工程机械及其控制方法技术

本发明专利技术的实施例的包括动臂的工程机械包括：发动机，其产生动力；主泵，其由所述发动机驱动以排出工作油；工作油箱，其储存所述主泵待排出的工作油；动臂缸，其使所述动臂升降并且被区分为盖侧和杆侧；再生管线，其连接于所述动臂缸的盖侧，供从所述动臂缸的盖侧排出的工作油移动；再生电机，其利用通过所述再生管线移动的工作油动作以辅助所述发动机；蓄能器，其与所述再生管线连接并蓄积从所述动臂缸排出的工作油；动臂再生阀，其开闭所述再生管线；以及主控制阀，其在所述动臂进行下降动作时将从所述动臂缸的盖侧排出的工作油的一部分排出至所述工作油箱。分排出至所述工作油箱。分排出至所述工作油箱。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】工程机械及其控制方法


[0001]本专利技术涉及一种工程机械及其控制方法，更详细地，涉及一种通过在动臂下降时回收动臂所具有的势能来提高燃料效率的工程机械及其控制方法。

技术介绍

[0002]工程机械是指用于土木工程或建筑工程的所有机械。通常，工程机械具有发动机和利用发动机的动力动作的液压泵，并且利用通过发动机和液压泵产生的动力来行驶或驱动作业装置。
[0003]例如，作为工程机械的一种的挖掘机是进行在土木，建筑，建设工地挖地的挖掘作业，运输沙土的装载作业，拆除建筑物的破碎作业，整理地面的整地作业等作业的工程机械，其由其装备的移动作业的行驶体、搭载于行驶体上并可以360度旋转的上部旋回体、以及作业装置构成。
[0004]此外，挖掘机包括利用于行驶的行驶电机、用于上部旋回体摆动(swing)的摆动电机、以及利用于作业装置的动臂缸、斗杆缸、铲斗缸以及可选缸等驱动装置。另外，这样的驱动装置通过从由发动机或电动机驱动的可变容量型液压泵排出的工作油驱动。
[0005]此外，近来，在工程机械中应用回收作业装置的势能并将所回收的能量辅助地利用于各种驱动装置的动作的能量再生系统。
[0006]当诸如动臂的作业装置通过动臂缸上下运动时，在使上升的动臂下降时，动臂的势能将动臂缸的盖侧的工作油以高压从动臂缸被推出。这样的高压的工作油转换为热能而被发散或者在返回至储存罐时动臂的势能会消失。
[0007]因此，能量再生系统可以在蓄能器(accumulator)中蓄积高压的工作油而后利用蓄积的工作油运行再生电机以减少驱动液压泵的发动机的燃料消耗。
[0008]但是，从动臂缸的盖侧排出的工作油的压力因蓄能器而发生变化，这样的压力的变化会致使作业者无法按意图控制动臂的速度。即，以往的能量再生系统存在的问题在于，由于蓄能器的压力变化，无法应对与作业者的操作意图无关地发生的动臂下降速度的变化。
[0009]具体地，例如，当作业者通过操作控制杆来使动臂下降时，即使在恒定地维持控制杆的操作以使动臂以恒定的速度下降的情况下，由于蓄积在蓄能器中的工作油，压力也会发生变化，结果，动臂的下降速度会与作业者的操作意图不同地下降。即，动臂越下降，从动臂缸排出的工作油的压力上升，使得电阻变得越大。因此，存在发生无法按照目标速度控制动臂的下降速度，动臂会急剧停止的现象的问题。

技术实现思路

[0010]技术问题
[0011]本专利技术的实施例提供一种能够在动臂下降时通过回收动臂所具有的势能来提高燃料效率的同时，能够按照操作者的意图恒定地控制动臂的速度并防止动臂急剧停止的工
程机械及其控制方法。
[0012]技术方案
[0013]根据本专利技术的实施例，包括动臂的工程机械包括：发动机，其产生动力；主泵，其由所述发动机驱动以排出工作油；工作油箱，其储存所述主泵待排出的工作油；动臂缸，其使所述动臂升降并且被区分为盖侧和杆侧；再生管线，其连接于所述动臂缸的盖侧，供从所述动臂缸的盖侧排出的工作油移动；再生电机，其利用通过所述再生管线移动的工作油动作以辅助所述发动机；蓄能器，其与所述再生管线连接并蓄积从所述动臂缸排出的工作油；动臂再生阀，其开闭所述再生管线；以及主控制阀，其在所述动臂进行下降动作时将从所述动臂缸的盖侧排出的工作油的一部分排出至所述工作油箱。
[0014]所述主控制阀可以在所述动臂的下降动作过程中当所述动臂的速度下降时将从所述动臂缸的盖侧排出的工作油的一部分排出至所述工作油箱。
[0015]所述工程机械还可以包括控制装置，其在所述蓄能器的压力或所述再生管线的压力超过已设定的基准压力时将所述主控制阀控制为将从所述动臂缸的盖侧排出的工作油的一部分排出至所述工作油箱。
[0016]此外，所述工程机械还可以包括：操作装置；控制装置，其在所述操作装置的动臂操作信号为已设定的基准信号值以下时将所述主控制阀控制为将从所述动臂缸的盖侧排出的工作油的一部分排出至所述工作油箱。
[0017]所述工程机械还可以包括：主液压管线，其连接所述主泵和所述主控制阀，第一动臂液压管线，其连接所述主控制阀和所述动臂缸的盖侧；以及第二动臂液压管线，其连接所述主控制阀和所述动臂缸的杆侧。
[0018]所述工程机械还可以包括：循环管线，其从所述再生管线分支而与所述动臂缸的杆侧或所述第二动臂液压管线连接。另外，所述动臂再生阀可以包括：第一阀，其设置于所述循环管线；以及第二阀，其设置于所述再生管线。
[0019]所述主控制阀可以包括动臂控制滑阀，该动臂控制滑阀控制所述主泵排出的工作油向所述动臂缸的供应。另外，所述动臂控制滑阀可以包括：第一位置，其连接所述主液压管线和所述第一动臂液压管线，并连接所述第二动臂液压管线和所述工作油箱；第二位置，其阻断所述第一动臂液压管线和所述第二动臂液压管线；以及第三位置，其连接所述第一动臂液压管线和所述工作油箱并连接所述主液压管线和所述第二动臂液压管线，并且以比所述第一位置处的开口面积相对小的已设定的开口面积开放。
[0020]在所述动臂进行下降动作时，所述动臂控制滑阀可以位于所述第二位置，而后当所述蓄能器的压力或所述再生管线的压力超过已设定的基准压力时切换到所述第三位置。
[0021]在所述动臂控制滑阀切换到所述第三位置的状态下，所述动臂控制滑阀的开口面积可以与所述蓄能器的压力上升或所述再生管线的压力上升成比例地增加。
[0022]所述动臂再生阀还可以包括闭锁阀，该闭锁阀设置于所述再生管线上以在不向所述动臂缸供应工作油时防止所述动臂因自重而落下。
[0023]所述工程机械还可以包括：储能管线，其连接所述蓄能器和所述再生管线；以及蓄能器阀，其开闭所述储能管线。
[0024]此外，在本专利技术的另一实施例中，工程机械的控制方法包括：为了工程机械的动臂的下降动作而从主泵向动臂缸供应工作油的步骤；在所述动臂下降时使从所述动臂缸排出
的工作油再生的步骤；在所述动臂下降时检测所述动臂的停止动作的步骤；以及当检测到所述停止动作时，将从所述动臂缸排出的工作油的一部分排出至工作油箱的步骤。
[0025]可以通过检测所述动臂的速度或检测操作装置的动臂操作信号来检测所述动臂的停止动作。
[0026]此外，可以通过确认为了再生而从所述动臂缸排出的工作油的压力是否超过已设定的基准压力来检测所述动臂的停止动作。
[0027]专利技术的效果
[0028]根据本专利技术的实施例，工程机械及其控制方法能够在动臂下降时通过回收动臂所具有的势能来提高燃料效率的同时，能够按照操作者的意图恒定地控制动臂的速度并防止动臂急剧停止。
附图说明
[0029]图1是本专利技术的一实施例的工程机械的侧视图。
[0030]图2和图3是本专利技术的一实施例的工程机械中使用的液压系统的液压回路图。
[0031]图4是示出对应于控制杆的压力变化的动臂的速度变化和蓄能器的压力变化的曲线图。
[0032]图5是示出比较例中对应于控制杆所生成的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种工程机械，其包括动臂，所述工程机械的特征在于，包括：发动机，其产生动力；主泵，其由所述发动机驱动以排出工作油；工作油箱，其储存所述主泵待排出的工作油；动臂缸，其使所述动臂升降并且被区分为盖侧和杆侧；再生管线，其连接于所述动臂缸的盖侧，供从所述动臂缸的盖侧排出的工作油移动；再生电机，其利用通过所述再生管线移动的工作油动作以辅助所述发动机；蓄能器，其与所述再生管线连接并蓄积从所述动臂缸排出的工作油；动臂再生阀，其开闭所述再生管线；以及主控制阀，其在所述动臂进行下降动作时将从所述动臂缸的盖侧排出的工作油的一部分排出至所述工作油箱。2.根据权利要求1所述的工程机械，其特征在于，所述主控制阀在所述动臂的下降动作过程中当所述动臂的速度下降时将从所述动臂缸的盖侧排出的工作油的一部分排出至所述工作油箱。3.根据权利要求1所述的工程机械，其特征在于，还包括控制装置，其在所述蓄能器的压力或所述再生管线的压力超过已设定的基准压力时将所述主控制阀控制为将从所述动臂缸的盖侧排出的工作油的一部分排出至所述工作油箱。4.根据权利要求1所述的工程机械，其特征在于，还包括：操作装置；以及控制装置，其在所述操作装置的动臂操作信号为已设定的基准信号值以下时将所述主控制阀控制为将从所述动臂缸的盖侧排出的工作油的一部分排出至所述工作油箱。5.根据权利要求1所述的工程机械，其特征在于，还包括：主液压管线，其连接所述主泵和所述主控制阀；第一动臂液压管线，其连接所述主控制阀和所述动臂缸的盖侧；以及第二动臂液压管线，其连接所述主控制阀和所述动臂缸的杆侧。6.根据权利要求5所述的工程机械，其特征在于，所述工程机械还包括循环管线，该循环管线从所述再生管线分支而与所述动臂缸的杆侧或所述第二动臂液压管线连接，所述动臂再生阀包括：第一阀，其设置于所述循环管线；以及第二阀，其设置于所述再生管线。7.根据权利要求1所述的工程机械，其特征在于，所述主控制阀包括动臂控制滑阀，该动臂控制滑阀控制所述主泵排出的工作油向所述动臂缸的供应，所述动臂控制滑阀包括：第一位置，其连接所述主液压管线和所述第一动臂液压管线，并连接所述第二动臂液压管线和所述工作油箱；第二位置，其阻断所述第一动臂液压管线和所述第二动臂液压管线；以及
第三位置，其连接所述第一动臂液压管线和所述工作油箱并连接所述主液压管线和所述第二动臂液压管线，并且以比所述第一位置处的开口面积相对小的已设定的开口面积开放。8.根据权利要求7所述的工程机械，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜秉一，
申请(专利权)人：现代斗山英维高株式会社，
类型：发明
国别省市：