JP6525898B2 - Hydraulic drive of construction machine - Google Patents
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Description
本発明は、油圧ショベル等の建設機械の油圧駆動装置に係わり、特に、少なくとも2つの可変容量型の油圧ポンプを備え、そのうちの一方の油圧ポンプが少なくともトルク制御を行うポンプ制御装置(レギュレータ)を有し、他方がロードセンシング制御とトルク制御を行うポンプ制御装置(レギュレータ)を有する建設機械の油圧駆動装置に関する。 The present invention relates to a hydraulic drive system for a construction machine such as a hydraulic shovel, and more particularly to a pump control apparatus (regulator) including at least two variable displacement hydraulic pumps, one of which hydraulic pumps performs at least torque control. The present invention relates to a hydraulic drive system for a construction machine having a pump controller (regulator) having load sensing control and torque control.
油圧ショベル等の建設機械の油圧駆動装置においては、油圧ポンプの吐出圧が複数のアクチュエータの最高負荷圧より目標差圧だけ高くなるよう油圧ポンプの容量を制御することで油圧ポンプの流量を制御するレギュレータを備えたものが広く利用されており、この制御はロードセンシング制御と呼ばれている。特許文献1には、そのようなロードセンシング制御を行うレギュレータを備えた建設機械の油圧駆動装置において、2つの油圧ポンプを設け、2つの油圧ポンプのそれぞれでロードセンシング制御を行うようにした2ポンプロードセンシングシステムが記載されている。
In a hydraulic drive system of a construction machine such as a hydraulic shovel, the flow rate of the hydraulic pump is controlled by controlling the displacement of the hydraulic pump so that the discharge pressure of the hydraulic pump is higher than the maximum load pressure of the plurality of actuators by the target differential pressure. Those equipped with a regulator are widely used, and this control is called load sensing control. In
また、建設機械の油圧駆動装置のレギュレータでは、通常、油圧ポンプの吐出圧が高くなるにしたがって油圧ポンプの容量を減少させることで油圧ポンプの吸収トルクが原動機の定格出力トルクを超えないよう、トルク制御を行い、原動機がオーバトルクとなって停止すること(エンジンストール)を防止している。油圧駆動装置が2つの油圧ポンプを備える場合は、一方の油圧ポンプのレギュレータは自身の吐出圧だけでなく、他方の油圧ポンプの吸収トルクに係わるパラメータ取り込んでトルク制御を行い(全トルク制御)、原動機の停止防止と原動機の定格出力トルクの有効利用を図っている。 Also, in the regulator of the hydraulic drive system of the construction machine, the hydraulic pump's absorption torque usually does not exceed the rated output torque of the prime mover by decreasing the hydraulic pump's capacity as the discharge pressure of the hydraulic pump increases. Control is performed to prevent the engine from stopping due to overtorque (engine stall). When the hydraulic drive includes two hydraulic pumps, the regulator of one hydraulic pump performs torque control by taking in parameters relating to the absorption torque of the other hydraulic pump as well as its own discharge pressure (total torque control), We aim at prevention of stop of motor and effective use of rated output torque of motor.
例えば特許文献2では、一方の油圧ポンプの吐出圧を減圧弁を介して他方の油圧ポンプのレギュレータに導いて、全トルク制御を行っている。減圧弁の設定圧は一定であり、かつこの設定圧は他方の油圧ポンプのレギュレータのトルク制御の最大トルクを模擬した値に設定されている。これにより一方の油圧ポンプに係わるアクチュエータのみを駆動する作業では、一方の油圧ポンプが原動機の定格出力トルクのほぼ全てを有効に使用することができ、かつ他方の油圧ポンプに係わるアクチュエータを同時に駆動する複合操作の作業では、ポンプ全体の吸収トルクが原動機の定格出力トルクを超えず、原動機の停止を防止することができる。
For example, in
特許文献3では、2つの可変容量型の油圧ポンプに対して全トルク制御を行うために、メインとサブの2つの可変減圧弁を用い、メインの可変減圧弁の出力圧を他方の油圧ポンプのロードセンシング駆動圧によって可変にすることで、全トルク制御の制御精度を向上させている。また、他方の油圧ポンプのロードセンシング駆動圧をサブの可変減圧弁を介してメインの可変減圧弁に導き、サブの可変減圧弁の出力圧を他方の油圧ポンプの吐出圧によって可変にすることで、他方の油圧ポンプが最小容量にあるときの他方の油圧ポンプの吸収トルクの変化を模擬し、全トルク制御を精度良く行っている。
In
特許文献4では、2つの可変容量型の油圧ポンプに対して全トルク制御を行うために、他方の油圧ポンプの傾転角の変化に応じて補助ポンプの出力圧を変化させる可変リリーフ弁を設け、この可変リリーフ弁によって前記補助ポンプの吐出圧を変化させることで他方の油圧ポンプの傾転角を補助ポンプの吐出圧として検出し、その吐出圧を一方の油圧ポンプのレギュレータに導いている。 In patent document 4, in order to perform full torque control with respect to two variable displacement hydraulic pumps, the variable relief valve which changes the output pressure of an auxiliary pump according to the change of tilting angle of the other hydraulic pump is provided. By changing the discharge pressure of the auxiliary pump by this variable relief valve, the tilt angle of the other hydraulic pump is detected as the discharge pressure of the auxiliary pump, and the discharge pressure is led to the regulator of one hydraulic pump.
特許文献1に記載の2ポンプロードセンシングシステムに特許文献2に記載の全トルク制御の技術を組み込むことで、特許文献1に記載の2ポンプロードセンシングシステムにおいても全トルク制御を行うことができるようになる。しかし、特許文献2の全トルク制御においては、上述したように、減圧弁の設定圧は他方の油圧ポンプのトルク制御の最大トルクを模擬した一定の値に設定されている。このため、2つの油圧ポンプに係わるアクチュエータを同時に駆動する複合操作の作業で、他方の油圧ポンプがトルク制御の制限を受け、トルク制御の最大トルクで動作する運転状態にあるときは、原動機の定格出力トルクの有効利用を図ることができる。しかし、他方の油圧ポンプがトルク制御の制限を受けず、ロードセンシング制御によって容量制御を行う運転状態にあるときは、他方の油圧ポンプの吸収トルクがトルク制御の最大トルクよりも小さいにも係わらず、最大トルクを模擬した減圧弁の出力圧が一方の油圧ポンプのレギュレータに導かれ、一方の油圧ポンプの吸収トルクを必要以上に減少させるよう制御してしまう。このため全トルク制御を精度良く行うことができなかった。
By incorporating the technology of total torque control described in
特許文献3では、2つの可変容量型の油圧ポンプに対して全トルク制御を行うために、メインとサブの2つの可変減圧弁を用い、メインの可変減圧弁の出力圧を他方の油圧ポンプのロードセンシング駆動圧によって可変にするとともに、他方の油圧ポンプのロードセンシング駆動圧をサブの可変減圧弁を介してメインの可変減圧弁に導き、サブの可変減圧弁の出力圧を他方の油圧ポンプの吐出圧によって可変にすることで、全トルク制御の制御精度を向上させている。しかし、2つの可変減圧弁や他方の油圧ポンプのロードセンシング駆動圧を用いているため、回路構成が複雑になり装置も大型化してしまうという問題があった。特に、小型の油圧ショベルでかつ後端半径が小さい、いわゆる後方小旋回型の場合、油圧ポンプを格納するスペースが小さく、搭載が困難な場合があった。
In
特許文献4では、他方の油圧ポンプの傾転角を可変リリーフ弁により補助ポンプの吐出圧として検出し、その吐出圧を一方の油圧ポンプのレギュレータに導くことで、全トルク制御の精度を高めようとしている。しかし、一般的にポンプのトルクは吐出圧と容量の積、つまり(吐出圧×ポンプ容量)/2πで求められるのに対し、特許文献4では、一方の油圧ポンプの吐出圧を段付きピストンの2つのパイロット室の一方に導き、減圧弁の出力圧(他方の油圧ポンプの吐出量比例圧力)を段付きピストンの他方のパイロット室に導き、吐出圧と吐出量比例圧力との和を出力トルクのパラメータとして一方の油圧ポンプの容量を制御しているので、実際に使用されているトルクとの間に相当の誤差が生じてしまうという問題があった。 In Patent Document 4, the tilt angle of the other hydraulic pump is detected as the discharge pressure of the auxiliary pump by a variable relief valve, and the discharge pressure is introduced to the regulator of one hydraulic pump to improve the accuracy of the total torque control. And However, in general, the torque of the pump is determined by the product of the discharge pressure and the displacement, that is, (discharge pressure × pump volume) / 2π, whereas in Patent Document 4, the discharge pressure of one hydraulic pump is Lead to one of the two pilot chambers, guide the output pressure of the pressure reducing valve (proportional discharge pressure of the other hydraulic pump) to the other pilot chamber of the stepped piston, and sum the discharge pressure and discharge proportional pressure to the output torque Since the displacement of one hydraulic pump is controlled as the parameter of (1), there has been a problem that a considerable error occurs with the torque actually used.
本発明の目的は、一方の油圧ポンプが少なくともトルク制御を行うポンプ制御装置を有し、他方の油圧ポンプがロードセンシング制御とトルク制御を行う少なくとも2つの可変容量型の油圧ポンプを有する建設機械の油圧駆動装置において、他方の油圧ポンプの吸収トルクを簡単な構成で精度良く検出して一方の油圧ポンプ側にフィードバックすることで、全トルク制御を精度良く行い、原動機の定格出力トルクを有効利用することができる油圧駆動装置を提供することである。 An object of the present invention is a construction machine having a pump control device in which one hydraulic pump performs at least torque control, and another hydraulic pump having at least two variable displacement hydraulic pumps performing load sensing control and torque control. In the hydraulic drive system, the absorption torque of the other hydraulic pump is accurately detected with a simple configuration and fed back to one hydraulic pump side, thereby performing all torque control with high accuracy and effectively utilizing the rated output torque of the prime mover To provide a hydraulic drive that can
上記目的を達成するため、本発明は、原動機と、前記原動機により駆動される可変容量型の第1ポンプ装置と、前記原動機により駆動される可変容量型の第2ポンプ装置と、前記第1及び第2ポンプ装置により吐出された圧油により駆動される複数のアクチュエータと、前記第1及び第2ポンプ装置から前記複数のアクチュエータに供給される圧油の流量を制御する複数の流量制御弁と、前記複数の流量制御弁の前後差圧をそれぞれ制御する複数の圧力補償弁と、前記第1ポンプ装置の容量を制御することで吐出流量を制御する第1ポンプ制御装置と、前記第2ポンプ装置の容量を制御することで吐出流量を制御する第2ポンプ制御装置とを備え、前記第1ポンプ制御装置は、前記第1ポンプ装置の吐出圧と容量の少なくとも一方が増大し、前記第1ポンプ装置の吸収トルクが増大するとき、前記第1ポンプ装置の吸収トルクが第1最大トルクを超えないように前記第1ポンプ装置の容量を制御する第1トルク制御部を有し、前記第2ポンプ制御装置は、前記第2ポンプ装置の吐出圧と容量の少なくとも一方が増大し、前記第2ポンプ装置の吸収トルクが増大するとき、前記第2ポンプ装置の吸収トルクが第2最大トルクを超えないように前記第2ポンプ装置の容量を制御する第2トルク制御部と、前記第2ポンプ装置の吸収トルクが前記第2最大トルクよりも小さいとき、前記第2ポンプ装置の吐出圧が前記第2ポンプ装置により吐出された圧油により駆動されるアクチュエータの最高負荷圧より目標差圧だけ高くなるよう前記第2ポンプ装置の容量を制御するロードセンシング制御部とを有する建設機械の油圧駆動装置において、前記第2ポンプ装置に設けられ、前記第2ポンプ装置の容量に応じて設定を変化させ前記第2ポンプ装置の容量に応じた圧力を生成する可変弁装置と、前記第2ポンプ装置の吐出圧を検出する第1検出装置と、前記可変弁装置が生成した圧力を検出する第2検出装置と、比例電磁弁と、前記比例電磁弁の出力圧が導かれ、この出力圧の上昇によって前記第1ポンプ装置の容量を減少させるトルク制御ピストンと、前記第1検出装置により検出した前記第2ポンプ装置の吐出圧と前記第2検出装置により検出した前記可変弁装置の出力圧から前記第2ポンプ装置の吸収トルクを演算し、この第2ポンプ装置の吸収トルクに応じた駆動信号を前記比例電磁弁に出力する制御装置とを備え、前記比例電磁弁は、前記制御装置から出力された前記駆動信号によって動作して前記第2ポンプ装置の吸収トルクに応じた圧力を前記トルク制御ピストンに出力し、前記トルク制御ピストンは、前記第2ポンプ装置の吸収トルクに応じた圧力によって前記第1ポンプ装置の容量を制御することで、前記第2ポンプ装置の吸収トルク分、前記第1最大トルクを減少させるものとする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a motor, a variable displacement first pump device driven by the motor, a variable displacement second pump device driven by the motor, the first and the second A plurality of actuators driven by pressure oil discharged by a second pump device, a plurality of flow control valves controlling flow rates of pressure oil supplied from the first and second pump devices to the plurality of actuators, A plurality of pressure compensation valves for controlling the differential pressure of the plurality of flow control valves respectively, a first pump control device for controlling the discharge flow rate by controlling the capacity of the first pump device, and the second pump device comprising of a second pump control device for controlling the discharge flow rate by controlling the capacitance, the first pump controller, at least one of discharge pressure and capacity of the first pump unit is increased, A first torque control unit configured to control a capacity of the first pump device such that the absorption torque of the first pump device does not exceed a first maximum torque when the absorption torque of the first pump device increases; In the second pump control device, when at least one of the discharge pressure and the volume of the second pump device increases and the absorption torque of the second pump device increases, the absorption torque of the second pump device is the second maximum. A second torque control unit for controlling the displacement of the second pump device so as not to exceed the torque, and a discharge pressure of the second pump device when the absorption torque of the second pump device is smaller than the second maximum torque Load sensing for controlling the capacity of the second pump device such that the target differential pressure is higher than the maximum load pressure of the actuator driven by the pressure oil discharged by the second pump device In a hydraulic drive system for a construction machine having a control unit, provided in the second pump device, setting is changed according to the volume of the second pump device to generate a pressure according to the volume of the second pump device A variable valve device, a first detection device detecting a discharge pressure of the second pump device, a second detection device detecting a pressure generated by the variable valve device, a proportional solenoid valve, and an output of the proportional solenoid valve The pressure is introduced, and it is detected by the torque control piston which decreases the capacity of the first pump device by the increase of the output pressure, the discharge pressure of the second pump device detected by the first detection device, and the second detection device A controller for calculating an absorption torque of the second pump device from the output pressure of the variable valve device and outputting a drive signal corresponding to the absorption torque of the second pump device to the proportional solenoid valve; Example A solenoid valve operates according to the drive signal output from the control device to output a pressure according to the absorption torque of the second pump device to the torque control piston, and the torque control piston is the second pump The first maximum torque is reduced by the absorption torque of the second pump device by controlling the capacity of the first pump device by the pressure according to the absorption torque of the device.
以上のように構成した本発明において、制御装置は第1及び第2検出装置によって検出した第1ポンプ装置の吐出圧と可変弁装置の生成圧に基づいて第2ポンプ装置の吸収トルクを演算し、対応する駆動信号を比例電磁弁に出力する。比例電磁弁は制御装置が演算した第2ポンプ装置の吸収トルクに応じた圧力をトルク制御ピストンに出力する。これにより第2ポンプ装置の吸収トルクが増加して第2最大トルクに達するとき、トルク制御ピストンは第1ポンプ装置の第1最大トルクを第2ポンプ装置の吸収トルク分減少させる。また、第2ポンプ装置の吸収トルクが第2最大トルクよりも小さい場合も、トルク制御ピストンは第1ポンプ装置の第1最大トルクを第2ポンプ装置の吸収トルク分減少させる。これにより第1及び第2ポンプ装置に係わる複数のアクチュエータを同時に駆動する複合操作において、第2ポンプ装置がトルク制御の制限を受け、第2最大トルクで動作する運転状態にあるときは勿論のこと、第2ポンプ装置がトルク制御の制限を受けず、ロードセンシング制御によって容量制御を行う運転状態にある場合であっても、第1ポンプ装置の第1最大トルクが第2ポンプ装置の吸収トルク分減少するよう補正され、全トルク制御を精度良く行い、原動機の定格出力トルクを有効利用することができる。 In the present invention configured as described above, the control device calculates the absorption torque of the second pump device based on the discharge pressure of the first pump device detected by the first and second detection devices and the generated pressure of the variable valve device. , The corresponding drive signal is output to a proportional solenoid valve. The proportional solenoid valve outputs a pressure corresponding to the absorption torque of the second pump device calculated by the control device to the torque control piston. As a result, when the absorption torque of the second pump device increases and reaches the second maximum torque, the torque control piston decreases the first maximum torque of the first pump device by the absorption torque of the second pump device. Also, even when the absorption torque of the second pump device is smaller than the second maximum torque, the torque control piston reduces the first maximum torque of the first pump device by the absorption torque of the second pump device. In the combined operation of simultaneously driving a plurality of actuators related to the first and second pump devices by this, it goes without saying that the second pump device is limited in torque control and is in an operating state operated at the second maximum torque. The first maximum torque of the first pump device is equal to the absorption torque of the second pump device even when the second pump device is in an operation state where the capacity control is performed by load sensing control without being limited by the torque control. It is corrected to be reduced, the total torque control can be accurately performed, and the rated output torque of the prime mover can be used effectively.
また、可変弁装置を用いて第2ポンプ装置の容量に応じた圧力を生成し、制御装置により第2ポンプ装置の吐出圧と可変弁装置の生成圧に基づいて第2ポンプ装置の吸収トルクを演算し、演算した吸収トルクに応じた圧力を比例電磁弁からトルク制御ピストンに出力する構成であるため、回路構成が複雑にならず、第1及び第2ポンプ装置を含むポンプ装置部分を小型化することができる。このため小型の油圧ショベル(特に後端半径が小さい後方小旋回型)であっても、第1及び第2ポンプ装置を狭いスペースに容易に搭載することができる。 In addition, a variable valve device is used to generate a pressure corresponding to the capacity of the second pump device, and the control device is used to absorb the absorption torque of the second pump device based on the discharge pressure of the second pump device and the generated pressure of the variable valve device. Since the pressure according to the calculated and calculated absorption torque is output from the proportional solenoid valve to the torque control piston, the circuit configuration is not complicated, and the pump device portion including the first and second pump devices is miniaturized. can do. Therefore, even with a small hydraulic shovel (in particular, a small rear swing type with a small rear end radius), the first and second pump devices can be easily mounted in a narrow space.
本発明によれば、一方の油圧ポンプが少なくともトルク制御を行うポンプ制御装置を有し、他方の油圧ポンプがロードセンシング制御とトルク制御を行う少なくとも2つの可変容量型の油圧ポンプを有する建設機械の油圧駆動装置において、他方の油圧ポンプの吸収トルクを簡単な構成で精度良く検出して一方の油圧ポンプ側にフィードバックすることで、全トルク制御を精度良く行い、原動機の定格出力トルクを有効利用することができる。 According to the present invention, one of the hydraulic pumps has a pump control device that performs at least torque control, and the other hydraulic pump has at least two variable displacement hydraulic pumps that perform load sensing control and torque control. In the hydraulic drive system, the absorption torque of the other hydraulic pump is accurately detected with a simple configuration and fed back to one hydraulic pump side, thereby performing all torque control with high accuracy and effectively utilizing the rated output torque of the prime mover be able to.
以下、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
〜構成〜
図1は本発明の一実施の形態に係わる油圧ショベル(建設機械)の油圧駆動装置を示す図である。
~Constitution~
FIG. 1 is a view showing a hydraulic drive system of a hydraulic shovel (construction machine) according to an embodiment of the present invention.
図1において、本実施の形態の油圧駆動装置は、原動機(例えばディーゼルエンジン)1と、その原動機1によって駆動され、第1及び第2圧油供給路105,205に圧油を吐出する第1及び第2吐出ポート102a,102bを有するスプリットフロータイプの可変容量型メインポンプ102(第1ポンプ装置)と、原動機1によって駆動され、第3圧油供給路305に圧油を吐出する第3吐出ポート202aを有するシングルフロータイプの可変容量型メインポンプ202(第2ポンプ装置)と、メインポンプ102の第1及び第2吐出ポート102a,102b及びメインポンプ202の第3吐出ポート202aから吐出され、第1〜第3圧油供給路105,205,305を経由して供給される圧油により駆動される複数のアクチュエータ3a,3b,3c,3d,3e,3f,3g,3hと、第1〜第3圧油供給路105,205,305に接続され、メインポンプ102の第1及び第2吐出ポート102a,102b及びメインポンプ202の第3吐出ポート202aから複数のアクチュエータ3a〜3hに供給される圧油の流れを制御するコントロールバルブユニット104,204,304と、コントロールバルブユニット104とコントロールバルブユニット204の間に位置する中間ブロック59と、メインポンプ102の第1及び第2吐出ポート102a,102bの吐出流量を制御するレギュレータ112(第1ポンプ制御装置)と、メインポンプ202の第3吐出ポート202aの吐出流量を制御するレギュレータ212(第2ポンプ制御装置)とを備えている。
In FIG. 1, the hydraulic drive system according to the present embodiment is driven by a prime mover (for example, a diesel engine) 1 and the
コントロールバルブユニット104,204,304は、第1〜第3圧油供給路105,205,305に接続され、メインポンプ102の第1及び第2吐出ポート102a,102b、メインポンプ202の第3吐出ポート202aから複数のアクチュエータ3a〜3hに供給される圧油の流量を制御する複数の流量制御弁6a,6b,6c,6d,6e,6f,6g,6h,6i,6jと、複数の流量制御弁6a〜6jの前後差圧が目標差圧に等しくなるよう複数の流量制御弁6a〜6jの前後差圧をそれぞれ制御する複数の圧力補償弁7a,7b,7c,7d,7e,7f,7g,7h,7i,7jと、複数の流量制御弁6a〜6jのスプールと一緒にストロークし、各流量制御弁の切り換わりを検出するための複数の操作検出弁8a,8b,8c,8d,8e,8f,8g,8h,8i,8jと、第1圧油供給路105に接続され、第1圧油供給路105の圧力を設定圧力以上にならないように制御するメインリリーフ弁114と、第2圧油供給路205に接続され、第2圧油供給路205の圧力を設定圧力以上にならないように制御するメインリリーフ弁214と、第3圧油供給路305に接続され、第3圧油供給路305の圧力を設定圧力以上にならないように制御するメインリリーフ弁314と、第1圧油供給路105に接続され、第1圧油供給路105の圧力が第1吐出ポート102aから吐出される圧油によって駆動されるアクチュエータの最高負荷圧にバネの設定圧力(所定圧力)を加算した圧力(アンロード弁セット圧)よりも高くなると開状態になって第1圧油供給路105の圧油をタンクに戻すアンロード弁115と、第2圧油供給路205に接続され、第2圧油供給路205の圧力が第2吐出ポート102bから吐出される圧油によって駆動されるアクチュエータの最高負荷圧にバネの設定圧力(所定圧力)を加算した圧力(アンロード弁セット圧)よりも高くなると開状態になって第2圧油供給路205の圧油をタンクに戻すアンロード弁215と、第3圧油供給路305に接続され、第3圧油供給路305の圧力が第3吐出ポート202aから吐出される圧油によって駆動されるアクチュエータの最高負荷圧にバネの設定圧力(所定圧力)を加算した圧力(アンロード弁セット圧)よりも高くなると開状態になって第3圧油供給路305の圧油をタンクに戻すアンロード弁315とを備えている。
The control valve units 104, 204 and 304 are connected to the first to third pressure
コントロールバルブユニット104,204,304は、また、第1圧油供給路105に接続される流量制御弁6c,6d,6f,6i,6jの負荷ポートに接続され、アクチュエータ3a,3b,3c,3d,3fの最高負荷圧Plmax1を検出するシャトル弁9c,9d,9f,9i,9jを含む第1負荷圧検出回路131と、第2圧油供給路205に接続される流量制御弁6b,6e,6g,6hの負荷ポートに接続され、アクチュエータ3b,3e,3g,3hの最高負荷圧Plmax2を検出するシャトル弁9b,9e,9g,9hを含む第2負荷圧検出回路132と、第3圧油供給路305に接続される流量制御弁6aの負荷ポートに接続され、アクチュエータ3aの負荷圧(最高負荷圧)Plmax3を検出する第3負荷圧検出回路133と、第1圧油供給路105の圧力(第1吐出ポート102aの吐出圧)P1と第1負荷圧検出回路131によって検出された最高負荷圧Plmax1との差圧(LS差圧)を絶対圧Pls1として出力する差圧減圧弁111と、第2圧油供給路205の圧力(第2吐出ポート102bの吐出圧)P2と第2負荷圧検出回路132によって検出された最高負荷圧Plmax2との差圧(LS差圧)を絶対圧Pls2として出力する差圧減圧弁211と、第3圧油供給路305の圧力(第3吐出ポート202aの吐出圧)P3と第3負荷圧検出回路133によって検出された最高負荷圧Plmax3(第3圧油供給路305に接続されるアクチュエータ3aの負荷圧−図示の実施の形態ではブームシリンダ3aの負荷圧)との差圧(LS差圧)を絶対圧Pls3として出力する差圧減圧弁311とを備えている。
The control valve units 104, 204, 304 are also connected to load ports of flow control valves 6c, 6d, 6f, 6i, 6j connected to the first pressure
前述したアンロード弁115には、第1吐出ポート102aから吐出される圧油によって駆動されるアクチュエータの最高負荷圧として第1負荷圧検出回路131によって検出された最高負荷圧Plmax1が導かれ、前述したアンロード弁215には、第2吐出ポート102bから吐出される圧油によって駆動されるアクチュエータの最高負荷圧として第2負荷圧検出回路132によって検出された最高負荷圧Plmax2が導かれ、前述したアンロード弁315には、第3吐出ポート202aから吐出される圧油によって駆動されるアクチュエータの最高負荷圧として第3負荷圧検出回路133によって検出された最高負荷圧Plmax3が導かれる。
The highest load pressure Plmax1 detected by the first load
また、差圧減圧弁111が出力するLS差圧(絶対圧Pls1)は、第1圧油供給路105に接続された圧力補償弁7c,7d,7f,7i,7jとメインポンプ102のレギュレータ112に導かれ、差圧減圧弁211が出力するLS差圧(絶対圧Pls2)は、第2圧油供給路205に接続された圧力補償弁7b,7e,7g,7hとメインポンプ102のレギュレータ112に導かれ、差圧減圧弁311が出力するLS差圧(絶対圧Pls3)は、第3圧油供給路305に接続された圧力補償弁7aとメインポンプ202のレギュレータ212に導かれる。
Further, the LS differential pressure (absolute pressure Pls1) output by the differential pressure reducing valve 111 is the pressure compensating valves 7c, 7d, 7f, 7i, 7j connected to the first pressure
アクチュエータ3aは、流量制御弁6i及び圧力補償弁7iと第1圧油供給路105を介して第1吐出ポート102aに接続され、かつ流量制御弁6a及び圧力補償弁7aと第3圧油供給路305を介して第3吐出ポート202aに接続されている。アクチュエータ3aは、例えば油圧ショベルのブームを駆動するブームシリンダであり、流量制御弁6aはブームシリンダ3aのメイン駆動用であり、流量制御弁6iはブームシリンダ3aアシスト駆動用である。アクチュエータ3bは、流量制御弁6j及び圧力補償弁7jと第1圧油供給路105を介して第1吐出ポート102aに接続され、かつ流量制御弁6b及び圧力補償弁7bと第2圧油供給路205を介して第2吐出ポート102bに接続されている。アクチュエータ3bは、例えば油圧ショベルのアームを駆動するアームシリンダであり、流量制御弁6bはアームシリンダ3bのメイン駆動用であり、流量制御弁6jはアームシリンダ3bのアシスト駆動用である。
The
アクチュエータ3c,3d,3fはそれぞれ流量制御弁6c,6d,6f及び圧力補償弁7c,7d,7fと第1圧油供給路105を介して第1吐出ポート102aに接続され、アクチュエータ3g,3e,3hはそれぞれ流量制御弁6g,6e,6h及び圧力補償弁7g,7e,7hと第2圧油供給路205を介して第2吐出ポート102bに接続されている。アクチュエータ3c,3d,3fは、それぞれ、例えば油圧ショベルの上部旋回体を駆動する旋回モータ、バケットを駆動するバケットシリンダ、下部走行体の左側履帯を駆動する左走行モータである。アクチュエータ3g,3e,3hは、それぞれ、例えば油圧ショベルの下部走行体の右側履帯を駆動する右走行モータ、スイングポストを駆動するスイングシリンダ,ブレードを駆動するブレードシリンダである。
The
コントロールバルブユニット104,204,304と中間ブロック59は、上流側が絞り43を介してパイロット圧油供給路31b(後述)に接続され下流側が操作検出弁8a〜8jを介してタンクに接続された走行複合操作検出油路53と、この走行複合操作検出油路53によって生成される操作検出圧に基づいて切り換わる第1切換弁40,第2切換弁146及び第3切換弁246とを備えている。
The control valve units 104, 204, 304 and the
走行複合操作検出油路53は、左走行モータ3f及び/又は右走行モータ3gとその他のアクチュエータの少なくとも1つとを同時で駆動する走行複合操作でないときは、少なくとも操作検出弁8a〜8jのいずれかを介してタンクに連通することで油路の圧力がタンク圧となり、走行複合操作時は、操作検出弁8f,8gと、操作検出弁8a〜8jのいずれかがそれぞれ対応する流量制御弁と一緒にストロークしてタンクとの連通が遮断されることで操作検出圧(操作検出信号)を生成する。
The traveling combined operation detection oil passage 53 is at least one of the operation detecting valves 8a to 8j when the traveling combined operation for simultaneously driving the left traveling motor 3f and / or the
第1切換弁40は、走行複合操作でないときは、図示下側の第1位置(遮断位置)にあって、第1圧油供給路105と第2圧油供給路205の連通を遮断し、走行複合操作時に、走行複合操作検出油路53にて生成された操作検出圧によって図示上側の第2位置(連通位置)に切り替わって、第1圧油供給路105と第2圧油供給路205を連通させる。
When the first switching valve 40 is not in the traveling combined operation, it is in the first position (shutdown position) on the lower side in the drawing and blocks the communication between the first pressure
第2切換弁146は、走行複合操作でないときは、図示下側の第1位置にあって、タンク圧を第2負荷圧検出回路132の最下流のシャトル弁9hに導き、走行複合操作時に、走行複合操作検出油路53にて生成された操作検出圧によって図示上側の第2位置に切り替わって、第1負荷圧検出回路131によって検出された最高負荷圧Plmax1を第2負荷圧検出回路132の最下流のシャトル弁9hに導く。
The
第3切換弁246は、走行複合操作でないときは、図示下側の第1位置にあって、タンク圧を第1負荷圧検出回路131の最下流のシャトル弁9iに導き、走行複合操作時に、走行複合操作検出油路53にて生成された操作検出圧によって図示上側の第2位置に切り替わって、第2負荷圧検出回路132によって検出された最高負荷圧Plmax2を第1負荷圧検出回路131の最下流のシャトル弁9iに導く。
The third switching valve 246 is at the first position on the lower side in the drawing when it is not traveling combined operation, and guides the tank pressure to the most downstream shuttle valve 9i of the first load
また、本実施の形態における油圧駆動装置は、原動機1によって駆動される固定容量型のパイロットポンプ30と、パイロットポンプ30の圧油供給路31aに接続され、パイロットポンプ30の吐出流量を絶対圧Pgrとして検出する原動機回転数検出弁13と、原動機回転数検出弁13の下流側のパイロット圧油供給路31bに接続され、パイロット圧油供給路31bに一定のパイロット圧を生成するパイロットリリーフバルブ32と、パイロット圧油供給路31bに接続され、ゲートロックレバー24により下流側のパイロット圧油供給路31cをパイロット圧油供給路31bに接続するかタンクに接続するかを切り替えるゲートロック弁100と、ゲートロック弁100の下流側のパイロット圧油供給路31cに接続され、複数の流量制御弁6a,6b,6c,6d,6e,6f,6g,6hを制御するための操作パイロット圧を生成する複数のパイロットバルブ(減圧弁)を有する複数の操作装置122,123,124a,124b(図2)とを備えている。
The hydraulic drive system according to the present embodiment is connected to the fixed
原動機回転数検出弁13は、パイロットポンプ30の圧油供給路31aとパイロット圧油供給路31bとの間に接続された流量検出弁50と、その流量検出弁50の前後差圧を絶対圧Pgrとして出力する差圧減圧弁51とを有している。
The prime mover rotational
流量検出弁50は通過流量(パイロットポンプ30の吐出流量)が増大するにしたがって開口面積を大きくする可変絞り部50aを有している。パイロットポンプ30の吐出油は流量検出弁50の可変絞り部50aを通過してパイロット圧油供給路31b側へと流れる。このとき、流量検出弁50の可変絞り部50aには通過流量が増加するにしたがって大きくなる前後差圧が発生し、差圧減圧弁51はその前後差圧を絶対圧Pgrとして出力する。パイロットポンプ30の吐出流量は原動機1の回転数によって変化するため、可変絞り部50aの前後差圧を検出することにより、パイロットポンプ30の吐出流量を検出することができ、原動機1の回転数を検出することができる。
The flow
メインポンプ102のレギュレータ112は、差圧減圧弁111が出力するLS差圧(絶対圧Pls1)と差圧減圧弁211が出力するLS差圧(絶対圧Pls2)の低圧側を選択する低圧選択弁112aと、低圧選択されたLS差圧と原動機回転数検出弁13の出力圧(絶対圧)Pgrとの差圧により動作するLS制御弁112bであって、LS差圧>Pgrのときは入力側をパイロット圧油供給路31bに連通させて出力圧を上昇させ、LS差圧<Pgrのときは入力側をタンクに連通させて出力圧を減少させるLS制御弁112bと、LS制御弁112bの出力圧が導かれ、その出力圧の上昇によってメインポンプ102の傾転(容量)を減少させるLS制御ピストン112cと、メインポンプ102の第1及び第2圧油供給路105,205のそれぞれの圧力が導かれ、それらの圧力の上昇によってメインポンプ102の傾転(容量)を減少させるトルク制御(馬力制御)ピストン112e,112dと、メインポンプ202の吸収トルクに応じた圧力が導かれ、その圧力の上昇によってメインポンプ102の傾転(容量)を減少させるトルク制御(馬力制御)ピストン112fと、メインポンプ102が利用可能な最大トルクT12max(図5A参照)を設定するバネ112uとを備えている。
The regulator 112 of the
メインポンプ202のレギュレータ212は、差圧減圧弁311が出力するLS差圧(絶対圧Pls3)と原動機回転数検出弁13の出力圧(絶対圧)Pgrとの差圧により動作するLS制御弁212bであって、LS差圧>Pgrのときは、入力側をパイロット圧油供給路31bに連通させて出力圧を上昇させ、LS差圧<Pgrのときは、入力側をタンクに連通させて出力圧を減少させるLS制御弁212bと、LS制御弁212bの出力圧が導かれ、その出力圧の上昇によってメインポンプ202の傾転(容量)を減少させるLS制御ピストン212cと、メインポンプ202の第3圧油供給路305の圧力が導かれ、その圧力の上昇によってメインポンプ202の傾転(容量)を減少させるトルク制御(馬力制御)ピストン212dと、メインポンプ202が利用可能な最大トルクT3max(図5B参照)を設定するバネ212eとを備えている。
The
レギュレータ112の低圧選択弁112a、LS制御弁112b,LS制御ピストン112cは、第1及び第2吐出ポート102a,102bの吐出圧が、第1及び第2吐出ポート102a,102bから吐出される圧油によって駆動されるアクチュエータの最高負荷圧より目標差圧だけ高くなるようメインポンプ102の容量を制御する第1ロードセンシング制御部を構成する。レギュレータ212のLS制御弁212bとLS制御ピストン212cは、第3吐出ポート202aの吐出圧が、第3吐出ポート202aから吐出される圧油によって駆動されるアクチュエータの最高負荷圧より目標差圧だけ高くなるようメインポンプ202の容量を制御する第2ロードセンシング制御部を構成する。
The low pressure selection valve 112a, the LS control valve 112b, and the LS control piston 112c of the regulator 112 are pressure oil from which the discharge pressure of the first and second discharge ports 102a and 102b is discharged from the first and second discharge ports 102a and 102b. The first load sensing control unit is configured to control the displacement of the
また、レギュレータ112のトルク制御ピストン112d,112eとトルク制御ピストン112fとバネ112uは、第1吐出ポート102aの吐出圧と第2吐出ポート102bの吐出圧の平均圧力が高くなるにしたがってメインポンプ102の容量を減少させ、かつ第3吐出ポート202aの吐出圧が高くなるにしたがってメインポンプ102(第1ポンプ装置)の容量を減少させる第1トルク制御部を構成し、レギュレータ212のトルク制御ピストン212dとバネ212eは、第3吐出ポート202aの吐出圧が高くなるにしたがってメインポンプ202の容量を減少させる第2トルク制御部を構成する。
The torque control pistons 112d and 112e, the torque control piston 112f, and the spring 112u of the regulator 112 increase the average pressure of the discharge pressure of the first discharge port 102a and the discharge pressure of the second discharge port 102b. A first torque control unit is configured to reduce the displacement and reduce the displacement of the main pump 102 (first pump device) as the discharge pressure of the
図2は、上述した油圧駆動装置が搭載される油圧ショベルの外観を示す図である。 FIG. 2 is a view showing the appearance of a hydraulic shovel on which the above-described hydraulic drive system is mounted.
図2において、作業機械としてよく知られている油圧ショベルは、下部走行体101と、上部旋回体150と、スイング式のフロント作業機151を備え、フロント作業機151は、ブーム152、アーム153、バケット154から構成されている。上部旋回体150は下部走行体101に対して旋回モータ3cによって旋回可能である。上部旋回体150の前部にはスイングポスト103が取り付けられ、このスイングポスト103にフロント作業機151が上下動可能に取り付けられている。スイングポスト103はスイングシリンダ3eの伸縮により上部旋回体150に対して水平方向に回動可能であり、フロント作業機151のブーム152、アーム153、バケット154はブームシリンダ3a,アームシリンダ3b,バケットシリンダ3dの伸縮により上下方向に回動可能である。下部走行体101の中央フレームには、ブレードシリンダ3hの伸縮により上下動作を行うブレード106が取り付けられている。下部走行体101は、走行モータ3f,3gの回転により左右の履帯101a,101bを駆動することによって走行を行う。
In FIG. 2, the hydraulic shovel well-known as a work machine includes a
上部旋回体150には運転室108が設置され、運転室108内には、運転席121、フロント/旋回用の左右の操作装置122,123(図3では左側のみ図示)、走行用の操作装置124a,124b(図3では左側のみ図示)、図示しないスイング用の操作装置及びブレード用の操作装置、ゲートロックレバー24等が設けられている。操作装置122,123の操作レバーは中立位置から十字方向を基準とした任意の方向に操作可能であり、左側の操作装置122の操作レバーを前後方向に操作するとき、操作装置122は旋回用の操作装置として機能し、同操作装置122の操作レバーを左右方向に操作するとき、操作装置122はアーム用の操作装置として機能し、右側の操作装置123の操作レバーを前後方向に操作するとき、操作装置123はブーム用の操作装置として機能し、同操作装置123の操作レバーを左右方向に操作するとき、操作装置123はバケット用の操作装置として機能する。
A driver's
図1に戻り、本実施の形態の油圧駆動装置は、比例電磁弁61、可変減圧弁62(可変弁装置)、圧力センサ63(第1検出装置)、圧力センサ64(第2検出装置)及びコントローラ65(制御装置)を更に備えている。 Returning to FIG. 1, the hydraulic drive system according to the present embodiment includes a proportional solenoid valve 61, a variable pressure reducing valve 62 (variable valve device), a pressure sensor 63 (first detection device), a pressure sensor 64 (second detection device) The controller 65 (control device) is further provided.
比例電磁弁61は、入力側がパイロット圧油供給路31bとタンクに接続され、出力側がトルク制御ピストン112fに接続され、コントローラ65から出力される駆動信号によって動作してパイロット圧油供給路31bの圧力に基づいてメインポンプ202の吸収トルクに応じた圧力を生成し、その圧力をトルク制御ピストン112fに出力する。
The proportional solenoid valve 61 has an input side connected to the pilot pressure
可変減圧弁62は、入力側がパイロット圧油供給路31bとタンクに接続され、出力側が油路66に接続され、メインポンプ202の容量(傾転角)に応じてパイロット圧油供給路31bの圧力を減圧し、その減圧した圧力を油路66に出力する。
The variable pressure reducing valve 62 has an input side connected to the pilot pressure
圧力センサ63はメインポンプ202の第3圧油供給路305に接続され、第3圧油供給路305の圧力(メインポンプ202の吐出圧)を検出する。圧力センサ64は油路66に接続され、可変減圧弁62の出力圧を検出する。
The pressure sensor 63 is connected to the third pressure
コントローラ65は圧力センサ63,64の検出信号を入力し、圧力センサ63,64によって検出したメインポンプ202の吐出圧と可変減圧弁62の出力圧に基づいてメインポンプ202の吸収トルクを演算し、対応する駆動信号を比例電磁弁61に出力する。比例電磁弁61は、コントローラ65から出力される駆動信号によって動作し、コントローラ65が演算したメインポンプ202の吸収トルクに応じた圧力をトルク制御ピストン112fに出力する。
The
メインポンプ102,202は、それぞれ、可変容量部材102d,202dを備えた例えば斜板ポンプであり、可変容量部材102d,202dの傾転角が変化することによりポンプ容量を変化させる。
The
可変減圧弁62は、減圧方向に付勢する設定バネ62aと、この設定バネ62aの付勢力(バネ力)を変化させるピストン62bとを有し、ピストン62bはメインポンプ202の可変容量部材202dに当接し、可変容量部材202dの傾転角に応じて変位して設定バネ62aの付勢力を変化させる。可変減圧弁62は設定バネ62aの付勢力の変化に応じてパイロット圧油供給路31bの圧力を減圧する。
The variable pressure reducing valve 62 has a setting spring 62 a that biases in the pressure reducing direction, and a piston 62 b that changes the biasing force (spring force) of the setting spring 62 a. The piston 62 b corresponds to the variable displacement member 202 d of the
図3は、可変減圧弁62の減圧特性(メインポンプ202の容量(傾転角)と可変減圧弁62の出力圧との関係)を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing the pressure reduction characteristics of the variable pressure reducing valve 62 (the relationship between the volume (tilt angle) of the
メインポンプ102の可変容量部材202dの傾転角が最小であるとき、ピストン52bの変位は最小であり、設定バネ62aの付勢力も最小である。このとき可変減圧弁62の出力圧は最大である。可変容量部材202dの傾転角が増加するにしたがって、ピストン52bの変位も増加し、設定バネ62aの付勢力も増加する。これにより可変減圧弁62は設定バネ62aの付勢力に応じてパイロット圧油供給路31bの圧力を減圧し、可変減圧弁62の出力圧は図3に示すように可変容量部材202dの傾転角が増加するにしたがって低下するよう変化する。メインポンプ102の可変容量部材202dの傾転角が最大になると、ピストン52bの変位も最大となり、設定バネ62aの付勢力も最大となる。これにより可変減圧弁62の出力圧は最小となる。
When the tilt angle of the variable displacement member 202d of the
図4は、コントローラ65の演算内容を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing the calculation content of the
コントローラ65は、ポンプ容量変換ブロック65a、トルク演算ブロック65b、圧力変換ブロック65c及び電流変換ブロック65dを有している。
The
ポンプ容量変換ブロック65aは、圧力センサ63によって検出した可変減圧弁62の出力圧を、コントローラ65内に予め設定したテーブルデータを用いてメインポンプ202の容量に変換する。テーブルデータは図3に示した可変減圧弁62の減圧特性の逆特性を有している。
The pump
油圧ポンプの吸収トルクは以下の式で求められる。 The absorption torque of the hydraulic pump can be obtained by the following equation.
(吐出圧×ポンプ容量)/2π
トルク演算ブロック65bは、圧力センサ63によって検出したメインポンプ202の吐出圧とポンプ容量変換ブロック65aで求めたメインポンプ202の容量から上式によってメインポンプ202の吸収トルクを計算する。
(Discharge pressure × pump capacity) / 2π
The
圧力変換ブロック65cは、コントローラ65内に予め設定したテーブルデータを用い、トルク演算ブロック65bで求めた吸収トルク分、メインポンプ102を減トルク制御するのに必要な比例電磁弁61の出力圧(メインポンプ202の吸収トルク分をトルク制御ピストン112fによって減トルク制御するのに必要な圧力)に変換する。
The
電流変換ブロック65dは、圧力変換ブロック65cで求めた圧力を比例電磁弁61が出力するのに必要な電流値に変換し、コントローラ65はその電流値を駆動信号として比例電磁弁61に出力する。
The
比例電磁弁61の出力圧はメインポンプ102のトルク制御ピストン112fに導かれ、トルク制御ピストン112fは比例電磁弁61の出力圧(メインポンプ202の吸収トルクに応じた圧力)によってメインポンプ102の容量を制御することで、メインポンプ202の吸収トルク分、メインポンプ102が利用可能な最大トルクT12maxを減少させる。
The output pressure of the proportional solenoid valve 61 is guided to the torque control piston 112f of the
図5Aは、第1トルク制御部(トルク制御ピストン112d,112eとトルク制御ピストン112fとバネ112u)により得られるトルク制御特性と本実施の形態の効果を示す図である。図5A中、P12は、メインポンプ102の第1及び第2吐出ポート102a,102bの吐出圧P1,P2の合計P1+P2(メインポンプ102の吐出圧)であり、q12はメインポンプ102の斜板の傾転角(容量)であり、P12maxはメインリリーフ弁114,214によって得られるメインポンプ102の第1及び第2吐出ポート102a,102bの最高吐出圧の合計であり、q12maxはメインポンプ102の構造で決まる最大傾転角である。なお、メインポンプ102の吸収トルクは、メインポンプ102の吐出圧P12(P1+P2)と傾転角q12との積で表される。
FIG. 5A is a view showing the torque control characteristic obtained by the first torque control unit (torque control pistons 112 d and 112 e, the torque control piston 112 f, and the spring 112 u) and the effect of the present embodiment. In FIG. 5A, P12 is the sum P1 + P2 of the discharge pressures P1 and P2 of the first and second discharge ports 102a and 102b of the main pump 102 (discharge pressure of the main pump 102), and q12 is the swash plate of the
図5Aにおいて、メインポンプ102が利用可能な最大トルクはバネ112uによって、曲線502で示されるT12maxに設定されている。メインポンプ102から吐出される圧油によってアクチュエータが駆動され、メインポンプ102の吸収トルクが増加して最大トルクT12maxに達すると、メインポンプ102の吸収トルクがそれ以上増加しないようメインポンプ102の傾転角はレギュレータ112のトルク制御ピストン112d,112eによって制限される。例えば、メインポンプ102の傾転角が曲線502上のいずれかにある状態でメインポンプ102の吐出圧が上昇すると、トルク制御ピストン112d,112eはメインポンプ102の傾転角q12を曲線502に沿って減少させる。また、メインポンプ102の傾転角が曲線502上のいずれかにある状態でメインポンプ102の傾転角q12が増加しようとすると、トルク制御ピストン112d,112eはメインポンプ102の傾転角q12が曲線502上の傾転角に保持されるように制限する。図5A中、符号TEは原動機1の定格出力トルクTerateを示す曲線であり、最大トルクT12maxはTerateよりも小さい値に設定されている。このように最大トルクT12maxを設定し、メインポンプ102の吸収トルクが最大トルクT12maxを超えないように制限することで、原動機1の定格出力トルクTerateを最大限有効に利用しつつ、メインポンプ102がアクチュエータを駆動するときの原動機1の停止(エンジンストール)を防止することができる。
In FIG. 5A, the maximum torque available to the
図5Bは、第2トルク制御部(トルク制御ピストン212dとバネ212e)により得られるトルク制御特性を示す図である。図5B中、P3はメインポンプ202の吐出圧であり、q3はメインポンプ202の斜板の傾転角(容量)であり、P3maxはメインリリーフ弁314によって得られるメインポンプ202の最高吐出圧であり、q3maxはメインポンプ202の構造で決まる最大傾転角である。なお、メインポンプ202の吸収トルクは、メインポンプ202の吐出圧P3と傾転角q3との積で表される。
FIG. 5B is a view showing a torque control characteristic obtained by the second torque control unit (the torque control piston 212 d and the spring 212 e). In FIG. 5B, P3 is the discharge pressure of the
図5Bにおいて、メインポンプ202が利用可能な最大トルクはバネ212eによって、曲線602で示されるT3maxに設定されている。メインポンプ202から吐出される圧油によってアクチュエータが駆動され、メインポンプ202の吸収トルクが増加して最大トルクT3maxに達すると、図5Aのレギュレータ112の場合と同様、メインポンプ202の吸収トルクがそれ以上増加しないようメインポンプ202の傾転角はレギュレータ212のトルク制御ピストン212dによって制限される。
In FIG. 5B, the maximum torque available to the
図5Aにおいて矢印AR1,AR2は、トルク制御ピストン112fの効果を示している。メインポンプ202の吐出圧P3或いは容量が増大して吸収トルクが増加するとき、トルク制御ピストン112fは、図5Aに矢印AR1,AR2で示すように、バネ112uによって設定された最大トルクT12maxをメインポンプ202の吸収トルク分減少させる。これによりメインポンプ102に係わるアクチュエータとメインポンプ202に係わるアクチュエータを同時に駆動する複合操作時においても、メインポンプ102の吸収トルクが最大トルクT12maxを超えないように制御され(全トルク制御)、原動機1の停止(エンジンストール)を防止することができる。なお、図5A中、矢印AR1は、メインポンプ202(第2油圧ポンプ)がトルク制御の制限を受け、トルク制御の最大トルクT3maxで動作する場合のもの、矢印AR2は、メインポンプ202がトルク制御の制限を受けず、ロードセンシング制御によって容量制御を行う場合のものである。
Arrows AR1 and AR2 in FIG. 5A indicate the effects of the torque control piston 112f. When the discharge pressure P3 or the capacity of the
〜動作〜
次に、本実施の形態の動作を説明する。
~ Operation ~
Next, the operation of the present embodiment will be described.
(a)全ての操作レバーが中立の場合
全ての操作装置の操作レバーが中立なので、全ての流量制御弁6a〜6jが中立位置となる。全ての流量制御弁6a〜6jが中立位置なので、第1負荷圧検出回路131,第2負荷圧検出回路132,第3負荷圧検出回路133は、それぞれ、最高負荷圧Plmax1,Plmax2,Plmax3としてタンク圧を検出する。この最高負荷圧Plmax1,Plmax2,Plmax3は、それぞれ、アンロード弁115,215,315と差圧減圧弁111,211,311に導かれる。アンロード弁115,215,315は,それぞれ、第1、第2及び第3吐出ポート102a,102b,202aの圧力P1,P2,P3がタンク圧にアンロード弁115,215,315のそれぞれのバネの設定圧力を加算した圧力よりも高くなると開状態となり、圧油をタンクに戻す。アンロード弁115,215,315のバネの設定圧力をPunspとすると、Punspは目標LS差圧である原動機回転数検出弁13の出力圧Pgrよりも若干高く設定される(Punsp>Pgr)。
(A) When all the control levers are neutral Since the control levers of all the control devices are neutral, all the flow control valves 6a to 6j are in the neutral position. Since all of the flow control valves 6a to 6j are in the neutral position, the first load
差圧減圧弁111,211,311は、それぞれ、第1、第2及び第3圧油供給路105,205,305の圧力P1,P2,P3と最高負荷圧Plmax1,Plmax2,Plmax3(タンク圧)との差圧(LS差圧)を絶対圧Pls1,Pls2,Pls3として出力する。最高負荷圧Plmax1,Plmax2,Plmax3は上述したようにそれぞれタンク圧であるので、Pls1=Pls2=Pls3≒Punsp>Pgrとなる。LS差圧であるPls1,Pls2はレギュレータ112の低圧選択弁112aに導かれ、Pls3はレギュレータ212のLS制御弁212bに導かれる。
The differential
レギュレータ112において、低圧選択弁112aに導かれたLS差圧Pls1,Pls2はそれらの低圧側が選択され、LS制御弁112bに導かれる。このとき、Pls1,Pls2のいずれが選択されても、Pls1又はPls2>Pgrであるので、LS制御弁122bは図中で左方向に押されて右側の位置に切り換わり、パイロットリリーフバルブ32によって生成される一定のパイロット圧をLS制御ピストン112cに導く。LS制御ピストン112cにパイロット圧が導かれるので、メインポンプ102の容量は最小に保たれる。
In the regulator 112, the low pressure side of the LS differential pressures Pls1 and Pls2 led to the low pressure selection valve 112a is selected and led to the LS control valve 112b. At this time, even if Pls1 or Pls2 is selected, Pls1 or Pls2> Pgr, so the LS control valve 122b is pushed leftward in the figure and switched to the right position, and generated by the pilot relief valve 32. Constant pilot pressure to the LS control piston 112c. Since the pilot pressure is introduced to the LS control piston 112c, the displacement of the
一方、レギュレータ212のLS制御弁212bにLS差圧Pls3が導かれる。Pls3>Pgrであるので、LS制御弁212bは図中で右方向に押されて左側の位置に切り換わり,パイロットリリーフバルブ32によって生成される一定のパイロット圧をLS制御ピストン212cに導く。LS制御ピストン212cにパイロット圧が導かれるので、メインポンプ202の容量は最小に保たれる。
On the other hand, the LS differential pressure Pls3 is introduced to the LS control valve 212b of the
(b)ブームの単独操作
例えばブーム操作レバーをブームシリンダ3aが伸長する向き、つまりブーム上げ方向にフルに操作した場合、ブームシリンダ3a駆動用の流量制御弁6a,6iが図中で上方向に切り換わり、流量制御弁6a,6iのメータイン通路の開口面積は最大となる。
(B) Single operation of boom For example, when the boom control lever is fully operated in the direction in which the
ブームシリンダ3aのボトム側の負荷圧は第3負荷圧検出回路133によって最高負荷圧Plmax3として検出され、アンロード弁315と差圧減圧弁311に導かれる。最高負荷圧Plmax3がアンロード弁315に導かれることによって、アンロード弁315は第3圧油供給路305の圧油をタンクに排出する油路を遮断する。また、最高負荷圧Plmax3が差圧減圧弁311に導かれることによって、差圧減圧弁311は第3圧油供給路305の圧力P3と最高負荷圧Plmax3との差圧(LS差圧)を絶対圧Pls3として出力する。このPls3はLS制御弁212bに導かれる。LS制御弁212bは、目標LS差圧である原動機回転数検出弁13の出力圧Pgrと上記Pls3を比較する。
The load pressure on the bottom side of the
ブーム上げ起動時の操作レバー入力直後は、第3圧油供給路305の圧力とブームシリンダ3aの負荷圧はほぼ等しくLS差圧であるPls3はほぼ0であり、Pls3<Pgrであるので、LS制御弁212bは図中で左方向に切り換わり、LS制御ピストン212cの圧油をタンクに放出する。このためメインポンプ202の容量は増加し、それに伴ってメインポンプ202の吐出流量は増加してゆき、その流量増加はPls3=Pgrになるまで継続する。これによりブーム操作レバーの入力に応じた流量の圧油がブームシリンダ3aのボトム側に供給され、ブームシリンダ3aは伸長方向に駆動される。
Since the pressure in the third pressure
一方、ブームシリンダ3aのボトム側の負荷圧は第1負荷圧検出回路131によって最高負荷圧Plmax1として検出され、アンロード弁115と差圧減圧弁111に導かれる。最高負荷圧Plmax1がアンロード弁115に導かれることによって、アンロード弁115は第1圧油供給路105の圧油をタンクに排出する油路を遮断する。また、最高負荷圧Plmax1が差圧減圧弁111に導かれることによって、差圧減圧弁111は第1圧油供給路105の圧力P1と最高負荷圧Plmax1との差圧(LS差圧)を絶対圧Pls1として出力する。このPls1はレギュレータ112の低圧選択弁112aに導かれ、低圧選択弁112aによってPls1とPls2の低圧側が選択される。
On the other hand, the load pressure on the bottom side of the
ブーム上げ起動時の操作レバー入力直後は第1圧油供給路105の圧力とブームシリンダ3aの負荷圧はほぼ等しくLS差圧であるPls1はほぼ0であり、Pls2は操作レバーの中立時と同様、Pgrよりも大きな値に保たれている。よって、低圧選択弁112aはPls1を選択し、このPls1がLS制御弁112bに導かれる。LS制御弁112bは、目標LS差圧である原動機回転数検出弁13の出力圧PgrとPls1を比較し、Pls1<Pgrであるので、LS制御弁112bは図中で右方向に切り換わり、LS制御ピストン112cの圧油をタンクに放出する。このためメインポンプ102の容量は増加し、それに伴ってメインポンプ202の吐出流量は増加してゆき、その流量増加はPls1=Pgrになるまで継続する。これによりメインポンプ102の第1吐出ポート102aからブームシリンダ3aのボトム側にブーム操作レバーの入力に応じた流量の圧油が供給され、ブームシリンダ3aは、メインポンプ202の第3吐出ポート202aとメインポンプ102の第1吐出ポート102aからの合流した圧油により伸長方向に駆動される。
Immediately after the boom raising start, the pressure of the first pressure
このとき、第2圧油供給路205に、第1圧油供給路105に供給される圧油と同じ流量の圧油が供給されるが、その圧油は余剰流量としてアンロード弁215を介してタンクに戻される。
At this time, pressure oil having the same flow rate as the pressure oil supplied to the first pressure
また、コントローラ65は圧力センサ63,64によって検出したメインポンプ202の吐出圧と可変減圧弁62の出力圧に基づいてメインポンプ202の吸収トルクを演算し、対応する駆動信号を比例電磁弁61に出力する。比例電磁弁61はコントローラ65が演算したメインポンプ202の吸収トルクに応じた圧力をトルク制御ピストン112fに出力する。これによりメインポンプ202の吸収トルクが増加して図5BのT3maxに達するとき、トルク制御ピストン112fは、図5Aに矢印AR1で示すように、バネ112uによって設定された最大トルクT12maxをメインポンプ202の吸収トルク分減少させる。また、メインポンプ202の吸収トルクが図5BのT3maxよりも小さいT3gである場合も、トルク制御ピストン112fは、図5Aに矢印AR2で示すように、バネ112uによって設定された最大トルクT12maxをメインポンプ202の吸収トルク分減少させる。これによりブームシリンダ3aをメインポンプ102とメインポンプ202の両方の吐出流量によって駆動するとき、メインポンプ202がトルク制御の制限を受け、最大トルクT3maxで動作する運転状態にあるときは勿論のこと、メインポンプ202がトルク制御の制限を受けず、ロードセンシング制御によって容量制御を行う運転状態にある場合であっても、メインポンプ102の最大トルクT12maxがメインポンプ202の吸収トルク分減少するよう補正され、全トルク制御を精度良く行い、原動機の定格出力トルクを有効利用することができる。
The
(c)アームの単独操作
例えばアーム操作レバーをアームシリンダ3bが伸長する向き、つまりアームクラウド方向にフルに操作した場合、アームシリンダ3b駆動用の流量制御弁6b,6jが図中で下方向に切り換わり、流量制御弁6b,6jのメータイン通路の開口面積は最大となる。
(C) Independent operation of arm For example, when the arm control lever is fully extended in the direction in which the arm cylinder 3b extends, that is, in the arm cloud direction, the flow control valves 6b and 6j for driving the arm cylinder 3b move downward in the figure. The opening area of the meter-in passage of the flow control valves 6b and 6j is maximized.
アームシリンダ3bのボトム側の負荷圧は第1負荷圧検出回路131によって最高負荷圧Plmax1として検出され、アンロード弁115と差圧減圧弁111に導かれる。最高負荷圧Plmax1がアンロード弁115に導かれることによって、アンロード弁115は第1圧油供給路105の圧油をタンクに排出する油路を遮断する。また、最高負荷圧Plmax1が差圧減圧弁111に導かれることによって、LS差圧であるPls1がレギュレータ112の低圧選択弁112aに導かれる。
The load pressure on the bottom side of the arm cylinder 3 b is detected by the first load
一方、アームシリンダ3bのボトム側の負荷圧は第2負荷圧検出回路132によって最高負荷圧Plmax2として検出され、アンロード弁215と差圧減圧弁211に導かれる。最高負荷圧Plmax2がアンロード弁215に導かれることによって、アンロード弁215が第2圧油供給路205の圧油をタンクに排出する油路を遮断する。また、最高負荷圧Plmax2が差圧減圧弁211に導かれることによって、LS差圧であるPls2がレギュレータ112の低圧選択弁112aに導かれる。
On the other hand, the load pressure on the bottom side of the arm cylinder 3 b is detected by the second load
アームクラウド起動時の操作レバー入力直後は第1及び第2圧油供給路105,205の圧力はアームシリンダ3bの負荷圧にほぼ等しく、LS差圧であるPls1,Pls2は、共に、ほぼ0である。よって、低圧選択弁112aでは、Pls1とPls2のいずれかが低圧側として選択され、Pls1又はPls2<Pgrであるので、LS制御弁112bは図中で右方向に切り換わり、LS制御ピストン112cの圧油をタンクに放出する。このためメインポンプ102の容量は増加し、それに伴ってメインポンプ202の吐出流量は増加してゆき、その流量増加はPls1又はPls2=Pgrになるまで継続する。これによりメインポンプ102の第1及び第2吐出ポート102a,102bからアームシリンダ3bのボトム側にアーム操作レバーの入力に応じた流量の圧油が供給され、アームシリンダ3bは第1及び第2吐出ポート102a,102bからの合流した圧油により伸長方向に駆動される。
Immediately after the control lever input at arm cloud start-up, the pressure of the first and second pressure
また。このようにアームシリンダ3bをメインポンプ102の2つの吐出ポート102a,102bの吐出流量によって駆動するとき、メインポンプ102の吸収トルクは図5Aの最大トルクT12maxを超えないように制御され、アームシリンダ3bの負荷が増加した場合に原動機1の停止(エンジンストール)を防止することができる。
Also. Thus, when the arm cylinder 3b is driven by the discharge flow rates of the two discharge ports 102a and 102b of the
(d)ブームとアームの複合操作
ブームとアームの複合操作は例えば前述したブーム単独操作とアーム単独操作の組み合わせである。このときメインポンプ102のレギュレータ112においてLS制御弁12bはLS差圧Pls1とPls2の低圧側とPgrとのバランスで動作するため、ブームシリンダ3aの負荷圧がアームシリンダ3bの負荷圧よりも高く、Pls1<Pls2である場合はメインポンプ102の第1吐出ポート102aからブームシリンダ3aの負荷圧に応じた流量の圧油が吐出され、その圧油がブームシリンダ3aボトム側に供給され、アームシリンダ3bの負荷圧がブームシリンダ3aの負荷圧よりも高く、Pls1>Pls2である場合はメインポンプ102の第1吐出ポート102aからアームシリンダ3bの負荷圧に応じた流量の圧油が吐出され、その圧油がアームシリンダ3bのボトム側に供給される。
(D) Combined operation of boom and arm The combined operation of the boom and the arm is, for example, a combination of the boom independent operation and the arm independent operation described above. At this time, in the regulator 112 of the
これによりブームシリンダ3aの負荷圧がアームシリンダ3bの負荷圧よりも高い場合は、ブームシリンダ3aはメインポンプ202の第3吐出ポート202aとメインポンプ102の第1吐出ポート102aからの合流した圧油により伸長方向に駆動され、アームシリンダ3bはメインポンプ102の第2吐出ポート102bからの圧油により伸長方向に駆動される。アームシリンダ3bの負荷圧がブームシリンダ3aの負荷圧よりも高い場合は、ブームシリンダ3aはメインポンプ202の第3吐出ポート202aからの圧油により伸長方向に駆動され、アームシリンダ3bはメインポンプ102の第1及び第2吐出ポート102a,102bからの合流した圧油により伸長方向に駆動される。
Thus, when the load pressure of the
また、コントローラ65は圧力センサ63,64によって検出したメインポンプ202の吐出圧と可変減圧弁62の出力圧に基づいてメインポンプ202の吸収トルクを演算し、対応する駆動信号を比例電磁弁61に出力する。比例電磁弁61はコントローラ65が演算したメインポンプ202の吸収トルクに応じた圧力をトルク制御ピストン112fに出力する。これによりメインポンプ202の吸収トルクが増加して図5BのT3maxに達するとき、トルク制御ピストン112fは、図5Aに矢印AR1で示すように、バネ112uによって設定された最大トルクT12maxをメインポンプ202の吸収トルク分減少させる。また、メインポンプ202の吸収トルクが図5BのT3maxよりも小さいT3gである場合も、トルク制御ピストン112fは、図5Aに矢印AR2で示すように、バネ112uによって設定された最大トルクT12maxをメインポンプ202の吸収トルク分減少させる。これによりブームシリンダ3aとアームシリンダ3bを同時に駆動するとき、メインポンプ202がトルク制御の制限を受け、最大トルクT3maxで動作する運転状態にあるときは勿論のこと、メインポンプ202がトルク制御の制限を受けず、ロードセンシング制御によって容量制御を行う運転状態にある場合であっても、メインポンプ102の最大トルクT12maxがメインポンプ202の吸収トルク分減少するよう補正され、全トルク制御を精度良く行い、原動機の定格出力トルクを有効利用することができる。
The
〜効果〜
以上のように本実施の形態によれば、メインポンプ102とメインポンプ202に係わる複数のアクチュエータを同時に駆動する複合操作において、メインポンプ202がトルク制御の制限を受け、最大トルクT3maxで動作する運転状態にあるときは勿論のこと、メインポンプ202がトルク制御の制限を受けず、ロードセンシング制御によって容量制御を行う運転状態にある場合であっても、メインポンプ102の最大トルクT12maxがメインポンプ202の吸収トルク分減少するよう補正され、全トルク制御を精度良く行い、原動機の定格出力トルクを有効利用することができる。
~effect~
As described above, according to the present embodiment, in the combined operation in which the
また、可変減圧弁62を用いてメインポンプ202の容量に応じた圧力を生成し、コントローラ65によりメインポンプ202の吐出圧と可変減圧弁62の生成圧に基づいてメインポンプ202の吸収トルクを演算し、演算した吸収トルクに応じた圧力を比例電磁弁61からトルク制御ピストン112fに出力する。このように本実施の形態では、1つの比例電磁弁61を用いかつメインポンプ202の傾転角を油圧/電気的に検出する構成であるため、回路構成が複雑にならず、メインポンプ102,202を含むポンプ装置部分を小型化することができる。このため小型の油圧ショベル(特に後端半径が小さい後方小旋回型)であっても、ポンプ装置部分を狭いスペースに容易に搭載することができる。
The variable pressure reducing valve 62 is used to generate a pressure according to the volume of the
更に、本実施の形態においては、可変減圧弁62は減圧方向に付勢する設定バネ62aと、この設定バネ62aの付勢力を変化させるピストン62bとを有し、ピストン62bはメインポンプ202の可変容量部材202dに当接し、この可変容量部材202dの傾転角に応じて変位して設定バネ62aの付勢力を変化させ、可変減圧弁62は設定バネ62aの付勢力の変化に応じてパイロット圧油供給路31bの圧力を減圧して出力する構成とした。これにより油圧ポンプの傾転角を油圧的に検出するのに専用の補助ポンプを必要とせず、この点でも回路構成が簡素化される。
Furthermore, in the present embodiment, the variable pressure reducing valve 62 includes a setting spring 62a that biases the pressure reducing direction, and a piston 62b that changes the biasing force of the setting spring 62a. It abuts on the capacity member 202d and is displaced according to the tilt angle of the variable capacity member 202d to change the biasing force of the setting spring 62a, and the variable pressure reducing valve 62 changes the pilot pressure according to the variation of the biasing force of the setting spring 62a. The pressure of the
〜その他〜
以上の実施の形態では、建設機械が油圧ショベルである場合について説明したが、第1ポンプ制御装置が第1トルク制御部を有し、第2ポンプ制御装置が第2トルク制御部とロードセンシング制御部を有する油圧駆動装置を備えた建設機械であれば、ホイールショベル、油圧走行クレーン等、油圧ショベル以外の建設機械に本発明を適用してもよい。
~ Other ~
Although the above embodiment has described the case where the construction machine is a hydraulic shovel, the first pump control device has the first torque control unit, and the second pump control device has the second torque control unit and the load sensing control. The present invention may be applied to a construction machine other than a hydraulic shovel, such as a wheel shovel, a hydraulic traveling crane, etc., as long as the construction machine is equipped with a hydraulic drive device having a part.
また、上記実施の形態では、第1ポンプ装置がスプリットフロータイプの油圧ポンプである場合について説明したが、第1ポンプ装置はシングルフロータイプの油圧ポンプであっても良い。 Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where a 1st pump apparatus was a hydraulic pump of a split flow type, a 1st pump apparatus may be a hydraulic pump of a single flow type.
また、上記実施の形態のロードセンシングシステムは一例であり、ロードセンシングシステムは種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、ポンプ吐出圧と最高負荷圧を絶対圧として出力する差圧減圧弁を設け、その出力圧を圧力補償弁に導いて目標補償差圧を設定しかつLS制御弁に導き、ロードセンシング制御の目標差圧を設定したが、ポンプ吐出圧と最高負荷圧を別々の油路で圧力制御弁やLS制御弁に導くようにしてもよい。 Moreover, the load sensing system of the said embodiment is an example, and a load sensing system can be variously deformed. For example, in the above embodiment, a differential pressure reducing valve that outputs the pump discharge pressure and the maximum load pressure as absolute pressure is provided, the output pressure is introduced to the pressure compensating valve, and the target compensating differential pressure is set. Although the target differential pressure of the load sensing control is set by guiding, the pump discharge pressure and the maximum load pressure may be guided to the pressure control valve or the LS control valve through separate oil passages.
1 原動機
3a〜3h 複数のアクチュエータ
6a〜6j 流量制御弁
7a〜7j 圧力補償弁
9c〜9j シャトル弁
30 パイロットポンプ
61 比例電磁弁
62 可変減圧弁(可変弁装置)
62a 設定バネ
62b ピストン
63 圧力センサ(第1検出装置)
64 圧力センサ(第2検出装置)
65 コントローラ(制御装置)
65a ポンプ容量変換ブロック
65b トルク演算ブロック
65c 圧力変換ブロック
65d 電流変換ブロック
102 可変容量型のメインポンプ(第1ポンプ装置)
112 レギュレータ(第1ポンプ制御装置)
112b LS制御弁(第1ロードセンシング制御部)
112c LS制御ピストン(第1ロードセンシング制御部)
112d,112e,112f トルク制御ピストン(第1トルク制御部)
202 可変容量型のメインポンプ(第2ポンプ装置)
202a 第3吐出ポート
212 レギュレータ(第2ポンプ制御装置)
212b LS制御弁(第2ロードセンシング制御部)
212c LS制御ピストン(第2ロードセンシング制御部)
212d トルク制御ピストン(第2トルク制御部)
111,211,311 差圧減圧弁
104,204,304 コントロールバルブユニット
122,123,124a,124b 操作装置
131,132,133 第1,第2,第3負荷圧検出回路
1
62a setting spring 62b piston 63 pressure sensor (first detection device)
64 pressure sensor (second detector)
65 Controller (Control Device)
65a pump
112 Regulator (1st pump controller)
112b LS control valve (1st load sensing control unit)
112c LS control piston (1st load sensing control unit)
112d, 112e, 112f Torque control piston (first torque control unit)
202 Variable displacement main pump (second pump device)
202a
212b LS control valve (second load sensing control unit)
212c LS control piston (second load sensing control unit)
212d Torque control piston (second torque control unit)
111, 211, 311 Differential pressure reducing valve 104, 204, 304
Claims (2)
前記原動機により駆動される可変容量型の第1ポンプ装置と、
前記原動機により駆動される可変容量型の第2ポンプ装置と、
前記第1及び第2ポンプ装置により吐出された圧油により駆動される複数のアクチュエータと、
前記第1及び第2ポンプ装置から前記複数のアクチュエータに供給される圧油の流量を制御する複数の流量制御弁と、
前記複数の流量制御弁の前後差圧をそれぞれ制御する複数の圧力補償弁と、
前記第1ポンプ装置の容量を制御することで吐出流量を制御する第1ポンプ制御装置と、
前記第2ポンプ装置の容量を制御することで吐出流量を制御する第2ポンプ制御装置とを備え、
前記第1ポンプ制御装置は、前記第1ポンプ装置の吐出圧と容量の少なくとも一方が増大し、前記第1ポンプ装置の吸収トルクが増大するとき、前記第1ポンプ装置の吸収トルクが第1最大トルクを超えないように前記第1ポンプ装置の容量を制御する第1トルク制御部を有し、
前記第2ポンプ制御装置は、前記第2ポンプ装置の吐出圧と容量の少なくとも一方が増大し、前記第2ポンプ装置の吸収トルクが増大するとき、前記第2ポンプ装置の吸収トルクが第2最大トルクを超えないように前記第2ポンプ装置の容量を制御する第2トルク制御部と、前記第2ポンプ装置の吸収トルクが前記第2最大トルクよりも小さいとき、前記第2ポンプ装置の吐出圧が前記第2ポンプ装置により吐出された圧油により駆動されるアクチュエータの最高負荷圧より目標差圧だけ高くなるよう前記第2ポンプ装置の容量を制御するロードセンシング制御部とを有する建設機械の油圧駆動装置において、
前記第2ポンプ装置に設けられ、前記第2ポンプ装置の容量に応じて設定を変化させ前記第2ポンプ装置の容量に応じた圧力を生成する可変弁装置と、
前記第2ポンプ装置の吐出圧を検出する第1検出装置と、
前記可変弁装置が生成した圧力を検出する第2検出装置と、
比例電磁弁と、
前記比例電磁弁の出力圧が導かれ、この出力圧の上昇によって前記第1ポンプ装置の容量を減少させるトルク制御ピストンと、
前記第1検出装置により検出した前記第2ポンプ装置の吐出圧と前記第2検出装置により検出した前記可変弁装置の出力圧から前記第2ポンプ装置の吸収トルクを演算し、この第2ポンプ装置の吸収トルクに応じた駆動信号を前記比例電磁弁に出力する制御装置とを備え、
前記比例電磁弁は、前記制御装置から出力された前記駆動信号によって動作して前記第2ポンプ装置の吸収トルクに応じた圧力を前記トルク制御ピストンに出力し、
前記トルク制御ピストンは、前記第2ポンプ装置の吸収トルクに応じた圧力によって前記第1ポンプ装置の容量を制御することで、前記第2ポンプ装置の吸収トルク分、前記第1最大トルクを減少させることを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。 And a motor
A variable displacement first pump device driven by the prime mover;
A variable displacement second pump device driven by the prime mover;
A plurality of actuators driven by pressure oil discharged by the first and second pump devices;
A plurality of flow control valves for controlling the flow of pressure oil supplied from the first and second pump devices to the plurality of actuators;
A plurality of pressure compensation valves that respectively control the differential pressure of the plurality of flow control valves;
A first pump control device that controls a discharge flow rate by controlling a capacity of the first pump device;
And a second pump control device that controls the discharge flow rate by controlling the capacity of the second pump device.
In the first pump control device, when at least one of the discharge pressure and the volume of the first pump device increases and the absorption torque of the first pump device increases, the absorption torque of the first pump device is a first maximum. A first torque control unit for controlling the displacement of the first pump device so as not to exceed the torque;
In the second pump control device, when at least one of the discharge pressure and the volume of the second pump device increases and the absorption torque of the second pump device increases, the absorption torque of the second pump device is the second maximum. A second torque control unit for controlling the displacement of the second pump device so as not to exceed the torque, and a discharge pressure of the second pump device when the absorption torque of the second pump device is smaller than the second maximum torque And a load sensing control unit for controlling the capacity of the second pump device so that the target differential pressure is higher than the maximum load pressure of the actuator driven by the pressure oil discharged by the second pump device. In the drive,
A variable valve device which is provided in the second pump device and changes the setting according to the volume of the second pump device to generate a pressure according to the volume of the second pump device;
A first detection device that detects the discharge pressure of the second pump device;
A second detection device for detecting the pressure generated by the variable valve device;
Proportional solenoid valve,
A torque control piston for guiding the output pressure of the proportional solenoid valve and reducing the volume of the first pump device by the increase of the output pressure;
The absorption torque of the second pump device is calculated from the discharge pressure of the second pump device detected by the first detection device and the output pressure of the variable valve device detected by the second detection device, and this second pump device And a controller for outputting a drive signal corresponding to the absorption torque of
The proportional solenoid valve operates according to the drive signal output from the control device, and outputs a pressure corresponding to the absorption torque of the second pump device to the torque control piston.
The torque control piston reduces the first maximum torque by the absorption torque of the second pump device by controlling the capacity of the first pump device by the pressure according to the absorption torque of the second pump device. A hydraulic drive system for a construction machine characterized by
前記第2ポンプ装置は、傾転角が変化することで前記第2ポンプ装置の容量を変化させる可変容量部材を有し、
前記可変弁装置は、前記第2ポンプ装置の容量に応じて出力圧が可変となる可変減圧弁であり、
前記可変減圧弁は減圧方向に付勢する設定バネと、この設定バネの付勢力を変化させるピストンとを有し、前記ピストンは前記第2ポンプ装置の前記可変容量部材に当接し、この可変容量部材の傾転角に応じて変位して前記設定バネの付勢力を変化させ、前記可変減圧弁は前記設定バネの付勢力の変化に応じてパイロット圧油供給路の圧力を減圧し、その減圧した圧力を出力することを特徴とする建設機械の油圧駆動装置。 In the hydraulic drive system for a construction machine according to claim 1,
The second pump device has a variable displacement member that changes the displacement of the second pump device by changing the tilt angle.
The variable valve device is a variable pressure reducing valve whose output pressure is variable according to the capacity of the second pump device.
Said variable pressure reducing valve and a setting spring biasing the pressure reducing direction, and a piston for changing the urging force of the setting spring, said piston abutting said variable capacitance element of the second pump device, the variable displacement displaced in accordance with the tilt angle of the member to change the biasing force of the set spring, the variable pressure reducing valve reduces the pressure in the pressure of the pilot pressure oil supply path in response to changes in the biasing force of the set spring, the vacuum A hydraulic drive system for a construction machine, characterized in that the pressure is output.
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