JP2006322472A - Load sensing control circuit in working machine - Google Patents

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Hitoshi Iwasaki
仁 岩崎
Isao Murota
室田  功
Yutaka Yokoyama
裕 横山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hydraulic shovel capable of controlling flow rate by load sensing control and preventing reduction of flow rate of a pump and reduction of upward travel speed of a boom due to abrupt rise of turning load pressure and abrupt rise of discharge pressure of the pump when performing upward travel and turning of the boom in the interlocking relationship. <P>SOLUTION: Load pressure being the highest pressure among load pressure of a plurality of hydraulic actuators 1 to 6 is inputted as load signal pressure, and limit of circuit pressure of a signal circuit 26 for sensing load for outputting control signal pressure to a first regulator 35 of the hydraulic pump P based on the load signal pressure is variably controlled by a variable relief valve 39. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、油圧ショベル等の作業機械におけるロードセンシング制御回路の技術分野に属するものである。   The present invention belongs to the technical field of load sensing control circuits in work machines such as hydraulic excavators.

一般に、油圧ショベル等の作業機械のなかには、走行や旋回を行うための油圧モータや、作業部を動作させるための油圧シリンダ等の各種油圧アクチュエータを備えると共に、これら油圧アクチュエータの油圧供給源となる油圧ポンプの流量制御を、負荷圧に応じて増減せしめる、所謂ロードセンシング制御で行うように構成したものがある。この様なロードセンシング制御では、従来、複数の油圧アクチュエータのうち最も高圧の負荷圧が油圧ポンプの容量可変手段に導かれる一方、該ポンプ容量可変手段は、油圧ポンプの吐出圧が前記最も高圧の負荷圧よりも所定の差圧分だけ高圧(ポンプ吐出圧=最大負荷圧+所定差圧)になるように油圧ポンプの流量を制御するが、このものにおいて、負荷圧が増大してポンプ吐出圧との差圧が前記所定差圧以下になると、油圧ポンプは、ポンプ出力を一定に保つべく定馬力制御(該定馬力制御は、油圧ショベル等の建設機械において、ロードセンシング制御と併用して汎用的に採用される)がロードセンシング制御に優先して行われて、ポンプ吐出圧が高圧となるほどポンプ流量が低減するように制御される。
ところで、前記ロードセンシング制御において、例えば油圧ショベルでブーム上動と旋回とを連動して行う場合に、旋回起動時等において旋回負荷圧が急激に増加すると、該旋回負荷圧がポンプ容量可変手段に導かれて油圧ポンプの吐出圧も急上昇する。この様に負荷圧が増大してポンプ吐出圧も急上昇すると、油圧ポンプは前述した定馬力制御状態となって、ポンプ吐出圧が高圧となるほどポンプ流量が低減し、このため、ブームシリンダへの供給流量が不足してブームの上動速度が低下してしまうという問題が生じる。
そこで、旋回モータ専用の油圧ポンプを、ブームシリンダや他の油圧アクチュエータの油圧供給源となる油圧ポンプとは別個に設けると共に、ブームを上昇させながら旋回を行う場合には、旋回モータ専用の油圧ポンプの圧油をブームシリンダにも供給できるようにし、これによりブームシリンダの作動速度を増速できるようにしたものが提唱されている(例えば、特許文献1参照。)。
特開平10−37907号公報
In general, a working machine such as a hydraulic excavator includes various hydraulic actuators such as a hydraulic motor for running and turning and a hydraulic cylinder for operating a working unit, and a hydraulic pressure serving as a hydraulic supply source of these hydraulic actuators. Some pump flow control is performed by so-called load sensing control in which the flow rate is increased or decreased according to the load pressure. In such load sensing control, conventionally, the highest load pressure among a plurality of hydraulic actuators is led to the displacement variable means of the hydraulic pump, while the discharge capacity of the hydraulic pump is the highest discharge pressure. The flow rate of the hydraulic pump is controlled so as to be higher than the load pressure by a predetermined differential pressure (pump discharge pressure = maximum load pressure + predetermined differential pressure). When the pressure difference between the pressure and the pressure becomes equal to or less than the predetermined pressure, the hydraulic pump uses constant horsepower control in order to keep the pump output constant (the constant horsepower control is used in combination with load sensing control in construction machines such as hydraulic excavators). Is adopted in preference to load sensing control, and the pump flow rate is controlled to decrease as the pump discharge pressure increases.
By the way, in the load sensing control, for example, when the upward movement of the boom and the turning are performed in conjunction with a hydraulic excavator, if the turning load pressure rapidly increases at the time of turning start or the like, the turning load pressure is transferred to the pump displacement variable means. As a result, the discharge pressure of the hydraulic pump also rises rapidly. When the load pressure increases and the pump discharge pressure rises suddenly, the hydraulic pump enters the constant horsepower control state described above, and the pump flow rate decreases as the pump discharge pressure increases. There arises a problem that the upward movement speed of the boom is lowered due to insufficient flow.
Therefore, a hydraulic pump dedicated to the swing motor is provided separately from the hydraulic pump that serves as the hydraulic pressure supply source for the boom cylinder and other hydraulic actuators, and when performing a swing while raising the boom, the hydraulic pump dedicated to the swing motor It has been proposed that the pressure oil can be supplied also to the boom cylinder so that the operating speed of the boom cylinder can be increased (see, for example, Patent Document 1).
JP-A-10-37907

しかるに、前記特許文献1のものは、旋回モータ専用の油圧ポンプを別個に設けなければならないばかりか、該旋回モータ専用の油圧ポンプの流量制御についても、他の油圧アクチュエータ用油圧ポンプの流量制御とは別個に行う構成になっている。このため、システム全体が複雑となって、油圧ポンプを一個しか設けない場合、あるいは複数個の油圧ポンプの流量制御を同一の制御としてシステムの簡略化を図りたい場合には採用できないことになり、ここに本発明が解決しようとする課題がある。   However, in the above-mentioned Patent Document 1, not only the hydraulic pump dedicated to the swing motor has to be provided separately, but also the flow control of the hydraulic pump dedicated to the swing motor is different from the flow control of the hydraulic pump for other hydraulic actuators. Are configured separately. For this reason, the entire system becomes complicated and cannot be adopted when only one hydraulic pump is provided or when it is desired to simplify the system with the same flow control of a plurality of hydraulic pumps. Here is the problem to be solved by the present invention.

本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項1の発明は、複数の油圧アクチュエータの負荷圧のうち最も高圧の負荷圧を負荷信号圧として入力する一方、該負荷信号圧に基づいて油圧ポンプの流量制御を行うべくポンプ容量可変手段に制御信号圧を出力するロードセンシング用信号回路を備えてなる作業機械のロードセンシング制御回路において、前記ロードセンシング用信号回路の回路圧力の制限を、可変リリーフ弁で可変制御する構成にしたことを特徴とするものである。
そして、この様にすることにより、ポンプ容量可変手段に入力される制御信号圧の制限を、可変リリーフ弁の設定圧によって可変制御できることになり、而して、各油圧アクチュエータの行う作業に対応して、油圧ポンプの吐出圧の制限を任意且つ容易に可変させることができる。
請求項2の発明は、請求項1において、負荷信号圧が可変リリーフ弁の設定圧より低い場合は、負荷信号圧が制御信号圧としてポンプ容量可変手段に入力される一方、負荷信号圧が可変リリーフ弁の設定圧より高い場合は、該可変リリーフ弁の設定圧が制御信号圧としてポンプ容量可変手段に入力されることを特徴とするものである。
そして、この様にすることにより、負荷信号圧が可変リリーフ弁の設定圧が低い場合には、油圧アクチュエータの負荷圧のうち最も高圧の負荷圧によって油圧ポンプの吐出圧が制御される一方、負荷信号圧が可変リリーフ弁の設定圧より高くなると、該可変リリーフ弁の設定圧によって油圧ポンプの吐出圧が制御されることになる。
請求項3の発明は、請求項1または2において、二つ以上の油圧アクチュエータの連動時に何れかの油圧アクチュエータの負荷圧が急上昇した場合に、該急上昇した負荷圧が制御信号圧としてポンプ容量可変手段に入力されることを防止するべく、可変リリーフ弁でロードセンシング用信号回路の回路圧力を制限することを特徴とするものである。
そして、この様にすることにより、二つ以上の油圧アクチュエータの連動時に何れかの油圧アクチュエータの負荷圧が急上昇した場合に、該負荷圧の急上昇に伴い油圧ポンプの吐出圧も急上昇してしまうことを防止でき、而してポンプ吐出圧の急上昇によりポンプ流量が低減して他の油圧アクチュエータの作動速度が低下してしまうことを回避できる。
請求項4の発明は、請求項1乃至3の何れか一つの請求項において、作業機械は、旋回自在な上部旋回体に上下動自在なブームを装着してなる油圧ショベルであって、ブーム上動と旋回との連動時に旋回負荷圧が急上昇した場合に、該急上昇した旋回負荷圧が制御信号圧としてポンプ容量可変手段に入力されることを防止するべく、可変リリーフ弁の設定圧をブーム上動の負荷圧に対応させて設定したことを特徴とするものである。
そして、この様にすることにより、ブーム上動と旋回との連動時に旋回負荷圧が急上昇した場合に、該旋回負荷圧の急上昇に伴い油圧ポンプの吐出圧も急上昇してポンプ流量が低減しブーム上動速度が低下してしまうことを、回避できる。
The present invention was created in view of the above-described circumstances in order to solve these problems, and the invention of claim 1 provides the highest load pressure among the load pressures of a plurality of hydraulic actuators. A load sensing control circuit for a work machine comprising a load sensing signal circuit that outputs a control signal pressure to a pump displacement variable means for performing flow rate control of a hydraulic pump based on the load signal pressure while inputting the load signal pressure In the above, the restriction of the circuit pressure of the load sensing signal circuit is variably controlled by a variable relief valve.
In this way, the restriction of the control signal pressure input to the pump displacement variable means can be variably controlled by the set pressure of the variable relief valve, thus corresponding to the work performed by each hydraulic actuator. Thus, the restriction on the discharge pressure of the hydraulic pump can be varied arbitrarily and easily.
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, when the load signal pressure is lower than the set pressure of the variable relief valve, the load signal pressure is input to the pump displacement variable means as the control signal pressure, while the load signal pressure is variable. When the pressure is higher than the set pressure of the relief valve, the set pressure of the variable relief valve is input to the pump displacement variable means as the control signal pressure.
In this manner, when the load signal pressure is low and the set pressure of the variable relief valve is low, the discharge pressure of the hydraulic pump is controlled by the highest load pressure among the load pressures of the hydraulic actuator, while the load When the signal pressure becomes higher than the set pressure of the variable relief valve, the discharge pressure of the hydraulic pump is controlled by the set pressure of the variable relief valve.
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, when the load pressure of any of the hydraulic actuators suddenly rises when two or more hydraulic actuators are interlocked, the suddenly increased load pressure is variable as a control signal pressure. In order to prevent input to the means, the circuit pressure of the load sensing signal circuit is limited by a variable relief valve.
In this way, when the load pressure of any hydraulic actuator suddenly rises when two or more hydraulic actuators are linked, the discharge pressure of the hydraulic pump suddenly rises as the load pressure suddenly rises. Therefore, it can be avoided that the pump flow rate decreases due to a sudden rise in pump discharge pressure and the operating speed of other hydraulic actuators decreases.
A fourth aspect of the present invention is the hydraulic excavator according to any one of the first to third aspects, wherein the work machine is a hydraulic excavator formed by mounting a swingable upper swinging body on a swingable upper swinging body. When the swing load pressure suddenly rises when the movement and the swing are linked, the set pressure of the variable relief valve is set on the boom to prevent the suddenly increased swing load pressure from being input to the pump displacement variable means as the control signal pressure. It is characterized by being set corresponding to the dynamic load pressure.
In this way, when the swing load pressure suddenly rises when the boom up and swing is interlocked, the discharge pressure of the hydraulic pump suddenly rises with the sudden rise in the swing load pressure, and the pump flow rate is reduced. It can be avoided that the upward movement speed decreases.

次に、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図1に、油圧ショベルのロードセンシング制御回路を示すが、該図1において、Pは可変容量型の油圧ポンプ、Tは油タンク、また、1〜6は油圧ショベルに設けられる各種油圧アクチュエータの代表例であって、1、2は下部走行体を走行せしめるための左右の走行モータ、3は上部旋回体を旋回せしめるための旋回モータ、4はブームを上下揺動せしめるためのブームシリンダ、5はスティックを前後揺動させるためのスティックシリンダ、6はバケットを前後揺動させるためのバケットシリンダである。尚、油圧ショベルは図示しないが、クローラ式の下部走行体、該下部走行体の上方に旋回自在に設けられる上部旋回体、該上部旋回体に装着されるフロント作業部等から構成され、さらに該フロント作業部は、上部旋回体に上下揺動自在に支持されるブーム、該ブームの先端部に前後揺動自在に支持されるスティック、該スティックの先端部に取付けられるバケット等から構成されている等の基本的構成は、従来通りである。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a load sensing control circuit of a hydraulic excavator. In FIG. 1, P is a variable displacement hydraulic pump, T is an oil tank, and 1 to 6 are representative of various hydraulic actuators provided in the hydraulic excavator. For example, 1 and 2 are left and right traveling motors for causing the lower traveling body to travel, 3 is a turning motor for causing the upper turning body to pivot, 4 is a boom cylinder for swinging the boom up and down, and 5 is A stick cylinder 6 for swinging the stick back and forth is a bucket cylinder 6 for swinging the bucket back and forth. Although not shown, the hydraulic excavator is composed of a crawler-type lower traveling body, an upper revolving body that is pivotably provided above the lower traveling body, a front working unit mounted on the upper revolving body, and the like. The front working unit includes a boom supported by the upper swing body so as to swing up and down, a stick supported so as to swing back and forth at the tip of the boom, a bucket attached to the tip of the stick, and the like. The basic configuration is the same as before.

前記油圧ポンプPから各油圧アクチュエータ1〜6に至る各圧油供給油路には、後述する制御弁7〜12と、コンペンセータバルブ(圧力補償弁)13〜18とがそれぞれ配されている。   Control pressure valves 7 to 12 and compensator valves (pressure compensation valves) 13 to 18 to be described later are arranged in the pressure oil supply oil passages from the hydraulic pump P to the hydraulic actuators 1 to 6, respectively.

前記制御弁7〜12は、パイロットポート7a、7b〜12a、12bを備えた三位置切換弁であって、パイロットポート7a、7b〜12a、12bにパイロット圧が入力されていない状態では、油圧アクチュエータ1〜6に圧油を供給しない中立位置Nに位置しているが、パイロットポート7a、7b〜12a、12bにパイロット圧が入力されることにより、油圧ポンプPの圧油をメータイン絞りを介して油圧アクチュエータ1〜6に供給し、且つ油圧アクチュエータ1〜6からの排出油を油タンクTに流す作動位置Xまたは作動位置Yに切換わる。   The control valves 7 to 12 are three-position switching valves having pilot ports 7a, 7b to 12a and 12b, and are hydraulic actuators when no pilot pressure is input to the pilot ports 7a, 7b to 12a and 12b. 1 to 6 is located at a neutral position N where no pressure oil is supplied, but when pilot pressure is input to the pilot ports 7a, 7b to 12a, 12b, the pressure oil of the hydraulic pump P is passed through the meter-in restrictor. The operation position X is switched to the operation position X or the operation position Y, which is supplied to the hydraulic actuators 1 to 6 and flows the oil discharged from the hydraulic actuators 1 to 6 to the oil tank T.

一方、19a、19b〜24a、24bは電磁比例減圧弁であって、これら電磁比例減圧弁19a、19b〜24a、24bは、各油圧アクチュエータ用操作具(図示せず)の操作に基づいて前記制御弁7〜12のパイロットポート7a、7b〜12a、12bにパイロット圧を出力する。前記各油圧アクチュエータ用操作具は、本実施の形態では電気式レバーで構成されていて、その操作方向および操作量は図示しないコントローラに入力され、該コントローラから各電磁比例減圧弁19a、19b〜24a、24bにパイロット圧出力の信号が出力される構成となっているが、該電磁比例減圧弁19a、19b〜24a、24bから出力されるパイロット圧は、操作具の操作量に対応して増減すると共に、前記作動位置XまたはYの制御弁7〜12のメータイン絞りの開度量は、入力されたパイロット圧に対応して増減するように構成されており、而して、操作具操作量に対応したメータイン制御が行われるように構成されている。尚、図中、25はパイロット油圧源である。   On the other hand, 19a, 19b to 24a, 24b are electromagnetic proportional pressure reducing valves, and these electromagnetic proportional pressure reducing valves 19a, 19b to 24a, 24b are controlled according to the operation of each hydraulic actuator operation tool (not shown). Pilot pressure is output to the pilot ports 7a, 7b-12a, 12b of the valves 7-12. In the present embodiment, each of the hydraulic actuator operating tools is constituted by an electric lever, and the operation direction and operation amount thereof are input to a controller (not shown), and the electromagnetic proportional pressure reducing valves 19a, 19b to 24a are supplied from the controller. 24b, a pilot pressure output signal is output, but the pilot pressure output from the electromagnetic proportional pressure reducing valves 19a, 19b to 24a, 24b increases or decreases in accordance with the operation amount of the operating tool. In addition, the opening amount of the meter-in throttle of the control valves 7 to 12 at the operating position X or Y is configured to increase or decrease in accordance with the input pilot pressure, and thus corresponds to the operation tool operation amount. The meter-in control is performed. In the figure, 25 is a pilot hydraulic pressure source.

また、前記コンペンセータバルブ13〜18は、後述するロードセンシング用信号回路26からパイロットポート13a〜18aに入力される制御信号圧を受けて、制御弁7〜12の前後差圧を一定に保持するように動作する圧力補償弁であるが、該コンペンセータバルブ13〜18は、前記制御弁7〜12のメータイン絞りの圧油供給下流側に配されており、而して、アフターオリフィス型のロードセンシング制御回路が形成されている。   The compensator valves 13 to 18 receive a control signal pressure input to pilot ports 13a to 18a from a load sensing signal circuit 26, which will be described later, so as to keep the differential pressure across the control valves 7 to 12 constant. However, the compensator valves 13 to 18 are arranged on the downstream side of the pressure oil supply of the meter-in throttle of the control valves 7 to 12, and thus, the after-orifice type load sensing control. A circuit is formed.

一方、27〜32は前記各油圧アクチュエータ1〜6の負荷圧が導入される負荷圧検出回路であって、これら負荷圧検出回路27〜32に導入された負荷圧は複数のシャトル弁33により高圧側が選択され、そして最終のシャトル弁33aを通過した最も高圧の負荷圧が、シグナルデュプリケーティングバルブ34のパイロットポート34aに入力される。該シグナルデュプリケーティングバルブ34は、パイロットポート34aに入力された負荷圧と等しい圧力を、負荷信号圧としてロードセンシング用信号回路26に出力する。   On the other hand, reference numerals 27 to 32 denote load pressure detection circuits into which the load pressures of the respective hydraulic actuators 1 to 6 are introduced. The load pressures introduced into these load pressure detection circuits 27 to 32 are increased by a plurality of shuttle valves 33. The highest pressure pressure that has passed through the final shuttle valve 33a is input to the pilot port 34a of the signal duplicating valve 34. The signal duplicating valve 34 outputs a pressure equal to the load pressure input to the pilot port 34a to the load sensing signal circuit 26 as a load signal pressure.

前記ロードセンシング用信号回路26は、シグナルデュプリケーティングバルブ34から後述するロードセンシング用レギュレータ35、差圧リリーフ弁36および前記コンペンセータバルブ13〜18のパイロットポート13a〜18aに至るように形成される回路であって、該ロードセンシング用信号回路26は、シグナルデュプリケーティングバルブ34から入力される負荷信号圧に基づいて、油圧ポンプPのロードセンシング用レギュレータ35、コンペンセータバルブ13〜18および差圧リリーフ弁36に制御信号圧を出力する。   The load sensing signal circuit 26 is formed from a signal duplicating valve 34 to a load sensing regulator 35, a differential pressure relief valve 36, and pilot ports 13a to 18a of the compensator valves 13 to 18 which will be described later. The load sensing signal circuit 26 is based on the load signal pressure inputted from the signal duplicating valve 34, the load sensing regulator 35, the compensator valves 13 to 18 and the differential pressure relief valve of the hydraulic pump P. The control signal pressure is output to 36.

ここで、前記ロードセンシング用レギュレータ35は、ロードセンシング用信号回路26から入力される制御信号圧に基づいて油圧ポンプPの流量制御(ロードセンシング制御)を行うべく油圧ポンプPに具備されるレギュレータであって、本発明のポンプ容量可変手段に相当するが、このものは、ロードセンシング用信号回路26から制御信号圧が入力されることにより、油圧ポンプPの吐出圧が制御信号圧よりも所定の差圧分だけ高い圧力(ポンプ吐出圧=制御信号圧+所定差圧)となるように、油圧ポンプPの流量を制御する。   Here, the load sensing regulator 35 is a regulator provided in the hydraulic pump P to perform flow rate control (load sensing control) of the hydraulic pump P based on the control signal pressure input from the load sensing signal circuit 26. Although this corresponds to the pump displacement variable means of the present invention, this means that the control signal pressure is inputted from the load sensing signal circuit 26 so that the discharge pressure of the hydraulic pump P is higher than the control signal pressure by a predetermined value. The flow rate of the hydraulic pump P is controlled so that the pressure becomes higher by the differential pressure (pump discharge pressure = control signal pressure + predetermined differential pressure).

また、各コンペンセータバルブ13〜18は、ロードセンシング用信号回路26からパイロットポート13a〜18aに入力される制御信号圧を受けて、制御弁7〜12の前後差圧を一定に保持するように動作するが、該制御信号圧が全てのコンペンセータバルブ13〜18に同時に入力されることにより、二つ以上の油圧アクチュエータ1〜6が複合操作された連動時において、油圧ポンプPの吐出流量を各制御弁7〜12のメータイン絞りの開度量に応じた流量配分で各油圧アクチュエータ1〜6に供給できるようになっており、これにより、連動時におけるサチュレーションを防止できるようになっている(アンチサチュエーション機能)。   The compensator valves 13 to 18 receive control signal pressures input to the pilot ports 13a to 18a from the load sensing signal circuit 26, and operate so as to keep the differential pressure across the control valves 7 to 12 constant. However, when the control signal pressure is input to all the compensator valves 13 to 18 at the same time, the discharge flow rate of the hydraulic pump P is controlled when the two or more hydraulic actuators 1 to 6 are operated in combination. The valves 7 to 12 can be supplied to the hydraulic actuators 1 to 6 with a flow rate distribution according to the amount of opening of the meter-in throttle of the valves 7 to 12, thereby preventing saturation during interlocking (anti-saturation). function).

さらに、前記差圧リリーフバルブ36は、油圧ポンプPの吐出回路37の圧力とロードセンシング用信号回路26から入力される制御信号圧との差圧が、予め設定される設定差圧よりも上昇した場合に吐出回路37の圧油を油タンクTに放出するためのバルブであって、これにより、油圧ポンプPの吐出回路37の最大圧力を制限できるようになっている。   Further, in the differential pressure relief valve 36, the differential pressure between the pressure of the discharge circuit 37 of the hydraulic pump P and the control signal pressure input from the load sensing signal circuit 26 is higher than the preset differential pressure. In this case, it is a valve for discharging the pressure oil of the discharge circuit 37 to the oil tank T, and thereby the maximum pressure of the discharge circuit 37 of the hydraulic pump P can be limited.

一方、38は前記ロードセンシング用信号回路26から分岐形成されて油タンクTに至るシグナルリリーフ油路であって、該シグナルリリーフ油路38には、コントローラからの指令に基づいて設定圧が変化する電磁式の可変リリーフ弁39が配されており、該可変リリーフ弁39の設定圧(リリーフ圧)によって、ロードセンシング用信号回路26の回路圧力が制限されるように構成されている。   On the other hand, 38 is a signal relief oil passage that is branched from the load sensing signal circuit 26 and reaches the oil tank T. The set pressure changes in the signal relief oil passage 38 based on a command from the controller. An electromagnetic variable relief valve 39 is arranged, and the circuit pressure of the load sensing signal circuit 26 is limited by the set pressure (relief pressure) of the variable relief valve 39.

つまり、前記シグナルデュプリケーティングバルブ34から出力された負荷信号圧が前記可変リリーフ弁39の設定圧よりも低い場合は、負荷信号圧がそのまま制御信号圧として油圧ポンプPのロードセンシング用レギュレータ35、コンペンセータバルブ13〜18および差圧リリーフバルブ36に入力される。而して、油圧ポンプPの吐出圧は、負荷信号圧(油圧アクチュエータ1〜6の負荷圧のうち最も高圧の負荷圧)よりも前記所定差圧分だけ高圧となるように制御される。   That is, when the load signal pressure output from the signal duplicating valve 34 is lower than the set pressure of the variable relief valve 39, the load signal pressure is directly used as the control signal pressure, and the load sensing regulator 35 of the hydraulic pump P, Input to the compensator valves 13 to 18 and the differential pressure relief valve 36. Thus, the discharge pressure of the hydraulic pump P is controlled to be higher than the load signal pressure (the highest load pressure among the load pressures of the hydraulic actuators 1 to 6) by the predetermined differential pressure.

これに対し、シグナルデュプリケーティングバルブ34から出力された負荷信号圧が可変リリーフ弁39の設定圧よりも高い場合には、該可変リリーフ弁39の設定圧が制御信号圧として油圧ポンプPのロードセンシング用レギュレータ35、コンペンセータバルブ13〜18および差圧リリーフバルブ36に入力される。而して油圧ポンプPの吐出圧は、可変リリーフ弁39の設定圧よりも前記所定差圧分だけ高圧となるように制御される。   On the other hand, when the load signal pressure output from the signal duplicating valve 34 is higher than the set pressure of the variable relief valve 39, the set pressure of the variable relief valve 39 is used as the control signal pressure to load the hydraulic pump P. Input to the sensing regulator 35, the compensator valves 13 to 18 and the differential pressure relief valve 36. Thus, the discharge pressure of the hydraulic pump P is controlled to be higher than the set pressure of the variable relief valve 39 by the predetermined differential pressure.

ところで、前記油圧ポンプPは、流量制御を行うレギュレータとして、前述したロードセンシング用レギュレータ35だけでなく、定馬力制御を行うためのパワーコンスタント用レギュレータ40を具備している。上記定馬力制御は、パワーコンスタント用レギュレータ40に導入される油圧ポンプPの吐出圧に基づいて、予め設定されたPQ特性線図(図2のA−B−C線)に従うようにポンプ流量を制御する流量制御であって、該PQ特性線図における定馬力域(図2のB−C曲線)では、ポンプ出力を一定に保つべくポンプ吐出圧が高圧になるほどポンプ流量が低減するように制御される。そしてこの定馬力制御は、ポンプ出力が増加してフル出力になると、前述したロードセンシング制御に優先して行われる。   Meanwhile, the hydraulic pump P includes not only the load sensing regulator 35 described above but also a power constant regulator 40 for performing constant horsepower control as a regulator for controlling the flow rate. The constant horsepower control is based on the discharge pressure of the hydraulic pump P introduced into the power constant regulator 40, and the pump flow rate is adjusted in accordance with a preset PQ characteristic diagram (A-B-C line in FIG. 2). In the constant horsepower range (B-C curve in FIG. 2) in the PQ characteristic diagram, control is performed so that the pump flow rate decreases as the pump discharge pressure increases to keep the pump output constant. Is done. The constant horsepower control is performed in preference to the load sensing control described above when the pump output increases to a full output.

一方、前記コントローラは、前述したように、各油圧アクチュエータ用操作具からの操作信号を入力し、該入力信号に基づいて電磁比例減圧弁19a、19b〜24a、24bにパイロット圧出力の信号を出力するが、さらにコントローラは、各油圧アクチュエータ用操作具からの操作信号に基づいて、前記可変リリーフ弁39の設定圧を、後述する作業用設定圧となるように可変制御する。   On the other hand, as described above, the controller inputs an operation signal from each hydraulic actuator operation tool, and outputs a pilot pressure output signal to the electromagnetic proportional pressure reducing valves 19a, 19b to 24a, 24b based on the input signal. However, the controller variably controls the set pressure of the variable relief valve 39 so as to become the set pressure for work described later, based on the operation signal from each operation tool for the hydraulic actuator.

前記作業用設定圧は、油圧アクチュエータ1〜6の行う作業に対応して予め設定されるものであって、例えば、走行のみを行う場合には走行用設定圧、ブームおよびスティック、バケットを連動で動作させるフロント作業を行う場合にはフロント作業用設定圧、ブーム上動と旋回とを同時に行う場合にはブーム上動+旋回用設定圧というように、各作業に対応して設定される。そしてコントローラは、各油圧アクチュエータ用操作具からの操作信号に基づいてどの油圧アクチュエータ1〜6が作動しているかを判断し、該油圧アクチュエータ1〜6の行う作業に対応して設定された作業用設定圧となるように、可変リリーフ弁39の設定圧を制御する。これにより、各作業時において油圧ポンプPのロードセンシング用レギュレータ35に入力される制御信号圧の上限は、可変リリーフ弁39によって設定された作業用設定圧となり、而して、各作業時における油圧ポンプPの吐出圧は、作業用設定圧よりも所定差圧分だけ高い圧力を越えないように制限される。   The set pressure for work is set in advance corresponding to the work performed by the hydraulic actuators 1 to 6. For example, when only running is performed, the set pressure for running, the boom, the stick, and the bucket are linked with each other. When performing the front work to be operated, the front work setting pressure is set, and when the boom up-motion and turning are performed simultaneously, the boom up-motion + turning set pressure is set corresponding to each work. Then, the controller determines which hydraulic actuators 1 to 6 are operating based on operation signals from the respective hydraulic actuator operating tools, and the work set corresponding to the work performed by the hydraulic actuators 1 to 6 is performed. The set pressure of the variable relief valve 39 is controlled so as to be the set pressure. Thus, the upper limit of the control signal pressure input to the load sensing regulator 35 of the hydraulic pump P at each work is the work set pressure set by the variable relief valve 39, and thus the hydraulic pressure at each work. The discharge pressure of the pump P is limited so as not to exceed a pressure that is higher than the working set pressure by a predetermined differential pressure.

ここで、ブーム上動と旋回とを同時に行う作業の場合、可変リリーフ弁39は、前述したように、ブーム上動+旋回用設定圧に設定されるが、該ブーム上動+旋回用設定圧は、ブーム上動負荷圧よりも若干高くなるように設定されている(図3参照。尚、起動時以外の旋回負荷圧は、一般に、ブーム上動負荷圧よりも低圧となる。)。これにより、旋回起動時等に旋回負荷圧が急上昇しても、該急上昇した旋回負荷圧が制御信号圧として油圧ポンプPのロードセンシング用レギュレータ35に入力されることなく、ブーム上動負荷圧よりも若干高くなるように設定されたブーム上動+旋回用設定圧が制御信号圧としてロードセンシング用レギュレータ35に入力される。而して、油圧ポンプPの吐出圧は、ブーム上動負荷圧に対応するように制御されることになって、旋回負荷圧の急上昇に伴ってポンプ吐出圧が急上昇することを回避できるようになっている。   Here, in the case of the work for simultaneously performing the boom upward movement and the turning, the variable relief valve 39 is set to the boom upward movement + turning set pressure as described above. Is set to be slightly higher than the boom upper dynamic load pressure (see FIG. 3). Note that the turning load pressure other than at the time of activation is generally lower than the boom upper dynamic load pressure. As a result, even if the turning load pressure suddenly rises at the start of turning, etc., the suddenly rising turning load pressure is not input to the load sensing regulator 35 of the hydraulic pump P as the control signal pressure, but from the dynamic load pressure on the boom. Also, the boom upstroke + turning set pressure set to be slightly higher is input to the load sensing regulator 35 as a control signal pressure. Thus, the discharge pressure of the hydraulic pump P is controlled so as to correspond to the dynamic load pressure on the boom, so that the pump discharge pressure can be prevented from rapidly increasing with the rapid increase of the turning load pressure. It has become.

叙述の如く構成された本形態において、ロードセンシング用信号回路26は、油圧アクチュエータ1〜6の負荷圧のうち最も高圧の負荷圧を負荷信号圧として入力し、該負荷信号圧に基づいて油圧ポンプPのロードセンシング用レギュレータ35に制御信号圧を出力するが、このロードセンシング用信号回路26の回路圧力の制限は、コントローラからの指令に基づいて設定圧が変化する可変リリーフ弁39によって可変制御されることになる。   In the present embodiment configured as described, the load sensing signal circuit 26 inputs the highest load pressure among the load pressures of the hydraulic actuators 1 to 6 as the load signal pressure, and the hydraulic pump is based on the load signal pressure. The control signal pressure is output to the P load sensing regulator 35. The restriction of the circuit pressure of the load sensing signal circuit 26 is variably controlled by a variable relief valve 39 whose set pressure changes based on a command from the controller. Will be.

この結果、油圧ポンプPのロードセンシング用レギュレータ35に入力される制御信号圧の制限を、可変リリーフ弁39の設定圧によって可変制御できることになり、而して、例えば走行やフロント作業、あるいはブーム上昇と旋回との連動作業等の各作業に対応した油圧ポンプPの吐出圧の制限を、可変リリーフ弁39の設定圧を可変することで任意且つ容易に行うことができる。
しかもこのものにおいて、ブーム上動と旋回との連動時における可変リリーフ弁39の設定圧(ブーム上動+旋回用設定圧)は、ブーム上動負荷圧よりも若干高くなるように設定されているため、旋回起動時等に旋回負荷圧が急上昇しても、該旋回負荷圧の急上昇に伴って油圧ポンプPの吐出圧が急上昇することなく、而して、旋回負荷圧の急上昇に伴いポンプ吐出圧も急上昇することで定馬力制御状態となってポンプ流量が低減してしまうことを回避できる。さらにこの場合、旋回起動時に旋回負荷圧が急上昇しても油圧ポンプPの吐出圧は上昇しないため、油圧ポンプPの吐出流量の殆どは低負荷側のブームシリンダ4に流れることになって、ブームシリンダ4への供給流量を充分に確保でき、而して、旋回起動時におけるブームシリンダ4の作動速度の低下を確実に防止することができる。
そして本実施の形態は、この様に、旋回負荷圧の急上昇に伴い油圧ポンプPの吐出圧も急上昇することを防止し、これによりポンプ流量が低減してブームシリンダ4の作動速度が低下してしまうことを回避できるようにしたものでありながら、可変リリーフ弁39によってロードセンシング用信号回路26の圧力制限を可変制御するだけの簡単な構成のものであるから、本実施の形態のように油圧ポンプPが一個の場合、あるいは複数個の油圧ポンプの流量制御を同一の制御としてシステムの簡略化を図りたいような場合にも適用できることになって、利便性に優れる。
As a result, the restriction of the control signal pressure input to the load sensing regulator 35 of the hydraulic pump P can be variably controlled by the set pressure of the variable relief valve 39. Thus, for example, traveling, front work, or boom raising The discharge pressure of the hydraulic pump P corresponding to each work such as the interlocking and turning work can be arbitrarily and easily performed by changing the set pressure of the variable relief valve 39.
Moreover, in this case, the set pressure of the variable relief valve 39 (boom up-movement + set-up pressure for turning) at the time of the linkage between the boom up-movement and the turning is set to be slightly higher than the boom up-loading load pressure. Therefore, even if the turning load pressure suddenly rises at the time of turning start or the like, the discharge pressure of the hydraulic pump P does not rise suddenly with the sudden rise of the turning load pressure. It can be avoided that the pump flow rate is reduced due to a sudden increase in pressure, resulting in a constant horsepower control state. Further, in this case, since the discharge pressure of the hydraulic pump P does not increase even if the swing load pressure suddenly rises at the time of turning start, most of the discharge flow rate of the hydraulic pump P flows to the boom cylinder 4 on the low load side. A sufficient supply flow rate to the cylinder 4 can be ensured, and thus a decrease in the operating speed of the boom cylinder 4 at the time of turning start can be reliably prevented.
In this way, the present embodiment prevents the discharge pressure of the hydraulic pump P from rapidly increasing as the turning load pressure rapidly increases, thereby reducing the pump flow rate and lowering the operating speed of the boom cylinder 4. However, since the pressure relief of the load sensing signal circuit 26 is variably controlled by the variable relief valve 39, the hydraulic pressure can be reduced as in the present embodiment. It can be applied to the case where the number of pumps P is one or when it is desired to simplify the system by controlling the flow rate control of a plurality of hydraulic pumps as the same control, which is excellent in convenience.

尚、本実施の形態では、ブーム上動と旋回との連動時における可変リリーフ弁39の設定圧について説明したが、これに限定されることなく、複数の油圧アクチュエータの連動時において、何れかの油圧アクチュエータの負荷圧が急上昇したときに該急上昇した負荷信号圧によってポンプ吐出圧が急上昇することを防止したい種々の場合に、本発明を適用することができる。   In the present embodiment, the set pressure of the variable relief valve 39 when interlocking the boom up and swing is described. However, the present invention is not limited to this. The present invention can be applied to various cases where it is desired to prevent the pump discharge pressure from rapidly rising due to the suddenly increased load signal pressure when the load pressure of the hydraulic actuator suddenly increases.

ところで、ロードセンシング制御は、油圧アクチュエータの負荷に左右されることなく、操作具操作量に対応した速度で油圧アクチュエータを作動させることができる流量制御であるが、反面、負荷が大きくなっても油圧アクチュエータの作動速度が変化しないため自然なフィーリングに合わないと感じるオペレータもおり、負荷に応じた操作フィーリングを得たいという要望がある。この様な要望には、図4に示す第二の実施の形態の如く、ロードセンシング用信号回路の回路圧力を制限する可変リリーフ弁の設定圧を、操作具操作量の大小に対応させて増減させることで対処することができる。つまり、操作具操作量が小さい場合には、可変リリーフ弁の設定圧が低圧のため油圧ポンプの吐出圧も低くなるように制限され、このため、負荷の小さい油圧アクチュエータは作動するが、負荷の大きい油圧アクチュエータはなかなか作動しないことになる。一方、操作具操作量を大きくすると、可変リリーフ弁の設定圧が高圧となるため油圧ポンプの吐出圧も高圧となって、負荷の大きい油圧アクチュエータも作動させることができる。而して、可変リリーフ弁の設定圧を可変制御することで、ロードセンシング制御においても、油圧アクチュエータの負荷に応じた操作フィーリングを得ることが可能となる。   By the way, the load sensing control is a flow rate control that can operate the hydraulic actuator at a speed corresponding to the operation amount of the operation tool without being influenced by the load of the hydraulic actuator. Some operators feel that the operating speed of the actuator does not change and does not match the natural feeling, and there is a desire to obtain an operation feeling corresponding to the load. For such a demand, as in the second embodiment shown in FIG. 4, the set pressure of the variable relief valve for limiting the circuit pressure of the load sensing signal circuit is increased or decreased in accordance with the magnitude of the operation tool operation amount. To deal with it. In other words, when the operating tool operation amount is small, the set pressure of the variable relief valve is low, so that the discharge pressure of the hydraulic pump is limited to be low. Large hydraulic actuators do not work easily. On the other hand, when the operation tool operation amount is increased, the set pressure of the variable relief valve becomes high, so that the discharge pressure of the hydraulic pump becomes high, and a hydraulic actuator with a large load can be operated. Thus, by variably controlling the set pressure of the variable relief valve, an operation feeling corresponding to the load of the hydraulic actuator can be obtained even in load sensing control.

油圧ショベルのロードセンシング制御回路図である。It is a load sensing control circuit diagram of a hydraulic excavator. 定馬力制御におけるポンプ吐出圧とポンプ流量との関係を示すグラフ図である。It is a graph which shows the relationship between the pump discharge pressure and pump flow volume in constant horsepower control. ブーム上動と旋回との連動時における負荷圧と可変リリーフ弁の設定圧との関係を示すグラフ図である。It is a graph which shows the relationship between the load pressure at the time of interlocking with boom up motion and turning, and the setting pressure of a variable relief valve. 第二の実施の形態における操作具操作量と可変リリーフ弁の設定圧との関係を示すグラフ図である。It is a graph which shows the relationship between the operating tool operation amount in 2nd embodiment, and the setting pressure of a variable relief valve.

符号の説明Explanation of symbols

1〜6 油圧アクチュエータ
26 ロードセンシング用信号回路
35 ポンプ容量可変手段(ロードセンシング用レギュレータ)
39 可変リリーフ弁
P 油圧ポンプ
1-6 Hydraulic actuator 26 Load sensing signal circuit 35 Pump capacity variable means (regulator for load sensing)
39 Variable relief valve P Hydraulic pump

Claims (4)

複数の油圧アクチュエータの負荷圧のうち最も高圧の負荷圧を負荷信号圧として入力する一方、該負荷信号圧に基づいて油圧ポンプの流量制御を行うべくポンプ容量可変手段に制御信号圧を出力するロードセンシング用信号回路を備えてなる作業機械のロードセンシング制御回路において、前記ロードセンシング用信号回路の回路圧力の制限を、可変リリーフ弁で可変制御する構成にしたことを特徴とする作業機械におけるロードセンシング制御回路。   The load that outputs the control signal pressure to the pump displacement variable means to control the flow rate of the hydraulic pump based on the load signal pressure while inputting the highest load pressure among the load pressures of the plurality of hydraulic actuators. A load sensing control circuit for a working machine comprising a sensing signal circuit, wherein the load pressure of the load sensing signal circuit is variably controlled by a variable relief valve. Control circuit. 請求項1において、負荷信号圧が可変リリーフ弁の設定圧より低い場合は、負荷信号圧が制御信号圧としてポンプ容量可変手段に入力される一方、負荷信号圧が可変リリーフ弁の設定圧より高い場合は、該可変リリーフ弁の設定圧が制御信号圧としてポンプ容量可変手段に入力されることを特徴とする作業機械におけるロードセンシング制御回路。   In claim 1, when the load signal pressure is lower than the set pressure of the variable relief valve, the load signal pressure is input as a control signal pressure to the pump displacement variable means, while the load signal pressure is higher than the set pressure of the variable relief valve. In this case, the load sensing control circuit in the work machine is characterized in that the set pressure of the variable relief valve is input to the pump displacement variable means as the control signal pressure. 請求項1または2において、二つ以上の油圧アクチュエータの連動時に何れかの油圧アクチュエータの負荷圧が急上昇した場合に、該急上昇した負荷圧が制御信号圧としてポンプ容量可変手段に入力されることを防止するべく、可変リリーフ弁でロードセンシング用信号回路の回路圧力を制限することを特徴とする作業機械におけるロードセンシング制御回路。   In claim 1 or 2, when the load pressure of any of the hydraulic actuators suddenly rises when two or more hydraulic actuators are interlocked, the suddenly increased load pressure is input to the pump displacement variable means as a control signal pressure. A load sensing control circuit in a work machine, wherein a circuit pressure of a signal circuit for load sensing is limited by a variable relief valve in order to prevent this. 請求項1乃至3の何れか一つの請求項において、作業機械は、旋回自在な上部旋回体に上下動自在なブームを装着してなる油圧ショベルであって、ブーム上動と旋回との連動時に旋回負荷圧が急上昇した場合に、該急上昇した旋回負荷圧が制御信号圧としてポンプ容量可変手段に入力されることを防止するべく、可変リリーフ弁の設定圧をブーム上動の負荷圧に対応させて設定したことを特徴とする作業機械におけるロードセンシング制御回路。   The working machine according to any one of claims 1 to 3, wherein the work machine is a hydraulic excavator in which a boom that is movable up and down is mounted on a swingable upper swing body, and when the boom is moved and swung in conjunction with each other. When the turning load pressure suddenly increases, the set pressure of the variable relief valve is made to correspond to the load pressure of the boom up-motion to prevent the rapidly increasing turning load pressure from being input to the pump displacement variable means as the control signal pressure. Load sensing control circuit for work machines,
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