JP2010236607A - Hydraulic control circuit in construction machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、各種作業アタッチメントが装着される油圧ショベル等の建設機械における油圧制御回路の技術分野に関するものである。 The present invention relates to a technical field of a hydraulic control circuit in a construction machine such as a hydraulic excavator to which various work attachments are attached.
一般に、建設機械のなかには、例えば油圧ショベルのように、グラップルや油圧ブレーカ、或いはリフティングマグネット等、油圧アクチュエータにより駆動する各種作業アタッチメントを交換可能に装着できるように構成されたものがあるが、この様な作業アタッチメントを装着した場合、作業アタッチメントを駆動せしめる油圧アクチュエータに過大流量が流れて破損してしまうことを防止するため、各作業アタッチメント用油圧アクチュエータに適合する規定流量が各々定められている。さらに、従来、作業アタッチメント用油圧アクチュエータの油圧供給源になるポンプの吐出流量を、コントローラからの信号により作動する電磁比例弁により制御することで、前記規定流量に対応して制限できるようにした技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
ところで、油圧ショベルのような建設機械では、前記作業アタッチメント用油圧アクチュエータ以外に、例えば走行モータ、旋回モータ、或いはブームシリンダ、スティックシリンダ、バケットシリンダ等の多くの他の油圧アクチュエータが設けられていると共に、これら油圧アクチュエータの油圧供給源として二つのポンプが設けられる場合があり、前記特許文献１のものにおいても、二つのポンプから作業アタッチメント用油圧アクチュエータを含めた複数の油圧アクチュエータに圧油供給される構成になっている。
In general, some construction machines, such as hydraulic excavators, are configured so that various work attachments driven by a hydraulic actuator, such as a grapple, a hydraulic breaker, or a lifting magnet, can be exchangeably mounted. In order to prevent an excessive flow rate from flowing through the hydraulic actuator that drives the work attachment and damage to the hydraulic actuator that drives the work attachment, a specific flow rate that conforms to each work attachment hydraulic actuator is determined. In addition, conventionally, a technology that can control the discharge flow rate of a pump, which is a hydraulic pressure supply source of a hydraulic actuator for work attachment, by an electromagnetic proportional valve that operates according to a signal from a controller, so that it can be limited according to the specified flow rate. Is known (for example, see Patent Document 1).
Incidentally, in construction machines such as hydraulic excavators, in addition to the hydraulic actuator for work attachment, for example, a traveling motor, a swing motor, or many other hydraulic actuators such as a boom cylinder, a stick cylinder, and a bucket cylinder are provided. In some cases, two pumps are provided as a hydraulic pressure supply source of these hydraulic actuators. In the one disclosed in Patent Document 1, pressure oil is supplied from two pumps to a plurality of hydraulic actuators including a hydraulic actuator for work attachment. It is configured.
しかるに、前記特許文献１のものでは、作業アタッチメント用油圧アクチュエータに応じてポンプの吐出流量を制限するにあたり、二つのポンプの吐出流量を一つの電磁比例弁で同時に制御する構成になっている。このため、作業アタッチメント用油圧アクチュエータと他の油圧アクチュエータとを連動で駆動させる場合に、二つのポンプのうち一方のポンプのみ吐出流量の制限が必要であっても、制限が不要な他方のポンプまでも吐出流量制限されてしまうことになって、該他方のポンプから圧油供給される油圧アクチュエータの作動速度が低下し、作業効率に劣るという問題があり、ここに本発明の解決すべき課題がある。 However, in the thing of the said patent document 1, when restrict | limiting the discharge flow rate of a pump according to the hydraulic actuator for work attachments, it is the structure which controls the discharge flow rate of two pumps simultaneously with one electromagnetic proportional valve. For this reason, when the hydraulic actuator for work attachment and other hydraulic actuators are driven in conjunction with each other, even if it is necessary to limit the discharge flow rate of only one of the two pumps, the other pump that does not need to be restricted However, there is a problem that the operating speed of the hydraulic actuator supplied with pressure oil from the other pump is lowered and the working efficiency is inferior, and the problem to be solved by the present invention is here. is there.
本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、アタッチメント用油圧アクチュエータにより駆動される作業アタッチメントを装着してなる建設機械において、該建設機械の油圧制御回路に、前記アタッチメント用油圧アクチュエータ、及び該アタッチメント用油圧アクチュエータ以外の他の油圧アクチュエータと、油圧供給源になる可変容量型の第一、第二ポンプと、第一ポンプからアタッチメント用油圧アクチュエータへの油供給制御を行なう第一アタッチメント用コントロールバルブ、及び第一ポンプから他の何れかの油圧アクチュエータへの油供給制御を行なう他のコントロールバルブからなる第一グループのコントロールバルブと、第二ポンプからアタッチメント用油圧アクチュエータへの油供給制御を行なう第二アタッチメント用コントロールバルブ、及び第二ポンプから他の何れかの油圧アクチュエータへの油供給制御を行なう他のコントロールバルブからなる第二グループのコントロールバルブと、前記第一、第二グループの各コントロールバルブの動作を検出するコントロールバルブ動作検出手段と、アタッチメント用油圧アクチュエータの駆動時に、第一グループのコントロールバルブの動作に基づいて第一ポンプの吐出流量を制御する第一ポンプ制御手段、及び第二グループのコントロールバルブの動作に基づいて第二ポンプの吐出流量を制御する第二ポンプ制御手段とを具備すると共に、前記第一、第二ポンプ制御手段は、第一、第二ポンプの吐出流量を、第一、第二アタッチメント用コントロールバルブの単動時には、アタッチメント用油圧アクチュエータに応じて予め設定されるアタッチメント用流量になるようにそれぞれ制御する一方、第一、第二アタッチメント用コントロールバルブと第一、第二グループの他のコントロールバルブとの連動時には、前記アタッチメント用流量に他の油圧アクチュエータに応じて設定される流量を追加した流量になるようにそれぞれ制御することを特徴とする建設機械における油圧制御回路である。 The present invention was created with the object of solving these problems in view of the above circumstances, and the invention of claim 1 is equipped with a work attachment driven by a hydraulic actuator for attachment. In the construction machine, the hydraulic control circuit of the construction machine includes the attachment hydraulic actuator, other hydraulic actuators other than the attachment hydraulic actuator, and variable displacement first and second pumps serving as hydraulic supply sources, A first group consisting of a control valve for the first attachment that controls the oil supply from the first pump to the hydraulic actuator for attachment, and another control valve that controls the oil supply from the first pump to any of the other hydraulic actuators Attach from control valve and second pump A second group of control valves comprising a control valve for second attachment for controlling oil supply to the hydraulic actuator for the actuator, and another control valve for controlling oil supply from the second pump to any other hydraulic actuator; The control valve operation detecting means for detecting the operation of each control valve of the first and second groups and the discharge flow rate of the first pump based on the operation of the control valve of the first group when driving the attachment hydraulic actuator. The first pump control means for controlling, and the second pump control means for controlling the discharge flow rate of the second pump based on the operation of the control valve of the second group, the first and second pump control means, The first and second pump discharge flow rates When the control valve for single action is controlled, the flow rate for attachment is set in advance according to the hydraulic actuator for attachment, while the control valve for the first and second attachments and the other of the first and second groups are controlled. The hydraulic control circuit in a construction machine is characterized by controlling each of the attachment flow rate to a flow rate obtained by adding a flow rate set according to another hydraulic actuator to the attachment flow rate.
請求項１の発明とすることにより、アタッチメント用油圧アクチュエータの駆動時に、第一、第二ポンプの吐出流量は、第一、第二ポンプ制御手段によりそれぞれ独立して制御されることになり、而して、第一、第二アタッチメント用コントロールバルブの単動時には、第一、第二ポンプの吐出流量をそれぞれアタッチメント用流量になるように制御することで、アタッチメント用油圧アクチュエータに過大流量が流れてしまうことを防止できるものでありながら、第一、第二アタッチメント用コントロールバルブと第一、第二グループの他のコントロールバルブとの連動時には、該連動する他のコントロールバルブに圧油供給する第一ポンプ、或いは第二ポンプ、或いは第一、第二の両方のポンプの吐出流量を、他の油圧アクチュエータに対応して設定される流量分増加させることができ、よって、連動時にポンプ流量が不足して油圧アクチュエータの作動速度が低下してしまうことを回避できて、作業効率の向上に貢献できると共に、必要以上にポンプ流量を増加させてしまう無駄をなくすことができる。 According to the first aspect of the invention, when the attachment hydraulic actuator is driven, the discharge flow rates of the first and second pumps are independently controlled by the first and second pump control means. Then, when the first and second attachment control valves are single acting, by controlling the discharge flow rate of the first and second pumps to be the attachment flow rate, an excessive flow rate will flow to the attachment hydraulic actuator. The first and second attachment control valves are connected to the other control valves of the first and second groups while pressure oil is supplied to the other control valves that are interlocked. The discharge flow rate of the pump, the second pump, or both the first and second pumps can be transferred to other hydraulic actuators. Therefore, it can be increased by the set flow rate, so that it can be avoided that the pump flow rate is insufficient at the time of interlocking and the operating speed of the hydraulic actuator is reduced, which contributes to the improvement of work efficiency and is necessary. It is possible to eliminate the waste of increasing the pump flow rate.
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１において、１は油圧ショベル（本発明の建設機械の一例である）であって、該油圧ショベル１は、クローラ式の下部走行体２、該下部走行体２に旋回自在に支持される上部旋回体３、該上部旋回体３に装着されるフロント作業機４等から構成されており、さらに該フロント作業機４は、基端部が上部旋回体３に上下揺動自在に支持されるブーム５、該ブーム５の先端部に前後揺動自在に支持されるスティック６、該スティック６の先端部に装着される作業アタッチメント７等を具備して構成されている。ここで、本実施の形態では、作業アタッチメント７の一例として図１に破砕機を図示したが、該破砕機だけでなく、油圧ショベル１に標準的に装備されるバケットは勿論のこと、グラップルや油圧ブレーカ、或いはリフティングマグネット等の各種作業アタッチメント（何れも図示せず）を交換可能に装着できるように構成されている。また、図１中、８はブーム５を揺動せしめるブームシリンダ、９はスティック６を揺動せしめるスティックシリンダ、１０は作業アタッチメント７を揺動せしめるバケットシリンダである。尚、バケットシリンダ１０は、作業アタッチメント７としてバケットが装着されている場合に、該バケットを揺動せしめるシリンダであるためバケットシリンダ１０と称するが、バケット以外の作業アタッチメント７が装着されている場合には、バケットシリンダ１０は、作業アタッチメント７をスティック６に対して揺動せしめるための油圧シリンダとして作動する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a hydraulic excavator (which is an example of a construction machine according to the present invention), and the hydraulic excavator 1 is a crawler-type lower traveling
次いで、前記油圧ショベル１の油圧回路図を図２に示すと、該図２において、１１、１２はエンジンＥにより駆動する可変容量型の第一、第二ポンプ、１１ａ、１２ａは第一、第二ポンプ１１、１２の容量可変手段、１３はパイロット圧供給源であるパイロットポンプ、１４は油タンクである。また、８〜１０、１５〜１８は前記第一、第二ポンプ１１、１２を油圧供給源にする油圧アクチュエータであって、８、９、１０は前記ブームシリンダ、スティックシリンダ、バケットシリンダ、１５は右側走行モータ、１６は左側走行モータ、１７は旋回モータ、１８は前記作業アタッチメント７を駆動せしめるアタッチメント用油圧アクチュエータである。尚、本実施の形態では、アタッチメント用油圧アクチュエータ１８として、破砕機に具備される破砕アーム１９を開閉せしめる開閉シリンダが設けられている（図１参照。）。また、前記ブームシリンダ８、スティックシリンダ９、バケットシリンダ１０、右側走行モータ１５、左側走行モータ１６、旋回モータ１７は、本発明の他の油圧アクチュエータに相当する。
Next, FIG. 2 shows a hydraulic circuit diagram of the excavator 1. In FIG. 2,
さらに、２０〜２９は油圧アクチュエータ用操作具（図示せず）の操作に基づいて前記各油圧アクチュエータに対する油供給制御をそれぞれ行なうコントロールバルブであって、これらコントロールバルブ２０〜２９のうち、右側走行用、第一アタッチメント用、バケット用、第一ブーム用、第一スティック用の各コントロールバルブ２０〜２４は、第一ポンプ１１の吐出ラインに接続されていて第一ポンプ１１から圧油供給される一方、左側走行用、旋回用、第二スティック用、第二ブーム用、第二アタッチメント用の各コントロールバルブ２５〜２９は、第二ポンプ１２の吐出ラインに接続されていて第二ポンプ１２から圧油供給されるように構成されているが、以下、第一ポンプ１１から圧油供給されるコントロールバルブ２０〜２４を第一グループＡとし、第二ポンプ１２から圧油供給されるコントロールバルブ２５〜２９を第二グループＢとする。さらに、前記第一グループＡのコントロールバルブ２０〜２４のうち、第一アタッチメント用コントロールバルブ２１以外のコントロールバルブ２０、２２〜２４を第一グループＡの他のコントロールバルブ２０、２２〜２４と称し、また、第二グループＢのコントロールバルブ２５〜２９のうち、第二アタッチメント用コントロールバルブ２９以外のコントロールバルブ２５〜２８を第二グループＢの他のコントロールバルブ２５〜２８と称する。
Further, 20 to 29 are control valves for controlling oil supply to the respective hydraulic actuators based on the operation of a hydraulic actuator operating tool (not shown). The
前記各コントロールバルブ２０〜２９は、対応する油圧アクチュエータ用操作具が操作されていない状態では、油圧アクチュエータに対する油供給制御を行なわない中立位置Ｎに位置しているが、油圧アクチュエータ用操作具の操作に基づいて出力されるパイロット圧によって、対応する油圧アクチュエータに対する油供給制御を行なう作動位置Ｘ或いはＹに切換るように構成されている。この場合、油圧アクチュエータ用操作具の操作量の増減に応じて出力されるパイロット圧が増減すると共に、各コントロールバルブ２０〜２９に入力されるパイロット圧の増減に対応して、コントロールバルブ２０〜２９のスプールの移動ストロークが増減し、これによって、油圧アクチュエータへの供給流量が増減制御されるようになっている。
Each of the
ここで、ブームシリンダ８は、ブーム５の下降時には第一ポンプ１１から圧油供給されるが、ブーム５の上昇時には第一、第二の両方のポンプ１１、１２から圧油供給されるように構成されており、このため、第一ポンプ１１から圧油供給される第一ブーム用コントロールバルブ２４と、第二ポンプ１２から圧油供給される第二ブーム用コントロールバルブ２８とが設けられている。また、スティックシリンダ９は、第一、第二の両方のポンプ１１、１２から圧油供給可能なように、第一ポンプ１１から圧油供給される第一スティック用コントロールバルブ２４と、第二ポンプ１２から圧油供給される第二スティック用コントロールバルブ２７とが設けられている。さらに、アタッチメント用アクチュエータ１８は、第一、第二の何れか一方のポンプ、或いは両方のポンプ１１、１２から圧油供給可能なように、第一ポンプ１１から圧油供給される第一アタッチメント用コントロールバルブ２１と、第二ポンプ１２から圧油供給される第二アタッチメント用コントロールバルブ２９とが設けられているが、本実施の形態では、作業アタッチメント７として２ポンプ分の流量を必要とする破砕機が装着されているため、第一、第二の両方のポンプ１１、１２から圧油供給されるようになっている。
Here, the boom cylinder 8 is supplied with pressure oil from the
さらに、前記第一グループＡの各コントロールバルブ２０〜２４には、第一ポンプ１１から供給される圧油を、第一絞り３１を経由して油タンク１４に流すセンタバイパス弁路２０ｃ〜２４ｃが形成されており、また、第二グループＢの各コントロールバルブ２５〜２９には、第二ポンプ１２から供給される圧油を、第二絞り３２を経由して油タンク１４に流すセンタバイパス弁路２５ｃ〜２９ｃが形成されている。これらセンタバイパス弁路２０ｃ〜２９ｃの通過流量は、各コントロールバルブ２０〜２９が中立位置Ｎのときに最も大きく、スプールの移動ストロークが大きくなるほど小さくなる、つまり、油圧アクチュエータ用操作具の操作量が増加するほどセンタバイパス弁路２０ｃ〜２９ｃの通過流量が減少するように制御される。そして、前記第一、第二絞り３１、３２の上流側の圧力は、第一、第二センタバイパス信号圧Ｐｓ１、Ｐｓ２として、後述する第一、第二シャトル弁３３、３４の一方の入力ポート３３ａ、３４ａにそれぞれ入力されるように構成されている。
Further, the
前記第一、第二シャトル弁３３、３４は、一方の入力ポート３３ａ、３４ａから入力される第一、第二センタバイパス信号圧Ｐｓ１、Ｐｓ２と、後述する第一、第二ポンプ制御用電磁比例減圧弁３５、３６から他方の入力ポート３３ｂ、３４ｂに入力される第一、第二アタッチメントモード信号圧Ｐａ１、Ｐａ２とのうち高圧側を選択し、該選択した信号圧を第一、第二ポンプ１１、１２の容量可変手段１１ａ、１２ａにそれぞれ出力する。そして、該容量可変手段１１ａ、１２ａは、第一、第二シャトル弁３３、３４から入力される信号圧が高いときには第一、第二ポンプ１１、１２の吐出流量を少なくし、信号圧が低くなるほど吐出流量を多くする、所謂ネガティブ流量制御を行なうように構成されている。尚、本実施の形態において、前記第一、第二シャトル３３、３４及び第一、第二ポンプ制御用電磁比例減圧弁３５、３６は、一つのバルブユニットとして纏めて組み付けられている。
The first and
前記第一、第二ポンプ制御用電磁比例減圧弁３５、３６は、後述するコントローラ３７から出力される制御信号に基づいて、第一、第二アタッチメントモード信号圧Ｐａ１、Ｐａ２を前記第一、第二シャトル弁３３、３４の他方の入力ポート３３ｂ、３４ｂにそれぞれ出力する。尚、本発明の第一ポンプ制御手段は、前記第一ポンプ制御用電磁比例減圧弁３５及びコントローラ３７によって構成され、また、本発明の第二ポンプ制御手段は、前記第二ポンプ制御用電磁比例減圧弁３６及びコントローラ３７によって構成される。
The first and second pump control electromagnetic proportional
一方、前記コントローラ３７は、図３のブロック図に示す如く、入力側に、前記右側走行用、第一アタッチメント用、バケット用、第一ブーム用、第一スティック用、左側走行用、旋回用、第二スティック用、第二ブーム用、第二アタッチメント用の各コントロールバルブ２０〜２９の切換え動作をそれぞれ検出するコントロールバルブ動作検出手段２０ａ〜２９ａが接続され、また、出力側に、前記第一、第二ポンプ制御用電磁比例減圧弁３５、３６が接続されていると共に、後述するポンプ流量演算部３８が設けられている。尚、前記コントロールバルブ動作検出手段２０ａ〜２９ａは、各コントロールバルブ２０〜２９への入力パイロット圧を検出する圧力スイッチや圧力センサ、或いは、コントロールバルブ２０〜２９は油圧アクチュエータ用操作具の操作に基づいて動作するものであるから、各油圧アクチュエータ用操作具の操作を検出する操作具操作検出手段（例えば、操作レバー角度検出センサ）等を用いて構成することができる。
On the other hand, as shown in the block diagram of FIG. 3, the controller 37 has, on the input side, the right side traveling, the first attachment, the bucket, the first boom, the first stick, the left side traveling, the turning, Control valve operation detecting means 20a to 29a for detecting the switching operation of the
次いで、前記コントローラ３７の行なう制御について説明すると、まず、コントローラ３７は、第一アタッチメント用コントロールバルブ動作検出手段２１ａからの検出信号に基づき、第一アタッチメント用コントロールバルブ２１が動作しているか否かを判別する。そして、第一アタッチメント用コントロールバルブ２１が動作していない（中立位置Ｎに位置している）と判別された場合には、コントローラ３７は、第一ポンプ制御用電磁比例減圧弁３５に対し、第一アタッチメントモード信号圧Ｐａ１出力の制御信号を出力しない。これにより、第一シャトル弁３３の他方の入力ポート３３ｂにはタンク圧が入力され、よって第一シャトル弁３３は、一方の入力ポート３３ａから入力される第一センタバイパス信号圧Ｐｓ１を選択し、該第一センタバイパス信号圧Ｐｓ１を第一ポンプ１１の容量可変手段１１ａに出力する。而して、第一アタッチメント用コントロールバルブ２１が中立位置Ｎの場合、第一ポンプ１１の吐出流量は、第一センタバイパス信号圧Ｐｓ１によって、第一グループＡの他のコントロールバルブ２０、２２〜２４の移動ストロークが大きくなる（油圧アクチュエータ用操作具の操作量が大きくなる）ほど吐出流量が増加するように制御される。
Next, the control performed by the controller 37 will be described. First, the controller 37 determines whether or not the first
一方、第一アタッチメント用コントロールバルブ２１が動作している（作動位置Ｘ或いはＹに位置している）と判別された場合、コントローラ３７は、第一ポンプ制御用電磁比例減圧弁３５に対して、第一ポンプ１１のポンプ流量を後述のポンプ流量演算部３８で求められた流量にするべく、第一アタッチメントモード信号圧Ｐａ１出力の制御信号を出力する。そして、該第一アタッチメントモード信号圧Ｐａ１が第一センタバイパス信号圧Ｐｓ１よりも高圧（ポンプ流量を少なくする信号圧）の場合には、該高圧の第一アタッチメントモード信号圧Ｐａ１が第一シャトル弁３３により選択されて、第一ポンプ１１の容量可変手段１１ａに入力される。これにより、第一アタッチメント用コントロールバルブ２１が作動位置Ｘ或いはＹに位置している場合に、第一ポンプ１１の吐出流量は、第一アタッチメントモード信号圧Ｐａ１によって、ポンプ流量演算部３８で演算されたポンプ流量になるように制御される。尚、第一センタバイパス信号圧Ｐｓ１が第一アタッチメントモード信号圧Ｐａ１よりも高圧（ポンプ流量を少なくする信号圧）の場合には、該第一センタバイパス信号圧Ｐｓ１が第一ポンプ１１の容量可変手段１１ａに入力される。而して、第一ポンプ１１の吐出流量は、ポンプ流量演算部３８で演算されたポンプ流量を越えないように制限される。
On the other hand, when it is determined that the first
さらに、コントローラ３７は、第二アタッチメント用コントロールバルブ動作検出手段２９ａからの検出信号に基づき、第二アタッチメント用コントロールバルブ２９が動作しているか否かを判別する。そして、第二アタッチメント用コントロールバルブ２９が動作していない（中立位置Ｎに位置している）と判別された場合には、コントローラ３７は、第二ポンプ制御用電磁比例減圧弁３６に対し、第二アタッチメントモード信号圧Ｐａ２出力の制御信号を出力しない。これにより、第二シャトル弁３４の他方の入力ポート３４ｂにはタンク圧が入力され、よって第二シャトル弁３４は、一方の入力ポート３４ａから入力される第二センタバイパス信号圧Ｐｓ２を選択し、該第二センタバイパス信号圧Ｐｓ２を第二ポンプ１２の容量可変手段１２ａに出力する。而して、第二アタッチメント用コントロールバルブ２９が中立位置Ｎの場合、第二ポンプ１２の吐出流量は、第二センタバイパス信号圧Ｐｓ２によって、第二グループＢの他のコントロールバルブ２５〜２８の移動ストロークが大きくなる（油圧アクチュエータ用操作具の操作量が大きくなる）ほど吐出流量が増加するように制御される。
Further, the controller 37 determines whether or not the second
一方、第二アタッチメント用コントロールバルブ２９が動作している（作動位置Ｘ或いはＹに位置している）と判別された場合、コントローラ３７は、第二ポンプ制御用電磁比例減圧弁３６に対して、第二ポンプ１２のポンプ流量を後述のポンプ流量演算部３８で演算された流量にするべく、第二アタッチメントモード信号圧Ｐａ２出力の制御信号を出力する。そして、該第二アタッチメントモード信号圧Ｐａ２が第二センタバイパス信号圧Ｐｓ２よりも高圧（ポンプ流量を少なくする信号圧）の場合には、該高圧の第二アタッチメントモード信号圧Ｐａ２が第二シャトル弁３４により選択されて、第二ポンプ１２の容量可変手段１２ａに入力される。これにより、第二アタッチメント用コントロールバルブ２９が作動位置Ｘ或いはＹに位置している場合に、第二ポンプ１２の吐出流量は、第二アタッチメントモード信号圧Ｐａ２によって、ポンプ流量演算部３８で演算されたポンプ流量になるように制御される。尚、第二センタバイパス信号圧Ｐｓ２が第二アタッチメントモード信号圧Ｐａ２よりも高圧（ポンプ流量を少なくする信号圧）の場合には、該第二センタバイパス信号圧Ｐｓ２が第二ポンプ１２の容量可変手段１２ａに入力される。而して、第二ポンプ１２の吐出流量は、ポンプ流量演算部３８で演算されたポンプ流量を越えないように制限される。
On the other hand, when it is determined that the second
次いで、前記ポンプ流量演算部３８における第一、第二ポンプ１１、１２のポンプ流量の演算について、図４に示す制御ブロック図に基づいて説明する。
まず、第一ポンプ１１のポンプ流量の演算を行なう場合、ポンプ流量演算部３８は、第一アタッチメント用流量設定部３９において第一アタッチメント用流量Ｌａ１を設定し、該第一アタッチメント用流量Ｌａ１を第一加算器４０に出力する。ここで、上記第一アタッチメント用流量Ｌａ１は、第一ポンプ１１からアタッチメント用油圧アクチュエータ１８への供給流量として、アタッチメント用油圧アクチュエータ１８の種類やサイズ等に応じて予め設定される流量である。尚、上記第一アタッチメント用流量Ｌａ１及び後述する第二アタッチメント用流量Ｌａ２は、本発明のアタッチメント用流量に相当する。
Next, calculation of the pump flow rates of the first and
First, when calculating the pump flow rate of the
さらに、ポンプ流量演算部３８は、第一グループコントロールバルブ動作信号出力部４１において、第一グループＡの他のコントロールバルブ２０、２２〜２４が動作しているか否かを、各コントロールバルブ動作検出手段２０ａ、２２ａ〜２４ａからの検出信号に基づいて判別し、そして、第一グループＡの他のコントロールバルブ２０、２２〜２４の全てが動作していない（中立位置Ｎに位置している）場合には、第一選択器４２に「０」を出力する一方、他のコントロールバルブ２０、２２〜２４の何れかが動作している場合には、第一選択器４２に「１」を出力する。
Further, the pump flow rate calculation unit 38 determines whether or not the
前記第一選択器４２は、第一グループコントロールバルブ動作信号出力部４１から「０」が入力された場合には、前記第一加算器４０に追加流量「０」を出力する。一方、第一グループコントロールバルブ動作信号出力部４１から「１」が入力された場合には、前記第一加算器４０に第一連動時追加流量Ｌｃ１を出力する。該第一連動時追加流量Ｌｃ１は、第一アタッチメント用コントロールバルブ２１と第一グループＡの他のコントロールバルブ２０、２２〜２４との連動時に第一ポンプ１１に要求される追加流量であって、各コントロールバルブ２０、２２〜２４に応じて個別に設定されており、そして、前記第一グループコントロールバルブ動作信号出力部４１により動作が判別されたコントロールバルブ２０、２２〜２４に応じた第一連動時追加流量Ｌｃ１が出力される。
The
前記第一加算器４０は、第一アタッチメント用流量設定部３９から入力される第一アタッチメント用流量Ｌａ１と、第一選択器４２から入力される追加流量「０」或いは第一連動時追加流量Ｌｃ１とを加算し、該加算した流量を第一ポンプ１１のポンプ流量として出力する。
The
而して、第一グループＡのコントロールバルブ２０〜２４のうち、第一アタッチメント用コントロールバルブ２１が単独で動作している場合（単動時）には、第一アタッチメント用流量Ｌａ１が第一ポンプ１１のポンプ流量として演算され、該ポンプ流量にするための第一アタッチメントモード信号圧Ｐａ１を出力するように、コントローラ３７からポンプ制御用電磁比例減圧弁３５に対して制御信号が出力される。一方、第一グループＡの第一アタッチメント用コントロールバルブ２１と他のコントロールバルブ２０、２２〜２４とが連動で動作している場合（連動時）には、第一アタッチメント用流量Ｌａ１に第一連動時追加流量Ｌｃ１を追加した流量（Ｌａ１＋Ｌｃ１）が第一ポンプ１１のポンプ流量として演算され、該ポンプ流量にするための第一アタッチメントモード信号圧Ｐａ１を出力するように、コントローラ３７から第一ポンプ制御用電磁比例減圧弁３５に対して制御信号が出力される。
Thus, among the
また、ポンプ流量演算部３８における第二ポンプ１２のポンプ流量の演算は、前述した第一ポンプ１１のポンプ流量の演算と同様であるため、説明は省略するが、第二グループＢのコントロールバルブ２５〜２９のうち、第二アタッチメント用コントロールバルブ２９の単動時には、第二アタッチメント用流量Ｌａ２が第二ポンプ１２のポンプ流量として演算される一方、第二アタッチメント用コントロールバルブ２９と第二グループＢの他のコントロールバルブ２５〜２８との連動時には、第二アタッチメント用流量Ｌａ２に第二連動時追加流量Ｌｃ２を追加した流量（Ｌａ２＋Ｌｃ２）が第二ポンプ１２のポンプ流量として演算されるようになっている。尚、前記第二アタッチメント用流量Ｌａ２は、第二ポンプ１２からアタッチメント用油圧アクチュエータ１８への供給流量として、アタッチメント用油圧アクチュエータ１８の種類やサイズ等に応じて予め設定される流量である。また、第二連動時追加流量Ｌｃ２は、第二グループＢの第二アタッチメント用コントロールバルブ２９と他のコントロールバルブ２５〜２８との連動時に第二ポンプ１２に要求される追加流量であって、各コントロールバルブ２５〜２８に応じて個別に設定される。また、図４中、４３は第二アタッチメント用流量設定部、４４は第二加算器、４５は第二グループコントロールバルブ動作信号出力部、４６は第二選択器であって、前述した第一アタッチメント用流量設定部３９、第一加算器４０、第一グループコントロールバルブ動作信号出力部４１、第一選択器４２と同様のものである。
The calculation of the pump flow rate of the
つまり、アタッチメント用操作具（図示せず）が操作されると、第一、第二アタッチメント用コントロールバルブ２１、２９が作動位置ＸまたはＹに切換り、これら第一、第二アタッチメント用コントロールバルブ２１、２９を経由して第一、第二の両方のポンプ１１、１２からアタッチメント用油圧アクチュエータ１８に圧油供給されることになるが、この場合、第一ポンプ１１の吐出流量は、該第一ポンプ１１から圧油供給される第一グループＡのうち第一アタッチメント用コントロールバルブ２１の単動時には、予め設定される第一アタッチメント用流量Ｌａ１になるように制御される一方、第一アタッチメント用コントロールバルブ２１と第一グループＡの他のコントロールバルブ２０、２２〜２４との連動時には、前記第一アタッチメント用流量Ｌａ１に第一連動時追加流量Ｌｃ１を追加した流量（Ｌａ１＋Ｌｃ１）になるように制御される。また、第二ポンプ１２の吐出流量は、該第二ポンプ１２から圧油供給される第二グループＢのうち第二アタッチメント用コントロールバルブ２９の単動時には、予め設定される第二アタッチメント用流量Ｌａ２になるように制御される一方、第二アタッチメント用コントロールバルブ２９と第二グループＢの他のコントロールバルブ２５〜２８との連動時には、前記第二アタッチメント用流量Ｌａ２に第二連動時追加流量Ｌｃ２を追加した流量（Ｌａ２＋Ｌｃ２）になるように制御される。尚、本実施の形態では、アタッチメント用油圧アクチュエータ１８に第一、第二ポンプ１１、１２から同量の圧油が供給されるように、第一アタッチメント用流量Ｌａ１と第二アタッチメント用流量Ｌａ２とが同じ値に設定されているが、異なる値に設定することもできる。
That is, when an operation tool for attachment (not shown) is operated, the first and second
叙述の如く構成された本形態において、油圧ショベル１の油圧制御回路には、アタッチメント用アクチュエータ１８の駆動時に、コントローラ３７からの制御信号に基づいて、第一シャトル弁３３を介して第一ポンプ１１の容量可変手段１１ａに第一アタッチメントモード信号圧Ｐａ１を出力する第一ポンプ制御用電磁比例減圧弁３５と、第二シャトル弁３４を介して第二ポンプ１２の容量可変手段１２ａに第二アタッチメントモード信号圧Ｐａ２を出力する第二ポンプ制御用電磁比例減圧弁３６とが設けられている。そして、第一ポンプ１１の吐出流量は、前記第一ポンプ制御用電磁比例減圧弁３５から出力される第一アタッチメントモード信号圧Ｐａ１によって、第一ポンプ１１から圧油供給される第一グループＡのコントロールバルブ２０〜２４のうち、アタッチメント用油圧アクチュエータ１８への油供給制御を行なう第一アタッチメント用コントロールバルブ２１の単動時には、予め設定される第一アタッチメント用流量Ｌａ１になるように制御される一方、第一アタッチメント用コントロールバルブ２１と第一グループＡの他のコントロールバルブ２０、２２〜２４との連動時には、前記第一アタッチメント用流量Ｌａ１に第一連動時追加流量Ｌｃ１を追加した流量（Ｌａ１＋Ｌｃ１）になるように制御されることになる。また、第二ポンプ１２の吐出流量は、前記第二ポンプ制御用電磁比例減圧弁３６から出力される第二アタッチメントモード信号圧Ｐａ２によって、第二ポンプ１２から圧油供給される第二グループＢのコントロールバルブ２５〜２９のうち、アタッチメント用油圧アクチュエータ１８への油供給制御を行なう第二アタッチメント用コントロールバルブ２９の単動時には、予め設定される第二アタッチメント用流量Ｌａ２になるように制御される一方、第二アタッチメント用コントロールバルブ２９と第二グループＢの他のコントロールバルブ２５〜２８との連動時には、前記第二アタッチメント用流量Ｌａ２に第二連動時追加流量Ｌｃ２を追加した流量（Ｌａ２＋Ｌｃ２）になるように制御されることになる。
In the present embodiment configured as described, the hydraulic control circuit of the hydraulic excavator 1 includes the
この結果、アタッチメント用油圧アクチュエータ１８の駆動時に、第一、第二ポンプ１１、１２の吐出流量は、第一、第二ポンプ制御用電磁比例減圧弁３５、３６から出力される第一、第二アタッチメントモード信号圧Ｐａ１、Ｐａ２によってそれぞれ独立して制御されることになる。而して、アタッチメント用油圧アクチュエータ１８の単動時に、第一、第二ポンプ１１、１２の吐出流量を第一、第二アタッチメント用流量Ｌａ１、Ｌａ２になるように制御できることは勿論のこと、アタッチメント用油圧アクチュエータ１８と他の何れかの油圧アクチュエータ（ブームシリンダ８、スティックシリンダ９、バケットシリンダ１０、右側走行モータ１５、左側走行モータ１６、旋回モータ１７）との連動時には、該連動する他の油圧アクチュエータ用のコントロールバルブが第一グループＡのコントロールバルブ２０、２２〜２４であれば、第二グループＢに圧油供給する第二ポンプ１２の吐出流量を、第二アタッチメント用流量Ｌａ２になるように制御しながら、第一グループＡに圧油供給する第一ポンプ１１の吐出流量を、第一アタッチメント用流量Ｌａ１に第一連動時追加流量Ｌｃ１を追加した流量になるように制御することができる。また、連動する他の油圧アクチュエータ用のコントロールバルブが第二グループＢのコントロールバルブ２５〜２８であれば、第一グループＡに圧油供給する第一ポンプ１１の吐出流量を、第一アタッチメント用流量Ｌａ１になるように制御しながら、第二グループＢに圧油供給する第二ポンプ１２の吐出流量を、第二アタッチメント用流量Ｌａ２に第二連動時追加流量Ｌｃ２を追加した流量になるように制御することができる。さらに、連動する他の油圧アクチュエータ用のコントロールバルブが第一、第二の両方のグループＡ、Ｂのコントロールバルブであれば、第一、第二の両方のポンプ１１、１２の吐出流量を、第一、第二アタッチメント用流量Ｌａ１、Ｌａ２に第一、第二連動時追加流量Ｌｃ１、Ｌｃ２を追加した流量になるように制御することができる。しかもこの場合、第一、第二連動時追加流量Ｌｃ１、Ｌｃ２は、他の各コントロールバルブ２０、２２〜２８に応じて個別に設定される流量であるから、第一、第二ポンプ１１、１２の吐出流量は、連動する他の各油圧アクチュエータに応じて適正な流量が追加されることになる。
As a result, when the attachment
而して、アタッチメント用油圧アクチュエータ１８の単動時には、第一、第二ポンプ１１、１２の吐出流量を第一、第二アタッチメント用流量になるように制御することで、アタッチメント用油圧アクチュエータ１８に過大流量が流れてしまうことを防止できるものでありながら、アタッチメント用油圧アクチュエータ１８と他の油圧アクチュエータとの連動時には、該連動する他の油圧アクチュエータに圧油供給する第一ポンプ１１、或いは第二ポンプ１２、或いは第一、第二の両方のポンプ１１、１２の吐出流量を、他の油圧アクチュエータに対応して設定される流量分増加させることができることになり、よって、連動時にポンプ流量が不足して油圧アクチュエータの作動速度が低下してしまうことを回避できて、作業効率の向上に貢献できると共に、必要以上にポンプ流量を増加させてしまう無駄をなくすことができる。
Thus, when the attachment
尚、本発明は前記実施の形態に限定されないことは勿論であって、前記実施の形態におけるアタッチメント用油圧アクチュエータ１８は、２ポンプ分の流量を必要とするため第一、第二の両方のポンプ１１、１２から圧油供給される構成になっているが、１ポンプ分の流量しか必要としないアタッチメント用油圧アクチュエータであっても、該アタッチメント用油圧アクチュエータの油圧供給源になるポンプを、連動する他の油圧アクチュエータに応じて第一ポンプ或いは第二ポンプに切換えできるように構成した場合等に、本発明を実施することにより、油圧供給源になる第一ポンプ或いは第二ポンプの吐出流量を、アタッチメント用油圧アクチュエータの単動時、或いはアタッチメント用油圧アクチュエータと他の油圧アクチュエータとの連動時に適した流量となるように制御することができる。
さらに、前記アタッチメント用流量や、他の油圧アクチュエータとの連動時に追加する追加流量（第一、第二連動時追加流量）の値を、コントロールバルブのスプール移動ストロークの増減、或いは操作具操作量の増減に対応して増減するように設定することもでき、この様にすることにより、さらに無駄のない第一、第二ポンプの吐出流量制御を行なうことができる。
Needless to say, the present invention is not limited to the above embodiment, and the attachment
Furthermore, the value of the flow rate for attachment and the additional flow rate added at the time of interlocking with other hydraulic actuators (additional flow rate at the time of the first and second interlocking) are increased or decreased by the control valve spool movement stroke or the operating tool operation amount. It can also be set to increase / decrease corresponding to the increase / decrease, and in this way, the discharge flow rate control of the first and second pumps can be further performed without waste.
本発明は、各種作業アタッチメントが装着される油圧ショベル等の建設機械において、アタッチメント用油圧アクチュエータや他の油圧アクチュエータの油圧供給源になるポンプの吐出流量制御に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used to control the discharge flow rate of a pump that serves as a hydraulic pressure supply source for an attachment hydraulic actuator and other hydraulic actuators in a construction machine such as a hydraulic excavator to which various work attachments are attached.
７ 作業アタッチメント
８、９、１０、１５、１６、１７ 他の油圧アクチュエータ（ブームシリンダ、スティックシリンダ、バケットシリンダ、右側走行モータ、左側走行モータ、旋回モータ）
１１ 第一ポンプ
１２ 第二ポンプ
１８ アタッチメント用油圧アクチュエータ
２０、２２〜２４ 第一グループの他のコントロールバルブ
２１ 第一アタッチメント用コントロールバルブ
２５〜２８ 第二グループの他のコントロールバルブ
２９ 第二アタッチメント用コントロールバルブ
２０ａ〜２９ａ コントロールバルブ動作検出手段
３５ 第一ポンプ制御用電磁比例減圧弁
３６ 第一ポンプ制御用電磁比例減圧弁
３７ コントローラ
7
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記アタッチメント用油圧アクチュエータ、及び該アタッチメント用油圧アクチュエータ以外の他の油圧アクチュエータと、
油圧供給源になる可変容量型の第一、第二ポンプと、
第一ポンプからアタッチメント用油圧アクチュエータへの油供給制御を行なう第一アタッチメント用コントロールバルブ、及び第一ポンプから他の何れかの油圧アクチュエータへの油供給制御を行なう他のコントロールバルブからなる第一グループのコントロールバルブと、
第二ポンプからアタッチメント用油圧アクチュエータへの油供給制御を行なう第二アタッチメント用コントロールバルブ、及び第二ポンプから他の何れかの油圧アクチュエータへの油供給制御を行なう他のコントロールバルブからなる第二グループのコントロールバルブと、
前記第一、第二グループの各コントロールバルブの動作を検出するコントロールバルブ動作検出手段と、
アタッチメント用油圧アクチュエータの駆動時に、第一グループのコントロールバルブの動作に基づいて第一ポンプの吐出流量を制御する第一ポンプ制御手段、及び第二グループのコントロールバルブの動作に基づいて第二ポンプの吐出流量を制御する第二ポンプ制御手段とを具備すると共に、
前記第一、第二ポンプ制御手段は、第一、第二ポンプの吐出流量を、第一、第二アタッチメント用コントロールバルブの単動時には、アタッチメント用油圧アクチュエータに応じて予め設定されるアタッチメント用流量になるようにそれぞれ制御する一方、第一、第二アタッチメント用コントロールバルブと第一、第二グループの他のコントロールバルブとの連動時には、前記アタッチメント用流量に他の油圧アクチュエータに応じて設定される流量を追加した流量になるようにそれぞれ制御することを特徴とする建設機械における油圧制御回路。 In a construction machine equipped with a work attachment driven by a hydraulic actuator for attachment, a hydraulic control circuit of the construction machine,
The attachment hydraulic actuator, and other hydraulic actuators other than the attachment hydraulic actuator;
Variable displacement type first and second pumps that serve as hydraulic supply sources;
A first group consisting of a control valve for the first attachment that controls the oil supply from the first pump to the hydraulic actuator for attachment, and another control valve that controls the oil supply from the first pump to any of the other hydraulic actuators Control valve and
A second group consisting of a control valve for second attachment that controls oil supply from the second pump to the hydraulic actuator for attachment, and another control valve that controls oil supply from the second pump to any other hydraulic actuator Control valve and
Control valve operation detecting means for detecting the operation of each control valve of the first and second groups;
When the attachment hydraulic actuator is driven, the first pump control means for controlling the discharge flow rate of the first pump based on the operation of the first group of control valves, and the second pump of the second group based on the operation of the second group of control valves. A second pump control means for controlling the discharge flow rate,
The first and second pump control means set the discharge flow rate of the first and second pumps to an attachment flow rate that is preset according to the attachment hydraulic actuator when the first and second attachment control valves are single acting. The first and second attachment control valves are linked to the other control valves of the first and second groups, and the attachment flow rate is set in accordance with the other hydraulic actuators. A hydraulic control circuit in a construction machine, wherein each control is performed so that a flow rate is added.
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