CN112513381A - 挖掘工程机械的液压驱动装置 - Google Patents

Abstract

提供一种液压驱动装置，能够根据斗杆的动作高精度地控制动臂的动作，以使铲斗的施工面接近目标施工面。液压驱动装置包含动臂流量控制阀（36）、基于动臂缸等的缸速度来估算用于使铲斗的施工面接近目标施工面的目标动臂缸速度的目标动臂缸速度估算部（100）、以及动臂流量操作部（100）。动臂流量操作部（100）在目标动臂缸速度的方向与缸推力的方向一致时，以使动臂缸供给流量达到与目标动臂缸速度相对应的目标供给流量的方式使动臂流量控制阀（36）进行动作，在目标动臂缸速度的方向与缸推力的方向相反时，以使动臂缸排出流量达到与目标动臂缸速度相对应的目标排出流量的方式使动臂流量控制阀（36）进行动作。

Description

挖掘工程机械的液压驱动装置

技术领域

本发明涉及设置于具备挖掘装置的挖掘工程机械并通过液压驱动该挖掘装置的装置，其中，挖掘装置具有动臂、斗杆和铲斗。

背景技术

液压挖掘机等挖掘工程机械通常具有挖掘装置，其包括能够起伏的动臂、可转动地连结在该动臂的远端上的斗杆、以及安装在该斗杆的远端上的铲斗。利用液压驱动上述挖掘装置用的装置通常具备液压泵、与该液压泵相连接的多个液压缸、以及控制阀。所述多个液压缸包括驱动动臂用的动臂缸、驱动斗杆用的斗杆缸和驱动铲斗用的铲斗缸。所述控制阀分别连接至所述动臂缸、所述斗杆缸和所述铲斗缸。所述控制阀例如由先导操作式的切换阀构成，对应于输入的先导压进行开阀动作，以改变向该控制阀所对应的液压制动器供给工作油的方向和流量。

近年来，为了减轻操作人员的负担，正在开发具备自动控制功能的液压驱动装置，其对所述动臂和所述斗杆的作业装置的驱动进行控制，以使操作人员只需要进行简单的操作，就能使所述铲斗沿着预先设定的目标轨迹移动。

例如专利文献1中公开了设置于具备动臂、斗杆（专利文献1中的“stick（斗杆）”）和铲斗的液压挖掘机的液压驱动装置，其根据斗杆操作杆（专利文献1中的“斗杆操作杆”）的操作，计算各液压缸的目标位置和目标速度并控制该速度，以使所述铲斗的铲尖沿着目标轨迹移动。

而且，该专利文献1中还记载了将动臂缸的负荷压乘以工作缸内的实质受压面积来计算压紧力，并自动调整所述铲斗的高度位置（具体而言，升高铲斗的位置以减小挖掘面的压紧力，或降低铲斗的位置以增大压紧力）以使该压紧力接近预先设定的目标压紧力。

然而，根据所述专利文献1记载的装置，针对作用在所述动臂上的负荷的不同方向和大小，有时很难高精度地控制该动臂等的速度。具体而言，所述动臂上会作用由包含该动臂在内的整台作业装置的自重所产生的向下的载荷、以及铲斗从施工面受到的反作用力所产生的向上的载荷这两者，而这些载荷的平衡有可能会导致动臂缸的驱动状态发生很大变动。这一问题的解决直接关系到铲斗的铲尖准确地沿着目标轨迹进行移动、或是准确地控制该铲斗施加在地面上的推压力（上述专利文献1中称为压紧力），从而极为重要。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本发明公开公报特开平9-228404。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液压驱动装置，其设置于具备作业装置的工程机械，该作业装置包含动臂、斗杆和铲斗，无论作用在所述动臂上的载荷如何，所述液压驱动装置都能够根据所述斗杆的动作高精度地控制动臂的动作，以使所述铲斗的施工面接近目标施工面。

为了提高所述控制的精度，本发明人着眼于针对用于使所述动臂进行动作的致动器即动臂缸的动作速度而计算出的目标动臂缸速度的方向与动臂缸实际产生的缸推力之间的关系。具体而言，在所述目标动臂缸速度的方向与所述缸推力的方向一致的情况下，即需要克服作用在所述动臂上的载荷并利用所述缸推力使动臂缸向该缸推力的方向进行动作情况下，与平常的控制一样，只要控制从液压泵被压入动臂缸的工作油的流量即可，反之，在所述目标动臂缸速度的方向与所述缸推力的方向相反的情况下，即需要使动臂缸向着与作用在所述动臂上的载荷的方向相同的方向、也就是与所述缸推力的方向相反方向进行动作情况下，从动臂缸排出的工作油的压力变为保持压，因此，通过控制其排出的工作油，能够对动臂缸速度进行准确的控制。

本发明基于上述观点完成。本发明提供的液压驱动装置，设置于具备机体和安装于该机体的作业装置的工程机械，所述作业装置包括可起伏地支撑于该机体的动臂、可转动地连结于该动臂的远端部的斗杆以及安装在该斗杆的远端部并被向施工面推压的铲斗，所述液压驱动装置利用液压对所述动臂、所述斗杆以及所述铲斗进行驱动，包括：工作油供给装置，包含通过驱动源的驱动而喷出工作油的至少一个液压泵；至少一个动臂缸，通过接受来自所述工作油供给装置的工作油而进行伸缩以使所述动臂起伏；斗杆缸，通过接受来自所述工作油供给装置的工作油而进行伸缩以使所述斗杆转动；铲斗缸，通过接受来自所述工作油供给装置的工作油而进行伸缩以使所述铲斗转动；动臂流量控制阀，位于所述工作油供给装置与所述至少一个动臂缸之间，以使从该工作油供给装置供应给所述至少一个动臂缸的工作油的流量即动臂缸供给流量以及从该动臂缸排出的工作油的流量即动臂缸排出流量变化的方式进行开闭动作；目标施工面设定部，设定用于确定所述铲斗的施工对象的目标形状的目标施工面；作业姿势检测部，检测用于确定所述作业装置的姿势的信息即姿势信息；动臂缸压检测器，检测所述至少一个动臂缸的头侧室和杆侧室各自的压力即头压和杆压；缸速度估算部，基于所述作业姿势检测部检测出的所述姿势信息，运算所述动臂缸、所述斗杆缸以及所述铲斗缸各自的动作速度即缸速度；目标动臂缸速度估算部，基于所述缸速度估算部所估算的各个缸的缸速度，估算所述动臂缸的动作速度的目标值即目标动臂缸速度，该目标动臂缸速度用于使所述铲斗要施工的面伴随着所述斗杆基于所述斗杆缸伸缩的动作而接近所述目标施工面；以及，动臂流量操作部，以能达到所述目标动臂缸速度的方式使所述动臂流量控制阀进行动作。所述动臂流量操作部，在所述目标动臂缸速度估算部估算出的所述目标动臂缸速度的方向与由所述动臂缸压检测器检测出的所述头压和所述杆压所确定的所述动臂缸的推力即缸推力的方向一致时，以使所述动臂缸供给流量达到与所述目标动臂缸速度相对应的目标供给流量的方式使所述动臂流量控制阀进行动作；在所述目标动臂缸速度的方向与所述缸推力的方向相反时，以使所述动臂缸排出流量达到与所述目标动臂缸速度相对应的目标排出流量的方式使所述动臂流量控制阀进行动作。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式所涉及的液压式工程机械即液压挖掘机的侧视图。

图2是表示包含所述液压挖掘机上搭载的液压驱动装置的构成要素在内的液压回路和控制器的图。

图3是表示所述液压驱动装置所包含的控制器的主要功能的框图。

图4是表示所述控制器执行的运算控制动作的流程图。

图5是表示针对所述液压驱动装置中包含的一对动臂缸估算出的目标动臂缸速度的方向及该动臂缸的缸推力的方向均为伸长方向的情况下应当进行操作的开口及设定的泵容量的图。

图6是表示所述目标动臂缸速度的方向为伸长方向而该动臂缸的缸推力的方向为收缩方向的情况下应当进行操作的开口及设定的泵容量的图。

图7是表示所述目标动臂缸速度的方向为收缩方向而该动臂缸的缸推力的方向为伸长方向的情况下应当进行操作的开口及设定的泵容量的图。

图8是表示所述目标动臂缸速度的方向及所述动臂缸的缸推力的方向均为收缩方向的情况下应当进行操作的开口及设定的泵容量的图。

具体实施方式

参照附图对本发明的较佳实施方式进行说明。

图1表示本实施方式所涉及的液压挖掘机。该液压挖掘机包括能在地面G上行走的下部行走体10、搭载在所述下部行走体10上的上部回转体12、搭载在上部回转体12上的作业装置14、以及通过液压驱动该作业装置14的液压驱动装置。

所述下部行走体10和所述上部回转体12构成对所述作业装置14进行支撑的机体。所述上部回转体12具有回转架16和搭载在其上的多个要素。该多个要素包括用于收纳发动机的发动机室17和驾驶室18。

所述作业装置14能够进行挖掘作业及其它所需作业的动作，包含动臂21、斗杆22和铲斗24。所述动臂21具有基端部和其相反侧的远端部。所述基端部可起伏即可绕水平轴转动地被支撑于所述回转架16的前端。所述斗杆22具有可绕水平轴转动地安装于所述动臂21远端部的基端部、以及其相反侧的远端部。所述铲斗24可转动地安装于所述斗杆22的远端部。

所述液压驱动装置包括为所述动臂21、所述斗杆22和所述铲斗24分别设置的多个可伸缩的液压缸，具体包括至少一个动臂缸26、斗杆缸27和铲斗缸28。

所述至少一个动臂缸26位于所述上部回转体12与所述动臂21之间，通过伸缩使该动臂21进行起伏动作。该动臂缸26具备图2所示的头侧室26h和杆侧室26r。该动臂缸26在所述头侧室26h被提供了工作油时伸长，从而使所述动臂21向升动臂方向移动，并且排出所述杆侧室26r内的工作油。另一方面，该动臂缸26在所述杆侧室26r被提供了工作油时收缩，使所述动臂21向降动臂方向移动，并且排出所述头侧室26h内的工作油。

所述至少一个动臂缸26可以只包含单个动臂缸，但在本实施方式中，包含左右方向上并排配置的一对动臂缸26。另外，在图5～图8中，为了方便说明，所述一对动臂缸26在前后方向（纸面的左右方向）上并排表示。

所述斗杆缸27位于所述动臂21与所述斗杆22之间，是通过伸缩使该斗杆22进行转动动作的斗杆致动器。具体而言，该斗杆缸27具备图2所示的头侧室27h和杆侧室27r。该斗杆缸27在所述头侧室27h被提供了工作油时伸长，从而使所述斗杆22向收斗杆方向（该斗杆22的远端接近动臂21的方向）移动，并且排出所述杆侧室27r内的工作油。另一方面，该斗杆缸27在所述杆侧室27r被提供了工作油时收缩，使所述斗杆22向推斗杆方向（该斗杆22的远端离开动臂21的方向）移动，并且排出所述头侧室27h内的工作油。

所述铲斗缸28位于所述斗杆22与所述铲斗24之间，通过伸缩使该铲斗24进行转动动作。具体而言，该铲斗缸28伸长时，使所述铲斗24向挖掘方向（该铲斗24的远端25接近斗杆22的方向）转动，而当该铲斗缸28收缩时，使所述铲斗24向展开方向（该铲斗24的远端25离开斗杆22的方向）转动。

图2表示所述液压挖掘机上搭载的液压回路及与其电连接的控制器100。所述控制器100由例如微机构成，控制所述液压电路包含的各要素的动作。

所述液压回路除了所述工作缸26～28之外，还包括具有第1液压泵31和第2液压泵32的工作油供给装置、动臂流量控制阀36、斗杆流量控制阀37、铲斗流量控制阀38、先导液压源40、动臂操作器46、斗杆操作器47和铲斗操作器48。

所述第1液压泵31和第2液压泵32与作为驱动源的省略了图示的发动机相连接，被该发动机输出的动力所驱动而喷出工作油。第1和第2液压泵31、32分别是可变容量型泵。具体而言，该第1和第2液压泵31、32分别具有容量操作阀31a、32a，根据从所述控制器100输入到所述容量操作阀31a、32a的泵容量指令，来对所述第1和第2液压泵31、32的容量进行操作。

所述动臂流量控制阀36位于所述第1液压泵31与所述动臂缸26之间，进行开闭动作以改变动臂流量、即从该第1液压泵31提供给该动臂缸26的工作油的流量和从该动臂缸26排出到箱体的工作油的流量。具体而言，该动臂流量控制阀36由具有升动臂先导端口36a和降动臂先导端口36b的先导操作式的三方切换阀构成，并配置在连接到所述第1液压泵31的第1中央旁通管路CL1的中途。

所述动臂流量控制阀36具有省略了图示的阀套和可完成冲程的方式装填在该阀套内的滑阀。该滑阀在所述升动臂先导端口36a和降动臂先导端口36b都没有被输入先导压时保持在中立位置，使所述第1中央旁通管路CL1关闭，并且将所述第1液压泵31与所述动臂缸26之间隔断，从而将所述动臂缸26保持在停止状态。此时，从所述第1液压泵31喷出的工作油通过未图示的卸荷阀而释放到箱体。

当向所述升动臂先导端口36a输入了升动臂先导压时，所述动臂流量控制阀36的所述滑阀以与该升动臂先导压的大小相对应的冲程，从所述中立位置移动至升动臂位置。从而，该动臂流量控制阀36开阀，形成开口以允许与所述冲程相应的流量（升动臂流量）的工作油通过自所述第1中央旁通管路CL1分岔出的第1供给管路SL1而从所述第1液压泵31提供给所述动臂缸26的头侧室26h，并形成开口以允许工作油从该动臂缸26的杆侧室26r回到箱体。由此，所述动臂缸26向着所述升动臂方向（本实施方式中为伸长方向）被驱动。

反之，当所述降动臂先导端口36b上输入了降动臂先导压时，所述动臂流量控制阀36以与该降动臂先导压的大小相应的冲程从所述中立位置切换到降动臂位置，并且开阀，形成开口以允许与所述冲程相应的流量（降动臂流量）的工作油通过所述第1供给管路SL1从所述第1液压泵31提供给所述动臂缸26的杆侧室26r，并形成开口以允许工作油从该动臂缸26的头侧室26h回到箱体。由此，所述动臂缸26向着所述降动臂方向（本实施方式中为收缩方向）被驱动。

换言之，所述动臂流量控制阀36在所述升动臂位置和所述降动臂位置如图5～图8所示地同时形成分别通到所述动臂缸26的头侧室26h和杆侧室26r的头侧开口36h和杆侧开口36r，并且这些开口（节流开口）36h、36r的面积即节流开口面积（节流开度）根据所述升动臂先导压和降动臂先导压所对应的所述滑阀的冲程而改变。

因此，在本实施方式中，所述第1液压泵31和第2液压泵32中的第1液压泵31相当于喷出要提供给动臂缸26的工作油的“动臂驱动液压泵”。

所述斗杆流量控制阀37位于所述第2液压泵32与所述斗杆缸27之间，并进行开闭动作以改变该第2液压泵32提供给所述斗杆缸27的工作油的流量即斗杆流量。具体而言，该斗杆流量控制阀37由具有收斗杆先导端口37a和推斗杆先导端口37b的先导操作式的三方切换阀构成，并配置在连接到所述第2液压泵32的第2中央旁通管路CL2的中途。

所述斗杆流量控制阀37具有省略了图示的阀套和可完成冲程的方式装填在该阀套内的滑阀。该滑阀在所述收斗杆先导端口37a和推斗杆先导端口37b都没有被输入先导压时保持在中立位置，使所述第2中央旁通管路CL2关闭，并且将所述第2液压泵32与所述斗杆缸27之间隔断。由此，所述斗杆缸27保持在停止状态。此时，从所述第2液压泵32喷出的工作油通过未图示的卸荷阀而释放到箱体。

当所述收斗杆先导端口37a被输入了收斗杆先导压时，所述斗杆流量控制阀37的所述滑阀以与该收斗杆先导压的大小相对应的冲程，从所述中立位置移动至收斗杆位置。从而，该斗杆流量控制阀37开阀，形成开口以允许与所述冲程相应的流量（收斗杆流量）的工作油通过自所述第2中央旁通管路CL2分岔出的第2供给管路SL2而从所述第2液压泵32提供给所述斗杆缸27的头侧室27h，并形成开口以允许工作油从该斗杆缸27的杆侧室27r回到箱体。随着上述开阀，所述斗杆缸27以与所述收斗杆先导压相应的速度向着所述收斗杆方向被驱动。

反之，当所述推斗杆先导端口37被输入了推斗杆先导压时，所述斗杆流量控制阀37以与该推斗杆先导压的大小相应的冲程从所述中立位置切换到推斗杆位置，并且开阀，形成开口以允许与所述冲程相应的流量（推斗杆流量）的工作油通过所述第2供给管路SL2从所述第2液压泵32提供给所述斗杆缸27的杆侧室27r，并形成开口以允许工作油从该斗杆缸27的头侧室27h回到箱体。由此，所述斗杆缸27以与所述推斗杆先导压相应的速度向着所述推斗杆方向被驱动。

所述铲斗流量控制阀38与所述动臂流量控制阀36并行配置，并且位于所述第1液压泵31与所述铲斗缸28之间，并进行开闭动作以改变该第1液压泵31提供给所述铲斗缸28的工作油的流量即铲斗流量。具体而言，该铲斗流量控制阀38由具有铲斗挖掘先导端口38a和铲斗展开先导端口38b的先导操作式的三方切换阀构成，并配置在连接到所述第1液压泵31的第1中央旁通管路CL1的中途。

所述铲斗流量控制阀38具有省略了图示的阀套和可完成冲程的方式装填在该阀套内的滑阀。该滑阀在所述铲斗挖掘先导端口38a和铲斗展开先导端口38b都没有被输入先导压时切换到中立位置，使所述第1中央旁通管路CL1关闭，并且将所述第1液压泵31与所述铲斗缸28之间隔断。由此，所述铲斗缸28保持在停止状态。

当所述铲斗挖掘先导端口38a被输入了铲斗挖掘先导压时，所述铲斗流量控制阀38的所述滑阀以与该铲斗挖掘先导压的大小相对应的冲程，从所述中立位置移动至铲斗挖掘位置。从而，该铲斗流量控制阀38开阀，形成开口以允许与所述冲程相应的流量（铲斗挖掘流量）的工作油通过所述第1供给管路SL1而从所述第1液压泵31提供给所述铲斗缸28的头侧室28h，并形成开口以允许工作油从该铲斗缸28的杆侧室28r回到箱体。随着上述开阀，所述铲斗缸28以与所述铲斗挖掘先导压相应的速度向着所述铲斗挖掘方向被驱动。

反之，当所述铲斗展开先导端口38b被输入了铲斗展开先导压时，所述铲斗流量控制阀38以与该铲斗展开先导压的大小相应的冲程从所述中立位置切换到铲斗展开位置，并且开阀，形成开口以允许与所述冲程相应的流量（铲斗展开流量）的工作油通过所述第1供给管路SL1从所述第1液压泵31提供给所述铲斗缸28的杆侧室28r，并形成开口以允许工作油从该铲斗缸28的头侧室28h回到箱体。由此，所述铲斗缸28以与所述铲斗展开先导压相应的速度向着所述铲斗展开方向被驱动。

所述动臂操作器46接受用于使所述动臂21移动的动臂操作，并允许与该动臂操作相应的升动臂先导压或降动臂先导压输入到所述动臂流量控制阀36。具体而言，该动臂操作器46具有在所述驾驶室内能够接受相当于所述动臂操作的转动操作的动臂杆46a、以及与该动臂杆46a连结的动臂先导阀46b。

所述动臂先导阀46b位于所述先导液压源40与所述动臂流量控制阀36的两个先导端口36a、36b之间。该动臂先导阀46b与施加在所述动臂杆46a上的所述动臂操作联动地开阀，以允许与该动臂操作的大小相应大小的升动臂先导压或降动臂先导压从所述先导液压源40输入到所述两个先导端口中与所述动臂操作的方向相应的先导端口。例如，该动臂先导阀46b在所述动臂杆46a上被施加了与升动臂动作相应方向的动臂操作时开阀，以允许与所述动臂操作的大小相应的升动臂先导压提供给所述升动臂先导端口36a。

所述斗杆操作器47接受用于使所述斗杆22移动的斗杆操作，并允许与该斗杆操作相应的收斗杆先导压或推斗杆先导压输入到所述斗杆流量控制阀37。具体而言，该斗杆操作器47具有在所述驾驶室内能够接受相当于所述斗杆操作的转动操作的斗杆杆47a、以及与该斗杆杆47a连结的斗杆先导阀47b。

所述斗杆先导阀47b位于所述先导液压源40与所述斗杆流量控制阀37的两个先导端口37a、37b之间。该斗杆先导阀47b与施加在所述斗杆杆47a上的所述斗杆操作联动地开阀，以允许与该斗杆操作的大小相应大小的收斗杆先导压或推斗杆先导压从所述先导液压源40输入到所述两个先导端口中与所述斗杆操作的方向相应的先导端口。例如，该斗杆先导阀47b在所述斗杆杆47a上被施加了与收斗杆动作相应方向的斗杆操作时开阀，以允许与所述斗杆操作的大小相应的收斗杆先导压提供给所述收斗杆先导端口37a。

所述铲斗操作器48接受用于使所述铲斗24移动的铲斗操作，并允许与该铲斗操作相应的铲斗挖掘先导压或铲斗展开先导压输入到所述铲斗流量控制阀38。具体而言，该铲斗操作器48具有在所述驾驶室内能够接受相当于所述铲斗操作的转动操作的铲斗杆48a、以及与该铲斗杆48a连结的铲斗先导阀48b。

所述铲斗先导阀48b位于所述先导液压源40与所述铲斗流量控制阀38的两个先导端口38a、38b之间。该铲斗先导阀48b与施加在所述铲斗杆48a上的所述铲斗操作联动地开阀，以允许与该铲斗操作的大小相应大小的铲斗挖掘先导压或铲斗展开先导压从所述先导液压源40输入到所述两个先导端口中与所述铲斗操作的方向相应的先导端口。例如，该铲斗先导阀48b在所述铲斗杆48a上被施加了与铲斗挖掘动作相应方向的铲斗操作时开阀，以允许与所述铲斗操作的大小相应的铲斗挖掘先导压提供给所述铲斗挖掘先导端口38a。

所述液压驱动装置还具备第1泵压传感器51、第2泵压传感器52、发动机转速传感器53、动臂缸头压传感器56H、动臂缸杆压传感器56R、作业装置姿势检测部60和模式切换开关120。

所述第1泵压传感器51相当于检测所述第1液压泵31的排出压力即第1泵压P1的泵压检测器。所述第2泵压传感器52检测所述第2液压泵32的排出压力即第2泵压P2。

所述发动机转速传感器53检测用于驱动所述第1和第2液压泵31、32的所述发动机的转速，相当于本发明中检测动臂驱动用液压泵的转速即泵转速的泵转速检测器。本实施方式中，所述发动机的转速于所述动臂驱动用液压泵即所述第1液压泵31的转速相同，因此，将所述发动机转速传感器53检测出的发动机转速直接视为所述泵转速。

但所述“泵转速检测器”并不限于所述发动机转速传感器53。该泵转速检测器也可以直接检测动臂驱动用液压泵的转速。或者，在以所述发动机为代表的动力源与动臂驱动用液压泵之间设有减速器的情况下，可以基于检测该动力源的转速的转速传感器所生成的检测信号和所述减速器中的减速比来估算泵转速。即，即使在动力源的转速与动臂驱动用液压泵的转速不同的情况下，只要确定了两者转速的关系，就能检测出该动力源的转速的转速传感器也可以构成“泵转速检测器”。

另外，用于对动臂驱动用液压泵进行驱动的“动力源”并不限于发动机。该动力源也可以是例如电动机。另外，本发明还包括混合式工程机械那样同时使用发动机和电动机作为所述动力源的方式。

所述动臂缸头压传感器56H和所述动臂缸杆压传感器56R构成动臂缸压检测器。具体而言，所述动臂缸头压传感器56H检测所述动臂缸26的头侧室26h中的工作油压力即动臂缸头压Ph，所述动臂缸杆压传感器56R检测所述动臂缸26的杆侧室26r中的工作油压力即动臂缸杆压Pr。

所述传感器51、52、56H、56R分别将检测出的物理量变换成与之对应的电信号即检测信号，并输入到所述控制器100。

所述作业装置姿势检测部60检测用于确定所述作业装置14的姿势的信息即姿势信息。具体而言，该作业装置姿势检测部60包括图1所示的动臂角度传感器61、斗杆角度传感器62、铲斗角度传感器64和车体倾斜传感器65。所述动臂角度传感器61检测所述动臂21相对于所述机体的起伏角度即动臂角度，所述斗杆角度传感器62检测所述斗杆22相对于所述动臂21的转动角度即斗杆角度，所述铲斗角度传感器64检测所述铲斗24相对于所述斗杆22的转动角度即铲斗角度，所述车体倾斜传感器65检测所述上部回转体12的倾斜角度。这些传感器61、62、64、65生成的电信号即角度检测信号也输入至所述控制器100。

所述模式切换开关120配置在驾驶室内，并与所述控制器100电连接。该模式切换开关120接受用于在手动操作模式和自动控制模式之间切换所述控制器100的控制模式的驾驶员操作，并将该操作对应的模式指令信号输入到所述控制器100。

所述控制器100根据从所述模式切换开关120输入的模式指令信号，在所述手动操作模式和所述自动控制模式之间进行切换。该控制器100在所述手动操作模式下允许所述动臂流量控制阀36、所述斗杆流量控制阀37和所述铲斗流量控制阀38进行动作，以使所述动臂流量、所述斗杆流量和所述铲斗流量分别对应于作业人员分别施加在所述动臂操作器46、所述斗杆操作器47和所述铲斗操作器48上的所述动臂操作、所述斗杆操作和所述铲斗操作而变化。另一方面，该控制器100在所述自动控制模式下，根据所述斗杆缸27的伸缩，自动控制所述动臂缸26（本实施方式中为动臂缸26和铲斗缸28）的动作，以使所述铲斗24所要施工的施工面随着与所述斗杆操作相应的所述斗杆22的移动而接近预先设定的目标施工面。

具体而言，所述液压驱动装置还具备图3所示的升动臂流量操作阀76A、降动臂流量操作阀76B、铲斗展开流量操作阀78、梭阀71A、71B和梭阀72，作为所述控制器100能够自动控制所述动臂缸26和所述铲斗缸28用的部件。

所述升动臂流量操作阀76A与所述动臂操作器46并行配置，并且位于所述先导液压源40与所述升动臂先导端口36a之间，根据从所述控制器100输入的动臂流量指令信号（独立于所述动臂操作器46），对从所述先导液压源40输入到所述升动臂先导端口36a的先导压进行减压。由此，所述控制器100通过该升动臂流量操作阀76A，能够自动操作输入到所述升动臂先导端口36a的先导压。所述梭阀71A位于所述动臂操作器46及所述升动臂流量操作阀76A与所述升动臂先导端口36a之间，并进行开阀以允许所述动臂操作器46的二次压和所述升动臂流量操作阀76A的二次压中较高的那个二次压最终作为所述升动臂先导压而输入到所述升动臂先导端口36a。

同样，所述降动臂流量操作阀76B与所述动臂操作器46并行配置，并且位于所述先导液压源40与所述降动臂先导端口36b之间，根据从所述控制器100输入的动臂流量指令信号（独立于所述动臂操作器46），对从所述先导液压源40输入到所述降动臂先导端口36b的先导压进行减压。由此，所述控制器100通过该降动臂流量操作阀76B，能够自动操作输入到所述降动臂先导端口36b的先导压。所述梭阀71B位于所述动臂操作器46及所述降动臂流量操作阀76B与所述降动臂先导端口36b之间，并进行开阀以允许所述动臂操作器46的二次压和所述降动臂流量操作阀76B的二次压中较高的那个二次压最终作为所述降动臂先导压而输入到所述降动臂先导端口36b。

所述铲斗展开流量操作阀78与所述铲斗操作器48并行配置，并且位于所述先导液压源40与所述铲斗展开先导端口38b之间，根据从所述控制器100输入的铲斗展开流量指令信号（独立于所述铲斗操作器48），对从所述先导液压源40输入到所述铲斗展开先导端口38b的先导压进行减压。由此，所述控制器100通过该铲斗展开流量操作阀78，能够自动操作输入到所述铲斗展开先导端口38b的先导压。所述梭阀72位于所述铲斗操作器48及所述铲斗展开流量操作阀78与所述铲斗展开先导端口38b之间，并进行开阀以允许所述铲斗操作器48的二次压和所述放铲斗流量操作阀78的二次压中较高的那个二次压最终作为所述铲斗展开先导压而输入到所述铲斗展开先导端口38b。

所述流量操作阀76A、76B、78分别由电磁阀（例如电磁正比减压阀或电磁反比减压阀）构成，通过根据从所述控制器100输入的流量指令信号进行开闭动作以使开度变化，从而生成与该流量指令对应大小的先导压。

所述控制器100在所述手动操作模式下，将所述流量操作阀76A、76B、78分别置于实质上全闭的状态，从而，允许所述动臂、斗杆和铲斗流量控制阀36、37、38分别与施加在所述动臂、斗杆和铲斗操作器46、47、48上的操作联动地进行开闭。另一方面，所述控制器100在所述自动控制模式下，向所述流量操作阀76A、76B、78分别输入流量指令信号，从而执行自动控制，使得所述动臂缸26和所述铲斗缸28的动作追随斗杆缸27的收缩动作所引起的斗杆22的收斗杆动作。

具体而言，所述控制器100中，作为用于执行所述自动控制的功能部件，具有图2所示的目标施工面设定部101、缸长度运算部102、缸速度运算部103、目标缸速度运算部104、铲斗展开流量指令部105、重心位置运算部106、缸推力运算部107、推压力运算部108、目标推压力设定部109、目标速度校正部110、动臂流量指令部111、供给侧节流开度运算部112和泵容量指令部113。

所述目标施工面设定部101对通过所述驾驶室18内设置的目标施工面输入部122输入的施工面进行存储，并将其作为目标施工面输入到目标缸速度运算部104。该目标施工面是作为挖掘对象的地面的目标形状，是用于确定三维设计地形的面。该目标施工面可以通过CIM等外部数据来确定，也可以以机体位置为基准来进行设定。

所述缸长度运算部102基于所述作业装置姿势检测部60检测出的所述姿势信息，分别计算出所述动臂缸26、所述斗杆缸27和所述铲斗缸28的缸长度。所述缸速度运算部103通过对各缸长度进行时间微分，计算出所述动臂缸26、所述斗杆缸27和所述铲斗缸28的伸缩速度即缸速度。即，本实施方式所涉及的所述缸长度运算部102和所述缸速度运算部103构成基于所述姿势信息来估算各缸速度的缸速度估算部。

所述目标缸速度运算部104基于所述目标施工面设定部101设定的所述目标施工面，计算出用于确定铲斗24的特定部位（例如该铲斗24的远端部或者与斗杆22的远端部相连结的部位）移动的方向以使该铲斗的远端25沿着所述目标施工面移动的目标方向矢量，并且基于该目标方向矢量、所述缸速度运算部103计算出的所述缸速度，来计算目标动臂缸速度Vbo和目标铲斗缸速度Vko。

所述目标动臂缸速度Vbo是用于使所述铲斗24所要施工的面即施工面随着所述斗杆缸27伸长引起的所述斗杆22的收斗杆方向动作而接近所述目标施工面的所述动臂缸26的升动臂方向的缸速度（本实施方式中为伸长方向的速度）的目标值，是与所述斗杆缸27的缸速度（伸长速度）相应的速度值。因此，在所述目标动臂缸速度Vbo的方向位伸长方向的情况下，该目标动臂缸速度Vbo的值被设定为正（+）。所述目标铲斗缸速度Vko是用于使所述铲斗24的姿势保持固定（即铲斗24沿着目标施工面平行移动）而与所述斗杆22的收斗杆方向动作无关的所述铲斗缸28的铲斗展开方向的缸速度（本实施方式中是收缩方向的速度）的目标值。

因此，所述目标缸速度运算部104构成本发明所涉及的目标动臂缸速度估算部。另一方面，并不一定要进行所述目标铲斗缸速度Vko的估算。例如，在铲斗缸28静止即铲斗24相对于斗杆22的角度是固定的前提下，可以估算出所述目标动臂缸速度Vbo。

所述铲斗展开流量指令部105计算用于达到所述目标铲斗缸速度Vko的目标铲斗展开流量即应当提供给所述铲斗缸28的杆侧室28r的工作油流量，生成用于实现该目标铲斗展开流量的铲斗展开流量指令信号并输入到所述铲斗展开流量操作阀78。该铲斗展开流量操作阀78以与该铲斗展开流量指令信号相应的开度开阀，将输入到所述铲斗流量控制阀38的铲斗展开先导端口38b的先导压调整至能够实现所述目标铲斗展开流量的先导压。

另外，在所述目标缸速度运算部104中不用计算所述目标铲斗缸速度Vko的方式即省略铲斗缸28的自动控制的方式下，无需设置所述铲斗展开流量指令部105和所述铲斗展开流量操作阀78。

另一方面，所述缸长度运算部102、所述重心位置运算部106、所述缸推力运算部107和所述推压力运算部108构成用于估算将所述铲斗24推压到施工面上的力即推压力Fp的推压力估算部。

具体而言，所述重心位置运算部106基于所述缸长度运算部102计算出的各个所述缸长度，计算出所述动臂21、所述斗杆22和所述铲斗24各自的重心位置。

所述缸推力运算部107基于所述动臂缸头压传感器56H和所述动臂缸杆压传感器56R各自检测出的所述头压Ph和所述杆压Pr，计算所述动臂缸26的缸推力Fct。该缸推力Fct在将动臂缸26的伸长方向的推力设为正时，用下式表示。

Fct=Ph*Ah-Pr*Ar

这里，Ah是动臂缸26的头侧室26h的截面积，Ar是杆侧室26r的截面积，该杆侧室26r的截面积Ar通常比头侧室26h的截面积Ah要小相当于缸杆的截面积的大小。

所述推压力运算部108基于所述重心位置运算部106计算出的所述动臂21、所述斗杆22和所述铲斗24各自的重心位置，计算以该作业装置14的转动支点即动臂21的动臂座架为中心的所述作业装置14的自重所产生的向下载荷的力矩Mw，并计算所述缸推力Fct所产生的力矩（缸推力Fct为正的情况下是向上的力矩）Mct，基于两个力矩Mw、Mct，计算将所述铲斗24的远端25推压到所述施工面上的力即所述推压力Fp。

所述目标推压力设定部109对通过设置在所述驾驶室18内的目标推压力输入部124所输入的推压力进行存储，并将其作为目标推压力Fpo输入到目标速度校正部110。所述目标推压力Fop的值也可以是作业人员通过操作小键盘等输入的值，也可以是在作业人员实际操作作业装置14将铲斗24推压到地面上的状态下操作了设定开关的时刻由所述推压力运算部108计算出的推压力Fp设定为所述目标推压力Fpo。

所述目标速度校正部110计算所述推压力运算部108计算出的所述推压力Fp与所述目标推压力Fpo的偏差ΔFp（=Fp-Fpo），并向着该偏差ΔFp接近于0的方向对所述目标动臂缸速度Vbo进行校正。即，对所述目标动臂缸速度Vbo进行校正，以使所述推压力Fp接近所述目标推压力Fpo。

所述动臂流量指令部111与所述升动臂流量操作阀76A和所述降动臂流量操作阀76B一同构成动臂流量操作部。该动臂流量操作部使所述动臂流量控制阀36进行动作，以达到经所述目标速度校正部110校正后的目标动臂缸速度Vbo。具体而言，所述动臂流量指令部111计算用于获得所述校正后的目标动臂缸速度Vbo的目标升动臂流量或目标降动臂流量，生成用于实现该目标升动臂流量的升动臂流量指令信号并输入到所述升动臂流量操作阀76A，或者生成用于实现该目标降动臂流量的降动臂流量指令信号并输入到所述降动臂流量操作阀76B。

本装置的特征在于所述动臂流量指令部111进行以下的运算控制动作。

（a）当所述目标动臂缸速度Vbo的方向与所述缸推力Fct的方向一致时（即，两个方向均为工作缸伸长方向或工作缸收缩方向时；本实施方式中是目标动臂缸速度Vbo和缸推力Fct的值均为正或均为负时），所述动臂流量指令部111向所述升动臂流量操作阀76A和所述降动臂流量操作阀B中对所述动臂流量操作阀36的供给侧开口进行操作的流量操作阀，输入与对应于所述目标动臂缸速度Vbo的目标供给流量对应的所述升动臂流量指令信号或所述降动臂流量指令信号，以使从所述第1液压泵31提供给所述动臂缸26的工作油的流量达到所述目标供给流量。

具体而言，本实施方式中的“对动臂流量控制阀36的供给侧开口进行操作的流量操作阀”，在如图5所示的目标动臂缸速度Vbo和缸推力Fct的值均为正时，所指的是对动臂流量控制阀36形成的开口中用于确定升动臂流量的开口即穿过头侧室26h的头侧开口36h进行操作的升动臂流量操作阀76A，在如图8所示的目标动臂缸速度Vbo和缸推力Fct的值均为负时，所指的是对用于确定降动臂流量的开口即穿过杆侧室26r的杆侧开口36r进行操作的降动臂流量操作阀76B。

（b）当所述目标动臂缸速度Vbo的方向是与所述缸推力Fct的方向相反的方向时（即两个方向之一为工作缸伸长方向而另一个为工作缸收缩方向时；本实施方式中为目标动臂缸速度Vbo和缸推力Fct的值一个为正而另一个为负时），所述动臂流量指令部111向所述升动臂流量操作阀76A和所述降动臂流量操作阀76B中对所述动臂流量控制阀36的排出侧开口进行操作的流量操作阀输入与对应于所述目标动臂缸速度Vbo的目标排出流量对应的所述升动臂流量指令信号或所述降动臂流量指令信号，以使从所述动臂缸26排出的工作油流量达到所述目标排出流量。具体而言，本实施方式中的“对动臂流量控制阀36的排出侧开口进行操作的流量操作阀”，在图6所示的目标动臂缸速度Vbo的值为正而缸推力Fct的值为负时，所指的是对所述动臂流量控制阀36形成的开口中用于确定降动臂流量的开口即穿过杆侧室26r的杆侧开口36r进行操作的降动臂流量操作阀76B，在图7所示的目标动臂缸速度Vbo的值为负而缸推力Fct的值为正时，所指的是对用于确定升动臂流量的开口即穿过头侧室26h的头侧开口36h进行操作的升动臂流量操作阀76A。

所述升动臂流量操作阀76A和所述降动臂流量操作阀76B均在接收到所述升动臂流量指令信号或降动臂流量指令信号的输入时以对应于该流量指令信号的开度进行开阀，从而，将输入到所述动臂流量控制阀36的所述升动臂先导端口36a、降动臂先导端口36中相应的先导端口的先导压调节至能够实现所述目标供给流量或所述目标排出流量的先导压。

所述供给侧节流开度运算部112计算上述（b）的情况下、即所述动臂流量指令部111控制从所述动臂缸26排出的工作油流量时相当于所述动臂流量控制阀36形成的开口中允许所述第1液压泵31提供工作油给所述动臂缸26的开口即供给侧开口（即入口开口）的面积的供给侧节流开度。所述供给侧开口（入口开口）在图6所示的目标动臂缸速度Vbo为正时是所述头侧开口36h，在图7所示的目标动臂缸速度Vbo为负时是所述杆侧开口36r。

所述泵容量指令部113与所述泵容量操作阀31a、31b协作以改变所述第1和第2液压泵31、32的泵容量，与所述供给侧节流开度运算部12和所述泵容量操作阀31b一起构成控制动臂驱动液压泵即所述第1液压泵31的容量的“泵容量控制部”。具体而言，该泵容量指令部113对所述第1液压泵31的泵容量进行以下的运算控制动作。

（A）当如图5和图8所示地所述目标动臂缸速度Vbo的方向与所述缸推力Fct的方向一致时，所述泵容量指令部113基于所述发动机转速传感器53检测出的发动机转速（即泵转速）来计算用于改变所述第1液压泵31的泵容量的泵容量指令信号，以使所述第1液压泵31喷出的工作油流量即第1泵流量Qp1达到相当于所述目标供给流量与动臂缸外流量Qet之和的流量，并且将该泵容量指令信号输入到所述泵容量操作阀31b。

这里，所述目标供给流量在图5所示的目标动臂缸Vbo为正时是通过所述升动臂流量操作阀76A所操作的所述头侧开口36h的头侧入口流量Qhmi，在图8所示的目标动臂缸速度Vbo为负时是通过所述降动臂流量操作阀76B所操作的所述杆侧开口36r的杆侧入口流量Qrmi。另外，所述动臂缸外流量Qet是从所述第1液压泵31要提供给所述动臂缸26以外的对象的工作油的流量，该动臂缸外流量Qet包含要提供给除动臂缸26以外的其它液压致动器（本实施方式中为包含所述铲斗缸28的一个或多个液压致动器）的工作油的流量、空载流量、液压泵的泄漏量等。

（B）当所述目标动臂缸速度Vbo的方向是与所述缸推力Fct的方向相反的方向时，基于所述供给侧节流开度运算部112计算出的供给侧节流开度即入口开口的开口面积，计算通过所述入口开口并被所述一对动臂缸26吸收的工作油流量即动臂缸吸收流量，基于所述发动机转速传感器53检测出的发动机转速（即泵转速）计算用于改变所述第1液压泵31的泵容量的泵容量指令信号，以使所述第1泵流量Qp1达到相当于所述动臂缸吸收流量和所述动臂缸外流量Qet之和的流量，并将该泵容量指令信号输入到所述泵容量操作阀31b。这里，“动臂缸吸收流量”在图6所示的目标动臂缸速度Vbo为正时是通过所述头侧开口36h并被所述头侧室26h吸收的头侧入口流量Qhmi，在图7所示的目标动臂缸速度Vbo为负时是通过所述杆侧开口36r并被所述杆侧室26r吸收的杆侧入口流量Qrmi。

接着，一并参照图4的流程图和图5～图8，对所述自动控制模式下所述控制器100对所述动臂缸26的驱动进行的运算控制动作以及伴随该动作的液压驱动装置的作用进行说明。

控制器100读取输入到该控制器100的信号，具体是指各传感器的检测信号或指定信号（图4的步骤S0）。指定信号中包含有操作人员通过在目标施工面输入部122上的操作而指定的目标施工面的相关信号、通过在目标推压力输入部124上的操作而指定的目标推压力Fpo的相关信号。基于这些指定信号，所述控制器100的目标施工面设定部101和目标推压力设定部109分别进行目标施工面和目标推压力Fpo的设定（步骤S1）。

接着，所述控制器100的目标缸速度运算部104基于所述目标施工面和缸长度运算部102及缸速度运算部103计算出的实际的缸速度，来确定与斗杆缸27的缸速度相应的目标动臂缸速度Vbo（步骤S2）。所述目标动臂缸速度Vbo如上所述，是用于使动臂21的升动臂方向动作与所述斗杆22的收斗杆方向动作联动以使铲斗24的施工面接近所述目标施工面所需的动臂缸26的升动臂方向的速度。换言之，是动臂缸26应当进行动作的速度，以使铲斗24的特定部位（例如该铲斗24的远端25或者受斗杆22的远端部支撑的基端部）伴随着作业人员在斗杆杆47a上的收斗杆方向操作而沿着所述目标施工面移动。因此，该目标动臂缸速度Vbo在伸长方向时被设定为正值，在收缩方向时被设定为负值。

另一方面，所述控制器100的推压力估算部估算将所述铲斗24的远端25推压到施工面上的推压力Fp（步骤S3）。具体而言，所述重心位置运算部106基于所述缸长度运算部102计算出的各缸长度，计算动臂21、斗杆22和铲斗24各自的重心位置。另一方面，缸推力运算部107基于所述动臂缸头压传感器56H和杆压传感器56R各自检测出的动臂缸26的头压Ph和杆压Pr，计算所述动臂缸26的缸推力Fct（=Ph*Ah-Pr*Ar）。该缸推力Fct的值在所述缸推力Fct的方向是使所述动臂21与所述斗杆22的收斗杆方向动作联动地进行移动的升动臂方向（工作缸伸长方向）时为正。然后，所述推压力运算部108基于所述各重心位置，计算由所述作业装置14整体的自重所产生的以所述动臂座架为中心的向下方向的力矩Mw、以及由所述缸推力Fct所产生的以所述动臂座架为中心的向上方向的力矩Mct，并基于两个力矩Mw、Mct之差来计算所述推压力Fp。

然后，所述控制器100的目标速度校正部110进一步计算所述推压力Fp与所述目标推压力Fpo的偏差ΔFp（=Fp-Fpo），对所述目标动臂缸速度Vbo进行校正，以使该偏差ΔFp接近于0（步骤S4）。该校正例如通过从所述目标动臂缸速度Vbo减去将所述偏差ΔFp乘以特定增益后得到的校正量来进行。

接着，所述控制器100的动臂流量指令部111判断所述目标动臂缸速度Vbo的方向（即该目标动臂缸速度Vbo的值的正负）和所述缸推力Fct的方向（即该缸推力Fct的值的正负）（步骤S5～S7），并基于该判断，生成用于达到上述校正后的目标动臂缸速度Vbo的升动臂流量指令信号或降动臂流量指令信号，从而控制所述动臂流量控制阀36的特定节流开口（步骤S8～S11）。此外，该控制器100的泵容量指令部113还对应于该节流开口的控制，对动臂驱动液压泵即第1液压泵31的泵容量进行控制（步骤S12～S15）。

具体而言，所述控制器100对升动臂流量或降动臂流量及泵容量进行的运算控制动作如下所述。

（I）如图5所示，在目标动臂缸速度Vbo为正（步骤S5：是）且缸推力Fct也为正的情况下（步骤S6：是），所述动臂流量指令部111选定允许向头侧室26h提供工作油的开口即头侧入口节流开口（即头侧开口36h）作为要被动臂流量控制阀36控制的节流开口，并对其进行控制（步骤S8）。

这种情况下，选定所述头侧入口节流开口作为控制对象的理由如下所述。所述缸推力Fct为正的状态即所述动臂缸26的头压Ph所产生的推力大于杆压Pr所产生的推力的状态，是作业装置14的自重所产生的向下方向的力矩大于铲斗24对于推压力Fp的反作用力所产生的向上方向的力矩的状态。上述状态下，为了使所述动臂缸26伸长以克服所述自重产生的力矩时，需要主动地将工作油压入动臂缸26的头侧室26h以进一步增大所述缸推力Fct。因此，通过在上述状态下调节用于决定提供给该头侧室26h的工作油流量的头侧入口节流开口即头侧开口36h的开度能够高精度地控制动臂缸26的伸长速度。

因此，所述动臂流量指令部111基于下式（1）估算所述头侧入口节流开口（头侧开口36h）的开度（开口面积）Ahmi，生成用于达到该开度的升动臂流量指令信号并输入到升动臂流量操作阀76A。

Ahmi=Qhmi/(C*√ΔPhmi)…(1)

上述式（1）中，Qhmi是为了达到所述目标动臂缸速度Vbo而要提供给头侧室26h的工作油流量即头侧目标供给流量（头侧目标入口流量），C是流量系数，ΔPhmi相当于所述头侧开口36h的前后压差即所述1泵压P1与所述头压Ph之差（ΔPhmi=P1-Ph）。

所述升动臂流量操作阀76A开阀，以使所述升动臂流量指令信号所对应大小的升动臂先导压通过该升动臂流量操作阀76A而输入到动臂流量控制阀36的升动臂先导端口36a。从而，所述动臂流量控制阀36开阀以形成具有所述头侧入口开口面积Ahmi的头侧开口36h。由此控制所述动臂缸26的入口流量。

此外，所述控制器100的泵容量指令部113进行与所述节流开口控制相对应的第1泵流量Qp1的控制（步骤S12）。具体而言，该泵容量指令部113生成使所述第1液压泵31的泵容量发生改变的泵容量指令信号，以使该第1泵容量Qp1达到相当于目标供给流量即所述头侧入口流量Qhmi与要提供给所述动臂缸26以外的对象的工作油流量即动臂缸外流量Qet之和的流量，即Qp1=Qhmi+Qet，并将该泵容量指令信号输入到所述第1液压泵31的泵容量操作阀31a。

（II）如图6所示，在目标动臂缸速度Vbo为正（步骤S5：是）而缸推力Fct为负的情况下（步骤S6：否），所述动臂流量指令部111选定允许工作油从杆侧室26r排出的开口即杆侧出口节流开口（即杆侧开口36r）作为要被动臂流量控制阀36控制的节流开口，并对其进行控制（步骤S9）。

这种情况下，选定所述杆侧出口节流开口作为控制对象的理由如下所述。所述缸推力Fct为负的状态即所述杆压Pr产生的推力大于所述头压Ph产生的推力的状态是铲斗24对于推压力Fp的反作用力所产生的向上方向的力矩较大从而在动臂21上作用克服了其自重的向上方向的载荷的状态。在该状态下需要向着与所述缸推力Fc的方向相反的所述载荷的方向控制所述动臂缸26伸长的速度。在该状态下，从所述杆侧室26r排出的工作油的压力为保持压，因此，通过调节用于决定该排出的工作油的流量的杆侧出口节流开口即杆侧开口36r的开度能够高精度地控制所述动臂缸26的伸长速度。

因此，所述动臂流量指令部111基于下式（2）来估算所述杆侧出口节流开口（杆侧开口36r）的开度（开口面积）Armo，生成用于达到该开度的降动臂流量指令信号并将其输入到降动臂流量操作阀76B。

Armo=Qrmo/(C*√ΔPrmo)…(2)

上述式（2）中，Qrmo是为了获得所述目标动臂缸速度Vbo而受到限制的从所述杆侧室26r排出的工作油的流量即杆侧目标排出流量（目标出口流量）。ΔPrmo是所述杆侧开口36r的前后差压，相当于所述杆压Pr与所述箱体压Po之差（ΔPrmo=Pr-Po）。

所述降动臂流量操作阀76B进行开阀，以使与所述降动臂流量指令信号对应大小的降动臂先导压通过该降动臂流量操作阀76B输入到动臂流量控制阀36的降动臂先导端口36b。从而，所述动臂流量控制阀36进行开阀，以形成具有所述杆侧出口开口面积Armo的杆侧开口36r。由此控制所述动臂缸26的出口流量。

此外，在上述情况下，所述控制器100的供给侧节流开度运算部112计算供给侧开口（头侧入口节流开口）即头侧开口36h的开口面积即头侧入口开口面积Ahmi，泵容量指令部113基于该开口面积Ahmi计算通过该头侧开口36h并被所述一对动臂缸26吸收的工作油流量（动臂缸吸收流量）即头侧入口流量Qhmi,并基于此控制第1泵流量Qp1（步骤S13）。

其理由如下所述。如上所述，在目标动臂缸速度Vbo的方向与所述缸推力Fct的方向相反的情况下，从所述第1液压泵31喷出的工作油的一部分将伴随着所述动臂缸26的动作（伸长方向的动作）而通过所述动臂流量控制阀36的入口开口即头侧开口36h被所述动臂缸26吸收。因此，通过预测该吸收的工作油流量来设定所述第1液压泵31的泵容量，能够准确地确保从该第1液压泵31提供给动臂缸26以外的对象的工作油流量。这里，成为控制对象的是杆侧开口36r而不是所述头侧开口36h，但由于该杆侧开口36r的开口面积（杆侧出口开口面积Armo）所对应的动臂流量控制阀36的滑阀的冲程是确定的，因此，基于该冲程能够计算所述头侧开口36h的开口面积（头侧入口开口面积Ahmi）。

因此，所述供给侧节流开度运算部112基于所述杆侧出口开口面积Armo，计算所述头侧开口36h的开口面积即头侧入口开口面积Ahmi。此外，所述泵容量指令部113基于该入口开口面积Ahmi计算动臂缸吸收流量即所述头侧入口流量Ahmi，并且基于所述发动机转速传感器53检测出的发动机转速（即泵转速）生成所述第1液压泵31的泵容量的泵容量指令信号，以使所述1泵流量Qp1达到相当于所述头侧入口流量Qhmi与所述动臂缸外流量Qet之和的流量，并将该泵容量指令信号输入到所述第1液压泵31的泵容量操作阀31a。

所述头侧入口流量（动臂缸吸收流量）Qhmi通过下式（2A）求出。

Qhmi=C*Ahmi*√ΔPhmi…(2A)

（III）如图7所示，当目标动臂缸速度Vbo为负（步骤S5：否）而缸推力Fct为正的情况下（步骤S6：是），所述动臂流量指令部111选定允许工作油从头侧室26h排出的头侧出口节流开口（即头侧开口36h）作为要被动臂流量控制阀36控制的节流开口，并对其进行控制（步骤S10）。

这种情况下，选定所述头侧出口节流开口作为控制对象的理由与上述（II）的情况相同。即，在所述缸推力Fct为正的状态即因作业装置14的自重产生的向下方向的力矩大于铲斗24对于推压力Fp的反作用力产生的向上方向的力矩的状态下，与上述（II）的情况相同，需要利用与所述缸推力Fct的方向相反的作用在所述动臂21上的向下方向的外力来控制所述动臂缸26收缩的速度。在该状态下，从所述头侧室26h排出的工作油的压力为保持压，因此，通过调节用于决定该排出的工作油的流量的头侧出口节流开口即头侧开口36h的开度能够高精度地控制动臂缸26的收缩速度。

因此，所述动臂流量指令部111基于下式（3）估算所述头侧出口节流开口（头侧开口36h的开口面积）Ahmo，生成用于达到该开度的升动臂流量指令信号并将其输入到升动臂流量操作阀76A。

Ahmo=Qhmo/(C*√ΔPhmo)…(3)

上述式（3）中，Qhmo是为了获得所述目标动臂缸速度Vbo而受到限制的从所述头侧室26h排出的工作油的流量即头侧目标排出流量（目标出口流量）。ΔPhmo是所述头侧开口36h的前后差压，相当于所述头压Ph与所述箱体压Po之差（ΔPhmo=Ph-Po）。

所述升动臂流量操作阀76A开阀，以使所述升动臂流量指令信号所对应大小的升动臂先导压通过该升动臂流量操作阀76A而输入到动臂流量控制阀36的升动臂先导端口36a。从而，所述动臂流量控制阀36进行开阀，以形成具有所述头侧出口开口面积Ahmo的头侧开口36h。由此控制所述动臂缸26的出口流量。

此外，在该情况，所述控制器100的供给侧节流开度运算部112计算供给侧开口即杆侧入口节流开口即杆侧开口36r的开口面积即杆侧入口开口面积Armi。所述泵容量指令部113基于该开口面积Armi计算通过该杆侧开口36r被所述一对动臂缸26吸收的工作油的流量（动臂缸吸收流量）即杆侧入口流量Qrmi，并基于此控制第1泵流量Qp1（步骤S14）。

其理由与所述（II）的情况相同。即，从所述第1液压泵31喷出的工作油的一部分随着所述动臂缸26的动作（收缩方向的动作）而通过所述动臂流量控制阀36的入口开口即杆侧开口36r被所述动臂缸26吸收，因此通过预测该吸收的工作油的流量来设定所述1液压泵31的泵容量，能够确保有足够的工作油的流量从该第1液压泵31提供给动臂缸26以外对象。另外，作为控制对象的头侧开口36h的开口面积（头侧出口开口面积Ahmo）所对应的动臂流量控制阀36的滑阀的冲程是确定的，因此能够根据该冲程计算所述杆侧开口36r的开口面积（杆侧入口开口面积Armi）。

因此，所述供给侧节流开度运算部112基于所述头侧出口开口面积Ahmo计算所述杆侧开口36r的开口面积即杆侧入口开口面积Armi。此外，所述泵容量指令部113基于该入口开口面积Armi计算动臂缸吸收流量即所述杆侧入口流量Qrmi，并且基于所述发动机转速（即泵转速）生成所述第1液压泵31的泵容量的泵容量指令信号，以使所述第1液压泵Qp1达到相当于所述杆侧入口流量Qrmi与所述动臂缸外流量Qet之和的流量即Qp1=Qrmi+Qet，并且将该泵容量指令信号输入到所述第1液压泵31的泵容量操作阀31a。

这里，所述杆侧入口流量（动臂缸吸收流量）Qrmi通过下式（3A）求出。

Qrmi=C*Armi*√ΔPrmi…(3A)

（IV）如图8所示，当目标动臂缸速度Vbo为负（步骤S5：否）且缸推力Fct也为负的情况下（步骤S6：否），所述动臂流量指令部111选定允许工作油提供给杆侧室26r的开口即杆侧入口节流开口（即杆侧开口36r）作为要被动臂流量控制阀36控制的节流开口，并对其进行控制（步骤S11）。

这种情况下，选定所述头侧入口节流开口作为控制对象的理由与上述（I）的情况相同。即，在所述缸推力Fct为负的状态即铲斗24对于推压力Fp的反作用力所产生的向上方向的力矩较大的状态下，为了使所述动臂缸26收缩以克服该向上方向的力矩，需要主动地将工作油压入动臂缸26的杆侧室26r，以使所述缸推力Fct的绝对值进一步增大。因而，通过调节用于决定提供给所述杆侧室26r的工作油流量的杆侧入口节流开口即杆侧开口36r的开度，能够高精度地控制所述动臂缸26的收缩速度。

因此，所述动臂流量指令部111基于下式（4）来估算所述杆侧入口节流开口（杆侧开口36r）的开度（开口面积）Armi，生成用于达到该开度的降动臂流量指令信号并将其输入到降动臂流量操作阀76B。

Armi=Qrmi/(C*√ΔPrmi)…(1)

上述式（1）中，Qrmi是为了达到所述目标动臂缸速度Vbo而要提供给杆侧室26r的工作油流量即杆侧目标供给流量（目标入口流量），ΔPrmi是所述杆侧开口36r的前后差压，相当于所述第1泵压P1与所述杆压Pr之差（ΔPhmi=P1-Ph）。

所述降动臂流量操作阀76B进行开阀，以使与所述降动臂流量指令信号对应大小的降动臂先导压通过该降动臂流量操作阀76B输入到动臂流量控制阀36的降动臂先导端口36b。从而，所述动臂流量控制阀36进行开阀，以形成具有所述杆侧入口开口面积Armi的杆侧开口36r。由此控制所述动臂缸26的入口流量。

此外，所述控制器100的泵容量指令部113进行与所述节流开口控制相对应的第1泵流量Qp1的控制（步骤S15）。具体而言，该泵容量指令部113生成使所述第1液压泵31的泵容量发生改变的泵容量指令信号，以使该第1泵容量Qp1达到相当于目标供给流量即所述杆侧入口流量Qrmi与所述动臂缸外流量Qet之和的流量，即Qp1=Qrmi+Qet，并将该泵容量指令信号输入到所述第1液压泵31的泵容量操作阀31a。

本发明并不限于以上说明的实施方式及其变形例。本发明可以包含例如下述的方式。

（1）关于推压力的估算和基于其偏差来校正目标动臂缸速度

本发明中，推压力Fp的估算和基于其偏差ΔFp来校正目标动臂缸速度并不是必须的，也可以省略。另外，即使在基于该偏差来校正目标动臂缸速度的情况下，推压力的估算也不限于上述方式。例如，也可以将作业装置14的自重所产生的力矩视作为固定而与其姿势无关，从而仅基于动臂缸26的缸推力Fct来简单地估算推压力Fp。另外，可以不对估算后的目标动臂缸速度进行校正，而是对用于估算该目标动臂缸速度的所述目标方向矢量进行校正。

（2）关于动臂流量控制阀

本发明所涉及的动臂流量控制阀的具体结构并无限定。上述实施方式中的动臂流量控制阀36由通过单个滑阀的冲程来改变头侧开口36h和杆侧开口36r双方的开口面积的先导操作式的三方切换阀构成，但本发明的动臂流量控制阀也可以是例如图5所示的头侧开口36h和杆侧开口36r分别单独地形成的头侧流量控制阀和杆侧流量控制阀的组合。这种情况下，本发明的动臂流量操作部也可以基于目标动臂缸速度的方向和缸推力的方向，从所述头侧控制阀和杆侧控制阀中选定要进行操作的控制阀，从而能够实现与上述实施方式相同的效果。

（3）关于目标动臂缸速度的估算

目标动臂缸速度的估算方法并不限于上述实施方式中的估算方法。该目标动臂缸速度例如也可以基于预先准备的用于确定作业装置的姿势的姿势信息与目标动臂缸速度之间的关系的图表，对应于实际的姿势信息来进行确定。

（4）关于斗杆的动作方向

上述实施方式中，对应于斗杆22的收斗杆方向的动作来控制动臂缸26的缸速度，但本发明也可以适用于追随着斗杆的推斗杆方向的动作、收斗杆方向和推斗杆方向的往返动作的动臂缸控制。例如，在伴随着推斗杆方向的动作而控制动臂缸的收缩方向的缸速度时，基于其目标动臂缸速度的方向与缸推力的方向，从升动臂流量和降动臂流量中选定要进行控制的流量（供给侧流量或排出侧流量），从而能够得到与上述相同的效果。

如上所述，本发明提供一种液压驱动装置，其设置于具备作业装置的工程机械，该作业装置包含动臂、斗杆和铲斗，无论作用在所述动臂上的载荷如何，所述液压驱动装置都能够根据所述斗杆的动作高精度地控制动臂的动作，以使所述铲斗的施工面接近目标施工面。

本发明提供的液压驱动装置，设置于具备机体和安装于该机体的作业装置的工程机械，所述作业装置包括可起伏地支撑于该机体的动臂、可转动地连结于该动臂的远端部的斗杆以及安装在该斗杆的远端部并被向施工面推压的铲斗，所述液压驱动装置利用液压对所述动臂、所述斗杆以及所述铲斗进行驱动，包括：工作油供给装置，包含通过驱动源的驱动而喷出工作油的至少一个液压泵；至少一个动臂缸，通过接受来自所述工作油供给装置的工作油而进行伸缩以使所述动臂起伏；斗杆缸，通过接受来自所述工作油供给装置的工作油而进行伸缩以使所述斗杆转动；铲斗缸，通过接受来自所述工作油供给装置的工作油而进行伸缩以使所述铲斗转动；动臂流量控制阀，位于所述工作油供给装置与所述至少一个动臂缸之间，以使从该工作油供给装置供应给所述至少一个动臂缸的工作油的流量即动臂缸供给流量以及从该动臂缸排出的工作油的流量即动臂缸排出流量变化的方式进行开闭动作；目标施工面设定部，设定用于确定所述铲斗的施工对象的目标形状的目标施工面；作业姿势检测部，检测用于确定所述作业装置的姿势的信息即姿势信息；动臂缸压检测器，检测所述至少一个动臂缸的头侧室和杆侧室各自的压力即头压和杆压；缸速度估算部，基于所述作业姿势检测部检测出的所述姿势信息，运算所述动臂缸、所述斗杆缸以及所述铲斗缸各自的动作速度即缸速度；目标动臂缸速度估算部，基于所述缸速度估算部所估算的各个缸的缸速度，估算所述动臂缸的动作速度的目标值即目标动臂缸速度，该目标动臂缸速度用于使所述铲斗要施工的面伴随着所述斗杆基于所述斗杆缸伸缩的动作而接近所述目标施工面；以及，动臂流量操作部，以能达到所述目标动臂缸速度的方式使所述动臂流量控制阀进行动作。所述动臂流量操作部，在所述目标动臂缸速度估算部估算出的所述目标动臂缸速度的方向与由所述动臂缸压检测器检测出的所述头压和所述杆压所确定的所述动臂缸的推力即缸推力的方向一致时，以使所述动臂缸供给流量达到与所述目标动臂缸速度相对应的目标供给流量的方式使所述动臂流量控制阀进行动作；在所述目标动臂缸速度的方向与所述缸推力的方向相反时，以使所述动臂缸排出流量达到与所述目标动臂缸速度相对应的目标排出流量的方式使所述动臂流量控制阀进行动作。

如上所述，所述动臂流量操作部根据所述目标动臂缸速度的方向与所述缸推力的方向的一致或不一致来选择动臂缸供给流量及动臂缸排出流量中应调节的流量，从而即便作用于动臂及使动臂动作的动臂缸的载荷发生变动，都能够实现高精度的动臂缸速度的控制。由此，能够使所述铲斗的施工面高精度地接近所述目标施工面。

例如，较为理想的是，所述动臂流量控制阀是具有升动臂先导端口和降动臂先导端口的先导操作式的方向切换阀，在所述升动臂先导端口被输入升动臂先导压时，以与所述升动臂先导压的大小相应的开度开阀，以便使所述动臂缸向使所述动臂立起的方向进行动作，在所述降动臂先导端口被输入降动臂先导压时，以与所述降动臂先导压的大小相应的开度开阀，以便使所述动臂缸向使所述动臂倒伏的方向进行动作，所述动臂流量操作部包括：升动臂流量操作阀，位于先导液压源与所述升动臂先导端口之间，且在接收到升动臂流量指令信号的输入时，以使输入到所述升动臂先导端口的所述升动臂先导压达到与所述升动臂流量指令信号对应的大小的先导压的方式进行开闭动作；降动臂流量操作阀，位于所述先导液压源与所述降动臂先导端口之间，且在接收到降动臂流量指令信号的输入时，以使输入到所述降动臂先导端口的所述降动臂先导压达到与所述降动臂流量指令信号对应的大小的先导压的方式进行开闭动作；以及，动臂流量指令部，在所述目标动臂缸速度的方向与所述缸推力的方向一致时，以使所述动臂缸供给流量达到对应于所述目标动臂缸速度的目标供给流量的方式，向所述升动臂流量操作阀和所述降动臂流量操作阀中对所述动臂流量控制阀的供给侧的开口进行操作的流量操作阀输入与所述目标供给流量对应的所述升动臂流量指令信号或所述降动臂流量指令信号，在所述目标动臂缸速度的方向与所述缸推力的方向相反时，以使所述动臂缸排出流量达到对应于所述目标动臂缸速度的目标排出流量的方式，向所述升动臂流量操作阀和所述降动臂流量操作阀中对所述动臂流量控制阀的排出侧的开口进行操作的流量操作阀输入与所述目标排出流量对应的所述升动臂流量指令信号或所述降动臂流量指令信号。

较为理想的是，所述液压驱动装置还包括：目标推压力设定部，设定用于将所述铲斗推压到施工面上的推压力的目标值即目标推压力；推压力估算部，基于所述缸推力来估算所述推压力；以及，目标速度校正部，基于所述目标推压力与估算出的所述推压力之间的偏差，向着该偏差接近于0的方向对所述目标动臂缸速度进行校正，其中，所述动臂流量操作部，以能得到经所述目标速度校正部校正后的所述目标动臂缸速度的方式使所述动臂流量控制阀进行动作。

所述目标速度校正部所进行的基于所述推压力的目标动臂缸速度的校正、即使以所述目标推压力为基准的所述推压力的偏差接近于0的校正，不仅能够使所述铲斗的施工面接近所述目标施工面，还能够进行使将该铲斗推压到该施工面上的所述推压力接近所述目标推压力的动臂缸的驱动的控制。而且，如上所述，根据目标动臂缸速度的方向与所述缸推力的方向的一致或不一致来选择调节对象的选择，即便作用于所述动臂的载荷对应于所述推压力的大小而变动，通过提高所述动臂缸的动作速度的控制的精度，也能够提高所述推压力的控制的精度。

较为理想的是，所述工作油供给装置中包含的所述至少一个液压泵中与所述至少一个动臂缸连接的液压泵即动臂驱动液压泵由可变容量型液压泵构成。由此，无论所述动臂缸的动作状态如何，所述动臂驱动液压泵都能够以对应于包含供应至该动臂缸的供给流量的必要供给流量的适当的流量喷出工作油。具体而言，较为理想的是，所述液压驱动装置还包括：泵压检测器，检测从所述动臂驱动液压泵喷出的工作油的压力即泵压；泵容量控制部，使所述动臂驱动液压泵的泵容量发生变化；以及，泵转速检测器，检测所述动臂驱动液压泵的转速即泵转速，其中，所述泵容量控制部，在所述目标动臂缸速度的方向与所述缸推力的方向一致时，基于所述泵转速检测器检测出的所述泵转速来改变所述动臂驱动液压泵的泵容量，以使从所述动臂驱动液压泵喷出的工作油的流量达到相当于所述目标供给流量与要提供给所述动臂缸以外的对象的工作油的流量即动臂缸外流量之和的流量；在所述目标动臂缸速度的方向与所述缸推力的方向相反时，基于由所述动臂缸压检测器检测出的所述头压或所述杆压、由所述泵压检测器检测出的所述泵压及供给侧节流开度，计算通过所述供给侧开口并被所述至少一个动臂缸吸收的工作油的流量即动臂缸吸收流量，并基于所述泵转速改变所述动臂驱动液压泵的泵容量，以使从所述动臂驱动液压泵喷出的工作油的流量达到相当于所述动臂缸吸收流量与所述动臂缸外流量之和的流量，所述供给侧节流开度是所述动臂流量控制阀所形成的开口中允许从所述动臂驱动液压泵向所述动臂缸供给工作油的开口即供给侧开口的开度。

根据上述结构，不仅在像通常那样控制向所述至少一个动臂缸供给的工作油的流量的情况下，在控制从该动臂缸排出的工作油的流量的情况（即目标动臂缸速度的方向与缸推力的方向相反的情况）下，也能够针对所述动臂驱动用泵进行适当的泵容量的控制。即，即使在因所述目标动臂缸速度的方向与所述缸推力的方向相反而从所述动臂缸排出的工作油的流量被控制时，从所述动臂驱动液压泵喷出的工作油的一部分伴随着所述动臂缸的动作而通过所述动臂流量控制阀的供给侧开口被所述动臂缸吸收，因此，预见该被吸收的工作油的流量而使所述动臂驱动液压泵的泵容量增加，能够充分确保从该动臂驱动液压泵向所述动臂缸以外的对象供给的工作油的流量。更具体而言，根据所述供给侧开口等的开度，估算通过该供给侧开口的工作油的流量即动臂缸吸收流量，操作该动臂驱动液压泵的泵容量，以使从所述动臂驱动液压泵喷出的工作油的流量达到相当于所述动臂缸吸收流量与所述动臂缸外流量之和的流量，从而能够无关于所述动臂缸的所述工作油的吸收而确保应供给至所述其它的液压致动器的工作油的流量。

Claims (4)

1.一种液压驱动装置，设置于具备机体和安装于该机体的作业装置的工程机械，所述作业装置包含可起伏地支撑于该机体的动臂、可转动地连结于该动臂的远端部的斗杆以及安装在该斗杆的远端部并被向施工面推压的铲斗，所述液压驱动装置利用液压对所述动臂、所述斗杆以及所述铲斗进行驱动，其特征在于包括：

工作油供给装置，包含通过驱动源的驱动而喷出工作油的至少一个液压泵；

至少一个动臂缸，通过接受来自所述工作油供给装置的工作油而进行伸缩以使所述动臂起伏；

斗杆缸，通过接受来自所述工作油供给装置的工作油而进行伸缩以使所述斗杆转动；

铲斗缸，通过接受来自所述工作油供给装置的工作油而进行伸缩以使所述铲斗转动；

动臂流量控制阀，位于所述工作油供给装置与所述至少一个动臂缸之间，以使从该工作油供给装置供应给所述至少一个动臂缸的工作油的流量即动臂缸供给流量以及从该动臂缸排出的工作油的流量即动臂缸排出流量变化的方式进行开闭动作；

目标施工面设定部，设定用于确定所述铲斗的施工对象的目标形状的目标施工面；

作业姿势检测部，检测用于确定所述作业装置的姿势的信息即姿势信息；

动臂缸压检测器，检测所述至少一个动臂缸的头侧室和杆侧室各自的压力即头压和杆压；

缸速度估算部，基于所述作业姿势检测部检测出的所述姿势信息，运算所述动臂缸、所述斗杆缸以及所述铲斗缸各自的动作速度即缸速度；

目标动臂缸速度估算部，基于所述缸速度估算部所估算的各个缸的缸速度，估算所述动臂缸的动作速度的目标值即目标动臂缸速度，该目标动臂缸速度用于使所述铲斗要施工的面伴随着所述斗杆基于所述斗杆缸伸缩的动作而接近所述目标施工面；以及，

动臂流量操作部，以能达到所述目标动臂缸速度的方式使所述动臂流量控制阀进行动作，其中，

所述动臂流量操作部，在所述目标动臂缸速度估算部估算出的所述目标动臂缸速度的方向与由所述动臂缸压检测器检测出的所述头压和所述杆压所确定的所述动臂缸的推力即缸推力的方向一致时，以使所述动臂缸供给流量达到与所述目标动臂缸速度相对应的目标供给流量的方式使所述动臂流量控制阀进行动作；在所述目标动臂缸速度的方向与所述缸推力的方向相反时，以使所述动臂缸排出流量达到与所述目标动臂缸速度相对应的目标排出流量的方式使所述动臂流量控制阀进行动作。

2.如权利要求1所述的液压驱动装置，其特征在于，

所述动臂流量控制阀是具有升动臂先导端口和降动臂先导端口的先导操作式的方向切换阀，在所述升动臂先导端口被输入升动臂先导压时，以与所述升动臂先导压的大小相应的开度开阀，以便使所述动臂缸向使所述动臂立起的方向进行动作，在所述降动臂先导端口被输入降动臂先导压时，以与所述降动臂先导压的大小相应的开度开阀，以便使所述动臂缸向使所述动臂倒伏的方向进行动作，

所述动臂流量操作部包括：

升动臂流量操作阀，位于先导液压源与所述升动臂先导端口之间，且在接收到升动臂流量指令信号的输入时，以使输入到所述升动臂先导端口的所述升动臂先导压达到与所述升动臂流量指令信号对应的大小的先导压的方式进行开闭动作；

降动臂流量操作阀，位于所述先导液压源与所述降动臂先导端口之间，且在接收到降动臂流量指令信号的输入时，以使输入到所述降动臂先导端口的所述降动臂先导压达到与所述降动臂流量指令信号对应的大小的先导压的方式进行开闭动作；以及，

动臂流量指令部，在所述目标动臂缸速度的方向与所述缸推力的方向一致时，以使所述动臂缸供给流量达到对应于所述目标动臂缸速度的目标供给流量的方式，向所述升动臂流量操作阀和所述降动臂流量操作阀中对所述动臂流量控制阀的供给侧的开口进行操作的流量操作阀输入与所述目标供给流量对应的所述升动臂流量指令信号或所述降动臂流量指令信号；在所述目标动臂缸速度的方向与所述缸推力的方向相反时，以使所述动臂缸排出流量达到对应于所述目标动臂缸速度的目标排出流量的方式，向所述升动臂流量操作阀和所述降动臂流量操作阀中对所述动臂流量控制阀的排出侧的开口进行操作的流量操作阀输入与所述目标排出流量对应的所述升动臂流量指令信号或所述降动臂流量指令信号。

3.如权利要求1或2所述的液压驱动装置，其特征在于还包括：

目标推压力设定部，设定用于将所述铲斗推压到施工面上的推压力的目标值即目标推压力；

推压力估算部，基于所述缸推力来估算所述推压力；以及，

目标速度校正部，基于所述目标推压力与估算出的所述推压力之间的偏差，向着该偏差接近于0的方向对所述目标动臂缸速度进行校正，其中，

所述动臂流量操作部，以能得到经所述目标速度校正部校正后的所述目标动臂缸速度的方式使所述动臂流量控制阀进行动作。

4.如权利要求1至3的任一项所述的液压驱动装置，其特征在于，

所述工作油供给装置中包含的所述至少一个液压泵中与所述至少一个动臂缸连接的液压泵即动臂驱动液压泵由可变容量型液压泵构成，

所述液压驱动装置还包括：

泵压检测器，检测从所述动臂驱动液压泵喷出的工作油的压力即泵压；

泵容量控制部，使所述动臂驱动液压泵的泵容量发生变化；以及，

泵转速检测器，检测所述动臂驱动液压泵的转速即泵转速，其中，

所述泵容量控制部，在所述目标动臂缸速度的方向与所述缸推力的方向一致时，基于所述泵转速检测器检测出的所述泵转速来改变所述动臂驱动液压泵的泵容量，以使从所述动臂驱动液压泵喷出的工作油的流量达到相当于所述目标供给流量与要提供给所述动臂缸以外的对象的工作油的流量即动臂缸外流量之和的流量；在所述目标动臂缸速度的方向与所述缸推力的方向相反时，基于由所述动臂缸压检测器检测出的所述头压或所述杆压、由所述泵压检测器检测出的所述泵压及供给侧节流开度，计算通过所述供给侧开口并被所述至少一个动臂缸吸收的工作油的流量即动臂缸吸收流量，并基于所述泵转速改变所述动臂驱动液压泵的泵容量，以使从所述动臂驱动液压泵喷出的工作油的流量达到相当于所述动臂缸吸收流量与所述动臂缸外流量之和的流量，所述供给侧节流开度是所述动臂流量控制阀所形成的开口中允许从所述动臂驱动液压泵向所述动臂缸供给工作油的开口即供给侧开口的开度。

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