JP2014074433A - Hydraulic circuit for construction machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、建設機械の油圧回路に関する。 The present invention relates to a hydraulic circuit of a construction machine.
建設機械には、負荷の変動に依存しない操作性を確保するために、油圧シリンダ(油圧アクチュエータ)からの戻り油を油圧シリンダに再供給する再生回路を備えるものがある(例えば特許文献1)。また、建設機械には、例えばアーム閉じ操作とブーム上げ操作とを同時に行う場合(複合操作時)に、低負荷側のアームの操作性を確保するために、ブーム上げ操作量に応じて、アーム用シリンダの駆動側に戻り油を再供給するものがある(例えば特許文献2)。 Some construction machines include a regeneration circuit that re-feeds return oil from a hydraulic cylinder (hydraulic actuator) to the hydraulic cylinder in order to ensure operability independent of load fluctuations (for example, Patent Document 1). In addition, for example, when the arm closing operation and the boom raising operation are performed at the same time (during compound operation), the construction machine has an arm according to the boom raising operation amount in order to ensure the operability of the arm on the low load side. Some return oil is re-supplied to the drive side of the cylinder (for example, Patent Document 2).
特許文献1に開示されている技術では、一の油圧アクチュエータに戻り油を再供給するために、一の油圧アクチュエータの負荷圧に応じて、再生回路の再生弁の開度を変化する。このため、特許文献1に開示されている技術では、2つ以上の油圧アクチュエータを操作する複合操作時に、油圧アクチュエータの動作速度を確保することができない場合があった。 In the technique disclosed in Patent Document 1, in order to re-supply oil to one hydraulic actuator, the opening degree of the regeneration valve of the regeneration circuit is changed according to the load pressure of the one hydraulic actuator. For this reason, in the technique disclosed in Patent Document 1, there is a case where the operation speed of the hydraulic actuator cannot be ensured at the time of a composite operation in which two or more hydraulic actuators are operated.
また、特許文献2に開示されている技術では、複合操作性を確保するために、油路の最下流側に配置した方向制御弁(例えばアーム用コントロールバルブ)の入口側に絞りを設けている。このため、特許文献2に開示されている技術では、複合操作時に油圧ポンプから吐出された圧油の圧力損失が増加する場合があった。 Moreover, in the technique disclosed in Patent Document 2, a throttle is provided on the inlet side of a directional control valve (for example, an arm control valve) disposed on the most downstream side of the oil passage in order to ensure composite operability. . For this reason, in the technique disclosed in Patent Document 2, the pressure loss of the pressure oil discharged from the hydraulic pump during the combined operation may increase.
本発明は、このような事情の下に為され、複数の油圧アクチュエータの動作を制御する建設機械の油圧回路であって、戻り油を油圧アクチュエータ(油圧シリンダ)に再供給する油路に配置された再生弁の上流側と下流側との差圧を算出し、算出した差圧に基づいて再生弁の開度を制御することができる建設機械の油圧回路を提供することを課題とする。 The present invention has been made under such circumstances, and is a hydraulic circuit of a construction machine that controls the operation of a plurality of hydraulic actuators, and is disposed in an oil passage that re-feeds return oil to a hydraulic actuator (hydraulic cylinder). Another object of the present invention is to provide a hydraulic circuit for a construction machine that can calculate the differential pressure between the upstream side and the downstream side of the regeneration valve and control the opening degree of the regeneration valve based on the calculated differential pressure.
本発明の一の態様によれば、油圧ポンプから吐出された圧油を用いて、複数の油圧アクチュエータの動作を制御する建設機械の油圧回路であって、前記複数の油圧アクチュエータのうちの一の油圧アクチュエータに供給される圧油の第1の駆動圧及び他の油圧アクチュエータに供給される圧油の第2の駆動圧を検出する検出手段と、前記一の油圧アクチュエータからの戻り油を該一の油圧アクチュエータに再供給する再生回路と、前記建設機械に入力される操作量に応じて、前記油圧ポンプ、前記検出手段及び前記再生回路を制御する制御手段とを有し、前記再生回路は、前記戻り油を前記一の油圧アクチュエータに再供給する油路に再生弁を備え、前記制御手段は、前記検出手段が検出した前記第1の駆動圧と前記第2の駆動圧との負荷圧差に基づいて前記再生弁の上流側の油圧と下流側の油圧との差圧を算出する差圧算出部を備え、前記差圧算出部が算出した前記差圧に基づいて前記再生弁の開度を制御する、ことを特徴とする建設機械の油圧回路が提供される。また、前記制御手段は、前記一の油圧アクチュエータに供給される圧油の流量を更に用いて、前記再生弁の開度を制御する、ことを特徴とする建設機械の油圧回路が提供される。更に、前記再生回路は、前記戻り油をタンクに排出する流量制御弁を更に備え、前記制御手段は、前記流量制御弁の開口面積を変化させることによって、前記タンクに排出する前記戻り油の流量を制御すること、又は、前記流量制御弁を全閉にした後に、前記再生弁の開度を制御すること、を特徴とする建設機械の油圧回路が提供される。 According to one aspect of the present invention, there is provided a hydraulic circuit for a construction machine that controls operation of a plurality of hydraulic actuators using pressure oil discharged from a hydraulic pump, wherein one of the plurality of hydraulic actuators is controlled. Detecting means for detecting a first driving pressure of the pressure oil supplied to the hydraulic actuator and a second driving pressure of the pressure oil supplied to the other hydraulic actuator; and return oil from the one hydraulic actuator. A regeneration circuit for re-supplying the hydraulic actuator, and a control means for controlling the hydraulic pump, the detection means, and the regeneration circuit in accordance with an operation amount input to the construction machine, A regenerative valve is provided in an oil passage for re-supplying the return oil to the one hydraulic actuator, and the control means is a load pressure between the first driving pressure and the second driving pressure detected by the detecting means. And a differential pressure calculation unit that calculates a differential pressure between the upstream hydraulic pressure and the downstream hydraulic pressure of the regeneration valve, and the opening of the regeneration valve based on the differential pressure calculated by the differential pressure calculation unit A hydraulic circuit for a construction machine is provided. Further, there is provided a hydraulic circuit for a construction machine, wherein the control means further controls the opening of the regeneration valve by further using a flow rate of pressure oil supplied to the one hydraulic actuator. The regeneration circuit further includes a flow rate control valve for discharging the return oil to the tank, and the control means changes the opening area of the flow rate control valve to change the flow rate of the return oil to be discharged to the tank. Or a hydraulic circuit for a construction machine, wherein the opening degree of the regeneration valve is controlled after the flow control valve is fully closed.
また、本発明の他の態様によれば、油圧ポンプから吐出された圧油を用いて、複数の油圧アクチュエータの動作を制御する建設機械の油圧回路であって、前記複数の油圧アクチュエータのうちの一の油圧アクチュエータに供給される圧油の第1の駆動圧及び他の油圧アクチュエータに供給される圧油の第2の駆動圧を検出する検出手段と、前記一の油圧アクチュエータからの戻り油を該一の油圧アクチュエータに再供給する再生回路と、前記建設機械に入力される操作量に応じて、前記油圧ポンプ、前記検出手段及び前記再生回路を制御する制御手段とを有し、前記再生回路は、前記戻り油を前記一の油圧アクチュエータに再供給する油路に再生弁を備え、前記制御手段は、前記検出手段が検出した前記第1の駆動圧と前記第2の駆動圧との負荷圧差に基づいて前記再生弁の上流側の油圧と下流側の油圧との差圧を算出する差圧算出部を備え、前記差圧算出部が算出した前記差圧に基づいて前記再生弁の開度を制御する、ことを特徴とする建設機械の油圧回路において、前記再生弁は、入力される電気信号又はパイロット圧に応じて開度を変化する比例弁であり、前記制御手段は、前記再生弁に入力する前記電気信号又は前記パイロット圧を制御することによって、該再生弁の開度を制御する、ことを特徴とする建設機械の油圧回路が提供される。また、前記第1の駆動圧は、前記第2の駆動圧より低圧である、ことを特徴とする建設機械の油圧回路が提供される。更に、前記制御手段は、前記建設機械の動作状態を判断する動作判断部を更に備え、前記検出手段は、前記一の油圧アクチュエータの油圧シリンダのボトム圧及びロッド圧を更に検出し、前記動作判断部は、前記検出手段が検出した前記ボトム圧及び前記ロッド圧を用いて、前記動作状態を判断する、ことを特徴とする建設機械の油圧回路が提供される。 According to another aspect of the present invention, there is provided a hydraulic circuit for a construction machine that controls operation of a plurality of hydraulic actuators using pressure oil discharged from a hydraulic pump, wherein the hydraulic circuit includes: Detecting means for detecting a first driving pressure of pressure oil supplied to one hydraulic actuator and a second driving pressure of pressure oil supplied to another hydraulic actuator; and return oil from the one hydraulic actuator; A regeneration circuit for re-supplying the one hydraulic actuator; and a control means for controlling the hydraulic pump, the detection means and the regeneration circuit in accordance with an operation amount input to the construction machine, and the regeneration circuit. Is provided with a regeneration valve in an oil passage for re-supplying the return oil to the one hydraulic actuator, and the control means is configured to detect the first drive pressure and the second drive pressure detected by the detection means. A differential pressure calculation unit that calculates a differential pressure between an upstream side hydraulic pressure and a downstream side hydraulic pressure of the regeneration valve based on a load pressure difference, and based on the differential pressure calculated by the differential pressure calculation unit, In the hydraulic circuit of the construction machine, wherein the opening degree is controlled, the regeneration valve is a proportional valve that changes the opening degree according to an input electric signal or pilot pressure, and the control means includes There is provided a hydraulic circuit for a construction machine, wherein the opening degree of the regeneration valve is controlled by controlling the electrical signal or the pilot pressure input to the regeneration valve. Further, there is provided a hydraulic circuit for a construction machine, wherein the first driving pressure is lower than the second driving pressure. Further, the control means further includes an operation determination unit for determining an operation state of the construction machine, and the detection means further detects a bottom pressure and a rod pressure of a hydraulic cylinder of the one hydraulic actuator to determine the operation. The section determines the operation state using the bottom pressure and the rod pressure detected by the detection means, and provides a hydraulic circuit for a construction machine.
更に、本発明のその他の態様によれば、油圧ポンプから吐出された圧油を用いて、複数の油圧アクチュエータの動作を制御する建設機械の油圧回路であって、前記複数の油圧アクチュエータのうちの一の油圧アクチュエータに供給される圧油の第1の駆動圧及び他の油圧アクチュエータに供給される圧油の第2の駆動圧を検出する検出手段と、前記一の油圧アクチュエータからの戻り油を該一の油圧アクチュエータに再供給する再生回路と、前記建設機械に入力される操作量に応じて、前記油圧ポンプ、前記検出手段及び前記再生回路を制御する制御手段とを有し、前記再生回路は、前記戻り油を前記一の油圧アクチュエータに再供給する油路に再生弁を備え、前記制御手段は、前記検出手段が検出した前記第1の駆動圧と前記第2の駆動圧との負荷圧差に基づいて前記再生弁の上流側の油圧と下流側の油圧との差圧を算出する差圧算出部を備え、前記差圧算出部が算出した前記差圧に基づいて前記再生弁の開度を制御する、ことを特徴とする建設機械の油圧回路において、前記制御手段は、前記建設機械の動作状態を判断する動作判断部を更に備え、前記一の油圧アクチュエータとして前記建設機械のアームの動作を制御し、前記検出手段は、前記アームに配置された油圧シリンダのボトム圧及びロッド圧を検出し、前記動作判断部は、前記ボトム圧と該ボトム圧の受圧面積との積及び前記ロッド圧と該ロッド圧の受圧面積との積を夫々算出し、算出した前記ボトム圧に関する積が前記ロッド圧に関する積を超える場合に掘削状態であると判断し、それ以外の場合に自重降下状態であると判断する、ことを特徴とする建設機械の油圧回路が提供される。また、前記差圧算出部は、前記動作判断部が前記掘削状態であると判断した場合に前記アームの掘削圧を更に用いて前記差圧を算出し、前記動作判断部が前記自重降下状態であると判断した場合に前記アームの保持圧を更に用いて前記差圧を算出する、ことを特徴とする建設機械の油圧回路が提供される。更に、前記制御手段は、前記再生弁の開度を制御することによって、前記他の油圧アクチュエータより前記一の油圧アクチュエータの動作を優先すること、又は、前記一の油圧アクチュエータより前記他の油圧アクチュエータの動作を優先すること、を特徴とする建設機械の油圧回路が提供される。 Furthermore, according to another aspect of the present invention, there is provided a hydraulic circuit for a construction machine that controls operation of a plurality of hydraulic actuators using pressure oil discharged from a hydraulic pump, wherein the hydraulic circuit includes: Detecting means for detecting a first driving pressure of pressure oil supplied to one hydraulic actuator and a second driving pressure of pressure oil supplied to another hydraulic actuator; and return oil from the one hydraulic actuator; A regeneration circuit for re-supplying the one hydraulic actuator; and a control means for controlling the hydraulic pump, the detection means and the regeneration circuit in accordance with an operation amount input to the construction machine, and the regeneration circuit. Comprises a regeneration valve in an oil passage for re-supplying the return oil to the one hydraulic actuator, and the control means detects the first drive pressure and the second drive pressure detected by the detection means. A differential pressure calculation unit that calculates a differential pressure between an upstream hydraulic pressure and a downstream hydraulic pressure based on a load pressure difference of the regeneration valve, and the regeneration valve based on the differential pressure calculated by the differential pressure calculation unit In the hydraulic circuit of the construction machine, the control means further includes an operation determination unit that determines an operation state of the construction machine, and the hydraulic actuator of the construction machine is the one hydraulic actuator. The operation of the arm is controlled, the detecting means detects a bottom pressure and a rod pressure of a hydraulic cylinder arranged in the arm, and the operation determining unit is configured to calculate a product of the bottom pressure and a pressure receiving area of the bottom pressure, and Calculate the product of the rod pressure and the pressure receiving area of the rod pressure, respectively, and determine that the excavation state is present when the calculated product related to the bottom pressure exceeds the product related to the rod pressure; State It determines that the hydraulic circuit for a construction machine wherein there is provided that. In addition, the differential pressure calculation unit calculates the differential pressure by further using the excavation pressure of the arm when the operation determination unit determines that the excavation state is present, and the operation determination unit performs When it is determined that there is a hydraulic circuit for a construction machine, the differential pressure is calculated by further using the holding pressure of the arm. Further, the control means gives priority to the operation of the one hydraulic actuator over the other hydraulic actuator by controlling the opening of the regeneration valve, or the other hydraulic actuator over the one hydraulic actuator. There is provided a hydraulic circuit for a construction machine, characterized by prioritizing the operation.
本発明に係る建設機械の油圧回路によれば、複数の油圧アクチュエータの動作を制御する建設機械の油圧回路であって、戻り油を油圧アクチュエータに再供給する油路に配置された再生弁の上流側と下流側との差圧を算出し、算出した差圧に基づいて再生弁の開度を制御することができる。 According to the hydraulic circuit of the construction machine according to the present invention, the hydraulic circuit of the construction machine controls the operation of a plurality of hydraulic actuators, upstream of the regeneration valve disposed in the oil passage for re-supplying the return oil to the hydraulic actuator. The differential pressure between the side and the downstream side can be calculated, and the opening of the regeneration valve can be controlled based on the calculated differential pressure.
添付の図面を参照しながら、本発明の限定的でない例示の実施形態について説明する。なお、添付の全図面の中の記載で、同一又は対応する部材又は部品には、同一又は対応する参照符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面は、部材もしくは部品間の相対比を示すことを目的としない。したがって、具体的な寸法は、以下の限定的でない実施形態に照らし、当業者により決定することができる。 Non-limiting exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the description of all attached drawings, the same or corresponding members or parts are denoted by the same or corresponding reference numerals, and redundant description is omitted. Also, the drawings are not intended to show the relative ratio between members or parts. Accordingly, specific dimensions can be determined by one skilled in the art in light of the following non-limiting embodiments.
以後に、本実施形態に係る油圧回路20(後述)を備える建設機械100を用いて、本発明を説明する。なお、本発明は、本実施形態以外でも、再生回路を備える建設機械であって、制御弁(再生弁、比例弁、流量制御弁など)を用いて油圧アクチュエータからの戻り油を油圧アクチュエータに再供給するものであれば、いずれのものにも用いることができる。また、本発明を用いることができる建設機械には、油圧ショベル、クレーン車、ブルドーザ、ホイールローダ及びダンプトラック、並びに、杭打ち機、杭抜き機、ウォータージェット、泥排水処理設備、グラウトミキサ、深礎工用機械及びせん孔機械などが含まれる。 Hereinafter, the present invention will be described using a construction machine 100 including a hydraulic circuit 20 (described later) according to the present embodiment. In addition to the present embodiment, the present invention is a construction machine having a regeneration circuit, and uses a control valve (regeneration valve, proportional valve, flow control valve, etc.) to return the return oil from the hydraulic actuator to the hydraulic actuator. Any supply can be used. Construction machines that can use the present invention include hydraulic excavators, crane cars, bulldozers, wheel loaders and dump trucks, pile driving machines, pile removers, water jets, mud drainage treatment equipment, grout mixers, depth machines. Includes foundation and drilling machines.
(建設機械の構成)
本発明を用いることができる建設機械100の概略構成を、図1を用いて説明する。ここで、建設機械とは、本実施形態では、油圧アクチュエータを用いて、所望の作業を実施する機械である。
(Construction machine configuration)
A schematic configuration of a construction machine 100 in which the present invention can be used will be described with reference to FIG. Here, the construction machine is a machine that performs a desired operation using a hydraulic actuator in the present embodiment.
図1に示すように、建設機械100は、油圧アクチュエータとして、上部旋回体10Upに基端部を軸支されたブーム11と、ブーム11の先端に軸支されたアーム12と、アーム12の先端に軸支されたバケット13とを備える。
As shown in FIG. 1, the construction machine 100 includes, as hydraulic actuators, a
建設機械100は、ブーム11のブームシリンダ11cに作動油(圧油)を供給することによって、ブームシリンダ11cを長手方向に伸縮する。このとき、ブーム11は、ブームシリンダ11cの伸縮によって、上下方向に駆動される。また、建設機械100は、オペレータ(運転者、作業者)の操作レバー(例えば後述する第2の操作レバー25b(図2))の操作量(及び操作方向)に応じて制御されるブーム用方向制御弁(例えば第2の方向制御弁21b(図2))によって、ブームシリンダ11c(例えば第2の油圧シリンダ22b(図2))に供給される作動油を制御する。この結果、建設機械100は、オペレータの操作レバーの操作量等に応じて、所望の作業を実施する。
The construction machine 100 extends and contracts the
また、建設機械100は、ブーム11の場合と同様に、アームシリンダ12c及びバケットシリンダ13cの伸縮によって、アーム12及びバケット13を駆動する。建設機械100は、ブームシリンダ11cの場合と同様に、アーム用方向制御弁(例えば第1の方向制御弁21a(図2))及びバケット用方向制御弁によって、アームシリンダ12c(例えば第1の油圧シリンダ22a(図2))及びバケットシリンダ13cに供給される作動油を制御する。
Similarly to the case of the
更に、建設機械100は、下部走行体10Dwに設けられた走行用油圧モータにより駆動されるクローラを用いて、建設機械100本体の走行(前後左右の移動)を行い、また、下部走行体10Dwと上部旋回体10Upの間に介装される旋回装置を用いて、上部旋回体10Upの旋回動作を行う。 Further, the construction machine 100 uses the crawler driven by the traveling hydraulic motor provided in the lower traveling body 10Dw to travel the main body of the construction machine 100 (moving back and forth, left and right), and the lower traveling body 10Dw Using the turning device interposed between the upper turning bodies 10Up, the upper turning body 10Up is turned.
本発明を用いることができる建設機械100は、油圧ポンプから吐出された圧油(作動油)を用いて、複数の油圧アクチュエータの動作を制御する油圧回路20(後述)を備える。以下に、本発明の実施形態に係る建設機械100の油圧回路20を説明する。
A construction machine 100 that can use the present invention includes a hydraulic circuit 20 (described later) that controls the operation of a plurality of hydraulic actuators using pressure oil (hydraulic oil) discharged from a hydraulic pump. Below, the
(建設機械の油圧回路)
本発明の実施形態に係る建設機械100の油圧回路20を、図2を用いて説明する。ここで、図2に記載した実線は、油路(圧油の通路)を示す。また、//を付加している実線は、電気制御系を示す。
(Hydraulic circuit of construction machinery)
The
なお、本発明を適用することができる油圧回路は、図2に示すものに限定されない。すなわち、戻り油を再生(再供給)する再生回路(油路)を備え、複数の油圧アクチュエータの動作を制御する油圧回路であれば、いずれの油圧回路にも本発明を適用することができる。また、図2に示す油圧回路20は2個の油圧シリンダ(油圧アクチュエータ)を備えるが、本発明は3個以上の油圧シリンダを備える油圧回路に適用してもよい。更に、図2に示す油圧回路20は1個の油圧ポンプを備えるが、本発明は2個以上の油圧ポンプに用いられる油圧回路に適用してもよい。
The hydraulic circuit to which the present invention can be applied is not limited to that shown in FIG. That is, the present invention can be applied to any hydraulic circuit provided that it has a regeneration circuit (oil path) for regenerating (re-supplying) return oil and controls the operation of a plurality of hydraulic actuators. The
図2に示すように、建設機械100の油圧回路20は、実施形態では、図示しない動力源(原動機、エンジン、モータなど)の出力軸に機械的に接続された油圧ポンプPmpと、油圧ポンプPmpから吐出された圧油を供給される2個の方向制御弁21と、方向制御弁21を経由して圧油(作動油)を供給される2つの油圧シリンダ22とを有する。また、油圧回路20は、油圧シリンダ22に供給される圧油の圧力(以下、「駆動圧」という。)を検出する検出手段23と、油圧シリンダ22(油圧アクチュエータ)からの戻り油を油圧シリンダ22に再供給する再生回路24とを有する。更に、油圧回路20は、オペレータが操作レバー25を用いて入力する操作量(及び操作方向)に基づいて、油圧ポンプPmp、検出手段23及び再生回路24などを制御する制御手段30(コントローラ30C)を有する。
As shown in FIG. 2, in the embodiment, the
本実施形態に係る油圧回路20は、油圧ポンプPmpから吐出した圧油を分流して、第1の方向制御弁21a及び第2の方向制御弁21bに供給(入力)する。また、油圧回路20は、方向制御弁21の動作を制御することによって、方向制御弁21から油圧シリンダ22に供給(入力)する圧油(作動油)の流量及び方向を制御する。更に、油圧回路20は、本実施形態では、再生回路24を用いて、第1の油圧シリンダ22a(油圧アクチュエータ)からの戻り油を第1の油圧シリンダ22aに再供給する(再生する)ことができる。なお、本発明を適用することができる油圧回路は、第2の油圧シリンダ22bからの戻り油を第2の油圧シリンダ22に再供給する構成としてもよい。
The
方向制御弁21は、油圧シリンダ22に作動油(圧油)を供給するものである。方向制御弁21は、本実施形態では、第1の方向制御弁21a及び第2の方向制御弁21bを備える。方向制御弁21は、本実施形態では、第1の方向制御弁21aの動作を制御することによって、第1の方向制御弁21aから第1の油圧シリンダ22aに供給(入力)する圧油(作動油)の流量及び流れ方向を制御する。また、方向制御弁21は、第2の方向制御弁21bの動作を制御することによって、第2の方向制御弁21bから第2の油圧シリンダ22bに供給(入力)する圧油(作動油)の流量及び流れ方向を制御する。
The
ここで、方向制御弁21(のスプールの形状等)は、例えば油圧シリンダ22に圧油(作動油)を供給するための内部通路及び油圧シリンダ22からの戻り油をタンクTnkに排出するための内部通路を備える。方向制御弁21は、入力されたリモコン圧(不図示)に応じて方向制御弁21のスプール位置を切り替えられ、その内部通路の経路を変化される。すなわち、方向制御弁21は、オペレータが操作した操作レバー25の操作量に応じたリモコン圧を入力されて、油圧シリンダ22に供給する圧油(作動油)の流量(操作量)及び流れ方向(操作方向)を変化される。なお、本発明に用いることができる方向制御弁21のスプールの形状等は図2に示すものに限定されるものではない。
Here, the directional control valve 21 (for example, the shape of the spool) is used for, for example, an internal passage for supplying pressure oil (hydraulic oil) to the
油圧シリンダ22は、油圧アクチュエータを駆動するものである。油圧シリンダ22は、本実施形態では、第1の油圧シリンダ22a及び第2の油圧シリンダ22bを含む。油圧シリンダ22(第1の油圧シリンダ22a等)は、方向制御弁21から供給された作動油(圧油)を用いて、長手方向に伸縮する。これにより、油圧シリンダ22は、油圧アクチュエータ(例えばブーム11、アーム12及びバケット13(図1))を駆動する。油圧シリンダ22に供給された圧油(作動油)は、戻り油としてタンク等に排出、又は、後述する再生回路24を用いて再度油圧シリンダ22に供給(再生)される。
The
なお、油圧シリンダ22は、シリンダ容器とピストン等で構成することができる。油圧シリンダ22は、ボトム側(ヘッド側、押し側)のチャンバ及びロッド側(引き側)のチャンバに作動油を供給される。油圧シリンダ22は、ボトム側に作動油を供給された場合に、内蔵するピストン等を押し方向に移動し、長手方向に伸張する。また、油圧シリンダ22は、ロッド側に作動油を供給された場合に、内蔵するピストン等を引き方向に移動し、長手方向に縮小する。
The
検出手段23は、圧油の圧力を検出する手段である。検出手段23は、本実施形態では、第1の油圧シリンダ22aに供給する圧油(作動油)の圧力(以下、「第1の駆動圧」という。)を検出する第1の圧力センサ23a1、23a2と、第2の油圧シリンダ22bに供給する圧油(作動油)の圧力(以下、「第2の駆動圧」という。)を検出する第2の圧力センサ23b1、23b2とを備える。検出手段23は、複数の油圧アクチュエータ(油圧シリンダ22)に夫々供給される圧油の圧力を夫々検出することができる。
The detection means 23 is a means for detecting the pressure of the pressure oil. In the present embodiment, the detection means 23 is a first pressure sensor 23a1, which detects the pressure of hydraulic oil (hydraulic oil) supplied to the first
ここで、検出手段23は、油圧シリンダ22のボトム側の圧力(以下、「ボトム圧Pcb」という。)及びロッド側の圧力(以下、「ロッド圧Pcr」という。)を検出することができる。具体的には、図2に示すように、検出手段23は、第1の圧力センサ23a1を用いて、第1の油圧シリンダ22aのロッド圧Pcrを検出することができる。また、検出手段23は、第1の圧力センサ23a2を用いて、第1の油圧シリンダ22aのボトム圧Pcbを検出することができる。更に、検出手段23は、同様に、第2の圧力センサ23b1及び23b2を用いて、第2の油圧シリンダ22bのロッド圧Pcr及びボトム圧Pcbを検出することができる。
Here, the detecting means 23 can detect the pressure on the bottom side of the hydraulic cylinder 22 (hereinafter referred to as “bottom pressure Pcb”) and the pressure on the rod side (hereinafter referred to as “rod pressure Pcr”). Specifically, as shown in FIG. 2, the detection means 23 can detect the rod pressure Pcr of the first
再生回路24は、油圧シリンダ22(油圧アクチュエータ)からの戻り油を再生するものである。再生回路24は、本実施形態では、第1の油圧シリンダ22aからの戻り油を第1の油圧シリンダ22aに再供給(再生)する。再生回路24は、戻り油を再供給する油路に再生弁24Vthを備える。ここで、再生弁24Vthは、入力される電気信号又はパイロット圧に応じて開度を変化する比例弁を用いることができる。
The
また、再生回路24は、戻り油をタンクTnkに排出する流量制御弁(メータアウト弁)24Vcqを更に備える。ここで、流量制御弁24Vcqは、その開口面積を変化することによって、タンクTnkに排出する戻り油の流量を変化させることができる。また、流量制御弁24Vcqは、本実施形態では、その開口面積が最大となるアンロード位置と、開口面積がゼロとなるブロック位置とを備えてもよい。
The
更に、再生回路24は、再生弁24Vthの開度及び流量制御弁24Vcqの開口面積を油圧シリンダ22(油圧アクチュエータ)の負荷に応じて変化してもよい。これにより、再生回路24は、油圧シリンダ22(油圧アクチュエータ)の負荷に応じた流量及び圧力で戻り油を再供給することができる。
Further, the
制御手段30は、建設機械100全体の動作を制御する手段である。制御手段30は、建設機械100の操作レバー25によって入力される操作量(及び操作方向)に応じて、油圧ポンプPmp、検出手段23及び再生回路24などを制御する。制御手段30は、本実施形態では、建設機械100の動作を制御するために搭載されているコントローラ30C(図2)を用いる。
The control means 30 is a means for controlling the operation of the construction machine 100 as a whole. The
ここで、コントローラ30Cは、建設機械100の各構成に動作を指示し、各構成の動作を制御するものである。コントローラ30Cは、CPU及びメモリ(ROM、RAMなど)等を含む演算処理装置で構成することができる。
Here, the
本実施形態に係る制御手段30は、再生弁の上流側の油圧と下流側の油圧との差圧(以下、「差圧Pv」という。)を算出する差圧算出部31(不図示)を備える。制御手段30は、差圧算出部31が算出した差圧Pvに基づいて、再生弁24Vthに入力する電気信号又はパイロット圧を制御することによって、再生弁24Vthの開度を制御する。また、制御手段30は、油圧シリンダ22(油圧アクチュエータ)に供給される圧油の流量を更に用いて、再生弁24Vthの開度を制御してもよい。更に、制御手段30は、流量制御弁24Vcqの開口面積を変化させることによって、タンクTnkに排出する戻り油の流量を制御する。制御手段30は、例えば流量制御弁24Vcqを全閉(ブロック位置)にした後に、再生弁24Vthの開度を制御することができる。
The
差圧算出部31は、本実施形態では、検出手段23が検出した第1の駆動圧と第2の駆動圧との負荷圧差に基づいて、再生弁の上流側の油圧と下流側の油圧との差圧Pvを算出する。差圧算出部31は、建設機械100の動作に関する情報(例えば掘削圧、保持圧)を更に用いて、再生弁の差圧Pvを算出することができる。また、差圧算出部31は、建設機械100に予め記憶されている数式、表又は図などを用いて、再生弁の差圧Pvを算出(特定、選択など)してもよい。なお、差圧算出部31は、コントローラ30C等に搭載されたCPU及びメモリなどを用いて、差圧Pvを算出してもよい。
In the present embodiment, the differential pressure calculation unit 31 determines the upstream side hydraulic pressure and the downstream side hydraulic pressure of the regeneration valve based on the load pressure difference between the first driving pressure and the second driving pressure detected by the detecting
本発明の実施形態に係る建設機械100の油圧回路20によれば、再生回路24を用いて、建設機械100の複数の油圧アクチュエータを同時に操作する場合(以下、「複合操作時」という。)に、低負荷側の油圧アクチュエータの操作性を確保するために低負荷側の油圧アクチュエータに戻り油を再供給することができる。油圧回路20によれば、例えばアーム12(図1)の閉じ操作とブーム11(図1)の上げ操作とを同時に行う複合操作時に、低負荷側のアーム12の操作性を確保するために、アーム12の油圧シリンダ22a(図2)の駆動側(例えばボトム側)に戻り油を再供給することができる。これにより、油圧回路20によれば、複合操作時の低負荷側の操作性を確保することができる。
According to the
また、本実施形態に係る油圧回路20によれば、制御手段30を用いて、再生弁24Vthの開度を制御する前に流量制御弁24Vcqの開口面積を制御することができる。制御手段30は、例えば再生弁24Vthの開度を制御する前に流量制御弁24Vcqをブロック位置に設定することができる。これにより、油圧回路20によれば、再生弁24Vthに戻り油を全量供給(入力)することができる。すなわち、油圧回路20によれば、流量制御弁24Vcqを用いて、タンクTnkに戻り油を排出しないで、戻り油を全量再生することができる。
Further, according to the
更に、本実施形態に係る油圧回路20によれば、再生弁24Vth及び流量制御弁24Vcq等を用いて戻り油を全量再生することができるので、油圧シリンダ22から排出された圧油(戻り油)を有効利用することができる。すなわち、油圧回路20によれば、再生回路24を用いて戻り油を再生することができるので、建設機械100の動作に必要な油圧ポンプPmpの吐出流量(圧油の流量)を低減することができる。これにより、油圧回路20によれば、油圧ポンプPmpの吐出流量(圧油の流量)を低減することができるので、吐出流量に関する損失(例えば差圧×流量)を低減することができる。
Furthermore, according to the
更に、本発明の実施形態に係る建設機械100の油圧回路20(制御手段30)は、下記(1)又は(2)の場合に、戻り油を再生しない動作を実施してもよい。 Furthermore, the hydraulic circuit 20 (control unit 30) of the construction machine 100 according to the embodiment of the present invention may perform an operation that does not regenerate the return oil in the case of (1) or (2) below.
(1)掘削圧が最大圧力(駆動圧)の半分程度の場合で、それ以上の掘削力が必要なとき。 (1) When the excavation pressure is about half of the maximum pressure (drive pressure) and more excavation force is required.
(2)負荷圧差が掘削圧より小さい場合で、チェック弁Vch等が再生された戻り油の流れを阻害するとき。 (2) When the load pressure difference is smaller than the excavation pressure and the check valve Vch or the like inhibits the flow of the returned oil.
なお、本実施形態に係る油圧回路20(制御手段30)は、メータアウト開口(流量制御弁24Vcq)を閉位置から開位置に切り換え、上記(1)では十分な開口として損失を減らし、上記(2)では負荷圧差相当の圧力損失を発生させて複合動作を確保してもよい。 The hydraulic circuit 20 (control unit 30) according to the present embodiment switches the meter-out opening (flow rate control valve 24Vcq) from the closed position to the open position, and in the above (1), the loss is reduced as a sufficient opening and the above ( In 2), a composite operation may be secured by generating a pressure loss corresponding to the load pressure difference.
以上により、本発明の実施形態に係る建設機械100の油圧回路20によれば、複数の油圧アクチュエータの動作を制御する場合に、再生回路24に配置された再生弁24Vthの上流側と下流側との差圧Pvを算出し、算出した差圧Pvに基づいて再生弁24Vthの開度を制御することができる。また、本実施形態に係る油圧回路20によれば、算出した差圧Pvに基づいて再生弁24Vthの開度を制御することができるので、複合操作時に、低負荷側の油圧アクチュエータの操作性を確保するために、低負荷側の油圧アクチュエータに戻り油を再供給することができる。すなわち、本実施形態に係る油圧回路20によれば、複合操作時の低負荷側の操作性を確保することができる。また、本実施形態に係る油圧回路20によれば、複合操作時の油圧ポンプPmpの吐出流量(圧油の流量)を低減することができるので、吐出流量に関する損失を低減することができる。
As described above, according to the
また、本実施形態に係る油圧回路20によれば、複合操作時の油圧ポンプPmpの吐出流量を低減することができるので、複合操作時に高負荷側の油圧アクチュエータの操作性を確保するために低負荷側の上流側に絞りを設ける(例えばメータイン開口を絞る)場合と比較して、油圧回路内で発生する圧力損失を低減することができる。
In addition, according to the
更に、本実施形態に係る油圧回路20によれば、戻り油の再生を行う場合(再生弁24Vthの開度を制御する場合)、及び、メータアウト開口を制御する場合(流量制御弁24Vcqの開口面積を制御する場合)のいずれの場合でも、低負荷側を高負荷側と同等の圧力にすることができる。また、本実施形態に係る油圧回路20によれば、再生弁24Vthの開度及び流量制御弁24Vcqの開口面積を制御することによって、低負荷側の油圧アクチュエータ又は高負荷側の油圧アクチュエータを優先して動作することができる。
Furthermore, according to the
実施形態に係る油圧回路20を含む建設機械110の実施例を用いて、本発明を説明する。
The present invention will be described using examples of the construction machine 110 including the
(建設機械の構成)及び(建設機械の油圧回路)
本実施例に係る建設機械110の構成及び油圧回路20を図1及び図2に示す。なお、本実施例に係る建設機械110の構成等は実施形態に係る建設機械100の構成等と基本的に同様ため、異なる部分を主に説明する。
(Configuration of construction machine) and (Hydraulic circuit of construction machine)
The construction of the construction machine 110 and the
本実施例に係る建設機械110の制御手段30は、建設機械110の動作状態を判断する動作判断部32(不図示)を更に備える。ここで、動作判断部32は、本実施例では、複数の油圧アクチュエータのうちのアーム12の動作を判断する。なお、本発明を用いることができる動作判断部32は、アーム12以外の油圧アクチュエータの動作を判断するものでもよい。
The control means 30 of the construction machine 110 according to the present embodiment further includes an operation determination unit 32 (not shown) that determines the operation state of the construction machine 110. Here, in this embodiment, the operation determining unit 32 determines the operation of the
具体的には、動作判断部32(制御手段30)は、先ず、検出手段23が検出したアーム12に対応する油圧シリンダ(例えば図2の第1の油圧シリンダ22a)のボトム圧Pcb及びロッド圧Pcrの検出結果を取得する。次に、動作判断部32は、取得した「ボトム圧Pcb」と「ボトム圧Pcbの受圧面積Acb」との「積Fcb」及び「ロッド圧Pcr」と「ロッド圧Pcrの受圧面積Acr」との「積Fcr」を夫々算出する。次いで、動作判断部32は、算出した「ボトム圧に関する積Fcb」が「ロッド圧に関する積Fcr」を超える場合に、アーム12(建設機械110)が「掘削状態」であると判断することができる。また、動作判断部32は、算出した「ボトム圧に関する積Fcb」が「ロッド圧に関する積Fcr」以下の場合に、アーム12が「自重降下状態」であると判断することができる。
Specifically, the operation determination unit 32 (control unit 30) firstly has the bottom pressure Pcb and rod pressure of the hydraulic cylinder (for example, the first
本実施例に係る制御手段30の差圧算出部31は、動作判断部32が「掘削状態」であると判断した場合に、アーム12の掘削圧を更に用いて、差圧Pvを算出することができる。また、差圧算出部31は、動作判断部32が「自重降下状態」であると判断した場合に、アーム12の保持圧を更に用いて、差圧Pvを算出することができる。なお、差圧算出部31が差圧Pvを算出する動作は、後述する(戻り油を再生する動作)で説明する。
The differential pressure calculation unit 31 of the
(戻り油を再生する動作)
本発明の実施例に係る建設機械110の油圧回路20が戻り油を再生する動作を、図3及び図4を用いて説明する。ここで、以下の説明において、複合動作とは、図4に示すように、アーム12の閉じ方向Maの動作とブーム11の上げ方向Mbの動作とを同時に行う場合である。なお、本発明を適用することができる複合動作は、上記の動作に限定されるものではない。
(Operation to regenerate the return oil)
The operation in which the
図3に示すように、建設機械110は、ステップS301において、制御手段30等を用いて、複合動作を開始する。開始後、建設機械110は、ステップS302に進む。 As shown in FIG. 3, the construction machine 110 starts a combined operation using the control means 30 or the like in step S301. After the start, the construction machine 110 proceeds to step S302.
ステップS302において、建設機械110は、制御手段30を用いて、油圧ポンプPmpの吐出流量を制御する。その後、建設機械110は、ステップS303に進む。ここで、制御手段30は、オペレータが操作レバー25を用いて入力した操作量及び操作方向に基づいて、油圧ポンプPmpの吐出流量を制御することができる。また、制御手段30は、予め建設機械110に記憶されている制御マップ等を更に用いて、オペレータによって入力された操作量及び操作方向に基づいて、油圧ポンプPmpの吐出流量を制御してもよい。
In step S302, the construction machine 110 uses the control means 30 to control the discharge flow rate of the hydraulic pump Pmp. Thereafter, the construction machine 110 proceeds to step S303. Here, the control means 30 can control the discharge flow rate of the hydraulic pump Pmp based on the operation amount and the operation direction input by the operator using the
次に、ステップS303において、建設機械110は、検出手段23を用いて、駆動圧を検出する。検出後、建設機械110は、ステップS304に進む。ここで、検出手段23は、第1の圧力センサ23a1、23a2及び第2の圧力センサ23b1、23b2(図2)などを用いて、第1の駆動圧Pd1及び第2の駆動圧Pd2を検出することができる。
Next, in step S <b> 303, the construction machine 110 detects the driving pressure using the
次いで、ステップS304において、建設機械110は、制御手段30を用いて、検出手段23が検出した駆動圧に基づいて、負荷圧差Pmを算出する。算出後、建設機械110は、ステップS305に進む。ここで、制御手段30は、ステップS303で検出手段23が検出した第1の駆動圧Pd1及び第2の駆動圧Pd2を用いて、負荷圧差Pmを算出することができる。制御手段30は、例えば次式を用いて、負荷圧差Pmを算出してもよい。
Next, in step S <b> 304, the construction machine 110 uses the
(数1)
Pm=Pd1−Pd2
ステップS305において、建設機械110は、検出手段23を用いて、再生回路に接続された油圧シリンダ22のボトム圧Pcb及びロッド圧Pcrを検出する。検出後、建設機械110は、ステップS306に進む。具体的には、検出手段23は、第1の圧力センサ23a1、23a2を用いて、第1の油圧シリンダ22aのボトム圧Pcb及びロッド圧Pcrを検出することができる。
(Equation 1)
Pm = Pd1-Pd2
In step S305, the construction machine 110 detects the bottom pressure Pcb and the rod pressure Pcr of the
ステップS306において、建設機械110は、制御手段30の動作判断部32を用いて、建設機械110の動作状態を判断する。ここで、建設機械110は、動作判断部32が「自重降下状態」であると判断した場合には、ステップS307Aに進む。建設機械110は、動作判断部32が「掘削状態」であると判断した場合には、ステップS307Bに進む。
In step S <b> 306, the construction machine 110 determines the operation state of the construction machine 110 using the operation determination unit 32 of the
ステップS307Aにおいて、建設機械110は、制御手段30の差圧算出部31を用いて、再生弁24Vthの上流側と下流側の差圧Pvを算出する。算出後、建設機械110は、ステップS308に進む。ここで、差圧算出部31は、例えば次式を用いて、差圧Pvを算出することができる。なお、数2のPspは、本実施例では、アーム12の保持圧である。
In step S307A, the construction machine 110 calculates the differential pressure Pv on the upstream side and the downstream side of the regeneration valve 24Vth using the differential pressure calculation unit 31 of the control means 30. After the calculation, the construction machine 110 proceeds to step S308. Here, the differential pressure calculation unit 31 can calculate the differential pressure Pv using, for example, the following equation. Note that Psp in Equation 2 is the holding pressure of the
(数2)
Pv=Pm−Psp+Pm×2
例えば保持圧Pspを4MPa、負荷圧差Pmを5MPa及びシリンダの受圧面積をボトム側がロッド側の2倍とすると、差圧Pvは−9MPaとなる。
(Equation 2)
Pv = Pm−Psp + Pm × 2
For example, if the holding pressure Psp is 4 MPa, the load pressure difference Pm is 5 MPa, and the pressure receiving area of the cylinder is twice the bottom side of the rod side, the differential pressure Pv is −9 MPa.
一方、ステップS307Bにおいて、建設機械110は、差圧算出部31を用いて、再生弁24Vthの上流側と下流側の差圧Pvを算出する。算出後、建設機械110は、ステップS308に進む。ここで、差圧算出部31は、例えば次式を用いて、差圧Pvを算出することができる。なお、数3のPdgは、本実施例では、アーム12の掘削圧である。
On the other hand, in step S307B, the construction machine 110 uses the differential pressure calculation unit 31 to calculate the differential pressure Pv between the upstream side and the downstream side of the regeneration valve 24Vth. After the calculation, the construction machine 110 proceeds to step S308. Here, the differential pressure calculation unit 31 can calculate the differential pressure Pv using, for example, the following equation. Note that Pdg in Equation 3 is the excavation pressure of the
(数3)
Pv=Pm+Pdg−Pm×2
例えば掘削圧Pdgを4MPa、負荷圧差Pmを5MPa及びシリンダの受圧面積をボトム側がロッド側の2倍とすると、差圧Pvは−1MPaとなる。
(Equation 3)
Pv = Pm + Pdg−Pm × 2
For example, if the excavation pressure Pdg is 4 MPa, the load pressure difference Pm is 5 MPa, and the pressure receiving area of the cylinder is twice the bottom side of the rod side, the differential pressure Pv is −1 MPa.
ステップS308において、建設機械110は、制御手段30を用いて、再生弁24Vth及び流量制御弁24Vcqの動作を制御する。その後、建設機械110は、ステップS309に進む。ここで、制御手段30は、ステップS307A又はステップS307Bで算出した差圧Pvに基づいて、再生弁24Vthの開度を制御する。また、制御手段30は、本実施例では、再生弁24Vthの開度を制御する前に、流量制御弁24Vcqを全閉する。これにより、建設機械110(油圧回路20)は、戻り油を油圧アクチュエータ(油圧シリンダ22)に再供給(全量再生)することができる。 In step S308, the construction machine 110 controls the operation of the regeneration valve 24Vth and the flow control valve 24Vcq using the control means 30. Thereafter, the construction machine 110 proceeds to step S309. Here, the control means 30 controls the opening degree of the regeneration valve 24Vth based on the differential pressure Pv calculated in step S307A or step S307B. In the present embodiment, the control means 30 fully closes the flow control valve 24Vcq before controlling the opening degree of the regeneration valve 24Vth. As a result, the construction machine 110 (hydraulic circuit 20) can resupply (regenerate the entire amount) return oil to the hydraulic actuator (hydraulic cylinder 22).
ここで、制御手段30は、例えば次式(オリフィスの式)を用いて、差圧Pvに対応する開口Aを算出することができる。なお、数4のQは圧油の流量、kは再生弁24Vthの開口の形状に対応する流量係数及びΔPはステップS307A又はステップS307Bで算出した差圧Pvの絶対値である。 Here, the control means 30 can calculate the opening A corresponding to the differential pressure Pv using, for example, the following equation (orifice equation). In Equation 4, Q is the flow rate of the pressure oil, k is a flow coefficient corresponding to the shape of the opening of the regeneration valve 24Vth, and ΔP is the absolute value of the differential pressure Pv calculated in Step S307A or Step S307B.
(数4)
A=Q/(k・ΔP1/2)
次に、ステップS309において、建設機械110は、制御手段30を用いて、複合動作を終了するか否かを判断する。建設機械110は、複合動作を終了しない場合(動作を継続する場合)には、ステップS302に戻る。建設機械110は、複合動作を終了する場合には、図中のENDに進み、戻り油を再生する動作を終了する。
(Equation 4)
A = Q / (k · ΔP 1/2 )
Next, in step S309, the construction machine 110 uses the
以上により、本実施例に係る建設機械110の油圧回路20によれば、実施形態に係る建設機械100の油圧回路20と同様の効果を得ることができる。
As described above, according to the
また、本実施例に係る油圧回路20によれば、算出した差圧Pvに基づいて再生弁24Vthの開度を制御することができるので、アーム12の閉じ動作とブーム11の上げ動作を同時に行う複合操作時に、低負荷側のアーム12の閉じ動作の操作性を確保するために、アーム12(アーム用油圧シリンダ)に戻り油を再供給することができる。すなわち、本実施例に係る油圧回路20によれば、複合操作時の低負荷側の油圧アクチュエータの操作性を確保することができる。また、本実施例に係る油圧回路20によれば、低負荷の掘削動作の場合で、負荷圧差Pmが掘削圧Pdgより高いときに、上記と同様の効果を得ることができる。更に、本実施例に係る油圧回路20によれば、再生弁24Vthの開度及び流量制御弁24Vcqの開口面積を制御することによって、低負荷側の動作(例えばアーム閉じ)又は高負荷側の動作(例えばブーム上げ)を優先して動作することができる。
Further, according to the
(変形例1)
実施例1に係る建設機械110の油圧回路20の変形例1を用いて、本発明を説明する。なお、本変形例に係る油圧回路の構成は実施例1に係る油圧回路20の構成と同様の部分があるため、異なる部分を主に説明する。
(Modification 1)
The present invention will be described using a first modification of the
(建設機械の油圧回路)
本変形例に係る油圧回路の再生回路を図5(a)に示す。
(Hydraulic circuit of construction machinery)
FIG. 5A shows a regeneration circuit of the hydraulic circuit according to this modification.
図5(a)に示すように、本変形例に係る油圧回路は、再生弁24Vthを方向制御弁21aと油圧シリンダ22aのボトム側との間の油路に配置している。また、本変形例に係る油圧回路は、保持弁Vspを方向制御弁21aと油圧シリンダ22aのロッド側との間の油路に配置している。
As shown in FIG. 5A, in the hydraulic circuit according to this modification, the regeneration valve 24Vth is disposed in the oil path between the
ここで、保持弁Vspとは、本変形例では、制御手段30(コントローラ30C)によって制御されるポペット弁である。保持弁Vspは、アーム12の閉じ方向の動作を制限する。すなわち、保持弁Vspは、アーム12の油圧シリンダ22aのロッド側のチャンバから流出する圧油の流れを遮断することによって、アーム12が予定していない閉じ動作を実施することを防止する。
Here, the holding valve Vsp is a poppet valve controlled by the control means 30 (
以上の構成により、本変形例に係る油圧回路によれば、実施例1に係る建設機械110の油圧回路20と同様の効果を得ることができる。
With the above configuration, according to the hydraulic circuit according to this modification, the same effect as the
(変形例2)
実施例1に係る建設機械110の油圧回路20の変形例2を用いて、本発明を説明する。なお、本変形例に係る油圧回路の構成は実施例1に係る油圧回路20の構成と同様の部分があるため、異なる部分を主に説明する。
(Modification 2)
The present invention will be described using a second modification of the
(建設機械の油圧回路)
本変形例に係る油圧回路の再生回路を図5(b)に示す。
(Hydraulic circuit of construction machinery)
FIG. 5B shows a regeneration circuit for the hydraulic circuit according to this modification.
図5(b)に示すように、本変形例に係る油圧回路は、再生弁24Vthを方向制御弁21aと油圧シリンダ22aとの間の2つの油路をバイパスする油路に配置している。また、本変形例に係る油圧回路は、保持弁Vspを方向制御弁21aと油圧シリンダ22aのロッド側との間の油路に配置している。更に、本変形例に係る油圧回路は、流量制御弁24Vcqを方向制御弁21aと保持弁Vspとの間の油路に配置している。なお、本変形例の再生回路は、保持弁58と流量制御弁24Vcqとを一体的に形成してもよい。
As shown in FIG. 5B, in the hydraulic circuit according to this modification, the regeneration valve 24Vth is disposed in an oil path that bypasses the two oil paths between the
以上の構成により、本変形例に係る油圧回路によれば、実施例1及び変形例1に係る建設機械110の油圧回路20と同様の効果を得ることができる。
With the above configuration, according to the hydraulic circuit according to the present modification, it is possible to obtain the same effects as those of the
以上、建設機械の油圧回路を含む本発明の好ましい実施形態及び実施例について説明したが、本発明は、上述した実施形態又は実施例に制限されるものではない。また、本発明は、添付の特許請求の範囲に照らし、種々に変形又は変更することが可能である。 The preferred embodiments and examples of the present invention including the hydraulic circuit of the construction machine have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments or examples. The present invention can be variously modified or changed in light of the appended claims.
100 : 建設機械
10 : 油圧アクチュエータ
11 : ブーム, 11c : ブームシリンダ
12 : アーム, 12c : アームシリンダ
13 : バケット, 13c : バケットシリンダ
20 : 油圧回路
21 : 方向制御弁(コントロールバルブ)
21a : 第1の方向制御弁, 21b : 第2の方向制御弁
22 : 油圧シリンダ
22a : 第1の油圧シリンダ,22b : 第2の油圧シリンダ
23 : 検出手段
23a1,23a2:第1の圧力センサ, 23b1,23b2:第2の圧力センサ
24 : 再生回路
24Vth:再生弁(比例弁)
24Vcq:メータアウト弁(流量制御弁)
25 : 操作レバー
25a : 第1の操作レバー, 25b : 第2の操作レバー
30 : 制御手段, 30C : コントローラ
31 : 差圧算出部
32 : 動作判断部
Pmp : 油圧ポンプ
Tnk : 作動油タンク(タンク)
Vch : 逆止弁(ロードチェック)
Vsp : 保持弁
Pd1,Pd2: 駆動圧
Pm : 負荷圧差
Pv : 差圧
Pcb : ボトム圧
Pcr : ロッド圧
Psp : 保持圧
Pdg : 掘削圧
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100: Construction machine 10: Hydraulic actuator 11: Boom, 11c: Boom cylinder 12: Arm, 12c: Arm cylinder 13: Bucket, 13c: Bucket cylinder 20: Hydraulic circuit 21: Directional control valve (control valve)
21a: first directional control valve, 21b: second directional control valve 22:
24Vcq: Meter-out valve (flow control valve)
25:
Vch: Check valve (load check)
Vsp: Holding valve Pd1, Pd2: Drive pressure Pm: Load pressure difference Pv: Differential pressure Pcb: Bottom pressure Pcr: Rod pressure Psp: Holding pressure Pdg: Drilling pressure
Claims (10)
前記複数の油圧アクチュエータのうちの一の油圧アクチュエータに供給される圧油の第1の駆動圧及び他の油圧アクチュエータに供給される圧油の第2の駆動圧を検出する検出手段と、
前記一の油圧アクチュエータからの戻り油を該一の油圧アクチュエータに再供給する再生回路と、
前記建設機械に入力される操作量に応じて、前記油圧ポンプ、前記検出手段及び前記再生回路を制御する制御手段と
を有し、
前記再生回路は、前記戻り油を前記一の油圧アクチュエータに再供給する油路に再生弁を備え、
前記制御手段は、前記検出手段が検出した前記第1の駆動圧と前記第2の駆動圧との負荷圧差に基づいて前記再生弁の上流側の油圧と下流側の油圧との差圧を算出する差圧算出部を備え、前記差圧算出部が算出した前記差圧に基づいて前記再生弁の開度を制御する、
ことを特徴とする建設機械の油圧回路。 A hydraulic circuit of a construction machine that controls the operation of a plurality of hydraulic actuators using pressure oil discharged from a hydraulic pump,
Detecting means for detecting a first driving pressure of pressure oil supplied to one of the plurality of hydraulic actuators and a second driving pressure of pressure oil supplied to another hydraulic actuator;
A regeneration circuit for re-supplying the return oil from the one hydraulic actuator to the one hydraulic actuator;
Control means for controlling the hydraulic pump, the detection means, and the regeneration circuit according to an operation amount input to the construction machine,
The regeneration circuit includes a regeneration valve in an oil passage for resupplying the return oil to the one hydraulic actuator,
The control means calculates a differential pressure between the upstream hydraulic pressure and the downstream hydraulic pressure of the regeneration valve based on a load pressure difference between the first drive pressure and the second drive pressure detected by the detection means. A differential pressure calculation unit for controlling the opening of the regeneration valve based on the differential pressure calculated by the differential pressure calculation unit,
A hydraulic circuit of a construction machine characterized by the above.
前記制御手段は、前記流量制御弁の開口面積を変化させることによって、前記タンクに排出する前記戻り油の流量を制御する、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の建設機械の油圧回路。 The regeneration circuit further includes a flow control valve that discharges the return oil to a tank,
The control means controls the flow rate of the return oil discharged to the tank by changing an opening area of the flow rate control valve.
The hydraulic circuit for a construction machine according to claim 1, wherein the hydraulic circuit is for a construction machine.
前記制御手段は、前記再生弁に入力する前記電気信号又は前記パイロット圧を制御することによって、該再生弁の開度を制御する、
ことを特徴とする、請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の建設機械の油圧回路。 The regeneration valve is a proportional valve that changes its opening according to an input electric signal or pilot pressure,
The control means controls the opening degree of the regeneration valve by controlling the electric signal or the pilot pressure input to the regeneration valve.
The hydraulic circuit for a construction machine according to any one of claims 1 to 4, wherein the hydraulic circuit is for a construction machine.
前記検出手段は、前記一の油圧アクチュエータの油圧シリンダのボトム圧及びロッド圧を更に検出し、
前記動作判断部は、前記検出手段が検出した前記ボトム圧及び前記ロッド圧を用いて、前記動作状態を判断する、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の建設機械の油圧回路。 The control means further includes an operation determination unit that determines an operation state of the construction machine,
The detecting means further detects a bottom pressure and a rod pressure of a hydraulic cylinder of the one hydraulic actuator;
The operation determination unit determines the operation state using the bottom pressure and the rod pressure detected by the detection unit.
The hydraulic circuit for a construction machine according to any one of claims 1 to 6, wherein the hydraulic circuit is for a construction machine.
前記検出手段は、前記アームに配置された油圧シリンダのボトム圧及びロッド圧を検出し、
前記動作判断部は、前記ボトム圧と該ボトム圧の受圧面積との積及び前記ロッド圧と該ロッド圧の受圧面積との積を夫々算出し、算出した前記ボトム圧に関する積が前記ロッド圧に関する積を超える場合に掘削状態であると判断し、それ以外の場合に自重降下状態であると判断する、
ことを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の建設機械の油圧回路。 The control means further includes an operation determination unit that determines an operation state of the construction machine, and controls the operation of the arm of the construction machine as the one hydraulic actuator,
The detecting means detects a bottom pressure and a rod pressure of a hydraulic cylinder disposed in the arm;
The operation determining unit calculates a product of the bottom pressure and the pressure receiving area of the bottom pressure and a product of the rod pressure and the pressure receiving area of the rod pressure, and the calculated product related to the bottom pressure relates to the rod pressure. When it exceeds the product, it is determined that it is in the excavation state, otherwise it is determined that it is in its own weight drop state,
The hydraulic circuit for a construction machine according to any one of claims 1 to 6, wherein the hydraulic circuit is for a construction machine.
ことを特徴とする請求項8に記載の建設機械の油圧回路。 The differential pressure calculation unit calculates the differential pressure by further using the excavation pressure of the arm when the operation determination unit determines that the excavation state is present, and the operation determination unit is in the dead weight lowering state. Calculating the differential pressure by further using the holding pressure of the arm when judged;
The hydraulic circuit for a construction machine according to claim 8.
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