CN106574641A - 作业机械的液压控制装置 - Google Patents

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Abstract

提供具备能够从多个液压泵供给压力油的特定的驱动器的节能化的作业机械的液压控制装置。作业机械的液压控制装置具备：能够与第一液压驱动器连通的第一液压泵及第二液压泵；能够使第一液压泵排出的压力油向油箱环流的第一控制阀；以及对第一液压驱动器的负载进行检测的负载检测部，上述作业机械的液压控制装置具备：控制阀驱动部，其根据第一液压驱动器的负载的增加，以使第一液压泵与油箱的连通面积扩大的方式对第一控制阀进行驱动；以及流量控制部，其在从第一液压泵和第二液压泵向第一液压驱动器供给压力油的情况下，根据第一液压驱动器的负载的增加，进行降低第一液压泵的排出流量的控制。

Description

作业机械的液压控制装置
技术领域
本发明涉及作业机械的液压控制装置。
背景技术
以实现能够通过两个液压泵的压力油的合流来驱动的特定驱动器的进一步的增速为目的，具有一种工程机械的液压控制装置，其具备：发动机；由该发动机驱动的可变容量型的第一液压泵及第二液压泵；能够通过从这些第一液压泵及第二液压泵各自排出的压力油的合流来驱动的特定驱动器；与该特定驱动器不同的其它驱动器；以及由上述发动机驱动且供给对上述其它驱动器进行驱动的压力油的第三液压泵，上述工程机械的液压控制装置的特征在于，设置使上述第三液压泵的压力油与上述第一液压泵及上述第二液压泵的压力油合流而能够选择性地供给至上述特定驱动器的合流阀，并且设置对该合流阀的合流功能进行解除的合流解除机构(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2000－337307号公报
发明内容
发明所要解决的课题
根据上述的现有技术的液压控制回路，具备对合流阀的合流功能进行解除的合流解除阀，在悬臂缸的负载压变高时，使合流解除阀工作，由此使第三液压泵的排出油从合流阀向油箱环流，使第三液压泵的排出压下降。由此，第三液压泵的负载下降，能够增加其它液压泵的排出流量，因此能够确保向由其它液压泵驱动的铲斗缸等驱动器供给的流量，能够实现良好的复合操作性。
然而，在上述的现有技术的液压控制回路的情况下，根据节能的观点，存在以下课题。
一般地，液压泵的泄漏流量根据排出压而增加，因此排出压越高、泄漏流量对液压泵的全部损失的影响越大。因此，若根据负载压来使合流解除阀工作，并使第三液压泵的排出压下降，则能够降低泵共计泄漏流量。然而，在上述的现有技术中并没有与此时的第三液压泵的流量控制相关的记述。
例如，在适用公知的完全控制的情况下，第三液压泵排出与悬臂杆的操作量相应的流量，因此不向驱动器供给，存在返回油箱的无效流量增加的可能性。由此产生能量的浪费。
本发明是基于上述的事情而提出的方案，其目的在于，在具备能够从多个液压泵供给压力油的特定的驱动器的作业机械的液压控制装置中，提供节能化的作业机械的液压控制装置。
用于解决课题的方案
为了实现上述目的，第一发明是一种作业机械的液压控制装置，具备：第一液压驱动器；能够与上述第一液压驱动器连通的第一液压泵及第二液压泵；能够使上述第一液压泵排出的压力油向油箱环流的第一控制阀；以及对上述第一液压驱动器的负载进行检测的负载检测部，上述作业机械的液压控制装置的特征在于，具备：控制阀驱动部，其读入上述负载检测部检测出的检测信号，并根据上述第一液压驱动器的负载的增加，以使上述第一液压泵与上述油箱的连通面积扩大的方式对上述第一控制阀进行驱动；以及流量控制部，其在从上述第一液压泵和上述第二液压泵向上述第一液压驱动器供给压力油的情况下，读入上述负载检测部检测出的检测信号，并根据上述第一液压驱动器的负载的增加，进行降低上述第一液压泵的排出流量的控制。
发明的效果
根据本发明，由于第一液压驱动器的负载越增加、越降低第一液压泵的排出流量，对第一控制阀进行驱动来扩大第一液压泵与油箱的连通面积，因此第一液压泵的排出压下降，能够降低泵共计的泄漏流量。由此，能够降低从第一液压泵排出的无效流量。其结果，能够提供节能化的作业机械的液压控制装置。
附图说明
图1是表示具备本发明的作业机械的液压控制装置的第一实施方式的作业机械的立体图。
图2是表示本发明的作业机械的液压控制装置的第一实施方式的液压控制回路图。
图3是表示构成本发明的作业机械的液压控制装置的第一实施方式的控制器的结构的示意图。
图4是表示构成本发明的作业机械的液压控制装置的第一实施方式的控制器的目标动作运算部的图表的一个例子的特性图。
图5是表示构成本发明的作业机械的液压控制装置的第一实施方式的控制器的连通控制部的运算内容的一个例子的控制方块图。
图6是表示构成本发明的作业机械的液压控制装置的第一实施方式的控制器的流量控制部的结构的示意图。
图7是表示构成本发明的作业机械的液压控制装置的第一实施方式的控制器的起重臂流量配分运算部的运算内容的一个例子的控制方块图。
图8是表示构成本发明的作业机械的液压控制装置的第一实施方式的控制器的悬臂目标流量配分运算部的运算内容的一个例子的控制方块图。
图9是表示构成本发明的作业机械的液压控制装置的第一实施方式的控制器的泵流量指令运算部的运算内容的一个例子的控制方块图。
图10是表示构成本发明的作业机械的液压控制装置的第一实施方式的控制器的悬臂流量配分运算部的图表的一个例子的特性图。
图11是对与本发明的作业机械的液压控制装置的第一实施方式中的泵流量控制部相关的动作的一个例子进行说明的特性图。
图12是表示本发明的作业机械的液压控制装置的第二实施方式的液压控制回路图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的作业机械的液压控制装置的实施方式进行说明。
实施例1
图1是表示具备本发明的作业机械的液压控制装置的第一实施方式的作业机械的立体图，图2是表示本发明的作业机械的液压控制装置的第一实施方式的液压控制回路图。
如图1所示，具备本发明的作业机械的液压控制装置的第一实施方式的液压挖掘机具备下部行驶体1、配置于该下部行驶体1上的上部回转体2、以能够在上下方向上转动的方式连接于该上部回转体2的前作业机、以及作为原动机的发动机2A。前作业机具备安装于上部回转体2的起重臂3、安装于该起重臂3的前端的悬臂4、以及安装于该悬臂4的前端的铲斗5。另外，该前作业机具备对起重臂3进行驱动的一对起重臂缸6、对悬臂4进行驱动的悬臂缸7、以及对铲斗5进行驱动的铲斗缸8。
另外，该液压挖掘机根据设置于上部回转体1的驾驶室的第一操作杆9a、第二操作杆9b的操作，将未图示的液压泵装置排出的压力油经由控制阀10供给至起重臂缸6、悬臂缸7、铲斗缸8以及回转液压马达11。起重臂缸6、悬臂缸7、铲斗缸8的各缸杆通过压力油而伸缩，从而能够使铲斗5的位置和姿势变化。另外，回转液压马达11通过压力油而旋转，从而使上部回转体2相对于下部行驶体1回转。
控制阀10具备后述的行驶右用方向控制阀12a、行驶左用方向控制阀12b、起重臂用第一方向控制阀13a、起重臂用第二方向控制阀13b、悬臂用第一方向控制阀14b、悬臂用第二方向控制阀14a、悬臂用第三方向控制阀14c、铲斗用方向控制阀15a以及回转用方向控制阀16c。
在发动机2A设有对发动机转速进行检测的转速传感器2Ax。在起重臂缸6设有对底侧油室的压力进行检测的压力传感器A6、和对杆侧油室的压力进行检测的压力传感器B6。另外，在悬臂缸7设有对底侧油室的压力进行检测的作为负载取得部的压力传感器A7、和对杆侧油室的压力进行检测的压力传感器B7。同样，在铲斗缸8设有对底侧油室的压力进行检测的压力传感器A8、和对杆侧油室的压力进行检测的压力传感器B8。另外，回转液压马达11具备用于对左右的回转压进行检测的压力传感器A11、B11。这些压力传感器A6～A8、B6～B8、A11、B11检测出的压力信号和转速传感器2Ax检测出的发动机转速输入至后述的控制器100。
如图2所示，本发明的作业机械的液压控制装置的构成第一实施方式的泵装置20具备作为可变容量型的液压泵的第一液压泵20a、第二液压泵20b以及第三液压泵20c。第一～第三液压泵20a～20c由发动机2A驱动。
第一液压泵20a具备通过来自后述的控制器100的指令信号进行驱动的调整器20d，将所控制的压力油的排出流量供给至第一泵管线21a。同样，第二液压泵20b具备通过自来后述的控制器100的指令信号进行驱动的调整器20e，将所控制的压力油的排出流量供给至第二泵管线21b。另外，第三液压泵20c具备通过来自后述的控制器100的指令信号进行驱动的调整器20f，将所控制的压力油的排出流量供给至第三泵管线21c。
为了简化说明，省略与本实施方式没有直接关系的溢流阀、返回回路、负载检验阀等。另外，在本实施方式中，对适用于公知的全开换向式液压控制装置的例子进行说明，但本发明并不限定于此。
在与第一液压泵20a的排出口连通的第一泵管线21a配置有行驶右用方向控制阀12a、铲斗用方向控制阀15a、悬臂用第二方向控制阀14a以及起重臂用第一方向控制阀13a。构成为以行驶右用方向控制阀12a优先的串联回路，其余的铲斗用方向控制阀15a、悬臂用第二方向控制阀14a以及起重臂用第一方向控制阀13a构成为并联回路。
在与第二液压泵20b的排出口连通的第二泵管线21b，配置有起重臂用第二方向控制阀13b、悬臂用第一方向控制阀14b以及行驶左用方向控制阀12b。起重臂用第二方向控制阀13b和悬臂用第一方向控制阀14b构成为并联回路，行驶左用方向控制阀12b构成为并联－串联回路，但是在行驶左用方向控制阀12b的并联回路配置有仅允许从第二液压泵20b侧流入的止回阀17和节流部18。另外，行驶左用方向控制阀12b经由行驶连通阀19而能够与第一液压泵20连通。
在与第三液压泵20c的排出口连通的第三泵管线21c，配置有悬臂用第三方向控制阀14c和回转用方向控制阀16c。构成为以回转用方向控制阀16c优先的串联回路。
此外，起重臂用第一方向控制阀13a的出口端口和起重臂用第二方向控制阀13b的出口端口经由未图示的合流通路而与起重臂缸6连通。另外，悬臂用第二方向控制阀14a的出口端口、悬臂用第一方向控制阀14b的出口端口以及悬臂用第三方向控制阀的出口端口经由未图示的合流通路而与悬臂缸7连通。另外，铲斗用方向控制阀15a的出口端口与铲斗缸5连通，回转用方向控制阀16c的出口端口与回转液压马达11连通。
在图2，第一操作杆9a～第四操作杆9d分别在内部具备未图示的先导阀，产生与各操作杆的倾斜转动操作的操作量相应的先导压。来自各操作杆的先导压被供给至各方向控制阀的操作部。
由虚线BkC和BkD表示的先导管线从第一操作杆9a连接到铲斗用方向控制阀15a的操作部，供给根据操作杆的倾斜转动操作的操作量而产生的铲斗装载先导压和铲斗卸载先导压。另外，由虚线BmD和BmU表示的先导管线从第一操作杆9a连接到起重臂用第一方向控制阀13a和起重臂用第二方向控制阀13b的各操作部，供给根据操作杆的倾斜转动操作的操作量而产生的起重臂上升先导压、起重臂下降先导压。
在由虚线BkC和BkD表示的先导管线设有对铲斗装载先导压力进行检测的压力传感器105和对铲斗卸载先导压力进行检测的压力传感器106。另外，在由虚线BmD和BmU表示的先导管线设有对起重臂上升先导压力进行检测的压力传感器101和对起重臂下降先导压力进行检测的压力传感器102。这些压力传感器101、102、105及106分别是动作指示检测部，这些压力传感器101、102、105以及106检测出的压力信号被输入至控制器100。
由虚线AmC和AmD表示的先导管线从第二操作杆9b连接到悬臂用第一方向控制阀14b、悬臂用第二方向控制阀14a以及悬臂用第三方向控制阀14c的各操作部，供给根据操作杆的倾斜转动操作的操作量而产生的悬臂装载先导压、悬臂卸载先导压。另外，由虚线SwR和SwL表示的先导管线从第二操作杆9b连接到回转用方向控制阀16c的操作部，供给根据操作杆的倾斜转动操作的操作量而产生的回转右先导压、回转左先导压。
在由虚线AmC和AmD表示的先导管线，设有对悬臂装载先导压力进行检测的压力传感器103和对悬臂卸载先导压力进行检测的压力传感器104。另外，在与悬臂用第三方向控制阀14c的操作部连接的悬臂装载先导管线，设有对所供给的悬臂装载先导压力油进行限制或者断开的悬臂3装载减压阀22。
另外，在由虚线SwR和SwL表示的先导管线，设有对回转右先导压力进行检测的压力传感器108和对回转左先导压力进行检测的压力传感器107。这些压力传感器103、104、107及108分别是动作指示检测部，这些压力传感器103、104、107及108检测出的压力信号被输入至控制器100。
由虚线TrRF和TrRR表示的先导管线从第三杆装置9c连接到行驶右用方向控制阀12a的操作部，供给根据操作杆的倾斜转动操作的操作量而产生的行驶右前进先导压、行驶右后退先导压。
由虚线TrLF和TrLR表示的先导管线从第四杆装置9d连接到行驶左用方向控制阀12b的操作部，供给根据操作杆的倾斜转动操作的操作量而产生的行驶左前进先导压、行驶左后退先导压。
本实施方式中的液压控制装置具备控制器100。控制器100从图1所示的转速传感器2Ax输入发动机转速，从上述的压力传感器101～108输入各先导管线的先导压力信号。另外，从图1所示的压力传感器A6～A8、B6～B 8、A11、B11输入各驱动器的压力信号。
另外，控制器100向第一液压泵20a的调整器20d、第二液压泵20b的调整器20e以及第三液压泵20c的调整器20f分别输出指令信号，对各液压泵20a～20c的排出流量进行控制。另外，控制器100向悬臂3装载减压阀22的操作部输出指令信号，并以限制或者断开的方式对向悬臂用第三方向控制阀14c的操作部供给的悬臂装载先导管线Amc的压力进行控制。若该指令信号增加，则向悬臂用第三方向控制阀14c的操作部供给的先导压力被断开。其结果，第三液压泵20c与悬臂缸7的连通被断开，来自第三泵管线21C的压力油向油箱环流。
以下，使用附图对构成本发明的作业机械的液压控制装置的第一实施方式的控制器进行说明。图3是表示构成本发明的作业机械的液压控制装置的第一实施方式的控制器的结构的示意图，图4是表示构成本发明的作业机械的液压控制装置的第一实施方式的控制器的目标动作运算部的图表的一个例子的特性图，图5是表示构成本发明的作业机械的液压控制装置的第一实施方式的控制器的连通控制部的运算内容的一个例子的控制方块图。
如图3所示，控制器100具备：根据各先导压以及各负载压对各目标流量进行运算的目标动作运算部110；对控制控制阀10的连通状态的悬臂3装载减压阀22的指令信号进行运算的作为连通控制部的连通控制部120；以及以目标动作运算部110算出的各目标流量和来自转速传感器2Ax的发动机转速为基础，对第一～三液压泵20a～20c的各流量指令信号进行运算的作为泵流量控制部的流量控制部130。从流量控制部130向各液压泵的调整器20d～20f输出指令信号，分别控制第一～三液压泵20a～20c的排出流量。
目标动作运算部110以根据输入的各先导压力的增加而使各自的目标流量增加，并根据输入的各负载压力的增加而使各自的目标流量减少的方式，对各目标流量进行运算。另外，连动操作时进行如下运算：与单独操作的情况相比较，各目标流量变少。
使用图4和数学式对由目标动作运算部110进行的运算的一个例子进行说明。在目标动作运算部110，在每个驱动器存储有根据图4所示的先导压对基准流量进行运算的图表。例如，回转目标流量Qsw根据选择回转右先导压力和回转左先导压力的最大值的值即回转先导压力算出。同样，悬臂装载基准流量Qamc0根据悬臂装载先导压力算出，卸载基准流量Qamd0根据悬臂卸载先导压力算出。
另外，起重臂上升基准流量Qbmu0根据起重臂上升先导压力算出。并且，铲斗装载基准流量Qbkc0根据铲斗装载先导压力算出，铲斗卸载基准流量Qbkd0根据铲斗卸载先导压力算出。
目标动作运算部110根据回转目标流量Qsw并使用运算式数1算出起重臂目标流量Qbm。
(数学式1)
Qbm＝min(Qbm0,Qbm max-kswbm·Qsw) (1)
在此，Qbmmax是起重臂流量的上限值，对照起重臂上升的最大速度来设定。另外，kswbm是起重臂流量降低系数，回转目标流量Qsw越增加、起重臂目标流量Qbm越小。此外，也可以使用回转目标流量Qsw越增加、起重臂流量的上限值Qbmmax越小那样的图表，来代替使用起重臂流量降低系数kswbm。
目标动作运算部110使用运算式数学式2和数学式3来分别算出回转动力Lsw和起重臂动力Lbm。
(数学式2)
Lsw＝Psw·Qsw (2)
(数学式3)
Lbm＝Pbmb·Qbm (3)
在此，Psw是回转压，是从压力传感器A11和B11检测出的回转左压和回转右压选择入口侧的压力后的值。另外，Pbmb是起重臂底压，是压力传感器A6检测出的起重臂缸6的底侧油室的压力。
目标动作运算部110使用运算式数学式4和数学式5来分别算出铲斗动力上限值Lbkmax和悬臂动力上限值Lammax。
(数学式4)
Lbk max＝kbk(Lmax-Lsw-Lbm) (4)
(数学式5)
Lam max＝kam(Lmax-Lsw-Lbm) (5)
在此，Lmax是系统的纵动力上限值。另外，kbk表示铲斗动力系数，kam表示悬臂动力系数。铲斗动力系数kbk和悬臂动力系数kam使用铲斗装载先导压BkC、铲斗卸载先导压BkD、悬臂装载先导压AmC、悬臂卸载先导压AmD和运算式数6来算出。
(数学式6)
kbk：kam＝max(BkC，BkD)：max(AmC，AmD) (6)
目标动作运算部110使用铲斗装载基准流量Qbkc0、铲斗卸载基准流量Qbkd0、铲斗动力上限Lbkmax以及运算式数7来算出铲斗目标流量Qbk。另外，目标动作运算部110使用悬臂装载基准流量Qamc0、悬臂卸载基准流量Qamd0、悬臂动力上限Lammax以及运算式数8来算出悬臂目标流量Qam。
(数学式7)
Qbk＝min(Qbkc0，Qbkd0，Lbk max/Pbk) (7)
(数学式8)
Qam＝min(Qamc0，Qamd0，Lam max/Pam) (8)
在此，Pbk是从压力传感器A8和B8检测出的铲斗缸8的底侧油室的压力和杆侧油室的压力选择入口侧的压力后的值。另外，Pam是从压力传感器A7和B7检测出的悬臂缸7的底侧油室的压力和杆侧油室的压力选择入口侧的压力后的值。
以下，使用图5对由连通控制部120进行的运算的一个例子进行说明。连通控制部120具备第一函数产生器120a和电磁阀驱动指令变换部120b。
如图5所示，第一函数产生器120a输入压力传感器A7检测出的悬臂缸7的底侧油室的压力。在第一函数产生器120a，预先在一览表中存储悬臂3装载先导压力相对于悬臂缸7的底侧油室的压力的限制特性来作为图表M1。图表M1成为悬臂缸7的底侧油室的压力越增加越使悬臂3装载先导压力减少的特性。由第一函数产生器120a算出的悬臂3装载先导压力的限制特性信号输出至电磁阀驱动指令变换部120b。
电磁阀驱动指令变换部120b输入来自第一函数产生器120a的悬臂3装载先导压力的限制特性信号，并算出与该限制特性信号对应的悬臂3装载减压阀22的指令信号。具体而言，若悬臂3装载减压阀22的指令信号增加，则向悬臂用第三方向控制阀14c的操作部供给的先导压力下降并断开，因此具备伴随输入信号的增加而输出信号增加的特性。由电磁阀驱动指令变换部120b算出的指令信号输出至悬臂3装载减压阀22的操作部。
因此，悬臂缸7的底侧油室的压力越增加，向悬臂用第三方向控制阀14c的操作部供给的先导压力越下降。
此外，在此，希望按照悬臂3装载先导压力的限制特性而从一定值开始减少的悬臂缸7的底侧油室的压力值为液压泵的泄漏损失具有超过液压泵的摩擦损失的可能性的泵排出压以上，以液压泵的损失特性为基础进行设定。
以下，使用附图对作为泵流量控制部的流量控制部130进行说明。图6是表示构成本发明的作业机械的液压控制装置的第一实施方式的控制器的流量控制部的结构的示意图，图7是表示构成本发明的作业机械的液压控制装置的第一实施方式的控制器的起重臂流量配分运算部的运算内容的一个例子的控制方块图，图8是表示构成本发明的作业机械的液压控制装置的第一实施方式的控制器的悬臂目标流量配分运算部的运算内容的一个例子的控制方块图，图9是表示构成本发明的作业机械的液压控制装置的第一实施方式的控制器的泵流量指令运算部的运算内容的一个例子的控制方块图。在图6至图9中，与图1至图5所示的符号相同的符号是同一部分，因此省略其详细的说明。
所示，流量控制部130具备：对起重臂3的多个方向控制阀的每个的目标流量进行配分运算的起重臂流量配分运算部131；对悬臂4的多个方向控制阀的每个的目标流量进行配分运算的悬臂流量配分运算部132；以及以配分运算出的各目标流量为基础来算出各泵的流量，并向各液压泵的调整器20d～20f输出指令信号，从而对第一～三液压泵20a～20c的排出流量进行控制的泵流量指令运算部133。
使用图7对由起重臂流量配分运算部131进行的运算的一个例子进行说明。起重臂流量配分运算部131具备第一函数产生器131a、最小值选择部131b、减算器131c、第二函数产生器131d、第三函数产生器131e以及第四函数产生器131f。
第一函数产生器131a输入来自目标动作运算部110的起重臂目标流量。在第一函数产生器131a，预先在一览表存储相对于起重臂目标流量的起重臂2滑阀目标流量来作为图表M3a。图表M3a成为起重臂目标流量越增加、越使起重臂2滑阀目标流量增加的特性。在此，例如，也可以将起重臂2滑阀目标流量设定为起重臂目标流量的一半。该情况下，只要不涉及后述的限制，则起重臂1滑阀目标流量和起重臂2滑阀目标流量分别为起重臂目标流量的一半。算出的起重臂2滑阀目标流量信号被输出至最小值选择部131b。
最小值选择部131b输入来自第一函数产生器131a的起重臂2滑阀目标流量信号、来自后述的第二函数产生器131d的信号、来自第三函数产生器131e的限制信号以及来自第四函数产生器131f的限制信号，对它们中的最小值进行运算，并将其最小值作为起重臂2滑阀目标流量而输出至减算器131c和泵流量指令运算部133。
减算器131c输入来自目标动作运算部110的起重臂目标流量和来自最小值选择部131b的起重臂2滑阀目标流量，并根据起重臂目标流量对起重臂2滑阀目标流量进行减算，由此对起重臂1滑阀目标流量进行运算。将算出的起重臂1滑阀目标流量信号输出至泵流量指令运算部133。
第二函数产生器131d输入压力传感器101检测出的起重臂上升先导压力，并将限制信号输出至最小值选择部131b。在第二函数产生器131d，预先在原来表存储起重臂2滑阀目标流量相对于起重臂上升先导压的上限值来作为图表M3b。图表M3b与起重臂用第二方向控制阀13b的入口侧开口特性大致成比例，与起重臂上升先导压相应地增加。即，与起重臂用第二方向控制阀13c的开口相应地增加起重臂2滑阀目标流量的上限值。
第三函数产生器131e输入压力传感器103检测出的悬臂装载先导压力，将从预先存储在一览表中的图表M3c得到的信号输出至最小值选择部131b。在此，图表M3c与悬臂用第一方向控制阀14b相对于悬臂装载先导压力的入口侧开口特性大致成比例，与悬臂装载先导压力相应地减小起重臂2滑阀目标流量的上限。
第四函数产生器131f输入压力传感器104检测出的悬臂卸载先导压力，将从预先存储在一览表中的图表M3d得到的信号输出至最小值选择部131b。在此，图表M3d与悬臂用第一方向控制阀14b相对于悬臂卸载先导压力的入口侧开口特性大致成比例，与悬臂卸载先导压力相应地减小起重臂2滑阀目标流量的上限值。
在起重臂流量配分运算部131，通过这些起重臂2滑阀目标流量上限值来限制起重臂2滑阀目标流量，从起重臂目标流量减去起重臂2滑阀目标流量，算出起重臂1滑阀目标流量。
接着，使用图8对由悬臂流量配分运算部132进行的运算的一个例子进行说明。悬臂流量配分运算部132具备第一函数产生器132a、第一最小值选择部132b、第一减算器132c、第二函数产生器132d、第三函数产生器132e、第一最大值选择部132f、第四函数产生器132g、第二最小值选择部132h、第二减算器132i、第五函数产生器132J、第六函数产生器132k、第二最大值选择部132L、第七函数产生器132m以及第八函数产生器132n。
第一函数产生器132a和第四函数产生器132g输入来自目标动作运算部110的悬臂目标流量。在第一函数产生器132a，预先在一览存储相对于表悬臂目标流量的悬臂2滑阀目标流量来作为图表M4a，在第四函数产生器132g，预先在一览表存储相对于悬臂目标流量的悬臂3滑阀目标流量来作为图表M4b。图表M4a和M4b成为悬臂目标流量越增加、越使悬臂2及3滑阀目标流量增加的特性。在此，例如，也可以将悬臂2及3滑阀目标流量设定为悬臂目标流量的三分之一。该情况下，只要不涉及后述的限制，则悬臂1滑阀目标流量、悬臂2滑阀目标流量、悬臂3滑阀目标流量分别成为悬臂目标流量的三分之一。算出的悬臂2滑阀目标流量信号被输出至第一最小值选择部132b。算出的悬臂3滑阀目标流量信号被输出至第二最小值选择部132h。
第一最小值选择部132b输入来自第一函数产生器132a的悬臂2滑阀目标流量信号和来自后述的第一最大值选择部132f的限制信号，对它们中的最小值进行运算，并将其最小值作为悬臂2滑阀目标流量信号而输出至第一减算器132c和泵流量指令运算部133。
第一减算器132c输入来自目标动作运算部110的悬臂目标流量和来自第一最小值选择部132b的悬臂2滑阀目标流量，从悬臂目标流量减去悬臂2滑阀目标流量，从而对悬臂1滑阀目标流量基准信号进行运算。将算出的悬臂1滑阀目标流量基准信号输出至第二减算器132i。
第二函数产生器132d输入压力传感器103检测出的悬臂装载先导压力，将从预先存储在一览表中的图表M4c得到的信号输出至第一最大值选择部132f。在此，图表M4c与悬臂用第二方向控制阀14a相对于悬臂装载先导压力的入口侧开口特性大致成比例，并与悬臂装载先导压力相应地增大悬臂2滑阀目标流量上限值。
第三函数产生器132e输入压力传感器104检测出的悬臂卸载先导压力，将从预先存储在一览表中的图表M4d得到的信号输出至第一最大值选择部132f。在此，图表M4d与悬臂用第二方向控制阀14a相对于悬臂卸载先导压力的入口侧开口特性大致成比例，并与悬臂卸载先导压力相应地增大悬臂2滑阀目标流量上限值。
第一最大值选择部132f输入第二函数产生器132d的输出和第三函数产生器132e的输出，对它们中的最大值进行运算，并将其最大值输出至第一最小值选择部132b。
第二最小值选择部132h输入来自第四函数产生器132g的悬臂3滑阀目标流量信号、来自后述的第二最大值选择部132L的限制信号、以及来自第七函数产生器132m和第八函数产生器132n的限制信号，对它们中的最小值进行运算，并将其最小值作为悬臂3滑阀目标流量信号而输出至第二减算器132i和泵流量指令运算部133。
第二减算器132i输入第一减算器132c算出的悬臂1滑阀目标流量基准信号和来自第二最小值选择部132h的悬臂3滑阀目标流量，从悬臂1滑阀目标流量基准信号减去悬臂3滑阀目标流量，由此对悬臂1滑阀目标流量基准信号进行运算。算出的悬臂1滑阀目标流量信号输出至泵流量指令运算部133。
第五函数产生器132J输入压力传感器103检测出的悬臂装载先导压力，将从预先存储在一览表中的图表M4f得到的信号输出至第二最大值选择部132L。在此，图表M4f与悬臂用第三方向控制阀14c相对于悬臂装载先导压力的入口侧开口特性大致成比例，并与悬臂装载先导压力相应地增大悬臂3滑阀目标流量上限值。此外，图表M4f的特性与图表M4c的特性相比，将输出升高的输入值(悬臂装载先导压力)设定得较高。由此，在操作悬臂4的第二操作杆9b的操作量少时，先生成悬臂2滑阀目标流量的信号，在操作悬臂4的第二操作杆9b的操作量增加之后，再生成悬臂3滑阀目标流量的信号。
第六函数产生器132k输入压力传感器104检测出的悬臂卸载先导压力，将从预先存储在一览表中的图表M4g得到的信号输出至第二最大值选择部132L。在此，图表M4g与悬臂用第三方向控制阀14c相对于悬臂卸载先导压力的入口侧开口特性大致成比例，并与悬臂卸载先导压力相应地增大悬臂3滑阀目标流量上限值。此外，图表M4g的特性与图表M4d的特性相比，将输出升高的输入值(悬臂卸载先导压力)设定得较高。由此，在操作悬臂4的第二操作杆9b的操作量少时，先生成悬臂2滑阀目标流量的信号，在第二操作杆9b的操作量增加之后，再生成悬臂3滑阀目标流量的信号。
第二最大值选择部132L输入第五函数产生器132J的输出和第六函数产生器132k的输出，对它们中的最大值进行运算，并将其最大值而输出至第二最小值选择部132h。
第七函数产生器132m输入压力传感器A7检测出的悬臂缸7的底侧油室的压力，将从预先存储在一览表中的图表M4i得到的信号输出至第二最小值选择部132h。在此，对于图表M4i的设定将于后文叙述，但与悬臂缸7的底侧油室的压力相应地使悬臂3滑阀目标流量上限值减少。
第八函数产生器132b输入压力传感器107和108检测出的回转右先导压力和回转左先导压力中的最大值来作为回转先导压力，将从预先存储在一览表中的图表M4h得到的信号输出至第二最小值选择部132h。在此，图表M4h与回转用方向控制阀16c相对于回转先导压力的中心旁通开口特性大致成比例，并与回转先导压力相应地使悬臂3滑阀目标流量上限值减少。
在悬臂流量配分运算部132，以由目标动作运算部110算出的悬臂目标流量、悬臂装载先导压力、悬臂卸载先导压力等为基础，算出悬臂1～3滑阀目标流量，但如上述那样，由于在第二函数产生器132d的图表M4c和第五函数产生器132J的图表M4f、以及第三函数产生器132e的图表M4d和第六函数产生器132k的图表M4g中，改变相对于输入的输出升高点，因此伴随操作悬臂4的第二操作杆9b的操作量的增加，根据悬臂1滑阀目标流量依次生成。
然后，根据第二操作杆9b的操作量，生成悬臂1滑阀目标流量和悬臂2滑阀目标流量，并且在操作量增加时，生成悬臂3滑阀目标流量。
以下，使用图9对由泵流量指令运算部133进行的运算的一个例子进行说明。泵流量指令运算部133具备第一最大值选择部133a、第一除法器133b、第一函数产生器133c、第二最大值选择部133d、第二除法器133e、第二函数产生器133f、第三最大值选择部133g、第三除法器133h以及第三函数产生器133i。
第一最大值选择部133a输入来自目标动作运算部110的铲斗目标流量信号、来自起重臂流量配分运算部131的起重臂1滑阀目标流量信号、以及来自悬臂流量配分运算部132的悬臂2滑阀目标流量信号，对它们中的最大值进行运算，并将其最大值作为第一泵目标流量而输出至第一除法器133b。
第一除法器133b输入来自第一最大值选择部133a的第一泵目标流量和转速传感器2Ax检测出的发动机转速，并用发动机转速除以第一泵目标流量，由此对第一泵目标指令进行运算。将算出的第一泵目标指令信号输出至第一函数产生器133c。
第一函数产生器133c输入第一除法器133b算出的第一泵目标指令信号，将从预先存储在一览表中的图表M5a得到的信号作为第一泵流量指令信号而输出至调整器20d。由此，控制第一液压泵20a的排出流量。
第二最大值选择部133d输入来自起重臂流量配分运算部131的起重臂2滑阀目标流量信号和来自悬臂流量配分运算部132的悬臂1滑阀目标流量信号，对它们中的最大值进行运算，并将其最大值作为第二泵目标流量而输出至第二除法器133e。
第二除法器133e输入来自第二最大值选择部133d的第二泵目标流量和转速传感器2Ax检测出的发动机转速，并用发动机转速除以第二泵目标流量，由此对第二泵目标指令进行运算。将算出的第二泵目标指令信号输出至第二函数产生器133f。
第二函数产生器133f输入第二除法器133e算出的第二泵目标指令信号，将从预先存储在一览表中的图表M5b得到的信号作为第二泵流量指令信号输出至调整器20e。由此，控制第二液压泵20b的排出流量。
第三最大值选择部133g输入来自目标动作运算部110的回转目标流量信号和来自悬臂流量配分运算部132的悬臂3滑阀目标流量信号，对它们中的最大值进行运算，并将其最大值作为第三泵目标流量而输出至第三除法器133h。
第三除法器133h输入来自第三最大值选择部133g的第三泵目标流量和转速传感器2Ax检测出的发动机转速，并用发动机转速除以第三泵目标流量，由此对第三泵目标指令进行运算。将算出的第三泵目标指令信号而输出至第三函数产生器133i。
第三函数产生器133i输入第三除法器133b算出的第三泵目标指令信号，将从预先存储在一览表中的图表M5c得到的信号作为第三泵流量指令信号而输出至调整器20f。由此，控制第三液压泵20c的排出流量。
在泵流量指令运算部133中，向第一最大值选择部133a输入悬臂2滑阀目标流量，向第二最大值选择部133d输入悬臂1滑阀目标流量，向第三最大值选择部133g输入悬臂3滑阀目标流量，分别算出第一泵目标流量～第三泵目标流量。在此，在悬臂流量配分运算部132中，如上述那样，根据操作悬臂4的第二操作杆9b的操作量的增加，先生成悬臂1滑阀目标流量，接着生成悬臂2滑阀目标流量，最后生成悬臂3滑阀目标流量。
因此，在对操作悬臂4的第二操作杆9b进行操作的情况下，根据该操作量的增加，最初产生第二泵流量指令信号，接着产生第一泵流量指令信号，最后产生第三泵流量指令信号。
此外，在本实施方式中，对将从发动机2A向各液压泵的减速比设为1的情况进行说明。在减速比为1以外的情况下，需要进行与减速比相应的运算。
接着，使用图10对悬臂流量配分运算部132的第七函数产生器132m的图表的设定进行说明。图10是表示构成本发明的作业机械的液压控制装置的第一实施方式的控制器的悬臂流量配分运算部的图表的一个例子的特性图。
在图10中，横轴表示悬臂缸7的底侧油室的压力，纵轴表示悬臂3滑阀目标流量的目标流量。另外，用实线表示的特性线A表示设定于连通控制部120的第一函数产生器120a的图表M1的悬臂3装载先导压力的限制特性信号，用虚线表示的特性线B是设定于第七函数产生器132m的图表M4i，表示悬臂3滑阀目标流量的上限限制相对于悬臂缸7的底侧油室的压力的特性。
如图10所示，图表M4i(特性线B)伴随悬臂缸7的底侧油室的压力的增加，降低悬臂3滑阀目标流量的上限值，因此伴随悬臂缸7的底侧油室的压力的增加，降低悬臂3装载先导压力的限制特性的图表M1(特性线A)和动作方向相同。但是，图表M4i(特性线B)的特性设定为，在开始特性线A的下降之前(在悬臂缸7的底侧油室的压力小的区域)，开始悬臂3滑阀目标流量的上限的降低。
由此，在悬臂缸7的底侧油室的压力增加了的情况下，悬臂3滑阀目标流量上限先下降，因此第三液压泵20c的排出流量降低，然后，根据悬臂3装载先导压力的限制特性，悬臂3装载减压阀22动作而悬臂用第三方向控制阀14c的中心旁通开口开始打开。由此，悬臂3滑阀目标流量上限下降，第三液压泵20c的排出流量降低，直到悬臂用第三方向控制阀14c的中心旁通开口打开。其结果，能够降低在悬臂用第三方向控制阀14c产生的旁通节流损失。另外，悬臂用第三方向控制阀14c的中心旁通开口开始打开的向悬臂缸7的入口侧流量的变化变小，能够降低此时的冲击。
以下，使用附图对本发明的作业机械的液压控制装置的第一实施方式的动作进行说明。图11是对与本发明的作业机械的液压控制装置的第一实施方式中的泵流量控制部相关的动作的一个例子进行说明的特性图。
在图11中，横轴表示时间，纵轴分别表示(a)先导压力、(b)液压泵的排出压力、(c)悬臂用第三方向控制阀14c中心旁通开口、(d)第三液压泵排出流量、(e)第四液压泵排出流量。另外，(b)中的实线表示第二液压泵20b的排出压力的特性，虚线表示第三液压泵20c的排出压力的特性。另外，时刻T1表示开始悬臂装载动作的时刻，时刻T2表示铲斗与挖掘面接触等而悬臂缸7的底侧油室的压力增加的时刻，时刻T3表示悬臂缸7的底侧油室的压力进一步增加的时刻。此外，为了说明的简单化，省略第一液压泵20a的动作来进行说明。
首先，若从时刻T1开始悬臂装载动作，则如(a)所示，悬臂装载先导压力升高。并且，悬臂用第一方向控制阀14b和悬臂用第三方向控制阀14c动作，悬臂缸7与各液压泵连通，(b)所示的泵排出压升高至与悬臂缸7的底侧油室的压力相应的压力。此时，在悬臂缸7的底侧油室的压力低的情况下，如(c)所示，悬臂用第三方向控制阀14c的中心旁通开口关闭。另外，如(d)和(e)所示，第三液压泵20c的排出流量和第二液压泵20b的排出流量增加，悬臂4进行动作。
接着，在时刻T2，例如，若铲斗5与挖掘面接触等而悬臂缸7的底侧油室的压力增加，则如(d)所示，通过流量控制部130，第三液压泵20c的排出流量降低。此时，通过悬臂流量配分运算部132，与悬臂缸7的底侧油室的压力相应地较大地降低第三液压泵20的排出流量，因此如(e)所示，第二液压泵20b的排出流量的降低量变小，共计的悬臂入口侧流量维持在悬臂目标流量。
然后，若悬臂缸7的底侧油室的压力进一步增加，在时刻T3达到以连通控制部120的悬臂3装载先导压力的限制特性从一定值开始减少的压力值，则如(c)所示，悬臂用第三方向控制阀14c的中心旁通开口开始打开，并如(b)所示，第三液压泵20c的排出压开始下降。此外，(d)所示的时刻T3以后的第三液压泵20c的排出流量希望为备用流量。这样，通过使第三液压泵20c以备用流量运转，从而提高节能效果。
本实施方式中所说的备用流量是指为了保护进行运转的液压泵而必需流动的压力油的最少排出流量。
一般地，液压泵的泄漏流量与排出压大致成比例地增加，排出压越高、泄漏流量相对于液压泵的损失的影响越大。因此，在高负载时，相比由第三液压泵20c和第二液压泵20b这两者驱动悬臂缸7，如本实施方式的液压控制装置那样，仅由第二液压泵20b驱动悬臂缸7能够减小共计的泵损失，从而能够实现节能。
另外，由于在开始打开悬臂用第三方向控制阀14c的中心旁通开口之前，降低第三液压泵20c的排出流量，因此能够降低在悬臂用第三方向控制阀14c产生的旁通节流损失。另外，悬臂用第三方向控制阀14c的中心旁通开口的开始打开的向悬臂缸7的入口侧流量的变化变小，能够降低此时的冲击。
根据上述的本发明的作业机械的液压控制装置的第一实施方式，第一液压驱动器(悬臂缸7)的负载越增加、越降低第一液压泵(第三液压泵20c)的排出流量，驱动第一控制阀(悬臂用第三方向控制阀14c)而扩大第一液压泵与油箱的连通面积，因此降低第一液压泵(第三液压泵20c)的排出压，从而能够降低泵共计的泄漏流量。由此，能够降低从第一液压泵(第三液压泵20c)排出的无效流量。其结果，能够提供节能化的作业机械的液压控制装置。
另外，根据上述的本发明的作业机械的液压控制装置的第一实施方式，由于在根据第一液压驱动器(悬臂缸7)的负载来扩大第一液压泵(第三液压泵20c)与油箱的连通面积之前，降低第一液压泵(第三液压泵20c)的排出流量，因此能够降低在第一控制阀(悬臂用第三方向控制阀14c)产生的旁通节流损失。另外，第一控制阀(悬臂用第三方向控制阀14c)开闭时的向第一液压驱动器(悬臂缸7)的入口侧流量的变化变小，能够降低此时的冲击。
实施例2
以下，使用附图对本发明的作业机械的液压控制装置的第二实施方式进行说明。图12是表示本发明的作业机械的液压控制装置的第二实施方式的液压控制回路图。在图12中，与图1至图11所示的符号相同的符号表示同一部分，省略其详细的说明。
在本发明的作业机械的液压控制装置的第二实施方式中，整体的系统的结构大致与第一实施方式相同，但在不使用控制器100、而是仅由液压回路构成液压控制装置这一点与第一实施方式不同。
具体而言，如图12所示，第三液压泵20c的调整器20f通过由先导液压驱动的辅助调整器20g来进行动作。从先导液压源25经由第一切换阀23向该辅助调整器20g供给先导压力油。与向辅助调整器20g的压力油的供给相应地，调整器20f向减少方向控制第三液压泵20c的排出流量。
第一切换阀23是向操作部导入悬臂缸7的底侧油室的压力油且在单侧具备弹簧的三口两位置的切换阀，在入口端口连结有起自先导液压源25的油路，在出口端口连结有通往辅助调整器20g的油路。在排泄口连结有通往油箱的油路。
另外，在与悬臂用第三方向控制阀14c的操作部连接的悬臂装载先导管线设有对所供给的悬臂装载先导压力油进行限制或者断开的悬臂3装载减压阀22b。该悬臂3装载减压阀22b通过先导液压驱动。从先导液压源25经由第二切换阀24向该悬臂3装载减压阀22b供给先导压力油。与向悬臂3装载减压阀22b的压力油的供给相应地，悬臂3装载减压阀22b扩大第三液压泵20c与油箱的连通面积。
第二切换阀24是向操作部导入悬臂缸7的底侧油室的压力油且在单侧具备弹簧的三口两位置的切换阀，在入口端口连结有起自先导液压源25的油路，在出口端口连结有通往悬臂3装载减压阀22b的操作部的油路。在排泄口连接有通往油箱的油路。
此外，在第一切换阀23和第二切换阀24中，希望针对被导入到操作部的悬臂缸7的底侧油室的压力油的压力增加，以第一切换阀23比第二切换阀24先进行切换动作的方式，对各个切换阀的特性进行调节。
另外，在本实施方式中，也可以对驱动配置于各泵管线21a、21b、21c的方向控制阀的操作先导压的最大值进行检测，并基于该检测值来驱动调整器20d、20e、20f。
根据上述的本发明的作业机械的液压控制装置的第二实施方式，能够得到与第一实施方式相同的效果。
另外，本发明并不限于上述的第一、第二实施方式，包含各种各样的变形例。上述的实施方式是为了容易理解地说明本发明而进行了详细说明，并不限定于必须具备所说明的全部结构。例如，能够将某实施方式的结构的一部分置换为其它实施方式的结构，另外，也能够在某实施方式的结构上添加其它实施方式的结构。另外，也能够对各实施方式的结构的一部分进行其他结构的追加、削除、置换。
符号的说明
1—下部行驶体，2—上部回转体，2A—发动机，3—起重臂，4—悬臂，5—铲斗，6—起重臂缸，7—悬臂缸(第一液压驱动器)，8—铲斗缸，9—操作杆(操作部)，10—控制阀，11—回转液压马达，13a—起重臂用第一方向控制阀，13b—起重臂用第二方向控制阀，14a—悬臂用第二方向控制阀，14b—悬臂用第一方向控制阀，14c—悬臂用第三方向控制阀(第一控制阀)，15a—铲斗用方向控制阀，16c—回转用方向控制阀，20—液压泵装置，20a—第一液压泵，20b—第二液压泵(第二液压泵)，20c—第三液压泵(第一液压泵)，20d—第一液压泵用调整器，20e—第二液压泵用调整器，20f—第三液压泵用调整器，21a—第一泵管线，21b—第二泵管线，21c—第三泵管线，22—悬臂3装载减压阀(第一控制阀)，22b—悬臂3装载减压阀(第一控制阀)，23—第一切换阀，24—第二切换阀，100—控制器，101～108—先导压力传感器，110—目标动作运算部，120—连通控制部(控制阀驱动部)，130—流量控制部(流量控制部)，A7—起重臂缸底侧油室压力传感器(负载检测部)。

Claims (5)

1.一种作业机械的液压控制装置，具备：
第一液压驱动器；能够与上述第一液压驱动器连通的第一液压泵及第二液压泵；能够使上述第一液压泵排出的压力油向油箱环流的第一控制阀；以及对上述第一液压驱动器的负载进行检测的负载检测部，
上述作业机械的液压控制装置的特征在于，具备：
控制阀驱动部，其读入上述负载检测部检测出的检测信号，并根据上述第一液压驱动器的负载的增加，以使上述第一液压泵与上述油箱的连通面积扩大的方式对上述第一控制阀进行驱动；以及
流量控制部，其在从上述第一液压泵和上述第二液压泵向上述第一液压驱动器供给压力油的情况下，读入上述负载检测部检测出的检测信号，并根据上述第一液压驱动器的负载的增加，进行降低上述第一液压泵的排出流量的控制。
2.根据权利要求1所述的作业机械的液压控制装置，其特征在于，
在上述控制阀驱动部根据上述第一液压驱动器的负载的增加，以使上述第一液压泵与上述油箱的连通面积扩大的方式对上述第一控制阀进行驱动之前，上述流量控制部根据上述第一液压驱动器的负载的增加，进行降低上述第一液压泵的排出流量的控制。
3.根据权利要求1所述的作业机械的液压控制装置，其特征在于，
上述流量控制部还能够对上述第二液压泵的排出流量进行降低控制，
在根据上述第一液压驱动器的负载的增加，进行降低上述第二液压泵的排出流量的控制之前，进行降低上述第一液压泵的排出流量的控制。
4.根据权利要求1所述的作业机械的液压控制装置，其特征在于，
具备：对上述第一液压驱动器的动作进行指示的第一操作部；以及对上述第一操作部的操作量进行检测的操作量检测部，
上述流量控制部读入上述操作量检测部检测出的检测信号，在根据上述第一操作部的操作量的增加，使从上述第一液压泵向上述第一液压驱动器供给的压力油的流量增加之前，使从上述第二液压泵向上述第一液压驱动器供给的压力油的流量增加。
5.根据权利要求1所述的作业机械的液压控制装置，其特征在于，
由上述流量控制部进行降低控制之后的上述第一液压泵的排出流量为上述第一液压泵的备用流量。
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