JP6629189B2 - Excavator and control method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、ブーム下げ操作時にブームシリンダの収縮側油室から流出する作動油を伸張側油室に流入させる再生油路を備えたショベル及びその制御方法に関する。   The present invention relates to a shovel provided with a regenerating oil passage through which hydraulic oil flowing out of a contraction-side oil chamber of a boom cylinder flows into an extension-side oil chamber during a boom lowering operation, and a control method thereof.

1台の油圧ポンプが吐出する作動油によってブームシリンダ及びバケットシリンダを同時に駆動して操作体としてのブーム及びバケットを同時に動かすようにする建設機械の制御装置が知られている(特許文献1参照。)。   2. Description of the Related Art There is known a construction machine control device in which a boom cylinder and a bucket cylinder are simultaneously driven by hydraulic oil discharged from one hydraulic pump to simultaneously move a boom and a bucket as operating bodies (see Patent Document 1). ).

この制御装置は、ブーム下げ操作が行われた場合にブームシリンダのボトム側油室から流出する作動油をブームシリンダのロッド側油室に流入させる再生油路を含む。また、ブーム下げ操作のみが行われた場合には、ブーム下げ操作とバケット開き操作とが同時に行われた場合に比べ、油圧ポンプの吐出流量を減少させ、油圧ポンプの吐出圧が過度に上昇しないようにする。   The control device includes a regeneration oil passage that causes the hydraulic oil flowing out of the bottom oil chamber of the boom cylinder to flow into the rod-side oil chamber of the boom cylinder when the boom lowering operation is performed. Also, when only the boom lowering operation is performed, the discharge flow rate of the hydraulic pump is reduced, and the discharge pressure of the hydraulic pump is not excessively increased, compared to when the boom lowering operation and the bucket opening operation are performed simultaneously. To do.

特開2000−309949号公報JP-A-2000-309949

しかしながら、上述の制御装置は、ブーム下げ操作のみが行われる場合であってもブーム操作レバーの操作量に応じて油圧ポンプの吐出流量を決定することに変わりはない。そのため、ブームシリンダを収縮させようとする外力(例えば、土砂の重量を含むアタッチメントの重量による力)の大きさが異なる場合であっても、ブーム操作レバーの操作量が同じであれば油圧ポンプの吐出流量も同じとなる。その結果、外力が小さいほど再生効率(ブームシリンダのロッド側油室に流入する作動油量に占める再生油量の割合)が低くなる。   However, even when only the boom lowering operation is performed, the above-described control device still determines the discharge flow rate of the hydraulic pump according to the operation amount of the boom operation lever. Therefore, even if the magnitude of the external force for contracting the boom cylinder (for example, the force due to the weight of the attachment including the weight of the earth and sand) is different, if the operation amount of the boom operation lever is the same, the hydraulic pump The discharge flow rate is the same. As a result, the smaller the external force, the lower the regeneration efficiency (the ratio of the amount of the regenerated oil to the amount of the hydraulic oil flowing into the rod-side oil chamber of the boom cylinder).

上述に鑑み、再生効率を向上できるショベルを提供することが望ましい。 In view of the above, it is desirable to provide a shovel that can improve the playback efficiency.

本発明の実施例に係るショベルは、油圧ポンプが吐出する作動油の少なくとも一部をポンプ供給油として受け入れる油圧シリンダと、前記油圧シリンダの収縮側油室から流出する作動油の一部を再生油として伸張側油室に流入させる再生油路と、前記油圧ポンプが吐出する作動油の吐出流量を制御して前記ポンプ供給油の供給流量を調整する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記油圧シリンダに関する操作が行われた場合、前記油圧シリンダの前記伸張側油室の圧力を所定圧以上としながら前記油圧シリンダに作用する推力が大きい程前記伸張側油室への作動油が多くなるように前記吐出流量を決定する。

A shovel according to an embodiment of the present invention includes a hydraulic cylinder that receives at least a part of hydraulic oil discharged from a hydraulic pump as a pump supply oil, and a part of the hydraulic oil that flows out of a contraction-side oil chamber of the hydraulic cylinder to a regeneration oil A regeneration oil passage that flows into the expansion-side oil chamber, and a control device that controls the discharge flow rate of the hydraulic oil discharged by the hydraulic pump to adjust the supply flow rate of the pump supply oil, wherein the control device includes: When the operation related to the hydraulic cylinder is performed, the hydraulic oil to the expansion-side oil chamber increases as the thrust acting on the hydraulic cylinder increases while the pressure of the expansion-side oil chamber of the hydraulic cylinder is equal to or higher than a predetermined pressure. The discharge flow rate is determined as described above.

上述の手段により、再生効率を向上できるショベルが提供される。 The above-described means, shovel which can improve playback efficiency is provided.

本発明の実施例に係るショベルの構成例を示す側面図である。It is a side view showing the example of composition of the shovel concerning the example of the present invention. 図1のショベルに搭載される油圧回路の構成例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a hydraulic circuit mounted on the shovel of FIG. 1. ブーム下げ操作が単独で行われたときの油圧回路の状態を示す図である。It is a figure which shows the state of the hydraulic circuit when a boom lowering operation is performed independently. ブームシリンダに流出入する作動油の関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between hydraulic oil flowing into and out of a boom cylinder. ブーム下げ操作量と再生油路及び戻り油路のそれぞれの流路面積との対応関係の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the correspondence of the boom lowering operation amount and each flow path area of a reproduction | regeneration oil path and a return oil path. 吐出流量とブームシリンダ流入流量、再生流量、及びブームロッド圧のそれぞれとの関係を示すグラフである。5 is a graph showing a relationship between a discharge flow rate, a boom cylinder inflow flow rate, a regeneration flow rate, and a boom rod pressure. 吐出流量最適化処理の一例の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of an example of discharge flow optimization processing. ブーム下げ操作が単独で行われるときの各種パラメータの時間的推移を示すグラフである。It is a graph which shows a time transition of various parameters when a boom lowering operation is performed independently.

図1は、本発明の実施例に係る作業機械の構成例を示す側面図である。図1において、作業機械としてのショベル(掘削機)1は、クローラ式の下部走行体2の上に、旋回機構を介して、上部旋回体3をX軸周りに旋回自在に搭載している。   FIG. 1 is a side view illustrating a configuration example of a working machine according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a shovel (excavator) 1 as a working machine has an upper revolving unit 3 mounted on a crawler-type lower traveling unit 2 via a revolving mechanism so as to be rotatable around the X axis.

また、上部旋回体3は、前方中央部に掘削アタッチメントを備える。掘削アタッチメントは、ブーム4、アーム5、及び、バケット6を含み、且つ、油圧アクチュエータとしてのブームシリンダ7、アームシリンダ8、及び、バケットシリンダ9を含む。   Further, the upper swing body 3 is provided with a digging attachment at a front central portion. The excavation attachment includes a boom 4, an arm 5, and a bucket 6, and includes a boom cylinder 7, an arm cylinder 8, and a bucket cylinder 9 as hydraulic actuators.

図2は、図1のショベルに搭載される油圧回路の構成例を示す図である。なお、図2の破線は制御圧ラインを示し、図2の点線は電気信号ラインを示す。   FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a hydraulic circuit mounted on the shovel of FIG. 1. The broken line in FIG. 2 indicates a control pressure line, and the dotted line in FIG. 2 indicates an electric signal line.

油圧ポンプ10L、10Rは、エンジン、電動モータ等の駆動源によって駆動される可変容量型ポンプである。本実施例では、油圧ポンプ10Lは、制御弁11L〜15Lのそれぞれを連通するセンターバイパス油路30Lを通じて作動油タンク22まで作動油を循環させる。また、油圧ポンプ10Lは、センターバイパス油路30Lに平行に伸びるパラレル油路31Lを通じて制御弁11L〜15Lのそれぞれに作動油を供給可能である。同様に、油圧ポンプ10Rは、制御弁11R〜15Rのそれぞれを連通するセンターバイパス油路30Rを通じて作動油タンク22まで作動油を循環させる。また、油圧ポンプ10Rは、センターバイパス油路30Rに平行して伸びるパラレル油路31Rを通じて制御弁12R〜15Rのそれぞれに作動油を供給可能である。なお、以下では、油圧ポンプ10L及び油圧ポンプ10Rは、集合的に「油圧ポンプ10」として参照される場合もある。左右一対で構成される他の構成要素についても同様である。   The hydraulic pumps 10L and 10R are variable displacement pumps driven by a drive source such as an engine or an electric motor. In this embodiment, the hydraulic pump 10L circulates hydraulic oil to the hydraulic oil tank 22 through a center bypass oil passage 30L that communicates with each of the control valves 11L to 15L. The hydraulic pump 10L can supply hydraulic oil to each of the control valves 11L to 15L through a parallel oil passage 31L extending parallel to the center bypass oil passage 30L. Similarly, the hydraulic pump 10R circulates hydraulic oil to the hydraulic oil tank 22 through a center bypass oil passage 30R that communicates with each of the control valves 11R to 15R. The hydraulic pump 10R can supply hydraulic oil to each of the control valves 12R to 15R through a parallel oil passage 31R extending in parallel with the center bypass oil passage 30R. In the following, the hydraulic pump 10L and the hydraulic pump 10R may be collectively referred to as the “hydraulic pump 10”. The same applies to other constituent elements configured as a pair of left and right sides.

制御弁11Lは、操作装置としての左側走行レバー(図示せず。)が操作された場合に、油圧ポンプ10Lが吐出する作動油を油圧アクチュエータとしての左側走行用油圧モータ42Lに供給するために作動油の流れを切り替えるスプール弁である。   The control valve 11L operates to supply hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 10L to the left traveling hydraulic motor 42L as a hydraulic actuator when a left traveling lever (not shown) as an operating device is operated. This is a spool valve that switches the flow of oil.

制御弁11Rは、走行直進弁としてのスプール弁である。本実施例では、走行直進弁11Rは、4ポート2位置のスプール弁であり、第1弁位置及び第2弁位置を有する。具体的には、第1弁位置は、油圧ポンプ10Lとパラレル油路31Lとを連通する流路と、油圧ポンプ10Rと制御弁12Rとを連通する流路と有する。また、第2弁位置は、油圧ポンプ10Rとパラレル油路31Lとを連通する流路と、油圧ポンプ10Lと制御弁12Rとを連通する流路とを有する。   The control valve 11R is a spool valve as a straight travel valve. In the present embodiment, the straight travel valve 11R is a spool valve with four ports and two positions, and has a first valve position and a second valve position. Specifically, the first valve position has a flow path that connects the hydraulic pump 10L and the parallel oil passage 31L, and a flow path that connects the hydraulic pump 10R and the control valve 12R. The second valve position has a flow path that connects the hydraulic pump 10R and the parallel oil passage 31L, and a flow path that connects the hydraulic pump 10L and the control valve 12R.

制御弁12Lは、油圧ポンプ10が吐出する作動油をオプションの油圧アクチュエータ(図示せず。)に供給するために作動油の流れを切り替えるスプール弁である。   The control valve 12L is a spool valve that switches the flow of hydraulic oil in order to supply hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 10 to an optional hydraulic actuator (not shown).

制御弁12Rは、操作装置としての右側走行レバー(図示せず。)が操作された場合に、油圧ポンプ10が吐出する作動油を油圧アクチュエータとしての右側走行用油圧モータ42Rに供給するために作動油の流れを切り替えるスプール弁である。   The control valve 12R operates to supply hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 10 to the right traveling hydraulic motor 42R as a hydraulic actuator when a right traveling lever (not shown) as an operating device is operated. This is a spool valve that switches the flow of oil.

制御弁13Lは、操作装置としての旋回操作レバー(図示せず。)が操作された場合に、油圧ポンプ10が吐出する作動油を油圧アクチュエータとしての旋回用油圧モータ44に供給するために作動油の流れを切り替えるスプール弁である。   The control valve 13L is provided with a hydraulic oil for supplying hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 10 to a hydraulic hydraulic motor 44 as a hydraulic actuator when a rotary operation lever (not shown) as an operating device is operated. This is a spool valve that switches the flow of air.

制御弁13Rは、操作装置としてのバケット操作レバー(図示せず。)が操作された場合に、油圧ポンプ10が吐出する作動油をバケットシリンダ9へ供給するために作動油の流れを切り替えるスプール弁である。   The control valve 13R is a spool valve that switches the flow of hydraulic oil in order to supply hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 10 to the bucket cylinder 9 when a bucket operating lever (not shown) as an operating device is operated. It is.

制御弁14L、14Rは、操作装置としてのブーム操作レバー(図示せず。)が操作された場合に、油圧ポンプ10が吐出する作動油をブームシリンダ7へ供給するために作動油の流れを切り替えるスプール弁である。なお、制御弁14Lは、ブーム操作レバーが所定のレバー操作量以上でブーム上げ方向に操作された場合に、作動油を追加的にブームシリンダ7に供給する。   The control valves 14L and 14R switch the flow of hydraulic oil in order to supply hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 10 to the boom cylinder 7 when a boom operation lever (not shown) as an operating device is operated. It is a spool valve. The control valve 14L additionally supplies hydraulic oil to the boom cylinder 7 when the boom operation lever is operated in the boom raising direction by a predetermined lever operation amount or more.

制御弁15L、15Rは、操作装置としてのアーム操作レバー(図示せず。)が操作された場合に、油圧ポンプ10が吐出する作動油をアームシリンダ8へ供給するために作動油の流れを切り替えるスプール弁である。なお、制御弁15Rは、アーム操作レバーが所定のレバー操作量以上で操作された場合に、作動油を追加的にアームシリンダ8に供給する。   The control valves 15L and 15R switch the flow of hydraulic oil in order to supply hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 10 to the arm cylinder 8 when an arm operating lever (not shown) as an operating device is operated. It is a spool valve. The control valve 15R additionally supplies hydraulic oil to the arm cylinder 8 when the arm operation lever is operated by a predetermined lever operation amount or more.

センターバイパス油路30L、30Rはそれぞれ、最も下流にある制御弁15L、15Rと作動油タンク22との間にネガティブコントロール絞り20L、20Rを備える。なお、以下では、ネガティブコントロールを「ネガコン」と略称する。ネガコン絞り20L、20Rは、油圧ポンプ10L、10Rが吐出する作動油の流れを制限してネガコン絞り20L、20Rの上流でネガコン圧を発生させる。   The center bypass oil passages 30L, 30R include negative control throttles 20L, 20R between the control valves 15L, 15R and the hydraulic oil tank 22, which are the most downstream, respectively. In the following, the negative control is abbreviated as “negative control”. The negative control throttles 20L, 20R restrict the flow of hydraulic oil discharged from the hydraulic pumps 10L, 10R to generate negative control pressure upstream of the negative control throttles 20L, 20R.

圧力センサS1、S2は、ネガコン絞り20L、20Rの上流で発生したネガコン圧を検出し、検出した値を電気的なネガコン圧信号としてコントローラ54に対して出力する。   The pressure sensors S1 and S2 detect a negative control pressure generated upstream of the negative control throttles 20L and 20R, and output the detected value to the controller 54 as an electrical negative control pressure signal.

圧力センサS3、S4は、油圧ポンプ10L、10Rの吐出圧を検出し、検出した値を電気的な吐出圧信号としてコントローラ54に対して出力する。   The pressure sensors S3 and S4 detect the discharge pressure of the hydraulic pumps 10L and 10R, and output the detected value to the controller 54 as an electric discharge pressure signal.

圧力センサS5は、ブームシリンダ7のロッド側油室における作動油の圧力を検出し、検出した値を電気的なブームロッド圧信号としてコントローラ54に対して出力する。また、圧力センサS6は、ブームシリンダ7のボトム側油室における作動油の圧力を検出し、検出した値を電気的なブームボトム圧信号としてコントローラ54に対して出力する。   The pressure sensor S5 detects the pressure of the hydraulic oil in the rod-side oil chamber of the boom cylinder 7, and outputs the detected value to the controller 54 as an electric boom rod pressure signal. The pressure sensor S6 detects the pressure of the hydraulic oil in the bottom oil chamber of the boom cylinder 7, and outputs the detected value to the controller 54 as an electric boom bottom pressure signal.

なお、左側走行レバー、右側走行レバー、アーム操作レバー、旋回操作レバー、ブーム操作レバー、バケット操作レバー等の操作装置には操作内容検出部が取り付けられる。操作内容検出部は、例えば、各操作装置が生成するパイロット圧を検出する圧力センサ(図示せず。)である。これら圧力センサは、検出した値を電気的なパイロット圧信号としてコントローラ54に対して出力する。   An operation content detection unit is attached to operation devices such as a left traveling lever, a right traveling lever, an arm operation lever, a turning operation lever, a boom operation lever, and a bucket operation lever. The operation content detection unit is, for example, a pressure sensor (not shown) that detects a pilot pressure generated by each operation device. These pressure sensors output detected values to the controller 54 as electrical pilot pressure signals.

コントローラ54は、油圧回路を制御する機能要素であり、例えば、CPU、RAM、ROM、NVRAM等を備えたコンピュータである。本実施例では、コントローラ54は、圧力センサ等の操作内容検出部の出力に基づいて各種操作装置の操作内容(例えば、レバー操作の有無、レバー操作方向、レバー操作量等である。)を電気的に検出する。なお、操作内容検出部は、各種操作レバーの傾きを検出する傾きセンサ等、圧力センサ以外のセンサで構成されてもよい。   The controller 54 is a functional element that controls the hydraulic circuit, and is, for example, a computer including a CPU, a RAM, a ROM, an NVRAM, and the like. In the present embodiment, the controller 54 controls the operation contents of various operation devices (for example, presence / absence of lever operation, lever operation direction, lever operation amount, etc.) based on the output of an operation content detection unit such as a pressure sensor. Detection. The operation content detection unit may be configured by a sensor other than the pressure sensor, such as an inclination sensor that detects the inclination of various operation levers.

そして、コントローラ54は、各種操作装置の操作内容に応じてポンプレギュレータ40L、40R等を動作させる各種機能要素に対応するプログラムをCPUに実行させる。   Then, the controller 54 causes the CPU to execute programs corresponding to various functional elements for operating the pump regulators 40L, 40R and the like according to the operation contents of the various operation devices.

ポンプレギュレータ40L、40Rは、油圧ポンプ10L、10Rの吐出流量を制御する機構である。本実施例では、ポンプレギュレータ40L、40Rは、コントローラ54が生成する指令に応じて油圧ポンプ10L、10Rの斜板傾転角を調整して油圧ポンプ10L、10Rの吐出流量を制御する。   The pump regulators 40L and 40R are mechanisms for controlling the discharge flow rates of the hydraulic pumps 10L and 10R. In the present embodiment, the pump regulators 40L and 40R adjust the swash plate tilt angles of the hydraulic pumps 10L and 10R in accordance with a command generated by the controller 54 to control the discharge flow rates of the hydraulic pumps 10L and 10R.

例えば、ショベル1における油圧アクチュエータが何れも操作されていない状態では、油圧ポンプ10L、10Rが吐出する作動油は、センターバイパス油路30L、30Rを通ってネガコン絞り20L、20Rに至り、ネガコン絞り20L、20Rの上流で発生するネガコン圧を増大させる。この場合、ポンプレギュレータ40L、40Rは、ネガコン圧信号に基づいてコントローラ54が生成する指令に応じて油圧ポンプ10L、10Rの吐出流量を低減させる。その結果、油圧ポンプ10L、10Rが吐出する作動油がセンターバイパス油路30L、30Rを通過する際の圧力損失(ポンピングロス)が抑制される。   For example, when none of the hydraulic actuators in the shovel 1 is operated, the hydraulic oil discharged from the hydraulic pumps 10L, 10R passes through the center bypass oil passages 30L, 30R to reach the negative control throttles 20L, 20R, and the negative control throttle 20L. , Increase the negative control pressure generated upstream of 20R. In this case, the pump regulators 40L and 40R reduce the discharge flow rates of the hydraulic pumps 10L and 10R according to a command generated by the controller 54 based on the negative control pressure signal. As a result, pressure loss (pumping loss) when the hydraulic oil discharged from the hydraulic pumps 10L and 10R passes through the center bypass oil passages 30L and 30R is suppressed.

一方、何れかの油圧アクチュエータが操作された場合、油圧ポンプ10L、10Rが吐出する作動油は、その油圧アクチュエータに対応する制御弁を介してその油圧アクチュエータに流れ込む。そのため、ネガコン絞り20L、20Rに至る量は減少或いは消滅し、ネガコン絞り20L、20Rの上流で発生するネガコン圧は低下する。この場合、ポンプレギュレータ40L、40Rは、油圧ポンプ10L、10Rの吐出流量を増大させ、各油圧アクチュエータに十分な作動油を循環させ、各アクチュエータの駆動を確かなものとする。   On the other hand, when one of the hydraulic actuators is operated, the hydraulic oil discharged from the hydraulic pumps 10L and 10R flows into the hydraulic actuator via a control valve corresponding to the hydraulic actuator. Therefore, the amount reaching the negative control throttles 20L and 20R decreases or disappears, and the negative control pressure generated upstream of the negative control throttles 20L and 20R decreases. In this case, the pump regulators 40L and 40R increase the discharge flow rates of the hydraulic pumps 10L and 10R, circulate sufficient hydraulic oil to each hydraulic actuator, and ensure the driving of each actuator.

また、油圧ポンプ10L、10Rの吐出圧が、吐出流量に応じて決まる所定値を上回った場合、ポンプレギュレータ40L、40Rは、吐出圧信号に基づいてコントローラ54が生成する指令に応じて油圧ポンプ10L、10Rの吐出流量を低減させる。油圧ポンプ10L、10Rの吸収馬力が駆動源としてのエンジンの出力馬力を上回るのを防止するためである。   When the discharge pressure of the hydraulic pumps 10L, 10R exceeds a predetermined value determined according to the discharge flow rate, the pump regulators 40L, 40R operate in response to a command generated by the controller 54 based on the discharge pressure signal. , The discharge flow rate of 10R is reduced. This is to prevent the absorption horsepower of the hydraulic pumps 10L and 10R from exceeding the output horsepower of the engine as the drive source.

なお、ポンプレギュレータ40L、40Rは、ネガコン絞り20L、20Rの上流のネガコン圧、油圧ポンプ10Lの吐出圧、及び油圧ポンプ10Rの吐出圧を利用して、油圧ポンプ10L、10Rの吐出流量を油圧的に制御してもよい。   The pump regulators 40L and 40R use the negative control pressure upstream of the negative control throttles 20L and 20R, the discharge pressure of the hydraulic pump 10L, and the discharge pressure of the hydraulic pump 10R to hydraulically control the discharge flow rates of the hydraulic pumps 10L and 10R. May be controlled.

次に、図3を参照してブーム下げ操作が単独で行われた場合の油圧回路の状態について説明する。なお、図3は、ブーム下げ操作が単独で行われた場合の油圧回路の状態を示す図であり、図2に対応する。また、本実施例では、ブーム下げ操作は、掘削アタッチメントを空中で動かす際にブーム4を下降させるための操作を意味する。また、図3の太実線はブームシリンダ7に向かう作動油の流れを表し、図3の太点線は作動油タンク22に向かう作動油の流れを表す。また、本実施例では、ブーム下げ操作はフルレバー操作で行われる。「フルレバー操作」は、所定の操作量以上で行われるレバー操作を意味し、所定の操作量は例えば80%以上の操作量である。なお、操作量100%は操作レバーを最大限傾斜させたときの操作量に対応し、操作量0%は操作レバーを中立にしたとき(操作レバーを操作していないとき)の操作量に対応する。   Next, the state of the hydraulic circuit when the boom lowering operation is performed alone will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating a state of the hydraulic circuit when the boom lowering operation is performed alone, and corresponds to FIG. In the present embodiment, the boom lowering operation means an operation for lowering the boom 4 when moving the excavation attachment in the air. The thick solid line in FIG. 3 represents the flow of hydraulic oil toward the boom cylinder 7, and the thick dotted line in FIG. 3 represents the flow of hydraulic oil toward the hydraulic oil tank 22. In this embodiment, the boom lowering operation is performed by a full lever operation. "Full lever operation" means a lever operation performed with a predetermined operation amount or more, and the predetermined operation amount is, for example, an operation amount of 80% or more. The operation amount of 100% corresponds to the operation amount when the operation lever is tilted to the maximum, and the operation amount of 0% corresponds to the operation amount when the operation lever is neutral (when the operation lever is not operated). I do.

具体的には、ブーム操作レバーが下げ方向に操作されると、制御弁14Rは、図の右側のパイロットポートでパイロット圧を受けて図の左側に移動する。   Specifically, when the boom operation lever is operated in the lowering direction, the control valve 14R receives the pilot pressure at the pilot port on the right side in the figure and moves to the left side in the figure.

制御弁14Rが左に移動するとセンターバイパス油路30Rが遮断されるため、油圧ポンプ10Rが吐出する作動油はパラレル油路31Rを通って制御弁14Rに向かう。そして、パラレル油路31Rの作動油は、制御弁14Rを通じてブームシリンダ7のロッド側油室に流入する。また、ブームシリンダ7のボトム側油室から流出する作動油の一部は、制御弁14R内に形成された再生油路33を通じてパラレル油路31Rからの作動油と合流してブームシリンダ7のロッド側油室に流入する。また、ブームシリンダ7のボトム側油室から流出する作動油の残りの部分は、制御弁14R内に形成された戻り油路34を通じて作動油タンク22に排出される。   When the control valve 14R moves to the left, the center bypass oil passage 30R is shut off, so that the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 10R goes to the control valve 14R through the parallel oil passage 31R. Then, the hydraulic oil in the parallel oil passage 31R flows into the rod-side oil chamber of the boom cylinder 7 through the control valve 14R. A part of the hydraulic oil flowing out of the bottom oil chamber of the boom cylinder 7 joins with the hydraulic oil from the parallel oil passage 31R through the regenerating oil passage 33 formed in the control valve 14R, and the rod of the boom cylinder 7 It flows into the side oil chamber. The remaining part of the hydraulic oil flowing out of the bottom oil chamber of the boom cylinder 7 is discharged to the hydraulic oil tank 22 through a return oil passage 34 formed in the control valve 14R.

次に、図4を参照し、ブーム下げ操作が単独で行われた場合におけるブームシリンダ7に作用する推力F、油圧ポンプ10Rの吐出流量Qp、再生油路33の再生流量Qg、及び戻り油路34の戻り流量Qcの関係について説明する。なお、図4は、ブームシリンダ7に流出入する作動油の関係を示す図である。   Next, referring to FIG. 4, the thrust F acting on the boom cylinder 7, the discharge flow rate Qp of the hydraulic pump 10R, the regeneration flow rate Qg of the regeneration oil passage 33, and the return oil passage when the boom lowering operation is performed alone The relationship between the return flow rate Qc of FIG. FIG. 4 is a diagram showing a relationship between hydraulic oil flowing into and out of the boom cylinder 7.

ブームシリンダ7内を摺動するピストンのロッド側の受圧面積をArとし、ボトム側の受圧面積をAbとし、ロッド側油室の圧力をブームロッド圧Prとし、ボトム側油室の圧力をブームボトム圧Pbとすると、ブームシリンダ7に作用する推力Fは、以下の式(1)で表される。   The pressure receiving area on the rod side of the piston sliding in the boom cylinder 7 is Ar, the pressure receiving area on the bottom side is Ab, the pressure in the rod side oil chamber is Boom rod pressure Pr, and the pressure in the bottom side oil chamber is the boom bottom. Assuming the pressure Pb, the thrust F acting on the boom cylinder 7 is expressed by the following equation (1).

Figure 0006629189

また、式(1)は以下の式(2)で書き換えられる。
Figure 0006629189

Equation (1) can be rewritten by the following equation (2).

Figure 0006629189
また、再生油路33が構成する絞りの前後の差圧をΔP(=Pb−Pr)とし、作動油の密度をρとし、再生油路33の流路面積(絞り断面)をAgとし、作動油の流出係数をCとすると、再生油路33の再生流量Qgは、以下の式(3)で表される。
Figure 0006629189
Further, the differential pressure before and after the throttle formed by the regeneration oil passage 33 is set to ΔP (= Pb−Pr), the density of the working oil is set to ρ, and the flow passage area (throttle cross section) of the regeneration oil passage 33 is set to Ag. Assuming that the oil outflow coefficient is C, the regeneration flow rate Qg of the regeneration oil passage 33 is represented by the following equation (3).

Figure 0006629189
ここで、式(4)で示す第1絞り係数Cgを用いると、式(3)は以下の式(5)で書き換えられる。
Figure 0006629189
Here, when the first aperture coefficient Cg expressed by the equation (4) is used, the equation (3) can be rewritten by the following equation (5).

Figure 0006629189
Figure 0006629189

Figure 0006629189
同様に、戻り油路34の下流の圧力をPtとし、戻り油路34を構成する絞りの前後の差圧をΔP(=Pb−Pt)とし、作動油の密度をρとし、戻り油路34の流路面積(絞り断面)をAcとし、作動油の流出係数をCとすると、戻り油路34の戻り流量Qcは、以下の式(6)で表される。
Figure 0006629189
Similarly, the pressure downstream of the return oil passage 34 is Pt, the differential pressure before and after the throttle forming the return oil passage 34 is ΔP (= Pb−Pt), the density of the working oil is ρ, and the return oil passage 34 Assuming that the flow passage area (throttle cross section) is Ac and the outflow coefficient of hydraulic oil is C, the return flow rate Qc of the return oil passage 34 is expressed by the following equation (6).

Figure 0006629189
ここで、式(7)で示す第2絞り係数Ccを用いると、式(6)は以下の式(8)で書き換えられる。
Figure 0006629189
Here, when the second aperture coefficient Cc shown in Expression (7) is used, Expression (6) can be rewritten as Expression (8) below.

Figure 0006629189
Figure 0006629189

Figure 0006629189
なお、再生油路33の流路面積Agと戻り油路34の流路面積Acは、ブーム操作レバーの下げ方向へのレバー操作量(以下、「ブーム下げ操作量」とする。)に応じて一意に決まる値である。図5は、ブーム下げ操作量と流路面積Ag及び流路面積Acのそれぞれとの対応関係の一例を示す。具体的には、流路面積Ag及び流路面積Acは何れもブーム下げ操作量が大きいほど大きくなる。例えば、ブーム下げ操作量が100%(最大レバー操作量)の場合、流路面積Agは最大値Agmaxとなり、流路面積Acは最大値Acmaxとなる。
Figure 0006629189
The passage area Ag of the regenerating oil passage 33 and the passage area Ac of the return oil passage 34 depend on the amount of lever operation in the lowering direction of the boom operation lever (hereinafter, referred to as “boom lowering operation amount”). It is a value that is uniquely determined. FIG. 5 shows an example of a correspondence relationship between the boom lowering operation amount and each of the channel area Ag and the channel area Ac. Specifically, both the channel area Ag and the channel area Ac increase as the boom lowering operation amount increases. For example, when the boom lowering operation amount is 100% (maximum lever operation amount), the channel area Ag becomes the maximum value Agmax, and the channel area Ac becomes the maximum value Acmax.

そのため、本実施例では、第1絞り係数Cg及び第2絞り係数Ccとブーム下げ操作量との対応関係は式(4)及び式(7)に基づいて予め導き出され、コントローラ54のROM等に対応テーブルの形で予め記憶される。したがって、コントローラ54は、ブーム下げ操作量が決まれば第1絞り係数Cg及び第2絞り係数Ccのそれぞれを一意に決定できる。   Therefore, in the present embodiment, the correspondence between the first throttle coefficient Cg and the second throttle coefficient Cc and the boom lowering operation amount is derived in advance based on Expressions (4) and (7), and is stored in the ROM of the controller 54 or the like. It is stored in advance in the form of a correspondence table. Therefore, if the boom lowering operation amount is determined, the controller 54 can uniquely determine each of the first throttle coefficient Cg and the second throttle coefficient Cc.

また、ブームシリンダ7のロッド側油室に流入する作動油の流量をブームシリンダ流入流量Qsとし、ブームシリンダ7のボトム側油室から流出する作動油の流量を排出流量Qeとすると、排出流量Qeは、以下の式(9)で表される。   Also, assuming that the flow rate of the hydraulic oil flowing into the rod-side oil chamber of the boom cylinder 7 is a boom cylinder inflow flow rate Qs, and the flow rate of the hydraulic oil flowing out of the bottom-side oil chamber of the boom cylinder 7 is a discharge flow rate Qe, the discharge flow rate Qe Is represented by the following equation (9).

Figure 0006629189
そして、ブームシリンダ流入流量Qsは再生流量Qgと油圧ポンプ10Rの吐出流量Qpの和であり、排出流量Qeは再生流量Qgと戻り流量Qcの和であるとすると、式(9)は以下の式(10)で書き換えられる。
Figure 0006629189
Then, assuming that the boom cylinder inflow flow rate Qs is the sum of the regeneration flow rate Qg and the discharge flow rate Qp of the hydraulic pump 10R, and the discharge flow rate Qe is the sum of the regeneration flow rate Qg and the return flow rate Qc, the equation (9) becomes Rewritten in (10).

Figure 0006629189
次に、図6を参照し、ブーム操作レバーを下げ方向にフルレバー操作した場合における吐出流量Qpと、ブームシリンダ流入流量Qs、再生流量Qg、及びブームロッド圧Prのそれぞれとの関係について説明する。図6は、ブーム操作レバーを下げ方向にフルレバー操作した場合における吐出流量Qpと、ブームシリンダ流入流量Qs、再生流量Qg、及びブームロッド圧Prのそれぞれとの関係を示すグラフである。具体的には、図6(A)は、吐出流量Qpとブームシリンダ流入流量Qsとの関係を示すグラフである。また、図6(B)は吐出流量Qpと再生流量Qgとの関係を示すグラフであり、図6(C)は吐出流量Qpとブームロッド圧Prとの関係を示すグラフである。なお、図6(A)〜図6(C)では吐出流量Qpに対応する横軸は共通である。また、図6(A)〜図6(C)において、実線で示す推移は、ブームシリンダ7を収縮させようとする外力が大きい場合の推移を表す。また、破線で示す推移は外力が中程度の場合の推移を表し、一点鎖線で示す推移は外力が小さい場合の推移を表す。なお、ブームシリンダ7を収縮させようとする外力は、バケット6内の土砂の量、ショベル1の姿勢(傾斜地にあるか平坦地にあるか)、掘削アタッチメントの姿勢等によって変化する。
Figure 0006629189
Next, the relationship between the discharge flow rate Qp, the boom cylinder inflow flow rate Qs, the regeneration flow rate Qg, and the boom rod pressure Pr when the boom operation lever is fully operated in the down direction will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a graph showing the relationship between the discharge flow rate Qp, the boom cylinder inflow flow rate Qs, the regeneration flow rate Qg, and the boom rod pressure Pr when the boom operation lever is fully operated in the downward direction. Specifically, FIG. 6A is a graph showing a relationship between the discharge flow rate Qp and the boom cylinder inflow flow rate Qs. FIG. 6B is a graph showing the relationship between the discharge flow rate Qp and the regeneration flow rate Qg, and FIG. 6C is a graph showing the relationship between the discharge flow rate Qp and the boom rod pressure Pr. 6A to 6C, the horizontal axis corresponding to the discharge flow rate Qp is common. 6 (A) to 6 (C), the transition indicated by a solid line indicates a transition in a case where the external force for contracting the boom cylinder 7 is large. The transition indicated by a broken line indicates a transition when the external force is medium, and the transition indicated by a dashed line indicates a transition when the external force is small. The external force for contracting the boom cylinder 7 varies depending on the amount of earth and sand in the bucket 6, the posture of the shovel 1 (whether it is on a slope or a flat ground), the posture of an excavation attachment, and the like.

具体的には、図6(A)に示すように、ブーム操作レバーを下げ方向にフルレバー操作した場合、すなわち、戻り油路34の流路面積Acを最大値Acmaxとした場合、ブームシリンダ流入流量Qsは、吐出流量Qpの大きさにかかわらず、外力が大きいほど大きくなる。   Specifically, as shown in FIG. 6A, when the boom operation lever is fully operated in the downward direction, that is, when the flow area Ac of the return oil passage 34 is set to the maximum value Acmax, the boom cylinder inflow flow rate Qs increases as the external force increases, regardless of the magnitude of the discharge flow rate Qp.

一方で、ブームシリンダ流入流量Qsは、外力が一定であれば、吐出流量Qpの大きさにかかわらずほぼ一定となる。すなわち、吐出流量Qpを増大させたとしても、ブームシリンダ流入流量Qsは増大せず、ブーム下げ速度も増大しない。図6(B)に示すように、再生流量Qgは、外力の大きさにかかわらず、吐出流量Qpが増大するにつれて減少するためである。   On the other hand, if the external force is constant, the boom cylinder inflow flow rate Qs is substantially constant regardless of the magnitude of the discharge flow rate Qp. That is, even if the discharge flow rate Qp is increased, the boom cylinder inflow flow rate Qs does not increase, and the boom lowering speed does not increase. This is because the regeneration flow rate Qg decreases as the discharge flow rate Qp increases, regardless of the magnitude of the external force, as shown in FIG.

そのため、吐出流量Qpを減少させれば、ブームシリンダ流入流量Qsを減少させることなく、再生流量Qgを増大させることができる。   Therefore, if the discharge flow rate Qp is reduced, the regeneration flow rate Qg can be increased without reducing the boom cylinder inflow flow rate Qs.

しかしながら、図6(C)に示すように、ブームロッド圧Prは、外力の大きさにかかわらず、吐出流量Qpが減少するにつれて低下する傾向を有する。そのため、吐出流量Qpを過度に減少させると、ブームロッド圧Prを過度に低下させてしまい、キャビテーションを発生させてしまうおそれがある。   However, as shown in FIG. 6C, the boom rod pressure Pr tends to decrease as the discharge flow rate Qp decreases, regardless of the magnitude of the external force. Therefore, when the discharge flow rate Qp is excessively reduced, the boom rod pressure Pr is excessively reduced, and cavitation may be generated.

また、図6(C)に示すように、ブームロッド圧Prは、吐出流量Qpが一定であれば、外力が大きいほど低くなる。すなわち、ブームロッド圧Prは、外力が大きければ、吐出流量Qpが比較的大きい場合であっても、キャビテーションを発生させるレベルまで低下してしまうおそれがある。   Further, as shown in FIG. 6 (C), if the discharge flow rate Qp is constant, the boom rod pressure Pr decreases as the external force increases. That is, if the external force is large, the boom rod pressure Pr may be reduced to a level at which cavitation is generated even when the discharge flow rate Qp is relatively large.

このように、吐出流量Qpの低減は再生流量Qgの増大を実現でき、省エネルギ化を図る上で有効である。しかしながら、キャビテーションを発生させることなく再生流量Qgを最大化させるために必要な吐出流量Qpは外力の大きさによって異なるため、吐出流量Qpを無制限に低減させることはできない。   As described above, the reduction of the discharge flow rate Qp can realize the increase of the regeneration flow rate Qg, which is effective in saving energy. However, the discharge flow rate Qp required for maximizing the regeneration flow rate Qg without generating cavitation varies depending on the magnitude of the external force, and therefore the discharge flow rate Qp cannot be reduced without limit.

そこで、コントローラ54は、ブームロッド圧Prが所定の目標圧Ptgとなるように吐出流量Qpを決定し、キャビテーションを発生させない限りにおいて、再生流量Qgができるだけ大きくなるようにする。なお、所定の目標圧Ptgは、キャビテーションを発生させるおそれのないレベルの圧力であり、例えば4[MPa]である。   Therefore, the controller 54 determines the discharge flow rate Qp so that the boom rod pressure Pr becomes the predetermined target pressure Ptg, and makes the regeneration flow rate Qg as large as possible unless cavitation occurs. The predetermined target pressure Ptg is a level at which cavitation is not likely to occur, and is, for example, 4 [MPa].

図6(C)の例では、コントローラ54は、ブームロッド圧Prを目標圧Ptgとするために、外力が小さいときの吐出流量QpをQpLとする。また、コントローラ54は、外力が中程度のときの吐出流量QpをQpM(>QpL)とし、外力が大きいときの吐出流量QpをQpH(>QpM)とする。   In the example of FIG. 6C, the controller 54 sets the discharge flow rate Qp when the external force is small to QpL in order to set the boom rod pressure Pr to the target pressure Ptg. The controller 54 sets the discharge flow rate Qp when the external force is medium to QpM (> QpL), and sets the discharge flow rate Qp when the external force is large to QpH (> QpM).

そして、外力が小さいときの吐出流量QpがQpLに決定されると、外力が小さいときの再生流量QgはQgLとなり、ブームシリンダ流入流量QsはQsL(=QgL+QpL)となる。また、外力が中程度のときの吐出流量QpがQpMに決定されると、外力が中程度のときの再生流量QgはQgM(>QgL)となり、ブームシリンダ流入流量QsはQsM(=QgM+QpM>QsL)となる。また、外力が大きいときの吐出流量QpがQpHに決定されると、外力が大きいときの再生流量QgはQgH(>QgM)となり、ブームシリンダ流入流量QsはQsH(=QgH+QpH>QsM)となる。   When the discharge flow rate Qp when the external force is small is determined to be QpL, the regeneration flow rate Qg when the external force is small becomes QgL, and the boom cylinder inflow flow rate Qs becomes QsL (= QgL + QpL). When the discharge flow rate Qp when the external force is moderate is determined to be QpM, the regeneration flow rate Qg when the external force is moderate is QgM (> QgL), and the boom cylinder inflow flow rate Qs is QsM (= QgM + QpM> QsL). ). When the discharge flow rate Qp when the external force is large is determined to be QpH, the regeneration flow rate Qg when the external force is large becomes QgH (> QgM), and the boom cylinder inflow flow rate Qs becomes QsH (= QgH + QpH> QsM).

また、ブーム操作レバーが下げ方向にフルレバー操作された場合に外力の大きさに関係なく共通の吐出流量QpRを吐出していたときと比較すると、再生流量Qgの増分は、外力が小さいときほど大きくなることが分かる。具体的には、再生流量Qgの増分は、外力が大きいときにDHとなり、外力が中程度のときにDM(>DH)となり、外力が小さいときにDL(>DM)となる。また、共通の吐出流量QpRを吐出していたときには、外力が大きいほどブームロッド圧Prが小さくなることが分かる。一方で、吐出流量QpをQpRからQpL、QpM、又はQpHに低減させた場合であっても、外力が同じであれば、ブームシリンダ流入流量Qsにはほとんど変化が見られないことが分かる。   In addition, when the boom operation lever is fully operated in the downward direction, the increase in the regeneration flow rate Qg is larger as the external force is smaller than when the common discharge flow rate QpR is discharged regardless of the magnitude of the external force. It turns out that it becomes. Specifically, the increment of the regeneration flow rate Qg becomes DH when the external force is large, becomes DM (> DH) when the external force is medium, and becomes DL (> DM) when the external force is small. Also, when the common discharge flow rate QpR was discharged, it can be seen that the boom rod pressure Pr decreases as the external force increases. On the other hand, even when the discharge flow rate Qp is reduced from QpR to QpL, QpM, or QpH, if the external force is the same, the boom cylinder inflow flow rate Qs hardly changes.

次に、図7を参照し、コントローラ54が油圧ポンプ10Rの吐出流量Qpを最適化する処理(以下、「吐出流量最適化処理」とする。)について説明する。なお、図7は、吐出流量最適化処理の一例の流れを示すフローチャートであり、コントローラ54は、所定の制御周期でこの吐出流量最適化処理を繰り返し実行する。また、本実施例では、「吐出流量Qpの最適化」は、キャビテーションを発生させない限りにおいて、再生流量Qgを最大化させる吐出流量を実現することを意味する。   Next, a process in which the controller 54 optimizes the discharge flow rate Qp of the hydraulic pump 10R (hereinafter, referred to as a “discharge flow rate optimization process”) will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a flowchart showing a flow of an example of the discharge flow rate optimization processing. The controller 54 repeatedly executes the discharge flow rate optimization processing at a predetermined control cycle. In the present embodiment, “optimizing the discharge flow rate Qp” means achieving a discharge flow rate that maximizes the regeneration flow rate Qg as long as cavitation does not occur.

最初に、コントローラ54は、ブーム下げ操作中であるかを判定する(ステップST1)。本実施例では、コントローラ54は、圧力センサ等の操作内容検出部の出力に基づいてブーム操作レバーの操作内容からブーム下げ操作中であるかを判定する。また、本実施例では、コントローラ54は、ブーム操作レバーが単独で下げ方向にフルレバー操作されたことを検知した場合にブーム下げ操作中であると判定する。また、本実施例では、コントローラ54は、掘削アタッチメントを掘削対象に押し付けていないと判断した場合、すなわち、掘削アタッチメントを空中で動かしていると判断した場合に、ブーム下げ操作中であると判定する。なお、コントローラ54は、圧力センサS5が出力するブームロッド圧信号、及び、圧力センサS6が出力するブームボトム圧信号の少なくとも一方に基づいて掘削アタッチメントを掘削対象に押し付けているかを判断する。   First, the controller 54 determines whether a boom lowering operation is being performed (step ST1). In the present embodiment, the controller 54 determines whether or not the boom lowering operation is being performed based on the operation content of the boom operation lever based on the output of the operation content detection unit such as a pressure sensor. In this embodiment, the controller 54 determines that the boom lowering operation is being performed when the controller 54 detects that the boom operating lever is fully operated in the lowering direction by itself. In the present embodiment, the controller 54 determines that the boom lowering operation is being performed when determining that the excavation attachment is not pressed against the excavation target, that is, when determining that the excavation attachment is moving in the air. . The controller 54 determines whether the excavation attachment is being pressed against the excavation target based on at least one of the boom rod pressure signal output from the pressure sensor S5 and the boom bottom pressure signal output from the pressure sensor S6.

ブーム下げ操作中でないと判定した場合(ステップST1のNO)、コントローラ54は、今回の吐出流量最適化処理を終了させる。   If it is determined that the boom lowering operation is not being performed (NO in step ST1), the controller 54 ends the current discharge flow rate optimization processing.

ブーム下げ操作中であると判定した場合(ステップST1のYES)、コントローラ54は、ポンプレギュレータ40Rに対する指令である第1指令値を導き出す(ステップST2)。本実施例では、コントローラ54は、ネガコン圧信号に応じて第1指令値を導き出す。第1指令値は、ネガコン圧信号に応じて一意に決まる吐出流量指令値であり、ブーム下げ操作量が大きいほど大きい。具体的には、ブーム下げ操作量が大きいほど、制御弁14Rの移動量が大きくなり、センターバイパス油路30Rの流路面積が小さくなる。そして、センターバイパス油路30Rの流路面積が小さくなると、ネガコン圧が低くなり、吐出流量指令値は大きくなる。そして、吐出流量指令値が大きくなると、油圧ポンプ10Rの吐出流量Qpは大きくなる。なお、コントローラ54は、ブーム下げ操作量に応じて第1指令値を導き出してもよい。   When it is determined that the boom lowering operation is being performed (YES in step ST1), the controller 54 derives a first command value that is a command for the pump regulator 40R (step ST2). In this embodiment, the controller 54 derives the first command value according to the negative control pressure signal. The first command value is a discharge flow rate command value uniquely determined according to the negative control pressure signal, and increases as the boom lowering operation amount increases. Specifically, as the boom lowering operation amount is larger, the movement amount of the control valve 14R is larger, and the flow area of the center bypass oil passage 30R is smaller. When the flow path area of the center bypass oil passage 30R decreases, the negative control pressure decreases and the discharge flow rate command value increases. When the discharge flow command value increases, the discharge flow Qp of the hydraulic pump 10R increases. Note that the controller 54 may derive the first command value according to the boom lowering operation amount.

その後、コントローラ54は、第1指令値をポンプレギュレータ40Rに対して出力し、油圧ポンプ10Rの吐出流量Qpが第1指令値に対応する流量となるように斜板傾転角を制御する(ステップST3)。   Thereafter, the controller 54 outputs the first command value to the pump regulator 40R, and controls the swash plate tilt angle so that the discharge flow rate Qp of the hydraulic pump 10R becomes a flow rate corresponding to the first command value (step). ST3).

その後、コントローラ54は、ブームボトム圧Pb及びブームロッド圧Prのそれぞれの変動幅が所定値未満となったかを判定する(ステップST4)。変動幅が大きいとブームシリンダ7に作用する推力Fを正確に推定することができないためである。なお、本実施例では、コントローラ54は、圧力センサS5が出力するブームロッド圧信号の前回値と今回値の差をブームボトム圧Pbの変動幅として導き出す。ブームロッド圧Prの変動幅についても同様である。   Thereafter, the controller 54 determines whether or not each of the fluctuation widths of the boom bottom pressure Pb and the boom rod pressure Pr is less than a predetermined value (Step ST4). This is because if the fluctuation width is large, the thrust F acting on the boom cylinder 7 cannot be accurately estimated. In the present embodiment, the controller 54 derives the difference between the previous value and the current value of the boom rod pressure signal output from the pressure sensor S5 as the fluctuation width of the boom bottom pressure Pb. The same applies to the fluctuation width of the boom rod pressure Pr.

ブームボトム圧Pb及びブームロッド圧Prの少なくとも1つの変動幅が所定値以上であると判定した場合(ステップST4のNO)、コントローラ54は、ステップST4の判定を繰り返す。   When it is determined that at least one variation width of the boom bottom pressure Pb and the boom rod pressure Pr is equal to or larger than a predetermined value (NO in step ST4), the controller 54 repeats the determination in step ST4.

その後、ブームボトム圧Pb及びブームロッド圧Prのそれぞれの変動幅が所定値未満になったと判定した場合(ステップST4のYES)、コントローラ54は、ポンプレギュレータ40Rに対する指令である第2指令値を導き出す(ステップST5)。第2指令値は、
ブームシリンダ7に作用する推力Fに応じて変化する吐出流量指令値であり、推力Fが大きいほど大きい。
Thereafter, when it is determined that the fluctuation widths of the boom bottom pressure Pb and the boom rod pressure Pr have become smaller than the predetermined values (YES in step ST4), the controller 54 derives a second command value that is a command for the pump regulator 40R. (Step ST5). The second command value is
This is a discharge flow rate command value that changes according to the thrust F acting on the boom cylinder 7, and increases as the thrust F increases.

具体的には、コントローラ54は、圧力センサS5が出力するブームロッド圧信号と、圧力センサS6が出力するブームボトム圧信号と、上述の式(1)とに基づいてブームシリンダ7に作用する推力Fを導き出す。   Specifically, the controller 54 determines the thrust acting on the boom cylinder 7 based on the boom rod pressure signal output from the pressure sensor S5, the boom bottom pressure signal output from the pressure sensor S6, and the above equation (1). Find F.

また、コントローラ54は、ブームロッド圧Prに関する所定の目標圧PtgをROM等から読み出し、推力Fと上述の式(2)とに基づいて、ブームロッド圧Prを目標圧Ptgとした場合のブームボトム圧Pbを導き出す。   Further, the controller 54 reads out a predetermined target pressure Ptg relating to the boom rod pressure Pr from a ROM or the like and, based on the thrust F and the above-described equation (2), sets the boom bottom pressure when the boom rod pressure Pr is the target pressure Ptg. The pressure Pb is derived.

また、コントローラ54は、第1絞り係数Cg及び第2絞り係数Ccとブーム下げ操作量との対応関係を予め記憶した対応テーブルを参照し、現在のブーム下げ操作量に対応する第1絞り係数Cg及び第2絞り係数Ccを取得する。なお、対応テーブルはROM等に予め記憶される。   In addition, the controller 54 refers to a correspondence table in which the correspondence between the first throttle coefficient Cg and the second throttle coefficient Cc and the boom lowering operation amount is stored in advance, and determines the first throttle coefficient Cg corresponding to the current boom lowering operation amount. And the second throttle coefficient Cc. The correspondence table is stored in the ROM or the like in advance.

そして、コントローラ54は、取得した第1絞り係数Cgと式(5)とに基づいて再生油路33の再生流量Qgを導き出す。また、コントローラ54は、取得した第2絞り係数Ccと式(8)とに基づいて戻り油路34の戻り流量Qcを導き出す。   Then, the controller 54 derives a regeneration flow rate Qg of the regeneration oil passage 33 based on the obtained first restriction coefficient Cg and Expression (5). Further, the controller 54 derives the return flow rate Qc of the return oil passage 34 based on the acquired second restriction coefficient Cc and Expression (8).

そして、コントローラ54は、再生流量Qgと、戻り流量Qcと、式(10)とに基づいて第2指令値に対応する吐出流量を導き出す。   Then, the controller 54 derives a discharge flow rate corresponding to the second command value based on the regeneration flow rate Qg, the return flow rate Qc, and Expression (10).

なお、コントローラ54は、第2指令値を導き出すために、必ずしも、ブームロッド圧Prを目標圧Ptgとした場合のブームボトム圧Pb、再生流量Qg、戻り流量Qc等をその都度導き出す必要はない。例えば、コントローラ54は、ブーム操作レバーに関するパイロット圧信号、ブームボトム圧信号、及びブームロッド圧信号の組み合わせと、第2指令値との対応関係を予め記憶した対応テーブルを参照してもよい。この場合、コントローラ54は、ROM等に予め記憶されたその対応テーブルを参照し、現在のブーム下げ操作量、ブームロッド圧Pr、及びブームボトム圧Pbの組み合わせに対応する第2指令値を直接的に導き出す。   In order to derive the second command value, the controller 54 does not necessarily need to derive the boom bottom pressure Pb, the regeneration flow rate Qg, the return flow rate Qc, and the like each time the boom rod pressure Pr is set to the target pressure Ptg. For example, the controller 54 may refer to a correspondence table in which the correspondence between the combination of the pilot pressure signal, the boom bottom pressure signal, and the boom rod pressure signal related to the boom operation lever and the second command value is stored in advance. In this case, the controller 54 refers to the correspondence table stored in advance in the ROM or the like, and directly outputs the second command value corresponding to the current combination of the boom lowering operation amount, the boom rod pressure Pr, and the boom bottom pressure Pb. Lead to.

その後、コントローラ54は、第2指令値をポンプレギュレータ40Rに対して出力し、油圧ポンプ10Rの吐出流量Qpが第2指令値に対応する吐出流量となるように制御する(ステップST6)。   Thereafter, the controller 54 outputs the second command value to the pump regulator 40R, and controls the discharge flow rate Qp of the hydraulic pump 10R to be a discharge flow rate corresponding to the second command value (Step ST6).

このようにして、コントローラ54は、キャビテーションを発生させない限りにおいて、再生流量Qgを最大化させるべく、油圧ポンプ10Rの吐出流量Qpを最適化する。   In this way, the controller 54 optimizes the discharge flow rate Qp of the hydraulic pump 10R so as to maximize the regeneration flow rate Qg unless cavitation occurs.

次に、図8を参照し、コントローラ54が吐出流量最適化処理を実行する場合における各種パラメータの時間的推移について説明する。なお、図8は、ブーム下げ操作が単独で行われるときの各種パラメータの時間的推移を示すグラフである。具体的には、図8(A)は、ブームロッド圧Pr及びブームボトム圧Pbの時間的推移を表す。また、図8(B)は吐出流量指令値の時間的推移を表し、図8(C)はブーム下げ速度の時間的推移を表す。なお、図8(A)〜図8(C)では時間軸としての横軸は共通である。   Next, with reference to FIG. 8, the temporal transition of various parameters when the controller 54 executes the discharge flow rate optimization processing will be described. FIG. 8 is a graph showing temporal transitions of various parameters when the boom lowering operation is performed alone. Specifically, FIG. 8A shows a temporal transition of the boom rod pressure Pr and the boom bottom pressure Pb. FIG. 8B shows a temporal change of the discharge flow rate command value, and FIG. 8C shows a temporal change of the boom lowering speed. 8A to 8C, the horizontal axis as the time axis is common.

具体的には、時刻t1においてブーム下げ操作が単独で行われるまでは、ブームボトム圧Pb及びブームロッド圧Prは、図8(A)に示すように、変動幅が小さい状態で推移する。そして、時刻t1においてブーム下げ操作が単独で行われると、ブームボトム圧Pb及びブームロッド圧Prの変動幅は大きくなる。例えば、ブームボトム圧Pbはボトム側油室から作動油が流出することによって一時的に低下し、ブームロッド圧Prはロッド側油室に作動油が流入することによって一時的に増大する。その後、ブームボトム圧Pb及びブームロッド圧Prのそれぞれは安定に向かい、時刻t2においてそれぞれの変動幅は所定値未満となる。   Specifically, until the boom lowering operation is performed alone at time t1, the boom bottom pressure Pb and the boom rod pressure Pr change in a small fluctuation range as shown in FIG. 8A. Then, when the boom lowering operation is performed alone at time t1, the fluctuation width of the boom bottom pressure Pb and the boom rod pressure Pr increases. For example, the boom bottom pressure Pb temporarily decreases as hydraulic oil flows out of the bottom oil chamber, and the boom rod pressure Pr temporarily increases as hydraulic oil flows into the rod oil chamber. Thereafter, each of the boom bottom pressure Pb and the boom rod pressure Pr stably moves, and at time t2, the respective fluctuation ranges become smaller than the predetermined values.

吐出流量指令値に関しては、時刻t1においてブーム下げ操作が単独で行われると、コントローラ54は、ネガコン圧に応じた第1指令値d1を導き出し、吐出流量指令値として第1指令値d1を設定する。そのため、吐出流量指令値は、図8(B)に示すように、時刻t1において第1指令値d1まで増加する。その後、コントローラ54は、ブームボトム圧Pb及びブームロッド圧Prのそれぞれの変動幅が所定値未満になったと判定するまでは吐出流量指令値として第1指令値d1を使用する。そのため、吐出流量指令値は第1指令値d1のまま推移する。その後、コントローラ54は、時刻t2においてブームボトム圧Pb及びブームロッド圧Prのそれぞれの変動幅が所定値未満になったと判定すると、ブームシリンダ7に作用する推力Fに応じた第2指令値d2を導き出す。このとき、コントローラ54は、所定時間T1の経過後に油圧ポンプ10Rの実際の吐出流量Qpが第2指令値に対応する吐出流量となるように吐出流量指令値を決定する。吐出流量Qpの急変を避けるためである。具体的には、コントローラ54は、現在の吐出流量指令値としての第1指令値d1と、所定時間T1経過後の吐出流量指令値としての第2指令値d2との間を線形補間して中間の指令値を導き出す。そして、実際の吐出流量Qpを中間の指令値に対応する吐出流量に合致させるようにポンプレギュレータ40Rを制御する。そのため、吐出流量指令値は、図8(B)に示すように、時刻t2における第1指令値d1から比較的緩やかに低下し、所定時間T1経過後の時刻t3において第2指令値d2に至る。   With respect to the discharge flow rate command value, when the boom lowering operation is performed alone at time t1, the controller 54 derives a first command value d1 corresponding to the negative control pressure, and sets the first command value d1 as the discharge flow rate command value. . Therefore, the discharge flow rate command value increases to the first command value d1 at time t1, as shown in FIG. 8B. After that, the controller 54 uses the first command value d1 as the discharge flow rate command value until it determines that the respective fluctuation widths of the boom bottom pressure Pb and the boom rod pressure Pr have become less than a predetermined value. Therefore, the discharge flow rate command value remains at the first command value d1. Thereafter, when the controller 54 determines at time t2 that the fluctuation widths of the boom bottom pressure Pb and the boom rod pressure Pr have become smaller than the predetermined values, the controller 54 sets the second command value d2 corresponding to the thrust F acting on the boom cylinder 7. derive. At this time, the controller 54 determines the discharge flow rate command value such that the actual discharge flow rate Qp of the hydraulic pump 10R becomes the discharge flow rate corresponding to the second command value after the elapse of the predetermined time T1. This is to avoid a sudden change in the discharge flow rate Qp. Specifically, the controller 54 performs linear interpolation between the first command value d1 as the current discharge flow rate command value and the second command value d2 as the discharge flow rate command value after the lapse of the predetermined time T1. Derive the command value of Then, the pump regulator 40R is controlled so that the actual discharge flow rate Qp matches the discharge flow rate corresponding to the intermediate command value. Therefore, as shown in FIG. 8B, the discharge flow rate command value relatively gradually decreases from the first command value d1 at time t2, and reaches the second command value d2 at time t3 after a lapse of a predetermined time T1. .

ブーム下げ速度は、図8(C)に示すように、時刻t1においてブーム下げ操作が行われた後で徐々に増加し、時刻t2において、ブーム下げ操作量に応じた速度Vtに至る。そして、時刻t2において吐出流量指令値の低減が開始され、実際の吐出流量Qpの低減が開始された後もその速度Vtが維持される。さらに、時刻t3において吐出流量指令値が第2指令値d2となり、実際の吐出流量Qpが第2指令値d2に対応する吐出流量となった後もその速度Vtが維持される。吐出流量Qpが減少した分だけ再生流量Qgが増大するためである。   As shown in FIG. 8C, the boom lowering speed gradually increases after the boom lowering operation is performed at time t1, and reaches a speed Vt according to the boom lowering operation amount at time t2. Then, at time t2, the reduction of the discharge flow command value is started, and the speed Vt is maintained even after the reduction of the actual discharge flow Qp is started. Further, at time t3, the discharge flow rate command value becomes the second command value d2, and the speed Vt is maintained even after the actual discharge flow rate Qp becomes the discharge flow rate corresponding to the second command value d2. This is because the regeneration flow rate Qg increases by the decrease in the discharge flow rate Qp.

以上の構成により、コントローラ54は、ブーム下げ操作が行われた場合、ブームシリンダ7に作用する推力Fに応じて吐出流量Qpを決定し、ブームロッド圧Prを所定の目標圧Ptg以上としながら再生流量Qgを最大化する。そのため、キャビテーションの発生を防止しながら、ブーム下げ操作の際の再生効率を向上できる。また、吐出流量Qpを必要最小限に低減させるため、省エネルギ化を図ることができる。   With the above configuration, when the boom lowering operation is performed, the controller 54 determines the discharge flow rate Qp according to the thrust F acting on the boom cylinder 7, and performs the regeneration while setting the boom rod pressure Pr to a predetermined target pressure Ptg or more. Maximize the flow Qg. Therefore, the reproduction efficiency at the time of the boom lowering operation can be improved while preventing the occurrence of cavitation. Further, since the discharge flow rate Qp is reduced to a necessary minimum, energy saving can be achieved.

また、コントローラ54は、ブーム下げ操作が行われた直後では、ネガコン圧又はブーム下げ操作量に応じて第1指令値d1を決定する。そして、油圧ポンプ10Rの実際の吐出流量Qpを第1指令値d1に対応する吐出流量に合致させるようにポンプレギュレータ40Rを制御する。また、ブームシリンダ7内の作動油の圧力が安定化した後で、ブームシリンダ7に作用する推力F、再生油路33の流路面積Ag、及び、戻り油路34の流路面積Acに応じて第2指令値d2を決定する。そして、油圧ポンプ10Rの実際の吐出流量Qpを第2指令値d2に対応する吐出流量に合致させるようにポンプレギュレータ40Rを制御する。具体的には、コントローラ54は、ブームシリンダ7における作動油の圧力の変動幅が所定値未満となった場合に第2指令値を決定する。そのため、コントローラ54は、推力Fを高精度に導き出した上で、ブームロッド圧Prを所定の目標圧Ptg以上としながら再生流量Qgを最大化できる吐出流量Qpに対応する第2指令値d2を導き出すことができる。   Further, immediately after the boom lowering operation is performed, the controller 54 determines the first command value d1 according to the negative control pressure or the boom lowering operation amount. Then, the pump regulator 40R is controlled so that the actual discharge flow rate Qp of the hydraulic pump 10R matches the discharge flow rate corresponding to the first command value d1. After the pressure of the hydraulic oil in the boom cylinder 7 is stabilized, the thrust F acting on the boom cylinder 7, the passage area Ag of the regeneration oil passage 33, and the passage area Ac of the return oil passage 34 are changed. To determine the second command value d2. Then, the pump regulator 40R is controlled so that the actual discharge flow rate Qp of the hydraulic pump 10R matches the discharge flow rate corresponding to the second command value d2. Specifically, the controller 54 determines the second command value when the fluctuation range of the hydraulic oil pressure in the boom cylinder 7 becomes smaller than a predetermined value. Therefore, the controller 54 derives the thrust F with high accuracy, and derives the second command value d2 corresponding to the discharge flow rate Qp that can maximize the regeneration flow rate Qg while keeping the boom rod pressure Pr at or above the predetermined target pressure Ptg. be able to.

なお、ブームシリンダ7に作用する推力Fは、ブームボトム圧Pb及び受圧面積Abとブームロッド圧Pr及び受圧面積Arとに基づいて導き出される。そのため、コントローラ54は、簡易な構成で高精度に推力Fを導き出すことができる。   The thrust F acting on the boom cylinder 7 is derived based on the boom bottom pressure Pb and the pressure receiving area Ab and the boom rod pressure Pr and the pressure receiving area Ar. Therefore, the controller 54 can derive the thrust F with high accuracy with a simple configuration.

また、再生油路33の流路面積Ag及び戻り油路34の流路面積Acは、ブーム下げ操作量に基づいて導き出される。そのため、コントローラ54は、キャビテーションの発生を防止し、ブーム下げ操作の際の再生効率を向上させながらも、ブーム下げ操作量に応じたブーム下げ速度を実現できる。   The flow passage area Ag of the regenerating oil passage 33 and the flow passage area Ac of the return oil passage 34 are derived based on the boom lowering operation amount. Therefore, the controller 54 can prevent the occurrence of cavitation, improve the reproduction efficiency at the time of the boom lowering operation, and realize the boom lowering speed according to the amount of the boom lowering operation.

また、コントローラ54は、第1指令値d1と第2指令値d2との間を補間して中間指令値を導き出す。そして、所定時間経過後に油圧ポンプ10Rの実際の吐出流量Qpが第2指令値d2に対応する吐出流量となるように、実際の吐出流量Qpをその中間指令値に対応する吐出流量に合致させるようにポンプレギュレータ40Rを制御する。そのため、コントローラ54は、吐出流量Qpの急変、再生流量Qgの急変、及びブームシリンダ流入流量Qs(ブーム下げ速度)の急変を防止し、且つ、キャビテーションの発生を防止しながら、ブーム下げ操作の際の再生効率を向上できる。   Further, the controller 54 derives an intermediate command value by interpolating between the first command value d1 and the second command value d2. Then, the actual discharge flow rate Qp is made to match the discharge flow rate corresponding to the intermediate command value such that the actual discharge flow rate Qp of the hydraulic pump 10R becomes the discharge flow rate corresponding to the second command value d2 after a predetermined time has elapsed. To control the pump regulator 40R. Therefore, the controller 54 prevents a sudden change in the discharge flow rate Qp, a sudden change in the regeneration flow rate Qg, and a sudden change in the boom cylinder inflow flow rate Qs (boom lowering speed), and prevents the occurrence of cavitation during the boom lowering operation. Regeneration efficiency can be improved.

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。   As described above, the embodiments of the present invention have been described in detail. However, the present invention is not limited to a specific embodiment, and various modifications and changes may be made within the scope of the present invention described in the appended claims. Is possible.

例えば、上述の実施例では、コントローラ54は、ブーム操作レバーが単独で下げ方向にフルレバー操作されたことを検知した場合にブーム下げ操作中であると判定する。しかしながら、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、コントローラ54は、ブーム操作レバーが単独で下げ方向にハーフレバー操作されたことを検知した場合にブーム下げ操作中であると判定してもよい。なお、「ハーフレバー操作」は、フルレバー操作よりも小さい操作量で行われるレバー操作を意味する。   For example, in the above-described embodiment, the controller 54 determines that the boom lowering operation is being performed when the controller 54 detects that the boom operating lever is fully operated in the lowering direction by itself. However, the present invention is not limited to this configuration. For example, the controller 54 may determine that the boom lowering operation is being performed when the controller 54 detects that the boom operating lever is operated halfway in the lowering direction by itself. The “half lever operation” means a lever operation performed with a smaller operation amount than the full lever operation.

また、上述の実施例では、再生油路33は制御弁14Rの内部に形成されるが、制御弁14Rの外部に形成されてもよい。   In the above-described embodiment, the regeneration oil passage 33 is formed inside the control valve 14R, but may be formed outside the control valve 14R.

また、本願は、2014年5月19日に出願した日本国特許出願2014−103710号に基づく優先権を主張するものであり、これらの日本国特許出願の全内容を本願に参照により援用する。   This application claims the priority based on Japanese Patent Application No. 2014-103710 filed on May 19, 2014, and the entire contents of these Japanese Patent Applications are incorporated herein by reference.

1・・・ショベル 2・・・下部走行体 3・・・上部旋回体 4・・・ブーム 5・・・アーム 6・・・バケット 7・・・ブームシリンダ 8・・・アームシリンダ 9・・・バケットシリンダ 10L、10R・・・油圧ポンプ 11L、11R、12L、12R、13L、13R、14L、14R、15L、15R・・・制御弁 20L、20R・・・ネガコン絞り 22・・・作動油タンク 30L、30R・・・センターバイパス油路 31L、31R・・・パラレル油路 33・・・再生油路 34・・・戻り油路 40L、40R・・・ポンプレギュレータ 42L、42R・・・走行用油圧モータ 44・・・旋回用油圧モータ 54・・・コントローラ S1〜S6・・・圧力センサ   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Shovel 2 ... Lower traveling body 3 ... Upper revolving structure 4 ... Boom 5 ... Arm 6 ... Bucket 7 ... Boom cylinder 8 ... Arm cylinder 9 ... Bucket cylinder 10L, 10R ... hydraulic pump 11L, 11R, 12L, 12R, 13L, 13R, 14L, 14R, 15L, 15R ... control valve 20L, 20R ... negative control throttle 22 ... hydraulic oil tank 30L , 30R: Center bypass oil passage 31L, 31R: Parallel oil passage 33: Regeneration oil passage 34: Return oil passage 40L, 40R: Pump regulator 42L, 42R: Hydraulic motor for traveling 44: turning hydraulic motor 54: controller S1 to S6: pressure sensor

Claims (12)

油圧ポンプが吐出する作動油の少なくとも一部をポンプ供給油として受け入れる油圧シリンダと、
前記油圧シリンダの収縮側油室から流出する作動油の一部を再生油として伸張側油室に流入させる再生油路と、
前記油圧ポンプが吐出する作動油の吐出流量を制御して前記ポンプ供給油の供給流量を調整する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記油圧シリンダに関する操作が行われた場合、前記油圧シリンダの前記伸張側油室の圧力を所定圧以上としながら前記油圧シリンダに作用する推力が大きい程前記伸張側油室への作動油が多くなるように前記吐出流量を決定する、
ショベル。
A hydraulic cylinder that receives at least a part of the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump as pump supply oil,
A reclaimed oil passage that allows a part of the hydraulic oil flowing out of the contraction-side oil chamber of the hydraulic cylinder to flow into the extension-side oil chamber as regenerated oil,
A control device that controls a discharge flow rate of the hydraulic oil discharged by the hydraulic pump to adjust a supply flow rate of the pump supply oil,
The controller is configured such that, when an operation relating to the hydraulic cylinder is performed, while the pressure of the extension-side oil chamber of the hydraulic cylinder is equal to or higher than a predetermined pressure, the larger the thrust acting on the hydraulic cylinder, the larger the pressure on the extension-side oil chamber is. Determine the discharge flow rate so that the hydraulic oil is increased ,
Excavator.
前記制御装置は、
操作体を自重落下方向に動かす操作の操作量に応じて前記吐出流量の第1指令値を決定して前記油圧ポンプの実際の吐出流量を該第1指令値に対応する吐出流量に合致させるように前記吐出流量を制御する、
請求項1に記載のショベル。
The control device includes:
A first command value of the discharge flow rate is determined in accordance with an operation amount of an operation of moving the operating body in the direction of its own weight, so that an actual discharge flow rate of the hydraulic pump matches a discharge flow rate corresponding to the first command value. Controlling the discharge flow rate to
The shovel according to claim 1.
前記制御装置は、
その後に、前記油圧シリンダに作用する推力、前記再生油路の流路面積、及び、前記油圧シリンダと作動油タンクとを連通する戻り油路の流路面積に応じて前記吐出流量の第2指令値を決定して前記油圧ポンプの実際の吐出流量を該第2指令値に対応する吐出流量に合致させるように前記吐出流量を制御する、
請求項2に記載のショベル。
The control device includes:
Thereafter, the second command for the discharge flow rate is made according to the thrust acting on the hydraulic cylinder, the flow passage area of the regeneration oil passage, and the flow passage area of the return oil passage that connects the hydraulic cylinder and the hydraulic oil tank. Determining the value and controlling the discharge flow rate so that the actual discharge flow rate of the hydraulic pump matches the discharge flow rate corresponding to the second command value;
The shovel according to claim 2.
前記制御装置は、前記油圧シリンダにおける作動油の圧力の変動幅が所定値未満となった場合に前記第2指令値を決定する、
請求項3に記載のショベル。
The control device determines the second command value when the fluctuation range of the pressure of the hydraulic oil in the hydraulic cylinder is less than a predetermined value,
The shovel according to claim 3.
前記制御装置は、前記第1指令値と前記第2指令値との間を補間して中間指令値を導き出し、所定時間経過後に前記油圧ポンプの実際の吐出流量が前記第2指令値に対応する吐出流量となるように、前記油圧ポンプの実際の吐出流量を該中間指令値に対応する吐出流量に合致させるように前記吐出流量を制御する、
請求項3又は4に記載のショベル。
The control device derives an intermediate command value by interpolating between the first command value and the second command value, and after a lapse of a predetermined time, an actual discharge flow rate of the hydraulic pump corresponds to the second command value. Controlling the discharge flow rate so as to match the actual discharge flow rate of the hydraulic pump with the discharge flow rate corresponding to the intermediate command value so that the discharge flow rate is obtained.
The shovel according to claim 3.
前記制御装置は、前記収縮側油室の圧力及び受圧面積と前記伸張側油室の圧力及び受圧面積とに基づいて前記油圧シリンダに作用する推力を導き出す、
請求項3又は4に記載のショベル。
The control device derives a thrust acting on the hydraulic cylinder based on the pressure and pressure receiving area of the contraction-side oil chamber and the pressure and pressure receiving area of the expansion-side oil chamber,
The shovel according to claim 3.
前記制御装置は、前記再生油路の流路面積及び前記戻り油路の流路面積のそれぞれと前記操作量との対応関係を予め記憶した対応テーブルを参照し、現在の前記操作量に対応する前記再生油路の流路面積及び前記戻り油路の流路面積を導き出す、
請求項3又は4に記載のショベル。
The control device refers to a correspondence table that stores in advance a correspondence relationship between each of the passage area of the regeneration oil passage and the passage area of the return oil passage and the operation amount, and corresponds to the current operation amount. Deriving the flow passage area of the regeneration oil passage and the flow passage area of the return oil passage,
The shovel according to claim 3.
油圧ポンプが吐出する作動油の少なくとも一部をポンプ供給油として受け入れる油圧シリンダと、前記油圧シリンダの収縮側油室から流出する作動油の一部を再生油として伸張側油室に流入させる再生油路と、前記油圧ポンプが吐出する作動油の吐出流量を制御して前記ポンプ供給油の供給流量を調整する制御装置と、を備えるショベルの制御方法であって、
前記油圧シリンダに関する操作が行われた場合、前記油圧シリンダの前記伸張側油室の圧力を所定圧以上としながら前記油圧シリンダに作用する推力が大きい程前記伸張側油室への作動油が多くなるように前記制御装置が前記吐出流量を決定する、
制御方法。
A hydraulic cylinder that receives at least a part of the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump as pump supply oil, and a reclaimed oil that flows a part of the hydraulic oil flowing out of the contraction-side oil chamber of the hydraulic cylinder into the expansion-side oil chamber as a regenerated oil. A control device for controlling a discharge flow rate of hydraulic oil discharged from the hydraulic pump to adjust a supply flow rate of the pump supply oil.
When the operation related to the hydraulic cylinder is performed, the hydraulic oil to the expansion-side oil chamber increases as the thrust acting on the hydraulic cylinder increases while the pressure in the expansion-side oil chamber of the hydraulic cylinder is equal to or higher than a predetermined pressure. So that the control device determines the discharge flow rate,
Control method.
操作体を自重落下方向に動かす操作の操作量に応じて前記吐出流量の第1指令値を決定して前記油圧ポンプの実際の吐出流量を該第1指令値に対応する吐出流量に合致させるように前記制御装置が前記吐出流量を制御する、
請求項8に記載の制御方法。
A first command value of the discharge flow rate is determined in accordance with an operation amount of an operation of moving the operating body in the direction of its own weight, so that an actual discharge flow rate of the hydraulic pump matches a discharge flow rate corresponding to the first command value. The controller controls the discharge flow rate,
The control method according to claim 8.
その後に、前記油圧シリンダに作用する推力、前記再生油路の流路面積、及び、前記油圧シリンダと作動油タンクとを連通する戻り油路の流路面積に応じて前記吐出流量の第2指令値を決定して前記油圧ポンプの実際の吐出流量を該第2指令値に対応する吐出流量に合致させるように前記制御装置が前記吐出流量を制御する、
請求項9に記載の制御方法。
Thereafter, the second command for the discharge flow rate is made according to the thrust acting on the hydraulic cylinder, the flow passage area of the regeneration oil passage, and the flow passage area of the return oil passage that connects the hydraulic cylinder and the hydraulic oil tank. The control device controls the discharge flow rate so as to determine a value and match an actual discharge flow rate of the hydraulic pump to a discharge flow rate corresponding to the second command value.
The control method according to claim 9.
前記油圧シリンダにおける作動油の圧力の変動幅が所定値未満となった場合に前記制御装置が前記第2指令値を決定する、
請求項10に記載の制御方法。
The control device determines the second command value when the fluctuation range of the pressure of the hydraulic oil in the hydraulic cylinder is less than a predetermined value,
The control method according to claim 10.
前記第1指令値と前記第2指令値との間を補間して中間指令値を導き出し、所定時間経過後に前記油圧ポンプの実際の吐出流量が前記第2指令値に対応する吐出流量となるように、前記油圧ポンプの実際の吐出流量を該中間指令値に対応する吐出流量に合致させるように前記制御装置が前記吐出流量を制御する、
請求項10又は11に記載の制御方法。
An intermediate command value is derived by interpolating between the first command value and the second command value, and after a lapse of a predetermined time, the actual discharge flow rate of the hydraulic pump becomes the discharge flow rate corresponding to the second command value. The controller controls the discharge flow rate so that the actual discharge flow rate of the hydraulic pump matches the discharge flow rate corresponding to the intermediate command value.
The control method according to claim 10.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP7171475B2 (en) * 2019-03-11 2022-11-15 日立建機株式会社 working machine
WO2021256098A1 (en) * 2020-06-19 2021-12-23 川崎重工業株式会社 Hydraulic drive system

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4184410A (en) * 1978-03-15 1980-01-22 Caterpillar Tractor Co. Low pressure signal driven flow control system
JP3901058B2 (en) * 2002-08-21 2007-04-04 コベルコ建機株式会社 Hydraulic cylinder controller for construction machinery
JP4354300B2 (en) * 2004-02-27 2009-10-28 三菱重工業株式会社 Fluid pressure actuator, operating method thereof, and aircraft steering system
JP2006070970A (en) * 2004-09-01 2006-03-16 Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd Hydraulic control circuit for construction machine
JP2010078035A (en) * 2008-09-25 2010-04-08 Caterpillar Japan Ltd Hydraulic cylinder control circuit of utility machine
JP2010286074A (en) * 2009-06-12 2010-12-24 Kobe Steel Ltd Hydraulic control device of working machine and working machine having the same
US8726645B2 (en) * 2010-12-15 2014-05-20 Caterpillar Inc. Hydraulic control system having energy recovery

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