JP3594637B2 - Hydraulic drive of hydraulic working machine - Google Patents

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    • F16H61/40Control of exclusively fluid gearing hydrostatic
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    • F16H61/40Control of exclusively fluid gearing hydrostatic
    • F16H61/42Control of exclusively fluid gearing hydrostatic involving adjustment of a pump or motor with adjustable output or capacity
    • F16H61/421Motor capacity control by electro-hydraulic control means, e.g. using solenoid valves

Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、油圧ショベル等の油圧作業機に備えられ、走行速度を変更することが可能な走行用可変容量油圧モータを有する油圧駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図7は、従来の油圧作業機の油圧駆動装置を示す回路図である。この従来技術は、例えば油圧ショベルに備えられるもので、可変容量式油圧ポンプ2と、この可変容量式油圧ポンプから吐出する圧油によって駆動する複数のアクチュエータ、例えば同図7に示したアームシリンダ3、説明を簡単にするために図示省略したブームシリンダ、バケットシリンダ、走行用可変容量油圧モータ、旋回モータ等のアクチュエータと、これらのアクチュエータをそれぞれ制御する方向制御弁、例えば油圧ポンプ2からアームシリンダ3に供給される圧油の流れを制御し、センタバイパス通路1aを有するアーム用方向制御弁1と、各方向制御弁のセンタバイパス通路の下流に発生する圧力を検出する圧力発生装置、例えば同図7に示すように、アーム用方向制御弁1の下流に設けられ、絞り弁4からなる圧力発生装置と、油圧ポンプの目標容量を制御するポンプ傾転角制御装置、例えばレギュレータ6と、絞り弁4で発生した圧力を制御圧力信号としてレギュレータ6に導く信号ライン、すなわち油通路5とを備えている。上述した絞り弁4及び油通路5は、アーム用方向制御弁1の切換操作に応じてレギュレータ6を駆動する駆動手段を構成している。
【0003】
また、上述したレギュレータ6は、例えば図8に示すように、ピストン6aと、このピストン6aのそれぞれの端部が収納される小径室6b、大径室6cと、油通路5によって導かれる制御圧力信号の値に応じて作動する流量制御スプール6dとから構成されている。上述した小径室6bは、油圧ポンプ2の吐出管路に接続され、大径室6cは流量制御スプール6の作動に応じて小径室6bに、あるいはタンクに、選択的に接続可能になっている。
【0004】
このレギュレータ6の特性は以下のとおりである。
すなわち、アーム用方向制御弁1が中立に保たれ、絞り弁4によって発生する圧力が大きく、これに伴って油通路5によって導かれる制御圧力信号の値が大きいときは、図8に示す流量制御スプール6dが同図8の左方向に移動し、小径室6bと大径室6cとが連通する。このとき、ポンプ圧が小径室6bと大径室6cの双方に供給され、小径室6bと大径室6cの受圧面積の差によりピストン6aが同図8の左方向に移動する。これにより図9に示すように、比較的小さな所定の容量10aとなるように油圧ポンプ2が制御される。
【0005】
また、アーム用方向制御弁1が操作されてセンタバイパス通路1aが閉じられはじめ、絞り弁4によって発生する圧力が小さくなり、制御圧力信号が図9に示すPC1よりも小さな値となったとき、図8に示す流量制御スプール6dが同図8の右方向に移動し、大径室6cがタンクに連通する。このとき、小径室6bに与えられるポンプ圧によりピストン6aが同図8の右方向に移動する。これにより図9に示すように、前述の容量10aよりも次第に大きくなる容量10bとなるように油圧ポンプ2が制御される。
【0006】
さらにアーム用方向制御弁1が最大のストロークまで切り換えられてそのセンタバイパス通路1aが完全に閉じられ、あるいはこのセンタバイパス通路1aが最小開口面積となり、絞り弁4によつて発生する圧力が小さくなり、制御圧力信号がPC2以下の値になったとき、図9に示す所定圧力の最大容量10cとなるように油圧ポンプ2が制御される。
【0007】
このように構成してある従来技術において、例えば、アームシリンダ3を伸長させることを意図して、アーム用方向制御弁1を図7の右位置に徐々にストロークさせて行くと、アーム用方向制御弁1のセンタバイパス通路1aの開口面積と、アームシリンダ3に連なるアーム用方向制御弁1のメータイン通路1b1の開口面積との関係は、図11の(a)に示す特性となる。すなわち、センタバイパス通路1aの開口面積は特性線20aで示すように徐々に小さくなり、反対にメータイン通路1b1の開口面積は特性線20bで示すように徐々に大きくなる。アーム用方向制御弁1のストロークの開始時点、すなわち、センタバイパス通路1aの閉じ始めでは、油圧ポンプ2は所定の最小傾転角に、すなわち前述した図9の所定の小さな容量10aに保たれ、この油圧ポンプ2から容量10aに相当する小さな容量であるスタンバイ流量が吐出される。センタバイパス通路1aが徐々に絞られるにしたがって、油圧ポンプ2から吐出される圧油の圧力、すなわちポンプ圧が上昇する。アームシリンダ3の負荷圧力を仮に図11の(b)に示す比較的低い圧力P2とすると、ポンプ圧が圧力P2以上に上昇したときアームシリンダ3は動き始める。このようにアームシリンダ3が動き始め、油圧ポンプ2の流量がアームシリンダ3に供給され始めるとセンタバイパス通1aの通過流量は減少する。このように通過流量が減少すると絞り弁4において発生する圧力が低下する。これに伴って油通路5を介してレギュレータ6に与えられる制御圧力信号の値も低下し、レギュレータ6は油圧ポンプ2の容量を大きくするように駆動する。これにより、油圧ポンプ2の流量が徐々に増加し、所定の流量特性、すなわちメータリング特性が得られる。
【0008】
なお従来、センタバイパス通路1aの下流に配置される圧力発生装置として、上述した絞り弁4を設ける代わりにリリーフ弁等を設けることがある。
【0009】
また、上述の圧力発生装置で発生させた圧力に応じた電気信号を制御圧力信号としてレギュレータ6に出力するように構成したものにあっては、上述の図8に示すレギュレータ6に代えて、図10に示すように、小径室6bと大径室6cとを連絡する第1の通路に配置され、制御圧力信号に応じて第1の通路を開閉する第1の電磁切換弁6eと、大径室6c及び第1の通路とタンクとを接続する第2の通路に配置され、制御圧力信号に応じて第2の通路を開閉する第2の電磁切換弁6fとを有するものを設けることがある。
【0010】
この図10に示すレギュレータ6にあっては、第2の電磁切換弁6fを閉状態に保ち、第1の電磁切換弁6eを開状態に作動させることにより、ポンプ圧が小径室6b、大径室6cの双方に供給され、これらの小径室6b、大径室6cの受圧面積の差によりピストン6aが同図10の左方向に移動し、油圧ポンプ2の容量が小さくなるように制御される。また、第1の電磁切換弁6eを閉状態に保ち、第2の電磁切換弁6fを作動させることにより、小径室6aと大径室6cとの間が遮断され、大径室6cがタンクに連通し、小径室6aに与えられるポンプ圧によりピストン6aは右方向に移動し、油圧ポンプ2の容量が大きくなるように制御される。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来技術では、アクチュエータの負荷圧力が高いときのメータリング特性に問題がある。
【0012】
例えば、図7に示すアームシリンダ3の負荷圧力が前述したように図11の(b)で例示した比較的低い圧力P2であるときは、ポンプ流量は図11の(c)の特性線20dで示すように、アーム用方向制御弁1のスプールストロークの増加に応じて比較的緩やかに増加し、これに伴って、アームシリンダ3に供給される流量は図11の(d)の特性線20fで示すように、上述の特性線20dに近似してスプールストロークの増加に伴って比較的緩やかに増加し、良好なメータリング特性が得られる。しかしながら、アームシリンダ3の負荷圧力が図11の(b)に示す高い圧力P1であるときは、油圧ポンプ2がスタンバイ流量の時にポンプ圧がP1以上に上昇するようにセンタバイパス通路1aを絞らなければアームシリンダ3は動き始めない。したがって、ポンプ圧がP1を超えるまでセンタバイパス通路1aが絞られると、このセンタバイパス流量が十分減少し、図11の(c)の特性線20eで示すようにポンプ流量が急激に上昇する。これに伴って、アームシリンダ3に供給される流量は、図11の(d)の特性線20gで示すように、上述の特性線20eに近似してアーム用方向制御弁1のスプールストロークの増加に伴って急激に増加する関係となり、メータリング特性が悪化する。
【0013】
上述したことは、アクチュエータが当該油圧シヨベルの下方部分を形成する走行体を駆動する図示しない走行用可変容量油圧モータである場合も同様である。
【0014】
走行用可変容量油圧モータは通常、走行速度切換スイッチにより低速走行モード、高速走行モードの2速に、あるいは低速走行モード、中速走行モード、高速走行モードの3速に切換えられるようになっている。走行用可変容量油圧モータは、その容量を走行モータ傾転角切換装置によって制御され、走行モータ傾転角切換装置は上述の走行速度切換スイッチから出力される信号に応じて作動するようになっている。
【0015】
走行速度を油圧モータの傾転角で制御するものにあっては、油圧モータを回転させるのに必要な所定のトルクを得ようとする場合、低速走行モードでは油圧モータの傾転角が大きくなり、低圧で良いが、高速走行モードでは傾転角が小さくなり、高圧が必要となる。したがって、例えば走行体が高速走行モードで坂路を登るときとか、左右に曲がるときのように大きなトルクが必要になるときには、図示しない走行用方向制御弁のスプールストロークの変化に対するポンプ流量は、前述した図11の(c)の特性線20eとほぼ同等の特性(高圧の場合の特性)になり、また、図示しない走行用方向制御弁のスプールストロークの変化に対する走行用の油圧モータ供給流量は、図11の(d)の特性線20gとほぼ同等の特性(高圧の場合の特性)になり、メータリング特性が悪化する。
【0016】
このように走行用可変容量油圧モータを備えた従来技術では、上述のように高速走行モードで坂路を登るような場合、メータリング特性が悪化することから、走行用方向制御弁を僅かに切換え操作したつもりでも急発進してしまうおそれがあり、微操作が困難であり、オペレータに疲労感を与えやすかった。
【0017】
本発明は、上記した従来技術における実情に鑑みてなされたもので、その目的は、走行用可変容量油圧モータが高速走行モードで傾転角が小さい作動状態にあって高圧が必要な場合でも、良好なメータリング特性を得ることができる油圧作業機の油圧駆動装置を提供することにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明は、可変容量油圧ポンプと、この可変容量油圧ポンプの傾転角を制御するポンプ傾転角制御装置と、上記可変容量油圧ポンプから吐出される圧油によって駆動する走行用可変容量油圧モータを含む複数のアクチュエータと、上記可変容量油圧ポンプから上記走行用可変容量油圧モータに供給される圧油の流れを制御する走行用方向制御弁と、この走行用方向制御弁の操作に応じて上記ポンプ傾転角制御装置を駆動する駆動手段とを備えた油圧作業機の油圧駆動装置において、上記走行用可変容量油圧モータが所定の小傾転角のとき、上記可変容量油圧ポンプの傾転角を所定の最小傾転角よりも大きな所定の傾転角に変更させる制御をおこなう傾転角変更制御手段を設け、上記走行用可変容量油圧モータの傾転角を制御する走行モータ傾転角切換装置と、上記走行用可変容量油圧モータの走行速度を決める信号を上記走行モータ傾転角切換装置に出力する走行速度選択手段とを備え、上記傾転角変更制御手段が、上記走行速度選択手段による高速走行モードの選択動作と連動させて、上記可変容量油圧ポンプの傾転角が上記所定の傾転角となるように上記ポンプ傾転角制御装置を作動させる連動手段であり、上記走行用方向制御弁がセンタバイパス通路を有し、上記駆動手段が、上記走行用方向制御弁の上記センタバイパス通路の下流に設けられ、上記走行用方向制御弁の操作量に応じた圧力を上記下流に発生させる圧力発生装置と、この圧力発生装置によって発生した圧力を上記ポンプ傾転角制御装置に導く油通路とを含むとともに、上記走行速度選択手段が、所定圧力を供給可能な定圧源と、この定圧源と上記走行モータ傾転角切換装置とを連絡するパイロット管路と、このパイロット管路中に設けた電磁切換弁と、少なくとも低速走行モードと高速走行モードの2つの走行モードのいずれかを選択可能であり、選択された走行モードに応じた信号を上記電磁切換弁に出力する走行速度切換スイッチと、この走行速度切換スイッチに接続した電源とを含み、 電磁切換弁から出力されるパイロット圧をパイロット管路を介して走行速度を決めるパイロット信号として出力するとともに、上記連動手段が、上記走行速度切換スイッチによって上記高速走行モードが選択されたとき、上記可変容量油圧ポンプの傾転角が上記所定の傾転角となるように上記パイロット管路に導かれる上記パイロット圧を上記ポンプ傾転角制御装置に導く別のパイロット管路から成る構成にしてある。
また本発明は、可変容量油圧ポンプと、この可変容量油圧ポンプの傾転角を制御するポンプ傾転角制御装置と、上記可変容量油圧ポンプから吐出される圧油によって駆動する走行用可変容量油圧モータを含む複数のアクチュエータと、上記可変容量油圧ポンプから上記走行用可変容量油圧モータに供給される圧油の流れを制御する走行用方向制御弁と、この走行用方向制御弁の操作に応じて上記ポンプ傾転角制御装置を駆動する駆動手段とを備えた油圧作業機の油圧駆動装置において、上記走行用可変容量油圧モータが所定の小傾転角のとき、上記可変容量油圧ポンプの傾転角を所定の最小傾転角よりも大きな所定の傾転角に変更させる制御をおこなう傾転角変更制御手段を設け、上記走行用可変容量油圧モータの傾転角を制御する走行モータ傾転角切換装置と、上記走行用可変容量油圧モータの走行速度を決める信号を上記走行モータ傾転角切換装置に出力する走行速度選択手段とを備え、上記傾転角変更制御手段が、上記走行速度選択手段による高速走行モードの選択動作と連動させて、上記可変容量油圧ポンプの傾転角が上記所定の傾転角となるように上記ポンプ傾転角制御装置を作動させる連動手段であり、上記走行用方向制御弁がセンタバイパス通路を有し、上記駆動手段が、上記走行用方向制御弁の上記センタバイパス通路の下流に設けられ、上記走行用方向制御弁の操作量に応じた圧力を上記下流に発生させる圧力発生装置と、この圧力発生装置によって発生した圧力を検出する圧力センサと、定圧源と、この定圧源と上記ポンプ傾転角制御装置とを連絡するパイロット管路と、このパイロット管路中に設けた比例電磁弁と、上記圧力センサから出力される信号に応じて上記比例電磁弁を駆動させるための第1の目標値を演算し、当該第1の目標値に相応する駆動信号を該比例電磁弁に出力する第1の出力手段を内蔵するコントローラとを含むとともに、上記走行速度選択手段が、所定圧力を供給可能な定圧源と、この定圧源と上記走行モータ傾転角 切換装置とを連絡するパイロット管路と、このパイロット管路中に設けた電磁切換弁と、少なくとも低速走行モードと高速走行モードの2つの走行モードのいずれかを選択可能であり、選択された走行モードに応じた信号を出力する走行速度切換スイッチと、この走行速度切換スイッチに接続した電源と、上記コントローラに内蔵され、上記走行速度切換スイッチから出力される信号を判別し、その判別結果に相応する駆動信号を上記電磁切換弁に出力する第2の出力手段とを含み、上記電磁切換弁から出力されるパイロット圧をパイロット管路を介して走行速度を決めるパイロット信号として出力するとともに、上記連動手段が、上記コントローラに内蔵され、上記走行速度切換スイッチから出力される信号に基づいて高速走行モードが選択されたかどうか判別し、判別結果が高速走行モードであるとき、上記圧力センサから出力される信号を補正して、上記可変容量油圧ポンプの傾転角が上記所定の傾転角となる駆動信号を上記比例電磁弁に出力する第3の出力手段から成る構成にしてある。
【0019】
【作用】
本発明は上記した構成にしてあることから、走行用可変容量油圧モータが高速走行モードで小傾転の状態にあるときには、傾転角変更制御手段が作動して可変容量油圧ポンプの傾転角を所定の最小傾転角よりも大きな所定の傾転角に変更させることがおこなわれる。これによってスタンバイ流量が、上述の所定の最小傾転角の場合のスタンバイ流量に比べて大きくなる。これにより、走行用方向制御弁のスプールストロークの増加に対するポンプ流量の増加の程度は、従来技術のようにスタンバイ流量が小さくて走行用可変容量油圧モータの負荷圧力が高圧の場合に比べて緩やかになり、良好なメータリング特性を得ることができる。
【0020】
【実施例】
以下、本発明の油圧作業機の油圧駆動装置の実施例を図に基づいて説明する。図1は請求項1,2,3に対応する本発明の第1の実施例を示す回路図で、例えば油圧ショベルの油圧駆動装置を示している。この図1では説明を簡単にするために、走行関係以外の他のアクチュエータ、例えばブームシリンダ、アームシリンダ、バケットシリンダ、旋回モータ等、及びこれらの各アクチュエータの駆動を制御する各方向制御弁等については、図示を省略してある。また、前述した図7に示した機器と同等のものは同一符号で示してある。
【0021】
すなわち、この図1に示す第1の実施例にあっても、可変容量式油圧ポンプ2と、この油圧ポンプ2の押しのけ容積、すなわち傾転角を制御するポンプ傾転角制御装置であるレギュレータ6とを備えており、このレギュレータ6は例えば前述した図8に示すものと同等に構成にしてある。また、図示しない走行体を駆動する走行用可変容量油圧モータ15と、油圧ポンプ2から油圧モータ15に供給される圧油の流れを制御する走行用方向制御弁12を備えており、走行用方向制御弁12はセンタバイパス通路を備えている。この図1に示す第1の実施例も、図7に示したものと同様に、センタバイパス通路の下流に設けられ、圧力を発生させる圧力発生装置を構成する絞り弁4と、この絞り弁4で発生させた圧力を制御圧信号としてレギュレータ6に導く油通路5とを備えている。これらの絞り弁4と油通路5とは、走行用方向制御弁12の切換え操作に応じてレギュレータ6を駆動する駆動手段を構成している。
【0022】
また、油圧モータ15の傾転角を制御する走行モータ傾転角切換装置24と、所定圧力を供給可能な定圧源14と、この定圧源14と走行モータ傾転角切換装置24とを連絡するパイロット管路30と、このパイロット管路30の途中に設けた電磁切換弁16と、低速走行モード、高速走行モードのいずれかを選択可能に設けられ、該当する走行モードに対応する信号を電磁切換弁16に出力する走行速度選択スイッチ7と、この走行速度選択スイッチ7に接続した定電源17と、電磁切換弁16から出力されるパイロット圧を、油通路5によって導かれる制御圧信号に対抗するようにレギュレータ6に導く別のパイロット管路31とを備えている。
【0023】
上記した定圧源14と、パイロット管路30と、電磁切換弁16と、走行速度選択スイッチ7と、定電源17は、油圧モータ15の走行速度を決める信号を走行モータ傾転角切換装置24に出力する走行速度選択手段を構成している。上記した別のパイロット管路31は、上述の走行速度選択手段による高速走行モードの選択動作と連動させて、油圧ポンプ2の傾転角が通常時の所定の最小傾転角に比べて大きな所定の傾転角となるようにレギュレータ6を作動させる作動手段を構成している。また、この作動手段と上述の速度選択手段とによって、油圧モータ15が所定の小傾転角のとき、油圧ポンプ2の傾転角を所定の最小傾転角よりも大きな所定の傾転角に変更させる制御を行なう傾転角変更制御手段を構成している。
【0024】
このように構成した第1の実施例では、同図1に示すように走行速度切換スイッチ7が開かれた低速走行モードであるときには、電磁切換弁16が閉止位置に保たれることからパイロット管路30、31には例えばパイロット圧は発生せず、これにより走行モータ傾転角切換装置24は油圧モータ15の傾転角を大傾転角に制御する。走行用方向制御弁12が同図1に示す中立状態にあるときには、絞り弁4で発生する圧力が大きく、この大きな値の制御圧力信号が油通路5を介してレギユレータ6に導かれ、このとき制御圧力信号に対抗するように与えられるパイロツト管路31のパイロツト圧は発生していないので、このレギュレータ6は油圧ポンプ2の傾転角を所定の最小傾転角に保つように、すなわちポンプ流量が所定の最小流量であるスタンバイ流量となるように制御する。
【0025】
この状態で走行用方向制御弁12を切り換えると、絞り弁4で発生する圧力が次第に小さくなり、すなわち制御圧力信号の値が小さくなり、これに伴ってレギユレータ6は油圧ポンプ2の傾転角を大きくするように作動する。これにより、ポンプ流量は方向制御弁12のスプールストロークの増加に相応して増加し、その増加した流量が油圧モータ15に供給される。この低速走行モードにあっては、走行体が坂路を登るときのように比較的大きなトルクを要する場合でも油圧モータ15の傾転角が大傾転であることから、このような走行体の登坂動作等を低圧で実現させることができる。
【0026】
このときの走行用方向制御弁12のスプールストロークとポンプ圧力との関係は、例えば前述した図11の(b)の実線で示される特性と同様の特性になる。また、例えばP2程度の低圧であることから、走行用方向制御弁12のスプールストロークとポンプ流量の関係は図11の(c)の特性線20dで例示されるものと同様となる。これに伴い、走行用方向制御弁12のスプールストロークと、油圧モータ15への供給流量との関係は図11の(d)の特性線20fで例示されるものと同様となり、スプールストロークの増加に対する供給流量の増加の程度は緩やかであり、良好なメータリング特性が得られ、したがって微操作性にも優れ急発進等の防止が容易である。
【0027】
また、走行速度切換スイッチ7が閉じられた高速走行モードであるときには、電磁切換弁16が同図1の下段位置である連通位置に切り換えられることから、パイロット管路30、31に定圧源14によるパイロット圧が導かれ、、これにより走行モータ傾転角切換装置24は油圧モータ15の傾転角を小傾転角に制御する。走行用方向制御弁12が同図1の中立状態にあるときには、前述したように絞り弁4で発生する圧力が大きく、この大きな値の制御圧力信号が油通路5を介してレギユレータ6に導かれるが、このとき同時にパイロット管路31を介して上述した定圧源14によるパイロット圧が制御圧力信号に対抗するようにレギュレータ6に与えられる。これにより、レギュレータ6は、油圧ポンプ2の傾転角を所定の最小傾転角よりも大きい所定の傾転角に保つように、すなわちポンプ流量を前述した所定の最小流量であるスタンバイ流量よりも大きな所定のスタンバイ流量に変更させるように制御する。
【0028】
この状態で走行用方向制御弁12を切り換えると、前述したように絞り弁4で発生する圧力が次第に小さくなり、すなわち制御圧力信号の値が小さくなり、これに伴ってレギユレータ6は油圧ポンプ2の傾転角をより大きくするように作動する。これにより、ポンプ流量は走行用方向制御弁12のスプールストロークの増加に相応して増加し、その増加した流量が油圧モータ15に供給される。この高速走行モードにあっては、走行体が坂路を登るときのように比較的大きなトルクを要する場合、油圧モータ15の傾転角が小傾転であることから、このような走行体の登坂動作等に際し高圧となる。
【0029】
このときの走行用方向制御弁12のスプールストロークとポンプ圧力との関係は、例えば前述した図11の(b)の一点鎖線で示される特性線20hで示すものとなる。この特性線20hから分かるように、油圧ポンプ2のスタンバイ流量を大きくしたことに伴って、前述した図7に示す従来技術の特性線よりも十分に手前のスプールストロークで高圧P1を超える圧力を得ることができる。すなわち、図11の(c)の一点鎖線の特性線20iで示すように、前述した図7に示す従来技術の高圧の場合(特性線20e)に比べて少ないスプールストロークからポンプ流量の増加を開始することができ、これに伴い、図11の(d)の一点鎖線の特性線20jで示すように、前述した図7に示す従来技術の特性線20gに比べて少ないスプールストロークから油圧モータ15へ流量供給を開始させることができ、従来技術の特性線20gに比べてスプールストロークの増加に対する供給流量の増加の程度を緩やかにすることができ、良好なメータリング特性が得られる。したがって、このように高速走行モードであっても、優れた微操作性を確保でき、急発進等の防止が容易であり、オペレータに与える疲労感を軽減できる。
【0030】
なお、上記第1の実施例では、走行速度選択手段を構成する走行速度切換スイッチ7を低速走行モードと高速走行モードの2速に切り換えるものによって構成してあるが、図5に示すように、低速走行モードと中速走行モードと高速走行モードの3速に切り換える走行速度切換スイッチ21によって構成してもよく、また、4速以上に切り換えるものによって構成してもよい。
【0031】
図5に示すものは、切換位置21aに切り換えられる低速走行モードでは、電磁切換弁16が閉止位置となってパイロット管路30,31に例えばパイロット圧を発生させず、ここでは図示省略した油圧モータ16の傾転角を最大傾転角に制御するとともに、油圧ポンプ2の傾転角を最小傾転角に制御し、これに伴ってスタンバイ流量を最小流量に制御する。切換位置21cに切り換えられる高速走行モードでは、電磁切換弁16が全開位置となってパイロット管路30,31に定圧源14による最大パイロット圧を発生させ、油圧モータ16の傾転角を最小傾転角に制御するとともに、油圧ポンプ2の傾転角を最小傾転角よりも十分に大きい第1の傾転角に制御し、これに伴ってスタンバイ流量を最小流量に比べて十分に大きい第1の流量に制御する。また、切換位置21bに切り換えられる中速走行モードでは、電磁切換弁16が半開位置となってパイロット管路30,31に最大パイロット圧よりも小さいパイロット圧を発生させ、油圧モータ16の傾転角を最小傾転角と前述した最大傾転角の中間の傾転角に制御するとともに、油圧ポンプ2の傾転角を最小傾転角よりも大きく前述した第1の傾転角よりも小さい第2の傾転角に制御し、これに伴ってスタンバイ流量を最小流量に比べて大きく前述した第1の流量に比べて小さい第2の流量に制御する。
【0032】
4速以上に切り換える場合も上述と同様にして4速の各走行モードに応じたスタンバイ流量を得ることができ、これらのスタンバイ流量に伴って前述した図11の(d)の特性線20jで例示したものと類似の複数の特性を得ることができる。
【0033】
図2は請求項1,2,4に対応する本発明の第2の実施例を示す回路図である。この第2の実施例も前述した第1の実施例と同様に例えば油圧ショベルの油圧駆動装置を示している。
【0034】
この第2の実施例でも、可変容量油圧ポンプ2から走行用可変油圧モータ15に供給される圧油の流れを制御する走行用方向制御弁12はセンタバイパス通路を備えている。
【0035】
また、走行用方向制御弁12の操作に応じてレギユレータ6を駆動する駆動手段を、走行用方向制御弁12のセンタバイパス通路の下流に設けられ、走行用方向制御弁12の操作量に応じた圧力をセンタバイパス通路の下流に発生させる絞り弁4と、この絞り弁4によって発生した圧力を導くパイロット管路5aと、このパイロット管路5aによって導かれた圧力を検出し、電気信号として出力する圧力センサ9と、この圧力センサ9で検出された信号を導く信号線5bと、定圧源14と、この定圧源14とレギュレータ6とを連絡するパイロット管路33と、このパイロット管路33中に設けた比例電磁弁13と、信号線5bを介して導かれる圧力センサ9の検出信号に応じて比例電磁弁13を駆動させるための第1の目標値を演算し、当該第1の目標値に相応する駆動信号を出力する第1の出力手段を内蔵するコントローラ11と、このコントローラ11から出力される駆動信号を比例電磁弁13に与える信号線34とによって構成してある。
【0036】
また、油圧モータ15の走行速度を決める信号を走行モータ傾転角切換装置24に出力する走行速度選択手段を、前述した定圧源14と、この定圧源14と走行モータ傾転角切換装置24とを連絡するパイロット管路30と、このパイロット管路30中に設けた電磁切換弁25と、低速走行モードと高速走行モードの2つの走行モードのいずれかを選択可能であり、選択された走行モードに応じた信号を出力する走行速度切換スイッチ7と、この走行速度切換スイッチ7に接続した定電源17と、前述したコントローラ11に内蔵され、走行速度切換スイッチ7から出力される信号を判別し、その判別結果に相応する駆動信号を信号線32を介して電磁切換弁25に出力する第2の出力手段とによって構成してある。
【0037】
また、傾転角変更制御手段を構成し、上述した走行速度選択手段による高速走行モードの選択動作と連動させて、油圧ポンプ2の傾転角が所定の最小傾転角よりも大きな所定の傾転角となるようにレギュレータ6を作動させる連動手段を、前述したコントローラ11に内蔵され、走行速度切換スイッチ7から出力される信号に基づいて高速走行モードが選択されたどうか判別し、判別結果が高速走行モードであるとき、圧力センサ9から出力される信号を補正して、油圧ポンプ2の傾転角が上述の所定の最小傾転角よりも大きな所定の傾転角となる駆動信号を比例電磁弁13に出力する第3の出力手段によって構成してある。
【0038】
この第2の実施例では、同図2に示すように走行速度切換スイッチ7が開かれた低速走行モードであるときには、走行速度切換スイッチ7の信号に応じてコントローラ11の第2の出力手段が低速走行モードであると判別して、電磁切換弁25を非励磁に保つ信号を出力する。これにより電磁切換弁25が同図2に示す閉止位置に保たれ、パイロット管路30には例えばパイロット圧は発生せず、これにより走行モータ傾転角切換装置24は油圧モータ15の傾転角を大傾転角に制御する。走行用方向制御弁12が同図2に示す中立状態にあるときには、絞り弁4で発生する圧力が大きく、この大きな圧力が圧力センサ9で検出され、その検出信号が信号線5bを介してコントローラ11に入力される。コントローラ11の第1の出力手段は、入力された圧力センサ9の検出信号に応じて比例電磁弁13を駆動させるための第1の目標値(今の場合は中立状態に該当する第1の目標値)を演算し、その第1の目標値に相応する駆動信号を信号線34を介して比例電磁弁13に出力する。これにより比例電磁弁13は制御圧である2次圧を大きくするように駆動し、その2次圧がレギユレータ6に導かれ、このレギュレータ6は油圧ポンプ2の傾転角を所定の最小傾転角に保つように、すなわちポンプ流量が所定の最小流量であるスタンバイ流量となるように制御する。
【0039】
この状態で走行用方向制御弁12を切り換えると、絞り弁4で発生する圧力が次第に小さくなり、すなわち圧力センサ9の検出信号の値が小さくなり、これに相応してコントローラ11の第1の出力手段で演算される第1の目標値も小さくなり、この第1の出力手段から出力される駆動信号により2次圧が小さくなるように比例電磁弁13が駆動し、その小さな2次圧によりレギユレータ6は油圧ポンプ2の傾転角を大きくするように作動する。これにより、ポンプ流量は走行用方向制御弁12のスプールストロークの増加に相応して増加し、その増加した流量が油圧モータ15に供給される。
【0040】
したがって、この第2の実施例でも前述した第1の実施例と同様に、低速走行モードにあっては、走行体が坂路を登るときのように比較的大きなトルクを要する場合でも油圧モータ15の傾転角が大傾転であることから、このような走行体の登坂動作等を低圧で実現させることができ、走行用方向制御弁12のスプールストロークの増加に対する油圧モータ15の供給流量の増加の程度は緩やかであり、良好なメータリング特性が得られる。
【0041】
また、走行速度切換スイッチ7が閉じられた高速走行モードであるときには、走行速度切換スイッチ7の信号に応じてコントローラ11の第2の出力手段が高速走行モードであると判別して、電磁切換弁25を同図2の左位置に切り換える信号を出力する。これにより電磁切換弁25が連通位置に切換えられ、パイロット管路30に定圧源14によって供給されるパイロット圧が発生し、このパイロット圧により走行モータ傾転角切換装置24が油圧モータ15の傾転角を小傾転角にするように駆動する。走行用方向制御弁12が同図2に示す中立状態にあるときには、前述したように絞り弁4で発生する圧力が大きく、この大きな圧力が圧力センサ9で検出され、その検出信号が信号線5bを介してコントローラ11に入力される。今は高速走行モードであるので、このときコントローラ11の第3の出力手段は、前述した中立状態に該当する第1の目標値に所定の補正係数(0<補正係数<1)を乗算する補正をおこない、その補正された目標値に相応する駆動信号を信号線34を介して比例電磁弁13に出力する。これにより比例電磁弁13は低速走行モードのときの中立時2次圧に比べて小さな2次圧を出力するように駆動し、その補正係数を考慮した比較的小さな2次圧がレギユレータ6に導かれ、このレギュレータ6は油圧ポンプ2の傾転角を前述した所定の最小傾転角に比べて大きくなる所定の傾転角に変更するように、すなわちポンプ流量が所定の最小流量であるスタンバイ流量に比べて大きなスタンバイ流量となるように制御する。
【0042】
この状態で走行用方向制御弁12を切り換えると、前述したように絞り弁4で発生する圧力が小さくなり、すなわち圧力センサ9の検出信号の値が小さくなり、これに伴ってコントローラ11は、第1の出力手段で小さくなった圧力センサ9の検出信号に応じて第1の目標値を求める演算をおこない、第3の出力手段で第1の目標値に補正係数を乗じて補正された目標値を求める演算をおこない、この補正された目標値に応じた駆動信号を比例電磁弁13に出力する。これにより比例電磁弁13はその2次圧がより小さくなるように駆動し、レギユレータ6は油圧ポンプ2の傾転角をより大きくするように作動する。これに伴い、ポンプ流量は方向制御弁12のスプールストロークの増加に相応して増加し、その増加した流量が油圧モータ15に供給される。この第2の実施例も第1の実施例同様に高速走行モードにあっては、走行体が坂路を登るときのように比較的大きなトルクを要する場合、油圧モータ15の傾転角が小傾転であることから、このような走行体の登坂動作等に際し高圧となるが、図11の(d)の一点鎖線の特性線20jと同様に、前述した図7に示す従来技術の特性線20gに比べて少ないスプールストロークから油圧モータ15へ流量供給を開始させることができ、従来技術の特性線20gに比べてスプールストロークの増加に対する供給流量の増加の程度を緩やかにすることができ、良好なメータリング特性が得られ、第1の実施例と同等の効果を奏する。
【0043】
なお、上記第2の実施例では、走行速度選択手段を構成する走行速度切換スイッチ7を低速走行モードと高速走行モードの2速に切り換えるものによって構成してあるが、図6に示すように、切換位置40aである低速走行モードと、切換位置40bである中速走行モードと、切換位置40cである高速走行モードの3速に切り換えるものによって構成してもよく、また、4速以上に切り換えるものによって構成してもよい。
【0044】
図3は本発明の第3の実施例を示す回路図、図4は本発明の第4の実施例を示す回路図で、これらの第3の実施例、第4の実施例は請求項5に対応するものである。
【0045】
図3は前述した図1に対応させて描いてある。この図3に示す第3の実施例は、走行用方向制御弁12が操作されたことを検出する検出手段として、走行用方向制御弁12を駆動するパイロット圧を取り出すシャトル弁18を備えている。また、走行速度切換スイッチ7と電磁切換弁16との間を断接する圧力スイッチ19と、シャトル弁18と圧力スイッチ19とを連絡するパイロット管路35とを備えている。その他の構成は、前述した図1に示す第1の実施例と同等である。
【0046】
上述した圧力スイッチ19とパイロット管路35とは、走行用方向制御弁12が操作されたことがシャトル弁18で検出されたときのみ、傾転角変更制御手段による傾転角変更制御の実行を可能にする選択的実行手段、すなわちパイロット管路31にパイロット圧を発生させてレギュレータ6を作動させ、油圧ポンプ2の傾転角を最小傾転角よりも大きい所定の傾転角に変更する制御の実行を可能にする選択的実行手段を構成している。
【0047】
この図3に示す第3の実施例では、走行用方向制御弁12が操作されると、この走行用方向制御弁12を操作するパイロット圧が直ちにシャトル弁18を介してパイロット管路35に導かれ、圧力スイッチ19が作動して走行速度切換スイッチ7と電磁切換弁16とが接続する。したがって、走行速度切換スイッチ7が閉じられ高速走行モードが選択されているときには、電磁切換弁16が連通位置に切換えられ、パイロット管路31にパイロット圧が発生し、前述した第1の実施例と同様にスタンバイ流量が大きくなるように制御され、良好なメータリング特性が得られる。また、走行用方向制御弁12が操作されないときは、圧力スイッチ19が開かれているので電磁切換弁16は閉位置に保持されるので、パイロット管路31にパイロット圧が発生せず、油圧ポンプ2のスタンバイ流量は通常の最小流量に保たれる。
【0048】
当該油圧ショベルで行なわれる作業の種類や、アクチュエータの種類によっては、必ずしもスタンバイ流量を予め上昇させなくてもよい場合が起り得る。この第3の実施例は、このような場合に好適である。
【0049】
また、図4は前述した図2に対応させて描いてある。この図4に示す第4の実施例は、走行用方向制御弁12が操作されたことを検出する検出手段として、前述した第3の実施例と同様に、走行用方向制御弁12を駆動するパイロット圧を取り出すシャトル弁18を備えている。
【0050】
また、シャトル弁18で検出された圧力に応じた検出信号を出力する圧力センサ20と、この圧力センサ20から出力される検出信号をコントローラ11に導く信号線20aと、コントローラ11に内蔵され、圧力センサ20から走行用方向制御弁12が操作されたことを示す検出信号が入力されたかどうか判別し、該当する検出信号が入力されたと判別されたときは前述した第2の実施例で述べた第3の出力手段の動作を有効とする決定をおこない、該当する検出信号が入力されてないと判別されたときは第2の実施例の第3の出力手段の動作を無効とし、第1の出力手段による第1の目標値に応じた駆動信号を出力する決定をおこなう走行操作判別手段とを備えている。その他の構成は、前述した図2に示す第2の実施例と同等である。
【0051】
上述した圧力センサ20と、信号線20aと、コントローラ11の走行操作判別手段とは、走行用方向制御弁12が操作されたことがシャトル弁18で検出されたときのみ、傾転角変更制御手段による傾転角変更制御の実行を可能にする選択的実行手段、すなわち比例電磁弁13を作動させてレギュレータ6を作動させ、油圧ポンプ2の傾転角を最小傾転角よりも大きい所定の傾転角に変更する制御の実行を可能にする選択的実行手段を構成している。
【0052】
この図4に示す第4の実施例では、走行用方向制御弁12が操作されると、この走行用方向制御弁12を操作するパイロット圧が直ちにシャトル弁18を介して取り出され、圧力センサ20が作動してその検出信号が信号線20aを介してコントローラ11に入力される。コントローラ11に内蔵された走行操作判別手段は圧力センサ20からの検出信号を入力したときには、上述したように第2の実施例で述べた第3の出力手段の動作を有効とする決定をおこなう。したがって、走行速度切換スイッチ7が閉じられ高速走行モードが選択されているときには、第3の出力手段で求めた補正目標値に応じた駆動信号が比例電磁弁13に出力され、この比例電磁弁13が駆動して前述した第1の実施例と同様にスタンバイ流量が大きくなるように制御され、良好なメータリング特性が得られる。また、走行用方向制御弁12が操作されないときは、走行判別手段で第2の実施例の第3の出力手段の動作を無効とし、第1の出力手段による第1の目標値に応じた駆動信号を出力する決定がおこなわれ、油圧ポンプ2のスタンバイ流量は通常の最小流量に保たれる。
【0053】
このように構成した第4の実施例にあっても前述した第3の実施例と同様に、作業の種類や、アクチュエータの種類により必ずしもスタンバイ流量を予め上昇させなくてもよい場合には好適である。
【0054】
【発明の効果】
本発明は以上の構成にしてあることから、走行用可変容量油圧モータが高速走行モードで傾転角が小さい作動状態にあって高圧が必要な場合でも、良好なメータリング特性を得ることができ、したがって従来技術に比べて微操作性に優れ、急発進等の防止が容易であり、オペレータに与える疲労感を軽減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の油圧作業機の油圧駆動装置の第1の実施例を示す回路図である。
【図2】本発明の油圧作業機の油圧駆動装置の第2の実施例を示す回路図である。
【図3】本発明の油圧作業機の油圧駆動装置の第3の実施例を示す回路図である。
【図4】本発明の油圧作業機の油圧駆動装置の第4の実施例を示す回路図である。
【図5】図1に示す第1の実施例に備えられる走行速度切換スイツチの別の例を示す図である。
【図6】図2に示す第2の実施例に備えられる走行速度切換スイッチの別の例を示す図である。
【図7】従来の油圧作業機の油圧駆動装置を示す回路図である。
【図8】図7に示す油圧駆動装置に備えられるレギュレータの構成を示す図である。
【図9】図7に示す油圧駆動装置に備えられるレギュレータに与えられる制御圧力と可変容量油圧ポンプの容量との関係を示す特性図である。
【図10】レギュレータの別の例を示す図である。
【図11】図7に示す油圧駆動装置で得られる特性を示す図である。
【符号の説明】
2 可変容量式油圧ポンプ
4 絞り弁 (圧力発生装置)〔駆動手段〕
5 油通路 (駆動手段)
5a 油通路 (駆動手段)
5b 信号線 (駆動手段)
6 レギュレータ (ポンプ傾転角制御装置)
7 走行速度切換スイッチ (走行速度選択手段)
9 圧力センサ (駆動手段)
11 コントローラ (駆動手段、走行速度選択手段、連動手段、選択的実行手段)
12 走行用方向制御弁
13 比例電磁弁 (駆動手段)
14 定圧源 (走行速度選択手段、駆動手段)
15 走行用可変容量油圧モータ (アクチュエータ)
16 電磁切換弁 (走行速度選択手段)
17 定電源 (走行速度選択手段)
18 シャトル弁 (検出手段)
19 圧力スイッチ (選択的実行手段)
20 圧力センサ (選択的実行手段)
20a 信号線 (選択的実行手段)
21 走行速度切換スイッチ (走行速度選択手段)
24 走行モータ傾転角切換装置
25 電磁切換弁 (走行速度選択手段)
30 パイロット管路 (走行速度選択手段)
31 別のパイロット管路 (連動手段)
32 信号線 (走行速度選択手段)
33 パイロット管路 (駆動手段)
34 信号線 (駆動手段)
35 パイロット管路 (選択的実行手段)
40 走行速度切換スイッチ (走行速度選択手段)
[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a hydraulic drive device provided in a hydraulic working machine such as a hydraulic shovel and having a traveling variable displacement hydraulic motor capable of changing a traveling speed.
[0002]
[Prior art]
FIG. 7 is a circuit diagram showing a conventional hydraulic drive device of a hydraulic working machine. This prior art is provided, for example, in a hydraulic shovel and includes a variable displacement hydraulic pump 2 and a plurality of actuators driven by pressure oil discharged from the variable displacement hydraulic pump, for example, an arm cylinder 3 shown in FIG. Actuators such as a boom cylinder, a bucket cylinder, a variable displacement hydraulic motor for traveling, and a swing motor, which are not shown for simplicity, and directional control valves for controlling these actuators, for example, the hydraulic pump 2 to the arm cylinder 3 Device for controlling the flow of pressure oil supplied to the directional control valve 1 having a center bypass passage 1a and a pressure generated downstream of the center bypass passage of each directional control valve, for example, FIG. As shown in FIG. 7, a pressure generating device provided downstream of the arm direction control valve 1 and comprising a throttle valve 4 Includes pump tilting angle control device for controlling the target capacity of the hydraulic pump, for example, a regulator 6, a signal line leading to the regulator 6 to the pressure generated by the throttle valve 4 as a control pressure signal, namely an oil passage 5. The throttle valve 4 and the oil passage 5 described above constitute driving means for driving the regulator 6 in accordance with the switching operation of the arm direction control valve 1.
[0003]
Further, as shown in FIG. 8, for example, the regulator 6 described above has a piston 6a, a small-diameter chamber 6b and a large-diameter chamber 6c in which respective ends of the piston 6a are housed, and a control pressure guided by the oil passage 5. And a flow control spool 6d that operates according to the value of the signal. The small-diameter chamber 6b described above is connected to the discharge pipe of the hydraulic pump 2, and the large-diameter chamber 6c can be selectively connected to the small-diameter chamber 6b or the tank according to the operation of the flow control spool 6. .
[0004]
The characteristics of this regulator 6 are as follows.
That is, when the arm direction control valve 1 is kept neutral, the pressure generated by the throttle valve 4 is large, and the value of the control pressure signal guided by the oil passage 5 is large, the flow control shown in FIG. The spool 6d moves to the left in FIG. 8, and the small diameter chamber 6b and the large diameter chamber 6c communicate with each other. At this time, the pump pressure is supplied to both the small-diameter chamber 6b and the large-diameter chamber 6c, and the piston 6a moves to the left in FIG. 8 due to the difference in pressure receiving area between the small-diameter chamber 6b and the large-diameter chamber 6c. As a result, as shown in FIG. 9, the hydraulic pump 2 is controlled to have a relatively small predetermined capacity 10a.
[0005]
Also, the direction control valve 1 for the arm is operated to close the center bypass passage 1a, the pressure generated by the throttle valve 4 becomes small, and the control pressure signal becomes the P pressure shown in FIG.C1When the value becomes smaller, the flow control spool 6d shown in FIG. 8 moves to the right in FIG. 8, and the large-diameter chamber 6c communicates with the tank. At this time, the piston 6a moves rightward in FIG. 8 by the pump pressure applied to the small diameter chamber 6b. As a result, as shown in FIG. 9, the hydraulic pump 2 is controlled so as to have a capacity 10b gradually larger than the capacity 10a described above.
[0006]
Further, the arm directional control valve 1 is switched to the maximum stroke to completely close the center bypass passage 1a, or the center bypass passage 1a has a minimum opening area, and the pressure generated by the throttle valve 4 is reduced. , Control pressure signal is PC2When the value becomes the following value, the hydraulic pump 2 is controlled so as to have the maximum capacity 10c of the predetermined pressure shown in FIG.
[0007]
In the prior art having such a configuration, for example, when the arm directional control valve 1 is gradually stroked to the right position in FIG. The relationship between the opening area of the center bypass passage 1a of the valve 1 and the opening area of the meter-in passage 1b1 of the arm direction control valve 1 connected to the arm cylinder 3 has the characteristic shown in FIG. That is, the opening area of the center bypass passage 1a gradually decreases as indicated by the characteristic line 20a, and the opening area of the meter-in passage 1b1 gradually increases as indicated by the characteristic line 20b. At the start of the stroke of the directional control valve 1 for the arm, that is, at the start of closing the center bypass passage 1a, the hydraulic pump 2 is maintained at the predetermined minimum tilt angle, that is, at the predetermined small displacement 10a in FIG. The hydraulic pump 2 discharges a standby flow which is a small capacity corresponding to the capacity 10a. As the center bypass passage 1a is gradually narrowed, the pressure of the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 2, that is, the pump pressure increases. Assuming that the load pressure of the arm cylinder 3 is a relatively low pressure P2 shown in FIG. 11B, the arm cylinder 3 starts moving when the pump pressure rises to the pressure P2 or more. Thus, when the arm cylinder 3 starts to move and the flow rate of the hydraulic pump 2 starts to be supplied to the arm cylinder 3, the flow rate of the center bypass passage 1a decreases. When the passing flow rate decreases in this manner, the pressure generated in the throttle valve 4 decreases. Along with this, the value of the control pressure signal given to the regulator 6 via the oil passage 5 also decreases, and the regulator 6 is driven to increase the capacity of the hydraulic pump 2. Thus, the flow rate of the hydraulic pump 2 gradually increases, and a predetermined flow rate characteristic, that is, a metering characteristic is obtained.
[0008]
Conventionally, as a pressure generating device disposed downstream of the center bypass passage 1a, a relief valve or the like may be provided instead of providing the above-described throttle valve 4.
[0009]
Further, in a configuration in which an electric signal corresponding to the pressure generated by the above-described pressure generating device is output to the regulator 6 as a control pressure signal, a diagram is provided in place of the regulator 6 shown in FIG. As shown in FIG. 10, a first electromagnetic switching valve 6e disposed in a first passage connecting the small diameter chamber 6b and the large diameter chamber 6c to open and close the first passage in response to a control pressure signal; A second electromagnetic switching valve 6f disposed in the chamber 6c and the second passage connecting the first passage to the tank and opening and closing the second passage in response to a control pressure signal may be provided. .
[0010]
In the regulator 6 shown in FIG. 10, by keeping the second electromagnetic switching valve 6f in the closed state and operating the first electromagnetic switching valve 6e in the open state, the pump pressure is reduced to the small diameter chamber 6b and the large diameter. The piston 6a is supplied to both of the chambers 6c, and is controlled so that the piston 6a moves to the left in FIG. 10 due to the difference between the pressure receiving areas of the small diameter chamber 6b and the large diameter chamber 6c, and the capacity of the hydraulic pump 2 is reduced. . Further, by keeping the first electromagnetic switching valve 6e closed and operating the second electromagnetic switching valve 6f, the small-diameter chamber 6a and the large-diameter chamber 6c are shut off, and the large-diameter chamber 6c is connected to the tank. The piston 6a moves to the right by the pump pressure applied to the small-diameter chamber 6a and is controlled so that the capacity of the hydraulic pump 2 increases.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above-mentioned prior art, there is a problem in the metering characteristics when the load pressure of the actuator is high.
[0012]
For example, when the load pressure of the arm cylinder 3 shown in FIG. 7 is the relatively low pressure P2 exemplified in FIG. 11B as described above, the pump flow rate is represented by the characteristic line 20d in FIG. 11C. As shown in the figure, the flow rate supplied to the arm cylinder 3 increases relatively slowly as the spool stroke of the arm direction control valve 1 increases, and the flow rate supplied to the arm cylinder 3 is represented by a characteristic line 20f in FIG. As shown in the figure, the value increases relatively slowly with an increase in the spool stroke, approximating the above-mentioned characteristic line 20d, and a good metering characteristic can be obtained. However, when the load pressure of the arm cylinder 3 is the high pressure P1 shown in FIG. 11B, the center bypass passage 1a must be restricted so that the pump pressure rises to P1 or more when the hydraulic pump 2 is at the standby flow rate. In this case, the arm cylinder 3 does not start moving. Therefore, when the center bypass passage 1a is throttled until the pump pressure exceeds P1, the center bypass flow rate is sufficiently reduced, and the pump flow rate sharply increases as shown by the characteristic line 20e in FIG. 11C. Along with this, the flow rate supplied to the arm cylinder 3 increases as shown by the characteristic line 20g in FIG. 11D, similar to the characteristic line 20e, and increases the spool stroke of the directional control valve 1 for the arm. , The relationship rapidly increases, and the metering characteristics deteriorate.
[0013]
The same applies to the case where the actuator is a traveling variable displacement hydraulic motor (not shown) that drives the traveling body forming the lower part of the hydraulic shovel.
[0014]
The variable displacement hydraulic motor for traveling is normally switched to a second speed of a low speed traveling mode and a high speed traveling mode by a traveling speed changeover switch, or to a third speed of a low speed traveling mode, a medium speed traveling mode and a high speed traveling mode. . The variable displacement hydraulic motor for traveling has its capacity controlled by a traveling motor tilt angle switching device, and the traveling motor tilt angle switching device operates according to a signal output from the traveling speed switching switch. I have.
[0015]
When the running speed is controlled by the tilt angle of the hydraulic motor, the tilt angle of the hydraulic motor becomes large in the low-speed running mode in order to obtain a predetermined torque required to rotate the hydraulic motor. Although low pressure is sufficient, in the high-speed running mode, the tilt angle becomes small, and high pressure is required. Therefore, when a large torque is required, for example, when the traveling body climbs a hill in a high-speed traveling mode or turns left and right, the pump flow rate for the change in the spool stroke of the traveling directional control valve (not shown) is as described above. The characteristics are substantially the same as those of the characteristic line 20e in FIG. 11C (characteristics in the case of a high pressure). The characteristic becomes substantially the same as the characteristic line 20g of (d) of FIG. 11 (characteristic in the case of high pressure), and the metering characteristic deteriorates.
[0016]
As described above, in the related art including the variable displacement hydraulic motor for traveling, when climbing a hill in the high-speed traveling mode as described above, the metering characteristics are deteriorated. There is a risk that the vehicle may suddenly start even if the driver intends to do so, making it difficult to perform a fine operation, and easily giving the operator a feeling of fatigue.
[0017]
The present invention has been made in view of the above-described circumstances in the related art, and its object is to provide a variable displacement hydraulic motor for traveling even in a high-speed traveling mode in which the tilt angle is small and high pressure is required. An object of the present invention is to provide a hydraulic drive device for a hydraulic working machine that can obtain good metering characteristics.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, the present invention provides a variable displacement hydraulic pump, a pump displacement angle control device for controlling the displacement angle of the variable displacement hydraulic pump, and a pressure oil discharged from the variable displacement hydraulic pump. A plurality of actuators including a traveling variable displacement hydraulic motor to be driven; a traveling direction control valve for controlling a flow of pressure oil supplied from the variable displacement hydraulic pump to the traveling variable displacement hydraulic motor; and a traveling direction. A driving means for driving the pump tilt angle control device in accordance with the operation of the control valve, wherein the travel variable displacement hydraulic motor has a predetermined small tilt angle, Displacement angle change control means for performing control to change the displacement angle of the variable displacement hydraulic pump to a predetermined tilt angle larger than a predetermined minimum tilt angle is provided.A travel motor tilt angle switching device for controlling the tilt angle of the travel variable displacement hydraulic motor; and a travel for outputting a signal for determining the travel speed of the travel variable displacement hydraulic motor to the travel motor tilt angle switching device. Speed selecting means, wherein the tilt angle change control means interlocks with the selecting operation of the high speed running mode by the running speed selecting means, so that the tilt angle of the variable displacement hydraulic pump is equal to the predetermined tilt angle. Interlocking means for operating the pump tilt angle control device, wherein the traveling directional control valve has a center bypass passage, and the driving means is located downstream of the center bypass passage of the traveling directional control valve. A pressure generator that generates a pressure corresponding to the operation amount of the traveling direction control valve on the downstream side, and guides the pressure generated by the pressure generator to the pump tilt angle controller. A traveling pressure selecting means for supplying a predetermined pressure, a pilot line connecting the constant pressure source and the traveling motor tilt angle switching device, and a passage in the pilot line. An electromagnetic switching valve provided, and at least one of two traveling modes, a low-speed traveling mode and a high-speed traveling mode, can be selected, and a traveling speed switching switch for outputting a signal corresponding to the selected traveling mode to the electromagnetic switching valve. And a power supply connected to the traveling speed changeover switch. The pilot pressure output from the electromagnetic switching valve is output as a pilot signal for determining the traveling speed via a pilot line. When the high-speed traveling mode is selected by the changeover switch, the tilt angle of the variable displacement hydraulic pump is adjusted so as to be the predetermined tilt angle. Comprising the pilot pressure guided to the pilot line from a different pilot lines leading to the pump tilting angle control deviceIt has a configuration.
The present invention also provides a variable displacement hydraulic pump, a pump displacement angle control device for controlling the displacement angle of the variable displacement hydraulic pump, and a traveling variable displacement hydraulic drive driven by pressure oil discharged from the variable displacement hydraulic pump. A plurality of actuators including a motor, a traveling directional control valve for controlling the flow of hydraulic oil supplied from the variable displacement hydraulic pump to the traveling variable displacement hydraulic motor, and A hydraulic drive unit for a hydraulic working machine, comprising: a drive unit for driving the pump tilt angle control device; wherein the variable displacement hydraulic pump tilts when the traveling variable displacement hydraulic motor has a predetermined small tilt angle. A travel angle change control means for performing control to change the angle to a predetermined tilt angle larger than a predetermined minimum tilt angle, and a travel motor for controlling the tilt angle of the travel variable displacement hydraulic motor. A tilt angle switching device, and travel speed selecting means for outputting a signal for determining a travel speed of the traveling variable displacement hydraulic motor to the travel motor tilt angle switching device, wherein the tilt angle change control means includes: Interlocking means for operating the pump tilt angle control device so that the tilt angle of the variable displacement hydraulic pump becomes the predetermined tilt angle in conjunction with the selection operation of the high speed running mode by the running speed selecting means. The traveling directional control valve has a center bypass passage, and the driving means is provided downstream of the traveling directional control valve from the center bypass passage, and has a pressure corresponding to an operation amount of the traveling directional control valve. , A pressure sensor for detecting the pressure generated by the pressure generating device, a constant pressure source, and a pyrometer for communicating the constant pressure source with the pump tilt angle control device. And a first target value for driving the proportional solenoid valve in accordance with a signal output from the pressure sensor, and a first target value for driving the proportional solenoid valve in accordance with a signal output from the pressure sensor. And a controller having first output means for outputting a drive signal corresponding to the target value to the proportional solenoid valve, wherein the traveling speed selecting means can supply a predetermined pressure; and a constant pressure source. And travel motor tilt angle A pilot pipeline communicating with the switching device, an electromagnetic switching valve provided in the pilot pipeline, and at least one of two traveling modes, a low-speed traveling mode and a high-speed traveling mode, can be selected; A traveling speed changeover switch for outputting a signal corresponding to the mode, a power supply connected to the traveling speed changeover switch, and a signal built in the controller and output from the traveling speed changeover switch, and corresponding to the discrimination result. And a second output means for outputting a drive signal to the electromagnetic switching valve to output a pilot pressure output from the electromagnetic switching valve as a pilot signal for determining a traveling speed via a pilot line. Means is incorporated in the controller, and selects a high-speed traveling mode based on a signal output from the traveling speed changeover switch. Is determined, and when the determination result is the high-speed traveling mode, a signal output from the pressure sensor is corrected, and a drive signal that causes the tilt angle of the variable displacement hydraulic pump to be the predetermined tilt angle is obtained. A third output means for outputting to the proportional solenoid valve is provided.
[0019]
[Action]
Since the present invention has the above-described configuration, when the variable displacement hydraulic motor for traveling is in a small tilt state in the high-speed traveling mode, the tilt angle change control means is operated to activate the tilt angle of the variable displacement hydraulic pump. Is changed to a predetermined tilt angle larger than the predetermined minimum tilt angle. As a result, the standby flow becomes larger than the standby flow in the case of the above-mentioned predetermined minimum tilt angle. Thereby, the degree of increase in the pump flow rate with respect to the increase in the spool stroke of the traveling direction control valve is more gradual than when the standby flow rate is small and the load pressure of the traveling variable displacement hydraulic motor is high as in the prior art. And good metering characteristics can be obtained.
[0020]
【Example】
Hereinafter, an embodiment of a hydraulic drive device for a hydraulic working machine according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention corresponding to claims 1, 2 and 3, and shows, for example, a hydraulic drive device of a hydraulic shovel. In FIG. 1, for simplicity of explanation, other actuators other than the driving relation, such as a boom cylinder, an arm cylinder, a bucket cylinder, a swing motor, etc., and directional control valves for controlling the driving of these actuators are shown. Is not shown. Also, the same components as those shown in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals.
[0021]
That is, even in the first embodiment shown in FIG. 1, the variable displacement hydraulic pump 2 and the regulator 6 which is a pump tilt angle control device for controlling the displacement of the hydraulic pump 2, that is, the tilt angle, are provided. The regulator 6 has the same configuration as that shown in FIG. 8 described above, for example. A traveling variable displacement hydraulic motor 15 for driving a traveling body (not shown) and a traveling direction control valve 12 for controlling the flow of pressurized oil supplied from the hydraulic pump 2 to the hydraulic motor 15 are provided. The control valve 12 has a center bypass passage. The first embodiment shown in FIG. 1 also has a throttle valve 4 which is provided downstream of the center bypass passage and constitutes a pressure generating device for generating pressure, similarly to the one shown in FIG. And an oil passage 5 that guides the pressure generated by the control unit 6 to a regulator 6 as a control pressure signal. The throttle valve 4 and the oil passage 5 constitute driving means for driving the regulator 6 in accordance with a switching operation of the traveling direction control valve 12.
[0022]
Further, a traveling motor tilt angle switching device 24 for controlling the tilt angle of the hydraulic motor 15, a constant pressure source 14 capable of supplying a predetermined pressure, and the constant pressure source 14 and the traveling motor tilt angle switching device 24 are connected. A pilot line 30, an electromagnetic switching valve 16 provided in the middle of the pilot line 30, and a selectable one of a low-speed traveling mode and a high-speed traveling mode are provided, and a signal corresponding to the corresponding traveling mode is electromagnetically switched. The traveling speed selection switch 7 that outputs to the valve 16, the constant power supply 17 that is connected to the traveling speed selection switch 7, and the pilot pressure that is output from the electromagnetic switching valve 16 opposes the control pressure signal that is guided by the oil passage 5. And another pilot line 31 leading to the regulator 6 as described above.
[0023]
The constant pressure source 14, the pilot line 30, the electromagnetic switching valve 16, the traveling speed selection switch 7, and the constant power source 17 transmit a signal for determining the traveling speed of the hydraulic motor 15 to the traveling motor tilt angle switching device 24. The traveling speed selecting means for outputting is constituted. The above-mentioned another pilot line 31 is linked with the selection operation of the high-speed traveling mode by the above-mentioned traveling speed selection means, and the tilt angle of the hydraulic pump 2 is larger than the predetermined minimum tilt angle at normal time. Operating means for operating the regulator 6 so that the tilt angle becomes. Further, when the hydraulic motor 15 has a predetermined small tilt angle, the tilt angle of the hydraulic pump 2 is set to a predetermined tilt angle larger than a predetermined minimum tilt angle by the operating means and the above-described speed selecting means. This constitutes a tilt angle change control means for performing control for changing the tilt angle.
[0024]
In the first embodiment configured as described above, when the traveling speed changeover switch 7 is opened in the low-speed traveling mode as shown in FIG. 1, the electromagnetic switching valve 16 is kept in the closed position. For example, no pilot pressure is generated in the paths 30 and 31, so that the traveling motor tilt angle switching device 24 controls the tilt angle of the hydraulic motor 15 to a large tilt angle. When the traveling direction control valve 12 is in the neutral state shown in FIG. 1, the pressure generated by the throttle valve 4 is large, and a control pressure signal of this large value is guided to the regulator 6 via the oil passage 5. Since there is no pilot pressure in the pilot line 31 applied to oppose the control pressure signal, the regulator 6 maintains the tilt angle of the hydraulic pump 2 at a predetermined minimum tilt angle, that is, the pump flow rate. Is controlled to be a standby flow rate which is a predetermined minimum flow rate.
[0025]
When the traveling direction control valve 12 is switched in this state, the pressure generated at the throttle valve 4 gradually decreases, that is, the value of the control pressure signal decreases, and accordingly, the regulator 6 changes the tilt angle of the hydraulic pump 2. It works to increase. As a result, the pump flow increases in accordance with the increase in the spool stroke of the direction control valve 12, and the increased flow is supplied to the hydraulic motor 15. In this low-speed traveling mode, the tilt angle of the hydraulic motor 15 is large even when a relatively large torque is required, such as when the traveling body climbs a slope, so that such traveling Operation and the like can be realized at low pressure.
[0026]
At this time, the relationship between the spool stroke of the traveling direction control valve 12 and the pump pressure is similar to, for example, the characteristic shown by the solid line in FIG. Further, since the pressure is as low as P2, for example, the relationship between the spool stroke of the traveling direction control valve 12 and the pump flow rate is the same as that illustrated by the characteristic line 20d in FIG. 11C. Accordingly, the relationship between the spool stroke of the traveling direction control valve 12 and the flow rate supplied to the hydraulic motor 15 is similar to that illustrated by the characteristic line 20f in FIG. The degree of increase in the supply flow rate is gradual, good metering characteristics are obtained, and therefore, fine operability is excellent, and sudden start and the like can be easily prevented.
[0027]
When the traveling speed changeover switch 7 is in the high-speed traveling mode in which the traveling speed changeover switch 7 is closed, the electromagnetic switching valve 16 is switched to the communication position which is the lower position of FIG. The pilot pressure is led, and thereby the traveling motor tilt angle switching device 24 controls the tilt angle of the hydraulic motor 15 to a small tilt angle. When the traveling direction control valve 12 is in the neutral state in FIG. 1, the pressure generated by the throttle valve 4 is large as described above, and the control pressure signal of this large value is guided to the regulator 6 via the oil passage 5. At this time, at the same time, the pilot pressure from the constant pressure source 14 is applied to the regulator 6 via the pilot line 31 so as to oppose the control pressure signal. Accordingly, the regulator 6 maintains the tilt angle of the hydraulic pump 2 at a predetermined tilt angle larger than the predetermined minimum tilt angle, that is, the pump flow rate is set to be smaller than the standby flow rate which is the predetermined minimum flow rate described above. Control is performed so as to change to a large predetermined standby flow rate.
[0028]
When the traveling direction control valve 12 is switched in this state, the pressure generated at the throttle valve 4 gradually decreases as described above, that is, the value of the control pressure signal decreases, and accordingly, the regulator 6 controls the hydraulic pump 2 It operates to increase the tilt angle. As a result, the pump flow rate increases in accordance with the increase in the spool stroke of the traveling direction control valve 12, and the increased flow rate is supplied to the hydraulic motor 15. In this high-speed traveling mode, when the traveling body requires a relatively large torque, such as when climbing a hill, the tilt angle of the hydraulic motor 15 is small, so that the traveling body is climbed uphill. High pressure during operation.
[0029]
The relationship between the spool stroke of the traveling direction control valve 12 and the pump pressure at this time is represented by, for example, the characteristic line 20h indicated by the dashed line in FIG. As can be seen from the characteristic line 20h, with the increase of the standby flow rate of the hydraulic pump 2, a pressure exceeding the high pressure P1 is obtained at a spool stroke sufficiently before the characteristic line of the prior art shown in FIG. be able to. That is, as shown by the one-dot chain line characteristic line 20i in FIG. 11C, the pump flow starts to increase from a smaller spool stroke as compared with the case of the high pressure (characteristic line 20e) of the related art shown in FIG. Accordingly, as shown by the one-dot chain line characteristic line 20j in FIG. 11D, the hydraulic motor 15 can be moved from a smaller spool stroke than the characteristic line 20g of the prior art shown in FIG. The flow rate supply can be started, and the degree of increase in the supply flow rate with respect to the increase in the spool stroke can be made gentler than in the characteristic line 20g of the prior art, so that good metering characteristics can be obtained. Therefore, even in such a high-speed running mode, excellent fine operability can be ensured, sudden start and the like can be easily prevented, and fatigue of the operator can be reduced.
[0030]
In the first embodiment, the traveling speed changeover switch 7 constituting the traveling speed selection means is configured to switch between the low speed traveling mode and the high speed traveling mode in the second speed. However, as shown in FIG. It may be constituted by a traveling speed changeover switch 21 for switching to a third speed of a low speed traveling mode, a medium speed traveling mode and a high speed traveling mode, or may be constituted by a device for switching to a fourth speed or higher.
[0031]
In the low-speed running mode in which the switching position 21a is switched to the switching position 21a, the solenoid switching valve 16 is in the closed position and does not generate, for example, pilot pressure in the pilot lines 30, 31. The tilt angle of the hydraulic pump 2 is controlled to the minimum tilt angle while the tilt angle of the hydraulic pump 2 is controlled to the minimum tilt angle, and the standby flow rate is controlled to the minimum flow rate accordingly. In the high-speed running mode in which the switching position is switched to the switching position 21c, the electromagnetic switching valve 16 is set to the fully open position to generate the maximum pilot pressure by the constant pressure source 14 in the pilot lines 30, 31, and to reduce the tilt angle of the hydraulic motor 16 to the minimum. And the tilt angle of the hydraulic pump 2 is controlled to a first tilt angle that is sufficiently larger than the minimum tilt angle, and accordingly, the standby flow rate is set to a first tilt angle that is sufficiently larger than the minimum flow rate. Control the flow rate. Further, in the medium speed running mode in which the switching position is switched to the switching position 21b, the electromagnetic switching valve 16 is in the half-open position to generate a pilot pressure smaller than the maximum pilot pressure in the pilot lines 30, 31, and the tilt angle of the hydraulic motor 16 is changed. Is controlled to an intermediate tilt angle between the minimum tilt angle and the above-described maximum tilt angle, and the tilt angle of the hydraulic pump 2 is set to be larger than the minimum tilt angle and smaller than the above-described first tilt angle. 2, the standby flow rate is controlled to a second flow rate that is larger than the minimum flow rate and smaller than the above-described first flow rate.
[0032]
In the case of switching to the fourth speed or higher, standby flow rates corresponding to the four speed drive modes can be obtained in the same manner as described above, and the standby flow rates are exemplified by the characteristic line 20j in FIG. A number of similar properties can be obtained.
[0033]
FIG. 2 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention corresponding to claims 1, 2, and 4. The second embodiment also shows, for example, a hydraulic drive of a hydraulic shovel, as in the first embodiment.
[0034]
Also in the second embodiment, the traveling direction control valve 12 for controlling the flow of the pressure oil supplied from the variable displacement hydraulic pump 2 to the traveling variable hydraulic motor 15 has a center bypass passage.
[0035]
Further, a driving means for driving the regulator 6 in accordance with the operation of the traveling direction control valve 12 is provided downstream of the center bypass passage of the traveling direction control valve 12, and is provided in accordance with the operation amount of the traveling direction control valve 12. A throttle valve 4 for generating pressure downstream of the center bypass passage, a pilot line 5a for guiding the pressure generated by the throttle valve 4, and a pressure guided by the pilot line 5a are detected and output as an electric signal. The pressure sensor 9, a signal line 5 b for guiding a signal detected by the pressure sensor 9, a constant pressure source 14, a pilot line 33 connecting the constant pressure source 14 and the regulator 6, and A first target value for driving the proportional solenoid valve 13 is calculated in accordance with the proportional solenoid valve 13 provided and the detection signal of the pressure sensor 9 guided via the signal line 5b. The controller 11 includes first output means for outputting a drive signal corresponding to the first target value, and a signal line 34 for providing a drive signal output from the controller 11 to the proportional solenoid valve 13. .
[0036]
The traveling speed selecting means for outputting a signal for determining the traveling speed of the hydraulic motor 15 to the traveling motor tilt angle switching device 24 includes the above-described constant pressure source 14, the constant pressure source 14 and the traveling motor tilt angle switching device 24. , An electromagnetic switching valve 25 provided in the pilot pipeline 30, and one of two traveling modes, a low-speed traveling mode and a high-speed traveling mode, can be selected. And a constant power supply 17 connected to the traveling speed changeover switch 7 and a signal output from the traveling speed changeover switch 7 which is built in the controller 11 described above. Second output means for outputting a drive signal corresponding to the determination result to the electromagnetic switching valve 25 via the signal line 32.
[0037]
Further, a tilt angle change control means is constituted, and the tilt angle of the hydraulic pump 2 is larger than a predetermined minimum tilt angle in conjunction with the selection operation of the high-speed running mode by the above-mentioned running speed selecting means. The interlocking means for operating the regulator 6 to achieve the turning angle is built in the controller 11 described above, and it is determined whether or not the high-speed traveling mode is selected based on a signal output from the traveling speed changeover switch 7. In the high-speed running mode, a signal output from the pressure sensor 9 is corrected, and a drive signal in which the tilt angle of the hydraulic pump 2 is a predetermined tilt angle larger than the predetermined minimum tilt angle is proportionally calculated. It is constituted by third output means for outputting to the solenoid valve 13.
[0038]
In the second embodiment, as shown in FIG. 2, when the traveling speed changeover switch 7 is in the low speed traveling mode in which the traveling speed changeover switch 7 is opened, the second output means of the controller 11 responds to a signal from the traveling speed changeover switch 7. It determines that the vehicle is in the low-speed running mode, and outputs a signal for keeping the electromagnetic switching valve 25 de-energized. As a result, the electromagnetic switching valve 25 is maintained at the closed position shown in FIG. 2, and, for example, no pilot pressure is generated in the pilot line 30, whereby the traveling motor tilt angle switching device 24 causes the hydraulic motor 15 to tilt. Is controlled to a large tilt angle. When the traveling direction control valve 12 is in the neutral state shown in FIG. 2, the pressure generated by the throttle valve 4 is large, and this large pressure is detected by the pressure sensor 9, and the detection signal is sent to the controller via the signal line 5b. 11 is input. The first output means of the controller 11 outputs a first target value for driving the proportional solenoid valve 13 in accordance with the input detection signal of the pressure sensor 9 (in this case, the first target value corresponding to the neutral state). ), And outputs a drive signal corresponding to the first target value to the proportional solenoid valve 13 via the signal line 34. As a result, the proportional solenoid valve 13 is driven to increase the secondary pressure, which is the control pressure, and the secondary pressure is guided to the regulator 6, and the regulator 6 sets the tilt angle of the hydraulic pump 2 to a predetermined minimum tilt. The pump is controlled so as to maintain the angle, that is, the pump flow rate becomes the standby flow rate which is a predetermined minimum flow rate.
[0039]
When the traveling direction control valve 12 is switched in this state, the pressure generated at the throttle valve 4 gradually decreases, that is, the value of the detection signal of the pressure sensor 9 decreases, and the first output of the controller 11 correspondingly changes. The first target value calculated by the means also decreases, and the proportional solenoid valve 13 is driven so that the secondary pressure is reduced by the drive signal output from the first output means. 6 operates so as to increase the tilt angle of the hydraulic pump 2. As a result, the pump flow rate increases in accordance with the increase in the spool stroke of the traveling direction control valve 12, and the increased flow rate is supplied to the hydraulic motor 15.
[0040]
Therefore, in the second embodiment, as in the first embodiment described above, in the low-speed traveling mode, even when the traveling body requires a relatively large torque, such as when climbing a slope, the hydraulic motor 15 is not driven. Since the tilt angle is a large tilt, such a climbing operation of the traveling body can be realized at a low pressure, and the supply flow rate of the hydraulic motor 15 increases with an increase in the spool stroke of the traveling direction control valve 12. Is moderate, and good metering characteristics can be obtained.
[0041]
When the traveling speed changeover switch 7 is in the high speed traveling mode in which the traveling speed changeover switch 7 is closed, the second output means of the controller 11 is determined to be in the high speed traveling mode in accordance with the signal of the traveling speed changeover switch 7, and the electromagnetic switching valve is switched. 25 is output to switch to the left position in FIG. As a result, the electromagnetic switching valve 25 is switched to the communication position, and a pilot pressure supplied from the constant pressure source 14 to the pilot line 30 is generated, and the traveling motor tilt angle switching device 24 tilts the hydraulic motor 15 by the pilot pressure. Drive so that the angle becomes a small tilt angle. When the traveling direction control valve 12 is in the neutral state shown in FIG. 2, the pressure generated by the throttle valve 4 is large as described above, and this large pressure is detected by the pressure sensor 9, and the detection signal is sent to the signal line 5b. Is input to the controller 11 via the. Since the current mode is the high-speed running mode, at this time, the third output means of the controller 11 corrects the first target value corresponding to the above-described neutral state by a predetermined correction coefficient (0 <correction coefficient <1). And outputs a drive signal corresponding to the corrected target value to the proportional solenoid valve 13 via the signal line 34. As a result, the proportional solenoid valve 13 is driven so as to output a secondary pressure smaller than the neutral secondary pressure in the low-speed traveling mode, and a relatively small secondary pressure in consideration of the correction coefficient is introduced to the regulator 6. The regulator 6 changes the tilt angle of the hydraulic pump 2 to a predetermined tilt angle that is larger than the aforementioned predetermined minimum tilt angle, that is, the standby flow rate at which the pump flow rate is the predetermined minimum flow rate. Is controlled so that the standby flow rate is larger than that of.
[0042]
When the traveling direction control valve 12 is switched in this state, the pressure generated at the throttle valve 4 decreases as described above, that is, the value of the detection signal of the pressure sensor 9 decreases, and accordingly, the controller 11 The first output means calculates the first target value in accordance with the detection signal of the pressure sensor 9 which has become smaller, and the third output means multiplies the first target value by a correction coefficient to correct the target value. Is calculated, and a drive signal corresponding to the corrected target value is output to the proportional solenoid valve 13. As a result, the proportional solenoid valve 13 is driven so that its secondary pressure becomes smaller, and the regulator 6 operates to make the tilt angle of the hydraulic pump 2 larger. Accordingly, the pump flow rate increases in accordance with the increase in the spool stroke of the directional control valve 12, and the increased flow rate is supplied to the hydraulic motor 15. In the second embodiment, as in the first embodiment, in the high-speed traveling mode, when the traveling body requires a relatively large torque such as when climbing a slope, the tilt angle of the hydraulic motor 15 becomes small. Since the vehicle is rolling, a high voltage is applied during such a climbing operation of the running body. However, similar to the one-dot chain line characteristic line 20j in FIG. 11D, the prior art characteristic line 20g shown in FIG. The supply of the flow rate to the hydraulic motor 15 can be started from a smaller spool stroke than in the case of the prior art, and the degree of increase in the supply flow rate with respect to the increase in the spool stroke can be made gentler than in the characteristic line 20g of the related art. Metering characteristics can be obtained, and the same effects as in the first embodiment can be obtained.
[0043]
In the second embodiment, the traveling speed changeover switch 7 constituting the traveling speed selecting means is configured to switch between the low speed traveling mode and the high speed traveling mode in the second speed. However, as shown in FIG. The vehicle may be configured to switch to a third speed of a low-speed traveling mode at the switching position 40a, a medium-speed traveling mode at the switching position 40b, and a high-speed traveling mode at the switching position 40c. May be configured.
[0044]
FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a third embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a circuit diagram illustrating a fourth embodiment of the present invention. It corresponds to.
[0045]
FIG. 3 is drawn corresponding to FIG. 1 described above. The third embodiment shown in FIG. 3 is provided with a shuttle valve 18 for extracting pilot pressure for driving the traveling direction control valve 12 as a detecting means for detecting that the traveling direction control valve 12 has been operated. . Further, a pressure switch 19 for connecting and disconnecting between the traveling speed changeover switch 7 and the electromagnetic changeover valve 16 and a pilot line 35 for connecting the shuttle valve 18 and the pressure switch 19 are provided. Other configurations are the same as those of the first embodiment shown in FIG.
[0046]
The pressure switch 19 and the pilot line 35 allow the tilt angle change control means to execute the tilt angle change control only when the shuttle valve 18 detects that the traveling direction control valve 12 has been operated. Selective execution means for enabling, that is, control for generating a pilot pressure in the pilot line 31 to operate the regulator 6 to change the tilt angle of the hydraulic pump 2 to a predetermined tilt angle larger than the minimum tilt angle Is configured as a selective execution means that enables the execution of.
[0047]
In the third embodiment shown in FIG. 3, when the traveling direction control valve 12 is operated, the pilot pressure for operating the traveling direction control valve 12 is immediately transmitted to the pilot line 35 via the shuttle valve 18. Then, the pressure switch 19 is operated to connect the traveling speed changeover switch 7 and the electromagnetic changeover valve 16. Therefore, when the traveling speed changeover switch 7 is closed and the high-speed traveling mode is selected, the electromagnetic switching valve 16 is switched to the communication position, and a pilot pressure is generated in the pilot line 31. Similarly, the standby flow rate is controlled to be large, and good metering characteristics can be obtained. When the traveling direction control valve 12 is not operated, the pressure switch 19 is open, and the electromagnetic switching valve 16 is held in the closed position. The standby flow at 2 is kept at the normal minimum flow.
[0048]
Depending on the type of work performed by the hydraulic excavator and the type of actuator, there may be cases where the standby flow rate does not necessarily need to be increased in advance. The third embodiment is suitable for such a case.
[0049]
FIG. 4 is drawn corresponding to FIG. 2 described above. In the fourth embodiment shown in FIG. 4, the traveling direction control valve 12 is driven as a detecting means for detecting that the traveling direction control valve 12 has been operated, similarly to the third embodiment described above. A shuttle valve 18 for extracting pilot pressure is provided.
[0050]
A pressure sensor 20 for outputting a detection signal corresponding to the pressure detected by the shuttle valve 18; a signal line 20a for guiding the detection signal output from the pressure sensor 20 to the controller 11; It is determined whether or not a detection signal indicating that the traveling direction control valve 12 has been operated has been input from the sensor 20. If it is determined that the corresponding detection signal has been input, the determination is made as described in the second embodiment. 3 is determined to be valid, and when it is determined that the corresponding detection signal is not input, the operation of the third output means of the second embodiment is invalidated and the first output is disabled. Traveling operation determining means for determining to output a drive signal according to the first target value by the means. Other configurations are the same as those of the above-described second embodiment shown in FIG.
[0051]
The pressure sensor 20, the signal line 20a, and the traveling operation determining means of the controller 11 are provided only when the shuttle valve 18 detects that the traveling direction control valve 12 has been operated. Executing the proportional solenoid valve 13 to actuate the regulator 6 to increase the tilt angle of the hydraulic pump 2 to a predetermined tilt angle larger than the minimum tilt angle. A selective execution unit that enables execution of control for changing to a turning angle is configured.
[0052]
In the fourth embodiment shown in FIG. 4, when the traveling direction control valve 12 is operated, the pilot pressure for operating the traveling direction control valve 12 is immediately taken out via the shuttle valve 18 and the pressure sensor 20 is operated. Operates, and the detection signal is input to the controller 11 via the signal line 20a. When the detection signal from the pressure sensor 20 is input, the traveling operation determining means incorporated in the controller 11 determines to enable the operation of the third output means described in the second embodiment as described above. Therefore, when the traveling speed changeover switch 7 is closed and the high-speed traveling mode is selected, a drive signal corresponding to the correction target value obtained by the third output means is output to the proportional solenoid valve 13. Is driven to control the standby flow rate to increase in the same manner as in the first embodiment, and good metering characteristics are obtained. Further, when the traveling direction control valve 12 is not operated, the operation of the third output means of the second embodiment is invalidated by the traveling discrimination means, and the drive according to the first target value is performed by the first output means. A decision is made to output a signal, and the standby flow rate of the hydraulic pump 2 is kept at the normal minimum flow rate.
[0053]
The fourth embodiment having the above-described configuration is suitable for the case where the standby flow rate does not necessarily need to be increased in advance depending on the type of operation and the type of the actuator, as in the third embodiment. is there.
[0054]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, it is possible to obtain good metering characteristics even when the variable displacement hydraulic motor for traveling is in a high-speed traveling mode, in an operating state with a small tilt angle and high pressure is required. Therefore, it is superior in the fine operability as compared with the prior art, and it is easy to prevent sudden start and the like, and it is possible to reduce the fatigue feeling given to the operator.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of a hydraulic drive device for a hydraulic working machine according to the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a second embodiment of the hydraulic drive device of the hydraulic working machine according to the present invention.
FIG. 3 is a circuit diagram showing a third embodiment of the hydraulic drive device of the hydraulic working machine according to the present invention.
FIG. 4 is a circuit diagram showing a fourth embodiment of the hydraulic drive device of the hydraulic working machine according to the present invention.
FIG. 5 is a diagram showing another example of the traveling speed switching switch provided in the first embodiment shown in FIG. 1;
FIG. 6 is a view showing another example of the traveling speed changeover switch provided in the second embodiment shown in FIG. 2;
FIG. 7 is a circuit diagram showing a conventional hydraulic drive device of a hydraulic working machine.
8 is a diagram showing a configuration of a regulator provided in the hydraulic drive device shown in FIG.
9 is a characteristic diagram showing a relationship between a control pressure applied to a regulator provided in the hydraulic drive device shown in FIG. 7 and a capacity of a variable displacement hydraulic pump.
FIG. 10 is a diagram showing another example of the regulator.
FIG. 11 is a view showing characteristics obtained by the hydraulic drive device shown in FIG. 7;
[Explanation of symbols]
2 Variable displacement hydraulic pump
4 Throttle valve (pressure generating device) [Drive means]
5 Oil passage (drive means)
5a Oil passage (drive means)
5b signal line (driving means)
6 Regulator (Pump tilt angle control device)
7 Travel speed switch (travel speed selection means)
9 Pressure sensor (drive means)
11 controller (driving means, running speed selecting means, interlocking means, selective execution means)
12 Direction control valve for traveling
13 Proportional solenoid valve (drive means)
14. Constant pressure source (running speed selection means, drive means)
15 Variable displacement hydraulic motor for traveling (actuator)
16 electromagnetic switching valve (traveling speed selection means)
17 constant power supply (traveling speed selection means)
18 Shuttle valve (detection means)
19 Pressure switch (selective execution means)
20 pressure sensor (selective execution means)
20a signal line (selective execution means)
21 Travel speed switch (travel speed selection means)
24 Traveling motor tilt angle switching device
25 Solenoid switching valve (traveling speed selection means)
30 Pilot pipeline (running speed selection means)
31 Another pilot pipeline (interlocking means)
32 signal line (traveling speed selection means)
33 Pilot pipeline (drive means)
34 signal lines (driving means)
35 Pilot pipeline (selective execution means)
40 Travel speed switch (travel speed selection means)

Claims (3)

  1. 可変容量油圧ポンプと、この可変容量油圧ポンプの傾転角を制御するポンプ傾転角制御装置と、上記可変容量油圧ポンプから吐出される圧油によって駆動する走行用可変容量油圧モータを含む複数のアクチュエータと、上記可変容量油圧ポンプから上記走行用可変容量油圧モータに供給される圧油の流れを制御する走行用方向制御弁と、この走行用方向制御弁の操作に応じて上記ポンプ傾転角制御装置を駆動する駆動手段とを備えた油圧作業機の油圧駆動装置において、
    上記走行用可変容量油圧モータが所定の小傾転角のとき、上記可変容量油圧ポンプの傾転角を所定の最小傾転角よりも大きな所定の傾転角に変更させる制御をおこなう傾転角変更制御手段を設け
    上記走行用可変容量油圧モータの傾転角を制御する走行モータ傾転角切換装置と、上記走行用可変容量油圧モータの走行速度を決める信号を上記走行モータ傾転角切換装置に出力する走行速度選択手段とを備え、
    上記傾転角変更制御手段が、
    上記走行速度選択手段による高速走行モードの選択動作と連動させて、上記可変容量油圧ポンプの傾転角が上記所定の傾転角となるように上記ポンプ傾転角制御装置を作動させる連動手段であり、
    上記走行用方向制御弁がセンタバイパス通路を有し、
    上記駆動手段が、
    上記走行用方向制御弁の上記センタバイパス通路の下流に設けられ、上記走行用方向制御弁の操作量に応じた圧力を上記下流に発生させる圧力発生装置と、この圧力発生装置によって発生した圧力を上記ポンプ傾転角制御装置に導く油通路とを含むとともに、
    上記走行速度選択手段が、
    所定圧力を供給可能な定圧源と、この定圧源と上記走行モータ傾転角切換装置とを連絡するパイロット管路と、このパイロット管路中に設けた電磁切換弁と、少なくとも低速走行モードと高速走行モードの2つの走行モードのいずれかを選択可能であり、選択された走行モードに応じた信号を上記電磁切換弁に出力する走行速度切換スイッチと、この走行速度切換スイッチに接続した電源とを含み、 電磁切換弁から出力されるパイロット圧をパイロット管路を介して走行速度を決めるパイロット信号として出力するとともに、
    上記連動手段が、
    上記走行速度切換スイッチによって上記高速走行モードが選択されたとき、上記可変容量油圧ポンプの傾転角が上記所定の傾転角となるように上記パイロット管路に導かれる上記パイロット圧を上記ポンプ傾転角制御装置に導く別のパイロット管路であることを特徴とする油圧作業機の油圧駆動装置。
    A variable displacement hydraulic pump, a pump displacement angle control device that controls the displacement angle of the variable displacement hydraulic pump, and a plurality of traveling variable displacement hydraulic motors driven by pressure oil discharged from the variable displacement hydraulic pump. An actuator, a traveling directional control valve for controlling the flow of pressure oil supplied from the variable displacement hydraulic pump to the traveling variable displacement hydraulic motor, and the pump tilt angle in response to operation of the traveling directional control valve In a hydraulic drive of a hydraulic working machine comprising a drive unit for driving the control device,
    When the variable displacement hydraulic motor for traveling has a predetermined small tilt angle, a tilt angle for controlling to change the tilt angle of the variable displacement hydraulic pump to a predetermined tilt angle larger than a predetermined minimum tilt angle. Provide change control means ,
    A traveling motor tilt angle switching device for controlling the tilt angle of the traveling variable displacement hydraulic motor, and a traveling speed for outputting a signal for determining the traveling speed of the traveling variable displacement hydraulic motor to the traveling motor displacement angle switching device. And selecting means,
    The tilt angle change control means,
    Interlocking means for operating the pump tilt angle control device so that the tilt angle of the variable displacement hydraulic pump becomes the predetermined tilt angle in conjunction with the selection operation of the high speed running mode by the running speed selecting means. Yes,
    The traveling direction control valve has a center bypass passage,
    The driving means is
    A pressure generator that is provided downstream of the center bypass passage of the travel direction control valve and generates a pressure downstream of the travel direction control valve in accordance with the operation amount of the travel direction control valve, and a pressure generated by the pressure generator. Including an oil passage leading to the pump tilt angle control device,
    The traveling speed selecting means,
    A constant pressure source capable of supplying a predetermined pressure; a pilot line for communicating the constant pressure source with the traveling motor tilt angle switching device; an electromagnetic switching valve provided in the pilot line; Any one of the two driving modes of the driving mode can be selected, and a driving speed switch that outputs a signal corresponding to the selected driving mode to the electromagnetic switching valve, and a power supply connected to the driving speed switch. The pilot pressure output from the electromagnetic switching valve is output as a pilot signal for determining the traveling speed via a pilot line,
    The interlocking means is
    When the high-speed traveling mode is selected by the traveling speed changeover switch, the pilot pressure guided to the pilot line is adjusted so that the tilt angle of the variable displacement hydraulic pump becomes the predetermined tilt angle. A hydraulic drive unit for a hydraulic working machine, which is another pilot line that leads to a turning angle control device.
  2. 可変容量油圧ポンプと、この可変容量油圧ポンプの傾転角を制御するポンプ傾転角制御装置と、上記可変容量油圧ポンプから吐出される圧油によって駆動する走行用可変容量油圧モータを含む複数のアクチュエータと、上記可変容量油圧ポンプから上記走行用可変容量油圧モータに供給される圧油の流れを制御する走行用方向制御弁と、この走行用方向制御弁の操作に応じて上記ポンプ傾転角制御装置を駆動する駆動手段とを備えた油圧作業機の油圧駆動装置において、
    上記走行用可変容量油圧モータが所定の小傾転角のとき、上記可変容量油圧ポンプの傾転角を所定の最小傾転角よりも大きな所定の傾転角に変更させる制御をおこなう傾転角変更制御手段を設け、
    上記走行用可変容量油圧モータの傾転角を制御する走行モータ傾転角切換装置と、上記走行用可変容量油圧モータの走行速度を決める信号を上記走行モータ傾転角切換装置に出力する走行速度選択手段とを備え
    上記傾転角変更制御手段が、
    上記走行速度選択手段による高速走行モードの選択動作と連動させて、上記可変容量油圧ポンプの傾転角が上記所定の傾転角となるように上記ポンプ傾転角制御装置を作動させる連動手段であり、
    上記走行用方向制御弁がセンタバイパス通路を有し、
    上記駆動手段が、
    上記走行用方向制御弁の上記センタバイパス通路の下流に設けられ、上記走行用方向制御弁の操作量に応じた圧力を上記下流に発生させる圧力発生装置と、この圧力発生装置によって発生した圧力を検出する圧力センサと、定圧源と、この定圧源と上記ポンプ傾転角制御装置とを連絡するパイロット管路と、このパイロット管路中に設けた比例電磁弁と、上記圧力センサから出力される信号に応じて上記比例電磁弁を駆動させるための第1の目標値を演算し、当該第1の目標値に相応する駆動信号を該比例電磁弁に出力する第1の出力手段を内蔵するコントローラとを含むとともに、
    上記走行速度選択手段が、
    所定圧力を供給可能な定圧源と、この定圧源と上記走行モータ傾転角切換装置とを連絡するパイロット管路と、このパイロット管路中に設けた電磁切換弁と、少なくとも低速走行モードと高速走行モードの2つの走行モードのいずれかを選択可能であり、選択された走行モードに応じた信号を出力する走行速度切換スイッチと、この走行速度切換スイッチに接続した電源と、上記コントローラに内蔵され、上記走行速度切換スイッチから出力される信号を判別し、その判別結果に相応する駆動信号を上記電磁切換弁に出力する第2の出力手段とを含み、 上記電磁切換弁から出力されるパイロット圧をパイロット管路を介して走行速度を決めるパイロット信号として出力するとともに、
    上記連動手段が、
    上記コントローラに内蔵され、上記走行速度切換スイッチから出力される信号に基づいて高速走行モードが選択されたかどうか判別し、判別結果が高速走行モードであるとき、上記圧力センサから出力される信号を補正して、上記可変容量油圧ポンプの傾転角が上記所定の傾転角となる駆動信号を上記比例電磁弁に出力する第3の出力手段であることを特徴とする油圧作業機の油圧駆動装置。
    A variable displacement hydraulic pump, a pump displacement angle control device that controls the displacement angle of the variable displacement hydraulic pump, and a plurality of traveling variable displacement hydraulic motors driven by pressure oil discharged from the variable displacement hydraulic pump. An actuator, a traveling directional control valve for controlling the flow of pressure oil supplied from the variable displacement hydraulic pump to the traveling variable displacement hydraulic motor, and the pump tilt angle in response to operation of the traveling directional control valve In a hydraulic drive of a hydraulic working machine comprising a drive unit for driving the control device,
    When the variable displacement hydraulic motor for traveling has a predetermined small tilt angle, a tilt angle for controlling to change the tilt angle of the variable displacement hydraulic pump to a predetermined tilt angle larger than a predetermined minimum tilt angle. Provide change control means,
    A traveling motor tilt angle switching device for controlling the tilt angle of the traveling variable displacement hydraulic motor, and a traveling speed for outputting a signal for determining the traveling speed of the traveling variable displacement hydraulic motor to the traveling motor displacement angle switching device. And selecting means ,
    The tilt angle change control means,
    Interlocking means for operating the pump tilt angle control device so that the tilt angle of the variable displacement hydraulic pump becomes the predetermined tilt angle in conjunction with the selection operation of the high speed running mode by the running speed selecting means. Oh it is,
    The traveling direction control valve has a center bypass passage,
    The driving means is
    A pressure generator that is provided downstream of the center bypass passage of the travel direction control valve and generates a pressure downstream of the travel direction control valve in accordance with the operation amount of the travel direction control valve, and a pressure generated by the pressure generator. A pressure sensor to be detected, a constant pressure source, a pilot line communicating the constant pressure source with the pump tilt angle control device, a proportional solenoid valve provided in the pilot line, and output from the pressure sensor. A controller including first output means for calculating a first target value for driving the proportional solenoid valve according to a signal and outputting a drive signal corresponding to the first target value to the proportional solenoid valve And
    The traveling speed selecting means,
    A constant pressure source capable of supplying a predetermined pressure; a pilot line for communicating the constant pressure source with the traveling motor tilt angle switching device; an electromagnetic switching valve provided in the pilot line; Any one of the two driving modes can be selected, and a driving speed switch that outputs a signal corresponding to the selected driving mode, a power supply connected to the driving speed switch, and a controller built in the controller. A second output means for judging a signal output from the traveling speed changeover switch and outputting a drive signal corresponding to the judgment result to the electromagnetic changeover valve; and a pilot pressure output from the electromagnetic changeover valve. Is output as a pilot signal that determines the traveling speed via a pilot pipe,
    The interlocking means is
    It is built in the controller, and determines whether or not the high-speed running mode is selected based on a signal output from the running speed changeover switch. When the determination result is the high-speed running mode, the signal output from the pressure sensor is corrected. to, the variable capacitive tilting angle of the hydraulic pump is hydraulic working machine you characterized in that the drive signal to be the predetermined tilt angle which is the third output means for outputting to the proportional solenoid valve hydraulic Drive.
  3. 上記走行用方向制御弁が操作されたことを検出する検出手段を備えるとともに、
    この検出手段で上記走行用方向制御弁が操作されたことが検出されたときのみ、上記傾転角変更制御手段による傾転角変更制御の実行を可能にする選択的実行手段を備えたことを特徴とする請求項1または2記載の油圧作業機の油圧駆動装置。
    Along with detecting means for detecting that the traveling direction control valve has been operated,
    Only when the detecting means detects that the traveling direction control valve has been operated, selective running means for enabling execution of the tilt angle change control by the tilt angle change control means is provided. The hydraulic drive device for a hydraulic working machine according to claim 1 or 2, wherein:
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