CN113396288A - 工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种工程机械，其搭载有将闭回路泵、开回路泵及比例阀成对地配置的液压***，在同时驱动单杆式液压缸和液压电动机时，能够利用未使用的开回路泵或比例阀使单杆式液压缸的速度增速。控制器(51)在同时驱动单杆式液压缸(3)和液压电动机(7)的情况下，控制盖侧切换阀(46)以及杆侧切换阀(47)以使未与所述单杆式液压缸连接的特定的开回路泵(15)与所述单杆式液压缸连接，并控制设置于将所述特定的开回路泵的排出端口与油箱连接的流路的特定的比例阀(49)的开口面积。

Description

工程机械

技术领域

本发明涉及液压挖掘机等工程机械。

背景技术

在液压挖掘机等工程机械的领域中，使用使来自液压缸等液压致动器的返回油返回到工作油油箱的液压回路(以下，称为“开回路”)是主流，但近年来，为了减少燃料消耗量，正在推进开发减少液压缸(以下，称为“缸”)或泵和液压电动机的液压回路的节流要素，并且使来自缸或液压电动机的返回油返回到双倾转泵(以下，称为“泵”)，将泵和缸或泵和液压电动机连接成闭回路状的回路(以下，称为“闭回路”)。另外，还提出了同时设置开回路和闭回路的液压回路(例如，专利文献1)。

在专利文献1中记载了一种工作机械的驱动装置，该工作机械具备：多个闭回路，其具备至少1个闭回路用工作油流出流入控制部和至少1个单杆式液压缸，所述闭回路用工作油流出流入控制部具有能够在双方向上进行工作油的流出流入的2个流出流入端口，所述单杆式液压缸具有第1工作油室和第2工作油室，所述闭回路用工作油流出流入控制部的2个流出流入端口与所述第1工作油室以及所述第2工作油室闭回路状地连接；多个开回路，其具备至少1个开回路用工作油流出流入控制部和开回路切换部，所述开回路用工作油流出流入控制部具有使工作油从工作油油箱流入的流入端口以及使工作油流出的流出端口，所述开回路切换部切换从所述开回路用工作油流出流入控制部流出的工作油的供给目的地；以及控制器，其控制所述闭回路用工作油流出流入控制部、所述开回路用工作油流出流入控制部以及所述开回路切换部，其特征在于，具备连结管路，该连结管路与所述多个开回路中的至少1个所述开回路切换部的工作油流出的一侧和所述多个闭回路中的任一个连接。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-48899号公报

发明内容

发明要解决的课题

在专利文献1中，通过成对地配置闭回路泵、开回路泵以及比例阀，在利用闭回路泵沿伸长方向驱动液压缸时，能够从开回路泵补充因液压缸的受压面积差而产生的不足量的工作油，在利用闭回路泵沿缩小方向驱动液压缸时，能够将因液压缸的受压面积差而产生的剩余量的工作油经由比例阀排出至油箱。另一方面，液压电动机没有液压缸那样的受压面积差，因此在驱动液压电动机时，仅使用闭回路泵，与该闭回路泵成对的开回路泵以及比例阀成为未使用的状态。然而，在想要在同时驱动液压缸和液压电动机的复合动作时使液压缸的速度增速的情况下，尽管存在未使用的开回路泵以及比例阀，也无法使用它们。

本发明是鉴于上述课题而提出的，其目的在于提供一种搭载有将闭回路泵、开回路泵以及比例阀成对地配置的液压***，在同时驱动液压缸和液压电动机时能够利用未使用的开回路泵或者比例阀来使液压缸的速度增速的工程机械。

用于解决课题的手段

为了实现上述目的，本发明提供一种工程机械，具备：油箱，其储存工作油；多个闭回路泵，其由双倾转型的液压泵构成；多个开回路泵，其由与所述多个闭回路泵相同数量的单倾转型的液压泵构成；多个液压致动器，其包括至少1个单杆式液压缸和至少1个液压电动机；操作装置，其用于指示所述多个液压致动器的动作；多个闭回路切换阀，其将所述多个闭回路泵与所述多个液压致动器闭回路状地连接；多个盖侧切换阀，其将所述多个开回路泵的排出端口与所述单杆式液压缸的盖室连接；多个比例阀，其设置于将所述多个开回路泵的排出端口与所述油箱连接的流路；盖压力传感器，其检测所述盖室的压力；杆压力传感器，其检测所述单杆式液压缸的杆室的压力；以及控制器，其基于来自所述操作装置、所述盖压力传感器以及所述杆压力传感器的输入，控制所述多个闭回路切换阀以及所述多个盖侧切换阀，并且控制所述多个闭回路泵和所述多个开回路泵的各排出流量以及所述多个比例阀的开口面积，其中，所述工程机械具备将所述多个开回路泵的排出端口与所述杆室连接的多个杆侧切换阀，所述控制器在同时驱动所述单杆式液压缸和所述液压电动机的情况下，控制所述多个盖侧切换阀及所述多个杆侧切换阀以使所述多个开回路泵中未与所述单杆式液压缸连接的特定的开回路泵与所述单杆式液压缸连接，并控制设置于将所述特定的开回路泵的排出端口与所述油箱连接的流路的特定的比例阀的开口面积。

根据如以上那样构成的本发明，在同时驱动单杆式液压缸和液压电动机的情况下，未与单杆式液压缸连接的特定的开回路泵以及特定的比例阀与单杆式液压缸连接，控制设置于将特定的开回路泵的排出端口与油箱连接的流路的特定的比例阀(未使用的比例阀)的开口面积。由此，在同时驱动单杆式液压缸和液压电动机时，能够利用未使用的开回路泵或未使用的比例阀来增加单杆式液压缸的速度。

发明效果

根据本发明，在搭载有成对地配置有闭回路泵、开回路泵及比例阀的液压***的工程机械中，在同时驱动单杆式液压缸和液压电动机时，能够利用未使用的开回路泵或未使用的比例阀使单杆式液压缸的速度增速。

附图说明

图1是作为本发明的第一实施例的工程机械的一例的液压挖掘机的侧视图。

图2是搭载于图1所示的液压挖掘机的液压***的概要结构图。

图3是图2所示的控制器的功能框图。

图4A是表示图3所示的致动器分配流量运算部的控制流程的图(之一)。

图4B是表示图3所示的致动器分配流量运算部的控制流程的图(之二)。

图5是表示执行了图4A以及图B所示的控制时的液压***的动作的图。

图6是本发明的第二实施例的液压***的概要结构图。

图7A是表示本发明的第二实施例的致动器流量分配运算部的控制流程的图(之一)。

图7B是表示本发明的第二实施例的致动器流量分配运算部的控制流程的图(之二)。

图8是表示执行了图7A以及图7B所示的控制时的液压***的动作的图。

具体实施方式

以下，作为本发明的实施方式的工程机械，以液压挖掘机为例，参照附图进行说明。此外，在各图中，对相同的部件标注相同的附图标记，适当省略重复的说明。

实施例1

使用图1～图5，对本发明的第一实施例的液压挖掘机进行说明。

图1是本发明的第一实施例的液压挖掘机的侧视图。

在图1中，液压挖掘机100具备：下部行驶体103，其在左右方向的两侧具备履带式的行驶装置8；以及上部旋转体102，其以能够旋转的方式安装在下部行驶体103上。上部旋转体102由作为液压电动机的旋转电动机7驱动。

在上部旋转体102的前侧，例如可转动地安装有用于进行挖掘作业等的工作装置即前作业机104的基端部。前作业机104具备：动臂2，其以能够沿上下方向转动的方式连结于上部旋转体102的前侧；斗杆4，其以能够沿上下、前后方向转动的方式连结于动臂2的前端部；以及铲斗6，其以能够沿上下、前后方向转动的方式连结于斗杆4的前端部。动臂2、斗杆4及铲斗6分别由作为单杆式液压缸的动臂缸1、斗杆缸3及铲斗缸5驱动。

在上部旋转体102上设置有供操作员搭乘的驾驶室(cab)101。在驾驶室101内配置有用于操作动臂2、斗杆4、铲斗6及上部旋转体102的操纵杆(lever)52(图2所示)。

图2是搭载于图1所示的液压挖掘机100的液压***的概要结构图。另外，为了简化说明，在图2中，仅示出了与斗杆缸3及旋转电动机7的驱动相关的部分，省略了与其他致动器(actuator)的驱动相关的部分。

在图2中，液压***300具备：斗杆缸3；旋转电动机7；作为指示斗杆缸3及旋转电动机的各动作方向及各请求速度的操作装置的操纵杆52；作为动力源的发动机9；分配发动机9的动力的动力传递装置10；通过由动力传递装置10分配的动力驱动的双倾转型的液压泵(以下，称为闭回路泵)12、13；单倾转型的液压泵(以下，称为开回路泵)14、15；供给泵(Charge Pump)11；能够切换液压泵12～15与液压致动器3、7的连接的切换阀40～47；比例阀48、49；以及控制器51。

作为动力源的发动机9与分配动力的动力传递装置10连接。动力传递装置10与供给泵11、闭回路泵12、13以及开回路泵14、15连接。

闭回路泵12、13具备具有一对输入输出端口的双倾转斜板机构和调整双倾转斜板的倾斜角的调节器12a、13a。调节器12a、13a根据来自控制器51的信号，调整闭回路泵12、13的双倾转斜板的倾转角。闭回路泵12、13通过调整倾转斜板的倾转角，能够控制来自一对输入输出端口的工作油的排出方向以及排出流量。闭回路泵12、13在接受液压油的供给时，还作为液压电动机发挥功能。

开回路泵14、15具备具有排出端口及吸入端口的单倾转斜板机构和调整单倾转斜板的倾斜角的调节器14a、15a。调节器14a、15a根据来自控制器51的信号，调整开回路泵14、15的单倾转斜板的倾转角。开回路泵14、15通过调整单倾转斜板的倾转角，能够控制来自排出端口的工作油的排出流量。

供给泵11向作为供给管线的流路212补充液压油。

闭回路泵12的一对输入输出端口与流路200、201连接，流路200、201与切换阀40、41连接。切换阀40、41根据来自控制器51的信号切换流路的连通和切断。在没有来自控制器51的信号的情况下，切换阀40、41为切断状态。

切换阀40经由流路210与斗杆缸3的盖(cap)室3a连接，经由流路211与斗杆缸3的杆(rod)室3b连接。若切换阀40根据来自控制器51的信号而成为连通状态，则闭回路泵12经由流路200、201、切换阀40以及流路210、211与斗杆缸3连接而构成闭回路。

切换阀41经由流路213与旋转电动机7的一侧的输入输出端口连接，经由流路214与旋转电动机7的另一侧的输入输出端口连接。若切换阀41根据来自控制器51的信号而成为连通状态，则闭回路泵12经由流路200、201、切换阀41以及流路213、214与旋转电动机7连接而构成闭回路。

闭回路泵13的一对输入输出端口与流路202、203连接，流路202、203与切换阀42、43连接。切换阀42、43根据来自控制器51的信号切换流路的连通和切断。在没有来自控制器51的信号的情况下，切换阀42、43为切断状态。

切换阀42经由流路210与斗杆缸3的盖室3a连接，经由流路211与斗杆缸3的杆室3b连接。若切换阀42根据来自控制器51的信号而成为连通状态，则闭回路泵13经由流路202、203、切换阀42以及流路210、211与斗杆缸3连接而构成闭回路。

切换阀43经由流路213与旋转电动机7的一侧的输入输出端口连接，经由流路214与旋转电动机7的另一侧的输入输出端口连接。若切换阀43根据来自控制器51的信号而成为连通状态，则闭回路泵13经由流路202、203、切换阀43以及流路213、214与旋转电动机7连接而构成闭回路。

开回路泵14的排出端口经由流路204与切换阀44、45以及溢流阀(relief valve)21连接。在将开回路泵14的排出端口与油箱25连接的流路215上设置有比例阀48。开回路泵14的吸入端口与油箱25连接。

溢流阀21在流路压力成为预定的压力以上时，向油箱25释放工作油而保护回路。

切换阀44、45根据来自控制器51的信号来切换流路的连通和切断。在没有来自控制器51的信号的情况下，切换阀44、45为切断状态。

切换阀44经由流路210与斗杆缸3的盖室3a连接。

切换阀45经由流路211与斗杆缸3的杆室3b连接。

比例阀48根据来自控制器51的信号，使开口面积变化，控制通过流量。在没有来自控制器51的信号的情况下，比例阀48保持最大开口面积。另外，在切换阀44、45为切断状态时，控制器51将开回路泵14的排出流量控制为最小流量，并使比例阀49微小地开口以便该最小流量的工作油排出到油箱25。

开回路泵15的排出端口经由流路205与切换阀46、47以及溢流阀22连接。在将开回路泵15的排出端口与油箱25连接的流路216上设置有比例阀49。开回路泵15的吸入端口与油箱25连接。

溢流阀22在流路压力成为预定的压力以上时，将工作油释放到油箱25而保护回路。

切换阀46、47根据来自控制器51的信号来切换流路的连通和切断。在没有来自控制器51的信号的情况下，切换阀46、47为切断状态。

切换阀46经由流路210与斗杆缸3的盖室3a连接。

切换阀47经由流路213与斗杆缸3的杆室3b连接。

比例阀49根据来自控制器51的信号，使开口面积变化，控制通过流量。在没有来自控制器51的信号的情况下，比例阀49保持最大开口面积。另外，在切换阀46、47为切断状态时，控制器51将开回路泵15的排出流量控制为最小流量，并使比例阀49微小地开口以便该最小流量的工作油排出到油箱25。

供给泵11的排出端口经由供给管线212与供给用溢流阀20以及供给用单向阀(check valve)26、27、28a、28b、29a、29b连接。

供给泵11的吸入端口与油箱25连接。

供给用溢流阀20设定供给用单向阀26、27、28a、28b、29a、29b的供给压力。

供给用单向阀26在流路200、201的压力低于由供给用溢流阀20设定的供给压力的情况下开阀，向流路200、201补充供给泵11的液压油。

供给用单向阀27在流路202、203的压力低于由供给用溢流阀20设定的供给压力的情况下开阀，向流路202、203补充供给泵11的液压油。

供给用单向阀28a、28b在流路210、211的压力低于由供给用溢流阀20设定的供给压力的情况下开阀，向流路210、211补充供给泵11的液压油。

供给用单向阀29a、29b在流路213、214的压力低于由供给用溢流阀20设定的供给压力的情况下开阀，向流路213、214补充供给泵11的液压油。

设置于流路200、201的溢流阀30a、30b在流路压力成为预定的压力以上时，将工作油释放到供给管线212而保护回路。

设置于流路202、203的溢流阀31a、31b在流路压力成为预定的压力以上时，将工作油释放到供给管线212而保护回路。

斗杆缸3是接受工作油的供给而进行伸缩工作的单杆式液压缸。斗杆缸3的伸缩方向取决于工作油的供给方向。

设置于流路210、211的溢流阀32a、32b在流路压力成为预定的压力以上时，将工作油释放到供给管线212而保护回路。

设置于流路210、211的冲洗阀(flushing valve)34将流路内的剩余油排出至供给管线212。

旋转电动机7是接受工作油的供给而转动的液压电动机。旋转电动机7的转动方向依赖于工作油的供给方向。

设置于流路213、214的溢流阀33a、33b在流路压力成为预定的压力以上时，将工作油释放到供给管线212而保护回路。

设置于流路210、211的冲洗阀35将流路内的剩余油排出至供给管线212。

与流路210连接的压力传感器60a检测流路210的压力，并输入到控制器51。压力传感器60a通过检测流路210的压力来检测斗杆缸3的盖室3a的压力。

与流路211连接的压力传感器60b检测流路211的压力，并输入到控制器51。压力传感器60b通过检测流路211的压力来检测斗杆缸3的杆室3b的压力。

与流路213连接的压力传感器61a检测流路213的压力，并输入到控制器51。压力传感器61a通过检测流路213的压力来检测旋转电动机7的一侧的输入输出端口的压力。

与流路214连接的压力传感器61b检测流路214的压力，并输入到控制器51。压力传感器61b通过检测流路214的压力来检测旋转电动机7的另一侧的输入输出端口的压力。

操纵杆52将操作者进行的操纵杆操作量输入到控制器51。

图3表示控制器51的功能块。控制器51由请求速度运算部51a、供给压力运算部51b、致动器分配流量运算部51c、泵信号输出部51d、切换阀信号输出部51e、比例阀信号输出部51f、出口节流阀(meter-out valve)信号输出部51g构成。

请求速度运算部51a根据操纵杆52的输入来运算致动器的动作方向以及请求速度，并向致动器分配流量运算部51c输入控制信号。

供给压力运算部51b基于压力传感器60a、60b、61a、61b的值来运算供给压力，并向致动器分配流量运算部51c输入控制信号。

致动器分配流量运算部51c基于来自请求速度运算部51a的控制信号、压力传感器60a、60b、61a、61b的值、以及来自供给压力运算部51b的控制信号，运算各致动器的驱动所需的泵数，向泵信号输出部51d输入控制信号。同时，为了形成用于驱动各致动器的流路，向切换阀信号输出部51e、比例阀信号输出部51f、出口节流阀信号输出部51g输入控制信号。

泵信号输出部51d基于来自致动器分配流量运算部51c的控制信号，向调节器12a～15a输出信号。

切换阀信号输出部51e基于来自致动器分配流量运算部51c的控制信号，向切换阀40～47输出信号。

比例阀信号输出部51f基于来自致动器分配流量运算部51c的控制信号，向比例阀48、49输出信号。

出口节流阀信号输出部51g基于来自致动器分配流量运算部51c的控制信号，向出口节流阀50输出信号。

图4A和图4B表示致动器分配流量运算部51c内的控制流程。

当开始操纵杆52的输入时，在步骤111中判定是否为单独动作。在单独动作的情况下，在步骤112中判定是否为斗杆操作。在斗杆操作的情况下，在步骤113中判定是否为斗杆的伸展操作。在斗杆伸展操作的情况下，在步骤114中，控制闭回路泵12、13、开回路泵14、15的排出流量。在步骤115中，打开切换阀40、42、44、46，关闭切换阀41、43、45、47。在步骤116中，关闭比例阀48、49，在步骤117中结束流程。

通过步骤114～116，从闭回路泵12、13及开回路泵14、15排出的工作油被供给到斗杆缸3的盖室3a，从斗杆缸3的杆室3b排出的工作油被闭回路泵12、13吸收，斗杆缸3进行伸长动作。

在步骤113中判定为不是斗杆伸展操作(即，斗杆收缩操作)的情况下，在步骤118中控制闭回路泵12、13的排出流量，将开回路泵14、15的排出流量控制为最小倾转。在步骤119中，打开切换阀40、42、44、46，关闭切换阀41、43、45、47。在步骤120中，控制比例阀48、49的开口面积，在步骤117中结束流程。

通过步骤118～120，从闭回路泵12、13排出的工作油被供给到斗杆缸3的杆室3b，从斗杆缸3的盖室3a排出的工作油的一部分被闭回路泵12、13吸收，剩余的一部分经由比例阀48、49排出到油箱25，斗杆缸3进行缩小动作。

在步骤112中判定为不是斗杆操作(即，旋转单独操作)的情况下，在步骤121中，控制闭回路泵12、13的排出流量，将开回路泵14、15的排出流量控制为最小倾转。在步骤122中，打开切换阀41、43，关闭切换阀40、42、44、45、46、47。在步骤123中，使比例阀48、49微小地打开，在步骤117中结束流程。

通过步骤121～123，从闭回路泵12、13排出的工作油被供给到旋转电动机7的一侧的输入输出端口，从旋转电动机7的另一侧的输入输出端口排出的工作油被闭回路泵12、13吸收，旋转电动机7进行转动动作。

在步骤111中判定为不是单独操作(即，复合操作)的情况下，在步骤124中判定是否包括斗杆伸展操作。在包括斗杆伸展操作的情况下，在步骤125中判定供给压力是否比预定的压力P高。在此，预定的压力P是能够任意设定的供给压力的下限值，设定为大于0且小于供给用溢流阀20的设定压力的值。更具体而言，优选设定为在经由供给用单向阀26、27、28a、28b、29a、29b向流路200～203、210、211、213、214补充液压油时不产生气蚀(cavitation)的程度的压力(例如供给用溢流阀20的设定压力的60～90％)。在供给压力比预定的压力P高的情况下，判定斗杆缸3的杆室3b的压力是否比盖室3a的压力高。在判定为杆室3b的压力高的情况下，在步骤127中控制闭回路泵12、13、开回路泵14的排出流量，将开回路泵15的排出流量控制为最小倾转。在步骤128中，打开切换阀40、43、44、47，关闭切换阀41、42、45、46。在步骤129中，关闭比例阀48，控制比例阀49的开口面积，在步骤117中结束流程。

通过步骤127～129，从闭回路泵12及开回路泵14向斗杆缸3的盖室3a供给工作油，从斗杆缸3的杆室3b排出的工作油的一部分被闭回路泵12吸收，剩余的一部分经由比例阀49排出到油箱25，斗杆缸3进行伸长动作。同时，从闭回路泵13向旋转电动机7的一侧的输入输出端口供给工作油，从旋转电动机7的另一侧的输入输出端口排出的工作油被闭回路泵13吸收，旋转电动机7进行转动动作。此时，斗杆缸3的高压侧的杆室3b的工作油经由与未使用的开回路泵15对应的特定的比例阀49排出到油箱25，因此能够使斗杆缸3的伸长速度增速。

在步骤126中判定为杆室3b的压力不高于盖室3a的压力的情况下，或者在步骤125中判定为供给压力不高于预定的压力P的情况下，在步骤130中控制闭回路泵12、13、开回路泵14的排出流量，将开回路泵15的排出流量控制为最小倾转。在步骤131中，打开切换阀40、43、44，关闭切换阀41、42、45、46、47。在步骤132中，关闭比例阀48，使比例阀49微小地打开，在步骤117中结束流程。由此，从闭回路泵12及开回路泵14向斗杆缸3的低压侧的盖室3a供给工作油，从斗杆缸3的杆室3b排出的工作油被闭回路泵12吸收，斗杆缸3进行伸长动作。同时，从闭回路泵13向旋转电动机7的一侧的输入输出端口供给工作油，从旋转电动机7的另一侧的输入输出端口排出的工作油被闭回路泵13吸收，旋转电动机7进行转动动作。

在步骤124中判定为不包括斗杆伸展操作的情况下，在步骤133中，控制闭回路泵12、13的排出流量，将开回路泵14、15的排出流量控制为最小倾转。在步骤134中，打开切换阀40、43、44，关闭切换阀41、42、45、46、47。在步骤135中，控制比例阀48的开口面积，使比例阀49微小地打开，在步骤117中结束流程。

通过步骤133～135，从闭回路泵12向斗杆缸3的杆室3b供给工作油，从斗杆缸3的盖室3a排出的工作油的一部分被闭回路泵12吸收，剩余的一部分经由比例阀48排出到油箱25，斗杆缸3进行缩小动作。同时，从闭回路泵13向旋转电动机7的一侧的输入输出端口供给工作油，从旋转电动机7的另一侧的输入输出端口排出的工作油被闭回路泵13吸收，旋转电动机7进行转动动作。

图5表示执行了图4A及图4B所示的控制流程的情况下的液压***300的动作。图5分别示出了进行斗杆操作和旋转操作这2个复合操作时的操纵杆52的输入、闭回路泵12、13的排出流量、切换阀40、43的开闭状态、开回路泵14、15的排出流量、切换阀44、46的开闭状态、比例阀48、49的开度、斗杆缸3的压力、旋转电动机7的压力、斗杆缸3的速度、旋转电动机7的速度。

在时刻T1，操作员开始进行相对于操纵杆52伸出斗杆4的操作、转动上部旋转体102的操作。根据操纵杆52的输入，运算请求速度，为了按照请求速度进行动作，闭回路泵12、13的排出流量上升。为了将闭回路泵12、13的排出流量引导至制动器，打开切换阀40、43。在伸展斗杆4的动作中，向斗杆缸3的盖室供给工作油，从杆室排出工作油。为了补偿由液压缸的受压面积差引起的工作油的减少，控制开回路泵14的排出流量。开回路泵15保持最小倾转。为了将开回路泵14排出的工作油引导至致动器，打开切换阀44。斗杆缸3盖侧压力随着工作油的供给而上升。

在时刻T2，闭回路泵12、13的排出流量成为最大，但斗杆缸3的速度比请求速度低。为了提高斗杆缸3的速度，需要增加从斗杆缸3的杆室排出的工作油。此时，斗杆缸3的杆室3b内的压力比盖室3a内的压力高，因此只要能够将杆室3b内的工作油排出至油箱25，就能够使斗杆缸3的速度增速。

在时刻T2打开切换阀46，并且控制比例阀49的开口面积，将从斗杆缸3的杆室排出的工作油经由比例阀49排出至油箱25。为了防止由从斗杆缸3的杆室排出的流量增加导致的供给压力的降低，使开回路泵14的排出流量增加。

在时刻T3，开回路泵14的排出流量成为最大。由于不能增加开回路泵14的排出流量，因此控制比例阀49的开口面积，使供给压力不低于供给下限压力P。

在时刻T4使比例阀49的开度恒定，从而控制为供给压力不低于下限压力P。

通过如以上那样进行控制，能够增加斗杆缸3的速度，并且即使在回路内的工作油的排出流量增加的情况下，也能够防止供给压力成为负压。

在本实施例中，工程机械100具备：储存工作油的油箱25；由双倾转型的液压泵构成的多个闭回路泵12、13；由与多个闭回路泵12、13相同数量的单倾转型的液压泵构成的多个开回路泵14、15；包括至少1个单杆式液压缸3及至少1个液压电动机7的多个液压致动器3、7；用于指示多个液压致动器3、7的动作的操作装置52；将多个闭回路泵12、13闭回路状地连接于多个液压致动器3、7的多个闭回路切换阀40～43；将多个开回路泵14、15的排出端口连接于单杆式液压缸3的盖室3a的多个盖侧切换阀44、46；设置于将多个开回路泵14、15的排出端口与油箱25连接的流路215、216上的多个比例阀48、49；检测盖室3a的压力的盖压力传感器60a；检测单杆式液压缸3的杆室3b的压力的杆压力传感器60b；基于来自操作装置52、盖压力传感器60a及杆压力传感器60b的输入，控制多个闭回路切换阀40～43及多个盖侧切换阀44、46，并且控制多个闭回路泵12、13以及多个开回路泵14、15的各排出流量、以及多个比例阀48、49的开口面积的控制器51，该工程机械100具备将多个开回路泵14、15的排出端口与杆室3b连接的多个杆侧切换阀45、47，控制器51在同时驱动单杆式液压缸3和液压电动机7的情况下，控制盖侧切换阀46以及多个杆侧切换阀47以使多个开回路泵14、15中未与单杆式液压缸3连接的特定的开回路泵15与上述单杆式液压缸连接，控制设置于将特定的开回路泵15的排出端口与油箱25连接的流路上的特定的比例阀49的开口面积。

根据如以上那样构成的本实施例，在同时驱动单杆式液压缸3和液压电动机7的情况下，未与单杆式液压缸3连接的特定的开回路泵15以及特定的比例阀49与单杆式液压缸3连接，控制设置于将特定的开回路泵15的排出端口与油箱25连接的流路上的特定的比例阀49的开口面积。由此，在同时驱动单杆式液压缸3和液压电动机7时，能够利用未使用的开回路泵15或未使用的比例阀49使单杆式液压缸3的速度增速。

另外，本实施例的液压挖掘机100还具备供给泵11、与供给泵11的排出端口连接的供给管线212、设置于供给管线212的供给用溢流阀20、以及检测供给管线212的压力的供给压力传感器62，控制器51在杆室3b的压力比盖室3a的压力高的状态下将单杆式液压缸3向伸展侧驱动的同时驱动液压电动机7的情况下，控制盖侧切换阀46以及杆侧切换阀47以使特定的开回路泵15与杆室3b连接，使特定的比例阀49打开，在供给管线212的压力低于设定得比供给用溢流阀20的设定压低的预定的压力P时，使特定的比例阀49的开口面积缩小。由此，从开回路泵14向单杆式液压缸3的低压侧的盖室3a供给工作油，并且将供给管线212的压力保持为预定的压力P以上，并且单杆式液压缸3的高压侧的杆室3b的工作油经由未使用的比例阀49排出至油箱25，因此能够防止盖室3a成为负压，并且能够使单杆式液压缸3的伸长速度增速。

实施例2

使用图6～图8，对本发明的第二实施例的液压挖掘机进行说明。

图6是本实施例的液压***的概要结构图。

在图6中，本实施例的液压***还具备将单杆式液压缸3的盖室3a与油箱25连接的盖侧排出流路217、和设置于盖侧排出流路217的出口节流阀50。

图7A和图7B示出了本实施例的致动器分配流量运算部51c(图3所示)的控制流程。

当开始操纵杆52的输入时，在步骤301中判定是否为单独操作。在单独操作的情况下，在步骤302中判定是否为斗杆操作。在斗杆操作的情况下，在步骤303中判定是否是斗杆的收缩操作。在斗杆收缩操作的情况下，在步骤304中控制闭回路泵12、13的排出流量，将开回路泵14、15的排出流量控制为最小倾转。在步骤305中，打开切换阀40、42、44、46，关闭切换阀41、43、45、47。在步骤306中，控制比例阀48、49的开口面积，在步骤307中结束流程。

通过步骤304～306，从闭回路泵12、13向斗杆缸3的杆室3b供给工作油，从斗杆缸3的盖室3a排出的工作油的一部分被闭回路泵12、13吸收，剩余的一部分经由比例阀48、49排出至油箱25，斗杆缸3进行缩小动作。

在步骤303中判定为不是斗杆收缩操作的情况下，在步骤308中控制闭回路泵12、13、开回路泵14、15的排出流量。在步骤309中，打开切换阀40、42、44、46，关闭切换阀41、43、45、47。在步骤310中，关闭比例阀48、49，在步骤307中结束流程。

通过步骤308～310，从闭回路泵12、13及开回路泵14、15排出的工作油被供给到斗杆缸3的盖室3a，从斗杆缸3的杆室3b排出的工作油被闭回路泵12、13吸收，斗杆缸3进行伸长动作。

在步骤302中判定为不是斗杆操作(即，旋转单独操作)的情况下，在步骤311中，控制闭回路泵12、13的排出流量，将开回路泵14、15的排出流量控制为最小倾转。在步骤312中，打开切换阀41、43，关闭切换阀40、42、44、45、46、47。在步骤313中，使比例阀48、49微小地打开，在步骤307中结束流程。

通过步骤311～313，从闭回路泵12、13排出的工作油被供给到旋转电动机7的一侧的输入输出端口，从旋转电动机7的另一侧的输入输出端口排出的工作油被闭回路泵12、13吸收，旋转电动机7进行转动动作。

在步骤301中判定为不是单独操作(即，复合操作)的情况下，在步骤314中判定是否包含斗杆的收缩操作。在判定为包含斗杆收缩操作的情况下，在步骤315中判定供给压力是否比预定的压力P高。在步骤315中判定为供给压力比预定的压力P高的情况下，在步骤316中判定斗杆缸3的盖室3a的压力是否比杆室3b的压力高。在判定为盖室3a的压力高的情况下，在步骤317中控制闭回路泵12、13、开回路泵15的排出流量，将开回路泵14的排出流量控制为最小倾转。在步骤318中，打开切换阀40、43、44、47，关闭切换阀41、42、45、46。在步骤319中，控制比例阀48的开口面积，关闭比例阀49，在步骤320中，控制出口节流阀50的开口面积，在步骤307中结束流程。

通过步骤317～320，从闭回路泵12及开回路泵15向斗杆缸3的杆室3b供给工作油，从斗杆缸3的盖室3a排出的工作油的一部分被闭回路泵12吸收，剩余的一部分经由比例阀48及出口节流阀50排出至油箱25，斗杆缸3进行缩小动作。同时，从闭回路泵13向旋转电动机7的一侧的输入输出端口供给工作油，从旋转电动机7的另一侧的输入输出端口排出的工作油被闭回路泵13吸收，旋转电动机7进行转动动作。此时，斗杆缸3的高压侧的盖室3a的工作油经由比例阀48及出口节流阀50排出至油箱25，并且从未使用的开回路泵15向低压侧的杆室3b补充工作油，因此能够防止杆室3b成为负压，并且能够使斗杆缸3的缩小速度增速。

在步骤316中判定为盖室3a的压力不高于杆室3b的压力的情况下，或者在步骤315中判定为供给压力不高于预定的压力P的情况下，在步骤322中控制闭回路泵12、13的排出流量，将开回路泵14、15的排出流量控制为最小倾转。在步骤323中，打开切换阀40、43、44，关闭切换阀41、42、45、46、47。在步骤324中，控制比例阀48的开口面积，使比例阀49微小地打开，在步骤307中结束流程。由此，从闭回路泵12向斗杆缸3的杆室3b供给工作油，从斗杆缸3的盖室3a排出的工作油的一部分被闭回路泵12吸收，剩余的一部分经由比例阀48排出至油箱25，斗杆缸3进行缩小动作。同时，从闭回路泵13向旋转电动机7的一侧的输入输出端口供给工作油，从旋转电动机7的另一侧的输入输出端口排出的工作油被闭回路泵13吸收，旋转电动机7进行转动动作。

在步骤314中判定为不包括斗杆收缩操作的情况下，在步骤325中控制闭回路泵12、13的排出流量，将开回路泵14、15的排出流量控制为最小倾转。在步骤326中，打开切换阀40、43、45，关闭切换阀41、42、44、45、46、47。在步骤327中，控制比例阀48的开口面积，使比例阀49微小地关闭，在步骤307中结束流程。

通过步骤325～327，从闭回路泵12向斗杆缸3的盖室3a供给工作油，从斗杆缸3的杆室3b排出的工作油的一部分被闭回路泵12吸收，剩余的一部分经由比例阀48排出到油箱25，斗杆缸3进行伸长动作。同时，从闭回路泵13向旋转电动机7的一侧的输入输出端口供给工作油，从旋转电动机7的另一侧的输入输出端口排出的工作油被闭回路泵13吸收，旋转电动机7进行转动动作。

图8表示执行了图7A及图7B所示的控制流程的情况下的液压***300的动作。与第一实施方式同样地，以使斗杆4和上部旋转体102同时动作的复合动作为例进行说明。

图8分别示出了进行斗杆和旋转动作的双复合操作(斗杆倾卸、旋转)时的操纵杆52的输入、闭回路泵12、13的排出流量、切换阀40、43的开闭状态、开回路泵14、15的排出流量、切换阀44、46的开闭状态、比例阀48、49的开度、出口节流阀50的开度、供给压力、斗杆缸3的压力、旋转电动机7的压力、斗杆缸3的速度、旋转电动机7的速度。

在时刻T1，若操作员开始操纵杆52的操作，则根据来自操纵杆52的输入，闭回路泵12、13的排出流量增加。此时，切换阀40为了形成与斗杆缸3的流路而成为打开状态，切换阀43为了形成与旋转电动机7的流路而成为打开状态。闭回路泵侧的其他切换阀41、42为关闭状态。由于是使斗杆缸3收缩的动作，因此开回路泵14不进行排出，而使切换阀44打开，控制比例阀48的开口面积，将从斗杆缸3排出的工作油从比例阀48排出至油箱25。旋转电动机7不使用开回路泵15，因此排出流量被控制为最小倾转，为了将该开回路泵15的最小排出流量份的工作油排出至油箱25，使比例阀49微小地打开。

在时刻T2，闭回路泵12、13的排出流量成为最大。此时，斗杆缸3的速度不满足请求速度。斗杆缸3的盖室3a的压力相比于比杆室3b是高压力，因此为了使斗杆缸3的速度上升，需要增加从斗杆缸3的盖室3a排出的工作油的流量。

在时刻T2，打开出口节流阀50，在斗杆缸3的盖室3a与油箱25之间形成流路，将来自盖室3a的工作油排出至油箱25。此时，为了防止回路内的工作油不足、供给压力下降，打开切换阀47，从开回路泵15向斗杆缸3的杆室3b排出工作油。

本实施例的工程机械100还具备：将单杆式液压缸3的盖室3a与油箱25连接的盖侧排出流路217；以及设置于盖侧排出流路217的出口节流阀50，控制器51在盖室3a的压力比杆室3b的压力高的状态下向收缩侧驱动斗杆缸3的同时驱动旋转电动机7的情况下，控制盖侧切换阀46以及杆侧切换阀47以使特定的开回路泵15与杆室3b连接，关闭与特定的开回路泵15对应的特定的比例阀49，打开出口节流阀50，在供给管线212的压力低于设定得比供给用溢流阀20的设定压力低的预定的压力P时，缩小出口节流阀50的开口面积，或者减少特定的开回路泵15的排出流量。

根据如以上那样构成的本实施例，将供给管线212的压力保持为预定的压力P以上，并且单杆式液压缸3的高压侧的盖室3a的工作油经由比例阀48及出口节流阀50排出至油箱25，并且从未使用的开回路泵15向低压侧的杆室3b补充工作油，因此能够防止杆室3b成为负压，并且能够使单杆式液压缸3的缩小速度增速。

需要说明的是，在本实施例中，利用出口节流阀50进行从单杆式液压缸3的盖室3a的排出，以将开回路泵15的排出流量向单杆式液压缸3的杆室3b引导的方式进行控制，但在没有出口节流阀50的情况下，也可以如以下那样构成。

控制器51在盖室3a的压力比杆室3b的压力高的状态下将单杆式液压缸3向收缩侧驱动的同时驱动液压电动机7的情况下，控制盖侧切换阀46及杆侧切换阀47以使特定的比例阀49与盖室3a连接，使特定的比例阀49打开，在供给管线212的压力低于设定得比供给用溢流阀20的设定压力低的预定的压力P时，使特定的比例阀49的开口面积缩小。由此，将供给管线212的压力保持为预定的压力P以上，并且单杆式液压缸3的高压侧的盖室3a的工作油经由未使用的比例阀49排出至油箱25，因此能够防止杆室3b成为负压，并且能够使单杆式液压缸3的缩小速度增速。

以上，对本发明的实施例进行了详述，但本发明并不限定于上述的实施例，包含各种变形例。例如，上述的实施例是为了容易理解地说明本发明而详细说明的，并不限定于必须具备所说明的全部结构。并且，也可以在某实施例的结构中加入其他实施例的结构的一部分，也可以删除某实施例的结构的一部分，或者与其他实施例的一部分置换。

附图标记说明

1动臂缸、2动臂、3斗杆缸、3a盖室、3b杆室、4斗杆、5铲斗缸、6铲斗、7旋转电动机、8行驶装置、10动力传递装置、11供给泵、12闭回路泵、12a调节器、13闭回路泵、13a调节器、14开回路泵、14a调节器、15开回路泵、15a调节器、20供给用溢流阀、25油箱、26、27、28a、28b、29a、29b供给用单向阀、30a、30b、31a、31b、32a、32b、33a、33b溢流阀、34、35冲洗阀、40～43闭回路切换阀、44、46盖侧切换阀、45、47杆侧切换阀、48、49比例阀、50出口节流阀、51控制器、51a请求速度运算部、51b供给压力运算部、51c致动器分配流量运算部、51d泵信号输出部、51e切换阀信号输出部、51f比例阀信号输出部、51g出口节流阀信号输出部、52操纵杆(操作装置)、60a压力传感器(盖压力传感器)、60b压力传感器(杆压力传感器)、61a、61b压力传感器、62供给压力传感器、100液压挖掘机(工程机械)、101驾驶室、102上部旋转体、103下部行驶体、104前作业机、200～205、210、211流路、212流路(供给管线)、213～216流路、217盖侧排出流路、300液压***。

Claims (6)

1.一种工程机械，具备：

油箱，其储存工作油；

多个闭回路泵，其由双倾转型的液压泵构成；

多个开回路泵，其由与所述多个闭回路泵相同数量的单倾转型的液压泵构成；

多个液压致动器，其包括至少1个单杆式液压缸和至少1个液压电动机；

操作装置，其用于指示所述多个液压致动器的动作；

多个闭回路切换阀，其将所述多个闭回路泵与所述多个液压致动器闭回路状地连接；

多个盖侧切换阀，其将所述多个开回路泵的排出端口与所述单杆式液压缸的盖室连接；

多个比例阀，其设置于将所述多个开回路泵的排出端口与所述油箱连接的流路；

盖压力传感器，其检测所述盖室的压力；

杆压力传感器，其检测所述单杆式液压缸的杆室的压力；以及

控制器，其基于来自所述操作装置、所述盖压力传感器以及所述杆压力传感器的输入，控制所述多个闭回路切换阀以及所述多个盖侧切换阀，并且控制所述多个闭回路泵和所述多个开回路泵的各排出流量以及所述多个比例阀的开口面积，

其特征在于，

所述工程机械具备将所述多个开回路泵的排出端口与所述杆室连接的多个杆侧切换阀，

所述控制器在同时驱动所述单杆式液压缸和所述液压电动机的情况下，控制所述多个盖侧切换阀及所述多个杆侧切换阀以使所述多个开回路泵中未与所述单杆式液压缸连接的特定的开回路泵与所述单杆式液压缸连接，并控制设置于将所述特定的开回路泵的排出端口与所述油箱连接的流路的特定的比例阀的开口面积。

2.根据权利要求1所述的工程机械，其特征在于，

所述工程机械还具备：

盖侧排出流路，其连接所述盖室与所述油箱；以及

出口节流阀，其设置于所述盖侧排出流路，

所述控制器在将所述单杆式液压缸向收缩侧操作的同时驱动所述液压电动机的情况下，控制所述多个盖侧切换阀及所述多个杆侧切换阀以使所述特定的开回路泵与所述杆室连接，关闭所述特定比例阀，打开所述出口节流阀。

3.根据权利要求2所述的工程机械，其特征在于，

供给泵；

与所述供给泵的排出端口连接的供给管线；

设置于所述供给管线的供给用溢流阀；

检测所述供给管线的压力的供给压力传感器，

所述控制器在所述盖室的压力比所述杆室的压力高的状态下将所述单杆式液压缸向收缩侧驱动的同时驱动所述液压电动机的情况下，控制所述多个盖侧切换阀及所述多个杆侧切换阀以使所述特定的开回路泵与所述杆室连接，关闭所述特定比例阀，打开所述出口节流阀，在所述供给管线的压力低于设定得比所述供给用溢流阀的设定压力低的预定的压力时，使所述出口节流阀的开口面积缩小。

4.根据权利要求2所述的工程机械，其特征在于，

供给泵；

与所述供给泵的排出端口连接的供给管线；

设置于所述供给管线的供给用溢流阀；

检测所述供给管线的压力的供给压力传感器，

所述控制器在所述盖室的压力比所述杆室的压力高的状态下将所述单杆式液压缸向收缩侧驱动的同时驱动所述液压电动机的情况下，控制所述多个盖侧切换阀及所述多个杆侧切换阀以使所述特定的开回路泵与所述杆室连接，关闭所述特定比例阀，打开所述出口节流阀，在所述供给管线的压力低于设定得比所述供给用溢流阀的设定压力低的预定的压力时，使所述特定的开回路泵的排出流量减少。

5.根据权利要求1所述的工程机械，其特征在于，

所述工程机械还具备：

供给泵；

与所述供给泵的排出端口连接的供给管线；

设置于所述供给管线的供给用溢流阀；以及

检测所述供给管线的压力的供给压力传感器，

所述控制器在所述杆室的压力比所述盖室的压力高的状态下将所述单杆式液压缸向伸展侧驱动的同时驱动所述液压电动机的情况下，控制所述多个盖侧切换阀及所述多个杆侧切换阀以使所述特定的开回路泵与所述杆室连接，打开所述特定的比例阀，在所述供给管线的压力低于设定得比所述供给用溢流阀的设定压力低的预定的压力时，使所述特定的比例阀的开口面积缩小。

6.根据权利要求1所述的工程机械，其特征在于，

所述工程机械还具备：

供给泵；

与所述供给泵的排出端口连接的供给管线；

设置于所述供给管线的供给用溢流阀；以及

检测所述供给管线的压力的供给压力传感器，

所述控制器在所述盖室的压力比所述杆室的压力高的状态下将所述单杆式液压缸向收缩侧驱动的同时驱动所述液压电动机的情况下，控制所述多个盖侧切换阀及所述多个杆侧切换阀以使所述特定的开回路泵与所述盖室连接，打开所述特定的比例阀，在所述供给管线的压力低于设定得比所述供给用溢流阀的设定压力低的预定的压力时，使所述特定的比例阀的开口面积缩小。

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