于液压系统内的液压泵控制器，其中，液压泵（９、１０）由发动机（１１）驱动，使工作油通过操纵装置（１９、２０）的操作而供给液压促动器（２７、２８），该液压泵控制器还控制所述液压泵（９、１０）的液压泵调节器（１２、１３），使所述液压泵（９、１０）的吸收扭矩与所述发动机的输出平衡，所述液压泵控制器包括：发动机转速检测装置（２２），用于检测所述发动机（１１）转速；排出压力检测装置（２３），用于检测所述液压泵（９、１０）的排出压力；操作量检测装置（２４、２５），用于检测所述操纵装置（１９、２０）的操作量，或者检测与该操作量相关联的物理量；排出流量预计装置（５０至５２，６０至６２），用于根据所述排出压力检测装置（２３）的输出和所述操作量检测装置（２４、２５）的输出来预计根据所述操纵装置（１９、２０）的操作而由所述液压泵（９、１０）排出的工作油的排出流量；预计发动机转速计算装置（５３、６３），用于根据由所述排出流量预计装置（５０至５２、６０至６２）预计的排出流量和所述排出压力检测装置（２３）的输出来计算所述液压泵（９、１０）的吸收扭矩，然后通过计算出的所述液压泵（９、１０）的吸收扭矩来计算所述发动机（１１）的预计发动机转速；以及调节器控制装置（５６至５９，６６至６９），用于根据由所述预计发动机转速计算装置（５３、６３）计算出的所述预计发动机转速和由所述发动机转速检测装置（２２）检测的实际发动机转速之间的偏差来控制所述调节器（１２、１３）。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：小西英雄，荒井宪治，秋山征一，野村真澄，
申请(专利权)人：新卡特彼勒三菱株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[]