JP2010127363A - Hydraulic drive device - Google Patents
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Abstract
Description
本溌明は、油圧ショベルなどの建設機械及び各種作業機械に使用される油圧駆動装置に関する。 The present invention relates to a hydraulic drive device used in construction machines such as a hydraulic excavator and various work machines.
従来、この種の油圧駆動装置の特許文献2では、特定のアクチュエータ、例えばショベルの旋回モータを含む複数のアクチュエータを持つものでそれぞれのアクチュエータ用の方向切換弁の前後差圧を制御する圧力補償弁の補償差圧をすべて、可変ポンプの吐出圧と複数のアクチュエータ最高負荷圧との実際の差圧である2次圧力PLS圧してロードセンシングシステム(以下、LSシステムいう)を構成している。
このLSシステムでは、特定のアクチュエータの単独動作から特定のアクチュエータを含む複数のアクチュエータを同時に操作する複合動作へ移行する場合、可変ポンプの吐出流量をコントロールバルブの要求流量が上回るサチュレーション状態となった場合に特定のアクチュエータの速度低下が起こる問題がある。また、逆に特定のアクチュエータを含む複数のアクチュエータを同時に操作する複合動作から特定のアクチュエータの単独動作へ移行する場合に余剰流量が発生した瞬間に特定のアクチュエータの速度上昇が発生する。
Conventionally, in Patent Document 2 of this type of hydraulic drive device, a pressure compensation valve that has a plurality of actuators including a specific actuator, for example, a shovel turning motor, and controls the differential pressure across the direction switching valve for each actuator. A load sensing system (hereinafter referred to as an LS system) is constructed by using the secondary pressure PLS, which is the actual differential pressure between the discharge pressure of the variable pump and the plurality of actuator maximum load pressures.
In this LS system, when shifting from a single operation of a specific actuator to a combined operation in which a plurality of actuators including a specific actuator are operated at the same time, a saturation state in which the discharge flow rate of the variable pump exceeds the required flow rate of the control valve There is a problem that the speed of a specific actuator is reduced. Conversely, when shifting from a combined operation in which a plurality of actuators including a specific actuator are operated simultaneously to a single operation of the specific actuator, a speed increase of the specific actuator occurs at the moment when an excessive flow rate is generated.
具体的な例では、ショベルでブームシリンダーと旋回モータを同時作動した状態からブームシリンダーの動作を急激に止めると余剰流量が発生し、その余剰流量が旋回モータに流れ、旋回ショックが発生する。逆に、旋回モータの単独動作から旋回モータとブームシリンダーの複合動作に急激に移行したときポンプの吐出流量が不足するサチュレーション状態になり旋回速度が急激に落ちショックが発生する(例えば、特許文献2参照)。
なお、旋回モータの速度変化はオペレータが体感できるため、オペレータは自分の意図しない速度変化に対し敏感に認識し、不満を感じる。よって、特定のアクチュエータである旋回モータは特定のアクチュエータ以外のアクチュエータに比べ速度変化を抑制する必要がある。
In a specific example, when the operation of the boom cylinder is suddenly stopped from the state where the boom cylinder and the swing motor are simultaneously operated by the shovel, an excessive flow rate is generated, and the excessive flow rate flows to the swing motor, thereby generating a swing shock. Conversely, when the single operation of the swing motor suddenly shifts to the combined operation of the swing motor and the boom cylinder, a saturation state occurs where the pump discharge flow rate is insufficient, and the swing speed suddenly drops and a shock occurs (for example, Patent Document 2). reference).
Since the operator can experience the speed change of the swing motor, the operator is sensitive to the unintended speed change and feels dissatisfied. Therefore, the swing motor that is a specific actuator needs to suppress a speed change compared to actuators other than the specific actuator.
ここで、特許文献1の目的は特許文献2に記載されたLSシステムの問題点の解消すなわち、特許文献2に開示のLSシステムにおいて、
1.可変ポンプの吐出流量がサチュレーション状態になっても特定のアクチエータに優先的に流量を供給すること。その特定のアクチュエータの速度変化を抑え、かつ原動機の回転数に関係無くその優先性を維持すること。
2.また、特定のアクチュエータの単独動作から特定のアクチュエータを含む複数のアクチュエータを同時に操作する複合動作へ移行する場合の特定のアクチュエータの速度変化を抑えること。
3.また、逆に特定のアクチュエータを含む複数のアクチュエータを同時に操作する複合動作から特定のアクチュエータの単独動作へ移行する場合の特定のアクチュエータの速度変化を抑えることである。
Here, the purpose of Patent Document 1 is to solve the problems of the LS system described in Patent Document 2, that is, in the LS system disclosed in Patent Document 2,
1. Even when the discharge flow rate of the variable pump becomes saturated, the flow rate is preferentially supplied to a specific actuator. Suppress the speed change of the specific actuator and maintain its priority regardless of the motor speed.
2. In addition, the speed change of a specific actuator is suppressed when shifting from a single operation of a specific actuator to a composite operation in which a plurality of actuators including the specific actuator are operated simultaneously.
3. Conversely, it is to suppress a change in speed of a specific actuator when shifting from a combined operation in which a plurality of actuators including a specific actuator are operated simultaneously to a single operation of the specific actuator.
そこで、特許文献1に記載されているLSシステムは、図6に示すように特定のアクチュエータ23以外のアクチュエータ26用の方向切換弁25の前後差圧を制御する圧力補償弁28の補償差圧をPLS圧25bとし、特定のアクチュエータ14用の方向切換弁23の前後差圧を制御する圧力補償弁27の補償差圧をPgr圧21bとしている。
したがって、可変ポンプ31の吐出流量が不足するサチュレーション状態(PLS圧が低下する)や逆に余剰流量が生じる状態(PLS圧が上昇)になっても特定のアクチュエータ24の圧力補償弁27の補償差圧はPgr圧21bのままであり、PLS圧25bの変化には関係無く供給する流量を一定になるようにしている(つまり特定のアクチュエータ14の速度が一定になるようにしている)。なお、参照符号18はポンプ制御手段、19は目標補償差圧発生回路をそれぞれ示す。
Therefore, even if the saturation flow state (PLS pressure decreases) where the discharge flow rate of the
しかしながら、特許文献1において特定のアクチュエータ用の方向切換弁の前後差圧を制御する圧力補償弁の補償差圧をPgr圧としていることによって、以下の問題が発生する場合がある。
1.特定のアクチュエータの単独動作時にハンチングが生じる場合がある。
2.特定のアクチュエータと特定のアクチュエータ以外のアクチュエータとの複合動作で、特定のアクチュエータの負荷圧力がLSシステムの最高負荷圧の場合も特定のアクチュエータのみハンチングが生じる場合があった。
そこで、特許文献1のハンチング発生を図7の特許文献1の可変ポンプ85の構造例で説明する。
特定のアクチュエータ24(図6参照)の操作時は、可変ポンプ85の吐出容量を決めているポンプ傾転角は、最大容量位置(斜板14の状態は、図7の位置87を示す)と最低容量位置(斜板14の状態は、図7の位置88を示す)の間の容量で圧力やスプリング力のバランスで制御されているため圧力が一定せず、圧力応答と、可変ポンプ85の斜板14の動きの応答遅れなどにより特定のアクチュエータのハンチングが発生する。なお、参照符号89は斜板14のストッパー部材である。
However, in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-228561, the following problem may occur due to the Pgr pressure being the compensation differential pressure of the pressure compensation valve that controls the differential pressure across the direction switching valve for a specific actuator.
1. Hunting may occur when a specific actuator operates alone.
2. In a combined operation of a specific actuator and an actuator other than the specific actuator, hunting may occur only for the specific actuator even when the load pressure of the specific actuator is the maximum load pressure of the LS system.
Therefore, the occurrence of hunting in Patent Document 1 will be described with reference to the structural example of the
When the specific actuator 24 (see FIG. 6) is operated, the pump tilt angle that determines the discharge capacity of the
この油圧駆動装置の問題は、実機では具体的に次のような問題になる。
例えば、ショベルで特定のアクチュエータである旋回モータを単独動作したときに、旋回モータがハンチングすると、バケットの土が落ちてしまい作業の効率が悪くなる。
また、近年ショベルのクレーン仕様が増えており、オペレータの意図に関係なく吊り荷がゆれてしまい操作性が著しく損なわれる。さらに、オペレータに不快な音と振動が伝わってしまう。
The problem of this hydraulic drive device is specifically as follows in the actual machine.
For example, when a swing motor, which is a specific actuator, is singly operated with a shovel, if the swing motor hunts, the soil of the bucket falls, resulting in poor work efficiency.
In recent years, the specifications of shovel cranes have increased, and the suspended load is swayed regardless of the operator's intention, and the operability is significantly impaired. Furthermore, unpleasant sounds and vibrations are transmitted to the operator.
前記の問題は特許文献1がその問題を解決しようとした特許文献2の油圧駆動装置では発生しない。また、前記の問題はコントロールバルブの要求流量が、可変ポンプが制御しうる最低流量を越える条件のみで発生する。
さらに、以下の条件下での動作、すなわち特定のアクチュエータを含まないアクチュエータの単独動作時及び複合動作時では、ハンチングは特許文献1でも発生しない。
以上説明したように、特許文献2の問題点を解決するための技術である特許文献1では特許文献2にはなかった問題がある。
The above-mentioned problem does not occur in the hydraulic drive device disclosed in Patent Document 2 which is disclosed in Patent Document 1. The above-mentioned problem occurs only when the required flow rate of the control valve exceeds the minimum flow rate that can be controlled by the variable pump.
Furthermore, hunting does not occur even in Patent Document 1 in the operation under the following conditions, that is, in the single operation and combined operation of the actuator not including the specific actuator.
As described above, Patent Document 1, which is a technique for solving the problems of Patent Document 2, has a problem that was not found in Patent Document 2.
前記の問題を解決するため、本発明は特許文献2の問題点を再発させることなく特許文献の問題点である前述の特定のアクチュエータのハンチングが発生しないLSシステムを備える油圧駆動装置を提供することを目的とする。さらに、本発明では、特許文献1でハンチングが発生する条件になった場合に、可変ポンプのポンプ傾転角を強制的に最大容量に固定することで、問題を解決する油圧駆動装置を提供する。 In order to solve the above-described problem, the present invention provides a hydraulic drive device including an LS system that does not cause hunting of the specific actuator described above, which is a problem of the patent document, without recurring the problem of the patent document 2. With the goal. Furthermore, the present invention provides a hydraulic drive device that solves the problem by forcibly fixing the pump tilt angle of the variable pump to the maximum capacity when hunting occurs in Patent Document 1. .
前記の課題を解決するため請求項1記載の発明は、原動機と、
前記原動機の駆動により吐出流量を変化させることのできる可変ポンプと、
前記可変ポンプから吐出される圧油により駆動する複数のアクチュエータと、
前記可変ポンプから前記複数のアクチュエータに供給される圧油の流量をそれぞれ制御する複数の方向切換弁と、
前記複数の方向切換弁の前後差圧をそれぞれ制御する複数の圧力補償弁と、
を備え、
前記可変ポンプの吐出圧が前記複数のアクチュエータの最高負荷圧力よりロードセンシング目標補償差圧だけ高くなるようなロードセンシング目標補償差圧と前記可変ポンプの吐出圧と前記複数のアクチュエータの最高負荷圧との実際の差圧である2次圧力PLS圧とが対抗して導かれるポンプ傾転角制御弁を含むロードセンシング制御するロードセンシングシステムを有し、
前記可変ポンプを駆動する前記原動機の回転数に依存する圧力を出力する回転数を検出する手段である目標補償差圧発生回路を備え、前記複数の圧力補償弁のうち、特定のアクチュエータ用の方向切換弁の前後差圧を制御する特定の圧力補償弁の補償差圧を前記目標補償差圧発生回路内の第2差圧減圧弁によって設定される原動機の回転数に依存する出力圧をLSシステムの目標補償差圧とし、かつ特定のアクチュエータ以外のアクチュエータ用の方向切換弁の前後差圧を制御する特定の圧力補償弁以外の圧力補償弁の補償差圧を前記2次圧力PLS圧とするLSシステムにおいて、
前記特定のアクチュエータ用の方向切換弁が操作されたことを検出し、前記可変ポンプの吐出流量が特定のアクチュエータ操作時のみアクチュエータ要求流量に関わらず最大吐出流量になるように、前記特定のアクチュエータ用の方向切換弁が操作された場合のみ可変ポンプ1回転あたりの容量が最大になるようにしたことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 is a motor,
A variable pump capable of changing the discharge flow rate by driving the prime mover;
A plurality of actuators driven by pressure oil discharged from the variable pump;
A plurality of directional control valves that respectively control flow rates of pressure oil supplied from the variable pump to the plurality of actuators;
A plurality of pressure compensating valves that respectively control the differential pressure across the plurality of directional control valves;
With
A load sensing target compensation differential pressure such that a discharge pressure of the variable pump is higher than a maximum load pressure of the plurality of actuators by a load sensing target compensation differential pressure, a discharge pressure of the variable pump, and a maximum load pressure of the plurality of actuators; A load sensing system that performs load sensing control including a pump tilt angle control valve that is led against a secondary pressure PLS pressure that is an actual differential pressure of
A target compensation differential pressure generating circuit which is a means for detecting a rotational speed for outputting a pressure depending on the rotational speed of the prime mover driving the variable pump, and a direction for a specific actuator among the plurality of pressure compensation valves The output pressure depending on the rotational speed of the prime mover set by the second differential pressure reducing valve in the target compensation differential pressure generating circuit is set as the compensation differential pressure of the specific pressure compensating valve that controls the differential pressure across the switching valve. LS, and the secondary pressure PLS pressure is the compensation differential pressure of the pressure compensation valve other than the specific pressure compensation valve that controls the differential pressure across the direction switching valve for the actuator other than the specific actuator. In the system,
It is detected that the direction switching valve for the specific actuator is operated, and the discharge flow rate of the variable pump is set to the maximum discharge flow rate only when the specific actuator is operated regardless of the actuator required flow rate. Only when the direction switching valve is operated, the capacity per rotation of the variable pump is maximized.
本発明によれば、特定のアクチュエータ用の方向切換弁の前後差圧を制御する特定の圧力補償弁の目標補償差圧を目標補償差圧発生回路内の第2差圧減圧弁によって設定される原動機の回転数に依存する出力圧Pgr圧としたLSシステムにおいて、特定のアクチュエーを単独操作した場合でも、可変ポンプの斜板角は、機械的に固定されるので、特定のアクチュエータ操作時にハンチングが発生しないLSシステムとすることができる。
具体的には、例えばショベルで旋回単独動作をしたときに、旋回モータのハンチングはなく、バケットの土が落ちてしまい作業の効率が悪化することがない。ショベルのクレーン仕様機では、オペレータの意図に関係なく吊り荷がゆれてしまうこともなく操作性を損なうことがなくなる。またオペレータに対しても不快な音と振動が伝わることなく作業条件が改善される。
前記上記のように特許文献1の問題点を解消でき、さらに特許文献1の特徴である可変ポンプの吐出流量が不足するサチュレーション状態や逆に余剰流量が生じる状態になっても特定のアクチュエータの速度を一定になるようにしている。したがってオペレータも機械のショックを感じることがなく作業をスムーズに進めることができる。
According to the present invention, the target compensation differential pressure of the specific pressure compensation valve that controls the differential pressure across the direction switching valve for the specific actuator is set by the second differential pressure reducing valve in the target compensation differential pressure generating circuit. In the LS system with an output pressure Pgr pressure that depends on the number of revolutions of the prime mover, even when a specific actuator is operated alone, the swash plate angle of the variable pump is mechanically fixed. It can be set as the LS system which does not generate | occur | produce.
More specifically, for example, when a swing operation is performed with an excavator, there is no hunting of the swing motor, and the bucket soil does not fall and work efficiency does not deteriorate. In the excavator crane specification machine, the suspended load is not swayed regardless of the operator's intention, and the operability is not impaired. In addition, unpleasant sound and vibration are not transmitted to the operator, and the working conditions are improved.
As described above, the problem of Patent Document 1 can be solved, and the speed of a specific actuator can be achieved even in a saturation state where the discharge flow rate of the variable pump, which is a feature of Patent Document 1, is insufficient, or conversely, when a surplus flow rate occurs. Is made constant. Therefore, the operator can proceed smoothly without feeling mechanical shock.
請求項2記載の発明は、前記請求項1のポンプ容量を強制的に最大容量とする方法をより具体的にしたものであり、特定のアクチュエータ操作時のみポンプ容量を最大にする制御手段は、コントロールピストン室の圧力を制御するためのポンプ傾転角制御弁を備え、特定のアクチュエータ用の方向切換弁が操作されたことを圧力信号により検出し、その圧力信号を前記ポンプ傾転角制御弁へ直接付加し、前記ポンプ傾転角制御弁がコントロールピストン室とタンクを連通するポジションに切り換るようにしたものである。 The invention according to claim 2 is a more specific method for forcibly setting the pump capacity of claim 1 to the maximum capacity, and the control means for maximizing the pump capacity only when a specific actuator is operated, A pump tilt angle control valve for controlling the pressure in the control piston chamber is detected by a pressure signal that a direction switching valve for a specific actuator is operated, and the pressure signal is detected by the pump tilt angle control valve. The pump tilt angle control valve is directly switched to a position where the control piston chamber and the tank communicate with each other.
請求項3記載の発明は、前記請求項2記載の発明をさらに具体化した1つの方法で前記特定のアクチュエータ用の方向切換弁が操作されたことを、該特定のアクチュエータ用の方向切換弁を作動させる油圧パイロット圧力によって検出することようにしたものである。 According to a third aspect of the present invention, the direction switching valve for the specific actuator is operated by a method that further embodies the invention of the second aspect. This is detected by the hydraulic pilot pressure to be operated.
請求項4記載の発明も、前記請求項2記載の発明をさらに具体化した1つの方法で前記特定のアクチュエータ用の方向切換弁が操作されたことを、該特定のアクチュエータ用の方向切換弁に設けたパイロット圧力信号ラインの圧力の切り換りによって検出する方法である。 In the invention according to claim 4, the direction switching valve for the specific actuator is operated as the direction switching valve for the specific actuator by a method that further embodies the invention according to claim 2. This is a method of detecting by switching the pressure of the provided pilot pressure signal line.
請求項5記載の発明は、前記請求項1記載の発明の特定のアクチュエータ操作時のみポンプ容量を最大にする方法について、請求項2の発明と別の具体的な方法であって、特定のアクチュエータ操作時のみポンプ容量を最大にする制御手段は、コントロールピストン室の圧力を制御するためのポンプ傾転角制御弁を備え、方向切換弁の操作に電磁比例減圧弁を用いるもので、この電磁比例減圧弁への電流を、電圧信号を発生する電気レバーの操作に応じて制御するコントローラを有するシステムであって、前記特定のアクチュエータの方向切換弁が操作されたことを、電気レバーの電圧信号をもって前記コントローラで検出し、前記ポンプ傾転角制御弁への圧油の切換を行う電磁切換弁へ、該コントローラから電圧信号を発信することで、前記コントロールピストン室の圧油がタンクに連通するよう切換えを行うものである。
The invention according to claim 5 is a specific method different from the invention of claim 2 as to a method of maximizing the pump capacity only when the specific actuator of the invention of claim 1 is operated. The control means for maximizing the pump capacity only during operation includes a pump tilt angle control valve for controlling the pressure in the control piston chamber, and uses an electromagnetic proportional pressure reducing valve for operation of the direction switching valve. A system having a controller that controls the current to the pressure reducing valve according to the operation of the electric lever that generates a voltage signal, and that the direction switching valve of the specific actuator has been operated by using the voltage signal of the electric lever. By transmitting a voltage signal from the controller to the electromagnetic switching valve that detects the controller and switches the pressure oil to the pump tilt angle control valve, Pressure oil control piston chamber and performs switching so as to communicate with the tank.
本発明は、特定のアクチュエータ用の方向切換弁の前後差圧を制御する特定の圧力補償弁の補償差圧を目標補償差圧発生回路内の第2差圧減圧弁によって設定される原動機の回転数に依存する出力圧Pgr圧としたLSシステムにおいて、特定のアクチュエータを単独操作した場合は、可変ポンプの斜板角は強制的に最大容量を吐出するよう固定されるので、特定のアクチュエータ操作時にハンチングが発生しないLSシステムとすることができる。 The present invention relates to a rotation of a prime mover in which a compensation differential pressure of a specific pressure compensation valve for controlling a differential pressure across a direction switching valve for a specific actuator is set by a second differential pressure reducing valve in a target compensation differential pressure generating circuit. In the LS system with the output pressure Pgr pressure depending on the number, when a specific actuator is operated alone, the swash plate angle of the variable pump is fixed to forcibly discharge the maximum capacity. An LS system in which hunting does not occur can be obtained.
以下、本発明の油圧駆動装置につき好適の実施の形態を挙げ、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の第一の実施に形態に係る油圧駆動装置10の油圧回路図で、図5は図1の油圧回路図中のポンプ制御手段18の断面構造図である。
図1において、油圧駆動装置10は原動機であるエンジン30と、このエンジン30により駆動される可変ポンプ31と、この可変ポンプ31から吐出される圧油により駆動される複数のアクチュエータ24,26(2個のみ示す)と、前記可変ポンプ31から複数のアクチュエータ24,26に供給される圧油の流量をそれぞれ制御する複数の方向切換弁23,25(2個のみ示す)と、前記複数の方向切換弁23,25の前後差圧をそれぞれ制御する複数の圧力補償弁27,28(2個のみ示す)と、可変ポンプ31の吐出圧の上限を規制するメインリリーフ弁33と、を有する。
Preferred embodiments of the hydraulic drive apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a hydraulic circuit diagram of a
In FIG. 1, the
そして、可変ポンプ31の吐出圧が複数のアクチュエータ24,26の最高負荷圧45(PLmax)よりロードセンシング目標補償差圧だけ高くなるよう該ロードセンシング目標補償差圧と可変ポンプ31の吐出圧と複数のアクチュエータ24,26の最高負荷圧45(PLmax)とがそれぞれ導かれる第1差圧減圧弁21の出力である実差圧つまり2次圧力PLS圧25bと、が対抗して導かれるポンプ傾転角制御弁17を含むロードセンシング制御するポンプ制御手段18を備え、ロードセンシング制御の目標補償差圧発生回路19を含むロードセンシング制御するロードセンシングシステム(以下LSシステムとする)を有する。
Then, the load sensing target compensation differential pressure, the discharge pressure of the
また、ポンプ制御手段18のポンプ傾転角制御弁17には、図7に示す従来のポンプ制御手段85と同じ25a(PLS)圧を導く圧力室17c、21a(Pgr)圧を導く圧力室17e、Ppポート65、Tポート66とPcポート以外に、圧力信号ポート17Aを導く圧力室17dを有する。
さらに、特定のアクチュエータ24以外のアクチュエータ26用の方向切換弁25の前後差圧を制御する圧力補償弁28の補償差圧は前記2次圧力PLS圧25bとしている。
The pump tilt
Further, the compensation differential pressure of the
一方、油圧駆動装置10は可変ポンプ31を駆動するエンジン30の回転数に依存する圧力を出力する回転数を検出する手段である目標補償差圧発生回路19を備え、特定のアクチュエータ用24の方向切換弁23の前後差圧を制御する特定の圧力補償弁27の目標補償差圧を目標補償差圧発生回路19内の第2差圧減圧弁22によって設定されるエンジン30の回転数に依存する出力圧をLSシステムの目標補償差圧(以下Pgr圧とする)とする。
On the other hand, the
すなわち、ロードセンシング制御の目標補償差圧をエンジン30の回転数に依存する可変値として設定するため、固定容量型のパイロット油圧ポンプ32の吐出ライン34に可変絞り弁36の前後の差圧(Pgr)として取り出す第2差圧減圧弁22とを有する。
参照符号35は可変アンロード弁を示し、余剰流量をタンクへ逃がす機能を有する。参照符号37は信号圧可変リリーフ弁を示す。なお、ロードセンシング制御の目標補償差圧(Pgr)発生回路19,可変アンロード弁35、の各構成・作用の詳細は、特開平11−196604号公報に、信号圧可変リリーフ弁37の構成・作用の詳細は、特許文献2に記載されているので、符号を付して詳細な説明を省略する。
That is, in order to set the target compensation differential pressure of the load sensing control as a variable value depending on the rotation speed of the
本発明の油圧駆動装置10では図1に記載するように、通常、ポンプ傾転角制御弁17の圧力信号ポート17Aには圧力が付加されずタンクに開放されているので、ポンプ傾転角制御弁17は、図1の左側に二次圧力PLS圧25a,右側に目標補償差圧Pgr圧21aが導かれ、それぞれの圧力の大小関係で、コントロールピストン11aへの圧力は変化する。この状態は、特許文献1と同じ制御状態である。
特定のアクチュエータ24を操作すると、操作されたことを検出し、圧力信号ポート17Aに圧力信号を供給することで、ポンプ傾転角制御弁17は、図1の左側に二次圧力PLS圧25a、右側に目標補償差圧Pgr圧21aと、圧力(通常油圧システムのパイロット圧を利用するので2〜4MPa程度)が導かれる。
In the
When a
よって、ポンプ傾転角制御弁17では右側に作用する圧力の和が左側に作用する圧力より十分大きくなるので、ポンプ傾転角制御弁17は図1のポジション17aになり、よって、ポンプ傾転角制御弁17は、ポジション17aになり、コントロールピストン11aの圧はタンクへ開放され可変ポンプ31は、馬力一定制御を行うため、フィードバックされている可変ポンプ31の吐出圧を導いた定馬力制御機構11bの圧力が高くなり、スプリング11cのスプリング力より強くならない限り、可変ポンプ31はアクチュエータ側の要求流量に関わらず、最大容量を強制的に吐出することになる。
これらにより、特定のアクチュエータ24のハンチングが発生しないLSシステムを提供するものとなった。
Accordingly, since the sum of the pressures acting on the right side of the pump tilt
Thus, an LS system in which hunting of a
図5には、本発明のポンプ制御手段(制御手段)18の構造例を示している。この構造例について説明する。コントロールピストン11aには,コントロールピストン圧力室(コントロールピストン室)44から圧油が供給・排出される。通常、ポンプ傾転角制御弁17は図5に示す圧力信号ポート17Aに圧力が付加されていない状態である。
In FIG. 5, the structural example of the pump control means (control means) 18 of this invention is shown. An example of this structure will be described. Pressure oil is supplied to and discharged from the control piston pressure chamber (control piston chamber) 44 to the
次に、図5によりポンプ傾転角制御弁17について説明する。
図5の外径φD2のピストン52と大外径φD1と小外径部φD2の段付きスプール53は接しており、ピストン52の左端圧力室17cには、二次圧力PLS圧25aが導かれる。一方、段付きスプール53の大外径部と小外径部の段差とスリーブ54によって形成される右側圧力室17eには、21a(Pgr)圧が導かれ、それぞれの圧力の大小関係で、ピストン52と段付きスプール53が左右に移動し、ポート64の圧力が変化する。ポート64の圧力はコントロールピストン圧力室44を通り、コントロールピストン11aに導かれる。この状態では、特許文献1と同じ制御状態である。
Next, the pump tilt
The
本発明の第一の実施の形態に係る油圧駆動装置10は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作について説明する。
図1の油圧回路図に示す特定のアクチュエータ24を操作すると、操作されたことを検出し、ポンプ傾転角制御弁17の圧力信号ポート17A(図1及び図5参照)に圧力信号を供給することで、図5のポンプ傾転角制御弁17のピストン52の左端圧力室17cには、PLS圧25aが、一方、段付きスプール53の大外径部と小外径部の段差とスリーブ54によって形成される右側圧力室17eには、21a(Pgr)圧が、さらに段付きスプール53の右端圧力室17dに圧力(通常油圧システムのパイロット圧を利用するので2〜4MPa程度)が導かれ、右側に作用する圧力が左側に作用する圧力よりも十分に大きく、ピストン52と段付きスプール53は左端に移動する。
The
When a
そして、ポート64とタンクポート66に連通し、コントロールピストン11aは、コントロールピストン圧力室44を介して、ポート64,タンクポート66へ開放される。このため、可変ポンプ31の斜板14は、スプリング11cによって、87の位置に強制的に押しつけられ、最大容量を吐出することになる。
なお、参照符号55a,55bはスプリングを示し、56は圧力信号ポート17Aを形成する配管継ぎ手である。
The
図2は本発明の第二の実施の形態に係る油圧駆動装置50の油圧回路図を示し、図2中、図1に示す同一の構成要素については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。以下、同様にする。
図2に示す油圧駆動装置50の油圧回路図は、特定のアクチュエータ24を操作するための特定のアクチュエータ用方向切換弁23を作動させるパイロット圧51aとパイロット圧51bの高い方の圧力をシャトル弁13で選択し、ポンプ傾転角制御弁17の圧力信号ポート17Aに導くようにし、前述のように可変ポンプ31が最大容量吐出する。
FIG. 2 shows a hydraulic circuit diagram of a
The hydraulic circuit diagram of the
図3は本発明の第三の実施の形態に係る油圧駆動装置60の油圧回路図を示す。図3の油圧回路図では、固定容量ポンプ32の吐出ライン圧力20を分岐して、第1差圧減圧弁21と並列に絞り61を設け、該絞り61の下流に特定のアクチュエータ用方向切換弁23と一体になったパイロット圧力信号ライン62を有する。また、絞り61とパイロット圧力信号ライン62の間に圧力信号ポート63(Pps)を設けている。圧力信号ポート63(Pps)は、ポンプ傾転角制御弁17の圧力信号ポート17Aと接続する構成である。
FIG. 3 is a hydraulic circuit diagram of a
この油圧回路図において、特定のアクチュエータ24を操作するための特定のアクチュエータ用方向切換弁23が中立時は、パイロット圧力信号ライン62は、切換位置62aであり、絞り61の下流(圧力信号ポート63)はタンクに連通しているので、その圧力はタンク圧であり非常に低圧である。よって,ポンプ傾転角制御弁17の作動について、右側圧力室17dは無視してもよく、図3の左側圧力室17cにはPLS圧25a、右側圧力室17eにはPgr圧21aが導かれ、それぞれの圧力の大小関係で、コントロールピストン11aへの圧力は変化する。この状態は、特許文献1と同じ制御状態である。
In this hydraulic circuit diagram, when the specific actuator
図3の油圧回路図は特定のアクチュエータ24を操作し、特定のアクチュエータ用方向切換弁23切り換り、パイロット圧力信号ライン62は、切換位置62bまたは切換位置62cの位置となると、パイロット圧力信号ライン62がタンクと遮断され、絞り61の下流(圧力信号ポート63)の圧が固定容量ポンプ32の吐出ライン圧力20まで上昇し、その圧がポンプ傾転角制御弁17の圧力信号ポート17Aに導かれ、前述の第一の実施の形態に係る油圧駆動装置10のように可変ポンプ31が最大容量を吐出する。
The hydraulic circuit diagram of FIG. 3 operates a
図4は本発明の第四の実施の形態に係る油圧駆動装置70の油圧回路図を示す。図4の油圧回路図では、方向切換弁71は電磁比例減圧弁71a,71bを用いて操作するもので、この電磁比例減圧弁71a,71bへの電流を、電圧信号を発生する電気レバー72の操作に応じて制御するコントローラ73を有するシステムにおいて、特定のアクチュエータ用の方向切換弁71が操作されたことを、電気レバー72の電圧信号をコントローラ73で検出し、コントローラ73を介してポンプ傾転角制御弁17の回路上の右側圧力室17dへの圧油の切り換えを行う電磁切換弁12のソレノイドコイルに電圧を励磁することで、ポンプ傾転角制御弁17には、図の左側圧力室17cにPLS圧25a、右側圧力室17eに21a(Pgr)圧、右側圧力室17dに固定容量ポンプ32の吐出ライン圧力20に導かれる。
FIG. 4 is a hydraulic circuit diagram of a
ここで、本発明では、目標補償差圧Pgr圧21aに対し、固定容量ポンプ32の吐出ライン圧力20は十分高い圧力(例えば2倍以上)であり、目標補償差圧Pgr圧21aと等しくなるよう制御されるPLS圧25aよりも十分高い圧力(例えば2倍以上)である。 よって、ポンプ傾転角制御弁17は、ポジション17aになり、コントロールピストン11aの圧はタンクへ開放され、可変ポンプ31は馬力一定制御を行うため、フィードバックされている可変ポンプ31の吐出圧を導いた定馬力制御機構11bの圧力が高くならない限り、可変ポンプ31はアクチュエータ側の要求流量に関わらず、最大容量を強制的に吐出する例である。
Here, in the present invention, the
本発明の第一乃至第四の実施の形態に係る油圧回路図では、以下のように一部変更したものでも同様に特定アクチュエータ24の操作時のみ可変ポンプ31の最低容量の増加させるシステムとして成立することは言うまでもない。
図8に示すようにエンジン回転数検出弁75内の可変絞り弁36(図1参照)を単純な固定絞り76としてもよい。
以上のように本発明によれば、特定のアクチュエータ24のハンチングは発生しない。
In the hydraulic circuit diagrams according to the first to fourth embodiments of the present invention, a system that increases the minimum capacity of the
As shown in FIG. 8, the variable throttle valve 36 (see FIG. 1) in the engine
As described above, according to the present invention, hunting of the
10、50、60,70 油圧駆動装置 11a コントロールピストン室
11b 定馬力制御機構 11c スプリング
12 切換弁 17 ポンプ傾転角制御弁
18 ポンプ制御手段 19、75 目標補償差圧発生回路
21、22 差圧減圧弁 23、25、71 方向切換弁
24、26 アクチュエータ 26、27 圧力補償弁
30 エンジン 31 可変ポンプ
33 メインリリーフ 35 可変アンロード弁
36 可変絞り弁 37 信号圧可変リリーフ弁
38 ポンプ吸い込み(タンク)ポート 39 本体
41 コントロールピストン圧力室 61 絞り
62 パイロット圧力信号ライン 63 圧力信号ポート
72 電気レバー 73 コントローラ
74 電磁切換弁 76 固定絞り
10, 50, 60, 70
Claims (5)
前記原動機の駆動により吐出流量を変化させることのできる可変ポンプと、
前記可変ポンプから吐出される圧油により駆動する複数のアクチュエータと、
前記可変ポンプから前記複数のアクチュエータに供給される圧油の流量をそれぞれ制御する複数の方向切換弁と、
前記複数の方向切換弁の前後差圧をそれぞれ制御する複数の圧力補償弁と、
を備え、
前記可変ポンプの吐出圧が前記複数のアクチュエータの最高負荷圧力よりロードセンシング目標補償差圧だけ高くなるようなロードセンシング目標補償差圧と前記可変ポンプの吐出圧と前記複数のアクチュエータの最高負荷圧との実際の差圧である2次圧力PLS圧とが対抗して導かれるポンプ傾転角制御弁を含むロードセンシング制御するロードセンシングシステムを有し、
前記可変ポンプを駆動する前記原動機の回転数に依存する圧力を出力する回転数を検出する手段である目標補償差圧発生回路を備え、前記複数の圧力補償弁のうち、特定のアクチュエータ用の方向切換弁の前後差圧を制御する特定の圧力補償弁の補償差圧を前記目標補償差圧発生回路内の第2差圧減圧弁によって設定される原動機の回転数に依存する出力圧をLSシステムの目標補償差圧とし、かつ特定のアクチュエータ以外のアクチュエータ用の方向切換弁の前後差圧を制御する特定の圧力補償弁以外の圧力補償弁の補償差圧を前記2次圧力PLS圧とするLSシステムにおいて、
前記特定のアクチュエータ用の方向切換弁が操作されたことを検出し、前記可変ポンプの吐出流量が特定のアクチュエータ操作時のみアクチュエータ要求流量に関わらず最大吐出流量になるように、前記特定のアクチュエータ用の方向切換弁が操作された場合のみ可変ポンプ1回転あたりの容量が最大になるようにしたことを特徴とする油圧駆動装置。 Prime mover,
A variable pump capable of changing the discharge flow rate by driving the prime mover;
A plurality of actuators driven by pressure oil discharged from the variable pump;
A plurality of directional control valves that respectively control flow rates of pressure oil supplied from the variable pump to the plurality of actuators;
A plurality of pressure compensating valves that respectively control the differential pressure across the plurality of directional control valves;
With
A load sensing target compensation differential pressure such that a discharge pressure of the variable pump is higher than a maximum load pressure of the plurality of actuators by a load sensing target compensation differential pressure, a discharge pressure of the variable pump, and a maximum load pressure of the plurality of actuators; A load sensing system that performs load sensing control including a pump tilt angle control valve that is led against a secondary pressure PLS pressure that is an actual differential pressure of
A target compensation differential pressure generating circuit which is a means for detecting a rotational speed for outputting a pressure depending on the rotational speed of the prime mover driving the variable pump, and a direction for a specific actuator among the plurality of pressure compensation valves The output pressure depending on the rotational speed of the prime mover set by the second differential pressure reducing valve in the target compensation differential pressure generating circuit is set as the compensation differential pressure of the specific pressure compensating valve that controls the differential pressure across the switching valve. LS, and the secondary pressure PLS pressure is the compensation differential pressure of the pressure compensation valve other than the specific pressure compensation valve that controls the differential pressure across the direction switching valve for the actuator other than the specific actuator. In the system,
It is detected that the direction switching valve for the specific actuator is operated, and the discharge flow rate of the variable pump is set to the maximum discharge flow rate only when the specific actuator is operated regardless of the actuator required flow rate. A hydraulic drive device characterized in that the capacity per rotation of the variable pump is maximized only when the direction switching valve is operated.
特定のアクチュエータ操作時のみポンプ容量を最大にする制御手段は、コントロールピストン室の圧力を制御するためのポンプ傾転角制御弁を備えており、特定のアクチュエータ用の方向切換弁が操作されたことを圧力信号により検出し、その圧力信号を前記ポンプ傾転角制御弁に直接付加することで、前記ポンプ傾転角制御弁がコントロールピストン室とタンクを連通するポジションに切り換ることを特徴とする油圧駆動装置。 The hydraulic drive device according to claim 1, wherein
The control means for maximizing the pump capacity only when a specific actuator is operated has a pump tilt angle control valve for controlling the pressure in the control piston chamber, and the direction switching valve for the specific actuator has been operated. Is detected by a pressure signal, and the pressure signal is directly added to the pump tilt angle control valve, so that the pump tilt angle control valve switches to a position where the control piston chamber and the tank communicate with each other. Hydraulic drive device to do.
前記特定のアクチュエータ用の方向切換弁が操作されたことを、該特定のアクチュエータ用の方向切換弁を作動させる油圧パイロット圧力によって検出することを特徴とする油圧駆動装置。 In the hydraulic drive unit according to claim 1 or 2,
A hydraulic drive device characterized by detecting that the direction switching valve for the specific actuator is operated by a hydraulic pilot pressure for operating the direction switching valve for the specific actuator.
前記特定のアクチュエータ用の方向切換弁が操作されたことを、該特定のアクチュエータ用の方向切換弁に設けたパイロット圧力信号ラインの圧力の切り換りによって検出することを特徴とする油圧駆動装置。 In the hydraulic drive unit according to claim 1 or 2,
A hydraulic drive device that detects that the direction switching valve for the specific actuator is operated by switching the pressure of a pilot pressure signal line provided in the direction switching valve for the specific actuator.
特定のアクチュエータ操作時のみポンプ容量を最大にする制御手段は、コントロールピストン室の圧力を制御するためのポンプ傾転角制御弁を備えており、方向切換弁の操作に電磁比例減圧弁を用いる場合で、この電磁比例減圧弁への電流を、電圧信号を発生する電気レバーの操作に応じて制御するコントローラを有するシステムであって、前記特定のアクチュエータの方向切換弁が操作されたことを、電気レバーの電圧信号をもって前記コントローラで検出し、前記ポンプ傾転角制御弁への圧油の切換を行う電磁切換弁へ、該コントローラから電圧信号を発信することで、前記コントロールピストン室の圧油がタンクに連通するよう切換えを行うことを特徴とする油圧駆動装置。 The hydraulic drive device according to claim 2, wherein
The control means for maximizing the pump capacity only when a specific actuator is operated has a pump tilt angle control valve for controlling the pressure in the control piston chamber, and an electromagnetic proportional pressure reducing valve is used to operate the direction switching valve. A system having a controller that controls the current to the electromagnetic proportional pressure reducing valve according to the operation of the electric lever that generates the voltage signal, and that the direction switching valve of the specific actuator has been operated. By detecting the lever voltage signal with the controller and transmitting a voltage signal from the controller to an electromagnetic switching valve that switches the pressure oil to the pump tilt angle control valve, the pressure oil in the control piston chamber is A hydraulic drive device that performs switching so as to communicate with a tank.
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