CN101180469B - 施工机械的油压控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种施工机械的油压控制装置。将夹设在连结第一及第二油压泵的输出油路(10、11)的连结油路(12)中的主合流-分流阀(13)置于合流位置，通过操作作业用操作手柄(29a、30a)来使多个致动器(4、7)动作。利用操作状况判断部(41)来判断此时的所述操作手柄的手柄操作状况。由模式对照部将设定在该操作状况下并存储在控制器(14)内的多种操作模式中的与实际操作模式一致的操作模式选出。由于在各致动器(4、7)的负载压力较高时各输出油路(10、11)的输出压力也较高，因此若该输出压力的合计超出预先设定的设定压力，则将所述主合流-分流阀(13)切换至分流位置，若低于所述设定压力，则将主合流-分流阀(13)切换至合流位置。在该控制中无需编成特别复杂的控制程序。另外，即使是在作业途中，也可在没有冲击的情况下顺畅地进行合流、分流的切换，在合流时和分流时都能始终进行最佳的流量分配。

Description

施工机械的油压控制装置
技术领域
本发明涉及一种油压泵的合流-分流切换控制装置，尤其涉及从施工机械的多个油压泵向多个油压致动器组供给输出压力油的压力油供给系统的合流-分流切换控制装置。
背景技术
以往，例如在日本专利特开2004-36681号公报(专利文献1)中公开的油压挖掘机等施工机械的油压驱动装置中也包括有：由发动机等驱动源驱动的可变容量型第一油压泵、利用该第一油压泵的输出压力油驱动的第一油压致动器组、以及夹在这些第一油压泵与第一油压致动器组之间的第一操作阀组，还包括有：由所述驱动源驱动的可变容量型的第二油压泵、利用该第二油压泵的输出压力油驱动的第二油压致动器组、以及夹在这些第二油压泵与第二油压致动器组之间的第二主操作阀组，通过第一合流-分流阀来连结第一油压泵的压力油供给管线与第二油压泵的压力油供给管线，通过对该第一合流-分流阀进行切换控制将压力油供给管线切换成合流或分流。
另外，在专利文献1中，为了缓和在向合流或分流切换时产生的冲击而设置有旁通油路，通过带检查功能的压力补偿阀将一个可变容量型油压泵侧的所述压力补偿阀和致动器之间的油路与其它的可变容量型油压泵和所述主合流-分流阀之间的油路连结。这样，通过设置旁通油路，在将合流-分流阀从合流状态切换成分流状态时，可维持使压力油从补充一侧的油压回路部经由该旁通油路流入被补充一侧的油压回路部中的状态。由此，在该切换时可避免流量变化，不会产生因流量变化而引起的冲击，可防止冲击声等的产生、以及因流量变化和压力变化而引起的操作性变差。
专利文献1：日本专利特开2004-36681号公报
发明的公开
发明所要解决的技术问题
然而，在上述专利文献1的油压控制装置中，用于在多个致动器之间进行合流-分流的切换控制的控制程序极为复杂，对该程序要求烦琐的编成作业。
本发明的主要目的在于提供一种油压泵的合流-分流切换控制装置，其使用上述以往的合流-分流油压回路，无需那样复杂的控制程序，此外，在切换时没有冲击，可准确且平滑地进行合流-分流阀的切换。
解决技术问题所采用的技术方案
为了实现上述目的，本发明的油压泵的合流-分流切换控制装置的第一主要构成，其特征在于，包括：多个可变容量型油压泵、利用所述多个可变容量型油压泵的输出油驱动的多个致动器、对朝着所述各致动器供给的压力油方向进行切换的多个液控切换阀、向所述多个液控切换阀供给控制压力的多个工作装置用操作切换阀、对所述各作业机用操作切换阀进行切换控制的多个操作手柄、将所述各液控切换阀的前后差压补偿成规定值的压力补偿阀、将所述各可变容量型油压泵与多个液控切换阀连通的多个输出油路、可在使所述各可变容量型油压泵的各输出油路间连通的合流位置与将各输出油路间遮断的分流位置之间切换的主合流-分流阀、对朝着所述液控切换阀的输入压力进行检测的液控压力传感器、对所述各可变容量型油压泵的输出压力进行检测的油压泵输出压力传感器、以及控制器，所述控制器包括：根据来自所述液控压力传感器的信号来判断所述各致动器的操作状况的操作状况判断部；在所述多个各操作手柄的多种操作位置上将对所述各致动器预先编成的操作模式予以存储的操作模式存储部；进行对照以便确定由所述操作状况判断部判断出的操作状况是与所述存储部存储的所述操作模式中的哪个模式相一致的模式对照部；将所述操作模式存储部存储的各个操作模式预先设定的输出压力予以存储的输出压力存储部；对于与所述对照结果相一致的操作模式、根据由所述各油压泵输出压力传感器检测出的实际输出压力与所述输出压力存储部存储的各操作模式的设定输出压力的比较结果在所述实际输出压力高于设定压力时将所述主合流-分流阀切换至分流侧而在所述实际输出压力低于设定压力时将所述主合流-分流阀切换至合流侧的指令信号判定部；以及将所述指令信号判定部的指令信号输出的指令信号输出部。
可以仅由所述主合流-分流阀来进行致动器之间的合流-分流的切换控制，但还可以包括：在检测出所述多个致动器的负载压力中的压力最大的负载压力后将其作为设定压力向各个所述压力补偿阀供给的多个负载压力引入油路、以及在使这些多个负载压力引入油路间连通的合流位置与将这些负载压力引入油路间遮断的分流位置之间切换的副合流-分流阀。
最好所述控制器具有如下结构的控制装置：将主合流-分流阀及副合流-分流阀置于合流位置，当各致动器处于动作状态，且一部分的可变容量型油压泵的输出压力超出设定压力时，将所述主合流-分流阀从合流位置切换至分流位置，在进行了所述多个可变容量型油压泵的输出流量调整后，将所述副合流-分流阀从合流位置切换至分流位置。该控制装置还可将所述主及副合流-分流阀控制成：将所述主合流-分流阀及副合流-分流阀置于分流位置，当各致动器处于动作状态，且一部分的可变容量型油压泵的输出压力低于设定压力时，首先将所述副合流-分流阀从分流位置切换至合流位置，在进行了所述各致动器的压力补偿后，将所述主合流-分流阀从分流位置切换至合流位置。
另外，在仅用主合流-分流阀来进行致动器之间的合流-分流的切换控制时，最好具有旁通油路，通过带检查功能的压力补偿阀将一个油压泵侧的所述压力补偿阀和致动器之间的油路与其它的可变容量型油压泵和所述主合流-分流阀之间的油路连结。
本发明的油压泵的合流-分流切换控制装置的第二主要构成，其特征在于，包括：第一及第二可变容量型油压泵、利用所述第一及第二可变容量型油压泵的输出油驱动的多个致动器、对朝着所述各致动器供给的压力油方向进行切换的多个液控切换阀、向所述多个液控切换阀供给控制压力的多个作业机用操作切换阀、对所述各作业机用操作切换阀进行切换控制的多个操作手柄、将所述各液控切换阀的前后差压补偿成规定值的压力补偿阀、将所述第一及第二可变容量型油压泵与多个液控切换阀连通的多个输出油路、在使所述第一及第二可变容量型油压泵的各输出油路间连通的合流位置与将各输出油路间遮断的分流位置之间切换的主合流-分流阀、将在所述多个致动器的负载压力中的压力最高的负载压力作为设定压力向各个所述压力补偿阀供给的多个负载压力引入油路、在使所述多个负载压力引入油路间连通的合流位置与将这些负载压力引入油路间遮断的分流位置之间切换的副合流-分流阀、对朝着所述液控切换阀的输入压力进行检测的液控压力传感器、对所述第一及第二可变容量型油压泵的输出压力进行检测的油压泵输出压力传感器、以及控制器，所述控制器包括：根据来自所述液控压力传感器的信号来判断所述各致动器的操作状况的操作状况判断部；将针对所述多个各操作手柄的多种操作位置上的所述各致动器预先编成的操作模式予以存储的操作模式存储部；对由所述操作状况判断部判断的操作状况与所述存储部存储的所述操作模式中的哪个模式一致进行对照的模式对照部；将所述操作模式存储部存储的各个操作模式预先设定的输出压力予以存储的输出压力存储部；对于与所述对照结果相一致的操作模式、根据由所述各油压泵输出压力传感器检测出的实际输出压力与所述输出压力存储部存储的各操作模式的设定输出压力的比较结果在所述实际输出压力高于设定输出压力时将所述主合流-分流阀从合流位置切换至分流位置并在进行了所述多个可变容量型油压泵的输出流量调整后将所述副合流-分流阀从合流位置切换至分流位置、在所述实际输出压力低于设定输出压力时将所述副合流-分流阀从分流位置切换至合流位置并在进行了所述各致动器的压力补偿后将所述主合流-分流阀从分流位置切换至合流位置的指令信号判定部；以及将所述指令信号判定部的指令信号输出的指令信号输出部。
发明效果
由本发明人等的实验得知：通过各操作阀与一个可变容量型油压泵相连的多个致动器的负载压力的变动与该可变容量型油压泵的输出油压相互呈比例关系，而上述相互关系引起了本发明人的关注。这种相互关系与进行动作的致动器是否单独无关。另外，当致动器的负载压力变高时，可变容量型油压泵的输出流量降低，动作速度下降。因此，当致动器的负载压力较高时无需其它油压泵的援助。另一方面，在想要通过提高可变容量型油压泵的输出流量来使致动器高速动作时，若只有该泵，则无法将必要的流量输送给致动器。此时，要求多个其它的可变容量型油压泵的援助。
本发明是以这样的事实为前提而开发的。根据本发明的上述主要构成，例如以油压挖掘机为例，由于旋转体的旋转动作大多是以较低的速度旋转，因此其操作手柄的操作量可以较小。另一方面，在小臂挖掘时，与旋转体进行旋转操作时的负载压力相比，负载压力极大，很难仅用单一的可变容量型油压泵使小臂平滑地动作。再者，在想要同时进行小臂挖掘和挖斗挖掘的场合，当然需要其它油压泵的援助。
另一方面，例如在想要同时进行旋转操作和大臂的上提操作的场合，大臂用的操作手柄的操作量需要通过比旋转用操作手柄的手柄操作量大的操作量来获得必要的流量。此时，假如仅用各侧的可变容量型油压泵独立地使各致动器(缸)动作来进行旋转体的旋转动作和大臂的上提动作，则无法由大臂侧的油压泵获得必要的流量，无法获得所需的上提速度。此时，通过将主合流-分流阀切换至合流位置，使旋转用的油压回路与大臂用的油压回路连通而使两个油压回路合流，使大臂用的油压回路的压力油的流量增加，可以在必要的负载压力下使大臂以期望的速度进行上提动作。此时，控制斜盘角度，以使旋转用的可变容量型油压泵的输出压力符合大臂用的可变容量型油压泵的输出压力。
另一方面，在想要同时以低速进行旋转体的旋转动作和小臂的上提动作的场合，在发动机的马力范围内，即使将所述主合流-分流阀置于分流(遮断)位置，使旋转体侧的可变容量型油压泵和大臂侧的可变容量型油压泵分别独立地动作，两者也可维持平滑的动作。此时的旋转用及大臂用的各主操作阀的操作量无需很大，与合流时相比，无需从旋转体侧的可变容量型油压泵向致动器(缸)输送过多的油压，因此可消除两者的油压损失。
另外，例如在旋转体不旋转的情况下同时进行小臂挖掘和挖斗挖掘时，在想要接受其它可变容量型油压泵援助的同时以低速进行小臂的挖掘动作并以通常速度进行挖斗挖掘的场合，较小地操作小臂用的操作手柄，并将挖斗用的操作手柄操作至中间位置。在这样的操作手柄的操作状况下，两个可变容量型油压泵以所需的输出压力将压力油向小臂用的致动器(缸)持续输送。在此，当可变容量型油压泵的输出压力超出预先设定的值时，推断挖斗侧及小臂侧的致动器的负载压力已变大，将所述主合流-分流阀切换至分流位置，从而将小臂侧的油压回路和挖斗侧的油压回路遮断而继续进行作业。在此，当两个可变容量型油压泵的输出压力低于预先设定的值时，将主合流-分流阀切换至合流位置，使小臂侧的油压回路与挖斗侧的油压回路合流，继续进行小臂挖掘和挖斗挖掘。
在本发明中，对于如上所述的操作手柄的多种操作状况，分别基于多个致动器的负载压力(油压泵的输出压力)的组合预先编成了选择分流或合流的操作模式，将其预先存储在控制器的操作模式存储部中。由于对于操作手柄的多种操作状况分别编成有操作模式，因此可使各操作状况下的油压泵进行最高效的动作。所述操作手柄的操作状况由所述操作状况判断部始终把握并将该信息持续送给控制器。控制器利用模式对照部对由操作状况判断部判断的操作状况下的实际操作模式与操作模式存储部存储的操作模式进行对照，在有了一致的模式时，用比较部对与此相应的操作模式存储部的针对各个操作模式预先设定的设定输出压力与动作中的油压泵的实际输出压力的最大值进行比较，判断是合流还是分流，然后自动地将主合流-分流阀向操作模式中预先确定的合流位置或分流位置切换。
即，本发明的多个油压回路的合流-分流控制程序是一种简单程序，只需要根据各致动器的负载压力与对应的可变容量型油压泵的输出压力的相互关系，在不需要检测各致动器的负载压力的情况下检测可变容量型油压泵的输出压力，根据此时的操作手柄的操作状况如上所述地与控制器中存储的操作模式进行对照，对与其相一致的操作模式对应而预先设定的设定输出压力与检测到的实际的所述泵输出压力进行比较，判断实际的泵输出压力是高于设定输出压力还是低于设定输出压力，然后自动地将主合流-分流阀切换成油压回路的分流或合流，免去了特别复杂的运算等，不仅如此，而且与以往一样可减小切换合流-分流时的冲击并消除油压损失，此外，还可使各致动器高效且平滑地动作。
另外，如上所述，在主合流-分流阀的基础上设置了副合流-分流阀的场合，将主副各合流-分流阀置于合流位置时，当可变容量型油压泵的输出压力超出设定压力时首先将所述主合流-分流阀从合流位置切换至分流位置。在此，在对多个可变容量型油压泵的输出流量进行了调整后，将副合流-分流阀从合流位置切换至分流位置。此外，将所述主合流-分流阀及副合流-分流阀置于分流位置，当各致动器处于动作状态时，若一个可变容量型油压泵的输出压力低于设定压力，则所述副合流-分流阀首先从分流位置向合流位置切换，在进行了所述各致动器的压力补偿后，将所述主合流-分流阀从分流位置切换至合流位置。
其结果是，即使在作业途中也可在没有因压力油的流动变动而引起的冲击的情况下顺畅地进行从合流向分流的切换。另外，在从合流切换至分流后也可分开控制各可变容量型油压泵，可减少分流使用时的分流损失。再者，作业中，由于可在各致动器需要一个泵以上的输出量时切换至合流，在无需该输出量时切换至分流，因此不会发生因在分流下使用而无法获得致动器单独的足够大的动作速度这种不良情况，无论是在合流时还是在分流时都能始终进行最佳的流量分配。
另一方面，如上所述，在不设置副合流-分流阀的情况下设置旁通油路，该旁通油路通过带检查功能的压力补偿阀将一个可变容量型油压泵侧的所述压力补偿阀与致动器之间以及其它的可变容量型油压泵与所述主合流-分流阀之间的油路连结，即使如此也可抑制仅用主合流-分流阀切换至如上所述的合流或分流时产生的冲击。其中，带检查功能的压力补偿阀具有只允许压力油流入压力油补给侧的单向阀功能和与补给侧的操纵阀连动、当该操纵阀处于闭合状态时将旁通油路置于关闭状态的控制功能。
附图说明
图1是本发明第1实施形态的油压的合流-分流切换控制装置的回路图。
图2是对本实施形态的多个作业机的操作状况判断模式的说明图。
图3是本实施形态的控制器的控制方框图。
图4是表示本实施形态的合流-分流控制用的操作模式的说明图。
图5是表示本实施形态的合流-分流控制用的操作顺序的流程图的一部分。
图6是表示该流程图的后续部分的流程图。
图7是表示该流程图的更后续部分的流程图。
图8是表示所述合流-分流控制时刻的时间图。
图9是本发明第2实施形态的油压的合流-分流切换控制装置的回路图。
(符号说明)
1发动机
2、3第一及第二(可变容量型)油压泵
4、7第一及第二致动器
5、8第一及第二液控切换阀
6、9第一及第二压力补偿阀
10、11第一及第二输出油路
12连结油路
13主合流-分流阀
13a、21a螺线管
14控制器(控制装置)
15、18、22梭阀
21副合流-分流阀
19、23、24负载压力引入油路
25、26伺服机构
27、28(第一及第二)压力传感器
29、30(第一及第二)作业机用操作切换阀
29a、30a(第一及第二)作业用操作手柄
31自减压阀
33电磁切换阀
34减压阀
35比例阀(电磁比例阀)或节流阀
36旁通油路
37带检查功能的压力补偿阀(单向阀)
38小臂高速用流量控制阀
41(操作手柄)操作状况判断部
42操作模式存储部
43模式对照部
44输出压力存储部
46指令信号判定部
47指令信号输出部
50、51(第一及第二)液控压力传感器
106带第一检查功能的压力补偿阀
109带第二检查功能的压力补偿阀
具体实施方式
下面参照附图对作为本发明的代表性的实施形态的油压挖掘机的油压控制装置进行具体说明。
图1表示的是所述油压控制装置的回路构成的一例。本实施形态的油压控制装置包括：被发动机1驱动的第一可变容量型油压泵(下面称作“第一油压泵”)2、以及被所述发动机1驱动的第二可变容量型油压泵(下面称作“第二油压泵”)3。
从所述第一油压泵2输出的压力油向第一致动器4供给，利用该压力油驱动所述第一致动器4。在第一油压泵2与第一致动器4之间夹着插入有：控制向该第一致动器4供给的压力油流量并切换压力油的输送方向的第一液控切换阀5、以及将该第一液控切换阀5的前后差压补偿成规定值的第一压力补偿阀6。另一方面，从所述第二油压泵3输出的压力油向第二致动器7供给，利用该压力油驱动所述第二致动器7。在第二油压泵3与第二致动器7之间插入有：控制向第二致动器7供给的压力油流量并切换压力油的输送方向的第二液控切换阀8、以及将该第二液控切换阀8的前后差压补偿成规定值的第二压力补偿阀9。这些液控切换阀5、8具有作为切换阀的功能，能对朝着本发明的第一及第二致动器4、7供给的压力油进行流量调整和方向切换。
另外，在图示的例子中，在第一油压泵2上仅表示了单一的第一致动器4，而在第二油压泵3上仅表示了单一的第2致动器7，但除了所述第一致动器4及第二致动器7之外，在各油压泵2、3上还通过并列的相同的控制油路连接有未图示的多个致动器。此外，在本实施形态中，作为所述第一致动器4及第二致动器7的动作压力油的流量及方向的控制阀使用的是利用控制压力进行动作的第一液控切换阀5及第二液控切换阀8，但也可使用通常的操作切换阀。这种情况下，操作状况判断装置可使用杠杆行程传感器，但像本实施形态那样来使用液控切换阀5、8则可进行与多种操作状况对应的高精度的控制。
在本实施形态中，在所述第一输出油路10和第二输出油路11上设置有对第一及第二油压泵2、3的输出压力进行检测的第一及第二压力传感器27、28。另一方面，使所述第一及第二液控切换阀5、8动作的控制压力通过操作第一及第二作业机用操作切换阀29、30的各作业用操作手柄29a、30a来供给，所述第一及第二作业机用操作切换阀29、30通过自减压阀31与所述第二压力传感器28上游侧的所述第二输出油路11相连。所述第一及第二液控切换阀5、8利用液控压力传感器50、51来检测输入油压并向控制器14输送，将该检测出的油压数字化。即，在控制器14内，当各液控切换阀5、8的由所述液控压力传感器50、51检测出的控制压力中的任一方在预先设定的上限压力及下限压力的操作压力范围内达到了上限压力时判定为接通信号，当所有的控制压力变为下限压力以下时判定为断开信号。
所述控制压力的上限压力及下限压力的设定范围并不限定于每个致动器有1个，每个致动器可具有1～3个设定压力范围。这是考虑致动器的作业种类及其负载压力，目的是为了根据不同的操作状况使油压泵最高效地动作。例如在本实施形态中，如图2所示对油压挖掘机的旋转体用致动器设定有两种压力范围：若控制压力达到5kgf/cm2或15kgf/cm2，则即使是该旋转体用致动器的单独操作也向该致动器输送接通信号，而当其它的致动器不处于动作状态时，若控制压力变为3kgf/cm2或13kgf/cm2以下，则向该致动器输送断开信号。对挖斗挖掘用的致动器设定有两种压力范围(控制压力：15～17kgf/cm2)，对大臂上提及小臂挖掘设定有三种压力范围。另外，本实施形态的所述第一及第二液控切换阀安装在作业机的左右旋转、大臂上提、挖斗翻卸、小臂挖掘及挖斗挖掘的六个轴上。
另一方面，在本实施形态中，所述第一油压泵2的输出油路(下面称作第一输出油路)10与第二油压泵3的输出油路(下面称作第二输出油路)11之间用连结油路(合流管线)12连接，在该连结油路12的途中夹着插入有电磁比例型的主合流-分流阀13。该主合流-分流阀13具有螺线管13a，根据从控制器14向所述螺线管13a供给的控制信号在使第一及第二输出油路10、11间连通的合流位置A与将两个输出油路10、11间遮断的分流位置B之间进行切换。
所述第一压力补偿阀6包括：承受该第一压力补偿阀6的出口侧压力(致动器保持压力)的第一承压部6a；经由梭阀15与负载压力引入油路16和保持压力引入油路17相连、供给有这些油路16、17中的较高一方的油压的第二承压部6b；以及设置在所述第一承压部6a侧的弹簧6c。同样，所述第二压力补偿阀9包括：供给有该第二压力补偿阀9的出口侧压力(致动器保持压力)的第一承压部9a；经由梭阀18与负载压力引入油路19和保持压力引入油路20相连、供给有这些油路19、20中的较高一方的油压的第二承压部9b；以及设置在所述第一承压部9a侧的弹簧9c。
所述负载压力引入油路19在途中通过电磁比例型的副合流-分流阀21与所述负载压力引入油路16相连，并经由梭阀22与来自第一液控切换阀5的出口侧的负载压力引入油路23以及来自第二液控切换阀8的出口侧的负载压力引入油路24相连，选择第一致动器4或第二致动器7的负载压力中较高的一方的负载压力向所述梭阀15及梭阀18供给。另外，在所述负载压力引入油路24的途中夹着插入有所述副合流-分流阀21。
副合流-分流阀21具有螺线管21a，根据从所述控制器14向所述螺线管21a供给的控制信号，可切换至使负载压力引入油路16与负载压力引入油路19以及负载压力引入油路24与梭阀22之间连通的合流位置A、或切换至将它们之间遮断的分流位置B。所述控制器14除了向主合流-分流阀13及副合流-分流阀21的各螺线管13a、21a输出控制信号外，还分别向驱动第一及第二油压泵2、3的斜盘2a、3a的伺服机构25、26输出控制信号。
另外，所述控制器14是由第一及第二液控压力传感器50、51送来对所述第一及第二液控切换阀5、8进行操作的控制压力的模拟信号，如上所述始终把握着各作业用操作手柄29a、30a的操作状况。该模拟信号在控制器14的内部被数字化。此时的第一和/或第二油压泵2、3的输出压力的变动由安装在第一输出油路10和第二输出11上的所述第一及第二压力传感器27、28来检测。在本发明中，如果在由所述第一及第二压力传感器27、28检测出的第一及第二油压泵2、3的输出压力的变动与第一及第二致动器4、7的负载压力的变动之间存在相关联的关系的话，那么可以推断成当第一及第二油压泵2、3的输出压力上升时第一及第二致动器4、7的负载压力也同样上升。
如图3所示，控制器14包括：接受来自根据第一及第二作业机用操作手柄29a、30a的多种操作量进行动作的第一及第二液控切换阀5、8的信号来判断操作状况的操作状况判断部41；将针对各致动器预先编成的例如图4所示的操作模式予以存储的操作模式存储部42；进行对照以便确定由所述操作状况判断部41判断出的操作状况是与所述存储部42存储的所述操作模式中的哪个操作模式相一致的模式对照部43；将与符合对照结果的操作模式有关的预先设定的输出压力予以存储的输出压力存储部44；对由第一及第二油压泵2、3的油压泵输出压力传感器即第一及第二压力传感器27、28检测出的实际输出压力与所述输出压力存储部44存储的设定输出压力进行比较、当实际输出压力高于设定输出压力时判定为将所述主合流-分流阀13切换至分流侧而当所述实际输出压力低于设定输出压力时判定为将所述主合流-分流阀13切换至合流侧的指令信号判定部46；以及根据该指令信号判定部46的判定将指令信号输出给螺线管13a、21a的指令信号输出部47。
图4表示的是存储在本实施形态的所述操作模式存储部中的操作模式的一例。另外，图5～图7用流程图来表示基于该操作模式的主合流-分流阀13的切换控制顺序。
根据图4，操作模式号包括1至17，另外，构成控制对象的致动器为(1)旋转用、(2)大臂上提用、(3)小臂挖掘或翻卸用、(4)挖斗挖掘或翻卸用的四个致动器。再者，如图2所示，所述第一及第二液控切换阀5、8的控制压力的设定压力范围对旋转用设定有两种阈值，对大臂上提设定有三种阈值，对小臂挖掘设定有三种阈值，对小臂挖掘设定有三种阈值，对挖斗挖掘设定有两种阈值，对挖斗翻卸设定有两种阈值。
下面参照图5～图7的流程图对基于图4所示操作模式的主合流-分流阀13的代表性切换控制顺序进行具体说明。另外，下面的说明是对同时进行旋转体的旋转操作和小臂挖掘时的具体例以及同时进行小臂挖掘和挖斗挖掘时的具体例进行叙述，但包括其它工作装置的组合式的复合动作的合流-分流控制也与下面例示的具体例同样地进行。
操作模式号1是仅使旋转用致动器动作而不使其它致动器动作时的操作模式。通常，使旋转体以低速旋转即可，只要没有任何障碍物，就无需极高的负载压力。因此，无需其它油压泵的援助，可用单独的油压泵进行平滑的操作。为此，与旋转用的操作手柄的操作量如何无关，主及副合流-分流阀13、21都始终处于分流位置B。
现例如，将主及副合流-分流阀13、21分别置于合流位置A，为了要像操作模式号3那样同时进行旋转体的操作和小臂挖掘的操作，开始各作业用操作手柄29a、30a的操作。将对应于该作业用操作手柄29a、30a的操作量输出的所述液控切换阀5、8的控制压力的上限值例如像图2(b)那样定为15kgf/cm2，在由控制器14的模式对照部对符合所述操作量(状况)的操作模式与操作模式存储部41存储的图4所示的多种操作模式进行对照，在找出一致的操作模式后，当此时的由第一及第二压力传感器27、28检测出的第一油压泵2和第二油压泵3的最大输出压力超出300kgf/cm2时，判断为属于高压而将主合流-分流阀13切换至分流位置B，并在进行了第一及第二油压泵2、3的输出流量调整后，将所述副合流-分流阀21从合流位置A切换至分流位置B。
另外，例如像图5～图7中用流程图表示的那样，为了在不进行旋转操作的情况下同时进行小臂挖掘和挖斗挖掘，将主副合流-分流阀13、21分别置于合流位置A，在图2(a)及图2(c)所示的控制压力范围内的操作状况下同时操作小臂用操作手柄和挖斗用操作手柄。该操作状况的信号由各液控切换阀双值化后输送给控制器14。在控制器14中，由操作状况判断部41来判断此时的操作状况，并由模式对照部43从未图示的操作模式存储部42中找出符合所述判断结果的操作模式号15及16(参照图4)，同时对从该输出压力存储部44读出的设定输出压力250kgf/cm2与由所述压力传感器27、28送来的第一及第二泵的输出压力的最大值进行比较，在实际输出压力的最大值超出250kgf/cm2的场合，作为高压而将主合流-分流阀13从合流位置A切换至分流位置B，并在进行了第一及第二油压泵2、3的输出流量调整后将所述副合流-分流阀21从合流位置A切换至分流位置B。另一方面，当设定输出压力与由压力传感器27、28送来的实际输出压力的最大值的比较结果是实际输出压力的合计低于250kgf/cm2时，在指令信号判定部46中推断为作用在小臂用及挖斗用致动器上的负载压力较低，从而在不切换主副合流-分流阀13及21的情况下维持合流位置A。
由上面的例子可知，在本发明中，操作手柄的操作状况被输送给控制器14而数字化，由模式对照部43对符合该操作状况的多种操作模式与实际的操作模式进行对照而选出一致的操作模式。另外，由第一及第二压力传感器27、28来检测出第一及第二油压泵2、3的输出压力，该检测出的信号被输送给控制器14。在控制器14中，根据由模式对照部43从操作模式存储部42存储的许多操作模式中选出的与实际操作模式一致的操作模式，对预先设定的设定输出压力与实际输出压力的最大值进行比较，在实际的输出压力超出设定输出压力的场合，将主副合流-分流阀切换至分流位置B，当实际的输出压力低于设定输出压力时将主副合流-分流阀13、21切换至或维持在合流位置A。因此，在此无需特别的运算，与上述专利文献1及专利文献2相比，控制程序的编成变得简单。此外，由于对第一及第二输出油路10、11之间是连结还是分流的判断也依赖于操作模式，因此变得容易，而且主副合流-分流阀的切换可在没有冲击的情况下准确且平滑地进行。
下面参照图1及图6对所述主合流-分流阀13及副合流-分流阀21的切换操作进行具体说明。
当将主合流-分流阀13及副合流-分流阀21置于图1所示的合流位置A时，第一油压泵2及第二油压泵3的输出压力油通过主合流-分流阀13合流，向第一致动器4及第二致动器7同时供给。此时，各致动器4、7的负载压力中的高压一方被梭阀22选择，该被选择的负载压力向梭阀15、18中的一方的入口侧供给。这样，所述第一压力补偿阀6及第二压力补偿阀9由多个致动器4、7的负载压力中的最高压力设定，即使各致动器4、7的负载压力不同，也会根据第一液控切换阀5及第二液控切换阀8的开口面积比对各致动器4、7进行流量分配。
这样，在将主及副合流-分流阀13、21均置于合流位置A的状态下进行作业时进行的是下面的合流-分流控制。在此，如上所述，从各油压泵2、3的输出压力的高低来推断第一及第二致动器4、7的负载压力的高低。首先，如上所述，根据各作业用操作手柄29a、30a的操作状况，当所述输出压力的最大值超出设定值时，为了避免由合流使用时的压力补偿所引起的损失而从合流向分流切换。因此，根据来自控制器14的指令信号，如图8(b)的时刻t1所示开始进行主合流-分流阀13从A位置向B位置的切换动作。另外，在图8中，从合流向分流的切换用台阶状上升的线段来表示，但实际的切换根据所需的调制曲线来进行。
第一油压泵2的输出压力由压力传感器27来检测，而第二油压泵3的输出压力由压力传感器28来检测，根据这些检测出的数据来测量两个油压泵2、3的输出压力。在第一油压泵2的输出压力和第二油压泵3的输出压力的最大值超出设定值的场合，向伺服机构25、26发送控制信号，分别驱动第一油压泵2的斜盘2a和第二油压泵3的斜盘3a，第一油压泵2的流量朝减少方向控制，第二油压泵3的流量朝增加方向控制。在此，伺服机构25、26对斜盘2a、3a的控制是以沿着上述调制曲线的形态来控制主合流-分流阀13的切换动作，并最终与该主合流-分流阀13的切换后的流量一致。换言之，在对由主合流-分流阀13前后的连结油路12的压力差引起的流量移动进行检测的同时使斜盘角度慢慢变化，由此来防止主合流-分流阀13在切换时的流量变动。
接着，在主合流-分流阀13的切换完成后，根据来自控制器14的指令信号，如图8(a)的时刻t2所示，将副合流-分流阀21从合流位置A切换至分流位置B。另外，该副合流-分流阀21的切换也与主合流-分流阀13一样要实施所需的调制。这样，在主及副合流-分流阀13、21向分流位置B的切换完成后，第一油压泵2的输出压力油被单独地向第一致动器4供给，第二油压泵3的输出压力油被单独地向第二致动器7供给，对各个油压回路独立地根据各自的最高负载压力来确定第一压力补偿阀6及第二压力补偿阀9各自的设定压力。
此后，在所述分流状态下，若各第一及第二油压泵2、3的输出压力的最大值低于设定压力，则根据来自控制器14的指令信号，如图8(a)的时刻t3所示，在实施规定调制的同时副合流-分流阀21从分流位置B向合流位置A切换，由各压力补偿阀6、9来进行压力补偿。
接着，在副合流-分流阀21的切换完成后，如图8(b)的时刻t4，将主合流-分流阀13从分流位置B切换至合流位置。该切换操作慢慢地进行，当该切换动作完成时，第一油压泵2及第二油压泵3的输出压力油通过主合流-分流阀13而成为合流状态。
如上所述，采用本实施形态的油压控制装置，在合流状态下分别对应于操作手柄的多种操作状况(操作量)，当第一油压泵2及第二油压泵3的一个泵的输出压力的最大值超出预先设定的设定输出压力时，推断为第一及第二致动器4、7的各负载压力的最大值也变高，首先在实施规定调制的同时将主合流-分流阀13从合流位置A切换至分流位置B。在该调制实施过程中进行第一油压泵2及第二油压泵3的输出流量调整，在该调整后，副合流-分流阀21从合流位置A向分流位置B切换。另外，在分流状态下，当各致动器4、7的所需流量是在第一油压泵2及第二油压泵3的输出压力的最大值低于设定压力时，首先在实施规定调制的同时使副合流-分流阀21从分流位置B向合流位置A切换，在该调制实施过程中，由第一压力补偿阀6及第二压力补偿阀9进行压力补偿。此后，主合流-分流阀13从分流位置B向合流位置A切换。因此，即使是在作业途中，也可在没有由压力油的流动变动引起的冲击的情况下顺畅地进行从合流向分流的切换或者从分流向合流的切换。此外，在从合流向分流切换后也可分开控制第一油压泵2及第二油压泵3，可减少分流使用时的分流损失，可起到在合流时和分流时都能始终进行最佳的流量分配的优良效果。
图9表示的是本发明第2实施形态的油压挖掘机的油压泵的合流-分流切换控制回路。该控制回路在对上述专利文献1所公开的控制回路进行变更后构成了本发明的第2实施形态，其本发明特有的功能与上述第1实施形态实质上相同。另外，对于图中的符号，与上述第1实施形态实质上相同的场合标记相同的符号，其部件名也使用相同的名称。
在本实施形态的控制回路中，与上述第1实施形态的不同之处在于仅具有唯一的主合流-分流阀13，这点与上述第1实施形态大不相同。该控制回路与上述第1实施形态一样也具有第一及第二输出油路10、11，各输出油路10、11包括：由发动机1驱动的第一及第二油压泵2、3；利用来自各油压泵2、3的压力油驱动的第一及第二致动器4、7；以及对朝着各致动器4、7的供给流量和方向进行控制的第一及第二液控切换阀5、8。另外，第一及第二输出油路10、11由夹设有主合流-分流阀13的连结油路12相连。
各输出油路10、11的所述第一及第二液控切换阀5、8与第一及第二致动器4、7之间分别夹设有第一及第二带检查功能的压力补偿阀106、109。另外，在第二油压泵3与所述压力传感器28之间的各输出油路11b上通过自减压阀31连接有用于使第一及第二致动器4、7动作的第一及第二作业机用操作切换阀29、30。从该第一及第二作业机用操作切换阀29、30向所述第一及第二液控切换阀5、8输出与其操作手柄29a、30a的操作量(操作行程长度)对应的控制压力。
但是，主合流-分流阀13由控制器14控制，来自该控制器14的指令信号被输入给电磁切换阀33，通过切换该电磁切换阀33，从而将主合流-分流阀13切换成合流状态或分流状态。即，通过改变电磁切换阀33的切换时刻，可根据各种状况改变主合流-分流阀13的开闭的压力设定。此时，第一输出油路10与电磁切换阀33由夹设有减压阀34的液控配管来连接。因此，来自第一油压泵2的压力油被减压阀34减压而向电磁切换阀33供给。另外，在主合流-分流阀13与电磁切换阀33之间夹设有比例阀(电磁比例阀)或节流阀35，为了减轻主合流-分流阀13在切换时的冲击，使主合流-分流阀13逐渐动作。
采用该实施形态，设置有使第一输出油路10与第二输出油路11旁通的旁通油路36。在该旁通油路36中夹设有：仅允许压力油流入小臂用的第一致动器4侧的带检查功能的压力补偿阀(单向阀)37；以及与第一液控切换阀5连动、在第一液控切换阀5处于闭锁状态时使所述旁通油路36成为关闭状态的小臂高速用流量控制阀38。即，用旁通油路36来连接第二输出油路11侧与连结油路12的合流点和第一输出油路10的第一带检查功能的压力补偿阀106的下游侧。另外，作为小臂高速用流量控制阀38使用的是与所述第一及第二液控切换阀5、8相同的流量方向控制阀，配置在带检查功能的压力补偿阀37的上游侧。
此时，第一液控切换阀5与小臂高速用流量控制阀38连动，在第一致动器4要求大流量的场合，在第一液控切换阀5成为打开状态后，小臂高速用流量控制阀38成为打开状态，第一液控切换阀5及小臂高速用流量控制阀38一起成为打开状态，另外，若无需大流量，则小臂高速用流量控制阀38成为关闭状态，仅第一液控切换阀5成为打开状态。
另外，第一及第二带检查功能的压力补偿阀106、109通常允许像箭头那样的从上游向下游的流动，限制从下游向上游的流动。即，第一带检查功能的压力补偿阀106防止从第一油压泵2向小臂用的第一致动器4流动的压力油逆流，第二带检查功能的压力补偿阀109防止从第二油压泵3向挖掘用的第二致动器7流动的压力油逆流。图9所示的第一及第二带检查功能的压力补偿阀106、109的配置是小臂挖掘时及挖斗挖掘时的配置。
下面对具有以上构成的油压控制装置的动作进行说明。
当主合流-分流阀13处于合流位置A时，若操作第一及第二作业用操作手柄29a、30a，则第二油压泵3的压力油通过旁通油路36及连结油路12向第一输出油路10补充(支援)。即，当需要有第一油压泵2的泵最大容量以上的容量的状态时，从第二油压泵3通过连结油路12向第一输出油路10输送必要的压力油，从而驱动小臂用的第一致动器4。
与上述第1实施形态一样，此时的第一及第二作业用操作手柄29a、30a的操作量的范围利用第一及第二液控切换阀5、8的各控制压力来检测，第一及第二致动器的操作模式包括各作业用操作手柄29a、30a的操作状况在内被送入控制器14中。在该实施形态中，在控制器14的操作模式存储部42中也存储有基于第一及第二作业用操作手柄29a、30a的操作状况的多种操作模式，由模式对照部43从所述操作模式存储部中选出与从所述第一及第二液控切换阀5、8送来的操作模式一致的操作模式。在此，在该操作状况下，若挖掘用的第二致动器7的压力上升，由第一及第二压力传感器27、28检测出的输出压力的最大值超出了对应的操作模式的操作时预先设定的输出压力，则从控制器14发出指令信号，电磁切换阀33动作，主合流-分流阀13从合流位置向分流位置切换，将连结油路12遮断。此时，所述第二输出油路11的压力油的一部分流过所述旁通油路36而被送往第一致动器4。
在切换成该分流后，若小臂侧的压力大于挖斗侧的压力，则由所述旁通油路36的带检查功能的压力补偿阀37来停止压力油流入小臂侧。即，小臂用的第一致动器4的负载压力上升，从而使支援流量减少，平滑地成为分流状态。此时，例如第一油压泵2的压力为300kg/cm2，第二油压泵3的压力为250kgf/cm2。这样，当被补充的一侧(被合流侧)的第一输出油路10的压力大于补充的一侧(合流侧)的第二输出油路11的压力时以及在小臂高速用流量控制阀38处于断开时(关闭状态时)，成为分流状态。
另外，由于与其它工作装置进行复合动作时的合流-分流阀的切换控制顺序与上述第1实施形态相同，因此在此省去对其的具体说明。

Claims (5)

1.一种施工机械的油压控制装置，其特征在于，包括：
多个可变容量型油压泵、
利用所述多个可变容量型油压泵的输出油驱动的多个致动器、
对朝着所述各致动器供给的压力油方向进行切换的多个液控切换阀、
向所述多个液控切换阀供给控制压力的多个作业机用操作切换阀、
对所述各作业机用操作切换阀进行切换控制的多个操作手柄、
将所述各液控切换阀的前后差压补偿成规定值的压力补偿阀、
将所述各可变容量型油压泵与多个液控切换阀连通的多个输出油路、
可在使所述各可变容量型油压泵的各输出油路间连通的合流位置与将各输出油路间遮断的分流位置之间切换的主合流-分流阀、
对朝着所述液控切换阀的输入压力进行检测的液控压力传感器、
对所述各可变容量型油压泵的输出压力进行检测的油压泵输出压力传感器、以及
控制器，所述控制器包括：
根据来自所述液控压力传感器的信号来判断所述各致动器的操作状况的操作状况判断部；
将针对所述多个各操作手柄的多种操作位置上的所述各致动器预先编成的操作模式予以存储的操作模式存储部；
进行对照以便确定由所述操作状况判断部判断出的操作状况是与所述存储部存储的所述操作模式中的哪个模式相一致的模式对照部；
将所述操作模式存储部存储的各个操作模式预先设定的输出压力予以存储的输出压力存储部；
对于与所述对照结果相一致的操作模式、根据由所述各油压泵输出压力传感器检测出的实际输出压力与所述输出压力存储部存储的各个操作模式的设定输出压力的比较结果在实际输出压力高于设定压力时将所述主合流-分流阀切换至分流侧而在所述实际输出压力低于设定压力时将所述主合流-分流阀切换至合流侧的指令信号判定部；以及
将所述指令信号判定部的指令信号输出的指令信号输出部。
2.如权利要求1所述的施工机械的油压控制装置，其特征在于，还包括：将所述多个致动器的负载压力中的压力最大的负载压力作为设定压力向各个所述压力补偿阀供给的多个负载压力引入油路、以及在使这些多个负载压力引入油路间连通的合流位置与将这些负载压力引入油路间遮断的分流位置之间切换的副合流-分流阀，
将主合流-分流阀及副合流-分流阀置于合流位置，各致动器处于动作状态，当一部分的可变容量型油压泵的输出压力超出设定压力时，所述控制器将所述主合流-分流阀从合流位置切换至分流位置，在进行了所述多个可变容量型油压泵的输出流量调整后，将所述副合流-分流阀从合流位置切换至分流位置。
3.如权利要求2所述的施工机械的油压控制装置，其特征在于，将所述主合流-分流阀及副合流-分流阀置于分流位置，各致动器处于动作状态，当一部分的可变容量型油压泵的输出压力低于设定压力时，将所述副合流-分流阀从分流位置切换至合流位置，在进行了所述各致动器的压力补偿后，将所述主合流-分流阀从分流位置切换至合流位置。
4.如权利要求1所述的施工机械的油压控制装置，其特征在于，具有旁通油路，该旁通油路通过带检查功能的压力补偿阀将一个可变容量型油压泵侧的所述压力补偿阀和致动器之间的油路与其它的可变容量型油压泵和所述主合流-分流阀之间的油路连结。
5.一种施工机械的油压控制装置，其特征在于，包括：
第一及第二可变容量型油压泵、
利用所述第一及第二可变容量型油压泵的输出油驱动的多个致动器、
对朝着所述各致动器供给的压力油方向进行切换的多个液控切换阀、
向所述多个液控切换阀供给控制压力的多个作业机用操作切换阀、
对所述各作业机用操作切换阀进行切换控制的多个操作手柄、
将所述各液控切换阀的前后差压补偿成规定值的压力补偿阀、
将所述第一及第二可变容量型油压泵与多个液控切换阀连通的多个输出油路、
在使所述第一及第二可变容量型油压泵的各输出油路间连通的合流位置与将各输出油路间遮断的分流位置之间切换的主合流-分流阀、
将在所述多个致动器的负载压力中的压力最高的负载压力作为设定压力向各个所述压力补偿阀供给的多个负载压力引入油路、
在使所述多个负载压力引入油路间连通的合流位置与将这些负载压力引入油路间遮断的分流位置之间切换的副合流-分流阀、
对朝着所述液控切换阀的输入压力进行检测的液控压力传感器、
对所述第一及第二可变容量型油压泵的输出压力进行检测的油压泵输出压力传感器、以及
控制器，所述控制器包括：
根据来自所述液控压力传感器的信号来判断所述各致动器的操作状况的操作状况判断部；
将针对所述多个各操作手柄的多种操作位置上的所述各致动器预先编成的操作模式予以存储的操作模式存储部；
进行对照以便确定由所述操作状况判断部判断出的操作状况是与所述存储部存储的所述操作模式中的哪个模式相一致的模式对照部；
将所述操作模式存储部存储的各个操作模式预先设定的输出压力予以存储的输出压力存储部；
对于与所述对照结果相一致的操作模式、根据由所述各油压泵输出压力传感器检测出的实际输出压力与所述输出压力存储部存储的各个操作模式的设定输出压力的比较结果在实际输出压力高于设定输出压力时将所述主合流-分流阀从合流位置切换至分流位置并在进行了所述多个可变容量型油压泵的输出流量调整后将所述副合流-分流阀从合流位置切换至分流位置、在所述实际输出压力低于设定输出压力时将所述副合流-分流阀从分流位置切换至合流位置并在进行了所述各致动器的压力补偿后将所述主合流-分流阀从分流位置切换至合流位置的指令信号判定部；以及
将所述指令信号判定部的指令信号输出的指令信号输出部。
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