JP2010059738A - Hydraulic control circuit of working machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フロント作業機の先端にアタッチメントを装着する作業機械に用いて好適な油圧制御回路に関する。 The present invention relates to a hydraulic control circuit suitable for use in a work machine in which an attachment is attached to the tip of a front work machine.
従来、油圧ショベルのフロント作業機に取り付けられるアタッチメントの油圧駆動回路を他のアクチュエータの油圧駆動回路とは別個に用意して、各回路へ分配される作動油流量を適宜制御する技術が知られている。
例えば、特許文献１には、油圧ポンプから吐出された作動油を圧力補償型分流弁で分流させ、履帯を駆動するための走行回路とアタッチメント用の独立アタッチメント回路とに供給する構成を備えた作業機械の油圧回路が開示されている。この技術では、圧力補償型分流弁において、独立アタッチメント回路側へ供給される作動油圧PA1,PA2と走行回路側へ供給される作動油圧PB1,PB2との差圧を一定値に保つことにより、油圧ポンプの吐出圧にかかわらず安定した分流が可能となっている。
Conventionally, a technique is known in which a hydraulic drive circuit for an attachment attached to a front work machine of a hydraulic excavator is prepared separately from hydraulic drive circuits for other actuators, and the flow rate of hydraulic oil distributed to each circuit is appropriately controlled. Yes.
For example, Patent Document 1 discloses an operation having a configuration in which hydraulic oil discharged from a hydraulic pump is diverted by a pressure compensation type diverter valve and is supplied to a running circuit for driving a crawler belt and an independent attachment circuit for attachment. A hydraulic circuit for the machine is disclosed. In this technique, in the pressure-compensated shunt valve, the differential pressure between the hydraulic pressures P A1 and P A2 supplied to the independent attachment circuit side and the hydraulic pressures P B1 and P B2 supplied to the traveling circuit side is maintained at a constant value. Thus, stable diversion is possible regardless of the discharge pressure of the hydraulic pump.
一般に、このような独立アタッチメント回路の内部にはコントロール弁が介装されており、このコントロール弁の開度を開閉制御することによってアタッチメントの駆動に係るアクチュエータへ供給される作動油流量が調節されている。例えば、油圧ブレーカや圧砕機等のアタッチメントを装着した場合には、これらを駆動する油圧モータが必要とする作動油流量が得られるように、コントロール弁の開度が適宜制御されるようになっている。
しかしながら、特許文献１のような回路構成では、独立アタッチメント回路へ供給される作動油流量が二つの油圧ポンプから均等に取り出されるようになっているため、アタッチメントとフロント作業機との良好な連動性が得られない場合が生じる。例えば、フロント作業機の稼働によって二台の油圧ポンプの各仕事量に偏りが生じているような状態で、独立アタッチメント回路への作動油が各油圧ポンプから取り出され、一方の油圧ポンプでの作動油の吐出量がその油圧ポンプの最大能力を超えそうになったとする。この場合、他方の油圧ポンプにはまだ余力が残っているにも関わらず、一方の油圧ポンプの出力が頭打ちとなり、フロント作業機側へ供給される作動油流量が減少することになる。 However, in the circuit configuration as in Patent Document 1, since the hydraulic oil flow supplied to the independent attachment circuit is uniformly taken out from the two hydraulic pumps, good linkage between the attachment and the front work machine is achieved. May not be obtained. For example, in the state where the work of each of the two hydraulic pumps is biased due to the operation of the front work machine, the hydraulic oil to the independent attachment circuit is taken out from each hydraulic pump and operated by one hydraulic pump. Suppose that the oil discharge rate is about to exceed the maximum capacity of the hydraulic pump. In this case, although the remaining hydraulic power still remains in the other hydraulic pump, the output of one hydraulic pump reaches a peak, and the flow rate of hydraulic oil supplied to the front work machine side decreases.
また、アタッチメント回路側に複数のアクチュエータが設けられている場合には、作動油流量の制御が難しいという課題もある。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、少なくとも二台の油圧ポンプとアタッチメント用の優先回路とを備えた作業機械の油圧制御回路において、バランスの良い各油圧ポンプの運用を可能にするとともに、他のアクチュエータとの連動性を向上させることができるようにした、作業機械の油圧制御回路を提供することを目的とする。
In addition, when a plurality of actuators are provided on the attachment circuit side, there is a problem that it is difficult to control the hydraulic oil flow rate.
The present invention has been made in view of such problems, and in a hydraulic control circuit of a work machine provided with at least two hydraulic pumps and a priority circuit for attachment, it is possible to operate each hydraulic pump with good balance. In addition, an object of the present invention is to provide a hydraulic control circuit for a work machine that can improve the linkage with other actuators.
上記目的を達成するため、請求項１記載の本発明の作業機械の油圧制御回路は、作業機械のフロント作業機を駆動せしめる第一アクチュエータ（例えば、ブームシリンダ）及び第二アクチュエータ（例えば、アームシリンダ）と、該フロント作業機に装着されるアタッチメントを駆動せしめるアタッチメント用アクチュエータ（例えば、油圧モータ）と、それらのアクチュエータの駆動源である第一油圧ポンプ及び第二油圧ポンプを有する作業機械の油圧制御回路において、該第一油圧ポンプと該第一アクチュエータとを接続する第一油圧回路と、該第二油圧ポンプと該第二アクチュエータとを接続する第二油圧回路と、該第一油圧ポンプと該アタッチメント用アクチュエータとを接続する第三油圧回路と、該第二油圧ポンプと該アタッチメント用アクチュエータとを接続する第四油圧回路と、該第一油圧回路上に介装され、該第一アクチュエータへ供給される作動油流量及び流通方向を制御する第一コントロール弁と、該第二油圧回路上に介装され、該第二アクチュエータへ供給される作動油流量及び流通方向を制御する第二コントロール弁と、該第三油圧回路上に介装され、開度を変更可能に形成された第一電磁比例絞り弁と、該第四油圧回路上に介装され、開度を変更可能に形成された第二電磁比例絞り弁と、該第一コントロール弁の第一ネガコン圧を検出する第一圧力センサと、該第二コントロール弁の第二ネガコン圧を検出する第二圧力センサと、該第一ネガコン圧及び該第二ネガコン圧に基づいて、該第一コントロール弁及び該第二コントロール弁の要求流量をそれぞれ設定する第一設定手段と、該アタッチメント用アクチュエータの操作レバーへの操作量を検出する操作量検出手段と、該操作量検出手段で検出された該操作量に応じて該アタッチメント用アクチュエータの要求流量を設定する第二設定手段と、該第一油圧ポンプが吐出しうる最大流量から第一コントロール弁の要求流量を減算したものと、該第二油圧ポンプが吐出しうる最大流量から第二コントロール弁の要求流量を減算したものとの第一比率を算出するポンプ余剰流量比率算出手段と、該第三油圧回路及び該第四油圧回路の作動油流量の比率が該第一比率と等しくなるように、該第三油圧回路の作動油流量及び該第四油圧回路の作動油流量を設定するとともに、該第一電磁比例絞り弁及び該第二電磁比例絞り弁を制御する優先流量設定手段とを備えたことを特徴としている。 To achieve the above object, a hydraulic control circuit for a work machine according to a first aspect of the present invention includes a first actuator (for example, a boom cylinder) and a second actuator (for example, an arm cylinder) that drive a front work machine of the work machine. ), An actuator for attachment (for example, a hydraulic motor) that drives an attachment mounted on the front work machine, and hydraulic control of a working machine having a first hydraulic pump and a second hydraulic pump that are drive sources of those actuators In the circuit, a first hydraulic circuit that connects the first hydraulic pump and the first actuator, a second hydraulic circuit that connects the second hydraulic pump and the second actuator, the first hydraulic pump, and the A third hydraulic circuit for connecting an attachment actuator, the second hydraulic pump and the attachment A fourth hydraulic circuit that connects to the first actuator, a first control valve that is interposed on the first hydraulic circuit and that controls the flow rate and flow direction of the hydraulic oil supplied to the first actuator, and the second hydraulic valve A second control valve that is interposed on the hydraulic circuit and that controls the flow rate and flow direction of the hydraulic oil supplied to the second actuator, and is interposed on the third hydraulic circuit so that the opening can be changed. A first electromagnetic proportional throttle valve, a second electromagnetic proportional throttle valve interposed on the fourth hydraulic circuit and configured to change the opening, and a first negative control pressure of the first control valve is detected. A first pressure sensor; a second pressure sensor for detecting a second negative control pressure of the second control valve; and the first control valve and the second control based on the first negative control pressure and the second negative control pressure The required flow rate of each valve A first setting means for setting, an operation amount detecting means for detecting an operation amount to the operation lever of the attachment actuator, and a required flow rate of the attachment actuator according to the operation amount detected by the operation amount detecting means A second setting means for setting the flow rate, a value obtained by subtracting the required flow rate of the first control valve from the maximum flow rate that can be discharged by the first hydraulic pump, and the second control valve from the maximum flow rate that can be discharged by the second hydraulic pump. The pump surplus flow rate ratio calculating means for calculating the first ratio with the required flow rate subtracted, and the ratio of the hydraulic oil flow rates of the third hydraulic circuit and the fourth hydraulic circuit to be equal to the first ratio Priority flow rate setting means for setting the hydraulic fluid flow rate of the third hydraulic circuit and the hydraulic fluid flow rate of the fourth hydraulic circuit and controlling the first electromagnetic proportional throttle valve and the second electromagnetic proportional throttle valve It is characterized by having.
該第一ネガコン圧は、該第一コントロール弁からのブリードオフ回路の作動油圧であり、該第二ネガコン圧は、該第二コントロール弁からのブリードオフ回路の作動油圧である。また、該第一圧力センサ及び該第二圧力センサはそれぞれセンタバイパス上（該第一コントロール弁，該第二コントロール弁の下流側）に介装されている。
該第一アクチュエータの非作動時には該第一油圧ポンプの吐出圧が該第一ネガコン圧となる。同様に、該第二アクチュエータの非作動時には該第二油圧ポンプの吐出圧が該第二ネガコン圧となる。また、該第一アクチュエータ，第二アクチュエータがそれぞれ作動すると、該第一ネガコン圧，該第二ネガコン圧は低下する。
The first negative control pressure is the hydraulic pressure of the bleed-off circuit from the first control valve, and the second negative control pressure is the hydraulic pressure of the bleed-off circuit from the second control valve. The first pressure sensor and the second pressure sensor are respectively interposed on the center bypass (on the downstream side of the first control valve and the second control valve).
When the first actuator is not operated, the discharge pressure of the first hydraulic pump becomes the first negative control pressure. Similarly, when the second actuator is not operated, the discharge pressure of the second hydraulic pump becomes the second negative control pressure. Further, when the first actuator and the second actuator are operated, the first negative control pressure and the second negative control pressure are reduced.
なお、油圧回路上における油圧ポンプ側が上流側であり、アクチュエータ側又は作動油タンク側が下流側である。
また、請求項２記載の本発明の作業機械の油圧制御回路は、請求項１記載の構成に加えて、該第一コントロール弁の下流側からブリードオフされる作動油を該第一油圧ポンプへと導く第一ネガコン回路と、該第二コントロール弁の下流側からブリードオフされる作動油を該第二油圧ポンプへと導く第二ネガコン回路と、該第一ネガコン回路及び該第二ネガコン回路にそれぞれ介装され、作動油流路を開閉自在に形成された第一電磁比例減圧弁及び第二電磁比例減圧弁と、該第一油圧ポンプの吐出流量が該優先流量設定手段で設定された該第三油圧回路の作動油流量及び該第一設定手段で設定された該第一コントロール弁の要求流量を加算した流量と等しくなるように該第一電磁比例減圧弁を制御し、かつ、該第二油圧ポンプの吐出流量が該優先流量設定手段で設定された該第四油圧回路の作動油流量及び該第一設定手段で設定された該第二コントロール弁の要求流量を加算した流量と等しくなるように該第二電磁比例減圧弁を制御するネガコン圧制御手段とをさらに備えたことを特徴としている。
The hydraulic pump side on the hydraulic circuit is the upstream side, and the actuator side or hydraulic oil tank side is the downstream side.
According to a second aspect of the present invention, there is provided a hydraulic control circuit for a work machine according to the present invention. A first negative control circuit that leads to the second negative control circuit that guides hydraulic oil bleed off from the downstream side of the second control valve to the second hydraulic pump, and the first negative control circuit and the second negative control circuit. A first electromagnetic proportional pressure reducing valve and a second electromagnetic proportional pressure reducing valve which are respectively interposed and formed to freely open and close the hydraulic oil flow path; and a discharge flow rate of the first hydraulic pump is set by the priority flow rate setting means Controlling the first electromagnetic proportional pressure reducing valve to be equal to a flow rate obtained by adding the hydraulic oil flow rate of the third hydraulic circuit and the required flow rate of the first control valve set by the first setting means; and The discharge flow rate of the two hydraulic pumps The second electromagnetic proportional pressure reducing valve is equal to the flow rate obtained by adding the hydraulic fluid flow rate of the fourth hydraulic circuit set by the flow rate setting unit and the required flow rate of the second control valve set by the first setting unit. And negative control pressure control means for controlling the pressure.
また、請求項３記載の本発明の作業機械の油圧制御回路は、請求項２記載の構成に加えて、該第一ネガコン回路及び該第二ネガコン回路に介装された第二電磁切換弁をさらに備えたことを特徴としている。
また、請求項４記載の本発明の作業機械の油圧制御回路は、請求項１〜３の何れか１項に記載の構成に加えて、該第一油圧回路及び第二油圧回路の双方に介装され、該第一油圧回路及び該第二油圧回路の差圧を保持して該第一油圧ポンプから該アタッチメント用アクチュエータへ供給される一定の作動油流量を確保する第一圧力補償スプールを有する第一圧力補償弁と、該第三油圧回路及び第四油圧回路の双方に介装され、該第三油圧回路及び該第四油圧回路の差圧を保持して該第二油圧ポンプから該アタッチメント用アクチュエータへ供給される一定の作動油流量を確保する第二圧力補償スプールを有する第二圧力補償弁と、該第一電磁比例絞り弁の上流側と該第一圧力補償スプールの一端側とを接続して、該第一油圧回路への作動油流量を増加させる方向へ該第一圧力補償スプールを駆動する第五油圧回路と、該第一電磁比例絞り弁の下流側と該第一圧力補償スプールの他端側とを接続して、該第三油圧回路への作動油流量を増加させる方向へ該第一圧力補償スプールを駆動する第六油圧回路と、該第二電磁比例絞り弁の上流側と該第二圧力補償スプールの一端側とを接続して、該第二油圧回路への作動油流量を増加させる方向へ該第二圧力補償スプールを駆動する第七油圧回路と、該第二電磁比例絞り弁の下流側と該第二圧力補償スプールの他端側とを接続して、該第四油圧回路への作動油流量を増加させる方向へ該第二圧力補償スプールを駆動する第八油圧回路とをさらに備えたことを特徴としている。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a hydraulic control circuit for a work machine according to the present invention, in addition to the configuration according to the second aspect, including a second electromagnetic switching valve interposed in the first negative control circuit and the second negative control circuit. Furthermore, it is characterized by having prepared.
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a hydraulic control circuit for a work machine according to the present invention, in addition to the configuration according to any one of the first to third aspects, in addition to both the first hydraulic circuit and the second hydraulic circuit. And a first pressure compensation spool that maintains a differential pressure between the first hydraulic circuit and the second hydraulic circuit and ensures a constant flow rate of hydraulic fluid supplied from the first hydraulic pump to the attachment actuator. The first pressure compensation valve is interposed in both the third hydraulic circuit and the fourth hydraulic circuit, and maintains the differential pressure between the third hydraulic circuit and the fourth hydraulic circuit and is attached from the second hydraulic pump to the attachment. A second pressure compensation valve having a second pressure compensation spool that secures a constant flow rate of hydraulic fluid supplied to the actuator, an upstream side of the first electromagnetic proportional throttle valve, and one end side of the first pressure compensation spool Connect the hydraulic fluid flow to the first hydraulic circuit A fifth hydraulic circuit for driving the first pressure compensation spool in the increasing direction, a downstream side of the first electromagnetic proportional throttle valve, and the other end side of the first pressure compensation spool; A sixth hydraulic circuit that drives the first pressure compensation spool in a direction to increase the flow rate of hydraulic fluid to the circuit, and an upstream side of the second electromagnetic proportional throttle valve and one end side of the second pressure compensation spool. A seventh hydraulic circuit that drives the second pressure compensation spool in a direction to increase the flow rate of hydraulic oil to the second hydraulic circuit, a downstream side of the second electromagnetic proportional throttle valve, and a second pressure compensation spool. And an eighth hydraulic circuit that is connected to the other end side and drives the second pressure compensation spool in a direction to increase the flow rate of hydraulic fluid to the fourth hydraulic circuit.
また、請求項５記載の本発明の作業機械の油圧制御回路は、請求項４記載の構成に加えて、該第六油圧回路及び第八油圧回路と作動油タンクとを接続する優先切換回路と、該優先切換回路上に介装された電磁切換弁とをさらに備えたことを特徴としている。
また、請求項６記載の本発明の作業機械の油圧制御回路は、フロント作業機用の二系統の油圧回路の各々に油圧ポンプを有するとともに、各油圧ポンプから分岐形成されたアタッチメント用の二本の作動油供給ラインを有する油圧回路において、該油圧回路のそれぞれにおけるネガコン圧に応じて、該油圧回路のそれぞれの第一要求流量を設定する第一設定手段と、アタッチメントの操作量に応じて該作動油供給ラインの第二要求流量を設定する第二設定手段と、各油圧ポンプが吐出しうる最大流量から該油圧回路のそれぞれの該第一要求流量を減算して各油圧ポンプの余剰流量を算出し、かつ、該余剰流量の比率を算出するポンプ余剰流量比率算出手段と、該第二要求流量を該余剰流量の比率で分配して該各油圧ポンプに吐出させる優先流量設定手段とを備えたことを特徴としている。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a hydraulic control circuit for a work machine according to the present invention, in addition to the configuration of the fourth aspect, a priority switching circuit for connecting the sixth hydraulic circuit and the eighth hydraulic circuit to the hydraulic oil tank. And an electromagnetic switching valve interposed on the priority switching circuit.
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a hydraulic control circuit for a work machine according to the present invention, wherein each of the two hydraulic circuits for the front work machine has a hydraulic pump, and two for the attachment branched from each hydraulic pump. In the hydraulic circuit having the hydraulic oil supply line, first setting means for setting the first required flow rate of each of the hydraulic circuits in accordance with the negative control pressure in each of the hydraulic circuits, and in accordance with the operation amount of the attachment Second setting means for setting the second required flow rate of the hydraulic oil supply line, and subtracting the first required flow rate of each hydraulic circuit from the maximum flow rate that can be discharged by each hydraulic pump, to obtain the surplus flow rate of each hydraulic pump A pump surplus flow ratio calculating means for calculating the ratio of the surplus flow, and a priority flow for distributing the second required flow rate at the surplus flow ratio and discharging to each of the hydraulic pumps. It is characterized in that a setting means.
本発明の作業機械の油圧制御回路（請求項１，６）によれば、アタッチメント用の作動油流量の比率を第一油圧ポンプ及び第二油圧ポンプの余剰能力に応じた比率に設定することができ、バランス良く各油圧ポンプを運用することができる。
また、本発明の作業機械の油圧制御回路（請求項２）によれば、各油圧ポンプの余剰能力に応じて配分されたアタッチメント用の作動油流量に対してネガコン圧に応じたフロント作業機用の作動油流量を加算することにより、過不足のない作動油流量を確保することができる。
According to the hydraulic control circuit for a working machine of the present invention (Claims 1 and 6), the ratio of the hydraulic oil flow rate for attachment can be set to a ratio corresponding to the surplus capacity of the first hydraulic pump and the second hydraulic pump. It is possible to operate each hydraulic pump with good balance.
Further, according to the hydraulic control circuit for a working machine of the present invention (Claim 2), the front working machine according to the negative control pressure with respect to the hydraulic fluid flow for the attachment distributed according to the surplus capacity of each hydraulic pump. By adding the hydraulic oil flow rates, it is possible to ensure a sufficient hydraulic oil flow rate.
また、本発明の作業機械の油圧制御回路（請求項３）によれば、フロント用アクチュエータのみの作動時には、ネガコン圧を油圧ポンプへ導入して（すなわち、通常のネガコン制御により）、アクチュエータの作動に必要十分な作動油流量を確保することができる。また、アタッチメント用アクチュエータの作動時には、第二電磁切換弁を閉鎖することにより、ネガコン圧制御手段でモータの動作に必要十分な作動油流量を任意に設定することができ、作業性を高めることができる。 According to the hydraulic control circuit for a work machine of the present invention (Claim 3), when only the front actuator is operated, the negative control pressure is introduced into the hydraulic pump (that is, by the normal negative control) to operate the actuator. Therefore, it is possible to secure a necessary and sufficient hydraulic oil flow rate. Moreover, when the actuator for attachment is operated, by closing the second electromagnetic switching valve, it is possible to arbitrarily set the hydraulic fluid flow rate necessary and sufficient for the operation of the motor by the negative control pressure control means, thereby improving workability. it can.
また、本発明の作業機械の油圧制御回路（請求項４）によれば、優先回路内に第一圧力補償弁及び第二圧力補償弁を介装させることにより、アタッチメント側への回路へ流通する作動油流量の確保が容易となる。
また、本発明の作業機械の油圧制御回路（請求項５）によれば、優先切換回路上の電磁切換弁を開放することで第一圧力補償弁及び第二圧力補償弁における圧力補償作用が停止するため、アタッチメントへの作動油供給を停止させることが可能となる。これにより、フロント作業機の単動時における作業効率を向上させることができる。また、ポンプ流量を有効に活用することができ、油圧エネルギの浪費を抑えることができる。
Further, according to the hydraulic control circuit for a working machine of the present invention (Claim 4), the first pressure compensation valve and the second pressure compensation valve are interposed in the priority circuit, whereby the circuit is distributed to the circuit on the attachment side. Ensuring the hydraulic oil flow rate is easy.
Further, according to the hydraulic control circuit for a work machine of the present invention (Claim 5), the pressure compensating action in the first pressure compensating valve and the second pressure compensating valve is stopped by opening the electromagnetic switching valve on the priority switching circuit. For this reason, it is possible to stop the supply of hydraulic oil to the attachment. Thereby, the working efficiency at the time of the single action | operation of a front work machine can be improved. Further, the pump flow rate can be effectively utilized, and waste of hydraulic energy can be suppressed.
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図４は、本発明の一実施形態に係る油圧制御回路を説明するためのものであり、図１は本油圧制御回路が適用された油圧ショベルの全体構成を示す側面図、図２は本油圧制御回路の全体構成を示す油圧回路図及び制御ブロック図、図３は本油圧制御回路におけるアタッチメント用アクチュエータの操作レバーに係る油圧回路図、図４は本油圧制御回路に係るコントローラの制御ブロック図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 4 are diagrams for explaining a hydraulic control circuit according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a side view showing an overall configuration of a hydraulic excavator to which the hydraulic control circuit is applied. Is a hydraulic circuit diagram and control block diagram showing the overall configuration of the hydraulic control circuit, FIG. 3 is a hydraulic circuit diagram relating to an operation lever of an actuator for attachment in the hydraulic control circuit, and FIG. 4 is a control of the controller relating to the hydraulic control circuit. It is a block diagram.
［１．油圧ショベル構成］
本実施形態の油圧制御回路は、図１に示す油圧ショベル４０の油圧回路として適用されている。この油圧ショベル４０は、クローラ式の油圧走行装置を装備した下部走行体４２と、旋回装置を介して下部走行体４２の上に旋回自在に搭載された上部旋回体４１とを備えて構成される。上部旋回体４１の前端部には、フロント作業機としてのブーム４３及びアーム４４が枢支され、さらにその先端にはアタッチメントとしてツインヘッダ４６（回転切削用アタッチメント）が取り付けられている。
[1. Hydraulic excavator configuration]
The hydraulic control circuit of this embodiment is applied as a hydraulic circuit of the hydraulic excavator 40 shown in FIG. The hydraulic excavator 40 includes a lower traveling body 42 equipped with a crawler-type hydraulic traveling device, and an upper revolving body 41 that is rotatably mounted on the lower traveling body 42 via a turning device. . A boom 43 and an arm 44 as a front working machine are pivotally supported at the front end of the upper swing body 41, and a twin header 46 (rotary cutting attachment) is attached to the tip of the boom 43 and the arm 44 as an attachment.
上部旋回体４１のフレームとブーム４３との間には、ブーム４３を上下方向へ揺動する油圧駆動式のブームシリンダ４３ａ（第一アクチュエータ）が介装されている。このブーム４３は、ブームシリンダ４３ａの伸縮によって上部旋回体４１に対して起伏自在に設けられている。同様に、図１中に示されたアームシリンダ４４ａ（第二アクチュエータ），バケットシリンダ４５ａはそれぞれ、アーム４４，ツインヘッダ４６の姿勢を動かすための油圧アクチュエータである。 A hydraulically driven boom cylinder 43 a (first actuator) that swings the boom 43 in the vertical direction is interposed between the frame of the upper swing body 41 and the boom 43. The boom 43 is provided so as to be raised and lowered with respect to the upper swing body 41 by expansion and contraction of the boom cylinder 43a. Similarly, the arm cylinder 44a (second actuator) and the bucket cylinder 45a shown in FIG. 1 are hydraulic actuators for moving the posture of the arm 44 and the twin header 46, respectively.
ツインヘッダ４６の基部には、油圧モータ４６ａ（アタッチメント用アクチュエータ）が内蔵されている。油圧モータ４６ａはツインヘッダ４６の駆動源であり、先端のピックを回転駆動することで土砂壁面を切削できるようになっている。本発明に係る油圧制御回路は、上記の油圧アクチュエータ４３ａ，４４ａ，４５ａや油圧モータ４６ａを駆動するための油圧回路である。 A hydraulic motor 46 a (attachment actuator) is built in the base of the twin header 46. The hydraulic motor 46a is a drive source for the twin header 46, and the earth and sand wall surface can be cut by rotating the pick at the tip. The hydraulic control circuit according to the present invention is a hydraulic circuit for driving the hydraulic actuators 43a, 44a, 45a and the hydraulic motor 46a.
また、これらのフロント作業機の車体左側には、操作者が搭乗するキャブ４７が設けられている。キャブ４７の内部には、上記の油圧アクチュエータ４３ａ，４４ａ，４５ａや油圧モータ４６ａをはじめとして、油圧ショベル２０の走行装置，旋回装置といった各装置の操作レバー，各種操作スイッチ，シート等が配設されている。
上部旋回体４１に設けられたエンジンルーム４８内には、エンジン１３によって駆動される二台の油圧ポンプが設けられている。以下、一方の油圧ポンプを第一油圧ポンプ１０Ａ，他方を第二油圧ポンプ１０Ｂと呼ぶ。
In addition, a cab 47 on which an operator gets on the left side of the vehicle body of these front work machines. Inside the cab 47 are arranged the operation levers, various operation switches, seats, etc. of each device such as the traveling device and turning device of the hydraulic excavator 20, in addition to the hydraulic actuators 43a, 44a, 45a and the hydraulic motor 46a. ing.
In the engine room 48 provided in the upper swing body 41, two hydraulic pumps driven by the engine 13 are provided. Hereinafter, one hydraulic pump is referred to as a first hydraulic pump 10A, and the other is referred to as a second hydraulic pump 10B.
［２．油圧回路構成］
図２に、本油圧制御回路が適用された油圧回路を模式的に示す。この図２では、ブームシリンダ４３ａ，アームシリンダ４４ａ及び油圧モータ４６ａの駆動に係る油圧回路の概略構成が示されており、他のアクチュエータに係る油圧回路に関しては記載を省略している。
[2. Hydraulic circuit configuration]
FIG. 2 schematically shows a hydraulic circuit to which the hydraulic control circuit is applied. FIG. 2 shows a schematic configuration of a hydraulic circuit related to driving of the boom cylinder 43a, the arm cylinder 44a, and the hydraulic motor 46a, and a description of hydraulic circuits related to other actuators is omitted.
本油圧回路はおもに、ブームシリンダ４３ａの駆動に係る第一油圧回路Ｌ１，アームシリンダ４４ａの駆動に係る第二油圧回路Ｌ２，油圧モータ４６ａの駆動に係る第三油圧回路Ｌ３及び第四油圧回路Ｌ４，これらの油圧回路へ供給される作動油流量を配分するための優先回路Ｌ１０，いわゆるネガコン制御に係るネガコン回路Ｌ１１等を備えている。 This hydraulic circuit mainly includes a first hydraulic circuit L1 for driving the boom cylinder 43a, a second hydraulic circuit L2 for driving the arm cylinder 44a, a third hydraulic circuit L3 and a fourth hydraulic circuit L4 for driving the hydraulic motor 46a. , A priority circuit L10 for allocating the flow rate of hydraulic oil supplied to these hydraulic circuits, a negative control circuit L11 related to so-called negative control, and the like.
［２−１．第一，第二油圧回路Ｌ１，Ｌ２］
第一油圧回路Ｌ１は、第一油圧ポンプ１０Ａとブームシリンダ４３ａとを接続して作動油流路を形成する回路である。また、第二油圧回路Ｌ２は、第二油圧ポンプ１０Ｂとアームシリンダ４４ａとを接続する回路である。第一油圧ポンプ１０Ａ及び第二油圧ポンプ１０Ｂはそれぞれレギュレータ１１Ａ，１１Ｂを備えた容量可変式のポンプである。
[2-1. First and second hydraulic circuits L1, L2]
The first hydraulic circuit L1 is a circuit that connects the first hydraulic pump 10A and the boom cylinder 43a to form a hydraulic fluid passage. The second hydraulic circuit L2 is a circuit that connects the second hydraulic pump 10B and the arm cylinder 44a. The first hydraulic pump 10A and the second hydraulic pump 10B are variable displacement pumps provided with regulators 11A and 11B, respectively.
図２に示すように、第一油圧回路Ｌ１及び第二油圧回路Ｌ２のそれぞれの中途には、ブームシリンダ４３ａ及びアームシリンダ４４ａに対する作動油の流量及び流通方向を調整するためのメインコントロール弁４Ａ，４Ｂ（第一コントロール弁，第二コントロール弁）が介装されている。これらのメインコントロール弁４Ａ，４Ｂは流量制御スプール（ステム）位置を複数の位置に切り替えて作動油の流量及び流通方向を可変制御できる電磁流量制御弁として構成されている。 As shown in FIG. 2, in the middle of each of the first hydraulic circuit L1 and the second hydraulic circuit L2, a main control valve 4A for adjusting the flow rate and flow direction of hydraulic oil to the boom cylinder 43a and the arm cylinder 44a, 4B (first control valve, second control valve) is interposed. These main control valves 4A and 4B are configured as electromagnetic flow control valves capable of variably controlling the flow rate and flow direction of hydraulic oil by switching the flow control spool (stem) position to a plurality of positions.
また、各メインコントロール弁４Ａ，４Ｂとタンク１５とを接続する回路（すなわち、ブリードオフ回路）上には、ネガコン用リリーフバルブ５Ａ，５Ｂが介装されている。これらのネガコン用リリーフバルブ５Ａ，５Ｂは、第一油圧回路Ｌ１及び第二油圧回路Ｌ２内の作動油圧の上限値を設定するように機能している。なお、後述するネガコン回路は、これらの回路から分岐して形成されている。 Further, negative control relief valves 5A and 5B are interposed on a circuit (that is, a bleed-off circuit) connecting the main control valves 4A and 4B and the tank 15. These negative control relief valves 5A and 5B function to set an upper limit value of the working hydraulic pressure in the first hydraulic circuit L1 and the second hydraulic circuit L2. Note that a negative control circuit, which will be described later, is formed by branching from these circuits.
［２−２．第三，第四油圧回路Ｌ３，Ｌ４］
第三油圧回路Ｌ３は第一油圧ポンプ１０Ａと油圧モータ４６ａとを接続する回路であり、第四油圧回路Ｌ４は第二油圧ポンプ１０Ｂと油圧モータ４６ａとを接続する回路である。これらの回路Ｌ３，Ｌ４は、図２に示すように、それぞれチェック弁よりも下流側で合流して一本になっている。
[2-2. Third and fourth hydraulic circuit L3, L4]
The third hydraulic circuit L3 is a circuit that connects the first hydraulic pump 10A and the hydraulic motor 46a, and the fourth hydraulic circuit L4 is a circuit that connects the second hydraulic pump 10B and the hydraulic motor 46a. As shown in FIG. 2, these circuits L3 and L4 are joined together on the downstream side of the check valve.
その合流点よりも下流側にはアタッチメント用コントロール弁４Ｃが介装されている。アタッチメント用コントロール弁４Ｃは、メインコントロール弁４Ａ，４Ｂと同様の電磁流量制御弁として構成されており、油圧モータ４６ａへ供給される作動油流量及び流通方向を調整するためのものである。また、アタッチメント用コントロール弁４Ｃとタンク１５とを接続する回路上には、アタッチメント用リリーフ弁５Ｃが介装されている。 An attachment control valve 4C is interposed on the downstream side of the junction. The attachment control valve 4C is configured as an electromagnetic flow rate control valve similar to the main control valves 4A and 4B, and is used to adjust the flow rate and flow direction of hydraulic fluid supplied to the hydraulic motor 46a. An attachment relief valve 5C is interposed on a circuit connecting the attachment control valve 4C and the tank 15.
［２−３．優先回路Ｌ１０］
優先回路Ｌ１０は、第一油圧ポンプ１０Ａから供給される作動油の流量を第一油圧回路Ｌ１と第二油圧回路Ｌ２とに配分するとともに、第二油圧ポンプ１０Ｂから供給される作動油の流量を第三油圧回路Ｌ３と第四油圧回路Ｌ４とに配分するための回路である。
図２に示すように、第一油圧ポンプ１０Ａから導かれた作動油の供給ラインは、優先回路Ｌ１０の内部で第一油圧回路Ｌ１と第二油圧回路Ｌ２とに分岐形成されている。また、第二油圧ポンプ１０Ｂから導かれた作動油の供給ラインは、優先回路Ｌ１０の内部で第三油圧回路Ｌ３と第四油圧回路Ｌ４とに分岐形成されている。
[2-3. Priority circuit L10]
The priority circuit L10 distributes the flow rate of the hydraulic oil supplied from the first hydraulic pump 10A to the first hydraulic circuit L1 and the second hydraulic circuit L2, and the flow rate of the hydraulic oil supplied from the second hydraulic pump 10B. This is a circuit for distributing to the third hydraulic circuit L3 and the fourth hydraulic circuit L4.
As shown in FIG. 2, the hydraulic oil supply line led from the first hydraulic pump 10A is branched into a first hydraulic circuit L1 and a second hydraulic circuit L2 inside the priority circuit L10. The hydraulic oil supply line led from the second hydraulic pump 10B is branched into a third hydraulic circuit L3 and a fourth hydraulic circuit L4 inside the priority circuit L10.
この優先回路Ｌ１０は、電磁比例絞り弁１（第一電磁比例絞り弁，第二電磁比例絞り弁），圧力補償弁２（第一圧力補償弁，第二圧力補償弁）及び電磁切換弁３を備えて構成されている。なお、これらの複数種類の弁が一体に組み合わされたバルブユニットとして優先回路Ｌ１０を形成してもよい。
第一油圧回路Ｌ１及び第二油圧回路Ｌ２間で作動油を配分するための回路と、第三油圧回路Ｌ３及び第四油圧回路Ｌ４間で作動油を配分するための回路とは同一構成となっている。以下、前者に係る構成要素について詳述する。なお以下、前者の構成要素の符号の末尾にＡを付し、後者のものにＢを付して説明する。
The priority circuit L10 includes an electromagnetic proportional throttle valve 1 (first electromagnetic proportional throttle valve, second electromagnetic proportional throttle valve), a pressure compensation valve 2 (first pressure compensation valve, second pressure compensation valve), and an electromagnetic switching valve 3. It is prepared for. Note that the priority circuit L10 may be formed as a valve unit in which these plural types of valves are integrally combined.
The circuit for distributing hydraulic oil between the first hydraulic circuit L1 and the second hydraulic circuit L2 and the circuit for distributing hydraulic oil between the third hydraulic circuit L3 and the fourth hydraulic circuit L4 have the same configuration. ing. Hereinafter, the constituent elements according to the former will be described in detail. In the following description, A will be added to the end of the reference numerals of the former components, and B will be added to the latter.
電磁比例絞り弁１Ａは、図２に示すように、第３油圧回路Ｌ３上に介装された流量調節弁であり、後述するコントローラ２０によって電気的に絞りの大きさ（開度）を任意に変更できるようになっている。なお、電磁比例絞り弁１Ａは、コントローラ２０から何も信号が入力されない場合には第三油圧回路Ｌ３を完全に閉鎖している。
また、第一油圧回路Ｌ１は、第三油圧回路Ｌ３における電磁比例絞り弁１Ａよりも上流側から分岐するように形成されている。電磁比例絞り弁１Ａの上流側には第一油圧ポンプ１０Ａによる作動油の吐出圧がそのまま作用している。一方、電磁比例絞り弁１Ａの下流側には圧力補償弁２Ａが接続されている。
As shown in FIG. 2, the electromagnetic proportional throttle valve 1 </ b> A is a flow rate adjusting valve interposed on the third hydraulic circuit L <b> 3, and the throttle size (opening) is arbitrarily set electrically by the controller 20 described later. It can be changed. Note that the electromagnetic proportional throttle valve 1A completely closes the third hydraulic circuit L3 when no signal is input from the controller 20.
The first hydraulic circuit L1 is formed to branch from the upstream side of the electromagnetic proportional throttle valve 1A in the third hydraulic circuit L3. The discharge pressure of the hydraulic oil from the first hydraulic pump 10A acts on the upstream side of the electromagnetic proportional throttle valve 1A as it is. On the other hand, a pressure compensation valve 2A is connected to the downstream side of the electromagnetic proportional throttle valve 1A.
圧力補償弁２Ａは、第一油圧回路Ｌ１及び第三油圧回路Ｌ３に跨って介装された弁であり、双方の回路の作動油流量を同時に制御するものである。図２に示すように、圧力補償弁２Ａの内部には、第一流路２ａ及び第二流路２ｂの二系統の流路が形成されており、それぞれの流路開度が単一のスプール（圧力補償スプール）の移動によって同時に変更されるよう構成されている。ここでは、第一流路２ａが第三油圧回路Ｌ３上に介装され、第二流路２ｂが第一油圧回路Ｌ１上に介装されている。 The pressure compensation valve 2A is a valve interposed across the first hydraulic circuit L1 and the third hydraulic circuit L3, and controls the hydraulic oil flow rates of both circuits simultaneously. As shown in FIG. 2, two channels of a first channel 2a and a second channel 2b are formed in the pressure compensation valve 2A, and each channel opening has a single spool ( The pressure compensation spool) is simultaneously changed by the movement of the pressure compensation spool. Here, the first flow path 2a is interposed on the third hydraulic circuit L3, and the second flow path 2b is interposed on the first hydraulic circuit L1.
圧力補償弁２Ａのスプールを駆動するためのパイロット回路は、二本用意されている。第五油圧回路Ｌ５と第六油圧回路Ｌ６である。まず、圧力補償弁２Ａのスプールのうち、スプールの摺動方向における第二流路２ｂが形成された側の一端には、電磁比例絞り弁１Ａの上流側の作動油を導く第五油圧回路Ｌ５が接続されている。この第五油圧回路Ｌ５には、第一油圧ポンプ１０Ａの吐出圧がそのまま作用することになる。一方、スプールの他端（スプールの摺動方向における第一流路２ａが形成された側の一端）には電磁比例絞り弁１の下流側の作動油を導く第六油圧回路Ｌ６が接続されている。図２に示すように、第六油圧回路Ｌ６上にはオリフィス１６が介装されている。 Two pilot circuits for driving the spool of the pressure compensation valve 2A are prepared. A fifth hydraulic circuit L5 and a sixth hydraulic circuit L6. First, among the spools of the pressure compensating valve 2A, a fifth hydraulic circuit L5 that guides the hydraulic fluid upstream of the electromagnetic proportional throttle valve 1A to one end on the side where the second flow path 2b is formed in the sliding direction of the spool. Is connected. The discharge pressure of the first hydraulic pump 10A acts on the fifth hydraulic circuit L5 as it is. On the other hand, a sixth hydraulic circuit L6 for guiding hydraulic oil downstream of the electromagnetic proportional throttle valve 1 is connected to the other end of the spool (one end on the side where the first flow path 2a is formed in the sliding direction of the spool). . As shown in FIG. 2, an orifice 16 is interposed on the sixth hydraulic circuit L6.
このように二本のパイロット回路Ｌ５，Ｌ６を設けることにより、圧力補償弁２Ａのスプールが、第一流路２ａの上流側と下流側との差圧を一定に保持する位置に制御される。したがって、第一流路２ａ側の流量は第一油圧ポンプ１０Ａの吐出圧にかかわらず一定に制御され、残りの流量が第二流路２ｂ側に流れることになる。つまり、圧力補償弁２Ａは、油圧モータ４６ａ側へ供給される一定の作動油流量を確保する圧力補償スプールを有しているといえる。 By providing the two pilot circuits L5 and L6 in this way, the spool of the pressure compensation valve 2A is controlled to a position where the differential pressure between the upstream side and the downstream side of the first flow path 2a is kept constant. Therefore, the flow rate on the first flow path 2a side is controlled to be constant regardless of the discharge pressure of the first hydraulic pump 10A, and the remaining flow rate flows to the second flow path 2b side. That is, it can be said that the pressure compensation valve 2A has a pressure compensation spool that secures a constant flow rate of hydraulic fluid supplied to the hydraulic motor 46a side.
なお、この第六油圧回路Ｌ６内の作動油は、第一流路２ａ側の作動油流量を増加させつつ第二流路２ｂ側の作動油流量を減少させる方向へスプールを移動させるように作用している。また、第五油圧回路Ｌ５内の作動油は、第二流路２ｂ側の作動油流量を増加させつつ第一流路２ａ側の作動油流量を減少させる方向へスプールを移動させるように作用している。例えば、第一油圧ポンプ１０Ａの吐出圧が上昇した場合には、第一流路２ａにおける作動油の流速が上昇するが、これに応じて上昇する第五油圧回路Ｌ５内の作動油圧に押されてスプールが図２中左方向へ移動し、弁開度が絞られるため、第一流路２ａの下流側の作動油流量は変化しないことになる。 The hydraulic oil in the sixth hydraulic circuit L6 acts to move the spool in the direction of decreasing the hydraulic oil flow rate on the second flow path 2b side while increasing the hydraulic oil flow rate on the first flow path 2a side. ing. Further, the hydraulic oil in the fifth hydraulic circuit L5 acts to move the spool in a direction to decrease the hydraulic oil flow rate on the first flow path 2a side while increasing the hydraulic oil flow rate on the second flow path 2b side. Yes. For example, when the discharge pressure of the first hydraulic pump 10A increases, the flow rate of the hydraulic oil in the first flow path 2a increases, but is pushed by the hydraulic pressure in the fifth hydraulic circuit L5 that increases accordingly. Since the spool moves to the left in FIG. 2 and the valve opening is reduced, the hydraulic oil flow rate on the downstream side of the first flow path 2a does not change.
また、第六油圧回路Ｌ６におけるオリフィス１６の下流側には、タンク１５へと接続される優先切換回路Ｌ９が設けられている。この優先切換回路Ｌ９上には電磁切換弁３Ａが介装されている。
電磁切換弁３Ａは、コントローラ２０によって制御される二位置切換弁である。電磁切換弁３Ａがオンのときには優先切換回路Ｌ９が遮断（閉鎖）されるため、上述のように第六油圧回路Ｌ６を介して圧力補償弁２Ａのスプールの一端に電磁比例絞り弁１Ａの下流側の作動油圧が作用する。一方、電磁切換弁３Ａがオフになると、優先切換回路Ｌ９がタンク１５へ開放（リリーフ）されて、第六油圧回路Ｌ６内の作動油圧がタンク圧まで低下するようになっている。
A priority switching circuit L9 connected to the tank 15 is provided downstream of the orifice 16 in the sixth hydraulic circuit L6. An electromagnetic switching valve 3A is interposed on the priority switching circuit L9.
The electromagnetic switching valve 3 </ b> A is a two-position switching valve controlled by the controller 20. Since the priority switching circuit L9 is cut off (closed) when the electromagnetic switching valve 3A is on, the downstream side of the electromagnetic proportional throttle valve 1A is connected to one end of the spool of the pressure compensation valve 2A via the sixth hydraulic circuit L6 as described above. Actuating hydraulic pressure acts. On the other hand, when the electromagnetic switching valve 3A is turned off, the priority switching circuit L9 is opened (relieved) to the tank 15 so that the hydraulic pressure in the sixth hydraulic circuit L6 is reduced to the tank pressure.
つまり、電磁切換弁３Ａをオフにすると、電磁比例絞り弁１Ａの絞り開度の状態にかかわらず、圧力補償弁２Ａのスプールが図２中左方向へ移動して、第一流路２ａが完全に閉鎖されるとともに第二流路２ｂが完全に開放されるようになっている。電磁切換弁３Ａは、圧力補償弁２Ａにおける圧力補償制御を強制的に停止させるように機能する。また、電磁切換弁３Ａがオンの状態でのみ、電磁比例絞り弁１Ａによる流量調節が働くことになる。 That is, when the electromagnetic switching valve 3A is turned off, the spool of the pressure compensation valve 2A moves to the left in FIG. 2 regardless of the throttle opening state of the electromagnetic proportional throttle valve 1A, and the first flow path 2a is completely opened. The second channel 2b is completely opened while being closed. The electromagnetic switching valve 3A functions to forcibly stop the pressure compensation control in the pressure compensation valve 2A. Also, the flow rate adjustment by the electromagnetic proportional throttle valve 1A works only when the electromagnetic switching valve 3A is on.
前述の通り、第二油圧ポンプ１０Ｂ側の優先回路Ｌ１０の構成は、第一油圧ポンプ１０Ａ側のものと同一である。なお、コントローラ２０は、それぞれの電磁比例絞り弁１Ａ，１Ｂ及び電磁切換弁３Ａ，３Ｂを個別に制御ができるようになっている。 As described above, the configuration of the priority circuit L10 on the second hydraulic pump 10B side is the same as that on the first hydraulic pump 10A side. The controller 20 can individually control the electromagnetic proportional throttle valves 1A and 1B and the electromagnetic switching valves 3A and 3B.
［２−４．ネガコン回路Ｌ１１］
ネガコン回路Ｌ１１は、レギュレータ１１Ａ，１１Ｂにおけるネガティブコントロール用の回路である。ネガティブコントロールでは、ネガコン回路Ｌ１１の作動油圧の高低に対応するように第一及び第二油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂでの吐出流量を減少又は増加させて、各ポンプの出力を一定に保たせている。以下、ネガコン回路Ｌ１１を介してレギュレータ１１Ａ，１１Ｂへ導入される作動油圧のことをネガコン圧とも呼ぶ。なお、ネガコン回路Ｌ１１には、第一油圧回路Ｌ１側のネガコン回路Ｌ１２（第一ネガコン回路）と、第二油圧回路Ｌ２側のネガコン回路Ｌ１３（第二ネガコン回路）とが設けられている。
[2-4. Negative control circuit L11]
The negative control circuit L11 is a circuit for negative control in the regulators 11A and 11B. In the negative control, the discharge flow rates at the first and second hydraulic pumps 10A and 10B are decreased or increased so as to correspond to the hydraulic pressure of the negative control circuit L11, and the output of each pump is kept constant. Hereinafter, the hydraulic pressure introduced to the regulators 11A and 11B via the negative control circuit L11 is also referred to as negative control pressure. The negative control circuit L11 is provided with a negative control circuit L12 (first negative control circuit) on the first hydraulic circuit L1 side and a negative control circuit L13 (second negative control circuit) on the second hydraulic circuit L2 side.
一方のネガコン回路Ｌ１２上には、圧力センサ７Ａ（第一圧力センサ），第二電磁切換弁６Ａ，電磁比例減圧弁８Ａ及びシャトル弁１２Ａが設けられている。同様に、他方のネガコン回路Ｌ１３上にも、圧力センサ７Ｂ（第二圧力センサ），第二電磁切換弁６Ｂ，電磁比例減圧弁８Ｂ及びシャトル弁１２Ｂが設けられている。
圧力センサ７Ａ，７Ｂは、第一油圧回路Ｌ１側及び第二油圧回路Ｌ２側からブリードオフしたそれぞれの作動油圧PH2，PH3を検出するセンサである。ここで検出された各作動油圧PH2，PH3は、コントローラ２０へ入力されるようになっている。
On one negative control circuit L12, a pressure sensor 7A (first pressure sensor), a second electromagnetic switching valve 6A, an electromagnetic proportional pressure reducing valve 8A, and a shuttle valve 12A are provided. Similarly, a pressure sensor 7B (second pressure sensor), a second electromagnetic switching valve 6B, an electromagnetic proportional pressure reducing valve 8B, and a shuttle valve 12B are provided on the other negative control circuit L13.
The pressure sensors 7A and 7B are sensors that detect respective hydraulic pressures PH2 and PH3 that are bleed-off from the first hydraulic circuit L1 side and the second hydraulic circuit L2 side. The hydraulic pressures P H2 and P H3 detected here are input to the controller 20.
以下、各弁の構成は何れのネガコン回路も同一であるため、第一油圧回路Ｌ１側のネガコン回路Ｌ１２を例に挙げて説明する。
第二電磁切換弁６Ａは、後述するコントローラ２０によって制御される二位置切換弁であり、第一油圧回路Ｌ２側からブリードオフした作動油圧の導入及び遮断を担うものである。一方、電磁比例減圧弁８Ａは、コントローラ２０によって制御される比例減圧弁であり、パイロットポンプ１４から供給される作動油をネガコン回路Ｌ１２へ導入することによって強制的にネガコン圧を変更するものである。
Hereinafter, since the negative control circuit of each valve has the same configuration, the negative control circuit L12 on the first hydraulic circuit L1 side will be described as an example.
The second electromagnetic switching valve 6A is a two-position switching valve that is controlled by a controller 20 to be described later, and is responsible for introducing and blocking the working hydraulic pressure bleed off from the first hydraulic circuit L2. On the other hand, the electromagnetic proportional pressure reducing valve 8A is a proportional pressure reducing valve controlled by the controller 20, and forcibly changes the negative control pressure by introducing the hydraulic oil supplied from the pilot pump 14 to the negative control circuit L12. .
電磁比例減圧弁８Ａがオン（励磁状態）になると、パイロットポンプ１４から供給される作動油が下流側へ流通するようになっている。また、電磁比例減圧弁８Ａは、開度調整により下流側の作動油圧を任意に設定することができるようになっている。なお、図２に示すように、電磁比例減圧弁８Ａはタンク１５にも接続されており、オフ（非励磁状態）のときにはその二次圧が最低圧（タンク圧）に設定されるようになっている。一方、電磁比例減圧弁８がオン（励磁状態）のときには、二次圧を任意の圧力に調節できるようになっている。 When the electromagnetic proportional pressure reducing valve 8A is turned on (excited state), the hydraulic oil supplied from the pilot pump 14 flows downstream. Further, the electromagnetic proportional pressure reducing valve 8A can arbitrarily set the downstream hydraulic pressure by adjusting the opening degree. As shown in FIG. 2, the electromagnetic proportional pressure reducing valve 8A is also connected to the tank 15, and when it is off (non-excited state), its secondary pressure is set to the lowest pressure (tank pressure). ing. On the other hand, when the electromagnetic proportional pressure reducing valve 8 is on (excited state), the secondary pressure can be adjusted to an arbitrary pressure.
シャトル弁１２Ａは、第一油圧回路Ｌ２側からの回路とパイロットポンプ１４側からの回路との接続部分に介装された選択弁である。これらの回路のうちの高圧側がシャトル弁１２Ａで自動的に選択されて、第一油圧ポンプ１０Ａのレギュレータ１１Ａへと供給されるようになっている。
なお、レギュレータ１１Ａとは公知のポンプ容量可変手段であり、ネガコン圧が高いほど第一油圧ポンプ１０Ａの吐出流量を減少させるように、また、ネガコン圧が低いほど吐出流量を増加させるように、斜板制御を実施するものである。
The shuttle valve 12A is a selection valve interposed at a connection portion between the circuit from the first hydraulic circuit L2 side and the circuit from the pilot pump 14 side. Of these circuits, the high pressure side is automatically selected by the shuttle valve 12A and supplied to the regulator 11A of the first hydraulic pump 10A.
Note that the regulator 11A is a known pump displacement variable means. The regulator 11A is configured to decrease the discharge flow rate of the first hydraulic pump 10A as the negative control pressure is higher, and to increase the discharge flow rate as the negative control pressure is lower. The board control is performed.
［３．アタッチメント用操作レバー］
図３は、ツインヘッダ４６の操作レバーの油圧回路図である。各リモコン弁１８ａ，１８ｂは、レバー操作量に応じた大きさのパイロット圧をアタッチメント用コントロール弁４Ｃの流量制御スプールへと伝達するようになっている。また、各リモコン弁１８ａ，１８ｂにはシャトル弁１７が設けられており、各リモコン弁１８ａ，１８ｂの二次圧の高圧選択が行われている。選択された圧力PH1は、圧力センサ（操作量検出手段）９で検出されて、コントローラ２０へ入力されるようになっている。なお、この圧力PH1は、油圧モータ４６ａの要求流量の設定に用いられる。
[3. Operation lever for attachment]
FIG. 3 is a hydraulic circuit diagram of the operation lever of the twin header 46. Each of the remote control valves 18a and 18b is configured to transmit a pilot pressure having a magnitude corresponding to the lever operation amount to the flow control spool of the attachment control valve 4C. Each remote control valve 18a, 18b is provided with a shuttle valve 17, and a secondary pressure of each remote control valve 18a, 18b is selected. The pressure P H1 selected is detected by the pressure sensor (operation amount detecting means) 9, are input to the controller 20. The pressure P H1 is used for setting the required flow rate of the hydraulic motor 46a.
［４．制御構成］
図２に示すように、本油圧ショベル４０には、優先回路Ｌ１０の電磁比例絞り弁１Ａ，１Ｂ，電磁切換弁３Ａ，３Ｂと、ネガコン回路Ｌ１１の第二電磁切換弁６Ａ，６Ｂ，電磁比例減圧弁８Ａ，８Ｂを制御するコントローラ（制御手段）２０が設けられている。コントローラ２０は、マイクロコンピュータで構成された電子制御装置であり、周知のマイクロプロセッサやＲＯＭ，ＲＡＭ等を集積したＬＳＩデバイスとして提供されている。前述の通り、コントローラ２０には、圧力センサ７Ａ，７Ｂ，９で検出された各圧力PH1，PH2，PH3が入力されている。これらの入力情報に基づき、コントローラ２０は以下のような制御を実施する。
[4. Control configuration]
As shown in FIG. 2, the hydraulic excavator 40 includes electromagnetic proportional throttle valves 1A and 1B, electromagnetic switching valves 3A and 3B in the priority circuit L10, second electromagnetic switching valves 6A and 6B in the negative control circuit L11, and electromagnetic proportional pressure reduction. A controller (control means) 20 for controlling the valves 8A and 8B is provided. The controller 20 is an electronic control device configured by a microcomputer, and is provided as an LSI device in which a known microprocessor, ROM, RAM, and the like are integrated. As described above, the pressures P H1 , P H2 , and P H3 detected by the pressure sensors 7A, 7B, and 9 are input to the controller 20. Based on the input information, the controller 20 performs the following control.
［４−１．電磁切換弁３Ａ，３Ｂの制御］
コントローラ２０は、圧力センサ９で検出された圧力PH1に基づいてレバー操作の有無を検出し、レバー操作がなされている場合に電磁切換弁３Ａ，３Ｂをオン（遮断）に制御する。つまり、実際に油圧モータ４６ａが作動している状態でのみ、圧力補償弁２Ａ，２Ｂでの圧力補償制御がなされることになる。
[4-1. Control of electromagnetic switching valves 3A and 3B]
The controller 20 detects the presence / absence of lever operation based on the pressure PH1 detected by the pressure sensor 9, and controls the electromagnetic switching valves 3A and 3B to be turned on (cut off) when the lever operation is performed. That is, the pressure compensation control by the pressure compensation valves 2A and 2B is performed only in a state where the hydraulic motor 46a is actually operating.
一方、レバー操作がなされていない場合には電磁切換弁３Ａ，３Ｂをオフ（流通）に制御する。これにより、例えばブーム４３やアーム４４といったフロント作業機のみの単動時には、圧力補償弁２Ａ，２Ｂそれぞれの第一流路２ａの作動油流通が遮断され、第三油圧回路Ｌ３及び第四油圧回路Ｌ４が遮断されることになる。 On the other hand, when the lever operation is not performed, the electromagnetic switching valves 3A and 3B are controlled to be off (distributed). As a result, when only the front working machine such as the boom 43 and the arm 44 is single-acting, the hydraulic oil flow in the first flow path 2a of each of the pressure compensation valves 2A and 2B is blocked, and the third hydraulic circuit L3 and the fourth hydraulic circuit L4 Will be cut off.
［４−２．第二電磁切換弁６Ａ，６Ｂの制御］
また、コントローラ２０は、ツインヘッダ４６のレバー操作がなされている場合に、第二電磁切換弁６Ａ，６Ｂをオン（遮断）に制御する。一方、レバー操作がなされていない場合には第二電磁切換弁６Ａ，６Ｂをオフ（流通）に制御する。つまり、フロント作業機の単動時（ツインヘッダ４６の非作動時）にのみ、通常のネガティブコントロールに係る第一，第二油圧回路Ｌ１，Ｌ２の作動油圧がネガコン回路Ｌ１２，Ｌ１３側へと導入されることになる。また、ツインヘッダ４６の作動時には、第一，第二油圧回路Ｌ１，Ｌ２側からの作動油圧が遮断されるため、後述する電磁比例減圧弁８Ａ，８Ｂの制御に応じてネガコン回路Ｌ１２，Ｌ１３のネガコン圧が強制的に変更されることになる。
[4-2. Control of second electromagnetic switching valves 6A and 6B]
Further, the controller 20 controls the second electromagnetic switching valves 6A and 6B to be on (blocked) when the lever of the twin header 46 is operated. On the other hand, when the lever operation is not performed, the second electromagnetic switching valves 6A and 6B are controlled to be off (distributed). In other words, only when the front work machine is single-acting (when the twin header 46 is not in operation), the hydraulic pressures of the first and second hydraulic circuits L1 and L2 related to normal negative control are introduced into the negative control circuits L12 and L13. Will be. Further, when the twin header 46 is operated, the hydraulic pressure from the first and second hydraulic circuits L1 and L2 is cut off, so that the negative control circuits L12 and L13 are controlled according to the control of the electromagnetic proportional pressure reducing valves 8A and 8B described later. The negative control pressure will be forcibly changed.
［４−３．電磁比例絞り弁，電磁比例減圧弁の制御］
電磁比例絞り弁１Ａ，１Ｂ及び電磁比例減圧弁８Ａ，８Ｂの制御量の設定に係る制御ブロック図を図４に示す。コントローラ２０は、アタッチメント流量設定器２１（第二設定手段），メイン流量設定器２２Ａ，２２Ｂ（第一設定手段），流量比演算器２３（ポンプ余剰流量比率算出手段），乗算器２４Ａ，２４Ｂ，加算器２５Ａ，２５Ｂ，リミッタ２６Ａ，２６Ｂ，バルブ開度設定器２７Ａ，２７Ｂ，ポンプ指令値変換器２８Ａ，２８Ｂ，バルブ指令値変換器２９Ａ，２９Ｂを備えて構成されている。
[4-3. Control of electromagnetic proportional throttle valve and electromagnetic proportional pressure reducing valve]
FIG. 4 shows a control block diagram relating to setting of control amounts of the electromagnetic proportional throttle valves 1A and 1B and the electromagnetic proportional pressure reducing valves 8A and 8B. The controller 20 includes an attachment flow rate setting unit 21 (second setting unit), main flow rate setting units 22A and 22B (first setting unit), a flow rate calculator 23 (pump excess flow rate ratio calculating unit), multipliers 24A and 24B, Adders 25A and 25B, limiters 26A and 26B, valve opening setting devices 27A and 27B, pump command value converters 28A and 28B, and valve command value converters 29A and 29B are provided.
まず、アタッチメント流量設定器２１は、圧力センサ９で検出された圧力PH1、すなわち、ツインヘッダ４６の操作レバーの操作量に応じて、油圧モータ４６ａに要求されている要求流量FR（アタッチメントの要求流量）を設定するものである。ここでは、図４中にグラフで示すように、圧力PH1が高いほど（ツインヘッダ４６の操作レバーの操作量が大きいほど）要求流量FRが大きくなるようにマップが設定されている。なお、ここで設定された要求流量FRが、第三油圧回路Ｌ３及び第四油圧回路Ｌ４の双方から供給される作動油の合計と等しくなるように制御されることになる。また、アタッチメントの要求流量FRは、乗算器２４Ａ，２４Ｂへ入力される。 First, the attachment flow rate setting device 21 determines the required flow rate F R (attachment of the attachment) required for the hydraulic motor 46a according to the pressure P H1 detected by the pressure sensor 9, that is, the operation amount of the operation lever of the twin header 46. (Required flow rate) is set. Here, as shown by the graph in FIG. 4, map to as the pressure P H1 is high (higher operating amount of the operating lever of the twin header 46 is large) required flow rate F R increases is set. Here, it sets the required flow rate F R is, will be controlled to be equal to the sum of the hydraulic oil supplied from both of the third hydraulic circuit L3 and the fourth hydraulic circuit L4. Further, the required flow rate F R of the attachment, the multiplier 24A, is input to 24B.
続いて、メイン流量設定器２２Ａ，２２Ｂは、圧力センサ７Ａ，７Ｂで検出された作動油圧PH2，PH3に基づいて、ブームシリンダ４３ａ及びアームシリンダ４４ａに供給すべき作動油流量Fm1，Fm2（すなわち、メインコントロール弁４Ａ，４Ｂの要求流量）を設定するものである。ここでは、図４中にグラフで示すように、作動油圧PH2，PH3がそれぞれ高いほど（ブーム４３，アーム４４の操作レバーの操作量が小さいほど）作動油流量Fm1，Fm2がそれぞれ小さくなるようにマップが設定されている。これらの作動油流量Fm1，Fm2のうち、一方のメイン流量設定器２２Ａで設定される作動油流量Fm1は第一油圧回路Ｌ１で要求されている作動油流量であり、他方のメイン流量設定器２２Ｂで設定される作動油流量Fm2は第二油圧回路Ｌ２で要求されている作動油流量である。ここで設定された作動油流量Fm1，Fm2は、流量比演算器２３へと入力される。 Subsequently, the main flow rate setters 22A and 22B operate on the hydraulic oil flow rates F m1 and F m to be supplied to the boom cylinder 43a and the arm cylinder 44a based on the hydraulic pressures P H2 and P H3 detected by the pressure sensors 7A and 7B. m2 (that is, the required flow rate of the main control valves 4A and 4B) is set. Here, as shown by the graph in FIG. 4, the higher the hydraulic oil pressures PH2 and PH3 (the smaller the operation amount of the operation levers of the boom 43 and arm 44), the more the hydraulic oil flow rates Fm1 and Fm2 respectively. The map is set to be smaller. Of these hydraulic oil flow rate F m1, F m2, hydraulic oil flow rate F m1 is set at one of the main flow setter 22A is a hydraulic oil flow rate required by the first hydraulic circuit L1, the other main flow The hydraulic fluid flow rate F m2 set by the setting device 22B is the hydraulic fluid flow rate required by the second hydraulic circuit L2. The hydraulic oil flow rates F m1 and F m2 set here are input to the flow rate ratio calculator 23.
流量比演算器２３は、メイン流量設定器２２Ａ，２２Ｂで設定された作動油流量Fm1，Fm2を受けて、以下の式（１）〜（４）に従ってアタッチメント流量係数k1，k2を演算するものである。
Fa1=Fmax1-Fm1 ・・・（１）
Fa2=Fmax2-Fm2 ・・・（２）
k1=Fa1/(Fa1+Fa2) ・・・（３）
k2=Fa2/(Fa1+Fa2) ・・・（４）
（ただしFmax1:第一油圧ポンプ１０Ａの最大吐出量，
Fmax2:第二油圧ポンプ１０Ｂの最大吐出量，
Fa1:第一油圧ポンプ１０Ａの最大余剰流量，
Fa2:第二油圧ポンプ１０Ｂの最大余剰流量，
k1:第一油圧ポンプ１０Ａのアタッチメント流量係数，
k2:第二油圧ポンプ１０Ｂのアタッチメント流量係数）
ここで演算されるアタッチメント流量係数k1，k2の和は１になる。つまりここでは、二つの油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂが吐出しうる最大の流量からフロント作業機側に必要な分を差し引いた余剰流量の比率を求めている。これらの流量係数k1，k2は、それぞれ乗算器２４Ａ，２４Ｂへと入力される。
Flow rate calculator 23, the main flow setting unit 22A, receives the hydraulic oil flow rate F m1, F m @ 2 set in 22B, the attachment rate coefficient k 1, k 2 according to the following equation (1) to (4) It is to calculate.
F a1 = F max1 -F m1 (1)
F a2 = F max2 -F m2 (2)
k 1 = F a1 / (F a1 + F a2 ) (3)
k 2 = F a2 / (F a1 + F a2 ) (4)
(Where F max1 is the maximum discharge amount of the first hydraulic pump 10A,
F max2 : Maximum discharge amount of the second hydraulic pump 10B,
F a1 : Maximum surplus flow rate of the first hydraulic pump 10A,
F a2 : Maximum surplus flow rate of the second hydraulic pump 10B,
k 1 : Attachment flow coefficient of the first hydraulic pump 10A,
k 2: Attachment flow coefficient of the second hydraulic pump 10B)
The sum of the attachment flow coefficients k 1 and k 2 calculated here is 1. That is, here, the ratio of the surplus flow rate obtained by subtracting the necessary amount on the front work machine side from the maximum flow rate that can be discharged by the two hydraulic pumps 10A and 10B is obtained. These flow coefficients k 1 and k 2 are input to multipliers 24A and 24B, respectively.
乗算器２４Ａは、入力されたアタッチメントの要求流量FRにアタッチメント流量係数k1を乗算して、第三油圧回路Ｌ３へ供給すべき作動油流量を算出する。一方、乗算器２４Ｂは、アタッチメントの要求流量FRにアタッチメント流量係数k2を乗算して、第四油圧回路Ｌ４へ供給すべき作動油流量を算出する。つまりここでは、アタッチメントの要求流量FRのうち、第一油圧ポンプ１Ａが負担する流量k1・FRがとして算出され、第二油圧ポンプ１Ｂが負担する流量がk2・FRとして算出されている。ここでの算出結果は、加算器２５Ａ，２５Ｂ及びバルブ開度設定器２７Ａ，２７Ｂへ入力される。 The multiplier 24A multiplies the attachment flow coefficient k 1 to the required flow rate F R of the input attachment, calculates the hydraulic oil flow to be supplied to the third hydraulic circuit L3. On the other hand, the multiplier 24B multiplies the attachment flow coefficient k 2 in the required flow rate F R of the attachment, to calculate the hydraulic oil flow to be supplied to the fourth hydraulic circuit L4. That Here, of the required flow rate F R of the attachment, is calculated as the flow rate k 1 · F R of the first hydraulic pump 1A is borne, the flow rate the second hydraulic pump 1B will bear are calculated as k 2 · F R ing. The calculation result here is input to the adders 25A and 25B and the valve opening setting devices 27A and 27B.
バルブ開度設定器２７Ａ，２７Ｂでは、乗算器２４Ａ，２４Ｂで算出されたそれぞれの流量を得るための電磁比例絞り弁１Ａ，１Ｂのバルブ開度が設定される。そして、ここで設定されたバルブ開度をバルブ指令値変換器２９Ａ，２９Ｂがスプールの駆動信号に変換し、電磁比例絞り弁１Ａ，１Ｂの制御信号として出力する。これにより、優先回路Ｌ１０におけるアタッチメント側の流量、すなわち、第三油圧回路Ｌ３及び第四油圧回路Ｌ４を介して油圧モータ４６ａへと供給される作動油流量が確保される。 In the valve opening setting devices 27A and 27B, the valve opening amounts of the electromagnetic proportional throttle valves 1A and 1B for obtaining the respective flow rates calculated by the multipliers 24A and 24B are set. The valve command value converters 29A and 29B convert the valve opening set here into a spool drive signal and output it as a control signal for the electromagnetic proportional throttle valves 1A and 1B. Thereby, the flow rate on the attachment side in the priority circuit L10, that is, the flow rate of hydraulic fluid supplied to the hydraulic motor 46a via the third hydraulic circuit L3 and the fourth hydraulic circuit L4 is ensured.
加算器２５Ａは、乗算器２４Ａで算出された流量k1・FRにメイン流量設定器２２Ａで設定された作動油流量Fm1を加算したもの（すなわち、k1・FR+Fm1）をリミッタ２６Ａへと出力する。また、加算器２５Ｂは、乗算器２４Ｂで算出された流量k2・FRにメイン流量設定器２２Ｂで設定された作動油流量Fm2を加算したもの（すなわち、k2・FR+Fm2）をリミッタ２６Ｂへと出力する。つまり、加算器２５Ａの出力は第一油圧回路Ｌ１及び第三油圧回路Ｌ３で要求されている作動油流量の合計であり、加算器２５Ｂの出力は第二油圧回路Ｌ２及び第四油圧回路Ｌ４で要求されている作動油流量の合計である。 The adder 25A is obtained by adding the hydraulic fluid flow rate F m1 set by the main flow rate setting device 22A to the flow rate k 1 · F R calculated by the multiplier 24A (ie, k 1 · F R + F m1 ). Output to the limiter 26A. The adder 25B is obtained by adding the hydraulic oil flow rate F m @ 2, which is set in the main flow setting unit 22B to flow k 2 · F R calculated in the multiplier 24B (i.e., k 2 · F R + F m2 ) Is output to the limiter 26B. That is, the output of the adder 25A is the sum of the hydraulic fluid flow rates required by the first hydraulic circuit L1 and the third hydraulic circuit L3, and the output of the adder 25B is output by the second hydraulic circuit L2 and the fourth hydraulic circuit L4. This is the total required hydraulic oil flow rate.
リミッタ２６Ａ，２６Ｂではそれぞれ、加算器２５Ａ，２５Ｂからの出力が過大又は過小にならないように流量の最大値及び最小値を制限して、実供給流量を設定する。そして、ここで設定された実供給流量を指令値変換器２８Ａ，２８Ｂがスプールの駆動信号に変換し、電磁比例減圧弁８Ａ，８Ｂの制御信号として出力する。なお、ここで出力される制御信号は、各油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂから吐出される作動油流量が実供給流量と等しくなるネガコン圧を電磁比例減圧弁８Ａ，８Ｂで生成するための制御信号である。これにより、第一油圧回路Ｌ１及び第三油圧回路Ｌ３で要求されている作動油流量が第一油圧ポンプ１０Ａから吐出され、第二油圧回路Ｌ２及び第四油圧回路Ｌ４で要求されている作動油流量が第二油圧ポンプ１０Ｂから吐出される。 In the limiters 26A and 26B, the actual supply flow rate is set by limiting the maximum value and the minimum value of the flow rate so that the outputs from the adders 25A and 25B do not become excessive or small. Then, the actual supply flow rate set here is converted into spool drive signals by the command value converters 28A and 28B, and output as control signals for the electromagnetic proportional pressure reducing valves 8A and 8B. The control signal output here is a control signal for generating a negative control pressure at which the hydraulic fluid flow discharged from each of the hydraulic pumps 10A and 10B becomes equal to the actual supply flow by the electromagnetic proportional pressure reducing valves 8A and 8B. . As a result, the hydraulic oil flow required by the first hydraulic circuit L1 and the third hydraulic circuit L3 is discharged from the first hydraulic pump 10A, and the hydraulic oil required by the second hydraulic circuit L2 and the fourth hydraulic circuit L4. The flow rate is discharged from the second hydraulic pump 10B.
本発明に係るコントローラ２０での制御内容をまとめると以下の通りとなる。 The control contents in the controller 20 according to the present invention are summarized as follows.
上述の通り、本実施形態における流量比演算器２３は、第一油圧ポンプ１０Ａが吐出しうる最大流量から第一コントロール弁４Ａの要求流量を減算したものと、第二油圧ポンプ１０Ｂが吐出しうる最大流量から第二コントロール弁４Ｂの要求流量を減算したものとの第一比率（k1:k2）を算出するポンプ余剰流量比率算出手段として機能している。
また、本実施形態における乗算器２４Ａ，２４Ｂ，バルブ開度設定器２７Ａ，２７Ｂ，バルブ指令値変換器２９Ａ，２９Ｂは、第三油圧回路Ｌ３及び第四油圧回路Ｌ４の作動油流量の比率が第一比率（k1:k2）と等しくなるように、第三油圧回路Ｌ３の作動油流量及び第四油圧回路Ｌ４の作動油流量を設定するとともに、第一電磁比例絞り弁１Ａ及び第二電磁比例絞り弁１Ｂを制御する優先流量設定手段として機能している。
As described above, in the present embodiment, the flow rate ratio calculator 23 subtracts the required flow rate of the first control valve 4A from the maximum flow rate that can be discharged by the first hydraulic pump 10A, and the second hydraulic pump 10B can discharge. It functions as a pump surplus flow rate ratio calculating means for calculating a first ratio (k 1 : k 2 ) that is obtained by subtracting the required flow rate of the second control valve 4B from the maximum flow rate.
Further, the multipliers 24A and 24B, the valve opening setting units 27A and 27B, and the valve command value converters 29A and 29B in the present embodiment have the ratio of the hydraulic oil flow rates of the third hydraulic circuit L3 and the fourth hydraulic circuit L4 as the first. one ratio (k 1: k 2) and equal manner, sets the hydraulic fluid flow rate of the third hydraulic oil in the hydraulic circuit L3 flow and the fourth hydraulic circuit L4, a first solenoid proportional throttle valve 1A and the second electromagnetic It functions as priority flow rate setting means for controlling the proportional throttle valve 1B.
また、本実施形態における加算器２５Ａ，２５Ｂ，リミッタ２６Ａ，２６Ｂ，指令値変換器２８Ａ，２８Ｂは、第一油圧ポンプ１０Ａの吐出流量が第三油圧回路Ｌ３の作動油流量及び第一コントロール弁４Ａの要求流量を加算した流量と等しくなるように第一電磁比例減圧弁８Ａを制御する第一油圧ポンプ１０Ａのネガコン圧制御手段として機能しており、さらに、第二油圧ポンプ１０Ｂの吐出流量が第四油圧回路Ｌ４の作動油流量及び第二コントロール弁４Ｂの要求流量を加算した流量と等しくなるように第二電磁比例減圧弁８Ｂを制御するネガコン圧制御手段として機能している。 The adders 25A and 25B, limiters 26A and 26B, and command value converters 28A and 28B in the present embodiment are such that the discharge flow rate of the first hydraulic pump 10A is the hydraulic oil flow rate of the third hydraulic circuit L3 and the first control valve 4A. Functions as a negative control pressure control means for the first hydraulic pump 10A that controls the first electromagnetic proportional pressure reducing valve 8A so that the flow rate becomes equal to the flow rate obtained by adding the required flow rates, and the discharge flow rate of the second hydraulic pump 10B is the first flow rate. It functions as a negative control pressure control means for controlling the second electromagnetic proportional pressure reducing valve 8B so as to be equal to the flow rate obtained by adding the hydraulic oil flow rate of the four hydraulic circuit L4 and the required flow rate of the second control valve 4B.
［５．作用］
上記のような構成により、本油圧制御回路は以下のように作用する。
［５−１．フロントの単動操作時］
例えば、ブーム４３やアーム４４といったフロント作業機のみを操作した時には、圧力センサ９で検出される圧力PH1が最小値であってアタッチメント用の操作レバーが操作されていないと判断される。これにより、電磁切換弁３Ａ，３Ｂがオフ（流通）に制御され、第六油圧回路Ｌ６及び第八油圧回路Ｌ８がタンク１５へと開放される。そのため、圧力補償弁２Ａのスプールが図２中左側へ、圧力補償弁２Ｂのスプールが図２中右側へ移動し、第一流路２ａが完全に閉鎖される。
[5. Action]
With this configuration, the hydraulic control circuit operates as follows.
[5-1. During single-acting front operation]
For example, when operating a such a boom 43 and arm 44 front attachment only, it is determined that the pressure P H1 detected by the pressure sensor 9 is not operated the operating lever for a minimum attachment. Thereby, the electromagnetic switching valves 3A and 3B are controlled to be turned off (circulate), and the sixth hydraulic circuit L6 and the eighth hydraulic circuit L8 are opened to the tank 15. Therefore, the spool of the pressure compensation valve 2A moves to the left side in FIG. 2, the spool of the pressure compensation valve 2B moves to the right side in FIG. 2, and the first flow path 2a is completely closed.
つまり、第一流路２ａ側の作動油流量がゼロになり、第一油圧ポンプ１０Ａから吐出される作動油は全て第一油圧回路Ｌ１へ供給され、第二油圧ポンプ１０Ｂから吐出される作動油は全て第二油圧回路Ｌ２へ供給されることになる。したがって、油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂの全出力がブームシリンダ４３ａ及びアームシリンダ４４ａの駆動に割り当てられる。 That is, the hydraulic oil flow rate on the first flow path 2a side becomes zero, all the hydraulic oil discharged from the first hydraulic pump 10A is supplied to the first hydraulic circuit L1, and the hydraulic oil discharged from the second hydraulic pump 10B is All are supplied to the second hydraulic circuit L2. Therefore, all the outputs of the hydraulic pumps 10A and 10B are assigned to drive the boom cylinder 43a and the arm cylinder 44a.
またこのとき、第二電磁切換弁６Ａ，６Ｂもオフ（流通）に制御されるため、ネガコン回路Ｌ１２，Ｌ１３には第一油圧回路Ｌ１及び第二油圧回路Ｌ２の作動油圧が導かれることになる。一方、電磁比例減圧弁８Ａ，８Ｂはオフに制御されるため、電磁比例減圧弁８Ａ，８Ｂの二次圧はタンク圧となる。したがって、シャトル弁１２Ａ，１２Ｂでは第一油圧回路Ｌ１及び第二油圧回路Ｌ２の作動油圧がネガコン圧として選択されることになり、通常のネガコン制御が実施される。 At this time, since the second electromagnetic switching valves 6A and 6B are also controlled to be off (circulate), the working hydraulic pressures of the first hydraulic circuit L1 and the second hydraulic circuit L2 are guided to the negative control circuits L12 and L13. . On the other hand, since the electromagnetic proportional pressure reducing valves 8A and 8B are controlled to be off, the secondary pressure of the electromagnetic proportional pressure reducing valves 8A and 8B becomes the tank pressure. Accordingly, in the shuttle valves 12A and 12B, the operating hydraulic pressures of the first hydraulic circuit L1 and the second hydraulic circuit L2 are selected as the negative control pressure, and normal negative control is performed.
［５−２．アタッチメントの単動操作時］
アタッチメントであるツインヘッダ４６の単動操作時には、アタッチメント用の操作レバーの操作量が圧力センサ９で検出されるため、電磁切換弁３Ａ，３Ｂ及び第二電磁切換弁６Ａ，６Ｂがオン（遮断）に制御され、優先切換回路Ｌ９が遮断される。これにより、第六油圧回路Ｌ６及び第八油圧回路Ｌ８のそれぞれが圧力補償弁２Ａ，２Ｂのパイロット回路として機能する。
[5-2. During single-action operation of the attachment]
At the time of single-acting operation of the twin header 46 as an attachment, the operation amount of the operation lever for attachment is detected by the pressure sensor 9, so that the electromagnetic switching valves 3A and 3B and the second electromagnetic switching valves 6A and 6B are turned on (cut off). And the priority switching circuit L9 is cut off. Thereby, each of the sixth hydraulic circuit L6 and the eighth hydraulic circuit L8 functions as a pilot circuit for the pressure compensation valves 2A and 2B.
第六油圧回路Ｌ６及び第八油圧回路Ｌ８の作動油圧は、オリフィス１６を経て導入される圧力であるため、油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂの吐出圧よりも減圧された大きさとなっている。一方、圧力補償弁２Ａ，２Ｂの他方のパイロット圧にはそれぞれ、第五油圧回路Ｌ５及び第七油圧回路Ｌ７を介して油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂの吐出圧が導入される。
これにより、圧力補償弁２Ａ，２Ｂにおける第一流路２ａの上流側と下流側との差圧が一定に保持されるため、第三油圧回路Ｌ３及び第四油圧回路Ｌ４へ常時一定の作動油を流通させることが可能となる。例えば、第一油圧ポンプ１０Ａ側では、ポンプの吐出圧に影響を受けることなく、第三油圧回路Ｌ３を流れる作動油流量が一定となり、その流量は電磁比例絞り弁１Ａの開度によって定められることになる。第二油圧ポンプ１０Ｂ側でも同様であり、第四油圧回路Ｌ４の作動油流量は第二油圧ポンプ１０Ｂの吐出圧が変化したとしても一定量となる。また、第一油圧回路Ｌ１及び第二油圧回路Ｌ２側へは、残りの作動油が流れることになる。
Since the hydraulic pressures of the sixth hydraulic circuit L6 and the eighth hydraulic circuit L8 are pressures introduced through the orifices 16, they are smaller than the discharge pressures of the hydraulic pumps 10A and 10B. On the other hand, the discharge pressures of the hydraulic pumps 10A and 10B are introduced into the other pilot pressures of the pressure compensation valves 2A and 2B via the fifth hydraulic circuit L5 and the seventh hydraulic circuit L7, respectively.
Thereby, since the differential pressure between the upstream side and the downstream side of the first flow path 2a in the pressure compensation valves 2A and 2B is kept constant, constant hydraulic fluid is always supplied to the third hydraulic circuit L3 and the fourth hydraulic circuit L4. It becomes possible to distribute. For example, on the first hydraulic pump 10A side, the flow rate of hydraulic fluid flowing through the third hydraulic circuit L3 is constant without being affected by the discharge pressure of the pump, and the flow rate is determined by the opening degree of the electromagnetic proportional throttle valve 1A. become. The same applies to the second hydraulic pump 10B side, and the hydraulic oil flow rate of the fourth hydraulic circuit L4 is constant even if the discharge pressure of the second hydraulic pump 10B changes. Further, the remaining hydraulic oil flows to the first hydraulic circuit L1 and the second hydraulic circuit L2 side.
また、電磁比例減圧弁８Ａ，８Ｂの開度は、ツインヘッダ４６の要求流量FRを含む実供給量と等しい作動油流量が得られるように制御される。フロント作業機の非作動時には、油圧モータ４６ａの回転に必要な流量だけ供給されることになるため、第一油圧回路Ｌ１及び第二油圧回路Ｌ２側へ流れる作動油流量も最小限となり、余剰流量が大幅に減少する。 The electromagnetic proportional pressure reducing valves 8A, 8B opening of the hydraulic oil flow rate equal to the actual supply amount including the required flowrate F R twin header 46 is controlled so as to obtain. When the front work machine is not operated, only the flow rate necessary for the rotation of the hydraulic motor 46a is supplied, so the hydraulic fluid flow rate flowing to the first hydraulic circuit L1 and the second hydraulic circuit L2 side is also minimized, and the excess flow rate Is greatly reduced.
一方、電磁比例絞り弁１Ａ，１Ｂの開度は、ツインヘッダ４６の操作レバーの操作量に応じて、油圧モータ４６ａに要求されている要求流量FR（アタッチメントの要求流量）が第三油圧回路Ｌ３及び第四油圧回路Ｌ４の双方から供給される作動油の合計と等しくなるように制御される。このとき、フロント作業機が作動していないため、圧力センサ７Ａ，７Ｂで検出される作動油圧PH2，PH3は同一の値となり、アタッチメント流量係数k1，k2も等しくなる。したがって、第三油圧回路Ｌ３及び第四油圧回路Ｌ４を流通する作動油流量の比率は１：１となる。 On the other hand, the opening degree of the electromagnetic proportional throttle valves 1A and 1B is such that the required flow rate F R (required flow rate of attachment) required for the hydraulic motor 46a depends on the operation amount of the operation lever of the twin header 46. It is controlled to be equal to the sum of hydraulic oil supplied from both L3 and the fourth hydraulic circuit L4. At this time, since the front work device is not operating, the pressure sensor 7A, the hydraulic pressure P H2, P H3 detected by 7B becomes the same value, the attachment rate coefficient k 1, k 2 becomes equal. Therefore, the ratio of the hydraulic oil flow rate flowing through the third hydraulic circuit L3 and the fourth hydraulic circuit L4 is 1: 1.
［５−３．フロント及びアタッチメントの連動操作時］
フロント作業機及びアタッチメントの連動時、例えばアーム４４及びツインヘッダ４６の連動操作時には、アタッチメントの単動操作時と同様に、電磁切換弁３Ａ，３Ｂ及び第二電磁切換弁６Ａ，６Ｂがともにオン（遮断）に制御され、圧力補償弁２Ａ，２Ｂにおける圧力補償制御がなされる。また、電磁比例絞り弁１では、油圧モータ４６ａに要求されている要求流量FRが第三油圧回路Ｌ３及び第四油圧回路Ｌ４の双方から供給される作動油の合計と等しくなるように、開度が制御される。
[5-3. During front and attachment interlocking operation]
When the front work machine and the attachment are linked, for example, when the arm 44 and the twin header 46 are linked, both the electromagnetic switching valves 3A and 3B and the second electromagnetic switching valves 6A and 6B are turned on (as in the single-action operation of the attachment). The pressure compensation control in the pressure compensation valves 2A and 2B is performed. Moreover, the electromagnetic proportional throttle valve 1, as the required flow rate F R that is being requested to the hydraulic motor 46a is equal to the sum of the hydraulic fluid supplied from both of the third hydraulic circuit L3 and the fourth hydraulic circuit L4, open The degree is controlled.
一方、電磁比例減圧弁８Ａ，８Ｂは、フロント作業機側で要求される作動油流量とアタッチメント側で要求される作動油流量との合計が各油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂから吐出される大きさのネガコン圧が得られるように開度制御がなされる。これにより、電磁比例減圧弁８の開度は、アタッチメントとフロントとをともに駆動するのに必要なポンプ流量を与えるネガコン圧が得られるように調整される。 On the other hand, the electromagnetic proportional pressure reducing valves 8A and 8B are negative control units having such a size that the sum of the hydraulic fluid flow rate required on the front work machine side and the hydraulic fluid flow rate required on the attachment side is discharged from the hydraulic pumps 10A and 10B. The opening degree is controlled so as to obtain a pressure. Thereby, the opening degree of the electromagnetic proportional pressure reducing valve 8 is adjusted so as to obtain a negative control pressure that gives a pump flow rate necessary for driving both the attachment and the front.
第一油圧回路Ｌ１及び第三油圧回路Ｌ３で要求されている作動油流量が第一油圧ポンプ１０Ａから吐出され、第二油圧回路Ｌ２及び第四油圧回路Ｌ４で要求されている作動油流量が第二油圧ポンプ１０Ｂから吐出される。
つまり、油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂからの作動油の各吐出量が、レギュレータ１１Ａ，１１Ｂによってアームシリンダ４４ａ，油圧モータ４６ａの駆動に必要十分な適量に制御されることになる。したがって、第一油圧回路Ｌ１から第四油圧回路Ｌ４までの全ての油圧回路に過不足なく作動油が供給され、アーム４４とツインヘッダ４６との連動性が向上する。
The hydraulic fluid flow rate required by the first hydraulic circuit L1 and the third hydraulic circuit L3 is discharged from the first hydraulic pump 10A, and the hydraulic fluid flow rate required by the second hydraulic circuit L2 and the fourth hydraulic circuit L4 is the first. Discharged from the two hydraulic pumps 10B.
That is, each discharge amount of the hydraulic oil from the hydraulic pumps 10A and 10B is controlled to an appropriate amount necessary and sufficient for driving the arm cylinder 44a and the hydraulic motor 46a by the regulators 11A and 11B. Therefore, hydraulic oil is supplied to all the hydraulic circuits from the first hydraulic circuit L1 to the fourth hydraulic circuit L4 without excess and deficiency, and the interlocking between the arm 44 and the twin header 46 is improved.
［６．効果］
本油圧制御回路によれば、第三油圧回路Ｌ３及び第四油圧回路Ｌ４を流通するアタッチメント用の作動油流量の比率を第一油圧ポンプ１０Ａ及び第二油圧ポンプ１０Ｂの余剰能力に応じた比率に設定することができ、バランス良く各油圧ポンプを運用することができる。
[6. effect]
According to this hydraulic control circuit, the ratio of the flow rate of the hydraulic fluid for attachment flowing through the third hydraulic circuit L3 and the fourth hydraulic circuit L4 is set to a ratio according to the surplus capacity of the first hydraulic pump 10A and the second hydraulic pump 10B. Each hydraulic pump can be operated in a well-balanced manner.
例えば、第一油圧ポンプ１０Ａが最大出力の20%，第二油圧ポンプ１０Ｂが最大出力の60%で作動している場合、余剰能力の比率は、2:1となる。そこで、アタッチメント側へ供給する作動油流量の比率をこれに倣って2:1にすれば、何れか一方に余力が残っている状態で他方がオーバーワークになる（出力上限値になる）ことを防止することができる。したがって、アタッチメントとフロント作業機との連動操作性を向上させることができる。 For example, when the first hydraulic pump 10A is operating at 20% of the maximum output and the second hydraulic pump 10B is operating at 60% of the maximum output, the surplus capacity ratio is 2: 1. Therefore, if the ratio of the flow rate of hydraulic oil supplied to the attachment side is set to 2: 1 according to this, the remaining work will remain in either one and the other will be overworked (the output upper limit will be reached). Can be prevented. Therefore, the interlocking operability between the attachment and the front work machine can be improved.
また、各油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂの余剰能力に応じて配分されたアタッチメント用の作動油流量に対し、ネガコン圧に応じたフロント作業機用の作動油流量を加算することによって、最終的なレギュレータ１１Ａ，１１Ｂの制御用のネガコン圧を設定しているため、過不足のない作動油流量を確保することができる。
なお、アタッチメント用アクチュエータが複数設けられている場合であっても、それらの全てのアクチュエータが要求する作動油流量を過不足なく第三油圧回路Ｌ３及び第四油圧回路Ｌ４へ供給することができる。
Further, the final regulator 11A is obtained by adding the hydraulic fluid flow for the front work machine according to the negative control pressure to the hydraulic fluid flow for the attachment distributed according to the surplus capacity of the hydraulic pumps 10A and 10B. Since the negative control pressure for control of 11B is set, it is possible to ensure a sufficient amount of hydraulic oil flow without excess or deficiency.
Even when a plurality of attachment actuators are provided, the hydraulic fluid flow rate required by all of the actuators can be supplied to the third hydraulic circuit L3 and the fourth hydraulic circuit L4 without excess or deficiency.
また、本実施形態では、ネガコン回路Ｌ１２，１３に第二電磁切換弁６Ａ，６Ｂを介装させるという簡素な構成で、フロント作業機のみの作動時には、第一油圧回路Ｌ１及び第二油圧回路Ｌ２のネガコン圧を油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂへ導入して（すなわち、通常のネガコン制御により）、各アクチュエータの作動に必要十分な作動油流量を確保することができる。また、アタッチメント用の油圧モータ４６ａの作動時には、この第二電磁切換弁６Ａ、６Ｂを閉鎖することにより、ネガコン回路Ｌ１１内で必要十分な作動油流量を任意に設定することができ、アタッチメントの単動及び連動作業性を高めることができる。 Further, in the present embodiment, the first hydraulic circuit L1 and the second hydraulic circuit L2 have a simple configuration in which the second electromagnetic switching valves 6A and 6B are interposed in the negative control circuits L12 and 13 and only the front work machine is operated. This negative pressure is introduced into the hydraulic pumps 10A and 10B (that is, through normal negative control) to ensure a sufficient and sufficient hydraulic oil flow rate for the operation of each actuator. In addition, when the attachment hydraulic motor 46a is operated, the second electromagnetic switching valves 6A and 6B are closed to arbitrarily set a necessary and sufficient hydraulic fluid flow rate in the negative control circuit L11. Dynamic and linked workability can be improved.
また、優先回路Ｌ１０内に第一圧力補償弁２Ａ及び第二圧力補償弁２Ｂを介装させることにより、アタッチメント側への回路Ｌ３，Ｌ４へ流通する作動油流量の確保が容易となる。
また、優先切換回路Ｌ９上の電磁切換弁３Ａ，３Ｂを開放することで第一圧力補償弁２Ａ及び第二圧力補償弁２Ｂにおける圧力補償作用が停止するため、アタッチメントへの作動油供給を停止させることも容易である。これにより、フロント作業機の単動時における作業効率を向上させることができる。また、ポンプ流量を有効に活用することができ、油圧エネルギの浪費を抑えることができる。
Further, by interposing the first pressure compensation valve 2A and the second pressure compensation valve 2B in the priority circuit L10, it becomes easy to secure the flow rate of hydraulic fluid flowing through the circuits L3 and L4 to the attachment side.
Moreover, since the pressure compensation action in the first pressure compensation valve 2A and the second pressure compensation valve 2B is stopped by opening the electromagnetic switching valves 3A and 3B on the priority switching circuit L9, the supply of hydraulic oil to the attachment is stopped. It is also easy. Thereby, the working efficiency at the time of the single action | operation of a front work machine can be improved. Further, the pump flow rate can be effectively utilized, and waste of hydraulic energy can be suppressed.
［７．その他］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、上述の実施形態ではブーム４３，アーム４４及びツインヘッダ４６の駆動に係る油圧回路が例示されているが、本発明の油圧制御回路は、アタッチメントとその他の油圧アクチュエータとを備えた油圧回路に広く適用可能である。すなわち、ブームシリンダ４３ａやアームシリンダ４４ａ以外の油圧シリンダ４５ａや上部旋回体４１の旋回装置、下部走行体４２の走行装置等のアクチュエータを駆動する油圧回路を具備した油圧回路に適用してもよい。また、ツインヘッダ４６だけでなくブレーカやマグネット，グラップルカッター等、油圧シリンダ，油圧モータで駆動される各種油圧装置をアタッチメントとして具備した油圧回路に適用することができる。
[7. Others]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the hydraulic circuit related to the driving of the boom 43, the arm 44, and the twin header 46 is illustrated, but the hydraulic control circuit of the present invention is a hydraulic circuit that includes an attachment and other hydraulic actuators. Widely applicable. That is, the present invention may be applied to a hydraulic circuit including a hydraulic circuit that drives actuators such as a hydraulic cylinder 45a other than the boom cylinder 43a and the arm cylinder 44a, a turning device for the upper turning body 41, and a running device for the lower traveling body 42. Further, not only the twin header 46 but also various hydraulic devices driven by a hydraulic cylinder and a hydraulic motor such as a breaker, a magnet and a grapple cutter can be applied to a hydraulic circuit provided as an attachment.
なお、上述の実施形態における優先回路Ｌ１０やネガコン回路Ｌ１１に関しても必須ではなく、少なくとも二系統の油圧回路の各々に油圧ポンプを有するとともに、各油圧ポンプからアタッチメント側へ接続された二本の作動油供給ラインを有する油圧回路において、アタッチメントへの作動油供給量を各油圧ポンプの余剰流量の比率で分配するものであればよい。 The priority circuit L10 and the negative control circuit L11 in the above-described embodiment are not essential, and at least two hydraulic circuits each have a hydraulic pump and two hydraulic fluids connected from each hydraulic pump to the attachment side. In the hydraulic circuit having the supply line, any hydraulic oil supply amount to the attachment may be distributed at the ratio of the surplus flow rate of each hydraulic pump.
また、上述の実施形態では、ネガコン回路Ｌ１１から導入されるネガコン圧を利用した油圧ポンプ１０Ａ，１０Ｂの出力制御が行われているが、ネガコン回路Ｌ１１に係る構成は省略することが可能である。同様に、電磁切換弁３Ａ，３Ｂ及び第二電磁切換弁６Ａ，６Ｂの開度制御に関して、上述の実施形態ではコントローラ２０を介した制御が行われているが、このような電子制御の代わりに、物理的にこれらの電磁切換弁３Ａ，３Ｂ，６Ａ，６Ｂを開閉するパイロット制御機構を備えた構成とすることも考えられる。少なくとも、上記の表１に記載されたような対応関係で各弁の開度が制御されるようなものであればよい。 In the above-described embodiment, output control of the hydraulic pumps 10A and 10B using the negative control pressure introduced from the negative control circuit L11 is performed, but the configuration related to the negative control circuit L11 can be omitted. Similarly, regarding the opening control of the electromagnetic switching valves 3A and 3B and the second electromagnetic switching valves 6A and 6B, control is performed via the controller 20 in the above embodiment, but instead of such electronic control. It is also conceivable to employ a configuration including a pilot control mechanism that physically opens and closes these electromagnetic switching valves 3A, 3B, 6A, and 6B. It is sufficient that at least the opening degree of each valve is controlled by the correspondence relationship described in Table 1 above.
また、上述の実施形態では、図３に示すように圧力センサ９を用いてツインヘッダ４６の操作レバーへの操作量を検出しているが、例えば電子式操作レバーの場合には電気的に操作量を検出する構成としてもよい。
また、上述の実施形態では、本発明を油圧ショベル４０の油圧回路に適用したものを例示したが、本発明の適用対象はこれに限定されず、ブルドーザやホイールローダ，油圧式クレーン等様々な作業機械の油圧回路に適用することが可能である。
In the above-described embodiment, the operation amount to the operation lever of the twin header 46 is detected using the pressure sensor 9 as shown in FIG. It is good also as a structure which detects quantity.
In the above-described embodiment, the present invention is applied to the hydraulic circuit of the excavator 40. However, the application target of the present invention is not limited to this, and various operations such as a bulldozer, a wheel loader, and a hydraulic crane are performed. It can be applied to the hydraulic circuit of a machine.
１Ａ，１Ｂ 電磁比例絞り弁（第一電磁比例絞り弁，第二電磁比例絞り弁）
２Ａ，２Ｂ 圧力補償弁（第一圧力補償弁，第二圧力補償弁）
２ａ 第一流路
２ｂ 第二流路
３Ａ，３Ｂ 電磁切換弁
４Ａ，４Ｂ メインコントロール弁（第一コントロール弁，第二コントロール弁）
４Ｃ アタッチメント用コントロール弁
５Ａ，５Ｂ ネガコン用リリーフ弁
５Ｃ アタッチメント用リリーフ弁
６Ａ，６Ｂ 第二電磁切換弁
７Ａ，７Ｂ 圧力センサ（第一圧力センサ，第二圧力センサ）
８Ａ，８Ｂ 電磁比例減圧弁（第一電磁比例減圧弁，第二電磁比例減圧弁）
９ 圧力センサ（操作量検出手段）
１０Ａ 第一油圧ポンプ
１０Ｂ 第二油圧ポンプ
１１Ａ，１１Ｂ レギュレータ
１２Ａ，１２Ｂ，１７ シャトル弁
１３ エンジン
１４ パイロット油圧ポンプ
１５ タンク
１６ オリフィス
１８ａ，１８ｂ アタッチメント用リモコン弁
２０ コントローラ
２１ アタッチメント流量設定器（第二設定手段）
２２Ａ，２２Ｂ メイン流量設定器（第一設定手段）
２３ 流量比演算器（ポンプ余剰流量比率算出手段）
２４Ａ，２４Ｂ 乗算器（優先流量設定手段の一つ）
２５Ａ，２５Ｂ 加算器（ネガコン圧制御手段の一つ）
２６Ａ，２６Ｂ リミッタ（ネガコン圧制御手段の一つ）
２７Ａ，２７Ｂ バルブ開度設定器（優先流量設定手段の一つ）
２８Ａ，２８Ｂ 指令値変換器（ネガコン圧制御手段の一つ）
２９Ａ，２９Ｂ バルブ指令値変換器（優先流量設定手段の一つ）
４０ 油圧ショベル
４１ 上部旋回体
４２ 下部走行体
４３ ブーム（フロント作業機の一つ）
４３ａ ブームシリンダ（第一アクチュエータ）
４４ アーム（フロント作業機の一つ）
４４ａ アームシリンダ（第二アクチュエータ）
４５ａ バケットシリンダ
４６ ツインヘッダ（アタッチメント）
４６ａ 油圧モータ（アタッチメント用アクチュエータ）
４７ キャブ
４８ エンジンルーム
Ｌ１ 第一油圧回路
Ｌ２ 第二油圧回路
Ｌ３ 第三油圧回路
Ｌ４ 第四油圧回路
Ｌ５ 第五油圧回路
Ｌ６ 第六油圧回路
Ｌ７ 第七油圧回路
Ｌ８ 第八油圧回路
Ｌ９ 優先切換回路
Ｌ１０ 優先回路
Ｌ１１ ネガコン回路
Ｌ１２ 第一ネガコン回路
Ｌ１３ 第二ネガコン回路
1A, 1B Electromagnetic proportional throttle valve (first electromagnetic proportional throttle valve, second electromagnetic proportional throttle valve)
2A, 2B Pressure compensation valve (first pressure compensation valve, second pressure compensation valve)
2a 1st flow path 2b 2nd flow path 3A, 3B Electromagnetic switching valve 4A, 4B Main control valve (1st control valve, 2nd control valve)
4C Attachment control valve 5A, 5B Negative control relief valve 5C Attachment relief valve 6A, 6B Second electromagnetic switching valve 7A, 7B Pressure sensor (first pressure sensor, second pressure sensor)
8A, 8B electromagnetic proportional pressure reducing valve (first electromagnetic proportional pressure reducing valve, second electromagnetic proportional pressure reducing valve)
9 Pressure sensor (operation amount detection means)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10A 1st hydraulic pump 10B 2nd hydraulic pump 11A, 11B Regulator 12A, 12B, 17 Shuttle valve 13 Engine 14 Pilot hydraulic pump 15 Tank 16 Orifice 18a, 18b Attachment remote control valve 20 Controller 21 Attachment flow setting device (2nd setting means) )
22A, 22B Main flow rate setting device (first setting means)
23 Flow rate ratio calculator (pump surplus flow rate ratio calculation means)
24A, 24B multiplier (one of the priority flow rate setting means)
25A, 25B adder (one of the negative control pressure control means)
26A, 26B limiter (one of the negative control pressure control means)
27A, 27B Valve opening setting device (one of priority flow setting means)
28A, 28B command value converter (one of negative control pressure control means)
29A, 29B Valve command value converter (one of the priority flow rate setting means)
40 Hydraulic Excavator 41 Upper Revolving Body 42 Lower Traveling Body 43 Boom (One of Front Work Machine)
43a Boom cylinder (first actuator)
44 Arm (one of the front work machines)
44a Arm cylinder (second actuator)
45a Bucket cylinder 46 Twin header (attachment)
46a Hydraulic motor (Actuator for attachment)
47 Cab 48 Engine room L1 1st hydraulic circuit L2 2nd hydraulic circuit L3 3rd hydraulic circuit L4 4th hydraulic circuit L5 5th hydraulic circuit L6 6th hydraulic circuit L7 7th hydraulic circuit L8 8th hydraulic circuit L9 priority switching circuit L10 Priority circuit L11 Negative control circuit L12 First negative control circuit L13 Second negative control circuit
Claims (6)
該第一油圧ポンプと該第一アクチュエータとを接続する第一油圧回路と、
該第二油圧ポンプと該第二アクチュエータとを接続する第二油圧回路と、
該第一油圧ポンプと該アタッチメント用アクチュエータとを接続する第三油圧回路と、
該第二油圧ポンプと該アタッチメント用アクチュエータとを接続する第四油圧回路と、
該第一油圧回路上に介装され、該第一アクチュエータへ供給される作動油流量及び流通方向を制御する第一コントロール弁と、
該第二油圧回路上に介装され、該第二アクチュエータへ供給される作動油流量及び流通方向を制御する第二コントロール弁と、
該第三油圧回路上に介装され、開度を変更可能に形成された第一電磁比例絞り弁と、
該第四油圧回路上に介装され、開度を変更可能に形成された第二電磁比例絞り弁と、
該第一コントロール弁の第一ネガコン圧を検出する第一圧力センサと、
該第二コントロール弁の第二ネガコン圧を検出する第二圧力センサと、
該第一ネガコン圧及び該第二ネガコン圧に基づいて、該第一コントロール弁及び該第二コントロール弁の要求流量をそれぞれ設定する第一設定手段と、
該アタッチメント用アクチュエータの操作レバーへの操作量を検出する操作量検出手段と、
該操作量検出手段で検出された該操作量に応じて該アタッチメント用アクチュエータの要求流量を設定する第二設定手段と、
該第一油圧ポンプが吐出しうる最大流量から第一コントロール弁の要求流量を減算したものと、該第二油圧ポンプが吐出しうる最大流量から第二コントロール弁の要求流量を減算したものとの第一比率を算出するポンプ余剰流量比率算出手段と、
該第三油圧回路及び該第四油圧回路の作動油流量の比率が該第一比率と等しくなるように、該第三油圧回路の作動油流量及び該第四油圧回路の作動油流量を設定するとともに、該第一電磁比例絞り弁及び該第二電磁比例絞り弁を制御する優先流量設定手段と
を備えたことを特徴とする、作業機械の油圧制御回路。 A first actuator and a second actuator for driving a front work machine of a work machine, an attachment actuator for driving an attachment attached to the front work machine, a first hydraulic pump as a drive source of the actuator, and a second actuator In a hydraulic control circuit of a work machine having a hydraulic pump,
A first hydraulic circuit connecting the first hydraulic pump and the first actuator;
A second hydraulic circuit connecting the second hydraulic pump and the second actuator;
A third hydraulic circuit connecting the first hydraulic pump and the attachment actuator;
A fourth hydraulic circuit connecting the second hydraulic pump and the attachment actuator;
A first control valve interposed on the first hydraulic circuit and controlling the flow rate and flow direction of hydraulic oil supplied to the first actuator;
A second control valve interposed on the second hydraulic circuit and controlling the flow rate and flow direction of hydraulic oil supplied to the second actuator;
A first electromagnetic proportional throttle valve interposed on the third hydraulic circuit and formed to be able to change the opening;
A second electromagnetic proportional throttle valve interposed on the fourth hydraulic circuit and configured to be able to change the opening;
A first pressure sensor for detecting a first negative control pressure of the first control valve;
A second pressure sensor for detecting a second negative control pressure of the second control valve;
First setting means for setting the required flow rates of the first control valve and the second control valve, respectively, based on the first negative control pressure and the second negative control pressure;
An operation amount detecting means for detecting an operation amount to the operation lever of the attachment actuator;
Second setting means for setting a required flow rate of the attachment actuator in accordance with the operation amount detected by the operation amount detection means;
A value obtained by subtracting the required flow rate of the first control valve from the maximum flow rate that can be discharged by the first hydraulic pump, and a value obtained by subtracting the required flow rate of the second control valve from the maximum flow rate that can be discharged by the second hydraulic pump. A pump surplus flow ratio calculating means for calculating a first ratio;
The hydraulic oil flow rate of the third hydraulic circuit and the hydraulic oil flow rate of the fourth hydraulic circuit are set so that the ratio of the hydraulic oil flow rate of the third hydraulic circuit and the fourth hydraulic circuit is equal to the first ratio. A hydraulic control circuit for a work machine, comprising: a priority flow rate setting unit that controls the first electromagnetic proportional throttle valve and the second electromagnetic proportional throttle valve.
該第二コントロール弁の下流側からブリードオフされる作動油を該第二油圧ポンプへと導く第二ネガコン回路と、
該第一ネガコン回路及び該第二ネガコン回路にそれぞれ介装され、作動油流路を開閉自在に形成された第一電磁比例減圧弁及び第二電磁比例減圧弁と、
該第一油圧ポンプの吐出流量が該優先流量設定手段で設定された該第三油圧回路の作動油流量及び該第一設定手段で設定された該第一コントロール弁の要求流量を加算した流量と等しくなるように該第一電磁比例減圧弁を制御し、かつ、該第二油圧ポンプの吐出流量が該優先流量設定手段で設定された該第四油圧回路の作動油流量及び該第一設定手段で設定された該第二コントロール弁の要求流量を加算した流量と等しくなるように該第二電磁比例減圧弁を制御するネガコン圧制御手段とをさらに備えた
ことを特徴とする、請求項１記載の作業機械の油圧制御回路。 A first negative control circuit for guiding hydraulic oil bleed off from the downstream side of the first control valve to the first hydraulic pump;
A second negative control circuit for guiding hydraulic oil bleed off from the downstream side of the second control valve to the second hydraulic pump;
A first electromagnetic proportional pressure reducing valve and a second electromagnetic proportional pressure reducing valve which are respectively interposed in the first negative control circuit and the second negative control circuit and are formed so as to freely open and close the hydraulic oil flow path;
The discharge flow rate of the first hydraulic pump is obtained by adding the hydraulic oil flow rate of the third hydraulic circuit set by the priority flow rate setting unit and the required flow rate of the first control valve set by the first setting unit; The first hydraulic proportional pressure reducing valve is controlled to be equal, and the discharge flow rate of the second hydraulic pump is set by the priority flow rate setting unit, and the hydraulic oil flow rate of the fourth hydraulic circuit and the first setting unit 2. The negative control pressure control means for controlling the second electromagnetic proportional pressure reducing valve so as to be equal to a flow rate obtained by adding the required flow rate of the second control valve set in step 1; Hydraulic control circuit for work machines.
ことを特徴とする、請求項２記載の作業機械の油圧制御回路。 3. The hydraulic control circuit for a work machine according to claim 2, further comprising a second electromagnetic switching valve interposed in the first negative control circuit and the second negative control circuit.
該第三油圧回路及び第四油圧回路の双方に介装され、該第三油圧回路及び該第四油圧回路の差圧を保持して該第二油圧ポンプから該アタッチメント用アクチュエータへ供給される一定の作動油流量を確保する第二圧力補償スプールを有する第二圧力補償弁と、
該第一電磁比例絞り弁の上流側と該第一圧力補償スプールの一端側とを接続して、該第一油圧回路への作動油流量を増加させる方向へ該第一圧力補償スプールを駆動する第五油圧回路と、
該第一電磁比例絞り弁の下流側と該第一圧力補償スプールの他端側とを接続して、該第三油圧回路への作動油流量を増加させる方向へ該第一圧力補償スプールを駆動する第六油圧回路と、
該第二電磁比例絞り弁の上流側と該第二圧力補償スプールの一端側とを接続して、該第二油圧回路への作動油流量を増加させる方向へ該第二圧力補償スプールを駆動する第七油圧回路と、
該第二電磁比例絞り弁の下流側と該第二圧力補償スプールの他端側とを接続して、該第四油圧回路への作動油流量を増加させる方向へ該第二圧力補償スプールを駆動する第八油圧回路とをさらに備えた
ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載の作業機械の油圧制御回路。 A constant intervening in both the first hydraulic circuit and the second hydraulic circuit, holding a differential pressure between the first hydraulic circuit and the second hydraulic circuit, and being supplied from the first hydraulic pump to the attachment actuator A first pressure compensation valve having a first pressure compensation spool that secures a hydraulic fluid flow rate of
Constantly provided in both the third hydraulic circuit and the fourth hydraulic circuit, and holding a differential pressure between the third hydraulic circuit and the fourth hydraulic circuit and supplied from the second hydraulic pump to the attachment actuator A second pressure compensation valve having a second pressure compensation spool for securing a hydraulic fluid flow rate of
The upstream side of the first electromagnetic proportional throttle valve is connected to one end side of the first pressure compensation spool, and the first pressure compensation spool is driven in a direction to increase the flow rate of hydraulic fluid to the first hydraulic circuit. A fifth hydraulic circuit;
The downstream side of the first electromagnetic proportional throttle valve and the other end side of the first pressure compensation spool are connected to drive the first pressure compensation spool in the direction of increasing the hydraulic oil flow rate to the third hydraulic circuit. A sixth hydraulic circuit to
The upstream side of the second electromagnetic proportional throttle valve is connected to one end side of the second pressure compensation spool, and the second pressure compensation spool is driven in a direction to increase the flow rate of hydraulic fluid to the second hydraulic circuit. A seventh hydraulic circuit;
Connect the downstream side of the second electromagnetic proportional throttle valve and the other end side of the second pressure compensation spool to drive the second pressure compensation spool in the direction of increasing the hydraulic oil flow rate to the fourth hydraulic circuit. The hydraulic control circuit for a work machine according to any one of claims 1 to 3, further comprising an eighth hydraulic circuit.
該優先切換回路上に介装された電磁切換弁とをさらに備えた
ことを特徴とする、請求項４記載の作業機械の油圧制御回路。 A priority switching circuit for connecting the sixth hydraulic circuit and the eighth hydraulic circuit to the hydraulic oil tank;
The hydraulic control circuit for a work machine according to claim 4, further comprising an electromagnetic switching valve interposed on the priority switching circuit.
該油圧回路のそれぞれにおけるネガコン圧に応じて、該油圧回路のそれぞれの第一要求流量を設定する第一設定手段と、
アタッチメントの操作量に応じて該作動油供給ラインの第二要求流量を設定する第二設定手段と、
各油圧ポンプが吐出しうる最大流量から該油圧回路のそれぞれの該第一要求流量を減算して各油圧ポンプの余剰流量を算出し、かつ、該余剰流量の比率を算出するポンプ余剰流量比率算出手段と、
該第二要求流量を該余剰流量の比率で分配して該各油圧ポンプに吐出させる優先流量設定手段と
を備えたことを特徴とする、作業機械の油圧制御回路。 In the hydraulic circuit having a hydraulic pump in each of the two hydraulic circuits for the front work machine, and having two hydraulic oil supply lines for attachments branched from each hydraulic pump,
First setting means for setting a first required flow rate of each of the hydraulic circuits according to a negative control pressure in each of the hydraulic circuits;
A second setting means for setting a second required flow rate of the hydraulic oil supply line according to an operation amount of the attachment;
Calculate the excess flow rate of each hydraulic pump by subtracting the first required flow rate of each hydraulic circuit from the maximum flow rate that each hydraulic pump can discharge, and calculate the ratio of the excess flow rate. Means,
A hydraulic control circuit for a working machine, comprising: priority flow rate setting means for distributing the second required flow rate at a ratio of the surplus flow rate and discharging it to each hydraulic pump.
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