JP2023184576A - Construction machine - Google Patents

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宏政 高橋
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Abstract

To provide a construction machine which can suppress the lag-down of an engine irrespective of an operation content of an operator and load states of fluid-pressure actuators.SOLUTION: A controller 50 calculates requirement torque being torque which is required for an engine 9 by closed circuit pumps 12, 13 and open circuit pumps 14, 15 on the basis of requirement flow rates of fluid-pressure actuators 1, 3, 5 and 7, the outlet/inlet pressure of the fluid-pressure actuators 1, 3, 5 and 7, requirement discharge flow rates of the open circuit pumps 14, 15, and the outlet pressure of the open circuit pumps 14, 15. When a requirement torque change rate being a change rate of the requirement torque exceeds a prescribed change rate, the controller limits at least one discharge flow rate out of those of the closed circuit pumps 12, 13, and the open circuit pumps 14, 15.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、液圧ポンプで液圧アクチュエータを直接駆動する液圧回路を備えた建設機械に関する。 The present invention relates to a construction machine equipped with a hydraulic circuit that directly drives a hydraulic actuator with a hydraulic pump.

近年、油圧ショベルなどの建設機械において、油圧シリンダなどの油圧アクチュエータを駆動させる油圧回路内の絞り要素を減らし燃料消費率を低減するために、油圧ポンプから作動油を油圧アクチュエータへ送り、油圧アクチュエータで仕事を行った作動油をタンクに戻さず油圧ポンプへ戻すように接続した油圧回路(以下、油圧閉回路)の開発が進められている。 In recent years, in construction machinery such as hydraulic excavators, hydraulic fluid is sent from the hydraulic pump to the hydraulic actuator in order to reduce the throttling elements in the hydraulic circuit that drives the hydraulic actuator such as the hydraulic cylinder and reduce the fuel consumption rate. The development of a hydraulic circuit (hereinafter referred to as a hydraulic closed circuit) that connects the hydraulic fluid that has done its work to the hydraulic pump instead of returning it to the tank is underway.

エンジンを原動力として油圧ポンプを駆動する場合、エンジンの出力を効果的に使用しつつ、過負荷でエンジンが停止しないようにエンジンにかかる負荷馬力を制御する必要がある。油圧ポンプの馬力制御に関する先行技術を開示するものとして、例えば特許文献1がある。 When driving a hydraulic pump using an engine as the driving force, it is necessary to use the engine's output effectively while controlling the horsepower load applied to the engine so that the engine does not stop due to overload. For example, Patent Document 1 discloses a prior art related to horsepower control of a hydraulic pump.

特許文献1には、エンジンにより駆動される可変容量式の油圧ポンプと、前記油圧ポンプから作動油が供給される複数のアクチュエータとを有する作業機械に設けられる制御装置であって、前記各アクチュエータに対する作動指令を入力するために操作を受ける入力部(操作レバー)と、前記各アクチュエータのうち操作対象となるアクチュエータとこのアクチュエータについてなされる操作の方向とによって特定される操作内容ごとに、その操作量と前記油圧ポンプの吸収馬力の上限値とを関連付けた馬力情報を記憶する記憶部と、前記入力部によって少なくとも一つのアクチュエータに対する作動指令が入力された場合に、前記記憶部に記憶された馬力情報を用いて各アクチュエータ毎に前記吸収馬力の上限値を決定する操作馬力決定部と、前記操作馬力決定部により決定された吸収馬力の上限値のうち最も大きな吸収馬力の上限値を選択する高位選択部と、前記高位選択部により選択された吸収馬力以下の馬力となるように前記油圧ポンプの容量を調整する容量調整部とを備え、前記記憶部に記憶された馬力情報のうち、少なくとも一つの操作内容に係る馬力情報は、前記入力部の操作量の変化に応じて吸収馬力の上限値が変化する特性を有することを特徴とする作業機械の制御装置が記載されている。 Patent Document 1 discloses a control device installed in a working machine having a variable displacement hydraulic pump driven by an engine and a plurality of actuators to which hydraulic oil is supplied from the hydraulic pump, the control device being provided to a working machine that has a variable displacement hydraulic pump driven by an engine, and a plurality of actuators to which hydraulic oil is supplied from the hydraulic pump, The amount of operation for each operation specified by the input part (operation lever) that is operated to input an operation command, the actuator to be operated among the actuators, and the direction of the operation for this actuator. and an upper limit value of absorption horsepower of the hydraulic pump; and a storage unit that stores horsepower information in association with an upper limit value of absorption horsepower of the hydraulic pump; and horsepower information stored in the storage unit when an actuation command for at least one actuator is input by the input unit. an operating horsepower determination unit that determines the upper limit value of the absorption horsepower for each actuator using the operation horsepower determination unit; and a high-level selection that selects the largest upper limit value of the absorption horsepower from among the upper limit values of the absorption horsepower determined by the operation horsepower determination unit. and a capacity adjustment unit that adjusts the capacity of the hydraulic pump so that the horsepower is less than or equal to the absorption horsepower selected by the high-level selection unit, and at least one of the horsepower information stored in the storage unit. A control device for a working machine is described in which the horsepower information related to the operation content has a characteristic that the upper limit value of the absorbed horsepower changes according to a change in the operation amount of the input section.

特開2010―276126号公報Japanese Patent Application Publication No. 2010-276126

特許文献1に記載の作業機械の制御装置によれば、操作レバーの操作量及び操作方向に応じて油圧ポンプの吸収馬力の上限値が設定されることにより、エンジンの負荷を抑えてエンスト等の不具合を抑制することができる。しかし、操作レバーの操作速度やアクチュエータの負荷状態を考慮していないため、例えば以下のような課題が生じる。 According to the control device for a work machine described in Patent Document 1, the upper limit value of the absorption horsepower of the hydraulic pump is set according to the operation amount and operation direction of the operation lever, thereby suppressing the load on the engine and preventing problems such as engine stalling. Problems can be suppressed. However, since the operating speed of the operating lever and the load condition of the actuator are not taken into account, the following problems arise, for example.

オペレータが操作レバーを高速で操作すると、操作対象となるアクチュエータに接続されている油圧ポンプの吐出流量が急速に増加すると共に、当該アクチュエータの負荷圧に応じて当該油圧ポンプがエンジンに要求するトルク(要求トルク)が急激に上昇する。このとき、要求トルクの上昇に対してエンジン出力トルクの上昇が間に合わず、要求トルクの絶対値がエンジンの最大定格トルクを下回っている場合であっても、エンジン回転数が停止または一時的に低下する現象(ラグダウン)が発生するおそれがある。特に、油圧ポンプでアクチュエータを直接駆動する油圧閉回路では、アクチュエータと油圧ポンプとの間に絞り要素が介在せず、アクチュエータの負荷が油圧ポンプに直接的に伝わるため、この傾向が顕著となる。 When the operator operates the control lever at high speed, the discharge flow rate of the hydraulic pump connected to the actuator to be operated increases rapidly, and the torque (( (required torque) increases rapidly. At this time, even if the engine output torque does not increase in time for the increase in the required torque and the absolute value of the required torque is less than the maximum rated torque of the engine, the engine speed may stop or temporarily decrease. There is a risk that a phenomenon (lagdown) may occur. This tendency is particularly noticeable in a hydraulic closed circuit in which an actuator is directly driven by a hydraulic pump, since there is no throttling element interposed between the actuator and the hydraulic pump, and the load of the actuator is directly transmitted to the hydraulic pump.

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、オペレータの操作内容やアクチュエータの負荷状態にかかわらず、エンジンのラグダウンを抑制できる建設機械を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a construction machine that can suppress engine lag-down regardless of the operator's operation or the load condition of the actuator.

上記目的を達成するために、本発明は、下部走行体と、前記下部走行体上に旋回可能に取り付けられた上部旋回体と、前記上部旋回体に取り付けられた作業装置と、一対の入出口ポートを有する両傾転型の液圧ポンプである複数の閉回路ポンプと、入口ポートおよび出口ポートを有する片傾転型の液圧ポンプである複数の開回路ポンプと、前記複数の閉回路ポンプおよび前記複数の開回路ポンプを駆動するエンジンと、前記複数の閉回路ポンプに閉回路状に接続された複数の液圧アクチュエータと、前記複数の開回路ポンプに開回路状に接続された複数の液圧モータと、前記複数の開回路ポンプと前記複数の液圧モータとを接続する流路上に設けられ、前記複数の開回路ポンプから前記複数の液圧モータに供給される圧油の方向および流量を制御する複数の流量制御弁と、前記複数の液圧アクチュエータおよび前記複数の液圧モータの各動作方向および各要求流量を指示するための操作装置と、前記操作装置からの入力に応じて前記複数の閉回路ポンプおよび前記複数の開回路ポンプの各傾転ならびに前記複数の流量制御弁の各開口を制御するコントローラと、前記複数の液圧アクチュエータの各出入口圧を検出する複数の第1圧力センサと、前記複数の開回路ポンプの各出口圧を検出する複数の第2圧力センサとを備えた建設機械において、前記複数の液圧アクチュエータは、前記作業装置を駆動する片ロッドシリンダと、前記上部旋回体を駆動する旋回モータとを含み、前記複数の液圧モータは、前記下部走行体を駆動する走行モータを含み、前記コントローラは、前記操作装置からの入力に応じた前記複数の液圧アクチュエータの各要求流量と、前記複数の第1圧力センサによって検出された前記複数の液圧アクチュエータの各出入口圧と、前記操作装置からの入力に応じた前記複数の開回路ポンプの各要求吐出流量と、前記複数の第2圧力センサによって検出された前記複数の開回路ポンプの各出口圧とに基づいて、前記複数の閉回路ポンプおよび前記複数の開回路ポンプが前記エンジンに要求するトルクである要求トルクを演算し、前記走行モータ、前記片ロッドシリンダおよび前記旋回モータを同時に駆動している状態で、前記要求トルクの変化率である要求トルク変化率が所定の変化率を上回った場合に、前記走行モータに接続された前記複数の開回路ポンプが前記エンジンに要求するトルクが前記エンジンの許容出力トルクの所定の第1割合以下となるように前記走行モータの要求流量を制限し、前記許容出力トルクから、前記走行モータの要求流量の制限により制限された前記開回路ポンプの要求トルクと前記片ロッドシリンダおよび前記旋回モータに接続された複数の閉回路ポンプの要求トルクとを差し引いた値が正である場合は、前記操作装置からの入力に基づいて前記片ロッドシリンダおよび前記旋回モータの要求流量を演算し、前記許容出力トルクから、前記走行モータの要求流量の制限により制限された前記開回路ポンプの要求トルクと前記片ロッドシリンダおよび前記旋回モータに接続された複数の閉回路ポンプの要求トルクとを差し引いた値が正でない場合は、前記走行モータの要求流量の制限により制限された前記開回路ポンプの要求トルクを割り当てた後の前記許容出力トルクに対して前記旋回モータの要求トルクの割合が前記第1割合よりも小さい所定の第2割合以下となるように前記旋回モータの要求流量を制限して前記旋回モータの要求トルクを制限し、前記走行モータの要求流量の制限により制限された前記開回路ポンプの要求トルクを割り当てた後の前記許容出力トルクから、前記旋回モータの要求流量の制限により制限された前記旋回モータの要求トルクと前記片ロッドシリンダに接続された前記閉回路ポンプの要求トルクとを差し引いた値が正の場合は、前記操作装置からの入力に基づいて前記片ロッドシリンダの要求流量を演算し、前記走行モータの要求流量の制限により制限された前記開回路ポンプの要求トルクを割り当てた後の前記許容出力トルクから、前記旋回モータの要求流量の制限により制限された前記旋回モータの要求トルクと前記片ロッドシリンダに接続された前記閉回路ポンプの要求トルクとを差し引いた値が正でない場合は、前記走行モータ、前記片ロッドシリンダおよび前記旋回モータの要求速度比を維持したまま、前記許容出力トルク以下となるように前記片ロッドシリンダの要求流量を制限して前記片ロッドシリンダに接続される前記閉回路ポンプの吐出流量を制限するものとする。 In order to achieve the above object, the present invention includes an undercarriage body, an upper revolving body rotatably mounted on the undercarriage body, a working device attached to the upper revolving body, and a pair of entrances and exits. A plurality of closed circuit pumps that are double tilting hydraulic pumps having ports, a plurality of open circuit pumps that are single tilting hydraulic pumps having an inlet port and an outlet port, and the plurality of closed circuit pumps. and an engine that drives the plurality of open circuit pumps, a plurality of hydraulic actuators connected in a closed circuit to the plurality of closed circuit pumps, and a plurality of hydraulic actuators connected in an open circuit to the plurality of open circuit pumps. A hydraulic motor, a flow path connecting the plurality of open circuit pumps and the plurality of hydraulic motors, and a direction and direction of pressure oil supplied from the plurality of open circuit pumps to the plurality of hydraulic motors. a plurality of flow control valves for controlling the flow rate; an operating device for instructing each operating direction and each required flow rate of the plurality of hydraulic actuators and the plurality of hydraulic motors; a controller that controls each tilting of the plurality of closed-circuit pumps and the plurality of open-circuit pumps and each opening of the plurality of flow control valves; and a plurality of first controllers that detect the inlet and outlet pressures of the plurality of hydraulic actuators. In a construction machine including a pressure sensor and a plurality of second pressure sensors that detect outlet pressures of each of the plurality of open circuit pumps, the plurality of hydraulic actuators include a single rod cylinder that drives the working device; a swing motor that drives the upper rotating structure, the plurality of hydraulic motors include a travel motor that drives the lower rotating structure, and the controller controls the plurality of hydraulic pressure motors according to input from the operating device. each required flow rate of the pressure actuator, each inlet/outlet pressure of the plurality of hydraulic actuators detected by the plurality of first pressure sensors, and each required discharge of the plurality of open circuit pumps according to the input from the operating device. Based on the flow rate and each outlet pressure of the plurality of open-circuit pumps detected by the plurality of second pressure sensors, the plurality of closed-circuit pumps and the plurality of open-circuit pumps are configured to generate torques that are required of the engine. When a certain required torque is calculated and the required torque change rate, which is the change rate of the required torque, exceeds a predetermined change rate while the traveling motor, the single rod cylinder, and the swing motor are being driven simultaneously. , limiting the required flow rate of the traveling motor so that the torque required by the plurality of open circuit pumps connected to the traveling motor from the engine is equal to or less than a predetermined first percentage of the allowable output torque of the engine; A value obtained by subtracting the required torque of the open circuit pump limited by the restriction of the required flow rate of the travel motor and the required torque of the plurality of closed circuit pumps connected to the single rod cylinder and the swing motor from the allowable output torque. is positive, the required flow rate of the single rod cylinder and the swing motor is calculated based on the input from the operating device, and from the allowable output torque, the required flow rate of the traveling motor is limited by the limit of the required flow rate of the traveling motor. If the value obtained by subtracting the required torque of the open circuit pump from the required torque of the plurality of closed circuit pumps connected to the single rod cylinder and the swing motor is not positive, the required flow rate of the traveling motor is limited. requesting the swing motor such that the ratio of the required torque of the swing motor to the allowable output torque after allocating the required torque of the open circuit pump is equal to or less than a predetermined second ratio that is smaller than the first ratio; The demand for the swing motor is calculated from the allowable output torque after limiting the flow rate to limit the required torque of the swing motor and allocating the required torque of the open circuit pump limited by the restriction of the required flow rate of the travel motor. If the value obtained by subtracting the required torque of the swing motor limited by the flow rate restriction and the required torque of the closed circuit pump connected to the single-rod cylinder is positive, the From the allowable output torque after calculating the required flow rate of the single rod cylinder and assigning the required torque of the open circuit pump, which is limited by the restriction of the required flow rate of the travel motor, the required flow rate of the swing motor is calculated. If the value obtained by subtracting the required torque of the swing motor and the required torque of the closed circuit pump connected to the single-rod cylinder is not positive, the required speed of the travel motor, the single-rod cylinder, and the swing motor is The discharge flow rate of the closed circuit pump connected to the single rod cylinder is limited by limiting the required flow rate of the single rod cylinder so that the ratio is maintained and the output torque is equal to or less than the allowable output torque.

以上のように構成した本発明によれば、閉回路ポンプおよび開回路ポンプがエンジンに要求するトルクの変化率である要求トルク変化率が所定の変化率を上回った場合に、閉回路ポンプおよび開回路ポンプの少なくとも1つの吐出流量が制限される。これにより、オペレータの操作内容や液圧アクチュエータの負荷状態にかかわらず、エンジンのラグダウンを抑制することが可能となる。 According to the present invention configured as described above, when the required torque change rate, which is the rate of change in the torque that the closed circuit pump and the open circuit pump request from the engine, exceeds a predetermined rate of change, the closed circuit pump and the open circuit pump The output flow rate of at least one of the circuit pumps is limited. This makes it possible to suppress engine lag down regardless of the operator's operation or the load condition of the hydraulic actuator.

本発明に係る建設機械によれば、オペレータの操作内容やアクチュエータの負荷状態にかかわらず、エンジンのラグダウンを抑制することができる。 According to the construction machine according to the present invention, engine lag down can be suppressed regardless of the operator's operation details or the load condition of the actuator.

本発明の実施の形態に係る油圧ショベルの側面図である。1 is a side view of a hydraulic excavator according to an embodiment of the present invention. 図1に示す油圧ショベルに搭載された液圧駆動装置の概略構成図である。2 is a schematic configuration diagram of a hydraulic drive device mounted on the hydraulic excavator shown in FIG. 1. FIG. 図2に示すコントローラの機能ブロック図である。3 is a functional block diagram of the controller shown in FIG. 2. FIG. 図2に示す液圧駆動装置の走行単独動作時の挙動を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the behavior of the hydraulic drive device shown in FIG. 2 during single running operation. 図2に示すコントローラの走行単独動作時の処理を示すフローチャートである。3 is a flowchart showing processing performed by the controller shown in FIG. 2 during independent running operation. 一般的なターボ付きエンジンの負荷トルクとエンジン回転数との関係を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the relationship between load torque and engine rotation speed of a typical turbo engine. 図2に示す液圧駆動装置の走行+ブーム上げ複合動作時の挙動を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the behavior of the hydraulic drive device shown in FIG. 2 during a combined operation of traveling and boom raising. 図2に示すコントローラの走行複合動作時の処理を示すフローチャート(1/3)である。3 is a flowchart (1/3) illustrating a process of the controller shown in FIG. 2 during a combined travel operation. 図2に示すコントローラの走行複合動作時の処理を示すフローチャート(2/3)である。FIG. 3 is a flowchart (2/3) illustrating processing of the controller shown in FIG. 2 during a combined travel operation; FIG. 図2に示すコントローラの走行複合動作時の処理を示すフローチャート(3/3)である。3 is a flowchart (3/3) illustrating a process of the controller illustrated in FIG. 2 during a combined travel operation. 本発明の実施の形態の変形例に係るコントローラの機能ブロック図である。FIG. 3 is a functional block diagram of a controller according to a modification of the embodiment of the present invention. 図2に示す液圧駆動装置の走行+ブーム上げ+旋回複合動作時の挙動を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the behavior of the hydraulic drive device shown in FIG. 2 during a combined operation of traveling + boom raising + turning;

以下、本発明の実施の形態に係る建設機械として油圧ショベルを例に挙げ、図面を参照して説明する。なお、各図中、同等の部材には同一の符号を付し、重複した説明は適宜省略する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a hydraulic excavator will be exemplified as a construction machine according to an embodiment of the present invention, and a description will be given with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code|symbol is attached to the same member, and the overlapping description is abbreviate|omitted suitably.

図1は、本発明の実施の形態に係る油圧ショベルの側面図である。 FIG. 1 is a side view of a hydraulic excavator according to an embodiment of the present invention.

図1において、油圧ショベル100は、走行モータ8a,8bによって駆動されるクローラ式の走行装置を装備した下部走行体101と、下部走行体101上に旋回可能に取り付けられ、旋回モータ7によって駆動される上部旋回体102と、上部旋回体102の前部に上下方向に回動可能に取り付けられた作業装置103とを備えている。上部旋回体102上には、オペレータが搭乗するキャブ104が設けられている。 In FIG. 1, a hydraulic excavator 100 includes an undercarriage body 101 equipped with a crawler-type traveling device driven by travel motors 8a and 8b, and an undercarriage body 101 that is rotatably mounted on the undercarriage body 101 and is driven by a swing motor 7. The rotating upper body 102 includes a rotating upper body 102, and a working device 103 attached to the front part of the rotating upper body 102 so as to be rotatable in the vertical direction. A cab 104 on which an operator rides is provided on the upper revolving body 102.

作業装置103は、上部旋回体102の前部に上下方向に回動可能に取り付けられたブーム2と、ブーム2の先端部に上下または前後方向に回動可能に連結された作業部材としてのアーム4と、アーム4の先端部に上下または前後方向に回動可能に連結された作業部材としてのバケット6と、ブーム2を駆動する液圧シリンダであるブームシリンダ1と、アーム4を駆動する液圧シリンダであるアームシリンダ3と、バケット6を駆動する液圧シリンダであるバケットシリンダ5とを備えている。 The working device 103 includes a boom 2 attached to the front part of the upper revolving body 102 so as to be rotatable in the vertical direction, and an arm serving as a working member connected to the tip of the boom 2 so as to be rotatable in the vertical or front-back direction. 4, a bucket 6 as a working member connected to the tip of the arm 4 so as to be rotatable in the vertical or longitudinal direction, a boom cylinder 1 which is a hydraulic cylinder that drives the boom 2, and a hydraulic cylinder that drives the arm 4. It includes an arm cylinder 3 that is a pressure cylinder, and a bucket cylinder 5 that is a hydraulic cylinder that drives a bucket 6.

図2は、図1に示す油圧ショベル100に搭載された液圧駆動装置の概略構成図である。なお、説明の簡略化のため、図2では、ブームシリンダ1、旋回モータ7、および走行モータ8a,8bの駆動に関わる部分のみを示し、その他のアクチュエータの駆動に関わる部分は省略している。 FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a hydraulic drive device mounted on the hydraulic excavator 100 shown in FIG. 1. In order to simplify the explanation, FIG. 2 shows only the parts related to the driving of the boom cylinder 1, the swing motor 7, and the travel motors 8a and 8b, and the parts related to the driving of other actuators are omitted.

動力源であるエンジン9は、動力を配分する動力伝達装置10に接続されている。動力伝達装置10には、チャージポンプ11、および第1~第4の液圧ポンプ12~15が接続されている。 An engine 9 that is a power source is connected to a power transmission device 10 that distributes power. A charge pump 11 and first to fourth hydraulic pumps 12 to 15 are connected to the power transmission device 10.

第1および第2の液圧ポンプ12,13は、一対の入出力ポートを持つ傾転斜板機構と、傾転斜板の傾斜角を調整するレギュレータ12a,13aとを備えている。 The first and second hydraulic pumps 12 and 13 include a tilting swash plate mechanism having a pair of input and output ports, and regulators 12a and 13a that adjust the inclination angle of the tilting swash plate.

第3および第4の液圧ポンプ14,15は、吐出ポートおよび吸込ポートを持つ傾転斜板機構と、傾転斜板の傾斜角を調整するレギュレータ14a,15aとを備えている。 The third and fourth hydraulic pumps 14 and 15 include a tilting swash plate mechanism having a discharge port and a suction port, and regulators 14a and 15a that adjust the inclination angle of the tilting swash plate.

レギュレータ12a,13a,14a,15aは、コントローラ50からの信号により、第1~第4の液圧ポンプ12~15の傾転斜板の傾転角を調整する。 The regulators 12a, 13a, 14a, and 15a adjust the tilting angles of the tilting swash plates of the first to fourth hydraulic pumps 12 to 15 based on signals from the controller 50.

第1および第2の液圧ポンプ12,13は、傾転斜板の傾転角を調整することにより、作動油の吐出方向と吐出流量を制御できる。第1および第2の液圧ポンプ12,13は、圧油の供給を受けることで液圧モータとしても機能する。 The first and second hydraulic pumps 12 and 13 can control the discharge direction and discharge flow rate of hydraulic fluid by adjusting the tilt angle of the tilting swash plate. The first and second hydraulic pumps 12 and 13 also function as hydraulic motors by being supplied with pressure oil.

第3および第4の液圧ポンプ14,15は、傾転斜板の傾転角を調整することにより、作動油の吐出流量を制御できる。 The third and fourth hydraulic pumps 14 and 15 can control the discharge flow rate of hydraulic oil by adjusting the tilting angle of the tilting swash plate.

第1の液圧ポンプ12の一対の入出力ポートには流路200,201が接続され、流路200,201には切換弁40,41が接続されている。切換弁40,41は、コントローラ50からの信号により、流路の連通と遮断を切り換える。切換弁40,41は、コントローラ50からの信号が無い場合は、遮断状態である。 Flow paths 200, 201 are connected to a pair of input/output ports of the first hydraulic pump 12, and switching valves 40, 41 are connected to the flow paths 200, 201. The switching valves 40 and 41 switch between communicating and blocking the flow path in response to a signal from the controller 50. The switching valves 40 and 41 are in a cutoff state when there is no signal from the controller 50.

切換弁40は、流路210,211を介してブームシリンダ1に接続されている。コントローラ50からの信号により切換弁40が連通状態になると、第1の液圧ポンプ12は、流路200,201、切換弁40、および流路210,211を介してブームシリンダ1と接続し、閉回路を構成する。 The switching valve 40 is connected to the boom cylinder 1 via flow paths 210 and 211. When the switching valve 40 is brought into communication by a signal from the controller 50, the first hydraulic pump 12 is connected to the boom cylinder 1 via the channels 200, 201, the switching valve 40, and the channels 210, 211, Configure a closed circuit.

切換弁41は、流路215,216を介して旋回モータ7に接続されている。コントローラ50からの信号により切換弁41が連通状態になると、第1の液圧ポンプ12は、流路200,201、切換弁41、および流路215,216を介して旋回モータ7と接続し、閉回路を構成する。 The switching valve 41 is connected to the swing motor 7 via channels 215 and 216. When the switching valve 41 is brought into communication by a signal from the controller 50, the first hydraulic pump 12 is connected to the swing motor 7 via the channels 200, 201, the switching valve 41, and the channels 215, 216, Configure a closed circuit.

第2の液圧ポンプ13の一対の入出力ポートには流路202,203が接続され、流路202,203には切換弁42,43が接続されている。切換弁42,43は、コントローラ50からの信号により、流路の連通と遮断を切り換える。切換弁42,43は、コントローラ50からの信号が無い場合は、遮断状態である。 Flow paths 202 and 203 are connected to a pair of input and output ports of the second hydraulic pump 13, and switching valves 42 and 43 are connected to the flow paths 202 and 203. The switching valves 42 and 43 switch between communicating and blocking the flow path in response to a signal from the controller 50. The switching valves 42 and 43 are in a cutoff state when there is no signal from the controller 50.

切換弁42は、流路210,211を介してブームシリンダ1に接続されている。コントローラ50からの信号により切換弁42が連通状態になると、第2の液圧ポンプ13は、流路202,203、切換弁42、および流路210,211を介してブームシリンダ1と接続し、閉回路を構成する。 The switching valve 42 is connected to the boom cylinder 1 via flow paths 210 and 211. When the switching valve 42 is brought into communication by a signal from the controller 50, the second hydraulic pump 13 is connected to the boom cylinder 1 via the channels 202, 203, the switching valve 42, and the channels 210, 211, Configure a closed circuit.

切換弁43は、流路215,216を介して旋回モータ7に接続されている。コントローラ50からの信号により切換弁43が連通状態になると、第2の液圧ポンプ13は、流路202,203、切換弁43、および流路215,216を介して旋回モータ7と接続し、閉回路を構成する。 The switching valve 43 is connected to the swing motor 7 via channels 215 and 216. When the switching valve 43 is brought into communication by a signal from the controller 50, the second hydraulic pump 13 is connected to the swing motor 7 via the channels 202, 203, the switching valve 43, and the channels 215, 216, Configure a closed circuit.

第3の液圧ポンプ14の吐出ポートは、流路204を介してリリーフ弁21、切換弁44,45、および比例弁48に接続されている。第3の液圧ポンプ14の吸込ポートは、タンク25に接続されている。 A discharge port of the third hydraulic pump 14 is connected to the relief valve 21, the switching valves 44, 45, and the proportional valve 48 via the flow path 204. A suction port of the third hydraulic pump 14 is connected to the tank 25 .

リリーフ弁21は、流路圧が所定の圧力以上になったときに、作動油をタンク25に逃がし回路を保護する。 The relief valve 21 protects the circuit by releasing the hydraulic oil to the tank 25 when the flow path pressure exceeds a predetermined pressure.

切換弁44,45は、コントローラ50からの信号により、流路の連通と遮断を切り換える。コントローラ50からの信号が無い場合は、切換弁44,45は、遮断状態である。切換弁44は、流路210を介してブームシリンダ1のヘッド室1aに接続されている。切換弁45は、流路213を介して流量制御弁71a,71bに接続されている。 The switching valves 44 and 45 switch between communicating and blocking the flow path in response to a signal from the controller 50. When there is no signal from the controller 50, the switching valves 44 and 45 are in a cutoff state. The switching valve 44 is connected to the head chamber 1a of the boom cylinder 1 via a flow path 210. The switching valve 45 is connected to flow control valves 71a and 71b via a flow path 213.

比例弁48は、コントローラ50からの信号により、開口面積を変化させ、通過流量を制御する。コントローラ50からの信号が無い場合、比例弁48は最大開口面積に保持される。また、切換弁44,45が遮断状態の時、コントローラ50は、第3の液圧ポンプ14の吐出流量に応じてあらかじめ決めた開口面積となるように比例弁48に信号を出力する。 The proportional valve 48 changes its opening area in response to a signal from the controller 50 to control the flow rate. In the absence of a signal from controller 50, proportional valve 48 is held at its maximum opening area. Further, when the switching valves 44 and 45 are in the cutoff state, the controller 50 outputs a signal to the proportional valve 48 so that the opening area becomes a predetermined opening area according to the discharge flow rate of the third hydraulic pump 14.

第4の液圧ポンプ15の吐出ポートは、流路205を介してリリーフ弁22、切換弁46,47、および比例弁49に接続されている。第4の液圧ポンプ15の吸込ポートは、タンク25へ接続されている。 A discharge port of the fourth hydraulic pump 15 is connected to the relief valve 22, the switching valves 46, 47, and the proportional valve 49 via the flow path 205. A suction port of the fourth hydraulic pump 15 is connected to the tank 25 .

リリーフ弁22は、流路圧が所定の圧力以上になったときに、作動油をタンク25に逃がし回路を保護する。 The relief valve 22 protects the circuit by releasing the hydraulic oil to the tank 25 when the flow path pressure exceeds a predetermined pressure.

切換弁46,47は、コントローラ50からの信号により、流路の連通と遮断を切り換える。コントローラ50からの信号が無い場合は、切換弁46,47は、遮断状態である。切換弁46は、流路210を介してブームシリンダ1のヘッド室1aに接続されている。切換弁47は、流路213を介して流量制御弁71a,71bに接続されている。 The switching valves 46 and 47 switch between communicating and blocking the flow path in response to a signal from the controller 50. When there is no signal from the controller 50, the switching valves 46 and 47 are in a closed state. The switching valve 46 is connected to the head chamber 1a of the boom cylinder 1 via a flow path 210. The switching valve 47 is connected to flow control valves 71a and 71b via a flow path 213.

比例弁49は、コントローラ50からの信号により、開口面積を変化させ、通過流量を制御する。コントローラ50からの信号が無い場合、比例弁49は最大開口面積に保持される。また、切換弁46,47が遮断状態の時、コントローラ50は、第4の液圧ポンプ15の吐出流量に応じてあらかじめ決めた開口面積となるように比例弁49に信号を出力する。 The proportional valve 49 changes its opening area in response to a signal from the controller 50 to control the flow rate. In the absence of a signal from controller 50, proportional valve 49 is held at its maximum opening area. Further, when the switching valves 46 and 47 are in the cutoff state, the controller 50 outputs a signal to the proportional valve 49 so that the opening area becomes a predetermined opening area according to the discharge flow rate of the fourth hydraulic pump 15.

チャージポンプ11の吐出ポートは、チャージラインとしての流路212を介して、チャージ用リリーフ弁20、およびチャージ用チェック弁26,27,28a,28b,36a,36bに接続されている。チャージポンプ11の吸込ポートは、タンク25に接続されている。チャージポンプ11は、流路212に圧油を供給する。 A discharge port of the charge pump 11 is connected to a charging relief valve 20 and charging check valves 26, 27, 28a, 28b, 36a, and 36b via a flow path 212 as a charging line. A suction port of charge pump 11 is connected to tank 25 . Charge pump 11 supplies pressure oil to flow path 212 .

チャージ用リリーフ弁20は、チャージ用チェック弁26,27,28a,28b,36a,36bのチャージ圧力を調整する。 The charging relief valve 20 adjusts the charging pressure of the charging check valves 26, 27, 28a, 28b, 36a, and 36b.

チャージ用チェック弁26は、流路200,201の圧力がチャージ用リリーフ弁20で設定した圧力下回った場合に、流路200,201にチャージライン212の圧油を補充する。 The charge check valve 26 replenishes the pressure oil in the charge line 212 to the flow paths 200, 201 when the pressure in the flow paths 200, 201 falls below the pressure set by the charge relief valve 20.

チャージ用チェック弁27は、流路202,203の圧力がチャージ用リリーフ弁20で設定した圧力下回った場合に、流路202,203にチャージライン212の圧油を補充する。 The charge check valve 27 replenishes the pressure oil in the charge line 212 to the flow paths 202 and 203 when the pressure in the flow paths 202 and 203 falls below the pressure set by the charge relief valve 20 .

チャージ用チェック弁28a,28bは、流路210,211の圧力がチャージ用リリーフ弁20で設定した圧力下回った場合に、流路210,211にチャージライン212の圧油を補充する。 The charge check valves 28a and 28b replenish the pressure oil in the charge line 212 to the flow paths 210 and 211 when the pressure in the flow paths 210 and 211 falls below the pressure set by the charge relief valve 20.

チャージ用チェック弁36a,36bは、流路215,216の圧力がチャージ用リリーフ弁20で設定した圧力下回った場合に、流路215,216にチャージライン212の圧油を補充する。 The charging check valves 36a and 36b replenish the pressure oil in the charge line 212 to the flow paths 215 and 216 when the pressure in the flow paths 215 and 216 falls below the pressure set by the charge relief valve 20.

流路200,201に設けられたリリーフ弁30a,30bは、流路圧が所定の圧力以上になったときに、作動油をチャージライン212に逃がし回路を保護する。 The relief valves 30a and 30b provided in the flow paths 200 and 201 release hydraulic oil to the charge line 212 to protect the circuit when the flow path pressure exceeds a predetermined pressure.

流路202,203に設けられたリリーフ弁31a,31bは、流路圧が所定の圧力以上になったときに、作動油をチャージライン212に逃がし回路を保護する。 The relief valves 31a and 31b provided in the flow paths 202 and 203 release hydraulic oil to the charge line 212 to protect the circuit when the flow path pressure exceeds a predetermined pressure.

ブームシリンダ1は、作動油の供給を受けて伸縮作動する液圧片ロッドシリンダである。ブームシリンダ1の伸縮方向は、作動油の供給方向に依存する。 The boom cylinder 1 is a hydraulic single rod cylinder that expands and contracts when supplied with hydraulic oil. The direction in which the boom cylinder 1 expands and contracts depends on the direction in which hydraulic oil is supplied.

流路210,211に設けられたリリーフ弁32a,32bは、流路圧が所定の圧力以上になったときに、作動油をチャージライン212に逃がし回路を保護する。 The relief valves 32a and 32b provided in the flow paths 210 and 211 release hydraulic oil to the charge line 212 to protect the circuit when the flow path pressure exceeds a predetermined pressure.

流路210,211に設けられたフラッシング弁34は、流路内の余剰油をチャージライン212に排出する。 Flushing valves 34 provided in the flow paths 210 and 211 discharge excess oil in the flow paths to the charge line 212.

旋回モータ7は、作動油の供給を受けて回転する液圧モータである。旋回モータ7の回転方向は、作動油の供給方向に依存する。 The swing motor 7 is a hydraulic motor that rotates when supplied with hydraulic oil. The rotation direction of the swing motor 7 depends on the supply direction of hydraulic oil.

流路215,216に設けられたリリーフ弁37a,37bは、流路圧が所定の圧力以上になったときに、作動油をチャージライン212に逃がし回路を保護する。 Relief valves 37a and 37b provided in flow paths 215 and 216 release hydraulic oil to charge line 212 to protect the circuit when the flow path pressure exceeds a predetermined pressure.

流路215,216に設けられたフラッシング弁38は、流路内の余剰油をチャージライン212に排出する。 Flushing valves 38 provided in the flow paths 215 and 216 discharge excess oil in the flow paths to the charge line 212.

走行モータ8a,8bは、作動油の供給を受けて回転する液圧モータである。走行モータ8a,8bの回転方向は、作動油の供給方向に依存する。走行モータ8a,8bの一方の入出力ポートは、流路217を介して流量制御弁71a,71bに接続されている。走行モータ8a,8bの他方の入出力ポートは、流路218を介して流量制御弁71a,71bに接続されている。 The travel motors 8a and 8b are hydraulic motors that rotate when supplied with hydraulic oil. The rotation direction of the travel motors 8a, 8b depends on the supply direction of hydraulic oil. One input/output port of the travel motors 8a, 8b is connected to flow control valves 71a, 71b via a flow path 217. The other input/output ports of the travel motors 8a, 8b are connected to flow control valves 71a, 71b via a flow path 218.

流路217に設けられたリリーフ弁70aは、流路圧が所定の圧力以上になったときに、流路218に作動油を逃がし回路を保護する。 The relief valve 70a provided in the flow path 217 releases hydraulic oil to the flow path 218 to protect the circuit when the flow path pressure exceeds a predetermined pressure.

流路218に設けられたリリーフ弁70bは、流路圧が所定の圧力以上になったときに、流路217に作動油を逃がし回路を保護する。 The relief valve 70b provided in the flow path 218 releases hydraulic oil to the flow path 217 to protect the circuit when the flow path pressure exceeds a predetermined pressure.

流量制御弁71a,71bは、ポンプ側の3つのポートと、走行モータ側の3つのポートとを備える。ポンプ側の第1のポートと第2のポートは流路213に接続され、第3のポートはタンク25に接続されている。走行モータ側の第1のポートは流路217に接続され、第2のポートはタンク25に接続され、第3のポートは流路218に接続されている。 The flow control valves 71a and 71b include three ports on the pump side and three ports on the travel motor side. A first port and a second port on the pump side are connected to the flow path 213, and a third port is connected to the tank 25. A first port on the traveling motor side is connected to a flow path 217, a second port is connected to a tank 25, and a third port is connected to a flow path 218.

流量制御弁71a,71bは3つの開口状態を有する。第1の開口状態では、ポンプ側の第1のポートを閉じ、ポンプ側の第2のポートと走行モータ側の第2のポートを接続し、ポンプ側の第3のポートと走行モータ側の第1のポートと第3のポートを接続する。第2の開口状態では、ポンプ側の第1のポートと走行モータ側の第1のポートを接続し、ポンプ側の第2のポートを閉じ、走行モータ側の第2のポートを閉じ、ポンプ側の第3のポートと走行モータ側の第3のポートを接続する。第3の開口状態では、ポンプ側の第1のポートと走行モータ側の第3のポートを接続し、ポンプ側の第2のポートを閉じ、走行モータ側の第2のポートを閉じ、ポンプ側の第3のポートと走行モータ側の第1のポートを接続する。 The flow control valves 71a, 71b have three opening states. In the first open state, the first port on the pump side is closed, the second port on the pump side and the second port on the travel motor side are connected, and the third port on the pump side and the third port on the travel motor side are connected. Connect the first port and the third port. In the second open state, the first port on the pump side and the first port on the travel motor side are connected, the second port on the pump side is closed, the second port on the travel motor side is closed, and the pump side Connect the third port on the drive motor side to the third port on the travel motor side. In the third open state, the first port on the pump side and the third port on the drive motor side are connected, the second port on the pump side is closed, the second port on the drive motor side is closed, and the pump side Connect the third port of the drive motor to the first port of the travel motor.

流量制御弁71a,71bは、コントローラ50からの信号により、3つの開口状態のいずれかに遷移し、通過流量を制御する。コントローラ50からの信号が無い場合、流量制御弁71a,71bは第1の開口状態に保持される。コントローラ50から正の信号が入力される場合、流量制御弁71a,71bは第1の開口状態から第2の開口状態へ遷移する。コントローラ50から負の信号が入力される場合、流量制御弁71a,71bは第1の開口状態から第3の開口状態に遷移する。 The flow rate control valves 71a and 71b are changed to one of three open states in response to a signal from the controller 50, and control the passing flow rate. When there is no signal from the controller 50, the flow control valves 71a, 71b are maintained in the first open state. When a positive signal is input from the controller 50, the flow control valves 71a, 71b transition from the first open state to the second open state. When a negative signal is input from the controller 50, the flow control valves 71a, 71b transition from the first open state to the third open state.

流路210に接続された圧力センサ60aは、流路210の圧力を計測し、コントローラ50に入力する。圧力センサ60aは、流路210の圧力を計測することにより、ブームシリンダ1のヘッド室圧力を計測する。 A pressure sensor 60 a connected to the flow path 210 measures the pressure of the flow path 210 and inputs it to the controller 50 . The pressure sensor 60a measures the pressure in the head chamber of the boom cylinder 1 by measuring the pressure in the flow path 210.

流路211に接続された圧力センサ60bは、流路211の圧力を計測し、コントローラ50に入力する。圧力センサ60bは、流路211の圧力を計測することにより、ブームシリンダ1のロッド室圧力を計測する。 A pressure sensor 60 b connected to the flow path 211 measures the pressure of the flow path 211 and inputs it to the controller 50 . The pressure sensor 60b measures the pressure in the rod chamber of the boom cylinder 1 by measuring the pressure in the flow path 211.

流路215に接続された圧力センサ62aは、流路215の圧力を計測し、コントローラ50に入力する。圧力センサ62aは、流路215の圧力を計測することにより、旋回モータ7の一方の入出力ポート圧力を計測する。 A pressure sensor 62 a connected to the flow path 215 measures the pressure of the flow path 215 and inputs it to the controller 50 . The pressure sensor 62a measures the pressure of one input/output port of the swing motor 7 by measuring the pressure of the flow path 215.

流路216に接続された圧力センサ62bは、流路216の圧力を計測し、コントローラ50に入力する。圧力センサ62bは、流路216の圧力を計測することにより、旋回モータ7の他方の入出力ポート圧力を計測する。 The pressure sensor 62b connected to the flow path 216 measures the pressure of the flow path 216 and inputs it to the controller 50. The pressure sensor 62b measures the pressure of the other input/output port of the swing motor 7 by measuring the pressure of the flow path 216.

流路204に接続された圧力センサ72は、流路204の圧力を計測し、コントローラ50に入力する。圧力センサ72は、流路204の圧力を計測することにより、第3の液圧ポンプ14の吐出圧力を計測する。 A pressure sensor 72 connected to the flow path 204 measures the pressure in the flow path 204 and inputs it to the controller 50 . The pressure sensor 72 measures the discharge pressure of the third hydraulic pump 14 by measuring the pressure in the flow path 204 .

流路205に接続された圧力センサ73は、流路205の圧力を計測し、コントローラ50に入力する。圧力センサ73は、流路205の圧力を計測することにより、第4の液圧ポンプ15の吐出圧力を計測する。 A pressure sensor 73 connected to the flow path 205 measures the pressure in the flow path 205 and inputs it to the controller 50 . The pressure sensor 73 measures the discharge pressure of the fourth hydraulic pump 15 by measuring the pressure in the flow path 205 .

レバー51は、オペレータによって操作され、その操作量をコントローラ50に入力する。 The lever 51 is operated by an operator, and the amount of the operation is input to the controller 50.

図3は、図2に示すコントローラ50の機能ブロック図である。なお、図3では、図2と同様に、ブームシリンダ1、旋回モータ7、および走行モータ8a,8bの駆動に関わる部分のみを示し、その他のアクチュエータの駆動に関わる部分は省略している。 FIG. 3 is a functional block diagram of the controller 50 shown in FIG. 2. In addition, in FIG. 3, like FIG. 2, only the parts related to the drive of the boom cylinder 1, the swing motor 7, and the travel motors 8a and 8b are shown, and the parts related to the drive of other actuators are omitted.

図3において、コントローラ50は、要求流量演算部50aと、アクチュエータ圧力演算部50bと、ポンプ圧力演算部50cと、要求トルク演算部50dと、要求流量制限部50eと、指令演算部50fとを備えている。 In FIG. 3, the controller 50 includes a required flow rate calculation section 50a, an actuator pressure calculation section 50b, a pump pressure calculation section 50c, a required torque calculation section 50d, a required flow rate restriction section 50e, and a command calculation section 50f. ing.

要求流量演算部50aは、オペレータのレバー入力に対して、各アクチュエータの動作方向および要求流量を演算し、要求トルク演算部50dおよび要求流量制限部50eに出力する。 The required flow rate calculating section 50a calculates the operating direction and required flow rate of each actuator in response to the operator's lever input, and outputs the calculated directions to the required torque calculating section 50d and the required flow rate limiting section 50e.

アクチュエータ圧力演算部50bは、圧力センサ60a,60b,62a,62bの値から、アクチュエータ1,7の圧力(以下、アクチュエータ圧力)を演算し、要求トルク演算部50dおよび指令演算部50fに出力する。 The actuator pressure calculation section 50b calculates the pressure of the actuators 1 and 7 (hereinafter referred to as actuator pressure) from the values of the pressure sensors 60a, 60b, 62a, and 62b, and outputs it to the required torque calculation section 50d and the command calculation section 50f.

ポンプ圧力演算部50cは、圧力センサ72,73の値から、第3および第4の液圧ポンプ14,15の圧力(以下、ポンプ圧力)を演算し、要求トルク演算部50dおよび指令演算部50fに出力する。 The pump pressure calculation unit 50c calculates the pressures of the third and fourth hydraulic pumps 14 and 15 (hereinafter referred to as pump pressure) from the values of the pressure sensors 72 and 73, and calculates the pressures of the third and fourth hydraulic pumps 14 and 15 (hereinafter referred to as pump pressure), and calculates the pressures of the third and fourth hydraulic pumps 14 and 15 (hereinafter referred to as pump pressure), and calculates the pressures of the third and fourth hydraulic pumps 14 and 15 (hereinafter referred to as pump pressure), and calculates the pressures of the third and fourth hydraulic pumps 14 and 15 (hereinafter referred to as pump pressure) Output to.

要求トルク演算部50dは、要求流量演算部50aから入力された要求流量、アクチュエータ圧力演算部50bから入力されたアクチュエータ圧力、およびポンプ圧力演算部50cから入力されたポンプ圧力に基づき、オペレータのレバー入力に応じてアクチュエータ1,7,8a,8bを駆動した場合にエンジン9にかかるトルク(以下、要求トルク)を演算する。 The required torque calculation unit 50d calculates the operator's lever input based on the required flow rate input from the required flow rate calculation unit 50a, the actuator pressure input from the actuator pressure calculation unit 50b, and the pump pressure input from the pump pressure calculation unit 50c. The torque applied to the engine 9 when the actuators 1, 7, 8a, and 8b are driven according to the torque (hereinafter referred to as required torque) is calculated.

要求流量制限部50eは、要求トルク演算部50dから入力された要求トルクに基づき、要求トルクの変化率(以下、要求トルク変化率)を計算する。そして、要求トルク変化率がエンジン9の特性に基づいて予め設定された許容出力トルク変化率(後述)を超えないように、要求流量演算部50aから入力された要求流量を制限し、指令演算部50fに出力する。 The required flow rate restriction unit 50e calculates a rate of change in the required torque (hereinafter referred to as a required torque rate of change) based on the required torque input from the required torque calculation unit 50d. Then, the required flow rate input from the required flow rate calculation unit 50a is limited so that the required torque change rate does not exceed an allowable output torque change rate (described later) that is preset based on the characteristics of the engine 9, and the command calculation unit Output to 50f.

指令演算部50fは、要求流量制限部50eから入力された要求流量、アクチュエータ圧力演算部50bから入力されたアクチュエータ圧力、およびポンプ圧力演算部50cから入力されたポンプ圧力に基づき、切換弁40~47、比例弁48,49、流量制御弁71a,71b、およびレギュレータ12a,13a,14a,15aへの指令値を演算し、それぞれに出力する。 The command calculation unit 50f adjusts the switching valves 40 to 47 based on the required flow rate input from the required flow rate restriction unit 50e, the actuator pressure input from the actuator pressure calculation unit 50b, and the pump pressure input from the pump pressure calculation unit 50c. , proportional valves 48, 49, flow rate control valves 71a, 71b, and regulators 12a, 13a, 14a, 15a, and output them to each of them.

次に、図2に示した液圧駆動装置の動作を説明する。 Next, the operation of the hydraulic drive device shown in FIG. 2 will be explained.

(1)非操作時
図2において、レバー51の非操作時は、第1~第4の液圧ポンプ12~15は最小傾転角に制御され、切換弁40~47は全て閉じられ、ブームシリンダ1、旋回モータ7、および走行モータ8a,8bは停止状態で保持される。
(1) When not operated In FIG. 2, when the lever 51 is not operated, the first to fourth hydraulic pumps 12 to 15 are controlled to the minimum tilt angle, the switching valves 40 to 47 are all closed, and the boom The cylinder 1, the swing motor 7, and the travel motors 8a, 8b are held in a stopped state.

(2)走行単独動作時
図4に、走行単独動作時のレバー51の入力、流量制御弁71a,71bの開口面積(開口1はポンプ側の第1のポートと走行モータ側の第1のポートとの間の開口面積、開口2はポンプ側の第2のポートと走行モータ側の第2のポートとの間の開口面積、開口3はポンプ側の第3のポートと走行モータ側の第3のポートとの間の開口面積)、第3および第4の液圧ポンプ14,15の合計要求吐出流量、圧力センサ72,73で計測した第3および第4の液圧ポンプ14,15の各吐出圧力、エンジン負荷トルク(要求トルク)、第3および第4の液圧ポンプ14,15の各吐出流量の変化を示す。
(2) During independent travel operation Figure 4 shows the input of the lever 51 during independent travel operation, and the opening areas of the flow control valves 71a and 71b (opening 1 is the first port on the pump side and the first port on the travel motor side). Opening 2 is the opening area between the second port on the pump side and the second port on the traveling motor side, Opening 3 is the opening area between the third port on the pump side and the third port on the traveling motor side. (opening area between the ports of 3 shows changes in discharge pressure, engine load torque (required torque), and discharge flow rates of the third and fourth hydraulic pumps 14 and 15.

時刻t0から時刻t1にかけて、レバー51の入力のうち、走行モータ8a,8bの正転を指示する指令値(以下、走行指令値)は0であり、走行モータ8a,8bは静止している。 From time t0 to time t1, among the inputs from the lever 51, a command value (hereinafter referred to as a travel command value) that instructs forward rotation of the travel motors 8a and 8b is 0, and the travel motors 8a and 8b are stationary.

時刻t1から時刻t2にかけて、レバー51の入力のうち、走行指令値が0から最大値まで上げられる。 From time t1 to time t2, among the inputs to the lever 51, the travel command value is increased from 0 to the maximum value.

図5は、コントローラ50の走行動作時の処理を示すフローチャートである。 FIG. 5 is a flowchart showing the processing of the controller 50 during the traveling operation.

まず、ステップS1において、コントローラ50は、レバー51の入力Linに基づき、走行モータ8a,8bに作動油を供給するポンプの要求吐出流量Qop_dを計算する。なお、本実施の形態では、第3の液圧ポンプ14および第4の液圧ポンプ15が走行モータ8a,8bに作動油を供給するため、要求吐出流量Qop_dは、第3の液圧ポンプ14の要求吐出流量Qop14_dと第4の液圧ポンプ15の要求吐出流量Qop15_dとの合計に等しい。要求吐出流量Qop_dは、以下のように、レバー51の入力Linの関数で定義される。 First, in step S1, the controller 50 calculates the required discharge flow rate Qop_d of the pump that supplies hydraulic oil to the travel motors 8a, 8b based on the input Lin from the lever 51. In addition, in this embodiment, since the third hydraulic pump 14 and the fourth hydraulic pump 15 supply hydraulic oil to the travel motors 8a and 8b, the required discharge flow rate Qop_d is different from that of the third hydraulic pump 14. is equal to the sum of the required discharge flow rate Qop14_d of the fourth hydraulic pump 15 and the required discharge flow rate Qop15_d of the fourth hydraulic pump 15. The required discharge flow rate Qop_d is defined as a function of the input Lin of the lever 51 as follows.

Figure 2023184576000002
Figure 2023184576000002

実際に走行モータ8a,8bを通過する流量は、流量制御弁71a,71bの開口面積により制御される。流量制御弁71a,71bの開口による流量制御の応答性を向上するために、レバー51の入力Linの走行指令値が0でない場合に、ポンプの要求吐出流量Qop_dが最大値になるように設定してもよい。 The flow rate actually passing through the travel motors 8a, 8b is controlled by the opening area of the flow rate control valves 71a, 71b. In order to improve the responsiveness of the flow rate control by opening the flow rate control valves 71a and 71b, the required discharge flow rate Qop_d of the pump is set to the maximum value when the travel command value of the input Lin of the lever 51 is not 0. You can.

次に、ステップS2において、コントローラ50は、エンジン9の特性を考慮し、ステップS1で決定した要求吐出流量Qop_dの変化率を制限する。 Next, in step S2, the controller 50 considers the characteristics of the engine 9 and limits the rate of change in the required discharge flow rate Qop_d determined in step S1.

次に、ステップS3において、コントローラ50は、圧力センサ72で計測した第3の液圧ポンプ14の吐出圧力Pop14、圧力センサ73で計測した第4の液圧ポンプ15の吐出圧力Pop15、第3の液圧ポンプ14の要求吐出流量Qop14_d、および第4の液圧ポンプ15の要求吐出流量Qop15_dから、レバー51の要求通りに第3の液圧ポンプ14と第4の液圧ポンプ15から流量を供給する場合にポンプ14,15が発生させる要求トルクTp_dを例えば以下の式(2)に基づき計算する。第3の液圧ポンプ14の要求トルクと第3の液圧ポンプ15の要求トルクの合計Top_dは、 Next, in step S3, the controller 50 controls the discharge pressure Pop14 of the third hydraulic pump 14 measured by the pressure sensor 72, the discharge pressure Pop15 of the fourth hydraulic pump 15 measured by the pressure sensor 73, and the discharge pressure Pop15 of the fourth hydraulic pump 15 measured by the pressure sensor 73. Based on the required discharge flow rate Qop14_d of the hydraulic pump 14 and the required discharge flow rate Qop15_d of the fourth hydraulic pump 15, the flow rate is supplied from the third hydraulic pump 14 and the fourth hydraulic pump 15 as requested by the lever 51. In this case, the required torque Tp_d generated by the pumps 14 and 15 is calculated based on, for example, the following equation (2). The total Top_d of the required torque of the third hydraulic pump 14 and the required torque of the third hydraulic pump 15 is

Figure 2023184576000003
Figure 2023184576000003

となる。ここで、Nengはエンジン回転数、ηopは第3の液圧ポンプ14と第4の液圧ポンプ15のポンプ効率である。 becomes. Here, Neng is the engine rotational speed, and ηop is the pump efficiency of the third hydraulic pump 14 and the fourth hydraulic pump 15.

全ポンプが発生させる要求トルクTp_dは、以下のとおりである。 The required torque Tp_d generated by all pumps is as follows.

Figure 2023184576000004
Figure 2023184576000004

次に、ステップS4において、要求トルクTp_dの変化率(要求トルク変化率)を計算する。要求トルク変化率は、例えば、要求トルクTp_dからエンジン9が現在出力しているトルクを差し引いた値をコントローラ50の制御周期で除算することにより求められる。 Next, in step S4, the rate of change in the required torque Tp_d (required torque rate of change) is calculated. The required torque change rate is obtained, for example, by dividing the value obtained by subtracting the torque currently output by the engine 9 from the required torque Tp_d by the control period of the controller 50.

次に、ステップS5において、コントローラ50は、ステップS4で計算した要求トルク変化率が許容出力トルクTp_limの変化率(以下、許容出力トルク変化率)以下であるか否かを判定する。要求トルク変化率が許容出力トルク変化率以下である場合はステップS7へ進み、そうでない場合はステップS6へ進む。許容出力トルクTp_limは、エンジン9が現時点で出力可能なトルクであり、エンジン9の燃料噴射量、ターボ圧等の情報から計算することができる。ここで、許容出力トルクTp_limおよび許容出力トルク変化率は以下の様に求めても良い。 Next, in step S5, the controller 50 determines whether the required torque change rate calculated in step S4 is less than or equal to the change rate of allowable output torque Tp_lim (hereinafter referred to as allowable output torque change rate). If the required torque change rate is less than or equal to the allowable output torque change rate, the process proceeds to step S7; otherwise, the process proceeds to step S6. The allowable output torque Tp_lim is the torque that the engine 9 can currently output, and can be calculated from information such as the fuel injection amount and turbo pressure of the engine 9. Here, the allowable output torque Tp_lim and the allowable output torque change rate may be determined as follows.

ターボ付きエンジンの場合、無負荷状態からエンジンに負荷が掛かると、ターボ圧が上昇するまで設計最大トルクが出力できない。例えば、図6に示す通り、エンジンに時刻t1から時刻t2にかけて最小値から最大値までエンジン負荷トルク(要求トルクTp_d)を上げると、エンジン負荷トルクの上昇に対してエンジン出力トルクの上昇が間に合わず、エンジン回転数が許容最小回転数を下回ってしまう。ここで、許容最小回転数とは、目標回転数から、最大限許容される低下量を差し引いた回転数である。一方、時刻t1から時刻t3にかけて最小値から最大値までエンジン負荷トルクを上げると、エンジン負荷トルクの上昇に対してエンジン出力トルクの上昇が間に合うため、エンジン回転数は許容最小回転数を下回ることはない。そこで、エンジン回転数の低下が許容最小回転数までに抑えられる最大トルク変化率を許容出力トルク変化率とし、許容出力トルク変化率を満たす最大出力トルクを許容出力トルクTp_limとする。例えば、現時点のエンジン出力トルクに許容出力トルク変化率とコントローラ50の制御周期との積を加算することにより求められる。すなわち、本発明における許容出力トルクTp_limは、現時点のエンジン出力トルクに応じて時々刻々と変化する。なお、ステップS5では、要求トルク変化率が許容出力トルク変化率以下であるか否かを判定しているが、この判定は、要求トルクTp_dが許容出力トルクTp_lim以下であるか否かの判定と同じである。 In the case of a turbocharged engine, when a load is applied to the engine from a no-load state, the design maximum torque cannot be output until the turbo pressure increases. For example, as shown in Fig. 6, when the engine load torque (required torque Tp_d) is increased from the minimum value to the maximum value from time t1 to time t2, the engine output torque does not increase in time for the increase in engine load torque. , the engine speed falls below the minimum allowable speed. Here, the minimum allowable rotation speed is the rotation speed obtained by subtracting the maximum allowable decrease from the target rotation speed. On the other hand, if the engine load torque is increased from the minimum value to the maximum value from time t1 to time t3, the engine output torque will increase in time for the increase in engine load torque, so the engine speed will never fall below the allowable minimum rotation speed. do not have. Therefore, the maximum torque change rate at which the decrease in engine speed can be suppressed to the allowable minimum rotation speed is set as the allowable output torque change rate, and the maximum output torque that satisfies the allowable output torque change rate is set as the allowable output torque Tp_lim. For example, it is determined by adding the product of the allowable output torque change rate and the control cycle of the controller 50 to the current engine output torque. That is, the allowable output torque Tp_lim in the present invention changes from moment to moment according to the current engine output torque. Note that in step S5, it is determined whether the required torque change rate is less than or equal to the allowable output torque change rate, but this determination is not the same as determining whether or not the required torque Tp_d is less than or equal to the allowable output torque Tp_lim. It's the same.

ここで、一般的な建設機械が平地で走行動作を行う場合、図4に示すとおり、走行停止中(時刻t0~時刻t1)はポンプ14,15の吐出圧力Pop14,Pop15は低く、走行加速中(時刻t1~時刻t3)に上昇し、定常速度(時刻t3~)で一定になるという特徴がある。特に最大加速度で走行する場合、ポンプ吐出圧力Pop14,Pop15は、リリーフ弁21,22の設定圧力まで上昇する。流量制御弁71a,71bを制御し走行モータ8a,8bを駆動させる際の応答性を上げるために、レバー入力の走行指令値が0でない場合にポンプ14,15の合計要求吐出流量(Qop14_d+Qop15_d)が最大値(2Qopmax)になるよう設定されていると、前述の急激な圧力上昇と、吐出流量の増大により、エンジン負荷トルク(要求トルクTp_d)が急激に上昇する。そこで図4に示す通り、レバー入力の走行指令値が0でない場合にポンプ14,15の合計要求吐出流量(Qop14_d+Qop15_d)が最小値から最大値(2Qopmax)まで変化する際の変化率を制限する。これにより、エンジン負荷トルク(要求トルクTp_d)の急激な上昇を抑制することができ、エンジン9のラグダウンを抑制できる。この変化率は、レバー入力の走行指令値が0でない場合にポンプ14,15の合計要求吐出流量(Qop14_d+Qop15_d)が最大値(2Qopmax)になるよう設定されている場合(制限前)のポンプ吐出圧力Pop14,Pop15の上昇特性に基づき、ポンプ14,15が発生する要求トルクTp_dの増加率がエンジン9の許容出力トルク変化率以下になるよう設定すればよい。 Here, when a general construction machine performs running operation on flat ground, as shown in FIG. 4, the discharge pressures Pop14 and Pop15 of the pumps 14 and 15 are low while running is stopped (time t0 to time t1), and when running is accelerating. It has a characteristic that the speed rises from time t1 to time t3 and becomes constant at a steady speed (from time t3). Particularly when traveling at maximum acceleration, the pump discharge pressures Pop14 and Pop15 rise to the set pressures of the relief valves 21 and 22. In order to improve the responsiveness when controlling the flow rate control valves 71a, 71b and driving the travel motors 8a, 8b, the total required discharge flow rate (Qop14_d+Qop15_d) of the pumps 14, 15 is set when the travel command value of the lever input is not 0. If it is set to the maximum value (2Qopmax), the engine load torque (required torque Tp_d) will rapidly increase due to the above-mentioned rapid pressure rise and increase in the discharge flow rate. Therefore, as shown in FIG. 4, when the travel command value of the lever input is not 0, the rate of change when the total required discharge flow rate (Qop14_d+Qop15_d) of the pumps 14 and 15 changes from the minimum value to the maximum value (2Qopmax) is limited. Thereby, a sudden increase in engine load torque (required torque Tp_d) can be suppressed, and lag down of the engine 9 can be suppressed. This rate of change is the pump discharge pressure when the total required discharge flow rate (Qop14_d + Qop15_d) of the pumps 14 and 15 is set to the maximum value (2Qopmax) when the travel command value of the lever input is not 0 (before restriction). Based on the rising characteristics of Pop14 and Pop15, the increase rate of the required torque Tp_d generated by the pumps 14 and 15 may be set to be equal to or less than the allowable output torque change rate of the engine 9.

次に、ステップS6において、コントローラ50は、要求トルク変化率が許容出力トルク変化率以下になるように(すなわち、要求トルクTp_dが許容出力トルクTp_lim以下になるように)、要求吐出流量Qop_d(=Qop14_d+Qop15_d)を制限する。制限後の要求吐出流量Qop_d’(=Qop14_d’+Qop15_d’)は、例えば以下の様に求めることができる。 Next, in step S6, the controller 50 controls the required discharge flow rate Qop_d (= Qop14_d+Qop15_d). The required discharge flow rate Qop_d' (=Qop14_d'+Qop15_d') after restriction can be obtained, for example, as follows.

ステップS3において求めた要求トルクTp_dに対して、エンジン9は許容出力トルクTp_limまでしか出力できないため、第3の液圧ポンプ14の要求トルクと第4の液圧ポンプ15の要求トルクの合計Top_dを、 With respect to the required torque Tp_d obtained in step S3, the engine 9 can only output up to the allowable output torque Tp_lim, so the total Top_d of the required torque of the third hydraulic pump 14 and the required torque of the fourth hydraulic pump 15 is ,

Figure 2023184576000005
Figure 2023184576000005

となるように抑制する必要がある。式(2)より、 It is necessary to suppress it so that From formula (2),

Figure 2023184576000006
Figure 2023184576000006

となる。ここで、第3の液圧ポンプ14の吐出圧力Pop14と第4の液圧ポンプ15の吐出圧力Pop15はほぼ等しく、制限後の要求吐出流量Qop_d’を2台のポンプ14,15に等しく割り当てると、各ポンプの制限後の要求吐出流量Qop14_d’,Qop15_d’を、 becomes. Here, the discharge pressure Pop14 of the third hydraulic pump 14 and the discharge pressure Pop15 of the fourth hydraulic pump 15 are almost equal, and if the required discharge flow rate Qop_d' after restriction is equally allocated to the two pumps 14 and 15. , the required discharge flow rate after restriction of each pump Qop14_d', Qop15_d',

Figure 2023184576000007
Figure 2023184576000007

と求めることができる。 can be asked.

次に、ステップS7において、コントローラ50は、走行モータ8a,8bを駆動するポンプ14,15の要求吐出流量Qop14_d’,Qop15_d’に基づき、第3の液圧ポンプ14の吐出流量Qop14と第4の液圧ポンプ15の吐出流量Qop15を制御し、処理を終了する。 Next, in step S7, the controller 50 controls the discharge flow rate Qop14 of the third hydraulic pump 14 and the fourth The discharge flow rate Qop15 of the hydraulic pump 15 is controlled, and the process ends.

図5に示す処理フローによれば、図4に示す時刻t1から時刻t2にかけて、レバー51の入力のうち、走行指令値が最大値まで上げられると、コントローラ50は、レバー51の入力から要求吐出流量Qop14_d,Qop15_dを計算する。次に、コントローラ50は、要求吐出流量Qop14_d,Qop15_dと、圧力センサ72,73で計測した第3の液圧ポンプ14の吐出圧力Pop14と第4の液圧ポンプ15の吐出圧力Pop15から、式(2),(3)を用いて、要求トルクTp_dを計算する。 According to the process flow shown in FIG. 5, when the travel command value among the inputs of the lever 51 is increased to the maximum value from time t1 to time t2 shown in FIG. Calculate flow rates Qop14_d and Qop15_d. Next, the controller 50 calculates the equation ( Calculate the required torque Tp_d using 2) and (3).

図4に示す通り、要求トルクTp_dが時刻t1から時刻t2にかけて最大値に達するのに対して、エンジン9の許容出力トルクTp_limが、エンジン9の定格最大トルクになるのに時刻t1から時刻t3までかかるとすると、時刻t1から時刻t3にかけて、コントローラ50は、要求トルクTp_dがエンジン9の許容出力トルクTp_lim以下になるように、式(6)を用いて、制限した要求吐出流量Qop14_d’,Qop15_d’を計算する。 As shown in FIG. 4, the required torque Tp_d reaches the maximum value from time t1 to time t2, while the allowable output torque Tp_lim of the engine 9 reaches the rated maximum torque of the engine 9 from time t1 to time t3. Assuming this, from time t1 to time t3, the controller 50 uses equation (6) to limit the required discharge flow rates Qop14_d', Qop15_d' so that the required torque Tp_d is equal to or less than the allowable output torque Tp_lim of the engine 9. Calculate.

コントローラ50は、制限した要求吐出流量Qop14_d’,Qop15_d’に基づき、図4に示すように、第3の液圧ポンプ14の吐出流量Qop14と第4の液圧ポンプ15の吐出流量Qop15を制御する。 The controller 50 controls the discharge flow rate Qop14 of the third hydraulic pump 14 and the discharge flow rate Qop15 of the fourth hydraulic pump 15, as shown in FIG. 4, based on the restricted required discharge flow rates Qop14_d' and Qop15_d'. .

以上の様に制御することにより、エンジン9をラグダウンさせることなくショベルを動作させることが可能になる。 By controlling as described above, it becomes possible to operate the excavator without causing the engine 9 to lag down.

なお、本実施の形態では、ポンプを同時に立ち上げたが、1台ずつ立ち上げてもよい。 In this embodiment, the pumps are started at the same time, but they may be started one by one.

(3)走行+ブーム上げ動作時
図7に、走行+ブーム上げ複合動作時のレバー51の入力、レバー51の入力に基づく流量制御弁71a,71bの開口面積、レバー51の入力に基づくブームシリンダ1の要求流量、第1および第2の液圧ポンプ12,13の各要求吐出流量、第3および第4の液圧ポンプ14,15の合計要求吐出流量、圧力センサ60a,60bで計測したブームシリンダ1のヘッド室圧力とロッド室圧力、圧力センサ72,73で計測した第3および第4液圧ポンプ14,15の各吐出圧力、エンジン負荷トルク(要求トルク)、第1および第2の液圧ポンプ12,13の各吐出流量、第3および第4の液圧ポンプ14,15の各吐出流量の変化を示す。
(3) During traveling + boom raising operation Figure 7 shows the lever 51 input during traveling + boom raising combined operation, the opening area of the flow control valves 71a and 71b based on the lever 51 input, and the boom cylinder based on the lever 51 input. 1 required flow rate, each required discharge flow rate of the first and second hydraulic pumps 12 and 13, the total required discharge flow rate of the third and fourth hydraulic pumps 14 and 15, and the boom measured by the pressure sensors 60a and 60b. Head chamber pressure and rod chamber pressure of the cylinder 1, each discharge pressure of the third and fourth hydraulic pumps 14, 15 measured by pressure sensors 72, 73, engine load torque (required torque), first and second fluid 3 shows changes in the discharge flow rates of the pressure pumps 12 and 13 and the discharge flow rates of the third and fourth hydraulic pumps 14 and 15.

時刻t0から時刻t1にかけて、レバー51の入力のうち、ブームシリンダ1の伸長を指示する指令値(以下、ブーム上げ指令値)、および走行指令値は0であり、ブームシリンダ1と走行モータ8a,8bは静止している。 From time t0 to time t1, among the inputs of the lever 51, the command value for instructing the extension of the boom cylinder 1 (hereinafter referred to as the boom-up command value) and the travel command value are 0, and the boom cylinder 1 and the travel motor 8a, 8b is stationary.

時刻t1から時刻t2にかけて、レバー51の入力のうち、ブーム上げ指令値および走行指令値が最大値まで上げられる。 From time t1 to time t2, among the inputs of the lever 51, the boom raising command value and the travel command value are increased to their maximum values.

図8A~図8Cは、コントローラ50の走行複合動作時の処理を示すフローチャートである。以下、図5に示した走行単独動作時の処理との相違点を中心に説明する。 FIGS. 8A to 8C are flowcharts showing processing performed by the controller 50 during combined travel operation. Hereinafter, a description will be given focusing on the differences from the processing during the single running operation shown in FIG. 5.

ステップS3において、コントローラ50は、圧力センサ60a,60bで計測したブームシリンダ1のヘッド室圧力Pcyl_hとロッド室圧力Pcyl_r、および第1の液圧ポンプ12の要求吐出流量と第2の液圧ポンプ13の要求吐出流量の合計Qcp_dから、レバー51の要求通りにブームシリンダ1を駆動させる場合にポンプが発生させる要求トルクTp_dを計算する。 In step S3, the controller 50 calculates the head chamber pressure Pcyl_h and rod chamber pressure Pcyl_r of the boom cylinder 1 measured by the pressure sensors 60a and 60b, and the required discharge flow rate of the first hydraulic pump 12 and the second hydraulic pump 13. From the total required discharge flow rate Qcp_d, the required torque Tp_d that the pump generates when driving the boom cylinder 1 as requested by the lever 51 is calculated.

ステップS5で要求トルク変化率が許容出力トルク変化率以下でないと判定された場合はステップS6aへ進む。 If it is determined in step S5 that the required torque change rate is not less than the allowable output torque change rate, the process advances to step S6a.

ステップS6aにおいて、走行単独操作であるか否かを判定する。走行単独操作である場合はステップS6へ進み、そうでない場合はステップS8aへ進む。 In step S6a, it is determined whether or not the operation is a run-only operation. If it is a run-only operation, the process advances to step S6; otherwise, the process advances to step S8a.

ステップS8aにおいて、走行、ブーム及び旋回の複合操作であるか否かを判定する。走行、ブーム及び旋回の複合操作である場合はステップS8bへ進み、そうでない場合はステップS10aへ進む。 In step S8a, it is determined whether it is a combined operation of traveling, boom, and turning. If it is a combined operation of traveling, boom, and turning, the process advances to step S8b; otherwise, the process advances to step S10a.

ステップS8bにおいて、走行用開回路ポンプの要求トルクが所定の割合(第1割合)以下になるように走行要求流量を制限し、ステップS8cへ進む。 In step S8b, the required traveling flow rate is limited so that the required torque of the traveling open circuit pump is equal to or less than a predetermined ratio (first ratio), and the process proceeds to step S8c.

ステップS8cにおいて、許容出力トルクから制限後の走行用開回路ポンプの要求トルクと走行以外の要求トルクとを差し引いた値が正か否かを判定する。正である場合はステップS8dへ進み、そうでない場合はステップS9aへ進む。 In step S8c, it is determined whether the value obtained by subtracting the required torque of the open-circuit pump for driving after restriction and the required torque for purposes other than driving from the allowable output torque is positive. If it is positive, the process proceeds to step S8d; otherwise, the process proceeds to step S9a.

ステップS8dにおいて、レバー入力から走行モータ8a,8b以外のアクチュエータの要求流量を計算し、ステップS7へ進む。 In step S8d, the required flow rate of actuators other than the travel motors 8a and 8b is calculated from the lever input, and the process proceeds to step S7.

ステップS9aにおいて、ブーム及び旋回の複合操作であるか否かを判定する。ブーム及び旋回の複合操作である場合はステップS9bへ進み、そうでない場合はステップS9fへ進む。 In step S9a, it is determined whether the operation is a combination of boom and turning. If it is a combined boom and turning operation, the process advances to step S9b; otherwise, the process advances to step S9f.

ステップS9bにおいて、走行割り当て後の許容出力トルクに対して旋回モータ7の要求トルクが所定の割合(第2割合)以下になるように旋回要求流量を制限し、ステップS9cへ進む。 In step S9b, the required turning flow rate is limited so that the required torque of the turning motor 7 is equal to or less than a predetermined ratio (second ratio) to the allowable output torque after travel assignment, and the process proceeds to step S9c.

ステップS9cにおいて、走行割り当て後の許容出力トルクから制限後の旋回要求トルクと旋回以外の要求トルクとを差し引いた値が正であるか否かを判定する。正である場合はステップS9dへ進み、そうでない場合はステップS9eへ進む。 In step S9c, it is determined whether the value obtained by subtracting the required turning torque after restriction and the required torque other than turning from the allowable output torque after travel assignment is positive. If it is positive, the process proceeds to step S9d; otherwise, the process proceeds to step S9e.

ステップS9dにおいて、レバー入力から旋回モータ7以外のアクチュエータの要求流量を計算し、ステップS7へ進む。 In step S9d, the required flow rate of actuators other than the swing motor 7 is calculated from the lever input, and the process proceeds to step S7.

ステップS9eにおいて、各アクチュエータの要求速度比を保ったまま許容出力トルク以下になるように旋回モータ7以外のアクチュエータの要求流量を制限し、ステップS7へ進む。 In step S9e, the required flow rate of the actuators other than the swing motor 7 is limited so that the required speed ratio of each actuator is maintained and the output torque is below the allowable output torque, and the process proceeds to step S7.

ステップS9fにおいて、各アクチュエータの要求速度比を保ったまま走行割り当て後の許容出力トルク以下となるように各要求流量を制限し、ステップS7へ進む。 In step S9f, each required flow rate is limited so as to be equal to or less than the allowable output torque after travel assignment while maintaining the required speed ratio of each actuator, and the process proceeds to step S7.

ステップS10aにおいて、ブーム及び旋回の複合操作であるか否かを判定する。ブーム及び旋回の複合操作である場合はステップS10bへ進み、そうでない場合はステップS10fへ進む。 In step S10a, it is determined whether or not it is a combined boom and turning operation. If the operation is a combination of boom and turning, the process proceeds to step S10b; otherwise, the process proceeds to step S10f.

ステップS10bにおいて、旋回モータ7の要求トルクが所定の割合以下になるように旋回要求流量を制限し、ステップS10cへ進む。 In step S10b, the required swing flow rate is limited so that the required torque of the swing motor 7 is equal to or less than a predetermined ratio, and the process proceeds to step S10c.

ステップS10cにおいて、許容出力トルクから制限後の旋回要求トルクと旋回以外の要求トルクとを差し引いた値が正であるか否かを判定する。正である場合はステップS10dへ進み、そうでない場合はステップS10eへ進む。 In step S10c, it is determined whether the value obtained by subtracting the required turning torque after the limit and the required torque other than turning from the allowable output torque is positive. If it is positive, the process proceeds to step S10d; otherwise, the process proceeds to step S10e.

ステップS10dにおいて、レバー入力から旋回モータ7以外のアクチュエータの要求流量を計算し、ステップS7へ進む。 In step S10d, the required flow rate of actuators other than the swing motor 7 is calculated from the lever input, and the process proceeds to step S7.

ステップS10eにおいて、各アクチュエータの要求速度比を保ったまま許容出力トルク以下になるように旋回モータ7以外のアクチュエータの要求流量を制限し、ステップS7へ進む。 In step S10e, the required flow rate of the actuators other than the swing motor 7 is limited so that the required speed ratio of each actuator is maintained and the output torque is below the allowable output torque, and the process proceeds to step S7.

ステップS10fにおいて、各アクチュエータの要求速度比を保ったまま許容出力トルク以下となるように各要求流量を制限し、ステップS7へ進む。 In step S10f, each required flow rate is limited so as to be equal to or less than the allowable output torque while maintaining the required speed ratio of each actuator, and the process proceeds to step S7.

図8A~図8Cに示す処理フローによれば、図7に示す時刻t1から時刻t2にかけて、レバー51の入力のうち、ブーム上げ指令値および走行指令値が最大値まで上げられると、コントローラ50は、レバー51の入力からブームシリンダ1の要求流量Qcyl_boom_dと、走行モータ8a,8bを駆動するポンプの要求吐出流量Qop_dを計算する。 According to the processing flow shown in FIGS. 8A to 8C, from time t1 to time t2 shown in FIG. , calculates the required flow rate Qcyl_boom_d of the boom cylinder 1 and the required discharge flow rate Qop_d of the pump that drives the traveling motors 8a and 8b from the input of the lever 51.

ここで、コントローラ50は、ブームシリンダ1の駆動用に第1の液圧ポンプ12と第2の液圧ポンプ13を割り当て、走行モータ8a,8bの駆動用に第3の液圧ポンプ14および第4の液圧ポンプ15を割り当てる。 Here, the controller 50 allocates the first hydraulic pump 12 and the second hydraulic pump 13 for driving the boom cylinder 1, and allocates the third hydraulic pump 14 and the second hydraulic pump 13 for driving the travel motors 8a and 8b. 4 hydraulic pumps 15 are assigned.

コントローラ50は、レバー51の入力Linに基づきブームシリンダ1を駆動するポンプの要求吐出流量Qcp_dを決定する。 The controller 50 determines the required discharge flow rate Qcp_d of the pump that drives the boom cylinder 1 based on the input Lin from the lever 51 .

Figure 2023184576000008
Figure 2023184576000008

図8Aに示すステップS3において、コントローラ50は、圧力センサ60a,60bで計測したブームシリンダ1のヘッド室圧力Pcyl_hとロッド室圧力Pcyl_r、および第1の液圧ポンプ12の要求吐出流量と第2の液圧ポンプ13の要求吐出流量の合計Qcp_dから、レバー51の要求通りにブームシリンダ1を駆動させる場合にポンプが発生させる要求トルクTp_dを計算する。まず、閉回路ポンプが発生させる要求トルクTcp_dは、 In step S3 shown in FIG. 8A, the controller 50 sets the head chamber pressure Pcyl_h and rod chamber pressure Pcyl_r of the boom cylinder 1 measured by the pressure sensors 60a and 60b, and the required discharge flow rate of the first hydraulic pump 12 and the second From the total required discharge flow rate Qcp_d of the hydraulic pump 13, the required torque Tp_d that the pump generates when driving the boom cylinder 1 as requested by the lever 51 is calculated. First, the required torque Tcp_d generated by the closed circuit pump is

Figure 2023184576000009
Figure 2023184576000009

となる。ここで、Nengはエンジン回転数、Plossはシリンダからポンプまでの管路で発生する圧力損失、ηcpは第1の液圧ポンプ12と第2の液圧ポンプ13のポンプ効率である。 becomes. Here, Neng is the engine rotation speed, Ploss is the pressure loss generated in the pipeline from the cylinder to the pump, and ηcp is the pump efficiency of the first hydraulic pump 12 and the second hydraulic pump 13.

コントローラ50は、式(2),(8)を用いて、第1の液圧ポンプ12、第2の液圧ポンプ13、第3の液圧ポンプ14、第4の液圧ポンプ15の要求トルクの合計である要求トルクTp_dを計算する。この時、要求トルクTp_dは、 The controller 50 calculates the required torque of the first hydraulic pump 12, the second hydraulic pump 13, the third hydraulic pump 14, and the fourth hydraulic pump 15 using equations (2) and (8). Calculate the required torque Tp_d, which is the sum of At this time, the required torque Tp_d is

Figure 2023184576000010
Figure 2023184576000010

となる。 becomes.

図7に示す通り、要求トルクTp_dが時刻t1から時刻t2にかけて最大値に増加するのに対して、エンジン9の許容出力トルクTp_limがエンジン9の定格最大トルクになるのに時刻t1から時刻t3までかかるとすると、時刻t1から時刻t3にかけて、コントローラ50は、 As shown in FIG. 7, the required torque Tp_d increases to the maximum value from time t1 to time t2, while the allowable output torque Tp_lim of the engine 9 reaches the rated maximum torque of the engine 9 from time t1 to time t3. If this is the case, from time t1 to time t3, the controller 50:

Figure 2023184576000011
Figure 2023184576000011

となるように、ブームシリンダ1を駆動するポンプ12,13の制限した要求吐出流量Qcp_d’と、走行モータ8a,8bを駆動するポンプ14,15の制限した要求吐出流量Qop_d’を計算する。 The restricted required discharge flow rate Qcp_d' of the pumps 12 and 13 that drive the boom cylinder 1 and the restricted required discharge flow rate Qop_d' of the pumps 14 and 15 that drive the travel motors 8a and 8b are calculated so that

ここで、一般的な建設機械が平地で走行動作を行う場合、図7に示すとおり、走行停止中(時刻t0~時刻t1)はポンプ14,15の吐出圧力Pop14,Pop15は低く、走行加速中(時刻t1~時刻t3)に上昇し、定常速度(時刻t3~)で一定になるという特徴がある。特に最大加速度で走行する場合、ポンプ吐出圧力Pop14,Pop15は、リリーフ弁21,22の設定圧力まで上昇する。 Here, when a general construction machine performs running operation on flat ground, as shown in FIG. 7, the discharge pressures Pop14 and Pop15 of the pumps 14 and 15 are low while running is stopped (time t0 to time t1), and when running is accelerating. It has a characteristic that the speed rises from time t1 to time t3 and becomes constant at a steady speed (from time t3). Particularly when traveling at maximum acceleration, the pump discharge pressures Pop14 and Pop15 rise to the set pressures of the relief valves 21 and 22.

例えば、ブーム上げ動作と走行を同時に開始する場合、走行加速中の急激な圧力上昇に伴い、走行モータ8a,8bへ流量を供給するポンプ14,15の要求トルク増大に伴い、ブームシリンダ1へ割り当て可能なトルクが減少し、ブームシリンダ1の速度も低くなってしまうことがある。 For example, when starting the boom raising operation and traveling at the same time, the required torque of the pumps 14 and 15 that supplies flow to the traveling motors 8a and 8b increases due to a sudden pressure increase during traveling acceleration, and the torque is allocated to the boom cylinder 1. The available torque is reduced and the speed of the boom cylinder 1 may also be reduced.

これを抑制するために、ブームシリンダ1と、走行モータ8a,8bとさらに旋回モータ7とを組み合わせて動かす場合、走行モータ8a,8bに割り当てるトルクの比率をある程度確保する。例えば、エンジンが出力可能なトルク(許容出力トルクTp_lim)の50%分を走行モータ8a,8bに割り当てる。式(10)より、 In order to suppress this, when the boom cylinder 1, the travel motors 8a, 8b, and the swing motor 7 are operated in combination, a certain ratio of torque to be allocated to the travel motors 8a, 8b is ensured. For example, 50% of the torque that the engine can output (allowable output torque Tp_lim) is allocated to the travel motors 8a and 8b. From formula (10),

Figure 2023184576000012
Figure 2023184576000012

となり、 Then,

Figure 2023184576000013
Figure 2023184576000013

となる。
式(8),(11)より、ブームシリンダ1を駆動するポンプの制限した要求吐出流量Qcp_d’は、
becomes.
From equations (8) and (11), the limited required discharge flow rate Qcp_d' of the pump that drives boom cylinder 1 is:

Figure 2023184576000014
Figure 2023184576000014

となる。ここで、第1の液圧ポンプ12の吐出圧力と、第2の液圧ポンプ13の吐出圧力はほぼ等しく、制限後の要求吐出流量Qcp_d’を2台のポンプ12,13に等しく割り当てると、各ポンプの制限後の要求吐出流量Qcp12_d’,Qcp13_d’は、 becomes. Here, the discharge pressure of the first hydraulic pump 12 and the discharge pressure of the second hydraulic pump 13 are approximately equal, and if the required discharge flow rate Qcp_d' after restriction is equally allocated to the two pumps 12 and 13, The required discharge flow rate Qcp12_d', Qcp13_d' after restriction of each pump is

Figure 2023184576000015
Figure 2023184576000015

となる。式(13)に示す通り、ブームシリンダ1を駆動するポンプの制限した要求吐出流量Qcp_d’は、直接ポンプ圧を用いず、アクチュエータ圧力を用いるため、要求吐出流量Qcp_d’が各ポンプの最大吐出流量を越えていないかを、ポンプをブームシリンダ1へ接続する前に判定することができる。そのため、要求吐出流量Qcp_d’に応じてポンプの台数を決定してもよい。これにより、要求吐出流量Qcp_dによっては、ブームシリンダ1へのポンプの接続台数を1台で済ますことができるため、他のアクチュエータを駆動するための空きポンプを確保できる。その結果、接続先の切換回数が低減し、切換に伴う動作開始遅れや、ポンプ接続先変更に伴う圧力ショックを低減できる。 becomes. As shown in equation (13), the limited required discharge flow rate Qcp_d' of the pump that drives boom cylinder 1 uses actuator pressure rather than direct pump pressure, so the required discharge flow rate Qcp_d' is the maximum discharge flow rate of each pump. Before connecting the pump to the boom cylinder 1, it can be determined whether or not the above is exceeded. Therefore, the number of pumps may be determined according to the required discharge flow rate Qcp_d'. Thereby, depending on the required discharge flow rate Qcp_d, only one pump can be connected to the boom cylinder 1, so that an empty pump can be secured for driving other actuators. As a result, the number of times the connection destination is switched is reduced, and the delay in starting the operation caused by switching and the pressure shock caused by changing the pump connection destination can be reduced.

ここで、第3の液圧ポンプ14の吐出圧力Pop14と、第4の液圧ポンプ15の吐出圧力Pop15はほぼ等しく、制限後の要求吐出流量Qop_d’を2台のポンプ14,15に等しく割り当てると、各ポンプの制限後の要求吐出流量Qop14_d’,Qop15_d’は、式(2),(12)より、 Here, the discharge pressure Pop14 of the third hydraulic pump 14 and the discharge pressure Pop15 of the fourth hydraulic pump 15 are almost equal, and the required discharge flow rate Qop_d' after restriction is equally allocated to the two pumps 14 and 15. From equations (2) and (12), the required discharge flow rate Qop14_d' and Qop15_d' after restriction of each pump are as follows.

Figure 2023184576000016
Figure 2023184576000016

となる。式(13),(15)で計算した制限後の各要求吐出流量が、式(1),(7)で求めた要求吐出流量を上回る場合、差分の流量によって発生する余剰トルクを再度割当直しても良い。これにより、各アクチュエータに要求流量に近い流量を確保しつつ、エンジン9のトルクを効率的に使用することができる。 becomes. If each required discharge flow rate after restriction calculated using equations (13) and (15) exceeds the required discharge flow rate calculated using equations (1) and (7), the surplus torque generated by the difference in flow rate is reallocated. It's okay. Thereby, the torque of the engine 9 can be used efficiently while ensuring a flow rate close to the required flow rate for each actuator.

ステップS7において、コントローラ50は、ブームシリンダ1を駆動するポンプ12,13の要求吐出流量Qcp12_d’,Qcp13_d’と走行モータ8a,8bを駆動するポンプ14,15の要求吐出流量Qop14_d’,Qop15_d’に基づき、第1の液圧ポンプ12の吐出流量Qcp12、第2の液圧ポンプ13の吐出流量Qcp13、第3の液圧ポンプ14の吐出流量Qop14、および第4の液圧ポンプ15の吐出流量Qop15を制御する。 In step S7, the controller 50 sets the required discharge flow rates Qcp12_d', Qcp13_d' of the pumps 12, 13 that drive the boom cylinder 1 and the required discharge flow rates Qop14_d', Qop15_d' of the pumps 14, 15 that drive the travel motors 8a, 8b. Based on the discharge flow rate Qcp12 of the first hydraulic pump 12, the discharge flow rate Qcp13 of the second hydraulic pump 13, the discharge flow rate Qop14 of the third hydraulic pump 14, and the discharge flow rate Qop15 of the fourth hydraulic pump 15. control.

図8A~図8Cに示す処理フローによれば、図7に示す時刻t1から時刻t2にかけて、レバー51の入力のうち、ブーム上げ指令値および走行指令値が最大値まで上げられると、コントローラ50は、レバー51の入力からブームシリンダ1を駆動するポンプの要求吐出流量Qcp_dと走行モータ8a,8bを駆動するポンプの要求吐出流量Qop_dを計算する。次に、コントローラ50は、各要求吐出流量と、圧力センサ60a,60b,72,73で計測したブームシリンダ1のヘッド室圧力、ロッド室圧力、第3の液圧ポンプの吐出圧力Pop14、および第4の液圧ポンプの吐出圧力Pop15から、式(9)を用いて、要求トルクTp_dを計算する。 According to the processing flow shown in FIGS. 8A to 8C, from time t1 to time t2 shown in FIG. , calculates the required discharge flow rate Qcp_d of the pump that drives the boom cylinder 1 and the required discharge flow rate Qop_d of the pump that drives the traveling motors 8a and 8b from the input of the lever 51. Next, the controller 50 calculates each required discharge flow rate, the head chamber pressure of the boom cylinder 1, the rod chamber pressure, the discharge pressure Pop14 of the third hydraulic pump, and the third hydraulic pump. From the discharge pressure Pop15 of the hydraulic pump No. 4, the required torque Tp_d is calculated using equation (9).

図7に示す通り、要求トルクTp_dが時刻t1から時刻t2にかけて最大値に達するのに対して、エンジン9の許容出力トルクTp_limがエンジン9の定格最大トルクになるのに時刻t1から時刻t3までかかるとすると、時刻t1から時刻t3にかけて、コントローラ50は、要求トルクTp_dがエンジン9の許容出力トルクTp_lim以下になるように、式(14),(15)を用いて、制限した要求吐出流量Qcp12_d’,Qcp13_d’,Qop14_d’,Qop15_d’を計算する。 As shown in FIG. 7, while the required torque Tp_d reaches its maximum value from time t1 to time t2, it takes from time t1 to time t3 for the allowable output torque Tp_lim of the engine 9 to reach the rated maximum torque of the engine 9. Then, from time t1 to time t3, the controller 50 uses equations (14) and (15) to limit the required discharge flow rate Qcp12_d' so that the required torque Tp_d is equal to or less than the allowable output torque Tp_lim of the engine 9. , Qcp13_d', Qop14_d', Qop15_d' are calculated.

コントローラ50は、制限した要求吐出流量Qcp12_d’,Qcp13_d’,Qop14_d’,Qop15_d’に基づき、図7に示すように、第1の液圧ポンプ12の吐出流量Qcp12、第2の液圧ポンプ13の吐出流量Qcp13、第3の液圧ポンプ14の吐出流量Qop14、および第4の液圧ポンプ15の吐出流量Qop15を制御する。 The controller 50 controls the discharge flow rate Qcp12 of the first hydraulic pump 12 and the discharge flow rate Qcp12 of the second hydraulic pump 13, as shown in FIG. The discharge flow rate Qcp13, the discharge flow rate Qop14 of the third hydraulic pump 14, and the discharge flow rate Qop15 of the fourth hydraulic pump 15 are controlled.

走行モータ8a,8bへのエンジントルクの割当比率は平地走行時の定常速度時のエンジントルク使用率から決定するとよい。なお、登坂走行時等はトルク使用率が上昇するため、図9に示すように、別途路面の傾斜角度を検出する手段(角度センサ91)を備え、傾斜角度により走行モータ8a,8bへのエンジントルク割当比率を変更する機能を要求流量制限部50eに持たせても良い。これにより、登坂走行時も走行速度を確保しつつ、他のアクチュエータを駆動させることができる。 The allocation ratio of engine torque to the traveling motors 8a, 8b may be determined from the engine torque usage rate at a steady speed when traveling on flat ground. In addition, since the torque usage rate increases when traveling uphill, as shown in FIG. The required flow rate limiting section 50e may have a function of changing the torque allocation ratio. Thereby, the other actuators can be driven while ensuring the traveling speed even when traveling uphill.

以上の様に制御することにより、エンジン9をラグダウンさせることなくショベルを動作させることが可能になる。 By controlling as described above, it becomes possible to operate the excavator without causing the engine 9 to lag down.

(4)走行+ブーム上げ+旋回動作時
図10に、走行+ブーム上げ+旋回複合動作時のレバー51の入力、レバー51の入力に基づく流量制御弁71a,71bの開口面積、レバー51の入力に基づくブームシリンダ1および旋回モータ7の各要求流量、第1および第2の液圧ポンプ12,13の各要求吐出流量、第3および第4の液圧ポンプ14,15の合計要求吐出流量、圧力センサ60a,60bで計測したブームシリンダ1のヘッド室圧力とロッド室圧力、圧力センサ72,73で計測した第3および第4液圧ポンプ14,15の各吐出圧力、圧力センサ62a,62bで計測した旋回モータ7の各ポート圧力、エンジン負荷トルク(要求トルク)、第1および第2の液圧ポンプ12,13の各吐出流量、第3および第4の液圧ポンプ14,15の各吐出流量の変化を示す。
(4) During traveling + boom raising + swinging operation Figure 10 shows the input of the lever 51 during the combined traveling + boom raising + swinging operation, the opening area of the flow control valves 71a and 71b based on the input of the lever 51, and the input of the lever 51. each required flow rate of the boom cylinder 1 and swing motor 7 based on, each required discharge flow rate of the first and second hydraulic pumps 12, 13, the total required discharge flow rate of the third and fourth hydraulic pumps 14, 15, The head chamber pressure and rod chamber pressure of the boom cylinder 1 measured by the pressure sensors 60a and 60b, the respective discharge pressures of the third and fourth hydraulic pumps 14 and 15 measured by the pressure sensors 72 and 73, and the pressure sensors 62a and 62b. The measured port pressure of the swing motor 7, engine load torque (required torque), each discharge flow rate of the first and second hydraulic pumps 12, 13, and each discharge of the third and fourth hydraulic pumps 14, 15 Shows changes in flow rate.

時刻t0から時刻t1にかけて、レバー51の入力のうち、ブーム上げ指令値、旋回モータ7の回転を指示する指令値(以下、旋回指令値)、および走行指令値は0であり、ブームシリンダ1、旋回モータ7、および走行モータ8a,8bは静止している。 From time t0 to time t1, among the inputs of the lever 51, the boom raising command value, the command value instructing the rotation of the swing motor 7 (hereinafter referred to as the swing command value), and the traveling command value are 0, and the boom cylinder 1, The swing motor 7 and the travel motors 8a, 8b are stationary.

時刻t1から時刻t2にかけて、レバー51の入力のうち、ブーム上げ指令値、旋回指令値、および走行指令値が最大値まで上げられる。 From time t1 to time t2, among the inputs of the lever 51, the boom raising command value, the turning command value, and the traveling command value are increased to their maximum values.

図8A~図8Cに示す処理フローによれば、図10に示す時刻t1から時刻t2にかけて、レバー51の入力のうち、ブーム上げ指令値、旋回指令値、および走行指令値が最大値まで上げられると、コントローラ50は、レバー51の入力からブームシリンダ1の要求流量Qcyl_boom_dと、旋回モータ7の要求流量Qsw_dと、走行モータ8a,8bを駆動するポンプの要求吐出流量Qop_dを計算する。 According to the processing flow shown in FIGS. 8A to 8C, from the time t1 to the time t2 shown in FIG. 10, among the inputs of the lever 51, the boom raising command value, the turning command value, and the travel command value are raised to their maximum values. Then, the controller 50 calculates the required flow rate Qcyl_boom_d of the boom cylinder 1, the required flow rate Qsw_d of the swing motor 7, and the required discharge flow rate Qop_d of the pump that drives the traveling motors 8a and 8b from the input of the lever 51.

ここで、コントローラ50は、ブームシリンダ1の駆動用に第1の液圧ポンプ12を割り当て、旋回モータ7の駆動用に第2の液圧ポンプ13を割り当て、走行モータ8a,8bの駆動用に第3の液圧ポンプ14および第4の液圧ポンプ15を割り当てる。 Here, the controller 50 assigns the first hydraulic pump 12 to drive the boom cylinder 1, assigns the second hydraulic pump 13 to drive the swing motor 7, and assigns the second hydraulic pump 13 to drive the travel motors 8a and 8b. A third hydraulic pump 14 and a fourth hydraulic pump 15 are assigned.

コントローラ50は、レバー51の入力Linに基づきブームシリンダ1を駆動するポンプ13の要求吐出流量Qcp13_dを決定する。 The controller 50 determines the required discharge flow rate Qcp13_d of the pump 13 that drives the boom cylinder 1 based on the input Lin of the lever 51.

Figure 2023184576000017
Figure 2023184576000017

図8Aに示すステップS3において、コントローラ50は、圧力センサ62a,62bで計測した旋回モータ7のaポート圧力Psw_aとbポート圧力Psw_bと、第2の液圧ポンプ13の要求吐出流量Qc13p_dから、レバー51の要求通りに旋回モータ7を駆動させる場合にポンプが発生させる要求トルクTcp13_dを計算する。要求トルクTcp13_dは、 In step S3 shown in FIG. 8A, the controller 50 uses the lever a-port pressure Psw_a and b-port pressure Psw_b of the swing motor 7 measured by the pressure sensors 62a and 62b and the required discharge flow rate Qc13p_d of the second hydraulic pump 13. Calculate the required torque Tcp13_d that the pump generates when the swing motor 7 is driven in accordance with the request of 51. The required torque Tcp13_d is

Figure 2023184576000018
Figure 2023184576000018

となる。ここで、Nengはエンジン回転数であり、Plossはシリンダからポンプまでの管路で発生する圧力損失であり、ηcpは第2の液圧ポンプ13のポンプ効率である。 becomes. Here, Neng is the engine rotation speed, Ploss is the pressure loss generated in the pipeline from the cylinder to the pump, and ηcp is the pump efficiency of the second hydraulic pump 13.

コントローラ50は、式(2),(8),(17)を用いて、第1の液圧ポンプ12、第2の液圧ポンプ13、第3の液圧ポンプ14、および第4の液圧ポンプ15の要求トルクの合計Tp_dを計算する。この時、要求トルクTp_dは、 The controller 50 uses equations (2), (8), and (17) to control the first hydraulic pump 12, the second hydraulic pump 13, the third hydraulic pump 14, and the fourth hydraulic pump. The total required torque Tp_d of the pump 15 is calculated. At this time, the required torque Tp_d is

Figure 2023184576000019
Figure 2023184576000019

となる。 becomes.

図10に示す通り、要求トルクTp_dが時刻t1から時刻t2にかけて最大値に増加するのに対して、エンジン9の許容出力トルクTp_limがエンジン9の定格最大トルクになるのに時刻t1から時刻t3までかかるとすると、時刻t1から時刻t3にかけて、コントローラ50は、 As shown in FIG. 10, while the required torque Tp_d increases to the maximum value from time t1 to time t2, the allowable output torque Tp_lim of the engine 9 reaches the rated maximum torque of the engine 9 from time t1 to time t3. If this is the case, from time t1 to time t3, the controller 50:

Figure 2023184576000020
Figure 2023184576000020

となるように、ブームシリンダ1を駆動するポンプ12の制限した要求吐出流量Qcp12_d’、旋回モータ7を駆動するポンプ13の制限した要求吐出流量Qcp13_d’、走行モータ8a,8bを駆動するポンプの制限した要求吐出流量Qop_d’を計算する。 The required discharge flow rate Qcp12_d' that is restricted by the pump 12 that drives the boom cylinder 1, the required discharge flow rate Qcp13_d' that is restricted by the pump 13 that drives the swing motor 7, and the restriction of the pump that drives the traveling motors 8a and 8b. The required discharge flow rate Qop_d' is calculated.

ここで、一般的な建設機械が平地で旋回動作を行う場合、図10に示すとおり、旋回停止中(時刻t0~時刻t1)は旋回モータ7のaポート圧力とbポート圧力は低く、旋回加速(時刻t1~時刻t2)中に一方のポート圧力が上がるという特徴がある。特に最大加速度で旋回する場合、一方のポート圧力は、リリーフ弁37a,37bの設定圧力まで上昇する。従って、最大加速度を越えるような要求速度が入力される場合、要求通りの流量をポンプから供給すると、一部の流量はリリーフ弁37aまたはリリーフ弁37bからタンク25へ排出され無駄になってしまう。 Here, when a general construction machine performs a swing operation on a flat ground, as shown in FIG. 10, while the swing is stopped (time t0 to time t1), the a port pressure and the b port pressure of the swing motor 7 are low, and the swing is accelerated. There is a characteristic that the pressure at one port increases during the period (from time t1 to time t2). Particularly when turning at maximum acceleration, the pressure at one port increases to the set pressure of the relief valves 37a, 37b. Therefore, when a requested speed that exceeds the maximum acceleration is input, if the requested flow rate is supplied from the pump, a part of the flow rate will be exhausted from the relief valve 37a or 37b to the tank 25 and wasted.

例えば、ブーム上げと旋回の要求速度比を合わせようと制御する場合、旋回モータ7においては、一部の流量がリリーフ弁37aまたはリリーフ弁37bから排出され、旋回速度が出ないのみならず、加速時の旋回モータ7による要求トルク増大に伴い、ブームシリンダ1へ割り当て可能なトルクが減少し、ブームシリンダ1の速度も低くなってしまうことがある。 For example, when performing control to match the required speed ratio between boom raising and swinging, in the swing motor 7, a part of the flow is discharged from the relief valve 37a or relief valve 37b, and not only does the swinging speed not occur, but the acceleration As the torque required by the swing motor 7 increases at the time, the torque that can be assigned to the boom cylinder 1 may decrease, and the speed of the boom cylinder 1 may also become low.

これを抑制するために、ブームシリンダ1と走行モータ8a,8bとさらに旋回モータ7とを組み合わせて動かす場合、走行モータ8a,8bに割り当てるトルクの比率をある程度確保した後に、残りのトルクのうち旋回モータ7に割り当てるトルクの比率を低く設定する。例えば、エンジン9が出力可能なトルク(許容出力トルクTp_lim)の50%分を走行モータ8a,8bに割り当て、残りトルクの20%を旋回モータ7に割り当てる。式(19)より、 In order to suppress this, when moving the boom cylinder 1, travel motors 8a, 8b, and swing motor 7 in combination, after securing a certain ratio of torque to be allocated to the travel motors 8a, 8b, the remaining torque is allocated to the swing motor 7. The ratio of torque assigned to the motor 7 is set low. For example, 50% of the torque that the engine 9 can output (allowable output torque Tp_lim) is allocated to the travel motors 8a, 8b, and 20% of the remaining torque is allocated to the swing motor 7. From formula (19),

Figure 2023184576000021
Figure 2023184576000021

となり、 Then,

Figure 2023184576000022
Figure 2023184576000022

Figure 2023184576000023
Figure 2023184576000023

となる。式(8),(21)より、ブームシリンダ1を駆動するポンプ12の制限した要求吐出流量Qcp12_d’は、 becomes. From equations (8) and (21), the restricted required discharge flow rate Qcp12_d' of the pump 12 that drives the boom cylinder 1 is:

Figure 2023184576000024
Figure 2023184576000024

となる。式(17),(22)より、旋回モータ7を駆動するポンプ13の制限した要求吐出流量Qcp13_d’は、 becomes. From equations (17) and (22), the restricted required discharge flow rate Qcp13_d' of the pump 13 that drives the swing motor 7 is:

Figure 2023184576000025
Figure 2023184576000025

となる。走行モータ8a,8bを駆動するポンプ14,15の制限した要求吐出流量Qop14_d’,Qop15_d’は、式(15)より求められる。式(23),(24),(15)で計算した制限後の各ポンプの要求吐出流量が、式(1),(7),(16)で求めた要求吐出流量を上回る場合、差分の流量によって発生する余剰トルクを割当トルクが不足しているアクチュエータに再度割当直しても良い。これにより、各アクチュエータに要求流量に近い流量を確保しつつ、エンジン9のトルクを効率的に使用することができる。 becomes. The restricted required discharge flow rates Qop14_d' and Qop15_d' of the pumps 14 and 15 that drive the travel motors 8a and 8b are obtained from equation (15). If the required discharge flow rate of each pump after restriction calculated using formulas (23), (24), and (15) exceeds the required discharge flow rate determined using formulas (1), (7), and (16), the difference The surplus torque generated by the flow rate may be reallocated to the actuator for which the assigned torque is insufficient. Thereby, the torque of the engine 9 can be used efficiently while ensuring a flow rate close to the required flow rate for each actuator.

ステップS7において、コントローラ50は、ブームシリンダ1を駆動するポンプ12の制限した要求吐出流量Qcp12_d’、旋回モータ7を駆動するポンプ13の要求吐出流量Qcp13_d’、および走行モータ8a,8bを駆動するポンプ14,15の制限した要求吐出流量Qop14_d’,Qop15_d’に基づき、第1の液圧ポンプ12の吐出流量Qcp12、第2の液圧ポンプ13の吐出流量Qcp13、第3の液圧ポンプ14の吐出流量Qop14、および第4の液圧ポンプ15の吐出流量Qop15を制御する。 In step S7, the controller 50 sets the limited required discharge flow rate Qcp12_d' of the pump 12 that drives the boom cylinder 1, the required discharge flow rate Qcp13_d' of the pump 13 that drives the swing motor 7, and the pump that drives the travel motors 8a and 8b. 14 and 15, the discharge flow rate Qcp12 of the first hydraulic pump 12, the discharge flow rate Qcp13 of the second hydraulic pump 13, and the discharge flow rate of the third hydraulic pump 14. The flow rate Qop14 and the discharge flow rate Qop15 of the fourth hydraulic pump 15 are controlled.

図8A~図8Cに示す処理フローによれば、図10に示す時刻t1から時刻t2にかけて、レバー51の入力のうち、ブーム上げ指令値および走行指令値が最大値まで上げられると、コントローラ50は、レバー51の入力からブームシリンダ1を駆動するポンプの要求吐出流量Qcp12_d、旋回モータ7を駆動するポンプの要求吐出流量Qcp13_d、および走行モータ8a,8bを駆動するポンプの要求吐出流量Qop_dを計算する。次に、コントローラ50は、各要求吐出流量と、圧力センサ60a,60b,62a,62b,72,73で計測したブームシリンダ1のヘッド室圧力、ロッド室圧力、旋回モータ7のaポート圧力、bポート圧力、第3の液圧ポンプ14の吐出圧力Pop14、および第4の液圧ポンプ15の吐出圧力Pop15から、式(18)を用いて、要求トルクTp_dを計算する。 According to the processing flow shown in FIGS. 8A to 8C, from time t1 to time t2 shown in FIG. , from the input of the lever 51, calculate the required discharge flow rate Qcp12_d of the pump that drives the boom cylinder 1, the required discharge flow rate Qcp13_d of the pump that drives the swing motor 7, and the required discharge flow rate Qop_d of the pump that drives the travel motors 8a and 8b. . Next, the controller 50 calculates each required discharge flow rate, the head chamber pressure of the boom cylinder 1 measured by the pressure sensors 60a, 60b, 62a, 62b, 72, 73, the rod chamber pressure, the a port pressure of the swing motor 7, the The required torque Tp_d is calculated from the port pressure, the discharge pressure Pop14 of the third hydraulic pump 14, and the discharge pressure Pop15 of the fourth hydraulic pump 15 using equation (18).

図10に示す通り、要求トルクTp_dが時刻t1から時刻t2にかけて最大値に増加するのに対して、エンジン9の許容出力トルクTp_limがエンジン9の定格最大トルクになるのに時刻t1から時刻t3までかかるとすると、時刻t1から時刻t3にかけて、コントローラ50は、要求トルクTp_dがエンジン9の許容出力トルクTp_lim以下になるように、式(23),(24),(15)を用いて、制限した要求吐出流量Qcp12_d’,Qcp13_d’,Qop14_d’,Qop15_d’を計算する。 As shown in FIG. 10, while the required torque Tp_d increases to the maximum value from time t1 to time t2, the allowable output torque Tp_lim of the engine 9 reaches the rated maximum torque of the engine 9 from time t1 to time t3. If this is the case, from time t1 to time t3, the controller 50 uses equations (23), (24), and (15) to limit the required torque Tp_d to be less than or equal to the allowable output torque Tp_lim of the engine 9. Calculate the required discharge flow rates Qcp12_d', Qcp13_d', Qop14_d', and Qop15_d'.

コントローラ50は、制限した要求吐出流量Qcp12_d’,Qcp13_d’,Qop14_d’,Qop15_d’に基づき、図10に示すように、第1の液圧ポンプ12の吐出流量Qcp12、第2の液圧ポンプ13の吐出流量Qcp13、第3の液圧ポンプ14の吐出流量Qop14、および第4の液圧ポンプ15の吐出流量Qop15を制御する。 The controller 50 adjusts the discharge flow rate Qcp12 of the first hydraulic pump 12 and the discharge flow rate Qcp12 of the second hydraulic pump 13, as shown in FIG. The discharge flow rate Qcp13, the discharge flow rate Qop14 of the third hydraulic pump 14, and the discharge flow rate Qop15 of the fourth hydraulic pump 15 are controlled.

以上の様に制御することにより、旋回開始時の旋回モータ7の圧力上昇に伴いブームシリンダ1の速度が著しく低下することを抑制しつつ、エンジン9をラグダウンさせることなくショベルを動作させることが可能になる。 By controlling as described above, it is possible to suppress a significant decrease in the speed of the boom cylinder 1 due to an increase in the pressure of the swing motor 7 at the start of a swing, and to operate the excavator without causing a lag down of the engine 9. become.

本実施の形態では、一対の入出口ポートを有する両傾転型の液圧ポンプである閉回路ポンプ12,13と、入口ポートおよび出口ポートを有する片傾転型の液圧ポンプである開回路ポンプ14,15と、閉回路ポンプ12,13および開回路ポンプ14,15を駆動するエンジン9と、閉回路ポンプ12,13に閉回路状に接続された液圧アクチュエータ1,3,5,7と、開回路ポンプ14,15に開回路状に接続された液圧モータ8a,8bと、開回路ポンプ14,15と液圧モータ8a,8bとを接続する流路上に設けられ、開回路ポンプ14,15から液圧モータ8a,8bに供給される圧油の方向および流量を制御する流量制御弁71a,71bと、液圧アクチュエータ1,3,5,7および液圧モータ8a,8bの各動作方向および各要求流量を指示するための操作装置51と、操作装置51からの入力に応じて閉回路ポンプ12,13および開回路ポンプ14,15の各傾転ならびに流量制御弁71a,71bの開口を制御するコントローラ50と、液圧アクチュエータ1,3,5,7の出入口圧を検出する第1圧力センサ60a,60b,62a,62bと、開回路ポンプ14,15の出口圧を検出する第2圧力センサ72,73とを備えた建設機械100において、コントローラ50は、操作装置51からの入力に応じた液圧アクチュエータ1,3,5,7の要求流量と、第1圧力センサ60a,60b,62a,62bによって検出された液圧アクチュエータ1,3,5,7の出入口圧と、操作装置51からの入力に応じた開回路ポンプ14,15の要求吐出流量と、第2圧力センサ72,73によって検出された開回路ポンプ14,15の出口圧とに基づいて、閉回路ポンプ12,13および開回路ポンプ14,15がエンジン9に要求するトルクである要求トルクを演算し、前記要求トルクの変化率である要求トルク変化率が所定の変化率を上回った場合に、前記要求トルク変化率が前記所定の変化率以下になるように閉回路ポンプ12,13および開回路ポンプ14,15の少なくとも1つの吐出流量を制限する。 In this embodiment, closed-circuit pumps 12 and 13 are double-tilting hydraulic pumps having a pair of inlet and outlet ports, and open-circuit pumps 12 and 13 are single-tilt hydraulic pumps having an inlet port and an outlet port. pumps 14, 15, an engine 9 that drives the closed circuit pumps 12, 13 and open circuit pumps 14, 15, and hydraulic actuators 1, 3, 5, 7 connected to the closed circuit pumps 12, 13 in a closed circuit configuration. , hydraulic motors 8a, 8b connected to the open circuit pumps 14, 15 in an open circuit configuration, and hydraulic motors 8a, 8b provided on flow paths connecting the open circuit pumps 14, 15 and the hydraulic motors 8a, 8b. Flow control valves 71a, 71b that control the direction and flow rate of the pressure oil supplied from 14, 15 to the hydraulic motors 8a, 8b, and each of the hydraulic actuators 1, 3, 5, 7 and the hydraulic motors 8a, 8b. An operating device 51 for instructing the operating direction and each required flow rate, and tilting of the closed circuit pumps 12, 13 and open circuit pumps 14, 15 and flow rate control valves 71a, 71b according to input from the operating device 51. A controller 50 that controls the opening, a first pressure sensor 60a, 60b, 62a, 62b that detects the inlet/outlet pressure of the hydraulic actuators 1, 3, 5, 7, and a first pressure sensor that detects the outlet pressure of the open circuit pumps 14, 15. In the construction machine 100 equipped with two pressure sensors 72 and 73, the controller 50 adjusts the required flow rates of the hydraulic actuators 1, 3, 5, and 7 according to the input from the operating device 51, and the first pressure sensors 60a and 60b. , 62a, 62b, the required discharge flow rate of the open circuit pumps 14, 15 according to the input from the operating device 51, the second pressure sensor 72, Based on the outlet pressures of the open circuit pumps 14 and 15 detected by the 73, the required torque that is the torque required by the closed circuit pumps 12 and 13 and the open circuit pumps 14 and 15 from the engine 9 is calculated, and the required torque is calculated. When the required torque change rate, which is the change rate of limiting at least one discharge flow rate;

以上のように構成された本実施の形態によれば、閉回路ポンプ12,13および開回路ポンプ14,15がエンジン9に要求するトルクの変化率である要求トルク変化率が所定の変化率を上回った場合に、前記要求トルク変化率が前記所定の変化率以下になるように閉回路ポンプ12,13および開回路ポンプ14,15の少なくとも1つの吐出流量が制限される。これにより、オペレータの操作内容や液圧アクチュエータ1,3,5,7の負荷状態にかかわらず、エンジン9のラグダウンを抑制することが可能となる。 According to the present embodiment configured as described above, the required torque change rate, which is the change rate of the torque that the closed circuit pumps 12, 13 and the open circuit pumps 14, 15 request from the engine 9, has a predetermined change rate. If the required torque change rate exceeds the predetermined change rate, the discharge flow rate of at least one of the closed circuit pumps 12, 13 and the open circuit pumps 14, 15 is restricted so that the required torque change rate becomes equal to or less than the predetermined change rate. This makes it possible to suppress lag down of the engine 9, regardless of the operator's operation or the load conditions of the hydraulic actuators 1, 3, 5, and 7.

また、閉回路ポンプ12,13は複数の閉回路ポンプからなり、開回路ポンプ14,15は複数の開回路ポンプからなり、液圧アクチュエータ1,3,5,7は複数の液圧アクチュエータからなり、液圧モータ8a,8bは複数の液圧モータからなり、流量制御弁71a,71bは複数の流量制御弁からなり、第1圧力センサ60a,60b,62a,62bは複数の第1圧力センサからなり、第2圧力センサ72,73は複数の第2圧力センサからなり、コントローラ50は、操作装置51からの入力に応じた複数の液圧アクチュエータ1,3,5,7の各要求流量と、複数の第1圧力センサ60a,60b,62a,62bによって検出された複数の液圧アクチュエータ1,3,5,7の各出入口圧と、操作装置51からの入力に応じた複数の開回路ポンプ14,15の各要求吐出流量と、複数の第2圧力センサ72,72によって検出された複数の開回路ポンプ14,15の各出口圧とに基づいて、複数の閉回路ポンプ12,13および複数の開回路ポンプ14,15がエンジン9に要求するトルクである要求トルクを演算し、前記要求トルクの変化率である要求トルク変化率が所定の変化率を上回った場合に、前記要求トルク変化率が前記所定の変化率以下になるように複数の閉回路ポンプ12,13および複数の開回路ポンプ14,15の少なくとも1つの吐出流量を制限する。これにより、複数の閉回路ポンプ12,13および複数の開回路ポンプ14,15で複数の液圧アクチュエータ1,3,5,7および複数の液圧モータ8a,8bを駆動する液圧駆動装置を搭載した建設機械において、オペレータの操作内容や液圧アクチュエータの負荷状態にかかわらず、エンジン9のラグダウンを抑制することが可能となる。 Further, the closed circuit pumps 12 and 13 are composed of a plurality of closed circuit pumps, the open circuit pumps 14 and 15 are composed of a plurality of open circuit pumps, and the hydraulic actuators 1, 3, 5, and 7 are composed of a plurality of hydraulic actuators. , the hydraulic motors 8a, 8b are composed of a plurality of hydraulic motors, the flow rate control valves 71a, 71b are composed of a plurality of flow rate control valves, and the first pressure sensors 60a, 60b, 62a, 62b are composed of a plurality of first pressure sensors. The second pressure sensors 72 and 73 are composed of a plurality of second pressure sensors, and the controller 50 adjusts each required flow rate of the plurality of hydraulic actuators 1, 3, 5, and 7 according to the input from the operating device 51, A plurality of open circuit pumps 14 according to each inlet/outlet pressure of a plurality of hydraulic actuators 1, 3, 5, 7 detected by a plurality of first pressure sensors 60a, 60b, 62a, 62b and an input from an operating device 51. , 15 and the respective outlet pressures of the plurality of open circuit pumps 14, 15 detected by the plurality of second pressure sensors 72, 72, the plurality of closed circuit pumps 12, 13 and the plurality of A required torque that is the torque that the open circuit pumps 14 and 15 requests from the engine 9 is calculated, and when the required torque change rate that is the change rate of the required torque exceeds a predetermined change rate, the required torque change rate is The discharge flow rate of at least one of the plurality of closed circuit pumps 12, 13 and the plurality of open circuit pumps 14, 15 is restricted so that the rate of change is equal to or less than the predetermined rate of change. As a result, a hydraulic drive device that drives a plurality of hydraulic actuators 1, 3, 5, 7 and a plurality of hydraulic motors 8a, 8b with a plurality of closed circuit pumps 12, 13 and a plurality of open circuit pumps 14, 15 is configured. In the installed construction machine, it is possible to suppress lagdown of the engine 9 regardless of the operator's operation or the load condition of the hydraulic actuator.

また、本実施の形態に係る建設機械100は、下部走行体101と、下部走行体101上に旋回可能に取り付けられた上部旋回体102と、上部旋回体102に取り付けられた作業装置103とを備え、液圧アクチュエータ1,3,5,7は、作業装置103を駆動する片ロッドシリンダ1,3,5と、上部旋回体102を駆動する旋回モータ7とを含み、液圧モータ8a,8bは、下部走行体101を駆動する走行モータ8a,8bであり、コントローラ50は、片ロッドシリンダ1,3,5、旋回モータ7と走行モータ8a,8bとを同時に駆動している状態で、前記要求トルク変化率が前記所定の変化率を上回った場合に、開回路ポンプ14,15がエンジン9に要求するトルクがエンジン9の許容出力トルクの所定の割合(第1割合)以下となるように開回路ポンプ14,15の吐出流量を制限する。これにより、走行モータ8a,8bの駆動時に、エンジン9のラグダウンを防ぎつつ、片ロッドシリンダ1,3,5または旋回モータ7を駆動させることができる。 Furthermore, the construction machine 100 according to the present embodiment includes a lower traveling body 101, an upper rotating body 102 rotatably attached to the lower traveling body 101, and a working device 103 attached to the upper rotating body 102. The hydraulic actuators 1, 3, 5, and 7 include single-rod cylinders 1, 3, and 5 that drive the working device 103, and a swing motor 7 that drives the upper rotating body 102, and hydraulic motors 8a and 8b. are the traveling motors 8a, 8b that drive the lower traveling body 101, and the controller 50 is in a state where the single rod cylinders 1, 3, 5, the swing motor 7, and the traveling motors 8a, 8b are simultaneously driven. When the required torque change rate exceeds the predetermined change rate, the torque that the open circuit pumps 14 and 15 request from the engine 9 is set to be equal to or less than a predetermined ratio (first ratio) of the allowable output torque of the engine 9. The discharge flow rate of open circuit pumps 14 and 15 is limited. Thereby, when driving the traveling motors 8a, 8b, the single rod cylinders 1, 3, 5 or the swing motor 7 can be driven while preventing the engine 9 from lagging down.

また、前記所定の割合(第1割合)は50%以下に設定されている。これにより、走行モータ8a,8bの駆動時に、エンジン9のラグダウンを防ぎつつ、エンジン9の許容出力トルクの50%以上を片ロッドシリンダ1,3,5または旋回モータ7を駆動させることができる。 Further, the predetermined ratio (first ratio) is set to 50% or less. Thereby, when driving the travel motors 8a, 8b, it is possible to drive the single rod cylinders 1, 3, 5 or the swing motor 7 with 50% or more of the allowable output torque of the engine 9 while preventing lag down of the engine 9.

また、コントローラ50は、片ロッドシリンダ1,3,5と旋回モータ7と走行モータ8a,8bとを同時に駆動している状態で、前記要求トルク変化率が前記所定の変化率を上回った場合に、旋回モータ7に接続されている閉回路ポンプがエンジン9に要求するトルクが開回路ポンプ14,15の吐出流量が制限された後のエンジン9の許容出力トルクの25%(第2割合)以下となるように閉回路ポンプ12,13の吐出流量を制限する。これにより、片ロッドシリンダ1,3,5と走行モータ8a,8bと旋回モータ7とを同時に駆動している時に、エンジン9のラグダウンを防ぎつつ、エンジン9の許容出力トルクの25%以上を片ロッドシリンダ1,3,5および旋回モータ7を駆動させることができる。 Further, the controller 50 controls the controller 50 when the required torque change rate exceeds the predetermined change rate while simultaneously driving the single rod cylinders 1, 3, 5, the swing motor 7, and the travel motors 8a, 8b. , the torque required from the engine 9 by the closed circuit pump connected to the swing motor 7 is 25% (second ratio) or less of the allowable output torque of the engine 9 after the discharge flow rate of the open circuit pumps 14 and 15 is restricted. The discharge flow rate of the closed circuit pumps 12 and 13 is limited so that As a result, when the single rod cylinders 1, 3, 5, the traveling motors 8a, 8b, and the swing motor 7 are being driven simultaneously, 25% or more of the allowable output torque of the engine 9 can be prevented from lagging down in the engine 9. The rod cylinders 1, 3, 5 and the swing motor 7 can be driven.

また、建設機械100は、建設機械100が走行する地面の傾斜角度を検出する角度センサ91を備え、コントローラ50は、角度センサ91によって検出された傾斜角度に応じて前記所定の割合(第1割合)を変更する。これにより、エンジン9のラグダウンを防ぎつつ、登坂走行時に走行速度を確保すると共に、他の液圧アクチュエータ1,3,5,7を駆動させることができる。 Furthermore, the construction machine 100 includes an angle sensor 91 that detects the inclination angle of the ground on which the construction machine 100 runs, and the controller 50 adjusts the predetermined ratio (first ratio) according to the inclination angle detected by the angle sensor 91. ) change. Thereby, it is possible to prevent the engine 9 from lagging down, secure the traveling speed when traveling uphill, and drive the other hydraulic actuators 1, 3, 5, and 7.

以上、本発明の実施の形態について詳述したが、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施の形態は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications. For example, the embodiments described above have been described in detail to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the configurations described.

1…ブームシリンダ(液圧アクチュエータ)、1a…ヘッド室、1b…ロッド室、2…ブーム、3…アームシリンダ(液圧アクチュエータ)、3a…ヘッド室、3b…ロッド室、4…アーム、5…バケットシリンダ(液圧アクチュエータ)、5a…ヘッド室、5b…ロッド室、6…バケット、7…旋回モータ(液圧アクチュエータ)、8a,8b…走行モータ(液圧モータ)、9…エンジン、10…動力伝達装置、11…チャージポンプ、12…第1の液圧ポンプ、12a…レギュレータ、13…第2の液圧ポンプ、13a…レギュレータ、14…第3の液圧ポンプ、14a…レギュレータ、15…第4の液圧ポンプ、15a…レギュレータ、20…チャージ用リリーフ弁、21,22…リリーフ弁、25…タンク、26,27,28a,28b,29a,29b…チャージ用チェック弁、30a,30b,31a,31b,32a,32b,33a,33b…リリーフ弁、34,35…フラッシング弁、36a,36b…チャージ用チェック弁、37a,37b…リリーフ弁、38…フラッシング弁、40~47…切換弁(制御弁)、48,49…比例弁、50…コントローラ、50a…要求流量演算部、50b…アクチュエータ圧力演算部、50c…ポンプ圧力演算部、50d…要求トルク演算部、50e…要求流量制限部、50f…指令演算部、51…レバー(操作装置)、60a,60b,62a,62b…圧力センサ(第1圧力センサ)、71a,71b…流量制御弁、72,73…圧力センサ(第2圧力センサ)、100…油圧ショベル(建設機械)、101…下部走行体、102…上部旋回体、103…作業装置、104…キャブ、200~205,210~213,215~218…流路。 1... Boom cylinder (hydraulic actuator), 1a... Head chamber, 1b... Rod chamber, 2... Boom, 3... Arm cylinder (hydraulic actuator), 3a... Head chamber, 3b... Rod chamber, 4... Arm, 5... Bucket cylinder (hydraulic actuator), 5a...head chamber, 5b...rod chamber, 6...bucket, 7...swivel motor (hydraulic actuator), 8a, 8b...travel motor (hydraulic motor), 9...engine, 10... Power transmission device, 11... Charge pump, 12... First hydraulic pump, 12a... Regulator, 13... Second hydraulic pump, 13a... Regulator, 14... Third hydraulic pump, 14a... Regulator, 15... Fourth hydraulic pump, 15a...Regulator, 20...Charging relief valve, 21, 22...Relief valve, 25...Tank, 26, 27, 28a, 28b, 29a, 29b...Charging check valve, 30a, 30b, 31a, 31b, 32a, 32b, 33a, 33b... Relief valve, 34, 35... Flushing valve, 36a, 36b... Charging check valve, 37a, 37b... Relief valve, 38... Flushing valve, 40-47... Switching valve ( control valve), 48, 49...proportional valve, 50...controller, 50a...required flow rate calculation section, 50b...actuator pressure calculation section, 50c...pump pressure calculation section, 50d...required torque calculation section, 50e...required flow rate restriction section, 50f...Command calculation unit, 51...Lever (operating device), 60a, 60b, 62a, 62b...Pressure sensor (first pressure sensor), 71a, 71b...Flow rate control valve, 72, 73...Pressure sensor (second pressure sensor) ), 100... Hydraulic excavator (construction machine), 101... Lower traveling body, 102... Upper revolving body, 103... Working device, 104... Cab, 200-205, 210-213, 215-218... Channel.

Claims (4)

下部走行体と、
前記下部走行体上に旋回可能に取り付けられた上部旋回体と、
前記上部旋回体に取り付けられた作業装置と、
一対の入出口ポートを有する両傾転型の液圧ポンプである複数の閉回路ポンプと、
入口ポートおよび出口ポートを有する片傾転型の液圧ポンプである複数の開回路ポンプと、
前記複数の閉回路ポンプおよび前記複数の開回路ポンプを駆動するエンジンと、
前記複数の閉回路ポンプに閉回路状に接続された複数の液圧アクチュエータと、
前記複数の開回路ポンプに開回路状に接続された複数の液圧モータと、
前記複数の開回路ポンプと前記複数の液圧モータとを接続する流路上に設けられ、前記複数の開回路ポンプから前記複数の液圧モータに供給される圧油の方向および流量を制御する複数の流量制御弁と、
前記複数の液圧アクチュエータおよび前記複数の液圧モータの各動作方向および各要求流量を指示するための操作装置と、
前記操作装置からの入力に応じて前記複数の閉回路ポンプおよび前記複数の開回路ポンプの各傾転ならびに前記複数の流量制御弁の各開口を制御するコントローラと、
前記複数の液圧アクチュエータの各出入口圧を検出する複数の第1圧力センサと、
前記複数の開回路ポンプの各出口圧を検出する複数の第2圧力センサとを備えた建設機械において、
前記複数の液圧アクチュエータは、前記作業装置を駆動する片ロッドシリンダと、前記上部旋回体を駆動する旋回モータとを含み、
前記複数の液圧モータは、前記下部走行体を駆動する走行モータを含み、
前記コントローラは、
前記操作装置からの入力に応じた前記複数の液圧アクチュエータの各要求流量と、前記複数の第1圧力センサによって検出された前記複数の液圧アクチュエータの各出入口圧と、前記操作装置からの入力に応じた前記複数の開回路ポンプの各要求吐出流量と、前記複数の第2圧力センサによって検出された前記複数の開回路ポンプの各出口圧とに基づいて、前記複数の閉回路ポンプおよび前記複数の開回路ポンプが前記エンジンに要求するトルクである要求トルクを演算し、
前記走行モータ、前記片ロッドシリンダおよび前記旋回モータを同時に駆動している状態で、前記要求トルクの変化率である要求トルク変化率が所定の変化率を上回った場合に、前記走行モータに接続された前記複数の開回路ポンプが前記エンジンに要求するトルクが前記エンジンの許容出力トルクの所定の第1割合以下となるように前記走行モータの要求流量を制限し、
前記許容出力トルクから、前記走行モータの要求流量の制限により制限された前記開回路ポンプの要求トルクと前記片ロッドシリンダおよび前記旋回モータに接続された複数の閉回路ポンプの要求トルクとを差し引いた値が正である場合は、前記操作装置からの入力に基づいて前記片ロッドシリンダおよび前記旋回モータの要求流量を演算し、
前記許容出力トルクから、前記走行モータの要求流量の制限により制限された前記開回路ポンプの要求トルクと前記片ロッドシリンダおよび前記旋回モータに接続された複数の閉回路ポンプの要求トルクとを差し引いた値が正でない場合は、前記走行モータの要求流量の制限により制限された前記開回路ポンプの要求トルクを割り当てた後の前記許容出力トルクに対して前記旋回モータの要求トルクの割合が前記第1割合よりも小さい所定の第2割合以下となるように前記旋回モータの要求流量を制限して前記旋回モータの要求トルクを制限し、
前記走行モータの要求流量の制限により制限された前記開回路ポンプの要求トルクを割り当てた後の前記許容出力トルクから、前記旋回モータの要求流量の制限により制限された前記旋回モータの要求トルクと前記片ロッドシリンダに接続された前記閉回路ポンプの要求トルクとを差し引いた値が正の場合は、前記操作装置からの入力に基づいて前記片ロッドシリンダの要求流量を演算し、
前記走行モータの要求流量の制限により制限された前記開回路ポンプの要求トルクを割り当てた後の前記許容出力トルクから、前記旋回モータの要求流量の制限により制限された前記旋回モータの要求トルクと前記片ロッドシリンダに接続された前記閉回路ポンプの要求トルクとを差し引いた値が正でない場合は、前記走行モータ、前記片ロッドシリンダおよび前記旋回モータの要求速度比を維持したまま、前記許容出力トルク以下となるように前記片ロッドシリンダの要求流量を制限して前記片ロッドシリンダに接続される前記閉回路ポンプの吐出流量を制限する
ことを特徴とする建設機械。
a lower running body;
an upper rotating body rotatably mounted on the lower traveling body;
a working device attached to the upper revolving body;
a plurality of closed circuit pumps that are double tilting hydraulic pumps having a pair of inlet and outlet ports;
a plurality of open circuit pumps that are single tilt hydraulic pumps having inlet ports and outlet ports;
an engine that drives the plurality of closed circuit pumps and the plurality of open circuit pumps;
a plurality of hydraulic actuators connected in a closed circuit to the plurality of closed circuit pumps;
a plurality of hydraulic motors connected in an open circuit to the plurality of open circuit pumps;
A plurality of pumps are provided on flow paths connecting the plurality of open circuit pumps and the plurality of hydraulic motors, and control the direction and flow rate of pressure oil supplied from the plurality of open circuit pumps to the plurality of hydraulic motors. a flow control valve;
an operating device for instructing each operating direction and each required flow rate of the plurality of hydraulic actuators and the plurality of hydraulic motors;
a controller that controls each tilting of the plurality of closed circuit pumps and the plurality of open circuit pumps and each opening of the plurality of flow control valves in accordance with input from the operating device;
a plurality of first pressure sensors that detect respective inlet and outlet pressures of the plurality of hydraulic actuators;
A construction machine comprising a plurality of second pressure sensors that detect outlet pressures of each of the plurality of open circuit pumps,
The plurality of hydraulic actuators include a single rod cylinder that drives the working device, and a swing motor that drives the upper rotating body,
The plurality of hydraulic motors include a travel motor that drives the lower traveling body,
The controller includes:
Each required flow rate of the plurality of hydraulic actuators according to an input from the operating device, each inlet/outlet pressure of the plurality of hydraulic actuators detected by the plurality of first pressure sensors, and the input from the operating device Based on each required discharge flow rate of the plurality of open-circuit pumps according to the plurality of open-circuit pumps and each outlet pressure of the plurality of open-circuit pumps detected by the plurality of second pressure sensors, the plurality of closed-circuit pumps and the Calculating a required torque that is the torque that a plurality of open circuit pumps requests from the engine;
When the required torque change rate, which is the rate of change of the required torque, exceeds a predetermined rate of change while the travel motor, the single rod cylinder, and the swing motor are being driven simultaneously, the motor is connected to the travel motor. limiting the required flow rate of the travel motor such that the torque required by the plurality of open circuit pumps from the engine is equal to or less than a predetermined first percentage of the allowable output torque of the engine;
The required torque of the open circuit pump limited by the restriction of the required flow rate of the travel motor and the required torque of the plurality of closed circuit pumps connected to the single rod cylinder and the swing motor are subtracted from the allowable output torque. If the value is positive, calculate the required flow rate of the single rod cylinder and the swing motor based on the input from the operating device,
The required torque of the open circuit pump limited by the restriction of the required flow rate of the travel motor and the required torque of the plurality of closed circuit pumps connected to the single rod cylinder and the swing motor are subtracted from the allowable output torque. If the value is not positive, the ratio of the required torque of the swing motor to the allowable output torque after allocating the required torque of the open circuit pump limited by the restriction of the required flow rate of the traveling motor is limiting the required flow rate of the swing motor to a predetermined second ratio that is smaller than the ratio, and limiting the required torque of the swing motor;
From the allowable output torque after allocating the required torque of the open circuit pump, which is limited by the restriction of the required flow rate of the travel motor, the required torque of the swing motor, which is limited by the restriction of the required flow rate of the swing motor, and the If the value obtained by subtracting the required torque of the closed circuit pump connected to the single rod cylinder is positive, calculate the required flow rate of the single rod cylinder based on the input from the operating device,
From the allowable output torque after allocating the required torque of the open circuit pump, which is limited by the restriction of the required flow rate of the travel motor, the required torque of the swing motor, which is limited by the restriction of the required flow rate of the swing motor, and the If the value obtained by subtracting the required torque of the closed circuit pump connected to the single rod cylinder is not positive, the allowable output torque is A construction machine characterized in that the discharge flow rate of the closed circuit pump connected to the single rod cylinder is restricted by limiting the required flow rate of the single rod cylinder so that the required flow rate of the single rod cylinder is as follows.
請求項1に記載の建設機械において、
前記第1割合は、前記許容出力トルクの50%以下に設定されている
ことを特徴する建設機械。
The construction machine according to claim 1,
A construction machine, wherein the first ratio is set to 50% or less of the allowable output torque.
請求項2に記載の建設機械において、
前記第2割合は、前記走行モータの要求流量の制限により制限された前記開回路ポンプの要求トルクを割り当てた後の前記許容出力トルクの25%以下に設定されている
ことを特徴とする建設機械。
The construction machine according to claim 2,
The construction machine is characterized in that the second ratio is set to 25% or less of the allowable output torque after allocating the required torque of the open circuit pump limited by the restriction of the required flow rate of the travel motor. .
請求項1に記載の建設機械において、
前記建設機械が走行する地面の傾斜角度を検出する角度センサを備え、
前記コントローラは、前記角度センサによって検出された傾斜角度に応じて前記第1割合を変更する
ことを特徴とする建設機械。
The construction machine according to claim 1,
comprising an angle sensor that detects the inclination angle of the ground on which the construction machine runs;
The construction machine is characterized in that the controller changes the first ratio according to the inclination angle detected by the angle sensor.
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