JP7222595B2 - 油圧制御システム - Google Patents

油圧制御システム Download PDF

Info

Publication number
JP7222595B2
JP7222595B2 JP2019147364A JP2019147364A JP7222595B2 JP 7222595 B2 JP7222595 B2 JP 7222595B2 JP 2019147364 A JP2019147364 A JP 2019147364A JP 2019147364 A JP2019147364 A JP 2019147364A JP 7222595 B2 JP7222595 B2 JP 7222595B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hydraulic
valve
supply
flow rate
hydraulic actuator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019147364A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2021028499A (ja
Inventor
秀樹 中嶌
浩一 喜安
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Caterpillar SARL
Original Assignee
Caterpillar SARL
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Caterpillar SARL filed Critical Caterpillar SARL
Priority to JP2019147364A priority Critical patent/JP7222595B2/ja
Priority to DE112020003301.5T priority patent/DE112020003301T5/de
Priority to US17/632,075 priority patent/US11692332B2/en
Priority to CN202080055916.0A priority patent/CN114207225B/zh
Priority to PCT/EP2020/025360 priority patent/WO2021028073A1/en
Publication of JP2021028499A publication Critical patent/JP2021028499A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7222595B2 publication Critical patent/JP7222595B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2221Control of flow rate; Load sensing arrangements
    • E02F9/2239Control of flow rate; Load sensing arrangements using two or more pumps with cross-assistance
    • E02F9/2242Control of flow rate; Load sensing arrangements using two or more pumps with cross-assistance including an electronic controller
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2278Hydraulic circuits
    • E02F9/2296Systems with a variable displacement pump
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2221Control of flow rate; Load sensing arrangements
    • E02F9/2232Control of flow rate; Load sensing arrangements using one or more variable displacement pumps
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2221Control of flow rate; Load sensing arrangements
    • E02F9/2232Control of flow rate; Load sensing arrangements using one or more variable displacement pumps
    • E02F9/2235Control of flow rate; Load sensing arrangements using one or more variable displacement pumps including an electronic controller
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2264Arrangements or adaptations of elements for hydraulic drives
    • E02F9/2267Valves or distributors
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2278Hydraulic circuits
    • E02F9/2285Pilot-operated systems
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2278Hydraulic circuits
    • E02F9/2292Systems with two or more pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/16Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors
    • F15B11/161Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors with sensing of servomotor demand or load
    • F15B11/165Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors with sensing of servomotor demand or load for adjusting the pump output or bypass in response to demand
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/16Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors
    • F15B11/17Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors using two or more pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30Directional control
    • F15B2211/31Directional control characterised by the positions of the valve element
    • F15B2211/3144Directional control characterised by the positions of the valve element the positions being continuously variable, e.g. as realised by proportional valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30Directional control
    • F15B2211/35Directional control combined with flow control
    • F15B2211/351Flow control by regulating means in feed line, i.e. meter-in control
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/40Flow control
    • F15B2211/455Control of flow in the feed line, i.e. meter-in control

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)
  • Operation Control Of Excavators (AREA)

Description

本発明は、油圧ショベル等の作業機械における油圧制御システムの技術分野に関するものである。
一般に、例えば油圧ショベル等の作業機械の油圧制御システムのなかには、第一、第二油圧ポンプと、これら第一、第二の両方の油圧ポンプから圧油供給される油圧アクチュエータと、第一、第二の何れか一方の油圧ポンプから圧油供給される油圧アクチュエータとを備えると共に、前記両方の油圧ポンプから圧油供給される大流量の油圧アクチュエータに対しては、第一油圧ポンプからの供給流量を制御する第一方向切換弁と第二油圧ポンプからの供給流量を制御する第二方向切換弁との二つの方向切換弁を設け、これら二つの方向切換弁からの合計流量を油圧アクチュエータに供給するように構成されたものが、従来から広く知られている(例えば、特許文献1参照)。しかしながらこのものでは、両方の油圧ポンプから圧油供給される油圧アクチュエータについては第一方向切換弁と第二方向切換弁との二つの方向切換弁を必要とし、これら二つの方向切換弁を切換えるためのアクチュエータもそれぞれ必要であって、部品点数が多く回路も煩雑となる。さらにこのものは、中立位置の各方向切換弁を通るセンタバイパスラインを用いてブリード流量制御を行う構成になっていると共に、複数の油圧アクチュエータを同時に操作する複合操作時の操作性を確保するため、前記センタバイパスラインを利用してタンデム回路と称される優先回路が設けられているが、センタバイパスラインは前述したようにブリード流量制御に用いられるラインであるため、優先回路としての設計の自由度は低くなる。
一方、第一、第二の油圧ポンプと、これら第一、第二の両方のポンプから圧油供給される第一、第二の油圧アクチュエータと、第一油圧アクチュエータに対する供給流量を制御する第一方向切換弁と、第二油圧アクチュエータに対する供給流量を制御する第二方向切換弁とを備えた油圧制御システムにおいて、第一方向切換弁のポンプポートに第一、第二油圧ポンプをそれぞれ接続する第一、第二フィーダラインと、第二方向切換弁のポンプポートに第一、第二油圧ポンプをそれぞれ接続する第三、第四フィーダラインとを設けると共に、これら第一~第四フィーダラインに可変抵抗機能を有した第一~第四補助弁をそれぞれ配した技術が知られている(例えば、特許文献2参照)。このものでは、第一、第二の両方の油圧ポンプから圧油供給される大流量の油圧アクチュエータであっても方向切換弁は一つしか必要なく、回路の簡略化が図れると共に、第一、第二補助弁の可変抵抗機能を第二方向切換弁の操作量に応じて減少あるいは遮断させ、第三、第四補助弁の可変抵抗機能を第一方向切換弁の操作量に応じて減少あるいは遮断させることで、第一、第二油圧ポンプから第一、第二油圧アクチュエータへの供給流量の優先度合いを調整できるようになっている。
ところで、前記特許文献1、2に示されるような方向切換弁は、油圧アクチュエータに対する油の給排方向を切換えると共に供給流量制御および排出流量制御を行うスプール弁で構成されており、該スプール弁に設けられる供給用弁路、排出用弁路の開口面積の増減によって供給流量、排出流量の制御が行われることになるが、この場合、スプールの移動位置に対する供給用弁路と排出用弁路との開口面積の関係が一義的に決まってしまうため、例えば一つの油圧アクチュエータを単独で駆動させる単独操作や複数の油圧アクチュエータを同時に駆動させる複合操作、あるいは作業負荷等に応じて供給流量と排出流量とを個別に制御することができない。しかしながら、前記特許文献2のように、第一、第二の両方のポンプから圧油供給される大流量の油圧アクチュエータに対して一つの方向切換弁しか設けられていない場合に、作業負荷等に応じて供給流量と排出流量とを個別に制御することができないと、特に大流量を必要とする流量範囲において操作性が悪くなって作業効率が低下する惧れがある。
そこで、第一、第二の油圧ポンプと、これら第一、第二の両方のポンプから圧油供給される油圧アクチュエータを備えた油圧制御システムにおいて、該油圧アクチュエータに対する供給流量を制御する場合に、第一油圧ポンプからの供給流量を制御する電子制御式の第一流量制御弁と、第二油圧ポンプからの供給流量を制御する電子制御式の第二流量制御弁とを設け、これら第一、第二流量制御弁からの合計流量を、油圧アクチュエータへの供給路が形成された方向切換弁を介して油圧アクチュエータに供給するように構成したものがある(例えば、特許文献3)。このものでは、前記特許文献2と同様に、第一、第二の両方の油圧ポンプから圧油供給される大流量の油圧アクチュエータであっても方向切換弁は一つしか必要なく、回路の簡略化が図れると共に、第一油圧ポンプからの供給流量と第二油圧ポンプからの供給流量とを個別に制御できることになって、他の油圧アクチュエータとの複合操作時におけるポンプ流量配分の制御等を高精度に行うことができる。さらにこのものでは、油圧アクチュエータへの供給流量制御は前記第一、第二流量制御弁によって行い、方向切換弁は油圧アクチュエータに対する油の給排方向と排出流量制御とを行う構成であるから、油圧アクチュエータに対する供給流量制御と排出流量制御とを個別の弁で制御できることになって、単独操作や複合操作、あるいは作業負荷等の種々の作業内容に応じて供給流量と排出流量との関係を変更できることになって、作業効率や操作性の向上に貢献できることになる。
特開2010-236607号公報 特開平9-79212号公報 特開2017-20604号公報
しかしながら、前記特許文献3ものは、第一、第二の両方の油圧ポンプから油供給される油圧アクチュエータに対し、方向切換弁は一つしか必要としないが、第一油圧ポンプからの供給流量を制御する第一流量制御弁と第二油圧ポンプからの供給流量を制御する第二流量制御弁との二つの流量制御弁、さらにはこれら第一、第二流量制御弁をそれぞれ作動せしめるための二つの電磁比例弁が必要であって、コストが高くなり、さらなる部品点数の削減、回路の簡略化が望まれており、ここに本発明の解決すべき課題がある。
本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項1の発明は、第一、第二油圧ポンプと、第一、第二の両方の油圧ポンプを油圧供給源とする第一油圧アクチュエータと、第一、第二の少なくとも一方の油圧ポンプを油圧供給源とする他の油圧アクチュエータとを備えてなる油圧制御システムにおいて、第一油圧アクチュエータに対する供給用弁路および排出用弁路を有すると共に給排方向を切換える第一油圧アクチュエータ用方向切換弁と、該第一油圧アクチュエータ用方向切換弁のポンプポートに第一、第二油圧ポンプをそれぞれ接続するメイン側供給油路、サブ側供給油路と、サブ側供給油路に配され、第二油圧ポンプから第一油圧アクチュエータ用方向切換弁への供給流量を制御する第一油圧アクチュエータ用流量制御弁と、第一油圧アクチュエータ用方向切換弁および第一油圧アクチュエータ用流量制御弁を電子制御する制御手段とを設けて、第一油圧アクチュエータ用流量制御弁がサブ側供給油路を閉じている状態ではメイン側供給油路を経由する第一油圧ポンプからの供給流量のみが第一油圧アクチュエータ用方向切換弁に供給され、第一油圧アクチュエータ用流量制御弁がサブ側供給油路を開いている状態では該第一油圧アクチュエータ用流量制御弁により流量制御された第二油圧ポンプからの制御流量と第一油圧ポンプからの供給流量とが第一油圧アクチュエータ用方向切換弁に供給される構成にする一方、前記第一油圧アクチュエータ用方向切換弁は、第一油圧アクチュエータ用操作具の操作量に応じてスプールが移動するスプール弁であって、スプール移動前半部の第一領域では、スプール移動量に応じて増減する供給用弁路の開口面積によって供給流量制御を行い、スプール移動後半部の第二領域では、供給用弁路の開口面積が供給流量制御する場合よりも広く設定されていて供給流量制御を行わずにポンプポートに入力された流量をそのまま第一油圧アクチュエータに供給する一方、排出流量制御は第一、第二の両領域でスプール移動量に応じて増減する排出用弁路の開口面積によって行う構成にすると共に、前記制御手段は、第一油圧アクチュエータへの供給流量が第一油圧ポンプからの供給流量のみで足りる場合には、前記第一油圧アクチュエータ用流量制御弁によりサブ側供給油路を閉じると共に、第一油圧アクチュエータ用方向切換弁のスプールを第一領域に位置せしめて、該第一油圧アクチュエータ用方向切換弁の供給用弁路の開口面積によって第一油圧ポンプから第一油圧アクチュエータへの供給流量制御を行う一方、第一油圧アクチュエータへの供給流量が第一、第二の両方の油圧ポンプからの流量を必要とする場合には、第二油圧ポンプから第一油圧アクチュエータ用方向切換弁への供給流量が第一油圧アクチュエータ用操作具の操作量に応じて増加するように第一油圧アクチュエータ用流量制御弁を制御し、且つ、第一油圧アクチュエータ用方向切換弁のスプールを第二領域に位置せしめて、第一油圧アクチュエータ用流量制御弁により制御された第二油圧ポンプからの制御流量と第一油圧ポンプからの供給流量との合計流量が第一油圧アクチュエータ用方向切換弁の供給用弁路を経由して第一油圧アクチュエータに供給される構成にしたことを特徴とする油圧制御システムである。
請求項2の発明は、請求項1において、油圧制御システムは、油圧アクチュエータ用操作具の操作量に基づいて第一、第二油圧ポンプの吐出流量を制御するポンプ制御手段を備えると共に、該ポンプ制御手段は、他の油圧アクチュエータ用操作具は操作されずに第一油圧アクチュエータ用操作具のみが操作された場合、該第一油圧アクチュエータ用操作具の操作量が設定値未満の場合には、第一油圧ポンプの吐出流量を操作具操作量に応じて増加させる一方、第二油圧ポンプの吐出流量を最低流量に保持し、第一油圧アクチュエータ用操作具の操作量が設定値以上の場合には、第一油圧ポンプの吐出流量を操作具操作量に応じて更に増加させる一方、第二油圧ポンプの吐出流量を操作具操作量に応じて増加させることを特徴とする油圧制御システムである。
請求項3の発明は、請求項1または2において、油圧制御システムは、第一、第二油圧ポンプからそれぞれ油タンクに至るブリードラインと、制御手段により電子制御され、前記ブリードラインの流量をそれぞれ制御するブリード弁とを備えると共に、制御手段は、各油圧アクチュエータ用操作具の操作量に応じて、各油圧アクチュエータに応じたブリード流量制御を行うことを特徴とする油圧制御システムである。
請求項4の発明は、請求項3において、他の油圧アクチュエータは、第一油圧ポンプのみを油圧供給源とする第二油圧アクチュエータを含み、さらに油圧制御システムは、制御手段により電子制御され、第二油圧アクチュエータ用操作具の操作に基づいて第二油圧アクチュエータに対する供給流量制御を行うと共に油の給排方向を切換える第二油圧アクチュエータ用方向切換弁と、第一油圧アクチュエータ用メイン側供給油路に対してパラレルに設けられ第二油圧アクチュエータ用方向切換弁のポンプポートに第一油圧ポンプを接続する第二油圧アクチュエータ用供給油路と、該第二油圧アクチュエータ用供給油路から分岐形成され第二油圧アクチュエータ用方向切換弁に形成のバイパス入口ポートに第一油圧ポンプを接続するバイパス入口油路と、第二油圧アクチュエータ用方向切換弁に形成のバイパス出口ポートから第一油圧アクチュエータ用方向切換弁のポンプポートに至るバイパス出口油路とを備えると共に、前記第二油圧アクチュエータ用方向切換弁は、前記バイパス入口ポートからバイパス出口ポートに至るバイパス用弁路を有し、該バイパス用弁路の開口面積は、第二油圧アクチュエータ用操作具が操作されていない場合には最大となり操作具操作量の増加に応じて減少して操作具操作量が最大のときには閉じるように設定される一方、第一油圧アクチュエータ用メイン側供給油路に、第一油圧ポンプから第一油圧アクチュエータ用方向切換弁への供給流量を絞る絞り弁を設けたことを特徴とする油圧制御システムである。
請求項5の発明は、請求項4において、油圧制御システムは、スティックシリンダ、旋回モータを含む複数の油圧アクチュエータを備えた油圧ショベルの油圧制御システムであり、第一油圧アクチュエータはスティックシリンダ、第二油圧アクチュエータは旋回モータであることを特徴とする油圧制御システムである。
請求項1の発明とすることにより、部品点数の削減、回路の簡素化を図りながら、両方の油圧ポンプからの供給流量を必要とする大流量の範囲において供給流量制御と排出流量制御とを個別に制御できて、操作性、作業効率の向上を図れる。
請求項2の発明とすることにより、第一、第二油圧ポンプの吐出流量を過不足なく第一油圧アクチュエータ用方向切換弁、第一油圧アクチュエータ用流量制御弁に供給できる。
請求項3の発明とすることにより、ブリード流量制御を、供給流量制御、排出流量制御とは個別に行うことができる。
請求項4の発明とすることにより、第二油圧アクチュエータ用方向切換弁に形成される第二油圧アクチュエータ優先のためのバイパス用弁路を、優先制御のためだけに用いる専用のものとすることができて、設計の自由度が高くなり、高精度な優先制御を行うことができる。
請求項5の発明とすることにより、油圧ショベルにおいて、スティックシリンダと旋回モータとを同時に作動させる場合の旋回優先制御を高精度に行うことができる。
第一の実施の形態を示す油圧回路図である。 スティック用方向切換弁の開口特性を示す図である。 コントローラの入出力を示すブロック図である。 スティック用操作具が単独操作されたときの操作具操作量と油圧ポンプの吐出流量、スティック用流量制御弁の開口面積、スティック用方向切換弁の開口面積との関係を示す図である。 スティック用方向切換弁およびスティック用流量制御弁の組み込み状態を示す図である。 第二の実施の形態を示す油圧回路図である。 第二の実施の形態における旋回用方向切換弁の開口特性を示す図である。 第三の実施の形態を示す油圧回路図である。 第四の実施の形態を示す油圧回路図である。
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
まず、図1は、本発明が実施された油圧ショベルの油圧制御システムの第一の実施の形態を示す油圧回路図であって、該図1において、A、Bは可変容量型の油圧ポンプ、Aa、Baは後述するコントローラ10からの制御信号に基づいて油圧ポンプA、Bの容量を可変する容量可変手段、3は油タンク、4は左走行モータ、5は右走行モータ、6はブームシリンダ、7は旋回モータ、8はスティックシリンダ、9はバケットシリンダである。上記左走行モータ4、右走行モータ5、ブームシリンダ6、旋回モータ7、スティックシリンダ8、バケットシリンダ9は、油圧ポンプA、Bを油圧供給源とする油圧アクチュエータであるが、これら油圧アクチュエータのうち、ブームシリンダ6およびスティックシリンダ8は、油圧ポンプA、Bの両方の油圧ポンプを油圧供給源とする油圧アクチュエータである。尚、前記ブームシリンダ6、スティックシリンダ8、バケットシリンダ9は、油圧ショベルのフロント作業機を構成するブーム、スティック、バケット(何れも図示せず)をそれぞれ揺動せしめるべく伸縮作動する油圧シリンダであり、左走行モータ4、右走行モータ5は油圧ショベルの左右の走行体をそれぞれ前進、後進駆動せしめるべく作動する油圧モータであり、旋回モータ7は、油圧ショベルの上部旋回体を左右に旋回せしめるべく作動する油圧モータである。
前記油圧ポンプAは、後述する第一位置Xの走行直進弁11を介してポンプラインCに接続されると共に、左走行用方向切換弁13に接続されている。一方、油圧ポンプBは、ポンプラインDに接続されると共に、第一位置Xの走行直進弁11を介して右走行用方向切換弁14に接続されている。
前記走行直進弁11は、コントローラ10から出力される制御信号に基づいて第一位置Xと第二位置Yとに切換る2位置切換弁であって、該走行直進弁11が第一位置Xに位置している状態では、油圧ポンプAの吐出油はポンプラインCおよび左走行用方向切換弁13に供給され、油圧ポンプBの吐出油はポンプラインDおよび右走行用方向切換弁14に供給されるようになっており、また、走行直進弁11が第二位置Yに位置している状態では、油圧ポンプAの吐出油は左右両方の走行用方向切換弁13、14に供給され、油圧ポンプBの吐出油は両方のポンプラインC、Dに供給されるようになっている。そして、コントローラ10は、左右の走行用操作具(図示せず)のみが操作されている場合、或いは走行用操作具以外の他の油圧アクチュエータ用操作具(ブーム用、旋回用、スティック用、バケット用の操作具、何れも図示せず)のみが操作されている場合には、走行直進弁11を第一位置Xに位置するように制御する。一方、直進走行を行うべく左右両方の走行用操作具が操作され、同時に他の油圧アクチュエータ用操作具が操作された場合には、制御信号を出力して走行直進弁11を第二位置Yに切換える。これにより、左右の走行用操作具のみが操作されている場合には、第一位置Xに位置している走行直進弁11によって、油圧ポンプA、Bの吐出油が左右の走行用方向切換弁13、14を介して左右の走行モータ4、5にそれぞれ供給されることになって、両走行モータ4、5への供給流量を同等にすることができる一方、左右両方の走行用操作具と同時に他の油圧アクチュエータ用操作具が操作された場合には、油圧ポンプAの吐出流量を左右の走行モータ4、5のみで分配して両走行モータ4、5への供給流量を同等にすることができるようになっている。尚、以下の説明では、走行直進弁11が第一位置Xに位置しているとき、つまり、油圧ポンプAの吐出油がポンプラインCおよび左走行用方向切換弁13に供給され、油圧ポンプBの吐出油がポンプラインDおよび右走行用方向切換弁14に供給される場合について説明する。
また、前記左右の走行用方向切換弁13、14は、左右の走行モータ4、5に対する給排流量制御を行うと共に給排方向を切換えるクローズドセンタ型のスプール弁であって、コントローラ10から出力される制御信号に基づいてパイロット圧を出力する走行用電磁比例弁(図示しないが、左走行用前進側電磁比例弁、左走行用後進側電磁比例弁、右走行用前進側電磁比例弁、右左走行用後進側電磁比例弁)に接続される前進側、後進側のパイロットポート13a、13b、14a、14bを備えている。そして、該左右の走行用方向切換弁13、14は、前進側、後進側の両パイロットポート13a、13b、14a、14bにパイロット圧が入力されていない状態では、左右の走行モータ4、5に対する給排制御を行わない中立位置Nに位置しているが、前進側パイロットポート13a、14aにパイロット圧が入力されることにより前進側作動位置Xに切換わって、油圧ポンプA、油圧ポンプBの吐出油を左走行モータ4、右走行モータ5の前進側ポート4a、5aに供給する供給用弁路13e、14eを開くと共に、後進側ポート4b、5bからの排出油を油タンク3に流す排出用弁路13f、14fを開き、また、後進側パイロットポート13b、14bにパイロット圧が入力されることにより後進側作動位置Yに切換わって、油圧ポンプA、油圧ポンプBの吐出油を左走行モータ4、右走行モータ5の後進側ポート4b、5bに供給する供給用弁路13e、14eを開くと共に、前進側ポート4a、5aからの排出油を油タンク3に流す排出用弁路13f、14fを開くように構成されている。そして、前進側作動位置Xまたは後進側作動位置Yに位置しているときの左走行モータ4、右走行モータ5に対する供給流量および排出流量は、供給用弁路13e、14e、排出用弁路13f、14fの開口面積により制御されるようになっていると共に、該開口面積は、走行用電磁比例弁から前進側または後進側パイロットポート13a、13b、14a、14bに出力されるパイロット圧の増減に伴うスプール移動量に応じて増減制御されるようになっている。そして、コントローラ10は、左右の走行用操作具が操作された場合に、該走行用操作具の操作量に応じて増減するパイロット圧を出力するように走行用電磁比例弁を制御するようになっており、これにより走行用操作具の操作量に応じた速度で左右の走行モータ4、5を駆動させることができるようになっている。
一方、前記油圧ポンプAに接続されるポンプラインCからは、ブーム用メイン側供給油路17、スティック用サブ側供給油路18、バケット用供給油路19が互いにパラレルとなる状態で分岐形成されており、また、油圧ポンプBに接続されるポンプラインDからは、ブーム用サブ側供給油路20、旋回用供給油路21、スティック用メイン側供給油路22が互いにパラレルとなる状態で分岐形成されている。前記ブーム用メイン側供給油路17およびブーム用サブ側供給油路20は、後述するブーム用方向切換弁23のポンプポート23pに油圧ポンプA、Bをそれぞれ接続する油路であり、また、スティック用メイン側供給油路22およびスティック用サブ側供給油路18は、スティック用方向切換弁25のポンプポート25pに油圧ポンプB、Aをそれぞれ接続する油路であり、また、旋回用供給油路21は、旋回用方向切換弁24のポンプポート24pに油圧ポンプBを接続する油路であり、バケット用供給油路19は、バケット用方向切換弁26のポンプポート26pに油圧ポンプAを接続する油路である。
前記スティック用サブ側供給油路18には、油圧ポンプAからスティック用方向切換弁25への供給流量を制御するスティック用流量制御弁28が配設されており、また、ブーム用サブ側供給油路20には、油圧ポンプBからブーム用方向切換弁23への供給流量を制御するブーム用流量制御弁29が配設されている。これらスティック用流量制御弁28、ブーム用流量制御弁29は、コントローラ10から出力される制御信号に基づいて作動するスティック流量制御用電磁比例弁45、ブーム流量制御用電磁比例弁46(図3に図示)によりパイロット操作されて流量制御を行うポペット弁であって、逆流防止機能を有しており、油圧ポンプA、Bからスティック用方向切換弁25、ブーム用方向切換弁23への油の流れは許容するが、逆流は阻止されるようになっている。
一方、前記ブーム用メイン側供給油路17,バケット用供給油路19、旋回用供給油路21、スティック用メイン側供給油路22には、前述したスティック用流量制御弁28、ブーム用流量制御弁29のような流量制御弁は配設されておらず、これらブーム用メイン側供給油路17、バケット用供給油路19、旋回用供給油路21、スティック用メイン側供給油路22を経由する油圧ポンプAあるいは油圧ポンプBからの供給流量は、流量制御されることなくそのままブーム用方向切換弁23、バケット用方向切換弁26、旋回用方向切換弁24、スティック用方向切換弁25に供給されるようになっている。また、これらブーム用メイン側供給油路17、バケット用供給油路19、旋回用供給油路21、スティック用メイン側供給油路22にはそれぞれチェック弁30が配設されていて、油圧ポンプA、Bからブーム用方向切換弁23、バケット用方向切換弁26、旋回用方向切換弁24、スティック用方向切換弁25への油の流れは許容するが、逆流は阻止されるようになっている。
而して、前記ブーム用方向切換弁23のポンプポート23pには、ブーム用メイン側供給油路17を経由する油圧ポンプAからの圧油と、ブーム用サブ側供給油路20を経由する油圧ポンプBからの圧油とを供給できるようになっていると共に、油圧ポンプBからの圧油は、ブーム用サブ側供給油路20に配設のブーム用流量制御弁29によって流量制御された状態(遮断状態を含む)でブーム用方向切換弁23に供給されるようになっている。また、スティック用方向切換弁25のポンプポート25pには、スティック用メイン側供給油路22を経由する油圧ポンプBからの圧油と、スティック用サブ側供給油路18を経由する油圧ポンプAからの圧油とを供給できるようになっていると共に、油圧ポンプAからの圧油は、スティック用サブ側供給油路18に配設のスティック用流量制御弁28によって流量制御された状態(遮断状態を含む)でスティック用方向切換弁25に供給されるようになっている。
次に、前記ブーム用、旋回用、スティック用、バケット用の方向切換弁23~24について説明する。
まず、油圧ポンプA、Bの何れか一方の油圧ポンプから圧油供給される旋回用、バケット用の方向切換弁24,26について説明する。旋回用方向切換弁24は、旋回モータ7に対する給排流量制御を行うと共に給排方向を切換えるクローズドセンタ型のスプール弁であって、コントローラ10から出力される制御信号に基づいてパイロット圧を出力する旋回用左旋回側、右旋回側電磁比例弁42a、42b(図3に図示)に接続される左旋回側、右旋回側のパイロットポート24a、24bと、旋回用供給油路21に接続されるポンプポート24pと、油タンク3に至るタンクラインTに接続されるタンクポート24tと、旋回モータ7の左旋回側ポート7aに接続される一方のアクチュエータポート24cと、旋回モータ7の右旋回側ポート7bに接続される他方のアクチュエータポート24dとを備えている。そして、旋回用方向切換弁24は、左旋回側、右旋回側の両パイロットポート24a、24bにパイロット圧が入力されていない状態では、旋回モータ7に対する給排制御を行わない中立位置Nに位置しているが、左旋回側パイロットポート24aにパイロット圧が入力されることにより左旋回側作動位置Xに切換わって、ポンプポート24pから一方のアクチュエータポート24cに至る供給用弁路24eと、他方のアクチュエータポート24dからタンクポート24tに至る排出用弁路24fとを開き、また、右旋回側パイロットポート24bにパイロット圧が入力されることにより右旋回側作動位置Yに切換わって、ポンプポート24pから他方のアクチュエータポート24dに至る供給用弁路24eと、一方のアクチュエータポート24cからタンクポート24tに至る排出用弁路24fとを開くように構成されている。そして、左旋回側作動位置Xまたは右旋回側作動位置Yに位置しているときの旋回モータ7に対する供給流量および排出流量は、供給用弁路24e、排出用弁路24fの開口面積によって制御されるようになっていると共に、該開口面積は、旋回用左旋回側、右旋回側電磁比例弁42a、42bから左旋回側、右旋回側パイロットポート24a、24bに出力されるパイロット圧の増減に伴うスプール移動量に応じて増減制御されるようになっている。
また、バケット用方向切換弁26は、バケットシリンダ9に対する給排流量制御を行うと共に給排方向を切換えるクローズドセンタ型のスプール弁であって、コントローラ10から出力される制御信号に基づいてパイロット圧を出力するバケット用伸長側、縮小側電磁比例弁44a、44b(図3に図示)に接続される伸長側、縮小側のパイロットポート26a、26bと、バケット用供給油路19に接続されるポンプポート26pと、タンクラインTに接続されるタンクポート26tと、バケットシリンダ9のヘッド側ポート9aに接続される一方のアクチュエータポート26cと、バケットシリンダ9のロッド側ポート9bに接続される他方のアクチュエータポート26dとを備えている。該バケット用方向切換弁26は、前述した旋回用方向切換弁24と同様の構造のものであって、中立位置Nから伸長側作動位置X、縮小側作動位置Yに切換わることで、ポンプポート26pからアクチュエータポート26cまたは26dに至る供給用弁路26eと、アクチュエータポート26dまたは26cからタンクポート26tに至る排出用弁路26fとを開くように構成されており、そして、これら供給用弁路26e、排出用弁路26fの開口面積によってバケットシリンダ9に対する供給流量および排出流量が制御されるようになっていると共に、該開口面積は、バケット側伸長側、縮小側電磁比例弁44a、44bから出力されるパイロット圧の増減に伴うスプール移動量に応じて増減制御されるようになっている。
次いで、油圧ポンプA、Bの両方の油圧ポンプから圧油供給されるスティック用、ブーム用の方向切換弁25、23について説明する。スティック用方向切換弁25は、スティックシリンダ8に対する給排流量制御(後述するように、供給流量制御はスプール移動後半部の第二領域S2においては行わない)および再生流量制御を行うと共に給排方向を切換えるクローズドセンタ型のスプール弁であって、コントローラ10から出力される制御信号に基づいてパイロット圧を出力するスティック用伸長側、縮小側電磁比例弁43a、43b(図3に図示)に接続される伸長側、縮小側のパイロットポート25a、25bと、スティック用メイン側供給油路22およびスティック用サブ側供給油路18に接続されるポンプポート25pと、タンクラインTに接続されるタンクポート25tと、スティックシリンダ8のヘッド側ポート8aに接続される一方のアクチュエータポート25cと、スティックシリンダ8のロッド側ポート8bに接続される他方のアクチュエータポート25dとを備えている。そして、スティック用方向切換弁25は、伸長側、縮小側の両パイロットポート25a、25bにパイロット圧が入力されていない状態では、スティックシリンダ8に対する給排制御を行わない中立位置Nに位置しているが、伸長側パイロットポート25aにパイロット圧が入力されることにより伸長側作動位置Xに切換わって、ポンプポート25pから一方のアクチュエータポート25cに至る供給用弁路25eと、他方のアクチュエータポート25dからタンクポート25tに至る排出用弁路25fとを開くと共に、他方のアクチュエータポート25dからの排出油の一部を再生油として一方のアクチュエータポート25cに供給する再生用弁路25gを開き、また、縮小側パイロットポート25bにパイロット圧が入力されることにより縮小側作動位置Yに切換わって、ポンプポート25pから他方のアクチュエータポート25dに至る供給用弁路25eと、一方のアクチュエータポート25cからタンクポート25tに至る排出用弁路25fとを開くように構成されている。前記供給用弁路25e、排出用弁路25f、再生用弁路25gの開口は、前記スティック用伸長側、縮小側電磁比例弁43a、43bから出力されるパイロット圧によって移動するスプールの移動量に応じて増減するが、この場合に、排出用弁路25fおよび再生用弁路25gは、スプール移動量の全域(後述する第一領域S1および第二領域S2の両領域)に亘って排出用弁路25f、再生用弁路25gの開口面積によって排出流量、再生流量の流量制御を行うようになっている。一方、供給用弁路25eは、スプール移動量の小さい側であるスプール移動前半部の第一領域S1では、供給用弁路25eの開口面積によってポンプポート25pからアクチュエータポート25cまたは25dへの供給流量を制御するが、スプール移動量の大きい側であるスプール移動後半部の第二領域S2においては、供給用弁路25eの開口面積が供給流量制御を行う場合よりも広く設定されていて、ポンプポート25pから入力される流量を流量制御することなくそのままアクチュエータポート25cまたは25dに供給するようになっている(図2参照)。
また、ブーム用方向切換弁23は、ブーシリンダ6に対する給排流量制御(前記スティック用方向切換弁25と同様に、供給流量制御はスプール移動後半部の第二領域S2においては行わない)および再生流量制御を行うと共に給排方向を切換えるクローズドセンタ型のスプール弁であって、コントローラ10から出力される制御信号に基づいてパイロット圧を出力するブーム用伸長側、縮小側電磁比例弁41a、41b(図3に図示)に接続される伸長側、縮小側のパイロットポート23a、23bと、ブーム用メイン側供給油路17およびブーム用サブ側供給油路20に接続されるポンプポート23pと、タンクラインTに接続されるタンクポート23tと、ブームシリンダ6のヘッド側ポート6aに接続される一方のアクチュエータポート23cと、ブームシリンダ6のロッド側ポート6bに接続される他方のアクチュエータポート23dとを備えている。該ブーム用方向切換弁25は、前述したスティック用方向切換弁25と同様の構造のものであって、中立位置Nから伸長側作動位置X、縮小側作動位置Yに切換わることで、ポンプポート23pからアクチュエータポート23cまたは23dに至る供給用弁路23eと、アクチュエータポート23dまたは23cからタンクポート23tに至る排出用弁路24fとを開き、さらに、縮小側作動位置Yでは一方のアクチュエータポート23cからの排出油の一部を再生油として他方のアクチュエータポート23dに供給する再生用弁路23gを開くように構成されている。そして、スティック用方向切換弁25と同様に、排出用弁路23fおよび再生用弁路23gは、スプール移動量の全域に亘って排出用弁路23f、再生用弁路23gの開口面積によって排出流量、再生流量の流量制御を行うようになっているが、供給用弁路23eは、スプール移動前半部の第一領域S1では、供給用弁路23eの開口面積によってポンプポート23pからアクチュエータポート23cまたは23dへの供給流量を制御し、スプール移動後半部の第二領域S2では、ポンプポート23pから入力されるポンプ流量を流量制御することなくそのままアクチュエータポート23cまたは23dに供給するようになっている。
さらに、図1において、E、FはポンプラインC、Dに接続される全ての方向切換弁13、14、23~26の上流側位置から分岐形成されてタンクラインTに至るブリードラインであって、該ブリードラインE、Fには、ブリード弁31、32がそれぞれ配設されている。これらブリード弁31、32は、ブリード用電磁比例弁47a、47b(図3に図示)から出力されるパイロット圧により作動して、油圧ポンプA、BからブリードラインE、Fを経由して油タンク3に流れるブリード流量を増減制御するようになっているが、上記ブリード用電磁比例弁47a、47bは、コントローラ10から出力される制御信号に基づいてブリード弁31、32への出力パイロット圧を増減制御するようになっている。
一方、前記コントローラ10(本発明の制御手段およびポンプ制御手段に相当する)は、図3のブロック図に示す如く、ブーム用操作具の操作方向および操作量を検出するブーム用操作検出手段50、旋回用操作具の操作方向および操作量を検出する旋回用操作検出手段51、スティック用操作具の操作方向および操作量を検出するスティック用操作検出手段52、バケット用操作具の操作方向および操作量を検出するバケット用操作検出手段53、油圧ポンプAの吐出圧を検出するポンプA圧力センサ54a、油圧ポンプBの吐出圧を検出するポンプB圧力センサ54b,ブームシリンダ6のヘッド側、ロッド側の負荷圧をそれぞれ検出するブーム用圧力センサ55a、55b、旋回モータ7の左旋回側、右旋回側の負荷圧をそれぞれ検出する旋回用圧力センサ56a、56b、スティックシリンダ8のヘッド側、ロッド側の負荷圧をそれぞれ検出するスティック用圧力センサ57a、57b、バケットシリンダ9のヘッド側、ロッド側の負荷圧をそれぞれ検出するバケット用圧力センサ58a、58b等からの信号を入力し、これら入力信号に基づいて、前記ブーム用、旋回用、スティック用、バケット用方向切換弁23~26のパイロットポート23a、23b~26a、26bにパイロット圧をそれぞれ出力するブーム用伸長側、縮小側電磁比例弁41a、41b、旋回用左旋回側、右旋回側電磁比例弁42a、42b、スティック用伸長側、縮小側電磁比例弁43a、43b、バケット用伸長側、縮小側電磁比例弁44a、44b、前記スティック用サブ側供給油路18に配設のスティック用流量制御弁28にパイロット圧を出力するスティック流量制御用電磁比例弁45、ブーム用サブ側供給油路20に配設のブーム用流量制御弁29にパイロット圧を出力するブーム流量制御用電磁比例弁46、前記ブリード弁31、32にパイロット圧を出力するブリード用電磁比例弁47a、47b、油圧ポンプA、Bの容量可変手段Aa、Ba等に制御信号を出力して、ブームシリンダ6、旋回モータ7、スティックシリンダ8、バケットシリンダ9に対する油給排制御や、ブリードラインE、Fの流量制御、油圧ポンプA、Bの吐出流量制御等を行うように構成されている。尚、コントローラ10は、前述した走行直進弁11の切換制御や、左右の走行モータ4、5に対する油給排制御も行うが、これらの制御についての説明はここでは省略する。
ついで、前記コントローラ10の行う制御について説明する。
コントローラ10は、ブーム用、旋回用、スティック用、バケット用の各操作検出手段50~53から検出信号が入力されると、これら検出信号に基づいて、操作具操作量の増加に応じて油圧ポンプA、Bの吐出流量を増加させるべく目標吐出流量を求め、該目標吐出流量が得られるように油圧ポンプA、Bの容量可変手段Aa、Baに制御信号を出力する。この場合、操作される油圧アクチュエータの油圧供給源となる油圧ポンプA、Bに応じて、油圧ポンプA、Bの吐出流量は個別制御される。
さらにコントローラ10は、ブーム用、旋回用、スティック用、バケット用の各操作検出手段50~53から検出信号が入力されると、これら検出信号に基づいて、操作具操作量の増加に応じて油圧ポンプA、Bから油タンク3に流れるブリード流量を減少(ブリード流量ゼロを含む)させるべく、ブリード用電磁比例弁47a、47bに制御信号を出力してブリード弁31、32を制御する。この場合、操作された油圧アクチュエータの油圧供給源となる油圧ポンプA、Bに応じて、ブリードラインE、Fのブリード流量は個別制御される。
さらにコントローラ10は、ブーム用、旋回用、スティック用、バケット用の各操作検出手段50~53から検出信号が入力されると、各操作具の操作量に応じて、ブームシリンダ6、旋回モータ7、スティックシリンダ8、バケットシリンダ9に対する目標供給流量を求める。そして、該目標供給流量がブームシリンダ6、旋回モータ7、スティックシリンダ8、バケットシリンダ9に供給されるよう、対応する油圧アクチュエータ用の電磁比例弁41a、41b~44a、44b、45,46にパイロット圧出力の制御信号を出力する。この場合に、油圧ポンプA、Bの何れか一方の油圧ポンプを油圧供給源とする旋回モータ7、バケットシリンダ9については、旋回用方向切換弁24,バケット用方向切換弁26の供給用弁路24e、26eが目標供給流量に応じた開口面積となるように、旋回用左旋回側、右旋回側電磁比例弁42a、42b、バケット用伸長側、縮小側電磁比例弁44a、44bに対して制御信号が出力される。この場合、供給用弁路24e、26eの開口面積による供給流量制御を行うためのスプール移動位置によって、排出用弁路24f、26fの開口面積による排出流量制御も行われる。
また、油圧ポンプA、Bの両方の油圧ポンプを油圧供給源とするブームシリンダ6,スティックシリンダ8については、コントローラ10は、目標供給流量がブーム用、スティック用メイン側供給油路17、22が接続される油圧ポンプAあるいは油圧ポンプBからの供給流量のみで足りる場合には、ブーム用方向切換弁23,スティック用方向切換弁25のスプールが供給用弁路23e、25eの開口面積によって供給流量を制御する第一領域S1に位置すると共に、供給用弁路23e、25eの開口面積が目標供給流量に応じた開口面積となるスプール移動位置となるように、ブーム用伸長側、縮小側電磁比例弁41a、41b、スティック用伸長側、縮小側電磁比例弁43a、43bに対して制御信号を出力する。この場合、供給用弁路23e、25eの開口面積による供給流量制御を行うためのスプール移動位置によって、排出用弁路23f、25fの開口面積による排出流量制御および再生用弁路23g、25gの開口面積による再生流量制御も行われる。さらに、目標供給流量が油圧ポンプAあるいは油圧ポンプBからの供給流量のみで足りる場合、コントローラ10は、ブーム用サブ側供給油路20に配設のブーム用流量制御弁29、スティック用サブ側供給油路18に配設のスティック用流量制御弁28を閉じるようブーム流量制御用電磁比例弁46,スティック流量制御用電磁比例弁45に対して制御信号を出力する。これにより、ブーム用メイン側供給油路17、スティック用メイン側供給油路22に接続された油圧ポンプAあるいはBからの供給流量のみが、ブーム用方向切換弁23、スティック用方向切換弁25によって供給流量制御されてブームシリンダ6、スティックシリンダ8に供給されるようになっている。
一方、目標供給流量が油圧ポンプA、Bの両方の油圧ポンプからの流量を必要とする場合、コントローラ10は、ブーム用方向切換弁23,スティック用方向切換弁25のスプールがポンプポート23p、25pから入力される流量をそのままブームシリンダ6、スティックシリンダ8に供給する第二領域S2に位置すると共に、操作具操作量に応じたスプール移動位置となるように、ブーム用伸長側、縮小側電磁比例弁41a、41b、スティック用伸長側、縮小側電磁比例弁43a、43bに対して制御信号を出力する。この場合、ブーム用方向切換弁23、スティック用方向切換弁25は第二領域S2に位置しているため供給流量制御を行わないが、スプール移動量に応じて増減する排出用弁路23f、25f、再生用弁路23g、25gの開口面積によって排出流量制御および再生流量制御が行われるようになっている。さらに、目標供給流量が油圧ポンプA、Bの両方の油圧ポンプからの流量を必要とする場合、コントローラ10は、ブーム流量制御用電磁比例弁46,スティック流量制御用電磁比例弁45に制御信号を出力して、ブーム用流量制御弁29、スティック用流量制御弁28からブーム用方向切換弁23、スティック用方向切換弁への供給流量が目標供給流量の増加に応じて(操作具操作量の増加に応じて)増加するように制御する。この場合、ブーム用メイン側供給油路17、スティック用メイン側供給油路22から供給される油圧ポンプAあるいは油圧ポンプBからの供給流量と、ブーム用サブ側供給油路20,スティック用サブ側供給油路18に配設のブーム用流量制御弁29、スティック用流量制御弁28によって流量制御された油圧ポンプBあるいは油圧ポンプAの制御流量との合計流量が目標供給流量になるように、ブーム用流量制御弁29、スティック用流量制御弁28を制御する。これにより、ブーム用メイン側供給油路17、スティック用メイン側供給油路22に接続された油圧ポンプAあるいは油圧ポンプBからの供給流量と、ブーム用流量制御弁29、スティック用流量制御弁28によって流量制御された油圧ポンプBあるいは油圧ポンプAの制御流量との合計流量が、ブーム用方向切換弁23、スティック用方向切換弁25の供給用弁路23e、25eを経由してブームシリンダ6、スティックシリンダ8に供給されるようになっているとともに、該ブームシリンダ6、スティックシリンダ8への供給流量は、ブーム用流量制御弁29、スティック用流量制御弁28によって増減制御されるようになっている。
尚、本実施の形態において、ブームシリンダ6、スティックシリンダ8は、油圧ポンプA、Bの両方の油圧ポンプを油圧供給源とする油圧アクチュエータであって、本発明の第一油圧アクチュエータに相当し、また、ブーム用方向切換弁23、スティック用方向切換弁25は本発明の第一油圧アクチュエータ用方向切換弁に相当し、ブーム用流量制御弁29、スティック用流量制御弁28は本発明の第一油圧アクチュエータ用流量制御弁に相当するが、本発明の第一油圧ポンプはメイン側供給油路が接続される油圧ポンプであり、また、第二油圧ポンプはサブ側供給油路が接続される油圧ポンプであって、ブームシリンダ6を本発明の第一油圧アクチュエータとしたときには油圧ポンプAが第一油圧ポンプ、油圧ポンプBが第二油圧ポンプとなり、また、スティックシリンダ7を本発明の第一油圧アクチュエータとしたときには油圧ポンプBが第一油圧ポンプ、油圧ポンプAが第二油圧ポンプとなる。
ここで、スティック用操作具が単独で伸長側(スティックイン側)に操作された場合のコントローラ10によるポンプ吐出流量制御、スティック用流量制御弁28およびスティック用方向切換弁25の制御について、具体的に説明する。
まず、スティック用操作具が単独で伸長側に操作されると、コントローラ10は、操作具操作量に基づいて油圧ポンプA、Bの吐出流量を制御するが、この場合、操作具操作量が予め設定される設定値未満の場合には、油圧ポンプBの吐出流量を操作具操作量の増加に応じて最低流量から最大流量近くまで増加させるように制御する一方、油圧ポンプAの流量は最低流量に保持する。そして、操作具操作量が設定値以上になると、油圧ポンプBの吐出流量を更に増加させて最大流量にする一方、油圧ポンプAの吐出流量を操作具操作量の増加に応じて増加させる(図4参照)。
さらに、コントローラ10は、操作具操作量に応じてスティック用サブ側供給油路18に配設されたスティック用流量制御弁28の流量を制御するべく、スティック流量制御用電磁比例弁45に制御信号を出力する。この場合、操作具操作量が設定値未満の場合には、スティック用流量制御弁28を閉じるように制御する一方、操作具操作量が設定値以上になると、スティック用流量制御弁28からスティック用方向切換弁25への供給流量が操作具操作量の増加に応じて増加するように制御する(図4参照)。これにより、操作具操作量が設定値未満の場合には、スティック用メイン側供給油路22を経由する油圧ポンプBの吐出流量のみがスティック用方向切換弁25のポンプポート25pに供給される一方、操作具操作量が設定値以上になると、油圧ポンプBの吐出流量と、スティック流量制御用電磁比例弁45によって制御された油圧ポンプAの制御流量との合計流量がポンプポート25pに供給されるようになっている。
さらに、コントローラ10は、操作具操作量に応じてパイロット圧を出力するようにスティック用伸長側電磁比例弁43aに制御信号を出力し、これによりスティック用方向切換弁25はスプールが移動して伸長側作動位置Xに切換わるが、該スティック用方向切換弁25のスプール移動量は、操作具操作量が予め設定される設定値未満の場合には、供給用弁路25eの開口面積によってポンプポート25pからアクチュエータポート25cへの供給流量を制御する第一領域S1に位置し、また、操作具操作量が設定値以上の場合には、ポンプポート25pに入力された流量を流量制御することなくそのままアクチュエータポート25cに供給する第二領域S2に位置するように設定されている。これにより、スティック用操作具の操作量が設定値未満の場合には、操作具操作量の増減に伴うスプール移動量に応じて増減する供給用弁路25eの開口面積によってスティックシリンダ8への供給流量が増減制御される一方、操作具操作量が設定値以上の場合には、スティック用方向切換弁25のポンプポート25pに入力された流量がそのままスティックシリンダ8に供給されるようになっている。操作具操作量が設定値以上の場合にスティック用方向切換弁25のポンプポート25pに入力される流量は、前述したように油圧ポンプBの吐出流量とスティック用流量制御弁28により流量制御された油圧ポンプAの制御流量との合計流量であり、而して、操作具操作量が設定値以上の場合には、スティック流量制御用電磁比例弁45により流量制御された油圧ポンプAの制御流量によって、スティックシリンダ8に対する供給流量を増減制御できるようになっている。一方、スティック用方向切換弁23の排出用弁路23fおよび再生用弁路23gは、操作具操作量の増減に伴うスプール移動量の増減に応じて増減制御されるようになっており、これにより、操作具操作量の増減に応じた再生流量制御および排出流量制御が行われるようになっている。
叙述の如く構成された本形態において、油圧ショベルの油圧制御システムは、油圧ポンプA、Bと、これら両方の油圧ポンプA、Bを油圧供給源とするブームシリンダ6、スティックシリンダ8と、一方の油圧ポンプA、Bを圧油供給源とする旋回モータ7,バケットシリンダ9等を備えているが、前記両方の油圧ポンプA、Bを油圧供給源とするブームシリンダ6、スティックシリンダ8に対する給排流量制御を行うにあたり、同様の制御であるためスティックシリンダ8を例にとると、スティックシリンダ8に対する供給用弁路25eおよび排出用弁路25fを有すると共に給排方向を切換えるスティック用方向切換弁25と、該スティック用方向切換弁25のポンプポート25pに油圧ポンプB、Aをそれぞれ接続するスティック用メイン側供給油路22、スティック用サブ側供給油路18と、スティック用サブ側供給油路18に配され、油圧ポンプAからスティック用方向切換弁25への供給流量を制御するスティック用流量制御弁28と、スティック用方向切換弁25およびスティック用流量制御弁28を電子制御するコントローラ10とを設けて、スティック用流量制御弁28がスティック用サブ側供給油路18を閉じている状態では、スティック用メイン側供給油路22を経由する油圧ポンプBからの供給流量のみがスティック用方向切換弁25に供給され、スティック用流量制御弁28がスティック用サブ側供給油路18を開いている状態では、該スティック用流量制御弁28により流量制御された油圧ポンプAからの制御流量と油圧ポンプBからの供給流量とがスティック用方向切換弁25に供給される構成にする一方、スティック用方向切換弁25は、スティック用操作具の操作量に応じてスプールが移動するスプール弁であって、スプール移動前半部の第一領域S1では、スプール移動量に応じて増減する供給用弁路25eの開口面積によって供給流量制御を行い、スプール移動後半部の第二領域S2では、供給用弁路25eの開口面積が供給流量制御する場合よりも広く設定されていて供給流量制御を行わずにポンプポート25pに入力された流量をそのままスティックシリンダ8に供給し、また、排出流量制御は第一、第二の両領域S1、S2でスプール移動量に応じて増減する排出用弁路25fの開口面積によって行うように構成されている。そして、コントローラ10は、スティックシリンダ8への供給流量が油圧ポンプBからの供給流量のみで足りる場合には、スティック用流量制御弁28によりスティック用サブ側供給油路18を閉じると共に、スティック用方向切換弁25のスプールを第一領域S1に位置せしめて、該スティック用方向切換弁25の供給用弁路25eの開口面積によって油圧ポンプBからスティックシリンダ8への供給流量制御を行う一方、スティックシリンダ8への供給流量が油圧ポンプB、Aの両方の油圧ポンプからの流量を必要とする場合には、油圧ポンプAからスティック用方向切換弁25への供給流量がスティック用操作具の操作量に応じて増加するようにスティック用流量制御弁28を制御し、且つ、スティック用方向切換弁25のスプールを第二領域S2に位置せしめ、これにより、スティック用流量制御弁28により制御された油圧ポンプAからの制御流量および油圧ポンプBからの供給流量との合計流量がスティック用方向切換弁25の供給用弁路25eを経由してスティックシリンダ8に供給されることになる。
この結果、油圧ポンプA、Bの両方の油圧ポンプを油圧供給源とするブームシリンダ6、スティックシリン8用の方向切換弁23、25を一つだけにして、部品点数の削減、回路の簡素化を図りながら、ブームシリンダ6、スティックシリンダ8への供給流量が片方の油圧ポンプA、Bからの供給流量のみで足りるときには該油圧ポンプA、Bからの供給流量のみをブーム用方向切換弁23、スティック用方向切換弁25に供給し、ブームシリンダ6、スティックシリンダ8への供給流量が両方の油圧ポンプA、Bからの供給流量を必要とするときには、ブーム用流量制御弁29、スティック用流量制御弁28によって流量制御された他方の油圧ポンプB、Aの制御流量と片方の油圧ポンプA、Bからの供給流量とをブーム用方向切換弁23、スティック用方向切換弁25に供給する構成となっているので、必要十分な流量がブーム用方向切換弁23、スティック用方向切換弁25に供給されることになって、油圧ポンプA、Bの吐出流量を無駄なく利用できる。しかもこのものでは、両方の油圧ポンプA、Bからの供給流量を必要とする大流量の範囲において、ブームシリンダ6、スティックシリンダ8への供給流量は、ブーム用流量制御弁29、スティック用流量制御弁28からブーム用方向切換弁23、スティック用方向切換弁25に供給される流量によって増減制御される一方、ブームシリンダ6、スティックシリンダ8からの排出流量は、ブーム用方向切換弁23、スティック用方向切換弁25の排出用弁路23f、25fの開口面積によって増減制御されることになるから、供給流量制御と排出流量制御とを個別に制御できることになって、種々の作業内容に応じて操作具操作量に対する供給流量と排出流量との関係を変更したり、あるいは、供給流量制御を行うブーム用流量制御弁29、スティック用流量制御弁28の開口面積については操作具操作量および油圧ポンプA、Bの吐出圧とブームシリンダ6、スティックシリンダ8の油流入側負荷圧との差圧に基づいて制御し、また、排出流量制御を行うブーム用方向切換弁23、スティック用方向切換弁25の排出用弁路23f、25fの開口面積については操作具操作量およびブームシリンダ6、スティックシリンダ8の油流出側負荷圧に基づいて制御したりすることができる。そして、この様に大流量の範囲においては供給流量制御と排出流量制御とを個別に制御できるようにして、操作性、作業効率の向上を図れるものでありながら、片方の油圧ポンプA、Bからの供給流量で足りる流量範囲においては、ブーム用方向切換弁23、スティック用方向切換弁25で供給流量制御も行うことによって、メイン側供給油路用の流量制御弁および該流量制御弁をパイロット操作する電磁比例弁を省くことができ、部品点数の削減、回路の簡素化に貢献できて、コストダウンを達成できる。
さらにこのものにおいて、コントローラ10は、油圧アクチュエータ用操作具の操作量に基づいて油圧ポンプA、Bの吐出流量を制御することになるが、他の油圧アクチュエータ用操作具は操作されずにブーム用操作具あるいはスティック用操作具のみが操作された場合の油圧ポンプA、Bの吐出流量制御は、同様の制御であるためスティック用操作具のみが操作された場合を例にとると、スティック用操作具の操作量が設定値未満の場合、コントローラ10は、スティック用メイン側供給油路22が接続される油圧ポンプBの吐出流量を操作具操作量に応じて増加させる一方、スティック用サブ側供給油路18が接続される油圧ポンプAの吐出流量を最低流量に保持し、スティック用操作具の操作量が設定値以上の場合には、油圧ポンプBの吐出流量を操作具操作量に応じて更に増加させる一方、油圧ポンプAの吐出流量を操作具操作量に応じて増加させることになる。この結果、油圧ポンプB、Aの吐出流量を、過不足なくスティック用方向切換弁25およびスティック用流量制御弁28に供給できることになる。
しかも、前記油圧ショベルの制御システムは、油圧ポンプA、Bからそれぞれ油タンク3に至るブリードラインE、Fと、コントローラ10により電子制御され、前記ブリードラインE、Fの流量をそれぞれ制御するブリード弁31、32とを備えると共に、コントローラ10は、各油圧アクチュエータ用操作具の操作量に応じて、各油圧アクチュエータに応じたブリード流量制御を行う構成となっているから、ブリード流量制御を、供給流量制御や排出流量制御とは個別に行うことができて、更なる操作性、作業効率の向上を図れることになる。
次に、本発明の第二の実施の形態について、図6に基づいて説明する。第二の実施の形態は、旋回モータ7とスティックシリンダ8との間に旋回優先回路を設けたものであって、旋回優先回路以外の部分は第一の実施の形態と同様であり、第一の実施の形態のものと同様のものについては同一の符号を付すと共に説明を省略する。
図6において、60は第二の実施の形態の旋回用方向切換弁であって、該旋回用方向切換弁60は、第一の実施の形態の旋回用方向切換弁24と同様に、旋回モータ7に対する給排流量制御を行うと共に給排方向を切換えるスプール弁であり、コントローラ10から出力される制御信号に基づいてパイロット圧を出力する旋回用左旋回側、右旋回側電磁比例弁(図示せず)に接続される左旋回側、右旋回側のパイロットポート60a、60bと、油圧ポンプBから圧油供給される旋回用供給油路21に接続されるポンプポート60pと、タンクラインTに接続されるタンクポート60tと、旋回モータ7の左旋回側ポート7aに接続される一方のアクチュエータポート60cと、旋回モータ7の右旋回側ポート7bに接続される他方のアクチュエータポート60dと、ポンプポート60pからアクチュエータポート60c、60dに至る供給用弁路60eと、アクチュエータポート60c、60dからタンクポート60tに至る排出用弁路60fとを備えているが、さらに、第二の実施の形態の旋回用方向切換弁60は、旋回用供給油路21から分岐形成されたバイパス入口油路61に接続されるバイパス入口ポート60gと、後述するバイパス出口油路62に接続されるパイパス出口ポート60hと、これらバイパス入口ポート60gからバイパス出口ポート60hに至るバイパス用弁路60iとを備えている。そして、旋回用方向切換弁60は、第一の実施の形態の旋回用方向切換弁24と同様に、左旋回側、右旋回側の両パイロットポート60a、60bにパイロット圧が入力されていない状態では、供給用弁路60eおよび排出用弁路60fを閉じる中立位置Nに位置しているが、左旋回側、右旋回側パイロットポート60a、60bにパイロット圧が入力されることで左旋回側作動位置X、右旋回側作動位置Yに切換わって、供給用弁路60eおよび排出用弁路60fを開くように構成されていると共に、これら供給用弁路60eおよび排出用弁路60fの開口面積は、スプールの移動量の増減に応じて増減するように構成されているが、さらに、第二の実施の旋回用方向切換弁60は、前記中立位置Nではバイパス用弁路60iを全開し、左旋回側作動位置X、右旋回側作動位置Yでは、スプール移動量が増加するほどバイパス用弁路60iの開口面積が減少してスプール移動量が最大のときにはバイパス用弁路60iを閉じるように構成されている。この場合、図7に示すように、供給用弁路60eおよび排出用弁路60fが開き始める時点で、バイパス用弁路60iは殆ど閉じた状態となるように設定されている。これにより、旋回用操作具が操作されていない状態、つまり、旋回用方向切換弁60が中立位置Nに位置していて旋回モータ7に圧油供給されていない状態では、油圧ポンプBの吐出油がバイパス入口油路61、中立位置Nの旋回用方向切換弁60のバイパス用弁路60iを経由してバイパス出口油路62に供給されるが、旋回用操作具が操作されて油圧ポンプBの圧油が旋回モータ7に供給されると、バイパス用弁路60iが閉じることでバイパス出口油路62には圧油供給されないようになっている。尚、以下の説明において、前記バイパス入口油路61、旋回用方向切換弁60のバイパス用弁路60i、バイパス出口油路62を纏めて旋回優先用タンデム油路と称する場合もある。
一方、63は第二の実施の形態のスティック用方向切換弁であって、該スティック用方向切換弁63は、第一の実施の形態のスティック用方向切換弁25と同様に、スティックシリンダ8に対する給排流量制御を行うと共に給排方向を切換えるスプール弁であり、コントローラ10から出力される制御信号に基づいてパイロット圧を出力するスティック用伸長側、縮小側電磁比例弁(図示せず)に接続される伸長側、縮小側のパイロットポート63a、63bと、油圧ポンプBから圧油供給される旋回用メイン側供給油路22および油圧ポンプAから圧油供給される旋回用サブ側供給油路18に接続されるポンプポート63pと、タンクラインTに接続されるタンクポート63tと、スティックシリンダ8のヘッド側ポート8aに接続される一方のアクチュエータポート63cと、スティックシリンダ8のロッド側ポート8bに接続される他方のアクチュエータポート63dと、ポンプポート63pからアクチュエータポート63c、63dに至る供給用弁路63eと、アクチュエータポート63c、63dからタンクポート63tに至る排出用弁路63fと、他方のアクチュエータポート63dからの排出油の一部を再生油として一方のアクチュエータポート63cに供給する再生用弁路63gとを備えており、そして、第一の実施の形態と同様に供給用弁路63eは、スプール移動前半部の第一領域S1では供給流量制御を行うがスプール移動後半部の第二領域Sでは供給流量制御を行わない構成となっているが、第二の実施の形態のスティック用方向切換弁63のポンプポート63pには、さらに、前述したバイパス出口油路62が接続されている。而して、スティック用方向切換弁63のポンプポート63pには、スティック用メイン側供給油路22とスティック用サブ側供給油路18とバイパス出口油路62とが接続されることになるが、スティック用メイン側供給油路22には、油圧ポンプBからの供給流量を絞る絞り弁64と第一の実施の形態と同様のチェック弁30とが配されており、また、スティック用サブ側供給油路18には、第一の実施の形態と同様のスティック用流量制御弁28が配設されており、さらにバイパス出口油路62には、旋回用方向切換弁60のバイパス出口ポート60hからスティック用方向切換弁63のポンプポート63pへの油の流れは許容するが逆流は阻止するチェック弁65が配設されている。
尚、第二の実施の形態のものにおいて、スティックシリンダ8、スティック用方向切換弁63、スティック用メイン側供給油路22は、本発明の第一油圧アクチュエータ、第一油圧アクチュエータ用方向切換弁、第一油圧アクチュエータ用メイン側供給油路にそれぞれ相当し、旋回モータ7、旋回用操作具、旋回用方向切換弁60、旋回用供給油路21は、本発明の第二油圧アクチュエータ、第二油圧アクチュエータ用操作具、第二油圧アクチュエータ用方向切換弁、第二油圧アクチュエータ用供給油路にそれぞれ相当し、油圧ポンプBは本発明の第一油圧ポンプに相当する。
この様に構成された第二の実施のものにおいて、旋回用操作具のみが単独で操作された場合、油圧ポンプBの吐出油は旋回モータ7のみに供給されることになって、旋回モータ7への十分な圧油供給を行える。また、スティック用操作具のみが単独で操作された場合、油圧ポンプBの吐出油はスティックシリンダ8のみに供給されることになるが、この場合、油圧ポンプBの吐出油は、スティック用メイン側供給油路22だけでなく、前記旋回優先用タンデム油路(バイパス入口油路61、旋回用方向切換弁60のバイパス用弁路60i、バイパス出口油路62)を経由して供給されることになって、スティック用メイン側供給油路22に絞り弁64が配設されていても、遅延なく十分な圧油供給を行えるようになっている。さらにスティックシリンダ8には、スティック用流量制御弁28により流量制御された油圧ポンプAの吐出油も供給されるが、該スティック用流量制御弁28およびスティック用方向切換弁63の供給流量制御は、前述した第一の実施の形態と同様であるため説明を省略する。
一方、旋回用操作具とスティック用操作具とが複合操作された場合、油圧ポンプBの吐出油は旋回モータ7とスティックシリンダ8とで分配されることになるが、この場合、旋回用方向切換弁60は左旋回側あるいは右旋回側作動位置X,Yに位置していてバイパス用弁路60iを閉じている(あるいは殆ど閉じている)ため、油圧ポンプBからスティック用方向切換弁63への圧油供給はスティック用供給油路22に配設の絞り弁64を通過して行われることになり、而して、油圧ポンプBの吐出油は旋回用方向切換弁60に優先的に供給されることになる。これにより、旋回用操作具とスティック用操作具とが複合操作された場合に、旋回モータ7への圧油供給が不足して旋回速度が低下してしまうことを回避できるようになっている。一方、スティックシリンダ8には、必要に応じてスティック用流量制御弁28を制御して油圧ポンプAからの供給流量を増加させることで、スティックシリンダ8の作動速度の低下を防止することができる。
この様に第二の実施の形態のものにあっては、スティック用方向切換弁63と旋回用方向弁60との間に旋回優先用タンデム油路(バイパス入口油路61、旋回用方向切換弁60のバイパス用弁路60i、バイパス出口油路62)が設けられていて、スティック用操作具と旋回用操作具とが複合操作された場合に旋回モータ7の圧油供給が優先される構成となっているが、上記旋回優先用タンデム油路を形成するために旋回用方向切換弁60に形成されるバイパス用弁路60iは、ブリード流量制御等の他の制御に用いられることなく旋回優先制御のためだけに用いられる専用のものであるため、設計の自由度が高く、高精度な旋回優先制御を行うことができる。
次に、本発明の第三の実施の形態について、図8に基づいて説明する。第三の実施の形態は、スティック用メイン側供給油路22に旋回優先用流量制御弁67を配設したものであって、該旋回優先用流量制御弁67以外の部分は第一の実施の形態と同様であり、第一の実施の形態のものと同様のものについては同一の符号を付すと共に説明を省略する。
前記旋回優先用流量制御弁67は、油圧ポンプBからスティック用方向切換弁25への供給流量を制御するポペット弁であって、スティック用サブ側供給油路18に配設されるスティック用流量制御弁28と同様の構造のものであり、コントローラ10から出力される制御信号に基づいて作動する旋回優先用電磁比例弁(図示せず)によりパイロット操作される。そして、該旋回優先用流量制御弁67は、コントローラ10から旋回優先用電磁比例弁に出力される制御信号によって、スティック用操作具のみが操作された場合にはスティック用メイン側供給油路22を全開する一方、旋回用操作具とスティック用操作具とが同時に操作された場合には、油圧ポンプBからスティック用方向切換弁25への供給流量を減少させるように制御される。これにより、旋回用操作具とスティック用操作具との複合操作された場合に、旋回モータ7およびスティックシリンダ8の油圧供給源となる油圧ポンプBの吐出油が旋回モータ7に優先的に供給させることになって、複合操作時における旋回速度の低下を回避できる。また、スティックシリンダ8には、必要に応じてスティック用流量制御弁28を制御して油圧ポンプAからの供給流量を増加させることで、スティックシリンダ8の作動速度の低下を防止することができる。
この様に第三の実施の形態のものにあっては、スティック用メイン側供給油路22に配設された旋回優先用流量制御弁67によって、スティック用操作具と旋回用操作具とが複合された場合の旋回優先制御を行うようにしたものであって、旋回優先用流量制御弁67および該旋回優先用流量制御弁67をコントローラ10からの制御信号に基づいてパイロット操作する旋回優先用電磁比例弁の追加が必要となるため、コスト的には不利となるが、複合操作された場合の油圧ポンプBからスティック用方向切換弁25への供給流量を旋回優先用流量制御弁67によって直接的に減少させることができるため、制御的には簡単になる。
さらに、本発明の第四の実施の形態について、図9に基づいて説明する。第四の実施の形態のものは、旋回モータ7、バケットシリンダ9に対する油給排制御が第一の実施の形態のものと異なり、また、スティック用メイン側供給油路22に第三の実施の形態と同様の旋回優先用流量制御弁67が配設されているが、他の部分は第一の実施の形態のものと同様であり、第一の実施の形態と同様のものについては同一の符号を付すと共に説明を省略する。
図9において、70は旋回用方向切換弁であって、該旋回用方向切換弁70は、コントローラ10から出力される制御信号に基づいてパイロット圧を出力する旋回用左旋回側、右旋回側電磁比例弁(図示せず)に接続される左旋回側、右旋回側のパイロットポート70a、70bと、旋回用供給油路21に接続されるポンプポート70pと、タンクラインTに接続されるタンクポート70tと、旋回モータ7の左旋回側ポート7aに接続される一方のアクチュエータポート70cと、旋回モータ7の右旋回側ポート7bに接続される他方のアクチュエータポート70dとを備えている。そして、旋回用方向切換弁70は、左旋回側パイロットポート70aにパイロット圧が入力されることにより中立位置Nから左旋回側作動位置Xに切換わって、ポンプポート70pから一方のアクチュエータポート70cに至る供給用弁路70eと、他方のアクチュエータポート70dからタンクポート70tに至る排出用弁路70fとを開き、また、右旋回側パイロットポート70bにパイロット圧が入力されることにより右旋回側作動位置Yに切換わって、ポンプポート70pから他方のアクチュエータポート70dに至る供給用弁路70eと、一方のアクチュエータポート70cからタンクポート70tに至る排出用弁路70fとを開くように構成されているが、左旋回側作動位置Xまたは右旋回側作動位置Yにおける供給用弁路70eは、旋回モータ7に対する供給流量制御は行わず、後述する旋回用流量制御弁71から供給される流量をそのまま旋回モータ7に供給できるように開口面積が広く設定されている。一方、排出用弁路70fの開口面積は、スプール移動量の増減に応じて増減制御されるようになっており、これにより、コントローラ10からの制御信号に基づいて旋回用左旋回側、右旋回側電磁比例弁から出力されるパイロット圧の増減に応じた排出流量制御が行われるようになっている。
また、72はバケット用方向切換弁であって、該バケット用方向切換弁72は前述した旋回用方向切換弁70と同様の構造のものであるため簡単に説明すると、伸長側、縮小側のパイロットポート72a、72bと、ポンプポート72pと、タンクポート72tと、一方のアクチュエータポート72cと、他方のアクチュエータポート75dとを備えている。そして、バケット用伸長側、縮小側電磁比例弁(図示せず)から出力されるパイロット圧により中立位置Nから伸長側作動位置X、縮小側作動位置Yに切換わると、供給用弁路72eおよび排出用弁路72fを開くが、この場合に、供給用弁路72eはバケットシリンダ9に対する供給流量制御は行わず、後述するバケット用流量制御弁73から供給される流量をそのままバケットシリンダ9に供給できるように開口面積が広く設定されている。一方、排出用弁路72fの開口面積は、スプール移動量の増減に応じて増減制御されるようになっており、これにより、コントローラ10からの制御信号に基づいてバケット用伸長側、縮小側電磁比例弁から出力されるパイロット圧の増減に応じた排出流量制御が行われるようになっている。
一方、前記旋回用流量制御弁71は、旋回用供給油路21に配設されていて油圧ポンプBから旋回用方向切換弁70への供給流量を制御し、また、バケット用流量制御弁73は、バケット用供給油路19に配設されていて油圧ポンプAからバケット用方向切換弁72への供給流量を制御するように構成されているが、これら旋回用流量制御弁71、バケット用流量制御弁73は、コントローラ10からの制御信号に基づいて作動する旋回流量制御用電磁比例弁、バケット流量制御用電磁比例弁(図示せず)によりパイロット操作されて流量制御を行うポペット弁であって、第一の実施の形態のスティック用流量制御弁28、ブーム用流量制御弁29と同様の構造のものである。
この様に構成された第四の実施のものでは、旋回モータ7、バケットシリンダ9に対する供給流量制御は旋回用流量制御弁71、バケット用流量制御弁73によって行われる一方、旋回モータ7、バケットシリンダ9からの排出流量制御は旋回用方向切換弁70、バケット用方向切換弁72によって行われることになり、この結果、油圧ポンプA、Bの何れか片方の油圧ポンプから供給される旋回モータ7、バケットシリンダ9においても供給流量制御と排出流量制御とを個別に制御できることになる。このものでは、旋回用流量制御弁71、バケット用流量制御弁73、およびこれらをコントローラ10からの制御信号に基づいてパイロット操作する旋回流量制御用電磁比例弁、バケット流量制御用電磁比例弁の追加が必要となるため、その分コスト的には高くなるが、第一の実施の形態の油圧回路に上記各弁を追加する小変更で、油圧ポンプA、Bの何れか片方の油圧ポンプから供給される油圧アクチュエータについても供給流量制御と排出流量制御とを個別制御できることになって、さらなる操作性の向上、作業効率の効率を図れる。
本発明は、第一、第二の両方の油圧ポンプから圧油供給される油圧アクチュエータを備えた作業機械の油圧制御システムに利用することができる。
6 ブームシリンダ
7 旋回モータ
8 スティックシリンダ
10 コントローラ
17 ブーム用メイン側供給油路
18 スティック用サブ側供給油路
20 ブーム用サブ側供給油路
21 旋回用供給油路
22 スティック用メイン側供給油路
23 ブーム用方向切換弁
23p ブーム用方向切換弁のポンプポート
23e ブーム用方向切換弁の供給用弁路
23f ブーム用方向切換弁の排出用弁路
25 スティック用方向切換弁
25p スティック用方向切換弁のポンプポート
25e スティック用方向切換弁の供給用弁路
25f スティック用方向切換弁の排出用弁路
28 スティック用流量制御弁
29 ブーム用流量制御弁
31、32 ブリード弁
60 旋回用方向切換弁
60g 旋回用方向切換弁のバイパス入口ポート
60h 旋回用方向切換弁のバイパス出口ポート
60i 旋回用方向切換弁のバイパス用弁路
61 バイパス入口油路
62 バイパス出口油路
63 スティック用方向切換弁
63p スティック用方向切換弁のポンプポート
64 絞り弁
A、B 油圧ポンプ
E、F ブリードライン

Claims (5)

  1. 第一、第二油圧ポンプと、第一、第二の両方の油圧ポンプを油圧供給源とする第一油圧アクチュエータと、第一、第二の少なくとも一方の油圧ポンプを油圧供給源とする他の油圧アクチュエータとを備えてなる油圧制御システムにおいて、
    第一油圧アクチュエータに対する供給用弁路および排出用弁路を有すると共に給排方向を切換える第一油圧アクチュエータ用方向切換弁と、該第一油圧アクチュエータ用方向切換弁のポンプポートに第一、第二油圧ポンプをそれぞれ接続するメイン側供給油路、サブ側供給油路と、サブ側供給油路に配され、第二油圧ポンプから第一油圧アクチュエータ用方向切換弁への供給流量を制御する第一油圧アクチュエータ用流量制御弁と、第一油圧アクチュエータ用方向切換弁および第一油圧アクチュエータ用流量制御弁を電子制御する制御手段とを設けて、
    第一油圧アクチュエータ用流量制御弁がサブ側供給油路を閉じている状態ではメイン側供給油路を経由する第一油圧ポンプからの供給流量のみが第一油圧アクチュエータ用方向切換弁に供給され、第一油圧アクチュエータ用流量制御弁がサブ側供給油路を開いている状態では該第一油圧アクチュエータ用流量制御弁により流量制御された第二油圧ポンプからの制御流量と第一油圧ポンプからの供給流量とが第一油圧アクチュエータ用方向切換弁に供給される構成にする一方、
    前記第一油圧アクチュエータ用方向切換弁は、第一油圧アクチュエータ用操作具の操作量に応じてスプールが移動するスプール弁であって、スプール移動前半部の第一領域では、スプール移動量に応じて増減する供給用弁路の開口面積によって供給流量制御を行い、スプール移動後半部の第二領域では、供給用弁路の開口面積が供給流量制御する場合よりも広く設定されていて供給流量制御を行わずにポンプポートに入力された流量をそのまま第一油圧アクチュエータに供給する一方、排出流量制御は第一、第二の両領域でスプール移動量に応じて増減する排出用弁路の開口面積によって行う構成にすると共に、
    前記制御手段は、第一油圧アクチュエータへの供給流量が第一油圧ポンプからの供給流量のみで足りる場合には、前記第一油圧アクチュエータ用流量制御弁によりサブ側供給油路を閉じると共に、第一油圧アクチュエータ用方向切換弁のスプールを第一領域に位置せしめて、該第一油圧アクチュエータ用方向切換弁の供給用弁路の開口面積によって第一油圧ポンプから第一油圧アクチュエータへの供給流量制御を行う一方、第一油圧アクチュエータへの供給流量が第一、第二の両方の油圧ポンプからの流量を必要とする場合には、第二油圧ポンプから第一油圧アクチュエータ用方向切換弁への供給流量が第一油圧アクチュエータ用操作具の操作量に応じて増加するように第一油圧アクチュエータ用流量制御弁を制御し、且つ、第一油圧アクチュエータ用方向切換弁のスプールを第二領域に位置せしめて、第一油圧アクチュエータ用流量制御弁により制御された第二油圧ポンプからの制御流量と第一油圧ポンプからの供給流量との合計流量が第一油圧アクチュエータ用方向切換弁の供給用弁路を経由して第一油圧アクチュエータに供給される構成にしたことを特徴とする油圧制御システム。
  2. 請求項1において、油圧制御システムは、油圧アクチュエータ用操作具の操作量に基づいて第一、第二油圧ポンプの吐出流量を制御するポンプ制御手段を備えると共に、該ポンプ制御手段は、他の油圧アクチュエータ用操作具は操作されずに第一油圧アクチュエータ用操作具のみが操作された場合、該第一油圧アクチュエータ用操作具の操作量が設定値未満の場合には、第一油圧ポンプの吐出流量を操作具操作量に応じて増加させる一方、第二油圧ポンプの吐出流量を最低流量に保持し、第一油圧アクチュエータ用操作具の操作量が設定値以上の場合には、第一油圧ポンプの吐出流量を操作具操作量に応じて更に増加させる一方、第二油圧ポンプの吐出流量を操作具操作量に応じて増加させることを特徴とする油圧制御システム。
  3. 請求項1または2において、油圧制御システムは、第一、第二油圧ポンプからそれぞれ油タンクに至るブリードラインと、制御手段により電子制御され、前記ブリードラインの流量をそれぞれ制御するブリード弁とを備えると共に、制御手段は、各油圧アクチュエータ用操作具の操作量に応じて、各油圧アクチュエータに応じたブリード流量制御を行うことを特徴とする油圧制御システム。
  4. 請求項3において、他の油圧アクチュエータは、第一油圧ポンプのみを油圧供給源とする第二油圧アクチュエータを含み、
    さらに油圧制御システムは、
    制御手段により電子制御され、第二油圧アクチュエータ用操作具の操作に基づいて第二油圧アクチュエータに対する供給流量制御を行うと共に油の給排方向を切換える第二油圧アクチュエータ用方向切換弁と、第一油圧アクチュエータ用メイン側供給油路に対してパラレルに設けられ第二油圧アクチュエータ用方向切換弁のポンプポートに第一油圧ポンプを接続する第二油圧アクチュエータ用供給油路と、該第二油圧アクチュエータ用供給油路から分岐形成され第二油圧アクチュエータ用方向切換弁に形成のバイパス入口ポートに第一油圧ポンプを接続するバイパス入口油路と、第二油圧アクチュエータ用方向切換弁に形成のバイパス出口ポートから第一油圧アクチュエータ用方向切換弁のポンプポートに至るバイパス出口油路とを備えると共に、
    前記第二油圧アクチュエータ用方向切換弁は、前記バイパス入口ポートからバイパス出口ポートに至るバイパス用弁路を有し、該バイパス用弁路の開口面積は、第二油圧アクチュエータ用操作具が操作されていない場合には最大となり操作具操作量の増加に応じて減少して操作具操作量が最大のときには閉じるように設定される一方、第一油圧アクチュエータ用メイン側供給油路に、第一油圧ポンプから第一油圧アクチュエータ用方向切換弁への供給流量を絞る絞り弁を設けたことを特徴とする油圧制御システム。
  5. 請求項4において、油圧制御システムは、スティックシリンダ、旋回モータを含む複数の油圧アクチュエータを備えた油圧ショベルの油圧制御システムであり、第一油圧アクチュエータはスティックシリンダ、第二油圧アクチュエータは旋回モータであることを特徴とする油圧制御システム。
JP2019147364A 2019-08-09 2019-08-09 油圧制御システム Active JP7222595B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019147364A JP7222595B2 (ja) 2019-08-09 2019-08-09 油圧制御システム
DE112020003301.5T DE112020003301T5 (de) 2019-08-09 2020-08-05 Hydraulisches Steuersystem
US17/632,075 US11692332B2 (en) 2019-08-09 2020-08-05 Hydraulic control system
CN202080055916.0A CN114207225B (zh) 2019-08-09 2020-08-05 液压控制***
PCT/EP2020/025360 WO2021028073A1 (en) 2019-08-09 2020-08-05 Hydraulic control system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019147364A JP7222595B2 (ja) 2019-08-09 2019-08-09 油圧制御システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021028499A JP2021028499A (ja) 2021-02-25
JP7222595B2 true JP7222595B2 (ja) 2023-02-15

Family

ID=72193410

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019147364A Active JP7222595B2 (ja) 2019-08-09 2019-08-09 油圧制御システム

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11692332B2 (ja)
JP (1) JP7222595B2 (ja)
CN (1) CN114207225B (ja)
DE (1) DE112020003301T5 (ja)
WO (1) WO2021028073A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11965315B2 (en) * 2021-03-09 2024-04-23 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Work machine
CN117858991A (zh) 2021-08-26 2024-04-09 卡特彼勒Sarl 挖掘机型施工机器的液压控制***

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4449365A (en) 1979-11-19 1984-05-22 Allis-Chalmers Corporation Lift, tilt and steering control for a lift truck
WO2018061165A1 (ja) 2016-09-29 2018-04-05 日立建機株式会社 油圧駆動装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0791846B2 (ja) * 1988-12-19 1995-10-09 株式会社小松製作所 油圧パワーショベルのサービス弁回路
US5048293A (en) * 1988-12-29 1991-09-17 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Pump controlling apparatus for construction machine
JP3511425B2 (ja) * 1995-09-18 2004-03-29 日立建機株式会社 油圧システム
JPH11107328A (ja) * 1997-10-02 1999-04-20 Kobe Steel Ltd 油圧ショベルの油圧制御装置
JP3901470B2 (ja) 2001-05-15 2007-04-04 新キャタピラー三菱株式会社 流体圧回路の制御システム
JP2010236607A (ja) 2009-03-31 2010-10-21 Caterpillar Sarl 建設機械における油圧制御回路
EP2660481B1 (en) * 2010-12-27 2017-02-01 Volvo Construction Equipment AB Energy recycling system for a construction apparatus
JP6347936B2 (ja) 2013-10-23 2018-06-27 住友建機株式会社 作業機械
JP6302772B2 (ja) * 2014-06-30 2018-03-28 日立建機株式会社 建設機械の油圧システム
JP6212009B2 (ja) * 2014-09-12 2017-10-11 日立建機株式会社 作業機械の油圧制御装置
JP6614695B2 (ja) 2015-07-14 2019-12-04 キャタピラー エス エー アール エル 油圧アクチュエータ制御回路
JP6867740B2 (ja) * 2017-06-19 2021-05-12 キャタピラー エス エー アール エル 建設機械におけるスティック制御システム

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4449365A (en) 1979-11-19 1984-05-22 Allis-Chalmers Corporation Lift, tilt and steering control for a lift truck
WO2018061165A1 (ja) 2016-09-29 2018-04-05 日立建機株式会社 油圧駆動装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN114207225B (zh) 2023-05-30
DE112020003301T5 (de) 2022-04-07
CN114207225A (zh) 2022-03-18
US11692332B2 (en) 2023-07-04
WO2021028073A1 (en) 2021-02-18
JP2021028499A (ja) 2021-02-25
US20220275605A1 (en) 2022-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1584822B1 (en) Hydraulic control system and construction machine
JP6614695B2 (ja) 油圧アクチュエータ制御回路
US10473125B2 (en) Hydraulic actuator control circuit
JP5013452B2 (ja) 建設機械における油圧制御回路
JP6914206B2 (ja) 油圧回路
JP7222595B2 (ja) 油圧制御システム
JP2010101095A (ja) 作業機械の油圧制御装置
EP3492661B1 (en) Excavator, and control valve for excavator
JP2020026828A (ja) 建設機械の油圧回路
CN113167056B (zh) 用于工程机器的液压控制回路
WO2023104331A1 (en) Hydraulic control system in working machine
JP2002339908A (ja) 建設機械におけるアタッチメント用油圧制御回路
WO2022054868A1 (ja) 液圧駆動システム
JP2006336731A (ja) 作業機械における走行用油圧制御装置
JP2000266009A (ja) アクチュエータ制御装置
JP4926627B2 (ja) 電油システム
JP2009256904A (ja) 作業機械の油圧制御回路
JP2022120978A (ja) 油圧制御システム
JP3760055B2 (ja) 建設機械の油圧駆動制御装置
CN117858991A (zh) 挖掘机型施工机器的液压控制***
JP2024522387A (ja) 作業機械における油圧制御システム
JP2023087884A (ja) 作業機械における油圧制御システム
JP2024053412A (ja) 作業機械における油圧制御システム
JP2023135535A (ja) 液圧駆動装置
JP2023050680A (ja) 作業機械における油圧制御システム

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220609

TRDD Decision of grant or rejection written
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230131

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230202

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230202

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7222595

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150