CN107208401B - 作业机械的液压系统 - Google Patents

Abstract

本发明抑制回转动臂上升操作时的分流损失且抑制燃料消耗费恶化同时实现良好的复合操作性。在作业机械的液压系统中，具备：驱动回转用液压马达(3)的第一液压泵(2a)；驱动动臂缸(4)的第二液压泵(2b、2c)；控制第一液压泵(2a)的容积的第一泵容积增加阀(51a)；检测回转操作量的回转先导压传感器(12)；检测动臂上升操作量的动臂上升先导压传感器(13)；及基于回转操作量和动臂上升操作量控制针对第一泵容积增加阀(51a)的控制信号的控制器(100)，在回转动臂上升操作时，由控制器控制上述控制信号以使得回转操作量越大则第一液压泵(2a)的排出流量越大，并且动臂上升操作量越大则第一液压泵(2a)的排出流量的增加速度越小。

Description

作业机械的液压系统

技术领域

本发明涉及液压挖掘机等作业机械的液压系统。

背景技术

在液压挖掘机等作业机械中，在同一泵管路并行地连接动臂用方向控制阀和回转用方向控制阀，利用共用的泵来驱动回转马达和动臂缸，从而能得到良好的复合操作性。“良好的复合操作性”是指如下特性：例如在进行使回转和动臂上升同时进行的所谓的回转动臂上升等操作的情况下，与单独回转动作时相比，动臂上升操作量越大则回转加速度越慢。该特性起因于回转体的惯性比动臂的惯性大，通过在回转初始动作时使回转负荷压力比动臂负荷压力高且向动臂缸流入较多的压力油来获得。在该特性下，例如在回转距离相对于放土位置的高度较短的情况下，动臂上升操作量越大动臂上升速度越上升，另一方面，回转的增加速度越低，从而有容易调整砾石堆积作业等中的放土位置的优点。相反，若动臂负荷压力与回转负荷压力不同，则与其负荷压力的差异对应地会产生分流损失。

与此相对，在利用不同的泵来驱动回转马达和动臂缸的结构中，有在回转动臂上升操作时回转速度降低的结构(参照专利文献1等)。具体而言，是如下结构：使用控制泵的排出流量的排出量控制阀，在检测到动臂上升操作的情况下，使与动臂缸对应的泵的排出压作用于与回转马达对应的泵的排出量控制阀，在回转动臂上升操作时减少对回转马达的供给流量。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-36865号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，在专利文献1的液压系统中，不一定能兼得上述的良好的复合操作性和损失减少。这是因为，该液压系统只不过是根据动臂上升操作的有无来简单地打开、关闭向排出流量控制阀的指令压的结构，并不是在回转动臂上升操作时回转速度与动臂上升操作量成比例地降低。为了在该液压系统中获得良好的复合操作性，例如控制排出量控制阀，动臂上升的操作量越大越是抑制向回转马达供给的流量，并且需要向动臂缸供给较大的流量。然而，在该情况下，液压泵和动臂缸之间的压力损失变大，从而成为燃料消耗费恶化的重要因素。

本发明的目的在于提供一种能够抑制回转动臂上升操作时的分流损失、并且能够抑制燃料消耗费恶化同时能够实现良好的复合操作性的作业机械的液压系统。

用于解决课题的方案

为了实现上述目的，本发明是一种作业机械的液压系统，该作业机械具备行驶体、能够回转地搭载在上述行驶体上的回转体、以及安装于上述回转体的包含动臂的作业装置，上述作业机械的液压系统的特征在于，具备：使上述回转体回转的回转用液压马达；驱动上述动臂的动臂缸；第一液压泵，其将驱动上述回转用液压马达的压力油排出；第二液压泵，其将驱动上述动臂缸的压力油排出；回转用操作装置，其指示上述回转用液压马达的动作；动臂用操作装置，其指示上述动臂缸的动作；第一泵容积增加阀，其控制上述第一液压泵的容积；回转操作量检测器，其检测上述回转用操作装置的回转操作量；动臂上升操作量检测器，其检测上述动臂用操作装置的动臂上升操作量；以及控制器，其基于用上述回转操作量检测器所检测到的回转操作量和用上述动臂上升操作量检测器所检测到的动臂上升操作量，来控制针对上述第一泵容积增加阀的指令信号亦即第一泵流量控制信号，上述控制器以如下方式控制上述第一泵流量控制信号：在同时进行上述回转用操作装置的回转操作和上述动臂用操作装置的动臂上升操作的情况下，上述回转用操作装置的回转操作量越大则上述第一液压泵的排出流量越大，并且上述动臂用操作装置的动臂上升操作量越大则上述第一液压泵的排出流量的增加速度越小。

发明的效果如下。

根据本发明，能够抑制回转动臂上升操作时的分流损失，并且能够抑制燃料消耗费恶化同时能够实现良好的复合操作性。

附图说明

图1是示出应用本发明的一个实施方式的液压系统的作业机械的一个例子的立体图。

图2是表示本发明的一个实施方式的液压系统的主要部分的回路图。

图3是构成图2所示的液压系统的泵驱动装置的回路图。

图4是构成图2所示的液压系统的控制器的功能框图。

图5是构成图4所示的控制器的动臂上升先导压选择部的回路图。

图6是构成图4所示的控制器的回转目标功率运算部的回路图。

图7是构成图4所示的控制器的回转目标流量运算部的回路图。

图8是构成图4所示的控制器的泵流量控制部的回路图。

图9是构成图4所示的控制器的动臂目标功率运算部的回路图。

图10是构成图4所示的控制器的悬臂目标功率运算部的回路图。

图11是构成图4所示的控制器的铲斗目标功率运算部的回路图。

图12是构成图4所示的控制器的泵转矩控制部的回路图。

具体实施方式

以下，使用附图对本发明的实施方式进行说明。

1.作业机械

图1是示出应用本发明的一个实施方式的液压系统的作业机械的一个例子的立体图。以下的说明中，在没有规定的情况下，将驾驶座的前方(该图中的左上方向)作为机体的前方。其中，液压挖掘机的示例并非限定本发明的液压系统的应用对象，即使是其它类型的作业机械，在存在相同的事情的情况下，也能够根据需要而应用本发明的液压系统。

图1中示例的作业机械是液压挖掘机，具备行驶体8、能够回转地搭载在行驶体8上的回转体9、以及安装于回转体9的作业装置10。

行驶体8在本实施方式中具备具有循环轨道履带的左右的履带31，利用左右的行驶马达32分别驱动左右的履带31来行驶。行驶马达32例如使用液压促动器。

在回转体9的前部设有供操作者搭乘的驾驶室33。在回转体9中的驾驶室33的后侧设有收纳有发动机、液压驱动装置等的动力室34。在将回转体9向行驶体8进行连结的回转框架设有回转用液压马达3。在驾驶室33设有指示回转体9的回转动作、作业装置10的动作的左右的操作杆1a、1b。并且，在动力室34收纳有将对液压促动器进行驱动的压力油排出的液压泵装置2、对从液压泵装置2向液压促动器供给的压力油的流动进行控制的控制阀装置20等。

作业装置10连结在回转体9的前部(在本实施方式中为驾驶室33的右侧)。作业装置10是具备动臂35、悬臂36、以及铲斗7的多关节型作业装置。动臂35能够上下转动地连结在回转体9的框架上，并且经由动臂缸4与回转体9的框架连结。悬臂36能够转动地连结在动臂35的前端，并且经由悬臂缸5与动臂35连结。铲斗7能够转动地连结在悬臂36的前端，并且经由铲斗缸6与悬臂36连结。动臂缸4、悬臂缸5以及铲斗缸6是液压促动器。

在图1的作业机械中，根据左右的操作杆1a、1b的操作，经由控制阀装置20对回转用液压马达3、动臂缸4、悬臂缸5以及铲斗缸6供给从液压泵装置2排出来的压力油。当然，回转用液压马达3使回转体9回转，动臂缸4、悬臂缸5以及铲斗缸6分别驱动动臂35、悬臂36以及铲斗7。动臂缸4、悬臂缸5以及铲斗缸6因压力油而伸缩，从而使铲斗7的位置和姿势变化。并且，回转用液压马达3因压力油而旋转，从而使回转体9相对于行驶体8回转。行驶体8的动作与本发明没有直接关系，从而省略说明。

2.液压系统

图2是表示本发明的一个实施方式的液压系统的主要部分的回路图。图2所示的液压系统具备液压泵装置2、控制阀装置20、左右的操作杆1a、1b、液压促动器(回转用液压马达3、动臂缸4等)，除此之外还具备先导液压源17、梭形滑阀组、操作量检测器、泵控制阀、泵驱动装置50以及控制器100。以下对各构成要件进行说明。

·液压泵装置

液压泵装置2包括第一液压泵2a、第二液压泵2b、2c以及先导液压源17，例如由未图示的发动机驱动。第一液压泵2a以及第二液压泵2b、2c是容量可变型液压泵。在本实施方式中以斜板式液压泵为例进行说明，但也可以使用斜轴式液压泵。并且，示例出具有两个第二液压泵的情况，但也存在一个的情况。第一液压泵2a向第一泵管路21a排出驱动回转用液压马达3的压力油。第二液压泵2b、2c分别向第二泵管路21b、21c排出驱动动臂缸4、悬臂缸5以及铲斗缸6的压力油。图2中省略了悬臂缸5以及铲斗缸6的图示，但从第二液压泵2b排出来的压力油向铲斗缸6供给，从第二液压泵2c排出来的压力油向悬臂缸5供给。从第二液压泵2b、2c排出来的压力油合流并向动臂缸4供给。

·控制阀装置

控制阀装置20包含动臂用方向控制阀22、23、回转用方向控制阀24、铲斗方向控制阀25以及悬臂方向控制阀26。在本实施方式中由于是使第二液压泵2b、2c的压力油合流并向动臂缸4供给的结构，因而示例出具备两个动臂用方向控制阀22、23的结构，但动臂用方向控制阀也有一个的情况。

动臂用方向控制阀22以及铲斗方向控制阀25串联地设于第二泵管路21b。动臂用方向控制阀22位于铲斗方向控制阀25的下游侧。同样，动臂用方向控制阀23以及悬臂方向控制阀26串联地设于第二泵管路21c。动臂用方向控制阀23位于悬臂方向控制阀26的下游侧。回转用方向控制阀24设于第一泵管路21a。动臂用方向控制阀22、23控制向动臂缸4供给的压力油的流动。悬臂方向控制阀26控制向悬臂缸5供给的压力油的流动，铲斗方向控制阀25控制向铲斗缸6供给的压力油的流动，回转用方向控制阀24控制向回转用液压马达3供给的压力油的流动。

此外，在本实施方式中列举出在第二泵管路21b设有铲斗方向控制阀25、在第二泵管路21c设有悬臂方向控制阀26的情况的例子，但也可以相反。并且，举出对于第二泵管路21b、21c除了设有动臂用方向控制阀22、23之外还设有铲斗方向控制阀25、悬臂方向控制阀26的情况的例子，但也可以代替铲斗方向控制阀25、悬臂方向控制阀26而例如设有控制向行驶马达32(图1)供给的压力油的流动的行驶方向控制阀(未图示)。也就是说，是利用第二液压泵2b、2c来驱动动臂缸4以及行驶马达32的结构。

·操作杆

操作杆1a、1b是指示回转体9以及作业装置10的动作的操作装置，有时也使用电动杆，但在本实施方式中示例出先导式的杆装置。

左操作杆1a是指示回转用液压马达3的动作的回转用操作装置，例如若向左右方向操作，则按照操作方向(操作方向朝左还是朝右)来排出左回转先导压Pl或者右回转先导压Pr，并向回转用方向控制阀24的先导受压部输出。若输入左回转先导压Pl，则回转用方向控制阀24切换至图中左侧的位置，第一泵管路21a与回转用液压马达3的图中左侧的供给管路连接，回转体9向左方向回转。相反地，若输入右回转先导压Pr，则回转用方向控制阀24切换至图中右侧的位置，回转用液压马达3反转，回转体9向右方向回转。并且，左操作杆1a兼作指示除由第二液压泵2c驱动的动臂缸4之外的其它液压促动器(在本实施方式中为悬臂缸5)的动作的其它操作装置，例如若向前后方向操作，则按照操作方向(操作方向朝前还是朝后)排出悬臂倾卸先导压或者悬臂收拢先导压，并向悬臂方向控制阀26的先导受压部输出。左回转先导压Pl、右回转先导压Pr、悬臂倾卸先导压以及悬臂收拢先导压是与左操作杆1a的操作量对应的大小的压力信号。回转操作和悬臂操作的操作方向也可以替换。

右操作杆1b是指示动臂缸4的动作的动臂用操作装置，例如若向前后方向操作，则按照操作方向(操作方向朝前还是朝后)输出动臂下降先导压Pd或者动臂上升先导压Pu，并向动臂用方向控制阀22、23的先导受压部输出。若输入动臂上升先导压Pu，则动臂用方向控制阀22、23切换至图中右侧的位置，第二泵管路21b、21c与动臂缸4的底部侧油室连接，动臂缸4伸长，动臂35上升。相反地，若输入动臂下降先导压Pd，则动臂用方向控制阀22、23切换至图中左侧的位置，动臂缸4收缩，动臂35下降。并且，右操作杆1b兼作指示除由第二液压泵2b驱动的动臂缸4之外的其它液压促动器(在本实施方式中为铲斗缸6)的动作的其它操作装置，例如若向左右方向操作，则按照操作方向(操作方向朝左还是朝右)而排出铲斗倾卸先导压或者铲斗收拢先导压，并向铲斗方向控制阀25的先导受压部输出。动臂下降先导压Pd、动臂上升先导压Pu、铲斗倾卸先导压以及铲斗收拢先导压是与右操作杆1b的操作量对应的大小的压力信号。动臂操作和铲斗操作的操作方向也可以替换。

并且，从操作杆1a、1b排出来的先导压除了向对应的方向控制阀输出之外还经由梭形滑阀组向泵驱动装置50输出。泵驱动装置50利用来自操作杆1a、1b的先导压等对第一液压泵2a以及第二液压泵2b、2c的倾转角进行控制。将在下文中说明泵驱动装置50。

·梭形滑阀组

梭形滑阀组由梭形滑阀11a－11f构成。梭形滑阀11a将右回转先导压Pr和左回转先导压Pl中较高的一个作为第一泵流量控制压Pf1向泵驱动装置50供给。梭形滑阀11b向梭形滑阀11c供给悬臂倾卸先导压和悬臂收拢先导压中较高的一个。梭形滑阀11d向梭形滑阀11c、11e供给动臂上升先导压Pu和动臂下降先导压Pd中较高的一个。梭形滑阀11c将从梭形滑阀11b和梭形滑阀11d供给的先导压中较高的一个作为第二泵流量控制压Pf3向泵驱动装置50供给。梭形滑阀11f向梭形滑阀11e供给铲斗倾卸先导压和铲斗收拢先导压中较高的一个。梭形滑阀11e将从梭形滑阀11d和梭形滑阀11f供给的先导压中较高的一个作为第二泵流量控制压Pf2向泵驱动装置50供给。第一泵流量控制压Pf1是针对第一泵容积增加阀51a(图3)的指令信号(正控制压)。同样，第二泵流量控制压Pf3是针对第二泵容积增加阀51c(图3)的指令信号(正控制压)，第二泵流量控制压Pf2是针对第二泵容积增加阀51b(图3)的指令信号(正控制压)。

·操作量检测器

操作量检测器包含回转先导压传感器12、动臂上升先导压传感器13以及第二泵流量控制压传感器14a、14b。回转先导压传感器12是检测左操作杆1a所进行的回转操作量(该例子中是左回转先导压Pl或者右回转先导压Pr)的回转操作量检测器，设于梭形滑阀11a和泵驱动装置50之间的油路。动臂上升先导压传感器13是检测右操作杆1b所进行的动臂上升操作量(该例子中是动臂上升先导压Pu)的动臂上升操作量检测器，设于动臂上升先导压的输出管路的右操作杆1b和梭形滑阀11d之间的油路。第二泵流量控制压传感器14a是检测动臂操作量以及铲斗操作量的最大值(第一最大操作量，该例子中是第二泵流量控制压Pf2)的第一最大操作量检测器，设于梭形滑阀11e和泵驱动装置50之间的油路。第二泵流量控制压传感器14b是检测动臂操作量以及悬臂操作量的最大值(第二最大操作量，该例中是第二泵流量控制压Pf3)的第二最大操作量检测器，设于梭形滑阀11c和泵驱动装置50之间的油路。

·泵控制阀

泵控制阀包含泵流量控制阀15以及泵转矩控制阀16a、16b。泵流量控制阀15是控制第一泵流量控制压Pf1的控制阀。该泵流量控制阀15起到控制第一液压泵2a的排出流量的作用，设于梭形滑阀11a和泵驱动装置50之间的油路。泵转矩控制阀16a是对输入到泵驱动装置50的第一泵转矩控制压Pt1(后述)以及第二泵转矩控制压Pt2(后述)进行控制的控制阀。该泵转矩控制阀16a起到控制第一液压泵2a以及第二液压泵2b的吸收转矩的作用，设于先导液压源17和泵驱动装置50之间的油路。泵转矩控制阀16b是对输入到泵驱动装置50的第二泵转矩控制压Pt3进行控制的控制阀。该泵转矩控制阀16b起到控制第二液压泵2c的吸收转矩的作用，设于先导液压源17和泵驱动装置50之间的油路。本实施方式中的泵流量控制阀15、泵转矩控制阀16a、16b均由减压方式的常开阀构成。

·控制器

控制器100基于从回转先导压传感器12、动臂上升先导压传感器13以及第二泵流量控制压传感器14a、14b输入的回转先导压、动臂上升先导压以及第二泵流量控制压Pf2、Pf3，运算并输出泵流量控制阀指令Sf1以及泵转矩控制阀指令St12、St3，驱动泵流量控制阀15以及泵转矩控制阀16a、16b。将在下文中详细说明控制器100。

3.泵驱动装置

图3是泵驱动装置50的回路图。图3所示的泵驱动装置50具备第一泵容积增加阀51a、第二泵容积增加阀51b、51c、第一泵容积减少阀52a、第二泵容积减少阀52b、52c、第一行程抑制阀53a以及第二行程抑制阀53b、53c。第一泵容积增加阀51a、第一泵容积减少阀52a以及第一行程抑制阀53a经由连杆与第一液压泵2a的斜板机械式连结，起到控制第一液压泵2a的容积的作用。同样，第二泵容积增加阀51b、第二泵容积减少阀52b以及第二行程抑制阀53b经由连杆与第二液压泵2b的斜板机械式连结，起到控制第二液压泵2b的容积的作用。第二泵容积增加阀51c、第二泵容积减少阀52c以及第二行程抑制阀53c经由连杆与第二液压泵2c的斜板机械式连结，起到控制第二液压泵2c的容积的作用。

第一泵容积增加阀51a以及第二泵容积增加阀51b、51c被弹簧从一侧(图中右侧)施力，并在另一侧(图中左侧)具有先导受压部。对第一泵容积增加阀51a的先导受压部输入第一泵流量控制压Pf1，由此第一泵容积增加阀51a向图中右侧被施力，则第一液压泵2a的容积增加，排出流量增加。同样，对第二泵容积增加阀51b、51c的先导受压部输入第二泵流量控制压Pf2、Pf3，由此第二泵容积增加阀51b、51c向图中右侧被施力，则第二液压泵2b、2c的排出流量增加。

第一泵容积减少阀52a以及第二泵容积减少阀52b、52c在一侧(图中右侧)具有先导受压部，并被弹簧从另一侧(图中左侧)施力。对第一泵容积减少阀52a的先导受压部输入第一泵转矩控制压Pt1、第一液压泵2a的排出压Pd1以及第二液压泵2b的排出压Pd2，由此第一泵容积减少阀52a被驱动。若第一泵容积减少阀52a因这些压力的合计的作用力向图中左侧被施力，则第一液压泵2a的排出流量减少，第一液压泵2a的吸收转矩受限。同样，对第二泵容积减少阀52b的先导受压部输入第二泵转矩控制压Pt2、第一液压泵2a的排出压Pd1以及第二液压泵2b的排出压Pd2，由此第二泵容积减少阀52b被驱动。若第二泵容积减少阀52b因这些压力的合计的作用力向图中左侧被施力，则第二液压泵2b的排出流量减少，第二液压泵2b的吸收转矩受限。对第二泵容积减少阀52c的先导受压部输入第二泵转矩控制压Pt3以及第二液压泵2c的排出压Pd3，若第二泵容积减少阀52c因这些压力的合计的作用力向图中左侧被施力，则第二液压泵2c的吸收转矩受限。

并且，先导液压源17的压力直接作用于第二行程抑制阀53b的图中右侧，由第二泵容积增加阀51b以及第二泵容积减少阀52b减压后的先导液压源17的先导压作用于图中左侧。若第二泵容积增加阀51b、第二泵容积减少阀52b以及第二行程抑制阀53b向图中右侧移动，则作用于第二行程抑制阀53b的图中左侧的压力下降，若第二泵容积增加阀51b、第二泵容积减少阀52b以及第二行程抑制阀53b向图中左侧移动，则作用于第二行程抑制阀53b的图中右侧的压力下降。也就是说，对第二行程抑制阀53b作用与作用于两侧的压力之差相应的复原力，第二泵容积增加阀51b、第二泵容积减少阀52b以及第二行程抑制阀53b的移动被抑制，在相同的压力条件下，第二液压泵2b的排出流量维持为固定。第一行程抑制阀53a以及第二行程抑制阀53c也是与第二行程抑制阀53b相同的结构，起到相同的作用。

4.控制器

图4是控制器100的功能框图。该图所示的控制器100包含动臂上升先导压选择部101、回转目标功率运算部102、回转目标流量运算部103、泵流量控制部104、动臂目标功率运算部105、悬臂目标功率运算部106、铲斗目标功率运算部107以及泵转矩控制部108。以下，对各功能部进行说明。

4－1.动臂上升先导压选择部

图5是动臂上升先导压选择部101的回路图。如该图所示，动臂上升先导压选择部101具备判定器101a－101c、开关101d以及选择器101e。判定器101a－101c是判定动臂上升先导压传感器13的故障的功能部。具体而言，由判定器101a判定由动臂上升先导压传感器13检测到的动臂上升先导压Pu是否比规定的下限阈值S0小，由判定器101b判定是否比规定的上限阈值S1(＜S0)大，另外，在任一方为真的情况下(即并非S1＜Pu＜S0的情况下)，由判定器101c判定为动臂上升先导压传感器13处于故障中。开关101d根据判定器101c的输出而切换，在判定为动臂上升先导压传感器13处于正常的情况(S1＜Pu＜S0的情况)下，选择动臂上升先导压Pu并将其作为动臂上升先导压Pus输出。相反地，在判定为动臂上升先导压传感器13处于故障中的情况(Pu≤S1或者S0≤Pu的情况)下，切换开关101d而将选择器101e的输出作为动臂上升先导压Pus输出。选择器101e的输出是第二泵流量控制压Pf2、Pf3中任一较大的一方。动臂上升先导压Pus输出到回转目标功率运算部102以及动臂目标功率运算部105。

4－2.回转目标功率运算部

图6是回转目标功率运算部102的回路图。回转目标功率运算部102是根据回转先导压Pl或者Pr、以及动臂上升先导压Pus运算回转用液压马达3的目标功率(以下称作回转目标功率Hs)的功能部。该回转目标功率运算部102进行如下修正：回转先导压Pl或者Pr越大则越加大回转目标功率Hs，动臂上升先导压Pus越大则越减小回转目标功率Hs。具体而言，回转目标功率运算部102根据回转先导压Pl或者Pr并使用图102a来运算回转目标功率Hs。图102a中的回转先导压Pl、Pr和回转目标功率Hs的关系按照动臂上升先导压Pus而准备多个，动臂上升先导压Pus越高则针对被运算的回转先导压Pl或者Pr的回转目标功率Hs越小。回转目标功率Hs输出到回转目标流量运算部103以及泵转矩控制部108。

4－3.回转目标流量运算部

图7是回转目标流量运算部103的回路图。回转目标流量运算部103是根据回转先导压Pl或者Pr、以及回转目标功率Hs来运算第一液压泵2a的目标流量(以下称作回转目标流量Fts)的功能部。该回转目标流量运算部103进行如下修正：回转先导压Pl或者Pr越大则越加大回转目标流量Fts，另一方面，从回转目标功率运算部102输入的回转目标功率Hs越大则越减小回转目标流量Fts的增加速度。具体而言，回转目标流量运算部103具备图103a、103c以及比率限制器103b。若输入回转先导压Pl或者Pr，则使用图103a生成与回转先导压Pl或者Pr相应的回转基准流量。该回转基准流量的增加速度被比率限制器103b限制而作为回转目标流量Fts被运算。比率限制器103b所使用的增加速度的限制值是根据回转目标功率Hs并使用图103c而运算出的值。图103c设定为回转目标功率Hs越大则回转目标流量Fts的增加速度越大。在回转目标功率运算部102中，动臂上升先导压Pus越高则回转目标功率Hs越小，所以动臂上升先导压Pus越高则回转目标流量Fts的增加速度越小。回转目标流量运算部103所运算出的回转目标流量Fts输出到泵流量控制部104以及动臂目标功率运算部105。

4－4.泵流量控制部

图8是泵流量控制部104的回路图。泵流量控制部104是按照从回转目标流量运算部103输入的回转目标流量Fts来控制第一液压泵2a的排出流量的功能部。具体而言，泵流量控制部104根据回转目标流量Fts并使用图104a来运算上述泵流量控制阀指令Sf1并输出到泵流量控制阀15。图104a设定为回转目标流量Fts越大则越减小泵流量控制阀指令Sf1，而泵流量控制阀15的排出压越高。

4－5.动臂目标功率运算部

图9是动臂目标功率运算部105的回路图。动臂目标功率运算部105是根据动臂上升先导压选择部101所运算出的动臂上升先导压Pus、以及回转目标流量运算部103所运算出的回转目标流量Fts来运算动臂目标功率Hbo1、Hbo2的功能部，具备图105a、105b、乘法器105c以及减法器105d。若输入动臂上升先导压Pus以及回转目标流量Fts，则基于它们并按照图105a来生成动臂目标功率Hbo。图105a设定为进行如下修正：动臂上升先导压Pus越大则动臂目标功率Hbo越大，回转目标流量Fts越大则动臂目标功率Hbo越小。例如，图105a中的动臂上升先导压Pus和动臂目标功率Hbo的关系按照回转目标流量Fts而准备多个，设定为回转目标流量Fts越大则针对被运算的动臂上升先导压Pus的动臂目标功率Hbo越小。同时，根据动臂上升先导压Pus并使用图105b来运算动臂目标功率比率R。动臂目标功率比率R在乘法器105c中与动臂目标功率Hbo相乘，动臂目标功率Hbo乘以动臂目标功率比率R所得的值作为分配至第二液压泵2c的动臂缸4的目标转矩亦即动臂目标功率Hbo2被运算。而且，在减法器105d中从动臂目标功率Hbo减去动臂目标功率Hbo2所得的值作为分配至第二液压泵2b的动臂缸4的目标转矩亦即动臂目标功率Hbo1被运算。图105b的特性也可以规定为：例如基于相对于动臂上升先导压Pus的动臂用方向控制阀22、23的开口面积的比，动臂用方向控制阀23的开口面积越大则动臂目标功率比率R越大。动臂目标功率Hbo1、Hbo2输出到泵转矩控制部108。

4－6.悬臂目标功率运算部

图10是悬臂目标功率运算部106的回路图。悬臂目标功率运算部106是基于来自第二泵流量控制压传感器14b的第二泵流量控制压Pf3的检测信号来运算悬臂目标功率Har的功能部。在本实施方式的悬臂目标功率运算部106中，使用图106a来运算与第二泵流量控制压Pf3相应的悬臂目标功率Har。运算出的悬臂目标功率Har输出到泵转矩控制部108。

4－7.铲斗目标功率运算部

图11是铲斗目标功率运算部107的回路图。铲斗目标功率运算部107是基于来自第二泵流量控制压传感器14a的第二泵流量控制压Pf2的检测信号来运算铲斗目标功率Hbu的功能部。在本实施方式的铲斗目标功率运算部107中，使用图107a来运算与第二泵流量控制压Pf2相应的铲斗目标功率Hbu。运算出的铲斗目标功率Hbu输出到泵转矩控制部108。

4－8.泵转矩控制部

图12是泵转矩控制部108的回路图。泵转矩控制部108具备选择器108a、108d、加法器108b以及图108c、108e。该泵转矩控制部108是基于之前运算出的回转目标功率Hs、动臂目标功率Hbo1以及铲斗目标功率Hbu来运算针对泵转矩控制阀16a的泵转矩控制阀指令St12的功能部。同时，泵转矩控制部108也是基于动臂目标功率Hbo2以及悬臂目标功率Har来运算针对泵转矩控制阀16b的泵转矩控制阀指令St3的功能部。

若输入动臂目标功率Hbo1以及铲斗目标功率Hbu，则在选择器108a中选择较大的一方，其在加法器108b中与回转目标功率Hs相加而运算泵目标功率Hp12。若运算泵目标功率Hp12，则使用图108c来运算与泵目标功率Hp12相应的泵转矩控制阀指令St12，并输出到泵转矩控制阀16a。

另一方面，若输入动臂目标功率Hbo2和悬臂目标功率Har，则在选择器108d中选择较大的一方作为泵目标功率Hp3。若决定泵目标功率Hp3，则使用图108e来运算与泵目标功率Hp3相应的泵转矩控制阀指令St3，并输出到泵转矩控制阀16b。

图108c、108e设定为：泵目标功率Hp12、Hp3越大则泵转矩控制阀指令St12、St3越大，泵转矩控制阀16a、16b的排出压(即第一泵转矩控制压Pt1以及第二泵转矩控制压Pt2、Pt3)越低。如之前说明泵驱动装置50的结构那样，若泵转矩控制阀16a的排出压变低，则第二液压泵2b以及第一液压泵2a的排出流量增加，若泵转矩控制阀16b的排出压变低，则第二液压泵2c的排出流量增加。

5.效果

(1)良好的复合操作性

根据上述结构的液压系统，回转操作量(即回转先导压Pl或者Pr)越大，回转目标功率运算部102所运算出的回转目标功率Hs越大。此时，在回转动臂上升操作时(即，回转先导压Pl或者Pr和动臂上升先导压Pu同时输入至控制器100的情况)，如上所述，回转目标功率Hs被修正计算成：动臂上升操作量(即动臂上升先导压Pus)越大，相比与回转操作量对应的值越小。回转目标流量运算部103所运算出的回转目标流量Fts被修正成：回转目标功率Hs越小，其增加速度相比与回转操作量对应的值越小。由此，在回转动臂上升时，与单独回转动作时相比，动臂上升操作量越大，回转加速度越慢。因此，获得回转动臂上升操作时的“良好的复合操作性”。

(2)能量转换效率

由于利用不同的液压泵(第一液压泵2a以及第二液压泵2b、2c)来驱动回转用液压马达3和动臂缸4，所以能够抑制在利用共用的液压泵进行驱动的结构中产生的分流损失。并且，由于不仅按照回转操作量还按照动臂上升操作量来控制第一液压泵2a的排出流量，所以虽然调节回转速度但第一以及第二液压泵2b、2c和动臂缸4之间的压力损失不会增大，从而能够抑制燃料消耗费恶化。

(3)可靠性

在由判定器101a－101c判定为动臂上升先导压传感器13发生了故障的情况下，如上所述，第二泵流量控制压Pf2、Pf3中较大的一方的信号作为动臂上升先导压Pu的代替信号从动臂上升先导压选择部101输出。从梭形滑阀11b－11f的连接关系可知，动臂上升先导压Pu是第二泵流量控制压Pf2、Pf3的候补之一，因而若进行动臂上升操作，则第二泵流量控制压Pf2、Pf3也升高。因此，通过向动臂上升先导压选择部101输入第二泵流量控制压Pf2、Pf3，即使动臂上升先导压传感器13发生了故障，也能够检测到有执行了动臂上升操作的可能性。因此，即使在动臂上升先导压传感器13发生了故障的情况下，通过将第二泵流量控制压Pf2或者Pf3代替作为动臂上升先导压Pus，能够确保回转动臂上升操作时的良好的复合操作性。

并且，采用第二液压泵2b的排出压Pd2作用于第一泵容积减少阀52a的结构。也就是说，若执行动臂上升操作而动臂缸4与第二液压泵2b连通，则动臂缸4的负荷压作为第二液压泵2b的排出压Pd2而作用于第一泵容积减少阀52a。因此，与动臂上升先导压传感器13的故障的有无无关，在回转动臂上升操作时动臂缸4的负荷压作用于第一泵容积减少阀52a，由此可抑制第一液压泵2a的排出流量，并且抑制回转加速度。这一点上也能够确保良好的复合操作性。

(4)其它方式

动臂目标功率运算部105的图105a如上所述地设定为：回转目标流量Fts越大，针对动臂上升先导压Pus而运算的动臂目标功率Hbo越小。由此，当在进行回转动臂上升操作时回转速度变大而回转负荷压降低的情况下，能够放缓动臂上升速度。这也能够有助于良好的复合操作性。

6.其它方式

在本实施方式中，举出使用了先导式的操作杆1a、1b的情况的例子，但回转用操作装置、动臂用操作装置等各种操作装置也可以使用电动杆。在回转用操作装置、动臂用操作装置使用了电动杆的情况下，能够省略泵流量控制阀15、泵转矩控制阀16a、16b。并且，操作量检测器能够使用例如直接检测电动杆操作量的电位计来代替回转先导压传感器12、动臂上升先导压传感器13等。在该情况下，例如与第一泵转矩控制压Pt1、第二泵转矩控制压Pt2、Pt3相同地，采用利用电磁阀对先导液压源17(或者其它先导液压源)的先导压进行减压的结构，若以基于电位计的信号并用控制器100运算出的指令信号来控制电磁阀，来生成与第一泵流量控制压Pf1、第二泵流量控制压Pf2、Pf3相当的控制压信号，则能够实现与上述实施方式相同的功能。

并且，在回转用操作装置、动臂用操作装置使用电动杆的情况下，也考虑如下结构：省略泵流量控制阀15、泵转矩控制阀16a、16b，并且第一泵容积增加阀51a以及第二泵容积增加阀51b、51c是电磁驱动式，第一泵容积减少阀52a以及第二泵容积减少阀52b、52c是电磁先导式。在该情况下，通过采用如下结构：基于电位计的信号并在控制器100运算与第一泵流量控制压Pf1、第二泵流量控制压Pf2、Pf3、第一泵转矩控制压Pt1、第二泵转矩控制压Pt2、Pt3相当的控制压信号，并分别输出到第一泵容积增加阀51a、第二泵容积增加阀51b、51c、第一泵容积减少阀52a以及第二泵容积减少阀52b、52c的电磁驱动部，从而能够实现与上述实施方式相同的功能。

符号的说明

1a—左操作杆(回转用操作装置、其它操作装置)，1b—右操作杆(动臂用操作装置、其它操作装置)，2a—第一液压泵，2b、2c—第二液压泵，3—回转用液压马达，4—动臂缸，5—悬臂缸(其它液压促动器)，6—铲斗缸(其它液压促动器)，8—行驶体，9—回转体，10—作业装置，12—回转先导压传感器(回转操作量检测器)，13—动臂上升先导压传感器(动臂上升操作量检测器)，14a、14b—第二泵流量控制压传感器(最大操作量检测器)，15—泵流量控制阀，35—动臂，51a—第一泵容积增加阀，52a—第一泵容积减少阀，100—控制器，101a－101c—判定器，101d—开关，102—回转目标功率运算部，103—回转目标流量运算部，104—泵流量控制部，Fts—回转目标流量，Hs—回转目标功率，Pf1—第一泵流量控制压(第一泵流量控制信号)，Pf2、Pf3—第二泵流量控制压(最大操作量)，Pl、Pr—回转先导压(回转操作量)，Pu、Pus—动臂上升先导压(动臂上升操作量)，Sf1—泵流量控制阀指令。

Claims (3)

1.一种作业机械的液压系统，该作业机械具备行驶体、能够回转地搭载在上述行驶体上的回转体、以及安装于上述回转体的包含动臂的作业装置，

上述作业机械的液压系统的特征在于，具备：

回转用液压马达，其使上述回转体回转；

动臂缸，其驱动上述动臂；

第一液压泵，其将驱动上述回转用液压马达的压力油排出；

第二液压泵，其将驱动上述动臂缸的压力油排出；

回转用操作装置，其指示上述回转用液压马达的动作；

动臂用操作装置，其指示上述动臂缸的动作；

第一泵容积增加阀，其控制上述第一液压泵的容积；

回转操作量检测器，其检测上述回转用操作装置的回转操作量；

动臂上升操作量检测器，其检测上述动臂用操作装置的动臂上升操作量；以及

控制器，其基于用上述回转操作量检测器所检测到的回转操作量和用上述动臂上升操作量检测器所检测到的动臂上升操作量，来控制针对上述第一泵容积增加阀的指令信号亦即第一泵流量控制信号，

上述控制器以如下方式控制上述第一泵流量控制信号：在同时进行上述回转用操作装置的回转操作和上述动臂用操作装置的动臂上升操作的情况下，上述回转用操作装置的回转操作量越大则上述第一液压泵的排出流量越大，并且上述动臂用操作装置的动臂上升操作量越大则上述第一液压泵的排出流量的增加速度越小，

上述作业机械的液压系统还具备控制上述第一泵流量控制信号的泵流量控制阀，

上述控制器具备：回转目标功率运算部，其运算上述回转用液压马达的目标功率亦即回转目标功率；回转目标流量运算部，其运算上述第一液压泵的目标流量亦即回转目标流量；以及泵流量控制部，其运算并输出针对上述泵流量控制阀的指令信号亦即泵流量控制阀指令，

上述回转目标功率运算部进行如下修正：上述回转用操作装置的回转操作量越大则越加大上述回转目标功率，另一方面，上述动臂用操作装置的动臂上升操作量越大则越减小上述回转目标功率，

上述回转目标流量运算部进行如下修正：上述回转用操作装置的回转操作量越大则越加大上述回转目标流量，另一方面，上述回转目标功率越小则越减小上述回转目标流量的增加速度，

上述泵流量控制部基于从上述回转目标流量运算部输入的上述回转目标流量来运算上述泵流量控制阀指令。

2.根据权利要求1所述的作业机械的液压系统，其特征在于，具备：

其它液压促动器，其是上述动臂缸以外的液压促动器，并被从上述第二液压泵排出来的压力油驱动；

其它操作装置，其指示上述其它液压促动器的动作；

最大操作量检测器，其检测上述动臂用操作装置的动臂上升操作量以及上述其它操作装置的操作量的最大值亦即最大操作量；

判定器，其对上述动臂上升操作量检测器的故障进行判定；以及

开关，其根据上述判定器的输出进行切换，在判定为上述动臂上升操作量检测器处于故障中的情况下，将上述最大操作量作为上述动臂用操作装置的动臂上升操作量并输出到上述回转目标功率运算部。

3.根据权利要求2所述的作业机械的液压系统，其特征在于，

具备第一泵容积减少阀，该第一泵容积减少阀被上述第一液压泵以及上述第二液压泵的排出压力驱动，并进行动作以限制上述第一液压泵的吸收转矩。