工程機械的液壓系統及液壓系統的控制方法
【專利摘要】本發明涉及一種工程機械的液壓系統及液壓系統的控制方法。根據本發明的工程機械的液壓系統及液壓系統的控制方法，向各工作賦予加權值，通過各工作扭矩加權值以預備方式分配可由發動機提供的[能夠使用的可用扭矩]值，應對于要求扭矩，比較預分配扭矩值，從而計算多余扭矩和不足扭矩。多余扭矩提供到可判斷為不足扭矩的工作。由此，根據本發明的工程機械的液壓系統及液壓系統的控制方法，能夠充分應用能夠使用的可用扭矩，還可以實現工作人員所需的工作性能。
【專利說明】
工程機械的液壓系統及液壓系統的控制方法
技術領域
[0001] 本發明涉及一種工程機械的液壓系統及液壓系統的控制方法，更具體地涉及一種 作為由栗直接控制促動器的栗直接控制方式的挖掘機液壓系統，通過向各工作反映加權 值，可分配并控制多個栗的扭矩的工程機械的液壓系統及液壓系統的控制方法。
【背景技術】
[0002] 通常，工程機械的液壓系統包括:發動機，生成動力;主液壓栗，獲得發動機的動力 而被驅動，并吐出液壓油；多個促動器，執行工作;操作部，使所需作業機械的促動器工作； 以及主控制閥，借助操作部的操作，向相應的促動器分配所要求的液壓油。
[0003] 操作部按照由作業人員操作的操作變位來形成要求指令，由要求指令來控制從液 壓栗中吐出的液壓油的流量。操作部例如有控制桿、踏板等。
[0004] 并且，如需在主液壓栗中吐出液壓油，需改變栗的旋轉扭矩。這種扭矩稱為栗扭 矩。栗扭矩(T)為栗容積和形成于液壓油的壓力(P)的乘積。上述的栗容積為栗軸的每次旋 轉所吐出的液壓油的流量。
[0005] 根據如上所述的現有的液壓系統，由液壓栗借助主控制閥的控制，向各促動器分 配從一個或兩個主栗中吐出的液壓油。即，由主控制閥吐出的液壓油的壓力在經由主控制 閥和各種閥的過程中，只能產生壓力損失，從而導致能源效率低下的問題。
[0006] 另一方面，下述專利文獻的圖1中記載有液壓系統。更具體地，記載于專利文獻的 液壓系統設有多個促動器和多個栗。并且，各促動器上配置有專用的各個栗。并且，各促動 器的液壓線上設有各控制閥。各控制閥進行控制，以確定向相應促動器提供的液壓油的流 量和液壓油的流向。
[0007] 但是，由上述專利文獻中所記載的液壓系統在使相應促動器工作的過程中，隨著 調節控制閥，而產生液壓油的壓力損失。這種壓力損失對挖掘機的燃料效率造成不良影響。
[0008] 并且，在多個促動器中的某個特定促動器，根據挖掘機的各工作狀態處于閑置狀 態，在閑置狀態下，相應栗也會持續被驅動，從而導致能源浪費的問題。
[0009] [現有技術文獻]
[0010] [專利文獻]
[0011] 日本公開專利公報 P2002-242904A(2002 · 8 · 28)

【發明內容】

[0012] 本發明所要解決的技術問題是挖掘機液壓系統，其目的在于提供一種工程機械的 液壓系統及液壓系統的控制方法，由栗直接控制促動器，從而能夠減少壓力損失和提高燃 料效率。
[0013] 本發明的再一目的在于提供一種工程機械的液壓系統及液壓系統的控制方法，在 挖掘機液壓系統中，若在多個促動器中存在閑置促動器，則使得提供給閑置促動器的扭矩 分配到其他促動器，從而可以有效地利用能源，由此提高燃料效率。
[0014] 本發明所要解決的技術問題不局限于上述提及的技術問題，未提及的其他技術問 題，可由本發明所屬領域的普通技術人員通過下述的記載而得到明確理解。
[0015] 為了解決上述技術問題，根據本發明的實施例的工程機械的液壓系統，包括:發動 機，輸出動力并呈現扭矩;多個栗，由上述發動機進行驅動并吐出液壓油；多個促動器，與上 述多個栗中的一個或兩個以上相連接;控制閥，分別設置于上述多個栗與上述多個促動器 相連接的各液壓線上并進行開閉工作;動力分配單元，分配從上述發動機向上述多個栗傳 遞的動力；以及控制部，按照上述各促動器的各工作加權值以級差方式確定扭矩分配比例， 并按照上述扭矩分配比例控制上述各栗的斜盤角度。
[0016] 并且，根據本發明的實施例的工程機械的液壓系統，可在進行兩種以上工作的情 況下，上述控制部使具有較多高加權值動作的工作得到相對高的扭矩比例的分配，從而設 定預分配扭矩比例。
[0017] 并且，根據本發明的實施例的工程機械的液壓系統，可在上述控制部中，通過減去 適用有加權值的各工作預備扭矩和各工作要求扭矩來計算各工作的多余扭矩和不足扭矩， 通過加算各工作的多余扭矩來計算多余扭矩總和，通過加算各工作的不足扭矩來計算不足 扭矩總和，通過在各工作不足扭矩中除以不足扭矩總和來計算各工作不足扭矩比例，通過 各工作不足扭矩比例乘以多余扭矩總和來計算補充扭矩;在存在多余扭矩的情況下，將各 工作要求扭矩作為校正扭矩來進行設定，在存在不足扭矩的情況下，將加算預備扭矩和補 充扭矩的值作為校正扭矩來進行設定，并按照上述校正扭矩來控制上述各栗的斜盤角度。
[0018] 并且，根據本發明的實施例的工程機械的液壓系統，上述各促動器的工作可區分 為吊桿上升為第一工作、吊桿下降為第二工作、臂推壓為第三工作、臂傾卸為第四工作、鏟 斗推壓為第五工作、鏟斗傾卸為第六工作，上述各工作加權值為上述各工作的扭矩分配賦 予加權值，從而可向負荷大的工作，分配更多的扭矩。
[0019] 并且，根據本發明的實施例的工程機械的液壓系統，在上述各促動器的工作中，還 可包括:行駛為第七工作、補充裝置工作為第八工作、上體擺動為第九工作。
[0020] 并且，根據本發明的實施例的工程機械的液壓系統，上述多個栗可為雙向吐出液 壓油的液壓馬達或液壓栗。
[0021] 并且，根據本發明的實施例的工程機械的液壓系統，上述控制部可包括預備扭矩 分配計算部，在上述預備扭矩分配計算部中，通過各工作加權值除以上述各工作加權值的 總和來計算預分配比例，通過上述預分配比例乘以可用扭矩來計算各工作預備扭矩分配比 例。
[0022] 并且，根據本發明的實施例的工程機械的液壓系統，上述控制部可包括要求扭矩 計算部和可用扭矩計算部，上述要求扭矩計算部以由各栗提供的栗壓力值和由控制桿或踏 板的操作所生成的要求流量值來計算要求扭矩值，上述可用扭矩計算部通過在借助實際發 動機旋轉數值而呈現的總扭矩中減去上述要求扭矩值來計算可用扭矩值。
[0023] 并且，根據本發明的實施例的工程機械的液壓系統，上述控制部可包括要求扭矩 計算部和可用扭矩計算部，上述要求扭矩計算部以由各栗提供的栗壓力值和借助控制桿或 踏板的操作所生成的要求流量值來計算要求扭矩值，上述可用扭矩計算部通過在借助目標 發動機旋轉數值而呈現的總扭矩中減去上述要求扭矩值來計算要求扭矩值。
[0024] 并且，根據本發明的實施例的工程機械的液壓系統，上述控制部可包括校正扭矩 分配計算部，在上述校正扭矩分配計算部中，通過減去各工作預備扭矩和各工作要求扭矩 來計算各工作的多余扭矩和不足扭矩，通過加算上述各工作的多余扭矩來計算多余扭矩總 和，通過加算上述各工作的不足扭矩來計算不足扭矩總和，通過各工作不足扭矩除以上述 不足扭矩總和來計算各工作不足扭矩比例，通過上述各工作不足扭矩比例乘以上述多余扭 矩總和來計算各工作補充扭矩，任意特定的栗為多余扭矩工作的情況下，呈現各工作要求 扭矩，另外的特定的栗為不足扭矩工作的情況下，加算上述預分配扭矩和上述各工作補充 扭矩并進行校正后，完成各工作最終扭矩分配。
[0025] 為了解決上述技術問題，根據本發明的實施例的工程機械的液壓系統的控制方 法，從發動機獲得動力并被驅動，設有分別以獨立或多個的方式連接到多個促動器的多個 栗，為了分別獨立地調節上述多個栗的扭矩，控制上述多個栗的斜盤角度，上述工程機械的 液壓系統的控制方法，可包括:按照上述各促動器的各工作加權值以級差方式確定扭矩分 配比例的步驟；以及按照上述扭矩分配比例進行控制，使得上述各栗的栗扭矩可變的步驟。
[0026] 并且，根據本發明的實施例的工程機械的液壓系統的控制方法，上述各促動器的 工作區分為吊桿上升為第一工作、吊桿下降為第二工作、臂推壓為第三工作、臂傾卸為第四 工作、鏟斗推壓為第五工作、鏟斗傾卸為第六工作，上述各工作加權值為上述各工作的扭矩 分配賦予加權值，從而可向負荷大的工作，分配更多的扭矩。
[0027] 并且，根據本發明的實施例的工程機械的液壓系統的控制方法，在上述各促動器 的工作中，還可包括:行駛為第七工作、補充裝置工作為第八工作、上體擺動為第九工作。
[0028] 并且，根據本發明的實施例的工程機械的液壓系統的控制方法，還可包括預備扭 矩分配計算步驟，在上述預備扭矩分配計算步驟中，通過各工作加權值除以上述加權值的 總和來計算預分配比例，通過上述預分配比例乘以可用扭矩來計算各工作預備扭矩分配比 例。
[0029] 并且，根據本發明的實施例的工程機械的液壓系統的控制方法，還可包括:要求扭 矩計算步驟和可用扭矩計算步驟，在上述要求扭矩計算步驟中，以由各栗提供的栗壓力值 和借助控制桿或踏板的操作所生成的要求流量值來計算要求扭矩值，在上述可用扭矩計算 步驟中，通過在借助實際發動機旋轉數值而呈現的總扭矩中減去上述要求扭矩值來計算可 用扭矩值。
[0030] 并且，根據本發明的實施例的工程機械的液壓系統的控制方法，還可包括:要求扭 矩計算步驟和可用扭矩計算步驟，在上述要求扭矩計算步驟中，以由各栗提供的栗壓力值 和借助控制桿或踏板的操作所生成的要求流量值來計算要求扭矩值，在上述可用扭矩計算 步驟中，通過在借助目標發動機旋轉數值而呈現的總扭矩中減去上述要求扭矩值來計算可 用扭矩值。
[0031] 并且，根據本發明的實施例的工程機械的液壓系統的控制方法，還可包括校正扭 矩分配計算步驟，在上述校正扭矩分配計算步驟中，通過減去各工作預備扭矩和各工作要 求扭矩來計算各工作的多余扭矩和不足扭矩，通過加算上述各工作的多余扭矩來計算多余 扭矩總和，通過加算上述各工作的不足扭矩來計算不足扭矩總和，通過各工作不足扭矩除 以上述不足扭矩總和來計算各工作不足扭矩比例，通過上述各工作不足扭矩比例乘以上述 多余扭矩總和來計算各工作補充扭矩，在各栗中為多余扭矩工作的情況下，呈現各工作要 求扭矩，在各栗中為不足扭矩工作的情況下，加算上述預分配扭矩和上述各工作補充扭矩 并進行校正后，完成各工作最終扭矩分配。
[0032] 其他實施例的具體事項包含在詳細說明及附圖中。
[0033] 如上所述，根據本發明的實施例的工程機械的液壓系統及液壓系統的控制方法， 可由栗直接控制促動器，從而減少壓力損失，并提高燃料效率。
[0034] 根據本發明的實施例的工程機械的液壓系統及液壓系統的控制方法，考慮各工作 的要求扭矩和從發動機輸出的可用扭矩以及在各栗中呈現的各栗扭矩，進行控制使得具有 扭矩余量的栗的栗扭矩減少，并使得栗扭矩不足的栗的栗扭矩增加，從而可以無浪費地積 極應用由發動機輸出的發動機扭矩。由此防止浪費的扭矩，從而可期待提升燃料效率的效 果。
【附圖說明】
[0035] 圖1為用于說明根據比較例的工程機械的液壓系統的圖。
[0036] 圖2為用于說明根據圖1中記載的比較例的工程機械的液壓系統中的扭矩分配比 例的圖。
[0037] 圖3為用于說明根據本發明的實施例的工程機械的液壓系統的圖。
[0038] 圖4為用于說明根據本發明的實施例的工程機械的液壓系統的控制方法的圖。
[0039] 圖5為用于說明根據本發明的實施例的工程機械的液壓系統的控制方法中的預備 扭矩分配的圖。
[0040] 圖6為用于說明根據本發明的實施例的工程機械的液壓系統的控制方法中的最終 扭矩分配的圖。
[0041] 圖7為用于說明根據本發明的其他實施例的工程機械的液壓系統及液壓系統的控 制方法的圖。
[0042]附圖標記說明
[0043] 11~13:第一~第三栗
[0044] 21~23:第一~第三促動器
[0045] 41~45:第一~第五控制閥
[0046] m~115:第一~第五栗
[0047] 121~127:第一~第七促動器
[0048] 141~152:第一~第十二控制閥
[0049] 200:控制部
[0050] 210:預備扭矩分配計算部
[0051 ] 220:要求扭矩計算部
[0052] 230:可用扭矩計算部
[0053] 240:校正扭矩分配計算部
[0054] 301、401:發動機
[0055] 302、402:動力分配單元
[0056] LP-1、LP-2:液壓油裝料液壓回路
【具體實施方式】
[0057] 本發明的優點、特征及其實現方法將參照附圖和后述的詳細實施例得以明確。
[0058] 下面，將參照附圖對本發明的實施例進行詳細說明。下面，所述的實施例為示例性 的，用于幫助理解本發明，應理解的是，本發明可變形實施為不同于在此所述的實施例。但 是，在對本發明進行說明的過程中，若判斷為相關公知功能或結構要素有關具體說明不必 要地混淆本發明的要旨，則省略其詳細說明及具體圖示。并且，為了幫助理解本發明，附圖 并未以實際尺寸比例示出，部分結構要素的大小有可能被夸大示出。
[0059] 另一方面，下述的術語均為考慮到在本發明中的功能而設定的術語，可隨著生產 人員的意圖或慣例而發生變化，因此，其定義應基于說明書全文內容。
[0060] 在說明書全文中，相同的附圖標記表示相同的結構要素。
[0061] 〈比較例〉
[0062] 在本申請書中記載的比較例僅僅用于說明本發明的特征，并非公知的技術。
[0063] 下面，參照圖1及圖2,對根據比較例的工程機械的液壓系統及液壓系統的控制方 法進行說明。
[0064] 附圖的圖1為用于說明根據比較例的工程機械的液壓系統的圖。圖2為用于說明根 據圖1中記載的比較例的工程機械的液壓系統中扭矩分配比例的圖。
[0065]根據比較例的液壓系統，從發動機301輸出的動力借助動力分配單元302而提供到 各栗11、12、13，各栗11、12、13吐出液壓油，在各栗上連接有各促動器21、22、23。
[0066] 更具體地，各栗11、12、13雙向吐出液壓油，并且斜盤角度可變，采用兼具馬達作用 的形式。并且，各栗11、12、13和各促動器21、22、23形成封閉回路。
[0067] 第一栗11的兩端和第一促動器21的兩側端口與各液壓線相連接，在各液壓線上設 有僅單純地控制開閉的第一控制閥41。并且，第一栗11的兩端和第二促動器22的兩側端口 可與各液壓線相連接，在各液壓線上設有僅單純地控制開閉的第四控制閥44。
[0068]同樣地，第二栗12的兩端和第一促動器21的兩側端口與各液壓線相連接，在各液 壓線上設有僅單純地控制開閉的第二控制閥42。并且，第二栗12的兩端和第二促動器22的 兩側端口可與各液壓線相連接，在各液壓線上設有僅單純地控制開閉的第三控制閥43。 [0069]另一方面，第三栗13的兩端和第三促動器23的兩側端口與各液壓線相連接，在各 液壓線上設有僅單純地控制開閉的第五控制閥45。
[0070] 上述的第一促動器21可以是使臂工作的臂氣缸，第二促動器22可以是使吊桿工作 的吊桿氣缸，第三促動器可以是使鏟斗工作的鏟斗氣缸。
[0071] 即，第一促動器21可從第一栗11或第二栗12獲得液壓油。同樣地，第二促動器22可 從第一栗11或第二栗12獲得液壓油。
[0072] 另一方面，各栗11、12、13的高壓液壓線與液壓油裝料液壓回路1^_1相連接。液壓 油裝料液壓回路包括裝料栗、蓄電池和裝料安全閥。
[0073]裝料栗借助發動機動力來吐出液壓油，并將吐出的液壓油提供給蓄電池。蓄電池 用于存儲液壓油，作用于液壓油并存儲壓力能。當裝入的液壓油的壓力大于設定壓力時，裝 料安全閥開放，并保持液壓油裝料液壓回路內的設定壓力。
[0074] -方面，當運行挖掘機時，控制桿或踏板開始工作時，生成相應促動器工作所需要 的要求扭矩。根據比較例的要求扭矩的比例如圖2的(a)所示。并且，反映要求扭矩比例而實 質上分配扭矩的比例如圖2的(b)所示。即，要求扭矩比例和實際扭矩分配比例相同。
[0075]例如，根據比較例的液壓系統，各栗指定扭矩的分配比例。由此，在總可用扭矩中， 按比例確定可在各栗中呈現的栗扭矩。例如，第一栗11可以定為125Nm、第二栗12可以定為 166.7Nm、第三栗13可以定為208.3Nm。另外，第一栗11分配成可實現125Nm，實際上，可要求 大于該扭矩的扭矩，或者呈現更低的扭矩。
[0076]補充地，當運行挖掘機時，會要求任意特定工作。例如，當執行吊桿上升、臂推壓等 工作時，要求相對大的扭矩。相反地，當執行吊桿下降、上體擺動等工作時，要求相對低的扭 矩。即，根據挖掘機執行哪些工作，作用于相應栗的栗扭矩可變。
[0077] 但是，由發動機輸出的可用扭矩是有限的，將其可用扭矩分配到各栗11、12、13，有 些栗的栗扭矩會存在余量，而有些栗會產生過負荷，導致栗扭矩的工作不穩定。
[0078] 根據比較例的工程機械液壓系統，扭矩分配方法是一種一定是要求扭矩大的工作 被分配到更多實際扭矩的分配方法。
[0079] 由此，在特定情況下，特定工作需要100%使用相應的要求扭矩，而根據比較例的 液壓系統的控制方法，相比于要求扭矩的總和，發動機扭矩更小的情況下，由于按要求扭矩 比例獲取，因此，存在實際扭矩值減少的問題。
[0080] 例如，在挖掘作業過程中，當使臂和鏟斗同時工作時，為了確保正常工作，需要提 供全部的臂的要求扭矩，但有可能因無法獲得足量扭矩，而使得無法正常工作。
[0081] 因此，相比于現有的借助主控制閥來控制的液壓系統，在燃料效率方面雖然可以 得到改善，但仍然存在扭矩的分配不合理的問題。
[0082]〈第一實施例〉
[0083]下面，參照附圖3對根據本發明的實施例的工程機械的液壓系統進行說明。附圖3 是用于說明根據本發明的實施例的工程機械的液壓系統的圖。
[0084]根據實施例的液壓系統，從發動機401輸出的動力，借助動力分配單元402而提供 到各栗111、112、113，各栗111、112、113吐出液壓油，各栗與各促動器121、122、123相連接。 [0085] 更具體地，各栗111、112、113雙向吐出液壓油，并且斜盤角度可變，采用兼具馬達 作用的形式。并且，各栗111、112、113和各促動器121、122、123形成封閉回路。
[0086]第一栗111的兩端和第一促動器121的兩側端口與各液壓線相連接，在各液壓線上 設有僅單純地控制開閉的第一控制閥141。并且，第一栗111的兩端和第二促動器122的兩側 端口可與各液壓線相連接，在各液壓線上設有僅單純地控制開閉的第四控制閥144。
[0087]同樣地，第二栗112的兩端和第一促動器121的兩側端口與各液壓線相連接，在各 液壓線上設有僅單純地控制開閉的第二控制閥142。并且，第二栗112的兩端和第二促動器 122的兩側端口可與各液壓線相連接，在各液壓線上設有僅單純地控制開閉的第三控制閥 143〇
[0088]另一方面，第三栗113的兩端和第三促動器123的兩側端口與各液壓線相連接，在 各液壓線上設有僅單純地控制開閉的第五控制閥145。
[0089]上述的第一促動器121可以是使臂工作的臂氣缸，第二促動器122可以是使吊桿工 作的吊桿氣缸，第三促動器123可以是使鏟斗工作的鏟斗氣缸。
[0090] g卩，第一促動器121可從第一栗111或第二栗112獲得液壓油。同樣地，第二促動器 122可從第一栗111或第二栗112獲得液壓油。
[0091 ]〈第二實施例〉
[0092] 并且，如圖7所示，根據本發明的其他實施例的液壓系統，可包括第四栗114、第五 栗115,還可包括第四促動器124、第五促動器125、第六促動器126、第七促動器127。
[0093] 第二栗112的兩端和第四促動器124的兩側端口可與各液壓線相連接，在各液壓線 上設有僅單純地控制開閉的第六控制閥146。
[0094]并且，第三栗113的兩端和第四促動器124的兩側端口可與各液壓線相連接，在各 液壓線上設有僅單純地控制開閉的第七控制閥147。
[0095]并且，第三栗113的兩端和第五促動器125的兩側端口可與各液壓線相連接，在各 液壓線上設有僅單純地控制開閉的第八控制閥148。
[0096] 并且，第四栗114的兩端和第五促動器125的兩側端口可與各液壓線相連接，在各 液壓線上設有僅單純地控制開閉的第九控制閥149。
[0097]并且，第四栗114的兩端和第七促動器127的兩側端口可與各液壓線相連接，在各 液壓線上設有僅單純地控制開閉的第十一控制閥151。
[0098]并且，第五栗115的兩端和第六促動器126的兩側端口可與各液壓線相連接，在各 液壓線上設有僅單純地控制開閉的第十控制閥150。
[0099]并且，第五栗115的兩端和第七促動器127的兩側端口可與各液壓線相連接，在各 液壓線上設有僅單純地控制開閉的第十二控制閥152。
[0100]上述的第四促動器124可以是使上體擺動工作的擺動馬達，第五促動器125可以是 負責左側行駛的左行駛馬達，第六促動器126可以是負責右側行駛的右行駛馬達，第七促動 器127可以是使補充選項裝置工作的補充裝置。
[0101]即，第四促動器124可從第二栗112或第三栗113獲得液壓油。同樣地，第五促動器 125可從第三栗113或第四栗114獲得液壓油。第六促動器126可從第五栗115獲得液壓油。第 七促動器127可從第四栗114或第五栗115獲得液壓油。
[0102] 各栗111、112、113、114、115上設有各個液壓油壓力傳感器和斜盤角度傳感器。
[0103] 液壓油壓力傳感器周期性地檢測由各栗111、112、113、114、115吐出的液壓油的壓 力并提供給控制部200。由此，在控制部200中檢測的每個瞬間，計算各栗/馬達的出入口壓 力之差，對于由各栗111、112、113、114、115吐出的液壓油壓力的變化進行監控和管理。
[0104] 斜盤角度傳感器周期性地檢測各栗111、112、113、114、115的斜盤角度并提供給控 制部200。斜盤角度用作計算各栗111、112、113、114、115的容積的信息。即，控制部200在每 個檢測瞬間計算各栗111、112、113、114、115的容積，對于由各栗111、112、113、114、115吐出 的液壓油吐出流量進行監控和管理。
[0105] 另一方面，各栗111、112、113、114、115的高壓液壓線與液壓油裝料液壓回路LP-2 相連接。液壓油裝料液壓回路已在比較例中說明，將省略重復說明。
[0106] -方面，控制部200從發動機控制裝置ECU獲得發動機旋轉數(rpm)值。發動機旋轉 數(r pm)是計算液壓油上形成的扭矩時的信息。
[0107] 一方面，各栗111、112、113、114、115的斜盤角度由控制部200的控制指令來進行控 制?？刂浦噶羁墒剐北P角度可變，并使栗扭矩發生變化。
[0108] 如需各栗吐出液壓油，就需要使栗的旋轉扭矩可變。這種扭矩為栗扭矩。栗扭矩T 為栗容積和液壓油上形成的壓力P的乘積。上述的栗容積為栗的軸每旋轉一次吐出的液壓 油的流量。
[0109] 液壓栗的容積可借助斜盤的傾斜角度和發動機旋轉數(rpm)發生變化。斜盤的傾 斜角度越小，容積則越小，斜盤的傾斜角度越變大，容積則越大。斜盤的傾斜角度由控制部 予以控制。并且，發動機旋轉數(rpm)越快，流量增加，發動機旋轉數(rpm)越慢，流量減少。
[0110] 下面，參照圖4至圖6,對根據本發明的實施例的工程機械的液壓系統的控制方法 進行說明。圖4為用于說明根據本發明的實施例的工程機械的液壓系統的控制方法的圖，圖 5為用于說明根據本發明的實施例的工程機械的液壓系統的控制方法中的預備扭矩分配的 圖，圖6為用于說明根據本發明的實施例的工程機械的液壓系統的控制方法中的最終扭矩 分配的圖。
[0111] 控制部200計算出要求扭矩值和可用扭矩值，計算出反映各促動器121、122、123、 124、125、126、127的各工作加權值的預備扭矩分配比例，按照各栗111、112、113、114、115， 多余扭矩進行減法，不足扭矩進行加法，來計算出校正扭矩分配比例。根據校正扭矩比例， 控制各栗111、112、113、114、115的斜盤角度。
[0112] 一方面，如圖3所示，根據各促動器121、122、123的工作，第一工作為吊桿上升、第 二工作為吊桿下降、第三工作為臂推壓、第四工作為臂傾卸、第五工作為鏟斗推壓、第六工 作為鏟斗傾卸。
[0113] 并且，如圖7所示，根據本發明的實施例的液壓系統可包括第四栗114、第五栗115， 還可包括第四促動器124、第五促動器125、第六促動器126、第七促動器127。
[0114] 因此，在工作區分中，還可包括以行駛為第七工作、補充裝置工作為第八工作、上 體擺動為第九工作的各促動器的工作。
[0115] 向各工作的扭矩分配賦予加權值，在負荷大的工作的情況下，則會分配更多的扭 矩，下面將參照表1進行說明。
[0116] 【表1】
[0117] 各工作加權值示例
[0118]
[0119] 在表1中記載的加權值是為了幫助理解發明而揭示的示例值。同樣地，加權值基本 設定值是為了幫助理解發明而揭示的示例值。上述的加權值及加權值基本設定值可由制造 商作為默認值內置，也可以根據工作人員的喜好來進行更新。
[0120] 工作人員的喜好依照工作種類。例如，挖掘可以是主要工作，平坦化工作也可以是 主要工作，破碎機或切割機等利用選項裝置也可以是主要工作。按照各個作業，可具有需要 更多扭矩的促動器，在此情況下，可以重新賦予特定的促動器工作所需加權值和加權值基 本設定值。
[0121] 在下面的說明中，將參照表1中提出的示例值，對扭矩分配進行說明。
[0122] 根據本發明的實施例的工程機械液壓系統的控制方法，通過各工作扭矩加權值以 預備的方式分配可由發動機提供的【能夠使用的可用扭矩】值，應對于要求扭矩，比較預分 配扭矩值，計算多余扭矩和不足扭矩。
[0123] 即，根據本發明的實施例的工程機械液壓系統的控制方法，將多余扭矩提供到可 判斷為不足扭矩的工作，充分應用能夠使用的可用扭矩，使得工作人員能夠實現所需的工 作性能。
[0124] 根據本發明的實施例的工程機械液壓系統的控制方法，所需要的數據為各工作相 關栗壓力、各工作相關要求流量、在發動機中實際呈現的實際發動機旋轉數及為了對應于 要求扭矩而修改的目標發動機旋轉數。
[0125] 控制部200包括預備扭矩分配計算部210、要求扭矩計算部220、可用扭矩計算部 230和校正扭矩分配計算部240。
[0126] 參照圖4及圖5,對預備扭矩分配計算部210進行說明。預備扭矩分配計算部210被 賦予各工作加權值211，并計算各加權值的總和，各工作加權值除以上述加權值的總和來計 算預分配比例212,上述預分配比例和可用扭矩相乘來計算各工作預備扭矩分配比例213。
[0127] 上述的加權值可利用表1中所示的值，也可利用更新的加權值。當需要呈現任意特 定工作時，使得更大扭矩分配到相應促動器上，從而確保作業機械的工作順暢。
[0128] 要求扭矩計算部220和可用扭矩計算部230參照圖4進行說明。要求扭矩計算部220 通過由各栗111、112、113、114、115提供的栗壓力值和借助控制桿或踏板的操作所生成的要 求流量值來計算要求扭矩值。更具體地，栗壓力乘以要求流量可求出要求扭矩。即，計算出 所要求的扭矩為何種水平，各工作所需要的扭矩為何種水平。
[0129] 可用扭矩計算部230通過在借助實際發動機旋轉數值而呈現的總扭矩中減去上述 的要求扭矩值來計算出可用扭矩值。由此，算出當前時點可應用為扭矩的當前時點的扭矩 的大小。
[0130] -方面，可用扭矩值可以是在借助目標發動機旋轉數值而呈現的總扭矩中減去上 述的要求扭矩值而算出的值。由此，算出當發動機旋轉數達到目標發動機旋轉數時所呈現 的扭矩的大小。
[0131] 進一步地，比較工作人員作為目標的可由發動機旋轉數呈現的扭矩和實際由發動 機呈現的扭矩，從而可以算出實際上發動機401可供給的扭矩。
[0132] 在校正扭矩分配計算部240中，通過減去各工作預備扭矩和各工作要求扭矩來算 出各工作的多余扭矩和不足扭矩241，通過加算各工作的多余扭矩來算出多余扭矩總和，且 通過加算各工作的不足扭矩來算出不足扭矩總和242,通過各工作不足扭矩除以不足扭矩 總和來算出各工作不足扭矩比例243,通過各工作不足扭矩比例乘以多余扭矩總和來算出 各工作補充扭矩244。
[0133] 在任意特定的栗111、112、113、114、115中存在多余扭矩工作的情況下，呈現各工 作要求扭矩，而在任意特定的栗111、112、113、114、115中存在不足扭矩工作的情況下，上述 預分配扭矩和上述各工作補充扭矩進行加算并校正，從而完成各工作的最終扭矩分配。
[0134] 對于按工作考慮加權值并分配扭矩的方式，補充說明如下。給需要高扭矩分配值 的工作設定高加權值，從而與該工作一并進行其他工作的情況下，以高加權值動作可以獲 得更多扭矩的方式設定預分配扭矩比例。
[0135] 并且，對于相應加權值，可設定適用時點。適用時點例如可設定為要求流量產生 后。由此，即便操作控制桿，截止到執行實際促動器所要求的工作，不可避免地發生物理時 間差。因此，為了確保相應促動器的工作順暢，適用時點越快越好。
[0136] 下面，將舉出作業機械的工作案例，對于在根據本發明的實施例的液壓系統的控 制方法中，考慮各工作加權值來分配校正扭矩的例子進行說明。
[0137] 【案例1】
[0138] 要求吊桿下降（Boom Down)、臂推壓(Arm Crowd)及f產斗推壓(Bucket Crowd)的復 合工作，所有加權值開始時點均超過1值的情況。
[0139] 根據表1，吊桿下降為第二工作（1值），臂推壓為第三工作（1.3值），鏟斗推壓為第 五工作（1值）。加算的加權值是1+1.3+1 = 3.3。
[0140] 計算第二工作相關扭矩分配率，1除以3.3并以百分比表示時為30%。
[0141]計算第三工作相關扭矩分配率，1.3除以3.3并以百分比表示時為40%。
[0142] 計算第五工作相關扭矩分配率，1除以3.3并以百分比表示時為30%。
[0143] 因此，在上述的案例1中，吊桿促動器的預備扭矩分配被設定為30%、臂促動器的 預備扭矩分配被設定為40%、鏟斗促動器的預備扭矩分配被設定為30%。
[0144] 【案例2】
[0145] 要求吊桿下降（Boom Down)、臂推壓(Arm Crowd)及f產斗推壓(Bucket Crowd)的復 合工作，除了臂推壓以外，剩余工作為超過加權值開始時點的情況。
[0146] 根據表1，吊桿下降為第二工作（1值），臂推壓為第三工作（1.3值），鏟斗推壓為第 五工作（1值）。此時，在未滿足加權值開始時點的情況下，適用1值作為默認值。由此，臂推壓 的第三工作適用1值。因此，加算的加權值是1+1+1 = 3。
[0147] 計算第二工作相關扭矩分配率，1除以3.3并以百分比表示時為33.3%。
[0148] 計算第三工作相關扭矩分配率，1除以3.3并以百分比表示時為33.3%。
[0149] 計算第五工作相關扭矩分配率，1除以3.3并以百分比表示時為33.3%。
[0150] 因此，在上述的案例2中，吊桿促動器的預備扭矩分配被設定為33.3%、臂促動器 的預備扭矩分配被設定為33.3%、鏟斗促動器的預備扭矩分配被設定為33.3%。
[0151] 下面，將舉出作業機械的工作案例，對于在根據本發明的實施例的液壓系統的控 制方法中，考慮多余扭矩和不足扭矩來分配校正扭矩的例子進行說明。
[0152] 【案例3】
[0153] 要求吊桿下降(Boom Down)、臂推壓(Arm Crowd)及f產斗推壓(Bucket Crowd)的復 合工作，均超過加權值開始時點的情況。
[0154] 一方面，由發動機可提供的可用扭矩假定為500Nm，吊桿下降（Boom Down)要求扭 矩假定為200Nm，臂推壓(Arm Crowd)要求扭矩假定為150Nm，f產斗推壓(Bucket Crowd)要求 扭矩假定為250Nm。
[0155] 1)預備扭矩分配值計算
[0156] 第二工作（Boom Down)扭矩分配值：30% X500 = 150
[0157] 第三工作(Arm Crowd)扭矩分配值:40% X500 = 200
[0158] 第五工作（Bucket Crowd)扭矩分配值：30% X500 = 150
[0159] 2)多余扭矩和不足扭矩計算
[0160] 第二工作（Boom Down) :150-200 = -50
[0161] 在第二工作中，預備扭矩值達不到要求扭矩，判斷為不足扭矩。
[0162] 第三工作（Arm Crowd) :200-150 = 50
[0163] 在第三工作中，預備扭矩值對于要求扭矩存在余量，判斷為多余扭矩。
[0164] 第五工作（Bucket Crowd): 150-250 = -100
[0165] 在第五工作中，預備扭矩值達不到要求扭矩，判斷為不足扭矩。
[0166] 3)各工作不足扭矩比例計算
[0167] 第二工作（Boom Down):50/(50+100) =33%
[0168] 第五工作（Bucket Crowd): 100/(50+100) =67%
[0169] 4)各工作補充扭矩計算
[0170]以使第三工作的多余扭矩補充于第二工作和第五工作的方式進行計算。
[0171] 第二工作（Boom Down):33% X 50 = 16· 5
[0172] 第五工作（Bucket Crowd) :67% X 50 = 33.5
[0173] 5)各工作最終分配扭矩
[0174] 第二工作（吊桿下降）的最終扭矩分配值:150+16.5 = 166.5Nm
[0175] 第三工作(臂推壓)的最終扭矩分配值:150Nm
[0176] 第五工作(鏟斗推壓)的最終扭矩分配值:150+33.5 = 183.5Nm
[0177] 另一方面，單純地根據要求扭矩值來分配扭矩時，按照如下所示的方式分配扭矩。
[0178] 第二工作（Boom Down)最終扭矩分配值：33% X500 = 166.7Nm
[0179] 第三工作(Arm Crowd)最終扭矩分配值：25% X500 = 125Nm
[0180] 第五工作（Bucket Crowd)最終扭矩分配值:42% X 500 = 208.3Nm
[0181] 控制部200在最終執行扭矩分配的過程中，調節各栗111、112、113的斜盤角度。例 如，在【案例3】中為了實現第二工作，第一栗111以使得扭矩從125Nm增加到150Nm的方式得 到控制。
[0182] 同樣地，在【案例3】中為了實現第三工作，第二栗112以使得扭矩從166.7Nm減少到 166.5Nm的方式得到控制。并且，在【案例3】中為了實現第五工作，第三栗113以使得扭矩從 208.3Nm減少到183.5Nm的方式得到控制。
[0183] 因此，根據本發明的實施例的液壓系統控制方法，向各工作反映加權值，從而可以 重新分配扭矩，由此，可向要求高加權值的促動器分配更多扭矩。
[0184] 以上參照附圖對本發明的實施例進行了說明，但本發明所屬技術領域的普通技術 人員應理解，在不變更相應技術思想或必要特征的情況下，本發明還可以實施為其他具體 形態。
[0185] 因此，應理解的是，上述實施例在所有方面均為示例性的，而非限定性的，本發明 的范圍由本發明的專利權利要求書來表示，從專利權利要求書的含義和范圍以及等同概念 所導出的所有變更或變形形態均應解釋為包含于本發明的范圍。
[0186] 產業上的可應用性
[0187] 根據本發明的工程機械的液壓系統及液壓系統的控制方法可以為了以由各栗扭 矩反映可用扭矩的方式進行分配，從而提高燃料效率，并實現確保各促動器的工作順暢而 進行利用。
【主權項】
1. 一種工程機械的液壓系統，其中，包括： 發動機，輸出動力并呈現扭矩； 多個栗，由所述發動機進行驅動并吐出液壓油； 多個促動器，與所述多個栗中的一個或兩個以上相連接； 控制閥，分別設置于所述多個栗與所述多個促動器相連接的各液壓線上并進行開閉工 作； 動力分配單元，分配從所述發動機向所述多個栗傳遞的動力；以及 控制部，按照所述各促動器的各工作加權值以級差方式確定扭矩分配比例，并按照所 述扭矩分配比例控制所述各栗的斜盤角度。2. 根據權利要求1所述的工程機械的液壓系統，其中，在進行兩種以上工作的情況下， 所述控制部使具有較多高加權值動作的工作得到相對高的扭矩比例的分配，從而設定預分 配扭矩比例。3. 根據權利要求2所述的工程機械的液壓系統，其中， 在所述控制部中，通過減去適用有加權值的各工作預備扭矩和各工作要求扭矩來計算 各工作的多余扭矩和不足扭矩， 通過加算各工作的多余扭矩來計算多余扭矩總和， 通過加算各工作的不足扭矩來計算不足扭矩總和， 通過在各工作不足扭矩中除以不足扭矩總和來計算各工作不足扭矩比例， 通過各工作不足扭矩比例乘以多余扭矩總和來計算補充扭矩； 在存在多余扭矩的情況下，將各工作要求扭矩作為校正扭矩來進行設定，在存在不足 扭矩的情況下，將加算預備扭矩和補充扭矩的值作為校正扭矩來進行設定，并按照所述校 正扭矩來控制所述各栗的斜盤角度。4. 根據權利要求1所述的工程機械的液壓系統，其中， 所述各促動器的工作區分為吊桿上升為第一工作、吊桿下降為第二工作、臂推壓為第 三工作、臂傾卸為第四工作、鏟斗推壓為第五工作、鏟斗傾卸為第六工作， 所述各工作加權值為所述各工作的扭矩分配賦予加權值，從而向負荷大的工作，分配 更多的扭矩。5. 根據權利要求4所述的工程機械的液壓系統，其中，在所述各促動器的工作中，還包 括:行駛為第七工作、補充裝置工作為第八工作、上體擺動為第九工作。6. 根據權利要求1所述的工程機械的液壓系統，其中，所述多個栗為雙向吐出液壓油的 液壓馬達或液壓栗。7. 根據權利要求1所述的工程機械的液壓系統，其中，所述控制部包括預備扭矩分配計 算部， 在所述預備扭矩分配計算部中，通過各工作加權值除以所述各工作加權值的總和來計 算預分配比例， 通過所述預分配比例乘以可用扭矩來計算各工作預備扭矩分配比例。8. 根據權利要求1所述的工程機械的液壓系統，其中，所述控制部包括要求扭矩計算部 和可用扭矩計算部， 所述要求扭矩計算部以由各栗提供的栗壓力值和由控制桿或踏板的操作所生成的要 求流量值來計算要求扭矩值， 所述可用扭矩計算部通過在借助實際發動機旋轉數值而呈現的總扭矩中減去所述要 求扭矩值來計算可用扭矩值。9. 根據權利要求1所述的工程機械的液壓系統，其中，所述控制部包括要求扭矩計算部 和可用扭矩計算部， 所述要求扭矩計算部以由各栗提供的栗壓力值和借助控制桿或踏板的操作所生成的 要求流量值來計算要求扭矩值， 所述可用扭矩計算部通過在借助目標發動機旋轉數值而呈現的總扭矩中減去所述要 求扭矩值來計算要求扭矩值。10. 根據權利要求1所述的工程機械的液壓系統，其中， 所述控制部包括校正扭矩分配計算部， 在所述校正扭矩分配計算部中，通過減去各工作預備扭矩和各工作要求扭矩來計算各 工作的多余扭矩和不足扭矩， 通過加算所述各工作的多余扭矩來計算多余扭矩總和， 通過加算所述各工作的不足扭矩來計算不足扭矩總和， 通過各工作不足扭矩除以所述不足扭矩總和來計算各工作不足扭矩比例， 通過所述各工作不足扭矩比例乘以所述多余扭矩總和來計算各工作補充扭矩， 任意特定的栗為多余扭矩工作的情況下，呈現各工作要求扭矩，另外的特定的栗為不 足扭矩工作的情況下，加算所述預分配扭矩和所述各工作補充扭矩并進行校正后，完成各 工作最終扭矩分配。11. 一種工程機械的液壓系統的控制方法，從發動機獲得動力并被驅動，設有分別以獨 立或多個的方式連接到多個促動器的多個栗，為了分別獨立地調節所述多個栗的扭矩，控 制所述多個栗的斜盤角度，其中，包括： 按照所述各促動器的各工作加權值以級差方式確定扭矩分配比例的步驟；以及 按照所述扭矩分配比例進行控制，使得所述各栗的栗扭矩可變的步驟。12. 根據權利要求11所述的工程機械的液壓系統的控制方法，其中， 所述各促動器的工作區分為吊桿上升為第一工作、吊桿下降為第二工作、臂推壓為第 三工作、臂傾卸為第四工作、鏟斗推壓為第五工作、鏟斗傾卸為第六工作， 所述各工作加權值為所述各工作的扭矩分配賦予加權值，從而向負荷大的工作，分配 更多的扭矩。13. 根據權利要求12所述的工程機械的液壓系統的控制方法，其中，在所述各促動器的 工作中，還包括:行駛為第七工作、補充裝置工作為第八工作、上體擺動為第九工作。14. 根據權利要求11所述的工程機械的液壓系統的控制方法，其中，還包括預備扭矩分 配計算步驟， 在所述預備扭矩分配計算步驟中，通過各工作加權值除以所述加權值的總和來計算預 分配比例，通過所述預分配比例乘以可用扭矩來計算各工作預備扭矩分配比例。15. 根據權利要求11所述的工程機械的液壓系統的控制方法，其中，還包括:要求扭矩 計算步驟和可用扭矩計算步驟， 在所述要求扭矩計算步驟中，以由各栗提供的栗壓力值和借助控制桿或踏板的操作所 生成的要求流量值來計算要求扭矩值， 在所述可用扭矩計算步驟中，通過在借助實際發動機旋轉數值而呈現的總扭矩中減去 所述要求扭矩值來計算可用扭矩值。16. 根據權利要求11所述的工程機械的液壓系統的控制方法，其中，還包括:要求扭矩 計算步驟和可用扭矩計算步驟， 在所述要求扭矩計算步驟中，以由各栗提供的栗壓力值和借助控制桿或踏板的操作所 生成的要求流量值來計算要求扭矩值， 在所述可用扭矩計算步驟中，通過在借助目標發動機旋轉數值而呈現的總扭矩中減去 所述要求扭矩值來計算可用扭矩值。17. 根據權利要求11所述的工程機械的液壓系統的控制方法，其中，還包括校正扭矩分 配計算步驟， 在所述校正扭矩分配計算步驟中，通過減去各工作預備扭矩和各工作要求扭矩來計算 各工作的多余扭矩和不足扭矩， 通過加算所述各工作的多余扭矩來計算多余扭矩總和， 通過加算所述各工作的不足扭矩來計算不足扭矩總和， 通過各工作不足扭矩除以所述不足扭矩總和來計算各工作不足扭矩比例， 通過所述各工作不足扭矩比例乘以所述多余扭矩總和來計算各工作補充扭矩， 在各栗中為多余扭矩工作的情況下，呈現各工作要求扭矩，在各栗中為不足扭矩工作 的情況下，加算所述預分配扭矩和所述各工作補充扭矩并進行校正后，完成各工作最終扭 矩分配。
【文檔編號】E02F3/43GK105874129SQ201480070882
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2014年12月24日
【發明人】柳承范, 鄭雨容
【申請人】斗山英維高株式會社