CN116097008A - 液压驱动系统 - Google Patents

Abstract

液压驱动系统具备第一回路系统、第一液压泵、第二回路系统、第二液压泵、对连接第一液压泵和第二液压泵的合流通路进行开闭的合流阀、输出与指示第一液压执行器及第二液压执行器的工作量的操作量相应的操作指令的操作装置和根据来自操作装置的操作指令控制合流阀的动作的控制装置，第一回路系统具有控制流向第一液压执行器的工作液的进液流量的第一进液控制阀和控制从第一液压执行器向储罐排出的工作液的出液流量的第一出液控制阀，控制装置分别控制第一进液控制阀及第一出液控制阀的开度。

Description

液压驱动系统

技术领域

本发明涉及驱动液压执行器的液压驱动系统。

背景技术

作为液压驱动系统，例如已知有如专利文献1那样的液压控制装置。液压控制装置具有两个回路系统。各回路系统与单独的液压泵连接。又，两个液压泵通过合流阀相互连接。由此，从两个液压泵吐出的工作液能通过合流阀合流而向两个回路系统或任一方流动。

现有技术文献：

专利文献：

专利文献1：日本特开平6-123302号公报。

发明内容

发明要解决的问题：

专利文献1的液压控制装置中，每个液压执行器上设有压力补偿阀。由此，在多个液压执行器同时动作时，抑制流量偏向负荷小的液压执行器。另一方面，因设置压力补偿阀而产生压力损失。于是，无法抑制液压控制装置、即液压驱动系统的能量消耗。

因此本发明的目的在于提供一种能抑制能量消耗的液压驱动系统。

解决问题的手段：

本发明的液压驱动系统，具备：控制对第一液压执行器的工作液的给排的第一回路系统；向所述第一回路系统供给工作液的第一液压泵；控制对第二液压执行器的工作液的给排的第二回路系统；向所述第二回路系统供给工作液的第二液压泵；对连接所述第一液压泵和所述第二液压泵的合流通路进行开闭的合流阀；输出与指示所述第一液压执行器及所述第二液压执行器的工作量的操作量相应的操作指令的操作装置；以及根据来自所述操作装置的操作指令控制所述合流阀的动作的控制装置；所述第一回路系统具有：控制流向所述第一液压执行器的工作液的进液(Meter-In)流量的第一进液控制阀；和控制从所述第一液压执行器向储罐排出的工作液的出液(Meter-Out)流量的第一出液控制阀；所述控制装置分别控制所述第一进液控制阀及所述第一出液控制阀的开度。

根据本发明，在第一液压执行器及第二液压执行器同时操作，且第一液压执行器的负荷相对于第二液压执行器小的情况下，控制装置通过控制第一进液控制阀的开度，能确保第一液压执行器的流量。由此，能废除对第一液压执行器设计的压力补偿阀，所以能抑制第一液压执行器及第二液压执行器同时操作时的能量消耗。

发明效果：

根据本发明，能抑制能量消耗。

本发明的上述目的、其他目的、特征及优点在参照所附说明书附图的基础上，通过以下优选实施形态的详细说明得以明确。

附图说明

图1是示出本发明的第一实施方式的液压驱动系统的液压回路图；

图2是图1的液压驱动系统所具备的控制装置中关于合流阀的开度控制的框图；

图3是图1的液压驱动系统所具备的控制装置中关于控制阀的开度控制的框图；

图4是本发明的第二实施方式的液压驱动系统的控制装置中关于合流阀的开度控制的框图。

具体实施方式

以下，参照前述说明书附图说明本发明的第一及第二实施方式的液压驱动系统1、1A。另，以下说明中所用的方向概念仅为说明方便而使用，并非将发明的结构朝向限定于该方向。又，以下说明的液压驱动系统1、1A仅为本发明一实施方式。因此，本发明不限于实施方式，可在不脱离发明的主旨的范围内追加、削除、变更。

[第一实施方式]

＜液压驱动机械＞

建筑机械、工业机械及工业车辆等的液压驱动机械具备多个液压执行器2～5及液压驱动系统1。而且，液压驱动机械通过使液压执行器2～5工作而使各种结构动作。液压执行器2～5例如是液压缸及液压马达。本实施方式中，液压驱动机械例如为液压挖掘机。而且，多个液压执行器2～5例如为斗杆缸2、动臂缸3、铲斗缸4及旋回马达5。

液压缸2～4能分别通过伸缩而使作为各种结构的斗杆、动臂及铲斗(均未图示)分别动作。更详细说明，则液压缸2～4分别是作为第一液压执行器的一例的斗杆缸2、作为第二液压执行器的一例的动臂缸3、以及铲斗缸4。又，在液压缸2～4中，缸筒(cylinder tube)2a～4a内可进退地分别插入有杆(rod)2b～4b。缸筒2a～4a上分别形成有杆侧端口2c～4c及头侧端口2d～4d。而且，通过对各端口2c～4c、2d～4d给排工作液而使杆2b～4b相对于缸筒2a～4a分别进退，即液压缸2～4分别伸缩。

旋回马达5能通过旋转而使旋回体(未图示)旋回。更详细说明，则旋回马达5为液压马达。即，旋回马达5具有两个吸排端口5c、5d。而且，旋回马达5若向一方的吸排端口5c供给工作液，则使旋回体向规定的旋转方向一方旋转。另一方面，若向另一方的吸排端口5d供给工作液，则旋回马达5使旋回体向规定的旋转方向另一方旋转。

＜液压驱动系统＞

液压驱动系统1通过对液压执行器2～5给排工作液而使液压执行器2～5工作。更详细说明，则液压驱动系统1与液压执行器2～5并联连接。即，液压驱动系统1与液压执行器2～5的各端口2c～5c、2d～5d分开地连接。而且，液压驱动系统1能相对于液压执行器2～5的各端口2c～5c、2d～5d吸排工作液。由此，能使液压执行器2～5工作。

液压驱动系统1具备第一液压泵11、第一回路系统12、第二液压泵13、第二回路系统14、合流阀15、多个压力传感器17、18、19R～21R、19H～21H、22L、22R、操作装置23和控制装置24。

第一液压泵11与驱动源连接。驱动源是发动机E或电动马达。另，驱动源在本实施方式中为发动机E。而且，第一液压泵11通过被驱动源旋转驱动而吐出工作液。而且，吐出的工作液主要向第一回路系统12供给。第一液压泵11能改变吐出容量。第一液压泵11在本实施方式中为斜板泵或斜轴泵。

第一回路系统12与第一液压泵11连接。又，第一回路系统12与斗杆缸2及旋回马达5分别并联连接。而且，第一回路系统12控制对斗杆缸2及旋回马达5的工作液的给排。更详细说明，则第一回路系统12具有斗杆用进液控制阀31、斗杆用出液控制阀32、旋回用进液控制阀33及旋回用出液控制阀34。

作为第一进液控制阀的一例的斗杆用进液控制阀31与第一液压泵11及斗杆缸2连接。而且，斗杆用进液控制阀31控制从第一液压泵11流向斗杆缸2的工作液的进液流量。更详细说明，则斗杆用进液控制阀31经由第一泵通路11a与第一液压泵11连接。而且，斗杆用进液控制阀31经由杆侧通路2e与斗杆缸2的杆侧端口2c连接，还经由头侧通路2f与斗杆缸2的头侧端口2d连接。又，斗杆用进液控制阀31能根据输入的斗杆用进液指令，控制从第一液压泵11向斗杆缸2供给的工作液的方向及进液流量。即，斗杆用进液控制阀31能将工作液从第一液压泵11向斗杆缸2的端口2c、2d的任一方供给，且控制进液流量。本实施方式中，斗杆用进液控制阀31是通过电磁比例控制阀及电动执行器等驱动阀芯的电子控制式的滑阀。即，斗杆用进液控制阀31基于斗杆用进液指令使阀芯31a移动从而切换工作液的流动方向，还控制斗杆用进液控制阀31的开度。

作为第一出液控制阀的一例的斗杆用出液控制阀32与斗杆缸2和储罐10连接。而且，斗杆用出液控制阀32控制从斗杆缸2向储罐10排出的工作液的出液流量。更详细说明，则斗杆用出液控制阀32与斗杆用进液控制阀31成对地设置。而且，斗杆用出液控制阀32以与对应的斗杆用进液控制阀31并列的形式分别与杆侧通路2e及头侧通路2f连接。又，斗杆用出液控制阀32能根据输入的斗杆用出液指令，控制从斗杆缸2向储罐10排出的工作液的方向及出液流量。即，斗杆用出液控制阀32将与斗杆用进液控制阀31所连接的端口2c、2d不同的端口2d、2c连接于储罐10，且控制出液流量。另，斗杆用出液控制阀32能与经由斗杆用进液控制阀31向斗杆缸2供给的进液流量独立地控制流过斗杆用出液控制阀32的出液流量。更详细说明，则斗杆用出液控制阀32及斗杆用进液控制阀31构成为各自的阀芯分别动作。因此，斗杆用出液控制阀32及斗杆用进液控制阀31能分开控制。斗杆用出液控制阀32在本实施方式中是电子控制式的滑阀。即，斗杆用出液控制阀32基于斗杆用出液指令使阀芯32a移动。而且，斗杆用出液控制阀32通过使阀芯32a移动而切换工作液的流动方向，还能控制斗杆用出液控制阀32的开度。

旋回用进液控制阀33以与斗杆用进液控制阀31并列的形式与第一液压泵11连接，且与旋回马达5连接。而且，旋回用进液控制阀33控制从第一液压泵11流向旋回马达5的工作液的进液流量。更详细说明，则旋回用进液控制阀33以与斗杆用进液控制阀31并列的形式与第一泵通路11a连接。旋回用进液控制阀33经由第一旋回用通路5e与旋回马达5的第一吸排端口5c连接，还经由第二旋回用通路5f与旋回马达5的第二吸排端口5d连接。又，旋回用进液控制阀33能根据输入的旋回用进液指令，控制从第一液压泵11向旋回马达5供给的工作液的方向及进液流量。旋回用进液控制阀33在本实施方式中为电子控制式的滑阀。即，旋回用进液控制阀33基于斗杆用进液指令使阀芯33a移动从而切换工作液的流动方向，还控制旋回用进液控制阀33的开度。

旋回用出液控制阀34与旋回马达5和储罐10连接。而且，旋回用出液控制阀34控制从旋回马达5向储罐10排出的工作液的出液流量。更详细说明，则旋回用出液控制阀34与旋回用进液控制阀33成对地设置。而且，旋回用出液控制阀34以与对应的旋回用进液控制阀33并列的形式分别与第一旋回用通路5e及第二旋回用通路5f连接。又，旋回用出液控制阀34能根据输入的旋回用出液指令，控制从旋回马达5向储罐10排出的工作液的方向及流量(出液流量)。另，旋回用出液控制阀34能与经由旋回用进液控制阀33向旋回马达5供给的进液流量独立地控制流过旋回用出液控制阀34的出液流量。更详细说明，则旋回用出液控制阀34及旋回用进液控制阀33构成为各自的阀芯分别动作。因此，旋回用出液控制阀34及旋回用进液控制阀33能分开控制。旋回用出液控制阀34在本实施方式中为电子控制式的滑阀。即，旋回用出液控制阀34基于旋回用出液指令使阀芯34a移动从而切换工作液的流动方向，还能控制旋回用出液控制阀34的开度。

第二液压泵13同第一液压泵11一样地与驱动源连接。即，第二液压泵13通过被驱动源旋转驱动而吐出工作液。而且，吐出的工作液主要向第二回路系统14供给。第二液压泵13也能改变吐出容量。第二液压泵13在本实施方式中为斜板泵或斜轴泵。又，第二液压泵13的驱动源可以与第一液压泵11的驱动源相同或分体。

第二回路系统14与第二液压泵13连接。又，第二回路系统14分别与动臂缸3及铲斗缸4并联连接。而且，第二回路系统14控制对动臂缸3及铲斗缸4的工作液的给排。更详细说明，则第二回路系统14具有动臂用进液控制阀35、动臂用出液控制阀36、铲斗用进液控制阀37及铲斗用出液控制阀38。

作为第二进液控制阀的一例的动臂用进液控制阀35与第二液压泵13及动臂缸3连接。而且，动臂用进液控制阀35控制从第二液压泵13流向动臂缸3的工作液的进液流量。更详细说明，则动臂用进液控制阀35经由第二泵通路13a与第二液压泵13连接。而且，动臂用进液控制阀35经由杆侧通路3e与动臂缸3的杆侧端口3c连接，还经由头侧通路3f与动臂缸3的头侧端口3d连接。又，动臂用进液控制阀35能根据输入的动臂用进液指令，控制从第二液压泵13向动臂缸3供给的工作液的方向及进液流量。即，动臂用进液控制阀35能将工作液从第二液压泵13向动臂缸3的端口3c、3d的任一方供给，且控制进液流量。动臂用进液控制阀35在本实施方式中为电子控制式的滑阀。即，动臂用进液控制阀35基于动臂用进液指令使阀芯35a移动从而切换工作液的流动方向，还控制动臂用进液控制阀35的开度。

作为第二出液控制阀的一例的动臂用出液控制阀36与动臂缸3和储罐10连接。而且，动臂用出液控制阀36控制从动臂缸3向储罐10排出的工作液的出液流量。更详细说明，则动臂用出液控制阀36与动臂用进液控制阀35成对地设置。而且，动臂用出液控制阀36以与对应的动臂用进液控制阀35并列的形式分别与杆侧通路3e及头侧通路3f连接。又，动臂用出液控制阀36能根据输入的动臂用出液指令，控制从动臂缸3向储罐10排出的工作液的方向及出液流量。即，动臂用出液控制阀36将与动臂用进液控制阀35所连接的端口3c、3d不同的端口3d、3c连接于储罐10，且控制出液流量。另，动臂用出液控制阀36能与经由动臂用进液控制阀35向动臂缸3供给的进液流量独立地控制流过动臂用出液控制阀36的出液流量。更详细说明，则动臂用出液控制阀36及动臂用进液控制阀35构成为各自的阀芯分别动作。因此，动臂用出液控制阀36及动臂用进液控制阀35能分开控制。动臂用出液控制阀36在本实施方式中为电子控制式的滑阀。即，动臂用出液控制阀36基于动臂用出液指令使阀芯36a移动从而切换工作液的流动方向，还能控制动臂用出液控制阀36的开度。

铲斗用进液控制阀37以与动臂用进液控制阀35并列的形式与第二液压泵13连接，且与铲斗缸4连接。而且，铲斗用进液控制阀37控制从第二液压泵13流向铲斗缸4的工作液的进液流量。更详细说明，则铲斗用进液控制阀37以与动臂用进液控制阀35并列的形式与第二泵通路13a连接。铲斗用进液控制阀37经由杆侧通路4e与铲斗缸4的杆侧端口4c连接，还经由头侧通路4f与铲斗缸4的头侧端口4d连接。又，铲斗用进液控制阀37能根据输入的铲斗用进液指令，控制从第二液压泵13向铲斗缸4供给的工作液的方向及进液流量。铲斗用进液控制阀37在本实施方式中为电子控制式的滑阀。即，铲斗用进液控制阀37基于铲斗用进液指令使阀芯37a移动从而切换工作液的流动方向，还控制铲斗用进液控制阀37的开度。

铲斗用出液控制阀38与铲斗缸4和储罐10连接。而且，铲斗用出液控制阀38控制从铲斗缸4向储罐10排出的工作液的出液流量。更详细说明，则铲斗用出液控制阀38与铲斗用进液控制阀37成对地设置。而且，铲斗用出液控制阀38以与对应的铲斗用进液控制阀37并列的形式分别与杆侧通路4e及头侧通路4f连接。又，铲斗用出液控制阀38能根据输入的铲斗用出液指令，控制从铲斗缸4向储罐10排出的工作液的方向及出液流量。另，铲斗用出液控制阀38还能与经由铲斗用进液控制阀37向铲斗缸4供给的进液流量独立地控制流过铲斗用出液控制阀38的出液流量。更详细说明，则铲斗用出液控制阀38及铲斗用进液控制阀37构成为各自的阀芯分别动作。因此，铲斗用出液控制阀38及铲斗用进液控制阀37能分开控制。铲斗用出液控制阀38在本实施方式中为电子控制式的滑阀。即，铲斗用出液控制阀38基于铲斗用出液指令使阀芯38a移动从而切换工作液的流动方向，还能控制铲斗用出液控制阀38的开度。

合流阀15开闭合流通路15a。合流通路15a将第一液压泵11与第二液压泵13相连。更详细说明，则合流通路15a与第一及第二泵通路11a、13a连接。本实施方式中，合流通路15a在第一泵通路11a中与比液压执行器2、5靠近上游侧的部分连接，且在第二泵通路13a中与比液压执行器3、4靠近上游侧的部分连接。而且，合流通路15a能使从第一液压泵11吐出的工作液合流入第二泵通路13a，还使从第二液压泵13吐出的工作液合流入第一泵通路11a。合流阀15介设于合流通路15a。而且，合流阀15基于输入的合流指令开闭合流通路15a。此外，合流阀15能基于输入的合流指令控制合流阀15的开度。本实施方式中合流阀15为电磁比例控制阀。

多个压力传感器17、18、19R～21R、19H～21H、22L、22R分别检测流过各处的工作液的压力。而且，多个压力传感器17、18、19R～21R、19H～21H、22L、22R分别将检测出的压力向控制装置24输出。更详细说明，则第一吐出压传感器17及第二吐出压传感器18分别与第一泵通路11a及第二泵通路13a连接。而且，第一吐出压传感器17及第二吐出压传感器18分别检测第一液压泵11的吐出压及第二液压泵13的吐出压。又，杆侧压力传感器19R～21R分别与杆侧通路2e～4e连接。而且，杆侧压力传感器19R～21R检测斗杆缸2、动臂缸3及铲斗缸4的杆侧端口2c～4c的压力(杆压)。此外，头侧压力传感器19H～21H分别与头侧通路2f～4f连接。而且，头侧压力传感器19H～21H检测斗杆缸2、动臂缸3及铲斗缸4的头侧端口2d～4d的压力(头压)。第一旋回用压力传感器22L及第二旋回用压力传感器22R分别与第一旋回用通路5e及第二旋回用通路5f连接。而且，第一旋回用压力传感器22L及第二旋回用压力传感器22R检测两个吸排端口5c、5d的压力(端口压)。

操作装置23向控制装置24输出与指示液压执行器2～5的工作量的操作量相应的操作指令。本实施方式中，操作装置23例如为操作阀或电动操纵杆等。而且，操作装置23具有两个操作杆(lever)23a、23b。操作杆23a、23b构成为可被操作者操作。操作杆23a、23b是用于根据其操作量指示液压执行器2～5的工作量的操作工具。即，操作装置23向控制装置24输出与操作杆23a、23b的操作量相应的操作指令。本实施方式中，两个操作杆23a、23b各自构成为能在包括相互交叉的两个方向(例如，前后方向及左右方向)的360度全方向上揺动。而且，操作装置23向控制装置24输出与操作杆23a、23b的操作方向及操作量相应的操作指令。本实施方式中，第一操作杆23a在俯视下向第一方向操作时输出与操作量相应的斗杆操作指令，另外在俯视下向第二方向操作时输出与操作量相应的旋回操作指令。此外，操作杆23a在俯视下向斜向方向(例如，俯视下与第一方向成角度α的方向)操作时，输出斗杆操作指令及旋回操作指令两者。而且，输出与操作杆23a的操作量中的第一方向成分(即，向第一方向的操作量)相应的斗杆操作指令，还输出与第二方向成分相应的旋回操作指令。又，第二操作杆23b向第三方向操作时输出与操作量相应的动臂操作指令，向第四方向操作时输出与操作量相应的铲斗操作指令。此外，操作杆23b在俯视下向斜向方向(例如，俯视下与第三方向成角度β的方向)操作时，输出动臂操作指令及铲斗操作指令两者。而且，输出与操作杆23b的操作量中的第三方向成分(即，向第三方向的操作量)相应的动臂操作指令，还输出与第四方向成分相应的铲斗操作指令。斗杆操作指令是使斗杆缸2工作的操作指令。又，旋回操作指令是使旋回马达5工作的操作指令。动臂操作指令是使动臂缸3工作的操作指令。铲斗操作指令是使铲斗缸4工作的操作指令。

控制装置24与各液压泵11、13、各控制阀31～38、合流阀15、各压力传感器17、18、19R～21R、19H～21H、22L、22R及操作装置23连接。而且，控制装置24控制各液压泵11、13的吐出流量。本实施方式中，控制装置24基于吐出压传感器17、18检测出的压力，马力控制液压泵11、13的吐出流量。另，液压泵11、13的吐出流量的控制方式不限于马力控制，也可以是负载传感控制。又，控制装置24根据来自操作装置23的各操作指令及各压力传感器17、18、19R～21R、19H～21H、22L、22R检测出的压力，控制合流阀15及各控制阀31～38的开度。更详细说明，则控制装置24根据来自操作装置23的各操作指令及液压执行器2～5的负荷控制合流阀15的动作。即，控制装置24根据来自操作装置23的各操作指令及液压执行器2～5的负荷使合流阀15开闭合流通路15a。由此，能使从第一液压泵11及第二液压泵13的一方吐出的工作液与从另一方吐出的工作液合流。此外，控制装置24根据来自操作装置23的各操作指令及液压执行器2～5的负荷控制合流阀15的开度。控制装置24通过控制合流阀15的开度能使与操作杆23a、23b的操作量相应的合流流量的工作液合流。又，控制装置24通过控制进液控制阀31、33、35、37的开度来控制向各液压执行器2～5供给的工作液的进液流量。又，控制装置24通过控制出液控制阀32、34、36、38的开度来控制从液压执行器2～5排出的工作液的出液流量。

更详细说明，则控制装置24具有如下功能以控制合流阀15的动作。即，控制装置24如图2所示具有合流判定部41、合流阀开度运算部42、合流切换部43和乘法器44。又，控制装置24具有如下结构以调节进液流量及出液流量。即，控制装置24如图3所示具有进液控制阀开度运算部(M/I控制阀开度运算部)45、附压力补偿的M/I控制阀开度运算部46及出液控制阀开度运算部(M/O控制阀开度运算部)47。

图2所示的合流判定部41判断是否使从第一液压泵11及第二液压泵13的一方吐出的工作液与从另一方吐出的工作液合流(即，有无合流)。更详细说明，则控制装置24基于来自操作装置23的各操作指令及液压执行器2～5的负荷判断是否满足合流条件。本实施方式中，在控制装置24中设定有与液压执行器2～5的工作状态相应的多个合流条件。例如，在控制装置24中设定有第一合流条件及第二合流条件。第一合流条件(斗杆及动臂同时操作)是指第一操作杆23a的向第一方向的操作量及第二操作杆23b的向第三方向的操作量分别为第一及第二规定量以上，且斗杆缸2的负荷为规定值以上这样的条件。此处，斗杆缸2的负荷是指从斗杆缸2的流入侧受压面积乘以流入压所得的值减去斗杆缸2的流出侧受压面积乘以流出压所得的值后的值。又，第二合流条件(斗杆单独操作)是指第一操作杆23a的向第一方向的操作量为第三规定量以上且斗杆缸2的负荷为规定值以上这样的条件。即，控制装置24通过第一合流条件进行斗杆缸2及动臂缸3同时操作时的合流判定，还通过第二合流条件进行斗杆缸2的单独操作时的合流判定。其他，控制装置24内设定能基于来自操作装置23的各操作指令及液压执行器2～5的负荷判定的多个合流条件。而且，控制装置24分别判定包括第一合流条件及第二合流条件的多个合流条件有否满足。另，合流条件不限于前述，可根据对各操作杆23a、23b的单独操作及复合动作来设定。另，控制装置24基于各操作杆23a、23b的操作量判定有无多个合流条件，但也可将施于各控制阀31～38的阀芯31a～38a的先导压用作操作量。

合流阀开度运算部42计算合流阀15的开度。更详细说明，则合流阀开度运算部42内设定有与前述多个合流条件的每一个对应的多个合流开度映射图(map)或多个运算式。而且，合流开度映射图或运算式中，使操作量和合流阀15的开度对应。而且，合流阀开度运算部42基于操作量和合流开度映射图或运算式计算合流阀15的开度。合流阀开度运算部42相对于满足的所有合流条件计算合流阀15的开度。而且，合流阀开度运算部42将计算出的多个开度中最大的开度选作合流阀15的合流开度。

合流切换部43根据合流判定部41的判定结果切换有无合流指令的输出。更详细说明，则合流切换部43根据合流判定部41的判定结果输出切换系数。本实施方式中，控制装置24根据满足多个合流条件来切换可否合流状态。即，设定为不可合流的状态时，合流切换部43输出0的值。另一方面，通过切换指令设定为可合流的状态时，合流切换部43输出1的值。

乘法器44通过在合流阀开度运算部42中选择的合流开度上乘以从合流切换部43输出的切换系数来生成合流指令。而且，乘法器44将生成的合流指令向合流阀15输出。如此一来在可合流的状态下，根据合流判定部41的结果来控制合流阀15的开度。另一方面，在不可合流的状态下，通过合流阀15来维持合流通路15a关闭的状态。

图3所示的M/I控制阀开度运算部45基于来自操作装置23的各操作指令计算进液控制阀33、35、37各自的开度。更详细说明，则M/I控制阀开度运算部45具有表示各操作指令及与其对应的进液控制阀33、35、37的开度的关系的开度映射图或运算式。而且，M/I控制阀开度运算部45基于取得的操作指令和开度映像图或运算式计算进液控制阀33、35、37的开度。M/I控制阀开度运算部45将与计算出的开度相应的进液指令向对应的进液控制阀33、35、37输出。由此，M/I控制阀开度运算部45控制进液控制阀33、35、37的开度，将与来自操作装置23的操作指令相应的进液流量向对应的液压执行器3～5供给。

附压力补偿的M/I控制阀开度运算部(以下，称为“压力补偿运算部”)46基于来自操作装置23的斗杆操作指令及斗杆用进液控制阀31的前后压计算斗杆用进液控制阀31的开度。斗杆用进液控制阀31的前后压是第一吐出压传感器17检出的吐出压及杆侧压力传感器19R或头侧压力传感器19H(流入压传感器)检出的斗杆缸2的流入压的压力差。更详细说明，则压力补偿运算部46具有表示斗杆操作指令和进液流量的关系的流量映射图或运算式。而且，压力补偿运算部46基于取得的斗杆操作指令及流量映像图或运算式计算斗杆目标进液流量。此处，斗杆目标进液流量是斗杆缸2的进液流量的目标值。接着，压力补偿运算部46基于第一吐出压传感器17、杆侧压力传感器19R及头侧压力传感器19H算出斗杆用进液控制阀31的前后压。而且，压力补偿运算部46基于计算出的前后压及目标进液流量以及运算式(例如，伯努利定理)计算斗杆用进液控制阀31的开度。压力补偿运算部46将与计算出的开度相应的斗杆用进液指令向斗杆用进液控制阀31输出。由此，压力补偿运算部46能相对于斗杆缸2的进液流量进行压力补偿。因此，能将与斗杆操作指令相应的目标进液流量的工作液向斗杆缸2供给。又，通过进行压力补偿，能确保同时操作的其他液压执行器3～5内流动的工作液的进液流量。

M/O控制阀开度运算部47基于来自操作装置23的各操作指令计算出液控制阀32、34、36、38各自的开度。而且，M/O控制阀开度运算部47将与计算出的开度相应的出液指令向对应的出液控制阀32、34、36、38输出。由此，出液控制阀32、34、36、38的开度被控制，与来自操作装置23的操作指令相应的出液流量分别从液压执行器2～5排出。

＜液压驱动系统的动作＞

液压驱动系统1在操作杆23a、23b被操作时，将与操作方向及操作量相应的操作指令从操作装置23向控制装置24输出。而且，M/I控制阀开度运算部45及压力补偿运算部46基于操作指令向进液控制阀31、33、35、37输出进液指令。又，M/O控制阀开度运算部47基于操作指令向出液控制阀32、34、36、38输出出液指令。由此，向液压执行器2～5的一方的端口2c～5c、2d～5d供给与操作指令相应的进液流量的工作液，且从另一方的端口2d～5d、2c～5c排除与操作指令相应的出液流量的工作液。因此，液压执行器2～5以与操作指令相应的速度工作。

又，液压驱动系统1在满足前述任一合流条件时，使两个液压泵11、13的工作液合流。更详细说明，则控制装置24基于从操作装置23输出的操作指令判断是否满足任一合流条件。例如，以下说明为了使斗杆缸2和动臂缸3同时工作而将第一操作杆23a向第一方向且将第二操作杆23b向第三方向同时操作的情况。

首先，控制装置24的合流判定部41基于斗杆操作指令及动臂操作指令判断有否满足第一合流判定。而且，在第一操作杆23a的第一方向的操作量为第一操作量以上且第二操作杆23b的第三方向的操作量为第二操作量以上，传感器19H、19R均为规定压力以上的情况下，合流判定部41判定为满足第一合流条件。又，合流判定部41基于斗杆操作指令判断有否满足第二合流判定。而且，在第二操作杆23b的第三方向的操作量为第三操作量以上，且斗杆缸2的负荷为规定值以上的情况下，合流判定部41判定为满足第二合流条件。而且，合流切换部43在满足至少一个合流条件时，将1的值切换系数向乘法器44输出。

接着，合流阀开度运算部42基于与满足的合流条件对应的合流开度映射图或运算式计算合流阀15的开度。而且，合流阀开度运算部42将计算出的多个开度中最大的开度选作合流开度。即，合流阀开度运算部42基于与第一合流条件及第二合流条件分别对应的合流开度映射图或运算式计算两个开度。而且，合流阀开度运算部42将两个开度中较大一方的开度选作合流开度。乘法器44输出在所选择的合流开度上乘以来自合流切换部43的切换系数所得的合流指令。根据切换指令设定为可合流的状态时，合流指令向合流阀15输出。由此，通过合流阀15打开合流通路15a。因此，能使第一液压泵11及第二液压泵13的工作液合流。于是，能将超过一个液压泵11、13的最大吐出流量的进液流量的工作液向液压缸2、3(本实施方式中，动臂缸3)供给。本实施方式中，最大吐出流量是指马力控制的液压泵11、13分别能吐出的最大值。即，各液压泵11、13的最大吐出流量基于针对各液压泵11、13的马力线图和各泵11、13的吐出压而算出。不过，最大吐出流量不限于前述最大值，也可以是被其他控制限制的吐出流量的最大值。

又，M/I控制阀开度运算部45基于来自操作装置23的动臂操作指令及开度映像图或运算式控制动臂用进液控制阀35的开度。由此，向动臂缸3供给与动臂操作指令相应的进液流量的工作液。即，动臂缸3以与操作杆23b的第三方向的操作量相应的速度工作。另一方面，压力补偿运算部46基于来自操作装置23的斗杆操作指令及斗杆用进液控制阀31的前后压控制斗杆用进液控制阀31的开度。即，压力补偿运算部46在压力补偿的同时将与斗杆操作指令相应的进液流量的工作液向斗杆缸2供给。此外，M/O控制阀开度运算部47基于来自操作装置23的斗杆操作指令及动臂操作指令控制出液控制阀32、36各自的开度。由此，能使与斗杆操作指令相应的出液流量的工作液从斗杆缸2排出，且使与动臂操作指令相应的出液流量的工作液从动臂缸3排出。

液压驱动系统1中，斗杆缸2的负荷小于动臂缸3的负荷时，控制装置24控制斗杆用进液控制阀31的开度从而能限制流入斗杆缸2的工作液的流量。由此，能废除相对于斗杆缸2设置的压力补偿阀，所以能抑制斗杆缸2及动臂缸3同时操作时的能量消耗。本实施方式中，能改善发动机E的燃料消耗。

更详细说明，则液压驱动系统1中，能分别控制斗杆缸2的斗杆用进液控制阀31及斗杆用出液控制阀32的开度。即，控制装置24能将斗杆用出液控制阀32的开度维持于斗杆操作指令相应的开度，且根据合流通路15a的开闭及斗杆操作指令控制斗杆用进液控制阀31的开度。由此，能通过斗杆用进液控制阀31针对向斗杆缸2的进液流量进行压力补偿。因此，即使在合流通路15a打开的状态下，也能以与第一操作杆23a的第一方向的操作量相应的速度使斗杆缸2工作，且以与第二操作杆23b的第三方向的操作量相应的速度使动臂缸3工作。

又，液压驱动系统1中，通过使各液压泵11、13的工作液合流能将超过一个液压泵11、13的最大吐出流量的进液流量的工作液向液压缸2、3供给。由此，能谋求第一液压泵11及第二液压泵13的小型化。

更详细说明，则控制装置24能通过控制动臂用进液控制阀35的开度来确保流入动臂缸3的工作液的流量。即，液压驱动系统1还能分别控制动臂缸3的动臂用进液控制阀35及动臂用出液控制阀36的开度。也就是说，能为了确保出液流量而维持动臂用出液控制阀36的开度，同时为了调节进液流量而改变动臂用进液控制阀35的开度。由此，即使打开合流通路15a而向第二泵通路13a供给较大流量的工作液，也能以与第二操作杆23b的第三方向的操作量相应的速度使动臂缸3工作。即，在斗杆缸2及动臂缸3同时操作的情况下，能使斗杆缸2及动臂缸3均以与对应的操作量相应的速度工作。

此外，液压驱动系统1中，斗杆缸2及动臂缸3同时操作时，根据两个操作杆23a、23b各自的操作量控制合流阀15的开度。于是，能使适量的工作液从第一液压泵11向第二回路系统14(或从第二液压泵13向第一回路系统12)流动。由此，第二回路系统14(或第一回路系统12)中，能抑制通过节流工作液的流量而必要以上地导入执行器4、5(或执行器2、3)。例如，斗杆缸2及动臂缸3同时操作时，通过向第二回路系统14导入适量的工作油而能将动臂用进液控制阀35的开度设定得较大。由此，能抑制动臂用进液控制阀35的开度缩小而能量消耗。即，能降低动臂用进液控制阀35的压力损失，能在第二回路系统14中抑制能量消耗。

又，液压驱动系统1中，压力补偿运算部46基于与斗杆操作指令相应的目标进液流量和斗杆用进液控制阀31的前后压控制所述斗杆用进液控制阀31的开度。即，压力补偿运算部46对斗杆缸2的进液流量进行压力补偿。因此，能在同时操作时向斗杆缸2供给与两个操作杆23a、23b各自的操作量相应的流量的工作液。由此，能抑制对同时操作时的斗杆缸2的操作性的影响。又，液压驱动系统1中，在斗杆缸2的负荷与动臂缸3的负荷的差较大的情况下，导入动臂缸3的工作液的流量减少。因此，压力补偿运算部46以抑制斗杆缸2的进液流量的形式对斗杆用进液控制阀31进行开度控制，这在液压驱动系统1中尤其有用。

又，液压驱动系统1中，在第二液压泵13的吐出流量相对于与动臂操作指令相应的进液流量不足的情况下，控制装置24打开合流阀15从而能经由合流阀15使第一液压泵11的工作液与第二液压泵13的工作液合流。由此，能相对于动臂缸3确保与动臂操作指令相应的进液流量。另一方面，相对于与动臂操作指令相应的进液流量，在通过第二液压泵13能确保充分的流量的情况下，通过合流阀15关闭合流通路15a从而能抑制能量消耗。本实施方式中，能改善发动机E的燃料消耗。

[第二实施方式]

第二实施方式的液压驱动系统1A与第一实施方式的液压驱动系统1结构类似。因此，关于第二实施方式的液压驱动系统1A的结构，主要说明与第一实施方式的液压驱动系统1不同的点，关于相同结构标以相同符号并省略说明。

第二实施方式的液压驱动系统1A如图1所示具备第一液压泵11、第一回路系统12、第二液压泵13、第二回路系统14、合流阀15、多个压力传感器17、18、19R～21R、19H～21H、22L、22R、操作装置23和控制装置24A。

控制装置24A具有与第一实施方式的控制装置24相同的功能。而且，控制装置24A还如下控制合流阀15的开度。即，控制装置24A基于第一总流量与第一液压泵11的最大吐出流量的差分、即第一流量差分，及第二总流量与第二液压泵13的最大吐出流量的差分、即第二流量差分的任一个，控制合流阀15的开度。第一总流量是从第一回路系统12向液压执行器2、5供给的目标进液流量(以下，称为“目标M/I流量”)的总流量。又，第二总流量是从第二回路系统14向液压执行器3、4供给的目标M/I流量的总流量。又，各液压执行器2～5的目标M/I流量是各液压执行器2～5的进液流量的目标值。

更详细说明，则控制装置24A如图4所示具有第一合流开度运算部51、第二合流开度运算部52、合流开度选择部53和合流指令输出部54。第一合流开度运算部51基于第一流量差分计算作为合流阀15的开度的第一合流开度。更详细说明，则第一合流开度运算部51基于斗杆用映射图或运算式和斗杆操作指令计算斗杆目标M/I流量(斗杆缸2的目标M/I流量)。又，第一合流开度运算部51基于旋回用映射图或运算式和旋回操作指令计算旋回目标M/I流量(旋回马达5的目标M/I流量)。然后，第一合流开度运算部51将计算出的斗杆目标M/I流量及旋回目标M/I流量相加而计算第一总流量。又，第一合流开度运算部51基于第一液压泵11的马力线图和第一吐出压传感器17检出的吐出压计算第一液压泵11的最大吐出流量。而且，第一合流开度运算部51从第一液压泵11的最大吐出流量减去第一总流量(即，算出第一流量差分)。而且，第一合流开度运算部51基于开度映射图及第一流量差分计算第一合流开度。

第二合流开度运算部52也通过与第一合流开度运算部51的运算方法相同的方法基于第二流量差分计算作为合流阀15的开度的第二合流开度。更详细说明，则第二合流开度运算部52基于动臂用映射图或运算式和动臂操作指令计算动臂目标M/I流量(动臂缸3的目标M/I流量)。又，第二合流开度运算部52基于铲斗用映射图或运算式和铲斗操作指令计算铲斗目标M/I流量(铲斗缸4的目标M/I流量)。第二总流量运算部分73将计算出的动臂目标M/I流量及铲斗目标M/I流量相加而计算第二总流量。又，第二合流开度运算部52基于第二液压泵13的马力线图和第二吐出压传感器18检出的吐出压计算第二液压泵13的最大吐出流量。而且，第二合流开度运算部52从第二液压泵13的最大吐出流量减去第二总流量(即，算出第二流量差分)。而且，第二合流开度运算部52基于开度映射图及第二流量差分计算第二合流开度。

合流开度选择部53选择第一合流开度运算部51计算出的第一合流开度及第二合流开度运算部52计算出的第二合流开度中的任一个。更详细说明，则合流开度选择部53选择第一合流开度及第二合流开度中任意较大的一方。

合流指令输出部54基于合流开度选择部53选择的合流开度输出合流指令。更详细说明，则合流指令输出部54具有表示合流开度和合流指令的关系的指令映像图。合流指令输出部54基于所选择的合流开度和指令映像图生成合流指令。而且，合流指令输出部54将生成的合流指令向合流阀15输出。由此，合流阀15的开度基于第一流量差分及第二流量差分的任一个来控制。

＜液压驱动系统的动作＞

液压驱动系统1A的控制装置24A在操作杆23a、23b被操作时，基于操作指令控制进液控制阀31、33、35、37并控制合流阀15的开度。即，控制装置24A中，第一合流开度运算部51计算第一合流开度，而第二合流开度运算部52计算第二合流开度。然后，合流开度选择部53选择计算出的第一合流开度及第二合流开度中的较大一方。此外，合流指令输出部54将与所选择的合流开度相应的合流指令向合流阀15输出。

例如，在操作杆23a、23b被操作而第一总流量为第一液压泵11的最大吐出流量以上，第一合流开度大于第二合流开度时，合流开度选择部53选择第一合流开度作为合流开度。控制装置24A将与所选择的第一合流开度相应的合流指令向合流阀15输出。由此，合流阀15的开度基于第一流量差分来控制。同样地，在第二总流量为第二液压泵13的最大吐出流量以上，第一合流开度大于第二合流开度时，合流开度选择部53选择第二合流开度作为合流开度。控制装置24A将与所选择的第二合流开度相应的合流指令向合流阀15输出。由此，合流阀15的开度基于第二流量差分来控制。

如此构成的液压驱动系统1A在第一液压泵11的最大吐出流量相对于第一总流量小的情况下，能经由合流阀15使第二液压泵13的工作液与第一液压泵11合流。由此，能抑制液压执行器2、5中工作液的流量不足。同样地，在第二液压泵13的最大吐出流量相对于第二总流量小的情况下也能经由合流阀15使第一液压泵11的工作液与第二液压泵13合流。由此，能抑制液压执行器3、4中工作液的流量不足。

其他，第二实施方式的液压驱动系统1A发挥与第一实施方式的液压驱动系统1相同的作用效果。

[其他实施方式]

本实施方式的液压驱动系统1、1A中，主要说明了斗杆缸2与动臂缸3同时操作的情况，但满足第三至第五合流条件时也同样地通过前述方法由合流阀15打开合流通路15a。又，液压驱动系统1也可以具备斗杆缸2、动臂缸3、铲斗缸4及旋回马达5以外的液压执行器，对于该些以外的液压执行器的同时操作也同样能适用。

又，本实施方式的液压驱动系统1、1A中，合流阀15为电磁比例控制阀，但也可以是仅切换合流通路15a的开闭的开闭切换阀。又，液压驱动系统1可以具备三个以上的液压泵，只要在各回路系统12、14中具备至少一个以上的液压泵即可。又，液压驱动系统1也可具备三个以上的回路系统。此外，液压驱动系统1也可具备斗杆缸2、动臂缸3、铲斗缸4及旋回马达5以外的液压执行器。

此外本实施方式的液压驱动系统1、1A中，出液控制阀32、34、36、38的开度也可以根据对应的进液控制阀31、33、35、37的开度来控制。即，也可以根据进液流量控制出液流量控制。又，出液控制阀32、34、36、38的开度也可以根据来自操作装置23的各操作指令和液压执行器2～5的负荷控制。其他，出液控制阀32、34、36、38的开度的控制方法不限于前述的方法。

此外本实施方式的液压驱动系统1中，仅斗杆缸2被压力补偿，但也可以是M/I控制阀开度运算部45对各液压执行器3～5进行压力补偿。另，斗杆缸2与动臂缸3相比压力变动大。因此，对斗杆缸2进行压力补偿尤其有用。又，液压驱动系统1中，对所有执行器废除压力补偿阀，但无需必须对所有执行器废除压力补偿阀。例如，铲斗缸4也可与压力补偿阀连接。此外，操作装置23的操作杆的数量也可以不是两个而是一个及三个以上。例如，操作杆也可以在每个液压执行器2～5上各设一个。

又，本实施方式的液压驱动系统1、1A中，对液压执行器2～5分别设置有控制进液流量的控制阀31、33、35、37和控制出液流量的控制阀32、34、36、38，但无需限定为这样的结构。例如，液压缸2～4上设有控制对杆侧端口2c～4c给排工作液的杆侧控制阀和控制对头侧端口2d～4d给排工作液的头侧控制阀。而且，向杆侧端口2c～4c供给工作液时，杆侧控制阀作为进液控制阀发挥功能，头侧控制阀作为出液控制阀发挥功能。另一方面，向头侧端口2d～4d供给工作液时，头侧控制阀作为进液控制阀发挥功能，杆侧控制阀作为进液控制阀发挥功能。即使是如此构成的液压驱动系统也发挥与液压驱动系统1相同的作用效果。

又，本实施方式的液压驱动系统1、1A中，液压执行器2～5也可以基于从操作装置23输出的操作指令使液压执行器2～5工作以实现自动运行。即，操作装置基于各种传感器或程序等决定液压执行器2～5的工作量。此外，操作装置基于所决定的工作量设定操作量，将与操作量相应的操作指令向控制装置21输出。由此，能实现液压执行器2～5的自动运行。另，前述的操作装置也可与控制装置21一体地构成。

根据上述说明，于本领域技术人员而言，本发明较多改良或其他实施方式得以明确。因此，上述说明仅应解释为例示，以向本领域技术人员教示实施本发明的最良的形态为目的而提供。只要不脱离本发明的精神，可实质变更其具体结构和/或功能。

Claims (8)

1.一种液压驱动系统，具备：

控制对第一液压执行器的工作液的给排的第一回路系统；

向所述第一回路系统供给工作液的第一液压泵；

控制对第二液压执行器的工作液的给排的第二回路系统；

向所述第二回路系统供给工作液的第二液压泵；

对连接所述第一液压泵和所述第二液压泵的合流通路进行开闭的合流阀；

输出与指示所述第一液压执行器及所述第二液压执行器的工作量的操作量相应的操作指令的操作装置；以及

根据来自所述操作装置的操作指令控制所述合流阀的动作的控制装置；

所述第一回路系统具有：

控制流向所述第一液压执行器的工作液的进液流量的第一进液控制阀；和

控制从所述第一液压执行器向储罐排出的工作液的出液流量的第一出液控制阀；

所述控制装置分别控制所述第一进液控制阀及所述第一出液控制阀的开度。

2.根据权利要求1所述的液压驱动系统，其特征在于，

所述第二回路系统具有：

控制流向所述第二液压执行器的工作液的进液流量的第二进液控制阀；和

控制从所述第二液压执行器向所述储罐排出的工作液的出液流量的第二出液控制阀；

所述控制装置分别控制所述第二进液控制阀及所述第二出液控制阀的开度。

3.根据权利要求1或2所述的液压驱动系统，其特征在于，

所述控制装置根据操作量控制所述合流阀的开度。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的液压驱动系统，其特征在于，

所述第一回路系统控制对包括所述第一液压执行器的至少一个以上的液压执行器给排工作液；

所述第二回路系统控制对包括所述第二液压执行器的至少一个以上的液压执行器给排工作液；

所述控制装置根据操作指令的操作量控制所述合流阀的开度。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的液压驱动系统，其特征在于，

还具备：检测所述第一液压泵的吐出压的吐出压传感器；和

检测所述第一液压执行器的流入压的流入压传感器；

所述控制装置基于目标进液流量和压力差控制所述第一进液控制阀的开度，其中，该目标进液流量是与从所述操作装置输出的所述第一液压执行器对应的操作指令相应的流量，该压力差是所述吐出压传感器检出的吐出压及所述流入压传感器检出的流入压的压力差。

6.根据权利要求5所述的液压驱动系统，其特征在于，

所述控制装置对所述第一进液控制阀进行开度控制，该第一进液控制阀抑制向相对于所述第二液压执行器为小负荷的所述第一液压执行器供给的流量。

7.根据权利要求1至3中任意一项所述的液压驱动系统，其特征在于，

所述第一回路系统控制对包括所述第一液压执行器的至少一个以上的液压执行器给排工作液；

所述控制装置基于第一总流量与所述第一液压泵的最大吐出流量的差分控制所述合流阀的开度，其中，该第一总流量是从所述第一回路系统向所述至少一个以上的液压执行器供给的流量的总流量。

8.根据权利要求7所述的液压驱动系统，其特征在于，

所述第二回路系统控制对包括所述第二液压执行器的至少一个以上的液压执行器给排工作液；

所述控制装置基于第二总流量与所述第二液压泵的最大吐出流量的差分以及第一总流量与所述第一液压泵的最大吐出流量的差分中的任一个，控制所述合流阀的开度，其中，该第二总流量是从所述第二回路系统向所述至少一个以上的液压执行器供给的流量的总流量。

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