CN104956092A - 工程机械的液压驱动装置 - Google Patents

Abstract

在行驶动作时确保以往那样的行驶速度且减少能量损耗而提高能量效率，并且，当在一半操作以下的行程区域操作行驶操作杆而进行行驶动作的情况下，难以受到行驶负荷变动或泵排出压力的变化的影响，能得到良好的行驶操作性。与发动机转数检测阀(13)的流量检测阀(50)并列地配置可变节流阀(80)，在可变节流阀(80)的打开方向上使行驶先导压力作用，随着行驶先导压力变高，使可变节流阀(80)的开口面积从全闭连续地增加到最大开口面积。行驶用流量控制阀(5d、6e)是即使在行驶操作杆的一半操作时目标LS差压下降为第二规定值(Pa3)也能得到行驶所需的规定流量(QT)的大小，在滑柱行程的前半段，是与比较例一相似的开口面积。

Description

工程机械的液压驱动装置

技术领域

本发明涉及具备行驶用液压马达且具备可变容量型液压泵的液压挖掘机等工程机械的液压驱动装置，尤其涉及以液压泵的排出压力比多个促动器的最高负荷压力高规定值的方式控制液压泵的容量的负载传感控制方式的液压驱动装置。

背景技术

作为这种工程机械的液压驱动装置具备专利文献1记载的装置。专利文献1记载的液压驱动装置具备检测是否为行驶用液压马达被驱动的行驶动作时的行驶检测装置、以及基于行驶检测装置的检测结果在不是行驶动作时将负载传感控制的目标差压设定为第一规定值且在行驶动作时将负载传感控制的目标差压设定为比第一规定值小的第二规定值的设定改变装置。另外，在行驶动作时负载传感控制的目标差压小，因此，为了与这种小的目标差压对应，设定为行驶用的流量控制阀的滑柱的开口面积在滑柱整个行程上比现有大。由此，在行驶动作时，将行驶所要求的流量供给至行驶用液压马达，确保以往那样的行驶速度，并且减少能量消耗，能提高能量效率。

另外，专利文献1所记载的液压驱动装置为了根据发动机转数的下降使负载传感控制的目标差压下降，提高发动机转数下降时的微操作性，为将发动机转数检测阀的输出压力作为负载传感控制的目标差压并导向泵控制装置的负载传感控制部的结构。发动机转数检测阀具备根据由发动机驱动的先导泵的排出流量使前后差压变化的流量检测阀与将流量检测阀的前后差压作为绝对压生成并输出的差压减压阀。

在专利文献1记载的液压驱动装置的一个实施例(图8的实施例)中，以具备这种发动机转数检测阀为前提，将来自行驶用操作杆装置的行驶先导压导向流量检测阀的滑柱的打开侧端部，在行驶动作时，使行驶控制压在流量检测阀的可变节流部的打开方向上作用，生成作为上述第二规定值的负载传感控制的目标差压。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-247301号公报

发明内容

发明所要解决的课题

专利文献1记载的液压驱动装置在行驶动作时将负载传感控制的目标差压设定为比第一规定值小的第二规定值，并且与负载传感控制的目标差压小对应，将行驶用流量控制阀的滑柱的开口面积设定为在滑柱整个行程上比通常大。由此，能在行驶动作中减少能量损耗，提高能量效率。

但是，由于将行驶用流量控制阀的滑柱的开口面积设定为在滑柱整个行程上比通常大，因此，由于在行驶微操作时等在一半操作以下的行程区域操作行驶操作杆而进行行驶动作的情况下，从液压泵供给至行驶用液压马达的流量容易对行驶负荷变动或泵排出压的变化带来影响，存在无法得到良好的操作性的问题。

本发明的目的在于提供工程机械的液压驱动装置，其在行驶动作时确保以往那样的行驶速度且减少能量损耗而提高能量效率，并且，当在一半操作以下的行程区域操作行驶操作杆而进行行驶动作的情况下，难以受到行驶负荷变动或泵排出压力的变化的影响，能得到良好的行驶操作性。

(1)为了解决上述课题，本发明提供一种工程机械的液压驱动装置，具备由原动机驱动的可动容量型的主泵、包括被从该主泵排出的压力油驱动的行驶用液压马达的多个促动器、包括控制从上述主泵供给至上述多个促动器的压力油的流量的行驶用流量控制阀的多个流量控制阀、包括指示上述多个促动器的动作方向与动作速度并输出上述多个流量控制阀的操作指令的行驶用操作装置的多个操作装置、分别控制上述多个流量控制阀的前后差压的多个压力补偿阀以及以上述主泵的排出压力比上述多个促动器的最高负荷压力高目标差压的方式对主泵的容量进行负载传感控制的泵控制装置，上述多个压力补偿阀以将上述流量控制阀的前后差压保持为上述主泵的排出压力与上述多个促动器的最高负荷压力的差压的方式控制各个流量控制阀的前后差压，在该工程机械的液压驱动装置中，具备检测是否是上述行驶用液压马达被驱动的行驶动作时的行驶检测装置以及目标差压设定装置，该目标差压设定装置基于上述行驶检测装置的检测结果，在不是上述行驶动作时将上述负载传感控制的目标差压设定为第一规定值，在上述行驶动作时，将上述负载传感控制的目标差压设定为比上述第一规定值小的第二规定值，上述行驶用流量控制阀具有下述开口面积特性：对上述行驶用操作装置进行满载操作时，在滑柱行程的开口面积是能得到上述负载传感控制的目标差压为上述第二规定值时行驶所需的规定流量的大小，对上述行驶用操作装置进行微操作时，在滑柱行程区域的开口面积为与行驶用流量控制阀的开口面积近似的大小，该行驶用流量控制阀的开口面积具有能得到在上述负载传感控制的目标差压为上述第一规定值时行驶所需的规定流量的大小的最大开口面积。

通过这样行驶用流量控制阀对行驶用操作装置进行满载操作时在滑柱行程的开口面积为负载传感控制的目标差压比第一规定值小的第二规定值时，也能得到行驶所要求的规定的流量的大小，能在行驶动作时确保以往那样的行驶速度，并且减少能量损耗，提高能量效率。

通过对行驶用操作装置进行微操作时在滑柱行程区域的开口面积为与具有负载传感控制的目标差压为第一规定值时能得到与行驶所要求的规定流量的大小的最大开口面积的行驶用流量控制阀的开口面积近似的大小(较小的开口面积)，当在包括微操作的一半操作以下的行程区域操作行驶操作杆而进行行驶动作时，难以受到行驶负荷变动或泵排出压力的变化的影响，能得到良好的行驶操作性。

(2)另外，优选在上述(1)中，上述目标差压设定装置具有：由上述发动机驱动的先导泵；原动机转数检测阀，该原动机转数检测阀具有配置于上述先导泵排出油通过的油路且根据上述先导泵的排出流量使前后差压变化的流量检测阀及作为绝对压力生成上述流量检测阀的前后差压，并作为上述负载传感控制的目标差压输出的差压减压阀；及可变节流阀，在上述先导泵排出油通过的油路与上述流量检测阀并列地配置，上述可变节流阀在不进行上述行驶动作时位于全闭位置，在上述行驶动作时位于节流位置且随着上述行驶用操作装置的操作量从最小增加到最大，使开口面积从全闭连续地增加到最大。

通过为这样与流量检测阀并列地配置可变节流阀，使可变节流阀的开口面积从全闭位置连续地增加到最大的结构，对行驶用操作装置进行满载操作时的差压减压阀的输出压力(负载传感控制的目标差压)在原动机转数从最大到最小的发动机转数的全部区域，以与行驶用操作装置的操作量相同的比例下降。因此，在使原动机转数下降为低速且对行驶用操作装置进行微操作时，能够根据其操作量使差压减压阀的输出压力(负载传感控制的目标差压)下降，与之对应，行驶用流量控制阀的前后差压也同样地下降。

在此，在对行驶用操作装置进行微操作的作业(例如利用微操作进行下坡的作业)中，原动机转数也普遍下降为低速。在本发明中，即使在这种行驶微操作作业中，由于差压减压阀的输出压力(负载传感控制的目标差压)以与行驶用操作装置的操作量相同的比例下降，因此，行驶用流量控制阀的前后差压也同样地下降。

在这样使原动机转数下降为低速而进行行驶微操作作业时，如上述(1)所述，通过减小行驶用流量控制阀的开口面积，并且使行驶用流量控制阀的前后差压以与行驶用操作装置的操作量相同的比例下降，能根据操作量调整供给至行驶用液压马达的流量，不会出现操作员未预期的过大的行驶速度，行驶操作性大幅地提高。

发明效果

根据本发明，在行驶动作时确保以往那样的行驶速度且减少能量损耗而提高能量效率，并且在一半操作以下的行程区域对行驶操作杆进行操作而进行行驶动作的情况下，难以受到行驶负荷变动或泵排出压力的变化的影响，得到良好的行驶操作性。

另外，根据本发明，在使原动机转数也下降为低速地进行行驶微操作作业的情况下，能根据操作量对供给至行驶用液压马达的流量进行微调，不会产生操作员未预期的过大的行驶速度，行驶操作性大幅地提高。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式的工程机械的液压驱动装置的结构的图。

图2是表示可变节流阀的开口面积特性的图。

图3是在发动机转数(横轴)的全部区域表示在使行驶用操作杆装置的操作杆从中立位置到满载操作位置的情况下的发动机转数检测阀的差压减压阀的输出压力即绝对压力(目标LS差压)的变化的图。

图4是表示控制供给至行驶马达的压力油的流量的行驶用流量控制阀的入口节流的开口面积特性的图。

图5是表示搭载了本实施方式的液压驱动装置的液压挖掘机的外观的图。

图6是表示对行驶操作杆进行操作时的杆操作量、行驶先导压力、可变节流阀的开口面积、发动机转数检测阀的差压减压阀的输出压力(目标LS差压)的变化的时间图。

具体实施方式

下面，使用附图说明本发明的实施方式。

结构

图1是表示本发明的一实施方式的工程机械的液压驱动装置的结构的图。本实施方式是将本发明应用于前摇摆式液压挖掘机的液压驱动装置的场合。

在图1中，本实施方式的液压驱动装置具备作为原动机的柴油发动机(以下称为发动机)1、由该发动机1驱动的作为主泵的可变容量型液压泵(以下称为主泵)2及固定容量型的先导泵30、由从主泵2排出的压力油驱动的多个促动器3a、3b、3c、3d、3e···、位于主泵2与多个促动器3a、3b、3c、3d、3e···之间的控制阀4、与先导泵30的压力油供给油路31a连接且输出与先导泵30的排出流量相应的绝对压力的发动机转数检测阀装置13、与发动机转数检测阀13的下游侧的先导油路31b连接且具有将先导流路31b的压力保持为一定的先导降压阀32的先导液压源33、与先导液压源33的下游侧连接且作为由锁门杆24操作的安全阀的锁门阀100、与锁门阀100的下游侧的先导流路31c连接且具备将先导液压源32的液压作为一次压力(元压)生成用于操作控制阀4内的流量控制阀6a、6b、6c、6d、6e···(后述)的先导压力(操作先导压力)a1、a2、b1、b2、c1、c2、d1、d2、e1、e2···的遥控阀的操作杆装置60a、60b、60c、60d、60e···。

控制阀4具有与供给主泵2的排出油的第一压力油供给油路5(配管)连接的第二压力油供给油路4a(内部通道)、与从第二压力油供给油路4a分支的油路8a、8b、8c、8d、8e···连接且分别控制从主泵2供给至促动器3a、3b、3c、3d、3e···的压力油的流量与方向的中立关闭型的多个流量控制阀6a、6b、6c、6d、6e···、配置于流量控制阀6a、6b、6c、6d、6e···的上游侧且分别控制流量控制阀6a、6b、6c、6d、6e···的入口节流部的前后差压的压力补偿阀7a、7b、7c、7d、7e···、选择促动器3a、3b、3c、3d、3e···的负荷压力中最高的压力(最高负荷压力)并输出至信号油路27的往复阀9a、9b、9c、9d、9e···、传导第二压力油供给油路4a的压力(主泵2的排出压力)与信号油路27的压力(最高负荷压力)并将主泵2的排出压力(泵压力)与最高负荷压力差压作为绝对压力PLS输出的差压减压阀11、与第二压力油供给油路4a连接且当第二压力油供给油路4a的压力(主泵2的排出压力)为设定压力以上时为全开状态并使上述压力油供给油路4a的压力油返回油箱，以第二压力油供给油路4a的压力(主泵2的排出压力)不会为设定压力以上的方式进行控制的主降压阀14、与第二压力油供给油路4a连接且当主泵2的排出压力比在最高负荷压力上加上受压部15a与弹簧15b的设置压力的压力高时则为全开状态并使主泵2的排出油返回油箱T，相对于最高负荷压力控制主泵2的排出压力的上升的卸荷阀15。

流量控制阀6a、6b、6c、6d、6e···分别具有负荷气口26a、26b、26c、26d、26e···，这些负荷气口26a、26b、26c、26d、26e···在流量控制阀6a、6b、6c、6d、6e···位于中立位置时与油箱T连通，作为负荷压力输出油箱压力，在流量控制阀6a、6b、6c、6d、6e···从中立位置切换到图示左右的操作位置时，与各个促动器3a、3b、3c、3d、3e···连通，输出促动器3a、3b、3c、3d、3e···的负荷压力。

往复阀9a、9b、9c、9d、9e···连接为竞赛形式，与负荷气口26a、26b、26c、26d、26e···及信号油路27一起构成最高负荷压力检测回路。往复阀9a选择流量控制阀6a的负荷气口26a的压力与流量控制阀6b的负荷气口26b的压力的高压侧并输出，往复阀9b选择往复阀9a的输出压力与流量控制阀6c的负荷气口26c的压力的高压侧并输出，往复阀9c选择往复阀9b的输出压力与流量控制阀6d的负荷气口26d的压力的高压侧并输出，往复阀9d选择往复阀9c的输出压力与流量控制阀6e的负荷气口26e的压力的高压侧并输出，往复阀9e选择往复阀9d的输出压力与未图示的其他相同的往复阀的输出压力的高压侧并输出。往复阀9e是最后级的往复阀，其输出压力作为最高负荷压力输出至信号油路27，并导向差压减压阀11与卸荷阀15。

压力补偿阀7a、7b、7c、7d、7e···具有目标差压设定用的开阀侧受压部28a、28b、28c、28d、28e···，向该受压部28a、28b、28c、28d、28e…引导差压减压阀11的输出压力，利用液压泵压力与最高负荷压力的差压的绝对压力(以下称为绝对压力PLS)设定目标补偿差压。通过这样将流量控制阀7a、7b、7c、7d、7e···的前后差压控制为相同的绝对压力PLS，压力补偿阀7a、7b、7c、7d、7e···以流量控制阀6a、6b、6c、6d、6e···的前后差压与该绝对压力PLS相等的方式进行控制。由此，在同时驱动多个促动器的复合操作时，不论促动器3a、3b、3c、3d、3e···的负荷压力的大小如何，都能根据流量控制阀6a、6b、6c、6d、6e···的开口面积比分配主泵2的排出流量，确保复合操作性。另外，在主泵2的排出流量不满足要求流量的饱和状态的情况下，绝对压力PLS根据其供给不足的程度下降，据此，压力补偿阀7a、7b、7c、7d、7e···控制的流量控制阀6a、6b、6c、6d、6e···的前后差压以相同比例下降，流量控制阀26a～26h的通过流量以相同比例减少，因此，即使在该情况下，也能根据流量控制阀6a、6b、6c、6d、6e···的开口面积比分配主泵2的排出流量，确保复合操作性。

卸荷阀15具有设定卸荷阀15的复位压力Pun0的关闭方向动作的受压部15a及弹簧15b、引导第二压力油供给油路4a的压力(主泵2的排出压力)的打开方向动作的受压部15c、通过信号油路27引导由往复阀9a、9b、9c、9d、9e···检测的最高负荷压力的关闭方向动作的受压部15d，通过油路41向受压部15引导发动机转数检测阀13的差压减压阀51的输出压力Pa(后述)。卸荷阀15当主泵2的排出压力比在最高负荷压力上加上受压部15a与弹簧15b的复位压力Pun0高时，为打开状态而使主泵2的排出油返回油箱T，以主泵2的排出压力不会超过在最高负荷压力上加上复位压力Pun0的压力的方式进行控制。在全部的操作杆位于中立位置且由往复阀9a、9b、9c、9d、9e···检测的最高负荷压力是油箱压力时，将主泵2的排出压力控制为卸荷阀15的复位压力Pun0。

促动器3a、3b、3c、3d、3e例如是液压挖掘机的旋转马达、动臂缸、臂缸、左行驶马达、右行驶马达，流量控制阀6a、6b、6c、6d、6e分别例如是旋转用、动臂用、臂用、左行驶用、右行驶用的流量控制阀。在图示的情况下，铲斗缸、摇摆缸等其他促动器及与这些促动器相关的流量控制阀等省略图示。

锁门阀100能在通过操作锁门杆24而将先导油路31c连接在先导油路31b上的位置与将先导油路31c连接在油箱T上的位置切换。在锁门阀100切换为将先导油路31c连接在先导油路31b上的位置时，当操作操作杆装置60a、60b、60c、60d、60e···的任一个操作杆时，操作杆装置根据操作杆的操作量将先导液压源33的液压作为一次压而生成先导压力。在锁门阀100切换为将先导油路31c连接在油箱T上的位置时，操作杆装置60a、60b、60c、60d、60e···为即使操作操作杆，也无法生成操作先导压力的状态。

发动机转数检测阀13具有连接在先导泵30的压力油供给油路31a与先导油路31b之间的流量检测阀50以及将该流量检测阀50的前后差压作为绝对压力输出的差压减压阀51。流量检测阀50具有随着通过流量(先导泵30的排出流量)增大，而使开口面积增大的可变节流部50a。先导泵30的排出油通过流量检测阀50的可变节流部50a向先导油路31b侧流。此时，在流量检测阀50的可变节流部50a产生随着通过流量增加而变大的前后差压，差压减压阀51将该前后差压作为绝对压力Pa输出。先导泵30的排出流量根据发动机1的转数变化，因此，通过检测可变节流部50a的前后差压，能检测先导泵30的排出流量，从而能检测发动机1的转数。另外，可变节流部50a随着通过流量增大(随着前后差压变高)而增大开口面积，因此，具有随着通过流量增大，前后差压的上升程度变缓的特性。

主泵2具备用于控制倾转角(容量或排挤容积)的泵控制装置12。泵控制装置12具有马力控制倾转促动器12a、LS控制阀12b及LS控制倾转促动器12c。

马力控制倾转促动器12a以下述方式进行控制：当主泵2的排出压力变高时，减小主泵2的倾转角，主泵2的输入转矩不会超过预先设定的最大转矩。由此，能限制主泵2的消耗马力，防止由过负荷引起的发动机1的停止(发动机失速)。

LS控制阀12b具有对置的受压部12d、12e，向受压部12d通过油路40引导作为负载传感控制的目标差压(目标LS差压)的发动机转数检测阀13的差压减压阀51的输出压力即绝对压力Pa(第一规定值)，向受压部12e引导作为差压减压阀11的输出压力的绝对压力PLS，当绝对压力PLS比绝对压力Pa高时(PLS＞Pa)，将先导液压源33的压力导向LS控制倾转促动器12c而减小主泵2的倾转角，当绝对压力PLS比绝对压力Pa低时(PLS＜Pa)，使LS控制倾转促动器12c与油箱T连通而增加主泵2的倾转角。由此，以主泵2的排出压力比最高负荷压力高绝对压力Pa(目标差压)的方式控制主泵2的倾转角。控制阀12b及LS控制倾转促动器12c构成以主泵2的排出压力比多个促动器3a、3b、3c、3d、3e···的最高负荷压力高负载传感控制的目标差压量的方式控制主泵2的倾转的负载传感方式的泵控制机构。

在此，由于绝对压力Pa是根据发动机转数变化的值，因此，通过作为负载传感控制的目标差压使用绝对压力Pa，利用主泵2的排出压力与最高负荷压力的差压的绝对压力PLS设定压力补偿阀7a、7b、7c、7d、7e···的目标补偿差压，能进行与发动机转数相应的促动器速度的控制。另外，如上所述，发动机转数检测阀13的流量检测阀50的可变节流部50a具有随着通过流量增大，前后差压的上升程度缓和的特性，由此，能实现与发动机转数相应的饱和现象的改善，在较低地设定发动机转数的情况下能得到良好的微操作性。

向LS控制阀12b的受压部12d引导作为负载传感控制的目标差压(目标LS差压)的发动机转数检测阀13的差压减压阀51的输出压力即绝对压力Pa(第一规定值)，向卸荷阀15的受压部15a引导相同的绝对压力Pa，由于利用该受压部15a与弹簧15b设定卸荷阀15的复位压力，因此，卸荷阀15的复位压力设定得比目标LS差压高弹簧15b的量。另外，弹簧15b的设定量是在发动机1起动前受压部15d的压力是油箱压力时将卸荷阀15保持在关闭位置的程度的较小的值，由此，能减小发动机1起动时的发动机负荷，发动机1的起动性良好。

另外，本实施例的液压驱动装置作为其特征结构，具有：设于行驶用操作杆装置60d、60e的遥控阀60d1、60d2及60e1、60e2的排出口，检测由60d1、60d2及60e1、60e2生成的操作先导压力d1、d2、e1、e2中最高的压力，并作为行驶先导压力向信号油路71输出的组装为竞赛形式的往复阀70a、70b、70c(行驶检测装置)；以及与流量检测阀50并列地配置在作为先导泵30的排出油通过的油路的压力油供给油路31a与先导油路31b的可变节流阀80。可变节流阀80具有在关闭方向上进行作用的弹簧80a与从往复阀70a、70b、70c输出的行驶先导压力通过信号油路传导且在打开方向上进行作用的受压部80。

往复阀37a、37b、37c构成检测是否是行驶马达3d、3e被驱动的行驶动作时的行驶检测装置，由往复阀70a、70b、70c检测的行驶先导压力与行驶用操作杆装置60d或60e的操作量(操作行程)对应。

图2是表示可变节流阀80的开口面积特性的图。图2中，Pi0是行驶用流量控制阀6d、6e开始打开的行驶先导压力，Pi1是行驶用流量控制阀6d、6e成为最大开口面积Abmax(参照图4)的行驶先导压力，Pimax是最大行驶先导压力。可变节流阀80以直到由往复阀70a、70b、70c检测的行驶先导压力成为Pi0之前均关闭，当行驶先导压力比Pi0高时开阀，之后，随着行驶先导压力变高，使开口面积连续地增加，当行驶先导压力达到Pi1时，成为最大的开口面积Amax的方式设定可变节流阀80的开口面积特性。换言之，可动节流阀80具有在不是行驶动作时位于全闭位置，在行驶动作时位于节流位置且随着行驶用操作杆装置60d、60e的操作量从最小增加到最大而使开口面积从全闭连续地增加到最大的开口面积特性。

图3是在发动机转数(横轴)的整个区域表示在将行驶用操作杆装置60d、60e的操作杆(以下称为行驶操作杆)从中立位置操作到操作位置的情况的发动机转数检测阀13的差压减压阀51的输出压力即绝对压力Pa(目标LS差压)的变化的图。图3中，Nmin是低速空转转数(最小转数)，Nrate是额定转数(最高转数)。

在从中立位置对行驶操作杆进行操作时，差压减压阀51的输出压力(目标LS差压)通过可变节流阀80的动作，从第一规定值Pa4下降为第二规定值Pa3。另外，在行驶操作杆位于中立位置时，随着发动机转数从Nrate下降为Nmin，差压减压阀51的输出压力(目标LS差压)从第一规定值Pa4下降至Pa2。对行驶操作杆进行操作，随着操作量增大，差压减压阀51的输出压力(目标LS差压)在发动机转数全部区域以与行驶操作杆的操作量(行驶先导压力)的变化相同的比例减少，在对行驶操作杆进行满载操作时，差压减压阀51的输出压力(目标LS差压)随着发动机转数从Nrate下降为Nmin而从第二规定值Pa3下降至Pa1。通过这样为与流量检测阀50并列地配置可变节流阀80，将可变节流阀80的开口面积从全闭位置连续地增加到最大的结构，对行驶操作杆进行满载操作时的差压减压阀51的输出压力(目标LS差压)在发动机转数从最大的Nrate到最小的Nmin的发动机转数的全部区域，以与行驶操作杆的操作量(行驶先导压力)的变化相同的比例(换言之，在发动机转数的全部区域相同)下降。图3中，双点划线表示比较例二(后述)的行驶操作杆满载操作时的差压减压阀51的输出压力的变化。

图4是表示控制向行驶马达3d、3e供给的压力油的流量的行驶用流量控制阀6d、6e的入口节流的开口面积特性的图。图4中，实线是本实施方式(本发明)的流量控制阀6d、6e的开口面积特性，虚线是利用图1的液压驱动装置在未设置可变节流阀80的情况下对行驶操作杆进行满载操作时能将行驶所要求的规定流量QT供给到行驶马达3d、3e的行驶用流量控制阀的开口面积特性(比较例一)，单点划线是将行驶先导压力直接导向发动机转数检测阀13的流量检测阀50的专利文献1(特开2011-247301号公报)的图8所示的液压***的行驶用流量控制阀的开口面积特性(比较例二)。在本说明书中，“行驶所要求的规定流量QT”是对行驶操作杆进行满载操作时得到按照设计的最大行驶速度的流量。

在比较例一的行驶用流量控制阀中，对行驶操作杆进行满载操作时的在滑柱行程Stmax的开口面积是Aamax。比较例一不具备可变节流阀80，因此，Aamax是在差压减压阀51的输出压力(目标LS差压)处于第一规定值Pa4(参照图3)时能将行驶所要求的规定流量QT供给至行驶马达3d、3e的行驶用流量控制阀的开口面积。另外，在比较例一中，在使滑柱行程从最小变化到最大的情况下，在滑柱行程全域，开口面积以一定的比例变大。

在比较例二的行驶用流量控制阀中，对行驶操作杆进行满载操作时的在滑柱行程Stmax的开口面积是Abmax。Abmax是即使差压减压阀51的输出压力(目标LS差压)下降到第二规定值Pa3(参照图3)也能将行驶所要求的规定流量QT供给到行驶马达3d、3e的行驶用流量控制阀的开口面积，也是能得到与差压减压阀51的输出压力(目标LS差压)处于第一规定值Pa4(参照图3)时由比较例一得到的流量相同的流量的开口面积。另外，在比较例二的行驶用流量控制阀中，随着行驶操作杆的操作量增加，差压减压阀51的输出压力(目标LS差压)变小，因此，与差压减压阀51的输出压力(目标LS差压)的减少一致，在滑柱行程全域，以开口面积比比较例一大的方式设定开口面积特性。

在本发明的行驶用流量控制阀6d、6e中，对行驶操作杆进行满载操作时的在滑柱行程Stmax的开口面积与比较例二相同，是Abmax(即使差压减压阀51的输出压力(目标LS差压)下降为第二规定值Pa3(参照图3)，也能得到行驶所要求的规定流量QT的大小)。另外，在本发明的行驶用流量控制阀6d、6e中，以下述方式设定开口面积特性：以在使滑柱行程从最小变化为最大的情况的滑柱行程的全部区域，开口面积比比较例二小的方式进行设定，并且，在包括对行驶操作杆进行微操作时的滑柱行程区域的滑柱行程的前半段(与行驶操作杆的一半操作以下的行程区域对应的滑柱行程区域)，为与比较例一(具有得到在负载传感控制的目标差压处于第一规定值Pa4时行驶所要求的规定流量的大小的最大开口面积Abmax的行驶用流量控制阀)近似(大致相同)的开口面积，在滑柱行程的后半段(与比行驶操作杆的一半操作大的行程区域对应的滑柱行程区域)，开口面积比比较例一大，并且，随着滑柱行程变大，开口面积变大的比例比比较例一增加(随着滑柱行程变大，开口面积变大的比例增加)。

在此，在滑柱行程前半段的“近似的开口面积”或“大致相同的开口面积”意味着不论开口面积与比较例一相同还是不同，其不同均相对于比较例一为15％以下，优选10％以下。另外，也能定义为在滑柱行程前半段的开口面积特性在滑柱行程为最大行程Stmax的1/3的区域，相对于用直线从开始打开连结到开口面积Aamax的特性不同为15％以下的特性。

图5是表示搭载本实施方式的液压驱动装置的液压挖掘机的外观的图。

在图5中，作为作业机械已知的液压挖掘机具备上部旋转体300、下部行驶体301及摇摆式前作业机302，前作业机302包括动臂306、臂307、铲斗308。上部旋转体300能通过旋转马达3a相对于下部行驶体301旋转。在上部旋转体300的前部安装摇动柱303，在该摇动柱303上能上下移动地安装前作业机302。摇动柱303能通过未图示的摇动缸的伸缩相对于上部旋转体300在水平方向上转动，前作业机302的动臂306、臂307、铲斗308能通过动臂缸3b、臂缸3c及铲斗缸3f的伸缩在上下方向上转动。下部行驶体301在中央机架上安装通过刮板缸3g的伸缩进行上下动作的刮板305。下部行驶体301通过利用行驶马达3d、3e的旋转驱动左右的履带310、311来进行行驶。

在上部旋转体300上设置客舱(驾驶室)313，在客舱313内设有驾驶席121、前面/旋转用的左右操作杆装置122、123(在图5中只图示左侧)、行驶用的操作杆装置60d、60e及锁门杆24。操作杆装置122、123能从中立位置向以十字方向为基准的任意方向操作，当在前后方向操作左侧的操作杆装置122时，操作杆装置122作为旋转用操作杆装置60a起作用，当在左右方向操作该操作杆装置122时，操作杆装置122作为臂用操作杆装置60c起作用，当在前后方向对右侧的操作杆装置123进行操作时，操作杆装置123作为动臂用操作杆装置60b起作用。

动作

使用图6说明本实施方式的动作。图6是表示操作行驶操作杆时的杆操作量、行驶先导压力、可变节流阀80的开口面积及差压减压阀51的输出压力(目标LS差压)的变化的时间图。

(a)包括行驶操作杆的全部的操作杆中立的情况

在操作杆装置60a、60b、60c、60d、60e···的全部的操作杆中立的情况下，行驶操作杆也中立，因此，由往复阀70a、70b、70c检测的行驶先导压力为油箱压力。因此，向可变节流阀80的受压部80b引导油箱压力，可变节流阀80被弹簧80a保持在全闭位置。

由于可变节流阀80全闭，因此，在发动机转数是额定的Nrate的情况下，发动机转数检测阀13的差压减压阀51根据通常从先导泵30排出的流量(发动机转数)输出绝对压力Pa4。该绝对压力Pa4作为目标LS差压的第一规定值导向LS控制阀12b的受压部12d。

另外，在全部的操作杆是中立的情况下，全部的流量控制阀6a、6b、6c、6d、6e···位于中立位置，因此，不向促动器3a、3b、3c、3d、3e···供给压力油，由往复阀9a、9b、9c、9d、9e···检测的最高负荷压力为油箱压力，主泵2的排出压力保持为卸荷阀15的复位压力相当的最低压力。另外，导向LS控制阀12b的受压部12e的差压减压阀11的输出压力是主泵2的排出压力(卸荷阀15的复位压力相当的压力)，卸荷阀15的复位压力比导向LS控制阀12b的受压部12d的差压减压阀51的输出压力高，因此，利用LS控制阀12b的动作将主泵2的排出流量保持为最少流量。

(b)操作行驶操作杆的情况下

(b1)将行驶操作杆从中立逐渐操作到满载的情况

首先，对将行驶用操作杆装置60d、60e的操作杆从中立逐渐操作到满载的情况进行说明。

在将行驶操作杆从中立逐渐操作到满载的情况下，由往复阀70a、70b、70c检测行驶先导压力，并将该行驶先导压力导向可变节流阀80的受压部80b。可变节流阀80如图2所示，以当行驶先导压力比Pi0高时则开阀，之后随着行驶先导压力变高，使开口面积增加，当行驶先导压力达到Pi1时，成为最大的开口面积Amax的方式设定可变节流阀80的开口面积特性。因此，随着行驶先导压力变高，通过可变节流阀80的流量增加，通过与可变节流阀80并列地连接的发动机转数检测阀13的流量检测阀50的流量减少。由此，流量检测阀50的前后差压变小，在发动机转数为额定的Nrate的情况下，差压减压阀51的输出压力(目标LS差压)随着行驶先导压力变大，以与行驶先导压力的变化相同的比例从Pa4(第一规定值)逐渐变小到Pa3(第二规定值)。

另外，由于流量检测阀50的前后差压变小，因此，设于其上游侧的先导泵30的排出压力也相应地变小。

另一方面，在想要直进行驶而沿图示左方操作行驶用操作杆装置60d、60e的操作杆的情况下，生成行驶先导压力d1、e1，流量控制阀6d、6e切换到图示左侧的位置，主泵2的排出油供给至左右行驶马达3d、3e。此时，差压减压阀51的输出压力作为目标LS差压导向LS控制阀12b的受压部12d，因此，以主泵2的排出压力比动臂缸3b的负荷压力(最高负荷压力)高目标LS差压的方式控制主泵2的排出流量，左右行驶马达3d、3e在前进方向上旋转。

另外，主泵2的排出压力与最高负荷压力的差压由差压减压阀11检测，作为其输出压力的绝对压力PLS作为目标补偿差压设定在压力补偿阀7a～7e上，因此，以行驶用流量控制阀6d、6e的前后差压也与目标LS差压相等的方式进行控制。因此，如上所述，通过随着行驶先导压力变大，差压减压阀51的输出压力(目标LS差压)从Pa4(第一规定值)逐渐变小到Pa3(第二规定值)，流量控制阀6d、6e的前后差压也同样地变小。

(b2)对行驶操作杆进行满载操作的情况

当在发动机转数为额定的Nrate的状态下对行驶操作杆进行满载操作时，差压减压阀51的输出压力(目标LS差压)下降为最小压力Pa3(第二规定值)，流量控制阀6d、6e的前后差压也下降为最小的压力Pa3(第二规定值)。

如使用图4说明那样，行驶用流量控制阀6d、6e的开口面积特性设定为：在滑柱行程的前半段，为与比较例一近似(大致相同)的开口面积，在滑柱行程的后半段，开口面积比比较例一大，在滑柱行程Stmax，为与比较例二相同的Abmax。Abmax是即使差压减压阀51的输出压力(目标LS差压)下降为Pa3(第二规定值)，也能向行驶马达3d、3e供给行驶所需的规定流量QT的开口面积。

因此，如上那样对行驶操作杆进行满载操作，即使流量控制阀6d、6e的前后差压下降为最小的压力Pa3(第二规定值)，也相应地将流量控制阀6d、6e的开口面积设定得大，因此，能向行驶马达3d、3e供给行驶所需的规定流量QT。

另外，由于行驶用流量控制阀6d、6e的前后差压下降为Pa3(第二规定值)，因此，流量控制阀6d、6e的内部压损减少，从而改进行驶动作时的能量损耗。

(b3)在使行驶操作杆从满载返回到中立的情况

与(b1)的情况相反，可变节流阀80的开口面积逐渐变小，因此，在发动机转数随此成为额定的Nrate的情况下，差压减压阀51的输出压力(目标LS差压)也从Pa3(第二规定值)逐渐变大到Pa4(第一规定值)，随此，流量控制阀6d、6e的前后差压也同样变大。

(b4)在一半操作以下的行程区域操作行驶操作杆的情况

以发动机转数成为额定的Nrate的状态在一半操作以下的行程区域对行驶操作杆进行操作的情况下，差压减压阀51的输出压力(目标LS差压)从最大压力Pa4(第一规定值)根据杆操作量下降，流量控制阀6d、6e的前后差压也相应地下降。另外，行驶用流量控制阀6d、6e在与行驶操作杆的一半操作以下的行程区域对应的滑柱行程区域、即滑柱行程的前半段，以成为与比较例一近似的开口面积的方式设定开口面积特性，因此，流量控制阀6d、6e的开口面积与比较例二相比变小。因此，当在一半操作以下的行程区域操作行驶操作杆并进行行驶动作的情况下，从主泵2供给至行驶马达3d、3e的流量难以受到行驶负荷变动或泵排出压力的变化的影响，能得到良好的行驶操作性。

另外，如使用图3说明那样，由于为与流量检测阀50并列地配置可变节流阀80，使可变节流阀80的开口面积从全闭位置连续地增加到最大的结构，因此，当使发动机转数下降为低速例如Na(参照图3)且在一半操作以下的行程区域操作行驶操作杆的情况下，不仅流量控制阀6d、6e的开口面积与比较例一以相同程度变小，与行驶操作杆的操作量相应地，差压减压阀的输出压力(目标LS差压)也以与行驶先导压力的变化相同的比例下降，能够使行驶用流量控制阀6d、6e的前后差压相同地下降。由此，能与行驶操作杆的操作量相应地对供给至行驶马达3d、3e的流量进行微调整，行驶操作性大幅地提高。

作为在一半操作以下的行程区域操作行驶操作杆的作业例，具有以微操作下坡的作业。例如，在使液压挖掘机从液压挖掘机搬运用卡车或拖车的车厢上下降的情况下，使两张道板横在卡车或拖车的货架端与地面上而设置，沿该道板使液压挖掘机缓慢地行驶而使液压挖掘机从车厢下降。在该作业中，由于操作员使液压挖掘机缓缓地行驶，因此，能使发动机转数下降为最小(Nmin)～中速的范围内的转数、例如低速。

在此，在比较例二中，如参照图4所说明那样，在滑柱行程的全域，以开口面积比比较例一大的方式设定行驶用流量控制阀6d、6e的开口面积特性。因此，当在一半操作以下的行程全域操作行驶操作杆而使液压挖掘机缓慢地行驶时，从主泵2供给至行驶马达3d、3d的流量容易受到行驶负荷变动或泵排出压力的变化影响，存在无法得到良好的操作性的问题。

另外，在比较例二中，对行驶操作杆进行满载操作时的差压减压阀51的输出压力随着使发动机转数从最大的Nrate下降，如图3的双点划线所示那样变化。即，在对行驶操作杆进行满载操作时，差压减压阀51的输出压力变化的范围是从Nrate到Nmin～中速的范围内的转数中某低速转数的发动机转数范围，在其下的发动机转数中，即使操作行驶操作杆，差压减压阀51的输出压力也几乎不会变化。另外，在使发动机转数下降为Nmin～中速的范围内的转数、例如低速的Na的情况下，当满载操作行驶操作杆时，差压减压阀51的输出压力稍微下降，但其下降量极少，在对行驶操作杆进行微操作的情况下，可以说差压减压阀51的输出压力几乎不会变化。这是因为，在比较例二中，直接向发动机转数检测阀13的流量检测阀50引导行驶先导压力。

因此，在比较例二中，为了使液压挖掘机从液压挖掘机搬运用卡车或拖车的车厢落下，使发动机转数下降为Nmin～中速的范围内的转数，在对行驶操作杆进行微操作的情况下，行驶用流量控制阀6d、6e的开口面积比比较例一的情况大，感觉到打开后，差压减压阀51的输出压力(目标LS差压)如以低速的Na的转数所示，与不对行驶操作杆进行操作的情况大致相同。因此，供给至行驶马达3d、3e的流量增加，有可能产生比操作员预期过大的行驶速度，也产生操作性受损之类的问题。

相对于此，在本实施方式中，如参照图4说明那样，行驶用流量控制阀6d、6e以在滑柱行程的全域，开口面积比比较例二小，并且，在包括对行驶操作杆进行微操作时的滑柱行程区域的滑柱行程的前半段，成为与比较例一近似的开口面积的方式设定开口面积特性。因此，当在一半操作以下的行程区域操作行驶操作杆而使液压挖掘机缓慢地行驶时，从主泵2供给至行驶马达3d、3e的流量难以受到行驶负荷变动或泵排出压力的变化的影响，能得到良好的行驶操作性。

另外，在本实施方式中，使发动机转数下降为Nmin～中速的范围内的转数、例如低速的Na的情况下的对行驶操作杆进行满载操作时的差压减压阀51的输出压力以与行驶先导压力的变化相同的比例下降，在对行驶操作杆进行微操作的情况下，差压减压阀51的输出压力也根据其操作量下降。

因此，为了使液压挖掘机从液压挖掘机搬运用卡车或拖车的车厢落下，使发动机转数下降为Nmin～中速之间的低速，在对行驶操作杆进行微操作的情况下，能根据其操作量微调整供给至行驶马达3d、3e的流量，不会产生操作员未意识到的行驶速度，从而大幅地提高操作性。

(c)操作行驶以外的操作杆的情况

在对行驶以外的操作杆装置60a、60b、60c···的操作杆进行操作的情况下，由于行驶操作杆是中立的，因此，与上述(a)的情况相同，在发动机转数处于额定的Nrate的情况下，发动机转数检测阀13的差压减压阀51的输出压力是Pa4(第一规定值)，该输出压力Pa4作为目标LS差压引导至LS控制阀12b的受压部12d。

另外，例如想要提升动臂，向图示左方向操作动臂用操作杆装置60b的操作杆的情况下，生成操作先导压力b1，将流量控制阀6b切换至图示左侧的位置，主泵2的排出油供给至动臂缸3b的底侧。此时，为了向LS控制阀12b的受压部12d引导作为目标LS差压的差压减压阀51的输出压力Pa4，以主泵2的排出压力比动臂缸3b的负荷压力(最高负荷压力)高Pa4的方式控制主泵2的排出流量，从而在伸长方向驱动动臂缸3b。

另外，在动臂提升与臂下降的复合操作等、液压挖掘机的行驶以外的动作，有意识地进行同时驱动多个促动器的复合操作，从而操作多个操作杆的情况下，会产生主泵2的排出流量不足的状态(饱和状态)。在该情况下，主泵2的排出压力比目标LS差压(Pa4)下降，作为差压减压阀11的输出压力的绝对压力PLS比目标LS差压低(绝对压力PLS＜Pa4)，在与复合操作相关的全部的压力补偿阀(例如动臂用压力补偿阀7b与臂用压力补偿阀7c)上产生由该绝对压力PLS的下降引起的目标补偿差压的下降，因此，保持与多个流量控制阀(例如动臂用流量控制阀6b与臂用流量控制阀6c)的开口面积比相应的流量比，能进行与操作杆装置的杆操作量比例相应的顺畅的复合操作。

效果

根据上述本实施方式，在行驶动作时确保如以往那样的行驶速度且减少能量损耗而提高能量效率，并且，当在一半操作以下的行程区域操作行驶操作杆而进行行驶动作的情况下，难以受到行驶负荷变动或泵排出压力的变化的影响，能得到良好的行驶操作性。

另外，在使发动机转数下降为低速地进行行驶微操作的情况下，能根据行驶操作杆的操作量来调整供给至行驶马达3d、3e的流量，不会产生操作员未预期的过大的行驶速度，从而大幅地提高行驶操作性。

其他

以上的实施方式能在本发明的主旨的范围内进行多个改变。例如，在上述实施方式中，将差压减压阀11的输出压力(主泵2的排出压力与最高负荷压力的差压的绝对压力)导向压力补偿阀7a～7e···的受压部28a～28e···地设定目标补偿差压，但也可以设置与压力补偿阀7a～7e···对置的受压部，分别向这些受压部引导主泵2的排出压力与最高负荷压力地设定目标补偿差压。

另外，在上述实施方式中，对工程机械是液压挖掘机的情况进行说明，但只要是具备行驶用液压马达的工程机械，也能将本发明应用于液压挖掘机以外工程机械(例如液压起重机、轮式挖掘机等)，能得到相同的效果。

符号说明

1—发动机(原动机)，2—可变容量型液压泵(主泵)，3a～3e—促动器，3e、3e—行驶用液压马达，4—控制阀，5—来自主泵的压力油供给油路，6a～6e—流量控制阀，7a～7e—压力补偿阀，9a～9e—往复阀，11—差压减压阀，12—泵控制装置，12a—马力控制倾转促动器，12b—LS控制阀，12c—LS控制倾转促动器，13—发动机转数检测阀(原动机转数检测阀)，14—主降压阀，15—卸荷阀，24—锁门杆，30—先导泵，31a—压力油供给油路，31b—先导油路，31c—锁门用切换阀上游的先导压力供给路，32—先导降压阀，33—先导液压源，50—流量检测阀，51—差压减压阀，60a～60e—操作杆装置(操作装置)，60d、60e—行驶用操作杆装置(操作装置)，70a～70c—往复阀(行驶检测装置)，71—信号油路，80—可变节流阀，80a—弹簧，80b—受压部，100—锁门阀。

Claims (2)

1.一种工程机械的液压驱动装置，具备：

由原动机驱动的可动容量型的主泵；

包括被从该主泵排出的压力油驱动的行驶用液压马达的多个促动器；

包括控制从上述主泵供给至上述多个促动器的压力油的流量的行驶用流量控制阀的多个流量控制阀；

包括指示上述多个促动器的动作方向与动作速度并输出上述多个流量控制阀的操作指令的行驶用操作装置的多个操作装置；

分别控制上述多个流量控制阀的前后差压的多个压力补偿阀；以及

以上述主泵的排出压力比上述多个促动器的最高负荷压力高目标差压的方式对主泵的容量进行负载传感控制的泵控制装置，

上述多个压力补偿阀以将上述流量控制阀的前后差压保持为上述主泵的排出压力与上述多个促动器的最高负荷压力的差压的方式控制各个流量控制阀的前后差压，

该工程机械的液压驱动装置的特征在于，

具备：

检测是否是上述行驶用液压马达被驱动的行驶动作时的行驶检测装置；以及

目标差压设定装置，该目标差压设定装置基于上述行驶检测装置的检测结果，在不是上述行驶动作时，将上述负载传感控制的目标差压设定为第一规定值，在上述行驶动作时，将上述负载传感控制的目标差压设定为比上述第一规定值小的第二规定值，

上述行驶用流量控制阀具有下述开口面积特性：

对上述行驶用操作装置进行满载操作时，在滑柱行程的开口面积是能得到上述负载传感控制的目标差压为上述第二规定值时行驶所需的规定流量的大小，

对上述行驶用操作装置进行微操作时，在滑柱行程区域的开口面积为与行驶用流量控制阀的开口面积近似的大小，该行驶用流量控制阀的开口面积具有能得到在上述负载传感控制的目标差压为上述第一规定值时行驶所需的规定流量的大小的最大开口面积。

2.根据权利要求1所述的工程机械的液压驱动装置，其特征在于，

上述目标差压设定装置具有：

由上述发动机驱动的先导泵；

原动机转数检测阀，该原动机转数检测阀具有流量检测阀及差压减压阀，该流量检测阀配置于上述先导泵排出油通过的油路，且根据上述先导泵的排出流量使前后差压变化的流量检测阀，该差压减压阀作为绝对压力生成上述流量检测阀的前后差压，并作为上述负载传感控制的目标差压输出；以及

可变节流阀，其在上述先导泵排出油通过的油路上与上述流量检测阀并列地配置，

上述可变节流阀在不进行上述行驶动作时位于全闭位置，在上述行驶动作时位于节流位置且随着上述行驶用操作装置的操作量从最小增加到最大，使开口面积从全闭连续地增加到最大。