CN104395613A - 液压驱动*** - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液压驱动***，工作油流路具有第一流路和第二流路。第一流路将第一泵端口与液压缸的第一室连接。第二流路将第二泵端口与液压缸的第二室连接。工作油流路在液压泵与液压缸之间构成闭合回路。旁路节流流路是用于使工作油的一部分从第二流路被旁路节流的流路。在用于使工作装置下降的操作部件的操作量小于规定操作量时，控制阀经由节流阀将第二流路与旁路节流流路连接，从而将第二流路的液压抑制为小于溢流压的压力。规定操作量处于用于使工作装置下降的操作部件的最大操作量以下。

Description

液压驱动***

技术领域

本发明涉及一种液压驱动***。

背景技术

液压挖掘机、轮式装载机等作业设备具有被液压缸驱动的工作装置。从液压泵排出的工作油向液压缸供给。工作油经由液压回路向液压缸供给。例如，在专利文献1中，提出了一种具有用于向液压缸供给工作油的液压闭合回路的作业设备。由于液压回路是闭合回路，所以再生工作装置的势能。其结果是，能够降低驱动液压泵的原动机的油耗。

另外，在上述液压闭合回路设置溢流阀。溢流阀在液压闭合回路的液压达到规定的溢流压以上时打开。由此，溢流阀限制液压闭合回路的液压的上升。

【现有技术文献】

【专利文献】

专利文献1：日本特开2003－21104号公报

发明内容

【发明所要解决的技术问题】

在上述液压闭合回路中，用于限制液压闭合回路的液压的部件仅是溢流阀。即，在液压闭合回路中，与将来自液压缸的工作油输送到工作油箱的液压开放回路不同，由于使液压闭合回路循环而使从液压缸排出的工作油返回液压泵。因此，液压闭合回路的液压容易上升至溢流压。

因此，即使在操作员想要使工作装置缓慢地下降而操作操作部件的情况下，液压闭合回路的液压也会急速地上升。在该情况下，由于工作装置的加速力大，所以操作员很难将工作装置的位置调整到所希望的高度。

例如，在液压挖掘机中，存在使上部旋转体处于相对于履带大致90度的位置，并且利用工作装置的铲斗的底面按压地面而使单侧的履带从地面上浮的姿态。通过处于这样的姿态，能够使上浮的履带一边旋转一边喷射高压水来打扫附着在履带上的泥。此时，操作员使设备处于使小臂位于相对于地面大致垂直的位置、并且铲斗的底面按压地面的姿态。操作员进行使大臂缓慢下降的操作而使履带从地面上浮。

但是，如上所述，如果液压闭合回路的液压急速上升，则履带突然从地面上浮。在该情况下，操作员很难将履带的位置调整到所希望的高度。

本发明的课题在于，提供一种能够容易地将工作装置的位置调整到所希望的高度的液压驱动***。

【用于解决技术问题的技术手段】

本发明的第一方式的液压驱动***具有液压泵、驱动源、工作装置、液压缸、工作油流路、溢流阀、操作部件、旁路节流(ブリードオフ)流路、控制阀。液压泵具有第一泵端口和第二泵端口。液压泵能够切换为第一状态和第二状态。液压泵在第一状态下，从第二泵端口吸入工作油而从第一泵端口排出工作油。液压泵在第二状态下，从第一泵端口吸入工作油而从第二泵端口排出工作油。驱动源驱动液压泵。液压缸被从液压泵排出的工作油驱动。液压缸具有第一室和第二室。液压缸通过从第一室排出工作油且向第二室供给工作油，使工作装置下降。液压缸通过向第一室供给工作油且从第二室排出工作油，使工作装置上升。工作油流路具有第一流路和第二流路。第一流路将第一泵端口与第一室连接。第二流路将第二泵端口与第二室连接。工作油流路在液压泵与液压缸之间构成闭合回路。溢流阀在工作油流路的液压处于溢流压以上时打开。操作部件是用于操作工作装置的部件。旁路节流流路是用于使工作油的一部分从第二流路被旁路节流的流路。在用于使工作装置下降的操作部件的操作量小于规定操作量时，控制阀经由节流阀将第二流路与旁路节流流路连接，从而将第二流路的液压抑制为小于溢流压的压力。规定操作量是用于使工作装置下降的操作部件的最大操作量以下。

本发明的第二方式的作业车辆在第一方式的液压驱动***的基础上，在操作部件的操作量处于规定操作量以上时，控制阀封闭第二流路与旁路节流流路之间的开口。

本发明的第三方式的作业车辆在第一或第二方式的液压驱动***的基础上，还具有泵控制部。泵控制部控制液压泵的容量。液压泵具有第一液压泵和第二液压泵。在操作部件的操作量小于规定操作量时，泵控制部从向第二液压泵发出的指令容量减少规定的容量。规定的容量是与从第二流路向旁路节流流路分流的工作油的流量相当的液压泵的容量。

本发明的第四方式的作业车辆在第一至第三方式中任一方式的液压驱动***的基础上，在操作部件的操作量小于规定操作量时，控制阀改变第二流路与旁路节流流路之间的开口面积，从而根据操作部件的操作量的增大，使第二流路的液压增大。

本发明的第五方式的作业车辆在第一至第四方式中任一方式的液压驱动***的基础上，还具有供给回路。供给回路是用于向工作油流路补充工作油的液压回路。旁路节流流路与供给回路连接。

本发明的第六方式的作业车辆在第一至第四方式中任一方式的液压驱动***的基础上，旁路节流流路与第一流路连接。

本发明的第七方式的作业车辆在第一至第四方式中任一方式的液压驱动***的基础上，还具有工作油箱。工作油箱存储工作油。旁路节流流路与工作油箱连接。

【发明的效果】

在本发明的第一方式的液压驱动***中，在用于使工作装置下降的操作部件的操作量小于规定操作量时，第二流路经由节流阀与旁路节流流路连接。由此，第二流路的工作油的一部分向旁路节流流路被旁路节流，将第二流路的液压抑制为小于溢流压的压力。因此，抑制使工作装置下降的加速力。由此，操作员能够容易地将工作装置的位置调整到所希望的高度。

在本发明的第二方式的液压驱动***中，在操作部件的操作量处于规定操作量以上时，封闭第二流路与旁路节流流路之间的开口。因此，在操作部件的操作量处于规定操作量以上时，能够使工作装置迅速下降。由此，能够提高工作装置的作业效率。

在本发明的第三方式的液压驱动***中，能够降低向工作油流路供给的供给流量。由此，能够降低驱动源的油耗。

在本发明的第四方式的液压驱动***中，即使操作部件的操作量小于规定操作量，也能够根据操作部件的操作量的增大，使第二流路的液压增大。由此，能够利用操作部件调整工作装置的动作速度。

在本发明的第五方式的液压驱动***中，从第二流路被旁路节流的工作油经由供给回路返回液压泵。因此，能够在液压泵再利用被旁路节流的工作油。

在本发明的第六方式的液压驱动***中，工作油从第二流路通过旁路节流流路被输送到第一流路。因此，从第二流路被旁路节流的工作油经由第一流路返回液压泵。

在本发明的第七方式的液压驱动***中，工作油从第二流路通过旁路节流流路被输送到工作油箱。即，从第二流路被旁路节流的工作油被输送到液压泵。

附图说明

图1是搭载有本发明的第一实施方式的液压驱动***的液压挖掘机的外观图。

图2是表示第一实施方式的液压驱动***的结构的框图。

图3是表示大臂下降开口面积信息和旁路节流开口面积信息的图。

图4是表示大臂下降操作量与第二泵流路的液压之间的关系的图。

图5是表示第二实施方式的液压驱动***的结构的框图。

图6是表示第三实施方式的液压驱动***的结构的框图。

图7是表示第四实施方式的液压驱动***的结构的框图。

图8是表示第五实施方式的液压驱动***中的对向液压泵发出的指令容量的控制进行处理的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式的液压驱动***进行说明。

1.第一实施方式

图1是搭载有本发明第一实施方式的液压驱动***的液压挖掘机100的立体图。液压挖掘机100具有车辆主体1和工作装置2。车辆主体1具有上部旋转体3、驾驶室4、下部车体5。上部旋转体3载置在下部车体5上。上部旋转体3被设置为能够相对于下部车体5旋转。上部旋转体3收纳后述的发动机、液压泵等装置。驾驶室4载置在上部旋转体3的前部。在驾驶室4内配置有后述的操作装置。下部车体5具有履带5a、5b，通过履带5a、5b旋转而使液压挖掘机100行驶。

工作装置2安装在车辆主体1的前部，具有大臂90、小臂91、铲斗92。大臂90的基端部经由大臂销96能够摆动地安装在上部旋转体3。小臂91的基端部经由小臂销97能够摆动地安装在大臂90的前端部。铲斗92经由铲斗销98能够摆动地安装在小臂91的前端部。大臂90被液压缸14驱动。小臂91被液压缸94驱动。铲斗92被液压缸95驱动。

图2是表示液压驱动***的结构的框图。该液压驱动***是用于驱动大臂90的***。液压驱动***具有发动机11、主泵10、液压缸14、工作油流路15、控制阀16、泵控制器24。

发动机11驱动主泵10。发动机11是本发明的驱动源的一个例子。发动机11是例如柴油发动机，通过调整来自燃料喷射装置21的燃料的喷射量，控制发动机11的输出。利用发动机控制器22控制燃料喷射装置21，从而进行燃料喷射量的调整。需要说明的是，发动机11的实际转速通过转速传感器23检测，其检测信号分别被输入到发动机控制器22及泵控制器24。

主泵10具有第一液压泵12和第二液压泵13。第一液压泵12及第二液压泵13被发动机11驱动，排出工作油。从主泵10排出的工作油经由控制阀16向液压缸14供给。

第一液压泵12是可变容量型的液压泵。通过控制第一液压泵12的偏转角，控制第一液压泵12的容量。第一液压泵12的偏转角被第一泵流量控制部25控制。第一泵流量控制部25基于来自泵控制器24的指令信号控制第一液压泵12的偏转角，从而控制从第一液压泵12排出的工作油的流量。

第一液压泵12是双向排出型的液压泵。具体而言，第一液压泵12具有第一泵端口12a和第二泵端口12b。第一液压泵12能够切换为第一排出状态和第二排出状态。第一液压泵12在第一排出状态下，从第二泵端口12b吸入工作油而从第一泵端口12a排出工作油。第一液压泵12在第二排出状态下，从第一泵端口12a吸入工作油而从第二泵端口12b排出工作油。

第二液压泵13是可变容量型的液压泵。通过控制第二液压泵13的偏转角，控制第二液压泵13的容量。第二液压泵13的偏转角被第二泵流量控制部26控制。第二泵流量控制部26基于来自泵控制器24的指令信号控制第二液压泵13的偏转角，从而控制从第二液压泵13排出的工作油的流量。

第二液压泵13是双向排出型的液压泵。具体而言，第二液压泵13具有第一泵端口13a和第二泵端口13b。第二液压泵13与第一液压泵12同样地，能够切换为第一排出状态和第二排出状态。第二液压泵13在第一排出状态下，从第二泵端口13b吸入工作油而从第一泵端口13a排出工作油。第二液压泵13在第二排出状态下，从第一泵端口13a吸入工作油而从第二泵端口13b排出工作油。

液压缸14被从第一液压泵12及第二液压泵13排出的工作油驱动。如上所述，液压缸14驱动大臂90。通过使液压缸14伸长，使大臂90的前端上升。即，工作装置2上升。通过使液压缸14收缩，使大臂90的前端下降。即，工作装置2下降。需要说明的是，根据液压缸14的安装状态，也可以通过使液压缸14伸长而使工作装置2下降。在该情况下，通过使液压缸14收缩，工作装置2上升。液压缸14具有液压缸杆14a和液压缸筒14b。液压缸筒14b的内部被液压缸杆14a划分为第一室14c和第二室14d。

液压缸14通过切换对第一室14c和第二室14d的工作油的供给和排出而伸缩。具体而言，通过向第一室14c供给工作油并从第二室14d排出工作油，液压缸14伸长。通过向第二室14d供给工作油并从第一室14c排出工作油，液压缸14收缩。需要说明的是，液压缸杆14a在第一室14c的受压面积大于液压缸杆14a在第二室14d的受压面积。因此，在使液压缸14伸长时，向第一室14c供给比从第二室14d排出的工作油量多的工作油。另外，在使液压缸14收缩时，从第一室14c排出比供给到第二室14d的工作油量多的工作油。

工作油流路15与第一液压泵12、第二液压泵13、液压缸14连接。工作油流路15具有第一流路15a和第二流路15b。第一流路15a将第一液压泵12的第一泵端口12a与液压缸14的第一室14c连接。第二液压泵13的第一泵端口13a与第一流路15a。第二流路15b将第一液压泵12的第二泵端口12b与液压缸14的第二室14d连接。第二液压泵13的第二泵端口13b与工作油箱27连接。

第一流路15a具有第一液压缸流路31和第一泵流路33。第二流路15b具有第二液压缸流路32和第二泵流路34。第一液压缸流路31与液压缸14的第一室14c连接。第二液压缸流路32与液压缸14的第二室14d连接。第一泵流路33是用于经由第一液压缸流路31向液压缸14的第一室14c供给工作油、或者、经由第一液压缸流路31从液压缸14的第一室14c回收工作油的流路。

第一泵流路33与第一液压泵12的第一泵端口12a连接。另外，第一泵流路33与第二液压泵13的第一泵端口13a连接。因此，来自第一液压泵12和第二液压泵13双方的工作油被供给到第一泵流路33。第二泵流路34是用于经由第二液压缸流路32向液压缸14的第二室14d供给工作油、或者、经由第二液压缸流路32从液压缸14的第二室14d回收工作油的流路。

第二泵流路34与第一液压泵12的第二泵端口12b连接。第二液压泵13的第二泵端口13b与工作油箱27连接。因此，来自第一液压泵12的工作油被供给到第二泵流路34。如上所述，工作油流路15利用第一流路15a和第二流路15b，在主泵10与液压缸14之间构成闭合回路。

液压驱动***还具有供给泵28。供给泵28是用于向第一流路15a或第二流路15b补充工作油的液压泵。供给泵28被发动机11驱动而排出工作油。供给泵28是固定容量型的液压泵。工作油流路15还具有供给回路35。供给回路35经由单向阀41a与第一泵流路33连接。单向阀41a在第一泵流路33的液压比供给回路35的液压低时打开。

供给回路35经由单向阀41b与第二泵流路34连接。单向阀41b在第二泵流路34的液压比供给回路35的液压低时打开。另外，供给回路35经由溢流阀42与工作油箱27连接。溢流阀42将供给回路35的液压维持在规定的供给压。如果第一泵流路33或第二泵流路34的液压比供给回路35的液压低，则来自供给泵28的工作油经由供给回路35供给到第一泵流路33或第二泵流路34。由此，将第一泵流路33及第二泵流路34的液压维持在规定值以上。

工作油流路15还具有溢流流路36。溢流流路36经由单向阀41c与第一泵流路33。单向阀41c在第一泵流路33的液压高于溢流流路36的液压时打开。溢流流路36经由单向阀41d与第二泵流路34连接。单向阀41d在第二泵流路34的液压高于溢流流路36的液压时打开。另外，溢流流路36经由溢流阀43与供给回路35连接。溢流阀43将溢流流路36的压力维持在规定的溢流压以下。由此，将第一泵流路33及第二泵流路34的液压维持在规定的溢流压以下。

液压驱动***具有旁路节流流路37。旁路节流流路37与供给回路35连接。在工作装置2下降时，使第二流路15b的工作油的一部分向旁路节流流路37流动。在后面对工作装置2下降时的控制进行详细说明。

控制阀16是基于来自泵控制器24的指令信号被控制的电磁控制阀。控制阀16基于来自泵控制器24的指令信号，控制向液压缸14供给的工作油的流量。控制阀16在工作油流路15中配置在主泵10与液压缸14之间。在使液压缸14伸长时，控制阀16控制从第一泵流路33向液压缸14供给的工作油的流量、从第一泵流路33向旁路节流流路37供给的工作油的流量。另外，在使液压缸14收缩时，控制阀16控制从第二泵流路34向液压缸14供给的工作油的流量、从第二泵流路34向旁路节流流路37供给的工作油的流量。

控制阀16具有第一泵用端口16a、第一液压缸用端口16b、第一旁路节流端口16c、第一旁通端口16d。第一泵用端口16a经由第一方向控制部44与第一泵流路33。第一方向控制部44是将工作油的流向限制为一方向的单向阀。第一液压缸用端口16b与第一液压缸流路31连接。第一旁路节流端口16c与旁路节流流路37连接。在利用控制阀16将工作油从第一泵流路33向第一液压缸流路31供给时，上述第一方向控制部44允许从第一泵流路33向第一液压缸流路31流动工作油，禁止从第一液压缸流路31向第一泵流路33流动工作油。

控制阀16还具有第二泵用端口16e、第二液压缸用端口16f、第二旁路节流端口16g、第二旁通端口16h。第二泵用端口16e经由第二方向控制部45与第二泵流路34连接。第二方向控制部45是将工作油的流向限制为一方向的单向阀。第二液压缸用端口16f与第二液压缸流路32连接。第二旁路节流端口16g与旁路节流流路37连接。

在利用控制阀16将工作油从第二泵流路34向第二液压缸流路32供给时，上述第二方向控制部45允许从第二泵流路34向第二液压缸流路32流动工作油，禁止从第二液压缸流路32向第二泵流路34流动工作油。

控制阀16能够切换为第一位置状态P1、第二位置状态P2、中立位置状态Pn、第三位置状态P3。控制阀16在第一位置状态P1下，使第一泵用端口16a与第一液压缸用端口16b连通，并且使第二液压缸用端口16f与第二旁通端口16h连通。因此，控制阀16在第一位置状态P1下，将第一泵流路33经由第一方向控制部44与第一液压缸流路31连接，并且将第二液压缸流路32不经由第二方向控制部45而直接与第二泵流路34连接。需要说明的是，控制阀16在处于第一位置状态P1时，第一旁通端口16d、第一旁路节流端口16c、第二泵用端口16e、第二旁路节流端口16g相对于任一端口都是切断的。

在使液压缸14伸长时，在第一排出状态下驱动第一液压泵12和第二液压泵13，并且将控制阀16设定为第一位置状态P1。由此，从第一液压泵12的第一泵端口12a、第二液压泵13的第一泵端口13a排出的工作油通过第一泵流路33、第一方向控制部44、第一液压缸流路31向液压缸14的第一室14c供给。另外，液压缸14的第二室14d的工作油通过第二液压缸流路32、第二泵流路34回收到第一液压泵12的第二泵端口12b。由此，液压缸14伸长。

控制阀16在第二位置状态P2下，使第二泵用端口16e与第二液压缸用端口16f连通，并且使第一液压缸用端口16b与第一旁通端口16d连通。因此，控制阀16在第二位置状态P2下，将第一液压缸流路31不经由第一方向控制部44而直接与第一泵流路33连接，并且将第二泵流路34经由第二方向控制部45与第二液压缸流路32连接。需要说明的是，控制阀16在处于第二位置状态P2时，第一泵用端口16a、第一旁路节流端口16c、第二旁通端口16h、第二旁路节流端口16g相对于任一端口都是切断的。

在使液压缸14收缩时，在第二排出状态下驱动第一液压泵12和第二液压泵13，并且将控制阀16设定为第二位置状态P2。由此，从第一液压泵12的第二泵端口12b排出的工作油通过第二泵流路34、第二方向控制部45、第二液压缸流路32，向液压缸14的第二室14d供给。另外，液压缸14的第一室14c的工作油通过第一液压缸流路31、第一泵流路33，回收到第一液压泵12的第一泵端口12a及第二液压泵13的第一泵端口13a。由此，液压缸14收缩。

控制阀16在中立位置状态Pn下，使第一旁通端口16d与第一旁路节流端口16c连通，并且使第二旁通端口16h与第二旁路节流端口16g连通。因此，控制阀16在中立位置状态Pn下，将第一泵流路33不经由第一方向控制部44而直接与旁路节流流路37连接，并且将第二泵流路34不经由第二方向控制部45而直接与旁路节流流路37连接。需要说明的是，控制阀16在处于中立位置状态Pn时，第一泵用端口16a、第一液压缸用端口16b、第二泵用端口16e、第二液压缸用端口16f相对于任一端口都是切断的。

控制阀16在第三位置状态P3下，使第二泵用端口16e与第二液压缸用端口16f连通，并且使第一液压缸用端口16b与第一旁通端口16d连通。因此，控制阀16在第三位置状态P3下，将第一液压缸流路31不经由第一方向控制部44而直接与第一泵流路33连接，并且将第二泵流路34经由第二方向控制部45与第二液压缸流路32连接。而且，控制阀16在第三位置状态P3下，使第二旁通端口16h与第二旁路节流端口16g经由节流阀17连通。因此，控制阀16在第三位置状态P3下，将第二泵流路34经由节流阀17与旁路节流流路37连接。

由此，旁路节流流路37以从第二流路15b分流的方式与第二流路15b连接。需要说明的是，控制阀16在处于第三位置状态P3时，第一泵用端口16a和第一旁路节流端口16c相对于任一端口都是切断的。

控制阀16能够设定在第一位置状态P1与中立位置状态Pn之间的任意的位置状态。由此，控制阀16能够控制从第一泵流路33经由第一方向控制部44供给到第一液压缸流路31的工作油的流量、从第一泵流路33供给到旁路节流流路37的工作油的流量。即，控制阀16能够控制从第一液压泵12及第二液压泵13供给到液压缸14的第一室14c的工作油的流量、从第一液压泵12及第二液压泵13供给到旁路节流流路37的工作油的流量。

控制阀16能够设定在第二位置状态P2与中立位置状态Pn之间的任意的位置状态。由此，控制阀16能够控制从第二泵流路34经由第二方向控制部45供给到第二液压缸流路32的工作油的流量、从第二泵流路34供给到旁路节流流路37的工作油的流量。即，控制阀16能够控制从第一液压泵12供给到液压缸14的第二室14d的工作油的流量、从第一液压泵12供给到旁路节流流路37的工作油的流量。

控制阀16能够设定在第二位置状态P2与第三位置状态P3之间的任意的位置状态。由此，控制阀16能够控制从第二泵流路34向旁路节流流路37被旁路节流的工作油的流量。

液压驱动***还具有操作装置46。操作装置46具有操作部件46a、操作检测部46b。操作部件46a是用于操作液压缸14的动作的部件。例如，操作部件46a是大臂操作杆。操作部件46a能够从中立位置操作到使液压缸14伸长的方向、使液压缸14收缩的方向这两个方向。

操作检测部46b检测操作部件46a的操作量(以下，称为“大臂操作量”)及操作方向。操作检测部46b是检测例如操作部件46a的位置的传感器。在操作部件46位于中立位置时，大臂操作量为零。表示大臂操作量及操作方向的检测信号从操作检测部46b被输入泵控制器24。泵控制器24根据大臂操作量运算出向液压缸14供给的工作油的目标流量。

发动机控制器22通过控制燃料喷射装置21来控制发动机11的输出。将基于设定的目标发动机转速及作业模式而设定的发动机输出扭矩特性曲线化而存储在发动机控制器22中。发动机输出扭矩特性表示发动机11的输出扭矩与转速的关系。发动机控制器22基于发动机输出扭矩特性控制发动机11的输出。

泵控制器24能够利用控制阀16控制向液压缸14供给的工作油的流量。另外，泵控制器24能够利用第一泵流量控制部25及第二泵流量控制部26控制向液压缸14供给的工作油的流量。泵控制器24是本发明的泵控制部的一个例子。在基于控制阀16进行的流量控制中，与基于第一泵流量控制部25及第二泵流量控制部26进行的流量控制相比，能够控制更微小的流量。

例如，泵控制器24在操作部件46a的操作量在规定值以下时，进行基于控制阀16的流量的控制(以下，称为“微小速度控制”)。泵控制器24在操作部件46a的操作量大于规定值时，进行基于第一泵流量控制部25及第二泵流量控制部26的流量的控制(以下，称为“通常控制”)。

在通常控制时，泵控制器24以基于泵吸收扭矩特性控制第一液压泵12的吸收扭矩和第二液压泵13的吸收扭矩的方式，控制向第一液压泵12和第二液压泵13发出的指令容量。泵吸收扭矩特性表示泵吸收扭矩与发动机转速的关系。泵吸收扭矩特性基于作业模式、运转状况而预先设定，并存储在泵控制器24中。

在微小速度控制时，泵控制器24使第一液压泵12和第二液压泵13的容量一定，通过控制控制阀16，控制向液压缸14供给的工作油的流量。

接着，对旁路节流控制进行说明。在旁路节流控制中，在液压缸14收缩时即工作装置2下降时，第二流路15b的工作油的一部分被输送到旁路节流流路37。具体而言，泵控制器24基于图3所示的旁路节流开口面积信息L2，根据大臂下降操作量控制控制阀16。大臂下降操作量是使工作装置2下降时的大臂操作量。

图3是表示大臂下降开口面积信息L1与旁路节流开口面积信息L2的图。大臂下降开口面积信息L1规定了大臂下降操作量、大臂下降开口面积之间的关系。大臂下降开口面积是控制阀16中的第二泵流路34与第二液压缸流路32之间的开口面积。需要说明的是，在图3中，大臂下降操作量是以操作部件46a的最大操作量为100％的百分率来表示的。

在大臂下降开口面积信息L1中，在大臂下降操作量为A1以上、小于A2的范围内，根据大臂下降操作量的增大，大臂下降开口面积增大。在大臂下降操作量处于A1以上、小于A2的范围内时，进行上述微小速度控制。在大臂下降操作量为A2以上时，进行上述通常控制。详细地说，在大臂下降操作量为A2以上、小于A4的范围内，根据大臂下降操作量的增大，大臂下降开口面积比微小速度控制时更急速地增大。在大臂下降操作量为A4以上时，大臂下降开口面积为最大值Max。即，第二泵流路34与第二液压缸流路32之间的控制阀16的开口面积全开。

旁路节流开口面积信息L2规定了旁路节流控制下的大臂下降操作量与旁路节流开口面积之间的关系。旁路节流开口面积是控制阀16中的第二泵流路34与旁路节流流路37之间的开口面积。通过将控制阀16设定在第三位置状态P3与第二位置状态P2之间的位置状态，控制旁路节流开口面积。

在大臂下降操作量为规定操作量A2以上、小于A3时，根据大臂下降操作量的增大，旁路节流开口面积增大。在大臂下降操作量为规定操作量A3以上、小于A5时，旁路节流开口面积固定为b2。在大臂下降操作量为规定操作量A5以上、小于A6时，根据大臂下降操作量的增大，旁路节流开口面积减少。在大臂下降操作量为规定操作量A6以上时，旁路节流开口面积为0。即，在大臂下降操作量为规定操作量A6以上时，第二泵流路34与旁路节流流路37之间的开口关闭。

在大臂下降操作量小于规定操作量A6时，第二泵流路34的工作油的一部分流向旁路节流流路37。由此，抑制第二泵流路34的液压的上升。图4是表示大臂下降操作量与第二泵流路的液压之间的关系。如图4所示，在大臂下降操作量小于规定操作量A6时，第二泵流路34的液压被抑制为小于溢流阀43的溢流压Pr的压力。另外，在大臂下降操作量小于规定操作量A6时，根据大臂下降操作量的增大，第二泵流路34的液压在小于溢流压Pr的范围内增大。

需要说明的是，如图3所示，在大臂下降操作量小于规定操作量A2时，旁路节流开口面积固定为b1。此时，控制阀16被设定为中立位置状态N与第三位置状态P3之间的位置状态。

接着，基于图2，对旁路节流时的工作油的流动的一个例子进行说明。需要说明的是，液压缸杆14a在第一室14c的受压面积与在第二室14d的受压面积之比为2：1。在工作装置2下降时，为了使液压缸14收缩，向第二室14d供给工作油。例如，在从第二液压缸流路32流入第二室14d的流入流量为“0.8”的情况下，从第一室14c向第一液压缸流路31排出的排出流量为“1.6”。需要说明的是，在以下说明中，表示流量的数值是表示各流路的比例的一个例子。

第一液压泵12的排出流量及第二液压泵13的排出流量分别为“1.0”。在该情况下，第二泵流路34的流量为“1.0”。泵控制器24将控制阀16设定在第二位置状态与第三位置状态P3之间，以使旁路节流开口面积为与大臂下降操作量对应的值。由此，第二泵流路34的工作油中的“0.2”的工作油流入旁路节流流路37。向旁路节流流路37输送的工作油的流量由旁路节流开口面积决定。另外，剩下的“0.8”的工作油通过第二液压缸流路32，流向液压缸14的第二室14d。

如果液压缸14收缩而工作装置2下降，则“1.6”的工作油从液压缸14的第一室14c排出。“1.6”的工作油通过第一液压缸流路31流向第一泵流路33。

另一方面，来自旁路节流流路37的“0.2”的工作油在供给回路35中与来自供给泵28的“0.2”的工作油合流。合计“0.4”的工作油从供给回路35流向第一泵流路33。

来自第一液压缸流路31的“1.6”工作油与来自供给回路35的“0.4”的工作油在第一泵流路33合流。由于将第一液压泵12与第二液压泵13设定为相同容量，所以向第一液压泵12和第二液压泵13各返回第一泵流路33的工作油的“1.0”。

本实施方式的液压驱动***具有以下特征。

在操作部件46a的大臂下降操作量小于规定操作量A6操作量时，第二泵流路34经由节流阀17与旁路节流流路37连接。由此，第二泵流路34的工作油的一部分向旁路节流流路37被旁路节流，将第二泵流路34的液压抑制为比溢流压小的压力。因此，抑制使工作装置2下降的加速力。由此，操作员能够容易地将工作装置2的位置调整到所希望的高度。

在操作部件46a的大臂下降操作量为规定操作量A6以上时，第二泵流路34与旁路节流流路37之间的开口关闭。因此，在大臂下降操作量为规定操作量A6以上时，第二泵流路34的工作油的所有量经由第二液压缸流路32供给到液压缸14的第二室14d。因此，能够使工作装置2迅速下降。由此，能够提高工作装置2的作业效率。

在操作部件46a的大臂下降操作量小于规定操作量A6时，变更旁路节流开口面积，从而根据大臂下降操作量的增大，第二泵流路34的液压增大。因此，即使在大臂下降操作量小于规定操作量A6时，也能够根据大臂下降操作量的增大，第二泵流路34的液压增大。由此，操作员能够利用操作部件46a调整工作装置2的动作速度。

被旁路节流的工作油经由供给回路35返回至液压泵12、13。因此，能够在液压泵12、13再利用被旁路节流的工作油。

2.第二实施方式

图5表示本发明的第二实施方式的液压驱动***。在第二实施方式的液压驱动***中，控制阀16具有第三旁路节流端口16i。第三旁路节流端口16i经由第三方向控制部48与第二泵流路34连接。第三方向控制部48允许从第二泵流路34向第三旁路节流端口16i流动工作油，禁止从第三旁路节流端口16i向第二泵流路34流动工作油。

另外，控制阀16在第三位置状态P3下，使第三旁路节流端口16i与第一旁通端口16d经由节流阀17连通。因此，控制阀16在处于第三位置状态P3时，经由节流阀17将第二泵流路34与流路38连接。流路38将第一旁通端口16d与第一泵流路33连接。即，在本实施方式中，将第一旁通端口16d与第一泵流路33连接的流路38相当于旁路节流流路。

控制阀16在第三位置状态P3下，使第一液压缸用端口16b与第一旁通端口16d连通，并且使第二泵端口16e与第二液压缸用端口16b连通。因此，控制阀16在第三位置状态P3下，使第二泵流路34的工作油的一部分与第一液压缸流路31的工作油合流而流向第一泵流路33。第二实施方式的液压驱动***的其他结构与第一实施方式的液压驱动***的结构相同。

接着，基于图5，对第二实施方式的液压驱动***的旁路节流控制时的工作油的流动的一个例子进行说明。第一液压泵12的排出流量及第二液压泵13的排出流量分别为“1.0”。在该情况下，第二泵流路34的流量为“1.0”。泵控制器24将控制阀16设定在第二位置状态与第三位置状态P3之间，以使得旁路节流开口面积为与大臂下降操作量对应的值。此处的旁路节流开口面积为第三旁路节流端口16i与第一旁通端口16d之间的开口面积。

通过如上所述地设定控制阀16，第二泵流路34的工作油中的“0.2”的工作油流向第三旁路节流端口16i。另外，剩下的“0.8”的工作油通过第二液压缸流路32流向液压缸14的第二室14d。

如果液压缸14收缩而工作装置2下降，则“1.6”的工作油从液压缸14的第一室14c排出。“1.6”的工作油通过第一液压缸流路31流向第一泵流路33。此时，来自第三旁路节流端口16i的“0.2”的工作油与来自第一液压缸流路31的“1.6”的工作油合流。合计“1.8”的工作油通过流路38流向第一泵流路33。另一方面，“0.2”的工作油从供给回路35向第一泵流路33供给。

来自流路38的“1.8”工作油和来自供给回路35的“0.2”的工作油在第一泵流路33合流。由于第一液压泵12与第二液压泵13被设定为相同的容量，所以向第一液压泵12和第二液压泵13各返回第一泵流路33的工作油的“1.0”。

如上所述，在第二实施方式的液压驱动***中，也能够起到与第一实施方式的液压驱动***相同的效果。

3.第三实施方式

图6表示本发明的第三实施方式的液压驱动***。在第三实施方式的液压驱动***中，在第一实施方式的液压驱动***的基础上省略了第二液压泵13。因此，主泵10由一个液压泵(第一液压泵12)构成。另外，第三实施方式的液压驱动***具有梭形滑阀51。

梭形滑阀51具有第一输入端口51a、第二输入端口51、排油端口51c、第一受压部51d、第二受压部51e。第一输入端口51a与第一流路15a连接。第二输入端口51b与第二流路15b连接。具体而言，第一输入端口51a与第一泵流路33连接。第二输入端口51b与第二泵流路34连接。排油端口51c与排油流路52连接。排油流路52经由旁路节流流路37与供给回路35连接。第一受压部51d经由第一先导流路53与第一流路15a连接。由此，向第一受压部51d施加第一流路15a的液压。在第一先导流路53配置节流阀54。第二受压部51e经由第二先导流路55与第二流路15b连接。由此，向第二受压部51e施加第二流路15b的液压。在第二先导流路55配置节流阀56。

梭形滑阀51根据第一流路15a的液压和第二流路15b的液压，切换为第一位置状态Q1、第二位置状态Q2、中立位置状态Qn。梭形滑阀51在第一位置状态Q1使第二输入端口51b与排油端口51c连通。由此，第二流路15b与排油流路52连接。梭形滑阀51在第二位置状态Q2使第一输入端口51a与排油端口51c连通。由此，第一流路15a与排油流路52连接。梭形滑阀51在中立位置状态Qn封闭第一输入端口51a、第二输入端口51b、排油端口51c之间。

梭形滑阀51具有滑阀57、第一弹性部件58、第二弹性部件59。第一弹性部件58从第一受压部51d侧朝向第二受压部51e侧按压滑阀57。第二弹性部件59从第二受压部51e侧朝向第一受压部51d侧按压滑阀57。第一弹性部件58在比自然长度压缩的状态下，安装于滑阀57。第一弹性部件58被安装为，在滑阀57处于中立位置时以第一安装荷重按压滑阀57。第二弹性部件59在比自然长度压缩的状态下，安装于滑阀57。第二弹性部件59被安装为，在滑阀57处于中立位置时以第二安装荷重按压滑阀57。

第一受压部51d的受压面积与第二受压部51e的受压面积之比与第一室14c的受压面积与第二室14d的受压面积之比相等。例如，在第一室14c的受压面积与第二室14d的受压面积之比为2：1时，第一受压部51d的受压面积与第二受压部51e的受压面积之比为2：1。

在利用第一流路15a的液压施加在第一受压部51d的力比利用第二流路15b的液压施加在第二受压部51e的力大时，梭形滑阀51处于第一位置状态Q1。由此，第二流路15b与排油流路52连接。其结果是，第二流路15b的工作油的一部分经由排油流路52及旁路节流流路37流向供给回路35。在利用第二流路15b的液压施加在第二受压部51e的力比利用第一流路15a的液压施加在第一受压部51d的力大时，梭形滑阀51处于第二位置状态Q2。由此，第一流路15a与排油流路52连接。其结果是，第一流路15a的工作油的一部分经由排油流路52及旁路节流流路37流向供给回路35。

第三实施方式的液压驱动***的其他结构与第一实施方式的液压驱动***的结构相同。接着，基于图6，对第三实施方式的液压驱动***的旁路节流控制时的工作油的流动的一个例子进行说明。

第一液压泵12的排出流量为“1.0”。在该情况下，第二泵流路34的流量为“1.0”。泵控制器24将控制阀16设定在第二位置状态与第三位置状态P3之间，以使得旁路节流开口面积为与大臂下降操作量对应的值。由此，第二泵流路34的工作油中的“0.2”的工作油流向旁路节流流路37。另外，剩下的“0.8”的工作油通过第二液压缸流路32，流向液压缸14的第二室14d。

如果液压缸14收缩而工作装置2下降，则“1.6”的工作油从液压缸14的第一室14c排出。“1.6”的工作油通过第一液压缸流路31流向第一泵流路33。

在为了使工作装置2下降而使液压缸14收缩的情况下，梭形滑阀51切换为第二位置状态Q2。第一泵流路33的工作油中的“0.6”的工作油通过梭形滑阀51流向旁路节流流路37。剩下的“1.0”的工作油返回第一液压泵12。

需要说明的是，来自第二泵流路34的“0.2”的工作油与来自梭形滑阀51的“0.6”的工作油在旁路节流流路37合流，流向供给回路35。合计“0.8”的工作油从供给回路35通过溢流阀42流向工作油箱27。

如上所述，在第三实施方式的液压驱动***中，也能够起到与第一实施方式的液压驱动***相同的效果。

4.第四实施方式

图7表示本发明的第四实施方式的液压驱动***。在第四实施方式的液压驱动***中，在第二实施方式的液压驱动***的基础上，与第三实施方式的液压驱动***相同地，主泵10由一个液压泵(第一液压泵12)构成。另外，第四实施方式的液压驱动***与第三实施方式的液压驱动***同样地具有梭形滑阀51。对于其他结构，与第二实施方式的液压驱动***相同。

接着，基于图7，对第四实施方式的液压驱动***的旁路节流控制时的工作油的流动的一个例子进行说明。第一液压泵12的排出流量为“1.0”。在该情况下，第二泵流路34的流量为“1.0”。泵控制器24将控制阀16设定在第二位置状态与第三位置状态P3之间，以使得旁路节流开口面积为与大臂下降操作量对应的值。

由此，第二泵流路34的工作油中的“0.2”的工作油流向第三旁路节流端口16i。另外，剩下的“0.8”的工作油通过第二液压缸流路32流向液压缸14的第二室14d。

如果液压缸14收缩而工作装置2下降，则“1.6”的工作油从液压缸14的第一室14c排出。“1.6”的工作油通过第一液压缸流路31流向第一泵流路33。此时，来自第三旁路节流端口16i的“0.2”的工作油与来自第一液压缸流路31的“1.6”的工作油合流。合计“1.8”的工作油通过流路38流向第一泵流路33。

在为了使工作装置2下降而使液压缸14收缩的情况下，梭形滑阀51切换为第二位置状态Q2。第一泵流路33的工作油中的“0.8”的工作油通过梭形滑阀51流向旁路节流流路37。剩下的“1.0”的工作油返回第一液压泵12。

需要说明的是，来自梭形滑阀51的“0.8”的工作油通过旁路节流流路37流向供给回路35。“0.8”的工作油从供给回路35通过溢流阀42流向工作油箱27。

如上所述，在第四实施方式的液压驱动***中，也能够起到与第一实施方式的液压驱动***相同的效果。

5.第五实施方式

泵控制器24在通常控制中，以基于泵吸收扭矩特性控制第一液压泵12的吸收扭矩和第二液压泵13的吸收扭矩的方式，控制向第一液压泵12和第二液压泵13发出的指令容量。但是，泵控制器24在大臂下降操作量小于规定操作量A6时，从向第二液压泵13发出的指令容量减少与从第二泵流路34被旁路节流的工作油的流量相当的容量。图8是表示第五实施方式的液压驱动***中的对向第二液压泵13发出的指令容量的控制进行处理的流程图。

在步骤S1中，泵控制器24检测大臂下降操作量。泵控制器24利用来自操作检测部46b的检测信号检测大臂下降操作量。

在步骤S2中，泵控制器24计算旁路节流开口面积(A)。泵控制器24基于旁路节流开口面积信息L2从大臂下降操作量算出旁路节流开口面积(A)。

在步骤S3中，泵控制器24检测泵压(P2)、供给压(Pc)。泵压(P2)是第二泵流路34的液压。供给压(Pc)是供给回路35的液压。泵控制器24例如利用设置于液压回路的压力传感器检测泵压(P2)、供给压(Pc)。

在步骤S4中，泵控制器24计算旁路节流流量(Qb)。旁路节流流量(Qb)是从第二泵流路34被旁路节流的工作油的流量。泵控制器24根据以下的数学式1计算旁路节流流量(Qb)。

【数学式1】

$\mathrm{Qb}=\mathrm{CA}\sqrt{P2-\mathrm{Pc}}$

C是规定的常数。A是通过步骤S2算出的旁路节流开口面积。P2是通过步骤S3检测的泵压。Pc是通过步骤S3检测的供给压。

在步骤S5中，泵控制器24计算泵转速(N)。泵转速(N)是液压泵12、13的转速。例如，泵控制器24根据由转速传感器23检测的发动机11的转速计算泵转速(N)。

在步骤S6中，泵控制器24计算第二液压泵的减少容量(ΔD)。泵控制器24根据以下的数学式2计算第二液压泵的减少容量(ΔD)。

【数2】

ΔD＝Qb/N

Qb是通过步骤S4计算的旁路节流流量。N是通过步骤S5检测的泵转速。

在步骤S7中，泵控制器24从向第二液压泵13发出的指令容量减少减少容量(ΔD)。泵控制器24将从指令容量降低了减少容量(ΔD)的容量所对应的指令信号发送到第二液压泵13。

在第五实施方式的液压驱动***中，能够降低从供给泵28补充的供给流量。由此，能够进一步降低驱动源的油耗。例如，在第一实施方式中，如图2所示，向旁路节流流路37的流量“0.2”不经由液压缸14。因此，在液压缸14中，不产生从“0.2”向“0.4”的排出流量的增加。因此，该差“0.2”的流量从供给泵28补充。相对于此，在第五实施方式的液压驱动***中，第二液压泵的容量降低“0.2”。因此，不需要从供给泵28向第一泵流路33补充工作油。由此，能够降低供给泵28的流量。

以上，对本发明的一实施方式进行了说明，但是本发明不限于上述实施方式，在不超出发明主旨的范围内能够进行各种变更。

液压驱动***不限于用于驱动液压挖掘机的大臂的***，也可以是用于驱动其他作业车辆的工作装置的***。例如，液压驱动***可以是驱动轮式装载机的提升臂的***。或者，液压驱动***也可以是驱动推土机的刮板的***。

驱动源不限于发动机，也可以是电动马达。

控制阀16可以是被先导液压控制的液压控制阀。在该情况下，在泵控制器24与液压控制阀之间配置有电磁比例减压阀。电磁比例减压阀被来自泵控制器24的指令信号控制。电磁比例减压阀将与指令信号对应的先导液压向液压控制阀供给。液压控制阀利用先导液压被切换控制。电磁比例减压阀使先导泵的排出工作油减压而产生先导液压。代替先导泵，可以使用供给泵28的排出工作油。

在上述实施方式中，旁路节流流路37与供给回路35连接，但是也可以与工作油箱27等其他回路连接。其中，在旁路节流流路37与工作油箱27连接的情况下，不能够在液压泵12、13再利用来自旁路节流流路37的工作油。因此，产生使供给泵28大型化的需要。因此，旁路节流流路37优选与供给回路35连接。

在上述实施方式中，泵控制器24实行通常控制、微小速度控制，但是可以省略这些控制。例如，也可以省略微小速度控制。

在上述实施方式中，规定操作量A6是小于100％的值，但是规定操作量A6可以是100％。

【工业上的利用可能性】

根据本发明，能够提供一种能够容易地将工作装置的位置调整到所希望的高度的液压驱动***。

Claims (7)

1.一种液压驱动***，其特征在于，具有：

液压泵，其具有第一泵端口和第二泵端口，能够切换为从所述第二泵端口吸入工作油而从所述第一泵端口排出工作油的状态、以及从所述第一泵端口吸入工作油而从所述第二泵端口排出工作油的状态；

驱动源，其驱动所述液压泵；

工作装置；

液压缸，其被从所述液压泵排出的工作油驱动，具有第一室和第二室，通过从所述第一室排出工作油且向所述第二室供给工作油，使所述工作装置下降，通过向所述第一室供给工作油且从所述第二室排出工作油，使所述工作装置上升；

工作油流路，其具有连接所述第一泵端口与所述第一室的第一流路、连接所述第二泵端口与所述第二室的第二流路，在所述液压泵与所述液压缸之间构成闭合回路；

溢流阀，其在所述工作油流路的液压处于溢流压以上时打开；

操作部件，其用于操作所述工作装置；

旁路节流流路，其使工作油的一部分从所述第二流路被旁路节流；

控制阀，其在用于使所述工作装置下降的所述操作部件的操作量小于最大操作量以下的规定操作量时，经由节流阀使所述第二流路与所述旁路节流流路连接，从而将所述第二流路的液压抑制为小于所述溢流压的压力。

2.如权利要求1所述的液压驱动***，其特征在于，

在所述操作部件的操作量处于所述规定操作量以上时，所述控制阀封闭所述第二流路与所述旁路节流流路之间的开口。

3.如权利要求1或2所述的液压驱动***，其特征在于，

还具有控制所述液压泵的容量的泵控制部，

所述液压泵具有第一液压泵和第二液压泵，

在所述操作部件的操作量小于所述规定操作量时，所述泵控制部从向所述第二液压泵发出的指令容量减少与从所述第二流路向所述旁路节流流路分流的工作油的流量相当的容量。

4.如权利要求1至3中任一项所述的液压驱动***，其特征在于，

在所述操作部件的操作量小于所述规定操作量时，所述控制阀改变所述第二流路与所述旁路节流流路之间的开口面积，从而根据所述操作部件的操作量的增大，使所述第二流路的液压增大。

5.如权利要求1至4中任一项所述的液压驱动***，其特征在于，

还具有用于向所述工作油流路补充工作油的供给回路，

所述旁路节流流路与所述供给回路连接。

6.如权利要求1至4中任一项所述的液压驱动***，其特征在于，

所述旁路节流流路与所述第一流路连接。

7.如权利要求1至4中任一项所述的液压驱动***，其特征在于，

还具有存储工作油的工作油箱，

所述旁路节流流路与所述工作油箱连接。