JP5771332B2 - Hydraulic control system for construction machinery - Google Patents

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Description

本発明は、建設機械の油圧制御システムに係り、より詳細には、アーム操作装置とバケット操作装置とを同時に操作して掘削作業などを行う複合動作の時、アームシリンダ及びバケットシリンダにそれぞれ油圧ポンプから作動油を供給して作動させるようにした建設機械の油圧制御システムに関する。   The present invention relates to a hydraulic control system for a construction machine, and more particularly, to a hydraulic pump for each of an arm cylinder and a bucket cylinder in a complex operation in which an arm operating device and a bucket operating device are operated simultaneously to perform excavation work. The present invention relates to a hydraulic control system for a construction machine that is operated by supplying hydraulic oil from a hydraulic system.

図1に示すように、従来の技術による建設機械の油圧制御システムは、
一対の可変容量型第1、2油圧ポンプ1、2(以下、「油圧ポンプ」という)と、
前記第1油圧ポンプ1に接続されるアームシリンダ3と、
前記第2油圧ポンプ2に接続されるバケットシリンダ(図示せず)と、
操作量に応じた制御信号をそれぞれ出力するアーム操作装置(arm joystick)4及びバケット操作装置(図示せず)(bucket joystick)と、
前記第1油圧ポンプ1と前記アームシリンダ3との間の流路に配設され、前記アーム操作装置4の操作によって切り換えられる時、アームシリンダ3の起動、停止及び方向切換を制御する第1アーム制御弁5と、
前記第2油圧ポンプ2と前記アームシリンダ3との間の流路に配設され、アーム操作装置4の操作による制御信号が設定値を超えると切り換えられて、前記第2油圧ポンプ2の吐出流量をアームシリンダ3に合流させて供給する第2アーム制御弁6と、
前記第2油圧ポンプ2と前記バケットシリンダ(図示せず)との間に流路に配設され、バケット操作装置の操作によって切り換えられる時、バケットシリンダの起動、停止及び方向切換を制御するバケット制御弁(図示せず)と、を備える。
As shown in FIG. 1, the hydraulic control system for a construction machine according to the prior art is
A pair of variable displacement first and second hydraulic pumps 1 and 2 (hereinafter referred to as "hydraulic pumps");
An arm cylinder 3 connected to the first hydraulic pump 1;
A bucket cylinder (not shown) connected to the second hydraulic pump 2;
An arm operating device (arm joystick) 4 and a bucket operating device (not shown) (bucket joystick) for outputting control signals according to the operation amount,
A first arm that is disposed in a flow path between the first hydraulic pump 1 and the arm cylinder 3 and controls the start, stop, and direction switching of the arm cylinder 3 when switched by operation of the arm operating device 4. A control valve 5;
Disposed in the flow path between the second hydraulic pump 2 and the arm cylinder 3 and switched when the control signal by the operation of the arm operating device 4 exceeds a set value, the discharge flow rate of the second hydraulic pump 2 A second arm control valve 6 which is supplied by being joined to the arm cylinder 3,
Bucket control that is disposed in a flow path between the second hydraulic pump 2 and the bucket cylinder (not shown) and controls the start, stop, and direction switching of the bucket cylinder when switched by operation of a bucket operating device. A valve (not shown).

従って、アームとバケットとを同時に操作して掘削作業などを行う場合、アーム−イン(arm−in)駆動を行うために、アーム操作装置4の操作による制御信号によって第1アーム制御弁5を図1において右側方向に切り換えさせるため、第1油圧ポンプ1から吐出される作動油は、切り換えられた第1アーム制御弁5を経由してアームシリンダ3の大チャンバ3aに供給される。この際、アームシリンダ3の小チャンバ3bから戻される作動油は、第1アーム制御弁5を経由して油圧タンクTに戻る。   Therefore, when performing excavation work etc. by operating the arm and the bucket at the same time, the first arm control valve 5 is illustrated by the control signal generated by the operation of the arm operating device 4 in order to perform arm-in driving. 1, the hydraulic oil discharged from the first hydraulic pump 1 is supplied to the large chamber 3 a of the arm cylinder 3 via the switched first arm control valve 5. At this time, the hydraulic fluid returned from the small chamber 3 b of the arm cylinder 3 returns to the hydraulic tank T via the first arm control valve 5.

前記アーム操作装置4の操作量が一定値を超えると、第2アーム制御弁6が図1において左側方向に切り換えられるため、第2油圧ポンプ2からの作動油は、切り換えられた前記第2アーム制御弁6を経由してアームシリンダ3の大チャンバ3aに合流して供給される。   When the operation amount of the arm operating device 4 exceeds a certain value, the second arm control valve 6 is switched to the left side in FIG. 1, so that the hydraulic oil from the second hydraulic pump 2 is switched to the switched second arm. It is supplied to the large chamber 3 a of the arm cylinder 3 via the control valve 6.

一方、図示されていないが、バケット操作装置の操作に応じて第2油圧ポンプ2から供給される作動油によりバケットシリンダを駆動させることができる。   On the other hand, although not shown, the bucket cylinder can be driven by hydraulic oil supplied from the second hydraulic pump 2 in accordance with the operation of the bucket operating device.

従って、アームとバケットとを同時に操作する複合動作の際、第1、2油圧ポンプ1、2から吐出されて合流する作動油によって、アームシリンダ3を駆動させることができる。   Therefore, in the combined operation in which the arm and the bucket are operated simultaneously, the arm cylinder 3 can be driven by the hydraulic oil discharged from the first and second hydraulic pumps 1 and 2 and joined.

前述したように、アームとバケットとを同時に操作して掘削作業などを行う場合(通常、アームシリンダ3側で発生する負荷がバケットシリンダ側で発生する負荷よりも大きい)、第1、2油圧ポンプ1、2から吐出される作動油を合流させ、アームシリンダ3に供給して駆動させ、第2油圧ポンプ2から吐出される作動油をバケットシリンダにのみ供給して駆動させる。この際、アームシリンダ3やバケットシリンダ側に作用する外部負荷によりこれらのいずれか一方のみに負荷が発生する場合でも第1、2油圧ポンプ1、2の吐出圧力が全般的に上昇する。これにより、圧力の損失が発生するため、低効率の影響を燃費に与えるという問題点があった。   As described above, when performing excavation work by operating the arm and the bucket at the same time (normally, the load generated on the arm cylinder 3 side is larger than the load generated on the bucket cylinder side), the first and second hydraulic pumps The hydraulic oil discharged from 1 and 2 is merged and supplied to the arm cylinder 3 for driving, and the hydraulic oil discharged from the second hydraulic pump 2 is supplied only to the bucket cylinder for driving. At this time, the discharge pressure of the first and second hydraulic pumps 1 and 2 generally increases even when a load is generated only in one of them due to an external load acting on the arm cylinder 3 or bucket cylinder side. As a result, a pressure loss occurs, and thus there is a problem in that fuel efficiency is affected by low efficiency.

本発明は、アームとバケットとを同時に操作して掘削作業を行う複合動作の時、合流機能を解除し、アームシリンダ及びバケットシリンダが、それぞれの油圧ポンプから作動油の供給を受けて駆動されるようにして油圧ポンプの圧力損失を防止できるようにした建設機械の油圧制御システムを提供することを課題とする。   The present invention cancels the merging function during a combined operation in which excavation work is performed by simultaneously operating the arm and the bucket, and the arm cylinder and the bucket cylinder are driven by receiving hydraulic oil supplied from the respective hydraulic pumps. Thus, it is an object of the present invention to provide a hydraulic control system for a construction machine that can prevent pressure loss of the hydraulic pump.

本発明の一実施形態に係る建設機械の油圧制御システムは、
可変容量型第1、2油圧ポンプと、
前記第1油圧ポンプに接続されるアームシリンダと、
前記第2油圧ポンプに接続されるバケットシリンダと、
操作量に応じた制御信号をそれぞれ出力するアーム操作装置及びバケット操作装置と、
前記第1油圧ポンプと前記アームシリンダとの間の流路に配設され、アーム操作装置の操作によって切り換えられる時、前記アームシリンダの起動、停止及び方向切換を制御する第1アーム制御弁と、
前記第2油圧ポンプと前記アームシリンダとの間の流路に配設され、前記アーム操作装置の操作による制御信号が設定値を超える時に切り換えられて、前記第2油圧ポンプの吐出流量を前記アームシリンダに合流させて供給する第2アーム制御弁と、
前記第2油圧ポンプと前記バケットシリンダとの間の流路に配設され、前記バケット操作装置の操作によって切り換えられる時、前記バケットシリンダの起動、停止及び方向切換を制御するバケット制御弁と、
前記第2油圧ポンプと前記第2アーム制御弁との間の流路に配設され、前記アーム操作装置及び前記バケット操作装置を同時に操作して前記第1、2油圧ポンプの吐出圧力が設定値を超える時に切り換えられて、切換時に前記第2油圧ポンプから吐出される流量が前記第1油圧ポンプの吐出流量に合流されることを遮断する合流解除弁(conflux cut-off proportional valve)と、を備える。
A hydraulic control system for a construction machine according to an embodiment of the present invention,
Variable displacement first and second hydraulic pumps;
An arm cylinder connected to the first hydraulic pump;
A bucket cylinder connected to the second hydraulic pump;
An arm operating device and a bucket operating device that respectively output control signals according to the operation amount;
A first arm control valve that is disposed in a flow path between the first hydraulic pump and the arm cylinder and that controls start, stop, and direction switching of the arm cylinder when switched by operation of an arm operating device;
It is disposed in a flow path between the second hydraulic pump and the arm cylinder, and is switched when a control signal due to operation of the arm operating device exceeds a set value, and the discharge flow rate of the second hydraulic pump is changed to the arm A second arm control valve that joins and supplies the cylinder;
A bucket control valve that is disposed in a flow path between the second hydraulic pump and the bucket cylinder and that controls the start, stop, and direction switching of the bucket cylinder when switched by operation of the bucket operating device;
Disposed in the flow path between the second hydraulic pump and the second arm control valve, the discharge pressure of the first and second hydraulic pumps is set to a set value by simultaneously operating the arm operating device and the bucket operating device. A confluence release valve (conflux cut-off proportional valve) that is switched when the flow rate exceeds the value, and blocks the flow rate discharged from the second hydraulic pump from being merged with the discharge flow rate of the first hydraulic pump at the time of switching. Prepare.

本発明の一実施形態に係る建設機械の油圧制御システムは、
可変容量型第1、2油圧ポンプと、前記第1油圧ポンプに接続されるアームシリンダと、前記第2油圧ポンプに接続されるバケットシリンダと、操作量によって制御信号を出力するアーム操作装置及びバケット操作装置と、前記アーム操作装置の操作により前記アームシリンダに供給される作動油を制御する第1アーム制御弁と、前記アーム操作装置の操作による制御信号が設定値を超える時、前記第2油圧ポンプから前記アームシリンダに供給される作動油を制御する第2アーム制御弁と、前記バケット操作装置の操作により前記バケットシリンダの駆動を制御するバケット制御弁と、前記アームシリンダの単独駆動時に前記第2油圧ポンプの流量を前記第1油圧ポンプの流量に合流させ、かつ前記アームシリンダ及び前記バケットシリンダを同時に駆動させる時に合流機能を遮断する合流解除弁と、を備える油圧制御システムにおいて、
前記アーム操作装置の操作量に応じたアーム−イン制御信号、前記バケット操作装置の操作量に応じたバケット−イン制御信号、及び前記第1、2油圧ポンプの吐出圧力をそれぞれ読み込む第1ステップと、
前記アーム−イン制御信号が設定値を越えるか、前記バケット−イン制御信号が設定値を超えるかをそれぞれ判断する第2ステップと、
前記第1油圧ポンプの吐出圧力が設定値を超えるか、前記第2油圧ポンプの吐出圧力が設定値を超えるかをそれぞれ判断する第3ステップと、
前記アーム−イン制御信号と前記バケット−イン制御信号がそれぞれ設定値を超え、かつ前記第1、2油圧ポンプの吐出圧力がそれぞれ設定値を超える場合、前記アーム−イン制御信号及び前記バケット−イン制御信号に比例する制御信号を前記合流解除弁に印加して合流機能を解除させる第4ステップと、を含む。
A hydraulic control system for a construction machine according to an embodiment of the present invention,
Variable displacement first and second hydraulic pumps, an arm cylinder connected to the first hydraulic pump, a bucket cylinder connected to the second hydraulic pump, an arm operating device and a bucket for outputting a control signal according to an operation amount An operating device, a first arm control valve that controls hydraulic oil supplied to the arm cylinder by operation of the arm operating device, and a second hydraulic pressure when a control signal by operating the arm operating device exceeds a set value. A second arm control valve that controls hydraulic oil supplied from the pump to the arm cylinder; a bucket control valve that controls driving of the bucket cylinder by operation of the bucket operating device; and 2 The flow rate of the hydraulic pump is merged with the flow rate of the first hydraulic pump, and the arm cylinder and the bucket cylinder In the hydraulic control system and a merging release valve to shut off the confluence function when that simultaneously driven,
A first step of reading an arm-in control signal according to an operation amount of the arm operation device, a bucket-in control signal according to an operation amount of the bucket operation device, and a discharge pressure of the first and second hydraulic pumps, respectively ,
A second step of determining whether the arm-in control signal exceeds a set value or whether the bucket-in control signal exceeds a set value;
A third step of determining whether the discharge pressure of the first hydraulic pump exceeds a set value or whether the discharge pressure of the second hydraulic pump exceeds a set value;
When the arm-in control signal and the bucket-in control signal exceed a set value and the discharge pressures of the first and second hydraulic pumps exceed the set value, the arm-in control signal and the bucket-in Applying a control signal proportional to the control signal to the merging release valve to release the merging function.

望ましい実施形態によると、前記合流解除弁は、前記アーム操作装置と前記バケット操作装置とを同時に操作する場合、流路を遮断する第1状態と、前記アーム操作装置を単独で操作する時に流路を連通する第2状態と、を備えてなる。   According to a preferred embodiment, the merging release valve includes a first state in which the flow path is blocked when the arm operating device and the bucket operating device are operated simultaneously, and a flow path when the arm operating device is operated alone. And a second state communicating with each other.

前記合流解除弁は、合流機能を解除させるために、前記アーム操作装置と前記バケット操作装置の操作量にそれぞれ比例して移動量が徐々に増加するように制御される第1区間と、前記アーム操作装置と前記バケット操作装置の操作量増加により合流解除状態を保持するように制御される第2区間と、合流機能に切り換えるために前記アーム操作装置と前記バケット操作装置の操作量に反比例して移動量が徐々に減少するように制御される第3区間と、からなる。   The merging release valve includes a first section that is controlled so that a movement amount gradually increases in proportion to the operation amounts of the arm operation device and the bucket operation device, and the arm to release the merging function, A second section that is controlled to maintain the merge release state by increasing the operation amount of the operation device and the bucket operation device, and inversely proportional to the operation amount of the arm operation device and the bucket operation device to switch to the merge function And a third section that is controlled so that the movement amount gradually decreases.

前記合流解除弁は、電気的信号の入力により切り換えられて流路を開閉させるソレノイド弁が用いられてもよい。   The merging release valve may be a solenoid valve that is switched by the input of an electrical signal to open and close the flow path.

前記合流解除弁は、前記アーム操作装置及び前記バケット操作装置の操作信号に比例する電気的信号の入力により切り換えられて流路を開閉させる電磁比例制御弁が用いられてもよい。   The merging release valve may be an electromagnetic proportional control valve that is switched by the input of an electrical signal proportional to the operation signal of the arm operation device and the bucket operation device to open and close the flow path.

前記のように構成される本発明の実施形態による建設機械の油圧制御システムは、以下のようなメリットを有する。   The hydraulic control system for a construction machine according to the embodiment of the present invention configured as described above has the following advantages.

アームとバケットとを同時に操作して掘削作業を行う時、アームシリンダ及びバケットシリンダにそれぞれの油圧ポンプから作動油が供給できるようにして油圧ポンプの圧力損失を抑え、燃費の効率を向上させることができる。   When performing excavation work by operating the arm and bucket at the same time, hydraulic oil can be supplied from the respective hydraulic pumps to the arm cylinder and bucket cylinder to reduce the pressure loss of the hydraulic pump and improve fuel efficiency. it can.

従来の技術による建設機械の油圧制御システムの油圧回路図である。It is a hydraulic circuit diagram of the hydraulic control system of the construction machine by the prior art. 本発明の一実施形態による建設機械の油圧制御システムの油圧回路図である。1 is a hydraulic circuit diagram of a hydraulic control system for a construction machine according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態による建設機械の油圧制御システムの制御方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control method of the hydraulic control system of the construction machine by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態による建設機械の油圧制御システムにおいて、合流解除弁の動作を説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating operation | movement of a confluence | merging release valve in the hydraulic control system of the construction machine by one Embodiment of this invention.

以下、添付図面に基づき、本発明の好適な実施形態について詳述するが、これは本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が発明を容易に実施できる程度に詳細に説明するためのものであり、これにより本発明の技術的な思想及び範疇が限定されるものではない。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments are described in detail so that a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention can easily carry out the invention. Therefore, the technical idea and category of the present invention are not limited thereby.

図2に示すように、本発明の一実施形態に係る建設機械の油圧制御システムは、
可変容量型第1、2油圧ポンプ1、2(以下、「油圧ポンプ」という)と、
前記第1油圧ポンプ1に接続されるアームシリンダ3と、
前記第2油圧ポンプ2に接続されるバケットシリンダ(図示せず)と、
操作量に応じた制御信号をそれぞれ出力するアーム操作装置4及びバケット操作装置 (図示せず)と、
前記第1油圧ポンプ1と前記アームシリンダ3との間の流路に配設され、前記アーム操作装置4の操作によって切り換えられる時、アームシリンダ3の起動、停止及び方向切換を制御する第1アーム制御弁5と、
前記第2油圧ポンプ2と前記アームシリンダ3との間の流路に配設され、前記アーム操作装置4の操作による制御信号が設定値を超える時に切り換えられて、前記第2油圧ポンプ2の吐出流量を前記アームシリンダ3に合流させて供給する第2アーム制御弁6と、
前記第2油圧ポンプ2と前記バケットシリンダとの間に流路に配設され、バケット操作装置の操作によって切り換えられる時、バケットシリンダの起動、停止及び方向切換を制御するバケット制御弁(図示せず)と、
前記第2油圧ポンプ2と前記第2アーム制御弁6との間の流路7に配設され、前記アーム操作装置4及び前記バケット操作装置を同時に操作して第1、2油圧ポンプ1、2の吐出圧力が設定値を超える時に切り換えられて、切換時に第2油圧ポンプ2から吐出された流量が第1油圧ポンプ1の吐出流量に合流することを遮断する合流解除弁8と、を備える。
As shown in FIG. 2, the hydraulic control system for a construction machine according to one embodiment of the present invention is
Variable displacement type first and second hydraulic pumps 1 and 2 (hereinafter referred to as “hydraulic pump”),
An arm cylinder 3 connected to the first hydraulic pump 1;
A bucket cylinder (not shown) connected to the second hydraulic pump 2;
An arm operating device 4 and a bucket operating device (not shown) that respectively output control signals corresponding to the operation amount;
A first arm that is disposed in a flow path between the first hydraulic pump 1 and the arm cylinder 3 and controls the start, stop, and direction switching of the arm cylinder 3 when switched by operation of the arm operating device 4. A control valve 5;
Disposed in the flow path between the second hydraulic pump 2 and the arm cylinder 3 and switched when the control signal by the operation of the arm operating device 4 exceeds a set value, and the discharge of the second hydraulic pump 2 A second arm control valve 6 for supplying a flow rate by joining the arm cylinder 3;
A bucket control valve (not shown) is disposed in the flow path between the second hydraulic pump 2 and the bucket cylinder and controls the start, stop, and direction switching of the bucket cylinder when switched by operation of a bucket operating device. )When,
The first and second hydraulic pumps 1 and 2 are disposed in a flow path 7 between the second hydraulic pump 2 and the second arm control valve 6 and operate the arm operating device 4 and the bucket operating device simultaneously. And a merging release valve 8 that is switched when the discharge pressure of the first hydraulic pump 2 exceeds a set value and blocks the flow rate discharged from the second hydraulic pump 2 from joining the discharge flow rate of the first hydraulic pump 1 at the time of switching.

本発明の一実施形態による建設機械の油圧制御システムは、
可変容量型第1、2油圧ポンプ1、2と、前記第1油圧ポンプ1に接続されるアームシリンダ3と、前記第2油圧ポンプ2に接続されるバケットシリンダ(図示せず)と、操作量に応じて制御信号を出力するアーム操作装置4及びバケット操作装置(図示せず)と、前記アーム操作装置4の操作によりアームシリンダ3に供給される作動油を制御する第1アーム制御弁5と、前記アーム操作装置4の操作による制御信号が設定値を超えるとき、前記第2油圧ポンプ2からアームシリンダ3に供給される作動油を制御する第2アーム制御弁6と、前記バケット操作装置の操作によりバケットシリンダの駆動を制御するバケット制御弁(図示せず)と、アームシリンダ3の単独駆動時に第2油圧ポンプ2の流量を第1油圧ポンプ1の流量に合流させ、かつアームシリンダ3及びバケットシリンダを同時に駆動させる時に合流機能を遮断する合流解除弁8と、を備える油圧制御システムにおいて、
アーム操作装置4の操作量に応じたアーム−イン制御信号、バケット操作装置の操作量に応じたバケット−イン制御信号、及び第1、2油圧ポンプ1、2の吐出圧力をそれぞれ読み込む第1ステップS100と、
アーム操作装置4の操作量のアーム−イン制御信号が設定値(Ap)を超えたか、バケット操作装置の操作量のバケット−イン制御信号が設定値(Ap)を超えたかをそれぞれ判断する第2ステップS200と、
第1油圧ポンプ1の吐出圧力が設定値(Bp)を超えたか、第2油圧ポンプ2の吐出圧力が設定値(Bp)を超えたかをそれぞれ判断する第3ステップS300と、
アーム−イン制御信号とバケット−イン制御信号がそれぞれ設定値(Ap)を超え、かつ第1、2油圧ポンプ1、2の吐出圧力がそれぞれ設定値(Bp)を超えた場合、アーム−イン制御信号及びバケット−イン制御信号に比例する制御信号を合流解除弁8に印加して合流機能を解除させる第4ステップS400と、を含む。
A construction machine hydraulic control system according to an embodiment of the present invention includes:
Variable displacement type first and second hydraulic pumps 1 and 2, arm cylinder 3 connected to the first hydraulic pump 1, bucket cylinder (not shown) connected to the second hydraulic pump 2, and operation amount An arm operating device 4 and a bucket operating device (not shown) for outputting a control signal in response to the control signal, and a first arm control valve 5 for controlling the hydraulic oil supplied to the arm cylinder 3 by the operation of the arm operating device 4. When the control signal by the operation of the arm operating device 4 exceeds a set value, the second arm control valve 6 for controlling the hydraulic oil supplied from the second hydraulic pump 2 to the arm cylinder 3 and the bucket operating device A bucket control valve (not shown) that controls the driving of the bucket cylinder by operation, and the flow rate of the second hydraulic pump 2 is merged with the flow rate of the first hydraulic pump 1 when the arm cylinder 3 is driven alone; And merging release valve 8 to cut off the confluence function when driving Mushirinda 3 and the bucket cylinder simultaneously, in the hydraulic control system comprising,
A first step of reading an arm-in control signal corresponding to an operation amount of the arm operation device 4, a bucket-in control signal corresponding to an operation amount of the bucket operation device, and a discharge pressure of the first and second hydraulic pumps 1 and 2, respectively. S100,
Second determination is made to determine whether the arm-in control signal for the operation amount of the arm operating device 4 exceeds the set value (Ap) or whether the bucket-in control signal for the operation amount of the bucket operating device exceeds the set value (Ap). Step S200,
A third step S300 for determining whether the discharge pressure of the first hydraulic pump 1 exceeds a set value (Bp) or whether the discharge pressure of the second hydraulic pump 2 exceeds a set value (Bp);
When the arm-in control signal and the bucket-in control signal exceed the set value (Ap) and the discharge pressures of the first and second hydraulic pumps 1 and 2 exceed the set value (Bp), the arm-in control A fourth step S400 for applying a control signal proportional to the signal and the bucket-in control signal to the merging release valve 8 to release the merging function.

この際、合流解除弁8は、アーム操作装置4とバケット操作装置とを同時に操作する場合、流路7を遮断する第1状態(I)と、アーム操作装置4を単独で操作時に流路7を連通する第2状態(II)と、を備えている。   At this time, when the arm operating device 4 and the bucket operating device are operated simultaneously, the merging release valve 8 is in the first state (I) in which the flow path 7 is blocked, and the flow path 7 when operating the arm operating device 4 alone. And a second state (II) communicating with each other.

合流解除弁8は、合流機能(合流解除弁8の第2区間(II)をいう)を解除させるためにアーム操作装置4とバケット操作装置の操作量にそれぞれ比例して移動量が徐々に増加するように制御される第1区間(a)と、アーム操作装置4とバケット操作装置の操作量増加により合流解除状態(合流解除弁8の第1状態(I)をいう)を保持するように制御される第2区間(b)と、合流機能(合流解除弁8の第2状態(II)をいう)に切り換えるためにアーム操作装置4とバケット操作装置の操作量に反比例して移動量が徐々に減少するように制御される第3区間(c)と、からなる。   The merging release valve 8 gradually increases its movement amount in proportion to the operation amounts of the arm operating device 4 and the bucket operating device in order to release the merging function (referring to the second section (II) of the merging release valve 8). The first section (a) that is controlled so as to be held, and the joined release state (referred to as the first state (I) of the join release valve 8) is maintained by increasing the operation amount of the arm operating device 4 and the bucket operating device. In order to switch to the second section (b) to be controlled and the merging function (referring to the second state (II) of the merging release valve 8), the amount of movement is inversely proportional to the amount of operation of the arm operating device 4 and the bucket operating device. And a third section (c) controlled so as to gradually decrease.

合流解除弁8は、電気的信号の入力により切り換えられて流路7を開閉させるソレノイド弁が用いられてもよい。   The merging release valve 8 may be a solenoid valve that is switched by the input of an electrical signal to open and close the flow path 7.

合流解除弁8は、アーム操作装置4及びバケット操作装置の操作信号に比例する電気的信号の入力により切り換えられて流路7を開閉させる電磁比例制御弁が用いられてもよい。   The merging release valve 8 may be an electromagnetic proportional control valve that is switched by the input of an electrical signal proportional to the operation signals of the arm operation device 4 and the bucket operation device to open and close the flow path 7.

以下、本発明の一実施形態による建設機械の油圧制御システムの使用例について添付図を参照として詳細に説明する。   Hereinafter, a usage example of a hydraulic control system for a construction machine according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図2に示すように、アームを単独で操作する時に、前記アーム操作装置4のアーム−イン操作による制御信号によって第1アーム制御弁5を図2において右側方向に切り換えるため、アーム操作装置4の操作量に応じて第1油圧ポンプ1から吐出された作動油(Q1)は、切り換えられた第1アーム制御弁5を経由してアームシリンダ3の大チャンバ3aに供給される。この際、アームシリンダ3の小チャンバ3bから戻される作動油は第1アーム制御弁5を経由して油圧タンクTに戻る。   As shown in FIG. 2, when the arm is operated alone, the first arm control valve 5 is switched to the right in FIG. 2 by the control signal generated by the arm-in operation of the arm operating device 4. The hydraulic oil (Q1) discharged from the first hydraulic pump 1 according to the operation amount is supplied to the large chamber 3a of the arm cylinder 3 via the switched first arm control valve 5. At this time, the hydraulic fluid returned from the small chamber 3 b of the arm cylinder 3 returns to the hydraulic tank T via the first arm control valve 5.

前記アーム操作装置4の操作量が一定値を超えるとき、第2アーム制御弁6が図2において左側方向に切り換えられるため、第2油圧ポンプ2から吐出される作動油(Q2)は合流解除弁8と第2アーム制御弁6を順次に経由してアームシリンダ3の大チャンバ3aに合流して供給される(即ち、アームシリンダ3の大チャンバ3aに供給される流量は(Q1+Q2)である)。   When the operation amount of the arm operating device 4 exceeds a certain value, the second arm control valve 6 is switched to the left side in FIG. 2, so that the hydraulic oil (Q2) discharged from the second hydraulic pump 2 is a merging release valve. 8 and the second arm control valve 6 are sequentially passed through the large chamber 3a of the arm cylinder 3 and supplied (that is, the flow rate supplied to the large chamber 3a of the arm cylinder 3 is (Q1 + Q2)). .

従って、アームを単独で操作する時、第1油圧ポンプ1からアームシリンダ3に供給される作動油(Q1)と、第2油圧ポンプ2から供給される作動油(Q2)とが合流して供給されるため(Q1+Q2)、アームシリンダ3の作動速度を増大させることができる。   Therefore, when operating the arm alone, the hydraulic oil (Q1) supplied from the first hydraulic pump 1 to the arm cylinder 3 and the hydraulic oil (Q2) supplied from the second hydraulic pump 2 merge and supply. Thus (Q1 + Q2), the operating speed of the arm cylinder 3 can be increased.

図示されていないが、バケット操作装置の操作により第2油圧ポンプ2から供給される作動油によってバケットシリンダを駆動させることができる。   Although not shown, the bucket cylinder can be driven by the hydraulic oil supplied from the second hydraulic pump 2 by operating the bucket operating device.

一方、アーム操作装置4及びバケット操作装置(図示せず)の操作による制御信号が入力されて、第1、2油圧ポンプ1、2の吐出圧力値が設定値を超えるとき、実際掘削作業が行われていると見なして制御器(図示せず)から合流解除弁8に電気的制御信号(第1、2油圧ポンプ1、2の合流を遮断する制御信号をいう)が出力される。   On the other hand, when the control signal by the operation of the arm operation device 4 and the bucket operation device (not shown) is input and the discharge pressure values of the first and second hydraulic pumps 1 and 2 exceed the set value, the actual excavation work is performed. As a result, an electrical control signal (referred to as a control signal for shutting off the merging of the first and second hydraulic pumps 1 and 2) is output from the controller (not shown) to the merging release valve 8.

これにより、合流解除弁8を図2において下側方向に切り換えさせて流路(第2油圧ポンプ2と第2アーム制御弁6との間の供給側流路をいう)7を遮断するため、第2油圧ポンプ2からの作動油が第1油圧ポンプ1の作動油にさらに合流することを遮断することになる。つまり、第1油圧ポンプ1からの作動油は第1アーム制御弁5を経由してアームシリンダ3に供給されると共に、第2油圧ポンプ2からの作動油はバケット制御弁(図示せず)を経由してバケットシリンダに供給することができる(この際、バケットシリンダに供給される作動油は、アームシリンダ3の作動による干渉を受けることなく、供給される)。   Thereby, the merging release valve 8 is switched downward in FIG. 2 to shut off the flow path (referred to as a supply-side flow path between the second hydraulic pump 2 and the second arm control valve 6) 7. The hydraulic oil from the second hydraulic pump 2 is blocked from further joining the hydraulic oil of the first hydraulic pump 1. That is, the hydraulic oil from the first hydraulic pump 1 is supplied to the arm cylinder 3 via the first arm control valve 5, and the hydraulic oil from the second hydraulic pump 2 passes through a bucket control valve (not shown). The hydraulic oil supplied to the bucket cylinder can be supplied without being interfered by the operation of the arm cylinder 3.

以下、本発明の一実施形態による建設機械の油圧制御システムにおいて、合流解除弁により合流機能を解除することについて添付図面を参照として説明する。   Hereinafter, in a hydraulic control system for a construction machine according to an embodiment of the present invention, the cancellation of a merging function by a merging cancel valve will be described with reference to the accompanying drawings.

図3に示すように、S100において、制御器は、アーム操作装置4の操作量に応じたアーム−イン制御信号、バケット操作装置の操作量に応じたバケット−イン制御信号、及び第1、2油圧ポンプ1、2の吐出圧力をそれぞれ読み込む。   As shown in FIG. 3, in S100, the controller controls the arm-in control signal according to the operation amount of the arm operation device 4, the bucket-in control signal according to the operation amount of the bucket operation device, and the first and second control signals. The discharge pressures of the hydraulic pumps 1 and 2 are read.

S200において、制御器は、アーム−イン制御信号が設定値(Ap)を超えたか、バケット−イン制御信号が設定値(Ap)を超えたかをそれぞれ判断する。   In S200, the controller determines whether the arm-in control signal exceeds the set value (Ap) or whether the bucket-in control signal exceeds the set value (Ap).

S300において、制御器は、第1油圧ポンプ1の吐出圧力が設定値(Bp)を超えたか、第2油圧ポンプ2の吐出圧力が設定値(Bp)を超えたかをそれぞれ判断する。   In S300, the controller determines whether the discharge pressure of the first hydraulic pump 1 exceeds the set value (Bp) or whether the discharge pressure of the second hydraulic pump 2 exceeds the set value (Bp).

S400において、制御器は、アーム−イン制御信号とバケット−イン制御信号がそれぞれ設定値(Ap)を超え、かつ第1、2油圧ポンプ1、2の吐出圧力がそれぞれ設定値(Bp)を超えた場合、アームシリンダ3及びバケットシリンダに負荷が発生したものと認識し、実際掘削作業が行われていると判断する。   In S400, the controller determines that the arm-in control signal and the bucket-in control signal exceed the set value (Ap), and the discharge pressures of the first and second hydraulic pumps 1 and 2 exceed the set value (Bp), respectively. If it is detected that the arm cylinder 3 and the bucket cylinder are loaded, it is determined that the excavation work is actually performed.

これにより、制御器からアーム−イン制御信号及びバケット−イン制御信号に比例する電気的制御信号を合流解除弁8に印加して第1状態(I)に切り換えさせることによって、第2油圧ポンプ2と第2アーム制御弁6との間の流路7を遮断する。   Thus, the second hydraulic pump 2 is switched by applying an electrical control signal proportional to the arm-in control signal and the bucket-in control signal from the controller to the merging release valve 8 and switching to the first state (I). And the flow path 7 between the second arm control valve 6 is blocked.

この時、合流解除弁8に印加される制御信号(S)は下式で表される。
S=(アーム−イン操作量×C)及び(バケット−イン操作量×D)
ここで、C及びDは、掘削作業の様々な作業条件に合わせて選択された作業に適用されるように予め定められた定数である。
At this time, the control signal (S) applied to the merging release valve 8 is expressed by the following equation.
S = (Arm-in operation amount × C) and (Bucket-in operation amount × D)
Here, C and D are constants determined in advance so as to be applied to work selected in accordance with various work conditions of excavation work.

図4に示すように、合流解除弁8は、合流機能を解除するためにアーム操作装置4とバケット操作装置の操作量にそれぞれ比例して移動量が徐々に増加するように制御される第1区間(a)と、アーム操作装置4とバケット操作装置の操作量増加により合流解除状態を保持するように制御される第2区間(b)と、合流機能に切り換えるためにアーム操作装置4とバケット操作装置の操作量に反比例して移動量が徐々に減少するように制御される第3区間(c)と、からなる。   As shown in FIG. 4, the merging release valve 8 is controlled so that the movement amount gradually increases in proportion to the operation amounts of the arm operating device 4 and the bucket operating device in order to release the merging function. Section (a), the second section (b) controlled to maintain the merge release state by increasing the operation amount of the arm operation device 4 and the bucket operation device, and the arm operation device 4 and the bucket for switching to the merge function The third section (c) is controlled so that the movement amount gradually decreases in inverse proportion to the operation amount of the operation device.

従って、アームシリンダ3とバケットシリンダとを同時に操作して掘削作業を行う場合、合流解除弁8により流路7を遮断することで合流機能を解除させるため、第1油圧ポンプ1から吐出される作動油と、第2油圧ポンプ2の作動油とをさらに合流させることができなくなる。   Therefore, when excavation work is performed by simultaneously operating the arm cylinder 3 and the bucket cylinder, the operation discharged from the first hydraulic pump 1 is performed in order to cancel the merging function by blocking the flow path 7 by the merging release valve 8. The oil and the hydraulic oil of the second hydraulic pump 2 cannot be further merged.

即ち、掘削作業のようにアームとバケットとを同時に操作する場合、第1油圧ポンプ1からの作動油は第1アーム制御弁5を経由してアームシリンダ3の大チャンバ3aに供給すると共に、第2油圧ポンプ2からの作動油はバケット制御弁を経由してバケットシリンダの大チャンバに供給することができる。   That is, when simultaneously operating the arm and bucket as in excavation work, the hydraulic oil from the first hydraulic pump 1 is supplied to the large chamber 3a of the arm cylinder 3 via the first arm control valve 5, and 2 The hydraulic oil from the hydraulic pump 2 can be supplied to the large chamber of the bucket cylinder via the bucket control valve.

前述したように、本発明の一実施形態による建設機械の油圧制御システムによれば、アームとバケットとを同時に操作して掘削作業を行うとき、アームシリンダ及びバケットシリンダがそれぞれ要求する分だけのパワーに相当する流量をそれぞれの油圧ポンプから供給できるので、油圧ポンプの圧力損失を抑えて燃費の効率を向上させることができる。   As described above, according to the hydraulic control system for a construction machine according to an embodiment of the present invention, when excavation work is performed by simultaneously operating the arm and the bucket, the power required by the arm cylinder and the bucket cylinder is required. Can be supplied from each hydraulic pump, the pressure loss of the hydraulic pump can be suppressed and fuel efficiency can be improved.

本発明の実施形態による建設機械の油圧制御システムは、掘削機やローダーに用いられ、アームとバケットを同時に操作して掘削作業を行う時に、アームシリンダ及びバケットシリンダにそれぞれの油圧ポンプからの作動油が供給できるようにすることによって、油圧ポンプの圧力損失を抑えて燃費の効率を向上させることができる。   A hydraulic control system for a construction machine according to an embodiment of the present invention is used for an excavator or a loader. When excavation work is performed by simultaneously operating an arm and a bucket, hydraulic oil from each hydraulic pump is supplied to the arm cylinder and the bucket cylinder. As a result, it is possible to suppress the pressure loss of the hydraulic pump and improve the fuel efficiency.

1 第1油圧ポンプ
2 第2油圧ポンプ
3 アームシリンダ
3a 大チャンバ
3b 小チャンバ
4 アーム操作装置
5 第1アーム制御弁
6 第2アーム制御弁
7 流路
8 合流解除弁
T 油圧タンク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st hydraulic pump 2 2nd hydraulic pump 3 Arm cylinder 3a Large chamber 3b Small chamber 4 Arm operation device 5 1st arm control valve 6 2nd arm control valve 7 Flow path 8 Merge release valve T Hydraulic tank

Claims (6)

可変容量型第1、2油圧ポンプと、
前記第1油圧ポンプに接続されるアームシリンダと、
前記第2油圧ポンプに接続されるバケットシリンダと、
操作量に応じた制御信号をそれぞれ出力するアーム操作装置及びバケット操作装置と、
前記第1油圧ポンプと前記アームシリンダとの間の流路に配設され、アーム操作装置の操作によって切り換えられる時、前記アームシリンダの起動、停止及び方向切換を制御する第1アーム制御弁と、
前記第2油圧ポンプと前記アームシリンダとの間の流路に配設され、前記アーム操作装置の操作による制御信号が設定値を超える時に切り換えられて、前記第2油圧ポンプの吐出流量を前記アームシリンダに合流させて供給する第2アーム制御弁と、
前記第2油圧ポンプと前記バケットシリンダとの間の流路に配設され、前記バケット操作装置の操作によって切り換えられる時、前記バケットシリンダの起動、停止及び方向切換を制御するバケット制御弁と、
前記第2油圧ポンプと前記第2アーム制御弁との間の流路に配設され、前記アーム操作装置及び前記バケット操作装置を同時に操作して前記第1、2油圧ポンプの吐出圧力が設定値を超える時に切り換えられて、切換時に前記第2油圧ポンプから吐出される流量が前記第1油圧ポンプの吐出流量に合流されることを遮断する合流解除弁と、を備えることを特徴とする建設機械の油圧制御システム。
Variable displacement first and second hydraulic pumps;
An arm cylinder connected to the first hydraulic pump;
A bucket cylinder connected to the second hydraulic pump;
An arm operating device and a bucket operating device that respectively output control signals according to the operation amount;
A first arm control valve that is disposed in a flow path between the first hydraulic pump and the arm cylinder and that controls start, stop, and direction switching of the arm cylinder when switched by operation of an arm operating device;
It is disposed in a flow path between the second hydraulic pump and the arm cylinder, and is switched when a control signal due to operation of the arm operating device exceeds a set value, and the discharge flow rate of the second hydraulic pump is changed to the arm A second arm control valve that joins and supplies the cylinder;
A bucket control valve that is disposed in a flow path between the second hydraulic pump and the bucket cylinder and that controls the start, stop, and direction switching of the bucket cylinder when switched by operation of the bucket operating device;
Disposed in the flow path between the second hydraulic pump and the second arm control valve, the discharge pressure of the first and second hydraulic pumps is set to a set value by simultaneously operating the arm operating device and the bucket operating device. And a merging release valve that is switched when exceeding the flow rate and blocks the flow rate discharged from the second hydraulic pump from being merged with the discharge flow rate of the first hydraulic pump at the time of switching. Hydraulic control system.
可変容量型第1、2油圧ポンプと、前記第1油圧ポンプに接続されるアームシリンダと、前記第2油圧ポンプに接続されるバケットシリンダと、操作量によって制御信号を出力するアーム操作装置及びバケット操作装置と、前記アーム操作装置の操作により前記アームシリンダに供給される作動油を制御する第1アーム制御弁と、前記アーム操作装置の操作による制御信号が設定値を超える時、前記第2油圧ポンプから前記アームシリンダに供給される作動油を制御する第2アーム制御弁と、前記バケット操作装置の操作により前記バケットシリンダの駆動を制御するバケット制御弁と、前記アームシリンダの単独駆動時に前記第2油圧ポンプの流量を前記第1油圧ポンプの流量に合流させ、かつ前記アームシリンダ及び前記バケットシリンダを同時に駆動させる時に合流機能を遮断する合流解除弁と、を備える油圧制御システムにおいて、
前記アーム操作装置の操作量に応じたアーム−イン制御信号、前記バケット操作装置の操作量に応じたバケット−イン制御信号、及び前記第1、2油圧ポンプの吐出圧力をそれぞれ読み込む第1ステップと、
前記アーム−イン制御信号が設定値を越えるか、前記バケット−イン制御信号が設定値を超えるかをそれぞれ判断する第2ステップと、
前記第1油圧ポンプの吐出圧力が設定値を超えるか、前記第2油圧ポンプの吐出圧力が設定値を超えるかをそれぞれ判断する第3ステップと、
前記アーム−イン制御信号と前記バケット−イン制御信号がそれぞれ設定値を超え、かつ前記第1、2油圧ポンプの吐出圧力がそれぞれ設定値を超える場合、前記アーム−イン制御信号及び前記バケット−イン制御信号に比例する制御信号を前記合流解除弁に印加して合流機能を解除させる第4ステップと、を含むことを特徴とする建設機械の油圧制御システム。
Variable displacement first and second hydraulic pumps, an arm cylinder connected to the first hydraulic pump, a bucket cylinder connected to the second hydraulic pump, an arm operating device and a bucket for outputting a control signal according to an operation amount An operating device, a first arm control valve that controls hydraulic oil supplied to the arm cylinder by operation of the arm operating device, and a second hydraulic pressure when a control signal by operating the arm operating device exceeds a set value. A second arm control valve that controls hydraulic oil supplied from the pump to the arm cylinder; a bucket control valve that controls driving of the bucket cylinder by operation of the bucket operating device; and 2 The flow rate of the hydraulic pump is merged with the flow rate of the first hydraulic pump, and the arm cylinder and the bucket cylinder In the hydraulic control system and a merging release valve to shut off the confluence function when that simultaneously driven,
A first step of reading an arm-in control signal according to an operation amount of the arm operation device, a bucket-in control signal according to an operation amount of the bucket operation device, and a discharge pressure of the first and second hydraulic pumps, respectively ,
A second step of determining whether the arm-in control signal exceeds a set value or whether the bucket-in control signal exceeds a set value;
A third step of determining whether the discharge pressure of the first hydraulic pump exceeds a set value or whether the discharge pressure of the second hydraulic pump exceeds a set value;
When the arm-in control signal and the bucket-in control signal exceed a set value and the discharge pressures of the first and second hydraulic pumps exceed the set value, the arm-in control signal and the bucket-in And a fourth step of releasing a merging function by applying a control signal proportional to the control signal to the merging release valve.
前記合流解除弁は、前記アーム操作装置と前記バケット操作装置を同時に操作する時、前記流路を遮断する第1状態と、前記アーム操作装置を単独で操作時に前記流路を連通する第2状態と、を備えてなることを特徴とする請求項1に記載の建設機械の油圧制御システム。   The merging release valve has a first state in which the flow path is blocked when the arm operating device and the bucket operating device are operated simultaneously, and a second state in which the flow path is communicated when the arm operating device is operated alone. The hydraulic control system for a construction machine according to claim 1, comprising: 前記合流解除弁は、合流機能を解除させるために、前記アーム操作装置と前記バケット操作装置の操作量にそれぞれ比例して移動量が徐々に増加するように制御される第1区間と、前記アーム操作装置と前記バケット操作装置の操作量増加により合流解除状態を保持するように制御される第2区間と、合流機能に切り換えるために前記アーム操作装置と前記バケット操作装置の操作量に反比例して移動量が徐々に減少するように制御される第3区間と、からなることを特徴とする請求項2に記載の建設機械の油圧制御システム。   The merging release valve includes a first section that is controlled so that a movement amount gradually increases in proportion to the operation amounts of the arm operation device and the bucket operation device, and the arm to release the merging function, A second section that is controlled to maintain the merge release state by increasing the operation amount of the operation device and the bucket operation device, and inversely proportional to the operation amount of the arm operation device and the bucket operation device to switch to the merge function The hydraulic control system for a construction machine according to claim 2, further comprising a third section that is controlled so that the moving amount gradually decreases. 前記合流解除弁は、電気的信号の入力により切り換えられて前記流路を開閉させるソレノイド弁が用いられることを特徴とする請求項1に記載の建設機械の油圧制御システム。   2. The hydraulic control system for a construction machine according to claim 1, wherein the confluence release valve is a solenoid valve that is switched by input of an electrical signal to open and close the flow path. 前記合流解除弁は、前記アーム操作装置及び前記バケット操作装置の操作信号に比例する電気的信号の入力により切り換えられて前記流路を開閉させる電磁比例制御弁が用いられることを特徴とする請求項1に記載の建設機械の油圧制御システム。   3. The electromagnetic proportional control valve that opens and closes the flow path by using an electrical signal proportional to an operation signal of the arm operation device and the bucket operation device is used as the merging release valve. 2. A hydraulic control system for a construction machine according to 1.
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