CN110352303A - 工程机械的驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种作业机械，其能够在一个单杆式液压缸筒选择性地闭回路连接多个双倾转型的液压泵，其中，能够提高在单杆式液压缸筒的杆压比底压高的状态下进行高速杆转换操作时的单杆式液压缸筒的响应性。在铲斗缸筒(5)的杆室(5b)的压力比底室(5a)的压力高的状态下铲斗杆(70a)被操作至伸长操作上述铲斗缸筒的一侧时，控制器(50)使杆侧比例阀(45)开放，将上述杆室的工作液排出至工作液贮藏器(25)，以使上述杆室的压力与上述底室的压力的差压比冲洗阀(33)的转换压(Psw)低。

Description

工程机械的驱动装置

技术领域

本发明涉及具备通过液压泵直接驱动液压驱动器的液压回路的工程机械的驱动装置。

背景技术

近年来，在液压挖掘机等作业机械中，为了减少使液压缸筒等液压驱动器驱动的液压回路内的节流要素来降低燃料消耗率，进行如下液压回路(闭回路)的研发，即，该液压回路构成为，从液压泵等液压驱动源向液压驱动器输送工作油，使在液压驱动器进行了做功的工作油不返回贮藏器而返回至液压泵。作为公开这种闭回路的现有技术的专利文献，例如具有专利文献1。

专利文献1记载了一种驱动器驱动回路，其由具有一个驱动器(单杆式液压缸筒)、使该驱动器驱动的多个液压泵(液压泵)以及介于这些液压泵与驱动器之间设置的切换阀的闭回路构成，并且具备使上述切换阀工作的工作单元，能够通过从上述多个液压泵吐出的压力油的合流进行驱动器的驱动，该驱动器驱动回路的特征在于，设置连接于上述工作单元，并输出信号的转换装置，并且，该工作单元根据从该转换装置输出的信号使上述切换阀工作，以使连接上述多个液压泵中的一个液压泵的吐出口与上述驱动器的一个端口的回路和连接上述多个液压泵中的另一个液压泵的吐出口与上述驱动器的另一个端口的回路交替地反复连通和断开。

另外，专利文献1记载的驱动器驱动回路具备冲洗阀(低压选择阀)，该冲洗阀设置于连接于单杆式液压缸筒的底室的底侧流路与连接于单杆式液压缸筒的杆室的杆侧流路之间，且将底侧流路和杆侧流路的任一低压侧的剩余流量排出至工作液贮藏器。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭59-99102号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在液压挖掘机中，为了将附着于铲斗的泥等去除，在保持悬臂垂直，且使铲斗缸筒收缩至行程末端附近的状态(铲斗的重心位于比悬臂与铲斗的连结部靠铲斗缸筒侧的状态)下，进行将铲斗上下摆动的操作(铲斗去泥操作)。此时，操作人员为了使铲斗缸筒高速地进行伸缩动作，进行将铲斗杆在伸长操作铲斗缸筒的一侧和收缩操作铲斗缸筒的一侧之间高速地转换的操作(高速杆转换操作)。

在此，在将专利文献1记载的驱动器驱动回路应用于铲斗缸筒的情况下，产生以下的课题。

在保持悬臂垂直，且使铲斗缸筒收缩至行程末端附近的状态下，铲斗缸筒的杆压为比底压高的压力，因此，低压侧的杆侧流路经由冲洗阀连接于贮藏器。

铲斗杆从伸长操作铲斗缸筒的一侧转换至收缩操作铲斗缸筒的一侧时，液压泵的总吐出流量经由高压侧的杆侧流路流入杆室，由此，杆室快速地升压。由此，将铲斗缸筒向收缩侧驱动的力快速地克服铲斗缸筒的摩擦阻力等，因此，在高速杆转换操作时，缸筒行程对应于收缩操作铲斗缸筒的一侧的杆操作量而减少。

另一方面，铲斗杆从收缩操作铲斗缸筒的一侧转换至伸长操作铲斗缸筒的一侧时，工作夜从液压泵经由底侧流路向底室供给，但低压侧的底侧流路连接于工作液贮藏器，因此，无法将底室升压，将铲斗缸筒向伸长侧驱动的力不能快速地克服铲斗缸筒的摩擦阻力等。因此，在高速的杆转换操作时，相对于伸长操作铲斗缸筒的一侧的杆操作，缸筒行程几乎未增加，单杆式液压缸筒的响应性降低。

本发明是鉴于上述课题而做成的，其目的在于，提供一种作业机械，其能够在一个单杆式液压缸筒选择性地闭回路连接多个双倾转型的液压泵，该作业机械能够提高在单杆式液压缸筒的杆压比底压高的状态下进行高速杆转换操作时的单杆式液压缸筒的响应性。

用于解决课题的方案

为了达成上述目的，本发明提供一种作业机械，具备：作业装置，其由多个作业部件构成；单杆式液压缸筒，其驱动上述多个作业部件的一个；底侧流路，其连接于单杆式液压缸筒的底室；杆侧流路，其连接于单杆式液压缸筒的杆室；双倾转型的第一液压泵，其一方的吐出端口经由第一切换阀连接于上述底侧流路，另一方的吐出端口经由上述第一切换阀连接于上述杆侧流路；双倾转型的第二液压泵，其一方的吐出端口经由第二切换阀连接于上述底侧流路，另一方的吐出端口经由上述第二切换阀连接于上述杆侧流路；操作杆装置，其具有用于伸缩操作上述单杆式液压缸筒的操作杆；工作液贮藏器；冲洗阀，其连接于上述杆侧流路和上述杆侧流路，且在上述底侧流路与上述杆侧流路的差压超过预定的压力时，将上述底侧流路及上述杆侧流路的任一低压侧的剩余流量排出至上述工作液贮藏器；以及控制装置，其进行上述第一切换阀及第二切换阀的开闭控制和上述第一液压泵及第二液压泵的倾转量控制，上述作业机械还具备：底压检测装置，其检测上述底室的压力；杆压检测装置，其检测上述杆室的压力；杆侧排出流路，其连接上述杆侧流路和上述工作液贮藏器；以及杆侧比例阀，其设置于上述杆侧排出流路，在上述杆室的压力比上述底室的压力高的状态下上述操作杆被操作至伸长操作上述单杆式液压缸筒的一侧时，上述控制装置使上述杆侧比例阀开放，将上述杆室的工作液排出至上述工作液贮藏器，以使上述杆室的压力与上述底室的压力的差压比上述预定的压力低。

根据以上那样构成的本发明，在单杆式液压缸筒的杆压比底压高的状态下操作杆被收缩操作单杆式液压缸筒的一侧被转换至伸长操作单杆式液压缸筒的一侧时，杆侧比例阀开放，杆室的工作液的一部分排出至工作液贮藏器，因此，杆压快速地降低。而且，通过底压与杆压的差压低于冲洗阀的转换压，冲洗阀返回至中立位置，底侧流路与工作液贮藏器之间被断开。其结果，第一或第二液压泵的总吐出流量流入底室，底压快速地上升，将单杆式液压缸筒向伸长侧驱动的力快速地克服单杆式液压缸筒的摩擦阻力等。由此，在进行高速杆转换操作时，对应于伸长操作上述单杆式液压缸筒的一侧的杆操作量，缸筒行程增加，因此能够提高单杆式液压缸筒的响应性。

发明效果

根据本发明，能够在一个单杆式液压缸筒选择性地闭回路连接多个双倾转型的液压泵的作业机械能够提高在单杆式液压缸筒的杆压比底压高的状态下进行高速杆转换操作时的单杆式液压缸筒的响应性。

附图说明

图1是本发明的实施方式的液压挖掘机的侧视图。

图2是搭载于图1所示的液压挖掘机的液压驱动装置的概略结构图。

图3是图2所示的控制器的功能块图。

图4是表示图2所示的控制器的一控制周期内的第一～第四切换阀、底侧比例阀及杆侧比例阀的控制的流程图。

图5是表示铲斗去泥操作时的前作业装置的图。

图6是表示应用了现有技术的控制的液压驱动装置的铲斗去泥操作时的动作的图。

图7是表示本发明的实施方式的液压驱动装置的铲斗去泥操作时的动作的图。

具体实施方式

以下，作为本发明的实施方式的液压作业机械，举例液压挖掘机，参照附图进行说明。此外，各图中，对同等的部件标注相同的符号，且适当省略重复的说明。

图1是本发明的实施方式的液压挖掘机的侧视图。

图1中，液压挖掘机100具备：装备有履带式的行驶装置8的下部行驶体101；经由回旋装置7可回旋地安装于下部行驶体101上的上部回旋体102；以及可在上下方向上转动地安装于上部回旋体102的前部的前作业装置103。在上部回旋体102上设置有供操作人员搭乘的驾驶室104。

前作业装置103具备：可在上下方向上转动地安装于上部回旋体102的前部的作为作业部件的起重臂2；可在上下、前后方向上转动地连结于该起重臂2的前端部的作为作业部件的悬臂4；可在上下、前后方向上转动地连结于该悬臂4的前端部的作为作业部件的铲斗6；驱动起重臂2的单杆式液压缸筒(以下，起重臂缸筒)1；驱动悬臂4的单杆式液压缸筒(以下，悬臂缸筒)3；以及驱动铲斗6的单杆式液压缸筒(以下，铲斗缸筒)5。

图2是搭载于图1所示的液压挖掘机100的液压驱动装置的概略结构图。此外，为了简化说明，图2中，仅示出了与铲斗缸筒5的驱动相关的部分，省略了与其它的驱动器的驱动相关的部分。

图2中，液压驱动装置300具备：铲斗缸筒5；具有用于伸缩操作铲斗缸筒5的铲斗杆70a的操作杆装置70；作为动力源的发动机9；分配发动机9的动力的动力传递机构10；被由动力传递机构分配的动力驱动的第一～第四液压泵11～14及供给泵15；将第一～第四液压泵11～14选择性地连接于铲斗缸筒5的第一～第四切换阀40～43；底侧比例阀44；杆侧比例阀45；以及作为控制装置的控制器50。

第一及第二液压泵11、12为双倾转型的液压泵，具备：具有一对输入/输出端口的双倾转斜板机构(未图示)；以及用于调整构成该双倾转斜板机构的双倾转斜板的倾转角(倾转量)的第一及第二调节器11a、12a。第一及第二调节器11a、12a根据来自控制器50的控制信号，调整第一及第二液压泵11、12的双倾转斜板的倾转角，控制从第一及第二液压泵11、12吐出的工作液的方向及流量。

第三及第四液压泵13、14为单倾转型的液压泵，具备：仅能够向单方向吐出工作液的单倾转斜板机构(未图示)；以及用于调整构成该单倾转斜板机构的单倾转斜板的倾转角的第三及第四调节器13a、14a。第三及第四调节器13a、14a根据来自控制器50的控制信号，调整第三及第四液压泵13、14的单倾转斜板的倾转角，控制从第三及第四液压泵13、14吐出的工作液的流量。

第一液压泵11的一对输入/输出端口经由一对泵流路200、201连接于第一切换阀40。第一液压泵11从一对泵流路200、200的一方吸入工作液，并向另一方吐出。第一切换阀40经由驱动器流路210连接于铲斗缸筒5的底室5a，且经由驱动器流路211连接于铲斗缸筒5的杆室5b。以下，将连接于底室5a的驱动器流路210称为底侧流路，将连接于杆室5b的驱动器流路211称为杆侧流路。就铲斗缸筒5而言，若工作液经由底侧流路210向底室5a供给，则进行伸长动作，若工作液经由杆侧流路211向杆室5b供给，则进行收缩动作。

第一切换阀40根据来自控制器50的控制信号，切换到连通位置和断开位置的任一个。具体而言，在从控制器50未输出控制信号时，保持于断开位置，当从控制器50输出控制信号时，切换到连通位置。在第一切换阀40位于连通位置时，泵流路200、201和驱动器流路210、211分别连通，第一液压泵11和铲斗缸筒5闭回路连接。

第二液压泵12的一对输入/输出端口经由一对泵流路202、203连接于第二切换阀41。第二液压泵12从一对泵流路202、203的一方吸入工作液，并向另一方吐出。第二切换阀41经由底侧流路210连接于铲斗缸筒5的底室5a，并经由杆侧流路211连接于铲斗缸筒5的杆室5b。

第二切换阀41根据来自控制器50的控制信号，转换至连通位置和断开位置的任一个。具体而言，从控制器50未输出控制信号时，保持于断开位置，当从控制器50输出控制信号时，切换到连通位置。第二切换阀41位于连通位置时，泵流路202、203和驱动器流路210、211分别连通，第二液压泵12和铲斗缸筒5闭回路连接。

第三液压泵13的吐出端口经由泵流路204连接于第三切换阀42。第三液压泵13的吸入端口连接于工作液贮藏器25。第三液压泵13从工作液贮藏器25吸入工作液，并向泵流路204吐出。泵流路204经由安全阀21连接于工作液贮藏器25。安全阀21在泵流路204的压力超过预定的压力(安全压Pmax)时，将泵流路204的工作液向工作液贮藏器25释放而保护回路。泵流路204经由贮藏器流路206连接于工作液贮藏器25，在贮藏器流路206设置有底侧比例阀44。第三切换阀42经由底侧分支流路208连接于底侧流路210。底侧分支流路208、贮藏器流路206以及泵流路204的一部分(连接第三切换阀42和贮藏器流路206的部分)连接底侧流路210和工作液贮藏器25，构成了向工作液贮藏器25排出铲斗缸筒5的底室5a的工作液的底侧排出流路。

第三切换阀42根据来自控制器50的控制信号，切换至连通位置和断开位置的任一个。具体而言，在从控制器50未输出控制信号时，保持于断开位置，当从控制器50输出控制信号时，切换至连通位置。第三切换阀42位于连通位置时，第三液压泵13经由泵流路204、底侧分支流路208以及底侧流路210连接于铲斗缸筒5的底室5a。第三液压泵13与第一液压泵11一起向铲斗缸筒5的底室5a供给工作液，由此，能够辅助铲斗缸筒5的伸长动作。

底侧比例阀44根据来自控制器50的控制信号，在全开位置与全闭位置之间操作，使开口面积变化。具体而言，从控制器50未输出控制信号时，保持于全开位置，当从控制器50输出控制信号时，根据该控制信号从全开位置向全闭位置侧操作，使开口面积在从最大开口面积到零之间变化。另外，控制器50在第三切换阀42位于断开位置时，对底侧比例阀44以成为根据第三液压泵13的吐出流量预先设定的开口面积的方式进行控制。

第四液压泵14的吐出端口经由泵流路205连接于第四切换阀43。第四液压泵14的吸入端口连接于工作液贮藏器25。第四液压泵14从工作液贮藏器25吸入工作液，并向泵流路205吐出。泵流路205经由安全阀22连接于工作液贮藏器25。安全阀22在泵流路205的压力超过预定的压力(安全压Pmax)时，将泵流路205的工作液向工作液贮藏器25释放而保护回路。泵流路205经由贮藏器流路207连接于工作液贮藏器25，在贮藏器流路207设置有杆侧比例阀45。第四切换阀43经由杆侧分支流路209连接于杆侧流路211。杆侧分支流路209、贮藏器流路207以及泵流路205的一部分(连接第四切换阀43和贮藏器流路207的部分)连接杆侧流路211和工作液贮藏器25，构成了将铲斗缸筒5的杆室5b的工作液排出至工作液贮藏器25的杆侧排出流路。

第四切换阀43根据来自控制器50的控制信号，切换至连通位置和断开位置的任一个。具体而言，从控制器50未输出控制信号时，保持于断开位置，当从控制器50输出控制信号时，切换至连通位置。第四切换阀43位于连通位置时，第四液压泵14经由泵流路205、杆侧分支流路209以及杆侧流路211连接于铲斗缸筒5的杆室5b。第四液压泵14与第二液压泵12一起向铲斗缸筒5的杆室5b供给工作液，由此，能够辅助铲斗缸筒5的收缩动作。

杆侧比例阀45根据来自控制器50的控制信号，在全开位置与全闭位置之间操作，使开口面积变化。具体而言，从控制器50未输出控制信号时，保持于全开位置，当从控制器50输出控制信号时，根据该控制信号从全开位置向全闭位置侧操作，使开口面积在从最大开口面积到零之间变化。另外，控制器50在第四切换阀43位于断开位置时，对杆侧比例阀45以成为根据第四液压泵14的吐出流量预先设定的开口面积的方式进行控制。

供给泵15为固定容量型的液压泵，从工作液贮藏器25吸入工作液，并向供给流路212吐出。供给流路212经由供给用安全阀20连接于工作液贮藏器25。供给用安全阀20在供给流路212的压力超过预定的压力(供给压Pch)时，将供给流路212的工作液向工作液贮藏器25释放，保持供给流路212的压力恒定(供给压Pch)。

第一液压泵11的泵流路200、201经由供给用止回阀26连接于供给流路212。供给用止回阀26在泵流路200、201的压力低于供给流路212的压力(供给压Pch)时，将供给流路212的工作液向泵流路200、201供给。另外，泵流路200、201经由安全阀30a、30b连接于供给流路212。安全阀30a、30b在泵流路200、201的压力超过预定的压力(安全压Pmax)时，将泵流路200、201的工作液向供给流路212释放而保护回路。

第二液压泵12的泵流路202、203经由供给用止回阀27连接于供给流路212。供给用止回阀27在泵流路202、203的压力低于供给流路212的压力(供给压Pch)时，将供给流路212的工作液向泵流路202、203供给。另外，泵流路202、203经由安全阀31a、31b连接于供给流路212。安全阀31a、31b在泵流路202、203的压力超过预定的压力(安全压Pmax)时，将泵流路200、201的工作液向供给流路212释放而保护回路。

驱动器流路210、211经由供给用止回阀28a、28b连接于供给流路212。供给用止回阀28a、28b在驱动器流路210、211的压力低于供给流路212的压力(供给压Pch)时，将供给流路212的工作液向驱动器流路210、211供给。另外，驱动器流路210、211经由安全阀32a、32b连接于供给流路212。安全阀32a、32b在驱动器流路210、211的压力超过预定的压力(安全压Pmax)时，将驱动器流路210、211的工作液向供给流路212释放而保护回路。

另外，驱动器流路210、211经由冲洗阀33连接于供给流路212。冲洗阀33在底侧流路210与杆侧流路211的差压超过预定的压力(切换压Psw)时，使驱动器流路210、211的低压侧连通于供给流路212，将驱动器流路210、211的低压侧的剩余流量排出至供给流路212。

在底侧流路210设置有作为底压检测装置的第一压力传感器60a。第一压力传感器60a将底侧流路210的压力(底室5a的压力)变换成压力信号并输出至控制器50。另外，在杆侧流路211设置有作为杆压检测装置的第二压力传感器60b。第二压力传感器60b将杆侧流路211的压力(杆室5b的压力)变换成压力信号并输出至控制器50。

操作杆装置70将与铲斗杆70a的操作相应的操作信号输出至控制器50。控制器50基于来自操作杆装置70的操作信号和来自第一及第二压力传感器60a、60b的压力信号，控制第一～第四切换阀40～43、底侧比例阀44、杆侧比例阀45以及第一～第四调节器11a～14a。

图3是图2所示的控制器50的功能块图。此外，为了简化说明，图3中仅示出了与铲斗缸筒5的驱动相关的部分，省略了与其它的驱动器的驱动相关的部分。

图3中，控制器50具备杆操作量运算器51、杆转换周期运算器52、驱动器压力平衡运算器53、以及指令运算器54。

杆操作量运算器51基于从操作杆装置70输入的操作信号(铲斗杆70a的操作量)，运算铲斗缸筒5的动作方向及目标动作速度，并将运算结果输出至指令运算器54。

杆转换周期运算器52基于从操作杆装置70输入的操作信号(铲斗杆70a的操作量)，运算铲斗杆70a在伸长操作铲斗缸筒5的一侧与收缩操作铲斗缸筒5的一侧之间往返的时间(杆转换周期)，并将运算结果输出至指令运算器54。

驱动器压力平衡运算器53基于来自第一及第二压力传感器60a、60b的压力信号，运算铲斗缸筒5的底压与杆压的平衡(例如，底压与杆压的差压)，并将运算结果输出至指令运算器54。

指令运算器54基于来自杆操作量运算器51、杆转换周期运算器52以及驱动器压力平衡运算器53的运算结果，运算第一及第二切换阀40、41的开闭状态、底侧比例阀44及杆侧比例阀45的开口面积以及第一～第四液压泵11～14的吐出流量，并向第一～第四切换阀40～43、底侧比例阀44、杆侧比例阀45以及第一～第四调节器11a～14a输出控制信号。

图4是表示控制器50的一控制周期内的第一及第二切换阀40、41、底侧比例阀44以及杆侧比例阀45的控制的流程图。此外，图4中，为了简化说明，仅示出了与铲斗杆70a的高速转换操作相关的处理，省略了与其它的操作相关的处理。以下，对于构成控制流程的各步骤依次进行说明。

首先，在步骤S1中，基于来自操作杆装置70的操作信号，判定铲斗杆70a的转换周期是否比预定的周期长。在此，预定的周期例如基于铲斗去泥操作时的铲斗杆70a的转换周期设定。

在步骤S1判定为杆转换周期比预定的周期长(是(YES))的情况下，结束当前的控制周期，并转移至下一控制周期。

在步骤S1判定为杆转换周期为预定的周期以下(否(NO))的情况下，在步骤S2中，控制第一调节器11a以使第一液压泵11的吐出侧成为底侧，并控制第二调节器12a以使第二液压泵12的吐出侧成为杆侧。由此，通过交替地打开第一及第二切换阀40、41，能够高速地切换铲斗缸筒5的驱动方向。

接着步骤S2，在步骤S3中，判定铲斗杆70a的操作方向是否为伸长操作铲斗缸筒5的一侧。

在步骤S3判定为铲斗杆70a的操作方向是伸长操作铲斗缸筒5的一侧(YES)的情况下，在步骤S4中，将第一切换阀40切换至连通位置，将第二切换阀41转换至断开位置，使底侧比例阀44闭合，并使杆侧比例阀45开放。由此，第一及第三液压泵11、13的总吐出流量流入底室5a，来自杆室5b的排出流量的一部分被第一液压泵11吸收，来自杆室5b的排出流量的剩余的一部分经由杆侧比例阀45返回至工作液贮藏器25，铲斗缸筒5进行伸长动作。

在步骤S3判定为铲斗杆70a的操作方向是收缩操作铲斗缸筒5的一侧(NO)的情况下，在步骤S5中，将第一切换阀40转换至断开位置，将第二切换阀41转换至连通位置，使底侧比例阀44开放，并使杆侧比例阀45闭合。由此，第二及第四液压泵12、14的总吐出流量流入杆室5b，来自底室5a的排出流量的一部分被第二液压泵12吸收，来自底室5a的排出流量的剩余的一部分经由底侧比例阀44返回至工作液贮藏器25，铲斗缸筒5进行收缩动作。

在步骤S4或S5结束后，结束当前的控制周期，并转移至下一控制周期。

说明以上那样构成的液压驱动装置300的动作。

(1)铲斗非操作时

图2中，在未操作铲斗杆70a时，第一～第四液压泵11～14的倾转角控制成最小倾转角，第一～第四切换阀40～43全部关闭。由此，对铲斗缸筒5的底室5a和杆室5b均不供给工作液，铲斗缸筒5维持停止状态。

(2)铲斗去泥操作时

液压挖掘机100中，为了将附着于铲斗6的泥等去除，如图5所示，在保持悬臂4垂直，且使铲斗缸筒5收缩至行程末端附近的状态(铲斗6的重心位于比悬臂4与铲斗6的连结部靠铲斗缸筒5侧的状态)下，进行将铲斗6上下摆动的操作(铲斗去泥操作)。此时，操作人员为了使铲斗缸筒5高速地进行伸缩动作，进行将铲斗杆70a在伸长操作铲斗缸筒5的一侧与收缩操作铲斗缸筒5的一侧之间高速地转换的操作(高速杆转换操作)。

首先，参照图6，对应用了现有技术的控制的液压驱动装置300的铲斗去泥操作时的动作进行说明。

从时刻t0到时刻t1，铲斗缸筒5为静定的状态。此时，悬臂4保持垂直，且铲斗6的重心位于比悬臂4与铲斗6的连接部靠铲斗缸筒5侧，因此，铲斗缸筒5的杆压比底压高。因此，低压侧的底侧流路210经由冲洗阀33与供给流路212连通，铲斗缸筒5的底压与供给用安全阀20的设定压(供给压Pch)相等。

从时刻t1到时刻t2，铲斗杆70a被操作至伸长操作铲斗缸筒5的一侧，从时刻t2到时刻t3，铲斗杆70a被操作至收缩操作铲斗缸筒5的一侧。

在时刻t1，控制器50控制第一调节器11a，以使第一液压泵11向底侧的泵流路200吐出预定流量Qcp1的工作液。

在时刻t1，控制器50控制第二调节器12a，以使第二液压泵12向杆侧的泵流路203吐出预定流量Qcp2的工作液。

在时刻t1，控制器50将第一切换阀40从断开状态切换成连通状态。

在时刻t1，控制器50将第二切换阀41保持断开状态。

从时刻t1到时刻t2，第二切换阀41为断开状态，因此，第二液压泵12的吐出压与安全阀31b的设定压(安全压Pmax)相等。

从时刻t1到时刻t2，第一切换阀40为连通状态，因此，铲斗缸筒5的底室5a经由底侧流路210、第一切换阀40以及泵流路200连接于第一液压泵11的吐出侧。另一方面，铲斗缸筒5的杆室5b经由杆侧流路211、第一切换阀40以及泵流路201连接于第一液压泵11的吸入侧。

从时刻t1到时刻t2，第一液压泵11将从泵流路201吸入的流量向泵流路200吐出。第一液压泵11的吐出压以成为与铲斗缸筒5的底压大致相等的方式同步。

从时刻t1到时刻t2，铲斗缸筒5的杆室5b连接于第一液压泵12的吸入侧，因此，铲斗缸筒5的杆室5b的工作液被吸出，杆压降低。铲斗缸筒5的底室5a连接于第一液压泵11的吐出侧，第一液压泵11吐出的流量经由泵流路200及第一切换阀40流入底侧流路210。在此，杆压比底压高且该差压比冲洗阀33的转换压Psw大，因此，低压侧的底侧流路210经由冲洗阀33连通于供给流路212。由此，底侧流路210的工作液的一部分流出至供给流路212，铲斗缸筒5的底压保持为供给压Pch。其结果，无法使将铲斗缸筒5向伸长侧驱动的力快速地克服铲斗缸筒5的摩擦阻力等，相对于铲斗杆70a的操作量，铲斗缸筒5的缸筒行程几乎不增加。

在时刻t2，控制器50将第一切换阀40从连通状态切换成断开状态。

在时刻t2，控制器50将第二切换阀41从断开状态切换成连通状态。

从时刻t2到时刻t3，第一切换阀40为断开状态，因此，第一液压泵11的吐出压与安全阀30a的设定压(安全压Pmax)相等。

从时刻t2到时刻t3，第二切换阀41为连通状态，因此，铲斗缸筒5的底室5a经由底侧流路210、第二切换阀41以及泵流路202连接于第二液压泵12的吸入侧。另一方面，铲斗缸筒5的杆室5b经由杆侧流路211、第二切换阀41以及泵流路203连接于第二液压泵12的吐出侧。

从时刻t2到时刻t3，第二液压泵12将从泵流路202吸入的流量向泵流路203吐出。第二液压泵12的吐出压以成为与铲斗缸筒5的杆压大致相等的方式同步。

在时刻t2，从时刻t1到时刻t2进行了升压的泵流路203的高压的工作液经由杆侧流路211流入铲斗缸筒5的杆室5b。

从时刻t2到时刻t3，第二液压泵12的吐出流量经由泵流路203、第二切换阀41以及杆侧流路211流入铲斗缸筒5的杆室5b，由此，铲斗缸筒5的杆压上升。

从时刻t2到时刻t3，杆压比底压高且该差压比冲洗阀33的转换压Psw大，因此，低压侧的底侧流路210经由冲洗阀33与供给流路212连通。

从时刻t2到时刻t3，铲斗缸筒5的底侧连接于第二液压泵12的吸入侧。

从时刻t2到时刻t3，即使在没有来自铲斗缸筒5的底室5a的排出流量的情况下，若泵流路202及底侧流路210的压力为供给压Pch以下，则工作夜也从供给流路212经由供给用止回阀27、28a而流入，由此，铲斗缸筒5的底压保持为供给压Pch。

从时刻t2到时刻t3，相比从时刻t0到时刻t1的静定状态，铲斗缸筒5的底压比杆压高且该差压也更大，因此，将铲斗缸筒5向收缩侧驱动的力快速地克服铲斗缸筒5的摩擦阻力等，对应于铲斗杆70a的操作量，缸筒行程减少。

时刻t3以后的动作与从时刻t1到时刻t3的动作一样，因此，省略说明。

接着，参照图7说明本实施方式的液压驱动装置300的铲斗去泥操作时的动作。此外，对与上述的应用了现有技术的情况的动作(示出于图6)的不同点进行说明，省略重复的说明。

在时刻t1，控制器50控制第三调节器13a，以使第三液压泵13向泵流路204吐出预定流量Qop1的工作液。

在时刻t1，控制器50控制第四调节器14a，以使第四液压泵13向泵流路205吐出预定流量Qop2的工作液。

在时刻t1，控制器50将第三切换阀42从断开状态转换成连通状态。

在时刻t1，控制器50将第四切换阀43从断开状态转换成连通状态。

在时刻t1，控制器50将底侧比例阀44的开口面积从预先设定的可以将第三液压泵13的吐出流量Qop1以与供给压Pch同等的压力损失通过的开口面积Apv1切换到零。

在时刻t1，控制器50将杆侧比例阀45的开口面积从预先设定的能够将第四液压泵14的吐出流量Qop2以与供给压Pch同等的压力损失通过的开口面积Apv2切换到最大开口面积MAX。

时刻t1以后，第三切换阀42为连通状态，因此，铲斗缸筒5的底室5a经由底侧流路210、第三切换阀42以及泵流路204连接于第三液压泵13及底侧比例阀44。

时刻t1以后，第三液压泵13的吐出压以成为与铲斗缸筒5的底压大致相等的方式同步。

时刻t1以后，第四切换阀43为连通状态，因此，铲斗缸筒5的杆室5b经由杆侧流路211、第四切换阀43以及泵流路205连接于第四液压泵14及杆侧比例阀45。

时刻t1以后，第四液压泵14的吐出压以成为与铲斗缸筒5的杆压大致相等的方式同步。

从时刻t1到时刻t1.5，铲斗缸筒5的杆室5b连接于第二液压泵12的吸入侧，而且，杆侧比例阀45为最大开口面积，因此，铲斗缸筒5的杆室5b的工作液被大量吸出，杆压急剧降低。

从时刻t1到时刻t1.5，铲斗缸筒5的底侧连接于第一液压泵11的吐出侧，因此，第一液压泵11的吐出流量经由泵流路200及第一切换阀40流入底侧流路210。在此，底侧流路210经由冲洗阀33连通于供给流路212，因此，铲斗缸筒5的底压保持为供给压Pch。

从时刻t1到时刻t1.5，铲斗缸筒5的杆压比底压高且该差压较大，因此，无法使将铲斗缸筒5向伸长侧驱动的力克服铲斗缸筒5的摩擦阻力等，相对于铲斗杆70a的操作量，铲斗缸筒5的行程几乎不增加。

在时刻t1.5，当铲斗缸筒5的底压与杆压的差压成为冲洗阀33的切换压Psw以下时，冲洗阀33返回至中立位置，底侧流路210与供给流路212的连通被断开。

从时刻t1.5到时刻t2，第一液压泵11的吐出流量经由泵流路200、第一切换阀40以及底侧流路210流入铲斗缸筒5的底室5a。在此，底侧流路210与供给流路212的连通被断开，因此，底压超过供给压Pch并上升。

从时刻t1.5到t2，铲斗缸筒5的底压比杆压高，因此，将铲斗缸筒5向伸长侧驱动的力快速地克服摩擦阻力等，对应于铲斗杆70a的操作量，行程增加。

在时刻t2，控制器50将底侧比例阀44的开口面积从零切换到预定的开口面积Apv1。

在时刻t2，控制器50将杆侧比例阀45的开口面积从最大开口面积MAX切换到零。

从时刻t2到时刻t3，第二液压泵12的吐出流量经由泵流路203、第二切换阀41以及杆侧流路211流入铲斗缸筒5的杆室5b，另外，第四液压泵14的吐出流量经由泵流路205、第四切换阀43以及杆侧流路211流入铲斗缸筒5的杆室5b，由此，杆压上升。

时刻t3以后的动作与从时刻t1到时刻t3的动作一样，因此，省略说明。

以下说明利用本实施方式的液压挖掘机100得到的效果。

应用了现有技术的控制的液压驱动装置300中，在铲斗杆70a从收缩操作铲斗缸筒5的一侧转换至伸长操作铲斗缸筒5的一侧时，从第一液压泵11经由底侧流路210向铲斗缸筒5的底室5a供给工作液，但是由于低压侧的底侧流路210连接于供给流路212，因此，不能使底室5a超过供给压Pch而升压，无法使将铲斗缸筒5向伸长侧驱动的力快速地克服铲斗缸筒5的摩擦阻力等。因此，如图6所示，在高速的杆转换操作时，相对于伸长操作铲斗缸筒5的一侧的杆操作，缸筒行程几乎不增加，铲斗缸筒5的响应性降低。

与之相对，根据本实施方式的液压挖掘机100，在铲斗缸筒5的杆压比底压高的状态下将铲斗杆70a从伸长操作铲斗缸筒5的一侧转换至收缩操作铲斗缸筒5的一侧时，杆侧比例阀45开放，杆室5b的工作液的一部分排出至工作液贮藏器25，因此，杆压快速地降低。而且，通过底压与杆压的差压低于冲洗阀33的转换压Psw，冲洗阀33返回至中立位置，底侧流路210与工作液贮藏器25之间被断开。于是，第一液压泵11的总吐出流量流入底室5a，由此底压快速地上升。由此，在铲斗缸筒5的杆压比底压高的状态下进行高速杆转换操作时，将铲斗缸筒5向伸长侧驱动的力快速地克服铲斗缸筒5的摩擦阻力等，对应于伸长操作铲斗缸筒5的一侧的杆操作量，缸筒行程增加，因此，能够提高铲斗缸筒5的响应性。

另外，在铲斗缸筒5的底压比杆压高的状态下将铲斗杆70a从伸长操作铲斗缸筒5的一侧转换至收缩操作铲斗缸筒5的一侧时，底侧比例阀44开放，底室5a的工作液的一部分排出至工作液贮藏器25，因此，底压快速地降低。而且，通过底压与杆压的差压低于冲洗阀33的转换压Psw，冲洗阀33返回至中立位置，杆侧流路211与工作液贮藏器25之间被断开。于是，通过第一液压泵11的总吐出流量流入杆室5b，杆压快速地上升。由此，在铲斗缸筒5的底压比杆压高的状态下进行高速杆转换操作时，将铲斗缸筒5向收缩侧驱动的力快速地克服铲斗缸筒5的摩擦阻力等，对应于收缩操作铲斗缸筒5的一侧的杆操作量，缸筒行程减少，因此，能够提高铲斗缸筒5的响应性。

以上，对本发明的实施方式进行了详细叙述，但本发明不限定于上述的实施方式，包含各种变形例。例如，上述的实施方式中，说明了驱动铲斗缸筒5的例子，但作为本发明的对象的单杆液压缸筒不限于铲斗缸筒5。另外，上述的实施方式中，采用了设置有底侧比例阀44及杆侧比例阀45的结构，但也可以采用仅设置有杆侧比例阀45的结构。另外，上述的实施方式中，将第一液压泵11的吐出侧设为底侧，将第二液压泵12的吐出侧设为杆侧，但也可以将第一液压泵11的吐出侧设为杆侧，将第二液压泵12的吐出侧设为底侧。另外，将第一～第四液压泵11～14的倾转角控制为保持恒定，但也可以根据铲斗杆70a的操作量及第一～第四切换阀40～42的开闭状态调整倾转角。

符号说明

1—起重臂缸筒，2—起重臂(作业部件)，3—悬臂缸筒，4—悬臂(作业部件)，5—铲斗缸筒，5a—底室，5b—杆室，6—铲斗(作业部件)，7—回旋装置，8—行驶装置，9—发动机，10—动力传递机构，11—第一液压泵，11a—第一调节器，12—第二液压泵，12a—第二调节器，13—第三液压泵，13a—第三调节器，14—第四液压泵，14a—第四调节器，15—供给泵，20—供给用安全阀，21—安全阀，22—安全阀，25—工作液贮藏器，26—供给用止回阀，27—供给用止回阀，28a、28b—供给用止回阀，30a、30b—安全阀，31a、31b—安全阀，32a、32b—安全阀，33—冲洗阀，40—第一切换阀，41—第二切换阀，42—第三切换阀，43—第四切换阀，44—底侧比例阀，45—杆侧比例阀，50—控制器，51—杆操作量运算器，52—杆转换周期运算器，53—驱动器压力平衡运算器，54—指令运算器，60a—第一压力传感器(底压检测装置)，60b—第二压力传感器(杆压检测装置)，70—操作杆装置，70a—铲斗杆，100—液压挖掘机，101—下部行驶体，102—上部回旋体，103—前作业装置，104—驾驶室，200～205—泵流路，206—贮藏器流路(底侧排出流路)，207—贮藏器流路(杆侧排出流路)，208—底侧分支流路(底侧排出流路)，209—杆侧分支流路(杆侧排出流路)，210—底侧流路(驱动器流路)，211—杆侧流路(驱动器流路)，212—供给流路，300—液压驱动装置。

Claims (4)

1.一种作业机械，具备：

作业装置，其由多个作业部件构成；

单杆式液压缸筒，其驱动上述多个作业部件的一个；

底侧流路，其连接于单杆式液压缸筒的底室；

杆侧流路，其连接于单杆式液压缸筒的杆室；

双倾转型的第一液压泵，其一方的吐出端口经由第一切换阀连接于上述底侧流路，另一方的吐出端口经由上述第一切换阀连接于上述杆侧流路；

双倾转型的第二液压泵，其一方的吐出端口经由第二切换阀连接于上述底侧流路，另一方的吐出端口经由上述第二切换阀连接于上述杆侧流路；

操作杆装置，其具有用于伸缩操作上述单杆式液压缸筒的操作杆；

工作液贮藏器；

冲洗阀，其连接于上述杆侧流路和上述杆侧流路，且在上述底侧流路与上述杆侧流路的差压超过预定的压力时，将上述底侧流路及上述杆侧流路的任一低压侧的剩余流量排出至上述工作液贮藏器；以及

控制装置，其进行上述第一切换阀及第二切换阀的开闭控制和上述第一液压泵及第二液压泵的倾转量控制，

上述作业机械的特征在于，还具备：

底压检测装置，其检测上述底室的压力；

杆压检测装置，其检测上述杆室的压力；

杆侧排出流路，其连接上述杆侧流路和上述工作液贮藏器；以及

杆侧比例阀，其设置于上述杆侧排出流路，

在上述杆室的压力比上述底室的压力高的状态下上述操作杆被操作至伸长操作上述单杆式液压缸筒的一侧时，上述控制装置使上述杆侧比例阀开放，将上述杆室的工作液排出至上述工作液贮藏器，以使上述杆室的压力与上述底室的压力的差压比上述预定的压力低。

2.根据权利要求1所述的作业机械，其特征在于，还具备：

底侧排出流路，其连接上述底侧流路和上述工作液贮藏器；以及

底侧比例阀，其设置于上述底侧排出流路，

在上述底室的压力比上述杆室的压力高的状态下上述操作杆被操作至收缩上述单杆式液压缸筒的一侧时，上述控制装置使上述底侧比例阀开放，将上述底室的工作液排出至上述工作液贮藏器，以使上述底室与上述杆室的差压比上述预定的压力低。

3.根据权利要求2所述的作业机械，其特征在于，还具备：

第三切换阀，其设置于上述杆侧排出流路中的连接上述杆侧流路和上述杆侧比例阀的流路部分；

单倾转型的第三液压泵，其吐出端口连接于上述杆侧排出流路中的连接上述第三切换阀和上述杆侧比例阀的流路部分，且吸入端口连接于上述工作液贮藏器；

第四切换阀，其设置于上述底侧排出流路中的连接上述底侧流路和上述底侧比例阀的流路部分；以及

单倾转型的第四液压泵，其吐出端口连接于上述底侧排出流路中的连接上述第四切换阀和上述底侧比例阀的流路部分，且吸入端口连接于上述工作液贮藏器。

4.根据权利要求1所述的作业机械，其特征在于，

就上述控制装置而言，

在上述操作杆的转换周期为预定的周期以下时，控制上述第一液压泵的倾转以致从上述第一液压泵向上述底室供给工作液，且控制上述第二液压泵的倾转以致从上述第二液压泵向上述杆室供给工作液，

在上述操作杆被操作至伸长操作上述单杆式液压缸筒的一侧时，打开上述第一切换阀且关闭上述第二切换阀，

在上述操作杆被操作至收缩操作上述单杆式液压缸筒的一侧时，关闭上述第一切换阀且打开上述第二切换阀。